JP2016220458A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の小型化を図ること。【解決手段】各種の素子が実装された複数の基板３０を備えた電力変換装置において、一端部４１１及び他端部４１２に端子処理が施された平板状の接続用板状体４０を備え、基板３０は、自身に形成された挿入口３５ａに接続用板状体４０の端部が挿入することで接続用板状体４０と基板３０に実装された素子とを電気的に接続させるコネクタ部３５を有しており、接続用板状体４０は、一端部４１１が基板３０のうちいずれかの第１基板３０のコネクタ部３５の挿入口３５ａに挿入されることで第１基板３０に実装された素子と電気的に接続されるとともに、他端部４１２が基板３０のうちいずれかの第２基板３０のコネクタ部３５の挿入口３５ａに挿入されることで第２基板３０に実装された素子と電気的に接続されることで、第１基板３０の素子と第２基板３０の素子とを電気的に接続させるものである。【選択図】図２

Description

本発明は、電力変換装置に関し、より詳細には、各種の素子が実装された複数の基板を備えた電力変換装置に関するものである。

一般的に、商用の交流電源等から交流電圧を、任意の周波数及び電圧に変換して出力することにより負荷を駆動する電力変換装置（インバータ装置）が知られている。

このような電力変換装置においては、装置の小型化を図るべく、所望の周波数及び電圧の交流電圧を出力する主回路部に商用電源からの交流電圧を入力するための入力端子台と、モータ等の負荷に対して所望の交流電圧を出力する出力端子台とを樹脂モールドにより一体成型したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−９６５３号公報

ところで、上記特許文献１に提案されている電力変換装置においても、上記主回路部が実装された主回路基板の他に、与えられた指令に応じて主回路部の動作を制御する素子が実装された制御基板等の複数の基板が設けられており、これら複数の基板間においてはハーネス等の配線で通電接続が行われている。

そのため、各基板においては配線を避けるための切欠や配線を撓ませて収納するスペース等を必要とし、結果的に装置の小型化を阻害する虞れがあった。

本発明は、上記実情に鑑みて、装置の小型化を図ることができる電力変換装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る電力変換装置は、各種の素子が実装された複数の基板を備えた電力変換装置において、一端部及び他端部に端子処理が施された平板状の接続用板状体を備え、前記基板は、自身に形成された挿入口に前記接続用板状体の端部が挿入することで該接続用板状体と該基板に実装された素子とを電気的に接続させるコネクタ部を有しており、前記接続用板状体は、一端部が前記基板のうちいずれかの第１基板のコネクタ部の挿入口に挿入されることで該第１基板に実装された素子と電気的に接続されるとともに、他端部が前記基板のうちいずれかの第２基板のコネクタ部の挿入口に挿入されることで該第２基板に実装された素子と電気的に接続されることで、前記第１基板の素子と前記第２基板の素子とを電気的に接続させることを特徴とする。

また本発明は、上記電力変換装置において、前記接続用板状体は、各端部が前記挿入口に挿入された状態で前記コネクタ部に保持されることを特徴とする。

また本発明は、上記電力変換装置において、前記接続用板状体は、前記第１基板及び前記第２基板に対して直交する態様で保持されることを特徴とする。

本発明によれば、一端部及び他端部に端子処理が施された接続用板状体が、対象となる２つの基板の各コネクタ部の挿入口に挿入されることで各基板に実装された各素子を電気的に接続するので、従来のようにハーネス等の配線を必要としない。そのため、各基板においては配線を避けるための切欠等や配線を撓んだ状態で収納するスペース等が不要となり、結果的に基板の小型化を図ることができる。従って、装置の小型化を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態である電力変換装置を模式的に示す斜視図である。 図２は、図１に示した電力変換装置の縦断面図である。 図３は、図２に示した接続用板状体の構成を示す説明図である。 図４は、図２に示した基板の構成を示す説明図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る電力変換装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態である電力変換装置を模式的に示す斜視図であり、図２は、図１に示した電力変換装置の縦断面図である。ここで例示する電力変換装置は、商用電源から供給される交流電圧を所望の周波数・振幅に変換した後にモータ等の負荷に供給するためのもので、装置本体１を備えている。

装置本体１は、収納本体１０とフレーム２０とを備えて構成してある。収納本体１０は、後面が開口した直方状の形態を成す箱体であり、フレーム２０の前方域を覆う態様で該フレーム２０に連結している。かかる収納本体１０は、例えば樹脂材から構成されるもので、フレーム２０との間に収納空間１１を画成している。

フレーム２０は、例えばアルミニウム等の良好な熱伝導性を有する高熱伝導性材料を例えば押出成型にて形成されたものである。

このフレーム２０は、収納本体１０の内部を臨むよう該収納本体１０に覆われる前面部２１と、前面部２１の左右両端部より後方に向けて延在する左右一対の側面部２２，２３と、側面部２２，２３のそれぞれの後端縁部を連結する被覆部２４とが一体的に形成されることで、上面２５及び下面２６に外部の空気が通過するための通風開口２５ａ，２６ａが形成された筒状体である。

そして、上面２５の通風開口２５ａの近傍には、送風ファンＦがフレーム２０に支持されて配設してある。この送風ファンＦは、駆動することにより、下面２６に形成された通風開口２６ａより外部の空気をフレーム２０の内部に導入し、フレーム２０の内部を通過した空気を上面２５の通風開口２５ａを通じて外部に送出するものである。また、下面２６の通風開口２６ａは、フィルタ２７により覆われている。

更に、フレーム２０には複数のフィン２８が設けてある。複数のフィン２８は、フレーム２０と同様に、例えばアルミニウム等の良好な熱伝導性を有する高熱伝導性材料から形成されるものであり、それぞれ薄板状の形態を成している。これらフィン２８は、フレーム２０の前面部２１の後面に左右方向に沿って並ぶよう所定間隔毎に配設してある。

上記収納空間１１には、複数（図示の例では４つ）基板３０、並びにこれら基板３０以外の機器（図示せず）が収納している。これら基板３０としては、主回路基板３１、コンデンサ基板３２、制御基板３３及び端子台基板３４がある。

主回路基板３１は、所望の周波数及び電圧の交流電圧を出力する主回路部を構成する素子を実装するものである。コンデンサ基板３２は、コンデンサ及びこれに関連する素子を実装するものである。制御基板３３は、主回路部の動作を制御する素子を実装するものである。端子台基板３４は、商用電源から供給される電力を入力する端子台及びこれに関連する素子を実装するものである。

これら複数（図示の例では４つ）の基板３０は、複数の接続用板状体４０を通じて電気的に接続されるものである。これら複数の接続用板状体４０のうち第１接続用板状体４１は、平板状の形態を成すものであり、図３に示すように、一端部４１１及び他端部４１２に端子処理が施されており、これら一端部４１１の端子及び他端部４１２の端子が互いに電気的に接続されたものである。尚、第２接続用板状体４２及び第３接続用板状体４３は、それぞれ第１接続用板状体４１とは長さや幅寸法が異なるが、基本構成は同じである。

また、上記複数の基板３０には、図４に示すように、コネクタ部３５が形成してある。コネクタ部３５は、接続用板状体４０の端部を挿入させるための挿入口３５ａを有しており、該挿入口３５ａに端部が挿入された接続用板状体４０を保持するものである。このコネクタ部３５は、保持する接続用板状体４０と、該基板３０に実装された素子とを電気的に接続させるためのものである。尚、コネクタ部３５は、１つの基板３０に１つ以上形成されており、本実施の形態では、主回路基板３１の前面には複数（図示の例では２つ）のコネクタ部３５が形成され、制御基板３３の前面及び後面にはそれぞれコネクタ部３５が形成されている。

図２に示すように、第１接続用板状体４１の一端部４１１を主回路基板３１の前面におけるコネクタ部３５の挿入口３５ａに挿入させ、かつ他端部４１２をコンデンサ基板３２の後面におけるコネクタ部３５の挿入口３５ａに挿入させることで、第１接続用板状体４１は、主回路基板３１及びコンデンサ基板３２に対して直交する態様で保持される。

そして、第１接続用板状体４１の一端部４１１と主回路基板３１の素子とが電気的に接続され、かつ第１接続用板状体４１の他端部４１２とコンデンサ基板３２の素子とが電気的に接続される結果、主回路基板３１の素子とコンデンサ基板３２の素子とが第１接続用板状体４１を通じて電気的に接続される。

また、第２接続用板状体４２の一端部を主回路基板３１の前面における他のコネクタ部３５の挿入口３５ａに挿入させ、かつ他端部を制御基板３３の後面におけるコネクタ部３５の挿入口３５ａに挿入させることで、第２接続用板状体４２は、主回路基板３１及び制御基板３３に対して直交する態様で保持される。

そして、第２接続用板状体４２の一端部と主回路基板３１の素子とが電気的に接続され、かつ第２接続用板状体４２の他端部と制御基板３３の素子とが電気的に接続される結果、主回路基板３１の素子と制御基板３３の素子とが第２接続用板状体４２を通じて電気的に接続される。

更に、第３接続用板状体４３の一端部を制御基板３３の前面における他のコネクタ部３５の挿入口３５ａに挿入させ、かつ他端部を端子台基板３４の後面におけるコネクタ部３５の挿入口３５ａに挿入させることで、第３接続用板状体４３は、制御基板３３及び端子台基板３４に対して直交する態様で保持される。

そして、第３接続用板状体４３の一端部と制御基板３３の素子とが電気的に接続され、かつ第３接続用板状体４３の他端部と端子台基板３４の素子とが電気的に接続される結果、制御基板３３の素子と端子台基板３４の素子とが第３接続用板状体４３を通じて電気的に接続される。

このようにして主回路基板３１、コンデンサ基板３２、制御基板３３及び端子台基板３４の基板３０は、接続用板状体４０を通じて電気的に接続してある。

以上説明したように、本発明の実施の形態である電力変換装置によれば、端部に端子処理が施された接続用板状体４０が、対象となる２つの基板３０の各コネクタ部３５の挿入口３５ａに挿入されることで各基板３０に実装された各素子を電気的に接続するので、従来のようにハーネス等の配線を必要としない。そのため、各基板３０間の配線距離を短くできるとともに、各基板３０においては配線を避けるための切欠等や配線を撓んだ状態で収納するスペース等が不要となり、結果的に基板３０の小型化を図ることができる。従って、装置の小型化を図ることができる。

また上記電力変換装置によれば、接続用板状体４０の端部を対象となる基板３０のコネクタ部３５の挿入口３５ａに挿入させるだけなので、ロボット等の産業機械を用いて接続用板状体４０を把持してコネクタ部３５の挿入口３５ａに容易に挿入させることができ、各基板３０の電気的接続を図ることが簡単にできる。そのため、電力変換装置の自動組立を従来よりも高い信頼性で行うことができ、組立性の向上により製造コストの低減化を図ることができる。

尚、上述した実施の形態では、第１接続用板状体４１により主回路基板３１とコンデンサ基板３２とが電気的に接続され、第２接続用板状体４２により主回路基板３１と制御基板３３とが電気的に接続され、第３接続用板状体４３により制御基板３３と端子台基板３４とが電気的に接続されていたが、このような電気的接続は一例であり、本発明においては、複数の基板の電気的接続が接続用板状体を通じて実現されていれば、電気的接続の組み合わせは特に限定されるものではない。

１ 装置本体
１０ 収納本体
１１ 収納空間
２０ フレーム
３０ 基板
３１ 主回路基板
３２ コンデンサ基板
３３ 制御基板
３４ 端子台基板
３５ コネクタ部
３５ａ 挿入口
４０ 接続用板状体
４１ 第１接続用板状体
４１１ 一端部
４１２ 他端部
４２ 第２接続用板状体
４３ 第３接続用板状体

Claims (3)

1. 各種の素子が実装された複数の基板を備えた電力変換装置において、
   一端部及び他端部に端子処理が施された平板状の接続用板状体を備え、
   前記基板は、自身に形成された挿入口に前記接続用板状体の端部が挿入することで該接続用板状体と該基板に実装された素子とを電気的に接続させるコネクタ部を有しており、
   前記接続用板状体は、一端部が前記基板のうちいずれかの第１基板のコネクタ部の挿入口に挿入されることで該第１基板に実装された素子と電気的に接続されるとともに、他端部が前記基板のうちいずれかの第２基板のコネクタ部の挿入口に挿入されることで該第２基板に実装された素子と電気的に接続されることで、前記第１基板の素子と前記第２基板の素子とを電気的に接続させることを特徴とする電力変換装置。
2. 前記接続用板状体は、各端部が前記挿入口に挿入された状態で前記コネクタ部に保持されることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記接続用板状体は、前記第１基板及び前記第２基板に対して直交する態様で保持されることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。

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