JP2011135649A - Inverter device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータ装置に関するものである。 The present invention relates to an inverter device.
直流電力から交流電力を電気的に生成する電源回路、またはその回路を持つ電力変換装置であるインバータは、制御装置等と組み合わせたインバータ装置として、近年、たとえば、モータ制御装置、電源装置等への利用分野が拡大している。
一般にインバータ装置は、高熱を発する、たとえば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、インテグラルパワーモジュール(IPM)等のスイッチモジュールが用いられている。この発熱による他の電子部品への悪影響を防止するため、たとえば、スイッチモジュールをヒートシンクに密着させるなどして冷却している。
An inverter that is a power converter that electrically generates AC power from DC power, or a power conversion device having the circuit, has recently been used as an inverter device combined with a control device or the like, for example, to a motor control device, a power supply device, or the like. The field of use is expanding.
In general, an inverter device uses a switch module that generates high heat, such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or an integral power module (IPM). In order to prevent adverse effects on other electronic components due to this heat generation, for example, the switch module is cooled by being in close contact with a heat sink.
ヒートシンクは、たとえば、特許文献1に示されるように、一面側にスイッチモジュールが密着するように実装されているベース板部と、このベース板部の他面に設けられた並列に取り付けられた複数のフィンとで構成されている。ヒートシンクと対向して配置されたファンが、フィン間に冷却風を送り込むように構成されている。ファンが送り込む冷却風は、それが接触するベース板部、およびフィンから熱を奪うので、スイッチモジュールの発熱が放熱される。
For example, as shown in
ところで、特許文献1に示されるものでは、フィンは空気の流れる方向に向かって一様な構造とされているので、ファンからの空気流は進行に伴い整流されることになる。空気流が整流されると、フィンおよびベース板部に接触する空気が一定となり、この空気の温度が順次上昇するので、フィンおよびベース板部と空気との温度差が小さくなり、熱交換の効率が低下する。特に、スイッチモジュールのような発熱部品が下流側に配置されている場合に効果的な冷却が行えない。
By the way, in what is shown by
本発明は、このような事情に鑑み、空気流の下流側における熱交換の効率を向上させ、効果的な冷却を行える得るインバータ装置を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an inverter device capable of improving the efficiency of heat exchange on the downstream side of an air flow and performing effective cooling.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の一態様は、複数の電子部品が組み込まれた基板と、該電子部品の内発熱量の大きな発熱部品に隣接して設置されたベース板部と、該ベース板部の前記基板に対して反対側の一面に略並列するように設けられ、複数の流体通路を形成する複数の第一フィンを有する放熱フィン部と、前記流体通路の一方の端部に対向して設置され、前記流体通路に沿った流体流れ方向に流体を供給するファンと、を備えているインバータ装置であって、前記放熱フィン部には、前記流体流方向に交差する方向に前記流体通路の複数を合体させる合流部が、前記流体流れ方向に複数備えられ、該合流部間の距離は前記発熱部品の近傍で他の部分よりも小さくされているインバータ装置である。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, according to one embodiment of the present invention, a substrate in which a plurality of electronic components are incorporated, a base plate portion disposed adjacent to a heat generating component having a large internal heat generation amount of the electronic component, and the substrate of the base plate portion The heat dissipating fin portion having a plurality of first fins forming a plurality of fluid passages is provided so as to be substantially parallel to one surface on the opposite side, and is disposed opposite one end portion of the fluid passage, And a fan for supplying fluid in a fluid flow direction along the fluid passage, wherein the plurality of fluid passages are combined in the radiating fin portion in a direction intersecting the fluid flow direction. In the inverter device, a plurality of joining portions are provided in the fluid flow direction, and a distance between the joining portions is smaller in the vicinity of the heat generating component than in other portions.
本態様にかかるインバータ装置では、発熱部品が発生する熱は隣接されたベース板部およびベース板部の一面に取り付けられた複数の第一フィンによって構成された放熱フィン部に伝達され、ベース板部および放熱フィン部を昇温させる。ファンによって発生する流体流、たとえば、空気流が、複数の第一フィンによって形成される流体通路を流れる。流体通路を流れる流体、たとえば、空気は、ベース板部および放熱フィン部との熱交換によってベース板部および放熱フィン部から熱量を奪い、それらを冷却する。
このとき、放熱フィン部には、流体流方向に交差する方向に流体通路の複数を合体させる合流部が備えられているので、合流部において流体通路を流れる流体を案内する部材が途切れることになる。案内する部材がなくなると、流体通路を流れる流体は、それぞれ隣の流体通路に流れようとするので、境界部分で相互にぶつかりあうことになる。これにより、流体通路を流れる流体は流れが乱される、言い換えると乱流とされるので、流体通路の横断面内における流体の流れる位置を変動させることができる。
In the inverter device according to this aspect, the heat generated by the heat generating component is transmitted to the heat dissipating fin portion constituted by the adjacent base plate portion and a plurality of first fins attached to one surface of the base plate portion, and the base plate portion. And the temperature of the radiating fin is raised. A fluid flow generated by the fan, eg, an air flow, flows through a fluid passage formed by the plurality of first fins. The fluid, for example, air, flowing through the fluid passage takes heat from the base plate portion and the heat radiating fin portion by heat exchange with the base plate portion and the heat radiating fin portion, and cools them.
At this time, since the radiating fin portion is provided with a merging portion that merges a plurality of fluid passages in a direction intersecting the fluid flow direction, the member that guides the fluid flowing through the fluid passage at the merging portion is interrupted. . When there is no guide member, the fluids flowing through the fluid passages try to flow into the adjacent fluid passages, and thus collide with each other at the boundary portion. As a result, the flow of the fluid flowing through the fluid passage is disturbed, in other words, turbulent flow, so that the position of the fluid flowing in the cross section of the fluid passage can be changed.
この流体通路の横断面内における流体の流れ位置の変動は合流部を過ぎた流体通路でも残存するので、この部分におけるベース板部および放熱フィン部に接触する流体は、熱交換によって昇温されていない流体と入れ替わることになるので、熱交換の効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
合流部を過ぎてしばらくすると流体通路を流れる流体は整流されるが、本態様では、この合流部が流体流れ方向に複数備えられているので、流体は各合流部を通過する都度乱流とされる。これにより、全体の熱交換の効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
また、各合流部間の距離は発熱部品の近傍で他の部分よりも小さくされているので、発熱部品の近傍で温度が比較的高いベース板部および放熱フィン部における熱交換効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
Since the fluctuation of the fluid flow position in the cross section of the fluid passage remains in the fluid passage past the joining portion, the fluid in contact with the base plate portion and the radiating fin portion in this portion is heated by heat exchange. Therefore, the efficiency of heat exchange can be improved, and effective cooling can be performed.
The fluid flowing in the fluid passage is rectified after a while after the merging portion, but in this aspect, since a plurality of merging portions are provided in the fluid flow direction, the fluid is turbulent each time it passes through each merging portion. The Thereby, the efficiency of the whole heat exchange can be improved and effective cooling can be performed.
In addition, since the distance between the joining portions is smaller in the vicinity of the heat-generating component than in the other portions, the heat exchange efficiency in the base plate portion and the heat radiation fin portion having a relatively high temperature in the vicinity of the heat-generating component should be improved. Effective cooling can be performed.
前記態様では、少なくとも前記発熱部品の近傍に位置する前記合流部は、前記発熱部品側が下流側に位置するように前記流体流れ方向に対して傾斜するように備えられていてもよい。 In the aspect, at least the joining portion located in the vicinity of the heat generating component may be provided so as to be inclined with respect to the fluid flow direction so that the heat generating component side is positioned on the downstream side.
このようにすると、合流部で流体は発熱部品の方に向かって流れる流れができるので、発熱部品の近傍で温度が比較的高いベース板部および放熱フィン部へより多くの流体を流すことができる。
したがって、発熱部品の近傍で温度が比較的高いベース板部および放熱フィン部における熱交換効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
In this way, the fluid can flow toward the heat generating component at the junction, so that more fluid can flow to the base plate portion and the heat radiating fin portion having a relatively high temperature in the vicinity of the heat generating component. .
Therefore, the heat exchange efficiency in the base plate portion and the heat radiating fin portion having a relatively high temperature in the vicinity of the heat generating component can be improved, and effective cooling can be performed.
前記態様では、複数の前記第一フィンの自由端側を覆うフィンカバーを備え、前記流体通路は周囲が密閉された密閉流体通路とされている構成としてもよい。
この場合、前記密閉流体通路は、前記発熱部品の近傍で横断面積が減少するようにされていることが好ましい。
In the aspect, a fin cover that covers the free end sides of the plurality of first fins may be provided, and the fluid passage may be a sealed fluid passage that is sealed around the periphery.
In this case, it is preferable that the sealed fluid passage has a reduced cross-sectional area in the vicinity of the heat generating component.
このように、発熱部品の近傍で横断面積が減少する密閉流体通路とすると、発熱部品の近傍で流体の流速が増加するので、単位時間当たりに接触する流体の量を増加させることができる。単位時間当たりに接触する流体の量を増加すると、その分熱交換量が増加するので、発熱部品の近傍で温度が比較的高いベース板部および放熱フィン部における熱交換効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。 As described above, when the sealed fluid passage has a reduced cross-sectional area in the vicinity of the heat generating component, the flow velocity of the fluid increases in the vicinity of the heat generating component, so that the amount of the fluid contacting per unit time can be increased. Increasing the amount of fluid contacted per unit time increases the amount of heat exchange, which can improve the heat exchange efficiency in the base plate and radiating fins that have relatively high temperatures in the vicinity of the heat-generating components. Effective cooling can be performed.
前記態様では、前記放熱フィン部は、前記ベース板部の前記基板側の他面に放熱を行う複数の第二フィンを備えていてもよい。 In the above aspect, the heat radiating fin portion may include a plurality of second fins that radiate heat on the other surface of the base plate portion on the substrate side.
このようにすると、他面側においても第二フィンによって放熱面積が増加するので、熱交換効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。 If it does in this way, since a thermal radiation area will increase by the 2nd fin also on the other side, heat exchange efficiency can be improved and effective cooling can be performed.
前記態様では、前記発熱部品は、前記ベース板部に嵌入するように取り付けられていてもよい。 In the said aspect, the said heat-emitting component may be attached so that it may fit in the said base board part.
このようにすると、発熱部品からベース板部への伝熱面積が増加するので、より多くの熱量を発熱部品からベース板部へ伝達することができる。また、発熱部品の側面から第二フィンへ伝熱される伝熱経路が形成されるので、第二フィンへの伝熱を増加させることができる。
これらにより、ベース板部および放熱フィン部での熱交換効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
If it does in this way, since the heat transfer area from a heat-emitting component to a base board part increases, more heat quantity can be transmitted to a base board part from a heat-generating part. Moreover, since the heat transfer path | route transmitted to the 2nd fin from the side surface of a heat-emitting component is formed, the heat transfer to a 2nd fin can be increased.
As a result, the heat exchange efficiency in the base plate portion and the radiation fin portion can be improved, and effective cooling can be performed.
前記態様では、前記ベース板部の前記基板側の他面を、前記電子部品が組み込まれた前記基板を含めて覆うカバーを備えている構成としてもよい。 In the aspect described above, a cover may be provided that covers the other surface of the base plate side including the substrate in which the electronic component is incorporated.
このようにすると、電子部品が組み込まれた基板は、ベース板部とカバーとによって閉鎖された空間に位置することになるので、インバータ装置を開放された空間に設置することができる。したがって、インバータ装置の設置場所を自由に設定することができるので、使用する範囲を拡げることができる。 If it does in this way, since the board | substrate in which the electronic component was integrated will be located in the space closed by the base board part and the cover, an inverter apparatus can be installed in the open space. Therefore, the installation location of the inverter device can be freely set, so that the range to be used can be expanded.
前記構成では、前記カバーには、厚さ方向に貫通するように取り付けられた複数の第三フィンが備えられているのが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the cover includes a plurality of third fins attached so as to penetrate in the thickness direction.
このようにすると、第三フィンによってカバー内の空間に籠る熱の放熱面積を向上させることができるので、インバータ装置を効果的な冷却を行うことができる。 If it does in this way, since the thermal radiation area over the space in a cover can be improved with the 3rd fin, an inverter device can be cooled effectively.
本発明によると、放熱フィン部には、流体流方向に交差する方向に流体通路の複数を合体させる合流部が備えられているので、熱交換の効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
この合流部が流体流れ方向に複数備えられているので、流体は各合流部を通過する都度乱流とされるので、全体の熱交換の効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
各合流部間の距離は発熱部品の近傍で他の部分よりも小さくされているので、発熱部品の近傍で温度が比較的高いベース板部および放熱フィン部における熱交換効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
According to the present invention, since the radiating fin portion is provided with a merging portion that combines a plurality of fluid passages in a direction intersecting the fluid flow direction, the efficiency of heat exchange can be improved and effective cooling can be achieved. It can be performed.
Since a plurality of the merging portions are provided in the fluid flow direction, the fluid is turbulent each time it passes through each merging portion, so that the overall heat exchange efficiency can be improved and effective cooling is performed. be able to.
Since the distance between each merged part is smaller in the vicinity of the heat-generating component than in the other parts, the heat exchange efficiency in the base plate part and the heat radiation fin part, which are relatively high in the vicinity of the heat-generating part, can be improved. Effective cooling can be performed.
以下、本発明の実施形態を、添付図面を用いて詳細に説明する。
[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態にかかる陸上輸送用冷凍装置の電動コンプレッサのモータ制御装置として用いられるインバータ装置1について、図1〜図6を参照して説明する。
図1は、第一実施形態にかかるインバータ装置1が設置されたトラック3の概略構成を示す側面ブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[First embodiment]
Hereinafter, an
FIG. 1 is a side block diagram showing a schematic configuration of a truck 3 on which an
トラック3の荷台には、冷却空間を形成する保冷庫5が搭載されている。
陸上輸送用冷凍装置7は、たとえば、保冷庫5の前部上部に設置されている。陸上輸送用冷凍装置7には、図示を省略しているが電動コンプレッサによって冷媒が循環され、冷媒の状態変化によって保冷庫5内を冷却する冷凍回路が備えられている。
電動コンプレッサを駆動する制御装置としてのインバータ装置1および電源としてのバッテリ9は、たとえば、トラック3の荷台下部に取り付けられている。
インバータ装置1は、解放された空間に取り付けられており、その下方には、路面13からの輻射熱を遮る遮熱板11が備えられている。
A
The land
The
The
図2は、インバータ装置1および遮熱板11を示す斜視図である。図3は、図2の遮熱板11を除くX−X断面図である。図4は、図3のY−Y断面図である。図5は、図3のZ−Z断面図である。図6は、図4のA部を拡大して示す拡大図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the
インバータ装置1には、種々の電子部品15が取り付けられた基板17と、スイッチモジュール(発熱部品)19と、スイッチモジュール19が嵌入するように取り付けられているベースプレート(ベース板部)21と、ベースプレート21の下面(一面)23に略並列するように取り付けられた複数の下側フィン(第一フィン)25を有する放熱フィン部27と、放熱フィン部27の一端部に対向するように取り付けられたファン29と、ベースプレート21の上面(他面)31を、基板17を含めて覆うカバー33と、が備えられている。
ファン29は屋外で用いられるので、防塵防水仕様とされている。
The
Since the
スイッチモジュール19としては、たとえば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、あるいは、IGBTを中心に制御信号増幅回路や電流・電圧・温度といった保護回路、還流用ダイオードなどが1つのパッケージに収められたインテグラルパワーモジュール(IPM)が用いられる。
スイッチモジュール19は、図4に示されるように基板17におけるファン29が形成する空気流方向(流体流方向)Lの下流側(図4の右側)で、かつ、右側(図4の下側)に取り付けられている。
As the
As shown in FIG. 4, the
ベースプレート21は、伝熱性のよい金属製の厚板である。下側フィン25は、板状をした金属製であり、一長辺がベースプレート21に固定して取り付けられている。下側フィン25は、ダイカストによる成型や、押出成型によってベースプレート21と一体に成型されてもよいし、別体に成型し、かしめ、ロウ付け等によりベースプレート21に取り付けられてもよい。
下側フィン25の先端部(自由端側)は、空気流方向Lに沿った高さがスイッチモジュール19の直前で最小となるように湾曲形状とされている。
The
The front end portion (free end side) of the
全ての下側フィン25の先端部は、フィンカバー35によって覆われている。フィンカバー35は下側フィン25の先端部の湾曲形状に沿うように湾曲された板材である。
下側フィン25は幅方向(空気流方向Lに略直交する方向)に略等間隔に取り付けられており、隣り合う下側フィン25とフィンカバー35とで周囲が密閉された密閉流体通路(流体通路)37が形成されている。
したがって、密閉流体通路37は、スイッチモジュール19の近傍で横断面積が減少している。
The tips of all the
The
Therefore, the cross-sectional area of the sealed
なお、フィンカバー35は、条件に応じて取り付けるものであり、これを省略して密閉されない流体通路を形成するようにしてもよい。この場合には、下側フィン25の先端部の高さは、スイッチモジュール19の近傍で他と同等、あるいは、むしろ他よりも高くして伝熱面積を大きくするほうが好ましい。
The
下側フィン25には、空気流方向Lに沿って複数か所、たとえば、3か所に下側フィン25の全高さに亘るスリット部39が形成されている。スリット部39は、空気流方向Lに対して右隣の下側フィン25ほど空気流方向Lの下流側に位置するように形成されている。これにより、図4に示されるように密閉流体通路37が相互に連通し、すなわち、全ての密閉流体通路37が合体した合流部41(以下、位置の違いを特定する必要がある場合には、サフィックスa,b,cを付けて区別する。)が形成されている。
In the
合流部41は、スイッチモジュール19の取付位置である基板17の空気流方向Lの下流側で、かつ、右側に向けて空気流方向Lに対して傾斜する(空気流方向Lに交差する方向に延在する)ように形成されている。したがって、合流部41はスイッチモジュール19側が下流側に位置するように形成されている。
スイッチモジュール19の前後に位置する合流部41a,41bの間隔は、スイッチモジュール19と離れた位置にある合流部41b,41cの間隔よりも小さくなるようにされている。すなわち、合流部41間の距離はスイッチモジュール19の近傍で他の部分よりも小さくされている。言い換えると、合流部41はピッチがスイッチモジュール19の近傍で小さくなるように設置されている。
The merging
The interval between the merging
なお、本実施形態では、合流部41は空気流方向Lに対して一方向に傾斜するように形成されているが、これに限定されるものではない。
たとえば、合流部41は、図7に示されるように空気流方向Lに対して略直交するように形成されてもよい。
また、合流部41は、図8に示されるように、スイッチモジュール19が幅方向で略中心位置にある場合、空気流方向Lの下流側に向かってスイッチモジュール19位置が最下流側に位置する山形を形成するように形成されてもよい。さらに、合流部41は、全幅に設けずに幅方向の一部に設けるようにしてもよい。
In addition, in this embodiment, although the confluence | merging
For example, the merging
Further, as shown in FIG. 8, when the
スリット37は、下側フィン25を取り付けた後で加工してもよいし、複数枚の板状体を、間隔をあけて取り付けて形成してもよい。取り付けた後で加工する場合、たとえば、放電加工を用いたワイヤカットで簡単に、かつ、安価に形成することができる。
The
カバー33は、たとえば、金属製の一面が解放された箱形状をし、ベースプレート21にその上面31を、基板17を含めて覆うように取り付けられている。基板17はカバー33およびベースプレート21とで密閉されていることになる。
このように基板17は、ベースプレート21とカバー33とによって閉鎖された空間に位置することになるので、インバータ装置1を開放された空間(本実施形態のように荷台の下部)に設置することができる。したがって、インバータ装置1の設置場所を自由に設定することができるので、使用する範囲を拡げることができる。
The
Thus, since the board |
カバー33の上面には、略全長に亘り、空気流方向Lに延在するように並列された放熱フィン(第三フィン)43が備えられている。
放熱フィン43は、カバー33の厚さ方向に貫通するように取り付けられている。言い換えると、放熱フィン43はカバー33の内部にも外部にも連続して存在している。これにより、カバー33内部の熱を吸収して外部に放熱することができる。放熱フィン43は放熱フィン部27を構成している。
On the upper surface of the
The radiating
以上のように構成された本実施形態にかかるインバータ装置1の冷却動作について説明する。
スイッチモジュール19が発生する熱は、スイッチモジュール19とベースプレート21との接触面からベースプレート21に伝達され、さらにベースプレート21からその下面23に取り付けられた下側フィン25に伝達され、ベースプレート21および下側フィン25を昇温させる。また、スイッチモジュール19が発生する熱は、空気に伝達され、カバー33の内部を昇温させる。
The cooling operation of the
The heat generated by the
スイッチモジュール19は、ベースプレート21に嵌入する、言い換えると、掘り込まれるように取り付けられているので、スイッチモジュール19からベースプレート21への伝熱面積を増加させることができる。これにより、より多くの熱量をスイッチモジュール19からベースプレート21へ伝達することができる。
なお、スイッチモジュール19は、ベースプレート21へ嵌入するようにではなく、接触するように取り付けられていてもよい。
Since the
In addition, the
ファン29によって発生する空気流45が、複数の下側フィン25およびフィンカバー35によって形成される密閉流体通路37を流れる。密閉流体通路37を流れる空気は、ベースプレート21および下側フィン25との熱交換によってベースプレート21および下側フィン25から熱量を奪い、それらを冷却する。
なお、放熱効果を増加させるためにベースプレート21の下面23および/または下側フィン25の表面に、たとえば、銀粉などを溶射して放熱面積を増加させるようにしてもよい。
The
In order to increase the heat dissipation effect, for example, silver powder may be sprayed on the
このとき、ファン29からの空気流45は、密閉流体通路37の入口近傍では乱流状態であるが、しばらく下流側に流れる間に整流される。整流された空気流45は、密閉流体通路37の横断面内における空気の移動する位置がほとんど変化せずに流れている。
この整流された空気流45が合流部41に入ると側面を案内していた下側フィン25が途切れてなくなるので、図6に示されるように、隣の密閉流体通路37に流れようとする。隣へ流れ込むことによる乱れおよび相互の流れ込みがぶつかることによって密閉流体通路37を流れる空気流45が乱される、言い換えると乱流とされる。
At this time, the
When the rectified
この乱流とされた空気流45が引き続く密閉流体通路37に流入するので、合流部41およびそれに続く密閉流体通路37では、密閉流体通路37の横断面内における空気の流れる位置を変動させることができる。
この部分においては、ベースプレート21および下側フィン25に接触する空気は、熱交換によって昇温されていない空気と入れ替わることになるので、熱交換の効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
Since the
In this portion, the air that contacts the
合流部41を過ぎてしばらくすると密閉流体通路37を流れる空気流45は整流されるが、次の合流部41においてこれが繰り返される。このように、合流部41が空気流方向Lに沿って複数、たとえば、3個所に備えられているので、空気流45は各合流部41を通過する都度乱流とされる。このように合流部41を通る都度熱交換の効率を向上させることができるので、全体の熱交換の効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
After a while after the
また、スイッチモジュール19の前後に位置する合流部41a,41bの間隔は、スイッチモジュール19と離れた位置にある合流部41b,41cの間隔よりも小さくなるようにされているので、スイッチモジュール19の近傍で温度が比較的高いベースプレート21および下側フィン25における熱交換効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
In addition, since the interval between the
また、合流部41は、スイッチモジュール19側が下流側に位置するように空気流方向45に対して傾斜するように備えられているので、合流部41では、図6に一点鎖線で示される空気流47が発生する。この空気流47によってスイッチモジュール19の近傍で温度が比較的高いベースプレート21および下側フィン25へより多くの空気を流すことができる。したがって、スイッチモジュール19の近傍で温度が比較的高いベースプレート21および下側フィン25における熱交換効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
In addition, since the merging
下側フィン25の先端部は、空気流方向Lに沿った高さがスイッチモジュール19の直前で最小となるように湾曲形状とされているので、密閉流体通路37は、スイッチモジュール19の近傍に至るまで横断面積が漸減し、スイッチモジュール19の近傍で最小となり、その後漸増している。
このようにスイッチモジュール19の近傍で密閉流体通路37の横断面積が減少しているので、スイッチモジュール19の近傍で空気流45の流速が増加する。空気流45の流速が増加すると、単位時間当たりベースプレート21および下側フィン25に接触する空気の量を増加させることができる。
Since the tip of the
Thus, since the cross-sectional area of the sealed
単位時間当たりに接触する空気の量が増加すると、ベースプレート21および下側フィン25と空気との熱交換量が増加するので、スイッチモジュール19の近傍で温度が比較的高いベースプレート21および下側フィン25における熱交換効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
比較的熱交換量を増加させたいスイッチモジュール19の近傍以外では圧力損失を減少させるために密閉流体通路37の横断面積は大きくされている。また、圧力損失を考慮して密閉流体通路37の横断面積は急激に変動しないようにされている。
When the amount of air that contacts per unit time increases, the amount of heat exchange between the
The cross-sectional area of the sealed
スイッチモジュール19が発生する熱量の内、カバー33の内部の空気に伝達された熱量は、放熱フィン43のカバー33の内部に位置する部分およびカバー33の内表面で吸収し、放熱フィン43のカバー33の外部に位置する部分およびカバー33の外表面から外気に放熱される。これにより、カバー33の内部空気は冷却される。
このように、放熱フィン43がカバー33内の空間に籠る熱の外部への放熱面積を増加させることができるので、インバータ装置1を効果的に冷却することができる。
なお、放熱効果を増加させるためにカバー33の表面および/または放熱フィン43の表面に、たとえば、銀粉などを溶射して放熱面積を増加させるようにしてもよい。
Of the amount of heat generated by the
Thus, since the
In order to increase the heat dissipation effect, for example, silver powder may be sprayed on the surface of the
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態にかかるインバータ装置1について、図9〜図12を用いて説明する。本実施形態にかかるインバータ装置1は、陸上輸送用冷凍装置の電動コンプレッサのモータ制御装置として用いられ、たとえば、バス等で車内の密閉された空間に設置されるものである。
本実施形態は、設置場所の関係でカバー33が備えられておらず、これに関連した部分の構成が第一実施形態のものと異なるので、ここではこの異なる部分について主として説明し、前述した第一実施形態のものと同じ部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同じ部材には同じ符号を付している。
[Second Embodiment]
Next, the
In the present embodiment, the
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same member as 1st embodiment.
図9は、インバータ装置1を示す斜視図である。図10は、図9のU−U断面図である。図11は、図10のV−V断面図である。図12は、図10のW−W断面図である。
本実施形態にかかるインバータ装置1は、密閉された空間に設置されるので、基板17を覆うカバー33が備えられておらず、基板17がむき出し状態とされている。
ベースプレート21の上面31には、下側フィン25と略同じ方向に延在し、略並列するように取り付けられた複数の上側フィン(第二フィン)49が取り付けられている。
FIG. 9 is a perspective view showing the
Since the
A plurality of upper fins (second fins) 49 are attached to the
上側フィン49は、略矩形状をした金属製の板状であり、一長辺がベースプレート21の上面31に固定して取り付けられている。上側フィン49は、ダイカストによる成型や、押出成型によってベースプレート21と一体に成型されてもよいし、別体に成型し、かしめ、ロウ付け等によりベースプレート21に取り付けられてもよい。
上側フィン49は、たとえば、スイッチモジュール19の部分等の部材が存在する位置では、切り欠かれている。
上側フィン49は幅方向に略等間隔に取り付けられており、隣り合う上側フィン49によって流体通路51が形成されている。
The
The
The
ファン29は、上部高さ位置が上側フィン49の上端部と同等あるいはそれよりも高くなるように第一実施形態に比べて大きくされている。
インバータ装置1は、密閉された空間に設置されるので、フィン29は第一実施形態のように防水防塵仕様とする必要は少ない。
The
Since the
以上のように構成された本実施形態にかかるインバータ装置1の冷却動作について説明する。
スイッチモジュール19が発生する熱は、スイッチモジュール19とベースプレート21との接触面からベースプレート21に伝達され、さらにベースプレート21からその下面23に取り付けられた下側フィン25および上面31に取り付けられた上側フィン49に伝達される。これにより、ベースプレート21、下側フィン25および上側フィン49を昇温させる。
The cooling operation of the
The heat generated by the
このとき、スイッチモジュール19は、ベースプレート21に嵌入する、言い換えると、掘り込まれるように取り付けられているので、スイッチモジュール19からベースプレート21への伝熱面積を増加させることができる。これにより、より多くの熱量をスイッチモジュール19からベースプレート21へ伝達することができる。
また、スイッチモジュール19の側面から上側フィン49へ伝熱される伝熱経路が形成されるので、上側フィン49への伝熱量を増加させることができる。
なお、スイッチモジュール19は、ベースプレート21へ嵌入するようにではなく、接触するように取り付けられていてもよい。
At this time, since the
Further, since a heat transfer path for transferring heat from the side surface of the
In addition, the
ファン29によって発生する空気流45が、密閉流体通路37および流体通路51を流れ、ベースプレート21、下側フィン25および上側フィン49との熱交換によってベースプレート21、下側フィン25および上側フィン49から熱量を奪い、それらを冷却する。
このように、ベースプレート21の下面23および上面31に、それぞれ下側フィン25および上側フィン49が取り付けられ、放熱面積が増加するので、熱交換効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
なお、放熱効果を増加させるためにベースプレート21、下側フィン25および上側フィン49の少なくともいずれかの表面に、たとえば、銀粉などを溶射して放熱面積を増加させるようにしてもよい。
An
Thus, the
In order to increase the heat dissipation effect, for example, silver powder may be sprayed on at least one of the surfaces of the
このとき、密閉流体通路37では、第一実施形態と同様に合流部41が形成されているので、この部分で空気流45が乱される、言い換えると乱流とされる。これにより、第一実施形態で説明したように熱交換の効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
また、合流部41は空気流方向Lに沿って複数、たとえば、3個所に備えられているので、全体の熱交換の効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
At this time, since the
Moreover, since the confluence | merging
スイッチモジュール19の前後に位置する合流部41a,41bの間隔は、スイッチモジュール19と離れた位置にある合流部41b,41cの間隔よりも小さくなるようにされているので、スイッチモジュール19の近傍で温度が比較的高いベースプレート21および下側フィン25における熱交換効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
Since the interval between the
また、合流部41は、スイッチモジュール19側が下流側に位置するように空気流方向45に対して傾斜するように備えられているので、第一実施形態で説明したと同様にスイッチモジュール19の近傍で温度が比較的高いベースプレート21および下側フィン25における熱交換効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
なお、本実施形態では、下側フィン25に合流部41を形成しているが、上側フィン49に、あるいは両者に合流部を形成してもよい。
In addition, since the merging
In the present embodiment, the
なお、本実施形態でも、合流部41は、図7に示されるように空気流方向Lに対して略直交するように形成されてもよい。
また、合流部41は、図8に示されるように、スイッチモジュール19が幅方向で略中心位置にある場合、空気流方向Lの下流側に向かってスイッチモジュール19位置が最下流側に位置する山形を形成するように形成されてもよい。
さらに、合流部41は、全幅に設けずに幅方向の一部に設けるようにしてもよい。
In the present embodiment, the merging
Further, as shown in FIG. 8, when the
Furthermore, you may make it provide the
下側フィン25の先端部は、空気流方向Lに沿った高さがスイッチモジュール19の直前で最小となるように湾曲形状とされているので、密閉流体通路37は、スイッチモジュール19の近傍に至るまで横断面積が漸減し、スイッチモジュール19の近傍で最小となり、その後漸増している。このようにスイッチモジュール19の近傍で密閉流体通路37の横断面積が減少しているので、スイッチモジュール19の近傍で空気流45の流速が増加する。空気流45の流速が増加すると、単位時間当たりベースプレート21および下側フィン25に接触する空気の量を増加させることができる。単位時間当たりに接触する空気の量が増加すると、ベースプレート21および下側フィン25と空気との熱交換量が増加するので、スイッチモジュール19の近傍で温度が比較的高いベースプレート21および下側フィン25における熱交換効率を向上させることができ、効果的な冷却を行うことができる。
Since the tip of the
スイッチモジュール19が発生する熱量の内、カバー33の内部の空気に伝達された熱量は、放熱フィン43のカバー33の内部に位置する部分およびカバー33の内表面で吸収し、放熱フィン43のカバー33の外部に位置する部分およびカバー33の外表面から外気に放熱される。これにより、カバー33の内部空気は冷却される。
このように、放熱フィン43がカバー33内の空間に籠る熱の外部への放熱面積を増加させることができるので、インバータ装置1を効果的に冷却することができる。
Of the amount of heat generated by the
Thus, since the
なお、本発明は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形を行ってもよい。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
1 インバータ装置
15 電子部品
17 基板
19 スイッチモジュール
21 ベースプレート
23 下面
25 下側フィン
27 放熱フィン部
29 ファン
31 上面
33 カバー
35 フィンカバー
37 密閉流体通路
41,41a,41b,41c 合流部
43 放熱フィン
49 上側フィン
51 流体通路
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該電子部品の内発熱量の大きな発熱部品に隣接して設置されたベース板部と、
該ベース板部の前記基板に対して反対側の一面に略並列するように設けられ、複数の流体通路を形成する複数の第一フィンを有する放熱フィン部と、
前記流体通路の一方の端部に対向して設置され、前記流体通路に沿った流体流れ方向に流体を供給するファンと、を備えているインバータ装置であって、
前記放熱フィン部には、前記流体流方向に交差する方向に前記流体通路の複数を合体させる合流部が、前記流体流れ方向に複数備えられ、該合流部間の距離は前記発熱部品の近傍で他の部分よりも小さくされていることを特徴とするインバータ装置。 A board with a plurality of electronic components incorporated therein;
A base plate installed adjacent to a heat generating component having a large heat generation amount in the electronic component;
A heat dissipating fin portion having a plurality of first fins provided so as to be substantially parallel to one surface opposite to the substrate of the base plate portion, and forming a plurality of fluid passages;
An inverter device provided to face one end of the fluid passage and supply a fluid in a fluid flow direction along the fluid passage;
The radiating fin portion includes a plurality of merging portions that merge a plurality of the fluid passages in a direction intersecting the fluid flow direction in the fluid flow direction, and a distance between the merging portions is in the vicinity of the heat generating component. An inverter device characterized in that it is smaller than other portions.
The inverter device according to claim 7, wherein the cover includes a plurality of third fins attached so as to penetrate in the thickness direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103855106A (en) * | 2012-12-06 | 2014-06-11 | 三菱电机株式会社 | Power conversion device |
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2009
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