(57)【要約】      （修正有）【課題】分割されたケースの夫々に収容された電気部品同士を作業効率よく電気的に接続できる構造を提供する。【解決手段】電力変換器２のケース２０は、第１ケース２２及び第２ケース２３に分割されている。第１ケース２２には半導体モジュール３ａが固定されている。第２ケース２３にはリアクトル５が固定されている。第２ケース２３は貫通孔２３１を有している。半導体モジュール３ａから延びている第１バスバ２５とリアクトル５から延びている第２バスバ５１の連結部が貫通孔２３１に面している。第１バスバ２５は、第２バスバ５１よりも貫通孔２３１に近い側に位置している。第１バスバ２５は、第２ケース２３の底面に向けて延びているとともに貫通孔２３１の側に湾曲しているガイドタブ２５ａを備えている。【選択図】図２
2020078098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ケース及び第２ケースの２個に分割されているケースと、
前記第１ケースに固定されている第１電気部品と、
前記第２ケースに固定されている第２電気部品と、
を備えており、
前記第１ケースと前記第２ケースの一方は貫通孔を有しており、
前記第１電気部品から延びている第１導体と前記第２電気部品から延びている第２導体の連結部が前記貫通孔に面しており、
前記第１導体は、前記第２導体よりも前記貫通孔に近い側に位置しており、前記第２ケースの底面に向けて延びているとともに前記貫通孔の側に湾曲しているガイドタブを備えている、電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、電気機器に関する。特に、ケースが第１ケースと第２ケースに分割されている電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気機器は、ケースに電気部品を収容し、カバ−を閉じる。特許文献１に、そのような電気機器の一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０４６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動車に搭載される電気機器などは、機器の外形サイズに対する要求が厳しく、ケースに多数の電気部品を空間効率良く収容することが要求される。例えば、ケースを第１ケースと第２ケースに分割し、分割された夫々のケースに電気部品を収容すれば、ケース内部空間の利用効率が向上することが期待できる。一方、分割された夫々のケースに収容された電気部品同士を電気的に接続することは難しい。本明細書は、分割されたケースの夫々に収容された電気部品同士を作業効率よく電気的に接続できる電気機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する電気機器は、第１ケース及び第２ケースに分割されているケースと、第１電気部品と第２電気部品を備えている。第１電気部品は第１ケースに固定されている。第２電気部品は第２ケースに固定されている。第１ケースと第２ケースの一方は、貫通孔を有している。第１電気部品から延びている第１導体と第２電気部品から延びている第２導体の連結部がその貫通孔に面している。別言すれば、ケースの外側からみたときに、貫通孔の範囲に連結部が存在する。第１ケースと第２ケースを組み合わせた後、貫通孔を通じて第１導体と第２導体を連結することができる。第１導体と第２導体を連結することによって、第１電気部品と第２電気部品が電気的に接続される。第１導体は、第２導体よりも貫通孔に近い側に位置している。第１導体は、第２ケースの底面に向けて延びているとともに貫通孔の側に湾曲しているガイドタブを備えている。ガイドタブは、第１導体と一体に設けられている板状の部位であってよい。ケースは３個以上に分割されていてもよい。
【０００６】
上記の構造では、第１ケースを第２ケースに組み合わせる際、第１導体と第２導体が強く干渉する位置関係にあっても、ガイドタブが第２導体に接触し、第１導体を円滑に第２導体と重なる位置に案内する。従って、第１ケースを第２ケースに組み合わせるときに第１導体と第２導体が強く干渉してしまい両ケースを閉じることができない事態を避けることができる。本明細書が開示する電気機器は、分割されたケースの夫々に収容された電気部品同士を作業効率よく電気的に接続することができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】側板をカットした電力変換器の側面図である。
【図２】図１のII−II線でカットした電力変換器の断面図である。
【図３】上ケースと下ケースを分離した電力変換器の断面図である。
【図４】第１バスバと第２バスバの連結部付近の部分斜視図である。
【図５】第１バスバと第２バスバの連結部付近の部分側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を参照して実施例の電気機器を説明する。実施例の電気機器は、電気自動車に搭載される電力変換器２である。電力変換器２は、バッテリの直流電力を走行用モータの駆動電力に変換するデバイスである。図１に、電力変換器２のケース２０の側板をカットした側面図を示す。図２に、図１のII−II線に沿ってカットした断面図を示す。ケース２０の中には、積層ユニット１０、回路基板６、端子台４０、リアクトル５、コンデンサユニット６０が収容されている。ケース２０の中には他のデバイスも収容されているが、それらの図示は省略してある。説明の都合上、図中の座標系の＋Ｚ方向を「上」と定義する。
【０００９】
電力変換器２のケース２０は、カバ−２１、第１ケース２２、第２ケース２３に分かれている。第１ケース２２は上下が開口しており、上側の開口はカバ−２１で覆われる。下側の開口には、第２ケース２３の開口が合わせられる。自動車への搭載部品には高い空間効率が求められる。それゆえ、ケースを分割し、複数の開口のそれぞれから様々な部品を入れられるようにしてある。なお、先に述べたように図１ではいくつかの部品の図示を省略しているためにケース内空間に余裕があるように見えることに留意されたい。
【００１０】
積層ユニット１０は、複数の半導体モジュール３と複数の冷却器４が１個ずつ交互に重ねられたユニットである。図１では、左の２個の冷却器にのみ符号４を付し、他の冷却器には符号を省略した。また、積層ユニット１０の左端の半導体モジュール３には、符号３ａを付してある。残りの半導体モジュール３には符号３ｂを付して半導体モジュール３ａと区別してある。半導体モジュール３ａ、３ｂを区別なく示すときには半導体モジュール３と表記する。
【００１１】
半導体モジュール３は、電力変換器２の主要部品であるパワートランジスタが収容されている。それぞれの半導体モジュール３には、２個のパワートランジスタが収容されており、半導体モジュール３の内部で２個のパワートランジスタは直列に接続されている。
【００１２】
６個の半導体モジュール３ｂは、２組のインバータ回路を構成する。残りの１個の半導体モジュール３ａは、電圧コンバータ回路の部品として使われる。図２に示すように、半導体モジュール３の下面から３個のパワー端子３１、３２、３３が延びている。パワー端子３１、３２は、それぞれ、半導体モジュール３に収容されている２個のパワートランジスタの直列接続の正極、負極に接続されている。パワー端子３３は、直列接続の中点に接続されている。２組のインバータを構成する半導体モジュール３ｂのパワー端子３３から交流が出力される。３個の半導体モジュール３ｂのパワー端子３３から、１個のモータを駆動するための三相交流が出力される。残りの３個の半導体モジュール３ｂのパワー端子から、別のモータを駆動するための三相交流が出力される。すなわち、６個の半導体モジュール３ｂは２組の三相交流を出力することができる。半導体モジュール３の上面からは複数の制御端子が延びている。制御端子は回路基板６に接続されている。回路基板６には、パワートランジスタを制御する制御回路が実装されており、制御端子を通してパワートランジスタの駆動信号が送信される。
【００１３】
積層ユニット１０は、第１ケース２２の内面と、中仕切り板２２３の間に挟まれている。積層ユニット１０と中仕切り板２２３の間には板バネ２２４が挟まれている。板バネ２２４によって、積層ユニット１０は積層方向に荷重を受ける。荷重を受けることで、冷却器４と半導体モジュール３が密着し、半導体モジュール３から冷却器４への熱の移動が促進される。
【００１４】
積層ユニット１０のほか、回路基板６、端子台４０、コンデンサユニット６０も、第１ケース２２に固定されている。図１に示すように、端子台４０の両側にはタブ４１が設けられており、端子台４０は、第１ケース２２の内側から突出している固定突起２２１にタブ４１がボルト４２で固定されている。図２に示すように、コンデンサユニット６０は、第１ケース２２の内側から突出している固定突起２２５にボルト６３で固定されている。
【００１５】
端子台４０には、インバータを構成する半導体モジュール３ｂのパワー端子３３と導通している接続端子４４が固定されている。なお、半導体モジュール３ｂのそれぞれのパワー端子３３と接続端子４４を接続する導体の図示は省略してある。第２ケース２３の側面には貫通孔２３１が設けられており、６個の接続端子４４は貫通孔２３１に面している。なお、図１では、貫通孔２３１を有する側板がカットされており、貫通孔２３１の位置を仮想線で示してある。
【００１６】
先に述べたように、６個の接続端子４４から２個のモータを駆動するための２組の三相交流が出力される。貫通孔２３１は、モータに電力を伝えるパワーケーブルのコネクタが接続されるコネクタ受口である。
【００１７】
第２ケース２３にはリアクトル５が固定されている。半導体モジュール３ａのパワー端子３３は、リアクトル５と電気的に接続される。リアクトル５から第２バスバ５１が延びている。半導体モジュール３ａのパワー端子３３には第１バスバ２５の一端が接続されている。第１バスバ２５は、端子台４０の中を通過し、他端がボルト５２で第２バスバ５１と連結されている。第１バスバ２５と第２バスバ５１は、リアクトル５の樹脂カバ−から突出する固定座５９にて、ボルト５２で連結されている。第１バスバ２５の他端には、ガイドタブ２５ａが設けられている。ガイドタブ２５ａの役割については後述する。「バスバ」とは、大電力を流すのに適している細長い導体棒（導体板）を意味する。
【００１８】
端子台４０の内部には、第１バスバ２５を通る電流を計測する電流センサ４３が埋設されている。
【００１９】
半導体モジュール３ａから延びている第１バスバ２５とリアクトル５から延びている第２バスバ５１が連結されることにより、リアクトル５と半導体モジュール３ａが電気的に接続される。しかし、第１バスバ２５（半導体モジュール３ａ）は第１ケース２２に固定されており、第２バスバ５１（リアクトル５）は第２ケース２３に固定されている。第１バスバ２５と第２バスバ５１を連結するのは、第１ケース２２を第２ケース２３に連結した後となる。第１ケース２２と第２ケース２３は、ボルト２６で連結される。第１ケース２２と第２ケース２３が連結されると、第１バスバ２５の一端（ガイドタブ２５ａの側の端）と、第２バスバ５１の一端は、貫通孔２３１に面するように位置する（図１参照）。貫通孔２３１を通じてボルト５２を挿通し、第１バスバ２５と第２バスバ５１が連結される。
【００２０】
第１バスバ２５が固定された第１ケース２２を第２バスバ５１が固定された第２ケースに合わせる際、第１バスバ２５と第２バスバ５１の位置がずれていると、第１バスバ２５と第２バスバ５１が強く干渉するおそれがある。第１バスバ２５と第２バスバ５１が強く干渉すると、第１ケース２２と第２ケース２３を組み合わせられなくなる。先に述べたガイドタブ２５ａは、第１バスバ２５と第２バスバ５１が強く干渉することを防止する。ガイドタブ２５ａは、第１バスバ２５が第２バスバ５１の貫通孔２３１の側へ円滑に移動することを補助する。ガイドタブ２５ａについて詳しく説明する。
【００２１】
図１に示したように、第１バスバ２５と第２バスバ５１の連結部（ボルト５２）が貫通孔２３１に面している。図２に示したように、連結部において、第１バスバ２５は第２バスバ５１よりも貫通孔２３１に近い側に位置している。第１バスバ２５の連結部に設けられたガイドタブ２５ａは、第２ケース２３の底面に向けて延びているとともに貫通孔２３１の側へ湾曲している。図３に、第１ケース２２を第２ケース２３から分離した断面図を示す。第１バスバ２５の図３の紙面手前側に位置する部分は破線で描いてある。図４に、第１バスバ２５と第２バスバ５１の連結部付近の部分斜視図を示す。図５に、連結部付近の部分側面図を示す。図４、図５では、固定座５９と、第１バスバ２５と第２バスバ５１の先端付近のみを示してある。
【００２２】
第２バスバ５１は、固定座５９の上部の角部にて直角に屈曲している。第１ケース２２を第２ケース２３に近づけていくと、第１バスバ２５が第２バスバ５１の角部５１ａに近づく。第１バスバ２５は金属板であり、第２バスバ５１に近い側の先端は自由端になっている。製造公差により、第１バスバ２５の先端の位置がずれると、第１バスバ２５が第２バスバ５１と強く干渉するおそれがある。ガイドタブ２５ａは、図中のーＺ方向に延びているとともに、＋Ｙ方向に湾曲している。仮に第１バスバ２５の位置がーＹ方向にずれていても、湾曲しているガイドタブ２５ａが第２バスバ５１の角部５１ａに接触する。第１バスバ２５がさらに下がると、ガイドタブ２５ａの第２バスバ５１に面した湾曲面が角部５１ａに対して相対的にすべりながら、ガイドタブ２５ａが＋Ｘ方向に押される。ガイドタブ２５ａが＋Ｘ方向に押されることで第１バスバ２５の先端が＋Ｘ方向に湾曲し、第２バスバ５１の先端面と重なるようになる。
【００２３】
すなわち、第１バスバ２５と第２バスバ５１が強く干渉する位置関係にあっても、第１ケース２２を第２ケース２３に近づけていくと、ガイドタブ２５ａがまず第２バスバ５１に接触する。第１ケース２２がさらに近づくと、ガイドタブ２５ａの湾曲面が第１バスバ２５を円滑に第２バスバ５１と重なる位置に案内する。従って、第１ケース２２を第２ケース２３に組み合わせるときに第１バスバ２５と第２バスバ５１が強く干渉してしまい両ケースを閉じることができない事態を避けることができる。
【００２４】
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。ガイドタブ２５ａは、第２バスバの側に設けられていても良い。ガイドタブは、第１バスバと第２バスバの両方に設けられていてもよい。電気機器のケースは少なくとも２個に分かれていればよい。
【００２５】
第２バスバ５１は、固定座５９の上部の角部にて直角に屈曲している。第２バスバ５１は、固定座５９の上部の角部にて湾曲していてもよい。第２バスバは、第１ケースに面する側にて貫通孔に向かって延びているとともに、先端が第２ケースの底面に向けて曲がっているとよい。第１ケースを第２ケースに組み合わせる際、第２バスバの曲がっている箇所にガイドタブが接触し、第２バスバと重なる位置へ第１バスバを円滑に案内することができる。
【００２６】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００２７】
２：電力変換器
３、３ａ、３ｂ：半導体モジュール
４：冷却器
５：リアクトル
６：回路基板
１０：積層ユニット
２０：ケース
２２：第１ケース
２３：第２ケース
２５：第１バスバ
２５ａ：ガイドタブ
２６、４２、５２、６３：ボルト
３１、３２、３３：パワー端子
４０：端子台
４４：接続端子
５１：第２バスバ
５１ａ：角部
５９：固定座
２３１：貫通孔
【図１】
2020078098.tif 000003
【図２】
2020078098.tif 000004
【図３】
2020078098.tif 000005
【図４】
2020078098.tif 000006
【図５】
2020078098.tif 000007