(57)【要約】【課題】小型化、低コスト化を妨げず、自己発熱部品の放熱性を向上させるとともに、振動によるプリント基板やはんだ接合部への過度なストレスを低減できる電力変換装置を提供する。【解決手段】円筒形のコアにコイル材を巻回したリアクトルを、その軸方向の一方の端面が冷却部の冷却面と間隙を介して対向するように配置し、電気電子部品を前記リアクトルの軸方向の他方の端面に対向して配置し、前記リアクトルと前記電気電子部品とを電気的に接続するプリント基板を前記冷却部の冷却面に対して垂直に配置し、前記間隙の少なくとも一部に柔軟性及び熱伝導性を有する放熱部材を挿入した電力変換装置。【選択図】図１
2017034012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの電気電子部品と、
円筒形のコアと前記コアに巻回されたコイル材とを備えた少なくとも１つのリアクトルと、
前記電気電子部品と前記リアクトルとを電気的に接続する主回路配線板を有する主回路ユニットと、
前記リアクトルを冷却する少なくとも１つの冷却面を有する冷却部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記少なくとも一つのリアクトルは、軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に間隙を介して対向するように配置され、
前記少なくとも一つの電気電子部品は、前記少なくとも一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対向して配置され、
前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、
且つ、
前記間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記リアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材を備えている、ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
少なくとも１つの電気電子部品と、
円筒形のコアと前記コアに巻回されたコイル材とを備えた複数のリアクトルと、
前記電気電子部品と前記リアクトルとを電気的に接続する主回路配線板を有する主回路ユニットと、
前記リアクトルを冷却する少なくとも１つの冷却面を有する冷却部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記複数のリアクトルのうちの一つは、その軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に対して第１の間隙を介して対向するように配置され、
前記複数のリアクトルのうちの他の一つは、その軸方向の一端面が前記一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対して第２の間隙を介して対向するように配置され、
前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、
且つ、
前記第１の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、
前記第２の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記他方の端面と前記他の一つのリアクトルの前記一方の端面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、
を備えている、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
前記冷却部は、前記冷却面に対向する平面に、前記平面から垂直方向に延びる少なくとも１つのフィンを備えている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記冷却部は、前記冷却面に対向する平面を内壁とする少なくとも１つの密閉された流路を備え、
前記流路は、少なくとも１つの流体入口と、少なくとも１つの流体出口を備えている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記主回路配線板は、プリント基板で構成されている、
ことを特徴とする請求項１から４のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記主回路配線板は、板金で構成されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記板金は、電気絶縁性を有する樹脂フレームで覆われている、
ことを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記主回路配線板は、前記リアクトルの軸方向の端面と垂直方向に長さ方向が伸びる端子用貫通長穴を備え、
前記リアクトルの端子は、前記端子用貫通長穴に挿入されている、
ことを特徴とする請求項１から７のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記放熱部材は、グリースにより形成されている、
ことを特徴とする請求項１から８のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記放熱部材は、接着性を有する材料で形成されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記放熱部材は、電気絶縁性を有する材料で形成されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記主回路ユニットは、コモン・モード・チョークコイルとしての前記リアクトルと、ラインバイパスコンデンサと、アクロスザラインコンデンサと、前記主回路配線板を備え、ノイズフィルタとして機能する回路ユニットである、
ことを特徴とする請求項１から１１のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載される電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば電気自動車やハイブリッド自動車等のように、モータを駆動源の一つとする電動車両に於いては、商用の交流電源から直流電源に変換して高圧バッテリに充電する充電器と、高圧バッテリの直流電圧を補機用のバッテリの電圧（例えば１２［Ｖ］等）に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、高圧バッテリから供給される直流電力をモータに供給するための交流電力に変換するインバータ等により構成された電力変換装置と、が搭載されている。
【０００３】
前述の電力変換装置の内部構成は、一般的にはチョッパ回路やブリッジ回路等のスイッチング回路が用いられているが、スイッチング回路のスイッチング動作によりノイズが発生するので、ノイズを低減させるためのノイズ対策としてフィルムコンデンサと併用されチョークコイルが設けられている。このように、電動車両に於いては、電力変換のためのトランスや、リアクトル、及びチョークコイル等の、重量が大きく且つ付勢されることにより自己発熱する部品が多く用いられている。
【０００４】
近年、電力変換装置の軽量化による電動車両の燃費向上や、電動車両に於ける電力変換装置の実装スペースの縮小化のために、電動車両に搭載される電力変換装置等の小型、低コスト化の要求が非常に強くなってきている。
【０００５】
電力変換装置の小型、低コスト化を実現する手段の有力な手法の一つに、前述のスイッチング回路のスイッチング周波数の高速化がある。スイッチング周波数の高速化は、前述の大きくて重い上に高価なチョークコイルや、トランス、リアクトル等を小型化、及び低コスト化できることから、各種電力変換装置に於いては重要な技術開発要素の一つである。ところが、電力変換装置に搭載されるトランス、リアクトル、チョークコイル等の小型化は、発熱密度が増大するといった新たな課題が発生することから、それらの放熱性を更に向上させることが必要となる。
【０００６】
又、電力変換装置に搭載されるトランスやリアクトル、チョークコイル等は比較的重量が大きい為、電力変換装置が搭載される振動要件の厳しい環境に於いて、自身の重量や電力変換装置の振動により、プリント基板やプリント基板のはんだ接合部に大きなストレスを与えるといった課題を生むことから、プリント基板の剛性を向上させる構造や自身の振動を抑制するなどの耐振構造を追加する必要がある。
【０００７】
特に、夫々形状、大きさの異なるコモン・モード・チョークコイル、ラインバイパスコンデンサ、アクロスザラインコンデンサを併用するフィルタ回路部に於いては、導通により発熱するコモン・モード・チョークコイルをより放熱に有利な向き及び位置に配置し、その周辺にラインバイパスコンデンサ、アクロスザラインコンデンサを配置する必要があるが、この場合、冷却器の冷却面に対する投影面積が大きく、形状、大きさの違いによる無駄空間も多くなり、小型化が困難となる。
【０００８】
一方で、前述の冷却面に対する投影面積を抑制する方法の１つに、コモン・モード・チョークコイルを冷却面に対して、投影面積が小さくなる向きに配置する方法があるが、冷却面に対する放熱面積が極端に小さくなると放熱性が低下するため、新たに放熱経路を形成するための部品を追加したり、冷却器にフィンを追加して冷却能力を向上させる必要が
あり、追加部材、材質の改善等によるコスト上昇を招くばかりか、小型化をも困難にすることになる。
【０００９】
又、コモン・モード・チョークコイルは比較的重量が大きいことから、プリント基板の剛性を向上させるための構造や、自身の振動を抑制する等の耐振構造を追加する必要があり、追加部材によるコスト上昇を招くばかりか、小型化をも困難にする。
【００１０】
従来、ＤＣ／ＤＣコンバータを構成する回路部品のうち、トランスやチョークコイルは他の回路部品に比べて高さが高いために他の回路部品を接続するブスバーの形状が複雑化し必要スペースが増加するという課題や、重量の大きいトランスやチョークコイルを支持する配線基板の強度の向上が必要であるという課題、更にはトランスやチョークコイルの発熱により寿命が制限されるという課題等に鑑みて、ブスバーの引き回しが簡単であり、配線基板の強度の向上が不要であり、且つトランス又はチョークコイルの寿命の延長が可能であるとするＤＣ／ＤＣコンバータが提案されている（例えば、特許文献1参照）。
【００１１】
特許文献1に開示された従来のＤＣ／ＤＣコンバータによれば、インバータ回路のパワ
ースイッチング素子を支持しそれを冷却するとともに配線基板を支持する金属製のベースプレートを有し、このベースプレートは、配線基板の反実装面に所定間隔を介して対向し且つ反実装面と平行に延設された平衡板部を有する。トランス又はチョークコイルの端面は、平衡板部の配線基板側の主面に密着して設けられ、配線基板に設けられた穴部又は切り欠き部から配線基板の実装面側に突出するように設けられている。この構成により、トランス又はチョークコイルの端子は、配線基板の実装面上へ突出して配線基板側の接続端子に容易に接続することが出来るとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−１４１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前述のような従来の装置では、自己発熱部品と冷却部の放熱経路の最短経路にプリント基板が介在されており、最短経路が有効な放熱パスとはならず、十分な放熱ができないので、別途金属部品等を設け、金属部品を介して、自己発熱部品の熱を冷却部へ放熱する必要があり、周辺部品との絶縁を含め設計の自由度が奪われるばかりか小型化を困難にし、追加部品によるコスト上昇をも招く。
【００１４】
又、直径よりも軸方向の長さ（高さ）の小さい中空円柱コアにコイル材がコアの周方向に巻回されており、軸方向に接続用の端子が伸びた自己発熱部品を自己発熱部品の端面がプリント基板実装面と対向するように配置し、周辺にその他電気電子部品を配置するとともに、プリント基板実装面と反対側の面を冷却面と対向するように冷却部に固定されているので、冷却面に対する投影面積が大きくなり、小型化が困難になる。
【００１５】
更に、自己発熱部品の自重をプリント基板の実装面で保持しているので、自重や電力変換装置の振動により、プリント基板やプリント基板のはんだ接合部に大きなストレスを与えるといった課題を生むことから、プリント基板の剛性を向上させる構造や自身の耐振構造を追加する必要があり、追加部材によるコスト上昇を招くばかりか、小型化をも困難になるという課題があった。
【００１６】
この発明は、従来の装置に於ける前述のような課題を解決するためになされたものであって、小型化、低コスト化を妨げず、自己発熱部品の放熱性を向上させるとともに、比較的重量の大きな部品であっても振動によるプリント基板やはんだ接合部への過度なストレスを低減できる電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明による電力変換装置は、
少なくとも１つの電気電子部品と、
円筒形のコアと前記コアに巻回されたコイル材とを備えた少なくとも１つのリアクトルと、
前記電気電子部品と前記リアクトルとを電気的に接続する主回路配線板を有する主回路ユニットと、
前記リアクトルを冷却する少なくとも１つの冷却面を有する冷却部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記少なくとも一つのリアクトルは、軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に間隙を介して対向するように配置され、
前記少なくとも一つの電気電子部品は、前記少なくとも一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対向して配置され、
前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、
且つ、
前記間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記リアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材を備えている、ことを特徴とする。
【００１８】
又、この発明の電力変換装置は、
少なくとも１つの電気電子部品と、
円筒形のコアと前記コアに巻回されたコイル材とを備えた複数のリアクトルと、
前記電気電子部品と前記リアクトルとを電気的に接続する主回路配線板を有する主回路ユニットと、
前記リアクトルを冷却する少なくとも１つの冷却面を有する冷却部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記複数のリアクトルのうちの一つは、その軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に対して第１の間隙を介して対向するように配置され、
前記複数のリアクトルのうちの他の一つは、その軸方向の一端面が前記一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対して第２の間隙を介して対向するように配置され、
前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、
且つ、
前記第１の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、
前記第２の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記他方の端面と前記他の一つのリアクトルの前記一方の端面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、
を備えている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
この発明による電力変換装置によれば、前記少なくとも一つのリアクトルは、軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に間隙を介して対向するように配置され、前記少なくとも一つの電気電子部品は、前記少なくとも一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対向して配置され、前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、且つ、前記間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記リアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材を備えているので、小型化、低コスト化を妨げず、自己発熱部品の放熱性を向上させるとともに、自己発熱部品が比較的重量の大きな部品であってもプリント基板やはんだ接合部に大きなストレスを低減できる。
【００２０】
又、この発明による電力変換装置によれば、前記複数のリアクトルのうちの一つは、その軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に対して第１の間隙を介して対向するように配置され、前記複数のリアクトルのうちの他の一つは、その軸方向の一端面が前記一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対して第２の間隙を介して対向するように配置され、前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、且つ、前記第１の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、前記第２の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記他方の端面と前記他の一つのリアクトルの前記一方の端面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材とを備えているので、小型化、低コスト化を妨げず、自己発熱部品の放熱性を向上させるとともに、自己発熱部品が比較的重量の大きな部品であってもプリント基板やはんだ接合部に大きなストレスを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態１における電力変換装置を示す側断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に於ける電力変換装置の主回路ユニットの車静である。
【図３】この発明の実施の形態１に於ける電力変換装置の主回路ユニットを構成するリアクトルの斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態２に於ける電力変換装置を示す側断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２に於ける電力変換装置の主回路ユニットの斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態３に於ける電力変換装置を示す側断面図である。
【図７】この発明の実施の形態４に於ける電力変換装置を示す側断面図である。
【図８】この発明の実施の形態５に於ける電力変換装置を示す側断面図である。
【図９】この発明の実施の形態６に於ける電力変換装置の主回路ユニットの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明による電力変換装置の実施の形態について説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
【００２３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態1に於ける電力変換装置の要部を示す側断面図、図２はこの発明の実施の形態１に於ける電力変換装置の主回路ユニットの斜視図、図３は、この発明の実施の形態１に於ける電力変換装置の主回路ユニットを構成するリアクトルの斜視図である。図１から図３に於いて、電力変換装置１は、モータを駆動源の一つとする電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に搭載される。又、電力変換装置１は、所定の電力（例えば商用の交流電力等）を別の所定の電力（例えば直流電力等）に変換し、更にはスイッチング回路によるノイズ対策であるフィルタ回路を構成するための主回路ユニット２と、主回路ユニット２を収容した状態で主回路ユニット２を支持し、主回路ユニット２の熱を外部に放散するヒートシンクとしての筐体３とを有している。
【００２４】
筐体３は、冷却部４と、冷却部４から直立し、主回路ユニット２の周囲を覆う外枠５と、冷却部４と外枠５で覆われた領域を覆い密閉空間を形成するカバー６とを有している。
冷却部４は、冷却面４ａを有し、熱伝導率が高く伝熱性の優れた金属材料（例えばアルミニウム）で構成されており、例えば、アルミダイカスト成形により形成されている。外枠５は、熱伝導率が高く伝熱性の優れた金属材料（例えばアルミニウム）で構成されており、例えば、アルミダイカスト成形により形成されている。又、外枠５は、内壁から垂直に内側に延びた複数のボス部５ａを有し、ボス部５ａの先端面には、ねじ穴が設けられている。カバー６は、熱伝導率が高く伝熱性の優れた金属材料（例えばアルミニウム）で構成されており、例えば、板金により形成されている。又、カバー６は、外枠５に複数の締結具（図示せず）で固定されている。
【００２５】
主回路ユニット２は、実装面を持つプリント基板７と、プリント基板７の実装面に設けられた複数（実施の形態１では２個）のリアクトル８と、複数（実施の形態１では２個）の電気電子部品９とを備えている。プリント基板７は、外枠５に設けられた複数のボス部５ａのねじ穴に螺合された複数の締結具１０によって各ボス部５ａの先端面に固定されて外枠５に取り付けられ、その反実装面側が外枠５の内壁と対向するように配置されている。このように構成された主回路ユニット２は、筐体３内の所定の位置に保持されている。２つのリアクトル８は、図２に示すように夫々の軸方向が平行するように並置されてプリント基板７に実装されている。
【００２６】
プリント基板７は、導電率が高く導電性の優れた金属材料（例えば銅）で形成されたパターン（図示せず）と電気絶縁性を有する樹脂材料（例えばエポキシ樹脂）で構成されている。図２に良く示されているように、プリント基板７には、実装面に搭載される各リアクトル８毎に対応して接続用の４本の端子８ａに相当するリアクトル８の軸方向に延びた４個の端子用貫通長穴７ａと、各電気電子部品９毎に対応して接続用の２本の端子９ａの大きさに相当する２個の端子用貫通丸穴７ｂと、更に主回路ユニット２を固定する４個の締結具１０の大きさに相当する４個の締結用貫通穴７ｃが夫々の締結具１０の位置に対応して設けられている。
【００２７】
夫々のリアクトル８は、直径よりも事項方向長さ（高さ）が低い円筒形のコア１１と、熱伝導率が高く伝熱性の優れた金属材料（例えば銅）で形成されたコイル材１２とを備えている。コイル材１２は、コア１１の周方向に巻回されているので、全体形状が略円筒形であるリアクトル８の外側表面は、コイル材１２とコア１１による凹凸形状を呈している。各リアクトル８は、複数（実施の形態１では４本）の接続用の端子８ａがリアクトル８の軸方向の第１の端面８ｂと第２の端面８ｃとに対して平行に外側に真っ直ぐ引き出されており、その端子８ａがプリント基板７に設けられた端子用貫通長穴７ａを貫通した状態で、半田付け等によってプリント基板７に電気的に接続されている。
【００２８】
プリント基板７に搭載された各リアクトル８は、その軸方向の第１の端面８ｂが冷却部４の冷却面４ａと対向する向きに配置されると共に、リアクトル８の軸方向の第１の端面８ｂと冷却面４ａの間には、絶縁を確保できるだけの間隙が設けられている。プリント基板７に対するリアクトル８の位置決めは、リアクトル８の４本の端子８ａをプリント基板７の４個の端子用貫通長穴７ａに夫々挿入することにより行われる。
【００２９】
放熱部材１３は、夫々のリアクトル８の第１の端面８ｂと冷却面４ａの間の間隙の少なくとも一部を埋めるように設けられており、リアクトル８からの熱を冷却部４に伝達する。放熱部材１３は、プリント基板７よりも高い熱伝導率を有し、かつ所定の電気絶縁性を持つ材料で形成されている。この実施の形態１では、放熱部材１３は、流動性に優れたグリースを使用している。また、放熱部材１３は、リアクトル８の第１の端面８ｂ及び冷却面４ａの夫々の形状に合わせて変形できる柔軟性を有し、リアクトル８及び冷却面４ａに密着している。これによりリアクトル８からの熱は、放熱部材１３を通して冷却部４に効率よく伝達される。放熱部材１３は、夫々のリアクトル２に対応して分割されていても良
いし、分割されていなくても良い。
【００３０】
電気電子部品９は、複数（実施の形態１では前述のように２本）の接続用の端子９ａが電気電子部品９の外側端面から外側に直立して引き出されており、これらの端子９ａがプリント基板７に設けられた２個の端子用貫通丸穴７ｂを貫通した状態で、半田付け等によってプリント基板７に電気的に接続されている。又、図１に示すように、プリント基板７に搭載された２つの電気電子部品９は、夫々対応するリアクトル８の反冷却部側の端面である第２の端面８ｃに対向して、夫々対応するリアクトル８に積層するように配置されている。
【００３１】
電気電子部品９とリアクトル８の第２の端面８ｃと間には、両者間の絶縁の確保及び寸法上のばらつきの吸収のために、間隙が設けられている。プリント基板７に対する電気電子部品９の位置決めは、電気電子部品９の２本の端子９ａを２個の端子用貫通丸穴７ｂに夫々挿入することにより行われる。尚、電気電子部品９の大きさ及び形状は、この発明の趣旨に直接関係しないので詳細な説明を省略する。
【００３２】
この発明の実施の形態１による電力変換装置によれば、リアクトル８の第１の端面８ｂが冷却部４の冷却面４ａと対向する向きにリアクトル８を配置されているので、リアクトル８の第２の端面８ｃ付近で発生した熱を最短経路で冷却面４ａと対向している第１の端面８ｂまで伝えることができ、リアクトル８の内部の熱抵抗を低減することができると共に、冷却面４ａに対して、リアクトル８の熱を伝える面積を大きく確保できるので、冷却面４ａとリアクトル８の第１の端面８ｂとの間の熱抵抗をも低減することができる。
【００３３】
又、リアクトル８の第１の端面８ｂと冷却面４ａの間に絶縁を確保できるだけの間隙を設けた状態でプリント基板７にリアクトル８が搭載されており、その空間には、リアクトル８及び冷却面４ａの夫々の形状に合わせて変形しながらリアクトル８と冷却面４ａとの間の間隙の少なくとも一部を埋めてリアクトル８からの熱を冷却部４に伝える流動性を有する放熱部材１３が設けられているので、リアクトル８の第１の端面８ｂに凹凸がある場合であっても、第１の端面８ｂの凹凸を放熱部材１３によって吸収することができ、放熱部材１３を通して冷却部４にリアクトル８からの熱をより確実に伝えることができる。
【００３４】
又、プリント基板７は、実装面に搭載されるリアクトル８の接続用の端子８ａの数に相当するリアクトル８の軸方向に延びた端子用貫通長穴７ａが、端子８ａの位置に合わせて設けられており、リアクトル８の第１の端面８ｂと平行にリアクトル８の外側に直線的に引き出された複数（実施の形態１では４本）の接続用の端子８ａがプリント基板７に設けられた端子用貫通長穴７ａを貫通した状態で、半田付け等によってプリント基板７に電気的に接続されている。
【００３５】
従って、リアクトル８の製造時にリアクトル８毎にその軸方向である高さ方向のばらつきが生じた場合であっても、主回路ユニット２の製造時に、主回路ユニット２を筐体３へ取り付けた際にリアクトル８の第１の端面８ｂと冷却面４ａとの間隙が常に一定になるように、リアクトル８の軸方向の位置である高さ方向の位置を治具などを用いて調整してリアクトル８毎の高さ方向のばらつきを吸収して、プリント基板７に配置することができる。そのため、リアクトル８と冷却面４ａ間の熱抵抗が最悪の場合を想定した放熱設計が不要となり、高価な放熱部材を多く使用する必要なく、小型化、低コスト化を実現することができる。
【００３６】
更に、電気電子部品９は、冷却面４ａに対してリアクトル８に積層するようにプリント基板７に搭載され、且つリアクトル８の第２の端面８ｃとの間に、絶縁の確保および構造ばらつきを吸収できるだけの間隙を設けた状態で配置されている。そして、プリント基板７の実装面と反対側の面が外枠５の内壁と対向するようにプリント基板７が筐体３に取り付けられているので、冷却面４ａに対する主回路ユニット２の投影面積を低減することができ、これにより、電力変換装置１の小型化、低コスト化を実現することができる。
【００３７】
又、プリント基板７の実装面が外枠５の内壁と対向するようにプリント基板７が筐体３に取り付けられており、図１に示す状態で電力変換装置１が配置された場合、リアクトル８の自重方向に対して、プリント基板７の実装面が平行に配置されているので、電力変換装置１の自重方向の厳しい振動に対しても、プリント基板７の実装面のたわみを抑制することができ、はんだ部へのストレスを低減することができる。
【００３８】
更に、リアクトル８は、軸方向の第１の端面８ｂが冷却部４の冷却面４ａと対向する向きに、絶縁を確保できるだけの間隙をリアクトル端面８ｂと冷却面４ａの間に設けた状態でプリント基板７に搭載されており、その間隙内には、リアクトル８と冷却面４ａの夫々の形状に合わせて変形しながら、リアクトル８の第１の端面８ｂと冷却面４ａ間の間隙の少なくとも一部を埋めて、リアクトル８からの熱を冷却部４に伝える放熱部材１３が設けられているので、リアクトル８の自重を冷却部４で支持することができ、よりプリント基板７の実装面のたわみを抑制することができる。
【００３９】
尚、この発明の実施の形態１による電力変換装置では、冷却部４は、冷却面４ａを有し、熱伝導率が高く伝熱性の優れた金属材料（例えばアルミニウム）で構成されており、例えば、アルミダイカスト成形により形成されているが、伝導率の高く伝熱性の優れた金属材料（例えばアルミニウム）で構成された、例えば、板金で構成されていてもよい。
【００４０】
又、この発明の実施の形態１による電力変換装置では、外枠５は、熱伝導率が高く伝熱性の優れた金属材料（例えばアルミニウム）で構成されており、例えば、アルミダイカスト成形により形成され、内壁から内側に伸びた複数のボス部５ａを有し、ボス部５ａの先端面には、ねじ穴が設けられているが、これに代えて剛性の高い金属材料（例えば鉄）で形成された板金で構成し、プリント基板７を取り付ける位置にはバーリング加工を施す構成とするか、或いは電気絶縁性を有する樹脂（例えばＰＰＳ）で構成し、ボス部５ａの先端には、ねじ穴が施されたナットを設ける構成にしてもよい。このように剛性の高い金属材料（例えば鉄）で形成された板金で構成することで、外枠５の剛性を低下させることなく、アルミダイカスト成形で形成するよりもコストを削減することができる。又、電気絶縁性を有する樹脂（例えばＰＰＳ）で構成することで、アルミダイカスト成形で形成するよりも、軽量化できると共に、周辺部品との絶縁を考慮した空間の削減により、小型化を実現することができる。
【００４１】
更に、この発明の実施の形態１による電力変換装置では、主回路ユニット２は、実装面を持つプリント基板７とプリント基板７の実装面に設けられたリアクトル８及び電気電子部品９で構成されており、外枠５に設けられた複数のボス部５ａのねじ穴に螺合された複数の締結具１０によって各ボス部５ａの先端面にプリント基板７の実装面とは反対側の面が外枠５の内壁と対向するようにプリント基板７が取り付けられていたが、これとは逆に、外枠５に設けられた複数のボス部５ａのねじ穴に螺合された複数の締結具１０によって各ボス部５ａの先端面にプリント基板７の実装面と外枠５の内壁とが対向するようにプリント基板７が取り付けられていてもよい。
【００４２】
更に、この発明の実施の形態１による電力変換装置では、プリント基板７は、実装面に搭載されるリアクトル８の接続用の端子８ａの数に相当するリアクトル８の軸方向に延びた端子用貫通長穴７ａが端子８ａの位置に合わせて設けてあり、リアクトル８の端面８ｂ、８ｃと平行に外側に真っ直ぐ引き出された複数（この例では４つ）の接続用の端子８ａがプリント基板７に設けられた端子用貫通長穴７ａを貫通した状態で、半田付け等によってプリント基板７に電気的に接続されているが、端子用貫通長穴７ａにする必要はなく、リアクトル８の接続用の端子８ａの大きさよりも十分に大きな貫通丸穴でもよく、これによっても、リアクトル８毎の高さ方向のばらつきを吸収するとともに、リアクトル８の端面８ｂと冷却面４ａとの間の熱抵抗がリアクトル８毎でばらつくことを抑制することができる。そのため、リアクトル８と冷却面４ａ間の熱抵抗が最悪の場合を想定した放熱設計が不要となり、高価な放熱部材を多く使用する必要なく、小型化、低コスト化を実現することができる。
【００４３】
又、この発明の実施の形態１による電力変換装置では、プリント基板７は、実装面に搭載されるリアクトル８の接続用の端子８ａの数に相当するリアクトル８の軸方向に長さ方向が延びた端子用貫通長穴７ａが端子８ａの位置に合わせて設けてあり、リアクトル８の軸方向の第１の端面８ｂ、第２の端面８ｃと平行に外側に真っ直ぐ引き出された複数（実施の形態１では４本）の接続用の端子８ａがプリント基板７に設けられた端子用貫通長穴７ａを貫通した状態で、半田付け等によってプリント基板７に電気的に接続するようにしている。これにより、リアクトル８の製造時にリアクトル８毎に高さ方向のばらつきが生じた場合であっても、主回路ユニット２の製造時に主回路ユニット２を筐体３へ取り付けた際にリアクトル８の第１の端面８ｂと冷却面４ａとの間隙が絶縁を確保できるだけの空間に常に一定になるように、治具等を用いて、リアクトル８の高さ方向の位置を調整してプリント基板７に配置することで、リアクトル８毎の高さ方向のばらつきを吸収するとともに、リアクトル８の第１の端面８ｂと冷却面４ａとの間の熱抵抗がリアクトル８毎でばらつくことを抑制するようにしている。しかしこの構成に代えて、プリント基板７に端子用貫通長穴７ａではなく端子８ａの大きさに相当する貫通穴を設け、主回路ユニット２を固定する締結具１０の数、大きさに相当する締結用貫通穴７ｃがリアクトル８の軸方向に延びた貫通長穴であってもよく、これにより、主回路ユニット２を筐体３へ組み付ける時に、主回路ユニット２の位置を調整できるので、同様の効果を得ることができ、さらに、製造時に治具を使用して主回路ユニット２を製造する必要がなくなり、治具費を削減することができる。
【００４４】
更に、この発明の実施の形態１による電力変換装置では、電気電子部品９は、冷却面４ａに対してリアクトル８に積層するようにプリント基板７に搭載され、且つリアクトル８の第２の端面８ｃとの間に、絶縁の確保および構造ばらつきを吸収できるだけの間隙を設けた状態で配置されているが、リアクトル８と電気電子部品９の間の間隙に、リアクトル８及び電気電子部品９の夫々の形状に合わせて変形しながらリアクトル８と電気電子部品９との間の間隙の少なくとも一部を埋める放熱部材を設けてもよく、これにより、電気電子部品９とリアクトル８が一体となり冷却部４により支持されているので、電気電子部品９が重量の大きい部品であっても、電力変換装置１の振動によって、電気電子部品９の接続用の端子９ａの破断やプリント基板７との接合部への過度なストレスを防止することができる。この場合の放熱部材は、実施の形態１に於ける放熱部材１３と同様の放熱部材であり得る。
【００４５】
又、この発明の実施の形態１では、放熱部材１３は、プリント基板７よりも高い熱伝導率と優れた流動性を有し、かつ所定の電気絶縁性を持ったグリースとしているが、リアクトル８及び冷却面４ａの夫々の形状に合わせて変形しながら、リアクトル８及び冷却面４ａに密着するものであればグリース以外の他の放熱部材であってもよい。例えば、リアクトル８の表面の凹凸が小さく、放熱部材に高い流動性を必要としない場合は、柔軟性、電気絶縁性、優れた熱伝導率を有する放熱シートであってもよく、これにより、グリースのポンピングアウトによる熱抵抗の増加を防止でると共に、ピンホールによる絶縁不良を懸念する必要がなく、リアクトル８及び冷却面４ａの間の空間を低減でき、リアクトル８及び冷却面４ａの間の熱抵抗を低減することができる。
【００４６】
更に、リアクトル８の発熱は小さいが、重量が大きくより振動に厳しい場合には、放熱部材１３を、接着性と高い流動性を有し、かつ所定の電気絶縁性を持った樹脂製の接着剤としてもよく、これにより、リアクトル８の放熱経路を確保しつつ、リアクトル８と冷却部４を一体にすることができ、電力変換装置１の振動に対する強度を向上させることができる。
【００４７】
又、リアクトル８の発熱が大きく、リアクトル８及び冷却面４ａの間の熱抵抗をより小さくする必要がある場合には、優れた電気絶縁性を有する絶縁シートと高い熱伝導率と高い流動性を有するグリース（又は、接着材）とをリアクトル８及び冷却面４ａの間に介在させ、リアクトル８の熱をリアクトル８、グリース、絶縁シート、冷却部４の順に熱を伝えるような構成にしてもよく、これにより、リアクトル８及び冷却面４ａの間の熱抵抗をより小さくすることができ、放熱性が向上する。
【００４８】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に於ける電力変換装置を示す側断面図、図５は、この発明の実施の形態２に於ける電力変換装置の主回路ユニットの斜視図である。図４及び図５に於いて、主回路ユニット２は、実装面を持つプリント基板７と、プリント基板７の実装面に設けられた複数（実施の形態２では２つ）のリアクトル８と、複数（実施の形態２では２つ）の電気電子部品９で構成されている。プリント基板７は、外枠５に設けられた複数のボス部５ａのねじ穴に螺合された複数の締結具１０によって、各ボス部５ａの先端面に固定されている。そして、プリント基板７の実装面と反対側の面が外枠５の内壁と対向するように配置されている。これにより、主回路ユニット２は筐体３内の所定の位置で保持されている。
【００４９】
プリント基板７は、導電率が高く導電性の優れた金属材料（例えば銅）で形成されたパターン（図示せず）と、電気絶縁性を有する樹脂材料（例えばエポキシ樹脂）で構成されている。又、プリント基板７は、実装面に搭載されるリアクトル８の接続用の端子８ａの数に相当するリアクトル８の軸方向に延びた端子用貫通長穴７ａ、及び電気電子部品９の接続用の端子９ａの数、大きさに相当する端子用貫通丸穴７ｂ、更に主回路ユニット２を固定する締結具１０の数、大きさに相当する締結用貫通穴７ｃが夫々の位置に合わせて設けられている。
【００５０】
前述の実施の形態１に於けるリアクトル８と同様に、リアクトル８は、直径よりも軸方向の長さ（高さ）が低い円筒形のコア１に、熱伝導率が高く伝熱性の優れた金属材料（例えば銅）で形成されたコイル材１２がコア１１の周方向に巻回されており、全体形状が略円筒形で外側表面がコイル材１２により凹凸形状を呈している。リアクトル８からは、複数（実施の形態２では４本）の接続用の端子８ａがリアクトル８の軸方向の第１の端面８ｂと第２の端面８ｃと平行に外側に夫々２本ずつ真っ直ぐ引き出されており、その端子８ａがプリント基板７に設けられた端子用貫通長穴７ａを貫通した状態で、半田付け等によってプリント基板７に電気的に接続されている。
【００５１】
ここで、２つのリアクトル８を、個々に第１のリアクトル８１、第２のリアクトル８２と称し、夫々について説明する。第１のリアクトル８１は、軸方向の第１の端面８１ｂが冷却部４の冷却面４ａと対向する向きに、絶縁を確保できるだけの間隙を第１のリアクトル８１の第１の端面８１ｂと冷却面４ａの間に設けた状態でプリント基板７に搭載されている。放熱部材１３は、第１のリアクトル８１と冷却面４ａとの間の間隙の少なくとも一部を埋めるように配置されており、第１のリアクトル８１からの熱を冷却部４に伝える。プリント基板７に対する第１のリアクトル８１の位置決めは、第１のリアクトル８１の各端子８ａを対応する端子用貫通長穴７ａに夫々挿入することにより行われる。
【００５２】
第２のリアクトル８２は、軸方向の第１の端面８２ｂが第１のリアクトル８１の軸方向の第２の端面８１ｃと対向する向きに、絶縁を確保できるだけの間隙を第１のリアクトル８１の第２の端面８１ｃと第２のリアクトル８２の第１の端面８２ｂとの間に設けた状態で、プリント基板７に搭載されている。放熱部材１４は、第１のリアクトル８１と第２のリアクトル８２との間の間隙の少なくとも一部を埋めるように配置されており、第２のリアクトル８２からの熱を第１のリアクトル８１に伝える。プリント基板７に対する第２のリアクトル８２の位置決めは、第２のリアクトル８２の各端子８ａを対応する端子用貫通長穴７ａに夫々挿入することにより行われる。第１のリアクトル８１及び第２の８２は、図５に示すように夫々の軸心が一致するように軸方向に直列に配置されてプリント基板７に実装されている。
【００５３】
電気電子部品９は、複数（実施の形態２では２本）の接続用の端子９ａが電気電子部品９の外側端面から外側に真っ直ぐ引き出されており、その端子９ａがプリント基板７に設けられた対応する端子用貫通丸穴７ｂを貫通した状態で、半田付け等によってプリント基板７に電気的に接続されている。プリント基板７に対する電気電子部品９の位置決めは、電気電子部品９の各端子９ａを端子用貫通丸穴７ｂに個別に挿入することにより行われる。尚、電気電子部品９の大きさ及び形状は本発明の要点に関係しないので詳細な説明を省略する。
【００５４】
放熱部材１３、１４は、プリント基板７よりも高い熱伝導率を有し、かつ所定の電気絶縁性を持つ材料で形成されている。実施の形態２では、放熱部材１３、１４は、流動性に優れたグリースを使用している。又、放熱部材１３は、第１のリアクトル８１及び冷却面４ａの夫々の形状に合わせて変形しながら第１のリアクトル８１及び冷却面４ａに密着している。放熱部材１４は、第１のリアクトル８１及び第２のリアクトル８２の夫々の形状に合わせて変形しながら第１のリアクトル８１及び第２のリアクトル８２に密着している。これにより、第２のリアクトル８２からの熱が放熱部材１４を通して第２のリアクトル８１に伝わり、第２１のリアクトル８１の熱が放熱部材１３を通して冷却部４に伝わりやすくなっている。その他の構成は実施の形態１と同じである。
【００５５】
この発明の実施の形態２による電力変換装置によれば、第１のリアクトル８１は、軸方向の第１の端面８１ｂが冷却部４の冷却面４ａと対向する向きに配置され、且つ絶縁を確保できるだけの間隙を第１のリアクトル８１の第１の端面８１ｂと冷却面４ａの間に設けた状態でプリント基板７に搭載され、第１のリアクトル８１の第１の端面８１ｂと冷却面４ａとの間の間隙の少なくとも一部を埋めて第１のリアクトル８１からの熱を冷却部４に伝えるように放熱部材１３が設けられている。更に、第２のリアクトル８２は、軸方向の第１の端面８２ｂが第１のリアクトル８１の第２の端面８１ｃと対向して配置され、且つ絶縁を確保できるだけの間隙を第１のリアクトル８１の第２の端面８１ｃと第２のリアクトル８２の第１の端面８２ｂとの間に設けた状態でプリント基板７に搭載され、第１のリアクトル８１と第２のリアクトル８２との間の間隙の少なくとも一部を埋めて第２のリアクトル８２からの熱を第１のリアクトル８１に伝える放熱部材１４が設けられている。従って、第２のリアクトル８２の熱を放熱部材１４を通して第１のリアクトル８１に伝え、第１のリアクトル８１の熱を放熱部材１３を通して冷却部４に伝えることができ、複数（実施の形態２では２個）のリアクトル８が、プリント基板７に搭載されていた場合でも、主回路ユニット２の投影面積拡大を抑制すると共に、複数のリアクトル８の放熱を行うことができる。
【００５６】
尚、この発明の実施の形態２による電力変換装置に於いて、第２のリアクトル８２は、第１の端面８２ｂが第１のリアクトル８１の第２の端面８１ｃと対向する向きに、絶縁を確保できるだけの間隙を第１のリアクトル８１の第２の端面８１ｃと第２のリアクトル８２の第１の端面８２ｂとの間に設けた状態でプリント基板７に搭載されており、且つ第１のリアクトル８１と第２のリアクトル８２との間の間隙の少なくとも一部を埋めて第２のリアクトル８２からの熱を第１のリアクトル８１に伝える放熱部材１４が設けられているが、第２のリアクトル８２の第２の端面８２ｃとカバー６との間に絶縁を確保できるだけの間隙を設け、その間隙にも、第２のリアクトル８２とカバー６との間隙の少なくとも一部を埋めて第２のリアクトル８２からの熱をカバー８２に伝える放熱部材（図示せず）を設けても良い。このようにすれば、第２のリアクトル８２の熱を、放熱部材、カバー６、外枠５の順に、これらを通して冷却部４に伝えることができ、放熱経路を形成する部品（例えば、銅製の金属部品）を追加することなく、冷却部４に第２のリアクトル８２の熱をより確実に伝えることができる。
【００５７】
又、この発明の実施の形態２による電力変換装置に於いて、第１の放熱部材１３及び第２の放熱部材１４は、プリント基板７よりも高い熱伝導率を有し、かつ所定の電気絶縁性を持つ流動性に優れたグリースを使用しているが、放熱部材１３、１４の夫々の用途に合わせてそれらの材料を変更してもよい。例えば、第１のリアクトル８１と冷却面４ａとの間の間隙には、高い熱伝導率と流動性を有するグリースを使用し、第１のリアクトル８１と第２のリアクトル８２の間の間隙には接着性と流動性を有する接着材を使用してもよい。更には、第１のリアクトル８１と冷却面４ａとの間の間隙には、接着性と流動性を有する接着材を使用し、第１のリアクトル８１と第２のリアクトル８２の間の間隙には高い熱伝導率と流動性を有するグリースを使用してもよい。或いは、第１のリアクトル８１と冷却面４ａとの間の間隙、及び第１のリアクトル８１と第２のリアクトル８２の間の間隙に、夫々接着性と流動性を有する接着材を使用してもよい。
【００５８】
更に、この発明の実施の形態２では、放熱部材１３、１４は、プリント基板７よりも高い熱伝導率を有し、かつ所定の電気絶縁性を持つ流動性に優れたグリースを使用しているが、例えば、第１のリアクトル８１及び第２のリアクトル８２の表面の凹凸が小さく、放熱部材に高い流動性を必要としない場合は、柔軟性、電気絶縁性、優れた熱伝導率を有する放熱シートであってもよく、これにより、グリースのポンピングアウトによる熱抵抗の増加を防止でると共に、ピンホールによる絶縁不良を懸念する必要がなく、リアクトル８及び冷却面４ａの間の空間を低減でき、リアクトル８及び冷却面４ａの間の熱抵抗を低減することができる。
【００５９】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３に於ける電力変換装置を示す側断面図である。図６に於いて、冷却部４は、冷却面４ａと、冷却面４ａに対向する平面４ｂと、平面４ｂから冷却面４ａとは反対方向に向かって垂直に伸びた複数のフィン４ｃとで構成されており、例えば、アルミダイカスト成形により形成されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。尚、実施の形態２の冷却部４を、実施の形態３の冷却部４に置き換えても良い。
【００６０】
尚、前述の実施の形態２に於ける冷却部４を、実施の形態３による冷却部４と同様に、冷却面４ａと、冷却面４ａに対向する平面４ｂと、平面４ｂから冷却面４ａとは反対方向に向かって垂直に伸びた複数のフィン４ｃとで構成し、例えば、アルミダイカスト成形により形成するようにしても良い。
【００６１】
この発明の実施の形態３による電力変換装置によれば、冷却部４の平面４ｂから冷却面４ａとは反対方向に向かって垂直に伸びた複数のフィン４ｃが冷却部４に設けられているので、冷却部４の放熱面積を拡大することができ、リアクトル８から冷却部４に伝わった熱をより効率よく外気に放熱することができる。
【００６２】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４に於ける電力変換装置を示す側断面図である。図７に於いて、冷却部４は、冷却面４ａと、冷却面４ａに対向する平面４ｂと、平面４ｂを内壁の一面とした流体の流路４ｄと、流路４ｄに設けられた流体入口４ｅと、流体入口４ｅの反対側に設けられた流体出口４ｆと、流路４ｄを覆い密閉空間を形成する流路カバー４ｇで構成されている。
【００６３】
流路４ｄ、流体入口４ｅ、流体出口４ｆは、冷却面４ａの面方向と垂直な方向を金型の抜き方向とするアルミダイカスト成形で形成され、流路４ｄは、流路カバー４ｇにより覆うことにより密閉空間が形成される。流路カバー４ｇは、熱伝導率の優れた金属材料（例えばアルミニウム）で構成されており、例えば、板金により形成されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。尚、実施の形態２の冷却部４を、実施の形態４の冷却部４に置き換えても良い。
【００６４】
この発明の実施の形態４による電力変換装置によれば、冷却部４には、流路４ｄが設けられており、流路カバー４ｇにより密閉空間が形成されているため、流路４ｄに冷却媒体として水などを強制的に流すことができるので、リアクトル８から冷却部４に伝わった熱をより効率よく冷却媒体へ伝えることができ、リアクトル８の放熱性が向上する。
【００６５】
実施の形態５.
図８は、この発明の実施の形態５に於ける電力変換装置を示す側断面図である。図８に於いて、冷却部４は、冷却面４ａと、冷却面４ａに対向する平面４ｂと、平面４ｂから冷却面４ａとは反対方向に向かって垂直に伸びた複数のフィン４ｃを有している。又、冷却部４は、フィン４ｃを介して平面４ｂと対向する流路カバー４ｇとで囲まれた流路４ｄを有している。流路４ｄは、隣接するフィン４ｃの間に夫々形成された複数の密閉空間により形成されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。尚、実施の形態２の冷却部４を、実施の形態５の冷却部４に置き換えても良い。
【００６６】
この発明の実施の形態５による電力変換装置によれば、冷却部４には、複数のフィン４ｃが設けられており、フィン４ｃ間が密閉された流路４ｄとなっているため、複数の流路４ｄに冷却媒体として水などを強制的に流すことができるので、リアクトル８から冷却部４に伝わった熱をより効率よく冷却媒体へ伝えることができると共に、フィン４ｃが複数設けられているので、冷却部４の冷却媒体への放熱面積を拡大することができ、リアクトル８の放熱性がより向上する。
【００６７】
実施の形態６．
図９は、この発明の実施の形態６に於ける電力変換装置内の主回路ユニットの分解斜視図である。図９に於いて、主回路ユニット２は、実装面を持つプリント基板７とプリント基板７の実装面に設けられた２個のリアクトル１５、及び２個の第１の電気電子部品１６と、これ等の第１の電気電子部品１６の夫々の両側面に装着された４個の第２の電気電子部品１７を備えている。
【００６８】
２個のリアクトル１５は、信号ラインとグランド間に発生したノイズを減衰させ、後続の部品へノイズ信号が伝達するのを防止する機能を有するコモン・モード・チョークコイル（以下、ＣＭＣと称する）である。
【００６９】
２個のＣＭＣ１５は、各信号ラインからのＣＭＣ１５への入力用端子とＣＭＣ１５から信号ラインへの出力用端子とを備え、各信号ラインに電気的に接続することで、信号ラインとグランド間に発生したノイズを減衰させ、後続の部品へノイズ信号が伝達するのを防止するものである。
【００７０】
２個の第１の電気電子部品１６は、並列した電位の異なる信号間を結ぶように接続され、信号ラインに発生したノイズをループさせることで後続の部品へノイズ信号が伝達するのを防止する機能を有するアクロスザラインコンデンサ（以下、Ｘコンデンサと称する）である。４個の第２の電気電子部品１７は、信号ラインとグランド間に接続され、信号ライン内のノイズをグランドに伝え、信号ライン内のノイズを減衰させ、後続の部品へノイズ信号が伝達するのを防止する機能を持つラインバイパスコンデンサ（以下、Ｙコンデンサと称する）である。
【００７１】
第１の電気電子部品としての２個のＸコンデンサ１６は、全体形状が直方体形状で、２つの電極箔の間に絶縁フィルムを介在させたものを巻回し、２つの電極箔の表面にそれぞれ引き出し用のリード１６ａが接合され、引き出し用のリード１６ａの先端部が外に突出するように樹脂で覆われており、並列した電位の異なる信号間を結ぶように接続され、信号ラインに発生したノイズをループさせることで後続の部品へノイズ信号が伝達するのを防止するものである。引き出し用のリード１６ａは、直方体形状のＸコンデンサ１６の一面から垂直方向に真っ直ぐ伸びている。
【００７２】
第２の電気電子部品としてのＹコンデンサ１７は、全体形状がほぼ円柱形状で、セラミック等の誘電体を二つの電極で挟み込み、各電極の表面にそれぞれ引き出し用のリード１７ａが接合され、円柱形状のＹコンデンサ１７の半径方向に真っ直ぐ伸びた引き出し用のリード１７ａの先端部が外に突出するように絶縁被膜で覆われており、二つのリード１７ａのうちの一方が信号ラインに、他方がグランドに接続され、信号ラインとグランド間に発生したノイズを減衰させ、後続の部品へノイズ信号が伝達するのを防止するものである。
【００７３】
主回路ユニット２は、１個のＣＭＣ１５、１個のＸコンデンサ１６、及び２個のＹコンデンサ１７を用いた回路を１系統とし、これを２系統直列に接続し、各部品をプリント基板７内に構成された信号ラインやグランドに電気的に接続することでノイズを減衰させる。その他の構成は、実施の形態１、実施の形態３から５と同様である。尚、実施の形態２の構成に適用してもよい。
【００７４】
この発明の実施の形態６による電力変換装置によれば、大きさ、形状の異なる部品が混在するノイズフィルタ回路であっても、主回路ユニット２の無駄空間、投影面積拡大を抑制しつつ、２個のＣＭＣ１５の放熱を可能とすると共に、重量の大きいＣＭＣ１５の自重や振動によるプリント基板７やはんだ接合部へのストレスを低減することができる。
【００７５】
又、１個のＣＭＣ１５、１個のＸコンデンサ１６、及び２個のＹコンデンサ１７を用いた回路を１系統とし、これを２系統直列に接続し回路を構成するノイズフィルタ回路に於いては、同じ大きさ、形状の部品同士を実施の形態２に於ける図５のように、冷却面に対して積層することができるので、外形や、大きさの違いによって生じる無駄空間を削減でき、小型化の効果はより大きくなる。
【００７６】
以上述べたこの発明の各実施の形態に於いて、主回路ユニット２は、外枠５に設けられた複数のボス部５ａのねじ穴に螺合された複数の締結具１０によって各ボス部５ａの先端面にプリント基板７の実装面と反対側の面が外枠５の内壁と対向するようにプリント基板７が取り付けられることで、筐体３内の所定の位置に保持されているが、プリント基板７の実装面が外枠５の内壁と対向するようにプリント基板７が取り付けられていてもよく、これによっても、同様の効果が得られる。
【００７７】
又、この発明の各実施の形態に於いて、リアクトル８は、直径よりも軸方向の長さ（高さ）が低い円筒形のコア１１に熱伝導率の優れた金属材料（例えば銅）で形成されたコイル材１２がコア１１の周方向に巻回され、複数の接続用の端子８ａがリアクトル８の端面８ｂと平行に外側に真っ直ぐ引き出されていたが、Ｕ字形状、Ｅ字形状、Ｉ字形状等の鉄芯を組み合わせたコアに、熱伝導率の優れた金属材料（例えば銅）で形成されたコイル材１２を巻回し、リアクトル８の放熱面積が最大となる面と平行に外側に真っ直ぐ複数の接続用の端子を引き出すようにしてもよい。
【００７８】
又、この発明の各実施の形態に於いて、主回路ユニット２は、導電率の高い金属材料（例えば銅）で形成されたパターン（図示せず）と電気絶縁性を有する樹脂材料（例えばエポキシ樹脂）で構成されたプリント基板７に各部品を電気的に接続することで構成されているが、主回路配線をパターンではなく導電率の高い金属板（例えば銅板）で形成し、その金属板を電気絶縁性の有する樹脂（例えばＰＰＳ）で形成された樹脂部品で覆うと共に、金属板に設けられた各部品の接合用の穴に各部品を電気的に接続することで構成してもよく、これにより、金属板及び樹脂部品の形状を立体的に形成することができ、部品配置の自由度が向上し、大きさ、形状の違いによって生じる無駄空間を抑制することができる。又、このように構成すれば、樹脂部品の少なくとも一部に、冷却面４ａに対して平行に広がる突起部と突起部に締結用貫通穴を設け、主回路ユニット２をその突起部で冷却部４に固定することができるので、電力変換装置１の高さ方向に平行な締結作業が可能となり、筐体３に主回路ユニット２を固定する際の作業性が向上するとともに、冷却部４に取り付けられた外枠５を廃止し、カバー６を板金で容器形状に形成し、カバーを冷却部４に固定することで、同様に閉空間を構成することができ、筐体の簡素化、低コスト化を実現することができる。
【００７９】
又、この発明の各実施の形態に於いて、主回路ユニット２は、導電率の高い金属材料（例えば銅）で形成されたパターン（図示せず）と電気絶縁性を有する樹脂材料（例えばエポキシ樹脂）で構成されたプリント基板７に各部品を電気的に接続することで構成されているが、リアクトル８に筐体３への締結構造が付与されている場合には、主回路配線をパターンではなく導電率の優れた金属板（例えば銅板）で形成し、金属板に設けられた各部品の接合用の穴に各部品を電気的に接続することで構成してもよく、これにより、金属板及び樹脂部品の形状を立体的に形成することができ、部品配置の自由度が向上し、大きさ、形状の違いによって生じる無駄空間を抑制することができると共に、樹脂部品削減による小型化、低コスト化を実現することができる。
【００８０】
尚、この発明は、その発明の範囲内に於いて、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  電力変換装置、２  主回路ユニット、３  筐体、４  冷却部、４ａ  冷却面、４ｂ  平面、４ｃ  フィン、４ｄ  流路、４ｅ  流体入口、４ｆ  流体出口、４ｇ  流路カバー、５  外枠、５ａ  ボス部、６  カバー、７  プリント基板、７ａ  端子用貫通長穴、７ｂ  端子用丸穴、７ｃ  締結用貫通穴、８、１５  リアクトル、８１  第１のリアクトル、８２  第２のりアクトル、８ａ、９ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ  端子、８ｂ  第１の端面、８ｃ  第２の端面、９  電気電子部品、１６  第１の電気電子部品、１７  第２の電気電子部品、１０  締結具、１１  コア、１２  コイル材、１３、１４、１３１  放熱部材
【図１】
2017034012.tif 000003
【図２】
2017034012.tif 000004
【図３】
2017034012.tif 000005
【図４】
2017034012.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年11月8日(2016.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの電気電子部品と、
円筒形のコアと前記コアに巻回されたコイル材とを備えた少なくとも１つのリアクトルと、
前記電気電子部品と前記リアクトルとを電気的に接続する主回路配線板を有する主回路ユニットと、
前記リアクトルを冷却する少なくとも１つの冷却面を有する冷却部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記少なくとも一つのリアクトルは、円筒形に形成されたコアと、前記コアの周面に露出してトロイダル状に巻回されたコイル材とを備え、軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に間隙を介して対向するように配置され、
前記少なくとも一つの電気電子部品は、前記少なくとも一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対向して配置され、
前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、
且つ、
前記間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記リアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれらの形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材を備えている、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
少なくとも１つの電気電子部品と、
円筒形のコアと前記コアに巻回されたコイル材とを備えた複数のリアクトルと、
前記電気電子部品と前記リアクトルとを電気的に接続する主回路配線板を有する主回路ユニットと、
前記リアクトルを冷却する少なくとも１つの冷却面を有する冷却部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記複数のリアクトルのうちの一つのリアクトルは、円筒形に形成されたコアと、前記コアの周面に露出してトロイダル状に巻回されたコイル材とを備え、軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に対して第１の間隙を介して対向するように配置され、
前記複数のリアクトルのうちの他の一つのリアクトルは、円筒形に形成されたコアと、前記コアの周面に露出してトロイダル状に巻回されたコイル材とを備え、軸方向の一方の端面が前記一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対して第２の間隙を介して対向するように配置され、
前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、
且つ、
前記第１の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、
前記第２の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記他方の端面と前記他の一つのリアクトルの前記一方の端面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、
を備えている、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
前記冷却部は、前記冷却面に対向する平面に、前記平面から垂直方向に延びる少なくとも１つのフィンを備えている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記冷却部は、前記冷却面に対向する平面を内壁とする少なくとも１つの密閉された流路を備え、
前記流路は、少なくとも１つの流体入口と、少なくとも１つの流体出口を備えている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記主回路配線板は、プリント基板で構成されている、
ことを特徴とする請求項１から４のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記主回路配線板は、板金で構成されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記板金は、電気絶縁性を有する樹脂フレームで覆われている、
ことを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記主回路配線板は、前記リアクトルの軸方向の端面と垂直方向に長さ方向が伸びる端子用貫通長穴を備え、
前記リアクトルの端子は、前記端子用貫通長穴に挿入されている、
ことを特徴とする請求項１から７のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記放熱部材は、グリースにより形成されている、
ことを特徴とする請求項１から８のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記放熱部材は、接着性を有する材料で形成されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記放熱部材は、電気絶縁性を有する材料で形成されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記主回路ユニットは、コモン・モード・チョークコイルとしての前記リアクトルと、ラインバイパスコンデンサと、アクロスザラインコンデンサと、前記主回路配線板を備え、ノイズフィルタとして機能する回路ユニットである、
ことを特徴とする請求項１から１１のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。 
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
この発明による電力変換装置は、
少なくとも１つの電気電子部品と、
円筒形のコアと前記コアに巻回されたコイル材とを備えた少なくとも１つのリアクトル
と、
前記電気電子部品と前記リアクトルとを電気的に接続する主回路配線板を有する主回路ユニットと、
前記リアクトルを冷却する少なくとも１つの冷却面を有する冷却部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記少なくとも一つのリアクトルは、円筒形に形成されたコアと、前記コアの周面に露出してトロイダル状に巻回されたコイル材とを備え、軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に間隙を介して対向するように配置され、
前記少なくとも一つの電気電子部品は、前記少なくとも一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対向して配置され、
前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、
且つ、
前記間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記リアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれらの形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材を備えている、
ことを特徴とする。 
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
又、この発明の電力変換装置は、
少なくとも１つの電気電子部品と、
円筒形のコアと前記コアに巻回されたコイル材とを備えた複数のリアクトルと、
前記電気電子部品と前記リアクトルとを電気的に接続する主回路配線板を有する主回路ユニットと、
前記リアクトルを冷却する少なくとも１つの冷却面を有する冷却部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記複数のリアクトルのうちの一つのリアクトルは、円筒形に形成されたコアと、前記コアの周面に露出してトロイダル状に巻回されたコイル材とを備え、軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に対して第１の間隙を介して対向するように配置され、
前記複数のリアクトルのうちの他の一つのリアクトルは、円筒形に形成されたコアと、前記コアの周面に露出してトロイダル状に巻回されたコイル材とを備え、軸方向の一方の端面が前記一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対して第２の間隙を介して対向するように配置され、
前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、
且つ、
前記第１の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、
前記第２の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記他方の端面と前記他の一つのリアクトルの前記一方の端面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、
を備えている、
ことを特徴とする。 
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
ここで、２つのリアクトル８を、個々に第１のリアクトル８１、第２のリアクトル８２と称し、夫々について説明する。第１のリアクトル８１は、軸方向の第１の端面８１ｂが冷却部４の冷却面４ａと対向する向きに、絶縁を確保できるだけの間隙を第１のリアクトル８１の第１の端面８１ｂと冷却面４ａの間に設けた状態でプリント基板７に搭載されている。放熱部材１３１は、第１のリアクトル８１と冷却面４ａとの間の間隙の少なくとも一部を埋めるように配置されており、第１のリアクトル８１からの熱を冷却部４に伝える。プリント基板７に対する第１のリアクトル８１の位置決めは、第１のリアクトル８１の各端子８ａを対応する端子用貫通長穴７ａに夫々挿入することにより行われる。 
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
放熱部材１３１、１４は、プリント基板７よりも高い熱伝導率を有し、かつ所定の電気絶縁性を持つ材料で形成されている。実施の形態２では、放熱部材１３、１４は、流動性に優れたグリースを使用している。又、放熱部材１３１は、第１のリアクトル８１及び冷却面４ａの夫々の形状に合わせて変形しながら第１のリアクトル８１及び冷却面４ａに密着している。放熱部材１４は、第１のリアクトル８１及び第２のリアクトル８２の夫々の形状に合わせて変形しながら第１のリアクトル８１及び第２のリアクトル８２に密着している。これにより、第２のリアクトル８２からの熱が放熱部材１４を通して第２のリアクトル８１に伝わり、第２１のリアクトル８１の熱が放熱部材１３を通して冷却部４に伝わりやすくなっている。その他の構成は実施の形態１と同じである。 
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
又、この発明の実施の形態２による電力変換装置に於いて、第１の放熱部材１３及び第
２の放熱部材１４は、プリント基板７よりも高い熱伝導率を有し、かつ所定の電気絶縁性
を持つ流動性に優れたグリースを使用しているが、放熱部材１３１、１４の夫々の用途に合わせてそれらの材料を変更してもよい。例えば、第１のリアクトル８１と冷却面４ａとの間の間隙には、高い熱伝導率と流動性を有するグリースを使用し、第１のリアクトル８１と第２のリアクトル８２の間の間隙には接着性と流動性を有する接着材を使用してもよい。更には、第１のリアクトル８１と冷却面４ａとの間の間隙には、接着性と流動性を有する接着材を使用し、第１のリアクトル８１と第２のリアクトル８２の間の間隙には高い熱伝導率と流動性を有するグリースを使用してもよい。或いは、第１のリアクトル８１と冷却面４ａとの間の間隙、及び第１のリアクトル８１と第２のリアクトル８２の間の間隙に、夫々接着性と流動性を有する接着材を使用してもよい。