JP3855577B2 - 絶縁装置 - Google Patents
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータのコントローラに搭載される制御装置の電源部の絶縁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電源からＩＧＢＴや電解コンデンサなど複数のパワー素子へ電力を供給する際、一般的に印刷配線基板が用いられている。
【０００３】
ところが、大電流を供給する場合には、印刷配線板の導体の電流容量から使用が困難であり、またパワー素子への接続方法や電流容量を考慮するとリード線の使用も難しいため、印刷配線板やリード線に替えて、配線用に金属板が用いられており、図５のように、電源と複数のパワー素子２０の電極部２０ａを金属板２１を用いて並列に接続配線した時、
電極部２０ａ間の空間距離２０ｂだけで絶縁を確保していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、ほこりなどが堆積して必要な空間距離が確保できなくなった場合に、金属板間にアーク電流が流れ続けてコントローラが焼損するなどの不具合が発生する可能性があった。
【０００５】
また、配線のための金属板を複雑な形状にした場合には、金属板間の絶縁を確保することが難しく、金属板を平易な形状に限定せざるを得なかった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、モータ制御装置などの電源部の複数のパワー素子の配線に金属板を用いた電源部の絶縁装置を安価に提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、複数のパワー素子と、前記パワー素子の電極部と電源を接続する複数の金属板と、前記金属板間を絶縁する絶縁板とを備え、前記絶縁板に前記パワー素子の電極部を含んだ突起部と嵌合する複数の位置決め孔と、前記パワー素子の他の電極部と前記金属板とを接続するための複数の接続孔と、前記位置決め孔と接続孔の間に金属板の板厚以上の段差とを設け、前記絶縁板の位置決め孔の上および接続孔の下にそれぞれ金属板を配設し、前記金属板でパワー素子を並列に接続したもので、絶縁板で一方の金属板の表面と断面を覆うので確実な絶縁ができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために本発明は、複数のパワー素子と、前記パワー素子の電極部と電源を接続する複数の金属板と、前記金属板間を絶縁する絶縁板とを備え、前記絶縁板に前記パワー素子の電極部を含んだ突起部と嵌合する複数の位置決め孔と、前記パワー素子の他の電極部と前記金属板とを接続するための複数の接続孔と、前記位置決め孔と接続孔の間に金属板の板厚以上の段差とを設け、前記絶縁板の位置決め孔の上および接続孔の下にそれぞれ金属板を配設し、前記金属板でパワー素子を並列に接続した絶縁装置であり、絶縁板で一方の金属板の表面と端面を覆うので確実な絶縁ができる。
【０００９】
また、段差を有して配列した複数のパワー素子と、前記パワー素子の電極部と電源を接続する段差を設けた複数の金属板と、前記金属板間を絶縁する絶縁板とを備え、前記絶縁板に前記パワー素子の電極部を含んだ突起部と嵌合する複数の位置決め孔と、前記パワー素子の他の電極部と前記金属板とを接続するための複数の接続孔と、前記位置決め孔と接続孔の間に金属板の板厚以上の段差を金属板の段差に沿うように屈曲して設け、前記絶縁板の位置決め孔の上および接続孔の下にそれぞれ金属板を配設し、前記金属板でパワー素子を並列に接続した絶縁装置であり、パワー素子間に段差があっても、絶縁板で一方の金属板の表面と端面を覆うので確実な絶縁ができる。
【００１０】
さらに、絶縁板は、絶縁薄板を屈曲加工した請求項１または２記載の絶縁装置であり、抜き曲げ加工で容易かつ安価に形成できる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１、図２において、１はパワー素子の一例でＩＧＢＴモジュール、１ａはＩＧＢＴモジュールの電極部、１ｂは突起部でＩＧＢＴモジュールの電極部１ａを囲み保護している
。２はプレスボード製の絶縁板、３は銅製の金属板である。
【００１３】
ＩＧＢＴモジュールには１素子入り、２素子入り、６素子入り等のタイプがあり、エミッタ、コレクタの電極部には接続用のネジを、ベース端子にははんだ用の端子をそれぞれ備えている。本実施例のＩＧＢＴモジュール１は２素子入りで、モジュール内でエミッタとコレクタが直列に共通に接続されており、電源の負電位と接続されるエミッタＮと電源の正電位と接続されるコレクタＰと、モジュール内でエミッタとコレクタの共通接続点Ｏの３つの電極部と、ベースＧ端子を備えている。
【００１４】
ＩＧＢＴモジュール１を３個を並列に配置して、３個のＩＧＢＴ１のエミッタＮ電極部とコレクタＰ電極部を電源（負、正電位）にそれぞれ金属板３で並列に接続し、共通接続点Ｏ電極部はそれぞれ個別に接続され、モータ制御装置のインバータ回路（図示せず）を構成している。
【００１５】
絶縁板２には、突起部１ｂに嵌合する位置決め孔２ａと、金属板３とコレクタＰ電極部をビスで接続するための接続孔２ｂをそれぞれ一直線上に３ヶ所設けており、位置決め孔２ａと接続孔２ｂの間に金属板３の板厚以上に段差部２ｃを設けている。
【００１６】
そして、絶縁板２の位置決め孔２ａの上および接続孔２ｂの下にそれぞれ金属板３を配設、ビスによりＩＧＢＴ１のエミッタＮ電極部とコレクタＰ電極部を電気的に接続する。絶縁板２は薄板のため取り付け時に動くが、ＩＧＢＴ１の突起部１ｂと位置決め孔２ａを嵌合関係にしているので、絶縁板２はガタが発生せず、電極部に噛み込むこともない。
【００１７】
このように、絶縁板２はＩＧＢＴ１の電極部１ａと一方の金属板３とで挟む形に取り付けるので絶縁板３は抜けることがなく、また、突起部１ｂと絶縁板３の位置決め孔２ａを嵌合関係にしているのでガタも発生しない。さらに、絶縁板３の接続孔側で金属板３の表面、段差部２ｃで端面を連続的に覆うことができるので金属板間の絶縁が確保できる。
【００１８】
なお、ＩＧＢＴモジュールは２素子入りに限定するものでなく、１素子入りでも６素子入りでも同様に実施できる。また、他のパワー素子であっても同一平面上に電極部があり、並列に接続する場合は同様に実施できる。
【００１９】
（実施例２）
図３、図４において、４はパワー素子の一例であるＩＧＢＴモジュール、４ａはＩＧＢＴモジュール４の電極部、４ｂは突起部で電極部４ａを囲み保護している。５は別のパワー素子の一例で電解コンデンサ、５ａは電解コンデンサ５の電極部（端子）、６は絶縁フィルム製の絶縁板、７は黄銅製の金属板である。
【００２０】
ＩＧＢＴモジュール４は実施例１と同様であり、金属板７を用いてＩＧＢＴモジュール４と電解コンデンサ５が電源に並列接続される。
【００２１】
円筒形の電解コンデンサ５はＩＧＢＴモジュール４と比べて高さ方向に長く、このため電極部を同一平面上にそろえると底部に段差が発生、底部の段差を吸収しようとするとＩＧＢＴモジュール４の電極部と電解コンデンサ５の電極部に段差が発生する。前者の場合には、実施例１の絶縁装置が適用でき、後者の場合には、絶縁板６と金属板７の両方に段差を設けた本実施例２が適用される。
【００２２】
このため、絶縁板６には、突起部４ｂに嵌合する位置決め孔６ａと、金属板７とコレクタＰ電極部をビスで接続するための接続孔６ｂをそれぞれ３ヶ所、電解コンデンサ５の電極部５ａのための接続孔６ｃを２ヶ所に設けている。また、位置決め孔６ａと接続孔６ｂ
間、および接続孔６ｃ間には金属板７の板厚以上の段差部６ｄと金属板７の段差に沿うように屈曲部６ｅを設けている。
【００２３】
そして、絶縁板６の位置決め孔６ａと接続孔６ｃの上および接続孔６ｂと接続孔６ｃの下にそれぞれ金属板７を配設し、ＩＧＢＴ４のエミッタＮ電極部と金属板７、コレクタＰ電極部と金属板７をそれぞれビスにより電気的に接続する。
【００２４】
実施例１と同様に、ＩＧＢＴ４の突起部４ｂと位置決め孔６ａを嵌合関係にしているので、絶縁板６はガタが発生せず、電極部に噛み込むこともない。また、絶縁板６の接続孔６ｃ側で金属板７の表面、段差部６ｄで金属板７の端面をそれぞれ連続的に覆うことができ、金属板間の絶縁が確保できる。
【００２５】
なお、複数のパワー素子間の段差は実施例２に限定されず、複数のＩＧＢＴモジュール間やその他のパワー素子間でも同様に実施できる。
【００２６】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように請求項１記載の発明によれば、同一平面上にある複数のパワー素子の電極部を金属板を用いて電源に並列接続する時、絶縁板をパワー素子の電極部と一方の金属板とで挟む形に取り付けるので、絶縁板が抜けたりガタが発生することはなく、また、絶縁板で金属板の表面と端面を連続的に覆うので、金属板間の絶縁が確保できる。
【００２７】
また、請求項２記載の発明によれば、複数のパワー素子の電極部間に段差があっても、段差に沿って金属板と絶縁板を屈曲させ、さらに絶縁板に金属板の板厚以上の段差部と屈曲部を設けたので、絶縁板をパワー素子の電極部と一方の金属板で挟む形に取り付けるので、絶縁板が抜けることはなく、また、絶縁板で金属板の表面と端面を連続的に覆うので、金属板間の絶縁が確保できる。
【００２８】
さらに、請求項３記載の発明によれば、プレスボードなどの絶縁薄板を屈曲加工のみで、容易かつ安価に形成することができる。
【００２９】
このように、モータ制御装置など複数のパワー素子の配線に金属板を用いた電源部の絶縁装置を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における絶縁装置の構成図
【図２】 本発明の実施例１における絶縁装置の平面図
【図３】 （ａ）本発明の実施例２における絶縁装置の構成図
（ｂ）本発明の実施例２における絶縁装置の部分拡大図
【図４】 （ａ）本発明の実施例２における絶縁板の平面図
（ｂ）本発明の実施例２における絶縁板の正面図
（ｃ）本発明の実施例２における絶縁板の断面図
【図５】 従来の絶縁装置の構成図
【符号の説明】
１、４、５ パワー素子（ＩＧＢＴモジュール、電解コンデンサ）
１ａ、４ａ、５ａ 電極部（エミッタＮ、コレクタＰ、共通接続点Ｏ、端子）
１ｂ、４ｂ 突起部
２、６ 絶縁板
２ａ、６ａ 位置決め孔
２ｂ、６ｂ 接続孔
２ｃ、６ｄ 段差部
３、７ 金属板
６ｃ 接続孔
６ｅ 屈曲部
【発明の属する技術分野】
本発明はモータのコントローラに搭載される制御装置の電源部の絶縁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電源からＩＧＢＴや電解コンデンサなど複数のパワー素子へ電力を供給する際、一般的に印刷配線基板が用いられている。
【０００３】
ところが、大電流を供給する場合には、印刷配線板の導体の電流容量から使用が困難であり、またパワー素子への接続方法や電流容量を考慮するとリード線の使用も難しいため、印刷配線板やリード線に替えて、配線用に金属板が用いられており、図５のように、電源と複数のパワー素子２０の電極部２０ａを金属板２１を用いて並列に接続配線した時、
電極部２０ａ間の空間距離２０ｂだけで絶縁を確保していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、ほこりなどが堆積して必要な空間距離が確保できなくなった場合に、金属板間にアーク電流が流れ続けてコントローラが焼損するなどの不具合が発生する可能性があった。
【０００５】
また、配線のための金属板を複雑な形状にした場合には、金属板間の絶縁を確保することが難しく、金属板を平易な形状に限定せざるを得なかった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、モータ制御装置などの電源部の複数のパワー素子の配線に金属板を用いた電源部の絶縁装置を安価に提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、複数のパワー素子と、前記パワー素子の電極部と電源を接続する複数の金属板と、前記金属板間を絶縁する絶縁板とを備え、前記絶縁板に前記パワー素子の電極部を含んだ突起部と嵌合する複数の位置決め孔と、前記パワー素子の他の電極部と前記金属板とを接続するための複数の接続孔と、前記位置決め孔と接続孔の間に金属板の板厚以上の段差とを設け、前記絶縁板の位置決め孔の上および接続孔の下にそれぞれ金属板を配設し、前記金属板でパワー素子を並列に接続したもので、絶縁板で一方の金属板の表面と断面を覆うので確実な絶縁ができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために本発明は、複数のパワー素子と、前記パワー素子の電極部と電源を接続する複数の金属板と、前記金属板間を絶縁する絶縁板とを備え、前記絶縁板に前記パワー素子の電極部を含んだ突起部と嵌合する複数の位置決め孔と、前記パワー素子の他の電極部と前記金属板とを接続するための複数の接続孔と、前記位置決め孔と接続孔の間に金属板の板厚以上の段差とを設け、前記絶縁板の位置決め孔の上および接続孔の下にそれぞれ金属板を配設し、前記金属板でパワー素子を並列に接続した絶縁装置であり、絶縁板で一方の金属板の表面と端面を覆うので確実な絶縁ができる。
【０００９】
また、段差を有して配列した複数のパワー素子と、前記パワー素子の電極部と電源を接続する段差を設けた複数の金属板と、前記金属板間を絶縁する絶縁板とを備え、前記絶縁板に前記パワー素子の電極部を含んだ突起部と嵌合する複数の位置決め孔と、前記パワー素子の他の電極部と前記金属板とを接続するための複数の接続孔と、前記位置決め孔と接続孔の間に金属板の板厚以上の段差を金属板の段差に沿うように屈曲して設け、前記絶縁板の位置決め孔の上および接続孔の下にそれぞれ金属板を配設し、前記金属板でパワー素子を並列に接続した絶縁装置であり、パワー素子間に段差があっても、絶縁板で一方の金属板の表面と端面を覆うので確実な絶縁ができる。
【００１０】
さらに、絶縁板は、絶縁薄板を屈曲加工した請求項１または２記載の絶縁装置であり、抜き曲げ加工で容易かつ安価に形成できる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１、図２において、１はパワー素子の一例でＩＧＢＴモジュール、１ａはＩＧＢＴモジュールの電極部、１ｂは突起部でＩＧＢＴモジュールの電極部１ａを囲み保護している
。２はプレスボード製の絶縁板、３は銅製の金属板である。
【００１３】
ＩＧＢＴモジュールには１素子入り、２素子入り、６素子入り等のタイプがあり、エミッタ、コレクタの電極部には接続用のネジを、ベース端子にははんだ用の端子をそれぞれ備えている。本実施例のＩＧＢＴモジュール１は２素子入りで、モジュール内でエミッタとコレクタが直列に共通に接続されており、電源の負電位と接続されるエミッタＮと電源の正電位と接続されるコレクタＰと、モジュール内でエミッタとコレクタの共通接続点Ｏの３つの電極部と、ベースＧ端子を備えている。
【００１４】
ＩＧＢＴモジュール１を３個を並列に配置して、３個のＩＧＢＴ１のエミッタＮ電極部とコレクタＰ電極部を電源（負、正電位）にそれぞれ金属板３で並列に接続し、共通接続点Ｏ電極部はそれぞれ個別に接続され、モータ制御装置のインバータ回路（図示せず）を構成している。
【００１５】
絶縁板２には、突起部１ｂに嵌合する位置決め孔２ａと、金属板３とコレクタＰ電極部をビスで接続するための接続孔２ｂをそれぞれ一直線上に３ヶ所設けており、位置決め孔２ａと接続孔２ｂの間に金属板３の板厚以上に段差部２ｃを設けている。
【００１６】
そして、絶縁板２の位置決め孔２ａの上および接続孔２ｂの下にそれぞれ金属板３を配設、ビスによりＩＧＢＴ１のエミッタＮ電極部とコレクタＰ電極部を電気的に接続する。絶縁板２は薄板のため取り付け時に動くが、ＩＧＢＴ１の突起部１ｂと位置決め孔２ａを嵌合関係にしているので、絶縁板２はガタが発生せず、電極部に噛み込むこともない。
【００１７】
このように、絶縁板２はＩＧＢＴ１の電極部１ａと一方の金属板３とで挟む形に取り付けるので絶縁板３は抜けることがなく、また、突起部１ｂと絶縁板３の位置決め孔２ａを嵌合関係にしているのでガタも発生しない。さらに、絶縁板３の接続孔側で金属板３の表面、段差部２ｃで端面を連続的に覆うことができるので金属板間の絶縁が確保できる。
【００１８】
なお、ＩＧＢＴモジュールは２素子入りに限定するものでなく、１素子入りでも６素子入りでも同様に実施できる。また、他のパワー素子であっても同一平面上に電極部があり、並列に接続する場合は同様に実施できる。
【００１９】
（実施例２）
図３、図４において、４はパワー素子の一例であるＩＧＢＴモジュール、４ａはＩＧＢＴモジュール４の電極部、４ｂは突起部で電極部４ａを囲み保護している。５は別のパワー素子の一例で電解コンデンサ、５ａは電解コンデンサ５の電極部（端子）、６は絶縁フィルム製の絶縁板、７は黄銅製の金属板である。
【００２０】
ＩＧＢＴモジュール４は実施例１と同様であり、金属板７を用いてＩＧＢＴモジュール４と電解コンデンサ５が電源に並列接続される。
【００２１】
円筒形の電解コンデンサ５はＩＧＢＴモジュール４と比べて高さ方向に長く、このため電極部を同一平面上にそろえると底部に段差が発生、底部の段差を吸収しようとするとＩＧＢＴモジュール４の電極部と電解コンデンサ５の電極部に段差が発生する。前者の場合には、実施例１の絶縁装置が適用でき、後者の場合には、絶縁板６と金属板７の両方に段差を設けた本実施例２が適用される。
【００２２】
このため、絶縁板６には、突起部４ｂに嵌合する位置決め孔６ａと、金属板７とコレクタＰ電極部をビスで接続するための接続孔６ｂをそれぞれ３ヶ所、電解コンデンサ５の電極部５ａのための接続孔６ｃを２ヶ所に設けている。また、位置決め孔６ａと接続孔６ｂ
間、および接続孔６ｃ間には金属板７の板厚以上の段差部６ｄと金属板７の段差に沿うように屈曲部６ｅを設けている。
【００２３】
そして、絶縁板６の位置決め孔６ａと接続孔６ｃの上および接続孔６ｂと接続孔６ｃの下にそれぞれ金属板７を配設し、ＩＧＢＴ４のエミッタＮ電極部と金属板７、コレクタＰ電極部と金属板７をそれぞれビスにより電気的に接続する。
【００２４】
実施例１と同様に、ＩＧＢＴ４の突起部４ｂと位置決め孔６ａを嵌合関係にしているので、絶縁板６はガタが発生せず、電極部に噛み込むこともない。また、絶縁板６の接続孔６ｃ側で金属板７の表面、段差部６ｄで金属板７の端面をそれぞれ連続的に覆うことができ、金属板間の絶縁が確保できる。
【００２５】
なお、複数のパワー素子間の段差は実施例２に限定されず、複数のＩＧＢＴモジュール間やその他のパワー素子間でも同様に実施できる。
【００２６】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように請求項１記載の発明によれば、同一平面上にある複数のパワー素子の電極部を金属板を用いて電源に並列接続する時、絶縁板をパワー素子の電極部と一方の金属板とで挟む形に取り付けるので、絶縁板が抜けたりガタが発生することはなく、また、絶縁板で金属板の表面と端面を連続的に覆うので、金属板間の絶縁が確保できる。
【００２７】
また、請求項２記載の発明によれば、複数のパワー素子の電極部間に段差があっても、段差に沿って金属板と絶縁板を屈曲させ、さらに絶縁板に金属板の板厚以上の段差部と屈曲部を設けたので、絶縁板をパワー素子の電極部と一方の金属板で挟む形に取り付けるので、絶縁板が抜けることはなく、また、絶縁板で金属板の表面と端面を連続的に覆うので、金属板間の絶縁が確保できる。
【００２８】
さらに、請求項３記載の発明によれば、プレスボードなどの絶縁薄板を屈曲加工のみで、容易かつ安価に形成することができる。
【００２９】
このように、モータ制御装置など複数のパワー素子の配線に金属板を用いた電源部の絶縁装置を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における絶縁装置の構成図
【図２】 本発明の実施例１における絶縁装置の平面図
【図３】 （ａ）本発明の実施例２における絶縁装置の構成図
（ｂ）本発明の実施例２における絶縁装置の部分拡大図
【図４】 （ａ）本発明の実施例２における絶縁板の平面図
（ｂ）本発明の実施例２における絶縁板の正面図
（ｃ）本発明の実施例２における絶縁板の断面図
【図５】 従来の絶縁装置の構成図
【符号の説明】
１、４、５ パワー素子（ＩＧＢＴモジュール、電解コンデンサ）
１ａ、４ａ、５ａ 電極部（エミッタＮ、コレクタＰ、共通接続点Ｏ、端子）
１ｂ、４ｂ 突起部
２、６ 絶縁板
２ａ、６ａ 位置決め孔
２ｂ、６ｂ 接続孔
２ｃ、６ｄ 段差部
３、７ 金属板
６ｃ 接続孔
６ｅ 屈曲部
Claims (3)
- 複数のパワー素子と、前記パワー素子の電極部と電源を接続する複数の金属板と、前記金属板間を絶縁する絶縁板とを備え、前記絶縁板に前記パワー素子の電極部を含んだ突起部と嵌合する複数の位置決め孔と、前記パワー素子の他の電極部と前記金属板とを接続するための複数の接続孔と、前記位置決め孔と接続孔の間に金属板の板厚以上の段差とを設け、前記絶縁板の位置決め孔の上および接続孔の下にそれぞれ金属板を配設し、前記金属板でパワー素子を並列に接続した絶縁装置。
- 段差を有して配列した複数のパワー素子と、前記パワー素子の電極部と電源を接続する段差を設けた複数の金属板と、前記金属板間を絶縁する絶縁板とを備え、前記絶縁板に前記パワー素子の電極部を含んだ突起部と嵌合する複数の位置決め孔と、前記パワー素子の他の電極部と前記金属板とを接続するための複数の接続孔と、前記位置決め孔と接続孔の間に金属板の板厚以上の段差を金属板の段差に沿うように屈曲して設け、前記絶縁板の位置決め孔の上および接続孔の下にそれぞれ金属板を配設し、前記金属板でパワー素子を並列に接続した絶縁装置。
- 絶縁板は、絶縁薄板を屈曲加工した請求項１または２記載の絶縁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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