JP5160185B2 - Inverter device - Google Patents
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Description
本発明は、インバータ回路を構成する複数の部品と、これらの部品を収納するケースとを有するインバータ装置に関する。 The present invention relates to an inverter device having a plurality of parts constituting an inverter circuit and a case for housing these parts.
例えば、ハイブリッド車両や電動車両等に用いるような大きな出力の電動機を駆動するためのインバータ装置では、インバータ回路を構成するスイッチング素子の発熱量が多いため、スイッチング素子を適切に冷却することが要求される。また、車両等に搭載するためには、重量軽減や搭載スペースの制約等からインバータ装置をケースに収納して一体化するとともに、インバータ装置全体を小型化することが要求される。 For example, in an inverter device for driving a motor with a large output, such as that used in a hybrid vehicle or an electric vehicle, the switching element that constitutes the inverter circuit generates a large amount of heat, so that it is required to cool the switching element appropriately. The Further, in order to be mounted on a vehicle or the like, it is required that the inverter device is housed and integrated in a case and the entire inverter device is miniaturized because of weight reduction and mounting space restrictions.
このような技術に関して、例えば下記の特許文献1には、以下のようなインバータ装置の構成が開示されている。すなわち、このインバータ装置は、ヒートシンクを構成するヒートシンクプレートと、インバータ収容室を形成するインバータケースと、インバータケースの頂壁部に固定され、パルス幅変調信号を出力する制御回路基板と、インバータ収容室に収容されるとともに、ヒートシンクプレートに固定され、制御回路基板から出力されるパルス幅変調信号に基づいて相電流を発生させるインバータ回路とを有する。ここで、インバータ回路は、制御回路基板の下方に配置され、平滑コンデンサや、スイッチング素子を備えたトランジスタモジュール等から構成されている。平滑コンデンサとトランジスタモジュールとはバスバーにより電気的に接続されている。また、トランジスタモジュールは、バスバーを介して連結部材にも接続されている。連結部材は、モータと接続され、該モータに各相電流を供給する。更に、連結部材に隣接して、連結部材を流れる電流を検出する電流センサが設けられている。そして、このインバータ装置では、ヒートシンクプレートは、平板状に形成され、その下面に複数の放熱フィンが突出形成されている。そして、このヒートシンクプレートの上面にトランジスタモジュール、平滑コンデンサ、連結部材、及び電流センサ等が載置され、固定されている。
Regarding such a technique, for example, the following
しかし、上記のようなインバータ装置では、製造時に、ヒートシンクプレート上にトランジスタモジュールや平滑コンデンサ等の複数の部品を取り付けた後に、これらの各部品間をバスバー等により電気的に接続する作業を行う必要がある。そのため、組付け工程が複雑なものとなるとともに、このような作業に際して工具を挿入するために必要な作業スペース等を考慮した部品配置やヒートシンクプレートの設計が必要となり、その分だけインバータ装置が大型化せざるを得ないという問題があった。 However, in the inverter apparatus as described above, it is necessary to perform an operation of electrically connecting each of these parts by a bus bar after mounting a plurality of parts such as a transistor module and a smoothing capacitor on the heat sink plate at the time of manufacture. There is. This complicates the assembly process and requires parts layout and heat sink plate design that take into account the work space required to insert tools during such operations. There was a problem that had to be made.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、スイッチング素子を確実に冷却できる構造としつつ、製造時の組付け工程を簡略化できるとともに、インバータ回路を構成する複数の部品を効率的に収納して小型化することができるインバータ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems. The object of the present invention is to simplify the assembly process at the time of manufacture and to construct a plurality of inverter circuits. An object of the present invention is to provide an inverter device capable of efficiently storing components and reducing the size.
上記目的を達成するための本発明に係るインバータ装置の特徴構成は、インバータ回路を構成する複数の部品が実装された主回路基板と、冷却手段を有し、前記主回路基板を収納するケースと、を備え、前記主回路基板は、前記複数の部品のうち少なくともスイッチング素子及びディスクリート部品が片側の第一面に実装されていると共に、前記ディスクリート部品として、コンデンサ、コネクタ、及び電流センサを備え、前記第一面が前記ケースの内側の所定の対向面に対向するとともに、前記スイッチング素子が前記対向面に接触するように配置された状態で、前記主回路基板が前記ケースに固定され、前記スイッチング素子の前記主回路基板の実装面からの高さは、前記コンデンサ、前記コネクタ、及び前記電流センサのそれぞれの前記主回路基板の実装面からの高さよりも低く、前記ケースの前記対向面が、前記スイッチング素子以外の部品が接しないように、前記主回路基板の前記第一面に実装される各部品の高さに応じた階段状に形成されていると共に、前記スイッチング素子が接触している領域の前記ケースの肉厚が他の領域に比べて厚く形成されている点にある。 In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the inverter device according to the present invention includes a main circuit board on which a plurality of components constituting the inverter circuit are mounted, a case having cooling means, and housing the main circuit board. The main circuit board includes at least a switching element and a discrete component among the plurality of components mounted on a first surface on one side , and includes a capacitor, a connector, and a current sensor as the discrete component, The main circuit board is fixed to the case with the first surface facing a predetermined facing surface inside the case and the switching element is in contact with the facing surface, and the switching The height of the element from the mounting surface of the main circuit board is in front of each of the capacitor, the connector, and the current sensor. The height of each component mounted on the first surface of the main circuit board is lower than the height from the mounting surface of the main circuit board, and the parts other than the switching element are not in contact with the facing surface of the case. The thickness of the case in the region where the switching element is in contact with the switching element is larger than that in other regions .
この特徴構成によれば、インバータ回路を構成する複数の部品を主回路基板に実装して一体化し、この主回路基板をケースに固定する構成としているので、製造時に各部品をそれぞれケースに取り付ける作業が不要となる。したがって、製造時の組付け工程を簡略化できるとともに、複数の部品のケースへの取り付けや部品間の電気的接続のための作業スペースが不要となるため、インバータ回路を構成する複数の部品を効率的に収納して装置を小型化することができる。更に、主回路基板は、少なくともスイッチング素子及びディスクリート部品が片側の第一面に実装されているため、インバータ回路を構成する複数の部品のうちで大きな部品が第一面側に集めて実装されることになり、第一面の裏側の部品の突出量を抑えることができる。したがって、装置を小型化することが更に容易になる。また、スイッチング素子がケースの対向面に接触するように配置された状態で、主回路基板がケースに固定されているため、スイッチング素子が発する熱を、冷却手段を有するケースに伝導して確実に冷却することができる。
また、この特徴構成によれば、スイッチング素子以外の部品が接しないように、ケースの対向面が形成されているので、スイッチング素子を確実に冷却できる構造としつつ、スイッチング素子以外にコンデンサ、コネクタ、及び電流センサを含むディスクリート部品等が第一面に実装された主回路基板を、ケースに適切に取り付けることができる。また、ケースの対向面が、主回路基板の第一面に実装される各部品の高さに応じた階段状に形成されているため、ケースの外形を大型化することなく可能な限りケース体積を大きくすることができる。したがって、スイッチング素子が発する熱が伝導されるケースの熱容量を確保し、冷却性能を高めることが可能となる。
According to this characteristic configuration, a plurality of parts constituting the inverter circuit are mounted and integrated on the main circuit board, and the main circuit board is fixed to the case, so that each part is attached to the case at the time of manufacture. Is no longer necessary. Therefore, the assembly process at the time of manufacturing can be simplified, and a work space for attaching multiple parts to the case and electrical connection between the parts becomes unnecessary, so that the multiple parts constituting the inverter circuit can be efficiently used. Thus, the device can be reduced in size. Further, since at least the switching element and the discrete component are mounted on the first surface on one side of the main circuit board, large components among a plurality of components constituting the inverter circuit are collected and mounted on the first surface side. As a result, the protruding amount of the parts on the back side of the first surface can be suppressed. Therefore, it becomes easier to reduce the size of the apparatus. In addition, since the main circuit board is fixed to the case in a state where the switching element is disposed so as to contact the facing surface of the case, the heat generated by the switching element is reliably conducted to the case having the cooling means. Can be cooled.
In addition, according to this characteristic configuration, since the facing surface of the case is formed so that parts other than the switching element do not contact with each other, a capacitor, a connector, The main circuit board on which the discrete parts including the current sensor are mounted on the first surface can be appropriately attached to the case. In addition, since the opposing surface of the case is formed in a step shape according to the height of each component mounted on the first surface of the main circuit board, the case volume can be as much as possible without increasing the size of the case. Can be increased. Therefore, it is possible to secure the heat capacity of the case where the heat generated by the switching element is conducted and to improve the cooling performance.
また、前記ケースは、前記冷却手段として、前記対向面の裏側の対向外面に立設された複数の放熱フィンを備えていると好適である。 In addition, it is preferable that the case includes a plurality of radiating fins erected on the opposing outer surface on the back side of the opposing surface as the cooling means.
ケースの冷却手段として、この他にも冷媒を通すための冷媒流路をケース内に形成した構成等を採用することも可能である。但し、この放熱フィンを備える構成によれば、ケースを比較的軽量で低コストの構成とすることが可能となる。 In addition to this, as a cooling means for the case, it is possible to adopt a configuration in which a refrigerant flow path for allowing the refrigerant to pass is formed in the case. However, according to the configuration including the heat radiation fins, the case can be configured to be relatively light and low cost.
また、前記複数の放熱フィンは、前記対向面の前記スイッチング素子が接触している領域の裏側部分では前記対向外面からの高さが高く、他の領域では前記対向外面からの高さが低く形成されていると好適である。 The plurality of radiating fins are formed such that a height from the facing outer surface is high in a back side portion of the region where the switching element is in contact with the facing surface, and a height from the facing outer surface is low in other regions. It is preferable that
この構成によれば、冷却を必要とするスイッチング素子の近傍において、放熱フィンの表面積を大きくすることができるため、より効率的にスイッチング素子の冷却を行うことが可能となる。 According to this configuration, since the surface area of the radiation fin can be increased in the vicinity of the switching element that requires cooling, the switching element can be cooled more efficiently.
また、前記ケースの前記対向外面は、前記対向面の前記スイッチング素子が接触している領域の裏側部分が他の領域に対して前記主回路基板側に位置するように階段状に形成され、前記複数の放熱フィンの先端部が同一平面上に位置するように形成されていると好適である。 Further, the opposing outer surface of the case is formed in a stepped shape so that a back side portion of a region where the switching element of the opposing surface is in contact is positioned on the main circuit board side with respect to another region, It is preferable that the tips of the plurality of radiating fins are formed so as to be positioned on the same plane.
この構成によれば、放熱フィンの先端部が凹凸状に配置されることを防止しつつ、主回路基板の第一面に実装されている部品の高さに応じたケースの対向面の形状を利用して、放熱フィンを、対向面のスイッチング素子が接触している領域の裏側部分では対向外面からの高さが高く、他の領域では対向外面からの高さが低くなるように形成することができる。したがって、ケースの外形を平面的なものとして搭載性を高めつつ、冷却を必要とするスイッチング素子の近傍において放熱フィンの表面積を大きくして効率的なスイッチング素子の冷却を行うことが可能となる。 According to this configuration, the shape of the facing surface of the case according to the height of the component mounted on the first surface of the main circuit board is prevented while preventing the tip portion of the radiating fin from being unevenly arranged. Utilize heat radiation fins so that the height from the opposite outer surface is high in the back side of the region where the switching element on the opposite surface is in contact, and the height from the opposite outer surface is low in the other regions. Can do. Therefore, it is possible to efficiently cool the switching element by increasing the surface area of the radiating fin in the vicinity of the switching element that requires cooling while improving the mountability by making the outer shape of the case planar.
ここで、スイッチング素子は、単独で主回路基板に実装されるものであってもよいが、複数の素子が金属ベース上に載置されて一体化されたモジュール構造とされている構造とされていても好適である。 Here, the switching element may be mounted alone on the main circuit board, but has a structure in which a plurality of elements are mounted on a metal base and integrated into a module structure. Is also suitable.
この構成によれば、スイッチング素子を保護することが容易であるとともに、金属ベースがケースの対向面に接触するように配置することにより、金属ベース上の複数の素子の冷却を適切に行うことが可能となる。 According to this configuration, it is easy to protect the switching element, and the plurality of elements on the metal base can be appropriately cooled by arranging the metal base so as to contact the facing surface of the case. It becomes possible.
また、前記スイッチング素子は、前記主回路基板上において前記コンデンサと前記電流センサとの間に配置されていると好適である。 The switching element is preferably disposed between the capacitor and the current sensor on the main circuit board.
この構成によれば、スイッチング素子が、主回路基板上におけるコンデンサと電流センサとの間の中央側に配置されることになる。そして、スイッチング素子はケースの対向面に接触するように配置されるため、主回路基板の中央側の領域がスイッチング素子を介してケースに支持されることになる。したがって、たわみ抑制用のブラケット等の部材を備えることなく、主回路基板の中央側のたわみを抑制することができる。 According to this configuration, the switching element is arranged on the center side between the capacitor and the current sensor on the main circuit board. And since a switching element is arrange | positioned so that the opposing surface of a case may be contacted, the area | region of the center side of a main circuit board will be supported by a case via a switching element. Therefore, the deflection on the center side of the main circuit board can be suppressed without providing a member such as a bracket for suppressing the deflection.
また、前記コネクタは、前記主回路基板に実装される側とは反対側の面に支持用凹部を備え、前記主回路基板が前記ケースに固定された状態で、前記ケースの前記対向面に突出形成された支持用凸部が前記支持用凹部に挿入される構成とすると好適である。 The connector includes a supporting recess on a surface opposite to a side mounted on the main circuit board, and protrudes from the facing surface of the case in a state where the main circuit board is fixed to the case. It is preferable that the formed supporting convex portion is inserted into the supporting concave portion.
この構成によれば、主回路基板がケースに固定された状態で、コネクタが主回路基板とケースの支持用凸部の双方により支持されるため、コネクタに力が作用した場合であってもコネクタと主回路基板との電気的接続部が破損することを抑制できる。 According to this configuration, since the connector is supported by both the main circuit board and the supporting convex part of the case in a state where the main circuit board is fixed to the case, the connector can be used even when force is applied to the connector. Damage to the electrical connection between the main circuit board and the main circuit board can be suppressed.
また、前記対向面の前記スイッチング素子が接触している領域に凹部が設けられ、この凹部内に前記スイッチング素子の温度を検出するための温度センサが配置されていると好適である。 Further, it is preferable that a concave portion is provided in a region where the switching element is in contact with the facing surface, and a temperature sensor for detecting the temperature of the switching element is disposed in the concave portion.
この構成によれば、スイッチング素子の温度を適切に検出できる位置に温度センサを配置できるとともに、当該温度センサを配置するためにケースの対向面又は主回路基板の面積を拡大する必要がないので装置を小型化することができる。 According to this configuration, the temperature sensor can be disposed at a position where the temperature of the switching element can be appropriately detected, and it is not necessary to enlarge the facing surface of the case or the area of the main circuit board in order to dispose the temperature sensor. Can be miniaturized.
また、前記ケースは、前記対向面の周縁に沿って立設された周壁部を備えるとともに、この周壁部の端面よりも前記対向面側に引退した位置に、前記主回路基板を載置して固定するための固定座を備えていると好適である。 In addition, the case includes a peripheral wall portion erected along the peripheral edge of the facing surface, and the main circuit board is placed at a position retracted to the facing surface side from an end surface of the peripheral wall portion. It is preferable that a fixing seat for fixing is provided.
この構成によれば、主回路基板をケースの周壁部内の適切な位置に配置して固定することができる。また、この主回路基板を固定するための固定座が周壁部の端面よりも対向面側に引退した位置に設けられているため、主回路基板を周壁部の端面よりも対向面側に引退した位置に配置することが可能となる。これにより、主回路基板が周壁部により周囲を囲まれて保護される状態となるため、製造時における主回路基板の破損等を抑制できる。 According to this configuration, the main circuit board can be arranged and fixed at an appropriate position in the peripheral wall portion of the case. Further, since the fixing seat for fixing the main circuit board is provided at a position retracted to the opposite surface side from the end surface of the peripheral wall portion, the main circuit board is retracted to the opposite surface side from the end surface of the peripheral wall portion. It becomes possible to arrange in the position. As a result, the main circuit board is surrounded and protected by the peripheral wall portion, so that damage to the main circuit board during manufacturing can be suppressed.
また、インバータ装置は、前記主回路基板の前記第一面の裏側の第二面側を覆うように前記ケースに固定されるカバーケースを更に備えると好適である。 In addition, it is preferable that the inverter device further includes a cover case fixed to the case so as to cover a second surface side on the back side of the first surface of the main circuit board.
この構成によれば、主回路基板をケース及びカバーケースの内側に収納して保護することができる。また、ケースに伝導されたスイッチング素子からの熱が、更にカバーケースにも伝導されることになるので、スイッチング素子の冷却性能を更に高めることができる。 According to this configuration, the main circuit board can be housed and protected inside the case and the cover case. Further, since the heat from the switching element conducted to the case is further conducted to the cover case, the cooling performance of the switching element can be further enhanced.
また、前記カバーケースの内面には、前記スイッチング素子の制御回路を有する制御基板が固定されている構成とすると好適である。 Further, it is preferable that a control board having a control circuit for the switching element is fixed to the inner surface of the cover case.
この構成によれば、制御基板を支持するためにブラケット等の部材が必要なく、制御基板を内面に固定したカバーケースを、ケースに固定することにより、制御基板を適切に支持することができる。したがって、装置を小型化することが更に容易になる。 According to this configuration, a member such as a bracket is not required to support the control board, and the control board can be appropriately supported by fixing the cover case with the control board fixed to the inner surface to the case. Therefore, it becomes easier to reduce the size of the apparatus.
また、前記カバーケースは、前記主回路基板の前記第二面側を覆うカバー面と、このカバー面の周縁に沿って立設されたカバー周壁部とを備え、前記カバー周壁部の端面が、前記対向面の周縁に沿って立設された前記ケースの周壁部の端面と当接するように形成されている構成とすると好適である。 The cover case includes a cover surface that covers the second surface side of the main circuit board, and a cover peripheral wall portion that is erected along a peripheral edge of the cover surface, and an end surface of the cover peripheral wall portion is It is preferable that the structure is formed so as to be in contact with the end surface of the peripheral wall portion of the case that is erected along the periphery of the facing surface.
この構成によれば、主回路基板及び制御基板を、ケースの対向面及び周壁部、並びにカバーケースのカバー面及びカバー周壁部により囲まれる空間内に収納して保護することができる。また、この際、ケースの周壁部とカバーケースのカバー周壁部とのそれぞれの高さを適切に設定することにより、主回路基板をケースの周壁部内に収め、制御基板をカバーケースのカバー周壁部内に収め、主回路基板及び制御基板の双方を保護して製造時における破損等を抑制できる。更に、主回路基板のスイッチング素子の発熱量、及び制御基板に実装される部品の発熱量の双方に応じて、ケースの周壁部とカバーケースのカバー周壁部とのそれぞれの高さを適切に設定することにより、主回路基板からの熱が伝導されるケースの熱容量と制御基板からの熱が伝導されるカバーケースの熱容量のバランスを適切に設定することが可能となる。これにより、主回路基板及び制御基板のそれぞれに対する冷却性のバランスを適切に設定し、主回路基板及び制御基板の双方の冷却を適切に行うことが可能となる。 According to this configuration, the main circuit board and the control board can be stored and protected in the space surrounded by the facing surface and the peripheral wall portion of the case and the cover surface and the cover peripheral wall portion of the cover case. Also, at this time, by appropriately setting the heights of the peripheral wall portion of the case and the cover peripheral wall portion of the cover case, the main circuit board is accommodated in the peripheral wall portion of the case, and the control board is placed in the cover peripheral wall portion of the cover case. In this case, both the main circuit board and the control board can be protected and damage during manufacturing can be suppressed. Furthermore, according to both the amount of heat generated by the switching elements on the main circuit board and the amount of heat generated by the components mounted on the control board, the heights of the peripheral wall portion of the case and the cover peripheral wall portion of the cover case are set appropriately. By doing so, it is possible to appropriately set the balance between the heat capacity of the case where heat from the main circuit board is conducted and the heat capacity of the cover case where heat from the control board is conducted. Thereby, it is possible to appropriately set the balance of the cooling performance with respect to each of the main circuit board and the control board and appropriately cool both the main circuit board and the control board.
以下、ハイブリッド車両や電動車両等に用いるような大きな出力のモータを駆動するためのインバータ装置に本発明を適用する場合を例として、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態において、インバータ装置は、内部に回路基板を内包したインバータボックスの形態で提供される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, taking as an example the case where the present invention is applied to an inverter device for driving a motor with a large output, such as used in a hybrid vehicle or an electric vehicle. In the present embodiment, the inverter device is provided in the form of an inverter box containing a circuit board inside.
〔インバータボックスの概要〕
図1は、本発明のインバータ装置に係るインバータボックス3の外観図である。図2は、インバータボックス3の長手方向の断面図である。インバータボックス3は、図中において符号1及び2で示される2つのケースを有して構成されている。符号1で示される一方のケースは、インバータ回路を構成する複数の部品が実装された主回路基板100が収納されるケースである。以下、主基板ケース1と略称する。符号2で示される他方のケースは、制御回路を構成する複数の部品が実装された制御回路基板200が収納されるケースである。以下、制御基板ケース2と略称する。この制御基板ケース2が本願における「カバーケース」に相当する。主基板ケース1及び制御基板ケース2は、熱伝導性に優れたアルミニウムなどの金属によって構成される。
[Overview of inverter box]
FIG. 1 is an external view of an
図3は、主基板ケース1への主回路基板100の収納形態を示す斜視図である。図4は、主回路基板100の上面図である。インバータ回路を中核とする主回路を構成する複数の部品のうち、少なくともスイッチング素子及びディスクリート部品は、主回路基板100の片側の第一面に実装され、チップ抵抗器、チップコンデンサなどの表面実装部品は第一面の裏面の第二面に実装される。以下、便宜上、当該第一面をリフロー面101(部品面)、当該第二面をフロー面102(半田面)と称する。尚、チップ抵抗器、チップコンデンサなどの表面実装部品の一部はリフロー面にも実装されてよい。図2、図3、図4においては、チップ抵抗器、チップコンデンサなどの表面実装部品は省略している。
FIG. 3 is a perspective view showing how the
主回路基板100は、リフロー面101が主基板ケース1の内側の所定の対向面10に対向するとともに、スイッチング素子としてのIPM(intelligent power module)130が対向面10に接触するように配置された状態で、主基板ケース1に固定される。詳細は、後述する。
The
図5は、制御基板ケース2への制御回路基板200の収納形態を示す斜視図である。制御回路を構成する複数の部品のうち少なくともチップIC及びディスクリート部品は、制御回路基板200の片側の第一面に実装され、チップ抵抗器、チップコンデンサなどの表面実装部品は第一面の裏面の第二面に実装される。以下、便宜上、当該第一面をリフロー面201(部品面)、当該第二面をフロー面202(半田面)と称する。尚、チップ抵抗器、チップコンデンサなどの表面実装部品の一部はリフロー面にも実装されてよい。図5においては、チップ抵抗器、チップコンデンサなどの表面実装部品は省略している。そして、図2からも判明するように、主基板ケース1と制御基板ケース2とが一体化された組み付け状態で、主回路基板100の部品面101と、制御回路基板200の部品面201とは、同一方向(図2の下方向)を向く構成が採用されている。
FIG. 5 is a perspective view showing how the
制御回路基板200は、フロー面202が制御基板ケース2の内側の対向面20に対向するように制御基板ケース2に収納される。この対向面20が本願における「カバー面」となる。そして、制御回路基板200のリフロー面201に実装された発熱素子(スイッチング素子)221の裏面、即ちフロー面202側が、対向面20に設けられた突出座部21に接触する状態で、制御基板ケース2に固定される。詳細は、後述する。
The
〔回路の概要〕
ここで、主回路基板100の上に構築される主回路、制御回路基板200の上に構築される制御回路の概要について説明する。図6は、主回路の構成を模式的に示すブロック図であり、図7は、制御回路の構成を模式的に示すブロック図である。
[Outline of the circuit]
Here, an outline of a main circuit constructed on the
〔主回路基板〕
初めに図6を参照して主回路の構成について説明する。主回路には、モータ4を駆動するためのモータ駆動回路が構成されており、その中核はインバータを構成するブリッジ回路である。主回路は、主回路への電源入力用の第1コネクタ110と、電源平滑用コンデンサ120と、IPM130と、電流センサ140と、モータ駆動電流出力用の第2コネクタ150と、制御回路基板200との連結用コネクタ115とを有して構成される。本実施形態においては、2つのモータ4を独立して駆動することが可能なように、独立した2系統のモータ駆動回路が主回路基板100に構成されている。電源入力用の第1コネクタ110と電源平滑用コンデンサ120とは2系統のモータ駆動回路により共通して用いられるが、IPM130と、電流センサ140と、モータ駆動電流出力用の第2コネクタ150と、連結用コネクタ115とは、それぞれのモータ駆動回路が独立に有している。
[Main circuit board]
First, the configuration of the main circuit will be described with reference to FIG. A motor drive circuit for driving the
2端子の電源入力用の第1コネクタ110は、車両のバッテリーなどの電源部6と接続され、主回路基板100に高圧直流電源を供給する。電源平滑用コンデンサ120は、フィルムコンデンサや電解コンデンサなどを用いて構成される高耐圧、大容量のコンデンサである。本実施形態では、図3や図4に示されるように、2系統のモータ駆動回路の複数個(本実施形態では6個)のコンデンサを用いて構成される。6つのコンデンサは、並列接続されることにより、それぞれのモータ駆動回路上において大容量の1つのコンデンサとして機能し、電源電圧を安定化させる。
The
IPM130は、本実施形態において主回路基板100に実装されるスイッチング素子に相当する。IPM130は、後述するように複数の素子が金属ベース上に載置されて一体化されたモジュール構造を有している。IPM130には、直流を3相交流に変換するインバータがブリッジ回路として構成されている。ブリッジ回路は、図6に示すように、6つのパワートランジスタ、各トランジスタに並列接続されるフライホイールダイオードを用いて構成される。パワートランジスタは、バイポーラ型、電界効果型、MOS型など種々の構造のものを使用することが可能であるが、本実施形態ではIGBT(insulated gate bipolar transistor)が用いられる。また、IPM130には、当該ブリッジ回路のトランジスタを駆動するためのドライバ回路をはじめ、短絡防止回路、低電圧ロックアウト回路、過電流防止回路、過熱防止回路などの周辺回路も構成されている。このように、IPM130は、主回路の中核機能のほとんどを備えて構成される。
The
IPM130は、銅ベース131などの金属ベース上にインバータを構成するIGBTやダイオードが載置され、上記周辺回路が構成された周辺回路基板と共に一体化される。図2及び図3に示されるように、銅ベース131は、IPM130のパッケージから露出しており、外部のヒートシンク(冷却手段)に接触可能である。本実施形態では、主基板ケース1がヒートシンクとして機能し、銅ベース131は主基板ケース1の対向面10に接触させられる。この際、接触面積を増やし、熱抵抗を下げるために、銅ベース131と対向面10との間には、シリコングリスが塗布される。そして、銅ベース131が主基板ケース1の対向面10に接触するように配置された状態で、主回路基板100が主基板ケース1に固定される。詳細は後述するが、主基板ケース1には放熱フィン31が形成されており、積極的にヒートシンクとして活用される。
The
図6に示すように、IPM130からは、U相、V相、W相の3相のモータ駆動電流が出力される。これらのモータ駆動電流は、モータ駆動電流出力用の第2コネクタ150を介してモータ4へと出力される。第2コネクタ150は、U相、V相、W相に対応した3端子を有しており、それぞれの端子は不図示の配線ケーブルを介してモータ4のU相、V相、W相のステータコイルと接続される。
As shown in FIG. 6, the
モータ駆動電流の各相の出力線には、各ステータコイルの各相に流れる電流(モータ電流)と同じ大きさの電流が流れる。電流センサ140は、主回路基板100上において、モータ電流を検出する。本実施形態においては、3相の内の2相の電流が電流センサ140によって測定される。3相のモータ電流は平衡状態にあり、それらの総和は零であるので、3相の内の2相の電流が検出されれば、残りの1相の電流は計算によって求めることができる。本実施形態では、この計算は制御回路において行われる。
A current having the same magnitude as the current (motor current) flowing in each phase of each stator coil flows through the output line of each phase of the motor drive current.
連結用コネクタ115は、主回路基板100と制御回路基板200とを連結用ハーネス9を介して相互に連結するコネクタである。IPM130のインバータを構成するIGBTは、制御回路から出力されるインバータ駆動信号を、ドライバ回路を経由して入力されてスイッチングする。6つのIGBTを駆動するインバータ駆動信号は、連結用ハーネス9及び連結用コネクタ115を介して制御回路基板200から主回路基板100へと伝達される。また、制御回路基板200からは、連結用コネクタ115を介して、センサ用電源が主回路基板100に供給される。このセンサ用電源は上述した電流センサ140の駆動に用いられる。そして、電流センサ140の検出結果は、連結用コネクタ115及び連結用ハーネス9を介して制御回路に伝達される。
The
以上、主回路基板100に搭載される主回路の主要な機能について説明した。上述したように、電源電圧の入力からモータ駆動電流の出力に際しては、第1コネクタ110、平滑用コンデンサ120、IPM130、電流センサ140、第2コネクタ150の経路で信号処理が進行する。図4を参照すれば、この信号処理の進行に沿って主回路基板100のリフロー面101に平行な一方向、本例では、略長方形の平面形状を有する主回路基板100の長手方向に沿って、図における左から右に向かって、第1コネクタ110、平滑用コンデンサ120、IPM130、電流センサ140、第2コネクタ150の順に配置されていることがわかる。
The main functions of the main circuit mounted on the
また、制御回路から出力されるインバータ駆動信号からモータ駆動電流の出力に際しては、連結用コネクタ115、平滑用コンデンサ120、IPM130、電流センサ140、第2コネクタ150の経路で信号処理が進行する。図4を参照すれば、この信号処理の進行に沿って主回路基板100のリフロー面101に平行な一方向、本例では、略長方形の平面形状を有する主回路基板100の長手方向に沿って、図における左から右に向かって、連結用コネクタ115、平滑用コンデンサ120、IPM130、電流センサ140、第2コネクタ150の順に配置されていることがわかる。
When the motor drive current is output from the inverter drive signal output from the control circuit, signal processing proceeds through the path of the
主回路基板100に実装される部品の中で最も発熱量が多い部品はIPM130である。IPM130は、信号の流れを妨げることなく、最も高い放熱効果が得られる主回路基板100の中央部に配置されている。
Among the components mounted on the
〔制御回路基板〕
次に図7を参照して制御回路の構成について説明する。制御回路基板200には、車両の運行を制御するECU(electronic control unit)7などから通信によって取得する指令(外部指令)に従って、モータ4を制御する制御回路が構成されている。制御回路は、モータ4を制御するために主回路のインバータを駆動するインバータ駆動信号を生成する制御部240を中核として構成されている。また、制御回路には、モータ4の動作状態に応じたフィードバック制御を実行するためにモータの挙動を検出する回転検出センサや主回路基板100の電流センサ140を駆動するための駆動電圧を生成するレギュレータ回路220、230も構成されている。制御部240は、マイクロコンピュータやDSP(digital signal processor)などを中核部品として構成される。
[Control circuit board]
Next, the configuration of the control circuit will be described with reference to FIG. The
制御回路は、電源部6からの電源入力用の第3コネクタ210と、±15V電源生成用の第1レギュレータ回路220と、5V電源生成用の第2レギュレータ回路230と、制御部240と、回転検出センサとして機能するレゾルバ5への接続用の第4コネクタ250と、主回路基板100との連結用コネクタ215と、温度センサ接続用コネクタ225とを有して構成される。温度センサについては後述するが、図3に示すように温度センサ81は、主基板ケース1に温度センサアッセンブリ8として設置され、IPM130の温度を測定する。
The control circuit includes a
上述したように、主回路基板100には2つのモータ4を独立して駆動可能に2系統のモータ駆動回路が構成されている。制御回路基板200もまた、2つのモータ4及び主回路基板100の2系統のモータ駆動回路に対応して、共通化可能な回路を除き、2系統の制御回路が構成されている。例えば、2つのモータ4に対応して、2つのレゾルバ5が備えられるので、第4コネクタ250は2つ設けられる。また、主回路基板100の2系統のモータ駆動回路を独立して制御するため、連結用コネクタ215も2つ設けられる。連結用コネクタ215は上述したように、主回路基板100の連結用コネクタ115と連結用ハーネス9で接続される。尚、制御部240についても、主回路基板100の2系統のモータ駆動回路を独立して制御するため、機能的には2系統設けられる。但し、例えば1つのマイクロコンピュータをプログラムによって2系統の制御部として機能させてもよく、必ずしも制御回路基板200上において2つ設けられる必要はない。
As described above, the two motor drive circuits are configured on the
電源入力用の第3コネクタ210は、車両のバッテリーなどの電源部6と接続され、制御回路基板200に例えば電圧12Vの電源を供給する。上述したように、電源部6はこの電圧12Vよりもさらに高圧のバッテリーを備えているが、電源部6のDC−DCコンバータなどにより電圧変換され、制御回路基板200へは直流12V電源が供給される。
The
第1レギュレータ回路220は、第3コネクタ210を介して供給された12V電源から±15V電源を生成する。第1レギュレータ回路220は、レギュレータIC又はパワートランジスタなどのスイッチング素子を中核部品として構成される。本実施形態ではパワートランジスタが用いられる。生成された±15V電源は、連結用コネクタ215を介して主回路基板100の電流センサ140へ供給され、電流センサ140の駆動電源となる。また、第4コネクタ250を介してレゾルバ5へ供給され、レゾルバ250の駆動電源となる。
The
電流センサ140及びレゾルバ5の駆動電流は比較的大きいため、第1レギュレータ回路220を構成するレギュレータICやパワートランジスタには電流容量の大きい素子が用いられる。このため、レギュレータICやパワートランジスタは過熱し易い発熱素子(発熱部品の一例)となり、放熱手段も講じられる。図5に示すように、制御基板ケース2の内側の対抗面20には突出座部21が設けられ、制御回路基板200のリフロー面201に実装されるパワートランジスタ221(発熱部品)の実装位置に対応するフロー面202において、この突出座部21が接触する。パワートランジスタ221の発する熱は、制御回路基板200、突出座部21を介して制御基板ケース2へと放熱される。つまり、制御基板ケース2は、ヒートシンクとして機能する。詳細については後述する。
Since the drive currents of the
第2レギュレータ回路230は、第3コネクタ210を介して供給された12V電源から5V電源を生成する。第2レギュレータ回路230は、レギュレータIC又はパワートランジスタを用いて構成される。生成された5V電源は、制御部240の駆動電源となる。上述したように、制御部240は、マイクロコンピュータなどを用いて構成されるので、消費電流は比較的少ない。第2レギュレータ回路230を構成するレギュレータICやパワートランジスタには第1レギュレータ回路220に比べて電流容量の小さい素子が用いられる。
The
制御部240は、ECU7とCAN(controller area network)を介して通信し、モータ4の制御指令を受け取ってインバータ駆動信号を生成する。そして、制御部240は、生成したインバータ駆動信号を連結用コネクタ215及び連結用ハーネス9を介して主回路基板100へと出力する。制御部240は、インバータ駆動信号の生成に当たって、電流センサ140の検出結果、レゾルバ5の検出結果、及び温度センサ81の検出結果をフィードバック情報として利用する。温度センサ81は、例えばサーミスタを用いて構成されており、IPM130と主基板ケース1との接触部の温度を測定する。温度センサ81は、主基板ケース1へボルト止めされる係止部83、制御回路基板200と温度センサ81とを接続する接続用ハーネス82と共に温度センサアッセンブリ8として構成される(図3参照)。接続用ハーネス82は、制御回路基板200の温度センサ接続用コネクタ225に接続される。そして、温度センサ81による測定結果は、制御部240へと入力される。
The
〔インバータボックスの詳細と組み立て手順〕
上述したように、インバータボックス3は、主回路基板100、主基板ケース1、制御回路基板200、制御基板ケース2、連結用ハーネス9、温度センサアッセンブリ8、及びボルトなどの固定用部材によって構成される。以下、インバータボックス3のより詳細な構成を組み立て手順に沿って説明する。
[Details and assembly procedure of inverter box]
As described above, the
〔回路基板の組み立て〕
主回路基板100及び制御回路基板200については、ベアボードへの部品実装が必要であるので、始めに基板の組み立てについて説明する。
[Assembly of circuit board]
Since the
主回路基板100は、リフロー面101に半田を塗布し、表面実装部品を配置し、リフロー炉を通過させる公知のリフロー工程により、リフロー面101に表面実装部品を実装される。尚、リフロー面101に実装される部品がディスクリート部品のみの場合などでは、リフロー工程を実施することなく、下記に示す公知のフロー工程が実施される。本実施形態においては、主回路基板100のリフロー面101に搭載される第1コネクタ110と、電源平滑用コンデンサ120と、IPM130と、電流センサ140と、第2コネクタ150と、連結用コネクタ115との全てが全てディスクリート部品であるため、リフロー工程を実施することなく、下記フロー工程が実施される。
The
フロー工程は以下のように実施される。まず、フロー面102に接着材を用いて表面実装部品を配置し、硬化炉において接着材を硬化させる。続いて、リフロー面101の側から、第1コネクタ110、連結用コネクタ115、コンデンサ120、IPM130、電流センサ140、第2コネクタ150などのディスクリート部品を挿入し、フロー炉を通過させる。これにより、フロー面102の表面実装部品及びリフロー面のディスクリート部品が半田付けされる。尚、フロー面102の半田付けは、上述したような全面フロー溶接に限定されることなく、リフロー溶接及びスポットフロー溶接を組み合わせて実施してもよい。つまり、フロー面102に実装される表面実装部品をリフロー溶接したのち、リフロー面101の側からディスクリート部品を挿入し、当該ディスクリート部品のリードをスポットフロー溶接してもよい。以上、リフロー工程及びフロー工程を実施することにより、中間アッセンブリとしての主回路基板100が組み立てられる。
The flow process is performed as follows. First, surface-mounted components are placed on the
制御回路基板200についても、リフロー工程及びフロー工程を実施することにより、中間アッセンブリとして組み立てられる。尚、制御回路基板200のフロー工程は、スポットフロー溶接により実施される。制御回路基板200のリフロー面201には、表面実装部品も搭載されるので、はじめにリフロー工程が実施される。制御回路基板200のフロー面202にも表面実装部品が実装されるので、本実施形態では、フロー面202の表面実装部品も基板に配置されて、両面同時にリフロー溶接される。この際、リフロー溶接の際に下方を向く少なくとも一方の面の表面実装部品は、上記リフロー工程の説明において述べたように、接着剤を用いて基板に接着される。制御回路基板200のリフロー面201に実装されるディスクリート部品は、第3コネクタ210、連結用コネクタ215、第4コネクタ250、コンデンサ229などである(図5参照)。これらのディスクリート部品は、スポットフロー溶接によって半田付けされる。尚、制御回路基板200に実装されるコンデンサ229は、主回路基板100に実装されるコンデンサ120よりも小容量であるため、表面実装部品を用いてもよい。
The
このように、本実施形態における基板は、自動化が容易な簡潔な工程により、インバータボックス3の組み立てとは完全に独立して組み立てることが可能である。つまり、それぞれの基板の組み立てを分業することもできるので生産リードタイムを短縮することができる。また、後述するように、主回路及び制御回路を構成する複数の部品が基板に実装されてそれぞれ一体化され、これらの基板がケースに固定されて、インバータボックス3が形成される。従って、製造時に各部品をケースや、ケースに取り付けられた基板に対して取り付けるという作業が不要となる。このような作業は煩雑な手作業となる可能性が高いが、本構成によれば製造時の組付け工程を大きく簡略化することができる。また、複数の部品のケースへの取り付けや部品間の電気的接続のためにインバータボックス内に設けられる作業スペースが不要となるため、主回路及び制御回路を構成する複数の部品を効率的に収納してインバータボックス3を小型化することができる。
Thus, the substrate in the present embodiment can be assembled completely independently of the assembly of the
主回路基板100及び制御回路基板200が組み立てられると、インバータボックス3を構成する部品及び中間アッセンブリである、主回路基板100、主基板ケース1、制御回路基板200、制御基板ケース2、連結用ハーネス9、温度センサアッセンブリ8が全て揃う。これら部品及び中間アッセンブリを組み付けることによってインバータボックス3が組み立てられる。以下、基板とケースとの組み立て、及び2つのケース同士の組み立て形態を示す断面図である図8も用いて、インバータボックス3の組み立てについて詳述する。
When the
〔主基板ケースアッセンブリ〕
始めに、主基板ケース1と主回路基板100とを組み立てて主基板ケースアッセンブリ1Aを構成する工程について説明する。説明に先立って、主基板ケース1の構造について説明する。
[Main board case assembly]
First, a process of assembling the
上述したように、主基板ケース1は、IPM130に対する冷却手段を有し、主回路基板100を収納するケースである。図3に示すように、主回路基板100のリフロー面101が対向し、IPM130の銅ベース131が接触する対向面10(11〜14)が、主基板ケース1の内側に形成されている。この対向面10(11〜14)は、IPM130以外の部品が接することがないように、主回路基板100のリフロー面101に実装される各部品の高さに応じた階段状に形成されている(図2、図3、図8参照。)。図8等より明らかなように、主回路基板100の実装面であるリフロー面101からのIPM130の高さは、第1コネクタ110、コンデンサ120、電流センサ140、及び第2コネクタ150のそれぞれのリフロー面101からの高さよりも低いか略同じである。図示の例では、これらの部品の中で、第1コネクタ110及び第2コネクタ150のリフロー面101からの高さが最も高く、次に、コンデンサ120の高さが高い。IPM130のリフロー面101からの高さは、これらの部品の中で最も低く、電流センサ140は、IPM130と略同じ高さである。したがって、対向面10(11〜14)は、これらの各部品の高さに応じて、IPM130に対向する領域12が最も高く(主回路基板100に近く)、電流センサ140に対向する領域13がその次に高く、第1コネクタ110に対向する領域11及び第2コネクタ150に対向する領域14が最も低くなるような階段状に形成されている。
As described above, the
なお、上記のとおり、これらの部品は、主回路基板100のリフロー面101に平行な一方向(具体的には、略長方形の平面形状を有する主回路基板100の長手方向)に沿って、第1コネクタ110、平滑用コンデンサ120、IPM130、電流センサ140、第2コネクタ150の順に配置されている。したがって、これらの部品は、主回路基板100の前記一方向に沿って基板中央側が低く、基板両端側へ向かうに従って高くなるように配置されていることになる。よって、対向面10(11〜14)は、このような各部品の高さに応じて、主回路基板100の前記一方向に沿って基板中央側が高く、基板両端側へ向かうに従って低くなるような階段状に形成されていることになる。このように対向面10が階段状に形成されると、IPM130に対向する領域12の肉厚は、他の部品に対向する領域11、13、14に比べて厚くなる。このため、IPM130と対向する領域12における主基板ケース1の熱容量は他の領域11、13、14に比べて大きくなり、IPM130の冷却手段として好適な構造となる。
As described above, these components are arranged in a first direction parallel to the
また、主基板ケース1には、冷却手段として対向面10の裏側の対向外面30に立設された複数の放熱フィン31が備えられている。複数の放熱フィン31は、対向面10のIPM130が接触している領域12の裏側部分では対向外面30からの高さが高く、他の領域11、13、14では対向外面30からの高さが低く形成されている。これにより、冷却を必要とするIPM130の近傍において、放熱フィン31の表面積を大きくすることができるため、より効率的にIPM130の冷却を行うことが可能となる。
The
また、主基板ケース1は、複数の放熱フィン31の先端部が同一平面上に位置するように形成されている。また、対向面10の裏側部分である対向外面30(隣接する放熱フィン31により形成される谷部の底)は、階段状に形成される。具体的には、対向外面30は、対向面10のIPM130が接触している領域12の裏側部分(谷部)が他の領域11、13、14の裏側部分(谷部)に対して主回路基板100側に位置するように階段状に形成される。
Further, the
この構成により、放熱フィン31の先端部が凹凸状に配置されることを防止しつつ、対向面10の各領域11〜14ごとに放熱フィン31の高さ(深さ)を異ならせる。つまり、主回路基板100のリフロー面に実装されている部品の高さに応じた主基板ケース1の対向面10の形状を利用して、放熱フィン31を、対向面10のIPM130が接触している領域12の裏側部分では対向外面30からの高さが高く、他の領域11、13、14では対向外面30からの高さが低くなるように形成する。これにより、主基板ケース1の外形を平面的なものとして、車両等への搭載性を高めつつ、冷却を必要とするIPM130の近傍において放熱フィン31の表面積を大きくして効率的にIPM130を冷却することが可能となる。
With this configuration, the height (depth) of the radiating
IPM130の銅ベース131を含む側には、貫通孔133を有するフランジ部が形成されている。IPM130を主回路基板100に実装した状態において、主回路基板100の貫通孔133の位置に対応する部分には、IPM130の貫通孔133よりも大径の貫通孔107が形成されている(図3、図8等)。また、主基板ケース1の対向面10の領域12にIPM130が接触する状態において、対向面10の貫通孔133の位置に対応する部分には、雌ネジ16が形成されている。IPM130の銅ベース131面にシリコングリスを塗布し、領域12とIPM130の銅ベース131とを接触させ、基板の貫通孔107を介して、IPM130の貫通孔133へボルト16Bを挿入し、このボルト16Bと雌ネジ16とを締結する。主回路基板100の貫通孔107は、ボルト16Bの座部より大径であるので、ボルト16Bが貫通する。IPM130の貫通孔133は、ボルト16Bの軸径よりは大径であるが座部よりは小径であるので、座部がフランジ部に係止される。この状態でボルト16Bと雌ネジ16とを締結することにより、IPM130と対向面10の領域12とが密着される。尚、シリコングリスは、IPM130の銅ベース131面ではなく、対向面10の領域12に塗布されてもよい。
A flange portion having a through
対向面10のIPM130が接触する領域12には、図3に示すように溝状の凹部18が形成されている。この凹部18は、対向面10のIPM130に対向する領域12の略中央部に設けられた円柱状の縦穴18aと、この縦穴18aの側壁から階段状に形成された対向面10の段差部(本例では領域11との間の段差部)に向かって延伸する溝18bとにより構成されている。そして、縦穴18aの底部には雌ネジ18cが形成されている。この凹部18には、温度センサアッセンブリ8が対向面10から突出しないように収納される。温度センサアッセンブリ8は、接続用ハーネス82の一方の先端部に温度センサ81を有し、最先端部に円環状またはY字状の係止部83を有している。温度センサアッセンブリ8の不図示の他方の先端部には、制御回路基板200の接続用コネクタ225に嵌合するプラグ(不図示)が備えられている。温度センサアッセンブリ8は、係止部83を縦穴18aに、温度センサ81及び接続用ハーネス82を溝18bに配置することによって凹部18の内部に収納される。そして、縦穴18aにおいて係止部83を雌ネジ18cとボルト18Bにより締結することによって、温度センサアッセンブリ8が主基板ケース1に固定される。温度センサアッセンブリ8のプラグを有する他方の端部は、2つの連結用コネクタ115の何れかの側へ偏向させて、主基板ケース1の外側へ延伸される。制御回路基板200との接続については後述する。
As shown in FIG. 3, a groove-
この構成により、IPM130の温度を適切に検出できる位置に温度センサ81を配置することができる。また、温度センサ81を配置するために主基板ケース1の対向面10又は主回路基板100の面積を拡大する必要がないのでインバータボックス3を小型化することができる。
With this configuration, the
主基板ケース1への温度センサアッセンブリ8の取り付けが終わると、次に主回路基板100が主基板ケース1へ収納される。主回路基板100の収納に先立ち、主回路基板100の2つの連結用コネクタ115にそれぞれ連結用ハーネス9の一端が接続される。連結用コネクタ115は、ストレートタイプのコネクタであり、連結用ハーネス9のプラグの長さと合わせて、基板面の鉛直方向へのスペースが必要である。しかし、上述したように、主基板ケース1の対向面10は、IPM130以外の部品が接することがないように、階段状に形成されている。連結用コネクタ115は発熱体ではないため、連結用コネクタ115が対向する対向面10の領域11は、主基板ケース1の肉厚が薄くてもよく、充分にスペースが確保される。
When the attachment of the
ここで、連結用コネクタ115にアングルタイプのコネクタが使用されると、基板面の水平方向、つまり面方向にスペースが必要となる。連結用ハーネス9のプラグ部分や、プラグから延伸するハーネスが通る部分には事実上、部品実装ができないため、主制御基板100を無駄に大きくする必要が生じる。しかし、本実施形態のようにストレートタイプのコネクタを利用することにより、そのような問題を生じることなく効率的に主基板ケース1のスペースを活用することができる。
Here, when an angle type connector is used as the connecting
主回路基板100は、IPM130やその他のディスクリート部品が実装されたリフロー面101が主基板ケース1の対向面10に対向する向きで主基板ケース1に収納される。第1コネクタ110及び第2コネクタ150は、主回路基板100に実装される側とは反対側の面、即ちコネクタの天面に支持用凹部111及び151を備える(図8等)。一方、主基板ケース1の対向面10には、支持用凸部51及び52が突出形成されている(図3、図8等)。主回路基板100が主基板ケース1に固定される状態において、支持用凸部51及び52は支持用凹部111及び151に挿入される(図2、図8等)。
The
この支持用凸部51及び52と、支持用凹部111及び151とを有することにより、主回路基板100を主基板ケース1にセットする際に良好に位置決めを行うことができる。また、主回路基板100が主基板ケース1に固定された状態で、コネクタ110及び150が主回路基板100と主基板ケース1の支持用凸部51及び52の双方により支持される。従って、配線ケーブルの挿抜など、コネクタ110及び150に力が作用した場合であってもコネクタ110及び150と主回路基板100との電気的接続部が破損することを抑制できる。
By having the supporting
主基板ケース1は、対向面10の周縁に沿って立設された周壁部50を備える。そして、主基板ケース1は、この周壁部50の端面50aよりも対向面10の側に引退した位置に端面55aを有する複数の固定座55を備える。これら固定座55は、雌ネジを形成され主基板ケース1の四隅に設けられ、主回路基板100は、その角部においてこれら固定座55に載置される。主回路基板100の4つの角部にはそれぞれ貫通孔105が形成され、固定座55にボルト55Bにより固定される。この際、上述したように、IPM130と対向面10の領域12とがボルト16Bにより締結される。
The
このように、主回路基板100は、主基板ケース1の周壁部50内の適切な位置に配置されて固定される。ここで、固定座55の端面55aは、周壁部50の端面50aに対して少なくとも主回路基板100の厚み分、引退していると好適である。このようにすると、主回路基板100は、周壁部50の端面50aよりも対向面10の側に引退した位置に配置される。これにより、主回路基板100は周壁部50により周囲を囲まれて保護される状態となり、製造時における主回路基板100の破損等を抑制することができる。
Thus, the
尚、上述したように、IPM130は、主回路基板100上においてコンデンサ120と電流センサ140との間に配置されている。つまり、主回路基板100のほぼ中央部に配置されている。そして、IPM130は、主基板ケース1の対向面10の領域12と接触して固着される。従って、主回路基板100は、四隅と中央部において主基板ケース1に支持されることとなる。その結果、例えばブラケットなどの支持部材を別途備えることなく、主回路基板100のたわみを抑制することが可能となる。
As described above, the
汎用的な基板は、ガラスエポキシなどにより構成され、その板厚は1.6mm前後である。基板に熱が加えられたり、加熱・冷却を繰り返されたりすると、基板に反りを生じる場合がある。特に、IGBTを内蔵したIPM130は発熱量が大きく、基板に対して大きなストレスを与える。また、IPM130は、銅ベース131などの金属ベースを有し、パッケージにもセラミック素材などが用いられることが多いので、その質量も大きい。このため、IPM130を基板に実装すると反りなどを生じさせる可能性が高い。従って、従来は他の部品と共に基板に実装されることなく、金属ケースに取り付けた後に配線を施されたり、単独の基板に実装した後に配線を施されたりしていた。しかし、本実施形態では、IPM130を基板の中央部に実装して、その両側に他の部品も実装する。また、基板の四隅のみではなく、中央部においてもIPM130の銅ベース131の平坦面を利用して広範囲に基板が固定される。従って、組み立てを容易にしつつ、基板の反りも良好に抑制される。
A general-purpose substrate is made of glass epoxy or the like and has a thickness of about 1.6 mm. When heat is applied to the substrate or heating / cooling is repeated, the substrate may be warped. In particular, the
図9は、主基板ケース1に主回路基板100を固定した状態を模式的に示す上面図である。主基板ケース1に対して非常に高いスペース効率で主回路基板100が収納されていることが容易に理解できる。但し、主回路基板100と制御回路基板200とを連結する連結用ハーネス9が通過するための空間70は、主回路基板100と主基板ケース1との間に確保されている。つまり、主回路基板100は、四辺の内の一辺において主基板ケース1の周壁部50との間に連結用ハーネス9が通過可能な空間を有して収納される。主回路基板100を主基板ケース1に取り付けた状態においては、この空間70から、主基板ケース1の外側へ連結用ハーネス9が延出する。尚、温度センサアッセンブリ8の接続用ハーネス82は、2つの空間70の内の何れか一方から、主基板ケース1の外側へ延出する。以上、ここまでの組み立てを終えた主基板ケース1を主基板ケースアッセンブリ1Aと称する。
FIG. 9 is a top view schematically showing a state in which the
〔制御基板ケースアッセンブリ〕
次に、制御基板ケース2と制御回路基板200とを組み立てて制御基板アッセンブリ2Aを構成する工程について説明する。説明に先立って、制御基板ケース2の構造について説明する。
[Control board case assembly]
Next, a process of assembling the
上述したように、制御基板ケース2は、パワートランジスタ221に対する冷却手段を有し、制御回路基板200を収納するケースである。図5に示すように、制御回路基板200のフロー面202が対向する対向面20が、制御基板ケース2の内側に形成されている。この対向面20の一部の領域において、制御回路基板200のフロー面202が接触するように、対向面20には、突出座部21が形成されている。突出座部21は、パワートランジスタ221とその周辺部に対応する面積を有しており、突出座部21には2つの雌ネジ23も形成されている。
As described above, the
制御回路基板200の、これら雌ネジ23に対応する位置には2つの貫通孔207が形成されており、当該貫通孔207の間のリフロー面201にパワートランジスタ221が実装されている。パワートランジスタ221は表面実装部品であり、フロー面202にはパワートランジスタ221のリードは貫通されていない。また、パワートランジスタ221の実装位置には貫通孔207を除いてスルーホールなどは設けられていない。また、当該所定の領域の裏面側、即ちフロー面202側には、配線パターン、部品用ランドは設けられておらず、レジストマスクが施されている。つまり、制御回路基板200のフロー面202に突出座部21が接触しても回路に短絡を生じさせない構造となっている。
Two through
制御回路基板200は、フロー面202において突出座部21と接触し、基板に形成された貫通孔207を介して突出座部21の雌ネジ23とボルト23Bにより締結される。従って、この部位が、パワートランジスタ221(発熱部品)に近接して制御回路基板200を制御基板ケース2に固定する固定部となる。さらに、この固定部を成す、ボルト23Bの座面である貫通孔207のリフロー面側の周部には、熱伝導性の高い金属のメッキ処理が成されており、高熱伝導性物質層207aが形成されている。表面実装部品のパワートランジスタは、ディスクリート部品のパワートランジスタに比べて耐熱性能の低いものが多いが、制御回路基板200を介して、制御基板ケース2を冷却手段として機能させることにより、耐熱性を向上させることができる。
The
図5に示すように、制御基板ケース2は、対向面20の周縁に沿って立設された周壁部60を備える。この周壁部60が本願における「カバー周壁部」となる。そして、制御基板ケース2は、この周壁部60の端面60aよりも対向面20の側に引退した位置に端面65aを有する複数の固定座65を備える。これら固定座65は、雌ネジを形成されて制御基板ケース2の四隅に設けられる。制御回路基板200は、その角部においてこれら固定座65に載置される。制御回路基板200の4つの角部にはそれぞれ貫通孔205が形成され、固定座65にボルト65Bにより固定される。また、この際、制御回路基板200は、パワートランジスタ221を挟んで形成された貫通孔207において、対向面20に形成された突出座部21に対しても固定される。
As shown in FIG. 5, the
固定座65の端面65aと、突出座部21の端面21aとは、同一平面上に形成される。従って、制御回路基板200は、4つの固定座65と、突出座部21との5点により支持される。ここで、本実施形態のように、パワートランジスタ221が、制御回路基板200の中央部に実装されると、突出座部21により制御回路基板200が中央部で支持されて好適である。このように構成されると、例えばブラケットなどの支持部材を別途備えることなく、制御回路基板200のたわみを抑制することが可能となる。汎用的な基板は、ガラスエポキシなどにより構成され、その板厚は1.6mm前後である。基板に熱が加えられたり、加熱・冷却を繰り返されたりすると、基板に反りを生じる場合がある。しかし、基板の四隅にのみではなく、中央部においても基板が固定されるので、このような反りを抑制することができる。
The
上述したように、制御回路基板200は、制御基板ケース2の周壁部60内の適切な位置に配置されて固定される。ここで、固定座65の端面65aは、周壁部60の端面60aに対して少なくとも制御回路基板200の厚み分、引退していると好適である。このようにすると、制御回路基板200は、周壁部60の端面60aよりも対向面20の側に引退した位置に配置される。これにより、制御回路基板200は周壁部60により周囲を囲まれて保護される状態となり、製造時における制御回路基板200の破損等を抑制することができる。
As described above, the
さらに、本実施形態のように、固定座65の端面65aは、周壁部60の端面60aに対して少なくとも制御回路基板200の厚みに加え、リフロー面202に実装される部品の高さ分、引退していると好適である。このようにすると、制御回路基板200は、基板上に実装される部品も含めて周壁部60の端面60aよりも対向面20の側に引退した位置に配置される。これにより、制御回路基板200は周壁部60により周囲を囲まれて保護される状態となり、製造時における制御回路基板200及び実装された部品の破損等を抑制することができる。
Further, as in the present embodiment, the
また、固定座65の端面65aは、対向面20に対して少なくとも、制御回路基板200のフロー面202に突出するディスクリート部品のリード(端子)の長さよりも突出していることが好ましい。制御基板ケース2は熱伝導性を考慮して金属など導電性材料により構成される。対向面20に絶縁処理を施していたとしてもディスクリート部品の鋭利なリード端部が接触すれば、短絡を生じる可能性がある。従って、少なくともディスクリート部品のリード225fや229fの長さよりも、対向面20から突出した位置に固定座65の端面65a及び突出座部21の端面21aが設定されると好適である。
Further, it is preferable that the
以上、制御回路基板200を固定した制御基板ケース2を制御基板ケースアッセンブリ2Aと称する。図10は、制御基板ケースアッセンブリ2Aを模式的に示す上面図である。制御基板ケース2に対して非常に高いスペース効率で制御回路基板200が収納されていることが容易に理解できる。つまり、制御回路基板200は、制御基板ケース2の周壁部60との間に隙間を有することなく収納される。主回路基板100と制御回路基板200とを連結する連結用ハーネス9が接続される連結用コネクタ215、及び温度センサアッセンブリ8の接続用ハーネス82が接続される接続用コネクタ225は、共に制御基板ケース2に制御回路基板200を固定した状態で、制御基板ケース2の開口部側に配置されている。
The
上述したように、主回路基板100は、四辺の内の一辺において主基板ケース1の周壁部50との間に連結用ハーネス9が通過可能な空間70を有して収納され、制御回路基板200は、制御基板ケース2の周壁部60との間に隙間を有することなく収納される。しかし、両基板100及び200をインバータボックス3内へ収納する向きなどによっては、制御回路基板200と制御基板ケース2との間に空間を設けて制御回路基板200を収納し、主回路基板100は、主基板ケース1の周壁部50との間に隙間を有することなく収納してもよい。また、主回路基板100と主基板ケース1の周壁部50との間に空間を設けると共に、制御回路基板200と制御基板ケース2の周壁部60との間に空間を設けてもよい。つまり、上記実施形態は一例であり、主回路基板100及び制御回路基板200は、少なくとも一方の基板と当該基板が収納されるケースの周壁部との間に連結用ハーネス9が通過可能な空間を有して収納されればよい。
As described above, the
〔インバータボックス〕
主基板ケースアッセンブリ1Aと制御基板ケースアッセンブリ2Aとは、主基板ケース1の周壁部50の端面50aと制御基板ケース2の周壁部60の端面60aとを当接させ、締結部59及び69においてボルト等によって締結される。それぞれ基板が固定された2つのケースを締結させることにより、極めて簡潔にインバータボックス3を組み立てることができる。
[Inverter box]
The main
2つのケースの締結に先立って、主回路基板100と制御回路基板200とを連結用ハーネス9によって連結し、温度センサアッセンブリ8のプラグを制御回路基板200に接続する。以下、その手順を説明する。まず、基板を上面に向けた状態で、主基板ケースアッセンブリ1Aと制御基板ケースアッセンブリ2Aとを並べる。この時、主回路基板100の連結用コネクタ115側(空間70側)と制御回路基板200の連結用コネクタ215側とを対向させて、両アッセンブリ1A及び2Aを並べる。そして、空間70から延出する連結用ハーネス9のプラグを制御回路基板200の連結用コネクタ215に嵌合させる。同様に、空間70から延出する温度センサアッセンブリ8の接続用ハーネス82のプラグを制御回路基板200の接続用コネクタ225に嵌合させる。
Prior to fastening the two cases, the
続いて、制御基板ケースアッセンブリ2Aを主基板ケースアッセンブリ1Aの上に重ね合わせる。そして、上述したように、主基板ケース1の周壁部50の端面50aと制御基板ケース2の周壁部60の端面60aとを当接させ、締結部59及び69においてボルト3B等によって締結する。このようにして、図1及び図2に示すようなインバータボックス3が形成される。主基板ケース1の一部の締結部59は、開口部側の穴径が大きくなるように段差部59aを有して形成されている。本実施形態では、対角線上の2つの締結部59に段差部59aが形成されている。制御基板ケース2の締結部69は、段差部59aと同じ穴径を有して形成されている。締結部59及び69は、主基板ケース1の締結部59の段差部59aにおいて係止されるパイプ状のノックピンを用いて位置決めされ、ボルト3Bによって締結される。
Subsequently, the control
主基板ケース1の締結部59及び制御基板ケース2の締結部69は、4つの各角部に設けられている。締結部59及び69は、第1コネクタ110及び第3コネクタ210が突出する方向、及び第2コネクタ150及び第4コネクタ250が突出する方向に突出して設けられる。このようにすれば、インバータボックス3からの突出部が同一方向にまとまるので、インバータボックス3の専有空間を大きくすることなく、締結部59及び69を効率的に設けることができる。
The
制御基板ケース2には、締結部69から締結部69と同一方向にさらに突出した取り付け部90が設けられている。インバータボックス3は、この取り付け部90において車両に取り付けられる。尚、主基板ケース1と制御基板ケース2とを締結する締結部69と、取り付け部90とを共用可能に設けてもよい。
The
連結用ハーネス9は、主基板ケース1の対向面10の領域11と主回路基板100の基板面との間に形成される空間72、及び、主基板ケース1の周壁部50の内面と主回路基板100の端面との間に形成される空間70を収納空間として、良好にインバータボックス3に収納される(図2、図9参照)。また、温度センサアッセンブリ8の接続用ハーネス82は、主基板ケース1の対向面10に形成された溝状の凹部18、上記空間72、上記空間70、及び主回路基板100と制御回路基板200との間の空間を収納空間として、良好にインバータボックス3に収納される(図2、図3参照)。
The connecting
このように、本発明に係るインバータボックス3は、サブアッセンブリを独立して組み立て、これらのサブアッセンブリを用いて全体を組み立てることによって構成されるので、効率よく組み立てることが可能である。従来は、ケースの中に順次部品を組み付けていたため、組み立てに多くの工数を要するとともに、組み立ての作業性を確保するためにケース内に無駄なクリアランスを多く設ける必要があった。しかし、本発明を適用すれば、ケースの容積を小さくすることが可能となる。
Thus, the
図1及び図2に示すように、主回路基板100に実装された第1コネクタ110と制御回路基板に実装された第3コネクタ210とは、突出側の端面が同一面上となる。また、主回路基板100に実装された第2コネクタ150と制御回路基板200に実装された第4コネクタ250とは、突出側の端面が同一面上となる。これにより、インバータボックス3に対する各種ケーブルの挿抜の際に、同一面を基準として作業を行うことができる。尚、制御回路基板200に備えられる第3コネクタ210及び第4コネクタ250は、それぞれ主回路基板100に備えられる第1コネクタ110及び第2コネクタ210に比べて、電流容量が小さくて良いため、小さいコネクタである。従って、突出側の端面を揃えるために、制御回路基板200に延長部208、209が設けられて、当該延長部208、209に第3コネクタ210及び第4コネクタ250が実装される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
主基板ケース1は、制御回路基板200のリフロー面201の側を覆うように制御基板ケースに固定されるケースである。また、制御基板ケース2は、主回路基板100のフロー面102の側を覆うように主基板ケース1に固定されるケースである。つまり、主基板ケース1と制御基板ケース2とは、両者を固定することによって、互いに相手の基板を覆って、2枚の基板を内部に収納するインバータボックス3を構成する。これにより、主回路基板100及び制御回路基板200をインバータボックスの内側に収納して保護することができる。また、一方のケースに伝導されたIPM130やパワートランジスタ221からの熱が、更に他方のケースにも伝導されることになる。従って、IPM130やパワートランジスタ221などのスイッチング素子の冷却性能を更に高めることができる。
The
ここで、インバータボックス3の外装ケース部は、主基板ケース1と制御基板ケース2とに分割されているが、分割の割合、即ちつなぎ目の位置については種々の形態を採ることが可能である。この分割の割合は、ヒートマネジメントの観点及びパッケージングの観点から検討すると好適である。
Here, the outer case portion of the
始めに、ヒートマネジメントの観点から検討する場合の例について説明する。主基板ケース1及び制御基板ケース2は、共に基板を収納するとともにヒートシンクとしての役割を担っている。冷却対象となる発熱体の発熱量は、主基板ケース1が冷却するIPM130の方が圧倒的に大きい。従って、上述したように、主基板ケース1は制御基板ケース2に比べて金属量が多く、表面積を増大させるための放熱フィン31も形成されている。そこで、さらに主基板ケース1の周壁部50の高さを高くし、制御基板ケース2の周壁部60の高さをその分低くすれば、より主基板ケース1の冷却性能を向上させることができる。しかし、その分制御基板ケース2の冷却性能が低下するため、両者のバランスを取ることが大切である。
First, an example of considering from the viewpoint of heat management will be described. The
ここで、主回路基板100及び制御回路基板200が発熱する機会について検討する。主回路基板100は、モータが駆動する場合にのみ大電流が流れ、その際に大きな発熱を生じる。制御回路基板200は、モータが停止中であっても発熱が生じ、モータが駆動してもほとんど発熱量は増加しない。主基板ケース1と制御基板ケース2とは、周壁部50及び60の端面50a及び60aを当接されるので、熱抵抗はあるものの相互に熱の受け渡しが可能である。
Here, the opportunity for the
そこで、制御基板ケース2は、制御基板ケース2単体で制御回路基板200が発生する熱量を充分に冷却可能な熱容量を有する金属量を確保して形成する。モータが停止している間は、主基板ケース1に対して熱移動が生じるので、制御基板ケース2は自身の熱容量の多くを温存できる。モータが駆動すると、主回路基板100において大きな発熱が生じるため、ヒートシンクとしての主基板ケース1の温度が上昇する。その結果、制御基板ケース2から主基板ケース1への熱移動はなくなるが、制御基板ケース2は単独で制御回路基板200の発熱量を冷却可能な熱容量を有しているため、問題はない。さらに、モータが駆動を始めるまでは主基板ケース1も活用して冷却していたため、制御基板ケース2の冷却力には余裕がある。従って、主基板ケース1から制御基板ケース2へ多くの熱移動が生じ、主基板ケース1の温度上昇が緩和される。その結果、主基板ケース1の冷却力が長時間に亘って確保される。
Therefore, the
このように、ヒートマネジメントの観点から主基板ケース1と制御基板ケース2との分割割合を、両ケース1、2に設けられる周壁部の高さも含めて設定すると、良好な冷却性能を有するインバータボックス3を構成することができる。
Thus, from the viewpoint of heat management, if the division ratio between the
次に、パッケージングの観点から検討する場合の例について説明する。上述したように、インバータボックス3は、主基板ケースアッセンブリ1Aと制御基板アッセンブリ2Aとを合わせることによって構成される。一方のケースアッセンブリの周壁部が高く形成され、他方の周壁部がその分低く形成される場合、他方の基板や、基板に実装された部品が周壁部を超えて露出する可能性がある。このため、主基板ケースアッセンブリ1Aと制御基板アッセンブリ2Aとを合わせる際に基板や、基板に実装された部品を損傷させる可能性が生じる。
Next, an example in the case of considering from the viewpoint of packaging will be described. As described above, the
そこで、パッケージングの観点より分割割合を決定する場合には、周壁部が以下の条件を満たすようにすることが望ましい。即ち、基板の固定部の端面を、周壁部の端面に対して少なくとも基板の厚み分だけ引退して設け、基板がその端面を周壁部により囲まれて保護される状態とすることができる高さを、周壁部が有することが望ましい。さらに好適には、周壁部の端面から基板の固定部の端面までの引退量を以下のように設定するとよい。即ち、基板の厚みに加えて、ケースの開放面側に実装される部品の高さ分の引退量を少なくとも有するようにするとよい。このようにすれば、基板及び基板の実装部品は周壁部により周囲を囲まれて保護される状態となり、製造時における基板及び実装部品の破損等を抑制することができる。 Therefore, when determining the division ratio from the viewpoint of packaging, it is desirable that the peripheral wall satisfy the following conditions. That is, the height at which the end surface of the fixed portion of the substrate is provided so as to be retracted at least by the thickness of the substrate with respect to the end surface of the peripheral wall portion, and the end surface is surrounded and protected by the peripheral wall portion. It is desirable that the peripheral wall portion has. More preferably, the retraction amount from the end surface of the peripheral wall portion to the end surface of the fixed portion of the substrate may be set as follows. In other words, in addition to the thickness of the substrate, it is preferable to have at least a retraction amount corresponding to the height of the component mounted on the open surface side of the case. If it does in this way, the circumference | surroundings of the board | substrate and the mounting component of a board | substrate will be in the state protected by the surrounding wall part, and the failure | damage of the board | substrate and the mounting component at the time of manufacture can be suppressed.
尚、上述した本実施形態においては、ヒートマネジメント及びパッケージングの両観点より、分割割合が決定されている。 In the above-described embodiment, the division ratio is determined from both viewpoints of heat management and packaging.
以上、説明したように、本発明を適用することにより、IPM130(スイッチング素子)やパワートランジスタ221等の発熱部品を確実に冷却できる構造としつつ、製造時の組付け工程を簡略化できるとともに、インバータ回路を構成する複数の部品を効率的に収納して小型化することができるインバータ装置を提供することが可能となる。
As described above, by applying the present invention, the assembly process at the time of manufacture can be simplified while the structure in which the heat generating parts such as the IPM 130 (switching element) and the
本発明は、例えば、ハイブリッド車両や電動車両等に用いるような電動機を駆動するためのインバータ装置に好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used for an inverter device for driving an electric motor used in, for example, a hybrid vehicle or an electric vehicle.
1:主基板ケース(ケース)
2:制御基板ケース(カバーケース)
3:インバータボックス(インバータ装置)
10:主基板ケースの対向面(対向面)
20:制御基板ケースの対向面(カバー面)
18:凹部
30:対向外面
31:放熱フィン(冷却手段)
50:主基板ケースの周壁部
50a:主基板ケースの周壁部の端面
51、52:支持用凸部
55:固定座
60:制御基板ケースの周壁部
60a:制御基板ケースの周壁部の端面
81:温度センサ
100:主回路基板
101:主回路基板のリフロー面(第一面、実装面)
102:主回路基板のフロー面(第二面)
110、150:コネクタ
111、151:支持用凹部
120:コンデンサ
130:IPM(スイッチング素子)
131:銅ベース(金属ベース)
140:電流センサ
200:制御基板
1: Main board case
2: Control board case (cover case)
3: Inverter box (inverter device)
10: Opposing surface (opposing surface) of main board case
20: Control board case facing surface (cover surface)
18: Recess 30: Opposing outer surface 31: Radiation fin (cooling means)
50:
102: Flow surface (second surface) of the main circuit board
110, 150:
131: Copper base (metal base)
140: Current sensor 200: Control board
Claims (12)
冷却手段を有し、前記主回路基板を収納するケースと、を備え、
前記主回路基板は、前記複数の部品のうち少なくともスイッチング素子及びディスクリート部品が片側の第一面に実装されていると共に、前記ディスクリート部品として、コンデンサ、コネクタ、及び電流センサを備え、
前記第一面が前記ケースの内側の所定の対向面に対向するとともに、前記スイッチング素子が前記対向面に接触するように配置された状態で、前記主回路基板が前記ケースに固定され、
前記スイッチング素子の前記主回路基板の実装面からの高さは、前記コンデンサ、前記コネクタ、及び前記電流センサのそれぞれの前記主回路基板の実装面からの高さよりも低く、
前記ケースの前記対向面が、前記スイッチング素子以外の部品が接しないように、前記主回路基板の前記第一面に実装される各部品の高さに応じた階段状に形成されていると共に、前記スイッチング素子が接触している領域の前記ケースの肉厚が他の領域に比べて厚く形成されているインバータ装置。 A main circuit board on which a plurality of components constituting the inverter circuit are mounted;
A cooling unit having a case for storing the main circuit board;
The main circuit board includes at least a switching element and a discrete component among the plurality of components mounted on a first surface on one side , and includes a capacitor, a connector, and a current sensor as the discrete component,
The main circuit board is fixed to the case in a state where the first surface is opposed to a predetermined facing surface inside the case and the switching element is disposed so as to contact the facing surface ,
The height of the switching element from the mounting surface of the main circuit board is lower than the height of the capacitor, the connector, and the current sensor from the mounting surface of the main circuit board,
The facing surface of the case is formed in a stepped shape according to the height of each component mounted on the first surface of the main circuit board so that components other than the switching element do not contact with each other, The inverter device in which the thickness of the case in the region where the switching element is in contact is formed thicker than in other regions .
前記複数の放熱フィンの先端部が同一平面上に位置するように形成されている請求項2又は3に記載のインバータ装置。 The opposing outer surface of the case is formed in a stepped shape so that a back side portion of a region where the switching element of the opposing surface is in contact is positioned on the main circuit board side with respect to another region,
The inverter device according to claim 2 or 3 , wherein tip ends of the plurality of heat dissipating fins are formed on the same plane.
前記カバー周壁部の端面が、前記対向面の周縁に沿って立設された前記ケースの周壁部の端面と当接するように形成されている請求項10又は11に記載のインバータ装置。 The cover case includes a cover surface covering the second surface side of the main circuit board, and a cover peripheral wall portion erected along the periphery of the cover surface,
The inverter device according to claim 10 or 11 , wherein an end surface of the cover peripheral wall portion is formed so as to contact an end surface of the peripheral wall portion of the case erected along a peripheral edge of the facing surface.
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