JP2692449C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】 この発明は、例えば汎用インバータ、サーボアンプ、ＵＰＳなどの電力変換回
路に用いられるパワーモジュールに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】 近年、パワーエレクトロニクスの発展とあいまって、それらを用いた製品の発
展も目覚ましいものがある。なかでもとりわけ量産台数の多い汎用インバータ、
サーボアンプなどは量産性（工作作業性）、メンテナビリティをよくするために
、従来パワー部分の配線をワーヤーハーネスで行っていたものを、近年大電流配
線基板を用いて配線している例が見かけられる。 【０００３】 図４は従来のパワーモジュールとこのパワーモジュールを実装するパワーモジ
ュール用基板としての大電流配線基板を用いた実装例を示す。図５ａ、ｂは、図
４に示したパワーモジュール１と大電流配線基板５を接続した状態における正面
図及び側面図である。図において、１はパワーモジュール、２はパワーモジュー
ル１の上面に設けられた主回路端子、３はパワーモジュール１の上面に設けられ
た制御回路用ファストン端子を示す。４は大電流配線基板５に設けられた後述す るスルーホール穴６を通り主回路端子台２と大電流配線基板５を固定するねじ、
５は大電流配線基板、６は大電流配線基板に設けられたスルーホール穴、７は大
電流配線基板５に設けられたランド、８は大電流配線基板に設けられたパターン
、９は制御回路用ファストン端子３とランド７を半田づけしたハンダ、１０はパ
ワーモジュールのベース基板を示す。 【０００４】 パワーモジュール１の上面に設けられた主回路端子２は大電流配線基板５にね
じ４によりスルーホール穴６を介して固定される。その際、パワーモジュール１
の上面に設けられた制御回路用ファストン端子３は大電流配線基板５に設けられ
たスルーホール穴６に貫挿され、大電流配線基板５におけるパワーモジュール１
の取り付け面の裏面側に先端部が覗き、制御回路用ファストン端子３とランド７
がハンダ９でハンダずけされる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】 従来のパワーモジュール及びパワーモジュール用基板は以上のように構成され
ていたので、制御回路用ファスナー端子３をパワーモジュール用基板としての大
電流配線基板５上のランド７にハンダづけしなければならず、作業の手間がかか
り、ひいてはコストアップの要因となった。また、一度ハンダづけしてしまうと
、メンテナンスの時、例えばパワーモジュールが破損し交換の必要が生じた時な
ど、図５に示す、主回路端子２を止めているねじ４をはずすだけでなく、前述し
た大電流配線基板５上のランド７にハンダづけされた制御回路用ファスナー端子
３をはずさなければならず、この場合、ハンダ吸引器など特殊工具が必要となる
とともに、熟練作業が必要で、また作業に要する時間も多く必要となるなどの問
題点があった。 【０００６】 この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、パワーモ
ジュールをパワーモジュール用基板に取りつけるに際し、ハンダづけ作業が不要
で、パワーモジュール用基板への取り付け、取りはずし作業の容易なパワーモジ
ュールを得ることを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】 第１の発明に係わるパワーモジュールは、主電流を通流する電流路が配された
基板に取り付ける取り付け面を有し、主電力を扱うピン形状を為す主回路端子と
、上記主回路端子の基板への取り付け面に垂直方向に伸びるピン形状を為すと共
に、その先端は上記主回路端子の基板への取り付け面よりも高く、上記主電力以
外の信号、電力などを扱う制御端子と、上記制御端子の近傍に設けられ、上記制
御端子以上の高さを有し、上記基板に形成されたガイド穴に貫挿される複数のガ
イドピンとを備えたものである。 【０００８】 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【作用】 第１の発明における主回路端子は主電流を通流する電流路が配された基板に取
り付ける取り付け面を有し、主電力を扱い、制御端子は上記主回路端子の基板へ
の取り付け面に垂直方向に伸びるピン形状を為すと共に、その先端は上記主回路
端子の基板への取り付け面よりも高く、上記主電力以外の信号、電力などを扱い
、複数のガイドピンは上記制御端子の近傍に設けられ、上記制御端子以上の高さ
を有し、上記基板に形成されたガイド穴に貫挿される。 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【実施例】 実施例１． 第１〜第３の発明の一実施例を図１〜図２により説明する。図中、従来例と同
じ符号で示されたものは従来例のそれと同一もしくは同等なものを示す。 【００１６】 図１は、実施例１のパワーモジュール１Ａ及びパワーモジュール用基板として
の大電流配線基板５Ａの構成を示す斜視図である。図において、１１はパワーモ
ジュールにおける、主電力以外の信号、電力などを扱う制御端子であり、主電力
を扱う主回路端子２の大電流配線基板５への取りつけ面に対して垂直方向に伸び
るピン形状を為すと共に、その先端は上記主回路端子の基板への取り付け面より
も高くし、主回路端子２を大電流配線基板に固定した状態で、該大電流配線基板
を貫通するようにしたものであり、一列に配置した例である。 【００１７】 １２は制御端子１１が正確に大電流配線基板５Ａのガイド穴１４に挿入される
ために少なくとも２箇所以上設けられたガイドピンであり、制御端子の両端に配
置した例である。１３は該パワーモジュール１Ａの制御端子が大電流配線基板５
Ａ上の穴を貫通し、嵌合する制御端子用コネクタである。１４はパワーモジュー
ル１Ａの制御端子１１を、正確にコネクタ１３に嵌合させるためのガイドピン１
２を導く、大電流配線基板５に設けられたガイド穴である。パワーモジュール１
Ａの主回路端子２はネジ４により電気的及び構造的に大電流配線基板５と接続さ
れており、パワーモジュールの制御端子１１は大電流配線基板５上に取り付けら
れたコネクタ１３を介して大電流配線基板５Ａと電気的に接続されている。 【００１８】 図２ａ、ｂは、図１に示したパワーモジュール１Ａと大電流配線基板５Ａを接
続した状態における正面図及び側面図である。主回路端子台２は、ネジ４により
大電流配線基板５と接続され、制御端子１１はコネクタ１３により大電流配線基
板５Ａと接続されている。 【００１９】 次に、動作について説明する。パワーモジュール１Ａに備わるピン形状を為す
制御端子（以下、制御ピンと記す）１１は、ベース基板１０と垂直方向に、即ち
、主回路端子２の大電流配線基板５への取付面に垂直方向に伸び、かつ、主回路
端子２よりも制御ピン１１の先端の高さを高くする。この結果、パワーモジュー
ル１Ａの主回路端子２及び制御ピン１１側を大電流配線基板５Ａと接続させ、主
回路端子２を大電流配線基板５にネジ４で固定し、制御ピン１１を大電流配線基
板 ５Ａの穴に貫挿させ、制御端子用コネクタ１３と嵌合させ、電気的に接続する。 【００２０】 なお、大電流配線基板５Ａに備わるコネクタ１３と接続する制御ピン１１が、
大電流配線基板５Ａの貫通穴を介してコネクタ１３に容易にかつ正確に挿入され
るため、パワーモジュール１Ａにはガイドピン１２を有し、ガイドピン１２は、
制御ピン１１が大電流配線基板５の貫通穴にずれて挿入されようとした場合、制
御ピン１１よりもさきに大電流配線基板５に接触することにより、制御ピン１１
が変形するのを防ぐ。又、ガイドピン１２を、２箇所以上に配置することにより
、パワーモジュール１Ａと大電流配線基板５Ａがねじれた状態で接続されること
を防止し、より正確に制御ピン１１と大電流配線基板５Ａが接続されるようにし
ている。また、ガイドピン１２を制御ピン１１の両端に配置することにより、よ
り正確に大電流配線基板５Ａの貫通穴を介してコネクタ１３に接続することがで
きる。 【００２１】 大電流配線基板５Ａは、大電流配線基板５Ａのパワーモジュール１Ａの取付け
られる面の裏面にパワーモジュール１Ａの制御ピン１１と嵌合せしめる制御端子
用コネクタ１３を配したので、パワーモジュール１Ａの制御ピン１１は大電流配
線基板５Ａに取り付けられたコネクタ１２の下に設けられた貫通穴を通してコネ
クタ１３と嵌合する。従って、大電流配線基板５Ａに取り付けられたコネクタ１
３と、パワーモジュール１Ａの制御ピン１１との嵌合を、該大電流配線基板５の
パワーモジュール１１の取り付けられた面と反対の面から確認することができる
。また、パワーモジュール１Ａの主回路端子２と大電流配線基板５Ａとの接続を
、ネジなどの脱着可能名方法によることで、該パワーモジュール１Ａと大電流配
線基板５Ａとの脱着を自由におこなうことができる。更に、コネクタ１３は、プ
リント基板である大電流配線基板５の上に取り付けられているので、フロータイ
プのハンダ槽において、大電流配線基板５Ａに容易にハンダ付けすることができ
る。 【００２２】 実施例２． 図３はパワーモジュール１Ｂの制御端子である制御ピン１１を複数配列とし、 ガイドピン１２をパワーモジュール１Ｂの主回路端子１５をピン形状とし、大電
流配線基板５Ｂの主回路端子（以下、主回路ピンとする）１５との接続を主回路
端子コネクタ１６とした。 【００２３】 次に動作について説明する。大電流配線基板５Ｂは、パワーモジュール１Ｂの
主回路ピン１５との接続を該大電流配線基板５Ｂの上に取り付けた主回路端子用
コネクタ１６により行うようにし、パワーモジュール１Ｂとの脱着を自由に行う
。また、パワーモジュール１Ｂの取り付けられる面の反対の面、即ち、裏面にコ
ネクタ１６を配し、パワーモジュール１Ｂの主回路ピン１５は大電流配線基板５
Ｂに取り付けられたコネクタ１６の下に設けられた貫通穴を通してコネクタ１６
と嵌合する。従って、大電流配線基板５Ｂに取り付けられたコネクタ１６と、パ
ワーモジュール１Ｂの主回路ピン１５との嵌合を、大電流配線基板５Ｂにおける
パワーモジュール１Ｂの取り付けられた面と反対の面から確認することができる
。又、コネクタ１６はプリント基板である大電流配線基板５Ｂ上に取り付けられ
ているので、フロータイプのハンダ槽において、大電流配線基板５Ｂに容易にハ
ンダ付けすることができる。 【００２４】 以上説明したように、実施例１ではパワーモジュール１Ａの主回路端子２の端
子取付面に垂直方向に配置された制御ピン１１を主回路端子２よりも高い位置と
し、制御ピン１１を整列配列し、制御ピン１１の近傍に少なくとも２箇所以上の
ガイドピン１２を有し、また大電流配線基板５Ａとパワーモジュール１Ａの主回
路端子２との接続にネジ４を使用し、制御ピン１１との接続をコネクタ１３によ
り行うことによって、大電流配線基板５Ａに対するパワーモジュール１Ａの脱着
が容易となり、組立工数の低減、メンテナンス時の時間短縮、特殊工具の不必要
化、作業の平易を実現することができる。また、実施例２ではパワーモジュール
１Ｂはピン形状の主回路端子１５を備え、大電流配線基板５Ｂとの接続をコネク
タ接続としたので、着脱が実施例１の場合より容易となり、作業がなお容易とな
った。 【００２５】 なお、パワーモジュールが主回路端子だけでなく、主回路端子を駆動する駆動
回路、主回路端子を保護する保護回路、駆動回路や保護回路用電流回路等を組込
んだインテリジェントなタイプの場合で、主回路端子だけのパワーモジュールに
比較して制御ピン数が増加したものても、ガイドピン１２を複数個、設けたので
大電流配線基板５Ａ、Ｂにパワーモジュール１Ａ、Ｂの取り付け時の位置決めが
容易となり、挿入時に制御ピン１１を曲げる等の事項を防止できる。 【００２６】 【発明の効果】 以上のように、第１の発明によれば、主回路端子の基板への取り付け面に垂直
方向に伸び、ピン形状を為すと共に、その先端が上記主回路端子の基板への取り
付け面よりも高い制御端子と、上記制御端子の近傍に設けられ、上記制御端子以
上の高さを有し、上記基板に形成されたガイド穴に貫挿される複数のガイドピン
とを備えたので、パワーモジュール用基板への取り付けが容易なものが得られる
効果がある。 【００２７】 【００２８】 【００２９】

【図面の簡単な説明】 【図１】 第１〜第３の発明の第一実施例であるパワーモジュール及びパワー
モジュール用基板としての大電流配線基板を示す図である。 【図２】 図２に示したパワーモジュールを大電流配線基板に取り付けた状態
を示す正面図及び側面図である。 【図３】 第４の発明の一実施例であるパワーモジュール及びパワーモジュー
ル用基板としての大電流配線基板を示す図である。 【図４】 従来のパワーモジュール及び大電流配線基板を示す図である。 【図５】 図４に示したパワーモジュールを大電流配線基板に取り付けた状態
を示す正面図及び側面図である。 【符号の説明】 １ パワーモジュール ２ 主回路端子 ４ ネジ ５Ａ、Ｂ 大電流配線基板 １０ ベース基板 １１ 制御端子（制御ピン） １２ ガイドピン １３ 制御端子用コネクタ １４ ガイドピン用穴 １５ 主回路ピン １６ 主回路端子用コネクタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 電力変換を行うパワーモジュールにおいて、主電流を通流する
   電流路が配された基板に取り付ける取り付け面を有し、主電力を扱うピン形状を
   為す主回路端子と、上記主回路端子の基板への取り付け面に垂直方向に伸びるピ
   ン形状を為すと共に、その先端は上記主回路端子の基板への取り付け面よりも高
   く、上記主電力以外の信号、電力などを扱う制御端子と、上記制御端子の近傍に
   設けられ、上記制御端子以上の高さを有し、上記基板に形成されたガイド穴に貫
   挿される複数のガイドピンとを備えたことを特徴としたパワーモジュール。