(57)【要約】【課題】盤に収納された収納機器の振動を抑制する。【解決手段】収納機器２と、収納機器２が収納される機器収納部３ａを有する盤３と、を備える電力変換装置１である。機器収納部３ａの前面側に、収納機器２が搬入及び搬出される開口部を形成し、開口部の周縁に機器収納部３ａに収納された収納機器２を固定する固定部を設ける。機器収納部３ａの背面側の盤枠３ｂに支持板５及び補強板６を設ける。支持板５は、収納機器２の搬入に応じて弾性変形する弾性変形部５ｂを有し、機器収納部３ａに収納機器２を搬入した際、弾性変形部５ｂが弾性変形し、収納機器２を下方に押圧する。補強板６は、接触部６ａ及び支持板補強部６ｂを有し、機器収納部３ａに収納された収納機器２の背面に接触部６ａが当接することで補強板６が回動し、収納機器２実装時に支持板補強部６ｂが支持板５の弾性変形部５ｂの内側に嵌合する。【選択図】図１
2017131025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納機器を着脱可能に収納する機器収納部と、
前記機器収納部に前記収納機器を挿脱する開口部と、
前記開口部周縁に設けられ前記機器収納部に設けられた収納機器を固定する固定部と、
前記機器収納部の前記開口部と対向する端部に設けられ、前記収納機器の挿入に応じて弾性変形し、前記機器収納部に設けられた収納機器を下方に付勢する支持部と、
前記機器収納部の前記開口部と対向する端部に回転可能に設けられ、且つ、前記機器収納部に挿入される収納機器の挿入側端部が当接することで前記収納機器の挿入に応じて回動し、前記機器収納部に前記収納機器が設けられたときに前記支持部に接触した状態で設けられる補強部と、を有する
ことを特徴とする盤。
【請求項２】
前記支持部は、前記収納機器を付勢するばね部を有する断面く字状の板であり、
前記補強部は、前記収納機器の挿入側端部が当接する接触部と、前記支持部の弾性変形部に嵌合する嵌合部と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の盤。
【請求項３】
前記収納機器は、電力変換装置である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の盤。
【請求項４】
収納機器を着脱可能に収納する機器収納部と、前記機器収納部に前記収納機器を挿脱する開口部と、前記開口部周縁に設けられ前記機器収納部に設けられた収納機器を固定する固定部と、前記機器収納部の前記開口部と対向する端部に設けられ、前記機器収納部への収納機器の挿入に応じて弾性変形する断面く字状の支持部と、前記機器収納部の前記開口部と対向する端部に回転可能に設けられ、且つ、前記機器収納部に挿入される収納機器の挿入側端部が当接することで回動する補強部と、を有する盤における収納機器の固定方法であって、
前記開口部を介して前記機器収納部に前記収納機器が搬入され、
前記収納機器の搬入に応じて前記支持部が弾性変形することで当該支持部により前記収納機器が下方に付勢され、さらに前記収納機器の搬入に応じて前記補強部が回動することで当該補強部の端部が前記支持部の弾性変形部に嵌合され、
前記機器収納部に収納された収納機器の端部が前記固定部に固定される
ことを特徴とする収納機器の固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収納機器を着脱可能に設ける盤に関する。特に、盤における収納機器の固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
盤に収納機器を着脱可能に設ける装置として、例えば、電力変換装置の盤がある。電力変換装置の盤では、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子やコンデンサ等を搭載した収納機器（ユニット）が盤内に収納される。このような盤において、フロントメンテナンス等の理由から、収納機器は、盤の前面から挿脱されるとともに、盤に設けられた収納機器は、収納機器前面においてボルト等で固定される。つまり、盤に実装された収納機器には、収納機器の背面側からアクセスできない構造となっていることがある。
【０００３】
図６に示すように、従来技術に係る電力変換装置７では、収納機器８の前面に固定部８ａ、８ｂを設け、この固定部８ａ，８ｂをボルトで盤（図示せず）に固定し、収納機器８が盤に固定される。このように、収納機器８の前面のみをボルトで固定した場合、収納機器８の背面側が大きく振動しやすい構造となる。そこで、図７（ａ），（ｂ）に示すように、従来技術に係る電力変換装置７においては、収納機器８の挿入側端部にスリット８ｃを形成したレール８ｄを設け、このスリット８ｃに嵌合する凸形状部材９を盤の収納機器８の背面側と対向する面を設けている。つまり、図７（ｂ）に示すように、収納機器８側のスリット８ｃに盤側の凸形状部材９を嵌合させて、収納機器８の背面側の浮き上がりや、盤の輸送時に発生する収納機器８の振動を抑制及び防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４２１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、収納機器側のレールと盤側の凸形状部材との嵌合部は、収納機器が実装可能なように、ある程度のクリアランスが設けられている。つまり、クリアランスを設けることで、部品加工公差や組立時寸法公差によって部品位置関係がずれたとしても、収納機器が実装可能となっている。
【０００６】
そのため、盤内に実装した収納機器に外力が加わり、収納機器が振動した際に、クリアランス分の変位で振動してしまい、場合によっては共振して収納機器内部の電気部品（例えば、ＩＧＢＴやコンデンサ等）が破損してしまうおそれがある。
【０００７】
特許文献１のように車輪受けや固定座によって収納機器（電気機器）の背面側の防振を行う場合も同様に、配電盤の組立精度により固定座が正確に嵌合せず隙間ができてしまった場合は、収納機器の背面における振動を防止できないおそれがある。この寸法のクリアランスによる耐振動性の低下は、盤及び収納機器を高精度に製造することで解消できるものであるが、高精度の加工は、コストが高くなるおそれがある。
【０００８】
また、車輪受けによって収納機器の車輪を盤に形成された段差に落とし込むことで、収納機器を引き出す際に大きな力が必要となり、操作性が悪くなるおそれがある。特に、収納機器が重量物の場合、操作性の悪化が顕著になる。これに対して、車輪を落とし込む溝傾斜角度を可変な構造とすることで、収納機器の操作性の悪化を抑制することができるが、溝傾斜角度を可変とすることで配電盤構造が複雑となり、コストが高くなる要因となるおそれがある。
【０００９】
上記事情に鑑み、本発明は、盤に収納された収納機器の振動を抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の盤の一態様は、収納機器を着脱可能に収納する機器収納部と、前記機器収納部に前記収納機器を挿脱する開口部と、前記開口部周縁に設けられ前記機器収納部に設けられた収納機器を固定する固定部と、前記機器収納部の前記開口部と対向する端部に設けられ、前記収納機器の挿入に応じて弾性変形し、前記機器収納部に設けられた収納機器を下方に付勢する支持部と、前記機器収納部の前記開口部と対向する端部に回転可能に設けられ、且つ、前記機器収納部に挿入される収納機器の挿入側端部が当接することで前記収納機器の挿入に応じて回動し、前記機器収納部に前記収納機器が設けられたときに前記支持部に接触した状態で設けられる補強部と、を有することを特徴としている。
【００１１】
また、上記目的を達成する本発明の収納機器の固定方法の一態様は、収納機器を着脱可能に収納する機器収納部と、前記機器収納部に前記収納機器を挿脱する開口部と、前記開口部周縁に設けられ前記機器収納部に設けられた収納機器を固定する固定部と、前記機器収納部の前記開口部と対向する端部に設けられ、前記機器収納部への収納機器の挿入に応じて弾性変形する断面く字状の支持部と、前記機器収納部の前記開口部と対向する端部に回転可能に設けられ、且つ、前記機器収納部に挿入される収納機器の挿入側端部が当接することで回動する補強部と、を有する盤における収納機器の固定方法であって、前記開口部を介して前記機器収納部に前記収納機器が搬入され、前記収納機器の搬入に応じて前記支持部が弾性変形することで当該支持部により前記収納機器が下方に付勢され、さらに前記収納機器の搬入に応じて前記補強部が回動することで当該補強部の端部が前記支持部の弾性変形部に嵌合され、前記機器収納部に収納された収納機器の端部が前記固定部に固定されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
以上の発明によれば、盤に収納された収納機器の振動が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る盤構造を説明する説明図である。
【図２】（ａ）弾性変形前の支持板の断面図、（ｂ）弾性変形後の支持板の断面図である。
【図３】補強板の断面図である。
【図４】収納機器が盤に固定された状態を説明する説明図である。
【図５】盤に固定された収納機器において振動により生じる力の伝達方向を説明する説明図である。
【図６】従来技術に係る盤に収納される収納機器の斜視図である。
【図７】（ａ）従来技術に係る収納機器の挿入側下端部の拡大図（凸形状部材が挿入されていない状態）、（ｂ）従来技術に係る収納機器の挿入側下端部の拡大図（凸形状部材が挿入された状態）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態に係る盤及び収納機器の固定方法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施形態の説明では、盤の具体例として電力変換装置を例示するが、本発明の盤は、実施形態に限定されるものではなく、例えば、開閉器盤等の盤に収納機器を収納する装置に適用することができる。また、実施形態の説明では、盤の前面から収納機器を取付け及び取り外しを行う電力変換装置について説明するが、盤の前面だけでなく、背面等一方側から収納機器を取付け及び取り外しを行う盤に適用することができる。
【００１５】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る電力変換装置１は、収納機器２と、収納機器２が収納される盤３と、を有する。
【００１６】
収納機器２は、例えば、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子やコンデンサ等を搭載したユニットである。
【００１７】
盤３は、収納機器２を収納する機器収納部３ａを有する筐体や枠体である。機器収納部３ａの下部には、収納機器２が摺動可能なレール４が設けられており、レール４に沿って収納機器２が盤３内に搬入（及び盤３から搬出）される。図示省略しているが、機器収納部３ａの前面側（すなわち、図中左側）には、収納機器２が搬入及び搬出される開口部が形成され、この開口部の周縁には機器収納部３ａに収納された収納機器２を固定する固定部が設けられる。また、機器収納部３ａの背面側（すなわち、図中右側）の盤枠３ｂには、支持板５及び補強板６が設けられる。
【００１８】
支持板５は、板金等で製作された弾性の高い部材であり、盤３に収納機器２が備えられたときに、収納機器２を押さえつけることが可能な位置に固定される。例えば、支持板５は、機器収納部３ａの背面側の盤枠３ｂであって、機器収納部３ａに収納された収納機器２の上方に固定される。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、支持板５は、盤３に固定される取付部５ａと、収納機器２の搬入に応じて弾性変形する弾性変形部５ｂと、を有する。弾性変形部５ｂは、例えば、板を断面く字状となるように折り曲げて形成される。
【００２０】
図２（ｂ）に示すように、盤３の機器収納部３ａに収納機器２を搬入した際、弾性変形部５ｂが弾性変形し、さらに弾性変形部５ｂの下端部５ｃ（ばね部）が撓むことで、収納機器２が下方に押圧される。したがって、図１に示すように、支持板５の下端と収納機器２の天面との距離ｄは、想定される寸法公差以上となっている。つまり、収納機器２の上端部が弾性変形部５ｂの下端部５ｃ（ばね部）に必ず接触して支持板５が収納機器２を押圧するように、加工公差、組立公差等の寸法公差を考慮した位置に支持板５が取り付けられる。なお、図２（ａ），（ｂ）に示すように、弾性変形部５ｂの内側面積Ａは、弾性変形部５ｂが弾性変形することで減少することとなる。
【００２１】
補強板６は、機器収納部３ａの背面側の盤枠３ｂに回転可能に支持される。すなわち、図３に示すように、補強板６は、接触部６ａ及び支持板補強部６ｂを有し、支持点６ｃにて回転可能に支持される。接触部６ａは、機器収納部３ａに収納された収納機器２の背面に当接する部位である。また、支持板補強部６ｂは、機器収納部３ａに収納機器２が設けられた際に、支持板５の弾性変形部５ｂに嵌合する部位である。したがって、支持板補強部６ｂの断面形状は、支持板５の弾性変形部５ｂの断面形状に合わせた形状に形成される。そして、支持板補強部６ｂは、収納機器２実装時に補強板６の姿勢によらず支持板５の弾性変形部５ｂの内側に接することとなる。
【００２２】
図４を参照して、本発明の実施形態に係る電力変換装置１における収納機器２の取付動作について説明する。
【００２３】
まず、電力変換装置１の盤３の機器収納部３ａに形成されたレール４に沿って機器収納部３ａに収納機器２を搬入すると、収納機器２の搬入にしたがって、収納機器２の背面側上端部が支持板５の下端部５ｃを上方に押し上げ、支持板５が弾性変形するとともに支持板５の下端部５ｃが撓むこととなる。その結果、収納機器２の背面側端部は、支持板５により下方に付勢される。また、収納機器２の背面側上端部が支持板５に接触した後、さらに収納機器２を押し込むと、収納機器２の背面により補強板６の接触部６ａが押され、補強板６が支持点６ｃを中心に回動する。その結果、補強板６の支持板補強部６ｂが支持板５の弾性変形部５ｂの内側に嵌合する。これにより、支持板５の弾性変形部５ｂはこれ以上垂直方向に圧縮されなくなり、支持板５により収納機器２の垂直方向が固定される。
【００２４】
そして、機器収納部３ａに収納機器２が収納された後、ボルト等により盤３の前面に設けられた固定部に収納機器２の前面が固定される。
【００２５】
図５に示すように、盤３に実装された収納機器２に垂直方向の振動が加わった場合、収納機器２前面はボルト等により強固に固定されていることから、収納機器２の背面側が最も振動することとなる。例えば、振動により支持板５に対してＦ1の力が作用した場合、Ｆ1の力を受けた支持板５は撓もうとするが、支持板５の弾性変形部５ｂに支持板補強部６ｂが嵌合していることで、弾性変形部５ｂの弾性変形が妨げられる。また、補強板６の支持板補強部６ｂには、支持板５からＦ2の力がかかる。Ｆ2の力は、補強板６を支持点６ｃを中心に回転させる方向の力であり、補強板６が支持点６ｃを中心に回転することで、Ｆ2の力が収納機器２を前面に押す力（Ｆ3）へと変換される。収納機器２の前面（すなわち、図中点線で囲んだ部分）はボルトで強固に固定されているため、この固定部においてＦ3の力に対する反力が生じ、結果として、収納機器２の垂直方向の振動が抑制される。
【００２６】
以上のような、本発明の実施形態に係る盤３及び収納機器２の固定方法によれば、支持板５の弾性変形により収納機器２を押さえつけた状態で固定することができる。その結果、確実に収納機器２背面側の揺れを抑えることができる。
【００２７】
また、補強板６によって最終的に支持板５の剛性を高めて収納機器２を保持するため、支持板５自体の剛性を低く抑えることができる。これにより収納機器２搬入時に支持板５の弾性変形部５ｂを屈曲させるために必要な力を少なくできる。つまり、収納機器２の搬入時には、小さな力しか必要としないため、容易に収納機器２を盤３に実装・引き出すことができ、実装・引き出し時の操作性が向上する。
【００２８】
また、支持板５に弾性変形部５ｂを持たせることで、収納機器２側、盤３側の部品公差や組立公差を吸収でき、公差が広い場合でも容易に収納機器２の防振性を高めて、盤３に収納機器２を固定することができる。また、公差の許容範囲を広くすることができるため、高精度に盤枠３ｂ等を製作する必要がなくなり、盤３のコストを低減することができる。
【００２９】
また、収納機器２搬入完了時に、支持板５の弾性変形部５ｂに補強板６の支持板補強部６ｂが嵌合することで、支持板５の弾性変形部５ｂの剛性を高くすることができる。その結果、収納機器２の実装後は、収納機器２の背面側がしっかり固定されることとなり、収納機器２の防振性を高めることができる。
【００３０】
つまり、支持板５のみで収納機器２を固定する場合、収納機器２の組み込み性を高めるために支持板５の剛性が低く抑えられることとなるが、支持板５の剛性が低いと大きな振動が加わったときに変形するおそれがある。また、支持板５の剛性が低いと、比較的低周波で共振現象がおこるおそれがある。これに対して、補強板６を追加することで、収納機器２実装時に支持板５の剛性を高めることができ、共振周波数を、輸送振動等で問題となる低周波数帯域から高周波数帯域に移動させることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…電力変換装置
２…収納機器
３…盤
３ａ…機器収納部、３ｂ…盤枠
４…レール
５…支持板（支持部）
５ａ…取付部、５ｂ…弾性変形部、５ｃ…下端部（ばね部）
６…補強板（補強部）
６ａ…接触部、６ｂ…支持板補強部（嵌合部）、６ｃ…支持点
７…電力変換装置
８…収納機器
８ａ，８ｂ…固定部、８ｃ…スリット、８ｄ…レール
９…凸形状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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