JP2021005977A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体内部の空気の滞留を抑制する電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置１００は、筐体１１０と、筐体１１０の内側に設けられる磁気部品と、筐体１１０の内側において磁気部品の周囲に設けられる回路部品と、筐体１１０の内側において磁気部品と回路部品との間を仕切るように設けられる板（遮熱板１０）と、を備える。遮熱板１０には、遮熱板１０の磁気部品側の第１領域と遮熱板の回路部品側の第２領域とを連通する孔１２が形成される。【選択図】図３Ｃ

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

パワー半導体素子のスイッチング動作によって、入力電力を所望の電力に変換する電力変換装置では、様々な部品の電力（エネルギー）損失に起因する発熱を装置内でいかに冷却するかが重要な課題となっている。特に、パワー半導体素子と並ぶ大きな発熱部材には、ケイ素鋼板、フェライトなどで形成されるコアにケーブルを巻き回して構成されるリアクトルなどの磁気部品がある。電力変換装置では、磁気部品自体の冷却も重要であるが、リアクトルがその他の回路部品と共に1つの筐体に収納される場合、磁気部品で発生した熱によって磁気部品の周囲の温度が上昇し、磁気部品の周囲に設けられる部品（回路部品、筐体の防水用パッキンなど）の温度が許容温度を超えることがある。

特許文献１には、リアクトルと、リアクトルを収納する金属製のカバーと、カバーの内側に設けられリアクトルの熱をカバーに伝える伝熱材とで構成される構造体が開示される。また、特許文献１には、構造体の熱が周囲の部品に伝わることを防ぐために、リアクトル収納空間と回路部収納空間とを仕切る隔壁を、電力変換装置の筐体内部に設けることが記載されている。

特開２０１６−２１８１７号公報

しかしながら、特許文献１に開示される従来技術では、リアクトル収納空間と回路部収納空間とを仕切る隔壁が筐体内部に設けられるため、隔壁によって、筐体内部の一部の領域に空気が滞留し、又は、筐体内部の空気の流れが妨げられる。そのため、磁気部品の周囲に設けられる部品（回路部品、筐体の防水用パッキンなど）と筐体内部の空気との間の熱交換量が低下して、当該部品の温度が許容温度を超え得る。従って、磁気部品から磁気部品の周囲に設けられる部品への熱の伝達を低下させながら、筐体内部の空気の滞留を抑制する上での改善の余地がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、筐体内部の空気の滞留を抑制する電力変換装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る電力変換装置は、筐体と、前記筐体の内側に設けられる磁気部品と、前記筐体の内側において、前記磁気部品の周囲に設けられる回路部品とを備える。電力変換装置は、前記筐体の内側において前記磁気部品と前記回路部品との間を仕切るように設けられる板を備える。前記板には、前記板の前記磁気部品側の第１領域と前記板の前記回路部品側の第２領域とを連通する孔が形成される。

本発明によれば、筐体内部の空気の滞留を抑制できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る電力変換装置１００の外観図 図１に示される電力変換装置１００を構成する回路の一例を示す図 遮熱板１０が設置された電力変換装置１００の内部構造を示す図 図３Ａに示される遮熱板１０を除いて、コア４、直流リアクトル５などを示す図 遮熱板１０に蓋体２０が設けられた状態と、コモンモードチョークコイル２の前側に蓋体２１が設けられた状態とを示す図 遮熱板１０の斜視図 図４Ａの遮熱板１０にコア４が固定された状態を示す図 第１板状部材１０ａの拡大図 遮熱板１０に孔１２が形成されていない場合の温度分布を表す図 遮熱板１０に孔１２が形成されている場合の温度分布を表す図

以下に、本発明の実施の形態に係る電力変換装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。なお、各形態において、平行、直角、水平、垂直、上下、左右などの方向には、本発明の効果を損なわない程度のずれが許容される。また、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を表す。図１以降において、Ｘ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＸ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＸ軸方向とする。Ｙ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＹ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＹ軸方向とする。Ｚ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＺ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＺ軸方向とする。

実施の形態
図１は本発明の実施の形態に係る電力変換装置１００の外観図である。電力変換装置１００は、例えば雨、塵埃などの浸入を抑制する密閉構造の筐体１１０を有するインバータである。筐体１１０の上下方向はＸ軸方向に等しく、筐体１１０の左右方向はＹ軸方向に等しく、筐体１１０の奥行き方向はＺ軸方向に等しい。筐体１１０は有底の箱形状の収納体である。筐体１１０のプラスＺ軸方向側には、筐体１１０の開口部を覆う正面パネル１２０が設けられる。正面パネル１２０は、筐体１１０に固定されるヒンジ１３０を介して開閉可能に設けられる。

なお電力変換装置１００は、所謂インバータ（直流を可変電圧、可変周波数の交流に変換する装置）に限定されず、後述する各種リアクトルを備えると共に電力変換用のスイッチング素子を備える装置であればよい。すなわち、電力変換装置１００は、直流電力を交流電力に変換するコンバータ、直流電力を電力用半導体素子でスイッチング（オン・オフ）することで直流電力の値を制御する直流チョッパ、入力周波数より低い周波数の交流を得るサイクロコンバータなどでもよい。

図２は図１に示される電力変換装置１００を構成する回路の一例を示す図である。例えば電力変換装置１００は、ＥＭＣ（Electromagnetic Compatibility：電磁両立性）フィルタ１０１、三相交流電圧を整流するダイオード整流器１０２、及び三相インバータ主回路１０３を備える。

ＥＭＣフィルタ１０１は、ノイズを除去するため、線間コンデンサ１、コモンモードチョークコイル２（Ｌ_ｃ）、接地コンデンサ３などを備える。

三相インバータ主回路１０３は、コア４（Ｌ_ｃｏｒｅ）、直流リアクトル５（Ｌ_ＤＣ）、平滑コンデンサ７、及び複数のスイッチング素子Ｓ_１〜Ｓ_６を備え、整流された電圧を三相交流電圧へ変換する。三相インバータ主回路１０３で変換された三相交流電圧が負荷（モータ２００など）に印加される。

コア４は、ダイオード整流器１０２と三相インバータ主回路１０３とを接続する正極側直流母線及び負極側直流母線に設けられ、電磁ノイズの補助的な抑制を行う。

直流リアクトル５は、例えば正極側直流母線に設けられ、商用電圧に重畳される高調波電流を抑制すると共に力率改善を図るために設けられる。

複数のスイッチング素子Ｓ_１〜Ｓ_６は、ダイオード整流器１０２から供給される直流電力を交流電力に変換する３相ブリッジ接続された半導体スイッチング素子である。以下では、複数のスイッチング素子Ｓ_１〜Ｓ_６のそれぞれを区別しない場合、「スイッチング素子」と称する。スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などである。スイッチング素子は、それぞれ、不図示のゲート駆動回路から入力されるＰＷＭ信号（ゲート駆動信号）に従って、オン又はオフ状態となる。ゲート駆動回路は、不図示の制御回路から入力されるＰＷＭ信号を、スイッチング素子を駆動可能な値の電圧の信号であるゲート駆動信号に変換して、スイッチング素子に入力する回路である。

コモンモードチョークコイル２、コア４、直流リアクトル５は、それぞれ例えば、複数のケイ素鋼板から打ち抜かれた環状の部材を積層して形成されたコア部、フェライトを焼結して形成されるコア部などに、巻線が巻き付けられることで形成される。スイッチング素子への通電が行われることによってスイッチング素子、コモンモードチョークコイル２、コア４、直流リアクトル５などが発熱する。

コモンモードチョークコイル２、コア４、直流リアクトル５などの発熱部品で発生した熱が、周囲の部品に伝わることで、周囲の部品の温度が許容温度を超過する可能性がある。周囲の部品は、例えば、線間コンデンサ１、接地コンデンサ３、平滑コンデンサ７（Ｃ_ｄｃ）、ダイオード整流器１０２を構成する整流素子などである。電力変換装置１００は、発熱部品で発生した熱が周囲の部品へ伝わることを防ぐため、金属製の部材である遮熱板を備える。遮熱板の構造について図３Ａなどを用いて説明する。

図３Ａは、遮熱板１０が設置された電力変換装置１００の内部構造を示す図である。図３Ａに示すように、電力変換装置１００の外郭を構成する筐体１１０の内側には、直流リアクトル５、遮熱板１０、コモンモードチョークコイル２、制御基板８などが設けられる。制御基板８のマイナスＺ軸方向の不図示の端面には、スイッチング素子が設けられる。図３Ａに示される遮熱板１０には、図３Ｂに示されるコア４が固定される。遮熱板１０へのコア４の固定方法の詳細については後述する。

図３Ｂは、図３Ａに示される遮熱板１０を除いて、コア４、直流リアクトル５などを示す図である。直流リアクトル５は、筐体１１０の内部空間の内、筐体１１０のプラスＸ軸方向の端面（天井面１１０ａ）と、筐体１１０のマイナスＹ軸方向の端面（側面１１０ｂ）とが交わる角部１１０ｃ寄りの部分に設けられる。

例えば、発熱部品である直流リアクトル５、コア４などが、筐体１１０のマイナスＸ軸方向の端面（底面１１０ｄ）寄りの部分に設けられている場合、直流リアクトル５で発生した熱が筐体１１０の底面１１０ｄから天井面１１０ａに向かって上昇するため、直流リアクトル５の上部に存在する他の部品がその熱の影響を受け易くなる。

電力変換装置１００では、直流リアクトル５などが、筐体１１０の角部１１０ｃ寄りの部分に設けられているため、熱の影響を受けやすい部品が、相対的に直流リアクトル５などの発熱部品の下側に位置する。従って直流リアクトル５などで発生した熱の当該部品への影響が軽減される。なお、直流リアクトル５などで発生した熱は、筐体１１０の天井面１１０ａなどに伝わり、筐体１１０の外部に放射される。

また電力変換装置１００では、図３Ａに示すように、直流リアクトル５の周囲を囲むように遮熱板１０が設置されている。遮熱板１０は、放熱フィンベース６のプラスＺ軸方向の端面に固定される。放熱フィンベース６は、筐体１１０の内部部品で発生した熱を筐体１１０の外部に放射するための板状の放熱部材である。放熱フィンベース６の材料には、アルミニウム、オーステナイト系ステンレス合金、銅合金、鋳鉄、鋼、鉄合金などの金属を例示できる。なお、放熱フィンベース６のマイナスＺ軸方向の端面には、不図示の複数のフィンが設けられる。直流リアクトル５の周囲に遮熱板１０が設置されることで、直流リアクトル５で発生した熱が、周囲の部品に伝わり難くなる。

また電力変換装置１００では、発熱部品の一部（例えばコア４など）が遮熱板１０に固定される。遮熱板１０の材料には、銅、アルミニウム、クロム、モリブデン、ニッケル、鉄、チタン、パラジウム、インジウム、タングステン、金、白金、銀、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、さらにこれらを複数含む合金、例えば、ニッケルと鉄の合金などを使用できる。放熱フィンベース６に遮熱板１０が固定されるため、発熱部品で発生した熱の一部は、遮熱板１０に伝わり、さらに放熱フィンベース６などに伝わる。従って、発熱部品の周囲に設けられる部品への熱の影響がより一層軽減される。

なお、遮熱板１０の熱伝導率は、例えば発熱部品（例えばコア４など）の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料で構成することが望ましい。この構成により、コア４など発生した熱が遮熱板１０に伝わり易くなり、コア４など発生した熱が周囲の部品へより一層伝わり難くなる。

なお、コア４は、遮熱板１０において、例えば図３Ａに示される筐体１１０の側面１１０ｂ寄りの位置に固定することが望ましい。このように構成することによって、例えばダイオード整流器１０２から三相インバータ主回路１０３へ伸びる直流母線を、筐体１１０の側面１１０ｂ寄りに位置に配線できるため、筐体１１０の内部空間の余剰スペースを有効に利用しながら、コア４への直流母線の接続が容易化される。

図３Ｃは遮熱板１０に蓋体２０が設けられた状態と、コモンモードチョークコイル２の前側に蓋体２１が設けられた状態とを示す図である。図３Ｃに示す蓋体２０及び蓋体２１は、遮熱板１０と同様の材料で板状に形成された導電性の部材である。

蓋体２０は、遮熱板１０のプラスＺ軸方向の端面にねじ留めされる。蓋体２０は、直流リアクトル５の正面側（プラスＺ軸方向側）の全体を覆うように、遮熱板１０に固定される。蓋体２０は、図１に示す正面パネル１２０と直流リアクトル５との間を仕切るように、遮熱板１０に固定される。

蓋体２１は、コモンモードチョークコイル２のプラスＺ軸方向側の部分を覆うように、筐体１１０の内部に固定される。蓋体２１は、例えば筐体１１０の内部に設けられる台座にねじ留めされる。蓋体２１は、図１に示す正面パネル１２０とコモンモードチョークコイル２との間を仕切ると共に、筐体１１０の内部に設けられる。蓋体２１は、例えば、遮熱板１０に形成されるスリット（孔１２）を遮らないように、当該スリットのマイナスＺ軸側に配置される。

次に、図４Ａなどを用いて、遮熱板１０の構造と、遮熱板１０への発熱部品の固定方法について説明する。

図４Ａは遮熱板１０の斜視図である。図４Ａにはコア４が遮熱板１０に固定される前の状態が示される。図４Ｂは図４Ａの遮熱板１０にコア４が固定された状態を示す図である。

遮熱板１０は、ＸＹ平面をＺ軸方向に平面視して、Ｌ字形状に形成される導電性の部材である。遮熱板１０は、Ｙ軸方向に延伸すると共にＺ軸方向に起立する板状の第１板状部材１０ａと、第１板状部材１０ａのプラスＹ軸方向の端部からプラスＸ軸方向に延伸すると共にＺ軸方向に起立する板状の第２板状部材１０ｂと、複数の固定部材１０ｃとを備える。

固定部材１０ｃは、遮熱板１０を放熱フィンベース６に固定するための部材である。複数の固定部材１０ｃは、第１板状部材１０ａ及び第２板状部材１０ｂのそれぞれのマイナスＺ軸方向の端部から、Ｚ軸方向と直交する方向に延伸する。固定部材１０ｃには、ねじが挿入される挿入口が形成される。ねじは、遮熱板１０を放熱フィンベース６に固定するための締結部材である。

第１板状部材１０ａには、孔１０ｄが形成される。孔１０ｄは、環状のコア４の内周面（壁面）により形作られる空間（コア４に形成される孔）と連通する第１孔である。孔１０ｄの形状は、例えばコア４に形成される孔と同様の形状（円）である。孔１０ｄの大きさは、コア４に形成される孔と連通し、かつ、コア４に巻かれる配線を通すことができる寸法であればよい。

図４Ｂに示すように、第１板状部材１０ａには、コア４が固定される。このとき、コア４のマイナスＸ軸方向の端面が、第１板状部材１０ａに接した状態で固定される。第１板状部材１０ａへのコア４の固定には、複数の結束部材が利用される。

第１板状部材１０ａには、Ｘ軸方向に貫通するスリットである孔１２が複数形成される。孔１２の数は、２つに限定されず、１つ以上であればよい。孔１２は、第１板状部材１０ａの全体の内、Ｘ軸方向に平面して、プラスＺ軸方向の端面１０ａ１寄りの位置に設けられると共に、マイナスＹ軸方向の端面１０ａ２寄りの位置に設けられる。すなわち、磁気部品寄りの第１部分４１に孔１２が形成されず、第１部分４１を除く第２部分４２に孔１２が形成される。第１部分４１は、磁気部品を第１板状部材１０ａに向かって略垂直方向に投影してなる領域であり、第２部分４２は、筐体１１０の側面１１０ｂ寄りに設けられる領域である。なお略垂直方向とは、垂直方向に平行な平面に対して、例えば０°から１５°の角度を成す線分と平行な方向も含まれる。

このように孔１２が形成される理由は以下の通りである。遮熱板１０と蓋体２０とで囲まれた領域（直流リアクトル５を取り囲む領域）に存在する空気の温度は、直流リアクトル５に近い位置と直流リアクトル５から離れた位置とでは異なる。具体的には、直流リアクトル５から比較的に離れた位置（筐体１１０の側面１１０ｂ寄りの位置）に存在する空気の温度は、直流リアクトル５の表面近くに存在する空気の温度よりも低い。そのため、直流リアクトル５から比較的に離れた位置に存在する比較的低温の空気と、第１板状部材１０ａの外側に存在する空気との温度差を、大きくできる。この温度差を利用すれば、第１板状部材１０ａの外側領域（第１板状部材１０ａのマイナスＸ軸方向の領域）に存在する高温の空気を、第１板状部材１０ａの内側領域（第１板状部材１０ａのプラスＸ軸方向の領域）に導入し易くなる。従って、第１板状部材１０ａの外側領域に、高温の空気が滞留することを抑制できるため、直流リアクトル５の周囲に設けられる回路部品、例えば第１板状部材１０ａの外側領域に設けられるダイオード整流器１０２の各ダイオード、平滑コンデンサ７などの温度上昇が抑制される。

なお、孔１２が形成される位置は、図示例の位置に限定されず、例えば第２板状部材１０ｂに形成してもよい。第２板状部材１０ｂに孔１２と同様の貫通孔を形成する場合、例えば、第２板状部材１０ｂの全体の内、Ｙ軸方向に平面して、プラスＺ軸方向の端面１０ｂ１寄りの位置に設けられると共に、マイナスＸ軸方向の端面（第２板状部材１０ｂと第１板状部材１０ａとの接続部分）寄りの位置に設けることが望ましい。このように構成した場合でも、直流リアクトル５の下側に存在する空気の温度は、直流リアクトル５の上側に存在する空気の温度よりも低いため、直流リアクトル５の下側に存在する空気と、第２板状部材１０ｂの外側に存在する空気との温度差を、大きくできる。この温度差を利用すれば、第１板状部材１０ａ又は第２板状部材１０ｂの外側領域（第１板状部材１０ａのマイナスＸ軸方向の領域、第２板状部材１０ｂのプラスＹ軸方向の領域）に存在する高温の空気を、第２板状部材１０ｂの内側領域（第２板状部材１０ｂのプラスＹ軸方向の領域）に導入し易くなる。従って、第１板状部材１０ａ又は第２板状部材１０ｂの外側領域に、高温の空気が滞留することを抑制できるため、直流リアクトル５の周囲に設けられる回路部品の温度上昇が抑制される。

このように孔１２が形成された板である遮熱板１０は、外気導入が行われない密閉構造の筐体１１０を備えた電力変換装置１００に有効であると共に、筐体１１０内の空気を循環させる冷却ファンを備えていない冷却ファンレスの電力変換装置１００にも有効である。密閉構造の筐体１１０では、非密閉構造のものに比べて、筐体１１０内部の温度が高くなる傾向があるため、空気の滞留が生じると、平滑コンデンサ７などの回路部品の寿命が大幅に短くなり得る。また冷却ファンを備えていない筐体１１０では、冷却ファンを備えるものに比べて、空気の滞留が生じ易いため、同様に回路部品の寿命が大幅に短くなり得る。従って、孔１２が形成された遮熱板１０を利用することで、回路部品の寿命が延びると共に、例えばスイッチング素子のジャンクション温度を低減できるため、スイッチングタイミングの変動を抑制でき、動作の信頼性が高い電力変換装置１００を得ることができる。

図５を用いて、結束部材を利用した第１板状部材１０ａへのコア４の固定方法について説明する。図５は第１板状部材１０ａの拡大図である。第１板状部材１０ａには、孔１０ｄの周囲に設けられる２つの孔１０ｅ１、１０ｅ２が形成される。２つの孔１０ｅ１、１０ｅ２は、孔１０ｄを形成する内周面（壁面１０ｄ１）の近くに形成される第２孔及び第３孔である。２つの孔１０ｅ１、１０ｅ２は、孔１０ｄと繋がらずに、第１板状部材１０ａに独立して形成される穴である。２つの孔１０ｅ１、１０ｅ２は、例えば、第１板状部材１０ａをＹＺ平面で平面視したとき、孔１０ｄを跨ぐように、孔１０ｄの中心ＣＬを通る仮想線に対して線対称の位置に形成される。仮想線ＶＬは、ＹＺ平面に平行で、かつ、Ｙ軸方向に伸びる線である。仮想線ＶＬは、孔１０ｄを上下の領域に二等分する線でもある。

孔１０ｄ及び孔１０ｅ１には、コア４の下側を第１板状部材１０ａに結束するための第１結束部材１１ａが挿入される。孔１０ｄ及び孔１０ｅ２には、コア４の上側を第１板状部材１０ａに結束するための第２結束部材１１ｂが挿入される。この状態で、第１結束部材１１ａ及び第２結束部材１１ｂが締め付けられることで、逆戻り不能にロックされる。これにより、コア４が第１板状部材１０ａに密着した状態で互いに結束される。第１結束部材１１ａ及び第２結束部材１１ｂは、例えば、樹脂製、金属製などの結束バンドである。結束バンドには、耐候性、耐熱性、耐薬品性など物理的、化学的性能が要求される。そのため結束バンドには、ナイロン、ポリプロピレン、ステンレススチールなどの素材が使用される。なお、孔１０ｅ１と孔１０ｅ２は、互いに見通し線ＧＬ上に孔１０ｄが存在するように、孔１０ｄを形作る壁面１０ｄ１の近くに形成されていればよい。

このように、第１結束部材１１ａ及び第２結束部材１１ｂによる結束によって、コア４が第１板状部材１０ａに密着した状態で固定される。第１結束部材１１ａ及び第２結束部材１１ｂによる結束後、第１結束部材１１ａ及び第２結束部材１１ｂの先端部分（バンド部の先端）が切除され、図４Ｂのような状態になる。例えば電力変換装置１００の周囲の温度変化によって、結束部材が経年劣化して僅かに緩くなった場合でも、コア４に鉛直方向に重力が加わった状態で、第１結束部材１１ａ及び第２結束部材１１ｂの少なくとも一方によってコア４を固定することができる。従って、電力変換装置１００の運転時の振動などでコア４が脱落するようなことを防止できる。

また、コア４が第１板状部材１０ａに密着した状態で固定されことで、例えばコア４が第１板状部材１０ａの孔１０ｄに嵌め込みで固定されている場合に比べて、コア４と第１板状部材１０ａとの接触面積が増加する。従って、コア４で発生した熱を第１板状部材１０ａに効果的に伝えることができ、周囲部品への熱の影響を低減できる。

また、第１結束部材１１ａ及び第２結束部材１１ｂを挿入できる簡易な構造を第１板状部材１０ａに形成するだけで、容易にコア４を固定することができる。

また、第１結束部材１１ａ及び第２結束部材１１ｂは汎用品であるため、第１結束部材１１ａ及び第２結束部材１１ｂの入手が容易であり、コア４のサイズなどに合わせて、第１結束部材１１ａ及び第２結束部材１１ｂの長さ、幅などを簡単に変更することも可能である。なお、遮熱板１０の形状は、発熱部材で発生した熱による周囲の部品への影響を軽減できる遮へい構造を有していればよく、Ｌ字形状以外にも、湾曲したＵ字形状のものでもよいし、平坦な板状のものでもよい。また、結束部材の数は、２つ以上であればよい。

図６Ａは遮熱板１０に孔１２が形成されていない場合の温度分布を表す図である。図６Ｂは遮熱板１０に孔１２が形成されている場合の温度分布を表す図である。遮熱板１０に孔１２が形成されていない場合、図６Ａに示すようにコア４などで発生した熱で高温になった空気が遮熱板１０の下側領域に滞留するため、コア４の上側の表面温度が１０７℃近くまで上昇する。これに対して、遮熱板１０に孔１２が形成されている場合、図６Ｂに示すように遮熱板１０の下側領域の空気が遮熱板１０で囲まれる領域に導入されるため、高温の空気が滞留することなく、コア４の表面温度が低下する。また、高温の空気が滞留しなくなることで、コア４だけでなく、遮熱板１０の周囲に設けられる平滑コンデンサなどの回路部品への温度上昇による影響も低減される。

以上に説明したように実施の形態に係る電力変換装置１００は、筐体１１０と、筐体１１０の内側に設けられる磁気部品と、筐体１１０の内側において磁気部品の周囲に設けられる回路部品とを備える。電力変換装置１００は、筐体１１０の内側において磁気部品と回路部品との間を仕切るように設けられる板（遮熱板１０）を備える。遮熱板１０には、遮熱板１０の磁気部品側の第１領域３１（図３Ａ参照）と遮熱板１０の回路部品側の第２領域３２（図３Ａ参照）とを連通する孔１２が形成される。

この構成により、遮熱板１０の外側領域に存在する高温の空気を、遮熱板１０の内側領域に導入でき、遮熱板１０の外側領域に存在する高温の空気が、遮熱板１０の周囲に滞留することを抑制できる。そのため、遮熱板１０の周囲に設けられる回路部品の温度上昇が抑制され、回路部品の寿命が延びると共に、信頼性が高い電力変換装置１００を得ることができる。

また実施の形態に係る電力変換装置１００は、板（遮熱板１０）に、磁気部品寄りの第１部分４１に孔１２が形成されず、第１部分４１を除く第２部分４２に孔１２が形成されるように構成してもよい。なお、第１部分４１及び第２部分４２は、例えば図４Ａに示す第１板状部材１０ａ又は第２板状部材１０ｂに存在するものでもよいし、第１板状部材１０ａと第２板状部材１０ｂの双方に存在するものでもよい。

この構成により、遮熱板１０の内側に存在する空気の内、磁気部品から離れた位置に存在する低温の空気と、遮熱板１０の外側に存在する高温の空気との温度差を大きくできる。この温度差を利用して、遮熱板１０の外側に存在する空気を、遮熱板１０の内側に導入し易くできる。従って、磁気部品寄りの第１部分４１に孔１２が形成される場合に比べて、遮熱板１０の外側に高温の空気が滞留することを抑制でき、磁気部品の周囲に設けられる回路部品の温度上昇が抑制される。従って、回路部品の寿命をより一層延ばすことができ、電力変換装置１００のメンテナンスサイクルが伸びることで、メンテナンスコストの上昇を抑制でき、また信頼性の高い電力変換装置１００を得ることができる。

また実施の形態に係る電力変換装置１００は、第１部分４１が磁気部品を板（例えば遮熱板１０の第１板状部材１０ａ）に向かって略垂直方向に投影してなる領域となり、第２部分４２が第１部分４１よりも筐体の側面寄りの位置に設けられる領域となるように構成してもよい。

この構成により、磁気部品の略垂直方向に、孔１２が形成されていない第１部分４１と、孔１２が形成されている第２部分４２とが設けられ、さらに孔１２が筐体１１０の側面１１０ｂの近くに設けられる。これにより、孔１２が第１部分４１に形成される場合に比べて、第１板状部材１０ａの下側（略垂直方向の下側）に存在する空気と、筐体１１０の側面１１０ｂ付近に存在する低温の空気との間で熱交換が行われる。従って、孔１２を通過する空気は、温度を下げながら、第１板状部材１０ａの内側に導入される。その結果、第１板状部材１０ａの内側に設けられる磁気部品の温度上昇を抑制できると共に、第１板状部材１０ａの内外の空気の温度差をより大きくできるため、第１板状部材１０ａの外側に存在する空気の滞留をより一層低減できる。従って、回路部品の寿命がより一層延び、電力変換装置１００のメンテナンスサイクルをより一層伸ばすことができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ ：線間コンデンサ
２ ：コモンモードチョークコイル
３ ：接地コンデンサ
４ ：コア
５ ：直流リアクトル
６ ：放熱フィンベース
７ ：平滑コンデンサ
８ ：制御基板
１０ ：遮熱板
１０ａ ：第１板状部材
１０ａ１ ：端面
１０ａ２ ：端面
１０ｂ ：第２板状部材
１０ｂ１ ：端面
１０ｃ ：固定部材
１０ｄ ：孔
１０ｄ１ ：壁面
１０ｅ１ ：孔
１０ｅ２ ：孔
１１ａ ：第１結束部材
１１ｂ ：第２結束部材
１２ ：孔
２０ ：蓋体
２１ ：蓋体
３１ ：第１領域
３２ ：第２領域
４１ ：第１部分
４２ ：第２部分
１００ ：電力変換装置
１０１ ：ＥＭＣフィルタ
１０２ ：ダイオード整流器
１０３ ：三相インバータ主回路
１１０ ：筐体
１１０ａ ：天井面
１１０ｂ ：側面
１１０ｃ ：角部
１１０ｄ ：底面
１２０ ：正面パネル
１３０ ：ヒンジ
２００ ：モータ
ＣＬ ：中心
ＧＬ ：見通し線
Ｓ１ ：スイッチング素子
Ｓ２ ：スイッチング素子
Ｓ３ ：スイッチング素子
Ｓ４ ：スイッチング素子
Ｓ５ ：スイッチング素子
Ｓ６ ：スイッチング素子
ＶＬ ：仮想線

Claims (3)

1. 筐体と、
   前記筐体の内側に設けられる磁気部品と、
   前記筐体の内側において前記磁気部品の周囲に設けられる回路部品と、
   前記筐体の内側において前記磁気部品と前記回路部品との間を仕切るように設けられる板と、
   を備え、
   前記板には、前記板の前記磁気部品側の第１領域と前記板の前記回路部品側の第２領域とを連通する孔が形成される電力変換装置。
2. 前記板には、前記磁気部品寄りの第１部分に前記孔が形成されず、前記第１部分を除く第２部分に前記孔が形成される請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記第１部分は、前記磁気部品を前記板に向かって略垂直方向に投影してなる領域であり、
   前記第２部分は、前記第１部分よりも前記筐体の側面寄りの位置に設けられる領域である請求項２に記載の電力変換装置。