JP3237609B2 - インバータ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱源となる主回
路部と、論理部、平滑用コンデンサ等の耐熱性が低い構
成要素を同一筐体内に持つインバータ等の装置におい
て、特に閉鎖あるいは全閉構造の装置の信頼性向上に好
適な実装構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】インバータは一般に主回路部と論理部か
ら構成されている。従来のインバータにおいては主回路
部と論理部は実開昭６１−１５３４９９号に開示されて
いるように、単にこれらが１つの筐体に収納されてい
る。主回路部は発熱が大きく一般に直接冷却ファンに取
り付けて空冷している。論理部は発熱量は小さいが熱に
弱く、周囲空気温度を低くしなければならない。論理部
と主回路部が同一筐体中にあると発熱の大きい主回路部
により論理部回りの空気が過熱され論理部の温度が高く
なってしまう。これが論理部の許容温度を超えない様に
主回路部の冷却ファンを大きくしたり、冷却ファンを取
り付ける等を行い冷却能力を高めて主回路部の発熱が低
くなる様にしていた。また、主回路部はスイッチングを
行うため論理部に対しノイズ源となる。この電磁ノイズ
を阻止するために主回路部と論理部との間に空間を設
け、また電磁遮蔽板を配置して論理部のノイズ誤動作を
防止している。

【０００３】なお、冷却構造として他に関連するものと
して特開昭６１−４７６９９号、特開昭６１−６７９９
４号が挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術はインバ
ータで発生した熱を放熱するための冷却フィンが冷却フ
ァンで送風された冷却風を効率よく利用するという点で
考慮されていない面があった。このため小形化の上で問
題があった。

【０００５】本発明の目的は、インバータの主回路部、
論理部を効果的に冷却し、主回路部より発生した熱から
論理部を保護して、それらの故障や誤動作を防止して、
信頼性に優れたインバータを提供する事にある。

【０００６】本発明の目的は、インバータの主回路部、
特に整流素子やスイッチング素子を効果的に冷却して、
信頼性に優れたインバータを提供する事にある。

【０００７】

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、発熱源とな
る主回路部と、論理部と、平滑コンデンサを同一筐体内
に持つインバータ装置において、前記主回路部を冷却す
る冷却手段はアルミダイキャスト成形された冷却フィン
を備え、該冷却フィンにアルミダイキャスト時に成形さ
れるアルミ注入口の湯口の跡は互いに隣接する冷却フィ
ンにおいて互いの位置がずらされて配置されたことを特
徴とするインバータ装置としたことで達成される。

【０００９】上記のように構成することにより、冷却フ
ァンによる冷却風は、発熱部品で特に高温になる素子を
効果的に冷却し、インバータ装置の温度上昇を抑制する
ことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１〜図
４３により説明する。

【００１１】本発明の第１実施例を図１〜図１４により
説明する。

【００１２】インバータは図９のように整流素子１０
６、平滑コンデンサ１０３、制御素子としてのスイッチ
ング素子１０４からなる主回路部４とこれを制御する論
理部５を主要部品として構成されている。整流素子１０
６はその１次側が交流電源１１１（本実施例では３相交
流電源）に接続され、２次側は平滑コンデンサ１０３お
よびスイッチング素子１０４の１次側に接続される。本
実施例では平滑コンデンサ１０３は２つのコンデンサ１
０３ａ，１０３ｂとが並列接続されている。スイッチン
グ素子１０４の２次側はモータ等の負荷Ｍに接続され
る。論理部５はケーブル１２を介して主回路部４に接続
され、スイッチング素子１０４の１次側の電圧、電流を
検知しながらスイッチング素子１０４の制御を行なう。
また、整流素子１０６の１次側には冷却用のファンが接
続されている。

【００１３】本実施例は主回路部４と論理部５の間に遮
蔽部材としての遮蔽板７を設けて、すき間を極力なく
し、お互いの空気が流れ込まない様にするとともに遮蔽
板７に断熱効果と磁気シールド効果をもたせるため、主
回路側を絶縁材９で、論理部側を鉄板８等でそれぞれ構
成し、しかもこの間を風洞として冷媒通路を形成し、空
気を流す事によりさらに断熱効果をもたせたものであ
る。これにより主回路部４と論理部５とは互いに独立し
た室内に設けられる。

【００１４】本実施例のインバータは図９に示す回路構
成を有し、具体的には図１に示すように第１の筐体とし
てのケース１、第２の筐体としてのカバー２、冷却手段
としての冷却フィン３、発熱体でありノイズ発生源でも
ある主回路部４、主回路部４から離間して配置された論
理部５、冷却ファン６、主回路部の発生した熱と電磁ノ
イズを遮蔽する風洞形遮蔽板７で構成される。論理部５
と主回路部４との間はケーブル１２で接続される。な
お、各冷却フィン３の間には冷媒としての空気が流れる
冷媒通路が形成されている。風洞形遮蔽板７を詳細に示
したものが図２〜図４である。なお図１，図７，図８で
は平滑コンデンサ１０３の図示を省略してある。図２，
図３，図４はそれぞれ風洞形遮蔽板７の平面，側面，お
よびＡ−Ａ’断面を示す。本実施例の風洞形遮蔽板７は
主回路部４から発生する電磁ノイズの遮蔽の働きを持つ
導電材８を熱及び電気の絶縁材９で囲うようにし、しか
も下部両側に吸気口７ａ、上部に排気口７ｂを持ち、遮
蔽板内部を外気が流れる様、導電材８と絶縁材９の間に
風洞７ｃを設けたものである。本実施例では風洞形遮蔽
板は第２の冷媒通路としても機能する。また、導電材８
はケースに接触しない様絶縁材９で囲われ遮蔽板前面の
論理部５への電磁ノイズを阻止する。遮蔽板７の下部に
近接して、電源，負荷等の接続用の端子１６が設けられ
る。また、論理部５と主回路部４とを結ぶケーブル１２
を通すための切欠き部７ｄが風洞形遮蔽板７に形成され
ている。

【００１５】本実施例では主回路部４で発生した熱が風
洞形遮蔽板７の切欠部７ｄとケース１との間から漏れ、
論理部４へ流れ込むのを防止するため、閉鎖手段として
の電線押さえ１１を設け、これにケーブル１２をはさみ
込みケース１との間に取付けている。電線押さえ１１に
は図５に示すようにケーブル１２を通すのに必要な最小
限のすき間が設けられているので、ケース１に取付けた
状態では、この間を通過する空気はほとんどなく、主回
路部４から論理部５への熱の移動を防止できる。

【００１６】またケーブル１２を配線する時これをケー
ス１に一旦固定し、その後に風洞形遮蔽板７をケース１
にはめ込めば良く、これにより図６に示すようにケーブ
ル１２の位置決めが容易となり、配線作業の能率も良く
なる。

【００１７】本実施例では、論理部５はプリント板５ａ
上に実装され、このプリント板５ａはスペーサ５ｂによ
り風洞形遮蔽板７から所定の間隔をおいて設けられる。
これにより、遮蔽板７と論理部５との間にも空気層が形
成されるので、さらに断熱効果を上げることができる。

【００１８】風洞形遮蔽板７の効果を以下に説明する。
主回路部４で発生した熱はケース１にある冷却フィン３
と、冷却ファン６により全体の約５０〜６０％が外部に
放出されるが、残り５０〜４０％はケース内部に放出さ
れインバータ内部の空気温度を上昇させる。一方同じケ
ース内部にある論理部５は主回路部からケース内部に放
出された熱（熱い空気）によりあおられ自己発熱温度以
上に上昇する。しかし、主回路部４と論理部５との間に
風洞形遮蔽板７を設ける事により主回路部４と論理回路
部５との空間は完全に分離され、しかも、主回路部側の
絶縁材９で熱遮蔽されるため主回路部４の熱は阻止され
る。また、風洞形遮蔽板７内部の風洞７ｃを外気が流れ
るため導電材８は外気で冷却されるので低温に保たれ、
導電材８を介して論理部５側の熱も放熱することができ
るので、論理部５は冷却される事になり、論理部５の温
度上昇をさらに低くできる。これらにより本実施例は以
下の効果がある。

【００１９】主回路部４より許容温度の低い論理部５の
温度上昇は自己発熱のみで、主回路部５の発熱の影響を
受けなくなる。よって冷却フィン３は主回路部５の許容
温度に見合ったもので良く、冷却フィン３を小さくでき
る。また風洞形遮蔽板７の導電材８は主回路部４からの
電磁ノイズを阻止できるので論理部５と主回路部４の間
隔を狭くできる。以上の様にインバータ等の装置の装置
の小形化及びノイズ耐量向上に効果がある。また、論理
部の故障および誤動作の発生を防止でき、信頼性の向上
を図ることができる。

【００２０】インバータは設置場所によっては外部から
最大０．５Ｇの振動を受ける。又インバータ内部にも振
動を発生させるファン、電磁接触器等の部品がある。一
方プリント基板で構成される論理部５は電解コンデン
サ，トランス等の重い部品があり、振動が大きいと最悪
の場合には脱落してしまうこともある。これを防止する
には論理部５のプリント基板５ａを固定する風洞形遮蔽
板７が振動に強く、共振点がない事が理想とされる。

【００２１】本実施例では風洞形遮蔽板７を導電材８
（銅板製）、絶縁材９（プラスチック製）の２枚で構成
される積層構造としたため応力に強く、従って振動にも
強い。絶縁材９を形成する材質としては、ポリカーポネ
ート樹脂、ポリブチレン樹脂等が用いられる。

【００２２】また、論理部５または主回路部４から高調
波による騒音が発生しても遮蔽板７が共振しないので騒
音の低滅を図ることができる。

【００２３】遮蔽板７および論理部５の取付けが終わる
と図７に示すように論理部５はカバー２で覆われ主回路
部４と論理部５は外部と隔離され、インバータは全閉形
インバータとなる。

【００２４】カバー２の表面には制御部２ａが設けられ
るがカバー２の制御部２ａを収納する部分は凹部となっ
ている。全閉形とするためにはこの部分においてもイン
バータの内部と外部とを隔離するよう構成してもよい。

【００２５】インバータは通常ケース１が制御盤の機器
取付板１５に固定された状態で使用される。通常は図８
に示されるように冷却ファン６が下側になるようにして
機器取付板１５に取付けられる。図８はインバータ内の
風の流れを模式的に示す。この状態ではケース１と機器
取付板１５と間の空間を冷却ファン６による強制気流が
流れて冷却フィン３を冷却し、風洞形遮蔽板７の風洞７
ｃ内には吸気口７ａから排気口７ｂへ向かって外気が流
れる。これにより、風洞７ｃ内には低温の空気が流れて
主回路部４から論理部５への熱の伝達を防止するととも
に導電材８を冷却して論理部５から発生した熱の放熱も
行う。

【００２６】次に本実施例における平滑コンデンサの冷
却構造について説明する。

【００２７】本実施例のインバータは図１０に示すよう
に下ケース１内に、冷却フィン３、平滑コンデンサ１０
３、整流素子１０６、発熱体であるスイッチング素子１
０４、冷却ファン６が取付けられ、平滑コンデンサ１０
３はその一部が下ケース１を貫通して冷却フィン３のあ
る側に突出し、冷媒通路中に配置されるように実装され
る。

【００２８】本実施例では冷却フィン３と下ケース１と
はアルミダイキャストで一体に形成され、コンデンサ１
０３、スイッチング素子１０４等の上方には遮蔽手段と
しての遮蔽板７が設けられ、さらにその上方には論理部
５が実装されたプリント基板５ａが設けられている。プ
リント基板５ａの上方には上ケース２が設けられる。上
ケース２には操作パネル２ａが設けられる。本実施例で
は、インバータ内部は、遮蔽板７および下ケース１の底
面１ａにより、上方からそれぞれ第１室、第２室、第３
室とに区切られ第１室、第２室は外部から異物の侵入の
防止のため、及び充電部に人体が触れるのを防止するた
め全閉構造となっている。図１１に示すように下ケース
１の底面１ａは下ケースの下端から所定間隔離間して設
けられ、インバータが制御盤（図示せず）等に取付けら
れたときに制御盤の機器取付面１５と底面１ａとの間の
空間が冷媒通路として機能をする。下ケースの底面１ａ
はスイッチング素子１０４が取付けられる位置１ａａと
冷却ファン６が取付けられる位置１ａｃとで下ケースの
下端からの距離が異なるように形成される。その中間に
は斜面１ａｂが設けられ、冷却ファン６により送風され
た気流はなめらかにスイッチング素子取付部１ａａに流
れ込む。スイッチング素子取付部１ａａでは所定の冷却
能力を得られるよう下ケース下端面と底面１ａとの距離
を小さくして送風を上げている。底面１ａにはコンデン
サ１０３を取付けるための孔１ｂが設けられている。本
実施例では図９に示すようにコンデンサ１０３を容量を
大きくするために２個並列に接続しているので、孔１ｂ
は「８」字形の孔となっている。孔１ｂとコンデンサ１
０３ａ、１０３ｂとの間隙は安全のためガスケット（図
示せず）を用いて塞ぐ。冷却フィン３は底面１ａのスイ
ッチング素子１０４が取付けられる面と反対側の面、す
なわち、冷却ファン６が取付けられる側の面に設けられ
る。本実施例では図１２に示すように冷却フィン３はス
イッチング素子１０４および整流素子１０６等の発熱の
大きい素子の取付けられる部分に重点的に設けている。
スイッチング素子１０４の下側に設けられた冷却フィン
３は、スイッチング素子取付面１ａａの長さ方向（図１
２中での左右方向）にほぼ等しい長さに設けられ、所定
の間隔で所定の冷却面積が得られるように複数本設けら
れる。冷却フィン３ａのうちコンデンサ１０３寄りのも
のは、冷媒としての冷却ファン６の風の一部をコンデン
サ１０３の方向へ流せるよう折曲部３ｃが形成される。
なお、折曲部３ｃは、そのほとんどがスイッチング素子
１０４より上流側となるよう設けられている。整流素子
１０６の下側にも冷却フィン３ｂが設けられる。整流素
子１０６はスイッチング素子１０４に比べ発熱が少ない
のでフィンの長さは短く形成されている。また冷却フィ
ン３ｂは冷却ファン６から送風される気流に対し、コン
デンサ１０３より下流側に設けられているので冷却フィ
ン３ｂからの発熱がコンデンサ１０３を加熱するのを抑
制できる。

【００２９】なお、本実施例では冷却フィンをアルミダ
イキャストにて成形する際に、アルミの注入口として設
けられた湯口の跡が冷却フィン３の各フィンの厚さより
多少大きな幅で残っているが、この湯口３ｄは互いに隣
接するフィンにおいて図１２に示される左右方向での位
置をずらしてジグザグ状の位置に配置され、各フィンの
間の通風を妨げないように構成されている。スイッチン
グ素子１０４で発生した熱はケース１にある冷却フィン
３を冷却ファン６で冷却することにより発生熱量の５０
〜６０％が外部に放出されるが残り５０〜４０％はケー
ス内部に放出され装置内部の空気温度を上昇させる。し
たがって同じケース内にあれば平滑コンデンサ１０３の
温度は主回路部４からケース内部に放出された熱によっ
てあおられて自己発熱温度以上に上昇する。しかし平滑
コンデンサ１０３はその一部が下ケース１を貫通し、冷
却ダクト中に設けられるように実装されているので、主
回路部の熱の影響を低滅でき、温度上昇を低くすること
ができる。

【００３０】本実施例ではコンデンサ１０３は図１３、
図１４に示すようにコンデンサ１０３ａとコンデンサ１
０３ｂとが並列接続され、回路図は図９のようになる。
なお、図９において１１１は三相交流電源、Ｍは負荷で
ある。２個のコンデンサ１０３ａ、１０３ｂはバンド１
１３で締付けられるとともに同じ極性の端子１０３ｃが
接続バー１１５で結合されて一体化されている。バンド
１１３は取付孔１１３ａを有する脚１１３ｂが４個設け
られるとともに、ねじ１１３ｃおよびナット１１３ｄに
よりコンデンサ１０３ａ、１０３ｂに密着するよう締着
される。これにより、コンデンサ１０３ａ、１０３ｂの
発熱をバンド１１３の脚１１３ｂを介して下ケース１の
底面１ａに伝達することができる。また、コンデンサが
２個に分割されているので、同じ容量のもの１個にした
場合よりも表面積を増加させることができ、冷却効率を
上げることができる。

【００３１】本実施例ではスイッチング素子１０４より
も許容温度の低い平滑コンデンサ１０３ａ、１０３ｂの
温度上昇は自己発熱のみで、スイッチング素子１０４の
影響をほとんど受けなくなる。また、冷却ファン６で平
滑コンデンサ１０３ａ、１０３ｂの冷却も同時に行なえ
るので温度上昇をさらに低くすることができる。よって
平滑コンデンサ１０３を冷却するための特別の手段を設
ける必要はない。また、平滑コンデンサ１０３の容量を
大きくして発熱を小さくする必要もないため装置の電流
値に見合ったものを用いることができ、装置を小形化す
ることができる。また、温度上昇を低くできるので平滑
コンデンサの誘電材の劣化を抑制できる。また、本実施
例において、コンデンサ１０３ａ、１０３ｂはアルミ電
解コンデンサであり、コンデンサのケース１０３ｅの開
口部に設けられた封口部材１０３ｄに端子１０３ｃが設
けられている。この種の電解コンデンサは一般的に防爆
のために封口部材に防爆弁を設け、過電流時における爆
発を防止している。本実施例におけるコンデンサ１０３
ａ、１０３ｂにおいても封口部材１０３ｄに防爆弁（図
示せず）が設けられている。本実施例ではコンデンサ１
０３の端子１０３ｃが設けられた封口部材１０３ｄと論
理部５が設けられたプリント基板５ａとの間に遮蔽板７
が設けられているため、万一防爆弁が作動しても、プリ
ント基板５ａおよび論理部５への損傷を防止することが
できる。また、遮蔽板７は主回路側、すなわちコンデン
サ１０３の端子１０３ｃに面する側が絶縁材９で構成さ
れているので、万一防爆弁が作動した場合でも端子１０
３ｃに接続された接続バー１１５等の充電部が鉄板８に
接触するのを防止でき、安全性を向上させることができ
る。

【００３２】以下に、遮蔽板の構成、および平滑コンデ
ンサの冷却構造について各種の実施例を説明する。

【００３３】本発明の第２実施例を図１５〜図１８によ
り説明する。

【００３４】本実施例は、図１５に示すように風洞内に
冷却ファン６による強制気流も流すよう構成された風洞
形遮蔽板２７を用いた例である。

【００３５】本実施例の風洞形遮蔽板２７は、図１６に
示すように下方側面に吸気口２７ａを有し、上方に排気
口２７ｂを有するとともに、下方に冷却ファン６に連通
する取り込み口２７ｅを有する。また側方にはケーブル
１２を通すための切り欠き２７ｄが設けられる。これに
より、風洞２７ｃ内には自然対流によるのみではなく冷
却ファン６による風の流れを取り込むことができ、導電
材８側にある論理部５の冷却をより強力に行う事ができ
る。なお、他の構成は第１実施例と同様である。

【００３６】本発明の第３実施例を図１９〜図２２によ
り説明する。

【００３７】本実施例は図１９に示すように冷却ファン
６の高い風速によるベンチュリ効果を利用した風洞形遮
蔽板３７を用いた例である。

【００３８】本実施例は風洞形遮蔽板３７の排気口３７
ｂ付近と、冷却ファン６の高速で流れている冷却フィン
３との空間（高い風速のため風洞形遮蔽板３７の内部３
７ｃの気圧より低くなっている）をバイパス３７ｆで結
ぶ事により、風洞形遮蔽板３７内部の空気をバイパス３
７ｆの開口部３７ｅから強制的に冷却フィン３排気側へ
引き出し（ベンチュリ効果）、空気の流れを良くするよ
う構成したものである。これにより外気が吸気口３７ａ
から強制的に取り込まれるので導電材８側にある論理部
５の冷却をより強力に行う事ができる。

【００３９】また、風洞形遮蔽板３７の側方には図２０
に示すようにケーブル１２を通すための切欠３７ｄが設
けられる。

【００４０】なお、他の構造は第１実施例と同様であ
る。

【００４１】本発明の第４実施例を図２３〜図２６によ
り説明する。

【００４２】本実施例は図２３、図２６に示すように外
気は流れないが空気を入れた室４７ｃと断熱材４９とを
積み重ねて積層構造にしたものと導電材８とを積層した
遮蔽板４７を用いて、断熱材とこれでとじこめた空気で
熱絶縁を行うよう構成したものである。本実施例では遮
蔽板４７が外気をとり込まなくても良いためこれを収納
するケース１の構造を簡単にできる。

【００４３】本実施例においても図２４に示すように遮
蔽板４７には、ケーブルを通すため切欠４７ｄが形成さ
れている。

【００４４】なお、他の構成は第１実施例と同様であ
る。

【００４５】本発明の第５実施例を図２７〜図３０によ
り説明する。本実施例は第４実施例をさらに簡略化した
ものである。

【００４６】本実施例の遮蔽板５７は図３０に示すよう
に断熱材５９と導電材８のみで構成されており主回路部
の発熱量が少ない場合は図２７に示すようにこれを使用
できる。遮蔽板として薄いため、インバータをさらに小
形化することができる。

【００４７】以上の実施例においては遮蔽板を設けるこ
とにより論理部は熱及び電磁ノイズ双方の影響を受けに
くくなり、むだな空間がなくなり、また、主回路部冷却
ファンも論理部温度に関係なく自身に必要なだけの冷却
を行えば良くなり、大幅に小型化を図る事ができる。さ
らに論理部は主回路素子による空気温度上昇の影響を受
けにくくなり、論理回路素子の温度上昇を低くする事が
できる。

【００４８】本発明の第６実施例を図３１により説明す
る。第１〜第５の実施例は主回路部と論理部との間を遮
蔽板で完全にふさぐ例を記載したが、本実施例は図３１
に示す様にインバータの底面部側は主回路部と論理回路
部を遮蔽板６７で完全にふさがないで使用するようにし
たものである。これは主回路で加熱された空気は上方向
へ流れるのでインバータの上部（排気口６７ｂ側）の空
気温度は高くなるが、底面（吸気口６７ａ側）に近づく
ほど低くなるため連通部としてのすき間が底面にあって
も論理部に熱い空気が流れ込む事が少ないためである。
また、すき間６１から論理部５側の空気が主回路部４側
へ流入するので、主回路部４側に低温の空気が供給さ
れ、主回路部４の冷却効率を向上させることができる。
なお、他の構成は第１実施例と同様である。

【００４９】以上の実施例では、冷却フィン３を強制冷
却していたが、小形のインバータで主回路部の発熱量が
小さく、冷却ファンを自然冷却としたものにおいても本
発明を同様に実施できる。また、以上の実施例におい
て、遮蔽板内の通風による冷却効果を十分に得るために
は、インバータは遮蔽板がほぼ垂直となるよう設置され
る事が望ましい。また、本発明は全閉形または閉鎖形イ
ンバータのみならず、開放形のインバータに適用しても
よい。

【００５０】平滑用コンデンサの冷却構造の各種実施例
を以下に説明する。

【００５１】本発明の第７実施例を図３２〜図３４によ
り説明する。

【００５２】本実施例は図３４に示すように平滑用コン
デンサを１個にまとめ、平滑用コンデンサ１０３を下ケ
ース１２１に対して横向きに取り付け、第１実施例と同
様に冷却通風路中にその一部を露出させたものである。
本実施例においてもコンデンサ１０３の冷却効果を良く
することができる。

【００５３】本実施例では下ケース１２１の底面１２１
ａは、スイッチング素子４の取付面１２１ａａが第１実
施例と同様に下ケース１２１の下端から所定間隔離間し
て設けられるとともに、スイッチング素子取付面１２１
ａａの長さ方向（図３３中での左右方向）にほぼ等しい
長さを有する冷却フィン３ａが設けられ、冷却ファン取
付面１２１ａｃとの間に斜面１２１ａｂを有し、冷却フ
ァン６により送風された空気がなめらかに流れ込むよう
形成されている。なお、コンデンサ１０３寄りの冷却フ
ィンには折曲部３ｃが形成され気流をコンデンサ１０３
に導くよう構成されている。コンデンサ１０３の取付部
１２１ｂは下ケース１２１の下端からの距離が冷却ファ
ン取付面１２１ａｃと等しい距離で所定距離下ケース１
２１の下端と平行して延びた後、下ケースの下端に向っ
て垂直に延び、下ケースの下端に達した後、下ケースの
下端に沿って所定距離延びるよう設けられている。下ケ
ースの下端に向かって垂直に延びる部分（隔壁）１２１
ｂａにはコンデンサの取付孔を貫通するよう取り付けら
れる。コンデンサ１０３はケース１０３ｅの頭部（端子
１０３ｃと反対側）が冷却ファン６に面して設けられ、
端子１０３ｃを有する部分は垂直に延びる部分１２１ｂ
ａおよび下端に沿って所定距離延びる部分１２１ｂｂと
によってカバーされる。これによりコンデンサ１０３の
冷却を行えるとともに、充電部の露出を防止でき、安全
性を向上させることができる。コンデンサ１０３および
スイッチング素子１０４、整流素子１０６の上方には遮
蔽板７が設けられ、その上方に論理部５が実装されたプ
リント基板５ａが設けている。本実施例においてはコン
デンサ１０３の封口部材１０３ｄがプリント基板５ａ異
なる方向を向いており、万一封口部材１０３ｄの防爆弁
（図示せず）が作動しても電解液のプリント基板５ａへ
の付着やプリント基板５ａの破損を効果的に防止でき
る。また、コンデンサの高さ（ケース頭部から端子孔ま
での寸法）が下ケース１２１の高さより大きい場合で
も、装置全高を低く抑えることができる。

【００５４】本発明の第８実施例を図３５〜図３７によ
り説明する。

【００５５】本実施例は平滑用コンデンサ１０３を遮蔽
板１３０に設けた立上り部１３０ａで遮蔽した場合であ
り、装置を小形化することができる。

【００５６】本実施例において、下ケース１３１の底面
１３１ａは、スイッチング素子取付面１３１ａａと冷却
ファン取付面１３１ａｃと、これらの中間に形成された
斜面１３１ａｂとにより構成されている。スイッチング
素子取付面には冷却フィン３が設けられ、冷却フィン３
はスイッチング素子１０４の冷却用の冷却フィン３ａと
整流素子１０６の冷却用の冷却フィン３ｂとにより構成
される。図３７に示すように冷却フィン３ｂは冷却フィ
ン３ａよりも長さが短く形成される。底面１３１ａの冷
却フィン３ｂより下流側（図３７では上方）にはコンデ
ンサ１０３の取付孔１３１ｂが設けられる。底面１３１
ａの冷却フィン３が設けられた面の裏側の面にはスイッ
チング素子１０４および整流素子１０６が取付けられ
る。スイッチング素子１０４および整流素子１０６の上
方（図３６では左方）には遮蔽板１３０、および論理部
５が実装されたプリント基板１３８が設けられる。本実
施例ではプリント基板１３８、および遮蔽板１３０は
「Ｌ」字形に形成され、遮蔽板１３０の「Ｌ」字の内側
部分に立ち上り部（仕切壁）１３０ａが形成される。コ
ンデンサ１０３はケースの頭部（封口部材１０３ｄの反
対側）が取付孔１３１ｂを貫通して冷却ファン側に位置
するよう設けられ、端子１０３ｃ部分が遮蔽板１３０の
「Ｌ」字の内側に位置するよう設けられる。本実施例で
は立上り部１３０ａが、端子１０３ｃを有する封口部材
１０３ｄとプリント基板１３８との間に設けられ両者を
隔離している。これにより万一コンデンサ１０３の防爆
弁（図示せず）が作動しても電解液がプリント基板１３
８に付着するのを防止できる。また、本実施例では遮蔽
板１３０は主回路側が絶縁材１３０ｃ，論理部側が鉄板
１３０ｂで構成されている。本実施例によれば、コンデ
ンサ１０３の高さ寸法が大きくてもインバータの高さ寸
法を低くおさえることができる。なお、本実施例におい
ても第７実施例と同様に平滑コンデンサ１０３が１つに
まとめられている。

【００５７】本発明の第９実施例を図３８、図３９によ
り説明する。本実施例は第１実施例の第１変形例で、コ
ンデンサ１０３ａ、１０３ｂの冷却通風路中に突出した
部分を熱伝導の良好な材質でできたコンデンサ用カバー
１４２で側面を覆ったもので、冷却効果と同時にコンデ
ンサの保護を行うことができる。コンデンサカバー１４
２はアルミ等の熱伝導の良好な金属で形成してもよく、
あるいはエポキシ樹脂にシリカ等の充填剤を入れた樹脂
により形成してもよい。コンデンサカバー１４２として
アルミを用いる場合は図３９に示すような断面を有する
押出し材を用いてもよく、これによればコンデンサカバ
ーの製作を容易に行うことができる。本実施例の他の部
分の構成は第１実施例と同様である。

【００５８】本発明の第１０実施例を図４０、図４１に
より説明する。本実施例は第９実施例の変形例でさらに
側面、底面ともに覆うよう構成されたコンデンサ用カバ
ー１５２を用いた場合で、第９実施例の効果に加え、コ
ンデンサの底面を保護できる効果が得られる。

【００５９】本実施例のコンデンサカバー１５２も熱伝
導の良好な材質で作られる。材質としてはアルミ等の金
属または、エポキシ樹脂にシリカ等の充填材を充填した
熱伝導率の大きい樹脂等が用いられる。コンデンサカバ
ー１５２は底面を有するため、アルミを用いる場合はア
ルミ鋳物、またはアルミ薄板の絞り加工等により製造す
る。本実施例の他の部分は第１実施例と同様である。

【００６０】本実施例の第１１実施例を図４２、図４３
により説明する。本実施例は、コンデンサ用カバー１６
２を温度により形状が変化する材質（例えば、形状記憶
合金）で構成し、温度が高くなるとコンデンサに密着し
冷却効果を高めるようにした場合である。

【００６１】本実施例は第１実施例においてコンデンサ
１０３を１個の大容量コンデンサとした場合である。本
実施例では下ケース１の底面１ａには丸孔状のコンデン
サ取付孔１ｂが設けられ、コンデンサ１０３の頭部が取
付孔１ｂに嵌挿される。コンデンサ１０３の取付後コン
デンサ１０３の頭部側の外周には図４２、図４３に示す
ようにコンデンサカバー１６２が嵌着される。コンデン
サカバー１６２は例えば形状記憶合金で作られ、温度が
上昇するとコンデンサ１０３の外周に密着してコンデン
サ１０３の放熱を向上させるよう構成される。本実施例
によれば高温度時におけるコンデンサの冷却効果を向上
させることができる。

【００６２】以上、本発明をインバータに適用した例に
ついて説明したが、これに限ることなく、同一構成要件
を備えて成る他の電子機器に本発明を適用しても良い。

【００６３】また、第７実施例、第９実施例、第１０実
施例、第１１実施例においては第１実施例と同じ、遮蔽
板７が用いられたが、これに限ることなく、主回路の発
熱量や装置の外形寸法等の条件に合わせて第２実施例〜
第５実施例の遮蔽板を適宜用いてもよい。また、条件に
よっては第６実施例のようにインバータの底面側に、主
回路側と論理部側とを連通する連通部を設けるようにし
てもよい。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、冷却ファンの冷却風に
よる能力を、特に発熱部品で高温になる整流素子やスイ
ッチング素子の部分で上げることができ、インバータ装
置の温度上昇を効果的に下げることができる。

【００６５】また、冷却フィンのアルミダイキャストの
ために設けられた湯口が冷却風の流れを妨げることを防
止でき、したがって冷却能力を上げることができるの
で、インバータ装置の温度上昇を効果的に下げることが
できる。

【００６６】これにより冷却フィンや冷却ファンの小形
化を図ることができ、インバータ装置の信頼性を向上す
ることができ、また小形化されたインバータ装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるインバータの構成
を分解して示す斜視図である。

【図２】本実施例における遮蔽板の構成を示す平面図、
側面図、および側断面図である。

【図３】本実施例における遮蔽板の構成を示す平面図、
側面図、および側断面図である。

【図４】本実施例における遮蔽板の構成を示す平面図、
側面図、および側断面図である。

【図５】遮蔽板のケーブル通過部分の構成を示す断面図
である。

【図６】遮蔽板を取り付けた状態を分解して示す斜視図
である。

【図７】本実施例のインバータの構成を示す側断面図で
ある。

【図８】本実施例における風の流れを示す側断面図であ
る。

【図９】本実施例の回路構成を示す回路図である。

【図１０】本発明の第１実施例におけるインバータの構
成を示す斜視図、側断面図、底面図である。

【図１１】本発明の第１実施例におけるインバータの構
成を示す斜視図、側断面図、底面図である。

【図１２】本発明の第１実施例におけるインバータの構
成を示す斜視図、側断面図、底面図である。

【図１３】本実施例におけるコンデンサの形状を示す平
面図、および側面図である。

【図１４】本実施例におけるコンデンサの形状を示す平
面図、および側面図である。

【図１５】本発明の第２実施例におけるインバータの構
成を示す側断面図である。

【図１６】本実施例における遮蔽板の構成を示す平面
図、側面図、および側断面図である。

【図１７】本実施例における遮蔽板の構成を示す平面
図、側面図、および側断面図である。

【図１８】本実施例における遮蔽板の構成を示す平面
図、側面図、および側断面図である。

【図１９】本発明の第３実施例におけるインバータの構
成を示す側断面図である。

【図２０】本実施例における遮蔽板の構成を示す平面
図、側面図、および側断面図である。

【図２１】本実施例における遮蔽板の構成を示す平面
図、側面図、および側断面図である。

【図２２】本実施例における遮蔽板の構成を示す平面
図、側面図、および側断面図である。

【図２３】本発明の第４実施例におけるインバータの構
成を示す側断面図である。

【図２４】本実施例の遮蔽板の構成を示す平面図、側面
図、および側断面図である。

【図２５】本実施例の遮蔽板の構成を示す平面図、側面
図、および側断面図である。

【図２６】本実施例の遮蔽板の構成を示す平面図、側面
図、および側断面図である。

【図２７】本発明の第５実施例におけるインバータの構
成を示す側断面図である。

【図２８】本実施例の遮蔽板の構成を示す平面図、側面
図、および側断面図である。

【図２９】本実施例の遮蔽板の構成を示す平面図、側面
図、および側断面図である。

【図３０】本実施例の遮蔽板の構成を示す平面図、側面
図、および側断面図である。

【図３１】本発明の第６実施例におけるインバータの構
成を示す側断面図である。

【図３２】本発明の第７実施例におけるインバータの構
成を示す側断面図および底面図である。

【図３３】本発明の第７実施例におけるインバータの構
成を示す側断面図および底面図である。

【図３４】本実施例のインバータの回路構成を示すブロ
ック図である。

【図３５】本発明の第８実施例におけるインバータの平
面図、側断面図、底面図である。

【図３６】本発明の第８実施例におけるインバータの平
面図、側断面図、底面図である。

【図３７】本発明の第８実施例におけるインバータの平
面図、側断面図、底面図である。

【図３８】本発明の第９実施例におけるインバータの一
部を断面とした正面図および底面図である。

【図３９】本発明の第９実施例におけるインバータの一
部を断面とした正面図および底面図である。

【図４０】本発明の第１０実施例におけるインバータの
それぞれ一部を断面とした正面図および底面図である。

【図４１】本発明の第１０実施例におけるインバータの
それぞれ一部を断面とした正面図および底面図である。

【図４２】本発明の第１１実施例におけるインバータの
それぞれ一部を断面とした正面図および底面図である。

【図４３】本発明の第１１実施例におけるインバータの
それぞれ一部を断面とした正面図および底面図である。

【符号の説明】

１：ケース、３：冷却手段、４：主回路部、５：論理
部、７：遮蔽部材、１０３：平滑コンデンサ、１０４：
スイッチング素子、１０６：整流素子

フロントページの続き (72)発明者 長谷川 健吾 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所内習志野工場内 (72)発明者 南藤 謙二 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所内習志野工場内 (72)発明者 柳田 武彦 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 鈴木 尚仁 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所内習志野工場内 (72)発明者 馬場 繁之 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所内習志野工場内 (56)参考文献 特開 昭60−113640（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−41193（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−20089（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−127197（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−71816（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/48 H05K 7/20 H05K 9/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱源となる主回路部と、論理部と、平滑
   コンデンサを同一筐体内に持つインバータ装置におい
   て、前記主回路部を冷却する冷却手段はアルミダイキャ
   スト成形された冷却フィンを備え、該冷却フィンにアル
   ミダイキャスト時に成形されるアルミ注入口の湯口の跡
   は互いに隣接する冷却フィンにおいて互いの位置がずら
   されて配置されたことを特徴とするインバータ装置。
2. 【請求項２】 受電した交流電力を直流電力に変換する整
   流素子と該直流電力を任意の周波数の交流電力に変換す
   るスイッチング素子とを含むインバータ主回路部と、前
   記スイッチング素子を制御する論理部と、前記論理部を
   筐体に収納したインバータ装置において、 前記筐体は、前記整流素子と前記スイッチング素子が内
   側に取り付けられ外側に冷却フィンが取り付けられたケ
   ースと、該ケースと一体になり前記インバータ主回路及
   び前記論理部を収納するカバーとからなり、前記ケース
   は、下端との間の備えられた前記冷却フィンと一体にア
   ルミダイキャスト成形し、該アルミダイキャストにて成
   形する際にアルミ注入口として設けられた湯口の跡は互
   いに隣接する冷却フィンにおける位置が各フィンの間の
   通風を妨げないように互いの位置をずらしてジグザク状
   の位置に配置されたことを特徴とするインバータ装置。