JP5523597B1 - Power converter - Google Patents
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Abstract
【課題】発熱部品からの熱による他の部品に対する悪影響を抑制することができるとともに、発熱部品の冷却効率の低下を抑制しながら発熱部品の配置の自由度の向上を図ることができる電力変換装置を得る。
【解決手段】電力変換装置本体２は、プリント基板１１と、プリント基板１１に設けられた発熱部品１３と、発熱部品１３を覆った状態でプリント基板１１に取り付けられた金属製のカバー１４と、発熱部品１３及びカバー１４のそれぞれの形状に合わせて変形しながら発熱部品１３とカバー１４との間の隙間の少なくとも一部を埋めて発熱部品１３からの熱をカバー１４に伝える隙間伝熱材１５とを有している。筐体（支持部材）３は、カバー１４に伝熱可能に接続された状態で電力変換装置本体２を支持し、外部に熱を放散する。
【選択図】図１A power conversion device capable of suppressing adverse effects on heat generated from a heat generating component to other components and improving the degree of freedom of arrangement of the heat generating components while suppressing a decrease in cooling efficiency of the heat generating components. Get.
A power converter main body includes a printed circuit board, a heat generating component provided on the printed circuit board, a metal cover attached to the printed circuit board in a state of covering the heat generating component, A gap heat transfer material 15 that fills at least a part of the gap between the heat generating component 13 and the cover 14 while transferring the heat from the heat generating component 13 to the cover 14 while deforming in accordance with the shapes of the heat generating component 13 and the cover 14. And have. The housing (support member) 3 supports the power conversion device main body 2 in a state where it is connected to the cover 14 so that heat can be transferred, and dissipates heat to the outside.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、車両に搭載される電力変換装置に関するものである。 The present invention relates to a power conversion device mounted on a vehicle.
例えば電気自動車やハイブリッド自動車等のように、モータを駆動源の一つとする車両においては、商用の交流電源から直流電源に変換して高圧バッテリに充電する充電器や、高圧バッテリの直流電源から補機用のバッテリの電圧（例えば１２Ｖ等）に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ、バッテリからの直流電力をモータへの交流電力に変換するインバータ等の電力変換装置が搭載されている。電力変換装置には、発熱部品が多く含まれている。 For example, in a vehicle having a motor as one of the drive sources, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, a charger that converts a commercial AC power source into a DC power source and charges the high voltage battery, or a DC power source of the high voltage battery is supplemented. A power converter such as a DC / DC converter that converts the voltage of the machine battery (for example, 12V) and an inverter that converts DC power from the battery into AC power to the motor is mounted. The power converter includes many heat generating components.
従来、発熱部品である電子部品を冷却するために、放熱用ケースの底部中央から段部を突出させ、段部の側面及び放熱用ケースの底面に電子部品を接触させて、電子部品からの熱を段部の側面及び放熱用ケースの底面のそれぞれから放熱用ケースに放散させるようにした電子部品の放熱方法が知られている（例えば特許文献１参照）。 Conventionally, in order to cool an electronic component that is a heat generating component, a step is projected from the center of the bottom of the heat dissipation case, and the electronic component is brought into contact with the side surface of the step and the bottom of the heat dissipation case to There is known a heat dissipation method for electronic components in which the heat dissipation is diffused from the side surface of the step portion and the bottom surface of the heat dissipation case to the heat dissipation case (see, for example, Patent Document 1).
また、従来、発熱部品を冷却するとともに、熱に弱い低許容温度部品を発熱部品の熱から保護するために、ヒートシンクの上面にそれぞれ接触させた発熱部品及び低許容温度部品をまとめて外側ケース内に収容するとともに、発熱部品と低許容温度部品との間を仕切る仕切部材を外側ケースに設け、さらに外側ケース内に配置した内側ケースで低許容温度部品を覆った車両の電圧変換装置が知られている（例えば特許文献２参照）。 Conventionally, in order to cool the heat-generating components and protect the low-permissible temperature components that are vulnerable to heat from the heat of the heat-generating components, the heat-generating components and the low-permissible temperature components that are in contact with the top surface of the heat sink are gathered together in the outer case. In addition, a voltage conversion device for a vehicle in which a partition member for partitioning between a heat generating component and a low allowable temperature component is provided in the outer case and the low allowable temperature component is covered by an inner case disposed in the outer case is known. (For example, refer to Patent Document 2).
しかし、上記の従来の技術では、放熱部材（放熱用ケースやヒートシンク）に発熱部品を接触させる必要があるので、放熱部材から離れた位置に発熱部品を配置することができず、発熱部品の配置の自由度が制限されてしまう。また、発熱部品の表面に凹凸があったり、発熱部品の表面が曲面であったりすると、放熱部材に対する発熱部品の接触面積が極端に小さくなってしまい、発熱部品から放熱部材への伝熱効率が大きく低下してしまう。 However, in the above-described conventional technology, since it is necessary to bring the heat generating component into contact with the heat radiating member (heat radiating case or heat sink), the heat generating component cannot be disposed at a position away from the heat radiating member. The degree of freedom will be limited. Also, if the surface of the heat generating component is uneven or the surface of the heat generating component is curved, the contact area of the heat generating component with the heat radiating member becomes extremely small, and the heat transfer efficiency from the heat generating component to the heat radiating member is large. It will decline.
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、発熱部品からの熱による他の部品に対する悪影響を抑制することができるとともに、発熱部品の冷却効率の低下を抑制しながら発熱部品の配置の自由度の向上を図ることができる電力変換装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can suppress adverse effects on other components due to heat from the heat-generating component while suppressing a decrease in cooling efficiency of the heat-generating component. It is an object of the present invention to obtain a power conversion device capable of improving the degree of freedom of arrangement of heat generating components.
この発明に係る電力変換装置は、車両に搭載される電力変換装置であって、プリント基板と、プリント基板に設けられた発熱部品と、発熱部品を覆った状態でプリント基板に取り付けられた金属製のカバーと、発熱部品及びカバーのそれぞれの形状に合わせて変形しながら発熱部品とカバーとの間の隙間の少なくとも一部を埋めて発熱部品からの熱をカバーに伝える隙間伝熱材とを有する電力変換装置本体、及びカバーに伝熱可能に接続された状態で電力変換装置本体を支持し、外部に熱を放散する支持部材を備えている。 A power conversion device according to the present invention is a power conversion device mounted on a vehicle, and is made of a printed circuit board, a heat generating component provided on the printed circuit board, and a metal attached to the printed circuit board while covering the heat generating component. And a gap heat transfer material that fills at least a part of the gap between the heat generating component and the cover and transfers heat from the heat generating component to the cover while deforming according to the shape of the heat generating component and the cover. A power conversion device main body and a support member that supports the power conversion device main body in a state of being connected to the cover so as to transfer heat, and dissipate heat to the outside.
この発明に係る電力変換装置によれば、発熱部品からの熱による他の部品に対する悪影響を抑制することができるとともに、発熱部品の冷却効率の低下を抑制しながら発熱部品の配置の自由度の向上を図ることができる。 According to the power conversion device of the present invention, it is possible to suppress adverse effects on other components due to heat from the heat generating components, and to improve the degree of freedom in arranging the heat generating components while suppressing a decrease in cooling efficiency of the heat generating components. Can be achieved.
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電力変換装置を示す断面図である。また、図２は、図１の発熱部品ユニットを示す上面図である。図において、電力変換装置１は、モータを駆動源の一つとする電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載されている。また、電力変換装置１は、所定の電力（例えば商用の交流電力等）を別の所定の電力（例えば直流電力等）に変換するための電力変換装置本体２と、電力変換装置本体２を収容した状態で電力変換装置本体２を支持し、外部に熱を放散するヒートシンクとしての筐体（支持部材）３とを有している。
1 is a cross-sectional view showing a power conversion apparatus according to
筐体３は、熱伝導率に優れた金属材料（例えばアルミニウム等）で構成されている。また、筐体３は、開口部を持つ容器部４と、容器部４の開口部を塞ぐ蓋５と、容器部４内に設けられた複数のボス部６とを有している。容器部４は、開口部を上方に向けて配置されている。各ボス部６は、容器部４の底部から上方の開口部に向けてそれぞれ突出している。
The
各ボス部６の先端面（上端面）には、ねじ穴が設けられている。電力変換装置本体２は、各ボス部６のねじ穴に螺合された複数の取付ねじ（締結具）１０によって各ボス部６の先端面に取り付けられている。これにより、電力変換装置本体２は、筐体３内でボス部６の高さに応じた高さ位置に配置されている。また、電力変換装置本体２は、各ボス部６に支持されることにより、容器部４及び蓋５のそれぞれから離れた状態で筐体３内に収容されている。
A screw hole is provided in the front end surface (upper end surface) of each
電力変換装置本体２は、実装面を持つプリント基板１１と、プリント基板１１の実装面に設けられた複数の発熱部品ユニット１２と、プリント基板１１の実装面に設けられ、発熱部品ユニット１２よりも許容温度が低い複数の低許容温度部品とを有している。この例では、プリント基板１１の実装面を容器部４の底部に向けた状態で電力変換装置本体２が筐体３内に配置されている。また、図１では、説明を簡単にするため、複数の発熱部品ユニット１２及び複数の低許容温度部品のうち、１つの発熱部品ユニット１２のみを示している。
The power conversion device
プリント基板１１の大きさは、筐体３の幅寸法及び奥行き寸法に対応する大きさとなっている。また、プリント基板１１は、各ボス部６の先端面に載せられた状態で各取付ねじ１０によって各ボス部６に締結されている。
The size of the printed
発熱部品ユニット１２は、プリント基板１１に設けられた発熱部品（熱源）１３と、発熱部品１３を覆った状態でプリント基板１１に取り付けられた金属製のカバー１４と、発熱部品１３とカバー１４との間の隙間の少なくとも一部を埋めて発熱部品１３からの熱をカバー１４に伝える隙間伝熱材１５と、発熱部品１３に対するカバー１４の位置決めを行う位置決め部品１６とを有している。
The heat
発熱部品１３は、通電により熱及び電磁波を発生する部品である。この例では、巻線によるインダクタンスを持つ誘導性部品（例えばトランスやリアクトル、チョークコイル等）が発熱部品１３として用いられている。これにより、この例では、発熱部品１３の表面に複数の凹凸が形成されている。また、この例では、発熱部品１３の形状が略円柱状とされ、発熱部品１３の略円柱状の端面をプリント基板１１に向けて発熱部品１３が配置されている。
The
発熱部品１３には、複数（この例では、４つ）の端子１３ａが設けられている。各端子１３ａは、発熱部品１３からプリント基板１１に向けて平行に突出している。
The
カバー１４は、熱伝導率の優れた金属材料（例えばアルミニウム等）により構成されている。この例では、カバー１４がアルミダイカスト成形により形成されている。また、カバー１４は、開口部を持つカバー本体２１と、カバー本体２１の開口部側の端部から径方向外側へ互いに逆向きに突出する一対のフランジ部２２とを有している。この例では、カバー本体２１が、円筒状のカバー周壁部２１ａと、カバー周壁部２１ａの一方の開放端部を塞ぐ円板状のカバー底壁部２１ｂとを有し、カバー周壁部２１ａの他方の開放端部がカバー本体２１の開口部として残されている。カバー１４は、カバー本体２１の開口部をプリント基板１１に向けるとともに一対のフランジ部２２をプリント基板１１に接触させた状態で、プリント基板１１に取り付けられている。発熱部品１３がカバー本体２１で覆われた状態では、カバー本体２１のカバー周壁部２１ａ及びカバー底壁部２１ｂのそれぞれと発熱部品１３との間に隙間が生じている。
The
隙間伝熱材１５は、プリント基板１１よりも高い熱伝導率を持ち、かつ所定の電気絶縁性能を持つ材料で構成されている。この例では、隙間伝熱材１５が粘性を持つ樹脂製の接着剤とされている。また、隙間伝熱材１５は、カバー本体２１のカバー底壁部２１ｂと発熱部品１３との間の隙間を埋めている。さらに、隙間伝熱材１５は、発熱部品１３及びカバー本体２１のそれぞれの形状に合わせて変形しながら発熱部品１３及びカバー本体２１のそれぞれに密着している。これにより、発熱部品１３からの熱が隙間伝熱材１５を通してカバー本体２１へ伝わりやすくなっている。
The gap
位置決め部品１６は、電気絶縁性材料（例えばゴムや樹脂等）により構成されている。また、位置決め部品１６は、発熱部品１３とカバー本体２１との間の隙間で発熱部品１３の外周を囲む筒状の保護部３１と、保護部３１の端部に設けられ、カバー本体２１の開口部を塞ぐ円板状の閉塞部３２とを有している。発熱部品ユニット１２は、発熱部品１３とプリント基板１１との間に位置決め部品１６の閉塞部３２を介在させた状態で、プリント基板１１に取り付けられている。
The
位置決め部品１６の閉塞部３２には、複数の端子用穴５１が各端子１３ａの位置に合わせて設けられている。位置決め部品１６は、各端子１３ａが各端子用穴５１に個別に挿入された状態で発熱部品１３に取り付けられている。発熱部品１３に対する位置決め部品１６の位置決めは、各端子１３ａが端子用穴５１に挿入されることにより行われている。この例では、各端子１３ａが閉塞部３２の端子用穴５１に挿入された状態で位置決め部品１６が発熱部品１３に接着剤で固定されている。
A plurality of
位置決め部品１６の閉塞部３２の外周部には、閉塞部３２の径方向外側へ互いに逆向きに突出する一対の嵌合凸部４１が設けられている。カバー１４のカバー本体２１には、各嵌合凸部４１と個別に嵌合する一対の嵌合凹部４２が各フランジ部２２の位置に対応させて設けられている。位置決め部品１６は、嵌合凸部４１を嵌合凹部４２に嵌合させた状態でカバー１４に取り付けられている。カバー１４に対する位置決め部品１６の位置は、嵌合凸部４１が嵌合凹部４２と嵌合することにより固定される。即ち、発熱部品１３及び各端子１３ａに対するカバー１４の位置決めは、位置決め部品１６が発熱部品１３に取り付けられた状態で、嵌合凸部４１が嵌合凹部４２と嵌合することにより行われている。
A pair of fitting
また、閉塞部３２の外周部には、図２に示すように、閉塞部３２の径方向内側へそれぞれ切り欠かれた一対の切り欠き部４３が各嵌合凸部４１の位置を避けて設けられている。この例では、一対の切り欠き部４３が閉塞部３２の中心に関して対称位置に設けられている。保護部３１と閉塞部３２との境界のうち、各切り欠き部４３の位置では、保護部３１が閉塞部３２と繋がっていない状態となっている。即ち、保護部３１は、各切り欠き部４３によって閉塞部３２から部分的に外れた状態となっている。これにより、閉塞部３２による保護部３１の弾性変形の制限が部分的に解除され、保護部３１が弾性変形しやすくなっている。従って、発熱部品１３の外径が保護部３１の内径に対して少し大きい場合であっても、保護部３１の弾性変形により発熱部品１３を保護部３１の内側に容易に配置可能になっている。
Further, as shown in FIG. 2, a pair of
プリント基板１１には、複数の端子用穴５２が発熱部品１３の各端子１３ａの位置に合わせて設けられている。各端子１３ａは、各端子用穴５２に個別に挿入された状態で例えば半田付け等によってプリント基板１１に固定されている。発熱部品１３は、各端子用穴５２に個別に挿入された各端子１３ａを介してプリント基板１１に電気的に接続されている。プリント基板１１に対する発熱部品１３の位置決めは、各端子１３ａを各端子用穴５２に挿入することにより行われている。
The printed
また、プリント基板１１には、複数の締結用穴５３が各ボス部６の位置に合わせて設けられている。各フランジ部２２には、締結用穴５４がそれぞれ設けられている。各端子１３ａを各端子用穴５２に個別に挿入させて発熱部品ユニット１２がプリント基板１１に取り付けられている状態では、位置決め部品１６による発熱部品１３に対するカバー１４の位置決めによって、各フランジ部２２の締結用穴５４の位置がプリント基板１１の締結用穴５３の位置に重なるようになっている。
Further, the printed
プリント基板１１及びカバー１４は、締結用穴５３，５４を通された取付ねじ１０をボス部６のねじ穴に螺合して、互いに重なるフランジ部２２及びプリント基板１１をまとめて締め付けることにより、ボス部６に固定されている。即ち、プリント基板１１及びカバー１４は、プリント基板１１及びフランジ部２２が取付ねじ１０によって共締めされることによりボス部６に固定されている。この例では、ボス部６の先端面に接触して重なったフランジ部２２にプリント基板１１が重なっている。カバー１４は、ボス部６に対するフランジ部２２の接触部分で取付ねじ１０によってボス部６に締結されている。カバー１４は、ボス部６の先端面に接触することによりボス部６に伝熱可能に接続されている。
The printed
次に、電力変換装置１を製造するときの手順について説明する。まず、保護部３１内に発熱部品１３を配置するとともに、閉塞部３２の各端子用穴５１に各端子１３ａを通した状態で、発熱部品１３に位置決め部品１６に取り付ける。このとき、発熱部品１３と位置決め部品１６との間に接着剤を介在させて、発熱部品１３に位置決め部品１６を固定する。
Next, a procedure for manufacturing the
この後、カバー本体２１内からカバー底壁部２１ｂに隙間伝熱材１５を塗布し（又は、発熱部品１３に隙間伝熱材１５を塗布し）、位置決め部品１６が取り付けられた発熱部品１３をカバー本体２１の開口部からカバー本体２１内に挿入して発熱部品１３及び位置決め部品１６をカバー１４に取り付ける。このとき、位置決め部品１６の各嵌合凸部４１をカバー１４の嵌合凹部４２に嵌合させる。これにより、隙間伝熱材１５がカバー本体２１のカバー底壁部２１ｂと発熱部品１３との間で押し広げられて、隙間伝熱材１５がカバー底壁部２１ｂ及び発熱部品１３のそれぞれに密着し、発熱部品１３とカバー底壁部２１ｂとの間の隙間が隙間伝熱材１５で埋まる。このようにして、発熱部品ユニット１２が作製される。
Thereafter, the gap
この後、各端子１３ａをプリント基板１１の端子用穴５２に挿入するとともに、各フランジ部２２をプリント基板１１の実装面に接触させた状態で半田付け等の処理を行うことにより、発熱部品ユニット１２をプリント基板１１に取り付ける。このとき、カバー１４の各締結用穴５４の位置は、位置決め部品１６による位置決めによってプリント基板１１の締結用穴５３の位置と重なる位置となっている。また、他の発熱部品ユニット１２及び複数の低許容温度部品もプリント基板１１に取り付ける。このようにして、電力変換装置本体２が製造される。
Thereafter, each terminal 13a is inserted into the
この後、各フランジ部２２をボス部６の先端面に接触させて重ねた状態で電力変換装置本体２を各ボス部６に載せ、電力変換装置本体２を各ボス部６に取付ねじ１０によって固定する。このとき、プリント基板１１とフランジ部２２とが重なる箇所では、各締結用穴５３，５４に通した取付ねじ１０の締め付けによってフランジ部２２及びプリント基板１１をボス部６にまとめて固定する。即ち、フランジ部２２及びプリント基板１１を取付ねじ１０によって共締めする。また、プリント基板１１においてフランジ部２２の範囲から外れた箇所では、締結用穴５４に通した取付ねじ１０によってプリント基板１１のみをボス部６に固定する。この後、容器部４の開口部を蓋５で塞ぐことにより、電力変換装置１が完成する。
Thereafter, the power conversion device
このような電力変換装置１では、筐体３に伝熱可能に接続された金属製のカバー１４で発熱部品１３が覆われ、隙間伝熱材１５が、カバー１４及び発熱部品１３のそれぞれの形状に合わせて変形しながらカバー１４と発熱部品１３との間の隙間の少なくとも一部を埋めているので、発熱部品１３からの熱を隙間伝熱材１５、カバー１４及び筐体３の順に伝えて筐体３の外部に放散させることができる。これにより、筐体３に接触する位置から外れた位置であっても発熱部品１３を冷却可能に配置することができ、発熱部品の冷却効率の低下を抑制しながら発熱部品１３の配置の自由度の向上を図ることができる。また、発熱部品１３を覆うカバー１４によって発熱部品１３からの熱のカバー１４外への放散が抑制されるので、発熱部品１３の周囲に配置された他の部品（特に、熱に弱い低許容温度部品）に対する発熱部品１３からの熱による悪影響を抑制することができる。さらに、発熱部品１３の表面に凹凸がある場合であっても、発熱部品１３の表面の凹凸を隙間伝熱材１５によって吸収することができ、隙間伝熱材１５を通してカバー１４に発熱部品１３からの熱をより確実に伝えることができる。
In such a
また、カバー１４は、取付ねじ１０によってボス部６に締結されているので、プリント基板１１よりも強度の高いカバー１４で電力変換装置本体２の重量を支えることができ、電力変換装置１の耐震強度の向上を図ることができる。これにより、比較的重量の大きい発熱部品１３がプリント基板１１に設けられている場合であっても、電力変換装置１が振動したときの電力変換装置本体２の破損をより確実に防止することができる。
Further, since the
また、発熱部品ユニット１２では、プリント基板１１の端子用穴５２に挿入される端子１３ａが発熱部品１３に設けられ、端子１３ａに対するカバー１４の位置決めが位置決め部品１６によって行われているので、端子１３ａをプリント基板１１の端子用穴５２に挿入するだけで、プリント基板１１におけるカバー取り付け位置にカバー１４をより正確に配置することができる。これにより、プリント基板１１に対するカバー１４の取り付け作業を容易にすることができ、電力変換装置１の製造を容易にすることができる。
Further, in the heat
また、位置決め部品１６は、発熱部品１３とカバー１４との間の隙間で発熱部品１３の外周を囲む電気絶縁性の保護部３１を有しているので、発熱部品１３とカバー１４との間の電気絶縁状態をより確実に確保することができ、電力変換装置１の信頼性の向上を図ることができる。
Further, since the
また、位置決め部品１６には嵌合凸部４１が設けられ、カバー１４には嵌合凹部４２が設けられており、発熱部品１３の端子１３ａに対するカバー１４の位置決めは、位置決め部品１６が発熱部品１３に取り付けられた状態で嵌合凸部が嵌合凹部と嵌合することにより行われているので、発熱部品１３の端子１３ａに対するカバー１４の位置決めを簡単な構成でかつ容易に行うことができる。
Further, the
また、発熱部品１３が巻線によるインダクタンスを持つ誘導性部品である場合には、発熱部品１３は熱だけでなく強い電磁波も発生するが、発熱部品１３が金属製のカバー１４で覆われているので、発熱部品１３からの熱だけでなく、発熱部品１３からの電磁波の外部への放散も、カバー１４によって抑制することができる。即ち、発熱部品１３からの熱の放散の抑制効果だけでなく、発熱部品１３からの電磁波に対するシールド効果も得ることができる。これにより、発熱部品１３の周囲に配置された他の部品に対して、発熱部品１３からの熱による悪影響だけでなく、発熱部品１３からの電磁波による悪影響も抑制することができる。さらに、外部からの電磁波に対する発熱部品１３の保護もカバー１４によって図ることができる。
Further, when the
また、カバー１４は、アルミダイカスト成形によって形成されているので、カバー１４の形状が比較的複雑でも、カバー１４を切削加工で形成する場合に比べて、低コストでカバー１４を作製することができる。また、カバー１４の肉厚を大きくしてカバー１４の剛性を容易に高めることができ、カバー１４自体の耐震強度を高めることも容易にすることができる。
In addition, since the
また、カバー１４のフランジ部２２及びプリント基板１１は、互いに重なった状態で筐体３のボス部６に取付ねじ（締結具）１０で共締めされているので、プリント基板１１を取り付けるためのボス部６と、カバー１４を取り付けるためのボス部６とを分けて配置する必要がなくなり、ボス部６の数を減らすことができ、筐体３の形状を簡単にすることができる。また、取付ねじ１０の数を減らすことができるので、筐体３に対して電力変換装置本体２を取り付けるときの作業時間の短縮化も図ることができる。さらに、プリント基板１１及びカバー１４を互いに重ねた状態で筐体３のボス部６と一体化することができるので、電力変換装置１の耐震強度の向上をさらに図ることができる。
Further, since the
また、閉塞部３２には、保護部３１を閉塞部３２から部分的に外す切り欠き部４３が設けられているので、閉塞部３２による保護部３１の弾性変形の制限を部分的に解除することができ、保護部３１を弾性変形させやすくすることができる。これにより、保護部３１内に配置される発熱部品１３の大きさにばらつきがあっても、保護部３１の弾性変形により発熱部品１３の大きさのばらつきを吸収しやすくすることができ、発熱部品１３に位置決め部品１６を容易にかつより確実に取り付けることができる。
Moreover, since the
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による電力変換装置を示す断面図である。この例では、プリント基板１１の各発熱部品ユニット１２及び各低許容温度部品が設けられた実装面を容器部４の開口部に向けた状態で電力変換装置本体２が筐体３内に配置されている。プリント基板１１には、複数のボス通し穴６１が各ボス部６の位置に合わせて設けられている。各ボス通し穴６１には、ボス部６の先端部が隙間を介して通されている。各フランジ部２２は、ボス通し穴６１に通されたボス部６の先端面に接触して載せられている。これにより、カバー１４は、ボス部６に伝熱可能に接続されている。カバー１４は、ボス部６に対する各フランジ部２２の接触部分で取付ねじ１０によってボス部６に締結されている。他の構成及び電力変換装置本体２の製造手順は実施の形態１と同様である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a power conversion apparatus according to
このように、プリント基板１１の実装面を容器部４の開口部に向けて配置しても、ボス部６を通すボス通し穴６１をプリント基板１１に設けてカバー１４のフランジ部２２をボス部６の先端面に接触させることにより、カバー１４を筐体３に伝熱可能に接続することができる。これにより、発熱部品１３からの熱を隙間伝熱材１５、カバー１４及び筐体３の順に伝えて筐体３の外部に放散することができ、発熱部品の冷却効率の低下を抑制しながら発熱部品１３の配置の自由度の向上を図ることができる。また、他の部品に対する発熱部品１３からの熱による悪影響をカバー１４によって抑制することができるとともに、発熱部品１３の表面に凹凸がある場合であっても、発熱部品１３からの熱をカバー１４に隙間伝熱材１５を通してより確実に伝えることができる。
As described above, even if the mounting surface of the printed
なお、上記の例では、ボス部６が通されるボス通し穴６１がプリント基板１１に設けられているが、プリント基板１１にボス通し穴６１を設けずに、ボス部６の先端面にプリント基板１１を接触させた状態でプリント基板１１上にフランジ部２２を重ねて、フランジ部２２及びプリント基板１１を取付ねじ１０によって共締めすることにより、フランジ部２２及びプリント基板１１をボス部６にまとめて固定してもよい。即ち、プリント基板１１を介してフランジ部２２を取付ねじ１０によってボス部６に締結してもよい。この場合、カバー１４とボス部６との間の伝熱経路となるスルーホールがプリント基板１１に設けられ、カバー１４がスルーホールを通してボス部６に伝熱可能に接続される。スルーホールは、例えばプリント基板１１に貫通孔を設け、貫通孔の内面に金属めっきを行うことによりプリント基板１１に設けられる。
In the above example, the boss through-
また、フランジ部２２をプリント基板１１の外形の領域外にまで延ばし、プリント基板１１の外形の領域外に設けられたボス部６の先端面にフランジ部２２を接触させて載せ、かつプリント基板１１の外形の領域内に設けられたボス部６の先端面にプリント基板１１を載せた状態で、プリント基板１１及びフランジ部２２を互いに異なるボス部６に取付ねじ１０によってそれぞれ固定してもよい。
Further, the
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３による電力変換装置を示す断面図である。この例では、一対のフランジ部２２がカバー本体２１に設けられておらず、カバー本体２１のカバー底壁部２１ｂをボス部６の先端面に載せた状態でカバー１４がボス部６に支持されている。カバー１４を支持するボス部６の先端面の面積は、他のボス部６の先端面の面積よりも大きくなっている。カバー１４を支持するボス部６の先端面と、カバー本体２１のカバー底壁部２１ｂの下面との間には、カバー１４をボス部６に伝熱可能に接続するボス用伝熱材７１が介在している。ボス用伝熱材７１としては、例えば粘性を持つ樹脂製の接着剤等が用いられている。ボス用伝熱材７１は、カバー本体２１のカバー底壁部２１ｂの下面及びボス部６の先端面のそれぞれに密着してカバー１４をボス部６に固定している。他の構成及び電力変換装置本体２の製造手順は実施の形態１と同様である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a power conversion device according to
このように、カバー本体２１がボス部６により支持され、カバー本体２１の下面とボス部６の先端面との間にボス用伝熱材７１が介在しているので、カバー１４のフランジ部２２がなくてもカバー１４からの熱をボス部６へボス用伝熱材７１を介して伝えることができる。これにより、カバー１４の形状を簡素化することができる。また、カバー１４での伝熱経路の長さを短縮することもできるので、カバー１４での伝熱抵抗を低減させることができ、発熱部品１３から筐体３への冷却効率の向上を図ることができる。
Thus, since the cover
なお、上記実施の形態１及び２では、フランジ部２２がプリント基板１１に単に接触しているだけであるが、フランジ部２２とプリント基板１１との間に導電性のランドを設け、ランドを介してプリント基板１１における接地された導電体とカバー１４とを電気的に接続するようにしてもよい。このようにすれば、発熱部品１３や外部からの電磁波に対するシールド効果を高めることができる。さらに、フランジ部２２とプリント基板１１との間の部分だけでなく、プリント基板１１の全体にわたってグランドプレートを設ければ、発熱部品１３や外部からの電磁波に対するシールド効果をさらに高めることができる。
In the first and second embodiments, the
また、各上記実施の形態では、嵌合凸部４１が位置決め部品１６の閉塞部３２に設けられ、嵌合凸部４１と嵌合する嵌合凹部４２がカバー１４のカバー本体２１に設けられているが、嵌合凸部４１をカバー１４のカバー本体２１に設け、嵌合凸部４１と嵌合する嵌合凹部４２を位置決め部品１６の閉塞部３２に設けてもよい。
Moreover, in each said embodiment, the fitting
また、各上記実施の形態では、カバー本体２１のカバー底壁部２１ｂと発熱部品１３との間の隙間が隙間伝熱材１５で埋められているが、カバー本体２１のカバー底壁部２１ｂと発熱部品１３との間の隙間に加えて、カバー本体２１のカバー周壁部２１ａと発熱部品１３との間の隙間を隙間伝熱材１５で埋めてもよい。これにより、カバー１４と発熱部品１３との間の電気絶縁性能を確保したまま、位置決め部品１６の保護部３１をなくすことができ、位置決め部品１６の形状の簡素化を図ることができる。
Moreover, in each said embodiment, although the clearance gap between the cover
また、各上記実施の形態では、隙間伝熱材１５が樹脂製の接着剤とされているが、発熱部品１３及びカバー１４のそれぞれの形状に合わせて変形して発熱部品１３からの熱をカバー１４に伝えるものであればよいので、樹脂充填材（例えばポッティング材等）や、柔軟性及び電気絶縁性を持つ放熱シート等を隙間伝熱材１５としてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the gap
また、各上記実施の形態では、位置決め部品１６を取り付けた発熱部品１３をカバー１４に取り付けて発熱部品ユニット１２を作製した後に、発熱部品ユニット１２をプリント基板１１に取り付けるようになっているが、位置決め部品１６を取り付けた発熱部品１３をプリント基板１１に取り付けた後に、発熱部品１３をカバー１４で覆ってカバー１４をプリント基板１１に取り付けるようにしてもよい。このようにすれば、カバー１４で発熱部品１３を覆っていない状態で発熱部品１３をプリント基板１１に取り付けることができ、プリント基板１１に対する発熱部品１３の取り付け作業を容易にすることができる。この場合、プリント基板１１に取り付けた発熱部品１３をカバー１４で覆うときに、プリント基板１１に対するカバー１４の位置を直接調整することができるので、発熱部品１３に対するカバー１４の位置決めを行うための嵌合凸部４１及び嵌合凹部４２はなくてもよい。
In each of the above embodiments, the heat
また、各上記実施の形態では、カバー１４がアルミダイカスト成形によって形成されているが、他のダイカスト成形、切削加工又はプレス加工等によってカバー１４を形成してもよい。例えば、発熱部品１３の重量が小さく、カバー１４の剛性が求められない場合には、純アルミニウムで構成された板からカバー１４をプレス加工によって形成することにより、カバー１４の熱伝導率を大きく向上させることができ、発熱部品１３の冷却効率の向上を図ることができる。カバー１４の材料はアルミニウムに限定されず、例えば発熱部品１３の重量や発熱量に応じて他の金属材料をカバー１４の材料として選定してもよい。
In each of the above embodiments, the
また、各上記実施の形態では、カバー１４及びプリント基板１１が取付ねじ１０によってボス部６に固定されているが、カバー１４及びプリント基板１１の少なくともいずれかを例えば接着剤や圧入等によってボス部６に固定してもよい。このようにすれば、取付ねじ１０をなくすことができ、部品点数の削減を図ることができる。また、カバー１４及びプリント基板１１のボス部６に対する取り付け作業も容易にすることができる。
Moreover, in each said embodiment, although the
また、各上記実施の形態では、カバー１４がボス部６に伝熱可能に接続されているが、カバー１４が伝熱可能に接続される箇所は、筐体３のどの箇所でもよく、ボス部６に限定されない。従って、例えば、カバー本体２１が容器部４又は蓋５と伝熱可能に接続されていてもよい。この場合、容器部４又は蓋５とカバー本体２１との間に、例えばグリスや接着剤、放熱シート等を伝熱材として介在させてもよい。
Moreover, in each said embodiment, although the
また、位置決め部品１６の大きさ、形状、取付位置及び位置決め方法は、発熱部品１３の端子１３ａに対するカバー１４の位置決めが位置決め部品１６によって可能であれば、各上記実施の形態に限定されない。
Further, the size, shape, mounting position, and positioning method of the
また、ボス部６の先端面にカバー本体２１がボス用伝熱材７１を介して載せられている実施の形態３の構成を実施の形態１の構成に適用してもよい。
Further, the configuration of the third embodiment in which the cover
１ 電力変換装置、２ 電力変換装置本体、３ 筐体（支持部材）、１０ 取付ねじ（締結具）、１１ プリント基板、１３ 発熱部品、１３ａ 端子、１４ カバー、１５ 隙間伝熱材、１６ 位置決め部品、３１ 保護部、４１ 嵌合凸部、４２ 嵌合凹部、５２ 端子用穴。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
プリント基板と、上記プリント基板に設けられた発熱部品と、上記発熱部品を覆った状態で上記プリント基板に取り付けられた金属製のカバーと、上記発熱部品及び上記カバーのそれぞれの形状に合わせて変形しながら上記発熱部品と上記カバーとの間の隙間の少なくとも一部を埋めて上記発熱部品からの熱を上記カバーに伝える隙間伝熱材とを有する電力変換装置本体、及び
上記カバーに伝熱可能に接続された状態で上記電力変換装置本体を支持し、外部に熱を放散する支持部材
を備えている電力変換装置。 A power conversion device mounted on a vehicle,
A printed circuit board, a heat generating component provided on the printed circuit board, a metal cover attached to the printed circuit board in a state of covering the heat generating component, and deformed in accordance with each shape of the heat generating component and the cover While the power conversion device main body has a gap heat transfer material that fills at least a part of the gap between the heat generating component and the cover and transfers heat from the heat generating component to the cover, heat can be transferred to the cover A power conversion device comprising: a support member that supports the power conversion device main body in a state of being connected to and dissipates heat to the outside.
上記発熱部品の端子に対する上記カバーの位置決めを行う位置決め部品
をさらに備えている請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。 The heating component is provided with a terminal to be inserted into a terminal hole provided in the printed circuit board,
The power converter according to claim 1, further comprising a positioning component that positions the cover with respect to a terminal of the heat generating component.
上記発熱部品の端子に対する上記カバーの位置決めは、上記位置決め部品が上記発熱部品に取り付けられた状態で、上記嵌合凸部が上記嵌合凹部と嵌合することにより行われている請求項３又は請求項４に記載の電力変換装置。 One of the positioning component and the cover is provided with a fitting convex portion, and the other is provided with a fitting concave portion.
The positioning of the cover with respect to the terminal of the heat generating component is performed by fitting the fitting convex portion with the fitting concave portion in a state where the positioning component is attached to the heat generating component. The power conversion device according to claim 4.
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