JP2001217577A

JP2001217577A - 電気装置

Info

Publication number: JP2001217577A
Application number: JP2000357608A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Emori; 昭彦江守; Hiroyuki Hanei; 博幸羽根井; Tsunehiro Endo; 常博遠藤; Tomoyuki Someya; 友幸染谷; Masahiro Iwamura; 将弘岩村; Noboru Akiyama; 秋山　　登; Kazuo Kato; 和男加藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2000-11-20
Publication date: 2001-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】放熱効率が高く、電磁遮蔽及び電磁耐性に優
れ、かつ小型の電気装置を提供すること。【解決手段】複数の電気部品と、電気導電性材料からな
り、複数の電気部品を納めるまたは装着するための筐体
とを備え、筐体は電気部品から発生する熱を放熱するた
めの複数の突起をその内部の空洞部に有し、筐体にはそ
の内部と外部との間で熱伝導媒体が流通できるための開
口部を設けた。また、複数の電気部品と、電気導電性材
料からなり、複数の電気部品を納めるまたは装着するた
めの筐体とを備え、筐体内部と外部との間で熱伝導媒体
が流通できる開口部を設け、筐体内部に、電気導電性材
料からなり、熱伝導媒体の流れの方向に沿って筐体内部
を複数の領域に分割する隔壁を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱が大きく、電
磁ノイズの発生源となる電気部品を用いる電気装置に係
わり、特にインバータ装置，トランス，ノイズフィルタ
などに好適な、小型，高放熱効率，高電磁遮蔽を実現す
る電気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発熱が大きな電気部品を納めるた
めの筐体（ケース）をアルミニウム等の伝熱材で構成
し、筐体の外表面に放熱フィンを設けた電気装置があっ
た。

【０００３】図１２は、従来の放熱フィンを設けた電気
装置の外観図である。図において８０１は基台、８０２
はフィン、８０３は本体ケースである。筐体の外部に、
平板状の多数のフィン８０２を設けた基台８０１を取り
付け、基台８０１とフィン列全体で放熱を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気装置では、
放熱効率を増加させるため、放熱フィンの表面積（放熱
面）をできるだけ広げる構成であった。そのため、発熱
量が大きな電気部品を用いた場合、電気装置全体の体積
に占めるフィンの部分の割合が大きく、装置が大型化す
るという問題があった。

【０００５】一方、ＧＴＯやＩＧＢＴなどの半導体スイ
ッチング素子を用いたインバータ装置やコンバータ装置
などの電気装置においては、スイッチング素子のオン・
オフに伴い、これらから周囲に放射される電磁ノイズ
が、同じ装置内の他の電子部品または装置外の他の電子
機器に悪影響を与える場合が増加している。

【０００６】また、世の中で使用される電子機器の種類
や数の増加に伴い、これらが発生する電磁ノイズが増加
し、電気装置は外部から到来する外来ノイズに対して誤
動作を起こさないよう、電磁耐性が要求される。

【０００７】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ものであり、放熱効率が高く、電磁遮蔽及び電磁耐性に
優れ、かつ小型の電気装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、複数の
電気部品と、電気導電性材料からなり、複数の電気部品
を納めるまたは装着するための筐体とを備え、筐体は電
気部品から発生する熱を放熱するための複数の突起をそ
の内部の空洞部に有し、筐体にはその内部と外部との間
で熱伝導媒体が流通できるための開口部が形成される電
気装置にある。

【０００９】また、他の特徴は、複数の電気部品と、電
気導電性材料からなり、複数の電気部品を納めるまたは
装着するための筐体とを備え、筐体にはその内部と外部
との間で熱伝導媒体が流通できるための開口部が形成さ
れ、さらに筐体内部に、電気導電性材料からなり、熱伝
導媒体の流れの方向に沿って筐体内部を複数の領域に分
割する隔壁を設けた電気装置にある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面を用い
て詳細に説明する。図中、同一の部品を２つ以上有する
場合、それらに同一の符号を付す。

【００１１】図１は、本発明の電気装置における第１の
実施例の断面構造を示す図である。放熱フィン１０１
は、複数の電気部品からなる電気部品群Ｂ１０３を納め
る筐体部と、互いに平行な複数の平板状のフィン部とか
らなり、これらが一体的に形成されている。発熱量の大
きい電気部品Ａ１０２は、基台上部（フィン部の取り付
け面の裏側）に取り付けられる。電気部品群Ｂ１０３
は、電磁ノイズの発生源となる電気部品または電磁ノイ
ズの影響を受けやすい電気部品を含む。電気部品Ａ１０
２と電気部品群Ｂ１０３は電線１０４により電気的に接
続される。

【００１２】本発明の電気装置では、複数の突起状のフ
ィン部が筐体内部の空洞側に設けられる。図１の実施例
では、筐体及び平板状のフィン部は紙面に垂直な方向に
同じ断面形状を有して延び、その両端に開口部（図示せ
ず）を有している。そして、筐体内部を紙面垂直方向に
空気などの熱伝導媒体が流れ、電気部品から発生する熱
を開口部から電気装置外部へ放出する。熱伝導媒体は、
自然対流または開口部にファンなどを設けることによ
り、筐体内部を流れる。電気部品から発生する熱は、当
然筐体外部の面及び筐体外部に装着した電気部品そのも
のからも外部に放出される。

【００１３】このように、本実施例の電気装置では放熱
面積を広くでき、放熱効率が大きくなる。また、筐体部
と突起状のフィン部が一体成型となっているため、筐体
部とフィン部の熱抵抗を小さくでき、放熱効率はさらに
向上する。

【００１４】電気部品は放熱フィン１０１に直接装着さ
れ、放熱フィンは複数の電気部品を支持する支持部材と
しての機能も有する。このため、装置全体の部品点数を
削減でき、装置全体を小型化できる。

【００１５】放熱フィン１０１を電気伝導性の材料、例
えばアルミニウムなどの金属やカーボン・カーボンコン
ポジットなどで構成することにより、放熱フィン１０１
により包囲された電気部品群Ｂ１０３は、外部から電磁
的に遮蔽される。このため、電気部品群Ｂ１０３が電磁
ノイズの影響を受けやすい部品であれば、外来ノイズに
よる被害を低減できる。また、電気部品群Ｂ１０３が電
磁ノイズを発生する場合、ここから発生するノイズは放
熱フィン１０１によって遮蔽され、他の装置へのノイズ
の影響を小さくできる。また、放熱フィン１０１をフェ
ライト等の磁性材で構成することにより、磁気遮蔽を達
成することができる。

【００１６】電線１０４の代わりに、電気部品Ａ１０２
と電気部品群Ｂ１０３の間で信号を伝達するものとして
光ファイバや同軸ケーブルを用いると、外部からの電磁
ノイズの影響が小さく、また外部に放射する電磁ノイズ
をさらに低減できる。

【００１７】また、放熱フィン１０１を、カーボン・ラ
バーコンポジットなど金属に比べて弾性の大きな材料で
構成することにより、放熱フィン１０１は上記機能に加
え振動吸収，消音の機能を有する。これにより、電気装
置の機械的振動や騒音を低減できる。

【００１８】放熱フィン１０１は、ダイキャスト（鋳造
法），板金法，射出成型法等によって製造される。複雑
な形状を得る必要がある時はダイキャストによる製造が
有効である。また、熱伝導媒体の流れ方向、すなわち紙
面に対し垂直方向の断面形状が一定の場合、射出成型法
を用いれば製造が容易であり製造コストを小さくでき
る。

【００１９】本実施例において、放熱フィン１０１を例
えばアルミニウムで形成し、電気部品Ａ１０２をインバ
ータ、電気部品群Ｂ１０３をノイズフィルタとすれば、
電磁ノイズの発生が小さくかつ電磁耐性の大きいインバ
ータ装置を実現することができる。また、放熱フィン１
０１をカーボン・ラバーコンポジットで形成し、電気部
品Ａ１０２をトランス、電気部品群Ｂ１０３をリレー及
びその制御装置とすると、電磁ノイズによる誤動作がな
く、かつリレー動作時の振動と騒音の少ないスイッチン
グ電源を実現することができる。

【００２０】以上のように、本実施例の電気装置によれ
ば、放熱性が良好で、外部への電磁ノイズの放射が小さ
な電気装置を実現できる。筐体内部からの放熱及び電磁
ノイズの放射は筐体の開口部を通じて起きる。そこで、
次に放熱フィン１０１に設ける開口部の寸法と、放熱及
び電磁遮蔽の度合いとの関係について説明する。

【００２１】図２に放熱フィン１０１の筐体部の各部の
寸法を示す。熱伝導媒体の流れ方向の長さをＬ、流れ方
向と垂直な断面の縦寸法をＨ、横寸法をＷとする。

【００２２】図３は、放熱フィン１０１の内部に電磁ノ
イズの発生源を置いた時、図２手前の開口部（面積Ｈ×
Ｗ）から外部に放射される電磁ノイズに対する放熱フィ
ンの遮蔽効果を示す図である。縦軸は開口長すなわち面
積Ｈ×Ｗの開口部の対角線の長さであり、横軸は電磁ノ
イズの周波数である。開口部からは開口長に応じた波長
（周波数）成分を持つ電磁ノイズが漏洩する。実線は電
磁ノイズの各周波数に対して、２０ｄＢの遮蔽効果を得
ることができる開口長の最大値を示す。また、点線は３
４ｄＢの遮蔽効果を得ることができる開口長の最大値を
示す。

【００２３】例えば、１００ＭＨｚまでの電磁ノイズを
２０ｄＢ遮蔽する必要がある場合、開口長を１５cm以内
にする必要がある。また、３４ｄＢ遮蔽するには開口長
を３cm以下にする必要がある。逆に、開口長が１５cmで
あれば、１００ＭＨｚまでの電磁ノイズを２０ｄＢ遮蔽
することが可能である。

【００２４】次に、放熱フィンの形状と、放熱フィンに
よる放熱効果及び放熱フィン内部からの電磁ノイズの電
磁遮蔽効果との関係について述べる。

【００２５】図４は、図２に示す放熱フィン１０１の縦
寸法Ｈと放熱量との関係、および縦寸法Ｈと遮蔽減衰率
の関係を示す図である。ここで、放熱フィンの寸法をＬ
＝２０cm，Ｗ＝１０cm、フィンの厚さｔを１cmとした。
また、放熱フィンはアルミニウム（熱伝導率λＴ＝２５
０Ｗ／（ｍ・Ｋ））から成り、放熱フィンと発熱量が大
きな電気部品Ａ１０２の接合部の温度Ｔａを１２０℃、
熱伝導媒体（空気）の温度Ｔｂを２０℃、放熱フィンと
熱伝導媒体である空気との間の熱伝達率ｈを１０００Ｗ
／(ｍ²・Ｋ）とした。さらに、電気部品群Ｂ１０３は周
波数は１００ＭＨｚの電磁ノイズを発生するとした。実
線は縦寸法Ｈと遮蔽減衰率の関係、点線は縦寸法Ｈと放
熱量との関係を示す。

【００２６】まず、縦寸法Ｈと放熱量の関係について述
べる。縦寸法が３０cm以下では、放熱量は縦寸法に比例
する。縦寸法が１０cm以上では放熱量は３００ｋＷ以上
となる。また、縦寸法が３０cm以上となると放熱量は飽
和傾向を示す。

【００２７】一般に、放熱体の放熱面の面積をＡ〔ｍ
² 〕とすると、放熱量ｑは次式で表される。

【００２８】ｑ＝ＫＡ（Ｔａ−Ｔｂ）ここで、Ｔａは発熱体による放熱体の加熱面の温度、Ｔ
ｂは熱伝導媒体の温度、Ｋは放熱体の熱透過率Ｋであ
る。熱秀過率Ｋと、放熱体の熱伝導率λＴ，加熱面から
放熱面までの距離Ｘ、及び放熱体と熱伝導媒体との間の
熱伝達率ｈとの間には次式の関係がある。

【００２９】１／Ｋ＝Ｘ／λＴ＋１／ｈ縦寸法Ｈを増加させると放熱面の面積Ａが増加し、縦寸
法Ｈと放熱量ｑは比例する。しかし、縦寸法を更に増加
させていくと、フィン内を伝わる縦方向の熱量が減少
し、フィン下部での放熱量も減少する。そして、全体の
放熱量は飽和する。次に、縦寸法Ｈと電磁ノイズの遮蔽
減衰率の関係について述べる。図２の形状の放熱フィン
に対して開口面アンテナの理論を適用し、そこから遮蔽
減衰率を求める。開口面の面積をＡ〔ｍ² 〕、電磁ノイ
ズの波長をλ〔ｍ〕、利得係数をｇとすると、遮蔽減衰
率Ｇは次式で近似できる。

【００３０】Ｇ＝λ²／（４πＨＷｇ） λ，ｇ，Ｗを一定とすると、遮蔽減衰率Ｇは放熱フィン
開口部の縦寸法Ｈに反比例する。縦寸法Ｈ＝１０cmで
は、遮蔽減衰率３０ｄＢ以上が得られる。

【００３１】以上述べたように、放熱量ｑは縦寸法Ｈの
増加と共に増加するのに対し、遮蔽減衰率Ｇは放熱フィ
ンの縦寸法Ｈの増加と共に減少する。しかし、代表的な
電気装置の寸法範囲内においては、遮蔽減衰率と放熱量
を実用的な範囲で両立させることができる。

【００３２】図５は、本発明の電気装置における第２の
実施例の断面構造を示す図である。図において、２０１
はプリント基板Ａ、２０２はネジ、２０３は支持片、２
０４はプリント基板Ｂ、２０５は電気部品Ｃ、２０６は
電気部品Ｄ、２０７は固定材である。

【００３３】放熱フィン１０１のうち両端のフィンは他
のフィンより長く形成され、筐体の一部を構成する。発
熱量の大きい電気部品Ａ１０２は、複数のフィンとは反
対側の放熱フィン１０１外部に取り付けられる。また、
電気部品群Ｂ１０３はプリント基板Ａ２０１に取り付け
られ、その端子はプリント基板のプリント配線（図示せ
ず）に電気的に接続されている。そして、プリント基板
Ａ２０１は、ネジ202によりフィンの先端に固定されて
いる。電気部品Ｃ２０５は放熱フィン１０１のフィンと
フィンの間に挿入され、同時にプリント基板Ｂ２０４に
接続，固定されている。電気部品Ｄ２０６は、電気部品
Ｃ２０５の位置とは異なる別のフィンとフィンの間に挿
入され、固定材２０７で固定される。また、その端子は
プリント基板Ｂ２０４に接続されている。このプリント
基板Ｂ２０４は、放熱フィン101と一体的に成型された
支持片２０３により、放熱フィン１０１に固定されてい
る。そして、これら電気部品及びプリント基板は電線１
０４により電気的に接続されている。

【００３４】プリント基板Ａ２０１は、部品取り付け面
の裏側、即ち凹凸の少ない面をフィンの先端に対向させ
る。これにより、フィン及びプリント基板Ａ２０１で囲
まれた空間を出入りする熱伝導媒体である空気の乱流発
生を防止でき、効率的な放熱が可能となる。

【００３５】ネジ２０２は部品の固定、または部品と放
熱フィン１０１とを電気的接続のために用いる。また、
ネジに代えてビス，導電性の接着剤，クランプ等を用い
てもよい。支持片２０３もまた部品の固定、または部品
と放熱フィン１０１との電気的接続のために形成され
る。プリント基板を紙面垂直方向にスライドさせるだけ
で、プリント基板を放熱フィンに固定できる。支持片２
０３の代わりにビス，クランプ等の支持部品を代用する
ことも可能である。支持片２０３を放熱フィン１０１と
一体的に形成することにより、部品点数や組み立て工数
を削減することができる。

【００３６】電気部品Ｃ２０５は、電磁ノイズに弱い部
品または電磁ノイズを多く発生する部品である。これら
の部品はフィンを隔てて配設されているため、部品間の
フィンが電磁遮蔽材として機能し、部品相互の電磁干渉
を防止することができる。また、従来単に放熱のための
空間として設けられたフィン同士の間の空間に部品を配
置し、空間を有効に利用するため、装置の小型化を図る
ことができる。

【００３７】固定材２０７は樹脂や接着剤など部品を固
定する材料である。固定される部品が発熱量の大きな部
品であれば、伝熱性が良好な固定材を用いることで発生
した熱は放熱フィンに伝導し、速やかに放熱することが
可能となる。固定される部品が熱に対し弱い部品であれ
ば、断熱性の良好な固定材を用いることでその部品を熱
的に保護することができる。

【００３８】次に、本発明の放熱と電磁遮蔽の原理を一
設計例を例に詳細に説明する。

【００３９】電気部品Ａ１０２の底面の寸法は縦横共に
１０cm、放熱フィン１０１の寸法は縦横共に１０cm、高
さ５cmで、材質はアルミニウムとする。また、電気部品
A102と放熱フィン１０１の接合部の温度は７０℃、周囲
温度は２０℃であり、自然対流冷却により冷却されると
する。

【００４０】放熱フィン１０１の放熱量が最大となる様
に、放熱フィン（１０１）を設計すると、そのフィンと
フィンの間隔である最適フィン間隔は６.３０６mm 、１
枚のフィンの厚さは０.７８４mm 、フィンの枚数は１５
枚となる（日本機械学会発行、「熱伝導ハンドブッ
ク」、ｐ１１８，ｐ１１９（１９９３.２.２２）参
照）。このフィンとフィンの間隔６.３０６mm は、一般
的な電気部品の寸法と合致することは言うまでもない。

【００４１】図６はアルミニウム板の電磁波浸透深さと
周波数の関係を示す図である。電磁波が導電体に浸透す
ると、導電体には渦電流が生じ、電磁波は減衰する。電
磁波が８.６８６ｄＢ減衰するときの電磁波浸透深さδ
は次式で与えられる。

【００４２】δ＝１／√（πｆμσ）〔ｍ〕ここで、ｆは電磁波の周波数〔Ｈｚ〕、μは導電体の透
磁率〔Ｈ／ｍ〕、σは導電体の導電率〔Ｓ／ｍ〕であ
る。

【００４３】図は電磁波の各周波数について、上式より
アルミニウム板の電磁波浸透深さδを求めたものであ
る。また、電磁波浸透深さδを用い、遮蔽減衰率Ａは次
式で与えられる。

【００４４】Ａ＝８.６８６・ｔ／δ 〔ｄＢ〕ここで、ｔは導電体の厚さ〔ｍ〕である。

【００４５】上式に基づき、厚さ０.７８４mm のアルミ
ニウム板の遮蔽減衰率と周波数の関係を計算した結果を
図７に示す。先に放熱量が最大となる様に求めた厚さ0.
784mmの１枚の放熱フィンは、例えば０.１ＭＨｚの電
磁波に対して２５ｄＢの遮蔽効果を有することが分か
る。このようなフィンを複数枚設け、フィンを隔てて電
気部品を配設した場合、並んだフィン列間で電磁波の反
射と吸収が繰り返される為、遮蔽効果は更に向上（多重
遮蔽）する。

【００４６】以上説明したように、本実施例によれば良
好な放熱と良好な電磁遮蔽を同じに得ることができる。

【００４７】放熱フィン１０１は第１の実施例で述べた
製造法を適用することが可能である。電気部品Ａ１０２
をインバータ、その他の電気部品をノイズフィルタとす
ると、本実施例によれば電磁ノイズの発生が小さくかつ
電磁耐性の大きいインバータ装置を提供することができ
る。

【００４８】図８は、本発明の電気装置の第３の実施例
を示す図で、複数のフィンの対向面及びフィンの取り付
け面の両方に垂直な断面図である。

【００４９】放熱フィン１０１の一部は筐体を兼ね、筐
体内部に電気部品群Ｂ１０３が装着される。発熱量の大
きい電気部品Ａ１０２は、筐体を兼ねた放熱フィンの外
部に、その３面が放熱フィン１０１に囲まれるように装
着される。放熱フィン１０１は紙面垂直方向に延び、そ
の両側が外部に開いた構造となっている。筐体内部に
は、電気部品Ａ１０２の装着側と電気部品群Ｂ１０３の
装着側の間に隔壁３０１が設けられている。さらに、隔
壁３０１と電気部品Ａ１０２の装着側壁面との間に、両
壁面を繋ぐように互いに平行な複数のフィン１０１′が
形成されている。両壁面とフィンによって囲まれた空間
は、紙面垂直方向に延び、その両側が外部に開いてお
り、熱伝導媒体である空気が流通できる構造となってい
る。すなわち、筐体内部には熱伝導媒体の流れの方向に
沿って筐体内部を複数の領域に分割する隔壁（隔壁３０
１およびフィン１０１′を含む）を設けたことになる。

【００５０】電磁ノイズの発生源となる電気部品または
電磁ノイズの影響を受けやすい電気部品を含む電気部品
群Ｂ１０３は筐体内部に装着される。電気部品Ａ１０２
と電気部品群Ｂ１０３が電線１０４により電気的に接続
される。

【００５１】放熱フィン１０１は電気部品Ａ１０２の３
面から接する構造となっており、電気部品Ａと放熱フィ
ンの接触面積を増加させ放熱効果を上げている。このよ
うな放熱フィンは、第１実施例で述べた製造法を適用す
ることができる。

【００５２】隔壁３０１により、複数のフィン１０１′
間を流れる熱伝導媒体は電気部品群Ｂ１０３とは接触し
ない。これにより、熱伝導媒体の流れは乱されることが
なく、発熱量が大きな電気部品Ａ１０２からの熱を効果
的に放熱できる。放熱フィン１０１，１０１′及び隔壁
３０１を一体成型することにより、部品点数，組み立て
工数の削減を図ることができる。

【００５３】本実施例によると、良好な放熱及び電磁遮
蔽性能を有すると同時に、小型な電気装置を提供するこ
とができる。また、組み立て工数を削減でき、部品点数
も少なくできるため、低コストな電気装置を提供するこ
とができる。

【００５４】図９は、本発明の電気装置をインバータ装
置に適用した図である。４０１はカバー、４０２はイン
バータ、４０３はノイズフィルタ、４０４は端子台、４
０５は通し穴、４０６はスリットである。インバータ４
０２が、放熱フィン１０１に取り付けられ、ノイズフィ
ルタ４０３が、フィン及び隔壁３０１を隔てて、インバ
ータ４０２の下に配設されている。また、ノイズフィル
タ４０３は電線１０４によりインバータ側に設けた端子
台４０４及びインバータ４０２の入力に電気的に接続さ
れる。そして、熱伝導媒体の出入口と、インバータ４０
２の上面に、それぞれカバー４０１が取り付けられる。

【００５５】電源の供給ラインはカバー４０１に設けた
通し穴４０５を通じて装置内に導かれ、ノイズフィルタ
４０３の入力に接続される。また、通し穴４０５を通じ
て、インバータ４０２とモータ等の負荷を電気的に接続
する。端子台４０４を装置の上部に設けてあるため、結
線作業が容易である。

【００５６】放熱フィン１０１は部品の支持部材及び筐
体を兼ねている。また、フィン及び隔壁３０１の遮蔽効
果により、インバータ４０２とノイズフィルタ４０３は
電磁気学的干渉を受けにくい。

【００５７】インバータ４０２では電流をスイッチング
するため、熱及び電磁ノイズを多く発生する。ここで発
生した熱は放熱フィン１０１を介して装置外へ放出され
る。また、配線を介して伝搬する伝導性のノイズはノイ
ズフィルタ４０３により除去され、放射性及び誘導性の
電磁ノイズは周囲を囲む放熱フィン１０１で遮蔽され
る。

【００５８】放射性の電磁ノイズの周波数が高い場合
は、放熱フィン１０１の開口部の最長寸法を小さくする
か、カバー４０１を電磁遮蔽効果の高い材料で構成し、
放熱フィン１０１及びカバー４０１にて電磁ノイズを遮
蔽する。カバー４０１は放熱フィン１０１と確実な電気
的接触をとるように取り付ける。

【００５９】カバー４０１の一例の正面図を図１０に示
す。電源ライン通し穴４１１は商用電源からのケーブル
を装置内に導くための穴である。電源ラインは電源ライ
ン入力端子４１２に接続され、電源ライン入力端子４１
２は、その下部にあるフィルタ入力端子５３１と電線に
より接続される。ノイズフィルタ４０３の出力であるフ
ィルタ出力端子５３６は、その上部に位置するインバー
タ入力端子５２１と接続される。そして、インバータの
出力はインバータ出力通し穴４１３を通して他の機器と
接続される。

【００６０】フィルタ出力端子５３６とインバータ入力
端子５２１を結ぶ電線、及びインバータ出力の電線は、
ノイズの大きいいわゆるダーティーラインである。ま
た、電源ライン入力端子４１２とフィルタ入力端子５３
１とを結ぶ電線は、ノイズフィルタ４０３によりノイズ
を除去されたノイズの少ないいわゆるクリーンラインで
ある。これらを近接配置すると、せっかく除去したノイ
ズが電磁誘導によりクリーンラインに重畳してしまう。
そこで、図１０では電線間の電磁誘導を防止するための
遮蔽板４１４をカバー４０１と垂直に設けている。遮蔽
板４１４は、導電性材質であればカバー４０１と同質材
料の一体成型品であっても良い。この遮蔽板４１４はカ
バー４０１の強度を増強する機能も有する。遮蔽板４１
４を設ける代わりに、電線を放熱フィンのフィンとフィ
ンとの間に配設することにより電磁誘導を防止できる。

【００６１】図１１は、図９に示したノイズフィルタ及
びインバータの回路図である。501は電源、５０２はモ
ータ、４０２はインバータ、４０３はノイズフィルタで
ある。

【００６２】電源５０１はフィルタ入力端子５３１に接
続され、フィルタ出力端子５３６はインバータ入力端子
５２１に接続される。また、インバータ出力端子５２６
はモータ５０２に接続される。

【００６３】ノイズフィルタ４０３は、カットコア５３
２，Ｘコンデンサ５３３，チョークコイル５３４、及び
Ｙコンデンサ５３５で構成され、Ｙコンデンサ５３５の
接地端子は放熱フィンへ接続される。これらは、電源側
より侵入する伝導ノイズ及びインバータ４０２から伝搬
するノイズを除去し、所望の周波数の電力のみをインバ
ータ４０２へ伝える。

【００６４】インバータ４０２は交流電圧を直流電圧に
整流，変換するダイオードブリッジ５２２，直流電圧変
換後の電圧波形を平滑化する平滑コンデンサ５２３，直
流電圧をスイッチングし任意の周波数の交流出力を生成
するスイッチング素子部524、及びカットコア等で構成
される出力フィルタ５２５で構成される。

【００６５】フィルタ出力端子５３６とインバータ入力
端子５２１を接続する電線は、ノイズ成分が除去されて
いないためノイズ発生源となる。また、インバータ４０
２とノイズフィルタ４０３もノイズ発生源となる。これ
らから発生するノイズは、図９に示したように放熱フィ
ン１０１及びカバー４０１で遮蔽されるため、このノイ
ズが装置の外部へ放射されることは少ない。

【００６６】以上述べたように、本発明を適用したイン
バータ装置では、放熱フィン１０１は、放熱機能に加え
筐体，支持部材及び電磁遮蔽材としての機能を有してい
る。従って、インバータ装置の小型化，部品点数及び組
み立て工数の削減，電磁両立性の向上、及び低コスト化
が可能となる。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、放熱フィンは、放熱機
能に加え、その一部または全体が電気部品の全部または
一部を包囲する筐体としての機能を兼ね、さらに電気部
品を支持する支持部材としての機能も有する。これによ
り、筐体や支持部品の部品点数を削減できる。また、電
気装置の組み立て工数を削減できる。加えて、フィンの
表面積を増加できるため、装置の体積当たりの放熱効率
が向上し、装置全体を小型化できる。

【００６８】更に、放熱フィンを電気伝導材または磁性
材で構成することにより、放熱フィンは電磁遮蔽材とし
ても機能する。これにより、放熱フィンで隔てられた電
気部品間の電磁気学的相互干渉を低減でき、電磁耐性の
向上，装置から電磁放射の低減を達成することができ
る。

【００６９】加えて、放熱フィンを弾性材で構成するこ
とにより、放熱フィンは振動吸収材，消音材としても機
能する。これにより、電気装置及び電気部品の機械的振
動と、騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図２】放熱フィンの寸法を定義する図である。

【図３】スリットの開口長とそこから放射される電磁ノ
イズの関係を示す説明図である。

【図４】縦寸法と放熱量および遮蔽減衰率の関係を示す
図である。

【図５】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図６】アルミニウム板の電磁波浸透深さと周波数の関
係を示す図である。

【図７】厚さ０.７８４mm のアルミニウム板の遮蔽減衰
率と周波数の関係を示す図である。

【図８】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図９】本発明の第４の実施例を示す図である。

【図１０】カバー部の一例を示す図である。

【図１１】図９におけるノイズフィルタ及びインバータ
の回路図である。

【図１２】従来の放熱フィンの構成を示す図である。

【符号の説明】

１０１…放熱フィン、１０２…電気部品Ａ、１０３…電
気部品群Ｂ、１０４…電線、２０１…プリント基板Ａ、
２０２…ネジ、２０３…支持片、２０４…プリント基板
Ｂ、２０５…電気部品Ｃ、２０６…電気部品Ｄ、２０７
…固定材、301…隔壁、４０１…カバー、４０２…イン
バータ、４０３…ノイズフィルタ、404…端子台、４０
５…通し穴、４０６…スリット、４１１…電源ライン通
し穴、４１２…電源ライン入力端子、４１３…インバー
タ出力通し穴、４１４…遮蔽板、５０１…電源、５０２
…モータ、５２１…インバータ入力端子、５２２…ダイ
オードブリッジ、５２３…平滑コンデンサ、５２４…ス
イッチング素子部、525…出力フィルタ、５２６…イン
バータ出力端子、５３１…フィルタ入力端子、５３２…
カットコア、５３３…Ｘコンデンサ、５３４…チョーク
コイル、５３５…Ｙコンデンサ、５３６…フィルタ出力
端子、８０１…基台、８０２…フィン、８０３…本体ケ
ース。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者遠藤常博千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者染谷友幸茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者岩村将弘茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者秋山登茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者加藤和男茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電気部品と、電気導電性材料からな
り、前記複数の電気部品を納めるまたは装着するための
筐体とを備え、前記筐体は前記電気部品から発生する熱
を放熱するための複数の突起をその内部の空洞部に有
し、前記筐体にはその内部と外部との間で熱伝導媒体が
流通できるための開口部が形成されていて、前記複数の
部品がインバータとノイズフィルタとを含んでおり、前
記インバータを筐体外部に装着し、前記ノイズフィルタ
を筐体内部に装着したことを特徴とする電気装置。
【請求項２】請求項１において、前記複数の電気部品の
一部を、前記筐体内部の突起に装着したことを特徴とす
る電気装置。
【請求項３】請求項１において、前記複数の電気部品の
一部を、前記筐体内部の突起と突起の間に装着したこと
を特徴とする電気装置。
【請求項４】請求項１において、前記インバータがＩＧ
ＢＴを用いていることを特徴とする電気装置。
【請求項５】複数の電気部品と、電気導電性材料からな
り、前記複数の電気部品を納めるまたは装着するための
筐体とを備え、前記筐体にはその内部と外部との間で熱
伝導媒体が流通できるための開口部が形成され、前記複
数の部品がインバータとノイズフィルタとを含んでお
り、前記インバータを筐体外部に装着し、前記ノイズフ
ィルタを筐体内部に装着し、さらに前記筐体内部に、電
気導電性材料からなり、前記熱伝導媒体の流れの方向に
沿って前記筐体内部を複数の領域に分割する隔壁を設け
たことを特徴とする電気装置。
【請求項６】請求項５において、前記インバータがＩＧ
ＢＴを用いていることを特徴とする電気装置。