JP5160186B2 - インバータ装置 - Google Patents
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Description
インバータ回路を有する主回路基板と、
前記主回路基板に対向する対向面と当該対向面の周縁に沿って立設された周壁部とを有し、当該周壁部で少なくとも前記主回路基板の周囲を囲んで前記主回路基板を収納すると共に当該主回路基板が固定される主基板ケースと、
前記インバータ回路を制御する制御回路を有する制御回路基板と、
前記制御回路基板に対向する対向面と当該対向面の周縁に沿って立設された周壁部とを有し、当該周壁部で少なくとも前記制御回路基板の周囲を囲んで前記制御回路基板を収納すると共に当該制御回路基板が固定される制御基板ケースと、
前記主回路基板と前記制御回路基板とを連結する連結用ハーネスと、を備え、
前記主回路基板及び前記制御回路基板は、前記主基板ケース及び前記制御基板ケースの外側へ突出させてそれぞれのケースに収納されるコネクタを有すると共に、少なくとも一方の基板と当該基板が収納されるケースの前記周壁部との間に前記連結用ハーネスが通過可能な空間を有して収納され、
前記主基板ケースの周壁部の高さは、少なくとも前記主回路基板に実装される部品の高さよりも高く、前記制御基板ケースの周壁部の高さは、少なくとも前記制御回路基板に実装される部品の高さよりも高く、
前記主基板ケースの周壁部の端面と前記制御基板ケースの周壁部の端面とを当接させて固定され、前記主回路基板と前記制御回路基板とを内包して構成される点にある。
また、この特徴構成によれば、主回路基板及び制御回路基板は、実装される部品も含めて周壁部の端面よりも対向面側に引退した位置に配置される。これにより、両基板が周壁部により周囲を囲まれて保護される状態となるため、製造時における基板の破損等を抑制することができる。
何れか一方の基板と当該基板が収納されるケースの周壁部との間に連結用ハーネスが通過可能な空間を有していれば、連結用ハーネスを用いて両基板を連結することが可能であるが、本特徴構成のように、主基板ケースと主回路基板との間に空間を設けることで、発熱部品の冷却と省スペース化の両方を達成することが可能となる。
前記主回路基板及び前記制御回路基板が、前記連結用ハーネスが接続される連結用コネクタを有し、前記連結用コネクタが、前記主回路基板及び前記制御回路基板が内包された状態で同一の辺の側に実装されることを特徴とする。
前記主回路基板及び前記制御回路基板が、ディスクリート部品及び表面実装部品が実装される第一面と、表面実装部品が実装されると共にディスクリート部品のリードが半田付けされる第二面とを有し、
前記主回路基板及び前記制御回路基板は、前記第一面を同一方向に向けて内包されることを特徴とする。
前記主回路基板は、モータを駆動するモータ駆動信号を出力するものであり、前記コネクタとして、一辺に電源用の第1コネクタを備えると共に当該一辺の対辺にモータ駆動信号出力用の第2コネクタを備え、
前記制御回路基板は、前記コネクタとして、当該インバータ装置に内包された状態で前記第1コネクタが備えられる側の一辺に電源用の第3コネクタを備え、当該1辺の対辺に前記モータの挙動を検出するセンサとの接続用の第4コネクタを備えることを特徴とする。
尚、このようなインバータ装置では、例えばモータ制御のための外部指令を発する制御装置と制御回路基板とが通信を行うことによって、モータを制御する場合がある。このような制御装置は、多くの場合モータの近傍よりもバッテリーの近傍に配置される。従って、このような場合には、第3コネクタを電源用及び制御装置との通信用とすると、通信用の配線も効率的に行うことができて好適である。
前記第1コネクタ、前記第2コネクタ、前記第3コネクタ、前記第4コネクタは、当該コネクタが備えられる辺の中央部に配置され、
前記締結部は、前記第1コネクタ及び前記第3コネクタが突出する方向、及び前記第2コネクタ及び前記第4コネクタが突出する方向に突出して設けられることを特徴とする。
図1は、本発明のインバータ装置に係るインバータボックス3の外観図である。図2は、インバータボックス3の長手方向の断面図である。インバータボックス3は、図中において符号1及び2で示される2つのケースを有して構成されている。符号1で示される一方のケースは、インバータ回路を構成する複数の部品が実装された主回路基板100が収納されるケースである。以下、主基板ケース1と略称する。符号2で示される他方のケースは、制御回路を構成する複数の部品が実装された制御回路基板200が収納されるケースである。以下、制御基板ケース2と略称する。主基板ケース1及び制御基板ケース2は、熱伝導性に優れたアルミニウムなどの金属によって構成される。
ここで、主回路基板100の上に構築される主回路、制御回路基板200の上に構築される制御回路の概要について説明する。図6は、主回路の構成を模式的に示すブロック図であり、図7は、制御回路の構成を模式的に示すブロック図である。
初めに図6を参照して主回路の構成について説明する。主回路には、モータ4を駆動するためのモータ駆動回路が構成されており、その中核はインバータを構成するブリッジ回路である。主回路は、主回路への電源入力用の第1コネクタ110と、電源平滑用コンデンサ120と、IPM130と、電流センサ140と、モータ駆動電流出力用の第2コネクタ150と、制御回路基板200との連結用コネクタ115とを有して構成される。本実施形態においては、2つのモータ4を独立して駆動することが可能なように、独立した2系統のモータ駆動回路が主回路基板100に構成されている。電源入力用の第1コネクタ110と電源平滑用コンデンサ120とは2系統のモータ駆動回路により共通して用いられるが、IPM130と、電流センサ140と、モータ駆動電流出力用の第2コネクタ150と、連結用コネクタ115とは、それぞれのモータ駆動回路が独立に有している。
次に図7を参照して制御回路の構成について説明する。制御回路基板200には、車両の運行を制御するECU(electronic control unit)7などから通信によって取得する指令(外部指令)に従って、モータ4を制御する制御回路が構成されている。制御回路は、モータ4を制御するために主回路のインバータを駆動するインバータ駆動信号を生成する制御部240を中核として構成されている。また、制御回路には、モータ4の動作状態に応じたフィードバック制御を実行するためにモータの挙動を検出する回転検出センサや主回路基板100の電流センサ140を駆動するための駆動電圧を生成するレギュレータ回路220、230も構成されている。制御部240は、マイクロコンピュータやDSP(digital signal processor)などを中核部品として構成される。
上述したように、インバータボックス3は、主回路基板100、主基板ケース1、制御回路基板200、制御基板ケース2、連結用ハーネス9、温度センサアッセンブリ8、及びボルトなどの固定用部材によって構成される。以下、インバータボックス3のより詳細な構成を組み立て手順に沿って説明する。
主回路基板100及び制御回路基板200については、ベアボードへの部品実装が必要であるので、始めに基板の組み立てについて説明する。
始めに、主基板ケース1と主回路基板100とを組み立てて主基板ケースアッセンブリ1Aを構成する工程について説明する。説明に先立って、主基板ケース1の構造について説明する。
次に、制御基板ケース2と制御回路基板200とを組み立てて制御基板アッセンブリ2Aを構成する工程について説明する。説明に先立って、制御基板ケース2の構造について説明する。
主基板ケースアッセンブリ1Aと制御基板ケースアッセンブリ2Aとは、主基板ケース1の周壁部50の端面50aと制御基板ケース2の周壁部60の端面60aとを当接させ、締結部59及び69においてボルト等によって締結される。それぞれ基板が固定された2つのケースを締結させることにより、極めて簡潔にインバータボックス3を組み立てることができる。
2:制御基板ケース
3:インバータボックス(インバータ装置)
4:モータ
9:連結ハーネス
50:周壁部
50a:周壁部の端面
70:空間
60:周壁部
60a:周壁部の端面
100:主回路基板
101:リフロー面(第一面)
102:フロー面(第二面)
110:第1コネクタ
115:連結用コネクタ
150:第2コネクタ
200:制御回路基板
201:リフロー面(第一面)
202:フロー面(第二面)
210:第3コネクタ
215:連結用コネクタ
250:第4コネクタ
Claims (7)
- インバータ回路を有する主回路基板と、
前記主回路基板に対向する対向面と当該対向面の周縁に沿って立設された周壁部とを有し、当該周壁部で少なくとも前記主回路基板の周囲を囲んで前記主回路基板を収納すると共に当該主回路基板が固定される主基板ケースと、
前記インバータ回路を制御する制御回路を有する制御回路基板と、
前記制御回路基板に対向する対向面と当該対向面の周縁に沿って立設された周壁部とを有し、当該周壁部で少なくとも前記制御回路基板の周囲を囲んで前記制御回路基板を収納すると共に当該制御回路基板が固定される制御基板ケースと、
前記主回路基板と前記制御回路基板とを連結する連結用ハーネスと、を備え、
前記主回路基板及び前記制御回路基板は、前記主基板ケース及び前記制御基板ケースの外側へ突出させてそれぞれのケースに収納されるコネクタを有すると共に、少なくとも一方の基板と当該基板が収納されるケースの前記周壁部との間に前記連結用ハーネスが通過可能な空間を有して収納され、
前記主基板ケースの周壁部の高さは、少なくとも前記主回路基板に実装される部品の高さよりも高く、前記制御基板ケースの周壁部の高さは、少なくとも前記制御回路基板に実装される部品の高さよりも高く、
前記主基板ケースの周壁部の端面と前記制御基板ケースの周壁部の端面とを当接させて固定され、前記主回路基板と前記制御回路基板とを内包して構成されるインバータ装置。 - 前記主回路基板は、四辺の内の一辺において前記主基板ケースの周壁部との間に前記連結用ハーネスが通過可能な空間を有して収納され、前記制御回路基板は、前記制御基板ケースの周壁部との間に隙間を有することなく収納される請求項1に記載のインバータ装置。
- 前記主回路基板及び前記制御回路基板は、前記連結用ハーネスが接続される連結用コネクタを有し、
前記連結用コネクタは、前記主回路基板及び前記制御回路基板が内包された状態で同一の辺の側に実装される請求項1又は2に記載のインバータ装置。 - 前記主回路基板及び前記制御回路基板は、ディスクリート部品及び表面実装部品が実装される第一面と、表面実装部品が実装されると共にディスクリート部品のリードが半田付けされる第二面とを有し、
前記主回路基板及び前記制御回路基板は、前記第一面を同一方向に向けて内包される請求項1〜3の何れか一項に記載のインバータ装置。 - 前記主回路基板は、モータを駆動するモータ駆動信号を出力するものであり、前記コネクタとして、一辺に電源用の第1コネクタを備えると共に当該一辺の対辺にモータ駆動信号出力用の第2コネクタを備え、
前記制御回路基板は、前記コネクタとして、当該インバータ装置に内包された状態で前記第1コネクタが備えられる側の一辺に電源用の第3コネクタを備え、当該1辺の対辺に前記モータの挙動を検出するセンサとの接続用の第4コネクタを備える請求項1〜4の何れか一項に記載のインバータ装置。 - 前記第1コネクタ及び前記第3コネクタの突出側の端面が同一面上であり、前記第2コネクタ及び前記第4コネクタの突出側の端面が同一面上である請求項5に記載のインバータ装置。
- 前記主基板ケース及び前記制御基板ケースは、4つの各角部に設けられてボルトにより両ケースを締結する締結部を有し、
前記第1コネクタ、前記第2コネクタ、前記第3コネクタ、前記第4コネクタは、当該コネクタが備えられる辺の中央部に配置され、
前記締結部は、前記第1コネクタ及び前記第3コネクタが突出する方向、及び前記第2コネクタ及び前記第4コネクタが突出する方向に突出して設けられる請求項5又は6に記載のインバータ装置。
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