JP2019047538A - Inverter device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、インバータ装置に関し、特に、電解コンデンサを備えるインバータ装置に関する。 The present invention relates to an inverter device, and more particularly to an inverter device provided with an electrolytic capacitor.
従来、電解コンデンサを備えるインバータ装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, an inverter device provided with an electrolytic capacitor is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、半導体素子と、放熱フィンと、平滑コンデンサと、冷却ファンとを備えるインバータ装置が開示されている。このインバータ装置では、半導体素子は、放熱フィンの表面上に載置されている。また、このインバータ装置では、平滑コンデンサ、放熱フィンの表面上に載置された半導体素子、および、平滑コンデンサが、筐体内にこの順で配置されている。また、筐体の平滑コンデンサの近傍には、吸気孔が設けられている。また、筐体の冷却ファンの近傍には、排気孔が設けられている。そして、冷却ファンが駆動されることにより、吸気孔から吸入された外気が、平滑コンデンサおよび放熱フィンを介して排気孔から排出される。これにより、吸気孔から吸入された外気により、平滑コンデンサ、および、放熱フィンに載置された半導体素子が冷却される。すなわち、上記特許文献1に記載のインバータ装置では、空冷により、平滑コンデンサおよび半導体素子が冷却されている。 The said patent document 1 is disclosing the inverter apparatus provided with a semiconductor element, a radiation fin, a smoothing capacitor, and a cooling fan. In this inverter device, the semiconductor element is mounted on the surface of the radiation fin. Further, in this inverter device, the smoothing capacitor, the semiconductor element mounted on the surface of the heat radiation fin, and the smoothing capacitor are disposed in this order in the housing. Further, an intake hole is provided in the vicinity of the smoothing capacitor of the housing. Further, an exhaust hole is provided in the vicinity of the cooling fan of the housing. Then, when the cooling fan is driven, the outside air taken in from the intake holes is discharged from the exhaust holes through the smoothing capacitor and the heat radiation fins. As a result, the smoothing capacitor and the semiconductor element mounted on the radiation fin are cooled by the outside air sucked from the air suction hole. That is, in the inverter device described in Patent Document 1, the smoothing capacitor and the semiconductor element are cooled by air cooling.
また、従来では、放熱フィンの代わりに、水冷のヒートシンクを用いたインバータ装置が知られている。この従来のインバータ装置では、半導体素子が水冷のヒートシンクにより冷却されるため、冷却ファンを設ける必要がない。これにより、冷却ファンの保守および交換の必要がないので、インバータ装置のメンテナンス性を向上することが可能になる。また、インバータ装置の小型化を図ることが可能になる。なお、平滑コンデンサは、水冷のヒートシンクから離間して配置されている。 Also, conventionally, an inverter device using a water-cooled heat sink instead of the heat radiation fin is known. In this conventional inverter device, since the semiconductor element is cooled by a water-cooled heat sink, it is not necessary to provide a cooling fan. This makes it possible to improve the maintainability of the inverter device because there is no need for maintenance and replacement of the cooling fan. In addition, it is possible to miniaturize the inverter device. The smoothing capacitor is disposed away from the water-cooled heat sink.
しかしながら、水冷のヒートシンクが設けられる従来のインバータ装置では、半導体素子はヒートシンクに載置されている一方、平滑コンデンサはヒートシンクから離間して配置されている。また、半導体素子が水冷のヒートシンクにより冷却されるため、冷却ファンが設けられていない。このため、半導体素子は冷却される一方、平滑コンデンサを冷却することができないという問題点がある。 However, in the conventional inverter device provided with a water-cooled heat sink, the semiconductor element is mounted on the heat sink, while the smoothing capacitor is disposed apart from the heat sink. Further, since the semiconductor element is cooled by a water-cooled heat sink, no cooling fan is provided. Therefore, while the semiconductor element is cooled, there is a problem that the smoothing capacitor can not be cooled.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、冷却ファンを設けることなく、半導体素子および電解コンデンサの両方を冷却することが可能なインバータ装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and one object of the present invention is to provide an inverter capable of cooling both a semiconductor element and an electrolytic capacitor without providing a cooling fan. It is providing a device.
上記目的を達成するために、この発明の一の局面によるインバータ装置は、表面上に電力変換用の半導体素子が配置される水冷のヒートシンクと、半導体素子に入力される電力を平滑する電解コンデンサと、ヒートシンクと電解コンデンサとの間に設けられ、電解コンデンサから発生した熱をヒートシンクに伝導する熱伝導部材とを備える。 In order to achieve the above object, an inverter device according to one aspect of the present invention includes a water-cooled heat sink on which a semiconductor element for power conversion is disposed on the surface, and an electrolytic capacitor for smoothing power input to the semiconductor element And a heat conducting member provided between the heat sink and the electrolytic capacitor and conducting heat generated from the electrolytic capacitor to the heat sink.
この発明の一の局面によるインバータ装置では、上記のように、ヒートシンクと、電解コンデンサとの間には、電解コンデンサから発生した熱を水冷のヒートシンクに伝導する熱伝導部材が設けられている。これにより、電解コンデンサから発生した熱が、熱伝導部材を介して、半導体素子が表面に配置される水冷のヒートシンクに伝導されるので、冷却ファンを設けることなく、水冷のヒートシンクにより半導体素子および電解コンデンサの両方を冷却することができる。 As described above, in the inverter device according to one aspect of the present invention, the heat conducting member for conducting the heat generated from the electrolytic capacitor to the water-cooled heat sink is provided between the heat sink and the electrolytic capacitor. Thereby, the heat generated from the electrolytic capacitor is conducted to the water-cooled heat sink disposed on the surface through the heat conducting member, so that the semiconductor element and the electrolysis are formed by the water-cooled heat sink without providing a cooling fan. Both of the capacitors can be cooled.
上記一の局面によるインバータ装置において、好ましくは、熱伝導部材は、金属製の板状部材を含む。このように構成すれば、金属製の板状部材は、比較的熱伝導率が高いので、電解コンデンサから発生した熱を、熱伝導部材を介して、効率的に水冷のヒートシンクに伝導することができる。また、ヒートシンクと電解コンデンサとの間に熱伝導部材(金属製の板状部材)を配置するだけで、電解コンデンサから発生した熱がヒートシンクに伝導されるので、比較的簡易な構成により電解コンデンサから発生した熱を放熱することができる。 In the inverter device according to the aforementioned aspect, preferably, the heat transfer member includes a plate member made of metal. According to this structure, since the metal plate member has a relatively high thermal conductivity, the heat generated from the electrolytic capacitor can be efficiently conducted to the water-cooled heat sink through the heat conducting member. it can. In addition, since the heat generated from the electrolytic capacitor is conducted to the heat sink simply by arranging the heat conducting member (metal plate member) between the heat sink and the electrolytic capacitor, the electrolytic capacitor can be relatively easily configured. Heat generated can be dissipated.
この場合、好ましくは、金属製の板状部材を含む熱伝導部材は、一方端側に設けられヒートシンクの表面に面接触状態で接続される第1部分を有する。このように構成すれば、熱伝導部材がヒートシンクの表面に点接触または線接触する場合と比べて、熱伝導部材とヒートシンクとの接触面積がより大きくなるので、電解コンデンサから発生した熱を、熱伝導部材を介して、より効率的に水冷のヒートシンクに伝導することができる。 In this case, preferably, the heat conducting member including the metallic plate member has a first portion provided on one end side and connected in surface contact with the surface of the heat sink. With this configuration, the contact area between the heat conducting member and the heat sink is larger than when the heat conducting member is in point contact or line contact with the surface of the heat sink, so the heat generated from the electrolytic capacitor can be It can conduct more efficiently to the water-cooled heat sink through the conductive member.
上記熱伝導部材がヒートシンクの表面に面接触状態で接続されるインバータ装置において、好ましくは、熱伝導部材は、他方端側に設けられ電解コンデンサに接続される第2部分と、第1部分と第2部分との間に設けられる第3部分とをさらに有する。このように構成すれば、電解コンデンサから発生した熱を、第2部分、第3部分および第1部分を介して、容易に水冷のヒートシンクに伝導することができる。 In the inverter device in which the heat conducting member is connected to the surface of the heat sink in a surface contact state, preferably, the heat conducting member is provided at the other end side, and a second portion connected to the electrolytic capacitor; And a third portion provided between the two portions. According to this structure, the heat generated from the electrolytic capacitor can be easily conducted to the water-cooled heat sink through the second part, the third part and the first part.
この場合、好ましくは、第1部分に接続されるヒートシンクの表面の高さ位置と、第2部分に接続される電解コンデンサの部分の高さ位置とは、互いに異なるように構成されており、第3部分は、ヒートシンクの表面に対して交差する方向に傾斜するように、第1部分と第2部分との間に設けられている。このように構成すれば、熱伝導部材の第1部分が接続されるヒートシンクの表面の高さ位置と、熱伝導部材の第2部分に接続される電解コンデンサの部分の高さ位置とが異なる場合にも、傾斜した平面形状(直線形状)の第3部分により、第1部分と第2部分とを容易に接続することができる。また、傾斜した第3部分を用いることにより、階段状の第3部分を用いる場合に比べて、第3部分の長さ(電解コンデンサからヒートシンクに熱が伝導する経路)を短くすることができる。その結果、電解コンデンサから発生した熱を、さらに効率的にヒートシンクに伝導することができる。 In this case, preferably, the height position of the surface of the heat sink connected to the first portion is different from the height position of the portion of the electrolytic capacitor connected to the second portion, The three parts are provided between the first part and the second part so as to be inclined in a direction intersecting the surface of the heat sink. According to this structure, the height position of the surface of the heat sink to which the first portion of the heat transfer member is connected is different from the height position of the portion of the electrolytic capacitor connected to the second portion of the heat transfer member. Also, the first portion and the second portion can be easily connected by the inclined third shape (linear shape). In addition, by using the inclined third portion, the length of the third portion (the path of heat conduction from the electrolytic capacitor to the heat sink) can be shortened as compared with the case of using the stepped third portion. As a result, the heat generated from the electrolytic capacitor can be more efficiently conducted to the heat sink.
上記第3部分が傾斜しているインバータ装置において、好ましくは、金属製の板状部材を含む熱伝導部材は、第3部分がヒートシンクの表面に対して交差する方向に傾斜するように折り曲げられている。このように構成すれば、熱伝導部材(第1部分、第2部分および第3部分)を金属製の板状部材により一体的に形成することができるので、第1部分、第2部分および第3部分が別体として構成される場合と異なり、インバータ装置の構成を簡略化することができる。 In the inverter device in which the third portion is inclined, preferably, the heat conducting member including the plate member made of metal is bent so that the third portion is inclined in a direction intersecting the surface of the heat sink There is. According to this structure, the heat conducting members (the first portion, the second portion and the third portion) can be integrally formed of a metal plate-like member, so that the first portion, the second portion and the Unlike the case where the three parts are separately configured, the configuration of the inverter device can be simplified.
上記一の局面によるインバータ装置において、好ましくは、電解コンデンサは、熱的に接続されるように熱伝導部材に固定されている。このように構成すれば、電解コンデンサにより発生した熱を熱伝導部材に伝導しながら、電解コンデンサの移動を熱伝導部材により抑制することができる。 In the inverter device according to the aforementioned aspect, preferably, the electrolytic capacitor is fixed to the heat conduction member so as to be thermally connected. According to this structure, movement of the electrolytic capacitor can be suppressed by the heat conducting member while the heat generated by the electrolytic capacitor is conducted to the heat conducting member.
この場合、好ましくは、電解コンデンサには、電解コンデンサを熱伝導部材に固定するための第1締結部材が設けられており、熱伝導部材には、第1締結部材が挿通される孔部が設けられており、電解コンデンサの第1締結部材が孔部に挿通された状態で、第1締結部材に締結することにより、電解コンデンサを熱伝導部材に固定する第2締結部材をさらに備える。このように構成すれば、電解コンデンサと熱伝導部材とを第1締結部材と第2締結部材とによって強固に固定することができるので、電解コンデンサから発生した熱を、効率よくヒートシンクに伝導することができる。 In this case, preferably, the electrolytic capacitor is provided with a first fastening member for fixing the electrolytic capacitor to the heat conducting member, and the heat conducting member is provided with a hole through which the first fastening member is inserted. And a second fastening member for securing the electrolytic capacitor to the heat conducting member by fastening the first fastening member to the first fastening member in a state where the first fastening member of the electrolytic capacitor is inserted into the hole. According to this structure, since the electrolytic capacitor and the heat conducting member can be firmly fixed by the first fastening member and the second fastening member, the heat generated from the electrolytic capacitor can be efficiently conducted to the heat sink Can.
上記一の局面によるインバータ装置において、好ましくは、ヒートシンクおよび電解コンデンサが収容される筐体をさらに備え、熱伝導部材は、平面視において、筐体においてヒートシンクが配置される領域と電解コンデンサが配置される領域とに跨るように配置されている。このように構成すれば、平面視において、ヒートシンクおよび電解コンデンサが互いに離間して配置されている場合でも、電解コンデンサから発生した熱を、容易に、ヒートシンクに伝導することができる。 Preferably, the inverter device according to the above aspect further includes a housing in which the heat sink and the electrolytic capacitor are housed, and the heat conducting member is, in a plan view, a region where the heat sink is arranged in the housing and the electrolytic capacitor It is arranged to straddle the area where According to this structure, the heat generated from the electrolytic capacitor can be easily conducted to the heat sink even when the heat sink and the electrolytic capacitor are spaced apart from each other in plan view.
本発明によれば、上記のように、冷却ファンを設けることなく、半導体素子および電解コンデンサの両方を冷却することができる。 According to the present invention, as described above, both the semiconductor element and the electrolytic capacitor can be cooled without providing a cooling fan.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
図1〜図7を参照して、本実施形態によるインバータ装置100の構成について説明する。
The configuration of the
図1に示すように、インバータ装置100は、電力変換用の半導体素子10を備えている。半導体素子10は、たとえば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。また、半導体素子10は、3相(U相、V相およびW相)に対応するように、かつ、上アームおよび下アームに対応するように複数設けられている。また、複数の半導体素子10により、コンバータ部および後述する電解コンデンサ30により整流された直流を交流に変換して出力するインバータ部が構成されている。
As shown in FIG. 1, the
また、インバータ装置100は、スナバコンデンサ11を備えている。スナバコンデンサ11は、半導体素子10の近傍に配置されており、高周波サージ電圧を吸収する機能を有する。また、スナバコンデンサ11は、たとえば、フィルムコンデンサから構成されている。
The
また、インバータ装置100は、水冷のヒートシンク20を備えている。図2に示すように、ヒートシンク20は、板形状(矩形形状)を有している。また、ヒートシンク20には、冷却水が流入される流入口21と、冷却水が流出する流出口22とが設けられている。また、ヒートシンク20の内部には、冷却水が流通する流路23が設けられている。流路23は、平面視において、蛇行する形状を有する。また、流路23の一方端と他方端とは、それぞれ、流入口21および流出口22に接続されている。
Moreover, the
また、図1に示すように、水冷のヒートシンク20の表面20a上(Z1方向側の表面20a上)には、複数の半導体素子10が配置されている。図2に示すように、平面視において、複数の半導体素子10は、ヒートシンク20の流路23にオーバラップするように配置されている。そして、複数の半導体素子10から発生した熱は、主に、水冷のヒートシンク20および冷却水を介して、インバータ装置100の外部に放熱される。
Further, as shown in FIG. 1, a plurality of
また、図1に示すように、インバータ装置100は、半導体素子10に入力される電力を平滑する電解コンデンサ30を備えている。電解コンデンサ30は、円筒形状を有する。また、電解コンデンサ30は、複数(本実施形態では12個)設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, the
ここで、本実施形態では、図3〜図5に示すように、ヒートシンク20と電解コンデンサ30との間には、電解コンデンサ30から発生した熱をヒートシンク20に伝導する熱伝導プレート40が設けられている。なお、熱伝導プレート40は、特許請求の範囲の「熱伝導部材」の一例である。具体的には、熱伝導プレート40は、金属製の板状部材から構成されている。たとえば、熱伝導プレート40は、銅、アルミニウムおよび鉄などにより形成されている。すなわち、熱伝導プレート40は、必要に応じた熱伝導率を有する材質を選択して形成することが可能である。
Here, in the present embodiment, as shown in FIGS. 3 to 5, a
また、本実施形態では、図3に示すように、金属製の板状部材から構成されている熱伝導プレート40は、第1部分41、第2部分42および第3部分43から構成されている。第1部分41は、熱伝導プレート40の一方端側(X1方向側)に設けられており、ヒートシンク20の表面20b(Z2方向側の表面20b)に面接触状態で接続されている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
図2に示すように、第1部分41は、平面視において、略長方形形状を有する。略長方形形状の第1部分41の長辺は、Y方向に沿って設けられ、短辺は、X方向に沿って設けられている。また、第1部分41は、Y方向に沿って複数の孔部41aが設けられている。また、図5に示すように、ヒートシンク20の表面20bには、複数の孔部41aに対応するように複数のネジ孔部20cが設けられている。そして、図4に示すように、ネジ50が、孔部41aを介してネジ孔部20cに螺合することにより、第1部分41がヒートシンク20の表面20bに面接触状態で接続(固定)される。
As shown in FIG. 2, the
なお、図2に示すように、平面視において、熱伝導プレート40の第1部分41は、ヒートシンク20の流路23にオーバラップしていない。すなわち、平面視において、熱伝導プレート40の第1部分41は、ヒートシンク20の流路23から離間した位置に配置されている。また、第1部分41は、ヒートシンク20の表面20bのX2方向側に端部に接続されている。なお、第1部分41の一部は、後述するDCヒューズが配置される板金52の表面上に配置されている。
As shown in FIG. 2, the
また、本実施形態では、図3に示すように、第2部分42は、熱伝導プレート40の他方端側(X2方向側)に設けられている。そして、第2部分42は、電解コンデンサ30に接続されている。また、第2部分42は、平面視において、略長方形形状(図2参照)を有する。略長方形形状の第2部分42の長辺は、Y方向に沿って設けられ、短辺は、X方向に沿って設けられている。そして、電解コンデンサ30は、熱的に接続されるように熱伝導プレート40に固定されている。すなわち、電解コンデンサ30から熱伝導プレート40の第2部分42に熱が伝導可能に接続されている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
具体的には、本実施形態では、図5に示すように、電解コンデンサ30は、電解コンデンサ30を熱伝導プレート40に固定するためのボルト部材31が設けられている。また、熱伝導プレート40(第2部分42)には、ボルト部材31が挿通される孔部42aが設けられている。孔部42aは、複数の電解コンデンサ30に対応するように複数(電解コンデンサ30の数と同数)設けられている。たとえば、複数の孔部42aは、2行6列のマトリクス状に配置されている。そして、電解コンデンサ30のボルト部材31が孔部42aに挿通された状態で、ナット部材32がボルト部材31に締結することにより、電解コンデンサ30が熱伝導プレート40に固定される。
Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the
なお、図7に示すように、電解コンデンサ30と熱伝導プレート40との間には、電解コンデンサ30と熱伝導プレート40とを絶縁するための絶縁シート33が設けられている。絶縁シート33は円環形状を有しており、円環形状の絶縁シート33の孔部33aをボルト部材31が挿通する。また、ナット部材32は、絶縁性を有する材料(プラスチックなど)により構成されている。これにより、電解コンデンサ30のボルト部材31が絶縁される。なお、ボルト部材31およびナット部材32は、それぞれ、特許請求の範囲の「第1締結部材」および「第2締結部材」の一例である。
As shown in FIG. 7, an insulating
また、電解コンデンサ30には、バンド部材34が取り付けられている。バンド部材34は、電解コンデンサ30のボルト部材31が設けられる側(Z2方向側)とは反対側(Z1方向側)に設けられている。また、バンド部材34は、インバータ装置100に設けられる板金部材などにネジにより固定されている。これにより、電解コンデンサ30のZ2方向側がボルト部材31により固定され、電解コンデンサ30のZ1方向側がバンド部材34により固定される。
Further, a
ここで、本実施形態では、図3に示すように、熱伝導プレート40の第3部分43は、第1部分41と第2部分42との間に設けられている。そして、熱伝導プレート40の第1部分41に接続されるヒートシンク20の表面20b(Z2方向側の表面20b)の高さ位置h1と第2部分42に接続される電解コンデンサ30の部分(Z2方向側の端部)の高さ位置h2とは、互いに異なるように構成されている。そして、第3部分43は、ヒートシンク20の表面20bに対して交差する方向に傾斜するように、第1部分41と第2部分42との間に設けられている。たとえば、第3部分43は、ヒートシンク20の表面20bに対して45度の角度θをなすように、交差する方向に傾斜するように配置されている。なお、第3部分43は、平面視において、略長方形形状(図2参照)を有する。
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
具体的には、熱伝導プレート40の第1部分41および第2部分42は、X方向に沿って略水平に配置されている。また、第1部分41および第2部分42は、互いの高さ位置が異なった状態で、X方向に互いに離間して配置されている。そして、第3部分43は、互いの高さ位置が異なる第1部分41および第2部分42を接続するように、X方向に対して傾斜した状態で配置されている。また、第3部分43は、平板形状を有する。また、側方(Y方向)から見て、第1部分41と第2部分42とは、直線状の第3部分43により接続されている。
Specifically, the
また、図6に示すように、熱伝導プレート40には、切欠き部44が設けられている。切欠き部44は、インバータ装置100に設けられる電磁接触器が配置される板金51(図4参照)を避ける(逃げる)ように切り欠かれている。すなわち、第2部分42のY方向に沿った方向の長さL1は、第1部分41のY方向に沿った方向の長さL2および第3部分43のY方向に沿った方向の長さL3よりも大きい。なお、第1部分41のY方向に沿った方向の長さL2と、第3部分43のY方向に沿った方向の長さL3とは、略等しい。
Further, as shown in FIG. 6, the
また、本実施形態では、図6に示すように、金属製の板状部材から形成されている熱伝導プレート40は、第3部分43がヒートシンク20の表面20bに対して交差する方向に傾斜するように折り曲げられている。すなわち、金属製の板状部材から形成されている熱伝導プレート40が折り曲げられることにより、第1部分41、第2部分42および第3部分43が形成されている。すなわち、第1部分41、第2部分42および第3部分43は、一体的に形成されている。なお、第1部分41および第2部分42に対して第3部分43が45度の角度θをなすように金属製の板状部材を折り曲げることは、他の角度(90度以外)に折り曲げる場合よりも比較的容易である。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
また、図1に示すように、半導体素子10、ヒートシンク20および電解コンデンサ30は、筐体60の内部に収容されている。ここで、本実施形態では、熱伝導プレート40は、平面視において、筐体60においてヒートシンク20が配置される領域と電解コンデンサ30が配置される領域とに跨るように配置されている。具体的には、ヒートシンク20は、X方向において、筐体60の中央部からX1方向側の端部に渡って設けられている。また、電解コンデンサ30は、筐体60のX2方向側の端部に設けられている。そして、熱伝導プレート40は、平面視において、ヒートシンク20と電解コンデンサ30とに跨って配置されている。なお、ヒートシンク20と電解コンデンサ30との間には、DCヒューズが配置される板金52が設けられている。
In addition, as shown in FIG. 1, the
そして、電解コンデンサ30から発生した熱は、空気よりも熱伝導率の高い熱伝導プレート40を介してヒートシンク20に移動するとともに、ヒートシンク20および冷却水を介して、インバータ装置100の外部に放熱される。
Then, the heat generated from the
(本実施形態の効果)
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of this embodiment)
In the present embodiment, the following effects can be obtained.
本実施形態では、上記のように、ヒートシンク20と、電解コンデンサ30との間には、電解コンデンサ30から発生した熱を水冷のヒートシンク20に伝導する熱伝導プレート40が設けられている。これにより、電解コンデンサ30から発生した熱が、熱伝導プレート40を介して、半導体素子10が表面に配置される水冷のヒートシンク20に伝導されるので、冷却ファンを設けることなく、水冷のヒートシンク20により半導体素子10および電解コンデンサ30の両方を冷却することができる。
In the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、熱伝導プレート40は、金属製の板状部材を含む。これにより、金属製の板状部材は、比較的熱伝導率が高いので、電解コンデンサ30から発生した熱を、熱伝導プレート40を介して、効率的に水冷のヒートシンク20に伝導することができる。また、ヒートシンク20と電解コンデンサ30との間に熱伝導プレート40を配置するだけで、電解コンデンサ30から発生した熱がヒートシンク20に伝導されるので、比較的簡易な構成により電解コンデンサ30から発生した熱を放熱することができる。
Moreover, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、熱伝導プレート40は、一方端側に設けられヒートシンク20の表面20bに面接触状態で接続される第1部分41を有する。これにより、熱伝導プレート40がヒートシンク20の表面20bに点接触または線接触する場合と比べて、熱伝導プレート40とヒートシンク20との接触面積がより大きくなるので、電解コンデンサ30から発生した熱を、熱伝導プレート40を介して、より効率的に水冷のヒートシンク20に伝導することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、熱伝導プレート40は、他方端側に設けられ電解コンデンサ30に接続される第2部分42と、第1部分41と第2部分42との間に設けられる第3部分43とをさらに有する。これにより、電解コンデンサ30から発生した熱を、第2部分42、第3部分43および第1部分41を介して、容易に水冷のヒートシンク20に伝導することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、第1部分41に接続されるヒートシンク20の表面20bの高さ位置h1と、第2部分42に接続される電解コンデンサ30の部分の高さ位置h2とは、互いに異なるように構成されており、第3部分43は、ヒートシンク20の表面20bに対して交差する方向に傾斜するように、第1部分41と第2部分42との間に設けられている。これにより、熱伝導プレート40の第1部分41が接続されるヒートシンク20の表面20bの高さ位置h1と、熱伝導プレート40の第2部分42に接続される電解コンデンサ30の部分の高さ位置h2とが異なる場合にも、傾斜した平面形状(直線形状)の第3部分43により、第1部分41と第2部分42とを容易に接続することができる。また、傾斜した第3部分43を用いることにより、階段状の第3部分43を用いる場合に比べて、第3部分43の長さ(電解コンデンサ30からヒートシンク20に熱が伝導する経路)を短くすることができる。その結果、電解コンデンサ30から発生した熱を、さらに効率的にヒートシンク20に伝導することができる。
In the present embodiment, as described above, the height position h1 of the
また、本実施形態では、上記のように、熱伝導プレート40は、第3部分43がヒートシンク20の表面20bに対して交差する方向に傾斜するように折り曲げられている。これにより、熱伝導プレート40(第1部分41、第2部分42および第3部分43)を金属製の板状部材により一体的に形成することができるので、第1部分41、第2部分42および第3部分43が別体として構成される場合と異なり、インバータ装置100の構成を簡略化することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、電解コンデンサ30は、熱的に接続されるように熱伝導プレート40に固定されている。これにより、電解コンデンサ30により発生した熱を熱伝導プレート40に伝導しながら、電解コンデンサ30の移動を熱伝導プレート40により抑制することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、電解コンデンサ30のボルト部材31が孔部42aに挿通された状態で、ナット部材32をボルト部材31に締結することにより、電解コンデンサ30を熱伝導プレート40に固定する。これにより、電解コンデンサ30と熱伝導プレート40とをボルト部材31とナット部材32とによって強固に固定することができるので、電解コンデンサ30から発生した熱を、効率よくヒートシンク20に伝導することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、熱伝導プレート40は、平面視において、筐体60においてヒートシンク20が配置される領域と電解コンデンサ30が配置される領域とに跨るように配置されている。これにより、平面視において、ヒートシンク20および電解コンデンサ30が互いに離間して配置されている場合でも、電解コンデンサ30から発生した熱を、容易に、ヒートシンク20に伝導することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
[Modification]
It should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is indicated not by the description of the embodiments described above but by the claims, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the claims.
たとえば、上記実施形態では、熱伝導プレート40が、金属製の板状部材から形成されている例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、熱伝導プレート40は、電解コンデンサ30から発生した熱をヒートシンク20に伝導可能な形状および材質から形成されていればよい。
For example, although the above-mentioned embodiment showed an example in which heat
また、上記実施形態では、熱伝導プレート40の第1部分41がヒートシンク20の表面20b上に面接触する例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、熱伝導プレート40の第1部分41がヒートシンク20の表面20b上に点接触または線接触するように構成してもよい。
Moreover, although the said embodiment showed the example which the
また、上記実施形態では、第3部分43が平板形状(直線形状)を有する例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第3部分43が階段形状または湾曲形状を有していてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、熱伝導プレート40に切欠き部44が設けられる例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、熱伝導プレート40が他の部材(上記実施形態では電磁接触器)を避ける必要が無ければ、切欠き部44を設ける必要はない。
Moreover, although the said embodiment showed about the example in which the
また、上記実施形態では、熱伝導プレート40の第1部分41、第2部分42および第3部分43が一体的に形成されている例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第1部分41、第2部分42および第3部分43が別体として設けられていてもよい。
Moreover, although the said embodiment showed about the example in which the
また、上記実施形態では、電解コンデンサ30のボルト部材31と、ナット部材32とが螺合(締結)されることにより、熱伝導プレート40の第2部分42と電解コンデンサ30とが固定される例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ボルト部材31およびナット部材32以外の部材によって、熱伝導プレート40の第2部分42と電解コンデンサ30とを固定してもよい。
In the above embodiment, the
10 半導体素子
20 ヒートシンク
20b 表面
30 電解コンデンサ
31 ボルト部材(第1締結部材)
32 ナット部材(第2締結部材)
40 熱伝導プレート(熱伝導部材)
41 第1部分
42 第2部分
42a 孔部
43 第3部分
60 筐体
100 インバータ装置
10
32 Nut member (2nd fastening member)
40 heat conduction plate (heat conduction member)
41
Claims (9)
前記半導体素子に入力される電力を平滑する電解コンデンサと、
前記ヒートシンクと前記電解コンデンサとの間に設けられ、前記電解コンデンサから発生した熱を前記ヒートシンクに伝導する熱伝導部材とを備える、インバータ装置。 A water-cooled heat sink in which a semiconductor element for power conversion is disposed on the surface;
An electrolytic capacitor that smoothes the power input to the semiconductor element;
An inverter device, comprising: a heat conducting member provided between the heat sink and the electrolytic capacitor and conducting heat generated from the electrolytic capacitor to the heat sink.
前記第3部分は、前記ヒートシンクの表面に対して交差する方向に傾斜するように、前記第1部分と前記第2部分との間に設けられている、請求項4に記載のインバータ装置。 The height position of the surface of the heat sink connected to the first portion and the height position of the portion of the electrolytic capacitor connected to the second portion are configured to be different from each other.
The inverter device according to claim 4, wherein the third portion is provided between the first portion and the second portion so as to be inclined in a direction intersecting the surface of the heat sink.
前記熱伝導部材には、前記第1締結部材が挿通される孔部が設けられており、
前記電解コンデンサの前記第1締結部材が前記孔部に挿通された状態で、前記第1締結部材に締結することにより、前記電解コンデンサを前記熱伝導部材に固定する第2締結部材をさらに備える、請求項7に記載のインバータ装置。 The electrolytic capacitor is provided with a first fastening member for fixing the electrolytic capacitor to the heat conducting member,
The heat conducting member is provided with a hole through which the first fastening member is inserted,
And a second fastening member for securing the electrolytic capacitor to the heat conducting member by fastening the first fastening member to the first fastening member in a state where the first fastening member of the electrolytic capacitor is inserted into the hole. The inverter device according to claim 7.
前記熱伝導部材は、平面視において、前記筐体において前記ヒートシンクが配置される領域と前記電解コンデンサが配置される領域とに跨るように配置されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載のインバータ装置。 The heat sink further comprises a housing in which the heat sink and the electrolytic capacitor are housed,
The heat conduction member is disposed so as to straddle an area where the heat sink is disposed and an area where the electrolytic capacitor is disposed in the housing in a plan view. The inverter device described in.
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