JP2023049781A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型になることを抑制することができる電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置１０は、互いの厚さ方向に平行に積層される第１基板２３及び第２基板２５を備える。第１基板２３には複数のスイッチング素子１１が配置される。第２基板２５には、複数のスイッチング素子１１に接続される複数のコンデンサ１３が配置される。複数のスイッチング素子１１と複数のコンデンサ１３とは、各基板２３，２５の厚さ方向から見て互いに重ならないように、厚さ方向の交差方向でずれつつ並ぶように配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

従来、例えば、スイッチング素子が実装された第１基板と、コンデンサが実装された第２基板と、所定間隔をあけて積層配置される第１基板及び第２基板の間に充填される樹脂材と、を備える電力変換モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－２０９６８５号公報

ところで、上記した電力変換モジュールにて、単に、第１基板及び第２基板が積層方向に所定間隔をあけて配置されるだけでは、積層方向での電力変換モジュールの寸法が大きくなるとともに、第１基板及び第２基板の間に充填される樹脂材の量が増大するおそれがある。例えば、積層方向から見て、第１基板の複数のスイッチング素子と、第２基板のコンデンサとが重なり合う場合、相互の位置が干渉することを避けるために第１基板と第２基板との間の距離を所定以上に確保する必要が生じ、装置の大型化を抑制することができないという問題が生じる。

本発明は、大型になることを抑制することができる電力変換装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
本発明の一態様に係る電力変換装置（１０）は、複数のスイッチング素子（１１）を有する第１基板（２３）と、前記複数のスイッチング素子に接続される複数のコンデンサ（１３）を有するとともに、前記第１基板に厚さ方向で積層される第２基板（２５）と、を備え、前記複数のスイッチング素子と前記複数のコンデンサとは、前記厚さ方向から見て互いに重ならないように、前記厚さ方向の交差方向でずれつつ並ぶように配置される。

上記に記載の電力変換装置では、前記複数のスイッチング素子に接続される複数の端子部材（３１，３３Ａ）を備え、前記複数の端子部材の各々にて、前記複数のスイッチング素子の配列に平行な方向と、前記複数のコンデンサの配列に平行な方向とは直交し、前記複数のコンデンサの配列に平行な方向と、前記複数の端子部材の配列に平行な方向とは平行であってもよい。

上記に記載の電力変換装置では、前記複数の端子部材を前記第１基板に固定する複数の端子固定部材（５５，５７，５９，４３，４５，４７）を備えてもよい。

上記に記載の電力変換装置は、前記第１基板が内部に配置される筐体（２１）を備え、前記複数のコンデンサは、前記交差方向で前記第１基板と前記筐体の壁面との間に形成されるスペース（Ｓ）に配置されてもよい。

上記によれば、複数のスイッチング素子と複数のコンデンサとは、第１基板と第２基板との積層方向の交差方向でずれて配置されるので、例えば積層方向から見て重なり合うように配置される場合等に比べて、第１基板と第２基板との間隔を低減することができる。第１基板と第２基板との間隔の増大を抑制することにより、第１基板及び第２基板の積層方向での電力変換装置の寸法の増大を抑制することができる。
また、例えば第１基板と第２基板との積層方向の交差方向で複数のスイッチング素子と複数のコンデンサとが隣り合うように並んで配置される場合のように、複数のスイッチング素子と複数のコンデンサとの間の距離の増大を抑制することができるので、インダクタンスの増大を抑制することができる。

上記の場合、各端子部材に対する複数のスイッチング素子の配列方向と複数のコンデンサの配列方向とは直交するので、例えば複数のスイッチング素子の配列方向と複数のコンデンサの配列方向とが平行である場合等に比べて、各端子部材に対応付けられた複数のスイッチング素子と複数のコンデンサとの間の距離に差が生じることを抑制することができる。複数のスイッチング素子と複数のコンデンサとの間の距離が増大することを抑制し、装置全体としてのインダクタンスの増大を抑制することができる。

上記の場合、複数の端子固定部材によって複数の端子部材が直接的に第１基板に固定されるので、例えば複数のスイッチング素子に接続されるバスバー等を不要とし、装置構成が複雑又は大型になることを抑制することができる。

上記の場合、複数のコンデンサは第１基板と筐体の壁面との間に形成されたスペース内に配置されるので、第１基板と第２基板とを厚さ方向で近づけて配置することができる。複数のスイッチング素子と複数のコンデンサとの間の距離が増大することを抑制し、装置全体としてのインダクタンスの増大を抑制することができる。

本発明の実施形態での電力変換装置の構成を示す斜視図。 本発明の実施形態での電力変換装置の分解斜視図。 本発明の実施形態での電力変換装置の回路図。 図１に示すＡ－Ａ線の位置でＹ－Ｚ平面により切断した断面図。 図１に示すＢ－Ｂ線の位置でＸ－Ｚ平面により切断した断面図。 本発明の実施形態での電力変換装置の端子部材を示す図。 本発明の実施形態の電力変換装置を搭載する自動二輪車の例を示す図。 本発明の実施形態の電力変換装置を搭載する自動二輪車のスイングアームの内部を示す断面図。 本発明の実施形態の電力変換装置を搭載する自動二輪車のスイングアームの内部を示す斜視図。 本発明の実施形態の第１変形例に係る電力変換装置を搭載する自動二輪車の例を示す図。 本発明の実施形態の第２変形例に係る電力変換装置を搭載する自動二輪車の例を示す図。

以下、本発明の実施形態の電力変換装置について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、実施形態の電力変換装置１０の構成を示す斜視図である。図２は、実施形態での電力変換装置１０の分解斜視図である。図３は、実施形態での電力変換装置１０の回路図である。
以下において、３次元空間で互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向は、各軸に平行な方向である。例えば図１及び図２に示すように、Ｚ軸方向は、電力変換装置１０の厚さ方向に平行であり、Ｙ軸方向は、電力変換装置１０の短手方向に平行であり、Ｘ軸方向は、電力変換装置１０の長手方向に平行である。

実施形態の電力変換装置１０は、例えば、鞍乗り型車両等の車両に搭載されている。後述するように（例えば、図７参照）、実施形態の鞍乗り型車両は、例えば、電動の自動二輪車１である。電動の自動二輪車１は、例えば図３に示すように、駆動ユニット３を構成する回転電機５、バッテリ７及び電力変換装置１０を備える。
回転電機５は、例えば、車両の走行駆動用であって、バッテリ７から電力変換装置１０を介して供給される電力により力行動作することによって回転駆動力を発生させる。なお、回転電機５は、車輪側から回転軸に入力される回転動力により回生動作することによって発電電力を発生させてもよい。
回転電機５は、例えば、３相交流のブラシレスＤＣモータである。３相はＵ相、Ｖ相及びＷ相である。回転電機５は、界磁用の永久磁石を有する回転子と、回転子を回転させる回転磁界を発生させる３相のステータ巻線を有する固定子とを備える。
バッテリ７は、例えば、車両の動力源である高圧のバッテリである。バッテリ７は、バッテリケースと、バッテリケース内に収容される複数のバッテリモジュールとを備える。バッテリモジュールは、直列又は並列に接続される複数のバッテリセルを備える。

図１及び図２に示すように、電力変換装置１０は、例えば、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の各々に複数のスイッチング素子１１と、複数のコンデンサ（キャパシタ）１３とを備える。
各スイッチング素子１１は、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）又はＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉ－ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のトランジスタである。複数のスイッチング素子１１は、例えば、各相で６個の対を形成する（つまり、６対の）ハイサイドアームトランジスタ及びローサイドアームトランジスタである。対を成すハイサイドアームトランジスタ及びローサイドアームトランジスタは、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬと、ハイサイドアーム及びローサイドアームＶ相トランジスタＶＨ，ＶＬと、ハイサイドアーム及びローサイドアームＷ相トランジスタＷＨ，ＷＬとである。
各コンデンサ１３は、例えば、各スイッチング素子１１のオン及びオフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化するキャパシタである。複数のコンデンサ１３は、例えば、１０個の平滑用のキャパシタである。

図３に示すように、実施形態の電力変換装置１０は、例えば、３相でブリッジ接続される各トランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ及び整流素子によって形成されるブリッジ回路を備える。整流素子は、各トランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬに並列に接続されるダイオードＤである。ダイオードＤは、例えば、各トランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬのコレクタ－エミッタ間でエミッタからコレクタに向けて順方向に接続される還流ダイオードである。
ハイサイドアームの各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨのコレクタは、正極端子Ｐａに接続されている。ローサイドアームの各トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬのエミッタは、負極端子Ｎａに接続されている。３相の各相において、ハイサイドアームの各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨのエミッタとローサイドアームの各トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬのコレクタとは、３相の各相端子Ｕａ，Ｖａ，Ｗａに接続されている。３相の各相端子Ｕａ，Ｖａ，Ｗａは、回転電機５の３相の各ステータ巻線ＳＵ，ＳＶ，ＳＷに接続されている。
各コンデンサ１３は、正極端子Ｐａと負極端子Ｎａとの間に接続されている。

電力変換装置１０は、回転電機５の動作を制御する。電力変換装置１０は、各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，ＵＬ，ＶＬ，ＷＬのゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号に基づき、各相のトランジスタ対のオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。
電力変換装置１０は、例えば回転電機５の力行時には、正極端子Ｐａ及び負極端子Ｎａから入力される直流電力を３相交流電力に変換して回転電機５に供給する。電力変換装置１０は、回転電機５の３相のステータ巻線ＳＵ，ＳＶ，ＳＷへの通電を順次転流させることによって回転駆動力を発生させる。
電力変換装置１０は、例えば回転電機５の回生時には、回転電機５の回転に同期がとられた各相のトランジスタ対のオン（導通）及びオフ（遮断）の駆動によって、３相の各相端子Ｕａ，Ｖａ，Ｗａから入力される３相交流電力を直流電力に変換する。電力変換装置１０は、３相交流電力から変換された直流電力をバッテリ７に供給することが可能である。

図４は、図１に示すＡ－Ａ線の位置でＹ－Ｚ平面により切断した断面図である。図５は、図１に示すＢ－Ｂ線の位置でＸ－Ｚ平面により切断した断面図である。
図１、図２、図４及び図５に示すように、電力変換装置１０は、筐体２１と、第１基板２３と、第２基板２５とを備える。
図１及び図２に示すように、筐体２１の外形は、例えば開口した箱型である。筐体２１の厚さ方向（Ｚ軸方向）の両端部のうちＺ軸方向の正方向側の第１端部には開口が形成されている。図４に示すように、筐体２１の厚さ方向（Ｚ軸方向）の両端部のうちＺ軸方向の負方向側の第２端部は、放熱用のフィン２７を備える。筐体２１は、内部に配置される第１基板２３及び開口の周縁部に配置される第２基板２５を固定する。
電力変換装置１０は、筐体２１の内部に充填される樹脂材Ｒを備える。樹脂材Ｒは、絶縁材であって、例えば電気絶縁性を有する熱硬化性の樹脂である。

第１基板２３は、例えば、厚さ方向をＺ軸方向に平行にして配置されている。第１基板２３は、厚さ方向の両面のうちＺ軸方向の正方向側の第１面２３Ａ上に複数のスイッチング素子１１を備える。第１基板２３の厚さ方向の両面のうち第１面２３Ａの裏側（Ｚ軸方向の負方向側）の第２面２３Ｂは、放熱部材２９を介して筐体２１のフィン２７の基部２７ａに接合されている。放熱部材２９は、例えば、熱伝導性、電気絶縁性、柔軟性及び粘着性等を有するゲル状の材料によってシート型に形成された部材である。

図１及び図２に示すように、複数のスイッチング素子１１は、第１基板２３の第１面２３Ａ上で各相の複数のトランジスタ対が第１方向に平行に並ぶように配列されている。第１方向は、例えばＹ軸方向である。例えば、Ｕ相の６個のトランジスタ対である６対のハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬは、Ｙ軸方向に並んで配置されている。同様に、Ｖ相の６対のトランジスタ対（各トランジスタＶＨ，ＶＬ）は、Ｙ軸方向に並んで配置され、Ｗ相の６対のトランジスタ対（各トランジスタＷＨ，ＷＬ）は、Ｙ軸方向に並んで配置されている。
各相のトランジスタ対であるハイサイドアームトランジスタとローサイドアームトランジスタとは、第２方向に平行に並ぶように配列されている。第２方向は、第１方向の直交方向であって、例えばＸ軸方向である。例えば、ハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨと、ローサイドアームＵ相トランジスタＵＬとは、順次、Ｘ軸方向の正方向側から負方向側に向かって並んで配置されている。同様に、ハイサイドアームＶ相トランジスタＶＨと、ローサイドアームＶ相トランジスタＶＬとは、順次、Ｘ軸方向の正方向側から負方向側に向かって並んで配置され、ハイサイドアームＷ相トランジスタＷＨと、ローサイドアームＷ相トランジスタＷＬとは、順次、Ｘ軸方向の正方向側から負方向側に向かって並んで配置されている。
３相のトランジスタ対は、第２方向に平行に並ぶように配列されている。例えば、Ｕ相の６対のトランジスタ対（各トランジスタＵＨ，ＵＬ）と、Ｖ相の６対のトランジスタ対（各トランジスタＶＨ，ＶＬ）と、Ｗ相の６対のトランジスタ対（各トランジスタＷＨ，ＷＬ）とは、順次、Ｘ軸方向の正方向側から負方向側に向かって並んで配置されている。

第２基板２５は、厚さ方向に所定間隔をあけて第１基板２３に積層されるように配置されている。第２基板２５は、例えば、厚さ方向をＺ軸方向に平行にして配置されている。第２基板２５は、第１基板２３に平行である。第２基板２５は、厚さ方向の両面のうち第１基板２３の第１面２３Ａに向かい合う第１面２５Ａ上に複数のコンデンサ１３を備える。第２基板２５の第１面２５Ａは、第２基板２５の厚さ方向の両面のうちＺ軸方向の負方向側の面である。
図１及び図２に示すように、複数のコンデンサ１３は、第２基板２５の第１面２５Ａ上で第２方向（例えば、Ｘ軸方向）に一列に並んで配置されている。複数のコンデンサ１３は、各基板２３、２５の厚さ方向（例えば、Ｚ軸方向）から見て、複数のスイッチング素子１１と互いに重ならないように、複数のスイッチング素子１１に対して第１方向（例えば、Ｙ軸方向）でずれつつ並ぶように配置される。複数のコンデンサ１３は、各基板２３、２５の厚さ方向の直交方向（例えば、Ｙ軸方向）から見て、複数のスイッチング素子１１と互いに重なる（ラップする）ように配置される。各基板２３、２５の厚さ方向（例えば、Ｚ軸方向）で各スイッチング素子１１と各コンデンサ１３とをラップさせるために、第１基板２３と筐体２１の壁面との間に複数のコンデンサ１３を配置するためのスペースＳが形成されている。スペースＳは、例えば、第１基板２３に第１方向で設けられる段差又は第１基板２３が第１方向で筐体２１の壁面から離れて配置されることによって形成されている。

電力変換装置１０は、第１基板２３及び第２基板２５に固定される複数の導通部材３１及び複数の端子部材３３を備える。導通部材３１及び端子部材３３の各々の外形は、例えば締結固定用の台座を有する円柱状である。導通部材３１及び端子部材３３は、例えば導電性の金属によって形成されている。導通部材３１及び端子部材３３の各々は、各中心軸線を各基板２３，２５の厚さ方向（例えば、Ｚ軸方向）に平行にするように配置されている。
各導通部材３１は、第１基板２３と第２基板２５との間に配置され、第１基板２３と第２基板２５との間の電流経路を形成する。
各端子部材３３は、第１基板２３に接続されるとともに第２基板２５を厚さ方向に貫通するように配置され、第１基板２３と交流側ケーブル端子ＣＡ又は直流側ケーブル端子ＣＤとの間の電流経路を形成する。

複数の導通部材３１は、例えば３相に対応する３個の導通部材３１である。３個の導通部材３１は、例えば、複数のスイッチング素子１１と複数のコンデンサ１３との間で第２方向に一列に並んで配置されている。３相の各相に対応する導通部材３１は、各相のスイッチング素子１１の近傍、例えば第１方向で各相のスイッチング素子１１に隣り合う位置に配置されている。
３相の各相に対応する導通部材３１は、第１基板２３の各相のスイッチング素子１１（例えば、ハイサイドアームの各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨのコレクタ又はローサイドアームの各トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬのエミッタ）と第２基板２５のコンデンサ１３とを接続して両者間の電流経路を形成する接続端子部材である。

図４及び図５に示すように、各導通部材３１は、例えば、柱状部３１ａと、台座部３１ｂとを備える。柱状部３１ａは、例えば、第１ボルト４１によって第２基板２５に締結固定されている。台座部３１ｂは、例えば、第１絶縁部材４３及び第２絶縁部材４５を介して第２ボルト４７によって第１基板２３に固定されている。
第１絶縁部材４３の外形は、例えばフランジ部を有する円筒状である。第１絶縁部材４３は、台座部３１ｂ、第１基板２３及び放熱部材２９の各々に形成されたボルト挿入孔に配置されている。第１絶縁部材４３のフランジ部は、台座部３１ｂの座面と第２ボルト４７の座面との間に配置されている。第１絶縁部材４３は、第２ボルト４７と、台座部３１ｂ、第１基板２３及び放熱部材２９との間の電気的な導通を絶縁する。
第２絶縁部材４５の外形は、例えば円筒状である。第２絶縁部材４５は、第１基板２３及び放熱部材２９の各々に形成されたボルト挿入孔で第１絶縁部材４３の外側に配置されている。第２絶縁部材４５は、第２ボルト４７と、第１基板２３及び放熱部材２９との間の電気的な導通を絶縁する。
第２ボルト４７は、台座部３１ｂ、第１基板２３及び放熱部材２９の各々に形成されたボルト挿入孔に第１絶縁部材４３及び第２絶縁部材４５を介して挿入されるとともに、フィン２７の基部２７ａに締結固定される。第２ボルト４７と台座部３１ｂとの間の電気的な導通は第１絶縁部材４３によって絶縁されているので、第２ボルト４７に接続されたフィン２７と導通部材３１との間の電気的な導通も絶縁されている。

図１及び図２に示すように、複数の端子部材３３は、例えば、３相の各相端子Ｕａ，Ｖａ，Ｗａに相当する３個の端子部材３３（第１端子部材３３Ａ）と、正極端子Ｐａ及び負極端子Ｎａの各々に対応する２個の端子部材３３（第２端子部材３３Ｂ）とである。
３個の第１端子部材３３Ａは、例えば、第１基板２３の周縁部のうち各相のスイッチング素子１１の近傍で第２方向に一列に並んで配置されている。各相のスイッチング素子１１の近傍は、例えば、第１方向で各相のスイッチング素子１１に隣り合う位置であって、第１方向で各相のスイッチング素子１１を基準として３個の導通部材３１の反対側（例えば、Ｙ軸方向の負方向側）の位置である。
２個の第２端子部材３３Ｂは、例えば、第１基板２３の周縁部のうち複数のスイッチング素子１１の近傍で第１方向に一列に並んで配置されている。複数のスイッチング素子１１の近傍は、例えば、第２方向で複数のスイッチング素子１１に隣り合う位置であって、Ｘ軸方向の正方向側でＵ相のスイッチング素子１１に隣り合う位置である。

図６は、実施形態での電力変換装置１０の端子部材３３を示す図である。
図４、図５及び図６に示すように、各端子部材３３は、例えば、柱状部３３ａと、台座部３３ｂとを備える。柱状部３３ａは、例えば、第２基板２５と、第２基板２５の厚さ方向の両面のうち第１面２５Ａの裏側（Ｚ軸方向の正方向側）の第２面２５Ｂ上に配置された支持部材５１とを貫通して、第３ボルト５３によって各ケーブル端子に固定されている。各ケーブル端子は、例えば、第１端子部材３３Ａに対する３相の各相の交流側ケーブル端子ＣＡと、第２端子部材３３Ｂに対する正極及び負極の各々の直流側ケーブル端子ＣＤとである。台座部３３ｂは、例えば、第３絶縁部材５５及び第４絶縁部材５７を介して第４ボルト５９によって第１基板２３に固定されている。
第３絶縁部材５５の外形は、例えばフランジ部を有する円筒状である。第３絶縁部材５５は、台座部３３ｂ、第１基板２３及び放熱部材２９の各々に形成されたボルト挿入孔に配置されている。第３絶縁部材５５のフランジ部は、台座部３３ｂの座面と第４ボルト５９の座面との間に配置されている。第３絶縁部材５５は、第４ボルト５９と、台座部３３ｂ、第１基板２３及び放熱部材２９との間の電気的な導通を絶縁する。
第４絶縁部材５７の外形は、例えば円筒状である。第４絶縁部材５７は、第１基板２３及び放熱部材２９の各々に形成されたボルト挿入孔で第３絶縁部材５５の外側に配置されている。第４絶縁部材５７は、第４ボルト５９と、第１基板２３及び放熱部材２９との間の電気的な導通を絶縁する。
第４ボルト５９は、台座部３３ｂ、第１基板２３及び放熱部材２９の各々に形成されたボルト挿入孔に第３絶縁部材５５及び第４絶縁部材５７を介して挿入されるとともに、フィン２７の基部２７ａに締結固定される。第４ボルト５９と台座部３３ｂとの間の電気的な導通は第３絶縁部材５５によって絶縁されているので、第４ボルト５９に接続されたフィン２７と端子部材３３との間の電気的な導通も絶縁されている。

電力変換装置１０の作動に伴って３相の通電が順次転流する場合、３相に対応する３個の導通部材３１及び３個の第１端子部材３３Ａのうち任意の２相に対応する２個の導通部材３１及び２個の第１端子部材３３Ａにのみ電流が流れる。任意の２相に対応する２個の導通部材３１に流れる電流の向きは相互に反対方向であり、相互インダクタンスが負になるように、相互に打ち消すような磁束が発生する。任意の２相に対応する２個の第１端子部材３３Ａに流れる電流の向きは相互に反対方向であり、相互インダクタンスが負になるように、相互に打ち消すような磁束が発生する。

図７は、実施形態の電力変換装置１０を搭載する自動二輪車１の例を示す図である。図８は、実施形態の電力変換装置１０を搭載する自動二輪車１のスイングアーム６１の内部を示す断面図である。図９は、電力変換装置１０を搭載する自動二輪車１のスイングアーム６１の内部を示す斜視図である。
図７、図８及び図９に示すように、実施形態の電力変換装置１０は、例えば、自動二輪車１のスイングアーム６１に回転電機５及び減速機構６３と一体的に配置されている。電力変換装置１０、回転電機５及び減速機構６３とともに駆動ユニット３を構成するバッテリ７は、例えば、自動二輪車１のシート６５の下方に配置されている。

スイングアーム６１は、例えば、車幅方向の左側のみにアーム部を有する片持ち型である。スイングアーム６１は、アルミニウム等の金属によって一部が中空に形成された構造体である。スイングアーム６１は、例えば、ピボットプレート７１に取り付けられたリンク７３を貫通する揺動軸７５を介して、車体フレーム７７に対して揺動するように支持されている。ピボットプレート７１は、車体フレーム７７を構成するメインフレーム７７ａ及びリヤフレーム７７ｂの結合部に取り付けられている。スイングアーム６１の後端部は、リヤクッション７９を介してリヤフレーム７７ｂに吊り下げられている。スイングアーム６１は、減速機構６３に連結された車軸によって後輪ＷＲを支持する。
回転電機５及び減速機構６３はスイングアーム６１の後部に配置されている。電力変換装置１０はスイングアーム６１での回転電機５の前方側に配置されている。電力変換装置１０は、筐体２１のフィン２７がスイングアーム６１の中空の内部に向かうように配置されている。

スイングアーム６１には、例えば自動二輪車１の走行時等に中空の内部を流通する空気を導入及び排出するための複数の開口が形成されている。複数の開口は、例えば、スイングアーム６１の前部及び後部の各々に形成される前方開口８１及び後方開口８３と、前方開口８１及び後方開口８３の間に形成される開口８５とである。スイングアーム６１は、内部を流通する空気の流れＦを電力変換装置１０のフィン２７に向かうように設定するための風向設定部材８７を備える。

上述したように、実施形態の電力変換装置１０によれば、複数のスイッチング素子１１と複数のコンデンサ１３とは、相互の厚さ方向に平行である第１基板２３及び第２基板２５の積層方向に直交する方向でずれて配置されるので、例えば積層方向から見て重なり合うように配置される場合等に比べて、第１基板２３と第２基板２５との間隔を低減することができる。第１基板２３と第２基板２５との間隔の増大を抑制することにより、第１基板２３及び第２基板２５の積層方向での電力変換装置１０の寸法の増大を抑制することができる。これにより、例えば第１基板２３と第２基板２５との間を含む筐体２１内に充填される樹脂材Ｒ等の絶縁材が配置される場合であっても、絶縁材の量の増大を抑制することができる。
また、例えば第１基板２３と第２基板２５との積層方向の直交方向（第１方向）で複数のスイッチング素子１１と複数のコンデンサ１３とが隣り合うように並んで配置されるので、複数のスイッチング素子１１と複数のコンデンサ１３との間の距離の増大を抑制することができ、インダクタンスの増大を抑制することができる。

また、複数のコンデンサ１３は第１方向で第１基板２３と筐体２１の壁面との間に形成されたスペースＳ内に配置されるので、第１基板２３と第２基板２５とを積層方向で近づけて配置することができる。複数のスイッチング素子１１と複数のコンデンサ１３との間の距離が増大することを抑制し、装置全体としてのインダクタンスの増大を抑制することができる。

３相の各相に対して、複数のスイッチング素子１１の配列方向（第１方向）と複数のコンデンサ１３の配列方向（第２方向）とは直交するので、例えば複数のスイッチング素子１１の配列方向と複数のコンデンサ１３の配列方向とが平行である場合等に比べて、各相に対応付けられた複数のスイッチング素子１１と複数のコンデンサ１３との間の距離に差が生じることを抑制することができる。複数のスイッチング素子１１と複数のコンデンサ１３との間の距離が増大することを抑制し、装置全体としてのインダクタンスの増大及びサージ電圧の増大を抑制することができる。スイッチング素子１１等の各種素子の耐電圧の増大を抑制し、装置構成に要する費用の増大を抑制することができる。
各導通部材３１及び各端子部材３３は、直接的に第１基板２３に固定されるので、例えば複数のスイッチング素子１１に接続されるバスバー等を不要とし、装置構成が複雑又は大型になることを抑制することができる。

３相に対応する３個の導通部材３１及び３個の第１端子部材３３Ａは、第２方向に並んで配置されていることによって、電力変換装置１０の作動時に任意の２相に流れる電流の向きは相互に反対方向であり、相互インダクタンスが負になるように、相互に打ち消すような磁束が発生する。これにより、電流が流れる任意の２相で磁束が相殺され、装置全体としてのインダクタンスの増大を抑制することができる。
各導通部材３１及び各端子部材３３（第１端子部材３３Ａ，第２端子部材３３Ｂ）は、各絶縁部材４３，４５，５５，５７を介してフィン２７の基部２７ａに締結固定される各ボルト４７，５９によって、第１基板２３に固定される。これにより、各ボルト４７，５９による締め付けトルクが第１基板２３に直接的に作用することを抑制することができる。

第１基板２３は柔軟性を有する放熱部材２９を介して筐体２１に接合されているので、例えば電力変換装置１０が車両に搭載される場合等であっても、所定の放熱性を確保しながら衝撃及び振動の増大を抑制することができる。
スイングアーム６１に固定される電力変換装置１０は、走行風に起因してスイングアーム６１の内部を流通する空気の流れＦがフィン２７に向かうように配置されているので、放熱性を向上させることができる。

（変形例）
以下、実施形態の変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同一部分については、同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。

上述した実施形態では、電力変換装置１０は、自動二輪車１のスイングアーム６１に配置されるとしたが、これに限定されない。
図１０は、実施形態の第１変形例に係る電力変換装置１０を搭載する自動二輪車１Ａの例を示す図である。図１１は、実施形態の第２変形例に係る電力変換装置１０を搭載する自動二輪車１Ｂの例を示す図である。
図１０に示すように、第１変形例に係る電力変換装置１０は、自動二輪車１Ａのリヤフレーム７７ｂの後部に配置されている。
図１１に示すように、第２変形例に係る電力変換装置１０は、自動二輪車１Ｂのメインフレーム７７ａの下部に配置されている。

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１，１Ａ，１Ｂ…自動二輪車、５…回転電機、７…バッテリ、１０…電力変換装置、１１…スイッチング素子、１３…コンデンサ、２１…筐体、２３…第１基板、２５…第２基板、３１…導通部材（端子部材）、３３…端子部材、４３…第１絶縁部材（端子固定部材）、４５…第２絶縁部材（端子固定部材）、４７…第２ボルト（端子固定部材）、５５…第３絶縁部材（端子固定部材）、５７…第４絶縁部材（端子固定部材）、５９…第４ボルト（端子固定部材）、６１…スイングアーム、７７ａ…メインフレーム、７７ｂ…リヤフレーム。

Claims (4)

1. 複数のスイッチング素子（１１）を有する第１基板（２３）と、
   前記複数のスイッチング素子に接続される複数のコンデンサ（１３）を有するとともに、前記第１基板に厚さ方向で積層される第２基板（２５）と、
   を備え、
   前記複数のスイッチング素子と前記複数のコンデンサとは、前記厚さ方向から見て互いに重ならないように、前記厚さ方向の交差方向でずれつつ並ぶように配置される
   ことを特徴とする電力変換装置。
2. 前記複数のスイッチング素子に接続される複数の端子部材（３１，３３Ａ）を備え、
   前記複数の端子部材の各々にて、前記複数のスイッチング素子の配列に平行な方向と、前記複数のコンデンサの配列に平行な方向とは直交し、
   前記複数のコンデンサの配列に平行な方向と、前記複数の端子部材の配列に平行な方向とは平行である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記複数の端子部材を前記第１基板に固定する複数の端子固定部材（５５，５７，５９，４３，４５，４７）を備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記第１基板が内部に配置される筐体（２１）を備え、
   前記複数のコンデンサは、前記交差方向で前記第１基板と前記筐体の壁面との間に形成されるスペース（Ｓ）に配置される
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置。

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