JPH09252187A - 電気装置の筐体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気装置の筐体に収納された電気品の発生熱を
ヒートパイプで筐体の外部へ引き出して冷却する筐体の
構造において、簡単な構造でヒートパイプ装置２と外箱
４との間を確実に絶縁し、かつ加工および組立工数を小
さくする筐体構造を得る。 【解決手段】ヒートパイプ６の一端に発熱する電気品を
取り付ける冷却体ブロック５を結合し、他端を筐体外部
に引き出して冷却フィン１０を結合したヒートパイプ装
置２と、このヒートパイプ装置を取り付けるフレーム３
と、このフレーム３の外側を包み込むようにして防水す
る外箱４とからなり、前記フレーム３を絶縁材料で成形
する。また絶縁材料で構成されるフレーム３は外箱４と
嵌まり合うコの字形のパッキン溝９をフレーム３と一体
に成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電力変換装置な
どの電気装置の筐体構造に関し、特に筐体の内部に収納
された電気品の発生熱をヒートパイプによって筐体の外
部へ引き出して冷却する筐体の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の電気装置の筐体構造を示す
側断面図、図６は図５をＢ−Ｂから見た正面図である。
図５および図６は、例えば鉄道用車両の床下に搭載され
る電力変換装置を示すものであり、図において、ヒート
パイプ６の一端にモジュール型の主回路半導体１を搭載
する冷却体ブロック５を取り付け、ヒートパイプ６の他
端は外箱４の外部に引き出して冷却フィン１０を取り付
けヒートパイプ装置２を構成し、モジュール型の主回路
半導体１の発生熱をヒートパイプ６によって外箱４の外
部に引き出して冷却フィン１０から放熱するようになっ
ている。

【０００３】ヒートパイプ装置２はフレーム３の前面板
３Ａに絶縁板８を介して取り付けられている。フレーム
３の前面板３Ａの周囲には防水パッキンを嵌め込むコの
字状断面を有するパッキン溝９を溶接で取り付け、この
パッキン溝９に嵌まり込むように外箱４の縁に設けたパ
ッキン押さえ１１を押しつけて外箱４を防水構造として
いる。

【０００４】この従来例では、ヒートパイプ装置２を図
示していない所要の電気部品とともにフレーム３に取り
付けて例えばインバータユニットを構成し、このインバ
ータユニットを図示していない所要の電気部品とともに
外箱４に収納して例えば電力変換装置を構成する。また
主回路半導体１が非絶縁型の場合は勿論であるが、絶縁
型であっても主回路半導体１の内部で耐電圧不良または
何らかの原因で絶縁破壊が生じた場合に、フレーム３お
よび外箱４が帯電しこれに触れて感電するなどの危険な
状態となることがある。これを防止するためにヒートパ
イプ装置２を構成する冷却体ブロック５と冷却フィン１
０との中間に取付板７を設けて、この取付板７を絶縁板
８を介してフレーム３に取り付けて主回路半導体１をフ
レーム３および外箱４に対して電気的に絶縁している。
図５および図６に示すａまたはｂ＋ｃが絶縁距離であ
る。

【０００５】図７は従来の他の電気装置の筐体構造を示
す側断面図である。金属製のフレーム１３は不図示の手
段で基台に固定されており、冷却フィン１０が固定され
ているヒートパイプ６の他端が固着されている冷却体１
６は、主回路半導体１５および絶縁板１４と共にこのフ
レーム１３に固定されている。また、図８のように接続
されているコンデンサ１８は絶縁板１７を介してフレー
ム１３に固定具１８Ａによって固定され、電気回路は主
回路半導体１５と導体１２で接続され、端部は入出力用
導体１９になる。

【０００６】図８は図７のＤ矢視の正面図である。フレ
ーム１３に絶縁板１７を介してコンデンサ１８が固定さ
れ、コンデンサ１８の裏面の導電部の端が入出力用導体
１９としてフレーム１３の上部に出ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述の例では、絶縁板
８が必要であるために、絶縁板８の材料費・加工費なら
びにヒートパイプ６とフレーム３への取付工数が必要で
その分コスト高になっていた。また、外箱４を防水構造
とするために、前面板３Ａの周囲に溶接されたパッキン
溝９と外箱４の縁に設けられたパッキン押さえ１１との
関係寸法はパッキン溝９の全長にわたって高い精度が要
求されるために、フレーム３、パッキン溝９および外箱
４の加工・組立に多大な工数を必要としコスト高の一因
となっていた。

【０００８】同様に、図７の例では、絶縁板１４，１７
の材料費・加工費ならびにフレーム１３への取付工数が
必要でコスト高になっていた。この発明の課題は、簡単
な構造でヒートパイプ装置２および主回路半導体１５・
コンデンサ１８とフレーム３，１３とのおのおのの間を
確実に絶縁し、かつ、加工および組立工数を減少させる
筐体構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、種々の電気
品を収納し、電気品の発熱をヒートパイプで筐体の外部
へ引き出して冷却する筐体の構造において、電気品と冷
却部を取り付けるフレームは絶縁材である構造を特徴と
する。請求項２に記載の発明は、電気装置の筐体に収納
された電気品の発生熱をヒートパイプで筐体の外部へ引
き出して冷却する筐体の構造において、ヒートパイプの
一端に発熱する電気品を取り付ける冷却体ブロックを結
合し、他端を筐体外部に引き出して冷却フィンを結合し
たヒートパイプ装置と、このヒートパイプ装置を取り付
けるフレームと、このフレームの外側を包み込むように
して防水する外箱とからなり、前記フレームを絶縁材料
で成形したことを特徴とする。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の電気装置の筐体構造において、絶縁材料で構成される
フレームは、外箱と嵌まり合うコの字形のパッキン溝と
一体に成形することを特徴とする。請求項４に記載の発
明は、請求項１に記載の電気装置の筐体構造において、
電気品のすくなくとも一種はコンデンサであり、冷却部
は発熱部とヒートパイプ間の冷却体であることを特徴と
する。

【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項１ないし
請求項４のいずれかに記載の電気装置の筐体構造におい
て、フレームの絶縁材はＦＲＰである構造を特徴とす
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明は、金属製のフレームを
剛性の絶縁材料で成形し、ヒートパイプ装置や主回路半
導体・コンデンサをフレームに直接に組み立てる構造で
ある。

【００１３】

【実施例】

実施例１：図１はこの発明の電気装置の筐体構造を示す
側断面図、図２は図１をＡ−Ａから見た正面図である。
図１および図２において、主回路半導体１，ヒートパイ
プ装置２，フレーム３，外箱４，冷却体ブロック５，ヒ
ートパイプ６，取付板７および冷却フィン１０は従来例
で説明した物とその機能や用途が同じため説明を省略す
る。

【００１４】この発明においてはフレーム３をたとえば
ＦＲＰ(Fiber Reinforced Plastics；繊維強化プラスチ
ック）などの絶縁材料で一体成形し、ヒートパイプ装置
２を取付板７でフレーム３の前面板３Ａに直接取り付け
る。フレーム３の材料は絶縁物であるからヒートパイプ
装置２と外箱４とは完全に絶縁される。またフレーム３
の前面板３Ａの周囲に防水パッキンを嵌め込むコの字状
断面を有するパッキン溝９はフレーム３と一体に成形す
ることにより、パッキン溝９の加工およびフレーム３へ
の取付工数を不要としている。

【００１５】実施例２：図３はこの発明の他の電気装置
の筐体構造を示す側断面図、図４は図３をＣから見た正
面図である。図３および図４において、主回路半導体１
５，冷却体１６，ヒートパイプ６，冷却フィン１０，コ
ンデンサ１８，入出力用導体１９，導体１２は従来例で
説明した物とその機能や用途が同じため説明を省略す
る。この発明においても、フレーム２１を絶縁材料で一
体成形して主回路半導体１５およびコンデンサ１８を取
り付ける。この構造のため、主回路半導体１５・冷却体
１６およびコンデンサ１８はフレーム２１と絶縁され
る。

【００１６】

【発明の効果】この発明によると、簡単な構造でヒート
パイプ装置２と外箱４とは確実に絶縁され、また、主回
路半導体１５およびコンデンサ１８はフレーム２１と確
実に絶縁され、かつ、電気装置として加工および組立工
数を減少できて安価な筐体構造が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の電気装置の筐体構造を示す側断面図

【図２】図１をＡ−Ａから見た正面図

【図３】この発明の他の電気装置の筐体構造を示す側断
面図

【図４】図３をＣから見た正面図

【図５】従来の電気装置の筐体構造を示す側断面図

【図６】図５をＢ−Ｂから見た正面図

【図７】従来の他の電気装置の筐体構造を示す側断面図

【図８】図７をＤから見た正面図

【符号の説明】

１ 主回路半導体 ２ ヒートパイプ装置 ３ フレーム ３Ａ 前面板 ４ 外箱 ５ 冷却体ブロック ６ ヒートパイプ ７ 取付板 ９ パッキン溝 １０ 冷却フィン １３ フレーム １４ 絶縁板 １５ 主回路半導体 １６ 冷却体 １７ 絶縁板 １８ コンデンサ １９ 入出力用導体 ２１ フレーム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】種々の電気品を収納し、電気品の発熱をヒ
   ートパイプで筐体の外部へ引き出して冷却する筐体の構
   造において、 電気品と冷却部を取り付けるフレームは、絶縁材である
   構造を特徴とする電気装置の筐体構造。
2. 【請求項２】電気装置の筐体に収納された電気品の発生
   熱をヒートパイプで筐体の外部へ引き出して冷却する筐
   体の構造において、 ヒートパイプの一端に発熱する電気品を取り付ける冷却
   体ブロックを結合し、他端を筐体外部に引き出して冷却
   フィンを結合したヒートパイプ装置と、このヒートパイ
   プ装置を取り付けるフレームと、このフレームの外側を
   包み込むようにして防水する外箱とからなり、前記フレ
   ームを絶縁材料で成形したことを特徴とする電気装置の
   筐体構造。
3. 【請求項３】請求項２に記載の電気装置の筐体構造にお
   いて、 絶縁材料で構成されるフレームは、外箱と嵌まり合うコ
   の字形のパッキン溝と一体に成形することを特徴とする
   電気装置の筐体構造。
4. 【請求項４】請求項１に記載の電気装置の筐体構造にお
   いて、 電気品のすくなくとも一種は、コンデンサであり、 冷却部は、発熱部とヒートパイプ間の冷却体であること
   を特徴とする電気装置の筐体構造。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
   の電気装置の筐体構造において、 フレームの絶縁材は、ＦＲＰである構造を特徴とする電
   気装置の筐体構造。