(57)【要約】【課題】一方の電子回路基板が他方の電子回路基板の面積または締結位置の影響を受けることなく、２つの電子回路基板の面積をそれぞれ任意の大きさとすることができる電力変換装置を提供すること。【解決手段】電力変換装置１００は、高圧系基板３と、低圧系基板５とを有する。高圧系基板３と低圧系基板５は、空間を挟んで基板の厚み方向に積層して配置される。やぐら部材４は、低圧系基板５を配置する台部４０を備えており、台部４０における基板配置面の裏面が空間を挟んで高圧系基板３と対向するように配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と第２基板が空間を挟んで基板の厚み方向に積層して配置される電力変換装置であって、
前記第２基板を配置する台部を備えた基板保持部材を有し、
前記基板保持部材は、
前記台部における前記第２基板が配置される面の裏面が、前記空間を挟んで前記第１基板と対向するように配置される、
電力変換装置。
【請求項２】
前記台部は、
パワーモジュールが備えるコンデンサ接続部に対応する位置に、前記コンデンサ接続部を外部へ露出させる切り欠き部を有する、
請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記台部は、
パワーモジュールから発生する放射ノイズを遮蔽可能な樹脂で構成される、
請求項１または２記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記台部は、
前記第２基板が配置される面またはその裏面に、パワーモジュールから発生する放射ノイズを遮蔽可能なシールド部材を有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記基板保持部材は、
ハーネスを保持するクランプ部を有する、
請求項１から４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】
本発明は、複数の電子回路基板を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラグインＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド自動車）またはＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）などの車両は、電源電力を、モータを駆動するための駆動用電力に変換する電力変換装置を備えている。電力変換装置は、例えば、インバータまたはコンバータが挙げられる。
【０００３】
このような電力変換装置は、複数の半導体モジュールをスイッチング駆動させる駆動回路を構成する高圧系の電子回路基板と、車両の情報に基づいて駆動状態を制御する制御回路を構成する低圧系の電子回路基板と、を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１の電力変換装置において、２つの電子回路基板は、それらの間に空間が設けられ、かつ、基板の厚み方向に積層配置されている。そして、２つの電子回路基板は、それらの端縁に配置される一対のステーに固定されている。この構成により、特許文献１の電力変換装置は、車両の衝突等による外力が作用した場合でも、電子回路基板が変形することを抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５９７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の電力変換装置は、一対のステーを各電子回路基板の端縁で固定するために、２つの電子回路基板の面積を同じにする必要がある。よって、一方の電子回路基板の面積は、他方の電子回路基板の面積によって制限されてしまう、という課題がある。
【０００７】
また、特許文献１の電力変換装置は、振動対策等として上の電子回路基板の中央付近を締結する場合、下の電子回路基板に穴を設け、その穴にボスを通して上の電子回路基板に締結することになる。すなわち、下の電子回路基板は、ボス用の穴が設けられることで、面積が小さくなる。よって、下の電子回路基板の面積は、上の電子回路基板の面積によって制限されてしまう、という課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、一方の電子回路基板が他方の電子回路基板の面積または締結位置の影響を受けることなく、２つの電子回路基板の面積をそれぞれ任意の大きさとすることができる電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る電力変換装置は、第１基板と第２基板が空間を挟んで基板の厚み方向に積層して配置される電力変換装置であって、前記第２基板を配置する台部を備えた基板保持部材を有し、前記基板保持部材は、前記台部における前記第２基板が配置される面の裏面が、前記空間を挟んで前記第１基板と対向するように配置される構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、一方の電子回路基板が他方の電子回路基板の面積または締結位置の影響を受けることなく、２つの電子回路基板の面積をそれぞれ任意の大きさとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る電力変換装置の構成例を示す分解斜視図
【図２】本発明の実施の形態に係る平滑コンデンサの一例を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態に係る電力変換装置の構成例を示す上面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置１００の構成を示す分解斜視図である。なお、本実施の形態では、電力変換装置１００は、車両に搭載され、車両搭載の蓄電池からの電力をモータ駆動用電力に変換するインバータ装置を例とするが、本発明の電力変換装置は、インバータ装置に限定されない。
【００１４】
図１において、電力変換装置１００は、ベース部材１、パワーモジュール２、高圧系基板３、やぐら部材４、および低圧系基板５を有する。図１において、各一点鎖線は、ボスとそれを受けるボス締結部との締結関係を示している。
【００１５】
ベース部材１は、金属製（例えばアルミ製）の板状部材であり、その一面に各デバイスが配置される。例えば、ベース部材１の中央部分には、パワーモジュール２が配置される。パワーモジュール２が配置される位置には、複数のネジ穴１３が設けられている。ネジ穴１３は、パワーモジュール２がベース部材１に配置された際に、パワーモジュール２に設けられたネジ穴２１と重なり、図示しないネジが挿入されてネジ止めされる。
【００１６】
また、ベース部材１は、パワーモジュール２が配置される位置の周囲に、複数のボスが設けられている。これらのボスは、高圧系基板３またはやぐら部材４との締結に用いられる。例えば、ボス１１は、やぐら部材４に設けられたボス締結部４６と締結される。また、例えば、ボス１２は、高圧系基板３に設けられたボス締結部３１と締結される。
【００１７】
パワーモジュール２は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）モジュールであり、ベース部材１に配置される。パワーモジュール２は、ネジ穴２１、ボス２２、コンデンサ接続部２３、およびモータ接続部２４を有する。
【００１８】
ネジ穴２１は、パワーモジュール２の底面に複数設けられている。ネジ穴２１は、上述したとおり、パワーモジュール２がベース部材１に配置された際に、ベース部材１に設けられたネジ穴１３と重なり、図示しないネジが挿入されてネジ止めされる。
【００１９】
ボス２２は、パワーモジュール２の上面に複数設けられている。ボス２２は、高圧系基板３に設けられたボス締結部３２と締結される。
【００２０】
コンデンサ接続部２３は、平滑コンデンサ６（図２参照）と接続する部分であり、パワーモジュール２の上面に３箇所設けられている。
【００２１】
ここで、平滑コンデンサ６の外観斜視を図２に示す。平滑コンデンサ６は、ベース部材１において、パワーモジュール２に隣接して配置され、固定される。このとき、平滑コンデンサ６の側面６０に設けられた３つのパワーモジュール接続部６１は、それぞれ、３つのコンデンサ接続部２３と接触して接続される。パワーモジュール接続部６１は、図２に示すように、平板状であり、かつ、側面６０の垂直方向に設けられている。側面６０は、パワーモジュール２と向かい合う面である。
【００２２】
モータ接続部２４は、モータ（図示せず）と接続する部分であり、パワーモジュール２の上面に３箇所設けられている。
【００２３】
このような構成により、パワーモジュール２は、ベース部材１に固定され、かつ、高圧系基板３が固定される。そして、パワーモジュール２は、例えば電池に接続されたバスバー（図示せず）から供給された直流電流を三相交流電力に変換し、モータ接続部２４を介してモータへ供給する。このとき、パワーモジュール２は、高圧系基板３によってスイッチングのタイミングを制御される。また、平滑コンデンサ６により、電流の平滑化が行われる。
【００２４】
高圧系基板３は、低圧系基板５からの制御信号に基づいて、パワーモジュール２のスイッチングのタイミングを制御する電子回路基板である。高圧系基板３は、ボス締結部３１、３２および切り欠き部３３、３４を有する。
【００２５】
ボス締結部３１、３２は、それぞれ、複数設けられている。上述したとおり、ボス締結部３１は、ベース部材１に設けられたボス１２と締結される。また、上述したとおり、ボス締結部３２は、パワーモジュール２に設けられたボス２２と締結される。このような構成により、高圧系基板３は、パワーモジュール２の上面に配置され、固定される。
【００２６】
切り欠き部３３、３４は、それぞれ、高圧系基板３の長辺に沿って３箇所設けられている。切り欠き部３３は、パワーモジュール２のコンデンサ接続部２３の位置に対応して設けられている。また、切り欠き部３４は、パワーモジュール２のモータ接続部２４の位置に対応して設けられている。
【００２７】
やぐら部材４は、低圧系基板５を、高圧系基板３との間に空間を設けつつ、厚み方向に積層配置するための部材（基板保持部材の一例）である。やぐら部材４は、台部４０、脚部４１、切り欠き部４２、開口部４３、ボス４４、クランプ部４５、およびボス締結部４６を有する。
【００２８】
台部４０は、低圧系基板５が配置される部分であり、脚部４１によって支持される。台部４０において低圧系基板５が配置される面（以下、「基板配置面」という）の裏面は、空間を挟んで、高圧系基板３と対向する。この台部４０は、例えば、パワーモジュール２から発生する放射ノイズを遮蔽可能な樹脂で構成される。これにより、パワーモジュール２から発生する放射ノイズを遮蔽することができ、低圧系基板５への影響を防ぐことができる。
【００２９】
脚部４１は、台部４０の長辺に沿って、かつ、基板配置面の裏面の垂直方向に沿って複数設けられている。そして、脚部４１は、一端が台部４０と接続され、もう一端がベース部材１と締結される。なお、脚部４１とベース部材１との締結は、後述するボス締結部４６により実現する。
【００３０】
切り欠き部４２は、台部４０の長辺に沿って３箇所設けられている。切り欠き部４２は、パワーモジュール２のコンデンサ接続部２３および高圧系基板３の切り欠き部３３の位置に対応して設けられている。このような構成により、コンデンサ接続部２３は、外部へ露出する。この例を図３に示す。図３は、低圧系基板５を配置していないときのやぐら部材４の上面図である。図３に示すように、切り欠き部４２からコンデンサ接続部２３が露出している。よって、コンデンサ接続部２３は、図２で説明した平滑コンデンサ６のパワーモジュール接続部６１と接続することができる。
【００３１】
開口部４３は、台部４０の長辺付近に沿って３箇所設けられている。開口部４３は、パワーモジュール２のモータ接続部２４および高圧系基板３の切り欠き部３４の位置に対応して設けられている。このような構成により、モータ接続部２４は、外部へ露出する。この例を図３に示す。図３に示すように、開口部４３からモータ接続部２４が露出している。よって、モータ接続部２４は、図示しないモータと、例えばハーネスまたはバスバー等を介してネジ締結等により接続することができる。なお、開口部４３は、切り欠き部であってもよい。
【００３２】
ボス４４は、台部４０の中央付近に複数設けられている。ボス４４は、低圧系基板５に設けられたボス締結部５１と締結される。
【００３３】
クランプ部４５は、例えば、ハーネスを保持する。これにより、ハーネスが嵩張らないので、各部品同士を最小の距離でレイアウトを可能にし、電力変換装置のサイズの最小化を実現できる。また、クランプ部４５がないと、別の樹脂部品やそれを締結するねじが増え、さらに筐体のベース部にボスを立てる、または、タップを切る必要があるなどコストも上がるが、クランプ部４５により部品の数を削減できる。さらに、クランプ部４５がないと、最小距離でレイアウトしているために組み立てし難いが、クランプ部４５により組み立て性を向上できる。なお、クランプ部４５の配置位置および配置数は、図１に示すものに限定されない。
【００３４】
ボス締結部４６は、脚部４１に複数設けられている。上述したとおり、ボス締結部４６は、ベース部材１に設けられたボス１１と締結される。このような構成により、やぐら部材４は、ベース部材１に配置され、固定される。なお、脚部４１において、ボス締結部４６が設けられている部分の上には、平滑コンデンサ６が配置される。
【００３５】
低圧系基板５は、車両の情報に基づいて高圧系基板３を制御する電子回路基板である。低圧系基板５は、ボス締結部５１を有する。
【００３６】
ボス締結部５１は、低圧系基板５に複数設けられている。上述したとおり、ボス締結部５１は、台部４０に設けられたボス４４と締結される。このような構成により、低圧系基板５は、やぐら部材４の台部４０の上面に配置され、固定される。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態の電力変換装置１００は、低圧系基板５と高圧系基板３の間に空間を設け、かつ、それらを厚み方向に積層配置するにあたり、低圧系基板５を配置可能な台部４０を備えたやぐら部材４を用いることを特徴とする。すなわち、低圧系基板５は、台部４０に配置されることで、高圧系基板３との間に所定距離の空間を挟んで積層配置されるため、ステー等を用いる必要がない。また、低圧系基板５を締結するためのボス４４は、台部４０に設けられるため、ボスを通すための穴を高圧系基板３に設ける必要がない。したがって、本実施の形態の電力変換装置１００は、一方の電子回路基板が他方の電子回路基板の面積または締結位置の影響を受けることなく、２つの電子回路基板の面積をそれぞれ任意の大きさとすることができる。
【００３８】
また、本実施の形態の電力変換装置１００は、高圧系基板３およびやぐら部材４のそれぞれにおいて、パワーモジュール２のコンデンサ接続部２３に対応する位置に、切り欠き部３３、４２を設けたことを特徴とする。これにより、側面６０に突起状のモジュール接続部６１を備えるタイプの平滑コンデンサ６において、そのモジュール接続部６１の長さを短くし、平滑コンデンサ６をパワーモジュール２に近接して接続することができる。したがって、電力変換装置１００（ベース部材１）の面積を小さくすることができ、省スペース化を実現できる。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記説明は一例であり、種々の変形が可能である。
【００４０】
例えば、やぐら部材４において、基板配置面またはその裏面に、パワーモジュール２から発生する放射ノイズを遮蔽可能なシールド部材（例えば、鉄製またはアルミ製のプレート）を備えるようにしてもよい。これにより、パワーモジュール２から発生する放射ノイズを遮蔽することができ、低圧系基板５への影響を防ぐことができる。
【００４１】
また、例えば、本実施の形態では、低圧系基板５は、高圧系基板３よりも面積が小さい例としたが、高圧系基板３よりも面積が大きくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、例えば、複数の電子回路基板を備えた電力変換装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  ベース部材
２  パワーモジュール
３  高圧系基板
４  やぐら部材
５  低圧系基板
６  平滑コンデンサ
１１、１２、２２、４４  ボス
１３、２１  ネジ穴
２３  コンデンサ接続部
２４  モータ接続部
３１、３２、４６、５１  ボス締結部
３３、３４、４２  切り欠き部
４０  台部
４１  脚部
４３  開口部
４５  クランプ部
１００  電力変換装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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