(57)【要約】【課題】電気部品の耐振動性を向上する。【解決手段】電解コンデンサ１を、固定バンド２を介して基板３に取り付けた電気部品の取付構造である。電解コンデンサ１に固定された固定バンド２を、基板３に螺設する際に、固定バンド２の取付部２ｆの上下面にスライド部５を設ける。スライド部５は、転動体６と、転動体６を保持する保持器７と、転動体６と取付部２ｆとの間に設けられる軌道板８とにより構成される。取付部２ｆに形成されるねじ孔２ｇの孔径及び軌道板８に形成されるねじ孔８ｂの孔径を、ねじ４の軸径よりも大きく形成し、基板３の電解コンデンサ１取付面に対して水平方向に移動可能な状態で、電解コンデンサ１を基板３上に固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブスバーに接続される端子を有する電気部品の取付構造であって、
前記電気部品が取り付けられる被取付部と、
前記電気部品の一端部に固定される電気部品固定部と、前記被取付部に螺設される取付部と、を有する固定部と、
前記取付部と前記被取付部との間に設けられる第１転動体と、前記第１転動体を回転可能に支持する第１保持部と、前記第１転動体と前記取付部との間に設けられる第１軌道板と、を有する第１スライド部と、
前記取付部の前記第１スライド部が設けられた面の反対側の面に設けられる第２転動体と、前記第２転動体を回転可能に支持する第２保持部と、前記第２転動体と前記取付部との間に設けられる第２軌道板と、を有する第２スライド部と、
を備えてなることを特徴とする電気部品の取付構造。
【請求項２】
前記ブスバーに複数の電気部品が接続された
ことを特徴とする請求項１に記載の電気部品の取付構造。
【請求項３】
ブスバーに接続される端子を有する電気部品の取付構造であって、
前記電気部品が固定される電気部品ホルダと、
前記電気部品ホルダが螺設される被取付部と、
前記電気部品ホルダと前記被取付部との間に設けられる第１転動体と、前記第１転動体を回転可能に支持する第１保持部と、前記第１転動体と前記電気部品ホルダとの間に設けられる第１軌道板と、を有する第１スライド部と、
前記電気部品ホルダの前記第１スライド部が設けられた面の反対側の面に設けられる第２転動体と、前記第２転動体を回転可能に支持する第２保持部と、前記第２転動体と前記電気部品ホルダとの間に設けられる第２軌道板と、を有する第２スライド部と、
を備えてなることを特徴とする電気部品の取付構造。
【請求項４】
前記電気部品はコンデンサである
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気部品の取付構造。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電気部品の取付構造を有する電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動、衝撃の影響を緩和する電気部品の取付構造及び電力変換装置に関する。特に、複数の電解コンデンサを備えた電力変換装置における電解コンデンサの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータドライブ装置や電気自動車などに用いられる電気部品では、振動、衝撃の影響を緩和する電気部品の取付構造が提案されている（例えば、特許文献１）。例えば、モータドライブ装置や電気自動車などでは、図７に示すような交流電力を直流電力に変換し、さらに交流電力に変換する電力変換装置が用いられる。このような電力変換装置では、電力変換装置の直流平滑回路として電解コンデンサが多く用いられている。
【０００３】
電解コンデンサは、ユニットや盤などの筐体に取り付けて固定されることが多く、従来技術に係る電力変換装置では、電解コンデンサは、固定バンドで基板（筐体に相当）に固定されている（例えば、特許文献１の図４参照）。固定バンドは、電解コンデンサを保持するリング状の締付リング部と電解コンデンサを筐体に取り付けるＬ字型取付部とを有し、電解コンデンサの一端部に締付リング部を固定し、さらにＬ字型取付部を筐体に螺設することで、電解コンデンサが筐体に固定される。また、電解コンデンサの他端部には端子が設けられており、端子にブスバー（銅バー）を接続することで、電解コンデンサがブスバーに固定されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７５４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電解コンデンサなどの電気部品に振動や衝撃が伝達して電気部品の接続部に応力が作用すると、電気部品の接続部が破損するおそれがある。
【０００６】
例えば、図７に示したような電力変換装置に振動が発生した場合、振動がブスバー及び筐体から電解コンデンサへ伝わることとなる。そして、固定バンドのＬ字型取付部に応力が集中し、結果応力に耐えきれずＬ字型取付部が破損してしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、特許文献１では、締付リング部にゴム板を設けたり、電解コンデンサをゴム板に押圧したりして、ゴム板により電解コンデンサの固定及び制振を行っている。しかし、一般的にゴムは劣化が起こり易く、ゴムが劣化した場合、電解コンデンサの固定ができず、制振作用が損なわれるおそれがある。また、ゴムの劣化により電解コンデンサの固定・制振機能が損なわれることで、電力変換装置の振動による応力が電解コンデンサの端子または端子に接続されるブスバーに集中すると、端子またはブスバーが破損するおそれがある。
【０００８】
さらに、１枚のゴム板で複数の電解コンデンサの固定・制振を行うと、劣化したゴム板を交換する場合、劣化がゴム板の一部であってもゴム板を丸ごと取り換える必要があり、すべての電解コンデンサを外さなければ、ゴム板を取換えることができず、ゴム板交換時の作業は容易ではない。
【０００９】
上記事情に鑑み、本発明は、電気部品の耐振動性の向上に貢献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電気部品の取付構造の一態様は、ブスバーに接続される端子を有する電気部品の取付構造であって、前記電気部品が取り付けられる被取付部と、前記電気部品の一端部に固定される電気部品固定部と、前記被取付部に螺設される取付部と、を有する固定部と、前記取付部と前記被取付部との間に設けられる第１転動体と、前記第１転動体を回転可能に支持する第１保持部と、前記第１転動体と前記取付部との間に設けられる第１軌道板と、を有する第１スライド部と、前記取付部の前記第１スライド部が設けられた面の反対側の面に設けられる第２転動体と、前記第２転動体を回転可能に支持する第２保持部と、前記第２転動体と前記取付部との間に設けられる第２軌道板と、を有する第２スライド部と、を備えてな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電気部品の取付構造の他の態様は、ブスバーに接続される端子を有する電気部品の取付構造であって、前記電気部品が固定される電気部品ホルダと、前記電気部品ホルダが螺設される被取付部と、前記電気部品ホルダと前記被取付部との間に設けられる第１転動体と、前記第１転動体を回転可能に支持する第１保持部と、前記第１転動体と前記電気部品ホルダとの間に設けられる第１軌道板と、を有する第１スライド部と、前記電気部品ホルダの前記第１スライド部が設けられた面の反対側の面に設けられる第２転動体と、前記第２転動体を回転可能に支持する第２保持部と、前記第２転動体と前記電気部品ホルダとの間に設けられる第２軌道板と、を有する第２スライド部と、を備えてなることを特徴としている。
【００１２】
また、上記目的を達成する本発明の電力変換装置は、上記の電気部品の取付構造を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
以上の発明によれば、電気部品の耐振動性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施例に係る電気部品の取付構造を示す斜視図である。
【図２】固定バンドを基板に取り付ける前の斜視図である。
【図３】固定バンドにおけるＬ字型取付部の拡大側面図である。
【図４】（ａ）スライド部の斜視図、（ｂ）スライド部の側面図、（ｃ）スライド部の上面図である。
【図５】基板及びブスバーに固定された電解コンデンサの側面図である。
【図６】（ａ）本発明の第２実施例に係る電気部品の取付構造を示す斜視図、（ｂ）同電気部品の取付構造を示す側面図、（ｃ）同電気部品の取付構造におけるコンデンサホルダの固定部の拡大側面図である。
【図７】電力変換装置の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係る電気部品の取付構造及び電力変換装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施形態の説明において、便宜上、電解コンデンサが設けられる基板面を上面として説明するが、上下方向は本発明をなんら限定するものではない。
【００１６】
［第１実施例］
図１は、本発明の第１実施例として、図７に示すような電力変換装置において平滑コンデンサとして設けられる電解コンデンサ１を、固定バンド２を介して基板３に取り付けた取付構造を示している。
【００１７】
電解コンデンサ１は、外周面１ａが円筒面をなす円柱形に構成されており、一方の端面１ｂに一対の端子１ｃが設けられている。また、電解コンデンサ１の他方の端面１ｄは、単純な平坦面をなしている。電解コンデンサ１の端子１ｃにはブスバー（図示せず）が接続される。なお、図１では、１個の電解コンデンサ１が図示されているが、実際には、必要な容量に応じて複数の電解コンデンサ１が基板３上に並べて設けられる。
【００１８】
固定バンド２は、電解コンデンサ１の平坦面をなしている側の端部（すなわち、基板３側の端部）に設けられる。固定バンド２は、電解コンデンサ１を保持するリング状の締付リング部２ａと、電解コンデンサ１を基板３に取り付けるＬ字型取付部２ｂと、を有する。
【００１９】
図２に示すように、締付リング部２ａは、帯状金属板を環状に湾曲させたものであり、帯状金属板の両端に設けられたフランジ部２ｃには、ボルト（図示せず）が挿通される小孔２ｄが形成されている。この一対の小孔２ｄにボルトを貫通してナット（図示せず）に螺合するとフランジ部２ｃ間が締め付けられ、その結果として、締付リング部２ａが電解コンデンサ１を締め付けて固定バンド２が電解コンデンサ１に固定される。
【００２０】
Ｌ字型取付部２ｂは、締付リング部２ａの下端から基板３方向に延在する脚部２ｅと、脚部２ｅの下端部から電解コンデンサ１の径方向に突出した取付部２ｆとを有する。取付部２ｆには、取付部２ｆを基板３に螺設するねじ４の軸が挿通されるねじ孔２ｇが形成される。ねじ孔２ｇの孔径は、ねじ４の軸径よりも大きく形成されており、ねじ４の軸は遊びがある状態でねじ孔２ｇに貫通される。なお、図２の例では、対向する一対のＬ字型取付部２ｂが設けられた例を示しているが、Ｌ字型取付部２ｂは、電解コンデンサ１を基板３上に固定可能であれば、１つまたは３つ以上設けてもよい。また、Ｌ字型取付部２ｂの間には、固定バンド２の取付状態での姿勢を安定させるための補助脚２ｈが設けられている。
【００２１】
図３に示すように、Ｌ字型取付部２ｂを基板３に螺設するとき、一対のスライド部５で取付部２ｆが挟持される。すなわち、一対のスライド部５が取付部２ｆを挟持した状態でＬ字型取付部２ｂが基板３に螺設される。
【００２２】
図３，４に示すように、スライド部５は、転動体６と、転動体６を保持する保持器７と、転動体６と取付部２ｆとの間に設けられる軌道板８と、により構成される。
【００２３】
転動体６は、例えば、金属製の小球であり、保持器７と軌道板８に支持される。
【００２４】
保持器７は、転動体６の直径よりも薄い円板状の部材であり、転動体６を回転可能に支持可能な支持孔７ａを複数有する。保持器７の中央部には、取付部２ｆを螺設するねじ４の軸が挿通されるねじ孔７ｂが形成され、このねじ孔７ｂを囲むように支持孔７ａが形成される。
【００２５】
軌道板８は、転動体６に接触して設けられる円板状の部材である。軌道板８の転動体６と接触する面には、転動体６が回転移動した際に軌道板８から転動体６が脱落することを防止する円形の溝８ａが形成される。この溝８ａの溝幅を転動体６の直径より大きく形成すると、軌道板８および取付部２ｆはＸＹ方向（つまり、基板３面と水平方向）の可動範囲を得ることとなる。なお、軌道板８の中央部には、取付部２ｆを螺設するねじ４の軸が挿通されるねじ孔８ｂが形成され、このねじ孔８ｂの周に沿って溝８ａが形成されることとなる。また、ねじ孔８ｂの孔径は、ねじ４の軸径よりも大きく形成されており、ねじ４の軸は遊びがある状態でねじ孔８ｂに貫通される。
【００２６】
電解コンデンサ１を基板３に取り付ける際、まず、電解コンデンサ１の外周面１ａに固定バンド２の締付リング部２ａを嵌めこみ、フランジ部２ｃをボルトとナットで締め付ける。このようにして、電解コンデンサ１の端部に固定バンド２が強固に固定される。
【００２７】
次に、固定バンド２の取付部２ｆの上面と下面にスライド部５を設け、スライド部５に挟持された取付部２ｆをねじ４で基板３上に固定する。このようにして、電解コンデンサ１が固定バンド２を介して基板３上に固定されることとなる。電解コンデンサ１を基板３上に固定した際、取付部２ｆに形成されたねじ孔２ｇとねじ４の軸との間、及び軌道板８に形成されたねじ孔８ｂとねじ４の軸との間には遊びがある。したがって、電解コンデンサ１は、基板３の電解コンデンサ１の取付面と水平方向に対して僅かな可動域を有する状態で基板３上に固定されることとなる。
【００２８】
図５に基づいて、本発明の第１実施例に係る電気部品の取付構造の作用効果について説明する。
【００２９】
電解コンデンサ１の上部は、端子１ｃに接続されるブスバー９に固定され、電解コンデンサ１の下部は、固定バンド２を介して基板３に固定される。振動はブスバー９を介して電解コンデンサ１の上部を振動させ、また基板３を介して電解コンデンサ１の下部を振動させる。この上部と下部の振動の振幅の差によって固定バンド２のＬ字型取付部２ｂに応力が集中し、Ｌ字型取付部２ｂが破損するおそれがある。
【００３０】
具体的に説明すると、ブスバー９は、電解コンデンサ１と他の電気部品（ＩＧＢＴなど）とを接続している。一般的に、電解コンデンサ１の重量と比べて他の電気部品側の重量は総じて重くなる。また、電解コンデンサ１の上部とブスバー９は直接固定されているため剛性が高い。これに対して、電解コンデンサ１の下部と基板３とは、固定バンド２を介して間接的に固定されているため剛性が低くなる。このような電解コンデンサ１の上部と下部における接続部の剛性の違いや、電解コンデンサ１と他の電気部品間の重量の違いから、電解コンデンサ１の上部と下部に生じる振動の振幅に差が生じることとなる。この振幅の差により、固定バンド２のＬ字型取付部２ｂに応力が集中することで、Ｌ字型取付部２ｂが破損するおそれが生じる。
【００３１】
そこで、本発明の第１実施例に係る電気部品の取付構造では、電解コンデンサ１を基板３に取り付ける際に、固定バンド２の取付部２ｆをスライド部５で挟持して基板３に螺設する。この構造により、スライド部５の転動体６が回転することで、電解コンデンサ１が基板３の取付面に対して水平方向（ＸＹ軸面）に移動可能な状態で、基板３に電解コンデンサ１が固定される。その結果、電解コンデンサ１に水平方向の振動が加わり、上部・下部で振動差が発生した場合、転動体６が回転することで、電解コンデンサ１が下部振動から隔離され、電解コンデンサ１及び固定バンド２はブスバー９と同期して振動する。これにより、Ｌ字型取付部２ｂに発生する応力を低減することができる。
【００３２】
以上のような本発明の第１実施例に係る電気部品の取付構造によれば、電解コンデンサ１を僅かな可動域を有する状態で固定することで、外部からの振動に対して電解コンデンサ１を振動に追従して移動させることができ、固定バンド２に加わる力を低減することができる。その結果、振動による電解コンデンサ１の固定部の破損を防止することができ、電解コンデンサ１を備えた電力変換装置の品質が向上する。
【００３３】
また、金属により形成されたスライド部５（すなわち、転動体６、保持器７及び軌道板８）を介して取付部２ｆを基板３に固定することで、ゴムのような劣化しやすい部材を設けた場合と比較して製品寿命が長くなる。つまり、電解コンデンサ１の長期的な耐振動性が向上する。また、メンテナンス時や異常が発生した電解コンデンサ１を交換する場合、対象となる固定バンド２を交換するだけでよいので、交換作業の短縮、作業効率が向上する。
【００３４】
［第２実施例］
図６を参照して、本発明の第２実施例に係る電気部品の取付構造について詳細に説明する。第２実施例に係る電気部品の取付構造は、複数の電解コンデンサ１をコンデンサホルダ１０に固定し、コンデンサホルダ１０を基板３に固定する際に、コンデンサホルダ１０と基板３との固定部にスライド部５を設けたものである。したがって、第１実施例に係る電気部品の取付構造と同様の構成については同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３５】
電解コンデンサ１は、固定バンド２を介してコンデンサホルダ１０に固定される。つまり、電解コンデンサ１の外周面１ａに固定バンド２の締付リング部２ａを嵌めこみ、フランジ部２ｃをボルトとナットで締め付けて、電解コンデンサ１の端部に固定バンド２を固定する。そして、ねじ１１により固定バンド２の取付部２ｆをコンデンサホルダ１０に螺設する。なお、第２実施例において、取付部２ｆに形成されるねじ孔（図示せず）の孔径は、ねじ１１の軸径とほぼ同じ大きさに形成されることとなる。
【００３６】
コンデンサホルダ１０は、複数の電解コンデンサ１が固定される板状の部材である。コンデンサホルダ１０は、ねじ１２により基板３に螺設される。このとき、コンデンサホルダ１０と基板３との間、及びコンデンサホルダ１０とねじ１２の頭部との間には、スライド部５が設けられる。すなわち、コンデンサホルダ１０は、軌道板８、保持器７及び転動体６を介して基板３上に設けられる。なお、ねじ１２は、実施例１のねじ４に相当する。
【００３７】
以上のような、本発明の第２実施例に係る電気部品の取付構造によれば、使用するスライド部５の数を低減しつつ、第１実施例に係る電気部品の取付構造の有する効果と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
つまり、第１実施例に係る電気部品の取付構造と比較して、各電解コンデンサ１にスライド部５を設ける必要がないので、複数の電解コンデンサ１を固定する際の部品点数の増加を抑制し、電解コンデンサ１を取り付ける（または、交換する）際の作業効率を向上することができる。
【００３９】
以上、この発明の一実施例を詳細に説明したが、この発明は図示の実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施例では、基板３に固定された直流平滑用の電解コンデンサ１を例示しているが、電気部品は電解コンデンサに限定されるものではなく、交流フィルタ用のコンデンサであってもよい。また、ブスバーとその他の被取付部（基板や筐体など）に固定する部品であれば、リアクトルなどの他の電気部品であってもよい。
【００４０】
また、本発明の電気部品の取付構造が適用される装置は、図７に示した電力変換装置に限定されず、他の回路構成を有する電力変換装置及び、その他電気部品を有する装置であれば様々な回路構成を有する装置に適用することができる。
【００４１】
また、第２実施例に係る取付構造におけるコンデンサホルダには、コンデンサだけでなく、リアクトルなどの他の電気部品を設けることもできる。
【符号の説明】
【００４２】
１…電解コンデンサ（電気部品）
１ａ…外周面、１ｂ，１ｄ…端面、１ｃ…端子
２…固定バンド（固定部）
２ａ…締付リング部（電気部品固定部）、２ｂ…Ｌ字型取付部、２ｃ…フランジ部
２ｄ…小孔、２ｅ…脚部、２ｆ…取付部、２ｇ…ねじ孔、２ｈ…補助脚
３…基板（被取付部）
４，１１，１２…ねじ
５…スライド部
６…転動体
７…保持器
７ａ…支持孔、７ｂ…ねじ孔
８…軌道板
８ａ…溝、８ｂ…ねじ孔
９…ブスバー
１０…コンデンサホルダ（電気部品ホルダ）
【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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