車用功率轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車用的功率轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]搭載于鐵路車輛的車用功率轉(zhuǎn)換裝置通過使用于功率轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體元件進(jìn)行動作來對從架空線獲得的功率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并向車輛驅(qū)動用電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)換后的功率。半導(dǎo)體元件在功率的轉(zhuǎn)換動作時會發(fā)熱。為了防止半導(dǎo)體元件的過熱，通常在車用功率轉(zhuǎn)換裝置中設(shè)置有冷卻器。以往，提出了利用行駛風(fēng)來冷卻半導(dǎo)體元件的冷卻器(例如，參照專利文獻(xiàn)I) O
[0003]專利文獻(xiàn)I的車用功率轉(zhuǎn)換裝置的冷卻器(冷卻構(gòu)造)包括:散熱器，該散熱器設(shè)置于車輛地板與車輛底面之間，用于對車用功率轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行冷卻；以及通風(fēng)口，該通風(fēng)口配置于散熱器前后的車輛底面。在該散熱器的內(nèi)部形成有散熱翅片，通過使空氣通過散熱器內(nèi)部，從而在散熱翅片與空氣之間進(jìn)行熱交換。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2006-347309號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0005]對比文獻(xiàn)I所記載的車用功率轉(zhuǎn)換裝置中，由于在行駛時砂石(碎石、石子)等會通過通風(fēng)口飛入從而與散熱翅片發(fā)生撞擊，因此，存在散熱翅片發(fā)生變形、或者散熱翅片的一部分缺損等問題。
[0006]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能在不導(dǎo)致冷卻性能大幅下降的情況下保護(hù)散熱翅片不受飛來物影響的車用功率轉(zhuǎn)換裝置。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)手段
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的車用功率轉(zhuǎn)換裝置包括:
半導(dǎo)體元件，該半導(dǎo)體元件為對功率進(jìn)行轉(zhuǎn)換而動作并發(fā)熱；
多個散熱翅片，該多個散熱翅片隔開間隔地并排設(shè)置，從而形成軸方向的流路，并接受來自半導(dǎo)體元件的熱量而將其向在流路中流動的空氣進(jìn)行釋放；
第I防護(hù)翅片，該第I防護(hù)翅片具有與至少一部分散熱翅片的一側(cè)的端面在并排設(shè)置方向上具有相同長度且互相相對的端面，并從該端面起向一側(cè)延伸；以及
第2防護(hù)翅片，該第2防護(hù)翅片具有與至少一部分散熱翅片的另一側(cè)的端面在并排設(shè)置方向上具有相同長度且互相相對的端面，并從該端面起向另一側(cè)延伸。
發(fā)明效果
[0008]根據(jù)本發(fā)明，第I防護(hù)翅片和第2防護(hù)翅片分別設(shè)置于散熱翅片的一側(cè)和另一側(cè)，以使得不會阻礙空氣流入由多個散熱翅片形成的流路以及從由多個散熱翅片形成的流路流出。因此，能夠在不造成冷卻性能大幅下降的情況下，保護(hù)散熱翅片不受飛來物的影響。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的車用功率轉(zhuǎn)換裝置搭載于車輛主體的示例的圖。
圖2是實(shí)施方式I所涉及的車用功率轉(zhuǎn)換裝置的側(cè)視圖。
圖3是實(shí)施方式I所涉及的車用功率轉(zhuǎn)換裝置的主視圖。
圖4是圖2所示的1-1線處的車用功率轉(zhuǎn)換裝置的剖視圖。
圖5是變形例I所涉及的車用功率轉(zhuǎn)換裝置的側(cè)視圖。
圖6是變形例2所涉及的車用功率轉(zhuǎn)換裝置的側(cè)視圖。
圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的車用功率轉(zhuǎn)換裝置的側(cè)視圖。
圖8是圖7所示的I1-1I線處的車用功率轉(zhuǎn)換裝置的剖視圖。
圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的車用功率轉(zhuǎn)換裝置的側(cè)視圖。
圖10是圖9所示的II1-1II線處的車用功率轉(zhuǎn)換裝置的剖視圖。
圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的車用功率轉(zhuǎn)換裝置搭載于車輛主體的示例的圖。
圖12是實(shí)施方式4所涉及的車用功率轉(zhuǎn)換裝置的側(cè)視圖。
圖13是圖12所示的IV-1V線處的車用功率轉(zhuǎn)換裝置的剖視圖。
圖14是變形例3所涉及的車用功率轉(zhuǎn)換裝置的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在所有附圖中對相同的要素標(biāo)注相同的標(biāo)號。在實(shí)施方式的說明中，使用下述各方向來進(jìn)行說明，即:在水平面內(nèi)互相垂直的第I軸方向和第2軸方向；將第I軸方向的一側(cè)作為第I軸正方向；將第I軸方向的另一側(cè)作為第I軸負(fù)方向；將從第I軸正方向觀察到的右方作為第2軸正方向；將從第I軸正方向觀察到的左方作為第2軸負(fù)方向；以及與第I軸方向和第2軸方向垂直的上下方向，但這些只是用于說明，而并非意在限制本發(fā)明。
[0011]實(shí)施方式1.本實(shí)施方式所涉及的車用功率轉(zhuǎn)換裝置100如圖1所示，是搭載于新干線等電氣鐵路車輛(以下，稱為“車輛”)的裝置，且安裝于車輛主體102的地板105的下部所設(shè)置的凹部104。凹部104是在車輛主體102的地板105下方形成從車輛主體102的底部103向上方突出的空間(凹陷)的部分。
[0012]車用功率轉(zhuǎn)換裝置100如圖1所示，包括殼體110、半導(dǎo)體元件111、以及冷卻器112。在車用功率轉(zhuǎn)換裝置100搭載于車輛主體102的情況下，如圖1所示，殼體110和半導(dǎo)體元件111配置在凹部104的上方。此外，冷卻器112設(shè)置于凹部104的下方，以防止從車輛主體102的底部103向下方突出。
[0013]這里，圖2是從第2軸正方向觀察車用功率轉(zhuǎn)換裝置100而得到的圖。圖3是從第I軸正方向觀察車用功率轉(zhuǎn)換裝置100而得到的圖。圖4是從第I軸正方向觀察圖2所示的1-1線處車用功率轉(zhuǎn)換裝置100的剖面而得到的圖。車輛沿第I軸正方向或第I軸負(fù)方向前進(jìn)，本實(shí)施方式中的前進(jìn)方向如圖1的箭頭150所示那樣，設(shè)為第I軸正方向。
[0014]殼體110例如如圖2、圖3所示，是下方開口的箱狀的構(gòu)件。殼體110的下端部安裝于冷卻器112，內(nèi)部收納有半導(dǎo)體元件111。
[0015]半導(dǎo)體元件111是為了對由架空線115經(jīng)由導(dǎo)電弓116提供來的功率進(jìn)行轉(zhuǎn)換而進(jìn)行動作的開關(guān)元件、二極管元件等，在進(jìn)行動作時會發(fā)熱。半導(dǎo)體元件111向電動機(jī)117輸出轉(zhuǎn)換后的功率。半導(dǎo)體元件111可以將交流功率轉(zhuǎn)換成直流功率，也可以將直流功率轉(zhuǎn)換成交流功率。
[0016]半導(dǎo)體元件111可以以硅作為材料來形成，但優(yōu)選為半導(dǎo)體元件111的一部分或全部是由碳化硅、氮化鎵類材料、金剛石等寬帶隙半導(dǎo)體形成的寬帶隙半導(dǎo)體元件。
[0017]若是由寬帶隙半導(dǎo)體元件形成的半導(dǎo)體元件111，則由于耐電壓性和容許電流密度較高，因此能夠?qū)崿F(xiàn)車用功率轉(zhuǎn)換裝置100的小型化。由于耐熱性較高，因此能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻器112的小型化。此外，由于功耗較低，從而能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體元件111的高效率化，進(jìn)而可進(jìn)行高效率的功率轉(zhuǎn)換。
[0018]冷卻器112是用于對半導(dǎo)體元件111進(jìn)行冷卻的設(shè)備，例如如圖2所示，包括:基底部120、散熱部121、第I防護(hù)部122、第2防護(hù)部123、第I緊固構(gòu)件124、以及第2緊固構(gòu)件 125。
[0019]基底部120例如如圖2所示，是平板狀的構(gòu)件，具有互相相對的上表面和下表面。
[0020]基底部120由熱傳導(dǎo)性優(yōu)異的材料制作而成，例如由鋁、銅等金屬材料制作而成。在基底部120的上表面連接有半導(dǎo)體元件111，以使得從半導(dǎo)體元件111發(fā)出的熱量傳導(dǎo)至基底部120。在基底部120的下表面安裝有散熱部121。
[0021]散熱部121例如如圖4所示，具有多個散熱翅片130和防脫落構(gòu)件131。
[0022]多個散熱翅片130是用于對半導(dǎo)體元件111發(fā)出的熱量進(jìn)行散熱的翅片，由在第I軸方向上延伸的多個翅片構(gòu)成。
[0023]詳細(xì)而言，多個散熱翅片130如圖4所示，以規(guī)定的間隔沿著第2軸方向并排設(shè)置于基底部120的下表面，以從基底部120接受半導(dǎo)體元件111所發(fā)出的熱量。例如，散熱翅片130的各翅片可以通過壓入基底部120的下表面上所設(shè)置的槽來進(jìn)行設(shè)置，也可以通過擠出成形等而與基底部120設(shè)置為一體，還可以通過熔接、釬焊等而設(shè)置于基底部120的下表面。
[0024]相鄰散熱翅片130在第2軸方向上的各間隔可適當(dāng)進(jìn)行確定，但在本實(shí)施方式中各間隔全部相同(例如，Icm)。由此，沿第I軸方向延伸的散熱翅片130隔開間隔地沿第2軸方向并排設(shè)置，從而多個散熱翅片130形成沿第I軸方向延伸的流路。
[0025]散熱翅片130各自在第2軸方向上的寬度可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行確定，但在本實(shí)施方式中設(shè)為全部相同。散熱翅片130的各翅片由熱傳導(dǎo)性優(yōu)異的材料制作而成，例如由鋁、銅等金屬材料制作而成。
[0026]防脫落構(gòu)件131是防止散熱翅片130脫落的構(gòu)件。防脫落構(gòu)件131例如是與多個散熱翅片130的下端相連接的平板狀構(gòu)件，與多個散熱翅片130形成為一體。
[0027]另外，防脫落構(gòu)件131也可以是設(shè)置于多個散熱翅片130的第2軸方向的兩端之間的棒狀的構(gòu)件。防脫落構(gòu)件131可以是獨(dú)立于多個散熱翅片130的構(gòu)件，該情況下將其安裝于散熱翅片130的下端即可。
[0028]通過設(shè)置防脫落構(gòu)件131，例如在因行駛時的振動等而導(dǎo)致散熱翅片130的一部分和與之相連的基底部120之間的接合變松或斷開的情況下，也能防止該散熱翅片130脫落到地面。
[0029]