【実施例】
【0028】
(実施例1)
電力変換装置の実施例につき、
図1〜
図4を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、
図1〜
図3に示すごとく、互いに組み合わされた第1ケース体201及び第2ケース体202からなると共に内部に収容空間203を形成する装置ケース2と、装置ケース2の収容空間203に収容配置されたコンデンサ3とを有する。
【0029】
図2、
図3に示すごとく、第1ケース体201は、コンデンサ3が固定される底板部21を備えている。第2ケース体202は、底板部21に対向配置される天板部22を備えている。第1ケース体201と第2ケース体202とは、それぞれ、底板部21と天板部22とから相手側へ向かって立設された側板部231、232を備えている。
【0030】
コンデンサ3は、
図4に示すごとく、コンデンサ素子31をコンデンサケース32内に配置すると共にポッティング樹脂33にて封止してなる。また、コンデンサ3は、ポッティング樹脂33がコンデンサケース32から露出したポッティング面331を、
図1〜
図3に示すごとく、底板部21の法線方向に対して直交する方向に向けた状態で、底板部21に固定されている。
そして、装置ケース2は、第1ケース体201の底板部21と第2ケース体202の天板部22とを互いに固定する連結固定部4を、側板部231、232から離れた位置に設けてなる。
【0031】
図4に表す断面斜視図のように、コンデンサ3は、直方体形状を有する。すなわち、コンデンサケース32は、直方体形状を有すると共にその最も面積の大きい面の一つを開放した形状を有する。このコンデンサケース32の開放面からポッティング樹脂33が露出して、ポッティング面331を構成している。したがって、ポッティング面331が、直方体形状のコンデンサ3における最も面積の大きい面の一つとなっている。
【0032】
図1、
図3に示すごとく、コンデンサ3は、コンデンサケース32から突出した4つのフランジ部34を備えている。フランジ部34は、コンデンサケース32におけるポッティング面331と直交する側面から、ポッティング面331に対して平行な方向に4本突出している。具体的には、フランジ部34は、コンデンサ3の一対の側面における高さ方向の略中央部分より、側方に突出している。フランジ部34は、コンデンサ3の側面におけるポッティング面331に近い端部と、その反対側の端部との双方に、それぞれ設けてある。
【0033】
このように設けられた4つのフランジ部34を、装置ケース2における第1ケース体201の底板部21から突出したボス211に載置すると共に、ボス211にボルト11にて締結している。これにより、コンデンサ3は、第1ケース体201の底板部21に、締結固定されている。
【0034】
図1、
図2に示すごとく、連結固定部4は、コンデンサ3のポッティング面331を含む平面と、ポッティング面331が向いた側に配された側板部231、232との間に配設されている。特に、本例においては、連結固定部4は、コンデンサ3のポッティング面331と対向する位置に配設されている。
【0035】
コンデンサ3のポッティング面331は、ポッティング面331の法線方向における装置ケース2の中央を向いている。すなわち、コンデンサ3は、
図1に示すごとく、底板部21の法線方向から見たとき、装置ケース2の収容空間203における長手方向の辺(側板部231、232)に沿って配置されている。そして、装置ケース2の収容空間203を、短手方向に二等分したときの一方の領域に収まり、ポッティング面331は、収容空間203の短手方向における中央側を向いている。
【0036】
このポッティング面331に対向する位置に、連結固定部4が設けてある。連結固定部4は、
図2、
図3に示すごとく、底板部21から天板部22へ向かって突出した第1ボス41と、天板部22から底板部21へ向かって突出した第2ボス42と、第1ボス41と第2ボス42とを締結固定する締結手段(ボルト43)とからなる。第1ボス41には雌ネジ部411が形成されている。第2ボス42には天板部22の外表面から陥没したボス凹部421と、ボス凹部421の底部を貫通する挿通孔422とを有する。そして、ボス凹部421側から挿通孔422に挿通したボルト43を雌ネジ部411に螺合することにより、第1ボス41と第2ボス42とを締結する。これにより、底板部21と天板部22とを互いに固定する連結固定部4が構成される。
【0037】
また、本例においては、
図1に示すごとく、底板部21の法線方向から見たとき、連結固定部4は、収容空間203における長手方向においても、短手方向においても、収容空間203の略中央となる位置に配設されている。すなわち、底板部21及び天板部22における略中央位置が、連結固定部4によって互いに連結固定されている。
【0038】
なお、第1ケース体201と第2ケース体202とは、互いの合せ面の外周における複数箇所において、ボルト等によって互いに締結固定されて、装置ケース2を構成している。ただし、図面において、この締結構造は省略してある。
また、電力変換装置1は、装置ケース2の収容空間203に、コンデンサ3以外にも種々の部品を収容配置している。例えば、収容空間203には、
図1、
図3に示すごとく、入力電力や出力電力から電磁ノイズを除去するためのノイズフィルタ5が配置されている。ノイズフィルタ5は、第1ケース体201における底板部21に、ボルト11によって固定されている。なお、
図2においては、ノイズフィルタ5を省略してある。
図6以降の同様の図においても、適宜ノイズフィルタ5を省略してある。
【0039】
また、電力変換装置1は、コンデンサ3、ノイズフィルタ5以外にも、電力変換部を構成する半導体モジュールとこれを冷却する冷却器、さらには、半導体モジュールのスイッチング制御等を行う制御回路を備えた制御回路基板等を、収容空間203に配設してなる。これらの構成要素は、図示を省略する。
また、本例の電力変換装置1は、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載され、これらの車両の駆動に用いることができる。
【0040】
次に、本例の作用効果につき説明する。
電力変換装置1において、装置ケース2は連結固定部4を設けてなる。これにより、底板部21を側板部231、232と離れた位置において天板部22と一体化させて、底板部21の振動を抑制することができる。その結果、コンデンサ3の振動を抑制することができる。
【0041】
上述のごとく、装置ケース2内におけるコンデンサ3の振動の主要因の一つは、コンデンサ3を固定した第1ケース体201の底板部21が変形して振動することにあると考えられる。すなわち、電力変換装置1に伝わった振動がコンデンサ3に作用した際、コンデンサ3の固定部から底板部21に応力が加わる。この応力によって底板部21が変形し、底板部21に固定されたコンデンサ3が装置ケース2内において振動することになると考えられる。
【0042】
そこで、電力変換装置1は、上述のように、第1ケース体201の底板部21と第2ケース体202の天板部22とを互いに固定する連結固定部4を、側板部231、232から離れた位置に設けるという構成を備える。すなわち、底板部21のうち比較的剛性が低くなりやすい「側板部231、232から離れた位置」に連結固定部4を設けることで、底板部21の変形を効果的に抑制することができる。その結果、電力変換装置1に振動が加わっても、底板部21に固定されたコンデンサ3が大きく振動することを防ぐことができる。これにより、コンデンサ3における他の部品(例えばノイズフィルタ5等)との接続端子にかかる応力を低減することができる。
【0043】
また、コンデンサ3は、ポッティング面331を最も面積の大きい面の一つとしている。これにより、底板部21の広がり方向におけるコンデンサ3の占有面積を小さくすることができ、電力変換装置1の小型化を容易にすることができる。また、この場合において、連結固定部4を設けないと、コンデンサ3がポッティング面311側に倒れ込むような振動が生じやすいため、連結固定部4を設けることによる上述の作用効果をより有効に発揮することができる。
【0044】
また、連結固定部4は、コンデンサ3のポッティング面331を含む平面と、ポッティング面331が向いた側に配された側板部231、232との間に配設されている。特に、本例において、連結固定部4は、コンデンサ3のポッティング面331と対向する位置に配設されている。それゆえ、コンデンサ3がポッティング面331側に倒れ込む際に底板部21に作用する応力に対して、底板部21の剛性を向上させやすい。これにより、効果的にコンデンサ3の振動を抑制することができる。
【0045】
以上のごとく、本例によれば、コンデンサの振動を抑制することができる電力変換装置を提供することができる。
【0046】
(実施例2)
本例は、
図5に示すごとく、底板部21の法線方向から見たとき、底板部21に対してコンデンサ3を固定したコンデンサ固定部340を通る直線であってポッティング面331の法線方向に平行な直線の上に、連結固定部4を配置した例である。
本例においては、コンデンサ固定部340は、4箇所に設けられている。具体的には、実施例1と同様に、コンデンサケース32における一対の側面から、それぞれ2個ずつフランジ部34が突出しており、このフランジ部34をボルト11によって第1ケース体201の底板部21に固定した部分が、コンデンサ固定部340である。
【0047】
この4個のコンデンサ固定部340のうち、ポッティング面331に近い側の2個のコンデンサ固定部340から、ポッティング面331の法線方向に伸びる直線上に、それぞれ、連結固定部4を配置している。本例においては、上記2箇所のコンデンサ固定部340から、ポッティング面331の法線方向に伸びる直線は、他の2箇所のコンデンサ固定部340をも通る直線である。すなわち、各直線上に、2つのコンデンサ固定部340と一つの連結固定部4とが並んで配置されている。ただし、連結固定部4は、一つのコンデンサ固定部340から、ポッティング面331の法線方向に伸びる直線上に配置されていればよい。特に、ポッティング面331に近いコンデンサ固定部340から、ポッティング面331の法線方向に伸びる直線上に、連結固定部4が配置されていることが好ましい。本例においては、ポッティング面331に近いコンデンサ固定部340に近接した位置に、連結固定部4が配置されている。
【0048】
その他は、実施例1と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
【0049】
本例の場合には、コンデンサ固定部340から底板部21に作用する応力によって底板部21が変形することを効果的に防ぐことができる。その結果、コンデンサ3の振動を効果的に抑制することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
【0050】
(実施例3)
本例は、
図6に示すごとく、連結固定部4の一部を構成する第1ボス41を大きく突出させた例である。
すなわち、第1ケース体201の底板部21から突出させた第1ボス41を、側板部231よりも突出させ、天板部22に当接させている。それゆえ、天板部22には、実施例1のような第2ボス42は設けていない。本例においては、天板部22には、第1ボス41の先端部を嵌合させる嵌合凹部221が形成されている。また、天板部22には、嵌合凹部221に開口した挿通孔422が形成されている。
【0051】
これにより、第1ケース体201に第2ケース体202を組み付けた際、第1ボス41の先端部が嵌合凹部221に嵌入し、天板部22に第1ボス41が当接する。そして、ボルト43を挿通孔422に挿通すると共に第1ボス41の雌ネジ部411に螺合することにより、第1ボス41と天板部22とを締結固定する。これにより、底板部21と天板部22とを互いに固定した連結固定部4が形成される。
【0052】
その他は、実施例1と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
本例の場合には、第2ケース体202の構成を比較的簡素化することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
【0053】
(請求項4)
本例は、
図7に示すごとく、連結固定部4を構成する第1ボス41と第2ボス42との構造を、実施例1とは逆の構造とした例である。
すなわち、第1ケース体201に形成した第1ボス41に、ボス凹部413及び挿通孔412を形成し、第2ケース体202に形成した第2ボス42に、雌ネジ部424を形成してある。そして、ボルト43を第1ボス41側から第2ボス42側へ向かってねじ込むことにより、第1ボス41と第2ボス42とを締結固定して、連結固定部4を構成する。
【0054】
その他は、実施例1と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
本例の場合にも、実施例1と同様の作用効果を有する。
【0055】
(実施例5)
本例は、
図8に示すごとく、第2ケース体202を平板状とした例である。
すなわち、第1ケース体201の側板部231を高く形成し、第2ケース体202には、実施例1における側板部232を設けていない。また、第1ケース体201の底板部21から突出した第1ボス41は、側板部231と同等の高さ分突出している。
【0056】
これにより、第1ケース体201と第2ケース体202とを組み合わせた際に、平板状の第2ケース体202の主面に、側板部231が当接すると共に、第1ボス41が当接する。そして、ボルト43を、第2ケース体202における挿通孔422に挿通すると共に、第1ボス41の雌ネジ部411に螺合することにより、連結固定部4を形成している。
その他は、実施例1と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
【0057】
本例の場合には、第2ケース体202の構成を簡素化することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
なお、本例とは逆に、第1ケース体201を平板状として、第2ケース体202を、本例における第1ケース体201と同様の形状としてもよい。
【0058】
(実施例6)
本例は、
図9に示すごとく、平板状の第2ケース体202から、連結固定部4の一部を構成する第2ボス42を突出させた例である。
すなわち、第2ボス42以外の部分については、実施例5と同様に、第2ケース体202を平板状としている。これに合わせて、第1ケース体201の形状も、第1ボス41の長さ以外は、実施例5と同様の形状としている。
【0059】
その他は、実施例1と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
本例の場合にも、実施例1と同様の作用効果を有する。
【0060】
(実施例7)
本例は、
図10に示すごとく、連結固定部4は、その一部をコンデンサ3によって構成した例である。
すなわち、本例の電力変換装置1は、第1ケース体201の底板部21に固定されたコンデンサ3を、第2ケース体202の天板部22にも固定することによって、連結固定部4を構成している。
【0061】
コンデンサ3における天板部22対向する面にフランジ部35を設けている。また、第2ケース体202の天板部22にもフランジ部222を設けている。そして、ボルト43によって、コンデンサ3のフランジ部35と天板部22のフランジ部222とを締結固定することで、コンデンサ3を天板部22に固定している。
これにより、コンデンサ3が底板部21と天板部22とに懸架されるように双方に固定されることで、底板部21と天板部22とを互いに固定した連結固定部4を構成している。
【0062】
その他は、実施例1と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
本例の場合には、装置ケース2の収容空間203を広く保ちつつ、コンデンサ3の振動を抑制することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
【0063】
(実施例8)
本例は、
図11に示すごとく、ノイズフィルタ5を底板部21に固定するフィルタ固定部540の一つを、コンデンサ固定部340の一つに固定した例である。
すなわち、底板部21には、コンデンサ3のほかに、バスバー12によってコンデンサ3と接続された被接続部品としてのノイズフィルタ5が固定されている。底板部21に対して被接続部品(ノイズフィルタ5)を固定する被接続部品固定部(フィルタ固定部540)のうちの一つは、コンデンサ固定部340の一つに固定されている。
【0064】
すなわち、ノイズフィルタ5は、バスバー12によってコンデンサ3と接続されている。そして、ノイズフィルタ5は、4つのフィルタ固定部540において、ボルト11によって底板部21に固定されている。
また、実施例1と同様に、コンデンサ3も4つのコンデンサ固定部340において、ボルト11によって底板部21に固定されている。
【0065】
そして、4つのフィルタ固定部540のうちの一つと、4つのコンデンサ固定部340のうちの一つとを互いに固定している。特に、本例においては、一つのフィルタ固定部540と一つのコンデンサ固定部340とを、一つのボルト11によって共締めして、底板部21に締結している。また、この互いに固定されたコンデンサ固定部340及びフィルタ固定部540は、バスバー12に最も近いコンデンサ固定部340及びフィルタ固定部540である。
【0066】
その他は、実施例1と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
【0067】
本例の場合には、振動に伴ってバスバー12に作用する応力を低減することができる。すなわち、コンデンサ3とノイズフィルタ5とを、コンデンサ固定部340とフィルタ固定部540とにおいて固定することで、両者が多少振動したとしても、その振動を同期させやすくなる。これにより、両者をつなぐバスバー12にかかる応力を低減することができる。
また、フィルタ固定部540とコンデンサ固定部340とを、底板部21に対して共締めしていることにより、フィルタ固定部540とコンデンサ固定部340との固定を容易に行うことができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
【0068】
(実施例9)
本例は、
図12に示すごとく、フィルタ固定部540とコンデンサ固定部340とを、底板部21において周囲よりも隆起して形成された共通の台座212に固定した例である。
すなわち、実施例8のようにフィルタ固定部540とコンデンサ固定部340とを共締めするのではなく、共通の台座212に、フィルタ固定部540とコンデンサ固定部340とをそれぞれ個別のボルト11にて固定している。
【0069】
その他は、実施例1と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
【0070】
本例の場合には、フィルタ固定部540とコンデンサ固定部340とを安定して固定することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
【0071】
(実施例10)
本例は、
図13、
図14に示すごとく、バスバー12を、フィルタ固定部540とコンデンサ固定部340との少なくとも一方と、底板部21に対して共締めした例である。
すなわち、
図13に示すごとく、コンデンサ固定部340の一つにおいて、ボルト11によってバスバー12を底板部21の台座212に共締めしてもよいし、
図14に示すごとく、フィルタ固定部540の一つにおいて、ボルト11によってバスバー12を底板部21の台座212に共締めしてもよい。
なお、図示は省略したが、バスバー12を、フィルタ固定部540及びコンデンサ固定部340の双方と、底板部21に対して共締めしてもよい。
【0072】
その他は、実施例9と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例9において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例9と同様の構成要素等を表す。
【0073】
本例の場合には、コンデンサ3及びノイズフィルタ5に対するバスバー12の振動を抑制することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
【0074】
上述の実施例以外にも、種々の態様が考えられ、上述した複数の実施例同士を適宜組み合わせた態様とすることもできる。
また、実施例8〜実施例10においては、コンデンサに対してバスバーを介して接続された被接続部品を、ノイズフィルタとした例を示したが、被接続部品としては、特にこれに限られず、例えばリアクトル等、他の部品としてもよい。