JPH1014254A - Electric rolling stock controller - Google Patents

Electric rolling stock controller

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JPH1014254A
JPH1014254A JP8168069A JP16806996A JPH1014254A JP H1014254 A JPH1014254 A JP H1014254A JP 8168069 A JP8168069 A JP 8168069A JP 16806996 A JP16806996 A JP 16806996A JP H1014254 A JPH1014254 A JP H1014254A
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conductor plate
switching element
smoothing capacitor
control device
terminal
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晴喜 浜田
Hiroshi Katada
寛 片田
Masayoshi Tashiro
雅義 田代
Shigeyuki Yoshihara
重之 吉原
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Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric rolling stock controller which can attain improvement in assembling ease and size reduction, without scarifying the reducing effect and heat dissipation properties of a wiring inductance. SOLUTION: This electric rolling stock controller is provided with a printed circuit board 5 which involves a smoothing capacitor 2, a switching element 3 and an insulation support 4 mounted on a heat sink 1, and which a capacitor 7, a diode 8, a resistor 9 and a current sensor 10 mounted on the switching element 3 as circuit components. An AC output terminal 3c and an insulation support 4 are connected, using a conductor bar 11 through an AC output terminal 3c and the insulation support 4. A negative conductor plate 12 and a positive conductor plate 14 which clamp an insulator 13 are placed, and respective positive and negative terminals of the smoothing capacitor 2 and the switching element 3 are connected, respectively through the negative conductor plate 12 and the positive conductor plate 14.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気車用制御装置
の大電流通電部の構造に関するものであり、特に電気自
動車用制御装置の組立加工性の向上や小形化に好適であ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a large current conducting portion of a control device for an electric vehicle, and is particularly suitable for improving the assembling workability and reducing the size of the control device for an electric vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術の電気車用電動機を制御する電
気車用制御装置の大電流通電部の構造としては、特開平
3−285570号公報に開示されているものがある。
これによれば、各平滑コンデンサと各スイッチング素子
のそれぞれの正極、負極同士が一対の導体板で一体に接
続され、上記一対の導体板はこれらの間に挿入された絶
縁板で絶縁され、更に上記一対の導体板と絶縁板とから
なる平行導体は全ての平滑コンデンサ及びスイッチング
素子の表面を覆うだけの広い表面積を有している構造を
用いて、配線インダクタンスの低減と放熱性の向上を図
っている。
2. Description of the Related Art The structure of a large-current energizing section of a conventional electric vehicle control device for controlling an electric motor for an electric vehicle is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-285570.
According to this, each positive electrode and each negative electrode of each smoothing capacitor and each switching element are integrally connected by a pair of conductive plates, and the pair of conductive plates are insulated by an insulating plate inserted between them. The parallel conductor consisting of the pair of conductor plates and the insulating plate has a structure having a large surface area enough to cover the surfaces of all the smoothing capacitors and the switching elements to reduce the wiring inductance and improve the heat dissipation. ing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技の
電気車用制御装置では、インダクタンス低減と放熱性の
向上は得られるが、スナバ回路部品の配置、絶縁板の位
置決めなどについては考慮されておらず、また無駄な占
有空間もあって、組立性と小形化に難点がある。
However, in the above-described conventional electric vehicle control device, although the inductance can be reduced and the heat radiation property can be improved, the arrangement of the snubber circuit components, the positioning of the insulating plate, and the like are taken into consideration. There is no space, and there is a wasteful occupied space, and there is a problem in assemblability and miniaturization.

【0004】従って、本発明の目的は、配線インダクタ
ンスの低減効果と放熱性を損なわずに、組立性の向上と
小形化が可能な電気車用制御装置を提供することにあ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device for an electric vehicle that can be assembled and reduced in size without impairing the effect of reducing wiring inductance and heat radiation.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的は、直流電源を
平滑化する平滑コンデンサ群と、平滑化した該直流電源
を交流電源に変換する並設したスイッチング素子群と、
前記スイッチング素子群を保護するスナバ回路手段と、
前記直流電源及び前記交流電源から制御情報を検出する
電流センサと、絶縁板を挟持して前記平滑コンデンサ群
と前記スイッチング素子群の間を電気的に接続する下側
及び上側の導体板とを、ヒートシンク上に取り付けた電
気車用制御装置において、前記平滑コンデンサ群の高さ
寸法よりも背丈の低い前記スイッチング素子群の高さ寸
法とすることによって前記スイッチング素子群上に寸法
差空間を形成し、該寸法差空間に、前記スナバ回路手段
または前記電流センサのうち少なくとも前記スナバ回路
手段を含み一体構造化したプリント基板と、前記下側導
体板と、前記絶縁板と、前記上側導体板とを、順次に載
置して取り付けることによりを達成される。
The object of the present invention is to provide a group of smoothing capacitors for smoothing a DC power supply, a group of switching elements arranged in parallel for converting the smoothed DC power into an AC power,
Snubber circuit means for protecting the switching element group,
A current sensor that detects control information from the DC power supply and the AC power supply, and lower and upper conductor plates that electrically connect the smoothing capacitor group and the switching element group with an insulating plate interposed therebetween. In the control device for an electric vehicle mounted on a heat sink, a dimension difference space is formed on the switching element group by setting the height of the switching element group shorter than the height dimension of the smoothing capacitor group, In the dimension difference space, at least the snubber circuit means or the current sensor of the current sensor, and at least the integrated printed circuit board including the snubber circuit means, the lower conductor plate, the insulating plate, and the upper conductor plate, This is achieved by sequentially placing and mounting.

【0006】本発明によれば、空間が有効に使われかつ
各構成部品が順次載置されるので、組立性向上と小形化
が図られる。
According to the present invention, the space is effectively used, and the components are sequentially placed, so that the assemblability is improved and the size is reduced.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照し説明する。図1は、本発明による一実
施例の電気車用制御装置を示す側面図である。本発明に
よる大電流通電部の構造を示す図である。図2は、図1
の電気車用制御装置を示す平面図である。図3は、図2
の電気車用制御装置を示す正面図である。図4は、図2
の電気車用制御装置の平滑コンデンサ近傍を示す部分鳥
瞰図である。本実施例の電気車用制御装置(主に大電流
通電部の構造)について、図1〜図4を同時に参照して
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing an electric vehicle control device according to one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a large current conducting unit according to the present invention. FIG. 2 shows FIG.
It is a top view which shows the control apparatus for electric vehicles of FIG. FIG. 3 shows FIG.
It is a front view which shows the control apparatus for electric vehicles of FIG. FIG.
FIG. 4 is a partial bird's-eye view showing the vicinity of a smoothing capacitor of the electric vehicle control device of FIG. A control device for an electric vehicle (mainly a structure of a large current conducting portion) of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0008】電気車用制御装置(以下、制御装置という)
の大電流通電部は、1枚のヒートシンク1と、4個の平
滑コンデンサ2と、6個のスイッチング素子3と、3個
の絶縁サポート4と、1枚のプリント基板5と、18個
のターミナル6と、3個の導体バー11と、一体形状の
負極導体板12と、1枚の絶縁板13と、一体形状の正
極導体板14と、交流配線21,22,23と、ボル
ト,ナット,ワッシャ等の取付けねじ部とを含み構成さ
れる。上記の個々の構成部品は次の通りである。
A control device for an electric vehicle (hereinafter referred to as a control device)
The large-current conducting section of FIG. 1 includes one heat sink 1, four smoothing capacitors 2, six switching elements 3, three insulating supports 4, one printed circuit board 5, and 18 terminals. 6, three conductor bars 11, an integral negative electrode conductor plate 12, an insulating plate 13, an integral positive electrode conductor plate 14, AC wirings 21, 22, 23, bolts, nuts, And a mounting screw part such as a washer. The individual components described above are as follows.

【0009】ヒートシンク1は、冷却媒体を兼ねた上記
構成部品の搭載体で、電子・電気部品などを冷却する。
本実施例では小形化のために水冷式が採用されている。
平滑コンデンサ2は、直流化された直流電源を平滑化す
る複数個からなる平滑用コンデンサで、本実施例では4
個の電解コンデンサが並設されて平滑コンデンサ群を形
成している。平滑コンデンサ2の本体同士の隣接間隔
は、組付け可能な最少寸法の間隙であり、かつ、平滑コ
ンデンサ2の直流側の正極端子2a・負極端子2bは、
コンデンサ固有の端子間寸法で平行に配置されている。
The heat sink 1 is a mounted body of the above components that also serves as a cooling medium, and cools electronic and electric components and the like.
In this embodiment, a water-cooled type is adopted for downsizing.
The smoothing capacitor 2 is a plurality of smoothing capacitors for smoothing a DC power supply that has been converted to a direct current.
A plurality of electrolytic capacitors are juxtaposed to form a smoothing capacitor group. The adjacent interval between the main bodies of the smoothing capacitor 2 is a minimum gap that can be assembled, and the positive terminal 2a and the negative terminal 2b on the DC side of the smoothing capacitor 2 are
The capacitors are arranged in parallel with a terminal-to-terminal dimension unique to the capacitor.

【0010】換言すれば、平滑コンデンサ2の隣り合っ
ている各正極端子同士及び各負極端子同士の端子列が直
線を成して並設された平滑コンデンサ群である。尚、正
極端子2a・負極端子2bは、端子ボルトと端子座とを
有している。該端子ボルトは後述する各導体板を取り付
けるのに利用され、端子座は各導体板をを載置するのに
利用される。
In other words, the smoothing capacitor group is a group of smoothing capacitors in which adjacent positive electrode terminals and adjacent negative electrode terminals of the smoothing capacitor 2 form a straight line and are arranged side by side. The positive terminal 2a and the negative terminal 2b have terminal bolts and terminal seats. The terminal bolts are used to mount each conductor plate described later, and the terminal seats are used to mount each conductor plate.

【0011】スイッチング素子3は、直流電源を交流電
源にスイッチング法によって逆変換する複数個の半導体
素子で、各スイッチング素子3の隣り合う直流側の正極
端子3a・負極端子3b及び交流側の交流出力端子3c
の各々の端子列は直線的に、かつ、平滑コンデンサ2の
端子列と平行に配列されている。換言すれば、スイッチ
ング素子3の隣合する各正極端子同士及び各負極端子同
士の端子列が直線となって並設されたスイッチング素子
群である。更に、スイッチング素子3の本体同士の隣接
間隔は、組付け可能な最少寸法間隙で配置されている。
The switching elements 3 are a plurality of semiconductor elements for inverting a DC power supply into an AC power supply by a switching method, and each of the switching elements 3 has adjacent DC-side positive and negative terminals 3a and 3b and an AC-side AC output. Terminal 3c
Are arranged linearly and in parallel with the terminal row of the smoothing capacitor 2. In other words, the switching element group is a switching element group in which the adjacent positive electrode terminals of the switching element 3 and the terminal rows of the negative electrode terminals are arranged in a straight line. Further, the adjacent intervals between the main bodies of the switching elements 3 are arranged with a minimum gap that can be assembled.

【0012】尚、正極端子3a・負極端子3b及び交流
出力端子3cは、長く上方に延長した端子ボルトと端子
座とを有している。該端子ボルトは後述する各導体板の
取付足部を取り付けるのに利用され、端子座は後述する
プリント基板5を載置するのに利用される。また、図
1,図2に示すように、平滑コンデンサ群とスイッチン
グ素子群との間隔は、後述する絶縁サポート4,三相交
流出力用の交流配線21,22,23などが配置できる
寸法に設定される。また、場合によっては、後述する三
相交流出力監視用の電流センサ10aが配置できる寸法
に設定される。
The positive terminal 3a, the negative terminal 3b, and the AC output terminal 3c have terminal bolts and terminal seats extending long and upward. The terminal bolts are used to attach mounting feet of each conductor plate described later, and the terminal seats are used to mount a printed board 5 described later. Also, as shown in FIGS. 1 and 2, the distance between the smoothing capacitor group and the switching element group is set to a size in which the insulating support 4, which will be described later, and the AC wirings 21, 22, and 23 for three-phase AC output can be arranged. Is done. In some cases, the dimensions are set such that a current sensor 10a for monitoring three-phase AC output described later can be arranged.

【0013】さらに、電気車用制御装置に用いられる平
滑コンデンサ2とスイッチング素子3においては、スイ
ッチング素子3の高さ寸法は、平滑コンデンサ2の高さ
寸法より背丈の低いものとする。この理由は、後述する
プリント基板としてスナバ回路手段および電流センサを
含み一体構造化することが可能な寸法差空間を形成させ
るためからである。
Further, in the smoothing capacitor 2 and the switching element 3 used in the electric vehicle control device, the height of the switching element 3 is shorter than the height of the smoothing capacitor 2. The reason for this is to form a dimensional difference space that can be integrated into a printed circuit board including a snubber circuit means and a current sensor as described later.

【0014】またさらに、組み立てられる正負一対の導
体板(後述する負極導体板12と正極導体板14)が交錯
しないように、図1に示すように平滑コンデンサ2の正
極端子2aが外側に配置されていればスイッチング素子
3の正極端子3aも外側に配置し、負極端子2bが内側
にあればスイッチング素子3の負極端子3aも内側とす
る配置にする。さらにまた、図2に示すように、平滑コ
ンデンサ2の横配列中心とスイッチング素子3の横配列
中心とは、不一致となるようにずらして配置されてい
る。
Further, a positive electrode terminal 2a of the smoothing capacitor 2 is disposed on the outside as shown in FIG. 1 so that a pair of positive and negative conductor plates (a negative conductor plate 12 and a positive conductor plate 14, which will be described later) are not crossed. If so, the positive terminal 3a of the switching element 3 is also arranged outside, and if the negative terminal 2b is inside, the negative terminal 3a of the switching element 3 is also arranged inside. Further, as shown in FIG. 2, the center of the horizontal arrangement of the smoothing capacitors 2 and the center of the horizontal arrangement of the switching elements 3 are arranged so as to be displaced from each other.

【0015】次に、絶縁サポート4は、中間部が絶縁材
で両端部が金属材の取付けねじ部からなる一体構造の支
持体であり、並設されている平滑コンデンサ群とスイッ
チング素子群との間(水平方向に関して)に配置されてい
る。そして、絶縁サポート4は、三相交流電源を取り出
すための、後述する導体バー11や、交流配線21,2
2,23に接続される中間接続体である。なお、絶縁サ
ポート4の高さ寸法は、スイッチング素子群の高さ寸法
よりは高く、平滑コンデンサ群の高さ寸法よりは低い寸
法に設定される。すなわち、平滑コンデンサ群とスイッ
チング素子群の中間高さ(高さ方向に関して)に設定して
ある。
Next, the insulating support 4 is a support having an integral structure in which an intermediate portion is made of an insulating material and both end portions are made of metal mounting screws. It is located between (in the horizontal direction). The insulating support 4 is provided with a conductor bar 11, which will be described later, for taking out a three-phase AC power supply, and AC wirings 21 and 22.
It is an intermediate connector connected to 2, 23. The height of the insulating support 4 is set to be higher than the height of the switching element group and lower than the height of the smoothing capacitor group. That is, the height is set to an intermediate height (in the height direction) between the smoothing capacitor group and the switching element group.

【0016】また図1に示すように、ヒートシンク1か
らの絶縁サポート4の高さ寸法は、後述する交流ターミ
ナル6cのヒートシンク1からの高さ寸法に合わせてい
る。これは、導体バー11ならびに交流配線21,2
2,23を、上記の平滑コンデンサ群とスイッチング素
子群の中間位置(水平方向)に収納できるようにするため
である。また、同一高さ寸法であれば、導体バー11は
曲折のない形状の平板構造となり占有空間が小さくなる
と共に、加工性に利点が生じる。
As shown in FIG. 1, the height of the insulating support 4 from the heat sink 1 is set to the height of the AC terminal 6c from the heat sink 1 to be described later. This is because the conductor bar 11 and the AC wirings 21 and
2 and 23 are stored at an intermediate position (horizontal direction) between the smoothing capacitor group and the switching element group. If the heights are the same, the conductor bar 11 has a flat plate structure with no bent shape, occupying less space, and has an advantage in workability.

【0017】そして、平滑コンデンサ2とスイッチング
素子3と絶縁サポート4は、前述の取付けねじ部にて直
接ヒートシンク1上に組付けられている。
The smoothing capacitor 2, the switching element 3, and the insulating support 4 are mounted directly on the heat sink 1 by the above-mentioned mounting screw.

【0018】一方、プリント基板5は、絶縁基板に、ス
ナバ回路手段を構成するコンデンサ7,ダイオード8,
抵抗9などのスナバ回路部品と、必要に応じて、電流セ
ンサ10(交流用の電流センサ10aまたは直流用の電
流センサ10b)とを、更に、他制御ユニットへの信号
線の中継コネクタ20や他の電子電気部品などを含んで
搭載して、一体構造化した回路基板である。従来技術に
おいては、スナバ回路部品はバラバラに配置され、かつ
電流センサ10は単独に平滑コンデンサ2の外側に配置
されていた。なお、スナバ回路手段の使用電流が比較的
小さい値の部分を回路基板化するものである。すなわ
ち、プリント基板5に搭載することが得策でない寸法を
有するスナバ抵抗は、図2に示すように脇に配設する。
On the other hand, the printed circuit board 5 includes a capacitor 7, a diode 8,
A snubber circuit component such as a resistor 9 and, if necessary, a current sensor 10 (AC current sensor 10a or DC current sensor 10b) are further connected to a signal line relay connector 20 to another control unit or the like. Is a circuit board integrally mounted with the electronic and electrical components of the above. In the prior art, the snubber circuit components are separately arranged, and the current sensor 10 is independently arranged outside the smoothing capacitor 2. The portion of the snubber circuit means where the current used is relatively small is formed on a circuit board. That is, snubber resistors having dimensions that are not advisable to be mounted on the printed circuit board 5 are arranged aside as shown in FIG.

【0019】そして、該プリント基板5は、平滑コンデ
ンサ群と該平滑コンデンサ群よりは背丈の低いスイッチ
ング素子群との高さ寸法差によってスイッチング素子群
上に形成した、寸法差空間に載置するものである。な
お、スナバ回路手段と電流センサ10とを一体にしてプ
リント基板に搭載した方が小形化に結び付くが、ケース
バイケースである。
The printed circuit board 5 is placed in a dimension difference space formed on the switching element group by a height dimension difference between the smoothing capacitor group and the switching element group shorter than the smoothing capacitor group. It is. It is to be noted that mounting the snubber circuit means and the current sensor 10 integrally on a printed circuit board leads to downsizing.

【0020】一般に、上記の寸法差空間の必要寸法は、
スナバ回路手段のみを一体構造化したプリント基板では
コンデンサ7またはダイオード8の高さ寸法から定め
ら、スナバ回路手段と電流センサ10とを一体構造化し
たプリント基板では電流センサ10の高さ寸法から定め
られる。特に、電流センサ10を搭載したプリント基板
では、電流センサ10の必要高さ寸法を確保するよう
に、大電流を許容する平滑コンデンサ2及びスイッチン
グ素子3の各容量を考慮しながら、並設する平滑コンデ
ンサ2及びスイッチング素子3の「高さ」と「個数」とを選
定する。
Generally, the required dimension of the above-mentioned dimension difference space is:
In the printed circuit board in which only the snubber circuit means is integrally formed, the height is determined from the height of the capacitor 7 or the diode 8, and in the printed board in which the snubber circuit means and the current sensor 10 are integrally formed, the height is determined from the height of the current sensor 10. Can be In particular, on a printed circuit board on which the current sensor 10 is mounted, the smoothing capacitors are arranged side by side in consideration of the respective capacities of the smoothing capacitor 2 and the switching element 3 which allow a large current so as to secure the required height of the current sensor 10. “Height” and “number” of the capacitor 2 and the switching element 3 are selected.

【0021】そして、現段階の平滑コンデンサ2及びス
イッチング素子3の容量から、 寸法差空間が電流セン
サ10の高さ寸法を内包することができる空間寸法であ
るためには、 スイッチング素子群の高さ寸法を平滑コ
ンデンサ群の高さ寸法よりも1/2倍以下に低いものと
する組合せが好ましいことが判明している。 更
に、スイッチング素子3上に載置されるプリント基板5
の寸法は、図2に示すように、全てのスイッチング素子
3の全体を覆う大きさに設定されている。これは、前述
のプリント基板5への搭載部品の寸法と個数から定まる
ものである。
From the capacity of the smoothing capacitor 2 and the switching element 3 at the present stage, in order for the dimension difference space to be a space dimension that can include the height dimension of the current sensor 10, the height of the switching element group It has been found that a combination in which the size is less than or equal to 1/2 the height of the smoothing capacitor group is preferable. Further, a printed circuit board 5 mounted on the switching element 3
Are set to a size that covers all of the switching elements 3 as shown in FIG. This is determined from the dimensions and the number of components mounted on the printed circuit board 5 described above.

【0022】ターミナル6は、スイッチング素子3の直
流側の正極・負極端子(3a,3b)及び交流出力端子3
cが有する取付けねじ部(端子ボルト)を利用するため
に、該取付けねじ部に嵌挿される中空円筒型の導電性の
ディスタンスピースである。図1に示すように、ターミ
ナル6(正極ターミナル6a,負極ターミナル6b,交
流ターミナル6c)は、プリント基板5上に載置されて
プリント基板5の上方に突出している。ターミナル6に
は、後述する導体バー11や各導体板の取付足部が取付
けられ、スナバ回路部品や他部品との干渉回避などのた
めの空間を確保すると同時に電気的な接続をするもので
ある。なお、ターミナル6でプリント基板5を押さえ付
けても良いし、単にプリント基板5を貫通するも可であ
る。
The terminal 6 has positive and negative terminals (3a, 3b) on the DC side of the switching element 3 and an AC output terminal 3
This is a hollow cylindrical conductive distance piece that is inserted into the mounting screw portion in order to use the mounting screw portion (terminal bolt) of c. As shown in FIG. 1, the terminals 6 (the positive terminal 6a, the negative terminal 6b, and the AC terminal 6c) are mounted on the printed board 5 and protrude above the printed board 5. The terminal 6 is provided with a later-described conductor bar 11 and a mounting foot portion of each conductor plate, which secures a space for avoiding interference with snubber circuit components and other components, and at the same time, performs electrical connection. . The printed circuit board 5 may be pressed by the terminal 6 or may simply penetrate the printed circuit board 5.

【0023】導体バー11は、スイッチング素子3で変
換した交流を図示しないモータに送電する交流配線であ
る。図1,図2に示すように、導体バー11は、電流セ
ンサ10が有する所定穴に貫通させ、交流ターミナル6
cを介して、スイッチング素子3の交流出力端子3cと
絶縁サポート4を取付けねじ部にて取付け接続する。ま
た、交流配線21,22,23も、三相交流電源を取り
出すための配線で、前述した絶縁サポート4を介して、
導体バー11は交流配線21,22,23に接続されて
いる。
The conductor bar 11 is an AC wiring for transmitting the AC converted by the switching element 3 to a motor (not shown). As shown in FIGS. 1 and 2, the conductor bar 11 penetrates a predetermined hole of the current sensor 10 and
The AC output terminal 3c of the switching element 3 and the insulating support 4 are mounted and connected via the mounting screw portion via the mounting screw c. The AC wirings 21, 22, and 23 are also wirings for taking out a three-phase AC power supply, and are provided via the insulating support 4 described above.
The conductor bar 11 is connected to AC wirings 21, 22, 23.

【0024】下側導体板としての負極導体板12は、平
滑コンデンサ2の負極端子2bとスイッチング素子3の
負極端子3bを接続する大電流用の配線である。図1,
図2に示すように、負極導体板12は、平滑コンデンサ
群の各負極端子2bとスイッチング素子群の各負極端子
3bとをほぼ覆う幅寸法を有する平坦部12aと、負極
端子3b側の負極ターミナル6bに取付け接続するため
の取付足部12bとを有し、負極ターミナル6bを利用
して、負極端子3bと負極端子2bとを取付けねじ部に
て取付け接続する。
The negative conductor plate 12 as a lower conductor plate is a wiring for a large current connecting the negative terminal 2b of the smoothing capacitor 2 and the negative terminal 3b of the switching element 3. Figure 1
As shown in FIG. 2, the negative electrode conductive plate 12 has a flat portion 12a having a width substantially covering each negative electrode terminal 2b of the smoothing capacitor group and each negative electrode terminal 3b of the switching element group, and a negative electrode terminal on the negative electrode terminal 3b side. A mounting foot portion 12b is provided for mounting and connecting to the negative terminal 6b, and the negative terminal 3b and the negative terminal 2b are mounted and connected using mounting screws using the negative terminal 6b.

【0025】上側導体板としての正極導体板14は、平
滑コンデンサ2の正極端子2aとスイッチング素子3の
正極端子3aを接続する大電流用の配線である。正極導
体板14は、 負極導体板12と同等以上の寸法からな
る平坦部14aと、 正極端子2aに取付け接続するた
めの取付足部14eと、正極端子3a側の正極ターミナ
ル6aに取付け接続するための取付足部14bとを有し
ている。そして、後述する絶縁板13の上に導体板14
を載置し、取付足部14eは平滑コンデンサ2の正極端
子2aに、取付足部14bはスイッチング素子3の正極
端子3a側の正極ターミナル6aに、取付ねじ部品にて
取付け接続する。
The positive conductor plate 14 as the upper conductor plate is a wiring for a large current connecting the positive terminal 2a of the smoothing capacitor 2 and the positive terminal 3a of the switching element 3. The positive electrode conductor plate 14 has a flat portion 14a having a size equal to or larger than that of the negative electrode conductor plate 12, a mounting foot portion 14e for mounting and connecting to the positive terminal 2a, and a mounting portion for connecting to the positive terminal 6a on the positive terminal 3a side. Mounting foot 14b. Then, a conductor plate 14 is placed on an insulating plate 13 described later.
The mounting foot 14e is mounted and connected to the positive terminal 2a of the smoothing capacitor 2 and the mounting foot 14b is mounted and connected to the positive terminal 6a on the positive terminal 3a side of the switching element 3 with mounting screw parts.

【0026】また、図4に示すように、正極導体板14
は、平滑コンデンサ2の負極端子2bならびに取付けね
じ部が貫通する部位に、負極端子2bと同心同ピッチの
絶縁穴14cを有し、該絶縁穴14cの径は、当該負極
端子2bならびに取付けねじ部と正極導体板14との絶
縁板13を介して確保される電気絶縁沿面距離(以下沿
面距離という)が、所定の沿面距離となる大きさの寸法
に設定してある。
Further, as shown in FIG.
Has an insulating hole 14c concentric with the negative electrode terminal 2b and at the same pitch as the negative terminal 2b and the mounting screw portion at a portion where the negative terminal 2b and the mounting screw portion of the smoothing capacitor 2 penetrate. An electrically insulating creepage distance (hereinafter, referred to as a creepage distance) secured through the insulating plate 13 between the electrode and the positive electrode conductor plate 14 is set to a size that is a predetermined creepage distance.

【0027】一方、絶縁板13は、樹脂等の絶縁材で形
成され平坦部12a上に載置されている。負極導体板1
2と正極導体板14の間に挟持されて両者を電気絶縁す
る絶縁体である。図4に示すように、絶縁板13は、平
滑コンデンサ2の負極端子2bならびに取付けねじ部を
貫通させかつ位置決めするための、負極端子2bと同心
同ピッチの位置決め穴13bを有する。該位置決め穴1
3bの寸法は、負極導体板12を平滑コンデンサ2に取
り付けるための取付けねじ部(ワッシャ外径またはナッ
ト形状)の寸法より僅かに大きい寸法に設定してある。
すなわち、絶縁板13を負極導体板12上に載置すると
き、その位置決め穴13bを貫通させた取付けねじ部に
当接させて、絶縁板13の組付け位置を決定する。
On the other hand, the insulating plate 13 is formed of an insulating material such as a resin and is mounted on the flat portion 12a. Negative electrode conductor plate 1
An insulator sandwiched between the positive electrode conductor plate 2 and the positive electrode conductor plate 14 to electrically insulate them. As shown in FIG. 4, the insulating plate 13 has a positioning hole 13b having the same pitch as the negative terminal 2b for penetrating and positioning the negative terminal 2b and the mounting screw portion of the smoothing capacitor 2. The positioning hole 1
The dimension of 3b is set to be slightly larger than the dimension of a mounting screw (washer outer diameter or nut shape) for mounting the negative electrode conductor plate 12 to the smoothing capacitor 2.
That is, when the insulating plate 13 is placed on the negative conductor plate 12, the mounting position of the insulating plate 13 is determined by bringing the insulating plate 13 into contact with a mounting screw portion penetrating the positioning hole 13b.

【0028】上記位置決め穴13bと前述した絶縁穴1
4cを設けたことにより、負極導体板12上に絶縁板1
3を置き、さらにその上に正極導体板14を重ねて取付
けるだけで端子・導体板間の沿面距離が容易で確実に確
保できるという効果がある。また、位置決め穴13bと
絶縁穴14cの設置により、負極導体板12の負極端子
2bに接続される取付け足部が、曲折のない形状の平板
(平坦化)構造となるので、部品加工費の低減に結び付く
という効果もある。
The positioning hole 13b and the above-described insulating hole 1
4c, the insulating plate 1
3 and the positive electrode conductor plate 14 is further superposed and mounted thereon, whereby the creeping distance between the terminal and the conductor plate can be easily and reliably secured. Also, by providing the positioning hole 13b and the insulating hole 14c, the mounting foot connected to the negative electrode terminal 2b of the negative electrode conductor plate 12 is a flat plate having no bent shape.
Since it has a (flattened) structure, there is also an effect that it leads to a reduction in component processing costs.

【0029】さらに、図4に示すように、取付けた後に
おける絶縁板13や正極導体板14の、平滑コンデンサ
2上に設けられたコンデンサ保護用の安全弁2dに相対
する部位に、安全弁2dが視認できるだけの寸法の切欠
き13cまたは視認穴14dが、必要に応じて設けられ
ている。本実施例では、絶縁板13には切欠き13cが
上側導体板としての正極導体板14には視認穴14dが
設けられている。
Further, as shown in FIG. 4, the safety valve 2d is visually recognized at a portion of the insulating plate 13 and the positive conductor plate 14 after being attached, which is opposite to the safety valve 2d for protecting the capacitor provided on the smoothing capacitor 2. A notch 13c or a visible hole 14d of a dimension as large as possible is provided as necessary. In this embodiment, a notch 13 c is formed in the insulating plate 13, and a visual recognition hole 14 d is provided in the positive conductor plate 14 as an upper conductor plate.

【0030】また更に、図1,図4に示すように、負極
導体板12と正極導体板14の高さ寸法(取付足部12
b、および取付足部14bと取付足部14eの高さ寸
法)は、絶縁板13を挟持することができる所定の高さ
寸法に設定してある。 さらにまた、図4に示
すように、絶縁板13は、負極導体板12と正極導体板
14とを所定の沿面距離で絶縁するための長さ寸法の、
負極導体板12と正極導体板14とが対峙する端部部位
の全周に亘って張り出している、張出し部13aを有し
ている。尚、絶縁板13は、前述のように平滑コンデン
サ2とスイッチング素子3の横配列中心がずれているの
で、負極導体板12と同様に非対象形状となっており、
負極導体板12への重ね合わせ作業において、誤組付け
の防止と確認とができる利点がある。
Further, as shown in FIGS. 1 and 4, the heights of the negative conductor plate 12 and the positive conductor plate 14 (the mounting foot 12
b and the height of the mounting foot 14b and the mounting foot 14e) are set to predetermined heights at which the insulating plate 13 can be sandwiched. Furthermore, as shown in FIG. 4, the insulating plate 13 has a length dimension for insulating the negative electrode conductor plate 12 and the positive electrode conductor plate 14 at a predetermined creepage distance.
It has an overhang 13a that extends over the entire periphery of the end portion where the negative electrode conductor plate 12 and the positive electrode conductor plate 14 face each other. The insulating plate 13 has an asymmetric shape like the negative conductor plate 12 because the center of the horizontal arrangement of the smoothing capacitor 2 and the switching element 3 is shifted as described above.
In the work of superimposing on the negative electrode conductor plate 12, there is an advantage that erroneous assembly can be prevented and confirmed.

【0031】即ち、上記構成部品からなる電気車用制御
装置は、ヒートシンク平面上に、直流を交流に逆変換す
る複数のスイッチング素子と、スイッチング素子高さの
2倍以上の高さを有し直流電源を平滑化する複数の平滑
コンデンサとを、僅かな隣接間隙で配置し、かつ直流正
負極端子を平滑コンデンサ固有の端子間寸法で平行に直
線的に配列させ、複数のスイッチング素子の大電流用の
交流出力端子及び直流正負極端子を直線的にかつ平滑コ
ンデンサの直流正負極端子と平行に配列し、複数のスイ
ッチング素子本体を僅かな隙間で直線的に、および平滑
コンデンサとの間隔は三相交流出力監視用電流センサと
三相交流出力用配線を配置できる大きさ寸法に設定し、
スイッチング素子上には、電流センサと、スイッチング
素子の各大電流用端子上に接地する中空円筒形のターミ
ナルと、スイッチング素子用スナバコンデンサ、スナバ
ダイオード及びスナバ抵抗用端子等のスナバ回路部品等
をプリント回路で接続搭載したプリント基板とを載せ、
プリント基板を内包するようにスイッチング素子上の直
流正負極端子ターミナルと平滑コンデンサの正負極端子
同士を、全幅がスイッチング素子群と複数の平滑コンデ
ンサの全ターミナルを覆う大きさを有して、正極負極が
上下に僅かな隙間を持って対峙した正極負極各々一体形
の導体板で電気接続させ、前記一体形導体板の僅かな隙
間には下側導体板の上側導体板と対峙する面の全周から
所定の絶縁距離を有して張出した絶縁板を介在させて構
成したことにより、主にスイッチング素子と平滑コンデ
ンサで構成する部分の制御装置の最大高さを、平滑コン
デンサの高さと一体形導体板の厚さ及び平滑コンデンサ
の端子取付ねじ部の高さとの合計値にできるように構成
したものである。
That is, the control device for an electric vehicle comprising the above-described components has a plurality of switching elements on a heat sink plane, which reversely converts a direct current into an alternating current, and has a height of at least twice the height of the switching elements. A plurality of smoothing capacitors for smoothing the power supply are arranged with a slight gap between them, and the DC positive and negative terminals are arranged linearly in parallel with the terminals between the terminals of the smoothing capacitor in parallel and linearly. AC output terminal and DC positive / negative terminal are arranged linearly and in parallel with the DC positive / negative terminal of the smoothing capacitor. Set the dimensions so that the AC sensor for monitoring the AC output and the wiring for the three-phase AC output can be arranged.
On the switching element, a current sensor, a hollow cylindrical terminal grounded on each large current terminal of the switching element, and snubber circuit parts such as a snubber capacitor, a snubber diode and a snubber resistor terminal for the switching element are printed. Put the printed circuit board connected and mounted with the circuit,
The DC positive / negative terminal on the switching element and the positive / negative terminal of the smoothing capacitor have a size such that the entire width covers the switching element group and all the terminals of the plurality of smoothing capacitors so that the printed circuit board is included. The positive and negative electrodes facing each other with a slight gap up and down are electrically connected by an integral conductor plate, and the small gap in the integral conductor plate is the entire circumference of the lower conductor plate facing the upper conductor plate. The maximum height of the control device mainly consisting of the switching element and the smoothing capacitor is increased by the interposition of an insulating plate protruding with a predetermined insulation distance from the The thickness of the plate and the height of the terminal mounting screw portion of the smoothing capacitor can be set to a total value.

【0032】以上のように、本発明の制御装置の大電流
通電部は、平滑コンデンサ2(群)とスイッチング素子3
(群)の高さ寸法差で形成する寸法差空間に、スナバ回路
手段または電流センサ10のうち少なくともスナバ回路
手段を含み一体構造化されたプリント基板5を配置し、
プリント基板5を内包するようにして負極導体板12と
絶縁板13と正極導体板14とを順次に積載配置する構
成となっている。また、絶縁サポート4を利用して、上
記寸法差空間に、三相交流電源を取り出すための導体バ
ー11及び交流配線21,22,23をも配置し、スペ
ース効率の向上を図る構成となっている。
As described above, the high-current conducting portion of the control device of the present invention comprises the smoothing capacitor 2 (group) and the switching element 3
In the dimension difference space formed by the height dimension difference of (group), the integrated printed circuit board 5 including at least the snubber circuit means of the snubber circuit means or the current sensor 10 is arranged,
The configuration is such that the negative electrode conductor plate 12, the insulating plate 13, and the positive electrode conductor plate 14 are sequentially stacked so as to enclose the printed circuit board 5. In addition, by using the insulating support 4, the conductor bar 11 and the AC wirings 21, 22, and 23 for taking out the three-phase AC power are also arranged in the space having the dimensional difference, so that the space efficiency is improved. I have.

【0033】次に、図1,2に示す実施例を参照して、
本発明による他の特徴である制御装置の組立手順につい
て説明する。最初に、ヒートシンク1上に、4個の平滑
コンデンサ2(群)と、6個のスイッチング素子3(群)
と、3個の絶縁サポート4とを取り付ける。第2に、ス
イッチング素子群を覆うようにして、各スイッチング素
子3の各端子(3a,3b,3c)の端子ボルトを貫通さ
せて、スナバ回路手段と各電流センサとを搭載している
一枚のプリント基板5を端子座に載置する。さらに、プ
リント基板5を貫通した突き出した状態の端子ボルト
に、中空円筒形の各ターミナル6を嵌挿する。
Next, referring to the embodiment shown in FIGS.
A procedure for assembling the control device, which is another feature of the present invention, will be described. First, on the heat sink 1, four smoothing capacitors 2 (group) and six switching elements 3 (group)
And three insulating supports 4 are attached. Secondly, a single board mounting the snubber circuit means and each current sensor by penetrating terminal bolts of each terminal (3a, 3b, 3c) of each switching element 3 so as to cover the switching element group. Is mounted on the terminal seat. Furthermore, each terminal 6 having a hollow cylindrical shape is inserted into a protruding terminal bolt penetrating the printed circuit board 5.

【0034】第3に、プリント基板5上の交流用の各電
流センサ10aにそれぞれ貫通させた3個の導体バー1
1を、隣接する2個の交流出力端子3c上の交流ターミ
ナル6cと1個の絶縁サポート4との3か所にそれぞれ
取付け接続する。そして、絶縁サポート4を介して、3
個の導体バー11と三本の交流配線21,22,23と
を取付け接続する。
Third, three conductor bars 1 penetrated through each of the AC current sensors 10a on the printed circuit board 5, respectively.
1 are respectively attached and connected to three places of an AC terminal 6c and one insulating support 4 on two adjacent AC output terminals 3c. Then, via the insulating support 4, 3
The conductor bars 11 and the three AC wirings 21, 22, 23 are attached and connected.

【0035】第4に、平滑コンデンサ2とスイッチング
素子3の負極同士を接続するための負極導体板12を用
いて、平滑コンデンサ2の負極端子2bとスイッチング
素子3の負極端子3b側の負極ターミナル6bとを取付
け接続する。なお、本実施例の場合は、負極端子2b及
び負極端子3bが互いに内側に相対する配置とし、負極
同士を結ぶ距離が配置上最短距離になるようにしてい
る。正極端子を内側に相対する逆の配置であっても可で
ある。
Fourth, the negative terminal 2b of the smoothing capacitor 2 and the negative terminal 6b on the side of the negative terminal 3b of the switching element 3 are connected to each other by using the negative conductor plate 12 for connecting the negative electrodes of the smoothing capacitor 2 and the switching element 3. And connect. In the case of the present embodiment, the negative electrode terminal 2b and the negative electrode terminal 3b are arranged so as to face each other inward, and the distance connecting the negative electrodes is the shortest in the arrangement. The opposite arrangement in which the positive terminal is opposed to the inside may be possible.

【0036】第5に、絶縁板13の4個の位置決め穴1
3bを4個の負極端子2bの取付けねじ部に嵌合させて
位置決めしながら、絶縁板13の平坦部が負極導体板1
2の平坦部12aに重なるように載置する。第6に、絶
縁板13の上に正極同士を接続する正極導体板14を用
いて、平滑コンデンサ2の正極端子2aとスイッチング
素子3の正極端子3a側の正極ターミナル6aとを取付
け接続する。
Fifth, the four positioning holes 1 of the insulating plate 13
The flat portion of the insulating plate 13 is fixed to the negative conductor plate 1 while fitting and positioning the 3b with the mounting screws of the four negative terminals 2b.
2 so as to overlap the flat portion 12a. Sixth, the positive terminal 2a of the smoothing capacitor 2 and the positive terminal 6a on the positive terminal 3a side of the switching element 3 are mounted and connected on the insulating plate 13 using the positive conductor plate 14 for connecting the positive electrodes to each other.

【0037】そして、最後に、直流用電源に接続する正
極側及び負極側の各導体バーを、各導体板12,14に
取付け接続する組立て構造により成り立っている。ま
た、直流用導体バーは、正極側または負極側のどちらか
一方に設置した直流用の電流センサ10bを貫通してい
る。なお、上記で説明した構成部品の個数は、実施例の
個数に限定されるものでないことは謂うまでもない。
Finally, it is constituted by an assembling structure in which the conductor bars on the positive electrode side and the negative electrode side connected to the DC power supply are attached to the conductor plates 12 and 14, respectively. The DC conductor bar passes through the DC current sensor 10b installed on either the positive electrode side or the negative electrode side. It goes without saying that the number of components described above is not limited to the number in the embodiment.

【0038】以上のように本発明によると、図1に示
す、大電流通電部の概略高さ寸法は、平滑コンデンサ2
の高さ寸法と平滑コンデンサ側の負極導体板12及び正
極導体板14の取付ねじ部品の高さ寸法の合計値の寸法
になり、概略奥行き寸法は、平滑コンデンサの寸法とス
イッチング素子の寸法と絶縁サポート4の配設部位の寸
法の合計値の寸法になる。また、図3に示す大電流通電
部の概略幅寸法(長手方向の寸法)は、スイッチング素子
群の列幅寸法となる。そして、各構成部品は積み上げ方
式で組立てられるので、組立てが容易でかつ誤組立てが
回避され、かつ大電流通電部の小型化に繋がって、目的
を達成する制御装置が提供される。
As described above, according to the present invention, as shown in FIG.
And the height dimension of the mounting screw parts of the negative electrode conductor plate 12 and the positive electrode conductor plate 14 on the smoothing capacitor side, and the approximate depth dimension is the size of the smoothing capacitor, the switching element, and the insulation. It is the size of the total value of the sizes of the portions where the support 4 is disposed. The approximate width (longitudinal dimension) of the large current conducting portion shown in FIG. 3 is the column width of the switching element group. And since each component is assembled by a stacking method, a control device which is easy to assemble, erroneous assembling is avoided, leads to downsizing of the large current carrying portion, and achieves the object is provided.

【0039】すなわち、ヒートシンク1上に各構成部品
を積み上げ方式にて組立て電気車用制御装置を完成する
ことができ、各導体板12,14の内側に内包したスナ
バ回路部品と電流センサ10とを搭載したプリント基板
5により配線作業が大幅に簡素化される。しかも広い表
面積を有する各導体板12,14によってインダクタン
ス低減効果と放熱効果が損なわれずに済み、かつ、加工
・組立工数が少なく、小形化に結び付く電気車用制御装
置が得られる。
That is, the electric vehicle control device can be completed by assembling the components on the heat sink 1 in a stacking manner, and the snubber circuit components and the current sensor 10 contained inside the conductor plates 12 and 14 can be completed. Wiring work is greatly simplified by the mounted printed circuit board 5. In addition, the conductor plates 12 and 14 having a large surface area do not impair the inductance reduction effect and the heat radiation effect, and also reduce the number of processing and assembling steps, thereby providing a control device for an electric vehicle that leads to downsizing.

【0040】上記構成の電気車用制御装置は、次に示す
回路図で接続される。図5は、図1の電気車用制御装置
の電気接続を示す回路図である。本実施例は、スイッチ
ング素子3として、6個のIGBT(Insulated Gate
Bipolar Transistor)が使用された場合である。 な
お、スイッチング素子3の中には2個の半導体素子が内
蔵されている。そして、誤動作により2個の半導体素子
が同時にOnして直流側が短絡している状態から、 上流
側素子がOffした瞬間では、大電流用の配線(主に負極
導体板12と正極導体板14)のインダクタンスLに蓄
えられた電磁エネルギにより、スナバ回路がない場合
は、上流側素子のコレクタ、エミッタ間には、(数1)式
の電圧VCEが印加される。
The electric vehicle control device having the above configuration is connected in the following circuit diagram. FIG. 5 is a circuit diagram showing the electrical connection of the electric vehicle control device of FIG. In this embodiment, six IGBTs (Insulated Gate) are used as the switching elements 3.
Bipolar Transistor) is used. Note that two semiconductor elements are built in the switching element 3. Then, from the state where the two semiconductor elements are simultaneously turned on due to a malfunction and the DC side is short-circuited, at the moment when the upstream side element is turned off, the wiring for large current (mainly the negative electrode conductor plate 12 and the positive electrode conductor plate 14) When there is no snubber circuit due to the electromagnetic energy stored in the inductance L, a voltage V CE of the formula (1) is applied between the collector and the emitter of the upstream element.

【0041】 VCE=V+L(dIC/dt) (数1) ここで、V ;電源電圧、 IC;コレクタ電流、 t ;時間、 スナバ回路のコンデンサ7は、配線のインダクタンスL
による電磁エネルギを吸収して、IGBTのコレクタ、
エミッタ間定格電圧VCEA以上の電圧の印加を防止す
る。よって、この電磁エネルギ=L・IC 2/2を小さく
するには、(数2)式が成立しなければならない。
L・IC 2/2≦C(VCEA 2−V2)/2 (数2) ここで、C;コンデンサ7の容量、 Cは(数3)式より決定する。
V CE = V + L (dI C / dt) (Equation 1) where: V: power supply voltage, I C : collector current, t: time, snubber circuit capacitor 7 is wiring inductance L
Absorbs the electromagnetic energy by the collector of the IGBT,
The application of a voltage higher than the emitter-to-emitter rated voltage V CEA is prevented. Therefore, in order to reduce this electromagnetic energy = L · I C 2/2 has to be satisfied (the number 2).
L · I C 2/2 ≦ C (V CEA 2 -V 2) / 2 ( equation 2) where, C; the capacitance of the capacitor 7, C is determined from the equation (3).

【0042】 C≧L・IC 2/(VCEA 2−V2) (数3) (数3)式により、配線のインダクタンスLを小さくする
ことにより、Cは小さくでき、延いては、コンデンサ7
の数または容量を減らすことができる。
[0042] The C ≧ L · I C 2 / (V CEA 2 -V 2) ( Equation 3) (Equation 3), by reducing the inductance L of the wiring, C is possible to reduce, by extension, the capacitor 7
Can be reduced in number or capacity.

【0043】ここで、負極導体板12の平坦部12aと
正極導体板14の平坦部14aとを平行に対面(対峙)さ
せたときの、インダクタンスLの低減効果は、一般に
(数4)式で求められるCLの大きさで評価される。CL
大きいとインダクタンスLの低減効果が大きくなる。即
ち、CLが大きくなることは、インダクタンスLを小さ
くし、(数3)式のC値を小さくできることになる。
Here, when the flat portion 12a of the negative conductor plate 12 and the flat portion 14a of the positive conductor plate 14 face each other in parallel (to face each other), the effect of reducing the inductance L is generally as follows.
The evaluation is made based on the magnitude of C L obtained by Expression (4). When C L is large, the effect of reducing the inductance L is large. That is, an increase in C L can reduce the inductance L and reduce the C value of the equation (3).

【0044】 CL=ε・ε0・A/G (数4) ここで、CL;平坦部を対面させたときの静電容量、 ε ;誘電体の誘電率、 ε0;真空の誘電率、 A ;平坦部の対面面積、 G ;平坦部のエアギャッ
プ、 (数4)式より、 Gが小さくなるかAが大きくなると、
Lは大きくなることが判る。 すなわち、所定のCL
なる対面面積AとエアギャップGとを確保するように設
定し、配線インダクタンスの低減効果を損なわずに、電
気車用制御装置の組立性向上と小形化を図ることに結び
付けられることが判る。
C L = ε · ε 0 · A / G (Equation 4) Here, C L ; capacitance when the flat portion faces each other, ε: dielectric constant of the dielectric, ε 0 : dielectric of the vacuum Ratio, A: facing area of the flat portion, G: air gap of the flat portion, From the equation (4), when G becomes smaller or A becomes larger,
It can be seen that C L increases. In other words, it sets so as to secure the facing area A and the air gap G becomes a predetermined C L, without impairing the effect of reducing wiring inductance, to achieve assembling improvement and miniaturization of the electric vehicle control device It turns out that it is connected.

【0045】本実施例では、平坦部12aと平坦部14
aの対面面積Aを大きくすることによって、従来技術よ
り配線インダクタンスLの低減効果を同等あるいは同等
以上にするものである。同等以上にして配線インダクタ
ンスL、即ちCを小さくし、コンデンサ7の数または容
量を減らし、小形化と原価低減を図るものである。
In this embodiment, the flat portions 12a and 14
By increasing the facing area A of a, the effect of reducing the wiring inductance L is made equal to or more than that of the conventional technique. The wiring inductance L, that is, C, is reduced to be equal to or more than that, the number or capacity of the capacitors 7 is reduced, and the size and cost are reduced.

【0046】そして、対面面積Aを大きくするに当た
り、本実施例では、前述のように、絶縁板13の外形形
状は、負極導体板12と正極導体板14と端部が重なっ
ている端部部位において、所定の沿面距離が確保される
長さの張出し部13aを、平坦部12aの外周から突出
している。すなわち、絶縁板13を負極導体板12の全
外周端部から張り出させて、負極導体板12と正極導体
板14の所定沿面距離を確保する構成にしている。
In order to increase the facing area A, in the present embodiment, as described above, the outer shape of the insulating plate 13 is set at the end portion where the end portions overlap the negative conductor plate 12 and the positive conductor plate 14. In FIG. 7, a projecting portion 13a having a length that ensures a predetermined creepage distance protrudes from the outer periphery of the flat portion 12a. That is, the insulating plate 13 is formed so as to protrude from the entire outer peripheral end of the negative electrode conductive plate 12 to secure a predetermined creeping distance between the negative electrode conductive plate 12 and the positive electrode conductive plate 14.

【0047】張出し部13aを設けることにより、平坦
部12aと平坦部14aの対面面積Aを大きくすること
ができると共に、負極導体板12上に絶縁板13を置
き、その上に正極導体板14を重ねるだけで、負極導体
板12(平坦部12a)の外周と正極導体板14の間の沿
面距離が容易に且つ確実に確保できる。また、絶縁板1
3は、絶縁板素材から単一切断加工のみで成形できる形
状となり、射出成形型等の高額な設備が不必要で、トー
タルとしての製造費が安くなるという効果が有る。
By providing the overhang portion 13a, the facing area A of the flat portion 12a and the flat portion 14a can be increased, and the insulating plate 13 is placed on the negative conductor plate 12, and the positive conductor plate 14 is placed thereon. Just by overlapping, the creeping distance between the outer periphery of the negative electrode conductor plate 12 (flat portion 12a) and the positive electrode conductor plate 14 can be easily and reliably secured. Insulating plate 1
No. 3 has a shape that can be formed by only a single cutting process from an insulating plate material, so that expensive equipment such as an injection mold is not required, and the total manufacturing cost is reduced.

【0048】次に、本実施例の特徴について説明する。
所定の大電流に対する通電容量を満足する広い表面積な
らびに断面積を持った負極導体板12の平坦部12a及
び正極導体板14の平坦部14aの該各平坦部と一体に
形成した負極導体板12の取付け足12b及び正極導体
板14の取付け足14b,14eとを設け、かつ、所定
の配線インダクタンスの低減効果を満足させる対面面積
AとエアギャップGとを設定する。 また、 スイッチン
グ素子3(群)に所定の通電容量を満足する断面積を持っ
たプリント基板5を載置し、かつプリント基板5の上部
に中空円筒型のターミナル6を搭載し、さらにターミナ
ル6に負極導体板12及び正極導体板14の取付け足1
2b,14bを取り付けることによって、スイッチング
素子3(群)上に、取付け足12b,14bの高さ寸法の
空間(すなわち、寸法差空間)を形成し、この空間にスナ
バ回路部品を一体化構造にしたプリント基板5を配置す
るレイアウト構成が可能となった。さらに、プリント基
板5に電流センサ10,中継コネクタ20なども搭載す
ることが可能となり、従来技術のように負極導体板12
や正極導体板14や平滑コンデンサ2などの外側に電流
センサ10などを配置する必要がなくなって、また、制
御装置の他の配線もプリント基板5上に形成することに
よって、無駄な占有空間がなくなり大電流通電部の占有
容積が小さくなった。
Next, the features of this embodiment will be described.
A flat portion 12a of the negative electrode conductor plate 12 and a flat portion 14a of the positive electrode conductor plate 14 having a large surface area and a cross-sectional area satisfying a current carrying capacity for a predetermined large current. The mounting feet 12b and the mounting feet 14b and 14e of the positive electrode conductor plate 14 are provided, and the facing area A and the air gap G that satisfy a predetermined wiring inductance reduction effect are set. Further, a printed circuit board 5 having a cross-sectional area satisfying a predetermined conduction capacity is mounted on the switching element 3 (group), and a hollow cylindrical terminal 6 is mounted on the printed circuit board 5. Mounting foot 1 for negative electrode conductor plate 12 and positive electrode conductor plate 14
By mounting the 2b and 14b, a space having the height dimension of the mounting feet 12b and 14b (that is, a dimension difference space) is formed on the switching element 3 (group), and the snubber circuit components are integrated into this space. A layout configuration for arranging the printed circuit boards 5 is now possible. Further, the current sensor 10, the relay connector 20 and the like can be mounted on the printed circuit board 5.
There is no need to dispose the current sensor 10 and the like outside the positive electrode conductor plate 14 and the smoothing capacitor 2, and the other wiring of the control device is also formed on the printed circuit board 5, thereby eliminating useless space. The occupied volume of the large current carrying part has been reduced.

【0049】以上のことから、制御装置の大電流通電部
の占有容積は、スイッチング素子3の各短辺寸法の加算
から定まる幅寸法と、スイッチング素子3の長辺寸法と
導体バー11及び三相交流出力用配線21,22,23
が占める寸法と平滑コンデンサ2の直径寸法の加算から
定まる奥行寸法と、背丈の高い平滑コンデンサ2の高さ
寸法と積層された負極導体板12,正極導体板14,絶
縁板13の厚み寸法の加算から定まる高さ寸法とからな
る略直方体の容積となる。上記各寸法に定められるよう
に、上記主要部品が有する寸法範囲内で、部品実装密度
の高い配置(レイアウト)を実現することによって、電気
車用制御装置の小形化が達成できる。
As described above, the occupied volume of the large current conducting portion of the control device is determined by adding the width dimension determined by adding the short side dimensions of the switching element 3, the long side dimension of the switching element 3, the conductor bar 11 and the three-phase AC output wiring 21, 22, 23
The sum of the depth dimension determined by the sum of the dimension occupied by the diameter and the diameter dimension of the smoothing capacitor 2, the height dimension of the tall smoothing capacitor 2, and the thickness dimension of the laminated negative electrode conductor plate 12, positive electrode conductor plate 14, and insulating plate 13 And a volume of a substantially rectangular parallelepiped having a height dimension determined from By realizing an arrangement (layout) with a high component mounting density within the dimensional range of the main component as defined in each of the above dimensions, the electric vehicle control device can be downsized.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明によれば、インダクタンス低減効
果を損なわない積み上げ組立方式を採用し、部品実装密
度を高くしているので、小形で高品質で組立性が良くか
つコスト低減に結び付いた電気車用制御装置が提供でき
る効果がある。
According to the present invention, since a stacked assembly system which does not impair the inductance reduction effect is adopted and the component mounting density is increased, an electric power which is small, high quality, has good assemblability and leads to cost reduction. There is an effect that the vehicle control device can provide.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による一実施例の電気車用制御装置を示
す側面図である。
FIG. 1 is a side view showing an electric vehicle control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の電気車用制御装置を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the electric vehicle control device of FIG. 1;

【図3】図2の電気車用制御装置を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing the electric vehicle control device of FIG. 2;

【図4】図2の電気車用制御装置の平滑コンデンサ近傍
を示す部分鳥瞰図である。
FIG. 4 is a partial bird's-eye view showing the vicinity of a smoothing capacitor of the electric vehicle control device of FIG. 2;

【図5】図1の電気車用制御装置の電気接続を示す回路
図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an electrical connection of the electric vehicle control device of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ヒートシンク、2…平滑コンデンサ、2a…正極端
子、2b…負極端子、2d…安全弁、3…スイッチング
素子、3a…正極端子、3b…負極端子、3c…交流出
力端子、4…絶縁サポート、5…プリント基板、6…タ
ーミナル、6a…正極ターミナル、6b…負極ターミナ
ル、6c…交流ターミナル、7…コンデンサ、8…ダイ
オード、9…抵抗、10a,10b…電流センサ、11
…導体バー、12…負極導体板、12a…平坦部、12
b…取付足部、13…絶縁板、13a…張出し部、13
b…位置決め穴、13c…切欠き、14…正極導体板、
14a…平坦部、14b…取付足部、14c…絶縁穴、
14d…視認穴、20…中継コネクタ、21,22,2
3…交流配線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat sink, 2 ... Smoothing capacitor, 2a ... Positive electrode terminal, 2b ... Negative electrode terminal, 2d ... Safety valve, 3 ... Switching element, 3a ... Positive electrode terminal, 3b ... Negative electrode terminal, 3c ... AC output terminal, 4 ... Insulation support, 5 ... Printed circuit board, 6 ... Terminal, 6a ... Positive electrode terminal, 6b ... Negative electrode terminal, 6c ... AC terminal, 7 ... Capacitor, 8 ... Diode, 9 ... Resistance, 10a, 10b ... Current sensor, 11
... conductor bar, 12 ... negative electrode conductor plate, 12a ... flat part, 12
b: mounting foot, 13: insulating plate, 13a: overhang, 13
b: positioning hole, 13c: notch, 14: positive electrode conductor plate,
14a: flat portion, 14b: mounting foot portion, 14c: insulating hole,
14d: visual recognition hole, 20: relay connector, 21, 22, 2
3. AC wiring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田代 雅義 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 吉原 重之 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Masayoshi Tashiro 2520, Odaiba, Hitachinaka-shi, Ibaraki Prefecture Inside the Automotive Equipment Division of Hitachi, Ltd. (72) Inventor Shigeyuki Yoshihara 2477 Takaba, Hitachinaka-shi, Ibaraki Stock Company Hitachi Car Engineering Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直流電源を平滑化する平滑コンデンサ群
と、平滑化した該直流電源を交流電源に変換する並設し
たスイッチング素子群と、前記スイッチング素子群を保
護するスナバ回路手段と、前記直流電源及び前記交流電
源から制御情報を検出する電流センサと、絶縁板を挟持
して前記平滑コンデンサ群と前記スイッチング素子群の
間を電気的に接続する下側及び上側の導体板とを、ヒー
トシンク上に取り付けた電気車用制御装置において、 前記平滑コンデンサ群の高さ寸法よりも背丈の低い前記
スイッチング素子群の高さ寸法とすることによって前記
スイッチング素子群上に寸法差空間を形成し、 該寸法差空間に、前記スナバ回路手段または前記電流セ
ンサのうち少なくとも前記スナバ回路手段を含み一体構
造化したプリント基板と、前記下側導体板と、前記絶縁
板と、前記上側導体板とを、順次に載置して取り付けた
ことを特徴とする電気車用制御装置。
1. A group of smoothing capacitors for smoothing a DC power supply, a group of parallel-connected switching elements for converting the smoothed DC power into an AC power, a snubber circuit means for protecting the switching elements, A current sensor for detecting control information from the power supply and the AC power supply, and lower and upper conductor plates for electrically connecting the smoothing capacitor group and the switching element group with an insulating plate interposed therebetween, on a heat sink. An electric vehicle control device mounted on the switching device group, wherein a dimension difference space is formed on the switching element group by setting a height dimension of the switching element group shorter than a height dimension of the smoothing capacitor group; A printed circuit board integrally including at least the snubber circuit means of the snubber circuit means or the current sensor in the difference space; A lower conductor plate, said insulating plate and, with said upper conductor plate, sequentially mounted to a electric vehicle control device being characterized in that the mounting.
【請求項2】請求項1において、載置された前記絶縁板
または前記上側導体板は、前記各平滑コンデンサが当該
平滑コンデンサ上面に有する保護用の安全弁と相対する
部位に、当該安全弁を視認することが可能な視認穴また
は切欠きを有することを特徴とする電気車用制御装置。
2. The safety valve according to claim 1, wherein the placed insulating plate or the upper conductor plate visually recognizes the safety valve in a portion of each of the smoothing capacitors opposed to a protective safety valve provided on an upper surface of the smoothing capacitor. A control device for an electric vehicle, characterized in that the control device has a visible hole or a notch that can be used.
【請求項3】請求項1において、前記絶縁板は、前記下
側導体板を前記平滑コンデンサ群に取り付けるための取
付けねじ部を貫通させ、かつ該取付けねじ部に当接して
当該絶縁板を位置決めする位置決め穴を有することを特
徴とする電気車用制御装置。
3. The insulating plate according to claim 1, wherein the insulating plate penetrates a mounting screw portion for mounting the lower conductor plate to the smoothing capacitor group, and contacts the mounting screw portion to position the insulating plate. A control device for an electric vehicle, comprising:
【請求項4】請求項1において、前記絶縁板は、載置さ
れて対峙する前記下側導体板と前記上側導体板との端部
部位の全周に亘って張り出している張出し部を有するこ
とを特徴とする電気車用制御装置。
4. The device according to claim 1, wherein the insulating plate has a projection extending over the entire periphery of an end portion of the lower conductor plate and the upper conductor plate which are placed and face each other. A control device for an electric vehicle.
【請求項5】請求項1において、前記スイッチング素子
群の高さ寸法は、前記寸法差空間が前記電流センサの高
さ寸法を内包することができる空間寸法であるための、
前記平滑コンデンサ群の高さ寸法よりも、1/2倍以下
に低いものとすることを特徴とする電気車用制御装置。
5. The switching element group according to claim 1, wherein the height dimension of the switching element group is a space dimension that allows the dimension difference space to include the height dimension of the current sensor.
A control device for an electric vehicle, wherein the height of the smoothing capacitor group is less than half the height.
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