JP2014035071A - 電気機器ユニット用ヒートシンクのシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】耐食性、耐熱性に優れるとともに、高いシール性を確保することができる電気機器ユニット用ヒートシンクのシール構造を提供する。
【解決手段】ヒートシンク６２は、互いに接合されることで、冷却領域２０と第１、第２の通電領域３８、３９を画成するウォータージャケット１０及びベースフレーム６１と、冷却領域２０と第１、第２の通電領域３８、３９の周囲をそれぞれ独立して囲うように、ウォータージャケット１０とベースフレーム６１の間に配置された一体型のメタルガスケット３２と、を備える。メタルガスケット３２は、冷却領域２０を囲う第１屈曲部３３ａと、第２の通電領域３９を囲う第２屈曲部３５ａと、第１屈曲部３３ａの外周側の端部が屈曲されて形成された第３屈曲部３３ｂと、第２屈曲部３５ａの外周側の端部が屈曲されて形成された第４屈曲部３５ｂと、第３屈曲部３３ｂと第４屈曲部３５ｂを繋ぐ繋ぎ部３７を有する。第２シール領域８５を形成するウォータージャケット１０の表面には、漏水排出用の溝８３が形成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、電気機器ユニット用ヒートシンクのシール構造に関する。

従来、電動車両やハイブリッド車両などの電動機を備えた車両には、複数の電気機器を収容してユニット化したパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）と称す電気機器ユニットが設けられている。パワーコントロールユニットには、電気機器を冷却するためのヒートシンクが設けられ、電気機器からの発熱をヒートシンクに移動させて放熱することが知られている。ヒートシンクは、冷却領域を形成するように、上側及び下側部材を互いに接合することによって構成される。また、ヒートシンクを構成する上側及び下側部材には、ヒートシンクの上下に配置された電気機器を接続するバスバーや端子等が配索される通電領域が画成される（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１では、このような冷却領域と通電領域をそれぞれ独立して囲い、それぞれの領域をシールする、ゴム製のＯリングによって構成された一体成形のシール部材が開示されている。また、特許文献２に記載の電力変換装置では、上側及び下側部材の接合面の冷却領域の周囲にＦＩＰＧなどのシール剤が塗布され、また、冷却領域と、上側及び下側部材を連通する連通孔との間に、排出用の溝を設けることが記載されている。

特許第４３６５３３８号公報 特開２０１１−１９３３９号公報

ところで、特許文献１に記載のシール部材は、Ｏリングでの製作が複雑となり、また、特許文献２に記載のシール剤は、メンテナンスが必要となり、管理の面において煩雑となる。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高いシール性を確保しつつ、製作性及び管理性を向上することができる電気機器ユニット用ヒートシンクのシール構造の提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、
互いに接合されることで、冷却領域（例えば、後述の実施形態における冷却領域２０）及び通電領域（例えば、後述の実施形態における通電領域３８、３９）を画成する上側部材（例えば、後述の実施形態におけるベースフレーム６１）及び下側部材（例えば、後述の実施形態におけるウォータージャケット１０）と、
前記冷却領域と通電領域の周囲をそれぞれ独立して囲うように、前記下側部材と上側部材の間に配置された一体型のメタルガスケット（例えば、後述の実施形態におけるメタルガスケット３２）と、
を備える電気機器ユニット用ヒートシンクのシール構造であって、
前記メタルガスケットは、前記冷却領域を囲う第１屈曲部（例えば、後述の実施形態における第１屈曲部３３ａ）と、前記第１屈曲部と同方向に屈曲されて前記通電領域を囲う第２屈曲部（例えば、後述の実施形態における第２屈曲部３５ａ）と、前記第１屈曲部の外周側の端部が前記第１屈曲部とは反対方向に屈曲されることによって形成された第３屈曲部（例えば、後述の実施形態における第３屈曲部３３ｂ）と、前記第２屈曲部の外周側の端部が前記第２屈曲部とは反対方向に屈曲されることによって形成された第４屈曲部（例えば、後述の実施形態における第４屈曲部３５ｂ）と、前記第３屈曲部と第４屈曲部とを繋ぐように形成された繋ぎ部（例えば、後述の実施形態における第２の繋ぎ部３７）とを有し、
前記メタルガスケットは、前記第１屈曲部と第２屈曲部において前記上側部材と圧接し、前記第３屈曲部と第４屈曲部と前記第１屈曲部の内周側の端部（例えば、後述の実施形態における内周側の端部３３ｃ）と前記第２屈曲部の内周側の端部（例えば、後述の実施形態における内周側の端部５３ｃ）において前記下側部材と圧接するように前記下側部材と上側部材の間に挟持され、前記第１屈曲部と第２屈曲部と繋ぎ部と上側部材によって囲まれたシール圧の高い第１シール領域（例えば、後述の実施形態における第１シール領域８４）と、前記第３屈曲部と第４屈曲部と繋ぎ部と下側部材によって囲まれたシール圧の低い第２シール領域（例えば、後述の実施形態における第２シール領域８５）と、を形成し、
前記第２シール領域を形成する前記下側部材の表面には、漏水排出用の溝（例えば、後述の実施形態における第２の漏水排出用の溝８３）が形成されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記漏水排出用の溝は、前記繋ぎ部の略中央部に形成されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２の構成に加えて、
前記繋ぎ部は、上方に湾曲または屈曲していることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、シール部材としてメタルガスケットを使用したので、製作性が良好で、また、管理性も良好となる。また、メタルガスケットは、冷却領域と通電領域の周囲をそれぞれ独立して囲う一体型であるため、部品点数が少なく、組み付け作業性も向上させることができる。さらに、複数の屈曲部を有する形状のメタルガスケットを使用しているため、下側部材と上側部材が接合されたとき、これらの部材（圧着面）に対してメタルガスケットがバネ弾性力として応力を発生させるので、よりシール性を高めることができる。また、第２シール領域の下側部材表面に漏水排出用の溝を設けたので、シール圧が比較的低い第２シール領域から通電領域への漏水を確実に防止することができる。

請求項２の発明によれば、漏水防止用の溝を繋ぎ部の略中央部に形成したことにより、メタルガスケットの位置ずれによって該溝に第３又は第４屈曲部が入り込むのを抑制することができる。

請求項３の発明によれば、繋ぎ部は、上方に湾曲または屈曲しているので、漏水の排出流路断面積を大きくすることができ排水性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るパワーコントロールユニットを含む回路図である。 パワーコントロールユニットのハードウエア構成を示す斜視図である。 パワーコントロールユニットのハードウエア構成を示す分解斜視図である。 （ａ）は、ウォータージャケットの平面図であり、（ｂ）は、ベースフレームの底面図である。 （ａ）は、メタルガスケットから構成されたシール部材を示す図であり、（ｂ）は、メタルガスケットがウォータージャケットとベースフレームとの間に配置された際の（ａ）のＶ−Ｖ線に沿った位置での断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＶ´部拡大図である。 ウォータージャケットの凹部内に配置されたリアクトル、一次側及び二次側コンデンサを下方から見た底面図である。 ベースフレーム上に配置されたパワーモジュール、ゲートドライブ基板、電流センサを示す平面図である。 図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 リアクトル、一次側及び二次側コンデンサを斜め下方から見た斜視図である。 リアクトル、一次側及び二次側コンデンサを斜め上方から見た斜視図である。 パワーモジュールを模式的に示す図である。

以下、本発明に係る電気機器ユニット用ヒートシンクのシール構造を備えるパワーコントロールユニットの一実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、図中、Ｆｒは前方、Ｒｅは後方、Ｌは左方、Ｒは右方を示している。

図１は、ハイブリッド車両用のパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１を含む回路構成を示している。このハイブリッド車両は、エンジン（図示せず）と、エンジンの機械的出力により駆動される発電機（ＧＥＮ）２と、発電機２の発電出力により充電される直流電源としての高圧系のバッテリ（ＢＡＴ）３と、バッテリ３の放電出力と発電機２の発電出力の少なくとも一方を用いて駆動輪（図示せず）を駆動するとしてのモータ（ＭＯＴ）４を備えている。

パワーコントロールユニット１は、バッテリ３から供給される電圧を昇圧、又はバッテリ３に供給する電圧を降圧するコンバータ回路７、コンバータ回路７とモータ４との間に接続され、直流電圧を交流電圧に、或いは、交流電圧を直流電圧に変換する第１インバータ回路（Ｔｒ／ＭＰＤＵ）５、及びコンバータ回路７と発電機２との間に接続され、直流電圧を交流電圧に、或いは、交流電圧を直流電圧に変換する第２インバータ回路（ＧＥＮＰＤＵ）６を備えている。

そして、パワーコントロールユニット１は、バッテリ３から供給された直流電圧を昇圧した後に交流電圧に変換し、この電圧をモータ４に供給してモータ４を駆動するとともに、モータ４を回生作動させた際の電圧を直流電圧に変換し、さらに降圧してバッテリ３に供給する。また、パワーコントロールユニット１は、発電機２により発生する電圧を直流電圧に変換した後に、降圧してバッテリ３に供給し、あるいは発電機２により発生する電圧でモータ４を駆動する。

コンバータ回路７、第１インバータ回路５及び第２インバータ回路６は、制御装置（ＥＣＵ）８からの制御指令に基づいて、駆動回路としてのゲートドライブ基板（ＧＤＣＢ）９を介して駆動制御される。

第１インバータ回路５は、例えば、スイッチング素子としてのトランジスタ（例えば、ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）を複数用いブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータであって、この第１インバータ回路５はコンバータ回路７に接続されるとともに、モータ４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルに接続されている。

コンバータ回路７は、リアクトル４１とスイッチング素子としての２つのトランジスタＳ1、Ｓ2（例えば、ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）からなるチョッパ回路６６とを備え、第１インバータ回路５の入力側に設けた電圧変換装置であって、このチョッパ回路６６の下流側に二次側平滑コンデンサ４３、リアクトル４１の上流側に一次側平滑コンデンサ４２が各々並列接続されている。

コンバータ回路７と第１インバータ回路５との間には、第１インバータ回路５と同様の構成を備えた第２インバータ回路６が正極側端子Ｐｔと負極側端子Ｎｔに接続され、この第２インバータ回路６に発電機２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルが接続されている。この第２インバータ回路６は、第１インバータ回路５と同様に、スイッチング素子としてのトランジスタを複数用いブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータであって、この第２インバータ回路６には発電機２とコンバータ回路７が接続されている。

第１インバータ回路５、第２インバータ回路６は、各相毎に対をなすハイ側，ロー側Ｕ相トランジスタＵＨ，ＵＬ及びハイ側，ロー側Ｖ相トランジスタＶＨ，ＶＬ及びハイ側，ロー側Ｗ相トランジスタＷＨ，ＷＬをブリッジ接続してなるブリッジ回路を備えている。各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨはコンバータ回路７の正極側端子Ｐｔに接続されてハイサイドアームを構成し、各トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬはコンバータ回路７の負極側端子Ｎｔに接続されローサイドアームを構成しており、相毎に対をなす各トランジスタＵＨ，ＵＬ及びＶＨ，ＶＬ及びＷＨ，ＷＬはコンバータ回路７に対して直列に接続されている。トランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬのコレクタ−エミッタ間には、エミッタからコレクタに向けて順方向となるようにして、ダイオードＤＵＨ，ＤＵＬ，ＤＶＨ，ＤＶＬ，ＤＷＨ，ＤＷＬが各々接続されている。

コンバータ回路７のリアクトル４１は、一端がバッテリ３に接続されてバッテリ電圧が印加されるものであり、チョッパ回路６６はこのリアクトル４１の他端に接続される第１及び第２のトランジスタＳ１，Ｓ２から構成されている。トランジスタＳ１，Ｓ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタからコレクタに向けて順方向となるようにして、各々ダイオードＤＳ１，ＤＳ２が接続されている。

そして、リアクトル４１の一端はバッテリ３の正極側端子に接続され、リアクトル４１の他端は第１トランジスタＳ１のコレクタ及び第２トランジスタＳ２のエミッタに接続されている。第１トランジスタＳ１のエミッタはバッテリ３の負極側端子及びコンバータ回路７の負極側端子Ｎｔに接続されている。また、第２トランジスタＳ２のコレクタはコンバータ回路７の正極側端子Ｐｔに接続されている。

さらに、第１インバータ回路５、第２インバータ回路６、コンバータ回路７に配置された各トランジスタＳ１，Ｓ２，ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬのゲートには、ゲートドライブ基板９からの信号線が接続されている。

図２から図１１は、パワーコントロールユニット１のハードウエア構成を示している。パワーコントロールユニット１は、例えばハイブリッド車両のエンジンルームに搭載されるものであり、ウォータージャケット（下側部材）１０と、ウォータージャケット１０の下部にボルト締結されるロアケース１１と、ウォータージャケット１０の上部にボルト締結されるアッパケース１２と、アッパケース１２の上部にボルト締結されるアッパカバー１３を備える。

図３に示すように、ウォータージャケット１０は、下向き凹状の略矩形形状を有している。ウォータージャケット１０の重力方向下方で、ウォータージャケット１０とロアケース１１とで区画された第１空間１４内には、リアクトル４１と、一次側及び二次側コンデンサ４２，４３と、バッテリ３に接続される接続コネクタ４４と、バッテリ３から供給された電流の検出信号を制御装置８に送る電流センサ４５が収容されている。

また、ウォータージャケット１０の重力方向上方で、ウォータージャケット１０とアッパケース１２とアッパカバー１３とで区画された第２空間１５内には、インバータ回路５，６及びコンバータ回路７のそれぞれの一部を構成する複数のトランジスタ（スイッチング素子）Ｓ１，Ｓ２，ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを内蔵したパワーモジュール６０と、パワーモジュール６０のトランジスタＳ１，Ｓ２，ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを駆動するゲートドライブ基板９と、ゲートドライブ基板９に制御指令を送る制御装置８と、モータ４に接続される接続コネクタ７１と、発電機２に接続される接続コネクタ７２と、パワーモジュール６０と各接続コネクタ７１，７２との間を配索する各バスプレートコンポーネント７３，７４における電流の検出信号を制御装置８に送る電流センサ７５，７６が収容されている。

ウォータージャケット１０の上面には、シール部材としてのメタルガスケット３２を介して、アルミダイキャスト製のベースフレーム（上側部材）６１がボルト締結などによって接合される。図４（ａ）に示すように、ウォータージャケット１０は、例えばアルミニウム製の部材で構成されている。ウォータージャケット１０の短辺側の側面（前面）には、流入口２１と流出口２２が設けられている。これらの先端は図示しない冷却装置のポンプ等の機器類に接続されている。

ウォータージャケット１０の上面には、流入口２１からウォータージャケット１０の長手方向に延びる幅狭の流路２３と、長手方向に延びるガイドリブ２４を介して幅狭の流路２３と反対側に形成され、流出口２２に接続される幅広の流路２５と、流入口２１及び流出口２２と長手方向反対側で、幅狭の流路２３と幅広の流路２５とを繋ぐ連結流路２６とが形成されている。従って、ウォータージャケット１０とベースフレーム６１とを接合することで、これら幅狭の流路２３と幅広の流路２５と連結流路２６によって、冷却水が流れる冷却領域２０を構成している。

なお、本実施形態では、ウォータージャケット１０にこれらの流路２３，２５，２６を形成することで、ウォータージャケット１０とベースフレーム６１との間に冷却領域２０を形成しているが、ウォータージャケット１０とベースフレーム６１の両側に流路を形成することで、冷却領域２０を構成してもよい。また、冷却領域２０内の流路の構成は、これに限定されず、任意に設計される。
また、幅狭の流路２３の流入口２１と反対側の端部には、図示しないタンクが取り付けられるエア抜き用パイプ２７が接続されている。

ベースフレーム６１の下面には、複数のフィン６３が取り付けられており、複数のフィン６３は、ウォータージャケット１０の幅広の流路２５内に収容される。従って、メタルガスケット３２を介してウォータージャケット１０とベースフレーム６１とを接合することで、ヒートシンク６２が構成される。

また、ウォータージャケット１０の長手方向において冷却領域２０に隣接する、長手方向両端部には、リアクトル４１に接続されたバスバー６７と、二次側コンデンサ４３の二次側コンデンサ正極端子５０ａ，６０ｂ及び二次側コンデンサ負極端子５１ａ，５１ｂが引き出される、第１の窓部２８と第２の窓部２９が形成されている。また、ベースフレーム６１にも、ウォータージャケット１０の第１及び第２の窓部２８、２９と対応する位置に、第１及び第２の窓孔６４、６５が形成されている。従って、ウォータージャケット１０の第１及び第２の窓部２８、２９、及びベースフレーム６１の第１及び第２の窓孔６４，６５が配置されている領域によって、高電圧回路が配索される第１の通電領域３８と第２の通電領域３９とが構成される。

また、ウォータージャケット１０の上面には、冷却領域２０と第１の通電領域３８との間を通過し、ウォータージャケット１０の短辺側の前面まで延びる第１の漏水排出用の溝８２と、冷却領域２０と第２の通電領域３９との間を通過し、ウォータージャケット１０の短辺側の後面まで延びる第２の漏水排出用の溝８３がそれぞれ形成されている。

図５（ａ）に示すように、メタルガスケット３２は、冷却領域２０を囲うように配置された環状の冷却領域用ガスケット部３３と、第１の通電領域３８を囲うように配置された環状の第１の通電領域用ガスケット部３４と、第２の通電領域３９を囲うように配置された環状の第２の通電領域用ガスケット部３５と、冷却領域用ガスケット部３３と第１の通電領域用ガスケット部３４間を繋ぐ第１の繋ぎ部３６と、冷却領域用ガスケット部３３と第２の通電領域用ガスケット部３５間を繋ぐ第２の繋ぎ部３７と、を有して一体に成形されている。冷却領域用ガスケット部３３は、冷却領域２０を密封して冷却水の漏れを防止し、第１、第２の通電領域用ガスケット部３４、３５は、第１、第２の通電領域３８、３９への冷却水の浸入を防止する。

なお、メタルガスケット３２には、周縁部に周方向に間隔をあけて複数のノックピン用穴（図示せず）が形成されており、これらの穴に対応してウォータージャケット１０に形成された穴にピンが挿通されることによってメタルガスケット３２の位置決めが行われる。

メタルガスケット３２は、軟鋼やステンレス鋼などの薄い金属板を所望の断面形状にプレス加工することで形成される。即ち、メタルガスケット３２は、ウォータージャケット１０上にベースフレーム６１が締結されたとき、これらの圧着面に対しバネ弾性力として応力を発生させるように、屈曲して形成される。

具体的に、図５（ｂ）に示すように、冷却領域用ガスケット部３３及び第２の通電領域用ガスケット部３５は、上に凸となるように屈曲形成された第１屈曲部３３ａ及び第２屈曲部３５ａをそれぞれ有して、断面逆Ｖ字状に形成される。冷却領域用ガスケット部３３及び第２の通電領域用ガスケット部３５は、これら第１屈曲部３３ａ及び第２屈曲部３５ａにおいて、それぞれベースフレーム６１と圧接する。

また、冷却領域用ガスケット部３３における第１屈曲部３３ａの外周側の端部のうち、第２の通電領域用ガスケット部３５が配置されている側には、第１屈曲部３３ａとは反対方向に屈曲、即ち、下に凸となるように屈曲された第３屈曲部３３ｂが形成されている。また、第２の通電領域用ガスケット部３５における第２屈曲部３５ａの外周側の端部のうち、冷却領域用ガスケット部３３が配置されている側には、第２屈曲部３５ａとは反対方向に屈曲、即ち、下に凸となるように屈曲された第４屈曲部３５ｂが形成されている。
つまり、第３屈曲部３３ｂは、冷却領域用ガスケット部３３と第２の繋ぎ部３７との間に、また、第４屈曲部３５ｂは、第２の通電領域用ガスケット部３５と第２の繋ぎ部３７との間に、それぞれ形成される。

したがって、冷却領域用ガスケット部３３は、第３屈曲部３３ｂを含む、第１屈曲部３３ａよりも外周側の端部、及び第１屈曲部３３ａよりも内周側の端部３３ｃにおいて、ウォータージャケット１０と圧接される。また、第２の通電領域用ガスケット部３５は、第４屈曲部３５ｂを含む、第２屈曲部３５ａよりも外周側の端部、及び第２屈曲部３５ａよりも内周側の端部３５ｃにおいて、ウォータージャケット１０と圧接される。

また、冷却領域用ガスケット部３３と第２の通電領域用ガスケット部３５とを繋ぐ第２の繋ぎ部３７は、第３屈曲部３３ｂと第４屈曲部３５ｂとを繋いで、上方に湾曲、即ち、ウォータージャケット１０の面から離れる方向に湾曲形成されている。なお、第２の繋ぎ部３７は、第３屈曲部３３ｂと第４屈曲部３５ｂとの間で屈曲して形成されてもよい。

また、第２の繋ぎ部３７は、第３屈曲部３３ｂと第４屈曲部３５ｂとの間を緩やかに上方に湾曲するので、第３屈曲部３３ｂと第４屈曲部３５ｂの角度θ_３、θ_４は、第１屈曲部３３ａ及び第２屈曲部３５ａの角度θ_１、θ_２よりも大きく設定される。従って、メタルガスケット３２がウォータージャケット１０とベースフレーム６１によって挟持された際、第１及び第２屈曲部３３ａ，３５ａでのシール圧（接触圧）が第３及び第４屈曲部３３ｂ，３５ｂでのシール圧よりも高くなる。これにより、第１屈曲部３３ａと第２屈曲部３５ａと第２の繋ぎ部３７とベースフレーム６１によって囲まれる第１シール領域８４では、密封性が高くなり、第２の通電領域用ガスケット部３５を越えて第２の通電領域３９側へ冷却水が流れ込むのを抑制することができる。

また、第３屈曲部３３ｂと第４屈曲部３５ｂと第２の繋ぎ部３７とウォータージャケット１０によって囲まれる第２シール領域８５では、第３及び第４屈曲部３３ｂ、３５ｂでのシール圧が第１及び第２屈曲部３３ａ，３５ａでのシール圧に比べて低い。しかしながら、ウォータージャケット１０の上面で、且つ、第２シール領域８５に臨む位置に、第２の漏水排出用の溝８３が設けられるので、第２シール領域８５内に漏れ出した冷却水を第２の漏水排出用の溝８３から排出し、第２の通電領域用ガスケット部３５を越えて第２の通電領域３９側へ冷却水が流れ込むのを抑制することができる。
なお、第２の漏水排出用の溝８３は、第２シール領域８５のウォータージャケット１０の表面において、第２の繋ぎ部３７の略中央部に対向する位置に形成されている。

なお、図５（ｂ）を参照して、冷却領域用ガスケット部３３、第２の通電領域用ガスケット部３５、第２の繋ぎ部３７について説明したが、冷却領域用ガスケット部３３の反対側に配置されている第１の通電領域用ガスケット部３４、第１の繋ぎ部３６も同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。

図６に示すように、第１空間１４に配置される、リアクトル４１、一次側及び二次側コンデンサ４２，４３、接続コネクタ４４、及び電流センサ４５は、いずれもウォータージャケット１０の裏側に形成される凹部３０にボルト締結されている。

リアクトル４１と一次側平滑コンデンサ４２は、凹部３０の左寄り部分で、ウォータージャケット１０の長手方向（左側面）に並んで配置されている。リアクトル４１は、冷却領域２０の流入口２１近傍で、ウォータージャケット１０の下面に固定されている。ウォータージャケット１０には、長辺側左側面を左方に突出することで形成されるコネクタ取付部３１が形成されており、このコネクタ取付部３１に接続コネクタ４４が取り付けられている。一方、二次側平滑コンデンサ４３は、長辺側右側面の内面に沿って、凹部３０の右寄り部分に取り付けられている。

図９に示すように、一次側コンデンサ４２は、例えば、複数のコンデンサセル４２ａによって構成され、各コンデンサセル４２ａの正極側が正極導体板４６に接続され、負極側が負極導体板４７に接続され、ポッティング樹脂４８によりコンデンサケース４９内に収容されている。正極導体板４６には、一次側コンデンサ正極端子４６ａが設けられており、負極導体板４７には、２つの一次側コンデンサ負極端子４７ａ，４７ｂが設けられている。

図９及び図１０に示すように、二次側コンデンサ４３は、直線状に並べられた複数のコンデンサセル４３ａによって構成され、各コンデンサセル４３ａの正極側が正極導体板５０を介して接続され、負極側が負極導体板５１を介して接続され、ポッティング樹脂５２によってコンデンサケース５３内に収容されている。これにより、二次側コンデンサ４３の各コンデンサセル４３ａは電気的に並列接続される。負極導体板５１には、長手方向両端部に、二次側コンデンサ負極端子５１ａと他の二次側コンデンサ負極端子５１ｂが設けられるとともに、中間部に二次側コンデンサ中間部負極端子５１ｃが設けられる。また、正極導体板５０には、長手方向両端部に、二次側コンデンサ正極端子５０ａ及び他の二次側コンデンサ正極端子５０ｂが設けられる。

図６に示すように、接続コネクタ４４の正極端子４４ａに接続された正極バスバー５６は、一次側コンデンサ４２の一次側コンデンサ正極端子４６ａとともにリアクトル４１の一方の端子４１ａに接続されている。また、接続コネクタ４４の負極端子４４ｂに接続された負極バスバー５７は、一次側コンデンサ４２の一次側コンデンサ負極端子４７ａに接続されている。また、正極バスバー５６または負極バスバー５７のいずれか一方には、電流センサ４５が接続されている。

図８に示すように、二次側コンデンサ４３のコンデンサケース５３には、二次側コンデンサ中間部負極端子５１ｃと一端部が接触するケース貫通端子５４が収容されており、ケース貫通端子５４の他端部が一次側コンデンサ負極端子４７ｂに接触した状態で、ボルト９０にて締結される。これにより、一次側コンデンサ４２の一次側コンデンサ負極端子４７ｂは、二次側コンデンサ４３の二次側コンデンサ中間部負極端子５１ｃと接続される。

さらに、ウォータージャケット１０の凹部３０内には、図９に示すように、二次側コンデンサ４３の二次側コンデンサ正極側端子５０ｃと一次側コンデンサ４２の一次側コンデンサ負極端子４７ｂの間を接続するノイズ吸収用コンデンサ（Ｙコンデンサ）５８が他のケース貫通端子５９を介してボルト締結されている。

そして、図６に示すように、リアクトル４１の他方の端子４１ｂには、バスバー６７の一端部６７ａが接続される。バスバー６７の他端部６７ｂは、図３及び図７に示すように、屈曲してウォータージャケット１０の第２の窓部２９及びベースフレーム６１の第２の窓孔６５を貫通し、パワーモジュール６０の一端側に接続されるように第２空間１５に延出している。

また、図７及び図１０に示すように、二次側コンデンサ４３の二次側コンデンサ正極端子５０ａと二次側コンデンサ負極端子５１ａは、パワーモジュール６０の一端側に接続されるように、第２の窓部２９及びベースフレーム６１の第２の窓孔６５を貫通し第２空間１５に延出している。

さらに、図３、図７、及び図１０に示すように、二次側コンデンサ４３の他の二次側コンデンサ正極端子５０ｂと他の二次側コンデンサ負極端子５１ｂは、パワーモジュール６０の他端側に接続されるように、第１の窓部２８及びベースフレーム６１の第１の窓孔６４を貫通し第２空間１５に延出する。

図１１で模式的に示すように、コンバータ回路７のトランジスタＳ１，Ｓ２、第１インバータ回路５のトランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ、第２インバータ回路６のトランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを有するパワーモジュール６０は、これらの周囲に設けられた樹脂部５５がベースフレーム６１に締結されることによって、ウォータージャケット１０の上面に固定される。パワーモジュール６０は、ヒートシンク６２が取り付けられている部分と対応して、ベースフレーム６１の上面に右方に寄せて配置されており、幅広の流路２５の上方に位置する。コンバータ回路７のトランジスタＳ１，Ｓ２、第１インバータ回路５のトランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ、第２インバータ回路６のトランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬは、ウォータージャケット１０内の幅広の流路２５の上流側から下流側に向かって、この順に配置されている。

また、これらトランジスタＳ１，Ｓ２，ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを接続するパワーモジュール６０の複数の導体板（図示せず）には、リアクトル４１から延びるバスバー６７の他端部６７ｂ、二次側コンデンサ４３の二次側コンデンサ正極端子５０ａと二次側コンデンサ負極端子５１ａ、及び他の二次側コンデンサ正極端子５０ｂと他の二次側コンデンサ負極端子５１ｂが接続されている。したがって、前述のように、バスバー６７の他端部６７ｂ、二次側コンデンサ正極端子５０ａ、５０ｂ、及び二次側コンデンサ負極端子５１ａ、５１ｂは、メタルガスケット３２によって囲まれる第１、第２の通電領域３８、３９、即ち、ウォータージャケット１０の窓部２８、２９、及びベースフレーム６１の窓孔６４、６５内に配置されることになる。

具体的には、バスバー６７の他端部６７ｂが、コンバータ回路７を構成する一方のトランジスタＳ１のコレクタ及び他方のトランジスタＳ２のエミッタに導通された導体板のバス端子６０ａに接続される。また、長手方向両側に位置する二次側コンデンサ４３の二次側コンデンサ正極端子５０ａと他の二次側コンデンサ正極端子５０ｂとが正極導体板のバス端子６０ｂ，６０ｃにそれぞれ接続される。また、長手方向両側に位置する二次側コンデンサ４３の二次側コンデンサ負極端子５１ａと他の二次側コンデンサ負極端子５１ｂが、負極導体板のバス端子６０ｄ，６０ｅに接続される。

また、パワーモジュール６０の上方には、ゲートドライブ基板９が樹脂部５５にボルト締結されている。さらに、ベースフレーム６１を介してウォータージャケット１０の上部にアッパケース１２をボルト締結することで、アッパケース１２上の制御装置８が、絶縁シート（図示せず）を介して、ゲートドライブ基板９の上方に配置される。

図３に示すように、アッパケース１２の側方及び前方に延出する各凹部１２ａ，１２ｂ内には、モータ４に接続される接続コネクタ７１及び発電機２に接続される接続コネクタ７２がそれぞれ固定されている。また、第２空間１５内で、パワーモジュール６０の長手方向側方の樹脂部５５上には、モータ４用の３本のバス端子７８と発電機２用の３本のバス端子７９が配置されており、モータ４用の３本のバス端子７８と接続コネクタ７１の各端子が３本のバスバーを樹脂モールドで一体化したバスプレートコンポーネント７３によって接続されている。また、発電機２用の３本のバス端子７９と接続コネクタ７２の各端子が、他の３本のバスバーを樹脂モールドで一体化した他のバスプレートコンポーネント７４によって接続されている。

さらに、ベースフレーム６１上で、パワーモジュール６０の側方、具体的に、パワーモジュール６０の長手側側面とアッパケース１２の内側面との間には、モータ４用の電流センサ７５と発電機２用の電流センサ７６とが、モータ４用のバスプレートコンポーネント７３と発電機２用のバスプレートコンポーネント７４とにそれぞれ接続されている。

なお、制御装置８から延びる高圧ハーネス８０は、二次側コンデンサ４３の二次側コンデンサ正極端子５０ａや正極バスバー５６に接続されている。また、制御装置８から延びるサブハーネス８１は、各電流センサ４５，７５，７６に接続されている。

以上説明したように、本実施形態に係る電気機器ユニット用ウォータージャケットのシール構造によれば、互いに接合されることで、冷却領域２０と第１、第２の通電領域３８、３９を画成するウォータージャケット１０及びベースフレーム６１と、冷却領域２０と第１、第２の通電領域３８、３９の周囲をそれぞれ独立して囲うように、ウォータージャケット１０とベースフレーム６１の間に配置された一体型のメタルガスケット３２とを備える。そして、メタルガスケット３２は、冷却領域２０を囲う第１屈曲部３３ａと、第１屈曲部３３ａと同方向に屈曲されて第２の通電領域３９を囲う第２屈曲部３５ａと、第１屈曲部３３ａの外周側の端部が第１屈曲部３３ａとは反対方向に屈曲されることによって形成された第３屈曲部３３ｂと、第２屈曲部３５ａの外周側の端部が第２屈曲部３５ａとは反対方向に屈曲されることによって形成された第４屈曲部３５ｂと、第３屈曲部３３ｂと第４屈曲部３５ｂとを繋ぐように形成された第２の繋ぎ部３７とを有している。これにより、シール部材としてメタルガスケット３２を使用したので、製作性が良好で、また、管理性も良好となる。また、メタルガスケット３２は、冷却領域２０と通電領域３８，３９の周囲をそれぞれ独立して囲う一体型であるため、部品点数が少なく、組み付け作業性も向上させることができる。さらに、複数の屈曲部３３ａ，３３ｂ，３５ａ，３５ｂを有する形状のメタルガスケット３２を使用しているため、ウォータージャケット１０とベースフレーム６１が接合されたとき、これらの部材（圧着面）に対してメタルガスケット３２がバネ弾性力として応力を発生させるので、よりシール性を高めることができる。

また、メタルガスケット３２は、第１屈曲部３３ａと第２屈曲部３５ａにおいてベースフレーム６１と圧接し、第３屈曲部３３ｂと第４屈曲部３５ｂと第１屈曲部３３ａの内周側の端部３３ｃと第２屈曲部３５ａの内周側の端部３５ｃにおいてウォータージャケット１０と圧接するようにウォータージャケット１０とベースフレーム６１の間に挟持され、第１屈曲部３３ａと第２屈曲部３５ａと第２の繋ぎ部３７とベースフレーム６１によって囲まれたシール圧の高い第１シール領域８４と、第３屈曲部３３ｂと第４屈曲部３５ｂと第２の繋ぎ部３７とウォータージャケット１０によって囲まれたシール圧の低い第２シール領域８５と、を形成している。また、第２シール領域８５を形成するウォータージャケット１０の表面には、第２の漏水排出用の溝８３が形成されている。したがって、漏水排出用の溝８３によって、シール圧が比較的低い第２シール領域８５から通電領域３８，３９への漏水を確実に防止することができる。

また、第２の漏水排出用の溝８３は、第２の繋ぎ部３７の略中央部に形成されている。したがって、メタルガスケット３２の位置がずれて第３又は第４屈曲部３３ｂ、３５ｂが第２の漏水排出用の溝８３に入り込むのを抑制することができる。

さらに、第２の繋ぎ部３７は、上方に湾曲しているので、漏水の排出流路断面積を大きくすることができ排水性を向上させることができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。

１ パワーコントロールユニット（電気機器ユニット）
１０ ウォータージャケット
２０ 冷却領域
３２ メタルガスケット
３３ 冷却領域用ガスケット部
３３ａ 第１屈曲部
３３ｂ 第３屈曲部
３３ｃ、３５ｃ 端部
３４ 第１の通電領域用ガスケット部
３５ 第２の通電領域用ガスケット部
３５ａ 第２屈曲部
３５ｂ 第４屈曲部
３６ 第１の繋ぎ部
３７ 第２の繋ぎ部
３８ 第１の通電領域
３９ 第２の通電領域
６１ ベースフレーム（上側部材）
６２ ヒートシンク
６３ フィン
８２ 第１の漏水排出用の溝
８３ 第２の漏水排出用の溝
８４ 第１シール領域
８５ 第２シール領域

Claims (3)

1. 互いに接合されることで、冷却領域及び通電領域を画成する上側部材及び下側部材と、
   前記冷却領域と通電領域の周囲をそれぞれ独立して囲うように、前記下側部材と上側部材の間に配置された一体型のメタルガスケットと、
   を備える電気機器ユニット用ヒートシンクのシール構造であって、
   前記メタルガスケットは、前記冷却領域を囲う第１屈曲部と、前記第１屈曲部と同方向に屈曲されて前記通電領域を囲う第２屈曲部と、前記第１屈曲部の外周側の端部が前記第１屈曲部とは反対方向に屈曲されることによって形成された第３屈曲部と、前記第２屈曲部の外周側の端部が前記第２屈曲部とは反対方向に屈曲されることによって形成された第４屈曲部と、前記第３屈曲部と第４屈曲部とを繋ぐように形成された繋ぎ部とを有し、
   前記メタルガスケットは、前記第１屈曲部と第２屈曲部において前記上側部材と圧接し、前記第３屈曲部と第４屈曲部と前記第１屈曲部の内周側の端部と前記第２屈曲部の内周側の端部において前記下側部材と圧接するように、前記下側部材と上側部材の間に挟持され、前記第１屈曲部と第２屈曲部と繋ぎ部と上側部材によって囲まれたシール圧の高い第１シール領域と、前記第３屈曲部と第４屈曲部と繋ぎ部と下側部材によって囲まれたシール圧の低い第２シール領域と、を形成し、
   前記第２シール領域を形成する前記下側部材の表面には、漏水排出用の溝が形成されていることを特徴とする電気機器ユニット用ヒートシンクのシール構造。
2. 前記漏水排出用の溝は、前記繋ぎ部の略中央部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気機器ユニット用ヒートシンクのシール構造。
3. 前記繋ぎ部は、上方に湾曲または屈曲していることを特徴とする請求項１または２に記載の電気機器ユニット用ヒートシンクのシール構造。

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