(57)【要約】【課題】装置の小型化と部品点数の削減とを図ることができる電力変換装置を提供すること。【解決手段】本発明の一態様は、ハウジング１０と、高圧検出回路６４が設けられた制御基板１２と、ハウジング１０に設けられた制御基板締結部３６に締結することによりハウジング１０に制御基板１２を固定する固定ネジ１４と、制御基板１２に設けられ固定ネジ１４を挿入するネジ挿入穴６６と、電源に電気的に接続する正極バスバー１６とを有する電力変換装置１において、ネジ挿入穴６６と高圧検出回路６４とを電気的に接続する基板内部配線７０を有し、ネジ挿入穴６６はスルーホールとして構成されており、正極バスバー１６は固定ネジ１４に電気的に接続していること、を特徴とする。【選択図】  図１
2011114872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、制御回路が設けられた制御基板と、前記ハウジングに設けられたネジ締結部に締結することにより前記ハウジングに前記制御基板を固定する固定ネジと、前記制御基板に設けられ前記固定ネジを挿入するネジ挿入穴と、電源に電気的に接続するバスバーとを有する電力変換装置において、
前記ネジ挿入穴と前記制御回路とを電気的に接続する配線を有し、
前記ネジ挿入穴はスルーホールとして構成されており、
前記バスバーは、前記固定ネジに電気的に接続していること、
を特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載する電力変換装置において、
前記バスバーは、前記ネジ締結部に設けられていること、
を特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する電力変換装置において、
前記バスバーは、前記電源に接続する主経路部と前記主経路部から分岐し前記固定ネジに電気的に接続する分岐経路部とを備えること、
を特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３に記載するいずれか１項の電力変換装置において、
前記制御回路は、前記バスバーの電圧を検出する電圧検出回路であること、
を特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧直流電源に接続する高圧バスバーを有する電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置（インバータ）は、高圧直流電源に接続する高圧バスバー（高圧部）の電圧を制御基板に設けられた高圧検出回路（電圧検出回路）により検出し、この検出結果をもとに駆動制御や自己保護制御を実施している。そのため、高圧バスバーと制御基板とを電気的に接続する必要がある。
【０００３】
また、近年、パワー素子が設けられる放熱基板（図１に示す第１放熱基板２２や第２放熱基板２６に相当するもの）の小型化（面積の縮小化）を含めた電力変換装置の小型化が要求されている。そのため、電力変換装置の小型化を図りながら、高圧バスバーと制御基板とを電気的に接続する必要がある。そして、電力変換装置の小型化を図りながら高圧バスバーと制御基板とを電気的に接続する方法として、ワイヤハーネス接続というものがある。
【０００４】
このワイヤハーネス接続は、図４と図５に示すように、ハウジング１１０に設けられた正極バスバー１１２から分岐した分岐先端部１１４に取り付けた端子１１６から、ワイヤハーネス１１８を介して制御基板１２０のコネクタ接合部１２２に接合するものである。そして、コネクタ接合部１２２は、基板内部配線１２４を介して高圧検出回路１２６に電気的に接続されている。これにより、高圧部の正極バスバー１１２と制御基板１２０の高圧検出回路１２６とが電気的に接続する。ここで、図４はワイヤハーネス接続を行った電力変換装置１０１の一部における上面図であり、図５は図４のＢ−Ｂ断面図である。
【０００５】
このようなワイヤハーネス接続によれば、正極バスバー１１２の分岐による取り回しにより空いたスペースに、ハウジング１１０に制御基板１２０を固定する固定ネジ１２８を設けることができるので小型化が可能になる。
【０００６】
また、特許文献１の電力変換装置には、負極バスバーと金属ケースとの間の電圧を計測する電圧センサが制御基板に設けられており、この電圧センサと金属ケースとを金属板により電気的に接続する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−３０１６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ワイヤハーネス接続ではワイヤハーネス１１８、特許文献１の接続方法では金属板などの別部材が別途必要で部品点数が多くなる。そして、ワイヤハーネス１１８や金属板の組み付け工程も余分に増えてしまう。そのため、製造コストが増大する。
【０００９】
この問題に対応するため、部品点数を抑制する接続方法として、ターミナル接続というものがある。
ターミナル接続は、ハウジング１１０のターミナル１３０にて、パワー素子接続端子１３２の他に、図６に示すように、専用端子１３４を設け、この専用端子１３４をワイヤにより不図示の放熱基板と接続し、また、制御基板１２０の端子穴１３６に挿入して半田により接合するものである。そして、端子穴１３６は基板内部配線１２４を介して高圧検出回路１２６に接続している。これにより、高圧部の正極バスバー１１２と制御基板１２０の高圧検出回路１２６とが電気的に接続する。ここで、図６は、ターミナル接続を行った電力変換装置１０２の断面図である。
【００１０】
しかし、ターミナル接続によれば、専用端子１３４を設けるためにターミナル１３０を大きくし、また、ワイヤにより専用端子１３４と接続するために放熱基板を大きくする必要があり、電力変換装置の小型化が図れない。また、製造コストも増大してしまう。
【００１１】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、装置の小型化と部品点数の削減とを図ることができる電力変換装置を提供すること、を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、ハウジングと、制御回路が設けられた制御基板と、前記ハウジングに設けられたネジ締結部に締結することにより前記ハウジングに前記制御基板を固定する固定ネジと、前記制御基板に設けられ前記固定ネジを挿入するネジ挿入穴と、電源に電気的に接続するバスバーとを有する電力変換装置において、前記ネジ挿入穴と前記制御回路とを電気的に接続する配線を有し、前記ネジ挿入穴はスルーホールとして構成されており、前記バスバーは、前記固定ネジに電気的に接続していること、を特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、ネジ挿入穴と制御回路とを電気的に接続する配線を有し、ネジ挿入穴はスルーホールとして構成されており、バスバーは固定ネジに電気的に接続している。そのため、バスバーは固定ネジとネジ挿入穴と配線とを介して制御回路に電気的に接続している。したがって、本発明によれば、ハウジングに制御基板を固定するための固定ネジ、および、この固定ネジを挿入するためのネジ挿入穴を、バスバーと制御回路とを電気的に接続するためにも利用している。そのため、装置の小型化と部品点数の削減とを図ることができる。
【００１４】
本発明の一態様として、前記バスバーは、前記ネジ締結部に設けられていること、を特徴とする。
【００１５】
かかる態様によれば、バスバーはネジ締結部に設けられているので、バスバーに固定ネジを締結することにより容易にバスバーと固定ネジとを電気的に接続して、バスバーと制御回路とを電気的に接続することができる。
【００１６】
本発明の一態様として、前記バスバーは、前記電源に電気的に接続する主経路部と前記主経路部から分岐し前記固定ネジに電気的に接続する分岐経路部とを備えること、を特徴とする。
【００１７】
かかる態様によれば、電源を接続する位置と固定ネジを締結する位置が離れていても、バスバーを電源に電気的に接続しながら制御基板にも電気的に接続することができる。
【００１８】
本発明の一態様として、前記制御回路は、前記バスバーの電圧を検出する電圧検出回路であること、を特徴とする。
【００１９】
かかる態様によれば、バスバーに電気的に接続する電圧検出回路によりバスバーの電圧を検出して、検出された結果をもとに電力変換装置の制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る電力変換装置によれば、装置の小型化と部品点数の削減とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の電力変換装置の一部における上面図であり、ハウジングに制御基板を固定していない状態を示す図である。
【図２】本発明の電力変換装置の一部における上面図であり、ハウジングに制御基板を固定した状態を示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】ワイヤハーネス接続を行った電力変換装置の一部における上面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】ターミナル接続を行った電力変換装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１と図２は、本実施例の電力変換装置の一部における上面図であり、図１はハウジングに制御基板を固定していない状態を示し、図２はハウジングに制御基板を固定した状態を示している。また、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【００２３】
本実施例の電力変換装置１は、例えば、ハイブリット車におけるインバータとして用いられるものである。
図１と図２に示すように、電力変換装置１は、ハウジング１０、制御基板１２、固定ネジ１４、正（Ｐ）極バスバー１６、負（Ｎ）極バスバー１８、第１放熱基板２０、第１パワー素子２２、出力バスバー２４、第２放熱基板２６、第２パワー素子２８などを有している。
【００２４】
ハウジング１０は、その上面に、第１パワー素子２２と第２パワー素子２８などを収容するケースである。なお、第１パワー素子２２と第２パワー素子２８には、インバータ回路を構成するＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）とダイオード（Free  Wheel  Diode）などが備わる。なお、電力変換装置１のインバータ回路は不図示の三相交流モータを制御するために、第１パワー素子２２と出力バスバー２４と第２パワー素子２８とを備える１組の半導体回路が図１と図２の左右方向に合計３組設けられているが、図１と図２では、そのうちの１組の半導体回路のみを示している。
【００２５】
第１パワー素子２２と第２パワー素子２８はそれぞれ、第１放熱基板２０と第２放熱基板２６に搭載されている。これにより、第１パワー素子２２と第２パワー素子２８で発生した熱は、第１放熱基板２０と第２放熱基板２６とから放出される。
【００２６】
そして、第１放熱基板２０と第２放熱基板２６との間のスペースに、前記の３組の半導体回路が設けられる配列方向に沿って正極バスバー１６と負極バスバー１８とが互いに平行に設けられている。正極バスバー１６と負極バスバー１８は、不図示の高圧直流電源に接続されている。
【００２７】
本実施例では、正極バスバー１６は分岐しており、不図示の高圧直流電源に接続する主経路部３０と、この主経路部３０から分岐した分岐経路部３２とを備える。主経路部３０の先端には、高圧直流電源との接続部分である電源接続部３４を備える。一方、分岐経路部３２は、ハウジング１０の空きスペースに設けられており、その先端は制御基板締結部３６まで延長されている。制御基板締結部３６は、ハウジング１０に設けられるものであって固定ネジ１４を締結する部分である。そして、分岐経路部３２の先端には固定ネジ１４を締結するためのネジ穴３８が形成されている。そのため、ネジ穴３８に導電性を備える固定ネジ１４を締結することにより、分岐経路部３２の先端は固定ネジ１４と電気的に接続し、正極バスバー１６は固定ネジ１４と電気的に接続する。
【００２８】
出力バスバー２４は、一端側に不図示の三相交流モータに接続されるモータ接続部４０を備える。
正極バスバー１６はワイヤ４２により第１放熱基板２０に接続し、第１パワー素子２２はワイヤ４４により出力バスバー２４に接続している。また、出力バスバー２４はワイヤ４６により第２放熱基板２６に接続し、第２パワー素子２８はワイヤ４８により負極バスバー１８に接続している。
【００２９】
ハウジング１０には、ターミナル５０が設けられており、ターミナル５０にはパワー素子接続端子５４が設けられている。パワー素子接続端子５４は、ワイヤ５６により、第１パワー素子２２の電極５８、および第２パワー素子２８の電極６０に接続している。また、パワー素子接続端子５４は、制御基板１２に設けられた端子穴６２に挿入されて半田により接合されている。そして、パワー素子接続端子５４は、不図示の配線により制御基板１２に設けられた各種制御回路に接続している。
【００３０】
制御基板１２は、高圧検出回路６４などの各種制御回路が設けられた基板である。高圧検出回路６４は正極バスバー１６の電圧を検出し、この検出結果をもとに駆動制御や自己保護制御を行う回路である。ここで、駆動制御や自己保護制御とは具体的に、正極バスバー１６の電圧が、所定の異常レベルを超えた場合に、電力変換装置１（インバータ）の保護を目的にパワー素子の駆動を停止させることなどを行う制御である。なお、高圧検出回路６４が設けられる位置は、図２に示す位置に限らず、他の各種制御回路に支障のない限り、制御基板１２内のどこに配置してもよい。
【００３１】
図３に示すように、制御基板１２には、固定ネジ１４を挿入するネジ挿入穴６６が設けられている。そして、固定ネジ１４をネジ挿入穴６６に挿入して制御基板締結部３６における分岐経路部３２のネジ穴３８に締結することにより、ハウジング１０に制御基板１２を固定する。
ネジ挿入穴６６は、固定ネジ１４を挿入するための穴であるとともに、その内面に例えば銅めっき処理などを施したスルーホールである。そして、ネジ挿入穴６６は、基板内部配線７０により前記の高圧検出回路６４と電気的に接続している。なお、ネジ挿入穴６６の内面はネジ加工されていても、ネジ加工されていなくてもよい。
【００３２】
本実施例では図３に示すように、固定ネジ１４を制御基板１２のネジ挿入穴６６に挿入し、制御基板締結部３６に設けられた正極バスバー１６の分岐経路部３２の先端のネジ穴３８に締結している。これにより、ハウジング１０に制御基板１２を固定することができると同時に、正極バスバー１６とスルーホールであるネジ挿入穴６６とが電気的に接続する。そして、ネジ挿入穴６６は基板内部配線７０により前記の高圧検出回路６４と電気的に接続している。したがって、正極バスバー１６は、固定ネジ１４とネジ挿入穴６６と基板内部配線７０とを介して高圧検出回路６４に電気的に接続している。
【００３３】
すなわち、本実施例では、ハウジング１０に制御基板１２を固定する固定ネジ１４、および、この固定ネジ１４を挿入するためのネジ挿入穴６６を、正極バスバー１６と高圧検出回路６４とを電気的に接続するためにも利用している。そのため、電力変換装置１は大型化することなく、また、部品点数を増やすことなく、高圧側の正極バスバー１６と制御基板１２の高圧検出回路６４とを電気的に接続することができる。したがって、第１放熱基板２０と第２放熱基板２６の小型化を含めた装置の小型化を図りながら、従来技術に比べて部品点数を削減することができ、電力変換装置１の製造コストの低減化を図ることができる。
そして、正極バスバー１６と高圧検出回路６４とを電気的に接続することにより、高圧検出回路６４で正極バスバー１６の電圧を検出して、検出された結果をもとに電力変換装置１の制御を行うことができる。
【００３４】
また、ハウジング１０の空きスペースに正極バスバー１６の分岐経路部３２を形成して、この分岐経路部３２の先端で固定ネジ１４と電気的に接続するので、より確実に電力変換装置１の小型化を図ることができる。
【００３５】
また、正極バスバー１６の分岐経路部３２は制御基板締結部３６に設けられている。そのため、分岐経路部３２のネジ穴３８に固定ネジ１４を締結することにより、容易に正極バスバー１６と固定ネジ１４とを電気的に接続して、正極バスバー１６と高圧検出回路６４とを電気的に接続することができる。
【００３６】
また、正極バスバー１６は、高圧直流電源に接続する主経路部３０と主経路部３０から分岐し固定ネジ１４に電気的に接続する分岐経路部３２とを備える。そのため、高圧直流電源を接続する位置と固定ネジ１４を締結する制御基板締結部３６の位置が離れていても、正極バスバー１６を高圧直流電源に電気的に接続しながら制御基板１２の高圧検出回路６４にも電気的に接続することができる。また、従来の電力変換装置におけるネジ挿入穴６６を利用できるので、新たに穴あけ加工などの作業を必要とせず、製造コストを抑制することができる。さらに、従来の電力変換装置における制御基板締結部３６を利用できるので、新たに正極バスバー１６と高圧検出回路６４とを電気的に接続するための場所を確保する必要がなく、ハウジング１０上のスペースを有効活用して、製造コストを抑制することができる。
【００３７】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００３８】
１  電力変換装置
１０  ハウジング
１２  制御基板
１４  固定ネジ
１６  正極バスバー
１８  負極バスバー
２２  第１パワー素子
２４  出力バスバー
２８  第２パワー素子
３０  主経路部
３２  分岐経路部
３６  制御基板締結部
３８  ネジ穴
４２  ワイヤ
５４  パワー素子接続端子
６２  端子穴
６４  高圧検出回路
６６  ネジ挿入穴
７０  基板内部配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011114872.tif 000006
【図５】
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【図６】
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