JP2013258843A - Electric power conversion apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バスバーと、該バスバーに流れる電流を測定する電流センサとを備えた電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device including a bus bar and a current sensor that measures a current flowing through the bus bar.
例えばインバータやコンバータ等の電力変換装置として、半導体素子を内蔵した複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールに接続したバスバーとを備えたものが知られている（下記特許文献１参照）。
For example, as a power conversion device such as an inverter or a converter, a device including a plurality of semiconductor modules incorporating semiconductor elements and a bus bar connected to the semiconductor modules is known (see
この電力変換装置では、上記バスバーの一端を端子台に載置してある。この端子台において、バスバーを外部機器のコネクタに締結するようになっている。 In this power converter, one end of the bus bar is placed on the terminal block. In this terminal block, the bus bar is fastened to the connector of the external device.
また、上記端子台には、ホール素子等の電流センサが取り付けられている。電流センサには貫通孔が形成されており、この貫通孔にバスバーを挿通してある。電力変換装置は、電流センサによって、バスバーに流れる電流を検出し、その検出結果を、半導体モジュールのスイッチング制御等に利用している。 Further, a current sensor such as a Hall element is attached to the terminal block. A through hole is formed in the current sensor, and a bus bar is inserted into the through hole. The power conversion device detects a current flowing through the bus bar by a current sensor, and uses the detection result for switching control of the semiconductor module.
上記半導体モジュールと、端子台とは、金属製のフレームに固定されている。また、バスバーの一部は樹脂製の封止部材に封止されており、この封止部材をフレームに固定してある。このように、複数の部品をフレームに固定し、一体化することにより、電力変換装置を製造しやすくしてある。 The semiconductor module and the terminal block are fixed to a metal frame. A part of the bus bar is sealed with a resin sealing member, and the sealing member is fixed to the frame. As described above, the power conversion device can be easily manufactured by fixing a plurality of components to the frame and integrating them.
しかしながら、上記電力変換装置は、バスバーと電流センサとの間の位置ずれ量が大きくなりやすい。 However, in the power conversion device, the amount of positional deviation between the bus bar and the current sensor tends to be large.
つまり、電力変換装置は、バスバーの封止部材と、端子台とをそれぞれフレームに固定する構造になっている。また、端子台に電流センサを固定してあり、この電流センサに形成した貫通孔にバスバーを挿通してある。そのため、電流センサと端子台との間に、製造ばらつきによる位置ずれが生じ、上記端子台とフレームとの間にも位置ずれが生じ得る。さらに、このフレームと封止部材との間にも位置ずれが生じ、該封止部材とバスバーとの間にも位置ずれが生じ得る。そのため、これらの位置ずれが累積し、電流センサとバスバーとの間の位置ずれ量が大きくなる場合がある。したがって、このような場合を想定して、電流センサとバスバーとの干渉を防ぐために、貫通孔を大きくする必要がある。その結果、電流センサの小型化が困難となる。 That is, the power conversion device has a structure in which the sealing member of the bus bar and the terminal block are each fixed to the frame. In addition, a current sensor is fixed to the terminal block, and a bus bar is inserted through a through hole formed in the current sensor. For this reason, a positional shift due to manufacturing variations occurs between the current sensor and the terminal block, and a positional shift can also occur between the terminal block and the frame. Further, a positional shift may occur between the frame and the sealing member, and a positional shift may also occur between the sealing member and the bus bar. Therefore, these positional deviations accumulate, and the positional deviation amount between the current sensor and the bus bar may increase. Therefore, assuming such a case, it is necessary to enlarge the through hole in order to prevent interference between the current sensor and the bus bar. As a result, it is difficult to reduce the size of the current sensor.
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、電流センサを小型化できる電力変換装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a power conversion device capable of downsizing a current sensor.
本発明の一態様は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、
該半導体モジュールに接続したモジュール接続端子および、外部機器に接続するための外部出力端子を有するバスバーと、
該バスバーにおける上記モジュール接続端子と上記外部出力端子との間の部位を封止する封止部材と、
上記外部出力端子を流れる電流を測定する電流センサとを備え、
該電流センサは貫通孔を有し、上記外部出力端子を上記貫通孔に挿通してあり、
上記封止部材に、上記電流センサを保持する保持部が形成されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項１）。
One embodiment of the present invention is a semiconductor module including a semiconductor element;
A module connection terminal connected to the semiconductor module, and a bus bar having an external output terminal for connection to an external device;
A sealing member for sealing a portion between the module connection terminal and the external output terminal in the bus bar;
A current sensor for measuring the current flowing through the external output terminal,
The current sensor has a through hole, and the external output terminal is inserted through the through hole.
The power conversion device is characterized in that a holding portion for holding the current sensor is formed in the sealing member.
上記電力変換装置においては、バスバーを封止した封止部材に上記保持部を形成し、この保持部に上記電流センサを保持させている。
それゆえ、電流センサの貫通孔を小さく形成でき、電流センサを小型化することができる。すなわち、上記構成にすると、封止部材に電流センサとバスバーとを両方とも固定していることとなる。そのため、電流センサとバスバーとの間の位置ずれ量としては、最大でも、電流センサと封止部材との間の位置ずれ量と、封止部材とバスバーとの間の位置ずれ量との累積までとなる。そのため、電流センサとその貫通孔に挿通させるバスバーとの位置精度を高めることができる。これにより、電流センサの貫通孔を小さく形成することが可能となり、電流センサを小型化することが可能になる。
In the power converter, the holding portion is formed on a sealing member that seals the bus bar, and the current sensor is held by the holding portion.
Therefore, the through hole of the current sensor can be formed small, and the current sensor can be reduced in size. That is, with the above configuration, both the current sensor and the bus bar are fixed to the sealing member. Therefore, the maximum amount of misalignment between the current sensor and the bus bar is up to the accumulation of the misalignment amount between the current sensor and the sealing member and the misalignment amount between the sealing member and the bus bar. It becomes. Therefore, the positional accuracy between the current sensor and the bus bar inserted through the through hole can be improved. Thereby, the through hole of the current sensor can be formed small, and the current sensor can be miniaturized.
以上のごとく、本発明によれば、電流センサを小型化できる電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power converter that can reduce the size of a current sensor.
上記電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド車等に搭載するための車載用電力変換装置とすることができる。 The power conversion device can be a vehicle-mounted power conversion device to be mounted on, for example, an electric vehicle or a hybrid vehicle.
また、上記電力変換装置において、上記外部出力端子は複数本あり、上記貫通孔は複数個形成されており、該複数個の貫通孔にそれぞれ上記外部出力端子を挿通してあることが好ましい（請求項２）。
この場合には、複数個の貫通孔をそれぞれ小さく形成できるため、該複数個の貫通孔の間隔を狭くすることができる。そのため、個々の貫通孔に挿入する外部出力端子のピッチを狭くすることができ、電力変換装置を小型化しやすくなる。
Further, in the power conversion device, it is preferable that there are a plurality of the external output terminals, a plurality of the through holes are formed, and the external output terminals are respectively inserted into the plurality of through holes. Item 2).
In this case, since the plurality of through holes can be formed small, the interval between the plurality of through holes can be narrowed. Therefore, the pitch of the external output terminals inserted into the individual through holes can be narrowed, and the power converter can be easily downsized.
また、上記外部出力端子は上記封止部材から直線状に延出しており、上記保持部は、上記封止部材から上記外部出力端子の延出方向と同一方向に突出した一対のアームと、該一対のアームの先端に形成され上記電流センサに係合する鉤爪部とを有し、上記鉤爪部と上記封止部材とによって上記電流センサを上記延出方向に挟持することにより、上記電流センサを保持していることが好ましい（請求項３）。
この場合には、保持部へ電流センサを組み付けやすくなる。すなわち、上記構成にすれば、電力変換装置の製造時に、電流センサの貫通孔に外部出力端子の先端を入れ、その後、電流センサを封止部材まで押し込むことにより、上記鉤爪部を電流センサに係合させて、電流センサを封止部材に固定することができる。そのため、貫通孔に外部出力端子を入れる工程と、電流センサを封止部材に固定する工程とを連続して行うことが可能になる。したがって、電力変換装置を製造しやすくなる。
また、上記構成にすると、例えば電流センサが破損した場合等には、上記アームの先端を左右に広げれば、上記鉤爪部が電流センサから係合解除するため、電流センサを簡単に引き抜くことができる。そのため、電流センサの交換を行いやすい。
Further, the external output terminal extends linearly from the sealing member, and the holding portion includes a pair of arms protruding from the sealing member in the same direction as the extending direction of the external output terminal, A claw portion that is formed at the tip of a pair of arms and engages with the current sensor, and the current sensor is clamped in the extending direction by the claw portion and the sealing member, whereby the current sensor is It is preferable to hold (claim 3).
In this case, the current sensor can be easily assembled to the holding unit. That is, according to the above configuration, when the power converter is manufactured, the tip of the external output terminal is inserted into the through hole of the current sensor, and then the current sensor is pushed into the sealing member, whereby the claw portion is engaged with the current sensor. In combination, the current sensor can be fixed to the sealing member. Therefore, it is possible to continuously perform the step of inserting the external output terminal into the through hole and the step of fixing the current sensor to the sealing member. Therefore, it becomes easy to manufacture the power converter.
Further, with the above configuration, for example, when the current sensor is damaged, the claw portion is disengaged from the current sensor by spreading the tip of the arm to the left and right, so that the current sensor can be easily pulled out. . Therefore, it is easy to replace the current sensor.
また、上記一対のアームによって上記電流センサを、上記延出方向に直交する方向から挟持しており、上記封止部材に、上記一対のアームによる上記電流センサの挟持方向と上記延出方向との双方に直交する方向への、上記電流センサの位置ずれを規制する位置規制部が形成されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記鉤爪部と、上記一対のアームと、上記位置規制部とによって、電流センサを、互いに直交する３方向から位置規制できる。そのため、封止部材に対して電流センサをより正確な位置に保持することが可能となる。これにより、電流センサとバスバーとの間の位置ずれ量をより小さくでき、貫通孔をより小さくすることが可能になる。そのため、電流センサをより小型化することができる。
Further, the current sensor is sandwiched by the pair of arms from a direction orthogonal to the extending direction, and the sealing member has a current sensor sandwiching direction between the pair of arms and the extending direction. It is preferable that a position restricting portion for restricting the displacement of the current sensor in a direction orthogonal to both is formed.
In this case, the position of the current sensor can be restricted from three directions orthogonal to each other by the claw portion, the pair of arms, and the position restricting portion. Therefore, the current sensor can be held at a more accurate position with respect to the sealing member. Thereby, the amount of positional deviation between the current sensor and the bus bar can be made smaller, and the through hole can be made smaller. Therefore, the current sensor can be further downsized.
また、上記封止部材は一対の上記位置規制部を備え、該一対の位置規制部は、それぞれ板状に形成され、かつ互いに平行であり、上記一対の位置規制部によって上記電流センサを、上記位置規制部の板厚方向から挟持するよう構成されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記一対の位置規制部がそれぞれ板状に形成されているため、この一対の位置規制部によって、電流センサの広い面積を挟持することができる。そのため、電流センサのぐらつきを低減でき、封止部材に対する、電流センサの位置精度をより高めることが可能となる。これにより、電流センサとバスバーとの間の位置ずれ量をより小さくでき、貫通孔をより小さくすることが可能になる。そのため、電流センサをより小型化することができる。
In addition, the sealing member includes a pair of the position restricting portions, and the pair of position restricting portions are each formed in a plate shape and are parallel to each other. It is preferable that the position restricting portion is configured to be sandwiched from the thickness direction (Claim 5).
In this case, since the pair of position restricting portions are each formed in a plate shape, a wide area of the current sensor can be held by the pair of position restricting portions. Therefore, the wobbling of the current sensor can be reduced, and the position accuracy of the current sensor with respect to the sealing member can be further increased. Thereby, the amount of positional deviation between the current sensor and the bus bar can be made smaller, and the through hole can be made smaller. Therefore, the current sensor can be further downsized.
（実施例１）
上記電力変換装置に係る実施例について、図１〜図９を用いて説明する。図１に示すごとく、本例の電力変換装置１は、半導体素子を内蔵した半導体モジュール７と、バスバー２と、封止部材３と、電流センサ４とを備える。
バスバー２は、半導体モジュール７に接続したモジュール接続端子２０および、外部機器に接続するための外部出力端子２１を有する。
封止部材３は、バスバー２におけるモジュール接続端子２０と外部出力端子２１との間の部位を封止している。
電流センサ４は、外部出力端子２１を流れる電流を測定する。
電流センサ４には貫通孔４０が形成されている。この貫通孔４０に外部出力端子２１を挿通してある。
封止部材３に、電流センサ４を保持する保持部５が形成されている。
Example 1
The Example which concerns on the said power converter device is described using FIGS. As shown in FIG. 1, the
The
The sealing
The
A through
A holding
本例の電力変換装置１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される車両用電力変換装置である。
The
図２に示すごとく、本例の電力変換装置１は３本のバスバー２を備える。この３本のバスバー２を、略四角形の枠体状の封止部材３によって部分的に封止し、一体化してバスバーモジュール１０を構成してある。そして、３本のバスバー２にそれぞれ形成した外部出力端子２１ａ〜２１ｃのうち、２本の外部出力端子２１ａ，２１ｂに電流センサ４を取り付けてある。本例の電流センサ２はホール素子からなる。電流センサ２によって、２本の外部出力端子２１ａ，２１ｂに流れる電流を測定し、その測定値を、半導体モジュール７のスイッチング制御に利用している。
As shown in FIG. 2, the
また、図３に示すごとく、本例の電力変換装置１は、複数の半導体モジュール７と複数の冷却管１１とを積層して積層体１２を構成してある。この積層体１２を、金属製のフレーム１４内に固定している。個々の半導体モジュール７は、パワー端子７０を備える。このパワー端子７０が、バスバー２の上記モジュール接続端子２０（図１参照）に対して、溶接により接続されている。
Further, as shown in FIG. 3, the
また、図４に示すごとく、半導体モジュール７は、制御端子７１を備える。この制御端子７１は、制御回路基板１８に接続している。制御回路基板１８によって半導体モジュール７のスイッチング動作を制御している。また、電流センサ４と制御回路基板１８とは、ワイヤ１９によって接続されている。電流センサ４による電流の測定値を制御回路基板１８に送信し、その測定値を、制御回路基板１８が半導体モジュール７のスイッチング制御に利用している。
As shown in FIG. 4, the
バスバーモジュール１０の、更に詳細な説明をする。図２に示すごとく、個々のバスバー２は、２個のモジュール接続端子２０と、１本の外部出力端子２１とを備える。モジュール接続端子２０は板状に形成されており、その主面２００は、３本のバスバー２の配列方向（Ｙ方向）に直交している。また、個々のモジュール接続端子２０の側面に、半導体モジュール７（図４参照）のパワー端子７０に溶接するための溶接部２２が形成されている。
The
２個のモジュール接続端子２０は、接続板２３によって接続されている。この接続板２３と外部出力端子２１とを、連結部２６によって連結してある。連結部２６は、第１延出部２６１と屈曲部２６２とからなる。第１延出部２６１は、接続板２３から、外部出力端子２１の延出方向（Ｘ方向）に延出している。屈曲部２６２は、第１延出部２４からＹ方向に延出し、外部出力端子２１に接続している。
The two
また、図２に示すごとく、バスバー２は、接続板２３から、Ｘ方向における第１延出部２６１とは反対側に延出した第２延出部２７を備える。
As shown in FIG. 2, the
一方、封止部材３は、第１封止辺部３１と、第２封止辺部３２と、第１連結辺部３３と、第２連結辺部３４との、４つの辺部を備える。第１封止辺部３１は、バスバー２の、第１延出部２６１の一部と、屈曲部２６２と、外部出力端子２１の一部を封止している。また、第２封止辺部３２は、バスバー２の、第２延出部２７の先端２８を封止している。第１連結辺部３３と第２連結辺部３４とは、第１封止辺部３１と第２封止辺部３２の、Ｙ方向における両端を、それぞれＸ方向に連結している。
On the other hand, the sealing
図２に示すごとく、第１封止辺部３１から３本の外部出力端子２１が突出している。３本の外部出力端子２１は互いに平行である。各々の外部出力端子２１は板状に形成されており、その主面２１０（図４参照）は、半導体モジュール２のパワー端子７０の突出方向（Ｚ方向）に直交している。外部出力端子２１には、後述するコネクタ８０（図７参照）にボルト締結するためのボルト挿通孔２１１を形成してある。
As shown in FIG. 2, three
上述したように、本例では、３本の外部出力端子２１ａ〜２１ｃのうち２本の外部出力端子２１ａ，２１ｂの周囲に電流センサ４を配設してある。図２、図５に示すごとく、電流センサ４は、略直方体形状を呈している。また、電流センサ４は２個の貫通孔４０を備える。個々の貫通孔４０はＸ方向に貫通している。図５に示すごとく、貫通孔４０の、ＹＺ断面における形状は略長方形である。ＹＺ面における貫通孔４０の断面形状は、外部出力端子２１の断面形状よりも僅かに大きい。外部出力端子と貫通孔４０との隙間Ｓは、製造公差を考慮した大きさであり、例えば３〜４ｍｍである。
As described above, in this example, the
また、図２に示すごとく、封止部材３には、電流センサ４を保持するための一対の保持部５が形成されている。保持部５は、封止部材３の第１封止辺部３１からＸ方向に突出したアーム５０と、該アーム５０の先端に形成された鉤爪部５１とからなる。鉤爪部５１は電流センサ４に係合している。この鉤爪部５１と、封止部材３の第１封止辺部３１とによって電流センサ４をＸ方向に挟持することにより、電流センサ４を保持している。鉤爪部５１は、電流センサ４の、Ｘ方向に直交する２つの側面４１，４２のうち、外部出力端子２１の先端側に位置する側面４１に係合している。他方の側面４２は、第１封止辺部３１に接触している。
As shown in FIG. 2, the sealing
図５に示すごとく、個々のアーム５０は板状に形成されており、その主面５００は、Ｙ方向に直交している。アーム５０は可撓性を有する。Ｚ方向において、アーム５０の長さＬは、電流センサ４の厚さと略等しい。アーム５０は、電流センサ４の、Ｙ方向に直交する２つの側面４３，４４にそれぞれ接触している。この一対のアーム５０を使って、電流センサ４をＹ方向に挟持している。
As shown in FIG. 5, each
また、図５に示すごとく、封止部材３の第１封止辺部３１には、一対の位置規制部６が形成されている。個々の位置規制部６は、Ｘ方向（図２参照）に突出している。位置規制部６は板状に形成されており、その主面６００は、Ｚ方向に直交している。一対の位置規制部６は、互いに平行である。位置規制部６は、電流センサ４の、Ｚ方向に直交する２つの主面４５，４６にそれぞれ接触している。この一対の位置規制部６によって電流センサ４を、該位置規制部６の板厚方向（Ｚ方向）から挟持している。これにより、Ｚ方向における電流センサ４の位置ずれを規制するよう構成されている。
また、図２に示すごとく、位置規制部６には、ワイヤ１９（図４参照）を貫通させて電流センサ４に接続するためのワイヤ接続貫通孔６１を形成してある。
As shown in FIG. 5, a pair of
In addition, as shown in FIG. 2, the
なお、封止部材３は、ＰＰＳ樹脂やＰＢＴ樹脂等の合成樹脂からなる。封止部材３と、保持部５と、位置規制部６とは、一体成形されている。
The sealing
一方、本例では図１に示すごとく、ボルト３９を用いて、バスバーモジュール１０をフレーム１４に固定してある。バスバーモジュール１０の封止部材３にはボルト挿通孔３８（図２参照）を設けてある。また、図３に示すごとく、フレーム１４には、ボルト３９が螺合する雌螺子部３７を形成してある。ボルト３９をボルト挿通孔３８に挿通し、雌螺子部３７に螺合することにより、バスバーモジュール１０をフレーム１４に固定するようになっている。
On the other hand, in this example, as shown in FIG. 1, the
フレーム１４には、上述したように、複数の半導体モジュール７と複数の冷却管１１とを積層した積層体１２を固定してある。フレーム１４内には弾性部材１５（板ばね）を設けてあり、この弾性部材１５を用いて、積層体１２を、フレーム１４の内面１４１側へ押圧している。これにより、冷却管１１と半導体モジュール７との接触圧を確保しつつ、積層体１２をフレーム１４内に固定している。
As described above, the
図３に示すごとく、複数の冷却管１１は、Ｘ方向における両端部において、連結管１１１によって連結されている。また、複数の冷却管１１のうち、上記内面１４１に接触する冷却管１１ａには、冷媒１３を導入するための導入管１６と、冷媒１３を導出するための導出管１７とを接続してある。導入管１６から冷媒１３を導入すると、冷媒１３は連結管１１１を通って全ての冷却管１１内を流れ、導出管１７から導出する。これにより、半導体モジュール７を冷却するようになっている。
As shown in FIG. 3, the plurality of cooling
図４に示すごとく、個々の半導体モジュール７は、複数のパワー端子７０を備える。パワー端子７０には、後述する直流電源８１（図９参照）の正電極に接続する正極端子７０ａと、直流電源８１の負電極に接続する負極端子７０ｂと、交流負荷に接続する交流端子７０ｃとがある。この交流端子７０ｃに、バスバー２０のモジュール接続端子２０を接続してある。また、正極端子７０ａと負極端子７０ｂには、図示しない別のバスバーを接続する。
As shown in FIG. 4, each
次に、電力変換装置１の回路の説明をする。図９に示すごとく、本例の電力変換装置９は、複数のスイッチング素子７５（ＩＧＢＴ素子）によって構成されている。１個の半導体モジュール７（図３参照）には、１個のスイッチング素子７５が封止されている。個々のスイッチング素子７５には、フリーホイールダイオード７６を逆並列接続してある。そして、複数のスイッチング素子７５を用いて、三相ブリッジ回路を構成してある。この三相ブリッジ回路を使って、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。
スイッチング素子７５の交流端子７０ｃには、バスバー２が接続している。そして、３本の外部出力端子２１（２１ａ〜２１ｃ）のうち２本の外部出力端子２１ａ，２１ｂに、電流センサ４を取り付けてある。この電流センサ４によって、外部出力端子２１ａ，２１ｂに流れる電流、すなわち三相交流モータ８２に流れる電流を検出している。
Next, the circuit of the
The
次に、本例の電力変換装置１の製造方法について説明する。電力変換装置１を製造する際には、まず、図３に示すごとく、複数の半導体モジュール７と複数の冷却管１１とを積層して積層体１２を形成し、弾性部材１５を使って、上記積層体１２をフレーム１４内に固定する。その後、ボルト３９（図１参照）を使って、バスバーモジュール１０をフレーム１４に固定する。そして、半導体モジュール７の交流端子７０ｃに、バスバー２のモジュール接続端子２０を溶接する。
Next, the manufacturing method of the
その後、図６に示すごとく、電流センサ４を外部出力端子２１に対してＸ方向の先端側から接近させ、貫通孔４０に外部出力端子２１を入れる。そして、電流センサ４をＸ方向に押し込み、電流センサ４を封止部材３の第１封止辺部３１に当接させる。このようにすると、鉤爪部５１が電流センサ４に係合し、保持部５に電流センサ４が保持される。また、一対のアーム５０によって電流センサ４がＹ方向に挟持されると共に、一対の位置規制部６（図５参照）によって電流センサ４がＺ方向に挟持される。この後、ワイヤ１９（図４参照）の一端を、ワイヤ接続貫通孔６１を通して電流センサ４に接続する。また、ワイヤ１９の他端を制御回路基板１８に接続する。これにより、電流センサ４を制御回路基板１８に電気接続する。
Thereafter, as shown in FIG. 6, the
その後、図７に示すごとく、上述の構成部品が組みつけられたフレーム１４を、収容ケース８に収容する。収容ケース８には、外部接続端子２１付近において、Ｘ方向に貫通したコネクタ挿通穴８９が形成されている。このコネクタ挿通穴８９に、外部機器接続用のコネクタ８０を挿入する。
Thereafter, as shown in FIG. 7, the
図７、図８に示すごとく、コネクタ８０は、３本のコネクタ端子８７と、該コネクタ端子８７を固定する台座部８８とを備える。コネクタ端子８７には、ボルト挿通孔８７１が形成されている。また、台座部８８には、ナット８６がインサートされている。コネクタ８０をコネクタ挿通穴８９に入れると、コネクタ端子８７と外部出力端子２１とが重なり合う。この後、ボルト８５をボルト挿通孔２１１，８７１に入れ、ナット８６に螺合する。これにより、外部出力端子２１とコネクタ端子８７とを締結するようになっている。
以上説明したように、本例の電力変換装置１は、コネクタ８０の台座部８８において、外部接続端子２１をコネクタ端子８７に締結するように構成されており、これらを締結するための専用の端子台を、別部品として備えていない。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
As described above, the
本例の作用効果について説明する。図１、図５に示すごとく、本例においては、バスバー２を封止した封止部材３に保持部５を形成し、この保持部５に電流センサ４を保持させている。
それゆえ、電流センサ４の貫通孔４０を小さく形成でき、電流センサ４を小型化することができる。すなわち、上記構成にすると、封止部材３に電流センサ４とバスバー２とを両方とも固定していることとなる。そのため、電流センサ４とバスバー２との間の位置ずれ量としては、最大でも、電流センサ４と封止部材３との間の位置ずれ量と、封止部材３とバスバー２との間の位置ずれ量との累積までとなる。そのため、電流センサ４とその貫通孔４０に挿通させるバスバー２との位置精度を高めることができる。これにより、電流センサ４の貫通孔４０を小さく形成することが可能となり、電流センサ４を小型化することが可能になる。
The effect of this example will be described. As shown in FIGS. 1 and 5, in this example, a holding
Therefore, the through
また、図１、図５に示すごとく、本例の電力変換装置１は複数本の外部出力端子２１を備える。電流センサ４には、複数個の貫通孔４０が形成されている。そして、複数個の貫通孔４０にそれぞれ外部出力端子２１を挿通してある。
このようにすると、複数個の貫通孔４０をそれぞれ小さく形成できるため、該複数個の貫通孔４０の間隔を狭くすることができる。そのため、個々の貫通孔４０に挿入する外部出力端子２１のピッチを狭くすることができ、電力変換装置１を小型化しやすくなる。
Moreover, as shown in FIGS. 1 and 5, the
In this way, since the plurality of through
また、図１、図５に示すごとく、本例の保持部５は、封止部材３から外部出力端子２１の延出方向（Ｘ方向）に突出した一対のアーム５０と、該一対のアーム５０の先端に形成された鉤爪部５１とを有する。この鉤爪部５１と、封止部材３の第１封止辺部３１とによって電流センサ４をＸ方向に挟持することにより、電流センサ４を保持している。
このようにすると、保持部５へ電流センサ４を組み付けやすくなる。すなわち、上記構成にすれば、電力変換装置１の製造時に、電流センサ４の貫通孔４０に外部出力端子２１の先端を入れ、その後、電流センサ４を封止部材３まで押し込むことにより、鉤爪部５１を電流センサ４に係合させて、電流センサ４を封止部材３に固定することができる。そのため、貫通孔４０に外部出力端子２１を入れる工程と、電流センサ４を封止部材３に固定する工程とを連続して行うことが可能になる。したがって、電力変換装置１を製造しやすくなる。
また、上記構成にすると、例えば電流センサ４が破損した場合等には、アーム５０の先端を左右に広げれば、鉤爪部５１が電流センサ４から係合解除するため、電流センサ４を簡単に引き抜くことができる。そのため、電流センサ４の交換を行いやすい。
As shown in FIGS. 1 and 5, the holding
If it does in this way, it will become easy to assemble
Further, with the above configuration, for example, when the
また、本例では図１、図５に示すごとく、一対のアーム５０によって電流センサ４を、外部出力端子２１の延出方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）から挟持している。また、本例では、封止部材３に位置規制部６を設けてある。この位置規制部６によって、Ｙ方向とＸ方向との双方に直交する方向（Ｚ方向）への、電流センサ４の位置ずれを規制している。
このようにすると、鉤爪部５１と、一対のアーム５０と、位置規制部６とによって、電流センサ４を、互いに直交する３方向から位置規制できる。そのため、封止部材３に対して電流センサ４をより正確な位置に保持することが可能となる。これにより、電流センサ４とバスバー２との間の位置ずれ量をより小さくでき、貫通孔４０をより小さくすることが可能になる。そのため、電流センサ４をより小型化することができる。
In this example, as shown in FIGS. 1 and 5, the
In this way, the position of the
また、図１、図５に示すごとく、本例の封止部材３は一対の位置規制部６を備える。この一対の位置規制部６は、それぞれ板状に形成され、かつ互いに平行である。この一対の位置規制部６によって電流センサ４を、位置規制部６の板厚方向（Ｚ方向）から挟持するよう構成されている。
このようにすると、一対の位置規制部６がそれぞれ板状に形成されているため、この一対の位置規制部６によって、電流センサ４の広い面積を挟持することができる。そのため、電流センサ４のぐらつきを低減でき、封止部材３に対する、電流センサ４の位置精度をより高めることが可能となる。これにより、電流センサ４とバスバー２との間の位置ずれ量をより小さくでき、貫通孔４０をより小さくすることが可能になる。そのため、電流センサ４をより小型化することができる。
Moreover, as shown in FIGS. 1 and 5, the sealing
In this case, since the pair of
以上のごとく、本例によれば、電流センサを小型化できる電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to this example, it is possible to provide a power converter that can reduce the size of the current sensor.
なお、上記実施例においては、図３に示すごとく、冷媒１３の流路（冷媒流路）を冷却管１１によって形成し、該冷却管１１を半導体モジュール７に接触させた例を示したが、本発明の電力変換装置は、これに限られるものではない。すなわち、例えば、上記半導体モジュール７に直接冷媒１３が接触するように冷媒流路を設けることもできる。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 3, an example in which the flow path (refrigerant flow path) of the refrigerant 13 is formed by the cooling
また、本例においては、弾性部材１５を、積層体１２に対して、Ｙ方向における導入管１６及び導出管１７を設けた側とは反対側に配したが、これに限るものではなく、導入管１６及び導出管１７を設けた側に配してもよい。例えば、冷却管１１ａと、フレーム１４の内面１４１との間に弾性部材１５を配し、この弾性部材１５の弾性力を用いて、積層体１２を、フレーム１４の他方の内面１４２に押圧するよう構成してもよい。
Further, in this example, the
また、本例の保持部５は、図１に示すごとく、アーム５０と鉤爪部５１とからなるが、これに限るものではない。例えば、電流センサ４にボルト挿通孔を備えたフランジを設け、このフランジにおいてボルトによって電流センサ４を封止部材３に固定することができる。
Further, as shown in FIG. 1, the holding
また、保持部５の他の態様としては、次のようにすることもできる。例えば、封止部材３に、電流センサ４を収容可能な大きさの凹部を形成する。そして、凹部の内面に保持部を鉤爪状に形成する。電流センサを凹部に入れると、鉤爪状の保持部が電流センサに係合し、電流センサ４を保持するよう構成する。
Moreover, as another aspect of the holding |
（実施例２）
本例は、位置規制部６の形状を変更した例である。図１０に示すごとく、本例では、電流センサ４の、封止部材３に接触する接触面４９に、封止部材３側に突出する凸部６０を形成した。また、封止部材３の、電流センサ４に接触する被接触面３６に、凸部６０が嵌合する凹部６１を形成した。この凸部６０と凹部６１とにより、Ｚ方向における電流センサ４の位置ずれを規制するための位置規制部６を構成してある。
(Example 2)
In this example, the shape of the
図１１に示すごとく、本例の電力変換装置１は、２個の位置規制部６を有する。個々の位置規制部６は、電流センサ４の、Ｙ方向における中央付近に形成されている。２個の位置規制部６ａ，６ｂのうち一方の位置規制部６ａは、Ｚ方向において、一方の主面４５と貫通孔４０との間に位置している。また、他方の位置規制部６ａは、Ｚ方向において、他方の主面４６と貫通孔４０との間に位置している。このように、２個の位置規制部６ａ，６ｂを、Ｚ方向においてなるべく離すように構成してある。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
As shown in FIG. 11, the
In addition, the same configuration as that of the first embodiment is provided.
本例の作用効果について説明する。上記構成にすると、位置規制部６を小型化できるため、位置規制部６を構成する樹脂の量を減らすことができ、バスバーモジュール１０の製造コストを低減することが可能になる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
The effect of this example will be described. With the above configuration, since the
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
なお、本例では、電流センサ４に凸部６０を形成し、封止部材３に凹部６１を形成したが、これを逆にしてもよい。すなわち、電流センサ４に凹部６１を形成し、封止部材３に凸部６０を形成してもよい。
In this example, the
（実施例３）
本例は、保持部５の形成箇所を変更した例である。本例では、図１２に示すごとく、一対の保持部５を、Ｚ方向において電流センサ４を挟持する位置に形成した。保持部５は、実施例１と同様に、アーム５０と、該アーム５０の先端に形成した鉤爪部（図示しない）とからなる。本例では、一対のアーム５０ａ，５０ｂのうち一方のアーム５０ａは、電流センサ４の一方の主面４５に接触している。また、他方のアーム５０ｂは、電流センサ４の他方の主面４６に接触している。これら一対のアーム５０ａ，５０ｂによって、電流センサ４をＺ方向に挟持している。
(Example 3)
This example is an example in which the place where the holding
また、本例の位置規制部６は、実施例２と同様に、電流センサ４から封止部材３に向けて突出する凸部６０と、封止部材３に形成した凹部６１とからなる。位置規制部６は、第１の外部出力端子２１ａと第２の外部出力端子２１ｂとの間に形成されている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
Further, the
In addition, the same configuration as that of the first embodiment is provided.
本例の作用効果について説明する。上記構成にすると、電流センサ４をＹ方向から挟持する部品を無くすことができる。そのため、第３の外部出力端子２１ｃと電流センサ４との間に、アーム５０等を配置する必要がなくなる。これにより、第３の外部出力端子２１ｃと電流センサ４の間隔を狭めることが可能になると共に、２本の外部出力端子２１ｂ，２１ｃ間の間隔をも狭めることが可能になる。そのため、電力変換装置１をより小型化することが可能になる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
The effect of this example will be described. With the above-described configuration, it is possible to eliminate components that sandwich the
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
１ 電力変換装置
２ バスバー
２０ モジュール接続端子
２１ 外部出力端子
３ 封止部材
４ 電流センサ
４０ 貫通孔
５ 保持部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該半導体モジュールに接続したモジュール接続端子および、外部機器に接続するための外部出力端子を有するバスバーと、
該バスバーにおける上記モジュール接続端子と上記外部出力端子との間の部位を封止する封止部材と、
上記外部出力端子を流れる電流を測定する電流センサとを備え、
該電流センサは貫通孔を有し、上記外部出力端子を上記貫通孔に挿通してあり、
上記封止部材に、上記電流センサを保持する保持部が形成されていることを特徴とする電力変換装置。 A semiconductor module containing a semiconductor element;
A module connection terminal connected to the semiconductor module, and a bus bar having an external output terminal for connection to an external device;
A sealing member for sealing a portion between the module connection terminal and the external output terminal in the bus bar;
A current sensor for measuring the current flowing through the external output terminal,
The current sensor has a through hole, and the external output terminal is inserted through the through hole.
A power conversion device, wherein a holding portion for holding the current sensor is formed on the sealing member.
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