電力変換装置
【課題】電子回路基板の変形を抑制し、小型で、放熱性に優れた電力変換装置を提供すること。
【解決手段】電力変換装置１は、互いの間に空間を設けながら厚み方向に積層配置された第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２と、第１電子回路基板２１における第２電子回路基板２２とは反対側の面に配置され、第１電子回路基板２１に信号端子３１が接続された複数の半導体モジュール３と、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２とを互いに固定する固定部材４と、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との間に介設され両者の間隔を保持するスペーサ５とを有する。スペーサ５は、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との積層方向から見たときの複数の半導体モジュール３の配置領域に配設されている。
【解決手段】電力変換装置１は、互いの間に空間を設けながら厚み方向に積層配置された第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２と、第１電子回路基板２１における第２電子回路基板２２とは反対側の面に配置され、第１電子回路基板２１に信号端子３１が接続された複数の半導体モジュール３と、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２とを互いに固定する固定部材４と、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との間に介設され両者の間隔を保持するスペーサ５とを有する。スペーサ５は、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との積層方向から見たときの複数の半導体モジュール３の配置領域に配設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の電子回路基板を備えたインバータやコンバータ等の電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等には、電源電力から駆動用モータを駆動するための駆動用電力に変換するためのインバータやコンバータ等の電力変換装置が搭載されている。かかる電力変換装置は、複数の半導体モジュールのスイッチング動作によって電力変換を行っている。
そして、電力変換装置には、上記複数の半導体モジュールをスイッチング駆動させるための駆動回路や、各種車両情報を基に駆動状態を制御するための制御回路等を有する電子回路基板が搭載されている。
【０００３】
この電子回路基板としては、高圧系用と低圧系用の２枚の基板を用いることがある。たとえば、駆動回路を構成した高圧系の電子回路基板と、制御回路を構成した低圧系の電子回路基板とを用いることがある。２枚の電子回路基板を電力変換装置内に配置する際には、互いの間に空間を設けつつ厚み方向に積層するように配置する。このとき、二枚の電子回路基板の間には、例えば特許文献１の第１図に示すように、ボスを介在させることが考えられる。
すなわち、図２２に示すごとく、二枚の電子回路基板９２を、その角部付近においてボス９３を介して互いに固定する。また、互いに固定された二枚の電子回路基板９２は、ケースに固定されることとなる。
【０００４】
ところが、電子回路基板９２角端部付近のみにおいてボス９３を用いて二枚の電子回路基板９２を固定すると、例えば車両衝突等による外力が作用したとき電子回路基板９２が変形しやすいという問題がある。そのため、電子回路基板９２が変形したときに、二枚の電子回路基板９２同士が接触しないようにするために、両者の間の間隔を大きくしておく必要が生じる。その結果、電力変換装置を小型化することが困難となる。
【０００５】
かかる問題に対して、図２３に示すごとく、２枚の電子回路基板９２の間に、該電子回路基板９２における互いに対向する辺に沿った一対のステー９４を配置した電力変換装置が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭５８−３４７９０号公報
【特許文献２】特開２００９−１５９７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２に開示された電力変換装置のように、電子回路基板９２における互いに対向する辺を構成する一対の端縁に沿って一対のステー９４を配置しても、電子回路基板９２の中央部付近のたわみ等の変形を充分に防ぐことはできない。
さらには、２枚の電子回路基板９２の間の空間は、上記一対のステー９４によって２辺が塞がれてしまうこととなるため、上記空間における空気が滞留しやすくなり、電子回路基板９２の温度上昇を招くおそれがある。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、電子回路基板の変形を抑制し、小型で、放熱性に優れた電力変換装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、互いの間に空間を設けながら厚み方向に積層配置された第１電子回路基板及び第２電子回路基板と、
上記第１電子回路基板における上記第２電子回路基板とは反対側の面に配置され、上記第１電子回路基板に信号端子が接続された複数の半導体モジュールと、
上記第１電子回路基板と第２電子回路基板とを互いに固定する固定部材と、
上記第１電子回路基板と上記第２電子回路基板との間に介設され両者の間隔を保持するスペーサとを有し、
該スペーサは、上記第１電子回路基板と上記第２電子回路基板との積層方向から見たときの上記複数の半導体モジュールの配置領域に配設されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項１）。
【発明の効果】
【００１０】
上記電力変換装置においては、上記第１電子回路基板と上記第２電子回路基板との間に、両者の間隔を保持するスペーサが介設されている。これにより、第１電子回路基板と第２電子回路基板との間の間隔を保つことができ、両者が近付く方向へ変形することを効果的に防ぐことができる。
そして、これにより、上記第１電子回路基板と上記第２電子回路基板との間の間隔を小さくすることが可能となるため、すなわち基板の変形分を考慮して第１電子回路基板と第２電子回路基板との間の間隔を大きくしておく必要がないため、電力変換装置の小型化を図ることができる。
【００１１】
また、上記スペーサは、上記第１電子回路基板と上記第２電子回路基板との積層方向から見たときの上記複数の半導体モジュールの配置領域（以下において、適宜「半導体モジュール配置領域」という。）に配設されている。そのため、少なくとも半導体モジュールの信号端子が接続されている部分における第１電子回路基板及び第２電子回路基板の変形を抑制することができる。これにより、車両衝突時等における信号端子の短絡を効果的に防ぐことができる。
【００１２】
また、上記半導体モジュール配置領域は、第１電子回路基板に他の電子部品が搭載されない。そして、この半導体モジュール配置領域においては、第１電子回路基板と第２電子回路基板との間の空間（以下において、適宜「基板間空間」という。）には、第１電子回路基板と上記信号端子との接続部が配置されるのみである。それゆえ、半導体モジュール配置領域における基板間空間には、充分なスペースが存在する。
そこで、このスペースに上記スペーサを配設することにより、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の面積を広げることなく、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の変形を抑制することができる。それゆえ、電力変換装置の大型化を防ぐことができる。
【００１３】
また、上記スペーサは、上記半導体モジュール配置領域に配設されるため、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の端縁において上記基板間空間を塞ぐことがない。それゆえ、基板間空間とその外側との間での空気の循環を阻害することを防ぎ、基板間空間における空気の温度上昇を防ぐことができる。その結果、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の温度上昇を防ぐことができる。すなわち、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の放熱性を向上させることができる。
【００１４】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、電子回路基板の変形を抑制し、小型で、放熱性に優れた電力変換装置を提供しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における、電力変換装置の斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】図２のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図４】実施例１における、半導体モジュール配置領域の説明図。
【図５】実施例２における、電力変換装置の断面図。
【図６】図５のＣ−Ｃ線矢視断面図。
【図７】実施例２における、スペーサの斜め下方から見た斜視図。
【図８】実施例２における、他のスペーサの斜め下方から見た斜視図。
【図９】実施例３における、電力変換装置の斜視図。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線矢視断面図。
【図１１】図１０のＥ−Ｅ線矢視断面図。
【図１２】実施例３における、スペーサの斜視図。
【図１３】実施例４における、第２電子回路基板を除去した状態で見た電力変換装置の平面図。
【図１４】実施例４における、スペーサの斜視図。
【図１５】実施例５における、電力変換装置の斜視図。
【図１６】図１５のＦ−Ｆ線矢視断面図。
【図１７】図１６のＧ−Ｇ線矢視断面図。
【図１８】実施例５における、スペーサの斜視図。
【図１９】実施例６における、電力変換装置の断面図。
【図２０】実施例７における、電力変換装置の断面図。
【図２１】図２０のＨ−Ｈ線矢視断面図。
【図２２】従来例における、２枚の電子回路基板の積層構造の斜視図。
【図２３】他の従来例における、２枚の電子回路基板の積層構造の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明において、上記スペーサは、特に材質は限定されないが、樹脂等の絶縁体によって構成されていることが好ましい。この場合には、スペーサが半導体モジュールの信号端子に接触しても、信号端子を短絡させる等の不具合を招くことがない。
【００１７】
また、上記第１電子回路基板及び上記第２電子回路基板は長方形状を有し、両者の間の空間は、上記長方形状の４辺に対応する部分を開口させていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記基板間空間が、その四方において外部空間に解放されるため、上記基板間空間と外部空間との間の空気の循環を確保することができる。その結果、基板間空間における熱を四方から放出することができ、電子回路基板の放熱性を一層向上することができる。
【００１８】
また、上記スペーサは、隣り合う上記半導体モジュールの上記信号端子の間において、上記第１電子回路基板に当接していることが好ましい（請求項３）。
この場合には、第１電子回路基板の中でも特に変形しやすい部分の変形を効果的に抑制することができる。また、信号端子が接続された部分の第１電子回路基板の変形を抑制することができることで、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の変形による信号端子の短絡を効果的に防ぐことができる。
【００１９】
また、上記信号端子は、上記第１電子回路基板を貫通しており、上記スペーサは、振幅が一定の波型に連続した形状を有し、上記波型における一方の頂部が、隣り合う上記半導体モジュールの上記信号端子の間において、上記第１電子回路基板に当接し、他方の頂部が上記第２電子回路基板に当接していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の広い範囲にわたって、一部材によるスペーサを配置することができるため、組み付け作業を効率化することができる。
【００２０】
また、上記スペーサは、矩形波形状を有することが好ましい（請求項５）。
この場合には、波型の頂部が平坦面となり、この平坦面が第１電子回路基板及び第２電子回路基板に当接することとなる。そのため、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の変形をより効果的に防ぐことができる。
【００２１】
また、上記信号端子は上記第１電子回路基板を貫通しており、上記スペーサは上記第１電子回路基板との対向面に設けられた逃し穴を有し、上記第１電子回路基板から突出した上記信号端子は上記逃し穴に配置されていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記スペーサの太さを太くしつつ、すなわち、スペーサにおける第１電子回路基板に平行な断面の断面積を大きくしつつ、信号端子と干渉しないようにスペーサを配置することができる。これにより、スペーサの強度を向上させることができると共に、スペーサの配置自由度を高くすることができる。
【００２２】
また、上記複数の半導体モジュールは、上記第１電子回路基板に平行な方向に沿って１列または複数列に配列されており、上記スペーサは、上記半導体モジュールの配列方向に沿って形成された長尺部材からなり、上記第２電子回路基板に当接する天井板と、該天井板における幅方向の両端から上記第１電子回路基板に向って立設した一対の立設部とを有することが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記一対の立設部が、上記半導体モジュールの配列方向に沿って上記第１電子回路基板に当接することとなるため、信号端子と干渉しないようにスペーサを配設することが容易となる。すなわち、半導体モジュールが所定の方向に配列されるということは、信号端子も所定の方向に配列され、そして、信号端子が存在しない領域も所定の方向に連続することとなる。そのため、この領域に、配列方向に沿った長尺部材の立設部を当接させやすくなる。
また、上記スペーサは、天井板と一対の立設部とを有するため、安定して、第１電子回路基板と第２電子回路基板とを支持することができる。
【実施例】
【００２３】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図１〜図４を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図１、図２に示すごとく、下記の第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２と、複数の半導体モジュール３と、固定部材４と、スペーサ５とを有する。
【００２４】
第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２とは、互いの間に空間を設けながら厚み方向に積層配置されている。
半導体モジュール３は、第１電子回路基板２１における第２電子回路基板２２とは反対側の面に配置され、第１電子回路基板２１に信号端子３１が接続されている。
【００２５】
固定部材４は、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２とを互いに固定している。
スペーサ５は、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との間に介設され両者の間隔を保持する。
そして、図３に示すごとく、スペーサ５は、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との積層方向から見たときの複数の半導体モジュール３の配置領域（図４に示す半導体モジュール配置領域１２）に配設されている。半導体モジュール配置領域１２は、図４に示すごとく、間隔の大きいハッチングを施した長方形の領域であって、すべての半導体モジュール３をカバーするように形成された領域である。
【００２６】
本例の電力変換装置１は、電気自動車又はハイブリッド自動車に搭載され、直流電源（図示略）と車両の駆動源としての三相交流回転電機（図示略）との間の電力変換を行うものである。
また、本例において、第１電子回路基板２１は、複数の半導体モジュール３をスイッチング駆動させるための駆動回路を有する比較的高電圧の高圧系の電子回路基板であり、第２電子回路基板２１は、各種車両情報を基に駆動状態を制御するための制御回路を有する低圧系の電子回路基板である。
【００２７】
第１電子回路基板２１には、図２〜図４に示すごとく、半導体モジュール３以外にも、上記駆動回路を構成するＩＣやコンデンサや抵抗等の電子部品１１１が搭載されている。これらの電子部品１１１は、第１電子回路基板２１における第２電子回路基板２２側の面であって、上記半導体モジュール配置領域１２を除く領域に実装されている。
また、第２電子回路基板２２にも、上記制御回路を構成する複数の電子部品１１２が搭載されている。これらの電子部品１１２は、第２電子回路基板２２における第１電子回路基板２１側と反対側の面に搭載されている。
【００２８】
また、図３に示すごとく、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２は長方形状を有する。そして、図１に示すごとく、両者の間の空間（基板間空間１３）は、長方形状の４辺に対応する部分を開口させている。
つまり、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２とは、これらの四隅に配置された固定部材４によって互いに固定されている（図３）。この固定部材４の配設位置以外においては、基板間空間１３は、第１電子回路基板２１及び上記第２電子回路基板２２の４辺に対応する位置において、外部に開放されている。
【００２９】
固定部材４は、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の四隅における両者の間に立設されており、図２に示すごとく、固定部材４における両端面に対して、ビス４１によって第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２とが、固定されている。４本の固定部材４は互いに同等の高さを有しており、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２とは、一定の間隔を設けて平行に配置されている。
【００３０】
半導体モジュール３は、図１、図２に示すごとく、スイッチング素子を内蔵する本体部３０と、該本体部３０における一つの端面から突出した５本の信号端子３１とを有する。信号端子３１は、図３に示すごとく、上記端面における長手方向の一方側に偏って配置されている。
本体部３０における信号端子３１の立設側と反対側の端面には、上記直流電源や上記三相交流回転電機に電気的に接続される主電極端子が形成されているが、図１、図２においては省略してある。
【００３１】
複数の半導体モジュール３は、これらを冷却する冷却管（図示略）と共に交互に積層されており、この積層方向に２列整列配置されている。なお、この整列方向は、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２と平行であると共に、これらの長辺に平行である。
信号端子３１は、第１電子回路基板２１に設けたスルーホールに挿通されると共に、第１電子回路基板２１における第２電子回路基板２２側の面に形成された電極パッドにはんだ付け接合されている。
【００３２】
図３に示すごとく、スペーサ５は、隣り合う半導体モジュール３の信号端子３１の間において、第１電子回路基板２１に当接している。また、スペーサ５は、第２電子回路基板２２にも当接している。そして、スペーサ５は、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との少なくとも一方に対して、接着剤等の固定手段によって固定されている。
本例においては、図１〜図３に示すごとく、スペーサ５は、略楕円柱状の樹脂成形体からなり、積層方向に隣り合う半導体モジュール３の信号端子３１の間に配置されている。
また、スペーサ５は複数個配置されており、これらのスペーサ５は、すべて同じ高さを有し、この高さは基板間空間１３の間隔と一致する。
【００３３】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置１においては、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との間に、両者の間隔を保持するスペーサ５が介設されている。これにより、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との間の間隔を保つことができ、両者が近付く方向へ変形することを効果的に防ぐことができる。
そして、これにより、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との間の間隔を小さくすることが可能となるため、すなわち基板の変形分を考慮して第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との間の間隔を大きくしておく必要がないため、電力変換装置１の小型化を図ることができる。
【００３４】
また、図３に示すごとく、スペーサ５は、半導体モジュール配置領域１２（図４）に配設されている。そのため、少なくとも半導体モジュール３の信号端子３１が接続されている部分における第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の変形を抑制することができる。これにより、車両衝突時等における信号端子３１の短絡を効果的に防ぐことができる。
【００３５】
また、図４に示すごとく、半導体モジュール配置領域１２は、第１電子回路基板２１に他の電子部品１１１が搭載されない。そして、この半導体モジュール配置領域１２においては、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との間の空間（基板間空間１３）には、第１電子回路基板２１と信号端子３１との接続部が配置されるのみである。それゆえ、半導体モジュール配置領域１２における基板間空間１３には、充分なスペースが存在する。
そこで、このスペースにスペーサ５を配設することにより、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の面積を広げることなく、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の変形を抑制することができる。それゆえ、電力変換装置１の大型化を防ぐことができる。
【００３６】
また、スペーサ５は、半導体モジュール配置領域１２に配設されるため、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の端縁において基板間空間１３を塞ぐことがない。それゆえ、基板間空間１３とその外側との間での空気の循環を阻害することを防ぎ、基板間空間１３における空気の温度上昇を防ぐことができる。その結果、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の温度上昇を防ぐことができる。すなわち、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の放熱性を向上させることができる。
【００３７】
また、上記基板間空間１３は、長方形状の４辺に対応する部分を開口させている。すなわち、基板間空間１３が、その四方において外部空間に解放されるため、基板間空間１３と外部空間との間の空気の循環を確保することができる。その結果、基板間空間１３における熱を四方から放出することができ、電子回路基板（第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２）の放熱性を一層向上することができる。
【００３８】
また、スペーサ５は、隣り合う半導体モジュール３の信号端子３１の間において、第１電子回路基板２１に当接している。それゆえ、第１電子回路基板２１の中でも特に変形しやすい部分の変形を効果的に抑制することができる。また、信号端子３１が接続された部分の第１電子回路基板２１の変形を抑制することができることで、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の変形による信号端子３１の短絡を効果的に防ぐことができる。
【００３９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、電子回路基板の変形を抑制し、小型で、放熱性に優れた電力変換装置を提供しようとするものである。
【００４０】
（実施例２）
本例は、図５〜図８に示すごとく、スペーサ５における第１電子回路基板２１との対向面５１に逃し穴５２を設け、第１電子回路基板２１から突出した信号端子３１を逃し穴５２に配置した例である。
本例の場合には、図５、図６に示すごとく、２列のうちの一方の列に配列された半導体モジュール３の配置位置において、スペーサ５が基板間空間１３に配設されている。そして、各逃し穴５２に複数の半導体モジュール３の信号端子３１が配置され、逃し穴５２の周囲のスペーサ５の当接面５１が、半導体モジュール３の信号端子３１の周囲において、第１電子回路基板２１に当接している。
【００４１】
逃し穴５２は、図７に示すごとく、各スペーサ５に１個形成され、一つの半導体モジュール３における複数の信号端子５が配置されるよう構成されていてもよいし、図８に示すごとく、各スペーサ５に複数個形成され、各逃し穴５２に一本ずつ信号端子３１が挿入配置されるよう構成することもできる。
なお、本例では、逃し穴５２はスペーサ５を貫通していないが、スペーサ５をその高さ方向に貫通するような逃し穴を設けてもよい。
その他は、実施例１と同様である。
【００４２】
本例の場合には、スペーサ５を太くしつつ、すなわち、スペーサ５における第１電子回路基板２１に平行な断面の断面積を大きくしつつ、信号端子３１と干渉しないようにスペーサ５を配置することができる。これにより、スペーサ５の強度を向上させることができると共に、スペーサ５の配置自由度を高くすることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４３】
（実施例３）
本例は、図９〜図１１に示すごとく、振幅が一定の波型に連続した形状を有するスペーサ５を用いた例である。
そして、上記波型における一方の頂部５３１が、隣り合う半導体モジュール３の信号端子３１の間において、第１電子回路基板２１に当接し、他方の頂部５３２が第２電子回路基板２２に当接している。
スペーサ５は、図１０、図１２に示すごとく、矩形波形状を有する。すなわち、一方の頂部５３１及び他方の頂部５３２は、それぞれ平坦面を有する。そして、一方の頂部５３１と他方の頂部５３２とは、互いに第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との積層方向に立設された立設部５３３によって連結されている。
【００４４】
また、本例においては、図１１に示すごとく、一方の列の半導体モジュール３における信号端子３１と、他方の列の半導体モジュール３における信号端子３１とは、互いに近接する側の端部に偏った位置に配置されている。
そして、図１０に示すごとく、スペーサ５は、第２電子回路基板２２に当接する頂部５３２と、その両端における立設部５３３との間に形成される空間に、第１電子回路基板２１から突出した信号端子３１が配置されるように、基板間空間１３に配設される。
その他は、実施例１と同様である。
【００４５】
本例の場合には、第１電子回路基板及２１及び第２電子回路基板２２の広い範囲にわたって、一部材によるスペーサ５を配置することができるため、組み付け作業を効率化することができる。
また、スペーサ５は、矩形波形状を有するため、波型の頂部５３１、５３２が平坦面となり、この平坦面が第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２に当接することとなる。それゆえ、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の変形をより効果的に防ぐことができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４６】
なお、本例において、例えばスペーサ５を正弦波のような形状とすることも可能である。この場合は、頂部５３１、５３２が平坦面とならないが、一部材のスペーサ５を配置するだけで、第１電子回路基板及２１及び第２電子回路基板２２の広い範囲にわたってこれらを補強することができるという観点では、同様の作用効果を得ることができる。
【００４７】
（実施例４）
また、本例は、図１３、図１４に示すごとく、矩形波状のスペーサ５を、基板間空間１３に配置した例である。
ただし、本例においては、矩形波の振幅方向が、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との積層方向に直交する方向であり、実施例３の場合と比べて、スペーサ５の向きが、長手方向を中心に９０°回転した状態となっている。
【００４８】
そして、スペーサ５における一方の頂部５３１が、半導体モジュール３における厚み方向と直交する方向に隣り合う２つの半導体モジュール３の信号端子３１の間に配置され、他方の頂部５３２が、厚み方向に隣り合う２つの半導体モジュール３の信号端子３１の間の間に配置される。
すなわち、信号端子３１は、スペーサ５における一方の頂部５３１とその両端における一対の立設部５３３との間に配置される。
その他は、実施例３と同様である。
【００４９】
本例の場合にも、一部材のスペーサ５を配置するだけで、第１電子回路基板及２１び第２電子回路基板２２の広い範囲にわたってこれらを補強することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
なお、本例において、例えばスペーサ５を正弦波のような形状とすることも可能である。この場合にも、同様の作用効果を得ることができる。
【００５０】
（実施例５）
本例は、図１５〜図１８に示すごとく、半導体モジュール３の配列方向に沿って形成された長尺部材からなるスペーサ５を用いた例である。
スペーサ５は、に示すごとく、第２電子回路基板２２に当接する天井板５４１と、該天井板５４１における幅方向の両端から第１電子回路基板２１に向って立設した一対の立設部５４２とを有する。
【００５１】
一方の立設部５４２は、一方の列の半導体モジュール３の信号端子３１の外側において、第１電子回路基板２１に当接し、他方の立設部５４２は、他方の列の半導体モジュール３の信号端子３１の外側において、第１電子回路基板２１に当接している。
すなわち、すべての半導体モジュール３の信号端子３１が、スペーサ５における一対の立設部５４２の間に配置されることとなる。
その他は、実施例３と同様である。
【００５２】
本例の場合には、上記一対の立設部５４２が、半導体モジュール３の配列方向に沿って第１電子回路基板２１に当接することとなるため、信号端子３１と干渉しないようにスペーサ５を配設することが容易となる。すなわち、半導体モジュール３が所定の方向に配列されるということは、信号端子３１も所定の方向に配列され、そして、信号端子３１が存在しない領域も所定の方向に連続することとなる。そのため、この領域に、配列方向に沿った長尺部材の立設部５４２を当接させやすくなる。
また、スペーサ５は、天井板５４１と一対の立設部５４２とを有するため、安定して、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２とを支持することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５３】
（実施例６）
本例は、図１９に示すごとく、スペーサ５の一対の立設部５４２にフランジ部５４３を設けた例である。
フランジ部５４３は、立設部５４２の端部において、直角に屈曲形成されてなり、第１電子回路基板２１と面接触する。
その他は、実施例５と同様である。
【００５４】
本例の場合には、スペーサ５が第１電子回路基板２１とも面接触することとなるため、第１電子回路基板２１の変形を一層抑制することができる。
また、特にスペーサ５を第１電子回路基板２１に固定する場合には、フランジ部５４３においてその固定を容易に行うことができる。
その他、実施例５と同様の作用効果を有する。
【００５５】
（実施例７）
本例は、図２０、図２１に示すごとく、スペーサ５における一方の立設部５４２を、二つの列の半導体モジュール３の信号端子３１の間において、第１電子回路基板２１に当接させた例である。
すなわち、２列のうちの一方の列の半導体モジュール３の信号端子３１が、スペーサ５における一対の立設部５４２の間に配置され、他方の列の半導体モジュール３の信号端子３１は、スペーサ５の外側に配置されることとなる。
その他は、実施例５と同様である。
本例の場合には、スペーサ５を小型化することができるため、装置の軽量化及び低コスト化を図ることができる。
その他、実施例５と同様の作用効果を有する。
【００５６】
なお、上記実施例５〜７において、上記立設部５４２に、開口部や切欠部を設けることもできる。この場合には、開口部や切欠部を通じて、空気が一対の立設部５４２の間の空間とその外側の空間とにおいて循環することが可能となるため、電子回路基板の放熱性を更に向上させることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 電力変換装置
１１１、１１２ 電子部品
１２ 半導体モジュール配置領域
１３ 基板間空間
２１ 第１電子回路基板
２２ 第２電子回路基板
３ 半導体モジュール
３１ 信号端子
４ 固定部材
５ スペーサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の電子回路基板を備えたインバータやコンバータ等の電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等には、電源電力から駆動用モータを駆動するための駆動用電力に変換するためのインバータやコンバータ等の電力変換装置が搭載されている。かかる電力変換装置は、複数の半導体モジュールのスイッチング動作によって電力変換を行っている。
そして、電力変換装置には、上記複数の半導体モジュールをスイッチング駆動させるための駆動回路や、各種車両情報を基に駆動状態を制御するための制御回路等を有する電子回路基板が搭載されている。
【０００３】
この電子回路基板としては、高圧系用と低圧系用の２枚の基板を用いることがある。たとえば、駆動回路を構成した高圧系の電子回路基板と、制御回路を構成した低圧系の電子回路基板とを用いることがある。２枚の電子回路基板を電力変換装置内に配置する際には、互いの間に空間を設けつつ厚み方向に積層するように配置する。このとき、二枚の電子回路基板の間には、例えば特許文献１の第１図に示すように、ボスを介在させることが考えられる。
すなわち、図２２に示すごとく、二枚の電子回路基板９２を、その角部付近においてボス９３を介して互いに固定する。また、互いに固定された二枚の電子回路基板９２は、ケースに固定されることとなる。
【０００４】
ところが、電子回路基板９２角端部付近のみにおいてボス９３を用いて二枚の電子回路基板９２を固定すると、例えば車両衝突等による外力が作用したとき電子回路基板９２が変形しやすいという問題がある。そのため、電子回路基板９２が変形したときに、二枚の電子回路基板９２同士が接触しないようにするために、両者の間の間隔を大きくしておく必要が生じる。その結果、電力変換装置を小型化することが困難となる。
【０００５】
かかる問題に対して、図２３に示すごとく、２枚の電子回路基板９２の間に、該電子回路基板９２における互いに対向する辺に沿った一対のステー９４を配置した電力変換装置が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭５８−３４７９０号公報
【特許文献２】特開２００９−１５９７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２に開示された電力変換装置のように、電子回路基板９２における互いに対向する辺を構成する一対の端縁に沿って一対のステー９４を配置しても、電子回路基板９２の中央部付近のたわみ等の変形を充分に防ぐことはできない。
さらには、２枚の電子回路基板９２の間の空間は、上記一対のステー９４によって２辺が塞がれてしまうこととなるため、上記空間における空気が滞留しやすくなり、電子回路基板９２の温度上昇を招くおそれがある。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、電子回路基板の変形を抑制し、小型で、放熱性に優れた電力変換装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、互いの間に空間を設けながら厚み方向に積層配置された第１電子回路基板及び第２電子回路基板と、
上記第１電子回路基板における上記第２電子回路基板とは反対側の面に配置され、上記第１電子回路基板に信号端子が接続された複数の半導体モジュールと、
上記第１電子回路基板と第２電子回路基板とを互いに固定する固定部材と、
上記第１電子回路基板と上記第２電子回路基板との間に介設され両者の間隔を保持するスペーサとを有し、
該スペーサは、上記第１電子回路基板と上記第２電子回路基板との積層方向から見たときの上記複数の半導体モジュールの配置領域に配設されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項１）。
【発明の効果】
【００１０】
上記電力変換装置においては、上記第１電子回路基板と上記第２電子回路基板との間に、両者の間隔を保持するスペーサが介設されている。これにより、第１電子回路基板と第２電子回路基板との間の間隔を保つことができ、両者が近付く方向へ変形することを効果的に防ぐことができる。
そして、これにより、上記第１電子回路基板と上記第２電子回路基板との間の間隔を小さくすることが可能となるため、すなわち基板の変形分を考慮して第１電子回路基板と第２電子回路基板との間の間隔を大きくしておく必要がないため、電力変換装置の小型化を図ることができる。
【００１１】
また、上記スペーサは、上記第１電子回路基板と上記第２電子回路基板との積層方向から見たときの上記複数の半導体モジュールの配置領域（以下において、適宜「半導体モジュール配置領域」という。）に配設されている。そのため、少なくとも半導体モジュールの信号端子が接続されている部分における第１電子回路基板及び第２電子回路基板の変形を抑制することができる。これにより、車両衝突時等における信号端子の短絡を効果的に防ぐことができる。
【００１２】
また、上記半導体モジュール配置領域は、第１電子回路基板に他の電子部品が搭載されない。そして、この半導体モジュール配置領域においては、第１電子回路基板と第２電子回路基板との間の空間（以下において、適宜「基板間空間」という。）には、第１電子回路基板と上記信号端子との接続部が配置されるのみである。それゆえ、半導体モジュール配置領域における基板間空間には、充分なスペースが存在する。
そこで、このスペースに上記スペーサを配設することにより、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の面積を広げることなく、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の変形を抑制することができる。それゆえ、電力変換装置の大型化を防ぐことができる。
【００１３】
また、上記スペーサは、上記半導体モジュール配置領域に配設されるため、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の端縁において上記基板間空間を塞ぐことがない。それゆえ、基板間空間とその外側との間での空気の循環を阻害することを防ぎ、基板間空間における空気の温度上昇を防ぐことができる。その結果、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の温度上昇を防ぐことができる。すなわち、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の放熱性を向上させることができる。
【００１４】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、電子回路基板の変形を抑制し、小型で、放熱性に優れた電力変換装置を提供しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における、電力変換装置の斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】図２のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図４】実施例１における、半導体モジュール配置領域の説明図。
【図５】実施例２における、電力変換装置の断面図。
【図６】図５のＣ−Ｃ線矢視断面図。
【図７】実施例２における、スペーサの斜め下方から見た斜視図。
【図８】実施例２における、他のスペーサの斜め下方から見た斜視図。
【図９】実施例３における、電力変換装置の斜視図。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線矢視断面図。
【図１１】図１０のＥ−Ｅ線矢視断面図。
【図１２】実施例３における、スペーサの斜視図。
【図１３】実施例４における、第２電子回路基板を除去した状態で見た電力変換装置の平面図。
【図１４】実施例４における、スペーサの斜視図。
【図１５】実施例５における、電力変換装置の斜視図。
【図１６】図１５のＦ−Ｆ線矢視断面図。
【図１７】図１６のＧ−Ｇ線矢視断面図。
【図１８】実施例５における、スペーサの斜視図。
【図１９】実施例６における、電力変換装置の断面図。
【図２０】実施例７における、電力変換装置の断面図。
【図２１】図２０のＨ−Ｈ線矢視断面図。
【図２２】従来例における、２枚の電子回路基板の積層構造の斜視図。
【図２３】他の従来例における、２枚の電子回路基板の積層構造の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明において、上記スペーサは、特に材質は限定されないが、樹脂等の絶縁体によって構成されていることが好ましい。この場合には、スペーサが半導体モジュールの信号端子に接触しても、信号端子を短絡させる等の不具合を招くことがない。
【００１７】
また、上記第１電子回路基板及び上記第２電子回路基板は長方形状を有し、両者の間の空間は、上記長方形状の４辺に対応する部分を開口させていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記基板間空間が、その四方において外部空間に解放されるため、上記基板間空間と外部空間との間の空気の循環を確保することができる。その結果、基板間空間における熱を四方から放出することができ、電子回路基板の放熱性を一層向上することができる。
【００１８】
また、上記スペーサは、隣り合う上記半導体モジュールの上記信号端子の間において、上記第１電子回路基板に当接していることが好ましい（請求項３）。
この場合には、第１電子回路基板の中でも特に変形しやすい部分の変形を効果的に抑制することができる。また、信号端子が接続された部分の第１電子回路基板の変形を抑制することができることで、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の変形による信号端子の短絡を効果的に防ぐことができる。
【００１９】
また、上記信号端子は、上記第１電子回路基板を貫通しており、上記スペーサは、振幅が一定の波型に連続した形状を有し、上記波型における一方の頂部が、隣り合う上記半導体モジュールの上記信号端子の間において、上記第１電子回路基板に当接し、他方の頂部が上記第２電子回路基板に当接していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の広い範囲にわたって、一部材によるスペーサを配置することができるため、組み付け作業を効率化することができる。
【００２０】
また、上記スペーサは、矩形波形状を有することが好ましい（請求項５）。
この場合には、波型の頂部が平坦面となり、この平坦面が第１電子回路基板及び第２電子回路基板に当接することとなる。そのため、第１電子回路基板及び第２電子回路基板の変形をより効果的に防ぐことができる。
【００２１】
また、上記信号端子は上記第１電子回路基板を貫通しており、上記スペーサは上記第１電子回路基板との対向面に設けられた逃し穴を有し、上記第１電子回路基板から突出した上記信号端子は上記逃し穴に配置されていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記スペーサの太さを太くしつつ、すなわち、スペーサにおける第１電子回路基板に平行な断面の断面積を大きくしつつ、信号端子と干渉しないようにスペーサを配置することができる。これにより、スペーサの強度を向上させることができると共に、スペーサの配置自由度を高くすることができる。
【００２２】
また、上記複数の半導体モジュールは、上記第１電子回路基板に平行な方向に沿って１列または複数列に配列されており、上記スペーサは、上記半導体モジュールの配列方向に沿って形成された長尺部材からなり、上記第２電子回路基板に当接する天井板と、該天井板における幅方向の両端から上記第１電子回路基板に向って立設した一対の立設部とを有することが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記一対の立設部が、上記半導体モジュールの配列方向に沿って上記第１電子回路基板に当接することとなるため、信号端子と干渉しないようにスペーサを配設することが容易となる。すなわち、半導体モジュールが所定の方向に配列されるということは、信号端子も所定の方向に配列され、そして、信号端子が存在しない領域も所定の方向に連続することとなる。そのため、この領域に、配列方向に沿った長尺部材の立設部を当接させやすくなる。
また、上記スペーサは、天井板と一対の立設部とを有するため、安定して、第１電子回路基板と第２電子回路基板とを支持することができる。
【実施例】
【００２３】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図１〜図４を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図１、図２に示すごとく、下記の第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２と、複数の半導体モジュール３と、固定部材４と、スペーサ５とを有する。
【００２４】
第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２とは、互いの間に空間を設けながら厚み方向に積層配置されている。
半導体モジュール３は、第１電子回路基板２１における第２電子回路基板２２とは反対側の面に配置され、第１電子回路基板２１に信号端子３１が接続されている。
【００２５】
固定部材４は、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２とを互いに固定している。
スペーサ５は、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との間に介設され両者の間隔を保持する。
そして、図３に示すごとく、スペーサ５は、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との積層方向から見たときの複数の半導体モジュール３の配置領域（図４に示す半導体モジュール配置領域１２）に配設されている。半導体モジュール配置領域１２は、図４に示すごとく、間隔の大きいハッチングを施した長方形の領域であって、すべての半導体モジュール３をカバーするように形成された領域である。
【００２６】
本例の電力変換装置１は、電気自動車又はハイブリッド自動車に搭載され、直流電源（図示略）と車両の駆動源としての三相交流回転電機（図示略）との間の電力変換を行うものである。
また、本例において、第１電子回路基板２１は、複数の半導体モジュール３をスイッチング駆動させるための駆動回路を有する比較的高電圧の高圧系の電子回路基板であり、第２電子回路基板２１は、各種車両情報を基に駆動状態を制御するための制御回路を有する低圧系の電子回路基板である。
【００２７】
第１電子回路基板２１には、図２〜図４に示すごとく、半導体モジュール３以外にも、上記駆動回路を構成するＩＣやコンデンサや抵抗等の電子部品１１１が搭載されている。これらの電子部品１１１は、第１電子回路基板２１における第２電子回路基板２２側の面であって、上記半導体モジュール配置領域１２を除く領域に実装されている。
また、第２電子回路基板２２にも、上記制御回路を構成する複数の電子部品１１２が搭載されている。これらの電子部品１１２は、第２電子回路基板２２における第１電子回路基板２１側と反対側の面に搭載されている。
【００２８】
また、図３に示すごとく、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２は長方形状を有する。そして、図１に示すごとく、両者の間の空間（基板間空間１３）は、長方形状の４辺に対応する部分を開口させている。
つまり、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２とは、これらの四隅に配置された固定部材４によって互いに固定されている（図３）。この固定部材４の配設位置以外においては、基板間空間１３は、第１電子回路基板２１及び上記第２電子回路基板２２の４辺に対応する位置において、外部に開放されている。
【００２９】
固定部材４は、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の四隅における両者の間に立設されており、図２に示すごとく、固定部材４における両端面に対して、ビス４１によって第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２とが、固定されている。４本の固定部材４は互いに同等の高さを有しており、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２とは、一定の間隔を設けて平行に配置されている。
【００３０】
半導体モジュール３は、図１、図２に示すごとく、スイッチング素子を内蔵する本体部３０と、該本体部３０における一つの端面から突出した５本の信号端子３１とを有する。信号端子３１は、図３に示すごとく、上記端面における長手方向の一方側に偏って配置されている。
本体部３０における信号端子３１の立設側と反対側の端面には、上記直流電源や上記三相交流回転電機に電気的に接続される主電極端子が形成されているが、図１、図２においては省略してある。
【００３１】
複数の半導体モジュール３は、これらを冷却する冷却管（図示略）と共に交互に積層されており、この積層方向に２列整列配置されている。なお、この整列方向は、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２と平行であると共に、これらの長辺に平行である。
信号端子３１は、第１電子回路基板２１に設けたスルーホールに挿通されると共に、第１電子回路基板２１における第２電子回路基板２２側の面に形成された電極パッドにはんだ付け接合されている。
【００３２】
図３に示すごとく、スペーサ５は、隣り合う半導体モジュール３の信号端子３１の間において、第１電子回路基板２１に当接している。また、スペーサ５は、第２電子回路基板２２にも当接している。そして、スペーサ５は、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との少なくとも一方に対して、接着剤等の固定手段によって固定されている。
本例においては、図１〜図３に示すごとく、スペーサ５は、略楕円柱状の樹脂成形体からなり、積層方向に隣り合う半導体モジュール３の信号端子３１の間に配置されている。
また、スペーサ５は複数個配置されており、これらのスペーサ５は、すべて同じ高さを有し、この高さは基板間空間１３の間隔と一致する。
【００３３】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置１においては、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との間に、両者の間隔を保持するスペーサ５が介設されている。これにより、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との間の間隔を保つことができ、両者が近付く方向へ変形することを効果的に防ぐことができる。
そして、これにより、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との間の間隔を小さくすることが可能となるため、すなわち基板の変形分を考慮して第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との間の間隔を大きくしておく必要がないため、電力変換装置１の小型化を図ることができる。
【００３４】
また、図３に示すごとく、スペーサ５は、半導体モジュール配置領域１２（図４）に配設されている。そのため、少なくとも半導体モジュール３の信号端子３１が接続されている部分における第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の変形を抑制することができる。これにより、車両衝突時等における信号端子３１の短絡を効果的に防ぐことができる。
【００３５】
また、図４に示すごとく、半導体モジュール配置領域１２は、第１電子回路基板２１に他の電子部品１１１が搭載されない。そして、この半導体モジュール配置領域１２においては、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との間の空間（基板間空間１３）には、第１電子回路基板２１と信号端子３１との接続部が配置されるのみである。それゆえ、半導体モジュール配置領域１２における基板間空間１３には、充分なスペースが存在する。
そこで、このスペースにスペーサ５を配設することにより、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の面積を広げることなく、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の変形を抑制することができる。それゆえ、電力変換装置１の大型化を防ぐことができる。
【００３６】
また、スペーサ５は、半導体モジュール配置領域１２に配設されるため、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の端縁において基板間空間１３を塞ぐことがない。それゆえ、基板間空間１３とその外側との間での空気の循環を阻害することを防ぎ、基板間空間１３における空気の温度上昇を防ぐことができる。その結果、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の温度上昇を防ぐことができる。すなわち、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の放熱性を向上させることができる。
【００３７】
また、上記基板間空間１３は、長方形状の４辺に対応する部分を開口させている。すなわち、基板間空間１３が、その四方において外部空間に解放されるため、基板間空間１３と外部空間との間の空気の循環を確保することができる。その結果、基板間空間１３における熱を四方から放出することができ、電子回路基板（第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２）の放熱性を一層向上することができる。
【００３８】
また、スペーサ５は、隣り合う半導体モジュール３の信号端子３１の間において、第１電子回路基板２１に当接している。それゆえ、第１電子回路基板２１の中でも特に変形しやすい部分の変形を効果的に抑制することができる。また、信号端子３１が接続された部分の第１電子回路基板２１の変形を抑制することができることで、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の変形による信号端子３１の短絡を効果的に防ぐことができる。
【００３９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、電子回路基板の変形を抑制し、小型で、放熱性に優れた電力変換装置を提供しようとするものである。
【００４０】
（実施例２）
本例は、図５〜図８に示すごとく、スペーサ５における第１電子回路基板２１との対向面５１に逃し穴５２を設け、第１電子回路基板２１から突出した信号端子３１を逃し穴５２に配置した例である。
本例の場合には、図５、図６に示すごとく、２列のうちの一方の列に配列された半導体モジュール３の配置位置において、スペーサ５が基板間空間１３に配設されている。そして、各逃し穴５２に複数の半導体モジュール３の信号端子３１が配置され、逃し穴５２の周囲のスペーサ５の当接面５１が、半導体モジュール３の信号端子３１の周囲において、第１電子回路基板２１に当接している。
【００４１】
逃し穴５２は、図７に示すごとく、各スペーサ５に１個形成され、一つの半導体モジュール３における複数の信号端子５が配置されるよう構成されていてもよいし、図８に示すごとく、各スペーサ５に複数個形成され、各逃し穴５２に一本ずつ信号端子３１が挿入配置されるよう構成することもできる。
なお、本例では、逃し穴５２はスペーサ５を貫通していないが、スペーサ５をその高さ方向に貫通するような逃し穴を設けてもよい。
その他は、実施例１と同様である。
【００４２】
本例の場合には、スペーサ５を太くしつつ、すなわち、スペーサ５における第１電子回路基板２１に平行な断面の断面積を大きくしつつ、信号端子３１と干渉しないようにスペーサ５を配置することができる。これにより、スペーサ５の強度を向上させることができると共に、スペーサ５の配置自由度を高くすることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４３】
（実施例３）
本例は、図９〜図１１に示すごとく、振幅が一定の波型に連続した形状を有するスペーサ５を用いた例である。
そして、上記波型における一方の頂部５３１が、隣り合う半導体モジュール３の信号端子３１の間において、第１電子回路基板２１に当接し、他方の頂部５３２が第２電子回路基板２２に当接している。
スペーサ５は、図１０、図１２に示すごとく、矩形波形状を有する。すなわち、一方の頂部５３１及び他方の頂部５３２は、それぞれ平坦面を有する。そして、一方の頂部５３１と他方の頂部５３２とは、互いに第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との積層方向に立設された立設部５３３によって連結されている。
【００４４】
また、本例においては、図１１に示すごとく、一方の列の半導体モジュール３における信号端子３１と、他方の列の半導体モジュール３における信号端子３１とは、互いに近接する側の端部に偏った位置に配置されている。
そして、図１０に示すごとく、スペーサ５は、第２電子回路基板２２に当接する頂部５３２と、その両端における立設部５３３との間に形成される空間に、第１電子回路基板２１から突出した信号端子３１が配置されるように、基板間空間１３に配設される。
その他は、実施例１と同様である。
【００４５】
本例の場合には、第１電子回路基板及２１及び第２電子回路基板２２の広い範囲にわたって、一部材によるスペーサ５を配置することができるため、組み付け作業を効率化することができる。
また、スペーサ５は、矩形波形状を有するため、波型の頂部５３１、５３２が平坦面となり、この平坦面が第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２に当接することとなる。それゆえ、第１電子回路基板２１及び第２電子回路基板２２の変形をより効果的に防ぐことができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４６】
なお、本例において、例えばスペーサ５を正弦波のような形状とすることも可能である。この場合は、頂部５３１、５３２が平坦面とならないが、一部材のスペーサ５を配置するだけで、第１電子回路基板及２１及び第２電子回路基板２２の広い範囲にわたってこれらを補強することができるという観点では、同様の作用効果を得ることができる。
【００４７】
（実施例４）
また、本例は、図１３、図１４に示すごとく、矩形波状のスペーサ５を、基板間空間１３に配置した例である。
ただし、本例においては、矩形波の振幅方向が、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２との積層方向に直交する方向であり、実施例３の場合と比べて、スペーサ５の向きが、長手方向を中心に９０°回転した状態となっている。
【００４８】
そして、スペーサ５における一方の頂部５３１が、半導体モジュール３における厚み方向と直交する方向に隣り合う２つの半導体モジュール３の信号端子３１の間に配置され、他方の頂部５３２が、厚み方向に隣り合う２つの半導体モジュール３の信号端子３１の間の間に配置される。
すなわち、信号端子３１は、スペーサ５における一方の頂部５３１とその両端における一対の立設部５３３との間に配置される。
その他は、実施例３と同様である。
【００４９】
本例の場合にも、一部材のスペーサ５を配置するだけで、第１電子回路基板及２１び第２電子回路基板２２の広い範囲にわたってこれらを補強することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
なお、本例において、例えばスペーサ５を正弦波のような形状とすることも可能である。この場合にも、同様の作用効果を得ることができる。
【００５０】
（実施例５）
本例は、図１５〜図１８に示すごとく、半導体モジュール３の配列方向に沿って形成された長尺部材からなるスペーサ５を用いた例である。
スペーサ５は、に示すごとく、第２電子回路基板２２に当接する天井板５４１と、該天井板５４１における幅方向の両端から第１電子回路基板２１に向って立設した一対の立設部５４２とを有する。
【００５１】
一方の立設部５４２は、一方の列の半導体モジュール３の信号端子３１の外側において、第１電子回路基板２１に当接し、他方の立設部５４２は、他方の列の半導体モジュール３の信号端子３１の外側において、第１電子回路基板２１に当接している。
すなわち、すべての半導体モジュール３の信号端子３１が、スペーサ５における一対の立設部５４２の間に配置されることとなる。
その他は、実施例３と同様である。
【００５２】
本例の場合には、上記一対の立設部５４２が、半導体モジュール３の配列方向に沿って第１電子回路基板２１に当接することとなるため、信号端子３１と干渉しないようにスペーサ５を配設することが容易となる。すなわち、半導体モジュール３が所定の方向に配列されるということは、信号端子３１も所定の方向に配列され、そして、信号端子３１が存在しない領域も所定の方向に連続することとなる。そのため、この領域に、配列方向に沿った長尺部材の立設部５４２を当接させやすくなる。
また、スペーサ５は、天井板５４１と一対の立設部５４２とを有するため、安定して、第１電子回路基板２１と第２電子回路基板２２とを支持することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５３】
（実施例６）
本例は、図１９に示すごとく、スペーサ５の一対の立設部５４２にフランジ部５４３を設けた例である。
フランジ部５４３は、立設部５４２の端部において、直角に屈曲形成されてなり、第１電子回路基板２１と面接触する。
その他は、実施例５と同様である。
【００５４】
本例の場合には、スペーサ５が第１電子回路基板２１とも面接触することとなるため、第１電子回路基板２１の変形を一層抑制することができる。
また、特にスペーサ５を第１電子回路基板２１に固定する場合には、フランジ部５４３においてその固定を容易に行うことができる。
その他、実施例５と同様の作用効果を有する。
【００５５】
（実施例７）
本例は、図２０、図２１に示すごとく、スペーサ５における一方の立設部５４２を、二つの列の半導体モジュール３の信号端子３１の間において、第１電子回路基板２１に当接させた例である。
すなわち、２列のうちの一方の列の半導体モジュール３の信号端子３１が、スペーサ５における一対の立設部５４２の間に配置され、他方の列の半導体モジュール３の信号端子３１は、スペーサ５の外側に配置されることとなる。
その他は、実施例５と同様である。
本例の場合には、スペーサ５を小型化することができるため、装置の軽量化及び低コスト化を図ることができる。
その他、実施例５と同様の作用効果を有する。
【００５６】
なお、上記実施例５〜７において、上記立設部５４２に、開口部や切欠部を設けることもできる。この場合には、開口部や切欠部を通じて、空気が一対の立設部５４２の間の空間とその外側の空間とにおいて循環することが可能となるため、電子回路基板の放熱性を更に向上させることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 電力変換装置
１１１、１１２ 電子部品
１２ 半導体モジュール配置領域
１３ 基板間空間
２１ 第１電子回路基板
２２ 第２電子回路基板
３ 半導体モジュール
３１ 信号端子
４ 固定部材
５ スペーサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの間に空間を設けながら厚み方向に積層配置された第１電子回路基板及び第２電子回路基板と、
上記第１電子回路基板における上記第２電子回路基板とは反対側の面に配置され、上記第１電子回路基板に信号端子が接続された複数の半導体モジュールと、
上記第１電子回路基板と第２電子回路基板とを互いに固定する固定部材と、
上記第１電子回路基板と上記第２電子回路基板との間に介設され両者の間隔を保持するスペーサとを有し、
該スペーサは、上記第１電子回路基板と上記第２電子回路基板との積層方向から見たときの上記複数の半導体モジュールの配置領域に配設されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、上記第１電子回路基板及び上記第２電子回路基板は長方形状を有し、両者の間の空間は、上記長方形状の４辺に対応する部分を開口させていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力変換装置において、上記スペーサは、隣り合う上記半導体モジュールの上記信号端子の間において、上記第１電子回路基板に当接していることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電力変換装置において、上記信号端子は、上記第１電子回路基板を貫通しており、上記スペーサは、振幅が一定の波型に連続した形状を有し、上記波型における一方の頂部が、隣り合う上記半導体モジュールの上記信号端子の間において、上記第１電子回路基板に当接し、他方の頂部が上記第２電子回路基板に当接していることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電力変換装置において、上記スペーサは、矩形波形状を有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記信号端子は上記第１電子回路基板を貫通しており、上記スペーサは上記第１電子回路基板との対向面に設けられた逃し穴を有し、上記第１電子回路基板から突出した上記信号端子は上記逃し穴に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記複数の半導体モジュールは、上記第１電子回路基板に平行な方向に沿って１列または複数列に配列されており、上記スペーサは、上記半導体モジュールの配列方向に沿って形成された長尺部材からなり、上記第２電子回路基板に当接する天井板と、該天井板における幅方向の両端から上記第１電子回路基板に向って立設した一対の立設部とを有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項１】
互いの間に空間を設けながら厚み方向に積層配置された第１電子回路基板及び第２電子回路基板と、
上記第１電子回路基板における上記第２電子回路基板とは反対側の面に配置され、上記第１電子回路基板に信号端子が接続された複数の半導体モジュールと、
上記第１電子回路基板と第２電子回路基板とを互いに固定する固定部材と、
上記第１電子回路基板と上記第２電子回路基板との間に介設され両者の間隔を保持するスペーサとを有し、
該スペーサは、上記第１電子回路基板と上記第２電子回路基板との積層方向から見たときの上記複数の半導体モジュールの配置領域に配設されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、上記第１電子回路基板及び上記第２電子回路基板は長方形状を有し、両者の間の空間は、上記長方形状の４辺に対応する部分を開口させていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力変換装置において、上記スペーサは、隣り合う上記半導体モジュールの上記信号端子の間において、上記第１電子回路基板に当接していることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電力変換装置において、上記信号端子は、上記第１電子回路基板を貫通しており、上記スペーサは、振幅が一定の波型に連続した形状を有し、上記波型における一方の頂部が、隣り合う上記半導体モジュールの上記信号端子の間において、上記第１電子回路基板に当接し、他方の頂部が上記第２電子回路基板に当接していることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電力変換装置において、上記スペーサは、矩形波形状を有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記信号端子は上記第１電子回路基板を貫通しており、上記スペーサは上記第１電子回路基板との対向面に設けられた逃し穴を有し、上記第１電子回路基板から突出した上記信号端子は上記逃し穴に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記複数の半導体モジュールは、上記第１電子回路基板に平行な方向に沿って１列または複数列に配列されており、上記スペーサは、上記半導体モジュールの配列方向に沿って形成された長尺部材からなり、上記第２電子回路基板に当接する天井板と、該天井板における幅方向の両端から上記第１電子回路基板に向って立設した一対の立設部とを有することを特徴とする電力変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１１−１１４９６８（Ｐ２０１１−１１４９６８Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６９９４８（Ｐ２００９−２６９９４８）
【出願日】平成２１年１１月２７日（２００９．１１．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２７日（２００９．１１．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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