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公開番号2020145890
公報種別公開特許公報(A)
公開日20200910
出願番号2019042333
出願日20190308
発明の名称インバータの支持構造
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】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
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。
続きを表示(約 260 文字)【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。
続きを表示(約 4,900 文字)【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】
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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】以降は省略されています)

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