(57)【要約】【課題】基板が複雑化することなく、電流センサを支持することができるインバータの支持構造を提供する。【解決手段】モータに組付けられるパワーモジュール３と、モータとパワーモジュール３とを電気的に接続するバスバ５と、パワーモジュール３に電気的に接続される基板７と、バスバ５の近傍に配置され基板７に電気的に接続される電流センサ９とを備えたインバータ１において、バスバ５に、電流センサ９を支持する支持部１１を設けた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに供給される電力を変換するパワーモジュール（３）と、前記モータと前記パワーモジュール（３）とを電気的に接続するバスバ（５）と、前記パワーモジュール（３）に電気的に接続される基板（７）と、前記基板（７）に電気的に接続され前記バスバを流れる電流値を検出する電流センサ（９）とを備えたインバータの支持構造であって、
前記バスバ（５）には、前記電流センサ（９）を支持する支持部（１１）が設けられていることを特徴とするインバータの支持構造。
【請求項２】
請求項１記載のインバータの支持構造であって、
前記電流センサ（９）の前記支持部（１１）と当接する部分には、剛性が高められた高剛性部（１３）が設けられていることを特徴とするインバータの支持構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載のインバータの支持構造であって、
前記電流センサ（９）には、弾性変形可能な係合片（１０３）が設けられ、
前記バスバ（５）には、前記係合片（１０３）と係合可能な係合溝（１０５）が設けられていることを特徴とするインバータの支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に適用されるインバータの支持構造に関する。詳細には、モータとパワーモジュールとを電気的に接続するバスバを流れる電流値を検出する電流センサを有するインバータの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インバータに適用される電流センサとしては、モータとパワーモジュールとを電気的に接続するバスバと、バスバを流れる電流値を検出する電流センサとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この電流センサでは、バスバがケーシング内に収容され、電流センサが樹脂モールド内に配置されており、ケーシングと樹脂モールドとを組付けることによって、バスバが電流センサの近傍に配置される。
【０００４】
このような電流センサは、モータに組付けられる筐体に対して、ケーシング及び樹脂モールドに設けられた固定部で固定することにより、バスバの一端がモータに電気的に接続され、バスバの他端が基板に電気的に接続されたパワーモジュールに電気的に接続される。
【０００５】
このようにモータに組付けられる筐体に電流センサを固定させるインバータでは、モータにおいて、パワーモジュールを配置させる配置スペースと、筐体を配置させる配置スペースとが必要であり、モータに対するインバータの専有面積が大型化していた。
【０００６】
これに対して、パワーモジュール上に、基板を配置させ、基板に電流センサを電気的に接続させると共に、基板に電流センサを固定させたインバータがある。
【０００７】
このようなインバータをモータに配置させることにより、筐体を配置させる配置スペースを削減することができ、モータに対するインバータの専有面積を小型化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−２０６０１５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、上記のようなインバータの支持構造では、基板に対して、電流センサの電気的な接続と固定とを行っているので、基板に回路だけでなく、電流センサを固定するための固定部を設ける必要があり、基板の構造が複雑化していた。
【００１０】
そこで、この発明は、基板が複雑化することなく、電流センサを支持することができるインバータの支持構造の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、モータに供給される電力を変換するパワーモジュールと、前記モータと前記パワーモジュールとを電気的に接続するバスバと、前記パワーモジュールに電気的に接続される基板と、前記基板に電気的に接続され前記バスバを流れる電流値を検出する電流センサとを備えたインバータの支持構造であって、前記バスバには、前記電流センサを支持する支持部が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
このインバータの支持構造では、バスバに、電流センサを支持する支持部が設けられているので、基板に電流センサを支持するための構造を設ける必要がなく、基板が複雑化することがない。
【００１３】
また、支持部が設けられたバスバは、導通部材であり、剛性が高いので、支持部によって電流センサを安定して支持することができる。
【００１４】
従って、このようなインバータの支持構造では、電流センサを支持する支持部がバスバに設けられているので、基板が複雑化することなく、電流センサを支持することができる。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のインバータの支持構造であって、前記電流センサの前記支持部と当接する部分には、剛性が高められた高剛性部が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
このインバータの支持構造では、電流センサの支持部と当接する部分に、剛性が高められた高剛性部が設けられているので、支持部に支持されているときの電流センサの変形を防止でき、電流センサを安定して支持することができる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のインバータの支持構造であって、前記電流センサには、弾性変形可能な係合片が設けられ、前記バスバには、前記係合片と係合可能な係合溝が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
このインバータの支持構造では、電流センサに、弾性変形可能な係合片が設けられ、バスバに、係合片と係合可能な係合溝が設けられているので、係合片と係合溝との係合によって電流センサをバスバに支持させることができ、さらに電流センサの支持を安定化することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、基板が複雑化することなく、電流センサを支持することができるインバータの支持構造を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインバータの斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るインバータの分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るインバータの断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るインバータの電流センサの斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るインバータの上面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るインバータの断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るインバータの電流センサの斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るインバータの締結部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜図８を用いて本発明の実施の形態に係るインバータの支持構造について説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
図１〜図４を用いて第１実施形態について説明する。
【００２３】
本実施の形態に係るインバータ１の支持構造は、モータ（不図示）に供給される電力を変換するパワーモジュール３と、モータとパワーモジュール３とを電気的に接続するバスバ５と、パワーモジュール３に電気的に接続される基板７と、基板７に電気的に接続されバスバ５を流れる電流値を検出する電流センサ９とを備えている。
【００２４】
そして、バスバ５には、電流センサ９を支持する支持部１１が設けられている。
【００２５】
また、電流センサ９の支持部１１と当接する部分には、剛性が高められた高剛性部１３が設けられている。
【００２６】
ここで、本実施の形態に係るインバータ１は、ハイブリッド車や電気自動車などの電動車両に搭載されたモータ（不図示）とバッテリなどの電源（不図示）との間に配置されている。
【００２７】
不図示ではあるが、モータは、電動車両に搭載され、電源からインバータ１を介して供給される電力によって電動車両を駆動する推進用の駆動源となっている。
【００２８】
図１〜図４に示すように、インバータ１は、パワーモジュール３と、基板７と、電流センサ９と、バスバ５とを備えている。
【００２９】
パワーモジュール３は、平滑コンデンサ（不図示）で平滑化された電源からの直流電力を三相交流電力に変換する。
【００３０】
このパワーモジュール３は、ＵＶＷの各相の上アーム及び下アームを構成する６つのパワー半導体スイッチング素子（不図示）を有している。
【００３１】
なお、パワー半導体スイッチング素子には、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を用いることができる。
【００３２】
基板７は、パワーモジュール３の上面側に、ボルトなどの固定手段によって固定されると共に、半田付けやボルトなどの接続手段によってパワーモジュール３に電気的に接続されている。
【００３３】
この基板７には、コントロール回路と、ドライブ回路とが形成されている。
【００３４】
コントロール回路は、車両に搭載された各機構の作動を制御するコントローラ（不図示）に電気的に接続され、コントローラからのトルク指令値が入力される。
【００３５】
このコントロール回路は、コントローラから入力されたトルク指令値に応じたデューティー比のパルス信号をドライブ回路に出力する。
【００３６】
ドライブ回路は、コントロール回路から入力されたパルス信号に基づいて制御信号を生成し、パワーモジュール３の各パワー半導体スイッチング素子の制御電極（例えば、ゲート）に出力する。
【００３７】
このドライブ回路は、生成された制御信号により、パワーモジュール３の各パワー半導体スイッチング素子を、コントローラからのトルク指令値に応じたトルクをモータに出力させるパターンでオンオフ動作させる。
【００３８】
このようなコントロール回路とドライブ回路と形成された基板７の上面側には、電流センサ９が配置されている。
【００３９】
電流センサ９は、基板７との間にそれぞれ設けられたコネクタ１５，１７が嵌合することにより、基板７に電気的に接続される。
【００４０】
この電流センサ９には、基板７から露出する部分に、ＵＶＷの各相に応じたバスバ５が挿通して配置され、コイル１９と素子（不図示）が内蔵された３つの検出部２１が形成されている。
【００４１】
このような電流センサ９は、各検出部２１を挿通して配置された各バスバ５を流れる電流値を検出し、基板７を介して検出した電流値をコントローラに出力する。
【００４２】
バスバ５は、モータとパワーモジュール３とを電気的に接続し、パワーモジュール３のＵＶＷ相を構成する６つのパワー半導体スイッチング素子に応じて、３つ備えている。
【００４３】
このバスバ５は、第１バスバ２３と、第２バスバ２５とを備えている。
【００４４】
第１バスバ２３は、平板状でＬ字状に形成され、パワーモジュール３の側方に配置される部分の端部がモータに電気的に接続され、パワーモジュール３の上方に配置される部分の端部が第２バスバ２５に電気的に接続される。
【００４５】
第２バスバ２５は、締結部材２７と、ボルト部材２９とを備えている。
【００４６】
締結部材２７は、導通部材からなり、円柱状で、第１バスバ２３側の端部が有底の中空状に形成され、パワーモジュール３側の端部にパワーモジュール３の締結部に固定され、パワーモジュール３に電気的に接続されるパワー締結部３１が設けられている。
【００４７】
このパワー締結部３１は、中空状の底部に形成された操作部３３に治具（不図示）を係合させて締結部材２７を回転させることにより、パワーモジュール３の締結部に締結され、締結部材２７がパワーモジュール３に固定されつつ、締結部材２７とパワーモジュール３のパワー半導体スイッチング素子とが電気的に接続される。
【００４８】
このようなパワー締結部３１が設けられた３つの締結部材２７のうち中央に位置する締結部材２７には、電流センサ９を支持する支持部１１が設けられている。
【００４９】
支持部１１は、締結部材２７の長さ方向のパワー締結部３１側から中央付近にわたって連続すると共に、締結部材２７の周方向に連続して環状に形成されている。
【００５０】
この環状の支持部１１の外径は、電流センサ９の検出部２１の孔の内径より大きく設定されている。
【００５１】
このため、電流センサ９の検出部２１を、締結部材２７の支持部１１と反対側から締結部材２７に挿入させると、検出部２１と支持部１１との対向面が当接し、電流センサ９がそれ以上移動することができず、電流センサ９が締結部材２７に支持された状態となる。
【００５２】
このような支持部１１には、締結部材２７がパワーモジュール３に組付けられた状態で、締結部材２７の上方から検出部２１を挿通させることにより、検出部２１の下面が当接し、電流センサ９が支持される。
【００５３】
このとき、基板７と電流センサ９とにそれぞれ設けられたコネクタ１５，１７を嵌合することにより、基板７と電流センサ９とが電気的に接続される。
【００５４】
なお、電流センサ９のコネクタ１７の両側には、基板７に形成された孔に係合し、コネクタ１５，１７の嵌合位置を位置決めする位置決めピン３５，３５が設けられている。
【００５５】
このような支持部１１が設けられた締結部材２７の支持部１１より上方の外周には、雄ねじが形成されており、支持部１１に電流センサ９が支持された状態で、ナット３７を締結することにより、支持部１１とナット３７とで検出部２１が挟み込まれ、電流センサ９が固定される。
【００５６】
このように締結部材２７（バスバ５）に電流センサ９を支持する支持部１１を設けることにより、基板７に電流センサ９を支持するための構造を設ける必要がなく、基板７が複雑化することがない。
【００５７】
また、バスバ５の支持部１１に電流センサ９が支持されるので、基板７に電流センサ９の負荷がかかることがなく、基板７の強度を上げるためのコストを削減することができる。
【００５８】
加えて、電流センサ９を支持するために、インバータ１を構成する部品以外の他の部品を用いることがなく、部品点数を増大させずに電流センサ９を支持することができる。
【００５９】
ここで、支持部１１と当接する電流センサ９の検出部２１には、電流センサ９を形成するときに用いられる合成樹脂よりも剛性の高い合成樹脂で形成された高剛性部１３が設けられている。
【００６０】
このように高剛性部１３を設けることにより、支持部１１とナット３７とで電流センサ９の検出部２１が挟み込まれたときの検出部２１の変形を防止することができる。
【００６１】
なお、高剛性部１３としては、合成樹脂に限らず、金属板などであってもよいが、金属などの導通部材では、支持部１１やナット３７と当接したときに導通してしまうので、周囲を絶縁部材で覆うようにすればよい。
【００６２】
このように支持部１１に電流センサ９が支持された締結部材２７の中空状の内周には、ボルト部材２９と締結可能なボルト締結部３９が設けられている。
【００６３】
このボルト締結部３９には、締結部材２７の支持部１１に電流センサ９が支持された状態で、第１バスバ２３が配置され、第１バスバ２３を挟み込むように、ボルト部材２９が締結される。
【００６４】
このボルト締結部３９へのボルト部材２９の締結により、第１バスバ２３が第２バスバ２５に固定されつつ、第１バスバ２３と第２バスバ２５とが電気的に接続される。
【００６５】
このようなインバータ１は、パワーモジュール３に各部材が組付けられた状態で、モータに組付けられ、バスバ５を介してモータとインバータ１とが電気的に接続される。
【００６６】
このようなインバータ１の組付けは、まず、パワーモジュール３に基板７を組付け、パワーモジュール３に締結部材２７を組付ける。
【００６７】
次に、締結部材２７に電流センサ９の検出部２１を挿通させ、締結部材２７の支持部１１で電流センサ９を支持すると共に、基板７と電流センサ９とのコネクタ１５，１７を嵌合させる。
【００６８】
次に、締結部材２７にナット３７を締結し、電流センサ９を固定する。
【００６９】
次に、締結部材２７に第１バスバ２３を配置させ、締結部材２７にボルト部材２９を締結させる。
【００７０】
そして、パワーモジュール３をモータに組付け、第１バスバ２３をモータに電気的に接続することによって、組付けを完了する。
【００７１】
このようなインバータ１の支持構造では、バスバ５に、電流センサ９を支持する支持部１１が設けられているので、基板７に電流センサ９を支持するための構造を設ける必要がなく、基板７が複雑化することがない。
【００７２】
また、支持部１１が設けられたバスバ５は、導通部材であり、剛性が高いので、支持部１１によって電流センサ９を安定して支持することができる。
【００７３】
従って、このようなインバータ１の支持構造では、電流センサ９を支持する支持部１１がバスバ５に設けられているので、基板７が複雑化することなく、電流センサ９を支持することができる。
【００７４】
また、電流センサ９の支持部１１と当接する部分には、剛性が高められた高剛性部１３が設けられているので、支持部１１に支持されているときの電流センサ９の変形を防止でき、電流センサ９を安定して支持することができる。
【００７５】
（第２実施形態）
図５〜図８を用いて第２実施形態について説明する。
【００７６】
本実施の形態に係るインバータ１０１の支持構造は、電流センサ９に、弾性変形可能な係合片１０３が設けられ、バスバ５に、係合片１０３と係合可能な係合溝１０５が設けられている。
【００７７】
なお、第１実施形態と同様の構成には、同一の記号を記して構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。
【００７８】
図５〜図８に示すように、電流センサ９の３つの検出部２１のうち両側に位置する検出部２１，２１の孔の内部には、孔の中心側に向けて弾性変形可能な係合片１０３がそれぞれ突設されている。
【００７９】
この係合片１０３は、両側の検出部２１，２１の孔の内部で、その突出方向が中央に位置する検出部２１側に向けられており、検出部２１にバスバ５（図３参照）を構成する締結部材２７が挿通されて当接されると、復元力によって両側の締結部材２７，２７を中央の締結部材２７側に向けて付勢する。
【００８０】
このように係合片１０３の付勢力によって締結部材２７を付勢することにより、電流センサ９の平面方向の位置を保持することができる。
【００８１】
このような係合片１０３は、検出部２１に締結部材２７が挿通された状態で、締結部材２７に設けられた係合溝１０５に係合される。
【００８２】
なお、本実施の形態においては、全ての締結部材２７に、電流センサ９を支持する支持部１１が設けられている。
【００８３】
係合溝１０５は、締結部材２７の支持部１１の上方で係合片１０３と対応する位置に設けられ、締結部材２７の周方向に連続して形成されている。
【００８４】
この係合溝１０５の幅は、係合片１０３の幅と同等に設定されている。
【００８５】
このため、係合溝１０５に係合片１０３が係合した状態では、電流センサ９の上下方向の移動を規制することができ、電流センサ９の上下方向の位置を保持することができる。
【００８６】
このようなインバータ１０１の支持構造では、電流センサ９に、弾性変形可能な係合片１０３が設けられ、バスバ５に、係合片１０３と係合可能な係合溝１０５が設けられているので、係合片１０３と係合溝１０５との係合によって電流センサ９をバスバ５に支持させることができ、さらに電流センサ９の支持を安定化することができる。
【００８７】
なお、本発明の実施の形態に係るインバータの支持構造では、支持部が３つの締結部材のうち中央に位置する締結部材に設けられていたり、全ての締結部材に設けられているが、これに限らず、３つの締結部材のうち両側に位置する締結部材に支持部を設けるなど、支持部を設けるバスバは適宜選択することができる。
【００８８】
また、係合片は、検出部に対して１つ設けられているが、これに限らず、係合片を対向して一対設けるなど、係合片を２つ以上設けてもよい。
【００８９】
さらに、係合片は、３つの検出部のうち両側に位置する検出部に設けられているが、これに限らず、１つの検出部、或いは全ての検出部に係合片を設けてもよく、係合片が設けられた検出部に配置されるバスバに対して係合溝を設ければよい。
【符号の説明】
【００９０】
１，１０１…インバータ
３…パワーモジュール
５…バスバ
７…基板
９…電流センサ
１１…支持部
１３…高剛性部
１０３…係合片
１０５…係合溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020145890.tif 000009
【図８】
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