(57)【要約】【課題】ＤＣＤＣコンバータおよびパワーモジュールの少なくとも一方が設置された金属ケース内への冷却水の侵入を抑制すると共にリアクトルからコンデンサへの熱の伝搬を抑制する。【解決手段】リアクトル２４と一次側コンデンサ２２とを金属ケース４０に配置し、リアクトル２４と一次側コンデンサ２２との間に端子台８０を挿入し、端子台８０の挿入部８２の端部８２ｂで金属ケース４０と金属ケース７０との接合部を覆うよう構成した。これにより、金属ケース７０内への冷却水の侵入を抑制すると共にリアクトル２４から一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，スナバコンデンサ２９への熱の伝搬を抑制することができる。【選択図】図２
2015173565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアクトルと、コンデンサと、ＤＣＤＣコンバータおよびパワーモジュールの少なくとも一方と、を備える電力変換装置であって、
前記リアクトルと前記コンデンサとが内側に配置された第１金属ケースと、
前記ＤＣＤＣコンバータおよび前記パワーモジュールの少なくとも一方が内側に配置された第２金属ケースと、
前記リアクトルに接続されたリアクトルバスバと前記コンデンサに接続されたコンデンサバスバとが接続された端子台と、
を備え、
前記第１金属ケースの一側面および前記第２金属ケースの一側面は、互いに接合されると共に接合されたときに冷却水路をなす形状に形成されており、
前記端子台は、前記リアクトルと前記コンデンサとの間から前記第１金属ケースの一側面と前記第２金属ケースの一側面とを貫くよう挿入されてなり、前記第１金属ケース側の端部が前記リアクトルバスバと前記コンデンサバスバとに接続され、前記第２金属ケース側の端部が前記第１金属ケースと前記第２金属ケースとの接合部を覆ってなる
電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関し、詳しくは、リアクトルと、コンデンサと、ＤＣＤＣコンバータおよびパワーモジュールの少なくとも一方と、を備える電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電力変換装置としては、リアクトルとコンデンサとが収容ケースに収容され、リアクトルに接続されたリアクトル接続端子とコンデンサに接続されたコンデンサ接続端子と直流電源に接続された電源接続端子とが正極バスバーに接続されているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電力変換器では、正極バスバーにおいて、熱がリアクトル接続端子からコンデンサ接続端子に伝わる経路の長さを熱がリアクトル接続端子から電源接続端子へ伝わる経路の長さより長くすることにより、リアクトルからコンデンサに熱が伝わることを抑制し、コンデンサの温度上昇を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６９０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、こうした電力変換装置の収容ケースにおけるリアクトルとコンデンサとが設置された面の裏面側にＤＣＤＣコンバータやパワーモジュールを収容した金属ケースを設置し、収容ケースの裏面と金属ケースの裏面とが互いに接合されたときに両者間の空間が冷却水路をなす形状に形成されたものでは、収容ケースの裏面と金属ケースの裏面とで形成された空間に冷却水を供給したときに収容ケースと金属ケースとの接合部から冷却水が漏れ、金属ケース内へ冷却水が浸入してしまう場合がある。こうした冷却水の浸入は、ＤＣＤＣコンバータやパワーモジュールに好ましくない影響を与えるため、抑制されることが望ましい。また、上述の電力変換器では、リアクトル接続端子とコンデンサ接続端子とが正極バスバーに接続されているため、リアクトルで発生した熱が正極バスバーを介してコンデンサに伝搬しやすい。こうした熱の伝搬は、コンデンサの昇温を招くため、抑制されるのが望ましい。
【０００５】
本発明の電力変換装置は、ＤＣＤＣコンバータおよびパワーモジュールの少なくとも一方が設置された金属ケース内への冷却水の侵入を抑制すると共にリアクトルからコンデンサへの熱の伝搬を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電力変換装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電力変換装置は、
リアクトルと、コンデンサと、ＤＣＤＣコンバータおよびパワーモジュールの少なくとも一方と、を備える電力変換装置であって、
前記リアクトルと前記コンデンサとが内側に配置された第１金属ケースと、
前記ＤＣＤＣコンバータおよび前記パワーモジュールの少なくとも一方が内側に配置された第２金属ケースと、
前記リアクトルに接続されたリアクトルバスバと前記コンデンサに接続されたコンデンサバスバとが接続された端子台と、
を備え、
前記第１金属ケースの一側面および前記第２金属ケースの一側面は、互いに接合されると共に接合されたときに冷却水路をなす形状に形成されており、
前記端子台は、前記リアクトルと前記コンデンサとの間から前記第１金属ケースの一側面と前記第２金属ケースの一側面とを貫くよう挿入されてなり、前記第１金属ケース側の端部が前記リアクトルバスバと前記コンデンサバスバとに接続され、前記第２金属ケース側の端部が前記第１金属ケースと前記第２金属ケースとの接合部を覆ってなる
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の電力変換装置では、端子台は、リアクトルとコンデンサとの間から第１金属ケースの一側面と第２金属ケースの一側面とを貫くよう挿入されてなり、第１金属ケース側の端部がリアクトルバスバとコンデンサバスバとに接続され、第２金属ケース側の端部が第１金属ケースと第２金属ケースとの接合部を覆っている。これにより、第１金属ケースの一側面と第２金属ケースの一側面とで形成される冷却水路に供給された冷却水が第１金属ケースと第２金属ケースとの接合部から漏洩したときでも、端子台の第２金属ケース側の端部で第２金属ケース内への冷却水の浸入を抑制することができる。また、端子台がリアクトルとコンデンサとの間に挿入されているから、リアクトルからコンデンサへの熱の伝搬を抑制することができる。この結果、ＤＣＤＣコンバータおよびパワーモジュールの少なくとも一方が設置された第２金属ケース内への冷却水の侵入を抑制すると共にリアクトルからコンデンサへの熱の伝搬を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例としての電力変換装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電力変換装置２０の要部の断面を示す要部断面図である。
【図３】図２の破線で囲った部分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は本発明の一実施例としての電力変換装置２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は電力変換装置２０の要部の断面を示す要部断面図であり、図３は図２の破線で囲った部分の拡大断面図である。なお、図１では、電力変換装置２０内の構成の説明のため、後述する熱伝導性絶縁部材３０については図示していない。電力変換装置２０は、図示しない電源からの電力を変換する装置であり、平滑用の一次側コンデンサ２２と、リアクトル２４と、平滑用の二次側コンデンサ２６と、二次側コンデンサ２６で蓄電した電荷を放電する放電抵抗２８と、スナバコンデンサ２９と、が収容された金属ケース４０と、金属ケース４０に接合されＤＣＤＣコンバータ７２とパワーモジュール７４とが収容された金属ケース７０と、金属ケース４０の中央部と金属ケース７０の中央部とを貫くよう挿入された端子台８０とから構成されている。
【００１２】
金属ケース４０は、アルミニウムなど熱伝導性の比較的良好な金属により形成されており、リアクトル２４，一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，スナバコンデンサ２９が内側に配置されている。
【００１３】
金属ケース７０は、アルミニウムなど熱伝導性の比較的良好な金属により形成されており、ＤＣＤＣコンバータ７２，パワーモジュール７４が載置される底部７０ｂと、底部７０ｂの上方を覆うように取り付けられたカバー７０ｃとを備える。
【００１４】
金属ケース７０の側面７０ａ（底部７０ｂのＤＣＤＣコンバータ７２，パワーモジュール７４が載置された面の裏側の面）の外周は金属ケース４０の側面４０ａ（リアクトル２４，一次側コンデンサ２２が配置された面の裏側の面）の外周と接合され、側面７０ａの中央部（端子台８０の周辺部）は側面４０ａの中央部（端子台８０の周辺部）と接合されている。金属ケース７０の側面７０ａと金属ケース４０の側面４０ａは、接合されたときに冷却水路をなす形状に形成されている。金属ケース７０の側面７０ａと金属ケース４０の側面４０ａとで構成された空間Ｓには、冷却水供給口４４ａから冷却水が供給され、空間Ｓを流通した冷却水が冷却水排出口４４ｂから排出される。金属ケース４０と金属ケース７０との接合部には、図３に示すように、空間Ｓからの冷却水の漏洩を抑制するシール９０が設けられている。
【００１５】
一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，リアクトル２４，スナバコンデンサ２９には、それぞれの側面から端子台８０の金属ケース４０側の端部８２ａに延伸するバスバ５０〜６０，６２，６４が接続されている。放電抵抗２８には、二次側コンデンサ２６のバスバ５８に接続されたバスバ６２と、一次側コンデンサ２２のバスバ５２と二次側コンデンサ２６のバスバ６０とに接続されたバスバ６４とが接続されている。
【００１６】
端子台８０は、エポキシ樹脂など熱伝導性の比較的良好な絶縁性材料により形成され金属ケース４０のリアクトル２４と一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，スナバコンデンサ２９との間から金属ケース７０を貫くよう挿入された挿入部８２と、挿入部８２の金属ケース４０側の端部８２ａに設けられアルミニウムなどの導電性材料により形成された接続端子８４ａ〜８４ｇと、挿入部８２の金属ケース７０側の端部８２ｂに設けられアルミニウムなどの導電性材料により形成された接続端子８４ｈと、アルミニウムなどの導電性材料により形成され挿入部８２の内部に配策され接続端子８４ｂと接続端子８４ｈとを接続する内部配線８６とを備える。
【００１７】
接続端子８４ａ，８４ｃ〜８４ｇは、それぞれバスバ５０，６８，６６，６０，５４，５８に接続されている。接続端子８４ｂは、一次側コンデンサ２２のバスバ５２とリアクトル２４のバスバ５４とに接続されている。接続端子８４ｈは、金属ケース７０内のＤＣＤＣコンバータ７２に接続されたバスバ６６とパワーモジュール７４に接続されたバスバ６８とに接続されている。
【００１８】
挿入部８２の端部８２ｂは、金属ケース４０の中央部と金属ケース７０の中央部との接合部（シール９２が設けられた接合部）を覆う形状に形成されている。端部８２ｂと金属ケース４０，金属ケース７０との接合部には、空間Ｓからの冷却水の漏洩を抑制するためのシール９２，９４が設けられている。
【００１９】
こうして構成された電力変換装置２０では、挿入部８２の端部８２ｂで金属ケース４０と金属ケース７０の接合部（シール９０〜９４が取り付けられた接合部）を覆うことにより、空間Ｓから冷却水が漏洩したときでも、シール９０〜９４と端部８２ｂとで金属ケース７０内に冷却水が侵入することをより抑制することができ，冷却水の侵入によるＤＣＤＣコンバータ７２やパワーモジュール７４の損傷をより抑制することができる。また、リアクトル２４と一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，スナバコンデンサ２９との間に端子台８０が配置されているから、リアクトル２４から一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，スナバコンデンサ２９への熱の伝搬を抑制することができる。したがって、金属ケース７０内への冷却水の侵入を抑制すると共にリアクトル２４から一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，スナバコンデンサ２９への熱の伝搬を抑制することができる。
【００２０】
以上説明した実施例の電力変換装置２０によれば、リアクトル２４と一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，スナバコンデンサ２９とを金属ケース４０に配置し、リアクトル２４と一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，スナバコンデンサ２９との間に端子台８０を挿入し、端子台８０の挿入部８２の端部８２ｂで金属ケース４０と金属ケース７０との接合部を覆うことにより、金属ケース７０内への冷却水の侵入を抑制すると共にリアクトル２４から一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，スナバコンデンサ２９への熱の伝搬を抑制することができる。
【００２１】
実施例の電力変換装置２０では、電力変換装置２０がリアクトル２４や一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８を搭載しているものとしたが、放電抵抗２８を搭載していなかったり、一次側コンデンサ２２および二次側コンデンサ２６のいずれか一方を搭載していないものとしてもよい。
【００２２】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、リアクトル２４が「リアクトル」に相当し、一次側コンデンサ２２が「コンデンサ」に相当し、ＤＣＤＣコンバータ７２が「ＤＣＤＣコンバータ」に相当し、パワーモジュール７４が「パワーモジュール」に相当し、金属ケース４０が「第１金属ケース」に相当し、金属ケース７０が「第２金属ケース」に相当し、端子台８０が「端子台」に相当する。
【００２３】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００２４】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、電力変換装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００２６】
２０  電力変換装置、２２  一次側コンデンサ、２４  リアクトル、２６  二次側コンデンサ、２８  放電抵抗、２９  スナバコンデンサ、３０  熱伝導性絶縁部材、４０，７０  金属ケース、４０ａ，７０ａ  側面、４４ａ  冷却水供給口、４４ｂ  冷却水排出口、５０〜６８  バスバ、７０ｂ  底部、７０ｃ  カバー、７２  ＤＣＤＣコンバータ、７４  パワーモジュール、８０  端子台、８２  挿入部、８２ａ，８２ｂ  端部、８４ａ〜８４ｈ  接続端子、８６  内部配線、９０〜９４  シール、Ｓ  空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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