JP4572571B2 - Electrical equipment housing - Google Patents
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Description
本発明は、電気機器の筐体に関し、特に、電気機器の作動に伴ない発生する振動を低減し、発熱した電気機器を冷却する際の冷却性能を向上させる筐体の構造に関する。 The present invention relates to a housing of an electric device, and more particularly to a structure of a housing that reduces vibrations generated by the operation of the electric device and improves the cooling performance when cooling the heated electric device.
従来、電源装置に設けられるリアクトルは、必要なインダクタンスを確保するために大型化する傾向にある。したがって、電源装置の小型化のためにはリアクトルを効率的に配置することが求められる。たとえば、リアクトルを筐体内に収納して小型化および軽量化を図る技術が開示されている
特開平7−177760号公報は、小型軽量化を図るインバータ装置を開示する。このインバータ装置は、箱体の下部片側に一対の変圧器が並置され、この変圧器の上部にこの変圧器が接続されたインバータ側のリアクトルが並置され、このリアクトルの側面に半導体ユニットが並置された二重系のインバータ装置である。インバータ装置は、片側のリアクトルの側面に他側のインバータの半導体ユニットを配設する。
Conventionally, a reactor provided in a power supply device tends to be enlarged in order to ensure necessary inductance. Therefore, in order to reduce the size of the power supply device, it is required to efficiently arrange the reactor. For example, a technique for reducing the size and weight by housing a reactor in a housing is disclosed. JP-A-7-177760 discloses an inverter device for reducing the size and weight. In this inverter device, a pair of transformers are juxtaposed on the lower side of the box, an inverter-side reactor to which the transformer is connected is juxtaposed on the top of the transformer, and a semiconductor unit is juxtaposed on the side of the reactor. This is a double system inverter device. In the inverter device, the semiconductor unit of the inverter on the other side is disposed on the side surface of the reactor on one side.
特許文献1に開示されたインバータ装置によると、片側のインバータが運転しているときにおいて、この片側のインバータの半導体ユニットに対する片側のインバータの変圧器およびリアクトルから放出される熱の影響を阻止したので、軽量と小型化を図ることができる。
しかしながら、特許文献1に開示されたインバータ装置においては、熱の影響は考慮されているが振動の影響が考慮されていない。リアクトルが振動源となる場合、この振動による騒音が外部へ伝搬するのを抑制できないという問題点がある。
However, in the inverter device disclosed in
本発明は上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、振動を低減し、かつ冷却性能の向上が図れる電気機器の筐体を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a casing of an electric device that can reduce vibration and improve cooling performance.
第1の発明に係る電気機器の筐体は、車両に搭載され、作動に伴ない振動および熱の少なくともいずれかを生じる電気機器を収納する筐体である。筐体は、筐体の外側の壁面に、筐体の剛性が増加するように形成される振動抑制部材を含む。振動抑制部材は、少なくとも振動抑制部材が設けられる壁面の表面積よりも大きい表面積を有するように形成される冷却フィンを含む。 The housing of the electrical device according to the first aspect is a housing that is mounted on a vehicle and houses an electrical device that generates at least one of vibration and heat accompanying operation. The casing includes a vibration suppressing member formed on the outer wall surface of the casing so as to increase the rigidity of the casing. The vibration suppressing member includes a cooling fin formed so as to have a surface area larger than at least a surface area of a wall surface on which the vibration suppressing member is provided.
第1の発明によると、電気機器(たとえば、リアクトルを含むコンバータ)の筐体は、筐体の外側の壁面に、筐体の剛性が増加するように形成される振動抑制部材(たとえば、補強リブ)を含む。補強リブは、少なくとも補強リブが設けられる壁面の表面積よりも大きい表面積を有するように形成される冷却フィンを含む。これにより、筐体の剛性を増加させて、コンバータの作動に伴なって、リアクトルにおいて生じる振動による騒音を抑制する。さらに、補強リブ自体が少なくとも補強リブが設けられる壁面の表面積の大きい冷却フィンの形状を有することで、冷却フィンを介してリアクトルにおいて生じる熱を筐体の外部に放熱することができる。そのため、筐体において、補強リブによる振動の低減と冷却効率の向上を両立させることができる。したがって、振動を低減し、かつ冷却性能の向上が図れる電気機器の筐体を提供することができる。また、冷却性能を向上させることができるため、リアクトルの熱容量を低く抑えても搭載が許容されるため、リアクトル自体を小型化することができる。 According to the first invention, the casing of the electric device (for example, the converter including the reactor) is a vibration suppressing member (for example, the reinforcing rib) formed on the outer wall surface of the casing so as to increase the rigidity of the casing. )including. The reinforcing rib includes a cooling fin formed to have a surface area larger than at least a surface area of a wall surface on which the reinforcing rib is provided. Thereby, the rigidity of a housing | casing is increased and the noise by the vibration which arises in a reactor with the action | operation of a converter is suppressed. Furthermore, since the reinforcing rib itself has the shape of a cooling fin having a large surface area on the wall surface on which the reinforcing rib is provided, heat generated in the reactor can be radiated to the outside of the housing via the cooling fin. Therefore, in the housing, it is possible to achieve both the reduction of vibration by the reinforcing rib and the improvement of the cooling efficiency. Therefore, it is possible to provide a housing for an electric device that can reduce vibration and improve cooling performance. In addition, since the cooling performance can be improved, mounting is allowed even if the heat capacity of the reactor is kept low, so that the reactor itself can be downsized.
第2の発明に係る電気機器の筐体においては、第1の発明の構成に加えて、振動抑制部材は、筐体に一体的に設けられる。 In the case of the electrical device according to the second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect, the vibration suppressing member is provided integrally with the case.
第2の発明によると、振動抑制部材(たとえば、補強リブ)は、筐体に一体的に設けられる。筐体に補強リブを一体的に形成させることにより、筐体の剛性を増加させて振動を低減することができる。さらに、補強リブに設けられる冷却フィンにより筐体内部に生じる熱を効率よく外部に放熱することができる。 According to the second invention, the vibration suppressing member (for example, the reinforcing rib) is provided integrally with the housing. By integrally forming the reinforcing ribs on the housing, the rigidity of the housing can be increased and vibration can be reduced. Furthermore, the heat generated inside the housing can be efficiently radiated to the outside by the cooling fins provided on the reinforcing ribs.
第3の発明に係る電気機器の筐体においては、第1または2の発明の構成に加えて、冷却フィンは、壁面の外側に突出した形状を有する構造である。 In the case of the electrical equipment casing according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the cooling fin has a structure projecting to the outside of the wall surface.
第3の発明によると、冷却フィンは、壁面の外側に突出した形状を有する構造である。これにより、振動抑制部材(たとえば、補強リブ)には、少なくとも壁面よりも表面積の大きい冷却フィンを形成させることができる。すなわち、冷却フィンを介して筐体内部に生じる熱を効率よく外部に放熱することができる。 According to 3rd invention, a cooling fin is a structure which has the shape which protruded the outer side of the wall surface. Thereby, a cooling fin having a surface area larger than at least the wall surface can be formed on the vibration suppressing member (for example, the reinforcing rib). That is, the heat generated inside the housing can be efficiently radiated to the outside via the cooling fins.
第4の発明に係る電気機器の筐体においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加えて、電気機器は、リアクトルを含むコンバータである。 In the casing of the electric device according to the fourth invention, in addition to the configuration of any one of the first to third inventions, the electric device is a converter including a reactor.
第4の発明によると、電気機器は、リアクトルを含むコンバータである。これにより、作動に伴なって熱および振動を生じるリアクトルを含むコンバータの筐体において、リアクトルにおいて生じる振動を、筐体に設けられる振動抑制部材(たとえば、補強リブ)により低減させることができる。さらに、リアクトルにおいて生じる熱は、補強リブに形成される冷却フィンを介して効率よく外部に放熱することができる。 According to the fourth invention, the electric device is a converter including a reactor. Thereby, in the converter housing including the reactor that generates heat and vibration in accordance with the operation, the vibration generated in the reactor can be reduced by the vibration suppressing member (for example, the reinforcing rib) provided in the housing. Furthermore, the heat generated in the reactor can be efficiently radiated to the outside through the cooling fins formed on the reinforcing rib.
第5の発明に係る電気機器の筐体においては、第1〜4のいずれかの発明の構成に加えて、筐体には、壁面以外の面に冷却媒体を通す冷却媒体通路が設けられる。 In the case of the electrical device according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to fourth aspects of the invention, the case is provided with a cooling medium passage through which the cooling medium passes through a surface other than the wall surface.
第5の発明によると、筐体には、壁面以外の面に冷却媒体(たとえば、冷却水)を通す冷却媒体通路が設けられる。筐体の剛性を増加させるように設けられる振動抑制部材(たとえば、補強リブ)は、筐体内部の熱を外部に放熱させる冷却フィンを含む。そのため、電気機器(たとえば、リアクトルを含むコンバータ)において生じる熱は、冷却フィンを介して外部の空気により冷却される経路と冷却水通路に流れる冷却水により冷却される経路とに分かれる。したがって、冷却水による冷却の寄与率が低減されるため、冷却媒体通路と接触する他の作動に伴ない熱を生じる電気機器の冷却性能を向上させることができる。 According to the fifth invention, the housing is provided with a cooling medium passage through which a cooling medium (for example, cooling water) passes through a surface other than the wall surface. A vibration suppressing member (for example, a reinforcing rib) provided to increase the rigidity of the housing includes a cooling fin that radiates heat inside the housing to the outside. For this reason, heat generated in an electric device (for example, a converter including a reactor) is divided into a path cooled by external air via a cooling fin and a path cooled by cooling water flowing in the cooling water passage. Therefore, since the contribution ratio of cooling by the cooling water is reduced, it is possible to improve the cooling performance of the electric device that generates heat due to other operations that come into contact with the cooling medium passage.
第6の発明に係る電気機器の筐体においては、第5の発明の構成に加えて、筐体の下方には、冷却媒体通路が設けられる。筐体の下面には、冷却媒体通路の表面積が増加するようにヒートシンクが形成される。筐体の側面には、冷却フィンが設けられる。 In the casing of the electrical device according to the sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fifth aspect, a cooling medium passage is provided below the casing. A heat sink is formed on the lower surface of the housing so as to increase the surface area of the cooling medium passage. Cooling fins are provided on the side surfaces of the housing.
第6の発明によると、筐体の下面には、筐体の下方に設けられる冷却媒体通路の表面積が増加するようにヒートシンクが形成される。そして、筐体の側面には、冷却フィンが設けられる。これにより、電気機器(たとえば、リアクトルを含むコンバータ)において生じる熱は、筐体の側面に設けられる冷却フィンを介して外部の空気により冷却される経路と、筐体の下面に設けられるヒートシンクを介して、冷却水通路に流れる冷却水により冷却される経路とに分かれる。したがって、冷却水による冷却の寄与率が低減されるため、冷却媒体通路と接触する他の作動に伴ない熱を生じる電気機器の冷却性能を向上させることができる。 According to the sixth invention, the heat sink is formed on the lower surface of the casing so that the surface area of the cooling medium passage provided below the casing is increased. And the cooling fin is provided in the side surface of a housing | casing. As a result, heat generated in an electric device (for example, a converter including a reactor) is cooled by external air via cooling fins provided on the side surface of the casing and a heat sink provided on the lower surface of the casing. Thus, it is divided into a path cooled by the cooling water flowing in the cooling water passage. Therefore, since the contribution ratio of the cooling by the cooling water is reduced, it is possible to improve the cooling performance of the electric equipment that generates heat due to other operations that come into contact with the cooling medium passage.
第7の発明に係る電気機器の筐体においては、第1〜6のいずれかの発明の構成に加えて、筐体には、作動に伴ない熱を生じる電気機器がさらに収納される。 In the case of the electrical device according to the seventh aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to sixth aspects, the case further stores an electrical device that generates heat due to operation.
第7の発明によると、筐体には、作動に伴ない熱を生じる電気機器(たとえば、パワー素子)がさらに収納される。これにより、筐体に設けられる振動抑制部材(たとえば、補強リブ)は、補強リブに形成される冷却フィンを介して、筐体の内部に収納するリアクトルおよびパワー素子において生じる熱を外部に放熱させることができる。そのため、リアクトルに加えてパワー素子の冷却性能を向上させることができる。 According to the seventh invention, the casing further accommodates an electric device (for example, a power element) that generates heat in accordance with the operation. Thereby, the vibration suppressing member (for example, the reinforcing rib) provided in the housing dissipates the heat generated in the reactor and the power element stored in the housing to the outside through the cooling fin formed in the reinforcing rib. be able to. Therefore, the cooling performance of the power element can be improved in addition to the reactor.
第8の発明に係る電気機器の筐体においては、第4〜7のいずれかの発明の構成に加えて、筐体は、コンバータとインバータとを収納する。コンバータは、作動に伴ない振動および熱を発生するリアクトルと、作動に伴ない熱を発生するパワー素子とを含む。 In the case of the electrical device according to the eighth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the fourth to seventh aspects, the case houses the converter and the inverter. The converter includes a reactor that generates vibration and heat as it operates, and a power element that generates heat as it operates.
第8の発明によると、筐体は、コンバータとインバータとを収納する。コンバータは、作動に伴ない振動および熱を発生するリアクトルと、作動に伴ない熱を発生するパワー素子とを含む。これにより、筐体に設けられる振動抑制部材(たとえば、補強リブ)は、筐体の内部に収納するリアクトルの作動により発生する振動を低減し、さらに、補強リブに形成される冷却フィンを介して、リアクトルおよびパワー素子において生じる熱を外部に放熱させることができる。そのため、リアクトルに加えて、パワー素子の冷却性能を向上させることができる。 According to the eighth invention, the housing houses the converter and the inverter. The converter includes a reactor that generates vibration and heat as it operates, and a power element that generates heat as it operates. Thereby, the vibration suppressing member (for example, the reinforcing rib) provided in the housing reduces the vibration generated by the operation of the reactor housed in the housing, and further via the cooling fin formed on the reinforcing rib. The heat generated in the reactor and the power element can be dissipated to the outside. Therefore, in addition to the reactor, the cooling performance of the power element can be improved.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る電気機器の筐体(具体的にはコンバータを収納した筐体)について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, a casing (specifically, a casing housing a converter) of an electrical device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
本実施の形態に係る電気機器の筐体を説明するにあたり、まず、この電気機器が搭載されるハイブリッド車両の構成について説明する。 In describing the casing of the electric device according to the present embodiment, first, the configuration of a hybrid vehicle on which the electric device is mounted will be described.
図1に示すように、本実施の形態に係る電気機器の筐体を搭載したハイブリッド車両は、エンジン100と、ジェネレータ200と、PCU(Power Control Unit)300と、バッテリ400、モータ500と、これらの全てに接続されたハイブリッドECU(Electronic Control Unit)600とを含む。前述のように本実施の形態に係る電気機器の筐体は、PCU300に適用される。なお、本実施の形態において、少なくともリアクトルを含むコンバータが搭載された車両であれば、ハイブリッド車両に限定されて適用されるものではない。すなわち、本発明は、電気自動車に適用してもよいし、燃料電池車に適用してもよい。
As shown in FIG. 1, a hybrid vehicle equipped with the housing of the electric device according to the present embodiment includes an
エンジン100が発生する動力は、動力分割機構700により、2経路に分割される。一方は減速機800を介して車輪900を駆動する経路である。もう一方は、ジェネレータ200を駆動させて発電する経路である。
The power generated by the
ジェネレータ200は、動力分割機構700により分割されたエンジン100の動力により交流電力を発電するが、ジェネレータ200により発電された電力は、車両の走行状態や、バッテリ400のSOC(State Of Charge)の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時や急加速時では、ジェネレータ200により発電された電力はそのままモータ500を駆動させる電力となる。一方、バッテリ400のSOCが予め定められた値よりも低い場合、ジェネレータ200により発電された電力は、PCU300のインバータ302により交流から直流に変換され、コンバータ304により電圧が調整された後、バッテリ400に蓄えられる。
The
モータ500は、三相交流モータである。このモータ500は、バッテリ400に蓄えられた電力およびジェネレータ200により発電された電力の少なくともいずれか一方の電力により駆動する。モータ500が、バッテリ400に蓄えられた電力により駆動する場合、バッテリ400から放電された直流電力の電圧値がコンバータ304により昇圧され、昇圧された直流電力がコンデンサ(図示せず)により一時的に蓄電されて平滑化された後、インバータ302により直流電力から交流電力に変換されて、モータ500に電力が供給される。ジェネレータ200により発電された電力によりモータ500が駆動する場合は、ジェネレータ200で発電されて交流電力がそのままモータ500に供給される。モータ500の駆動力は、減速機800を介して車輪900に伝えられる。これにより、モータ500はエンジン100をアシストして車両を走行させたり、モータ500からの駆動力のみにより車両を走行させる。
The
一方、ハイブリッド車両が回生制動時には、減速機800を介して車輪900によりモータ500が駆動され、モータ500が発電機として作動させられる。これによりモータ500は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作用することになる。モータ500により発電された電力は、インバータ302を介してバッテリ400に蓄えられる。
On the other hand, when the hybrid vehicle is in regenerative braking, the
ハイブリッドECU600は、CPU(Central Processing Unit)602と、メモリ604とを含む。CPU602は、車両の走行状態や、アクセル開度、ブレーキペダルの踏み量、シフトポジション、バッテリ400のSOC、メモリ604に保存されたマップおよびプログラム等に基づいて演算処理を行なう。これにより、ハイブリッドECU600は、車両が所望の走行状態となるように、車両に搭載された機器類を制御する。
図2に示すように、PCU300は、昇圧チョッパであるコンバータ304と、平滑コンデンサ240と、インバータ302とを含む。コンバータ304は、リアクトル220および昇圧インテリジェントパワーモジュール(以下、昇圧IPMと記載する。)230を有する。
As shown in FIG. 2,
昇圧IPM230は、トランジスタ231,232とダイオード241,242とを含む。トランジスタ231,232は、電源ライン203とアースライン202との間に直列に接続される。トランジスタ231は、コレクタが電源ライン203に接続され、エミッタがトランジスタ232のコレクタに接続される。トランジスタ232のエミッタはアースライン202に接続される。また、各トランジスタ231,232のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオード241,242がそれぞれ接続されている。
リアクトル220は、一方端が電源ライン201に接続され、他方端がトランジスタ231とトランジスタ232との間、すなわち、トランジスタ231のエミッタとトランジスタ232のコレクタとの間に接続される。平滑コンデンサ240は、電源ライン203とアースライン202との間に接続される。
インバータ302は、U相アーム253、V相アーム254およびW相アーム255からなる。U相アーム253、V相アーム254およびW相アーム255は、電源ライン203とアースライン202との間に並列に接続される。U相アーム253は、直列に接続されたトランジスタ233,234からなり、V相アーム254は、直列に接続されたトランジスタ235,236からなり、W相アーム255は、直列に接続されたトランジスタ237,238からなる。また、各トランジスタ233〜238のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード243〜248がそれぞれ接続されている。
各相アームの中間点は、モータ500の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータ500は、3相の永久磁石モータであり、U,V,W相の3つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、U相コイルの他端がトランジスタ233,234の中間点に、V相コイルの他端がトランジスタ235,236の中間点に、W相コイルの他端がトランジスタ237,238の中間点にそれぞれ接続されている。
An intermediate point of each phase arm is connected to each phase end of each phase coil of
コンバータ304は、リアクトル220と昇圧IPM230とから構成される。コンバータ304は、電源ライン201とアースライン202との間にバッテリ400から供給された直流電圧を受け、トランジスタ232がスイッチング制御されることにより直流電圧を昇圧して電源ライン203へ出力する。平滑コンデンサ240は、電源ライン203の直流電圧を平滑化してインバータ302へ供給する。インバータ302は、電源ライン203の直流電圧を交流電圧に変換してモータ500またはジェネレータ200を駆動する。
また、インバータ302は、モータ500またはジェネレータ200が発電した交流電圧を直流電圧に変換して平滑コンデンサ240に供給する。平滑コンデンサ240は、モータ500またはジェネレータ200からの直流電圧を平滑化してコンバータ304へ供給する。コンバータ304は、平滑コンデンサ240からの直流電圧を降圧してバッテリ400等へ供給する。
Further, the
このように、PCU300は、バッテリ400からの直流電圧を昇圧してモータ500またはジェネレータ200を駆動するとともに、モータ500またはジェネレータ200が発電した電力をバッテリ400等へ供給する。
In this way, the
図3に示すように、リアクトル220は、コア221と、コイル222とを含む。コア221は、直線部2210,2212と、湾曲部2211,2213とからなる。コイル222の両端229A,229Bは、たとえば図2で説明したように他の電気素子と接続される。
As shown in FIG. 3,
湾曲部2211は、直線部2210との間にギャップ223を有し、直線部2212との間にギャップ224を有する。湾曲部2213は、直線部2212との間にギャップ225を有し、直線部2210との間にギャップ226を有する。コイル222は、直線部2210,2212に巻回される。
The
直流電流が矢印で示す方向にコイル222を流れると、磁束がコア221中で発生し、その発生した磁束は、ギャップ223を矢印227の方向に通過して湾曲部2211を伝搬する。そして、磁束は、ギャップ224を矢印228の方向に通過して直線部2212を伝搬し、ギャップ225を矢印228の方向に通過する。磁束は、さらに、湾曲部2213を伝搬し、ギャップ226を矢印227の方向に通過する。このように、直流電流がコイル222に流れると、磁束は、コア221中を循環する。
When a direct current flows through the
PCU300がモータ500あるいはジェネレータ200を駆動するとき、昇圧IPM230のトランジスタ232は、図2で説明したようにオン/オフされる。そして、トランジスタ232がオンされると、電源ライン201、リアクトル220、トランジスタ232、アースライン202およびバッテリ400からなる閉回路に直流電流が流れる。そして、磁束がリアクトル220のコア221に発生し、湾曲部2211,2213は、直線部2210,2212の方向へ引かれる。また、トランジスタ232がオフされると、磁束がコア221に発生しないので、湾曲部2211,2213は、直線部2210,2212から引力を受けない。
When the
したがって、トランジスタ232がオン/オフされると、リアクトル220のコア221の湾曲部2211,2213は、直線部2210,2212の方向へ移動したり、元の位置に戻ったりして振動する。あるいは、磁束に基づく磁力により、コア221自体が伸縮することにより振動する。このように、トランジスタによってスイッチングされた高周波電流が通過するリアクトル220は、振動源となる。
Therefore, when the
図4に示すように、PCU300の主要部を構成する「電源ユニット」に相当する、リアクトル220および昇圧IPM230を含むコンバータ304、平滑コンデンサ240およびインバータ302(パワーモジュール)は、「筐体」として設けられるPCUケース306内に収納される。さらに、図2に示した接続関係を実現するように、電源ライン201,203およびアースライン202が適宜配置される。
As shown in FIG. 4, a
図5に示すように、PCUケース306は、コンバータ304を収納する筐体308と、インバータ302を収納する筐体322と、コンデンサ240を収納する筐体326とから構成される。
As shown in FIG. 5, the
本実施の形態に係る電気機器の筐体は、作動に伴なって振動および熱の少なくともいずれかを発生する電気機器の筐体であれば、特に限定されない。たとえば、本実施の形態に係る電気機器の筐体は、コンバータ304を収納する筐体308である。すなわち、本実施の形態に係るコンバータ304の筐体308は、コンバータ304に含まれるリアクトル220において発生する振動を低減し、さらに、リアクトル220において発生する熱を効率よく外部に放熱する点に特徴を有する。
The housing of the electrical device according to the present embodiment is not particularly limited as long as it is a housing of an electrical device that generates at least one of vibration and heat with operation. For example, the housing of the electrical device according to this embodiment is a
以下、本実施の形態に係るコンバータ304の筐体308の構造について詳細に説明する。筐体308の内部には、リアクトル220と、トランジスタ231,232とを含む昇圧IPM230とを収納する。リアクトル220と昇圧IPM230とは、仕切り板316により区分けされている。リアクトル220は、筐体308の内部に樹脂等がモールドされて固定される。筐体308は、少なくともリアクトル220側の、外側の側面の壁面に、筐体308の剛性が増加するように形成される補強リブ314が設けられる。補強リブ314は、壁面の剛性を増加させることで、リアクトル220の作動に伴ない生じる振動が壁面に伝搬して壁面自体が共振して振動することによる騒音を抑制する部材である。
Hereinafter, the structure of
補強リブ314は、筐体308の外側に突出した形状を筐体308に一体的に設けられる冷却フィン310を含む。冷却フィン310の形状は、少なくとも補強リブ314が設けられる壁面の面積よりも大きい表面積を有するように形成されれば、特に限定されない。本実施の形態においては、たとえば、補強リブ314は、筐体308の外側に帯状に突出して設けられる複数の冷却フィン310と、冷却フィン310の間を接続するように形成される複数の接続部312とを含む。
The reinforcing
また、コンバータ304を収納する筐体308の下部には、冷却媒体として冷却水を通す冷却水通路320,324が設けられる。冷却水通路320,324を形成する筐体308の下部には、筐体308の下面の面積よりも大きい表面積を有するヒートシンクであれば、特に限定されるものではないが、本実施の形態において、たとえば、下方向に帯状に突出して設けられる複数の冷却フィンで形成されるヒートシンクが設けられる。冷却水通路320,324を流れる冷却水は、電動ポンプ(図示せず)等により循環する。筐体308に収納されるリアクトル220は、冷却水通路320の上方に位置するように設けられる。また、筐体308に収納される昇圧IPM230は、冷却水通路324の上方に位置するように設けられる。このとき、冷却水通路324は、冷却水通路320の下流になるように形成される。
Cooling
以上のような構造に基づく、本実施の形態に係るコンバータ304の筐体308の作用について説明する。
An operation of
リアクトル220が作動すると、すなわち、トランジスタ232がオン/オフされると、リアクトル220のコア221の湾曲部2211,2213は、直線部2210,2212の方向へ移動したり、元の位置に戻ったりして振動する。発生した振動は、リアクトル220からリアクトル220を固定する樹脂を介して筐体308へと伝搬する。このとき、筐体308の外側の壁面は、補強リブ314により剛性が向上しているため、筐体308自体の振動による騒音は発生しない。また、リアクトル220が作動すると、すなわち、コイル222に電流が流れると、リアクトル220は、発熱する。リアクトル220において発生した熱は、リアクトル220を固定する樹脂を介して、筐体308に伝達して、補強リブ314へと伝わる経路と、筐体308から冷却水通路320に伝わる経路とに分かれる。補強リブ314に伝わった熱は、冷却フィン310において、外部の空気との接触により冷却される。一方、筐体308から冷却水通路320に伝わる熱は、冷却水通路320に流れる冷却水により冷却される。冷却水通路320において、リアクトル220の熱を含む冷却水は、下流の冷却水通路324を流れる。このとき、昇圧IPMに含まれるトランジスタ231,232において発生する熱が筐体308から冷却水通路324へと伝わる。そして、冷却水通路324に伝わった熱は、冷却水通路324に流れる冷却水により冷却される。
When the
以上のようにして、本実施の形態に係る電気機器の筐体構造によると、リアクトルを含むコンバータの筐体は、筐体の外側の壁面に、筐体の剛性が増加するように形成される補強リブを含む。補強リブは、少なくとも補強リブが設けられる壁面の表面積よりも大きい表面積を有するように形成される冷却フィンを含む。これにより、筐体の剛性を増加させて、コンバータの作動に伴なって、リアクトルにおいて生じる振動による騒音を抑制する。さらに、補強リブ自体が少なくとも補強リブが設けられる壁面の表面積の大きい冷却フィンの形状を有することで、冷却フィンを介してリアクトルにおいて生じる熱を筐体の外部に放熱することができる。そのため、筐体において、補強リブによる振動の低減と冷却効率の向上を両立させることができる。したがって、振動を低減し、かつ冷却性能の向上が図れる電気機器の筐体を提供することができる。また、冷却性能を向上させることができるため、リアクトルの熱容量を低く抑えても搭載が許容されるため、リアクトル自体を小型化することができる。 As described above, according to the housing structure of the electric device according to the present embodiment, the housing of the converter including the reactor is formed on the outer wall surface of the housing so that the rigidity of the housing is increased. Includes reinforcing ribs. The reinforcing rib includes a cooling fin formed to have a surface area larger than at least a surface area of a wall surface on which the reinforcing rib is provided. Thereby, the rigidity of a housing | casing is increased and the noise by the vibration which arises in a reactor with the action | operation of a converter is suppressed. Furthermore, since the reinforcing rib itself has the shape of a cooling fin having a large surface area on the wall surface on which the reinforcing rib is provided, heat generated in the reactor can be radiated to the outside of the housing via the cooling fin. Therefore, in the housing, it is possible to achieve both the reduction of vibration by the reinforcing rib and the improvement of the cooling efficiency. Therefore, it is possible to provide a housing for an electric device that can reduce vibration and improve cooling performance. In addition, since the cooling performance can be improved, mounting is allowed even if the heat capacity of the reactor is kept low, so that the reactor itself can be downsized.
さらに、筐体には、壁面以外の面に冷却水を通す冷却水通路が設けられる。そのため、リアクトルを含むコンバータにおいて生じる熱は、冷却フィンを介して外部の空気により冷却される経路と冷却水通路に流れる冷却水により冷却される経路とに分かれる。したがって、冷却水による冷却の寄与率が低減されるため、冷却水通路と接触して、コンバータにさらに含まれ、作動に伴ない熱を生じるトランジスタの冷却性能を向上させることができる。 Further, the casing is provided with a cooling water passage through which cooling water passes through a surface other than the wall surface. Therefore, the heat generated in the converter including the reactor is divided into a path cooled by external air through the cooling fins and a path cooled by the cooling water flowing in the cooling water passage. Therefore, since the contribution rate of cooling by the cooling water is reduced, the cooling performance of the transistor that comes into contact with the cooling water passage and is further included in the converter and generates heat due to operation can be improved.
また、好ましくは、エンジンルームに搭載される筐体308は、ラジエータからの冷却風の下流の位置に搭載することが望ましい。このようにすると、冷却フィン310にて冷却性能をさらに向上させることができる。
Preferably, the
今回開示された実施の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説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 エンジン、200 ジェネレータ、201,203 電源ライン、202 アースライン、220 リアクトル、221 コア、222 コイル、2210,2212 直線部、2211,2213 湾曲部、223,224,225,226 ギャップ、227,228 矢印、229A,229B 両端、230 昇圧IPM、231〜238 トランジスタ、240 平滑コンデンサ、241〜248 ダイオード、253 U相アーム、254 V相アーム、255 W相アーム、300 PCU、302 インバータ、304 コンバータ、306 PCUケース、308,322,326 筐体、310 冷却フィン、312 接続部、314 補強リブ、316 仕切り板、320,324 冷却水通路、400 バッテリ、500 モータ、600 ECU、602 CPU、604 メモリ、700 動力分割機構、800 減速機、900 車輪。
100 Engine, 200 Generator, 201, 203 Power line, 202 Ground line, 220 Reactor, 221 Core, 222 Coil, 2210, 2212 Straight part, 2211, 2213 Curved part, 223, 224, 225, 226 Gap, 227, 228
Claims (5)
前記筐体の外側の壁面に、前記筐体の剛性が増加するように形成される振動抑制部材を含み、
前記振動抑制部材は、少なくとも前記振動抑制部材が設けられる壁面の表面積よりも大きい表面積を有するように形成される冷却フィンを含み、
前記筐体の下方には、冷却媒体を通すための第1冷却媒体通路と、前記第1冷却媒体通路よりも下流の第2冷却媒体通路とが設けられ、
前記第1冷却媒体通路は、前記リアクトルの下方に位置し、
前記第2冷却媒体通路は、前記パワー素子の下方に位置し、
前記筐体の下面には、前記第1冷却媒体通路および前記第2冷却媒体通路の表面積が増加するようにヒートシンクが形成され、
前記筐体の側面には、前記冷却フィンが設けられる、電気機器の筐体。 A housing that is mounted on a vehicle and houses an electrical device that generates at least one of vibration and heat associated with operation, the electrical device including a reactor that generates vibration and heat during operation, and heat generated during operation. A converter including a power element for generating
Including a vibration suppressing member formed on the outer wall surface of the casing so as to increase the rigidity of the casing;
The vibration suppression member, seen including a cooling fin is formed to have a larger surface area than the surface area of the wall is at least the vibration suppressing member provided,
Below the housing, a first cooling medium passage for allowing a cooling medium to pass therethrough and a second cooling medium passage downstream of the first cooling medium passage are provided,
The first coolant passage is located below the reactor,
The second coolant passage is located below the power element;
A heat sink is formed on the lower surface of the housing so that the surface areas of the first coolant passage and the second coolant passage increase.
A housing of an electrical device , wherein the cooling fin is provided on a side surface of the housing.
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JP5463709B2 (en) * | 2009-03-27 | 2014-04-09 | 富士電機株式会社 | Power converter |
JP4937326B2 (en) * | 2009-09-30 | 2012-05-23 | 三菱電機株式会社 | Power module |
JP5573336B2 (en) * | 2010-04-30 | 2014-08-20 | 株式会社ノーリツ | Grid-connected inverter device |
US8544531B2 (en) * | 2010-06-11 | 2013-10-01 | Hs Marston Aerospace Ltd. | Surface cooler with noise reduction |
JP6070379B2 (en) * | 2013-04-10 | 2017-02-01 | トヨタ自動車株式会社 | On-vehicle converter |
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000312484A (en) * | 1999-04-23 | 2000-11-07 | Matsushita Electric Works Ltd | Solar power generating device |
JP2001275360A (en) * | 2000-03-27 | 2001-10-05 | Mitsubishi Electric Corp | Converter and freezing cycle apparatus |
JP2001327113A (en) * | 2000-05-15 | 2001-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fin structure of motor |
JP2002208521A (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-26 | Denso Corp | Smoothing coil for smoothing large current |
JP2003124661A (en) * | 2001-10-12 | 2003-04-25 | Toyota Motor Corp | Heat insulator integral type aluminum die casting case |
Family Cites Families (2)
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---|---|---|---|---|
JPH05102683A (en) * | 1991-10-09 | 1993-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | Power source for vehicle |
JP3159071B2 (en) * | 1996-08-01 | 2001-04-23 | 株式会社日立製作所 | Electric device having radiating fins |
-
2004
- 2004-05-07 JP JP2004138658A patent/JP4572571B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000312484A (en) * | 1999-04-23 | 2000-11-07 | Matsushita Electric Works Ltd | Solar power generating device |
JP2001275360A (en) * | 2000-03-27 | 2001-10-05 | Mitsubishi Electric Corp | Converter and freezing cycle apparatus |
JP2001327113A (en) * | 2000-05-15 | 2001-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fin structure of motor |
JP2002208521A (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-26 | Denso Corp | Smoothing coil for smoothing large current |
JP2003124661A (en) * | 2001-10-12 | 2003-04-25 | Toyota Motor Corp | Heat insulator integral type aluminum die casting case |
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