功率轉換裝置的制造方法
【專利摘要】本發明的功率轉換裝置的框架部(114)為安裝有冷卻部的平板狀構件，該冷卻部用于冷卻為轉換功率進行工作而發熱的電路元件(101)。電容器部(104)是包含與電路元件(101)電連接的電容器元件而成，配置在框架部(114)的法線方向上的結構構件，具有朝向互相相反方向且平行于法線方向的外表面、即第一支承面和第二支承面。第一框架(105)和第二框架(106)各自的端部固定在連接框架(103)。第一框架(105)具有被固定在第一支承面(117)上的第一安裝面(125)。第二框架(106)具有被固定在第二支承面(118)上的第二安裝面(132)。
【專利說明】
功率轉換裝置
技術領域
[0001 ]本發明涉及功率轉換裝置。
【背景技術】
[0002]電車上搭載的功率轉換裝置一般由設有將直流電轉換為交流電的逆變器電路的電路單元、設有用于穩定輸入逆變器電路的電壓的濾波電容器的電容器單元等構成。輸入電車的逆變器電路的直流電的電壓例如為1500V左右。因此，濾波電容器需要具有與該電力相對應的大容量，在為了獲得大容量而采用由對多個電容器元件進行模塑而成的模塑(mold)電容器的情況下，其重量為25?60kg左右。電車行駛時，這個沉重的濾波電容器會振動。
[0003]因此，在電車上搭載的現有的功率轉換裝置的電容器單元中，為了確保可耐受濾波電容器的重量和長時間搖動的強度，將模塑電容器收納并固定在用框構件、強化構件等堅固構成的箱狀收容體中(例如，參照專利文獻I)。通常，在收容體中裝有裝載模塑電容器的裝載板，模塑電容器被固定在該裝載板上。
現有技術文獻專利文獻
[0004]專利文獻1:日本專利特開號公報

【發明內容】

發明所要解決的技術問題
[0005]然而，收納模塑電容器的收容體存在這樣的問題，為了確保強度其構造變得復雜。
[0006]本發明鑒于上述情況而提出，其目的在于提供能夠以簡單的結構來確保足夠強度的功率轉換裝置。
解決技術問題所采用的技術手段
[0007]為了達成上述目的，本發明所涉及的功率轉換裝置包括電路元件、冷卻部、連接框架、電容器部、第一框架和第二框架。電路元件為轉換功率進行工作而發熱。冷卻部裝載有電路元件，通過將電路元件工作中產生的熱量散發到空氣中來冷卻電路元件。連接框架具有安裝冷卻部的平板狀框架部。電容器部是配置在框架部的法線方向上的結構構件，其被形成為包含與電路元件電連接的電容器元件。電容器部具有相互朝向相反反向并平行于法線方向的外表面、即第一支承面和第二支承面。第一框架具有被固定在連接框架的端部和被固定在第一支承面的第一安裝面。第二框架具有被固定在連接框架的端部、和朝向與第一安裝面互相相對的方向并被固定在第二支承面的第二安裝面。
發明效果
[0008]根據本發明，由于電容器部與第一框架和第二框架均為結構構件，因此，可以提供能夠以簡單的結構確保足夠強度的功率轉換裝置。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明實施方式I所涉及的功率轉換裝置的立體圖。
圖2是實施方式I所涉及的功率轉換裝置的左側視圖。
圖3是實施方式I所涉及的功率轉換裝置的右側視圖。
圖4是從后方看到的實施方式I所涉及的功率轉換裝置的剖視圖。
圖5是從上方看到的實施方式I所涉及的功率轉換裝置的剖視圖。
圖6是一變形例所涉及的功率轉換裝置的俯視圖。
圖7是本發明實施方式2所涉及的功率轉換裝置的立體圖。
圖8是從后方看到的實施方式2所涉及的功率轉換裝置的剖視圖。
圖9是從后方看到的本發明實施方式3所涉及的功率轉換裝置的剖視圖。
圖10是從后方看到的本發明實施方式4所涉及的功率轉換裝置的剖視圖。
【具體實施方式】
[0010]以下，參照【附圖說明】本發明的實施方式。對所有附圖中相同的元器件標注相同標號，并省略重復說明。另外，說明書和附圖中的“前后”、“上下”、“左右”的用語用于說明方向，并不對本發明加以限定。
[0011]實施方式I
本發明實施方式I所涉及的功率轉換裝置100被搭載于鐵路車輛上，將從架空線取得的直流電轉換成三相交流電，并輸出給作為負載的感應電動機。再有，功率轉換裝置100只要是將輸入電力轉換成用于提供給負載的輸出電力的裝置即可，也可以被搭載在起重機車、船舶、飛機、工業用機械等裝備上，并不限于鐵路車輛。
[0012]如圖1?5所示，功率轉換裝置100包括電路元件101、冷卻單元102、連接框架103、多個電容器部104、第一框架105、第二框架106、第一緊固件107、第二緊固件108和導電體
109。
[0013]再有，圖1是從右后上方觀察到的功率轉換裝置100的立體圖。圖2和圖3分別為功率轉換裝置100的左側視圖和右側視圖。圖4是從后方觀察到的功率轉換裝置100的圖3的1-1線處的剖視圖。圖5是從上方觀察到的功率轉換裝置100的圖4的I1-1I線處的剖視圖。
[0014]電路元件1I是為了轉換電力進行工作而發熱的元件。電路元件1I例如是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極型晶體管)元件等，它們構成將直流的輸入電力轉換為交流的輸出電力的逆變器電路等。
[0015]冷卻單元(冷卻部)102是用于冷卻工作中發熱的電路元件101的單元，如圖2等所示，該冷卻單元包括基底部110、熱管111、散熱片112和蓋板113。
[0016]基底部110是用鋁、銅等導熱性好的材料制作而成的平板狀構件，從前方看大致呈矩形。在基底部110的后表面上，與基底部110相接觸地安裝有電路元件101，以傳導電路元件101工作中產生的熱量。
[0017]熱管111是傳導熱的構件，是在密閉的內部空間中封入了制冷劑的管件。熱管111的基端部例如沿著上下方向埋設于基底部110，與基底部110之間相接觸以傳導熱量。熱管111從基端部的上端起彎曲，稍微朝上方前伸。
[0018]散熱片112是用導熱性良好的材料制作而成的平板狀構件，在基底部110的前方與基底部110平行地并排設置有多個所述散熱片112。各個散熱片112從前方看大致呈矩形，并且分別設有多個孔。熱管111的外周面被插設于各個所述孔中，以將熱量從熱管111傳遞給散熱片112。
[0019]蓋板113被固定在基底部110，該蓋板113將熱管111和散熱片112圍住。蓋板113例如由金屬網等構成，設有可防止枯葉等異物進入內部、同時使空氣在內部與外部之間流通的孔。
[0020]根據這樣的冷卻單元102，電路元件101工作過程中產生的熱量依次傳導至基底部
110、熱管111和散熱片112。傳導至散熱片112表面的熱量通過蓋板113上的孔而釋放到在散熱片112周圍流動的空氣中。由此，對電路元件101進行冷卻。
[0021]連接框架103介于冷卻單元102與電容器單元(電容器部104、第一框架105和第二框架106)之間，是連接這些單元的構件，連接框架103包括框架部114和腳部115。
[0022]框架部114是前后方向為法線方向的平板狀構件，從前方看大致呈矩形。框架部114設有從前方看大致呈矩形的貫通孔116。腳部115從框架部的下端向前方延伸。
[0023]框架部114的前方固定有冷卻單元102。具體而言，框架部114的前表面與基底部110的后表面相對，框架部114與基底部110之間通過例如未圖示的螺栓和螺母等加以固定。安裝在基底部110后表面上的電路元件101被配置在貫通孔116的內部。
[0024]框架部114的后方固定有電容器單元。具體而言，在框架部114的后表面上，從后方看，在將配置在貫通孔116的電路元件101夾持的位置上固定有第一框架105和第二框架106。在第一框架105與第二框架106之間固定有多個電容器部104。
[0025]各個電容器部104是包含電連接到電路元件101的電容器元件的構件，并且是電容器單元的結構構件。舉個更具體的例子，各個電容器部104是包含電容器元件并由樹脂等形成的模塑電容器。電容器元件例如起到使輸入到電路元件101的直流電的電流穩定的濾波電容器的作用。
[0026]如圖4等所示，各個電容器部104形成為在上下方向的中央處具有狹窄部的長方體形狀。如圖1等所示，各個電容器部104在框架部114的后方隔開間距沿前后方向排列配置。最前方的電容器部104與電路元件101隔開間距，并被配置成與電路元件101相對。這樣，通過將電路元件101和電容器部104隔開間隔地進行配置，從而在它們之間形成對電路元件1I和電容器部104所產生熱量進行散熱的空間(散熱空間)。
[0027]再有，電容器部104也可為一個，但是由于通過設置多個電容器部104可在電容器部104之間形成散熱空間，因此，能促進電容器部104的散熱，提高電容器部104的冷卻效果。
[0028]各個電容器部104包括第一支承面117、第二支承面118和端子119。
[0029]第一支承面117和第二支承面118是朝向互相相反的方向，且與框架部114的法線方向平行的外表面。本實施方式中，從前方看，第一支承面117和第二支承面118分別為左端和右端的側面，它們因中間夾有狹窄部而分離為上側和下側。第一支承面117的上側和下側分別設有用于接合例如螺栓等第一緊固件107的內螺紋，第二支承面118的上側和下側分別設有用于接合例如螺栓等第二緊固件108的內螺紋。
[0030]端子119與電容器元件電連接，從電容器部104左側的狹窄部向左方突出。
[0031]第一框架105是構成電容器單元的左側部的結構構件，如圖2和圖4所示，包括第一安裝部120、第一上側延伸部121、第一下側延伸部122、第一上側前端部123和第一下側前端部 124。
[0032]第一安裝部120是朝上下和前后延伸且從左方看大致呈矩形的平板狀部分，具有用于穿插第一緊固件107的多個緊固孔以及第一安裝面125。第一安裝面125是第一安裝部120的右側主面，其被抵靠并固定于電容器部104的第一支承面117。
[0033]第一上側延伸部121是從第一安裝部120的上端向左方延伸進而從其左端向下方延伸的部分。第一下側延伸部122是從第一安裝部120的下端向左方延伸進而從其左端向上方延伸的部分。
[0034]第一上側前端部123和第一下側前端部124均為第一框架105前方的端部，是用于將第一框架105固定到框架部114的部位。本實施方式中，第一上側前端部123是從第一上側延伸部121的前端向下方延伸的平板狀部分，第一下側前端部124是從第一下側延伸部122的前端向上方延伸的平板狀部分。第一上側前端部123和第一下側前端部124各自的前表面通過將第一框架105與框架部114進行固定的第一固定件126抵靠并固定在框架部114的后表面。第一固定件126例如由螺栓和螺母構成，螺栓穿過分別對應于第一上側前端部123、第一下側前端部124和框架部114而設的孔而被緊固。
[0035]第二框架106是構成電容器單元的右側部的結構構件，如圖3和圖4所示，其包括第二安裝部127、第二上側延伸部128、第二下側延伸部129、第二上側前端部130和第二下側前端部131。
[0036]第二安裝部127是朝上下和前后延伸且從右方看大致呈矩形的平板狀部分，其包括用于穿插第二緊固件108的多個緊固孔、第二安裝面132、導電體通過部133和多個端子插接孔134。
[0037]第二安裝面132是第二安裝部127的左側主面，因此，與第一安裝面125相互面對。第二安裝面132被抵靠并固定在電容器部104的第二支承面118。
[0038]導電體通過部133是形成孔的部分，該孔作為供導電體109左右通過的空間。再有，讓導電體109通過的空間并不限于孔，例如也可以是在第二安裝部127上形成的槽口。
[0039]各個端子插接孔134是供電容器部104的端子119中的一個通過而配置的貫通孔。
[0040]再有，端子插接孔134不必與電容器部104的端子119一一對應地進行設置，端子插接孔134也可以供電容器部104的多個端子119通過。另外，端子插接孔134也可以與導電體通過部133所形成的孔連通。這能使電路元件101和電容器部104的右方更大地開放，使散熱空間的空氣因而變得易于流通。其結果是，可以促使從電路元件101和電容器部104向散熱空間的空氣散發熱量，改善電路元件1I和電容器部104的冷卻效果。
[0041]第二上側延伸部128是從第二安裝部127的上端向右方延伸進而從其右端向下方延伸的部分。第二下側延伸部129是從第二安裝部127的下端向右方延伸進而從其右端向上方延伸的部分。
[0042]第二上側前端部130和第二下側前端部131均為第二框架106前方的端部，是用來將第二框架106固定于框架部114的部位。本實施方式所涉及的第二上側前端部130是從第二上側延伸部128的前端向下方延伸的平板狀部分。第二下側前端部131是從第二下側延伸部129的前端向上方延伸的平板狀部分。第二上側前端部130和第二下側前端部131各自的前表面通過將第二框架106與框架部114進行固定的第二固定件135抵靠并固定在框架部114的后表面。第二固定件135例如由螺栓和螺母構成，螺栓穿過分別設于第二上側前端部130、第二下側前端部131和框架部114的孔并被緊固。
[0043]第一緊固件107和第二緊固件108是分別將第一框架105和第二框架106緊固于電容器部104的構件。本實施方式所涉及的第一緊固件107和第二緊固件108例如是螺栓，其插穿設置于第一安裝部120和第二安裝部127各自的緊固孔中，并被緊固在分別設于電容器部104的第一支承面117和第二支承面118的內螺紋。
[0044]導電體109是將電路元件1I和電容器部104的端子119電連接的構件，由層壓匯流條(LAMINATE BUSBAR)、電線等構成。本實施方式的導電體109是彎曲的層壓匯流條，如圖5等所示，由與電路元件1I的后方相對、與電路元件101電連接并穿過導電體通過部133的部分、以及從其右端彎曲、向后方延伸并與端子119電連接的部分構成。
[0045]再有，如圖6所示，在一變形例所涉及的功率轉換裝置200中，電容器部204的端子219可以被配置成向上方突出。在這種情況下，導電體209即層壓匯流條例如在與電路元件101的后方相對的平板部分處與電路元件101電連接，并且從該平板部分的上端彎曲并向后方延伸以與端子219電連接。另外，第二框架106也可不設導電體通過部133。根據該變形例，即使導電體209是大到難以通過例如設于第二安裝部127的導電體通過部133的層壓匯流條，也能容易對導電體209進行配置。
[0046]根據本實施方式和一個變形例，通過將第一框架105和第二框架106分別固定于電容器部104、204，從而第一框架105由第一支承面117所支承，第二框架106由第二支承面118所支承。因此，第一框架105和第二框架106均起到承受由電容器部104、204施加于電容器單元的力的結構構件的作用。其結果是，即使不在電容器部104、204的上方和下方設置結構構件，也能確保電容器單元的強度，從而能夠以簡單的結構確保足夠的強度。
[0047]實施方式2
實施方式I所涉及的功率轉換裝置100中，通過在第二安裝部127設置導電體通過部133，能將導電體109配置在電容器部104的側面(右方)。這樣一來，散熱空間的上方和下方開放，在散熱空間中借助于空氣自下向上上升而形成的自然對流來促使空氣流動，因此，能提高電路元件1I和電容器部104的冷卻效果。在變形例所涉及的功率轉換裝置200中，不需要在第二安裝部127設置供導電體109通過的空間，即使導電體109是大的層壓匯流條也能對其進行配置。但是，由于將導電體109配置在電容器部104的上方，因此散熱空間的上方被堵塞。其結果是，散熱空間中的空氣流動變差，使電路元件1I和電容器部104難以冷卻。
[0048]實施方式2中，說明了無需于第二框架設置導電體通過部133、并可以不將層壓匯流條那樣的大導電體配置在電容器部104的上方而配置在側面(例如右方)的功率轉換裝置。
[0049]如圖7和圖8所示，本實施方式所涉及的功率轉換裝置300包括與實施方式I相同的電路元件101、冷卻單元102、多個電容器部104、第一框架105、第一緊固件107和第二緊固件
108。功率轉換裝置300包括連接框架303、第二框架306和導電體309，以取代實施方式I所涉及的連接框架103、第二框架106和導電體109。
[0050]再有，圖7是從右后上方觀察到的功率轉換裝置300的立體圖。圖8是從后方觀察到的功率轉換裝置300的剖視圖，表示在與圖4的I1-1I線相當的位置處的剖面。
[0051 ]連接框架303與實施方式I所涉及的連接框架103—樣，是介于冷卻單元102與電容器單元之間并連接這些單元的構件。除了與實施方式I相同的框架部114和腳部115之外，連接框架303還包括連接部336。
[0052]連接部336是用于將第二框架306固定于連接框架303的構件，從框架部114的后表面向后方突出。連接部336配置在電路元件101的右方，通過未圖示的螺栓和螺母、焊接等固定于框架部114。
[0053]具體地說，連接部336包括:朝上下和前后延伸的平板狀的側面連接板337;以及分別從側面連接板337的上端和下端向左方延伸的上連接板338和下連接板339。側面連接板337設有左右貫通的孔，用于供構成第二緊固件335的螺栓穿插。該孔分別位于側面連接板337的上端和下端附近，設在從框架部114的后表面向后方隔開預定距離的位置。
[0054]第二框架306與實施方式I所涉及的第二框架106相同，是構成電容器單元的右側部的結構構件，與框架部114的后表面隔開預定間隔地固定在連接部336。第二框架306包括第二安裝部327、第二上側延伸部328和第二下側延伸部329。
[0055]第二安裝部327與實施方式I所涉及的第二安裝部127相同，是在上下和前后方向延伸且從右方看大致呈矩形的平板狀部分。第二安裝部327包括與實施方式I所涉及的第二安裝部127相同的多個緊固孔、第二安裝面132和多個端子插接孔134。也就是說，與實施方式I所涉及的第二安裝部127不同的是，第二安裝部327不設有導電體通過部133。
[0056]第二上側延伸部328與實施方式I所涉及的第二上側延伸部128相同，是從第二安裝部327的上端向右方延伸進而從其右端向下方延伸的部分。第二上側延伸部328的向右方延伸部分的左右方向的內尺寸大于等于上連接板338的外尺寸。
[0057]與實施方式I所涉及的第二下側延伸部129相同，第二下側延伸部329是從第二安裝部327的下端向右方延伸進而從其右端向上方延伸的部分。第二下側延伸部329的向右方延伸部分的左右方向的內尺寸大于等于下連接板339的外尺寸。
[0058]在第二上側延伸部328的向下方延伸的部分和第二下側延伸部329的向上方延伸的部分分別設有左右貫通的孔，用于供構成第二緊固件335的螺栓穿過。
[0059]第二框架306與框架部114的后表面隔開預定間隔地進行配置時，第二框架306和側面連接板337的左右貫通的孔分別在上側和下側連通。第二框架306通過穿插于這些連通的孔的螺栓和螺母(第二緊固件335)固定在連接部336。
[0060]導電體309與實施方式I所涉及的導電體109相同，是將電路元件101和電容器部104的端子119電連接的構件，由層壓匯流條、電線等構成。如圖7和圖8所示，本實施方式的導電體309比實施方式I所涉及的導電體109要大，是彎曲的層壓匯流條，由電連接到電路元件101并向右方延伸的平板狀部分、以及從其右端彎曲并向后方延伸從而電連接到端子119的平板狀部分構成。由于第二框架306的第二安裝部327與框架部114被隔開間隙地進行配置，因此，能將大的導電體109通過該間隙而配置在電容器部104的右方。
[0061]根據本實施方式，與實施方式I相同，即使不在電容器部104的上方和下方設置結構構件也能確保電容器單元的強度，能夠以簡單的結構確保足夠的強度。
[0062]可以不在第二框架306設置導電體通過部133，而在電容器部104的側面配置導電體309。另外，即使導電體309是大的層壓匯流條，也可以將導電體309配置在電容器部104的側面。
[0063]并且，通過將導電體109配置在電容器部104的側面，散熱空間的上方和下方被開放，因此可通過自然對流來促進散熱空間的空氣流動。其結果是，促進了從電路元件101和電容器部104向散熱空間的空氣的散熱，能改善電路元件1I和電容器部104的冷卻效果。
[0064]實施方式3
實施方式3所涉及的功率轉換裝置400包括與實施方式I相同的電路元件101、冷卻單元
102、多個電容器部104、第一緊固件107、第二緊固件108和導電體109。如圖9所示，功率轉換裝置400包括連接框架403、第一框架405和第二框架406，以代替實施方式I所涉及的連接框架103、第一框架105和第二框架106。
[0065]與實施方式I所涉及的連接框架103相同，連接框架403是介于冷卻單元102與電容器單元之間并將這些單元相連的構件。連接框架403包括代替實施方式I所涉及的框架部114的框架部414、以及與實施方式I相同的腳部115。
[0066]框架部414具有與實施方式I所涉及的框架部114大致相同的結構，與實施方式I所涉及的框架部114不同在于，僅在上側設有用于供構成第一緊固件126和第二緊固件135的螺栓穿過的孔，而不在下側設置。
[0067]第一框架405與實施方式I所涉及的第一框架105相同，是構成電容器單元的左側部的結構構件。如圖9所示，第一框架405包括第一安裝部420、以及與實施方式I相同的第一上側延伸部121和第一上側前端部123。與實施方式I所涉及的第一框架105不同點在于，第一框架405不具有第一下側延伸部122和第一下側前端部124。
[0068]除了下端的位置被設于跟電容器部104的底面相同的高度(上下方向的位置)之夕卜，第一安裝部420具有與實施方式I所涉及的第一安裝部120相同的結構。
[0069]第二框架406與實施方式I所涉及的第二框架106相同，是構成電容器單元的左側部的結構構件。如圖9所示，第二框架406包括第二安裝部427、與實施方式I相同的第二上側延伸部128和第二上側前端部130。與實施方式I所涉及的第二框架106的不同點在于，第二框架406不具有第二下側延伸部129和第二下側前端部131。
[0070]除了下端的位置被設于跟電容器部104的底面相同的高度之外，第二安裝部427具有與實施方式I所涉及的第二安裝部127相同的結構。
[0071]根據本實施方式，與實施方式I相同，即使不在電容器部104的上方和下方設置結構構件，也能確保電容器單元的強度，能夠以簡單的結構確保足夠的強度。
[0072]本實施方式中，第一框架405不具有第一下側延伸部122和第一下側前端部124，第二框架406不具有第二下側延伸部129和第二下側前端部131。第一安裝部420和第二安裝部427均向下方延伸但不越過電容器部104的底面。由此，能將功率轉換裝置400的結構做得比實施方式I所涉及的功率轉換裝置100更簡化。另外，由于第一框架405和第二框架406可以用比實施方式I所涉及的第一框架105和第二框架106更少的材料來制造，因此可以降低功率轉換裝置400的制造成本。
[0073]實施方式4
本實施方式所涉及的功率轉換裝置500包括與實施方式I相同的電路元件101、冷卻單元102、連接框架103、多個電容器部104和導電體109。如圖10所示，功率轉換裝置500包括第一框架505、第二框架506、第一緊固件507和第二緊固件508，以代替實施方式I所涉及的第一框架105、第二框架106、第一緊固件107和第二緊固件108。功率轉換裝置500還包括第三框架540、第四框架541、第三緊固件542和第四緊固件543。
[0074]第一框架505和第三框架540是構成電容器單元的左側部的結構構件。第一框架505和第三框架540分別相當于在實施方式I所涉及的第一安裝部120的上下方向上去掉了大致中央的部分從而將第一框架105上下分離的情況下的上側構件和下側構件。
[0075]第一框架505包括第一安裝部520、第一上側延伸部521和第一上側前端部523。第三框架540包括第三安裝部544、第三下側延伸部545和第三下側前端部546。
[0076]第一安裝部520和第三安裝部544均為上下和前后延伸并從左方看大致呈矩形的平板狀部分，它們在上下方向被間隔開設置。第一安裝部520和第三安裝部544分別具有用于穿過第一緊固件507和第三緊固件542的多個緊固孔以及作為右側主面的第一安裝面525和第三安裝面547。
[0077]第一安裝面525和第三安裝面547的位置被設于在前后和上下方向上延伸的同一假想面上。第一安裝部520和第三安裝部544分別由第一緊固件507和第三緊固件542固定于電容器部104，使得第一安裝面525抵靠在電容器部104的上側的第一支承面117，第三安裝面547抵靠在電容器部104的下側的第一支承面117。
[0078]第一上側延伸部521和第三下側延伸部545分別是被構成為與實施方式I所涉及的第一上側延伸部121和第一下側延伸部122相同的部分。也就是說，第一上側延伸部521是從第一安裝部520的上端向左方延伸進而從其左端向下方延伸的部分。第三下側延伸部545是第三從安裝部544的下端向左方延伸進而從其左端向上方延伸的部分。
[0079]第一上側前端部523和第三下側前端部546分別為用于將第一框架505和第三框架
540固定到框架部114上的部位，它們被構成為與實施方式I所涉及的第一上側前端部123和第一下側前端部124相同。
[0080]也就是說，第一上側前端部523為第一框架505前方的端部，是從第一上側延伸部521向下方延伸的平板狀部分。第一上側前端部523的前表面由將第一框架505和框架部114進行固定的第一緊固件526抵靠并固定在框架部114的后表面。第一緊固件526例如由螺栓和螺母構成，所配置的螺栓穿過分別對應于第一上側前端部523和框架部114而設的孔。[0081 ]另外，第三下側前端部546為第三框架540前方的端部，是從第三下側延伸部545向上方延伸的平板狀部分。第三下側前端部546的前表面由將第三框架540和框架部114進行固定的第三緊固件548抵靠并固定在框架部114的后表面。第三緊固件548例如由螺栓和螺母構成，所配置的螺栓穿過分別對應于第三下側前端部546和框架部114而設的孔。
[0082]第二框架506和第四框架541是構成電容器單元的右側部的結構構件。第二框架506和第四框架541分別相當于去掉了在實施方式I所涉及的第二安裝部127的上下方向上的大致中央的部分從而將第二框架106上下分離的情況下的上側構件和下側構件。
[0083]第二框架506包括第二安裝部527、第二上側延伸部528和第二上側前端部530。第四框架541包括第四安裝部549、第四下側延伸部550和第四下側前端部551。
[0084]第二安裝部527和第四安裝部549均為向上下和前后延伸且從右方看大致呈矩形的平板狀部分，它們在上下方向被間隔開設置。第二安裝部527和第四安裝部549分別具有用于供第二緊固件508和第四緊固件543穿過的多個緊固孔。并且，第二安裝部527和第四安裝部549分別具有作為左側主面的第二安裝面532和第四安裝面552。
[0085]第二安裝面532和第四安裝面552的位置被設于向前后和上下延伸的同一假想面上，它們分別與第一安裝面525和第三安裝面547相對。第二安裝部527和第四安裝部549分別由第二緊固件508和第四緊固件543固定于電容器部104，使得第二安裝面532抵靠在電容器部104的上側的第二支承面118，并且第四安裝面552抵靠在電容器部104的下側的第二支承面118。
[0086]導電體109和電容器部104的端子119通過第二安裝部527與第四安裝部549之間來進行配置。
[0087]第二上側延伸部528和第四下側延伸部550分別是被構成為與實施方式I所涉及的第二上側延伸部128和第二下側延伸部129相同的部分。也就是說，第二上側延伸部528是從第二安裝部527的上端向右方延伸進而從其右端向下方延伸的部分。第四下側延伸部550是從第四安裝部549的下端向右方延伸進而從其右端向上方延伸的部分。
[0088]第二上側前端部530和第四下側前端部551分別為用于將第二框架506和第四框架
541固定于框架部114的部位，它們被構成為與實施方式I所涉及的第二上側前端部130和第二下側前端部131相同。
[0089]也就是說，第二上側前端部530為第二框架506前方的端部，是從第二上側延伸部528向下方延伸的平板狀部分。第二上側前端部530的前表面由將第二框架506和框架部114進行固定的第二緊固件535抵靠并固定在框架部114的后表面。第二緊固件535例如由螺栓和螺母構成，所配置的螺栓穿過分別對應于第二上側前端部530和框架部114而設的孔。
[0090]另外，第四下側前端部551為第四框架541前方的端部，是從第四下側延伸部550向上方延伸的平板狀部分。第四下側前端部551的前表面由將第四框架541和框架部114進行固定的第四緊固件553抵靠并固定在框架部114的后表面。第四緊固件553例如由螺栓和螺母構成，所配置的螺栓穿過分別對應于第四下側前端部551和框架部114而設的孔。
[0091]第一緊固件507、第二緊固件508、第三緊固件542和第四緊固件543是分別用來將第一框架505、第二框架506、第三框架540和第四框架541分別緊固在電容器部104的構件。本實施方式所涉及的第一緊固件507、第二緊固件508、第三緊固件542和第四緊固件543例如是螺栓，它們分別被穿插到第一安裝部520、第二安裝部527、第三安裝部544和第四安裝部549各自的緊固孔中。第一緊固件507和第三緊固件542分別被緊固在設于電容器部104的第一支承面117的上側和下側的內螺紋。第二緊固件508和第四緊固件543分別被緊固在設于電容器部104的第二支承面118的上側和下側的內螺紋。
[0092]根據本實施方式，第一框架505、第二框架506、第三框架540和第四框架541分別被固定在電容器部104。這樣一來，第一框架505和第三框架540由第一支承面117所支承，第二框架506和第四框架541由第二支承面118所支承。因此，第一框架505、第二框架506、第三框架540和第四框架541均起到耐受由電容器部104作用于電容器單元的力的結構構件的作用。其結果是，即使不在電容器部104的上方和下方設置結構構件，也能確保電容器單元的強度，從而能夠以簡單的結構確保足夠的強度。
[0093]根據本實施方式，能將導電體109通過第二框架506與第四框架541之間的間隔并配置在電路元件101和電容器部104的側面。這樣一來，散熱空間的上方和下方被開放，因此可通過自然對流促進散熱空間的空氣流動。另外，本實施方式中，可以使電路元件101和電容器部104的左右較大地開放，因而便于散熱空間的空氣流動。其結果是，能促進從電路元件101和電容器部104向散熱空間的空氣進行散熱，提高電路元件101和電容器部104的冷卻效果。
[0094]根據本實施方式，能用少于實施方式I所涉及的第一框架105和第二框架106的材料來制造第一框架505、第二框架506、第三框架540和第四框架541。因此，能夠將制造功率轉換裝置500的費用降至低于制造實施方式I所涉及的功率轉換裝置100的成本。
[0095]以上，就本發明的實施方式和變形例作了說明，但是本發明并不限定于這些實施方式和變形例，本發明包括對這些實施方式和變形例作了適當組合而得的實施方式以及對它們作了各種變更而得的實施方式等。
[0096]例如，可以將實施方式2和實施方式3組合。也就是說，連接框架303包括連接部336，不包括第二下側延伸部129和第二下側前端部131的第二框架306可以通過與實施方式2相同的方法固定到連接部336。在這種情況下，連接部336由側面連接板337的上側部分(例如，上半部分)和上連接板338構成，可以不包括側面連接板337的下側部分(例如，下半部分)和下連接板339。
[0097]例如，可以將實施方式2和實施方式4組合。也就是說，連接框架303包括連接部336，而上下分離的第二框架306的上側和下側分別可以通過與實施方式2相同的方法固定在連接部336。
[0098]根據這些形態，可取得與實施方式2相同的效果。也就是說，能夠以簡單的結構確保足夠的強度。即使導電體309由較大的層壓匯流條構成(參照圖7)，也可以在電容器部104的側面配置導電體309，因此，能夠提高電路元件101和電容器部104的冷卻效果。
工業上的實用性
[0099]本發明所涉及的功率轉換裝置可以適用于鐵路車輛、起重機車、船舶、飛機、工業用機械等。
標號說明
[0100]100、200、300、400、500 功率轉換裝置 101電路元件
102冷卻單元
103、303、403連接框架
104,204電容器部
105、405、505第一框架
106、306、406、506第二框架 107,507第一緊固件
108、508第二緊固件
109、209、309導電體 110基底部
111熱管 112散熱片 114,414框架部 116貫通孔 117第一支承面 118第二支承面 119、219 端子120,420,520第一安裝部121,521第一上側延伸部122第一下側延伸部123、523第一上側前端部124第一下側前端部125,525第一安裝面126,526第一緊固件
127、327、427、527第二安裝部
128、328、528第二上側延伸部129,329第二下側延伸部130、530第二上側前端部
131第二下側前端部
132,532第二安裝面
133導電體通過部
134端子插接孔
135、335、535第二緊固件
336連接部
337側面連接板
338上連接板
339下連接板
540第三框架
541第四框架
542第三緊固件
543第四緊固件
544第三安裝部
545第三下側延伸部
546第三下側前端部
547第三安裝面
548第三緊固件
549第四安裝部
550第四下側延伸部
551第四下側前端部
552第四安裝面
553第四緊固件
【主權項】
1.一種功率轉換裝置，其特征在于，包括: 電路元件，該電路元件為轉換功率進行工作而發熱； 冷卻部，該冷卻部安裝有所述電路元件，通過將所述電路元件工作中所產生的熱量散發到空氣中來冷卻所述電路元件； 連接框架，該連接框架具有安裝所述冷卻部的平板狀的框架部； 電容器部，該電容器部是包含與所述電路元件電連接的電容器元件而成，配置在所述框架部的法線方向上的結構構件，并具有第一支承面和第二支承面，所述第一支承面和所述第二支承面是相互朝向相反方向，且平行于所述法線方向的外表面； 第一框架，該第一框架具有被固定在所述連接框架的端部、及被固定在所述第一支承面的第一安裝面;以及 第二框架，該第二框架具有被固定在所述連接框架的端部、及朝向與所述第一安裝面互相相對的方向且被固定在所述第二支承面的第二安裝面。2.如權利要求1所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述第一框架和所述第二框架均固定在所述框架部。3.如權利要求1所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述第一框架安裝在所述框架部， 所述連接框架還具有從所述框架部朝所述法線方向突出的、用于固定所述第二框架的連接部， 所述第二框架與所述框架部隔開間隙地固定在所述連接部。4.如權利要求3所述的功率轉換裝置，其特征在于， 還包括導電體，該導電體通過所述第二框架與所述框架部之間的所述間隙而進行配置，并將所述電路元件與所述電容器部電連接。5.如權利要求1所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述第一框架和所述第二框架具有下端部，該下端部在所述法線方向為水平時處于與所述電容器部的底面相同的高度。6.如權利要求1所述的功率轉換裝置，其特征在于，還包括: 第三框架，該第三框架具有被固定于所述框架部的端部、及在所述法線方向為水平時在所述第一安裝面的下方被配置成與所述第一安裝面為同一平面的第三安裝面;以及第四框架，該第四框架具有被固定于所述框架部的端部、及在所述第二安裝面的所述下方被配置成與所述第二安裝面為同一平面并朝向與所述第三安裝面相對的方向的第四安裝面， 所述第一支承面具有固定有所述第一安裝面的區域、及在該區域的所述下方固定有所述第三安裝面的區域， 所述第二支承面具有固定有所述第二安裝面的區域、及在該區域的所述下方固定有所述第四安裝面的區域。7.如權利要求1所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述電路元件和所述電容器部隔開間隔而相對配置。8.如權利要求1所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述電容器部具有朝安裝所述第二框架的方向突出的端子，所述第二框架具有供所述端子穿過的端子插接孔。9.如權利要求1所述的功率轉換裝置，其特征在于，在所述法線方向上隔開間隔地并排配置有多個所述電容器部。
【文檔編號】H02M7/42GK105981283SQ201480074867
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年2月7日
【發明人】高林宏和
【申請人】三菱電機株式會社