JP6972330B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、電力変換装置100は、内部に凹部21が形成される筐体20と、凹部21の開口21aを覆うように設けられる放熱板10とを有する。また、筐体20の凹部21には磁性部品30が設けられる。磁性部品30は、2本の固定バンド40によって放熱板10に固定される。また、放熱板10と筐体20との間には、樹脂によって形成される第一熱伝導材50が設けられる。第一熱伝導材50を形成する樹脂の熱伝導率は、空気の熱伝導率である0.02[W/m・K]以上であることが望ましい。例えば、第一熱伝導材50は、熱伝導率0.3[W/m・K]のエポキシ系の樹脂または熱伝導率0.15[W/m・K]のシリコン系の樹脂である。また、筐体20の凹部21には、固定バンド40に対応する位置にバンド収容溝22が形成される。バンド収容溝22の深さは、固定バンド40の厚みよりも深い。磁性部品30より下側に突出する固定バンド40の一部は、バンド収容溝22に収容される。また、電力変換装置100の外側には冷却装置150が設けられる。冷却装置150は、電力変換装置100に送風を行うファン151を有している。なお、冷却装置150は空冷のものに限らず、水冷のものであってもよい。また、図1では、電力変換装置100の放熱板10を効果的に冷却するように冷却装置150を配置しているが、冷却装置150の位置は、特にこの配置に限定されない。冷却装置150は、電力変換装置100の冷却したい箇所に自由に配置することができる。
また、固定バンド40は、ポリプロピレン、ナイロン系またはフッ素系の樹脂により形成される。また、固定バンド40は、金属製のバンドであってもよい。
なお、熱結合とは、上コア31または下コア32が、放熱板10または筐体20に直接接触すること、あるいは、上コア31または下コア32が、熱伝導率の良い部材を介して、放熱板10または筐体20に結合することをいう。上コア31または下コア32と放熱板10または筐体20との間に設けられる部材は、例えば、熱伝導率の良いシート、コンパウンドまたはグリスによって形成される。また、上コア31または下コア32が、部材を介さずに直接、放熱板10または筐体20に熱結合する場合は、直接接する部材の面に対して、ある平面度を規定し熱抵抗が大きくならないように考慮する必要がある。
また、磁性部品30の熱の一部は、放熱板10および第一熱伝導材50を介して、筐体20に伝達された後に、大気中に放熱される。従って、筐体20と放熱板10との間に第一熱伝導材50を設けることにより、電力変換装置100の放熱性能をより向上させることができる。
図7〜図13には、電力変換装置100の組み付け工程の変形例が示されている。なお、図7〜図13に記載されるA〜D工程およびステップS1〜S8は、図5に記載されるA〜D工程およびステップS1〜S8に対応する工程を示しており、同じ作業工程の説明は省略する。
具体的には、ステップS5に続くE工程のステップS6’およびステップS7’で、磁性部品30を筐体20の凹部21に収容する。そして、F工程に入り、ステップS8’で、凹部21の深さの一部まで第二熱伝導材52として樹脂を注入する。さらに次に、ステップS9’で、放熱板10と筐体20との間に第一熱伝導材50を注入する。
図8および図9に示すように、筐体20の凹部21の一部または全てに、第二熱伝導材52を注入して設けることにより、磁性部品30の冷却効率がより向上する。
これにより、放熱板10および磁性部品30を筐体20に組み付ける際の組立て寸法公差を、第三熱伝導材54の弾性にて吸収することが可能になる。
また、図14(b)に示すように、磁性部品30は、各々F字形状である上コア231および下コア232を有していてもよい。
また、図16に示すように、放熱板10には、固定バンド40が挿通するバンド挿通穴15が形成されてもよい。
また、図17に示すように、放熱板10には、上面と下面とを連通するバンド挿通穴16が形成されてもよい。バンド挿通穴16には固定バンド40が挿通する。
さらに、図18に示すように、放熱板10には、バンド挿通穴16およびバンド係合溝14の両方が形成されてもよい。
さらに、図19に示すように、放熱板10には、長方形状の凹状部分であるバンド係合溝17が形成されてもよい。図19(b)に示すように、放熱板10のバンド係合溝17にはバンド挿通穴16が連通する。
このように、放熱板10に、固定バンド40が係合するバンド係合溝14,17または、固定バンド40が挿通するバンド挿通穴15,16が形成されることによって、固定バンド40の位置決めが容易になり、電力変換装置100の組立ての効率が向上する。また、固定バンド40の位置が安定することにより、より確実に放熱板10と磁性部品30とを固定させることができる。
また、図22に示すように、放熱板10と巻線部33とを接続させる接続部材258は、L字形状に屈折した鋼板258aを有するものであってもよい。鋼板258aはボルト258bによって放熱板10に固定される。また、鋼板258aはボルト258cによって巻線部33に固定される。
また、図23に示す接続部材358も、同様に屈折した鋼板358aを有しており、鋼板358aはボルト258bによって放熱板10に固定され、ボルト258cによって巻線部33に固定される。
また、図24(b)に示すように、筐体20と下コア32および固定バンド40との間には、第五熱伝導材62である樹脂が塗布されて設けられていてもよい。
第四熱伝導材61および第五熱伝導材62は、シリコンコンパウンドまたはグリスである。第四熱伝導材61および第五熱伝導材62の厚みは、数ミクロンから数十ミクロンである。
第四熱伝導材61および第五熱伝導材62を設けることによって、電力変換装置100の放熱性能はより向上する。
具体的には、巻線部33には上コア31の突出部31a,31bおよび下コア32の突出部32a,32bが係合する一対のコア係合穴35が形成されている。図25(a)では、バンド取付穴34は長方形状である。4個のバンド取付穴34は巻線部33の短手方向におけるコア係合穴35の外側に設けられている。また、4個のバンド取付穴34は、図25(b)のように、巻線部33の長手方向におけるコア係合穴35の外側に設けられていてもよい。さらに、図25(c)に示すように、巻線部33には2個の長方形状のバンド取付穴34が設けられていてもよい。
また、図25(d)〜(f)に示すように、バンド取付穴34は、巻線部33の外周に形成される切り欠きであってもよい。
さらに、図25(g),(h)に示すように、バンド取付穴34は円形状であってもよい。
具体的には、図26(a),(b)に示すように、放熱板10に形成されるバンド挿通穴16は、4個の長方形状の穴であってもよい。また、図26(c)に示すように、放熱板10には、2個のバンド挿通穴16が形成されてもよい。
また、図26(d)〜(f)に示すように、バンド挿通穴16は、放熱板10の外周に形成される切り欠きであってもよい。
さらに、図26(g),(h)に示すように、バンド挿通穴16は円形状であってもよい。
また、この実施の形態では、2本の固定バンド40を用いて放熱板10と磁性部品30とを固定させているが、これに限定されず、固定バンド40の数は1本でも良く、また、放熱性能に影響のない範囲で3本以上であってもよい。
Claims (9)
- 凹部が形成されている筐体と、
前記筐体の前記凹部に収容される磁性部品と、
前記筐体の前記凹部の開口を覆うとともに、前記磁性部品に熱結合する放熱板と、
前記磁性部品および前記放熱板に巻き付けられて、前記磁性部品を前記放熱板に固定する固定バンドと、を備え、
前記固定バンドの少なくとも一部が、前記筐体の前記凹部に形成されたバンド収容溝に収容された、
電力変換装置。 - 前記筐体と前記放熱板との間には、樹脂によって形成される第一熱伝導材が設けられる、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記筐体と前記放熱板との間には、弾性を有するシート状の第三熱伝導材が設けられる、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記磁性部品は、
前記放熱板に熱結合する上コアと、
前記上コアに対向して設けられ、前記筐体に熱結合する下コアと、
前記上コアと前記下コアとの間に設けられる巻線部と、を有する、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記巻線部には、前記固定バンドが挿通可能なバンド取付穴が形成される、
請求項4に記載の電力変換装置。 - 前記放熱板には、前記固定バンドが係合可能なバンド係合溝、または、前記固定バンドが挿通可能なバンド挿通穴が形成される、
請求項4または5のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記筐体の前記凹部の少なくとも一部には、樹脂によって形成される第二熱伝導材が設けられる、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記磁性部品と前記放熱板との間には、樹脂によって形成される第四熱伝導材が設けられる、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記磁性部品と前記筐体との間には、樹脂によって形成される第五熱伝導材が設けられる、
請求項1〜8のいずれか一項に記載の電力変換装置。
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