JP7279661B2 - 電力制御ユニット - Google Patents

Description

この発明は、電動車両に搭載される電力制御ユニットに関する。

例えば、特許文献１には、電動車両のトランスアクスルケースの表面上に配置された電力制御ユニット（ＰＣＵ）が開示されている。トランスアクスルケースは、モータジェネレータ(回転電機)及びギヤ類を収容している。ＰＣＵの構成部品を収容するＰＣＵケースは、上蓋と下蓋とによって構成されている。そして、この下蓋、すなわち、ＰＣＵケースの下面を構成する部品は、トランスアクスルケースと別の部品（専用品）である。

特開２０１２－０８５４１６号公報

特許文献１に表される構造のように、ＰＣＵケースの下面を構成する部品（下蓋）がトランスアクスルケースに対して別体であると、現実的には両者の間に空気層が存在することになる。このような空気層が存在すると、トランスアクスルケース内の回転電機又はギヤ類を起振源とするトランスアクスルケースの振動により、空気層にヘルムホルツ共鳴が生じ得る。その結果、ＰＣＵケースの振動騒音が増大することが懸念される。したがって、ＰＣＵケースは、このようなヘルムホルツ共鳴に起因する振動騒音の増大を回避可能な構造を有することが要求される。そして、ここでいう振動騒音の増大を回避可能な構造は、ＰＣＵケースの剛性低下の抑制とＰＣＵの構成部品の良好な搭載性とを両立させつつ実現されることが望ましい。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＣＵケースの剛性低下の抑制とＰＣＵの構成部品の良好な搭載性とを両立させつつ、ヘルムホルツ共鳴に起因する振動騒音の増大を回避可能なＰＣＵケースを備える電力制御ユニットを提供することにある。

本発明に係る電力制御ユニットは、回転電機及びギヤ類のうちの少なくとも一方を収容するトランスアクスルケースを備える車両駆動ユニットにより駆動される電動車両に搭載されている。
電力制御ユニットは、電力制御ユニットを構成する複数の構成部品と、トランスアクスルケースの表面上に配置され複数の構成部品を収容するＰＣＵケースとを備える。
ＰＣＵケースは、
ＰＣＵケースの側面を構成する一対の長辺側側壁及び一対の短辺側側壁と、ＰＣＵケースの上面及び下面の側にそれぞれ形成された上面側開口及び下面側開口と、下面側開口を囲むように形成されトランスアクスルケースの表面に締結される締結部とを含み、長方形断面の筒状に形成されたケース本体と、
ＰＣＵケースの上面を構成し、上面側開口を覆うアッパーカバーと、
を含む。
トランスアクスルケースの表面がＰＣＵケースの下面を兼ねている。
ケース本体は、ケース本体の内部においてケース本体の短手方向に沿って延びて一対の長辺側側壁の間を繋ぐ２つの梁部と、ケース本体の内部においてケース本体の長手方向に沿って延びて２つの梁部の間を繋ぐ２つの連結部とを含み、かつ、ＰＣＵケースの上面側及び下面側にそれぞれ位置する上方室と下方室とにケース本体の内部を仕切るように板状に形成された梁部材と、全周が梁部材と接するように形成され上方室と下方室とを連通する中間開口とをさらに含む。
複数の構成部品の少なくとも１つは、梁部材によって支持されている。複数の構成部品の少なくとも２つは、上方室と下方室との間で中間開口を介して電気的に接続されている。
梁部材は、一対の長辺側側壁及び一対の短辺側側壁のそれぞれと全体的に接触し、かつ一体的に形成されている。
アッパーカバーの側からケース本体を見たとき、中間開口の面積は、梁部材の面積より大きい。

アッパーカバーの側からケース本体を見た時に一対の長辺側側壁に沿って位置する締結部の部位に設けられる複数の締結点の間隔は、不等間隔であってもよい。

複数の構成部品の少なくとも１つは、中間開口を跨いで上方室及び下方室の双方に及ぶように配置されていてもよい。

中間開口を跨いで上方室及び下方室の双方に及ぶように配置されている複数の構成部品は、複数の半導体スイッチング素子を含むパワー半導体モジュールを含んでいてもよい。

上方室と下方室との間で中間開口を介して電気的に接続されている複数の構成部品は、複数の半導体スイッチング素子を含むパワー半導体モジュールと、コンデンサとの組み合わせを含んでいてもよい。

上方室と下方室との間で中間開口を介して電気的に接続されている複数の構成部品は、基板と、複数の半導体スイッチング素子を含むパワー半導体モジュールとの組み合わせを含んでいてもよい。

締結部は、締結具を介してトランスアクスルケースの表面に直に締結されていてもよい。

本発明によれば、ＰＣＵケースは、当該ＰＣＵケースの上面側及び下面側の双方が開口した長方形断面の筒状に形成されたケース本体と、ケース本体の上面側開口を覆うアッパーカバーとを含む。そして、ケース本体の下面側開口は、当該下面側開口を囲むように形成されたケース本体の締結部がトランスアクスルケースの表面に締結されることによって塞がれている。すなわち、ＰＣＵケースはその下面を構成するロアカバーを単独では備えておらず、トランスアクスルケースの表面がＰＣＵケースの下面を兼ねている。これにより、ＰＣＵケースとトランスアクスルケースとの間に空気層が存在しない構造が得られるので、ヘルムホルツ共鳴に起因するＰＣＵケースの振動騒音の増大を回避できる。

また、本発明によれば、ケース本体は、ケース本体の内部においてその短手方向に沿って延び、一対の長辺側側壁の間を繋ぐように板状に形成された梁部材をさらに含む。ロアカバーの廃止によりケース本体の壁面剛性が低下すると、ケース本体からの発音の増加が懸念される。この点に関し、本発明によれば、梁部材によってＰＣＵケースの内部に梁となる面が設定されるので、一対の短辺側側壁と比べて長いために相対的に剛性が低くなり易い一対の長辺側側壁の壁面剛性の低下を抑制できる。

さらに、本発明によれば、複数の構成部品の少なくとも１つが上記の梁部材によって支持されており、かつ、板状の梁部材がケース本体の内部を上方室と下方室とに仕切るように形成されている。これにより、壁面剛性向上のための梁部材を利用して構成部品を支持することができ、また、梁部材をＰＣＵケースの内部で仕切りとして利用可能であることは、構成部品の配置の選択肢を増やすことにも寄与し得る。そして、複数の構成部品の少なくとも２つは、少なくとも一部が梁部材と接するように形成された中間開口を介して、上方室と下方室との間で電気的に接続されている。このような構造によれば、壁面剛性向上のための梁部材を備えつつ、上方室と下方室との間での構成部品同士の電気的接続機能を容易に構築できるようになる。このように、ＰＣＵの構成部品の良好な搭載性を確保できる。

以上のように、本発明によれば、ＰＣＵケースの剛性低下の抑制とＰＣＵの構成部品の良好な搭載性とを両立させつつ、ヘルムホルツ共鳴に起因する振動騒音の増大を回避可能なＰＣＵケースを備える電力制御ユニットを提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る電力制御ユニットの搭載構造の一例を模式的に表した図である。 図１に示すＰＣＵケースの構造を模式的に表した図である。 図１に示すＰＣＵケースの構造を模式的に表した図である。 図１に示すＰＣＵケースの構造を模式的に表した図である。 図１に示すＰＣＵの構成部品の配置構造の一例を表した模式図である。 比較例におけるシール構造を示す模式図（Ａ）と、実施の形態１に係るシール構造を示す模式図（Ｂ）である。 図４に示すケース本体の締結部周りの構造例を表した模式図である。 本発明の実施の形態２に係るＰＣＵの構成部品の配置構造の一例を表した模式図である。 本発明に係る梁部材の他の形成例を表した図である。

以下に説明される各実施の形態において、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略又は簡略する。また、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．実施の形態１
図１～図７を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。

１－１．ＰＣＵケース周りの構造例
図１は、実施の形態１に係る電力制御ユニット２０の搭載構造の一例を模式的に表した図である。図１に示す構成は、電動車両を駆動する車両駆動ユニット１を備えている。車両駆動ユニット１は、一例として、回転電機及びギヤ類の双方を収容するトランスアクスルケース（Ｔ／Ａケース）１０を備えている。なお、Ｔ／Ａケース１０は、例えば、アルミニウム等の金属製である。

回転電機とは、電動機及び発電機のうちの少なくとも一方の機能を有するものをいう。Ｔ／Ａケース１０の例では、電動車両の駆動に用いられる回転電機として、電動機及び発電機の双方の機能を有するモータジェネレータ１２を備えている。モータジェネレータ１２は、主に電動車両を駆動する電動機として用いられる。なお、Ｔ／Ａケース１０に収容される回転電機は、電動機又は発電機としてのみ機能するように構成されていてもよい。

また、Ｔ／Ａケース１０の例では、動力を車輪（図示省略）に伝達するためのギヤ類１４は、内燃機関（図示省略）に組み合わされた変速機と、ディファレンシャルギヤとを含む。モータジェネレータ１２の動力及び内燃機関の動力は、ディファレンシャルギヤを介して車輪に伝達される。すなわち、この例の電動車両はハイブリッド車両である。なお、本発明に係る「電動車両」は、このようなハイブリッド車両に代え、例えば、内燃機関を備えないバッテリ電気自動車であってもよい。また、図１に示す例に代え、本発明に係る「トランスアクスルケース」は、「回転電機」及び「ギヤ類」のうちの何れか一方のみを収容するものであってもよい。

車両駆動ユニット１は、さらに、電力制御ユニット（ＰＣＵ）２０を備えている。ＰＣＵ２０は、モータジェネレータ１２を制御するための電力変換装置である。ＰＣＵ２０は、Ｔ／Ａケース１０の上面１０ａの上に配置されている。車両駆動ユニット１は、図１に示すように、ＰＣＵ２０のケースであるＰＣＵケース２２がボルト７２（後述の図７（Ａ）参照）等の締結具によってＴ／Ａケース１０に直接的に締結された機電一体構造を有している。なお、本発明に係る「ＰＣＵケース（電力制御ユニットケース）」の配置場所は、トランスアクスルケースの「表面」の上であれば必ずしも上面に限られず、例えば、Ｔ／Ａケース１０の側面１０ｂであってもよい。

図２～図４は、図１に示すＰＣＵケース２２の構造を模式的に表した図である。より詳細には、図２はＰＣＵケース２２の斜視図である。図３はアッパーカバー２６の側からケース本体２４を見た図である。図４は図３中のＡ－Ａ断面図である。ＰＣＵケース２２には、図５を参照して例示されるように、ＰＣＵ２０を構成する複数の構成部品が収容される。ただし、図２～図４では、それらの構成部品の図示は省略されている。

ＰＣＵケース２２は、ケース本体２４と、アッパーカバー２６とによって構成されている。ここで、本明細書では、ＰＣＵケース２２周りの構造に関し、トランスアクスルケースの表面へのケース本体の締結面（図４では、締結面２４ｃ１）に対する垂直方向においてアッパーカバー２６に近い側を「上側」と称し、締結面２４ｃ１に近い側を「下側」と称している。

ケース本体２４は、直方体形状又は略直方体形状を有するＰＣＵケース２２の４つの側面を構成する一対の長辺側側壁２４ａ１、２４ａ２及び一対の短辺側側壁２４ｂ１、２４ｂ２を含む。また、ケース本体２４は、両端が開口した長方形断面の筒状に形成されている。ここでいう開口とは、ＰＣＵケース２２の上面及び下面の側にそれぞれ形成された上面側開口２８及び下面側開口３０のことである。

アッパーカバー２６はＰＣＵケース２２の上面を構成している。アッパーカバー２６は、上面側開口２８を覆うようにケース本体２４に締結される。また、ケース本体２４は、Ｔ／Ａケース１０の上面１０ａに締結される締結部２４ｃを含む。締結部２４ｃは、下面側開口３０を囲むようにフランジ状に形成されている。締結部２４ｃは、Ｔ／Ａケース１０の上面１０ａに対向する締結面２４ｃ１を有する。

ケース本体２４の締結部２４ｃは、図３に示すように、複数（一例として８つ）の締結点３２を有する。各締結点３２では、締結部２４ｃ（ケース本体２４）が、締結具の一例であるボルト７２（例えば、後述の図７（Ａ）参照）を介してＴ／Ａケース１０の上面１０ａに直に締結されている。その結果、ケース本体２４の下面側開口３０は、Ｔ／Ａケース１０の上面１０ａによって覆われている。すなわち、Ｔ／Ａケース１０の上面１０ａが、ＰＣＵケース２２の下面を兼ねている。本実施形態のＰＣＵ２０では、このような構造によって、下面側開口３０はＴ／Ａケース１０の上面１０ａによって塞がれている。

より詳細には、図３に示す上面視において（すなわち、アッパーカバー２６の側からケース本体２４を見た時に）、一対の長辺側側壁２４ａ１、２４ａ２に沿って（ケース本体２４の長手方向に沿って）位置する締結部２４ｃの部位に設けられる複数（図３では、３つ）の締結点３２の間隔は、不等間隔である。すなわち、一対の長辺側側壁２４ａ１、２４ａ２のそれぞれの側において当該長手方向に沿って位置する締結点３２のピッチはすべて異なっている。

なお、図３には、図示省略する締結具を介してアッパーカバー２６を締結するためのケース本体２４の複数（一例として８つ）の締結穴３３も表されている。図３に表されるように、アッパーカバー２６とのケース本体２４の締結点についても、ケース本体２４の長手方向に沿っている締結点は、一例として不等間隔である。

さらに、ケース本体２４は、図２～図４に示すように、ケース本体２４の内部に配置された梁部材３４を備えている。梁部材３４は、ケース本体２４の剛性を高めるために、ケース本体２４の短手方向に沿って延び、かつ、互いに向き合う一対の長辺側側壁２４ａ１、２４ａ２の間を繋ぐように形成されている。そして、梁部材３４は、ＰＣＵケース２２の上面側及び下面側にそれぞれ位置する上方室３６と下方室３８とにケース本体２４の内部を仕切るように板状に形成されている。

より具体的には、図２～図４に示す例では、梁部材３４は、一対の長辺側側壁２４ａ１、２４ａ２及び一対の短辺側側壁２４ｂ１、２４ｂ２のそれぞれと全体的に接触し（すなわち、梁部材３４の全周にわたって接触し）、かつ一体的に形成されている。このように、梁部材３４は、短手方向に延びて一対の長辺側側壁２４ａ１、２４ａ２の間を繋ぐ梁部３４ａ１、３４ａ２を長手方向の各端部に備えるだけでなく、長手方向に沿って延びて梁部３４ａ１、３４ａ２の間を繋ぐ連結部（第２の梁部）３４ｂ１、３４ｂ２をも備えている。

また、ケース本体２４は、上方室３６と下方室３８とを連通する中間開口４０（吹き抜け部）を含む。中間開口４０は、一例として、その全周が梁部材３４と接するように形成されている。つまり、中間開口４０は、図３に示すように板状の梁部材３４の中央に形成された貫通孔に相当する。中間開口４０は、図３に示すように、一例として長方形状に形成されている。なお、梁部材３４は、長辺側側壁２４ａ１、２４ａ２及び短辺側側壁２４ｂ１、２４ｂ２のそれぞれに対し、必ずしも全体的に接触していなくてもよいし、一体的に形成されていなくてもよい。すなわち、梁部材３４は、例えば、これらの側壁２４ａ１等の少なくとも１つと一部において接触していてもよいし、また、当該少なくとも１つと別体で形成されていてもよい。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、図１に示すＰＣＵ２０の構成部品の配置構造の一例を表した模式図である。より詳細には、図５（Ａ）は、図３中のＡ－Ａ断面図に相当し、図５（Ｂ）は、図３と同様にアッパーカバー２６側からケース本体２４を見た図である。なお、図５（Ｂ）では、基板５０の図示は省略されている。

ＰＣＵケース２２には、ＰＣＵ２０を構成する複数の構成部品が収容されている。ここでは、これらの構成部品として、基板５０、並びに電子部品（例えば、パワー半導体モジュール５２、コンデンサ５４、リアクトル５６及び電流センサ５８）が例示される。

パワー半導体モジュール（以下、単に「パワーモジュール」とも称する）５２は、例えば、電力制御用の複数の半導体スイッチング素子（図示省略）を樹脂モールドした平板形状のパワーカードとして構成されている。典型的には、パワーモジュール５２は、複数のパワーモジュール５２を積層して得られたパワーモジュールユニットがＰＣＵケース２２に収容されるが、ここでは説明の簡素化のために、１つのパワーモジュール５２を例に挙げて説明する。コンデンサ５４は、バッテリ（図示省略）から供給される電圧を平滑化させる。

図５（Ａ）に示す例では、基板５０は、上方室３６に配置されている。基板５０は、例えば、上方室３６内において一対の短辺側側壁２４ｂ１、２４ｂ２に取り付けられている。パワーモジュール５２は、基板５０の下方に配置されている。パワーモジュール５２は、内蔵する個々の半導体素子の信号線５２ａが基板５０の側に延びる向きで配置されている。各信号線５２ａは、基板５０に半田付けされている。パワーモジュール５２における信号線５２ａと反対側の面には、正極パワー端子５２ｐ、負極パワー端子５２ｎ、及び交流パワー端子５２ｏが設けられている。

図５（Ａ）に示す例では、パワーモジュール５２の大部分は上方室３６に位置しているが、各パワー端子５２ｐ、５２ｎ、５２ｏ等の部位は中間開口４０を跨いで下方室３８に及んでいる。すなわち、この例では、中間開口４０は、ＰＣＵ２０の構成部品（より詳細には電子部品）であるパワーモジュール５２（パワーモジュールユニット）が貫通する大きさを有している。

パワーモジュール５２は、梁部材３４によって支持されている。より詳細には、パワーモジュール５２は、一対の支持部５２ｂを備えている。一対の支持部５２ｂは、上方室３６側に配置され、締結具の一例であるボルト６０を介して梁部材３４側の支持部３４ｃに締結されている。なお、この例に代え、一対の支持部５２ｂは、下方室３８側において梁部材３４によって支持されてもよい。

パワーモジュール５２の正極パワー端子５２ｐ及び負極パワー端子５２ｎは、それぞれ、正極バスバ（Ｐバスバ）６２ｐ及び負極バスバ（Ｎバスバ）６２ｎを介して、コンデンサ５４に接続されている。図５（Ａ）に示す例では、コンデンサ５４は下方室３８に配置されている。このため、大部分が上方室３６に位置するパワーモジュール５２は、下方室３８に位置するコンデンサ５４との間で中間開口４０を介して電気的に接続されている。

なお、図５（Ａ）に示す例では、リアクトル５６は下方室３８に配置されている。また、パワーモジュール５２の交流パワー端子５２ｏは、交流バスバ（出力バスバとも呼ばれる）６２ｏを介して、ＰＣＵケース２２外のモータジェネレータ１２に接続されている。そして、電流センサ５８は、例えば下方室３８内において、交流バスバ６２ｏに取り付けられている。また、コンデンサ５４及びリアクトル５６は、ケース本体２４の壁に取り付けられている。

図６（Ａ）は比較例におけるシール構造を示す模式図であり、図６（Ｂ）は実施の形態１に係るシール構造を示す模式図である。本実施形態のＰＣＵケース２２のようにＰＣＵケースをトランスアクスルケースの表面に配置する場合、ＰＣＵケースとトランスアクスルケースとの締結部を介してＰＣＵケース内に水等の異物が浸入することを防止するためのシール部が必要とされる。

図６（Ａ）に示す比較例では、シール部は、ＰＣＵケースとトランスアクスルケースとの締結部とは別に、ＰＣＵケースの内部に設けられている。このように締結部とシール部とが異なる比較例では、シール構造の実現のために、ＰＣＵケースの下面を覆うカバーが必要になる。

一方、図６（Ｂ）に示す本実施形態のシール構造によれば、ケース本体２４の締結部２４ｃと同じ面に、シール部７０が設けられている。これにより、Ｔ／Ａケース１０の上面１０ａがＰＣＵケース２２の下面を兼ねる構造を採用しつつ、合理的なシール構造を備えることが可能となる。

図７（Ａ）～図７（Ｃ）は、図４に示すケース本体２４の締結部２４ｃ周りの構造例を表した模式図であり、また、シール構造の各例を表している。なお、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）では、各ガスケットの図示のために、ケース本体２４とＴ／Ａケース１０との隙間が実際よりも大きく描かれている。

シール構造の各例の説明の前に、締結部２４ｃの構造について説明を補足する。図７（Ａ）に示すように、締結部２４ｃは、ボルト７２（締結具）を介してＴ／Ａケース１０の上面１０ａに直に締結されている。つまり、締結部２４ｃの締結面２４ｃ１は、これに対向する上面１０ａの部位との間に、ゴム等の制振部材を介さずにリジッドに締結されている。

次に、シール構造の各例について説明する。まず、図７（Ａ）に示す例では、シール部７０は、締結部２４ｃよりもケース本体２４の内側において下面側開口３０を囲むように配置されている。シール部７０では、液状ガスケット（ＦＩＰＧ：Formed In Place Gasket）７４がケース本体２４とＴ／Ａケース１０との間に介在している。また、図７（Ｂ）に示すシール部７６の例では、メタルガスケット７８がケース本体２４とＴ／Ａケース１０との間に介在している。また、図７（Ｃ）に示すシール部８０の例では、ゴムガスケットが利用される。具体的には、Ｔ／Ａケース１０側に、Ｏリング８２を収容するための溝８４が形成されている。シール部８０によれば、Ｏリング８２を介してケース本体２４とＴ／Ａケース１０とがシールされる。なお、溝８４は、ケース本体２４側に形成されてもよい。

１－２．効果
Ｔ／Ａケース１０内のモータジェネレータ１２及びギヤ類１４は、駆動時に振動し、その振動はＴ／Ａケース１０に伝播され、モータノイズ及びギヤノイズとして騒音を発生させる。本実施形態とは異なり、ＰＣＵの下面を覆うロアカバーを含み、かつ、Ｔ／Ａケースから独立して閉じられたＰＣＵケースを備えるＰＣＵをＴ／Ａケースの表面の上に配置することが考えられる。このような構成が採用されると、ＰＣＵケースとＴ／Ａケースとの間に空気層（より詳細には、開口部を介して外部と通じている空気層）が存在し、特定の周波数帯において空気層にヘルムホルツ共鳴が生じ得る。その結果、ＰＣＵケースからの振動騒音が増大することが懸念される。

上述の課題に鑑み、本実施形態のＰＣＵケース２２は、両端が開口した長方形断面の筒状に形成されたケース本体２４と、ケース本体２４の上面側開口２８を覆うアッパーカバー２６とを含む。そして、ケース本体２４の下面側開口３０は、下面側開口３０を囲むように形成されたケース本体２４の締結部２４ｃがＴ／Ａケース１０の上面１０ａに締結されることによって塞がれている。すなわち、ＰＣＵケース２２はその下面を構成するロアカバーを単独では備えておらず、Ｔ／Ａケース１０の上面１０ａがＰＣＵケース２２の下面を兼ねている。これにより、ＰＣＵケース２２とＴ／Ａケース１０との間に空気層が存在しない構造が得られるので、ヘルムホルツ共鳴に起因するＰＣＵケース２２の振動騒音の増大を回避できる。

そのうえで、図３に示すように、ケース本体２４は、ケース本体２４の内部においてその短手方向に沿って延び、一対の長辺側側壁２４ａ１、２４ａ２の間を繋ぐように板状に形成された梁部材３４をさらに含む。ロアカバーの廃止によりケース本体の壁面剛性が低下すると、ケース本体からの発音の増加が懸念される。この点に関し、本実施形態によれば、梁部材３４によってＰＣＵケース２２の内部に梁となる面が設定されるので、一対の短辺側側壁２４ｂ１、２４ｂ２と比べて長いために相対的に剛性が低くなり易い一対の長辺側側壁２４ａ１、２４ａ２の壁面剛性の低下を抑制できる。

さらに、本実施形態によれば、ＰＣＵ２０の構成部品の一例であるパワーモジュール５２が梁部材３４によって支持されており、かつ、この板状の梁部材３４がケース本体２４の内部を上方室３６と下方室３８とに仕切るように形成されている。これにより、壁面剛性向上のための梁部材３４を利用して構成部品（例えば、パワーモジュール５２）を支持することができ、また、梁部材３４をＰＣＵケース２２の内部で仕切りとして利用可能であることは、構成部品の配置の自由度を高めることにも寄与し得る。そして、ＰＣＵ２０の構成部品の組み合わせ（例えば、パワーモジュール５２とコンデンサ５４）が、中間開口４０を介して上方室３６と下方室３８との間で電気的に接続されている。このような構造によれば、壁面剛性向上のための梁部材３４を備えつつ、梁部材３４の近くにある中間開口４０を利用して上方室３６と下方室３８との間での構成部品同士の電気的接続機能を容易に構築できるようになる。具体的には、このような中間開口４０を備えずに梁部材が上方室３６と下方室３８とに仕切っている場合には、ＰＣＵケース２２の外部に配置されるバスバ又はケーブル等の導電部材を用いて、上方室３６に配置される構成部品と下方室３８に配置される構成部品とを接続することが必要になる。中間開口４０を利用すると、この必要がなくなる。このように、ＰＣＵ２０の構成部品の良好な搭載性を確保できる。

以上のように、本実施形態によれば、ＰＣＵケース２２（ケース本体２４）の剛性低下の抑制とＰＣＵ２０の構成部品の良好な搭載性とを両立させつつ、ヘルムホルツ共鳴に起因する振動騒音の増大を回避可能なＰＣＵケース２２を備えるＰＣＵ２０を提供することができる。

また、本実施形態によれば、図３に示すように、アッパーカバー２６の側からケース本体２４を見た時に一対の長辺側側壁２４ａ１、２４ａ２に沿って（すなわち、長手方向に沿って）位置する締結部２４ｃの部位に設けられる複数の締結点３２の間隔は、不等間隔である。本発明の対象となる「電力制御ユニット（ＰＣＵ）」では、上記の複数の締結点の間隔は必ずしも不等間隔でなくてもよく、等間隔であってもよい。しかしながら、複数の締結点３２の間隔を不等間隔にすることで、次のような理由でＰＣＵケース２２の振動低減効果をより高めることができる。すなわち、壁の厚さが同等であると考えた場合、壁の剛性は主に締結点の間隔（ピッチ）によって定まる。このため、締結点の間隔が同じであると、一対の長辺側側壁に含まれる隣り合う締結点間の各部位が同じような周波数帯でＴ／Ａケースからの振動と共振してしまう。その結果、ＰＣＵケースからの騒音を増大させてしまう可能性がある。これに対し、ケース本体２４の長手方向に沿って位置する締結点３２を不等間隔で設けることにより、隣り合う締結点３２間の各部位の共振周波数帯が重ならないようにすることができる。これにより、ＰＣＵケース２２（ケース本体２４）の振動騒音の低減効果をより高めることができる。

また、本実施形態では、図５（Ａ）に示すように、ＰＣＵ２０の構成部品の一例であるパワーモジュール５２は、中間開口４０を跨いで上方室３６及び下方室３８の双方に及ぶように配置されている。このような構成を採用できない場合には、パワーモジュール５２の全体を上方室３６又は下方室３８に配置することが必要になる。このことは、上方室３６又は下方室３８の容積の拡大、更には、締結面２４ｃ１に対するＰＣＵケース２２（ケース本体２４）の高さの増大に繋がる。これに対し、本実施形態によれば、ＰＣＵケース２２の高さの増大を抑制しつつ（すなわち、ＰＣＵケース２２の小型化を図りつつ）、ヘルムホルツ共鳴に起因する振動騒音の増大を回避できる。

また、本実施形態の梁部材３４は、一対の長辺側側壁２４ａ１、２４ａ２の間を繋ぐだけでなく、一対の短辺側側壁２４ｂ１、２４ｂ２の双方と全体的に接触し、かつ一体的に形成されている。これにより、ＰＣＵケース２２（ケース本体２４）の剛性をより高めつつ、ヘルムホルツ共鳴に起因する振動騒音の増大を回避できる。さらに付け加えると、梁部材３４は、一対の長辺側側壁２４ａ１、２４ａ２及び一対の短辺側側壁２４ｂ１、２４ｂ２のそれぞれと全体的に接触し、かつ一体的に形成されている。これにより、ＰＣＵケース２２（ケース本体２４）の剛性をさらに効果的に高めつつ、ヘルムホルツ共鳴に起因する振動騒音の増大を回避できる。

付け加えると、本実施形態では、ケース本体２４の締結部２４ｃは、ボルト７２（締結具）を介してＴ／Ａケース１０の上面１０ａに直に（リジッドに）締結されている。しかしながら、本発明に係る「締結部」は、必ずしもトランスアクスルケースの表面に直に締結されていなくてもよく、例えば、ゴム等の制振部材を介して当該表面に締結されてもよい。そのうえで、梁部材３４を備える本実施形態のケース本体２４によれば、Ｔ／Ａケース１０の上面１０ａに直に締結する構造を採用することにより、制振部材の廃止によるコストダウンとケース本体２４の壁面剛性の確保をも両立しつつ、ヘルムホルツ共鳴に起因する振動騒音の増大を回避可能となるようにＰＣＵ２０を構成できる。

２．実施の形態２
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。

図８は、実施の形態２に係るＰＣＵ９０の構成部品の配置構造の一例を表した模式図である。本実施形態のＰＣＵ９０の構成は、以下に説明する点を除き、実施の形態１のＰＣＵ２０と同じである。具体的には、図８は、図３中のＡ－Ａ線と同様の位置で、ＰＣＵ９０が備えるＰＣＵケース９２を切断して得られる断面図に相当する。

図８に示すように、ＰＣＵケース９２は、アッパーカバー２６とともにケース本体９４を備えている。ケース本体９４は、梁部材９６を備えている。梁部材９６は、締結面２４ｃ１に対する垂直方向（上下方向）の位置において梁部材３４と相違している。すなわち、梁部材９６は、梁部材３４と比べてアッパーカバー２６に近い位置に設けられている。そして、ＰＣＵケース９２の例では、パワーモジュール５２の代わりに、基板５０が梁部材９６によって支持されている。より詳細には、基板５０は、一対の支持部５０ａを備えている。一対の支持部５０ａは、締結具の一例であるボルト９８を介して梁部材９６に締結されている。なお、この例では、パワーモジュール５２は、下方室３８内においてケース本体９４の壁に取り付けられている。

付け加えると、図８に示す例では、パワーモジュール５２及び他の電子部品（例えば、コンデンサ５４、リアクトル５６及び電流センサ５８）は、下方室３８に配置されている。このため、この例では、基板５０とパワーモジュール５２とが、上方室３６と下方室３８との間で中間開口９９を介して電気的に接続されている。

以上説明した実施の形態２によっても、ＰＣＵケース９２（ケース本体９４）の剛性低下の抑制とＰＣＵ９０の構成部品の良好な搭載性とを両立させつつ、ヘルムホルツ共鳴に起因する振動騒音の増大を回避可能なＰＣＵケース９２を備えるＰＣＵ９０を提供することができる。

３．他の実施の形態
（梁部材の他の形成例）
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、それぞれ、本発明に係る梁部材の他の形成例を表した図である。より詳細には、図３と同様に、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、それぞれ、アッパーカバー２６の側からケース本体１００及び１１０を見た図である。

図９（Ａ）に示すケース本体１００は、梁部材１０２を備えている。梁部材１０２は、梁部材３４（図３参照）と同様に、短手方向に延びて一対の長辺側側壁１００ａ１、１００ａ２の間を繋ぐ梁部１０２ａ１、１０２ａ２を長手方向の各端部に備えている。しかしながら、梁部材１０２は、梁部材３４とは異なり、長手方向に沿って延びて梁部１０２ａ１、１０２ａ２の間を繋ぐ連結部は備えていない。この例のように、本発明に係る「梁部材」は、必ずしも上記の連結部を備えていなくてもよい。

なお、梁部材３４の中央に形成された貫通孔として中間開口４０を備えるケース本体２４とは異なり、ケース本体１００が備える中間開口１０４は、当該中間開口１０４の一部が梁部材１０２（より詳細には、梁部材１０２の縁）と接するように形成されている。

図９（Ｂ）に示すケース本体１１０は、梁部材１１２を備えている。梁部材１１２は、一対の短辺側側壁１１０ｂ１、１１０ｂ２のうちの短辺側側壁１１０ｂ１の側にのみ形成され、短手方向に延びて一対の長辺側側壁１１０ａ１、１１０ａ２の間を繋いでいる。より詳細には、梁部材１１２は、短辺側側壁１１０ｂ１と全体的に接触し、かつ一体的に形成されている。この例のように、本発明に係る「梁部材」は、一対の短辺側側壁の何れか一方の側にのみ設けられていてもよい。そして、「梁部材」は、より具体的には、一対の短辺側側壁の何れか一方のみと全体的に接触し、かつ一体的に形成されていてもよい。また、この例においても、中間開口１１４は、当該中間開口１１４の一部が梁部材１１２（より詳細には、梁部材１１２の縁）と接するように形成されている。

（ＰＣＵの構成部品の他の配置例）
本発明に係る「ケース本体」内のＰＣＵの構成部品の配置は、上述した各例と上下逆であってもよい。具体的には、上述した図５（Ａ）に示す例では、上方室３６に基板５０が配置され、基板５０の下方にパワーモジュール５２及びコンデンサ５４が順に配置されている。このような例とは逆に、下方室３８に基板５０が配置され、基板５０の上方にパワーモジュール５２及びコンデンサ５４が順に配置されてもよい。このことは、図８に示す例についても同様である。

また、上述したパワーモジュール５２の例（図５（Ａ）参照）及び基板５０の例（図８参照）に代え、２つ以上のＰＣＵ構成部品が「梁部材」によって支持されてもよい。また、２つ以上のＰＣＵ構成部品が「中間開口を跨いで上方室及び下方室の双方に及ぶように」配置されてもよい。

さらに、上述したパワーモジュール５２とコンデンサ５４との組み合わせの例（図５（Ａ）参照）及び基板５０とパワーモジュール５２との組み合わせの例（図８参照）に代え、３つ以上のＰＣＵ構成部品が「上方室と下方室との間で中間開口を介して電気的に接続」されてもよい。

（ケース本体の基本形状の他の例）
本発明に係る「ケース本体」に関する「長方形断面を有する筒状」とは、必ずしも厳密な長方形断面に限られず、略長方形断面であってもよい。また、ケース本体は、必ずしも図２に示す例のようにストレートの筒状に形成されたものに限られず、例えば段付きの筒状に形成されていてもよい。

以上説明した各実施の形態に記載の例及び他の各変形例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。

１ 車両駆動ユニット
１０ トランスアクスルケース（Ｔ／Ａケース）
１０ａ Ｔ／Ａケースの上面
１２ モータジェネレータ（回転電機）
１４ ギヤ類
２０、９０ 電力制御ユニット（ＰＣＵ）
２２、９２ ＰＣＵケース
２４、９４、１００、１１０ ＰＣＵケースのケース本体
２４ａ１、２４ａ２、１００ａ１、１００ａ２、１１０ａ１、１１０ａ２ ケース本体の長辺側側壁
２４ｂ１、２４ｂ２、１１０ｂ１、１１０ｂ２ ケース本体の短辺側側壁
２４ｃ ケース本体の締結部
２４ｃ１ ケース本体の締結部の締結面
２６ アッパーカバー
２８ ケース本体の上面側開口
３０ ケース本体の下面側開口
３２ ケース本体の締結点
３４、９６、１０２、１１２ 梁部材
３６ ケース本体内の上方室
３８ ケース本体内の下方室
４０、９９、１０４、１１４ 中間開口
５０ 基板
５２ パワー半導体モジュール
５４ コンデンサ
７０、７６、８０ シール部
７２ ボルト（締結具）

Claims (7)

1. 回転電機及びギヤ類のうちの少なくとも一方を収容するトランスアクスルケースを備える車両駆動ユニットにより駆動される電動車両に搭載される電力制御ユニットであって、
   前記電力制御ユニットは、
   前記電力制御ユニットを構成する複数の構成部品と、
   前記トランスアクスルケースの表面上に配置され、前記複数の構成部品を収容するＰＣＵケースと、
   を備え、
   前記ＰＣＵケースは、
   前記ＰＣＵケースの側面を構成する一対の長辺側側壁及び一対の短辺側側壁と、前記ＰＣＵケースの上面及び下面の側にそれぞれ形成された上面側開口及び下面側開口と、前記下面側開口を囲むように形成され前記トランスアクスルケースの前記表面に締結される締結部と、を含み、長方形断面の筒状に形成されたケース本体と、
   前記ＰＣＵケースの前記上面を構成し、前記上面側開口を覆うアッパーカバーと、
   を含み、
   前記トランスアクスルケースの前記表面が前記ＰＣＵケースの前記下面を兼ねており、
   前記ケース本体は、
   前記ケース本体の内部において前記ケース本体の短手方向に沿って延びて前記一対の長辺側側壁の間を繋ぐ２つの梁部と、前記ケース本体の内部において前記ケース本体の長手方向に沿って延びて前記２つの梁部の間を繋ぐ２つの連結部とを含み、かつ、前記ＰＣＵケースの前記上面側及び前記下面側にそれぞれ位置する上方室と下方室とに前記ケース本体の内部を仕切るように板状に形成された梁部材と、
   全周が前記梁部材と接するように形成され、前記上方室と前記下方室とを連通する中間開口と、
   をさらに含み、
   前記複数の構成部品の少なくとも１つは、前記梁部材によって支持されており、
   前記複数の構成部品の少なくとも２つは、前記上方室と前記下方室との間で前記中間開口を介して電気的に接続されており、
   前記梁部材は、前記一対の長辺側側壁及び前記一対の短辺側側壁のそれぞれと全体的に接触し、かつ一体的に形成されており、
   前記アッパーカバーの側から前記ケース本体を見たとき、前記中間開口の面積は、前記梁部材の面積より大きい
   ことを特徴とする電力制御ユニット。
2. 前記アッパーカバーの側から前記ケース本体を見た時に前記一対の長辺側側壁に沿って位置する前記締結部の部位に設けられる複数の締結点の間隔は、不等間隔である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力制御ユニット。
3. 前記複数の構成部品の少なくとも１つは、前記中間開口を跨いで前記上方室及び前記下方室の双方に及ぶように配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力制御ユニット。
4. 前記中間開口を跨いで前記上方室及び前記下方室の双方に及ぶように配置されている前記複数の構成部品は、複数の半導体スイッチング素子を含むパワー半導体モジュールを含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の電力制御ユニット。
5. 前記上方室と前記下方室との間で前記中間開口を介して電気的に接続されている前記複数の構成部品は、複数の半導体スイッチング素子を含むパワー半導体モジュールと、コンデンサとの組み合わせを含む
   ことを特徴とする請求項１～４の何れか１つに記載の電力制御ユニット。
6. 前記上方室と前記下方室との間で前記中間開口を介して電気的に接続されている前記複数の構成部品は、基板と、複数の半導体スイッチング素子を含むパワー半導体モジュールとの組み合わせを含む
   ことを特徴とする請求項１～４の何れか１つに記載の電力制御ユニット。
7. 前記締結部は、締結具を介して前記トランスアクスルケースの前記表面に直に締結されている
   ことを特徴とする請求項１～６の何れか１つに記載の電力制御ユニット。

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