JP2009099912A - 電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】過電流または過電圧発生時に他の部品の損傷発生を抑制できる、電子機器を提供する。
【解決手段】ＰＣＵ３００は、開口部１１ａの形成されたケーシング１１と、ケーシング１１の内部に収納されたコンデンサ素子１２とを有する、コンデンサモジュール１０を備える。またＰＣＵ３００は、コンデンサモジュール１０を収納する筐体を備える。コンデンサモジュール１０は、筐体の内部において、開口部１１ａが筐体の中心部側を向くように、筐体の天井部１側に偏在して配置されている。コンデンサモジュール１０には、コンデンサモジュール１０内部で発生する圧力を開放する、圧力開放部が形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子機器に関し、特に、コンデンサモジュールを備える電子機器に関する。
コンデンサモジュールを筐体の内部に収納する電子機器は、たとえば下記特許文献１に開示されている。特許文献１では、コンデンサ素子はモールド樹脂によってコンデンサハウジングの内側に取り付けられており、これらとインバータ回路とを格納するケースとが一体にされることにより、全体の大きさが小型化され、部品点数が低減される電子機器が提案されている。
特開２００４−３１２９２５号公報
たとえば短絡電流など、コンデンサ素子に過電流が流れる、または過電圧が印加される場合がある。この過電流または過電圧によって、コンデンサ素子が異常加熱すると、コンデンサモジュール内部で圧力が発生する。コンデンサモジュールに内圧が加わることによって、コンデンサモジュールが破損すると、コンデンサモジュールを収納する筐体も破損する場合があり、このような場合には電子機器周辺の他の機器や部品を損傷するという問題があった。
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、過電流または過電圧発生時に他の部品の損傷発生を抑制できる、電子機器を提供することである。
本発明に係る電子機器は、開口部の形成されたケーシングと、ケーシングの内部に収納されたコンデンサ素子とを有する、コンデンサモジュールを備える。また電子機器は、コンデンサモジュールを収納する筐体を備える。コンデンサモジュールは、筐体の内部において、開口部が筐体の中心部側を向くように、筐体の外壁側に偏在して配置されている。コンデンサモジュールには、コンデンサモジュール内部で発生する圧力を開放する、圧力開放部が形成されている。
上記電子機器において、コンデンサ素子は、ケーシングの内部において、モールド樹脂によって封止されて固定されていてもよい。
上記電子機器において、コンデンサ素子よりも開口部側のモールド樹脂中に、接続導体が埋設されていてもよい。
また、接続導体は、コンデンサ素子の開口部側において、コンデンサ素子と接続していてもよい。
上記電子機器において、モールド樹脂は、肉厚樹脂部と肉薄樹脂部とを有し、圧力開放部は、当該肉薄樹脂部を含んでもよい。
また、肉薄樹脂部は、コンデンサ素子よりも開口部側のモールド樹脂の厚みを薄くして形成されていてもよい。
また、肉薄樹脂部は、長手方向がコンデンサ素子の軸方向に沿う、細隙状に形成されて
いてもよい。
また、肉薄樹脂部は、長手方向がコンデンサ素子の幅方向に沿う、細隙状に形成されていてもよい。
上記電子機器において、ケーシングは、ケーシング厚肉部とケーシング薄肉部とを有し、圧力開放部は、当該ケーシング薄肉部を含んでもよい。
また、ケーシング薄肉部は、ケーシングの、外壁に近接対向する部位に形成されていてもよい。
また、ケーシング薄肉部は、長手方向がコンデンサ素子の軸方向に沿う、細隙状に形成されていてもよい。
また、ケーシング薄肉部は、長手方向がコンデンサ素子の幅方向に沿う、細隙状に形成されていてもよい。
上記電子機器において、圧力開放部は、コンデンサ素子の発熱によってコンデンサ素子の温度が最も大きく上昇する部位に沿って形成されていてもよい。
本発明の電子機器によると、コンデンサモジュールに圧力開放部を設けているので、コンデンサモジュールの強度を局所的に弱めることができ、コンデンサモジュールが破損する場合に、圧力開放部を優先的に破損させることで破壊規模を小さくすることができる。したがって、コンデンサモジュールの機械的破損によって電子機器の筐体が破損することを防止することができ、電子機器の内部に破損範囲を留めることができるので、電子機器の周辺に配置されている他の機器や部品などの損傷発生を抑制することができる。
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の、電子機器が適用されるハイブリッド車両の構成を示す概略図である。図１に示すように、本実施の形態に係るハイブリッド車両は、エンジン１００と、駆動ユニット２００と、ＰＣＵ３００と、バッテリ４００とを含んで構成される。駆動ユニット２００は、ケーブル５００を介してＰＣＵ３００と電気的に接続される。また、ＰＣＵ３００は、ケーブル６００を介してバッテリ４００と電気的に接続される。
内燃機関であるエンジン１００は、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。駆動ユニット２００は、エンジン１００とともに車両を駆動する駆動力を発生させる。エンジン１００および駆動ユニット２００は、ともにハイブリッド車両のエンジンルーム内に設けられている。また、電子機器としてのＰＣＵ３００は、駆動ユニット２００の動作を制御する制御装置である。
図２は、駆動ユニットの構成を示す模式図である。図２に示すように、駆動ユニット２００は、モータジェネレータ２１０と、動力分割機構２２０と、カウンタギヤ２３０と、ディファレンシャルギヤ２４０とを含んで構成される。
モータジェネレータ２１０は、モータジェネレータ２１１，２１２を含む。モータジェ
ネレータ２１１，２１２は、電動機および発電機の少なくとも一方の機能を有する回転電機である。動力分割機構２２０は、モータジェネレータ２１１，２１２の間に設けられる。カウンタギヤ２３０は、動力分割機構２２０とディファレンシャルギヤ２４０との間に設けられる。そして、ディファレンシャルギヤ２４０は、ドライブシャフトと接続される。モータジェネレータ２１１，２１２、動力分割機構２２０、カウンタギヤ２３０およびディファレンシャルギヤ２４０は、ケーシング（図示せず）内に設けられる。
モータジェネレータ２１１，２１２は、それぞれ、ロータ２１１Ａ，２１２Ａと、ステータ２１１Ｂ，２１２Ｂと、ステータ２１１Ｂ，２１２Ｂに巻回されるステータコイル２１１Ｃ，２１２Ｃとを含んで構成される。
動力分割機構２２０は、プラネタリギヤ２２１，２２２を含んで構成される。プラネタリギヤ２２１，２２２は、それぞれ、サンギヤ２２１Ａ，２２２Ａ、ピニオンギヤ２２１Ｂ，２２２Ｂ、プラネタリキャリヤ２２１Ｃ，２２２Ｃおよびリングギヤ２２１Ｄ，２２２Ｄを含んで構成される。
エンジン１００のクランクシャフト１００Ａと、モータジェネレータ２１１のロータ２１１Ａと、モータジェネレータ２１２のロータ２１２Ａとは、同じ軸を中心に回転する。
プラネタリギヤ２２１におけるサンギヤ２２１Ａは、クランクシャフト１００Ａに軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸に結合される。リングギヤ２２１Ｄは、クランクシャフト１００Ａと同軸上で回転可能に支持されている。ピニオンギヤ２２１Ｂは、サンギヤ２２１Ａとリングギヤ２２１Ｄとの間に配置され、サンギヤ２２１Ａの外周を自転しながら公転する。プラネタリキャリヤ２２１Ｃは、クランクシャフト１００Ａの端部に結合され、各ピニオンギヤ２２１Ｂの回転軸を支持する。
モータジェネレータ２１２のロータ２１２Ａは、減速機としてのプラネタリギヤ２２２を介して、プラネタリギヤ２２１のリングギヤ２２１Ｄと一体的に回転するリングギヤケースに結合されている。
プラネタリギヤ２２２は、回転要素の１つであるプラネタリキャリヤ２２２Ｃがケーシングに固定された構造により減速を行なう。すなわち、プラネタリギヤ２２２は、ロータ２１２Ａのシャフトに結合されたサンギヤ２２２Ａと、リングギヤ２２１Ｄと一体的に回転するリングギヤ２２２Ｄと、リングギヤ２２２Ｄおよびサンギヤ２２２Ａに噛み合い、サンギヤ２２２Ａの回転をリングギヤ２２２Ｄに伝達するピニオンギヤ２２２Ｂとを含む。
車両の走行時において、エンジン１００から出力された動力は、クランクシャフト１００Ａに伝達され、動力分割機構２２０により２経路に分割される。
上記２経路のうちの一方は、カウンタギヤ２３０から、ディファレンシャルギヤ２４０を介してドライブシャフトに伝達される経路である。ドライブシャフトに伝達された駆動力は、駆動輪に回転力として伝達されて、車両を走行させる。
もう一方は、モータジェネレータ２１１を駆動させて発電する経路である。モータジェネレータ２１１は、動力分割機構２２０により分配されたエンジン１００の動力により発電する。モータジェネレータ２１１により発電された電力は、車両の走行状態や、バッテリ４００の状態に応じて使い分けられる。たとえば、車両の通常走行時および急加速時においては、モータジェネレータ２１１により発電された電力はそのままモータジェネレータ２１２を駆動させる電力となる。一方、バッテリ４００において定められた条件の下で
は、モータジェネレータ２１１により発電された電力は、ＰＣＵ３００内に設けられたインバータおよびコンバータを介してバッテリ４００に蓄えられる。
モータジェネレータ２１２は、バッテリ４００に蓄えられた電力およびモータジェネレータ２１１により発電された電力のうちの少なくとも一方の電力により駆動する。モータジェネレータ２１２の駆動力は、カウンタギヤ２３０からディファレンシャルギヤ２４０を介してドライブシャフトに伝達される。このようにすることで、モータジェネレータ２１２からの駆動力によりエンジン１００の駆動力をアシストしたり、モータジェネレータ２１２からの駆動力のみにより車両を走行させたりすることができる。
一方、車両の回生制動時には、駆動輪は車体の慣性力により回転させられる。駆動輪からの回転力によりディファレンシャルギヤ２４０およびカウンタギヤ２３０を介してモータジェネレータ２１２が駆動される。このとき、モータジェネレータ２１２が発電機として作動する。このように、モータジェネレータ２１２は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作用する。モータジェネレータ２１２により発電された電力は、ＰＣＵ３００内に設けられたインバータを介してバッテリ４００に蓄えられる。
図３は、ＰＣＵの主要部の構成を示す回路図である。図３に示すように、ＰＣＵ３００は、コンバータ３１０と、インバータ３２０（３２１，３２２）と、制御装置３３０と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。コンバータ３１０は、バッテリ４００とインバータ３２０との間に接続され、インバータ３２１，３２２は、それぞれ、モータジェネレータ２１１，２１２と接続される。
コンバータ３１０は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとを含む。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は直列に接続され、制御装置３３０からの制御信号をベースに受ける。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれパワートランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。リアクトルＬは、バッテリ４００の正極と接続される電源ラインに一端が接続され、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端が接続される。
このコンバータ３１０は、リアクトルＬを用いてバッテリ４００から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインに供給する。また、コンバータ３１０は、インバータ３２０から受ける直流電圧を降圧してバッテリ４００を充電する。
インバータ３２１，３２２は、それぞれ、Ｕ相アーム３２１Ｕ，３２２Ｕ、Ｖ相アーム３２１Ｖ，３２２ＶおよびＷ相アーム３２１Ｗ，３２２Ｗを含む。Ｕ相アーム３２１Ｕ、Ｖ相アーム３２１ＶおよびＷ相アーム３２１Ｗは、ノードＮ１とノードＮ２との間に並列に接続される。同様に、Ｕ相アーム３２２Ｕ、Ｖ相アーム３２２ＶおよびＷ相アーム３２２Ｗは、ノードＮ１とノードＮ２との間に並列に接続される。
Ｕ相アーム３２１Ｕは、直列接続された２つのパワートランジスタＱ３，Ｑ４を含む。同様に、Ｕ相アーム３２２Ｕ、Ｖ相アーム３２１Ｖ，３２２ＶおよびＷ相アーム３２１Ｗ，３２２Ｗは、それぞれ、直列接続された２つのパワートランジスタＱ５〜Ｑ１４を含む。また、各パワートランジスタＱ３〜Ｑ１４のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ１４がそれぞれ接続されている。
インバータ３２１，３２２の各相アームの中間点は、それぞれ、モータジェネレータ２１１，２１２の各相コイルの各相端に接続されている。そして、モータジェネレータ２１１，２１２においては、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成
される。
コンデンサＣ１は、バッテリ４００に並列に接続される。また、コンデンサＣ２は、インバータ３２１，３２２に並列に接続される。コンデンサＣ１，Ｃ２は、電源ラインの電圧レベルを平滑化する。
インバータ３２１，３２２は、制御装置３３０からの駆動信号に基づいて、コンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ２１１，２１２を駆動する。
電流センサ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗ，３５０Ｕ，３５０Ｖ，３５０Ｗは、それぞれ、モータジェネレータ２１１，２１２に流れる電流を検出し、その検出した電流を制御装置３３０へ出力する。
制御装置３３０は、モータトルク指令値、モータジェネレータ２１１，２１２の各相電流値、およびインバータ３２１，３２２の入力電圧に基づいてモータジェネレータ２１１，２１２の各相コイル電圧を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ３〜Ｑ１４をオン／オフするＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成してインバータ３２１，３２２へ出力する。
また、制御装置３３０は、上述したモータトルク指令値およびモータ回転数に基づいてインバータ３２０の入力電圧を最適にするためのパワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするＰＷＭ信号を生成してコンバータ３１０へ出力する。
さらに、制御装置３３０は、モータジェネレータ２１１，２１２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ４００を充電するため、コンバータ３１０およびインバータ３２０におけるパワートランジスタＱ１〜Ｑ１４のスイッチング動作を制御する。
図４は、ＰＣＵ内部の構造について示す部分断面模式図である。図４に示すように、ＰＣＵ３００は、箱型の容器である筐体を備え、筐体は天井部１、壁部２、床部３を含む。天井部１と壁部２、また壁部２と床部３とは、たとえばボルトなどを用いて接合され、互いに固定されている。天井部１、壁部２の隔壁部２ａを除く部分、および床部３は、筐体の外壁を形成する。天井部１、壁部２、および床部３はそれぞれ、たとえばアルミダイキャストによって作製される。
筐体の内部には、コンデンサモジュール１０が収納されている。コンデンサモジュール１０は、たとえばボルトなどの固定部材を用いて、筐体に機械的に固定されている。図３に示すコンデンサＣ１，Ｃ２は、一体のコンデンサモジュール１０に双方とも含まれる構造であってもよく、異なるコンデンサモジュールにそれぞれ含まれる構造としてもよい。
コンデンサモジュール１０は、ケーシング１１と、ケーシング１１の内部に収納されたコンデンサ素子１２と、コンデンサ素子１２をケーシング１１の内部において封止固定するためのモールド樹脂１３とを有する。ケーシング１１は、たとえばＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide）などの樹脂素材により作製される、樹脂ケースとすることができる。ケーシング１１は、開口部１１ａの形成された、有底の容器である。
コンデンサ素子１２としては、円筒形状の外形を有する、フィルムコンデンサを採用することができる。フィルムコンデンサは、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンナフタ
レート（ＰＥＮ）製の２枚のフィルムを巻回して、成形される。フィルムコンデンサは、ケーシング１１の内部に、円筒形状の側面がケーシング１１の開口部１１ａに対向するように、並べられて配置される。
モールド樹脂１３には、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。ケーシング１１の内部においてコンデンサ素子１２を機械的に位置決めした後に、熱硬化性のモールド樹脂１３をケーシング１１内部にポッティングし、ケーシング１１ごと加熱しモールド樹脂１３を硬化させることにより、コンデンサ素子１２をケーシング１１の内部で固定することができる。ケーシング１１には開口部１１ａが形成されているために、開口部１１ａを介して、容易にケーシング１１内部にモールド樹脂１３を注入することができる。
コンデンサモジュール１０は、筐体の内部において、外壁の一辺である天井部１側に偏在して配置されている。コンデンサモジュール１０は、ケーシング１１に形成された開口部１１ａが筐体の中心部を向くように、配置されている。図４に示す例では、コンデンサモジュール１０は、筐体の一方側である上側に設置されており、ケーシング１１の開口部１１ａが筐体の他方側である下側へ向くように、配置されている。
隔壁部２ａの上部（天井部１に対向する側）には、ＩＰＭ（Intelligent Power Module）３１が設置されている。ＩＰＭ３１には、図３に示すコンバータ３１０およびインバータ３２０を構成する、パワートランジスタやダイオードなどが収納されている。接続導体としての、外部接続用のバスバ２１は、コンデンサ素子１２とＩＰＭ３１とを電気的に接続する。バスバ２１は、その一部がモールド樹脂１３中に埋設されており、モールド樹脂１３中でコンデンサ素子１２と接続している。またバスバ２１の一部は、モールド樹脂１３の外部に露出しており、コンデンサモジュール１０から離隔されて配置されているＩＰＭ３１と接続している。コンデンサモジュール１０が筐体の外壁側に偏在しており、また開口部１１ａが筐体の中心部側を向いているために、バスバ２１によって、開口部１１ａを介してコンデンサ素子１２とＩＰＭ３１とを容易に接続することができる。バスバ２１は、たとえば銅やアルミニウムなどの、電気伝導性のよい金属材料を用いて作製することができる。
隔壁部２ａの下部（床部３に対向する側）には、リアクトル３２（図３に示す、コンバータ３１０に含まれているリアクトルＬ）が設置されている。
ここで図４では、コンデンサモジュール１０は、天井部１に近接するように筐体の内部において偏在して配置されている。しかしながら、ケーシング１１の開口部１１ａが筐体の中心部側を向くように調整されて配置されていれば、コンデンサモジュール１０は、筐体のいずれの外壁側に偏るように配置されてもよい。たとえば、コンデンサモジュール１０は、床部３に近接するように筐体の下側に設置され、開口部１１ａが上側を向くように配置されていてもよい。またたとえば、コンデンサモジュール１０は、筐体の側壁に近接するように配置されていても構わない。
次に、コンデンサモジュール１０に形成されている、圧力開放部について説明する。図５は、図４に示すコンデンサモジュール１０を抜き出した、実施の形態１のコンデンサモジュールの構造を示す部分断面模式図である。図５に示すように、開口部１１ａの形成されたケーシング１１の内部にはコンデンサ素子１２が収納されており、コンデンサ素子１２は、モールド樹脂１３によってケーシング１１の内部に封止固定されている。
接続導体としてのバスバ２１は、コンデンサ素子１２よりもケーシング１１の開口部１１ａ側のモールド樹脂１３中に、埋設されている。つまり、ケーシング１１の内部に充填
されたモールド樹脂１３は、モールド樹脂１３と周囲の空間との境界面であって、ケーシング１１の外部から観察され得る面である、表面１３ａを有する。バスバ２１は、モールド樹脂１３の表面１３ａ側に配置されるように、モールド樹脂１３中に部分的に埋設されている。上述の通り、コンデンサモジュール１０は、ケーシング１１の開口部１１ａが筐体の中心部側を向くように、筐体の内部に配置されている（図４参照）ので、ケーシング１１の外部に突出しているバスバ２１の一部は、筐体の中心部側へ向かって突出していることになる。
バスバ２１は、コンデンサ素子１２とＩＰＭ３１とを電気的に接続する（図４参照）導体であるが、バスバ２１に通電することによって、バスバ２１は熱を発生し、バスバ２１の周囲のモールド樹脂１３は温度上昇する。よって、モールド樹脂１３は、ケーシング１１の内部で温度分布を有することになる。つまり、モールド樹脂１３の温度は、バスバ２１が埋設されているケーシング１１の開口部１１ａ側において相対的に高くなり、ケーシング１１の底部側（すなわち、図４に示すＰＣＵ３００の天井部１に近接する側）において相対的に低くなる。
モールド樹脂１３は、温度上昇すると強度が低下するという、温度特性を有している。バスバ２１が発熱し、モールド樹脂１３を温度上昇させるので、モールド樹脂１３はケーシング１１の内部で強度分布を有することになる。つまり、バスバ２１の発熱によって、モールド樹脂１３の強度は、ケーシング１１の開口部１１ａ側において相対的に小さくなり、底部側において相対的に大きくなる。
ここで、たとえば短絡電流が流れる場合など、コンデンサ素子１２に過電流が流れる、またはコンデンサ素子１２に過電圧が印加された場合には、コンデンサ素子１２は異常加熱される。コンデンサ素子１２の温度が１２０℃〜１３０℃程度にまで上昇すると、フィルムコンデンサを構成するフィルムの素材であるＰＰやＰＥＮが溶融し気化して、気体状のＣＯ２を発生する。また、モールド樹脂１３の成分が気化して気体が発生する場合もある。
このように、コンデンサ素子１２が何らかの原因で通常の使用温度域を上回る想定外の温度にまで加熱されることにより、コンデンサ素子１２の内部または表面において気体が発生し、コンデンサモジュール１０内部で圧力が発生する。発生した圧力はコンデンサモジュール１０の内部を伝わり、コンデンサモジュール１０のあらゆる点が、発生した圧力によって力を受けると考えられる。上記発生した圧力により加えられる力が、コンデンサモジュール１０内のいずれかの場所の機械的強度を上回ると、コンデンサモジュール１０は破損する。そのため、コンデンサモジュール１０の内部において機械的強度が低く最初に破損する場所が、コンデンサ素子１２における圧力が発生した点（気体が発生した点）に対し、いずれの向きに存在するかによって、コンデンサモジュール１０が破損する向きが決定される。
そのため、図５に示す構造とすることによって、上述の通りモールド樹脂１３の強度をケーシング１１の開口部１１ａ側において相対的に小さくすることができるので、コンデンサモジュール１０が破損する場合、開口部１１ａ側が優先的に破損することになる。すなわち、コンデンサモジュール１０において、ＰＣＵ３００の筐体の中心部側に位置する部分が破損する。よって、実施の形態１では、バスバ２１と、コンデンサ素子１２よりも開口部１１ａ側のモールド樹脂１３とは、コンデンサモジュール１０内部で発生する圧力を開放する、圧力開放部を構成する。つまり、コンデンサモジュール１０内部で圧力が発生し、コンデンサモジュール１０内部の圧力が上昇したとき、コンデンサモジュール１０の開口部１１ａ側が優先的に破損することにより、発生した圧力が開放され、コンデンサモジュール１０内部が減圧される。
モールド樹脂１３の強度をケーシング１１の開口部１１ａ側において小さくし、早めにコンデンサモジュール１０を破損させることによって、コンデンサモジュール１０の破壊規模を小さくし、破壊により生じるエネルギーを小さくすることができる。したがって、コンデンサ素子１２が熱暴走し、コンデンサ素子１２内部または表面の圧力が上昇することによってコンデンサモジュール１０が機械的破損を起こしても、直接ＰＣＵ３００の筐体の外壁へコンデンサモジュール１０の破損の影響を及ぼすことはない。つまり、コンデンサモジュール１０の機械的破損によってＰＣＵ３００の筐体が破損することを防止することができ、ＰＣＵ３００の内部に破損範囲を留めることができるので、ＰＣＵ３００の周辺に配置されている他の機器や部品などの損傷発生を抑制することができる。
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２の、コンデンサモジュールの構造を示す部分断面模式図である。実施の形態２のコンデンサモジュールと、上述した実施の形態１のコンデンサモジュールとは、基本的に同様の構成を備えている。しかし、実施の形態２では、バスバ２１の構成が図６に示すような構成となっている点で実施の形態１とは異なっている。具体的には、実施の形態２では、コンデンサ素子１２とバスバ２１との接続位置を、コンデンサ素子１２の開口部１１ａ側（すなわち、モールド樹脂１３の表面１３ａ側）の接続部２２と規定する。バスバ２１は、コンデンサ素子１２の表面に、ハンダ付けによって固定されることができる。
コンデンサ素子１２では、バスバ２１とコンデンサ素子１２との接続部位である接続部２２を中心に、電流が流れて発熱する。特に、５００ｋＨｚ程度の高周波電源を用いる場合、この傾向が顕著に現れ、電流はコンデンサ素子１２の表面を局所的に流れる。そのため、コンデンサ素子１２では、バスバ２１と接続されるハンダポイントにおいて相対的に温度が高くなるという、温度分布が発生する。つまり、接続部２２は、コンデンサ素子１２の発熱によって、コンデンサ素子１２の温度上昇が最も大きくなる部位となる。
図６に示すように、バスバ２１は、コンデンサ素子１２の開口部１１ａ側において、コンデンサ素子１２と接続している。このように規定することによって、コンデンサ素子１２の温度分布を、ケーシング１１の開口部１１ａ側において相対的に高く、底部側において相対的に低くなるように、規定することができる。コンデンサ素子１２の温度分布により、コンデンサ素子１２の開口部１１ａ側の表面またはその近傍において、気体が発生する。また、コンデンサ素子１２の温度分布、および実施の形態１と同様のモールド樹脂１３内におけるバスバ２１の配置によって、モールド樹脂１３の強度は、ケーシング１１の開口部１１ａ側において相対的に小さくなる。
コンデンサ素子１２における気体発生部位を規定し、またモールド樹脂１３の強度分布を設けることによって、コンデンサモジュール１０が破損する場合、開口部１１ａ側（ＰＣＵ３００の筐体の中心部側）が優先的に破損することになる。つまり、実施の形態２では、接続部２２を有するバスバ２１と、コンデンサ素子１２よりも開口部１１ａ側のモールド樹脂１３とが、コンデンサモジュール１０内部で発生する圧力を開放する、圧力開放部を構成する。圧力開放部は、バスバ２１の接続部２２に沿うように形成されている。
したがって、コンデンサモジュール１０が機械的破損を起こしても、ＰＣＵ３００の筐体が破損することを防止することができ、ＰＣＵ３００の内部に破損範囲を留めることができるので、ＰＣＵ３００の周辺に配置されている他の機器や部品などの損傷発生を抑制することができる。
（実施の形態３）
図７は、実施の形態３の、コンデンサモジュールの構造を示す部分断面模式図である。実施の形態３のコンデンサモジュールと、上述した実施の形態１のコンデンサモジュールとは、基本的に同様の構成を備えている。しかし、実施の形態３では、モールド樹脂１３の構成が図７に示すような構成となっている点で実施の形態１とは異なっている。なお、図７では、バスバ２１は省略されている。
具体的には、実施の形態３では、コンデンサ素子１２と表面１３ａとの間のモールド樹脂１３の厚みが、低減されている。ここで、モールド樹脂１３の厚みとは、円筒形状のコンデンサ素子１２の径方向におけるモールド樹脂１３の厚みをいう。つまり、ケーシング１１の内面またはモールド樹脂１３の表面１３ａと、コンデンサ素子１２の表面と、を結ぶ線分のうち最短のものの長さを、モールド樹脂１３の厚みという。
コンデンサ素子１２よりも表面１３ａ側（すなわちケーシング１１の開口部１１ａ側）では、コンデンサ素子１２とモールド樹脂１３の表面１３ａ間の距離が小さくなっており、モールド樹脂１３の厚みの薄い、肉薄樹脂部を形成している。一方、コンデンサ素子１２とケーシング１１との間のモールド樹脂１３の厚みについては、コンデンサ素子１２とケーシング１１間の距離は実施の形態１と同様である。そのため、コンデンサ素子１２とケーシング１１間は、モールド樹脂１３の厚みが相対的に大きい、肉厚樹脂部を形成している。たとえば、肉厚樹脂部の厚みを５ｍｍとし、肉薄樹脂部の厚みを２．５ｍｍとするなど、肉厚樹脂部の厚みが肉薄樹脂部の２倍となるように、モールド樹脂１３のポッティング量を調整することができる。
つまり、実施の形態３では、モールド樹脂１３は、コンデンサ素子１２よりも表面１３ａ側の厚みを薄くして形成されている肉薄樹脂部と、実施の形態１と同等の厚みを有する肉厚樹脂部とを有している。コンデンサ素子１２よりも表面１３ａ側は、モールド樹脂１３の厚みの最も小さい、最薄肉部を形成する。モールド樹脂１３の機械的強度は、ケーシング１１の開口部１１ａ側の肉薄樹脂部において、相対的に小さくなる。よって、コンデンサモジュール１０が破損する場合、開口部１１ａ側（すなわちＰＣＵ３００の筐体の中心部側）が早く破損することになる。つまり、実施の形態３では、コンデンサモジュール１０内部で発生する圧力を開放する圧力開放部は、肉薄樹脂部を含んでいる。
したがって、コンデンサモジュール１０が機械的破損を起こしても、直接ＰＣＵ３００の筐体の外壁へコンデンサモジュール１０の破損の影響を及ぼすことはない。つまり、コンデンサモジュール１０の機械的破損によってＰＣＵ３００の筐体が破損することを防止することができ、ＰＣＵ３００の内部に破損範囲を留めることができるので、ＰＣＵ３００の周辺に配置されている他の機器や部品などの損傷発生を抑制することができる。
（実施の形態４）
図８は、実施の形態４の、コンデンサモジュールの構造を示す部分断面模式図である。図９は、実施の形態４のコンデンサモジュールの、ケーシング１１を上下反転させた斜視図である。実施の形態４のコンデンサモジュールと、上述した実施の形態１のコンデンサモジュールとは、モールド樹脂１３が図８に示すような構成となっている点で異なっている。具体的には、実施の形態４では、モールド樹脂１３の表面１３ａには、凹部１４が形成されている。凹部１４は、モールド樹脂１３の表面１３ａが窪み、周囲の表面１３ａよりもコンデンサ素子１２が収納されている内側に向かってモールド樹脂１３が凹んでいるように、形成されている。つまり、凹部１４は、コンデンサ素子１２よりも開口部１１ａ側（表面１３ａ側）のモールド樹脂１３の厚みを薄くする、肉薄樹脂部である。
また図９では、円筒形状のコンデンサ素子１２の軸方向を矢印Ｌで示し、上記軸方向と直交するコンデンサ素子１２の円筒形状の幅方向を、矢印Ｗで示す。上記軸方向とは、フ
ィルムコンデンサの外形を形成する円筒形状の、高さ方向である。また上記幅方向とは、フィルムコンデンサの円筒形状の半径方向である。
凹部１４は、表面１３ａを溝状に切り欠いて形成されており、その長手方向がコンデンサ素子の軸方向（矢印Ｌで示す方向）に沿う、細隙（スリット）状に形成されている。細隙状の凹部１４は、コンデンサ素子１２の発熱によるモールド樹脂１３の温度上昇が表面１３ａにおいて最も大きくなる位置、すなわちコンデンサ素子１２の開口部１１ａ側に近接する表面１３ａに、形成されている。凹部１４は、図８に示すように表面１３ａの１箇所に形成されてもよく、図９に示すように複数箇所に形成されてもよい。たとえば凹部１４を、コンデンサ素子１２と同数形成してもよい。
モールド樹脂１３の強度は、表面１３ａでモールド樹脂１３の厚みが薄くなっている、凹部１４が形成されている位置において、相対的に小さくなる。モールド樹脂１３の表面１３ａは、ケーシング１１の開口部１１ａ側に位置している。よって、コンデンサモジュール１０が破損する場合、開口部１１ａ側（すなわちＰＣＵ３００の筐体の中心部側）が最初に破損することになる。つまり、実施の形態４では、コンデンサモジュール１０内部で発生する圧力を開放する圧力開放部は、肉薄樹脂部である凹部１４を含んでいる。凹部１４を形成することにより、モールド樹脂１３の強度を局所的に弱めることができ、コンデンサモジュール１０内部で発生する圧力によってコンデンサモジュール１０が破損するとき、凹部１４を設けた部分を早めに破損させることで破壊規模を小さくする。
したがって、コンデンサモジュール１０が機械的破損を起こしても、直接ＰＣＵ３００の筐体の外壁へコンデンサモジュール１０の破損の影響を及ぼすことはない。つまり、コンデンサモジュール１０の機械的破損によってＰＣＵ３００の筐体が破損することを防止することができ、ＰＣＵ３００の内部に破損範囲を留めることができるので、ＰＣＵ３００の周辺に配置されている他の機器や部品などの損傷発生を抑制することができる。
（実施の形態５）
図１０は、実施の形態５の、コンデンサモジュールの斜視図である。実施の形態５のコンデンサモジュールと、上述した実施の形態４のコンデンサモジュールとは、モールド樹脂１３が図１０に示すような構成となっている点で異なっている。具体的には、実施の形態５では、モールド樹脂１３の表面１３ａに形成されている凹部１４は、その長手方向がコンデンサ素子１２の幅方向（矢印Ｗで示す方向）に沿う、細隙状に形成されている。
円筒形状のコンデンサ素子１２に電流を流す場合、軸方向の中心部（すなわち、円筒の高さを二等分した位置）付近に電流が多く流れる。よって、円筒形状のコンデンサ素子１２の発熱による温度上昇は、軸方向の中心部付近において相対的に大きくなり、コンデンサモジュール１０はコンデンサ素子１２の軸方向の中心部付近において破損しやすくなる。つまり、圧力開放部に含まれる細隙状の凹部１４は、コンデンサ素子１２の発熱によってコンデンサ素子１２の温度が最も大きく上昇する部位に沿って、形成されている。そこで、コンデンサ素子１２が円筒形状のフィルムコンデンサである場合、軸方向の中心部に沿うように凹部１４を形成する。このようにすれば、肉薄樹脂部である凹部１４が圧力開放部となり、コンデンサモジュール１０が破損する場合、開口部１１ａ側（すなわちＰＣＵ３００の筐体の中心部側）が優先的に破損することになる。
したがって、コンデンサモジュール１０が機械的破損を起こしても、直接ＰＣＵ３００の筐体の外壁へコンデンサモジュール１０の破損の影響を及ぼすことはない。つまり、コンデンサモジュール１０の機械的破損によってＰＣＵ３００の筐体が破損することを防止することができ、ＰＣＵ３００の内部に破損範囲を留めることができるので、ＰＣＵ３００の周辺に配置されている他の機器や部品などの損傷発生を抑制することができる。
（実施の形態６）
図１１は、実施の形態６の、コンデンサモジュールの構造を示す部分断面模式図である。図１２は、実施の形態６のコンデンサモジュールの斜視図である。実施の形態６のコンデンサモジュールと、上述した実施の形態４のコンデンサモジュールとは、ケーシング１１およびモールド樹脂１３が図１１に示すような構成となっている点で異なっている。具体的には、実施の形態６では、モールド樹脂１３の表面には凹部は形成されておらず、ケーシング１１に凹部１５が形成されている。凹部１５は、図１２に示すように、その長手方向がコンデンサ素子１２の軸方向（矢印Ｌで示す方向）に沿う、細隙状に形成されている。
細隙状の凹部１５は、ケーシング１１が筐体の外壁に近接対向する部位である、ケーシング１１の底部に形成されている。ここで、近接対向する部位とは、ケーシング１１においてモールド樹脂１３を収納する容器を形成する、底部または壁部であって、当該底部または壁部の外周面と筐体の外壁とを結ぶ距離が短く（典型的には最短）となる、ケーシング１１の底部または壁部をいう。また凹部１５は、ケーシング１１の底部の、コンデンサ素子１２がケーシングの底部に近接する位置に沿うように、形成されている。当該位置では、コンデンサ素子１２の発熱によるモールド樹脂１３の温度上昇が大きくなるためである。凹部１５は、図１１に示すようにケーシング１１の１箇所に形成されてもよく、図１２に示すように複数箇所に形成されてもよい。たとえば凹部１５を、コンデンサ素子１２と同数形成してもよい。
凹部１５では、ケーシング１１の厚みが薄くなっている。つまり実施の形態６では、凹部１５は、相対的に厚みの小さいケーシング薄肉部を形成している。また凹部１５を除く部分は、凹部１５と比較して厚みの大きい、ケーシング厚肉部を形成している。ケーシング１１の強度は、凹部１５が形成されている位置において、相対的に小さくなる。よって、コンデンサモジュール１０が破損する場合、ケーシングの底部側が優先的に破損することになる。つまり、実施の形態６では、コンデンサモジュール１０内部で発生する圧力を開放する圧力開放部は、ケーシング薄肉部である凹部１５を含んでいる。
ケーシング１１とＰＣＵの筐体の外壁との間には、１ｍｍ〜２ｍｍ程度の隙間が設けられている（図４参照）。コンデンサモジュール１０が破損しケーシング１１の底部がＰＣＵの筐体の外壁側へ向かって瞬時移動するとき、ケーシング１１が筐体の外壁と衝突し外壁に損傷を与えないためには、ケーシング１１と筐体の外壁とは離隔している必要があるためである。
ケーシング１１の強度は、凹部１５が形成されている位置において、最も小さくなっている。たとえば、ケーシング１１の厚みを、凹部１５が形成されていない部位で２ｍｍとし、凹部１５では１ｍｍとするなど、凹部１５の厚みが他の部分の半分となるようにケーシング１１を成形することができる。凹部１５を形成することにより、ケーシング１１の強度を局所的に弱めることができ、コンデンサモジュール１０内部で発生する圧力によりケーシング１１が破損するとき、凹部１５を設けた部分を早めに破損させることで破壊規模を小さくする。
ケーシング１１の破壊規模が小さくなり破壊により生じるエネルギーも小さくなるために、コンデンサモジュール１０が機械的破損を起こしても、直接ＰＣＵ３００の筐体の外壁へコンデンサモジュール１０の破損の影響を及ぼすことはない。つまり、コンデンサモジュール１０の機械的破損によってＰＣＵ３００の筐体が破損することを防止することができ、ＰＣＵ３００の内部に破損範囲を留めることができるので、ＰＣＵ３００の周辺に配置されている他の機器や部品などの損傷発生を抑制することができる。
（実施の形態７）
図１３は、実施の形態７の、コンデンサモジュールの斜視図である。実施の形態７のコンデンサモジュールと、上述した実施の形態６のコンデンサモジュールとは、ケーシング１１が図１３に示すような構成となっている点で異なっている。具体的には、実施の形態７では、ケーシング１１に形成されているケーシング薄肉部としての凹部１５は、その長手方向がコンデンサ素子１２の幅方向（矢印Ｗで示す方向）に沿う、細隙状に形成されている。
実施の形態５で説明した通り、円筒形状のコンデンサ素子１２に電流を流す場合、軸方向の中心部付近に電流が多く流れる。よって、円筒形状のコンデンサ素子１２における温度上昇は、軸方向の中心部付近において相対的に大きくなる。そこで、コンデンサ素子１２が円筒形状のフィルムコンデンサである場合、軸方向の中心部に沿うように凹部１５を形成する。つまり、細隙状の凹部１５は、コンデンサ素子１２の発熱によってコンデンサ素子１２の温度が最も大きく上昇する部位に沿って、形成されている。このようにすれば、ケーシング薄肉部である凹部１５が圧力開放部に含まれることとなり、コンデンサモジュール１０が破損する場合、ケーシングの底部が優先的に破損することになる。
したがって、コンデンサモジュール１０が機械的破損を起こしても、直接ＰＣＵ３００の筐体の外壁へコンデンサモジュール１０の破損の影響を及ぼすことはない。つまり、コンデンサモジュール１０の機械的破損によってＰＣＵ３００の筐体が破損することを防止することができ、ＰＣＵ３００の内部に破損範囲を留めることができるので、ＰＣＵ３００の周辺に配置されている他の機器や部品などの損傷発生を抑制することができる。
これまでの説明においては、ＦＦ（フロントエンジン／フロント駆動）のハイブリッド車両を例として説明したが、本発明の範囲はこれに限られるものではない。たとえば、ＦＲ（フロントエンジン／リア駆動）のハイブリッド車両に本発明を適用することも可能であるし、その他、コンデンサモジュールとそれを収納する筐体とを備える電子機器が用いられる製品であれば、本発明を適用することが可能である。
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、各実施の形態の構成を適宜組合せてもよい。また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
電子機器が適用されるハイブリッド車両の構成を示す概略図である。 駆動ユニットの構成を示す模式図である。 ＰＣＵの主要部の構成を示す回路図である。 ＰＣＵ内部の構造について示す模式図である。 実施の形態１のコンデンサモジュールの構造を示す部分断面模式図である。 実施の形態２のコンデンサモジュールの構造を示す部分断面模式図である。 実施の形態３のコンデンサモジュールの構造を示す部分断面模式図である。 実施の形態４のコンデンサモジュールの構造を示す部分断面模式図である。 実施の形態４のコンデンサモジュールの斜視図である。 実施の形態５のコンデンサモジュールの斜視図である。 実施の形態６のコンデンサモジュールの構造を示す部分断面模式図である。 実施の形態６のコンデンサモジュールの斜視図である。 実施の形態７のコンデンサモジュールの斜視図である。
符号の説明
１ 天井部、２ 壁部、２ａ 隔壁部、３ 床部、１０ コンデンサモジュール、１１
ケーシング、１１ａ 開口部、１２ コンデンサ素子、１３ モールド樹脂、１３ａ 表面、１４，１５ 凹部、２１ バスバ、２２ 接続部、３１ ＩＰＭ、３２ リアクトル、１００ エンジン、１００Ａ クランクシャフト、２００ 駆動ユニット、２１０，２１１，２１２ モータジェネレータ、２１１Ａ，２１２Ａ ロータ、２１１Ｂ，２１２Ｂ ステータ、２１１Ｃ，２１２Ｃ ステータコイル、２２０ 動力分割機構、２２１，２２２ プラネタリギヤ、２２１Ａ，２２２Ａ サンギヤ、２２１Ｂ，２２２Ｂ ピニオンギヤ、２２１Ｃ，２２２Ｃ プラネタリキャリヤ、２２１Ｄ，２２２Ｄ リングギヤ、２３０ カウンタギヤ、２４０ ディファレンシャルギヤ、３００ ＰＣＵ、３１０ コンバータ、３２０，３２１，３２２ インバータ、３２１Ｕ，３２２Ｕ Ｕ相アーム、３２１Ｖ，３２２Ｖ Ｖ相アーム、３２１Ｗ，３２２Ｗ Ｗ相アーム、３３０ 制御装置、３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗ，３５０Ｕ，３５０Ｖ，３５０Ｗ 電流センサ、４００ バッテリ、５００，６００ ケーブル、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ１４ ダイオード、Ｌ リアクトル、Ｑ１〜Ｑ１４ パワートランジスタ。

Claims (13)

  1. 開口部の形成されたケーシングと、前記ケーシングの内部に収納されたコンデンサ素子とを有する、コンデンサモジュールと、
    前記コンデンサモジュールを収納する筐体とを備え、
    前記コンデンサモジュールは、前記筐体の内部において、前記開口部が前記筐体の中心部側を向くように、前記筐体の外壁側に偏在して配置されており、
    前記コンデンサモジュールには、前記コンデンサモジュール内部で発生する圧力を開放する、圧力開放部が形成されている、電子機器。
  2. 前記コンデンサ素子は、前記ケーシングの内部において、モールド樹脂によって封止されて固定されている、請求項１に記載の電子機器。
  3. 前記コンデンサ素子よりも前記開口部側の前記モールド樹脂中に、接続導体が埋設されている、請求項２に記載の電子機器。
  4. 前記接続導体は、前記コンデンサ素子の前記開口部側において、前記コンデンサ素子と接続している、請求項３に記載の電子機器。
  5. 前記モールド樹脂は、肉厚樹脂部と肉薄樹脂部とを有し、
    前記圧力開放部は、前記肉薄樹脂部を含む、請求項２に記載の電子機器。
  6. 前記肉薄樹脂部は、前記コンデンサ素子よりも前記開口部側の前記モールド樹脂の厚みを薄くして形成されている、請求項５に記載の電子機器。
  7. 前記肉薄樹脂部は、長手方向が前記コンデンサ素子の軸方向に沿う、細隙状に形成されている、請求項６に記載の電子機器。
  8. 前記肉薄樹脂部は、長手方向が前記コンデンサ素子の幅方向に沿う、細隙状に形成されている、請求項６に記載の電子機器。
  9. 前記ケーシングは、ケーシング厚肉部とケーシング薄肉部とを有し、
    前記圧力開放部は、前記ケーシング薄肉部を含む、請求項１に記載の電子機器。
  10. 前記ケーシング薄肉部は、前記ケーシングの、前記外壁に近接対向する部位に形成されている、請求項９に記載の電子機器。
  11. 前記ケーシング薄肉部は、長手方向が前記コンデンサ素子の軸方向に沿う、細隙状に形成されている、請求項１０に記載の電子機器。
  12. 前記ケーシング薄肉部は、長手方向が前記コンデンサ素子の幅方向に沿う、細隙状に形成されている、請求項１０に記載の電子機器。
  13. 前記圧力開放部は、前記コンデンサ素子の発熱によって、温度上昇が最も大きくなる部位に沿うように形成されている、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の電子機器。
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