电力转换装置的制造方法
【专利摘要】一种电力转换装置，不会导致零件数增加的问题以及组装作业繁琐化的问题，并能提高电容器的冷却性能。在将安装有电容器(4)的电路基板(2B)收容在收容壳体(10)的内部的电力转换装置(1)中，收容壳体(10)具有主盖部(12a)及电容器收容部(12b)，所述主盖部(12a)与电路基板(2B)的电容器安装面(2Ba)相对配置，所述电容器收容部(12b)在主盖部(12a)上形成为在与电容器(4)对应的部位向外部突出的形态，从而将电容器(4)收容在内部，主盖部(12a)与电容器收容部(12b)成形为一体。
【专利说明】
电力转换装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种电力转换装置，更详细而言，涉及一种安装在电路基板上的电容器的冷却结构。【背景技术】
[0002]在电路基板上安装有大容量的电容器的电力转换装置中，为了防止由来自电容器的发热而产生的影响，提供了各种的冷却结构。例如在专利文献1中，在覆盖电路基板的收容壳体上形成供电容器通过的孔，将电容器配置在收容壳体的外部。在收容壳体的孔处安装有将电容器的周围覆盖的罩构件。该罩构件防止水和尘土从形成在收容壳体上的孔进入到内部。采用该电力转换装置，能将来自电容器的发热经由罩构件的整个表面放出到收容壳体的外部，能够提高冷却性能。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本专利特开2000-173861号公报
[0006]另外，在上述的冷却结构中，需要依据安装在电路基板上的电容器的数量准备罩构件。而且，必须在罩构件与收容壳体之间夹设密封构件。因此，不仅存在要处理的零件数增多的问题，还可能使电力转换装置的组装作业繁琐化。【实用新型内容】
[0007]本实用新型鉴于上述实际情况，目的在于提供一种能够不导致零件数增加的问题以及组装作业繁琐化的问题，并能提高电容器的冷却性能的电力转换装置。
[0008]为了达到上述目的，本实用新型的电力转换装置将安装有电容器的电路基板收容在收容壳体的内部，其特征在于，上述收容壳体具有主盖部及电容器收容部，上述主盖部与上述电路基板的电容器安装面相对配置，上述电容器收容部在上述主盖部上形成为在与上述电容器对应的部位向外部突出的形态，从而将上述电容器收容在内部，上述主盖部与上述电容器收容部成形为一体。
[0009]另外，本实用新型在上述电力转换装置的基础上，其特征在于，在上述收容壳体的外部，在环绕上述电容器收容部的位置构成有通风通路，并且配置有从上述通风通路的一方朝向另一方进行通气的通风风扇。
[0010]另外，本实用新型在上述电力转换装置的基础上，其特征在于，上述电容器收容部形成为椭圆柱状，多个电容器收容在上述电容器收容部的内部，多个上述电容器以沿着上述通风通路的通气方向的形态安装在上述电路基板上。
[0011]另外，本实用新型在上述电力转换装置的基础上，其特征在于，在上述电容器收容部形成有与上述收容壳体的外部连通的通气孔，并且利用透湿防水片覆盖上述通气孔。
[0012]采用本实用新型，由于将收容壳体的主盖部与电容器收容部成形为一体，因此与安装在电路基板上的电容器的数量无关，零件数不会增加。而且，也不必在主盖部与电容器收容部之间设置密封构件。因而，能够不导致零件数增加的问题以及组装作业繁琐化的问题，并能提高电容器的冷却性能。【附图说明】
[0013]图1是表示本实用新型实施方式的电力转换装置的外观的立体图。
[0014]图2是图1所示的电力转换装置的主要部分分解立体图。[〇〇15]图3是图1所示的电力转换装置的剖视侧视图。
[0016]图4是图1所示的电力转换装置的俯视局部剖切图。
[0017]图5是应用在图1所示的电力转换装置中的电路基板的立体图。
[0018]图6是构成图1所示的电力转换装置的收容壳体的第二壳体部的立体图。
[0019]图7是构成图1所示的电力转换装置的通风部的框架构件的立体图。
[0020]图8是应用在本实用新型变形例1的电力转换装置中的第二壳体部的立体图。
[0021]图9是应用在图8所示的电力转换装置中的电路基板的第二壳体部的立体图。
[0022]图10是本实用新型变形例2的电力转换装置的主要部分剖视图。
[0023]图11是将图10所示的电力转换装置的主要部分的一部分剖切表示的立体图。[〇〇24](符号说明)
[0025]2B…电路基板
[0026]2Ba…安装面
[0027]4…电容器
[0028]10…收容壳体[〇〇29]12a…主盖部[〇〇3〇]12b…电容器收容部
[0031]20…通风部
[0032]21…通风通路
[0033] 40…框架构件
[0034]50…通风风扇[〇〇35]112b…电容器收容部[〇〇36]212b…电容器收容部
[0037]212c …开口[〇〇38]212d…透湿防水片【具体实施方式】
[0039]以下，参照附图对本实用新型的电力转换装置的理想的实施方式进行详细说明。
[0040]图1至图4表示本实用新型实施方式的电力转换装置。在此例示的电力转换装置1 用于将从商用电源供给的交流电压转换为期望的频率、振幅后供给到电动机等负载，包括收容电路基板2A、2B的收容壳体10以及用于将电力转换装置1的构成零件、S卩IGBT等半导体模块3和电容器4冷却的通风部20。
[0041]收容壳体10构成为包括第一壳体部11及第二壳体部12。第一壳体部11构成电力转换装置1的轮廓的一部分，利用树脂材料形成为大致矩形的平板状。彼此大小不同的两张电路基板2A、2B以相互层叠的状态支承在该第一壳体部11的内表面侧。如图2至图5所示，外形尺寸较大的电路基板(以下称为主电路基板2A)构成为比第一壳体部11稍小的矩形，并与第一壳体部11的内表面相对配置。外形尺寸较小的电路基板(以下称为副电路基板2B)具有第一壳体部11的大致1/2的宽度，配置在图2中成为第一壳体部11的右半部分的部分。在副电路基板2B上主要汇集安装有上述半导体模块3和电容器4等发热零件。虽在图中未明示，但上述主电路基板2A及副电路基板2B彼此电连接，构成电力转换所需的控制电路。[〇〇42]如图5所示，在本实施方式中应用的半导体模块3形成为大致长方体状，在相互平行的上下的侧面具有螺钉固定部3a。螺钉固定部3a是在半导体模块3的侧面上从位于远离副电路基板2B的散热面3b侧的缘部突出的舌片状部分。在各螺钉固定部3a设置有供安装螺钉B贯穿的螺钉通孔3c。在主电路基板2A及副电路基板2B，在与半导体模块3的螺钉通孔3c 相对的部分分别形成有通孔2a。通孔2a是内径比螺钉通孔3c的内径大的圆形的开口。[〇〇43]电容器4形成为圆柱状，以一方的端面与副电路基板2B的安装面2Ba相对的状态安装在副电路基板2B上。在本实施方式中，在副电路基板2B的上端部，在左上角部分和该部分的右斜下方部分分别配置有电容器4。
[0044]第二壳体部12如图2至图4及图6所示，是具有将第一壳体部11覆盖的大小的树脂成形品，具有主盖部12a及电容器收容部12b。主盖部12a是与电路基板2A、2B的安装面2Aa、 2Ba相对配置的板状部分。电容器收容部12b用于将安装在副电路基板2B上的各电容器4分别独立地收容，并以从主盖部12a向外部突出的形态与主盖部12a成形为一体。在本实施方式中，电容器收容部12b构成为只有与副电路基板2B的安装面2Ba相对的部位开口的有底圆筒状的密闭容器。电容器收容部12b的大小设定为当在内部收容了电容器4的情况下，与电容器4的端面及周面之间分别形成0.5_的间隙。
[0045]另外，在第二壳体部12的主盖部12a的与半导体模块3对应的部位设置有连通孔 12c。连通孔12c是能供半导体模块3贯穿，但比后述散热器30的受热面30a的外形小的大致矩形的开口。在该连通孔12c的周围，在不与第一壳体部11相对的背面侧设置有密封槽12d。 密封槽12d是用于收容环状的密封材料13的凹部。
[0046]根据图2亦可明确得知，在该第二壳体部12上以将该第二壳体部12的背面左右两分割的方式设置有分隔壁部12e，并且在成为图2中右半部分的部分的上缘部设置有通风板部12f。分隔壁部12e是以与第一壳体部11大致正交的方式竖立设置的平板状构件。通风板部12f是具有许多个通风孔12g的平板状构件，设置为将图2中第二壳体部12的右半部分的上方覆盖。[〇〇47]通风部20包括构成为将第二壳体部12围绕的框架构件40,在上述第二壳体部12与框架构件40之间构成沿着上下方向的通风通路21。通风通路21的上端开口处于被设置在第二壳体部12上的通风板部12f覆盖的状态。框架构件40由铝或铝合金等具有良好的热传导性的高热传导性材料成形得到，如图2及图4所示，具有主板部41、侧板部42及辅助侧板部 43。主板部41具有能将第二壳体部12上位于比分隔壁部12e靠右侧的位置的部分覆盖的外形尺寸。在主板部41上与第二壳体部12相对的内表面上沿上下方向设置有许多个翅片嵌合槽41a。侧板部42是从主板部41的一方的缘部朝向第二壳体部12沿与主板部41成大致直角的方向延伸的部分。在使主板部41与第二壳体部12相对的情况下，该侧板部42与第二壳体部12的分隔壁部12e相对配置。辅助侧板部43是从主板部41的另一方的缘部朝向第二壳体部12沿与主板部41成大致直角的方向延伸的部分。根据附图亦可明确得知，辅助侧板部43 构成为比侧板部42的从主板部41延伸的长度短。在使主板部41与第二壳体部12相对的情况下，该辅助侧板部43与分隔壁部12e叠合。[〇〇48] 在框架构件40的内表面上设置有通风风扇50及散热器30。通风风扇50如图2所示， 在框架构件40上配置在内表面的下端部。该通风风扇50在被驱动了的情况下，以如下方式进行动作:经由通风板部12f的通风孔12g将外部的空气导入到通风通路21内，并将通风通路21的空气从下端的开口排出。[〇〇49]散热器30与框架构件40同样，由铝或铝合金等具有良好的热传导性的高热传导性材料成形得到。在本实施方式中，使用的是在底座构件的一方的表面具有平坦的受热面 30a，而在另一方的表面竖立设置有许多个冷却翅片30b的散热器30。散热器30的受热面30a 构成为能与收容在第二壳体部12的密封槽12d内的密封材料13的整周抵接的大小的矩形。 该散热器30以通过使冷却翅片30b的前端部分别与主板部41的翅片嵌合槽41a嵌合而与框架构件40热连接的状态安装在框架构件40上。相对于框架构件40安装散热器30的位置是在使主板部41与第二壳体部12相对的情况下，将第二壳体部12的连通孔12c覆盖，并且使密封材料13的整周与受热面30a的周缘部相对的位置。
[0050]如图7所示，在散热器30的受热面30a上设定有一对螺钉固定孔31。螺钉固定孔31 与设置在半导体模块3上的螺钉固定部3a的螺钉通孔3c对应设置。如图3所示，经由主电路基板2A的通孔2a、副电路基板2B的通孔2a及半导体模块3的螺钉通孔3c将安装螺钉B固定在散热器30的螺钉固定孔31中。该安装螺钉B具有使半导体模块3的散热面3b与散热器30的受热面30a紧密接触，并且使第二壳体部12的密封材料13与散热器30的受热面30a紧密接触的功能。
[0051]以上述方式构成的电力转换装置1设置为例如使通风部20露出在室外的状态。收容主电路基板2A及副电路基板2B的收容壳体10与露出在室外的通风部20之间被第二壳体部12隔开，因此即使在雨水等水进入到了通风通路21中的情况下，也不会对安装在主电路基板2A和副电路基板2B上的控制电路和电子零件广生影响。[〇〇52]当在上述的设置状态下驱动了通风风扇50,则经由通风板部12f的通风孔12g将外部的空气导入到通风通路21的内部。导入到通风通路21内的空气在依次与电容器收容部 12b及散热器30进行了热交换后，从下端的开口被排出到通风通路21的外部。因而，能利用在通风通路21内通过的空气将在电力转换装置1进行动作的情况下由电容器4及半导体模块3产生的热经由电容器收容部12b及散热器30散出，能够防止对安装在主电路基板2A和副电路基板2B上的电子零件产生热的影响。而且，在上述电力转换装置1中，将电容器收容部 12b与第二壳体部12的主盖部12a成形为一体。因而，与安装在电路基板2A、2B上的电容器4 的数量无关，零件件数不会增加。此外，也不必在主盖部12a与电容器收容部12b之间设置用于确保水密封性的密封构件。因而，能够不导致零件件数增加的问题以及组装作业繁琐化的问题地提高电容器4的冷却性能。
[0053]另外，在上述实施方式中，由于将电容器收容部12b配置在通风通路21内，因此能够进一步提高电容器4的冷却性能，但不一定必须要将电容器收容部12b配置在通风通路21 内。[〇〇54]另外，在上述实施方式中，将各电容器4配置在独立的电容器收容部12b内，但本实用新型不一定限定于此。例如也可以如图8及图9所示的变形例1那样，将椭圆状的电容器收容部112b与第二壳体部12成形为一体，将多个(在图示的例子中是两个)电容器4收容在该电容器收容部112b内。在这种情况下，理想的是，以沿通风部20的通气方向(图8中的箭头A) 配置椭圆的长径的方式构成电容器收容部112b。即，在沿通风部20的通气方向配置椭圆的长径的方式构成了电容器收容部112b的情况下，电容器收容部112b不会妨碍通风部20的通气，因此电容器4和半导体模块3的冷却性能受到影响的可能性消失。另外，在图8及图9的变形例1中，对于与实施方式相同的结构，标注与实施方式相同的符号。
[0055]此外，在上述实施方式中，将电容器收容部12b构成为有底圆筒状的密闭容器，但若例如图10及图11的变形例2那样在与主盖部12a设置为一体的电容器收容部212b的前端部形成通气用的开口(通气孔)212c，则从电容器4放出到电容器收容部212b的内部的热被直接放出到第二壳体部12的外部，能够进一步提高冷却性能。但是，需要利用透湿防水片 212d覆盖通气用的开口 212c，以防止雨水等水和尘土的进入。另外，在图10及图11的变形例 2中，对于与实施方式相同的结构，标注与实施方式相同的符号。
【主权项】
1.一种电力转换装置，将安装有电容器的电路基板收容在收容壳体的内部，其特征在 于，所述收容壳体具有主盖部及电容器收容部，所述主盖部与所述电路基板的电容器安装 面相对配置，所述电容器收容部在所述主盖部上形成为在与所述电容器对应的部位向外部 突出的形态，从而将所述电容器收容在内部，所述主盖部与所述电容器收容部成形为一体。2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，在所述收容壳体的外部，在环绕所述电容器收容部的位置构成有通风通路，并且配置 有从所述通风通路的一方朝向另一方进行通气的通风风扇。3.如权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，所述电容器收容部形成为椭圆柱状，多个电容器收容在所述电容器收容部的内部，多个所述电容器以沿着所述通风通路的 通气方向的形态安装在所述电路基板上。4.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，在所述电容器收容部形成有与所述收容壳体的外部连通的通气孔，并且利用透湿防水 片覆盖所述通气孔。
【文档编号】H01G2/06GK205610465SQ201620192920
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】伊藤孝文
【申请人】富士电机株式会社