JP7047400B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

この発明は、電力変換装置に関し、特に、発熱部品が収納される部品収納部を備えた電力変換装置に関する。

従来、発熱部品が収納される部品収納部を備えた電力変換装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載の無停電電源装置（電力変換装置）は、盤形状の筐体と、筐体の上面に設けられる冷却ファンと、冷却ファンよりも下方に位置する空間を第１の空間（部品収納部）と第２の空間（ダクト部）とに仕切り、冷却ファンにより発生する冷却風が第１の空間から第２の空間に通り抜ける開口部が設けられる仕切り板（仕切り板部材）と、を備えている。また、上記特許文献１に記載の無停電電源装置には、スイッチング素子を含む電気回路を備える半導体ユニット（発熱部品）が設けられている。半導体ユニットは、第１の空間に配置されており、冷却ファンにより発生される冷却風により冷却される。また、仕切り板の開口部には、半導体ユニットを冷却するための冷却風の風速を調整するスリット板が取り付けられている。

上記特許文献１に記載の無停電電源装置では、スリット板の開口率を調整することにより、半導体ユニットを冷却するための冷却風の風速が調整されている。また、上記特許文献１に記載の無停電電源装置では、スリット板の開口率は、スリット板の全面に多数形成されたスリットの数または大きさを変えることにより調整されている。

特開２０１６－１９３２４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された電力変換装置では、半導体ユニット（発熱部品）を適切に冷却する冷却風の風速（単位時間当たりの風量）を調整するために、仕切り板部材とは別個に、開口率を調整したスリット板を設ける必要がある。このため、上記特許文献１に記載された電力変換装置では、発熱部品を適切に冷却するために、スリット板を設ける分、部品点数が増加するとともに、装置構成が複雑化するという問題点がある。特に、発熱部品が複数ある場合は、発熱部品毎にスリット板を設ける必要があるため、部品点数が一層増加するとともに、装置構成が一層複雑化するという問題点がある。

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、この発明の１つの目的は、部品点数の増加および装置構成の複雑化を抑制しながら、発熱部品を適切に冷却することが可能な電力変換装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による電力変換装置は、発熱量が異なる複数の発熱部品が収納される部品収納部と、複数の発熱部品から発生する熱を部品収納部から排気するためのダクト部と、部品収納部とダクト部との間に設けられ、部品収納部とダクト部とを仕切るための仕切り板部材と、を備え、複数の発熱部品は、部品収納部に収納された際に、水平方向に並ぶように配置されており、仕切り板部材には、部品収納部とダクト部とを空間的に接続するとともに、複数の発熱部品の各々の異なる発熱量に対応する複数の異なる大きさの開口部の各々が複数の発熱部品の各々に対応する位置に水平方向に並ぶように設けられている。

この発明の一の局面による電力変換装置では、上記のように、発熱部品の発熱量に対応する大きさの開口部が設けられた仕切り板部材を備える。これにより、仕切り板部材に設けられた開口部の大きさが、発熱部品の発熱量に対応するように構成されているので、部品収納部からダクト部に流れる冷却風の風速（単位時間当たりの風量）を調整することができる。その結果、仕切り板部材とは別個に冷却風の風速を調整する部材を設けることなく、仕切り板部材に設けられた開口部のみにより、発熱部品を冷却する冷却風の風速を適切にすることができる。その結果、部品点数の増加および装置構成の複雑化を抑制しながら、発熱部品を適切に冷却することができる。また、仕切り板部材に設けられた開口部自体の大きさを調整することにより冷却風の風速を調整することができるので、スリット板に多数設けられたスリットの数および大きさを変える場合と比べて、比較的簡単な加工によって開口部の大きさを調整することができる。

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、発熱部品は、電力変換ユニットと、リアクトルとを含み、電力変換ユニットに対応する開口部の面積は、リアクトルに対応する開口部の面積と異なるように構成されている。このように構成すれば、電力変換ユニットに対応する開口部の面積とリアクトルに対応する開口部の面積とが異なっているので、一般的に発熱量の異なる電力変換ユニットおよびリアクトルを、それぞれ、発熱量に応じて適切に冷却することができる。

この場合、好ましくは、電力変換ユニットは、コンバータと、インバータと、を含み、コンバータは、第１スイッチング素子を含み、インバータは、第１スイッチング素子よりも発熱量が小さい第２スイッチング素子を含み、第２スイッチング素子に対応する開口部の面積は、第１スイッチング素子に対応する開口部の面積よりも小さくなるように構成されている。このように構成すれば、第２スイッチング素子に対応する開口部の面積は、第１スイッチング素子に対応する開口部の面積よりも小さいので、第１スイッチング素子、および、第１スイッチング素子よりも発熱量が小さい第２スイッチング素子を、それぞれ、発熱量に応じて適切に冷却することができる。

上記電力変換ユニットがインバータとコンバータとを含む構成において、好ましくは、リアクトルは、コンバータ用の第１リアクトルと、インバータ用の第２リアクトルと、を含み、第２リアクトルに対応する開口部の面積は、第１リアクトルに対応する開口部の面積よりも小さくなるように構成されている。このように構成すれば、コンバータ用の第１リアクトルおよびインバータ用の第２リアクトルの発熱量は、それぞれ、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子の発熱量に対応する。つまり、第２リアクトルの発熱量は、第１リアクトルの発熱量よりも小さい。これにより、第２リアクトルに対応する開口部の面積を、第１リアクトルに対応する開口部の面積よりも小さくすることによって、第１リアクトル、および、第１リアクトルよりも発熱量が小さい第２リアクトルを、それぞれ、発熱量に応じて適切に冷却することができる。

上記リアクトルが第１リアクトルおよび第２リアクトルを含む構成において、好ましくは、コンバータとインバータとは、部品収納部に収納された際に、水平方向に並んで配置され、第１スイッチング素子に対応する開口部と、第２スイッチング素子に対応する開口部とは、それぞれ、仕切り板部材において、コンバータとインバータとに対応する位置に水平方向に並ぶように設けられ、第１リアクトルと第２リアクトルとは、部品収納部に収納された際に、水平方向に並んで配置され、第１リアクトルに対応する開口部と、第２リアクトルに対応する開口部とは、それぞれ、仕切り板部材において、第１リアクトルと第２リアクトルとに対応する位置に水平方向に並ぶように設けられている。このように構成すれば、比較的発熱量が近い第１スイッチング素子および第２スイッチング素子に対応する開口部同士を、仕切り板部材において、水平方向に並べて配置させるとともに、比較的発熱量が近い第１リアクトルおよび第２リアクトルに対応する開口部同士を、仕切り板部材において、水平方向に並べて配置させることができる。その結果、仕切り板部材に開口部を設ける加工を比較的容易に行うことができる。

上記発熱部品が電力変換ユニットを含む構成において、好ましくは、電力変換ユニットは、コンバータと、インバータと、を含み、コンバータは、第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子から発生する熱を放熱するための第１放熱フィン部と、を含み、インバータは、第１スイッチング素子よりも発熱量が小さい第２スイッチング素子と、第２スイッチング素子から発生する熱を放熱するための第２放熱フィン部と、を含み、第１放熱フィン部および第２放熱フィン部は、部品収納部に収納された際に、開口部側から見て、水平方向が上下方向よりも短くなるように構成され、第１スイッチング素子に対応する開口部および第２スイッチング素子に対応する開口部は、それぞれ、第１放熱フィン部の形状に対応する形状および第２放熱フィン部の形状に対応する形状となるように形成されている。このように構成すれば、第１放熱フィン部と第１スイッチング素子に対応する開口部とが、共に、水平方向が上下方向よりも短くなるように形成されているので、第１放熱フィン部を含むコンバータが部品収納部に収納された際に、第１スイッチング素子に対応する開口部側から見て、第１放熱フィン部と第１スイッチング素子に対応する開口部とをオーバラップさせる（第１スイッチング素子に対応する開口部から第１放熱フィン部を露出させる）ことができる。また、第２放熱フィン部と第２スイッチング素子に対応する開口部とが、共に、水平方向が上下方向よりも短くなるように形成されているので、第２放熱フィン部を含むインバータが部品収納部に収納された際に、第２スイッチング素子に対応する開口部側から見て、第２放熱フィン部と第２スイッチング素子に対応する開口部とをオーバラップさせる（第２スイッチング素子に対応する開口部から第２放熱フィン部を露出させる）ことができる。これにより、部品収納部において第１放熱フィン部を冷却した冷却風および第２放熱フィン部を冷却した冷却風が、直線状に移動して、ダクト部に直線状に到達する。その結果、第１放熱フィン部を冷却した冷却風の流れおよび第２放熱フィン部を冷却した冷却風の流れが妨げられにくくなるので、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子の冷却を効率的に行うことができる。

上記発熱部品がリアクトルを含む構成において、好ましくは、リアクトルは、コア部と、コア部から少なくとも一部が露出するコイル部と、を有し、リアクトルに対応する開口部は、部品収納部に収納された際に、開口部側から見て、コイル部の露出する部分とオーバラップするように構成されている。このように構成すれば、リアクトルにおいて比較的高温になるコイル部の露出部分と、リアクトルに対応する開口部とが、部品収納部からダクト部に向かって直線状に並ぶので、部品収納部においてリアクトルを冷却した冷却風が、直線状に移動して、ダクト部に到達する。その結果、リアクトルを冷却した冷却風の流れが妨げられにくくなるので、リアクトルの冷却を効率的に行うことができる。

上記発熱部品がリアクトルを含む構成において、好ましくは、リアクトルとリアクトルに対応する開口部との間に設けられ、リアクトル側から開口部側に冷却風を導くための導風部材をさらに備える。このように構成すれば、リアクトルの絶縁距離を確保するために、リアクトルを仕切り板部材（開口部）から離間して配置した場合でも、リアクトルを冷却した冷却風を、導風部材により容易に開口部に導くことができる。

上記発熱部品が電力変換ユニットを含む構成において、好ましくは、電力変換ユニットの筐体は、部品収納部に収納された際に、仕切り板部材と接触するように構成されている。このように構成すれば、電力変換ユニットの筐体が仕切り板部材に接触する位置まで、電力変換ユニットを部品収納部に収納することにより、電力変換ユニットが仕切り板部材により位置決めされる。これにより、電力変換ユニットを部品収納部において位置決めするための部材を別個設けることなく、電力変換ユニットを部品収納部において位置決めすることができるので、部品点数が増加するのを抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、電力変換装置において、部品点数の増加および装置構成の複雑化を抑制しながら、発熱部品を適切に冷却することができる。

本発明の一実施形態による電力変換装置の全体構成を示す正面図である。 本発明の一実施形態による電力変換装置の前面扉を外した内部の様子を示す正面図である。 本発明の一実施形態による電力変換装置の側面カバーを外した内部の様子を示す側面図である。 本発明の一実施形態による電力変換装置の背面カバーを外した内部の様子を示す背面図である。 本発明の一実施形態による電力変換装置の仕切り板に設けられた排気口の様子を示す図である。 図２の２００－２００切断線に沿った断面図である。 図２の３００－３００切断線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による電力変換装置の部品収納部に電気機器を収納する様子を示す図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

図１～図８を参照して、本発明の一実施形態による電力変換装置１００の全体構成について説明する。なお、電力変換装置１００は、電力を変換するための装置であって、たとえば、データセンター等に設置される無停電電源装置（ＵＰＳ：Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ、または、ＰＣＳ：Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）である。

なお、本明細書では、筐体１０の左右方向、前後方向および上下方向を、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向とする。また、筐体１０の左方向、右方向、前方向（前面側）、後方向（背面側）、上方向（上側）および下方向（下側）を、それぞれ、Ｘ１方向、Ｘ２方向、Ｙ１方向、Ｙ２方向、Ｚ１方向およびＺ２方向、とする。

図１に示すように、電力変換装置１００は、キュービクル式の装置として構成されている。すなわち、箱形状を有する金属製の筐体１０を備える。筐体１０の内部には、電力変換ユニット２０、リアクトル３０等の電機機器類が収納されている。電力変換ユニット２０は、電力変換回路を構成するスイッチング素子２０ａ（図２参照）を含む。なお、電力変換ユニット２０およびリアクトル３０は、特許請求の範囲の「発熱部品」の一例である

図２に示すように、電力変換ユニット２０は、コンバータ２１と、インバータ２２と、を含む。また、リアクトル３０は、コンバータ２１用のリアクトル３１と、インバータ２２用のリアクトル３２と、を含む。なお、リアクトル３１およびリアクトル３２は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１リアクトル」および「第２リアクトル」の一例である。

電力変換ユニット２０は、スイッチング素子２０ａに加えて、スイッチング素子２０ａが取り付けられる放熱板２０ｂと、放熱板２０ｂに接続されスイッチング素子２０ａから発生する熱を放熱するための放熱フィン部２０ｃと、電力変換ユニット２０の各構成が収納される筐体２０ｄと、を含む。具体的には、コンバータ２１は、スイッチング素子２１ａと、放熱板２１ｂと、放熱フィン部２１ｃと、筐体２１ｄと、を含む。また、インバータ２２は、スイッチング素子２２ａと、放熱板２２ｂと、放熱フィン部２２ｃと、インバータ２２の各構成が収納される筐体２２ｄと、を含む。なお、スイッチング素子２１ａおよびスイッチング素子２２ａは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１スイッチング素子」および「第２スイッチング素子」の一例である。また、放熱フィン部２１ｃおよび放熱フィン部２２ｃは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１放熱フィン部」および「第２放熱フィン部」の一例である。

なお、筐体２０ｄは、図３に示すように、前面側（Ｙ１側）の面および背面側（Ｙ２側）の面が、筐体１０の前後方向（Ｙ方向）に通気可能に構成されている。具体的には、図６に示すように、筐体２１ｄの前面側（Ｙ１側）の面２１ｅおよび背面側（Ｙ２側）の面２１ｆには、開口部が形成されている。また、筐体２２ｄの前面側（Ｙ１側）の面２２ｅおよび背面側（Ｙ２側）の面２２ｆには、開口部が形成されている。

図２に示すように、リアクトル３０は、内部にコア（鉄芯）が収納されているコア部３０ａと、コアの棒状の部分に巻き付けられるように設けられたコイル部３０ｂと、筐体１０内に設けられた梁１２にコア部３０ａを固定するための取付脚３０ｃと、を含む。具体的には、リアクトル３１は、コア部３１ａと、コイル部３１ｂと、取付脚３１ｃと、を含む。また、リアクトル３２は、コア部３２ａと、コイル部３２ｂと、取付脚３２ｃと、を含む。なお、コイル部３０ｂは、コア部３０ａから一部が露出している。

なお、本実施形態では、インバータ２２に含まれるスイッチング素子２２ａの発熱量は、コンバータ２１に含まれるスイッチング素子２１ａの発熱量よりも小さく、かつ、リアクトル３２の発熱量は、リアクトル３１の発熱量よりも小さくなるように構成されている。すなわち、電力変換装置１００では、リアクトル３２、リアクトル３１、インバータ２２、コンバータ２１の順に発熱部品ＨＣとしての発熱量が大きくなるように構成されている。

図３に示すように、本実施形態では、電力変換装置１００は、電力変換ユニット２０およびリアクトル３０等の発熱部品ＨＣが収納される部品収納部５０と、発熱部品ＨＣから発生する熱を部品収納部５０から排気するためのダクト部６０と、を備えている。また、電力変換装置１００は、部品収納部５０とダクト部６０との間に設けられ、部品収納部５０とダクト部６０とを仕切るための仕切り板４０を備えている。なお、仕切り板４０は、特許請求の範囲の「仕切り板部材」の一例である。

具体的には、電力変換装置１００では、筐体１０の内部を、前面側（Ｙ１側）と背面側（Ｙ２側）とに仕切るように、仕切り板４０が設けられている。仕切り板４０は、図６および図７に示すように、上下方向（Ｚ方向）から見て、Ｕ字形状に折り曲げられた形状を有しているとともに、図３に示すように、上下方向（Ｚ方向）に延びるように配置されている。そして、仕切り板４０の前面側（Ｙ１側）には、発熱部品ＨＣを含む電機機器等が収納されるための部品収納部５０としての空間が形成されている。また、仕切り板４０の背面側（Ｙ２側）には、上下方向（Ｚ方向）に延びるダクト部６０が形成されている。仕切り板４０には、部品収納部５０とダクト部６０とを空間的に接続するための排気口４１が設けられている。なお、排気口４１は、特許請求の範囲の「開口部」の一例である。

ここで、電力変換装置１００では、部品収納部５０の前面側（Ｙ１側）には、作業者が部品収納部５０に収納された電気機器等にアクセス可能なように、開閉可能な前面扉１１が設けられている。前面扉１１は、筐体１０の外部と部品収納部５０との間で通気可能に構成された開口領域１１ａを含む。開口領域１１ａには、たとえば、パンチングメタルや金網などからなる複数の通気孔が形成されている。

また、電力変換装置１００では、ダクト部６０の上部には、筐体１０の内部を外部に対して負圧にさせるためのファン８０が設けられている。ファン８０を駆動させることにより、筐体１０の外部の空気を、通気可能に構成された開口領域１１ａから部品収納部５０に取り込むことができる。そして、部品収納部５０に取り込まれた空気は、発熱部品ＨＣを含む電機機器等を冷却しながら、排気口４１を通ってダクト部６０に到達する。ダクト部６０に到達した空気は、ファン８０により、筐体１０の外部へ排気される。

ここで、本実施形態では、排気口４１は、発熱部品ＨＣの発熱量に対応する大きさを有している。詳細には、排気口４１は、複数の発熱部品ＨＣの発熱量に対応するように発熱部品ＨＣ毎に大きさを異ならせるように複数設けられている。

具体的には、図４に示すように、仕切り板４０には、コンバータ２１に含まれるスイッチング素子２１ａ、インバータ２２に含まれるスイッチング素子２２ａ、リアクトル３１およびリアクトル３２に、それぞれ対応するように、排気口４１ａ、排気口４１ｂ、排気口４１ｃおよび排気口４１ｄが設けられている。そして、複数の排気口４１は、排気口４１ａ、排気口４１ｂ、排気口４１ｃ、排気口４１ｄの順に面積が大きくなるように構成されている。

より具体的には、図５に示すように、排気口４１ａおよび４１ｂは、上下方向（Ｚ方向）に長さＨ１を有し、排気口４１ｃおよび４１ｄは、上下方向（Ｚ方向）に長さＨ１よりも小さい長さＨ２を有する。排気口４１ａおよび４１ｂは、それぞれ、左右方向（Ｘ方向）に、長さＬａ、および、長さＬａよりも小さい長さＬｂを有する。排気口４１ｃおよび排気口４１ｄは、それぞれ、左右方向（Ｘ方向）に、長さＬｃ、および、長さＬｃよりも小さい長さＬｄを有する。排気口４１ａの面積Ｓａ（長さＨ１×長さＬａ）は、排気口４１ｂの面積Ｓｂ（長さＨ１×長さＬｂ）よりも大きい。排気口４１ｃの面積Ｓｃ（長さＨ２×長さＬｃ）は、排気口４１ｄの面積Ｓｄ（長さＨ２×長さＬｄ）よりも大きい。排気口４１ｂの面積Ｓｂは、排気口４１ｃの面積Ｓｃよりも大きい。すなわち、排気口４１ｄの面積Ｓｄ、排気口４１ｃの面積Ｓｃ、排気口４１ｂの面積Ｓｂ、排気口４１ａの面積Ｓａの順に大きくなる。

また、本実施形態では、図２に示すように、コンバータ２１とインバータ２２とは、部品収納部５０に収納された際に、左右方向（Ｘ方向）に並んで配置されるとともに、リアクトル３１とリアクトル３２とは、部品収納部５０に収納された際に、左右方向（Ｘ方向）に並んで配置されるように構成されている。したがって、図４に示すように、排気口４１ａと排気口４１ｂとは、左右方向（Ｘ方向）に並ぶように設けられているとともに、排気口４１ｃと排気口４１ｄとは、左右方向（Ｘ方向）に並ぶように設けられている。

また、本実施形態では、放熱フィン部２０ｃは、図２に示すように、スイッチング素子２０ａが取り付けられた放熱板２０ｂに設けられるとともに、図４に示すように、部品収納部５０に収納された際に、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、左右方向（Ｘ方向）が上下方向（Ｚ方向）よりも短くなるように構成されている。そして、スイッチング素子２０ａに対応する排気口４１ａおよび４１ｂは、放熱フィン部２０ｃ（２１ｃおよび２２ｃ）の形状に対応する形状となるように、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、左右方向（Ｘ方向）が上下方向（Ｚ方向）よりも短くなるように形成されている。具体的には、図５に示すように、排気口４１ａおよび４１ｂの左右方向（Ｘ方向）の長さＬａおよびＬｂは、排気口４１ａおよび４１ｂの上下方向（Ｚ方向）の長さＨ１よりも長くなるように形成されている。なお、電力変換装置１００では、図４示すように、排気口４１ａおよび４１ｂは、それぞれ、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、放熱フィン部２１ｃおよび２２ｃとオーバラップするように構成されている。具体的には、排気口４１ａおよび４１ｂから、それぞれ、放熱フィン部２１ｃおよび２２ｃが露出している。

また、本実施形態では、リアクトル３０に対応する排気口４１は、部品収納部５０に収納された際に、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、コイル部３２ｂの露出する部分とオーバラップするように構成されている。具体的には、排気口４１ｃは、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、コア部３１ａから露出するコイル部３１ｂの部分が、オーバラップするとともに、排気口４１ｄは、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、コア部３２ａから露出するコイル部３２ｂの部分がオーバラップするように構成されている。

図７に示すように、本実施形態では、リアクトル３０と、リアクトル３０に対応する排気口４１（４１ｃ、４１ｄ）との間に設けられ、リアクトル３０側から排気口４１（４１ｃ、４１ｄ）側に冷却風を導くための導風部材９０が設けられている。具体的には、仕切り板４０と、リアクトル３０（３１、３２）とは、前後方向（Ｙ方向）に離間して配置されている。仕切り板４０の部品収納部５０側（Ｙ１側）において、リアクトル３０（３１、３２）に対応する排気口４１（４１ｃ、４１ｄ）の近傍には、導風部材９０が設けられている。導風部材９０は、リアクトル３０（３１、３２）における放熱部分であるコイル部３０ｂ（３１ｂ、３２ｂ）の近傍を通過する冷却風を排気口４１（４１ｃ、４１ｄ）へ導くようにＹ軸に対して傾斜させて配置されている。また、上側（Ｚ１側）から見て、導風部材９０は、排気口４１ｃ（排気口４１ｄ）の両側（Ｘ１側およびＸ２側）に設けられている。また、排気口４１ｃおよび４１ｄの両側に設けられる導風部材９０は、Ｙ１側からＹ２側（冷却風が移動する上流側から下流側）に向かって、互いの間隔が徐々に小さくなるように配置されている。また、導風部材９０は、厚紙等の紙部材により構成されている。

図６に示すように、本実施形態では、電力変換ユニット２０の筐体２０ｄは、部品収納部５０に収納された際に、仕切り板４０と接触するように構成されている。具体的には、図８に示すように、前面扉１１が開かれた状態において、電力変換ユニット２０のスイッチング素子２０ａ等を収納した筐体２０ｄを、筐体１０の前側（Ｙ１側）から部品収納部５０に入れる。そして、部品収納部５０において、筐体２０ｄ（２１ｄ、２２ｄ）を、筐体２０ｄのダクト部６０側（Ｙ２側）の面２１ｅ、２２ｅが仕切り板４０の部品収納部５０側（Ｙ１側）の面４２に接触するまで筐体１０の背面側（Ｙ２側）にスライドさせる。これにより、電力変換ユニット２０は、部品収納部５０において、仕切り板４０の面４２と接触することにより位置決めされる。

なお、図６および図７に示すように、電力変換装置１００では、部品収納部５０において、電力変換ユニット２０およびリアクトル３０等の電気機器を支えるための複数の梁１２が設けられている。梁１２は、筐体１０の左右方向（Ｘ方向）に延びるように設けられている。電力変換装置１００では、リアクトル３０は、上側（Ｚ１側）および下側（Ｚ２側）の取付脚３０ｃにより、それぞれ、上側（Ｚ１側）および下側（Ｚ２側）の梁１２に接触して固定されている。これにより、リアクトル３０が筐体１０に対して固定されるとともに、リアクトル３０が筐体１０における上下方向（Ｚ軸方向）の強度を向上させることが可能である。

（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、電力変換装置１００は、発熱部品ＨＣの発熱量に対応する大きさの排気口４１が設けられた仕切り板４０を備える。これにより、仕切り板４０に設けられた排気口４１の大きさが、発熱部品ＨＣの発熱量に対応するように構成されているので、仕切り板４０とは別個に冷却風の風速を調整する部材を設けることなく、仕切り板４０に設けられた排気口４１のみにより、発熱部品ＨＣを冷却する冷却風の風速を適切にすることができる。その結果、部品点数の増加および装置構成の複雑化を抑制しながら、発熱部品ＨＣを適切に冷却することができる。また、仕切り板４０に設けられた排気口４１自体の大きさを調整することにより冷却風の風速を調整することができるので、スリット板に多数設けられたスリットの数および大きさを変える場合と比べて、比較的簡単な加工によって排気口４１の大きさを調整することができる。

また、本実施形態では、上記のように、発熱部品ＨＣは、電力変換ユニット２０と、リアクトル３０とを含み、電力変換ユニット２０に対応する排気口４１（４１ａ、４１ｂ）の面積を、リアクトル３０に対応する排気口４１（４１ｃ、４１ｄ）の面積と異なるように構成する。これにより、電力変換ユニット２０に対応する排気口４１（４１ａ、４１ｂ）の面積とリアクトル３０に対応する排気口４１（４１ｃ、４１ｄ）の面積とが異なっているので、発熱量の異なる電力変換ユニット２０およびリアクトル３０を、それぞれ、発熱量に応じて適切に冷却することができる。

また、本実施形態では、上記のように、電力変換ユニット２０は、コンバータ２１と、インバータ２２と、を含み、コンバータ２１は、スイッチング素子２１ａを含み、インバータ２２は、スイッチング素子２１ａよりも発熱量が小さいスイッチング素子２２ａを含み、スイッチング素子２２ａに対応する排気口４１ｂの面積を、スイッチング素子２１ａに対応する排気口４１ａの面積よりも小さくなるように構成する。これにより、スイッチング素子２２ａに対応する排気口４１ｂの面積は、スイッチング素子２１ａに対応する排気口４１ａの面積よりも小さいので、スイッチング素子２１ａ、および、スイッチング素子２１ａよりも発熱量が小さいスイッチング素子２２ａを、それぞれ、発熱量に応じて適切に冷却することができる。

また、本実施形態では、上記のように、リアクトル３０は、コンバータ２１用のリアクトル３１と、インバータ２２用のリアクトル３２と、を含み、リアクトル３２に対応する排気口４１ｄの面積を、リアクトル３１に対応する排気口４１ｃの面積よりも小さくなるように構成する。これにより、コンバータ２１用のリアクトル３１およびインバータ２２用のリアクトル３２の発熱量は、それぞれ、スイッチング素子２１ａおよびスイッチング素子２２ａの発熱量に対応する。つまり、リアクトル３２の発熱量は、リアクトル３１の発熱量よりも小さい。これにより、リアクトル３２に対応する排気口４１ｄの面積を、リアクトル３１に対応する排気口４１ｃの面積よりも小さくすることによって、リアクトル３１、および、リアクトル３１よりも発熱量が小さいリアクトル３２を、それぞれ、発熱量に応じて適切に冷却することができる。

また、本実施形態では、上記のように、コンバータ２１とインバータ２２とを、部品収納部５０に収納された際に、左右方向（Ｘ方向）に並んで配置させ、スイッチング素子２１ａに対応する排気口４１ａと、スイッチング素子２２ａに対応する排気口４１ｂとを、それぞれ、仕切り板４０において、コンバータ２１とインバータ２２とに対応する位置に左右方向（Ｘ方向）に並ぶように設け、リアクトル３１とリアクトル３２とを、部品収納部５０に収納された際に、左右方向（Ｘ方向）に並んで配置させ、リアクトル３１に対応する排気口４１ｃと、リアクトル３２に対応する排気口４１ｄとを、それぞれ、仕切り板４０において、リアクトル３１とリアクトル３２とに対応する位置に左右方向（Ｘ方向）に並ぶように設ける。これにより、比較的発熱量が近いスイッチング素子２１ａおよびスイッチング素子２２ａに対応する排気口４１同士を、仕切り板４０において、水平方向（Ｘ方向）に並べて配置させるとともに、比較的発熱量が近いリアクトル３１およびリアクトル３２に対応する排気口４１同士を、仕切り板４０において、水平方向（Ｘ方向）に並べて配置させることができる。その結果、仕切り板４０に排気口４１を設ける加工を比較的容易に行うことができる。

また、本実施形態では、上記のように、電力変換ユニット２０は、コンバータ２１と、インバータ２２と、を含み、コンバータ２１は、スイッチング素子２１ａと、スイッチング素子２１ａから発生する熱を放熱するための放熱フィン部２１ｃと、を含み、インバータ２２は、スイッチング素子２１ａよりも発熱量が小さいスイッチング素子２２ａと、スイッチング素子２２ａから発生する熱を放熱するための放熱フィン部２２ｃと、を含み、放熱フィン部２１ｃおよび放熱フィン部２２ｃを、部品収納部５０に収納された際に、排気口４１（４１ａ、４１ｂ）側から見て、左右方向（Ｘ方向）が上下方向（Ｚ方向）よりも短くなるように構成させ、スイッチング素子２１ａに対応する排気口４１ａおよびスイッチング素子２２ａに対応する排気口４１ｂを、それぞれ、放熱フィン部２１ｃの形状に対応する形状および放熱フィン部２２ｃの形状に対応する形状となるように形成させる。これにより、放熱フィン部２１ｃと放熱フィン部２１ｃに対応する排気口４１ａとが、共に、左右方向（Ｘ方向）が上下方向（Ｚ方向）よりも短くなるように形成されているので、放熱フィン部２１ｃを含むコンバータ２１が部品収納部５０に収納された際に、放熱フィン部２１ｃに対応する排気口４１ａ側から見て、放熱フィン部２１ｃとスイッチング素子２１ａに対応する排気口４１ａとをオーバラップさせる（スイッチング素子２１ａに対応する排気口４１ａから放熱フィン部２１ｃを露出させる）ことができる。また、放熱フィン部２２ｃとスイッチング素子２２ａに対応する排気口４１ｂとが、共に、左右方向（Ｘ方向）が上下方向（Ｚ方向）よりも短くなるように形成されているので、放熱フィン部２２ｃを含むインバータ２２が部品収納部に収納された際に、スイッチング素子２２ａに対応する排気口４１ｂ側から見て、放熱フィン部２２ｃとスイッチング素子２２ａに対応する排気口４１ｂとをオーバラップさせる（スイッチング素子２２ａに対応する排気口４１ｂから放熱フィン部２２ｃを露出させる）ことができる。これにより、部品収納部５０において放熱フィン部２１ｃを冷却した冷却風および放熱フィン部２２ｃを冷却した冷却風が、直線状に移動して、ダクト部６０に直線状に到達する。その結果、放熱フィン部２１ｃを冷却した冷却風の流れおよび放熱フィン部２２ｃを冷却した冷却風の流れが妨げられにくくなるので、スイッチング素子２１ａおよびスイッチング素子２２ａの冷却を効率的に行うことができる。

また、本実施形態では、上記のように、リアクトル３０は、コア部３０ａと、コア部３０ａから一部が露出するコイル部３０ｂと、を有し、リアクトル３０に対応する排気口４１（４１ｃ、４１ｄ）を、部品収納部５０に収納された際に、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、コイル部３０ｂの露出する部分とオーバラップするように構成する。これにより、リアクトル３０において比較的高温になるコイル部３０ｂの露出部分と、リアクトル３０に対応する排気口４１（４１ｃ、４１ｄ）とが、部品収納部５０からダクト部６０に向かって直線状に並ぶので、部品収納部５０においてリアクトル３０を冷却した冷却風が、直線状に移動して、ダクト部６０に到達する。その結果、リアクトル３０を冷却した冷却風の流れが妨げられにくくなるので、リアクトル３０の冷却を効率的に行うことができる。

また、本実施形態では、上記のように、電力変換装置１００は、リアクトル３０とリアクトル３０に対応する排気口４１（４１ｃ、４１ｄ）との間に設けられ、リアクトル３０側から排気口４１（４１ｃ、４１ｄ）側に冷却風を導くための導風部材９０を備える。これにより、リアクトル３０の絶縁距離を確保するために、リアクトル３０を仕切り板４０（排気口４１）から離間して配置した場合でも、リアクトル３０を冷却した冷却風を、導風部材９０により容易に排気口４１（４１ｃ、４１ｄ）に導くことができる。

また、本実施形態では、上記のように、電力変換ユニット２０の筐体２０ｄを、部品収納部５０に収納された際に、仕切り板４０と接触するように構成する。これにより、電力変換ユニット２０の筐体２０ｄが仕切り板４０に接触する位置まで、電力変換ユニット２０を部品収納部５０に収納することにより、電力変換ユニット２０が仕切り板４０により位置決めされる。これにより、電力変換ユニット２０を部品収納部５０において位置決めするための部材を別個設けることなく、電力変換ユニット２０を部品収納部５０において位置決めすることができるので、部品点数が増加するのを抑制することができる。

[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、スイッチング素子２０ａの発熱量と、リアクトル３０の発熱量とを異なるように構成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スイッチング素子２０ａの発熱量と、リアクトル３０の発熱量とが等しくなるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、インバータ２２に含まれるスイッチング素子２２ａの発熱量を、コンバータ２１に含まれるスイッチング素子２１ａの発熱量よりも小さく、かつ、インバータ２２用のリアクトル３２の発熱量を、コンバータ２１用のリアクトル３１の発熱量よりも小さくなるように構成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、インバータ２２に含まれるスイッチング素子２２ａの発熱量を、コンバータ２１に含まれるスイッチング素子２１ａの発熱量よりも大きくしてもよいし、スイッチング素子２１ａの発熱量と等しくしてもよい。それに伴って、インバータ２２用のリアクトル３２の発熱量を、コンバータ２１用のリアクトル３１の発熱量よりも大きくしてもよいし、リアクトル３２の発熱量と等しくしてもよい。

また、上記実施形態では、コンバータ２１とインバータ２２とが別個に設けられ、仕切り板４０が、コンバータ２１に含まれるスイッチング素子２１ａに対応する排気口４１ａと、インバータ２２に含まれるスイッチング素子２２ａに対応する排気口４１ｂとを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スイッチング素子２１ａおよび２２ａの両方に対応する１つの排気口４１を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、コンバータ２１用のリアクトル３１とインバータ２２用のリアクトル３２とが別個に設けられ、仕切り板４０が、リアクトル３１に対応する排気口４１ｃと、リアクトル３２に対応する排気口４１ｄとを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、リアクトル３１および３２の両方に対応する１つの排気口４１を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、部品収納部５０に収納される発熱部品ＨＣとして、電力変換ユニット２０およびリアクトル３０を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、発熱部品が、電力変換ユニット２０のみであってもよい。

また、上記実施形態では、コンバータ２１とインバータ２２とを、部品収納部５０に収納された際に、左右方向（Ｘ方向）に並んで配置されるとともに、リアクトル３１とリアクトル３２とを、部品収納部５０に収納された際に、左右方向（Ｘ方向）に並んで配置されるように構成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、コンバータ２１とインバータ２２とを、部品収納部５０に収納された際に、前後方向（Ｙ方向）または上下方向（Ｚ方向）にずらすことにより左右方向（Ｘ方向）に並ばないように配置してもよい。同様に、リアクトル３１とリアクトル３２とを、部品収納部５０に収納された際に、前後方向（Ｙ方向）または上下方向（Ｚ方向）にずらすことにより左右方向（Ｘ方向）に並ばないように配置してもよい。

また、上記実施形態では、電力変換ユニット２０を、スイッチング素子２０ａに加えて、放熱板２０ｂと、放熱フィン部２０ｃと、筐体２０ｄと、を含むように構成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スイッチング素子２０ａ以外の構成は、省略してもよい。なお、放熱フィン部２０ｃを省略する場合、排気口４１側から見て、スイッチング素子２０ａと、排気口４１とがオーバラップするように構成してもよい。

また、上記実施形態では、放熱フィン部２０ｃを、部品収納部５０に収納された際に、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、左右方向（Ｘ方向）が上下方向（Ｚ方向）よりも短くなるように構成させるとともに、スイッチング素子２０ａに対応する排気口４１ａおよび４１ｂを、放熱フィン部２０ｃの形状に対応するように、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、左右方向（Ｘ方向）が上下方向（Ｚ方向）よりも短くなるように形成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、放熱フィン部２０ｃを、部品収納部５０に収納された際に、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、左右方向（Ｘ方向）が上下方向（Ｚ方向）よりも長くなるように構成するとともに、スイッチング素子２０ａに対応する排気口４１ａおよび４１ｂを、放熱フィン部２０ｃの形状に対応するように、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、左右方向（Ｘ方向）が上下方向（Ｚ方向）よりも長くなるように形成してもよい。また、放熱フィン部２０ｃを、部品収納部５０に収納された際に、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、左右方向（Ｘ方向）の長さおよび上下方向（Ｚ方向）の長さが等しくなるように構成するとともに、スイッチング素子２０ａに対応する排気口４１ａおよび４１ｂを、放熱フィン部２０ｃの形状に対応するように、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、左右方向（Ｘ方向）の長さおよび上下方向（Ｚ方向）の長さが等しくなるように構成してもよい。また、放熱フィン部２０ｃと、スイッチング素子２０ａに対応する排気口４１ａおよび４１ｂとの形状を対応させないように構成してもよい。

また、上記実施形態では、リアクトル３０に対応する排気口４１を、部品収納部５０に収納された際に、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、コイル部３２ｂの露出する部分とオーバラップするように構成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、リアクトル３０に対応する排気口４１を、部品収納部５０に収納された際に、排気口４１側（Ｙ２側）から見て、コイル部３２ｂの露出する部分とオーバラップしないように構成してもよい。その場合、導風部材９０の傾斜を、コイル部３０ｂの近傍を通過する冷却風を排気口４１へ導くように調整するのが好ましい。

また、上記実施形態では、電力変換ユニット２０の筐体２０ｄを、部品収納部５０に収納された際に、仕切り板４０と接触するように構成させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電力変換ユニット２０の筐体２０ｄを、部品収納部５０に収納された際に、仕切り板４０と接触させないように構成してもよい。その場合、電力変換ユニット２０を部品収納部５０において位置決めするための部品を設けることが好ましい。

また、上記実施形態では、仕切り板４０を上下方向（Ｚ方向）から見て、Ｕ字形状に折り曲げられた形状を有するように構成された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、仕切り板４０は、部品収納部５０とダクト部６０とを仕切ることが可能であれば、どのような形状を有してもよい。

２０ 電力変換ユニット
２０ｄ（２１ｄ、２２ｄ） 筐体
２１ コンバータ
２１ａ スイッチング素子（第１スイッチング素子）
２１ｃ 放熱フィン部（第１放熱フィン部）
２２ インバータ
２２ａ スイッチング素子（第２スイッチング素子）
２２ｃ 放熱フィン部（第２放熱フィン部）
３０ リアクトル
３０ａ（３１ａ、３２ａ） コア部
３０ｂ（３１ｂ、３２ｂ） コイル部
３１ リアクトル（第１リアクトル）
３２ リアクトル（第２リアクトル）
４０ 仕切り板（仕切り板部材）
４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ） 排気口（開口部）
５０ 部品収納部
６０ ダクト部
９０ 導風部材
１００ 電力変換装置
ＨＣ 発熱部品

Claims (9)

1. 発熱量が異なる複数の発熱部品が収納される部品収納部と、
   前記複数の発熱部品から発生する熱を前記部品収納部から排気するためのダクト部と、
   前記部品収納部と前記ダクト部との間に設けられ、前記部品収納部と前記ダクト部とを仕切るための仕切り板部材と、
   を備え、
   前記複数の発熱部品は、前記部品収納部に収納された際に、水平方向に並ぶように配置されており、
   前記仕切り板部材には、前記部品収納部と前記ダクト部とを空間的に接続するとともに、前記複数の発熱部品の各々の異なる発熱量に対応する複数の異なる大きさの開口部の各々が前記複数の発熱部品の各々に対応する位置に水平方向に並ぶように設けられている、電力変換装置。
2. 前記発熱部品は、電力変換ユニットと、リアクトルと、を含み、
   前記電力変換ユニットに対応する前記開口部の面積は、前記リアクトルに対応する前記開口部の面積と異なるように構成されている、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記電力変換ユニットは、コンバータと、インバータと、を含み、
   前記コンバータは、第１スイッチング素子を含み、
   前記インバータは、前記第１スイッチング素子よりも発熱量が小さい第２スイッチング素子を含み、
   前記第２スイッチング素子に対応する前記開口部の面積は、前記第１スイッチング素子に対応する前記開口部の面積よりも小さくなるように構成されている、請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記リアクトルは、前記コンバータ用の第１リアクトルと、前記インバータ用の第２リアクトルと、を含み、
   前記第２リアクトルに対応する前記開口部の面積は、前記第１リアクトルに対応する前記開口部の面積よりも小さくなるように構成されている、請求項３に記載の電力変換装置。
5. 前記コンバータと前記インバータとは、前記部品収納部に収納された際に、水平方向に並んで配置され、
   前記第１スイッチング素子に対応する前記開口部と、前記第２スイッチング素子に対応する前記開口部とは、それぞれ、前記仕切り板部材において、前記コンバータと前記インバータとに対応する位置に水平方向に並ぶように設けられ、
   前記第１リアクトルと前記第２リアクトルとは、前記部品収納部に収納された際に、水平方向に並んで配置され、
   前記第１リアクトルに対応する前記開口部と、前記第２リアクトルに対応する前記開口部とは、それぞれ、前記仕切り板部材において、前記第１リアクトルと前記第２リアクトルとに対応する位置に水平方向に並ぶように設けられている、請求項４に記載の電力変換装置。
6. 前記電力変換ユニットは、コンバータと、インバータと、を含み、
   前記コンバータは、第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子から発生する熱を放熱するための第１放熱フィン部と、を含み、
   前記インバータは、前記第１スイッチング素子よりも発熱量が小さい第２スイッチング素子と、前記第２スイッチング素子から発生する熱を放熱するための第２放熱フィン部と、を含み、
   前記第１放熱フィン部および前記第２放熱フィン部は、前記部品収納部に収納された際に、前記開口部側から見て、水平方向が上下方向よりも短くなるように構成され、
   前記第１スイッチング素子に対応する前記開口部および前記第２スイッチング素子に対応する前記開口部は、それぞれ、前記第１放熱フィン部の形状に対応する形状および前記第２放熱フィン部の形状に対応する形状となるように形成されている、請求項２～５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
7. 前記リアクトルは、コア部と、前記コア部から少なくとも一部が露出するコイル部と、を有し、
   前記リアクトルに対応する前記開口部は、前記部品収納部に収納された際に、前記開口部側から見て、前記コイル部の露出する部分とオーバラップするように構成されている、請求項２～６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
8. 前記リアクトルと前記リアクトルに対応する前記開口部との間に設けられ、前記リアクトル側から前記開口部側に冷却風を導くための導風部材をさらに備える、請求項２～７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
9. 前記電力変換ユニットの筐体は、前記部品収納部に収納された際に、前記仕切り板部材と接触するように構成されている、請求項２～８のいずれか１項に記載の電力変換装置。

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