JP6483331B1 - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

入力電圧を電力変換した出力電圧を出力する電力変換装置であって、第１面および第１面の反対側の第２面を有し、部分的に第１面から第２面まで貫通する貫通孔が設けられた第１収納ケースと、第１面上に配置された第１の電子部品と、貫通孔を通して第２面から突出するように第１収納ケースに接合される第２収納ケースおよび第２収納ケース内に収納される第２の電子部品、または、貫通孔を遮蔽するように第１面上に配置される遮蔽板から選択した何れか１つと、を備える。

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

従来、携帯発電機等に用いられるインバータ式発電機には、エンジンの駆動にともなってエンジンに接続されたオルタネータに交流電圧を発生させ、発生した交流電圧を整流回路による整流および電解コンデンサによる平滑化によって直流電圧に変換し、変換された直流電圧をインバータで交流電圧に変換するものがある（例えば、特開２００３‐１０２２００号公報参照）。

また、インバータ式発電機においては、インバータで変換される交流電圧のノイズのレベルに応じて、インバータの出力側にノイズを低減するためのノイズフィルタを接続することがあった。ノイズフィルタは、モジュールや整流回路と比較して大型の巻線部品を有する。

このようなインバータ式発電機において、各電子部品は、アルミニウム等の金属製の収納ケースに収納された状態で樹脂封止されていた。

しかしながら、従来は、ノイズフィルタの巻線部品のように搭載の有無を選択できる電子部品を搭載する場合と搭載しない場合とのいずれにも対応するため、それぞれの場合に好適な形状を有する異なる収納ケースを用意していた。このため、従来は、収納ケースにコストがかかることで、電子部品のレイアウトの選択に対応しつつ製造コストを削減することが困難であるといった問題があった。

なお、特開２００７−６４００１号公報には、ケース内にインバータを備えたガスエンジン発電機が開示されている。特開２００７−６４００１号公報では、ケースの内部にベース板を取り付け、ベース板上に発電機、エンジンおよびインバータを含む関連部品の全てを取り付けることで、組立性の向上とコストの低下を図っている。しかしながら、特開２００７−６４００１号公報は、インバータ自体のケースおよびケースに対する電子部品のレイアウトの選択については何ら触れていない。すなわち、特開２００７−６４００１号公報は、電子部品のレイアウトの選択に対応しつつ製造コストを削減することが困難であるといった問題に対して、何ら有効な解決手段を提示していない。

そこで、本発明は、電子部品のレイアウトの選択に対応しつつ製造コストを削減することが可能な電力変換装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る電力変換装置は、
入力電圧を電力変換した出力電圧を出力する電力変換装置であって、
第１面および前記第１面の反対側の第２面を有し、部分的に前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通孔が設けられた第１収納ケースと、
前記第１面上に配置された少なくとも１つの第１の電子部品と、
前記貫通孔を通して前記第２面から突出するように前記第１収納ケースに接合される第２収納ケースおよび前記第２収納ケース内に収納される第２の電子部品、または、前記貫通孔を遮蔽するように前記第１面上に配置される遮蔽板から選択した何れか１つと、を備える。

前記電力変換装置において、
前記第２収納ケースは、
前記第２面から突出する方向に向かって凹部が設けられ、前記凹部内に前記第２の電子部品を収納する収納部と、
前記第１面側の前記凹部の端部において前記収納部を囲み、前記貫通孔の内周縁に当接する当接部と、を有してもよい。

前記電力変換装置において、
前記遮蔽板は、
前記貫通孔を遮蔽する遮蔽領域と、
前記遮蔽領域を囲み、前記貫通孔の内周縁に当接する当接領域と、を有してもよい。

前記電力変換装置において、
前記第１の電子部品は、複数配置されており、
前記第２の電子部品は、前記複数の第１の電子部品のうち少なくとも１つよりも前記第１面から前記第２面に向かう方向の寸法である厚みが厚くてもよい。

前記電力変換装置において、
前記第１収納ケースの前記第１面上で前記第１及び第２の電子部品を封止する封止部材を更に備えてもよい。

前記電力変換装置において、
前記第１収納ケース内に配置され、前記第１収納ケースの前記第１面に対向する第３面および前記第３面の反対側の第４面を有する配線基板と、
前記配線基板の前記第４面上に配置され、前記複数の第１の電子部品のうち少なくとも１つの動作を制御する制御部と、を更に備え、
前記封止部材は、前記第１収納ケースの前記第１面上で、前記第１及び第２の電子部品を封止するとともに、前記配線基板および前記配線基板の前記第４面上の前記制御部を封止してもよい。

前記電力変換装置において、
前記第２収納ケースは絶縁性を有してもよい。

前記電力変換装置において、
前記第２収納ケースは、樹脂を含有してもよい。

前記電力変換装置において、
前記第１収納ケースの前記第２面上に配置された放熱フィンを更に備えてもよい。

前記電力変換装置において、
前記複数の第１の電子部品は、
前記制御部により制御され、前記入力電圧を整流して出力する整流回路と、
前記制御部により制御され、前記整流回路が整流した電圧を変換して出力するモジュールと、
前記モジュールが出力した電圧を調整して出力するリアクタと、を含んでもよい。

前記電力変換装置において、
前記第２の電子部品は、前記リアクタを含むＬＣフィルタが出力した電圧をフィルタリングして出力するノイズフィルタの巻線部品を含み、前記巻線部品は、前記配線基板の前記第３面上に配置されていてもよい。

前記電力変換装置において、
前記配線基板の前記第４面上に配置され、前記配線基板の配線を介して前記整流回路の入力に接続され、前記封止部材により前記配線基板との接続部分が封止され、前記入力電圧が供給される入力端子と、
前記配線基板の前記第４面上に配置され、前記配線基板の配線を介して前記整流回路の出力に接続され、前記封止部材により前記配線基板との接続部分が封止され、前記整流回路が出力した電圧を平滑化する平滑化キャパシタと、
前記配線基板の前記第４面上に配置され、前記配線基板に接続され、前記封止部材により前記配線基板との接続部分が封止され、前記ノイズフィルタから供給された電圧を前記出力電圧として出力する出力端子と、を更に備えてもよい。

本発明の一態様に係る電力変換装置は、入力電圧を電力変換した出力電圧を出力する電力変換装置であって、第１面および第１面の反対側の第２面を有し、部分的に第１面から第２面まで貫通する貫通孔が設けられた第１収納ケースと、第１面上に配置された少なくとも１つの第１の電子部品と、を備える。また、電力変換装置１００は、貫通孔を通して第２面から突出するように第１収納ケースに接合される第２収納ケースおよび第２収納ケース内に収納される第２の電子部品、または、貫通孔を遮蔽するように第１面上に配置される遮蔽板から選択した何れか１つを備える。
このように、本発明によれば、貫通孔を通して第２面から突出する第２収納ケースと、貫通孔を遮蔽する遮蔽板とを選択的に第１収納ケースに設けることができるので、第２の電子部品を搭載する場合には、第２収納ケース内に第２の電子部品を収納し、第２の電子部品を搭載しない場合には、遮蔽板で貫通孔を遮蔽することができる。すなわち、本発明によれば、第２の電子部品の搭載の有無にかかわらず、共通の第１収納ケースを用いることができる。
これにより、収納ケースのコストを削減することができるので、電子部品のレイアウトの選択に対応しつつ製造コストを削減することができる。

図１は、本実施形態に係る電力変換装置１００が適用される発電システム１０００の構成の一例を示す図である。 図２は、図１に示す電力変換装置１００の主要な構成の一例を示すブロック図である。 図３は、図２に示す電力変換装置１００の外観の構成の一例を示す平面図である。 図４は、図３に示す電力変換装置１００の構成の一例として、巻線部品を搭載する例を示す図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。 図５は、図３に示す電力変換装置１００の構成の一例として、巻線部品を搭載しない例を示す断面図である。 図６は、図３に示す電力変換装置１００の第１収納ケースＨ１の斜視図である。 図７は、図３に示す電力変換装置１００の第１収納ケースＨ１および第１収納ケースＨ１上の第１の電子部品Ｙ、Ｍ、Ｒの平面図である。 図８は、図４に示す電力変換装置１００の配線基板１０に搭載された巻線部品Ｗを示す斜視図である。 図９は、図４に示す電力変換装置１００の分解斜視図である。 図１０は、図５に示す電力変換装置１００の分解斜視図である。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明を限定するものではない。

図１は、本実施形態に係る電力変換装置１００が適用される発電システム１０００の構成の一例を示す図である。また、図２は、図１に示す電力変換装置１００の主要な構成の一例を示すブロック図である。また、図３は、図２に示す電力変換装置１００の外観の構成の一例を示す平面図である。また、図４は、図３に示す電力変換装置１００の構成の一例として、巻線部品を搭載する例を示す図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。また、図５は、図３に示す電力変換装置１００の構成の一例として、巻線部品を搭載しない例を示す断面図である。また、図６は、図３に示す電力変換装置１００の第１収納ケースＨ１の斜視図である。また、図７は、図３に示す電力変換装置１００の第１収納ケースＨ１および第１収納ケースＨ１上の第１の電子部品Ｙ、Ｍ、Ｒの平面図である。また、図８は、図４に示す電力変換装置１００の配線基板１０に搭載された巻線部品Ｗを示す斜視図である。また、図９は、図４に示す電力変換装置１００の分解斜視図である。また、図１０は、図５に示す電力変換装置１００の分解斜視図である。

発電システム１０００は、例えば、図１に示すように、エンジンＥと、エンジンＥに接続されたオルタネータ（図示せず）によって駆動されるファンＸと、エンジンＥに接続され、オルタネータが出力した交流電圧（入力電圧）を電力変換した交流電圧（出力電圧）を出力する電力変換装置１００とを備える。

この発電システム１０００において、ファンＸが駆動することにより、外部から気流Ａが発電システム１０００の内部に流れ込み、電力変換装置１００及びエンジンＥの周囲に誘導される。これにより、電力変換装置１００及びエンジンＥが気流Ａにより冷却され、電力変換装置１００及びエンジンＥが発した熱が気流Ｂとともに外部に放出されることなる。

このような電力変換装置１００は、例えば、図２および図３に示すように、第１収納ケースＨ１と、放熱フィンＺと、配線基板１０と、封止部材１１と、入力端子ＴＩＮと、整流回路Ｙと、平滑化キャパシタＣと、モジュールＭと、ＬＣフィルタ（リアクタＲ、第１のキャパシタＣ１Ｆ）ＦＸと、ノイズフィルタＦと、出力端子ＴＯＵＴと、制御部ＣＯＮと、を備える。整流回路Ｙと、モジュールＭと、リアクタＲは、第１の電子部品の一例である。なお、図３において、各電子部品Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｒ、Ｆは、破線または二点鎖線の矩形枠で模式的に表現されている。

図３に示すように、ノイズフィルタＦは、第２の電子部品の一例である巻線部品（すなわち、例えば、コモンモードのチョークコイル）Ｗと、第２のキャパシタＣ２Ｆとを備える。巻線部品Ｗは、少なくとも１つの第１の電子部品（図３の例における整流回路ＹおよびモジュールＭ）よりも第１面Ａ１から第２面Ａ２に向かう方向の寸法である厚みが厚い大型の電子部品である。キャパシタＣ１Ｆ、キャパシタＣ２Ｆは、それぞれが複数のキャパシタを含んでいてもよい。

ノイズフィルタＦのうち、少なくとも巻線部品Ｗは、後述するモジュールＭで変換される電圧のノイズのレベルに応じて、電力変換装置１００への搭載の有無が選択される任意の構成である。すなわち、図４および図５に示すように、電力変換装置１００は、巻線部品Ｗを収納する第２収納ケースＨ２および巻線部品Ｗと、遮蔽板１２とから選択した何れか１つを備える。

以下、これらの電力変換装置１００の各構成部の詳細について順に説明する。

（第１収納ケースＨ１）
第１収納ケースＨ１は、電力変換装置１００の各構成部を収納するケースである。第１収納ケースＨ１は、例えば、アルミニウムなどの金属で構成されている。図４に示すように、第１収納ケースＨ１は、第１面Ａ１と、第１面Ａ１の反対側の第２面Ａ２とを有する。第１面Ａ１は、上面または内面ということもでき、第２面Ａ２は、下面または外面ということもできる。

図６に示すように、第１収納ケースＨ１には、第２収納ケースＨ２および巻線部品Ｗと、遮蔽板１２とを選択的に配置するため、部分的に第１面Ａ１から第２面Ａ２まで貫通する貫通孔１４が設けられている。

巻線部品Ｗを搭載する場合に貫通孔１４に第２収納ケースＨ２を挿入することができるように、貫通孔１４の内周は、後述する第２収納ケースＨ２の収納部Ｈ２ａの外周よりも大きく形成されている。また、巻線部品Ｗを搭載しない場合に遮蔽板１２で貫通孔１４を遮蔽することができるように、貫通孔１４の内周は、遮蔽板１２の外周よりも小さく形成されている。

図６に示すように、第１収納ケースＨ１の第１面Ａ１上には、複数の第１の電子部品のそれぞれを配置するための領域が設けられている。具体的には、第１面Ａ１上には、整流回路Ｙを配置するための第１領域と、モジュールＭを配置するための第２領域と、リアクタＲを配置するための第３領域とが設けられている。より具体的には、第１面Ａ１上には、第２面Ａ２側に向かって凹むように、第１領域の一例である第１凹部Ｓ１ｂと、第２領域の一例である第２凹部Ｓ２ｂと、第３領域の一例である第３凹部Ｓ３ｂとが設けられている。第２凹部Ｓ２ｂは、第１凹部Ｓ１ｂに隣接して設けられている。また、第３凹部Ｓ３ｂは、第２凹部Ｓ２ｂに隣接して設けられている。なお、図５および図６に示すように、各凹部Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｂの反対側の第２面Ａ２上の領域は、凹部Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｂが設けられていない第１面Ａ１上の領域の反対側に位置する第２面Ａ２上の領域よりも突出した凸部Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ３ａとなっている。

また、第１収納ケースＨ１には、第２面Ａ２から突出するように放熱フィンＺが設けられている。放熱フィンＺは、外部から供給された気流Ａにより冷却されることで、発熱源である電子部品（例えば、整流回路ＹおよびモジュールＭ）が発する熱を外部に放出する。放熱フィンＺは、例えば、アルミニウム等の金属材料を用いたダイカスト法などの金型鋳造法によって、第１収納ケースＨ１と一体成型されていてもよい。

（第２収納ケースＨ２）
図４に示すように、第２収納ケースＨ２は、電力変換装置１００に巻線部品Ｗを搭載する場合に、第１収納ケースＨ１に設けられた貫通孔１４を通して第２面Ａ２から突出するように第１収納ケースＨ１に接合される。

第２収納ケースＨ２は、収納部Ｈ２ａと、当接部Ｈ２ｂとを有する。収納部Ｈ２ａには、第２収納ケースＨ２が第２面Ａ２から突出する方向に向かって凹部Ｈ２ａ１が設けられている。収納部Ｈ２ａは、凹部Ｈ２ａ１内に巻線部品Ｗを収納する。

当接部Ｈ２ｂは、第１面Ａ１側の凹部Ｈ２ａ１の端部において収納部Ｈ２ａを囲み、貫通孔１４の内周縁１４ａに当接する。第２収納ケースＨ２が配置されることで、貫通孔１４は塞がれた状態となる。

巻線部品Ｗとの絶縁性を向上させるため、第２収納ケースＨ２は、絶縁性を有していてもよい。第２収納ケースＨ２は、エポキシ樹脂等の樹脂で構成されていることによって絶縁性を有していてもよい。

（遮蔽板１２）
一方、図５に示すように、遮蔽板１２は、電力変換装置１００に巻線部品Ｗを搭載しない場合に、貫通孔１４を遮蔽するように第１面Ａ１上に配置される。

遮蔽板１２は、貫通孔１４を遮蔽する遮蔽領域１２ａと、遮蔽領域１２ａを囲み、貫通孔１４の内周縁１４ａに当接する当接領域１２ｂとを有する。

遮蔽板１２は、例えば、第１収納ケースＨ１と同じ材質で形成されている。遮蔽板１２は、第１収納ケースＨ１と異なる材質で形成されていてもよい。

（配線基板１０）
配線基板１０は、電力変換装置１００の端子と電子部品あるいは電子部品同士を電気的に接続する複数の配線１０Ｙａ、１０Ｃａ、１０Ｃｂ、１０Ｒａ、１０Ｒｂ、１０Ｆａ、１０ａ、１０ｂおよび複数の電極１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｒ、１０Ｆが設けられた基板である。なお、図３では、配線基板１０に設けられた配線および電極を簡略化して表現している。図４に示すように、配線基板１０は、第１収納ケースＨ１内に配置されており、第１収納ケースＨ１の第１面Ａ１に対向する第３面Ａ３と、第３面Ａ３の反対側の第４面Ａ４とを有する。

（電子部品、端子）
入力端子ＴＩＮは、配線基板１０の第４面Ａ４上に配置されている。図３に示すように、入力端子ＴＩＮは、配線基板１０の配線１０Ｙａを介して整流回路Ｙの入力に接続されている。入力端子ＴＩＮには、入力電圧ＶＩＮが供給される。

第１の電子部品の一例である整流回路Ｙは、第１収納ケースＨ１の第１面Ａ１上の第１凹部Ｓ１ｂに配置されている。図７に示すように、整流回路Ｙは、入力電圧ＶＩＮ、整流電圧、又は制御信号を入出力するための複数の端子ＹＴを有する。これらの端子ＹＴは、配線基板１０の電極１０Ｙにはんだ材等によって電気的に接続されている。整流回路Ｙは、封止部材１１とは異なる封止樹脂によってモールドされている。整流回路Ｙは、制御部ＣＯＮにより制御され、入力電圧ＶＩＮを整流して出力する。

平滑化キャパシタＣは、配線基板１０の第４面Ａ４上に配置されている。図３に示すように、平滑化キャパシタＣは、配線基板１０の配線１０Ｃａおよび電極１０Ｙを介して整流回路Ｙの出力に接続されている。平滑化キャパシタＣは、整流回路Ｙが出力した電圧を平滑化し、平滑化した電圧を出力する。

第１の電子部品の一例であるモジュールＭは、第１収納ケースＨ１の第１面Ａ１上の第２凹部Ｓ２ｂに整流回路Ｙに隣接して配置されている。図７に示すように、モジュールＭは、整流電圧、交流電圧、又は制御信号を入出力するための複数の端子ＭＴを有する。これらの端子ＭＴは、配線基板１０の電極１０Ｍにはんだ材等によって電気的に接続されている。モジュールＭは、封止部材１１とは異なる封止樹脂によってモールドされている。図３に示すように、モジュールＭは、配線基板１０の配線１０Ｃｂを介して平滑化キャパシタＣの出力に接続されている。モジュールＭは、制御部ＣＯＮにより制御され、平滑化キャパシタＣが平滑化した電圧（すなわち、整流回路Ｙが整流した電圧）を変換して出力する。

第１の電子部品の一例であるリアクタＲは、第１収納ケースＨ１の第１面Ａ１上の第３凹部Ｓ３ｂにモジュールＭに隣接して配置されている。図７に示すように、リアクタＲは、モジュールＭが出力した電圧が入力され、調整した電圧を出力するための複数の端子ＲＴを有する。これらの端子ＲＴは、配線基板１０の電極１０Ｒにはんだ材等によって電気的に接続されている。図３に示すように、リアクタＲは、配線基板１０の配線１０Ｒａおよび電極１０Ｍを介してモジュールＭの出力に接続されている。リアクタＲは、モジュールＭが出力した電圧を調整して出力する。リアクタＲの出力（出力用の端子ＲＴ、電極１０Ｒ）は、配線基板１０の配線１０Ｒｂと配線基板１０の第４面Ａ４上に配置された第１のキャパシタＣ１Ｆとを介して、ノイズフィルタＦの入力に接続されている（図３）。

ノイズフィルタＦは、一部が配線基板１０の第３面Ａ３上に配置され、他の一部が配線基板１０の第４面Ａ４上に配置されている。図３に示される例において、ノイズフィルタＦのうち、第２の電子部品の一例である巻線部品Ｗは第３面Ａ３上に配置され、第２のキャパシタＣ２Ｆは、第４面Ａ４上に配置されている。ノイズフィルタＦの巻線部品Ｗは、リアクタＲおよび第１のキャパシタＣ１Ｆで構成されるＬＣフィルタＦＸが出力した電圧をフィルタリングする過程でキャパシタＣ１Ｆ、Ｃ２Ｆとの間で電圧を入出力するための複数の端子ＷＴを有する。これらの端子ＷＴは、配線基板１０の電極１０Ｆにはんだ材等によって電気的に接続されている。ノイズフィルタＦは、ＬＣフィルタＦＸが出力した電圧をフィルタリングして出力する。

出力端子ＴＯＵＴは、配線基板１０の第４面Ａ４上に配置されている。図３に示すように、出力端子ＴＯＵＴは、配線基板１０の配線１０Ｆａを介してノイズフィルタＦの出力に接続されている。出力端子ＴＯＵＴは、ノイズフィルタＦから供給された電圧を出力電圧ＶＯＵＴとして出力する。

制御部ＣＯＮは、配線基板１０の第４面Ａ４上に配置されている。図３に示すように、制御部ＣＯＮは、配線１０ａおよび電極１０Ｙを介して整流回路Ｙに制御信号を入出力することで、整流回路Ｙの動作を制御するようになっている。また、制御部ＣＯＮは、配線１０ｂおよび電極１０Ｍを介してモジュールＭに制御信号を入出力することで、モジュールＭの動作を制御するようになっている。

（封止部材１１）
封止部材１１は、第１収納ケースＨ１の第１面Ａ１上で、整流回路Ｙ、モジュールＭ、およびリアクタＲ（第１の電子部品）を封止する。また、電力変換装置１００に巻線部品Ｗ（第２の電子部品）を搭載する場合、封止部材１１は、更に、第１面Ａ１上で巻線部品Ｗを封止する。封止部材１１は、樹脂を含有する。

また、封止部材１１は、配線基板１０および配線基板１０の第４面Ａ４上の制御部ＣＯＮを封止する。

また、封止部材１１は、入力端子ＴＩＮ、平滑化キャパシタＣ、ノイズフィルタＦおよび出力端子ＴＯＵＴのそれぞれと配線基板１０との接続部分を封止する。

以下、上述した構成を有する電力変換装置１００の組立方法（製造方法）について、第２の電子部品を搭載する場合と搭載しない場合とに分けて説明する。

（第２の電子部品を搭載する場合）
第２の電子部品の一例として、巻線部品Ｗを搭載する場合、図８に示すように、配線基板１０の第３面Ａ３上に巻線部品Ｗを接続する。なお、配線基板１０の第４面Ａ４上には、入力端子ＴＩＮ、平滑化キャパシタＣ、第１のキャパシタＣ１Ｆ、第２のキャパシタＣ２Ｆおよび出力端子ＴＯＵＴを接続する。

そして、図９に示すように、第１収納ケースＨ１の貫通孔１４に、第２収納ケースＨ２の収納部Ｈ２ａを挿入して、貫通孔１４の内周縁１４ａに第２収納ケースＨ２の当接部Ｈ２ｂを当接させる。

貫通孔１４の内周縁１４ａに第２収納ケースＨ２の当接部Ｈ２ｂを当接させた後、例えば、ねじ止め等の固定方法によって貫通孔１４の内周縁１４ａに第２収納ケースＨ２の当接部Ｈ２ｂを固定することで、第１収納ケースＨ１に第２収納ケースＨ２を接合する。また、図９に示すように、第１凹部Ｓ１ｂに整流回路Ｙ（第１の電子部品）を配置し、第２凹部Ｓ２ｂにモジュールＭ（第１の電子部品）を配置し、第３凹部Ｓ３ｂにリアクタＲ（第１の電子部品）を配置する。

その後、巻線部品Ｗが配置された配線基板１０の第３面Ａ３を第１収納ケースＨ１の第１面Ａ１に対向させた状態で、第１収納ケースＨ１の第１面Ａ１上に配線基板１０を配置する。

第１面Ａ１上に配線基板１０を配置した後、電子部品Ｙ、Ｍ、Ｒの端子ＹＴ、ＭＴ、ＲＴと配線基板１０の電極１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｒとをはんだ材等によって電気的に接続する。

その後、例えば、樹脂ポッティング等の方法で、第２収納ケースＨ２内の巻線部品Ｗ、第１収納ケースＨ１の第１面Ａ１上の電子部品Ｙ、Ｍ、Ｒ、配線基板１０、および配線基板１０上の電子部品または電子部品と配線基板１０との接続部分が封止されるように、封止部材１１を形成する。以上のようにして、図４に示した電力変換装置１００が得られる。

（第２の電子部品を搭載しない場合）
巻線部品Ｗを搭載しない場合、配線基板１０の第３面Ａ３上に巻線部品Ｗを接続しない。配線基板１０の第４面Ａ４上には、入力端子ＴＩＮ、平滑化キャパシタＣ、第１のキャパシタＣ１Ｆ、第２のキャパシタＣ２Ｆおよび出力端子ＴＯＵＴを接続する。なお、モジュールで電力変換される電圧のノイズのレベルが小さい場合には、第１のキャパシタＣ１Ｆ、第２のキャパシタＣ２Ｆを接続しなくてもよい。

本実施形態では、巻線部品Ｗを搭載しない場合においても、巻線部品Ｗを搭載する場合と同様に、貫通孔１４が設けられた同じ第１収納ケースＨ１を用いることができる。ただし、巻線部品Ｗを搭載しない場合、貫通孔１４が第２収納ケースＨ２で塞がれないので、封止部材１１の流出を防ぐために貫通孔１４を塞ぐ必要がある。

このため、巻線部品Ｗを搭載しない場合は、遮蔽板１２を用いて貫通孔１４を遮蔽する。すなわち、図１０に示すように、第１収納ケースＨ１の貫通孔１４の内周縁１４ａに、遮蔽板１２の当接領域１２ｂを当接させて、遮蔽板１２の遮蔽領域１２ａで貫通孔１４を遮蔽する。

貫通孔１４の内周縁１４ａに遮蔽板１２の当接領域１２ｂを当接させた後、例えば、ねじ止め等の固定方法によって内周縁１４ａに当接領域１２ｂを固定することで、遮蔽板１２を第１収納ケースＨ１に接合する。

その後は、巻線部品Ｗを搭載する場合と同様に、第１収納ケースＨ１の第１面Ａ１上に配線基板１０を配置し、電子部品、配線基板および接続部分を封止するように封止部材１１を設けることで、図５に示した電力変換装置１００が得られる。

以下、本実施形態によってもたらされる作用について説明する。

本実施形態によれば、貫通孔１４を通して第１収納ケースＨ１の第２面Ａ２から突出する第２収納ケースＨ２と、貫通孔１４を遮蔽する遮蔽板１２とを選択的に第１収納ケースＨ１に設けることができる。これにより、第２の電子部品（例えば、巻線部品Ｗ）を搭載する場合には、第２収納ケースＨ２内に第２の電子部品を収納し、第２の電子部品を搭載しない場合には、遮蔽板１２で貫通孔１４を遮蔽することができる。すなわち、本実施形態によれば、第２の電子部品の搭載の有無にかかわらず共通の第１収納ケースＨ１を用いることができる。したがって、本実施形態によれば、収納ケースのコストを削減することができるので、電子部品のレイアウトの選択に対応しつつ電力変換装置１００の製造コストを削減することができる。

もし、第２の電子部品を搭載する場合に確実に対応し、なおかつ、第２の電子部品の搭載の有無にかかわらず共通の収納ケースを用いるために、第２の電子部品の収納スペースが確保された共通の収納ケースを用いる場合、第２の電子部品を搭載しない態様を選択する場合において、第２の電子部品の収納スペースが空洞となる。この場合、空洞を埋めるように封止部材１１が充填されることになるため、封止部材１１の使用量が多くなってしまう。これに対して、本実施形態においては、第２の電子部品を搭載しない場合には、第２の電子部品の収納スペースを有しない扁平な遮蔽板１２で貫通孔１４を遮蔽することができるので、封止部材１１の使用量を抑えることができる。これにより、電力変換装置１００の製造コストを更に削減することができる。

また、本実施形態によれば、貫通孔１４の内周縁１４ａに第２収納ケースＨ２の当接部Ｈ２ｂを当接させる簡便な作業によって、第１収納ケースＨ１の第１面Ａ１上に第２収納ケースＨ２を配置することができる。また、貫通孔１４の内周縁１４ａに遮蔽板１２の当接領域１２ｂを当接させる簡便な作業によって、第１収納ケースＨ１の第１面Ａ１上に遮蔽板１２を配置することができる。

また、本実施形態によれば、整流回路ＹやモジュールＭなどの第１の電子部品よりも厚みが厚い第２の電子部品を、第２面Ａ２から突出する第２収納ケースＨ２の内部に確実に収納することができる。

以上のように、本発明の一態様に係る電力変換装置１００は、入力電圧ＶＩＮを電力変換した出力電圧ＶＯＵＴを出力する電力変換装置１００であって、第１面Ａ１および第１面Ａ１の反対側の第２面Ａ２を有し、部分的に第１面Ａ１から第２面Ａ２まで貫通する貫通孔１４が設けられた第１収納ケースＨ１と、第１面Ａ１上に配置された少なくとも１つの第１の電子部品Ｙ、Ｍ、Ｒと、を備える。また、電力変換装置１００は、貫通孔１４を通して第２面Ａ２から突出するように第１収納ケースＨ１に接合される第２収納ケースＨ２および第２収納ケースＨ２内に収納される第２の電子部品Ｗと、貫通孔１４を遮蔽するように第１面Ａ１上に配置される遮蔽板１２と、から選択した何れか１つを備える。

このように、貫通孔１４を通して第２面Ａ２から突出する第２収納ケースＨ２と、貫通孔１４を遮蔽する遮蔽板１２とを選択的に第１収納ケースＨ１に設けることができるので、第２の電子部品Ｗを搭載する場合には、第２収納ケースＨ２内に第２の電子部品Ｗを収納し、第２の電子部品Ｗを搭載しない場合には、遮蔽板１２で貫通孔１４を遮蔽することができる。すなわち、第２の電子部品Ｗの搭載の有無にかかわらず、共通の第１収納ケースＨ１を用いることができる。これにより、収納ケースのコストを削減することができるので、電子部品のレイアウトの選択に対応しつつ製造コストを削減することができる。

なお、上述した実施形態においては、複数の第１の電子部品として、整流回路Ｙ、モジュールおよびリアクタＲを例示した。しかしながら、第１の電子部品は、整流回路Ｙ、モジュールおよびリアクタＲに限定されるものではない。また、上述した実施形態においては、第２の電子部品として、ノイズフィルタＦの巻線部品Ｗを例示した。しかしながら、第２の電子部品は、巻線部品Ｗに限定されるものではない。

上述した実施形態は、あくまで一例であって、発明の範囲を限定するものではない。発明の要旨を逸脱しない限度において、上述した実施形態に対して種々の変更を行うことができる。変更された実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Claims (11)

1. 入力電圧を電力変換した出力電圧を出力する電力変換装置であって、
   第１面および前記第１面の反対側の第２面を有し、部分的に前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通孔が設けられた第１収納ケースと、
   前記第１面上に配置された少なくとも１つの第１の電子部品と、
   前記貫通孔を通して前記第２面から突出するように前記第１収納ケースに接合される第２収納ケースおよび前記第２収納ケース内に収納される第２の電子部品、または、前記貫通孔を遮蔽するように前記第１面上に配置される遮蔽板から選択した何れか１つと、を備え、
   前記第２収納ケースは絶縁性を有することを特徴とする電力変換装置。
2. 前記第２収納ケースは、
   前記第２面から突出する方向に向かって凹部が設けられ、前記凹部内に前記第２の電子部品を収納する収納部と、
   前記第１面側の前記凹部の端部において前記収納部を囲み、前記貫通孔の内周縁に当接する当接部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記遮蔽板は、
   前記貫通孔を遮蔽する遮蔽領域と、
   前記遮蔽領域を囲み、前記貫通孔の内周縁に当接する当接領域と、を有することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記第１の電子部品は、複数配置されており、
   前記第２の電子部品は、前記複数の第１の電子部品の少なくとも１つよりも前記第１面から前記第２面に向かう方向の寸法である厚みが厚いことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
5. 前記第１収納ケースの前記第１面上で前記第１及び第２の電子部品を封止する封止部材を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
6. 前記第１収納ケース内に配置され、前記第１収納ケースの前記第１面に対向する第３面および前記第３面の反対側の第４面を有する配線基板と、
   前記配線基板の前記第４面上に配置され、前記複数の第１の電子部品の少なくとも１つの動作を制御する制御部と、を更に備え、
   前記封止部材は、前記第１収納ケースの前記第１面上で、前記第１及び第２の電子部品を封止するとともに、前記配線基板および前記配線基板の前記第４面上の前記制御部を封止することを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
7. 前記第２収納ケースは、樹脂を含有することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
8. 前記第１収納ケースの前記第２面上に配置された放熱フィンを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
9. 前記複数の第１の電子部品は、
   前記制御部により制御され、前記入力電圧を整流して出力する整流回路と、
   前記制御部により制御され、前記整流回路が整流した電圧を変換して出力するモジュールと、
   前記モジュールが出力した電圧を調整して出力するリアクタと、を含むことを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
10. 前記第２の電子部品は、前記リアクタを含むＬＣフィルタが出力した電圧をフィルタリングして出力するノイズフィルタの巻線部品を含み、前記巻線部品は、前記配線基板の前記第３面上に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の電力変換装置。
11. 前記配線基板の前記第４面上に配置され、前記配線基板の配線を介して前記整流回路の入力に接続され、前記封止部材により前記配線基板との接続部分が封止され、前記入力電圧が供給される入力端子と、
    前記配線基板の前記第４面上に配置され、前記配線基板の配線を介して前記整流回路の出力に接続され、前記封止部材により前記配線基板との接続部分が封止され、前記整流回路が出力した電圧を平滑化する平滑化キャパシタと、
    前記配線基板の前記第４面上に配置され、前記配線基板に接続され、前記封止部材により前記配線基板との接続部分が封止され、前記ノイズフィルタから供給された電圧を前記出力電圧として出力する出力端子と、を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の電力変換装置。

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