(57)【要約】      （修正有）【課題】筐体の取付面に平行な方向のバスバーモジュールの占有面積を縮小することによって小型化された電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置は、複数の電力変換用部品と、複数の電力変換用部品のうちの２つの間を接続するバスバーモジュール２０と、当該バスバーモジュール２０を取り付ける取付面を有する筐体とを備えている。バスバーモジュール２０は、電力変換用部品の２つのそれぞれと電気的に接続される複数の端子部３０２と、当該複数の端子部の間を電気的に接続するために設けられた導電部とを有している。導電部は、バスバーモジュールが取付面に取り付けられた状態で、取付面に対して傾斜する傾斜部を有している。【選択図】図６
2020022239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電力変換用部品と、
前記複数の電力変換用部品のうちの２つの間を接続するバスバーと、
前記バスバーを取り付ける取付面を有する筐体と、
を備え、
前記バスバーは、
前記複数の電力変換用部品のうちの２つのそれぞれと電気的に接続される複数の端子部と、
前記複数の端子部の間を電気的に接続するために設けられた導電部と
を有し、
前記導電部は、前記バスバーが前記取付面に取り付けられた状態で、前記取付面に対して傾斜する傾斜部を有する
電力変換装置。
【請求項２】
前記傾斜部は、前記取付面に対して直角に設けられている
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記バスバーは、絶縁性樹脂によって保持され、
前記バスバーおよび前記絶縁性樹脂は、バスバーモジュールを構成する
請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記バスバーモジュールは、前記取付面に取り付けられる固定部を有する
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記バスバーは、前記取付面と平行となるように前記傾斜部から延出された延出部を有し、延出部は絶縁性樹脂により覆われている
請求項３または請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記バスバーは、前記延出部において、中間部材を介して前記筐体と接触する
請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記バスバーは、前記端子部と異なる位置において露出する
請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記中間部材はシート、接着剤、グリス等の放熱部材である
請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記固定部は、前記バスバーから離間して形成される
請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記延出部において前記筐体と対向する側の平面は、前記絶縁性樹脂によって覆われ、
前記延出部は、前記絶縁性樹脂を介して前記筐体と接触する
請求項５または請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記延出部は、前記筐体と対向する側と反対側の面において露出する
請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記固定部は２つ設けられ、
２つの前記固定部の間において、前記バスバーモジュールが前記筐体と接触する
請求項９に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記バスバーモジュールは、複数の前記バスバーを有する
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記複数のバスバーのそれぞれの前記傾斜部は、互いに間隔をあけて平行に配置される
請求項１３に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記複数のバスバーの少なくとも１つには、前記傾斜部を貫通する貫通穴部が形成される
請求項１３または請求項１４に記載の電力変換装置。
【請求項１６】
前記複数のバスバーの１つは、他の前記バスバーの前記貫通穴部を通して露出する
請求項１５に記載の電力変換装置。
【請求項１７】
前記複数のバスバーの１つは、前記取付面と平行に設けられている
請求項１３または請求項１４に記載の電力変換装置。
【請求項１８】
前記バスバーは、前記バスバーの前記傾斜部の両側の面においてそれぞれ露出する
請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項１９】
前記延出部は、前記導電部の一部を構成する
請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項２０】
前記端子部の断面積は、前記バスバーの前記傾斜部の断面積の半分以下である
請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項２１】
前記バスバーには、前記傾斜部を切り欠いた切欠部が形成される
請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項２２】
回路基板をさらに備え、
前記回路基板は、前記バスバーモジュールを挟んで、前記取付面と反対側に設けられる
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項２３】
前記回路基板には、複数のスルーホールが設けられ、
前記複数の端子部のそれぞれは、前記複数のスルーホールのそれぞれを通り、半田付けまたは溶接によって前記回路基板に接続される
請求項２２に記載の電力変換装置。
【請求項２４】
前記固定部は、前記バスバーの領域内、または前記バスバーと隣接して形成される
請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項２５】
前記端子部は、前記電力変換用部品と直接接続される
請求項１から請求項２１および請求項２４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項２６】
前記端子部は、前記取付面と平行に延び、前記端子部の先端は、丸端子を有する
請求項２５に記載の電力変換装置。
【請求項２７】
前記電力変換用部品は、スイッチング回路部、トランス部、整流回路部、平滑リアクトル、および平滑コンデンサの少なくとも２つを有するＤＣ／ＤＣコンバータ部を構成し、
前記バスバーは、前記スイッチング回路部、前記トランス部、前記整流回路部、前記平滑リアクトル、および平滑コンデンサの少なくとも２つの部品間を電気的に接続する
請求項１から請求項２６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、車載充電器等の電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車またはハイブリッド車に搭載されるインバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、車載充電器等の電力変換装置は、燃費向上、車内空間拡大、低コスト化等を目的として、小型化および軽量化が求められている。そのため、電力変換装置を構成する各部品においては、小型化および軽量化させることが重要となっている。
【０００３】
電力変換装置を構成するトランス、リアクトル等の電磁誘導機器を小型化させる手法としては、これらの部品の駆動周波数を高周波化することが有効策として挙げられる。駆動周波数を高周波化することにより、トランスおよびリアクトルを構成するコイル部の巻数を少なくすることができる。また、駆動周波数を高周波化することにより、磁性材料であるコア部の断面積を小さくすることができる。
【０００４】
しかしながら、コイル部、および各部品間を接続する配線基板のパターン部においては、駆動周波数を高周波化することにより、表皮効果の影響がより顕著になるため、発熱量が増加する。したがって、駆動周波数の高周波化によって、コイル部およびパターン部における温度が著しく上昇するという課題が存在した。
【０００５】
また、近年、特に電気自動車において、航続距離向上を目的として、電池容量を増加する傾向が強まっている。そのため、商用の交流電源を直流変換および変圧して電池に供給する役割を担う車載充電器においては、出力電力増加の必要性が高まっている。車載充電器を高出力化する場合、入力側の商用交流電源からの電流量を増加させる必要がある。そのため、車載充電器を構成するトランスおよびリアクトルのコイル部、および配線基板のパターン部を流れる電流量が増加し、発熱量も増加する。したがって、車載充電器を高出力化によっても、コイル部およびパターン部における温度が著しく上昇するという課題が存在した。
【０００６】
このうち、コイル部における温度上昇を抑制する方法としては、コイル部と筐体との間に放熱シートを挿入することにより、トランスおよびリアクトルで発生した熱を筐体および冷却器に放散する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。一方、配線基板のパターン部における温度上昇を抑制する方法としては、配線用パターンをバスバー化する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
特許文献２に記載された電力変換装置は、パワー半導体モジュールとモータジェネレータとの間の配線にバスバーを使用している。特許文献２に記載された電力変換装置は、バスバーを絶縁性の樹脂材により封止したバスバーモジュールとし、冷却器の流路を構成する開口部の一部をバスバーモジュールによって塞ぐ構成を採用している。バスバーの断面積は、プリント配線板のパターン部の断面積より大きいので、放熱性能を高めることができる。また、バスバーモジュールを冷却水に近接させていることから、効率的に放熱を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０３３８５２号
【特許文献２】特開２０１４−５０２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に記載された電力変換装置においては、複数のバスバーが冷却器に対して平行に配置されている。このため、筐体の取付面に平行な方向のバスバーモジュールの占有面積が大きくなる。また、特許文献２に記載された電力変換装置においては、バスバーモジュールが、パワーモジュールに対して積層されている。このため、バスバーモジュールの厚さの分、電力変換装置の厚さが増加する。これらの構造により、電力変換装置が大型化するという課題があった。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、バスバーを用いる構成において、従来よりも小型化を図った電力変換装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明による電力変換装置では、複数の電力変換用部品と、複数の電力変換用部品のうちの２つの間を接続するバスバーと、バスバーを取り付ける取付面を有する筐体とを備え、バスバーは、電力変換用部品の２つのそれぞれと電気的に接続される複数の端子部と、複数の端子部の間を電気的に接続するために設けられた導電部とを有し、導電部は、バスバーが取付面に取り付けられた状態で、取付面に対して傾斜する傾斜部を有する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明による電力変換装置は、バスバーを用いる構成において、従来よりも小型化を図った電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１による電力変換装置の一部を示す回路構成図である。
【図２】図１の電力変換装置の全体を示す分解斜視図である。
【図３】図２のバスバーモジュールが筐体に取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図４】図３のバスバーモジュールおよび筐体を示す分解斜視図である。
【図５】図３のバスバーモジュールの長手方向に対して垂直に切った断面図である。
【図６】図３のバスバーモジュールを示す斜視図である。
【図７】図６のバスバーを示す斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態２による電力変換装置の一部を示す回路構成図である。
【図９】この実施の形態２におけるバスバーモジュールを示す斜視図である。
【図１０】図９の２つのバスバーを示す斜視図である。
【図１１】図１０の一方のバスバーを示す斜視図である。
【図１２】図１０の他方のバスバーを示す斜視図である。
【図１３】図９のバスバーモジュールを平面Ａで切った部分断面図である。
【図１４】図９のバスバーモジュールにおけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１５】変形例のバスバーモジュールを示す斜視図である。
【図１６】変形例のバスバーモジュールを示す上面図である。
【図１７】この発明の実施の形態３による電力変換装置の一部を示す回路構成図である。
【図１８】この実施の形態３におけるバスバーモジュールを示す斜視図である。
【図１９】図１８のバスバーを示す斜視図である。
【図２０】図１８のバスバーモジュールにおけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において、同一部分もしくは相当部分は、同一符号で示し、重複する説明は、省略する。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電力変換装置の一部を示す回路構成図である。この実施の形態１による電力変換装置１は、車載充電器におけるハードスイッチング方式のフルブリッジＤＣ／ＤＣコンバータ部１ａを有している。図１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１ａの回路構成を示している。後述するように、バスバーモジュール２０は、図１の太線で示した配線１０００に用いられる。
【００１６】
電力変換装置１は、例えば１００〜２００Ｖの商用の入力交流電圧を、電気自動車の駆動用バッテリー電圧３００〜４００Ｖ程度の直流電圧に変換し昇圧する。電力変換装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１ａの他に、ＡＣ／ＤＣコンバータ部、各コンバータ間のコンデンサ部、およびフィルタ回路部を有しているが、図１では省略している。
【００１７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ部１ａは、スイッチング回路部１００と、トランス回路部１１０と、整流回路部１２０と、平滑回路部１３０とを有している。すなわち、スイッチング回路部１００と、トランス回路部１１０と、整流回路部１２０と、平滑回路部１３０とは、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１ａを構成している。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１ａは、入力側に、正側入力端子ａおよび負側入力端子ｂを有し、出力側に、出力端子ｃおよび出力端子ｄを有している。
【００１８】
スイッチング回路部１００は、複数のＭＯＳＦＥＴ（金属−半導体酸化物−半導体電界効果トランジスタ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）等のスイッチング素子１０１を有し、正側入力端子ａおよび負側入力端子ｂ間に印加される入力直流電圧を交流電圧に変換する。
【００１９】
トランス回路部１１０は、トランス１１１を有している。トランス１１１は、１次側コイル１１２と、２次側コイル１１３とを有している。トランス回路部１１０は、変圧機能を有しており、スイッチング回路部１００で交流に変換された入力電圧を、絶縁させながら、必要に応じて出力端子ｃおよび出力端子ｄに接続されるバッテリーの電圧まで昇圧する。トランス回路部１１０では、１次側コイル１１２の巻数に対する２次側コイル１１３の巻数の巻数比に応じて、変圧比が決められる。この例では、２次側コイル１１３の巻数は、１次側コイル１１２の巻数よりも多くなるように設定されている。
【００２０】
整流回路部１２０は、整流素子である複数のダイオード１２１を有している。この例では、整流回路部１２０は、４つのダイオードを有している。整流回路部１２０は、トランス回路部１１０の２次側コイル１１３から出力された高電圧の交流電圧を、直流電圧に変換する。
【００２１】
平滑回路部１３０は、平滑リアクトル１３１と平滑コンデンサ１３２とを有している。平滑回路部１３０は、整流回路部１２０で整流された直流電圧を、平滑して出力端子ｃおよびｄに出力する。
【００２２】
図２は、図１の電力変換装置１の全体を示す分解斜視図である。電力変換装置１は、複数の電力変換用部品１ｂと、筐体７と、回路基板１５と、蓋１６と、バスバーモジュール２０とを備えている。筐体７は、両面が開口されたアルミダイカストの箱型であり、開口された上面は、蓋１６によって塞がれる。図示していないが、下面も蓋によって塞がれている。筐体７は、両面の開口の間に取付面である底面７０を有している。筐体７の対向する２つの側面の一方には、水路パイプ７１が設けられている。他方には、水路パイプ７２が設けられている。
【００２３】
複数の電力変換用部品１ｂ、回路基板１５、およびバスバーモジュール２０は、筐体７に格納される。複数の電力変換用部品１ｂおよびバスバーモジュール２０は、底面７０に取り付けられる。回路基板１５は、複数の電力変換用部品１ｂおよびバスバーモジュール２０の上方に配置される。これにより、回路基板１５は、バスバーモジュール２０を挟んで、底面７０と反対側に設けられている。筐体７は、格納される複数の電力変換用部品１ｂのそれぞれ、および回路基板１５に対して、接地ラインとなっている。
【００２４】
電力変換用部品１ｂは、電力変換装置を構成し、フィルタ回路部９、コンデンサ部１０、リアクトル部１１ａおよび１１ｂ、パワーモジュール部１２、トランス部１３、および整流部１４を有している。電力変換用部品１ｂのそれぞれの下面および側面には、図示しない冷却水路が配置されている。冷却水路は、筐体７の底面７０と、筐体７の下面の蓋との間に形成されている。冷却水路には、水路パイプ７１から冷却用の冷媒が供給される。冷媒は、水路パイプ７２から排出される。
【００２５】
回路基板１５は、電力変換装置１を制御するとともに、電力変換用部品１ｂのそれぞれの間の配線に用いられる。各部品間の配線は、各部品が有するそれぞれの端子部を回路基板１５に半田付けすることによって行われる。回路基板１５には、２つのスルーホール１５ａおよび、図示しない複数のスルーホールが設けられている。
【００２６】
バスバーモジュール２０は、回路基板１５と接続されることによって、電力変換用部品１ｂのうちの２つの部品間を電気的に接続する。この例では、バスバーモジュール２０は、パワーモジュール部１２とトランス部１３との間を電気的に接続している。
【００２７】
図２におけるパワーモジュール部１２は、図１の回路図におけるスイッチング回路部１００に該当する。また、トランス部１３はトランス回路部１１０に、整流部１４は整流回路部１２０に、リアクトル部１１ａは平滑回路部１３０に、それぞれ該当する、バスバーモジュール２０は、図１の太線で示した配線１０００に該当する。また、図２のコンデンサ部１０は、図１のＤＣ／ＤＣコンバータ部１ａと、図１に図示していないＡＣ／ＤＣコンバータ部との間に設けられている、図１に図示していないコンデンサ部である。図２のフィルタ回路部９は、図１に図示していないフィルタ回路部である。
【００２８】
図３は、図２のバスバーモジュール２０が筐体７に取り付けられた状態を示す斜視図である。図３では、他の部品の記載を省略している。バスバーモジュール２０は、長手方向の両端に、固定部４３をそれぞれ有している。固定部４３は、ねじ８を通す穴である。バスバーモジュール２０は、固定部４３において、底面７０に取り付けられている。固定部４３は、後述するように、絶縁性樹脂４０によって形成される。
【００２９】
図４は、図３のバスバーモジュール２０および筐体７を示す分解斜視図である。筐体７の底面７０には、筐体凸部７３、２つのねじ穴７４、および２つの位置決め用穴７５が設けられている。筐体凸部７３は、底面７０から直方体状に突出している。２つのねじ穴７４は、筐体凸部７３の長手方向の外側にそれぞれ開けられている。すなわち、２つのねじ穴７４は、筐体凸部７３を挟むように設けられている。
【００３０】
２つの位置決め用穴７５は、筐体凸部７３の長手方向において、それぞれのねじ穴７４の外側に、それぞれ開けられている。すなわち、２つの位置決め用穴７５は、２つのねじ穴７４の外側から、筐体凸部７３を挟むように設けられている。バスバーモジュール２０は、２つのねじ８を固定部４３のそれぞれに通し、２つのねじ８を２つのねじ穴７４にそれぞれねじ止めすることによって、底面７０に固定される。バスバーモジュール２０は、２つの位置決め用穴７５によって、底面７０において位置決めされる。
【００３１】
図５は、図３のバスバーモジュール２０を長手方向に対して垂直に切った断面図である。すなわち、図５は、２つの固定部４３の間の断面を示している。バスバーモジュール２０は、筐体凸部７３の上に、中間部材６を介して設置されている。これにより、バスバーモジュール２０は、固定部４３と異なる部分において、間接的に筐体７と接触している。この例では、中間部材６として、放熱部材である放熱グリスまたは放熱シートを用いている。これにより、バスバーモジュール２０から筐体７への放熱性を高めることができる。
なお、この例では、中間部材６として、放熱部材を用いたが、例えば、樹脂製の板材を用いてもよい。
【００３２】
バスバーモジュール２０は、板状のバスバー３０と、絶縁性樹脂４０とを有している。バスバー３０は、絶縁性樹脂４０に覆われている。すなわち、バスバー３０は、絶縁性樹脂４０によって保持され、バスバー３０および絶縁性樹脂４０は、バスバーモジュール２０を構成している。これにより、バスバー３０は、底面７０に取り付けられている。
【００３３】
バスバー３０の断面形状は、Ｌ字形状である。バスバー３０は、傾斜部３００と延出部３０１とを有している。傾斜部３００は、底面７０に対して傾斜するように、絶縁性樹脂４０の中に配置されている。ここでいう傾斜とは、底面７０に対して、平行でないことを意味する。すなわち、傾斜には、直角も含まれる。この例では、傾斜部３００は、底面７０に対して直角になるように配置されている。延出部３０１は、傾斜部３００から延出されている。延出部３０１は、底面７０と平行となるように、傾斜部３００から折り曲げられている。なお、延出部３０１は、傾斜部３００に対して、別部材を溶接等の接合で取り付けてもよい。
【００３４】
バスバーモジュール２０は、本体部４１および水平部４２を有している。水平部４２は、底面７０に対して水平な方向に延びている。本体部４１は、水平部４２に連接して、底面７０に対して垂直な方向に延びている。すなわち、本体部４１は、バスバー３０の傾斜部３００が絶縁性樹脂４０によって覆われている部分である。水平部４２は、バスバー３０の延出部３０１が絶縁性樹脂４０によって覆われている部分である。水平部４２においては、延出部３０１の筐体凸部７３の側は、絶縁性樹脂４０によって覆われている。すなわち、バスバーモジュール２０の筐体７と対向する側は、絶縁性樹脂４０によって覆われている。
【００３５】
水平部４２は、筐体凸部７３の上に、中間部材６を介して配置されている。これにより、バスバー３０は、絶縁性樹脂４０を介して筐体７と接触している。また、バスバー３０は、延出部３０１において、中間部材６を介して筐体７と接触している。水平部４２と筐体凸部７３との間に、中間部材６を挿入することにより、固定部４３以外の箇所でバスバーモジュール２０と筐体７が接触することになり、バスバーモジュール２０の耐振性を更に高めることができる。
【００３６】
バスバー３０の材料は、銅、アルミニウムなどの金属材料が用いられる。これにより、バスバー３０は、複数の電力変換用部品１ｂのうちの２つの間を接続する。バスバー３０の電気抵抗は、材料の種類による電気抵抗率、バスバー３０の板厚、およびバスバー３０の幅によって調整される。バスバー３０は、以下の２つの工程により作製される。１つ目の工程は、金属平板をプレス金型などにより打ち抜き、板金を作製する工程である。２つ目の工程は、その板金に、折り曲げ加工を施す工程である。プレス金型による打ち抜きの代わりに、金属平板にレーザー加工、エッチングなどを施して、バスバー３０を作製してもよい。
【００３７】
図６は、図３のバスバーモジュール２０を示す斜視図である。バスバーモジュール２０には、絶縁性樹脂４０によって、２つの固定部４３、２つの位置決めピン４４、複数の露出孔４５、および２つのリブ４６が形成されている。
【００３８】
２つの固定部４３のそれぞれは、バスバー３０から離間して設けられている。バスバーモジュール２０は、固定用部材であるブッシュ５をさらに備えている。ブッシュ５は、鉄製の円筒形状の構造部品である。ブッシュ５の材質は、鉄に限るものではなく、ステンレス等の金属であってもよい。
【００３９】
バスバーモジュール２０は、バスバー３０およびブッシュ５が成形用金型内に配置された状態で、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、エポキシ樹脂などの絶縁性の封止材を成形用金型内に充填硬化することによって作製される。これにより、バスバー３０およびブッシュ５は、封止材の硬化体である絶縁性樹脂４０で充填され、一体化される。２つの固定部４３は、バスバー３０およびブッシュ５が一体化される際に、ブッシュ５が配置された位置に形成される。
【００４０】
２つの位置決めピン４４は、２つの固定部４３のそれぞれの近傍に配置されている。２つの位置決めピン４４は、バスバーモジュール２０からそれぞれ突出したピンである。２つの位置決めピン４４が２つの位置決め用穴７５にそれぞれ嵌め入れられることにより、バスバーモジュール２０は、底面７０において位置決めされる（図４参照）。
【００４１】
複数の露出孔４５は、バスバーモジュール２０において、絶縁性樹脂４０が部分的に形成されていない部分である。この例では、各露出孔４５の形状は、円柱形状であり、各露出孔４５の底にあたる部分には、バスバー３０が露出している。すなわち、バスバー３０は、端子部３０２と異なる位置において露出している。
【００４２】
図６では、本体部４１における露出孔４５は、本体部４１の一面のみを示しているが、反対側の面にも、露出孔４５が設けられている。すなわち、本体部４１では、露出孔４５は、バスバーモジュール２０を挟んで設けられている。これにより、バスバー３０は、バスバー３０の傾斜部３００の両側の面において、それぞれ露出している。
【００４３】
各露出孔４５は、バスバー３０が絶縁性樹脂４０により成形される場合に、成形用金型がバスバー３０に対して接触することで形成される。したがって、この例では、バスバー３０の傾斜部３００は、絶縁性樹脂４０で成形される場合に、成形用金型により挟まれる構成になっている。
【００４４】
水平部４２における２つの露出孔４５は、図６の水平部４２の見えている側に、設けられている。すなわち、バスバー３０の延出部３０１は、筐体７と対向する側と反対側の面において露出している。露出孔４５は、水平部４２において、底面７０と対向する側には設けられていない。
【００４５】
リブ４６は、固定部４３に接続している位置に設けられている。リブ４６は、固定部４３を本体部４１に保持する強度を高めている。これにより、バスバーモジュール２０の耐振性を向上させることができる。
【００４６】
図７は、図６のバスバー３０を示す斜視図である。バスバー３０は、傾斜部３００の両端において、２つの端子部３０２をさらに有している。２つの端子部３０２は、上向きに延びている。端子部３０２の先端は面取りされ、先端の形状は、尖った形状になっている。端子部３０２の先端に延びる方向に垂直な面Ｓ１の断面積は、傾斜部３００の長手方向に垂直な面Ｓ２の断面積の半分以下に設定されている。
【００４７】
２つの端子部３０２は、回路基板１５のスルーホール１５ａを通り、半田付けによって回路基板１５にそれぞれ接続される（図２参照）。パワーモジュール部１２は、回路基板１５と接続されている。また、トランス部１３は、回路基板１５と接続されている。これにより、２つの端子部３０２は、パワーモジュール部１２およびトランス部１３のそれぞれと、電気的に接続されている。２つの端子部３０２の間には、電気が流れる導電部３が設けられている。この例では、傾斜部３００が導電部３を構成している。なお、２つの端子部３０２と回路基板１５との接続は、溶接によってもよい。
【００４８】
バスバー３０には、２つの切欠部３０３がさらに形成されている。２つの切欠部３０３は、延出部３０１が傾斜部３００に対して折り曲げられている根元部の両外側において、傾斜部３００を切り欠いて形成されている。切欠部３０３を形成することにより、延出部３０１は、傾斜部３００に対して高さ方向にずれを生じることなく、折り曲げることができる。すなわち、延出部３０１は、傾斜部３００に対して、容易に垂直に曲げることができる。したがって、バスバーモジュール２０の高さを抑制することができる。これにより、電力変換装置１の小型化を図ることができる。
【００４９】
バスバーモジュール２０を成形する場合、傾斜部３００および２つの端子部３０２に成形用金型を接触させることにより、バスバー３０における平面方向の位置が決まる。また、延出部３０１および２つの端子部３０２に成形用金型を接触させることにより、バスバー３０における高さ方向の位置が決まる。
【００５０】
次に、この実施の形態１の電力変換装置における作用について説明する。
電力変換装置１では、電力変換用部品１ｂの配線部材として、プリント配線板のパターン配線ではなく、厚みを有するバスバー３０を使用している。そのため、配線部で発生する熱を、特に低周波領域においてプリント配線板におけるパターン配線の場合と比べて大幅に低減させることができる。したがって、配線部での放熱性を向上させることができる。これにより、電力変換装置１の高周波化および高出力化に容易に対応することができる。また、配線部での発熱が低減されることから、電力変換装置１の高効率化が可能となり、電力エネルギー消費量を削減することができる。
【００５１】
また、バスバー３０を用いることにより、配線部において発生する寄生インダクタンスを大幅に低減させることができる。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１ａで発生する電圧サージを抑制することができる。また、サージ成分を小さくすることによって、電力変換装置１においてＥＭＣ（電磁両立性）特性の向上、および使用する半導体素子のコストの低減を図ることができる。
【００５２】
バスバー３０の傾斜部３００が筐体７の底面７０に対して、平行にならず、傾斜して設けられていることから、底面７０に平行な面におけるバスバー３０の占有面積を小さくすることができる。この例では、傾斜部３００が底面７０に対して直角に設けられていることから、底面７０に平行な面におけるバスバー３０の占有面積をさらに小さくすることができる。また、バスバー３０を電力変換用部品１ｂに対して、積層せずに配置できるため、電力変換装置１の厚さの増加を抑制することができる。これにより、電力変換装置１の小型化および軽量化を図ることができる。また、電力変換装置１の製造コストの低減を図ることができる。
【００５３】
回路基板１５は、バスバーモジュール２０を挟んで、底面７０と反対側に設けられている。すなわち、筐体７と回路基板１５との間にバスバーモジュール２０が配置されている。そのため、回路基板１５上にも部品を搭載できることから、電力変換装置１内の実装密度を高めることができる。これにより、電力変換装置１の小型化を図ることができる。
【００５４】
バスバー３０は、絶縁性樹脂４０により保持されている。そのため、バスバー３０と電力変換用部品１ｂとの絶縁、およびバスバー３０と筐体７との絶縁を容易に行うことができる。
【００５５】
バスバーモジュール２０は、固定部４３を有している。そのため、バスバーモジュール２０を容易に筐体７に固定することができる。通常、バスバーモジュール２０は、端子部３０２によって回路基板１５に固定されている。しかし、この例では、バスバーモジュール２０が筐体７にも固定されている。そのため、電力変換装置１に振動が加わった場合においても、端子部３０２への応力をさらに抑制することができる。これにより、電力変換装置１を、長期に渡り安定的に駆動させることができる。
【００５６】
固定部４３は、バスバー３０から離間している。そのため、バスバーモジュール２０の耐振性を向上させることができる。すなわち、振動が起こった場合においても、固定部４３で振動を吸収することができるため、バスバー３０での振動応力発生、特に、端子部３０２での振動応力を抑制することが可能となる。これにより、電力変換装置１を安定的に駆動させることができる。
【００５７】
バスバーモジュール２０は、固定部４３と異なる部分において筐体７に接触しているため、バスバーモジュール２０の耐振性を向上させることができる。これにより、振動が起こった場合においても、電力変換装置１を安定的に駆動させることができる。
【００５８】
２つの固定部４３の間に、絶縁性樹脂４０に覆われたバスバー３０、および水平部４２が設けられている。そのため、バスバー３０の耐振性、強度をより確実に確保することが出来る。更に、水平部４２を筐体７の底面７０に確実に接触させることができる為、バスバーモジュール２０として更に耐振性を向上させることが出来る。これにより、２つの固定部４３によって、バスバーモジュール２０は、底面７０に安定して配置することができる。
【００５９】
バスバーモジュール２０を筐体７に実装する場合、筐体７に設けた位置決め用穴７５に位置決めピン４４を挿入することによって、筐体７におけるバスバーモジュール２０の位置を精度よく決めることができる。そのため、バスバーモジュール２０を固定する時のばらつきを抑制することができる。これにより、バスバーモジュール２０の製造管理が容易となり、電力変換装置１の製造コストの低減を図ることができる。
【００６０】
バスバーモジュール２０は、ねじ止めにより筐体７に固定される。この時、ブッシュ５を樹脂で作製していると、樹脂のクリープ現象が発生し、ねじの固定力が低減する可能性がある。ブッシュ５を鉄で作製した場合、このクリープ現象を防止することができる。これにより、電力変換装置１の長期信頼性を確保することができる。
【００６１】
主な発熱部品となるリアクトル部１１ａおよび１１ｂ、パワーモジュール部１２、およびトランス部１３において、それぞれの底面および側面には筐体７の冷却水路が配置されている。そのため、リアクトル部１１ａおよび１１ｂ、パワーモジュール部１２、およびトランス部１３で発生した熱を冷却水路に効率良く逃がすことができる。これにより、電力変換装置１の小型化および軽量化を図ることができる。また、電力変換装置１の製造コストの低減を図ることができる。
【００６２】
延出部３０１を傾斜部３００から部分的に折り曲げることによって、延出部３０１は、底面７０に対向する平面として形成されている。そのため、延出部３０１を設けない場合と比較して、筐体７に対する接触面積を大きくすることができる。したがって、中間部材６での熱抵抗を小さくすることができ、放熱性を高めることができる。また、延出部３０１を部分的に設けることができるため、延出部３０１の面積調整は容易である。これにより、例えば、延出部３０１における放熱性の調整を容易に行うことができる。また、延出部３０１を部分的に設けることによって、延出部３０１が底面７０に対向する面積を必要最小限に抑えることができる。そのため、電力変換装置１の大型化を抑制することが可能となる。
【００６３】
バスバーモジュール２０は、中間部材６を介して筐体７と接触されている。そのため、電力変換装置１の駆動におけるバスバー３０で発生する熱を効率的に筐体７および冷却水路に逃がすことができる。したがって、電力変換装置１を安定的に駆動させることができる。また、バスバー３０の放熱性を高めることができるため、バスバー３０の幅および厚みを小さくすることができる。これにより、電力変換装置１の小型化および軽量化を図ることができる。また、電力変換装置１の製造コストの低減をさらに図ることができる。
【００６４】
筐体７には、筐体凸部７３が設けられている。そのため、中間部材６を筐体７に配置または塗布する工程において、筐体凸部７３は、配置または塗布の目印となる。特に、グリス、接着剤等を塗布する場合においては、筐体凸部７３は、塗布状態を目視にて確認しやすくなり、電力変換装置１の生産性を高めることができる。これにより、電力変換装置１の製造コストの低減を図ることができる。
【００６５】
バスバーモジュール２０を成形する場合、露出孔４５を通して、バスバー３０に成形用金型を接触させることによって、バスバーモジュール２０におけるバスバー３０の位置を精度よく決めることができる。そのため、バスバーモジュール２０の構造ばらつき、電気特性ばらつき、および放熱ばらつきを抑制することができる。これにより、電力変換装置１を長期間に渡り安定的に駆動させることができる。また、電力変換装置１の製造管理も容易に実施することができる。さらに、電力変換装置１の製造コストの低減を図ることができる。
【００６６】
バスバーモジュール２０の水平部４２において、筐体７と対向する側と反対側の面にのみ露出孔４５を設け、筐体７側の面には露出孔４５を設けないことにより、絶縁性樹脂４０から露出したバスバー３０から筐体７までの沿面距離を長くすることができる。そのため、バスバーモジュール２０の絶縁性を容易に確保することができる。
【００６７】
各端子部３０２の先端の形状は、尖った形状になっている。そのため、回路基板１５にプリントされた配線パターンに接続する場合、端子部３０２をスルーホールに容易に挿入することができる。したがって、端子部３０２を回路基板１５に、容易に半田付けすることができる。これにより、電力変換装置１の製造コストの低減を図ることができる。
【００６８】
端子部３０２の断面積を、傾斜部３００の断面積の半分以下に設定している。そのため、端子部３０２を回路基板１５に接続する場合の熱容量を小さくすることができる。したがって、安定した接合を実現でき、高い接合性を得ることができる。これにより、電力変換装置１の製造コストの低減を図ることができる。
【００６９】
なお、バスバーモジュール２０から筐体７への放熱性は、延出部３０１と筐体７との間に介在する絶縁性樹脂４０の厚み、中間部材６の厚み、絶縁性樹脂４０の熱伝導性、および中間部材６の熱伝導性を変更することによって、調整することができる。また、放熱性は、筐体７に接触する延出部３０１の表面積を変更することでも調整できる。延出部３０１を設けるだけで放熱性を十分確保できる場合には、中間部材６を介さず、筐体７の上にバスバーモジュール２０を直接的に設置してもよい。
【００７０】
なお、２つの固定部４３は、それぞれ、バスバー３０に隣接させてもよい。この場合、底面７０に対向するバスバーモジュール２０の占有面積を小さくすることができる。
【００７１】
なお、バスバーモジュール２０を成形する際の保持強度の観点から、本体部４１において、露出孔４５が配置される位置は、バスバーモジュール２０の両側面で対称な位置であることが理想である。しかしながら、保持強度が確保されているのであれば、完全な対称位置ではなく、互いにずれた位置に両側面の露出孔４５をそれぞれ配置しても構わない。
【００７２】
なお、端子部３０２は、電力変換用部品１ｂと直接接続してもよい。この場合、ＴＩＧ溶接（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ  Ｉｎｅｒｔ  Ｇａｓ溶接）等の接合方法により接合することができる。このように各部品に直接接続した場合には、回路基板１５をなくすことができる。そのため、電力変換装置１の小型化を図ることができる。また、電力変換装置１の製造コストの低減を図ることができる。
【００７３】
なお、端子部３０２の先端形状は、Ｕ字のベンド形状としてもよい。この場合、端子部３０２における接続時の応力緩和を図ることができる。
【００７４】
実施の形態２．
次に、実施の形態２による電力変換装置について、図８〜図１６を用いて説明する。実施の形態１では、１つのバスバーモジュールは、１つのバスバーのみを有していたが、この実施の形態２では、１つのバスバーモジュールは、２つのバスバーを有している。これにより、バスバーモジュールの小型化を図ることができる。
【００７５】
図８は、この発明の実施の形態２による電力変換装置の一部を示す回路構成図である。図８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１ａの回路構成図を示している。バスバーモジュール２１は、図８の太線で示した配線１０００および配線１００１に用いられる。
【００７６】
図９は、この実施の形態２におけるバスバーモジュール２１を示す斜視図である。バスバーモジュール２１は、２つのバスバー３１およびバスバー３２を有している。２つのバスバー３１および３２は、ブッシュ５とともに、絶縁性樹脂４０によって、一体に成形されている。バスバー３１は、図８における配線１０００に該当し、バスバー３２は、図８における配線１００１に該当する。バスバーモジュール２１が、２つのバスバー３１および３２を有することにより、２つのバスバー３１および３２を、２つのバスバーモジュールとして個別に有する場合と比較して、電力変換装置１を小型化することができる。
【００７７】
バスバーモジュール２１の本体部４１の側面には、複数の円形の露出孔４５ａおよび複数の円形の露出孔４５ｂが設けられている。露出孔４５ａおよび露出孔４５ｂは、バスバーモジュール２１の長手方向において、交互に配置されている。
【００７８】
露出孔４５ａおよび露出孔４５ｂは、バスバーモジュール２１の反対側の面にも、それぞれの位置に合わせて設けられている。露出孔４５ａは、バスバーモジュール２１を挟んで対称な位置にそれぞれ設けられている。露出孔４５ｂは、バスバーモジュール２１を挟んで対称な位置にそれぞれ設けられている。
【００７９】
バスバーモジュール２１の水平部４２の上面には、複数の矩形の露出孔４５ｃが設けられている。露出孔４５ｃの開口面積は、露出孔４５ａおよび露出孔４５ｂの開口面積より大きい。そのため、バスバーモジュール２１の成形において溶融状態の絶縁性樹脂４０を充填する際、溶融状態の絶縁性樹脂４０による延出部３１１の変形をより確実に防止することができる。これにより、水平部４２における絶縁性樹脂４０の充填を、より確実に実施することができる。
【００８０】
図１０は、図９の２つのバスバー３１およびバスバー３２を示す斜視図である。バスバー３１は、傾斜部３１０を有している。バスバー３２は、傾斜部３２０を有している。傾斜部３１０の形状は、平板形状である。また、傾斜部３２０の形状は、平板形状である。傾斜部３１０および傾斜部３２０は、互いに間隔をあけて平行に配置されている。
【００８１】
図１１は、図１０の２つのバスバーのうちの一方のバスバー３１を示す斜視図である。バスバー３１は、さらに、延出部３１１、および２つの端子部３１２を有している。また、バスバー３１には、２つの切欠部３１３、および３つの貫通穴部３１４が形成されている。各貫通穴部３１４は、傾斜部３１０をそれぞれ貫通している。
【００８２】
図１２は、図１０の２つのバスバーのうちの他方のバスバー３２を示す斜視図である。バスバー３２は、２つの端子部３２２を有している。また、バスバー３２には、３つの貫通穴部３２４が設けられている。各貫通穴部３２４は、傾斜部３２０をそれぞれ貫通している。
【００８３】
図１３は、図９のバスバーモジュール２１において、図９の一点鎖線で示す平面Ａで切った断面図である。平面Ａは、２つの露出孔４５ａの中央および露出孔４５ｂの中央を含み、底面７０と水平な方向の面である。図１３における左右両側の露出孔４５ａは、バスバー３２をそれぞれ露出させている。これにより、バスバー３２は、露出孔４５ａおよび貫通穴部３１４を通して露出している。また、図１３における左右両側の露出孔４５ｂは、バスバー３１をそれぞれ露出させている。これにより、バスバーは、露出孔４５ｂおよび貫通穴部３２４を通して露出している。
【００８４】
また、バスバー３１の貫通穴部３１４は、露出孔４５ａに露出しないように絶縁性樹脂４０によって覆われている。この時、貫通穴部３１４は、絶縁性樹脂４０で充填されておらず、貫通穴部３１４には、空間３１５が存在する。この空間３１５は、露出孔４５ａと連通している。貫通穴部３１４を露出しないように絶縁性樹脂４０で覆うことにより、バスバー３１の露出を防止し、露出孔４５ａ領域でのバスバー３１とバスバー３２間の絶縁を確実に実施することが可能となる。また、当該箇所でのバスバー３１と周辺部品間での絶縁も実施することも可能となる。
【００８５】
また、バスバー３２の貫通穴部３２４は、露出孔４５ｂに露出しないように絶縁性樹脂４０によって覆われている。この時、貫通穴部３２４は、絶縁性樹脂４０で充填されておらず、貫通穴部３２４には、空間３２５が存在する。この空間３２５は、露出孔４５ｂと連通している。貫通穴部３２４を露出しないように絶縁性樹脂４０で覆うことにより、バスバー３２の露出を防止し、露出孔４５ｂ領域でのバスバー３１とバスバー３２間の絶縁を確実に実施することが可能となる。また、当該箇所でのバスバー３２と周辺部品間での絶縁も実施することも可能となる。
【００８６】
バスバーモジュール２１を成形する場合、成形用金型をバスバー３１の両側から同時に接触させ、成形用金型をバスバー３２の両側から同時に接触させている。そのため、成形時におけるバスバー３１およびバスバー３２の変形は抑制される。これにより、電力変換装置１の製造コストの低減を図ることができる。
【００８７】
図１４は、図９のバスバーモジュール２１における図９のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。水平部４２と筐体凸部７３との間には、中間部材６が設けられている。これにより、バスバーモジュール２１は、水平部４２において、間接的に筐体７と接触している。
【００８８】
水平部４２において、露出孔４５ｃは、図１４における上側にのみ設けられている。すなわち、バスバーモジュール２１の筐体７と対向する側は、絶縁性樹脂４０によって覆われ、バスバー３１は、絶縁性樹脂４０を介して筐体７と接触している。
【００８９】
この実施の形態２のバスバーモジュール２１によると、電力変換装置１が駆動した場合、２つのバスバー３１およびバスバー３２には、それぞれ逆方向の電流が流れるように、周辺部品との接続がなされている。そのため、バスバーモジュール２１の外側では、バスバー３１およびバスバー３２によって発生するそれぞれの磁束がキャンセルされる。したがって、バスバーモジュール２１における寄生インダクタンスの発生を抑制することができる。これにより、実施の形態１よりも電力変換装置１のサージ成分をさらに小さくすることができる。
【００９０】
また、２つのバスバー３１およびバスバー３２の間の部分は、それぞれのバスバー３１および３２で発生する磁束が強め合う高磁界領域となる。そのため、対面するそれぞれのバスバー３１および３２の平面において電流分布が発生されることになり、高周波動作時におけるバスバー３１および３２の電気抵抗を、バスバーが１つの場合と比較して大幅に低減することが可能となる。したがって、電力変換装置１を高周波化した場合であっても、バスバーモジュール２１での発熱をさらに抑制することができる。これにより、バスバーモジュール２１の温度上昇の抑制、およびバスバーモジュール２１の小型化を図ることができる。さらに、電力変換装置１の高効率化、小型化、軽量化、および低コスト化を図ることができる。
【００９１】
また、２つのバスバー３１および３２が間隔をあけて設けられていることから、２つのバスバー３１および３２の間での静電容量による発熱を低減することができる。そのため、バスバーモジュール２１の温度上昇の抑制、およびバスバーモジュール２１の小型化を図ることができる。さらに、電力変換装置１の高効率化、小型化、軽量化、および低コスト化を図ることができる。また、バスバーモジュール２１では、２つのバスバー３１および３２の間隔の調整を容易に行うことができる。これにより、バスバーモジュール２１において、静電容量および発熱量の調整も容易に行うことができる。
【００９２】
図１４に示すように、電力変換装置１が駆動時、バスバー３１で発生した熱は、延出部３１１から水平部４２、中間部材６、および底面７０を介して、冷却水路に効率的に放熱される。同様に、バスバー３２で発生した熱は、バスバー間の絶縁性樹脂４０、バスバー３１、中間部材６、および底面７０を介して冷却水路に放熱される。これにより、電力変換装置１を安定的に駆動させることができる。また、バスバー３１およびバスバー３２の放熱性を高めることができるため、バスバー３１および３２のそれぞれの幅およびそれぞれの厚みを小さくすることができる。これにより、バスバーモジュール２１の小型化および軽量化を図ることができ、電力変換装置１の小型化および軽量化を図ることができる。また、電力変換装置１の製造コストの低減をさらに図ることができる。
【００９３】
尚、本実施の形態１では、バスバー３１の貫通穴部３１４およびバスバー３２の貫通穴部３２４を絶縁性樹脂４０によって充填していない。しかしながら、成形時における溶融した絶縁性樹脂４０での各バスバー３１および３２の変形が大きくない場合においては、各貫通穴部３１４、３２４、および各露出孔４５ａ、４５ｂを絶縁性樹脂４０で充填してもよい。この場合、例えば、バスバー３１の貫通穴部３１４は、バスバーモジュール２１を成形する際に、溶融した絶縁性樹脂４０による圧力を逃すことができる。すなわち、貫通穴部３１４は、溶融した絶縁性樹脂４０による圧力を緩和させる効果を有している。したがって、貫通穴部３１４周辺でのバスバー３１の変形を抑制することが可能となり、各バスバー３１および３２の露出を抑制することができる。これにより、周辺部品との絶縁を容易に確保することができる。
【００９４】
なお、この実施の形態２では、バスバー３１にのみ延出部３１１を設けているが、バスバー３２にも延出部を設けてもよい。この場合、バスバー３２は、筐体７に接続される。そのため、バスバー３２で発生する熱を、バスバー３１を介さずに放熱することができる。これにより、バスバーモジュール２１の放熱性をさらに高めることができる。この時、バスバー３２の延出部と筐体７との間に、中間部材６を介することにより、バスバーモジュール２１の放熱性をさらに高めることができる。
【００９５】
なお、実施の形態１と同様に、成形時の保持強度が十分に確保されているのであれば、露出孔４５ａは、２つのバスバー３１および３２の両方を挟んだ両側において、完全に対称な位置としなくてもよい。また、露出孔４５ｂも、２つのバスバー３１および３２の両方を挟んだ両側において、完全に対称な位置としなくてもよい。すなわち、２つのバスバー３１および３２の両方を挟んだ両側において、完全に対称な位置からずらした位置に、露出孔４５ａおよび４５ｂをそれぞれ配置しても構わない。
【００９６】
次に、この実施の形態２のバスバーモジュール２１の変形例であるバスバーモジュール２２について、図１５および図１６を用いて説明する。実施の形態２においては、露出孔４５は、本体部４１の側面に設けられていた。この変形例では、開口部が、バスバーモジュール２２の上部に設けられている。
【００９７】
図１５は、変形例のバスバーモジュール２２を示す斜視図である。図１６は、変形例のバスバーモジュール２２を示す上面図である。バスバーモジュール２２には、バスバーモジュール２２の上面に、４つの開口部４７が設けられている。４つの開口部４７は、バスバーモジュール２２の長手方向に沿って、互いに間隔をあけて配置されており、バスバー３１およびバスバー３２を交互に露出させている。
【００９８】
開口部４７によってバスバー３１の傾斜部３１０が露出している高さは、傾斜部３１０全体の高さの半分程度に設定されている。また、開口部４７によってバスバー３２の傾斜部３２０が露出している高さは、傾斜部３２０全体の高さの半分程度に設定されている。これにより、２つのバスバー３１および３２を成形する段階において、各バスバー３１および３２に貫通穴部３１４および３２４をそれぞれ設けることなく、各バスバー３１および３２の変形を防止することができる。なお、開口部４７の高さは、絶縁性樹脂４０の溶融状態における圧力が小さい場合には、開口部４７の高さを傾斜部３１０全体の高さの半分程度でなく、さらに浅くすることができる。
【００９９】
２つのバスバー３１およびバスバー３２には、貫通穴部は形成されていない。そのため、貫通穴部における各バスバー３１および３２における電気抵抗の増加を防止することができる。したがって、バスバーモジュール２２を用いた電力変換装置１の効率を高めることができる。
【０１００】
また、バスバー３１の開口部４７は、バスバーモジュール２２の長手方向において、バスバー３２の開口部４７と、間隔をあけて配置されている。また、開口部４７において、２つのバスバー３１および３２は、同時に露出していない。そのため、２つのバスバー３１および３２の間の絶縁を容易に行うことができる。また、２つのバスバー３１および３２において、絶縁の為の切欠部を形成する必要はない。
【０１０１】
しかし、例えば、バスバーモジュール２２と電力変換用部品１ｂの配線基板との絶縁、およびバスバーモジュール２２と電力変換用部品１ｂの周辺部品との絶縁を確保するため、開口部４７において、２つのバスバー３１および３２に切欠部を形成してもよい。また、周辺部品との絶縁を確保するため、２回目の樹脂成形を実施し、開口部４７を絶縁性樹脂で充填してもよい。開口部４７を覆うように、絶縁テープまたは絶縁シートを貼り付けてもよい。
【０１０２】
実施の形態３．
次に、実施の形態３による電力変換装置について、図１７〜図２０を用いて説明する。実施の形態３では、バスバーの端子部の形状を丸端子形状としている。
【０１０３】
図１７は、この発明の実施の形態３による電力変換装置の一部を示す回路構成図である。図１７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１ａを示す回路構成図である。バスバーモジュール２３は、図１７の太線で示した配線１００２に用いられる。バスバーモジュール２３は、図１７のＤＣ／ＤＣコンバータ部１ａにおける２次側に使用される。本実施の形態３での電力変換装置１は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータを想定しており、２次側は、１次側から降圧されて、電気自動車内またはハイブリッド自動車内の１４Ｖ系電装部品を駆動するために出力される。
【０１０４】
図１８は、この実施の形態３におけるバスバーモジュール２３を示す斜視図である。図１９は、図１８のバスバー３３を示す斜視図である。バスバーモジュール２３は、バスバー３３を有している。
【０１０５】
バスバー３３は、バスバー３３の長手方向は、底面７０と平行に延びており、先端に穴が設けられた丸端子である２つの端子部３３２ａおよび端子部３３２ｂを有している。そのため、２つの端子部３３２ａおよび３３２ｂは、各部品と平面的に強固に接続される。したがって、２つの端子部３３２ａおよび３３２ｂは、電力変換装置１の耐振性を高めることができる。これにより、電力変換装置１を長期にわたり安定して駆動させることができる。一方の端子部３３２ｂには、ナット５１に重ねられる形で絶縁性樹脂４０と一体成形された端子台が備えられている。
【０１０６】
延出部３３１は、端子部３３２ａおよび端子部３３２ｂの間に設けられている。そのため、延出部３３１は、バスバー３３の導電部３の一部を構成している。したがって、バスバーモジュール２３の小型化が可能となる。これにより、電力変換装置１の小型化および軽量化を図ることができる。また、電力変換装置１の製造コストの低減を図ることができる。
【０１０７】
固定部４３は、延出部３３１の領域内に形成されている。そのため、バスバーモジュール２３の小型化が可能となる。これにより、電力変換装置１のさらなる小型化および軽量化を図ることができる。また、電力変換装置１の製造コストの低減を図ることができる。なお、固定部４３は、バスバー３３と隣接または離間して形成してもよい。
【０１０８】
固定部４３は、中間部材６とともに設けられている。すなわち、固定部４３は、バスバー３３の領域内に中間部材６とともに設けられている。そのため、中間部材６の固定を、より確実に実施できる。これにより、接触熱抵抗の低減、および放熱性のさらなる向上を図ることができる。
【０１０９】
バスバー３３は、延出部３３１の領域内のブッシュ５およびナット５１とともに、絶縁性樹脂４０により一体成形されている。ナット５１は、鉄製の袋形状のインサートナットであるが、材質は鉄に限るものではなく、ステンレス等の金属であってもよい。ナット５１は、成形時において、端子部３３２ｂ、および図示しないナット５１の下面の露出部によって上下方向に保持されている。バスバーモジュール２３では、バスバー３３の延出部３３１の一部に切欠部３３３が形成されている。
【０１１０】
図２０は、図１８のバスバーモジュール２３における図１８のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。開口部４７は、バスバーモジュール２３の上部に設けられており、バスバー３３の傾斜部３３０の一部が露出している。このような構造を採ることにより、バスバー３３を絶縁性樹脂４０にて成形する工程において、成形用金型が開口部４７においてバスバー３３を挟むことにより、成形段階でのバスバー変形が防止される構成となっている。
【０１１１】
また、バスバー３３と筐体７との間には絶縁性樹脂４０が介在しておらず、バスバー３３の延出部３３１と中間部材６とが直接接触している。バスバー３３は、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの２次側であり、印加電圧が低いことが特徴である。そのため、バスバー３３と筐体７とが接触しなければ、バスバー３３と筐体７との絶縁を容易に確保することができる。この例では、絶縁体である中間部材６がバスバー３３と筐体７との間に配置されていることから、絶縁性樹脂４０を介在させる必要がない。また、バスバー３３と中間部材６とが直接接触していることから、放熱性をさらに高める効果がある。
【０１１２】
なお、端子部３３２ａおよび３３２ｂは、電力変換用部品１ｂと直接接続してもよい。この場合、ＴＩＧ溶接（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ  Ｉｎｅｒｔ  Ｇａｓ溶接）等の接合方法により接合することができる。このように各部品に直接接続した場合には、回路基板１５をなくすことができる。そのため、電力変換装置１の小型化を図ることができる。また、電力変換装置１の製造コストの低減を図ることができる。
【０１１３】
なお、実施の形態１から３では、バスバーモジュール２０〜２３は、固定部４３において、ねじ８によって、筐体７に固定されている。しかしながら、バスバーモジュール２０〜２３の固定は、ねじ止めに限らない。例えば、バスバーモジュール２０を六角スペーサねじで筐体７に固定した後、リアクトル部１１ａを固定するばねを筐体７に搭載し、共締めによって、さらに強固に筐体７に固定してもよい。また、バスバーモジュール２０には、絶縁性樹脂４０によって、電力変換用部品１ｂを保持するホルダ部を設け、電力変換用部品１ｂの固定に使用してもよい。
【０１１４】
また、本発明におけるバスバーモジュールは、複数組み合わせることによって、トランス、リアクトル、パワーモジュール等の周辺部品を保持および格納するフレーム構造体として構成してもよい。この場合、フレーム構造体には、バスバーモジュールとしての機能だけでなく、周辺部品を保持および固定する機能も加わる。これにより、電力変換装置のさらなる小型化、軽量化、および低コスト化が実現可能となる。
【０１１５】
また、搭載筐体に対して平行に配置されるバスバーであるが、特許文献２の様に電力変換装置のサイズを大きくさせることなく、例えば、電力変換装置内の搭載部品間の隙間空間を使用して配置するバスバーである場合、本発明における搭載筐体の底面に対して直角を含めた傾斜部を有したバスバーで構成されるバスバーモジュール内に組み合わせて一体品としてもよい。この場合、複数のバスバー構成におけるバスバーモジュールとなることから、部品点数の削減、及び電力変換装置の更なる小型軽量化、低コスト化が実現可能となる。また、上記部品間の隙間空間を有効活用できることになる為、電力変換装置の空隙率を下げ、高密度実装も実現可能となる。
【０１１６】
また、本発明における筐体の底面に対して直角を含めた傾斜部を有したバスバーで構成されるバスバーモジュールに組み合わせるバスバーには、トランス〜パワーモジュール間等を配線する大電流対応のバスバーだけではなくてもよい。例えば、パワーモジュールを駆動制御する為の回路基板１５への配線用バスバー（小電流バスバー）を含めて一体品のバスバーモジュールとして構成してもよい。
【０１１７】
また、バスバーモジュールは、図１の回路図に示す範囲に限らず、図１に示した回路以外の回路に用いてもよい。また、バスバーモジュールは、電力変換装置１に対して複数用いてもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１  電力変換装置、１ｂ  電力変換用部品、３  導電部、６  中間部材、７  筐体、２０，２１，２２，２３  バスバーモジュール、３０，３１，３２，３３  バスバー、４０  絶縁性樹脂、４２  水平部、４３  固定部、７０  底面（取付面）、１００  スイッチング回路部、１１０  トランス回路部、１２０  整流回路部、１３１  平滑リアクトル、１３２  平滑コンデンサ、３００，３１０，３２０，３３０  傾斜部、３０１，３１１，３３１  延出部、３０２，３１２，３２２，３３２ａ，３３２ｂ  端子部、３０３，３１３，３３３  切欠部、３１４，３２４  貫通穴部。
【図１】
2020022239.tif 000003
【図２】
2020022239.tif 000004
【図３】
2020022239.tif 000005
【図４】
2020022239.tif 000006
【図５】
2020022239.tif 000007
【図６】
2020022239.tif 000008
【図７】
2020022239.tif 000009
【図８】
2020022239.tif 000010
【図９】
2020022239.tif 000011
【図１０】
2020022239.tif 000012
【図１１】
2020022239.tif 000013
【図１２】
2020022239.tif 000014
【図１３】
2020022239.tif 000015
【図１４】
2020022239.tif 000016
【図１５】
2020022239.tif 000017
【図１６】
2020022239.tif 000018
【図１７】
2020022239.tif 000019
【図１８】
2020022239.tif 000020
【図１９】
2020022239.tif 000021
【図２０】
2020022239.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月16日(2019.8.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明による電力変換装置では、複数の電力変換用部品と、複数の電力変換用部品のうちの２つの間を接続するバスバーと、バスバーを取り付ける取付面を有する筐体とを備え、バスバーは、電力変換用部品の２つのそれぞれと電気的に接続される複数の端子部と、複数の端子部の間を電気的に接続するために設けられた導電部とを有し、導電部は、バスバーが取付面に取り付けられた状態で、取付面に対して傾斜する傾斜部を有し、バスバーは、絶縁性樹脂によって保持され、バスバーおよび絶縁性樹脂は、バスバーモジュールを構成し、バスバーは、取付面と平行となるように傾斜部から延出された延出部を有し、延出部は絶縁性樹脂により覆われている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電力変換用部品と、
前記複数の電力変換用部品のうちの２つの間を接続するバスバーと、
前記バスバーを取り付ける取付面を有する筐体と、
を備え、
前記バスバーは、
前記複数の電力変換用部品のうちの２つのそれぞれと電気的に接続される複数の端子部と、
前記複数の端子部の間を電気的に接続するために設けられた導電部と
を有し、
前記導電部は、前記バスバーが前記取付面に取り付けられた状態で、前記取付面に対して傾斜する傾斜部を有し、
前記バスバーは、絶縁性樹脂によって保持され、
前記バスバーおよび前記絶縁性樹脂は、バスバーモジュールを構成し、
前記バスバーは、前記取付面と平行となるように前記傾斜部から延出された延出部を有し、延出部は絶縁性樹脂により覆われている
電力変換装置。
【請求項２】
前記傾斜部は、前記取付面に対して直角に設けられている
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記バスバーモジュールは、前記取付面に取り付けられる固定部を有する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記バスバーは、前記延出部において、中間部材を介して前記筐体と接触する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記バスバーは、前記端子部と異なる位置において露出する
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記中間部材はシート、接着剤、グリスの放熱部材である
請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記固定部は、前記バスバーから離間して形成される
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記延出部において前記筐体と対向する側の平面は、前記絶縁性樹脂によって覆われ、
前記延出部は、前記絶縁性樹脂を介して前記筐体と接触する
請求項１または請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記延出部は、前記筐体と対向する側と反対側の面において露出する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記固定部は２つ設けられ、
２つの前記固定部の間において、前記バスバーモジュールが前記筐体と接触する
請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記バスバーモジュールは、複数の前記バスバーを有する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記複数のバスバーのそれぞれの前記傾斜部は、互いに間隔をあけて平行に配置される
請求項１１に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記複数のバスバーの少なくとも１つには、前記傾斜部を貫通する貫通穴部が形成される
請求項１１または請求項１２に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記複数のバスバーの１つは、他の前記バスバーの前記貫通穴部を通して露出する
請求項１３に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記複数のバスバーの１つは、前記取付面と平行に設けられている
請求項１１または請求項１２に記載の電力変換装置。
【請求項１６】
前記バスバーは、前記バスバーの前記傾斜部の両側の面においてそれぞれ露出する
請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項１７】
前記延出部は、前記導電部の一部を構成する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項１８】
前記端子部の断面積は、前記バスバーの前記傾斜部の断面積の半分以下である
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１９】
前記バスバーには、前記傾斜部を切り欠いた切欠部が形成される
請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項２０】
回路基板をさらに備え、
前記回路基板は、前記バスバーモジュールを挟んで、前記取付面と反対側に設けられる
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項２１】
前記回路基板には、複数のスルーホールが設けられ、
前記複数の端子部のそれぞれは、前記複数のスルーホールのそれぞれを通り、半田付けまたは溶接によって前記回路基板に接続される
請求項２０に記載の電力変換装置。
【請求項２２】
前記固定部は、前記バスバーの領域内、または前記バスバーと隣接して形成される
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項２３】
前記端子部は、前記電力変換用部品と直接接続される
請求項１から請求項１９および請求項２２のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項２４】
前記端子部は、前記取付面と平行に延び、前記端子部の先端は、丸端子を有する
請求項２３に記載の電力変換装置。
【請求項２５】
前記電力変換用部品は、スイッチング回路部、トランス部、整流回路部、平滑リアクトル、および平滑コンデンサの少なくとも２つを有するＤＣ／ＤＣコンバータ部を構成し、
前記バスバーは、前記スイッチング回路部、前記トランス部、前記整流回路部、前記平滑リアクトル、および平滑コンデンサの少なくとも２つの部品間を電気的に接続する
請求項１から請求項２４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月2日(2019.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明による電力変換装置では、複数の電力変換用部品と、複数の電力変換用部品のうちの２つの間を接続するバスバーと、バスバーを取り付ける取付面を有する筐体とを備え、バスバーは、電力変換用部品の２つのそれぞれと電気的に接続される複数の端子部と、複数の端子部の間を電気的に接続するために設けられた導電部とを有し、導電部は、バスバーが取付面に取り付けられた状態で、取付面に対して傾斜する傾斜部を有し、バスバーは、絶縁性樹脂によって保持され、バスバーおよび絶縁性樹脂は、一体成形されたバスバーモジュールを構成し、バスバーモジュールは、取付面に取り付けられる複数の固定部を有し、バスバーは、複数の固定部のうち、いずれか２つの固定部の間に設けられ、かつ取付面と平行となるように傾斜部から延出された延出部を有し、延出部は絶縁性樹脂により覆われている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電力変換用部品と、
前記複数の電力変換用部品のうちの２つの間を接続するバスバーと、
前記バスバーを取り付ける取付面を有する筐体と、
を備え、
前記バスバーは、
前記複数の電力変換用部品のうちの２つのそれぞれと電気的に接続される複数の端子部と、
前記複数の端子部の間を電気的に接続するために設けられた導電部と
を有し、
前記導電部は、前記バスバーが前記取付面に取り付けられた状態で、前記取付面に対して傾斜する傾斜部を有し、
前記バスバーは、絶縁性樹脂によって保持され、
前記バスバーおよび前記絶縁性樹脂は、一体成形されたバスバーモジュールを構成し、
前記バスバーモジュールは、前記取付面に取り付けられる複数の固定部を有し、
前記バスバーは、前記複数の固定部のうち、いずれか２つの前記固定部の間に設けられ、かつ前記取付面と平行となるように前記傾斜部から延出された延出部を有し、前記延出部は絶縁性樹脂により覆われている
電力変換装置。
【請求項２】
前記傾斜部は、前記取付面に対して直角に設けられている
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記バスバーは、前記延出部において、中間部材を介して前記筐体と接触する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記バスバーは、前記端子部と異なる位置において露出する
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記中間部材はシート、接着剤、グリスの放熱部材である
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記固定部は、前記バスバーから離間して形成される
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記延出部において前記筐体と対向する側の平面は、前記絶縁性樹脂によって覆われ、
前記延出部は、前記絶縁性樹脂を介して前記筐体と接触する
請求項１または請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記延出部は、前記筐体と対向する側と反対側の面において露出する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記固定部は２つ設けられ、
２つの前記固定部の間において、前記バスバーモジュールが前記筐体と接触する
請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記バスバーモジュールは、複数の前記バスバーを有する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記複数のバスバーのそれぞれの前記傾斜部は、互いに間隔をあけて平行に配置される
請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記複数のバスバーの少なくとも１つには、前記傾斜部を貫通する貫通穴部が形成される
請求項１０または請求項１１に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記複数のバスバーの１つは、他の前記バスバーの前記貫通穴部を通して露出する
請求項１２に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記複数のバスバーの１つは、前記取付面と平行に設けられている
請求項１０または請求項１１に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記バスバーは、前記バスバーの前記傾斜部の両側の面においてそれぞれ露出する
請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項１６】
前記延出部は、前記導電部の一部を構成する
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項１７】
前記端子部の断面積は、前記バスバーの前記傾斜部の断面積の半分以下である
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１８】
前記バスバーには、前記傾斜部を切り欠いた切欠部が形成される
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１９】
回路基板をさらに備え、
前記回路基板は、前記バスバーモジュールを挟んで、前記取付面と反対側に設けられる
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項２０】
前記回路基板には、複数のスルーホールが設けられ、
前記複数の端子部のそれぞれは、前記複数のスルーホールのそれぞれを通り、半田付けまたは溶接によって前記回路基板に接続される
請求項１９に記載の電力変換装置。
【請求項２１】
前記固定部は、前記バスバーの領域内、または前記バスバーと隣接して形成される
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項２２】
前記端子部は、前記電力変換用部品と直接接続される
請求項１から請求項１８および請求項２１のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項２３】
前記端子部は、前記取付面と平行に延び、前記端子部の先端は、丸端子を有する
請求項２２に記載の電力変換装置。
【請求項２４】
前記電力変換用部品は、スイッチング回路部、トランス部、整流回路部、平滑リアクトル、および平滑コンデンサの少なくとも２つを有するＤＣ／ＤＣコンバータ部を構成し、
前記バスバーは、前記スイッチング回路部、前記トランス部、前記整流回路部、前記平滑リアクトル、および平滑コンデンサの少なくとも２つの部品間を電気的に接続する
請求項１から請求項２３のいずれか１項に記載の電力変換装置。