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技術 電力変換装置

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 福田誠田畑智大大坪啓一
出願日 2016年3月29日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2016-065335
公開日 2017年10月5日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2017-184357
状態 特許登録済
技術分野 電気装置の冷却等 半導体または固体装置の組立体 インバータ装置
主要キーワード 力クランプ 引込口 立ち具合 接合加工 疑似正弦波 空気吸入量 発熱性部品 脱衣場
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年10月5日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

大型化することなく湯気や煙の影響を抑制できる電力変換装置を提供する。

解決手段

本発明の電力変換装置は、筐体1の中に直流電力交流電力に変換する電気回路収納すると共に、筐体1の下壁3の吸入孔9から入った空気が上壁4の吐出孔10から出る過程で電気回路を構成する発熱性部品12、13の冷却を成すように構成し筐体1を家屋の壁面に取り付ける取付板16を備えると共に、取付板16は吸入孔9から所定距離下方に離れた位置に少なくとも一部が吸入孔9と相対向する遮蔽板21を備えるものである。

概要

背景

筐体の中に直流電力交流電力に変換する電気回路収納すると共に、筐体の下壁の吸
入孔から入った空気が上壁吐出孔から出る過程で電気回路を構成する発熱性部品の冷却
を成すように構成した電力変換装置が知られている。
このような電力変換装置では、吸入孔から筐体内に湯気や煙等が入った場合、例えば湯
気が筐体内を通過する過程で発熱性部品やその他の電気部品結露するとこれら部品に絶
縁不良が生じることがあった。煙が筐体内に入った場合にも同様にこれらの部品が絶縁
良に至る場合があった。

筐体に浸入する湯気の対策を施したものには、特許文献1に記載されたようなものがあ
った。例えば、発熱部品(発熱性部品)をカバーで覆って密閉し、湯気が部品で結露しな
いようにしたものが記載されていた。

概要

大型化することなく湯気や煙の影響を抑制できる電力変換装置を提供する。 本発明の電力変換装置は、筐体1の中に直流電力を交流電力に変換する電気回路を収納すると共に、筐体1の下壁3の吸入孔9から入った空気が上壁4の吐出孔10から出る過程で電気回路を構成する発熱性部品12、13の冷却を成すように構成し筐体1を家屋の壁面に取り付ける取付板16を備えると共に、取付板16は吸入孔9から所定距離下方に離れた位置に少なくとも一部が吸入孔9と相対向する遮蔽板21を備えるものである。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

筐体の中に直流電力交流電力に変換する電気回路収納すると共に、前記筐体の下壁吸入孔から入った空気が上壁吐出孔から出る過程で前記電気回路を構成する発熱性部品の冷却を成すように構成した電力変換装置において、前記筐体を家屋の壁面に取り付ける取付板を備えると共に、前記取付板は前記吸入孔から所定距離下方に離れた位置に少なくとも一部が前記吸入孔と相対向する遮蔽板を備えることを特徴とする電力変換装置。

請求項2

前記遮蔽板は前記取付板に着脱自在に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。

請求項3

前記筐体は少なくとも背壁とこの背壁を囲むように立ち上げられた状態の前記下壁、前記上壁、右壁左壁を備え、前記背壁を前記取付板に取り付け可能に構成すると共に、前記取付板と前記遮蔽板との着脱位置を前記背壁と前記壁面との間に設けることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。

請求項4

前記遮蔽板は前記取付板と一体に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。

技術分野

0001

本発明は、家屋の壁面に取り付けられる電力変換装置に関し、特に筐体の空気の吸入孔
から湯気や煙などが浸入するのを抑制するための遮蔽板に関するものである。

背景技術

0002

筐体の中に直流電力交流電力に変換する電気回路収納すると共に、筐体の下壁の吸
入孔から入った空気が上壁吐出孔から出る過程で電気回路を構成する発熱性部品の冷却
を成すように構成した電力変換装置が知られている。
このような電力変換装置では、吸入孔から筐体内に湯気や煙等が入った場合、例えば湯
気が筐体内を通過する過程で発熱性部品やその他の電気部品結露するとこれら部品に絶
縁不良が生じることがあった。煙が筐体内に入った場合にも同様にこれらの部品が絶縁
良に至る場合があった。

0003

筐体に浸入する湯気の対策を施したものには、特許文献1に記載されたようなものがあ
った。例えば、発熱部品(発熱性部品)をカバーで覆って密閉し、湯気が部品で結露しな
いようにしたものが記載されていた。

先行技術

0004

特開2015−223025号公報

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1に記載されたものでは、発熱部品(発熱性部品)やその他の電気部品を個別
に、またはまとめてカバーで覆い夫々の部品の結露を防止するものであった。このような
構成では、構造上小型化が難しくなると共に、これら部品を充分に冷却するためには冷却
ファンなどの構成を必要とする問題点があった。

0006

その結果、電力変換装置の重量が増加し大型化となり、例えば浴室に隣接する脱衣所
壁面へ取り付ける際には設置スペースが充分に確保できず、電力変換装置の取付に支障を
きたす場合があった。また、空気の自然循環のみでは発熱性部品の冷却が充分に行えない
場合があった。

課題を解決するための手段

0007

本発明の電力変換装置は、筐体の中に直流電力を交流電力に変換する電気回路を収納す
ると共に、筐体の下壁の吸入孔から入った空気が上壁の吐出孔から出る過程で電気回路を
構成する発熱性部品の冷却を成すように構成した電力変換装置において、筐体を家屋の壁
面に取り付ける取付板を備えると共に、取付板は吸入孔から所定距離下方に離れた位置に
少なくとも一部が吸入孔と相対向する遮蔽板を備えることを特徴とするものである。

発明の効果

0008

本発明の電力変換装置は、遮蔽板により吸入孔から入る湯気や煙を抑制しながら、この
遮蔽板を吸入孔から所定距離下方に離れた位置に備えることにより吸入孔から筐体内に入
る自然循環の空気の量の確保を可能にしているものである。

図面の簡単な説明

0009

図1は、本発明の一実施形態を示す電力変換装置の説明図である。
図2は、図1に示した電力変換装置の下壁の説明図である。
図3は、図1に示した電力変換装置の上壁の説明図である。
図4は、図1に示した電力変換装置の背壁の説明図である。
図5は、取付板に遮蔽板を取り付けた状態を示す説明図である。
図6は、取付板に電力変換装置の背壁を取り付ける際の説明図である。
図7は、他の実施形態を示す説明図である。
図8は、他の実施形態を示す説明図である。

実施例

0010

本発明は電力変換装置を壁面に取り付ける際の取付板に遮蔽板を着脱自在に備えて吸気
孔から湯気や煙が入ることを抑制するものである。

0011

図1は本発明の一実施形態を示す電力変換装置の説明図であり、筐体1は少なくとも背
壁2とこの背壁2を囲むように立ち上げられた状態の下壁3、上壁4、右壁5、左壁6お
よび、前面側から着脱自在に取り付けられる前面パネル7から構成されている。
背壁2、下壁3、上壁4、右壁5、左壁6は金属板折曲接合加工して塗装を施して
成したもの、カラー鋼板絞り加工して成したもの、合成樹脂で一体に構成したものなど
を用いることができるので材料、製法等は限定されるものではない。筐体1は後記する電
装回路、発熱性部品などを収容できる構成であればよい。前面パネル7も同様に材料、加
工方法は限定されるものではないが、本発明では合成樹脂の一体成型品を一例として説明
する。

0012

筐体1の中には直流電力を交流電力に変換する電気回路が収納され、筐体1の下壁3の
吸入孔8、吸入孔9から入った空気が上壁4の吐出孔10、吐出孔11(図1では図示せ
ず)から出る過程で電気回路を構成する発熱性部品の冷却を成すように構成している。電
回路は、太陽電池燃料電池蓄電池などの直流電源から供給される直流電力を例えば
系統と同期する周波数の交流電力に変換するものである。

0013

この変換のための電気回路は例えば、単相であれば4個のスイッチング素子ブリッジ
状に結線し、これらスイッチング素子をPWM(パルス幅変調)方式に基づいてON/O
FF制御して疑似正弦波を得るものを用いることができる。この電気回路はこれに限るも
のではなく中性点クランプ方式、階調方式、出力クランプ方式などを用いても良い。また
、いずれの方式による疑似正弦波でも系統と連系する前にこの疑似正弦波の高周波成分を
減衰または実質的に除去するローパスフィルターが備えられる。

0014

このローパスフィルターは少なくともリアクタ12、13とコンデンサ(図示せず)を
含むものであり、リアクタ12、13はその鉄損銅損等により発熱する。従って本発明
の電気回路を構成する発熱部品にはこのリアクタ12、13が含まれる。図1においてヒ
トシンク14には交流電力への変換のための電気回路を構成するスイッチング素子が取
り付けられ、その発熱を放熱する。スイッチング素子は複数個を単一のパッケージに収納
したモジュール15であっても良い。従って本発明の電気回路を構成する発熱部品にはこ
れらスイッチング素子やモジュール15も含まれる。

0015

図2は下壁3の説明図であり、図4は上壁4の説明図である。図1に合わせて説明する
と、ヒートシンク14に平行に配置された複数の放熱フィンで構成された複数の風路が筐
体1の中の下壁3の吸入孔9と上壁4の吐出孔11との間に構成されている。従って、筐
体の下壁3の吸入孔9から入った空気が上壁4の吐出孔10から出る過程で電気回路を構
成する発熱性部品(ヒートシンク14に取り付けられたモジュール15)の冷却を成す。
ヒートシンク14が加熱されることにより風路内の温度が上がり、吸入孔9から入った空
気は上昇気流により吐出孔11へ自然循環する。吸入孔9、吐出孔11は複数のスリット
状の孔から構成され、このスリットはヒートシンク14の放熱フィン間の風路に対応して
いる。

0016

また、吸入孔8、吐出孔10との間には、図1において筐体1内の左型において発熱部
品であるリアクトル12、13が配置されている。従って、筐体の下壁3の吸入孔8から
入った空気が上壁4の吐出孔11から出る過程で電気回路を構成する発熱性部品(リア
トル12、13)の冷却を成す。吸入孔8、吐出孔10はメッシュ(網)で構成されてい
る。また、吸入孔8から入った空気の一部は電装基板(図示せず)等の他の電気部品を冷
却して吐出孔10から排気される。

0017

筐体1の中の電気回路にはコンデンサ、抵抗リレー等の電気部品も用いられており、
吸入孔8から入った空気が自然循環でこれらの電気部品を冷却するように風路を構成して
も良い。

0018

図4は背壁2を筐体1の外側から見た状態の説明図であり、取付板16が係止部17に
嵌った状態である。背壁2には開口19a、19bが設けられており、この開口19a、
19bはヒートシンク14の放熱フィン18の間に構成される風路へ臨んでいる。背壁2
が取付板16を介して家屋の壁面に取り付けられることにより風路が略筒状になりトン
ル効果が生じやすくなる。同時に開口19a、19bから風路への空気の供給も可能にな
り、吸入孔9の空気吸入量補填することが可能になる。尚20は直流電源から供給され
る直流電力の配線や系統へ出力する交流電力の配線を筐体1内へ引き込む引込口である。
この引込口20は信号線を引き込んでも良いものである。

0019

図5は取付板16に遮蔽板21を取り付ける状態の説明図であり、遮蔽板21は取付板
16を壁面に取り付ける際に用いるネジ穴22a、22bを用いて壁面に取付板16と共
に共締めされる。遮蔽板21は脚部21aと遮蔽板部21bとが板金の折り曲げ加工によ
って成されたものである。この遮蔽板部21bは筐体1の下壁3の吸入孔8と少なくとも
一部が相対向する大きさを有していれば良いものである。遮蔽板21は合成樹脂で一体成
形して構成しても良いものである。また、折りたたみ可能に構成して利便性を向上させて
も良いものである。

0020

遮蔽板部21bは下壁3の投影面積とほぼ同じか、1回り位小さい面積を有していれば
よい。この面積は下壁3の投影面積より多少大きくても問題は無いが大きすぎると意匠
果が悪くなり、また吸入孔8、9の空気の吸い込み効果が阻害される。脚部21aは、そ
の長さで遮蔽板部21bを吸入孔8から所定距離L下方に離れた位置に配置させる。この
所定距離Lを維持するために取付板16と遮蔽板21は共締めされる。

0021

遮蔽板21は共締めを行わなければ取付板16から取り外すことができるので、実質的
に遮蔽板21は取付板16に着脱自在に取り付けられることになる。また取付板16と遮
蔽板21との着脱位置は背壁2と壁面23との間に位置するので、電力変換装置の取り付
け後に不用意な操作で遮蔽板21が外れる事を抑制している。電力変換装置(筐体1)を
湯気や煙の影響の少な所へ設置する場合は筐体1を取付板16に取り付ける前に遮蔽板2
1を共締めしない。この場合、吸入孔8、9の空気の吸い込み効果は阻害されない。

0022

図6は取付板16に電力変換装置の背壁2を取り付ける際の説明図である。家屋内の、
例えば浴室に隣接する脱衣所の、壁面23の上方であり、柱などの強固な構造体があると
ころに取付板16を螺子止めして取り付ける。(取付板16には複数のネジ穴があり構造
体の位置に合わせて適したネジ穴を選択することができる。)次いで遮蔽板21と取付板
16とをネジ穴22a、22bを用いて共締めする。この後、取付板16の爪部16aに
背壁2の係止部17を掛けて固定する。この時、筐体1の一部を取付板16に螺子止めし
固定しても良い。

0023

このように遮蔽板21を備えると、湯気や煙が下方から上がってきた場合、この湯気や
煙は遮蔽板21にあたり上昇方向が電力変換装置の吸入孔8、9から離れる方向へ曲げ
れる。従って、湯気や煙が吸入孔8、9から筐体内に入ることを抑制することができるも
のである。また、遮蔽板21は吸入孔8、9から所定距離下方に離れた位置に備えられて
いるので、この遮蔽板21と吸入孔8、9との間の空気が筐体1内への湯気の浸入を抑制
している。尚、湯気が無い状態では、遮蔽板21と吸入孔8、9との間の空間を介して筐
体1内への空気の供給が可能になる。

0024

遮蔽板21と吸入孔8、9との所定距離Lは湯気の立ち具合(湯気の量や時間)や発熱
性部品の冷却に要する空気の量等を考慮して適正に設定するものである。例えば、電力
換装置脱衣場に設置する場合は、その設置位置や浴室のドアを開けた際の湯気の立理具
合に応じて設定する。従って、遮蔽板21を取付板16に共締めする際のねじ穴を変えて
所定距離を調整することが可能である。また別途所定距離を変えることができる構成を付
加しても良いものである。

0025

図7図8は他の実施形態を示す遮蔽板の説明図である。図7は遮蔽板21の脚部21
aの上部先端21cと取付板16の下部先端16bとを突き合わせた状態でネジ穴21d
、21eを用いて螺子止めした状態を示している。上部先端21cと下部先端16bとを
突き合わせることにより所定距離を維持している。また、遮蔽板21が傾くことなく維持
されれば、上部先端21cと下部先端16bとの間に隙間があっても良く、本発明の作用
効果は同様に得られるものである。尚、脚部21aは本発明において複数であってもよく
、また取付板16と同等の幅で面状に構成されたものであっても良い。図8は遮蔽板21
の遮蔽板部21bをメッシュ構造部21fとしたものである。このメッシュ構造部は湯気
を留めるサイズがあれば良い。

0026

また、遮蔽板21は取付板16と一体に板金で構成されていてもよいものである。この
場合、利便性を考慮して遮蔽板部を折りたたみ構造としても良いものである。

0027

本発明の電力変換装置は湯気や煙があるところにこの電力変換装置を取り付ける際の取
付板に適用できるものである。

0028

以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

0029

1筐体
2背壁
3下壁
4上壁
8吸入孔
9 吸入孔
10吐出孔
11 吐出孔
12リアクタ
13 リアクタ
14ヒートシンク
15モジュール
16取付板
21遮蔽板
21a 脚部
21b 遮蔽板部

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