JP6785274B2 - 電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、コネクタが接続されるコネクタ接続部が設けられた電気機器に関する。

特許文献１には、ハウジング側面からコネクタ接続部が膨出し、コネクタ接続部の上方に、ハウジングの上端部から張り出した庇を設けることにより、コネクタ接続部が被水しないようにした電気機器が記載されている。

特開２０１４−９３３７９号公報

しかし、特許文献１は、ハウジング側面からコネクタ接続部が膨出するため電気機器が大型化し、さらにその上に庇を設けることで、より電気機器が大型化してしまう。また、ハウジング側面からコネクタ接続部が膨出すると、外部からの衝撃が直接コネクタ接続部に入力してしまう虞がある。

本発明は、電気機器の小型化しつつ、外部の衝撃からコネクタ接続部を保護することができる電気機器を提供する。

本発明は、
電気回路部と、
該電気回路部を冷却する冷却部と、
前記電気回路部及び前記冷却部を収容するハウジングと、
前記冷却部に冷媒を供給する冷媒導入部と、
前記冷却部から前記冷媒を排出する冷媒排出部と、を備える電気機器であって、
前記冷媒導入部及び前記冷媒排出部は、水平方向において前記電気回路部を挟んで反対側に設けられ、
前記ハウジングには、前記ハウジングの外縁よりも内側に設けられた垂直壁に接続面が前記水平方向を指向するように、他の電気機器と接続するケーブルのコネクタが接続されるコネクタ接続部が設けられ、
前記コネクタ接続部は、前記冷却部の下方であって、前記水平方向において前記電気回路部よりも前記冷媒導入部側又は前記冷媒排出部側の下方に設けられている。

本発明によれば、コネクタ接続部をハウジングの外縁よりも内側、且つ、冷却部の下方であって、電気回路部よりも冷媒導入部側又は冷媒排出部側に配置することで、電気回路部のスペースを広く確保しながら、電気回路部の邪魔にならないスペースを効率的に利用することができる。これにより、電気機器の小型化しつつ、外部の衝撃からコネクタ接続部を保護することができる。

本発明の一実施形態の電気機器を備える車両の全体構造を示す概略側面図である。 図１の車両の床下構造を示す平面図である。 図１の車両の冷却配管等を説明する斜視図である。 図１の車両の電気機器及びその周辺の斜視図である。 図４の電気機器及びその周辺の側面図である。 図４の電気機器及びその周辺の平面図である。 図６及び図８のＡ−Ａ線断面図である。 図４の電気機器の冷却部の平面図である。 図１の車両の電気機器の下面図である。

以下、本発明に係る電気機器の一実施形態を、車両に搭載された電気機器を例に、図面を用いて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、以下の説明において、前後、左右、上下は、車両の操縦者から見た方向に従い記載し、また、図面に車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

［車両の全体構造］
図１及び図２に示す車両１は、フロアパネル２とダッシュパネル３とにより車室１０とその前方のフロントルーム２０とに区画形成されている。車室１０には、前部座席１１及び後部座席１２が設けられている。後部座席１２の後方におけるフロアパネル２の下方には、駆動装置ユニット３０が設けられている。駆動装置ユニット３０は、左右の後輪５を駆動する。つまり、この車両１は、左右の後輪５を駆動輪とし、左右の前輪４を従動輪としている。各前輪４及び各後輪５は、それぞれサスペンション支持部６に支持される不図示のサスペンションを介して車体フレーム５０に支持されている。

車室１０の下方には、複数のバッテリモジュール６０ａから構成されるバッテリ６０が配置されている。バッテリ６０はバッテリケース６１に収容されてフロアパネル２の下方に配置されている。

車体フレーム５０は、前後方向に延設される左右一対のサイドメンバ５１、５２と、左右方向に延設されサイドメンバ５１、５２間を連結する複数のクロスメンバ５３と、駆動装置ユニット３０を囲むように矩形形状を有するサブフレーム５４と、を備える。サブフレーム５４は、図９も参照して、両サイドメンバ５１、５２に支持された一対のサブサイドメンバ５５、５６と、両サブサイドメンバ５５、５６間を繋ぐ前フレームメンバ５７及び後フレームメンバ５８と、を備える。駆動装置ユニット３０は、電動機としてのモータＭＯＴを収容する駆動装置３１と、モータＭＯＴを制御する電気機器としてのＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３２と、を備える。駆動装置３１とＰＣＵ３２とは、図示しないバスバを介して電気的に接続されている。

フロントルーム２０には、ＰＣＵ３２を冷却する冷却装置７０が設けられている。冷却装置７０は、車両１の最前面に設けられたラジエータを備える。冷却装置７０とＰＣＵ３２とは冷却配管７１により接続されている。冷却配管７１は、フロアパネル２とバッテリ６０（バッテリケース６１）との間に配置されている。冷却配管７１は、冷却装置７０からＰＣＵ３２に冷媒を供給する第１冷却配管７２と、ＰＣＵ３２から冷却装置７０に冷媒を排出する第２冷却配管７３と、を備えている。

フロントルーム２０には、図１〜図３に示すように、車両１の先端上部に設けられた充電ポート（不図示）に接続されるジャンクションボックス８０が設けられている。ジャンクションボックス８０は、バッテリケーブル８１を介してバッテリ６０に接続され、ＰＣＵケーブル８２を介してＰＣＵ３２に接続されている。ＰＣＵケーブル８２は、ジャンクションボックス８０から延びる第１ケーブル８２１とＰＣＵ３２から延びる第２ケーブル８２２とを有し、第１ケーブル８２１と第２ケーブル８２２とが、バッテリ６０と駆動装置ユニット３０との間に位置するクロスメンバ５３の下面に固定されたジョイントボックス８を介して互いに接続される。

図２及び図３に示すように、ＰＣＵケーブル８２の第１ケーブル８２１は、第１冷却配管７２と第２冷却配管７３との間に配置されている。このように、ＰＣＵケーブル８２の両脇に第１冷却配管７２と第２冷却配管７３とが配置されることにより、ＰＣＵケーブル８２の発熱を抑制できる。また、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３に加えてＰＣＵケーブル８２も、フロアパネル２とバッテリ６０との間に配置されることで、飛び石等から保護される。

図２に示すように、駆動装置ユニット３０は、一対の前マウント部５４１を介して前フレームメンバ５７に固定されるとともに、後マウント部５４２を介して後フレームメンバ５８に固定されている。駆動装置３１には、モータＭＯＴ及び変速機（不図示）が設けられ、モータＭＯＴのトルクが変速機を介して出力軸（不図示）に伝達され、出力軸（不図示）から後輪５に伝達される。

［ＰＣＵ（電気機器）］
図２〜図８に示すように、ＰＣＵ３２は、例えばインバータであって、電気回路部９０と、電気回路部９０を冷却する冷却部１００と、電気回路部９０及び冷却部１００を収容するハウジング２００と、冷却部１００に冷媒を供給する冷媒導入部２１０と、冷却部１００から冷媒を排出する冷媒排出部２２０と、を備える。電気回路部９０には、リアクトル、コンデンサ、スイッチング素子等の電気素子が搭載される。

冷媒導入部２１０は、ハウジング２００の右側面に設けられている。冷媒導入部２１０には、第１冷却配管７２が接続されている。冷媒排出部２２０は、ハウジング２００の前面に設けられている。

図８に示すように、冷媒導入部２１０の冷媒流路２１０ａは、冷却部１００の冷媒入口１００ａに接続されている。冷媒排出部２２０の冷媒流路２２０ａは、冷却部１００の冷媒出口１００ｂに接続されている。冷媒導入部２１０及び冷媒排出部２２０は、前後方向において電気回路部９０を挟んで反対側に設けられている。このように、冷媒導入部２１０及び冷媒排出部２２０が、前後方向において電気回路部９０を挟んで反対側に設けられるので電気回路部９０を広く確保できる。

図４〜図７に示すように、ハウジング２００には、ハウジング２００の外縁２０１よりも内側に、ケーブル８３の一端部に設けられたコネクタ４００と接続するコネクタ接続部２３０が設けられている。これにより、外部の衝撃からコネクタ接続部２３０を保護することができる。なお、ケーブル８３の他端部のコネクタ３００は、ＰＣＵ３２とは異なる機器、例えば駆動装置３１、ＥＣＵ等の電気機器に接続される。

また、コネクタ接続部２３０は、冷却部１００の下方であって、前後方向において電気回路部９０よりも冷媒導入部２１０側に設けられている。この構成により、電気回路部９０のスペースを広く確保しながら、電気回路部９０の邪魔にならないスペースを効率的に利用することができ、ＰＣＵ３２を小型化できる。

コネクタ接続部２３０は、ハウジング２００の外縁２０１よりも内側に設けられた垂直壁２０２に、接続面２３１が右方向を指向するように配置されている。この構成により、コネクタ接続部２３０を下方からの衝撃からも保護することができる。

図８に示すように、冷媒入口１００ａ及び冷媒出口１００ｂの周囲には、シール部１０１、１０２が内外二重に設けられている。内側のシール部１０１は、冷媒入口１００ａ及び冷媒出口１００ｂを囲むように配置され、外側のシール部１０２は、空間１００ｃを介して内側のシール部１０１を囲むように配置される。冷媒入口１００ａのシール部１０１、１０２の間の空間１００ｃは、図７に示すように、ハウジング２００の内部に設けられたドレン通路２０３を介してハウジング２００の外に繋がっている。

図４〜図７に示すように、コネクタ接続部２３０の上方には庇状の樋部２０４が設けられている。なお、この樋部２０４は、ハウジング２００の後面３２ａから張り出さず、ハウジング２００の外縁２０１を構成しない。樋部２０４は、左右方向に延びている。樋部２０４の上方には、ドレン通路２０３の出口２０３ａが開口している。この構成によれば、出口２０３ａから排出された冷媒は、樋部２０４により落下が遮られ左右方向に誘導された後、図５中に矢印Ｗで示すように、コネクタ接続部２３０を避けて樋部２０４の左右両端から落下する。したがって、仮に冷媒導入部２１０の内側のシール部１０１が決壊し、ドレン通路２０３を通ってハウジング２００の外に冷媒が流出した場合でも、冷媒がコネクタ接続部２３０に流れ込むのを防止できる。

図７に示すように、ハウジング２００には、コネクタ接続部２３０を収容するコネクタ収容部２４０が設けられている。コネクタ収容部２４０の上部２４１は、上方に凸となる凸形状を有する。コネクタ接続部２３０とコネクタ収容部２４０との間には、シール部２４２が設けられている。このように、コネクタ収容部２４０の上部２４１が上方に凸となる凸形状を有することにより、仮にコネクタ接続部２３０に冷媒が流れてきても、冷媒をコネクタ接続部２３０の接続面２３１から遠ざけることができる。さらに、コネクタ接続部２３０とコネクタ収容部２４０との間に設けられたシール部２４２により、コネクタ収容部２４０に冷媒が浸入するのを抑制できる。

図４及び図５に示すように、コネクタ接続部２３０に接続されたケーブル８３の中間部にはターン部８３ａが形成され、そのターン部８３ａにフェライトコア８４が取り付けられている。フェライトコア８４は、コネクタ接続部２３０の下方に設けられている。この構成によれば、コネクタ接続部２３０の下方に設けられたデッドスペースを有効に活用して、フェライトコア８４によりケーブル８３のノイズを低減することができる。

また、図９に示すように、コネクタ接続部２３０は、下面視でサブフレーム５４の後フレームメンバ５８に覆われている。この構成によれば、外部からの衝撃がＰＣＵ３２よりも先にサブフレーム５４に入力されるので、衝撃からコネクタ接続部２３０を保護することができる。また、コネクタ接続部２３０がサブフレーム５４よりも高い位置にあるので、下方からのコネクタ接続部２３０の浸水するのを抑制できる。

なお、前述した実施形態は、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、前述した実施形態では、冷媒導入部２１０の下方にコネクタ接続部２３０を設けたが、冷媒排出部２２０の下方にコネクタ接続部２３０を設けることも可能である。
また、本発明の電気機器は、ＰＣＵ３２以外の車載電気機器にも適用可能であり、非車載電気機器にも適用可能である。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 電気回路部（電気回路部９０）と、
該電気回路部を冷却する冷却部（冷却部１００）と、
前記電気回路部及び前記冷却部を収容するハウジング（ハウジング２００）と、
前記冷却部に冷媒を供給する冷媒導入部（冷媒導入部２１０）と、
前記冷却部から前記冷媒を排出する冷媒排出部（冷媒排出部２２０）と、を備える電気機器（ＰＣＵ３２）であって、
前記冷媒導入部及び前記冷媒排出部は、水平方向において前記電気回路部を挟んで反対側に設けられ、
前記ハウジングには、前記ハウジングの外縁（外縁２０１）よりも内側に、コネクタ（コネクタ）が接続されるコネクタ接続部（コネクタ接続部２３０）が設けられ、
前記コネクタ接続部は、前記冷却部の下方であって、前記水平方向において前記電気回路部よりも前記冷媒導入部側又は前記冷媒排出部側に設けられている、電気機器。

（１）によれば、コネクタ接続部をハウジングの外縁よりも内側、且つ、冷却部の下方であって、電気回路部よりも冷媒導入部側又は冷媒排出部側に配置することで、電気回路部のスペースを広く確保しながら、電気回路部の邪魔にならないスペースを効率的に利用することができる。これにより、電気機器の小型化しつつ、外部の衝撃からコネクタ接続部を保護することができる。なお、本発明の水平方向は、上下方向に直交する方向を意味し、前後方向に限らず、左右方向でもよく、前後方向及び左右方向に対し傾斜した方向でもよい。

（２） （１）に記載の電気機器であって、
前記コネクタ接続部は、前記外縁よりも内側に設けられた垂直壁（垂直壁２０２）に、接続面（接続面２３１）が前記水平方向（右方向）を指向するように配置された、電気機器。

（２）によれば、コネクタ接続部が、ハウジングの外縁よりも内側に設けられた垂直壁に接続面が水平方向を指向するように配置されているので、下方からの衝撃からもコネクタ接続部を保護することができる。

（３） （２）に記載の電気機器であって、
前記コネクタ接続部の上方には、ドレン通路（ドレン通路２０３）の出口（出口２０３ａ）と、該出口と前記コネクタ接続部との間に介在する樋部（樋部２０４）と、が設けられている、電気機器。

（３）によれば、コネクタ接続部の上方に設けられた樋部により、仮に冷媒導入部又は冷媒排出部のシール部が決壊してもドレン通路を流れる冷媒がコネクタ接続部に流れ込むのを防止できる。

（４） （２）又は（３）に記載の電気機器であって、
前記ハウジングには、前記コネクタ接続部を収容するコネクタ収容部（コネクタ収容部２４０）が設けられ、
前記コネクタ収容部の上部（上部２４１）は、上方に凸となる凸形状を有し、
前記コネクタ接続部と前記コネクタ収容部との間には、シール部（シール部２４２）が設けられている、電気機器。

（４）によれば、コネクタ収容部の上部は、上方に凸となる凸形状を有するので、仮にコネクタ接続部に冷媒が流れてきても、冷媒を接続面から遠ざけることができる。さらに、コネクタ接続部とコネクタ収容部との間に設けられたシール部により、コネクタ収容部に冷媒が浸入するのを抑制できる。

（５） （１）〜（４）のいずれかに記載の電気機器であって、
前記コネクタ接続部の下方には、フェライトコア（フェライトコア８４）が設けられている、電気機器。

（５）によれば、コネクタ接続部の下方に設けられたデッドスペースを有効に活用して、フェライトコアによりケーブルのノイズを低減することができる。

（６） （１）〜（５）のいずれかに記載の電気機器であって、
前記電気機器は、矩形形状を有するサブフレーム（サブフレーム５４）に支持され、
前記コネクタ接続部は、下面視で前記サブフレームに覆われている、電気機器。

（６）によれば、外部からの衝撃が電気機器よりも先にサブフレームに入力されるので、衝撃からコネクタ接続部を保護することができる。また、コネクタ接続部がサブフレームよりも高い位置にあるので、下方からのコネクタ接続部の浸水を抑制できる。

３２ ＰＣＵ（電気機器）
５４ サブフレーム
８４ フェライトコア
９０ 電気回路部
１００ 冷却部
２００ ハウジング
２０１ 外縁
２０２ 垂直壁
２０３ ドレン通路
２０３ａ 出口
２０４ 樋部
２１０ 冷媒導入部
２２０ 冷媒排出部
２３０ コネクタ接続部
２３１ 接続面
２４０ コネクタ収容部
２４１ 上部
２４２ シール部

Claims (6)

1. 電気回路部と、
   該電気回路部を冷却する冷却部と、
   前記電気回路部及び前記冷却部を収容するハウジングと、
   前記冷却部に冷媒を供給する冷媒導入部と、
   前記冷却部から前記冷媒を排出する冷媒排出部と、を備える電気機器であって、
   前記冷媒導入部及び前記冷媒排出部は、水平方向において前記電気回路部を挟んで反対側に設けられ、
   前記ハウジングには、前記ハウジングの外縁よりも内側に設けられた垂直壁に接続面が前記水平方向を指向するように、他の電気機器と接続するケーブルのコネクタが接続されるコネクタ接続部が設けられ、
   前記コネクタ接続部は、前記冷却部の下方であって、前記水平方向において前記電気回路部よりも前記冷媒導入部側又は前記冷媒排出部側に設けられている、電気機器。
2. 請求項１に記載の電気機器であって、
   前記コネクタ接続部は、前記水平方向において前記冷却部の下方に位置する前記電気回路部の側方に配置された、電気機器。
3. 請求項２に記載の電気機器であって、
   前記コネクタ接続部の上方には、前記冷媒を前記ハウジングの外に流出させるドレン通路の出口と、該出口と前記コネクタ接続部との間に介在する樋部と、が設けられている、電気機器。
4. 請求項２又は３に記載の電気機器であって、
   前記ハウジングには、前記コネクタ接続部を収容するコネクタ収容部が設けられ、
   前記コネクタ収容部の上部は、上方に凸となる凸形状を有し、
   前記コネクタ接続部と前記コネクタ収容部との間には、シール部が設けられている、電気機器。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気機器であって、
   前記コネクタ接続部の下方には、前記ケーブルに取り付けられたフェライトコアが設けられている、電気機器。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気機器であって、
   前記電気機器は、車体フレームの一部を構成し、且つ矩形形状を有するサブフレームに直接又は間接的に支持され、
   前記コネクタ接続部は、下面視で前記サブフレームに覆われている、電気機器。

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