JP3808810B2 - パワーモジュール - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、バスバーや半導体素子を含む電力回路部が絶縁層を介して放熱部材上に配設されたパワーモジュールに関し、特にバスバーにより構成される外部接続端子にボルトとナットによって外部端子が接続されるパワーモジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
車両に搭載された電源や電子ユニットは、通電方向や通電量等を制御するため、電気接続箱を介して他のユニット等に接続されることが多い。従来、この電気接続箱として、バスバー基板を積層することにより電力回路部を構成し、これにヒューズやリレースイッチが組み込まれたものが知られている。
【0003】
ところで、近年、かかる電気接続箱の小型化や高速スイッチング制御を実現すべく、前記リレーに代えてまたはリレーと共にFET等の半導体スイッチング素子を入力端子と出力端子との間に介在させた薄型のパワーモジュールが開発されるに至っており、かかるパワーモジュールにおいては半導体素子から発せられる熱を冷却する観点から放熱部材の回路配設面上に絶縁層を介して電力回路部が配設されて構成されているものも提案されている(例えば、特開平11−204700号公報)。
【0004】
このパワーモジュールにおいて、各種電子ユニット等から延びるワイヤーハーネスを接続する場合、特に、大電流が通電されるような太いワイヤーハーネスを接続する場合には、ワイヤーハーネス脱落防止の観点から例えば電力回路部の特定バスバー端部を利用して構成される外部接続端子の先端部に端子接続用ボルトが挿通されるボルト挿通孔を設け、一方外部端子であるワイヤーハーネス先端をリング状に形成して、これらのボルト挿通孔とリング部とが同心軸となるように外部接続端子と外部端子とを重ね合わせ、これを端子接続用ボルトとこのボルトが螺合するナットとで締結することが広く行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、このようなパワーモジュールにおいて、外部回路と接続される上記外部接続端子としては、上記電力回路部の特定バスバー端部が折り起こされて上記放熱部材の回路配設面の法線方向に沿って突出して構成されるものや、あるいは特定バスバー端部が上記回路配設面と平行に延出して構成されるものが考えられる。
【0006】
ところで、このパワーモジュールは、その放熱部材側を車両壁面に向けて、すなわち放熱部材の回路配設面を車両壁面に平行して装着されることがあり、この壁面に平行して装着されたパワーモジュールに、上記外部接続端子のうち回路配設面に平行に延出して構成される外部接続端子が採用された場合には、上記のように端子接続用ボルトとナットを用いてワイヤーハーネス等を接続する際に、パワーモジュールが装着されている壁面が邪魔になって容易にその作業をすることができない。このことは、放熱部材が薄く形成されればされるほど、壁面との間隔も一層狭くなり、その電気接続作業における作業性も顕著に低下するものと考えられる。従って、パワーモジュールが壁面に平行して装着されるような場合には、上記の外部接続端子のうち、上記バスバー端部が折り起こされ上記放熱部材の回路配設面からその略法線方向に突出して構成された外部接続端子を採用するのが好ましい。
【0007】
ところが、上記のように外部接続端子を放熱部材の回路配設面からその略法線方向に突出して構成した場合には、上記のようにその作業性が一部改善されるものの、上記接続作業において、ワイヤーハーネスの外部端子を接続する度に、端子用ボルトを、ワイヤーハーネスの外部端子におけるリング部と外部接続端子のボルト挿通孔とに通すと共に、この端子接続用ボルトにナットを、両者を保持したまま、螺合させなければならず、迅速かつ簡易な接続作業をすることが困難であるという問題があった。
【0008】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものであり、放熱部材の回路配設面からその法線方向に沿って突出して構成された外部接続端子と外部端子とを、端子接続用ボルトとこのボルトが螺合するナットを用いて接続する場合に、簡単な構成で迅速かつ簡易に接続作業を遂行することができるパワーモジュールを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、複数本のバスバーを含む電力回路部と、回路配設面を有し、この回路配設面上に絶縁層を介して上記電力回路部が配設される放熱部材と、上記電力回路部を覆うように放熱部材に取り付けられる絶縁ケースとを備えたパワーモジュールであって、上記電力回路部に含まれる特定のバスバーの端部が折り起こされて上記回路配設面からその略法線方向に沿って上記絶縁ケース外部に突出する外部接続端子が形成され、この外部接続端子に該端子と外部電線の外部端子とを接続するための端子接続用ボルトが挿通されるボルト挿通孔が形成される一方、上記絶縁ケースには、絶縁ケース外部に突出した上記外部接続端子と対向する位置に、上記外部接続端子との間に当該外部接続端子が突出する方向に開口する空間であって上記ボルト挿通孔に挿通されたボルトが螺合するナットがその開口から内部に挿入可能な空間を形成し、かつ、この空間内に挿入される上記ナットを上記外部接続端子とで挟持するナット挟持部が設けられるものである。
【0010】
上記のように構成すれば、絶縁ケース外部に突出した外部接続端子と対向する位置に、外部接続端子との間に当該外部接続端子が突出する方向に開口する空間であってボルト挿通孔に挿通されたボルトが螺合するナットがその開口から内部に挿入可能な空間を形成し、かつ、この空間内に挿入される上記ナットを上記外部接続端子とで挟持するナット挟持部が設けられているので、外部接続端子とナット挟持部との間に上記ナットを挿入すれば、当該ナットを予め所望位置に保持することができる。このため、このパワーモジュールを電源ユニットや電子ユニット等に電気的に接続する際には外部電線の外部端子における例えばリング部を外部接続端子のボルト挿通孔に重ね合わせて、挟持されているナットに端子用ボルトを締め付けるだけで電気的に接続することができ、迅速かつ簡易に作業を遂行することができる。しかも、このようにナットを保持するための構造として、電力回路部の外部接続端子を利用し、かつ電力回路部の全部または一部を覆う絶縁ケースを有効に利用してこれにナット挟持部を突設するだけで良く、簡単に構成することができる。なお、外部接続端子が上記バスバーの端部が折り起こされて上記回路配設面からその略法線方向に沿って上記絶縁ケース外部に突出して構成されるので、このパワーモジュールを車両等の壁面等に装着した後でも、この装着面から離れて電気接続作業を遂行することができ、ワイヤーハーネスの外部端子を容易に外部接続端子に接続することができる。
【0011】
また、この発明において、上記ナットのナット孔と上記外部接続端子のボルト挿通孔とが同心軸となるように上記ナットを位置決めするためのナット位置決め部を有することとするのが好ましい。このように構成すれば、ナット位置決め部により上記ナットのナット孔が外部接続端子のボルト挿通孔に対位した状態に配置される。このため、ナットの位置決めが容易となり、外部接続端子とナット挟持部とでナットを挟持させる際の作業も迅速かつ簡易に行うことができる。
【0012】
さらに、この発明において、上記外部接続端子と上記ナット挟持部との間に挟持された上記ナットの回動を規制するナット回動規制部を有することとするのが好ましい。このように構成すれば、端子接続用ボルトをナットに螺合させる際にナットが回動しないので、その回動規制のための工具を要さず、端子接続用ボルトを回すだけの簡単な操作で、外部接続端子とナット挟持部との間に挟持されたナットに螺合させることができる。
【0013】
上記ナット回動規制部は、その具体的構造を特に限定するものではないが、例えば上記外部接続端子と上記ナット挟持部との間に挿入され、かつ側面の少なくとも一部が平面に形成されたナットにおけるこの平面が当接するように形成されているものが採用される。
【0014】
また、この発明において、上記ナット側面に当接されることにより、上記ナットのナット孔と上記外部接続端子のボルト挿通孔とが同心軸となるように上記ナットを位置決めし、かつ上記外部接続端子と上記ナット挟持部との間に挟持された上記ナットの回動を規制するナット当接部を有することとするのが好ましい。このように構成すれば、上記のようなナットの位置決めとその回動規制の機能をナット当接部が併有するので、より簡易に構成することができる。
【0015】
上記ナット当接部は、その具体的構造を特に限定するものではないが、例えば上記外部接続端子と上記ナット挟持部との間に挿入され、かつその挿入方向側の側面の少なくとも一部が平面に形成されたナットにおけるこの平面に当接するように形成されているものが採用される。
【0016】
さらに、この発明において、上記ナット挟持部は、このナット挟持部と上記外部接続端子との間に挿入されたナットの側面に係止されて該ナットの挿入方向と反対方向への移動を規制する係止突片を有することとするのが好ましい。このように構成すれば、係止突片が、このナット挟持部と上記外部接続端子との間に挿入されたナットの挿入方向と反対の側面に係止され、該ナットの挿入方向と反対方向への抜脱が確実に防止される。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明に係るパワーモジュールの好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
図1は、本実施形態に係るパワーモジュールを六角ナットを挟持させた状態で示す平面図である。また、図2は、図1のII−II線断面図である。さらに、図3は、このパワーモジュールを六角ナットを挟持させた状態で示す側面図である。
【0019】
なお、ここでは、車両等に搭載される図外の電源と電子ユニットである図外のモータとの間に配設され、一定条件下で電源とモータ相互間の通電方向を変更し得るパワーモジュール1であって、その後述する外部接続端子とワイヤーハーネスWのリング状外部端子Tとを、端子接続用ボルトBとこのボルトBが螺合する六角ナットNとの締結によって接続するパワーモジュール1を示すが、本発明に係るパワーモジュールは、これに限らず、放熱が要請され、外部端子を端子接続用ボルトとこのボルトが螺合するナットで接続するパワーモジュールに広く適用可能である。
【0020】
このパワーモジュール1は、図1及び図2に示すように、複数枚のバスバー20a、20bを含む電力回路部2と、絶縁層30を介して電力回路部2が配設される放熱部材3と、電力回路部2を被覆する絶縁ケース4とを主要構成部材としてなる。
【0021】
上記電力回路部2は、図4(イ)及び(ロ)に明示するように、所定の領域(本実施形態では略矩形状領域)内に複数枚のバスバー20a,20bが同一平面上に所定のパターンで配列された板状バスバー群20と、所定バスバー20a間に介在される半導体スイッチング素子である複数個のFET21と、上記複数枚のバスバー20a,20bの片面(図4(ロ)では上面)に接着される制御回路基板22とを含み、上記FET21は板状バスバー群20と制御回路基板22の双方に電気的に接続されている。
【0022】
板状バスバー群20は、本実施形態では、略L字状の一対の入出力端子用バスバー20aと略I字状の中継バスバー20bとからなり、これらのバスバー20aは大電流を流しうるように比較的厚く形成されている。入出力端子用バスバー20aは、その端部が垂直に折り起こされて入出力端子である外部接続端子5を構成している。図2及び図4に示すように、これらの外部接続端子5が略矩形状の領域における対角に位置するように、入出力端子用バスバー20aが配置されており、これらの入出力端子用バスバー20a間に挟まれた状態で中継バスバー20bが位置するものとなされている。これらの外部接続端子5は、その先端部に端子接続用ボルトBの軸部B1が挿通されるボルト挿通孔50が板厚方向に貫通して形成されている。
【0023】
そして、この電力回路部2は、FET21がこれらの入出力端子用バスバー20aと中継バスバー20bとの間に跨設されると共に、所定の電子部品が所定の位置に配設され、所定の条件下で通電方向が逆転されるものとなされている。
【0024】
なお、板状バスバー群20の形状やバスバー20a,20bの配置パターンは適宜変更することができ、またFET21について、LSI等のその他の半導体素子に変更することもできる。さらに、制御回路基板22についてこれをFET21の上位に配置するように変更することもできる。また、図中23は、一端が制御回路基板22に電気的に接続され、接続される外部端子によってFET21の操作信号が入力される信号入力端子であり、本実施形態では上記絶縁ケース4に取り付けられ、一端を制御回路基板22に接続するものとなされている。
【0025】
この電力回路部2が配設される上記放熱部材3は、略矩形板状形状を有し、例えば全体がアルミニウム系金属等の熱伝導性に優れた材料で形成され、その上面が平坦に形成されて回路配設面3aとして構成されている。この回路配設面3a上には、少なくとも上記電力回路部2が配設される所定の領域に絶縁層30が設けられている。この絶縁層30は、放熱部材3に熱的に接続されており、例えば絶縁性の高い接着剤(例えばエポキシ系樹脂からなる接着剤、シリコーン系接着剤等)を塗布して乾燥させることにより形成され、あるいは回路配設面3a上に絶縁シートを貼着することにより形成される。なお、この放熱部材3について回路配設面3aと反対側に放熱フィン、放熱ピン等を突出して形成し、放熱効率を向上させるように構成しても良い。また、放熱部材3について、上述のように、上面、すなわち回路配設面が平坦に形成されているものだけでなく、例えば特開2001―268785号に記載されているように、回路配設面が段状に形成されているものであっても良い。
【0026】
而して、上記電力回路部2は、上記放熱部材3の回路配設面3a上に絶縁層30を介して配設されている。具体的には、各バスバー20a,20bにより構成される板状バスバー群20が絶縁層30上に接着され、あるいは板状バスバー群20に含まれるバスバー20a,20bの中に接地されるべきものが含まれる場合には、このバスバー20a,20bが放熱部材3にネジ止めされることによって、絶縁層30を介して放熱部材3の回路配設面3a上に配設されている。
【0027】
一方、上記絶縁ケース4は、図1ないし図3に示すように、平面視において略矩形状のケース本体4aの各隅部から一方向(図1では左右方向)に沿って外方に突出した突出部4bが設けられた平面視略H字状の形状を有すると共に、放熱部材3側に開口する扁平箱型形状を有し、上記放熱部材3に配設された電力回路部2を被覆してこの電力回路部2を外部衝撃から保護し得るものとなされている。なお、この絶縁ケース4は、例えば電気絶縁性を有する合成樹脂を金型によって一体に成形して製造される。
【0028】
この絶縁ケース4の天壁には、絶縁ケース4を放熱部材3に取り付けた場合に、上記電力回路部2の外部接続端子5に対応する位置に、この天壁を貫通する端子用貫通孔40が形成されている。すなわち、絶縁ケース4の対角に位置する突出部4bにおける基端部には、それぞれ電力回路部2の外部接続端子5が挿通される平面視細長矩形状の端子用貫通孔40が上記絶縁ケース4の天壁を貫通して形成されている。この端子用貫通孔40は、図1及び図5に示すように、放熱部材3側開口が拡開してテーパー状に形成され、入出力両端子である外部接続端子5を挿通させ易いものとなされている。
【0029】
図1における絶縁ケース4の左右両側部に対角配置された二つの端子用貫通孔40は、その周辺における構造が共に共通するので、右側部に配置された端子用貫通孔40周辺の構造について説明する。
【0030】
すなわち、図1及び図5に示すように、上記端子用貫通孔40の長手方向(図1では上下方向)両側縁には、それぞれ一対の補強壁部41が垂設され、これらの一対の補強壁部41はケース突出部4bの突出方向に沿って設けられている一方、端子用貫通孔40の幅方向(図1では左右方向)両側縁のうちケース本体4a側(図1では左側)に位置する一側縁には、ナット台座部42が垂設されている。要するに、一対の補強壁部41と、これらに連設されたナット台座部42により平面視において一端開口型の略コ字状壁部を構成し、このコ字状壁部によって端子用貫通孔40が一側縁を除いて囲まれた状態となっている。なお、このコ字状壁部のケース本体4a側には、三角片43が一体に設けられ、このコ字状壁部の強度を向上させるものとなされている。
【0031】
ここで、本実施形態においては、上述のように六角ナットNが用いられており、この六角ナットNは、言うまでもないが、断面視正六角形形状を呈し、その中心部に端子接続用ボルトBが螺接するナット孔N1が設けられている(図2参照)。従って、この六角ナットNの側面は、6つの平面により形成されている。なお、ナットの2面幅とは六角ナットの側面のうち平行配置される2面間距離をいい、ナットの高さとは、ナットの軸線方向長さをいう。
【0032】
上記ナット台座部42は、図2及び図6に示すように、略U字状に切り欠かれ、このU字状切欠き部42aの端子用貫通孔40側(図1では右側)部分の内周面が上記六角ナットN外側面のうち対応する4面に略適合するように形成されている。具体的には、ナット台座部42のU字状切欠き部42aは、六角ナットNの上記対向する4面に略適合するように、一対の対向する垂直面と、これらの垂直面に連設され各面が所定角度で交差するV字面とから構成されている。従って、このナット台座部42に六角ナットNの対応する面が当接された状態では、六角ナットNは放熱部材3側に向かう方向(図6では下方)及びこれに垂直に交わるナット径方向(図6では左右方向)への移動が規制されると共に、六角ナットNの回動が規制されるものとなされている。
【0033】
このU字状切欠き部42aの長さは、六角ナットNの高さに対応して設定されている。また、U字状切欠き部42aの深さは、U字状切欠き部42a内周面に上記六角ナットNが適合状態に当接された場合に、このナット孔N1が上記外部接続端子5のボルト挿通孔50に対位するように設定されている。一方、U字状切欠き部42aの幅は、その開口部から六角ナットNを挿入し得るように、本実施形態では六角ナットNの二面幅より若干大きく設定されている。
【0034】
なお、本実施形態におけるナット台座部42は、本願請求項にいうナット当接部に相当することは言うまでもない。
【0035】
本実施形態のナット台座部42は、U字状切欠き部42aの開口から六角ナットNをその深さ方向と六角ナットNの対角幅方向とを一致させて挿入し、この状態でU字状切欠き部42a内周面に当接されるように形成されているが、このナット台座部42に対するナットの当接構造は特に限定されるものではなく、例えばU字状切欠き部42aの開口から六角ナットNをその深さ方向と六角ナットNの二面幅方向とを一致させた状態で挿入し、この状態でU字状切欠き部42aの内周面の所定箇所に当接されるように形成されるものであっても良い。
【0036】
また、U字状切欠き部42aには、図5及び図6に明示するように、端子用貫通孔40の開口縁、すなわち後述する絶縁ケース4組付状態における電力回路部2の外部接続端子5から所定の間隙Sを空けて舌片状のナット挟持部6が立設されている。
【0037】
このナット挟持部6は、後述する絶縁ケース4組付状態において電力回路部2の外部接続端子5との協働により六角ナットNを挟着保持するためのものであり、この外部接続端子5との間の上記間隙Sに六角ナットNを挿入配置しうるものとなされている。従って、外部接続端子5とナット挟持部6との間隙Sは、これら両部材により挟着されるナット、本実施形態では六角ナットNの高さによって適宜決定される。また、このナット挟持部6は、一定の弾性を有するものとなされ、本実施形態では、特に、図6で明示するようにナット挟持部6が門型形状に形成され、弾性変形し易いものとなされている。さらに、ナット挟持部6は、上述のように、先端に向かうにつれ端子用貫通孔40側、すなわち外部接続端子5側に傾斜して形成され、ナット台座部42における六角ナットNの載置領域を確保するものとなされていると共に、六角ナットNの外部接続端子5に対する押し付け力を向上せしめるものとなされている。
【0038】
また、ナット挟持部6は、図5に明示するように、その先端部に上記端子用貫通孔40側(図5では右側)、すなわち後述する絶縁ケース4組付状態における電力回路部2の外部接続端子5側に突出する係止突片60が設けられている。この係止突片60は、図6に明示するように、その放熱部材3側の端面がナット台座部42に当接された六角ナットNに適合するように逆V字状に切り込まれて形成されている。すなわち、この係止突片60とナット台座部42との間に上記六角ナットNが略適合状態に嵌り込むものとなされている。
【0039】
なお、図1及び図2における7は、信号入力用端子23を取り囲むフードであり、このフード7と信号入力用端子23とで外部接続コネクタを形成するものとなされている。
【0040】
上記構成の絶縁ケース4を電力回路部2が配設された放熱部材3に取り付けるには、まず絶縁ケース4の開口部を放熱部材3に向けて、その回路配設面3a上の電力回路部2を被覆しつつ、この電力回路部2の外部接続端子5を絶縁ケース4の端子用貫通孔40に挿通して、絶縁ケース4の放熱部材3側端面を放熱部材3の回路配設面3aに重ね合わせる。このとき、外部接続端子5は、その外周縁部がナット台座部42の一側面に当接した状態に配置されると共に、その外部接続端子5のボルト挿通孔50がU字状切欠き部42aの放熱部材3側端部に略対位した状態に配置されている。そして、図2に示すように放熱部材3と絶縁ケース4とをネジ止めすることにより両者を取り付けてパワーモジュール1を形成する。
【0041】
而して、このパワーモジュール1は、電力回路部2のバスバー20a端部が垂直に折り起こされて構成された外部接続端子5が絶縁ケース4の端子用貫通孔40から外部に突出した状態に立設され、この外部接続端子5に対向して絶縁ケース4のナット挟持部6が位置している。
【0042】
このパワーモジュール1に六角ナットNを装着する場合には、上記外部接続端子5とナット挟持部6との間に、六角ナットNを挿入する。そして、これらの外部接続端子5とナット挟持部6とによりこの六角ナットNを挟持させる。
【0043】
具体的には、外部接続端子5のボルト挿通孔50と六角ナットNのナット孔N1の中心軸が平行となる状態にセットし、外部接続端子5とナット挟持部6との間隙Sに放熱部材3と反対側の方向から六角ナットNを挿入する。このとき、六角ナットNの挿入に伴って図5に2点鎖線で示すように、ナット挟持部6は外部接続端子5側の反対側に撓むように弾性変形する。そして、この六角ナットNをその側面がナット台座部42に当接するまで押し込むと、ナット挟持部6の係止突片60が六角ナットNを乗り越え、これによりナット挟持部6がある程度弾性回復し、このナット挟持部6の係止突片60が六角ナットNの放熱部材3と反対側の側面縁部に係止される一方、六角ナットNはナット挟持部6により外部接続端子5に押し付けられた状態で挟持される。この六角ナットNの挿入の際に、六角ナットNが適正な姿勢状態にないときは、ナット台座部42のU字状切欠き部42a内面に沿って適正な姿勢状態に補正される。すなわち、六角ナットNは、外部接続端子5とナット挟持部6との間で、かつナット台座部42とナット挟持部6の係止突片60との間にそのナット孔N1と外部接続端子5のボルト挿通孔50との中心軸を一致させた状態でかつ回動することができない状態で挟持される。
【0044】
この六角ナットNが保持されたパワーモジュール1を電源や電子ユニット等に接続する場合について説明する。すなわち、パワーモジュール1をその放熱部材3側を車両壁面に向けて該壁面に装着した後に、リング状に形成されたワイヤーハーネスW先端部の外部端子を外部接続端子5のナット挟持部6側と反対側の側面に当接させる。このとき、ワイヤーハーネスWの外部端子におけるリング部W1と外部接続端子5のボルト挿通孔50との軸心を一致させた状態にワイヤーハーネスWのリング状外部端子を外部接続端子5に配置する。そして、端子接続用ボルトBの軸部B1をワイヤーハーネスWの外部端子におけるリング部W1及び外部接続端子5のボルト挿通孔50に通して、上記のようにボルト挿通孔50と中心軸を一致させた状態でかつ回動することができない状態に挟持された六角ナットNに螺合する。
【0045】
このように、本実施形態に係るパワーモジュール1は、外部接続端子5が電力回路部2の特定のバスバー20a端部が垂直に折り起こされて絶縁ケース4から外部に突出して構成されているので、このパワーモジュール1を車両に装着した後でも、車両壁面から離れて上記のような電気接続作業を遂行することができ、ワイヤーハーネスW等の外部端子を容易に外部接続端子5に接続することができ、その良好な作業性を確保することができる。
【0046】
また、絶縁絶縁ケース4外部に突出した上記外部接続端子5と対向する位置に設けられ、上記ボルト挿通孔50に挿通された端子接続用ボルトBが螺合する六角ナットを外部接続端子5との間で挟持するナット挟持部6が設けられ、しかもこの六角ナットNに対応するナット台座部42が設けられているので、これらの外部接続端子5とナット挟持部6との間に上記六角ナットNを所望位置に予め挟着させておくことができる。このため、上述のように、このパワーモジュール1を電源ユニットや電子ユニットに電気的に接続する際にはワイヤーハーネスWの外部接続端子におけるリング部W1を外部接続端子5のボルト挿通孔50に重ね合わせて、挟着されている六角ナットNに端子接続用ボルトBを締め付けるだけで電気的に接続することができ、迅速かつ的確に作業を遂行することができ、その作業効率を向上させることができる。しかも、このように、六角ナットNを保持するための構造として、電力回路部2の外部接続端子5を利用し、かつ電力回路部の全部または一部を覆う絶縁ケース4を有効に利用してこれにナット挟持部6を突設するだけで良く、簡単に構成することができる。
【0047】
また、上記六角ナットNの側面に当接されることにより、六角ナットNのナット孔N1と外部接続端子5のボルト挿通孔50とが同心軸となるように六角ナットNを位置決めし、かつ外部接続端子5とナット挟持部6との間に挟持された六角ナットNの回動を規制するナット台座部42が設けられているので、六角ナットNの位置決めが容易となり、六角ナットNを所定位置に挿入する場合における作業も迅速かつ容易に行うことができると共に、六角ナットNの回動規制のための工具を要さず、端子接続用ボルトBを回すだけの簡単な操作で外部接続端子5とナット挟持部6との間に挟持された六角ナットNに螺合させることができる。しかも、これらのナット位置決め機能とナット回動規制の機能をナット台座部42が併有するので、各機能を有する部材を個別に製作する場合よりも簡易に構成することができる。
【0048】
しかも、ナット挟持部6の係止突片60が六角ナットNにおける放熱部材3側と反対側の対応側面に係止され、これによりナット挟持部6の基端部から先端部に向かう方向、すなわち六角ナットNの挿入方向と反対方向への抜脱が確実に防止される。
【0049】
なお、以上に本実施形態に係るパワーモジュール1について説明したが、この発明に係るパワーモジュールは、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば以下のような変更が可能である。
【0050】
上記実施形態で、外部接続端子5とナット挟持部6との間に挟着されるナットは、断面正六角形の六角ナットとなされているが、挟着されるナットはこれに限定されるものではなく、例えば四角ナットや袋ナット等であっても良い。
【0051】
上記実施形態では、外部接続端子5とナット挟持部6との間に六角ナットNを挟着し得るようにナット台座部42が形成されているが、このナット台座部の具体的構成は、挟着させるナット、例えば四角ナットの形状等に応じて適宜変更することができる。
【0052】
また、上記実施形態では、ナット位置決め機能とナット回動規制機能を併有するナット当接部としてナット台座部42を設けたが、これらの機能を併有するナット当接部は、このナット台座部42に限定されず、例えばナット挟持部にナットの断面形状に略適合する凹部を設けるものであっても良い。また、上記各機能を併有するナット当接部を設けることなく、例えばナット位置決め機能を有するナット位置決め部やナット回動規制機能を有するナット回動規制部を個々にまたは双方設けるものであっても良い。
【0053】
さらに、上記実施形態では、絶縁ケース4は、電力回路部2の略全てを覆うものを用いたが、これに限定されるものではなく、電力回路部の一部、例えば外部接続端子の周辺を覆うものであっても良い。
【0054】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、複数本のバスバーを含む電力回路部と、回路配設面を有し、この回路配設面上に絶縁層を介して上記電力回路部が配設される放熱部材と、上記電力回路部を覆うように放熱部材に取り付けられる絶縁ケースとを備えたパワーモジュールであって、上記電力回路部に含まれる特定のバスバーの端部が折り起こされて上記回路配設面からその略法線方向に沿って上記絶縁ケース外部に突出する外部接続端子が形成され、この外部接続端子に該端子と外部電線の外部端子とを接続するための端子接続用ボルトが挿通されるボルト挿通孔が形成される一方、上記絶縁ケースには、絶縁ケース外部に突出した上記外部接続端子と対向する位置に、上記外部接続端子との間に当該外部接続端子が突出する方向に開口する空間であって上記ボルト挿通孔に挿通されたボルトが螺合するナットがその開口から内部に挿入可能な空間を形成し、かつ、この空間内に挿入される上記ナットを上記外部接続端子とで挟持するナット挟持部が設けられるので、外部接続端子とナット挟持部との間に上記ナットを挿入すれば、当該ナットを予め所望位置に保持することができ、このため、パワーモジュールを電源ユニットや電子ユニット等に電気的に接続する際には外部電線の外部端子であるリング部を外部接続端子のボルト挿通孔に重ね合わせて、挟持されているナットに端子用ボルトを締め付けるだけで電気的に接続することができ、迅速かつ簡易に作業を遂行することができる。しかも、このようにナットを保持するための構造として、電力回路部の外部接続端子を利用し、かつ電力回路部の全部または一部を覆う絶縁ケースを有効に利用してこれにナット挟持部を突設するだけで良く、簡単に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係るパワーモジュールを六角ナットを挟着させた状態で示す平面図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】同パワーモジュールを六角ナットを挟着させた状態で示す側面図である。
【図4】(イ)は、同パワーモジュールの電力回路部を示す平面図である。(ロ)は、(イ)のロ−ロ線断面図である。
【図5】図1のV−V線断面図である。
【図6】同パワーモジュールの挟着片を含む要部拡大側面図である。
【符号の説明】
1 パワーモジュール
2 電力回路部
3 放熱部材
3a 回路配設面
4 絶縁ケース
5 外部接続端子
6 ナット挟持部
20a、20b バスバー
30 絶縁層
42 ナット台座部(ナット当接部)
60 係止突片
Claims (7)
- 複数本のバスバーを含む電力回路部と、回路配設面を有し、この回路配設面上に絶縁層を介して上記電力回路部が配設される放熱部材と、上記電力回路部を覆うように放熱部材に取り付けられる絶縁ケースとを備えたパワーモジュールであって、上記電力回路部に含まれる特定のバスバーの端部が折り起こされて上記回路配設面からその略法線方向に沿って上記絶縁ケース外部に突出する外部接続端子が形成され、この外部接続端子に該端子と外部電線の外部端子とを接続するための端子接続用ボルトが挿通されるボルト挿通孔が形成される一方、上記絶縁ケースには、絶縁ケース外部に突出した上記外部接続端子と対向する位置に、上記外部接続端子との間に当該外部接続端子が突出する方向に開口する空間であって上記ボルト挿通孔に挿通されたボルトが螺合するナットがその開口から内部に挿入可能な空間を形成し、かつ、この空間内に挿入される上記ナットを上記外部接続端子とで挟持するナット挟持部が設けられることを特徴とするパワーモジュール。
- 請求項1記載のパワーモジュールにおいて、上記ナットのナット孔と上記外部接続端子のボルト挿通孔とが同心軸となるように上記ナットを位置決めするためのナット位置決め部を有することを特徴とするパワーモジュール。
- 請求項1記載のパワーモジュールにおいて、上記外部接続端子と上記ナット挟持部との間に挟持された上記ナットの回動を規制するナット回動規制部を有することを特徴とするパワーモジュール。
- 請求項3記載のパワーモジュールにおいて、上記ナット回動規制部は、上記外部接続端子と上記ナット挟持部との間に挿入され、かつ側面の少なくとも一部が平面に形成されたナットにおけるこの平面が当接するように形成されていることを特徴とするパワーモジュール。
- 請求項1記載のパワーモジュールにおいて、上記ナット側面に当接することにより、上記ナットのナット孔と上記外部接続端子のボルト挿通孔とが同心軸となるように上記ナットを位置決めし、かつ上記外部接続端子と上記ナット挟持部との間に挟持された上記ナットの回動を規制するナット当接部を有することを特徴とするパワーモジュール。
- 請求項5記載のパワーモジュールにおいて、上記ナット当接部は、上記外部接続端子と上記ナット挟持部との間に挿入され、かつその挿入方向側の側面の少なくとも一部が平面に形成されたナットにおけるこの平面に当接するように形成されていることを特徴とするパワーモジュール。
- 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のパワーモジュールにおいて、上記ナット挟持部は、このナット挟持部と上記外部接続端子との間に挿入されたナットの側面に係止されて該ナットの挿入方向と反対方向への移動を規制する係止突片を有することを特徴とするパワーモジュール。
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