WO2016075816A1 - コンデンサの支持構造 - Google Patents

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WO2016075816A1
WO2016075816A1 PCT/JP2014/080226 JP2014080226W WO2016075816A1 WO 2016075816 A1 WO2016075816 A1 WO 2016075816A1 JP 2014080226 W JP2014080226 W JP 2014080226W WO 2016075816 A1 WO2016075816 A1 WO 2016075816A1
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WO
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capacitor
case
support structure
support
main body
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/080226
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English (en)
French (fr)
Inventor
貴也 石井
早川　和宏
圭孝 福島
鈴木　雅之
Original Assignee
日産自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/02—Mountings
    • H01G2/04—Mountings specially adapted for mounting on a chassis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H—ELECTRICITY
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    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/10—Housing; Encapsulation
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    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/224—Housing; Encapsulation
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    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/08—Housing; Encapsulation

Definitions

  • the present invention relates to a capacitor support structure incorporated in a power converter or the like that converts DC power from a DC power source into AC power.
  • Example 1 First, the configuration will be described.
  • the configuration of the capacitor support structure in the first embodiment is changed to “the overall configuration of the drive system including the capacitor support structure”, “the layout configuration of the power conversion device equipped with the capacitor”, and “the detailed configuration of the capacitor and the support structure”. Separately described.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of an equivalent circuit of a drive system for an electric vehicle including a capacitor support structure according to a first embodiment. Hereinafter, based on FIG. 1, the whole structure of the drive system of Example 1 is demonstrated.
  • the drive system 1 of Example 1 is mounted on an electric vehicle that travels using an electric motor 3 such as a three-phase AC motor as a travel drive source.
  • the electric motor 3 is coupled to the axle of the electric vehicle.
  • this invention is applicable also to a hybrid vehicle (HEV), and can also be applied to apparatuses other than a vehicle.
  • HEV hybrid vehicle
  • the housing 41 is an exterior member of the power conversion device 4 and includes a cooling case 41a that is open at the top and a cover 41b that covers the cooling case 41a, as shown in FIG.
  • the cooling case 41a accommodates an input bus bar 42, a power module 43, a capacitor 44, an output bus bar 45, a motor control board 7, and a drive circuit 8.
  • a condenser 44 is fixed to the cooling case 41 a, and the cooling case 41 a corresponds to a support member that supports the condenser 44.
  • the cooling case 41a is made of conductive metal and has a coefficient of thermal expansion different from that of the capacitor 44. The component layout in the cooling case 41a will be described later.
  • the power module 43 is a so-called inverter, and a switch group including a plurality of modular semiconductor switching elements such as IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) is provided on a substrate.
  • the cooling case 41a is housed in a electrically insulated state. Then, based on the control signal from the drive circuit 8, the semiconductor switching element is turned on and off to convert the DC power from the DC power supply 2, and the AC power is output to the electric motor 3 through the output bus bar 45.
  • the drive circuit 8 performs feedback control so as to meet the target based on the detection value from the current sensor that detects the phase current.
  • the inverter circuit of the power module 43 has a U-phase inverter unit 431, a V-phase inverter unit 432, and a W-phase inverter unit 433.
  • Each of the inverter units 431 to 433 includes upper arm side switching elements 431a, 432a, and 433a and lower arm side switching elements 431b, 432b, and 433b, respectively.
  • freewheeling diodes are connected in antiparallel to the upper arm side switching elements 431a, 432a, 433a and the lower arm side switching elements 431b, 432b, 433b, respectively.
  • the upper arm side switching element 431a and the lower arm side switching element 431b are connected in series between the P bus bar 42a and the N bus bar 42b of the input bus bar 42.
  • the other switching elements 432a, 433a, 432b, and 433b are similarly connected in series between the P bus bar 42a and the N bus bar 42b.
  • the power module 43 forms a three-phase bridge circuit.
  • the capacitor 44 is a smoothing capacitor that smoothes the DC voltage ripple caused by the operation of the inverter circuit of the power module 43, and is connected between the P bus bar 42a and the N bus bar 42b of the input bus bar 42.
  • a plurality of capacitor elements 442 are connected to the capacitor case 441. And is electrically connected to the outside (power module 43 or the like) via the bus bar 46 (see FIGS. 4 and 5).
  • the second shield wire 6 is composed of three shield wires (U-phase shield wire 61, V-phase shield wire 62, and W-phase shield wire 63), which correspond to the U-phase, V-phase, and W-phase of the motor 3, respectively. Then, the electric motor 3 and the output bus bar 45 of the power converter 4 are connected.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing a power conversion device on which the capacitor of Example 1 is mounted.
  • FIG. 3 is an external perspective view of the power conversion device shown in FIG. 2 with the cover removed.
  • 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • the layout configuration of the power conversion apparatus according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS.
  • the input bus bar 42 and the like are accommodated in the cooling case 41 a of the housing 41 as described above.
  • the cooling case 41a is formed with a capacitor recess 41c, a water channel 41d through which cooling water flows, and an output opening 41e through which a connection tab of the output bus bar 45 projects.
  • the cover 41b is formed with an input opening 41f from which the connection tab of the input bus bar 42 protrudes.
  • the input bus bar 42 is fixed at a position where the connection tab protrudes from the input opening 41f with the connection tab facing upward. Further, the output bus bar 45 is fixed at a position where the connection tab protrudes from the output opening 41e with the connection tab directed downward.
  • a capacitor 44 is disposed in the capacitor recess 41 c and is fixed to the cooling case 41 a with a screw N.
  • the capacitor 44 has a mounting portion 441c, which will be described later, coupled to a fixing portion 413c formed at the peripheral portion of the capacitor recess 41c, and a gap is formed between the bottom surface portion 411c and the side surface portion 412c of the capacitor recess 41c. (See FIGS. 4 and 6). That is, the bottom surface portion 411c of the capacitor recess 41c corresponds to a support body portion that supports the capacitor 44, and the side surface portion 412c of the capacitor recess 41c connects the bottom surface portion 411c that is the support body portion and the fixing portion 413c. It corresponds to the support member side bending portion.
  • the water channel 41d is covered with the power module 43, and the power module 43 is also fixed to the cooling case 41a with screws.
  • a packing (not shown) that prevents leakage of cooling water is interposed between the power module 43 and the cooling case 41a.
  • the power module 43 and the capacitor 44 are electrically connected via a bus bar 46 as shown in FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a capacitor support structure according to the first embodiment.
  • 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG.5 and FIG.6 the detailed structure of the capacitor
  • the capacitor 44 includes a capacitor case 441, a plurality of capacitor elements 442, and a mold resin 443.
  • the capacitor case 441 has a case main body 441a, a capacitor side bending portion 441b, and a mounting portion 441c, and is integrally formed of synthetic resin such as polyphenylene sulfide (PPS) resin, for example. ing.
  • synthetic resin such as polyphenylene sulfide (PPS) resin, for example. ing.
  • the case body 441a has a bottom wall 441d and a side wall 441e erected from the peripheral edge of the bottom wall 441d, and is open upward.
  • the case body 441a has a rectangular parallelepiped shape.
  • the capacitor side bending portion 441b is a tongue-like member that is provided on the side wall 441e of the case main body 441a and can be bent and deformed toward the side of the case main body 441a.
  • the capacitor side bending portion 441b corresponds to a stress relaxation portion that relieves the stress acting on the coupling portion between the mounting portion 441c and the fixing portion 413c of the capacitor recess 41c when the temperature environment changes.
  • the capacitor side bending portion 441b of the first embodiment extends in a horizontal direction (a direction orthogonal to the standing direction of the side wall 441e) from the tip portion of the side wall 441e, and the middle position is bent upward.
  • the capacitor case 441 extends along the standing direction of the side wall 441e.
  • the mounting portion 441c is a portion that is provided on the peripheral portion of the case body 441a and is fixed to the cooling case 41a.
  • the attachment portion 441c is provided at the tip of the capacitor side bending portion 441b, and is disposed at a position higher than the opening end portion of the case main body 441a.
  • the mounting portion 441c is inserted with a metal collar 441f that opens in the vertical direction and has an inner surface formed with a thread groove.
  • a pair of capacitor-side bending portions 441b and attachment portions 441c are provided at both ends in the longitudinal direction of the capacitor case 441. That is, the capacitor 44 has a first setting position (position surrounded by a broken line ⁇ in FIG. 5) and a second setting position (position surrounded by a broken line ⁇ in FIG. 5) set to positions facing each other across the center position O of the capacitor case 441. In the surrounding position, it is fixed to the cooling case 41a.
  • the capacitor element 442 is a pair of metallized films in which metal vapor-deposited electrodes are formed on one or both sides of a derivative film made of polypropylene film or the like, and the metal vapor-deposited electrodes are wound in a state of being opposed to each other through the derivative film, It is formed by pressing in a flat shape from the vertical direction.
  • the capacitor element 442 is provided with connection tabs (not shown) on both end faces.
  • connection tabs (not shown) on both end faces.
  • a part of the bus bar 444 is connected to the input bus bar 42 with a bolt or the like.
  • the plurality of capacitor elements 442 are electrically connected to the input bus bar 42, respectively.
  • the mold resin 443 accommodates the plurality of capacitor elements 442 in the capacitor case 441 and then is injected into the capacitor case 441 to fix and prevent dust from being adhered to the plurality of capacitor elements 442 and the bus bar 444.
  • an epoxy resin is used as the mold resin 443. Further, the mold resin 443 is injected up to the vicinity of the opening of the capacitor case 441 as shown in FIG.
  • the capacitor recess 41c of the cooling case 41a which is a support member for supporting the capacitor 44, includes a bottom surface portion 411c, a side surface portion 412c, and a fixing portion 413c, as shown in FIGS. Yes.
  • the bottom surface portion 411c is the bottom surface of the cooling case 41a and faces the bottom wall 441d of the case main body 441a of the capacitor case 441.
  • the side surface portion 412c is erected from the bottom surface portion 411c and faces the side wall 441e of the case main body 441a of the capacitor case 441. That is, the side surface portion 412 c extends along the standing direction of the side wall 441 e of the capacitor case 441 and can be bent and deformed toward the side of the capacitor case 441.
  • the side surface portion 412c corresponds to a stress relieving portion that relieves stress acting on the coupling portion between the mounting portion 441c and the fixing portion 413c of the capacitor recess 41c when the temperature environment changes.
  • the fixing portion 413c is provided at the upper end portion of the side surface portion 412c, and is formed with a screw hole 414c that opens upward and engages with the screw N.
  • the capacitor 44 is inserted into the capacitor recess 41c, the mounting portion 441c is opposed to the fixing portion 413c, and the screw N is engaged with the collar 441f and the screw hole 414c. Thereby, the capacitor
  • FIG. 7 is a cross-sectional view when the temperature environment changes in the capacitor support structure of the first embodiment.
  • the “stress relaxation action when the temperature environment changes” in the capacitor support structure of Example 1 will be described.
  • the mounting portion 441c of the synthetic resin capacitor case 441 is fixed to the fixing portion 413c of the metal cooling case 41a with screws N.
  • the capacitor 44 is supported with respect to the housing 41.
  • the capacitor case 441 and the cooling case 41a are made of different materials and have different thermal expansion coefficients. That is, when the capacitor case 441 and the cooling case 41a expand and contract because the capacitor element 442 of the capacitor 44 generates heat and the temperature environment of the capacitor 44 changes, the expansion / contraction amount of the capacitor case 441 depends on the difference in thermal expansion coefficient between them. And a difference arises in the expansion-contraction amount of the cooling case 41a.
  • the mounting portion 441c is provided at the tip of the capacitor side bending portion 441b provided in the case main body 441a of the capacitor case 441. Further, the fixing portion 413c is provided at the upper end portion of the side surface portion 412c erected from the bottom surface portion 411c of the capacitor concave portion 41c.
  • condenser side bending part 441b is extended along the standing direction of the side wall 441e of the capacitor
  • the side surface portion 412c of the capacitor concave portion 41c faces the side wall 441e of the case main body 441a and extends along the standing direction of the side wall 441e.
  • the side surface portion 412c of the capacitor concave portion 41c is also the case main body. It can be bent and deformed toward the side of 441a. For this reason, the fixing
  • the capacitor side bending portion 441b provided on the case main body 441a of the capacitor case 441 and the side surface portion 412c of the capacitor recess 41c are bent. Accordingly, the mounting portion 441c and the capacitor side bending portion 441b which is the stress relaxation portion on the capacitor 44 side and the side surface portion 412c of the capacitor recess 41c which is the stress relaxation portion on the cooling case 41a side which is the support member are provided.
  • the thermal stress acting on the fixed portion 413c can be relaxed (absorbed).
  • fixed part 413c can fully be absorbed. That is, the stress absorption amount can be dispersed between the capacitor 44 and the cooling case 41a, and the burden on the capacitor side bending portion 441b and the side surface portion 412c when the temperature environment changes can be reduced.
  • the capacitor-side deflecting portion 441b of the first embodiment is bent halfway upward, and the mounting portion 441c can be separated from the bottom surface portion 411c of the capacitor recess 41c.
  • the side surface portion 412c of the concave portion 41c for the capacitor formed at the tip of the fixing portion 413c can be made relatively long, and the side surface portion 412c can be greatly bent, and the mounting portion 441c and the fixing portion Thermal stress acting on 413c can be relaxed (absorbed).
  • the capacitor side bending portion 441b when the temperature environment changes, the capacitor side bending portion 441b is bent and deformed in the direction in which the mounting portion 441c is separated from the capacitor case 441 (the direction indicated by the arrow X). .
  • the side surface portion 412c of the capacitor recess 41c is bent and deformed in the direction in which the fixing portion 413c approaches the capacitor case 441 (the direction indicated by the arrow Y). Therefore, the deformation direction of the capacitor side bending portion 441b and the side surface portion 412c of the capacitor concave portion 41c are different, the occurrence of stress concentration is reduced, and stress relaxation is appropriately performed without complicating the structure for stress relaxation. Can do.
  • the mounting portion 441c is provided at the end portion of the capacitor side bending portion 441b that extends in the horizontal direction from the front end portion of the side wall 441e of the case main body 441a and is bent halfway upward. It has been. Therefore, the attachment portion 441c is disposed at a position higher than the opening end portion of the case main body 441a.
  • a motor control board 7 (necessary parts) is disposed in a space above the case main body 441a and in a side position of the mounting portion 441c. As a result, the dead space on the side of the attachment portion 441c can be utilized to arrange the motor control board 7 as a necessary part, and the space in the housing 41 can be used without waste. As a result, an increase in size of the power conversion device 4 to which the capacitor 44 is applied can be suppressed.
  • a case main body 441a having a bottom wall 441d and a side wall 441e erected from the bottom wall 441d, and a mounting portion 441c provided at a peripheral edge of the case main body 441a, and accommodating a capacitor element 442.
  • the capacitor case 441 is formed of a material having a different coefficient of thermal expansion, and also supports a support body portion (a bottom surface portion 411c of the capacitor recess portion 41c) and the support body portion (the capacitor recess portion 41c).
  • the bending portion 441b and the side surface portion 412c of the capacitor concave portion 41c are provided. Thereby, the thermal stress which acts on the coupling
  • the stress relaxation portion is provided on the side wall 441e of the capacitor case 441, connects the case main body 441a and the mounting portion 441c, and extends along the standing direction of the side wall 441e of the capacitor case 441.
  • the mounting portion 441c is constituted by a capacitor side bending portion 441b that moves away from and in contact with the case main body 441a.
  • the stress relaxation portion is provided on a support main body portion (a bottom surface portion 411c of the capacitor recess 41c) of the support member (cooling case 41a), and the support main body portion (a bottom surface portion 411c of the capacitor recess 41c)
  • a supporting member-side bending portion (capacitor) that connects the fixing portion 413c and extends along the standing direction of the side wall 441e of the capacitor case 441 and moves the fixing portion 413c to and away from the case body 441a.
  • the side surface portion 412c) of the concave portion 41c is used.
  • the support member side bending portion (side surface portion 412c of the capacitor recess 41c) is bent and deformed, and the mounting portion 441c and the fixing portion
  • the relative position change with respect to 413c can be suppressed, and the stress acting on the joint portion can be appropriately relaxed.
  • the capacitor case 441 has the mounting portion 441c disposed above the opening end of the case body 441a, A necessary component (motor control board 7) is arranged in a space above the case main body 441a and at a side position of the mounting portion 441c.
  • Example 2 is an example in which the stress relaxation performance in the stress relaxation part is improved.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the capacitor support structure of the second embodiment.
  • the structure of the capacitor support structure of the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • part equivalent to Example 1 the same code
  • the capacitor 47 according to the second embodiment includes a capacitor case 471, a plurality of capacitor elements 442, and a mold resin 443.
  • condenser case 471 has the case main body 441a, the capacitor
  • the capacitor-side bending portion 471b extends in the horizontal direction from the tip of the side wall 441e of the case body 441a, bends midway upward, and extends along the standing direction of the side wall 441e. Has been extended.
  • the first deformation promoting portion 471d has a concave shape provided at the root position of the capacitor side bending portion 471b, here, in the middle of bending upward. Due to the first deformation promoting portion 471d, the thickness at the midpoint of the capacitor side bending portion 471b is reduced.
  • the capacitor recess 48c of the cooling case 48a which is a support member for supporting the capacitor 47 in the second embodiment, includes a bottom surface portion 481c, a side surface portion 412c, a fixing portion 413c, and a second portion.
  • the second deformation promoting portion 484c has a concave shape provided at the base position of the side surface portion 412c of the capacitor concave portion 48c which is the support member side bending portion. Due to the second deformation promoting portion 484c, the thickness of the end portion of the bottom surface portion 481c of the concave portion for capacitor 48c which is the support main body portion is reduced.
  • the first deformation promoting portion 471d reduces the thickness of the intermediate position of the capacitor-side bending portion 471b, so that the side wall 441e of the capacitor-side bending portion 471b is reduced.
  • the part extended along the standing direction can be easily bent and deformed.
  • the second deformation promoting portion 484c reduces the thickness of the end portion of the bottom surface portion 481c of the capacitor recess portion 48c, whereby the side surface portion 412c of the capacitor recess portion 48c can be easily bent and deformed.
  • the capacitor side bending portion 471b and the side surface portion 412c of the capacitor concave portion 48c can be quickly bent and deformed. And the stress which acts on the joint part of the attaching part 441c and the fixing
  • the stress relieving portion has a first deformation promoting portion 471d that promotes deformation of the capacitor side bending portion 471b at the base position of the capacitor side bending portion 471b.
  • the stress relaxation portion promotes deformation of the support member side bending portion (side surface portion 412c of the capacitor recess portion 48c) at the root position of the support member side bending portion (side surface portion 412c of the capacitor recess portion 48c). It was set as the structure which has the 2nd deformation promotion part 484c. As a result, when the cooling case 48a is thermally expanded, the support member side bending portion (side surface portion 412c of the capacitor recess 48c) is quickly bent and deformed, and acts on the coupling portion between the mounting portion 441c and the fixing portion 413c. The stress can be further relaxed.
  • Example 3 is an example in which the positions where the capacitor is fixed to the support member are set at three locations around the capacitor case.
  • FIG. 9 is a plan view showing the capacitor support structure of the third embodiment. Hereinafter, based on FIG. 9, the structure of the capacitor
  • the capacitor 49 according to the third embodiment includes a capacitor case 491, a plurality of capacitor elements 442, and a mold resin 443. And this capacitor
  • the capacitor case 491 has a rectangular parallelepiped shape, and includes a case main body 491a, a capacitor side bending portion 491b, and an attachment portion 491c.
  • a fixing portion 413c to which the mounting portion 491c of the capacitor case 491 is coupled is formed at the peripheral portion of the capacitor concave portion 41c at a position corresponding to the mounting portion 491c.
  • the capacitor side bending portion 491b and the mounting portion 491c are provided at three positions, that is, both end portions in the longitudinal direction of the capacitor case 491 and the central position of one end portion in the short direction of the capacitor case 491. It has been. That is, the capacitor 49 according to the third embodiment has a first set position (position surrounded by a broken line ⁇ in FIG. 9) and a second set position (in FIG. 9) that are set to face each other with the center position O of the capacitor case 491 interposed therebetween.
  • the third setting position gamma that set on a line L 2 passing through the center position O of the capacitor case 491, a dimension W1 from the first setting position ⁇ to the third setting position gamma, from the second set position ⁇
  • the dimension W2 up to the third setting position ⁇ is set to the same dimension.
  • the capacitor case 491 Since the capacitor case 491 is fixed to the cooling case 41a in three places in this way, even if vehicle vibration or the like occurs, the longitudinal ends of the capacitor case 491 (first and second set positions ⁇ , ⁇ ) It is possible to prevent the provided capacitor side bending portion 491b from being bent and deformed. That is, since the capacitor case 491 is fixed to the cooling case 41a at the end in the short direction (third setting position ⁇ ), the capacitor case 491 is less likely to vibrate in the longitudinal direction, and the first and second setting positions ⁇ , ⁇ can suppress the bending deformation of the capacitor side bending portion 491b.
  • the third setting position ⁇ is the center position of the first and second setting positions ⁇ and ⁇
  • the rectangular parallelepiped capacitor case 491 is less susceptible to thermal expansion in the longitudinal direction. Thereby, the stress which acts at the time of thermal expansion can be relieve
  • a first set position ⁇ and a second set position ⁇ set at positions where the mounting portion 491c is opposed to the center position O of the capacitor case 491, and the first and second set positions ⁇ , wherein the third and setting position ⁇ that is set on a line L 2 passing through the center position O of the capacitor case 491, and a configuration in which with perpendicular to the line L 1 connecting the beta.
  • the capacitor support structure of the present invention has been described based on the first to third embodiments.
  • the specific configuration is not limited to these embodiments, and each claim of the claims Design changes and additions are allowed without departing from the gist of the invention.
  • the capacitor side bending portion 441b of the capacitor case 441 and the side surface portion 412c of the capacitor concave portion 41c of the cooling case 41a are bent and deformed, and the mounting portion 441c and
  • fixed part 413c was shown, it does not restrict to this.
  • At the time of thermal expansion of the capacitor case 441 or the like at least one of the capacitor side bending portion 441b or the side surface portion 412c of the capacitor concave portion 41c is bent and deformed to relieve the stress at the coupling portion between the mounting portion 441c and the fixing portion 413c. Also good.
  • the capacitor side bending portion 441b extends in the horizontal direction from the front end portion of the side wall 441e of the case body 441a, and then bends the middle position upward, whereby the standing direction of the side wall 441e is increased.
  • the present invention is not limited to this. It is only necessary that at least a part of the capacitor side bending portion 441b extends in the standing direction of the side wall 441e of the case main body 441a, and the attachment portion 441c is supported so as to be movable away from the capacitor case 441.
  • a part of the side wall 441e of the case main body 441a may be extended upward as it is to form the capacitor side bending portion 441b.
  • the tip of the side wall 441e of the case main body 441a extends upward, then bends in the horizontal direction, and further bends the middle position downward, so that the capacitor side The bending portion 441b may be formed. In this case, two places in the middle of the capacitor side bending portion 441b are bent.
  • the attachment portion 441c is difficult to protrude from the tip end portion (upper end portion) of the case main body 441a, and the height dimension of the capacitor 44 can be suppressed.
  • the drive circuit 8 may be used, or another control circuit board or the power module 43 may be used.
  • the first deformation promoting portion 471d is formed in the capacitor side bending portion 471b
  • the second deformation promoting portion 484c is formed in the bottom surface portion 481c of the capacitor concave portion 48c.
  • the second deformation promoting portions 471d and 484c may be formed with at least one of them.

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Abstract

熱膨張率の異なる冷却ケースとコンデンサケースとの結合部分に作用する熱応力を抑制することができるコンデンサの支持構造を提供すること。 ケース本体（４４１ａ）と取付部（４４１ｃ）を有し、コンデンサ素子（４４２）を収容するコンデンサケース（４４１）と、コンデンサケース（４４１）とは熱膨張率の異なる材質で形成されると共に、コンデンサケース（４４１）の取付部（４４１ｃ）が結合される固定部（４１３ｃ）を有する冷却ケース（４１ａ）と、を備え、コンデンサケース（４４１）に、温度環境変化時に取付部（４４１ｃ）と固定部（４１３ｃ）の結合部分に作用する応力を緩和するコンデンサ側撓み部（４４１ｂ）を設け、冷却ケース（４１ａ）にコンデンサ用凹部（４１ｃ）の側面部（４１２ｃ）を設ける構成とした。

Description

コンデンサの支持構造
　本発明は、直流電源からの直流電力を交流電力に変換する電力変換装置等に組み込まれるコンデンサの支持構造に関する発明である。
　従来、金属製の支持部材に、コンデンサ素子を収納した樹脂製のコンデンサケースの舌片状の締結部を固定する際、支持部材とコンデンサケースとの寸法公差の違いに起因する問題を解決するため、舌片状の締結部の根元位置に薄肉部を設けたコンデンサの支持構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００９-２５２９３４号公報
　ところで、従来のコンデンサにあっては、支持部材とコンデンサケースの材質が異なっているので、両者の線膨張係数が異なる。そのため、コンデンサ素子の発熱等による温度環境の変化によって、支持部材やコンデンサケースが伸縮したとき、支持部材の伸縮量とコンデンサケースの伸縮量とに差が生じてしまう。この結果、支持部材とコンデンサケースとの結合部分に熱応力がかかるという問題が発生する。
　本発明は、上記問題に着目してなされたもので、熱膨張率の異なる支持部材とコンデンサケースとの結合部分に作用する熱応力を抑制することができるコンデンサの支持構造を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明のコンデンサの支持構造では、コンデンサケースと、支持部材と、を備えている。
　前記コンデンサケースは、底壁及び該底壁から立設した側壁を有するケース本体と、前記ケース本体の周縁部に設けられて前記支持部材に取り付けられる取付部と、を有し、コンデンサ素子を収容する。
　前記支持部材は、前記コンデンサケースとは熱膨張率の異なる材質によって形成されると共に、前記コンデンサケースを支持する支持本体部と、前記支持本体部に設けられて前記コンデンサケースの取付部が結合される固定部と、を有し、前記コンデンサケースを支持する。
　そして、温度環境が変化したときに前記取付部と前記固定部の結合部分に作用する応力を緩和する応力緩和部を、前記コンデンサケース又は前記支持部材の少なくとも一方に設けた。
　よって、本発明のコンデンサの支持構造では、コンデンサ素子の発熱等によって温度環境が変化したとき、コンデンサケースと支持部材の熱膨張率の違いによりコンデンサケースの伸縮量と支持部材の伸縮量が異なっても、応力緩和部によって、コンデンサケースの取付部と支持部材の固定部との結合部分に作用する応力が緩和される。
　そのため、この結合部分に作用する熱応力を抑制することができ、例えばコンデンサケースの取付部が破損する等の不具合が発生することを防止できる。
実施例１のコンデンサの支持構造を含む電気自動車の駆動システムの等価回路の回路図である。 実施例１のコンデンサを搭載した電力変換装置を模式的に示す分解斜視図である。 図２に示す電力変換装置において、カバーを外した状態の外観斜視図である。 図３におけるＡ－Ａ断面図である。 実施例１のコンデンサの支持構造を示す外観斜視図である。 図５におけるＢ－Ｂ断面図である。 実施例１のコンデンサの支持構造において、熱環境が変化したときの断面図である。 実施例２のコンデンサの支持構造を示す断面図である。 実施例３のコンデンサの支持構造を示す平面図である。 実施例１のコンデンサの支持構造の第１変形例を示す断面図である。 実施例１のコンデンサの支持構造の第２変形例を示す断面図である。 実施例１のコンデンサの支持構造の第３変形例を示す断面図である。
　以下、本発明のコンデンサの支持構造を実施するための形態を、図面に示す実施例１～実施例３に基づいて説明する。
　（実施例１）
　まず、構成を説明する。
　実施例１におけるコンデンサの支持構造の構成を、「コンデンサの支持構造を含む駆動システムの全体構成」、「コンデンサを搭載した電力変換装置のレイアウト構成」、「コンデンサの詳細構成とその支持構造」に分けて説明する。
　［コンデンサの支持構造を含む駆動システムの全体構成］
　図１は、実施例１のコンデンサの支持構造を含む電気自動車の駆動システムの等価回路の回路図である。以下、図１に基づき、実施例１の駆動システムの全体構成を説明する。
　実施例１の駆動システム１は、三相交流モータ等の電動機３を走行駆動源として走行する電気自動車に搭載される。ここで、電動機３は、電気自動車の車軸に結合される。以下、電気自動車を例に説明するが、本発明は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）にも適用することができ、また車両以外の装置にも適用可能である。
　前記駆動システム１は、図１に示すように、直流電源２と、電動機３と、電力変換装置４と、第１シールド線５と、第２シールド線６と、を備えている。
　前記直流電源２は、ここでは電気自動車の駆動用高電圧バッテリであり、複数の二次電池を直列又は並列に接続した電池（不図示）により構成されている。この直流電源２は、第１シールド線５を介して電力変換装置４に接続されている。
　前記電動機３は、例えば、ロータに永久磁石を埋設し、ステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータである。電動機３は、電力変換装置４から出力される三相交流電流により、電磁気的な作用で動作して回転力を発生する。
　前記電力変換装置４は、直流電源２と電動機３との間に接続され、直流電源２から供給される直流電力を、モータ回転数に応じた周波数で目標トルクに応じた電流にすると共に、モータコントロール基盤７からのＰＷＭ信号によりドライブ回路８が制御され、半導体スイッチング素子がスイッチすることにより交流電力に変換して電動機３に供給する。ここで、電力変換装置４は、ハウジング４１（図２参照）と、入力バスバー４２と、パワーモジュール４３と、コンデンサ４４と、出力バスバー４５と、ドライブ回路８と、を備えている。
　前記ハウジング４１は、電力変換装置４の外装部材であって、図２に示すように、上方が解放した冷却ケース４１ａと、この冷却ケース４１ａを覆うカバー４１ｂと、を有している。
そして、冷却ケース４１ａには、入力バスバー４２と、パワーモジュール４３と、コンデンサ４４と、出力バスバー４５と、モータコントロール基盤７と、ドライブ回路８と、が収容されている。ここで、冷却ケース４１ａにはコンデンサ４４が固定されており、この冷却ケース４１ａは、コンデンサ４４を支持する支持部材に相当する。また、この冷却ケース４１ａは、導電性を有する金属によって形成され、コンデンサ４４とは熱膨張率が異なっている。なお、冷却ケース４１ａ内の部品配置レイアウトについては後述する。
　また、説明の便宜上、本明細書では冷却ケース４１ａの開放方向を、「上方向」として説明するが、実使用に際しては必ずしも冷却ケース４１ａの開放方向を上（車両上方）に向ける必要はない。例えば、冷却ケース４１ａの開放方向を水平方向に向けた横置きの状態で使用することもできるし、冷却ケース４１ａの開放方向を鉛直方向下向きに向けた状態で使用することも可能である。
　前記入力バスバー４２は、直流電源２とパワーモジュール４３とを接続し、直流電源２から出力される電力をパワーモジュール４３に給電する。この入力バスバー４２は、直流電源２の正極側に接続されたＰバスバー４２ａと、直流電源２の負極側に接続されたＮバスバー４２ｂと、を有している。
　前記パワーモジュール４３は、いわゆるインバータであり、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）又はＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）等のモジュール化された複数の半導体スイッチング素子からなるスイッチ群を基板上に複数有し、電気的に絶縁した状態で冷却ケース４１ａに収納されている。そして、ドライブ回路８からの制御信号に基づき、当該半導体スイッチング素子をオン及びオフさせることで直流電源２からの直流電力を変換して、出力バスバー４５を介して電動機３に交流電力を出力する。
なお、ドライブ回路８では、相電流を検出する電流センサからの検出値に基づいて、目標に合うようにフィードバック制御をおこなう。
　このパワーモジュール４３のインバータ回路は、図１に示すように、Ｕ相インバータ部４３１と、Ｖ相インバータ部４３２と、Ｗ相インバータ部４３３と、を有している。各インバータ部４３１～４３３は、それぞれ上アーム側スイッチング素子４３１ａ,４３２ａ,４３３ａと、下アーム側スイッチング素子４３１ｂ,４３２ｂ,４３３ｂと、を有している。
なお、図示しないが、上アーム側スイッチング素子４３１ａ,４３２ａ,４３３ａ及び下アーム側スイッチング素子４３１ｂ,４３２ｂ,４３３ｂに対して、還流ダイオードがそれぞれ逆並列に接続されている。
そして、上アーム側スイッチング素子４３１ａと、下アーム側スイッチング素子４３１ｂは、入力バスバー４２のＰバスバー４２ａとＮバスバー４２ｂの間に直列に接続されている。なお、他のスイッチング素子４３２ａ,４３３ａ,４３２ｂ,４３３ｂについても、同様にＰバスバー４２ａとＮバスバー４２ｂの間に直列に接続されている。これにより、パワーモジュール４３は、三相ブリッジ回路を形成している。
　前記コンデンサ４４は、パワーモジュール４３のインバータ回路の動作による直流電圧リプルを平滑する平滑コンデンサであり、入力バスバー４２のＰバスバー４２ａとＮバスバー４２ｂの間に接続されている。このコンデンサ４４の詳細構成については後述するが、使用電圧の高耐圧化、大電流化、大容量化等が強く要求されるため、ここでは、複数のコンデンサ素子４４２（フィルムコンデンサ）をコンデンサケース４４１に収納し、バスバー４６を介して外部（パワーモジュール４３等）と電気的に接続している（図４、図５参照）。
　前記出力バスバー４５は、平板状の導電材により形成されたＵ相バスバー４５ａと、Ｖ相バスバー４５ｂと、Ｗ相バスバー４５ｃと、を有している。Ｕ相バスバー４５ａは、パワーモジュール４３のＵ相インバータ部４３１と第２シールド線６を接続する。Ｖ相バスバー４５ｂは、パワーモジュール４３のＶ相インバータ部４３２と第２シールド線６を接続する。Ｗ相バスバー４５ｃは、パワーモジュール４３のＷ相インバータ部４３３と第２シールド線６を接続する。
　前記第１シールド線５は、直流電源２の正極端子（不図示）と電力変換装置４を接続する正極側シールド線５１と、直流電源２の負極端子（不図示）と電力変換装置４を接続する負極側シールド線５２と、を有している。
　前記第２シールド線６は、３本のシールド線（Ｕ相シールド線６１,Ｖ相シールド線６２,Ｗ相シールド線６３）で構成され、それぞれ電動機３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相と対応して、電動機３と電力変換装置４の出力バスバー４５とを接続する。
　［コンデンサを搭載した電力変換装置のレイアウト構成］
　図２は、実施例１のコンデンサを搭載した電力変換装置を模式的に示す分解斜視図である。図３は、図２に示す電力変換装置において、カバーを外した状態の外観斜視図である。図４は、図３におけるＡ－Ａ断面図である。以下、図２～図４に基づき、実施例１の電力変換装置のレイアウト構成を説明する。
　前記電力変換装置４では、上述のように、ハウジング４１の冷却ケース４１ａ内に入力バスバー４２等を収容している。
ここで、冷却ケース４１ａには、図２や図４に示すように、コンデンサ用凹部４１ｃと、冷却水が流れる水路４１ｄと、出力バスバー４５の接続タブが突出する出力開口部４１ｅと、が形成されている。また、カバー４１ｂには、入力バスバー４２の接続タブが突出する入力開口部４１ｆが形成されている。
　そして、入力バスバー４２は、接続タブを上方に向けた状態で、この接続タブが入力開口部４１ｆから突出する位置に固定される。また、出力バスバー４５は、接続タブを下方に向けた状態で、この接続タブが出力開口部４１ｅから突出する位置に固定される。
　また、コンデンサ用凹部４１ｃ内には、コンデンサ４４が配置され、ネジＮによって冷却ケース４１ａに固定される。このとき、コンデンサ４４は、後述する取付部４４１ｃがコンデンサ用凹部４１ｃの周縁部に形成された固定部４１３ｃに結合され、コンデンサ用凹部４１ｃの底面部４１１ｃ及び側面部４１２ｃとの間に隙間をあけた状態で保持される（図４,図６参照）。
すなわち、コンデンサ用凹部４１ｃの底面部４１１ｃが、コンデンサ４４を支持する支持本体部に相当し、このコンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃが、支持本体部である底面部４１１ｃと固定部４１３ｃを連結する支持部材側撓み部に相当する。
　そして、水路４１ｄは、パワーモジュール４３によって覆われ、このパワーモジュール４３もネジによって冷却ケース４１ａに固定される。なお、パワーモジュール４３と冷却ケース４１ａの間には、冷却水の漏れを防止する不図示のパッキンが介装されている。
なお、パワーモジュール４３とコンデンサ４４は、図４に示すように、バスバー４６を介して、電気的に接続されている。
　さらに、コンデンサ４４の上方空間であって後述する取付部４４１ｃの側方位置には、モータコントロール基盤７（必要部品）が配置されている。また、パワーモジュール４３の上方空間には、ドライブ回路８が配置されている。ここで、モータコントロール基盤７及びドライブ回路８は、それぞれ不図示の支持手段によって、図４に示すように、コンデンサ４４の上面４４ａ及びパワーモジュール４３の上面４３ａに対して、隙間をあけた状態で保持されている。
　［コンデンサの詳細構成とその支持構造］
　図５は、実施例１のコンデンサの支持構造を示す斜視図である。図６は、図５のＢ－Ｂ断面図である。以下、図５及び図６に基づいて、実施例１のコンデンサの詳細構成とその支持構造について説明する。
　前記コンデンサ４４は、図５に示すように、コンデンサケース４４１と、複数のコンデンサ素子４４２と、モールド樹脂４４３と、を有している。
　前記コンデンサケース４４１は、図６に示すように、ケース本体４４１ａと、コンデンサ側撓み部４４１ｂと、取付部４４１ｃと、を有し、例えば、ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂等の合成樹脂によって一体成型されている。
　前記ケース本体４４１ａは、底壁４４１ｄと、この底壁４４１ｄの周縁部から立設した側壁４４１ｅと、を有し、上方に向かって開放している。なお、このケース本体４４１ａは、直方体形状を呈している。
　前記コンデンサ側撓み部４４１ｂは、ケース本体４４１ａの側壁４４１ｅに設けられ、ケース本体４４１ａの側方に向かって撓み変形可能な舌片状部材である。このコンデンサ側撓み部４４１ｂは、温度環境が変化したときに取付部４４１ｃとコンデンサ用凹部４１ｃの固定部４１３ｃの結合部分に作用する応力を緩和する応力緩和部に相当する。
ここで、実施例１のコンデンサ側撓み部４４１ｂは、側壁４４１ｅの先端部から水平方向（側壁４４１ｅの立設方向に対して直交する方向）に延在され、途中位置が上方に向けて屈曲し、コンデンサケース４４１の側壁４４１ｅの立設方向に沿って延在されている。
　前記取付部４４１ｃは、ケース本体４４１ａの周縁部に設けられ、冷却ケース４１ａに固定される部分である。この取付部４４１ｃは、コンデンサ側撓み部４４１ｂの先端に設けられ、ケース本体４４１ａの開口端部よりも上方位置に配置されている。この取付部４４１ｃには、上下方向に開放すると共に、内面にネジ溝が形成された金属製のカラー４４１ｆがインサートされている。
　そして、コンデンサ側撓み部４４１ｂ及び取付部４４１ｃは、コンデンサケース４４１の長手方向の両端部に一対設けられている。
つまり、このコンデンサ４４は、コンデンサケース４４１の中心位置Ｏを挟んで対向する位置に設定された第１設定位置（図５において破線αで囲む位置）及び第２設定位置（図５において破線βで囲む位置）において、冷却ケース４１ａに固定されている。
　前記コンデンサ素子４４２は、ポリプロピレンフィルム等からなる誘導体フィルムの片面又は両面に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを一対とし、上記金属蒸着電極が誘導体フィルムを介して対向する状態で巻回した後、上下方向から扁平型に押圧することで形成される。
そして、このコンデンサ素子４４２は、両端面に接続タブ（不図示）が設けられ、コンデンサケース４４１に収容された際、この接続タブを介してコンデンサケース４４１に収容されたバスバー４４４に並列接続されている。バスバー４４４の一部は、入力バスバー４２とボルト等で締結されて接続される。これにより、複数のコンデンサ素子４４２は、それぞれ入力バスバー４２に電気的に接続されることとなる。
　前記モールド樹脂４４３は、コンデンサケース４４１内に複数のコンデンサ素子４４２を収容した後、コンデンサケース４４１内に注入されて、複数のコンデンサ素子４４２及びバスバー４４４を固定及び防塵する。このモールド樹脂４４３は、例えばエポキシ樹脂が用いられる。また、このモールド樹脂４４３は、図６に示すように、コンデンサケース４４１の開口部近くまで注入される。
　一方、コンデンサ４４を支持する支持部材である冷却ケース４１ａのコンデンサ用凹部４１ｃは、図５及び図６に示すように、底面部４１１ｃと、側面部４１２ｃと、固定部４１３ｃと、を有している。
　前記底面部４１１ｃは、冷却ケース４１ａの底面であり、コンデンサケース４４１のケース本体４４１ａの底壁４４１ｄに対向する。
　前記側面部４１２ｃは、底面部４１１ｃから立設し、コンデンサケース４４１のケース本体４４１ａの側壁４４１ｅに対向する。つまり、この側面部４１２ｃは、コンデンサケース４４１の側壁４４１ｅの立設方向に沿って延在し、コンデンサケース４４１の側方に向かって撓み変形可能となっている。
この側面部４１２ｃは、温度環境が変化したときに取付部４４１ｃとコンデンサ用凹部４１ｃの固定部４１３ｃの結合部分に作用する応力を緩和する応力緩和部に相当する。
　前記固定部４１３ｃは、側面部４１２ｃの上端部に設けられ、上方に開放してネジＮが噛合するネジ穴４１４ｃが形成されている。
　そして、コンデンサ４４をコンデンサ用凹部４１ｃ内に挿入し、取付部４４１ｃを固定部４１３ｃに対向させて、ネジＮをカラー４４１ｆ及びネジ穴４１４ｃに噛合させる。これにより、コンデンサ４４は、冷却ケース４１ａに固定される。
　次に、作用を説明する。
　図７は、実施例１のコンデンサ支持構造において、温度環境が変化したときの断面図である。以下、図６及び図７に基づき、実施例１のコンデンサの支持構造における「温度環境変化時の応力緩和作用」について説明する。
　実施例１のコンデンサ４４の支持構造では、図６に示すように、合成樹脂製のコンデンサケース４４１の取付部４４１ｃを、金属製の冷却ケース４１ａの固定部４１３ｃに対し、ネジＮによって固定することで、コンデンサ４４をハウジング４１に対して支持している。
　ここで、コンデンサケース４４１と冷却ケース４１ａとは、材質が異なっており、熱膨張率が異なっている。
つまり、コンデンサ４４のコンデンサ素子４４２が発熱し、コンデンサ４４の温度環境が変化したことで、コンデンサケース４４１及び冷却ケース４１ａが伸縮するとき、両者の熱膨張率の差によって、コンデンサケース４４１の伸縮量と、冷却ケース４１ａの伸縮量に差異が生じる。
　そのため、ネジＮによって固定された取付部４４１ｃと固定部４１３ｃとの相対的な位置がずれようとして、この取付部４４１ｃ及び固定部４１３ｃに熱応力が作用する。そして、この熱応力が作用することで、取付部４４１ｃの破損（樹脂割れ）が生じたり、ネジＮの軸力が低下したりするおそれがある。
　これに対し、実施例１のコンデンサ４４の支持構造では、取付部４４１ｃが、コンデンサケース４４１のケース本体４４１ａに設けられたコンデンサ側撓み部４４１ｂの先端に設けられている。また、固定部４１３ｃが、コンデンサ用凹部４１ｃの底面部４１１ｃから立設した側面部４１２ｃの上端部に設けられている。
　そして、コンデンサ側撓み部４４１ｂは、コンデンサケース４４１の側壁４４１ｅの立設方向に沿って延在し、ケース本体４４１ａの側方に向かって撓み変形可能となっている。このため、取付部４４１ｃは、コンデンサ側撓み部４４１ｂの撓み変形によって、コンデンサケース４４１から離接動可能である。
一方、コンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃは、ケース本体４４１ａの側壁４４１ｅに対向し、側壁４４１ｅの立設方向に沿って延在しており、このコンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃも、ケース本体４４１ａの側方に向かって撓み変形可能になっている。このため、固定部４１３ｃは、側面部４１２ｃの撓み変形によって、コンデンサケース４４１から離接動可能である。
　これにより、コンデンサ素子４４２の発熱等で温度環境が変化したことで、コンデンサ用凹部４１ｃやコンデンサケース４４１が伸縮したとき、図７に示すように、コンデンサ側撓み部４４１ｂやコンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃが、コンデンサケース４４１の側方に沿って撓み変形する。このため、取付部４４１ｃと固定部４１３ｃの相対的な位置関係はほとんど変化しない。
つまり、コンデンサ側撓み部４４１ｂやコンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃの撓み変形によって、取付部４４１ｃ及び固定部４１３ｃに作用する熱応力を吸収することができる。この結果、取付部４４１ｃ及び固定部４１３ｃに作用する熱応力を緩和することができ、取付部４４１ｃやネジＮに無理な力がかかってしまうことを防止することができる。これにより、取付部４４１ｃの破損やネジＮの軸力の低下を抑制することができる。
　特に、この実施例１では、温度環境の変化が生じたとき、コンデンサケース４４１のケース本体４４１ａに設けられたコンデンサ側撓み部４４１ｂと、コンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃとが、それぞれ撓んでいる。
これにより、コンデンサ４４側の応力緩和部であるコンデンサ側撓み部４４１ｂと、支持部材である冷却ケース４１ａ側の応力緩和部であるコンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃとの双方で、取付部４４１ｃ及び固定部４１３ｃに作用する熱応力を緩和（吸収）することができる。
　そして、コンデンサ側撓み部４４１ｂや側面部４１２ｃの撓み変形量を大きくしなくても、取付部４４１ｃ及び固定部４１３ｃに作用する熱応力を十分に吸収することができる。
つまり、応力吸収量をコンデンサ４４と冷却ケース４１ａとで分散させることができ、温度環境が変化したときのコンデンサ側撓み部４４１ｂや側面部４１２ｃの負担を軽減することができる。
　しかも、この実施例１のコンデンサ側撓み部４４１ｂは、途中位置が上方に向けて屈曲しており、取付部４４１ｃをコンデンサ用凹部４１ｃの底面部４１１ｃから離間させることができる。
このため、固定部４１３ｃが先端に形成されるコンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃを比較的長くすることができ、この側面部４１２ｃを大きく撓ませることを可能にして、さらに取付部４４１ｃ及び固定部４１３ｃに作用する熱応力を緩和（吸収）することができる。
　また、この実施例１では、図７に示すように、温度環境が変化した際、コンデンサ側撓み部４４１ｂは、取付部４４１ｃがコンデンサケース４４１から離れる方向（矢印Ｘで示す方向）に撓み変形する。これに対し、コンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃは、固定部４１３ｃがコンデンサケース４４１に近接する方向（矢印Ｙで示す方向）に撓み変形する。
そのため、コンデンサ側撓み部４４１ｂとコンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃの変形方向が異なり、応力集中等の発生が少なくなり、応力を緩和する構造を複雑にすることなく、適切に応力緩和を図ることができる。
　さらに、この実施例１では、ケース本体４４１ａの側壁４４１ｅの先端部から水平方向に延在されてから、途中位置が上方に向けて屈曲したコンデンサ側撓み部４４１ｂの端部に取付部４４１ｃが設けられている。そのため、この取付部４４１ｃは、ケース本体４４１ａの開口端部よりも上方位置に配置される。そして、このケース本体４４１ａの上方空間であって取付部４４１ｃの側方位置には、モータコントロール基盤７（必要部品）が配置されている。
これにより、取付部４４１ｃの側方のデットスペースを活用して、必要部品であるモータコントロール基盤７を配置することができ、ハウジング４１内の空間を無駄なく利用することができる。この結果、このコンデンサ４４を適用した電力変換装置４の大型化を抑制することができる。
　次に、効果を説明する。
　実施例１のコンデンサの支持構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
　(1) 底壁４４１ｄ及び該底壁４４１ｄから立設した側壁４４１ｅを有するケース本体４４１ａと、前記ケース本体４４１ａの周縁部に設けられた取付部４４１ｃと、を有し、コンデンサ素子４４２を収容するコンデンサケース４４１と、
　前記コンデンサケース４４１とは熱膨張率の異なる材質によって形成されると共に、前記コンデンサケース４４１を支持する支持本体部（コンデンサ用凹部４１ｃの底面部４１１ｃ）と、前記支持本体部（コンデンサ用凹部４１ｃの底面部４１１ｃ）に設けられて前記コンデンサケース４４１の取付部４４１ｃが結合される固定部４１３ｃと、を有し、前記コンデンサケース４４１を支持する支持部材（冷却ケース４１ａ）と、を備え、
　前記コンデンサケース４４１又は前記支持部材（冷却ケース４１ａ）の少なくとも一方に、温度環境が変化したときに前記取付部４４１ｃと前記固定部４１３ｃの結合部分に作用する応力を緩和する応力緩和部（コンデンサ側撓み部４４１ｂ、コンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃ）を設ける構成とした。
　これにより、熱膨張率の異なる支持部材（冷却ケース４１ａ）とコンデンサケース４４１との結合部分に作用する熱応力を抑制することができる。
　(2) 前記応力緩和部を、前記コンデンサケース４４１の側壁４４１ｅに設けられ、前記ケース本体４４１ａと前記取付部４４１ｃを連結すると共に、前記コンデンサケース４４１の側壁４４１ｅの立設方向に沿って延在して前記取付部４４１ｃを前記ケース本体４４１ａに対して離接動させるコンデンサ側撓み部４４１ｂによって構成することとした。
  これにより、(1)の効果に加え、温度環境変化時にコンデンサケース４４１が熱膨張した際、コンデンサ側撓み部４４１ｂが撓み変形し、取付部４４１ｃと固定部４１３ｃ相対的な位置変化を抑制し、この結合部分に作用する応力を適切に緩和させることができる。
　(3) 前記応力緩和部を、前記支持部材（冷却ケース４１ａ）の支持本体部（コンデンサ用凹部４１ｃの底面部４１１ｃ）に設けられ、前記支持本体部（コンデンサ用凹部４１ｃの底面部４１１ｃ）と前記固定部４１３ｃを連結すると共に、前記コンデンサケース４４１の側壁４４１ｅの立設方向に沿って延在して前記固定部４１３ｃを前記ケース本体４４１ａに対して離接動させる支持部材側撓み部（コンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃ）によって構成することとした。
  これにより、(1)の効果に加え、温度環境変化時にコンデンサケース４４１が熱膨張した際、支持部材側撓み部（コンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃ）が撓み変形し、取付部４４１ｃと固定部４１３ｃとの相対的な位置変化を抑制し、この結合部分に作用する応力を適切に緩和させることができる。
　(4) 前記コンデンサケース４４１は、前記ケース本体４４１ａの開口端部よりも上方位置に前記取付部４４１ｃを配置し、
　前記ケース本体４４１ａの上方空間であって前記取付部４４１ｃの側方位置に、必要部品（モータコントロール基盤７）を配置した構成とした。
  これにより、(1)から(3)のいずれかの効果に加え、ハウジング４１内の空間を無駄なく利用することができ、電力変換装置４の大型化を抑制することができる。
　（実施例２）
　実施例２は、応力緩和部における応力の緩和性能を向上させた例である。
　図８は、実施例２のコンデンサの支持構造を示す断面図である。以下、図８に基づき、実施例２のコンデンサの支持構造の構成について説明する。なお、実施例１と同等の部位については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　実施例２のコンデンサ４７は、図８に示すように、コンデンサケース４７１と、複数のコンデンサ素子４４２と、モールド樹脂４４３と、を有している。そして、コンデンサケース４７１は、ケース本体４４１ａと、コンデンサ側撓み部４７１ｂと、取付部４４１ｃと、第１変形促進部４７１ｄと、を有している。
　前記コンデンサ側撓み部４７１ｂは、実施例１と同様に、ケース本体４４１ａの側壁４４１ｅの先端部から水平方向に延在され、途中位置が上方に向けて屈曲し、側壁４４１ｅの立設方向に沿って延在されている。
　前記第１変形促進部４７１ｄは、コンデンサ側撓み部４７１ｂの根元位置、ここでは上方に向けて屈曲した途中位置に設けられた凹み形状である。この第１変形促進部４７１ｄにより、コンデンサ側撓み部４７１ｂの途中位置の厚みが薄くなる。
　また、この実施例２におけるコンデンサ４７を支持する支持部材である冷却ケース４８ａのコンデンサ用凹部４８ｃは、図８に示すように、底面部４８１ｃと、側面部４１２ｃと、固定部４１３ｃと、第２変形促進部４８４ｃと、を有している。
　前記第２変形促進部４８４ｃは、支持部材側撓み部であるコンデンサ用凹部４８ｃの側面部４１２ｃの根元位置に設けられた凹み形状である。この第２変形促進部４８４ｃにより、支持本体部であるコンデンサ用凹部４８ｃの底面部４８１ｃの端部の厚みが薄くなる。
　そして、実施例２のコンデンサの支持構造では、上述のように、第１変形促進部４７１ｄによって、コンデンサ側撓み部４７１ｂの途中位置の厚みが薄くなることで、コンデンサ側撓み部４７１ｂの側壁４４１ｅの立設方向に沿って延在された部分を撓み変形しやすくすることができる。また、第２変形促進部４８４ｃによって、コンデンサ用凹部４８ｃの底面部４８１ｃの端部の厚みが薄くなることで、コンデンサ用凹部４８ｃの側面部４１２ｃを撓み変形しやすくすることができる。
これにより、温度環境が変化してコンデンサケース４７１や冷却ケース４８ａが熱膨張した際、コンデンサ側撓み部４７１ｂ及びコンデンサ用凹部４８ｃの側面部４１２ｃをそれぞれ速やかに撓み変形させることができる。そして、取付部４４１ｃと固定部４１３ｃとの結合部分に作用する応力をさらに緩和させることができる。
　すなわち、実施例２のコンデンサの支持構造にあっては、以下に挙げる効果を得ることができる。
　(5) 前記応力緩和部は、前記コンデンサ側撓み部４７１ｂの根元位置に、該コンデンサ側撓み部４７１ｂの変形を促す第１変形促進部４７１ｄを有する構成とした。
  これにより、コンデンサケース４７１が熱膨張した際に、コンデンサ側撓み部４７１ｂを速やかに撓み変形させて、取付部４４１ｃと固定部４１３ｃとの結合部分に作用する応力をさらに緩和させることができる。
　(6) 前記応力緩和部は、前記支持部材側撓み部（コンデンサ用凹部４８ｃの側面部４１２ｃ）の根元位置に、該支持部材側撓み部（コンデンサ用凹部４８ｃの側面部４１２ｃ）の変形を促す第２変形促進部４８４ｃを有する構成とした。
　これにより、冷却ケース４８ａが熱膨張した際に、支持部材側撓み部（コンデンサ用凹部４８ｃの側面部４１２ｃ）を速やかに撓み変形させて、取付部４４１ｃと固定部４１３ｃとの結合部分に作用する応力をさらに緩和させることができる。
　（実施例３）
　実施例３は、コンデンサを支持部材に固定する位置を、コンデンサケースの周囲３カ所に設定した例である。
　図９は、実施例３のコンデンサの支持構造を示す平面図である。以下、図９に基づき、実施例のコンデンサの支持構造の構成を説明する。
　実施例３のコンデンサ４９は、図９に示すように、コンデンサケース４９１と、複数のコンデンサ素子４４２と、モールド樹脂４４３と、を有している。そして、このコンデンサ４９は、冷却ケース４１ａに形成されたコンデンサ用凹部４１ｃ内に配置されている。
　前記コンデンサケース４９１は、直方体形状を呈しており、ケース本体４９１ａと、コンデンサ側撓み部４９１ｂと、取付部４９１ｃと、を有している。一方、冷却ケース４１ａには、コンデンサ用凹部４１ｃの周縁部には、取付部４９１ｃに対応する位置に、コンデンサケース４９１の取付部４９１ｃが結合される固定部４１３ｃが形成されている。
　そして、この実施例３では、コンデンサ側撓み部４９１ｂ及び取付部４９１ｃは、コンデンサケース４９１の長手方向の両端部と、コンデンサケース４９１の短手方向の一端部の中央位置と、の３カ所に設けられている。
つまり、実施例３のコンデンサ４９は、コンデンサケース４９１の中心位置Ｏを挟んで対向する位置に設定された第１設定位置（図９において破線αで囲む位置）及び第２設定位置（図９において破線βで囲む位置）と、この第１設定位置αと第２設定位置βをつなぐ線Ｌ１に対して直交すると共に、コンデンサケース４９１の中心位置Ｏを通る線Ｌ２上に設定された第３設定位置（図９において破線γで囲む位置）と、において、冷却ケース４１ａに固定されている。
　なお、第３設定位置γをコンデンサケース４９１の中心位置Ｏを通る線Ｌ２上に設定したことで、第１設定位置αから第３設定位置γまでの寸法Ｗ１と、第２設定位置βから第３設定位置γまでの寸法Ｗ２は、同じ寸法に設定される。
　そして、このようにコンデンサケース４９１を３カ所で冷却ケース４１ａに固定したことで、車両振動等が生じても、コンデンサケース４９１の長手方向両端部（第１,第２設定位置α,β）に設けたコンデンサ側撓み部４９１ｂが撓み変形することを防止できる。
すなわち、コンデンサケース４９１が短手方向端部（第３設定位置γ）において冷却ケース４１ａに固定されたことで、このコンデンサケース４９１が長手方向に振動しにくくなり、第１,第２設定位置α,βに設けたコンデンサ側撓み部４９１ｂの撓み変形を抑制することができる。
　また、第３設定位置γが、第１,第２設定位置α,βの中央位置であることから、この第３設定位置γに設けた取付部４９１ｃと固定部４１３ｃとの結合部分には、直方体形状のコンデンサケース４９１の長手方向の熱膨張の影響を受けにくくなっている。これにより、車両振動等による第１,第２設定位置α,βに設けたコンデンサ側撓み部４９１ｂの不要な撓み変形を抑制しつつ、熱膨張時に作用する応力を適切に緩和することができる。
　すなわち、実施例３のコンデンサの支持構造にあっては、以下に挙げる効果を得ることができる。
　(7) 前記取付部４９１ｃを、前記コンデンサケース４９１の中心位置Ｏを挟んで対向する位置に設定された第１設定位置α及び第２設定位置βと、前記第１,第２設定位置α,βをつなぐ線Ｌ１に対して直交すると共に前記コンデンサケース４９１の中心位置Ｏを通る線Ｌ２上に設定された第３設定位置γとに、設ける構成とした。
　これにより、車両振動等による第１,第２設定位置α,βに設けたコンデンサ側撓み部４９１ｂの不要な撓み変形を抑制しつつ、熱膨張時に作用する応力を適切に緩和することができる。
　以上、本発明のコンデンサの支持構造を実施例１から実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
　上述の実施例１では、温度環境が変化した際、コンデンサケース４４１のコンデンサ側撓み部４４１ｂと、冷却ケース４１ａのコンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃと、がそれぞれ撓み変形して、取付部４４１ｃと固定部４１３ｃの結合部分に作用する応力を緩和する例を示したが、これに限らない。
コンデンサケース４４１等の熱膨張時、コンデンサ側撓み部４４１ｂ、又は、コンデンサ用凹部４１ｃの側面部４１２ｃの少なくとも一方が撓み変形して、取付部４４１ｃと固定部４１３ｃの結合部分における応力を緩和してもよい。
　また、実施例１では、コンデンサ側撓み部４４１ｂが、ケース本体４４１ａの側壁４４１ｅの先端部から水平方向に延在した後、途中位置を上方に向かって屈曲することで、側壁４４１ｅの立設方向に延在する例を示したが、これに限らない。このコンデンサ側撓み部４４１ｂは、少なくとも一部がケース本体４４１ａの側壁４４１ｅの立設方向に延在し、取付部４４１ｃをコンデンサケース４４１から離接動可能に支持すればよい。
　すなわち、例えば、図１０に示すように、ケース本体４４１ａの側壁４４１ｅの一部をそのまま上方に向かって延在することでコンデンサ側撓み部４４１ｂとしてもよい。
　また、図１１に示すように、ケース本体４４１ａの側壁４４１ｅの先端部を、上方に向かって延在した後、水平方向に屈曲し、さらに途中位置を下方に向かって屈曲することで、コンデンサ側撓み部４４１ｂを形成してもよい。この場合では、コンデンサ側撓み部４４１ｂの途中位置の２カ所を屈曲することになる。
　さらに、図１２に示すコンデンサ側撓み部４４１ｂのように、ケース本体４４１ａの側壁４４１ｅの途中位置（外側面）から、コンデンサケース４４１の側方に向かって水平方向に突出した水平部分と、この水平部分の先端を上方に向けて屈曲することで側壁４４１ｅの立設方向に延在した垂直部分と、を有するものであってもよい。
この場合では、取付部４４１ｃがケース本体４４１ａの先端部（上端部）から突出しにくくなり、コンデンサ４４の高さ寸法を抑制することができる。
　また、実施例１では、コンデンサ４４の上方空間に配置する必要部品を、モータコントロール基盤７とする例を示したが、これに限らない。例えば、ドライブ回路８でもよいし、その他の制御回路基盤やパワーモジュール４３等であってもよい。
　さらに、実施例２では、コンデンサ側撓み部４７１ｂに第１変形促進部４７１ｄを形成し、コンデンサ用凹部４８ｃの底面部４８１ｃに第２変形促進部４８４ｃを形成する例を示したが、この第１,第２変形促進部４７１ｄ,４８４ｃは、少なくとも一方を形成したものであってもよい。

Claims (7)

  1. 　底壁及び該底壁から立設した側壁を有するケース本体と、前記ケース本体の周縁部に設けられた取付部と、を有し、コンデンサ素子を収容するコンデンサケースと、
    　前記コンデンサケースとは熱膨張率の異なる材質によって形成されると共に、前記コンデンサケースを支持する支持本体部と、前記支持本体部に設けられて前記コンデンサケースの取付部が結合される固定部と、を有し、前記コンデンサケースを支持する支持部材と、を備え、
    　前記コンデンサケース又は前記支持部材の少なくとも一方に、温度環境が変化したときに前記取付部と前記固定部の結合部分に作用する応力を緩和する応力緩和部を設けた
    　ことを特徴とするコンデンサの支持構造。
  2. 　請求項１に記載されたコンデンサの支持構造において、
    　前記応力緩和部を、前記コンデンサケースの側壁に設けられ、前記ケース本体と前記取付部を連結すると共に、前記コンデンサケースの側壁の立設方向に沿って延在して前記取付部を前記ケース本体に対して離接動させるコンデンサ側撓み部によって構成する
    　ことを特徴とするコンデンサの支持構造。
  3. 　請求項１に記載されたコンデンサの支持構造において、
    　前記応力緩和部を、前記支持部材の支持本体部に設けられ、前記支持本体部と前記固定部を連結すると共に、前記コンデンサケースの側壁の立設方向に沿って延在して前記固定部を前記ケース本体に対して離接動させる支持部材側撓み部によって構成する
    　ことを特徴とするコンデンサの支持構造。
  4. 　請求項２に記載されたコンデンサの支持構造において、
    　前記応力緩和部は、前記コンデンサ側撓み部の根元位置に、該コンデンサ側撓み部の変形を促す第１変形促進部を有する
    　ことを特徴とするコンデンサの支持構造。
  5. 　請求項３に記載されたコンデンサの支持構造において、
    　前記応力緩和部は、前記支持部材側撓み部の根元位置に、該支持部材側撓み部の変形を促す第２変形促進部を有する
    　ことを特徴とするコンデンサの支持構造。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載されたコンデンサの支持構造において、
    　前記取付部及び前記固定部を、前記コンデンサケースの中心位置を挟んで対向する位置に設定された第１設定位置及び第２設定位置と、前記第１,第２設定位置をつなぐ線に対して直交すると共に前記コンデンサケースの中心位置を通る線上に設定された第３設定位置とに、設けた
    　ことを特徴とするコンデンサの支持構造。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載されたコンデンサの支持構造において、
    　前記コンデンサケースは、前記ケース本体の開口よりも上方位置に前記取付部を配置し、
    　前記ケース本体の上方空間であって前記取付部の側方位置に、必要部品を配置した
    　ことを特徴とするコンデンサの支持構造。
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