JP2017099096A - コンデンサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサ収容室の側壁とコンデンサユニットとの隙間を狭くした場合でも、コンデンサユニットの下側の空間からの熱の放散性を適切に確保することが可能なコンデンサ装置を実現する。
【解決手段】コンデンサ素子２０のそれぞれの外周面には、基準軸方向Ｗの全域において外接長方形に対して内側に窪む外周凹部が形成される。コンデンサユニット１０の外周面には基準軸方向Ｗの全域に亘って連続的に延びる連続凹部１１が形成され、連続凹部１１は少なくともいずれかの外周凹部に対応して形成される。連続凹部１１の基準軸方向Ｗに沿った上側の端部が、コンデンサ収容室９１におけるコンデンサユニット１０と冷却ユニット７０との間の空間に連通し、連続凹部１１の基準軸方向Ｗに沿った下側の端部が、コンデンサ収容室９１におけるコンデンサユニット１０と壁部３との間の空間に連通する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機を収容する回転電機収容室を有するケースに一体的に形成されたコンデンサ収容室と、コンデンサ収容室に収容されるコンデンサユニットと、を備えたコンデンサ装置に関する。

上記のようなコンデンサ装置として、特開２０１４−２３４０５２号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。以下、この背景技術の欄の説明では、〔〕内に特許文献１における部材名及び符号を引用して説明する。特許文献１には、コンデンサユニット〔コンデンサ３６〕を収容するコンデンサ収容室を、当該文献の図２に示されるように、ケース〔ケース２〕の壁部〔外周壁２２〕と、インバータ装置〔変換ユニット３１〕との間に形成する構成が開示されている。

ところで、コンデンサ装置の小型化を図るため、或いは、コンデンサ収容室に収容される他部材との干渉を避けるため、コンデンサ収容室の側壁とコンデンサユニットとの離間距離を短くすることが考えられる。しかしながら、コンデンサユニットと周囲の部材との隙間が狭くなると、当該隙間における空気の対流が阻害される結果、コンデンサユニットが外部環境から受ける熱がコンデンサユニットの近傍に滞留するおそれがある。例えば、特許文献１に記載の構成では、ケース内の回転電機〔回転電機ＭＧ〕等から発生した熱が、壁部からコンデンサ収容室側に放出され、当該熱がコンデンサユニットの下部近傍に滞留するおそれがあるため、コンデンサ収容室の側壁とコンデンサユニットとの隙間を狭くすることは困難であった。

特開２０１４−２３４０５２号公報（図２等）

そこで、コンデンサ収容室の側壁とコンデンサユニットとの隙間を狭くした場合でも、コンデンサユニットの下側の空間からの熱の放散性を適切に確保することが可能なコンデンサ装置の実現が望まれる。

上記に鑑みた、回転電機を収容する回転電機収容室を有するケースに一体的に形成されたコンデンサ収容室と、前記コンデンサ収容室に収容されるコンデンサユニットと、を備えたコンデンサ装置の特徴構成は、前記コンデンサ収容室は、前記ケースの壁部と、前記壁部よりも上方に配置される冷却ユニットと、の間に形成され、前記冷却ユニットは、前記回転電機を制御するインバータ装置に接するように配置されると共に、内部に冷媒流通路を有し、前記コンデンサユニットは、複数のコンデンサ素子が結合されたコンデンサ結合体を有し、水平方向に対して交差する方向を基準軸方向とし、前記基準軸方向に直交する断面に外接する、面積が最小の長方形を外接長方形として、前記コンデンサ素子のそれぞれは、前記基準軸方向に延びる柱状に形成され、前記コンデンサ素子のそれぞれの外周面には、前記基準軸方向の全域において前記外接長方形に対して内側に窪む外周凹部が形成され、前記コンデンサユニットの外周面には、前記基準軸方向の全域に亘って連続的に延びる連続凹部が形成され、前記連続凹部は、少なくともいずれかの前記外周凹部に対応して形成され、前記連続凹部の前記基準軸方向に沿った上側の端部が、前記コンデンサ収容室における前記コンデンサユニットと前記冷却ユニットとの間の空間に連通し、前記連続凹部の前記基準軸方向に沿った下側の端部が、前記コンデンサ収容室における前記コンデンサユニットと前記壁部との間の空間に連通している点にある。

上記の特徴構成によれば、コンデンサユニットの外周面に連続凹部が形成されない場合に比べて、コンデンサユニットの外周面の外側に、空気の対流を生じさせるためのより広い空間を確保することができる。よって、コンデンサ収容室よりも下側に配置されるケースの壁部からコンデンサ収容室側に、ケースの内部の装置等から発生した熱が放出される場合であっても、連続凹部を設けることで促進される空気の対流によって、コンデンサ収容室におけるコンデンサユニットと壁部との間の空間（以下、「第二空間」という。）から、コンデンサ収容室におけるコンデンサユニットと冷却ユニットとの間の空間（以下、「第一空間」という。）へ、当該熱を放散することができる。そして、第一空間内の空気の熱は、冷却ユニットの冷媒流通路を流通する冷媒によって吸収させることができる。よって、空気の対流によって第二空間から第一空間に熱を適切に放散することができる。
以上のように、上記の特徴構成によれば、コンデンサ収容室の側壁とコンデンサユニットとの隙間を狭くした場合でも、コンデンサユニットの下側の空間からの熱の放散性を適切に確保することが可能なコンデンサ装置を実現することができる。
なお、コンデンサユニットの外周面において基準軸方向の全域に亘って連続的に延びる連続凹部は、コンデンサ素子の外周面における外周凹部に対応して形成される。そのため、コンデンサユニットの機能やコンデンサユニットの各部の構成（配置構成等）に対して大きな影響を与えることなく連続凹部を形成することができるという利点もある。

コンデンサ装置のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の実施形態の説明によってより明確となる。

実施形態に係る車両用駆動装置の断面図 図１の部分拡大図 実施形態に係るコンデンサ収容室を上側から見た図 図３から充填樹脂を省いた図 図４からバスバーを省いた図 実施形態に係る回路構成図 実施形態に係るコンデンサ素子の断面図 その他の実施形態に係るコンデンサ素子の断面図 その他の実施形態に係るコンデンサ素子の断面図

コンデンサ装置の実施形態について、図面を参照して説明する。ここでは、図１に示すように、コンデンサ装置１を、回転電機ＭＧを車輪の駆動力源として備える車両用駆動装置１００に適用した場合を例として説明する。なお、「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念である。

以下の説明における各方向は、コンデンサ装置１の使用状態での方向を表す。本実施形態では、コンデンサ装置１は車両用駆動装置１００に備えられるため、車両用駆動装置１００が車両（ハイブリッド車両や電動車両等）に搭載された状態が、コンデンサ装置１の使用状態となる。そして、以下の説明における「上」及び「下」は、水平方向に対して交差する方向である基準軸方向Ｗ（図１参照）に沿った高低を表す。すなわち、「上側」は、基準軸方向Ｗに沿って鉛直方向Ｚの上方に向かう側を指し、「下側」は、基準軸方向Ｗに沿って鉛直方向Ｚの下方に向かう側を指す。本実施形態では、基準軸方向Ｗは鉛直方向Ｚと平行であるため、「上」及び「下」は、鉛直方向Ｚに沿った高低と一致する。また、以下の説明における各部材についての方向や位置等に関する用語は、製造上許容され得る誤差による差異を有する状態を含む概念である。

図１に示すように、コンデンサ装置１は、コンデンサ収容室９１とコンデンサユニット１０とを備えている。コンデンサ収容室９１は、ケース２に一体的に形成されており、コンデンサユニット１０は、コンデンサ収容室９１に収容されている。ケース２は、回転電機ＭＧを収容する回転電機収容室９０を有している。図１では、ケース２の内部の大部分の図示を省略しており、回転電機ＭＧについてはその外形の概略のみを示している。回転電機ＭＧは、複数相（本実施形態では三相）の交流電力により駆動される。回転電機ＭＧは、後述する第一インバータ装置８１により制御される。本実施形態では、回転電機ＭＧは、車輪の駆動力源として機能する。すなわち、回転電機ＭＧは、車輪に駆動力（トルク）を伝達可能に連結されている。回転電機ＭＧは、例えば、変速装置、カウンタギヤ機構、及び出力用差動歯車装置を介して、車輪に駆動力を伝達可能に連結される。

図６に示すように、回転電機ＭＧは、第一インバータ装置８１を介して、直流電源としての蓄電装置ＢＴ（バッテリやキャパシタ等）に電気的に接続されている。第一インバータ装置８１と回転電機ＭＧとの間の電気的接続経路は、ケース２の内部と外部とを連通するように形成された連通孔６を経由するように形成される。本実施形態では、図２に示すように、連通孔６は、ケース２の後述する壁部３に形成されている。そして、回転電機ＭＧは、蓄電装置ＢＴから電力の供給を受けて力行し、又は、回転電機ＭＧとは別の車輪の駆動力源（内燃機関等）のトルクや車両の慣性力により発電した電力を蓄電装置ＢＴに供給して蓄電させる。第一インバータ装置８１は、直流電力と交流電力との間の電力変換を行う装置である。具体的には、第一インバータ装置８１は、蓄電装置ＢＴとの間で受け渡しされる直流電力と、回転電機ＭＧとの間で受け渡しされる交流電力（本実施形態では、三相交流電力）との間の電力変換を行う。本実施形態では、第一インバータ装置８１が「インバータ装置」に相当する。

詳細は省略するが、第一インバータ装置８１は、複数相のそれぞれに対応するアームを有するブリッジ回路を備える。１つのアームは、単数又は複数の並列接続された正極側スイッチング素子と、単数または複数の並列接続された負極側スイッチング素子とが、直列に接続された構成を有する。そして、この直列回路（１つのアーム）が相の数（本実施形態では３つ）だけ並列接続されて、回転電機ＭＧの各相の相コイルのそれぞれに１つのアームが対応したブリッジ回路が形成される。各スイッチング素子には、負極から正極へ向かう方向を順方向とするフリーホイールダイオードが並列に接続される。スイッチング素子は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等のパワー半導体素子が用いられる。

本実施形態では、図２に示すように、第一インバータ装置８１は、ベースプレート８４を備え、スイッチング素子を含む回路部品８５が、ベースプレート８４上に固定されている。ベースプレート８４は、導電性及び熱伝導性の双方を有する材料（例えば、銅やアルミニウム等）を用いて形成される。回路部品８５は、例えば、ブリッジ回路を構成する全てのスイッチング素子及び全てのフリーホイールダイオードが、１つのパッケージにモジュール化された部品や、１つのアームを構成する全てのスイッチング素子及び全てのフリーホイールダイオードが基板上に固定された部品等とすることができる。第一インバータ装置８１は、制御基板８３により制御される。具体的には、第一インバータ装置８１を構成する各スイッチング素子は、制御基板８３において生成されるスイッチング信号に従ってオンオフ動作（スイッチング動作）を行う。図１に示すように、本実施形態では、制御基板８３は、第一インバータ装置８１よりも上側に配置されている。また、本実施形態では、制御基板８３は、ベースプレート８４と平行に配置されている。

オンオフ動作に伴い発熱するスイッチング素子（回路部品８５）を冷却するために、冷却ユニット７０が設けられている。冷却ユニット７０は、第一インバータ装置８１に接するように配置される。本実施形態では、冷却ユニット７０は、第一インバータ装置８１に対して下側から接するように配置されている。具体的には、冷却ユニット７０は、第一インバータ装置８１に対して接するように配置されるヒートシンク８６を備えている。ヒートシンク８６は、熱伝導性を有する材料（例えば、金属や樹脂等）を用いて形成される。ヒートシンク８６は、直接、又は熱伝導性を有する部材（例えば、シート状部材等）を間に挟んで、ベースプレート８４を下側から支持している。よって、オンオフ動作に伴いスイッチング素子から発生した熱は、ベースプレート８４を介してヒートシンク８６に伝達される。ヒートシンク８６の下面には放熱フィンが形成されている。

ヒートシンク８６は、支持部材７によって下側から支持されている。支持部材７は、ケース２に対して直接的に又は間接的に固定される。本実施形態では、支持部材７は、後述するカバー５（第二カバー部５ｂ）と一体的に形成されており、カバー５がケース２に対して取り付けられることで、支持部材７がケース２に対して固定される。支持部材７は、ヒートシンク８６の下面における放熱フィンが形成されていない平坦部に下側から当接する支持部分と、放熱フィンの収容空間を形成するように支持部分に対して下側に窪んだ凹部とを有する。そして、ヒートシンク８６と支持部材７との間において当該凹部によって区画される空間が、冷媒（例えば、冷却水等）を流通させる冷媒流通路７１として機能し、冷媒流通路７１を流通する冷媒とヒートシンク８６（放熱フィン）との熱交換により、ヒートシンク８６が冷却される。この結果、スイッチング素子も冷却される。すなわち、スイッチング素子は、冷媒流通路７１を流通する冷媒と、ヒートシンク８６を介して熱交換することにより、冷却される。このように、冷却ユニット７０は、内部に冷媒流通路７１を有している。

図２に示すように、冷却ユニット７０は、壁部３よりも上方に配置されている。そして、コンデンサユニット１０が収容されるコンデンサ収容室９１が、ケース２の壁部３と冷却ユニット７０との間に形成されている。すなわち、コンデンサ収容室９１の上側は、少なくとも一部の領域で冷却ユニット７０により区画される。また、コンデンサ収容室９１の下側は、少なくとも一部の領域で壁部３により区画される。本実施形態では、壁部３は、ケース２内における冷却のための油が飛散する収容室（回転電機収容室９０又は他の収容室）を形成する壁であり、コンデンサ収容室９１は、ケース２の内部を飛散する油がコンデンサ収容室９１の内部に浸入しないように封止されている。

本実施形態では、コンデンサ収容室９１は、ケース２の壁部３と、冷却ユニット７０の支持部材７との間に形成されている。本実施形態では、図３に示すように、コンデンサ収容室９１の周囲（基準軸方向Ｗに直交する断面の周囲）は、筒状部４によって区画されている。筒状部４は、基準軸方向Ｗに延びる筒状に形成され、本実施形態では、基準軸方向Ｗに直交する断面の概略形状が四角形状となる角筒状に形成されている。筒状部４は、図２に示すように、壁部３よりも上方に配置される部分を有し、コンデンサ収容室９１の少なくとも下側部分は、壁部３と筒状部４とによって囲まれている。筒状部４は、ケース２に対して固定されている。本実施形態では、筒状部４は、ケース２と一体的に形成されている。

本実施形態では、筒状部４の上側には、カバー５が取り付けられている。そして、第一インバータ装置８１を収容するインバータ収容室９２が、カバー５と上述した支持部材７とにより囲まれて形成されている。本実施形態では、インバータ収容室９２には制御基板８３も収容される。インバータ収容室９２は、コンデンサ収容室９１よりも上側に形成される。本実施形態では、インバータ収容室９２とコンデンサ収容室９１とは完全に区画されておらず、互いに連通するように形成されている。なお、本実施形態では、カバー５は、トレイ状（槽状）に形成される第一カバー部５ａと、筒状に形成されると共に第一カバー部５ａと筒状部４とを接続する第二カバー部５ｂとを備えている。そして、第二カバー部５ｂと一体的に、支持部材７が形成されている。

本実施形態では、コンデンサ収容室９１に収容されるコンデンサユニット１０は、第一インバータ装置８１の直流側の正負極間電圧Ｖｄｃ（図６参照）を平滑化する平滑コンデンサとして機能する。すなわち、コンデンサユニット１０は、蓄電装置ＢＴと第一インバータ装置８１との間で受け渡しされる直流電力を平滑化する（言い換えれば、直流電力の変動を抑制する）。コンデンサユニット１０は、図２及び図５に示すように、複数のコンデンサ素子２０が結合されたコンデンサ結合体１５を有している。コンデンサ結合体１５を構成する複数のコンデンサ素子２０は、互いに電気的に並列に接続されている。本実施形態では、コンデンサ結合体１５を構成する全てのコンデンサ素子２０が、平滑コンデンサとして機能する。すなわち、コンデンサ結合体１５を構成する全てのコンデンサ素子２０が、互いに電気的に並列に接続されている。コンデンサ素子２０として、例えば、電極の間に介在する誘電体部分が合成樹脂で形成されるフィルムコンデンサや、誘電体部分がセラミック材料で形成されるセラミックコンデンサ等を用いることができる。

図５に示すように、本実施形態では、コンデンサ結合体１５は、２つの第一コンデンサ素子２１及び２つの第二コンデンサ素子２２の、４つのコンデンサ素子２０が結合されて構成されている。図２に示すように、第一コンデンサ素子２１と第二コンデンサ素子２２とは、基準軸方向Ｗの寸法が互いに異なる。具体的には、第一コンデンサ素子２１の基準軸方向Ｗの寸法が、第二コンデンサ素子２２の基準軸方向Ｗの寸法よりも大きい。また、図５に示すように、第一コンデンサ素子２１と第二コンデンサ素子２２とは、基準軸方向Ｗに直交する断面の形状が互いに異なる。ここで、断面の形状が異なるとは、断面積及び断面形状の種類（種別）の少なくともいずれか一方が異なることを意味する。本実施形態では、第一コンデンサ素子２１と第二コンデンサ素子２２とは、断面積が互いに異なり断面形状の種類は同一である。具体的には、第一コンデンサ素子２１の断面形状、及び第二コンデンサ素子２２の断面形状は、いずれも、長円形状（互いに平行な２辺と、２辺の端部同士を接続する２つの半円とを有する形状）である。また、第一コンデンサ素子２１の基準軸方向Ｗに直交する断面の面積は、第二コンデンサ素子２２の基準軸方向Ｗに直交する断面の面積よりも大きい。図５から明らかなように、２つの第一コンデンサ素子２１は、基準軸方向Ｗに直交する断面の形状が互いに同一であり且つ基準軸方向Ｗに直交する方向に並べて配置されている。ここで、断面の形状が同一とは、断面積及び断面形状の種類の双方が同一であることを意味する。また、２つの第二コンデンサ素子２２は、基準軸方向Ｗに直交する断面の形状が互いに同一であり且つ基準軸方向Ｗに直交する方向に並べて配置されている。すなわち、本実施形態では、コンデンサ結合体１５を構成する複数のコンデンサ素子２０に、基準軸方向Ｗに直交する断面の形状が互いに同一であり且つ基準軸方向Ｗに直交する方向に並べて配置される２つのコンデンサ素子２０が含まれている。

本実施形態では、図２〜図５に示すように、コンデンサユニット１０は、カバー樹脂１２を有している。カバー樹脂１２は、コンデンサ結合体１５を構成する全てのコンデンサ素子２０の外側を覆うと共に、当該全てのコンデンサ素子２０を一体的に保持する。本実施形態では、カバー樹脂１２は、コンデンサ結合体１５を収容する樹脂製のケース（樹脂ケース１３）と、コンデンサ素子２０を固定するために樹脂ケース１３内に充填された樹脂（充填樹脂１４）とを備えている。なお、図４は、図３から充填樹脂１４を省いた図であり、図５は、図４から後述する第一バスバー６１及び第二バスバー６２を省いた図である。

図２及び図５に示すように、樹脂ケース１３は、コンデンサ結合体１５に対して下側に配置される底部と、底部から上側に延びる筒状部とを有する槽状に形成されている。この筒状部は、基準軸方向Ｗの全域に亘って、コンデンサ結合体１５の周囲（基準軸方向Ｗに直交する断面の周囲）を囲むように形成されている。そして、充填樹脂１４は、各コンデンサ素子２０と樹脂ケース１３との隙間、及びコンデンサ素子２０同士の隙間に充填されている。また、充填樹脂１４は、各コンデンサ素子２０の上側の端面を覆うように充填されている。すなわち、充填樹脂１４は、コンデンサ結合体１５の全体を覆うように充填されている。充填樹脂１４は、例えば、ウレタン樹脂やエポキシ樹脂等とされる。

カバー樹脂１２（本実施形態では、樹脂ケース１３）は、コンデンサユニット１０を他部材に取り付けるための取付部１６を備えている。図３に示すように、本実施形態では、３つの取付部１６がカバー樹脂１２の外側に設けられている。そして、本実施形態では、図２に示すように、取付部１６が支持部材７に設けられた被取付部７ａに取り付けられることで、コンデンサユニット１０が支持部材７を介してカバー５に固定されている。

本実施形態では、図６に示すように、車両用駆動装置１００は、電動オイルポンプ（図示せず）を駆動するための電動機ＰＭを備えている。この電動機ＰＭは、第二インバータ装置８２を介して蓄電装置ＢＴに電気的に接続されている。そして、本実施形態では、コンデンサユニット１０は、蓄電装置ＢＴと第二インバータ装置８２との間で受け渡しされる直流電力を平滑化するためにも用いられている。第二インバータ装置８２についての詳細は省略するが、第二インバータ装置８２も、第一インバータ装置８１と同様に、ブリッジ回路を備えている。そして、第二インバータ装置８２に備えられる回路部品（スイッチング素子を含む回路部品）は、例えば、第一インバータ装置８１の回路部品８５と同様にベースプレート８４上に配置され、又は、制御基板８３上に配置される。

ところで、コンデンサ装置１が備えられる装置（本実施形態では、車両用駆動装置１００）の小型化を図ることや、コンデンサ収容室９１に収容される他部材との干渉を避けること等を目的として、コンデンサユニット１０と、コンデンサ収容室９１を形成する壁（本実施形態では、筒状部４）との離間距離が短く設定される場合がある。この場合、コンデンサユニット１０の周囲（基準軸方向Ｗに直交する断面の周囲）の少なくとも一部の領域において空気の対流が阻害される結果、壁部３からコンデンサ収容室９１側に放出された熱がコンデンサユニット１０の下側の空間（後述する第二空間４２、図２参照）に滞留しやすくなる。なお、壁部３は、ケース２の内部の収容室（回転電機収容室９０又は他の収容室）を形成する壁であるため、収容室内の装置等から発生した熱が空気或いは冷却用の油等を介して当該収容室を形成する壁部３に伝達され、この結果、壁部３の温度が上昇する。そのため、コンデンサユニット１０を過熱による損傷から適切に保護するために、壁部３から熱が放出される空間であるコンデンサユニット１０の下側の空間からの、熱の放散性を適切に確保することが望ましい。

以下、本実施形態に係るコンデンサユニット１０において採用している、コンデンサユニット１０の下側の空間からの熱の放散性を適切に確保するための構成について説明する。図２に示すように、コンデンサ結合体１５を構成するコンデンサ素子２０のそれぞれは、基準軸方向Ｗに延びる柱状に形成されている。基準軸方向Ｗは、水平方向に対して交差する方向であり、本実施形態では、水平方向に対して直交する方向（すなわち、鉛直方向Ｚと平行な方向）である。以下では、図２に示すように、基準軸方向Ｗに直交する１つの方向を第一方向Ｘとし、図３に示すように、基準軸方向Ｗ及び第一方向Ｘの双方に直交する方向を第二方向Ｙとする。本実施形態では、第一方向Ｘ及び第二方向Ｙの双方が、水平方向（水平面に沿う方向）である。

図５に示すように、コンデンサ素子２０のそれぞれの外周面には、基準軸方向Ｗの全域において外接長方形Ｒに対して内側に窪む外周凹部２３が形成されている。ここで、外接長方形Ｒは、図７に示すように、基準軸方向Ｗに直交する断面に外接する、面積が最小の長方形である。本実施形態では、コンデンサ素子２０のそれぞれの外周面には、４つの外周凹部２３が形成されている。そして、当該４つの外周凹部２３のそれぞれは、外接長方形Ｒの頂点に対して内側に窪むように形成されている。すなわち、本実施形態では、コンデンサ素子２０のそれぞれの外周面に、４つの外周凹部２３が外接長方形Ｒの４つの頂点に対応して形成されている。なお、図５には、コンデンサ結合体１５を構成する４つのコンデンサ素子２０のそれぞれの外周凹部２３を合わせて、合計で１６個の外周凹部２３が存在するが、簡略化のため、そのうちの２つの外周凹部２３のみに符号“２３”を付している。

図３に示すように、コンデンサユニット１０の外周面には、基準軸方向Ｗの全域に亘って連続的に延びる連続凹部１１が形成されている。そして、図２に示すように、連続凹部１１の基準軸方向Ｗに沿った上側の端部は、コンデンサ収容室９１におけるコンデンサユニット１０と冷却ユニット７０との間の空間である第一空間４１に連通している。また、連続凹部１１の基準軸方向Ｗに沿った下側の端部は、コンデンサ収容室９１におけるコンデンサユニット１０と壁部３との間の空間である第二空間４２に連通している。よって、コンデンサユニット１０の外周面に連続凹部１１が形成されない場合に比べて、コンデンサユニット１０とコンデンサ収容室９１の壁部（本実施形態では筒状部４）との間の隙間を大きく確保して、基準軸方向Ｗに沿った空気の対流を促進することができる。すなわち、コンデンサユニット１０の外周面に連続凹部１１が形成されない場合に比べて、第二空間４２から第一空間４１への熱の放散性を向上させることが可能となる。

なお、連続凹部１１の上側の端部が連通する第一空間４１には、冷却ユニット７０が存在するため、第一空間４１内の空気の熱を、冷媒流通路７１を流通する冷媒に吸収させることができる。よって、第一空間４１内の空気の温度が第二空間４２内の空気の温度よりも低い状態を維持することができ、これによっても第二空間４２から第一空間４１への熱の放散性の向上を図ることができる。なお、第一空間４１内の空気の熱の、冷媒による吸収効率を高めるべく、冷却ユニット７０を構成する部材（例えば、支持部材７、ヒートシンク８６等）を、上側から見て連続凹部１１の少なくとも一部と重複するように配置すると好適である。

連続凹部１１は、少なくともいずれかの外周凹部２３に対応して形成される。ここで、外周凹部２３に対応して形成とは、外周凹部２３自体により形成される場合と、外周凹部２３を覆うカバー部材により形成される場合との、双方を含む概念である。本実施形態では後者であり、カバー部材（本実施形態では、カバー樹脂１２）における外周凹部２３の形状に合わせた形状（外周凹部２３に対応する形状）を有する部分により、連続凹部１１が形成される。ここで、カバー部材における外周凹部２３の形状に合わせた形状を有する部分とは、基準軸方向Ｗに直交する断面における外周凹部２３の各点とカバー部材との離間距離の分散或いは標準偏差が、予め定められた値以下となる形状を有する部分である。すなわち、本実施形態では、コンデンサユニット１０がカバー樹脂１２を有するため、コンデンサユニット１０の外周面は、カバー樹脂１２の外周面（本例では、樹脂ケース１３の外周面）により構成される。そして、連続凹部１１は、カバー樹脂１２の外周面における、複数のコンデンサ素子２０の少なくともいずれかの外周凹部２３を覆う部分により形成される。

本実施形態では、連続凹部１１は、図５において符号“２３”を付した２つの外周凹部２３に対応して形成されている。すなわち、連続凹部１１は、カバー樹脂１２の外周面における、図５において符号“２３”を付した２つの外周凹部２３を覆う部分により形成されている。連続凹部１１は、２つの外周凹部２３により形成される複合凹部に合う形状（対応する形状）を有する。この２つの外周凹部２３は、第一方向Ｘに並べて配置される２つの第一コンデンサ素子２１のうちの、一方の第一コンデンサ素子２１の１つの外周凹部２３と、他方の第一コンデンサ素子２１の１つの外周凹部２３との組であって、外周凹部２３同士の間隔が最も短い（すなわち、隣接して配置される）外周凹部２３の組である。すなわち、本実施形態では、基準軸方向Ｗに直交する断面の形状が互いに同一であり且つ基準軸方向Ｗに直交する方向に並べて配置される２つのコンデンサ素子２０の一方を第一素子とし他方を第二素子として、第一素子の１つの外周凹部２３である第一凹部と、第二素子の１つの外周凹部２３である第二凹部との組であって、第一凹部と第二凹部との間隔が最も短い組（互いに隣接して配置される第一凹部と第二凹部の組）に対応して、連続凹部１１が形成されている。本実施形態では、このように連続凹部１１が形成されているため、連続凹部１１は、基準軸方向Ｗに延びる溝状に形成されている。

本実施形態では、更に、以下に説明するように、コンデンサ結合体１５に電気的に接続されるバスバーを利用して、第二空間４２から第一空間４１への熱の放散性の向上を図ることが可能となっている。具体的には、図２及び図４に示すように、コンデンサユニット１０は、コンデンサ結合体１５の上側の端面に沿って配置される部分を有する第一バスバー６１と、コンデンサ結合体１５の下側の端面に沿って配置される部分（後述する第一部分３１）を有する第二バスバー６２と、を備えている。第一バスバー６１及び第二バスバー６２の一方が、コンデンサ結合体１５の正極に電気的に接続される正極バスバーであり、第一バスバー６１及び第二バスバー６２の他方が、コンデンサ結合体１５の負極に電気的に接続される負極バスバーである。図６に示すように、本実施形態では、第一バスバー６１が正極バスバーであり、第二バスバー６２が負極バスバーである。

そして、図２及び図４に示すように、第二バスバー６２が、コンデンサ結合体１５の基準軸方向Ｗに沿った下側の端面に沿って配置される第一部分３１と、第一部分３１との接続部からコンデンサ結合体１５の基準軸方向Ｗに沿った上側の端部まで基準軸方向Ｗに沿って延びる第二部分３２と、を有している。第二部分３２は、コンデンサ結合体１５の外周面に沿って延びるように配置されている。よって、第二バスバー６２が有する熱伝導性を利用して、第二空間４２内の空気の熱の一部を第一部分３１によって吸収するとともに、その吸収した熱を、第二部分３２を介して第一空間４１内の空気に伝達させることが可能となっている。これにより、第二空間４２から第一空間４１への熱の放散性をより一層向上させることが可能となっている。

なお、本実施形態では、図４及び図６に示すように、第一バスバー６１及び第二バスバー６２のそれぞれは、第一インバータ装置８１と接続するための端子と、第二インバータ装置８２と接続するための端子とを、各別に備えている。具体的には、第一バスバー６１は、第一インバータ装置８１と接続するための第一端子５１と、第二インバータ装置８２と接続するための第三端子５３とを備えている。また、第二バスバー６２は、第一インバータ装置８１と接続するための第二端子５２と、第二インバータ装置８２と接続するための第四端子５４とを備えている。そして、第一端子５１及び第二端子５２は、蓄電装置ＢＴと接続するための端子としても機能している。

〔その他の実施形態〕
コンデンサ装置のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記の実施形態では、コンデンサ素子２０の基準軸方向Ｗに直交する断面の形状（以下、単に「断面形状」という。）が、図７に示すような長円形状である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、図７とは断面形状の種類の異なるコンデンサ素子２０を用いても良い。例えば、図８や図９に示すような断面形状を有するコンデンサ素子２０を用いることが可能である。図８に示す例では、コンデンサ素子２０の断面形状は、互いに平行な二辺の組を、図７に示す例のように１組ではなく、２組有している。すなわち、図８に示すコンデンサ素子２０の断面形状は、長方形の全ての角（頂点）が円弧状の角丸長方形状である。また、図９に示す例では、コンデンサ素子２０の断面形状は、互いに平行な二辺の組を有していない。すなわち、図９に示すコンデンサ素子２０の断面形状は、楕円形状である。また、図７〜図９のいずれの例においても、外周凹部２３の断面形状が曲線状であるが、外周凹部２３の断面形状が直線状（角面取り形状）のコンデンサ素子２０を用いても良い。例えば、長方形の全ての角を４５度で面取りした断面形状のコンデンサ素子２０を用いることができる。更には、図７〜図９のいずれの例においても、外接長方形Ｒは、短辺及び長辺を有する長方形であるが、外接長方形Ｒが正方形となる断面形状のコンデンサ素子２０を用いても良い。当然ながら、断面形状の種類が互いに異なる複数のコンデンサ素子２０がコンデンサ結合体１５に含まれても良い。

（２）上記の実施形態では、コンデンサ素子２０のそれぞれの外周面に、４つの外周凹部２３が外接長方形Ｒの４つの頂点に対応して形成された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、４つ未満の外周凹部２３が外周面に形成されたコンデンサ素子２０を用いることもできる。また、外接長方形Ｒの頂点ではなく外接長方形Ｒの辺に対して内側に窪む外周凹部２３が外周面に形成されたコンデンサ素子２０を用いることも可能である。

（３）上記の実施形態では、コンデンサ結合体１５を構成する複数のコンデンサ素子２０に、基準軸方向Ｗに直交する断面の形状が互いに同一であり且つ基準軸方向Ｗに直交する方向に並べて配置される２つのコンデンサ素子２０が含まれる構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、コンデンサ結合体１５を構成する複数のコンデンサ素子２０にこのような２つのコンデンサ素子２０が含まれない構成とすることも可能である。

（４）上記の実施形態では、基準軸方向Ｗに直交する断面の形状が互いに同一であり且つ基準軸方向Ｗに直交する方向に並べて配置される２つのコンデンサ素子２０の一方を第一素子とし他方を第二素子として、第一素子の１つの外周凹部２３である第一凹部と、第二素子の１つの外周凹部２３である第二凹部との組であって、第一凹部と第二凹部との間隔が最も短い組（すなわち、隣り合う第一凹部と第二凹部との組）に対応して、連続凹部１１が形成される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、基準軸方向Ｗに直交する断面の形状が互いに異なり且つ基準軸方向Ｗに直交する方向に並べて配置される２つのコンデンサ素子２０の一方を第一素子とし他方を第二素子として、上記のように連続凹部１１が形成される構成とすることも可能である。この場合、第一素子と第二素子とは、基準軸方向Ｗに直交する断面積と、基準軸方向Ｗに直交する断面形状の種類との、少なくとも一方が互いに異なる。

（５）上記の実施形態では、１つの連続凹部１１が２つの外周凹部２３に対応して形成される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、１つの連続凹部１１が１つの外周凹部２３に対応して形成される構成とすることもできる。この場合、連続凹部１１の基準軸方向Ｗに直交する断面の形状は、１つの外周凹部２３に合わせた形状（対応する形状）となる。

（６）上記の実施形態では、コンデンサユニット１０の外周面に、１つの連続凹部１１が形成される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、コンデンサユニット１０の外周面に、２つ以上の連続凹部１１が形成される構成とすることもできる。

（７）上記の実施形態では、コンデンサユニット１０がカバー樹脂１２を有する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、コンデンサユニット１０がカバー樹脂１２を有さず、コンデンサ結合体１５を構成する複数のコンデンサ素子２０が、固定バンド等で互いに固定される構成とすることもできる。この場合、上記の実施形態とは異なり、連続凹部１１は、外周凹部２３自体により形成される。すなわち、外周凹部２３が連続凹部１１となる。

（８）上記の実施形態では、基準軸方向Ｗが鉛直方向Ｚと平行である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、基準軸方向Ｗが鉛直方向Ｚに対して鋭角で交差する構成とすることもできる。

（９）上記の実施形態では、コンデンサ結合体１５を構成する全てのコンデンサ素子２０が、平滑コンデンサとして機能する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、コンデンサ結合体１５を構成するコンデンサ素子２０の中に、平滑コンデンサとは異なる機能（例えば、ノイズ除去機能）を有するコンデンサが含まれても良い。

（１０）その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎないと理解されるべきである。従って、当業者は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。

〔上記実施形態の概要〕
以下、上記において説明したコンデンサ装置の概要について説明する。

回転電機（ＭＧ）を収容する回転電機収容室（９０）を有するケース（２）に一体的に形成されたコンデンサ収容室（９１）と、前記コンデンサ収容室（９１）に収容されるコンデンサユニット（１０）と、を備えたコンデンサ装置（１）であって、前記コンデンサ収容室（９１）は、前記ケース（２）の壁部（３）と、前記壁部（３）よりも上方に配置される冷却ユニット（７０）と、の間に形成され、前記冷却ユニット（７０）は、前記回転電機（ＭＧ）を制御するインバータ装置（８１）に接するように配置されると共に、内部に冷媒流通路（７１）を有し、前記コンデンサユニット（１０）は、複数のコンデンサ素子（２０）が結合されたコンデンサ結合体（１５）を有し、水平方向に対して交差する方向を基準軸方向（Ｗ）とし、前記基準軸方向（Ｗ）に直交する断面に外接する、面積が最小の長方形を外接長方形（Ｒ）として、前記コンデンサ素子（２０）のそれぞれは、前記基準軸方向（Ｗ）に延びる柱状に形成され、前記コンデンサ素子（２０）のそれぞれの外周面には、前記基準軸方向（Ｗ）の全域において前記外接長方形（Ｒ）に対して内側に窪む外周凹部（２３）が形成され、前記コンデンサユニット（１０）の外周面には、前記基準軸方向（Ｗ）の全域に亘って連続的に延びる連続凹部（１１）が形成され、前記連続凹部（１１）は、少なくともいずれかの前記外周凹部（２３）に対応して形成され、前記連続凹部（１１）の前記基準軸方向（Ｗ）に沿った上側の端部が、前記コンデンサ収容室（９１）における前記コンデンサユニット（１０）と前記冷却ユニット（７０）との間の空間（４１）に連通し、前記連続凹部（１１）の前記基準軸方向（Ｗ）に沿った下側の端部が、前記コンデンサ収容室（９１）における前記コンデンサユニット（１０）と前記壁部（３）との間の空間（４２）に連通している。

この構成によれば、コンデンサユニット（１０）の外周面に連続凹部（１１）が形成されない場合に比べて、コンデンサユニット（１０）の外周面の外側に、空気の対流を生じさせるためのより広い空間を確保することができる。よって、コンデンサ収容室（９１）よりも下側に配置されるケース（２）の壁部（３）からコンデンサ収容室（９１）側に、ケース（２）の内部の装置等から発生した熱が放出される場合であっても、連続凹部（１１）を設けることで促進される空気の対流によって、コンデンサ収容室（９１）におけるコンデンサユニット（１０）と壁部（３）との間の空間（以下、「第二空間（４２）」という。）から、コンデンサ収容室（９１）におけるコンデンサユニット（１０）と冷却ユニット（７０）との間の空間（以下、「第一空間（４１）」という。）へ、当該熱を放散することができる。そして、第一空間（４１）内の空気の熱は、冷却ユニット（７０）の冷媒流通路（７１）を流通する冷媒によって吸収させることができる。よって、空気の対流によって第二空間（４２）から第一空間（４１）に熱を適切に放散することができる。
以上のように、上記の構成によれば、コンデンサ収容室（９１）の側壁とコンデンサユニット（１０）との隙間を狭くした場合でも、コンデンサユニット（１０）の下側の空間からの熱の放散性を適切に確保することが可能なコンデンサ装置（１）を実現することができる。
なお、コンデンサユニット（１０）の外周面において基準軸方向（Ｗ）の全域に亘って連続的に延びる連続凹部（１１）は、コンデンサ素子（２０）の外周面における外周凹部（２３）に対応して形成される。そのため、コンデンサユニット（１０）の機能やコンデンサユニット（１０）の各部の構成（配置構成等）に対して大きな影響を与えることなく連続凹部（１１）を形成することができるという利点もある。

ここで、前記コンデンサ結合体（１５）を構成する複数の前記コンデンサ素子（２０）に、前記基準軸方向（Ｗ）に直交する断面の形状が互いに同一であり且つ前記基準軸方向（Ｗ）に直交する方向に並べて配置される２つの前記コンデンサ素子（２０）が含まれていると好適である。

この構成によれば、上記２つのコンデンサ素子（２０）のそれぞれの外周凹部（２３）の組であって、互いに隣接して配置される外周凹部（２３）の組に対応するように、連続凹部（１１）を形成することで、空気の対流を適切に促進させることが可能な程度の深さや幅を持つ連続凹部（１１）を形成することが容易となる。

また、前記コンデンサ素子（２０）のそれぞれの外周面に、４つの前記外周凹部（２３）が前記外接長方形（Ｒ）の４つの頂点に対応して形成されていると好適である。

この構成によれば、コンデンサ結合体（１５）の外周面に多くの外周凹部（２３）が配置されるため、連続凹部（１１）の形成位置や個数についての自由度が高くなる。

また、前記コンデンサユニット（１０）は、前記コンデンサ結合体（１５）を構成する全ての前記コンデンサ素子（２０）の外側を覆うと共に全ての前記コンデンサ素子（２０）を一体的に保持するカバー樹脂（１２）を有し、前記連続凹部（１１）は、前記カバー樹脂（１２）の外周面における、複数の前記コンデンサ素子（２０）の少なくともいずれかの前記外周凹部（２３）を覆う部分により形成されていると好適である。

この構成によれば、コンデンサユニット（１０）がカバー樹脂（１２）を有する場合に、連続凹部（１１）を適切に形成することができる。なお、連続凹部（１１）は、カバー樹脂（１２）の外周面における外周凹部（２３）を覆う部分により形成されるため、コンデンサ素子（２０）を保持するために必要な樹脂の厚みを適切に確保しつつ、連続凹部（１１）を形成することができる。

また、前記コンデンサユニット（１０）は、前記コンデンサ結合体（１５）の正極に電気的に接続される正極バスバーと、前記コンデンサ結合体（１５）の負極に電気的に接続される負極バスバーと、を有し、前記正極バスバー及び前記負極バスバーのいずれか一方が、前記コンデンサ結合体（１５）の前記基準軸方向（Ｗ）に沿った下側の端面に沿って配置される第一部分（３１）と、前記第一部分（３１）との接続部から前記コンデンサ結合体（１５）の前記基準軸方向（Ｗ）に沿った上側の端部まで前記基準軸方向（Ｗ）に沿って延びる第二部分（３２）と、を有していると好適である。

この構成によれば、バスバーが有する熱伝導性を利用して、第二空間（４２）内の空気の熱の一部を第一部分（３１）によって吸収するとともに、その吸収した熱を、第二部分（３２）を介して第一空間（４１）内の空気に伝達させることが可能となる。これにより、第二空間（４２）から第一空間（４１）への熱の放散性をより一層向上させることが可能となる。

１：コンデンサ装置
２：ケース
３：壁部
１０：コンデンサユニット
１１：連続凹部
１２：カバー樹脂
１５：コンデンサ結合体
２０：コンデンサ素子
２３：外周凹部
３１：第一部分
３２：第二部分
７０：冷却ユニット
７１：冷媒流通路
８１：インバータ装置（第一インバータ装置）
９０：回転電機収容室
９１：コンデンサ収容室
ＭＧ：回転電機
Ｒ：外接長方形
Ｗ：基準軸方向

Claims (5)

1. 回転電機を収容する回転電機収容室を有するケースに一体的に形成されたコンデンサ収容室と、前記コンデンサ収容室に収容されるコンデンサユニットと、を備えたコンデンサ装置であって、
   前記コンデンサ収容室は、前記ケースの壁部と、前記壁部よりも上方に配置される冷却ユニットと、の間に形成され、
   前記冷却ユニットは、前記回転電機を制御するインバータ装置に接するように配置されると共に、内部に冷媒流通路を有し、
   前記コンデンサユニットは、複数のコンデンサ素子が結合されたコンデンサ結合体を有し、
   水平方向に対して交差する方向を基準軸方向とし、前記基準軸方向に直交する断面に外接する、面積が最小の長方形を外接長方形として、
   前記コンデンサ素子のそれぞれは、前記基準軸方向に延びる柱状に形成され、
   前記コンデンサ素子のそれぞれの外周面には、前記基準軸方向の全域において前記外接長方形に対して内側に窪む外周凹部が形成され、
   前記コンデンサユニットの外周面には、前記基準軸方向の全域に亘って連続的に延びる連続凹部が形成され、
   前記連続凹部は、少なくともいずれかの前記外周凹部に対応して形成され、
   前記連続凹部の前記基準軸方向に沿った上側の端部が、前記コンデンサ収容室における前記コンデンサユニットと前記冷却ユニットとの間の空間に連通し、前記連続凹部の前記基準軸方向に沿った下側の端部が、前記コンデンサ収容室における前記コンデンサユニットと前記壁部との間の空間に連通しているコンデンサ装置。
2. 前記コンデンサ結合体を構成する複数の前記コンデンサ素子に、前記基準軸方向に直交する断面の形状が互いに同一であり且つ前記基準軸方向に直交する方向に並べて配置される２つの前記コンデンサ素子が含まれている請求項１に記載のコンデンサ装置。
3. 前記コンデンサ素子のそれぞれの外周面に、４つの前記外周凹部が前記外接長方形の４つの頂点に対応して形成されている請求項１又は２に記載のコンデンサ装置。
4. 前記コンデンサユニットは、前記コンデンサ結合体を構成する全ての前記コンデンサ素子の外側を覆うと共に全ての前記コンデンサ素子を一体的に保持するカバー樹脂を有し、
   前記連続凹部は、前記カバー樹脂の外周面における、複数の前記コンデンサ素子の少なくともいずれかの前記外周凹部を覆う部分により形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載のコンデンサ装置。
5. 前記コンデンサユニットは、前記コンデンサ結合体の正極に電気的に接続される正極バスバーと、前記コンデンサ結合体の負極に電気的に接続される負極バスバーと、を有し、
   前記正極バスバー及び前記負極バスバーのいずれか一方が、前記コンデンサ結合体の前記基準軸方向に沿った下側の端面に沿って配置される第一部分と、前記第一部分との接続部から前記コンデンサ結合体の前記基準軸方向に沿った上側の端部まで前記基準軸方向に沿って延びる第二部分と、を有している請求項１から４のいずれか一項に記載のコンデンサ装置。

Images