JP2019134544A - Power conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、電力変換装置に関する。 The present disclosure relates to a power conversion device.
従来、金属基板と、電力線に接続される電力線接続用端子とを有する電力変換装置が知られている。例えば、特許文献1には、複数の電力線接続用端子のそれぞれに、金属基板の上面にはんだ付けされる取付部と、取付部から上方向に突出し、電力線が接続される端子部とが設けられた構成が開示されている。 Conventionally, a power converter having a metal substrate and a power line connection terminal connected to the power line is known. For example, in Patent Document 1, each of a plurality of power line connection terminals is provided with an attachment portion that is soldered to the upper surface of the metal substrate, and a terminal portion that protrudes upward from the attachment portion and is connected to the power line. The configuration is disclosed.
しかしながら、特許文献1に記載の構成では、電力線接続用端子が金属基板から上方向に突出しているため、金属基板より上側の部分に一定のスペースを確保する必要があり、装置が実装されるシステムが大型化するおそれがあった。 However, in the configuration described in Patent Document 1, since the power line connection terminal protrudes upward from the metal substrate, it is necessary to secure a certain space in a portion above the metal substrate, and the system in which the device is mounted There was a risk of increase in size.
本開示の目的は、装置が実装されるシステムが大型化することを抑制することが可能な電力変換装置を提供することである。 The objective of this indication is providing the power converter device which can suppress that the system in which an apparatus is mounted becomes large.
本開示に係る電力変換装置は、
金属基板と、
前記金属基板に搭載される端子と、
を備え、
前記端子は、
前記金属基板に搭載された部分から前記金属基板の延在方向に前記金属基板からはみ出るように延出する第1延出部と、
前記第1延出部の前記金属基板からはみ出た部分から、前記第1延出部を支持するように、前記端子の前記金属基板に搭載された部分に対して前記金属基板側に延出する第2延出部と、
を有する。
The power conversion device according to the present disclosure is:
A metal substrate;
A terminal mounted on the metal substrate;
With
The terminal is
A first extending portion extending from the portion mounted on the metal substrate so as to protrude from the metal substrate in the extending direction of the metal substrate;
The portion extending from the metal substrate of the first extension portion extends toward the metal substrate with respect to the portion of the terminal mounted on the metal substrate so as to support the first extension portion. A second extension,
Have
本開示によれば、装置が実装されるシステムが大型化することを抑制することができる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress an increase in size of a system in which the device is mounted.
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本開示の実施の形態に係る電力変換装置1を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail based on the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a power conversion device 1 according to an embodiment of the present disclosure.
なお、図1では、図1における右斜め下側を「前」とし、左斜め上側を「後」とし、右斜め上側を「右」とし、左斜め下側を「左」とする。また、図1における上下方向を「上下」とする。また、以下の説明では、金属基板10の延在方向を前後方向に沿った方向と定義する。
In FIG. 1, the lower right side in FIG. 1 is “front”, the upper left side is “rear”, the upper right side is “right”, and the lower left side is “left”. Also, the vertical direction in FIG. In the following description, the extending direction of the
図1に示すように、電力変換装置1は、例えば、車両等に搭載されたバッテリーから入力された電力を、モータ等の出力先に適した電力に変換するインバータである。電力変換装置1は、金属基板10と、複数の端子20と、複数の半導体素子(不図示)とを備える。
As illustrated in FIG. 1, the power conversion device 1 is an inverter that converts, for example, power input from a battery mounted on a vehicle or the like into power suitable for an output destination such as a motor. The power conversion device 1 includes a
金属基板10は、例えばアルミニウム等の金属層上に、回路パターンの層等が配置された基板である。金属層と回路パターンの層との間には、金属層と回路パターンの層とを絶縁する絶縁層が設けられる。
The
複数の端子20は、電力線に接続される端子であり、金属基板10の上面10A上に設けられる。複数の端子20は、金属基板10の長手方向における前側の端部に2つ、後側の端部に3つ設けられている。
The plurality of
金属基板10の前側の端部に設けられた2つの端子20は、金属基板10の回路パターンに電力を入力するための端子である。金属基板10の後側の端部に設けられた3つの端子20は、金属基板10の回路パターンから電力を出力するための端子である。
Two
なお、複数の端子20のそれぞれは、全て同様の構成であるため、以下では、1つの端子20についてのみ説明することとし、その他の端子20については、その説明を省略する。
Since each of the plurality of
図2および図3に示すように、端子20は、金属製の薄板部材であり、被取付部21と、第1延出部22と、第2延出部23とを有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
被取付部21は、金属基板10の上面10Aの端部に搭載される部分である。被取付部21には、4つの孔21Aが形成されている。被取付部21は、はんだ30により、金属基板10に接合される。具体的に、はんだ30が、溶融して孔21A内に入り込み、その状態で固着することにより、被取付部21と金属基板10とが接合される。
The attached
これにより、金属基板10と被取付部21とを接合するはんだ30がフィレット形状になりやすくなるので、端子20と、金属基板10の回路パターンとの接続を良好なものとすることができる。
As a result, the
第1延出部22は、被取付部21から金属基板10の上面10Aの延在方向に延出する部分である。第1延出部22は、端子20が金属基板10に搭載された際に、金属基板10から一部がはみ出している。第1延出部22には、後述するネジ52を挿通可能な貫通孔22Aが形成される。
The first extending
第2延出部23は、第1延出部22の被取付部21と反対側の端部から下方に延出する。つまり、第2延出部23は、第1延出部22の金属基板10からはみ出た側の端部から被取付部21(端子20の金属基板10に搭載された部分)に対して金属基板10側に延出する。
The second extending
第2延出部23は、幅方向の両端部からさらに下方(第2延出部23の延在方向)に突出する2つの突起23Aを有する。突起23Aの先端部は、金属基板10の上面10Aよりも下方に突出している。後述する治具40を用いる場合には、この構成により、端子20が自重により金属基板10に対して傾くことを防止できる。
The second extending
また、より詳細には、突起23Aの上下方向の長さは、金属基板10の上下方向の長さ(金属基板10の厚み)よりも長い。このような構成だと、第2延出部23が極めて短い構成に比べて、端子20を加工しやすくすることができる。
More specifically, the vertical length of the
なお、第2延出部23の金属基板10の下面10Bから下方への突出量は、後述する治具40や筐体50との関係に応じて適宜調整可能であるが、装置の小型化の観点から可能な限り小さくすることが好ましい。
Note that the amount of protrusion of the second extending
第2延出部23は、金属基板10と端子20とを接合させる工程において、端子20が金属基板10に対して傾くことを防止する。以下、金属基板10と端子20とを接合する工程について説明する。図4は、治具40に装着された電力変換装置1を示す図である。図5は、図4における治具40の孔42部分の断面図である。
The second extending
図4に示すように、金属基板10と端子20とを取り付ける際に、治具40が用いられる。治具40には、金属基板10を配置可能な配置部41と、第2延出部23の突起23Aが入り込む孔42とが形成されている。孔42は、治具40における、配置部41に配置した金属基板10に端子20が配置された際の、第2延出部23の突起23Aの位置に対応する位置に形成されている。
As shown in FIG. 4, a
治具40に配置される金属基板10の、端子20が配置される部分には、クリームはんだが印刷されている。
Cream solder is printed on the portion of the
まず、治具40の配置部41に金属基板10を配置し、金属基板10における所望の位置に端子20を配置する。このとき、端子20は、金属基板10の回路部品の実装面積を確保するため、金属基板10の上面10Aに実装される部分を除く大部分が金属基板10からはみ出すように配置される。そのため、端子20の重心Gは、第1延出部22における金属基板10からはみ出た部分に位置する。そのため、端子20を金属基板10に実装する際に、端子20が自重により金属基板10に対して傾きやすい。
First, the
本実施の形態では、端子20を金属基板10上に配置した際に、第1延出部22が第2延出部23によって支持され、端子20が金属基板10に対して傾くことが抑制される。
In the present embodiment, when the terminal 20 is disposed on the
具体的には、図5に示すように、端子20を治具40に配置する際に、孔42に突起23Aを入れると、2つの突起23Aの間の凹部23Bが、2つの孔42の間の部分43によって支持される。つまり、第2延出部23により、第1延出部22の被取付部21と反対側の端部を支持するので、端子20が金属基板10に対して傾くことを防止することができる。
Specifically, as shown in FIG. 5, when the terminal 20 is arranged on the
このように治具40に配置された金属基板10および端子20は、リフロー工程等によりはんだ付けされる。この際に、端子20が金属基板10に対して傾くことが防止されるため、端子20を金属基板10に安定して配置することができ、ひいては金属基板10と端子20とをしっかりと接合させることができる。
In this way, the
また、2つの孔42に2つの突起23Aが入り込むことにより、例えば、端子20に、治具40に対して回転しようとする力がかかっても、2つの突起23Aが、2つの孔42の間の部分43に接触することで、端子20が回転することが規制される。これにより、端子20が金属基板10に接合される前に、端子20が金属基板10から外れることが抑制され、ひいては、金属基板10と端子20とを安定して接合させることができる。
Further, since the two
また、第2延出部23(2つの突起23A)があることにより、金属基板10に対して端子20の位置決めを正確に行うことができる。
Further, the presence of the second extending portion 23 (two
また、第2延出部23は、金属基板10と端子20とを接合させる工程以外に、電力変換装置1を筐体50に組み付ける工程においても、電力変換装置1の位置決めを正確に行えるように作用する。以下、電力変換装置1を筐体50に組み付ける工程について説明する。図6は、筐体50に実装された電力変換装置1を示す図である。図7は、図6における筐体50のボス51部分の断面図である。なお、図6における方向は、図1における方向と同様である。
Moreover, the
図6および図7に示すように、筐体50には、電力変換装置1をネジ止めするためのボス51が、金属基板10の取付面50Aよりも上方に突出して設けられる。ボス51の上端の位置は、金属基板10が筐体50の取付面50Aに配置された際における、端子20の第1延出部22に対応する位置である。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
端子20の第1延出部22には、上述したように貫通孔22Aが形成されている。電力変換装置1は、貫通孔22Aにネジ52が挿通されて、当該ネジ52がボス51にネジ止めされることで、筐体50に固定される。また、電力変換装置1に電力を入出力する電力入出力端子60が、端子20上に配置され、ネジ52により、端子20と共締めされる。これにより、端子20と電力入出力端子60とが容易に接触する。
The first extending
第2延出部23が第1延出部22における被取付部21と反対側の端部から下方に突出しているので、例えば、電力変換装置1が、筐体50に配置された後、図7における左側に位置ずれした際に、第2延出部23がボス51に衝突する。これにより、電力変換装置1の左方向への移動が規制されるので、電力変換装置1の筐体50における位置決めを行いやすくなる。
Since the
また、第1延出部22の長さは、筐体50のボス51との位置関係により決定されるが、第1延出部22が比較的長く形成されると、外的振動や、端子20に入出力される電流によって発生する熱に起因して、端子20が金属基板10から外れる可能性がある。
In addition, the length of the
そのため、第1延出部22の長さは、可能な限り短くすることが望ましい。例えば、第1延出部22の長さは、ネジ52が挿通される貫通孔22Aを形成可能な長さである。このようにすることで、第1延出部22の長さを必要最低限の長さとすることができるので、外的振動や、端子20に入出力される電流によって発生する熱に起因して、端子20が金属基板10から外れることを抑制することができる。
Therefore, it is desirable to make the length of the
また、端子20の厚さは、コスト削減の観点から、できるだけ薄いことが望ましい。例えば、端子20の厚さは、端子20が電力入出力端子60において入出力される電流量を許容可能な電流容量を有する中で、最低値となる厚さである。このようにすることで、電力変換装置1を正常に動作させつつ、コストを削減することができる。
The thickness of the terminal 20 is desirably as thin as possible from the viewpoint of cost reduction. For example, the thickness of the terminal 20 is a minimum value among the
以上のように構成された本実施の形態によれば、端子20の電力入出力端子60に接続される第1延出部22が、金属基板10から水平方向にはみ出た位置に位置する。つまり、第1延出部22が金属基板10から垂直方向に突出していないため、電力変換装置1を筐体50に実装する際に、電力変換装置1の上方のスペースを有効に活用することができる。すなわち、電力変換装置1が実装されるシステムが大型化することを抑制することができる。
According to the present embodiment configured as described above, the first extending
また、端子20が第1延出部22から下方に突出する第2延出部23を有するので、金属基板10と端子20とを接合させる工程において、金属基板10に配置された端子20の第1延出部22における金属基板10からはみ出た部分を、第2延出部23により支持することができる。そのため、金属基板10に対して端子20が傾くことを防止することができる。
Moreover, since the terminal 20 has the
ところで、電力変換装置1の端子20が金属基板10に搭載された状態(図1等参照)において、電力変換装置1が平面上に配置された際、例えば、第1延出部22に対して、外力が下向きに加わる場合がある。この際、第2延出部23を有さない構成の場合、第1延出部22が外力に起因して撓み変形したり、場合によっては、金属基板10から端子20が外れるおそれがある。
By the way, when the power converter 1 is disposed on a plane in a state where the
しかし、本実施の形態では、第2延出部23が第1延出部22を支持するように、第1延出部22から下方に突出するので、外力が第1延出部22に加わっても、第1延出部22を第2延出部23により支持することができる。その結果、外力に起因して端子20が撓み変形したり、金属基板10から端子20が外れることを抑制することができる。
However, in the present embodiment, since the second extending
また、電力変換装置1を筐体50に組み付ける工程において、例えば、電力変換装置1が、筐体50に配置された後、図7における左側に位置ずれした際に、第2延出部23がボス51に衝突する。これにより、電力変換装置1の左方向への移動が規制されるので、電力変換装置1の筐体50における位置決めを行いやすくなる。
Further, in the process of assembling the power conversion device 1 to the
ところで、金属基板10は、金属層と回路パターンの層とが絶縁層により絶縁されているが、端子20をネジにより金属基板10とともに筐体50に固定する構成の場合、ネジにより、金属層と回路パターンの層との絶縁が確保されない可能性がある。
Incidentally, in the
しかし、本実施の形態では、端子20がはんだ30により金属基板10に接合されるとともに、第1延出部22の部分でネジ52により筐体50に固定される。そのため、金属基板10における金属層と回路パターンの層との絶縁を確保することができる。
However, in the present embodiment, the terminal 20 is joined to the
なお、上記実施の形態では、第2延出部23の先端部の位置は、金属基板10の下面10Bよりも下方に突出した位置であったが、本開示はこれに限定されず、例えば、図8に示すように、第2延出部23の先端部の位置は、金属基板10の下面10Bの位置と同じ位置であっても良い。
In the above embodiment, the position of the tip of the second extending
また、図9に示すように、治具40等との関係で、金属基板10に対して端子20が傾かない限り、第2延出部23の先端部が、下面10Bよりも下方に突出していなくても良い。
Further, as shown in FIG. 9, in relation to the
また、上記実施の形態では、第2延出部23は、第1延出部22の先端から下方に延びていたが、本開示はこれに限定されず、例えば、図10に示すように、第1延出部22の先端部ではない位置から下方に延びていても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施の形態では、端子20が5個設けられていたが、本開示はこれに限定されず、電力変換装置1の用途に合わせた数だけ端子20を設ければ良い。
Moreover, in the said embodiment, although the five
また、上記実施の形態では、2つの突起23Aが第2延出部23に設けられていたが、本開示はこれに限定されず、3つ以上の突起23Aが第2延出部23に設けられていても良い。また、治具40に対して端子20が回転することを考慮しない場合、第2延出部23には、1つの突起23Aのみが設けられるようにしても良いし、突起23Aが設けられていなくても良い。
Further, in the above-described embodiment, the two
その他、上記実施の形態は、何れも本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 In addition, each of the above-described embodiments is merely an example of implementation in carrying out the present disclosure, and the technical scope of the present disclosure should not be construed in a limited manner. That is, the present disclosure can be implemented in various forms without departing from the gist or the main features thereof.
本開示の電力変換装置は、装置が実装されるシステムが大型化することを抑制することが可能な電力変換装置として有用である。 The power conversion device of the present disclosure is useful as a power conversion device that can suppress an increase in size of a system in which the device is mounted.
1 電力変換装置
10 金属基板
10A 上面
10B 下面
20 端子
21 被取付部
21A 孔
22 第1延出部
22A 貫通孔
23 第2延出部
23A 突起
23B 凹部
30 はんだ
40 治具
41 配置部
42 孔
50 筐体
50A 取付面
51 ボス
52 ネジ
60 電力入出力端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記金属基板に搭載される端子と、
を備え、
前記端子は、
前記金属基板に搭載された部分から前記金属基板の延在方向に前記金属基板からはみ出るように延出する第1延出部と、
前記第1延出部の前記金属基板からはみ出た部分から、前記第1延出部を支持するように、前記端子の前記金属基板に搭載された部分に対して前記金属基板側に延出する第2延出部と、
を有する、
電力変換装置。 A metal substrate;
A terminal mounted on the metal substrate;
With
The terminal is
A first extending portion extending from the portion mounted on the metal substrate so as to protrude from the metal substrate in the extending direction of the metal substrate;
The portion extending from the metal substrate of the first extension portion extends toward the metal substrate with respect to the portion of the terminal mounted on the metal substrate so as to support the first extension portion. A second extension,
Having
Power conversion device.
請求項1に記載の電力変換装置。 The center of gravity of the terminal is located at a portion of the first extension portion that protrudes from the metal substrate.
The power conversion device according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載の電力変換装置。 The second extending portion has two or more protrusions protruding in the extending direction of the second extending portion.
The power converter device of Claim 1 or Claim 2.
請求項1〜3の何れか1項に記載の電力変換装置。 A portion of the first extension portion that protrudes from the metal substrate is formed with a through-hole through which a screw for fixing the terminal to the housing can be inserted.
The power converter device of any one of Claims 1-3.
請求項1〜4の何れか1項に記載の電力変換装置。 The tip of the second extension part protrudes in the extending direction of the second extension part from the mounting surface of the terminal in the metal substrate.
The power converter device of any one of Claims 1-4.
請求項1〜5の何れか1項に記載の電力変換装置。 The tip end of the second extension part protrudes in the extending direction of the second extension part from the surface of the metal substrate opposite to the terminal mounting surface.
The power converter device of any one of Claims 1-5.
請求項1〜6の何れか1項に記載の電力変換装置。
The thickness of the terminal is the minimum thickness among the current capacity of the terminal that can tolerate the amount of current input to and output from the terminal.
The power converter of any one of Claims 1-6.
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Legal Events
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