JP2021035156A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータ装置の筐体内部での結露を防止する技術を提供する。
【解決手段】インバータ装置１において、パワー電子素子及び電解コンデンサを収納する筐体６と、筐体６に形成された開口部と、開口部の周囲に沿って配置された熱的インシュレータ９と、冷却水の流入パイプ８１及び排出パイプ８２とボディ部８５を有し、ボディ部８５の第一の面が、熱的インシュレータ９を介して、筐体６の外側から開口部を塞いで配置されたウォータジャケット８と、を備える。パワー電子素子は、ボディ部８５の第一の面に取付けられ、電解コンデンサは、筐体６の内部に取付けられ、筐体６の内面に接触している。
【選択図】図１

Description

本願は、ウォータジャケットを用いて冷却するインバータ装置に関するものである。

直流電源を用いて交流モータを使用する場合、インバータ装置を用いて交流に変換し、この交流の周波数及び電流値を調整して、交流モータの回転数、出力（トルク）を制御している。

直流から交流への変換、周波数及び電流値の調整を行うインバータ装置には、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及びＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のパワー電子素子と電解コンデンサが一般的に用いられる。近年、これらの変換効率は９０％以上と高くなっているが、それでも多くのエネルギーが変換されず、熱として放出される。
この発熱により、パワー電子素子が性能保証温度を超えるとインバータ装置の故障となるため、冷却水を用いて冷却することが必要となる。

インバータ装置は、ケースとそのケースを塞ぐリッドにより筐体が形成され、この筐体を構成するケースの底部に、パワー電子素子と電解コンデンサとが配置されている。
インバータ装置の筐体の外面には、冷却水を流すウォータジャケットが取付けられている。インバータ装置の駆動によりパワー電子素子及び電解コンデンサから生じた熱は、ウォータジャケットに冷却水を流すことで冷却される。

ウォータジャケットを用いたインバータ装置の冷却には、大きく２つの方式が知られている。第一の冷却方式は、冷却水をラジエータで冷却しながら循環させる循環水方式であり、第二の冷却方式は、海水及び湖水を用いて冷却して、そのまま排水する非循環水方式がある。
交流モータを船外機の動力等に用いる場合には、冷却水の入手が容易であり、ラジエータ等の冷却装置を削減することができるため、非循環水方式の冷却方式がインバータ装置の冷却に用いられている。

ＷＯ２０１４／０４１８９２号公報

従来の船外機用のインバータ装置をはじめ、海水、湖水等から採取した水をそのまま冷却水として用いる、非循環水方式の冷却方式を用いると、冷却水の採取場所によって水温が大きく変化する場合がある。
採取した冷却水の水温が低く、インバータ装置の冷却が過剰となりインバータ装置の筐体内部の気体が露点温度を下回った場合、インバータ装置の筐体内部が結露する。その結果、パワー電子素子間のショートが発生し、インバータ装置の誤動作を生じる場合がある。

本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、インバータ装置の筐体内部の結露を防止し、インバータ装置のショート及び誤動作を抑制することを目的とする。

本願のインバータ装置は、パワー電子素子及び電解コンデンサを収納する筐体と、筐体に形成された開口部と、開口部の周囲に沿って配置された熱的インシュレータと、冷却水の流入パイプ及び排出パイプとボディ部を有し、ボディ部の第一の面が、熱的インシュレータを介して、筐体の外側から開口部を塞いで配置されたウォータジャケットと、を備え、パワー電子素子は、ボディ部の第一の面に取付けられ、電解コンデンサは、筐体の内部に取付けられ筐体の内面に接触していることを特徴とするものである。

本願のインバータ装置では、パワー電子素子及び電解コンデンサを配置した筐体内の冷却が過剰になることを防止することができ、インバータ装置の筐体内部での結露を防止し、インバータ装置のショート及び誤動作を抑制することができる。

実施の形態１に係るインバータ装置の斜視図である、 実施の形態１に係るインバータ装置の下面側から観察した斜視図である。 実施の形態１に係るインバータ装置の内部構造を示す図である。 実施の形態１に係るインバータ装置の断面図である。 実施の形態１に係る船に取付けた船外機の概略図である。 実施の形態１に係る船外機の内部構造を示す図である。 実施の形態３に係るインバータ装置の温度制御のフロー図である。 実施の形態４に係るウォータジャケットの斜視図である。 実施の形態４に係るウォータジャケットの断面図である。 実施の形態５に係るインバータ装置の斜視図である。 実施の形態６に係るインバータ装置の斜視図である。 実施の形態６に係るインバータ装置の断面図である。 実施の形態７に係るウォータジャケットの斜視図である。 実施の形態７に係るインバータ装置の平面図である。 実施の形態２及び３に係る温度制御のハードウェア図である。

実施の形態の説明及び各図において、同一の符号を付した部分は、同一または相当する部分を示すものである。

実施の形態１．
図１〜図４を用いて、本実施の形態１に係るインバータ装置１を説明する。図１は、本実施の形態１に係るインバータ装置１の斜視図であり、図２は、図１に示したインバータ装置１を下面側から観察した斜視図である。図３は、本実施の形態１に係るインバータ装置１の内部構造を示す斜視図である。
図４は、ウォータジャケット８の流入パイプ８１及び流出パイプ８２の中心線を含む面で、図１に示したインバータ装置を厚み方向に切断したインバータ装置の断面図である。

インバータ装置１の筐体６は、図１に示すようにケース２とケース２を塞ぐリッド３で形成されている。
図３にリッド３を外した内部構造を示している。筐体６内部には、破線で囲んで示した開口部２０が形成され、筐体６の内部には直流電流を交流電流へ変換するパワー電子素子６０と直流電流を平滑化する電解コンデンサ７０とが配置されている。また、筐体６の両側には交流モータに交流電力を供給する交流電力用ハーネス５と直流電力をインバータ装置１に供給する直流電力用ハーネス４とが形成されている。

インバータ装置１の筐体６を構成するケース２とリッド３とは、熱伝導率が高い、アルミニウム、銅等の金属材料が好ましく、本実施の形態１においては、アルミニウムが用いられている。

インバータ装置１の筐体６の外面には、図１及び図４に示すように、冷却水を用いて装置の冷却を行うウォータジャケット８が取付けられている。ウォータジャケット８は、発熱する部分に密着させ、内部に冷却水を流動させて冷却を行う水冷装置であり、図１に示すように、冷却水を導入する流入パイプ８１、冷却水を排出する流出パイプ８２、ウォータジャケット８の本体部分である金属製のボディ部８５で構成されている。
ボディ部８５には、インバータ装置１の筐体６と同様に、高熱伝導性の金属材料が適しており、本実施の形態１では、アルミニウムが用いられている。しかし、これに限定されるものではなく、その他の金属、及び熱伝導率の異なる複数の材料も用いることができる。

本実施の形態１において、図３に示した筐体６の内部構造及び図４に示した断面図からわかるように、ケース２に形成された、破線で囲んで示した開口部２０に、ウォータジャケット８のボディ部８５が、筐体６の外側から対向して配置されている。開口部２０の周囲には、熱的インシュレータ９が形成され、ウォータジャケット８のボディ部８５とケース２とが直接に接触しないように配置されている。
熱的インシュレータ９は樹脂、セラミック等の熱伝導率が低い材料が適しており、本実施の形態１では、樹脂材料が用いられている。

図３に示すように、インバータ装置１の筐体６の内部のケース底部２１には、複数の電解コンデンサ７０が配置されている。またケース底部２１の一部には、上述のように、破線で囲んで示した開口部２０が形成され、開口部２０から筐体６の内側に向けて露出したウォータジャケット８のボディ部８５にはパワー電子素子６０が配置されている。
なお、ケース底部２１と電解コンデンサ７０、およびウォータジャケット８のボディ部８５とパワー電子素子６０は、直接または緩衝材を用いて配置することができる。

図４等に示すように、熱的インシュレータ９がケース２に形成された開口部２０の周囲に配置され、開口部２０とウォータジャケット８のボディ部８５との間隙を埋めるように用いられている。そのため、ウォータジャケット８のボディ部８５と筐体６のケース２との間は、直接に接触しておらず、熱的にはほぼ切り離されている。

インバータ装置１内の最も発熱の大きなパワー電子素子６０がウォータジャケット８のボディ部８５に取付けられ、冷却水を流すことで高い冷却効率が得られる。
一方、電解コンデンサ７０等のその他の構成部品は、インバータ装置１の筐体６を構成するケース底部２１に直接もしくは緩衝材等を介して接触しており、冷却水を用いたウォータジャケット８とは熱的インシュレータ９で隔てられている。そのため、ウォータジャケット８の冷却効果が及ばず、周囲の空気との接触による、いわゆる空冷のみが可能となる。

本実施の形態１で述べたインバータ装置１では、発熱の大きいパワー電子素子６０にはウォータジャケット８を用いた水冷が行われ、その他の構成部品には冷却効率が高くない空冷が行われる。そのため、インバータ装置１の筐体６の内部が過剰に冷却されることが無く、水温の変化の大きい海水または湖水を冷却水として用いる非循環水方式の冷却方式を適用した場合であっても安定して冷却することができる。
非循環水方式の冷却方式では、冷却水の入手が容易で、ラジエータ等の冷却装置を削減することができるという特徴も有しており、本実施の形態１のインバータ装置１に適用した場合、一例として、交流モータを動力として用いる船外機への適用が考えられる。

図５は、船２００に船外機３００が取付けられた状態を示す概略図であり、図６は、船外機３００の部分を拡大して内部構造を示している。
船外機３００は、船尾に取付けられており、インバータ装置１等の冷却には、海水等の非循環水が使われている。

インバータ装置１は、バッテリ４００から直流電力を受け取り交流信号に変換し、動力用交流モータ５００が駆動制御される。本実施の形態１においては、インバータ装置１は、外部の電子ユニット７００に接続されており、電子ユニット７００により、インバータ装置１の出力等が制御されている。

図６に記載された矢印６３０、６４０は各々冷却水の給水と排水の流れを示している。
インバータ装置１は、矢印６３０に沿ってポンプ６００により汲み上げられた海水等が冷却水として給水管６１０へ取入れられる。続いて、インバータ装置１に取付けられたウォータジャケット８（図示せず）へ冷却水が導入され、インバータ装置１内のパワー電子素子６０（図示せず）が冷却される。その後冷却水は、排水管６２０を経て、矢印６４０に沿って循環する事なく船外機３００の外部へ排水される。
インバータ装置１内のその他の構成部品は、空冷により冷却される。

以上のように、本実施の形態１のインバータ装置１では、パワー電子素子６０は冷却水を用いた高い効率で冷却され、温度上昇によるインバータ装置１の故障を防止することができる。また、その他の電解コンデンサ７０等の構成部品の冷却は外気との接触による空冷であるため、外気温以下に冷却されることはなく、結露の発生を防止し、インバータ装置１のショート及び誤動作を抑制することができる。

実施の形態２．
実施の形態１においては、インバータ装置１に用いられたパワー電子素子６０及び電解コンデンサ７０等の構成部品について、パワー電子素子６０は冷却水を用いたウォータジャケット８による冷却、その他の構成部品は空冷によって冷却することで冷却が過剰となることがなく結露を防止することができた。しかし、ウォータジャケット８に海水等の非循環水を用い、この非循環水の水温が著しく低い場合には、結露が生じる可能性がある。

一般にインバータ装置１等に用いるパワー電子素子６０では、性能保証温度が決められている。パワー電子素子６０が性能保証温度以上となった場合には、誤動作を防止するため駆動を中断することが必要であり、そのためにパワー電子素子６０の温度を検出する温度センサが内蔵されている。
この温度センサの測定結果に基づき冷却水の供給量を制御する。具体的には、パワー電子素子６０の温度が、一定の設定温度よりも低くなった場合、冷却が過剰であると判断してウォータジャケット８への冷却水の供給が停止、または供給量が少なく制御される。これにより冷却が抑制され、インバータ装置１の筐体６内の温度が外気を下回ることなく維持され、結露が防止される。

ウォータジャケット８による冷却効率は、内部を流す冷却水の供給量に依存する。また、同一の水路を用いると仮定すれば、冷却効率は流速に大きく影響される。つまり、冷却効率は、流速が速いとき高く、逆に冷却水用ポンプを停止して、流速を０としたときには、冷却効率は低く、基本的に０となる。
そこで、温度センサを用いて測定したパワー電子素子６０の温度に基づいて、冷却水の流速を調節することでウォータジャケット８の冷却を制御することができ、海水等の非循環水の水温が著しく低下した場合であっても結露を防止することができる。

実施の形態３．
実施の形態２においては、パワー電子素子６０に内蔵された温度センサが測定したパワー電子素子６０の温度に基づいて温度制御を行うことを述べた。
本実施の形態３では、インバータ装置１の外部に外気温センサが備えられている点が異なっている。この外気温センサが取得する外気温データに基づいて冷却水用ポンプの制御を行うことにより、より細かなパワー電子素子６０の温度調整が可能となり、インバータ装置１の筐体６内の結露が防止される。

図７に、本実施の形態３に係るインバータ装置１の温度制御のフローを示す。
＜ステップＳ００１＞
インバータ装置１の動作を開始する。
＜ステップＳ００２＞
続いて、温度センサによりパワー電子素子６０の温度測定を実行する。

＜ステップＳ００３＞
インバータ装置１の外部に設置した外気温センサを用いて外気温データを取得する。
パワー電子素子６０の温度と外温度とを比較し、外気温よりパワー電子素子の温度が高いか否かを判断する。
パワー電子素子６０の温度が低いときは、冷却が過剰であると判断してステップＳ００４へ、パワー電子素子６０の温度が高いときは冷却が不足していると判断してステップＳ００５へ進む。

＜ステップＳ００４＞
パワー電子素子６０の温度が低い場合、冷却水用ポンプを稼働し、出力が０〜９０％の間となるように調整する。
＜ステップＳ００５＞
パワー電子素子６０の温度が高い場合、冷却水用ポンプを稼働し、出力を１００％とし、冷却を進める。

このステップＳ００１〜Ｓ００５の温度制御フローをインバータ装置１に用いることによって、パワー電子素子６０の温度が外気温よりも低くなることを防止することができ、インバータ装置１の筐体６内の結露が防止できる。

なお、冷却水用ポンプの出力を０〜９０％の連続的な制御が困難な場合、冷却水用ポンプの動作のＯＮまたはＯＦＦの切り替え制御でも同様の結果を得ることができる。この場合、例えばパワー電子素子６０の温度が、外気温よりも低くなった場合、冷却水用ポンプの稼働を止め（ＯＦＦ）、高くなった場合は稼働を開始（ＯＮ）することにより、容易に温度制御することができる。

実施の形態４．
本実施の形態４に記載のインバータ装置１の基本的な構成は、実施の形態１と同じであるが、ウォータジャケット８の構造が異なっている点に特徴を有する。
図８Ａは、本実施の形態４で用いるウォータジャケット８の斜視図であり、後述する冷却プレート８６を設置した面が上に向けられた状態を示している。図８Ｂは、流入パイプ８１及び流出パイプ８２の中心線を含む面で、図８Ａに示したウォータジャケット８を厚み方向に切断したウォータジャケット８の断面図を示している。

本実施の形態４においては、ウォータジャケット８のボディ部８５の一部にパワー電子素子６０を配置するための冷却プレート８６が備えられている。
実施の形態１等で用いたインバータ装置１のウォータジャケット８は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料により全体が形成されていた。しかし、本実施の形態４においては、ボディ部８５の主要部分が樹脂材料、ボディ部８５の一部を構成する冷却プレート８６が熱伝導に優れた金属材料で形成されている。

冷却プレート８６は、より局所的な冷却を可能とするため、パワー電子素子６０と概略同じまたはパワー電子素子６０の大きさを超えない大きさとすることが好ましい。
また、冷却プレート８６は、熱伝導性に優れたアルミニウム、銅等の金属材料で形成されることが好ましく、本実施の形態４においては、銅材料が用いられている。

ウォータジャケット８のボディ部８５が樹脂材料と金属製の冷却プレート８６とで形成されることにより、樹脂材料の部分の成型が容易で、軽量化が可能となり、また金属製の冷却プレート８６が用いられることにより、局所的な冷却が可能となる。
本実施の形態４のウォータジャケット８を用いることにより、冷却が必要な部分のみを局所的に冷却することができるため、インバータ装置１の筐体６内の全体が冷却過剰となることがなく、結露を防止することができる。

実施の形態５．
本実施の形態５に記載のインバータ装置１の基本的な構成は、実施の形態１と同じであるが、電解コンデンサ７０の冷却のために、インバータ装置１の筐体６の外面の一部にフィン２２が形成されている点に特徴を有する。
図９に本実施の形態５で用いるインバータ装置１の斜視図を示す。

実施の形態１においては、パワー電子素子６０はウォータジャケット８を用いた局所的な冷却が可能であるが、電解コンデンサ７０はケース２の内部にあり、直接もしくは緩衝材等を介して間接的にケース２の内面に接触しており、ケース２の平坦な外面からの放熱による空冷のみが可能であった。
動作させる動力用モータの出力が低い場合には、電解コンデンサ７０等について、特に冷却効率を考慮する必要はない。ケース２を高熱伝導性の金属材料で形成すれば、平坦な外面からの空冷により十分に電解コンデンサ７０の温度上昇が抑制される。

しかし、動力用モータの出力が高い場合、インバータ装置１の出力を高くする必要があり、パワー電子素子６０以外の電解コンデンサ７０等の構成部品での温度上昇も考慮する必要がある。
本実施の形態５は、このような高出力のインバータ装置１を用いる場合に、ケース２部分での空冷による冷却効率を高くするために、図９に示すようにフィン２２を設けている点を特徴としている。

フィン２２の形状は、本実施の形態５では、図９のように、プレート状のフィン２２を用いたが、フィン２２は、この形状に限定されるものではなく、周辺の空気との接触面積を大きくすればよく、円柱状のいわゆるピンフィンであっても用いることができる。

また、図９では、ケース２の外面にフィン２２を形成した図を示したが、ケース２を塞ぐリッド３の外面にフィン２２を形成しても同様の効果を得ることができる。

本実施の形態５のインバータ装置１では、パワー電子素子６０の温度上昇によるインバータ装置１の故障を防止することができる。また、電解コンデンサ７０等のその他の構成部品の冷却は外気との接触による空冷であるため、外気温以下に冷却されることはなく、結露の発生を防止し、インバータ装置１のショート及び誤動作が抑制される。
同時に、筐体６の外面にフィン２２を備えたことにより、インバータ装置１が高出力となった場合であっても、電解コンデンサ７０等の構成部品を十分に冷却することができる。

実施の形態６．
本実施の形態６に記載のインバータ装置１の基本的な構成は、実施の形態５に記載された、筐体６の外面にフィン２２を備えた構成と同じであるが、電解コンデンサ７０の冷却効率をさらに高めるために、ウォータジャケット８のボディ部８５から延びたひさし部８４を備えた点で異なっている。

図１０Ａに本実施の形態６のインバータ装置１の斜視図を示した。また、図１０Ｂにインバータ装置１の中央部分を、流入パイプ８１及び流出パイプ８２の中心線に垂直な面で、切断した断面図を示した。
図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、インバータ装置１の筐体６の外面には実施の形態５と同様にフィン２２が形成されている。また、ウォータジャケット８のボディ部８５から延びたひさし部８４は、フィン２２と一定の間隙が維持され、フィン２２を覆うように形成されている。

図１０Ｂのインバータ装置１の断面図からわかるように、電解コンデンサ７０は、インバータ装置１のケース２の内面に配置されており、電解コンデンサ７０を実装した部分の反対面にフィン２２が形成されている。
パワー電子素子６０はウォータジャケット８に接して配置されている。そのため、インバータ装置１の動作により高温になったパワー電子素子６０は、ウォータジャケット８の水路８３に流れる冷却水により冷却される。

ウォータジャケット８は、インバータ装置１の筐体６を構成するケース２に形成された、破線で囲んで示した開口部２０に熱的インシュレータ９を介して配置されている。そのため、パワー電子素子６０以外の構成部品、例えば電解コンデンサ７０には、ウォータジャケット８とは熱的に切り離されており、ウォータジャケット８の冷却効果は及ばない。電解コンデンサ７０は、ケース２の表面及びケース２に設けられたフィン２２からの空冷により冷却される。

一方、フィン２２は、ウォータジャケット８から延びたひさし部８４により覆われている。ウォータジャケット８の冷却効果によりひさし部８４とその周囲の空気が冷却され、その結果、フィン２２及びケース２表面からの放熱が促進され、電解コンデンサ７０等の構成部品が冷却される。

本実施の形態６において、ケース２に形成されたフィン２２とウォータジャケット８から延びたひさし部８４とは接触することがなく、一定の間隙が維持されることが重要である。仮に接触した場合、電解コンデンサ７０等の構成部品が過剰に冷却され、筐体６内の温度が下がりすぎることが考えられ、結露を生じる可能性がある。
また、フィン２２とひさし部８４との間は、空気からなる一定の間隙を有する例を示したが、適当な熱伝導率を有する緩衝材を挟持しても同様に用いることができる。

以上のように、本実施の形態６のインバータ装置１では、パワー電子素子６０の温度上昇によるインバータ装置１の故障を防止することができる。また、その他の電解コンデンサ７０等の構成部品の冷却は外気との接触による空冷であるため、外気温以下に冷却されることはなく、結露の発生が防止され、インバータ装置１の誤動作等が抑制される。
同時に、筐体６の外面にフィン２２とウォータジャケット８から延びたひさし部８４とが備えられ、インバータ装置１が高出力となった場合であっても、電解コンデンサ７０等の構成部品を十分に冷却することができる。

実施の形態７．
実施の形態１から６においては、ケース２に形成した開口部２０に、樹脂またはセラミック等の低熱伝導性の材料からなる熱的インシュレータ９を形成し、この熱的インシュレータ９を介してウォータジャケット８を開口部２０に対向させて配置していた。
本実施の形態７においては、開口部２０に熱的インシュレータ９として樹脂またはセラミック等を用いることなく、開口部２０とウォータジャケット８との間に空気層１０が用いられている。
本構成のインバータ装置１は、非防水でも使用できる環境下に適用することができる。

本実施の形態７のウォータジャケット８の斜視図を図１１Ａ、ウォータジャケット８を配置したインバータ装置１の平面図を図１１Ｂに示す。
ウォータジャケット８は、図１１Ａに示すように、他の実施の形態で用いたウォータジャケット８と基本的には同じ形状をしている。ただし、本実施の形態７のウォータジャケット８は熱的インシュレータ９を用いることなくケース２の開口部２０に配置することができるようフランジ８７が四隅に備えられた点に特徴を有している。

本実施の形態７では、フランジ８７は、図１１Ａに示すように、ウォータジャケット８の流入パイプ８１と流出パイプ８２の左右に２本ずつ配置している。
フランジ８７の本数、配置は、これに限定するものではなく、開口部２０の大きさ、形状等に応じて、本数、配置を変更して用いることができる。

図１１Ｂの平面図に示すように、破線で囲んで示した開口部２０に、ウォータジャケット８を配置し、フランジ８７を用いて橋渡しするように固定する。固定は、ネジまたは接着剤等を用いることができる。
本実施の形態７の構造では、熱的インシュレータ９を用いることなく、空気層１０によりケース２とウォータジャケット８との間の熱伝導が抑制される。また、本構造では、非防水の環境下での使用に限られるものの、簡便な構造で、インバータ装置１を得ることができる。

本願の実施の形態において、パワー電子素子６０の温度と外気温との比較、冷却水用ポンプの制御等の演算を行うハードウェア９１の一例を図１２に示す。
図に示すように、ハードウェア９１は、プロセッサ９２と記憶装置９３から構成される。記憶装置は図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ９２は、記憶装置９３から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ９２にプログラムが入力される。また、プロセッサ９２は、演算結果等のデータを記憶装置９３の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つまたは複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ インバータ装置、２ ケース、３ リッド、４ 直流電力用ハーネス、５ 交流電力用ハーネス、６ 筐体、８ ウォータジャケット、９ 熱的インシュレータ、１０ 空気層、２０ 開口部、２１ ケース底部、２２ フィン、６０ パワー電子素子、７０ 電解コンデンサ、８１ 流入パイプ、８２ 流出パイプ、８３ 水路、８４ ひさし部、８５ ボディ部、８６ 冷却プレート、８７ フランジ、９１ ハードウェア、９２ プロセッサ、９３ 記憶装置、２００ 船、３００ 船外機、４００ バッテリ、５００ 動力用交流モータ、６００ ポンプ、６１０ 給水管、６２０ 排水管、６３０ 矢印、６４０ 矢印、７００ 電子ユニット。

本願のインバータ装置は、パワー電子素子及び電解コンデンサを収納する筐体と、筐体に形成された開口部と、開口部の周囲に沿って配置された熱的インシュレータと、冷却水の流入パイプ及び排出パイプとボディ部を有し、ボディ部の第一の面が、熱的インシュレータを介して、筐体の外側から開口部を塞いで配置されたウォータジャケットと、を備え、パワー電子素子は、ボディ部の第一の面に取付けられ、電解コンデンサは、熱的インシュレータによりウォータジャケットと隔てられ、筐体の内部に取付けられ筐体の内面に接触していることを特徴とするものである。

Claims (10)

1. パワー電子素子及び電解コンデンサを収納する筐体と、
   前記筐体に形成された開口部と、
   前記開口部の周囲に沿って配置された熱的インシュレータと、
   冷却水の流入パイプ及び排出パイプとボディ部を有し、前記ボディ部の第一の面が、前記熱的インシュレータを介して、前記筐体の外側から前記開口部を塞いで配置されたウォータジャケットと、を備え、
   前記パワー電子素子は、前記ボディ部の第一の面に取付けられ、
   前記電解コンデンサは、前記筐体の内部に取付けられ前記筐体の内面に接触していることを特徴とするインバータ装置。
2. 前記熱的インシュレータは樹脂製またはセラミック製であることを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
3. 前記熱的インシュレータは空気層であることを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
4. 前記ボディ部は、熱伝導率の異なる材料からなり、熱伝導率が高い方の材料からなる部分に、前記パワー電子素子が取付けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のインバータ装置。
5. 前記ボディ部の前記パワー電子素子が取付けられた部分には、前記パワー電子素子の大きさを超えない大きさの金属製の冷却プレートが取付けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のインバータ装置。
6. 前記筐体の外面に、放熱用のフィンが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のインバータ装置。
7. 前記フィンは、プレート状または円柱状であることを特徴とする請求項６に記載のインバータ装置。
8. 前記ボディ部から延伸され、前記フィン及び前記筐体と接することなく前記フィンを覆って配置されたひさし部が備えられたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のインバータ装置。
9. 前記ウォータジャケットへの冷却水の供給量は、前記パワー電子素子の温度に応じて制御されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のインバータ装置。
10. 前記パワー電子素子の温度が外気温を下回った場合、冷却水の供給を停止または供給量を減少させることを特徴とする請求項９に記載のインバータ装置。

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