JP5762508B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
これらの電力変換装置には、リアクトルやトランスなどの電磁誘導機器が搭載されているが、扱う電力が大きいことから発熱を伴い、何らかの放熱構造が必須である。
この他の技術としては、電磁誘導機器をケースに入れ、電磁誘導機器とケースとの間に放熱性の良い樹脂でポッティングし、ケースを冷却プレートに接触させることにより、電磁誘導機器の放熱を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このため、電磁誘導機器と冷却器との間に放熱部材を設置したとしても、放熱部材と電磁誘導機器との間で空隙部が生じてしまい熱抵抗が大きくなるといった問題点があった。
また、電磁誘導機器の大きな寸法バラツキを吸収するためには、厚くかつ柔軟性のある高価な放熱部材が必要となり、高コストになるという問題点があった。
プリント配線板と、
このプリント配線板と電気的に接続された電磁誘導機器と、
この電磁誘導機器を介して前記プリント配線板と対向して設けられ前記電磁誘導機器を冷却する冷却部と、
前記電磁誘導機器を収納し、開口部が前記プリント配線板側であって側面部の端面がプリント配線板に接続された断面コの字形状の熱伝導性及び電気絶縁性を有するケースと、を備えた電力変換装置であって、
前記ケース内の前記電磁誘導機器は、前記プリント配線板側で空隙部を有してケースの底面部に当接している。
プリント配線板と、
このプリント配線板と電気的に接続された電磁誘導機器と、
この電磁誘導機器を介して前記プリント配線板と対向して設けられ前記電磁誘導機器を冷却する冷却部と、
前記電磁誘導機器を収納し、側面部の前記プリント配線板側の配線板側部位が前記プリント配線板に接続された断面コの字形状の熱伝導性及び電気絶縁性を有するケースと、を備えた電力変換装置であって、
前記ケース内の前記電磁誘導機器は、前記プリント配線板側で空隙部を有してケースの前記側面部の前記配線板側部位と反対側の反配線板側部位に当接している。
プリント配線板と、
このプリント配線板と電気的に接続された電磁誘導機器と、
前記プリント配線板を介して前記電磁誘導機器と反対側に設けられ前記電磁誘導機器を冷却する冷却部と、
前記電磁誘導機器を収納し、開口部が前記プリント配線板側であって側面部の端面がプリント配線板に接続された断面コの字形状の熱伝導性及び電気絶縁性を有するケースと、
このケースの底面部と対向してケースを覆っているとともに前記冷却器と熱的に接続されたカバーと、を備えた電力変換装置であって、
前記ケース内の電磁誘導機器は、前記プリント配線板側で空隙部を有してケースの前記底面部に当接している。
また、断面コの字形状のケースの側面部がプリント配線板と冷却部との間に介在しているので、電力変換装置の耐震性が向上する。
また、断面コの字形状のケースの底面部がプリント配線板と冷却部との間に介在しているので、電力変換装置の耐震性が向上する。
また、断面コの字形状のケースの側面部がプリント配線板とカバーとの間に介在しているので、電力変換装置の耐震性が向上する。
図1は、この発明の実施の形態1による電力変換装置の要部を示す側断面図である。
この電力変換装置は、車両に搭載されており、電磁誘導機器であるリアクトル1は、プリント配線板4に実装されている。
リアクトル1は、コア(図示せず)の周りにボビン(図示せず)を介して導線(図示せず)が巻回されており、通電により熱を発生する。
リアクトル1は、全体形状がほぼ円柱形状で、外表面が凹凸形状であり、複数の端子1bがプリント配線板4に向かって上方向に引き出されて、プリント配線板4の端子用穴4aを貫通している。
各端子1bは、各端子用穴4a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配線板4に固定されている。リアクトル1は、各端子用穴4aに個別に挿入された各端子1bを介してプリント配線板4に電気的に接続されている。プリント配線板4に対するリアクトル1の位置決めは、各端子1bを各端子用穴4aに挿入することにより行われている。
ケース2の底面部2aからプリント配線板4に向かって垂直に延びたケース2の側面部2bは、その端面2cがプリント配線板4の当接し、接着剤(図示せず)で固定されている。
また、リアクトル1の反端子側の面部1aは、貫通穴2dに充填された放熱部材であるグリース3を介して冷却器5の壁部と接続されている。
グリース3は、リアクトル1の下側のコーナ部とケース2の下側のコーナ部との間にも介在している。
グリース3は、接着性、プリント配線板4よりも高い熱伝導率を持ち、かつ所定の電気絶縁性能を有しており、リアクトル1、ケース2及び冷却器5のそれぞれの形状に合わせて変形しながらリアクトル1、ケース2及び冷却器5に密着している。
これにより、リアクトル1からの熱がグリース3を通して冷却器5へ伝わり易くなっている。
従って、ケース2内に収納されるリアクトル1の寸法にバラツキが生じたとしても、そのバラツキは上記空隙部で吸収され、リアクトル1と冷却器5との間の寸法は、変動することなく、リアクトル1と冷却器5との間の熱抵抗を一定にすることができる。
また、ケース2の底面部2aと冷却器5との間にはグリース3が介在しており、ケース2と冷却器5との間の熱抵抗は小さい。
また、ケース2のケース底面部2aには、貫通穴2dが形成されており、この貫通穴2dに充填されたグリース3を介してリアクトル1と冷却器5とは熱的に接続されているので、リアクトル1と冷却器5との間の熱抵抗も低減することができる。
なお、図面では、リアクトル1の表面は直線状に記載されているが、実際にはその表面は凹凸形状であり、その凹凸部による空気の介在による熱抵抗の増大が懸念されるが、この凹凸部にグリース3が介在することから、リアクトル1と冷却器5との間の熱抵抗の低減の効果は大である。
図2は、この発明の実施の形態2の電力変換装置の要部を示す側断面図である。
この実施の形態では、プリント配線板4と冷却器5との間に、実施の形態1のケース2が90度時計方向に回動して配置されている。
リアクトル1は、複数のL字形状の端子1bがプリント配線板4に向かって上方向に引き出されて、プリント配線板4の端子用穴4aを貫通している。
各端子1bは、各端子用穴4a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配線板4に固定されている。
また、ケース2は、側面部2bのプリント配線板4側の配線板側部位がプリント配線板4に接着剤(図示せず)を介して固定されている。
リアクトル1の側面部1dの下部は、貫通穴2dに充填された放熱部材であるグリース3を介して冷却器5と接続されている。
グリース3は、リアクトル1の下側のコーナ部とケース2の下側のコーナ部との間にも介在している。
他の構成は、実施の形態1の電力変換装置と同じである。
従って、ケース2内に収納されるリアクトル1の径寸法にバラツキが生じたとしても、そのバラツキは上記空隙部で吸収され、リアクトル1の側面部1dと冷却器5の壁部との間の寸法が変動することはなく、リアクトル1と冷却器5との間の熱抵抗を一定にすることができる。
特に、ケース2の筒形状の側面部2bと冷却器5の平面状の壁部との間では周方向に沿って離間せざるを得ず、離間距離の増大に伴う熱抵抗の増大をグリース3が介在することで熱抵抗の低減効果は大である。
図3は、この発明の実施の形態3の電力変換装置の要部を示す側断面図である。
この実施の形態では、冷却器5に搭載されたプリント配線板4と、プリント配線板4を覆ったカバー6との間に、実施の形態1のケース2が180度時計方向に回動して配置されている。カバー6は、熱伝導性の高い例えばアルミニウムで構成されている。
冷却器5に向かって延びた、リアクトル1の各端子1bは、各端子用穴4a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配線板4に固定されている。リアクトル1は、各端子用穴4aに個別に挿入された各端子1bを介してプリント配線板4に電気的に接続されている。プリント配線板4に対するリアクトル1の位置決めは、各端子1bを各端子用穴4aに挿入することにより行われている。
リアクトル1の反端子側の面部1aは、貫通穴2dに充填されたグリース3を介してカバー6と接続されている。
グリース3は、リアクトル1の上側のコーナ部とケース2の上側のコーナ部との間にも介在している。
他の構成は、実施の形態1の電力変換装置と同じである。
従って、ケース2内に収納されるリアクトル1の高さ寸法にバラツキが生じたとしても、そのバラツキは、上記空隙部で吸収され、リアクトル1の底面部1aとカバー6との間の寸法は変動することはなく、リアクトル1とカバー6との間の熱抵抗を一定にすることができる。
また、この実施の形態では、リアクトルと冷却器5とがカバー6を介して熱的に接続されており、プリント配線板4と冷却器5との間にリアクトル1を配置できないような電力変換装置の場合でも対処することができる。
例えば、ケース2の反端子側の面部2a、側面部2bに、各上記実施の形態の貫通穴よりも小さな貫通穴を複数設け、反端子側の面部2a、側面部2bを冷却器5またはカバー6にグリース3を介して当接させてもよい。
この場合には、リアクトル1は、反端子側の面部2a、側面部2bから主に放熱されるので、リアクトル1から冷却器5またはカバー6への放熱効率のさらなる向上を図ることができる。
例えば、ケース2のコーナ部とリアクトル1のコーナ部との間にはリアクトル1とケース2とを固定するために、樹脂製の接着剤を設け、貫通穴2dには接着剤よりも熱伝導率の良い放熱部材や、柔軟性及び電気絶縁性を持つ放熱シートを設けてもよい。
このように、放熱部材を2種類に分けて、固定と放熱の機能を別々に付与することで、リアクトル1とケース2を固定しつつ、リアクトル1から冷却器5またはカバー6への放熱効率の向上を図ることができる。
このように、貫通穴2dを設けなければ、貫通穴2dに充填されるグリース3の量が減少し、コスト低減を図ることができる。
材料や加工方法はアルミダイカスト成形に限定されず、例えば、リアクトルの重量や発熱量に応じて、他の金属材料を切削加工でケース2を形成してもよい。
また、冷却器5は、電磁誘導機器を冷却するものであればよく、冷却器5の代わりに例えばヒートシンクであってもよい。
また、上記実施の形態では車両に搭載された電力変換装置について説明したが、例えば船外機に搭載したものであってもよい。
Claims (13)
- プリント配線板と、
このプリント配線板と電気的に接続された電磁誘導機器と、
この電磁誘導機器を介して前記プリント配線板と対向して設けられ前記電磁誘導機器を冷却する冷却部と、
前記電磁誘導機器を収納し、開口部が前記プリント配線板側であって側面部の端面がプリント配線板に接続された断面コの字形状の熱伝導性及び電気絶縁性を有するケースと、を備えた電力変換装置であって、
前記ケース内の前記電磁誘導機器は、前記プリント配線板側で空隙部を有してケースの底面部に当接している電力変換装置。 - プリント配線板と、
このプリント配線板と電気的に接続された電磁誘導機器と、
この電磁誘導機器を介して前記プリント配線板と対向して設けられ前記電磁誘導機器を冷却する冷却部と、
前記電磁誘導機器を収納し、側面部の前記プリント配線板側の配線板側部位が前記プリント配線板に接続された断面コの字形状の熱伝導性及び電気絶縁性を有するケースと、を備えた電力変換装置であって、
前記ケース内の前記電磁誘導機器は、前記プリント配線板側で空隙部を有してケースの前記側面部の前記配線板側部位と反対側の反配線板側部位に当接している電力変換装置。 - プリント配線板と、
このプリント配線板と電気的に接続された電磁誘導機器と、
前記プリント配線板を介して前記電磁誘導機器と反対側に設けられ前記電磁誘導機器を冷却する冷却部と、
前記電磁誘導機器を収納し、開口部が前記プリント配線板側であって側面部の端面がプリント配線板に接続された断面コの字形状の熱伝導性及び電気絶縁性を有するケースと、
このケースの底面部と対向してケースを覆っているとともに前記冷却器と熱的に接続されたカバーと、を備えた電力変換装置であって、
前記ケース内の電磁誘導機器は、前記プリント配線板側で空隙部を有してケースの前記底面部に当接している電力変換装置。 - 前記ケースと前記冷却部との間には、放熱部材が介在している請求項1または2に記載の電力変換装置。
- 前記ケースと前記カバーとの間には、放熱部材が介在している請求項3に記載の電力変換装置。
- 前記ケースと前記電磁誘導機器との間に放熱部材が介在している請求項1〜3の何れか1項に記載の電力変換装置。
- 前記ケースには、前記電磁誘導機器と前記冷却部とを連通し、前記放熱部材が充填された貫通穴が形成されている請求項4または6に記載の電力変換装置。
- 前記ケースには、前記電磁誘導機器と前記カバーとを連通し、前記放熱部材が充填された貫通穴が形成されている請求項5に記載の電力変換装置。
- 前記放熱部材は、接着性を有するものである請求項4〜8の何れか1項に記載の電力変換装置。
- 前記放熱部材は、グリースである請求項9に記載の電力変換装置。
- 前記ケースは、樹脂で構成されている請求項1〜10の何れか1項に記載の電力変換装置。
- 前記樹脂は、PBT樹脂である請求項11に記載の電力変換装置。
- 前記電力変換装置は、車両用電力変換装置である請求項1〜12の何れか1項に記載の電力変換装置。
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