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1. WO2020110463 - BOÎTIER DE DISPOSITIF DE CONVERSION DE PUISSANCE, DISPOSITIF DE CONVERSION DE PUISSANCE, BOÎTIER ET DISPOSITIF ÉLECTRIQUE

Document

明 細 書

発明の名称 電力変換装置の筐体、電力変換装置、筐体及び電気機器

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

0005   0006   0007   0008   0009  

図面の簡単な説明

0010  

発明を実施するための形態

0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084  

符号の説明

0085  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

明 細 書

発明の名称 : 電力変換装置の筐体、電力変換装置、筐体及び電気機器

技術分野

[0001]
 本開示は、一般に、電力変換装置の筐体、電力変換装置、筐体及び電気機器に関し、より詳細には、電力変換部を備える電力変換装置の筐体、電力変換装置、筐体及び電気機器に関する。

背景技術

[0002]
 特許文献1には、電力変換装置が記載されている。この電力変換装置は、ダイカスト製の筐体を備えている。筐体の背面は、一方の側の面と他方の側の面とから構成され、一方の側の面は他方の側の面より高く構成されている。一方の側の面及び他方の側の面にはそれぞれフィン群が一体に成形され立ち上がっている。また背面には、筐体の内側から背面の側へフィン群の一部に食い込み突出させた複数の部品収納部が一体成形されている。
[0003]
 上述したような構成の電力変換装置では、フィン群を一体に成形し、かつ複数の部品収納部を一体に成形している筐体を使用しているので、筐体の全体形状が比較的複雑な形状となる。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2015-126590号公報

発明の概要

[0005]
 本開示は、上記事由に鑑みてなされており、比較的単純な形状を採用し得る電力変換装置の筐体、電力変換装置、筐体及び電気機器を提供することを目的とする。
[0006]
 本開示の一態様に係る電力変換装置の筐体は、複数のスイッチング素子及びリアクトルを有し、電力を変換する電力変換部を収容する筐体である。前記筐体は、ヒートシンクと、第2ケースと、第1ケースと、を備える。前記ヒートシンクは、前記複数のスイッチング素子と熱的に結合され、前記複数のスイッチング素子の放熱を行う。前記第2ケースは、縁部により形成される開口を有し、前記リアクトルを収容する。前記第1ケースは、前記複数のスイッチング素子を収容し、前記ヒートシンク及び前記第2ケースが取り付けられる。前記第2ケースは、前記縁部より延び前記リアクトルを囲む壁と、前記第1ケースに前記第2ケースの前記縁部側を向けて、前記第1ケースに前記第2ケースを固定するための固定部と、を有する。前記固定部は、前記壁の外面で囲まれた領域に位置する。
[0007]
 本開示の一態様に係る電力変換装置は、前記電力変換装置の筐体と、前記筐体に収容される電力変換部とを備える。
[0008]
 本開示の一態様に係る筐体は、第1発熱体を内部に収容する第1ケースと、第2発熱体を内部に収容する第2ケースとを備える。前記第1ケースは、外面に、前記第1発熱体から発生する熱を外部に放出するヒートシンクが配置される第1部位と、前記第1部位とは異なる位置に前記第2ケースが配置される第2部位とをそれぞれ有する。前記第2ケースは、前記第2部位に固定される状態で、前記第2部位にある第1開口部に対向する位置に第2開口部を有する。前記第2ケースは、前記第2開口部の周囲にある壁の外面よりも内側に固定部を有する。前記第2ケースは、前記第1開口部を覆うように前記固定部を介して前記第2部位に固定される。
[0009]
 本開示の一態様に係る電気機器は、前記筐体を備える。

図面の簡単な説明

[0010]
[図1] 図1は、本開示の一実施形態に係る電力変換装置を示す斜視図である。
[図2] 図2は、同上の電力変換装置の背面カバーを外した状態を示す斜視図である。
[図3] 図3は、同上の電力変換装置の一部が破断した側面図である。
[図4] 図4は、同上の電力変換装置の第1ケースを示す斜視図である。
[図5] 図5は、同上の電力変換装置の第2ケースを示す斜視図である。
[図6] 図6は、同上の電力変換装置の第2ケースと第1ケースとの配置状態を示す斜視図である。
[図7] 図7は、図6におけるX-X断面図である。
[図8] 図8は、同上の電力変換装置の第1ケースと第2ケースの固定部との固定を示す一部が破断した斜視図である。
[図9] 図9Aは、同上の電力変換装置の第2ケースの変形例を示す断面図である。図9Bは、本開示の一実施形態の変形例に係る電力変換装置に使用する第2ケースを示す正面図である。図9Cは、本開示の一実施形態に係る電力変換装置に使用する第2ケースを示す正面図である。

発明を実施するための形態

[0011]
 (実施形態)
 以下、本実施形態に係る電力変換装置の筐体について説明する。また、以下の説明における前後、左右、上下の方向は、説明のために便宜上使用しているに過ぎず、電力変換装置、電気機器及び筐体の使用方向を規定する趣旨ではない。各図には、前方向、後方向、左方向、右方向、上方向及び後方向を矢印で示す。
[0012]
 図1は、本実施形態に係る電力変換装置(パワーコンディショナ)1の外観を示す斜視図である。電力変換装置1は、本実施形態に係る電気機器1Xの一例である。電力変換装置1は、例えば、太陽光発電設備等の電源から得られる直流電力を交流電力に変換して、交流電力を電気機器(分電盤等を含む)又は電力系統等の負荷に出力する。電源は、直流電力を出力するものであればよく、蓄電池設備又は燃料電池設備等であってもよい。また、負荷が蓄電池設備であれば、電源は系統電源であってもよい。この場合、電力変換装置1は、電源(系統電源)から得られる交流電力を直流電力に変換して直流電力を負荷(蓄電池設備)に出力する。また、電力変換装置1は、電源から入力される直流電力の電圧を変換して負荷に直流電力を出力してもよいし、電源から入力される交流電力の電圧を変換して負荷に交流電力を出力してもよい。
[0013]
 本実施形態に係る電力変換装置1は、筐体70と電力変換部14とを備える。本実施形態に係る電力変換装置1は、筐体70と電力変換部14に加えて、更に、蓋体15及びカバー16を備える。
[0014]
 筐体70は、第1ケース11、第2ケース12及びヒートシンク13を備える。図2に示すように、第2ケース12及びヒートシンク13は第1ケース11に取り付けられている。本実施形態に係る電力変換装置1では、第1ケース11の後方に向く外面、すなわち背面(後面)116の後方に第2ケース12及びヒートシンク13が配置されている。第2ケース12及びヒートシンク13は左右方向に並べて配置されている。
[0015]
 電力変換部14は、例えば、入力した直流電力を交流電力に変換して出力する電力変換回路を備える。電力変換回路は複数の電気部品(電子部品を含む)を備える。電気部品は、例えば、回路基板、入力端子、出力端子、入出力端子、整流素子、ノイズフィルタ、スイッチング素子及びリアクトルなどである。本実施形態に係る電力変換装置1は、電力変換部14を構成する電気部品のうち、一部の電気部品が第1ケース11に収容され、他の一部の電気部品が第2ケース12に収容される(図3参照)。
[0016]
 蓋体15は第1ケース11の前側に取り付けられている。蓋体15は第1ケース11の前面開口110を塞いでいる。蓋体15は各種の金属材料で形成され、例えば、鉄又はその合金で形成されている。蓋体15は、例えば、金属板(板金)をプレス及び絞り加工により成形して構成される。蓋体15は第1ケース11の前面開口110を塞いで、第1ケース11に収容した電力変換部14を粉塵、風雨及び太陽光などの自然環境から保護する。
[0017]
 カバー16は第1ケース11の後側に取り付けられている。カバー16は第1ケース11の背面116に配置した第2ケース12及びヒートシンク13を覆っている。カバー16は蓋体15と同様に各種の金属材料で形成され、例えば、鉄又はその合金で形成されている。カバー16は、例えば、金属板(板金)をプレス及び絞り加工により成形して構成される。また、カバー16には複数のスリット161が形成されている。各スリット161はカバー16を厚み方向に貫通している。また各スリット161は前後方向に長く形成されている。カバー16は第2ケース12及びヒートシンク13を粉塵、風雨及び太陽光などの自然環境から保護する。また、複数のスリット161により第2ケース12及びヒートシンク13の冷却性が損なわれにくい。つまり、複数のスリット161を通じてカバー16の外部から内部へと空気を通すことができ、第2ケース12及びヒートシンク13への空気の供給が損なわれにくく、第2ケース12及びヒートシンク13の冷却性が損なわれにくい。
[0018]
 図4に示すように、第1ケース11は一面に開口を有する有底の箱体である。すなわち、第1ケース11は、前面開口110を有し、前面開口110と対向する後壁111の内面が底面となる箱体である。第1ケース11は金属製であって、熱伝導率の高い金属製であることが好ましい。なお、第1ケース11は第2ケース12よりも熱伝導率が低くてもよい。第1ケース11は各種の金属材料で形成され、例えば、鉄又はその合金で形成されている。第1ケース11は、例えば、金属板(板金)をプレス及び絞り加工により成形して構成される。
[0019]
 第1ケース11は正面視(前方から見る状態)で四角形状である。すなわち、前面開口110及び後壁111が正面視で四角形状である。第1ケース11は上壁112、右壁113、左壁114及び下壁115を有する。上壁112は後壁111の上端から前方に突出している。右壁113は後壁111の右端から前方に突出している。左壁114は後壁111の左端から前方に突出している。下壁115は後壁111の下端から前方に突出している。前面開口110は上壁112、右壁113、左壁114及び下壁115の各前端で囲まれて形成されている。前面開口110の周囲は蓋体取付片150が形成されている。蓋体取付片150は第1ケース11に蓋体15を取り付けるための部位である。蓋体取付片150は上壁112、右壁113、左壁114及び下壁115の各前端から外側(前面開口110の方と反対側)に向かって突出している。
[0020]
 第1ケース11の後壁111には複数の孔2が形成されている。各孔2は後壁111を厚み方向に貫通している。すなわち、各孔2は後壁111を前後方向に貫通している。複数の孔2のうちの一部は、第1開口部21として形成される。第1開口部21は、後述する第2ケース12に形成される第2開口部120と対向する。また複数の孔2の一部は、第3開口部23として形成される。第3開口部23は、第1ケース11に収容された部品のうち、ヒートシンク13と接触する部品を配置する。つまり、第1ケース11には、発熱する電気部品と接触する伝熱板が収容されており、この伝熱板を第3開口部23に配置し、背面116に露出させる。そして、背面116に露出した伝熱板とヒートシンク13とを熱的に結合させることにより、発熱する電気部品から伝熱板を通じてヒートシンク13に伝熱する。二者間の熱的な結合には、二者が接触して結合する態様、二者がギャップを介して対向する態様、及び熱伝導性を有する部材が二者間に介在する態様を含む。発熱する電気部品には、電力変換部14を構成する複数のスイッチング素子141が含まれる。スイッチング素子141は半導体素子(MOSFET及びIGBTなど)であって、電力変換装置1の動作により発熱する電気部品である。また複数の孔2のうち、第4開口部24は、太陽電池、電力系統及び蓄電池などと接続される配線を通すための開口である。
[0021]
 第1開口部21は、上下方向に長く形成されている。第1開口部21の縁部は正面視で略四角形状に形成されている。第1開口部21の縁部211には複数の固定片212が形成されている。複数の固定片212は第1開口部21の周囲を囲むように間隔を開けて並べられている。各固定片212は後壁111を構成する金属板の一部で構成されている。各固定片212は正面視で先端が円弧状に形成されている。各固定片212には厚み方向に貫通する貫通孔213が形成されている。また第1開口部21の縁部211には突出片214が設けられている。突出片214は、固定片212を含む縁部211の全長にわたって形成されている。すなわち、突出片214は第1開口部21の全周を囲むように形成されている。突出片214は縁部211から前方に突出するように形成されている。言い換えると、突出片214は第1ケース11の内部に突出している。突出片214は後壁111を構成する金属板の一部を曲げて形成することができる。突出片214により第1開口部21の縁部211を補強することができる。したがって、第1開口部21の縁部211に第2ケース12を取り付けた場合に、後壁111に変形が起こりにくくなる。
[0022]
 図5に示すように、第2ケース12は、縁部127により形成される開口を有している。すなわち、第2ケース12のうち、開口を形づくっている部分、つまり開口の周囲に位置する部分が縁部127となる。本実施形態に係る電力変換装置1の筐体70では、第2ケース12の開口は第2開口部120である。そのため、第2ケース12のうち、第2開口部120の周囲に位置する部分が縁部127となる。
[0023]
 ここで、第2ケース12は一面に開口を有する有底の箱体である。すなわち、第2ケース12は、第2開口部120を有し、第2開口部120と対向する底部121が底となる箱体である。第2ケース12は金属製であって、熱伝導率の高い金属製であることが好ましい。第2ケース12は第1ケース11よりも熱伝導率が高いことが好ましい。第2ケース12は各種の金属材料で形成され、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成されている。第2ケース12は、例えば、ダイカスト(ダイキャスト)により成形して構成される。すなわち、第2ケース12は、金型に溶融した金属を圧入することにより得られる鋳物であることが好ましい。そして、第2ケース12は、アルミニウム又はアルミニウム合金のダイカスト製品であることが好ましい。
[0024]
 第1ケース11と第2ケース12との容積を対比すると、第1ケース11は第2ケース12よりも容積が大きい。つまり、第1ケース11は第2ケース12に比べて電力変換部14を構成する電気部品を多く収容することができ、第2ケース12は第1ケース11に比べて電力変換部14を構成する電気部品収容量が少ない。したがって、第2ケース12には、電力変換部14を構成する電気部品の中でも、特に、放熱が必要な電気部品を収容する。本実施形態に係る電力変換装置1では、第2ケース12に収容する電気部品としてリアクトル142を含んでいる。第2ケース12がダイカスト製である場合、金属板を曲げて形成する(板金加工で形成する)場合に比べて高価になることがある。しかし、本実施形態に係る電力変換装置1では、第2ケース12は第1ケース11よりも容積が小さいため、第2ケース12及び第1ケース11の両方をダイカスト製とするよりも、安価に実現することができる。
[0025]
 第2ケース12は縁部127より延びる壁122を有している。すなわち、壁122は第2開口部120を囲む縁部127から後方に向かって延びている。壁122は底部121の周囲を全長にわたって囲むように形成されている。壁122は底部121から前方へ突出している。すなわち、壁122は底部121の周端部から前方に向かって突出するように形成されている。壁122は底部121と一体に形成されている。底部121と壁122で囲まれる内部空間が電気部品を収容する空間である。第2ケース12の内部空間は第2開口部120を介して第2ケース12の前面に開放されている。第2ケース12の内部には仕切部123が設けられている。仕切部123は第2ケース12の内部空間を上下に区分けする。仕切部123は壁122及び底部121と一体に形成されている。第2ケース12の底面128は、底部121の面(前面)における第2開口部120と対向する部分である。
[0026]
 第2ケース12は固定部30を有している。固定部30は第1ケース11に第2ケース12の縁部127側を向けて、第1ケース11に第2ケースを固定するための部分である。すなわち、第2ケース12は固定部30により第1ケース11に固定される。固定部30は、壁122の厚み方向におけるリアクトル142とは反対側となる外面124で囲まれた領域に位置する。つまり、固定部30は壁122の外面124よりも内側に形成されていればよく、例えば、縁部127に固定部30が形成されていてもよい。つまり、第2ケース12の端部である縁部127に固定部30が形成されていてもよく、この場合、第2開口部12を囲む縁部127に固定部30が形成される。ここで、壁122の厚み方向は、第2開口部120よりも後方の位置で、かつ底面128よりも前方の位置において、壁122の外面124と直交する方向である。例えば、第2ケース12の前後方向の中央部(仕切部123の位置は除く)で外面124と直交する方向が、壁122の厚み方向とする。
[0027]
 本実施形態に係る電力変換装置1では、固定部30は壁122の厚み方向におけるリアクトル142側となる内面125から突出している。すなわち、固定部30は外面124から第2ケース12の内部空間に突出して固定部30が形成されている。これにより、固定部30は第2ケース12の外面124から突出しておらず、第1ケース11の背面116に第2ケース12を取り付けた場合、背面116において第2ケース12の占める面積が小さくなる。
[0028]
 すなわち、もし固定部30が第2ケース12の外面124から突出していると、第2ケース12の外側に固定部30の突出量分の面積(断面の面積分)が増え、この突出量分だけ背面116における第2ケース12の占める面積が大きくなる。一方、本実施形態に係る電力変換装置1では、第2ケース12の外面124より内側に固定部30があるため、第2ケース12の外面124には固定部30が占める空間がなくなる。したがって、背面116における第2ケース12の占める面積が小さくなる。これにより、第2ケース12とヒートシンク13との干渉が生じにくくなり、例えば、第2ケース12と干渉を回避しつつヒートシンク13の大型化を図ることも可能となる。
[0029]
 第2ケース12は、縁部127に壁122の内面125側に突出する突出部35を有し、突出部35に固定部30が設けられている。すなわち、突出部35は縁部127から第2開口部120に突出し、この突出部35に固定部30が形成されている。つまり、第2ケース12は縁部127に固定部30を有している。ここで、固定部30はねじ穴31を少なくとも含んでいる部分である。
[0030]
 固定部30は前後方向に長く形成されている。すなわち、固定部30は、第2ケース12の第2開口部120から第2ケース12の壁122で囲まれた底面128まで連続している。これにより、固定部30を通じて、縁部127の熱が底部121に伝わりやすくなって、第2ケース12の放熱性を向上させることができる。つまり、固定部30を第1ケース11に固定した場合、固定部30と第1ケース11とが接触して伝熱性能が向上し、第2ケース12による放熱性が高まる。
[0031]
 また第2ケース12の壁122を固定部30により補強することができ、第2ケース12の強度が向上する。すなわち、固定部30が壁122を補強するリブとして機能し、第2ケース12の強度が高まる。固定部30は前後方向に長い円錐台状に形成される。したがって、固定部30の第2ケース12の内部空間に露出する面は曲面となる。また、固定部30は底部121に近づくにつれて幅広となるように形成されている。したがって、特に、第2開口部120よりも底部121に近い側で固定部30が太くなり、第2ケース12の底部121に近い側が第2開口部120に近い側よりも強度が向上する。
[0032]
 固定部30には、ねじ穴31が形成されている。ねじ穴31は固定部30の前面32に開口している。ねじ穴31は内周面にねじ山が形成された雌ねじであって、一方が閉じた袋ねじである。固定部30の前面32は縁部127の前面126と前後方向において同じ位置にある。すなわち、固定部30の前面32は第2開口部120を囲む縁部127と前後方向において同じ位置にある。また固定部30の前面32には立ち上げ部33が設けられている。立ち上げ部33は前面32よりも前方に突出している。また立ち上げ部33は第2開口部120を囲む縁部127に沿って形成されている。立ち上げ部33は第2開口部120を囲む縁部127に沿って第2開口部120の全周にわたって形成されている。
[0033]
 第2ケース12には複数の固定部30が形成されている。複数の固定部30は第2開口部120の周囲を囲むように間隔を開けて並べられている。各固定部30は第1開口部21の縁部211に設けた複数の固定片212と同じ数だけ形成することができる。また各固定部30に一つの固定片212が対応するように形成することができる。
[0034]
 なお、第2ケース12は後面に複数のフィン129を備えている。各フィン129は上下方向に長い。また複数のフィン129は左右方向に所定の間隔を介して並べられている。複数のフィン129により第2ケース12の放熱性が高まる。
[0035]
 第2ケース12は固定部30にて第1ケース11に固定される。すなわち、固定部30において第2ケース12は縁部127側を向けて第1ケース11に固定される。第2ケース12は第1ケース11の後壁111に固定される。つまり、第2ケース12は第1ケース11の背面116に沿って配置され、後壁111に固定される。第2ケース12を背面116の後方に配置した場合、第2ケース12の第2開口部120と第1ケース11の第1開口部21とが前後方向で略同じ位置にある。すなわち、図6に示すように、第1ケース11の第1開口部21と第2ケース12の第2開口部120とが前後方向でほぼ重なる位置になって、第1ケース11と第2ケース12とが配置される。また、複数の固定部30のそれぞれが一つの固定片212に対応して配置される。すなわち、複数の固定片212のそれぞれに固定部30を一つずつ位置合わせする。
[0036]
 第2ケース12は第1ケース11の孔2である第1開口部21を塞ぐように配置されて第1ケース11に固定される。すなわち、第1開口部21は第2ケース12で覆われて閉じられる。また第2ケース12の立ち上げ部33は第1開口部21の内側に配置される。つまり、図7及び図8に示すように、立ち上げ部33の外面が第1開口部21の突出片214の内面に沿って配置される。このようにすると、第2ケース12の背面116における位置決めが容易に行える。つまり、第2ケース12の立ち上げ部33が第1開口部21に嵌まり込んで、第1開口部21の縁部211に沿って位置することになり、第1開口部21の縁部211及び突出片214に立ち上げ部33が当たる。よって、第2ケース12の位置が縁部211及び突出片214で規制されて、第2ケース12が位置決めされる。
[0037]
 第2ケース12の縁部127の前面126と背面116との間にシール材40が配置される。シール材40は第1ケース11と第2ケース12との隙間を塞いで第1ケース11及び第2ケース12の内部空間の防水性を向上させる。シール材40は第1開口部21及び第2開口部120を囲むように配置される。すなわち、第1開口部21の縁部211及び第2開口部120を囲む縁部127の形状に対応して形成される。シール材40は、合成樹脂で形成することができる。合成樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ブチル樹脂などが用いられる。シール材40は成形品であってもよいし、液状の樹脂材を塗布後に硬化させて形成してもよい。またシール材40は背面116又は第2ケース12の縁部127の前面126の一方又は両方に設けることができる。
[0038]
 第2ケース12を背面116に配置すると、図7に示すように、固定部30の前面32と第1ケース11の固定片212の後面とがシール材40を介して対向して配置される。この場合、固定部30のねじ穴31と固定片212の貫通孔213とが位置合わせされる。すなわち、ねじ穴31の開口と貫通孔213の開口とが前後方向で対向して配置される。そして、図8に示すように、ねじ(ビス及びボルトを含む)などの固定具50を貫通孔213の前方から近づけて貫通孔213に差し込む。すなわち、固定具50は第1ケース11の内側の空間から貫通孔213に差し込まれる。この後、固定具50を締め付けてねじ穴31に結合させる。つまり、固定具50による第1ケース11に対する第2ケース12の固定は第1ケース11の内側の空間から行われる。そして、複数のねじ穴31に対して、上記と同様にして貫通孔213を通した固定具50をそれぞれ締め付けることにより、複数の固定片212と複数の固定部30とがそれぞれ固定具50で固定される。なお、ねじ穴31の代わりにボルトを設け、固定具50の代わりにナットを用い、このボルトとナットを締め付けるようにしてもよい。
[0039]
 第1ケース11に取り付けた第2ケース12の内部には、電力変換部14を構成する電気部品の一部が収容される。本実施形態に係る電力変換装置1では、上述したように、電力変換部14を構成する電気部品のうち、リアクトル142が第2ケース12に収容される(図3参照)。リアクトル142は第1ケース11の第1開口部21から後方に突出している。すなわち、リアクトル142は第1ケース11の背面116よりも後側に位置し、第2ケース12の内部空間に収容されている。電力変換部14は2種類のリアクトル142を備えており、一方が直流用リアクトル(DCL)であり、他方が交流用リアクトル(ACL)である。電力変換部14は直流用リアクトルと交流用リアクトルとを複数ずつ備えている。直流用リアクトルと交流用リアクトルとは、仕切部123で仕切られた第2ケース12内の2つの空間にそれぞれ配置可能である。
[0040]
 図3に示すように、第2ケース12の内部空間には樹脂材55が充填されている。樹脂材55は第2ケース12の内部空間のうち、リアクトル142が占める空間以外の空間を埋めすように満たされている。したがって、樹脂材55がリアクトル142及び第2ケース12の内面125の両方と接触することになり、樹脂材55を介してリアクトル142で発生した熱を第2ケース12に伝えやすくなる。よって、リアクトル142で発生した熱を第2ケース12で効率よく放熱することができる。樹脂材55は電気絶縁性及び熱伝導性(空気の熱伝達率以上の熱伝導性)を有し、液状樹脂が使用できる。液状の樹脂材55は第2ケース12に注入された後、熱又は光により硬化させる。樹脂材55は、例えば、エポキシ樹脂が挙げられる。ただし、樹脂材55は、第2ケース12の内部空間のうち、リアクトル142が占める空間以外の空間を完全に埋めている必要はなく、第2ケース12とリアクトル142との隙間の少なくとも一部を埋めていればよい。
[0041]
 また本実施形態に係る電力変換装置1では、第2ケース12の内部空間に固定部30が突出しているため、固定部30が第2ケース12の内部空間に突出していない場合に比べて、固定部30の体積分だけ樹脂材55の充填量を少なくすることができる。よって、樹脂材55の充填量の少量化による低コスト化及び軽量化を図ることができる。
[0042]
 本実施形態に係る電力変換装置1では、第1ケース11の背面116において、第2ケース12の横(左方)にはヒートシンク13が配置される。ヒートシンク13は熱伝導性の高い材料で形成される。例えば、ヒートシンク13はアルミニウムなどの金属材料で形成できる。ヒートシンク13は基板131と複数のフィン132とを備えている。各フィン132は基板131から後方に向かって突出している。また各フィン132は上下方向に長く形成されている。複数のフィン132は間隔を介して左右方向に並んでいる。
[0043]
 ヒートシンク13の基板131の前面は第1ケース11の背面116に固定される。基板131は第1ケース11の第3開口部23を塞ぐように取り付けられる。そして、基板131の前面が第3開口部23に露出している伝熱板に接触している。よって、伝熱板から基板131に熱が伝わり、ヒートシンク13で放熱することができる。
[0044]
 そして、本実施形態に係る電力変換装置1では、第2ケース12の外面124に固定部30が突出していないため、ヒートシンク13に第2ケース12が干渉しにくくなる。また第2ケース12の外面124から固定部30が突出していないため、背面116に占める第2ケース12の面積を小さくすることができる。よって、ヒートシンク13及び配線が配置される第4開口部24を小さくしなくても、ヒートシンク13及び第4開口部24の配置のレイアウトに余裕ができる。したがって、第1ケース11の小型化を図ることができる。
[0045]
 すなわち、もし第2ケース12の外面124に固定部30が突出していると、背面116に占める第2ケース12の面積が大きくなる。よって、所定の大きさのヒートシンク13及び第4開口部24を設けると、背面116を大きくしなければならず、第1ケース11が大型化する。一方、本実施形態に係る電力変換装置1では、第2ケース12の内部に第1ケース11に固定するための固定部30を有しているため、背面116に占める第2ケース12の面積が小さい。よって、第1ケース11の小型化が小型化することができ、電力変換装置1全体も小型化できる。
[0046]
 (変形例)
 実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
[0047]
 上記では、電気機器1Xの一例として、電力変換装置1の場合について説明したが、これに限らず、電力変換装置1以外の電気機器1Xであってもよい。電力変換装置1以外の電気機器1Xの例として、例えば、蓄電池設備、発電設備、電力計測装置、制御盤、サーバ装置又は家電機器等がある。
[0048]
 この場合、電気機器1Xは上記第1ケース11と同等の第1ケース60と、上記第2ケース12と同等の第2ケース61とを備えて電気機器1Xの筐体70とすることができる。
[0049]
 第1ケース60には、上記複数のスイッチング素子141に対応する第1発熱体63を収容することができる。また第2ケース61には上記リアクトル142に対応する第2発熱体64を収容することができる。そして、第1ケース60は第1部位65と第2部位66とを備えている。第1部位65は、上記背面116に対応する外面67において、第1発熱体63から発生する熱を外部に放出するヒートシンク13が配置される部分である。また第2部位66は外面67において、第1部位65とは異なる位置で、第2ケース61が配置される部分である。第1ケース60は第1開口部21、第2ケース61は第2開口部120をそれぞれ有し、第2ケース61が第2部位66に固定される状態で、第1開口部21と第2開口部120とが互いに対向している。そして、第2ケース61には外面124よりも内側に固定部30を有し、固定部30を介して第1ケース60の第2部位66に第2ケース61が固定される。
[0050]
 上記の第2ケース61と第1ケース60とは別体である。すなわち、第2ケース61と第1ケース60とはそれぞれ別々の部品であって、それぞれ別々に製造された後、組み立てられて筐体を構成する。したがって、単純な形状の第2ケース61と、単純な形状の第1ケース60とを組み合わせて、筐体を構成することができる。よって、第2ケース61と第1ケース60とに分けることなく複雑な形状の筐体を製造する場合に比べて、筐体の製造コストが増加しにくい。また第2ケース61と第1ケース60とはそれぞれ別々の部品であると、一方の部品の材料を安価にし、又は一方の部品の製造を簡素化するなどしてコストダウンを図ることができる。また第2ケース61の外面124に固定部30が突出していないため、第2部位66の占める面積を小さくすることができる。よって、第1部位65の占める面積を小さくしなくても、ヒートシンク13の配置のレイアウトに余裕ができる。したがって、筐体の小型化を図ることができる。
[0051]
 上記では、固定部30はねじ止めで第1ケース11の固定片212に固定したが、これに限らず、固定部30は接着剤で止めてもよい。また、ねじ止めと接着剤との両方で固定部30と固定片212とを固定してもよい。
[0052]
 図9Aには、固定部30の形状が図6とは異なる変形例を示す。この固定部30は、前面32から底部121の方に向かって、第2ケース12の内側への突出寸法が徐々に小さくなっている。すなわち、固定部30は第2開口部120側の端部から底部121の方に向かって、第2ケース12の内側への突出寸法が徐々に小さくなっている。この場合、第2ケース12の内部空間に占める固定部30の体積が減少するため、第2ケース12の内側空間を広くすることができる。
[0053]
 また第2ケース12は、内側にフィンを備えていてもよい。この場合、第2ケース12内での熱伝導を向上させることができ、第2ケース12の外面への熱伝導が高まって放熱性を向上させることができる。
[0054]
 本実施形態における電力変換装置1は、壁掛け又は据置(床置き)のいずれであってもよい。すなわち、電力変換装置1は、建物の外壁等の壁に取り付けられてもよいし、建物の床、又は建物周辺の地面に設置されてもよい。
[0055]
 本実施形態における電力変換装置1は、屋外用に限らず、屋内用でもよい。屋内用の電力変換装置1であれば、高い防水性は要求されない。
[0056]
 本実施形態における電力変換装置1は、ヒートシンク13と第2ケース12の位置関係は、左右方向に並べるだけでなく、上下方向に並べてもよい。またヒートシンク13は第2ケース12の右側にあってもよく、左側にあってもよく、上側にあってもよく、下側にあってもよい。
[0057]
 本実施形態では、図9Cに示すように、シール材40を配置している。すなわち、この第2ケース12では、第2開口部120側から見て、シール材40が固定部30の内側に位置するように配置されている。シール材40は、固定部30のねじ穴31よりも第2ケース12の内面側に位置するように配置されている。この場合、シール材40は固定部30の前面32には配置される。このようなシール材40は、ねじ穴31を囲むように位置するため、第2ケース12の外部から浸入する水がねじ穴31に到達してもシール材40で遮断しやすくなり、防水性能がよくなる。
[0058]
 一方、図9Bには、変形例を示している。この第2ケース12では、第2開口部120側から見て、固定部30がシール材40と縁部127との間にある。すなわち、シール材40が固定部30の外側に位置するように配置されている。すなわち、シール材40は、固定部30のねじ穴31よりも第2ケース12の外面側に位置するように配置されている。この場合、シール材40は固定部30の前面32には配置されていない。
[0059]
 このようなシール材40は、第2開口部120を囲む縁部127に沿って配置することができ、シール材40の配置を簡単にすることができ、施工性がよくなる。また、ねじ穴31がシール材40の内側に位置するため、第2ケース12の外部から浸入する水をねじ穴31に到達する前にシール材40で遮断しやすくなり、防水性能もよくなる。
[0060]
 なお、第2ケース12の外部から浸入する水は、雨水、結露水、雪解け水などが含まれる。
[0061]
 (まとめ)
 以上説明したように、第1の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)は、複数のスイッチング素子(141)及びリアクトル(142)を有し、電力を変換する電力変換部(14)を収容する筐体(70)である。筐体(70)は、ヒートシンク(13)と、第2ケース(12)と、第1ケース(11)と、を備える。ヒートシンク(13)は、複数のスイッチング素子(141)が配置され、複数のスイッチング素子(141)の放熱を行う。第2ケース(12)は、縁部(127)により形成される開口(120)を有し、リアクトル(142)を収容する。第1ケース(11)は、複数のスイッチング素子(141)を収容し、ヒートシンク(13)及び第2ケース(12)が取り付けられる。第2ケース(12)は、壁(122)と、固定部(30)と、を有する。壁(122)は縁部(127)より延びリアクトル(142)を囲む。固定部(30)は、第1ケース(11)に第2ケース(12)の縁部(127)側を向けて、第1ケース(11)に第2ケース(12)を固定する。固定部(30)は、壁(122)の外面(124)で囲まれた領域に位置する。
[0062]
 第1の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)では、第2ケース(12)と別々に形成することができ、第1ケース(11)と第2ケース(12)とを一体に形成する場合に比べて、製造コストを抑えることができる、という利点がある。
[0063]
 第2の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)は、第1の態様において、第1ケース(11)は、孔(2)を有し、第2ケース(12)は、孔(2)を塞ぐように第1ケース(11)に固定される。
[0064]
 第2の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)では、孔(2)から第1ケース(11)内の電力変換部(14)を露出させた状態で、第2ケース(12)で、孔(2)を塞ぐことができる。
[0065]
 第3の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)は、第1又は2の態様において、縁部(127)は壁(122)の内面(125)側に突出する突出部(35)を有する。固定部(30)は、突出部(35)に設けられる。
[0066]
 第3の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)では、固定部(30)が縁部(127)から壁(122)の内面(125)側に突出する突出部(35)に形成されているため、第2ケース(12)の壁(122)の外面(124)に突出していない。このため、第1ケース(11)における第2ケース(12)の占める面積を小さくすることができ、第1ケース(11)におけるヒートシンク(13)などの配置のレイアウトの自由度が大きくなり、電力変換装置(1)を小型化しやすい、という利点がある。
[0067]
 第4の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)は、第1~3のいずれか一の態様において、第2ケース(12)と第1ケース(11)との間に、開口(120)に沿って配置されるシール材(40)を備える。固定部(30)は、開口(120)側から見て、シール材(40)と壁(122)の内面(125)との間に配置されている。
[0068]
 第4の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)では、シール材(40)は、固定部(30)よりも外側に配置されているため、第2ケース(12)の外側から浸入する水を固定部(30)よりも外側で遮断しやすくなり、防水性が向上する、という利点がある。
[0069]
 第5の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)は、第1~3のいずれか一の態様において、第2ケース(12)と第1ケース(11)との間に、開口(120)に沿って配置されるシール材(40)を備える。シール材(40)は、開口(120)側から見て、固定部(30)と壁(122)の内面(125)との間に配置されている。
[0070]
 第5の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)では、シール材(40)は、固定部(30)を囲むように配置されるため、第2ケース(12)の外側から浸入する水を固定部(30)の内側で遮断しやすくなり、防水性が向上する、という利点がある。
[0071]
 第6の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)は、第1~5のいずれか一の態様において、第2ケース(12)は、ねじにより第1ケース(11)に固定されている。
[0072]
 第6の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)では、第2ケース(12)を第1ケース(11)に簡単に固定することができる、という利点がある。
[0073]
 第7の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)は、第1~6のいずれか一の態様において、第2ケース(12)とリアクトル(142)との間には樹脂材(55)が注入されている。
[0074]
 第7の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)では、第2ケース(12)内の熱伝導を樹脂材(55)で向上させることができ、第2ケース(12)の放熱性が向上する、という利点がある。
[0075]
 第8の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)は、第1~7のいずれか一の態様において、固定部(30)は、第2ケース(12)の開口(120)から第2ケース(12)の壁(122)で囲まれた底面(128)まで連続している。
[0076]
 第8の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)では、固定部(30)により第2ケース(12)の開口(120)から第2ケース(12)の底部(121)まで熱伝導させることができ、第2ケース(12)の放熱性が向上する、という利点がある。
[0077]
 第9の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)は、第1~8のいずれか一の態様において、第2ケース(12)は、壁(122)の厚み方向における前記リアクトル(142)側となる内面にフィンを備えている。
[0078]
 第9の態様に係る電力変換装置(1)の筐体(70)では、第2ケース(12)の内側のフィンから放熱することができ、第2ケース(12)の放熱性が向上する、という利点がある。
[0079]
 第10の態様に係る電力変換装置(1)は、第1~9のいずれか一の態様の電力変換装置(1)の筐体(70)と、筐体(70)に収容される電力変換部(14)とを備える。
[0080]
 第10の態様に係る電力変換装置(1)では、第1ケース(11)と第2ケース(12)と別々に形成することができ、第1ケース(11)と第2ケース(12)とを一体に形成する場合に比べて、比較的単純な形状を採用し得る、という利点がある。
[0081]
 第11の態様に係る筐体(70)は、第1発熱体(63)を内部に収容する第1ケース(60)と、第2発熱体(64)を内部に収容する第2ケース(61)とを備える。第1ケース(60)は、外面(67)に、第1発熱体(63)から発生する熱を外部に放出するヒートシンク(13)が配置される第1部位(65)を有する。第2ケース(61)は、外面(67)に、第1部位(65)とは異なる位置に第1ケース(60)が配置される第2部位(66)を有する。第1ケース(60)は、第2部位(66)に固定される状態で、第2部位(66)にある第1開口部(21)に対向する位置に第2開口部(120)を有する。第1ケース(60)は、第2開口部(120)の周囲にある壁(122)の外面(124)よりも内側に固定部(30)を有する。第1ケース(60)は、第1開口部(21)を覆うように固定部(30)を介して第2部位(66)に固定される。
[0082]
 第11の態様に係る筐体(70)では、第2ケース(61)と第1ケース(60)と別々に形成することができ、第2ケース(61)と第1ケース(60)とを一体に形成する場合に比べて、比較的単純な形状を採用し得る、という利点がある。また固定部(30)が第1ケース(60)の壁(122)の外面(124)に突出していない。このため、第1ケース(60)の外面(67)における第2ケース(61)の占める面積を小さくすることができ、外面(67)におけるヒートシンク(13)などの配置のレイアウトの自由度が大きくなり、小型化しやすい、という利点がある。
[0083]
 第12の態様に係る電気機器(1X)は、筐体(70)を備える。
[0084]
 第12の態様に係る電気機器(1X)では、第2ケース(61)と第1ケース(60)と別々に形成することができ、第2ケース(61)と第1ケース(60)とを一体に形成する場合に比べて、比較的単純な形状を採用し得る、という利点がある。また固定部(30)が第1ケース(60)の壁(122)の外面(124)に突出していないため、第1ケース(60)の外面(67)における第2ケース(61)の占める面積を小さくすることができる。したがって、外面(67)におけるヒートシンク(13)などの配置のレイアウトの自由度が大きくなり、小型化しやすい、という利点がある。

符号の説明

[0085]
 1 電力変換装置
 1X 電気機器
 11 第1ケース
 12 第2ケース
 13 ヒートシンク
 14 電力変換部
 30 固定部
 35 突出部
 40 シール材
 55 樹脂材
 60 第1ケース
 61 第2ケース
 63 第1発熱体
 64 第2発熱体
 65 第1部位
 66 第2部位
 67 外面
 70 筐体
 120 開口(第2開口部)
 121 底部
 122 壁
 124 外面
 127 縁部
 128 底面
 141 スイッチング素子
 142 リアクトル

請求の範囲

[請求項1]
 複数のスイッチング素子及びリアクトルを有し、電力を変換する電力変換部を収容する筐体であって、
 前記複数のスイッチング素子と熱的に結合され、前記複数のスイッチング素子の放熱を行うヒートシンクと、
 縁部により形成される開口を有し、前記リアクトルを収容する第2ケースと、
 前記複数のスイッチング素子を収容し、前記ヒートシンク及び前記第2ケースが取り付けられる第1ケースと、
を備え、
 前記第2ケースは、
  前記縁部より延び前記リアクトルを囲む壁と、
  前記第1ケースに前記第2ケースの前記縁部側を向けて、前記第1ケースに前記第2ケースを固定するための固定部と、を有し、
 前記固定部は、前記壁の外面で囲まれた領域に位置する、
 電力変換装置の筐体。
[請求項2]
 前記第1ケースは、孔を有し、
 前記第2ケースは、前記孔を塞ぐように前記第1ケースに固定される、
 請求項1に記載の電力変換装置の筐体。
[請求項3]
 前記縁部は前記壁の内面側に突出する突出部を有し、
 前記固定部は、前記突出部に設けられる
 請求項1又は2に記載の電力変換装置の筐体。
[請求項4]
 前記第2ケースと前記第1ケースとの間に、前記開口に沿って配置されるシール材を更に備え、
 前記固定部は、前記開口側から見て、前記シール材と前記壁の内面との間に配置されている、
 請求項1~3のいずれか1項に記載の電力変換装置の筐体。
[請求項5]
 前記第2ケースと前記第1ケースとの間に、前記開口に沿って配置されるシール材を更に備え、
 前記シール材は、前記開口側から見て、前記固定部と前記壁の内面との間に配置されている、
 請求項1~3のいずれか1項に記載の電力変換装置の筐体。
[請求項6]
 前記第2ケースは、ねじにより前記第1ケースに固定されている、
 請求項1~5のいずれか1項に記載の電力変換装置の筐体。
[請求項7]
 前記第2ケースと前記リアクトルとの間には樹脂材が充填されている、
 請求項1~6のいずれか1項に記載の電力変換装置の筐体。
[請求項8]
 前記固定部は、前記第2ケースの前記開口から前記第2ケースの前記壁で囲まれた底面まで連続している、
 請求項1~7のいずれか1項に記載の電力変換装置の筐体。
[請求項9]
 前記第2ケースは、前記壁の厚み方向における前記リアクトル側となる内面にフィンを備えている、
 請求項1~8のいずれか1項に記載の電力変換装置の筐体。
[請求項10]
 請求項1~9のいずれか1項に記載の電力変換装置の筐体と、
 前記筐体に収容される前記電力変換部と、を備える、
 電力変換装置。
[請求項11]
 第1発熱体を内部に収容する第1ケースと、
 第2発熱体を内部に収容する第2ケースと、
 を備え、
 前記第1ケースは、外面に、前記第1発熱体から発生する熱を外部に放出するヒートシンクが配置される第1部位と、前記第1部位とは異なる位置に前記第2ケースが配置される第2部位とを有し、
 前記第2ケースは、前記第2部位に固定される状態で、前記第2部位にある第1開口部に対向する位置に第2開口部を有し、前記第2開口部の周囲の壁の外面よりも内側に固定部を有し、前記第1開口部を覆うように前記固定部にて前記第2部位に固定される、
 筐体。
[請求項12]
 請求項11に記載の筐体を備える、
 電気機器。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]