JP6665010B2 - Power converter - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリとモータの間に配置されバッテリで貯えた電力を制御してモータへ供給する電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power converter that is arranged between a battery and a motor to control power stored in the battery and supply the power to the motor.
モータを駆動させる電力変換装置は、各種のものが知られている(例えば、特許文献1(図1、図2)参照)。 Various types of power converters for driving a motor are known (for example, see Patent Document 1 (FIGS. 1 and 2)).
特許文献1の図1に示されるように、電力変換装置は、スイッチング素子パワーモジュール(以下、パワーモジュールと略記する。)(Ug、Um)(括弧付き英字及び数字は、特許文献1に記載された符号を示す。以下同様)を収納したケースフレーム(20)と、平滑コンデンサ(C)を支えるブラケット(23)と、制御基板(Uc)を支えるブラケット(24)と、カバー(27)とからなり、ケースフレーム(20)にブラケット(23)を載せ、このブラケット(23)にブラケット(24)を載せ、このブラケット(24)にカバー(27)を被せてなる階層構造体である。 As shown in FIG. 1 of Patent Literature 1, the power converter includes a switching element power module (hereinafter abbreviated as a power module) (Ug, Um) (letters and numerals in parentheses are described in Patent Literature 1). The same applies to the following.) A bracket (23) supporting the smoothing capacitor (C), a bracket (24) supporting the control board (Uc), and a cover (27). A bracket (23) is mounted on the case frame (20), a bracket (24) is mounted on the bracket (23), and the bracket (24) is covered with a cover (27).
特許文献1の図2に示されように、平滑コンデンサ(C)は2本のハーネスを備え、一方のハーネスがバッテリ電源(B)の正極から延びる回路に繋がり、他方のハーネスがバッテリ電源(B)の負極から延びる回路に繋がっている。 As shown in FIG. 2 of Patent Document 1, the smoothing capacitor (C) includes two harnesses, one harness is connected to a circuit extending from the positive electrode of the battery power supply (B), and the other harness is connected to the battery power supply (B). ) Is connected to a circuit extending from the negative electrode.
平滑コンデンサ(C)の配置位置によっては、2本のハーネスが平行に且つ比較的接近して配線されることがある。ハーネスは可撓性に富むため、車両の振動を受けて振れる。そのため、ハーネスとケースフレーム(20)もしくはブラケット(23・24)、または、2本のハーネスが接近していると、互いに接触し、こすれ合い、被覆が薄くなり、絶縁性が低下する虞がある。また、ハーネスは可撓性に富むため、組み立て時に、ブラケット(23)とブラケット(24)、もしくはブラケット(23・24)とケースフレーム(20)との間に挟まり、最悪の場合、断線してしまう虞がある。 Depending on the arrangement position of the smoothing capacitor (C), the two harnesses may be wired in parallel and relatively close. Since the harness is flexible, the harness sways under the vibration of the vehicle. Therefore, if the harness and the case frame (20) or the bracket (23/24) or the two harnesses are close to each other, they may come into contact with each other, rub each other, the coating becomes thin, and the insulation property may be reduced. . In addition, since the harness is rich in flexibility, it is sandwiched between the bracket (23) and the bracket (24) or between the bracket (23/24) and the case frame (20) during assembly, and in the worst case, the harness is disconnected. There is a possibility that it will end up.
電力変換装置には、コンデンサ(C)の他にも、複数のハーネスを有する構成部品が組み込まれるが、これらの構成部品も同様に、絶縁性の低下や挟み込みの虞がある。
電力変換装置において、ハーネスの絶縁性の低下を防止し且つ組み立て時にハーネスが挟まれることを防止することが求められる。
The power conversion device incorporates components having a plurality of harnesses in addition to the capacitor (C). However, similarly, these components may be deteriorated in insulation or may be pinched.
In the power converter, it is required to prevent the insulation of the harness from lowering and prevent the harness from being pinched during assembly.
本発明は、組み立て時のハーネス挟み込み防止と、絶縁性低下を防止することができる電力変換装置を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power conversion device that can prevent a harness from being pinched during assembly and prevent a decrease in insulation.
請求項1に係る発明は、バッテリとモータの間に配置され前記バッテリで貯えた電力を制御して前記モータを駆動する電力変換装置において、
前記モータをスイッチングするパワーモジュールを収納するパワーモジュールケースと、前記パワーモジュールを制御する回路基板を載置する基板ブラケットと、前記電力変換装置を構成する構成部品とを備え、
前記パワーモジュールケースは、前記構成部品から延びる複数本のハーネスの少なくとも1本が嵌め込まれる嵌合溝を有し、該嵌合溝は、前記パワーモジュールケースの外周縁部に設けられていることを特徴とする。
The invention according to claim 1 is a power conversion device that is disposed between a battery and a motor and controls the power stored in the battery to drive the motor.
A power module case that houses a power module that switches the motor, a board bracket on which a circuit board that controls the power module is mounted, and a component that constitutes the power conversion device,
The power module case has a fitting groove into which at least one of a plurality of harnesses extending from the component is fitted, and the fitting groove is provided on an outer peripheral edge of the power module case. Features.
請求項2に係る発明では、基板ブラケットは、パワーモジュールケースに積層配置され、回路基板の載置面との反対面に且つ嵌合溝に対応する部位にハーネス押さえ部が設けられていることを特徴とする。 In the invention according to claim 2, the board bracket is stacked on the power module case, and the harness holding portion is provided on a surface opposite to the mounting surface of the circuit board and at a portion corresponding to the fitting groove. Features.
請求項3に係る発明では、基板ブラケットは、嵌合溝に対応する部位に貫通孔が設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that the substrate bracket is provided with a through hole at a portion corresponding to the fitting groove.
請求項1に係る発明では、パワーモジュールケースに設けた嵌合溝にハーネスを嵌め込むことで、ハーネスの水平方向の動きを規制できる。よって、振動などによってハーネス同士の被覆、もしくはブラケットとハーネスの被覆、またはロアケースとハーネスの被覆がぶつかり、こすれて絶縁性が低下することを抑制できる。
また、組み立て時にハーネスが挟まれる配がないため、組み立て性を向上させることができる。
In the invention according to the first aspect, the harness can be restricted from moving in the horizontal direction by fitting the harness into the fitting groove provided in the power module case. Therefore, it is possible to prevent the covering between the harnesses, the covering between the bracket and the harness, or the covering between the lower case and the harness from colliding with and rubbing due to vibration or the like, thereby suppressing a decrease in insulation.
In addition, since there is no arrangement in which the harness is sandwiched at the time of assembling, assemblability can be improved.
さらには、パワーモジュールケースの外周縁部に嵌合溝を設けるだけで済み、パワーモジュールケースのサイズを大きくすることなく、ハーネスの固定が可能となる。
よって、本発明によれば、組み立て時に構成部品から延びるハーネスの挟み込みを防止することができ、使用時にハーネス同士の接触を防止することができる構造の電力変換装置が提供される。
Furthermore, it is only necessary to provide a fitting groove on the outer peripheral edge of the power module case, and the harness can be fixed without increasing the size of the power module case.
Therefore, according to the present invention, there is provided a power converter having a structure capable of preventing a harness extending from a component part from being pinched during assembly and preventing contact between the harnesses during use.
請求項2に係る発明では、基板ブラケットをパワーモジュールケースに積層配置させることにより、基板ブラケット側のハーネス押さえ部が、パワーモジュールケース側の嵌合溝の上部開口を塞ぐ。結果、ハーネス押さえ部によってハーネスが嵌合溝の上方へ移動し、ハーネスが嵌合溝から外れることを規制できる。 In the invention according to claim 2, by arranging the board bracket on the power module case, the harness holding portion on the board bracket side closes the upper opening of the fitting groove on the power module case side. As a result, it is possible to prevent the harness pressing portion from moving the harness above the fitting groove, and to prevent the harness from coming off the fitting groove.
請求項3に係る発明では、基板ブラケットに貫通孔を設け、この貫通孔から嵌合溝を覗けるようにした。すなわち、貫通孔から目視することで、ハーネスが嵌合溝に嵌っているか否か、嵌っている場合は嵌合の状態を確認することができる。 In the invention according to claim 3, a through hole is provided in the board bracket, and the fitting groove can be seen through the through hole. That is, by visually observing from the through hole, it is possible to confirm whether or not the harness is fitted in the fitting groove and, if so, the state of the fitting.
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。図面の座標方向XYZは、X軸方向を左右方向、Y軸方向を前後方向、Z軸方向を上下方向と定義する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings should be viewed in the direction of reference numerals. In the coordinate directions XYZ in the drawing, the X-axis direction is defined as the left-right direction, the Y-axis direction is defined as the front-back direction, and the Z-axis direction is defined as the up-down direction.
本発明に係る電力変換装置10は、バッテリとモータとの間に配置される。バッテリ及びモータは周知であるため、図示は省略する。モータが発電機として使用される場合は、発電された電力をバッテリに貯える。よって、本発明の電力変換装置10は、バッテリとモータとの間又は発電機とバッテリの間に配置することができる。
The
図1に示すように電力変換装置10は、例えば、アルミダイカストなどの金属からなるロアケース11と、樹脂からなり、このロアケース11にボルト12で固定される矩形状のパワーモジュールケース13と、このパワーモジュールケース13と干渉しない部位にてロアケース11にボルト14で固定される構成部品15と、樹脂からなり、パワーモジュールケース13に被さるようにしてロアケース11にボルト16で固定され、平面部17aに回路基板25、26を載置する矩形状の基板ブラケット17と、この基板ブラケット17を覆うようにしてボルト18でロアケース11に締結されるアルミダイカストなどの金属からなるアッパケース19とからなる。
As shown in FIG. 1, the
パワーモジュールケース13は、モータへの給電又は発電機からの発電をスイッチングするパワーモジュール(図示せず)を収納する。パワーモジュールケース13の上部には、パワーモジュールを制御する回路基板21が載置されている。
構成部品15は、電力変換装置10を構成する電気・電子部品であり、例えば、2本のハーネス22、23を備えるコンデンサ24である。一方を正極側ハーネス22、他方を負極側ハーネス23と呼ぶ。
基板ブラケット17は、パワーモジュール、モータなどを制御する回路基板25、26を平面部にて支える。
The
The
The
図2(a)に示すように、パワーモジュールケース13は、外周縁部27に嵌合溝28を備えている。この嵌合溝28は、2本のハーネス(図1、符号22、23)の一方(負極側ハーネス23)の外径に対応した幅及び深さとされた溝である。嵌合溝28は上面が開放されている。
As shown in FIG. 2A, the
嵌合溝28の形成部位は、外周縁部27であれば任意の箇所に設定することができるが、好ましくは、パワーモジュールケース13の隅部29に設ける。隅部29であれば、パワーモジュールケース13の一辺に対し、斜め45°に直線的に嵌合溝28を形成することができる。ただし、嵌合溝28は平面視で円弧溝であっても差し支えない。
The formation portion of the
さらには、隅部29にボルト導入孔31を設け、このボルト導入孔31の底にボルト穴34を設ける場合に、嵌合溝28はボルト導入孔31の外側に且つボルト導入孔31に接近して設けるとよい。ボルト導入孔31を金型で形成する場合に、軽微な金型修正で嵌合溝28を成形することができる。
Furthermore, when the
また、基板ブラケット17には、回路基板25、26(図1参照)を載置する平面部17aにおいて、嵌合溝28に対応する部位に、上下(Z軸方向)に貫通する貫通孔32を設ける。貫通孔32には平面部17aの裏面からパワーモジュールケース13側(Z軸方向)に向かって伸びる第1周壁35が形成されている。好ましくは、パワーモジュールケース13側のボルト導入孔31に対応する部位にも第2貫通孔33を設ける。貫通孔33には平面部17aの裏面からパワーモジュールケース13側(Z軸方向)に向かって伸びる第2周壁36が形成されている。この例では、貫通孔32と第2貫通孔33はひょうたん型に繋げたが、分離してもよい。
In the
図2(b)に示すように、貫通孔32を形成する第1周壁35に対して、第2貫通孔33を形成する第2周壁36は、数ミリ程度下方(Z軸方向)へ長くする。第1周壁35の下端面はハーネス押さえ部37となる。想像線で示すように、ハーネス押さえ部37がパワーモジュールケース13に載った時点で第2周壁36はボルト導入孔31に嵌っている。すなわち、第2周壁36の下端がボルト導入孔31の上部に嵌ることにより、パワーモジュールケース13に対して基板ブラケット17を正確に位置決めすることができる。位置決め用のノックピンが不要になる。
As shown in FIG. 2B, the second
図3に示すように、ロアケース11に予め正極側バスバー38と負極側バスバー39が設けられている。このようなロアケース11に構成部品15をボルト14、14で固定する。構成部品15から延びる負極側ハーネス23は、嵌合溝28に嵌めつつ、負極側バスバー39の所定位置にビス41で固定する。また、構成部品15から延びる正極側ハーネス22は、パワーモジュールケース13を迂回するように延ばし、正極側バスバー38の所定位置にビス42で固定する。
As shown in FIG. 3, the
次に、パワーモジュールケース13を覆うようにして基板ブラケット17をロアケース11に載せ、ボルト16で固定する。
Next, the
図4(a)に示すように、所定の位置(嵌合溝28)に負極側ハーネス23が配索されていることが、貫通孔32を通して目視確認することができる。よって、組み立て時に基板ブラケット17でハーネス23を挟み込む虞はない。
図4(b)に示すように、嵌合溝28に嵌った負極側ハーネス23は、ハーネス押さえ部37で上から押さえられるため、車両の振動などを受けても、嵌合溝28から外れる虞はない。
As shown in FIG. 4A, it can be visually confirmed through the through
As shown in FIG. 4B, since the
また、第2貫通孔33を通して、ボルト12が取り付けられていることを、目視確認することができる。
組み立て時に負極側ハーネス23の組み付け状況を容易に確認することができるため、組み立て性の向上が図れる。
Further, through the second through-
At the time of assembling, the assembling state of the negative
結果、図1で説明した2本のハーネス22、23は、嵌合溝28で機械的に分離され、互いに接触する虞はない。また、ロアケース11はアルミダイカストのため、ボルト取り付け面などは表面加工を施しており、ハーネスが接触すると被覆を傷つけてしまう虞がある。しかし、嵌合溝28とハーネス押さえ部37によってハーネスが固定されているため、基板ブラケット17やロアケース11と接触することもない。よって、被覆が剥がれる虞はなく、電気絶縁性能は良好に維持される。
As a result, the two
なお、実施例では2本のハーネス22、23に対して1本の嵌合溝28を設けたが、2本のハーネス22、23に対して2本の嵌合溝28を設けることは差し支えない。また、ハーネス22、23は3本以上であってもよい。
In the embodiment, one fitting
また、電力変換装置10は、電動車両や、いわゆるハイブリット車両に搭載される他、舶用や一般産業用に供することもできる。
The
本発明は、車両に搭載される電力変換装置に好適である。 The present invention is suitable for a power conversion device mounted on a vehicle.
10...電力変換装置、11...ロアケース、13...パワーモジュールケース、15...構成部品、17...基板ブラケット、21...回路基板、22...ハーネス(正極側ハーネス)、23...ハーネス(負極側ハーネス)、25、26...回路基板、27...外周縁部、28...嵌合溝、32...貫通孔、37...ハーネス押さえ部。 10 power converter, 11 lower case, 13 power module case, 15 components, 17 board bracket, 21 circuit board, 22 harness (positive electrode) Harness (negative side harness), 25, 26 ... circuit board, 27 ... outer peripheral edge, 28 ... fitting groove, 32 ... through hole, 37 ... .Harness holding section.
Claims (3)
前記モータをスイッチングするパワーモジュールを収納するパワーモジュールケースと、
前記パワーモジュールを制御する回路基板を載置する基板ブラケットと、
前記電力変換装置を構成する構成部品とを備え、
前記パワーモジュールケースは、前記構成部品から延びる複数本のハーネスの少なくとも1本が嵌め込まれる嵌合溝を有し、
該嵌合溝は、前記パワーモジュールケースの外周縁部に設けられていることを特徴とする電力変換装置。 In a power conversion device that is arranged between a battery and a motor and controls the power stored in the battery to drive the motor,
A power module case housing a power module for switching the motor,
A board bracket for mounting a circuit board for controlling the power module,
Components constituting the power converter,
The power module case has a fitting groove into which at least one of a plurality of harnesses extending from the component is fitted.
The power conversion device, wherein the fitting groove is provided on an outer peripheral edge of the power module case.
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