JP7424125B2 - インバータ装置 - Google Patents
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Description
既に、制御回路基板の下方に、放熱と接地とを目的として、電磁シールド板(遮蔽体)を配置したインバータ装置(電力変換装置)が開示されている。例えば、特許文献1にインバータ装置(電力変換装置)が開示されている。
しかし、インバータ装置内に使用されるコンデンサと電磁シールド板との位置関係は開示されていない。また、放熱を目的とする場合には、電磁シールド板を樹脂ケース(筐体)へ強固に固定する必要があり、簡易な方法で取り付けることができない。
図1は、本発明のインバータ装置を搭載した車両の概略構成図、図2は、図1に示すインバータ装置の分解斜視図、図3は、コンデンサユニットから遮蔽体を取り外した状態を示す斜視図である。
図2および図3では、X軸と、X軸に直交するY軸と、X軸およびY軸に直交するZ軸とを規定して説明する。また、図2および図3中の上側を「上」または「上方」と言い、下側を「下」または「下方」と言う。
インバータ部20は、車両全体の制御を司る制御部3からの制御信号により制御され、電動モータ15を駆動する。
なお、パワースイッチング素子としては、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)等が挙げられる。
インバータ部20には、バッテリBTとの接続部にコンデンサユニット14が配置されている。コンデンサユニット14は、高電位ライン(正極電位B+)と低電位ライン(負極電位B-(GND))との間に接続されている。このコンデンサユニット14は、バッテリBTからの入力電圧を平滑する機能を有し、大容量の平滑コンデンサ(フィルムコンデンサ)を備えている。
そして、遮蔽体16とパワーモジュールユニット13との離間距離は、遮蔽体16とインバータ制御部11との離間距離よりも大きくなっている。
かかる構成によれば、電磁界ノイズ発生源となるパワーモジュールユニット13と遮蔽体16との距離を十分に確保することができるため、遮蔽体16に到達するまでに電磁界ノイズをある程度減衰させることができる。よって、遮蔽体16が遮蔽すべき電磁界ノイズが少なくなるため、その分、遮蔽体16のサイズ(厚さ)を小さくすることができる。したがって、インバータ部20全体としての小型化を図りつつ、効果的にEMC対策が可能である。また、遮蔽体16を迂回した電磁界ノイズがインバータ制御部11に影響を及ぼす範囲も少ない。
インバータ制御部11は、平面視で矩形状をなす配線基板110と、配線基板110に実装され、集積回路を備える電子部品111とを有している。本実施形態では、電子部品111とコンデンサユニット14(パワーモジュールユニット13)との間に、遮蔽体16の本体部160が存在している。換言すれば、電子部品111の直下に遮蔽体16の連通孔161が存在せず、インバータ制御部11側から見たとき、電子部品111は、連通孔161からズレた位置において配線基板110に実装されている。
また、複数の電子部品111が配線基板110に実装されていてもよく、集積回路を備えていない電子部品が配線基板110に実装されていてもよい。
遮蔽体16は、コンデンサユニット14に装着されるようになっている。インバータ部20の組立作業の際には、同時に、コンデンサユニット14に遮蔽体16を装着することができるので、その組立作業が容易である。
各凸部141の外形は円形状をなし、各連通孔161の形状も各凸部141の外形に対応して円形状をなしているが、これに限定されない。
また、各凸部141の上端部には、インバータ制御部11の配線基板110が、例えばネジ止め等により固定される。
コンデンサユニット14の筐体140は、例えば、樹脂材料の射出成形により作製することができる。
インバータ部20は、さらに、コンデンサユニット14と突片162とが引っ掛る引掛部17を有している。引掛部17を設けることにより、遮蔽体16をコンデンサユニット14に装着した際に、これらを仮固定することができる。
また、孔部171は、突片162の下端部(本体部160との境界部から離れた箇所)に形成されている。このため、1枚の板材を加工して遮蔽体16を作製する際に、本体部160に対して突片162を折り曲げても、孔部171周辺の変形が防止または抑制されるため、遮蔽体16をコンデンサユニット14に装着したとき、爪部172との位置ズレが生じ難い。コンデンサユニット14の筐体140を樹脂材料の射出成形により作製する場合には、射出成形用の金型の合せ面に凸部を設ける構造とすることで爪部172を容易に形成することができる。
なお、引掛部17は、突片162に設けられ、コンデンサユニット14側に向かって突出する爪部と、コンデンサユニット14の側面に設けられ、爪部が引っ掛かる凹部とで構成されてもよい。
また、遮蔽体16は、その本体部160の外周縁に側方に突出する部分を有する遮蔽体側舌片163を備えている。遮蔽体側舌片163の側方に突出する部分には、その厚さ方向(Z軸方向)に貫通する貫通孔163aが形成されている。
そして、本実施形態では、遮蔽体16をコンデンサユニット14に装着した状態で、複数のコンデンサ側舌片142の全ての貫通孔142aと、対応する遮蔽体側舌片163の貫通孔163aとが重なるように構成されている。
また、引掛部17による固定は、一時的な固定(仮固定)であればよいので、孔部171および爪部172のサイズを小さくしてもよい。
なお、遮蔽体16をコンデンサユニット14に装着した状態で、複数のコンデンサ側舌片142の一部の貫通孔142aと、対応する遮蔽体側舌片163の貫通孔163aとが重なるように構成してもよい。
例えば、本発明のインバータ装置は、上記実施形態の構成において、他の任意の構成を追加してもよいし、同様の機能を発揮する任意の構成と置換されていてよい。
5a、5b 車輪
6 減速機
7 ディファレンシャルギア
8 ドライブシャフト
10 インバータ制御装置
11 インバータ制御部
110 配線基板
111 電子部品
12 パワーモジュール制御部
13 パワーモジュールユニット
14 コンデンサユニット
140 筐体
141 凸部
142 コンデンサ側舌片
142a 貫通孔
15 電動モータ
16 遮蔽体
160 本体部
161 連通孔
162 突片
163 遮蔽体側舌片
163a 貫通孔
17 引掛部
171 孔部
172 爪部
20 インバータ部
BT バッテリ
H 長さ(高さ)
L 長さ
Claims (1)
- モータ駆動用のインバータ装置であって、
電源からの電圧を平滑するコンデンサユニットと、
モータに駆動電流を供給するパワーモジュールユニットと、
前記パワーモジュールユニットに制御信号を出力するインバータ制御部と、
前記パワーモジュールユニットからの電磁界ノイズを、前記インバータ制御部に対して遮蔽する遮蔽体とを有し、
前記パワーモジュールユニット、前記コンデンサユニット、前記遮蔽体および前記インバータ制御部がこの順に配置され、
前記インバータ制御部は、前記コンデンサユニットに固定され、
前記遮蔽体と前記パワーモジュールユニットとの離間距離は、前記遮蔽体と前記インバータ制御部との離間距離よりも大きいことを特徴とするインバータ装置。
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