JP5820980B2

JP5820980B2 - パワーコンディショナ

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Publication number: JP5820980B2
Application number: JP2011027270A
Authority: JP
Inventors: 智大田畑; 宮内　拓; 拓宮内
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2031-02-10
Also published as: JP2012169342A

Description

本発明は、パワーコンディショナに関し、特に、太陽電池などが発電する直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナの回路部が蓋付き筐体内に収容されているタイプにおける蓋の安全開閉に関するものである。

屋内設置式の太陽光発電システム用パワーコンディショナとして、放熱特性がよく、且つ筐体表面が高温になることのないものを得るために、筐体を金属筐体とし、その筐体内に、太陽電池が発電する直流電力を交流電力に変換する直交変換回路と、この直交変換回路のパワーモジュールを取り付けたヒートシンクとを設置し、この金属筐体の天板の上面に外側樹脂シートを貼付したものがある（特許文献１）。

特開２００９−１６４３５１号公報

この特許文献１では、パワーコンディショナの筐体内の放熱が良好に行なえると共に、パワーコンディショナの筐体に人が触れたときのやけどなどを防止できる効果が期待でき、このパワーコンディショナは屋内設置式として有用である旨の効果が記載されている。

本発明に係るパワーコンディショナは、太陽電池などが発電する直流電力を、昇圧回路、直流交流変換回路、及びリアクトルを含むフィルタ回路を通って交流電力に変換された電力が商用電力系統ＧＲＩＤへ供給される構成の回路が、防水構造の筐体内に収容されている。このパワーコンディショナは、筐体を開けて内部の回路の点検や動作確認などを行う必要があり、そのために筐体の前面開口を開閉する蓋を設け、この蓋を閉じたときは筐体の内部に雨滴などが侵入しない防水構造とすることは勿論であるが、パワーコンディショナとして動作中は、この蓋を開けることができないようにして、高圧部に触れることを防止して安全を図るようにするものである。

第１発明は、筐体内に高電圧となる電装部品等を収容するパワーコンディショナにおいて、前記筐体は、裏側壁の少なくとも一部がヒートシンクで構成された表側開口のケーシングと、前記ケーシングの表側開口を開閉するように前記ケーシングに着脱可能に固定される蓋と、前記蓋の裏側に取り付けられ前記ケーシングの表側開口の周囲壁の前端が食い込み状態で密着するパッキンを備え、前記ケーシングの内側には前記パワーコンディショナの所定の回路部を開閉しかつ防水シール構成の取り付け構造を有するスイッチを設け、前記ケーシングの周囲壁の下壁には、前記スイッチを手動操作するスイッチ操作部が下方へ突出する状態に設けられ、前記スイッチ操作部がスイッチの回路を閉じるＯＮ状態のとき前記ケーシングからの前記蓋の取り外しを阻止し、且つ前記スイッチ操作部がスイッチの回路を開くＯＦＦ状態のとき前記阻止が解除される蓋開閉規制部を備えたことを特徴とする。

第２発明は、筐体内に高電圧となる電装部品等を収容するパワーコンディショナにおいて、前記筐体は、裏側壁の少なくとも一部がヒートシンクで構成された表側開口のケーシングと、前記ケーシングの表側開口を開閉するように前記ケーシングに着脱可能に固定される蓋と、前記蓋の裏側に取り付けられ前記ケーシングの表側開口の周囲壁の前端が食い込み状態で密着するパッキンを備え、前記ケーシングの内側には前記パワーコンディショナの所定の回路部を開閉しかつ防水シール構成の取り付け構造を有するスイッチを設け、前記ケーシングの周囲壁の下壁には、前記スイッチを手動操作するスイッチ操作部が下方へ突出する状態に設けられ、前記スイッチ操作部は、スイッチの回路を開くＯＦＦ状態からスイッチの回路を閉じるＯＮ状態へ回動しこの回動と逆回動にてスイッチＯＮ状態からスイッチＯＦＦ状態へ復帰する回動式であり、前記蓋の下辺部には、前記スイッチＯＮ状態のとき前記スイッチ操作部の潜り抜けが阻止されて前記蓋の取り外しを阻止し、且つ前記スイッチＯＦＦ状態のとき前記阻止が解除される孔または切り欠きを備えた蓋開閉規制部を前記蓋に一体的に設けたことを特徴とする。

第３発明は、筐体内に高電圧となる電装部品等を収容するパワーコンディショナにおいて、前記筐体は、裏側壁の少なくとも一部がヒートシンクで構成された表側開口のケーシングと、前記ケーシングの表側開口を開閉するように前記ケーシングに着脱可能に固定される蓋と、前記蓋の裏側に取り付けられ前記ケーシングの表側開口の周囲壁の前端が食い込み状態で密着するパッキンを備え、前記ケーシングの内側には前記パワーコンディショナの所定の回路部を開閉しかつ防水シール構成の取り付け構造を有するスイッチを設け、前記ケーシングの周囲壁の下壁には、前記スイッチを手動操作するスイッチ操作部が下方へ突出する状態に設けられ、前記スイッチ操作部は、スイッチの回路を開くＯＦＦ状態からスイッチの回路を閉じるＯＮ状態へ回動しこの回動と逆回動にてスイッチＯＮ状態からスイッチＯＦＦ状態へ復帰する回動式であり、前記蓋の裏側には、前記スイッチ操作部の回動に伴って回動する回動係止部が係止及び係止解除となる固定側係止部を備え、前記スイッチＯＮ状態のとき前記回動係止部が前記固定側係止部に係止して前記蓋の取り外しが阻止され、前記スイッチＯＦＦ状態のとき前記阻止が解除される蓋開閉規制部を備えたことを特徴とする。

第４発明は、第１発明乃至第３発明のいずれかにおいて、前記ケーシングの表側開口の周囲壁の上壁は上方へ突出した係止フランジを備え、前記蓋の上辺には前記蓋が前記ケーシングの表側開口を閉じた正規状態で前記係止フランジに係止する下向き形成の係止部を備え、前記蓋を上方へ持ち上げた状態で前記係止部が前記係止フランジから外れる関係であることを特徴とする。

本発明は、スイッチ操作部がスイッチＯＮ状態のとき、ケーシングからの蓋の取り外しができないため、パワーコンディショナが所定の動作中に蓋が取り外されることがなく、内部の高電圧となる電装部品に触れることが阻止され、安全性の確保ができるものとなる。

第２発明は、本発明の一つの形態に係るものであり、スイッチ操作部がスイッチＯＦＦ状態からスイッチＯＮ状態へ、また逆にスイッチＯＮ状態からスイッチＯＦＦ状態へ回動する方式であることを有効に活用して、スイッチＯＮ状態のときスイッチ操作部が孔または切り欠きから潜り抜けできない構成によって、ケーシングからの蓋の取り外しができないようにするものである。これによって、パワーコンディショナが所定の動作中に蓋が取り外されて内部の高電圧となる電装部品に触れることが阻止されるため、安全性の確保ができるものとなる。

第３発明は、本発明の一つの形態に係るものであり、スイッチ操作部がスイッチＯＦＦ状態からスイッチＯＮ状態へ、また逆にスイッチＯＮ状態からスイッチＯＦＦ状態へ回動する方式であることを有効に活用して、スイッチＯＮ状態のときスイッチ操作部側の回動係止部が、蓋側の固定側係止部に係止して蓋の取り外しが阻止される構成によって、ケーシングからの蓋の取り外しができないようにするものである。これによって、パワーコンディショナが所定の動作中に蓋が取り外されて内部の高電圧となる電装部品に触れることが阻止され安全性の確保ができるものとなる。

第４発明は、第１発明乃至第３発明のいずれかにおいて、蓋がケーシングの表側開口を閉じた防水状態では、ケーシング側の係止フランジに蓋側の係止部が係止した状態であり、蓋を外す場合は、蓋を上方へ持ち上げた状態で係止部が係止フランジから外れる関係であるため、蓋を外す際にネジを外したとき、蓋がケーシングから落下する虞がなく、安全である。特に第２発明の構成では、ケーシング側の係止フランジに蓋側の係止部が係止した部分を軸として、蓋の下部を手前へ引くようにして回動することにより、スイッチ操作部が孔から潜り抜けて蓋を取り外しできるため、蓋の取り外しを安全に行えるものとなる。

本発明に係るパワーコンディショナの直流を交流に変換する回路構成図である。本発明に係るＩＰＭとヒートシンクの取り付け関係説明図である。本発明に係るＩＰＭとヒートシンクの取り付け関係を示す断面図である。本発明に係るパワーコンディショナの正面斜視図である。本発明に係るパワーコンディショナの蓋を開いた状態の蓋の裏側と筐体内の部品配置構成を示す斜視図である。本発明に係るパワーコンディショナの蓋を開けた状態の筐体内の部品配置構成を示す正面図である。本発明に係るパワーコンディショナの筐体内の部品配置構成を示す縦断側面図である。本発明に係るパワーコンディショナにおいてスイッチ操作部が蓋の取り外しを解除しているスイッチＯＦＦ状態を示す部分の斜視図である。本発明に係るパワーコンディショナにおいてスイッチ操作部が蓋の取り外しを阻止しているスイッチＯＮ状態を示す説明図である。本発明に係るパワーコンディショナにおいてスイッチ操作部が蓋の取り外し阻止を解除しているスイッチＯＦＦ状態を示す説明図である。本発明に係るパワーコンディショナの蓋の着脱時の状態及びフィルタ部のリアクトルの取り付け部分の詳細図である。本発明に係るパワーコンディショナの蓋を閉じた状態及び昇圧部ＤＣ／ＤＣのリアクトルの取り付け部分の詳細図である。本発明に係るパワーコンディショナの筐体構成を示す分解斜視図である。本発明に係るパワーコンディショナの蓋を開けた状態の筐体内のＩＰＭと放熱促進用ファンの関係を示す横断端面図である。本発明に係るパワーコンディショナにおいてスイッチ操作部が蓋の取り外しを阻止するスイッチＯＮ状態（実線）とこの阻止を解除するスイッチＯＦＦ状態（点線）を示す他の構成の説明図である。図１５においてスイッチ操作部が蓋の取り外しを阻止するスイッチＯＮ状態を断面で示す説明図である。

本発明に係る構成として、防水構造の筐体内に高電圧となる電装部品等を収容するパワーコンディショナにおいて、前記筐体は、裏側壁の少なくとも一部がヒートシンクで構成された表側開口のケーシングと、前記ケーシングの表側開口を開閉するように前記ケーシングに着脱可能に固定される蓋と、前記蓋の裏側に取り付けられ前記ケーシングの表側開口の周囲壁の前端が食い込み状態で密着するパッキンを備え、前記ケーシングの内側には前記パワーコンディショナの所定の回路部を開閉するスイッチを設け、前記ケーシングの周囲壁の下壁には、前記スイッチを手動操作するスイッチ操作部が下方へ突出する状態に設けられ、前記スイッチ操作部がスイッチの回路を閉じるＯＮ状態のとき前記ケーシングからの前記蓋の取り外しを阻止し、且つ前記スイッチ操作部がスイッチの回路を開くＯＦＦ状態のとき前記阻止が解除される蓋開閉規制部を備えた構成であり、以下にその実施例を図に基づき説明する。

本発明に係るパワーコンディショナＰＣＤは、高電圧となる電装部品を含み所期の動作をする電気回路部ＣＴが筐体１内に収容された形態である。この電気回路部ＣＴのうち、図１には本発明に係るパワーコンディショナＰＣＤの主回路ＭＣの構成を示している。図１において、太陽電池ＰＶが発電する直流電力の直流電圧を昇圧する昇圧回路を構成する昇圧部ＤＣ／ＤＣを備え、昇圧部ＤＣ／ＤＣで昇圧した直流電力を交流電力に変換するインバータ回路を構成するインバータ部ＩＮＶを備える。直流電源である太陽電池ＰＶからの直流電力は、チョッパ動作により昇圧部ＤＣ／ＤＣにて昇圧され、昇圧部ＤＣ／ＤＣで昇圧した直流電力は、インバータ部ＩＮＶにより交流電力に変換（ＤＣ／ＡＣ変換という）された後、ローパスフィルタ回路を構成するフィルタ部ＬＰＦを介して商用電力系統ＧＲＩＤの周波数に相当する所定の低周波数の正弦波の交流電力として単相交流２００Ｖの商用電力系統ＧＲＩＤへ供給される構成である。

図１において、昇圧部ＤＣ／ＤＣは、リアクトルＬ１、スイッチング素子Ｔ１、ダイオードＤ０、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ１で昇圧回路が構成され、太陽電池ＰＶから供給される直流電圧は、チョッパ制御部Ｈ１による制御によってスイッチング素子Ｔ１がＯＮ（オンという）及びＯＦＦ（オフという）動作して所定電圧に昇圧される。

また、インバータ回路ＩＮＶは、スイッチング制御のために４個のスイッチング素子Ｔ２〜Ｔ５が単相フルブリッジ接続されており、４個のスイッチング素子Ｔ２〜Ｔ５が、昇圧部ＤＣ／ＤＣから供給される直流電力をＰＷＭ制御部Ｈ２によってＯＮ（オンという）及びＯＦＦ（オフという）動作して、商用電力系統ＧＲＩＤの周波数に相当する所定の周波数の交流電力に変換される。このため、インバータ部ＩＮＶは、ＤＣ／ＡＣ変換部と称することができる。

フィルタ部ＬＰＦは、リアクトルＬ２、リアクトルＬ３及びコンデンサＣ３にて高周波数を遮断するローパスフィルタ回路を構成し、インバータ部ＩＮＶのスイッチング素子Ｔ２とＴ３の接続点ＱがリアクトルＬ２に接続され、スイッチング素子Ｔ４とＴ５の接続点ＲがリアクトルＬ３に接続され、インバータ部ＩＮＶから出力されるパルス電圧を平滑して（高周波成分を取り除いて）商用電力系統ＧＲＩＤの周波数に相当する周波数の正弦波の交流電力とし、制御リレーＲＹを介して商用電力系統ＧＲＩＤへ出力される。

図１において、昇圧部ＤＣ／ＤＣは、スイッチング素子Ｔ１がオン（ＯＮとする）状態になるとリアクトルＬ１にエネルギーが蓄積され、スイッチング素子Ｔ１がオフ（ＯＦＦとする）状態になるとリアクトルＬ１に蓄積されたエネルギーが放出されてコンデンサＣ１に充電される。この場合、スイッチング素子Ｔ１がＯＮ時間とＯＦＦ時間の割合を制御することにより、昇圧回路ＤＣ／ＤＣは、太陽電池ＰＶから供給される直流電圧を所定の電圧に昇圧する。ダイオードＤ１は、電流が太陽電池ＰＶ側へ逆流しないようにするためであり、スイッチング素子Ｔ１に並列のダイオードは、スイッチング素子Ｔ１の保護のためである。

ダイオードＤ０はリアクトルＬ１とダイオードＤ１をバイパスするように接続されており、太陽電池ＰＶの発電電圧がコンデンサＣ１の端子電圧（位置Ｐの電圧）を超える場合に太陽電池ＰＶの出力が直接このダイオードＤ０を介してコンデンサＣ１を充電しインバータ部ＩＮＶへ供給されるものである。すなわち、太陽電池ＰＶの発電量が大きく昇圧部ＤＣ／ＤＣによる昇圧を必要としないときは、太陽電池ＰＶの出力がリアクトルＬ１、ダイオードＤ１を経ることなくインバータ部ＩＮＶへ供給され、少なくともリアクタＬ１による発電電力の損失を防止できパワーコンディショナでの変換効率を上げることができるものである。一方、太陽電池ＰＶの出力が連続して通過するためその発熱量は大きいものとなる。この発熱量はダイオードＤ１がスイッチング素子Ｔ１の動作で断続的に通電される状態に比して大きいものである。

このような動作において、昇圧部ＤＣ／ＤＣは、その出力が最大値（ＰＷとする）になるようにするために、太陽電池ＰＶの出力電力の最大点で動作させる制御を行うようにチョッパ制御部Ｈ１が動作する。このための一つの制御方式として、太陽電池ＰＶの電流ＩＳと、太陽電池ＰＶと並列接続されたコンデンサＣＳの電圧ＶＣＳと、リアクトルＬ１の電流ＩＬとをチョッパ制御部Ｈ１が検出し、それによってスイッチング素子Ｔ１をスイッチング制御して、昇圧部ＤＣ／ＤＣから出力される電力が最大になるように、この昇圧比（スイッチング素子Ｔ１のＯＮデューティ）の制御をすることができる。

また、インバータ部ＩＮＶは、前記最大値（ＰＷとする）に基づいて算出した電流が商用電力系統ＧＲＩＤへ出力されるように、ＰＷＭ制御部Ｈ２によって商用電力系統ＧＲＩＤへ重畳される前記正弦波の交流電圧のピーク値を制御する。

図１に示すように、パワーコンディショナＰＣＤの主回路ＭＣの主制御部Ｈは、チョッパ制御部Ｈ１とＰＷＭ制御部Ｈ２を含んでいる。パワーコンディショナＰＣＤの主回路ＭＣは、図１に点線で囲む部分が一つのプリント配線基板ＰＢ１に配線され、スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ５のそれぞれは、通常、ＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と称するものである。スイッチング素子Ｔ２〜Ｔ５は、図２に示すように、単一（一つ）のパッケージに収容される形態でモジュール化されており、ＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）と称する。なお、製造上のメリットを出すために、スイッチング素子Ｔ１及びダイオードＤ１もスイッチング素子Ｔ２〜Ｔ５と共に単一（一つ）のパッケージに収容される形態でモジュール化することができる。このため、図２に示すものは、スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ５及びダイオードＤ１が単一（一つ）のパッケージに収容されたＩＰＭモジュールを示している。

このＩＰＭにおいて、Ｖ１、Ｖ２は図１に示すＶ１、Ｖ２に相当し、Ｐ、Ｑ、Ｒが図１に示すＰ、Ｑ、Ｒに相当する。後述のように、このＩＰＭは裏側面（図２の下側面）がアルミニウム等の金属製の放熱面となっており、この放熱面が後述のヒートシンク５の前面に密着するように、ネジ１２によってＩＰＭの取り付けフランジ部がヒートシンク５に固定され、ＩＰＭから発生する熱がヒートシンク５によって放熱される構成である。

図４は、防水のための密閉構造の筐体内に収容された本発明に係るパワーコンディショナＰＣＤの全体斜視図である。パワーコンディショナＰＣＤは屋外に縦方向に設置されるものであり、例えば家屋の外壁の縦壁に略垂直状態に取り付けられるものである。このため、図１に示す主回路を含めて、電気回路部分を雨滴などから保護するために防水構造の筐体１に収容した形態とする。

筐体１は、略直方形状の金属製箱体であり、金属製ケーシング２と、このケーシング２の表側の開口１Ａを開閉可能な金属製蓋３にて閉じられ、裏側壁の少なくとも一部がヒートシンク５で構成され、内部にパワーコンディショナＰＣＤの電気回路部が収容された構成である。ヒートシンク５は、平板状の基盤部５Ｂの裏側に縦方向の放熱フィン５Ａが上下方向の空気通路５Ｃを存して複数並列形成されたものであり、基盤部５Ｂが筐体１内に臨み放熱フィン５Ａが筐体１の裏側に露出した状態でケーシング２に取り付けられる。筐体１を金属製としたのは、屋外設置であるため、太陽光に対して劣化しないように耐光性を考慮したものである。

ケーシング２は、上下の壁２Ａ、２Ｂ及び左右の壁２Ｃ、２Ｄでもって周囲壁２Ｓを構成し、表側と裏側に開口２Ｆ、２Ｒを形成した金属製である。ケーシング２の裏側壁の少なくとも一部がヒートシンク５で構成されるように、ケーシング２の裏壁２Ｅに形成した裏側開口２Ｒの周縁部のフランジ２Ｒ１に、ヒートシンク５の基盤部５Ｂが密着するようにネジ９にて取り付けられ、ケーシング２の裏側開口２Ｒが防水状態に塞がれている。この取り付けによって、放熱フィン５Ａが筐体１の裏側に露出した状態となる。この場合、フランジ２Ｒ１とヒートシンク５の間にシール用パッキンを介在させてもよい。

また、ケーシング２の表側開口２Ｆは開閉可能な蓋３にて防水状態に閉じられる。蓋３の内側周縁に環状の防水用パッキン４が両面テープ等によって取り付けられている。蓋３の左右辺部に形成した取り付け部３Ｂ、３Ｃを貫通する取り付け孔１０を通して、ネジ１１にてケーシング２の周囲壁２Ｓの左右の壁２Ｃ、２Ｄに設けた取り付けフランジ８Ｂ、８Ｃに固定される。この固定によって、ケーシング２の表側開口２Ｆを形成する周囲壁２Ｓの先端（前端）が、パッキン４に食い込み状態で当接することによって、ケーシング２と蓋３が防水状態にシールされる。蓋３はネジ１１を緩めることによってケーシング２から取り外し可能である。

ケーシング２の周囲壁２Ｓの上壁２Ａには、上方へ突出状態に係止フランジ８Ａが設けられており、ケーシング２への蓋３の取り付けは、家屋の外壁の縦壁に略垂直状態に取り付けられたケーシング２に対して、蓋３の下部を持ち上げた斜め状態において、図１１に示すように、蓋３の上辺３Ａに下向き形成した係止部３Ａ１をケーシング２の上壁２Ａの係止フランジ８Ａに係止するように操作し、この係止状態から矢印Ｙ方向へ蓋３の下部をケーシング２に近づけつつ蓋３の回動によってケーシング２の表側開口１Ａを閉じ、蓋３は表側開口１Ａの全体を覆う大きさを有しており、上記のように、ネジ１１にてケーシング２の周囲壁２Ｓの左右の壁２Ｃ、２Ｄに設けた取り付けフランジ８Ｂ、８Ｃに固定する。この固定によって、図１２に示すように、表側開口１Ａの周縁を形成する周囲壁２Ｓの先端（前端）が蓋３の内側周縁に取り付けた防水用パッキン４に食い込み状態で密着し、表側開口１Ａの全周で防水シール状態となる。

蓋３の取り外しを行う場合は、ネジ１１を緩め、図１１に示すように、ケーシング２に対して蓋３の下部を持ち上げて斜め状態にした状態で、係止フランジ８Ａから蓋３の上辺３Ａの係止部３Ａ１が外れる位置まで蓋３を上方へ持ち上げ、その状態で蓋３を手前に引けば、ケーシング２から蓋３を取り外すことができる。

ケーシング２の周囲壁２Ｓの下壁２Ｂには、リード線引き出し部６と手動操作のスイッチ操作部７が下壁２Ｂから下方へ突出する状態に設けられている。リード線引き出し部６は、筐体１内に収容された電気回路部ＣＴと太陽電池ＰＶとを接続する接続ラインや、フィルタ回路ＬＰＦ及び制御リレーＲＹを介して商用電力系統ＧＲＩＤへ接続する接続ライン等のリード線が通る部分である。スイッチ操作部７は、筐体１内に配置されたスイッチＳＷのＯＮ・ＯＦＦ制御を筐体１の外側から手動操作する部分である。スイッチＳＷは、パワーコンディショナＰＣＤの所定の回路部を開閉するスイッチであり、実施例では、太陽電池ＰＶからの発電出力をパワーコンディショナＰＣＤの所定の回路部へ接続するリード線に介在し、このリード線を開閉接片が直接回路を開閉してＯＮ状態−ＯＦＦ状態を切り換えるスイッチＳＷを示している。スイッチＳＷは、ケーシング２の周囲壁２Ｓの下壁２Ｂに近接してケーシング２内に配置されており、スイッチＳＷから下壁２Ｂを貫通して筐体１外へ延びる操作軸７Ｊにスイッチ操作部７が取り付けられている。これらリード線引き出し部６とスイッチ操作部７は、ケーシング２に下壁２Ｂに対して適宜の防水シール構成の取り付け構造となっている。リード線引き出し部６とスイッチ操作部７を下壁２Ｂに設けたのは、雨滴が掛かり難い領域であるからである。

本発明では、安全性向上のために、スイッチ操作部７がスイッチＯＮ状態のときケーシング２からの蓋３の取り外しを阻止し、スイッチ操作部７がスイッチＯＦＦ状態のとき、蓋３の取り外しを阻止する状態が解除される蓋開閉規制部を備えた構成としている。以下にこの構成を記載する。

この蓋開閉規制部を備えた構成の一つについて説明する。図８乃至図１０に示すように、スイッチ操作部７は、スイッチＳＷのＯＦＦ状態からスイッチＳＷのＯＮ状態へ回動し、この回動と逆回動にてスイッチＳＷのＯＮ状態からスイッチＳＷのＯＦＦ状態へ復帰する回動式である。図８乃至図１０に示すように、蓋３の下辺部の一部には、後方へ延出するフランジ３Ｆが形成されており、このフランジ３Ｆには、スイッチＳＷのＯＦＦ状態のとき、スイッチ操作部７が潜り抜けることができる孔または切り欠き６０が形成されている。図８乃至図１０には、スイッチＳＷのＯＦＦ状態のとき、スイッチ操作部７が潜り抜けることができるようなスイッチ操作部７と類似形状の切り欠き６０を示す構成であるが、スイッチＳＷのＯＦＦ状態のときスイッチ操作部７が潜り抜けることができ、且つスイッチＯＮ状態のときスイッチ操作部７が潜り抜けることができない切り欠き６０または孔６０でもよい。

図８及び図１０に示すスイッチＳＷのＯＦＦ状態において、ネジ１１を緩めて外し、図１１に示すように、蓋３の上辺３Ａの係止部３Ａ１とケーシング２の上壁２Ａの係止フランジ８Ａとの係合部を軸として、蓋３の下部を手前に引く回動によって蓋３は斜め状態になり、この回動に伴って、スイッチ操作部７が孔または切り欠き６０から潜り抜ける。このように、スイッチ操作部７による蓋３の回動阻止がなく、蓋３はスムースに図１１に示すように斜め状態になり、この状態で係止フランジ８Ａから蓋３の上辺３Ａの係止部３Ａ１が外れる位置まで蓋３を上方へ持ち上げ、その状態で蓋３を手前に引けば、ケーシング２から蓋３を取り外すことができる。

図１０の状態は、スイッチＳＷのＯＦＦ状態のときのスイッチ操作部７の状態を示すが、図９に示すように、スイッチ操作部７を反時計回りに略９０度回動させることによって、スイッチＳＷがＯＮ状態となる。このスイッチＳＷのＯＮ状態では、スイッチ操作部７は、孔または切り欠き６０との対応が外れてフランジ３Ｆに覆い被さる位置となる。この状態で、ネジ１１を緩め外し、上記のように、蓋３の上辺３Ａの係止部３Ａ１とケーシング２の上壁２Ａの係止フランジ８Ａとの係合部を軸として、蓋３の下部を手前に引く回動操作を行う場合、孔または切り欠き６０の周縁部のフランジ３Ｆがスイッチ操作部７の裏側に当接するため、それ以上に蓋３の回動操作が阻止され、蓋３の取り外しができないこととなる。このように、スイッチＳＷがＯＮ状態のときは、ネジ１１を緩め外しても、蓋３をケーシング２から取り外しできないため、ケーシング２内のパワーコンディショナＰＣＤの電気回路部へ触れることができず、安全性が保たれることとなる。

図１５及び図１６には、蓋開閉規制部の他の構成を示している。これにおいて、スイッチＳＷから下壁２Ｂを貫通して筐体１外へ延びる操作軸７Ｊの筐体１内の部分に、先端が鉤部６１Ｐに屈曲した回動係止部６１が固定されている。一方、この回動係止部６１に対応して蓋３の裏側には、固定側係止部６２を固定している。この構成において、図１５に点線７Ａで示すようにスイッチ操作部７がスイッチＳＷのＯＦＦ状態のとき、回動係止部６１は点線６１Ａのように係止解除状態になっており、回動係止部６１が蓋３の裏側の固定側係止部６２から外れた状態である。このため、ネジ１１を緩め外し、図１１に示すように、蓋３の上辺３Ａの係止部３Ａ１とケーシング２の上壁２Ａの係止フランジ８Ａとの係合部を軸として、蓋３の下部を手前に引く回動によって蓋３は斜め状態になり、蓋３はスムースに図１１に示すように斜め状態になり、この状態で係止フランジ８Ａから蓋３の上辺３Ａの係止部３Ａ１が外れる位置まで蓋３を上方へ持ち上げ、その状態で蓋３を手前に引けば、ケーシング２から蓋３を取り外すことができる。

一方、図１５に実線で示すように、スイッチ操作部７を反時計回りに略９０度回動させることによって、スイッチＳＷがＯＮ状態となる。このスイッチＳＷのＯＮ状態では、回動係止部６１は実線のように立ち上がった係止状態になっており、図１６に示すように、回動係止部６１の鉤６１Ｐが蓋３の裏側の固定側係止部６２に係止した状態である。この状態で、ネジ１１を緩め外し、上記のように、蓋３の上辺３Ａの係止部３Ａ１とケーシング２の上壁２Ａの係止フランジ８Ａとの係合部を軸として、蓋３の下部を手前に引く回動操作を行う場合、回動係止部６１の鉤６１Ｐが蓋３の裏側の固定側係止部６２に係止して、それ以上に蓋３の回動操作が阻止され、蓋３の取り外しができないこととなる。このように、スイッチＳＷがＯＮ状態のときは、ネジ１１を緩め外しても、蓋３をケーシング２から取り外しできないため、ケーシング２内のパワーコンディショナＰＣＤの電気回路部へ触れることができず、昇圧部やインバータ部などの高電圧となる電装部品に触れることが無く安全性が保たれることとなる。

なお、蓋開閉規制部の構成は、上記の構成に拘わらず、スイッチ操作部７がスイッチＳＷのＯＮ状態のとき、ケーシング２からの蓋３の取り外しを阻止し、且つスイッチ操作部７がスイッチＳＷのＯＦＦ状態のときこの阻止が解除される他の構成によって、本発明の目的を達成し、本発明の効果を奏することができる。

筐体１内に収容されたパワーコンディショナＰＣＤの電気回路部は、主回路ＭＣの配線を含めて、複数のプリント配線基板ＰＢ１〜ＰＢ５に形成され、筐体１内の収容配置は、リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３が配置される第１室１５と、プリント配線基板ＰＢ１〜ＰＢ５及びそれらに形成されたその他の電気回路部分が収容される第２室１６とに区画壁１７によって区画されている。昇圧部ＤＣ／ＤＣ、インバータ部ＩＮＶ及びフィルタ部ＬＰＦは、それらを構成する電気素子が接続されるプリント配線基板ＰＢ１に形成されている。プリント配線基板ＰＢ１〜ＰＢ５は、ヒートシンク５の平板状の基盤部５Ｂと間隔を存して基盤部５Ｂの前面側に並行に配置している。

プリント配線基板ＰＢ１は、ヒートシンク５の平板状の基盤部５Ｂと間隔ＳＰを存して基盤部５Ｂの前面側に基盤部５Ｂに並行に配置している。また、高電圧となり発熱量の大きい回路素子としては、スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ５を一つのパッケージに収容したＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）があるが、このＩＰＭは、間隔ＳＰに配置されるように、図２、図３及び図７に示すように、プリント配線基板ＰＢ１の配線と接続する状態でプリント配線基板ＰＢ１の裏側に配置され、このＩＰＭの裏側面（図２の下側面）が金属製の放熱板ＫＨとなっており、この放熱板ＫＨが筐体１側に露出したヒートシンク５の基盤部５Ｂに密着するように、ネジ１２によってヒートシンク５に固定されている。これによって、ＩＰＭから発生する熱は、放熱板ＫＨを通してヒートシンク５の基盤部５Ｂに伝達され、ヒートシンク５の放熱フィン５Ａから放散される構成である。

図７に示すようにパワーコンディショナＰＣＤを家屋の外壁の縦壁等に沿って略垂直状態に取り付けられるために、図７、図１３及び図１４に示すように、放熱促進用ファン３４を取り付けたカバー板３５の上半部の裏側に、放熱促進用ファン３４を覆う状態で取り付け板３９が配置され、取り付け板３９は、その左右両側に形成した取り付け脚３９Ｅの先端フランジ部３９Ｆをヒートシンク５の基盤部５Ｂの左右部分にネジにて固定する。このネジは、専用のネジでもよいがカバー板３５を取り付けるネジ３８と兼用してもよい。取り付け板３９の上部には、家屋の外壁の縦壁等に取り付けられるための取り付け孔３９Ｈが形成されている。なお、カバー板３５の下端部には、後方へ折り曲げ形成した間隔保持部３５Ｐを形成しており、間隔保持部３５Ｐの後方先端３５Ｐ１が取り付け板３９の下方延長上となる状態に形成される。これによって、取り付け板３９を家屋の外壁の縦壁等に沿って取り付けるとき、間隔保持部３５Ｐの後方先端３５Ｐ１が家屋の外壁の縦壁等に当接するため、パワーコンディショナＰＣＤが家屋の外壁の縦壁等に沿って略垂直状態の取り付けを維持できるものとなる。

ケーシング２の上壁２Ａの内側面、即ち、リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３が収容される第１室１５の上壁２Ａの内面には、所定厚さに平板状の断熱材４３が貼着されている。これは、第１室１５の上壁２ＡはリアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３の発熱によって温められるため、断熱材４３が存在しない場合には、パワーコンディショナＰＣＤの周囲温度が低下したとき、第１室１５の上壁２Ａの露付きが生じ、この露がリアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３や第２室に落下して、電気絶縁状態が悪化する懸念がある。しかし、断熱材４３を設けることにより、この露付きを防止できるため、このような懸念は解消される。

プリント配線基板ＰＢ３に表示器３０が取り付けられており、蓋３の中央部に形成した縦方向の窪み３１の一部に形成した窓３３に表示器３０が臨む状態であり、窓３３から筐体１内に雨滴が侵入しないように、窪み３１全体に透明な樹脂カバー３２が液密状態に接着されている。表示器３０は、パワーコンディショナＰＣＤの動作状態や、故障時のエラーコードの表示等が表示される。

本発明に係るパワーコンディショナは、上記実施例に示した構成に限定されず、種々の形態のものに適用できるものであり、本発明の技術範囲において種々の形態を包含するものである。

１・・・・・筐体
２・・・・・金属製ケーシング
２Ｓ・・・・ケーシング２の周囲壁
３・・・・・金属製蓋
３Ａ・・・・蓋３の上辺
３Ａ１・・・蓋３の上辺３Ａの係止部
３Ｂ、３Ｃ・・・蓋３の左右辺部に形成した取り付け部
３Ｆ・・・・フランジ
４・・・・・防水用パッキン
５・・・・・ヒートシンク
５Ａ・・・・放熱フィン
５Ｂ・・・・基盤部
５Ｃ・・・・空気通路
６・・・・・リード線引き出し部
７・・・・・手動操作のスイッチ操作部
７Ｊ・・・・軸
８Ａ・・・・係止フランジ
８Ｂ、８Ｃ・・・取り付けフランジ
９・・・・・ネジ
１１・・・・ネジ
１２・・・・ネジ
１５・・・・第１室
１６・・・・第２室
１７・・・・区画壁
３０・・・・表示器
３４・・・・放熱促進用ファン
３５・・・・カバー板
３７・・・・送風用孔
３９・・・・取り付け板
６０・・・・孔または切り欠き
６１・・・・回動係止部
６２・・・・固定側係止部
ＰＣＤ・・・パワーコンディショナ
ＭＣ・・・・パワーコンディショナＰＣＤの主回路
ＩＰＭ・・・インテリジェントパワーモジュール
ＤＣ／ＤＣ・・・昇圧部
Ｌ１・・・・昇圧部ＤＣ／ＤＣのリアクトル
Ｄ１・・・・ダイオード
Ｄ０・・・・ダイオード
ＩＮＶ・・・インバータ部
ＬＰＦ・・・フィルタ部
Ｌ２、Ｌ３・・・フィルタ部ＬＰＦのリアクトル
ＧＲＩＤ・・・商用電力系統
ＰＶ・・・・太陽電池
ＳＷ・・・・スイッチ
ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＢ３、ＰＢ４・・・プリント配線基板

Claims

筐体内に高電圧となる電装部品等を収容するパワーコンディショナにおいて、前記筐体は、裏側壁の少なくとも一部がヒートシンクで構成された表側開口のケーシングと、前記ケーシングの表側開口を開閉するように前記ケーシングに着脱可能に固定される蓋と、前記蓋の裏側に取り付けられ前記ケーシングの表側開口の周囲壁の前端が食い込み状態で密着するパッキンを備え、前記ケーシングの内側には前記パワーコンディショナの所定の回路部を開閉しかつ防水シール構成の取り付け構造を有するスイッチを設け、前記ケーシングの周囲壁の下壁には、前記スイッチを手動操作するスイッチ操作部が下方へ突出する状態に設けられ、前記スイッチ操作部がスイッチの回路を閉じるＯＮ状態のとき前記ケーシングからの前記蓋の取り外しを阻止し、且つ前記スイッチ操作部がスイッチの回路を開くＯＦＦ状態のとき前記阻止が解除される蓋開閉規制部を備えたことを特徴とするパワーコンディショナ。
筐体内に高電圧となる電装部品等を収容するパワーコンディショナにおいて、前記筐体は、裏側壁の少なくとも一部がヒートシンクで構成された表側開口のケーシングと、前記ケーシングの表側開口を開閉するように前記ケーシングに着脱可能に固定される蓋と、前記蓋の裏側に取り付けられ前記ケーシングの表側開口の周囲壁の前端が食い込み状態で密着するパッキンを備え、前記ケーシングの内側には前記パワーコンディショナの所定の回路部を開閉しかつ防水シール構成の取り付け構造を有するスイッチを設け、前記ケーシングの周囲壁の下壁には、前記スイッチを手動操作するスイッチ操作部が下方へ突出する状態に設けられ、前記スイッチ操作部は、スイッチの回路を開くＯＦＦ状態からスイッチの回路を閉じるＯＮ状態へ回動しこの回動と逆回動にてスイッチＯＮ状態からスイッチＯＦＦ状態へ復帰する回動式であり、前記蓋の下辺部には、前記スイッチＯＮ状態のとき前記スイッチ操作部の潜り抜けが阻止されて前記蓋の取り外しを阻止し、且つ前記スイッチＯＦＦ状態のとき前記阻止が解除される孔または切り欠きを備えた蓋開閉規制部を前記蓋に一体的に設けたことを特徴とするパワーコンディショナ。
筐体内に高電圧となる電装部品等を収容するパワーコンディショナにおいて、前記筐体は、裏側壁の少なくとも一部がヒートシンクで構成された表側開口のケーシングと、前記ケーシングの表側開口を開閉するように前記ケーシングに着脱可能に固定される蓋と、前記蓋の裏側に取り付けられ前記ケーシングの表側開口の周囲壁の前端が食い込み状態で密着するパッキンを備え、前記ケーシングの内側には前記パワーコンディショナの所定の回路部を開閉しかつ防水シール構成の取り付け構造を有するスイッチを設け、前記ケーシングの周囲壁の下壁には、前記スイッチを手動操作するスイッチ操作部が下方へ突出する状態に設けられ、前記スイッチ操作部は、スイッチの回路を開くＯＦＦ状態からスイッチの回路を閉じるＯＮ状態へ回動しこの回動と逆回動にてスイッチＯＮ状態からスイッチＯＦＦ状態へ復帰する回動式であり、前記蓋の裏側には、前記スイッチ操作部の回動に伴って回動する回動係止部が係止及び係止解除となる固定側係止部を備え、前記スイッチＯＮ状態のとき前記回動係止部が前記固定側係止部に係止して前記蓋の取り外しが阻止され、前記スイッチＯＦＦ状態のとき前記阻止が解除される蓋開閉規制部を備えたことを特徴とするパワーコンディショナ。
前記ケーシングの表側開口の周囲壁の上壁は上方へ突出した係止フランジを備え、前記蓋の上辺には前記蓋が前記ケーシングの表側開口を閉じた正規状態で前記係止フランジに係止する下向き形成の係止部を備え、前記蓋を上方へ持ち上げた状態で前記係止部が前記係止フランジから外れる関係であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のパワーコンディショナ。