(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に複数台の半導体ユニットを多段に積み重ねて搭載し、前記半導体ユニットに冷却風を通過させる半導体電力変換装置の筐体構造において、前記冷却風が前記筐体に収納された半導体ユニットの最上段から数えて奇数番目を通過するようにされた第１の風洞と、前記冷却風が前記筐体に収納された半導体ユニットの最上段から数えて偶数番目を通過するようにされた第２の風洞とを設け、半導体ユニットを通過した冷却風が前記第１又は第２の風洞を介して前記筐体外に排気されることを特徴とする半導体電力変換装置の筐体構造。
【請求項２】
前記第１及び第２の風洞は、前記筐体内に設けたトレーに板金を曲げ加工しさらに溶接することによって構成したことを特徴とする請求項１記載の半導体電力変換装置の筐体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台の半導体ユニットを含む半導体電力変換装置の筐体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体電力変換装置は、その筐体構造の内部に収納される半導体ユニットが主体であり、当該半導体ユニットは電力変換を行うものであるが電力変換の際に内部の半導体が発熱するため、冷却を行う必要がある。従来、半導体ユニットを冷却するには、冷却ファンを用いた強制風冷方式により冷却するのが一般的であった。
【０００３】
図３（ａ）は、下記特許文献１にも開示されているような、従来から用いられている複数台の半導体ユニットを多段に積み重ねて搭載した半導体電力変換装置の筐体構造を示す正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の側面図、および、図３（ｃ）は図３（ａ）の複数台の半導体ユニットを含む半導体電力変換装置の筐体構造を示す断面図で上面から見た図である。
【０００４】
図３に示されるように半導体電力変換装置１は、筐体内の上下に設けたトレー（不図示）にそれぞれ搭載された複数台の半導体ユニット１１と、風洞４０と、筐体の天井板（不図示）に設けられた換気孔５０とから構成されている。半導体ユニット１１には、それぞれ冷却ファン２１が各ユニットの後部に配置されており、各半導体ユニット１１を冷却風により冷却している。
【０００５】
図３（ｂ）に示すように、各半導体ユニット１１の冷却ファン２１により正面より冷却風が取り込まれ、半導体ユニット１１を通過する際、内部の半導体を冷却する。半導体を冷却した冷却風３０は、風洞４０を通り、筐体の天井板に設けられた換気孔５０から外に排気される。
【０００６】
しかし上記した従来の、複数台の半導体ユニット１１を搭載した半導体電力変換装置１では、それぞれの半導体ユニット１１が冷却ファン２１を駆動しており、下部の半導体ユニット１１になるにつれ、上部の半導体ユニット１１より排出される冷却風３０により圧力損失が大きくなり、冷却風量・風速が低下する。そのため、下部に置かれた半導体ユニット１１を十分に冷却できずにいたため、半導体ユニット１１を構成する電気品の寿命低下や半導体の破損にいたる可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３１１６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図３に示したような従来の半導体電力変換装置の筐体構造では、それぞれの半導体ユニット１１に必要な冷却風が、他の半導体ユニット１１が排気する冷却風によって圧力損失が大きくなり、下部の半導体ユニット１１を十分に冷却できずに搭載した電気品の寿命の低下や熱耐性が低い機器の破損にいたるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、複数台の半導体ユニットをグループに分け、それぞれのグループごとに風洞を設けることで、風洞下部の圧力損失を大きくすることなく、下部の半導体ユニットにも十分な冷却風を通過させることが可能な半導体電力変換装置の筐体構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、筐体内に複数台の半導体ユニットを多段に積み重ねて搭載し、前記半導体ユニットに冷却風を通過させる半導体電力変換装置の筐体構造において、前記冷却風が前記筐体に収納された半導体ユニットの最上段から数えて奇数番目を通過するようにされた第１の風洞と、前記冷却風が前記筐体に収納された半導体ユニットの最上段から数えて偶数番目を通過するようにされた第２の風洞とを設け、半導体ユニットを通過した冷却風が前記第１又は第２の風洞を介して上記筐体外に排気されることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記第１及び第２の風洞は、上記筐体内に設けたトレーに板金を曲げ加工しさらに溶接することによって構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数台の半導体ユニットをグループに分け、それぞれのグループごとに風洞を設けて複数台の半導体ユニットを通過する冷却風を略均一にすることで風洞下部の圧力損失を高めることなく冷却することが可能となるため、半導体ユニット内部の機器の寿命の低下や機器の破損が起きる可能性を減らすことができる。つまり、複数台の半導体ユニットのグループごとに風洞を設けることで複数台の半導体ユニットを略均一に冷却できる半導体電力変換装置の筐体構造を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施例に係る複数台の半導体ユニットを含む半導体電力変換装置の筐体構造を示す、正面図、左側面図、右側面図、および、断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る複数台の半導体ユニットを含む半導体電力変換装置の筐体構造を示す、正面図、側面図、および、断面図である。
【図３】従来の複数台の半導体ユニットを含む半導体電力変換装置の筐体構造を示す、正面図、側面図、および、断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１（ａ）は、本発明の第１の実施例に係る複数台の半導体ユニットを含む半導体電力変換装置の筐体構造を示す正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の左側面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の右側面図、および、図１（ｄ）は図１（ａ）の複数台の半導体ユニットを含む半導体電力変換装置の筐体構造を示す断面図で上面から見た図である。
【００２２】
図１（ａ）において、半導体電力変換装置１０１は、多段に積み重ねられた複数台の半導体ユニット１１１、複数台の半導体ユニット１１１のグループごとに設けられた風洞１４０，１４１、および、筐体の天井板（不図示）に設けられた換気孔１５０から構成されている。
【００２３】
半導体ユニット１１１を通過する冷却風１３０は、図１（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、冷却ファン１２１により半導体ユニット１１１の正面より取り込まれ、半導体ユニット１１１を通過する際、内部の半導体を冷却した冷却風は複数台の半導体ユニットのグループごとに設けられた風洞１４０または風洞１４１を通り、筐体の天井板に設けられた換気孔１５０より装置外(筐体外)へ排気される。なお、複数台の半導体ユニット１１１のグループごとに設けられた風洞１４０、風洞１４１を互いに区画する構造自体は筐体内に設けたトレー（不図示）を考慮しつつ当業者が通常の創作力を発揮することで容易に実現できるものである。例えば、板金に曲げ加工を施しさらに溶接加工等を施すことで実現可能である。
【００２４】
風洞１４０には最上段より数えて奇数段目の半導体ユニット１１１の冷却風が通り、風洞１４１には最上段より数えて偶数段目の半導体ユニット１１１の冷却風が通るようにされている。
【００２５】
冷却風１３０が各半導体ユニットを通過し、複数台の半導体ユニット１１１のグループごとに設けられた風洞１４０，１４１を経て、筐体の天井板に設けられた換気孔１５０より装置外に排気されるまでの経路を分けることにより、風洞下部の圧力損失が大きくなることなく、筐体内に搭載された各半導体ユニット１１１の冷却を略均一に行うことができる。
【実施例２】
【００２６】
図２（ａ）は、本発明の第２の実施例に係る複数台の半導体ユニットを含む半導体電力変換装置の筐体構造を示す正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の側面図、および、図２（ｃ）は図２（ａ）の複数台の半導体ユニットを含む半導体電力変換装置の筐体構造を示す断面図で上面から見た図である。
【００２７】
図２（ａ）において、半導体電力変換装置２０１は、多段に積み重ねられた複数台の半導体ユニット２１１、複数台の半導体ユニット２１１のグループごとに設けられた風洞２４０，２４１，２４２、および、筐体の天井板（不図示）に設けられた換気孔２５０から構成されている。
【００２８】
半導体ユニット２１１を通過する冷却風２３０は、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、冷却ファン２２１により半導体ユニット２１１の正面より取り込まれ、半導体ユニット２１１を通過する際、内部の半導体を冷却する。
【００２９】
半導体を冷却した冷却風は、複数台の半導体ユニットのグループごとに設けられた風洞２４０，２４１，２４２を通り、筐体の天井板に設けられた換気孔２５０より装置外へ排気される。
【００３０】
図示されているように風洞２４０には最上段より２台の半導体ユニット２１１の冷却風が通り、風洞２４１にはその下にある２台の半導体ユニット２１１の冷却風が、風洞２４２には更にその下にある２台の半導体ユニット２１１の冷却風が通るようにされている。
【００３１】
なお、複数台の半導体ユニット２１１のグループごとに設けられた風洞２４０、風洞２４１、風洞２４２を互いに区画する構造自体は筐体内に設けたトレー（不図示）を考慮しつつ当業者が通常の創作力を発揮することで容易に実現できるものである。例えば、板金に曲げ加工を施しさらに溶接加工等を施すことで実現可能である。
【００３２】
冷却風２３０が各半導体ユニットを通過し、複数台の半導体ユニットのグループごとに設けられた風洞２４０，２４１，２４２を経て、筐体の天井板（不図示）に設けられた換気孔２５０より装置外に排気されるまでの経路を分けることにより、風洞下部の圧力損失が大きくなることなく、筐体内に搭載された各半導体ユニット２１１の冷却を略均一に行うことができる。
【００３３】
なお、上記実施例では、各グループは２台の半導体ユニットで構成されているが、グループを構成する半導体ユニットの数は、適宜、選択することができる。各半導体ユニットの圧力損失値を適切にするため、例えば、上段のグループを構成する半導体ユニットの数を下段のグループを構成する半導体ユニットの数よりも多くすることができる。あるいは、下段のグループを構成する半導体ユニットの数を上段のグループを構成する半導体ユニットの数よりも多くすることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０１、２０１  半導体電力変換装置
１１１、２１１  半導体ユニット
１２１、２２１  冷却ファン
１３０、２３０  冷却風
１４０、１４１、２４０、２４１、２４２  風洞
１５０、２５０  換気孔
【図１】
0006497059.tif 000002
【図２】
0006497059.tif 000003
【図３】
0006497059.tif 000004