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公開番号2025097697
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2023214040
出願日2023-12-19
発明の名称電力変換装置
出願人ヤマハ発動機株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250624BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】冷却後の発熱部品の温度のばらつきを抑えるとともに冷却部における冷却通路の設計自由度を向上させる電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置10は、一方の面が上下方向に沿って配置される回路基板20と、回路基板20の一方の面に実装されている発熱部品30と、回路基板20の他方の面上に配置されている冷却部40と、を有する。冷却部40は、入口部411と出口部412とを繋ぐ経路を有するメイン通路41と、メイン通路41の一部をバイパスして接続するサブ通路42と、を有する。メイン通路41は、折り返し部451と、第1部分452と、第2部分453と、を有する。サブ通路42は、メイン通路41の経路のうち、少なくとも折り返し部451をバイパスして、第1部分452と第2部分453とを上下方向に接続する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
一方の面が上下方向に沿って配置される回路基板と、前記回路基板の一方の面に実装されている発熱部品と、前記回路基板の他方の面上に配置されている冷却部とを有する、電力変換装置であって、
前記冷却部は、その内部に、
冷却液が供給される入口部及び前記冷却液を排出する出口部を有し、前記回路基板の他方の面に沿って延びるとともに前記入口部と前記出口部とを繋ぐ経路を有するメイン通路と、
前記メイン通路の一部をバイパスして接続するサブ通路と、
を有し、
前記メイン通路は、
前記入口部と前記出口部との間に位置する少なくとも一つの折り返し部と、
前記折り返し部よりも前記入口部に近い位置に位置する第１部分と、
前記折り返し部よりも前記出口部に近い位置に位置し、且つ、前記第１部分よりも下方に位置する第２部分と、
を有し、
前記サブ通路は、前記メイン通路のうち、少なくとも前記折り返し部をバイパスして、前記第１部分と前記第２部分とを上下方向に接続する、
電力変換装置。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記サブ通路の流路面積は、前記メイン通路の流路面積よりも小さい、
電力変換装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電力変換装置において、
前記メイン通路では、
前記第２部分は、前記回路基板の他方の面に沿って延びるとともに屈曲する屈曲部を有し、
前記サブ通路は、前記第１部分と、前記第２部分の屈曲部とを接続している、
電力変換装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の電力変換装置において、
前記入口部または前記出口部の少なくとも一方は、前記冷却部の上部に位置する、
電力変換装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の電力変換装置において、
前記回路基板は、金属基板を含む、
電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力された電力を変換して出力する電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
基板の表面に発熱部品を実装するとともに、前記基板の裏面に冷却ユニットを配置する冷却構造が知られている。前記冷却ユニット内に冷却液を流通させることにより、前記発熱部品を冷却させることができる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ハイブリッド自動車に搭載される電動ユニット（ＥＤＵ）の冷却構造が開示されている。詳細には、特許文献１には、電動ユニットと統合型電力電子ユニット（ＩＰＥ）とを一体化した電動ユニットアセンブリが開示されている。また、特許文献１の統合型電力電子ユニットには、内部冷却システムが内蔵されている。前記内部冷却システムは、冷却通路を有するメインケースと、前記メインケースの上面に位置する冷却カバーとを有する。前記冷却カバー上に電力変換モジュール等の発熱部品が配置されている。前記内部冷却システムは、前記冷却通路内に冷却液を循環させることによって、統合型電力電子ユニットの様々な発熱部品を冷却している。
【０００４】
また、前記特許文献１には、平面的な前記統合型電力電子ユニットを、電動ユニットの上方に水平に配置する横置きレイアウトが開示されているとともに、前記統合型電力電子ユニットを、電動ユニットの側方に垂直に配置する縦置きレイアウトが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許第１０７８０８４９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、インバータ等の電力変換装置の基板上には、多数の発熱部品が実装されている。そのため、前記電力変換装置において、前記多数の発熱部品をできるだけ偏りなく冷却することが求められる。一方で、前記電力変換装置において前記基板を冷却する冷却システムが、基板に冷却液が直接接触する直水冷方式の場合、前記冷却液が流れる冷却通路を適切に設計しなければ、前記冷却液は均一に流れない。よって、前記多数の発熱部品をできるだけ偏りなく冷却するためには、前記冷却通路内で冷却液が均一に流れるように、前記冷却通路を設計する必要がある。
【０００７】
しかも、例えば、基板の一方の面を上下方向に沿って配置する縦置きの場合、冷却液が流れる冷却通路内にエアが滞留する場合がある。前記冷却通路内にエアが滞留した場合、滞留した部分の熱伝達率が下がるため、その部分の冷却性能が低下する。よって、冷却後の発熱部品の温度のばらつきが生じやすい。したがって、エアの滞留を抑制するような冷却通路の設計も求められる。
【０００８】
このように冷却液の流れの均一性だけでなくエアの滞留も考慮すると、冷却通路の設計の自由度は制限される。
【０００９】
そこで、基板を縦置きした場合でも、冷却後の発熱部品の温度のばらつきを抑えることができるとともに冷却通路の設計自由度を高めた電力変換装置が求められている。
【００１０】
本発明は、縦置きされた回路基板と、前記回路基板の発熱部品を冷却するための冷却通路とを有する冷却部を有する電力変換装置において、冷却後の前記発熱部品の温度のばらつきを抑えることができるとともに前記冷却部における前記冷却通路の設計自由度を向上可能な構成を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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