(57)【要約】      （修正有）【課題】少ないスペースで効率的な配線や締結を実現できる電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置は、冷媒流路を有する筐体と、前記筐体の底部に配置されたヒートシンクと、ヒートシンクの上方に配置されたパワー基板と、パワー基板の上方に配置されたコンデンサ部５０と、コンデンサ部５０の上方に配置されたインバータ制御基板５１と、を備える。コンデンサ部５０は、インバータ制御基板と、インバータ制御基板の上に実装された電解コンデンサと、電解コンデンサとは異なる位置でインバータ制御基板の上に実装された第１直流電極モジュール８０とを有る。電力変換装置に供給された直流電力を、筐体の上部に設けられた直流電力入力部からコンデンサ部５０に供給するための棒状部材である第１及び第２電極部１９ｂ、２０ｂが、第１直流電極モジュール８０から延びて制御基板５１を貫通して、直流電力入力部に至る。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部と、前記底部から起立する側部と、前記側部の上側開口部を閉じる上部と、前記底部に設けられた冷媒流路とを有する筐体と、
前記筐体に収容され、前記筐体の底部に配置されたヒートシンクと、
前記筐体に収容され、前記ヒートシンクの上方に配置されたパワー基板と、
前記筐体に収容され、前記パワー基板の上方に配置されたコンデンサ部と、
前記筐体に収容され、前記コンデンサ部の上方に配置された制御基板と、を備える電力変換装置であって、
前記コンデンサ部は、コンデンサ制御基板と、前記コンデンサ制御基板の上に実装された電解コンデンサと、前記電解コンデンサとは異なる位置で前記コンデンサ制御基板の上に実装された第１直流電極モジュールとを有し、
前記電力変換装置に供給された直流電力を、前記筐体の上部に設けられた直流電力入力部から前記コンデンサ部に供給するための棒状部材が、前記第１直流電極モジュールから延びて前記制御基板を貫通して、前記直流電力入力部に至ることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記パワー基板の上にはＭＯＳＦＥＴが実装されており、前記ＭＯＳＦＥＴの上方に前記コンデンサ制御基板が位置していることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電力変換装置は、前記パワー基板から上方に延びる第２直流電極モジュールをさらに有し、
前記コンデンサ制御基板は略矩形の形状を有しており、前記略矩形の一辺の近傍に前記第１直流電極モジュールが設けられ、前記第２直流電極モジュールは、前記略矩形の対向辺の近傍を上方に延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第２直流電極モジュールは、前記第１直流電極モジュールを介して前記コンデンサ制御基板に供給された電力を、前記コンデンサ基板から前記パワー基板に供給することを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第１直流電極モジュールは上方に延びる柱状の第１支持部材を有し、前記第２直流電極モジュールは上方に延びる柱状状の第２支持部材を有し、
前記第１直流電極モジュールの第１支持部材と、前記第２直流電極モジュールの第２支持部材とにより、前記制御基板を前記コンデンサ部の上方に支持することを特徴とする請求項３または４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記棒状部材は、前記第１直流電極モジュールの第１支持部材と前記電解コンデンサとの間に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第２直流電極モジュールの第２支持部材は２つの柱状の支持部材を有し、
前記制御基板から前記パワー基板へ信号を送信するフレキシブル基板は、前記２つの柱状支持部材の間に延びることを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第１直流電極モジュールの第１支持部材は２つの柱状の支持部材を有し、前記第２直流電極モジュールの第２支持部材は２つの柱状の支持部材を有し、
前記第１支持部材の２つの柱状の支持部材の間の距離は、前記第２支持部材の２つの柱状の支持部材の間の距離より大きいことを特徴とする請求項６または７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記第２直流電極モジュールの第２支持部材は、前記コンデンサ制御基板を貫通して上方に延びることを特徴とする請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記コンデンサ制御基板の周部には、複数の切り欠き部が設けられ、
前記複数の切り欠き部は、前記制御基板から前記パワー基板へ信号を送信するフレキシブル基板を通すための切り欠き部と、前記パワー基板を前記ヒートシンクの上に締結するための締結作業用の切り欠き部とを含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記電力変換装置に供給される直流電力は４８Ｖ直流電流であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記冷媒水路は、所定の深さを有して前記筐体の底部の上面に露出する窪み部を有し、
前記ヒートシンクは下方に延びる複数の放熱突起を有し、前記放熱突起は、前記窪み部内に位置することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電力変換装置のコンデンサモジュールとパワー半導体モジュールとの直流端子の接続部のインダクタンスを低減する構造が開示されている。特許文献１では、コンデンサモジュールの外周に沿って冷媒流路を形成し、コンデンサモジュールの直流端子の先端部に位置する接続部を、冷媒流路に沿う方向においてパワー半導体モジュールの積層状態の直流端子を両側から挟み込む構造で溶接接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１７５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構造では、電力変換装置の各種基板の外側で各部品やコネクタとの締結及び配線が行われるので、電力変換装置が大型化してしまう。
また、特許文献１には、電気自動車等に取り付けられる電力変換装置が開示されているが、電力変換装置を車両駆動用モータに、直接または他の部材を介して取り付ける際に、車両駆動用モータの三相端子とどのように締結するかは開示していない。さらに、車両駆動用モータと電力変換装置を締結する場合、車両駆動用モータの温度を検出するためのサーミスタを電力変換装置に締結する必要があるし、車両駆動用モータの回転数を検出するための回転角検出センサを電力変換装置に締結する必要もある。特許文献１には、これらの締結についても開示がない。また、電力変換装置の内部の部品の配置は、周囲の部品等の配置から制約を受けることがある。
【０００５】
上記問題点に鑑みて、本発明は、少ないスペースで効率的な配線や締結を実現できる電力変換装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電力変換装置の一つの態様は、底部と、前記底部から起立する側部と、前記側部の上側開口部を閉じる上部と、前記底部に設けられた冷媒流路とを有する筐体と、前記筐体に収容され、前記筐体の底部に配置されたヒートシンクと、前記筐体に収容され、前記ヒートシンクの上方に配置されたパワー基板と、前記筐体に収容され、前記パワー基板の上方に配置されたコンデンサ部と、前記筐体に収容され、前記コンデンサ部の上方に配置された制御基板と、を備える電力変換装置であって、前記コンデンサ部は、コンデンサ制御基板と、前記コンデンサ制御基板の上に実装された電解コンデンサと、前記電解コンデンサとは異なる位置で前記コンデンサ制御基板の上に実装された第１直流電極モジュールとを有し、前記電力変換装置に供給された直流電力を、前記筐体の上部に設けられた直流電力入力部から前記コンデンサ部に供給するための棒状部材が、前記第１直流電極モジュールから延びて前記制御基板を貫通して、前記直流電力入力部に至る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電力変換装置によれば、少ないスペースで効率的な配線や締結を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る電力変換装置の外観を示す正面斜視図である。
【図２】図２は電力変換装置の背面斜視図である。
【図３】図３は電力変換装置の平面図である。
【図４】図４は電力変換装置を下から見た斜視図である。
【図５】図５は図２の状態からＤＣ入力部のカバー部材を取り外した状態を示している。
【図６】図６はトップカバーの斜視図である。
【図７】図７は図１の状態からトップカバーを取り外した状態を示す斜視図である。
【図８】図８は図７と同様の状態を示すが、異なる方向から斜視図である。
【図９】図９は図７の状態からハウジング本体を取り外した状態を示す斜視図である。
【図１０】図１０は図８の状態からハウジング本体を取り外した状態を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０と同様な状態を示しているが、図１０とは異なる方向から見た斜視図である。
【図１２】図１２は図１０の状態からインバータ制御基板を取り外した状態を示す斜視図である。
【図１３】図１３は図１２の状態からコネクタモジュール及びＤＣ電流センサを取り外した状態を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、図１３と同様な状態を示しているが、図１３とは異なる方向から見た斜視図である。
【図１５】図１５は図１３の状態からモータセンサを取り外した状態を示す斜視図である。
【図１６】図１６は図１３の状態からコンデンサ部及びフレキシブル基板を取り外した状態を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、図１６と同様な状態を示しているが、図１６とは異なる方向から見た斜視図である。
【図１８】図１８は図１６の状態からモータ電流センサを取り外した状態を示す斜視図    図である。
【図１９】図１９は図１８の状態から３相端子を取り外した状態を示す斜視図である。
【図２０】図２０は、図１９と同様な状態を示しているが、図１９とは異なる方向から見た斜視図である。
【図２１】図２１は図１９の状態を下から見た斜視図である。
【図２２】図２２はヒートシンクの斜視図である。
【図２３】図２３は第１直流電極モジュールの斜視図である。
【図２４】図２４は第２直流電極モジュールの斜視図である。
【図２５】図２５はハウジング本体を左側面上方から見た斜視図である。
【図２６】図２６はハウジング本体を右側面上方から見た斜視図である。
【図２７】図２７はコネクタモジュールの斜視図である。
【図２８】図２８は図２７の状態から３相端子を取り外した状態を示す斜視図である。
【図２９】図２９はモジュール本体の斜視図である。
【図３０】図３０は電力変換装置の内部部品の展開斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る電力変換装置（インバータ装置）について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、各構造における縮尺および数等を、実際の構造における縮尺および数等と異ならせる場合がある。
【００１０】
図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、鉛直方向であり、図１および図２におけるインバータ装置の高さ方向であるとする。Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向である。Ｘ軸方向は、図１および図２においては電力変換装置１０の幅方向（左右方向）である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向とする。
【００１１】
以下の説明においては、電力変換装置の高さ方向（Ｚ軸方向）を上下方向とする。ある対象に対してＺ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「上側」と呼ぶ場合があり、ある対象に対してＺ軸方向の負の側（−Ｚ側）を「下側」と呼ぶ場合がある。なお、前後方向、前側および後側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。本実施形態では、Ｚ軸方向の上方（＋Ｚ側）から−Ｚ側を見た場合を、平面視で見た場合と称する。
【００１２】
図１は、本実施形態の電力変換装置１０の外観を示す正面斜視図である。電力変換装置１０は、例えば、自動車のエンジンルーム内の１つの駆動用モータ（図示せず）の上に配置される。
図１に示すように、電力変換装置１０は、外観視において、トップカバー１２と、ハウジング本体１４とを有する。ハウジング本体１４の右側面１４ａにはシグナルコネクタ（信号コネクタ）１６が取付けられている。シグナルコネクタ１６は、車両からの信号を受信する。また、ハウジング本体１４の右側面１４ａにおいて、シグナルコネクタ１６の近傍には、電力変換装置１０を冷却する冷媒を電力変換装置１０内に導入するための出口開口部２２ｂが設けられている。トップカバー１２はハウジング本体１４の上に設けられており、トップカバー１２とハウジング本体１４により、電力変換装置１０の筐体１８が形成される。トップカバー１２はハウジング本体１４に、ボルト２０により固定されている。冷媒は、冷却水、冷却油等である。冷却水は、例えば、ＬＬＣ（Long Life Coolant）である。
【００１３】
トップカバー１２には、第１ＤＣ入力部１９と第２ＤＣ入力部２０が設けられている。第１ＤＣ入力部１９及び第２ＤＣ入力部には、例えば、自動車のバッテリ（図示せず）からの直流電流（例えば、４８Ｖ）が入力される。例えば、第１ＤＣ入力部１９が＋となり、第２ＤＣ入力部２０が−（ＧＮＤ）となる。
第１ＤＣ入力部１９は、カバー部材１９ａと第１電極部１９ｂを有する。カバー部材１９ａは、第１電極部１９ｂを囲む部材である。第２ＤＣ入力部２０は、カバー部材２０ａと第２電極部２０ｂを有する。カバー部材２０ａは、第２電極部２０ｂを囲む部材である。カバー部材１９ａ及び２０ａは、支持板２３に取り付けられている。支持板２３は、トップカバー１２に固定されている。ＤＣ入力部１９、２０はＤＣコネクタ部と称してもよい。
図１において、Ｚ方向は筐体１８の高さ方向であり、Ｘ方向は筐体１８の幅方向であり、Ｙ方向は筐体１８の長さ方向である。
【００１４】
図２は電力変換装置１０の背面斜視図である。図２には、電力変換装置１０の左側面と背面と上面が示されている。ハウジング本体１４の左側面１４ｂには、電力変換装置１０を冷却する冷媒（冷却水、冷却油等）の入口開口部２２ａが設けられている。符号１４ｃは、ハウジング本体１４の背面を示している。
【００１５】
図３は電力変換装置１０の平面図である。図４は電力変換装置１０を下から見た斜視図である。
図４に示すように、ハウジング本体１４の底面１４ｄからは、コネクタモジュール取付部２９が下方に延出している。そして、コネクタモジュール取付部２９には、コネクタモジュール３０が取り付けられている。コネクタモジュール３０は、電力変換装置１０の下に位置するモータ（図示せず）に接続される部品である。コネクタモジュール３０の構造については、図２７〜図２９を用いて後述する。尚、ハウジング本体１４の底面１４ｄは、筐体１８の底部２４でもある。入口開口部２２ａは、ハウジング本体１４の左側面１４ｂと底面１４ｅとの接続部分に設けられているので、入口開口部２２ａは、ハウジング本体１４の底面１４ｅ（筐体１８の底部２４）に設けられていると言うこともできる。同様に、出口開口部２２ｂは、ハウジング本体１４の右側面１４ａと底面１４ｅとの接続部分に設けられているので、出口開口部２２ｂは、ハウジング本体１４の底面１４ｅ（筐体１８の底部２４）に設けられていると言うこともできる。
【００１６】
図５は、図２の状態からカバー部材１９ａ及び２０ａを取り外した状態を示している。図６はトップカバー１２の斜視図である。図６は、トップカバー１２から支持板２３が取り外された状態を示している。トップカバー１２は、ほぼ平らな上面部１２ａと、上面部１２ａから斜め下方に延びる第１外周部１２ｂと、第１外周部１２ｂから下方に延びる第２外周部１２ｃとを有する。トップカバー１２の上面部１２ａには、高さの小さい凸部１３が設けられいる。凸部１３は平面視で長方形である。凸部１３には、第１電極部１９ｂが通る第１開口２５と、第２電極部２０ｂが通る第２開口２６とが設けられている。
【００１７】
図７は、図１の状態から、電力変換装置１０のトップカバー１２を取り外した状態を示す斜視図である。図８は、図７と同じ状態を示すが、異なる方向から斜視図である。
図７及び図８に示すように、インバータ制御基板５１は、平面視で長方形の形状を有している。インバータ制御基板５１は、長方形の一辺５１ａにおいて、第１直流電極モジュール８０の２つの第１支持部材８１、８２により下から支持されている。尚、図１１を用いて後述するように、長方形の対向辺５１ｂにおいて、第１直流電極モジュール８０は２つの第２支持部９１、９２により下から支持されている。
インバータ制御基板５１は、上面のほぼ中央にトランス５４を有している。トランス５４は、補機電源１２Ｖ回路エリア（ＧＮＤ）と、モータ駆動用４８Ｖ回路エリア（ＧＮＤ）の絶縁を行い、制御電源を作る。例えば、トランス５４は、補機電源１２Ｖからマイコンなどを駆動する制御電圧を生成する。
また、インバータ制御基板５１は、上面の右縁に上側コネクタ５５ａを有し、下面の右縁に下側コネクタ５５ｂを有している。Ｚ方向で見ると、下側コネクタ５５ｂは上側コネクタ５５ａの下に位置している。下側コネクタ５５ｂには、ケーブル６１が接続されている。ケーブル６１は、下側コネクタ５５ｂからシグナルコネクタ１６まで延びいる。車両からの信号は、シグナルコネクタ１６で受信され、ケーブル６１を介して、下側コネクタ５５ｂに送信される。下側コネクタ５５ｂは、当該信号を電力変換装置１０の内部に送るためのコネクタである。尚、ケーブル６１は、上側コネクタ５５ａに接続されてもよい。ケーブル６１を下側コネクタ５５ｂに接続するか上側コネクタ５５ａに接続するかは、トップカバー１２をハウジング本体１４に取り付けた際のクリアランス（隙間）等を考慮して決める。図７には２つのコネクタ（上側コネクタ５５ａ及び下側コネクタ５５ｂ）が示されているが、１つのコネクタだけをインバータ制御基板５１に設けてもよい。
インバータ制御基板５１は、素子５４から前方に所定距離隔てられた位置に、第１開口部５２と第２開口部５３を有する。第１電極部１９ｂが第１開口部５２を通って下に延びており、第２電極部２０ｂが第２開口部５３を通って下に延びている。
【００１８】
筐体１８の中には、コネクタモジュール３０の一部と、インバータ制御基板５１と、コンデンサ部５０と、モータ電流センサ４０とが収容されている。コンデンサ部５０は、インバータ回路用制御基板５１の下に位置している。コンデンサ部５０はフィルムキャパシタと称されることがある。モータ電流センサ４０は、ハウジング本体１４の前面１４ｄと第１支持部８１、８２の間に設けられている。モータ電流センサ４０は、Ｙ方向に所定の幅を有する直方体形状の部品である。
ハウジング本体１４の右側面１４ａは、略直角三角形の形状を有している。当該直角三角形の斜辺は、背面１４ｃから前面１４ｄに向かって下に傾斜する。
尚、筐体１８の中には、後述するパワー基板４３及びヒートシンク７０も収容されているが、パワー基板４３及びヒートシンク７０はコンデンサ部５０の下に位置している。
【００１９】
図９は、図７の状態からハウジング本体１４を取り外した状態を示す斜視図である。図１０は、図８の状態からハウジング本体１４を取り外した状態を示す斜視図である。図１１は、図１０と同様な状態を示しているが、図１０とは異なる方向から見た斜視図である。
図９に示すように、コンデンサ部５０の制御基板５９には複数の切り欠き部５９ａ、５９ｂ、５９ｃが設けられている。切り欠き部５９ａは、ボルト締結作業用の切り欠き部である。切り欠き部５９ｂは、平面視で、ケーブル６１がコンデンサ制御基板５９の外側に出ないようにするためのものである。切り欠き部５９ｃは、ボルト締結作業用の切り欠き部である。後述するように、コンデンサ制御基板５１は、平面視で、略矩形の形状を有している。
【００２０】
図９〜図１１には、コンデンサ部５０の下に位置するパワー基板４３及びヒートシンク７０の一部が示されている。インバータ制御基板５１は、平面視において、コンデンサ部５０より少し小さい。また、コンデンサ部５０は、平面視において、パワー基板４３より少し小さい。コネクタモジュール３０は、モータ電流センサ４０より少し下に位置している。コンデンサ部５０は、複数の円柱状の電解コンデンサ５７と、電解コンデンサ５７が載置されているコンデンサ制御基板５９とを有する。図１１に示すように、パワー基板４３の上には、第２直流電極モジュール９０が設けられている。第２直流電極モジュール９０の詳細は、図２４を用いて後述する。
【００２１】
図１２は、図１０の状態からインバータ制御基板５１を取り外した状態を示す斜視図である。尚、符号５６は、ＤＣ電流センサを示している。ＤＣ電流センサ５６は、インバータ制御基板５１の下面に取り付けられているので、インバータ制御基板５１と共に取り外される部品であるが、図１０に図示しなかったので、図１２に示した。ＤＣ電流センサ５６は中央に穴を有しており、当該穴を第１電極部１９ｂが通っている。
【００２２】
図１３は、図１２の状態からコネクタモジュール３０及びＤＣ電流センサ５６を取り外した状態を示す斜視図である。図１４は、図１３と同様な状態を示しているが、図１３とは異なる方向から見た斜視図である。図１５は、図１３の状態からモータ電流センサ４０及びフレキシブル基板５８を取り外した状態を示す斜視図である。図１６は、図１３の状態からコンデンサ部５０及びフレキシブル基板５８を取り外した状態を示す斜視図である。尚、図１６にはモータ電流センサ４０を貫通する３相端子２８が示されている。３相端子２８は、Ｕ相用端子２８ａと、Ｖ相用端子２８ｂと、Ｗ相用端子２８ｃからなる。３相端子２８は、モータバスバーと称することもできる。図１７は、図１６と同様な状態を示しているが、図１６とは異なる方向から見た斜視図である。図１８は、図１６の状態からモータ電流センサ４０を取り外した状態を示す斜視図である。図１９は、図１８の状態から３相端子２８を取り外した状態を示す斜視図である。図２０は、図１９と同様な状態を示しているが、図１９とは異なる方向から見た斜視図である。図２１は、図１９の状態を下から見た斜視図である。図２２は、図１９の状態からパワー基板４３を取り外した状態を示す斜視図であり、ヒートシンク７０を示している。
フレキシブル基板５８は、モータを駆動する３相インバータパワー素子の駆動信号を制御基板からパワー基板へ送信する。また、フレキシブル基板５８は、パワー基板から４８Ｖエリアの電圧や電流を制御基板に送る。さらに、フレキシブル基板５８は、モータ駆動のための３相電流／電圧の各センシング信号を制御基板に送る。
【００２３】
図１２、図１３及び図１５に示すように、第１直流電極モジュール８０は、コンデンサ制御基板５９の上に設けられている。図２３は第１直流電極モジュール８０の斜視図である。第１直流電極モジュール８０は、２つの柱状の第１支持部８１、８２と、第１支持部８１と８２を底部で繋ぐ連結部８３とを有する。
第１直流電極モジュール８０の連結部８３は、コンデンサ制御基板５９の一辺５９ａに沿って延びると共に当該一辺５９ａからコンデンサ制御基板５９の内側に延びる第１部分８４と、第１部分８４に繋がる第２部分８５とを有する。第２部分８５は、第１部分８４よりもコンデンサ制御基板５９の内側に位置している。第２部分８５は平面視で楕円形状を有しており、第２部分８５の高さは、第１部分８４の高さより大きい。連結部８３は４つの端部（第１端部８３ａ、第２端部８３ｂ、第３端部８３ｃ、第４端部８３ｄ）を有する。第１部分８４は、第１端部８３ａと第２端部８３ｂを有する。第２部分８５は、第３端部８３ｃと第４端部８３ｄを有する。第１支持部８１と８２は連結部８３の第１部分８４からＺ方向に延びている。
【００２４】
第１端部８３ａ及び第２端部８３ｂは、第１直流電極モジュール８０をコンデンサ制御基板５９に固定するためのボルト８６が通る穴を有する。第３端部８３ｃは、第１電極部材１９ｂの下部が挿入される穴を有する。第４端部８３ｄは、第２電極部材２０ｂの下部が挿入される穴を有する。２つの第１支持部８１と８２の距離はＬ１で示されている。２つの第１支持部８１、８２は、第１端部８３ａと第２端部８３ｂの間に位置している。
【００２５】
図２４は第２直流電極モジュール９０の斜視図である。第２直流電極モジュール９０は、２つの柱状の第２支持部９１、９２と、第２支持部９１と９２を底部で繋ぐ連結部９３とを有する。連結部９３の両端９３ａ、９３ｂは、第２直流電極モジュール９０をパワー基板４３に固定するためのボルト９６が通る穴が設けられている。２つの第２支持部９１と９２の距離はＬ２で示されている。第２支持部９１と９２は連結部９３からＺ方向に延びている。２つの第２支持部９１と９２の距離Ｌ２は、２つの第１支持部８１と８２の距離距離Ｌ１より小さい。
【００２６】
図１４に示すように、コンデンサ制御基板５９には切り欠き部５９ｄ、５９ｅもが設けられている。切り欠き部５９ｄは、フレキシブル基板５８をＺ方向に通すための切り欠き部である。切り欠き部５９ｅは、ボルト締結作業用の切り欠き部である。フレキシブル基板５８は、第２直流電極モジュール９０の第２支持部９１と９２の間に延びている。Ｚ方向に延びるフレキシブル基板５８の下端は、パワー基板４３に接続されており、フレキシブル基板５８の上端はインバータ制御基板５１に接続されている。フレキシブル基板５８は、インバータ制御基板５１からパワー基板４３へ信号を送信する。
第２直流電極モジュール８０の第２支持部材９１及び９２は、コンデンサ制御基板５９を貫通して上方に延ている。
【００２７】
図１６に示すように、パワー基板４３は、複数の半導体素子（ＭＯＳＦＥＴ）４４と、当該半導体素子４４を載置するプレート部４５を有している。第２直流電極モジュール９０は、パワー基板４３のプレート部４５の一辺４５ａに沿って設けられている。３相端子２８は、Ｌ字形状を有しており、Ｌ字の一辺がパワー基板４３のプレート部４５に平行に延びて、モータ電流センサ４０を通って、プレート部４５に固定される。Ｌ字の他辺はパワー基板４３のプレート部４５に対して垂直に延びている。プレート部４５の下面は、ヒートシンク７０の上面７２（図２２）に接触している。図２２に示すように、ヒートシンク７０の上面７２は、周部７２ａと、周部７２ａから隆起する隆起部７２ｂとを有する。隆起部７２ｂがプレート部４５の下面に接触する。ＭＯＳＦＥＴ４４の上方にコンデンサ制御基板５９が位置している。ＭＯＳＦＥＴ４４は、モータを駆動するために直流電流を交流電流にする部品である。
図１８に示すように、３相端子２８の上端（２８ａＵ、２８ｂＵ、２８ｃＵ）は、ボルト４６によりパワー基板４３に固定されている。符号２８ａＵ、２８ｂＵ及び２８ｃＵは、まとめて２８Ｕと表記する場合がある。
【００２８】
図２１に示すように、ヒートシンク７０は放熱フィン７１を有する。より詳しくは、ヒートシンク７０の下面（底面）７４からは、複数の放熱フィン７１が下方に延出している。後述するように、放熱フィン７１は冷却水に接するように形成されている。放熱フィン７１が冷却水により冷却されることにより、パワー基板４３が冷却される。放熱フィン４５は放熱部と称してもよい。
【００２９】
図２５は、ハウジング本体１４の左側面１４ｂａの上方から見た斜視図である。図２６は、ハウジング本体１４の右側面１４ａの上方から見た斜視図である。
図２５及び図２６に示すように、ハウジング本体１４は、右側面１４ａの後端部と左側面１４ｂの後端部とを繋ぐ背面１４ｃを有すると共に、右側面１４ａの前端部と左側面１４ｂの前端部とを繋ぐ前面１４ｄを有する。背面１４ｃの高さは、前面１４ｄの高さより大きい。本実施形態では、ハウジング本体１４の右側面１４ａ、左側面１４ｂ、背面１４ｃ及び前面１４ｄをまとめて、ハウジング本体１４の側面部（周部）１５と称することがある。側面部１５はハウジング本体１４の底面１４ｅから起立し、側面部１５の上方には、上側開口部１５ａが形成（定義）される。上側開口部１５ａはトップカバー１２により塞がれる（閉じられる）。
【００３０】
冷却水を電力変換装置１０に供給するために、ハウジング本体１４の左側面１４ｂには冷媒入口開口部２２ａが設けられている。冷媒入口開口部２２ａは、ハウジング本体１４の底部２４に設けられた第１流路１８ａに接続されている。
ハウジング本体１４の内部において、ヒートシンク７０が配置される領域には、窪み部２７が設けられている。第１流路１８ａは、窪み部２７にまで延びている。
【００３１】
窪み部２７は、第１流路１８ａとの接続箇所に入口凹部２７ａを有する。入口凹部２７ａは、窪み部２７の底面（平面部）２７ｂから下方に形成された凹部である。窪み部２７は所定の深さを有する。窪み部２７は、ハウジング本体１４の右側面１４ａの近傍に出口凹部２７ｃを有する。出口凹部２７ｃは、窪み部２７の底面２７ｂから下方に形成された凹部である。出口凹部２７ｃは、窪み部２７の下流端には位置している。
冷媒入口開口部２２ａから第１管路１８ａを通って流れくる冷却水は、入口凹部２７ａに入り、その後、窪み部２７の平面部２７ｂに溜まる。平面部２７ｂは、上面視で、入口凹部２７ａ（または第１流路１８ａ）に比べて拡幅されているので、冷却水の流速は遅くなり、冷却水が平面部２７ｂを低速で流れるか滞留する状態を形成することができる。
冷媒入口開口部２２ａから第１管路１８ａを通って流れくる冷却水は、入口凹部２７ａから窪み部２７の平面部２７ｂに流れる際に、窪み部２７の角部Ｃに衝突し、流れの方向を大きく変え、図２６の矢印Ａのように平面部２７ｂに広がる。冷却水は、その後、出口凹部２７ｃに向かって流れる。
【００３２】
窪み部２７には、ヒートシンク７０の放熱フィン７１が位置する。ヒートシンク７０の放熱フィン７１が、窪み部２７の冷却水によって冷却されることにより、ヒートシンク７０の放熱が効率良く行われる。窪み部２７の深さは、放熱フィン７１の高さより少し大きい。
出口凹部２７ｃの下端は、第２流路１８ｂに接続されている。第２流路１８ｂは、ハウジング本体１４の底部に設けられている管路である。第２流路１８ｂは、ハウジング本体１４の右側面１４ａの出口開口部２２ｂまで延びている。窪み部２７でヒートシンク７０を冷却した冷却水は、窪み部２７から出口凹部２７ｃに流れ、第２流路１８ｂを通って出口開口部２２ｂに至る。
【００３３】
筐体１８の底部２４に設けられた入口開口部２２ａ、第１流路１８ａ、窪み部２７（入口凹部２７ａ、平面部２７ｂ、出口凹部２７ｃ）、第２流路１８ｂ及び出口開口部２２ｂまでの冷却水が通過する路は、まとめて冷却流路と称してもよい。本実施形態では、冷却流路は、筐体１８の底部２４に設けられている。
【００３４】
＜コネクタモジュールの構造＞
図２７はコネクタモジュール３０の斜視図である。図２８は図２７の状態から３相端子２８を取り外した状態を示す斜視図である。
図２７及び図２８に示すように、コネクタモジュール３０は、モジュール本体３２と、モジュール本体３２の周部に取り付けられているＯリング３３と、Ｏリング３３より下に位置するサーミスタ用ターミナル３４と、モータ回転角検出センサ用ターミナル３５と、Ｏリング３３より上に位置するＥＣＵ（Electronic Control Unit）用ターミナル３６とを有する。図２９はモジュール本体３２の斜視図である。サーミスタ用ターミナル３４及びモータ回転角検出センサ用ターミナル３５は、モジュール本体３２の中で、ＥＣＵ用ターミナル３６に電気的に接続されている。モジュール本体３２は、平らな上面３２ａを有する。サーミスタは温度センサである。ＥＣＵは駆動用モータを制御する。
【００３５】
モジュール本体３２の長手方向は、筐体１８の幅方向と同じである。モジュール本体３２高さ方向のほぼ中央に、Ｏリング３３を取り付けるための溝３３ａを有する。溝３３ａは、水平方向に延びる環状の溝である。電力変換装置１０がモータに取り付けられると、コネクタモジュール３０のＯリング３３より下の部分はオイルに浸る。Ｏリング３３は、当該オイルがＯリング３３より上に来るを防ぐ。Ｏリング３３はシール材の一例である。
３相端子２８の下端２８Ｌ（２８ａＵ、２８ｂＵ，２８ｃＵ）はモータに接続される端子である。３相端子２８の上端２８Ｕ（２８ａＵ、２８ｂＵ，２８ｃＵ）はモータに接続される端子である。
モジュール本体３２は、Ｏリング３３より下に、サーミスタ用ターミナル３４及びモータ回転角検出センサ用ターミナル３５を設けるための開口部３７を有する。また、モジュール本体３２は、Ｏリング３３より下で、且つ、開口部３７の隣に、３相端子２８の下端２８Ｌを露出させるための凹部３１ａ、３１ｂ、３１ｃを有する。
【００３６】
モジュール本体３２は、左右両端に、上方向に延びる第１円柱状部分３８と第２円柱状部分３９を有する。第１円柱状部分３８及び第２円柱状部分３９は、図８に示すように、モータ電流センサ４０を下から支持して固定するための支持部材である。第１円柱状部分３８からモジュール本体３２の長手方向（筐体１８の幅方向）に延出するフランジ部３８ａと、第２円柱状部分３９からモジュール本体３２の長手方向に延出するフランジ部３９ａとは、モジュール本体３２を筐体１８の底部２４に固定するための締結具（ボルト）が挿入される部分である。第２円柱状部分３９とＥＣＵ用ターミナル３６は、モジュール本体３２の上面３２ａに設けられている。
モジュール本体３２と３相端子２８は、一体成形（インサートモールド）で製造することができる。モジュール本体３２は、例えば、樹脂成形品である。成形工程でモジュール本体３２に形成される所謂ウエルドラインは、Ｏリング３３（またはＯリング３３を取り付けるための溝３３ａ）より上（+Ｚ方向）に位置するように成形される。
【００３７】
＜電力変換装置による電力変換＞
第１ＤＣ入力部１９及び第２ＤＣ入力部２０には、例えば、４８Ｖの直流電圧が供給される。この直流電圧（入力電圧）は、第１電極部１９ｂ及び第２電極部２０ｂを通って、コンデンサ部５０に供給される。その際、第１電極部１９ｂを流れる電流は、ＤＣ電流センサ５６により検出される。その後、入力電圧は、第１直流電極モジュール８０を介して、コンデンサ部５０（コンデンサ制御基板５１）に供給される。コンデンサ部５０は第２直流電極モジュール９０に接続されている。コンデンサ部５０からの電流は、第２直流電極モジュール９０を介して、パワー基板４３に供給される。パワー基板４３のＭＯＳＦＥＴ４４の働きにより、所望の交流電流に変換され、３相端子２８に供給される。そして、３相端子２８からモータに３相交流電流が供給される。
図３０は電力変換装置１０の内部部品の展開図である。図３０では、筐体１８とコネクタモジュール３０は図示していない。図３０に示すように、電力変換装置１０の部品は、筐体１８の中で、積層構造で配置されている。すなわち、ヒートシンク７０の上に、パワー基板４３が設けられ、パワー基板４３の上にコンデンサ部５０が設けられ、コンデンサ部５０の上にインバータ制御基板５１が設けられている。このような積層構造にすることにより、電力変換装置１０の部品の組み立てを容易にすることができる。
【００３８】
＜実施形態の効果＞
本実施形態では、コンデンサ部５０から上方に延びる棒状部材である第１電極部１９ｂと第２電極部２０ｂがインバータ制御基板５１を貫通して筐体上部のＤＣ入力部１９、２０まで延びているので、電力変換装置１０に供給された直流電力をコンデンサ部５０に供給するための配線が不要となる。よって、当該配線の分だけ、スペースを削減することができ、電力変換装置５０の小型化に資する。
【００３９】
尚、本実施形態の電力変換装置１０においては、以下の構成を採用することもできる。
各部品の取付けは、ボルト締結に限定されない。
筐体１８は、トップカバー１２とハウジング本体１４に分割可能な２ピース構造を有するとしたが、他の構造（例えば、３ピース構造）を有してもよい。
また、上記で説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０…インバータ装置
１２…トップカバー
１４…ハウジング本体
１６…シグナルコネクタ
１８…筐体
２４…筐体の底部
２８…３相端子
３０…コネクタモジュール
４０…モータ電流センサ
４３…パワー基板
４４…ＭＯＳＦＥＴ
５０…コンデンサ部
５１…インバータ制御基板
７０…ヒートシンク
８０…第１直流電極モジュール
９０…第２直流電極モジュール
【図１】
2020167876.tif 000003
【図２】
2020167876.tif 000004
【図３】
2020167876.tif 000005
【図４】
2020167876.tif 000006
【図５】
2020167876.tif 000007
【図６】
2020167876.tif 000008
【図７】
2020167876.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020167876.tif 000011
【図１０】
2020167876.tif 000012
【図１１】
2020167876.tif 000013
【図１２】
2020167876.tif 000014
【図１３】
2020167876.tif 000015
【図１４】
2020167876.tif 000016
【図１５】
2020167876.tif 000017
【図１６】
2020167876.tif 000018
【図１７】
2020167876.tif 000019
【図１８】
2020167876.tif 000020
【図１９】
2020167876.tif 000021
【図２０】
2020167876.tif 000022
【図２１】
2020167876.tif 000023
【図２２】
2020167876.tif 000024
【図２３】
2020167876.tif 000025
【図２４】
2020167876.tif 000026
【図２５】
2020167876.tif 000027
【図２６】
2020167876.tif 000028
【図２７】
2020167876.tif 000029
【図２８】
2020167876.tif 000030
【図２９】
2020167876.tif 000031
【図３０】
2020167876.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月22日(2019.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2020167876.tif 000033
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2020167876.tif 000034
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2020167876.tif 000035
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2020167876.tif 000036
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2020167876.tif 000037
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2020167876.tif 000038
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2020167876.tif 000039
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２５】
2020167876.tif 000040
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２６】
2020167876.tif 000041