JP2020178477A - インバータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】直流電流を交流電流に変換してモータに供給するインバータユニットであって、組み立て工数を低減できるインバータユニットを提供する。【解決手段】インバータユニットは、インバータと、インバータを制御する制御基板と、を備える。制御基板は、外部電源から供給された電圧を昇圧する昇圧部品２７と、昇圧部品２７の入力側に接続されて外部電源から供給された電圧で動作する第１回路３５を含む第１領域２１Ｌと、昇圧部品２７の出力側に接続されて昇圧後の電圧で動作する第２回路３６を含む第２領域２１Ｈと、第１領域２１Ｌ及び第２領域２１Ｈの境界に設けられた境界絶縁部２２と、を有する。制御基板を平面視した状態で、境界絶縁部２２は昇圧部品２７と重なるように配置されており、制御基板の厚さ方向において、境界絶縁部２２は配線パターンを有しない。【選択図】図４

Description

本発明は、インバータユニットに関する。

インバータとインバータを制御する制御基板とを備え、モータを制御するインバータユニットが知られている。下記特許文献１には、駆動回路が実装される高圧領域と、制御装置が実装される低圧領域と、高圧領域及び低圧領域を絶縁する絶縁領域と、を有するインバータ制御ユニット（制御基板）が記載されている。

特開２０１９−４１４７１号公報

上記絶縁領域は、制御基板に設けられたスリットに配置した接着剤により構成されている。この接着剤は制御基板の裏面に設けられた支持部材を介して支持されている。上記インバータ制御ユニットは支持部材を必要とするため、組み立て工数が増加するという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みて、組み立て工数を低減できるインバータユニットを提供することを目的の一つとする。

本発明のインバータユニットの一つの態様は、直流電流を交流電流に変換してモータに供給するインバータユニットであって、インバータと、前記インバータを制御する制御基板と、を備え、前記制御基板は、外部電源から供給された電圧を昇圧する昇圧部品と、前記昇圧部品の入力側に接続されて前記外部電源から供給された電圧で動作する第１回路を含む第１領域と、前記昇圧部品の出力側に接続されて昇圧後の電圧で動作する第２回路を含む第２領域と、前記第１領域及び前記第２領域の境界に設けられた境界絶縁部と、を有し、前記制御基板を平面視した状態で、前記境界絶縁部は前記昇圧部品と重なるように配置されており、前記制御基板の厚さ方向において、前記境界絶縁部は配線パターンを有しない。

本発明の一つの態様によれば、組み立て工数を低減できるインバータユニットが提供される。

図１は、一実施形態のインバータユニットを備えるモータユニットの平面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線矢視によるインバータユニット１の断面模式図である。 図３は、第１のカバーおよび第２のカバーを省略したインバータユニットの平面図である。 図４は、制御基板の平面構成を示す図である。 図５は、図４のＢ−Ｂ線矢視による制御基板の断面模式図である。 図６は、高圧領域に設けられた第２回路の要部構成を示す平面図である。 図７は図６のＣ−Ｃ線矢視による高圧領域の断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るインバータユニットについて説明する。なお、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

以下の説明では、インバータユニット１が水平な路面上に位置する車両に搭載された場合の位置関係を基に、重力方向を規定して説明する。また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、鉛直方向（すなわち上下方向）を示し、＋Ｚ方向が上側（重力方向の反対側）であり、−Ｚ方向が下側（重力方向）である。また、Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向であってインバータユニット１が搭載される車両の前後方向を示す。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向であって、車両の幅方向（左右方向）を示す。

以下、図面を基に本発明の例示的な一実施形態に係るインバータユニットについて説明する。本実施形態のインバータユニットはモータと組み合わされることでモータユニットを構成する。

図１は、本実施形態のインバータユニットを備えるモータユニットの平面図である。以下、上側から下側に向かってインバータユニットの各構成部材を視る状態を「平面視した状態」と称すこともある。

図１に示すように、インバータユニット１はモータユニット３に備えられる。モータユニット３は、インバータユニット１とモータ２とモータハウジング３ａとを有する。また、モータユニット３は、モータ２の回転を減速する減速装置（図示略）を備えていてもよい。

本実施形態のモータユニット３は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）等、モータを動力源とする車両に搭載され、その動力源として使用される。

モータハウジング３ａの内部は、モータ２を収容する収容空間が設けられる。モータハウジング３ａの収容空間には、モータ２が収容される。また、モータハウジング３ａの外周面には、インバータユニット１が固定される。

インバータユニット１は、直流電流を供給する外部電源装置９に接続されるとともに、モータ２に接続されて直流と複数相の交流（例えば、３相交流）との間で電力変換を行う。本実施形態において、外部電源装置９は、例えば車両に搭載された二次電池である。

モータ２は、インバータユニット１から供給される交流電流により動作する。モータ２は、水平方向に延びるモータ軸Ｊを中心として回転するロータ２ａと、ロータ２ａの径方向外側に位置するステータ２ｂと、を備える。ステータ２ｂのコイル線は、インバータユニット１に接続される。

図２は、図１のＡ−Ａ線矢視によるインバータユニット１の断面模式図である。図３は、第１のカバー４０および第２のカバー４２を省略したインバータユニット１の平面図である。

図２及び図３に示すように、インバータユニット１は、ケース１０と、制御基板２１と、インバータ２５と、配線部３０と、配線部ホルダ３３と、第１のカバー４０と、第２のカバー４２と、を備える。

ケース１０の内部には、収容空間１３が設けられる。収容空間１３には、制御基板２１、インバータ２５、配線部３０及び配線部ホルダ３３が収容される。

収容空間１３は、第１の収容室１１と第２の収容室１２とに区画される。すなわち、ケース１０には、第１の収容室１１および第２の収容室１２が設けられる。第１の収容室１１および第２の収容室１２は、外部に開口する。第１の収容室１１および第２の収容室１２の開口は、上側を向く。すなわち、第１の収容室１１および第２の収容室１２は、同方向に開口する。また、第１の収容室１１および第２の収容室１２の開口方向は、上下方向と一致する。第１の収容室１１および第２の収容室１２は、互いに隣接する。制御基板２１及びインバータ２５は第１の収容室（収容部）１１に収容される。

ケース１０は、第１の底壁部１０ａと第２の底壁部１０ｂと側壁部１０ｃと隔壁部１０ｄとを有する。収容空間１３は、第１の底壁部１０ａ、第２の底壁部１０ｂおよび側壁部１０ｃに囲まれた空間である。

側壁部１０ｃは、上下方向から見て略矩形の環状である。側壁部１０ｃは、収容空間１３を水平方向から囲む。側壁部１０ｃの上端面１０ｃａには、第１のカバー４０および第２のカバー４２が固定される。

第１の底壁部１０ａおよび第２の底壁部１０ｂは、側壁部１０ｃの下端に位置する。第１の底壁部１０ａおよび第２の底壁部１０ｂは、収容空間１３の下側に位置する。第１の底壁部１０ａは、第１の収容室１１の下側に位置する。第２の底壁部１０ｂは、第２の収容室１２の下側に位置する。

隔壁部１０ｄは、収容空間１３を第１の収容室１１と第２の収容室１２とに区画する。
隔壁部１０ｄには、第１の収容室１１と第２の収容室１２とを互いに連通させる隔壁開口１０ｄａが設けられる。隔壁開口１０ｄａには、配線部３０が通過する。

制御基板２１は第１の収容室１１に配置され、インバータ２５を制御する。インバータ２５は、インバータ回路を含むパワー基板、コンデンサおよびスイッチング素子を含む。スイッチング素子はパワー基板に接続される。インバータ２５は配線部３０を介して外部電源装置９に接続される。

配線部３０は、外部電源装置９とインバータ２５とを繋ぐ。図３に示すように、配線部３０は一対のバスバー３０ａにより構成される。バスバー３０ａは導電性の板材から構成される。配線部３０は、第１の収容室１１と第２の収容室１２とに跨って設けられる。図２に示すように、配線部３０は配線部ホルダ３３を介してケース１０に固定される。

配線部３０には、外部電源装置９から延び出る電源ケーブル９ａに接続される。電源ケーブル９ａの先端には、接続端子９ｂが設けられる。配線部３０は、固定ねじ３０ｂにより電源ケーブル９ａの接続端子９ｂに固定される。これにより、配線部３０は、外部電源装置９に接続され、外部電源装置９から電源ケーブル９ａを介して供給される直流電流をインバータ２５に供給する。本実施形態の配線部３０は、板状のバスバー３０ａで構成されるため、外部電源装置９からインバータ２５に、大きな電流を安定的に供給することができる。

図２に示すように、第１のカバー（カバー部）４０は、第１の収容室１１の開口を覆う。第１のカバー４０は、板状である。第１のカバー４０は、プレス加工により成形される。第１のカバー４０の板厚方向は、第１の収容室１１の開口方向（本実施形態において上下方向）と一致する。

第１のカバー４０は、上面４０ａと下面４０ｂとを有する。下面４０ｂは、第１の収容室１１の内側面の一部を構成する。下面４０ｂの外縁部は、ケース１０の上端面１０ｃａと接触する。

第１のカバー４０は、第１の収容室１１と反対側（上側）に突出する第１の突出部（突出部）４１を有する。第１の突出部４１は、例えば、第１のカバー４０を構成する板材をプレスする際、絞り加工を行うことで構成される。図１に示すように、第１のカバー４０を平面視した状態において、矩形状の矩形部４１ａと、第１凸部４１ｂと、第２凸部４１ｃと、第３凸部４１ｄと、第４凸部４１ｅと、第５凸部４１ｆと、第６凸部４１ｇと、を有した形状を有する。

第１凸部４１ｂは、矩形部４１ａの左右方向一方（−Ｙ軸方向）に延びる部位である。第２凸部４１ｃは、矩形部４１ａの左右方向他方（＋Ｙ軸方向）に延びる部位である。第３凸部４１ｄは、矩形部４１ａの前後方向一方（＋Ｘ軸方向）に延びる部位である。第４凸部４１ｅは、第３凸部４１ｄの左右方向他方に位置して矩形部４１ａの前後方向一方（＋Ｘ軸方向）に延びる部位である。第５凸部４１ｆは、矩形部４１ａの前後方向他方（−Ｘ軸方向）に延びる部位である。第６凸部４１ｇは、第５凸部４１ｆの左右方向他方に位置して矩形部４１ａの前後方向他方（−Ｘ軸方向）に延びる部位である。

第１の突出部４１において、矩形部４１ａは最も上側に突出している。すなわち、第１の収容室１１は、第１の突出部４１のうち矩形部４１ａに平面的に重なる部分において、第１の収容室１１の開口方向における高さが最大となる。第１のカバー４０は、第１の突出部４１を設けることで、カバーの機械的強度を向上させつつ、第１の収容室１１のスペースを拡大することができる。

図１に示すように、第１のカバー４０は、周縁部において複数の固定ねじ１８によりケース１０に固定される。第１のカバー４０の周縁部には、第１のカバー４０を板厚方向に貫通する複数の貫通孔（図示略）が設けられる。固定ねじ１８は、第１のカバー４０の貫通孔に挿入されてケース１０にねじ止めされる。これにより、第１のカバー４０は、ケース１０に固定される。

図２に示すように、第２のカバー４２は、第２の収容室１２の開口を覆う。第２のカバー４２は、プレス加工により成形された板状の部材である。第２のカバー４２の板厚方向は、第２の収容室１２の開口方向（本実施形態において上下方向）と一致する。

図１に示すように、第２のカバー４２は、周縁部において複数の固定ねじ１８によりケース１０に固定される。第２のカバー４２の周縁部には板厚方向に貫通する複数の貫通孔（図示略）が設けられる。固定ねじ１８は、第２のカバー４２の貫通孔に挿入されてケース１０にねじ止めされる。これにより、第２のカバー４２は、ケース１０に固定される。第２のカバー４２は、第１のカバー４０の上面４０ａの一部を押さえる押さえ部４４を有する。図２に示すように、第１のカバー４０と第２のカバー４２とは、ケース１０の連続する１つの面（上端面１０ｃａ）に固定される。

第２のカバー４２は、上面４２ａと下面４２ｂとを有する。下面４２ｂは、第２の収容室１２の内側面の一部を構成する。下面４２ｂの外縁部は、ケース１０の上端面１０ｃａと接触する。第２のカバー４２は、第２の収容室１２と反対側（上側）に突出する第２の突出部４３を有する。第２の突出部４３は、例えば、第２のカバー４２を構成する板材をプレスする際、絞り加工を行うことで構成される。図１に示すように、第２のカバー４２を平面視した状態において、第２の突出部４３は略長円形状である。第２のカバー４２は、第２の突出部４３を設けることで、カバーの機械的強度を向上させつつ、第１の収容室１１のスペースを拡大することができる。

制御基板２１は、インバータ２５のインバータ回路に接続される。インバータ回路は、複数のスイッチング素子を有している。スイッチング素子には、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor：IGBT）などの高周波での動作が可能なパワー半導体素子が用いられる。

図４は、制御基板の平面構成を示す図である。
図４に示すように、制御基板２１は、複数のコネクタＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５，ＣＴ６を備えている。コネクタＣＴ１は、車両から電圧（例えば、１２Ｖ程度）が供給される電源供給用のコネクタである。コネクタＣＴ２及びコネクタＣＴ３は、インバータ２５に電圧を供給する電圧供給用のコネクタである。コネクタＣＴ４は、補器（例えば、オイルポンプ）からのフィードバック信号が供給される信号受信用のコネクタである。コネクタＣＴ５は、モータ２からのフィードバック信号（例えば、コイルを流れる電流の検出値）が供給される信号受信用のコネクタである。コネクタ（インバータ出力用コネクタ）ＣＴ６は、インバータ２５にＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号出力用のコネクタである。

制御基板２１は、トランス（昇圧部品）２７と、第１回路３５と、第２回路３６とを有する。

第１回路３５は、電源回路部３５Ａと、マイコン（集積回路）７と、マイコン用電源部７０と、トランス用電源部７１と、を含む。第１回路３５は、トランス２７の入力側（１次側）に接続されている。トランス２７は比較的高さのある電子部品である。そのため、トランス２７は制御基板２１の基板表面から突出した状態に設けられる。本実施形態の制御基板２１は、トランス２７を制振性接着剤２８により固定している。制振性接着剤２８は、硬化後に所定の弾性を有することで接着した部材の振動を抑制する制振効果を得ることが可能である。比較的高さのある電子部品であるトランス２７は制振性接着剤２８を介して制御基板２１に固定されることで、振動の発生が抑制される。

マイコン７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリと、各種インターフェースとを備えるマイクロコンピュータである。

電源回路部３５Ａは、コネクタＣＴ１を介して車両から供給される電圧からマイコン７に供給する電源とトランス２７に供給する電源とを生成する。電源回路部３５Ａは、複数のコンデンサ３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３と、スイッチング素子３８と、を有している。スイッチング素子３８は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）で構成される。

コンデンサ３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３は、トランス２７と同様、比較的高さのある電子部品である。そのため、コンデンサ３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３は制御基板２１の基板表面から突出した状態に設けられる。本実施形態の制御基板２１は、これらコンデンサ３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３を制振性接着剤２８により固定することで振動の発生を抑制できる。

電源回路部３５Ａはマイコン用電源部７０とトランス用電源部７１とに電源を供給する。マイコン用電源部７０は、マイコン７に電流を供給する。マイコン用電源部７０は、スイッチング素子７２とコンデンサ７３と、を含む。スイッチング素子７２は、例えばＭＯＳＦＥＴで構成される。

マイコン用電源部７０のうちコンデンサ７３は比較的高さのある電子部品であるため、制御基板２１の基板表面から突出した状態に設けられる。本実施形態の制御基板２１は、コンデンサ７３を制振性接着剤２８により固定することで振動の発生を抑制できる。

トランス用電源部７１はトランス２７に電流を供給する。トランス用電源部７１は、トランス２７の入力側に接続される。トランス用電源部７１は、スイッチング素子７４とコンデンサ７５と、を含む。スイッチング素子７４は、例えばＭＯＳＦＥＴで構成され、回路をオンオフすることでトランス２７に供給する電流を制御する。

トランス用電源部７１のうちコンデンサ７５は比較的高さのある電子部品であるため、制御基板２１の基板表面から突出した状態に設けられる。本実施形態の制御基板２１は、コンデンサ７５を制振性接着剤２８により固定することで振動の発生を抑制できる。

ここで、第１回路３５は、例えば車両（外部電源）から制御基板２１に供給された比較的低い電圧（例えば、１２Ｖ）で動作する回路である。つまり、第１回路３５の動作電圧は相対的に低く、トランス２７の入力側（１次側）に接続された第１回路３５が設けられる領域は、動作電圧が相対的に低い領域となる。以下、第１回路３５を含む領域を低圧領域（第１領域）２１Ｌと呼ぶ。このように制御基板２１は、トランス２７の入力側（１次側）に接続されて動作電圧が相対的に低い低圧領域２１Ｌを有する。本明細書において、低圧とは制御基板動作用の電圧を意味する。

マイコン７はインバータ２５をＰＷＭ（パルス幅変調：Pulse Width Modulation）制御するＰＷＭ信号をインバータ２５に出力する。制御基板２１は、マイコン７からのＰＷＭ信号を上記コネクタＣＴ６からインバータ２５に出力する。インバータ２５は、マイコン７からのＰＷＭ信号に基づいてモータ２を制御する。コネクタＣＴ６は、制御基板２１の外形をなす４つの端辺のうちマイコン７に最も近い短辺（端辺）２１ａに設けられている。これにより、マイコン７とコネクタＣＴ６とが最短で配置されるので、ノイズを低減できる。

第２回路３６は、インバータ２５のインバータ回路（パワー基板）を構成する複数のスイッチング素子の制御端子（例えばＩＧＢＴのゲート端子）に電圧を供給する回路である。スイッチング素子の動作電圧はマイコン７の動作電圧に比べて高い。

第２回路３６は、トランス２７の出力側に接続されている。トランス２７は、車両から供給された電圧を昇圧してインバータ駆動用の電圧を生成する。すなわち、第２回路３６にはトランス２７により昇圧された高い電圧が供給される。これにより、第２回路３６はマイコン７よりも動作電圧の高いスイッチング素子（ＩＧＢＴ）を駆動可能な高電圧を供給することができる。つまり、第２回路３６の動作電圧は相対的に高く、トランス２７の出力側（２次側）に接続された第２回路３６が設けられる領域は、動作電圧が相対的に高い領域となる。以下、第２回路３６を含む領域を高圧領域２１Ｈと呼ぶ。このように、制御基板２１は、トランス２７の出力側（２次側）に接続されて動作電圧が相対的に高い高圧領域２１Ｈを有する。本明細書において、高圧とはインバータ駆動用電圧を意味する。すなわち、高圧領域２１Ｈとは、インバータ回路のハイボルテージ側（例えば、各ＩＧＢＴのエミッタ電位である０〜３５０Ｖ）の電源電圧を基準として動作しており、常にエミッタ電位より高い電圧になるようにトランス２７によって電圧が調整されている領域である。

上述した低圧領域２１Ｌ及び高圧領域２１Ｈは絶縁されている。以下、低圧領域２１Ｌ及び高圧領域２１Ｈの境界に設けられる絶縁された領域を境界絶縁部２２と呼ぶ。
したがって、本実施形態の制御基板２１は、トランス２７の入力側に接続されて動作電圧が相対的に低い低圧領域２１Ｌと、トランス２７の出力側に接続されて動作電圧が相対的に高い高圧領域２１Ｈと、境界絶縁部２２と、を有している。

境界絶縁部２２は、低圧領域２１Ｌ及び高圧領域２１Ｈの境界に設けられている。制御基板２１を平面視した状態で、境界絶縁部２２はトランス２７と重なるように配置されている。トランス２７は、境界絶縁部２２を跨いだ状態で制御基板２１上に設けられている。

図２に示すように、制御基板２１は固定ねじ（固定部材）２６を介してインバータ２５に固定される。制御基板２１は、インバータ２５を構成するコンデンサのケース２５ａに固定ねじ２６で固定される。具体的に、制御基板２１は、ケース２５ａの上面２５ａ１に設けられた取付部２５ｂに取り付けられる。

図４に示すように、制御基板２１は、複数（本実施系では９個）の固定ねじ２６で固定される。固定ねじ２６は矩形状の制御基板２１における長辺に沿って３個ずつ設けられている。また、３個の固定ねじ２６がトランス２７の周囲に設けられている。これにより、制御基板２１のうち比較的重量の大きいトランス２７を実装した部分がインバータ２５に強固に固定されるので、制御基板２１に生じる振動を抑制できる。
また、制御基板２１において、固定ねじ２６はコンデンサ７３，７４，３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３の周囲に設けられている。これにより、制御基板２１のうち比較的重量の大きいコンデンサ７３，７４，３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３を実装した部分がインバータ２５に強固に固定されるので、制御基板２１に生じる振動を抑制できる。
よって、制御基板２１の防振性を高めることができる。

図５は、図４のＢ−Ｂ線矢視による制御基板２１の断面模式図である。
図５に示すように、本実施形態の制御基板２１は、上側から下側に向かって、第１配線層５０と、第１プリプレグ層５１と、第２配線層５２と、第１コア材５３と、第３配線層５４と、第２プリプレグ層５５と、第４配線層５６と、第２コア材５７と、第５配線層５８と、第３プリプレグ層５９と、第６配線層６０と、を備えている。すなわち、本実施形態の制御基板２１は、配線層を６つ積層した６層構造を有している。

ここで、第１配線層５０とは、低圧領域２１Ｌ及び高圧領域２１Ｈに関係なく、制御基板２１に設けられた複数の配線のうち最も上層（第１プリプレグ層５１の表面）に設けられた配線を意味する。また、第２配線層５２とは、低圧領域２１Ｌ及び高圧領域２１Ｈに関係なく、第１配線層５０の一つ下層（第１コア材５３の表面）に設けられた配線を意味する。また、第３配線層５４とは、低圧領域２１Ｌ及び高圧領域２１Ｈに関係なく、第２配線層５２の一つ下層（第２プリプレグ層５５の表面）に設けられた配線を意味する。また、第４配線層５６とは、低圧領域２１Ｌ及び高圧領域２１Ｈに関係なく、第３配線層５４の一つ下層（第２コア材５７の表面）に設けられた配線を意味する。また、第５配線層５８とは、低圧領域２１Ｌ及び高圧領域２１Ｈに関係なく、第４配線層５６の一つ下層（第３プリプレグ層５９の表面）に設けられた配線を意味する。また、第６配線層６０とは、低圧領域２１Ｌ及び高圧領域２１Ｈに関係なく、最も下側の層（第３プリプレグ層５９の裏面）に設けられた配線を意味する。

第１配線層５０、第２配線層５２、第３配線層５４、第４配線層５６、第５配線層５８及び第６配線層６０は、それぞれ所定のパターンを有している。例えば、第２配線層５２はベタ膜状のグランドパターンを主に構成し、第５配線層５８はベタ膜状の電源パターンを主に構成する。

境界絶縁部２２は、制御基板２１の厚さ方向において、第１配線層５０、第２配線層５２、第３配線層５４、第４配線層５６、第５配線層５８及び第６配線層６０のいずれも含まない。すなわち、境界絶縁部２２は、制御基板２１の厚さ方向に配線パターンが設けられていない。

境界絶縁部２２は、絶縁材料で構成された第１プリプレグ層５１、第１コア材５３、第２プリプレグ層５５、第２コア材５７及び第３プリプレグ層５９のみを積層することで構成されている。そのため、境界絶縁部２２は絶縁材料のみで構成されている。絶縁材料のみで構成された境界絶縁部２２は低圧領域２１Ｌ及び高圧領域２１Ｈを良好に絶縁することができる。

境界絶縁部２２は、制御基板２１を構成する６つの配線層のパターンを工夫することで構成される。境界絶縁部２２は制御基板２１を構成する積層材料のみで構成できるため、絶縁部を支持するための支持部材等の別部材が不要となる。

図６は、高圧領域２１Ｈに設けられた第２回路３６の要部構成を示す平面図である。
図６に示すように、第２回路３６は互いに隣り合う第１の配線３６ａ及び第２の配線３６ｂを含む。第２回路３６は複数の配線を含むが、図６では図を見やすくするため、２つの配線（第１の配線３６ａ及び第２の配線３６ｂ）のみを図示した。

図６に示すように、第１の配線３６ａと第２の配線３６ｂとの間は絶縁されている。第１の配線３６ａ及び第２の配線３６ｂの間には絶縁部（第２の絶縁部）２３が設けられている。なお、絶縁部２３は高圧領域２１Ｈの全域に亘って設けられている。具体的に、絶縁部２３は第２回路３６を構成する複数の配線において互いに隣り合う配線間に設けられている。

図７は、図６のＣ−Ｃ線矢視による高圧領域２１Ｈの断面図である。なお、図７では、第１の配線３６ａ及び第２の配線３６ｂがそれぞれ第１配線層５０のみで構成されているものとして図示した。

図７に示すように、絶縁部２３は制御基板２１の厚さ方向に第１配線層５０、第２配線層５２、第３配線層５４、第４配線層５６、第５配線層５８及び第６配線層６０のいずれも有していない。絶縁部２３は境界絶縁部２２と同一の層構造を有している。すなわち、高圧領域２１Ｈは境界絶縁部２２と同一の層構造を有する絶縁部２３を含む。

絶縁部２３は不図示の領域で境界絶縁部２２と接続されており、絶縁部２３は境界絶縁部２２と一体となっている。絶縁部２３は境界絶縁部２２と同様に絶縁材料のみで構成されることで優れた絶縁性を有するので、所望の絶縁距離を保ちつつ高電圧が供給される第１の配線３６ａ及び第２の配線３６ｂを最短経路で配置することができる。ここで、所望の絶縁距離とは、例えば、動作環境とＪＩＳ規格によって定められる。なお、スリットを設けることで絶縁距離を確保してもよい。
また、上述のように絶縁部２３は第２回路３６を構成する複数の配線において互いに隣り合う配線間に設けられるので、第２回路３６は所望の絶縁距離を保ちつつ配線を最短経路で配置できる。

本実施形態の制御基板２１は、図４に示すように、高圧領域２１Ｈの絶縁部２３に設けられた切欠き３９を有する。制御基板２１は絶縁部２３に切欠き３９を有するため、切欠き３９を設けたことによる電気的な影響を抑えることができる。

本実施形態において、切欠き３９は制御基板２１の矩形状の外形をなす端辺のうちトランス２７に最も近い長辺２４に設けられている。インバータユニット１の組み立て工程において、切欠き３９には、組み立て用ラック（図示略）に設けられた凸部が挿入される。この凸部は、制御基板２１を組み立て用ラックに正しい向きでセットするために用いられる。

具体的に組み立て用ラックに制御基板２１が正しい向きでセットされた場合、凸部が切欠き３９に挿入することで制御基板２１はラック内に完全に収容される。一方、組み立て用ラックに制御基板２１が間違った向きでセットされた場合、凸部が切欠き３９に挿入されず制御基板２１の端面に接触することで制御基板２１はラックから少し飛び出した状態で収容される。

よって、インバータユニット１を組み立てる作業者は、組み立て用ラックを目視確認することでラックに収容された制御基板２１の向きを容易に認識することができる。したがって、組み立て作業者は制御基板２１の向きを正しく認識した状態で組み立て作業を行うことができるので、組み立て時に制御基板２１をユニット内に逆向きに取り付けてしまうといった問題の発生を抑制できる。

本実施形態のインバータユニット１において、制御基板２１は、厚さ方向に配線パターンを有しない境界絶縁部２２により低圧領域２１Ｌ及び高圧領域２１Ｈを絶縁する。よって、本実施形態の制御基板２１によれば、支持部材等の別部材が不要となるので、支持部材を用いる構成に比べて組み立て工数を削減できる。また、支持部材を用いる構成に比べて制御基板２１の大型化を回避できる。よって、本実施形態のインバータユニット１は、制御基板２１を取り付けるためのスペース（第１の収容室１１）が小型化されるので、結果的にインバータユニット１の大きさ自体を小型化できる。

また、本実施形態のインバータユニット１において、制御基板２１は、比較的高さのある電子部品であるトランス２７及びコンデンサ３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３，７３，７５を有している。これらトランス２７及びコンデンサ３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３，７３，７５は制御基板２１の上側に突出するため、第１のカバー４０に干渉するおそれがある。

これに対し、本実施形態によれば、図１に示すように、平面視した状態において、トランス２７及びコンデンサ３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３，７３，７５が第１のカバー４０の第１の突出部４１と重なっている。より具体的にトランス２７及びコンデンサ３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３，７３，７５は第１の突出部４１の矩形部４１ａと平面的に重なる位置に配置されている。

本実施形態のインバータユニット１によれば、比較的高さのあるトランス２７及びコンデンサ３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３，７３，７５が第１の突出部４１のうち最も上側に突出する矩形部４１ａ内に収容されるので、第１のカバー４０との接触を防止することができる。

以上に、本発明の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。例えば、上記実施形態ではモータユニット３の用途として車両の動力源を例に挙げたが、モータユニットの用途はこれに限られない。また、上記実施形態では、制御基板２１として６層構造を例に挙げたが、制御基板２１の構成は６層に限定されない。

１…インバータユニット、２…モータ、７…マイコン（集積回路）、１０，２５ａ…ケース、１１…第１の収容室（収容部）、２１…制御基板、２１ａ…短辺（端辺）、２１Ｈ…高圧領域（第２領域）、２１Ｌ…低圧領域（第１領域）、２２…境界絶縁部、２３…絶縁部、２３…絶縁部（第２の絶縁部）、２５…インバータ、２６…固定ねじ（固定部材）、２７…トランス（昇圧部品）、２８…制振性接着剤、３６ａ…第１の配線、３６ｂ…第２の配線、３９…切欠き、４０…第１のカバー（カバー部）、４１…第１の突出部（突出部）、７３，７５，３７Ｃ１，３７Ｃ２，３７Ｃ３…コンデンサ、ＣＴ６…コネクタ（インバータ出力用コネクタ）。

Claims (7)

1. 直流電流を交流電流に変換してモータに供給するインバータユニットであって、
   インバータと、前記インバータを制御する制御基板と、を備え、
   前記制御基板は、外部電源から供給された電圧を昇圧する昇圧部品と、前記昇圧部品の入力側に接続されて前記外部電源から供給された電圧で動作する第１回路を含む第１領域と、前記昇圧部品の出力側に接続されて昇圧後の電圧で動作する第２回路を含む第２領域と、前記第１領域及び前記第２領域の境界に設けられた境界絶縁部と、を有し、
   前記制御基板を平面視した状態で、前記境界絶縁部は前記昇圧部品と重なるように配置されており、
   前記制御基板の厚さ方向において、前記境界絶縁部は配線パターンを有しない
   インバータユニット。
2. 前記制御基板は固定部材を介して前記インバータに固定されており、
   前記固定部材は、前記昇圧部品の周囲に設けられている
   請求項１に記載のインバータユニット。
3. 前記昇圧部品は、制振性接着剤を介して前記制御基板上に設けられている
   請求項１又は２に記載のインバータユニット。
4. 前記インバータ及び前記制御基板を収容する収容部を有するケースと、前記ケースに固定され、前記収容部を覆うカバー部と、を備え、
   前記制御基板は、前記第１領域に設けられた複数のコンデンサを有し、
   前記カバー部は、前記収容部と反対側に突出する突出部を有し、
   前記制御基板を平面視した状態で、前記昇圧部品及び前記複数のコンデンサは前記突出部と重なる
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインバータユニット。
5. 前記制御基板は、前記第１領域に設けられた集積回路と、前記第１領域に設けられて前記集積回路からのＰＷＭ信号を前記インバータに出力するインバータ出力用コネクタと、を有し、
   前記インバータ出力用コネクタは、前記制御基板の外形をなす端辺のうち前記集積回路に最も近い端辺に設けられている
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のインバータユニット。
6. 前記第２領域は、前記境界絶縁部と同一の層構造を有する第２の絶縁部を含み、
   前記制御基板は、前記第２領域の前記第２の絶縁部に設けられた切欠きを有する
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のインバータユニット。
7. 前記第２領域は、互いに隣り合う第１の配線及び第２の配線を含み、
   前記第１の配線と前記第２の配線との間に前記第２の絶縁部が設けられる
   請求項６に記載のインバータユニット。

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