(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に気流を発生するファンユニットと、
前記ファンユニットを支持し、前記第１の方向と直交する第２の方向への前記ファンユニットの移動を許容し、前記第１の方向と前記第２の方向との双方に対して直交する第３の方向、及び前記第１の方向に関して前記ファンユニットの位置を拘束するガイド構造と、
前記ガイド構造に支持された前記ファンユニットの、前記第２の方向への移動を制限する拘束部材と
を有し、
前記ガイド構造は、前記第１の方向に対して直交し、前記ファンユニットを前記第２の方向に案内する案内面を画定する平板状の第１の部分を含み、
前記拘束部材は、前記第１の部分の前記案内面に対して、前記ファンユニットと同じ側に配置されている電力装置。
【請求項２】
前記ガイド構造は、
前記第１の部分とともに、前記ファンユニットを前記第１の方向に挟む第２の部分と、
前記ファンユニットを前記第３の方向に挟む第３の部分及び第４の部分と
を有し、
前記拘束部材は、前記第４の部分に設けられた貫通孔に挿入され、前記第４の部分の内側の表面から突出する請求項１に記載の電力装置。
【請求項３】
前記貫通孔はねじ穴であり、前記拘束部材は、前記ねじ穴にねじ込まれ、先端が前記第４の部分の内側の表面から突出したているねじを含む請求項２に記載の電力装置。
【請求項４】
前記拘束部材は、前記第１の部分、前記第２の部分、前記第３の部分、及び前記第４の部分の少なくとも１つと、前記ファンユニットとの間に配置され、前記ファンユニットを前記ガイド構造に挿入することによって弾性変形している弾性部材を含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力装置。
【請求項５】
前記第１の部分は、前記第３の部分から前記第４の部分まで連続し、前記第１の部分の、前記ファンユニットによる前記気流の経路に対応する位置に開口が設けられており、
前記第２の部分は、前記第３の部分から前記第３の方向に延び、前記第４の部分には達していない請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電力装置。
【請求項６】
さらに、
筐体と、
前記筐体に収容された電気回路部品と
を有し、
前記ガイド構造が前記筐体に収容されて、前記筐体に固定されており、
前記電気回路部品が、前記第１の部分から間隔を隔てて配置されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却用のファンユニットを含む電力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファンユニットをプリント基板に実装した電源装置が下記の特許文献１に開示されている。Ｌ型金具の一方の平板がプリント基板に取り付けられ、他方の垂直平板に、ファンユニットが取り付けられる。ファンユニットは、気流の方向と平行な方向の貫通孔に通されたねじによって、Ｌ型金具の垂直平板に固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１４０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ファンユニットをＬ型金具に取り付けるねじの先端は、Ｌ型金具の垂直平板のねじ穴にねじ込まれるか、または垂直平板を貫通してナットで締め付けられる。いずれの場合でも、ねじの先端が垂直平板から突出する。垂直平板の近傍に電気回路部品が搭載されている場合、電気回路部品から、導体であるねじの先端までの距離が、電気回路部品から垂直平板までの距離より短くなる。このため、電気回路部品と導体との接触の危険性が高まる。
【０００５】
本発明の目的は、ファンユニットに関わる導体と、電気回路部品との接触の危険を低減することが可能な電力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点によると、
第１の方向に気流を発生するファンユニットと、
前記ファンユニットを支持し、前記第１の方向と直交する第２の方向への前記ファンユニットの移動を許容し、前記第１の方向と前記第２の方向との双方に対して直交する第３の方向、及び前記第１の方向に関して前記ファンユニットの位置を拘束するガイド構造と、
前記ガイド構造に支持された前記ファンユニットの、前記第２の方向への移動を制限する拘束部材と
を有し、
前記ガイド構造は、前記第１の方向に対して直交し、前記ファンユニットを前記第２の方向に案内する案内面を画定する平板状の第１の部分を含み、
前記拘束部材は、前記第１の部分の前記案内面に対して、前記ファンユニットと同じ側に配置されている電力装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
拘束部材が、第１の方向に関して、第１の部分の案内面に対して、ファンユニットが配置された方の空間に配置されているため、案内面に対してファンユニットが配置された空間とは反対側の空間に配置される電気回路部品と、拘束部材との距離が近づくことを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施例による電力装置に搭載される空冷装置の分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した空冷装置のファンユニット及びガイド構造の断面図である。
【図３】図３は、拘束部材として弾性部材を用いた空冷装置のファンユニット及びガイド構造の断面図である。
【図４】図４は、実施例による電力装置の概略断面図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ比較例及び実施例による電力装置に搭載された冷却装置と、ブスバーとの概略断面図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、他の実施例による電力装置に搭載される冷却装置のガイド構造の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に、実施例による電力装置に搭載される冷却装置の分解斜視図を示す。この冷却装置は、ファンユニット１０及びガイド構造２０を含む。ファンユニット１０が、ガイド構造２０に支持されて、電力装置に搭載される。図１では、２個のファンユニット１０を示しているが、ファンユニット１０の個数は、１個でもよいし、３個以上でもよい。
【００１０】
ファンユニット１０は、回転翼１１及びフレーム１２を含む。回転翼１１がフレーム１２に回転可能に取り付けられている。回転翼１１により発生する気流の方向をｘ方向とするｘｙｚ直交座標系を定義する。フレーム１２は、ｘ軸の負の方向を向く前面１２１、正の方向を向く背面（図１には現れていない）、ｚ軸の正の方向を向く上面１２３、ｚ軸の負の方向を向く底面（図１には現れていない）、及びｙ軸の正の方向及び負の方向を向く側面１２４を含む。前面１２１及び背面の外形は正方形または長方形である。上面１２３に、凹部１２５が設けられている。
【００１１】
フレーム１２に、ｘ方向に貫通する複数の取付孔１３が設けられている。一般的には、これらの取付孔１３にねじを挿入することにより、ファンユニット１０がブラケットや筐体等に固定される。実施例においては、これらの取付孔１３は利用されない。
【００１２】
ガイド構造２０は、平板状の第１の部分２１、第２の部分２２、第３の部分２３、及び第４の部分２４を含む。第１の部分２１及び第２の部分２２は、ｘ方向に対して垂直であり、第３の部分２３及び第４の部分２４は、ｚ方向に対して垂直である。ガイド構造２０にファンユニット１０が支持された状態で、第１の部分２１及び第２の部分２２は、ファンユニット１０をｘ方向に挟む。第３の部分２３及び第４の部分２４は、ファンユニット１０をｚ方向に挟む。第１の部分２１と第２の部分との相互に対向する面、及び第３の部分２３と第４の部分２４との相互に対向する面により、ファンユニット１０をｙ方向に案内する案内面が形成される。
【００１３】
第１の部分２１は、第３の部分２３から第４の部分２４まで連続する。第２の部分２２は、第３の部分２３から第４の部分に向かってｚ方向に延びるとともに、第４の部分２４からも、第３の部分２３に向かってｚ方向に延びている。第１の部分２１、第２の部分２２、第３の部分２３、及び第４の部分２４からなる立体構造は、例えば、１枚の金属板を折り曲げることにより作製される。
【００１４】
ガイド構造２０の、ｙ方向の端部に挿入口２５が画定されている。ファンユニット１０が、挿入口２５からガイド構造２０に、ｙ方向に沿って挿入可能である。図１では、ファンユニット１０がガイド構造２０に挿入される前の状態を示している。ファンユニット１０がガイド構造２０に挿入された状態で、ファンユニット１０はｙ方向に移動可能であるが、ｘ方向に関しては、第１の部分２１及び第２の部分２２によって位置が拘束され、ｚ方向に関しては、第３の部分２３及び第４の部分２４によって位置が拘束される。
【００１５】
第４の部分２４に、ファンユニット１０に対応して貫通孔２６が形成されている。貫通孔２６に拘束部材２７が挿入される。拘束部材２７は、第４の部分２４の内側の表面（案内面）から突出する。突出した部分が、ファンユニット１０の凹部１２５に収まる。拘束部材２７は、第１の部分２１の案内面に対して、ファンユニット１０と同じ側に配置されており、ファンユニット１０と反対の側には配置されていない。ファンユニット１０がｙ方向に移動すると、凹部１２５の側面が拘束部材２７の突出部に接触する。拘束部材２７が凹部１２５の側面に接触すると、ファンユニット１０のｙ方向へのさらなる移動が禁止される。このように、拘束部材２７は、ファンユニット１０のｙ方向への移動を制限する。
【００１６】
貫通孔２６をねじ穴とし、拘束部材２７としてねじを用いてもよい。ねじを貫通孔２６にねじ込むことにより、拘束部材２７としてのねじがガイド構造２０に固定される。ねじの先端がファンユニット１０の凹部１２５に収まる。
【００１７】
第１の部分２１の、ファンユニット１０による気流の経路に対応する位置に、開口２９が形成されている。第３の部分２３から延びる一方の第２の部分２２の先端の縁と、第４の部分２４から延びる他方の第２の部分２２の先端の縁との間に、ファンユニット１０による気流の経路が確保される。２つの第２の部分２２のうち一方を省略してもよい。第４の部分２４に連続する第２の部分２２を省略した場合、第３の部分２３から延びる第２の部分２２の先端の縁と、第４の部分２４との間に、気流の経路が確保される。
【００１８】
図２に、ファンユニット１０及びガイド構造２０の断面図を示す。第３の部分２３と第４の部分２４との間に、ファンユニット１０が配置されている。第４の部分２４に形成された貫通孔２６に拘束部材２７が挿入されている。拘束部材２７の先端（下端）が、第４の部分２４の内側の表面から突出している。この突出部が、ファンユニット１０の凹部１２５に収まっている。一例として、凹部１２５の側面は、回転翼１１の回転軸を中心とする円柱面の一部分と、取付孔１３を取り囲む四角柱面の一部分で構成される。
【００１９】
ファンユニット１０がｙ方向に移動すると、拘束部材２７の突出部が、凹部１２５の側面に接触する。これにより、ファンユニット１０のｙ方向への移動可能範囲が制限される。
【００２０】
図３に、拘束部材２７として弾性部材を用いた実施例のファンユニット１０及びガイド構造２０の断面図を示す。ファンユニット１０のフレーム１２と第３の部分２３との間に、弾性部材２７１が挿入されている。弾性部材２７１として、シート状の弾性材料が用いられる。フレーム１２と第３の部分２３との間の弾性部材２７１は、ｚ方向に押し潰されて弾性変形している。弾性部材２７１の復元力によって、ファンユニット１０のｙ方向への移動が拘束される。図３に示した実施例では、弾性部材２７１が、ファンユニット１０のｙ方向への移動を拘束する拘束部材としての役割を担う。弾性部材２７１は、第４の部分２４とフレーム１２との間に挿入してもよい。
【００２１】
ファンユニット１０のｙ方向への移動を拘束する拘束部材として、図２に示したねじ状の拘束部材２７と、図３に示した弾性部材２７１とを併用してもよい。
【００２２】
図４に、実施例による電力装置の断面図を示す。上方に向って開口した下部筐体３０の底面に、伝熱板３１が固定されている。伝熱板３１の上に、複数のパワーモジュール３２が取り付けられている。パワーモジュール３２は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を含む。
【００２３】
パワーモジュール３２の各々にブスバー３３が接続されており、ブスバー３３がパワーモジュール３２から上方に延びる。パワーモジュール３２の上方において、複数のブスバー３３が相互に連続している。ブスバー３３の上に配置されたＤＣリンクコンデンサ３４が、ブスバー３３に電気的に接続されている。
【００２４】
伝熱板３１に冷却装置４０が取り付けられている。冷却装置４０は、図１に示したファンユニット１０及びガイド構造２０を含む。ガイド構造２０が、伝熱板３１に固定されている。冷却装置４０による気流の経路内にブスバー３３等の種々の電気回路部品が配置されている。下部筐体３０の開口部が蓋３７で塞がれている。冷却装置４０が発生する気流により、下部筐体３０と蓋３７とで閉じされた空間内の温度が均一化される。
【００２５】
図５Ａ及び図５Ｂを参照して、実施例による電力装置の優れた効果について説明する。
【００２６】
図５Ａに、比較例による電力装置に搭載された冷却装置４０と、ブスバー３３との概略断面図を示す。Ｌ型ブラケット６０の一方の平板部分６２が伝熱板３１（図４）に固定される。平板部分６２から立ち上がった垂直部分６１に、ファンユニット１０が取り付けられている。垂直部分６１とブスバー３３との間隔をＧ１で表す。
【００２７】
ファンユニット１０のフレーム１２が、複数の取付孔１３にそれぞれ挿入された複数のねじ５０により、垂直部分６１に取り付けられている。ねじ５０は、垂直部分６１に設けられたねじ穴にねじ込まれている。ねじ５０の先端は、垂直部分６１の外側の表面からブスバー３３に向かって突き出ている。
【００２８】
ねじ５０の先端からブスバー３３までの最短距離Ｇ２は、ガイド構造２０とブスバー３３との間隔をＧ１より短い。ねじ５０の先端からブスバー３３までの最短距離Ｇ２が、冷却装置４０とブスバー３３との最短距離より短い。
【００２９】
図５Ｂに、実施例による電力装置に搭載された冷却装置４０と、ブスバー３３との概略断面図を示す。実施例においては、フレーム１２に形成された取付孔１３が利用されない。ファンユニット１０の移動を制限する拘束部材２７は、第１の部分２１の案内面に対してファンユニット１０と同じ側に配置されており、ファンユニット１０と反対の側には配置されていない。このように、第１の部分２１の外側の表面からの突出物は存在しない。
【００３０】
第１の部分２１の外側の表面からの突出物が存在しないため、第１の部分２１とブスバー３３との間隔Ｇ１が、冷却装置４０とブスバー３３との最短距離に等しい。図５Ｂに示した実施例においては、図５Ａに示した比較例と比べて、ブスバー３３と冷却装置４０との空間距離が、取り付けねじ等によって短くなってしまうことを防止できる。その結果、ブスバー３３と金属部品との接触による故障の発生を抑制することができる。
【００３１】
さらに、図５Ａに示した比較例においては、複数のねじ５０によってファンユニット１０がＬ型ブラケット６０に取り付けられる。これに対し、図２及び図５Ｂに示した実施例においては、１つのファンユニット１０をガイド構造２０に支持するために使用されるねじ（拘束部材２７）は１本のみである。図３に示した実施例では、ファンユニット１０を支持するためにねじは使用されない。実施例においては、比較例に比べて、使用するねじの本数が少ないため、ファンユニット１０の取り付け作業の作業効率を高めることができる。
【００３２】
図６Ａ及び図６Ｂに、それぞれ他の実施例による電力装置に搭載される冷却装置のガイド構造２０の斜視図を示す。以下、図１に示した実施例のガイド構造２０との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。
【００３３】
図１に示した実施例では、第３の部分２３から延びる第２の部分２２と、第４の部分２４から延びる第２の部分２２とが、相互に繋がっていない。これに対し、図６Ａに示した実施例では、第２の部分２２が、第３の部分２３から第４の部分２４まで連続している。第２の部分２２に、第１の部分２１と同様に開口５１が設けられている。開口５１によって、気流の経路が確保される。
【００３４】
図６Ｂに示した実施例では、第２の部分２２が、第３の部分２３から第４の部分２４まで連続している。第１の部分２１は、第３の部分２３に連続する部分と、第４の部分２４に連続する部分とに分離されている。第１の部分２１に対向する位置に、ブスバー３３（図４）等の電気回路部品が配置される。
【００３５】
図６Ａ及び図６Ｂに示した実施例においても、図１〜図４Ｂ、及び図５Ｂに示した実施例と同様の効果が得られる。
【００３６】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００３７】
１０  ファン
１１  回転翼
１２  フレーム
１３  取付孔
２０  ガイド構造
２１  第１の部分
２２  第２の部分
２３  第３の部分
２４  第４の部分
２５  挿入口
２６  貫通孔
２７  拘束部材
２９  開口
３０  下部筐体
３１  伝熱板
３２  パワーモジュール
３３  ブスバー
３４  ＤＣリンクコンデンサ
３７  蓋
４０  冷却装置
５０  ねじ
５１  開口
６０  Ｌ型ブラケット
６１  垂直部分
６２  平板部分
１２１  前面
１２３  上面
１２４  側面
１２５  凹部
２７１  弾性部材
【図１】
0006395641.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0006395641.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006395641.tif 000007