(57)【要約】【課題】収容ケースの水密性を向上させることができる電力変換装置を提供すること。【解決手段】電力変換装置は、電子部品と冷却器と収容ケース４と突出パイプ５と環状のシール部材６とを有する。シール部材６は、突出パイプ５と収容ケース４との間に介在するシール本体部６１と、シール本体部６１から径方向外側へ延設されると共に収容ケース４の外側面に軸方向Ｘから接触する鍔部６２と、を有する。収容ケース４には、鍔部６２を外周側から囲む周壁面４１と、周壁面４１の内側において鍔部６２の外周縁６２１に沿った環状溝部４２と、が形成されている。周壁面４１は、収容ケース４における鍔部が接触する面である軸方向接触面４３よりも、軸方向Ｘにおける外側まで形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換回路の一部を構成する電子部品（２）と、
該電子部品を冷却する冷却器（３）と、
上記電子部品及び上記冷却器を内部に収容してなる収容ケース（４）と、
上記冷却器に接続されると共に上記収容ケースの外側へ突出した突出パイプ（５）と、
上記突出パイプと上記収容ケースとの間の隙間を密封する環状のシール部材（６）と、を有し、
上記シール部材は、上記突出パイプと上記収容ケースとの間に介在するシール本体部（６１）と、該シール本体部から径方向外側へ延設されると共に上記収容ケースの外側面に軸方向（Ｘ）から接触する鍔部（６２）と、を有し、
上記収容ケースには、上記鍔部を外周側から囲む周壁面（４１）と、該周壁面の内側において上記鍔部の外周縁（６２１）に沿った環状溝部（４２）と、が形成されており、
上記周壁面は、上記収容ケースにおける上記鍔部が接触する面である軸方向接触面（４３）の外周端（４３１）よりも、軸方向における外側まで形成されている、電力変換装置（１）。
【請求項２】
上記周壁面は、上記収容ケースの外側面に形成された凹部（４１０）の内周面であり、上記環状溝部は、上記凹部の底面に形成されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
上記収容ケースは、上記環状溝部に連通すると共に、上記周壁面よりも外周側へ延びる連通溝（４６）を有する、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
上記周壁面は、上記収容ケースの外側面から上記突出パイプの軸方向に突出した環状壁部（４７）の内周面からなる、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
上記環状壁部における周方向の一部には、該環状壁部を径方向に貫通する貫通部（４７１）が形成されている、請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
上記環状溝部の内周縁（４２１）は、上記鍔部の外周縁よりも内側に配置されている、請求項１〜５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、冷却器を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の車両等には、インバータやＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置が搭載されている。かかる電力変換装置として、例えば、特許文献１には、半導体モジュール等の電子部品や、電子部品を冷却する冷却器を、収容ケースに収容してなるものが開示されている。そして、この電力変換装置においては、冷却器に接続された冷媒導入管及び冷媒排出管が、収容ケースから突出して配設されている。そして、冷媒導入管及び冷媒排出管が収容ケースを貫通する貫通部においては、グロメットを配設して、両者の間の水密性を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３３７９４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、上記特許文献１に開示された電力変換装置においては、グロメットが、収容ケースの外側面よりも突出している。そのため、グロメットの外周端縁と収容ケースとの間の界面が被水しやすい。つまり、例えば、洗車時や降雨時などにおいて、グロメットの外周端縁と収容ケースとの間の界面に、水が当たることが考えられる。また、この界面に、塩水等が溜まると、金属製の収容ケースが徐々に腐食する要因となり得る。収容ケースが腐食すると、その部分における水密性の確保が困難となるおそれが懸念される。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、収容ケースの水密性を向上させることができる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】
【０００６】
本発明の一態様は、電力変換回路の一部を構成する電子部品（２）と、
該電子部品を冷却する冷却器（３）と、
上記電子部品及び上記冷却器を内部に収容してなる収容ケース（４）と、
上記冷却器に接続されると共に上記収容ケースの外側へ突出した突出パイプ（５）と、
上記突出パイプと上記収容ケースとの間の隙間を密封する環状のシール部材（６）と、を有し、
上記シール部材は、上記突出パイプと上記収容ケースとの間に介在するシール本体部（６１）と、該シール本体部から径方向外側へ延設されると共に上記収容ケースの外側面に軸方向（Ｘ）から接触する鍔部（６２）と、を有し、
上記収容ケースには、上記鍔部を外周側から囲む周壁面（４１）と、該周壁面の内側において上記鍔部の外周縁（６２１）に沿った環状溝部（４２）と、が形成されており、
上記周壁面は、上記収容ケースにおける上記鍔部が接触する面である軸方向接触面（４３）の外周端（４３１）よりも、軸方向における外側まで形成されている、電力変換装置（１）にある。
【発明の効果】
【０００７】
上記電力変換装置において、上記収容ケースには、上記鍔部を外周側から囲む周壁面が形成されている。これにより、電力変換装置が外部から被水したとき、シール部材の鍔部と収容ケースとの接触部付近の被水を抑制することができる。すなわち、軸方向接触面の外周端への被水を抑制することができる。
【０００８】
また、上記収容ケースには、周壁面の内側において鍔部の外周縁に沿った環状溝部が形成されている。これにより、周壁面の内側に水が到達したとしても、軸方向接触面の外周端に水が溜まることを抑制することができる。つまり、軸方向接触面の外周端に水が到達したとき、その水が、環状溝部へ流れ落ちるようにすることができる。その結果、鍔部の外周縁に水が溜まりにくい。
これにより、鍔部と収容ケースとの間に水が浸入することを、効果的に抑制することができる。つまり、収容ケースの水密性を向上させることができる。
【０００９】
以上のごとく、上記態様によれば、収容ケースの水密性を向上させることができる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、電力変換装置の断面説明図。
【図２】図１のII視図。
【図３】実施形態１における、シール部材周辺の拡大断面図。
【図４】図３のVI視図。
【図５】実施形態１における、収容ケースの挿通孔周辺の平面図。
【図６】実施形態１における、作用効果を説明する説明図。
【図７】比較形態における、シール部材周辺の拡大断面図。
【図８】実施形態２における、シール部材周辺の拡大断面図。
【図９】図８のIX視図。
【図１０】実施形態２における、収容ケースの挿通孔周辺の平面図。
【図１１】実施形態２における、電力変換装置の正面図。
【図１２】実施形態３における、シール部材周辺の拡大断面図。
【図１３】図１３のXIII視図。
【図１４】実施形態４における、シール部材周辺の拡大断面図。
【図１５】図１４のXV視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
電力変換装置に係る実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
本実施形態の電力変換装置１は、図１に示すごとく、電子部品としての半導体モジュール２と、冷却器３と、収容ケース４と、突出パイプ５と、環状のシール部材６と、を有する。
【００１２】
半導体モジュール２は、電力変換回路の一部を構成する電子部品である。冷却器３は、半導体モジュール２を冷却する。収容ケース４は、半導体モジュール２及び冷却器３を内部に収容してなる。図１、図２に示すごとく、突出パイプ５は、冷却器３に接続されると共に収容ケース４の外側へ突出している。シール部材６は、突出パイプ５と収容ケース４との間の隙間を密封する。
【００１３】
図３に示すごとく、シール部材６は、シール本体部６１と鍔部６２とを有する。シール本体部６１は、突出パイプ５と収容ケース４との間に介在する部位である。鍔部６２は、シール本体部６１から径方向外側へ延設されると共に収容ケース４の外側面に軸方向Ｘから接触する部位である。
なお、本明細書において、「径方向」というときは、特に示さない限り、突出パイプ５の半径方向をいう。また、「軸方向」というときは、特に示さない限り、突出パイプ５の軸方向であり、シール部材６の軸方向をいう。
【００１４】
収容ケース４には、鍔部６２を外周側から囲む周壁面４１と、周壁面４１の内側において鍔部６２の外周縁６２１に沿った環状溝部４２と、が形成されている。
周壁面４１は、収容ケース４における鍔部６２が接触する面である軸方向接触面４３の外周端４３１よりも、軸方向Ｘにおける外側まで形成されている。
【００１５】
電力変換装置１は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載され、バッテリーと回転電機との間に接続される。そして、電力変換装置１は、直流電力と交流電力との間の電力変換を行う。収容ケース４は、アルミニウム等の金属製とすることができる。図１に示すごとく、収容ケース４の内側に、複数の半導体モジュール２とこれらを冷却する冷却器３とが収容されている。冷却器３は、複数の冷却管３１を積層してなる。複数の冷却管３１と複数の半導体モジュール２とが交互に積層されている。
【００１６】
積層方向に隣り合う冷却管３１同士は、その長手方向の両端部付近において、互いに連結管３２によって連結されている。積層方向の一端に配された冷却管３１から、積層方向に突出するように、２本の突出パイプ５が設けてある。冷媒は、一方の突出パイプ５から導入され、冷却器３の内部を流通した後、他方の突出パイプ５から排出される。冷却器３においては、冷媒が適宜連結管３２を介して複数の冷却管３１に分配されて流れる。
【００１７】
これにより、冷媒が半導体モジュール２と熱交換することで、半導体モジュール２を冷却することができる。各半導体モジュール２は、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタの略）、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタの略）等のスイッチング素子を内蔵してなる。また、冷却器３及び突出パイプ５は、例えばアルミニウム等の金属によって構成される。
【００１８】
そして、突出パイプ５は、収容ケース４の一つの壁部４４を貫くように配設されている。壁部４４には、突出パイプ５を挿通させるための挿通孔４５が２つ形成されている。挿通孔４５と突出パイプ５との間に、シール部材６が介在している。すなわち、図３に示すごとく、突出パイプ５の外周面と挿通孔４５の内周面との双方に密着するように、シール部材６が配設されている。
【００１９】
シール部材６はゴム等の弾性部材からなる。そして、円筒状のシール本体部６１と、シール本体部６１における軸方向Ｘの一端の全周から外周側へ突出した鍔部６２とを有する。
挿通孔４５には、収容ケース４の外側への開口側に、壁部４４の一部が後退した凹部４１０が形成されている。凹部４１０の内径は、挿通孔４５の内径よりも大きい。
【００２０】
シール部材６は、シール本体部６１を挿通孔４５に嵌入し、鍔部６２を凹部４１０内に配置している。また、シール部材６を軸方向Ｘに貫通する中央孔６０に、突出パイプ５が挿通されている。そして、鍔部６２は凹部４１０の底面の一部となる軸方向接触面４３に接触している。また、図３、図４に示すごとく、凹部４１０の内周面は、鍔部６２の外周面（すなわち外周縁６２１）に対して、間隔を設けつつ対向配置されている。
【００２１】
すなわち、周壁面４１は、収容ケース４の外側面に形成された凹部４１０の内周面である。そして、環状溝部４２は、凹部４１０の底面に形成されている。環状溝部４２は、軸方向接触面４３の外側において、環状に形成されている。また、環状溝部４２の外周縁と周壁面４１とは滑らかに連続形成されている。
【００２２】
図３〜図５に示すごとく、環状溝部４２の内周縁４２１は、鍔部６２の外周縁６２１よりも内側に配置されている。これにより、収容ケース４の軸方向接触面４３が、鍔部６２の外周縁６２１の外周側に隣接しないような構成となっている。なお、鍔部６２の外周縁６２１は、環状溝部４２の内周縁４２１よりもわずかに外周側へ突出している程度である。内周縁４２１に対する外周縁６２１の突出量は、例えば、環状溝部４２の幅の半分以下である。
【００２３】
また、本実施形態においては、周壁面４１は、シール部材６における軸方向Ｘの外側端部よりも、軸方向外側まで形成されている。シール部材６は、その全体が、凹部４１０の内側及び挿通孔４５の内側に収まっている。
【００２４】
電力変換装置１は、車両に搭載された状態において、図３に示すごとく、突出パイプ５が斜め上方、若しくは上方を向くように配設される。すなわち、突出パイプ５の突出方向が、重力方向と反対側となる。そして、本実施形態においては、突出パイプ５の突出方向は、重力方向に対して傾斜している。
【００２５】
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置１において、収容ケース４には、鍔部６２を外周側から囲む周壁面４１が形成されている。これにより、電力変換装置１が外部から被水したとき、シール部材６の鍔部６２と収容ケース４との接触部付近の被水を抑制することができる。すなわち、軸方向接触面４３の外周端４３１への被水を抑制することができる。
【００２６】
例えば、洗車時等において、鍔部６２の外周縁６２１や軸方向接触面４３の外周端４３１に、高圧水が直接当たることを抑制することができる。これにより、軸方向接触面４３と鍔部６２との間に水が浸入することを抑制することができる。
【００２７】
また、収容ケース４には、周壁面４１の内側において鍔部６２の外周縁６２１に沿った環状溝部４２が形成されている。これにより、周壁面４１の内側に水が到達したとしても、軸方向接触面４３の外周端４３１に水が溜まることを抑制することができる。つまり、軸方向接触面４３の外周端４３１に水が到達したとき、その水が、環状溝部４２へ流れ落ちるようにすることができる。その結果、鍔部６２の外周縁６２１に水が溜まりにくい。
【００２８】
すなわち、図６に示すごとく、軸方向接触面４３の外周端４３１に水が到達したとき、その水Ｗは、環状溝部４２に落下する。それゆえ、軸方向接触面４３の外周端４３１に水が留まることを防ぐことができる。
これにより、鍔部６２と収容ケース４の軸方向接触面４３との間に水が浸入することを、効果的に抑制することができる。つまり、収容ケース４の水密性を向上させることができる。
【００２９】
周壁面４１は、収容ケース４の外側面に形成された凹部４１０の内周面であり、環状溝部４２は、凹部４１０の底面に形成されている。これにより、周壁面４１を容易に形成することができる。
【００３０】
また、環状溝部４２の内周縁４２１は、鍔部６２の外周縁６２１よりも内側に配置されている。これにより、鍔部６２の外周縁６２１に水が滞留することを防ぐことができる。これにより、鍔部６２の外周縁６２１の周囲において、収容ケース４が腐食することを防ぐことができる。その結果、収容ケース４の内部への水の浸入を一層確実に防ぐことができる。
【００３１】
以上のごとく、本実施形態によれば、収容ケースの水密性を向上させることができる電力変換装置を提供することができる。
【００３２】
（比較形態）
本比較形態においては、図７に示すごとく、収容ケース４に、実施形態１に示した周壁面４１及び環状溝部４２を、設けていない電力変換装置について説明する。なお、本形態以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。ただし、本比較形態において付した符号は、実施形態１の電力変換装置１の各部位に対応する部位を示すものであり、構成自体は異なる場合がある。
【００３３】
本比較形態においては、収容ケース４の外側面に、鍔部６２が軸方向Ｘに当接している。そして、鍔部６２は、その外周側から囲まれた構造にもなっていない。この場合、例えば、洗車時の高圧水Ｗ１が、鍔部６２の外周縁６２１に対して、外周側から直接当たることがある。その場合、鍔部６２と収容ケース４の軸方向接触面４３との間に、水が浸入することが考えられる。つまり、高圧水Ｗ１によって、鍔部６２の一部がめくれ上がり、鍔部６２と軸方向接触面４３との間に水が浸入することが懸念される。
【００３４】
また、突出パイプ５が斜め上方を向くように配置されているような場合、鍔部６２の外周縁６２１と収容ケース４の外側面との間の部分に、水Ｗ２が留まることが懸念される。この場合、溜まった水Ｗ２が、塩水など腐食成分を有する水である場合に、金属製の収容ケース４が腐食することが懸念される。この腐食が進むことで、水密性が低下するおそれがある。
【００３５】
これに対して、上述した実施形態１の電力変換装置１においては、上記のような現象を抑制することができる。
【００３６】
（実施形態２）
本実施形態は、図８〜図１１に示すごとく、収容ケース４が、環状溝部４２に連通すると共に、周壁面４１よりも外周側へ延びる連通溝４６を有する、電力変換装置１の形態である。
【００３７】
連通溝４６は、環状溝部４２の外周縁の一部から径方向外側へ延びるように形成されている。図８に示すごとく、環状溝部４２との連結部において、連通溝４６の底面４６３は、環状溝部４２の底面４２３と、略同等の深さ方向の位置に形成されている。図８においては、連通溝４６の深さは、長手方向にわたり略一定に描いているが、連通溝４６の深さは変化していてもよい。例えば、環状溝部４２から遠ざかるにしたがって、連通溝４６の深さが浅くなるように形成してもよい。
【００３８】
図９、図１０に示すごとく、連通溝４６の幅は、例えば、凹部４１０の半径よりも小さくすることができる。また、連通溝４６の幅は、例えば、突出パイプ５の内径よりも小さくすることができる。
【００３９】
また、電力変換装置１は、車両に搭載された状態において、図８に示すごとく、突出パイプ５が斜め上方を向くように配置される。さらに、連通溝４６の底面４６３が、環状溝部４２側から外周側へ向かうにつれて下方へ下がるように、電力変換装置１が配置される。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００４０】
本実施形態においては、収容ケース４に、環状溝部４２に連通する連通溝４６が形成さている。これにより、環状溝部４２に落ちた水を、連通溝４６から排出することができる。それゆえ、環状溝部４２に水が溜まることを防ぐことができる。その結果、より確実に、収容ケース４の水密性を向上させることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００４１】
（実施形態３）
本形態の電力変換装置１は、図１２、図１３に示すごとく、挿通孔４５の周囲において、収容ケース４の外側面から突出パイプ５の軸方向Ｘに突出した環状壁部４７を有する。
そして、周壁面４１は、環状壁部４７の内周面からなる。つまり、環状壁部４７が、シール部材６の鍔部６２を外周側から囲むように形成されている。これにより、環状壁部４７の内周面が、鍔部６２を外周側から囲む周壁面４１となる。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００４２】
本形態は、収容ケース４の壁部４４の厚みが、比較的薄い場合に、有用である。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００４３】
（実施形態４）
本形態の電力変換装置１は、図１４、図１５に示すごとく、環状壁部４７における周方向の一部に、環状壁部４７を径方向に貫通する貫通部４７１が形成されている。
電力変換装置１が車両に搭載された状態において、図１４に示すごとく、環状壁部４７における下側に配される部分に、貫通部４７１が形成されている。そして、貫通部４７１は、環状溝部４２側から外周側へ向かうにつれて下方へ下がるように形成されている。
【００４４】
図１５に示すごとく、軸方向Ｘから見たときの貫通部４７１の幅は、例えば、環状壁部４７の内周半径よりも小さくすることができる。また、突出パイプ５の軸方向Ｘから見たときの貫通部４７１の幅は、例えば、突出パイプ５の内径よりも小さくすることができる。
その他の構成は、実施形態３と同様である。
【００４５】
本形態においては、環状溝部４２に落ちた水を、貫通部４７１から排出することができる。それゆえ、環状溝部４２に水が溜まることを防ぐことができる。その結果、より確実に、収容ケース４の水密性を向上させることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００４６】
上記実施形態においては、環状溝部４２の内周縁４２１を、シール部材６の鍔部６２の外周縁６２１よりも内側に配置した形態を示したが、例えば、内周縁４２１を鍔部６２の外周縁６２１と同等の位置に配置してもよい。
【００４７】
また、上記実施形態においては、２つの突出パイプ５のそれぞれの周囲における、収容ケース４の構造及びシール部材６の形状を、同様のものとして説明したが、必ずしもこれに限られない。すなわち、一つの突出パイプの周囲の構造についてのみ、上記の構造を採用することもできる。例えば、２つの突出パイプの突出方向が異なり、いずれか一方が、斜め下方もしくは下方を向いて配置されるような場合等には、その突出パイプの周囲には上記構造を採用しないようにすることも可能である。
【００４８】
また、実施形態２の電力変換装置１において、連通溝４６の代わりに、収容ケース４の壁部４４の内部を貫通して収容ケース４の外部へつながるような連通路を形成することも考えられる。また、実施形態４の電力変換装置１において、貫通部４７１の代わりに、環状壁部４７の一部を軸方向Ｘに切り欠いてなるスリットを形成することも考えられる。
【００４９】
また、上記実施形態においては、冷却器が冷却する電子部品として、半導体モジュールを示したが、電子部品はこれに限られず、例えば、コンデンサ、リアクトル等、他の電子部品とすることもできる。
【００５０】
本発明は上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。
【符号の説明】
【００５１】
１  電力変換装置
２  半導体モジュール（電子部品）
３  冷却器
４  収容ケース
４１  周壁面
４２  環状溝部
５  突出パイプ
６  シール部材
６１  シール本体部
６２  鍔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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