JPH099409A - 車両用電力変換器ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冷却器の冷却性能を上げ、インダクタンス低減
を図ることができ、１インバータ１ユニット構成を実現
し、性能が良好で、小形軽量化が図れる標準化された車
両用電力変換器ユニットを得る。 【構成】車両用電力変換器を構成する複数個のモジュー
ル形半導体素子を冷却するための冷却器と、半導体素子
のゲート信号を出力するためのゲートアンプユニット、
回路のインダクタンスの低減を目的とするフィルタコン
デンサ等のメンテナンスを必要とする部品ユニットを備
えた車両用電力変換器ユニットにおいて、前記冷却器と
して沸騰部ブロック及び凝縮器からなり、この両者の内
部に封入された冷媒の蒸発、潜熱を利用したサーモサイ
フォン式沸騰冷却器を用い、前記半導体素子ならびに前
記メンテナンスを必要とする部品ユニットを車両の進行
方向に対して直交する方向であって、メンテナンスが容
易な車輪側に配設したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用電力変換器ユニ
ット例えば車両を駆動するためのインバータユニットお
よび車両の補助電源用のインバータユニットに係り、特
に車両用モジュール型半導体素子の冷却ユニットを改良
した車両用電力変換器ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の車両用インバータユニッ
トの一例を説明するためのもので、車両の進行方向に沿
って見た筐体１内部の状態を示す側面図で、図の左側半
分を正面側（車輪を有する車輪側）と称し、図の右側半
分を裏面側（車輪側と反対側：車両の中央部）と称して
いる。

【０００３】車両用インバータを構成するモジュール形
半導体素子３は何等かの冷却手段が必要とされ、モジュ
ール型半導体素子３の冷却器としてはヒートパイプ式冷
却器１６が使用されている。このような構成は、三相の
インバータの場合には３個、単相のインバータの場合に
は１個を備えている。

【０００４】ヒートパイプ式冷却器１６は、ヒートパイ
プ本体１６ａと受熱部ブロック１６ｂからなり、ヒート
パイプ本体１６ａは各々独立した数本のヒートパイプ
と、この各ヒートパイプの外周面に配設された複数の放
熱フィン１６ｃからなり、ヒートパイプの一端部が受熱
部ブロック１６ｂに埋め込まれ、ヒートパイプ本体１６
ａ内には、少量の冷媒が封入され、その冷媒の気体、液
体の二相変化によって受熱部ブロック１６ｂに取り付け
られた発熱体である半導体素子３を冷却している。

【０００５】なお、放熱フィン１６ｃは、数本のヒート
パイプが貫通するように拡管、圧入等の方法で接続され
ている。ヒートパイプ式冷却器１６の受熱部ブロック１
６ｂ（背面側の密閉容器内に配設されている）には、複
数の発熱体である半導体素子３が取り付けられ、下方に
くるようにモジュール型半導体素子３が取り付けられ、
ヒートパイプ式冷却器１６により冷却されている。ま
た、冷却器１６は受熱部ブロック１６ｂが下方にくるよ
うにユニット収納用筐体内に対して所定角度傾斜した状
態で取り付けている。

【０００６】各半導体素子３間の端子は、角板導体１７
で接続され、スナバコンデンサおよびスナバダイオード
５が角板導体１７に取付けられている。さらに、フィル
タコンデンサ６´´は半導体素子３の真下に配置され、
スナバ抵抗８は受熱部ブロック１６ｂの上部に配置さ
れ、また半導体素子３に与えるゲート信号を発生するた
めのゲート基板９´はユニットの裏面側に配置されてい
る。

【０００７】以上のような構成のインバータユニット
は、車両の底面の進行方向と直角な側面の車輪側方から
押し込んで電力変換装置本体に取り付けるものであり、
インバータユニットの入出力端子はユニット上部に配設
されている主回路接続用導体１３に接続するような構成
となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた構成の従来
の車両用インバータユニットにあっては、次のような問
題点がある。ヒートパイプ式冷却器１６は、その構成
上、受熱部ブロック１６ｂに複数個の受熱体である半導
体素子３が取り付けられた場合、受熱部ブロック１６ｂ
上で温度差が生じてしまう上、放熱フィン１６ｃの効率
の関係から、１インバータを１ユニットで構成しようと
すると、外形が異常に大きくなってしまうため、３ユニ
ット構成としている。それにより、部品点数が増加し、
インバータ装置に占めるユニットの割合が大きく、小形
・軽量化が図れない要因となっていた。

【０００９】又、複数ユニット構成となっていたため、
試験をする際もユニット単体で試験できる範囲が狭く、
試験工程の軽減も図れない構成となっていた。さらに、
ゲート基板９´がユニット裏面側の密閉筐体内に配置さ
れているため、現地でゲート基板９を調査する際に電車
の真下にもぐり込まねばならず、メンテナンス上問題と
なっていた。

【００１０】半導体素子３は、傾斜して取り付けられた
冷却器１６の受熱部ブロック１６ｂに取り付いているた
め、半導体素子３の故障時の交換作業はユニットを装置
から取り外した後でなければできず、やはりメンテナン
ス上問題となっていた。

【００１１】また、モジュール型半導体素子３は、その
素子３の特性上、素子ースナバ回路間および素子ーフィ
ルタコンデンサ間のインダクタンスを下げなければなら
ないため、フィルタコンデンサユニットは素子３の直近
に配置しなければならず、ユニット内のスペースを有効
的に活用できず、小形化が図れない構成となっていた。
さらに、半導体素子３の各端子が角板導体１７で接続
されているため、インダクタンスの低減も困難となって
いた。

【００１２】この角板導体１７とフィルタコンデンサ６
間に配設されるパワーボード４´´は、薄板導体を重ね
合わせてインダクタンスの低減を図っているが、その薄
板導体を多重に重ね、この導体相互間に、この導体と同
一形状に形成した肉厚の薄い絶縁紙を、ピンホール等を
考慮して二重または三重に貼り合わせた絶縁紙を挟んで
一体としていたため、組み立て工数が非常にかかってい
た。

【００１３】その上、スナバ抵抗８が筐体内部の裏面側
に配置されているため、筐体と図示しない電力変換装置
本体により密閉された空間内に配置されるので、少なく
からず温度上昇の要因にもなっていた。

【００１４】また、同じインバータユニットでも、駆動
用のインバータユニットと補助電源用インバータユニッ
トでは構成等が全く異なるユニットとなっており、必然
的にインバータユニットの機種が増加してしまってい
た。

【００１５】本発明は、冷却器の冷却性能を上げ、イン
ダクタンス低減を図ることができ、１インバータ１ユニ
ット構成を実現し、性能が良好で、小形軽量化が図れる
標準化された車両用電力変換器ユニットを提供すること
を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、車両用電力変換器を構
成する複数個のモジュール形半導体素子を冷却するため
の冷却器と、前記半導体素子のゲート信号を出力するた
めのゲートアンプユニット、回路のインダクタンスの低
減を目的とするフィルタコンデンサ等のメンテナンスを
必要とする部品ユニットを備えた車両用電力変換器ユニ
ットにおいて、前記冷却器として沸騰部ブロック及び凝
縮器からなり、この両者の内部に封入された冷媒の蒸
発、潜熱を利用したサーモサイフォン式沸騰冷却器を用
い、前記半導体素子ならびに前記メンテナンスを必要と
する部品ユニットを車両の進行方向に対して直交する方
向であって、メンテナンスが容易な車輪側に配設したこ
とを特徴とする車両用電力変換器ユニットである。

【００１７】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、前記フィルタコンデンサを、電力変換回路
のインダクタンス低減のための第１のフィルタコンデン
サユニットと、前記フィルタコンデンサ自身の寿命を延
ばすための第２のフィルタコンデンサユニットに分割
し、前記第１のフィルタコンデンサユニットを前記半導
体素子近傍に配置したことを特徴とする請求項１記載の
車両用電力変換器ユニットである。

【００１８】前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、前記第１および第２のフィルタコンデンサ
ユニットに有する防暴弁側を車輪側と反対側に向けたこ
とを特徴とする請求項２記載の車両用電力変換器ユニッ
トである。

【００１９】前記目的を達成するため、請求項４に対応
する発明は、前記半導体素子と前記第１のフィルタコン
デンサユニットとを、肉厚の薄い絶縁板と肉厚の薄い導
体板を組み合わせてなるパワーボードにより電気的に接
続したことを特徴とする請求項２記載の車両用電力変換
器ユニットである。

【００２０】前記目的を達成するため、請求項５に対応
する発明は、前記パワーボードを２種類使用し、このう
ちの一つを前記半導体素子に直に接続し、他の一つにス
ナバ回路を構成するスナバコンデンサとスナバダイオー
ドを接続すると共に、前記２種類のパワーボードで前記
スナバコンデンサとスナバダイオードを囲むようにした
ことを特徴とする請求項４記載の車両用電力変換器ユニ
ットである。

【００２１】前記目的を達成するため、請求項６に対応
する発明は、前記半導体素子のゲートに与えるゲート信
号線は、光ファイバとしたことを特徴とする請求項１記
載の車両用電力変換器ユニットである。

【００２２】前記目的を達成するため、請求項７に対応
する発明は、電力変換装置本体に吊り下げて取付けるた
めの装置本体取付用フレームを、電力変換器ユニットを
収納するための筐体の一部に有したことを特徴とする請
求項１記載の車両用電力変換器ユニットである。

【００２３】前記目的を達成するため、請求項８に対応
する発明は、前記スナバ回路を構成するスナバ抵抗を筐
体の開放部に分割して配置し、かつスナバ抵抗の端子を
配線用通路内に位置させたことを特徴とする請求項５記
載の車両用電力変換器ユニットである。

【００２４】前記目的を達成するため、請求項９に対応
する発明は、車両を駆動するためのユニットおよび車両
の補助電源用のユニットの少なくとも一方に適用したこ
とを特徴とする請求項１記載の車両用電力変換器ユニッ
トである。

【００２５】

【作用】請求項１に対応する発明によれば、冷却器とし
てサーモサイフォン式沸騰冷却器を使用したので、冷却
性能が向上し、１インバータ１ユニット化が実現でき、
ユニットスペースを有効に活用でき、装置として小形・
軽量化が図れ、作りやすいインバータユニットが得られ
る。

【００２６】請求項２に対応する発明によれば、フィル
タコンデンサを分割し、インバータ回路のインダクタン
スが低減するように配置したので、ユニットスペースを
有効に活用でき、装置として小形・軽量化が図れる。

【００２７】請求項３に対応する発明によれば、安全性
が増す。。請求項４に対応する発明によれば、薄板絶縁
板と薄板導体を数個所のネジ止めだけで構成されるパワ
ーボードの採用により、従来のように薄板導体に、ピン
ホール等を考慮して二重、三重に貼り合わせていた絶縁
紙を貼り付けていた場合に比較して、工数も大幅に削減
できる。

【００２８】請求項５に対応する発明によれば、半導体
素子からの熱をパワーボードによって、またスナバコン
デンサ及びスナバダイオードスの熱をパワーボードによ
ってユニットの上部へ導くことができる上、輻射熱に対
しても熱絶縁することができる。このため、周囲温度に
よ品質寿命に影響のあるゲートアンプユニットやフィル
タコンデンサユニットを、半導体素子の近傍に配置でき
る。

【００２９】請求項６に対応する発明によれば、ノイズ
の影響がなく、信頼性が向上する。請求項７に対応する
発明によれば、メンテナンスに時間がかからないインバ
ータユニットが得られる。

【００３０】請求項８に対応する発明によれば、密閉さ
れた筐体部内に発生する発熱量が低減でき、インバータ
ユニットの信頼性が向上する。請求項９に対応する発明
によれば、電力変換器ユニットの標準化が図れる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 ＜第１実施例＞図１は、本発明の車両用インバータユニ
ットの斜視図であり、図２は図１のＡーＡ線矢視図であ
る。筐体１の内部は、正面側［図２の左側であって電車
の進行方向（紙面方向）とは直交する方向］及び裏面側
にモジュール形半導体素子３を冷却するための冷却器と
して、次に述べるサーモサイフォン式沸騰冷却器２が配
設されている。サーモサイフォン式沸騰冷却器２は、沸
騰部ブロック（受熱部ブロック）２ａと凝縮器２ｂから
なり、沸騰部ブロック２ａは中空部材からなりこの内部
に冷媒が封入されており、凝縮器２ｂは沸騰部ブロック
２ａに対してロー付もしくは溶接等により機密に連結さ
れ、両者間を前記冷媒が循環できるように構成されてい
る。

【００３２】このような構成の冷却器２において、沸騰
部ブロック２ａに発熱体であるモジュール形半導体素子
３を取付けると、沸騰部ブロック２ａ内に封入された冷
媒が沸騰（蒸発）し、この沸騰した冷媒が凝縮器２ｂに
送られて液体に変化する際に生ずる潜熱により、半導体
素子３が冷却されるものである。

【００３３】半導体素子３には、薄板導体と絶縁板（従
来の絶縁紙とは異なり所定の肉厚に形成されたもの）を
重ね合わせ、これらを所定間隔を存して数個所ねじ止め
された第１のパワーボード４が図示しないボスにより電
気的に接続され、また、パワーボード４には、スナバコ
ンデンサ及びスナバダイオード５が配設され、かつ電気
的に接続されている。そして、スナバコンデンサ及びス
ナバダイオード５には、第１のパワーボード４と同様に
構成された第２のパワーボード４´が電気的に接続され
る構成となっている。

【００３４】フィルタコンデンサとして、インダクタン
ス低減を目的とする第１のフィルタコンデンサユニット
６と、フィルタコンデンサ自身の寿命を延ばすことを目
的とする第２のフィルタコンデンサユニット６´に分割
し、このうち第１のフィルタコンデンサユニット６を筐
体１の正面側に配設し、第２のフィルタコンデンサユニ
ット６´は後述する筐体１の裏面側に配設されている。

【００３５】この場合、フィルタコンデンサユニット６
と半導体素子３とのインダクタンスを低減させるため
に、フィルタコンデンサユニット６の端子６ａ（防暴弁
を有する側）、半導体素子３側に向けると共に、パワー
ボード４´と端子６ａの両者の最短距離に配置された第
１の端子台７により電気的に接続されるようになってい
る。

【００３６】筐体１内の正面側（車輪側）であって、フ
ィルタコンデンサユニット６の上部には、ゲートアンプ
ユニット９が配置され、ゲートアンプユニット９とイン
バータ装置本体（電力変換装置本体）との接続には、光
ファイバ１４が使用されている。

【００３７】また、筐体１の裏面側に第２の端子台７´
が固定され、これにフィルタコンデンサユニット６´の
端子が電気的に接続され、端子台７と７´は接続導体１
７により電気的に接続され、また端子台７´とインバー
タ装置本体が主回路接続用導体１３により接続されてい
る。

【００３８】筐体１の前記冷却器２の上方部に形成され
た開放部には、スナバ抵抗８，８´が配置され、スナバ
抵抗８，８´の端子部８ａ，８´ａは密閉室内になるよ
うに、冷却器２とユニットサイドカバー（網打ち構成の
カバー）１８との間に形成された配線用通路１５に位置
するように構成されている。

【００３９】筐体１内の裏面側にその他の直流計器用変
成器ユニット（ＤＣＰＴユニット）制御配線用コネクタ
１１が配設され、またインバータ装置本体との接続用コ
ネクタ１０が配置され、接続用コネクタ１０は前記光フ
ァイバ１４と接続されている。

【００４０】なお、筐体１上部のコーナ近くに、装置本
体取付用フレーム１９が４個設けられている。パワーボ
ード４，４´と端子台７´を電気的に接続するための接
続導体１７、フィルタコンデンサユニット６´の端子６
´ａと端子台７´を電気的に接続するための接続導体２
１が設けられ、接続導体２１の途中には変流器（ＣＴ）
２０が設けられている。

【００４１】以上述べた構成は、１インバータ１ユニッ
ト構成となっており、インバータ装置本体に吊り下げる
構成となっている。以上述べた第１実施例によれば、冷
却器としてサーモサイフォン式沸騰冷却器２を使用し、
フィルタコンデンサをインダクタンスの低減を目的とす
る第１のフィルタコンデンサユニット６と、コンデンサ
自身の寿命を延ばすための第２のフィルタコンデンサユ
ニット６´に分割し、スナバ抵抗８，８´を筐体１の開
放部に配置し、パワーボード４，４´にスナバコンデン
サ及びスナバダイオード５を配置したので、電気的性能
向上、かつ冷却性能上及び筐体の密閉部の温度上昇特性
が向上する。

【００４２】図３は第１実施例の熱の流れ状態を示して
いる。冷却器２の凝縮器２ｂの周囲近くの筐体１の一部
から筐体１内部に外気が導入され、この外気により凝縮
器２ｂが冷却されて凝縮器２ｂの上部の筐体１の開口部
から筐体外部に排出される。

【００４３】また、パワーボード４，４´で囲まれた部
分の空気は、自然対流により、スナバコンデンサ及びス
ナバダイオード５を冷却し、この後筐体１上部に有する
塵避けカバー２２を介してインバータ装置本体（図示し
ない）に排出される。また、フィルタコンデンサユニッ
ト６ので端子６ａ近くの空気および冷却器２の沸騰部ブ
ロック２ａ並びにフィルタコンデンサユニット６´の周
囲の空気は自然対流により、同様に塵避けカバー２２を
介してインバータ装置本体に排出される。なお、塵避け
カバー２２の開口部には、パッキン２３が設けられてい
る。

【００４４】以上述べた第１実施例によれば、以下のよ
うな効果が得られる。 （１）冷却器としてサーモサイフォン式沸騰冷却器２を
使用したので、従来のヒートパイプ式冷却器に比べて冷
却性能が向上し、１インバータ１ユニット化が実現でき
る。

【００４５】（２）サーモサイフォン式沸騰冷却器２を
使用したので、沸騰部ブロック２ａと凝縮器２ｂとの位
置関係については、沸騰部ブロック２ａが凝縮器２ｂよ
り下方に位置してさえいれば、制限がなくなるため、ユ
ニットスペースを有効に活用できる上、さらに従来のヒ
ートパイプ式冷却器のように筐体底面に対し所定角度に
傾斜させて取付ける必要もないので、インバータ装置全
体として小形・軽量化が図れ、作りやすいインバータユ
ニットが得られる。

【００４６】（３）フィルタコンデンサを、インダクタ
ンスの低減を目的とする第１のフィルタコンデンサユニ
ット６と、コンデンサ自身の寿命を延ばすための第２の
フィルタコンデンサユニット６´に分割し、該コンデン
サ端子部６ａ，６´ａをユニット中央部側に向けた上、
半導体素子３のインダクタンスが低減するように配置し
たので、（１）の効果に加えてさらに、ユニットスペー
スを有効に活用でき、装置として小形・軽量化が図れ、
作りやすいインバータユニットが得られる。

【００４７】（４）また、薄板絶縁板と薄板導体を数個
所のネジ止めだけで構成されるパワーボード４，４´の
採用により、従来のように薄板導体に、ピンホール等を
考慮して二重、三重に貼り合わせていた絶縁紙を貼り付
けていた場合に比較して、工数も大幅に削減できる。

【００４８】（５）パワーボード４，４´を直に半導体
素子３に取付けることで、半導体素子３のインダクタン
スを大幅に低減させることができる。その上、半導体素
子３の上にパワーボード４を配置し、フィルタコンデン
サユニット６の間をパワーボード４，４´で電気的に接
続し、半導体素子３とスナバコンデンサ及びスナバダイ
オードス５ならびにフィルタコンデンサ５の間をパワー
ボード４，４´で仕切るようにしたので、半導体素子３
からの熱をパワーボード４によって、またスナバコンデ
ンサ及びスナバダイオードス５の熱をパワーボード４，
４´によってユニットの上部へ導くことができる上、輻
射熱に対しても熱絶縁することができる。このため、周
囲温度によ品質寿命に影響のあるゲートアンプユニット
９やフィルタコンデンサユニット６を、半導体素子３の
近傍に配置できる。この結果、ゲート信号を得るための
配線を最短にすることができ、ノイズに対して問題がな
く、かつ半導体素子３のインダクタンスを低減でき、性
能の良好なインバータユニットが得られる。

【００４９】（６）半導体素子３の取付け位置を筐体の
正面側とし、試験・調査・交換が必要となる可能性のあ
る機器、すなわち、ゲートアンプユニット９、フィルタ
コンデンサユニット６を筐体１の正面側に配置したの
で、電車床下側方からメンテナンスが可能になり、電車
床下中央にもぐりこむ必要がなく、ピットのない場所で
作業が可能となり、作業時間も短縮できる上、安全上も
良好なインバータユニットが得られる。

【００５０】（７）万一、半導体素子３の交換が生じた
場合でも、現地で作業が可能であり、その上インバータ
ユニットはユニット単体で一つの筐体１となっており、
しかもインバータユニットの各部品がユニット化されて
いるため、冷却器２の故障時以外は現地での作業時間を
大幅に短縮することが可能となる上、装置本体の筐体構
成が簡単になる。

【００５１】（８）スナバ抵抗８，８´を筐体１の開放
部に分割して配置し、かつスナバ抵抗８の端子８ａを、
ユニットカバーと冷却器２の間に形成されているスナバ
抵抗配線用通路１５に位置させたので、密閉された筐体
部内に発生する発熱量が低減でき、インバータユニット
の信頼性が向上する。

【００５２】（９）スナバ抵抗８を冷却器２の凝縮器２
ｂの上に分割して配置し、スナバ抵抗８の配線をユニッ
トサイドカバーと冷却器２との間に設けたスナバ抵抗配
線用通路１５に通す構成としたので、筐体１内のスペー
スを有効に利用でき、ユニット全体を小形・軽量化が図
れる。

【００５３】（１０）インバータ装置本体との接続は、
主回路の導体数本と制御配線用コネクタ１１が１個及び
光ファイバ用コネクタ１０だけとなっているため、万一
ユニットを着脱する際にも容易に作業が行える。

【００５４】（１１）フィルタコンデンサ６，６´は、
端子部６ａ，６´ａを、筐体１の中央、冷却器２の沸騰
部ブロック側に向けていることで、インダクタンスの低
減だけでなく、万一フィルタコンデンサが破裂した際も
該コンデンサの内容物が筐体１の中央部に飛び、作業者
に触れるユニット点検カバー側に飛ばないことから、Ｐ
Ｌ（製造物責任法）上安全なインバータユニットとな
る。

【００５５】（１２）半導体素子３の制御端子に与える
信号線として光ファイバ１４を使用したので、ノイズの
影響がなく、信頼性が向上する。 （１３）インバータユニット単体で一つの筐体として装
置本体に吊り下げて取付ける構成とし、インバータユニ
ットの各部品がユニット化することで、インバータユニ
ットを取り外すことなしに、各ユニットが取り外せるの
で、メンテナンスに時間がかからないインバータユニッ
トが得られる。

【００５６】（１４）筐体内の収納部品を駆動用インバ
ータユニットと補助電源用インバータユニットと共通の
構成としたので、インバータユニットの標準化が図れ
る。 ＜第２実施例＞図４及び図５に示すように、第１実施例
で筐体の裏面側に配設されている第２のフィルタコンデ
ンサユニット６´及び直流計器用変成器ユニット（ＤＣ
ＰＴユニット）１２を、筐体の正面側に配設した点のみ
が異なる。

【００５７】このように構成したことにより、メンテナ
ンス等は全て正面側から行うことができ、筐体１の裏面
側の点検カバー１ｂを使用するのは、インバータユニッ
トを取付け、取外す時のみとなる。

【００５８】これ以外の作用効果は第１実施例と同一で
ある。 ＜変形例＞本発明は、前述した実施例に限定されず、例
えば以下のように変形して実施してもよい。筐体の正面
側に配置される各機器の配置例として、適用される用途
に応じて任意に変形できる。前述の実施例は３相のイン
バータユニットついて説明したが、単相インバータユニ
ット、あるいはコンバータユニットであっても同様に実
施できる。

【００５９】

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、冷却器の冷
却性能を上げ、インダクタンス低減を図ることができ、
１インバータ１ユニット構成を実現し、性能が良好で、
小形軽量化が図れる標準化された車両用電力変換器ユニ
ットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインバータユニットの第１実施例を示
す斜視図。

【図２】図１のＡーＡ線に沿って切断し矢印方向に見た
概略構成図。

【図３】本発明の第１実施例の熱の流れを説明するため
の図。

【図４】本発明のインバータユニットの第２実施例を示
す概略構成図。

【図５】図４の実施例の矢印Ｃ方向から見たインバータ
ユニットの正面図。

【図６】その従来の車両用インバータユニットの一例で
あって半導体素子冷却ユニットを示す側面図。

【符号の説明】

１…筐体、２…サーモサイフォン式沸騰冷却器、３…モ
ジュール形半導体素子、４…第１のパワーボード、４´
…第２のパワーボード、５…スナバコンデンサ及びスナ
バダイオード、６…第１のフィルタコンデンサユニッ
ト、６´…第２のフィルタコンデンサユニット、７…第
１の端子台、７´…第２の端子台、８…スナバ抵抗、９
…ゲートアンプユニット、１０…光ファイバコネクタ、
１１…制御配線用コネクタ、１２…直流計器用変成器ユ
ニット、１３…主回路接続用導体、１４…光ファイバ、
１５…スナバ抵抗配線用通路。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両用電力変換器を構成する複数個のモ
   ジュール形半導体素子を冷却するための冷却器と、前記
   半導体素子のゲート信号を出力するためのゲートアンプ
   ユニット、回路のインダクタンスの低減を目的とするフ
   ィルタコンデンサ等のメンテナンスを必要とする部品ユ
   ニットを備えた車両用電力変換器ユニットにおいて、 前記冷却器として沸騰部ブロック及び凝縮器からなり、
   この両者の内部に封入された冷媒の蒸発、潜熱を利用し
   たサーモサイフォン式沸騰冷却器を用い、前記半導体素
   子ならびに前記メンテナンスを必要とする部品ユニット
   を車両の進行方向に対して直交する方向であって、メン
   テナンスが容易な車輪側に配設したことを特徴とする車
   両用電力変換器ユニット。
2. 【請求項２】 前記フィルタコンデンサを、電力変換回
   路のインダクタンス低減のための第１のフィルタコンデ
   ンサユニットと、前記フィルタコンデンサ自身の寿命を
   延ばすための第２のフィルタコンデンサユニットに分割
   し、前記第１のフィルタコンデンサユニットを前記半導
   体素子近傍に配置したことを特徴とする請求項１記載の
   車両用電力変換器ユニット。
3. 【請求項３】 前記第１および第２のフィルタコンデン
   サユニットに有する防暴弁側を車輪側と反対側に向けた
   ことを特徴とする請求項２記載の車両用電力変換器ユニ
   ット。
4. 【請求項４】 前記半導体素子と前記第１のフィルタコ
   ンデンサユニットとを、肉厚の薄い絶縁板と肉厚の薄い
   導体板を組み合わせてなるパワーボードにより電気的に
   接続したことを特徴とする請求項２記載の車両用電力変
   換器ユニット。
5. 【請求項５】 前記パワーボードを２種類使用し、この
   うちの一つを前記半導体素子に直に接続し、他の一つに
   スナバ回路を構成するスナバコンデンサとスナバダイオ
   ードを接続すると共に、前記２種類のパワーボードで前
   記スナバコンデンサとスナバダイオードを囲むようにし
   たことを特徴とする請求項４記載の車両用電力変換器ユ
   ニット。
6. 【請求項６】 前記半導体素子のゲートに与えるゲート
   信号線は、光ファイバとしたことを特徴とする請求項１
   記載の車両用電力変換器ユニット。
7. 【請求項７】 電力変換装置本体に吊り下げて取付ける
   ための装置本体取付用フレームを、電力変換器ユニット
   を収納するための筐体の一部に有したことを特徴とする
   請求項１記載の車両用電力変換器ユニット。
8. 【請求項８】 前記スナバ回路を構成するスナバ抵抗を
   筐体の開放部に分割して配置し、かつスナバ抵抗の端子
   を配線用通路内に位置させたことを特徴とする請求項５
   記載の車両用電力変換器ユニット。
9. 【請求項９】 車両を駆動するためのユニットおよび車
   両の補助電源用のユニットの少なくとも一方に適用した
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用電力変換器ユニ
   ット。