JPH07221232A - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
- Publication number
- JPH07221232A JPH07221232A JP6009089A JP908994A JPH07221232A JP H07221232 A JPH07221232 A JP H07221232A JP 6009089 A JP6009089 A JP 6009089A JP 908994 A JP908994 A JP 908994A JP H07221232 A JPH07221232 A JP H07221232A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat exchanger
- case
- air
- cooling water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】ケース４内に熱交換器１２と内部冷却ファン１
７を設けて、内部空気の熱を熱交換器１２を介して外部
に輸送する熱伝達経路２０を設ける。 【効果】ケースの内部空気の温度上昇を防止することが
できる。
７を設けて、内部空気の熱を熱交換器１２を介して外部
に輸送する熱伝達経路２０を設ける。 【効果】ケースの内部空気の温度上昇を防止することが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインバータの冷却装置に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】インバータ装置は、電源部，スイッチン
グを行うパワー素子，制御用の電子回路基板などの部品
から成り、これらをケースで覆っている。ケース内のこ
れら部品が外気と遮断されている場合、密閉構造とい
う。通常のインバータ装置は、ケースにスリットがきら
れており、スリットの近くに冷却ファンを設けて外気を
内部に導入して各部品を冷却する開放構造である。電気
自動車等の車両のモータ駆動に用いられるインバータ
は、密閉構造にしなければならない場合が多いため、発
熱量の多いパワー素子などについては、ヒートシンクに
熱をにがす構造を採用している。しかし、密閉構造であ
るため外気を導入することができず、内部の空気温度が
上昇し、電源部に用いられているコンデンサや電子回路
基板に取り付けられている電子部品の信頼性が低下する
問題がある。
グを行うパワー素子，制御用の電子回路基板などの部品
から成り、これらをケースで覆っている。ケース内のこ
れら部品が外気と遮断されている場合、密閉構造とい
う。通常のインバータ装置は、ケースにスリットがきら
れており、スリットの近くに冷却ファンを設けて外気を
内部に導入して各部品を冷却する開放構造である。電気
自動車等の車両のモータ駆動に用いられるインバータ
は、密閉構造にしなければならない場合が多いため、発
熱量の多いパワー素子などについては、ヒートシンクに
熱をにがす構造を採用している。しかし、密閉構造であ
るため外気を導入することができず、内部の空気温度が
上昇し、電源部に用いられているコンデンサや電子回路
基板に取り付けられている電子部品の信頼性が低下する
問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、密閉
構造のインバータ装置において、ケースの内部空気の温
度上昇を防止することにある。
構造のインバータ装置において、ケースの内部空気の温
度上昇を防止することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】密閉構造内の空気温度上
昇を防止するためには、密閉構造内部の熱を外部に輸送
することによって実現される。そこで、密閉構造内に熱
交換器を設けて冷却水を流すことにより、内部の熱を冷
却水によって外部に輸送することができる。熱交換器と
してヒートパイプを用いることもできる。
昇を防止するためには、密閉構造内部の熱を外部に輸送
することによって実現される。そこで、密閉構造内に熱
交換器を設けて冷却水を流すことにより、内部の熱を冷
却水によって外部に輸送することができる。熱交換器と
してヒートパイプを用いることもできる。
【０００５】
【作用】ケース内部に設けた熱交換器の構造は、冷却水
パイプの外表面にフィンが設けられており、またフィン
と内部空気の伝熱性能を高めるために冷却ファンが設け
られている。冷却水パイプには冷却水が流れている。ケ
ース内部に設けた熱交換器のフィン部分に冷却ファンで
冷却風を送ると、熱交換器入口の内部空気は、温度をさ
げられて電源部や電子回路基板に送られる。そして、電
源部や電子回路基板から熱を受けて再び熱交換器入口に
戻ってくる。この間に、ケースを介して内部の熱が外気
にも伝達される。ケースを介して放熱される熱量があま
り期待出来ない場合には、熱交換器を大きくして熱交換
器を介して放熱される熱量を多くなるようにする。逆の
場合には、熱交換器は小さくできる。
パイプの外表面にフィンが設けられており、またフィン
と内部空気の伝熱性能を高めるために冷却ファンが設け
られている。冷却水パイプには冷却水が流れている。ケ
ース内部に設けた熱交換器のフィン部分に冷却ファンで
冷却風を送ると、熱交換器入口の内部空気は、温度をさ
げられて電源部や電子回路基板に送られる。そして、電
源部や電子回路基板から熱を受けて再び熱交換器入口に
戻ってくる。この間に、ケースを介して内部の熱が外気
にも伝達される。ケースを介して放熱される熱量があま
り期待出来ない場合には、熱交換器を大きくして熱交換
器を介して放熱される熱量を多くなるようにする。逆の
場合には、熱交換器は小さくできる。
【０００６】熱交換器としてヒートパイプを用いるに
は、ヒートパイプの蒸発部がケース内部に配置されるよ
うにし、凝縮部が外気に配置されるようにする。そし
て、蒸発部と凝縮部ともにフィンを設け、また冷却ファ
ンも設ける。これによって、ケース内部の熱は蒸発部か
ら凝縮部に輸送され外気に放熱される。
は、ヒートパイプの蒸発部がケース内部に配置されるよ
うにし、凝縮部が外気に配置されるようにする。そし
て、蒸発部と凝縮部ともにフィンを設け、また冷却ファ
ンも設ける。これによって、ケース内部の熱は蒸発部か
ら凝縮部に輸送され外気に放熱される。
【０００７】
【実施例】図１は本発明による水冷式インバータ装置の
冷却構造の説明図である。インバータ装置の主要部品で
ある電源部１，パワー素子２，電子回路基板３は、ケー
ス４とヒートシンク５のなかに納められ、ケース４はボ
ルト６によってヒートシンク５に取り付けられている。
ヒートシンク５には冷却水パイプ７が取り付けられてい
る。インバータ装置の入出力ケーブル８はゴムブッシュ
９を介してケースから取り出されている。このなかで最
も発熱量の多いものはパワー素子２であるため、パワー
素子２はヒートシンク５に直接取り付けられ、その発生
熱量の大部分は冷却水パイプに伝達される。したがっ
て、パワー素子からケース内の空気１０に伝達される熱
量は少ない。電源部１もヒートシンクに取り付けられて
いるが、絶縁物などを介して取り付けられているため、
ヒートシンクに伝達される熱量は少なく、ケース内の空
気１０に伝達されるのが多い。電子回路基板３は発熱量
が少ないこともあり、支柱１１によって支持されてい
る。熱交換器１２はフィン１３，パイプ１４，取り付け
フランジ１５から成っている。フィン１３及び、取り付
けフランジ１５はパイプ１４にロー付けまたは圧入され
ており、フランジ１５はボルト１６によってケース４に
とりつけられている。ケース４の内部は防水効果が得ら
れる程度の気密性を保持している。
冷却構造の説明図である。インバータ装置の主要部品で
ある電源部１，パワー素子２，電子回路基板３は、ケー
ス４とヒートシンク５のなかに納められ、ケース４はボ
ルト６によってヒートシンク５に取り付けられている。
ヒートシンク５には冷却水パイプ７が取り付けられてい
る。インバータ装置の入出力ケーブル８はゴムブッシュ
９を介してケースから取り出されている。このなかで最
も発熱量の多いものはパワー素子２であるため、パワー
素子２はヒートシンク５に直接取り付けられ、その発生
熱量の大部分は冷却水パイプに伝達される。したがっ
て、パワー素子からケース内の空気１０に伝達される熱
量は少ない。電源部１もヒートシンクに取り付けられて
いるが、絶縁物などを介して取り付けられているため、
ヒートシンクに伝達される熱量は少なく、ケース内の空
気１０に伝達されるのが多い。電子回路基板３は発熱量
が少ないこともあり、支柱１１によって支持されてい
る。熱交換器１２はフィン１３，パイプ１４，取り付け
フランジ１５から成っている。フィン１３及び、取り付
けフランジ１５はパイプ１４にロー付けまたは圧入され
ており、フランジ１５はボルト１６によってケース４に
とりつけられている。ケース４の内部は防水効果が得ら
れる程度の気密性を保持している。
【０００８】熱交換器１２の近くに内部冷却ファン１７
が設けられている。熱交換器のパイプ１４には循環ポン
プ１８，ラジエータ１９を通って冷却された冷却水が送
りこまれ、次にヒートシンク用冷却水パイプ７に送りこ
まれている。内部冷却ファン１７によって内部の空気は
矢印のように循環する。熱交換器１２を出た空気は、電
子回路基板３や電源部１から熱を受けて暖められるが、
熱交換器１２を通ることによりこの熱は冷却水に伝達さ
れ、内部空気は冷却される。熱交換器を介して冷却水に
伝達された熱とヒートシンクから伝達されてくるパワー
素子の熱はラジエータ１８によって外気に放熱される。
ケース４の内部の熱は、このように熱交換器１２に伝達
される経路の他にケース４から直接外気に伝達される経
路がある。
が設けられている。熱交換器のパイプ１４には循環ポン
プ１８，ラジエータ１９を通って冷却された冷却水が送
りこまれ、次にヒートシンク用冷却水パイプ７に送りこ
まれている。内部冷却ファン１７によって内部の空気は
矢印のように循環する。熱交換器１２を出た空気は、電
子回路基板３や電源部１から熱を受けて暖められるが、
熱交換器１２を通ることによりこの熱は冷却水に伝達さ
れ、内部空気は冷却される。熱交換器を介して冷却水に
伝達された熱とヒートシンクから伝達されてくるパワー
素子の熱はラジエータ１８によって外気に放熱される。
ケース４の内部の熱は、このように熱交換器１２に伝達
される経路の他にケース４から直接外気に伝達される経
路がある。
【０００９】熱交換器がない場合は、ケース４から直接
外気に伝達される経路だけとなり、この熱抵抗は大きい
ためケース内の空気温度はかなり高くなり、電源部や電
子回路の寿命が著しく低下する。熱交換器を設けること
により、二つの経路の熱抵抗によって内部空気１０の温
度上昇を決めることができるようになる。
外気に伝達される経路だけとなり、この熱抵抗は大きい
ためケース内の空気温度はかなり高くなり、電源部や電
子回路の寿命が著しく低下する。熱交換器を設けること
により、二つの経路の熱抵抗によって内部空気１０の温
度上昇を決めることができるようになる。
【００１０】例えば、ケース４の外側が自然対流伝熱の
場合には、ケース４と外気の熱抵抗が大きくなるので、
熱交換器１２を大きくして熱交換器の熱抵抗を小さくす
る必要がある。逆にケース４の外側に外気による冷却風
があたる場合にはケース４と外気の熱抵抗が比較的小さ
くなるので、熱交換器は小さくて済む。
場合には、ケース４と外気の熱抵抗が大きくなるので、
熱交換器１２を大きくして熱交換器の熱抵抗を小さくす
る必要がある。逆にケース４の外側に外気による冷却風
があたる場合にはケース４と外気の熱抵抗が比較的小さ
くなるので、熱交換器は小さくて済む。
【００１１】図２は、空冷式インバータ装置の冷却構造
を説明する図である。空冷式の場合、水冷式における熱
交換器をヒートパイプ２０に置き換えられていること、
また冷却水を循環させるかわりに外部冷却ファン２１を
用いている構造になっている。ヒートパイプ２０の蒸発
部にはフィンが取り付けられているスリーブ２２を圧入
し、これをケース内に納めている。ヒートパイプ２０の
凝縮部にもフィンが取り付けられているスリーブ２３を
圧入し、これをボルト２４によってケース４に取り付け
ている。ケース内部の熱は、このフィンを介して蒸発部
から凝縮部に流れる。外部冷却ファン２１と仕切り板２
６によって外気は、ヒートパイプの凝縮部のフィン２３
からヒートシンク５と一体化された放熱フィン２７に流
れる。こうすることにより、ヒートパイプ２０の凝縮部
とヒートシンク５の冷却を同時に行うことができる。ヒ
ートパイプ２０の凝縮部からの放熱量は、ヒートシンク
からの放熱量よりも少ないため、ヒートパイプの凝縮部
を通過した外気の温度上昇も小さいものとなり、ヒート
シンク５の冷却に悪影響を与えることはない。このこと
は、水冷式においても同様である。
を説明する図である。空冷式の場合、水冷式における熱
交換器をヒートパイプ２０に置き換えられていること、
また冷却水を循環させるかわりに外部冷却ファン２１を
用いている構造になっている。ヒートパイプ２０の蒸発
部にはフィンが取り付けられているスリーブ２２を圧入
し、これをケース内に納めている。ヒートパイプ２０の
凝縮部にもフィンが取り付けられているスリーブ２３を
圧入し、これをボルト２４によってケース４に取り付け
ている。ケース内部の熱は、このフィンを介して蒸発部
から凝縮部に流れる。外部冷却ファン２１と仕切り板２
６によって外気は、ヒートパイプの凝縮部のフィン２３
からヒートシンク５と一体化された放熱フィン２７に流
れる。こうすることにより、ヒートパイプ２０の凝縮部
とヒートシンク５の冷却を同時に行うことができる。ヒ
ートパイプ２０の凝縮部からの放熱量は、ヒートシンク
からの放熱量よりも少ないため、ヒートパイプの凝縮部
を通過した外気の温度上昇も小さいものとなり、ヒート
シンク５の冷却に悪影響を与えることはない。このこと
は、水冷式においても同様である。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、ケース内に熱交換器と
その冷却ファンを設けることにより、密閉構造内の空気
温度上昇を防止することができる。
その冷却ファンを設けることにより、密閉構造内の空気
温度上昇を防止することができる。
【図１】本発明による水冷式インバータ装置の冷却構造
の説明図。
の説明図。
【図２】本発明による空冷式インバータ装置の冷却構造
の説明図。
の説明図。
１…電源部、２…パワー素子、３…電子回路基板、４…
ケース、５…ヒートシンク、１２…熱交換器、１７…内
部冷却ファン、２０…ヒートパイプ、２１…外部冷却フ
ァン。
ケース、５…ヒートシンク、１２…熱交換器、１７…内
部冷却ファン、２０…ヒートパイプ、２１…外部冷却フ
ァン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 光夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】電源部，パワー素子，電子回路部品をケー
スに収納し、外気との気密を保持しているインバータ装
置において、前記ケース内に熱交換器とファンを設けた
ことを特徴とするインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6009089A JPH07221232A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6009089A JPH07221232A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | インバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07221232A true JPH07221232A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=11710897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6009089A Pending JPH07221232A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07221232A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1321454C (zh) * | 2002-04-24 | 2007-06-13 | 松下电器产业株式会社 | 半导体元件冷却装置及其控制方法 |
| JP2007207538A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Hitachi Appliances Inc | 誘導加熱調理器 |
| KR100880597B1 (ko) * | 2001-04-17 | 2009-01-30 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | 자장 중 열처리로를 이용한 열처리 방법 |
| JP2014085268A (ja) * | 2012-10-25 | 2014-05-12 | Shimadzu Corp | プラズマ用高周波電源及びそれを用いたｉｃｐ発光分光分析装置 |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP6009089A patent/JPH07221232A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100880597B1 (ko) * | 2001-04-17 | 2009-01-30 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | 자장 중 열처리로를 이용한 열처리 방법 |
| KR100944745B1 (ko) * | 2001-04-17 | 2010-03-03 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | 자장 중 열처리로 |
| CN1321454C (zh) * | 2002-04-24 | 2007-06-13 | 松下电器产业株式会社 | 半导体元件冷却装置及其控制方法 |
| JP2007207538A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Hitachi Appliances Inc | 誘導加熱調理器 |
| JP4500778B2 (ja) * | 2006-02-01 | 2010-07-14 | 日立アプライアンス株式会社 | 誘導加熱調理器 |
| JP2014085268A (ja) * | 2012-10-25 | 2014-05-12 | Shimadzu Corp | プラズマ用高周波電源及びそれを用いたｉｃｐ発光分光分析装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |