电力转换装置以及马达的制作方法

1.本公开涉及一种电力转换装置以及马达。


背景技术：

2.以往，公知有在混合动力汽车或电动汽车中使用的电力转换装置(参照下述专利文献1)。专利文献1所述的现有的电力转换装置以谋求电力转换装置的内部部件的连接可靠性的进一步提高为课题，并且作为解决该课题的手段，具备如下的构成(参照该文献第0007段、第0008段、权利要求1等)。
3.所述现有的电力转换装置具备：功率半导体模块、框体、交流继电器母线、交流端子块。所述功率半导体模块将直流电流转换为交流电流。所述框体形成收纳所述功率半导体模块的收纳空间。所述交流继电器母线通过熔融连接与所述功率半导体模块的交流端子连接。所述交流端子块与马达的交流端子连接。所述交流继电器母线经由绝缘构件而支承在所述框体上，所述交流端子块与所述交流继电器母线连接并支承在所述框体上。
4.更具体而言，交流继电器母线和交流端子块都被具有作为框体的功能的流路形成体支承。因此，在马达的交流连接器的安装时施加的负荷经由交流端子块分散到流路形成体。另外，没有被交流端子块分散的负荷从交流母线经由交流继电器母线向流路形成体应力分散。由此，在马达的交流连接器的安装时施加的负荷在到达交流焊接连接部之前，以两个阶段进行应力分散，能够极力排除向焊接部产生的应力(参照该文献第0094段、第0095段、图13等)。现有技术文献专利文献
5.专利文献1：日本专利特开2014-176271号公报


技术实现要素：

发明要解决的问题
6.上述现有的电力转换装置能够起到能够进一步提高电力转换装置的内部部件的连接可靠性的优良效果。但是，在这样的电力转换装置中，伴随着进一步小型化的要求，对包含电路基板、电力转换模块以及母线等的部件的布局产生制约，电磁波对电路基板的影响有增大的倾向。
7.本公开提供一种与以往相比能够降低电磁波对电路基板的影响而实现小型化的电力转换装置以及具备该电力转换装置的马达。解决问题的技术手段
8.本公开的一方式的电力转换装置具备：电路基板；电力转换模块，其与该电路基板相对配置；母线，其与该电力转换模块连接；以及屏蔽部，其屏蔽电磁波，所述母线沿着所述电路基板的厚度方向从所述电路基板的一侧通过所述电路基板的侧缘延伸到相反侧，所述屏蔽部配置在所述母线与所述电路基板的所述侧缘之间，沿着所述电路基板的所述厚度方
向从所述一侧延伸到所述相反侧，并且沿着所述电路基板的所述侧缘向所述母线的两侧延伸。发明的效果
9.根据本公开的上述一方式，能够提供与以往相比能够降低电磁波对电路基板的影响而实现小型化的电力转换装置和具备该电力转换装置的马达。
附图说明
10.图1是表示本公开的电力转换装置以及马达的一实施方式的立体图。图2是图1所示的电力转换装置以及马达的分解立体图。图3是沿着图1所示的iii-iii线的电力转换装置以及马达的截面图。图4是图3所示的母线附近的放大截面图。图5是表示图4中被点划线包围的部分的变形例1的放大截面图。图6是表示图4中被点划线包围的部分的变形例2的放大截面图。图7是表示图4中被点划线包围的部分的变形例3的放大截面图。图8是表示图4中被点划线包围的部分的变形例4的放大截面图。图9是图4所示的电力转换装置的变形例5的放大截面图。图10是将图9所示的电力转换装置的框体的底壁部拆下的状态的立体图。图11是图10的被点划线包围的部分的放大图。图12是表示图3的电力转换装置1以及马达m的变形例的截面图。
具体实施方式
11.下面将参照附图说明本公开的电力转换模块以及马达的实施方式。
12.图1是本公开的电力转换装置以及马达的一实施方式的立体图。图2是图1所示的电力转换装置1以及马达m的分解立体图。图3是沿着图1的iii-iii线的电力转换装置1的放大截面图。图4是图3所示的电力转换装置1的母线4附近的放大图。
13.本实施方式的马达m例如搭载在电动汽车(ev)、混合动力汽车(hv)、插电式混合动力汽车(phv)、燃料电池汽车(fcv)等车辆上，构成车辆的驱动装置。马达m例如是在壳体m1上设置有电力转换装置1的电力转换装置一体型马达。电力转换装置一体型马达与马达m和电力转换装置1分离的构成相比，具有能够使驱动装置小型化的优点。
14.另外，本实施方式的电力转换装置1例如安装在马达m的壳体m1上，将从锂离子二次电池或燃料电池等车载电源供给的直流电流转换为交流电流并供给到马达m，驱动马达m。关于详细情况在后叙述，但本实施方式的电力转换装置1以如下的构成为特征。
15.电力转换装置1具备：电路基板2；电力转换模块3，其与该电路基板2相对配置；母线4，其与该电力转换模块3连接；以及屏蔽部5，其屏蔽电磁波。母线4沿着电路基板2的厚度方向dt从电路基板2的一侧s1通过电路基板2的侧缘21延伸到相反侧s2。屏蔽部5配置在母线4与电路基板2的侧缘21之间，沿着电路基板2的厚度方向dt从电路基板2的一侧s1延伸到相反侧s2，并且沿着电路基板2的侧缘21向母线4的两侧延伸。
16.以下详细说明本实施方式的电力转换装置1的构成。电力转换装置1除了上述的构成之外，例如还具备配置在电路基板2与电力转换模块3之间的基座部6、和支承该基座部6
以及电路基板2的框体7。
17.电路基板2例如安装有电力转换模块3、ic、晶体管以及电阻等，具备用于控制电力转换模块3的电子电路。电路基板2例如具有以与马达m的驱动轴m2平行的方向为长度方向的长方形的形状，在长度方向的一端的短侧缘设置有连接器22。连接器22与用于进行对电路基板2的电力的供给或信号的输入输出的外部线束的连接器连接。
18.电力转换模块3内置有开关元件，由电路基板2控制而进行直流电流和交流电流的相互转换。在电力转换模块3上例如连接有滤波器31、电容器32以及传感器33等。传感器33例如检测从电力转换模块3流向母线4的电流的大小，并将检测结果的电信号发送到电路基板2的电子电路。
19.母线4是电力转换模块3与马达m的端子m3之间的电力配线，是电力传递路径。母线4例如可以由铜等导电性优良的金属板构成。通过与电力转换模块3连接的三根母线4，向马达m的端子m3供给三相交流电流。母线4例如具有细长的板弯曲成l字状的形状。
20.母线4例如具有沿着作为电路基板2的元件搭载面的表背面延伸而经由传感器33与电力转换模块3连接的第1部分、和沿着电路基板2的厚度方向dt延伸而与马达m的端子m3连接的第2部分。母线4除了与马达m连接的第2部分的端部以外，被收容在框体7中，第2部分的端部从框体7露出。收容在母线4的框体中的部分例如通过嵌件成型而被具有电绝缘性的树脂覆盖。
21.屏蔽部5是屏蔽电磁波的构件。屏蔽部5配置在母线4与电路基板2的侧缘21之间，沿着电路基板2的厚度方向dt从电路基板2的一侧s1延伸到相反侧s2，并且沿着电路基板2的侧缘21向母线4的两侧延伸。屏蔽部5例如是沿着与电路基板2的厚度方向dt和电路基板2的侧缘21平行的面的金属制的板状的构件。
22.虽然没有特别限定，但在图1至图4所示的本实施方式中，电路基板2的厚度方向dt与马达m的驱动轴m2正交，马达m的电路基板2的侧缘21与马达m的驱动轴m2平行。另外，如图2所示，在本实施方式中，屏蔽部5在后述的基座部6的贯通孔61的整周上设置为筒状。
23.如图2至图4所示，屏蔽部5例如是基座部6的一部分，通过冲压成形、锻造、铸造或注射成形等与基座部6一体设置。屏蔽部5例如从基座部6的与电路基板2相对的面朝向框体7的底壁部71突出，从电路基板2的一侧s1到相反侧s2，通过电路基板2的侧缘21的侧方，在电路基板2的厚度方向dt上延伸。
24.屏蔽部5例如具有安装在基座部6上的基端部越远离基座部6其开口面积越减少的锥形状。另外，框体7的底壁部71附近的屏蔽部5的顶端部例如略呈锥形，但顶端部的开口面积在电路基板2的厚度方向上几乎不变化，大致一定。
25.基座部6是用于保持电路基板2并将其固定在框体7的内部的构件。更具体地说，基座部6相对于电路基板2配置在与框体7的底壁部71的相反侧的一侧s1，是覆盖电路基板2的安装有电子零件的面的大致整体的板状的构件。基座部6例如由金属板或表面具有金属层的树脂板等能够屏蔽电磁波的材料形成。
26.基座部6例如具有供母线4通过的贯通孔61。基座部6的贯通孔61例如沿着电路基板2的侧缘21延伸的、两端部设置成半圆形的圆长孔状。如上所述，在本实施方式的电力转换装置1中，屏蔽部5例如在基座部6的贯通孔61的整周上设置为筒状。
27.基座部6例如在与框体7的底壁部71相对的一个面上具有用于支承电路基板2的突起状的支承部62。基座部6例如通过螺钉等紧固构件将电路基板2紧固在支承部62上，从而在与一个面之间隔开间隔地支承电路基板2。
28.另外，基座部6在与支承电路基板2的一个面相反的一侧的面上固定支承有电力转换模块3、滤波器31、电容器32、传感器33等。另外，如图3及图4所示，基座部6经由固定在基座部6上的传感器33支承母线4。即，母线4的一端例如通过螺钉或螺母等紧固构件固定在传感器33上。
29.由此，母线4沿着电路基板2的安装有电子零件的面，从位于电路基板2的侧缘21的内侧的传感器33向与侧缘21交叉的方向延伸到侧缘21的外侧的位置。另外，母线4在比电路基板2的侧缘21靠外侧的位置，在电路基板2的厚度方向dt上，从电路基板2的一侧s1通过电路基板2的侧缘21的侧方延伸到相反侧s2。此外，母线4通过设置在框体7的底壁部71上的贯通孔73，延伸到框体7的外侧。
30.框体7在内部具有用于收容构成电力转换装置1的部件的收容空间。框体7例如具有由金属等具有导电性的材料形成的底壁部71和盖72。底壁部71例如通过螺栓等紧固构件固定在马达m的壳体m1上。底壁部71例如也可以作为马达m的壳体m1的一部分而与壳体m1一体设置。
31.底壁部71具有划定框体7内部的收容空间的下端的平板状的底部、和在底部的周缘在厚度方向上竖起的周壁部。底壁部71例如在平板状的底部的外缘部具有供母线4通过的贯通孔73。该框体7的贯通孔73使框体7内部的母线4露出于框体7的外部，从而构成电力转换装置1与马达m的接口部。
32.该电力转换装置1的接口部位于配置有基座部6的电路基板2的一侧s1的相反侧s2。另外，屏蔽部5从基座部6的贯通孔61向构成电力转换装置1的接口部的框体7的贯通孔73突出，并延伸到位于配置有基座部6的电路基板2的一侧s1的相反侧s2的接口部的附近。
33.盖72例如具有划定框体7内部的收容空间的上端的平板状的上壁部、和从该上壁部的周缘向底壁部71的周缘部延伸并划定框体7的收容空间的侧端的侧壁部。盖72的侧壁部的下端面与底壁部71的周壁部的上端面抵接。在该状态下，通过螺栓或螺母等紧固构件将底壁部71的周壁部和盖72的侧壁部紧固，由此构成内部具有收容空间的框体7。
34.马达m具备设置有电力转换装置1的壳体m1和与母线4连接的端子m3。如图2及图3所示，壳体m1具有：与框体7的贯通孔73连接的连接口m11；收容端子m3的端子收容室m12；以及开闭端子收容室m12的开闭口m13。端子收容室m12是设置在壳体m1上的凹状的空间。另外，在连接口m11的周围例如配置有密封垫m15或防水粘接剂。密封垫m15或防水粘接剂将电力转换装置1的筐体7与马达m的壳体m1之间的间隙密封，防止水等从外部向连接口11浸入。
35.通过将框体7的底壁部71安装在壳体m1上，经由连接口m11而插入有母线4，端子收容室m12经由连接口m11及框体7的贯通孔73与框体7的内部空间连通。开闭口m13是为了使插入到端子m3及端子收容室m12的母线4露出而设置在壳体m1上的开口部，在将母线4与端子m3连接后，如图3所示，由盖m14而封闭开闭口m13。
36.以下，说明本实施方式的马达m及电力转换装置1的作用。
37.由于马达m是一体地设置有电力转换装置1的电力转换装置一体型马达，所以与马达m和电力转换装置1分离的构成相比，具有能够使车辆的驱动装置小型化的优点。另一方
面，需要将高电压电路例如通过从框体7的内部向外部延伸的母线4与马达m的端子m3连接，该高电压电路包含以往经由线束而与马达m的端子m3连接的电力转换模块3。
38.在这样的电力转换装置一体型的马达m中，连接电力转换装置1的电力转换模块3和马达m的端子m3的母线4不得不通过电路基板2的附近的情况变多。因此，对屏蔽来自母线4的电磁波而降低电磁波对电路基板2的影响的技术的要求提高。
39.针对这样的要求，本实施方式的电力转换装置1具备：电路基板2；电力转换模块3，其与该电路基板2相对配置；母线4，其与该电力转换模块3连接；以及屏蔽部5，其屏蔽电磁波。母线4沿着电路基板2的厚度方向dt从电路基板2的一侧s1通过电路基板2的侧缘21延伸到相反侧s2。屏蔽部5配置在母线4与电路基板2的侧缘21之间，沿着电路基板2的厚度方向dt从电路基板2的一侧s1延伸到相反侧s2，并且沿着电路基板2的侧缘21向母线4的两侧延伸。
40.通过这样的构成，在电力转换装置1中，从母线4朝向电路基板2的电磁波被屏蔽部5屏蔽，防止电路基板2的误动作。更具体地说，沿着电路基板2的厚度方向dt从电路基板2的一侧s1通过电路基板2的侧缘21延伸到相反侧s2的母线4朝向电路基板2产生电磁波。但是，屏蔽部5配置在母线4与电路基板2的侧缘21之间，沿着电路基板2的厚度方向dt从电路基板2的一侧s1延伸到相反侧s2，并且沿着电路基板2的侧缘21向母线4的两侧延伸。
41.通过该屏蔽部5，能够屏蔽从沿着电路基板2的厚度方向dt从电路基板2的一侧s1通过电路基板2的侧缘21延伸到相反侧s2的母线4朝向电路基板2的电磁波。因此，根据本实施方式，能够提供与以往相比能够降低电磁波对电路基板2的影响而实现小型化的电力转换装置1。另外，通过屏蔽部5以及框体7屏蔽从母线4以及电路基板2向电力转换装置1的外部放出的电磁波，能够抑制从电力转换装置1向外部放出电磁波。
42.另外，本实施方式的电力转换装置1具备：配置在电路基板2与电力转换模块3之间的基座部6；以及支承该基座部6以及电路基板2的框体7。而且，基座部6以及框体7分别具有供母线4通过的贯通孔61和贯通孔73。通过该构成，能够通过基座部6屏蔽从电力转换模块3朝向电路基板2的电磁波。另外，能够使与电力转换模块3连接的母线4通过基座部6的贯通孔61及框体7的贯通孔73而向框体7的外部露出，与马达m的端子m3连接。
43.另外，在本实施方式的电力转换装置1中，屏蔽部5在基座部6的贯通孔61的整周上设置为筒状。通过该构成，通过包围母线4的筒状的屏蔽部5，能够更可靠地屏蔽从母线4向沿着电路基板2的元件搭载面的所有方向放出的电磁波。
44.另外，本实施方式的马达m具备：设置有电力转换装置1的壳体m1；以及与电力转换装置1的母线4连接的端子m3。通过该构成，能够提供具备与以往相比能够降低电磁波对电路基板2的影响而实现小型化的电力转换装置1的马达m。
45.另外，在壳体m1具备与框体7的贯通孔73连接而供母线4插入的连接口m11、和收容母线4及端子m3的端子收容室m12的情况下，能够防止母线4及端子m3向外部露出。由此，屏蔽从母线4向电力转换装置1及壳体m1的外部放出的电磁波，并且屏蔽从外部向电力转换装置1及壳体m1的内部的电磁波，能够防止母线4受到来自外部的电磁波的影响。
46.如上所述，根据本实施方式，能够提供与以往相比能够降低电磁波对电路基板2的影响而实现小型化的电力转换装置1和具备该电力转换装置1的马达m。另外，本公开的电力转换装置以及马达不限于上述的电力转换装置1以及马达m的构成。以下，引用图1及图3，参
照图2及图5至图12，说明上述实施方式的变形例。
47.图5是表示图4中被点划线包围的部分p的变形例1的放大截面图。在上述实施方式中，如图4所示，面向筐体7的收容空间的底壁部71的内底面75是平坦的。与此相对，在图5所示的变形例1中，电力转换装置1具有辅助屏蔽部74，该辅助屏蔽部74在框体7的贯通孔73的周围设置为筒状，并向基座部6延伸。另外，在图2中，示出了框体7的底壁部71具有辅助屏蔽部74的例子。
48.另外，在图5所示的变形例1的电力转换装置1中，屏蔽部5的顶端配置在辅助屏蔽部74的内侧。更具体而言，筒状的辅助屏蔽部74在电路基板2的厚度方向dt上，从框体7的底壁部71的与电路基板2相对的面朝向基座部6突出。另外，筒状的屏蔽部5在电路基板2的厚度方向dt上，从基座部6的与电路基板2相对的面朝向框体7的底壁部71突出。
49.而且，筒状的辅助屏蔽部74的截面形状与筒状的屏蔽部5的截面形状大致相同，筒状的屏蔽部5的外部尺寸比筒状的辅助屏蔽部74的内部尺寸小。另外，从框体7的底壁部71的形成有贯通孔73的内底面75到辅助屏蔽部74的顶端的高度尺寸比屏蔽部5的顶端与内底面75之间的间隔大。通过这样的构成，屏蔽部5的顶端配置在辅助屏蔽部74的内侧。
50.根据图5所示的变形例1的电力转换装置1，能够通过辅助屏蔽部74屏蔽从屏蔽部5的顶端与框体7的内底面75之间的间隙向屏蔽部5的外侧放出的来自母线4的电磁波。因此，根据本变形例，能够提供进一步降低电磁波对电路基板2的影响而实现小型化的电力转换装置1。
51.图6是表示图4中被点划线包围的部分p的变形例2的放大截面图。在本变形例的电力转换装置1中，筒状的辅助屏蔽部74配置在筒状的屏蔽部5的顶端部的内侧。更具体地说，与图5所示的变形例1相反，筒状的辅助屏蔽部74的外部尺寸比筒状的屏蔽部5的内部尺寸小。通过这样的构成，辅助屏蔽部74配置在屏蔽部5的顶端部的内侧。
52.根据图6所示的变形例2的电力转换装置1，与图5所示的变形例1的电力转换装置1同样地，能够通过辅助屏蔽部74屏蔽从屏蔽部5的顶端与框体7的内底面75之间的间隙向屏蔽部5的外侧放出的来自母线4的电磁波。因此，根据本变形例，能够提供进一步降低电磁波对电路基板2的影响而实现小型化的电力转换装置1。另外，如图3所示，有时在电力转换装置1的框体7的贯通孔73的周围配置有密封框体7与马达m1之间的间隙的密封垫m15。在这种情况下，通过设置图6所示的辅助屏蔽部74，能够提高在框体7的底壁部71中被按压在密封垫m15上的部分的刚性以及机械强度。因此，能够防止框体7的底壁部71的变形，并且能够通过底壁部71对密封垫m15赋予充分的压缩力，提高电力转换装置1的防水性和可靠性。
53.图7是表示图4中被点划线包围的部分p的变形例3的放大截面图。在本变形例的电力转换装置1中，屏蔽部5的顶端与框体7的贯通孔73的周围接触。另外，屏蔽部5的顶端也可以隔着导电性粘接剂与框体7的贯通孔73的周围接触。
54.根据图7所示的变形例3的电力转换装置1，能够消除屏蔽部5的顶端与框体7的内底面75之间的间隙，能够通过屏蔽部5更可靠地屏蔽从母线4向屏蔽部5的外侧放出的电磁波。因此，根据本变形例，能够提供进一步降低电磁波对电路基板2的影响而实现小型化的电力转换装置1。
55.图8是表示图4中被点划线包围的部分p的变形例4的放大截面图。
在本变形例的电力转换装置1中，屏蔽部5不是设置在基座部6上，而是在框体7的贯通孔73的整周上设置为筒状。通过这样的构成，能够起到与图4所示的实施方式同样的效果。另外，筒状的屏蔽部5的与框体7的内底面75连接的基端部设置成锥状，越接近基座部6，开口面积越减小。另外，筒状的屏蔽部5的与基端部相反的一侧的顶端部在电路基板2的厚度方向dt上具有大致相同的开口面积。
56.进一步地，在本变形例的电力转换装置1中，屏蔽部5的顶端部插入到基座部6的贯通孔61中。通过该构成，能够通过屏蔽部5更可靠地屏蔽在基座部6与框体7的内底面75之间从母线4放出的电磁波。因此，根据本变形例，能够提供进一步降低电磁波对电路基板2的影响而实现小型化的电力转换装置1。
57.图9是图4所示的电力转换装置1的变形例5的放大截面图。图10是将图9所示的电力转换装置1的框体7的上下颠倒而将底壁部71拆下的状态的立体图。图11是图10的被点划线包围的部分xi的放大图。本变形例的电力转换装置1具有与电路基板2连接的信号线23。信号线23例如与传感器33、母线4等连接。信号线23被保持在屏蔽部5与框体7之间。
58.根据图9至图11所示的变形例5的电力转换装置1，能够在屏蔽部5与框体7之间形成引导信号线23的空间，在屏蔽部5与框体7之间保持信号线23。由此，通过屏蔽部5和框体7，能够保护信号线23不受电磁波影响，能够抑制对信号线23的重叠噪声。
59.图12是表示图3的电力转换装置1以及马达m的变形例的截面图。在本变形例中，母线4具有：经由传感器33而与电力转换模块3连接的第1部分；以及与马达m的端子m3一体设置的第2部分。此外，框体7具有用于连接母线4的第1部分和第2部分的开口部76。在连接母线4的第1部分和第2部分之后，由省略图示的盖封闭开口部76。在本变形例中，也能够起到与图3所示的实施方式的电力转换装置1以及马达m同样的效果。
60.以上，使用附图详细说明了本公开的电力转换装置及马达的实施方式，但具体的构成不限于该实施方式，即使在不脱离本公开的主旨的范围内有设计变更等，这些也包含在本公开中。符号说明
61.1电力转换装置2电路基板21侧缘23信号线3电力转换模块4母线5屏蔽部6基座部61贯通孔7框体73贯通孔74辅助屏蔽部dt厚度方向
m马达m1壳体m3端子s1一侧s2相反侧。