JP7183363B1 - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は実施の形態1に係る電力変換装置1の概略を示す斜視図で、電力変換装置1が備えた電気部品の間を接続する部分である。図2は図1のA-A断面位置で切断した電力変換装置1の概略を示す断面図、図3は電力変換装置1の要部の概略を示す斜視図で、樹脂部材6を取り除き、冷却器5を省略して示した図である。電力変換装置1は、入力電流を直流から交流、交流から直流、または入力電圧を異なる電圧に変換する装置である。
電力変換装置1は、複数のバスバーと、第一の締結部材21と、第二の締結部材22と、固定部材23と、絶縁部材4、冷却器5と、電子部品7とを備える。電力変換装置1は、複数のバスバー、第一の締結部材21、及び第二の締結部材22の一つ以上を一体成形した樹脂部材6を備える。本実施の形態では、電力変換装置1は、複数のバスバーとして、バスバー11、12を備える。また本実施の形態では、バスバー12と、第一の締結部材21、第二の締結部材22、及び固定部材23の締結部21a、22a、23aとが樹脂部材6により一体成形されている。樹脂部材6により一体成形されることで、バスバー12、第一の締結部材21、第二の締結部材22、及び固定部材23の位置が決定する。さらにバスバー12に接続されるバスバー11、及びバスバー11に接続される電子部品7の位置が決定する。
本実施の形態における電力変換装置1は、第一の締結部材21による放熱経路に加えて、第二の締結部材22による放熱経路を備える。電力変換装置1は、電子部品7と、バスバー11における接続部分30以外の非接続部分に、電子部品7を熱的または電気的に接続する第二の締結部材22を備える。第二の締結部材22は熱伝導性を有する。本実施の形態では、電子部品7は、例えば温度センサである。温度センサは、バスバー11に熱的に接続される。温度センサは、電力変換装置1の動作時にバスバー11の温度を測定する。電子部品7は温度センサに限るものではなく、ダイオードなどバスバー11に電気的に接続される部品であっても構わない。第二の締結部材22は、第二の締結部材22が接続された非接続部分の部分よりも冷却器5の方向に延出し、絶縁部材4を介して、冷却面5aに熱的に接続された第二延出部22a1を有している。第二の締結部材22により電子部品7を熱的または電気的に接続するバスバー11の部分の幅は、バスバー11の他の部分の幅と同じである。本実施の形態のように、第二の締結部材22の締結部22aが樹脂部材6により一体化されている場合、バスバー11は第二の締結部材22により樹脂部材6に固定される。
本実施の形態における電力変換装置1は、第一の締結部材21及び第二の締結部材22による放熱経路に加えて、バスバー12の突出部12aによる放熱経路を備える。バスバー12における接続部分30以外の非接続部分は、冷却器5から離間した部分から冷却器5の方向に折り曲げられて突出した突出部12aを有する。突出部12aは、絶縁部材4を介して、冷却面5aに熱的に接続されている。突出部12aは、接続部分30と接続部分30とは反対側の端部12bとの間に設けられる。バスバー12の突出部12aの部分の幅は、図3に示すように、バスバー12の他の部分の幅と同じである。突出部12aの冷却器5の側のZ方向の高さは、第一の締結部材21及び第二の締結部材22の冷却器5の側の高さと同じである。
本実施の形態の変形例について説明する。図2に示した本実施の形態では、バスバー12と、第一の締結部材21、第二の締結部材22、及び固定部材23の締結部21a、22a、23aとが樹脂部材6により一体成形されているが、これらの部材の全てが一体成形された構成に限るものではなく、図4に示した構成でも構わない。図4は、実施の形態1に係る別の電力変換装置1の要部の概略を示す断面図である。図4に示した電力変換装置1において、バスバー12と、第一の締結部材21及び第二の締結部材22の締結部21a、22aとは樹脂部材6により一体成形されていない。締結部21aとバスバー12とは溶接などにより接続される。締結部22aとバスバー11とは溶接などにより接続される。バスバー11及びバスバー12の一方または双方は、樹脂部材6に接着などにより固定される。樹脂部材6を冷却器5に固定することで、バスバー11、バスバー12、第一の締結部材21、及び第二の締結部材22は、冷却器5に固定される。
図2に示した本実施の形態では、バスバーが有した突出部をバスバー12にのみ設けたが、突出部を設けるバスバーはバスバー12に限るものではなく、図5または図6に示した構成でも構わない。図5及び図6は、実施の形態1に係る別の電力変換装置1の要部の概略を示す断面図である。図5に示した電力変換装置1において、バスバー12は突出部12aを有し、バスバー11は突出部11aを有する。図6に示した電力変換装置1において、バスバー12は突出部を有さず、バスバー11は突出部11aを有する。このように構成することで、バスバー11の突出部11aが絶縁部材4を介して冷却器5の冷却面5aに熱的に接続されるので、バスバー11と冷却器5の絶縁を確保しつつ、バスバー11で生じた熱を冷却器5に放熱することができる。バスバー11の熱をさらに効率的に放熱することができるため、バスバー11の断面積を低減することができる。バスバー11の断面積を低減できるため、バスバー11のコストを削減することができる。
実施の形態2に係る電力変換装置1について説明する。図8は実施の形態2に係る電力変換装置1の要部の概略を示す断面図で、図1のA-A断面位置と同等の位置で切断した電力変換装置1の要部の断面図である。実施の形態1では電子部品7とバスバー11を固定する第二の締結部材22を備えたが、実施の形態2に係る電力変換装置1はバスバー11のみを固定する第三の締結部材24を備えた構成になっている。
実施の形態3に係る電力変換装置1について説明する。図11は実施の形態3に係る電力変換装置1の概略を示す断面図で、図1のA-A断面位置と同等の位置で切断した電力変換装置1の断面図である。実施の形態3に係る電力変換装置1は、バスバー12と樹脂部材6とがXY方向において位置決めされた構成になっている。
実施の形態4に係る電力変換装置1について説明する。図12は実施の形態4に係る電力変換装置1の回路の概略を示す図、図13は電力変換装置1の要部の概略を示す斜視図、図14は電力変換装置1の要部の概略を示す斜視図で、樹脂部材6と、トランスコア81及びリアクトルコア91の一部とを取り除いて示した図である。実施の形態4に係る電力変換装置1は、トランス8及びリアクトル9を備え、バスバー11、12がコイル部13、14を有した構成になっている。
トランス8は、磁性コアであるトランスコア81とコイル部13とを有する。トランスコア81は、環状の外周コアと、外周コアにおける対向する二つの部分の間を接続した柱状の中心コア81aとを有する。中心コア81aは、冷却面5aから離れる方向に延出する。トランスコア81は、フェライトなどの磁性材料により作製される。本実施の形態では、E型に形成された2つの分割コア81b、81cをZ方向に重ねることで、閉磁路構造を有したトランスコア81が形成される。トランスコア81の構成は、E型に形成された2つの分割コア81b、81cに限るものではなく、図15に示した構成でも構わない。図15は、実施の形態4に係る別の電力変換装置1のトランスコア81の概略を示す斜視図である。E型とI型に形成された2つの分割コア81d、81eをZ方向に重ねることで、閉磁路構造を有したトランスコア81が形成される。トランスコア81は、冷却面5aに熱的に接続されている。
本実施の形態で、電力変換装置1が備えたもう一つの磁性部品であるリアクトル9について説明する。以下、前述したトランスコア81を第二の磁性コア、コイル部13を第二のコイル部、バスバー11を第二のバスバーとする。リアクトル9は、第一の磁性コアであるリアクトルコア91と第一のコイル部であるコイル部14とを有する。リアクトルコア91は、環状の外周コアと、外周コアにおける対向する二つの部分の間を接続した柱状の中心コア91aとを有する。中心コア91aは、冷却面5aから離れる方向に延出する。リアクトルコア91は、フェライトなどの磁性材料により作製される。本実施の形態では、E型に形成された2つの分割コア91b、91cをZ方向に重ねることで、閉磁路構造を有したリアクトルコア91が形成される。リアクトルコア91の構成は、E型に形成された2つの分割コア91b、91cに限るものではなく、E型とI型に形成された2つの分割コアであっても構わない。リアクトルコア91は、冷却面5aに熱的に接続されている。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Claims (8)
- 複数のバスバーと、
少なくとも二つの前記バスバーが互いに重なって電気的に接続された接続部分を締結すると共に前記接続部分と熱的に接続され、熱伝導性を有した第一の締結部材と、
複数の前記バスバーに対向した冷却面を有した冷却器と、
前記冷却面と前記バスバーとの間に設けられ、熱伝導性及び電気絶縁性を有した絶縁部材と、を備え、
前記第一の締結部材は、前記接続部分よりも前記冷却器の方向に延出し、前記絶縁部材を介して、前記冷却面に熱的に接続された第一延出部を有し、
前記バスバーにおける前記接続部分以外の非接続部分は、前記冷却器から離間した部分から前記冷却器の方向に折り曲げられて突出した突出部を有し、
前記突出部は、前記絶縁部材を介して、前記冷却面に熱的に接続されている電力変換装置。 - 複数のバスバーと、
少なくとも二つの前記バスバーが互いに重なって電気的に接続された接続部分を締結すると共に前記接続部分と熱的に接続され、熱伝導性を有した第一の締結部材と、
複数の前記バスバーに対向した冷却面を有した冷却器と、
前記冷却面と前記バスバーとの間に設けられ、熱伝導性及び電気絶縁性を有した絶縁部材と、
電子部品と、
前記バスバーにおける前記接続部分以外の非接続部分に、前記電子部品を熱的または電気的に接続し、熱伝導性を有した第二の締結部材と、を備え、
前記第一の締結部材は、前記接続部分よりも前記冷却器の方向に延出し、前記絶縁部材を介して、前記冷却面に熱的に接続された第一延出部を有し、
前記第二の締結部材は、前記第二の締結部材が接続された前記非接続部分の部分よりも前記冷却器の方向に延出し、前記絶縁部材を介して、前記冷却面に熱的に接続された第二延出部を有している電力変換装置。 - 複数の前記バスバー、前記第一の締結部材、及び前記第二の締結部材の一つ以上を一体成形した樹脂部材を備え、
前記樹脂部材は、前記冷却面に固定されている請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記樹脂部材に一体成形された部分を有し、熱伝導性を有した第三の締結部材を備え、
前記樹脂部材に一体成形されていない前記バスバーである非成形バスバーは、前記第三の締結部材により前記樹脂部材に固定され、
前記第三の締結部材の前記樹脂部材に一体成形された部分は、前記第三の締結部材が接続された前記非成形バスバーの部分よりも前記冷却器の方向に延出し、前記樹脂部材から露出した部分において、前記絶縁部材を介して、前記冷却面に熱的に接続された第三延出部を有している請求項3に記載の電力変換装置。 - 前記樹脂部材に一体成形されていない前記バスバーである非成形バスバーは、少なくとも2つの突起部を有し、前記樹脂部材は、少なくとも2つの凹部を有し、前記非成形バスバーの少なくとも2つの前記突起部と前記樹脂部材の少なくとも2つの前記凹部とが、それぞれ互いに嵌め合って、位置決めされ、
または、前記樹脂部材に一体成形されていない前記バスバーである非成形バスバーは、少なくとも2つの凹部を有し、前記樹脂部材は、少なくとも2つの突起部を有し、前記非成形バスバーの少なくとも2つの前記凹部と前記樹脂部材の少なくとも2つの前記突起部とが、それぞれ互いに嵌め合って、位置決めされている請求項3または4に記載の電力変換装置。 - 前記冷却面は、少なくとも2つの凹部を有し、前記樹脂部材は、少なくとも2つの突起部を有し、前記冷却面の少なくとも2つの前記凹部と前記樹脂部材の少なくとも2つの前記突起部とが、それぞれ互いに嵌め合って、位置決めされ、
または、前記冷却面は、少なくとも2つの突起部を有し、前記樹脂部材は、少なくとも2つの凹部を有し、前記冷却面の少なくとも2つの前記突起部と前記樹脂部材の少なくとも2つの前記凹部とが、それぞれ互いに嵌め合って、位置決めされている請求項3から5のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記樹脂部材は、少なくとも、前記第一の締結部材及び前記第二の締結部材を一体成形し、
一体成形された前記第一の締結部材及び前記第二の締結部材は、前記樹脂部材から前記冷却器の側に突出し、前記絶縁部材を介して、前記冷却面に熱的に接続されている請求項3から6のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記樹脂部材は、少なくとも、前記バスバーを一体成形し、
一体成形された前記バスバーにおける前記接続部分以外の非接続部分は、前記冷却器から離間した部分から前記冷却器の方向に折り曲げられて突出した成形バスバー突出部を有し、
前記成形バスバー突出部は、前記樹脂部材から前記冷却器の側に突出し、前記絶縁部材を介して、前記冷却面に熱的に接続されている請求項3から7のいずれか1項に記載の電力変換装置。
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