JP2021016287A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】パワーモジュールに伝達される振動を抑制できる電力変換装置を提供すること。【解決手段】電力変換装置100は、パワーモジュールと、冷却液が流れる第1パイプ31が取り付けられた冷却器とを有する構造体2を有する。電力変換装置100は、第1パイプ31が配置されるパイプ配置穴と、車両搭載部110に固定するためのボルト6が配置される複数の固定穴とを有したハウジング1を有する。電力変換装置100は、パイプ配置穴内において第1パイプ31とハウジング1との間に配置され、弾性変形可能な環状の部材であるパイプ用グロメット41と、固定穴内においてボルト6とハウジング1との間に配置され、弾性変形可能な環状の部材である防振ブッシュ42とを有する。ハウジング1は、パイプ用グロメット41の貫通方向に沿う第1軸方向と防振ブッシュ42の貫通方向に沿う第2軸方向とが交差するように、パイプ配置穴と固定穴とが設けられている。【選択図】図3
Description
本開示は、電力変換装置に関する。
従来、特許文献1に開示されているように、インバータをドライブトレインの上部に固定する技術がある。インバータは、フロントブラケット、リアブラケットにより、ドライブトレインの上方に隙間を有して固定されている。フロントブラケットとインバータの前面との間には、防振ブッシュが取り付けられている。同様に、リアブラケットとインバータの後面との間には、防振ブッシュが取り付けられている。
ところで、通常、防振ブッシュは、穴の貫通方向(軸方向)と、軸方向に対する直交方向(径方向)でばね定数が異なる。つまり、防振ブッシュは、軸方向のばね定数が径方向のばね定数よりも大きい。このため、特許文献1は、径方向におけるインバータに伝達される振動を減衰することができるが、軸方向におけるインバータに伝達される振動を減衰されにくい。
本開示は、上記問題点に鑑みなされたものであり、パワーモジュールに伝達される振動を抑制できる電力変換装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本開示は、
被取付体に取り付け可能に構成された電力変換装置であって、
パワーモジュール(21)と、
パワーモジュールに取り付けられ、冷却液によってパワーモジュールを冷却するものであり、冷却液が流れるパイプ(31)が取り付けられた冷却器(22)と、
収容空間にパワーモジュールと冷却器とを収容するものであり、パイプが配置されるパイプ配置穴(16)と、被取付体に固定するための固定部材が配置される複数の固定穴(17)と、を有したハウジング(1)と、
弾性変形可能な樹脂で構成され、貫通穴が形成された環状の部材であり、パイプ配置穴内においてパイプとハウジングとの間に配置された第1防振部材(41、410、441、442)と、
弾性変形可能な樹脂で構成され、貫通穴が形成された環状の部材であり、固定穴内において固定部材とハウジングとの間に配置された第2防振部材(42、420)と、を備えており、
ハウジングは、第1防振部材の貫通方向に沿う第1軸方向と第2防振部材の貫通方向に沿う第2軸方向とが交差するように、パイプ配置穴と固定穴とが設けられていることを特徴とする。
被取付体に取り付け可能に構成された電力変換装置であって、
パワーモジュール(21)と、
パワーモジュールに取り付けられ、冷却液によってパワーモジュールを冷却するものであり、冷却液が流れるパイプ(31)が取り付けられた冷却器(22)と、
収容空間にパワーモジュールと冷却器とを収容するものであり、パイプが配置されるパイプ配置穴(16)と、被取付体に固定するための固定部材が配置される複数の固定穴(17)と、を有したハウジング(1)と、
弾性変形可能な樹脂で構成され、貫通穴が形成された環状の部材であり、パイプ配置穴内においてパイプとハウジングとの間に配置された第1防振部材(41、410、441、442)と、
弾性変形可能な樹脂で構成され、貫通穴が形成された環状の部材であり、固定穴内において固定部材とハウジングとの間に配置された第2防振部材(42、420)と、を備えており、
ハウジングは、第1防振部材の貫通方向に沿う第1軸方向と第2防振部材の貫通方向に沿う第2軸方向とが交差するように、パイプ配置穴と固定穴とが設けられていることを特徴とする。
このように、本開示は、第1防振部材を備えているため、第1軸方向の直交方向において、ハウジングからパイプを介してパワーモジュールへ伝達される振動を抑制できる。また、本開示は、第2防振部材を備えているため、第2軸方向の直交方向において、被取付体からハウジングへ伝達される振動を抑制できる。
第2防振部材は、第2軸方向における、被取付体からハウジングへ伝達される振動を抑制しづらい。しかしながら、本開示は、第1軸方向と第2軸方向とが交差するように、パイプ配置穴と固定穴とが設けられている。このため、本開示は、被取付体からハウジングへ振動が伝達されたとしても、第1防振部材によって、ハウジングからパワーモジュールへ振動が伝達されることを抑制できる。このようにして、本開示は、パワーモジュールに伝達される振動を抑制できる。
なお、特許請求の範囲、及び、この項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
以下において、図面を参照しながら、本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。なお、以下においては、互いに直交する3方向をX方向、Y方向、Z方向と示す。
(実施形態)
図1〜図9を用いて、本実施形態の電力変換装置に関して説明する。本実施形態では、一例として、車両200に搭載される電力変換装置100を採用している。
図1〜図9を用いて、本実施形態の電力変換装置に関して説明する。本実施形態では、一例として、車両200に搭載される電力変換装置100を採用している。
電力変換装置100は、インバータやコンバータなどの電力変換器を構成し、車両200の一部である車両搭載部110に搭載される。車両搭載部110は、被取付体に相当する。車両搭載部110は、例えば、トランスアクスルや車両200のボディなどを採用することができる。車両搭載部110は、車両の走行に伴って振動することがある。
しかしながら、本開示は、これに限定されず、トランスアクスルやボディとは異なる箇所を被取付体として採用することもできる。さらに、本開示は、車両200とは異なる移動体などに搭載されるものであっても採用できる。
電力変換装置100は、ハウジング1、構造体2、パイプ用グロメット41、防振ブッシュ42などを備えている。
ハウジング1は、電力変換器を構成する回路部品や、後程説明する冷却器22などを収容している。図1、図2、図3、図4に示すように、ハウジング1は、外壁11、突出部12、フランジ部13、ボス14、基板配置部15などを有している。ハウジング1は、アルミニウムなどの金属を主成分として構成されている。ハウジング1は、例えばアルミダイカストなどによって製造することができる。
ハウジング1は、例えば、一部が開口したメインケースと、メインケースの開口を塞ぐカバーなどによって構成されたものを採用できる。しかしながら、本開示は、これに限定されず、三つの部材によって構成されたハウジングなどであっても採用できる。なお、回路部品は、後程説明する配線基板9やパワーモジュール21などを含んでいる。また、回路部品は、これらの他にも、平滑コンデンサ、リアクトル、放電抵抗などを含んでいてもよい。
外壁11は、回路部品や冷却器22を覆っている部位である。つまり、外壁11は、収容空間を形成しており、収容空間に回路部品や冷却器22を収容している。外壁11は、例えば、底壁と、底壁に対向配置された上壁と、底壁と上壁と連なる環状の側壁とを有したものを採用できる。
本実施形態では、XY平面に平行な底壁と上壁、Z方向(Z軸)に平行な側壁を有した外壁11を採用している。しかしながら、本開示は、これに限定されない。例えば、底壁や上壁は、XY平面に対して突出した部位や凹んだ部位を含んでいてもよく、XY平面に対して傾斜していてもよい。側壁は、Z方向に延びるY軸に対して突出した部位や凹んだ部位を含んでいてもよく、Y軸に対して傾斜していてもよい。
図1、図3、図4、図8に示すように、外壁11は、厚み方向(X方向)に貫通したパイプ配置穴16が二箇所に形成されている。パイプ配置穴16は、後程説明するパイプ用グロメット41を介して第1パイプ31と第2パイプ32が配置される穴である。このように、ハウジング1は、収容空間にパワーモジュール21と冷却器22とを収容するものであり、パイプ31、32が配置されるパイプ配置穴16を有している。なお、パイプ配置穴16における、パイプ31、32の固定構造に関しては、後程詳しく説明する。
図1、図2、図3、図6に示すように、外壁11は、固定脚部としての突出部12とフランジ部13が設けられている。以下においては、突出部12とフランジ部13とを区別する必要がない場合、突出部12とフランジ部13とをまとめて固定脚部とも称する。固定脚部は、電力変換装置100を車両搭載部110に固定するための部位である。
詳述すると、外壁11は、周辺よりも突出した突出部12が形成され、突出部12の先端にフランジ部13が設けられている。突出部12とフランジ部13は、一体物として構成されている。固定脚部は、外壁11の側壁に対して直交する方向に突出して設けられている。よって、固定脚部は、XY平面に平行に設けられている。
突出部12は、外壁11と一体物として構成されている。しかしながら、固定脚部は、外壁11と別体に設けられ、外壁11に固定されていてもよい。突出部12とフランジ部13は、外壁11と同様、アルミニウムなどの金属を主成分として構成されている。
図2などに示すように、各フランジ部13は、厚み方向(Z方向)に貫通した固定穴17が形成されている。固定穴17は、後程説明する防振ブッシュ42を介してボルト6が配置される穴である。ボルト6は、固定部材に相当し、電力変換装置100を車両搭載部110に固定するための部材である。このように、ハウジング1は、車両搭載部110に固定するためのボルト6が配置される複数の固定穴17を有している。なお、固定脚部の車両搭載部110への固定構造に関しては、後程詳しく説明する。
固定脚部は、外壁11の底壁と側壁にわたって設けられている。固定脚部は、外壁11の四箇所に設けられている。しかしながら、本開示は、これに限定されず、外壁11の底壁のみから突出した固定脚部や、側壁のみから突出した固定脚部であっても採用できる。
また、図1に示すように、少なくとも1つの固定脚部は、パイプ配置穴16が設けられた外壁11の側壁から突出して設けられていると好ましい。つまり、少なくとも1つの固定脚部は、外壁11における四つの側面のうち、パイプ配置穴16が設けられた一つの側壁から突出して設けられていると好ましい。これによって、電力変換装置100は、振動時のねじりなどによる軸ずれが抑制できる。つまり、電力変換装置100は、後程説明する第1軸と第2軸との関係が崩れることを抑制できる。しかしながら、本開示は、これに限定されず、パイプ配置穴16が設けられた外壁11の側壁とは異なる部位から突出して設けられた固定脚部であっても採用できる。
図3、図4に示すように、ボス14は、突出壁に相当し、収容空間に設けられた部位である。本実施形態では、後程説明する基板配置部15から突出したボス14を採用している。ボス14は、パイプ配置穴16が形成された側壁に対向配置されている。ボス14は、側壁との間に、後程説明する構造体2を固定するための部位である。構造体2は、パイプ配置穴16が形成された側壁とボス14との間に配置され、ばね7を介してボス14と対向配置されている。ばね7は、構造体2とボス14との間に配置され、パイプ配置穴が形成された側壁に、構造体2を押圧して固定する部材である。ばね7は、X方向において、パイプ配置穴16が形成された側壁に構造体2を押圧している。この場合、電力変換装置100は、ばね7を備えているとみなすことができる。ばね7は、押圧部材に相当する。また、ばね7は、ダンパーの役割を果たす。
図4に示すように、基板配置部15は、隔壁に相当し、収容空間に設けられた部位である。基板配置部15は、基板固定部材91によって配線基板9が固定されている。基板固定部材91は、ボルトなどを採用できる。基板配置部15は、構造体2が収容された空間と、配線基板9が収容された空間とを隔てている。よって、基板配置部15は、配線基板9と構造体2との間に設けられている。
基板配置部15は、配線基板9に対向配置されており、パワーモジュール21と配線基板9とを電気的に接続するための信号端子213を通すための貫通穴が設けられている。信号端子213は、パワーモジュール21の端子の一部である。
配線基板9は、絶縁基板に配線が形成され、回路素子が実装されている。配線基板9は、例えば、パワーモジュール21のスイッチング素子を駆動するための回路が構成されている。また、配線基板9は、信号端子213が挿入されるスルーホールなどが形成されている。そして、配線基板9は、スルーホールに挿入された信号端子213が導電性の接続部材によって電気的及び機械的に接続されている。この接続部材としては、はんだなどを採用することができる。
このように、構造体2は、端子213が配線基板9に固定されている。また、配線基板9は、基板配置部15に固定されている。よって、構造体2は、配線基板9を介して、基板配置部15に固定されているとみなせる。
構造体2は、パワーモジュール21と冷却器22が一体的に組み付けられたものである。構造体2は、ばね7からX方向に押圧された状態でハウジング1に保持されている。
図4、図5に示すように、パワーモジュール21は、本体部211と、パワー端子212及び信号端子213とを有している。本体部211は、MOSFETやIGBTなどの半導体スイッチと、半導体スイッチを封止する電気絶縁性の封止部とを含んでいる。パワー端子212及び信号端子213は、半導体スイッチの電極に接続されており、一部が封止部に封止され、残りの部位が封止部から露出している。パワーモジュール21の半導体スイッチは、インバータやコンバータのスイッチング素子として用いられる。
パワー端子212及び信号端子213は、電気的な接続のための端子である。端子212、213は、封止部から露出している部位の形状が、例えば矩形状をなしている。信号端子213は、一端が半導体スイッチに接続され、他端が配線基板9に接続されている。一方、パワー端子212は、一端が半導体スイッチに接続され、他端がバスバなどに接続されている。パワー端子212は、溶接によってバスバと接続されている。
図4に示すように、パワー端子212は、信号端子213よりも大電流が流れるため、信号端子213よりも板厚が厚く構成されている。また、端子212、213は、ハウジング1の厚みよりも薄く構成されている。つまり、端子212、213は、外壁11、ボス14、基板配置部15のそれぞれの厚みよりも薄く構成されている。これによって、パワーモジュール21は、端子212、213を介して、車両搭載部110から振動が伝わることを抑制できる。上記のように、パワーモジュール21は、冷却器22と一体的に組み付けられて構造体2をなしている。このため、構造体2は、端子212、213を介して、車両搭載部110から振動が伝わることを抑制できるとも言える。
図4、図5に示すように、冷却器22は、対向部221に第1パイプ31、第2パイプ32が取り付けられている。冷却器22は、パワーモジュール21を冷却するためのものである。また、冷却器22は、パワーモジュール21に含まれている半導体スイッチを冷却するものと言える。なお、冷却器22は、各パワーモジュール21が過熱するのを抑制する、又は、各パワーモジュール21の熱を放熱すると言い換えることができる。
対向部221は、パワーモジュール21と対向する部位である。冷却器22は、二つの対向部221で一つのパワーモジュール21を挟み込んで固定することで、パワーモジュール21と一体的に組み付けられている。このように、冷却器22は、パワーモジュール21に取り付けられている。対向部221は、第1パイプ31から冷却水が流入し、第2パイプ32へと冷却水が流出する。
第1パイプ31と第2パイプ32は、冷却水が流れる管である。第1パイプ31は、冷却水が流入するパイプである。一方、第2パイプ32は、冷却水が流出するパイプである。しかしながら、本開示は、これに限定されず、第1パイプ31が流出側、第2パイプ32が流入側であってもよい。冷却水は、冷却液に相当する。なお、冷却器22は、例えば、特開2018−101666号公報に記載されたものなどを採用することができる。
ここで、図3、図4、図8、図9を用いて、パイプ配置穴16における、パイプ31、32の固定構造に関して説明する。第1パイプ31と第2パイプ32は、パイプ用グロメット41を介して、パイプ配置穴16に固定されている。パイプ用グロメット41は、第1防振部材に相当する。パイプ用グロメット41は、第1パイプ31と第2パイプ32のそれぞれに対応して個別に設けられている。よって、電力変換装置100は、二つのパイプ用グロメット41を有している。
パイプ用グロメット41は、ゴムなどの弾性変形可能な樹脂で構成されている。パイプ用グロメット41は、貫通穴が形成された環状の部材である。パイプ用グロメット41は、パイプ配置穴16内において、パイプ31、32とハウジング1(外壁11)との間に配置されている。つまり、パイプ用グロメット41は、パイプ配置穴16に配置されている。そして、パイプ用グロメット41は、パイプ配置穴16に配置された状態で、グロメット穴部413にパイプ31、32が挿入されている。
パイプ用グロメット41は、グロメット筒部411、グロメットフランジ部412、グロメット穴部413を有している。グロメット筒部411は、グロメット穴部413が形成された筒状の部材である。グロメット穴部413は、直線的に形成された貫通穴であり、パイプ31、32が挿入される穴である。パイプ用グロメット41は、グロメット穴部413に挿入されたパイプ31、32を保持するものである。このために、グロメット穴部413の開口径は、パイプ31、32の直径よりも小さく形成されている。よって、パイプ31、32は、グロメット穴部413に挿入されている状態で、グロメット穴部413から押圧される。
また、グロメット筒部411の直径は、パイプ配置穴16の開口径よりも小さく形成されている。よって、グロメット筒部411は、圧縮された状態で、パイプ配置穴16に配置される。なお、図9に示すように、パイプ用グロメット41は、外形が丸形状である。よって、パイプ用グロメット41は、丸グロメットとも言える。
グロメットフランジ部412は、グロメット筒部411の端部から突出て設けられている。グロメットフランジ部412は、パイプ用グロメット41がパイプ配置穴16に配置された状態で、ハウジング1の収容空間の外部に配置される。グロメットフランジ部412の直径は、グロメット筒部411の直径よりも大きい。これによって、パイプ用グロメット41は、ハウジング1の収容空間に入り込むことを抑制できる。
パイプ配置穴16は、外壁11をX方向に貫通して設けられている。このため、パイプ用グロメット41は、パイプ配置穴16に配置された状態で、グロメット穴部413の貫通方向がX方向に一致する。パイプ用グロメット41(グロメット穴部413)の貫通方向は、第1軸方向に相当する。
通常、パイプ用グロメット41は、パイプ配置穴16に取り付けると低周波域で共振を持ち、それより高い周波数では振動を減衰させる(振動を伝えない)機能を有している。また、パイプ用グロメット41は、軸方向の振動伝達率が、径方向の振動伝達率に比べて大きい。つまり、パイプ用グロメット41は、軸方向における振動の減衰が、径方向における振動の減衰よりも小さい。なお、この共振と振動伝達率は、ばね定数によって決まる。
よって、パイプ用グロメット41は、X方向に直交する方向の振動は減衰しやすいが、X方向の振動を減衰しにくい。上記のように、構造体2は、パイプ31、32及びパイプ用グロメット41を介してハウジング1に固定されている。このため、構造体2は、後程説明する防振ブッシュ42が設けられていない場合、ハウジング1が振動すると、X方向に直交する方向には振動しにくいが、X方向には振動しやすい。そこで、電力変換装置100は、構造体2におけるX方向の振動を抑制するために防振ブッシュ42を備えている。
なお、本実施形態では、一例として、上記のように構成されたパイプ用グロメット41を採用している。しかしながら、本開示は、これに限定されず、弾性変形可能な樹脂で構成され、貫通穴が形成された環状の部材であれば採用できる。
ここで、図2、図6、図7を用いて、固定脚部の車両搭載部110への固定構造に関して説明する。固定脚部は、防振ブッシュ42を介して、ボルト6によって、車両搭載部110に固定されている。防振ブッシュ42は、第2防振部材に相当する。防振ブッシュ42は、各固定脚部のそれぞれに対応して個別に設けられている。よって、電力変換装置100は、四つの防振ブッシュ42を有している。なお、図2、図6では、図面をわかりやすくするために、防振ブッシュ42を簡略化して図示している。
防振ブッシュ42は、ゴムなどの弾性変形可能な樹脂で構成されている。防振ブッシュ42は、貫通穴が形成された環状の部材である。防振ブッシュ42は、固定穴17内において、ボルト6とハウジング1(固定脚部)との間に配置されている。つまり、防振ブッシュ42は、固定穴17に配置されている。そして、防振ブッシュ42は、固定穴17に配置された状態で、第1穴部42a3と第2穴部42b3にボルト6が挿入されている。
図7に示すように、本実施形態では、一例として、二つの部材42a、42bで構成された防振ブッシュ42を採用している。防振ブッシュ42は、第1部材42aと第2部材42bとを有している。
第1部材42aは、第1筒部42a1、第1フランジ部42a2、第1穴部42a3を有している。第1筒部42a1は、第1穴部42a3が形成された筒状の部材である。図6、図7に示すように、第1穴部42a3は、直線的に形成された貫通穴であり、ボルト6とカラー5が挿入される穴である。第1筒部42a1の直径は、固定穴17の開口径よりも小さく形成されている。よって、第1筒部42a1は、圧縮された状態で、固定穴17に配置される。
第1フランジ部42a2は、第1筒部42a1の端部から突出て設けられている。第1フランジ部42a2は、第1筒部42a1が固定穴17に配置された状態で、固定穴17の外部に配置される。第1フランジ部42a2の直径は、第1筒部42a1の直径よりも大きい。これによって、第1部材42aは、固定穴17内に入り込むことを抑制できる。
第2部材42bは、第2筒部42b1、第2フランジ部42b2、第2穴部42b3を有している。第2部材42bは、第1部材42aと同様の構成を有している。
防振ブッシュ42は、第1部材42aが固定穴17の一方側の開口から挿入され、第2部材42bが固定穴17の他方側の開口から挿入される。第1部材42aと第2部材42bは、フランジ部42a2、42b2が設けられていない側の端部どうしが対向して固定穴17に配置されている。
固定穴17は、フランジ部13をZ方向に貫通して設けられている。このため、防振ブッシュ42は、固定穴17に配置された状態で、第1穴部42a3と第2穴部42b3の貫通方向がZ方向に一致する。防振ブッシュ42(穴部42a3、42b3)の貫通方向は、第2軸方向に相当する。よって、ハウジング1は、パイプ用グロメット41の貫通方向に沿う第1軸方向と、防振ブッシュ42の貫通方向に沿う第2軸方向とが交差するように、パイプ配置穴16と固定穴17とが設けられている。
特に、本実施形態では、第1軸方向と第2軸方向とが直交するように、パイプ配置穴16と固定穴17とが設けられているハウジング1を採用している。しかしながら、本開示は、これに限定されない。ハウジング1は、第1軸方向と第2軸方向が交差するように、パイプ配置穴16と固定穴17とが設けられていればよい。
防振ブッシュ42は、パイプ用グロメット41と同様の振動を減衰させる機能を有している。よって、防振ブッシュ42は、Z方向に直交する方向の振動は減衰しやすいが、Z方向の振動を減衰しにくい。
また、防振ブッシュ42は、ゴムなどの弾性変形可能な樹脂で構成されているため、ボルト6の軸力に耐えることができない。そこで、穴部42a3、42b3には、金属製のカラー5が配置されている。つまり、穴部42a3、42b3には、ボルト6が配置され、ボルト6の周囲にカラー5が配置されている。図6に示すように、カラー5は、筒状の部材であり、少なくとも一方の端部が広がった形状をなしている。カラー5は、ボルト6のねじ頭と対向する部位が広がっている。また、カラー5は、Z方向の長さが防振ブッシュ42よりも長い。電力変換装置100は、カラー5を備えているため、ボルト6の軸力によって防振ブッシュ42が変形し、防振ブッシュ42の機能が低下することを抑制できる。
本実施形態では、第2軸方向が天地方向(Z方向)に沿うように、固定穴17が設けられたハウジング1を採用している。これによって、電力変換装置100は、ボルト6の締結軸が車両の上下方向となる。従って、電力変換装置100は、ボルト6によって車両搭載部110に固定する際に、ボルト6を横締めする必要がなく組み付けが容易である。しかしながら、本開示は、これに限定されず、第2軸方向が天地方向に沿わないように、固定穴17が設けられたハウジング1であっても採用できる。
なお、図3に示すように、ハウジング1は、底壁にもコネクタ8が取り付けられる貫通穴が設けられている。ハウジング1は、コネクタ用グロメット43を介してコネクタ8が取り付けられている。
コネクタ8は、外部接続端子81とコネクタケース82とを有している。外部接続端子81は、一端が電力変換器を構成する回路部品と電気的に接続されている。また、コネクタケース82は、車両側コネクタ111が取り付け可能に構成されている。外部接続端子81は、コネクタケース82に車両側コネクタ111が取り付けられた状態で、他端が車両側コネクタ111と電気的に接続される。
コネクタ用グロメット43は、ゴムなどの弾性変形可能な樹脂で構成されており、貫通穴が形成された環状の部材である。コネクタ用グロメット43は、コネクタケース82の周囲に配置されている。また、コネクタ用グロメット43は、圧縮された状態で、コネクタケース82とハウジング1との間に配置されている。
コネクタ用グロメット43は、パイプ用グロメット41や防振ブッシュ42と同様の振動を減衰させる機能を有している。よって、コネクタ用グロメット43は、Z方向に直交する方向の振動は減衰しやすいが、Z方向の振動を減衰しにくい。このため、電力変換装置100は、車両側コネクタ111からハウジング1に伝達される、Z方向に直交する方向の振動を軽減できる。
ここで、上記のように構成された電力変換装置100の効果を説明する。電力変換装置100は、パイプ用グロメット41を備えているため、第1軸方向の直交方向において、ハウジング1からパイプ31、32を介してパワーモジュール21へ伝達される振動を抑制できる。また、電力変換装置100は、防振ブッシュ42を備えているため、第2軸方向の直交方向において、車両搭載部110からハウジング1へ伝達される振動を抑制できる。
防振ブッシュ42は、第2軸方向における、車両搭載部110からハウジング1へ伝達される振動を抑制しづらい。しかしながら、構造体2(パワーモジュール21)は、パイプ31、32及びパイプ用グロメット41を介してハウジング1に固定されている。そして、ハウジング1は、固定脚部及び防振ブッシュ42を介して車両搭載部110に固定されている。そして、電力変換装置100は、第1軸方向と第2軸方向とが直交するように、パイプ配置穴16と固定穴17とが設けられている。
このため、電力変換装置100は、車両搭載部110からハウジング1へ振動が伝達されたとしても、パイプ用グロメット41によって、ハウジング1からパワーモジュール21へ振動が伝達されることを抑制できる。このようにして、電力変換装置100は、パワーモジュール21に伝達される振動を抑制できる。
言い換えると、電力変換装置100は、パイプ用グロメット41と防振ブッシュ42の軸方向が直交することで、車両搭載部110からパワーモジュール21に伝わる振動を分散できる。また、電力変換装置100は、車両搭載部110からパワーモジュール21に伝わる振動を3方向とも抑制できるとも言える。
以上、本開示の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。以下に、本開示のその他の形態として、変形例1〜5に関して説明する。上記実施形態及び変形例1〜5は、それぞれ単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。本開示は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。
(変形例1)
図10を用いて、変形例1における電力変換装置に関して説明する。変形例1における電力変換装置は、カラー51の構成、及び固定脚部の位置が電力変換装置100と異なる。
図10を用いて、変形例1における電力変換装置に関して説明する。変形例1における電力変換装置は、カラー51の構成、及び固定脚部の位置が電力変換装置100と異なる。
カラー51は、筒状の部材であり、広がった部位が両端に設けられている。カラー51は、ボルト6のねじ頭と対向する部位だけでなく、車両搭載部110と対向する部位も広がっている。固定脚部は、外壁11の側壁のみから突出して設けられている。
変形例1における電力変換装置は、電力変換装置100と同様の効果を奏することができる。また、変形例1における電力変換装置は、カラー51を採用しているため、ボルト6の軸力によって防振ブッシュ42が変形することをより一層抑制できる。よって、変形例1における電力変換装置は、防振ブッシュ42の機能が低下することをより一層抑制できる。
(変形例2)
図11を用いて、変形例2における電力変換装置に関して説明する。変形例2における電力変換装置は、防振ブッシュ420の構成が電力変換装置100と異なる。防振ブッシュ420は、一つの部材として構成されている。
図11を用いて、変形例2における電力変換装置に関して説明する。変形例2における電力変換装置は、防振ブッシュ420の構成が電力変換装置100と異なる。防振ブッシュ420は、一つの部材として構成されている。
防振ブッシュ420は、ブッシュ筒部4201、ブッシュフランジ部4202、ブッシュ穴部4203を有している。ブッシュ筒部4201は、ブッシュ穴部4203が形成された筒状の部材である。ブッシュ穴部4203は、直線的に形成された貫通穴であり、カラー5やボルト6が挿入される穴である。ブッシュフランジ部4202は、ブッシュ筒部4201の端部から突出て設けられている。
変形例2における電力変換装置は、電力変換装置100と同様の効果を奏することができる。なお、変形例2は、変形例1と組み合わせて実施することもできる。
(変形例3)
図12を用いて、変形例3における電力変換装置に関して説明する。変形例3における電力変換装置は、パイプ用グロメット410の構成、及び外壁11a、11bの構成が電力変換装置100と異なる。
図12を用いて、変形例3における電力変換装置に関して説明する。変形例3における電力変換装置は、パイプ用グロメット410の構成、及び外壁11a、11bの構成が電力変換装置100と異なる。
変形例3における電力変換装置は、少なくとも二つの外壁11a、11bを有している。第1外壁11aは、第2外壁11b上に配置されている。第2外壁11bは、パイプ用グロメット410が配置される凹部を有している。詳述すると、第2外壁11bは、底が曲面形状の凹部を有している。
そして、変形例3における電力変換装置は、第1外壁11aと第2外壁11bとが組み付けられることで、第1外壁11aと第2外壁11bとの対向領域にパイプ配置穴16が形成される。なお、二つの外壁11a、11bは、外壁11と同様の材料によって構成されている。
パイプ用グロメット410は、第1防振部材に相当する。パイプ用グロメット410は、第1外壁11aと接する部位が平坦で、第2外壁11bの凹部に配置される部位が凹部の形状に対応した形状をなしている。パイプ用グロメット41は、外形がU字形状である。よって、パイプ用グロメット41は、U字グロメットとも言える。
変形例3における電力変換装置は、電力変換装置100と同様の効果を奏することができる。
(変形例4)
図13を用いて、変形例4における電力変換装置に関して説明する。変形例4における電力変換装置は、外部パイプ300が取り付けられている点が電力変換装置100と異なる。また、変形例4における電力変換装置は、これに伴って、第1防振部材の構成、及び外壁11cの構成が電力変換装置100と異なる。
図13を用いて、変形例4における電力変換装置に関して説明する。変形例4における電力変換装置は、外部パイプ300が取り付けられている点が電力変換装置100と異なる。また、変形例4における電力変換装置は、これに伴って、第1防振部材の構成、及び外壁11cの構成が電力変換装置100と異なる。
外壁11cは、外部パイプ300の一部が挿入される貫通穴と、外部パイプ300が固定される被固定部11c1とを有している。被固定部11c1は、外部パイプ300を固定するためのボルト310に対応した雌ねじが設けられている。
外部パイプ300は、樹脂を主成分としたものや金属を主成分としたものを採用できる。外部パイプ300は、第1パイプ31と第2パイプ32のそれぞれに対応して個別に設けられている。なお、外部パイプ300と第1パイプ31との取付構造は、外部パイプ300と第2パイプ32との取付構造と同様である。よって、ここでは、代表例として、外部パイプ300と第1パイプ31との取付構造を用いて説明する。
外部パイプ300は、第1パイプ31の開口端に対向配置されている。外部パイプ300は、第1パイプ31と連通して冷却水が流れる冷却水路と、冷却水路の周囲に設けられた外壁11cに固定される部位とを有している。
外部パイプ300は、冷却水路の周囲に配置されたOリング320を介して、外壁11cと対向配置され、ボルト310によって外壁11cに固定される。よって、外部パイプ300は、外壁11cの一部とみなすことができる。
外部パイプ300は、外壁11cに固定された状態で、冷却水路の一部が第1パイプ31の先端から所定範囲と対向配置される。また、外部パイプ300冷却水路と第1パイプ31との間には、第1Oリング441と第2Oリング442が配置されている。この場合、第1Oリング441と第2Oリング442は、パイプ用グロメット41と同様の作用をもたらす。よって、第1Oリング441と第2Oリング442は、第1防振部材とみなすことができる。また、冷却水路は、パイプ配置穴16とみなすことができる。
なお、変形例4では、二つのOリング441、442を用いる例を採用している。しかしながら、本開示は、これに限定されず、一つのOリングや、三つ以上のOリングを用いることもできる。
変形例4における電力変換装置は、電力変換装置100と同様の効果を奏することができる。また、変形例4における電力変換装置は、外部パイプ300が外壁11cに取り付けられているため、冷却器22の構造を変更することなく、外部パイプ300の形状を自由に変更することができる。これに伴って、変形例4における電力変換装置は、車両における搭載位置が制限されることを抑制できる。
(変形例5)
図14を用いて、変形例5における電力変換装置に関して説明する。変形例5における電力変換装置は、ハウジング1aの構成が上記実施形態と異なる。なお、変形例5では、便宜的に、上記実施形態と同じ符号を用いている。
図14を用いて、変形例5における電力変換装置に関して説明する。変形例5における電力変換装置は、ハウジング1aの構成が上記実施形態と異なる。なお、変形例5では、便宜的に、上記実施形態と同じ符号を用いている。
ハウジング1aは、ハウジング1と同様、構造体2を収容可能に構成されており、四箇所に固定脚部を有している。しかしながら、ハウジング1aは、固定脚部が設けられている位置がハウジング1と異なる。ハウジング1aは、パイプ31、32がパイプ用グロメット41を介して固定されている面とは異なる面に固定脚部が設けられている。つまり、構造体2は、ハウジング1aにおける固定脚部が設けられた面とは異なる面に固定されている。本実施形態では、パイプ31、32が固定された側壁に連なる二つの側壁に固定脚部が設けられたハウジング1aを採用している。
変形例5における電力変換装置100は、上記実施形態の電力変換装置100と同様の効果を奏することができる。
1…ハウジング、11…外壁、12…突出部、13…フランジ部、14…ボス、15…基板配置部、16…パイプ配置穴、17…固定穴、2…構造体、21…パワーモジュール、211…本体部、212…パワー端子、213…信号端子、22…冷却器、221…対向部、31…第1パイプ、32…第2パイプ、41…パイプ用グロメット、42…防振ブッシュ、43…コネクタ用グロメット、5…カラー、6…ボルト、7…ばね、8…コネクタ、81…外部接続端子、82…コネクタケース、9…配線基板、91…基板固定部材、100…電力変換装置、110…車両搭載部、111…車両側コネクタ、200…車両
Claims (8)
- 被取付体に取り付け可能に構成された電力変換装置であって、
パワーモジュール(21)と、
前記パワーモジュールに取り付けられ、冷却液によって前記パワーモジュールを冷却するものであり、前記冷却液が流れるパイプ(31)が取り付けられた冷却器(22)と、
収容空間に前記パワーモジュールと前記冷却器とを収容するものであり、前記パイプが配置されるパイプ配置穴(16)と、前記被取付体に固定するための固定部材が配置される複数の固定穴(17)と、を有したハウジング(1)と、
弾性変形可能な樹脂で構成され、貫通穴が形成された環状の部材であり、前記パイプ配置穴内において前記パイプと前記ハウジングとの間に配置された第1防振部材(41、410、441、442)と、
弾性変形可能な樹脂で構成され、貫通穴が形成された環状の部材であり、前記固定穴内において前記固定部材と前記ハウジングとの間に配置された第2防振部材(42、420)と、を備えており、
前記ハウジングは、前記第1防振部材の貫通方向に沿う第1軸方向と前記第2防振部材の貫通方向に沿う第2軸方向とが交差するように、前記パイプ配置穴と前記固定穴とが設けられている電力変換装置。 - 前記ハウジングは、前記第1軸方向と前記第2軸方向とが直交するように、前記パイプ配置穴と前記固定穴とが設けられている請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記ハウジングは、前記第2軸方向が天地方向に沿うように、前記固定穴が設けられている請求項1又は2に記載の電力変換装置。
- 前記ハウジングは、前記固定穴が設けられた複数の固定脚部(12、13)を有し、
少なくとも1つの前記固定脚部は、前記パイプ配置穴が設けられた側壁から突出して設けられている請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記ハウジングは、前記固定穴が設けられた複数の固定脚部(12、13)を有し、
前記パワーモジュールと前記冷却器は、一体的に組み付けられた構造体をなしており、
前記構造体は、前記ハウジングにおける前記固定脚部が設けられた面とは異なる面に固定されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記ハウジングは、前記パイプ配置穴が形成された側壁に対向配置された突出壁(14)を有しており、
前記パワーモジュールと前記冷却器は、一体的に組み付けられた構造体をなして、前記パイプ配置穴が形成された側壁と前記突出壁との間に配置され、
さらに、前記構造体と前記突出壁との間に配置され、前記パイプ配置穴が形成された側壁に、前記構造体を押圧して固定する押圧部材(7)と、を備えている請求項1〜5のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - さらに、前記パワーモジュールと電気的に接続された配線基板(9)を備え、
前記ハウジングは、前記配線基板と、前記パワーモジュールと前記冷却器が一体的に組み付けられた構造体との間に隔壁(15)を有しており、
前記構造体は、前記隔壁に固定されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記パワーモジュールは、電気的な接続のための端子(212、213)を備えており、
前記端子の板厚は、前記ハウジングよりも薄い請求項1〜7のいずれか1項に記載の電力変換装置。
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