(57)【要約】【課題】アルミニウムダイキャスト品の成型後の反りを防止して、反り矯正処理を省略し、製造時間を短縮するとともに、製造コストを低減することができるアルミニウムダイキャスト成型品の反り防止構造及びこれを使用した電力変換装置を提供する。【解決手段】例えば電力変換装置のケース体をアルミニウム又はアルミニウム合金をダイキャスト成型する際に、成型後の反り発生予想部にリブ部や板厚増強部のような反り防止補強部を形成した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金をダイキャスト成型する際に、成型後の反り発生予想部に反り防止補強部を形成したことを特徴とするアルミニウムダイキャスト成型品の反り防止構造。
【請求項２】
前記反り防止補強部は、反り発生予想部に形成した剛性を高めるリブ部で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウムダイキャスト成型品の反り防止構造。
【請求項３】
前記反り防止補強部は、反り発生予想部に形成した板厚増強部で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウムダイキャスト成型品の反り防止構造。
【請求項４】
前記反り防止補強部は、反り発生予想部に形成した剛性を高めるリブ部と板厚増強部とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウムダイキャスト成型品の反り防止構造。
【請求項５】
前記請求項１乃至４の何れか１項に記載のアルミニウムダイキャスト成型品の反り構造をインバータ装置に付加する直流リアクトル格納架台に適用したことを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウムダイキャスト品の反り防止構造及びこれを使用した電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電力変換装置としては、例えば電子回路を内蔵したインバータ装置本体と、インバータ装置本体を囲む本体ケースと、本体ケースの内部の一端に設けられた端子部とを有するインバータ装置において、本体ケースの端子部側の一端に、端子保護カバーからなるリアクトル収納体を着脱自在に取り付け、リアクトル収納体内に、端子部と電気的に接続された直流リアクトルを配置する構成としたインバータ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、モータ制御装置の筐体と、筐体内に配置されフィンを備えたヒートシンクと、ヒートシンクを冷却する冷却ファンと、ヒートシンクの反フィン側の面に密着するパワー半導体モジュールと、筐体内におけるヒートシンクのフィン側に配置されたコアと、コア内に収納されコアの長手方向端部からコイルエンドが突出しているコイルとを有するリアクトルとを筐体内に備えたモータ制御装置において、コイルの表面に伝熱樹脂を介して接触させたリアクトル用ヒートシンクと、コイルエンドの長手方向端部の傍らに配置したコイルカバーとを備えたモータ制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８６１０１号公報
【特許文献２】特開２００８−８６１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１及び２に記載の従来例にあっては、リアクトルの放熱効果を得るためにアルミ製のヒートシンクを適用するようにしており、通常、アルミ製のヒートシンクはアルミニウム又はアルミニウム合金をダイキャスト成型することにより、製造するようにしている。このとき、ダイキャスト成型では、アルミニウム又はアルミニウム合金を溶融状態として高圧で金型内に流し込むことにより、ヒートシンクを形成するので、成型後にアルミニウム成型品の温度が下がったときに、反りが発生する恐れが高く、反りが発生した場合に、反りを矯正する矯正処理を行う必要があり、製造コストが嵩むとともに、製造時間が長くなるという未解決の架台がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、アルミニウムダイキャスト品の成型後の反りを防止して、反り矯正処理を省略し、製造時間を短縮するとともに、製造コストを低減することができるアルミニウムダイキャスト成型品の反り防止構造及びこれを使用した電力変換装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係るアルミニウムダイキャスト成型品の反り防止構造は、アルミニウム又はアルミニウム合金をダイキャスト成型する際に、成型後の反り発生予想部に反り防止補強部を形成したことを特徴としている。
この構成によると、成型後の反り発生予想部に反り防止発生部を形成することにより、反りの発生を防止して、反り矯正処理を省略することができ、アルミニウムダイキャスト成型品を短時間で高精度で製作することができる。
【０００８】
また、請求項２に係るアルミダイキャスト成型品の反り防止構造は、請求項１に係る発明において、前記反り防止補強部は、反り発生予想部に形成した剛性を高めるリブ部で構成されていることを特徴としている。
この構成によると、反り発生予想部にリブを形成して剛性を高めることにより、ダイキャスト成型後にダイキャスト成型品の温度が低下したときに、反りの発生を確実に防止させることができる。
【０００９】
また、請求項３に係るアルミダイキャスト成型品の反り防止構造は、前記反り防止補強部は、反り発生予想部に形成した板厚増強部で構成されていることを特徴としている。
この請求項３に係る発明では、反り発生予想部に板厚増強部を形成するので、ダイキャスト成型後にダイキャスト成型品の温度が低下したときに、反りの発生を確実に防止させることができる。
【００１０】
また、請求項４に係るアルミダイキャスト成型品の反り防止構造は、前記反り防止補強部は、反り発生予想部に形成した剛性を高めるリブ部と板厚増強部とで構成されていることを特徴としている。
この構成によると、反り発生予想部にリブ部で剛性を補強し、且つ板厚増強部でも剛性を補強するので、反りの発生をより確実に防止することができる。
【００１１】
また、請求項５に係る電力変換装置は前記請求項１乃至４の何れか１項に記載のアルミニウムダイキャスト成型品の反り構造をインバータ装置に付加する直流リアクトル格納架台に適用したことを特徴としている。
この構成によると、直流リアクトルを格納する直流リアクトル格納架台を反り矯正を行うことなく正確且つ短時間で製作することができ、ヒートシンクを兼ねることができる
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アルミニウム又はアルミニウム合金をダイキャスト成型して形成するアルミニウムダイキャスト成型品の反り予想部に反り防止補強部を形成するので、アルミニウムダイキャスト成型品を形成した後の温度低下によっても反りの発生を防止することができ、反り矯正処理を行う必要がなく、アルミニウム成型品を、製作工数を低減しながら正確に製造することができるという効果が得られる。
【００１３】
また、反り防止補強部を形成したアルミニウム成型品でインバータ装置に付加する直流リアクトル格納架台を形成することにより、直流リアクトル格納架台を製作工数を低減しながら正確に製造することができ、電力変換装置の量産性を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電力変換装置の電気的構成を示す回路図である。
【図２】本発明を電力変換装置に適用した場合の第１の実施形態を示す外観斜視図である。
【図３】図２の分解斜視図である。
【図４】直流リアクトル格納架台を平面側から見た斜視図である。
【図５】直流リアクトル格納架台を底面側から見た斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す直流リアクトル格納架台を底面側から見た斜視図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態を示す直流リアクトル格納架台を底面側から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
先ず、電力変換装置の電気的構成を図１について説明する。
この電力変換装置は、整流器１とインバータ２とを直流リアクトル３で接続した構成を有する。ここで、整流器１は６つのダイオードＤ１〜Ｄ６を２つずつ直列に接続された直列回路を３つ並列に接続された構成を有し、ダイオードＤ１及びＤ２の接続点、ダイオードＤ３及びＤ４の接続点及びダイオードＤ５及びＤ６の接続点からそれぞれ商用３相交流の入力端子Ｒ、Ｓ及びＴが導出されている。
【００１６】
また、インバータ２は、ＩＧＢＴ等で構成される半導体スイッチング素子Ｔｒ１１〜Ｔｒ１６と６つの逆接続ダイオードＤ１１〜Ｄ１６とで３つのスイッチングアームが形成されており、半導体スイッチング素子Ｔｒ１１及びＴｒ１２の接続点、半導体スイッチング素子Ｔｒ１３及びＴｒ１４の接続点、半導体スイッチング素子Ｔｒ１５及びＴｒ１６の接続点からそれぞれ交流出力端子Ｕ、Ｖ及びＷが導出されている。
【００１７】
そして、上記構成を有する電力変換装置のインバータ２が図２に示すインバータ装置１１に内装され、直流リアクトル３が図２に示す直流リアクトル格納架台２０に格納されている。
インバータ装置１１は、前述したインバータ２を構成する発熱部材としての半導体スイッチング素子Ｔｒ１１〜Ｔｒ１６を内装した本体１２を有する。この本体１２は、前後のケース半体１２Ａ及び１２Ｂを連結した構成を有し、両ケース半体１２Ａ及び１２Ｂには空気取り入れ孔１３が形成されている。
【００１８】
前面側のケース半体１２Ａには各種の設定操作および表示を行う操作表示部１４が形成されている。また、背面側のケース半体１２Ｂには、最上部に上面の全面に亘ってファン収納部１５が形成され、このファン収納部１５の下側に図示しないが発熱部品となる半導体スイッチング素子が格納されている。
また、本体１２の背面側すなわちケース半体１２Ｂの背面側には前述した直流リアクトル３を格納する直流リアクトル格納架台２０が着脱自在にボルト締めされている。ここで、直流リアクトル３は、図３に示すように、長円形の鉄心１６にコイル１７を巻装し、コイル１７の捲き始め及び捲き終わりから導出される接続端子１８ａ及び１８ｂが前方に突出された構成を有する。この直流リアクトル３がアルミニウム等の熱伝導性の高い取付板１９に取付けられている。
【００１９】
この直流リアクトル格納架台２０は、図４及び図５に示すように、アルミニウム又はアルミニウム合金をダイキャスト成型して製作され、方形枠部２１とこの方形枠部２１の底面を覆う比較的板厚の薄い背面板部２２とを有する前面を開放したケース体２３を有する。そして、方形枠部２３内に直流リアクトル１０を格納する収納室２４とこの収納室２４とは隔壁２５で離間された部品収納部２６とが形成されている。また、方形枠部２１の上面側にはリブ２７で補強された取付板部２８が上方に突出形成されて、下面側にも取付板部２９が下方に突出形成されている。
【００２０】
さらに、背面板部２２の背面側には、反り補強部３１が形成されている。この反り補強部３１は、板厚の薄い背面板部２２をダイキャスト成型で形成する場合に、板厚の薄い背面板部２２は成型終了後の温度低下時に反りの発生が予測されため、その背面側の反り発生予想部の剛性を高める格子状のリブ部３２で構成されている。
そして、収納室２４内に直流リアクトル３がその取付板１９をネジ留めすることにより、接続端子１８ａ及び１８ｂを前方に突出させた状態で固定される。この直流リアクトル３を収納室２４内に格納した状態で、収納室２４の前端面が閉塞板３３で接続端子１８ａ及び１８ｂを前方に突出させた状態で閉塞されている。
【００２１】
次に、本発明の動作を説明する。
先ず、電力変換装置を組立てるには、インバータ装置１１のケース半体１２Ｂ内に冷却ファン収納部、発熱部品となる半導体スイッチング素子Ｔｒ１１〜Ｔｒ１６等を基板に装着して内装する。
また、直流リアクトル格納架台２０の収納室２４内に直流リアクトル３の取付板１９を固定して、直流リアクトル３を格納し、その開放前端面に閉塞板３３で接続端子１８ａ及び１８ｇを前方に突出させた状態で閉塞する。そして、接続端子１８ａ及び１８ｂをインバータ装置１１のケース半体１２内に挿通して、一端をインバータ２に接続し、他端を整流器１に接続する。
【００２２】
この状態で、ケース半体１２Ｂにケース半体１２Ａを合体させて本体１２を構成する。
このようにインバータ装置を組立てることにより、直流リアクトル３を接続したインバータ装置１２を容易に構成することができる。
このとき、直流リアクトル３を格納する直流リアクトル格納架台２０は、前述したように、板厚が薄くダイキャスト成型時に反りの発生が予測される背面板部２２の背面側に、格子状のリブ部３２が反り防止補強部として形成され、このリブ部３２によって剛性が高められているので、アルミニウム又はアルミニウム合金を溶融させて金型に高圧で圧入してダイキャスト成型したときに、ダイキャスト成型品を金型から抜き出して、室温で冷却した場合、反りの発生を確実に防止することができる。このため、従来必要としていた反り矯正工程を省略することができ、製造工数を低減して製作時間を短縮し、量産化を促進することができる。
【００２３】
また、直流リアクトル格納架台２０をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成していることにより、熱伝導率を高めて、熱容量の大きなヒートシンクとすることができ、直流リアクトル３の発熱を外部に放散して、直流リアクトル３の過熱を抑制することができる。このとき、リブ部３２が放熱フィンの役目を果たすことからより放熱効果を高めることができる。
【００２４】
なお、上記実施形態においては、反り防止補強部としてリブ部３２を形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図６に示すように、リブ部を省略し、これに代えて、直流リアクトル格納架台２０の背面板部２２の背面側に板厚を厚くした板厚増強部４１を左右両端まで延長する帯状に形成するようにしてもよい。この場合、板厚増強部４１は帯状に形成する場合に限らず、十字形状やＸ形状に形成するようにしてもよい。
【００２５】
さらに、図７に示すように、直流空くトルク格納架台２０の背面板部２２の背面側にリブ部３２と板厚増強部４１の双方を形成して、より剛性を高めて反りの発生をより確実に防止するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、電力変換装置としてインバータ装置を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば無停電電源装置等の他の形式の電力変換装置にも本発明を適用することができる。
【００２６】
さらに、上記実施形態においては、本発明を電力変換装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の任意の機器の反り防止構造として適用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１…整流器、２…インバータ、３…直流リアクトル、１１…インバータ装置、１２…本体、１２Ａ，１２Ｂ…ケース半体、１３…空気取り入れ孔、１５…冷却ファン収納部、２０…直流リアクトル格納架台、２１…方形枠部、２２…背面板部、２３…ケース体、２４…収納室、３２…リブ部、４１…板厚増強部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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