电气设备以及电力转换装置的制作方法

本发明公开的实施方式涉及电气设备以及电力转换装置。

背景技术：

在专利文献1中公开了在多个电子电路基板的各基板表面和基板背面设置触点并且将这些电磁电路基板并行配置时触点彼此接触而电连接从而进行基板之间的电力供给和接地的结构。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-9413号公报

技术实现要素：

另一方面，随着设置在电路基板上的各种电子部件的小型化，正在推进针对安装面积的电子部件的高密度化。与此相对，在如上述现有技术那样借助触点和凸起等支柱物机械地连结两个印刷基板的结构中，成为了与该触点和凸起的设置面积相应地减少电子部件的安装数的原因。

本发明是鉴于这样的问题而提出的，其目的在于提供一种电气设备以及电力转换装置，能够保持印刷基板之间的配置关系并增加印刷基板上的电子部件的安装数，从而能够提高功能并实现小型化。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，适用电气设备，所述电气设备具有：第一基板；第二基板，相对于所述第一基板在层叠方向上配置；导电支承部件，对于所述第二基板电接地并进行支承，并且被配置为实际不与所述第一基板的安装面接触。

另外，根据本发明的另一方面，适用电力转换装置，将外部的供给电力转换成向电动机输入的驱动控制电力，所述电力转换装置具备技术方案1至9中任一项所述的电气设备的构成。

另外，根据本发明的另一方面，适用电气设备，所述电气设备具有如下的单元，所述单元在层叠方向上配置的两个基板中对于一个基板电接地并进行支承，而实际不与另一个基板的安装面接触。

根据本发明，能够保持印刷基板之间的配置关系并增加印刷基板上的电子部件的安装数，从而能够提高功能并实现小型化。

附图说明

图1是实施方式涉及的具备噪声滤波器的逆变器的完成状态下的外观立体图；

图2是逆变器的分解立体图；

图3是接地支承杆的整体立体图；

图4是从前方侧观看在拆下盖部的状态下的逆变器中可选基板的设置构造的主视图；

图5是示出图4中的箭头V-V剖面的侧剖视图。

符号说明

1：逆变器(电气设备、电力转换装置)

2：壳体

2a：盖部

2b：壳体本体部

3：运转器

4：指示器

7a：主基板(第一基板)

7b、7c、7d：可选基板(第二基板)

8：接地支承杆(导电支承部件)

11：杆本体部

12：腿部

13：固定部

14：第一基板抵接部

15：第一基板支承部

16：第二基板抵接部

17：第二基板支承部

18：第三基板抵接部

19：第三基板支承部

21：LED固定孔

22：杆固定槽

23：基板固定孔

24：螺孔

25：螺钉(紧固部件)

26：杆定位孔

31：凸起

32：接地图案

34：LED基板(第三基板)

35：LED

36：绝缘层

具体实施方式

下面，参照附图说明实施方式。此外，在下面的说明中，关于逆变器的“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”分别对应于图1等各图中适当示出的箭头方向。在本实施方式中的这些方向的定义基于该逆变器的标准设置状态下的各方向的取向。然而，根据该逆变器被载置的姿势，也可以适当改变各方向的取向。

图1立体地示出作为本实施方式的电气设备的逆变器的完成状态下的整体外观。在该图1中，逆变器1是用于将从外部供给的三相交流电力转换为向未特别图示的马达等电动机输入的驱动控制电力的电力转换装置，具有整体形成为大致长方体形状的作为外轮廓的壳体2。该壳体2在其前表面具有作为该逆变器1的操作部以及显示部的运转器3和简化显示该逆变器1的动作状态的指示器4。

图2立体地示出逆变器1的局部分解状态。在该图2中，逆变器1的壳体2在其大致长方体形状的厚度方向(前后方向)上可拆卸地分割为盖部2a(参照图1，在图2中省略)和壳体本体部2b，在其内部收纳有多个电路基板7和接地支承杆8(导电支承部件)。在图示的例子中，作为多个电路基板7具备整体大致矩形形状且安装面积大的一个主基板7a(第一基板)和分别为上下方向长的大致矩形形状且安装面积小的第一可选基板7b、第二可选基板7c、以及第三可选基板7d(第二基板)。主基板7a是搭载有该逆变器1的主要控制电路的印刷基板，各可选基板7b、7c、7d是搭载有用户选择性地设置的辅助控制电路的印刷基板，不论哪一个电路基板7都设置成使安装电子部件的安装面朝向前方侧的姿势。此外，为了避免图示的复杂性，省略示出在各基板7a～7d上安装的电子部件。

在壳体本体部2b的内部，主基板7a被固定于壳体本体部2b的底面，在左右方向并排的三个可选基板7b、7c、7d分别相对于主基板7a在前方侧以相同的隔开距离平行配置。也就是说，各可选基板7b、7c、7d分别相对于主基板7a在前后方向(层叠方向)上层叠配置。该主基板7a和各可选基板7b、7c、7d的配置关系由后述的凸起31(参照后述的图5)和上述的接地支承杆8来保持。

在如上所述的逆变器1等电气设备中，其功能性的主要部件大多安装在印刷基板上，并且连接有用于对该印刷基板进行电力供给和信号收发的各种配线。作为这些配线中的一个，为了确保该印刷基板的0电位，有必要另外连接接地用配线。另外，近年来，为了实现设备整体的设置面积的节省或可扩展性，有许多如上所述的将独立的多个印刷基板层叠配置的结构。

另一方面，随着在电路基板7上设置的各种电子部件的小型化，正在推进针对安装面积的电子部件的高密度化。与此相对，如果借助凸起等支柱连结两个电路基板，则会成为与该凸起的设置面积相应地降低电子部件的安装数的原因。另外，在电气设备的组装作业中，针对每个电路基板单独连接作为上述接地用配线的电缆等的作业复杂，也会成为设备结构复杂化的原因。

对于此，在本实施方式中，以实际不与主基板7a的安装面接触的方式配置接地支承杆8，该接地支承杆8对于各可选基板7b、7c、7d电接地并进行机械支承，从而保持主基板7a与各可选基板7b、7c、7d之间的上述层叠配置关系。

图3是放大立体地表示上述接地支承杆8的整体。该接地支承杆8是将整体具有导电性的一金属板在各部位以适当的形状形成且在各部位适当弯曲而制成的。在图3所示的例子中，接地支承杆8具有在左右方向延伸的杆本体部11、从其左侧的端部向后方延伸的腿部12、位于腿部12的后端的固定部13、从腿部12向上方延伸的第一基板抵接部14、从杆本体部11的中心稍微靠左侧的位置向上方延伸的第一基板支承部15、从该第一基板支承部15向右方延伸的第二基板抵接部16、从杆本体部11的中心稍微靠右侧的位置向上方延伸的第二基板支承部17、从该第二基板支承部17向上方延伸的第三基板抵接部18、以及从杆本体部11的右侧的端部向上方延伸的第三基板支承部19。

杆本体部11(本体部)形成为其左右方向的长度尺寸比上述主基板7a的左右方向的宽度尺寸稍微长的大致带状，在上述第一基板支承部15和第二基板支承部17的各自的附近设置有用于固定后述的LED基板的LED固定孔21。

在固定部13设置有杆定位孔26和大致U字形状的杆固定槽22，只有该固定部13被配置成与上述主基板7a的背面侧(后方侧)重叠。而且，在壳体本体部2b内的底面设置的凸部(未特别图示)嵌入杆定位孔26以定位该接地支承杆8，在该状态下与主基板7a一起将螺钉插入到杆固定槽22进行紧固，从而该接地支承杆8的整体被固定到壳体2内部。此时，虽然只有固定部13被夹在壳体本体部2b内的底面与主基板7a之间，但是通过松开紧固的螺钉能够从螺钉取下杆固定槽22，从而只取下该接地支承杆8(以上省略图示)

第一基板抵接部14和第三基板抵接部18分别形成为顶端(上端)向前方弯曲的大致L字形状，各自的前方端部抵接于第一可选基板7b和第三可选基板7d的背面而进行支承。另外，第二基板抵接部16的顶端接触于第二可选基板7c的背面而进行支承。

第一基板支承部15、第二基板支承部17、以及第三基板支承部19各自与杆本体部11相比稍微向前方侧偏移地弯曲，并且分别设置有用于固定各可选基板7b、7c、7d而插入螺钉的基板固定孔23。

图4表示在拆下盖部2a的状态下的逆变器1中从前方侧观看的可选基板7b、7c、7d的设置构造，图5表示图4中的箭头V-V剖面。在这些图4、图5中，接地支承杆8被配置成该杆本体部11在相对于主基板7a隔开预定距离的前方侧在左右方向上横跨，包含腿部12的任何部位均不与主基板7a接触。此外，固定部13位于主基板7a的背面侧(后方侧)，如上所述借助插入于杆固定槽22的螺钉被夹在壳体本体部2b的底面与主基板7a的背面之间而被固定。

在各可选基板7b、7c、7d的上端部和下端部分别设置有螺孔24(参照图2)，插入于各上端部侧的螺孔24的螺钉25螺合于壳体本体部2b的凸起31，插入于各下端部侧的螺孔24的螺钉25(紧固部件)螺合于在接地支承杆8的各基板支承部15、17、19设置的基板固定孔23。因此，接地支承杆8的各基板支承部15、17、19各自的基板固定孔23与各可选基板7b、7c、7d的下端部侧的螺孔24位置一致，并且各支承部15、17、19的前方侧表面与对应的可选基板7b、7c、7d的后方侧背面面接触。另外，各基板抵接部14、16、18的顶端也分别与对应的可选基板7b、7c、7d的后方侧背面接触并进行支承。另外，各凸起31是从壳体本体部2b的底面贯穿主基板7a而向前方侧延伸设置的支柱体，各自的顶端抵接于相对应的可选基板7b、7c、7d的后方侧背面并进行支承。由此，各可选基板7b、7c、7d的各自上端部被壳体本体部2b的凸起31支承，下端部被接地支承杆8支承。

另外，在本实施方式的例子中，如将图5中的A部分以螺钉25的轴方向剖面表示的放大剖视图所示，各可选基板7b、7c、7d各自构成为由两个绝缘层36夹持导体薄板的接地图案32的层叠结构。此外，该接地图案32如图4中通过透视示出的影线区域那样被配置在电子部件的安装区域以外的禁止区域(并不限于如图所示的外周缘部)。另外，接地支承杆8的各基板支承部15、17、19都被配置为与各可选基板7b、7c、7d的接地图案32的配置区域重叠。由此，插入于各可选基板7b、7c、7d的下端部侧的螺孔24的螺钉25使接地图案32和接地支承杆8的各基板支承部15、17、19电连接。另一方面，接地支承杆8的固定部13与主基板7a的接地图案(未特别示出)电连接，该接地支承杆8与主基板7a的接地图案都电接地。由此，各可选基板7b、7c、7d的接地图案32借助共同的接地支承杆8和主基板7a被电接地。此外，虽然未特别图示，即使是在各可选基板7b、7c、7d的后方侧表面配置接地图案32并且使接地支承杆8的各基板支承部15、17、19直接面接触于这些接地图案32的构成，也能够同样的接地。另外，也可以不借助主基板7a而在接地支承杆8上直接连接接地用配线而接地。

如上所述的能够借助共同的一个接地支承杆8(以及主基板7a)使各可选基板7b、7c、7d接地，因此不必另外进行借助独立的接地用配线的接地。另外，在各可选基板7b、7c、7d的下端部侧代替凸起31由接地支承杆8机械支承，因此能够保持各可选基板7b、7c、7d相对于主基板7a的配置关系，并且能够减少凸起31的设置数。此外，接地支承杆8相当于如下单元，该单元即被配置为在各技术方案记载的层叠方向上配置的两个基板中，对于一个基板电接地并进行支承，而实际上不与另一个基板的安装面接触。

另外，在接地支承杆8的杆本体部11的前方侧借助卡止于LED固定孔21的支架而固定有LED基板34(第三基板)。在该LED基板上搭载有作为上述指示器的光源的四个LED35，根据主基板7a以及可选基板7b、7c、7d的动作状态，从各LED35照射的光经由导光体41而点亮盖部2a的指示器4。

<本实施方式的效果>

如上所述，根据本实施方式的逆变器1，以实际不与主基板7a的安装面接触的方式配置有接地支承杆8，该接地支承杆8对于各可选基板7b、7c、7d电接地并且机械支承，以保持主基板7a与各可选基板7b、7c、7d之间的上述层叠配置关系。由此，能够通过接地支承杆8使各可选基板7b、7c、7d接地，因此不需要个别连接接地用配线，另外，能够保持主基板7a与各可选基板7b、7c、7d之间的配置关系并减少凸起31的设置数，因此能够相应地增加主基板7a上的电子部件的安装数，从而能够提高功能并实现小型化。

此外，所谓接地支承杆8实际不与主基板7a的安装面接触意味着对于主基板7a被配置成不影响在其安装面上的电子部件的安装数。因此，除了如本实施方式那样除了固定部13之外的部位完全不接触的结构之外，例如，在对于主基板7a的安装面不显著影响电子部件的安装的情况下也可以接触。

另外，特别是在本实施方式中，接地支承杆8被固定在用于收纳主基板7a以及各可选基板7b、7c、7d的壳体2上。由此，能够在不影响主基板7a的安装面积的情况下可靠地支承并固定各可选基板7b、7c、7d。

另外，特别是在本实施方式中，接地支承杆8被设置成横跨主基板7a。由此，构成接地支承杆8覆盖主基板7a的安装面的配置，因此该接地支承杆8对主基板7a可以作为噪声屏蔽而作用。

另外，特别是在本实施方式中，接地支承杆8借助作为紧固部件的螺钉25与各可选基板7b、7c、7d的接地图案32导通。由此，能够简化各基板支承部15、17、19的构成并方便安装作业，并且能够确保在接地图案32与接地支承杆8之间借助螺钉25的可靠导通。

另外，特别是在本实施方式中，接地支承杆8在从该杆本体部11向层叠方向(前方侧)偏移的位置支承各可选基板7b、7c、7d。由此，能够抑制各可选基板7b、7c、7d弯曲，并且在可选基板7b、7c、7d以覆盖杆本体部11的方式配置的情况下，也能够在电子部件之间的配线图案等与杆本体部11之间确保上述偏移量的隔开距离D，从而避免接触(参照图5中的虚线部分)。

另外，特别是在本实施方式中，接地支承杆8具有抵接于可选基板7b、7c、7d的背面的L字型基板抵接部14、16、18。由此，对于可选基板7b、7c、7d能够由基板抵接部14、16、18的顶端部分抵接接触而进行支承，从而能够抑制该可选基板7b、7c、7d的安装面积减少，并且能够更可靠地支承。

另外，特别是在本实施方式中，接地支承杆8对于多个可选基板7b、7c、7d电接地并进行支承。由此，由一个接地支承杆8来进行多个可选基板7b、7c、7d的支承和接地，因此能够简化结构和减少部件数量。此外，虽然未特别示出，即使在只设置一个可选基板7b、7c、7d的情况下，也能够获得与本实施方式相同的效果。

另外，特别是在本实施方式中，也可以对各可选基板7b、7c、7d的上端部侧进行支承、接地地配置接地支承杆8(以及接地图案32)，还可以分别对上端部侧和下端部侧进行支承、接地地设置两个接地支承杆8(以及接地图案32)。当由多个接地支承杆8对可选基板7b、7c、7d进行支承、接地时，能够进一步减少凸起31的设置数而增加主基板7a上的电子部件的安装数，并且可选基板7b、7c、7d的接地变得更加可靠。

另外，特别是在本实施方式中，接地支承杆8支承具备用于表示主基板7a或可选基板7b、7c、7d的动作状态的LED35的LED基板34。具备状态显示用LED35的LED基板34有必要配置在与其他主基板7a和可选基板7b、7c、7d不同的特殊位置。对此，在本实施方式中，通过由接地支承杆8支承LED基板34能够配置在与其他电路基板7不同的任意位置。

另外，特别是在本实施方式中，将外部的供给电力转换成向马达等电动机输入的驱动控制电力的逆变器1具备上述结构。在这样层叠配置多个电路基板7的结构的逆变器1中，能够特别适合使用接地支承杆8。

另外，除上面已经提到的之外，也可以适当组合上述实施方式和各变形例的方法而利用。

其他，不一一举例，上述实施方式和各变形例，在不超出其精神的范围内，可以进行各种变形来实施。