(57)【要約】【課題】１つの壁部に複数のコネクタ開口部を設けても、ケースの強度を確保しやすい電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置１は、内部空間を有するケース２と、ケース２の内部空間に配された電力変換回路と、を備える。内部空間に対して一方側から対向するケース２の特定壁部２０は、互いに異なる外部コネクタを接続するための複数のコネクタ開口部２００を有する。特定壁部２０に形成された複数のコネクタ開口部の少なくとも２つは、互いに異なる方向に開口している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有するケース（２）と、
前記内部空間に配された電力変換回路と、を備え、
前記内部空間に対して一方側（Ｘ１）から対向する前記ケースの特定壁部（２０）は、互いに異なる外部のコネクタを接続するための複数のコネクタ開口部（２００）を有し、
前記特定壁部に形成された複数の前記コネクタ開口部の少なくとも２つは、互いに異なる方向に開口している、電力変換装置（１）。
【請求項２】
前記特定壁部に形成された、互いに異なる方向に開口した複数の前記コネクタ開口部は、前記内部空間に配された一体の部品（３）の互いに異なる端子（３２５ａ、３２５ｂ、３２５ｃ）を前記ケース外に露出させている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記ケースは、複数のケース部材（２１、２２、２３、２４）を組み合わせてなり、前記特定壁部は、複数の前記ケース部材によって構成されており、前記特定壁部に形成された、互いに異なる方向に開口した複数の前記コネクタ開口部は、互いに異なる前記ケース部材に設けられている、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記特定壁部には、前記内部空間と前記特定壁部との対向方向（Ｘ）に開口する前記コネクタ開口部である第一開口部（２０１）と、前記対向方向に直交する方向（Ｚ）に開口する前記コネクタ開口部である第二開口部と（２０２）が形成されており、前記特定壁部は、前記対向方向における前記内部空間側に凹む凹部（２２１ａ）を有し、前記第二開口部の少なくとも一部は、前記凹部内に配されている、請求項１〜３のいずれか一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、電源の電力を走行用モータの駆動電力に変換する電力変換装置が開示されている。特許文献１において、電力変換装置は、フロントコンパートメントに配置されたトランスアクスル上に搭載されている。
【０００３】
電力変換装置のケースは、下側に設けられた底壁と、底壁の周縁から上方に延設された周壁と、周壁の上端を閉塞する天壁とを有する。そして、電力変換装置のケースの周壁には、例えば、電力変換装置をトランスアクスル内のモータに接続するためのコネクタや、電力変換装置を制御装置に接続するためのコネクタ等を接続するためのコネクタ開口部が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２２２２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の電力変換装置においては、例えば、車幅方向の一方側に配された周壁の１つの壁部に、車幅方向に開口する複数のコネクタ開口部が形成されている。それゆえ、車幅方向から前記壁部を見たときの前記壁部の面積が小さくなりやすい。その結果、前記壁部の強度が低下しやすく、更にケース全体の強度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、１つの壁部に複数のコネクタ開口部を設けても、ケースの強度を確保しやすい電力変換装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、内部空間を有するケース（２）と、
前記内部空間に配された電力変換回路と、を備え、
前記内部空間に対して一方側（Ｘ１）から対向する前記ケースの特定壁部（２０）は、互いに異なる外部のコネクタを接続するための複数のコネクタ開口部（２００）を有し、
前記特定壁部に形成された複数の前記コネクタ開口部の少なくとも２つは、互いに異なる方向に開口している、電力変換装置（１）にある。
【発明の効果】
【０００８】
前記態様の電力変換装置において、特定壁部に形成された複数の前記コネクタ開口部の少なくとも２つは、互いに異なる方向に開口している。それゆえ、特定壁部に複数のコネクタ開口部を形成しても、特定壁部におけるケースの内部空間と反対側から見た特定壁部の面積が小さくなりすぎることを防止することができる。その結果、特定壁部の強度を確保しやすく、これに伴いケース全体の強度を確保しやすい。
【０００９】
以上のごとく、前記態様によれば、１つの壁部に複数のコネクタ開口部を設けても、ケースの強度を確保しやすい電力変換装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、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り、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１における、電力変換装置の斜視図。
【図２】実施形態１における、電力変換装置の正面図。
【図３】実施形態１における、電力変換装置の平面図。
【図４】実施形態１における、ケースの分解斜視図。
【図５】実施形態１における、端子モジュールの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
電力変換装置の実施形態につき、図１〜図５を用いて説明する。
本実施形態の電力変換装置１は、内部空間を有するケース２と、ケース２の内部空間に配された電力変換回路と、を備える。
【００１２】
図１に示すごとく、内部空間に対して一方側から対向するケース２の特定壁部２０は、互いに異なる外部コネクタを接続するための複数のコネクタ開口部２００を有する。特定壁部２０に形成された複数のコネクタ開口部の少なくとも２つは、互いに異なる方向に開口している。
以後、本実施形態につき詳説する。
【００１３】
図示は省略するが、電力変換装置１は、ハイブリッド車等の車両に搭載するための車載用電力変換装置である。車両は、前輪がフロントコンパートメントに配されるトランスアクスル内の２つのフロントモータ（以後、第一フロントモータ、第二フロントモータという。）によって駆動され、後輪が車両後方に配されるリアモータによって駆動される。電力変換装置１は、車両のフロントコンパートメントに配されたトランスアクスルの上部に載置されている。
【００１４】
図示は省略するが、電力変換装置１は、昇圧回路、３つのインバータ回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路等の電力変換回路を備える。
【００１５】
昇圧回路は、バッテリの電圧を昇圧し、インバータ回路へ出力する。各インバータ回路は、昇圧回路の出力電力を交流に変換する。
【００１６】
３つのインバータ回路は、互いに異なる３つの三相交流モータ（すなわち第一フロントモータ、第二フロントモータ、リアモータ）に交流電力を出力する。以後、第一フロントモータに接続されるインバータ回路を、第一インバータ回路といい、第二フロントモータに接続されるインバータ回路を第二インバータ回路といい、リアモータに接続されるインバータ回路を第三インバータ回路という。
【００１７】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路は、バッテリの電圧を降圧し、低圧バッテリに出力される。これにより、低圧バッテリは充電される。電力変換装置１は、昇圧回路、第一〜第三インバータ回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路等の複数の電力変換回路を、ケース２の内部空間に収容してなる。
【００１８】
図１、図２、図４に示すごとく、ケース２の外形は、全体として矩形箱体形状を呈している。ケース２は、複数のケース部材を組み合わせてなる。複数のケース部材は、底蓋２３と第一ケース部材２１と第二ケース部材２２と天蓋２４とをこの順に積層してなる。
【００１９】
以後、底蓋２３と第一ケース部材２１と第二ケース部材２２と天蓋２４との積層方向をＺ方向という。また、Ｚ方向の一方であって、底蓋２３に対する天蓋２４側をＺ１側、その反対側をＺ２側という。また、Ｚ方向から見たときの、ケース２の短手方向をＸ方向、ケース２の長手方向をＹ方向という。Ｘ方向は、ケース２の内部空間と特定壁部２０との対向方向である。Ｘ方向の一方側をＸ１側、その反対側をＸ２側という。Ｘ１側は、Ｘ方向におけるケースの特定壁部が形成された側である。また、Ｙ方向の一方をＹ１側といい、その反対側をＹ２側という。ケースのＹ１側に後述の第一開口部が配されており、ケースのＹ２側に後述の第二開口部が配されている。Ｘ方向とＹ方向とＺ方向とは、互いに直交している。
【００２０】
図４に示すごとく、第一ケース部材２１と第二ケース部材２２とのそれぞれは、ケース２の内部空間を、Ｘ方向とＹ方向とから囲むよう形成されている。なお、第一ケース部材２１及び第二ケース部材２２の内側には、それらに配された複数の部品間を仕切る隔壁等が形成されていてもよいが、図４においては第一ケース部材２１及び第二ケース部材２２の外周部を形成する部分のみを表している。
【００２１】
図１、図２、図４に示すごとく、第一ケース部材２１のＺ１側の開放部は、天蓋２４によって閉塞されている。第二ケース部材２２のＺ２側の開放部は、底蓋２３によって閉塞されている。なお、図４においては、底蓋２３と第一ケース部材２１との固定構造（すなわちボルト、雌ネジ孔等）、及び天蓋２４と第二ケース部材２２との固定構造は、省略している。
【００２２】
図４に示すごとく、第一ケース部材２１は、Ｘ方向に対向する第一前壁２１１及び第一後壁２１２と、Ｙ方向に対向する一対の第一横壁２１３とを有する。第一前壁２１１は、第一後壁２１２のＸ１側に配された壁部である。なお、前、後、横の表現は便宜的なものであり、車両に対する電力変換装置１の配置姿勢を限定するものではない。
【００２３】
図４に示すごとく、第二ケース部材２２は、Ｘ方向に対向する第二前壁２２１及び第二後壁２２２と、Ｙ方向に対向する一対の第二横壁２２３とを有する。第二前壁２２１は、第二後壁２２２のＸ１側に配された壁部である。なお、前、後、横の表現は便宜的なものであり、車両に対する電力変換装置１の配置姿勢を限定するものではない。
【００２４】
第一ケース部材２１と第二ケース部材２２とは、Ｚ方向から見たとき、第一前壁２１１と第二前壁２２１とが略同等の位置に配され、第一後壁２１２と第二後壁２２２とが略同等の位置に配され、一対の第一横壁２１３と一対の第二横壁２２３とが略同等の位置に配されている。第二ケース部材２２は、第一ケース部材２１にボルト締結されている。
【００２５】
図１に示すごとく、本実施形態においては、ケース２の内部空間に対してＸ１側から対向する壁部である第一ケース部材２１の第一前壁２１１と第二ケース部材２２の第二前壁２２１とによって、特定壁部２０が構成されている。この特定壁部２０に、互いに異なる方向に開口した２つのコネクタ開口部２００が形成されている。各コネクタ開口部２００は、ケース２内の端子であって、電力変換装置１の外部に接続される端子に向かって開口している。２つのコネクタ開口部２００を、第一開口部２０１、第二開口部２０２と呼ぶ。
【００２６】
図１、図２、図４に示すごとく、第一開口部２０１は第一ケース部材２１に設けられており、第二開口部２０２は第二ケース部材２２に設けられている。すなわち、特定壁部２０に形成された互いに異なる方向に開口した第一開口部２０１及び第二開口部２０２は、互いに異なるケース部材に設けられている。
【００２７】
図１、図２、図４に示すごとく、第一開口部２０１は、第一前壁２１１のＹ１側の領域に形成されている。第一開口部２０１は、第一前壁２１１をＸ方向に貫通している。そして、第一開口部２０１は、Ｘ方向に開口している。第一開口部２０１は、Ｙ方向に長尺、Ｚ方向に短尺な略長方形状を呈している。電力変換装置１を車両に取り付けた状態において、特定壁部２０は、鉛直方向に交差する一方向の一方側に配され、第一開口部２０１は、鉛直方向に交差する前記一方向を向いて開口している。
【００２８】
図１、図４に示すごとく、第一前壁２１１の第一開口部２０１のＹ２側の領域には、Ｚ１側端部にＸ２側に突出する部材配置部２１１ａが形成されている。図４に示すごとく、部材配置部２１１ａは、Ｘ２側、及び、Ｚ１側に開放された箱状に形成されている。
【００２９】
図１〜図４に示すごとく、第二前壁２２１は、Ｘ２側に凹む凹部２２１ａを有する。凹部２２１ａは、特定壁部２０における凹部２２１ａの周囲の部位よりも、Ｘ２側に凹んでいる。凹部２２１ａは、第二前壁２２１のＹ２側の領域に形成されており、第二前壁２２１における凹部２２１ａのＹ１側の領域よりもＸ２側に後退している。また、凹部２２１ａは、第一開口部２０１のＸ１側端部よりもＸ２側に凹んでいる。図１、図２、図４に示すごとく、凹部２２１ａのＺ２側端部からＸ１側に、第二前壁２２１の一部を構成する開口形成部２２１ｂが突出している。
【００３０】
開口形成部２２１ｂは、部材配置部２１１ａとＺ方向に重なる位置に形成されている。開口形成部２２１ｂは、Ｚ２側が開放された箱状に形成されている。そして、開口形成部２２１ｂ内の空間と部材配置部２１１ａ内の空間とは連通している。開口形成部２２１ｂ内の空間と部材配置部２１１ａの空間とに、後述の端子モジュール３の一部が配されている。
【００３１】
図１、図３、図４に示すごとく、開口形成部２２１ｂには、Ｚ１側の面をＺ方向に貫通するよう、第二開口部２０２が形成されている。第二開口部２０２は、Ｚ方向に開口している。電力変換装置１を車両に取り付けた状態において、第二開口部２０２は鉛直方向の上側を向いて開口している。第一開口部２０１の開口方向（すなわちＸ方向）と第二開口部２０２の開口方向（すなわちＺ方向）とは、互いに直交している。第二開口部２０２は、Ｙ方向に長尺、Ｘ方向に短尺な略長方形状を呈している。
【００３２】
図１に示すごとく、第二開口部２０２は、第一開口部２０１よりもＹ２側の領域に配されている。すなわち、Ｙ方向において、第一開口部２０１と第二開口部２０２とは互いに異なる位置に配されている。
【００３３】
図１、図３、図４に示すごとく、第二開口部２０２の少なくとも一部は、凹部２２１ａの内側に配されている。すなわち、第二開口部２０２の少なくとも一部は、第二前壁２２１における凹部２２１ａを除く部分よりもＸ２側に位置している。
【００３４】
図１、図５に示すごとく、第一開口部２０１と第二開口部２０２とは、ケース２の内部空間に配された一体の部品である端子モジュール３に形成された互いに異なる端子をケース２外に露出させている。なお、端子がケース２の開口部からケース２外に露出するとは、ケース２外から開口部を介して端子を視認可能であることを意味する。
【００３５】
図５に示すごとく、端子モジュール３は、モールド樹脂３１に複数のバスバ３２を埋設してなる。端子モジュール３は、モールド樹脂３１を成形するための成形型に互いに離隔した複数のバスバ３２を設置したインサート成形によって形成されることで、一体に形成されている。
【００３６】
図５に示すごとく、端子モジュール３の複数のバスバ３２は、第一インバータ回路の出力と第一フロントモータとを電気的に中継する三相の第一バスバ３２１と、第二インバータ回路の出力と第二インバータ回路とを電気的に中継する三相の第二バスバ３２２と、第三インバータ回路の出力とリアモータとを電気的に中継する三相の第三バスバ３２３と、を備える。
【００３７】
図５に示すごとく、端子モジュール３の各バスバ３２は、内側端子３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃと外側端子３２５ａ、３２５ｂ、３２５ｃとを有する。図示は省略するが、各バスバ３２の内側端子３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃは、インバータ回路を構成する半導体モジュールの出力端子に接続されている。具体的には、三相の第一バスバ３２１の内側端子３２４ａは、第一インバータ回路を構成する三相の半導体モジュールのうちの互いに異なる半導体モジュールの出力端子に接続されている。三相の第二バスバ３２２の内側端子３２４ｂは、第二インバータ回路を構成する三相の半導体モジュールのうちの互いに異なる半導体モジュールの出力端子に接続されている。三相の第三バスバ３２３の内側端子３２４ｃは、第三インバータ回路を構成する三相の半導体モジュールのうちの互いに異なる半導体モジュールの出力端子に接続されている。
【００３８】
複数の内側端子３２４が接続される複数の半導体モジュールの出力端子は、Ｙ方向にまっすぐ並んでいる。内側端子３２４と半導体モジュールの出力端子とは、これらの厚み方向（Ｙ方向）に接合されている。
【００３９】
図１、図２に示すごとく、第一バスバ３２１の外側端子３２５ａと第二バスバ３２２の外側端子３２５ｂとは、第一開口部２０１から露出している。そして、第三バスバ３２３の外側端子３２５ｃは、第二開口部２０２から露出している。
【００４０】
図示は省略するが、第一開口部２０１を覆うように、トランスアクスルと電力変換装置１とを接続する第一配線の端部の第一コネクタがケース２に固定されるとともに、第一コネクタの端子が各第一バスバ３２１の外側端子３２５ａ、及び各第二バスバ３２２の外側端子３２５ｂに接続される。図１、図２、図４に示すごとく、第一開口部２０１の外周部にはＸ１側に突出した被固定部２１１ｂが形成されており、第一コネクタが被固定部２１１ｂの雌ネジ孔にＸ方向にボルト締結される。すなわち、第一開口部２０１と、これに接続される第一コネクタとの接続方向は、Ｘ方向である。
【００４１】
図示は省略するが、第二開口部２０２を覆うように、リアモータと電力変換装置１とを接続する第二配線の端部の第二コネクタがケース２に固定されるとともに、第二コネクタの端子が各第三バスバ３２３の外側端子３２５ｃに接続される。第二開口部２０２のＹ方向の両側にはＺ方向に形成された雌ネジ孔２２１ｃが配されており、第二コネクタが雌ネジ孔２２１ｃにＺ方向にボルト締結される。すなわち、第二開口部２０２と、これに接続される第二コネクタとの接続方向は、Ｚ方向である。第一開口部２０１とこれに接続される第一コネクタとの接続方向（すなわちＸ方向）と、第二開口部２０２とこれに接続される第二コネクタとの接続方向（すなわちＺ方向）とは、直交している。
【００４２】
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
特定壁部２０に形成された複数の前記コネクタ開口部２００の少なくとも２つは、互いに異なる方向に開口している。それゆえ、特定壁部２０に複数のコネクタ開口部２００を形成しても、Ｘ１側から見た特定壁部２０の面積が小さくなりすぎることを防止することができる。その結果、特定壁部２０の強度を確保しやすく、これに伴いケース２全体の強度を確保しやすい。
【００４３】
また、特定壁部２０に形成された、互いに異なる方向に開口した複数のコネクタ開口部２００は、ケース２の内部空間に配された端子モジュール３に形成された互いに異なる端子をケース２外に露出させている。それゆえ、複数のコネクタ開口部２００に接続される複数のコネクタは、ケース２の内部空間に配された単一部品（端子モジュール３）に電気接続されるため、ケース２内の部品点数の削減、ケース２内の小型化、を図ることができる。
【００４４】
また、特定壁部２０に形成された、互いに異なる方向に開口した複数のコネクタ開口部２００は、互いに異なるケース部材（すなわち第一ケース部材２１、第二ケース部材２２）に設けられている。各ケース部材に占める開口部の面積の割合を減らすことができ、ケース２全体の強度を向上させやすい。
【００４５】
また、特定壁部２０には、ケース２の内部空間と特定壁部２０との対向方向（Ｘ方向）に開口する第一開口部２０１と、Ｘ方向に直交する方向に開口する第二開口部２０２とが形成されている。そして、特定壁部２０は、周囲よりもＸ方向におけるケース２の内部空間側に凹む凹部２２１ａを有する。さらに、第二開口部２０２の少なくとも一部は、凹部２２１ａ内に配されている。それゆえ、第二開口部２０２が、Ｘ方向においてケース２の外側に突出することを抑制することができ、ケース２全体の小型化を図ることができる。
【００４６】
また、電力変換装置１を車両に取り付けた状態において、電力変換装置１はトランスアクスルの上部に載置されている。そのため、車両に電力変換装置１及びトランスアクスルを組み付ける際、車両外で電力変換装置１とトランスアクスルとを第一配線で接続した後、これらを車両のフロントコンパートメントに配置することができる。そして、電力変換装置１を車両に取り付けた状態において、特定壁部２０は、鉛直方向に交差する一方向の一方側に配され、第一開口部２０１は、前記一方向を向いて開口している。それゆえ、第一配線を短くしやすい。
【００４７】
さらに、電力変換装置１を車両に取り付けた状態において、鉛直方向の上方を向いて開口している第二開口部２０２は、電力変換装置１とリアモータとを接続する第二配線の第二コネクタに接続されている。ここで、リアモータは、電力変換装置１から遠い位置に配されているため、予め車両の外側でリアモータと電力変換装置１とを第二配線で接続した後、これらを車両内に組み付けることは困難である。しかしながら、第二開口部２０２は上方を向いているため、電力変換装置１をフロントコンパートメントに収容した後においても、上側から第二配線の第二コネクタを第二開口部２０２に接続することができ、第二コネクタと第二開口部２０２との接続が容易に行える。
【００４８】
以上のごとく、前記態様によれば、１つの壁部に複数のコネクタ開口部を設けても、ケースの強度を確保しやすい電力変換装置を提供することができる。
【００４９】
本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、特定壁部に、第一開口部及び第二開口部に加え、別の開口部を形成することも可能である。当該別の開口部の開口方向は、第一開口部の開口方向又は第二開口部の開口方向と一致していてもよいし、一致していなくてもよい。また、コネクタ開口部は、外部のコネクタが直接接続されるための開口であってもよいし、例えば外部のコネクタの端子を、ケース内の端子にボルト締結するための工具をケース内に挿入するための開口であってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１  電力変換装置
２  ケース
２０  特定壁部
２００  コネクタ開口部
２０１  第一開口部
２０２  第二開口部
２２１ａ  凹部
３  端子モジュール
【図１】
2020089004.tif 000003
【図２】
2020089004.tif 000004
【図３】
2020089004.tif 000005
【図４】
2020089004.tif 000006
【図５】
2020089004.tif 000007