(57)【要約】【課題】外部装置からの振動の影響を抑制しながら、バスバーと電流センサとの組み立て性を向上すると共に、ケース内の実装スペースを確保して部品点数を削減することができる電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置１においては、パワーモジュール７０及び電動モータを電気的に接続するバスバー１００が、それがその一端部からその他端部に向かって上昇しながら電流センサ１２０の貫通孔１２２に挿入自在となるように、多段に折り曲げた多段構造を有する。【選択図】図３
2016100943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータに供給する電力を変換する電力変換機能を呈するパワーモジュールと、前記パワーモジュール及び前記電動モータを電気的に接続するバスバーと、前記バスバーに流れる電流を検出する電流センサと、前記パワーモジュール、前記バスバー及び前記電流センサを収容するケースと、を備えた電力変換装置において、
前記バスバーは、前記バスバーがその一端部からその他端部に向かって上昇しながら電流センサの貫通孔に挿入自在となるように、多段に折り曲げた多段構造を有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記多段構造の段差長は、前記電動モータに対する前記バスバーの接続端部側に向かうにつれて長くなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記バスバーと前記電流センサとを相対的に傾けながら相対移動して前記バスバーを前記電流センサの前記貫通孔に挿通する際に、前記多段構造の内で最も前記接続端部側に存在する段差長の挿通高さは、前記貫通孔の径よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記バスバーは、前記ケースに設けられた位置決め部に嵌合されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか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、電力変換装置に関し、特に、ハイブリッド自動車である車両に対して好適に適用され得る電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、四輪自動車等の車両においては、駆動システムに内燃機関であるエンジンと電動モータとを協働して用いるハイブリッド自動車が普及してきている。
【０００３】
かかるハイブリッド自動車においては、エンジンと電動モータとを協働した状態で稼働させる電子制御装置の一つとして、電力変換装置を内蔵した電力制御装置が用いられている。このような電力変換装置は、相対的に大きな電力を入出力するものであるため、電気配線として、金属材から成る平板状の複数のバスバーが配策されている。
【０００４】
かかる複数のバスバーは、電力変換の際にスイッチング動作を行う複数の半導体素子や電流を検出する電流センサ等が収容されたケース内に配策されるものであるため、電力変換装置のサイズを不要に増大しないようにケース内に配策される必要がある。
【０００５】
かかる状況下で、特許文献１は、パワーコントロールユニットに関し、ヒートシンクの上面に配置された電力変換モジュールと、第１平面板状部、第２平面板状部、並びに第１平面板状部及び第２平面板状部間に設けられた屈曲部で形成された三相端子と、三相端子が挿通される電流センサと、ヒートシンクの上面に設けられ、第２平面板状部を支持する三相端子台と、を備え、第１平面板状部は、電力変換モジュールの三相出力端子の接触面と接触固定され、第２平面板状部は、三相端子台の固定面と接触固定され、第２平面板状部が固定されている状態で、第１平面板状部の固定を解除した場合は、第１平面板状部と接触面との間に所定の隙間が形成される構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１１５９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成においては、一段の段差を有するバスバー状の三相端子を、それに流れる電流を検出する電流センサの貫通孔に挿通しているが、その段差長（段差を挟んだ部分の距離）が大きいこと等を考慮して貫通孔を通る三相端子の一部をばね性のある屈曲部として構成しているために、電流センサ内の貫通孔に三相端子を挿通する際の挿通作業が煩雑な傾向にあり、三相端子の組み付け性において改良の余地がある。
【０００８】
また、本発明者の更なる検討によれば、特許文献１の構成においては、電流センサを挟み込むように三相端子を固定しているため、このための固定部のスペースが必要となり、かつ、締結箇所も増大するため部品点数が増える傾向が考えられて改良の余地がある。
【０００９】
また、本発明者の更なる検討によれば、特許文献１の構成においては、三相端子の屈曲部を電流センサと接触させて共に固定しているため、出力先である電動モータからの振動が三相端子から電流センサに伝わり、電流センサの接続先である回路基板や、それに実装された電子部品の半田部や端子などに影響を与える傾向が考えられて改良の余地がある。
【００１０】
本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、外部装置からの振動の影響を抑制しながら、バスバーと電流センサとの組み立て性を向上すると共に、ケース内の実装スペースを確保して部品点数を削減することができる電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の目的を達成するべく、本発明は、電動モータに供給する電力を変換する電力変換機能を呈するパワーモジュールと、前記パワーモジュール及び前記電動モータを電気的に接続するバスバーと、前記バスバーに流れる電流を検出する電流センサと、前記パワーモジュール、前記バスバー及び前記電流センサを収容するケースと、を備えた電力変換装置において、前記バスバーは、前記バスバーがその一端部からその他端部に向かって上昇しながら電流センサの貫通孔に挿入自在となるように、多段に折り曲げた多段構造を有することを第１の局面とする。
【００１２】
また、本発明は、第１の局面に加えて、前記多段構造の段差長は、前記電動モータに対する前記バスバーの接続端部側に向かうにつれて長くなるように設定されていることを第２の局面とする。
【００１３】
また、本発明は、第２の局面に加えて、前記バスバーと前記電流センサとを相対的に傾けながら相対移動して前記バスバーを前記電流センサの前記貫通孔に挿通する際に、前記多段構造の内で最も前記接続端部側に存在する段差長の挿通高さは、前記貫通孔の径よりも大きく設定されていることを第３の局面とする。
【００１４】
また、本発明は、第１から第３のいずれかの局面に加えて、前記バスバーは、前記ケースに設けられた位置決め部に嵌合されていることを第４の局面とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上の本発明の第１の局面にかかる電力変換装置によれば、バスバーが、それがその一端部からその他端部に向かって上昇しながら電流センサの貫通孔に挿入自在となるように、多段に折り曲げた多段構造を有するものであるため、外部装置からの振動の影響を抑制しながら、バスバーと電流センサとの組み立て性を向上すると共に、ケース内の実装スペースを確保して部品点数を削減することができる。特に、バスバーを電流センサの貫通孔に挿入可能となるように多段に折り曲げることにより、その入力端部及び出力端部間のバスバーの高さ寸法を分割して個々の段差長を小さくすることができるため、電流センサの貫通孔の孔径が相対的に小さい場合でもあっても、バスバーを貫通孔に相対的にジグザクに侵入させながら挿通させることができ、その組み付け性を向上することができる。 また、バスバーの固定時には、電流センサの貫通孔に対するバスバーの挿通部が電流センサに接触していないため、電動モータからの振動によって電流センサの端子や半田部に与える影響を格段に低減することができる。併せて、バスバーに多段構造を与えることで、その強度や剛性、及びプレス成形時の形状精度を向上することができ、バスバーの組み付け後において、電流センサの貫通孔に対するバスバーの不要な接触を抑制することができる。また、このように多段に折り曲げることにより平坦部を設けられるため、実装部分占有領域を一様の高さで広く確保できる。
【００１６】
また、本発明の第２の局面にかかる電力変換装置によれば、多段構造の段差長が、電動モータに対するバスバーの接続端部側に向かうにつれて長くなるように設定されているものであるため、バスバーの個々の段差長を抑え、電流センサの貫通孔を挿通させることが可能な部分を増やしつつ、電流センサから離間した位置でパワーモジュール側のバスバーを固定することができる。この結果、パワーモジュール側のバスバーの固定部周辺のスペースを空けることが可能となり、対応してケースのサイズを小さくすることができる。
【００１７】
また、本発明の第３の局面にかかる電力変換装置によれば、バスバーと電流センサとを相対的に傾けながら相対移動してバスバーを電流センサの貫通孔に挿通する際に、多段構造の内で最も電動モータに対するバスバーの接続端部側に存在する段差長の挿通高さは、貫通孔の径よりも大きく設定されているものであるため、電動モータに対するバスバーの接続端部の位置と、電流センサの貫通孔の位置と、の差が大きい場合であっても、バスバーを電流センサの貫通孔に挿通した状態で、電動モータに対してバスバーを電気的に接続することができる。
【００１８】
また、本発明の第４の局面にかかる電力変換装置によれば、バスバーが、ケースに設けられた位置決め部に嵌合されているものであるため、ケースに設けた位置決めピン等の位置決め部にバスバーの一部（多段に折り曲げることにより設けられた平坦部に穴開けした部位）を位置整合させて嵌合することで、バスバーを位置決めすることができるため、ボルト等の締結部材が必要なく、部品点数及び組み付け工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施形態における電力変換装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態における電力変換装置の構成を、アッパケースを取り外した状態で示す部分拡大斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、図１のＡ−Ａ拡大部分断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）をより詳細に示す断面図である。
【図４】図４は、本実施形態における電力変換装置の出力バスバーを電力センサの貫通孔に挿通するための寸法構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１から図３を適宜参照して、本発明の実施形態における電力変換装置につき、詳細に説明する。なお、図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成し、ｚ軸の方向は、上下方向に相当するものとし、ｘ−ｚ平面を水平面とする。
【００２１】
図１は、本実施形態における電力変換装置の構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態における電力変換装置の構成を、アッパケースを取り外した状態で示す部分拡大斜視図である。図３（ａ）は、図１のＡ−Ａ拡大部分断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）をより詳細に示す断面図である。また、図４は、本実施形態における電力変換装置の出力バスバーを電力センサの貫通孔に挿通するための寸法構成を示す模式図である。
【００２２】
図１から図４に示すように、電力変換装置１は、メインケースであるロアケース１０と、ロアケース１０の上部に図示を省略する嵌合構造等を介して装着されると共に、電力変換装置１の上部を塞ぐアッパケース４０と、ロアケース１０の下部に配置されると共に、ロアケース１０を図示を省略する締結部材等を介して装着するヒートシンク６０と、ロアケース１０及びアッパケース４０が協働して画成する内部収容空間内に収容されたパワーモジュール７０と、を主として備え、図示を省略するハイブリッド自動車等の車両に装着される。電力変換装置１は、典型的には、いずれも車両に装着され、図示を省略するが、２次電池であるバッテリから駆動用の電動モータに供給する直流電流を交流電流（３相電流）に変換するＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）／ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｅ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）変換機能を有する。なお、電力変換装置１は、必要に応じ、かかる電動モータ又は図示を省略する回生機構からバッテリに供給する交流電流を直流電流に変換するＡＣ／ＤＣ変換機能を有していてもよい。
【００２３】
ロアケース１０及びアッパケース４０は、典型的には、いずれも非導電性の樹脂（合成樹脂）製の成形品であり、ヒートシンク６０は、典型的には、アルミ材等の金属製の鋳造品である。また、ロアケース１０及びアッパケース４０が協働して画成する内部収容空間には、パワーモジュール７０、回路基板８０、出力バスバー１００及び電流センサ１２０が収容される。
【００２４】
具体的には、ロアケース１０は、ｘ−ｙ平面に平行な平面上を上下軸回りに周回する側周壁１２と、側周壁１２の底部を塞ぐ底壁１３と、を主として備える。
【００２５】
底壁１３の一部には、下方に向けて突設された内側端子台１４と、内側端子台１４に対してｘ軸の正方向側に配置されると共に、上方に向けて突設された位置決めピン１８と、内側端子台１４に対してｘ軸の負方向側に配置されると共に、ロアケース１０の内部を開放する開口部１９と、が設けられる。内側端子台１４及び位置決めピン１８は、各々、ｙ軸の方向に３個並置された態様で設けられ、典型的には、ロアケース１０の成形時に底壁１３と一体成形されるものである。内側端子台１４には、各々、金属製等のカラー１６が嵌装され、カラー１６は、典型的には、各々、それの上端が内側端子台１４の上面と面一に設定される。開口部１９において、パワーモジュール７０の底部が、ロアケース１０及びアッパケース４０が協働して画成する内部収容空間からその外方に露出する。底壁１３の内側端子台１４、位置決めピン１８及び開口部１９以外の残余部分には、締結部材を介して底壁１３をヒートシンク６０に締結する締結部が設けられる。かかる締結部材及び締結部の図示は、省略する。
【００２６】
側周壁１２の一部には、ｘ軸の正方向に向け各々突設される外側端子台２０がｙ軸の方向に３個並置された態様で設けられる。外側端子台２０は、典型的には、各々、ロアケース１０の成形時に側周壁１２と一体成形されるものである。外側端子台２０には、各々、それの上面から下方に向けて陥設された凹部２２が形成されている。凹部２２には、各々、金属製等のカラー２４が嵌装され、カラー２４は、典型的には、各々、それらの上端が対応する外側端子台２０の上面と面一に設定される。外側端子台２０の上面には、各々、対応する出力バスバー１００の外側端部が載置され、出力バスバー１００の外側端部は、各々、締結部材２６を介して、符号を省略する電動モータ側のバスバーの端部と共にカラー２４のネジ孔等に締結される。側周壁１２には、その上端部から下方に向けて陥設された切り欠き部２８及び３０が形成されている。切り欠き部２８は、３個並置された外側端子台２０に各々対応して設けられ、対応する出力バスバー１００を、ロアケース１０及びアッパケース４０が協働して画成する内部収容空間からその外方に各々延出させる。なお、各々の切り欠き部２８に代えて、側周壁１２を貫通する貫通孔を各々設けてもかまわない。
【００２７】
アッパケース４０は、ｘ−ｙ平面に平行な平面上を上下軸回りに周回する側周壁４２と、その上部を塞ぐ上壁４３と、を主として備える。
【００２８】
側周壁４２の一部には、その下端部から上方に向けて陥設された切り欠き部４４及び４６が形成されている。切り欠き部４４は、ロアケース１０の切り欠き部２８に各々対応して設けられ、対応する出力バスバー１００を延出させる。但し、切り欠き部４４は、ロアケース１０の切り欠き部２８のみで対応する出力バスバー１００を各々延出させる場合や、切り欠き部２８に代えて側周壁１２を貫通する貫通孔が各々設けられる場合には、省略される。切り欠き部４６は、ロアケース１０の切り欠き部３０に対応して設けられ、切り欠き部３０と協働して、いずれも図示を省略する図示を省略するが、電力制御用のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）に電気的に接続される入出力信号用コネクタを受ける受け部を構成する。
【００２９】
上壁４３の一部は、その形状が上方に突出するように変化した突出壁４７を構成する。突出壁４７も下方においては、回路基板８０の上面に実装される平滑コンデンサ等の高背部品が配置される。
【００３０】
ヒートシンク６０は、典型的には矩形状の本体部６２と、本体部６２の下面から下方に突設される複数のフィン６４と、を主として備える。
【００３１】
本体部６２におけるｘ軸の正方向側の周縁の端部領域には、その上面から下方に向けて陥設される凹部６６が形成されている。凹部６６には、ロアケース１０の内側端子台１４が位置整合された態様で対応して収容される。内側端子台１４の上面位置は、典型的には、凹部６６内に設定される。本体部６２において、凹部６６が形成されていない部分の上下方向の厚さは、凹部６６が形成されている部分の上下方向の厚さよりも厚くなる。つまり、本体部６２において、凹部６６が形成されていない部分は、上下方向の肉厚が厚い肉厚部であり、凹部６６が形成されている部分は、上下方向の肉厚が薄い薄肉部である。
【００３２】
パワーモジュール７０は、典型的には、図示を省略するＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の電力変換用の複数のパワー半導体素子と、非導電性の樹脂（合成樹脂）製の成形品であると共に、複数のパワー半導体素子を収容するモジュールケース７２と、一端が複数のパワー半導体素子に電気的に接続すると共に、他端がモジュールケース７２から延出して延在する典型的には導電製の板状部材から成るパワーモジュール側バスバー７４と、を主として備える。
【００３３】
モジュールケース７２の底部は、ヒートシンク６０の上面に向けて開放される。複数のパワー半導体素子は、モジュールケース７２に装着されると共に、モジュールケース７２の開放された底部及びロアケース１０の開口部１９を介して、ヒートシンク６０の上面に当接する。複数のパワー半導体素子及びヒートシンク６０の上面間には、複数のパワー半導体素子の底部の伝熱性を向上するために、ヒートシンク６０の熱伝導率と同等又はそれ以上の熱伝導率を呈する典型的には金属製のヒートスプレッダ７６を介装させてもよい。モジュールケース７２の開放された底部及びパワーモジュール側バスバー７４の延出部以外の残余部分には、締結部材を介してモジュールケース７２をヒートシンク６０に締結する締結部が設けられる。かかる締結部材及び締結部の図示は、省略する。なお、モジュールケース７２は、必要に応じて、その底部が開放されていない構成のものであってもよく、かかる場合には、複数のパワー半導体素子は、モジュールケース７２を介して、ヒートシンク６０の上面に熱的に接触する。
【００３４】
パワーモジュール側バスバー７４は、典型的には、３相電流のＵ相、Ｖ相及びＷ相に対応してｙ軸の方向に３個並置された態様で設けられ、各々、それらの幅方向がｙ軸の方向に沿う姿勢で水平配置されながら上下方向で屈曲した金属製の一枚の板状部材から成る。パワーモジュール側バスバー７４は、各々、モジュールケース７２から延出すると共にｘ軸の正方向に延在して、ロアケース１０の内側端子台１４の上面で終端し、それらの終端部は、各々、対応する内側端子台１４の上面に載置されると共に、締結部材１０２を介して、対応する出力バスバー１００の内側端部と共にカラー１６のネジ孔等に締結される。パワーモジュール側バスバー７４の終端部の上面、出力バスバー１００の内側端部の上面、及び締結部材１０２の頂部の上下方向位置は、ヒートシンク６０の本体部６２に形成された凹部６６の深さ、及び凹部６６に対する内側端子台１４の収容深さを調整することにより、ロアケース１０及びアッパケース４０が協働して画成する内部収容空間の有効体積を増大するように調整自在である。
【００３５】
回路基板８０は、典型的には、ｘ−ｙ平面に平行に配設されると共に、平板状のＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）等の回路基板であり、ロアケース１０又はアッパケース４０に装着される。
【００３６】
回路基板８０には、平滑コンデンサ等の高背部品や複数のパワー半導体素子の駆動制御用のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、抵抗素子やメモリ等の低背部品が実装され、図中、これらの実装部品で回路基板８０の周囲の空間が占有される領域を実装部品占有領域８２として示す。ヒートシンク６０の本体部６２に形成された凹部６６の深さ、及び凹部６６に対する内側端子台１４の収容深さが大きく確保されているため、締結部材１０２の頂部の上下方向における位置が低められ、その結果、回路基板８０の下側の実装部品占有領域８２の容積は、その上下方向における位置がパワーモジュール７０のモジュールケース７２の上面近傍まで下がった位置で、均等に大きく確保される。
【００３７】
出力バスバー１００は、典型的には、３相電流のＵ相、Ｖ相及びＷ相に対応してｙ軸の方向に３個並置された態様で設けられた電気配線であり、各々、それらの幅方向がｙ軸の方向に沿う姿勢で水平配置されながら上下方向で屈曲した金属製の一枚の板状部材から成る。
【００３８】
電流センサ１２０は、典型的には、メインケースであるロアケース１０に装着され、出力バスバー１００を対応して流れるＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相電流の電流を検出すべく、ｙ軸の方向に３個並置された態様で設けられ、透磁性の樹脂（合成樹脂）製の成形品であるケース１２１と、ケース１２１内に内属され図示を省略するホール素子等の電流素子と、ケース１２１をｘ軸の方向に貫通する貫通孔１２２と、を備える。貫通孔１２２には、各々、対応する出力バスバー１００が挿通され、電流センサ１２０は、対応する出力バスバー１００に流れる電流を検出する。上下方向における貫通孔１２２の位置（ｘ軸の方向における貫通孔１２２の中心軸の位置）は、ロアケース１０の各々の内側端子台１４の上面の位置よりも高く、かつロアケース１０の各々の外側端子台２０の上面の位置よりも低く設定されている。貫通孔１２２の径（最も狭い部分の孔径）は、対応する出力バスバー１００の板幅よりも当然大きいが、ヒートシンク６０の凹部６６内に収容されるロアケース１０の内側端子台１４上のパワーモジュール側バスバー７４の終端部上に対応して取り付けられる部分の上下方向の高さ位置と、ロアケース１０の外側端子台２０上に対応して取り付けられる部分の上下方向の高さ位置と、の差よりも格段に小さい。
【００３９】
ここで、出力バスバー１００が、各々、対応する電流センサ１２０の貫通孔１２２に挿通されながら、ロアケース１０の対応する内側端子台１４の上面とロアケース１０の対応する外側端子台２０の上面との間を延在することを考慮して、出力バスバー１００は、各々、それらの内側端部及び外側端部間を上下方向に多段（複数段）に屈曲しながらｘ軸の方向に延在する多段構造を有する。
【００４０】
つまり、出力バスバー１００は、例えば、図３に示すように、各々、内側端部から外側端部に向けて順に、内側端部を有する第１平板部１０６、第１段差接続部１０７、第２平板部１０８、第２段差接続部１０９、第３平板部１１０、第３段差接続部１１１、第４平板部１１２、第４段差接続部１１３、及び外側端部を有する第５平板部１１４から成る。なお、第１平板部１０６、第２平板部１０８、第３平板部１１０、第４平板部１１２及び第５平板部１１４は、典型的には、各々、ｘ−ｙ平面に平行な平分部である。また、第１段差接続部１０７、第２段差接続部１０９、第３段差接続部１１１及び第４段差接続部１１３は、典型的には、各々、第１平板部１０６、第２平板部１０８、第３平板部１１０、第４平板部１１２及び第５平板部１１４と同様平板部であるが、垂直壁に限らず傾斜壁であってもよい。
【００４１】
出力バスバー１００の内側端部を有する第１平板部１０６は、各々、ロアケース１０の対応する内側端子台１４の上面に載置されると共に、締結部材１０２を介して、対応するパワーモジュール側バスバー７４の終端部と共にカラー１６のネジ孔等に締結される。出力バスバー１００の外側端部を有する第５平板部１１４は、各々、ロアケース１０の対応する外側端子台２０の上面に載置されると共に、締結部材２６を介して、対応する電動モータ側のバスバーの端部と共にカラー２４のネジ孔等に締結される。出力バスバー１００のｘ軸の方向の中央部である第３平板部１１０よりも１段ほどｘ軸の負方向側に位置する第２平板部１０８は、各々、ロアケース１０の対応する位置決めピン１８が挿通され、位置決めピン１８で嵌合されて位置決めされる。出力バスバー１００の中央部である第３平板部１１０よりも１段ほどｘ軸の正方向側に位置する第４平板部１１２は、各々、対応する電流センサ１２０のケース１２１に形成された貫通孔１２１をｘ軸の方向に挿通する。併せて、出力バスバー１００の中央部よりもｘ軸の負方向側の中間部から出力バスバー１００の内側端部に向けて延在するシールド板１０４は、第３平板部１１０から締結部材１０２にかけて、第３平板部１１０の上面、位置決めピン１８の上端及び締結部材１０２の頂部と、回路基板８０の下側の実装部品占有領域８２と、の間のレイアウト上の自由空間を利用して、締結部材１０２の頂部の上方に侵入して配設されている。
【００４２】
特に、図４に示すように、出力バスバー１００の多段構造においては、ロアケース１０及びアッパケース４０が協働して画成する内部収容空間におけるレイアウト上の自由空間を増大しながら、板状で多段構造の出力バスバー１００を電流センサ１２０の貫通孔１２１に対応して挿通する作業性を円滑にするには、隣接する平板部同士段差長（下方に位置する平板部の下面及び上方に位置する平板部の上面間の上下方向の距離）が、各々、出力バスバー１００の内側端部を有する第１平板部１０６から出力バスバー１００の外側端部を有する第５平板部１１４に向けて順に長く設定されることが好ましい。また、このように出力バスバー１００の各々に多段構造を付与することにより、それらの強度や剛性を向上することができることに加え、それらがプレス成形で成形される際の形状精度を向上することができる。
【００４３】
図４中では、具体的に、電流センサ１２０の貫通孔１２１の径をＨ１で示す。また、同図中では、第１平板部１０６及び第２平板部１０８間の段差長をｈ１、第２平板部１０８及び第３平板部１１０間の段差長をｈ２、並びに第３平板部１１０及び第４平板部１１２間の段差長をｈ３で示し、これらは、ｈ１＜ｈ２＜ｈ３の関係に設定されている。また、同図中では、出力バスバー１００に対して、矢印に沿って電流センサ１２０を相対的に傾けながらジグザグに相対移動させることにより、出力バスバー１００を電流センサ１２０の貫通孔１２１に挿通しており、その際の第２平板部１０８及び第３平板部１１０間の段差長ｈ２を傾けた挿通高さをＨ２で示し、これらは、Ｈ２＜Ｈ１の関係に設定されている。また、図４中で、第４平板部１１２が、出力バスバー１００の外側端部を有するものであると考えれば、第３平板部１１０及び第４平板部１１２間の段差長ｈ３の挿通高さは、電流センサ１２０の貫通孔１２１の径Ｈ１よりも大きく設定されていてもよい。これにより、第３平板部１１０及び第４平板部１１２間の段差長ｈ３を相対的に大きく設定することができ、貫通孔１２２の位置とロアケース１０の対応する外側端子台２０の上面の位置との上下方向の高低差が大きい場合であっても、貫通孔１２１に挿通した出力バスバー１００を外側端子台２０に到達させることができる。
【００４４】
また、かかる条件下で、板状の出力バスバー１００の必要な強度や剛性を各々確保しながら、出力バスバー１００を、電流センサ１２０の貫通孔１２１に対応して挿通し、かつロアケース１０の位置決めピン１８で対応して位置決めするには、パワーモジュール側バスバー７４の終端部上に対応して取り付けられる部分、及びロアケース１０の外側端子台２０上に対応して取り付けられる部分に加えて、電流センサ１２０の貫通孔１２１に対応して挿通される部分、及びロアケース１０の位置決めピン１８で対応して位置決めされる部分が必要となることを考慮すれば、出力バスバー１００は、パワーモジュール側バスバー７４の終端部上に対応して取り付けられる部分を規準として少なくとも３段の段差が設定されていることが好ましい。
【００４５】
以上の説明から明らかなように、本実施形態における電力変換装置１においては、パワーモジュール７０及び電動モータを電気的に接続するバスバー１００が、それがその一端部からその他端部に向かって上昇しながら電流センサ１２０の貫通孔１２２に挿入自在となるように、多段に折り曲げた多段構造を有するものであるため、外部装置からの振動の影響を抑制しながら、バスバー１００と電流センサ１２０との組み立て性を向上すると共に、ケース１０内の実装スペースを確保して部品点数を削減することができる。特に、バスバー１００を電流センサ１２０の貫通孔１２２に挿入可能となるように多段に折り曲げることにより、その入力端部及び出力端部間のバスバーの高さ寸法を分割して個々の段差長を小さくすることができるため、電流センサ１２０の貫通孔１２２の孔径が相対的に小さい場合でもあっても、バスバー１００を貫通孔１２２に相対的にジグザクに侵入させながら挿通させることができ、その組み付け性を向上することができる。 また、バスバー１００の固定時には、電流センサ１２０の貫通孔１２２に対するバスバー１００の挿通部が電流センサ１２０に接触していないため、電動モータからの振動によって電流センサ１２０の端子や半田部に与える影響を格段に低減することができる。併せて、バスバー１００に多段構造を与えることで、その強度や剛性、及びプレス成形時の形状精度を向上することができ、バスバー１００の組み付け後において、電流センサ１２０の貫通孔１２２に対するバスバー１００の不要な接触を抑制することができる。
【００４６】
また、本実施形態における電力変換装置１においては、多段構造の段差長が、電動モータに対するバスバー１００の接続端部側に向かうにつれて長くなるように設定されているものであるため、バスバー１００の個々の段差長を抑え、電流センサ１２０の貫通孔１２２を挿通させることが可能な部分を増やしつつ、電流センサ１２０から離間した位置でパワーモジュール７０側のバスバー７４を固定することができる。この結果、パワーモジュール７０側のバスバー７４の固定部周辺のスペースを空けることが可能となり、対応してケース１０のサイズを小さくすることができる。
【００４７】
また、本実施形態における電力変換装置１においては、バスバー１００と電流センサ１２０とを相対的に傾けながら相対移動してバスバー１００を電流センサ１２０の貫通孔１２２に挿通する際に、多段構造の内で最も電動モータに対するバスバーの接続端部側に存在する段差長の挿通高さは、貫通孔１２２の径よりも大きく設定されているものであるため、電動モータに対するバスバー１００の接続端部の位置と、電流センサ１２０の貫通孔１２２の位置との差が大きい場合であっても、バスバー１００を電流センサ１２０の貫通孔１２２に挿通した状態で、電動モータに対してバスバー１００を電気的に接続することができる。
【００４８】
また、本実施形態における電力変換装置１においては、バスバー１００が、ケース１０に設けられた位置決め部１８に嵌合されているものであるため、ケース１０に設けた位置決めピン等の位置決め部１８にバスバー１００の一部を位置整合させて嵌合することで、バスバー１００を位置決めすることができるため、ボルト等の締結部材が必要なく、部品点数及び組み付け工数を削減することができる。
【００４９】
なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明は、外部装置からの振動の影響を抑制しながら、バスバーと電流センサとの組み立て性を向上すると共に、ケース内の実装スペースを確保して部品点数を削減することができる電力変換装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格からハイブリッド自動車等の車両用の電力変換装置に広く適用され得るものと期待される。
【符号の説明】
【００５１】
１…電力変換装置
１０…ロアケース（メインケース）
１２…側周壁
１３…底壁
１６…カラー
１８…位置決めピン
１９…開口部
２０…外側端子台
２２…凹部
２４…カラー
２６…締結部材
２８…切り欠き部
３０…切り欠き部
４０…アッパケース
４２…側周壁
４３…上壁
４４…切り欠き部
４６…切り欠き部
４７…突出壁
６０…ヒートシンク
６２…本体部
６４…フィン
６６…凹部
７０…パワーモジュール
７２…モジュールケース
７４…パワーモジュール側バスバー
７６…ヒートスプレッダ
８０…回路基板
８２…実装部品占有領域
１００…出力バスバー
１０２…締結部材
１０４…シールド板
１０６…第１平板部
１０７…第１段差接続部
１０８…第２平板部
１０９…第２段差接続部
１１０…第３平板部
１１１…第３段差接続部
１１２…第４平板部
１１３…第４段差接続部
１１４…第５平板部
１１３…第４段差接続部
１１４…第５平板部
１２０…電流センサ
１２１…ケース
１２２…貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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