JP2021106436A - 駆動回路ユニット及び車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品点数の増加を抑制しレイアウトやサイズの自由度を向上する。【解決手段】実施形態のPCU10は、バッテリからの電力を変換して走行モータに供給する駆動回路ユニットであって、電力変換を行う駆動回路11と、モータ側端子5と対向して駆動回路11の側に設けられた駆動回路側端子12と、を備え、駆動回路11が走行モータに搭載される際に、駆動回路側端子12は、冷却器20によってモータ側端子5に向けて押し付けられて、モータ側端子5と電気的に接続されている。【選択図】図3
Description
本発明は、駆動回路ユニット及び車両に関する。
車両における電気的な接続を実現する構造が提案されている。例えば、特開2017−117534号公報には、パワー・コントロール・ユニット(PCU)と走行モータとの間を電気的に接続する構造が開示されている。
特開2017−117534号公報では、PCUの側の第一バスバーと走行モータの側の第二バスバーとを電気的に接続している。第一バスバーは、PCUを収容するPCUケースにボルトで固定された第一端子台にボルトで固定されている。第二バスバーは、走行モータを収容するモータハウジングにボルトで固定された第二端子台にボルトで固定されている。
しかしながら、端子台部分をケースに固定する必要があるために、部品点数が増え端子台部分が大型化し、レイアウトやサイズに制約が生じる可能性がある。
そこで本発明は、部品点数の増加を抑制しレイアウトやサイズの自由度を向上することができる駆動回路ユニット及び車両を提供することを目的とする。
(1)本発明の一態様に係る駆動回路ユニット(例えば、実施形態におけるPCU10)は、電源(例えば、実施形態におけるバッテリ2)からの電力を変換してモータ(例えば、実施形態における走行モータ3)に供給する駆動回路ユニットであって、電力変換を行う駆動回路(例えば、実施形態における駆動回路11)と、前記モータの入力端子(例えば、実施形態におけるモータ側端子5)と対向して前記駆動回路の側に設けられた出力端子(例えば、実施形態における駆動回路側端子12)と、を備え、前記駆動回路が前記モータに搭載される際に、前記駆動回路の前記出力端子は、前記駆動回路の回路部品(例えば、実施形態におけるコンデンサ)又は冷却器(例えば、実施形態における冷却器20)によって前記モータの前記入力端子に向けて押し付けられて、前記モータの前記入力端子と電気的に接続されている。
(2)本発明の一態様において、前記駆動回路の前記出力端子は、前記駆動回路ユニットのケース(例えば、実施形態におけるケース14)を前記モータのハウジング(例えば、実施形態におけるハウジング4)に固定した状態で前記回路部品又は前記冷却器によって押し当てられて、前記モータの前記入力端子と電気的に接続されていてもよい。
(3)本発明の一態様において、前記駆動回路の前記出力端子のうち前記モータの前記入力端子と対向する側とは反対側の部分を覆い、前記反対側に平坦面(例えば、実施形態における平坦面13a)を有する絶縁部材(例えば、実施形態における絶縁部材13)を更に備えてもよい。
(4)本発明の一態様において、前記駆動回路の前記出力端子は、前記モータの前記入力端子及び前記駆動回路の前記出力端子のそれぞれに接する弾性変形可能な導電部材(例えば、実施形態における導電部材31)を介して前記モータの前記入力端子と接触していてもよい。
(5)本発明の一態様において、前記導電部材は、前記モータの前記入力端子及び前記駆動回路の前記出力端子のそれぞれに対して複数の接点を有してもよい。
(6)本発明の一態様において、前記駆動回路の前記出力端子は、前記駆動回路ユニットのケースと前記モータのハウジングとの間に介在するシール部材(例えば、実施形態におけるシール部材6)を潰した状態で前記回路部品又は前記冷却器によって押し当てられて、前記モータの前記入力端子と電気的に接続され、前記ケースと前記ハウジングとの接続方向(例えば、実施形態における接続方向J1)における前記導電部材の長さ(例えば、実施形態における導電部材の長さL1)は、前記シール部材の潰し代(例えば、実施形態におけるシール部材の潰し代L2)よりも長くてもよい。
(7)本発明の一態様において、前記導電部材の変形可能量(例えば、実施形態における導電部材の変形可能量dx)は、前記駆動回路ユニットのケースの寸法公差(例えば、実施形態におけるケースの寸法公差d1)と前記回路部品又は前記冷却器の寸法公差(例えば、実施形態における冷却器の寸法公差d2)とを足し合わせた値よりも大きくてもよい。
(8)本発明の一態様において、前記駆動回路の前記出力端子は、前記冷却器によって押し当てられて、前記モータの前記入力端子と電気的に接続されていてもよい。
(9)本発明の一態様において、前記冷却器は、冷媒が流入する入口部(例えば、実施形態における入口部21)及び前記冷媒が流出する出口部(例えば、実施形態における出口部22)を有し、前記駆動回路の前記出力端子は、前記出口部よりも前記入口部の近くに配置されていてもよい。
(10)本発明の一態様において、前記駆動回路の前記出力端子は、前記駆動回路ユニットのケースと前記モータのハウジングとの接続方向に対して直交するように形成された平面部(例えば、実施形態における第一平面部12a)を有してもよい。
(11)本発明の一態様に係る車両(例えば、実施形態における車両1)は、上記の駆動回路ユニットを備える。
上記(1)の態様によれば、駆動回路がモータに搭載される際に、駆動回路の出力端子は、駆動回路の回路部品又は冷却器によってモータの入力端子に向けて押し付けられて、モータの入力端子と電気的に接続されていることで、端子台部分が不要となる。そのため、端子台部分をケース等に固定するための固定部材も不要となる。したがって、部品点数の増加を抑制しレイアウトやサイズの自由度を向上することができる。
加えて、駆動回路の出力端子がケースに固定された場合と比較して、ケース部分の厚みで熱がこもることを抑制するとともに、駆動回路の出力端子に接続される配線の長さを短縮することができる。
加えて、駆動回路の出力端子がケースに固定された場合と比較して、ケース部分の厚みで熱がこもることを抑制するとともに、駆動回路の出力端子に接続される配線の長さを短縮することができる。
上記(2)の態様によれば、駆動回路の出力端子は、駆動回路ユニットのケースを前記モータのハウジングに固定した状態で回路部品又は冷却器によって押し当てられて、モータの入力端子と電気的に接続されていることで、以下の効果を奏する。駆動回路の出力端子が回路部品又は冷却器によって押し当てられている状態を保つことができるため、駆動回路の出力端子とモータの入力端子との電気的接続を保持することができる。加えて、ケースをハウジングに固定すれば駆動回路の出力端子とモータの入力端子との電気的な接続が行われるため、接続作業性が容易になる。
上記(3)の態様によれば、駆動回路の出力端子のうちモータの入力端子と対向する側とは反対側の部分を覆い、前記反対側に平坦面を有する絶縁部材を更に備えることで、以下の効果を奏する。駆動回路の出力端子と回路部品又は冷却器との間に平坦面を有する絶縁部材が介在するため、駆動回路の出力端子と回路部品又は冷却器との間を絶縁しつつ駆動回路の出力端子を回路部品又は冷却器によって満遍なく押し当てることができる。
上記(4)の態様によれば、駆動回路の出力端子は、モータの入力端子及び駆動回路の出力端子のそれぞれに接する弾性変形可能な導電部材を介してモータの入力端子と接触していることで、以下の効果を奏する。モータの入力端子と駆動回路の出力端子との対向方向における駆動回路の出力端子の位置が製造公差等でずれても、駆動回路の出力端子とモータの入力端子との電気的接続を保持することができる。
上記(5)の態様によれば、導電部材は、モータの入力端子及び駆動回路の出力端子のそれぞれに対して複数の接点を有することで、以下の効果を奏する。モータの入力端子又は駆動回路の出力端子と導電部材との間で特定の接点が非接触となっても、その他の接点で接触を確保することができる。例えば、車両で振動が発生する状況下において耐振動性を向上することができる。
上記(6)の態様によれば、駆動回路の出力端子は、駆動回路ユニットのケースとモータのハウジングとの間に介在するシール部材を潰した状態で回路部品又は冷却器によって押し当てられて、モータの入力端子と電気的に接続され、ケースとハウジングとの接続方向における導電部材の長さは、シール部材の潰し代よりも長いことで、以下の効果を奏する。ケース及びハウジングを密閉することができるため、ケース及びハウジングの内部に異物が侵入することを抑制することができる。加えて、ケースとハウジングとの接続方向における導電部材の長さがシール部材の潰し代よりも短い場合と比較して、駆動回路の出力端子とモータの入力端子との電気的接続をより効果的に保持することができる。
上記(7)の態様によれば、導電部材の変形可能量は、駆動回路ユニットのケースの寸法公差と回路部品又は冷却器の寸法公差とを足し合わせた値よりも大きいことで、以下の効果を奏する。導電部材の変形可能量が駆動回路ユニットのケースの寸法公差と回路部品又は冷却器の寸法公差とを足し合わせた値以下の場合と比較して、駆動回路の出力端子とモータの入力端子との電気的接続をより効果的に保持することができる。
上記(8)の態様によれば、駆動回路の出力端子は、冷却器によって押し当てられて、モータの入力端子と電気的に接続されていることで、以下の効果を奏する。駆動回路の出力端子が冷却器によって冷却されるため、熱がこもることを抑制することができる。
上記(9)の態様によれば、冷却器は、冷媒が流入する入口部及び前記冷媒が流出する出口部を有し、駆動回路の出力端子は、出口部よりも入口部の近くに配置されていることで、以下の効果を奏する。駆動回路の出力端子が入口部よりも出口部の近くに配置された場合と比較して、駆動回路の出力端子をより効果的に冷却することができる。
上記(10)の態様によれば、駆動回路の出力端子は、駆動回路ユニットのケースとモータのハウジングとの接続方向に対して直交するように形成された平面部を有することで、以下の効果を奏する。ケースとハウジングとの接続方向に対して直交する方向における駆動回路の出力端子の位置が製造公差等でずれても、駆動回路の出力端子とモータの入力端子との電気的接続を保持することができる。
上記(11)の態様によれば、車両は、上記の駆動回路ユニットを備えることで、以下の効果を奏する。部品点数の増加を抑制しレイアウトやサイズの自由度を向上することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。実施形態においては、電気自動車(車両)に搭載される駆動回路ユニットとしてPCU(Power Control Unit)を挙げて説明する。
<車両全体>
図1に示すように、車両1は、バッテリ2(電源)、走行モータ3(モータ)、PCU10(駆動回路ユニット)及び冷却器20(図2参照)を備える。
図1に示すように、車両1は、バッテリ2(電源)、走行モータ3(モータ)、PCU10(駆動回路ユニット)及び冷却器20(図2参照)を備える。
バッテリ2は、複数のバッテリセルを含む。バッテリ2は、高電圧(数百ボルト)を出力可能な蓄電装置(エネルギストレージ)である。例えば、バッテリ2は、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等を利用することができる。なお、バッテリ2の代わりに又はこれに加えて、キャパシタ等の蓄電装置を用いてもよい。
例えば、走行モータ3は、三相交流ブラシレス式である。走行モータ3は、車両1の走行用の駆動源として動力を生成し、図示しない車輪(駆動輪)側に供給する。走行モータ3は、バッテリ2からの電力により駆動する。走行モータ3は、車両1の制動時に回生を行い、回生電力をバッテリ2に供給する。走行モータ3は、直方体状のハウジング4(図2参照)に収容されている。なお、走行モータ3は、直流式又はブラシ式であってもよい。
<PCU10>
PCU10は、バッテリ2からの電力を変換して走行モータ3に供給する。PCU10は、走行モータ3の発電電力(回生電力)を変換してバッテリ2を充電する。PCU10は、駆動回路11、出力端子12及び絶縁部材13(図3参照)を備える。PCU10は、ハウジング4の外形よりも小さい直方体状のケース14(図2参照)に収容されている。図2に示すように、ケース14は、ボルト15をハウジング4に締結することにより、ハウジング4に固定されている。ケース14は、複数(例えば本実施形態では4本)のボルト15で固定されている(図2では2箇所図示)。
PCU10は、バッテリ2からの電力を変換して走行モータ3に供給する。PCU10は、走行モータ3の発電電力(回生電力)を変換してバッテリ2を充電する。PCU10は、駆動回路11、出力端子12及び絶縁部材13(図3参照)を備える。PCU10は、ハウジング4の外形よりも小さい直方体状のケース14(図2参照)に収容されている。図2に示すように、ケース14は、ボルト15をハウジング4に締結することにより、ハウジング4に固定されている。ケース14は、複数(例えば本実施形態では4本)のボルト15で固定されている(図2では2箇所図示)。
<駆動回路11>
図1に示すように、駆動回路11は、コンバータ16、インバータ17及びECU18(Electronic Control Unit)を備える。コンバータ16及びインバータ17は、走行モータ3の出力を制御する。
コンバータ16は、図示しない複数のスイッチング素子及びリアクトルを用いてバッテリ2の出力電圧(走行モータ3への入力電圧)を変換する。コンバータ16は、バッテリ2及びインバータ17のそれぞれと電気的に接続されている。
図1に示すように、駆動回路11は、コンバータ16、インバータ17及びECU18(Electronic Control Unit)を備える。コンバータ16及びインバータ17は、走行モータ3の出力を制御する。
コンバータ16は、図示しない複数のスイッチング素子及びリアクトルを用いてバッテリ2の出力電圧(走行モータ3への入力電圧)を変換する。コンバータ16は、バッテリ2及びインバータ17のそれぞれと電気的に接続されている。
インバータ17は、図示しない複数のスイッチング素子を用いてコンバータ16からの直流電流(走行モータ3への入力電流)を交流電流に変換する。インバータ17は、コンバータ16及び走行モータ3のそれぞれと電気的に接続されている。
ECU18は、PCU10の各部を制御する制御装置である。ECU18は、図示しない入出力部、演算部及び記憶部を備える。入出力部は、信号線を介して車両1の各部との信号の入出力を行う。入出力部は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路(不図示)を備える。
演算部は、中央演算装置(CPU)を含む。演算部は、記憶部に記憶されているプログラムを実行することにより動作する。演算部が実行する機能の一部は、ロジックIC(Integrated Circuit)を用いて実現することもできる。前記プログラムは、例えば携帯電話機及びスマートフォン等の無線通信装置を介して外部から供給されてもよい。演算部は、前記プログラムの一部をハードウェア(回路部品)で構成することもできる。
記憶部は、演算部が用いるプログラム及びデータを記憶する。記憶部は、ランダム・アクセスメモリ(以下「RAM」という。)を備える。RAMとしては、レジスタ等の揮発性メモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを用いることができる。なお、記憶部は、RAMに加え、リード・オンリー・メモリ(ROM)を備えてもよい。
<冷却器20>
例えば、冷却器20(図2参照)は、PCU10等を冷却するためのウオータジャケットである。図3に示すように、冷却器20は、冷媒が流入する入口部21及び冷媒が流出する出口部22を有する。冷却器20は、PCU10と共にケース14に収容されている。冷却器20は、PCU10よりもケース14の開口の近くに配置されている。冷却器20は、ケース14にボルト25で固定されている。冷却器20の一部は、ケース14とハウジング4との接続方向J1(以下単に「接続方向J1」ともいう。)に対して直交するように形成された平坦な面23(以下「冷却器側平坦面23」ともいう。)を有する。図中符号24は、駆動回路11の出力端子12(具体的には絶縁部材13のうち接続方向J1に沿う部分)を挿通可能な貫通孔を示す。
例えば、冷却器20(図2参照)は、PCU10等を冷却するためのウオータジャケットである。図3に示すように、冷却器20は、冷媒が流入する入口部21及び冷媒が流出する出口部22を有する。冷却器20は、PCU10と共にケース14に収容されている。冷却器20は、PCU10よりもケース14の開口の近くに配置されている。冷却器20は、ケース14にボルト25で固定されている。冷却器20の一部は、ケース14とハウジング4との接続方向J1(以下単に「接続方向J1」ともいう。)に対して直交するように形成された平坦な面23(以下「冷却器側平坦面23」ともいう。)を有する。図中符号24は、駆動回路11の出力端子12(具体的には絶縁部材13のうち接続方向J1に沿う部分)を挿通可能な貫通孔を示す。
<接続構造体30>
図1に示すように、走行モータ3の入力端子5、駆動回路11の出力端子12、絶縁部材13及び導電部材31は、インバータ17(PCU10)と走行モータ3との間を電気的に接続する接続構造体30を構成する。接続構造体30は、駆動回路11の出力端子12(以下「駆動回路側端子12」ともいう。)と走行モータ3の入力端子5(以下「モータ側端子5」ともいう。)とを導電部材31を介して電気的に接続している。
図1に示すように、走行モータ3の入力端子5、駆動回路11の出力端子12、絶縁部材13及び導電部材31は、インバータ17(PCU10)と走行モータ3との間を電気的に接続する接続構造体30を構成する。接続構造体30は、駆動回路11の出力端子12(以下「駆動回路側端子12」ともいう。)と走行モータ3の入力端子5(以下「モータ側端子5」ともいう。)とを導電部材31を介して電気的に接続している。
<駆動回路側端子12>
図3に示すように、駆動回路側端子12は、モータ側端子5と接続方向J1において対向している。駆動回路側端子12とモータ側端子5とが対向する方向(以下単に「対向方向」ともいう。)は、接続方向J1と一致する。
図3に示すように、駆動回路側端子12は、モータ側端子5と接続方向J1において対向している。駆動回路側端子12とモータ側端子5とが対向する方向(以下単に「対向方向」ともいう。)は、接続方向J1と一致する。
駆動回路側端子12は、走行モータ3が三相であることにより、3本設けられている。なお、駆動回路側端子12の合計本数は、その他の数(原則として3の倍数)であってもよい。各駆動回路側端子12は、接続方向J1に対して直交する方向V1(図3の紙面奥行き方向、以下「第一直交方向V1」ともいう。)に並んで配置されている(図4参照)。駆動回路側端子12は、冷却器20の出口部22よりも入口部21の近くに配置されている。駆動回路側端子12は、冷却器20内を流れる冷媒の流れ方向において出口部22よりも上流側に配置されている。
駆動回路側端子12は、L字状をなしている(図5参照)。駆動回路側端子12は、駆動回路側端子12の最先端に配置され接続方向J1に対して直交するように形成された第一平面部12a(平面部)と、第一平面部12aよりも根元側に配置され接続方向J1に沿って延びる第一根元部12bと、を備える。
第一平面部12aは、接続方向J1及び第一直交方向V1のそれぞれと直交する方向V2(以下「第二直交方向V2」ともいう。)に沿って延びている。第一平面部12aは、ケース14の開口端14aよりも接続方向J1の内側に配置されている。
第一根元部12bは、図示しないPCU10の端子台に固定されている。
第一根元部12bは、図示しないPCU10の端子台に固定されている。
<絶縁部材13>
図4に示すように、絶縁部材13は、3本の駆動回路側端子12の一部を一体に覆うようにL字状をなしている(図5参照)。絶縁部材13は、3本の駆動回路側端子12をまとめて支持している。例えば、絶縁部材13は絶縁性の樹脂で形成されている。絶縁部材13は、駆動回路側端子12のうちモータ側端子5と対向する側とは反対側の部分を覆っている(図3参照)。
図4に示すように、絶縁部材13は、3本の駆動回路側端子12の一部を一体に覆うようにL字状をなしている(図5参照)。絶縁部材13は、3本の駆動回路側端子12をまとめて支持している。例えば、絶縁部材13は絶縁性の樹脂で形成されている。絶縁部材13は、駆動回路側端子12のうちモータ側端子5と対向する側とは反対側の部分を覆っている(図3参照)。
図3に示すように、絶縁部材13は、第一平面部12aのうちモータ側端子5と対向する側とは反対側の部分と、第一根元部12bのうち第一平面部12a寄りの部分とを覆っている。絶縁部材13は、駆動回路側端子12のうちモータ側端子5と対向する側とは反対側に平坦面13aを有する。絶縁部材13の平坦面13aは、接続方向J1に対して直交するように形成されている。絶縁部材13の平坦面13aは、冷却器側平坦面23に密着する面である。
<モータ側端子5>
モータ側端子5は、駆動回路側端子12に対応して3本設けられている。各モータ側端子5は、第一直交方向V1(図3の紙面奥行き方向)に並んで配置されている。なお、駆動回路側端子12の合計本数を3本以外とした場合には、モータ側端子5の合計本数を駆動回路側端子12の合計本数に合わせるとよい。
モータ側端子5は、駆動回路側端子12に対応して3本設けられている。各モータ側端子5は、第一直交方向V1(図3の紙面奥行き方向)に並んで配置されている。なお、駆動回路側端子12の合計本数を3本以外とした場合には、モータ側端子5の合計本数を駆動回路側端子12の合計本数に合わせるとよい。
モータ側端子5は、駆動回路側端子12とは逆向きのL字状をなしている。モータ側端子5は、モータ側端子5の最先端に配置され接続方向J1に対して直交するように形成された第二平面部5aと、第二平面部5aよりも根元側に配置され接続方向J1に沿って延びる第二根元部5bと、を備える。
第二平面部5aは、第一平面部12aと略平行に第二直交方向V2に延びている。第二平面部5aは、ハウジング4のうちケース14と接触する接触面4a(ケース14との接続面)から突出して露出している。ケース14をハウジング4に固定した状態で、第二平面部5aは、ケース14内に入り込む。
第二根元部5bは、図示しない走行モータ3の端子台に固定されている。
第二根元部5bは、図示しない走行モータ3の端子台に固定されている。
<導電部材31>
導電部材31は、駆動回路側端子12の第一平面部12aとモータ側端子5の第二平面部5aとを電気的に接続する。導電部材31は、第一平面部12a及び第二平面部5aのそれぞれに対して複数の接点を有する弾性変形可能な部材である。例えば、導電部材31は、銅や鉄等の金属又は導電性樹脂で形成されている。例えば、導電部材31は、ケース14内に設けられた図示しない支持台に取り付けられている。
導電部材31は、駆動回路側端子12の第一平面部12aとモータ側端子5の第二平面部5aとを電気的に接続する。導電部材31は、第一平面部12a及び第二平面部5aのそれぞれに対して複数の接点を有する弾性変形可能な部材である。例えば、導電部材31は、銅や鉄等の金属又は導電性樹脂で形成されている。例えば、導電部材31は、ケース14内に設けられた図示しない支持台に取り付けられている。
<駆動回路側端子12とモータ側端子5との電気的接続>
駆動回路側端子12は、ケース14をハウジング4に固定した状態で冷却器20によって押し当てられて、モータ側端子5と電気的に接続されている。駆動回路側端子12は、ケース14とハウジング4との間に介在するシール部材6を潰した状態で冷却器20によって押し当てられて、モータ側端子5と電気的に接続されている。
駆動回路側端子12は、ケース14をハウジング4に固定した状態で冷却器20によって押し当てられて、モータ側端子5と電気的に接続されている。駆動回路側端子12は、ケース14とハウジング4との間に介在するシール部材6を潰した状態で冷却器20によって押し当てられて、モータ側端子5と電気的に接続されている。
<接続方向J1における導電部材31の長さL1及びシール部材6の潰し代(L2−L3)の関係>
図6は、ケース14をハウジング4に固定する前の状態の模式図である。図6では、各要素を簡略化して図示している。
図6に示すように、接続方向J1における導電部材31の長さL1は、シール部材6の潰し代(L2−L3)よりも長い(L1>(L2−L3))。ここで、接続方向J1における導電部材31の長さL1は、ケース14をハウジング4に固定する前の状態での導電部材31の第一平面部12aとの接点と導電部材31の第二平面部5aとの接点との接続方向J1における間隔(最短距離)を意味する。シール部材6の潰し代(L2−L3)は、ケース14をハウジング4に固定する前の状態での(シール部材6を潰す前の)シール部材6の外形(もとのシール部材6の外形)の接続方向J1における長さL2からシール部材6を潰した後のシール部材6の外形の接続方向J1における長さL3を引いた値を意味する。
図6は、ケース14をハウジング4に固定する前の状態の模式図である。図6では、各要素を簡略化して図示している。
図6に示すように、接続方向J1における導電部材31の長さL1は、シール部材6の潰し代(L2−L3)よりも長い(L1>(L2−L3))。ここで、接続方向J1における導電部材31の長さL1は、ケース14をハウジング4に固定する前の状態での導電部材31の第一平面部12aとの接点と導電部材31の第二平面部5aとの接点との接続方向J1における間隔(最短距離)を意味する。シール部材6の潰し代(L2−L3)は、ケース14をハウジング4に固定する前の状態での(シール部材6を潰す前の)シール部材6の外形(もとのシール部材6の外形)の接続方向J1における長さL2からシール部材6を潰した後のシール部材6の外形の接続方向J1における長さL3を引いた値を意味する。
<導電部材31の変形可能量dx、ケース14の寸法公差d1及び冷却器20の寸法公差d2の関係>
図7は、駆動回路側端子12をモータ側端子5と接続する前の状態の模式図である。図7では、各要素を簡略化して図示している。
図7に示すように、導電部材31の変形可能量dxは、ケース14の寸法公差d1と冷却器20の寸法公差d2とを足し合わせた値よりも大きい(dx>d1+d2)。ここで、導電部材31の変形可能量dxは、導電部材31が接続方向J1において変形可能な量を意味する。導電部材31の変形可能量dxは、駆動回路側端子12の第一平面部12aが接続方向J1において変形可能な量を含む。ケース14の寸法公差d1は、ケース14の側壁の接続方向J1における寸法公差を意味する。冷却器20の寸法公差d2は、冷却器20の接続方向J1における寸法公差を意味する。冷却器20の寸法公差d2は、ケース14からの公差の積み上げ値(ボルトによるケース14への組付け誤差等)を含む。
図7は、駆動回路側端子12をモータ側端子5と接続する前の状態の模式図である。図7では、各要素を簡略化して図示している。
図7に示すように、導電部材31の変形可能量dxは、ケース14の寸法公差d1と冷却器20の寸法公差d2とを足し合わせた値よりも大きい(dx>d1+d2)。ここで、導電部材31の変形可能量dxは、導電部材31が接続方向J1において変形可能な量を意味する。導電部材31の変形可能量dxは、駆動回路側端子12の第一平面部12aが接続方向J1において変形可能な量を含む。ケース14の寸法公差d1は、ケース14の側壁の接続方向J1における寸法公差を意味する。冷却器20の寸法公差d2は、冷却器20の接続方向J1における寸法公差を意味する。冷却器20の寸法公差d2は、ケース14からの公差の積み上げ値(ボルトによるケース14への組付け誤差等)を含む。
<作用効果>
以上説明したように、上記実施形態のPCU10は、バッテリ2からの電力を変換して走行モータ3に供給する駆動回路ユニットであって、電力変換を行う駆動回路11と、走行モータ3の入力端子5(モータ側端子5)と対向して駆動回路11の側に設けられた出力端子12(駆動回路側端子12)と、を備え、駆動回路11が走行モータ3に搭載される際に、駆動回路側端子12は、冷却器20によってモータ側端子5に向けて押し付けられて、モータ側端子5と電気的に接続されている。
この構成によれば、駆動回路11が走行モータ3に搭載される際に(具体的には、ボルト15をハウジング4に締結して、ケース14をハウジング4に固定する際に)、駆動回路側端子12は、冷却器20によってモータ側端子5に向けて押し付けられて、モータ側端子5と電気的に接続されていることで、端子台部分が不要となる。そのため、端子台部分をケース14等に固定するための固定部材も不要となる。したがって、部品点数の増加を抑制しレイアウトやサイズの自由度を向上することができる。
加えて、駆動回路側端子12がケース14に固定された場合と比較して、ケース14部分の厚みで熱がこもることを抑制するとともに、駆動回路側端子12に接続される配線の長さを短縮することができる。
加えて、駆動回路側端子12が冷却器20によって冷却されるため、熱がこもることを抑制することができる。
以上説明したように、上記実施形態のPCU10は、バッテリ2からの電力を変換して走行モータ3に供給する駆動回路ユニットであって、電力変換を行う駆動回路11と、走行モータ3の入力端子5(モータ側端子5)と対向して駆動回路11の側に設けられた出力端子12(駆動回路側端子12)と、を備え、駆動回路11が走行モータ3に搭載される際に、駆動回路側端子12は、冷却器20によってモータ側端子5に向けて押し付けられて、モータ側端子5と電気的に接続されている。
この構成によれば、駆動回路11が走行モータ3に搭載される際に(具体的には、ボルト15をハウジング4に締結して、ケース14をハウジング4に固定する際に)、駆動回路側端子12は、冷却器20によってモータ側端子5に向けて押し付けられて、モータ側端子5と電気的に接続されていることで、端子台部分が不要となる。そのため、端子台部分をケース14等に固定するための固定部材も不要となる。したがって、部品点数の増加を抑制しレイアウトやサイズの自由度を向上することができる。
加えて、駆動回路側端子12がケース14に固定された場合と比較して、ケース14部分の厚みで熱がこもることを抑制するとともに、駆動回路側端子12に接続される配線の長さを短縮することができる。
加えて、駆動回路側端子12が冷却器20によって冷却されるため、熱がこもることを抑制することができる。
上記実施形態では、駆動回路側端子12は、PCU10のケース14をハウジング4に固定した状態で冷却器20によって押し当てられて、モータ側端子5と電気的に接続されていることで、以下の効果を奏する。
駆動回路側端子12が冷却器20によって押し当てられている状態を保つことができるため、駆動回路側端子12とモータ側端子5との電気的接続を保持することができる。加えて、ケース14をハウジング4に固定すれば駆動回路側端子12とモータ側端子5との電気的な接続が行われるため、接続作業性が容易になる。
駆動回路側端子12が冷却器20によって押し当てられている状態を保つことができるため、駆動回路側端子12とモータ側端子5との電気的接続を保持することができる。加えて、ケース14をハウジング4に固定すれば駆動回路側端子12とモータ側端子5との電気的な接続が行われるため、接続作業性が容易になる。
上記実施形態では、駆動回路側端子12のうちモータ側端子5と対向する側とは反対側の部分を覆い、前記反対側に平坦面13aを有する絶縁部材13を更に備えることで、以下の効果を奏する。
駆動回路側端子12と冷却器20との間に平坦面13aを有する絶縁部材13が介在するため、駆動回路側端子12と冷却器20との間を絶縁しつつ駆動回路側端子12を冷却器20によって満遍なく押し当てることができる。
駆動回路側端子12と冷却器20との間に平坦面13aを有する絶縁部材13が介在するため、駆動回路側端子12と冷却器20との間を絶縁しつつ駆動回路側端子12を冷却器20によって満遍なく押し当てることができる。
上記実施形態では、駆動回路側端子12は、モータ側端子5及び駆動回路側端子12のそれぞれに接する弾性変形可能な導電部材31を介してモータ側端子5と接触していることで、以下の効果を奏する。
モータ側端子5と駆動回路側端子12との対向方向における駆動回路側端子12の位置が製造公差等でずれても、駆動回路側端子12とモータ側端子5との電気的接続を保持することができる。
モータ側端子5と駆動回路側端子12との対向方向における駆動回路側端子12の位置が製造公差等でずれても、駆動回路側端子12とモータ側端子5との電気的接続を保持することができる。
上記実施形態では、導電部材31は、モータ側端子5及び駆動回路側端子12のそれぞれに対して複数の接点を有することで、以下の効果を奏する。
モータ側端子5又は駆動回路側端子12と導電部材31との間で特定の接点が非接触となっても、その他の接点で接触を確保することができる。例えば、車両1で振動が発生する状況下において耐振動性を向上することができる。
モータ側端子5又は駆動回路側端子12と導電部材31との間で特定の接点が非接触となっても、その他の接点で接触を確保することができる。例えば、車両1で振動が発生する状況下において耐振動性を向上することができる。
上記実施形態では、駆動回路側端子12は、ケース14とハウジング4との間に介在するシール部材6を潰した状態で冷却器20によって押し当てられて、モータ側端子5と電気的に接続され、ケース14とハウジング4との接続方向J1における導電部材31の長さL1は、シール部材6の潰し代(L2−L3)よりも長いことで、以下の効果を奏する。
ケース14及びハウジング4を密閉することができるため、ケース14及びハウジング4の内部に異物が侵入することを抑制することができる。加えて、ケース14とハウジング4との接続方向J1における導電部材31の長さL1がシール部材6の潰し代(L2−L3)よりも短い場合と比較して、駆動回路側端子12とモータ側端子5との電気的接続をより効果的に保持することができる。
ケース14及びハウジング4を密閉することができるため、ケース14及びハウジング4の内部に異物が侵入することを抑制することができる。加えて、ケース14とハウジング4との接続方向J1における導電部材31の長さL1がシール部材6の潰し代(L2−L3)よりも短い場合と比較して、駆動回路側端子12とモータ側端子5との電気的接続をより効果的に保持することができる。
上記実施形態では、導電部材31の変形可能量dxは、ケース14の寸法公差d1と冷却器20の寸法公差d2とを足し合わせた値よりも大きいことで、以下の効果を奏する。
導電部材31の変形可能量dxがケース14の寸法公差d1と冷却器20の寸法公差d2とを足し合わせた値以下の場合と比較して、駆動回路側端子12とモータ側端子5との電気的接続をより効果的に保持することができる。
導電部材31の変形可能量dxがケース14の寸法公差d1と冷却器20の寸法公差d2とを足し合わせた値以下の場合と比較して、駆動回路側端子12とモータ側端子5との電気的接続をより効果的に保持することができる。
上記実施形態では、冷却器20は、冷媒が流入する入口部21及び前記冷媒が流出する出口部22を有し、駆動回路側端子12は、出口部22よりも入口部21の近くに配置されていることで、以下の効果を奏する。
駆動回路側端子12が入口部21よりも出口部22の近くに配置された場合と比較して、駆動回路側端子12をより効果的に冷却することができる。
駆動回路側端子12が入口部21よりも出口部22の近くに配置された場合と比較して、駆動回路側端子12をより効果的に冷却することができる。
上記実施形態では、駆動回路側端子12は、ケース14とモータのハウジング4との接続方向J1に対して直交するように形成された第一平面部12aを有することで、以下の効果を奏する。
ケース14とハウジング4との接続方向J1に対して直交する方向における駆動回路側端子12の位置が製造公差等でずれても、駆動回路側端子12とモータ側端子5との電気的接続を保持することができる。
ケース14とハウジング4との接続方向J1に対して直交する方向における駆動回路側端子12の位置が製造公差等でずれても、駆動回路側端子12とモータ側端子5との電気的接続を保持することができる。
<変形例>
上述した実施形態では、車両1が電気自動車である例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、車両1は、エンジンを有するハイブリッド自動車であってもよい。例えば、接続構造体30は、車両1以外の装置又はシステムに適用してもよい。そのような装置又はシステムとしては、例えば、航空機、船舶等の移動体、製造装置、家電製品及び精密機械を挙げることができる。
上述した実施形態では、車両1が電気自動車である例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、車両1は、エンジンを有するハイブリッド自動車であってもよい。例えば、接続構造体30は、車両1以外の装置又はシステムに適用してもよい。そのような装置又はシステムとしては、例えば、航空機、船舶等の移動体、製造装置、家電製品及び精密機械を挙げることができる。
上記実施形態では、駆動回路側端子12は、冷却器20によって押し当てられて、モータ側端子5と電気的に接続されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、駆動回路側端子12は、駆動回路11の回路部品(例えばコンデンサ)によって押し当てられて、モータ側端子5と電気的に接続されていてもよい。
上記実施形態では、PCU10は、駆動回路側端子12のうちモータ側端子5と対向する側とは反対側の部分を覆い、前記反対側に平坦面13aを有する絶縁部材13を備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、絶縁部材13は、前記反対側に平坦面13aを有しなくてもよい。例えば、接続構造体30は、絶縁部材13を有しなくてもよい。
上記実施形態では、駆動回路側端子12は、モータ側端子5及び駆動回路側端子12のそれぞれに接する弾性変形可能な導電部材31を介してモータ側端子5と接触している例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、駆動回路側端子12は、モータ側端子5に直接的に接触していてもよい。例えば、接続構造体30は、導電部材31を有しなくてもよい。
上記実施形態では、導電部材31は、第一平面部12a及び第二平面部5aのそれぞれに対して複数の接点を有する弾性変形可能な部材である面に結合されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、導電部材31は、山部と谷部とを交互に繰り返した蛇腹状をなしていてもよい。例えば、導電部材31は、単一又は複数のコイルバネを接続方向J1に対して直交する方向に沿わせて(コイルバネの軸方向を第一平面部12aと平行にして)配置してもよい。例えば、導電部材31は、板バネであってもよい。
上記実施形態では、駆動回路側端子12は、冷却器20の出口部22よりも入口部21の近くに配置されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、駆動回路側端子12は、冷却器20の入口部21よりも出口部22の近くに配置されていてもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であり、上述した変形例を適宜組み合わせることも可能である。
1…車両
2…バッテリ(電源)
3…走行モータ(モータ)
4…ハウジング
5…モータ側端子(入力端子)
6…シール部材
10…PCU(駆動回路ユニット)
11…駆動回路
12…駆動回路側端子(出力端子)
12a…第一平面部(平面部)
13…絶縁部材
13a…平坦面
14…ケース
20…冷却器
21…入口部
22…出口部
31…導電部材
dx…導電部材の変形可能量
d1…ケースの寸法公差
d2…冷却器の寸法公差
J1…接続方向
L1…接続方向における導電部材の長さ
L2−L3…シール部材の潰し代
V1…第一直交方向
V2…第二直交方向
2…バッテリ(電源)
3…走行モータ(モータ)
4…ハウジング
5…モータ側端子(入力端子)
6…シール部材
10…PCU(駆動回路ユニット)
11…駆動回路
12…駆動回路側端子(出力端子)
12a…第一平面部(平面部)
13…絶縁部材
13a…平坦面
14…ケース
20…冷却器
21…入口部
22…出口部
31…導電部材
dx…導電部材の変形可能量
d1…ケースの寸法公差
d2…冷却器の寸法公差
J1…接続方向
L1…接続方向における導電部材の長さ
L2−L3…シール部材の潰し代
V1…第一直交方向
V2…第二直交方向
Claims (11)
- 電源からの電力を変換してモータに供給する駆動回路ユニットであって、
電力変換を行う駆動回路と、
前記モータの入力端子と対向して前記駆動回路の側に設けられた出力端子と、を備え、
前記駆動回路が前記モータに搭載される際に、前記駆動回路の前記出力端子は、前記駆動回路の回路部品又は冷却器によって前記モータの前記入力端子に向けて押し付けられて、前記モータの前記入力端子と電気的に接続されていることを特徴とする駆動回路ユニット。 - 前記駆動回路の前記出力端子は、前記駆動回路ユニットのケースを前記モータのハウジングに固定した状態で前記回路部品又は前記冷却器によって押し当てられて、前記モータの前記入力端子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の駆動回路ユニット。
- 前記駆動回路の前記出力端子のうち前記モータの前記入力端子と対向する側とは反対側の部分を覆い、前記反対側に平坦面を有する絶縁部材を更に備えることを特徴とする請求項1または2に記載の駆動回路ユニット。
- 前記駆動回路の前記出力端子は、前記モータの前記入力端子及び前記駆動回路の前記出力端子のそれぞれに接する弾性変形可能な導電部材を介して前記モータの前記入力端子と接触していることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の駆動回路ユニット。
- 前記導電部材は、前記モータの前記入力端子及び前記駆動回路の前記出力端子のそれぞれに対して複数の接点を有することを特徴とする請求項4に記載の駆動回路ユニット。
- 前記駆動回路の前記出力端子は、前記駆動回路ユニットのケースと前記モータのハウジングとの間に介在するシール部材を潰した状態で前記回路部品又は前記冷却器によって押し当てられて、前記モータの前記入力端子と電気的に接続され、
前記ケースと前記ハウジングとの接続方向における前記導電部材の長さは、前記シール部材の潰し代よりも長いことを特徴とする請求項4または5に記載の駆動回路ユニット。 - 前記導電部材の変形可能量は、前記駆動回路ユニットのケースの寸法公差と前記回路部品又は前記冷却器の寸法公差とを足し合わせた値よりも大きいことを特徴とする請求項4から6のいずれか一項に記載の駆動回路ユニット。
- 前記駆動回路の前記出力端子は、前記冷却器によって押し当てられて、前記モータの前記入力端子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の駆動回路ユニット。
- 前記冷却器は、冷媒が流入する入口部及び前記冷媒が流出する出口部を有し、
前記駆動回路の前記出力端子は、前記出口部よりも前記入口部の近くに配置されていることを特徴とする請求項8に記載の駆動回路ユニット。 - 前記駆動回路の前記出力端子は、前記駆動回路ユニットのケースと前記モータのハウジングとの接続方向に対して直交するように形成された平面部を有することを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の駆動回路ユニット。
- 請求項1から10の何れか一項に記載の駆動回路ユニットを備えることを特徴とする車両。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019235569A JP2021106436A (ja) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 駆動回路ユニット及び車両 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019235569A JP2021106436A (ja) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 駆動回路ユニット及び車両 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021106436A true JP2021106436A (ja) | 2021-07-26 |
Family
ID=76918994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019235569A Pending JP2021106436A (ja) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 駆動回路ユニット及び車両 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2021106436A (ja) |
-
2019
- 2019-12-26 JP JP2019235569A patent/JP2021106436A/ja active Pending
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