(57)【要約】【課題】車両用インバータ装置にバッテリから給電するための部品点数をできるだけ削減する。【解決手段】インバータＩは、車両の導電性ボディ１７の一部を利用して構成されたマイナス側バスプレート１１と、プラス側バスプレート１２と、両バスプレート１１，１２間に介在する絶縁シート１５とを備えており、バッテリのマイナス端子を導電性ボディ１７に接地し、プラス端子をハーネスを介してプラス側バスプレート１２に接続する。これにより、特別のマイナス側バスプレートと、そのマイナス側バスプレートを導電性ボディ１７に接続するハーネスとが不要になって部品点数を削減できるだけでなく、両バスプレート１１，１２の面積を増加させてサージ電圧を低減することでインバータ部品１３，１４の耐圧性を低減でき、損失低減に寄与することができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの直流電流をインバータで多相交流電流に変換してモータを駆動する車両用インバータ装置において、
インバータは、車両の導電性ボディの一部を利用して構成されたマイナス側バスプレートと、プラス側バスプレートと、両バスプレート間に介在する絶縁体と、両バスプレートに接続されたインバータ部品と、インバータ部品を水から保護する防水手段とを含み、
バッテリのマイナス端子を導電性ボディに接地し、プラス端子をハーネスを介してプラス側バスプレートに接続したことを特徴とする車両用インバータ装置。
【請求項２】
前記絶縁体は、絶縁シート、あるいはマイナス側バスプレートに施した絶縁塗装により構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の車両用インバータ装置。
【請求項３】
前記防水手段は、シール部材を介して導電性ボディに固定される防水カバー、あるいはポッティングであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両用インバータ装置。
【請求項４】
前記モータはハイブリッド車両の走行用モータであることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両用インバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリの直流電流をインバータで多相交流電流に変換してモータを駆動する車両用インバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる車両用インバータ装置は下記特許文献により公知である。この車両は補機類を駆動する低圧直流電源と、インバータを介して走行用モータを駆動する高圧直流電源とを備えており、低圧直流電源のマイナス端子は通常の如く車体に接地され、プラス端子はハーネスを介して各補機に接続されるが、高圧直流電源のマイナス端子およびプラス端子は共に車体から切り離されたハーネスを介してインバータに接続される。
【０００３】
【特許文献】
特開平８−３３１１６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高圧直流電源のマイナス端子およびプラス端子の両方をハーネスを介してインバータに接続するとハーネスの全長が長くなるため、低圧直流電源と同様に、高圧直流電源のマイナス端子を車体に接地してハーネスを削減することが考えられる。しかしながら、この場合にインバータのマイナス側バスプレートをハーネスを介して車体に接続すると、このマイナス側バスプレートおよびハーネスの分だけ部品点数が増加するため、車体を高圧電流の電力供給に利用したことのメリットが充分に活かせないという問題がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両用インバータ装置にバッテリから給電するための部品点数をできるだけ削減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、バッテリの直流電流をインバータで多相交流電流に変換してモータを駆動する車両用インバータ装置において、インバータは、車両の導電性ボディの一部を利用して構成されたマイナス側バスプレートと、プラス側バスプレートと、両バスプレート間に介在する絶縁体と、両バスプレートに接続されたインバータ部品と、インバータ部品を水から保護する防水手段とを含み、バッテリのマイナス端子を導電性ボディに接地し、プラス端子をハーネスを介してプラス側バスプレートに接続したことを特徴とする車両用インバータ装置が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、インバータのマイナス側バスプレートを車両の導電性ボディの一部を利用して構成し、このマイナス側バスプレートに絶縁体を挟んでプラス側バスプレートを重ね合わせたので、特別のマイナス側バスプレートと、そのマイナス側バスプレートを導電性ボディに接続するハーネスとが不要になって部品点数を削減できるだけでなく、両バスプレートの面積を増加させてサージ電圧を低減することでインバータ部品の耐圧性を低減でき、損失低減に寄与することができる。またインバータ部品の発する熱をマイナス側バスプレートから熱マスの大きい導電性ボディに直接逃がすことができるので、インバータの放熱性が向上する。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記絶縁体は、絶縁シート、あるいはマイナス側バスプレートに施した絶縁塗装により構成されたことを特徴とする車両用インバータ装置が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、絶縁シート、あるいはマイナス側バスプレートに施した絶縁塗装で絶縁体を構成したので、簡単かつコンパクトな構造でマイナス側バスプレートおよびプラス側バスプレート間を確実に絶縁することができる。
【００１０】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記防水手段は、シール部材を介して導電性ボディに固定した防水カバー、あるいはポッティングであることを特徴とする車両用インバータ装置が提案される。
【００１１】
上記構成によれば、シール部材を介して導電性ボディに固定した防水カバー、あるいはポッティングで防水手段を構成したので、簡単な構造でインバータ部品を確実に防水することができる。しかも導電性ボディと防水カバーとの協働でインバータ部品を覆うので、その防水カバーを単純な蓋形状にしてコストダウンを図ることができる。
【００１２】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記モータはハイブリッド車両の走行用モータであることを特徴とする車両用インバータ装置が提案される。
【００１３】
上記構成によれば、ハイブリッド車両のモータを駆動するインバータのコスト削減および信頼性向上を図ることができる。
【００１４】
尚、実施例のスイッチングモジュール１３および平滑コンデンサ１４は本発明のインバータ部品に対応し、実施例の絶縁シート１５は本発明の絶縁体に対応し、実施例のカバー部材１６は本発明の防水手段に対応し、実施例のハイブリッド車両Ｖは本発明の車両に対応する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図４は本発明の第１実施例を示すもので、図１はハイブリッド車両の全体平面図、図２はインバータの一部破断平面図（図３の２−２線断面図）、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図である。
【００１７】
図１に示すように、ハイブリッド車両ＶはエンジンＥとトランスミッションＴとの間に走行用のモータＭを備えており、車体後部に搭載した高圧（例えば１４４Ｖ）のバッテリＢの直流電流を車体前部に搭載したインバータＩで三相交流電流に変換してモータＭを駆動することで、エンジンＥの駆動力およびモータＭの駆動力の両方あるいは何れか一方で走行可能である。
【００１８】
図２〜図４に示すように、インバータＩは金属製のマイナス側バスプレート１１と、金属製のプラス側バスプレート１２と、インバータ部品としてのスイッチングモジュール１３および３個の平滑コンデンサ１４…と、シリコン製あるいはセラミック製の絶縁シート１５と、それらを覆う合成樹脂製のカバー部材１６とを備える。マイナス側バスプレート１１は、鋼板をプレス加工した導電性ボディ１７の一部を構成するもので、その部分だけ塗装１８（図３および図４参照）が施されておらず金属表面が露出している。マイナス側バスプレート１１の表面に絶縁シート１５およびプラス側バスプレート１２が重ね合わされて接着等で固定される。バッテリＢのマイナス端子１９は導電性ボディ１７に接地され、プラス端子２０から延びるハーネス２１は、カバー部材１６に設けたグロメット２２を貫通してプラス側バスプレート１２にボルト２３で接続される。
【００１９】
このように、マイナス側バスプレート１１およびプラス側バスプレート１２の間に絶縁シート１５を挟んだので、簡単かつコンパクトな構造でマイナス側バスプレート１１およびプラス側バスプレート１２の間を確実に絶縁することができる。
【００２０】
プラス側バスプレート１２の上面に固定されたスイッチングモジュール１３はプラス端子２４およびマイナス端子２５を備えており（図４参照）、プラス端子２４はボルト２６を介してプラス側バスプレート１２に電気的に接続されるとともに、マイナス端子２５はボルト２７を介してマイナス側バスプレート１１に電気的に接続される。同様に、各々の平滑コンデンサ１４はプラス端子２８およびマイナス端子２９を備えており（図３参照）、プラス端子２８はボルト３０を介してプラス側バスプレート１２に電気的に接続されるとともに、マイナス端子２９はボルト３１を介してマイナス側バスプレート１１に電気的に接続される。
【００２１】
更にスイッチングモジュール１３は三相交流を出力するＵ相端子３２、Ｖ相端子３３およびＷ相端子３４を備えており（図４参照）、それらに３本のボルト３５，３６，３７で接続された３本のハーネス３８，３９，４０は、カバー部材１６に設けたグロメット４１を貫通してモータＭに接続される。
【００２２】
下面が解放した蓋形状のカバー部材１６は、その下端に形成したフランジ１６ａが複数本のボルト４２…で導電性ボディ１７に固定される。このとき、フランジ１６ａと導電性ボディ１７との間にシール部材４３を介在させることにより、カバー部材１６の内部への水の浸入を阻止してスイッチングモジュール１３や平滑コンデンサ１４…を保護することができる。特に、導電性ボディ１７とカバー部材１６との協働で密閉された防水空間を構成するので、カバー部材１６の構造を簡素化してコストダウンに寄与することができる。
【００２３】
このように、バッテリＢのマイナス端子１９を導電性ボディ１７を介してマイナス側バスプレート１１に接続したので、必要なハーネスを、バッテリＢのプラス端子２０をプラス側バスプレート１２に接続するハーネス２１だけに抑えることができる。しかもマイナス側バスプレート１１を導電性ボディ１７の一部を利用して構成したので、独立したマイナス側バスプレートを設ける場合に比べて部品点数および組付工数を削減することができる。
【００２４】
また導電性ボディ１７の一部を利用したマイナス側バスプレート１１に、絶縁シート１５を挟んでプラス側バスプレート１２を重ね合わせたので、マイナス側バスプレート１１およびプラス側バスプレート１２の面積を充分に確保してサージ電圧を低減し、スイッチングモジュール１３や平滑コンデンサ１４…の耐圧低減が可能になり、インバータ損失の低減に寄与することができる。しかもスイッチングモジュール１３や平滑コンデンサ１４…の発する熱をマイナス側バスプレート１１から熱マスの大きい導電性ボディ１７に直接導逃がすことができるので、インバータＩの放熱性を向上させることができる。
【００２５】
図５〜図７は本発明の第２実施例を示すもので、図５はインバータの一部破断平面図（図６の５−５線断面図）、図６は図５の６−６線断面図、図７は図５の７−７線断面図である。この第２実施例において、上述した第１実施例の部材に対応する部材に同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する。
【００２６】
第１実施例のインバータＩはＵ相、Ｖ相およびＷ相に共通のスイッチングモジュール１３を備えているが、第２実施例のインバータＩはＵ相、Ｖ相およびＷ相にそれぞれ対応して３個のスイッチングモジュール１３…を備えている。各相のスイッチングモジュール１３および平滑コンデンサ１４はプラス側バスプレート１２の上面に載置され、２本のボルト４４，４５でマイナス側バスプレート１１およびプラス側バスプレート１２に締結される。
【００２７】
このとき、スイッチングモジュール１３の上面に露出するプラス端子２４は平滑コンデンサ１４のプラス端子２８に接触し、平滑コンデンサ１４のプラス端子２８はボルト４４によってプラス側バスプレート１２に接続される。またスイッチングモジュール１３の上面に露出するマイナス端子２５は平滑コンデンサ１４のマイナス端子２９に接触し、平滑コンデンサ１４のマイナス端子２９はボルト４５によってマイナス側バスプレート１１に接続される。
【００２８】
しかして、この第２実施例によっても、上述した第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。
【００２９】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３０】
例えば、実施例ではマイナス側バスプレート１１およびプラス側バスプレート１２間の絶縁体として絶縁シート１５を採用したが、それをマイナス側バスプレート１１の表面に施した絶縁塗装で構成しても同様の作用効果を達成することができる。
【００３１】
また実施例ではスイッチングモジュール１３や平滑コンデンサ１４…を覆うカバー部材１６で防水手段を構成しているが、防水手段をインバータ部品を樹脂の内部に埋め込むポッティングにより構成しても同様の作用効果を達成することができる。
【００３２】
また実施例ではハイブリッド車両Ｖを例示したが、本発明はエンジンＥを備えていない電動車両に対しても適用することができる。
【００３３】
また実施例のモータＭはモータ・ジェネレータであっても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、インバータのマイナス側バスプレートを車両の導電性ボディの一部を利用して構成し、このマイナス側バスプレートに絶縁体を挟んでプラス側バスプレートを重ね合わせたので、特別のマイナス側バスプレートと、そのマイナス側バスプレートを導電性ボディに接続するハーネスとが不要になって部品点数を削減できるだけでなく、両バスプレートの面積を増加させてサージ電圧を低減することでインバータ部品の耐圧性を低減でき、損失低減に寄与することができる。またインバータ部品の発する熱をマイナス側バスプレートから熱マスの大きい導電性ボディに直接逃がすことができるので、インバータの放熱性が向上する。
【００３５】
また請求項２に記載された発明によれば、絶縁シート、あるいはマイナス側バスプレートに施した絶縁塗装で絶縁体を構成したので、簡単かつコンパクトな構造でマイナス側バスプレートおよびプラス側バスプレート間を確実に絶縁することができる。
【００３６】
また請求項３に記載された発明によれば、シール部材を介して導電性ボディに固定した防水カバー、あるいはポッティングで防水手段を構成したので、簡単な構造でインバータ部品を確実に防水することができる。しかも導電性ボディと防水カバーとの協働でインバータ部品を覆うので、その防水カバーを単純な蓋形状にしてコストダウンを図ることができる。
【００３７】
また請求項４に記載された発明によれば、ハイブリッド車両のモータを駆動するインバータのコスト削減および信頼性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド車両の全体平面図
【図２】インバータの一部破断平面図（図３の２−２線断面図）
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図２の４−４線断面図
【図５】インバータの一部破断平面図（図６の５−５線断面図）
【図６】図５の６−６線断面図
【図７】図５の７−７線断面図
【符号の説明】
Ｂ          バッテリ
Ｉ          インバータ
Ｍ          モータ
Ｖ          ハイブリッド車両（車両）
１１        マイナス側バスプレート
１２        プラス側バスプレート
１３        スイッチングモジュール（インバータ部品）
１４        平滑コンデンサ（インバータ部品）
１５        絶縁シート（絶縁体）
１６        カバー部材（防水手段）
１７        導電性ボディ
１９        マイナス端子
２０        プラス端子
２１        ハーネス
４３        シール部材
【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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