WO2007142173A1

WO2007142173A1 - 車載用電子装置およびそれを搭載する車両

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Publication number: WO2007142173A1
Application number: PCT/JP2007/061259
Authority: WO
Inventors: Ryoji Hironaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2007-12-13
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Abstract

インバータユニットは、接地電位とされる導電性の筐体（２）と、筐体（２）内に収容される制御基板（１７）と、制御基板（１７）に形成される導電パターン（９２）と筐体（２）との間に所定電圧以上の高電圧が印加されると放電する放電ギャップ（１８）とを備える。好ましくは、インバータユニットは、制御基板（１７）を覆い、導電パターン（９２）と電気的に接続された導電板（５０）をさらに備える。放電ギャップ（１８）は、導電板（５０）と筐体（２）との間で形成される。

Description

明細書車載用電子装置およびそれを搭載する車両技術分野

この発明は、車載用電子装置およびそれを搭載する車両に関し、特に車載用電子装置を保護する構成に関する。背景技術

静電気や過電圧に対する保護を図るため、電子装置には、一般に過電圧を逃がすための保護素子が設けられる。特開 2 0 0 3— 1 5 1 7 9 4号公報には、このような保護素子が搭載された自動車用電子制御装置が開示されている。

この電気制御装置は、筐体に接続されるケースグランドと、ケースグランドに接続される電子回路とから構成される自動車用電子制御装置である。そして、その電子回路は、センサからの出力信号を集積回路に伝達する信号線と、信号線の端子と制御用グランドとを有するコネクタと、信号線とケースグランドとの間に設けられた E MC保護を目的とするコンデンサを有するとともに、コンデンサに印加された電荷をケースグランドに放電させる静電気保護素子を有する。

電気自動車やハイプリッド自動車に搭載され車両駆動用モータに接続されるィンバータユニットについて、車載用電子装置の一例として説明する。なお、他の車载用電子装置であっても同様な課題がある。

インバータュニットの筐体中には精密機器が収納されている。冬場など静電気が溜まりやすいときに、筐体に接地されたコネクタの端子に静電気が印加され精密機器にダメージを与える場合がある。この場合、端子から精密機器に至るまでにボディアースに静電気を逃がすことが好ましい。

図 1 3は、インバ一タュニットと制御 E C U (Electric Control Unit) との接続を示した第 1の検討例である。

図 1 3を参照して、制御 E C U 5 0 8とインバータュニット 5 0 2とは、信号線 1 3 4およびグランド線 1 3 2で接続される。制御 E C U 508側では、信号線 134とグランド線 1 32との間にはツエナ一ダイォード D 12が設けられ、ダランド線 1 32は制御 E CU 508の筐体と電気的に接続される。そして、制御 ECU 508の筐体はボディアース GNDB に電気的に接続される。

一方、インバータュニット 502側では、筐体内部のインバータの制御基板 5 16に対して信号線 134およびグランド線 1 32が接続されている。制御基板 516上には信号線 134とグランド線 132との間に接続されるツエナ一ダイオード D l 1が設けられている。そして基板上の制御グランド GND Sにグランド線 132が接続される。なお、制御グランド GNDSは、信号線 134によつて与えられる信号の基準電位を表わす。

また、ィンバータュニット 502の内部においてグランド線 132とインバータユニット 502の筐体とが電気的に接続され、筐体はボディアース GNDBに電気的に接続されている。

このようにグランド線 132を制御 ECU 508側で筐体を介してボディアース GNDBに接続し、インバータュニット 502側でも筐体を介してボディアース GNDBに接続すると、過電圧に対しての保護は手厚くなるが、ノイズに弱くなる場合がある。ボディアース GNDBは具体的には車両のフレームでありダランド線 1 32を往路とするとフレームが復路となってしまう。すなわち、グランド線 132、インバ一タの筐体、車両フレーム、 ECUの筐体、グランド線 1 3 2の経路でダランドループが形成されてしまうからである。

グランドループが形成されると、ループを鎖交する磁束の変化によってそのループに電流が流れる。ループに電流が流れると、グランド線 502の電位が一様でなくなりトラブルの原因となる。

図 14は、インバ一タュニットと制御 ECUとの接続を示した第 2の検討例である。

図 14に示した第 2の検討例は、インバータュニット 502内部においてダランド線 1 32が筐体に接続されていない点が図 15に示した第 1の検討例と異なる。他の部分については、図 14と図 13は同じであるので説明は繰返さない。図 14に示すようにすれば、グランドループが形成されず、図 13の検討例よりも耐ノイズ性能が向上する。

図 1 5は、図 1 4に示した検討例の問題点を説明するための図である。

車両の生産時には、フレームに対して順に E C Uやインバータユニットを作業者が組付けていく。インバータユニット 5 0 2は、フレームに組み付けられることによって筐体がボディアース G N D Bに接続され、その後制御 E C U 5 0 8から伸びる信号線 1 3 4およびグランド線 1 3 2を含む配線がインバータュニット 5 0 2の筐体に設けられたコネクタに挿入される。

図 1 5は、インバータユニット 5 0 2がフレームに組みつけられているが、まだ信号線 1 3 4およびグランド線 1 3 2がインバータュニット 5 0 2に接続されていない状態を示す。このような状態において、信号線が取り付けられるコネクタ部分に静電気等によるサージが印加される場合も考えられる。このような状態では、制御グランド G N D Sは、ボディアース G N D Bに対してフローティングであるので、端子に加えられたサージが極めて大きいとツエナーダイオード D 1 1で吸収しきれず内部の電子部品 E 1 1まで伝わる場合も考えられる。

したがって、組立作業をする作業者が静電気に十分な対策をとる必要があり手数がかかることが考えられる。発明の開示

この発明の目的は、耐静電気性能が向上した車載用電子装置およびそれを搭載する車両を提供することである。

この発明は、要約すると、車載用電子装置であって、導電性の筐体と、筐体内に収容される制御基板と、制御基板に形成される導電パターンと筐体との間に所定電圧以上の高電圧が印加されると放電する放電ギヤップとを備える。

好ましくは、車載用電子装置は、制御基板を覆い、導電パターンと電気的に接続された導電板をさらに備える。放電ギャップは、導電板と筐体との間で形成される。

より好ましくは、導電板は、制御基板を覆う第 1の部分と、第 1の部分の外側の少なくとも一部に設けられ放電経路を形成する第 2の部分とを含む。第 2の部分と筐体との最近接距離は、第 1の部分と筐体との最近接距離よりも短い。さらに好ましくは、第 2の部分には、筐体に向けて最近接距離を形成する突起が形成される。

さらに好ましくは、車載用電子装置は、第 2の部分と筐体との最近接距離を形成する部分が接触しないように第 2の部分と筐体の間に配置される絶縁部材をさらに備える。

好ましくは、筐体は、車載された際に接地電位となる。

好ましくは、車載用電子装置は、導電パターンとの間で制御基板上において放電ギヤップを形成する導電性のボディアースパターンと、ボディアースパターンを筐体に電気的に接続する導電部材とをさらに備える。

より好ましくは、ボディアースパターンは、導電パターンに向かう第 1の突起を有し、導電パターンは、第 1の突起に向かう第 2の突起を有する。

好ましくは、車載用電子装置は、筐体に取り付けられ外部から配線が接続される端子をさらに備える。端子と導電パターンとは電気的に接続されている。この発明は他の局面に従うと、車両であって、車載用電子装置を備える。車載用電子装置は、導電性の筐体と、筐体内に収容される制御基板と、制御基板に形成される導電パターンと筐体との間に所定電圧以上の高電圧が印加されると放電する放電ギャップとを含む。

さらに好ましくは、車載用電子装置は、第 2の部分と筐体との最近接距離を形成する部分が接触しないように第 2の部分と筐体の間に配置される絶縁部材をさらに含む。

好ましくは、筐体は、車載された際に接地電位となる。好ましくは、車载用電子装置は、導電パターンとの間で制御基板上において放電ギヤップを形成する導電性のボディアースパターンと、ボディアースパターンを筐体に電気的に接続する導電部材とをさらに含む。

好ましくは、車載用電子装置は、筐体に取り付けられ外部から配線が接続される端子をさらに含む。端子と導電パターンとは電気的に接続されている。

この発明によれば、車載用電子装置の耐静電気性能が向上し、かつ耐ノイズ性能も低下させないで済む。図面の簡単な説明

図 1は、実施の形態 1に係る車両 1 0 0の構成を示すプロック図である。

図 2は、放電ギヤップ 1 8について説明するための図である。

図 3は、放電ギャップ 1 8による基板の保護について説明するための図である。図 4は、図 1に示したィンバータユニット 1の具体的な構造を示す平面図である。

図 5は、図 4の V _ V断面を示す断面図である。

図 6は、図 4に示される放電ギヤップ付近を詳細に説明するための図である。図 7は、図 6の V I I— V I I断面を示す断面図である。

図 8は、実施の形態 1の第 1変形例を説明するための図である。

図 9は、図 8の I X— I X断面を示す断面図である。

図 1 0は、実施の形態 1の第 2変形例を説明するための図である。

図 1 1は、実施の形態 2に係るインバータュニットの放電ギャップを説明するための図である。

図 1 2は、図 1 1の X I I— X I I断面を示す断面図である。

図 1 3は、インバータュニットと制御 E C U (Electric Control Unit) との接続を示した第 1の検討例である。

図 1 4は、インバータュニットと制御 E C Uとの接続を示した第 2の検討例である。図 15は、図 14に示した検討例の問題点を説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

[実施の形態 1]

図 1は、この発明の実施の形態に係る車両 100の構成を示すブロック図である。

図 1を参照して、車両 100は、ハイブリッド自動車であって、高圧バッテリ 4と、補機バッテリ 6と、インバータユニット 1と、 HV (ハイブリッド）コントロールコンピュータ 8と、モータジェネレータ MG 1， MG 2, MGRと、動力分割機構 PGと、エンジン ENGと、前輪 WFと、後輪 WRとを含む。

動力分割機構 PGは、エンジン ENGとモータジェネレータ MG 1 , MG 2に結合され、これらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分配機構としてはサンギヤ、プラネタリキヤリャ、リングギヤの 3つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。この 3つの回転軸がエンジン ENG、モータジェネレータ MG 1， MG 2の各回転軸にそれぞれ接続される。なお動力分割機構 P Gの内部にモータジェネレータ MG 2の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。

モータジェネレータ MG 2の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤを介して前輪 WFを駆動する。モータジェネレータ MGRの回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤを介して後輪 WRを駆動する。

高圧バッテリ 4としては、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や燃料電池などを用いることができる。補機バッテリ 6としては、たとえば 1 2 Vの鉛蓄電池を用いることができる。

インバータユニット 1は、筐体 2と、筐体 2に取り付けられたコネクタ 30と、各々筐体 2に収納される昇圧コンバータ 1 2、インバータ I PM (Intelligent Power Module) 14、モータジェネレータ制御装置 16、 DC^DCコンバータ 10とを含む。 HVコントロールコンピュータ 8から伸びる信号線やグランド線はコネクタ 3 0に取り付けられる。

すなわち、インバータユニット 1は、筐体 2に取り付けられ外部から配線が接続される端子をさらに含む。この端子がコネクタ 3 0中の制御グランド G N D S が接続される端子であり、端子と後に図 6で説明する導電パターン 9 2とは電気的に接続されている。 '

インバータ I P M 1 4は、インバータ 2 0 , 2 2 , 2 4を含む。昇圧コンバータ 1 2は、高圧バッテリ 4の端子間電圧を昇圧してインバータ 2 0， 2 2， .2 4 に供給する。

インバータ 2 0は、昇圧コンバータ 1 2から与えられる直流電圧を三相交流に変換してモータジェネレータ MG 1に出力する。昇圧コンバータ 1 2は、たとえば、リアクトルと、 I G B T素子と、ダイオード等により構成される。

インバータ 2 0は、昇圧コンバータ 1 2から昇圧された電圧を受けてたとえばエンジン E N Gを始動させるためにモータジェネレータ MG 1を駆動する。また、インバータ 2 0は、エンジン E N Gから伝達される機械的動力によってモータジエネレ一タ MG 1で発電された電力を昇圧コンバータ 1 2に戻す。このとき昇圧コンバータ 1 2は、降圧回路として動作するようにモータジェネレータ制御装置 1 6によって制御される。

インバータ 2 0は、電源ラインと接地ラインとの間に並列に接続されている U 相アーム、 V相アーム、 W相アームを含む。インバータ 2 2の各相アームは、電源ラインと接地ラインとの間に直列接続された 2つの I G B T素子と、その 2つの I G B T素子とそれぞれ並列に接続される 2つのダイォードとを含む。

モータジェネレータ MG 1は、三相の永久磁石同期モータであり、 U， V, W 相の 3つのコイルは各々一方端が中点に共に接続されている。そして、各相コィルの他方端がィンバータ 2 0の対応する相のアームに接続される。

インバータ 2 2は、昇圧コンバータ 1 2に対してインバータ 2 0と並列的に接続される。インバータ 2 2は、車輪を駆動するモータジェネレータ MG 2に対して昇圧コンバータ 1 2の出力する.直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ 2 2は、回生制動に伴い、モータジェネレータ MG 2において発電された電力を昇圧コンバータ 1 2に戻す。このとき昇圧コンバータ 1 2は降圧回路として動作するようにモータジェネレータ制御装置 1 6によって制御される。ィンバ一タ 2 2の構成については、ィンバータ 2 0と同様であるので説明は繰返さない。モータジェネレータ MG 2は、三相の永久磁石同期モータであり、 U， V, W相の 3つのコイルは各々一方端が中点に共に接続されている。そして、各相コイルの他方端がインバータ 2 2の対応する相のアームに接続される。

インバータ 2 4は、昇圧コンバーグ 1 2に対してインバータ 2 0， 2 2と並歹1』的に接続される。インバータ 2 4は、後輪を駆動するモータジェネレータ MG R に対して昇圧コンバータ 1 2の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ 2 4は、回生制動に伴い、モータジェネレータ MG Rにおいて発電された電力を昇圧コンバータ 1 2に戻す。このとき昇圧コンバータ 1 2は降圧回路として動作するようにモータジェネレータ制御装置 1 6によって制御される。インバータ 2 4の構成については、インバータ 2 0と同様であるので説明は繰返さない。モータジェネレータ MG Rは、三相の永久磁石同期モータであり、 U , V, W相の 3つのコイルは各々一方端が中点に共に接続されている。そして、各相コイルの他方端がインバータ 2 4の対応する相のアームに接続される。

モータジェネレータ制御装置 1 6は、 3つのモータジェネレータのトルク指令値、モータ回転数、モータ電流値と、高圧バッテリ 4の端子間電圧、昇圧コンパータ 1 2の昇圧電圧、バッテリ電流の各値とを受ける。そしてモータジエネレータ制御装置 1 6は、昇圧コンバータ 1 2に対して昇圧指示、降圧指示および動作禁止指示を出力する。

さらに、、モータジェネレータ制御装置 1 6は、インバータ 2 0に対して、昇圧コンバータ 1 2の出力である直流電圧をモータジェネレータ MG 1を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示と、モータジェネレータ MG 1で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ 1 2側に戻す回生指示とを出力する。同様にモータジェネレータ制御装置 1 6は、インバータ 2 2に対して直流電圧をモータジェネレータ MG 2を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示と、モータジエネレータ MG 2で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ 1 2側に戻す回生指示とを出力する。

同様にモータジェネレータ制御装置 1 6は、インバータ 2 4に対して直流電圧をモータジェネレータ M G Rを駆動するための交流電圧に変換する駆動指示と、モータジェネレータ MGRで発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバ一タ 12側に戻す回生指示とを出力する。

DC/DCコンバータ 10は、高圧バッテリ 4の電圧を降圧して補機バッテリ 6に充電を行なったり、補機バッテリ 6に接続されている図示しないへッドライト等の負荷に電力を供給したりする。 DCZDCコンバータ 10は、 HVコントロールコンピュータ 8との間で制御信号 S DCをやり取りする。

HVコントロールコンピュータ 8は、モータジェネレータ MG 1， MG 2, M GRをそれぞれ制御する制御信号 SMG 1 , MG 2, MGRをやり取りする信号線と、信号の基準となる制御グランド GNDSを接続するグランド線とによって、モータジェネレータ制御装置 16に接続される。

コネクタ 30には、インバータユニット 1の内部から、制御信号 SMG 1, M G 2, MGR, SDCをやり取りする信号線と、制御グランド GND Sを接続するグランド線とが接続されている。 HVコントロールコンピュータ 8から伸びる配線群がこれら信号線にコネクタ 30において接続される。

インバータュニット 1の筐体 2はボディアース GNDBに電気的に接続されている。この接続は、たとえばアルミニウム製の筐体 2を車体フレームに導電性金属のボルトとナツトで締結することによって実現される。

制御グランド GNDSと筐体 2との間には放電ギャップ 18力 S設けられる。図 2は、放電ギャップ 18について説明するための図である。

図 2を参照して、 HVコントローノレコンピュータ 8とインバータュニット 1とは、信号線 34およびグランド線 32で接続される。

HVコントロールコンピュータ 8側では、信号線 34とグランド線 32との間にはツエナーダイォード D 2が設けられ、グランド線 32は HVコントロールコンピュータ 8の筐体と電気的に接続される。そして、 HVコントロールコンビュータ 8の筐体はボディアース GNDBに電気的に接続される。

一方、インバ一タユニット 1側では、筐体 2内部のモータジェネレータ制御装置 16の基板に対して信号線 34とグランド線 32とが接続されている。モータジェネレータ制御装置 16の基板上には信号線 34とグランド線 32との間に設けられるツエナ一ダイオード D 1が設けられている。制御グランド G N D Sにグランド線 3 2が接続される。なお、制御グランド G N D Sは、信号線 3 4によつて与えられる信号の基準電位を表わす。また、インバータユニット 1の内部においてグランド線 3 2とインバータュニット 1の筐体 2との間には、放電ギャップ 1 8が設けられている。筐体 2はボディアース G N D Bに電気的に接続されている。 .

図 3は、放電ギャップ 1 8による基板の保護について説明するための図である。図 3を参照して、放電ギャップ 1 8.は、車両の組立工程中に、モータジエネレータ制御装置 1 6の静電耐圧よりも高い電圧がコネクタ端子 T 1， T 2に印加されてしまった場合にこれを速やかに筐体 2を通じてボディアース G N D Bに逃がすことで、モータジェネレータ制御装置 1 6を保護する。

コネクタ端子 T 1に印加された静電気による高電圧は、矢印 A 1の経路でツエナーダイオード D 1に至り、放電ギャップ 1 8で放電が発生する。そして高電圧は、ツエナーダイォード D 1を通過して矢印 A 2の経路でボディアース G N D B に抜けていく。したがって、内部の電子部品 E 1に高電圧が印加されてしまうことを避けることができる。

図 4は、図 1に示したインバータュニット 1の具体的な構造例を示す平面図である。

図 5は、図 4の V— V断面を示す断面図である。

図 4、図 5を参照して、インバータユニット 1は、接地電位とされる導電性の筐体 2と、筐体 2内に収容される制御基板 1 7と、制御基板 1 7に形成される導電パターン 9 2と筐体 2との間に所定電圧以上（たとえば数 k V) の高電圧が印加されると放電する放電ギャップ 1 8とを含む。

筐体 2は、たとえばアルミニウム等の導電性の金属で形成されている。筐体 2 にはパワー素子やコンデンサ等を収容する樹脂ケース 5 4が配置される。樹脂ケース 5 4の側面下部には、ボルトを通すために本体から張り出した部分が設けられている。樹脂ケース 5 4は、ボルト 5 6〜5 8によって取り付けられている。インバータユニット 1は、さらに、外部から信号線やグランド線が接続されるコネクタ 3 0と、コネクタ 3 0と制御基板上のコネクタ 7 4とを接続する配線 7 6とを含む。配線 7 6は、グランド線が接続されるコネクタ 7 4の端子と制御基板 1 7上の制御グランドである導電パターン 9 2とを接続する。導電パターン 9 2は制御基板 1 7の下面に形成されている。

インバ一タュニット 1は、制御基板 1 7を下側から覆い、導電パターン 9 2と電気的に接続された導電板 5 0をさらに含む。制御基板 1 7には、ノィズの影響を受けやすい電子部品 7 2が実装されている。導電板 5 0は、樹脂ケース 5 4内部のパワー素子が発生するノイズから制御基板 1 7を守るシールド機能を有すると共に、静電気を放電させる放電経路としても働く。筐体 2には、内側の側壁に部分的に設けられた張り出し突起 8 4が設けられている。放電ギャップ 1 8は、導電板 5 0と筐体 2の張り出し突起 8 4との間で形成される。

樹脂ケース 5 4の上面の四隅には、制御基板 1 7を取り付けるためのボス（突起部）が設けられている。ボスの上に導電板 5 0が配置され、そのさらに上には制御基板 1 7が配置され、ねじ 6 1〜6 4によつて制御基板 1 7および導電板 5 0は樹脂ケース 5 4上部のボスに取り付けられる。制御基板 1 7に形成された導電パターン 9 2と導電板 5 0とは、ねじ 6 1が締め付けられた結果、電気的に接続される。

図 6は、図 4に示される放電ギャップ付近を詳細に説明するための図である。図 7は、図 6の V I I— V I I断面を示す断面図である。

図 6，図 7を参照して、導電板 5 0は、制御基板 1 7を覆う第 1の部分 5 2と、第 1の部分 5 2の外側の少なくとも一部に設けられ放電経路を形成する第 2の部分 8 0とを含む。なお、第 1の部分 5 2は、樹脂ケース 5 4に収納されているパヮー素子等からのノイズが制御基板 1 7に伝わりにくくするためのシールド板である。第 2の部分 8 0と筐体 2との最近接距離 D 1は、第 1の部分 5 2と筐体との最近接距離よりも短い。距離 D 1は、たとえば 0 . l mm〜l . 5 mmの範囲が良く、好ましくは 1 mm程度にすることができる。

なお、対象となる電圧と距離 D 1は、概ね比例関係にある。距離 D 1は短いほど静電気からの保護の面では好ましいが、部品の製造寸法の公差や取り付け時の寸法誤差を考慮すると、制御基板 1 7自体の静電耐圧を考慮してその静電耐圧を超える位の高電圧が印加された場合に放電が発生するように距離 D 1を決めるとよい。

このように距離 D 1を設定することにより、静電気による高電圧が印加された場合に放電ギャップ 1 8で放電が発生し、制御基板 1 7が保護される。

第 2の部分 8 0には、筐体に向けて最近接距離を形成する突起 8 2が形成される。たとえば、この突起 8 2は、金属板をプレスすることで形成することができる。なお、突起 8 2がなぐても筐体 2との最近接距離が第 1の部分 5 2と筐体 2 との最近接距離よりも近ければ第 2の部分 8 0と筐体 2との間で放電ギャップが形成される。たとえば、端部が側壁に近接するようにしても良い。

以上説明したように、実施の形態 1では、車両においてグランドループを形成することなく、インバータュニッ.トの静電耐圧を向上させることができる。

[第 1変形例]

図 5で説明したように、筐体 2に樹脂ケース 5 4が取り付けられその上に導電板 5 0が取り付けられるような構造では、放電ギヤップの寸法をバラツキなく一定に保つのは難しい。樹脂ケース 5 4の高さの寸法誤差や、ボルトやねじ締め付け部分の寸法誤差が累積するためである。したがって、ギャップが小さくなる方向に各部の寸法バラツキが偏ると、突起 8 2が筐体 2に接触してしまうことも考えられる。すると、図 1 3で説明したようにグランドループが発生し、電子装置がノイズに弱くなる場合がある。

放電ギャップを一定に保とうとすれば、樹脂ケース 5 4の高さ等、部品の寸法公差や、ボルトやねじ等の締め付けトルクの管理などを厳しくしなければならないので製造コストが上昇する。

図 9は、図 8の I X— I X断面を示す断面図である。

図 8、図 9を参照して、第 1変形例に係るインバータユニットは、図 7に示した導電板の構成に加えて、第 2の部分 8 0と筐体 2との最近接距離を形成する部分が接触しないように第 2の部分 8 0と筐体 2の間に配置される絶縁部材 9 6をさらに含む。他の部分の構成については、実施の形態 1と同様であるので説明は繰返さない。絶縁部材 9 6としては、たとえば、絶縁紙を用いることができる力絶縁体であればよく種々のものを使用することができる。絶緣部材 9 6の厚み D 3は、突起 8 2の高さ D 2よりも大きい必要がある。このような高さ関係とすることで、樹脂ケース 5 4の高さ等、部品の寸法公差や、ボルトやねじ等の締め付けトルクの管理などをあまり厳しくしないでも、突起 8 2が筐体 2と接触することを避けることができる。

[第 2変形例]

図 1 0を参照して、第 1変形例に係るインバ一タユニットは、図 7に示した導電板の第 2の部分 8 0に代えてねじ貫通孔が設けられている第 2の部分 8 O Aを含む。他の部分の構成については、実施の形態 1と同様であるので説明は繰返さない。

第 1変形例に係るインバータュニットは、第 2の部分 8 O Aと筐体 2との最近接距離を形成する部分が接触しないように第 2の部分 8 0 Aと直体 2の間に配置される絶縁部材 9 6 Aをさらに含む。この絶縁部材 9 6 Aはたとえば樹脂等で形成されている。絶縁部材 9 6 Aの中央にはねじ 9 8を貫通させるための貫通孔が設けられている。このような絶縁部材 9 6 Aは、たとえば、樹脂を導電板を挟むように一体成形して形成することができる。また、上部と下部を別部材として榭脂成形し導電板の両側からはめ込んでこのような形状としても良い。

絶縁部材をこのような形状とし、突起 8 2の近傍でねじ 9 8と絶縁部材 9 6 A とで導電板の第 2の部分 8 O Aを固定すれば、グランドループの形成が避けられるばかりでなく、放電ギャップの寸法を一層精度良く管理することができる。

[実施の形態 2 ]

実施の形態 1では、導電板と筐体との間で放電ギャップを形成したが、他の部分に放電ギャップを形成しても良い。

図 1 2は、図 1 1の X I I - X I I断面を示す断面図である。

図 1 1、図 1 2を参照して、インバータュニット 1 Aは、導電パターン 1 9 2 との間で制御基板 1 1 7上において放電ギャップ 1 8 Aを形成する導電性のボディアースパターン 1 9 4と、ボディアースパターン 1 9 4を筐体 1 0 2に電気的に接続する導電部材であるスぺーサ 1 5 5およびねじ 1 6 1·とをさらに備える。スぺーサ 1 5 5の下部には雄ねじが形成されており、筐体 1 0 2に形 ifcされたねじ穴にねじ込まれている。スぺーサ 1 5 5の上部には内壁に雌ねじが形成された穴が設けられている。制御基板 1 1 7は、ねじ 1 6 1によってスぺーサ 1 5 5にねじ留めされている。.ねじ 1 6 1の頭部とボディアースパターン 1 9 4とが当接するので、ボディアース G N D Bに接続されている筐体 1 0 2とボディアースパターン 1 9 4とは導電性のスぺーサ 1 5 5を介して電気的に接続される。

' より好ましくは、ボディアースパターン 1 9 4は、導電パターン 1 9 2に向かう第 1の突起 2 0 0を有し、導電パターン 1 9 2は、第 1の突起 2 0 0に向かう第 2の突起 2 0 1を有する。第 1の突起 2 0 0と第 2の突起 2 0 1との間には、放電ギャップ 1 8 Aが形成されている。これらの突起部は、普通の使用状態で信号の伝達には使用されない。

放電ギャップ 1 8 Aの距離 D 2は、たとえば 0 . l mn！〜 1 . 5 mmの範囲が良く、好ましくは l mm程度にすることができる。

以上め構成とすることにより-、コネクタで印加された静電気による高電圧は、導電パターン 1 9 2から矢印 A 3に示す経路で放電し、ねじ 1 6 1に伝達され、スぺーサ 1 5 5を介して矢印 A 4に示す経路でボディアース G N D Bに抜ける。このため、実施の形態 1と同様実施の形態 2でも車両においてグランドループを形成することなく、インバータュニットの静電耐圧を向上させることができる。なお、本実施の形態では車載用電子装置がインバータュニットである場合について説明したが、本発明は車载用電子装置に広く適用することが可能である。また、車両がエンジンとモータとを車両駆動に併用するハイプリッド自動車である場合について説明したが、本発明は電気自動車や燃料電池自動車のようにモーダを用いるインバータを搭載したり、他の電子装置を搭載したりする車両であれば適用することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であつて制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲

1 . 導電性の筐体と、

前記筐体内に収容される制御基板と、

前記制御基板に形成ざれる導電パターンと前記筐体との間に所定電圧以上の高電圧が印加されると放電する放電ギヤップとを備える、車載用電子装置。

2 . 前記制御基板を覆い、前記導電パターンと電気的に接続された導電板をさらに備え、

前記放電ギャップは、前記導電板と前記筐体との間で形成される、請求の範囲第 1項に記載の車載用電子装置。

3 . 前記導電板は、

前記制御基板を覆う第 1の部分と、

前記第 1の部分の外側の少なくとも一部に設けられ放電経路を形成する第 2の部分とを含み、

前記第 2の部分と前記筐体との最近接距離は、前記第 1の部分と前記筐体との最近接距離よりも短い、請求の範囲第 2項に記載の車載用電子装置。

4 . 前記第 2の部分には、前記筐体に向けて最近接距離を形成する突起が形成される、請求の範囲第 3項に記載の車载用電子装置。

5 . 前記第 2の部分と前記筐体との最近接距離を形成する部分が接触しないように前記第 2の部分と前記筐体の間に配置される絶縁部材をさらに備える、請求の範囲第 3項に記載の車载用電子装置。

6 . 前記筐体は、車載された際に接地電位となる、請求の範囲第 1項に記載の車载用電子装置。

7 . 前記導電パターンとの間で前記制御基板上において前記放電ギヤップを形成する導電のボディアースパターンと、

前記ボディアースパターンを前記筐体に電気的に接続する導電部材とをさらに備える、請求の範囲第 1項に記載の車载用電子装置。

8 . 前記ボディアースパターンは、前記導電パターンに向かう第 1の突起を有し、 + · 前記導電パターンは、前記第 1の突起に向かう第 2の突起を有する、請求の範囲第 7項に記載の車載用電子装置。

' 9 . 前記筐体に取り付けられ外部から配線が接続される端子をさらに備え、前記端子と前記導電パグーンとは電気的に接続されている、請求の範囲第 1項に記載の車載用電子装置。

1 0 . 車両であって、車載用電子装置を備え、

前記車載用電子装置は、

導電性の筐体と、

前記筐体内に収容される制御基板と、

前記制御基板に形成される導電パターンと前記筐体との間に所定電圧以上の高電圧が印加されると放電する放電ギャップとを含む、車両。

1 1 . 前記車載用電子装置は、

前記制御基板を覆い、前記導電パターンと電気的に接続された導電板をさらに含み、

前記放電ギャップは、前記導電板と前記筐体との間で形成される、請求の範囲第 1 0項に記載の車両。

1 2 . 前記導電板は、

前記制御基板を覆う第 1の部分と

前記第 2の部分と前記筐体との最近接距離は、 '前記第 1の部分と前記筐体との最近接距離よりも短い、請求の範囲第 1 1項に記載の車両。，

1 3 . 前記第 2の部分には、前記筐体に向けて最近接距離を形成する突起が形成される、請求の範囲第 1 2項に記載の車両。

1 4 . 前記車载用電子装置は、

前記第 2の部分と前記筐体との最近接距離を形成する部分が接触しないように前記第 2の部分と前記筐体の間に配置される絶縁部材をさらに含む、請求の範囲第 1 2項に記載の車両。

1 5 . 前記筐体は、車載された際に接地電位となる、請求の範囲第 1 0項に記載の車両。

16. 前記車載用電子装置は、

前記導電パターンとの間で前記制御基板上において前記放電ギャップを形成する導電性のボディアースパターンと、

前記ボディアースパターンを前記筐体に電気的に接続する導電部材とをさらに含む、請求の範囲第 10項に記載の車両。

1 7. 前記ボディアースパターンは、前記導電パターンに向かう第 1の突起を有し、

前記導電パターンは、前記第 1の突起に向かう第 2の突起を有する、請求の範囲第 16項に記載の車両。

18. 前記車载用電子装置は、

前記筐体に取り付けられ外部から配線が接続される端子をさらに含み、前記端子と前記導電パターンとは電気的に接続されている、請求の範囲第 10 項に記載の車両。