JP2015220301A

JP2015220301A - 電力変換装置

Info

Publication number: JP2015220301A
Application number: JP2014101944A
Authority: JP
Inventors: 石倉　寿; Hisashi Ishikura; 寿石倉; 淳年 ▲高▼田; Atsutoshi Takada; 拓人矢野; Takuto Yano
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-05-16
Filing date: 2014-05-16
Publication date: 2015-12-07
Anticipated expiration: 2034-05-16
Also published as: JP5818944B1

Abstract

【課題】この発明は、コアの角で擦れて緩衝シートが破れるリスクを低減することができるとともに、振動あるいは衝撃に対する十分な耐性を確保できるトランスまたはリアクトルのコアの実装構造を備えた電力変換装置を提供することである。
【解決手段】トランスまたはリアクトルのコア１がベースプレート２に形成された突出部２ａ上に緩衝シート３を介してバネ部材４によって押し付けられて実装されている。突出部２ａはコア１の実装面の面積よりも小さい面積で周囲の角部２ｂが丸められている。また、コア１の側面とバネ部材４との間には弾性部材６が装着されて、コア１の横ずれを防止している。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車および電気自動車などに搭載される絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの構成部品であるトランスまたはリアクトルのコアの実装構造に関するものである。

一般に、ハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車および電気自動車には、モータジェネレータを駆動する高電圧バッテリとの絶縁を確保しつつ、この高電圧バッテリの電圧を１４Ｖ系の低電圧に変換し、ヘッドライトやパワーウインドウなどの補機に電力を供給する絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータが搭載されている。この絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータは、トランスまたはリアクトルという磁性部品を構成部品として有しており、その磁性部品の放熱性と耐振動性を確保した実装構造が求められる。例えば、トランスのコアとベースプレート（シャーシ）との間に熱伝導性の良い放熱シートを配置し、トランスで発生した熱をベースプレートに放熱するとともに、機械的な振動や衝撃を和らげる構造が提案されている。（例えば、特許文献１）

特開２０１２−１５６２９８号公報

従来のＤＣ／ＤＣコンバータのトランスの実装構造は、トランスのコアとベースプレート（シャーシ）との間に、熱伝導性が良いとともに振動や衝撃を和らげる（放熱）緩衝シートを配置している。しかし、ベースプレートに振動や衝撃が加わった場合にトランスの角部と緩衝シートが擦れて摩耗し、最悪の場合には緩衝シートが破れて機械的な振動や衝撃を和らげる効果を失うリスクがあるという課題があった。また、特許文献１ではトランスのコアを押えバネでベースプレートに押し付けているが、トランスのコアの横ずれに対する考慮がされておらず、車両に搭載された際に加わる振動や衝撃に対して十分な耐性を持った構造とは言い難いものであった。

この発明は以上のような課題を解決するためになされたもので、コアの角で緩衝シートが擦れて破れるリスクを低減することができ、振動あるいは衝撃に対する十分な耐性を確保できるトランスまたはリアクトルのコアの実装構造を備えた電力変換装置を提供することを目的とする。

この発明に係る電力変換装置は、トランスまたはリアクトルのコアを実装するベースプレートと、前記コアと前記ベースプレートとの間に配置され前記コアに振動や衝撃が加わるのを緩和する緩衝シートと、前記ベースプレートに前記コアを押し付けて固定するバネ部材とを備えた電力変換装置であって、前記コアの実装面の面積よりも小さい面積で周囲の角部が丸められた突出部が前記ベースプレートのコア実装面に形成されていることを特徴とするものである。

この発明の電力変換装置によれば、コアの実装面の面積よりも小さい面積で周囲の角部が丸められた突出部がベースプレートのコア実装面に形成されており、コアの角で緩衝シートが擦れて破れるリスクを低減することができるため、振動あるいは衝撃に対する十分な耐性を確保できる電力変換装置を得ることができる効果がある。

この発明の実施の形態１における電力変換装置の概略構成を示す正面図である。この発明の実施の形態２における電力変換装置の概略構成を示す正面図である。この発明の実施の形態３における電力変換装置の概略構成を示す正面図である。

以下、この発明の実施の形態について説明するが、各図において同一、または相当部分については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における電力変換装置の概略構成を示す正面図である。なお、以下の説明においては、電力変換装置としてハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車および電気自動車などに搭載される絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータについて説明するが、本件発明はトランスまたはリアクトルが使用されている電力変換装置を振動や衝撃のある場所に設置する場合に全て使用できるものであり、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータに限定されるものではない。図１において、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータに使用されているトランスまたはリアクトルのコア１は、ベースプレート２の突出部２ａに（放熱）緩衝シート３を介して実装されており、バネ部材４をベースプレート２にネジ５で取り付けることで、コア１はベースプレート２の突出部２ａに押し付けられて固定されている。また、コア１の側面とバネ部材４との間に弾性部材６が装着されており、コア１が振動や衝撃によって横ずれするのを防止している。なお、図１では、コア１はＥＩコア（ＥＩＲコア）で図示しているが、コア１は例えばＥＥコア（ＥＥＲコア）等の別形状のコアであってもよい。

緩衝シート３は、ベースプレート２に機械的な振動や衝撃が加わった場合にコア１に機械的な振動や衝撃が加わるのを和らげる緩衝機能に加え、熱伝導率の高い放熱シートを用いることで、トランスまたはリアクトルにて発生した熱をコア１からベースプレート２へと放熱する伝熱機能を有するシートである。
ベースプレート２の突出部２ａは、コア１の実装面の面積よりも小さい面積で形成されており、突出部２ａの周囲の角部２ｂが面取りによって丸められているため、コア１の実装面の角は突出部２ａによって浮いている状態であり、機械的な振動や衝撃によってコア１の角が緩衝シート３と擦れることはなく、従来の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータで発生するリスクである、緩衝シート３が摩耗して最悪の場合には破れてしまってコア１とベースプレート２が直接当たることになり、緩衝シート３の緩衝機能が失われてしまうというリスクを軽減できる。
なお、突出部２ａの角部２ｂに設けられる面取り構造は、後で機械加工等によって面取り処理を施してもよいが、ベースプレート２がアルミダイキャスト製の場合には金型の形状を突出部２ａの形状とすることで実現してもよい。

バネ部材４は、図１に示すように、コア１のベースプレート２へ実装する面以外の面を取り囲む形状に形成されており、ベースプレート２の突出部２ａに実装される面と反対側のコア１の面に面接触するとともにコア１の角に当たらないように形成された押付部４ａが設けられており、コア１を確実にベースプレート２へ固定する。さらに、バネ部材４にはコア１の側面との間になる位置に弾性部材６を接着剤等で接着して装着してあるため、この弾性部材６がコア１の側面に接触して、弾性部材６の弾性による力でコア１の側面を押し付けていることで、ベースプレート２に振動または衝撃が加わった際のコア１の横ずれを抑制できる。なお、弾性部材６の装着は接着剤等で接着した場合で説明したが、弾性部材６がコア１の側面とバネ部材４との間からずれ落ちて外れてしまうことのないようになっていれば必ずしも接着しなくてもよく、どのような装着方法であってもよい。

以上説明したように、コア１とベースプレート２との間に（放熱）緩衝シート３を挿入することで、振動あるいは衝撃に対する耐性を確保する緩衝効果に加え、本実施の形態での緩衝シート３は放熱シートを用いているため、トランスまたはリアクトルで発生した熱をコア１からベースプレート２へ放熱する効果も期待できる。
また、コア１が実装される部分のベースプレート２には、コア１の実装面の面積よりも小さい面積で形成され周囲の角部２ｂが丸められた突出部２ａが設けられているため、緩衝シート３がコア１の角と擦れて摩耗したり、場合によっては破れるのを効果的に抑制できる。
さらに、バネ部材４はコア１のベースプレート２へ実装する面以外の面を取り囲む形状に形成されており、ベースプレート２の突出部２ａに実装される面と反対側のコア１の面に面接触する押付部４ａが設けられているため、コア１を確実にベースプレート２へ固定することが可能となる。
また、コア１の側面とバネ部材４との間に弾性部材６を装着しているため、振動あるいは衝撃によるコア１の横ずれを効果的に抑制でき、振動あるいは衝撃に対する耐性が向上する。

実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２における電力変換装置の概略構成を示す正面図である。上記実施の形態１では、ベースプレート２に突出部２ａを形成した場合について説明したが、突出部２ａは、図２に示すように、コア１の実装面外周位置のベースプレート２に設けられた溝２ｃによって形成してもよい。このように溝２ｃによって突出部２ａを形成することによって、例えば機械加工で突出部２ａを形成する場合には加工量を少なくすることが可能である。また、突出部２ａの周囲を取り囲んで溝２ｃが設けられているのみであるため、ベースプレート２の溝２ｃ以外の部分の板厚を確保できるため、ベースプレート２の剛性が向上する。なお、他の部分については実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３における電力変換装置の概略構成を示す正面図である。上記実施の形態１では、コア１の側面とバネ部材４との間に弾性部材６を装着した場合について説明したが、実施の形態３ではコア１の側面をバネ部材４で押し付けて固定する場合について説明する。図３において、バネ部材４にはコア１の側面と平面で接触するいわゆる面習い構造部４ｂが形成されている。この面習い構造部４ｂによってコア１の側面を押し付けた状態で、バネ部材４はベースプレート２にネジ５により取り付けられている。このため、振動あるいは衝撃によるコア１の横ずれを効果的に抑制し、振動あるいは衝撃に対する耐性を確保することが可能となる。また、弾性部材６が不要となるため、部品点数が削減されるとともに装着作業も削減されるため、コストも低減できる。
なお、他の部分については、実施の形態１または２と実質的に同じ構成部品に対しては同じ符号を付しており、実施の形態１または２と同様部分については説明を省略する。

なお、この発明は、その発明の範囲内において各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１コア、２ベースプレート、２ａ突出部、２ｂ角部、２ｃ溝、３緩衝シート、４バネ部材、５ネジ、６弾性部材

Claims

トランスまたはリアクトルのコアを実装するベースプレートと、前記コアと前記ベースプレートとの間に配置され前記コアに振動や衝撃が加わるのを緩和する緩衝シートと、前記ベースプレートに前記コアを押し付けて固定するバネ部材とを備えた電力変換装置であって、前記コアの実装面の面積よりも小さい面積で周囲の角部が丸められた突出部が前記ベースプレートのコア実装面に形成されていることを特徴とする電力変換装置。
前記突出部は前記コアの実装面外周位置の前記ベースプレートに設けられた溝によって形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。
前記バネ部材は前記コアの前記ベースプレートへ実装する面以外の面を取り囲む形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
前記バネ部材は前記ベースプレートに実装される面と反対側の前記コアの面に面接触するとともに、前記コアの角部に当たらないように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記コアの側面と前記バネ部材との間に装着され前記コアの横ずれを防止する弾性部材を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記バネ部材は前記コアの側面に面接触して前記コアの横ずれを防止することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換装置。