JP2020191703A - 電力変換機 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に伝達される振動が抑制された電力変換機を提供する。【解決手段】電力変換機３００は、スイッチ素子を含む電気部品７１０と、電気部品を収納するハウジング８００、８４０と、ハウジングと車体とを連結する連結部８６２と、ハウジングと車体との間の振動伝達を抑制する防振ブッシュ８７０と、を有する。ハウジングには、冷媒の流れる冷却路８０５が形成される。冷却路は、所定方向で離間する第１主面８０６と第２主面８０７および第１主面と第２主面を連結する連結面８０８によって区画される。第１主面と第２主面それぞれの面積は、連結面の面積よりも大きい。また、防振ブッシュの所定方向のばね定数は、所定方向に直交する直交方向のばね定数よりも大きい。【選択図】図２

Description

本明細書に記載の開示は、電力変換機に関するものである。

特許文献１に示されるように、電子機器が防振ブッシュを介して車両に締結された電子機器の車載構造が知られている。

特開２０１４−１１４８７０号公報

特許文献１に示される電子機器の車載構造では、電子機器の電磁力に起因する振動が防振ブッシュによって車両へ伝達されることが抑制されている。しかしながら防振ブッシュのみでは振動の伝達抑制が十分ではなかった。そのため振動が車両に伝達される虞がある。

そこで本明細書に記載の開示は、車両に伝達される振動が抑制された電力変換機を提供することを目的とする。

開示の１つは、
スイッチ素子を含む電気部品（３０５，３０６，５１０，７１０）と、
電気部品を収納するハウジング（８００，８４０）と、
ハウジングと車体とを連結する連結部（８６２）と、
ハウジングと車体との間の振動伝達を抑制する防振ブッシュ（８７０）と、を有し、
ハウジングには冷媒の流れる冷却路（８０５）が形成され、
冷却路は所定方向で離間する第１主面（８０６）と第２主面（８０７）、および、第１主面と第２主面を連結する連結面（８０８）によって区画され、
第１主面と第２主面それぞれの面積が連結面の面積よりも大きく、
防振ブッシュの所定方向のばね定数が、所定方向に直交する直交方向のばね定数よりも大きくなっている。

このように本開示では、冷却路（８０５）において所定方向に並ぶ第１主面（８０６）と第２主面（８０７）それぞれの面積が、これら２つの主面を連結する連結面（８０８）の面積よりも大きくなっている。そのため、冷媒と接する主面に働く粘性抵抗が、連結面（８０８）に働く粘性抵抗よりも大きくなっている。これにより所定方向へ主面が振動することが抑制されやすくなっている。

また本開示では防振ブッシュ（８７０）は所定方向でばね定数が大きく、所定方向に直交する方向でばね定数が小さくなっている。そのため、防振ブッシュ（８７０）は所定方向に直交する直交方向の振動を減衰しやすくなっている。

以上に示したように電気部品（３０５，３０６，５１０，７１０）の電磁力に起因する所定方向の振動は冷媒によって減衰されやすく、電気部品（３０５，３０６，５１０，７１０）で生じた直交方向の振動は防振ブッシュ（８７０）によって減衰されやすくなっている。電気部品（３０５，３０６，５１０，７１０）の電磁力に起因する振動が車両に伝達されることが抑制される。

なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

車載システムを示す回路図である。 電力変換機の車体への固定形態を図３に示すＩＩ−ＩＩ線に沿って示した断面図である。 電力変換機の上面図である。 第１の変形例を説明するための電力変換機の断面図である。 第２の変形例を説明するための電力変換機の断面図である。

以下、実施形態を図に基づいて説明する。

（第１実施形態）
先ず、図１に基づいて電力変換機３００の設けられる車載システム１００を説明する。この車載システム１００は電気自動車用のシステムを構成している。車載システム１００はバッテリ２００、電力変換機３００、および、モータ４００を有する。

また車載システム１００は図示しない複数のＥＣＵを有する。これら複数のＥＣＵはバス配線を介して相互に信号を送受信している。複数のＥＣＵは強調して電気自動車を制御している。複数のＥＣＵの制御により、バッテリ２００のＳＯＣに応じたモータ４００の回生と力行が制御される。ＳＯＣはstate of chargeの略である。ＥＣＵはelectronic control unitの略である。

バッテリ２００は複数の二次電池を有する。これら複数の二次電池は直列接続された電池スタックを構成している。この電池スタックのＳＯＣがバッテリ２００のＳＯＣに相当する。二次電池としてはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、および、有機ラジカル電池などを採用することができる。

電力変換機３００はバッテリ２００とモータ４００との間の電力変換を行う。電力変換機３００はバッテリ２００の直流電力をモータ４００の力行に適した電圧レベルの交流電力に変換する。電力変換機３００はモータ４００の発電（回生）によって生成された交流電力をバッテリ２００の充電に適した電圧レベルの直流電力に変換する。

モータ４００は図示しない電気自動車の出力軸に連結されている。モータ４００の回転エネルギーは出力軸を介して電気自動車の走行輪に伝達される。逆に、走行輪の回転エネルギーは出力軸を介してモータ４００に伝達される。

モータ４００は電力変換機３００から供給される交流電力によって力行する。これにより走行輪への推進力の付与が成される。またモータ４００は走行輪から伝達される回転エネルギーによって回生する。この回生によって発生した交流電力は、電力変換機３００によって直流電力に変換されるとともに降圧される。この直流電力がバッテリ２００に供給される。また直流電力は電気自動車に搭載された各種電気負荷にも供給される。

＜電力変換機＞
次に電力変換機３００を説明する。電力変換機３００はコンバータ５００とインバータ６００を備えている。コンバータ５００はバッテリ２００の直流電力をモータ４００の力行に適した電圧レベルに昇圧する。インバータ６００はこの直流電力を交流電力に変換する。この交流電力がモータ４００に供給される。またインバータ６００はモータ４００で生成された交流電力を直流電力に変換する。コンバータ５００はこの直流電力をバッテリ２００の充電に適した電圧レベルに降圧する。

＜コンバータの回路構成＞
図１に示すようにコンバータ５００は第１給電バスバ３０１と第２給電バスバ３０２を介してバッテリ２００と電気的に接続されている。第１給電バスバ３０１はバッテリ２００の正極に接続されている。第２給電バスバ３０２はバッテリ２００の負極に接続されている。そしてコンバータ５００は第３給電バスバ３０３と第２給電バスバ３０２を介してインバータ６００と電気的に接続されている。

コンバータ５００は第１コンデンサ３０５、リアクトル５１０、および、第３給電バスバ３０３と第２給電バスバ３０２との間で直列接続されたＡ相レグ５２０を有する。

第１コンデンサ３０５の有する２つの電極のうち一方が第１給電バスバ３０１に接続されている。第１コンデンサ３０５の有する２つの電極のうち他方が第２給電バスバ３０２に接続されている。

リアクトル５１０は第１給電バスバ３０１に接続されている。リアクトル５１０とＡ相レグ５２０とが連結バスバ５３０を介して電気的に接続されている。

Ａ相レグ５２０は第３給電バスバ３０３と第２給電バスバ３０２それぞれに接続されている。Ａ相レグ５２０は上記のＥＣＵおよびゲートドライバによって駆動制御されている。

Ａ相レグ５２０は半導体素子として、第１ハイサイドスイッチ５２１と第１ローサイドスイッチ５２２、および、第１ハイサイドダイオード５２１ａと第１ローサイドダイオード５２２ａを有する。

図１に示すように第１ハイサイドスイッチ５２１のコレクタ電極が第３給電バスバ３０３に接続されている。第１ハイサイドスイッチ５２１のエミッタ電極と第１ローサイドスイッチ５２２のコレクタ電極とが接続されている。第１ローサイドスイッチ５２２のエミッタ電極が第２給電バスバ３０２に接続されている。これにより第１ハイサイドスイッチ５２１と第１ローサイドスイッチ５２２は第３給電バスバ３０３から第２給電バスバ３０２へ向かって順に直列接続されている。

また、第１ハイサイドスイッチ５２１のコレクタ電極に第１ハイサイドダイオード５２１ａのカソード電極が接続されている。第１ハイサイドスイッチ５２１のエミッタ電極に第１ハイサイドダイオード５２１ａのアノード電極が接続されている。これにより第１ハイサイドスイッチ５２１に第１ハイサイドダイオード５２１ａが逆並列接続されている。

同様にして、第１ローサイドスイッチ５２２のコレクタ電極に第１ローサイドダイオード５２２ａのカソード電極が接続されている。第１ローサイドスイッチ５２２のエミッタ電極に第１ローサイドダイオード５２２ａのアノード電極が接続されている。これにより第１ローサイドスイッチ５２２に第１ローサイドダイオード５２２ａが逆並列接続されている。

Ａ相レグ５２０の第１ハイサイドスイッチ５２１と第１ローサイドスイッチ５２２との間の中点に上記したリアクトル５１０が連結バスバ５３０を介して接続される。以上により、リアクトル５１０はバッテリ２００の正極と、Ａ相レグ５２０の第１ハイサイドスイッチ５２１と第１ローサイドスイッチ５２２との間の中点とに接続されている。

上記したようにＡ相レグ５２０の第１ハイサイドスイッチ５２１と第１ローサイドスイッチ５２２はＥＣＵとゲートドライバによって開閉制御される。ＥＣＵは制御信号を生成し、それをゲートドライバに出力する。ゲートドライバは制御信号を増幅してスイッチのゲート電極に出力する。これによりＥＣＵはコンバータ５００に入力される直流電力の電圧レベルを昇降圧する。

ＥＣＵは制御信号としてパルス信号を生成している。ＥＣＵはこのパルス信号のオンデューティ比と周波数を調整することで直流電力の昇降圧レベルを調整している。

バッテリ２００の直流電力を昇圧する場合、ＥＣＵは第１ハイサイドスイッチ５２１と第１ローサイドスイッチ５２２それぞれを交互に開閉する。これとは反対にインバータ６００から供給された直流電力を降圧する場合、ＥＣＵは第１ローサイドスイッチ５２２に出力する制御信号をローレベルに固定する。それとともにＥＣＵは第１ハイサイドスイッチ５２１に出力する制御信号をハイレベルとローレベルに順次切り換える。

＜インバータの構成回路＞
インバータ６００は第２コンデンサ３０６とスイッチレグ群６１０を有する。第２コンデンサ３０６の有する２つの電極のうち一方が第３給電バスバ３０３に接続されている。第２コンデンサ３０６の有する２つの電極のうち他方が第２給電バスバ３０２に接続されている。スイッチレグ群６１０は第３給電バスバ３０３と第２給電バスバ３０２それぞれに接続されている。

スイッチレグ群６１０はＵ相レグ６１３、Ｖ相レグ６１４、および、Ｗ相レグ６１５を有する。これら３相のレグそれぞれは直列接続された２つのスイッチ素子を有する。

Ｕ相レグ６１３〜Ｗ相レグ６１５それぞれは、スイッチ素子として、第２ハイサイドスイッチ６１１と第２ローサイドスイッチ６１２を有する。またＵ相レグ６１３〜Ｗ相レグ６１５それぞれは、第２ハイサイドダイオード６１１ａと第２ローサイドダイオード６１２ａを有する。

図１に示すように第２ハイサイドスイッチ６１１のコレクタ電極は第３給電バスバ３０３に接続されている。第２ハイサイドスイッチ６１１のエミッタ電極と第２ローサイドスイッチ６１２のコレクタ電極とが接続されている。第２ローサイドスイッチ６１２のエミッタ電極が第２給電バスバ３０２に接続されている。これにより第２ハイサイドスイッチ６１１と第２ローサイドスイッチ６１２は第３給電バスバ３０３から第２給電バスバ３０２へ向かって順に直列接続されている。

そしてＵ相レグ６１３の備える第２ハイサイドスイッチ６１１と第２ローサイドスイッチ６１２との間の中点がモータ４００のＵ相ステータコイルに接続されている。Ｖ相レグ６１４の備える第２ハイサイドスイッチ６１１と第２ローサイドスイッチ６１２との間の中点がモータ４００のＶ相ステータコイルに接続されている。Ｗ相レグ６１５の備える第２ハイサイドスイッチ６１１と第２ローサイドスイッチ６１２との間の中点がモータ４００のＷ相ステータコイルに接続されている。

また、第２ハイサイドスイッチ６１１のコレクタ電極に第２ハイサイドダイオード６１１ａのカソード電極が接続されている。第２ハイサイドスイッチ６１１のエミッタ電極に第２ハイサイドダイオード６１１ａのアノード電極が接続されている。これにより第２ハイサイドスイッチ６１１に第２ハイサイドダイオード６１１ａが逆並列接続されている。

同様にして、第２ローサイドスイッチ６１２のコレクタ電極に第２ローサイドダイオード６１２ａのカソード電極が接続されている。第２ローサイドスイッチ６１２のエミッタ電極に第２ローサイドダイオード６１２ａのアノード電極が接続されている。これにより第２ローサイドスイッチ６１２に第２ローサイドダイオード６１２ａが逆並列接続されている。

これまでに説明したように、インバータ６００はモータ４００のＵ相ステータコイル〜Ｗ相ステータコイルそれぞれに対応する３相のレグを有する。これら３相のレグの備える第２ハイサイドスイッチ６１１と第２ローサイドスイッチ６１２それぞれのゲート電極に、ゲートドライバによって増幅されたＥＣＵの制御信号が入力される。

モータ４００を力行する場合、ＥＣＵからの制御信号によって３相のレグの備える第２ハイサイドスイッチ６１１と第２ローサイドスイッチ６１２それぞれがＰＷＭ制御される。これによりインバータ６００で３相交流が生成される。モータ４００が発電（回生）する場合、ＥＣＵは例えば制御信号の出力を停止する。これによりモータ４００の発電によって生成された交流電力が３相レグの備えるダイオードを通る。この結果、交流電力が直流電力に変換される。

＜スイッチモジュール＞
これまでに説明したコンバータ５００のＡ相レグ５２０とインバータ６００のＵ相レグ６１３〜Ｗ相レグ６１５それぞれの有するスイッチ素子は樹脂部材によって封止され、スイッチモジュール６２０を構成している。以下においてはこれらレグそれぞれを区別せずにスイッチモジュール６２０と示す。

なお本実施形態では、コンバータ５００の第１ハイサイドスイッチ５２１、および、第１ローサイドスイッチ５２２と、インバータ６００の第２ハイサイドスイッチ６１１、および、第２ローサイドスイッチ６１２としてｎチャネル型のＩＧＢＴを採用している。これらスイッチ素子それぞれのコレクタ電極、エミッタ電極、および、ゲート電極それぞれに接続された端子の先端がスイッチモジュール６２０の樹脂部材から露出している。なお、これらスイッチ素子として、ＩＧＢＴではなくＭＯＳＦＥＴを採用することもできる。これらスイッチ素子としてＭＯＳＦＥＴを採用する場合、上記のダイオードはなくともよい。

これらスイッチ素子は、Ｓｉなどの半導体、および、ＳｉＣなどのワイドギャップ半導体によって製造することができる。半導体素子の構成材料としては特に限定されない。

更に言えば、Ａ相レグ５２０、Ｕ相６１３〜Ｗ相レグ６１５それぞれの有するスイッチ素子の種類と構成材料は異なっていてもよい。例えば、Ａ相レグ５２０の備えるスイッチ素子がＳｉＣから構成されるＭＯＳＦＥＴ、Ｕ相レグ６１３〜Ｗ相レグ６１５それぞれの備えるスイッチ素子がＳｉから構成されるＩＧＢＴであってもよい。

＜電力変換機の構成＞
次に、電力変換機３００の構成を説明する。以下において直交の関係にある３方向をｘ方向、ｙ方向、ｚ方向とする。ｚ方向は所定方向に相当する。

電力変換機３００は上記の構成要素の他に冷却器７００、弾性部材７０４、第１ハウジング８００、第２ハウジング８４０、コンデンサケース８２０、リアクトルケース８３０、カバー８４５、基板８５０、ボルト８６０、および、防振ブッシュ８７０を有する。

コンバータ５００とインバータ６００それぞれはスイッチモジュール６２０を有する。冷却器７００にスイッチモジュール６２０が収納されてパワーモジュール７１０が構成されている。コンデンサケース８２０は第１コンデンサ３０５と第２コンデンサ３０６を収納している。リアクトルケース８３０はリアクトル５１０を収納している。ボルト８６０は電力変換機３００の各種構成要素を連結する連結ボルト８６１と、第１ハウジング８００と車体を締結する締結ボルト８６２を備える。締結ボルト８６２は連結部に相当する。第１ハウジング８００と第２ハウジング８４０がハウジングに相当する。

＜第１ハウジング＞
図２に示すように第１ハウジング８００はｚ方向に厚さの薄い底部８０１と、底部８０１の内底面８０２の縁部からｚ方向に環状に起立した側部８０９と、側部８０９からｘ方向に延びる締結部８１３と、を有する。第１ハウジング８００においてｚ方向に開口する側部８０９は一方が底部８０１に閉塞され、他方がｚ方向に開口している。そのため第１ハウジング８００はｚ方向に開口する筐体形状を成している。底部８０１と側部８０９の境界を破線で示す。底部８０１は冷却路形成部に相当する。内底面８０２は対向面に相当する。

底部８０１はｚ方向に並ぶ内底面８０２、および、内底面８０２の裏側の外底面８０３と、内底面８０２と外底面８０３を連結する中間面８０４と、を有する。

上記したように内底面８０２に側部８０９が連結されている。図３に示すように側部８０９はｘ方向で互いに離間して対向する第１側壁８１１ａと第３側壁８１１ｃ、および、ｙ方向で互いに離間して対向する第２側壁８１１ｂと第４側壁８１１ｄを有する。第１側壁８１１ａ、第２側壁８１１ｂ、第３側壁８１１ｃ、第４側壁８１１ｄはｚ方向の周方向で順に環状に連結されている。

上記したように第１ハウジング８００はｚ方向における一方が底部８０１で閉塞され、他方がｚ方向に開口する筐体である。第１ハウジング８００には内底面８０２と側部８０９の内側の第１環内面８１０によってｚ方向に開口する空間が区画されている。内底面８０２に上記したコンデンサケース８２０とリアクトルケース８３０が搭載されている。

＜第２ハウジング＞
次に第２ハウジング８４０の形態について説明する。第２ハウジング８４０は第１ハウジング８００と同様にｚ方向に開口する筐体形状をなしている。ただし第２ハウジング８４０においては、ｚ方向に連通する開口が形成されている。

第２ハウジング８４０は底部８０１に相当する蓋部８４１と、側部８０９に相当する足部８４２と、蓋部８４１の蓋内面８４１ａからｚ方向に延びる壁部８４３と、を有する。

足部８４２はｘ方向で互いに離間して対向する第１足壁８４２ａと第３足壁８４２ｃ、および、ｙ方向で互いに離間して対向する図示しない第２足壁と第４足壁を有する。第１足壁８４２ａ、第２足壁、第３足壁８４２ｃ、第４足壁はｚ方向の周方向で順に環状に連結されている。

第１足壁８４２ａと第３足壁８４２ｃの間に壁部８４３が位置している。これらはｘ方向で離間して並んでいる。第２足壁と第４足壁に壁部８４３が連結されている。

壁部８４３、第１足壁８４２ａ側の第２足壁、第１足壁８４２ａ、および、第１足壁８４２ａ側の第４足壁で区画されるｚ方向における開口の一方が閉塞されるように、足部８４２と壁部８４３が蓋内面８４１ａに連結されている。蓋内面８４１ａと足部８４２および壁部８４３の内側の第２環内面８４３ａによってｚ方向に開口する空間が区画されている。

壁部８４３、第３足壁８４２ｃ側の第２足壁、第３足壁８４２ｃ、および、第３足壁８４２ｃ側の第４足壁で区画される開口はｚ方向で連通している。以下においては、蓋部８４１に連結されずにｚ方向に連通する開口を連通部８４０ａと示す。

第３足壁８４２ｃには第３足壁８４２ｃから壁部８４３に向かって延びる第１突起部８１２ａと第２突起部８１２ｂが形成されている。第１突起部８１２ａと第２突起部８１２ｂはｚ方向で離間して並んでいる。第１突起部８１２ａは第２突起部８１２ｂよりも蓋部８４１側に位置している。

壁部８４３には壁部８４３から第３足壁８４２ｃに向かってのびる第３突起部８４４ａと第４突起部８４４ｂが形成されている。第３突起部８４４ａと第４突起部８４４ｂはｚ方向で離間して並んでいる。第３突起部８４４ａは第４突起部８４４ｂよりも蓋部８４１側に位置している。

第１突起部８１２ａと第３突起部８４４ａとがｘ方向に離間して並んでいる。第２突起部８１２ｂと第４突起部８４４ｂとがｘ方向に離間して並んでいる。

第１突起部８１２ａと第３突起部８４４ａに上記した基板８５０が連結ボルト８６１によって連結されている。第２突起部８１２ｂと第４突起部８４４ｂに上記したコンデンサケース８２０が連結ボルト８６１によって連結されている。

＜カバー＞
次にカバー８４５について説明する。カバー８４５はｚ方向に厚さの薄い扁平形状をしている。カバー８４５と蓋部８４１とがｚ方向に並んでいる。カバー８４５は蓋部８４１と第３側壁８１１ｃそれぞれに連結ボルト８６１によって連結されている。カバー８４５によって連通部８４０ａにおける開口の一方が閉塞されている。なお、カバー８４５は第３側壁８１１ｃと蓋部８４１に固定されていなくてもよい。カバー８４５は第２ハウジング８４０に連結されていればよい。

＜第１収納空間＞
次に第１ハウジング８００と第２ハウジング８４０とカバー８４５によって構成される収納空間について説明する。内底面８０２と蓋内面８４１ａが対向する態様で第１ハウジング８００と第２ハウジング８４０が並んでいる。第１側壁８１１ａと第１足壁８４２ａ、第２側壁８１１ｂと第２足壁、第３側壁８１１ｃと第３足壁８４２ｃ、第４側壁８１１ｄと第４足壁がｚ方向で対向している。側部８０９と足部８４２とが連結されている。

これまでに示したように第１ハウジング８００には内底面８０２と第１環内面８１０によってｚ方向に開口する空間が区画されている。第２ハウジング８４０には蓋内面８４１ａと第２環内面８４３ａによってｚ方向に開口する空間が区画されている。第２ハウジング８４０の連通部８４０ａにおける開口の一方はカバー８４５によって閉塞されている。これによって第１ハウジング８００と第２ハウジング８４０とカバー８４５によって閉塞される収納空間が構成される。この収納空間を第１収納空間８８０と示す。

第１収納空間８８０にコンデンサケース８２０、リアクトルケース８３０、パワーモジュール７１０、基板８５０が収納される。

＜コンデンサケース＞
図２に示すようにコンデンサケース８２０は放熱シート８２１を介して底部８０１の内底面８０２に搭載されている。コンデンサケース８２０は樹脂製で、上記したように第１コンデンサ３０５と第２コンデンサ３０６が収納されている。

上記したようにコンデンサケース８２０は第２突起部８１２ｂと第４突起部８４４ｂに連結ボルト８６１を介して連結されている。なお、コンデンサケース８２０は突起部に連結ボルト８６１で連結されていなくてもよい。コンデンサケース８２０は第１ハウジング８００と第２ハウジング８４０に連結されていればよい。

＜リアクトルケース＞
内底面８０２にはコンデンサケース８２０のほかにリアクトルケース８３０が搭載されている。リアクトルケース８３０はｚ方向の厚さの薄いケース底部８３１と、ケース底部８３１のケース内底部８３１ａの縁部からｚ方向に環状に起立したケース側部８３２を有する。リアクトルケース８３０にケース内底部８３１ａとケース側部８３２の内側のケース環内面８３３とによってｚ方向に開口する収納空間が区画されている。この収納空間を第２収納空間８８１と示す。上記した第１収納空間８８０に第２収納空間８８１が位置している。ケース側部８３２は環状壁に相当する。

上記したようにリアクトルケース８３０にはリアクトル５１０が収納されている。リアクトル５１０はリアクトルケース８３０の第２収納空間８８１に収納されている。この第２収納空間８８１に樹脂が充填される。これによってリアクトル５１０が樹脂に被覆される。樹脂によってリアクトル５１０はリアクトルケース８３０に固定されている。なお、リアクトルケース８３０にはコンデンサなどの電気部品が収納されていてもよい。

図３に示すようにリアクトルケース８３０のケース側部８３２は第１ハウジング８００の側部８０９とｘ方向とｙ方向に離間して並んでいる。リアクトルケース８３０のケース底部８３１は第１ハウジング８００の底部８０１と一体になっている。ただしケース底部８３１は底部８０１と一体になっていなくてもよい。

＜パワーモジュール＞
図２に示すようにパワーモジュール７１０は壁部８４３と第３側壁８１１ｃの間に位置している。

上記したようにパワーモジュール７１０は冷却器７００とスイッチモジュール６２０を有する。冷却器７００は図３に示すように供給管７０１、排出管７０２、および、複数の中継管７０３を有する。供給管７０１と排出管７０２はｘ方向に延びている。供給管７０１と排出管７０２はｙ方向で離間している。複数の中継管７０３それぞれは供給管７０１から排出管７０２に向かってｙ方向に沿って延びている。供給管７０１に供給された冷媒は複数の中継管７０３を介して排出管７０２へと流れる。排出管７０２に流れついた冷媒は外部へ排出される。

上記したように冷却器７００にスイッチモジュール６２０が収納されている。スイッチモジュール６２０はｘ方向で中継管７０３に接触している。スイッチモジュール６２０で発生した熱は中継管７０３を介して冷媒に放熱可能になっている。

パワーモジュール７１０は供給管７０１と排出管７０２の延びる一端側で図示しないボルトなどによって第３側壁８１１ｃに連結されている。他端側で壁部８４３に弾性部材７０４を介して固定されている。なお、パワーモジュール７１０は第３側壁８１１ｃと壁部８４３に連結されていなくてもよい。パワーモジュール７１０は第２ハウジング８４０に連結されていればよい。

またパワーモジュール７１０は内底面８０２とｚ方向で離間している。パワーモジュール７１０とコンデンサケース８２０とがｚ方向で離間して並んでいる。しかしながらパワーモジュール７１０はコンデンサケース８２０とｚ方向で対向していなくてもよい。パワーモジュール７１０は底部８０１に搭載されていてもよい。

＜基板＞
図２に示すように基板８５０はパワーモジュール７１０とｚ方向で並んでいる。パワーモジュール７１０は基板８５０よりも内底面８０２側に位置している。これまでに説明したようにパワーモジュール７１０はスイッチモジュール６２０と冷却器７００を有する。スイッチモジュール６２０の樹脂部材から内底面８０２から離れるようにｚ方向に延びる複数の端子が露出されている。この露出した複数の端子は基板８５０にはんだなどによって接続される。この基板８５０に上記したＥＣＵやゲートドライバが搭載されている。

基板８５０は第１突起部８１２ａと第３突起部８４４ａに連結ボルト８６１で固定されている。しかしながら、基板８５０は第１突起部８１２ａと第３突起部８４４ａに連結されていなくてもよい。基板８５０は第２ハウジング８４０に連結されていればよい。

また基板８５０は上記したカバー８４５とｚ方向で並んでいる。基板８５０はカバー８４５よりも内底面８０２側に位置している。そのため基板８５０はカバー８４５によって粉塵や水分などから保護されている。

＜冷却路＞
次に冷却路８０５について説明する。底部８０１の内底面８０２と外底面８０３との間の内部には冷却路８０５が形成されている。冷却路８０５はｚ方向で並ぶ第１主面８０６および、第２主面８０７と、第１主面８０６と第２主面８０７とを連結する連結面８０８によって区画されている。第１主面８０６は内底面８０２側に位置している。第２主面８０７は外底面８０３側に位置している。第１主面８０６と第２主面８０７それぞれはｚ方向に面している。第１主面８０６と第２主面８０７それぞれの面積は連結面８０８の面積よりも大きくなっている。

また底部８０１には図３に示すように冷媒を供給する供給口８０５ａと、冷媒を排出する排出口８０５ｂそれぞれが形成されている。供給口８０５ａと排出口８０５ｂそれぞれは冷却路８０５と連通している。供給口８０５ａと排出口８０５ｂそれぞれは冷却路８０５全体を冷媒が流動するようにｙ方向に離間している。冷媒は供給口８０５ａから冷却路８０５を通って排出口８０５ｂに排出される。なお、供給口８０５ａと排出口８０５ｂそれぞれは底部８０１の内底面８０２、中間面８０４、外底面８０３のいずれに形成されていてもよい。図３において供給口８０５ａと排出口８０５ｂそれぞれを破線で示す。

＜締結部＞
側部８０９の第１側壁８１１ａには第１収納空間８８０からｘ方向に離れる態様で延びる第１締結部８１３ａが形成されている。同様に第３側壁８１１ｃには第１収納空間８８０からｘ方向に離れる態様で延びる第２締結部８１３ｂが形成されている。以下、第１締結部８１３ａと第２締結部８１３ｂを区別することなく締結部８１３と示す。

なお第１締結部８１３ａと第２締結部８１３ｂは第２側壁８１１ｂと第４側壁８１１ｄに形成されていてもよい。その場合、これら締結部８１３は第１収納空間８８０からｙ方向に離れる方向に延びている。

締結部８１３はｚ方向に並ぶ上面８１４と下面８１５を有する。下面８１５は上面８１４よりも内底面８０２側に位置している。締結部８１３には上面８１４と下面８１５を貫く締結孔８１６が形成されている。この締結孔８１６に上記した締結ボルト８６２と防振ブッシュ８７０が通される。防振ブッシュ８７０については後で詳説する。

締結部８１３における上面８１４と下面８１５との間の厚さＬ１は、底部８０１の内底面８０２と第１主面８０６との間の厚さＬ２よりも厚くなっている。

＜防振ブッシュ＞
図２に示すように防振ブッシュ８７０はゴムや軟質樹脂などから成るブッシュ８７１と金属製のカラー８７２によって構成されている。ブッシュ８７１は円筒状の第１軸部８７３と、第１軸部８７３の円筒面から径方向に延びる第１フランジ部８７４を有する。第１フランジ部８７４は第１軸部８７３の２つの端面それぞれに連結されている。

カラー８７２は円筒状の第２軸部８７５と、第２軸部８７５の円筒面から径方向に延びる第２フランジ部８７６を有する。第２フランジ部８７６は第２軸部８７５の２つの端面のうちの一方に連結されている。

ブッシュ８７１とカラー８７２の連結形態について説明する。ブッシュ８７１の円筒面の内面とカラー８７２の円筒面が接触している。ブッシュ８７１の中空とカラー８７２の中空とが連通している。

カラー８７２の第２フランジ部８７６の座面とブッシュ８７１の端面が接触している。カラー８７２の第２フランジ部８７６座面の裏面に、締結ボルト８６２の座面が接触する形態で防振ブッシュ８７０の中空に締結ボルト８６２の軸部が通されている。

＜車体との締結＞
上記した締結孔８１６に防振ブッシュ８７０の軸部が通される。防振ブッシュ８７０の軸部はｚ方向に延びている。防振ブッシュ８７０の中空に締結ボルト８６２の軸部が通される。これによってｚ方向で第１ハウジング８００が車体に締結される。換言するとｚ方向で電力変換機３００が車体に締結される。車体への電力変換機３００の取り付けが容易になっている。

上記したように防振ブッシュ８７０の軸部はｚ方向に延びている。防振ブッシュ８７０は自身の延びるｚ方向の軸方向で、ｚ方向に直交する直交方向よりもばね定数が高くなっている。

＜作用効果＞
これまでに示したように第１ハウジング８００にそれぞれケースに収納されたコンデンサとリアクトル５１０、および、パワーモジュール７１０が固定されている。以下、コンデンサとリアクトル５１０とパワーモジュール７１０を必要に応じて、区別せず電気部品と示す。

これら電気部品はバッテリ２００から供給された電流によって駆動する。これによって電気部品に電磁力が誘起される。この電磁力によって電気部品が振動する。この振動が第１ハウジング８００に伝達される。この振動には可聴域帯の周波数の振動が含まれている。

本実施形態では上記したようにコンデンサが樹脂製のコンデンサケース８２０に収納され、放熱シート８２１を介して底部８０１に搭載されている。コンデンサで生じた振動がコンデンサケース８２０と放熱シート８２１によって減衰されやすくなっている。

底部８０１には、冷媒を供給する供給口８０５ａと、冷媒の流れる冷却路８０５と、冷媒を排出する排出口８０５ｂが形成されている。冷媒は供給口８０５ａから供給された後、冷却路８０５を区画する第１主面８０６と第２主面８０７に接触しながら排出口８０５ｂに向かって流れる。

電気部品で生じたｚ方向の振動が底部８０１に伝達されると、第１主面８０６と第２主面８０７が互いにｚ方向に離れたり、近付いたりするように変形する。この結果、冷却路８０５の体積が増減し、供給口８０５ａから冷却路８０５へと冷媒が供給されたり、冷却路８０５から排出口８０５ｂへと冷媒が排出されたりする。

冷却路８０５の体積の増減に伴い、冷却路８０５を冷媒が流動する。このようにして冷却路８０５を冷媒が流動する際、冷媒は第１主面８０６と第２主面８０７と接触する。これらの接触部位において粘性抵抗が生じる。この粘性抵抗のために、第１主面８０６と第２主面８０７それぞれのｚ方向の振動が抑制される。電気部品で生じたｚ方向の振動が主面に接する冷媒によって減衰されやすくなっている。

なお、第１主面８０６と第２主面８０７それぞれの面積が、これら２つの主面を連結する連結面８０８の面積よりも大きくなっている。そのため、冷媒と接する主面に働く粘性抵抗が、連結面８０８に働く粘性抵抗よりも大きくなっている。これにより電気部品で生じたｚ方向の振動が主面で減衰されやすくなっている。

締結部８１３には防振ブッシュ８７０が挿入されている。防振ブッシュ８７０は自身の延びる軸方向のｚ方向でばね定数が大きく、ｚ方向に直交する直交方向でばね定数が小さくなっている。そのため、防振ブッシュ８７０によって電気部品で生じたｚ方向に直交する直交方向の振動が減衰されやすくなっている。

これまでに示したように電気部品で生じたｚ方向の振動は主面に接する冷媒によって減衰されやすく、電気部品で生じたｚ方向に直交する直交方向の振動は防振ブッシュ８７０によって減衰されやすくなっている。

上記したように第１ハウジング８００は防振ブッシュ８７０と締結ボルト８６２を介して車体に締結されている。そのため、上記した第１ハウジング８００に伝達された振動が車体に伝達されることが抑制される。換言すれば電力変換機３００で生じた振動が車体に伝達されることが抑制される。

また上記したように、底部８０１の内底面８０２に側部８０９が連結されている。側部８０９に側部８０９からｘ方向に延びた締結部８１３が連結されている。締結部８１３は上記したように締結ボルト８６２によって車体に締結されている。これによって側部８０９は一端が内底面８０２に固定され、他端が締結部８１３によって車体に固定される。そのため側部８０９はｚ方向に直交する直交方向に振動しやすくなっている。ｚ方向に直交する直交方向の振動が側部８０９で減衰されやすくなっている。

側部８０９に伝達された振動は締結部８１３に伝達される。上記したように側部８０９でｚ方向に直交する直交方向の振動が減衰されやすくなっている。側部８０９から締結部８１３への直交方向の成分の振動伝達が抑制されやすくなっている。

上記したように締結部８１３における上面８１４と下面８１５の間の厚さＬ１は、底部８０１の内底面８０２と第１主面８０６の間の厚さＬ２よりも厚くなっている。以下、底部８０１における内底面８０２と第１主面８０６との間の部位を対向部８１７と示す。締結部８１３よりも対向部８１７の剛性が低くなっている。電気部品で生じた振動によってｚ方向で対向部８１７がたわみやすくなっている。

対向部８１７がｚ方向でたわみやすくなることで冷却路８０５の体積変化が生じやすくなっている。その結果、冷却路８０５に冷媒が出入りしやすくなっている。対向部８１７に伝達されたｚ方向の振動は冷媒が出入りする際に生じる粘性抵抗によって減衰されやすくなっている。

上記したようにリアクトルケース８３０のケース側部８３２は第１ハウジング８００の側部８０９とｘ方向とｙ方向に離間して並んでいる。内底面８０２から起立したケース側部８３２に収納されたリアクトル５１０で生じる振動は先ず対向部８１７に伝わる。対向部８１７に伝達された振動のうちｚ方向の振動が冷媒によって減衰される。冷媒によって減衰しきれずに残った振動が側部８０９に伝わる。側部８０９でｚ方向に直交する直交方向の振動が減衰される。これによって締結部８１３には冷媒と側部８０９で減衰された振動が伝達される。

ケース側部８３２と側部８０９とが接触している場合、ケース側部８３２に収納されたリアクトル５１０で生じた振動はケース側部８３２から直接側部８０９に伝達され、側部８０９から締結部８１３に伝達される。ｚ方向の振動が冷媒で減衰されることなく側部８０９から締結部８１３に伝達される。

本実施形態では上記したようにケース側部８３２は側部８０９とｘ方向とｙ方向に離間して並んでいる。そのため側部８０９から締結部８１３に伝達される振動が減衰されやすくなっている。振動や騒音が車体に伝わりにくくなっている。

以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

（第１の変形例）
なお、図４に示すように底部８０１は締結部８１３と側部８０９で連結されていなくてもよい。電気部品で生じたｚ方向の振動は底部８０１に設けられた冷却路８０５を通る冷媒によって減衰されやすく、電気部品で生じたｚ方向に直交する直交方向の振動は防振ブッシュ８７０によって減衰されやすくなっている。

（第２の変形例）
なお、図５に示すように第２ハウジング８４０には足部８４２がなくてもよい。本変形例では、第１ハウジング８００の側部８０９が蓋部８４１とカバー８４５にボルトなどによって連結される。

これまでに示したように第３側壁８１１ｃと壁部８４３の間に位置するパワーモジュール７１０は第３側壁８１１ｃに図示しないボルトで連結され、壁部８４３に弾性部材７０４を介して固定されている。パワーモジュール７１０で生じた振動は弾性部材７０４に伝わる。振動は弾性部材７０４に伝わった後、壁部８４３に伝わる。壁部８４３に伝わった振動は蓋部８４１とカバー８４５に伝わる。蓋部８４１とカバー８４５に伝わった振動は側部８０９に伝わる。

側部８０９は一端が底部８０１に固定され、他端が蓋部８４１およびカバー８４５によって固定されている。また側部８０９には第１収納空間８８０からｘ方向に離れる態様で延びる締結部８１３が形成されている。締結部８１３は締結ボルト８６２によって車体に固定されている。そのため側部８０９はｚ方向に直交する直交方向で振動しやすくなっている。側部８０９でｚ方向に直交する直交方向の振動が減衰される。その結果、側部８０９から締結部８１３への直交方向の成分の振動伝達が抑制されやすくなっている。

本実施形態では冷却路８０５を構成する形態について詳細を説明しなかった。図５に示すように冷却路８０５は底部８０１におけるｚ方向に厚さの薄い第１底部８０１ａ、および、第２底部８０１ｃ、第１底部８０１ａと第２底部８０１ｃを連結する底側部８０１ｄによって区画されていてもよい。

具体的にいえば第１底部８０１ａと第２底部８０１ｃはｚ方向で離間して並んでいる。第１底部８０１ａは第２底部８０１ｃよりも第１ハウジング８００の開口側に位置している。第１底部８０１ａの第２底部８０１ｃ側の第１内底面８０１ｂから底側部８０１ｄが第２底部８０１ｃに向かって環状に起立している。図５では第１底部８０１ａと底側部８０１ｄの境界を一点鎖線で示している。

底側部８０１ｄの第２底部８０１ｃ側の先端が第２底部８０１ｃに接触している。底側部８０１ｄにおける第２底部８０１ｃ側の開口が第２底部８０１ｃよって閉塞されている。底側部８０１ｄと第２底部８０１ｃとが連結ボルト８６１などによって締結されている。このようにして冷却路８０５は第１底部８０１ａと、第２底部８０１ｃと、底側部８０１ｄによって区画されていてもよい。

（その他の変形例）
本実施形態ではスイッチモジュール６２０の数が４個の例を示した。しかしながらスイッチモジュール６２０の数は４個に限定されない。高電流化、モータ４００の増大に伴ってスイッチの数は増大傾向にある。そのためスイッチモジュール６２０の数も増加傾向にある。

本実施形態では電力変換機３００が１つのモータ４００に接続される構成を示した。しかしながら電力変換機３００が複数のモータ４００に接続される構成を採用することもできる。この場合、電力変換機３００はインバータ６００を複数備える。

本実施形態では電力変換機３００が電気自動車用の車載システム１００に含まれる例を示した。しかしながら電力変換機３００の適用としては特に上記例に限定されない。例えばモータ４００と内燃機関を備えるハイブリッドシステムに電力変換機３００が含まれる構成を採用することもできる。

３０５…第１コンデンサ、３０６…第２コンデンサ、５１０…リアクトル、７１０…パワーモジュール、８００…第１ハウジング、８０１…底部、８０２…内底面、８０５…冷却路、８０５ａ…供給口、８０５ｂ…排出口、８０６…第１主面、８０７…第２主面、８０８…連結面、８０９…側部、８１３…締結部、８３２…ケース側部、８４０…第２ハウジング、８６２…締結ボルト、８７０…防振ブッシュ

Claims (5)

1. スイッチ素子を含む電気部品（３０５，３０６，５１０，７１０）と、
   前記電気部品を収納するハウジング（８００，８４０）と、
   前記ハウジングと車体とを連結する連結部（８６２）と、
   前記ハウジングと前記車体との間の振動伝達を抑制する防振ブッシュ（８７０）と、を有し、
   前記ハウジングには冷媒の流れる冷却路（８０５）が形成され、
   前記冷却路は所定方向で離間する第１主面（８０６）と第２主面（８０７）、および、前記第１主面と前記第２主面を連結する連結面（８０８）によって区画され、
   前記第１主面と前記第２主面それぞれの面積が前記連結面の面積よりも大きく、
   前記防振ブッシュの前記所定方向のばね定数が、前記所定方向に直交する直交方向のばね定数よりも大きくなっている電力変換機。
2. 前記ハウジングは前記冷却路の形成された冷却路形成部（８０１）と、前記防振ブッシュを介して前記連結部によって前記車体に締結される締結部（８１３）と、前記冷却路形成部と前記締結部を連結する側部（８０９）と、を有し、
   前記冷却路形成部と前記締結部が前記所定方向で離間し、前記側部が前記冷却路形成部から前記締結部へ向かって延びている請求項１に記載の電力変換機。
3. 前記冷却路形成部は前記電気部品と前記所定方向で対向する対向面（８０２）を有し、
   前記対向面と前記第１主面とが前記所定方向に離間して並び、
   前記所定方向における前記冷却路形成部の前記対向面と前記第１主面との間の厚さが、前記所定方向における前記締結部の厚さよりも小さくなっており、
   前記冷却路に流れる前記冷媒が外部から供給される供給口（８０５ａ）と、前記冷媒を前記外部へ排出する排出口（８０５ｂ）が、前記冷却路形成部に形成された請求項２に記載の電力変換機。
4. 前記冷却路形成部には、前記所定方向に環状に起立した環状壁（８３２）が連結され、
   前記環状壁によって囲まれた収納空間に前記電気部品が収納され、前記環状壁と前記側部とが離間している請求項２または請求項３に記載の電力変換機。
5. 前記電気部品はパワーモジュール（７１０）と、コンデンサ（３０５，３０６）と、リアクトル（５１０）と、を有し、
   前記パワーモジュール、前記コンデンサ、前記リアクトルのうち少なくとも１つが前記冷却路形成部に搭載されている請求項２〜４のいずれか１つに記載の電力変換機。

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