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公開番号2020145889
公報種別公開特許公報(A)
公開日20200910
出願番号2019042330
出願日20190308
発明の名称インバータの固定構造
出願人マレリ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20200814BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】モータに対するインバータの専有面積を大型化することなく、組付性を向上することができるインバータの固定構造を提供する。
【解決手段】モータ3に固定部材5を介して組付けられる組付部7を有するパワーモジュール9と、モータ3とパワーモジュール9とを電気的に接続するバスバと、パワーモジュール9に電気的に接続される第1基板13と、第1基板13に電気的に接続される第2基板15と、バスバの近傍に配置される検出部17を有し第2基板15に電気的に接続される電流センサ19とを備えたインバータ1において、第1基板13と第2基板15と電流センサ19とのうちモータ3に対してパワーモジュール9の組付部7を挟んで対向して配置される部材に、組付部7を開放させ、固定部材5を組付部7に組付可能とする回避部21を設けた。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
モータ(3)に固定部材(5)を介して組付けられる組付部(7)を有するパワーモジュール(9)と、前記モータ(3)と前記パワーモジュール(9)とを電気的に接続するバスバ(11)と、前記パワーモジュール(9)に電気的に接続される第1基板(13)と、前記第1基板(13)に電気的に接続される第2基板(15)と、前記バスバ(11)の近傍に配置される検出部(17)を有し前記第2基板(15)に電気的に接続される電流センサ(19)とを備えたインバータの固定構造であって、
前記第1基板(13)と前記第2基板(15)と前記電流センサ(19)とのうち前記モータ(3)に対して前記パワーモジュール(9)の前記組付部(7)を挟んで対向して配置される部材には、前記組付部(7)を開放させ、前記固定部材(5)を前記組付部(7)に組付可能とする回避部(21)が設けられていることを特徴とするインバータの固定構造。
続きを表示(約 530 文字)【請求項2】
請求項1記載のインバータの固定構造であって、
前記モータ(3)に対して前記パワーモジュール(9)の前記組付部(7)を挟んで対向して配置される部材は、前記電流センサ(19)であり、
前記電流センサ(19)の前記検出部(17)は、複数が離間して配置され、
前記回避部(21)は、前記検出部(17)に隣接して設けられていることを特徴とするインバータの固定構造。
【請求項3】
請求項1又は2記載のインバータの固定構造であって、
前記電流センサ(19)の前記検出部(17)は、前記第2基板(15)の外周から露出して配置され、
前記第2基板(15)と前記電流センサ(19)との間には、前記第2基板(15)と前記電流センサ(19)を電気的に接続する接続部(23)と、前記第2基板(15)に前記電流センサ(19)を固定する固定部(25)とが設けられ、
前記接続部(23)と前記固定部(25)とは、前記第2基板(15)の範囲内に設けられ、
前記固定部(25)は、前記第2基板(15)の外周に対して前記接続部(23)より内側に配置されていることを特徴とするインバータの固定構造。

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固定構造に関する。詳細には、モータに組付けられるパワーモジュールを有するインバータの固定構造に関する。
続きを表示(約 5,900 文字)【背景技術】
【0002】
従来、インバータに用いら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、バスバの近傍に配置される検出部を有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、検出部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、バスバが検出部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、バスバの他端がドライブ基板とコントロール基板と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、ドライブ基板と、コントロール基板と、電流センサとを配置させたインバータがある。
【0007】
このインバータでは、パワーモジュールに、モータに固定部材を介して組付けられる組付部が設けられており、パワーモジュールをモータ上に配置した状態で、組付部に固定部材を組付けることによって、パワーモジュールがモータに固定されるようなインバータの固定構造となっている。
【0008】
このようなインバータの固定構造では、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のみを設ければよく、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】
【0009】
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】
【0010】
しかしながら、上記特許文献1のようなインバータの固定構造では、パワーモジュールの組付部の上方に、他の部材が配置されていると、組付部に対して、固定部材を組付けることが難しく、組付性が低下する恐れがあった。
【0011】
また、パワーモジュールの上方に位置する部材と、固定部材との干渉を避けるために、パワーモジュールの外周に張り出すように組付部を設けてしまうと、パワーモジュールが大型化してしまい、モータに対するインバータの専有面積が大型化してしまう。
【0012】
そこで、この発明は、モータに対するインバータの専有面積を大型化することなく、組付性を向上することができるインバータの固定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】
【0013】
請求項1記載の発明は、モータに固定部材を介して組付けられる組付部を有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第1基板と、前記第1基板に電気的に接続される第2基板と、前記バスバの近傍に配置される検出部を有し前記第2基板に電気的に接続される電流センサとを備えたインバータの固定構造であって、前記第1基板と前記第2基板と前記電流センサとのうち前記モータに対して前記パワーモジュールの前記組付部を挟んで対向して配置される部材には、前記組付部を開放させ、前記固定部材を前記組付部に組付可能とする回避部が設けられていることを特徴とする。
【0014】
このインバータの固定構造では、第1基板と第2基板と電流センサとのうちモータに対してパワーモジュールの組付部を挟んで対向して配置される部材に、組付部を開放させ、固定部材を組付部に組付可能とする回避部が設けられているので、パワーモジュールに第1基板と第2基板と電流センサとが搭載された状態であっても、回避部から固定部材を組付部に組付けることができ、組付性を向上することができる。
【0015】
また、固定部材は、回避部から組付部に組付けることができるので、組付部をパワーモジュールの外周に張り出して設ける必要がなく、パワーモジュールの大型化を防止することができる。
【0016】
従って、このようなインバータの固定構造では、モータに対するインバータの専有面積を大型化することなく、組付性を向上することができる。
【0017】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のインバータの固定構造であって、前記モータに対して前記パワーモジュールの前記組付部を挟んで対向して配置される部材は、前記電流センサであり、前記電流センサの前記検出部は、複数が離間して配置され、前記回避部は、前記検出部に隣接して設けられていることを特徴とする。
【0018】
このインバータの固定構造では、モータに対してパワーモジュールの組付部を挟んで対向して配置される部材が、電流センサであるので、第1基板や第2基板に回避部を設ける必要がなく、第1基板や第2基板に形成された回路に影響を与えることがない。
【0019】
また、電流センサに設けられた回避部は、検出部に隣接して設けられているので、バスバの電流の検出に必要のない空きスペースを回避部とすることができ、バスバの電流の検出に影響を与えることがない。
【0020】
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固定構造であって、前記電流センサの前記検出部は、前記第2基板の外周から露出して配置され、前記第2基板と前記電流センサとの間には、前記第2基板と前記電流センサを電気的に接続する接続部と、前記第2基板に前記電流センサを固定する固定部とが設けられ、前記接続部と前記固定部とは、前記第2基板の範囲内に設けられ、前記固定部は、前記第2基板の外周に対して前記接続部より内側に配置されていることを特徴とする。
【0021】
このインバータの固定構造では、第2基板と電流センサとの接続部と固定部とが、第2基板の範囲内に設けられているので、接続部や固定部を設けるために、不必要に第2基板が大型化することがない。
【0022】
また、固定部は、第2基板の外周に対して接続部より内側に配置されているので、電流センサにかかる荷重を第2基板の外周より内側で受けることによって、接続部への影響を抑制することができ、第2基板と電流センサとの接続信頼性を保持することができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、モータに対するインバータの専有面積を大型化することなく、組付性を向上することができるインバータの固定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】
【0024】
本発明の実施の形態に係るインバータをモータに組付けるときの斜視図である。
本発明の実施の形態に係るインバータの断面図である。
本発明の実施の形態に係るインバータの電流センサの斜視図である。
本発明の実施の形態に係るインバータの電流センサをコントロール基板に組付けるときの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
図1〜図4を用いて本発明の実施の形態に係るインバータの固定構造について説明する。
【0026】
本実施の形態に係るインバータ1の固定構造は、モータ3に固定部材5を介して組付けられる組付部7を有するパワーモジュール9と、モータ3とパワーモジュール9とを電気的に接続するバスバ11と、パワーモジュール9に電気的に接続される第1基板としてのドライブ基板13と、ドライブ基板13に電気的に接続される第2基板としてのコントロール基板15と、バスバ11の近傍に配置される検出部17を有しコントロール基板15に電気的に接続される電流センサ19とを備えている。
【0027】
そして、ドライブ基板13とコントロール基板15と電流センサ19とのうちモータ3に対してパワーモジュール9の組付部7を挟んで対向して配置される部材には、組付部7を開放させ、固定部材5を組付部7に組付可能とする回避部21が設けられている。
【0028】
また、モータ3に対してパワーモジュール9の組付部7を挟んで対向して配置される部材は、電流センサ19であり、電流センサ19の検出部17は、複数が離間して配置されている。
【0029】
そして、回避部21は、検出部17に隣接して設けられている。
【0030】
さらに、電流センサ19の検出部17は、コントロール基板15の外周から露出して配置され、コントロール基板15と電流センサ19との間には、コントロール基板15と電流センサ19を電気的に接続する接続部23と、コントロール基板15に電流センサ19を固定する固定部25とが設けられている。
【0031】
そして、接続部23と固定部25とは、コントロール基板15の範囲内に設けられ、固定部25は、コントロール基板15の外周に対して接続部23より内側に配置されている。
【0032】
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3とバッテリなどの電源(不図示)との間に配置されている。
【0033】
図1に示すように、モータ3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。
【0034】
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9と、コントロール基板15と、ドライブ基板13と、電流センサ19と、バスバ11とを備えている。
【0035】
パワーモジュール9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。
【0036】
このパワーモジュール9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。
【0037】
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。
【0038】
コントロール基板15は、パワーモジュール9の上面側に、ボルトなどの固定手段によって固定される合成樹脂などからなるブラケット27の上面側に、ボルトなどの固定手段によって固定される。
【0039】
このコントロール基板15には、コントロール回路が形成され、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。
【0040】
このようなコントロール基板15は、コネクタなどの接続手段(不図示)を介してドライブ基板13に電気的に接続され、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基板13に出力する。
【0041】
ドライブ基板13は、ブラケット27の下面側に、ボルトなどの固定手段によって固定されると共に、パワーモジュール9の上面側に、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9に電気的に接続されている。
【0042】
このドライブ基板13には、ドライブ回路が形成され、コントロール基板15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9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。
【0043】
このようなドライブ基板13は、生成された制御信号により、パワーモジュール9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3に出力させるパターンでオンオフ動作させる。
【0044】
このようなドライブ基板13とコントロール基板15との間には、電流センサ19が配置されている。
【0045】
電流センサ19は、コントロール基板15の下面側に、ボルト29が締結される固定部25を介して固定されると共に、複数の端子からなる接続部23を半田付けすることによってコントロール基板15に電気的に接続されている。
【0046】
この電流センサ19には、コントロール基板15とドライブ基板13とから露出する部分に、UVWの各相に応じたバスバ11が挿通して配置され、コイル31と素子(不図示)が内蔵された3つの検出部17が形成されている。
【0047】
この3つの検出部17は、コントロール基板15の外周の一辺に沿ってそれぞれ離間して配置されている。
【0048】
このような電流センサ19は、各検出部17を挿通して配置されたバスバ11を流れる電流値を検出し、コントロール基板15を介して検出した電流値をコントローラに出力する。
【0049】
このような電流センサ19をコントロール基板15に電気的な接続及び固定する接続部23と固定部25とは、コントロール基板15の範囲内、すなわちコントロール基板15の外周より内側に設けられている。
【0050】
このように接続部23と固定部25とをコントロール基板15の範囲内に設けることにより、コントロール基板15を機能させるために必要な範囲外に、接続部23と固定部25、特に、固定部25を設けることによって生じる不必要なコントロール基板15の大型化を避けることができる。
(【0051】以降は省略されています)

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