WO2015181849A1 - 磁気部品の取付け構造及びこの取付け構造を備えた電力変換装置 - Google Patents

磁気部品の取付け構造及びこの取付け構造を備えた電力変換装置 Download PDF

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magnetic component
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mounting
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泰仁 田中
瞬 福地
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富士電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/06—Mounting, supporting or suspending transformers, reactors or choke coils not being of the signal type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00

Definitions

  • the present invention relates to a mounting structure for a magnetic component for fixing a magnetic component such as a transformer to a casing, and a power conversion device including the mounting structure.
  • a magnetic component such as a transformer is accommodated in the casing, and the magnetic component is fixed to the casing. It is common.
  • this magnetic component mounting structure since the magnetic component has a relatively heavy weight, it is required to have good vibration resistance after the magnetic component is fixed to the housing.
  • FIG. 9 As an attachment structure for fixing a conventional transformer to a heat sink, for example, the structure shown in FIG. 9 is known (see Patent Document 1).
  • the transformer 101 is fixed to the heat sink 110 by the mounting plate 105.
  • the transformer 101 includes a primary side winding 102, a secondary side winding 103, and a core 104.
  • a high voltage for example, DC 200 to 300V
  • the voltage is stepped down and output to the secondary side.
  • the mounting plate 105 includes a rectangular flat plate-shaped pressing portion 106 that presses the heat-dissipating rubber 102, a pair of bent portions 107 bent downward from side edges on both long sides of the pressing portion 106, and both short sides of the pressing portion 106. And a pair of legs 108 bent downward from the side edge.
  • the mounting plate 105 is formed by punching and bending a metal plate having thermal conductivity such as soft iron.
  • Each bent portion 107 functions as a deformation amount limiting portion of the heat radiating rubber 102, and has a step that is lower than the height of the heat radiating rubber 19 (height relative to the upper surface of the core 104).
  • each leg portion 108 fixes the attachment plate 105 to the heat sink 110, and has a curved portion 108a at a substantially central portion in the vertical direction and an attachment portion 108b bent at the lower end by 90 degrees.
  • a through hole (not shown) is formed in the mounting portion 108b, and a mounting screw 109 is inserted into the through hole so that the mounting portion 108b is screwed to a protrusion 111 formed on the heat sink 110. .
  • the heavy transformer 101 is fixed to the heat sink 110 from the side edges on both short sides of the pressing portion 106 constituting the mounting plate 105. This is done by a pair of legs 108 bent downward. Therefore, the lower side of the fixed transformer 101 is relatively difficult to move, but the upper side of the transformer 101 is relatively easy to move. For this reason, when the transformer 101 sways in the front-rear and left-right directions (the direction in which the long side of the mounting plate 105 extends and the direction in which the short side extends), the upper portion of the transformer 101 may vibrate and durability may not be ensured. . Accordingly, the present invention has been made to solve these problems, and a magnetic component mounting structure capable of improving vibration resistance even when a heavy magnetic component is mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle. And it aims at providing the power converter device provided with this attachment structure.
  • a magnetic component mounting structure is a magnetic component that fixes a magnetic component housed in a bottomed box-shaped case constituting a housing using a mounting member.
  • the mounting member includes a top plate, a case bottom mounting portion extending downward from a side portion of the top plate, and a case side wall mounting portion extending upward from the side portion of the top plate.
  • the case bottom mounting portion is fixed to the bottom of the case so that the top surface of the magnetic component is pressed downward with the top plate, and the case side wall mounting portion is fixed to the side wall in the case. Secure to.
  • the shaking of the upper side of the magnetic component is suppressed by fixing the case side wall mounting portion extending upward from the side portion of the top plate of the mounting member to the side wall in the case, Shaking of the upper side of the magnetic component can be suppressed by fixing the case bottom mounting portion extending downward from the top plate to the bottom of the case while the top plate presses the upper surface of the magnetic component downward.
  • the top plate constituting the mounting member is formed of a substantially rectangular flat plate, and the case bottom mounting portion is formed on both sides of the top plate. It is preferable to include a pair of leg portions extending downward from the edge portion and another pair of leg portions extending downward from both edge portions of the opposite one side facing the one side. According to this magnetic component mounting structure, the swing in the direction along one side of the top plate and the swing in the direction perpendicular to the one side are suppressed by the pair of leg portions and the other pair of leg portions.
  • a first cushioning material that absorbs vibration transmitted to the top plate is sandwiched between the bottom surface of the top plate and the top surface of the magnetic component. In this state, it is preferable to press and fix the magnetic component downward. According to the mounting structure of the magnetic component, the vibration transmitted to the top plate is suppressed by the first cushioning material disposed between the top plate and the magnetic component. be able to.
  • the magnetic component mounting structure according to one aspect of the present invention absorbs vibration transmitted to the side wall between the side wall in the case and the case bottom mounting portion facing the side wall. It is preferable to arrange the cushioning material in a sandwiched state. According to this magnetic component mounting structure, the vibration transmitted to the side wall of the case is suppressed by the second cushioning material disposed between the side wall and the bottom bottom mounting portion. Shake can be suppressed.
  • the first cushioning material and the second cushioning material are preferably members having good thermal conductivity.
  • the heat generated by the magnetic component is directly transmitted from the lower surface of the magnetic component to the bottom of the case to be dissipated.
  • the heat generated by the magnetic component is transmitted from the top surface of the magnetic component to the first cushioning material, the top plate, the case bottom mounting portion close to the side surface, and the second cushioning material, and there is a path for heat dissipation.
  • the heat generated by the magnetic component is transferred to the case through the two paths and is dissipated, so that the heat transfer area is increased as compared with the conventional magnetic component mounting structure.
  • a power converter according to an aspect of the present invention includes the above-described structure for attaching a magnetic component. According to the power conversion device of the present invention, when mounted on a hybrid vehicle, an electric vehicle or the like, at least vibration resistance characteristics are improved.
  • the upper side swing of the magnetic component is caused by the case side wall mounting portion extending upward from the side of the top plate of the mounting member being fixed to the side wall in the case.
  • the upper part of the magnetic component is prevented from shaking, and the case bottom mounting portion extending downward from the top plate is fixed to the bottom of the case with the top plate pressing the upper surface of the magnetic component downward. Therefore, even if a heavy magnetic component is mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle, vibration resistance can be improved.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. It is the top view which removed the cover body of the power converter device shown in FIG. 1, and showed the inside.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. It is the top view which removed the cover body of the power converter device shown in FIG. 1, and showed the inside.
  • FIG. 7 is a view taken along the line VII-VII in FIG.
  • FIG. 6 showing a structure for attaching a magnetic component according to the present invention. It is a figure explaining the path of the heat transfer by the attachment structure of the magnetic component which concerns on this invention. It is a schematic perspective view which shows an example of the attachment structure of the conventional transformer.
  • a power conversion device 1 shown in FIG. 1 is an AC / DC converter mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle, and is externally attached to a rectangular parallelepiped housing 2 and one side surface of the housing 2 in the longitudinal direction.
  • a blower fan 3 and an input connector 4, a control connector 5, and an output connector 6 provided on the other side surface of the casing 2 in the longitudinal direction are provided. As shown in FIG.
  • the housing 2 is a bottomed box-shaped case 7 that is rectangular in plan view, and is disposed on one side in the longitudinal direction of the case 7, and between the short side wall 7 b of the case 7.
  • a chamber forming wall 8 for providing a predetermined gap; a case cover 9 for covering part of the case 7 and the chamber forming wall 8; and a lid 10 for closing the upper opening of the case 7 and the chamber forming wall 8.
  • the case 7 is formed, for example, by injection-molding aluminum or aluminum alloy having high thermal conductivity. As shown in FIGS. 2 and 3, the case 7 has a rectangular bottom portion 7a and a pair of raised portions from the four sides of the bottom portion 7a. Short side walls 7b and 7c and a pair of long side walls 7d and 7e are provided. In one long side wall 7e of the case 7, a plurality of side wall fins 12 (see FIGS. 3 and 6) extending in the longitudinal direction are provided at a predetermined pitch in the vertical direction in a region from the lower end to the upper part on the outer side. They are formed in parallel. In addition, a plurality of bottom fins 13 (see FIGS. 2 and 6) extending in the longitudinal direction are also provided in the bottom portion 7a of the case 7 at a predetermined pitch in the short direction in the region from the left end of the short direction to the right side of the lower surface. Are formed in parallel.
  • the chamber forming wall 8 includes a contact wall 8a that contacts one short side wall 7b of the case 7 and an opposing wall 8b that faces one short side wall 7b. Yes.
  • the housing cover 9 rises from a rectangular plate-like bottom plate 9a covering the bottom 7a of the case 7 and the lower opening of the chamber forming wall 8, and an edge of the bottom plate 9a.
  • the pair of long side walls 7d and 7e and the pair of side plates 9b and 9c covering the side portions of the chamber forming wall 8 are configured.
  • a space between the plurality of side wall fins 12 and a space between the plurality of bottom fins 13 are formed on the outer periphery of the bottom 7a of the case 7 and the one long side wall 7e covered with the housing cover 9.
  • a plurality of flow paths extending in the direction are formed.
  • the lid 10 is fixed to the case 7 and the chamber forming wall 8 by, for example, screwing so as to close the upper openings of the case 7 and the chamber forming wall 8.
  • the lid 10 is a metal member.
  • a space surrounded by one short side wall 7 b of the case 7, the chamber forming wall 8, the housing cover 9, and the lid body 10 is defined as the chamber 11.
  • One end in the longitudinal direction of a plurality of channels formed between the casing cover 9 and the outer periphery of the bottom 7a of the case 7 and one long side wall 7e communicates with the chamber 11, and the longitudinal direction of these channels The other end communicates with the atmosphere.
  • the blower fan 3 is mounted so that the blower opening corresponds to the opening 8 c formed in the facing wall 8 b of the chamber forming wall 8, and the cooling air generated by the blower fan 3 is sent into the chamber 11. .
  • a power conversion control unit is accommodated in the case 7. 2 and 3, the power control unit includes a base substrate 15, an input side noise filter unit 16, a first reactor 17, a second reactor 18, an electric field capacitor group 19, a transformer 20 as a magnetic component, and an output side Control components such as a noise filter unit 21, a plurality of semiconductor devices (for example, MOS-FETs) D1 to D12, and first to third circuit boards 23 to 25.
  • MOS-FETs semiconductor devices
  • the base substrate 15 has a predetermined wiring pattern (not shown) connected to the input connector 4, the control connector 5 and the output connector 6 described above, and has a rectangular shape smaller than the planar shape of the bottom 7a of the case 7, This is a member in which a notch 15a is formed on one long side.
  • the base substrate 15 is fixed by bolting on a support base 26 formed on the upper surface of the bottom 7a of the case 7 with the notch 15a facing the one long side wall 7e of the case 7 (FIG. 2). reference). Then, on the base substrate 15, the input side noise filter unit 16, the first reactor 17, the second reactor 18, the electric field capacitor group 19, the output side noise filter unit 21, the semiconductor devices D 1 to D 12, and the first to third circuit substrates 23. To 25 are implemented.
  • a transformer 20 is arranged inside the notch 15 a of the base substrate 15, and the transformer 20 is configured by a bottom 7 a of the case 7 constituting the housing 2 by an attachment member 30 and It is directly fixed to the long side wall 7e.
  • the mounting structure of the transformer 20 will be specifically described with reference to FIGS.
  • the transformer 20 includes an upper core 20a, a lower core 20b, a substantially cylindrical bobbin 20c, a primary coil 20d, and a secondary coil 20e.
  • the convex portion 20f provided on the upper core 20a and the convex portion 20g provided on the lower core 20b are fitted from above and below into a fitting hole 20h formed along the axis of the bobbin 20c.
  • the primary coil 20d is wound around the upper coil housing recess 20i provided at the top of the bobbin 20c
  • the secondary coil 20e is wound around the lower coil housing recess 20j provided at the bottom of the bobbin 20c. It is formed.
  • the attachment member 30 is formed by punching and bending a plate-like metal member. As shown in FIG. 5, the attachment member 30 extends downward from the top plate 31, and extends to the bottom of the case 7.
  • a case bottom mounting portion 32 that fixes the transformer 20 to the 7 a and a case side wall mounting portion 33 that extends upward from the top plate 31 and fixes the transformer 20 to the bottom 7 a of the case 7 are provided.
  • the top plate 31 is a substantially rectangular flat plate
  • the case bottom mounting portion 32 includes a support plate 32f extending downward from one side 31a of the top plate 31, and a downward extending from both edges of the support plate 32f.
  • a second screw mounting portion 32d bent inward from the lower end of 32c.
  • the first screw attachment portion 32b and the second screw attachment portion 32d are formed with attachment screw through holes 32e through which the attachment screws 37 (see FIG. 6) are inserted.
  • the case side mounting portion 33 is a flat plate-like member extending upward from the center of one side 31a of the top plate 31, and has a mounting screw through hole 33a through which the mounting screw 38 (see FIG. 6) is inserted. .
  • a tool notch portion into which a tool such as a screwdriver for screwing the mounting screw 37 inserted into the first screw mounting portion 32b and the second screw mounting portion 32d into the bottom portion 7a of the case 7 enters. 31c is provided.
  • a first heat transfer buffer sheet 34 is disposed on the upper surface of the upper core 20a of the transformer 20, and this first heat transfer The transformer 20 is disposed inside the attachment member 30 so that the buffer sheet 34 is sandwiched between the lower surface of the top plate 31.
  • the 2nd heat-transfer buffer sheet 35 is arrange
  • the first heat transfer buffer sheet 34 and the second heat transfer buffer sheet 35 are plate members having good thermal conductivity and elasticity.
  • the pair of leg portions 32 a and the pair of leg portions 32 c constituting the case bottom portion attachment portion 32 are placed on the bottom portion 7 a of the case 7, and the case side wall attachment portion 33 is brought into contact with the long side wall 7 e of the case 7.
  • the mounting screws 37 are respectively inserted into the mounting screw through holes 32e of the first screw mounting portions 32b of the pair of leg portions 32a, and are screwed into the female screw portions 7f formed on the bottom portion 7a of the case 7.
  • the attachment screw 37 is inserted into each of the attachment screw through holes 32e of the second screw attachment portion 32d of the leg portion 32c, and screwed into the female screw portion 7f formed in the bottom portion 7a of the case 7.
  • the mounting screw 38 is inserted into the mounting screw through hole 33 a of the case side wall mounting portion 33 and is screwed into the female screw portion 7 g formed on the long side wall 7 e of the case 7.
  • the lower portion of the attachment member 30 (case bottom attachment portion 32: the pair of leg portions 32a and the pair of leg portions 32c) is fixed to the bottom portion 7a of the case 7, and the upper portion of the attachment member 30 (the case bottom portion attachment portion 32). It is fixed to the long side wall 7e of the case 7, and the top plate 31 is fixed in a state where the upper surface of the transformer 20 is pressed downward.
  • the first heat transfer buffer sheet 34 is sandwiched in a compressed state between the lower surface of the top plate 31 and the upper surface of the upper core 20a, and the second heat transfer buffer sheet 35 is supported by the case side wall mounting portion 33 and the support.
  • the compressed state is sandwiched between the outer surfaces of the plate 32f and the pair of legs 32a and the long side wall 7e of the case 7.
  • the power converter device 1 is formed by fixing the cover body 10 so that the upper opening part of the case 7 and the chamber formation wall 8 may be obstruct
  • the magnetic component according to the present invention corresponds to the transformer 20
  • the side wall in the case according to the present invention corresponds to the long side wall 7e
  • one side of the top plate according to the present invention corresponds to one side 31a of the top plate 31.
  • the opposite side according to the present invention corresponds to the other side 31b
  • the first cushioning material according to the present invention corresponds to the first heat transfer cushioning sheet 34
  • the second cushioning material according to the present invention is the second transmission material. It corresponds to the heat buffer sheet 35. Therefore, according to the mounting structure of the transformer 20 of this embodiment, the case side mounting portion 33 provided on the upper portion of the mounting member 30 is fixed to the long side wall 7e of the case 7 by shaking of the upper side of the transformer 20. Can be suppressed.
  • the swing of the mounting member 30 in the direction along the one side 31a of the top plate 31 is suppressed by the pair of leg portions 32a, and the swing in the direction along the other side of the top plate 31 orthogonal to the one side 31a is
  • the leg portions 32a and the pair of leg portions 32c are restrained by the leg portions facing each other. Therefore, the present embodiment can improve the vibration resistance characteristics of the transformer 20 that is a heavy object.
  • the first heat transfer buffer sheet 34 sandwiched between the lower surface of the top plate 31 and the upper surface of the upper core 20 a, the outer surface of the case side wall mounting portion 33, the support plate 32 f and the pair of leg portions 32 a and the case 7.
  • the mounting member 30 being fixed to the bottom 7a and the long side wall 7e of the case 7 with the second heat transfer buffer sheet 35 sandwiched between the long side wall 7e being sandwiched, the top plate
  • the vibration transmitted to 31 is absorbed by the first heat transfer buffer sheet 34, and the vibration transmitted to the long side wall 7 e is absorbed by the second heat transfer buffer sheet 35, and the top plate 31 is shaken on the upper side of the transformer 20.
  • the vibration resistance characteristics of the transformer 20 of the power conversion device 1 mounted in a hybrid vehicle or an electric vehicle can be absorbed.
  • the vibration in the direction along the one side 31a or the vibration in the direction along the short side of the top plate can be absorbed. Further improvement It can be.
  • a control voltage is input to the control connector 5 of the power conversion device 1
  • the commercial power input through the input connector 4 is converted from AC to DC by the power conversion control unit housed in the case 7, and DC is output from the output connector 6. Output power.
  • the control components of the power conversion control unit of the case 7 generate heat, and in particular, the heat generation amount of the transformer 20 is large.
  • the heat generated by the transformer 20 is transferred to the housing 2 through the following two paths (1) and (2), and then dissipated.
  • the heat transfer path from the transformer 20 to the housing 2 has a larger heat transfer area than the conventional transformer mounting structure shown in FIG. Even when the heat generation amount is large, the transformer 20 can be efficiently cooled.
  • (1) First Path As shown in FIG. 8, the case bottom mounting portion 32 (the pair of leg portions 32 a and the pair of leg portions 32 c) of the mounting member 30 is connected to the lower surface of the top plate 31 and the upper core 20 a of the transformer 20.
  • the heat generation of the transformer 20 is indicated by an arrow A from the lower surface of the lower core 20b to the bottom of the case 7. Heat is transferred directly to 7a and then dissipated.
  • Second Path the heat generation of the transformer 20 is caused by the first heat transfer buffer sheet 34, the top plate 31 of the mounting member 30, and the case side wall mounting portion 33 from the upper surface of the upper core 20a, as indicated by the arrow B in FIG.
  • the support plate 32f, the pair of leg portions 32a, the second heat transfer buffer sheet 35, and the long side wall 7e of the case 7 are transferred in order and radiated.
  • the blower fan 3 When the blower fan 3 is driven, cold air taken from outside is sent into the chamber 11.
  • the cold air sent into the chamber 11 enters a plurality of flow paths formed on the bottom 7a side of the case 7 communicating with the chamber 11 and a plurality of flow paths formed on one long side wall 7e side, It flows toward the other end side in the scale direction (the other short side wall 7c side) and is discharged to the outside.
  • the bottom 7a of the case 7 becomes a cooling body by the cold air flowing through the plurality of flow paths formed on the bottom 7a side of the case 7. Therefore, the heat transferred from the transformer 20 to the bottom 7a of the case 7 is reliably cooled.
  • the magnetic component is not limited to the transformer 20, but may be a reactor or the like as long as it is a heavy object that generates heat.
  • the magnetic component mounting structure and the power conversion device including the mounting structure according to the present invention improve the vibration resistance even when the heavy magnetic component is mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle. Useful for.

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Abstract

　取付け部材（３０）は、天板（３１）と、この天板の側部から下方に延びるケース底部取付け部（３２）と、天板の側部から上方に延びるケース側壁取付け部（３３）とを備えた金属部材である。そして、ケース底部取付け部をケース７の底部（７ａ）に取付けることで、天板で磁気部品の上面を下方に押し付けた状態で固定する。また、ケース側壁取付け部を、ケースの側壁（７ｅ）に固定する。

Description

磁気部品の取付け構造及びこの取付け構造を備えた電力変換装置
　本発明は、トランスなどの磁気部品を筐体に固定するための磁気部品の取付け構造及びこの取付け構造を備えた電力変換装置に関する。
　ハイブリッド自動車や電気自動車等に搭載されているＡＣ／ＤＣコンバータなどの電力変換装置においては、トランスなどの磁気部品を筐体内に収容し、その磁気部品を筐体に固定するようにしているのが一般的である。この磁気部品の取付け構造においては、磁気部品が比較的重い重量を有することから磁気部品を筐体に固定した後の耐振動性が良好であることが要求される。
　ここで、従来のトランスをヒートシンクに固定するための取付け構造として、例えば、図９に示すものが知られている（特許文献１参照）。この図９に示すトランスの取付け構造においては、トランス１０１が取付け板１０５によりヒートシンク１１０に固定される。
　トランス１０１は、１次側巻線１０２と、２次側巻線１０３と、コア１０４とを備え、１次側には図示しないバッテリから高電圧（例えば、ＤＣ２００～３００Ｖ）が印加され、この高電圧を降圧して２次側に出力するようになっている。
　トランス１０１をヒートシンク１１０に固定するときには、トランス１０１のコア１０４の上面と取付け板１０５との間に放熱ゴム１０２を挟んだ状態でヒートシンク１１０に固定する。
　取付け板１０５は、放熱ゴム１０２を押圧する矩形平板状の押圧部１０６と、押圧部１０６の両長辺側の側縁から下方に折り曲げられた一対の折り曲げ部１０７と、押圧部１０６の両短辺側の側縁から下方に折り曲げられた一対の脚部１０８とを備えている。取付け板１０５は、軟鉄等の熱伝導性を有する金属板を打抜き及び曲げ加工することによって形成される。各折り曲げ部１０７は、放熱ゴム１０２の変形量制限部として機能し、放熱ゴム１９の高さ（コア１０４の上面を基準とする高さ）よりも低い段差を有する。このため、取付け板１０５をヒートシンク１１０に固定した状態では、放熱ゴム１０２は取付け板１０５により圧縮される。また、各脚部１０８は、取付け板１０５をヒートシンク１１０に固定するものであり、上下方向の略中央部に湾曲部１０８ａを有するとともに、下端に９０度外側に折り曲げられた取付け部１０８ｂを有する。この取付け部１０８ｂには、図示しない貫通孔が形成され、この貫通孔に取付けねじ１０９が挿通されてヒートシンク１１０上に形成された突起部１１１に取付け部１０８ｂがねじ止めされるようになっている。
特開２００７－３０５８０９号公報
　しかしながら、この図９に示した従来のトランスの取付け構造にあっては、重量物であるトランス１０１のヒートシンク１１０に対する固定が、取付け板１０５を構成する押圧部１０６の両短辺側の側縁から下方に折り曲げられた一対の脚部１０８により行っている。従って、固定されたトランス１０１の下方側は比較的動きづらいが、トランス１０１の上方側は比較的動きやすい。このため、トランス１０１が前後左右方向（取付け板１０５の長辺が延びる方向及び短辺が延びる方向）に揺れた場合には、トランス１０１の上部が振動し、耐久性が確保できないおそれがあった。
　従って、本発明はこれら課題を解決するためになされたものであり、重量物である磁気部品をハイブリッド自動車や電気自動車等に搭載しても耐振動特性を向上させることができる磁気部品の取付け構造及びこの取付け構造を備えた電力変換装置を提供することを目標としている。
　上記課題を達成するために、本発明の一態様に係る磁気部品の取付け構造は、筐体を構成する有底箱形状のケースに収納した磁気部品を、取付け部材を用いて固定する磁気部品の取付け構造において、上記取付け部材は、天板と、この天板の側部から下方に延びるケース底部取付け部と、上記天板の側部から上方に延びるケース側壁取付け部と、を備えた金属部材であり、上記ケース底部取付け部を上記ケースの底部に取付けることで、上記天板で上記磁気部品の上面を下方に押し付けた状態で固定するとともに、上記ケース側壁取付け部を、上記ケース内の側壁に固定する。
　この磁気部品の取付け構造によれば、磁気部品の上部側の揺れは、取付け部材の天板の側部から上方に延びるケース側壁取付け部がケース内の側壁に固定されていることで抑えられ、磁気部品の上部側の揺れは、天板が磁気部品の上面を下方に押し付けた状態で、この天板から下方に延びるケース底部取付け部がケースの底部に固定されていることで抑えられる。
　また、本発明の一態様に係る磁気部品の取付け構造は、上記取付け部材を構成する上記天板は、略矩形状の平板で構成され、上記ケース底部取付け部は、上記天板の一辺の両縁部から下方に延びる一対の脚部と、当該一辺と対向する対向一辺の両縁部から下方に延びる他の一対の脚部とからなることが好ましい。
　この磁気部品の取付け構造によれば、天板の一辺に沿う方向の揺れと、その一辺に直交する方向の揺れが、一対の脚部及び他の一対の脚部で抑えられる。
　また、本発明の一態様に係る磁気部品の取付け構造は、上記天板の下面と上記磁気部品の上面との間に、上記天板に伝達されてきた振動を吸収する第１緩衝材を挟み込んだ状態で上記磁気部品を下方に押し付け固定することが好ましい。
　この磁気部品の取付け構造によれば、天板に伝達された振動は、天板と磁気部品の間に配置された第１緩衝材で抑えられるので、さらに磁気部品の上部側の揺れを抑制することができる。
　また、本発明の一態様に係る磁気部品の取付け構造は、上記ケース内の側壁と当該側壁に対向する上記ケース底部取付け部との間に、上記側壁に伝達されてきた振動を吸収する第２緩衝材を挟み込んだ状態で配置することが好ましい。
　この磁気部品の取付け構造によれば、ケースの側壁に伝達された振動は、側壁とース底部取付け部との間に配置された第２緩衝材で抑えられるので、さらに磁気部品の下部側の揺れを抑制することができる。
　また、本発明の一態様に係る磁気部品の取付け構造は、上記第１緩衝材及び上記第２緩衝材は、熱伝導性が良好な部材であることが好ましい。
　この磁気部品の取付け構造によれば、磁気部品の発熱は、磁気部品の下面からケースの底部に直接伝達され、放熱される経路がある。また、磁気部品の発熱は、磁気部品の上面から第１緩衝材、天板、側面に近接しているケース底部取付け部、第２緩衝材に伝達され、放熱される経路もある。このように、磁気部品の発熱が２つの径路によりケースに伝熱され、放熱されるので、従来の磁気部品の取付け構造よりも伝熱面積が増加する。
　さらに、本発明の一態様に係る電力変換装置は、上述した磁気部品の取付け構造を備えている。
　この発明の電力変換装置によれば、ハイブリッド自動車や電気自動車等に搭載すると、少なくとも耐振動特性が向上する。
　本発明に係る磁気部品の取付け構造及び電力変換装置によると、磁気部品の上部側の揺れは、取付け部材の天板の側部から上方に延びるケース側壁取付け部がケース内の側壁に固定されていることで抑えられ、磁気部品の上部側の揺れは、天板が磁気部品の上面を下方に押し付けた状態で、この天板から下方に延びるケース底部取付け部がケースの底部に固定されていることで抑えられるので、重量物である磁気部品をハイブリッド自動車や電気自動車等に搭載しても耐振動特性を向上させることができる。
本発明に係る磁気部品としてのトランスの取付け構造を備えた電力変換装置の外観を示す斜視図である。 図１のII－II線矢視で示した断面図である。 図１に示す電力変換装置の蓋体を取り外して内部を示した平面図である。 本発明に係るトランスの構成を示す図であり、（ａ）はトランスの構成部材を示す斜視図、（ｂ）は組み立てたトランスの断面図である。 本発明に係る取付け部材を示す斜視図である。 本発明に係る磁気部品の取付け構造を示す要部断面図である。 本発明に係る磁気部品の取付け構造を示す図６のVII－VII線矢視で示した図である。 本発明に係る磁気部品の取付け構造による熱伝達の径路を説明する図である。 従来のトランスの取付け構造の一例を示す概略斜視図である。
　以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
　図１に示す電力変換装置１は、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されているＡＣ／ＤＣコンバータであり、直方体形状の筐体２と、筐体２の長尺方向の一方の側面に外付けした送風ファン３と、筐体２の長尺方向の他方の側面に設けた入力コネクタ４、制御コネクタ５、出力コネクタ６とを備えている。
　筐体２は、図２に示すように、有底箱形状であって平面視長方形のケース７と、ケース７の長尺方向の一方に配置され、ケース７の短辺側壁７ｂとの間に所定の隙間を設けるチャンバー形成壁８と、ケース７及びチャンバー形成壁８の一部を覆う筐体カバー９と、ケース７及びチャンバー形成壁８の上部開口部を閉塞する蓋体１０とを備えている。
　ケース７は、例えば熱伝導率の高いアルミニウム、アルミニウム合金を射出成形することで形成され、図２及び図３に示すように、長方形状の底部７ａと、この底部７ａの４辺から立ち上がる一対の短辺側壁７ｂ，７ｃ及び一対の長辺側壁７ｄ，７ｅとを備えている。
　ケース７の一方の長辺側壁７ｅには、その外側の下端から上部までの領域に、長尺方向に延在する複数の側壁フィン１２（図３及び図６参照）が上下方向に所定ピッチで平行に形成されている。また、ケース７の底部７ａにも、その下面の短尺方向左端部から右側までの領域に、長尺方向に延在する複数の底部フィン１３（図２及び図６参照）が短尺方向に所定ピッチで平行に形成されている。
　チャンバー形成壁８は、図３に示すように、ケース７の一方の短辺側壁７ｂに当接する当接壁８ａと、一方の短辺側壁７ｂに対向している対向壁８ｂとで構成されている。
　筐体カバー９は、図１乃至図３に示すように、ケース７の底部７ａ及びチャンバー形成壁８の下部開口部を覆う長方形板状の底板９ａと、底板９ａの縁部から立ち上がってケース７の一対の長辺側壁７ｄ，７ｅ及びチャンバー形成壁８の側部を覆う一対の側板９ｂ，９ｃとで構成されている。
　筐体カバー９で覆われたケース７の底部７ａ及び一方の長辺側壁７ｅの外周に、複数の側壁フィン１２の間の空間及び複数の底部フィン１３の間の空間が、ケース７の長尺方向に延在する複数の流路を形成する。
　そして、ケース７及びチャンバー形成壁８の上部開口部を閉塞するように、蓋体１０をケース７及びチャンバー形成壁８に例えばねじ止めにより固定する。蓋体１０は、金属製部材である。これにより、ケース７の一方の短辺側壁７ｂと、チャンバー形成壁８と、筐体カバー９と、蓋体１０とで囲まれた空間が、チャンバー１１として画成される。
　このチャンバー１１に、筐体カバー９とケース７の底部７ａ及び一方の長辺側壁７ｅの外周の間に形成した複数の流路の長尺方向の一端が連通し、これら流路の長尺方向の他端は大気に連通する。
　そして、チャンバー形成壁８の対向壁８ｂに形成した開口部８ｃに送風口が対応するように送風ファン３が装着され、送風ファン３で発生した冷却空気がチャンバー１１に送り込まれるようになっている。
　ケース７の内部には、電力変換制御ユニットが収容されている。
　電力制御ユニットは、図２及び図３に示すように、ベース基板１５、入力側ノイズフィルタ部１６、第１リアクトル１７、第２リアクトル１８、電界コンデンサ群１９、磁気部品としてのトランス２０、出力側ノイズフィルタ部２１、複数の半導体デバイス（例えばＭＯＳ－ＦＥＴ）Ｄ１～Ｄ１２、第１～第３回路基板２３～２５などの制御部品である。
　ベース基板１５は、前述した入力コネクタ４、制御コネクタ５及び出力コネクタ６と接続する所定の配線パターン（不図示）が施されており、ケース７の底部７ａの平面形状より小さな長方形状をなし、一方の長辺側に切欠き１５ａを形成した部材である。このベース基板１５は、切欠き部１５ａをケース７の一方の長辺側壁７ｅ側に向けながら、ケース７の底部７ａの上面に形成した支持台２６上にボルト締めで固定されている（図２参照）。
　そして、ベース基板１５に、入力側ノイズフィルタ部１６、第１リアクトル１７、第２リアクトル１８、電界コンデンサ群１９、出力側ノイズフィルタ部２１、半導体デバイスＤ１～Ｄ１２及び第１～第３回路基板２３～２５が実装される。
　ベース基板１５の切欠き部１５ａの内側には、図２及び図３に示すように、トランス２０が配置され、このトランス２０は、取付け部材３０により筐体２を構成するケース７の底部７ａ及び長辺側壁７ｅに直接固定される。
　ここで、トランス２０の取付け構造について、図４乃至図７を参照して具体的に説明する。
　トランス２０は、図４（ａ）に示すように、上部コア２０ａと、下部コア２０ｂと、略円筒形状のボビン２０ｃと、一次コイル２０ｄと、二次コイル２０ｅとを備えている。そして、図４（ｂ）に示すように、上部コア２０ａに設けた凸部２０ｆ及び下部コア２０ｂに設けた凸部２０ｇが、ボビン２０ｃの軸に沿って形成した嵌合穴２０ｈに上下から嵌合し、ボビン２０ｃの上部に設けた上部コイル収納凹部２０ｉに一次コイル２０ｄを巻装し、ボビン２０ｃの下部に設けた下部コイル収納凹部２０ｊに二次コイル２０ｅを巻装することでトランス２０が形成される。
　取付け部材３０は、板状の金属部材を打抜き及び曲げ加工することによって形成されており、図５に示すように、天板３１と、この天板３１から下方に延在し、ケース７の底部７ａにトランス２０を固定するケース底部取付け部３２と、天板３１から上方に延在し、ケース７の底部７ａにトランス２０を固定するケース側壁取付け部３３とを備えている。
　天板３１は略矩形状の平板であり、ケース底部取付け部３２は、天板３１の一辺３１ａから下方に延在している支持板３２ｆと、この支持板３２ｆの両縁部から下方に延在している一対の脚部３２ａと、これら一対の脚部３２ａの下端から内方に折り曲げられた第１ねじ取付け部３２ｂと、一辺３１ａに対向する天板３１の他方の辺３１ｂから支持板３２ｆと平行に延在している支持板３２ｇと、この支持板３２ｇの両縁部から一対の脚部３２ａと平行に下方に延在している一対の脚部３２ｃと、これら一対の脚部３２ｃの下端から内方に折り曲げられた第２ねじ取付け部３２ｄとを備えている。そして、第１ねじ取付け部３２ｂ及び第２ねじ取付け部３２ｄには、取付けねじ３７（図６参照）が挿通する取付けねじ用貫通孔３２ｅが形成されている。
　ケース側取付け部３３は、天板３１の一辺３１ａの中央から上方に延在した平板形状の部材であり、取付けねじ３８（図６参照）が挿通する取付けねじ用貫通孔３３ａが形成されている。
　なお、天板３１の四隅には、第１ねじ取付け部３２ｂ及び第２ねじ取付け部３２ｄに挿通した取付けねじ３７をケース７の底部７ａに螺合するドライバーなどの工具が入り込む工具用切欠き部３１ｃが設けられている。
　上記構成のトランス２０を筐体２に固定する際には、先ず、図６に示すように、トランス２０の上部コア２０ａの上面に第１伝熱緩衝シート３４を配置し、この第１伝熱緩衝シート３４を天板３１の下面とで挟み込むように、取付け部材３０の内部にトランス２０を配置する。また、図３及び図６に示すように、ケース側壁取付け部３３、支持板３２ｆ及び一対の脚部３２ａの外面に第２伝熱緩衝シート３５を配置する。
　これら第１伝熱緩衝シート３４及び第２伝熱緩衝シート３５は、熱伝導性が良好であり、弾性を有する板状部材である。
　次いで、ケース底部取付け部３２を構成する一対の脚部３２ａ及び一対の脚部３２ｃをケース７の底部７ａ上に載置し、ケース側壁取付け部３３をケース７の長辺側壁７ｅに当接する。
　次いで、一対の脚部３２ａの第１ねじ取付け部３２ｂの取付けねじ用貫通孔３２ｅに、それぞれ取付けねじ３７を挿通し、ケース７の底部７ａに形成された雌ねじ部７ｆに螺合し、一対の脚部３２ｃの第２ねじ取付け部３２ｄの取付けねじ用貫通孔３２ｅのそれぞれに取付けねじ３７を挿通し、ケース７の底部７ａに形成された雌ねじ部７ｆに螺合する。
　また、ケース側壁取付け部３３の取付けねじ用貫通孔３３ａに取付けねじ３８を挿通し、ケース７の長辺側壁７ｅに形成された雌ねじ部７ｇに螺合する。
　これにより、取付け部材３０の下部（ケース底部取付け部３２：一対の脚部３２ａ及び一対の脚部３２ｃ）がケース７の底部７ａに固定され、取付け部材３０の上部（ケース底部取付け部３２）がケース７の長辺側壁７ｅに固定され、天板３１がトランス２０の上面を下方に押し付けた状態で固定する。そして、第１伝熱緩衝シート３４が、天板３１の下面と上部コア２０ａの上面との間に圧縮された状態で挟み込まれ、第２伝熱緩衝シート３５が、ケース側壁取付け部３３、支持板３２ｆ及び一対の脚部３２ａの外面とケース７の長辺側壁７ｅとの間に圧縮された状態で挟み込まれた状態となる。
　そして、ケース７及びチャンバー形成壁８の上部開口部を閉塞するように蓋体１０を固定することで電力変換装置１が形成される。
　なお、本発明に係る磁気部品がトランス２０に対応し、本発明に係るケース内の側壁が長辺側壁７ｅに対応し、本発明に係る天板の一辺が天板３１の一辺３１ａに対応し、本発明に係る対向一辺が他方の一辺３１ｂに対応し、本発明に係る第１緩衝材が、第１伝熱緩衝シート３４に対応し、本発明に係る第２緩衝材が、第２伝熱緩衝シート３５に対応している。
　したがって、本実施形態のトランス２０の取付け構造によると、トランス２０の上部側の揺れは、取付け部材３０の上部に設けたケース側壁取付け部３３がケース７の長辺側壁７ｅに固定されていることで抑えられる。また、取付け部材３０の天板３１の一辺３１ａに沿う方向の揺れは、一対の脚部３２ａによって抑えられ、一辺３１ａに直交する天板３１の他の辺に沿う方向の揺れは、一対の脚部３２ａ及び一対の脚部３２ｃの互いに対向する脚部同士により抑えられる。したがって、本実施形態は、重量物であるトランス２０の耐振動特性を向上させることができる。
　また、天板３１の下面と上部コア２０ａの上面との間に挟み込まれた第１伝熱緩衝シート３４と、ケース側壁取付け部３３、支持板３２ｆ及び一対の脚部３２ａの外面とケース７の長辺側壁７ｅとの間に挟み込まれた第２伝熱緩衝シート３５とが挟み込まれた状態で、取付け部材３０がケース７の底部７ａ及び長辺側壁７ｅに固定されていることにより、天板３１に伝達された振動が第１伝熱緩衝シート３４で吸収され、長辺側壁７ｅに伝達された振動が第２伝熱緩衝シート３５で吸収され、トランス２０の上部側の揺れ、天板３１の一辺３１ａに沿う方向の揺れ、或いは天板の短辺に沿う方向の揺れを吸収することができるので、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されている電力変換装置１のトランス２０の耐振動特性をさらに向上させることができる。
　また、電力変換装置１の制御コネクタ５に制御電圧を入力すると、入力コネクタ４で入力した商用電力が、ケース７内部に収納した電力変換制御ユニットにより交流から直流に変換され、出力コネクタ６から直流電力を出力する。この際、ケース７の電力変換制御ユニットの制御部品が発熱し、特に、トランス２０の発熱量が大きい。
　本実施形態のトランス２０の取付け構造によれば、図８に示すように、トランス２０の発熱が次の（１）、（２）の２つの径路により筐体２に伝熱され、そして放熱される。このため、トランス２０から筐体２（ケース７の底部７ａ及び長辺側壁７ｅ）までの伝熱径路が図９に示す従来のトランスの取付け構造よりも伝熱面積が増加するので、トランス２０の発熱量が大きい場合であってもトランス２０の効率的な冷却を可能とすることができる。
（１）第１の径路
　図８に示すように、取付け部材３０のケース底部取付け部３２（一対の脚部３２ａ及び一対の脚部３２ｃ）を、天板３１の下面とトランス２０の上部コア２０ａの上面との間で第１伝熱緩衝シート３４を挟んだ状態で、ケース７の底部７ａに取付けることにより、トランス２０の発熱は、矢印Ａで示す、下部コア２０ｂの下面からケース７の底部７ａに直接伝熱され、そして放熱される。
（２）第２の径路
　また、トランス２０の発熱は、図８の矢印Ｂで示す、上部コア２０ａの上面から第１伝熱緩衝シート３４、取付け部材３０の天板３１、ケース側壁取付け部３３、支持板３２ｆ、一対の脚部３２ａ、第２伝熱緩衝シート３５、及びケース７の長辺側壁７ｅの順に伝熱され、そして放熱される。
　なお、送風ファン３が駆動すると、外部から取り込んだ冷風がチャンバー１１に送り込まれる。チャンバー１１に送り込まれた冷風は、チャンバー１１に連通しているケース７の底部７ａ側に形成した複数の流路と、一方の長辺側壁７ｅ側に形成した複数の流路とに入り込み、長尺方向の他端側（他方の短辺側壁７ｃ側）に向かって流れて外部に排出されていく。
　そして、ケース７の底部７ａはケース７の底部７ａ側に形成した複数の流路を流れる冷風により冷却体となる。従って、トランス２０からケース７の底部７ａに伝熱された熱は、確実に冷却されることになる。
　以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
　例えば、磁気部品としては、トランス２０に限らず、発熱する重量物であればリアクトルなどであってもよい。
　以上のように、本発明に係る磁気部品の取付け構造及びこの取付け構造を備えた電力変換装置は、重量物である磁気部品をハイブリッド自動車や電気自動車等に搭載しても耐振動特性を向上させるのに有用である。
１…電力変換装置、２…筐体、３…送風ファン、４…入力コネクタ、５…制御コネクタ、６…出力コネクタ、７…ケース、７ａ…底部、７ｂ，７ｃ…短辺側壁、７ｄ，７ｅ…長辺側壁、８…チャンバー形成壁、８ａ…当接壁、８ｂ…対向壁、８ｃ…開口部、９…筐体カバー、９ａ…底板、９ｂ，９ｃ…側板、１０…蓋体、１１…チャンバー、１２…側壁フィン、１３…底部フィン、１５…ベース基板、１５ａ…切欠き部、１６…入力側ノイズフィルタ部、１７…第１リアクトル、１８…第２リアクトル、１９…電界コンデンサ群、２０…トランス、２０ａ…上部コア、２０ｂ…下部コア、２０ｃ…ボビン、２０ｄ…一次コイル、２０ｅ…二次コイル、２０ｆ…凸部、２０ｇ…凸部、２０ｈ…嵌合穴、２０ｉ…上部コイル収納凹部、２０ｊ…下部コイル収納凹部、２１…出力側ノイズフィルタ部、２６…支持台、３０…取付け部材、３１…天板、３１ａ…天板の一辺、３１ｂ…天板の他方の辺、３１ｃ…工具用切欠き部、３２ａ…脚部、３２ｂ…第１ねじ取り付け部、３２ｃ…脚部、３２ｄ…第２ねじ取付け部、３２ｅ，３３ａ…取付けねじ用貫通穴、３２ｆ，３２ｇ…支持板、３３…ケース側壁取付け部、３４…第１伝熱緩衝シート、３５…第２伝熱緩衝シート、Ｄ１～Ｄ１２…半導体デバイス

Claims (7)

  1. 　筐体を構成する有底箱形状のケースに収納した磁気部品を、取付け部材を用いて固定する磁気部品の取付け構造において、
    　前記取付け部材は、天板と、
    　この天板の側部から下方に延びるケース底部取付け部と、
    　前記天板の側部から上方に延びるケース側壁取付け部と、を備えた金属部材であり、
    　前記ケース底部取付け部を前記ケースの底部に取付けることで、前記天板で前記磁気部品の上面を下方に押し付けた状態で固定するとともに、
    　前記ケース側壁取付け部を、前記ケース内の側壁に固定することを特徴とする磁気部品の取付け構造。
  2. 　前記取付け部材を構成する前記天板は、略矩形状の平板で構成され、
    　前記ケース底部取付け部は、前記天板の一辺の両縁部から下方に延びる一対の脚部と、当該一辺と対向する対向一辺の両縁部から下方に延びる他の一対の脚部とからなることを特徴とする請求項１記載の磁気部品の取付け構造。
  3. 　前記天板の下面と前記磁気部品の上面との間に、前記天板に伝達されてきた振動を吸収する第１緩衝材を挟み込んだ状態で前記磁気部品を下方に押し付け固定することを特徴とする請求項１又は２記載の磁気部品の取付け構造。
  4. 　前記第１緩衝材は、熱伝導性が良好な部材であることを特徴とする請求項３記載の磁気部品の取付け構造。
  5. 　前記ケース内の側壁と当該側壁に対向する前記ケース底部取付け部との間に、前記側壁に伝達されてきた振動を吸収する第２緩衝材を挟み込んだ状態で配置することを特徴とする請求項３項記載の磁気部品の取付け構造。
  6. 　前記第２緩衝材は、熱伝導性が良好な部材であることを特徴とする請求項５記載の磁気部品の取付け構造。
  7. 　請求項１又は２記載の磁気部品の取付け構造を備えていることを特徴とする電力変換装置。
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