(57)【要約】【課題】ヒートシンクに冷却ファンを取り付けるための構造が不要となる冷却ファンを得る。また、この冷却ファンを用いて小型化がより一層可能な電力変換装置を得る。【解決手段】羽根を有するファン１１と、ファン１１を収納する四角状のフレーム１２とを備えた冷却ファン８であって、四角状のフレーム１２の四隅のうちの少なくとも一箇所に、冷却ファン８の送風方向と送風方向および四角状のフレーム１２の一面に対する垂直方向との二方向に固定を行うための固定部材１ａ，１ｂを設けた。この冷却ファン８によって、ヒートシンク７を冷却ファン８の送風方向に固定し、半導体モジュール６を冷却ファン８の垂直方向に固定した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根を有するファンと、前記ファンを収納する四角状のフレームとを備えた冷却ファンであって、
前記四角状のフレームの四隅のうちの少なくとも一箇所に、前記冷却ファンの送風方向と前記送風方向および前記四角状のフレームの一面の双方に対して垂直な方向との二方向に固定を行うための固定部材を設けたことを特徴とする冷却ファン。
【請求項２】
前記固定部材には、前記二方向にネジ穴が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却ファン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の冷却ファンと、ヒートシンクと、半導体モジュールを備えた電力変換装置であって、
前記固定部材によって、前記ヒートシンクを前記冷却ファンの前記送風方向に固定し、前記半導体モジュールを前記冷却ファンの前記垂直な方向に固定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】
この発明は、電力変換装置全体を小型化するための冷却ファンおよびこの冷却ファンを用いてヒートシンクと半導体モジュールとを固定する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電力変換装置においては、半導体モジュール、冷却用のヒートシンク、冷却ファン、制御基板、コンデンサ基板等から構成されている。半導体モジュールを冷却するシステムに空冷の冷却ファンを用いた従来の電力変換装置では、半導体モジュールを搭載するヒートシンク内に冷却ファンを収納するための空間とそれを固定する構造とが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開公報ＷＯ２００８／０３２５４２（第６頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電力変換装置では、ヒートシンクに冷却ファンを固定するために、冷却ファンを取付けるための構造が必要であった。このため、この取付け構造のための空間がヒートシンクあるいは電力変換装置の筐体に別途必要となり、電力変換装置のさらなる小型化を妨げる要因の一つとなっていた。省エネ要求により電力変換装置の普及が進んでおり、電力変換装置のエネルギー効率の向上だけでなく小型化も進んでいる。このため、電力変換装置の小型化をより一層進めるためにはできるだけ無駄な空間を無くし、空間を有効に使用する必要がある。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ヒートシンクに冷却ファンを取り付けるための構造が不要となる冷却ファンを得るものである。また、この冷却ファンを用いて小型化がより一層可能な電力変換装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る冷却ファンは、羽根を有するファンと、ファンを収納する四角状のフレームとを備えた冷却ファンであって、四角状のフレームの四隅のうちの少なくとも一箇所に、冷却ファンの送風方向と送風方向および四角状のフレームの一面の双方に対して垂直な方向との二方向に固定を行うための固定部材を設けたものである。
【０００７】
また、この発明に係る電力変換装置は、冷却ファンと、ヒートシンクと、半導体モジュールを備え、冷却ファンに設けた固定部材によって、ヒートシンクを冷却ファンの送風方向に固定し、半導体モジュールを冷却ファンの垂直な方向に固定したものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、冷却ファンの四隅のうちの少なくとも一箇所に固定冶具が挿入され、半導体モジュールと冷却ファンとヒートシンクが一括して固定されるので、ヒートシンクに冷却ファンを取り付けるための構造が不要となる冷却ファンを得るものである。また、この冷却ファンを用いて小型化がより一層可能な電力変換装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における電力変換装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における冷却ファンの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における電力変換装置の構成を示す斜視図である。図１において、電力変換装置は、半導体モジュール６、ヒートシンク７、および冷却ファン８によって構成されている。そして、半導体モジュール６およびヒートシンク７は、後述する固定冶具１ａ，１ｂによって冷却ファン８に固定されている。また、半導体モジュール６は、固定されたヒートシンク７と冷却ファン８との上方に搭載され、一方の片側は後述する固定冶具によって冷却ファン８に固定され、他方の片側はヒートシンク７に固定されている。
【００１１】
まず、冷却ファン８について説明する。図２に、冷却ファンの構成を示す斜視図を示す。冷却ファン８には、羽根を有するファン１１と、ファン１１を収納する四角状のフレーム１２によって構成されている。そして、フレーム１２の四隅のうちの少なくとも一箇所、本実施の形態においては、フレーム１２の四隅のうちの二箇所に、半導体モジュール６およびヒートシンク７を冷却ファン８に固定するための固定部材である固定冶具１ａ，１ｂが設けられている。固定冶具１ａと１ｂは、空冷ファン８に挿入する向きが異なるだけで基本的な構成は同じである。通常、フレーム１２の四隅には、リブが挿入されているか、または何もない状態であり、ここに固定冶具１ａ，１ｂを挿入しても、冷却ファン８の外形形状が大きくなることはない。また、冷却ファン８の冷却性能等の機能を損なうこともない。本実施の形態においては、固定冶具１ａ，１ｂはＳＵＳ製である。なお、半導体モジュール６と接することがなく、ヒートシンク７のみに接するフレーム１２の四隅のうちの残り二箇所に固定冶具１ａ，１ｂを用いてもよい。
【００１２】
固定冶具１ａ，１ｂのそれぞれ二方向にネジ穴４ａ，５ａ，４ｂ，５ｂ（図示せず）が形成されている。二方向とは、冷却ファン８の送風方向と、冷却ファン８の送風方向およびフレーム１２の一面の双方に対して垂直な方向である。送風方向のネジ穴５ａはヒートシンク７を固定するために、垂直な方向のネジ穴４ａ，４ｂは半導体モジュール６を固定するために用いられる。具体的には、固定冶具１ａはネジ穴５ａおよび固定ネジ３ａによってヒートシンク７に繋がれる。固定冶具１ｂも固定冶具１ａと同様の形態で、ヒートシンク７に繋がれる。同様に、固定冶具１ａはネジ穴４ａおよび固定ネジ２ａによって半導体モジュール６に繋がれる。固定冶具１ｂも固定冶具１ａと同様の形態で、半導体モジュール６に繋がれる。このように、固定冶具１ａ，１ｂは、二方向での固定が可能であり、それぞれ単体で半導体モジュール６およびヒートシンク７に繋がれるので、固定冶具１ａ，１ｂを冷却ファン８の四隅に挿入することによって、半導体モジュール６と冷却ファン８とヒートシンク７とを一括して固定することができる。
【００１３】
このように、半導体モジュール６と冷却ファン８とヒートシンク７が一括して固定されるため、ヒートシンク７に冷却ファン８を取り付けるための特別な構造が不要となり、ヒートシンク７を小型化することができる。また、冷却ファン８の四隅は、リブが形成されることはあるが、その他の目的では従来使用されていない空間であり、この四隅に固定冶具が挿入されても電力変換装置の体積が増大することは無い。この結果、電力変換装置の小型化が可能になる。
【００１４】
なお、本実施の形態では固定冶具１ａ，１ｂの材質をＳＵＳとしたが、ネジで接続される際に半導体モジュール６およびヒートシンク７が変形しなければ、どのような材料を使っても良い。例えば、ダイキャストなどの金属、ガラスエポキシなどの樹脂、硬化プラスチックなどを使っても良い。
【００１５】
以上のような構成によって、冷却ファン８の四隅部分に固定冶具１ａ，１ｂが挿入されるので、半導体モジュール６と冷却ファン８とヒートシンク７が一括して固定される。このため、ヒートシンク７に冷却ファン８を取り付けるための特別な構造が不要となり、かつ、冷却ファン８の四隅部分は従来使用されていない空間であり、冷却ファン８の四隅部分に固定冶具１ａ，１ｂが挿入されても電力変換装置の体積が増大することは無いため、電力変換装置のより一層の小型化が可能になる。
【符号の説明】
【００１６】
１ａ，１ｂ  固定冶具、２ａ，２ｂ，３ａ  固定ネジ、４ａ，４ｂ，５ａ  ネジ穴、６  半導体モジュール、７  ヒートシンク、８  冷却ファン、１１  ファン、１２  フレーム。
【図１】
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【図２】
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