KR20160129696A

KR20160129696A - 전자 기기의 냉각용 케이스, 전자 기기 및 건설 기계

Info

Publication number: KR20160129696A
Application number: KR1020157027386A
Authority: KR
Inventors: 아키히코 소다; 준이치로 쓰치야
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2016-11-09
Also published as: DE112014001239T8; CN105210467A; DE112014001239T5; JPWO2015156422A1; US20160324039A1; WO2015156422A1; JP6060266B2

Abstract

전자 기기(10)의 냉각용 케이스(11)는, 내부에 냉각액이 흐르는 냉각용 유로(15D)가 형성된 바닥부(15)와, 바닥부(15)의 표리면의 한쪽 면에 설치되어 제1 전자 부품(22, 33, 34)이 배치되는 제1 배치부(16)와, 바닥부(15)의 표리면의 다른 쪽 면에 설치되어 제2 전자 부품(31, 32)이 배치되는 제2 배치부(17)와, 바닥부(15)에 형성된 개구부(15A)를 통하여 제1 배치부(16) 및 제2 배치부(17)에 연통된 제3 배치부(18)를 구비하고, 제3 배치부(18)에는, 제1 전자부품(21)에 설치된 회로용의 제1 축전부(41A), 및 제2 전자 부품(31, 32)에 설치된 회로용의 제2 축전부(41B)를 일체로 가진 평활 컨덴서 유닛(41)이 바닥부(15)를 가로질러 배치되도록 구성되어 있다.

Description

전자 기기의 냉각용 케이스, 전자 기기 및 건설 기계{COOLING CASE FOR ELECTRONIC DEVICE, ELECTRONIC DEVICE, AND CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은, 전자 기기(機器)의 냉각용 케이스, 전자 기기 및 건설 기계에 관한 것이다.

최근의 작업 기계로서, 엔진에 의해 구동되는 유압(油壓) 펌프로부터의 작동유에 의해 붐(boom), 암(arm), 및 버킷(bucket) 등의 작업기를 구동시키는 동시에, 전동(電動) 선회(旋回) 모터에 의해 상부 선회체(旋回體)를 선회 구동시키는 하이브리드형의 유압 셔블(hydraulic excavator)이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 도 6에는, 특허 문헌 1의 유압 셔블에서 사용되고 있는 하이브리드 장치의 배치가 나타나 있다.

도 6에 나타낸 유압 셔블(1)에 있어서, 상부 선회체(2)의 후방에 설치된 엔진룸(2a) 내에는, 도시하지 않은 크랭크샤프트(crankshaft)의 축 방향이 차폭 방향(차량 전후 방향에 직교하는 수평 방향)과 평행하게 엔진(3)이 탑재되어 있다. 또한, 엔진(3)에 대하여 차폭 방향의 한쪽에는 외측을 향해 순차로, 냉각 공기를 외부로부터 엔진룸(2a) 내로 끌어들이는 냉각팬(4), 끌어들여진 냉각 공기에 의해 냉각되는 엔진 라디에이터(5), 하이브리드 라디에이터(6), 및 복수의 하이브리드 기기가 배치되어 있다.

하이브리드 기기로서는, 엔진(3)의 다른 쪽에 배치되고, 엔진(3)에 의해 구동되는 도시하지 않은 발전 모터, 발전 모터에 의해 발전된 전력을 축전하는 커패시터(7), 상기 전력의 커패시터(7)에 대한 축전 및 커패시터(7)로부터의 공급을 제어하는 인버터(8), 커패시터(7)로부터의 전력에 의해 구동되는 전동 선회 모터(9)를 구비하고 있다. 커패시터(7) 및 인버터(8)는, 터미널 박스와 함께 유닛화되어 개폐 가능한 사이드 커버(2B)를 개방함으로써 액세스 가능한 위치에 배치되어 있다.

한편, 커패시터(7), 인버터(8), 및 전동 선회 모터(9)는, 하이브리드 라디에이터(6)를 포함하는 전용(專用)의 냉각수 회로에 의해 냉각된다. 하이브리드 라디에이터(6)에 의해 냉각된 냉각수는, 냉각수 펌프(P)에 의해 배관(W1)을 통하여 먼저 커패시터(7)에 보내진다. 커패시터(7)를 냉각한 냉각수는, 배관(W2)을 통하여 커패시터(7)의 상부에 탑재된 인버터(8)에 보내진다. 인버터(8)를 냉각시킨 냉각수는, 배관(W3)을 통하여 전동 선회 모터(9)에 보내진다. 전동 선회 모터(9)를 냉각시킨 냉각수는, 배관(W4)을 통하여 하이브리드 라디에이터(6)로 되돌려진다.

한편, 전자 기기로서의 인버터의 냉각용 케이스가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조). 이 냉각용 케이스는, 상하로 개구를 가지는 케이스 외측 프레임과, 케이스 외측 프레임의 내부를 상하로 나누고, 내부에 냉각액을 유통시키는 냉각 회로가 형성된 냉각 바닥과, 케이스 외측 프레임으로 에워싸인 공간 내에 위쪽으로 개구된 측벽에 의해 위요(圍繞)된 오목형의 배치부를 구비하고 있다.

냉각용 케이스의 내부에 있어서, 냉각 바닥의 상면에는 전동기용의 드라이버 회로를 구성하는 스위칭 모듈이 배치되고, 냉각 바닥의 하면에는 드라이버 회로의 스위칭 동작 시에 생기는 맥류를 평활화하는 평활 컨덴서가 배치되고, 배치부 내에는 측벽에 접촉하는 형태로 승압용(昇壓用)의 트랜스가 배치되어 있다.

이와 같은 인버터에서는, 각각의 스위칭 모듈, 평활 컨덴서, 및 트랜스가 고온으로 되지만, 냉각 바닥의 상면을 통하여 각각의 스위칭 모듈을, 하면을 통하여 컨덴서를, 냉각 바닥과 연속하는 측벽을 통하여 트랜스를, 각각 양호하게 냉각시킬 수 있다.

일본 공개특허 제2012―112102호 공보 일본 공개특허 제2008―218713호 공보

그러나, 특허 문헌 2에 기재된 종래의 냉각용 케이스에서는 스위칭 모듈과 평활 컨덴서를 냉각 바닥 상면 및 하면에 별개로 배치함으로써 이들을 양호하게 냉각시킬 수 있었지만, 예를 들면, 트랜스의 승압 제어를 행하는 다른 스위칭 모듈이나, 이 스위칭 모듈에서의 맥류를 억제하는 다른 평활 컨덴서가 필수로 되는 것과 같은 경우에서는, 스위칭 모듈과 컨덴서와의 거리의 제약때문에, 전동기의 구동 제어용의 스위칭 모듈 및 컨덴서를 냉각 바닥의 상하 한쪽 면에 병설하고, 승압 제어용의 스위칭 모듈 및 컨덴서를 다른 쪽 면에 병설할 필요가 있다. 또한, 컨덴서를 상하 양면에 각각 배치하면, 시스템 상, 양면의 전자 부품에 의해 전력의 수수(授受)를 행하기 위해서는, 송전용의 부품을 더 필요로 한다. 따라서, 냉각 바닥의 상하 양면에 배치하는 부품의 점수가 증가하거나, 부품의 배치 구조가 복잡화되거나 함에 따라, 인버터의 조립 작업 등이 번거롭게 된다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 조립 작업 등의 작업성을 향상시킬 수 있고, 또한 전자 부품과 컨덴서와의 거리적인 제약을 만족시킬 수 있는 전자 기기의 냉각용 케이스 및 전자 기기 및 건설 기계를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 전자 기기의 냉각용 케이스는, 내부에 냉각액이 흐르는 냉각용 유로(流路)가 형성된 바닥부와, 상기 바닥부의 표리면(表裏面)의 한쪽 면에 설치되어 제1 전자 부품이 배치되는 제1 배치부와, 상기 바닥부의 표리면의 다른 쪽 면에 설치되어 제2 전자 부품이 배치되는 제2 배치부와, 상기 바닥부에 형성된 개구부를 통하여 상기 제1 배치부 및 상기 제2 배치부에 연통된 제3 배치부를 구비하고, 상기 제3 배치부에는, 상기 제1 전자 부품에 설치된 회로용의 제1 축전부, 및 상기 제2 전자 부품에 설치된 회로용의 제2 축전부를 일체로 가진 평활 컨덴서 유닛이 상기 바닥부를 가로질러 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 냉각용 케이스에서는, 제3 배치부가 개구부를 통하여 제1, 제2 배치부에 연통되고, 그 개구부에 평활 컨덴서를 배치하는 구성으로 하였으므로, 평활 컨덴서로서는, 제1, 제2 축전부가 일체로 설치된 1개의 것으로 되어, 부품수를 억제할 수 있어, 조립 작업 등의 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한, 평활 컨덴서가 바닥부를 가로지름으로써, 제1, 제2 전자 부품의 예를 들면, 스위칭 모듈 등을 평활 컨덴서에 확실하게 근접하여 접속할 수 있어, 각각의 전자 부품과 평활 컨덴서와의 거리적인 제약을 만족시킬 수 있다.

본 발명의 전자 기기의 냉각용 케이스에 있어서, 상기 냉각용 유로는, 상기 바닥부의 한쪽 면 측의 제1 면형부(面形部)와, 다른 쪽 면 측의 제2 면형부 사이에 형성되고, 상기 냉각용 유로 내에는, 상기 제1 면형부로부터 상기 제2 면형부를 향해 돌출된 제1 핀(fin), 및 상기 제2 면형부로부터 상기 제1 면형부를 향해 돌출된 제2 핀 중 적어도 어느 하나가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 전자 기기의 냉각용 케이스에 있어서, 상기 냉각용 유로는, 상기 바닥부의 한쪽 면 측의 제1 면형부와, 다른 쪽 면 측의 제2 면형부 사이에 형성되고, 상기 제1 면형부 및 제2 면형부 중 어느 한쪽은, 다른 쪽에 대하여 고정된 커버 플레이트로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 전자 기기의 냉각용 케이스에 있어서, 상기 냉각용 케이스는, 평면에서 볼 때 장변(長邊) 및 단변(短邊)을 가지는 대략 직사각형으로 이루어지고, 상기 개구부는, 상기 냉각용 케이스의 한쪽의 장변에 근접하여 설치되고, 상기 냉각 유로는, 상기 냉각용 케이스의 다른 쪽의 장변에 근접하여 설치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 전자 기기의 냉각용 케이스에 있어서, 상기 평활 컨덴서 유닛의 외부에는, 복수의 단자가 설치되고, 상기 평활 컨덴서 유닛의 내부에는, 상기 단자끼리를 통전시키는 직류 버스 기판이 매설되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 전자 기기는, 이상에서 설명한 어느 하나의 냉각용 케이스를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 건설 기계는, 상기 전자 장치가 탑재되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 냉각용 케이스를 구비한 전자 기기를 바닥면 측으로부터 본 분해사시도이다.
도 2는 전자 기기의 주요부를 나타낸 평면도이다.
도 3은 전자 기기의 주요부를 나타낸 저면도이다.
도 4는 전자 기기의 단면도(斷面圖)이며, 도 2의 화살표 IV―IV로부터 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 변형예를 나타낸 모식도이다.
도 6은 종래 기술을 설명하기 위한 사시도이다.

[인버터의 개략 설명]

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 실시형태의 냉각용 케이스(이하, 케이스라고 함)를 구비한 전자 기기로서의 인버터를 바닥면 측으로부터 본 분해사시도이다.

도 1에 있어서, 인버터(10)는, 그 기능이나 용도에 대해서는, 도 6에 기초하여 설명한 전술한 인버터(8)와 같고, 건설 기계로서의 하이브리드형의 유압 셔블(1)에 탑재된다. 인버터(10)는, 도 1 중에 실선으로 나타낸 케이스(11)와, 케이스(11)의 위쪽을 덮는 알루미늄 다이캐스팅제의 상부 커버(12)와, 케이스(11)의 아래쪽을 덮는 알루미늄 다이캐스팅제의 하부 커버(13)와, 케이스(11) 및 각각의 커버(12, 13)에 장착되는 각종 전자, 전기 부품을 구비하고 있다.

[케이스의 설명]

도 2는 인버터(10)의 주요부를 나타낸 평면도, 도 3은 그 저면도, 도 4는 그 단면도이며, 도 2의 화살표 IV―IV로부터 본 단면도이다. 그리고, 도 4에서는, 하부 커버(13)는 도시하지 않고 있다.

도 1 내지 도 4에 있어서, 케이스(11)는, 평면에서 볼 때 장변 및 단변을 가지는 직사각형으로 이루어지고, 마찬가지로 평면에서 볼 때 대략 직사각형으로 된 외측 프레임부(14)와, 외측 프레임부(14)를 상하로 구획하는 바닥부(15)로 구성되어 있다. 그리고, 케이스(11)는, 바닥부(15)의 표리면의 한쪽 면인 상면에 설치된 제1 배치부(16)와, 바닥부(15)의 표리면의 다른 쪽 면인 하면에 설치된 제2 배치부(17)와, 바닥부(15)에 형성된 개구부(15A)를 통하여 제1 배치부(16) 및 제2 배치부(17)에 연통된 제3 배치부(18)를 구비하고 있다.

바닥부(15)는, 그 상면 측의 제1 면형부(15B)와, 하면 측의 제2 면형부(15C)와, 제1 면형부(15B) 및 제2 면형부(15C) 사이의 냉각용 유로(15D)에 의해 형성되어 있다. 이 중 제1 면형부(15B)는, 제2 면형부(15C)에 대하여 볼트 등에 의해 착탈(着脫) 가능하게 고정된 판형의 커버 플레이트(19)에 의해 형성되어 있다. 제2 면형부(15C)에는, 제1 면형부(15B) 측에 개구되는 홈형부(15E)가 형성되어 있다. 냉각용 유로(15D)는, 상기 홈형부(15E)와 이것을 덮는 커버 플레이트(19)에 의해 구획되는 냉각액의 유통 공간으로서 형성되어 있다. 냉각용 유로(15D)는, 그 형상의 상세한 설명은 생략하지만, 평면에서 볼 때, 케이스(11)의 장변 방향을 따른 직선형의 왕로와 복로를 구비한 U자형으로 설치되고, 그 일단에 설치된 냉각수의 인렛부(15F), 및 타단에 설치된 아웃렛부(15G)가, 케이스(11)의 단변측의 일측면에 병설되어 있다.

외측 프레임부(14) 및 바닥부(15)의 제2 면형부(15C)는, 알루미늄 다이캐스트에 의한 일체 성형품이며, 커버 플레이트(19)는, 알루미늄의 압출형재제(extruded article)이다. 냉각용 유로(15D) 내에는, 제1 면형부(15B)로부터 제2 면형부(15C)를 향해 돌출된 복수의 제1 핀(15H), 및 제2 면형부(15C)로부터 제1 면형부(15B)를 향해 돌출된 복수의 제2 핀(15I)이 설치되어 있다. 이와 같은 커버 플레이트(19)는, 한쪽 면의 대략 전역(全域)에 걸쳐서 핀이 형성된 압출 형재 중, 냉각용 유로(15D)의 직선 부분에 대응하는 부위의 제1 핀(15H)을 남김으로써 제작되어 있다.

여기서, 개구부(15A)는 평면에서 볼 때 대략 L자 형상으로 되고, 평면에서 볼 때 직사각형으로 된 바닥부(15)에 대하여, 그 길이 방향의 대략 전역에서, 또한 폭 방향의 대략 1/3 정도의 영역에 걸쳐서 개구되어 있다. 개구부(15A)는 또한, 바닥부(15)의 길이 방향을 따른 한쪽의 장변(15J)에 근접한 위치에서 개구되어 있다. 그러므로, 바닥부(15) 중, 개구부(15A) 이외의 부분에 설치된 냉각용 유로(15D)는, 다른 쪽의 장변에 근접하여 위치하고 있게 된다.

[제1 배치부의 설명]

제1 배치부(16)에 있어서, 제1 면형부(15B)에는, 제1 전자 부품으로서의 복수의 승압기용 스위칭 모듈(22)이 병설되어 있다. 승압기용 스위칭 모듈(22)의 내부에는, 발열원으로 되는 절연 게이트 바이폴러 트랜지스터로 구성된 도시하지 않은 승압기용 스위칭 소자가 설치되어 있다. 승압기용 스위칭 모듈(22)의 상부에는, 내부의 스위칭 소자와 도시하지 않은 접속 수단에 의해 통전된 게이트 기판(21)이 배치되고, 게이트 기판(21)에는, 전원 트랜스(23) 등의 부품이 실장되어 있다.

각각의 승압기용 스위칭 모듈(22)은, 제1 면형부(15B)의 상면과 밀착되어 있고, 내부의 스위칭 소자에서 생긴 열은, 제1 면형부(15B)를 통하여 냉각용 유로(15D) 내를 흐르는 냉각수에 의해 방열된다. 이 결과, 스위칭 소자가 냉각되게 된다. 또한, 제1 배치부(16)에는, 발열원인 승압 트랜스(24)가 배치되고, 이 승압 트랜스(24)로부터의 열도, 마찬가지로 방열된다.

각각의 승압기용 스위칭 모듈(22)의 서로 대향하는 각각의 측면에는, 내부의 스위칭 소자와 통전된 단자 테이블(22A, 22B)이 한 쌍씩 돌출되어 있다. 제3 배치부(18)에 대하여 이격된 측에 위치하는 단자 테이블(22A)에는, 게이트 기판(21)의 1차측과 통전하는 도시하지 않은 한 쌍의 케이블의 기단(基端)이 접속된다. 각 케이블의 선단은, 승압 트랜스(24)의 1차측에 접속된다. 또한, 승압 트랜스(24)의 2차측에는, 다른 도시하지 않은 한 쌍의 케이블의 기단이 접속되고, 각 케이블의 선단은, 다른 단자 테이블(22A)에 접속되고, 이들 단자 테이블(22A)을 통하여 2차측의 스위칭 소자와 통전한다.

[제2 배치부의 설명]

제2 배치부(17)에 있어서, 제2 면형부(15C)에는, 제2 전자 부품으로서의 한 쌍의 발전 전동기용 스위칭 모듈(33), 및 동일하게 제2 전자 부품으로서의 복수의 선회 모터용 스위칭 모듈(34)이 병설되어 있다. 각각의 스위칭 모듈(33, 34)의 내부에는, 발열원으로 되는 절연 게이트 바이폴러 트랜지스터로 구성된 도시하지 않은 발전 전동기용 스위칭 소자 및 선회 모터용 스위칭 소자가 설치되어 있다. 각각의 스위칭 모듈(33, 34)의 위쪽에도, 도시하지 않은 접속 수단에 의해 내부의 스위칭 소자와 통전된 게이트 기판(31, 32)이 배치되고, 게이트 기판(31, 32)에는, 전원 트랜스(35, 36) 등의 부품이 실장되어 있다. 내부의 각각의 스위칭 소자에서 생긴 열은, 제2 면형부(15C)를 통하여 냉각용 유로(15D) 내를 흐르는 냉각수에 의해 방열된다. 이 결과, 각각의 스위칭 소자가 냉각되게 된다.

또한, 제2 배치부(17)에 있어서, 병설된 발전 전동기용 스위칭 모듈(33)의 주위에는, 제3 배치부(18)와 이격된 측을 제외한 위치에 지지 부재(37, 38)가 설치되어 있다. 이들 중 한 쌍의 지지 부재(37)는, 발전 전동기용 스위칭 모듈(33)의 서로 이격되어 대향하는 측방에 각각 설치되고, 지지 부재(38)가 제3 배치부(18)와 근접하여 설치되어 있다.

각각의 지지 부재(37)에는, 3개의 단자 테이블(37A)이 설치되어 있다. 단자 테이블(37A)과 발전 전동기용 스위칭 모듈(33) 내의 스위칭 소자는, 도시하지 않은 통전 수단에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 지지 부재(38)에는, 4개의 단자 테이블(38A)이 설치되어 있다. 단자 테이블(38A)과 발전 전동기용 스위칭 모듈(33) 내의 스위칭 소자는, 마찬가지로 도시하지 않은 통전 수단에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

각각의 지지 부재(37)의 단자 테이블(37A)에는, 각각 3개의 도시하지 않은 케이블의 선단측이 접속된다. 이들 합계 6개의 케이블의 기단은, 상부 커버(12)에 설치되는 터미널 박스 내의 단자 테이블에 접속되고, 이 단자 테이블과 엔진(3)(도 6 참조)에 의해 구동되는 도시하지 않은 발전 전동기가 다시 6개의 전력 케이블에 의해 접속된다. 이들 전력 케이블은, 발전 전동기에 의해 발전된 전력을 인버터(10)에 송전하기 위해 사용된다.

또한, 선회 모터용 스위칭 모듈(34)의 서로 대향하는 측면에는, 단자 테이블(34A, 34B)이 한 쌍씩 돌출되어 있다. 단자 테이블(34A, 34B)과 선회 모터용 스위칭 모듈(34) 내의 스위칭 소자는, 도시하지 않은 통전 수단에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 제3 배치부(18)에 대하여 이격된 측에 위치하는 단자 테이블(34A)에는, 3개의 도시하지 않은 케이블의 기단측(基端側)이 접속된다. 각 케이블의 선단은, 상부 커버(12)에 설치되는 터미널 박스 내의 단자 테이블에 접속되고, 이 단자 테이블과 전동 선회 모터(9)(도 6 참조)가 다시 3개의 전력 케이블에 의해 접속된다. 이들 전력 케이블은, 커패시터(7)에 축전된 전력을 인버터(10)를 통하여 전동 선회 모터(9)에 송전하기 위해 설치된다.

[제3 배치부의 설명]

제3 배치부(18)에는, 승압기용 스위칭 모듈(22)용의 제1 축전부(41A)와, 발전 전동기용 스위칭 모듈(33) 및 선회 모터용 스위칭 모듈(34)용의 제2 축전부(41B)가 일체로 설치된 평활 컨덴서 유닛(41)이 바닥부(15)를 가로질러 배치되어 있다. 평활 컨덴서 유닛(41)은, 예를 들면, 필름 컨덴서 등으로 구성되며, 도 1에 나타낸 바와 같이, 개구부(15A)의 길이 방향을 따른 길이가 짧은 상부측과 길이가 긴 하부측에 의해, 측면에서 볼 때 대략 L자 형상으로 되어 있다.

평활 컨덴서 유닛(41)의 상부측의 길이는, 평활 컨덴서 유닛(41)과 근접 대향하는 게이트 기판(21)의 대향 변의 길이와 대략 같으며, 하부측의 길이는, 게이트 기판(31, 32)을 대면시킨 대향 변의 길이와 대략 동일하다. 그리고, 평활 컨덴서 유닛(41) 내에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 축전부(41A)가 제1 배치부(16)에 대응하여 상부측에 설치되고, 제2 축전부(41B)가 제2 배치부(17)에 대응하여 하부측에 설치되어 있다.

이와 같은 평활 컨덴서 유닛(41)은, 그 상부 측이 개구부(15A)에 아래쪽으로부터 삽통되는 동시에, 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 개구부(15A) 내에서는, 제1, 제2 배치부(16, 17) 측에 대어 배치되고, 길이 방향의 양쪽에서 바닥부(15)의 하면에 고정된다. 평활 컨덴서 유닛(41)은 또한, 제3 배치부(18)에 배치된 상태에 있어서, 개구부(15A)의 개구면의 대략 절반을 차지하는 두께 치수를 가지고 있다. 개구부(15A)의 상기 평활 컨덴서 유닛(41)에 의해 차지하는 영역 이외의 부분은, 단자 테이블(34A, 37A)에 접속되는 전술한 케이블의 배선용의 공간으로서, 또한 이들 케이블을 장착하기 위한 장착 부재 등이 설치되는 공간으로서 사용된다.

그리고, 각 케이블은, 그 일단이 제2 배치부(17)에 의해 개구부(15A)로부터 이격된 측에 위치하는 단자 테이블(34A, 37A)에 접속되고, 타단이 상기 개구부(15A)를 통해 그 위쪽에 위치하는 터미널 박스 내의 단자 테이블에 접속된다. 따라서, 이들 케이블은, 인버터(10) 내에서는, 전체로서 90°굴곡된 상태로 배선되게 된다.

평활 컨덴서 유닛(41)의 제1, 제2 배치부(16, 17) 측에 접한 측면의 상부 측에는, 복수의 단자(41C)가 길이 방향을 따라 돌출되고, 하부측에는, 복수의 단자(41D)가 길이 방향을 따라 돌출되어 있다. 단자(41C)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 배치부(16)에 있어서, 복수의 승압기용 스위칭 모듈(22)에 설치된 각각의 단자 테이블(22B)에 대응하고 있고, 이들 단자 테이블(22B)에 나사 멈춤에 의해 고정된다. 마찬가지로, 단자(41D)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제2 배치부(17)에 있어서, 지지 부재(38)의 각각의 단자 테이블(38A), 및 복수의 선회 모터용 스위칭 모듈(34)에 설치된 각각의 단자 테이블(34B)에 대응하고, 이들 단자 테이블(34B, 38A)에 나사 멈춤에 의해 고정된다. 평활 컨덴서 유닛(41)은, 제3 배치부(18)에 있어서 제1, 제2 배치부(16, 17) 가까이에 위치하고 있고, 이에 의해 각각의 단자(41C, 41D)의 길이는 짧게 되고, 또한 발열원으로 되는 평활 컨덴서 유닛(41)으로부터의 열이 냉각용 유로(15D)에 전달되기 쉬워지고 있다.

또한, 평활 컨덴서 유닛(41)의 내부에는, 단자(41C, 41D)와 제1, 제2 축전부(41A, 41B)와의 사이에 직류 버스 기판(41E)이 매설되고, 직류 버스 기판(41E)에 형성된 회로를 통하여 소정의 단자(41C, 41D)와 평활 컨덴서 유닛(41)의 제1, 제2 축전부(41A, 41B)가 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 각각의 스위칭 모듈(22, 33, 34)과 평활 컨덴서 유닛(41)이 근접하게 되어, 서로의 거리적인 제약을 만족시키고 있다.

부가하여, 본 실시형태에서는, 직류 버스 기판(41E)이 직류 버스(DC 버스)로서 기능하고, 이 직류 버스 기판(41E)의 회로를 이용하여 특정한 단자(41C, 41D)끼리가 직류 라인에 의해 도통하고 있다. 따라서, 이 특정한 단자(41C, 41D)가 단자 테이블(22B, 34B, 38A)에 체결 고정됨으로써, 승압기용 스위칭 모듈(22)과 발전 전동기용 스위칭 모듈(33) 및 선회 모터용 스위칭 모듈(34)이 전기적으로 접속된다.

이것에 의해, 승압기용 스위칭 모듈(22)과 발전 전동기용 스위칭 모듈(33)을 길이가 긴 케이블로 통전시키거나 승압기용 스위칭 모듈(22)과 선회 모터용 스위칭 모듈(34)을 길이가 긴 케이블 등으로 통전시키거나 하는 경우와 비교하여, 그 통전을 위한 회로 길이를 현저하게 짧게 할 수 있다. 이 결과, 직류 라인 중의 인덕턴스 성분이 감소하고, 각각의 스위칭 소자에 의한 스위칭 시의 공진(共振) 전류를 억제할 수 있어, 발열을 억제할 수 있다.

[그 외의 구성]

도 4에 있어서, 인버터(10)를 구성하는 상부 커버(12) 내에는, 인버터(10)를 통괄하여 제어하기 위한 제어 회로 기판(51)이 설치되어 있다. 제어 회로 기판(51)과 각 게이트 기판(21, 31, 32)은, 도시하지 않은 케이블에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 제어 회로 기판(51)의 아래쪽에는, 노이즈 대책용의 금속제의 차폐판(52)이 설치되어 있다.

[실시형태의 효과]

이상의 본 실시형태에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

인버터(10)의 케이스(11)에서는, 제3 배치부(18)가 개구부(15A)를 통하여 제1, 제2 배치부(16, 17)에 연통되고, 그 개구부(15A)에 평활 컨덴서 유닛(41)이 배치되므로, 평활 컨덴서 유닛(41)으로서는, 제1, 제2 축전부(41A, 41B)가 일체로 설치된 1개의 것으로 된다. 따라서, 평활 컨덴서를 축전부마다 별개로 설치하고, 각 평활 컨덴서를 바닥부(15)의 상하로 나누어 배치하는 경우에 비하여, 부품수를 억제할 수 있어, 조립 작업 등의 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 평활 컨덴서 유닛(41)이 바닥부(15)를 가로지르므로, 각각의 스위칭 모듈(22, 33, 34)을 평활 컨덴서 유닛(41)에 확실하게 근접하여 접속할 수 있어, 각각의 스위칭 모듈(22, 33, 34)과 평활 컨덴서 유닛(41)과의 거리적인 제약을 만족시켜, 서지의 발생을 억제시킬 수 있다.

또한, 제1 축전부(41A)와 제2 축전부(41B)가 일체로 설치되는 것에 의해, 이들 간의 직류 라인에 의한 회로 길이가 짧아지므로, 상기 직류 라인이 가지는 인덕턴스 성분을 작게 할 수 있어, 이 인덕턴스 성분에 기인하는 공진 전류를 억제할 수 있다.

또한, 냉각용 유로(15D) 내에는, 제1 면형부(15B)로부터 제2 면형부(15C)를 향해 돌출된 복수의 제1 핀(15H), 및 제2 면형부(15C)로부터 제1 면형부(15B)를 향해 돌출된 복수의 제2 핀(15I)이 형성되어 있으므로, 각각의 스위칭 모듈(22, 33, 34), 승압 트랜스(24), 및 평활 컨덴서 유닛(41)으로부터의 열을 냉각수에 효율적으로 방열할 수 있어, 냉각 효과를 높일 수 있다.

또한, 냉각용 유로(15D)는, 바닥부(15)의 제2 면형부(15C)에 형성된 홈형부(5E)와, 이것을 덮는 커버 플레이트(19)에 의해 형성되어 있으므로, 중자(中子; core)를 사용한 중량 주조(鑄造)에 의해 케이스(11)를 제조하는 것이 아니므로, 보다 정밀도가 양호한 다이캐스팅에 의해 제조할 수 있다.

그리고, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.

평활 컨덴서로서는, 필름 컨덴서 외에, 전해 컨덴서 등이라도 된다.

제1, 제2 전자 부품으로서는, 어느 스위칭 모듈이라도 되고, 예를 들면, 승압 기능이 별도로 설치되는 인버터에서는, 제1, 제2 전자 부품의 한쪽을 발전 전동기용 스위칭 모듈로 하고, 다른 쪽을 선회 모터용 스위칭 모듈로 해도 되고, 한쪽과 다른 쪽과는 역이라도 된다.

냉각 핀은, 제1, 제2 면형부 중 적어도 한쪽에 설치되어 있으면 되고, 또한 설치하지 않을 경우라도, 본 발명에 포함된다.

한쪽 면형부를 형성하는 커버 플레이트는, 볼트에 의해 다른 쪽 면형부에 고정되어 있었지만, 그와 같은 커버 플레이트를 용접 등에 의해 고정시켜도 된다.

냉각용 유로는, 중자를 사용한 중량 주조에 의해 설치되어도 되고, 이와 같은 경우에는 커버 플레이트는 불필요하다. 또한, 커버 플레이트가 필요한 경우로서도, 케이스의 외곽을 대략 주조에 의해 제조하고, 기계 가공에 의해 홈형부를 형성하는 등 해도 된다.

냉각용 유로는, 상기 실시형태에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 평면에서 볼 때 U자형으로서 설명하였으나(A), 이에 한정되지 않고, I자형(B), N자형(C), W 자형(D)이라도 되고, M자형 등이라도 되고, 임의이다. 또한, (D)와 같이, 냉각액의 인과 아웃을 장변측(長邊側)에 설치해도 된다. 또한, 복수의 유로를 독립적으로 설치해도 된다.

냉각액으로서는, 물에 한정되지 않고, 부동액 등이라도 된다.

전자 기기로서는, 인버터 등과 같은 스위칭 소자나 평활 컨덴서를 포함하는 전력 변환 장치에 적용하는 것이 바람직하지만, 인버터 이외라도 되고, 요컨대, 냉각용 유로를 협지한 한쪽의 제1 배치부와 다른 쪽의 제2 배치부에 제1, 제2 전자 부품이 각각 배치되는 전자 기기이면 된다.

본 발명은, 유압 셔블 이외의 하이브리드형의 건설 기계의 인버터에 이용할 수 있는 것 외에, 하이브리드형의 온 로드 트럭(on-road truck)이나 승용차의 인버터에도 이용할 수 있다.

1…건설 기계인 유압 셔블, 10…전자 기기인 인버터, 11…냉각용 케이스, 15…바닥부, 15A…개구부, 15B…제1 면형부, 15C…제2 면형부, 15D…냉각용 유로, 15 H…제1 핀, 15I…제2 핀, 15J…장변, 16…제1 배치부, 17…제2 배치부, 18…제3 배치부, 19…커버 플레이트, 22…제1 전자 부품인 승압기용 스위칭 모듈, 33…제2 전자 부품인 발전 전동기용 스위칭 모듈, 34…제2 전자 부품인 선회 모터용 스위칭 모듈, 41…평활 컨덴서 유닛, 41A…제1 축전부, 41B…제2 축전부, 41C, 41D…단자.

Claims

내부에 냉각액이 흐르는 냉각용 유로(流路)가 형성된 바닥부;
상기 바닥부의 표리면(表裏面)의 한쪽 면에 설치되어 제1 전자 부품이 배치되는 제1 배치부;
상기 바닥부의 표리면의 다른 쪽 면에 설치되어 제2 전자 부품이 배치되는 제2 배치부; 및
상기 바닥부에 형성된 개구부를 통하여 상기 제1 배치부 및 상기 제2 배치부에 연통된 제3 배치부;
를 포함하고,
상기 제3 배치부에는, 상기 제1 전자 부품에 설치된 회로용의 제1 축전부, 및 상기 제2 전자 부품에 설치된 회로용의 제2 축전부를 일체로 구비한 평활 컨덴서 유닛이 상기 바닥부를 가로질러 배치되는,
전자 기기(機器)의 냉각용 케이스.
제1항에 있어서,
상기 냉각용 유로는, 상기 바닥부의 한쪽 면 측의 제1 면형부(面形部)와, 다른 쪽 면 측의 제2 면형부 사이에 형성되고,
상기 냉각용 유로 내에는, 상기 제1 면형부로부터 상기 제2 면형부를 향해 돌출된 제1 핀(fin), 및 상기 제2 면형부로부터 상기 제1 면형부를 향해 돌출된 제2 핀 중 적어도 어느 하나가 형성되어 있는, 전자 기기의 냉각용 케이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 냉각용 유로는, 상기 바닥부의 한쪽 면 측의 제1 면형부와, 다른 쪽 면 측의 제2 면형부 사이에 형성되고,
상기 제1 면형부 및 제2 면형부 중 어느 한쪽은, 다른 쪽에 대하여 고정된 커버 플레이트로 형성되어 있는, 전자 기기의 냉각용 케이스.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각용 케이스는, 평면에서 볼 때 장변(長邊) 및 단변(短邊)을 가지는 대략 직사각형으로 이루어지고,
상기 개구부는, 상기 냉각용 케이스의 한쪽의 장변에 근접하여 설치되고,
상기 냉각 유로는, 상기 냉각용 케이스의 다른 쪽의 장변에 근접하여 설치되어 있는, 전자 기기의 냉각용 케이스.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 평활 컨덴서 유닛의 외부에는, 복수의 단자가 설치되고,
상기 평활 컨덴서 유닛의 내부에는, 상기 단자끼리를 통전시키는 직류 버스 기판이 매설되어 있는, 전자 기기의 냉각용 케이스.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 냉각용 케이스를 포함하고 있는 전자 기기.
제6항에 기재된 전자 기기가 탑재되어 있는 건설 기계.