(57)【要約】【課題】発熱素子の配置位置の自由度が高められた電力変換装置及び空気調和装置を提供する。【解決手段】電力変換装置４０は、自己に伝えられた熱を放出するヒートシンク４１と、ヒートシンク４１が取り付けられ、ヒートシンク４１と共に電気室Ｒ２を画定する筐体４２と、ヒートシンク４１の電気室Ｒ２に面する内面部４１１ａに取り付けられたパワー半導体３１ａ及び３１ｂ並びにパワー半導体モジュール３２ａと、電気室Ｒ２の内面部４１１ａに対向する位置に配置された被取付部材４３と、被取付部材４３に取り付けられたパワー半導体３３ａ及び３３ｂ並びにパワー半導体モジュール３３ｃと、筐体４２に固定され、筐体４２と共に被取付部材４３の熱をヒートシンク４１に伝える熱伝導経路を構成すると共に、被取付部材４３を支持する支持部材４４と、を備える。【選択図】図２
2017123700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己に伝えられた熱を放出する放熱器と、
前記放熱器が取り付けられ、前記放熱器と共に内部空間を画定する筐体と、
前記放熱器の前記内部空間に面する内面部に取り付けられた第１の発熱素子と、
前記内部空間の前記内面部に対向する位置に配置された被取付部材と、
前記被取付部材に取り付けられた第２の発熱素子と、
前記筐体に固定され、前記筐体と共に前記被取付部材の熱を前記放熱器に伝える熱伝導経路を構成すると共に、前記被取付部材を支持する支持部材と、
を備える電力変換装置。
【請求項２】
前記被取付部材と前記支持部材とが一体に形成されている
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記筐体の、少なくとも前記熱伝導経路を構成する部分が、アルミニウム若しくは銅、又はこれらの少なくともいずれか一方を含む合金で構成されている
請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記筐体が、前記放熱器が取り付けられる第１の側板、及び前記第１の側板に対面する第２の側板を有し、
前記支持部材が、前記第１の側板及び前記第２の側板の双方に固定されている
請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記放熱器が、前記内部空間の外に放熱フィン部を有する
請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電力変換装置と、
前記電力変換装置によって変換されて得られた電力が供給されることにより作動する冷凍サイクル装置と、
を備える空気調和装置。
【請求項７】
前記冷凍サイクル装置が、
該冷凍サイクル装置を構成する凝縮機又は蒸発機と空気との熱交換を促進する役割と、前記放熱器の前記内部空間の外に面する部分を空冷する役割と、を兼ねる送風機、
を有する請求項６に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置及び空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電力を交流電力に変換する電力変換装置は、通電により発熱する発熱素子としてのパワー半導体が、ヒートシンクに取り付けられた構造を有する。発熱素子を水分や塵埃から保護するために、ヒートシンクは、筐体と共に水密な内部空間を画定する。発熱素子は、その内部空間に配置される。
【０００３】
特許文献１に示されるように、上記内部空間の、ヒートシンクに対向する位置に配置された伝熱板と、伝熱板を支持すると共に伝熱板の熱をヒートシンクに伝える支持部材と、を備え、伝熱板にも発熱素子を配置できるようにした電力変換装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０８０４４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の電力変換装置では、支持部材及び伝熱板がヒートシンクに固定される。このため、ヒートシンクの配置位置が決められていると、発熱素子が取り付けられる伝熱板の配置位置を、柔軟に設計変更することができない。
【０００６】
また、支持部材がヒートシンクに固定されるため、支持部材の固定のために場所をとられる分、ヒートシンクにおける発熱素子を配置可能な領域が狭められる。
【０００７】
こういった理由で、特許文献１の電力変換装置は、発熱素子の配置位置の自由度を高めることに関して改善の余地を残していた。発熱素子の配置の自由度が低いと、電力変換装置ひいてはこれを備える空気調和装置の設計が煩雑となる。
【０００８】
本発明の目的は、発熱素子の配置位置の自由度が高められた電力変換装置及び空気調和装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の電力変換装置は、
自己に伝えられた熱を放出する放熱器と、
前記放熱器が取り付けられ、前記放熱器と共に内部空間を画定する筐体と、
前記放熱器の前記内部空間に面する内面部に取り付けられた第１の発熱素子と、
前記内部空間の前記内面部に対向する位置に配置された被取付部材と、
前記被取付部材に取り付けられた第２の発熱素子と、
前記筐体に固定され、前記筐体と共に前記被取付部材の熱を前記放熱器に伝える熱伝導経路を構成すると共に、前記被取付部材を支持する支持部材と、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、支持部材が筐体に固定され、筐体を通じて被取付部材の熱が放熱器に伝えられるので、放熱器の配置位置が決められていても、熱伝導経路を確保したまま支持部材及び被取付部材の配置位置を設計変更できる。また、支持部材が筐体に固定されるので、放熱器の内面部の、第１の発熱素子を取り付け可能な領域が、支持部材で狭められにくい。この結果、第１及び第２の発熱素子の配置位置の自由度が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る鉄道車両用空気調和装置の部分断面平面図である。
【図２】実施形態に係る電力変換装置の主要部を示す部分断面図である。
【図３】他の実施形態に係る電力変換装置の主要部を示す部分断面図である。
【図４】さらに他の実施形態に係る電力変換装置の主要部を示す部分断面図である。
【図５】実施形態に係る建物用空気調和装置の室外機の部分破断斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態に係る電力変換装置及び空気調和装置について説明する。図中、同一又は対応する部分に同一の符号を付す。
【００１３】
〔実施形態１〕
図１を参照し、本実施形態に係る鉄道車両用空気調和装置１００の全体構成を説明する。鉄道車両用空気調和装置１００は、外殻をなすケーシング１０内に、鉄道車両の客室を空調するための熱交換を行う冷凍サイクル装置２０と、冷凍サイクル装置２０に電力を供給するインバータ３０と、が収められた構成を有する。
【００１４】
ケーシング１０は、底面及び側面を有し、上部が開口した箱状の基枠１１と、基枠１１の上部開口を塞ぐカバー１２と、基枠１１とカバー１２とで囲まれる収容空間を仕切る第１〜第４の仕切板１３〜１６と、を備える。なお、図１では、ケーシング１０の内部を示すために、カバー１２を一部のみ示す。
【００１５】
基枠１１は、鉄道車両の屋根に設けられ、平面視において、鉄道車両の進行方向（図１では左右方向）を長手方向とする長方形状をなす。ケーシング１０内が第１〜第４の仕切板１３〜１６で仕切られ、ケーシング１０内に、第１の室外機室Ｒ１、電気室Ｒ２、室内機室Ｒ３、圧縮機室Ｒ４、及び第２の室外機室Ｒ５が構成されている。これらは、基枠１１の長手方向に、第１の室外機室Ｒ１、電気室Ｒ２、室内機室Ｒ３、圧縮機室Ｒ４、及び第２の室外機室Ｒ５、の順に並んでいる。
【００１６】
インバータ３０は、架線から供給される直流電力を三相交流電力に変換する電力変換を行い、電力変換で得られた三相交流電力を冷凍サイクル装置２０に供給する。これにより、冷凍サイクル装置２０が作動する。インバータ３０は、水分や塵埃の進入が防止された水密構造を有する電気室Ｒ２に配置されている。
【００１７】
また、インバータ３０は、ケーシング１０のうち電気室Ｒ２を構成する部分と共に、電力変換装置４０を構成している。電力変換装置４０の構成については後述する。なお、図１では、理解を容易にするために、電気室Ｒ２の内部の主要部のみを示している。
【００１８】
冷凍サイクル装置２０は、冷媒を圧縮する圧縮機２１ａ及び２１ｂと、外気と熱交換を行う室外熱交換機２２ａ〜２２ｄと、室外熱交換機２２ａ及び２２ｂと外気との熱交換を促進する室外送風機２３ａと、室外熱交換機２２ｃ及び２２ｄと外気との熱交換を促進する室外送風機２３ｂと、鉄道車両の客室内を循環する循環空気と熱交換を行う室内熱交換機２４ａ及び２４ｂと、室内熱交換機２４ａ及び２４ｂと循環空気との熱交換を促進する室内送風機２５と、を備える。
【００１９】
室外熱交換機２２ａ及び２２ｂと、室外送風機２３ａは、第１の室外機室Ｒ１に配置されている。室内熱交換機２４ａ及び２４ｂと、室内送風機２５は、室内機室Ｒ３に配置されている。圧縮機２１ａ及び２１ｂは、圧縮機室Ｒ４に配置されている。室外熱交換機２２ｃ及び２２ｄと、室外送風機２３ｂは、第２の室外機室Ｒ５に配置されている。
【００２０】
また、冷凍サイクル装置２０は、冷媒を減圧する膨張機と、気体の冷媒を液体の冷媒から分離する気液分離機と、それら膨張機及び気液分離機、圧縮機２１ａ及び２１ｂ、室外熱交換機２２ａ〜２２ｄ、並びに室内熱交換機２４ａ及び２４ｂを接続し、内部を冷媒が流れる冷媒配管と、を備える。図１では、理解を容易にするために、膨張機、気液分離機、及び冷媒配管の図示を省略している。
【００２１】
室外熱交換機２２ａ〜２２ｄと、室内熱交換機２４ａ及び２４ｂのうち、一方は冷媒を液化させる凝縮機として機能し、他方は冷媒を気化させる蒸発機として機能する。
【００２２】
以下、インバータ３０によって実現される冷凍サイクル装置２０の動作を、室外熱交換機２２ａ〜２２ｄを凝縮機として用い、室内熱交換機２４ａ及び２４ｂを蒸発機として用いて、鉄道車両の客室を冷却する場合を例に挙げて説明する。
【００２３】
圧縮機２１ａ及び２１ｂは、冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は、凝縮機としての室外熱交換機２２ａ〜２２ｄに送られる。室外熱交換機２２ａ〜２２ｄは、周囲に熱を放出することで冷媒を液化させる。このとき、室外熱交換機２２ａ〜２２ｄによって加熱された空気は、室外送風機２３ａ及び２３ｂによって外部に放出される。
【００２４】
室外熱交換機２２ａ〜２２ｄで液化された冷媒は、膨張機を経て、蒸発機としての室内熱交換機２４ａ及び２４ｂに送られる。室内熱交換機２４ａ及び２４ｂは、鉄道車両の客室を循環する循環空気から熱を吸収することで冷媒を気化させる。このとき、室内熱交換機２４ａ及び２４ｂによって冷却された循環空気は、室内送風機２５によって客室に送り込まれる。
【００２５】
室内熱交換機２４ａ及び２４ｂで気化された冷媒は、気液分離機を経て、圧縮機２１ａ及び２１ｂに送られる。以上の手順で、冷媒が循環される。
【００２６】
本実施形態に係る鉄道車両用空気調和装置１００は、冷凍サイクル装置２０に上述した動作を実現させるインバータ３０を備える電力変換装置４０の構成に特に特徴を有する。そこで、以下、図２を参照し、電力変換装置４０の構成について詳述する。
【００２７】
図２に示すように、電力変換装置４０は、自己に伝えられた熱を放出する放熱器としてのヒートシンク４１と、ヒートシンク４１が取り付けられ、ヒートシンク４１と共に、内部空間としての電気室Ｒ２を画定する筐体４２と、ヒートシンク４１の電気室Ｒ２に面する内面部４１１ａに取り付けられた第１の発熱素子としてのパワー半導体３１ａ及び３１ｂ並びにパワー半導体モジュール３２ａと、電気室Ｒ２内の内面部４１１ａと対向する位置に配置された被取付部材４３と、被取付部材４３に取り付けられた第２の発熱素子としてのパワー半導体３３ａ及び３３ｂ並びにパワー半導体モジュール３３ｃと、筐体４２に固定され、筐体４２と共に被取付部材４３の熱をヒートシンク４１に伝える熱伝導経路を構成すると共に、被取付部材４３を支持する支持部材４４と、を備える。
【００２８】
ヒートシンク４１は、電気室Ｒ２に面する内面部４１１ａを有する受熱ベース部４１１と、受熱ベース部４１１の、電気室Ｒ２の外部に面する部分、具体的には、図１に示した第１の室外機室Ｒ１に面する部分に立設された放熱フィン部４１２と、を備える。ヒートシンク４１は、熱伝導率の良好な金属、具体的には、銅で形成されている。
【００２９】
筐体４２は、ヒートシンク４１が取り付けられる第１の仕切板１３と、第１の仕切板１３に対面する第２の仕切板１４と、基枠１１の電気室Ｒ２を構成する部分と、カバー１２の電気室Ｒ２を構成する部分と、によって構成されている。なお、図２では、筐体４２の内部を示すために、カバー１２を一部のみ示す。
【００３０】
筐体４２は、水密に形成されている。これは、電気室Ｒ２外の水分や塵埃が、電気室Ｒ２内のパワー半導体３１ａ、３１ｂ、３３ａ、及び３３ｂや、パワー半導体モジュール３２ａ及び３３ｃ等に、悪影響を及ぼさないようにするためである。
【００３１】
第１の仕切板１３へのヒートシンク４１の取り付け構造について説明する。第１の仕切板１３には、開口が形成されており、その開口に、ヒートシンク４１の受熱ベース部４１１が嵌められている。
【００３２】
また、第１の仕切板１３は、その開口の縁に、電気室Ｒ２の外部側、即ち図１に示した第１の室外機室Ｒ１側に立ち上がった立ち上がり部１３ａを有する。立ち上がり部１３ａは、受熱ベース部４１１の、内面部４１１ａと放熱フィン部４１２とを繋ぐ側面部４１１ｂに面接触している。
【００３３】
そして、立ち上がり部１３ａの頂部、即ち立ち上がり部１３ａの第１の室外機室Ｒ１側の端部を覆うように、立ち上がり部１３ａの頂部と、受熱ベース部４１１の側面部４１１ｂとに、電気室Ｒ２の水密性を高めるためのシーリング材４５が塗布されている。
【００３４】
第１の仕切板１３は、第２の仕切板１４よりも熱伝導率の高い材料で形成されている。具体的には、第１の仕切板１３は、アルミニウムで形成されており、第２の仕切板１４はステンレス鋼で形成されている。また、基枠１１の電気室Ｒ２を構成する部分、及びカバー１２の電気室Ｒ２を構成する部分も、ステンレス鋼で形成されている。
【００３５】
パワー半導体３１ａ及び３１ｂは、ヒートシンク４１の内面部４１１ａに取り付けられる第１の素子基板としてのプリント基板３１に実装されている。プリント基板３１は、パワー半導体３１ａ及び３１ｂを内面部４１１ａに接触させた状態で、内面部４１１ａに取り付けられている。
【００３６】
パワー半導体モジュール３２ａは、同じく第１の素子基板としてのプリント基板３２に実装されている。プリント基板３２は、パワー半導体モジュール３２ａを内面部４１１ａに接触させた状態で、内面部４１１ａにおけるプリント基板３１の隣に取り付けられている。
【００３７】
パワー半導体３３ａ及び３３ｂ並びにパワー半導体モジュール３３ｃは、被取付部材４３に取り付けられる第２の素子基板としてのプリント基板３３に実装されている。プリント基板３３は、パワー半導体３３ａ及び３３ｂ並びにパワー半導体モジュール３３ｃを被取付部材４３に接触させた状態で、被取付部材４３に取り付けられている。プリント基板３１〜３３を含んで図１に示したインバータ３０が構成されている。
【００３８】
なお、パワー半導体３１ａ、３１ｂ、３３ａ、及び３３ｂの各々は、具体的には、電力制御用の半導体スイッチング素子としてのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）で構成される。また、パワー半導体モジュール３２ａ及び３３ｃは、複数個のパワー半導体を組み合わせてパッケージ化したものである。
【００３９】
被取付部材４３は、ヒートシンク４１の内面部４１１ａと平行な板状をなす。内面部４１１ａと被取付部材４３との対向方向に関し、支持部材４４の一端部は、被取付部材４３の端縁に繋がれている。支持部材４４の他端部は、第１の仕切板１３に固定されている。
【００４０】
第１の仕切板１３への支持部材４４の固定には、螺子やボルト及びナット等の螺着手段の他、ろう付けその他の溶接を用いることができる。
【００４１】
支持部材４４は、内面部４１１ａとプリント基板３１及び３２とを取り囲んでいる。具体的には、被取付部材４３と支持部材４４は、上面が被取付部材４３で構成され、側面が支持部材４４で構成された箱状体を構成している。
【００４２】
また、被取付部材４３と支持部材４４は、一体に形成されている。被取付部材４３と支持部材４４は、ヒートシンク４１と同様、熱伝導率の良好な金属、具体的には、銅で形成されている。
【００４３】
以上説明した電力変換装置４０の作用は次の通りである。電力変換装置４０の作動時に、パワー半導体３１ａ、３１ｂ、３３ａ、及び３３ｂと、パワー半導体モジュール３２ａ及び３３ｃとに発熱が生じる。
【００４４】
パワー半導体３１ａ及び３１ｂと、パワー半導体モジュール３２ａとで生じた熱は、ヒートシンク４１の内面部４１１ａを通じて、受熱ベース部４１１及び放熱フィン部４１２に伝えられ、放熱フィン部４１２で放熱される。
【００４５】
また、パワー半導体３３ａ及び３３ｂと、パワー半導体モジュール３３ｃとで生じた熱は、被取付部材４３を通じて、支持部材４４に伝えられる。支持部材４４に伝えられた熱は、第１の仕切板１３を通じて、ヒートシンク４１に伝えられ、放熱フィン部４１２で放熱される。
【００４６】
放熱フィン部４１２は、図１に示した第１の室外機室Ｒ１に配置される。図１に示すように、第１の室外機室Ｒ１には、室外送風機２３ａが配置されている。室外送風機２３ａは、室外熱交換機２２ａ及び２２ｂと外気との熱交換を促進するために、第１の室外機室Ｒ１内に、気流を形成する。その気流が、図２に示す放熱フィン部４１２にも当たるため、放熱フィン部４１２が空冷され、放熱が促進される。
【００４７】
以上説明した実施形態によれば、次の効果が得られる。
【００４８】
（１）支持部材４４が第１の仕切板１３に固定されるので、支持部材４４がヒートシンク４１の内面部４１１ａに固定されていた従来技術に比べて、内面部４１１ａにおける発熱素子を取り付け可能な領域が、支持部材４４によって狭められることを回避できる。このため、内面部４１１ａの全域を発熱素子の配置に利用でき、パワー半導体３１ａ及び３１ｂ並びにパワー半導体モジュール３２ａの配置位置の自由度が高められる。
【００４９】
また、支持部材４４が第１の仕切板１３に固定され、第１の仕切板１３を通じて被取付部材４３の熱がヒートシンク４１に伝えられるので、支持部材４４がヒートシンク４１に固定されていた従来技術に比べると、被取付部材４３の配置位置が、ヒートシンク４１の配置位置によって制約を受けにくい。つまり、ヒートシンク４１の配置位置が決められていても、被取付部材４３からヒートシンク４１に至る熱伝導経路を確保したままで、支持部材４４及び被取付部材４３の配置位置を、第１の仕切板１３上で柔軟に設計変更できる。このため、被取付部材４３に取り付けられるパワー半導体３３ａ及び３３ｂ並びにパワー半導体モジュール３３ｃの配置位置の自由度が高められる。
【００５０】
なお、支持部材４４を筐体４２に固定する構成は、ヒートシンク４１のサイズ及び配置位置に制約があり、電気室Ｒ２を画定する内壁の一部のみをヒートシンク４１が構成する場合、具体的には、上述したように、第１の仕切板１３に開口が形成され、その開口にヒートシンク４１が嵌められ、第１の仕切板１３とヒートシンク４１とで、１つの内壁を構成する場合に、特に意義が大きい。
【００５１】
即ち、ヒートシンク４１のサイズ及び配置位置に制約がない場合は、そもそも第１の仕切板１３を用いることなく、ヒートシンク４１それ自体で１つの内壁全体を構成できる。この場合は、支持部材４４をヒートシンク４１のみに固定しても、ヒートシンク４１上で支持部材４４の配置位置を変更できる。
【００５２】
これに対し、鉄道車両用空気調和装置１００では、第１の室外機室Ｒ１内の気流の乱れを防止したり、第１の室外機室Ｒ１に配置される冷凍サイクル装置２０の構成要素との接触を回避したりする等の理由から、ヒートシンク４１のサイズ及び配置位置に制約がある。このため、内壁の一部のみをヒートシンク４１が構成する。この場合、支持部材４４をヒートシンク４１のみに固定すると、被取付部材４３の配置位置が、ヒートシンク４１の配置位置に制約を受けることになる。このため、支持部材４４を筐体４２に固定する構成を採り、被取付部材４３の配置位置を柔軟に設計変更できるようにする意義が大きい。
【００５３】
（２）被取付部材４３と支持部材４４とが一体に形成されているため、両者が別々に形成されている場合に比べると、両者を繋ぐためのネジやボルト等を省略することができ、部品点数を削減できる。また、被取付部材４３と支持部材４４が一体に形成されているため、両者が別々に形成されている場合に比べると、被取付部材４３から支持部材４４に至る熱抵抗を低減することができる。
【００５４】
（３）室外送風機２３ａが、室外熱交換機２２ａ及び２２ｂと空気との熱交換を促進する役割と、ヒートシンク４１の放熱フィン部４１２を空冷する役割と、を兼ねる。このため、放熱フィン部４１２を空冷するための専用の送風機を備える場合に比べると、車両用空気調和装置１００の小型化が図られる。
【００５５】
（４）第１の仕切板１３を熱伝導率の高い金属であるアルミニウムで形成したので、放熱フィン部４１２のみならず、第１の仕切板１３それ自体からも第１の室外機室Ｒ１への放熱がなされる。このため、パワー半導体３１ａ、３１ｂ、３３ａ、及び３３ｂやパワー半導体モジュール３２ａ及び３３ｃの冷却を効率的に行うことができる。
【００５６】
一方、第２の仕切板１４は、第１の仕切板１３よりも熱伝導率の低い金属であるステンレス鋼で形成したので、パワー半導体３１ａ、３１ｂ、３３ａ、及び３３ｂやパワー半導体モジュール３２ａ及び３３ｃの熱が、室内機室Ｒ３に伝わることを抑制できる。このため、冷凍サイクル装置２０の、鉄道車両の客室を冷却する機能が損なわれにくい。
【００５７】
〔実施形態２〕
上記実施形態では、ヒートシンク４１の内面部４１１ａと被取付部材４３との対向方向に関し、支持部材４４の一端部が、被取付部材４３に繋がれ、他端部が、筐体４２に固定されていた。筐体４２を通じた放熱を促進するためには、支持部材４４が、筐体４２におけるヒートシンク４１の周囲以外の部分にも固定された構成を採ってもよい。以下、その具体例について説明する。
【００５８】
図３に示すように、本実施形態に係る電力変換装置５０では、支持部材５１が、ヒートシンク４１が取り付けられる第１の側板としての第１の仕切板１３と、第１の側板に対面する第２の側板としての第２の仕切板１４との双方に固定されている。
【００５９】
具体的には、ヒートシンク４１の内面部４１１ａと被取付部材４３との対向方向に関し、支持部材５１の一端部が、第２の仕切板１４に固定され、他端部が、第１の仕切板１３に固定されている。そして、支持部材５１の一端部から他端部までの途中部分に、被取付部材４３が繋がれている。
【００６０】
本実施形態によれば、被取付部材４３の熱が、支持部材５１を通じて、ヒートシンク４１のみならず、第２の仕切板１４にも伝えられるので、第２の仕切板１４を通じた放熱もなされることとなる。なお、第２の仕切板１４を通じた放熱を促進するためには、第２の仕切板１４を、第１の仕切板１３と同様に、熱伝導率の高い金属、具体的には、アルミニウムで形成することが好ましい。
【００６１】
〔実施形態３〕
上記各実施形態では、第１の仕切板１３がヒートシンク４１の側面部４１１ｂに接触していた。支持部材４４の熱をヒートシンク４１に伝達でき、電気室Ｒ２の水密構造を維持できるならば、ヒートシンク４１における第１の仕切板１３との接触位置は特に限定されない。以下、第１の仕切板１３が、ヒートシンク４１の内面部４１１ａに接触した具体例について説明する。
【００６２】
図４に示すように、本実施形態に係る電力変換装置６０では、第１の仕切板１３が、立ち上がり部１３ａよりもヒートシンク４１側に延びて、ヒートシンク４１の内面部４１１ａに接触する延出部１３ｂを有する。
【００６３】
また、第１の仕切板１３の立ち上がり部１３ａと、ヒートシンク４１の側面部４１１ｂとの間に、ゴムパッキン６１を挟み込ませている。ゴムパッキン６１の材質は特に限定されないが、有機系ゴムよりも熱伝導率に優れる点でシリコーンゴムが好ましい。また、無機充填材が配合されることで熱伝導率が高められた合成ゴムが好ましい。
【００６４】
本実施形態によれば、主として延出部１３ｂを通じて、支持部材４４とヒートシンク４１とが熱的に結合する。また、第１の仕切板１３とヒートシンク４１の側面部４１１ｂとの間に、ゴムパッキン６１を介在させたので、電気室Ｒ２の水密性を高めることができる。
【００６５】
〔実施形態４〕
上記各実施形態では、電力変換装置４０、５０、及び６０を、鉄道車両用空気調和装置１００に用いた。電力変換装置４０、５０、及び６０は、鉄道車両用空気調和装置１００以外の空気調和装置にも適用できる。以下、その具体例について説明する。
【００６６】
図５に示すように、マンションや住宅等の建物に設置される建物用空気調和装置の室外機２００に、電力変換装置７０を用いることもできる。なお、図５では、理解を容易にするために、建物用空気調和装置の室内機の図示は省略した。
【００６７】
本実施形態に係る建物用空気調和装置の室外機２００は、電力変換装置７０と、冷媒を圧縮する圧縮機２０１と、凝縮機又は蒸発機としての熱交換機２０２と、熱交換機２０２と空気との熱交換を促進する送風機２０３と、を備える。
【００６８】
圧縮機２０１、熱交換機２０２、及び送風機２０３は、電力変換装置７０によって駆動される冷凍サイクル装置を構成する。その冷凍サイクル装置のうち、圧縮機２０１、熱交換機２０２、及び送風機２０３以外の構成要素は、室内機に備えられる。
【００６９】
電力変換装置７０は、自己に伝えられた熱を放出する放熱器としてのヒートシンク７１と、ヒートシンク７１が取り付けられ、ヒートシンク７１と共に内部空間Ｒを画定する筐体７２と、ヒートシンク７１の内部空間Ｒに面する内面部７１ａに取り付けられた第１の発熱素子としてのパワー半導体モジュール７３と、内部空間Ｒの内面部７１ａに対向する位置に配置された被取付部材７４と、被取付部材７４に取り付けられた第２の発熱素子としてのパワー半導体モジュール７５と、筐体７２に固定され、筐体７２と共に被取付部材７４の熱をヒートシンク７１に伝える熱伝導経路を構成すると共に、被取付部材７４を支持する支持部材７６と、を備える。
【００７０】
なお、図５は、建物用空気調和装置の室外機２００の内部及び筐体７２の内部を示すために、建物用空気調和装置の室外機２００及び筐体７２の一部を破断して示している。
【００７１】
送風機２０３は、熱交換機２０２と空気との熱交換を促進する役割と、ヒートシンク７１の放熱フィン部７１ｂを空冷する役割と、を兼ねる。本実施形態によっても、上述した各実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について説明した。本発明はこれに限られない。例えば、以下に述べる変形も可能である。
【００７３】
上記各実施形態では、被取付部材４３を支持する支持部材４４が、筐体４２にのみ固定されていたが、支持部材４４は、筐体４２に固定される部分を有していればよく、ヒートシンク４１に固定される部分を有していてもよい。
【００７４】
上記実施形態では、支持部材４４及び７６を板状に形成したが、支持部材４４及び７６の形状は特に限定されず、例えば、柱状であってもよく、一部が板状で他の一部が柱状であってもよい。また、被取付部材４３及び７４の形状も特に板状に限定されない。
【００７５】
上記実施形態では、ヒートシンク４１の内面部４１１ａに対向する位置に、被取付部材４３を１つ配置したが、各々発熱素子が取り付けられる複数の被取付部材４３を、内面部４１１ａに対向する位置に、複数段状に配置してもよい。
【００７６】
上記実施形態では、被取付部材４３及び７４、支持部材４４及び７６、並びにヒートシンク４１及び７１を銅で形成し、筐体４２の、被取付部材４３からヒートシンク４１に至る熱伝導経路を構成する部分としての第１の仕切板１３をアルミニウムで形成した。被取付部材４３及び７４、支持部材４４及び７６、並びにヒートシンク４１及び７１はアルミニウムで形成してもよい。また、第１の仕切板１３は銅で形成してもよい。さらに、これらの各部は、アルミニウムと銅の少なくともいずれか一方を含む合金、例えば、ジュラルミン、青銅、黄銅、白銅、丹銅、アルミニウム青銅、アルミニウムマンガン合金、アルミニウム銅マグネシウム合金等で形成してもよい。また、これらの各部を金や銀で形成してもよい。
【００７７】
上記実施形態では、発熱素子としてのパワー半導体３１ａ、３１ｂ、３３ａ、及び３３ｂに、ＩＧＢＴを用いたが、パワー半導体としては、他にも、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）その他のパワートランジスタ、整流ダイオード、サイリスタ、ゲートターンオフサイリスタ、トライアック等が挙げられる。
【００７８】
上記実施形態では、電力変換装置４０、５０、６０、及び７０が直流電力を交流電力に変換するものであったが、電力変換装置４０、５０、６０、及び７０は、交流電力を直流電力に変換するものであってもよく、交流電力を振幅及び位相の少なくともいずれか一方が異なる他の交流電力に変換するものであってもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１０…ケーシング、１１…基枠、１２…カバー、１３…第１の仕切板（第１の側板）、１３ａ…立ち上がり部、１３ｂ…延出部、１４…第２の仕切板（第２の側板）、１５…第３の仕切板、１６…第４の仕切板、２０…冷凍サイクル装置、２１ａ，２１ｂ…圧縮機、２２ａ〜２２ｄ…室外熱交換機（凝縮機）、２３ａ，２３ｂ…室外送風機（送風機）、２４ａ，２４ｂ…室内熱交換機、２５…室内送風機、３０…インバータ、３１，３２，３３…プリント基板、３１ａ，３１ｂ…パワー半導体（第１の発熱素子）、３２ａ…パワー半導体モジュール（第１の発熱素子）、３３ａ，３３ｂ…パワー半導体（第２の発熱素子）、３３ｃ…パワー半導体モジュール（第２の発熱素子）、４０，５０，６０，７０…電力変換装置、４１…ヒートシンク（放熱器）、４１１…受熱ベース部、４１１ａ…内面部、４１１ｂ…側面部、４１２…放熱フィン部、４２…筐体、４３…被取付部材、４４…支持部材、４５…シーリング材、５１…支持部材、６１…ゴムパッキン、７１…ヒートシンク、７２…筐体、７１ａ…内面部、７１ｂ…放熱フィン部、７３…パワー半導体モジュール（第１の発熱素子）、７４…被取付部材、７５…パワー半導体モジュール（第２の発熱素子）、７６…支持部材、１００…鉄道車両用空気調和装置（空気調和装置）、２００…建物用空気調和装置（空気調和装置）の室外機、２０１…圧縮機、２０２…熱交換機（凝縮機又は蒸発機）、２０３…送風機、Ｒ１…第１の室外機室、Ｒ２…電気室（内部空間）、Ｒ３…室内機室、Ｒ４…圧縮機室、Ｒ５…第２の室外機室、Ｒ…内部空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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