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JP2703065B2 - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

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JP2703065B2
JP2703065B2 JP22329689A JP22329689A JP2703065B2 JP 2703065 B2 JP2703065 B2 JP 2703065B2 JP 22329689 A JP22329689 A JP 22329689A JP 22329689 A JP22329689 A JP 22329689A JP 2703065 B2 JP2703065 B2 JP 2703065B2
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JP
Japan
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cooling
main circuit
capacitor
inverter
shielding plate
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JP22329689A
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孝次 神原
弘 朝吹
敏 井堀
健吾 長谷川
謙二 南藤
武彦 柳田
尚仁 鈴木
繁之 馬場
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、発熱源となる主回路部と、論理部、平滑用
コンデンサ等の耐熱性が低い構成要素を同一筐体内にイ
ンバータ等の装置において、特に閉鎖あるいは全閉構造
の装置の信頼性向上に好適な実装構造に関する。
［従来の技術］ インバータは一般に主回路部と論理部から構成されて
いる。従来のインバータにおいては主回路部と論理部は
実開昭61−153499号に開示されているように、単にこれ
らが１つの筐体に収納されている。主回路部は発熱が大
きく一般に直接冷却ファンに取り付けて空冷している。
論理部は発熱量は小さいが熱に弱く、周囲空気温度を低
くしなければならない。論理部と主回路部が同一筐体中
にあると発熱の大きい主回路部により論理部回りの空気
が過熱され論理部の温度が高くなってしまう。これが論
理部の許容温度を超えない様に主回路部の冷却ファンを
大きくしたり、冷却ファンを取り付ける等を行い冷却能
力を高めて主回路部の発熱が低くなる様にしていた。ま
た、主回路部はスイッチングを行うため論理部に対しノ
イズ源となる。この電磁ノイズを阻止するために主回路
部と論理部との間に空間を設け、また電磁遮蔽板を配置
して論理部のノイズ誤動作を防止している。
なお、冷却構造として他の関連するものとして特開昭
61−47699号、特開昭61−67994号が挙げられる。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術の主回路部と論理部の間を特に熱的に分
解遮蔽するものがないため発熱量の大きい主回路部素子
により加熱された空気が主回路部と論理部との間に設け
られた電磁遮蔽板と、筐体内とのすき間から論理部へ流
入し、論理部回りの空気温度が高くなってしまう。ま
た、主回路部により加熱された空気は電磁遮蔽板を加熱
する。加熱された電磁遮蔽板は磁気シールド効果を高め
る目的で鉄板等が使用されるため熱伝導も良く論理部側
の空気温度を高める働きをしてしまう。
上記の如く、同一筐体内に主回路部と論理部を収納す
る場合は主回路部からの放熱により熱に弱い論理部の周
囲空気温度が上昇するという問題がある。また主回路部
と論理部の間の電磁ノイズを防止するために充分な間隔
をとり、電磁遮蔽板を配置するなどが必要で、小形化の
上で問題があった。
また、実開昭60−151186号公報に記載のようにスイッ
チング素子等の発熱部品と平滑用コンデンサとを同一ケ
ース内に実装し、かつ平滑コンデンサの端子上方にスイ
ッチング素子の制御回路が実装されたプリント基板が設
けられており、平滑用コンデンサの冷却および過電流に
よる平滑コンデンサ破裂時の制御回路の保護の点につい
ては配慮がされていなかった。
本発明の目的は平滑コンデンサを効果的に冷却し、平
滑コンデンサの長寿命化を図り、信頼性の高いインバー
タを提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的は、整流素子と平滑コンデンサとスイッチン
グ素子を含む主回路部、前記主回路を制御する論理部、
前記主回路部を冷却する冷媒が流れる冷媒通路を有する
冷却手段とを備えたインバータにおいて、 前記平滑コンデンサの一部の前記冷媒通路中に配置する
ことにより達成される。
［作用］ 冷却手段はスイッチング素子を冷却して温度上昇を防
止する。コンデンサは少なくともその一部が冷却手段に
より冷却されるのでコンデンサ自体の温度上昇を低下さ
せることができる。これによりコンデンサ内の誘電体の
老化を防止することができる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図〜第43図により説明す
る。
本発明の第１実施例を第１図〜第14図により説明す
る。
インバータは第９図のように整流素子106、平滑コン
デンサ103、制御素子としてのスイッチング素子104から
なる主回路部４とこれを制御する論理部５を主要部品と
して構成されている。整流素子106はその１次側が交流
電源111（本実施例では３相交流電源）に接続され、２
次側は平滑コンデンサ103およびスイッチング素子104の
１次側に接続される。本実施例では平滑コンデンサ103
は２つのコンデンサ103a,103bとが並列接続されてい
る。スイッチング素子104の２次側はモータ等の負荷Ｍ
に接続される。論理部５はケーブル12を介して主回路部
４に接続され、スイッチング素子104の１次側の電圧、
電流を検知しながらスイッチング素子104の制御を行な
う。また、整流素子106の１次側には冷却用のファンが
接続されている。
本実施例は主回路部４と論理部５の間に遮蔽部材とし
ての遮蔽板７を設けて、すき間を極力なくし、お互いの
空気が流れ込まない様にするとともに遮蔽板７に断熱効
果と磁気シールド効果をもたせるため、主回路側を絶縁
材９で、論理部側を鉄板８等でそれぞれ構成し、しかも
この間を風洞として冷媒通路を形成し、空気を流す事に
よりさらに断熱効果をもたせたものである。これにより
主回路部４と論理部５とは互いに独立した室内に設けら
れる。
本実施例のインバータは第９図に示す回路構成を有
し、具体的には第１図に示すように第１の筐体としての
ケース１、第２の筐体としてのカバー２、冷却手段とし
ての冷却フィン３、発熱体でありノイズ発生源でもある
主回路部４、主回路部４から離間して配置された論理部
５、冷却ファン６、主回路部の発生した熱と電磁ノイズ
を遮蔽する風洞形遮蔽板７で構成される。論理部５と主
回路部４との間はケーブル12で接続される。なお、各冷
却フィン３の間には冷媒としての空気が流れる冷媒通路
が形成されている。風洞形遮蔽板７を詳細に示したもの
が第２図〜第４図である。なお第１図，第７図，第８図
では平滑コンデンサ103の図示を省略してある。第２
図，第３図，第４図はそれぞれ風洞形遮蔽板７の平面，
側面，およびＡ−Ａ′断面を示す。本実施例の風洞形遮
蔽板７は主回路部４から発生する電磁ノイズの遮蔽の働
きを持つ導電材８を熱及び電気の絶縁材９で囲うように
し、しかも下部両側に吸気口7a、上部に排気口7bを持
ち、遮蔽板内部を外気が流れる様、導電材８と絶縁材９
の間に風洞7cを設けたものである。本実施例では風洞形
遮蔽板は第２の冷媒通路としても機能する。また、導電
材８はケースに接触しない様絶縁材９で囲われ遮蔽板前
面の論理部５への電磁ノイズを阻止する。遮蔽板７の下
部に近接して、電源，負荷等の接続用の端子16が設けら
れる。また、論理部５と主回路部４とを結ぶケーブル12
を通すための切欠き部7dが風洞形遮蔽板７に形成されて
いる。
本実施例では主回路部４で発生した熱が風洞形遮蔽板
７の切欠部7dとケース１との間から漏れ、論理部４へ流
れ込むのを防止するため、閉鎖手段としての電線押さえ
11を設け、これにケーブル12をはさみ込みケース１との
間に取付けている。電線押さえ11には第５図に示すよう
にケーブル12を通すのに必要な最小限のすき間が設けら
れているので、ケース11に取付けた状態では、この間を
通過する空気はほとんどなく、主回路部４から論理部５
への熱の移動を防止できる。
またケーブル12を配慮する時これをケース１に一旦固
定し、その後に風洞形遮蔽板７をケース１にはめ込めば
良く、これにより第６図に示すようにケーブル12の位置
決めが容易となり、配線作業の能率も良くなる。
本実施例では、論理部５はプリント板5a上に実装さ
れ、このプリント板5aはスペーサ5bにより風洞形遮蔽板
７から所定の間隔をおいて設けられる。これにより、遮
蔽板７と論理部５との間にも空気相が形成されるので、
さらに断熱効果を上げることができる。
風洞形遮蔽板７の効果を以下に説明する。主回路部４
で発生した熱はケース１にある冷却フィン３と、冷却フ
ァン６により全体の約50〜60％が外部に放出されるが、
残り50〜40％はケース内部に放出されインバータ内部の
空気温度を上昇させる。一方同じケース内部にある論理
部５は主回路部からケース内部に放出された熱（熱い空
気）によりあおられ自己発熱温度以上に上昇する。しか
し、主回路部４と論理部５との間に風洞形遮蔽板７を設
ける事により主回路部４と論理回路部５との空間は完全
に分解され、しかも、主回路部側の絶縁材９で熱遮蔽さ
れるため主回路部４の熱は阻止される。また、風洞形遮
蔽板７内部の風洞7cを外気が流れるため導電材８は外気
で冷却されるので低温に保たれ、導電材８を介して論理
部５側の熱も放射することができるので、論理部５は冷
却される事になり、論理部５の温度上昇をさらに低くで
きる。これらにより本実施例は以下の効果がある。
主回路部４より許容温度の低い論理部５の温度上昇は
自己発熱のみで、主回路部５の発熱の影響を受けなくな
る。よって冷却フィン３は主回路部５の許容温度に見合
ったもので良く、冷却フィン３を小さくできる。また風
洞形遮蔽板７の導電材８は主回路部４からの電磁ノイズ
を阻止できるので論理部５と主回路部４の間隔を狭くで
きる。以上の様にインバータ等の装置の小形化及びノイ
ズ耐量向上に効果がある。また、論理部の故障および誤
動作の発生を防止でき、信頼性の向上を図ることができ
る。
インバータは設置場所によっては外部から最大0.5Gの
振動を受ける。又インバータ内部にも振動を発生させる
ファン、電磁接触器等の部品がある。一方プリント基板
で構成される論理部５は電解コンデンサ，トランス等の
重い部品があり、振動が大きいと最悪の場合には脱落し
てしまうこともある。これを防止するには論理部５のプ
リント基板5aを固定する風洞形遮蔽板７が振動に強く、
共振点がない事が理想とされる。
本実施例では風洞形遮蔽板７を導電材８（銅板製）、
絶縁材９（プラスチック製）の２枚で構成される積層構
造としたため応力に強く、従って振動にも強い。絶縁材
９を形成する材質としては、ポリカーボネート樹脂、ポ
リブチレン樹脂等が用いられる。
また、論理部５または主回路部４から高調波による騒
音が発生しても遮蔽板７が共振しないので騒音の低滅を
図ることができる。
遮蔽板７および論理部５の取付けが終わると第７図に
示すように論理部５はカバー２で覆われ主回路部４と論
理部５は外部と隔離され、インバータは全閉形インバー
タとなる。
カバー２の表面には制御部2aが設けられるがカバー２
の制御部2aを収納する部分は凹部となっている。全閉形
とするためにはこの部分においてもインバータの内部と
外部とを隔離するよう構成してもよい。
インバータは通常ケース１が制御盤の機器取付板15に
固定された状態で使用される。通常は第８図に示される
ように冷却ファン６が下側になるようにして機器取付板
15に取付けられる。第８図はインバータ内の風の流れを
模式的に示す。この状態ではケース１と機器取付板15と
の間の空間を冷却ファン６による強制気流が流れて冷却
フィン３を冷却し、風洞形遮蔽板７の風洞7c内には吸気
口7aから排気口7bへ向かって外気が流れる。これによ
り、風洞7c内には低温の空気が流れて主回路部４から論
理部５への熱の伝達を防止するとともに導電材８を冷却
して論理無５から発生した熱の放熱も行う。
次に本実施例における平滑コンデンサの冷却構造につ
いて説明する。
本実施例のインバータは第10図に示すように下ケース
１内に、冷却フィン３、平滑コンデンサ103、整流素子1
06、発熱体であるスイッチング素子104、冷却ファン６
が取付けられ、平滑コンデンサ103はその一部が下ケー
ス１を貫通して冷却フィン３のある側に突出し、冷媒通
路中に配置されるように実装される。
本実施例では冷却フィン３と下ケース１とはアルミダ
イキャストで一体に形成され、コンデンサ103、スイッ
チング素子104等の上方には遮蔽手段としての遮蔽板７
が設けられ、さらにその上方には論理部５が実装された
プリント基板5aが設けられている。プリント基板5aの上
方には上ケース２が設けられる。上ケース２には操作パ
ネル2aが設けられる。本実施例では、インバータ内部
は、遮蔽板７および下ケース１の底面1aにより、上方か
らそれぞれ第１室、第２室、第３室とに区切られ第１
室、第２室は外部から異物の侵入の防止のため、及び充
電部に人体が触れるのを防止するため全閉構造となって
いる。第11図に示すように下ケース１の底面1aは下ケー
スの下端から所定間隔離間して設けられ、インバータが
制御盤（図示せず）等に取付けられたときに制御盤の機
器取付面15と底面1aとの間の空間が冷媒通路として機能
をする。下ケースの底面1aはスイッチング素子104が取
付けられる位置1aaと冷却ファン６が取付けられる位置1
acとで下ケースの下端からの距離が異なるように形成さ
れる。その中間には斜面1abが設けられ、冷却ファン６
により送風された気流はなめらかにスイッチング素子取
付部1aaに流れ込む。スイッチング素子取付部1aaでは所
定の冷却能力を得られるよう下ケース下端面と底面1aと
の距離を小さくして送風を上げている。底面1aにはコン
デンサ103を取付けるための孔1bが設けられている。本
実施例では第９図に示すようにコンデンサ103を容量を
大きくするために２個並列に接続しているので、孔1bは
「８」字形の孔となっている。孔1bとコンデンサ103a、
103bとの間隙は安全のためガスケット（図示せず）を用
いて塞ぐ。冷却フィン３は底面1aのスイッチング素子10
4が取付けられる面と反対側の面、すなわち、冷却ファ
ン６が取付けられる側の面に設けられる。本実施例では
第12図に示すように冷却フィン３はスイッチング素子10
4および整流素子106等の発熱の大きい素子の取付けられ
る部分に重点的に設けている。スイッチング素子104の
下側に設けられた冷却フィン３は、スイッチング素子取
付面1aaの長さ方向（第12図中での左右方向）にほぼ等
しい長さに設けられ、所定の間隔で所定の冷却面積が得
られるように複数本設けられる。冷却フィン3aのうちコ
ンデンサ103寄りのものは、冷媒としての冷却ファン６
の風の一部をコンデンサ103の方向へ流せるよう折曲部3
cが形成される。なお、折曲部3cは、そのほとんどがス
イッチング素子104より上流側となるよう設けられてい
る。整流素子106の下側にも冷却フィン3bが設けられ
る。整流素子106はスイッチング素子104に比べ発熱が少
ないのでフィンの長さは短く形成されている。また冷却
フィン3bは冷却ファン６から送風される気流に対し、コ
ンデンサ103より下流側に設けられているので冷却フィ
ン3bからの発熱がコンデンサ103を加熱するのを抑制で
きる。
なお、本実施例では冷却フィンをアルミダイキャスト
にて成形する際に、アルミの注入口として設けられた湯
口の跡が冷却フィン３の各フィンの厚さより多少大きな
幅で残っているが、この湯口3dは互いに隣接するフィン
において第12図に示される左右方向での位置をずらして
ジグザク状の位置に配置され、各フィンの間の通風を妨
げないように構成されている。スイッチング素子104で
発生した熱はケース１にある冷却フィン３を冷却ファン
６で冷却することにより発生熱量の50〜60％が外部に放
出されるが残り50〜40％はケース内部に放出され装置内
部の空気温度を上昇させる。したがって同じケース内に
あれば平滑コンデンサ103の温度は主回路部４からケー
ス内部に放出された熱によってあおられて自己発熱温度
以上に上昇する。しかし平滑コンデンサ103はその一部
が下ケース１を貫通し、冷却ダクト中に設けられるよう
に実装されているので、主回路部の熱の影響を低滅で
き、温度上昇を低くすることができる。
本実施例ではコンデンサ103は第13図、第14図に示す
ようにコンデンサ103aとコンデンサ103bとが並列接続さ
れ、回路図は第９図のようになる。なお、第９図におい
て111は三相交流電源、Ｍは負荷である。２個のコンデ
ンサ103a、103bはバンド113で締付けられるとともに同
じ極性の端子103cが接続バー115で結合されて一体化さ
れている。バンド113は取付孔113aを有する脚113bが４
個設けられるとともに、ねじ113cおよびナット113dによ
りコンデンサ103a、103bに密着するよう締着される。こ
れにより、コンデンサ103a、103bの発熱をバンド113の
脚113bを介して下ケース１の底面1aに伝達することがで
きる。また、コンデンサが２個に分割されているので、
同じ容量のもの１個にした場合よりも表面積を増加させ
ることができ、冷却効率を上げることができる。
本実施例ではスイッチング素子104よりも許容温度の
低い平滑コンデンサ103a、103bの温度上昇は自己発熱の
みで、スイッチング素子104の影響をほとんど受けなく
なる。また、冷却ファン６で平滑コンデンサ103a、103b
の冷却も同時に行なえるので温度上昇をさらに低くする
ことができる。よって平滑コンデンサ103を冷却するた
めの特別の手段を設ける必要はない。また、平滑コンデ
ンサ103の容量を大きくして発熱を小さくする必要もな
いため装置の電流値に見合ったものを用いることがで
き、装置を小形化することができる。また、温度上昇を
低くできるので平滑コンデンサの誘電材の劣化を抑制で
きる。また、本実施例において、コンデンサ103a、103b
はアルミ電解コンデンサであり、コンデンサのケース10
3eの開口部に設けられた封口部材103dに端子103cが設け
られている。この種の電解コンデンサは一般的に防爆の
ために封口部材に防爆弁を設け、過電流時における防爆
を防止している。本実施例におけるコンデンサ103a、10
3bにおいても封口部材103dに防爆弁（図示せず）が設け
られている。本実施例ではコンデンサ103の端子103cが
設けられた封口部材ｄと論理部５が設けられたプリント
基板5aとの間に遮蔽板７が設けられているため、万一防
爆弁が作動しても、プリント基板5aおよび論理部５への
損傷を防止することができる。また、遮蔽板７は主回路
側、すなわちコンデンサ103の端子103cに面する側が絶
縁材９で構成されているので、万一防爆弁が作動した場
合でも端子103cに接続された接続バー115等の充電部が
鉄板８に接触するのを防止でき、安全性を向上させるこ
とができる。
以下に、遮蔽板の構成、および平滑コンデンサの冷却
構造について各種の実施例を説明する。
本発明の第２実施例を第15図〜第18図により説明す
る。
本実施例は、第15図に示すように風洞内に冷却ファン
６による強制気流も流すよう構成された風洞形遮蔽板27
を用いた例である。
本実施例の風洞形遮蔽板27は、第16図に示すように下
方側面に吸気口27aを有し、上方に排気口27bを有すると
ともに、下方に冷却ファン６に連通する取り込み口27e
を有する。また側方にはケーブル12を通すための切り欠
き27dが設けられる。これにより、風洞27c内には自然対
流によるのみではなく冷却ファン６による風の流れを取
り込むことができ、導電材８側にある論理部５の冷却を
より強力に行う事ができる。なお、他の構成は第１実施
例と同様である。
本発明の第３実施例を第19図〜第22図により説明す
る。
本実施例は第19図に示すように冷却ファン６の高い風
速によるベンチュリ効果を利用した風洞形遮蔽板37を用
いた例である。
本実施例は風洞形遮蔽板37の排気口37b付近と、冷却
ファン６の高速で流れている冷却フィン３との空間（高
い風速のため風洞形遮蔽板37の内部37cの気圧より低く
なっている）をバイパス37fで結ぶ事により、風洞形遮
蔽板37内部の空気をバイパス37fの開口部37eから強制的
に冷却フィン３排気側へ引き出し（ベンチュリ効果）、
空気の流れを良くするよう構成したものである。これに
より外気が吸気口37aから強制的に取り込まれるので導
電材８側にある論理部５の冷却をより強力に行う事がで
きる。
また、風洞形遮蔽板37の側方には第20図に示すように
ケーブル12を通すための切欠37dが設けられる。
なお、他の構造は第１実施例と同様である。
本発明の第４実施例を第23図〜第26図により説明す
る。
本実施例は第23図、第26図に示すように外気は流れな
いが空気を入れた室47cと断熱材49とを積み重ねて積層
構造にしたものと導電材８とを積層した遮蔽板47を用い
て、断熱材とこれでとじこめた空気で熱絶縁を行うよう
構成したものである。本実施例では遮蔽板47が外気をと
り込まなくても良いためこれを収納するケース１の構造
を簡単にできる。
本実施例においても第24図に示すように遮蔽板47に
は、ケーブルを通すため切欠47dが形成されている。
なお、他の構成は第１実施例と同様である。
本発明の第５実施例を第27図〜第30図により説明す
る。本実施例は第４実施例をさらに簡略化したものであ
る。
本実施例の遮蔽板57は第30図に示すように断熱材59と
導電材８のみで構成されており主回路部の発熱量が少な
い場合は第27図に示すようにこれを使用できる。遮蔽板
として薄いため、インバータをさらに小形化することが
できる。
以上の実施例において遮蔽板を設けることにより論理
部は熱及び電磁ノイズ双方の影響を受けにくくなり、む
だな空間がなくなり、また、主回路部冷却ファンも論理
部温度に関係なく自身に必要なだけの冷却を行えば良く
なり、大幅に小型化を図る事ができる。さらに論理部は
主回路素子による空気温度上昇の影響を受けにくくな
り、論理回路素子の温度上昇を低くする事ができる。
本発明の第６実施例を第31図により説明する。第１〜
第５の実施例は主回路部と論理部との間を遮蔽板で完全
にふさぐ例を記載したが、本実施例は第31図に示す様に
インバータの底面部側は主回路部と論理回路部を遮蔽板
67で完全にふさがないで使用するようにしたものであ
る。これは主回路で加熱された空気は上方向へ流れるの
でインバータの上部（排気口67b側）の空気温度は高く
なるが、底面（吸気口67a側）に近づくほど低くなるた
め連通部としてのすき間が底面にあっても論理部に熱い
空気が流れ込む事が少ないためである。また、すき間61
から論理部５側の空気が主回路部４側へ流入するので、
主回路部４側に低温の空気が供給され、主回路部４の冷
却効率を向上させることができる。なお、他の構成は第
１実施例と同様である。
以上の実施例では、冷却フィン３を強制冷却していた
が、小形のインバータで主回路部の発熱量が小さく、冷
却ファンを自然冷却としたものにおいても本発明を同様
に実施できる。また、以上の実施例において、遮蔽板内
の通風による冷却効果を十分に得るためには、インバー
タは遮蔽板がほぼ垂直となるよう設置される事が望まし
い。また、本発明は全閉形または閉鎖形インバータのみ
ならず、開放形のインバータに適用してもよい。
平滑用コンデンサの冷却構造の各種実施例を以下に説
明する。
本発明の第７実施例を第32図〜第34図により説明す
る。
本実施例は第34図に示すように平滑用コンデンサを１
個にまとめ、平滑用コンデンサ103を下ケース121に対し
て横向きに取り付け、第１実施例と同様に冷却通風路中
にその一部を露出させたものである。本実施例において
もコンデンサ103の冷却効果を良くすることができる。
本実施例では下ケース121の底面121aは、スイッチン
グ素子４の取付面121aaが第１実施例と同様に下ケース1
21の下端から所定間隔離間して設けられるとともに、ス
イッチング素子取付面121aaの長さ方向（第33図中での
左右方向）にほぼ等しい長さを有する冷却フィン3aが設
けられ、冷却ファン取付面121acとの間に斜面121abを有
し、冷却ファン６により送風された空気がなめらかに流
れ込むよう形成されている。なお、コンデンサ103寄り
の冷却フィンには折曲部3cが形成され気流をコンデンサ
103に導くよう構成されている。コンデンサ103の取付部
121bは下ケース121の下端からの距離が冷却ファン取付
面121acと等しい距離で所定距離下ケース121の下端と平
行して延びた後、下ケースの下端に向って垂直に延び、
下ケースの下端に達した後、下ケースの下端に沿って所
定距離延びるよう設けられている。下ケースの下端に向
かって垂直に延びる部分（隔壁）121baにはコンデンサ
の取付孔を貫通するよう取り付けられる。コンデンサ10
3はケース103eの頭部（端子103cと反対側）が冷却ファ
ン６に面して設けられ、端子103cを有する部分は垂直に
延びる部分121baおよび下端に沿って所定距離延びる部
分121bbとによってカバーされる。これによりコンデン
サ103の冷却を行えるとともに、充電部の露出を防止で
き、安全性を向上させることができる。コンデンサ103
およびスイッチング素子104、整流素子106の上方には遮
蔽板７が設けられ、その上方に論理部５が実装されたプ
リント基板5aが設けている。本実施例においてはコンデ
ンサ103の封口部材103dがプリント基板5a異なる方向を
向いており、万一封口部材103dの防爆弁（図示せず）が
作動しても電解液のプリント基板5aへの付着やプリント
基板5aの破損を効果的に防止できる。また、コンデンサ
の高さ（ケース頭部から端子孔までの寸法）が下ケース
121の高さより大きい場合でも、装置全高を低く抑える
ことができる。
本発明の第８実施例を第35図〜第37図により説明す
る。
本実施例は平滑用コンデンサ103を遮蔽板130に設けた
立上り部130aで遮蔽した場合であり、装置を小形化する
ことができる。
本実施例において、下ケース131の底面131aは、スイ
ッチング素子取付け面131aaと冷却ファン取付面131ac
と、これらの中間に形成された斜面131abとにより構成
されている。スイッチング素子取付面には冷却フィン３
が設けられ、冷却フィン３はスイッチング素子104の冷
却用の冷却フィン3aと整流素子106の冷却用の冷却フィ
ン3bとにより構成される。第37図に示すように冷却フィ
ン3bは冷却フィン3aよりも長さが短く形成される。底面
131aの冷却フィン3bより下流側（第37図では上方）には
コンデンサ103の取付孔131bが設けられる。底面131aの
冷却フィン３が設けられた面の裏側の面にはスイッチン
グ素子104および整流素子106が取付けられる。スイッチ
ング素子104および整流素子106の上方（第36図では左
方）には遮蔽板130、および論理部５が実装されたプリ
ント基板138が設けられる。本実施例ではプリント基板1
38、および遮蔽板130は「Ｌ」字形に形成され、遮蔽板1
30の「Ｌ」字の内側部分に立ち上り部（仕切壁）130aが
形成される。コンデンサ103はケースの頭部（封口部材1
03dの反対側）が取付孔131bを貫通して冷却ファン側に
位置するよう設けられ、端子103c部分が遮蔽板130の
「Ｌ」字の内側に位置するよう設けられる。本実施例で
は立上り部130aが、端子103cを有する封口部材103dとプ
リント基板138との間に設けられ両者を隔離している。
これにより万一コンデンサ103の防爆弁（図示せず）が
作動しても電解液がプリント基板138に付着するのを防
止できる。また、本実施例では遮蔽板130は主回路側が
絶縁材130c,論理部側が鉄板130bで構成されている。本
実施例によれば、コンデンサ103の高さ寸法が大きくて
もインバータの高さ寸法を低くおさえることができる。
なお、本実施例においても第７実施例と同様に平滑コン
デンサ103が１つにまとめられている。
本発明の第９実施例を第38図、第39図により説明す
る。本実施例は第１実施例の第１変形例で、コンデンサ
103a、103bの冷却通風通路中に突出した部分を熱伝導の
良好な材質でできたコンデンサ用カバー2142で側面を覆
ったもので、冷却効果と同時にコンデンサの保護を行う
ことができる。コンデンサカバー142はアルミ等の熱伝
導の良好な金属で形成してもよく、あるいはエポキシ樹
脂にシリカ等の充填剤を入れた樹脂により形成してもよ
い。コンデンサカバー142としてアルミを用いる場合は
第39図に示すような断面を有する押出し材を用いてもよ
く、これによればコンデンサカバーの製作を容易に行う
ことができる。本実施例の他の部分の構成は第１実施例
と同様である。
本発明の第10実施例を第40図、第41図により説明す
る。本実施例は第９実施例の変形例でさらに側面、底面
ともに覆うよう構成されたコンデンサ用カバー152を用
いた場合で、第９実施例の効果に加え、コンデンサの底
面を保護できる効果が得られる。
本実施例のコンデンサカバー152も熱伝導の良好な材
質で作られる。材質としてはアルミ等の金属または、エ
ポキシ樹脂にシリカ等の充填材を充填した熱伝導率の大
きい樹脂等が用いられる。コンデンサカバー152は底面
を有するため、アルミを用いる場合はアルミ鋳物、また
はアルミ薄板の絞り加工等により製造する。本実施例の
他の部分は第１実施例と同様である。
本実施例の第11実施例を第42図、第43図により説明す
る。本実施例は、コンデンサ用カバー162を温度により
形状が変化する材質（例えば、形状記憶合金）で構成
し、温度が高くなるとコンデンサに密着し冷却効果を高
めるようにした場合である。
本実施例は第１実施例においてコンデンサ103を１個
の大容量コンデンサとした場合である。本実施例では下
ケース１の底面1aには丸孔状のコンデンサ取付孔1bが設
けられ、コンデンサ103の頭部が取付孔1bに嵌挿され
る。コンデンサ103の取付後コンデンサ103の頭部側の外
周には第42図、第43図に示すようにコンデンサカバー16
2が嵌着される。コンデンサカバー162は例えば形状記憶
合金で作られ、温度が上昇するとコンデンサ103の外周
に密着してコンデンサ103の放熱を向上させるよう構成
される。本実施例によれば高温度時におけるコンデンサ
の冷却効果を向上させることができる。
以上、本発明をインバータに適用した例について説明
したが、これに限ることなく、同一構成要件を備えて成
る他の電子機器に本発明を適用しても良い。
また、第７実施例、第９実施例、第10実施例、第11実
施例においては第１実施例と同じ、遮蔽板７が用いられ
たが、これに限ることなく、主回路の発熱量や装置の外
形寸法等の条件に合わせて第２実施例〜第５実施例の遮
蔽板を適宜用いてもよい。また、条件によっては第６実
施例のようにインバータの底面側に、主回路側と論理部
側とを連通する連通部を設けるようにしてもよい。
［発明の効果］ 本発明によれば、平滑コンデンサの一部を冷却手段に
より効果的に冷却することができるので平滑コンデンサ
の温度上昇を低下させることができ、平滑コンデンサの
長寿命化が図れ、信頼性の高いインバータを提供するこ
とができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例におけるインバータの構成
を分解して示す斜視図である。 第２図〜第４図はそれぞれ本実施例における遮蔽板の構
成を示す平面図、側面図、および側断面図である。 第５図は遮蔽板のケーブル通過部分の構成を示す断面図
である。 第６図は遮蔽板を取り付けた状態を分解して示す斜視図
である。 第７図は本実施例のインバータの構成を示す側断面図で
ある。 第８図は本実施例における風の流れを示す側断面図であ
る。 第９図は本実施例の回路構成を示す回路図である。 第10図、第11図、第12図はそれぞれ本発明の第１実施例
におけるインバータの構成を示す斜視図、側断面図、底
面図である。 第13図、第14図はそれぞれ本実施例におけるコンデンサ
の形状を示す平面図、および側面図である。 第15図は本発明の第２実施例におけるインバータの構成
を示す側断面図である。 第16図〜第18図はそれぞれ本実施例における遮蔽板の構
成を示す平面図、側面図、および側断面図である。 第19図は本発明の第３実施例におけるインバータの構成
を示す側断面図である。 第20図〜第22図はそれぞれ本実施例における遮蔽板の構
成を示す平面図、側面図、および側断面図である。 第23図は本発明の第４実施例におけるインバータの構成
を示す側断面図である。 第24図〜第26図はそれぞれ本実施例の遮蔽板の構成を示
す平面図、側面図、および側断面図である。 第27図は本発明の第５実施例におけるインバータの構成
を示す側断面図である。 第28図〜第30図はそれぞれ本実施例の遮蔽板の構成を示
す平面図、側面図、および側断面図である。 第31図は本発明の第６実施例におけるインバータの構成
を示す側断面図である。 第32図、第33図はそれぞれ本発明の第７実施例における
インバータの構成を示す側断面図および底面図である。 第34図は本実施例のインバータの回路構成を示すブロッ
ク図である。 第35図〜第37図はそれぞれ本発明の第８実施例における
インバータの平面図、側断面図、底面図である。 第38図、第39図はそれぞれ本発明の第９実施例における
インバータの一部を断面とした正面図および底面図であ
る。 第40図、第41図は本発明の第10実施例におけるインバー
タのそれぞれ一部を断面とした正面図および底面図であ
る。 第42図、第43図は本発明の第11実施例におけるインバー
タのそれぞれ一部を断面とした正面図および底面図であ
る。 3:冷却手段、4:主回路部、5:論理部、7:遮蔽部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 健吾 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 南藤 謙二 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 柳田 武彦 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 鈴木 尚仁 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 馬場 繁之 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (56)参考文献 特開 昭58−182296（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−47699（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−67994（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−39693（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−20088（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−153499（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−151186（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】整流素子と平滑コンデンサとスイッチング
    素子を含む主回路部、前記主回路を制御する論理部、前
    記主回路部を冷却する冷媒が流れる冷媒通路を有する冷
    却手段とを備えたインバータにおいて、 前記平滑コンデンサの一部の前記冷媒通路中に配置した
    ことを特徴とするインバータ装置。
  2. 【請求項２】前記冷却手段は冷却フィンを有し、該冷却
    フィンは上記平滑コンデンサに上記冷媒を導くように形
    成された下り曲げ部を備えたことを特徴とする請求項１
    記載のインバータ装置。
  3. 【請求項３】前記冷却手段は、下ケースと前記冷媒通路
    側に形成される冷却フィンとがアルミダイキャストで一
    体に成形され、 前記平滑コンデンサは、前記下ケースを貫通して前記冷
    却フィン側に突出して前記冷媒通路にその一部が配置さ
    れた請求項１記載のインバータ装置。
  4. 【請求項４】前記冷媒通路は、機器取付面と前記下ケー
    スの間の空間が冷媒通路になるように構成された請求項
    ３記載のインバータ装置。
  5. 【請求項５】前記冷媒通路のうち前記平滑コンデンサを
    冷却する冷媒通路においては、前記冷却フィンを前記平
    滑コンデンサの下流側に設けたことを特徴とする請求項
    ２乃至４記載のインバータ装置。
  6. 【請求項６】冷媒通路中に配置された前記平滑コンデン
    サの一部は、熱伝導の良好なカバーで覆われていること
    を特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
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