(57)【要約】【課題】冷却器のシール性を確保しつつ、電力変換装置を小型化する。【解決手段】電子部品と、上記電子部品を冷媒により冷却する冷却器４とを備える電力変換装置１であって、上記冷媒を案内する冷媒配管４ｂを有する冷却器４と、上記電子部品及び上記冷却器４を収容すると共に上記冷媒配管４ｂが挿入される開口が形成されたケーシング２と、上記開口の内周面に設けられ上記冷媒配管４ｂと上記開口との間を封止する封止部材５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を有する電力変換回路と、前記電子部品を冷媒により冷却する冷却器とを備える電力変換装置であって、
前記冷媒を案内する冷媒配管を有する冷却器と、
前記電子部品及び前記冷却器を収容すると共に前記冷媒配管が挿入される開口が形成されたケーシングと、
前記開口の内周面に設けられ前記冷媒配管と前記開口との間を封止する封止部材と
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記冷媒配管は、外径が開口端に向けて縮径されていることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記封止部材は、前記冷媒配管の延在方向において複数箇所に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記ケーシングには、複数の前記封止部材の間においてドレン流路が形成されることを特徴とする請求項３記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記冷却器は、前記冷媒配管と対応する位置に前記ケーシングに対する被固定部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記冷媒配管は、前記冷却器内の前記冷媒の流れ方向において、上流側及び下流側の端部に設けられることを特徴とする請求項１〜４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ものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される電力変換装置における電子部品は、通電されることにより高温となる。このため、電力変換装置には、冷媒により電子部品を冷却する冷却器が設けられている。例えば、特許文献１には、ケースに電子部品と共に収容された冷却器が開示されている。特許文献１においては、冷却器とケースに設けられた冷媒流路との間に、冷媒の漏出を防止するシール部材が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−６７０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のシール部材は、冷却器と冷媒流路との間にシール部材を設ける場合、冷却器をケースに強く押し付けた状態で固定し、シール部材を冷却器及びケースに密着させる必要がある。このため、冷却器は、ケースに対して固定するためのボルト孔などの被固定部を複数備え、均等な力で固定されるように被固定部を配置する必要がある。また、シール部材をケースに押し付けるために、冷却器にシール部材を押し付けるフランジ状の固定部位が必要となる。したがって、冷却器の形状が大型化することで、電力変換装置内におけるレイアウトが制限されるため、電力変換装置の大型化を招く。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、冷却器のシール性を確保しつつ、電力変換装置を小型化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の手段として、電子部品を有する電力変換回路と、上記電子部品を冷媒により冷却する冷却器とを備える電力変換装置であって、上記冷媒を案内する冷媒配管を有する冷却器と、上記電子部品及び上記冷却器を収容すると共に上記冷媒配管が挿入される開口が形成されたケーシングと、上記開口の内周面に設けられ上記冷媒配管と上記開口との間を封止する封止部材とを備える、という構成を採用する。
【０００７】
第２の手段として、上記第１の手段において、上記冷媒配管は、外径が開口端に向けて縮径されている、という構成を採用する。
【０００８】
第３の手段として、上記第１または２の手段において、上記封止部材は、上記冷媒配管の延在方向において複数箇所に設けられる、という構成を採用する。
【０００９】
第４の手段として、上記第３の手段において、上記ケーシングには、複数の上記封止部材の間においてドレン流路が形成される、という構成を採用する。
【００１０】
第５の手段として、上記第１〜４のいずれかの手段において、上記冷却器は、上記冷媒配管と対応する位置に上記ケーシングに対する被固定部を有する、という構成を採用する。
【００１１】
第６の手段として、上記第１〜５のいずれかの手段において、上記冷媒配管は、上記冷却器内の上記冷媒の流れ方向において、上流側及び下流側の端部に設けられる、という構成を採用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、冷却器が冷媒配管を有し、冷媒配管が挿入されるケーシングの開口の内周面に封止部材が設けられている。このような構造とすることにより、冷媒配管を開口に挿入することで、冷媒配管とケーシングとの間を封止することができる。これにより、シール性を保持するために冷却器の封止部材をケーシングに対して均一に接触するように固定する必要がなく、冷却器に被固定部を多数設ける必要がない。また、冷却器に、封止部材をケーシングに押し付けるための固定部位を設ける必要がない。したがって、冷却器のシール性を確保しつつ、電力変換装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電力変換装置の一部を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における電子部品及び冷却器の一部を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態における冷却器の全体を示す図であり、（ａ）が上面図であり、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る電力変換装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る電力変換装置１の一部を示す断面図である。電力変換装置１は、図１に示すように、ケーシング２と、ＥＣＵ基板３（図１では不図示）と、冷却器４と、シール部材５（封止部材）と、パワーモジュール６とを備え、車両に搭載される装置である。
【００１６】
ケーシング２は、上部ケース２ａと、中間ケース２ｂと、下部ケース２ｃとを備えており、上部ケース２ａと中間ケース２ｂと下部ケース２ｃとが連結されることにより箱状に構成されている。
【００１７】
上部ケース２ａは、凹部が設けられた部材であり、凹部が内側となるように、中間ケース２ｂと係合されている。中間ケース２ｂは、中央部にコンデンサ等が収容される部材であり、冷媒流路Ｒ１及びドレン流路Ｒ２が後述する冷媒配管４ｂと対応する位置にそれぞれ２つずつ形成されている。冷媒流路Ｒ１は、中間ケース２ｂの側周壁の端部と中間ケース２ｂの外側とを連通するＬ字型の流路であり、中間ケース２ｂの側周壁の端部に形成された開口端から、冷却器４の後述する冷媒配管４ｂが挿入される。ドレン流路Ｒ２は、冷媒流路Ｒ１の内周面と中間ケース２ｂの外側とを連通する直線状の流路であり、冷却器４の後述する冷媒配管４ｂが挿入される部位に、冷媒流路Ｒ１側の開口端が設けられる。下部ケース２ｃは、凹部が設けられた部材であり、凹部が内側となるように、中間ケース２ｂと係合されている。ケーシング２は、上部ケース２ａの凹部と、中間ケース２ｂの空洞と、下部ケース２ｃの凹部とにより形成される収容空間に、ＥＣＵ基板３、冷却器４及びパワーモジュール６を収容している。
【００１８】
図２は、本実施形態におけるＥＣＵ基板３及び冷却器４の一部を示す斜視図である。ＥＣＵ基板３は、モータを制御する電子回路が基板に実装されたユニットである。ＥＣＵ基板３は、不図示のコネクタにより、電力変換装置１の外部の電子制御装置等と接続されており、運転状況等に合わせて三相モータを制御する。ＥＣＵ基板３は、パワーモジュール６の上面に設けられている。
【００１９】
図３は、本実施形態における冷却器４の全体を示す図であり、（ａ）が上面図であり、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図である。冷却器４は、本体部４ａと、２つの冷媒配管４ｂとを備えている。本体部４ａは、略矩形の２枚の板部材の縁を互いに接合することにより形成された扁平の袋形状とされ、対角線上の縁部近傍の２箇所に設けられた開口部４ａ１において、２つの冷媒配管４ｂと接続されている。本体部４ａは、２枚の板部材により形成される冷却面を有する外形形状とされ、一方の冷却面においてパワーモジュール６が設置され、他方の平坦面がコンデンサ等の大型の電子部品と当接した状態でケーシング２と当接する。また、図３（ａ）に示すように、本体部４ａには、２つの冷媒配管４ｂと接続される開口部４ａ１の近傍（対応する位置）に、ボルト孔４ｃ（被固定部）が形成されており、ボルトにより中間ケース２ｂに固定されている。
【００２０】
冷媒配管４ｂは、図１及び図３に示すように、内径が一定の円筒状とされ、本体部４ａと接続された端部から離れるに連れて外径が縮径されている。すなわち、冷媒配管４ｂは、開口端に向けて縮径されている。また、冷媒配管４ｂの外周面には、全周にわたる周状溝４ｂ１が２箇所において形成されている。冷媒配管４ｂは、中間ケース２ｂの冷媒流路Ｒ１の開口端から冷媒流路Ｒ１の内部に挿入され、周状溝４ｂ１にシール部材５が入り込んだ状態で固定される。
【００２１】
シール部材５は、円環状の弾性部材であり、冷媒流路Ｒ１の内周面において、冷媒配管４ｂの延在方向において２箇所に互いに平行となるように設置されている。シール部材５は、冷媒配管４ｂの周状溝４ｂ１に入り込むことにより、冷媒配管４ｂと冷媒流路Ｒ１の内周面との間の間隙を封止する。また、中間ケース２ｂには、２つのシール部材５の間において、ドレン流路Ｒ２の開口端が形成されている。
【００２２】
図１及び図２に示すように、パワーモジュール６は、パワーモジュール保持部６ａと、パワーモジュール保持部６ａに固定された不図示のパワー半導体素子（電子部品）を有する電力変換回路とを備えるユニットである。パワーモジュール６は、パワー半導体素子が伝熱部材等を介して冷却器４に熱を伝えるように配置される。
【００２３】
続いて、図１〜３を参照して電力変換装置１の冷却器４における冷媒の流れについて説明する。冷却器４の冷媒である冷却水は、外部の供給配管から、中間ケース２ｂの冷媒流路Ｒ１を介して一方の冷媒配管４ｂへと流入する。そして、冷却水は、冷却器４の本体部４ａへと流入する。本体部４ａに接合されたパワーモジュール６は、電力変換回路に通電されることにより、パワー半導体素子等の電子部品が高温となる。パワーモジュール６において発生した熱が本体部４ａへと流入した冷却水と熱交換されることにより、パワーモジュール６は冷却される。さらにパワーモジュール６の熱を伝えられた冷却水は、他方の冷媒配管４ｂから、中間ケース２ｂの不図示の冷媒流路を介して外部の供給配管へと排出される。
【００２４】
また、冷媒配管４ｂの端部と中間ケース２ｂとの間から冷却水が漏出した場合には、シール部材５により封止されることで、中間ケース２ｂの内側に冷却水が漏出することがない。また、冷媒配管４ｂの縮径された側のシール部材５の封止が不完全であり、シール部材５と冷媒配管４ｂとの隙間から冷却水が漏出した場合には、漏出した冷却水が２つのシール部材５の間に設けられた開口よりドレン流路Ｒ２へと流入する。
【００２５】
このような本実施形態に係る電力変換装置１によれば、冷却器４が冷媒配管４ｂを有し、冷媒配管４ｂが挿入される中間ケース２ｂの冷媒流路Ｒ１の内周面にシール部材５が設けられている。このような構造とすることにより、冷媒配管４ｂを冷媒流路Ｒ１に挿入することで、冷媒配管４ｂと中間ケース２ｂとの間を封止することができる。したがって、冷却器４のシール部材５を中間ケース２ｂに均一に接触するために冷却器４に被固定部を多数設ける必要がなく、冷却器４のシール性を確保しつつ、電力変換装置１を小型化することができる。
【００２６】
また、本実施形態に係る電力変換装置１によれば、冷媒配管４ｂの外径が開口端に向けて縮径されている。これにより、冷媒配管４ｂを冷媒流路Ｒ１に挿入することが容易となり、電力変換装置１の組立が容易となる。さらに、冷媒配管４ｂの外径が開口端に向けて縮径されていることにより、冷媒配管４ｂを冷媒流路Ｒ１に挿入する際に、冷媒配管４ｂの縮径された側の周状溝４ｂ１に対応するシール部材５をドレン流路Ｒ２のエッジ部通過にて傷付けることがない。
【００２７】
また、本実施形態に係る電力変換装置１によれば、冷媒配管４ｂの延在方向において、２箇所にシール部材５が設けられている。これにより、冷媒配管４ｂと中間ケース２ｂとの間を二重に封止することができ、より確実に冷却水の漏れを防止することができる。
【００２８】
また、本実施形態に係る電力変換装置１によれば、２つのシール部材５の間にドレン流路Ｒ２が設けられている。これにより、シール部材５と冷媒配管４ｂまたは中間ケース２ｂとの隙間から冷却水が漏出した場合にも、漏出した冷却水が中間ケース２ｂの内部の電子部品等に触れることなく外部に排出することができる。
【００２９】
また、本実施形態に係る電力変換装置１によれば、冷却器４は、開口部４ａ１の近傍に設けられたボルト孔４ｃにより中間ケース２ｂに固定されている。これにより、中間ケース２ｂは、冷媒配管４ｂが振動等により動くことを防止することができる。また、本実施形態によれば、冷却器４を２つのボルト孔４ｃのみで固定することができ、ボルト孔を他に設ける必要がない。
【００３０】
また、本実施形態に係る電力変換装置１によれば、冷却器４は冷却水の入口側と出口側とに２つの冷媒配管４ｂを有している。これにより、冷媒配管４ｂを冷媒流路Ｒ１に挿入することで、中間ケース２ｂに対する冷却器４の位置決めができ、位置決めピン等が不要であり、電力変換装置１の組立が容易となる。
【００３１】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３２】
上記実施形態においては、冷却器４は冷却水の入口側と出口側とに２つの冷媒配管４ｂを有するものとしたが、本発明はこれに限定されない。冷却器４は、冷却水の入口側または出口側のみに冷媒配管を設ける構成を採用することも可能である。
【００３３】
また、上記実施形態においては、ケーシング２は、上部ケース２ａと中間ケース２ｂと下部ケース２ｃとに３分割される構成を採用したが、本発明はこれに限定されない。ケーシング２は一体として構成される箱状の部材としてもよい。
【００３４】
また、上記実施形態においては、冷却器４は、冷却水を冷媒とする構成としたが、本発明はこれに限定されない。冷却器４は、他の液体を冷媒とするものとしてもよい。
【００３５】
また、上記実施形態においては、電力変換装置１は、ＥＣＵ基板３を備える構成を採用したが、本発明はこれに限定されない。
【００３６】
また、上記実施形態においては、冷却器４の被固定部をボルト孔４ｃとしたが、冷却器４の固定方法を限定するものではない。
【符号の説明】
【００３７】
１……電力変換装置
２……ケーシング
４……冷却器
４ａ……本体部
４ａ１……開口部
４ｂ……冷媒配管
４ｂ１……周状溝
４ｃ……ボルト孔
５……シール部材
６……パワーモジュール
６ａ……パワーモジュール保持部
Ｒ１……冷媒流路
Ｒ２……ドレン流路
【図１】
2019013068.tif 000003
【図２】
2019013068.tif 000004
【図３】
2019013068.tif 000005