(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリとモータの間に配置され前記バッテリで貯えた電力を制御して前記モータを駆動する電力変換装置において、
前記モータをスイッチングするパワーモジュールを収納するパワーモジュールケースと、
前記パワーモジュールを制御する回路基板を載置する基板ブラケットと、
前記電力変換装置を構成する構成部品とを備え、
前記パワーモジュールケースは、前記構成部品から延びる複数本のハーネスの少なくとも１本が嵌め込まれる嵌合溝を有し、
該嵌合溝は、前記パワーモジュールケースの外周縁部に設けられていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記基板ブラケットは、前記パワーモジュールケースに積層配置され、前記回路基板の載置面との反対面に且つ前記嵌合溝に対応する部位にハーネス押さえ部が設けら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】
前記基板ブラケットは、前記嵌合溝に対応する部位に貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２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、バッテリとモータの間に配置されバッテリで貯えた電力を制御してモータへ供給する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを駆動させる電力変換装置は、各種のものが知られている（例えば、特許文献１（図１、図２）参照）。
【０００３】
特許文献１の図１に示されるように、電力変換装置は、スイッチング素子パワーモジュール（以下、パワーモジュールと略記する。）（Ｕｇ、Ｕｍ）（括弧付き英字及び数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）を収納したケースフレーム（２０）と、平滑コンデンサ（Ｃ）を支えるブラケット（２３）と、制御基板（Ｕｃ）を支えるブラケット（２４）と、カバー（２７）とからなり、ケースフレーム（２０）にブラケット（２３）を載せ、このブラケット（２３）にブラケット（２４）を載せ、このブラケット（２４）にカバー（２７）を被せてなる階層構造体である。
【０００４】
特許文献１の図２に示されように、平滑コンデンサ（Ｃ）は２本のハーネスを備え、一方のハーネスがバッテリ電源（Ｂ）の正極から延びる回路に繋がり、他方のハーネスがバッテリ電源（Ｂ）の負極から延びる回路に繋がっている。
【０００５】
平滑コンデンサ（Ｃ）の配置位置によっては、２本のハーネスが平行に且つ比較的接近して配線されることがある。ハーネスは可撓性に富むため、車両の振動を受けて振れる。そのため、ハーネスとケースフレーム（２０）もしくはブラケット（２３・２４）、または、２本のハーネスが接近していると、互いに接触し、こすれ合い、被覆が薄くなり、絶縁性が低下する虞がある。また、ハーネスは可撓性に富むため、組み立て時に、ブラケット（２３）とブラケット（２４）、もしくはブラケット（２３・２４）とケースフレーム（２０）との間に挟まり、最悪の場合、断線してしまう虞がある。
【０００６】
電力変換装置には、コンデンサ（Ｃ）の他にも、複数のハーネスを有する構成部品が組み込まれるが、これらの構成部品も同様に、絶縁性の低下や挟み込みの虞がある。
電力変換装置において、ハーネスの絶縁性の低下を防止し且つ組み立て時にハーネスが挟まれることを防止することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１９９３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、組み立て時のハーネス挟み込み防止と、絶縁性低下を防止することができる電力変換装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、バッテリとモータの間に配置され前記バッテリで貯えた電力を制御して前記モータを駆動する電力変換装置において、
前記モータをスイッチングするパワーモジュールを収納するパワーモジュールケースと、前記パワーモジュールを制御する回路基板を載置する基板ブラケットと、前記電力変換装置を構成する構成部品とを備え、
前記パワーモジュールケースは、前記構成部品から延びる複数本のハーネスの少なくとも１本が嵌め込まれる嵌合溝を有し、該嵌合溝は、前記パワーモジュールケースの外周縁部に設けられていることを特徴とする。  
【００１０】
請求項２に係る発明では、基板ブラケットは、パワーモジュールケースに積層配置され、回路基板の載置面との反対面に且つ嵌合溝に対応する部位にハーネス押さえ部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明では、基板ブラケットは、嵌合溝に対応する部位に貫通孔が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、パワーモジュールケースに設けた嵌合溝にハーネスを嵌め込むことで、ハーネスの水平方向の動きを規制できる。よって、振動などによってハーネス同士の被覆、もしくはブラケットとハーネスの被覆、またはロアケースとハーネスの被覆がぶつかり、こすれて絶縁性が低下することを抑制できる。
また、組み立て時にハーネスが挟まれる配がないため、組み立て性を向上させることができる。
【００１３】
さらには、パワーモジュールケースの外周縁部に嵌合溝を設けるだけで済み、パワーモジュールケースのサイズを大きくすることなく、ハーネスの固定が可能となる。
よって、本発明によれば、組み立て時に構成部品から延びるハーネスの挟み込みを防止することができ、使用時にハーネス同士の接触を防止することができる構造の電力変換装置が提供される。
【００１４】
請求項２に係る発明では、基板ブラケットをパワーモジュールケースに積層配置させることにより、基板ブラケット側のハーネス押さえ部が、パワーモジュールケース側の嵌合溝の上部開口を塞ぐ。結果、ハーネス押さえ部によってハーネスが嵌合溝の上方へ移動し、ハーネスが嵌合溝から外れることを規制できる。
【００１５】
請求項３に係る発明では、基板ブラケットに貫通孔を設け、この貫通孔から嵌合溝を覗けるようにした。すなわち、貫通孔から目視することで、ハーネスが嵌合溝に嵌っているか否か、嵌っている場合は嵌合の状態を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る電力変換装置の分解斜視図である。
【図２】図１の２ａ部の形状を説明する図である。
【図３】ハーネス及び基板ブラケットの取り付け手順を説明する図である。
【図４】貫通孔及びハーネス押さえ部の作用を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。図面の座標方向ＸＹＺは、Ｘ軸方向を左右方向、Ｙ軸方向を前後方向、Ｚ軸方向を上下方向と定義する。
【実施例】
【００１８】
本発明に係る電力変換装置１０は、バッテリとモータとの間に配置される。バッテリ及びモータは周知であるため、図示は省略する。モータが発電機として使用される場合は、発電された電力をバッテリに貯える。よって、本発明の電力変換装置１０は、バッテリとモータとの間又は発電機とバッテリの間に配置することができる。
【００１９】
図１に示すように電力変換装置１０は、例えば、アルミダイカストなどの金属からなるロアケース１１と、樹脂からなり、このロアケース１１にボルト１２で固定される矩形状のパワーモジュールケース１３と、このパワーモジュールケース１３と干渉しない部位にてロアケース１１にボルト１４で固定される構成部品１５と、樹脂からなり、パワーモジュールケース１３に被さるようにしてロアケース１１にボルト１６で固定され、平面部１７ａに回路基板２５、２６を載置する矩形状の基板ブラケット１７と、この基板ブラケット１７を覆うようにしてボルト１８でロアケース１１に締結されるアルミダイカストなどの金属からなるアッパケース１９とからなる。
【００２０】
パワーモジュールケース１３は、モータへの給電又は発電機からの発電をスイッチングするパワーモジュール（図示せず）を収納する。パワーモジュールケース１３の上部には、パワーモジュールを制御する回路基板２１が載置されている。
構成部品１５は、電力変換装置１０を構成する電気・電子部品であり、例えば、２本のハーネス２２、２３を備えるコンデンサ２４である。一方を正極側ハーネス２２、他方を負極側ハーネス２３と呼ぶ。
基板ブラケット１７は、パワーモジュール、モータなどを制御する回路基板２５、２６を平面部にて支える。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、パワーモジュールケース１３は、外周縁部２７に嵌合溝２８を備えている。この嵌合溝２８は、２本のハーネス（図１、符号２２、２３）の一方（負極側ハーネス２３）の外径に対応した幅及び深さとされた溝である。嵌合溝２８は上面が開放されている。
【００２２】
嵌合溝２８の形成部位は、外周縁部２７であれば任意の箇所に設定することができるが、好ましくは、パワーモジュールケース１３の隅部２９に設ける。隅部２９であれば、パワーモジュールケース１３の一辺に対し、斜め４５°に直線的に嵌合溝２８を形成することができる。ただし、嵌合溝２８は平面視で円弧溝であっても差し支えない。
【００２３】
さらには、隅部２９にボルト導入孔３１を設け、このボルト導入孔３１の底にボルト穴３４を設ける場合に、嵌合溝２８はボルト導入孔３１の外側に且つボルト導入孔３１に接近して設けるとよい。ボルト導入孔３１を金型で形成する場合に、軽微な金型修正で嵌合溝２８を成形することができる。
【００２４】
また、基板ブラケット１７には、回路基板２５、２６（図１参照）を載置する平面部１７ａにおいて、嵌合溝２８に対応する部位に、上下（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔３２を設ける。貫通孔３２には平面部１７ａの裏面からパワーモジュールケース１３側（Ｚ軸方向）に向かって伸びる第１周壁３５が形成されている。好ましくは、パワーモジュールケース１３側のボルト導入孔３１に対応する部位にも第２貫通孔３３を設ける。貫通孔３３には平面部１７ａの裏面からパワーモジュールケース１３側（Ｚ軸方向）に向かって伸びる第２周壁３６が形成されている。この例では、貫通孔３２と第２貫通孔３３はひょうたん型に繋げたが、分離してもよい。
【００２５】
図２（ｂ）に示すように、貫通孔３２を形成する第１周壁３５に対して、第２貫通孔３３を形成する第２周壁３６は、数ミリ程度下方（Ｚ軸方向）へ長くする。第１周壁３５の下端面はハーネス押さえ部３７となる。想像線で示すように、ハーネス押さえ部３７がパワーモジュールケース１３に載った時点で第２周壁３６はボルト導入孔３１に嵌っている。すなわち、第２周壁３６の下端がボルト導入孔３１の上部に嵌ることにより、パワーモジュールケース１３に対して基板ブラケット１７を正確に位置決めすることができる。位置決め用のノックピンが不要になる。
【００２６】
図３に示すように、ロアケース１１に予め正極側バスバー３８と負極側バスバー３９が設けられている。このようなロアケース１１に構成部品１５をボルト１４、１４で固定する。構成部品１５から延びる負極側ハーネス２３は、嵌合溝２８に嵌めつつ、負極側バスバー３９の所定位置にビス４１で固定する。また、構成部品１５から延びる正極側ハーネス２２は、パワーモジュールケース１３を迂回するように延ばし、正極側バスバー３８の所定位置にビス４２で固定する。
【００２７】
次に、パワーモジュールケース１３を覆うようにして基板ブラケット１７をロアケース１１に載せ、ボルト１６で固定する。
【００２８】
図４（ａ）に示すように、所定の位置（嵌合溝２８）に負極側ハーネス２３が配索されていることが、貫通孔３２を通して目視確認することができる。よって、組み立て時に基板ブラケット１７でハーネス２３を挟み込む虞はない。
図４（ｂ）に示すように、嵌合溝２８に嵌った負極側ハーネス２３は、ハーネス押さえ部３７で上から押さえられるため、車両の振動などを受けても、嵌合溝２８から外れる虞はない。
【００２９】
また、第２貫通孔３３を通して、ボルト１２が取り付けられていることを、目視確認することができる。
組み立て時に負極側ハーネス２３の組み付け状況を容易に確認することができるため、組み立て性の向上が図れる。
【００３０】
結果、図１で説明した２本のハーネス２２、２３は、嵌合溝２８で機械的に分離され、互いに接触する虞はない。また、ロアケース１１はアルミダイカストのため、ボルト取り付け面などは表面加工を施しており、ハーネスが接触すると被覆を傷つけてしまう虞がある。しかし、嵌合溝２８とハーネス押さえ部３７によってハーネスが固定されているため、基板ブラケット１７やロアケース１１と接触することもない。よって、被覆が剥がれる虞はなく、電気絶縁性能は良好に維持される。
【００３１】
なお、実施例では２本のハーネス２２、２３に対して１本の嵌合溝２８を設けたが、２本のハーネス２２、２３に対して２本の嵌合溝２８を設けることは差し支えない。また、ハーネス２２、２３は３本以上であってもよい。
【００３２】
また、電力変換装置１０は、電動車両や、いわゆるハイブリット車両に搭載される他、舶用や一般産業用に供することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、車両に搭載される電力変換装置に好適である。
【符号の説明】
【００３４】
１０...電力変換装置、１１...ロアケース、１３...パワーモジュールケース、１５...構成部品、１７...基板ブラケット、２１...回路基板、２２...ハーネス（正極側ハーネス）、２３...ハーネス（負極側ハーネス）、２５、２６...回路基板、２７...外周縁部、２８...嵌合溝、３２...貫通孔、３７...ハーネス押さえ部。
【図１】
0006665010.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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