JP2020178477A - Inverter unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータユニットに関する。 The present invention relates to an inverter unit.
インバータとインバータを制御する制御基板とを備え、モータを制御するインバータユニットが知られている。下記特許文献1には、駆動回路が実装される高圧領域と、制御装置が実装される低圧領域と、高圧領域及び低圧領域を絶縁する絶縁領域と、を有するインバータ制御ユニット(制御基板)が記載されている。
An inverter unit that has an inverter and a control board that controls the inverter and controls a motor is known.
上記絶縁領域は、制御基板に設けられたスリットに配置した接着剤により構成されている。この接着剤は制御基板の裏面に設けられた支持部材を介して支持されている。上記インバータ制御ユニットは支持部材を必要とするため、組み立て工数が増加するという問題があった。 The insulating region is composed of an adhesive arranged in a slit provided on the control substrate. This adhesive is supported via a support member provided on the back surface of the control substrate. Since the inverter control unit requires a support member, there is a problem that the assembly man-hours increase.
本発明は、上記事情に鑑みて、組み立て工数を低減できるインバータユニットを提供することを目的の一つとする。 One of the objects of the present invention is to provide an inverter unit capable of reducing assembly man-hours in view of the above circumstances.
本発明のインバータユニットの一つの態様は、直流電流を交流電流に変換してモータに供給するインバータユニットであって、インバータと、前記インバータを制御する制御基板と、を備え、前記制御基板は、外部電源から供給された電圧を昇圧する昇圧部品と、前記昇圧部品の入力側に接続されて前記外部電源から供給された電圧で動作する第1回路を含む第1領域と、前記昇圧部品の出力側に接続されて昇圧後の電圧で動作する第2回路を含む第2領域と、前記第1領域及び前記第2領域の境界に設けられた境界絶縁部と、を有し、前記制御基板を平面視した状態で、前記境界絶縁部は前記昇圧部品と重なるように配置されており、前記制御基板の厚さ方向において、前記境界絶縁部は配線パターンを有しない。 One aspect of the transformer unit of the present invention is an inverter unit that converts a DC current into an AC current and supplies the transformer to a motor, and includes an inverter and a control board that controls the transformer. A first region including a booster component that boosts the voltage supplied from the external power supply, a first circuit connected to the input side of the booster component and operating at the voltage supplied from the external power supply, and an output of the booster component. The control board has a second region including a second circuit connected to the side and operating at a boosted voltage, and a boundary insulating portion provided at the boundary between the first region and the second region. The boundary insulating portion is arranged so as to overlap the boosting component in a plan view, and the boundary insulating portion does not have a wiring pattern in the thickness direction of the control board.
本発明の一つの態様によれば、組み立て工数を低減できるインバータユニットが提供される。 According to one aspect of the present invention, an inverter unit capable of reducing assembly man-hours is provided.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るインバータユニットについて説明する。なお、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。 Hereinafter, the inverter unit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings below, the scale and number of each structure may differ from the actual structure in order to make each configuration easy to understand.
以下の説明では、インバータユニット1が水平な路面上に位置する車両に搭載された場合の位置関係を基に、重力方向を規定して説明する。また、図面においては、適宜3次元直交座標系としてXYZ座標系を示す。XYZ座標系において、Z軸方向は、鉛直方向(すなわち上下方向)を示し、+Z方向が上側(重力方向の反対側)であり、−Z方向が下側(重力方向)である。また、X軸方向は、Z軸方向と直交する方向であってインバータユニット1が搭載される車両の前後方向を示す。Y軸方向は、X軸方向とZ軸方向との両方と直交する方向であって、車両の幅方向(左右方向)を示す。
In the following description, the direction of gravity will be defined and described based on the positional relationship when the
以下、図面を基に本発明の例示的な一実施形態に係るインバータユニットについて説明する。本実施形態のインバータユニットはモータと組み合わされることでモータユニットを構成する。 Hereinafter, an inverter unit according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The inverter unit of this embodiment constitutes a motor unit by being combined with a motor.
図1は、本実施形態のインバータユニットを備えるモータユニットの平面図である。以下、上側から下側に向かってインバータユニットの各構成部材を視る状態を「平面視した状態」と称すこともある。 FIG. 1 is a plan view of a motor unit including the inverter unit of the present embodiment. Hereinafter, the state in which each component of the inverter unit is viewed from the upper side to the lower side may be referred to as a “planar view”.
図1に示すように、インバータユニット1はモータユニット3に備えられる。モータユニット3は、インバータユニット1とモータ2とモータハウジング3aとを有する。また、モータユニット3は、モータ2の回転を減速する減速装置(図示略)を備えていてもよい。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態のモータユニット3は、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)、電気自動車(EV)等、モータを動力源とする車両に搭載され、その動力源として使用される。
The
モータハウジング3aの内部は、モータ2を収容する収容空間が設けられる。モータハウジング3aの収容空間には、モータ2が収容される。また、モータハウジング3aの外周面には、インバータユニット1が固定される。
Inside the
インバータユニット1は、直流電流を供給する外部電源装置9に接続されるとともに、モータ2に接続されて直流と複数相の交流(例えば、3相交流)との間で電力変換を行う。本実施形態において、外部電源装置9は、例えば車両に搭載された二次電池である。
The
モータ2は、インバータユニット1から供給される交流電流により動作する。モータ2は、水平方向に延びるモータ軸Jを中心として回転するロータ2aと、ロータ2aの径方向外側に位置するステータ2bと、を備える。ステータ2bのコイル線は、インバータユニット1に接続される。
The motor 2 operates by an alternating current supplied from the
図2は、図1のA−A線矢視によるインバータユニット1の断面模式図である。図3は、第1のカバー40および第2のカバー42を省略したインバータユニット1の平面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
図2及び図3に示すように、インバータユニット1は、ケース10と、制御基板21と、インバータ25と、配線部30と、配線部ホルダ33と、第1のカバー40と、第2のカバー42と、を備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ケース10の内部には、収容空間13が設けられる。収容空間13には、制御基板21、インバータ25、配線部30及び配線部ホルダ33が収容される。
A
収容空間13は、第1の収容室11と第2の収容室12とに区画される。すなわち、ケース10には、第1の収容室11および第2の収容室12が設けられる。第1の収容室11および第2の収容室12は、外部に開口する。第1の収容室11および第2の収容室12の開口は、上側を向く。すなわち、第1の収容室11および第2の収容室12は、同方向に開口する。また、第1の収容室11および第2の収容室12の開口方向は、上下方向と一致する。第1の収容室11および第2の収容室12は、互いに隣接する。制御基板21及びインバータ25は第1の収容室(収容部)11に収容される。
The
ケース10は、第1の底壁部10aと第2の底壁部10bと側壁部10cと隔壁部10dとを有する。収容空間13は、第1の底壁部10a、第2の底壁部10bおよび側壁部10cに囲まれた空間である。
The
側壁部10cは、上下方向から見て略矩形の環状である。側壁部10cは、収容空間13を水平方向から囲む。側壁部10cの上端面10caには、第1のカバー40および第2のカバー42が固定される。
The
第1の底壁部10aおよび第2の底壁部10bは、側壁部10cの下端に位置する。第1の底壁部10aおよび第2の底壁部10bは、収容空間13の下側に位置する。第1の底壁部10aは、第1の収容室11の下側に位置する。第2の底壁部10bは、第2の収容室12の下側に位置する。
The first
隔壁部10dは、収容空間13を第1の収容室11と第2の収容室12とに区画する。
隔壁部10dには、第1の収容室11と第2の収容室12とを互いに連通させる隔壁開口10daが設けられる。隔壁開口10daには、配線部30が通過する。
The
The
制御基板21は第1の収容室11に配置され、インバータ25を制御する。インバータ25は、インバータ回路を含むパワー基板、コンデンサおよびスイッチング素子を含む。スイッチング素子はパワー基板に接続される。インバータ25は配線部30を介して外部電源装置9に接続される。
The
配線部30は、外部電源装置9とインバータ25とを繋ぐ。図3に示すように、配線部30は一対のバスバー30aにより構成される。バスバー30aは導電性の板材から構成される。配線部30は、第1の収容室11と第2の収容室12とに跨って設けられる。図2に示すように、配線部30は配線部ホルダ33を介してケース10に固定される。
The
配線部30には、外部電源装置9から延び出る電源ケーブル9aに接続される。電源ケーブル9aの先端には、接続端子9bが設けられる。配線部30は、固定ねじ30bにより電源ケーブル9aの接続端子9bに固定される。これにより、配線部30は、外部電源装置9に接続され、外部電源装置9から電源ケーブル9aを介して供給される直流電流をインバータ25に供給する。本実施形態の配線部30は、板状のバスバー30aで構成されるため、外部電源装置9からインバータ25に、大きな電流を安定的に供給することができる。
The
図2に示すように、第1のカバー(カバー部)40は、第1の収容室11の開口を覆う。第1のカバー40は、板状である。第1のカバー40は、プレス加工により成形される。第1のカバー40の板厚方向は、第1の収容室11の開口方向(本実施形態において上下方向)と一致する。
As shown in FIG. 2, the first cover (cover portion) 40 covers the opening of the
第1のカバー40は、上面40aと下面40bとを有する。下面40bは、第1の収容室11の内側面の一部を構成する。下面40bの外縁部は、ケース10の上端面10caと接触する。
The
第1のカバー40は、第1の収容室11と反対側(上側)に突出する第1の突出部(突出部)41を有する。第1の突出部41は、例えば、第1のカバー40を構成する板材をプレスする際、絞り加工を行うことで構成される。図1に示すように、第1のカバー40を平面視した状態において、矩形状の矩形部41aと、第1凸部41bと、第2凸部41cと、第3凸部41dと、第4凸部41eと、第5凸部41fと、第6凸部41gと、を有した形状を有する。
The
第1凸部41bは、矩形部41aの左右方向一方(−Y軸方向)に延びる部位である。第2凸部41cは、矩形部41aの左右方向他方(+Y軸方向)に延びる部位である。第3凸部41dは、矩形部41aの前後方向一方(+X軸方向)に延びる部位である。第4凸部41eは、第3凸部41dの左右方向他方に位置して矩形部41aの前後方向一方(+X軸方向)に延びる部位である。第5凸部41fは、矩形部41aの前後方向他方(−X軸方向)に延びる部位である。第6凸部41gは、第5凸部41fの左右方向他方に位置して矩形部41aの前後方向他方(−X軸方向)に延びる部位である。
The first
第1の突出部41において、矩形部41aは最も上側に突出している。すなわち、第1の収容室11は、第1の突出部41のうち矩形部41aに平面的に重なる部分において、第1の収容室11の開口方向における高さが最大となる。第1のカバー40は、第1の突出部41を設けることで、カバーの機械的強度を向上させつつ、第1の収容室11のスペースを拡大することができる。
In the first protruding
図1に示すように、第1のカバー40は、周縁部において複数の固定ねじ18によりケース10に固定される。第1のカバー40の周縁部には、第1のカバー40を板厚方向に貫通する複数の貫通孔(図示略)が設けられる。固定ねじ18は、第1のカバー40の貫通孔に挿入されてケース10にねじ止めされる。これにより、第1のカバー40は、ケース10に固定される。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、第2のカバー42は、第2の収容室12の開口を覆う。第2のカバー42は、プレス加工により成形された板状の部材である。第2のカバー42の板厚方向は、第2の収容室12の開口方向(本実施形態において上下方向)と一致する。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、第2のカバー42は、周縁部において複数の固定ねじ18によりケース10に固定される。第2のカバー42の周縁部には板厚方向に貫通する複数の貫通孔(図示略)が設けられる。固定ねじ18は、第2のカバー42の貫通孔に挿入されてケース10にねじ止めされる。これにより、第2のカバー42は、ケース10に固定される。第2のカバー42は、第1のカバー40の上面40aの一部を押さえる押さえ部44を有する。図2に示すように、第1のカバー40と第2のカバー42とは、ケース10の連続する1つの面(上端面10ca)に固定される。
As shown in FIG. 1, the
第2のカバー42は、上面42aと下面42bとを有する。下面42bは、第2の収容室12の内側面の一部を構成する。下面42bの外縁部は、ケース10の上端面10caと接触する。第2のカバー42は、第2の収容室12と反対側(上側)に突出する第2の突出部43を有する。第2の突出部43は、例えば、第2のカバー42を構成する板材をプレスする際、絞り加工を行うことで構成される。図1に示すように、第2のカバー42を平面視した状態において、第2の突出部43は略長円形状である。第2のカバー42は、第2の突出部43を設けることで、カバーの機械的強度を向上させつつ、第1の収容室11のスペースを拡大することができる。
The
制御基板21は、インバータ25のインバータ回路に接続される。インバータ回路は、複数のスイッチング素子を有している。スイッチング素子には、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor:IGBT)などの高周波での動作が可能なパワー半導体素子が用いられる。
The
図4は、制御基板の平面構成を示す図である。
図4に示すように、制御基板21は、複数のコネクタCT1,CT2,CT3,CT4,CT5,CT6を備えている。コネクタCT1は、車両から電圧(例えば、12V程度)が供給される電源供給用のコネクタである。コネクタCT2及びコネクタCT3は、インバータ25に電圧を供給する電圧供給用のコネクタである。コネクタCT4は、補器(例えば、オイルポンプ)からのフィードバック信号が供給される信号受信用のコネクタである。コネクタCT5は、モータ2からのフィードバック信号(例えば、コイルを流れる電流の検出値)が供給される信号受信用のコネクタである。コネクタ(インバータ出力用コネクタ)CT6は、インバータ25にPWM信号を出力するPWM信号出力用のコネクタである。
FIG. 4 is a diagram showing a planar configuration of the control board.
As shown in FIG. 4, the
制御基板21は、トランス(昇圧部品)27と、第1回路35と、第2回路36とを有する。
The
第1回路35は、電源回路部35Aと、マイコン(集積回路)7と、マイコン用電源部70と、トランス用電源部71と、を含む。第1回路35は、トランス27の入力側(1次側)に接続されている。トランス27は比較的高さのある電子部品である。そのため、トランス27は制御基板21の基板表面から突出した状態に設けられる。本実施形態の制御基板21は、トランス27を制振性接着剤28により固定している。制振性接着剤28は、硬化後に所定の弾性を有することで接着した部材の振動を抑制する制振効果を得ることが可能である。比較的高さのある電子部品であるトランス27は制振性接着剤28を介して制御基板21に固定されることで、振動の発生が抑制される。
The
マイコン7は、例えば、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等のメモリと、各種インターフェースとを備えるマイクロコンピュータである。
The
電源回路部35Aは、コネクタCT1を介して車両から供給される電圧からマイコン7に供給する電源とトランス27に供給する電源とを生成する。電源回路部35Aは、複数のコンデンサ37C1,37C2,37C3と、スイッチング素子38と、を有している。スイッチング素子38は、例えばMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)で構成される。
The power
コンデンサ37C1,37C2,37C3は、トランス27と同様、比較的高さのある電子部品である。そのため、コンデンサ37C1,37C2,37C3は制御基板21の基板表面から突出した状態に設けられる。本実施形態の制御基板21は、これらコンデンサ37C1,37C2,37C3を制振性接着剤28により固定することで振動の発生を抑制できる。
Like the
電源回路部35Aはマイコン用電源部70とトランス用電源部71とに電源を供給する。マイコン用電源部70は、マイコン7に電流を供給する。マイコン用電源部70は、スイッチング素子72とコンデンサ73と、を含む。スイッチング素子72は、例えばMOSFETで構成される。
The power
マイコン用電源部70のうちコンデンサ73は比較的高さのある電子部品であるため、制御基板21の基板表面から突出した状態に設けられる。本実施形態の制御基板21は、コンデンサ73を制振性接着剤28により固定することで振動の発生を抑制できる。
Since the
トランス用電源部71はトランス27に電流を供給する。トランス用電源部71は、トランス27の入力側に接続される。トランス用電源部71は、スイッチング素子74とコンデンサ75と、を含む。スイッチング素子74は、例えばMOSFETで構成され、回路をオンオフすることでトランス27に供給する電流を制御する。
The transformer
トランス用電源部71のうちコンデンサ75は比較的高さのある電子部品であるため、制御基板21の基板表面から突出した状態に設けられる。本実施形態の制御基板21は、コンデンサ75を制振性接着剤28により固定することで振動の発生を抑制できる。
Since the
ここで、第1回路35は、例えば車両(外部電源)から制御基板21に供給された比較的低い電圧(例えば、12V)で動作する回路である。つまり、第1回路35の動作電圧は相対的に低く、トランス27の入力側(1次側)に接続された第1回路35が設けられる領域は、動作電圧が相対的に低い領域となる。以下、第1回路35を含む領域を低圧領域(第1領域)21Lと呼ぶ。このように制御基板21は、トランス27の入力側(1次側)に接続されて動作電圧が相対的に低い低圧領域21Lを有する。本明細書において、低圧とは制御基板動作用の電圧を意味する。
Here, the
マイコン7はインバータ25をPWM(パルス幅変調:Pulse Width Modulation)制御するPWM信号をインバータ25に出力する。制御基板21は、マイコン7からのPWM信号を上記コネクタCT6からインバータ25に出力する。インバータ25は、マイコン7からのPWM信号に基づいてモータ2を制御する。コネクタCT6は、制御基板21の外形をなす4つの端辺のうちマイコン7に最も近い短辺(端辺)21aに設けられている。これにより、マイコン7とコネクタCT6とが最短で配置されるので、ノイズを低減できる。
The
第2回路36は、インバータ25のインバータ回路(パワー基板)を構成する複数のスイッチング素子の制御端子(例えばIGBTのゲート端子)に電圧を供給する回路である。スイッチング素子の動作電圧はマイコン7の動作電圧に比べて高い。
The
第2回路36は、トランス27の出力側に接続されている。トランス27は、車両から供給された電圧を昇圧してインバータ駆動用の電圧を生成する。すなわち、第2回路36にはトランス27により昇圧された高い電圧が供給される。これにより、第2回路36はマイコン7よりも動作電圧の高いスイッチング素子(IGBT)を駆動可能な高電圧を供給することができる。つまり、第2回路36の動作電圧は相対的に高く、トランス27の出力側(2次側)に接続された第2回路36が設けられる領域は、動作電圧が相対的に高い領域となる。以下、第2回路36を含む領域を高圧領域21Hと呼ぶ。このように、制御基板21は、トランス27の出力側(2次側)に接続されて動作電圧が相対的に高い高圧領域21Hを有する。本明細書において、高圧とはインバータ駆動用電圧を意味する。すなわち、高圧領域21Hとは、インバータ回路のハイボルテージ側(例えば、各IGBTのエミッタ電位である0〜350V)の電源電圧を基準として動作しており、常にエミッタ電位より高い電圧になるようにトランス27によって電圧が調整されている領域である。
The
上述した低圧領域21L及び高圧領域21Hは絶縁されている。以下、低圧領域21L及び高圧領域21Hの境界に設けられる絶縁された領域を境界絶縁部22と呼ぶ。
したがって、本実施形態の制御基板21は、トランス27の入力側に接続されて動作電圧が相対的に低い低圧領域21Lと、トランス27の出力側に接続されて動作電圧が相対的に高い高圧領域21Hと、境界絶縁部22と、を有している。
The low-
Therefore, the
境界絶縁部22は、低圧領域21L及び高圧領域21Hの境界に設けられている。制御基板21を平面視した状態で、境界絶縁部22はトランス27と重なるように配置されている。トランス27は、境界絶縁部22を跨いだ状態で制御基板21上に設けられている。
The
図2に示すように、制御基板21は固定ねじ(固定部材)26を介してインバータ25に固定される。制御基板21は、インバータ25を構成するコンデンサのケース25aに固定ねじ26で固定される。具体的に、制御基板21は、ケース25aの上面25a1に設けられた取付部25bに取り付けられる。
As shown in FIG. 2, the
図4に示すように、制御基板21は、複数(本実施系では9個)の固定ねじ26で固定される。固定ねじ26は矩形状の制御基板21における長辺に沿って3個ずつ設けられている。また、3個の固定ねじ26がトランス27の周囲に設けられている。これにより、制御基板21のうち比較的重量の大きいトランス27を実装した部分がインバータ25に強固に固定されるので、制御基板21に生じる振動を抑制できる。
また、制御基板21において、固定ねじ26はコンデンサ73,74,37C1,37C2,37C3の周囲に設けられている。これにより、制御基板21のうち比較的重量の大きいコンデンサ73,74,37C1,37C2,37C3を実装した部分がインバータ25に強固に固定されるので、制御基板21に生じる振動を抑制できる。
よって、制御基板21の防振性を高めることができる。
As shown in FIG. 4, the
Further, in the
Therefore, the vibration isolation of the
図5は、図4のB−B線矢視による制御基板21の断面模式図である。
図5に示すように、本実施形態の制御基板21は、上側から下側に向かって、第1配線層50と、第1プリプレグ層51と、第2配線層52と、第1コア材53と、第3配線層54と、第2プリプレグ層55と、第4配線層56と、第2コア材57と、第5配線層58と、第3プリプレグ層59と、第6配線層60と、を備えている。すなわち、本実施形態の制御基板21は、配線層を6つ積層した6層構造を有している。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the
As shown in FIG. 5, the
ここで、第1配線層50とは、低圧領域21L及び高圧領域21Hに関係なく、制御基板21に設けられた複数の配線のうち最も上層(第1プリプレグ層51の表面)に設けられた配線を意味する。また、第2配線層52とは、低圧領域21L及び高圧領域21Hに関係なく、第1配線層50の一つ下層(第1コア材53の表面)に設けられた配線を意味する。また、第3配線層54とは、低圧領域21L及び高圧領域21Hに関係なく、第2配線層52の一つ下層(第2プリプレグ層55の表面)に設けられた配線を意味する。また、第4配線層56とは、低圧領域21L及び高圧領域21Hに関係なく、第3配線層54の一つ下層(第2コア材57の表面)に設けられた配線を意味する。また、第5配線層58とは、低圧領域21L及び高圧領域21Hに関係なく、第4配線層56の一つ下層(第3プリプレグ層59の表面)に設けられた配線を意味する。また、第6配線層60とは、低圧領域21L及び高圧領域21Hに関係なく、最も下側の層(第3プリプレグ層59の裏面)に設けられた配線を意味する。
Here, the
第1配線層50、第2配線層52、第3配線層54、第4配線層56、第5配線層58及び第6配線層60は、それぞれ所定のパターンを有している。例えば、第2配線層52はベタ膜状のグランドパターンを主に構成し、第5配線層58はベタ膜状の電源パターンを主に構成する。
The
境界絶縁部22は、制御基板21の厚さ方向において、第1配線層50、第2配線層52、第3配線層54、第4配線層56、第5配線層58及び第6配線層60のいずれも含まない。すなわち、境界絶縁部22は、制御基板21の厚さ方向に配線パターンが設けられていない。
The
境界絶縁部22は、絶縁材料で構成された第1プリプレグ層51、第1コア材53、第2プリプレグ層55、第2コア材57及び第3プリプレグ層59のみを積層することで構成されている。そのため、境界絶縁部22は絶縁材料のみで構成されている。絶縁材料のみで構成された境界絶縁部22は低圧領域21L及び高圧領域21Hを良好に絶縁することができる。
The
境界絶縁部22は、制御基板21を構成する6つの配線層のパターンを工夫することで構成される。境界絶縁部22は制御基板21を構成する積層材料のみで構成できるため、絶縁部を支持するための支持部材等の別部材が不要となる。
The
図6は、高圧領域21Hに設けられた第2回路36の要部構成を示す平面図である。
図6に示すように、第2回路36は互いに隣り合う第1の配線36a及び第2の配線36bを含む。第2回路36は複数の配線を含むが、図6では図を見やすくするため、2つの配線(第1の配線36a及び第2の配線36b)のみを図示した。
FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a main part of the
As shown in FIG. 6, the
図6に示すように、第1の配線36aと第2の配線36bとの間は絶縁されている。第1の配線36a及び第2の配線36bの間には絶縁部(第2の絶縁部)23が設けられている。なお、絶縁部23は高圧領域21Hの全域に亘って設けられている。具体的に、絶縁部23は第2回路36を構成する複数の配線において互いに隣り合う配線間に設けられている。
As shown in FIG. 6, the
図7は、図6のC−C線矢視による高圧領域21Hの断面図である。なお、図7では、第1の配線36a及び第2の配線36bがそれぞれ第1配線層50のみで構成されているものとして図示した。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the high-
図7に示すように、絶縁部23は制御基板21の厚さ方向に第1配線層50、第2配線層52、第3配線層54、第4配線層56、第5配線層58及び第6配線層60のいずれも有していない。絶縁部23は境界絶縁部22と同一の層構造を有している。すなわち、高圧領域21Hは境界絶縁部22と同一の層構造を有する絶縁部23を含む。
As shown in FIG. 7, the insulating
絶縁部23は不図示の領域で境界絶縁部22と接続されており、絶縁部23は境界絶縁部22と一体となっている。絶縁部23は境界絶縁部22と同様に絶縁材料のみで構成されることで優れた絶縁性を有するので、所望の絶縁距離を保ちつつ高電圧が供給される第1の配線36a及び第2の配線36bを最短経路で配置することができる。ここで、所望の絶縁距離とは、例えば、動作環境とJIS規格によって定められる。なお、スリットを設けることで絶縁距離を確保してもよい。
また、上述のように絶縁部23は第2回路36を構成する複数の配線において互いに隣り合う配線間に設けられるので、第2回路36は所望の絶縁距離を保ちつつ配線を最短経路で配置できる。
The insulating
Further, as described above, since the insulating
本実施形態の制御基板21は、図4に示すように、高圧領域21Hの絶縁部23に設けられた切欠き39を有する。制御基板21は絶縁部23に切欠き39を有するため、切欠き39を設けたことによる電気的な影響を抑えることができる。
As shown in FIG. 4, the
本実施形態において、切欠き39は制御基板21の矩形状の外形をなす端辺のうちトランス27に最も近い長辺24に設けられている。インバータユニット1の組み立て工程において、切欠き39には、組み立て用ラック(図示略)に設けられた凸部が挿入される。この凸部は、制御基板21を組み立て用ラックに正しい向きでセットするために用いられる。
In the present embodiment, the
具体的に組み立て用ラックに制御基板21が正しい向きでセットされた場合、凸部が切欠き39に挿入することで制御基板21はラック内に完全に収容される。一方、組み立て用ラックに制御基板21が間違った向きでセットされた場合、凸部が切欠き39に挿入されず制御基板21の端面に接触することで制御基板21はラックから少し飛び出した状態で収容される。
Specifically, when the
よって、インバータユニット1を組み立てる作業者は、組み立て用ラックを目視確認することでラックに収容された制御基板21の向きを容易に認識することができる。したがって、組み立て作業者は制御基板21の向きを正しく認識した状態で組み立て作業を行うことができるので、組み立て時に制御基板21をユニット内に逆向きに取り付けてしまうといった問題の発生を抑制できる。
Therefore, the operator who assembles the
本実施形態のインバータユニット1において、制御基板21は、厚さ方向に配線パターンを有しない境界絶縁部22により低圧領域21L及び高圧領域21Hを絶縁する。よって、本実施形態の制御基板21によれば、支持部材等の別部材が不要となるので、支持部材を用いる構成に比べて組み立て工数を削減できる。また、支持部材を用いる構成に比べて制御基板21の大型化を回避できる。よって、本実施形態のインバータユニット1は、制御基板21を取り付けるためのスペース(第1の収容室11)が小型化されるので、結果的にインバータユニット1の大きさ自体を小型化できる。
In the
また、本実施形態のインバータユニット1において、制御基板21は、比較的高さのある電子部品であるトランス27及びコンデンサ37C1,37C2,37C3,73,75を有している。これらトランス27及びコンデンサ37C1,37C2,37C3,73,75は制御基板21の上側に突出するため、第1のカバー40に干渉するおそれがある。
Further, in the
これに対し、本実施形態によれば、図1に示すように、平面視した状態において、トランス27及びコンデンサ37C1,37C2,37C3,73,75が第1のカバー40の第1の突出部41と重なっている。より具体的にトランス27及びコンデンサ37C1,37C2,37C3,73,75は第1の突出部41の矩形部41aと平面的に重なる位置に配置されている。
On the other hand, according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, in a plan view, the
本実施形態のインバータユニット1によれば、比較的高さのあるトランス27及びコンデンサ37C1,37C2,37C3,73,75が第1の突出部41のうち最も上側に突出する矩形部41a内に収容されるので、第1のカバー40との接触を防止することができる。
According to the
以上に、本発明の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。例えば、上記実施形態ではモータユニット3の用途として車両の動力源を例に挙げたが、モータユニットの用途はこれに限られない。また、上記実施形態では、制御基板21として6層構造を例に挙げたが、制御基板21の構成は6層に限定されない。
Although various embodiments of the present invention have been described above, the configurations and combinations thereof in each embodiment are examples, and the configurations are added, omitted, replaced, and the like without departing from the spirit of the present invention. Other changes are possible. Moreover, the present invention is not limited to the embodiments. For example, in the above embodiment, the power source of the vehicle is taken as an example of the use of the
1…インバータユニット、2…モータ、7…マイコン(集積回路)、10,25a…ケース、11…第1の収容室(収容部)、21…制御基板、21a…短辺(端辺)、21H…高圧領域(第2領域)、21L…低圧領域(第1領域)、22…境界絶縁部、23…絶縁部、23…絶縁部(第2の絶縁部)、25…インバータ、26…固定ねじ(固定部材)、27…トランス(昇圧部品)、28…制振性接着剤、36a…第1の配線、36b…第2の配線、39…切欠き、40…第1のカバー(カバー部)、41…第1の突出部(突出部)、73,75,37C1,37C2,37C3…コンデンサ、CT6…コネクタ(インバータ出力用コネクタ)。 1 ... Inverter unit, 2 ... Motor, 7 ... Microcomputer (integrated circuit), 10, 25a ... Case, 11 ... First accommodation chamber (accommodation unit), 21 ... Control board, 21a ... Short side (end side), 21H ... High-voltage region (second region), 21L ... Low-voltage region (first region), 22 ... Boundary insulation, 23 ... Insulation, 23 ... Insulation (second insulation), 25 ... Inverter, 26 ... Fixing screw (Fixing member), 27 ... Transformer (boosting component), 28 ... Vibration damping adhesive, 36a ... First wiring, 36b ... Second wiring, 39 ... Notch, 40 ... First cover (cover part) , 41 ... First protruding portion (protruding portion), 73, 75, 37C1, 37C2, 37C3 ... Capacitor, CT6 ... Connector (inverter output connector).
Claims (7)
インバータと、前記インバータを制御する制御基板と、を備え、
前記制御基板は、外部電源から供給された電圧を昇圧する昇圧部品と、前記昇圧部品の入力側に接続されて前記外部電源から供給された電圧で動作する第1回路を含む第1領域と、前記昇圧部品の出力側に接続されて昇圧後の電圧で動作する第2回路を含む第2領域と、前記第1領域及び前記第2領域の境界に設けられた境界絶縁部と、を有し、
前記制御基板を平面視した状態で、前記境界絶縁部は前記昇圧部品と重なるように配置されており、
前記制御基板の厚さ方向において、前記境界絶縁部は配線パターンを有しない
インバータユニット。 An inverter unit that converts direct current into alternating current and supplies it to the motor.
It is provided with an inverter and a control board for controlling the inverter.
The control board includes a first region including a booster component that boosts a voltage supplied from an external power source, and a first circuit that is connected to the input side of the booster component and operates at a voltage supplied from the external power source. It has a second region including a second circuit connected to the output side of the booster component and operating at the voltage after boosting, and a boundary insulating portion provided at the boundary between the first region and the second region. ,
The boundary insulating portion is arranged so as to overlap the boosting component in a state where the control board is viewed in a plan view.
An inverter unit having no wiring pattern in the boundary insulating portion in the thickness direction of the control board.
前記固定部材は、前記昇圧部品の周囲に設けられている
請求項1に記載のインバータユニット。 The control board is fixed to the inverter via a fixing member, and is fixed to the inverter.
The inverter unit according to claim 1, wherein the fixing member is provided around the booster component.
請求項1又は2に記載のインバータユニット。 The inverter unit according to claim 1 or 2, wherein the booster component is provided on the control board via a vibration damping adhesive.
前記制御基板は、前記第1領域に設けられた複数のコンデンサを有し、
前記カバー部は、前記収容部と反対側に突出する突出部を有し、
前記制御基板を平面視した状態で、前記昇圧部品及び前記複数のコンデンサは前記突出部と重なる
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のインバータユニット。 A case having an accommodating portion for accommodating the inverter and the control board, and a cover portion fixed to the case and covering the accommodating portion are provided.
The control board has a plurality of capacitors provided in the first region, and has a plurality of capacitors.
The cover portion has a protruding portion that projects to the opposite side of the accommodating portion.
The inverter unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the booster component and the plurality of capacitors overlap the protruding portion in a plan view of the control board.
前記インバータ出力用コネクタは、前記制御基板の外形をなす端辺のうち前記集積回路に最も近い端辺に設けられている
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のインバータユニット。 The control board has an integrated circuit provided in the first region and an inverter output connector provided in the first region to output a PWM signal from the integrated circuit to the inverter.
The inverter unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the inverter output connector is provided on the end side of the outer shape of the control board that is closest to the integrated circuit.
前記制御基板は、前記第2領域の前記第2の絶縁部に設けられた切欠きを有する
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のインバータユニット。 The second region includes a second insulating portion having the same layer structure as the boundary insulating portion.
The inverter unit according to any one of claims 1 to 5, wherein the control board has a notch provided in the second insulating portion of the second region.
前記第1の配線と前記第2の配線との間に前記第2の絶縁部が設けられる
請求項6に記載のインバータユニット。 The second region includes a first wiring and a second wiring adjacent to each other.
The inverter unit according to claim 6, wherein the second insulating portion is provided between the first wiring and the second wiring.
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