JP6822381B2 - 通電部材モジュール、及びその製造方法 - Google Patents

通電部材モジュール、及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、互いに対向した一対の通電部材と、該一対の通電部材を封止する封止部とを有する通電部材モジュール、及びその製造方法に関する。
電気機器等に用いられる部品として、互いに対向した一対の通電部材と、該一対の通電部材を封止する封止部とを有する通電部材モジュールが知られている（下記特許文献１参照）。この通電部材モジュールを製造する際には、まず、一対の通電部材を成形用の金型に収容し（収容工程）、金型に樹脂を注入して上記一対の通電部材を封止する（封止工程）。そして、樹脂が固化した後、金型から通電部材モジュールを取り出す（取出工程）。
上記収容工程では、一対の支持部材を用いて、個々の通電部材を、上記一対の通電部材の対向方向から挟持する（図２６参照）。これにより、通電部材を金型内に固定し、封止工程において注入した樹脂によって通電部材が大きく動かないようにしている。これによって、一対の通電部材が互いに接近して接触したり、一対の通電部材の間隔が変動してこれらの間に寄生するインダクタンスが変化したりする不具合を抑制している。
特許第５４４６７２２号公報
しかしながら、上記通電部材モジュールの製造方法では、一対の通電部材の間隔に、製品ばらつきが生じやすかった。すなわち、通電部材の板厚がばらつくと、一対の通電部材間の間隔がばらつく。上記通電部材モジュールの製造方法では、通電部材の板厚がばらついたときに生じる、一対の通電部材間の間隔のばらつきを抑制する手段を講じていない。そのため、一対の通電部材間の間隔のばらつきが大きくなり、これらの通電部材の間に寄生するインダクタンスがばらつきやすい。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、通電部材の板厚がばらついても、一対の通電部材の間隔がばらつきにくい通電部材モジュールと、その製造方法を提供しようとするものである。
本発明の第１の態様は、板状に形成され互いに対向した一対の通電部材（２）と、該一対の通電部材を封止する封止部（３）とを有する通電部材モジュール（１）の製造方法であって、
上記一対の通電部材を、互いに離間した状態で成形用の金型（５）に収容する収容工程と、
上記金型内に流動状態の樹脂（３０）を注入し、上記一対の通電部材を封止する封止工程と、
上記金型から上記通電部材モジュールを取り出す取出工程とを行い、
上記収容工程において、個々の上記通電部材を、上記一対の通電部材の対向方向（Ｚ）における外側面（２１O）に当接した外側支持部材（４O）と、上記対向方向における内側面（２１I）に当接した内側支持部材（４I）とによって、上記対向方向に挟持しつつ、個々の上記通電部材を上記金型内に保持し、
上記外側支持部材によって上記外側面に外側凹部（２３O）が形成され、上記内側支持部材によって上記内側面に内側凹部（２３I）が形成され、上記外側凹部は、上記内側凹部よりも、上記対向方向における深さが深い、通電部材モジュールの製造方法にある。
また、本発明の第２の態様は、板状に形成され、互いに対向した一対の通電部材と、
樹脂からなり、上記一対の通電部材を封止する封止部と、
上記一対の通電部材の対向方向における、上記通電部材の外側面に形成され、上記対向方向に凹んだ外側凹部と、
上記対向方向における上記通電部材の内側面に形成され、上記対向方向に凹んだ内側凹部と、
上記封止部の一部を上記対向方向に貫き、上記外側凹部に開口側から連結した外側貫通孔（３１O）と、
上記封止部の一部を上記対向方向に貫き、上記内側凹部に開口側から連結した内側貫通孔（３１I）とを備え、
上記外側凹部は、上記内側凹部よりも、上記対向方向における深さが深い、通電部材モジュールにある。
上記通電部材モジュールの製造方法においては、上記収容工程で個々の通電部材を、上記外側支持部材と内側支持部材とを用いて対向方向に挟持する。外側支持部材によって、通電部材の外側面に上記外側凹部が形成され、内側支持部材によって、通電部材の内側面に上記内側凹部が形成される。外側凹部は、内側凹部よりも、対向方向における深さが深い。
そのため、通電部材の板厚に製造ばらつきが生じたとしても、その板厚のばらつきを外側凹部によって吸収できるため、一対の通電部材の間隔が大きくばらつきにくくなる。したがって、これら一対の通電部材の間に寄生するインダクタンスのばらつきを低減できる。
また、上記通電部材モジュールにおいても、外側凹部は、内側凹部よりも、対向方向における深さが深くなっている。
そのため、通電部材の板厚に製造ばらつきが生じても、その板厚のばらつきを外側凹部によって吸収できるため、一対の通電部材の間隔が大きくばらつくことを抑制できる。したがって、一対の通電部材の間に寄生するインダクタンスのばらつきを低減できる。
以上のごとく、上記態様によれば、通電部材の板厚がばらついても、一対の通電部材の間隔がばらつきにくい通電部材モジュールと、その製造方法を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
実施形態１における、通電部材モジュールの斜視図。 実施形態１における、通電部材の斜視図。 実施形態１における、通電部材モジュールの製造方法説明図。 図３に続く図。 図４の部分拡大図。 図４に続く図。 図６に続く図。 図７に続く図。 図８に続く図。 実施形態１における、通電部材モジュールの断面図。 図１０の部分拡大図。 実施形態１における、通電部材モジュールを用いた電力変換装置の回路図。 実施形態１における、支持部材の斜視図。 実施形態１における、角柱状にした支持部材の斜視図。 実施形態２における、通電部材モジュールの製造方法説明図。 実施形態２における、通電部材モジュールの断面図。 図１６の部分拡大図。 実施形態２における、支持部材の斜視図。 実施形態２における、先端を半球状にした支持部材の斜視図。 実施形態３における、通電部材モジュールの製造方法説明図。 実施形態３における、通電部材モジュールの断面図。 図２１の部分拡大図。 実施形態３における、支持部材の斜視図。 実施形態４における、通電部材モジュールの製造方法説明図。 図２４に続く図。 比較形態における、通電部材モジュールの製造方法説明図。
（実施形態１）
上記通電部材モジュール及びその製造方法に係る実施形態について、図１〜図１４を参照して説明する。図１、図２に示すごとく、本形態の通電部材モジュール１は、板状に形成され互いに対向した一対の通電部材２と、該一対の通電部材２を封止する封止部３とを有する。本形態では、収容工程（図３〜図５参照）と、封止工程（図６、図７参照）と、取出工程（図８、図９参照）とを行うことにより、通電部材モジュール１を製造する。
図３〜図５に示すごとく、収容工程では、一対の通電部材２を、互いに離間した状態で成形用の金型５に収容する。
また、図６、図７に示すごとく、封止工程では、金型５内に流動状態の樹脂３０を注入し、一対の通電部材２を封止する。
図８、図９に示すごとく、取出工程では、金型５から通電部材モジュール１を取り出す。
図３〜図５に示すごとく、収容工程では、個々の通電部材２を、一対の通電部材２の対向方向（Ｚ方向）における外側面２１Oに当接した外側支持部材４Oと、Ｚ方向における内側面２１Iに当接した内側支持部材４Iとによって、Ｚ方向に挟持しつつ、個々の通電部材２を金型５内に保持する。
収容工程では、外側支持部材４Oによって外側面２１Oに外側凹部２３Oが形成される。また、内側支持部材４Iによって内側面２１Iに内側凹部２３Iが形成される。外側凹部２３Oは、内側凹部２３Iよりも、Ｚ方向における深さが深い。
なお、上記「内側面２１I」とは、通電部材２の、Ｚ方向に直交する２つの面２１（２１I，２１O）のうち、相手側の通電部材２が配された方の面を意味する。また、上記「外側面２１O」とは、内側面２１Iとは反対側に形成された面を意味する。
図１２に示すごとく、本形態では、通電部材モジュール１を電力変換装置１０に用いている。電力変換装置１０は、平滑用のコンデンサ８４と、複数のスイッチング素子８３とを備える。通電部材モジュール１内の通電部材２を用いて、コンデンサ８４とスイッチング素子８３とを電気接続している。電力変換装置１０は、制御部８５を用いて、スイッチング素子８３をオンオフ動作させる。これにより、直流電源８１から供給される直流電力を交流電力に変換し、三相交流モータ８２を駆動している。
図３〜図５に示すごとく、収容工程では、一対の通電部材２を金型５内に収容する。通電部材２の接続端子２２は、金型５の分割面５３において、金型５に挟持される。
通電部材２には、Ｚ方向に貫通した貫通孔２０が複数個、形成されている。また、金型５には、内側支持部材４Iと、外側支持部材４Oとが取り付けられている。収容工程では、内側支持部材４Iを貫通孔２０に挿入し、通電部材２の内側面２１Iに当接させる。また、外側支持部材４Oを、通電部材２の外側面２１Oに当接させる。これにより、内側支持部材４Iと外側支持部材４Oとを用いて、通電部材２をＺ方向に挟持する。図５に示すごとく、このとき加えた力によって、外側面２１Oには外側凹部２３Oが形成され、内側面２１Iには内側凹部２３Iが形成される。
本形態では、外側支持部材４Oと内側支持部材４Iとを、それぞれ円柱状（図１３参照）に形成してある。外側支持部材４Oは、内側支持部材４Iよりも細く形成されている。そのため、外側支持部材４Oによって外側面２１Oに加えられる圧力は、内側支持部材４Iによって内側面２１Iに加えられる圧力よりも高い。したがって、外側凹部２３Oは、内側凹部２３Iよりも深く形成される。
収容工程を行った後、図６、図７に示すごとく、ゲート５１から樹脂３０を注入し、一対の通電部材２を封止する。このとき、樹脂３０から通電部材２に、Ｚ方向へ力が加わるが、本形態では一対の支持部材４（４I，４O）によって通電部材２をＺ方向から挟持しているため、通電部材２がＺ方向に動くことを抑制できる。そのため、一対の通電部材２が互いに接近して接触する等の不具合を抑制できる。
封止工程を行った後、図８、図９に示すごとく、通電部材モジュール１を金型５から取り出す工程（取出工程）を行う。取出工程では、金型５を開き、離型ピン７を押し出す。これにより、通電部材モジュール１を金型５から離型させる。
図１０、図１１に、製造された通電部材モジュール１の断面図を示す。同図に示すごとく、通電部材モジュール１は、一対の通電部材２と、該通電部材２を封止する封止部３とを備える。個々の通電部材２の外側面２１Oには外側凹部２３Oが形成され、内側面２１Iには内側凹部２３Iが形成されている。外側凹部２３Oは、内側凹部２３Iよりも、Ｚ方向における深さが深い。
また、製造時に外側支持部材４Oを配置した位置に、外側貫通孔３１Oが形成されている。外側貫通孔３１Oは、封止部３の一部をＺ方向に貫き、外側凹部２３Oに開口２４O側から連結している。また、内側支持部材４Iを配置した位置に、内側貫通孔３１Iが形成されている。内側貫通孔３１Iは、封止部３の一部をＺ方向に貫き、内側凹部２３Iに開口２４I側から連結している。
本形態の作用効果について説明する。本形態では、図３〜図５に示すごとく、収容工程で個々の通電部材２を、外側支持部材４Oと内側支持部材４Iとを用いてＺ方向に挟持する。外側支持部材４Oによって、通電部材２の外側面２１Oに外側凹部２３Oが形成される。また、内側支持部材４Iによって、内側面２１Iに内側凹部２３Iが形成される。外側凹部２３Oは、内側凹部２３Iよりも、Ｚ方向における深さが深い。
そのため、通電部材２の板厚にばらつきが生じたとしても、この板厚のばらつきを外側凹部２３Oによって吸収できるため、一対の通電部材２の間隔Ｗが大きくばらつくことを抑制できる。したがって、これら一対の通電部材２の間に寄生するインダクタンスのばらつきを低減できる。
すなわち、図２６に示すごとく、従来の通電部材モジュール１の製造方法では、外側支持部材４Oと内側支持部材４Iとを同じ太さにしていた。そのため、内側凹部２３Iと外側凹部２３OとのＺ方向深さが略等しくなっていた。したがって、例えば、製造ばらつきによって通電部材２の板厚が厚くなった場合、内側凹部２３Iが外側凹部２３Oと同様に深く凹み、一対の通電部材２の内側面２１Iの間隔Ｗが狭くなっていた。そのため、一対の通電部材２間に寄生するインダクタンスが小さくなっていた。また、製造ばらつきによって通電部材２の板厚が薄くなった場合、内側凹部２３Iが外側凹部２３Oと同様に僅かしか凹まず、一対の通電部材２の内側面２１Iの間隔Ｗが広くなっていた。そのため、一対の通電部材２間のインダクタンスが大きくなっていた。このように、内側凹部２３Iと外側凹部２３Oの深さが同程度であると、通電部材２の板厚がばらついたときに内側凹部２３Iの凹みばらつきが大きくなりやすい。そのため、一対の内側面２１Iの間隔Ｗがばらつきやすく、インダクタンスがばらつきやすい。
これに対して、本形態のように、図５に示すごとく、外側凹部２３Oの凹み量を内側凹部２３Iよりも大きくすれば、通電部材２の板厚がばらついたとき、外側凹部２３Oによってこの板厚ばらつきを吸収でき、内側凹部２３Iの凹みばらつきを低減できる。そのため、一対の通電部材２の、内側面２１I間の間隔Ｗが大きくばらつくことを抑制でき、これら一対の通電部材２間のインダクタンスがばらつくことを抑制できる。
また、本形態では、外側凹部２３Oは、内側凹部２３Iよりも、Ｚ方向から見たときの面積が小さい。
そのため、収容工程において、外側凹部２３Oに、内側凹部２３Iよりも高い圧力を加えることができる。したがって、外側凹部２３Oを、内側凹部２３Iよりも深く凹ませることができる。そのため、通電部材２の板厚がばらついても、一対の通電部材２の間隔Ｗが大きくばらつくことを抑制できる。
また、本形態では、外側支持部材４Oおよび内側支持部材４Iを、金型５とは別体に形成してある。
そのため、これらの支持部材４O，４Iの先端が摩耗した場合、容易に交換することができる。
以上のごとく、本形態によれば、通電部材の板厚がばらついても、一対の通電部材の間隔がばらつきにくい通電部材モジュールと、その製造方法を提供することができる。
なお、本形態では図１３に示すごとく、外側支持部材４O、内側支持部材４Iを円柱状に形成したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば図１４に示すごとく、角柱状に形成してもよい。
以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態１と同様の構成要素等を表す。
（実施形態２）
本形態は、外側支持部材４Oの形状を変更した例である。図１８に示すごとく、本形態の外側支持部材４Oは、本体部４１と、先端部４２とを備える。本体部４１は、内側支持部材４I（図１５参照）と略同じ太さに形成されている。先端部４２は、円錐台状に形成されている。
図１５に示すごとく、収容工程では、上記外側支持部材４Oと、内側支持部材４Iとを用いて、通電部材２をＺ方向に挟持する。外側支持部材４Oによって外側凹部２３Oが形成され、内側支持部材４Iによって内側凹部２３Iが形成される。本形態では、外側支持部材４Oの先端部４２（図１８参照）を円錐台状にしてあるため、外側凹部２３Oの内周面２９は、テーパ状に形成される（図１７参照）。より詳しくは、外側凹部２３Oの内周面２９は、Ｚ方向における内側面２１I側に向かうほど、外側凹部２３Oの中心に近づくよう傾斜している。
収容工程を行った後、金型５内に樹脂３０を注入し、通電部材２を封止する。図１６、図１７に、製造した通電部材モジュール１の断面図を示す。同図に示すごとく、通電部材２には、収容工程において形成された外側凹部２３Oと内側凹部２３Iとが残存している。
本形態の作用効果について説明する。本形態では、外側凹部２３Oの内周面２９は、Ｚ方向における内側面２１I側に向かうほど、外側凹部２３Oの中心に近づくよう傾斜している。すなわち、本形態では、先端部４２が先細りになっている外側支持部材４Oを用いて、外側凹部２３Oを形成している。このようにすると、外側支持部材４Oの本体部４１（図１８参照）を太くしつつ、先端部４２を用いて、深い外側凹部２３Oを形成することができる。そのため、収容工程において外側支持部材４Oが折れたり曲がったりする不具合を抑制できる。また、本形態では実施形態１と同様に、外側凹部２３Oの凹み量を大きくすることができるため、通電部材２の板厚がばらついても、この板厚のばらつきを外側凹部２３Oによって吸収でき、一対の通電部材２の間隔Ｗが大きくばらつくことを抑制できる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
なお、本形態では図１８に示すごとく、外側支持部材４Oの先端部４２を円錐台状にしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、例えば図１９に示すごとく、外側支持部材４Oの先端部４２を半球状にしてもよい。
（実施形態３）
本形態は、外側支持部材４Oの形状を変更した例である。図２３に示すごとく、本形態の外側支持部材４Oは、本体部４１と、先端部４２とを備える。これら本体部４１と先端部４２は、それぞれ円柱状に形成されている。先端部４２は、本体部４１よりも縮径している。
図２０に示すごとく、収容工程では、上記外側支持部材４Oと、内側支持部材４Iとを用いて、通電部材２をＺ方向に挟持する。外側支持部材４Oによって外側凹部２３Oが形成され、内側支持部材４Iによって内側凹部２３Iが形成される。本形態では、外側支持部材４Oの先端部４２（図２３参照）を本体部４１よりも縮径させているため、通電部材２の外側面２１Oには内側面２１Iよりも高い圧力が加わる。そのため、外側凹部２３Oは内側凹部２３IよりもＺ方向深さが深くなる。
収容工程を行った後、金型５内に樹脂３０を注入し、通電部材２を封止する。図２１、図２２に、製造した通電部材モジュール１の断面図を示す。同図に示すごとく、通電部材２には、収容工程において形成された外側凹部２３Oと内側凹部２３Iとが残存している。
本形態の作用効果について説明する。本形態では、外側支持部材４Oの先端部４２を、本体部４１よりも縮径させている。このようにすると、外側支持部材４Oの本体部４１（図２３参照）を太くしつつ、縮径した先端部４２を用いて、深い外側凹部２３Oを形成することができる。そのため、収容工程において外側支持部材４Oが折れたり曲がったりする不具合を抑制できる。また、本形態では実施形態１と同様に、外側凹部２３Oの凹み量を大きくすることができるため、通電部材２の板厚がばらついても、この板厚のばらつきを外側凹部２３Oによって吸収でき、一対の通電部材２の間隔Ｗが大きくばらつくことを抑制できる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態４）
本形態は、取出工程を変更した例である。図２４に示すごとく、本形態では、取出工程において、まず金型５を開く。その後、図２５に示すごとく、一部の支持部材４（本形態では外側支持部材４O）を押し出し、通電部材モジュール１を金型５から離型させる。このように、本形態では、支持部材４を離型ピン７として用いている。
本形態の作用効果について説明する。上述したように、本形態では、支持部材４を離型ピン７として用いている。そのため、専用の離型ピン７を設ける必要がなく、部品点数を低減できる。
また、本形態では、外側支持部材４Oを離型ピン７として用いている。図２５に示すごとく、外側支持部材４Oは、内側支持部材４Iよりも、通電部材モジュール１内に挿入されているＺ方向深さが浅い。そのため、外側支持部材４Oと、封止部３や通電部材２との間に生じる摩擦は少なく、外側支持部材４Oから通電部材モジュール１を容易に取り外すことができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
なお、本形態では、外側支持部材４Oを離型ピン７として用いたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、例えば内側支持部材４Iを離型ピン７として用いてもよい。また、内側支持部材４Iと外側支持部材４Oを両方とも離型ピン７として用いてもよい。
１ 通電部材モジュール
２ 通電部材
２１I 内側面
２１O 外側面
２３I 内側凹部
２３O 外側凹部
３ 封止部
４I 内側支持部材
４O 外側支持部材
５ 金型

Claims (8)

  1. 板状に形成され互いに対向した一対の通電部材（２）と、該一対の通電部材を封止する封止部（３）とを有する通電部材モジュール（１）の製造方法であって、
    上記一対の通電部材を、互いに離間した状態で成形用の金型（５）に収容する収容工程と、
    上記金型内に流動状態の樹脂（３０）を注入し、上記一対の通電部材を封止する封止工程と、
    上記金型から上記通電部材モジュールを取り出す取出工程とを行い、
    上記収容工程において、個々の上記通電部材を、上記一対の通電部材の対向方向（Ｚ）における外側面（２１O）に当接した外側支持部材（４O）と、上記対向方向における内側面（２１I）に当接した内側支持部材（４I）とによって、上記対向方向に挟持しつつ、個々の上記通電部材を上記金型内に保持し、
    上記外側支持部材によって上記外側面に外側凹部（２３O）が形成され、上記内側支持部材によって上記内側面に内側凹部（２３I）が形成され、上記外側凹部は、上記内側凹部よりも、上記対向方向における深さが深い、通電部材モジュールの製造方法。
  2. 上記外側凹部は、上記内側凹部よりも、上記対向方向から見たときの面積が小さい、請求項１に記載の通電部材モジュールの製造方法。
  3. 上記外側凹部の内周面（２９）は、上記対向方向における上記内側面側に向かうほど、上記外側凹部の中心に近づくよう傾斜している、請求項１又は２に記載の通電部材モジュールの製造方法。
  4. 上記外側支持部材および上記内側支持部材は、上記金型とは別体に形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の通電部材モジュールの製造方法。
  5. 上記外側支持部材と上記内側支持部材との少なくとも一方は、上記取出工程において上記通電部材モジュールを上記金型から離型するための離型ピン（７）を兼ねている、請求項４に記載の通電部材モジュールの製造方法。
  6. 板状に形成され、互いに対向した一対の通電部材と、
    樹脂からなり、上記一対の通電部材を封止する封止部と、
    上記一対の通電部材の対向方向における、上記通電部材の外側面に形成され、上記対向方向に凹んだ外側凹部と、
    上記対向方向における上記通電部材の内側面に形成され、上記対向方向に凹んだ内側凹部と、
    上記封止部の一部を上記対向方向に貫き、上記外側凹部に開口側から連結した外側貫通孔（３１O）と、
    上記封止部の一部を上記対向方向に貫き、上記内側凹部に開口側から連結した内側貫通孔（３１I）とを備え、
    上記外側凹部は、上記内側凹部よりも、上記対向方向における深さが深い、通電部材モジュール。
  7. 上記外側凹部は、上記内側凹部よりも、上記対向方向から見たときの面積が小さい、請求項６に記載の通電部材モジュール。
  8. 上記外側凹部の内周面は、上記対向方向における上記内側面側に向かうほど、上記外側凹部の中心に近づくよう傾斜している、請求項６又は７に記載の通電部材モジュール。
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