JP2022081768A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板のレイアウト性の自由度を損なわず、完成品の確実な目視確認が行えるとともに、装置全体の小型化を図ることのできる電力変換装置を提供する。【解決手段】第１コネクタ５ｃはパワー系主回路部５を構成する第１基板５ａの端部から設定された第１距離Ｈ１以上離れた位置に配置されるとともに、第２コネクタ６ｂは制御回路部６を構成する第２基板６ａの端部から設定された第２距離Ｈ２以上離れた位置に配置され、配線部材７が第２基板６ａに設けられた第１開口部６ｃを貫通した状態で第１コネクタ５ｃと第２コネクタ６ｂを接続する。【選択図】図１

Description

本願は、電力変換装置に関するものである。

例えば電気自動車又はハイブリッド自動車等のように、モータを駆動源の一つとする車両においては、電力変換装置が搭載されている。そして電力変換装置としては、商用の交流電源から直流電源に変換して高圧バッテリに充電する充電器、高圧バッテリの直流電源から補機用のバッテリの電圧（例えば１２Ｖ等）に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ、バッテリからの直流電力をモータへの交流電力に変換するインバータ等がある。これらの電力変換装置の内部構成においては、一般的にチョッパ回路又はブリッジ回路などの高周波ノイズの発生が大きいスイッチング回路が用いられている。そしてサージ電圧を含めた伝導ノイズ、輻射ノイズが増大、更には高周波化することから、ノイズがその周辺回路又は制御回路に重畳し、回路の安定的動作を損なうといった問題が発生する。このノイズ対策のため、様々なフィルタ回路又はシールド構造が用いられている。

一方近年電動車両における電力変換装置の実装スペースを縮小化するために、電動車両に搭載される各種電力変換装置の小型化及び低コスト化の要求が大きくなってきている。
電力変換装置の小型化技術として、複数の実装基板を積層配置し、各基板に実装された基板コネクタと後付けする電線により基板間を電気的に接続する技術が多く存在する。

これらの電力変換装置では、各基板に実装された基板コネクタが基板の中央部に配置された場合、後付けの電線を組付ける際に、基板コネクタが配置されている位置まで手が入る十分なスペースが基板間に必要になり、小型化を図ることが困難になる。さらに、基板コネクタの接続状態を目で確認することが困難となり、接続不良により品質が低下してしまうという課題がある。

このような課題を解決する手段としては、積層する側の基板を筐体に組付ける前に、コネクタの接続状態等を目で確認できることを確保させながら、後付けの電線を各基板コネクタに接続し、その後積層する側の基板を筐体に取り付ける方法がある。
しかしこの方法では、目で確認できることを確保させるために、基板間の距離を十分にとった状態で、電線の組付けが必要なため、長い電線が必要となり、後に積層する側の基板を組付けた際に、余分な電線を収容するスペースが必要となり、小型化を図ることが困難になる。さらに電線が長くなることによりコストの低減を図ることができなくなるという課題がある。

従来の電力変換装置として、電源回路基板は、伝熱支持部材による遮蔽部を自身側方に有し、制御回路基板は、外部コネクタが第一の辺近傍に配置されるとともに、第一の辺とは反対側の第二の辺近傍に基板間コネクタが配置され、電源回路基板は、制御回路基板の第二の辺と同じ側の辺であって且つ遮蔽部のない第三の辺近傍に基板間コネクタが配置されているものがある（特許文献１参照）。

国際公開番号ＷＯ２０１４／０５７６２２号公報

従来の技術において、コネクタの接続状態等を目で確認して確実な完成品の目視確認を行うために、各基板の基板コネクタを第一の辺近傍に配置する必要がある。そのため、基板の設計段階においてコネクタ配置位置に対応したレイアウト性が制約されることが多く、パターン配線が複雑化してしまい基板が大型化してしまう。更にはパターンが延長することによりパターンの損失が増加してしまうという問題点があった。
さらに基板位置より高い筐体壁を設けた場合は、手が入る十分なスペースを基板端部と筐体壁との間に設ける必要があり、小型化が図れなくなる。

本願は上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、基板のレイアウト性の自由度を損なわず、確実な完成品の目視確認が行えるとともに、装置全体の小型化を図ることのできる電力変換装置を提供することを目的とする。

本願に開示される電力変換装置は、スイッチング素子及び第１コネクタが搭載されたパワー系主回路部を構成する第１基板と、
前記第１基板の表面に対して垂直な方向である第１方向の上側において前記第１基板と間隔をあけて設けられるとともに前記パワー系主回路部の動作を制御する制御回路部を構成する第２基板とを有するものであって、
第２コネクタが前記第２基板の前記第１方向上側の面に取り付けられ、
前記第１コネクタは前記第１基板の端部から設定された第１距離以上離れた位置に配置されるとともに、前記第２コネクタは前記第２基板の端部から設定された第２距離以上離れた位置に配置され、
配線部材が前記第２基板に設けられた第１開口部を貫通した状態で前記第１コネクタと前記第２コネクタを接続するものである。

本願に開示される電力変換装置によれば、基板のレイアウト性の自由度を損なわず、確実な完成品の目視確認が行えるとともに、装置全体の小型化を図ることができる。

実施の形態１による電力変換装置の要部を示す断面模式図である。 実施の形態１による電力変換装置の要部を示す分解斜視図である。 実施の形態１による電力変換装置の要部を示す斜視図である。 実施の形態１による電力変換装置の基板間コネクタを示す側面図である。 実施の形態１による電力変換装置の組立方法を示す斜視図である。 実施の形態１による電力変換装置の組立方法を示す斜視図である。 実施の形態１による電力変換装置の組立方法を示す斜視図である。 実施の形態１による電力変換装置の組立方法を示す斜視図である。 実施の形態１による電力変換装置の組立方法を示す斜視図である。 比較例となる基板間のコネクタを嵌合する方法を示す側面図である。 比較例となる基板間のコネクタを嵌合する方法を示す側面図である。 比較例となる基板間のコネクタを嵌合する方法を示す側面図である。 実施の形態２による電力変換装置における第１基板を示す平面図である。 実施の形態２による電力変換装置における第１基板を示す平面図である。 実施の形態２による電力変換装置の要部を示す分解斜視図である。

実施の形態１．
本実施の形態は、車両に搭載される電力変換装置に関するものである。以下、本実施の形態の電力変換装置について説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
以下、実施の形態１を図１～図３に基づいて説明する。図１は、実施の形態１による電力変換装置の要部を示す断面模式図であり、図２におけるＡ－Ａ線断面図である。図２は、実施の形態１による電力変換装置の要部を示す分解斜視図である。図３は、実施の形態１による電力変換装置の要部を示す斜視図である。尚図１、図２において、後述する第１基板５ａ及び第２基板６ａの表面に対して垂直な方向を第１方向とし、図１、図２において、矢印側を第１方向上側、矢印と反対側の方向を第１方向下側とする。更に図１において第１方向と直交する方向を水平方向（第２方向）とする。よって第１基板５ａ及び第２基板６ａの表面に対して平行な方向が第２方向としての水平方向となる。

図において、電力変換装置１は、モータを駆動源の一つとする電気自動車又はハイブリッド自動車等の車両に搭載されている。また、電力変換装置１は、ある電力（例えば、補機用バッテリからの直流電力等）を別の電力（例えば交流電力等）に変換するための電力変換部２と、構成部品を収容し、外部に熱を放散する筐体３と、筐体３の開口部を覆い密閉状態を形成するカバー４とを有している。
電力変換部２は、電力の変換を行うパワー系主回路部５と、パワー系主回路部５の動作を制御する制御回路部６と、パワー系主回路部５と制御回路部６とを電気的に接続する基板間コネクタ（配線部材）７と、パワー系主回路部５で発生したノイズが制御回路部６及び基板間コネクタ７に重畳するのを防止するための遮蔽板８とで構成されている。

筐体３は、熱伝導率の優れた導電性の金属材料（例えばアルミニウム）で構成されており、例えば、アルミダイカスト成形により形成されている。また筐体３は、搭載面３ａと、外壁３ｂと、搭載面３ａから第１方向上側の開口部に向けて垂直に延びた同一高さを有する複数のボス３ｃで構成されており、外壁３ｂ及びボス３ｃの第１方向上側先端面には、ねじ穴（図示なし）が設けられている。
カバー４は、金属材料（例えばアルミニウム）で構成され、例えば板金により形成されており、制御回路部６が設置された位置よりも高い外壁３ｂの先端面で支持され、締結具９で固定されている。

パワー系主回路部５は、多層プリント基板（第１基板）５ａにスイッチング素子５ｂ及び基板実装コネクタ（第１コネクタ）５ｃ等が半田付けにより実装され、各々が電気的に接続されることで構成されている。又パワー系主回路部５は、当該パワー系主回路部５が設定された高さに位置するように、その高さが調整されたボス３ｃ上に配置され、搭載面３ａと対向するようになっている。更にパワー系主回路部５は、締結具１０で固定されて、各ボス３ｃ上において支持される。これによりパワー系主回路部５は筐体３の内部に収容される。なお、多層プリント基板５ａは、基板外周端部と外壁３ｂとの間で一定の絶縁距離が保てるように、筐体３の内部に収容されている。

多層プリント基板５ａは、電気絶縁性を有する樹脂材料（例えばエポキシ樹脂）で形成され、表層には適切な部位にレジスト膜（図示なし）が形成されている。また、多層プリント基板５ａは、筐体３の開口部側（第１方向上側）の表層の一部にレジスト膜を持たないＧＮＤ（グランド）パターン（第１ＧＮＤパターン）５ｄを有し、少なくとも内層１層にＧＮＤパターン（第２ＧＮＤパターン）５ｅを有する。表層のＧＮＤパターン５ｄと内層のＧＮＤパターン５ｅは、スルーホール５ｆで電気的に接続される。更に多層プリント基板５ａを複数のボス３ｃに固定するためのねじ貫通孔は、スルーホール５ｇで構成され、スルーホール５ｇは内層のＧＮＤパターン５ｅと電気的に接続されており、多層プリント基板５ａをボス３ｃへ固定することにより、ＧＮＤパターン５ｄ及びＧＮＤパターン５ｅが筐体３を介して接地される。

スイッチング素子５ｂは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＥＴＡＬ－ＯＸＩＤＥ－ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＦＩＥＬＤ－ＥＦＦＥＣＴ ＴＲＡＮＳＩＳＴＯＲ）で構成される。なお、スイッチング素子５ｂは、ダイオードが逆並列接続されたＩＧＢＴ（ＩＮＳＵＬＡＴＥＤ ＧＡＴＥ ＢＩＰＯＬＡＲ ＴＲＡＮＳＩＳＴＯＲ）等の自己消弧型半導体スイッチング素子で構成してもよい。スイッチング素子５ｂの大きさ、形状、個数については既知のものを使用する。

基板実装コネクタ５ｃは、多層プリント基板５ａにおいて、制御回路部６と第１方向において対向する面側（第１方向上側の面）の中央付近に実装されており、基板実装コネクタ５ｃの端子（ピン）のうちの少なくとも１つのピンが、スルーホール（図示なし）を介して、内層のＧＮＤパターン５ｅと電気的に接続されている。これにより接地を強化することができ、ノイズの影響を低減させることができる。
ＧＮＤパターン５ｄは、レジスト膜が形成されていないレジスト欠陥部（図示なし）であり、遮蔽板８の厚みと同等以上のパターン幅を有しており、基板実装コネクタ５ｃの第２方向における周囲４方向を囲うように配置されている。
締結具１０は、金属材料（例えば鉄）で構成され、一端が雄ねじであり、他端がねじ穴（図示なし）で形成されている。

遮蔽板８は、金属材料（例えばアルミニウム）で形成され、例えば板金により形成されている。また遮蔽板８は、制御回路部６の第１方向下側において配置され、第１方向下側において制御回路部６を覆うように設けられた遮蔽平板８ａと、遮蔽平板８ａに設けられ、基板実装コネクタ５ｃと同等以上の大きさを有する少なくとも１つの開口部（第２開口部）８ｂから構成されている。そして開口部８ｂの中心は基板実装コネクタ５ｃの中心と一致するようになっており、即ち開口部８ｂは基板実装コネクタ５ｃと第１方向において同軸上に位置するようになっている。更に遮蔽板８は、遮蔽平板８ａの端部であって開口部８ｂの周囲からパワー系主回路部５に向けて垂直に延びた（第１方向下側に向けて伸びた）遮蔽壁８ｃと、遮蔽平板８ａから制御回路部６に向けて（第１方向上側に向かって）突出して形成される複数の固定部８ｄとで構成されている。

このように遮蔽板８の固定部８ｄはパワー系主回路部５の第１方向上側において、多層プリント基板５ａと対向するように、締結具１０の高さにより決められた位置に、締結具１０により支持、固定される。これにより遮蔽板８は、筐体３の内部に収容されると共に、筐体３と電気的に接続されている。
また遮蔽壁８ｃの第１方向下側の先端部が、直接、あるいは導電性の隙間緩衝材（例えば、スポンジ、シート、接着剤など）を介して、多層プリント基板５ａ上のＧＮＤパターン５ｄと電気的に接続されて接地されており、遮蔽壁８ｃ、ＧＮＤパターン５ｄ、ＧＮＤパターン５ｅ、スルーホール５ｆで囲まれたスイッチング素子５ｂからのノイズを遮断できる電磁気的な閉空間Ｐが形成される。
遮蔽壁８ｃの先端部が多層プリント基板５ａに対して物理的に接触することにより隙間を無くして輻射ノイズ等を遮断することができる。
そして基板実装コネクタ５ｃは、水平方向（第２方向）において遮蔽壁８ｃで囲われた領域の内部に配置されると共に、スイッチング素子５ｂは、この領域の外部に配置されている。このように遮蔽壁８ｃは水平方向（第２方向）において基板実装コネクタ５ｃとスイッチング素子５ｂとの間に設けられている。

このように電磁気的な閉空間Ｐの中に基板実装コネクタ５ｃが収容されている。即ち遮蔽壁８ｃ、ＧＮＤパターン５ｄ、ＧＮＤパターン５ｅ、スルーホール５ｆで囲まれることにより、囲まれた閉空間Ｐの外側で発生したノイズは遮蔽壁８ｃ、ＧＮＤパターン５ｄ、ＧＮＤパターン５ｅ、スルーホール５ｆに吸収され、グランドへ流れることにより、閉空間Ｐの内側に配置された基板実装コネクタ５ｃに重畳され、影響を及ぼすことを抑制できる。

制御回路部６は、多層プリント基板６ａ（第２基板）にマイコン（図示なし）等、及び基板実装コネクタ（第２コネクタ）６ｂが半田付けにより実装され、各々が電気的に接続されるように構成されている。そして多層プリント基板６ａは、締結具１０の高さにより決定される位置に、遮蔽板８を介して多層プリント基板５ａと対向するように配置され、締結具１０に対して遮蔽板８の固定部８ｄと共に締結具１１で支持、固定されることにより、筐体３の内部に収容される。なお、多層プリント基板６ａは、基板外周端部と外壁３ｂとの間に一定の絶縁距離が保てるように、筐体３の内部に収容されている。

多層プリント基板６ａは、電気絶縁性を有する樹脂材料（例えばエポキシ樹脂）で形成されている。又多層プリント基板６ａは、開口部８ｂと第１方向において同軸上に位置する少なくとも１つの開口部（第１開口部）６ｃを持っており、即ち開口部８ｂの第１方向における中心軸は開口部６ｃの第１方向における中心軸と一致するようになっている。更に電力変換装置１を組み立てる際に基板実装コネクタ６ｂに嵌合される挿入コネクタ７ｇ（図４参照）を開口部６ｃに通す必要があるため、開口部８ｂは基板実装コネクタ６ｂと同等以上の大きさが必要となる。この場合の大きさは、基板実装コネクタ６ｂの幅と奥行き部分に相当する大きさとなる。

基板実装コネクタ６ｂが多層プリント基板６ａに実装されている面は、多層プリント基板６ａが多層プリント基板５ａに対向している面とは反対側の面（第１方向上側の面）であり、基板実装コネクタ６ｂは開口部６ｃの近傍に配置されている。即ち基板実装コネクタ６ｂは開口部６ｃの縁部に沿って配置されている。そして基板実装コネクタ６ｂは多層プリント基板６ａの端部から設定された第２距離Ｈ２以上離れた位置に配置されるとともに、基板実装コネクタ５ｃは多層プリント基板５ａの端部から設定された第１距離Ｈ１以上離れた位置に配置されている。そして第２距離Ｈ２は、多層プリント基板６ａの端部と多層プリント基板６ａの中心との間の距離の１／４であり、第１距離Ｈ１は多層プリント基板５ａの端部と多層プリント基板５ａの中心との間の距離の１／４である。
図４に示すように、基板間コネクタ７は、電線７ａと、基板実装コネクタ５ｃ及び基板実装コネクタ６ｂとに各々嵌合される挿入コネクタ７ｆ、７ｇで構成されており、電線７ａは開口部８ｂ及び開口部６ｃを貫通した状態で、挿入コネクタ７ｆ、７ｇが基板実装コネクタ５ｃ及び基板実装コネクタ６ｂと各々嵌合され、電気的に接続されている。

次に図５～図９において、多層プリント基板５ａ、基板実装コネクタ５ｃ、遮蔽板８、基板間コネクタ７、電線７ａ、多層プリント基板６ａ、基板実装コネクタ６ｂの組立方法について説明する。先ず図５に示すように、パワー系主回路部５を締結具１０で筐体３に取り付ける。次に図６に示すように、基板間コネクタ７の挿入コネクタ７ｆを基板実装コネクタ５ｃに取り付ける。次に図７に示すように、遮蔽板８の開口部８ｂ及び制御回路部６の開口部６ｃに対して基板間コネクタ７（挿入コネクタ７ｇ）を通過させる。次に図８に示すように、遮蔽板８と制御回路部６を締結具１１で取り付ける。次に図９に示すように、基板間コネクタ７（挿入コネクタ７ｇ）を基板実装コネクタ６ｂに取り付ける。

本実施の形態の電力変換装置によれば、基板実装コネクタ５ｃ及び基板実装コネクタ６ｂが各々基板端部から第１距離Ｈ１及び第２距離Ｈ２だけ離れた位置に配置され、基板間コネクタ７が多層プリント基板６ａの開口部６ｃを貫通した状態で基板実装コネクタ５ｃ及び基板実装コネクタ６ｂと接続されている。そして基板実装コネクタ５ｃ及び基板実装コネクタ６ｂが多層プリント基板５ａ及び多層プリント基板６ａの第１方向上側の面に配置されているので、筐体３の外壁３ｂの高さが大きい場合であっても、後付け作業を上方から目視確認することが容易となる。更に基板実装コネクタ５ｃ及び基板実装コネクタ６ｂが基板端部に存在せず、上記のように基板の中央部に配置されているので、基板レイアウト性を向上させることができる。更に基板間コネクタ７が多層プリント基板６ａの開口部６ｃを貫通した状態で基板実装コネクタ５ｃ及び基板実装コネクタ６ｂと接続されているので、余分な作業スペースを必要とせず、短い電線で基板間の電気的な接続ができるようになり、品質を維持しつつ、小型化、低コスト化を実現可能にする。

次に本実施の形態とは別の比較例となる基板間のコネクタを嵌合する方法について、図１０～図１２に基づいて説明する。先ず図１０に示すように、筐体１００内に収容された第１基板１０１の中央部にコネクタ１０２を実装し、第２基板１０３を筐体１００に組付ける前に、電線１０４をコネクタ１０２、１０５に対して先に付ける方法がある。この方法では、図１０に示すように、レイアウト性の自由度があり、コネクタの接続状態等の目視確認が容易となり、余分な着脱用作業スペースが不要となる。しかし第２基板１０３を筐体１００に組付ける前に、筐体１００の外部で電線１０４をコネクタ１０５接続する必要があるため、長い電線１０４が必要となり、第２基板１０３を組付けた後に、電線１０４を収容するスペースも必要になる。したがって、製品が大型化してしまう。

次に図１１に示すように、第１基板１１０の端部にコネクタ１１１を実装するととともに、第２基板１１２の端部にコネクタ１１３を実装し、第１基板１１０及び第２基板１１２を筐体１１５に組付けた後に、電線１１４を後付けする方法がある。
この方法では、図１１に示すように、コネクタの接続状態等の目視確認が容易となり、電線１１４も短くできる。しかし基板端部にコネクタを配置する必要があり、基板のレイアウト性が制約され、また、着脱の作業スペースとして基板の外側と筐体１１５との間の隙間が必要となる。したがって、製品が大型化してしまう。

次に図１２に示すように、第１基板１２０の中央部にコネクタ１２１を実装するとともに、第２基板１２２の中央部にコネクタ１２３を実装し、第１基板１２０及び第２基板１２２を筐体１２５に組付けた後に、電線１２４を後付けする方法がある。
この方法では、図１２に示すように、レイアウト性の自由度がある。しかし着脱の作業用スペースＸを確保する為には、基板間の距離をあける必要があり、長い電線１２４が必要になり、さらに、製品の高さが大きくなり、製品が大型化する。また、目視確認がし難く、確実に嵌合されたことを確認できないため、品質低下をもたらす。

本実施の形態においては、上記のような課題を解決するためになされたものである。
即ち本実施の形態においては、第２基板に貫通穴をあけ、電線を貫通させて後付けで基板の第１方向上側でコネクタと接続できるので、コネクタの接続状態等の目視確認が容易となり、余分な作業スペースも不要となる。また、基板間の距離も作業スペースにより制約されず、他の部品の高さなどに応じた距離にでき、短い距離で基板間を接続できる為、電線も短くなる。さらに、コネクタの実装位置に左右されず、コネクタの実装位置が中央部であっても、上記のような課題を同時に解決することができ、基板のレイアウト性の悪化も防止できる。

更に図１０～図１２においては、第２基板に取り付けられているコネクタは第２基板の下側にあるが、本実施の形態を示す図１においては、基板実装コネクタ６ｂは多層プリント基板６ａの第１方向上側に載置されており構成が異なる。
即ちコネクタが第２基板の第１方向下側に配置された場合、基板間コネクタの着脱作業ができるように、第２基板に設けられる穴を指（手）の入る大きさに拡大する必要がある。これに対して基板の第１方向上側にコネクタを配置することで、第２基板の穴を挿入コネクタと同等のサイズにすることができ、着脱作業のための余分なスペースも不要となる。

また本実施の形態においては、遮蔽板８が、パワー系主回路部５と制御回路部６の間に位置し、遮蔽平板８ａが制御回路部６の第１方向下側を覆うと共に、遮蔽板８の固定部８ｄが締結具１０により支持され、筐体３と電気的に接続されている。従ってパワー系主回路部５で発生したノイズが遮蔽板８、筐体３を介して地面に流れる（アースされている）こととなり、パワー系主回路部５で発生したノイズが制御回路部６に重畳して影響を及ぼすのを抑制できる。
さらに、基板実装コネクタ５ｃは、遮蔽壁８ｃ、ＧＮＤパターン５ｄ及びＧＮＤパターン５ｅ、スルーホール５ｆで囲まれた電磁気的な閉空間Ｐの中に収容されているので、パワー系主回路部５で発生したノイズが基板実装コネクタ５ｃ及び基板間コネクタ７に重畳するのを抑制できる。

さらに、多層プリント基板５ａを複数のボス３ｃに固定するねじ貫通孔はスルーホール５ｇであり、内層のＧＮＤパターン５ｅと電気的に接続されている。そして多層プリント基板５ａをボス３ｃに固定することにより、ＧＮＤパターン５ｄ及びＧＮＤパターン５ｅが筐体３に接地されることとなり、接地が強化され、ノイズが重畳することを抑制する効果が向上する。
さらに、基板実装コネクタ５ｃは、多層プリント基板５ａにおける制御回路部６と対向する第１方向上側の面に実装され、基板実装コネクタ５ｃは、開口部６ｃの第１方向下側における真下の位置に配置され、基板実装コネクタ６ｂは、開口部６ｃの縁部に沿って、開口部６ｃの直近に配置されている。従って基板間コネクタ７の電線７ａを短くすることができ、電力変換装置１全体の小型化、低コスト化を実現することができる。

さらに、多層プリント基板６ａの開口部６ｃと遮蔽板８の開口部８ｂの第１方向における中心軸が一致し、即ち両者が第１方向において同軸上に位置しているので、基板間コネクタ７の電線７ａをさらに短くでき、小型化、低コスト化を実現することができる。
なお、本実施の形態において、ＧＮＤパターン５ｅは、少なくとも１つの内層で構成されているが、第１方向上側の表層にあるＧＮＤパターン５ｄの反対側の第１方向下側の表層に構成されていてもよい。
また、多層プリント基板５ａを複数のボス３ｃに固定するためのねじ貫通孔は、スルーホール５ｇで構成され、内層のＧＮＤパターン５ｅと電気的に接続されているが、表層のＧＮＤパターン５ｄをねじ貫通孔まで延長し、スルーホール５ｇと電気的に接続してもよい。即ちＧＮＤパターン５ｄ及びＧＮＤパターン５ｅのうちの少なくとも１つが筐体３と電気的に接続されている。

上記のように構成することにより、基板のレイアウト性の自由度を損なわず、又コネクタが基板の上面に配置されているので、コネクタの実装位置に関わらずコネクタの接続状態等を目で確認することを確保できる。即ちコネクタが基板端部から離れた位置（レイアウト性に優れた場所）に配置されていても、コネクタの接続状態等を目視確認することができる。更に短い電線により、且つ小さなスペースで基板間の電気接続を可能にする。そしてノイズが重畳することを防止できるとともに、装置全体の小型化、低コスト化を実現することができる。さらにシールド構造（遮蔽壁８ｃ等）を設けているので、基板で発生したノイズが制御回路部又は電線に重畳することがなく、回路の安定動作を保つことができる。

実施の形態２．
実施の形態１においては、基板実装コネクタ５ｃの端子（ピン）のうちの少なくとも１つのピンがスルーホール（図示なし）を介して、内層のＧＮＤパターン５ｅと電気的に接続されている。これに対して基板実装コネクタ５ｃの端子（ピン）が表層のＧＮＤパターン５ｄと直接電気的に接続されていてもよい。即ち基板実装コネクタ５ｃは、ＧＮＤパターン５ｄ又はＧＮＤパターン５ｅと電気的に接続されている。
また図２においては、ＧＮＤパターン５ｄは、基板実装コネクタ５ｃの周囲である４方向を囲うように配置されている例を示している。これに対して図１３、図１４に示すように、電磁気的に結合しない場合、即ちノイズ源からのノイズの放射がコネクタおよび電線に影響を与えない場合、スイッチング素子５ｂ又は他のノイズ源の位置に合わせて、図１３に示すように、第１基板１３０において、ノイズ源１３１に対し、グランドパターン１３２をコネクタ１３３の２方向のみを囲うように配置しても良い。又図１４に示すように、第１基板１４０において、ノイズ源１４１に対し、グランドパターン１４２をコネクタ１４３の３方向のみを囲うように配置しても良い。

また、上記説明においては、開口部６ｃ及び開口部８ｂは、矩形形状で形成されている例を示したが、正方形、円形、楕円形などの穴で構成しても良い。更に図１５に示すように、遮蔽板８及び多層プリント基板６ａの端部から方形状に所定の位置まで切り欠かれた切り欠き形状になるよう開口部を形成してもよい。あるいはＵ字形状で所定の位置まで切り欠かれた切り欠き形状に形成してもよい。この場合も図１５に示すように、基板実装コネクタ６ｂは多層プリント基板６ａの端部から設定された第２距離Ｈ２以上離れた位置に配置されている。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ 電力変換装置、３ 筐体、５ パワー系主回路部、５ａ 第１基板、
５ｂ スイッチング素子、５ｃ 第１コネクタ、５ｄ 第１ＧＮＤパターン、
５ｅ 第２ＧＮＤパターン、５ｆ スルーホール、６ 制御回路部、６ａ 第２基板、
６ｂ 第２コネクタ、６ｃ 第１開口部、７ 配線部材、８ 遮蔽板、８ａ 遮蔽平板、
８ｂ 第２開口部、８ｃ 遮蔽壁。

本願に開示される電力変換装置は、スイッチング素子及び第１コネクタが搭載されたパワー系主回路部を構成する第１基板と、
前記第１基板の表面に対して垂直な方向である第１方向の上側において前記第１基板と間隔をあけて設けられるとともに前記パワー系主回路部の動作を制御する制御回路部を構成する第２基板とを有する電力変換装置であって、
第２コネクタが前記第２基板の前記第１方向上側の面に取り付けられ、
前記第１コネクタは前記第１基板の端部から設定された第１距離以上離れた位置に配置されるとともに、前記第２コネクタは前記第２基板の端部から設定された第２距離以上離れた位置に配置され、
配線部材が前記第２基板に設けられた第１開口部を貫通した状態で前記第１コネクタと前記第２コネクタを接続し、
前記第１コネクタは、前記第１開口部の前記第１方向下側の位置であって、かつ前記第１基板における前記第２基板と対向する前記第１基板の前記第１方向上側の面に配置され、前記第２コネクタは、前記第１開口部の縁部に沿い、かつ前記第２基板の前記第１方向上側の面に配置されているものである。

Claims (11)

1. スイッチング素子及び第１コネクタが搭載されたパワー系主回路部を構成する第１基板と、
   前記第１基板の表面に対して垂直な方向である第１方向の上側において前記第１基板と間隔をあけて設けられるとともに前記パワー系主回路部の動作を制御する制御回路部を構成する第２基板とを有する電力変換装置であって、
   第２コネクタが前記第２基板の前記第１方向上側の面に取り付けられ、
   前記第１コネクタは前記第１基板の端部から設定された第１距離以上離れた位置に配置されるとともに、前記第２コネクタは前記第２基板の端部から設定された第２距離以上離れた位置に配置され、
   配線部材が前記第２基板に設けられた第１開口部を貫通した状態で前記第１コネクタと前記第２コネクタを接続する電力変換装置。
2. 前記第１距離は前記第１基板の端部と前記第１基板の中心との間の距離の１／４であるとともに、
   前記第２距離は前記第２基板の端部と前記第２基板の中心との間の距離の１／４である請求項１記載の電力変換装置。
3. 前記第１基板及び前記第２基板を収容する導電性の筐体と、
   前記第２基板の前記第１方向下側に前記第１基板と前記第２基板の間に介在して配置された遮蔽平板と、前記遮蔽平板に設けられた第２開口部と、前記遮蔽平板から前記第２基板に向けて前記第１方向上側に突出して前記第２基板を支持するように形成される複数の固定部とを有する遮蔽板を備え、
   前記固定部が前記筐体と電気的に接続され、
   前記配線部材が、前記第１開口部と前記第２開口部を貫通した状態で前記第１コネクタと前記第２コネクタを接続する請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記遮蔽板は、前記第２開口部の周囲から前記第１方向下側に向けて延びた遮蔽壁を備え、
   前記第１コネクタは、前記第１方向に直交する方向である第２方向において前記遮蔽壁により囲われた領域の内部に配置されると共に、前記スイッチング素子は、前記領域の外部に配置されている請求項３に記載の電力変換装置。
5. 前記遮蔽壁は前記第２方向において前記第１コネクタと前記スイッチング素子との間に設けられた請求項４に記載の電力変換装置。
6. 前記遮蔽壁の前記第１方向下側の先端部が前記第１基板に接触している請求項４又は請求項５に記載の電力変換装置。
7. 前記第１基板は、前記第１コネクタの周囲を囲うように前記第１方向上側の表面に配置されたレジスト膜を持たない第１ＧＮＤパターンと、内層あるいは前記第１ＧＮＤパターンが設けられた面とは反対側の前記第１方向下側の表面に設けられた第２ＧＮＤパターンとを備え、
   前記第１ＧＮＤパターンと前記第２ＧＮＤパターンとがスルーホールにより電気的に接続されると共に、前記遮蔽壁の前記第１方向下側の先端部が前記第１ＧＮＤパターンに電気的に接触することにより、前記第１ＧＮＤパターン、前記第２ＧＮＤパターン、前記スルーホール及び前記遮蔽壁で囲まれた空間内部に前記第１コネクタを収容した請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
8. 前記第１ＧＮＤパターン及び前記第２ＧＮＤパターンのうちの少なくとも１つが前記筐体と電気的に接続されている請求項７に記載の電力変換装置。
9. 前記第１コネクタは、前記第１ＧＮＤパターン又は前記第２ＧＮＤパターンと電気的に接続されている請求項７に記載の電力変換装置。
10. 前記第１コネクタは、前記第１開口部の前記第１方向下側の位置であって、かつ前記第１基板における前記第２基板と対向する前記第１基板の前記第１方向上側の面に配置され、前記第２コネクタは、前記第１開口部の縁部に沿い、かつ前記第２基板の前記第１方向上側の面に配置されている請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
11. 前記第１開口部の前記第１方向の中心軸と前記第２開口部の前記第１方向の中心軸は一致している請求項３から請求項９のいずれか１項に記載の電力変換装置。

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