JPS6331401Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の属する技術分野〕 この考案は、電力変換用の半導体素子とその制
御回路が収納されている半導体装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

電力変換用半導体装置の一例として誘導電動機
を所要の速度で運転させることができるいわゆる
VVVFインバータ装置があるが、このVVVFイ
ンバータ装置は交流電力を直流電力に変換する整
流器と、この直流電力を所要周波数と電圧の交流
電力に変換するインバータと、このインバータを
制御するための制御回路やこの制御回路用の電源
装置、直流中間回路に設置される平滑コンデンサ
などで構成されており、取扱いに便利なようにこ
れらの構成部品は一体化されて１つの箱に収納さ
れていることが多い。

ところでこの半導体装置のうちで電力変換をな
す半導体素子の大きさと数量は、交流回路が単相
か３相かによつて、また誘導電動機の大きさや電
圧によりいろいろ組合わせがあるため、これを収
納する箱にも各種の大きさのものが必要となるの
で、箱体を構成する部品の種類が多くなる欠点が
ある。

また整流器やインバータを構成する電力変換用
の半導体素子は、その動作中の発熱により当該半
導体素子の温度が許容値以上にならないようにす
るために、小容量のものは除いて一般には強制冷
却が必要であり、フアンによる送風で上記の発熱
を奪い去る強制冷却方法がもつともよく用いられ
ている。しかしこのような強制風冷方法は、とく
に冷却を必要としないプリント板などの制御回路
にまで送風してしまうため、汚損による不都合を
発生する。そこでこれら汚損させたくない回路や
部品には送風しないように箱内に収納し、電力変
換用の半導体素子のみ強制風冷しようとするので
あるが、外線端子部を閉鎖するのは困難であるし
前述のようにこの電力変換用半導体素子の大きさ
と数量が多岐にわたるので、これらを収納する箱
の部品数はますます増加しコストも上昇するとい
う欠点を有する。

〔考案の目的〕

この考案は電力変換用半導体素子の大きさや数
量が多種多様であるにも拘らずこの電力変換用半
導体素子のみを強制風冷し、他の制御回路や部品
には送風しない構造の箱体を僅かな部品で構成で
きる半導体装置を提供することを目的とする。

〔考案の要点〕

この考案は電力変換用半導体素子の大きさや数
量が変化するのに対しては長尺の冷却フインが形
成されている底板材や側板材を所要の長さに切断
使用することにより対処するとともに、冷却フイ
ンを外側にした底板と側板の両端に端板を取付け
て箱体を形成し、制御回路部品とプリント板はこ
の箱体内部に収納するのであるが、前記端板に設
けられている開口部にプリント板上に装備されて
いるプリント板端子部を突出させるとともに、こ
のプリント板により前記開口部を閉鎖させること
により箱全体を閉鎖できるから、この箱体外側の
冷却フインに送風すれば、箱体内部の底板に取付
けられている電力変換用半導体素子は冷却される
ことになる。またプリント板などの制御回路とそ
の部品は当該箱体内部に収納されてて汚損するお
それがない。このようにして長尺材を所要長さに
切断して使用することにより多種類寸法の箱体を
僅かな種類の部材でまかなうとともに箱体の閉鎖
性を向上させようとするものである。

〔考案の実施例〕

第１図は本考案の実施例を示す構造図であり、
この構造図により本考案の内容を以下に説明す
る。

第１図において１０なる底板は熱伝導が良好な
材料たとえばアルミニウムを使用しており、片面
には電力変換用半導体素子１２が取付けられるよ
うになつているが、反対面には冷却フイン１１が
形成されている。この底板は鋳造でもよいが圧
延、引抜きあるいは押出しなどによりできる限り
長尺物にすることが好ましく、上述の加工方法に
より、冷却フイン１１は当然長手方向に連続的に
形成されることになる。２０なる側板も上述の底
板１０と同様な加工方法により長尺物として製作
されるのであるが、この側板２０の一方の面には
上述の底板１０の側部がはまり合うようなはめ合
い凹凸部２１が長手方向に連続的に形成されてい
る。さらに側板２０にはこのはめ合い凹凸部２１
と同じ面に一部分が切り欠かれた円形穴２２と、
同じく一部分が切り欠かれた長方形穴２３が長手
方向に連続的に形成されている。

半導体装置を収納する箱の底面積は、ほとんど
電力変換用半導体素子１２の大きさとその素子の
数によつて定まる。たとえば交流電源に接続され
て誘導電動機を所要の速度で運転させることがで
きるVVVFインバータ装置では、交流電源を直
流に変換する整流器を構成するダイオードの大き
さと数量と、この直流電力を交流電力に変換する
インバータの構成要素であるトランジスタの大き
さと数量とが、前述の箱体の大きさを左右する。
しかしこれら電力変換用半導体素子１２の大きさ
と数量は、交流回路が単相か３相か、またこれら
半導体素子１２が直列あるいは並列にいくつ接続
されているかで大幅に異なるのであつて、これに
対しては底板１０と側板２０とを所要長さに切断
することにより対応できる。そこで底板１０は冷
却フイン１１が外側になるようにし、この底板１
０の両側に側板２０をはめ合わせることにより所
要長さの箱体の底と側面が形成される。

上述のように底板１０と側板２０とを所要長さ
に切断して組合わせ、これに上端板３０と下端板
４０とを取付けることにより上部が開口している
箱体を形成させるには、その都度上端板３０と下
端板４０を取付けるための取付穴などの加工が必
要になるのであるが、本考案にあつては側板２０
には切り欠き付き円形穴２２が長手方向に連続し
て形成されているので、上端板３０のこの円形穴
２２に対応する位置にあらかじめ設けられている
取付穴３１を介してタツピングねじ３９をねじ込
めば、当該円形穴２２の内面にねじ山が形成され
るので、上端板３０は側板２０に締付けられるこ
とになる。同様にして下端板４０に設けられてい
る取付穴４１を介してタツピングねじ４９を側板
２０の切り欠き付き円形穴２２にねじ込むことに
より、下端板４０も側板２０に締付けられて、上
面が開口している箱体を簡単に組立てることがで
きるし、この箱体の上面に蓋６０を取付ければ閉
鎖した箱体ができあがる。発熱する部品すなわち
電力変換用半導体素子１２はこの箱体内の底板１
０に取付けておき、この底板１０の反対面に設け
られている冷却フイン１１に送風すれば、上述の
半導体素子１２からの熱は奪い去られてその温度
が許容値以下にあるようにできる。

制御回路はプリント板５０に実装されている
が、このプリント板５０はたとえばＬ型のプリン
ト板取付金具５２を介して側板２０に設けられて
いる切り欠き付き長方形穴２３を利用してこの側
板２０に取付けられる。すなわちこの長方形穴２
３にはまり合う寸法の６角ナツトをこの長方形穴
２３に入れ、ねじで取付金具５２を介して前述の
６角ナツトを締付ければ、プリント板５０を所望
する位置に固定することができる。

下端板４０には主回路端子４２が設けられてい
て電力変換用半導体素子１２からの導線はこの主
回路端子４２を介して箱体外部へ引出される。さ
らにこの下端板にはプリント板端子５１を突出さ
せるための開口部４３が設けられているので前述
のプリント板取付金具５２の寸法とその締付位置
を適当に調整すれば、この開口部４３にプリント
板端子５１を正しく突出させることができるし、
この開口部４３もプリント板５０で閉鎖できる。
さらにこの下端板４０にはフアン４４を取付けて
冷却フイン１１に送風している。また平滑コンデ
ンサ４５のように大きな部品はその本体を外部に
出して冷却するとともにこのコンデンサ４５の端
子部分は箱体内部にあるようにしている。

第２図は本考案の実施例であつて下端板の部分
断面図である。下端板４０はその一部が４０Ａに
分割される構造になつている。この下端板４０に
は主回路端子４２が設けられ、さらに開口部４３
からはプリント板端子５１が突出しているのであ
るが、この開口部４３はプリント板５０により閉
鎖されている。そしてこのプリント板５０の端子
部分の両側は分割された下端板４０Ａからの突起
部分で支えられ、締付けねじ５３で締付けられる
ようになつている。

〔考案の効果〕

この考案によれば半導体装置を収納する箱体を
構成する部品のうち底板と側板は、長尺材を所要
長さに切断して使用するようにしているので、箱
体寸法が多種類であつても部品点数の増加がない
し、長尺材を切断して箱体を組立てる場合に必要
な取付穴を加工しなくても、側板に設けられた切
り欠き付き円形穴にタツピングねじをねじ込むこ
とで簡単に箱体を組立てることができるので、箱
体を製作するコストを低減できる利点を有する。

さらに制御回路の端子は、プリント板上に設け
られている端子をそのまま利用でき、しかもこの
プリント板そのものが端子部を閉鎖するような構
造にしているので、半導体素子とその制御回路を
収納している箱体の閉鎖性は失われないから、外
気の侵入による汚損を防ぐとともに制御回路端子
部のコストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す構造図であり、
第２図は同じく本考案の実施例であつて下端板の
部分断面図を示す。 １０……底板、１１……冷却フイン、１２……
電力変換用半導体素子、２０……側板、２１……
はめ合い凹凸部、２２……切り欠き付き円形穴、
２３……切り欠き付き長方形穴、３０……上端
板、３１……取付穴、３９……タツピングねじ、
４０……下端板、４０Ａ……分割された下端板、
４１……取付穴、４２……主回路端子、４３……
開口部、４４……フアン、４５……平滑コンデン
サ、４９……タツピングねじ、５０……プリント
板、５１……プリント板端子、５２……プリント
板取付金具、５３……締付けねじ、６０……蓋。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 半導体素子とその附属品と、制御用電子部品が
   装着されたプリント板とにより電力変換を行う半
   導体装置において、熱伝導が良好な材料を使用し
   て片面に冷却フインが長手方向に形成されてなる
   長尺材を所定長さに切断して得られる底板と、片
   面に前記底板の側部がはまり合う凹凸と、一部が
   切り欠かれた円形穴と、一部が切り欠かれた長方
   形穴とが長手方向に連続して形成されてなる長尺
   材を所定長さに切断して得られる側板と、冷却フ
   インを外側にした前記底板の両側に前記側板をは
   め合わせたとき当該両側板の切り欠き付き円形穴
   に対応する位置に取付穴を有する上端板と、主回
   路端子を備えプリント板端子が突出できる開口部
   と前記両側板の切り欠き付き円形穴に対応する位
   置に取付穴を有する下端板と、前記上端板と下端
   板の取付穴を介して前記両側板の切り欠き付き円
   形穴にねじこむことで前面が開口している箱体を
   形成するねじと、前記箱体内部に半導体素子とそ
   の附属品とともに収納されるプリント板の端子部
   が前記下端板の開口部に位置し、かつ当該開口部
   が前記プリント板で閉鎖されるように前記両側板
   の切り欠き付き長方形穴を利用して取付けられる
   プリント板と、前記箱体の前面を閉鎖する蓋とを
   備えてなる半導体装置。