(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方が開口した箱型の側壁に半円の凹状に貫通する取付部が形成されたケース本体と当該開口に蓋する蓋体とから成りケース内部に電力変換を行うインバータを含む電子部品が収納されるケースと、前記取付部に嵌合され、前記蓋体に押圧されて当該取付部の内周面に密着する弾性部材による半円状のグロメットと、前記ケース本体及び前記蓋体の間に押圧されて当該ケース本体及び当該蓋体に密着する弾性部材によるシール材とを有する電力変換装置において、
前記シール材は、当該シール材の前記グロメットへの当接部分が当該当接部分の寸法よりも両側にやや大きい幅で上方に凸状に盛り上がった凸部を有する形状を成し、前記蓋体は、前記シール材の凸部が密閉状態に嵌合される凹部を有する形状を成すことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記蓋体の凹部は、前記ケース本体の内側のみに壁面を有し、当該ケース本体の外側が開放され、この開放部分から前記シール材を挿入可能な形状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。
【請求項３】
前記グロメットは、当該グロメットの中心部に前記電子部品を冷却するための冷却管又は前記電子部品と信号を授受するための導線ケーブルを挿通する貫通口が開口されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記グロメットは、当該グロメットの中心部に前記電子部品と信号を授受するためのコネクタが配設されていることを特徴とする請求項１又は２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、ケース内に複数の半導体モジュールから成るインバータ等を収納して構成される電力変換装置に関し、特にケースの側壁に設けられた貫通口に、半導体モジュールを冷却する冷媒供給管や導線ケーブル等を気密状態に挿通するためのグロメットを密閉状態に取り付ける構造に特徴を有する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力変換装置として特許文献１の電気機器装置のように、図１の側面図に示す箱型の開口端に凹状の取付部３ａが形成されたケース本体３と該開口端に固定される蓋体４とからなり内部に電気機器を収納する筐体（ケース）と、電気機器に接続されるコードが貫装され得ると共に取付部３ａに嵌装され、蓋体４に押圧されて取付部３ａの内周面に密着する弾性シール部材からなるグロメット５とを備える電気機器装置において、取付部３ａとグロメット５とを略半円状とした構造がある。
【０００３】
この構造においては、ケース本体３の取付部３ａと、グロメット５とが略半円状となっているため、グロメット５を蓋体４で押圧すると、取付部３ａの内周面とグロメット５とが全体的に密着し、この密着面の各部に面圧が適切に作用する。従って、全体的なシール性が向上するといったメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３６９３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の特許文献１の構造においては、ケース本体３の取付部３ａに嵌合されたグロメット５の上面（露出面）と、ケース本体３の側壁上面との間に、僅かな高さの段差ｄ１が生じる。この場合、ケースを密閉するために、グロメット５及びケース本体３の双方の上面を蓋体４で押圧した際に、グロメット５の上面が均一に押圧されず、その上面の両角部分に隙間が生じることがある。
【０００６】
そこで、図２に示すように、グロメット５及びケース本体３の双方の上面と蓋体４との間に、液状ガスケットや接着剤等の粘着性の高いシール材６を介挿する必要がある。しかし、この場合、グロメット５及びケース本体３の双方の上面と蓋体４とがシール材６によって接着されるので、これら組付けの後、各々を分解して再組付けを行う際の分解時に、シール材６が剥がし難く、また、剥がしたとしてもシール材６がグロメット５やケース本体３に付着して再利用不可能となる問題があった。
【０００７】
また、ケース本体３に付着したシール材６がカスとなってケース内の電子部品や配線パターン等に落ちて付着することがあり、この場合、インバータ等の電子装置が漏電や誤動作を起こすことになるので再利用不可能となる問題があった。
【０００８】
また、ケース内にシール材６が落ちないように分解するには、そのための養生が必要となり工数が係る問題が生じていた。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ケース本体の側壁の取付部にグロメットを嵌合し、ケース開口を当該開口側のグロメット露出面にシール材を介挿して蓋体でグロメットを押圧して密閉状に蓋する構造において、ケース本体、グロメット、シール材及び蓋体を工数が掛からないように容易に分解して再組立することができ、分解時にシール材のカスがケース内に落ちないように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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、一方が開口した箱型の側壁に半円の凹状に貫通する取付部が形成されたケース本体と当該開口に蓋する蓋体とから成りケース内部に電力変換を行うインバータを含む電子部品が収納されるケースと、前記取付部に嵌合され、前記蓋体に押圧されて当該取付部の内周面に密着する弾性部材による半円状のグロメットと、前記ケース本体及び前記蓋体の間に押圧されて当該ケース本体及び当該蓋体に密着する弾性部材によるシール材とを有する電力変換装置において、前記シール材は、当該シール材の前記グロメットへの当接部分が当該当接部分の寸法よりも両側にやや大きい幅で上方に凸状に盛り上がった凸部を有する形状を成し、前記蓋体は、前記シール材の凸部が密閉状態に嵌合される凹部を有する形状を成すことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、シール材のグロメットを押圧する部分が凸部と肉厚になっているので、この肉厚部分の絶対値の厚さ寸法が長くなり凸部を有効活用できる。つまり、シール材のグロメットを押圧する凸部が肉厚となっているので、シール材を蓋体で押圧した際に、その凸部の圧縮距離が長いため、グロメットとケース本体との間にできる段差を吸収することが出来る。この場合、グロメットとシール材との間に隙間は生じず、シール材が切断することもない。また、シール材は弾性部材であるため剥がし易く、また、剥がした際にシール材がカスとなってケース内に落ちて付着することはない。従って、ケース本体、グロメット、シール材及び蓋体の各部品を工数が掛からないように容易に分解して再組立することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記蓋体の凹部は、前記ケース本体の内側のみに壁面を有し、当該ケース本体の外側が開放され、この開放部分から前記シール材を挿入可能な形状であることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、蓋体の凹部の開放部分からシール材を差し込めるので、シール材の設定が容易となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記グロメットは、当該グロメットの中心部に前記電子部品を冷却するための冷却管又は前記電子部品と信号を授受するための導線ケーブルを挿通する貫通口が開口されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、ケース本体の内部と外部を接続する必要がある部品において、すべてケース本体の一方向から組付けることが可能となるので、組付け性が向上する。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記グロメットは、当該グロメットの中心部に前記電子部品と信号を授受するためのコネクタが配設されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、ケース内の電子部品に電気的な接続を行う際に、ケース外部に配置されたコネクタを介して行うことができるので、電気的な接続が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の電力変換装置の側壁のグロメット周辺の構成を示す一部側面図である。
【図２】従来の電力変換装置の側壁のグロメットと蓋体との間にシール材を介挿する際の構成を示す一部側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電力変換装置のケースの蓋体を外した際の構成を示す平面図である。
【図４】図３の矢印Ｙ１方向から見たケースの側面図である。
【図５】上記ケースの側面の取付部にシール材を介して冷媒供給管及び冷媒排出管を挿通状態に嵌合した際の側面図である。
【図６】図５に示す破線枠内部分におけるケース本体に蓋体で蓋した状態の一部透視図となった一部側面図である。
【図７】（ａ）は図６に示す構造の各部品の一部側面図、（ｂ）は（ａ）に示す線分Ａ１−Ａ２の断面図である。
【図８】ケース本体の側壁とグロメットとの段差を示す側面図である。
【図９】シール材に形成される他の凹部を示す断面図である。
【図１０】グロメットの貫通口を示す側面図である。
【図１１】（ａ）グロメットに配設されるコネクタの正面図、（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
【００２０】
図３は、本発明の実施形態に係る電力変換装置のケースの蓋体を外した際の構成を示す平面図である。
【００２１】
図３に示す電力変換装置１は、ＤＣ−ＤＣ（直流−直流）コンバータ回路やインバータ回路等の電力変換回路の一部を構成する複数の半導体モジュール２１並びにこれら半導体モジュール２１を冷却する互いに連結された複数の冷却管２２を交互に積層してなる半導体積層ユニット２と、この半導体積層ユニット２を内側に収容するケース本体３とを備え、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流を生成するために用いられる。この他、産業機器のモータ駆動インバータ、ビル空調用のエアコンインバータ等にも用いられる。
【００２２】
半導体積層ユニット２は、ケース本体３の外部から複数の冷却管２２の内部に冷却媒体を供給するための冷媒供給管４１と、複数の冷却管２２からケース本体３の外部に冷却媒体を排出するための冷媒排出管４２とを、積層方向の一端の冷却管２２にそれぞれ接続してなる。冷媒供給管４１及び冷媒排出管４２は、図３の矢印Ｙ１方向から見たケース本体３の側面図である図４に示すように、ケース本体３の側面に形成された２つの概略半円形で凹状に切り欠いた取付部３ａに、図５に示すように、防水用のゴム等の弾性部材によるグロメット５を介して挿通されている。つまり、グロメット５は取付部３ａよりもややサイズの大きい概略半円形状を成す。更に、グロメット５の中央部分には貫通口が形成され、この貫通口に冷媒供給管４１又は媒排出管４２が気密状態に挿通されている。
【００２３】
また、冷媒供給管４１及び冷媒排出管４２は、グロメット５よりもケース本体３の内側に冷媒供給管４１及び冷媒排出管４２を把持する把持治具（図示せず）を係合するための治具係合部６１が外周に嵌合され、更に、ケース本体３の外部においてホース位置決め部６２が外周に嵌合されている。このホース位置決め部６２は、ケース本体３の外部から冷媒供給管４１に冷却媒体を供給するための外部供給ホース６２１及び冷媒排出管４２からケース本体３の外部に冷却媒体を排出するための外部排出ホース６２２を位置決めするためのものである。
【００２４】
また、半導体積層ユニット２は、複数の半導体モジュール２１と複数の冷却管２２とを交互に積層してなるが、冷却管２２同士は、上流側においては供給側連結部２２１によって連結され、下流側においては排出側連結部２２２によって連結されている。その下流側のケース本体３と半導体積層ユニット２との間には、弾性力を有するバネ部材１１が配設されている。ここで、ケース本体３は、バネ部材１１の幅方向の両端部を係止する固定用部材１２が当接する部材当接部３２と、上流側端部の冷却管２２の主面に当接する主面当接部３３とを有する。バネ部材１１は、下流側端部における冷却管２２の主面に当接する当接板部１３と固定用部材１２との間において、半導体積層ユニット２を上流側に押圧した付勢状態で配設する。このバネ部材１１の付勢力により、上流側端部における冷却管２２の主面が主面当接部３３と当接している。
【００２５】
次に、ケース本体３の上方の開口に蓋がされた状態を図６に示す。この図６は、図５に破線枠Ｗ１で囲む部分を表した一部透視図（シール材７３が透視されている）となった側面図である。図６に示すように、ケース本体３の開口にはケース本体３の箱状の側壁上面にシール材７３を介して蓋体７１で密閉状態に蓋が成される。また、これら部材を分解した様子を図７（ａ）に示す。図７（ｂ）は（ａ）に示す各部材を線分Ａ１−Ａ２で切断した際の断面図である。
【００２６】
本実施形態の特徴は、シール材７３を、当該シール材７３のグロメット５への当接部分の横幅よりも両側にやや大きい幅で上方に凸状に盛り上がった凸部７３ａを有する形状とした。更に、蓋体７１を、シール材７３の凸部７３ａが密閉状態に嵌合される凹部７１ａを有する形状とした。また、シール材７３は、ゴム等の弾性材料によるものであり、凸部７３ａの厚みが他の部分よりも数倍厚い寸法と成っている。
【００２７】
このようにした場合、図８に示すようにケース本体３の取付部３ａにグロメット５を嵌合した際に、グロメット５の上面（露出面）とケース本体３の側壁上面との間に、僅かな高さの段差ｄ１が生じるが、これを上からシール材７３を介して蓋体７１で押圧して固定した際に、図６に示したように蓋体７１及びシール材７３でグロメット５の上面が均一に押圧される。これによって従来構造のように、グロメット５の上面の両角部分に隙間が生じることが無くなる。
【００２８】
この理由は、シール材７３のグロメット５を押圧する部分が凸部７３ａと肉厚になっているので、この肉厚部分の絶対値の厚さ寸法が長くなり凸部７３ａを有効活用できるからである。つまり、シール材７３が従来のように薄ければ蓋体７１で押圧した際に、この押圧による圧縮距離が短くグロメット５とケース本体３との間の段差ｄ１を吸収しきれない場合がある。この場合は隙間が生じる。また、シール材が圧縮され過ぎた場合、切断することもある。
【００２９】
しかし、本実施形態のように、シール材７３のグロメット５を押圧する凸部７３ａが肉厚となっているので、シール材７３を蓋体７１で押圧した際に、その凸部７３ａの圧縮距離が長いため段差ｄ１を吸収することが出来る。この場合、隙間は生じない。また切断することもない。
【００３０】
このように本実施形態の電力変換装置１によれば、ケース本体３の側壁の取付部３ａにグロメット５を嵌合し、ケース本体３の開口を当該開口側のグロメット露出面にシール材７３を介挿して蓋体７１でグロメット５を押圧して密閉状に蓋する構造において、シール材７３が、当該シール材７３のグロメット５への当接部分が当該当接部分の寸法よりも両側にやや大きい幅で上方に凸状に盛り上がった凸部７３ａを有する形状を成し、蓋体７１が、シール材７３の凸部７３ａが密閉状態に嵌合される凹部７１ａを有する形状を成すようにした。
【００３１】
この構造によれば、ケース本体３、グロメット５、シール材７３及び蓋体７１の各部品を工数が掛からないように容易に分解して再組立することができる。即ち、シール材７３は弾性部材であるため剥がし易く、また、剥がしたとしてもシール材７３がカスとなってケース内に落ちて電子部品や配線パターン等に付着することはない。従って、電力変換装置１を再利用可能とすることができる。また、従来のようにケース内にシール材が落ちないようにするための養生が不要となるので、その分工数が掛からないようにすることが出来る。
【００３２】
更に、シール材７３の凸部７３ａでグロメット５を適度な押圧で圧縮するので、圧縮されすぎてシール材７３が千切れたりすることも無くなる。
【００３３】
更に、蓋体７１とシール材７３の間に従来の液状ガスケットや、接着剤等の粘着性の高いシール材を介挿してもよい。この場合には蓋体７１とシール材７３の間の気密状態をより確実に確保することが可能であり、さらに、シール材７３とケース本体３の間はシール材７３が弾性部材であるため剥がし易く、シール材７３とケース本体３とに容易に分解して再組付けすることができる。
【００３４】
この他、図９に示すように、蓋体７１の凹部７１ｂを形成しても良い。図９は図７(ｂ)に対応する断面図であり、凹部７１ｂは、ケース本体３の内側のみに側壁を有する凹形状と成っている。つまり、凹部７１ｂのケース外側は側壁が無く開放されているので、この開放部分からシール材７３を容易に差し込めるといったメリットがある。
【００３５】
また、図１０に示すグロメット５の中央部分の貫通口５ａには、上述の実施形態では、冷却管としての冷媒供給管４１又は冷媒排出管４２が挿通されていたが、これに代え、ケース内のインバータ等の電子部品と図示せぬ外部装置とで信号を授受する導線ケーブルを気密状態に挿通しても良い。この場合でも前述同様の効果を得ることが出来る。また、ケース内部と外部を接続する必要がある部品において、すべてケース本体３の一方向から組付けることが可能となるので、組付け性が向上する。
【００３６】
更に、図１１に示すようなコネクタ８１をグロメット５の中央部分に取り付けても良い。図１１（ａ）はコネクタ８１の正面図、（ｂ）は側面図である。コネクタ８１は、グロメット５のケース内側で所定の電子部品と接続されており、ケース外側で図示せぬ外部装置のコネクタと接続するようになっている。このようにコネクタ８１をグロメット５に取り付けた場合、ケース内の電子部品と外部装置とを容易に接続することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  電力変換装置
２  半導体積層ユニット
３  ケース本体
３ａ  取付部
４，７１  蓋体
７１ａ，７１ｂ  凹部
５  グロメット
５ａ  貫通口
６，７３  シール材
７３ａ  凸部
１１  バネ部材
１２  固定用部材
１３  当接板部
２１  半導体モジュール
２２  冷却管
３２  部材当接部
３３  主面当接部
４１  冷媒供給管
４２  冷媒排出管
６１  治具係合部
６２  ホース位置決め部
８１  コネクタ
２２１  供給側連結部
２２２  排出側連結部
６２１  外部供給ホース
６２２  外部排出ホース
【図１】
0005413675.tif 000002
【図２】
0005413675.tif 000003
【図３】
0005413675.tif 000004
【図４】
0005413675.tif 000005
【図５】
0005413675.tif 000006
【図６】
0005413675.tif 000007
【図７】
0005413675.tif 000008
【図８】
0005413675.tif 000009
【図９】
0005413675.tif 000010
【図１０】
0005413675.tif 000011
【図１１】
0005413675.tif 000012