JP5931778B2 - 電力変換モジュール結線用のバスバーアッセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置、及び電力変換装置に内蔵されるバスバーアッセンブリに関する。

環境悪化の防止や、エネルギー事情等の諸問題に鑑み、化石燃料を用いた車両から、電気自動車やハイブリッド車への移行が検討されている。電気自動車やハイブリッド車においては、電力変換装置の小型化や軽量化が望まれている。

特許文献１には、インバータ装置の小型化と製品コストの低減を図るために、順変換部、逆変換部、配線、及び端子台の各機器を、合成樹脂を用いて一体形成した発明が開示されている。特許文献１に記載されているインバータ装置では、パワージュールの各端子と、端子台との間の結線には、接続配線が用いられている。

特開平８−９６５３号公報

本発明の目的は、電力変換モジュールの端子と、外部接続用のコネクタ端子とを容易に接続可能にすると共に、小型で軽量な電力変換装置を提供することである。

以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明によるバスバーアッセンブリ（４０）は、直流バスバー（４２）と交流バスバー（４１）とを、絶縁基材（４８）を用いて異種材一体成形により構成したものである。この構成のうち、直流バスバー（４２）は、電力変換モジュール（３０）に形成されている直流端子（３２）と接続するための、直流接続部（４２Ｔ）を有している。交流バスバー（４１）は、電力変換モジュール（３０）に形成されている交流端子（３１）と接続するための、交流接続部（４１Ｔ）を有している。

前記直流バスバー（４２）は、外部の機器と接続するコネクタに形成されているコネクタ直流端子（１３２Ｃ）と接続するための、直流接続部（４２Ｃ）を有している。また、前記交流バスバー（４１）は、外部の機器と接続するコネクタに形成されているコネクタ交流端子（１３１Ｃ）と接続するための、交流接続部（４１Ｃ）を有している。

本発明によるバスバーアッセンブリ（４０）は、交流バスバー（４１）に流れる電流を検出する電流センサユニット（６６）を取り付けるための、取付部（４４）を備える。

前記絶縁基材（４８）から延出する前記交流バスバー（４１）の、前記絶縁基材（４８）から前記交流接続部（４１Ｔ）までの間には、前記電流センサユニット（６６）に形成されている電流検出開孔（６８）に挿通する導体延出部（５８）が形成されている。

本発明によるバスバーアッセンブリ（４０）は、前記電力変換モジュール（３０）の制御を行う制御基板（７０）を取り付けるための、取付部（４６）を備える。

前記直流バスバー（４２）は、キャパシタモジュール（１００）に形成されているキャパシタ端子（１０２）と接続するための、キャパシタ用端子（４２Ｆ）を備える。

本発明によるバスバーアッセンブリ（４０）は、前記キャパシタモジュール（１００）の内部に蓄えられている電荷放電用の放電抵抗（６０）を取り付けるための、取付部（４３）を備える。

前記複数の直流接続部（４２Ｔ）間、前記複数の交流接続部（４１Ｔ）間、又は前記直流接続部（４２Ｔ）と前記交流接続部（４１Ｔ）との間には、所定の沿面距離又は空間距離を確保する隔壁（５２）を立設させてある。

前記絶縁基材（４８）に、配線材（１５０）を保持する配線材保持部（５３）又は配線材保持柱（５５）が、成形により形成されている。

本発明によれば、電力変換モジュールの端子と、外部接続用のコネクタ端子との接続が容易になる。また、小型で軽量な電力変換装置を提供することが可能となる。

図１は、電力変換装置の一実施形態に係る全体構成を説明する分解斜視図である。 図２は、電力変換装置の一実施形態に係る全体構成を説明する分解斜視図である。 図３は、電力変換装置の一実施形態に係るスイッチング部周辺の回路図である。 図４は、本発明の実施形態に係るバスバーアッセンブリを斜下方から観察した斜視図である。 図５は、本発明の実施形態に係るバスバーアッセンブリを上方から観察した平面図である。 図６は、本発明の実施形態に係るバスバーアッセンブリを正面から観察した正面図である。 図７は、本発明の実施形態に係るバスバーアッセンブリを下方から観察した下面図である。 図８は、本発明の実施形態に係るバスバーアッセンブリを背面から観察した背面図である。 図９は、本発明の実施形態に係る配線材保持柱の構成を説明する斜視図である。 図１０は、本発明の実施形態に係る配線材保持部の構成を説明する斜視図である。

添付図面を参照して、電力変換装置、及びバスバーアッセンブリを実施するための実施例について、以下に説明する。

（全体構成）
先ず、図１、図２及び図３を参照して、電力変換装置８の全体構成について説明する。電力変換装置８は、筐体１０に収容される電力変換モジュール３０と、バスバーアッセンブリ４０と、電流センサユニット６６と、制御基板７０（図１参照）と、キャパシタモジュール１００（図２参照）とを備えている。また、筐体１０の側壁には、交流コネクタ１３１、直流コネクタ１３２及び制御コネクタ１３８が取り付けられている（図２参照）。

図３を参照して、電力変換モジュール３０は、スイッチング素子３４を収容するアッセンブリである。電力変換モジュール３０は、直流を三相交流に変換、又は三相交流を直流に変換するモジュールである。

図１及び図３を参照して、電流センサユニット６６は、電力変換モジュール３０から出力されるＵ、Ｖ、Ｗの各相の電流を検出する。

図１及び図３を参照して、制御基板７０は、電力変換モジュール３０におけるスイッチング素子３４に対してスイッチング動作の制御を行う。

図２及び図３を参照して、キャパシタモジュール１００は、平滑キャパシタ１１０等を収容するモジュールである。

図１、図２及び図４を参照して、バスバーアッセンブリ４０は、直流バスバー４２と交流バスバー４１とを、絶縁基材４８を用いて異種材一体成形により構成したものである。

交流バスバー４１は、電力変換モジュール３０に形成されている交流端子３１と、交流コネクタ１３１に形成されているコネクタ交流端子１３１Ｃとの間を接続する。

直流バスバー４２は、電力変換モジュール３０に形成されている直流端子３２と、直流コネクタ１３２に形成されているコネクタ直流端子１３２Ｃとの間を接続する。

絶縁基材４８の材料として、融点が高く耐熱性に優れ、耐薬品性と難燃性と自己消火性を有するＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド）等の、高機能樹脂材料を用いることができる。

（筐体１０の説明）
次に、図１及び図２を参照して、筐体１０の構成について説明する。なお、電力変換装置８のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向について、図１及び図２に示すように直交座標系を用いて説明する。ここで、筐体開口１２が存在する方向を、電力変換装置８の上方向と定義すると共に、＋Ｚ方向と定義する。そして、内底部１３が存在する方向を、下方向と定義すると共に、−Ｚ方向と定義する。また図１及び図２において、筐体１０の側壁は、内部の構成を説明する目的で、一部を切除して表している。

筐体１０は、上部に筐体開口１２を有する枡形の形状を有する。図２を参照して、筐体１０の側壁には、回転電機と結線するための交流コネクタ１３１と、電池や発電機等の電源と結線するための直流コネクタ１３２とを備えている。また、筐体１０の側壁には、電源をポンプや空調機器等の補器に供給する補器コネクタ１３６と、電力変換モジュール３０を制御する信号の入出力を行う制御コネクタ１３８とを備えている。

筐体１０の外底部には、電力変換モジュール３０の放熱部を冷却するための、液体の流路を形成する下カバー８０が、螺合や接合等により取り付けてある。

図２を参照して、下カバー８０には、冷却用の媒体の供給と排出とを行うための冷却用ユニオン８１が形成されている。冷却用ユニオン８１を形成する方向は、同図に示すＹ方向に限定するものではなく、用途に応じて他の方向に向けて形成することができる。筐体１０の外底部と下カバー８０とで形成される外底部の空間には、冷却媒体流路が形成されている。

筐体１０の内底部１３には、電力変換モジュール３０の下面に形成されている放熱部を、冷却媒体流路に露出させるための、冷却用開孔１６が開設されている。内底部１３に開設されている冷却用開孔１６の周囲には、筐体１０の外底部と電力変換モジュール３０との間で気密性を保つパッキン２０を配設するための、パッキン溝２４が形成されている。

筐体１０の内底部１３には、螺子９８を用いて電力変換モジュール３０を取り付けるための、取付部１８が形成されている。筐体１０の内部には、螺子９９を用いてバスバーアッセンブリ４０を取り付けるための、取付部１９が形成されている。

図２を参照して、筐体１０の内部には、螺子９７を用いてキャパシタモジュール１００を取り付けるための取付部１７が形成されている。筐体１０の内部には、螺子９５を用いて上カバー８４を取り付けるための、取付部１５が形成されている。

図２を参照して、筐体１０の側壁には、キャパシタ端子１０２Ｐ及びキャパシタ端子１０２Ｎをそれぞれ締結する際の、キャパシタ端子用貫通孔１１を開設してある。これにより、キャパシタ用端子４２ＦＰ、４２ＦＮに対する、キャパシタ端子孔１０１Ｐ、１０１Ｎの取付作業が容易となる。キャパシタ用端子４２ＦＰ、４２ＦＮと、キャパシタ端子孔１０１Ｐ、１０１Ｎとの取付作業が終了した後には、キャパシタ端子用貫通孔１１を塞ぐための、キャパシタ端子カバー１０８を、筐体１０の側壁に取り付ける。なお、２つのキャパシタ端子１０２Ｐ及びキャパシタ端子１０２Ｎを総称して、キャパシタ端子１０２と定義する。また、２つのキャパシタ用端子４２ＦＰ及びキャパシタ用端子４２ＦＮを総称して、キャパシタ用端子４２Ｆと定義する。

筐体１０における筐体開口１２側の上部端面には、上カバー８４との間で気密性を保つ上カバーパッキン２１を配設するための、パッキン溝２２が形成されている。

（電力変換モジュール３０の説明）
次に、電力変換モジュール３０の構成について説明する。図３を参照して、電力変換モジュール３０には、ＩＧＢＴ(絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ)等のスイッチング素子３４と、正極用のスイッチング素子３４に電流を供給する母線３５と、負極用のスイッチング素子３４から電流を回収する負極の母線３６とが配置されている。母線３５及び母線３６は、それぞれ直流端子３２及びキャパシタ用端子４２Ｆに接続されている。正極用及び負極用のスイッチング素子３４の直列接続点（三相交流点Ｕ、Ｖ、Ｗ）は、それぞれ交流端子３１に接続されている。

電力変換モジュール３０には、ドライブ基板３９が配置されている。ドライブ基板３９は、制御ケーブル２３を介してＰＷＭ信号（Ｕ、Ｖ、Ｗ、／Ｕ、／Ｖ、／Ｗ）を制御基板７０から入力し、三相交流点Ｕ、Ｖ、Ｗの電圧を参酌して、スイッチング素子３４のゲート駆動信号を出力する。また、電力変換モジュール３０からは、温度検出信号（図示せず。）が、制御ケーブル２３を介して、制御基板７０に出力される。

図１を参照して、電力変換モジュール３０の上部には、交流端子３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗと、直流端子３２Ｐ、３２Ｎとが形成されている。交流端子３１Ｕ、交流端子３１Ｖ、及び交流端子３１Ｗを総称して、交流端子３１と定義する。また、直流端子３２Ｐ及び直流端子３２Ｎを総称して、直流端子３２と定義する。

電力変換モジュール３０には、螺子９８を用いて内底部１３の取付部１８に対して取り付けるための、取付孔３８が開設されている。電力変換モジュール３０の上面には、制御基板７０との間で結線する制御ケーブル２３を接続するための、制御用コネクタ３３が配置されている。

（バスバーアッセンブリ４０の説明）
図１乃至図９を参照して、バスバーアッセンブリ４０の構成について説明する。バスバーアッセンブリ４０は、筐体１０の内底部１３に取り付けられている電力変換モジュール３０に対して、筐体開口１２の側から電力変換モジュール３０の上方に被せて、結線と取り付けとを行うものである。

バスバーアッセンブリ４０は、３個の独立した交流バスバー４１と、２個の独立した直流バスバー４２とを備えている。３個の交流バスバー４１は、電力変換モジュール３０に形成されている交流端子３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗと、交流コネクタ１３１に成形されているコネクタ交流端子１３１ＣＵ、１３１ＣＶ、１３１ＣＷとを、それぞれ結線する（図１、図２参照）。

２個の直流バスバー４２は、電力変換モジュール３０に形成されている直流端子３２Ｐ、３２Ｎと、直流コネクタ１３２に成形されているコネクタ直流端子１３２ＣＰ、１３２ＣＮとを、それぞれ結線する（図１、図２参照）。

バスバーアッセンブリ４０には、筐体１０に形成されている取付部１９に対して、螺子９９を用いて取り付けるための取付部４９が形成されている。取付部４９は、内底部１３と平行に形成されている。この構成を用いることにより、筐体開口１２側から、螺子９９を用いて、バスバーアッセンブリ４０を筐体１０に取り付けることが可能となる。従って、組立の作業性を向上させることができる。取付部４９は、金属製のカラーを異種材一体成形することにより形成することができる（図１参照）。

バスバーアッセンブリ４０には、電流センサユニット６６を、下方から螺子９４を用いて取り付けるための、取付部４４が形成されている。取付部４４は、インサートナットを異種材一体成形することより、成形することができる（図１、図４、図７参照）。

バスバーアッセンブリ４０には、放電抵抗６０を、上方から螺子９３を用いて取り付けるための、取付部４３が形成されている。また、バスバーアッセンブリ４０には、制御基板７０及びシールドプレート２７を、上方から螺子９６を用いて取り付けるための、取付部４６が形成されている。取付部４３及び取付部４６は、インサートナットを異種材一体成形することより、成形することができる（図１、図５参照）。

バスバーアッセンブリ４０の上面には、位置決ピン４５を立設させてある。位置決ピン４５は、制御基板７０及びシールドプレート２７に形成されている、位置決用開孔２５、７５に挿通させて位置決めを行うものである（図１、図５参照）。

図１及び図５を参照して、バスバーアッセンブリ４０の絶縁基材４８には、放電抵抗６０を収容する放電抵抗収容部６２が開設されている。また、バスバーアッセンブリ４０の絶縁基材天板４８Ｔには、下方に配置されている電力変換モジュール３０から、上方に配置されている制御基板７０に対して接続する、制御ケーブル２３を挿通するための、ケーブル貫通孔５１が開設されている。図１に示す実施形態では、絶縁基材天板４８Ｔにおける上下の平面は、取付部４９、内底部１３及び取付部１９に対して平行である。また、絶縁基材天板４８Ｔにおける上下の平面は、筐体内壁１４に対して直角に形成してある。

バスバーアッセンブリ４０の絶縁基材天板４８Ｔには、電流センサユニット６６から延出している電流センサケーブル６７及びそのコネクタを、下方から上方に向けて挿通するための、ケーブル貫通孔５６が開設されている。また、バスバーアッセンブリ４０の絶縁基材天板４８Ｔには、螺子９１を用いて螺合作業を行う際に、螺子９１及び接続工具を挿通させるための螺合貫通孔５０（図１、図５参照）が開設されている。

図１及び図２に示すバスバーアッセンブリ４０では、電力変換装置８を小型化するために、キャパシタ端子１０２の結線作業を、筐体１０の側方から行うように構成してある。従って、バスバーアッセンブリ４０におけるキャパシタ用端子４２Ｆは、筐体１０の筐体内壁１４に対して平行に形成されている。このキャパシタ用端子４２Ｆは、直流接続部４２Ｔ及び交流接続部４１Ｔに対して直角に配置されている（図２及び図４参照）。

一般にキャパシタモジュール１００は、大きな体積が必要となるために、電力変換装置８に占める体積もたいへん大きなものとなっている。もし、キャパシタ用端子（４２Ｆ）をＸ−Ｙ平面に対して平行に形成した場合には、キャパシタモジュール（１００）におけるキャパシタ端子（１０２Ｐ、１０２Ｎ）を、筐体１０の筐体開口１２と平行に配置する必要が生ずる。更に、キャパシタ端子（１０２Ｐ、１０２Ｎ）を、キャパシタモジュール（１００）の平面外形よりも外側に配置する必要が生ずる。この場合には、電力変換装置（８）の外形が大型化してしまい、重量増やコストアップを招くことになる。

キャパシタ用端子４２Ｆを、筐体１０の筐体内壁１４に対して平行に形成することによって、キャパシタモジュール１００に内蔵したキャパシタの容量を確保しつつ、電力変換装置８のＸ−Ｙ平面内における投影面積を少なくして、電力変換装置８の小型化と、省スペース化を図り、軽量化を実現している（図２、図８参照）。

交流バスバー４１の交流接続部４１ＴＵ、４１ＴＶ、４１ＴＷ（図４、図５参照）と、電力変換モジュール３０の交流端子３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗ（図１参照）とは、それぞれ螺子９１を用いて、筐体開口１２側から接続する。また、交流バスバー４１の交流接続部４１ＣＵ、４１ＣＶ、４１ＣＷと、コネクタ交流端子１３１ＣＵ、１３１ＣＶ、１３１ＣＷとは、それぞれ螺子９１を用いて、筐体開口１２側から接続する（図２参照）。交流バスバー４１における交流接続部４１ＴＵ、交流接続部４１ＴＶ、及び交流接続部４１ＴＷを総称して、交流接続部４１Ｔと定義する。また、交流接続部４１ＣＵ、交流接続部４１ＣＶ、及び交流接続部４１ＣＷを総称して、交流接続部４１Ｃと定義する。

直流端子３２Ｐ、３２Ｎと、直流バスバー４２に形成されている直流接続部４２ＴＰ、４２ＴＮ（図２参照）とは、それぞれ螺子９１を用いて、筐体開口１２側から接続する。コネクタ直流端子１３２ＣＰ、１３２ＣＮと、直流バスバー４２に成形されている直流接続部４２ＣＰ、４２ＣＮとは、それぞれ螺子９１を用いて、筐体開口１２側から接続する（図２参照）。直流接続部４２ＣＰ、及び直流接続部４２ＣＮを総称して、直流接続部４２Ｃと定義する。直流接続部４２ＴＰ及び直流接続部４２ＴＮを総称して、直流接続部４２Ｔと定義する。

図４に示すように、取付部４９と、直流接続部４２Ｔと、交流接続部４１Ｔとは、それぞれ平行に形成してある。この構成を用いることによって、バスバーアッセンブリ４０を、筐体開口１２から筐体１０の内部に入れて（図１参照）、取付部４９と取付部１９とを、当接させることができる。これと同時に、バスバーアッセンブリ４０の直流接続部４２Ｔと、電力変換モジュール３０の直流端子３２とが当接し（図４、図１参照）、交流接続部４１Ｔと交流端子３１とが当接する。この構成を用いることによって、組立作業を筐体開口１２の側から行うことができる。

次に、バスバーアッセンブリ４０を斜め下方から観察した斜視図（図４）を用いて、螺合貫通孔５０、導体延出部５８及び絶縁基材延出部４８Ｅの構成について説明する。

図４を参照して、絶縁基材天板４８Ｔには、螺子９１を用いて螺合作業を行う際に、螺子９１及び接続工具を挿通させるための螺合貫通孔５０を開設してある。これにより、バスバーアッセンブリ４０の上方から、直流接続部４２Ｔ及び交流接続部４１Ｔに対して、作業を行うことが可能となる。

図４を参照して、交流バスバー４１の交流接続部４１Ｔは、バスバーアッセンブリ４０における絶縁基材４８の内壁から、Ｕ、Ｖ、Ｗの三相の交流バスバー４１をそれぞれ延出させて形成してある。絶縁基材４８の内壁から交流接続部４１Ｔまでの間には、電流センサユニット６６（図１参照）に形成されている電流検出開孔６８に挿通するための、導体延出部５８を形成してある。電流センサユニット６６における電流検出開孔６８Ｕ、電流検出開孔６８Ｖ、電流検出開孔６８Ｗを総称して、電流検出開孔６８と定義する。

電力変換装置８の制御対象である回転電機に対して電流制御を行う場合や、電力変換モジュール３０に対する電流保護を行う場合等においては、回転電機や電力変換モジュール３０に流れる交流の電流を検出する必要がある。本実施形態では、絶縁基材４８の内壁から交流接続部４１Ｔまでの間の交流バスバー４１に、電流センサユニット６６を取り付ける構造を用いている。この構造を採用することによって、電力変換装置８において省スペース化を図ると共に、組立作業の容易化を図ることができる。

図４及び図６に示すように、バスバーアッセンブリ４０における交流接続部４１Ｃ、及び直流接続部４２Ｃの延出基部には、交流バスバー４１及び直流バスバー４２の周囲を覆う絶縁基材延出部４８Ｅを形成してある。直流接続部４２Ｃ、及び交流接続部４１Ｃの延出基部に絶縁基材延出部４８Ｅを形成することによって、メンテナンス時におけるショートを防止したり、端子間同士の沿面距離又は空間距離の確保を行うことができる。

本実施形態では、直流接続部４２Ｃ及び交流接続部４１Ｃを、バスバーアッセンブリ４０の上方に延出して形成すると共に、絶縁基材天板４８Ｔに対して直角に配置してある。この構成を用いることによって、筐体１０にバスバーアッセンブリ４０を取り付けた後において、交流コネクタ１３１及び直流コネクタ１３２に対する配線作業を、筐体開口１２側から容易に行うことができる。従って、電力変換モジュール３０の交流端子３１と、コネクタ交流端子１３１Ｃとを、直接交流バスバー４１で接続することができる。同様に、電力変換モジュール３０の直流端子３２と、コネクタ直流端子１３２Ｃとを、直接直流バスバー４２で接続することができる。これにより、配線材料を減少させることができ、電力変換装置８の小型化と、配線作業の容易化を図ることができる。

次に、バスバーアッセンブリ４０を上方から観察した平面図（図５）、正面から観察した正面図（図６）、下方から観察した下面図（図７）、背面から観察した背面図（図８）を用いて、隔壁５２、配線材保持部５３、配線材保持部用貫通孔５４、配線材保持柱５５、アース接続金具５７及び積層配線凸部４７について説明する。なお、図１、図２及び図４に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。

図１及び図５に示すように、直流接続部４２Ｔと筐体１０の筐体内壁１４（図１参照）との間には、所定の沿面距離若しくは空間距離の確保、又は螺子９１を案内して取付を容易にするための、隔壁５２Ｋを立設させてある。なお、実施例には示していないが、交流接続部４１Ｔと筐体１０の筐体内壁１４との間にも、同様の目的で隔壁５２Ｋを立設させることができる。

図５及び図７に示すように、２つの直流接続部４２ＴＰと直流接続部４２ＴＮとの間には、所定の沿面距離若しくは空間距離の確保、又は螺子９１を案内して取付を容易にするための、隔壁５２Ｔを立設させてある。なお、実施例には示していないが、複数の交流接続部４１Ｔ間、又は直流接続部４２Ｔと交流接続部４１Ｔとの間にも、同様の目的で隔壁５２Ｔを立設させることができる。

また、図５及び図８に示すように、直流接続部４２Ｔと制御基板７０（図１参照）との間には、所定の沿面距離若しくは空間距離の確保、又は螺子９１を案内して取付を容易にするための、隔壁５２Ｌを立設させてある。なお、実施例には示していないが、交流接続部４１Ｔと制御基板７０との間にも、同様の目的で隔壁５２Ｌを立設させることができる。隔壁５２Ｋ、隔壁５２Ｔ、及び隔壁５２Ｌを総称して、隔壁５２と定義する。

図５、図６及び図８に示すように、バスバーアッセンブリ４０における取付部４９と取付部４６との上面には、筐体１０と、制御基板７０との間で導通を確保するための、アース接続金具５７が配置されている。アース接続金具５７は、バスバーアッセンブリ４０の表面に形成した溝部５７Ｓに差し込んで固定することができる。アース接続金具５７を用いることによって、特段のアース線を別途配線することなく、筐体１０と制御基板７０のアースラインとの間の電位差を減少させることができる。そして、外部の機器との間における電磁的な干渉性を減少させることができる。

図５に示すように、積層配線凸部４７は、バスバーアッセンブリ４０における平面状の絶縁基材天板４８Ｔから膨出した凸部である。積層配線凸部４７の内部には、２個の直流バスバー４２と絶縁基材４８とが、交互に積層された状態で配置されている。図５に示す実施形態では、複数の直流バスバー４２を積層配線した実施形態を示してあるが、積層配線凸部４７の構成は、直流バスバー４２に限定するものではなく、交流バスバー４１を積層して配線することもできる。

図５及び図９を参照して、配線材保持柱５５の構成と、その機能について説明する。図５及び図９に示すように、複数の配線材保持柱５５が、バスバーアッセンブリ４０の絶縁基材４８の表面から、成形により立設している。

図９の斜視図に示すように、複数の配線材保持柱５５の隙間に配線材１５０を挿入することによって、特段の接線具を用いることなく、配線材１５０をバスバーアッセンブリ４０の表面に保持させておくことができる。これにより、配線作業が容易となると共に、製造コストの低減を図ることができる。

直流コネクタ１３２に設けられているインターロック端子と、交流コネクタ１３１に設けられているインターロック端子とを、直列に接続する配線材１５０の保持用として、配線材保持柱５５を用いている。これらのインターロック端子は、例えば自動車用高圧連動ループ回路用の端子である。なお、配線材１５０の用途は、インターロック端子用のものに限定するものではない。

電力変換装置８は、車両等に搭載する装置であるため、車両走行時に生ずる振動等により、配線材１５０が他の部品と接触を繰り返す可能性がある。この状態が続くと、配線材１５０の絶縁被服が損傷して、ショートに至る可能性がある。図５及び図９に示す実施形態では、配線材保持柱５５を用いることによって、配線に生ずる損傷を抑制することができる。

図５及び図９に示す実施形態では、３個の配線材保持柱５５を絶縁基材４８の表面から立設させてあるが、４個以上の配線材保持柱５５を用いることもできる。また、配線材保持柱５５は、円柱形状のものに限定するものではなく、角柱等の形状を用いることもできる。

図５及び図１０を参照して、配線材保持部５３及び配線材保持部用貫通孔５４の構成と、その機能について説明する。図５及び図１０に示すように、配線材保持部５３は、バスバーアッセンブリ４０の絶縁基材４８における表面から立設する鉤形の形状で成形してある。配線材保持部５３を用いることによって、振動等による配線材１５０の損傷を抑制ることができる。

鉤形の配線材保持部５３と絶縁基材４８との間に、配線材１５０を挿通させることによって、特段の結線具を用いることなく、配線材１５０をバスバーアッセンブリ４０の表面に保持させておくことができる。これにより、配線作業が容易にすることができると共に、製造コストの低減を図ることができる。

図５及び図１０に示す実施形態では、交流コネクタ１３１に設けられているインターロック端子の配線材１５０を保持する目的で、配線材保持部５３を使用しているが、配線材１５０の用途は、インターロック端子用のものに限定するものではない。

図１０に示すように配線材保持部５３の形状は、１乃至複数の配線材１５０を、絶縁基材４８との間で束ねるように接触させることが可能な、鉤形とすることが好ましい。また、配線材保持部５３の形状は、鉤形以外にも、Ｌ字型等の形状のものを用いることができる。絶縁基材４８に開設されている配線材保持部用貫通孔５４は、配線材保持部５３の内面を成形する際に、成形用の金型を挿通させる貫通孔である。

（電流センサユニット６６の説明）
電流センサユニット６６には、それぞれの交流バスバー４１の導体延出部５８（図５、図７参照）を挿通させるための、電流検出開孔６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗが開設されている。電流検出開孔６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗは、カレントトランスを用いて、それぞれの交流バスバー４１に流れる電流を測定するためのものである。

電流センサユニット６６からは、制御基板７０に対して接続するための、電流センサケーブル６７及びそのコネクタが延出している。電流センサユニット６６には、螺子９４を用いてバスバーアッセンブリ４０に取り付けるための、取付部６４が形成されている。電流センサユニット６６は、バスバーアッセンブリ４０を筐体１０及び電力変換モジュール３０に対して取り付ける前の工程で、予めバスバーアッセンブリ４０に対して取り付けておく。

（放電抵抗６０の説明）
図１を参照して、放電抵抗６０には、キャパシタモジュール１００のキャパシタ端子１０５Ｎ、１０５Ｐと結線するための、放電抵抗端子６１が形成されている。また、放電抵抗６０には、バスバーアッセンブリ４０に取り付けるための、取付部６３が形成されている。

（シールドプレート２７の説明）
図１を参照して、シールドプレート２７は、交流バスバー４１及び直流バスバー４２から、制御基板７０に向けて放射されるノイズを遮蔽するためのものである。シールドプレート２７には、螺子９６を挿通させて、バスバーアッセンブリ４０の取付部４６に対して取り付けるための取付部２６を形成してある。また、シールドプレート２７には、位置決ピン４５を挿通して位置決めを行うための、位置決用開孔２５を成形してある。

（制御基板７０の説明）
図１を参照して、制御基板７０には、螺子９６を挿通させて、バスバーアッセンブリ４０の取付部４６に対して取り付けるための取付部７６を形成してある。また、制御基板７０には、位置決ピン４５を挿通して位置決めを行うための、位置決用開孔７５を成形してある。

制御基板７０には、制御ケーブル２３を接続する制御用コネクタ７３が配置されている。また、制御基板７０には、電流センサユニット６６から延出している電流センサケーブル６７を接続する、電流センサ用コネクタ７７が配置されている。

（キャパシタモジュール１００の説明）
図３に示すように、キャパシタモジュール１００には、平滑キャパシタ１１０と、Ｙキャパシタ１１１とが実装されている。

図２を参照して、キャパシタモジュール１００の下部からは、Ｙ−Ｚ平面に対して平行なキャパシタ端子１０２Ｐ、１０２Ｎが延出している。キャパシタ端子１０２Ｐ、１０２Ｎには、螺子１９２を用いて、直流バスバー４２のキャパシタ用端子４２ＦＰ、４２ＦＮと接続するための、キャパシタ端子孔１０１Ｐ、１０１Ｎが開設されている。

キャパシタモジュール１００には、螺子９７を用いて上方から、筐体１０の取付部１７に固定するための、取付部１０７が形成されている。取付部１０７の下面には、キャパシタモジュール１００のＹキャパシタ接地端子１０９（図３参照）を配置してある。これにより、螺子９７を用いて取付部１７と取付部１０７とを接続すると同時に、Ｙキャパシタ接地端子１０９を筐体１０に導通させることができる。取付部１０７は、金属製のカラーを異種材一体成形することより成形することができる。

キャパシタモジュール１００には、補器用の電源に用いるヒューズアッセンブリ１４０を収容するための、ヒューズ収容部１０６が開設されている。キャパシタモジュール１００には、螺子１９４を用いてヒューズアッセンブリ１４０を取り付けるための、取付部１０４が形成されている。

ヒューズアッセンブリ１４０における一方の端子は、キャパシタモジュール１００のキャパシタ端子１０２Ｐと同電位の、キャパシタ端子１０５Ｐと接続する。ヒューズアッセンブリ１４０における他方の端子は、補器端子１０３Ｐと接続する。キャパシタ端子１０５Ｎは、キャパシタモジュール１００におけるキャパシタ端子１０２Ｎと同電位の端子である。補器端子１０３Ｐ及びキャパシタ端子１０５Ｎは、補器コネクタ１３６の補器端子１３７と接続することによって、ヒューズを介した電力を、外部の補器に供給することができる。

キャパシタモジュール１００に配置されているキャパシタ端子１０５Ｐ、及びキャパシタ端子１０５Ｎは、平滑キャパシタ１１０及びＹキャパシタ１１１に蓄積されている電荷を放電させるための、放電抵抗６０の放電抵抗端子６１と接続する端子である。

本実施形態のバスバーアッセンブリは、交流回転電機用の電力変換装置８のみならず、直流回転電機用の電力変換装置における、スイッチング素子モジュールとの結線を行うバスバーアッセンブリに適用することができる。

本実施形態のバスバーアッセンブリ４０は、制御基板７０や電流センサユニット６６、放電抵抗６０等の電子部品についてもユニット化することができ、電力変換装置８の小型化と省スペース化とを図ることができる。

以上、実施の形態を参照して本発明によるバスバーアッセンブリを説明したが、本発明によるバスバーアッセンブリは上記実施形態に限定されない。上記実施形態に様々の変更を行うことが可能である。上記実施形態に記載された事項と上記他の実施形態に記載された事項とを組み合わせることが可能である。

８...電力変換装置
１０...筐体
１２...筐体開口
１３...内底部
１４...筐体内壁
１５、１８、１９、２６、４３、４４、４６、４９、６３、６４、７６、１０７...取付部
２０...パッキン
３０...電力変換モジュール
３１...交流端子
３２...直流端子
３８...取付孔
４０...バスバーアッセンブリ
４１...交流バスバー
４１Ｃ、４１Ｔ...交流接続部
４２...直流バスバー
４２Ｃ、４２Ｔ...直流接続部
４２Ｆ...キャパシタ用端子
４５...位置決ピン
４７...積層配線凸部
４８...絶縁基材
４８Ｅ...絶縁基材延出部
４８Ｔ...絶縁基材天板
５０...螺合貫通孔
５１、５６...ケーブル貫通孔
５２...隔壁
５３...配線材保持部
５４...配線材保持部用貫通孔
５５...配線材保持柱
５７...アース接続金具
５８...導体延出部
６０...放電抵抗
６１...放電抵抗端子
６２...放電抵抗収容部
６６...電流センサ
６７...電流センサケーブル
６８...電流検出開孔
７０...制御基板
７７...電流センサ用コネクタ
９１、９３、９４、９５、９６、９８、９９、１９２、１９４...螺子
１０２...キャパシタ端子
１３１...交流コネクタ
１３１Ｃ...コネクタ交流端子
１３２...直流コネクタ
１３２Ｃ...コネクタ直流端子
１４０...ヒューズアッセンブリ
１５０...配線材

Claims (9)

1. 電力変換モジュールに形成されている直流端子と接続される直流接続部を有する直流バスバーと、
   前記電力変換モジュールに形成されている交流端子と接続される交流接続部を有する交流バスバーと、
   前記直流バスバーと前記交流バスバーとが異種材一体成形されている絶縁基材と
   を備え、
   前記絶縁基材は、前記電力変換モジュールを配置する裏面側と、その反対側の表面側とを仕切る絶縁基材天板を備え、
   前記直流バスバーは、キャパシタモジュールに形成されているキャパシタ端子と接続されるキャパシタ用端子を、前記直流接続部及び前記交流接続部に対して直角な平面に備える
   バスバーアッセンブリ。
2. 電力変換モジュールに形成されている直流端子と接続される直流接続部を有する直流バスバーと、
   前記電力変換モジュールに形成されている交流端子と接続される交流接続部を有する交流バスバーと、
   前記直流バスバーと前記交流バスバーとが異種材一体成形されている絶縁基材と
   を備え、
   前記絶縁基材は、前記電力変換モジュールを配置する裏面側と、その反対側の表面側とを仕切る絶縁基材天板を備え、
   前記直流接続部及び前記交流接続部は、前記絶縁基材天板の裏面側下方において前記絶縁基材天板と平行に延出し、
   前記直流接続部及び前記交流接続部には、それぞれ前記直流端子及び前記交流端子と螺合する螺合孔が開口され、
   前記絶縁基材天板には、前記直流接続部及び前記交流接続部の螺合孔に対して螺合作業を行う際に、螺子及び接続工具を挿通させるための螺合貫通孔が開設されている
   バスバーアッセンブリ。
3. 電力変換モジュールに形成されている直流端子と接続される直流接続部と、外部の機器と接続されるコネクタのコネクタ直流端子と接続されるコネクタ用直流接続部とを有する直流バスバーと、
   前記電力変換モジュールに形成されている交流端子と接続される交流接続部と、外部の機器と接続されるコネクタのコネクタ交流端子と接続されるコネクタ用交流接続部とを有する交流バスバーと、
   前記直流バスバーと前記交流バスバーとが異種材一体成形されている絶縁基材と
   を備え、
   前記直流接続部及び前記交流接続部は、前記電力変換モジュールの上面に対して平行に配置され、
   前記コネクタ用直流接続部及び前記コネクタ用交流接続部は、前記直流接続部及び前記交流接続部に対して直角な一つの平面に平行に配置される
   バスバーアッセンブリ。
4. 前記電力変換モジュールの制御を行う制御基板を取り付けるための取付部を備える
   請求項１乃至３のいずれかに記載のバスバーアッセンブリ。
5. 前記直流バスバーは、キャパシタモジュールに形成されているキャパシタ端子と接続される、キャパシタ用端子を、前記直流接続部及び前記交流接続部に対して直角な平面に備える
   請求項２乃至４のいずれかに記載のバスバーアッセンブリ。
6. 前記キャパシタモジュールの内部に蓄えられている電荷放電用の放電抵抗を取り付けるための取付部を備える
   請求項１又は５に記載のバスバーアッセンブリ。
7. 前記絶縁基材に、配線材を保持する配線材保持部又は配線材保持柱が形成されている
   請求項１乃至６のいずれかに記載のバスバーアッセンブリ。
8. 直流端子及び交流端子を有する電力変換モジュールと、バスバーアッセンブリとを有し、
   前記バスバーアッセンブリは、直流バスバーと、交流バスバーと、前記直流バスバーと前記交流バスバーとが異種材一体成形されている絶縁基材とを有し、
   前記直流バスバーは、前記電力変換モジュールに形成されている直流端子と接続される直流接続部を有し、
   前記交流バスバーは、前記電力変換モジュールに形成されている交流端子と接続される交流接続部を有し、
   前記絶縁基材は、前記電力変換モジュールを配置する裏面側と、その反対側の表面側とを仕切る絶縁基材天板を備え、
   前記直流接続部及び前記交流接続部は、前記絶縁基材天板の裏面側下方において前記絶縁基材天板と平行に延出し、
   前記直流接続部及び前記交流接続部には、それぞれ前記直流端子及び前記交流端子と螺合する螺合孔が開口され、
   前記絶縁基材天板には、前記直流接続部及び前記交流接続部の螺合孔に対して螺合作業を行う際に、螺子及び接続工具を挿通させるための螺合貫通孔が開設されている
   電力変換装置。
9. 直流端子及び交流端子を有する電力変換モジュールと、バスバーアッセンブリとを有し、
   前記バスバーアッセンブリは、直流バスバーと、交流バスバーと、前記直流バスバーと前記交流バスバーとが異種材一体成形されている絶縁基材とを有し、
   前記直流バスバーは、前記電力変換モジュールに形成されている直流端子と接続される直流接続部と、外部の機器と接続されるコネクタに形成されているコネクタ直流端子と接続されるコネクタ用直流接続部とを有し、
   前記交流バスバーは、前記電力変換モジュールに形成されている交流端子と接続される交流接続部と、外部の機器と接続されるコネクタに形成されているコネクタ交流端子と接続されるコネクタ用交流接続部とを有し、
   前記直流接続部及び前記交流接続部は、前記電力変換モジュールの上面に対して平行に配置され、
   前記コネクタ用直流接続部及び前記コネクタ用交流接続部は、前記直流接続部及び前記交流接続部に対して直角な一つの平面に平行に配置されている
   電力変換装置。
   

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