特開 2022-189197 電力変換装置、部品間接続システム及び部品間接続方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022189197

(43)【公開日】2022-12-22

(54)【発明の名称】電力変換装置、部品間接続システム及び部品間接続方法

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/631 20060101AFI20221215BHJP

   H05K 1/14 20060101ALI20221215BHJP

   H01R 13/64 20060101ALI20221215BHJP

   H01R 43/26 20060101ALI20221215BHJP

   H01R 12/71 20110101ALI20221215BHJP

【ＦＩ】

H01R13/631

H05K1/14 E

H01R13/64

H01R43/26

H01R12/71

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021097653

(22)【出願日】2021-06-10

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤村 元彦

(72)【発明者】

【氏名】小倉 洋

(72)【発明者】

【氏名】西川 和宏

(72)【発明者】

【氏名】川北 嘉洋

(72)【発明者】

【氏名】北浦 秀敏

【テーマコード（参考）】

5E021

5E063

5E223

5E344

【Ｆターム（参考）】

5E021FA02

5E021FA14

5E021FA16

5E021FB02

5E021FC31

5E021HA10

5E021JA05

5E021JA20

5E063KA01

5E063XA02

5E223AA21

5E223AB25

5E223AB42

5E223BA27

5E223BB12

5E223CB22

5E223CB25

5E223CB31

5E223CB38

5E223CB46

5E223DA05

5E223DB01

5E223DB08

5E223DB11

5E223DB25

5E344AA01

5E344AA22

5E344BB02

5E344BB03

5E344BB09

5E344BB10

5E344CD14

5E344DD07

5E344EE12

(57)【要約】

【課題】部品間を電気的に接続する嵌合部における嵌合部材間の嵌合位置精度を向上させること。
【解決手段】本開示に係る電力変換装置は、第１及び第２の部品と、オス型及びメス型嵌合部材をそれぞれが含む複数対の嵌合部材とを備える。第１及び第２の部品のそれぞれには、一対のアライメントキーのそれぞれが形成される。オス型嵌合部材は、差込部を有する。メス型嵌合部材は、互いに対向して配置される第１及び第２の挟持部を有する。複数対の嵌合部材のそれぞれにおいて、オス型及びメス型嵌合部材は、第１及び第２の部品のそれぞれに、一対のアライメントキーのそれぞれを基準位置として配置される。第１及び第２の部品は、一対のアライメントキーの位置的な整合が取れた状態で、複数対の嵌合部材のそれぞれにおいて、メス型嵌合部材が第１及び第２の挟持部の間に差し込まれた差込部を挟持することで結合される。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の第１のアライメントキーの一方のアライメントキーが形成される第１の部品と、
前記一対の第１のアライメントキーの他方のアライメントキーが形成される第２の部品と、
差込部を有するオス型嵌合部材と、
互いに対向して配置される第１の挟持部及び第２の挟持部を有するメス型嵌合部材と
をそれぞれが含む複数対の嵌合部材と
を具備し、
前記複数対の嵌合部材のそれぞれにおいて、
前記オス型嵌合部材は、前記第１の部品及び前記第２の部品の一方に、前記第１のアライメントキーを基準位置として配置され、
前記メス型嵌合部材は、前記第１の部品及び前記第２の部品の他方に、前記第１のアライメントキーを基準位置として配置され、
前記第１の部品及び前記第２の部品は、前記一対の第１のアライメントキーの位置的な整合が取れた状態で、前記複数対の嵌合部材のそれぞれにおいて、前記メス型嵌合部材が前記第１の挟持部及び前記第２の挟持部の間に差し込まれた前記オス型嵌合部材の前記差込部を挟持することで結合され、
前記第１の挟持部及び前記第２の挟持部の各々は、互いの対向する面に向かって凸部を形成するように屈曲し、
前記第１の挟持部及び前記第２の挟持部の各々の先端部には、間隙が設けられている、
電力変換装置。

【請求項2】

前記一対の第１のアライメントキーは、前記第１の部品及び前記第２の部品の互いに対向する面に形成される、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記一対の第１のアライメントキーは、前記第１の部品及び前記第２の部品のそれぞれ同じ側を向いた面に形成される、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項4】

前記第１のアライメントキーは、前記第１の部品及び前記第２の部品のそれぞれに形成されたパターン形状である、請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の電力変換装置。

【請求項5】

前記一対の第１のアライメントキーは、同一のパターン形状である、請求項１から請求項４のうちのいずれか一項に記載の電力変換装置。

【請求項6】

前記一対の第１のアライメントキーの一方は、前記第１の部品に設けられた少なくとも２つの位置決め用ピンであり、
前記一対の第１のアライメントキーの他方は、前記第２の部品に設けられた少なくとも２つの穴部である、
請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項7】

前記一対の第１のアライメントキーの一方は、前記第１の部品に設けられた少なくとも２つの位置決め用ピンのそれぞれにおいて前記第２の部品に対向する面に形成されたパターン形状であり、
前記一対の第１のアライメントキーの他方は、前記第２の部品に設けられた少なくとも２つの穴部の近傍にそれぞれ形成されたパターン形状である、
請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項8】

前記第１の部品及び前記第２の部品のそれぞれには、前記第１のアライメントキーを基準位置として形成された複数の第２のアライメントキーがさらに形成され、
前記オス型嵌合部材及び前記メス型嵌合部材のそれぞれは、前記複数の第２のアライメントキーのそれぞれに対応する位置に配置される、
請求項１から請求項７のうちのいずれか一項に記載の電力変換装置。

【請求項9】

前記第２の部品に結合される第３の部品をさらに備え、
前記一対の第１のアライメントキーのそれぞれは、前記第２の部品又は前記第３の部品にさらに形成され、
前記複数対の嵌合部材は、前記第２の部品と前記第３の部品との間にさらに配置され、
前記第２の部品と前記第３の部品との間に配置される前記複数対の嵌合部材のそれぞれにおいて、
前記オス型嵌合部材は、前記第２の部品及び前記第３の部品の一方に、前記第１のアライメントキーを基準位置として配置され、
前記メス型嵌合部材は、前記第２の部品及び前記第３の部品の他方に、前記第１のアライメントキーを基準位置として配置される、
請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載の電力変換装置。

【請求項10】

前記オス型嵌合部材の前記差込部は、略平板状の形状を有する、請求項１から請求項９のうちのいずれか一項に記載の電力変換装置。

【請求項11】

請求項１から請求項１０のうちのいずれか一項に記載の電力変換装置の部品間を接続するシステムであって、
前記第１の部品及び前記第２の部品のそれぞれを撮影する複数のカメラと、
前記第１の部品に対する前記第２の部品の相対位置を変更する移動装置と、
前記複数のカメラを制御し、前記一対の第１のアライメントキーのそれぞれを認識する認識制御部と、
前記移動装置を制御し、前記認識制御部による前記一対の第１のアライメントキーの認識結果に基づき、前記一対の第１のアライメントキーの位置的な整合が取れる状態まで、前記第１の部品に対する前記第２の部品の相対位置を変更する移動制御部と
を含む部品間接続システム。

【請求項12】

第１の部品及び第２の部品のそれぞれに、一対のアライメントキーのそれぞれを形成するステップと、
差込部を有するオス型嵌合部材と、
互いに対向して配置される第１の挟持部及び第２の挟持部を有するメス型嵌合部材と
をそれぞれが含む複数対の嵌合部材を、前記複数対の嵌合部材のそれぞれにおいて、前記オス型嵌合部材及び前記メス型嵌合部材が互いに異なる部品に配置されるように、前記一対のアライメントキーのそれぞれを基準位置として前記第１の部品及び前記第２の部品に配置するステップと、
前記一対のアライメントキーのそれぞれを認識するステップと、
前記一対のアライメントキーの認識結果に基づき、前記一対のアライメントキーの位置的な整合が取れる状態まで、前記第１の部品に対する前記第２の部品の相対位置を変更するステップと、
前記複数対の嵌合部材のそれぞれにおいて、前記一対の第１のアライメントキーの位置的な整合が取れた状態で、前記メス型嵌合部材が前記第１の挟持部及び前記第２の挟持部の間に差し込まれた前記オス型嵌合部材の前記差込部を挟持することで、前記第１の部品及び前記第２の部品を結合するステップと
を具備し、
前記第１の挟持部及び前記第２の挟持部の各々は、互いの対向する面に向かって凸部を形成するように屈曲し、
前記第１の挟持部及び前記第２の挟持部の各々の先端部には、間隙が設けられている、
部品間接続方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力変換装置、部品間接続システム及び部品間接続方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電気自動車などに搭載される電力変換装置には、ＤＣ／ＤＣコンバータやインバータなどの回路構成が実装された複数の回路基板が設けられている。このような電力変換装置には、例えば車両への搭載性の観点から小型化が要求されている。

【0003】

このような中、複数の回路基板を積層することにより、複数の回路基板上の実装面積を維持しつつ、電力変換装置の小型化を図る技術が知られている。このような電力変換装置においては、各々の回路基板などの部品に設けられたコネクタなどの嵌合部を嵌合することにより、部品間の電気的な接続が行われる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００－０１４１２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、電力変換装置の組み立て工程において、各々の嵌合部における嵌合部材間の嵌合位置精度が低い場合には、嵌合部が適切に嵌合せず、部品間の電気的な接続に不良が生じるおそれがあった。

【0006】

本開示は、部品間を電気的に接続する嵌合部における嵌合部材間の嵌合位置精度を向上させることができる電力変換装置、部品間接続システム及び部品間接続方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る電力変換装置は、第１の部品と、第２の部品と、複数対の嵌合部材とを備える。前記第１の部品には、一対の第１のアライメントキーの一方のアライメントキーが形成される。前記第２の部品には、前記一対の第１のアライメントキーの他方のアライメントキーが形成される。前記複数対の嵌合部材は、オス型嵌合部材と、メス型嵌合部材とをそれぞれが含む。前記オス型嵌合部材は、差込部を有する。前記メス型嵌合部材は、互いに対向して配置される第１の挟持部及び第２の挟持部を有する。前記複数対の嵌合部材のそれぞれにおいて、前記オス型嵌合部材は、前記第１の部品及び前記第２の部品の一方に、前記第１のアライメントキーを基準位置として配置され、前記メス型嵌合部材は、前記第１の部品及び前記第２の部品の他方に、前記第１のアライメントキーを基準位置として配置される。前記第１の部品及び前記第２の部品は、前記一対の第１のアライメントキーの位置的な整合が取れた状態で、前記複数対の嵌合部材のそれぞれにおいて、前記メス型嵌合部材が前記第１の挟持部及び前記第２の挟持部の間に差し込まれた前記オス型嵌合部材の前記差込部を挟持することで結合される。前記第１の挟持部及び前記第２の挟持部の各々は、互いの対向する面に向かって凸部を形成するように屈曲する。前記第１の挟持部及び前記第２の挟持部の各々の先端部には、間隙が設けられている。

【発明の効果】

【0008】

本開示に係る電力変換装置、部品間接続システム及び部品間接続方法によれば、部品間を電気的に接続する嵌合部における嵌合部材間の嵌合位置精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る電力変換装置における複数のプリント回路基板の層状構造の一例を示す概略断面図である。

【図2】図２は、図１の一対の嵌合部材の構成の一例を示す模式図である。

【図3】図３は、図１の一対の嵌合部材の嵌合状態の一例を示す概略断面図である。

【図4】図４は、図１のオス型嵌合部材の構成の一例を示す概略斜視図である。

【図5】図５は、図１のメス型嵌合部材の構成の一例を示す概略斜視図である。

【図6】図６は、それぞれにアライメントキーが設けられた図１の複数のプリント回路基板の一例を示す概略斜視図である。

【図7】図７は、実施形態に係る部品間接続システムの構成の一例を示すブロック図である。

【図8】図８は、実施形態に係る部品間接続システムの構成の一例を示す模式図である。

【図9】図９は、実施形態に係る部品間接続における部品間の位置合わせの前後でのアライメントキーの位置関係の一例について説明するための図である。

【図10】図１０は、実施形態に係る部品間接続における部品間の嵌合の工程の一例について説明するための図である。

【図11】図１１は、実施形態に係る部品間接続の流れの一例を示すフローチャートである。

【図12】図１２は、実施形態に係る部品間接続システムの構成の別の一例を示す模式図である。

【図13】図１３は、実施形態に係る部品間接続における部品間の嵌合の工程の別の一例について説明するための図である。

【図14】図１４は、実施形態に係る部品間接続システムの構成の別の一例を示す模式図である。

【図15】図１５は、実施形態に係る部品間接続システムの構成の別の一例を示す模式図である。

【図16】図１６は、実施形態に係るアライメントキーの別の一例を示す図である。

【図17】図１７は、実施形態に係る部品間接続の別の一例を示す模式図である。

【図18】図１８は、実施形態に係る部品間接続の別の一例を示す模式図である。

【図19】図１９は、実施形態に係る部品間接続における嵌合部材Ｂの配置の一例について説明するための図である。

【図20】図２０は、実施形態に係る部品間接続における嵌合部材Ｂの配置の別の一例について説明するための図である。

【図21】図２１は、実施形態に係る部品間接続の別の一例を示す模式図である。

【図22】図２２は、実施形態に係る部品間接続の別の一例を示す模式図である。

【図23】図２３は、実施形態に係る部品間接続の別の一例を示す模式図である。

【図24】図２４は、実施形態に係る部品間接続における部品間の位置合わせの前後でのアライメントキーの位置関係の一例について説明するための図である。

【図25】図２５は、実施形態に係る部品間接続の別の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら、本開示に係る部品間接続構造、電力変換装置、部品間接続システム及び部品間接続方法の実施形態について説明する。

【0011】

このように、アライメントキー３１，３２に代えて位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂ及び穴部３５ａ，３５ｂを用いる構成であっても、上述の実施形態と同様に、嵌合部材Ｂの良好な嵌合を実現可能である。つまり、本変形例に係る構成によれば、上述の実施形態と同様に、嵌合部材Ｂの配置に係る位置精度を向上させることができるという効果を得ることができる。

【0012】

なお、本開示に係る部品間接続構造とは、電子部品、回路基板及び基板ユニットなどの任意の被接続対象の部品間を接続する構造である。これらの被接続対象の部品とは、例えば充電器などの電力変換装置を構成する部品である。一例として、部品間接続構造は、回路基板間の接続構造である。別の一例として、部品間接続構造は、電子部品と、回路基板又は基板ユニットとの間の接続構造である。別の一例として、部品間接続構造は、回路基板及び基板ユニットの間の接続構造である。別の一例として、部品間接続構造は、電子部品間の接続構造である。別の一例として、部品間接続構造は、基板ユニット間の接続構造である。なお、被接続対象の部品としては、冷却板が使用されても構わない。

【0013】

例えば、電子部品とは、半導体素子、半導体モジュール、磁性体、コンデンサ及び遮断器などの部品である。半導体モジュールは、例えば複数の半導体素子により構成される。ここで、磁性体とは、トランスやトランス一体型プリント基板、変成器、リアクトル、チョークである。遮断器とは、リレーやヒューズである。

【0014】

例えば、回路基板とは、プリント回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）である。プリント回路基板は、一例として、アルミニウム合金又は銅合金を母材として形成されたガラスエポキシ基板である。なお、回路基板は、トランス、変成器、リアクトル又はチョーク等の磁性部品が有する回路基板であってもよい。この磁性部品は、例えば、導体パターンが巻線を形成する基板を有し、当該基板に形成された巻線の内側及び外側に磁性体コアを貫通させて閉磁路が形成されることにより、磁性部品としての機能を有する。この場合、電子部品は、プリント基板トランス、あるいはトランス一体型プリント基板であると表現することができる。

【0015】

例えば、基板ユニットとは、結合された複数の回路基板である。なお、基板ユニットにおいて、複数の回路基板は、本開示に係る部品間接続構造により結合されていてもよいし、接着剤やネジ、ボルト等により結合されていても構わない。また、結合された回路基板の間は、電気的に接続されていてもよいし、絶縁されていてもよい。なお、基板ユニットは、電子部品が搭載された回路基板であってもよい。この場合、電子部品及び回路基板の間は、電気的に接続されていてもよいし、絶縁されていてもよいし、熱的に接続されているだけでも構わない。

【0016】

以下の説明では、複数のプリント回路基板の間を電気的に接続する基板間接続を例に本開示に係る部品間接続について説明する。

【0017】

実施形態に係る電力変換装置は、一例として、電気自動車などに搭載され、電源（外部電源）から供給される交流電力を所定の電圧の直流電力へ変換し、変換後の直流電力をリチウムイオンバッテリなどのバッテリへ出力する車載充電器である。このような電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータやインバータなどの回路構成が実装された、複数の回路基板を搭載する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールやインバータモジュールと、回路基板との間の接続に本開示に係る部品間接続構造が適用されても構わない。

【0018】

図１は、実施形態に係る電力変換装置１における複数のプリント回路基板の層状構造の一例を示す概略断面図である。図１は、電力変換装置１の有する複数の回路基板のうちの、第１の回路基板ＰＣＢ１、第２の回路基板ＰＣＢ２、第３の回路基板ＰＣＢ３及び第４の回路基板ＰＣＢ４を例示する。

【0019】

第１の回路基板ＰＣＢ１、第２の回路基板ＰＣＢ２、第３の回路基板ＰＣＢ３及び第４の回路基板ＰＣＢ４は、それぞれプリント回路基板である。なお、以下の説明において、複数の一対の嵌合部材Ｂを、複数対の嵌合部材Ｂと記載する場合もある。また、一対の嵌合部材Ｂを嵌合部と表現する場合もある。

【0020】

第１の回路基板ＰＣＢ１は、複数対の嵌合部材Ｂにより第２の回路基板ＰＣＢ２に結合する。第２の回路基板ＰＣＢ２は、複数対の嵌合部材Ｂにより第１の回路基板ＰＣＢ１及び第３の回路基板ＰＣＢ３の各々に結合する。第３の回路基板ＰＣＢ３は、複数対の嵌合部材Ｂにより第２の回路基板ＰＣＢ２及び第４の回路基板ＰＣＢ４に結合する。第４の回路基板ＰＣＢ４は、複数対の嵌合部材Ｂにより第３の回路基板ＰＣＢ３に結合する。これにより、各基板は、複数対の嵌合部材Ｂの各々を介して、電気的に接続される。

【0021】

なお、電力変換装置１の有する複数の回路基板のうちの一部の回路基板だけをプリント回路基板とすることもできる。例えば、第１の回路基板ＰＣＢ１、第２の回路基板ＰＣＢ２、第３の回路基板ＰＣＢ３及び第４の回路基板ＰＣＢ４のうちの少なくとも１つの回路基板をプリント回路基板とすることができる。また、一対の嵌合部材Ｂによる回路基板間の接続は、必ずしも電気的な接続でなくてもよい。ただし、実施形態は、主として２つの回路基板が複数対の嵌合部材Ｂにより電気的に結合される場合を例示する。

【0022】

このように、実施形態に係る電力変換装置１において、積層される少なくとも２つの回路基板のうちの隣接する２つの回路基板は、複数対の嵌合部材Ｂにより結合される。複数対の嵌合部材Ｂは、オス型嵌合部材Ｂｍと、メス型嵌合部材Ｂｆとをそれぞれが含む。つまり、複数対の嵌合部材Ｂとは、複数組の一対の嵌合部材Ｂである。また、複数対の嵌合部材Ｂのそれぞれ、すなわち一対の嵌合部材Ｂとは、オス型嵌合部材Ｂｍと、メス型嵌合部材Ｂｆとの組である。ここで、積層される２つの回路基板の各々の互いに対向する主面には、それぞれ、複数対の嵌合部材Ｂの一方が配置される。

【0023】

オス型嵌合部材Ｂｍ又はメス型嵌合部材Ｂｆは、アライメントキー３１，３２（図６参照）を原点とするなど、アライメントキー３１，３２を幾何学的な基準位置として各回路基板上に配置されている。

【0024】

具体的には、図１に示すように、複数対の嵌合部材Ｂのそれぞれにおいて、オス型嵌合部材Ｂｍは、積層される２つの回路基板の一方に配置され、メス型嵌合部材Ｂｆは、積層される２つの回路基板の他方に配置される。

【0025】

複数の回路基板の各々にオス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆのいずれを配置するかは任意に決定することができる。一例として、複数対の嵌合部材Ｂの嵌合により結合される２つの回路基板の各々には、図１に示すように、オス型嵌合部材Ｂｍと、メス型嵌合部材Ｂｆとのいずれか一方のみが配置される。別の一例として、複数対の嵌合部材Ｂの嵌合により結合される２つの回路基板の各々には、少なくとも１つのオス型嵌合部材Ｂｍと、少なくとも１つのメス型嵌合部材Ｂｆとが配置される。この場合、各回路基板において、一方の主面にはオス型嵌合部材Ｂｍを配置し、他方の主面にはメス型嵌合部材Ｂｆを配置することができる。あるいは、各回路基板において、１つの主面にオス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆの両方を配置することもできる。

【0026】

また、各回路基板において、１つの主面に２以上の回路基板が結合されても構わない。

【0027】

オス型嵌合部材Ｂｍは、差し込む側のブレード状のコネクタ（Ｐｌｕｇ）である。オス型嵌合部材Ｂｍは、平栓刃と表現することもできる。メス型嵌合部材Ｂｆは、差し込まれる側のコネクタ（Ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）である。メス型嵌合部材Ｂｆは、ブレード受けばねと表現することもできる。

【0028】

図２は、図１の一対の嵌合部材Ｂの構成の一例を示す模式図である。図３は、図１の一対の嵌合部材Ｂの嵌合状態の一例を示す概略断面図である。図２の（ａ）及び図３は、一対の嵌合部材Ｂの嵌合状態の一例を示す。図２の（ｂ）は、オス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆの各々を、図１と同様にして簡易的に示す。図２の（ｃ）及び図３は、オス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆの各々を、具体的に示す。

【0029】

回路基板ＰＣＢに実装されたオス型嵌合部材Ｂｍの差込部１１は、メス型嵌合部材Ｂｆの受入部２０に挿入される。具体的には、差込部１１が第１の挟持部２１及び第２の挟持部２２に接触しながら、第１の挟持部２１及び第２の挟持部２２の間の間隔を押し広げるように挿入される。図２の（ａ）及び図３に示すように、メス型嵌合部材Ｂｆが第１の挟持部２１及び第２の挟持部２２の間に差し込まれたオス型嵌合部材Ｂｍの差込部１１を挟持することで、メス型嵌合部材Ｂｆが配置された回路基板ＰＣＢと、オス型嵌合部材Ｂｍが配置された回路基板ＰＣＢとが結合される。なお、メス型嵌合部材Ｂｆにオス型嵌合部材Ｂｍを差し込む長さ、すなわち挿入高さは、結合する基板間の距離などに応じて、適宜に設定することができる。

【0030】

図４は、図１のオス型嵌合部材Ｂｍの構成の一例を示す概略斜視図である。オス型嵌合部材Ｂｍの差込部１１は、概ね平板形状の形状を有する。差込部１１の先端部１３は、面取りされており、先端側に向かうほど厚さが小さい。これにより、差込部１１をメス型嵌合部材Ｂｆの受入部２０に差し込み易くすることができる。差込部１１の接続部１５は、間隙１７により３つに分割された差込部１１の後端側の各々である。接続部１５、すなわち分割された差込部１１の後端側の各々は、差込部１１に対して概ね垂直方向に曲げられている。接続部１５は、ＰＣＢ基板上の所定の位置にはんだ接合され、差込部１１とＰＣＢ基板上の配線との間を電気的に接続する。差込部１１及び接続部１５は、例えば１枚の金属の板材の曲げ加工によって形成することができる。

【0031】

なお、オス型嵌合部材Ｂｍの差込部１１の後端側の分割数は、２つ以上の分割数で任意に設計可能である。一例として、差込部１１の長さが大きいほど分割数を大きくする。

【0032】

図５は、図１のメス型嵌合部材Ｂｆの構成の一例を示す概略斜視図である。メス型嵌合部材Ｂｆは、受入部２０に差し込まれたオス型嵌合部材Ｂｍの差込部１１を挟持する。メス型嵌合部材Ｂｆは、例えば１枚の金属の板材の曲げ加工によって形成される。メス型嵌合部材Ｂｆは、側面側、すなわち第１の基部２６ａ又は第２の基部２６ｂの側から見て、先端側が開いた概ねＹ字状あるいはＸ字状の形状を有する。

【0033】

具体的には、メス型嵌合部材Ｂｆは、第１の挟持部２１及び第２の挟持部２２を有する。第１の挟持部２１及び第２の挟持部２２は、互いに対向して配置される。第１の挟持部２１の第２の挟持部２２に対向する面と、第２の挟持部２２の第１の挟持部２１に対向する面とは、受入部２０を形成する。つまり、第１の挟持部２１及び第２の挟持部２２は、受入部２０を介して対向する。メス型嵌合部材Ｂｆは、第１の挟持部２１及び第２の挟持部２２の間の受入部２０に差し込まれたオス型嵌合部材Ｂｍの差込部１１を挟持する。第１の挟持部２１は、第１の屈曲部２３ａにおいて、対向する第２の挟持部２２に向かって凸となる形状に屈曲する。同様に、第２の挟持部２２は、第１の屈曲部２３ａにおいて、対向する第１の挟持部２１に向かって凸となる形状に屈曲する。換言すれば、第１の挟持部２１及び第２の挟持部２２の各々は、第１の屈曲部２３ａにおいて、互いの対向する面に向かって凸部を形成するように屈曲する。第１の挟持部２１の第１の屈曲部２３ａと、第２の挟持部２２の第１の屈曲部２３ａとは、受入部２０を介して離間する。第１の挟持部２１の第１の屈曲部２３ａと、第２の挟持部２２の第１の屈曲部２３ａとの間の距離は、オス型嵌合部材Ｂｍの差込部１１の厚さより小さい。

【0034】

第１の挟持部２１及び第２の挟持部２２の各々には、先端側から後端側まで、間隙２７が設けられている。つまり、第１の挟持部２１及び第２の挟持部２２の各々は、間隙２７により２分割される。換言すれば、メス型嵌合部材Ｂｆの先端部は、間隙２７により４分割される。具体的には、第１の挟持部２１は、間隙２７により分割された第１の弾性部２１ａ及び第２の弾性部２１ｂを含む。同様に、第２の挟持部２２は、間隙２７により分割された第３の弾性部２２ａ及び第４の弾性部２２ｂを含む。ここで、第１の弾性部２１ａ及び第２の弾性部２１ｂは、間隙２７を介して離間すると表現することもできる。同様に、第３の弾性部２２ａ及び第４の弾性部２２ｂは、間隙２７を介して離間すると表現することもできる。

【0035】

なお、図５は、間隙２７により４分割されたメス型嵌合部材Ｂｆを例示するが、これに限らない。間隙２７による分割数は、５つ以上であってもよい。ただし、第１の挟持部２１の分割数と、第２の挟持部２２の分割数とが等しいことが好ましく、間隙２７による分割数は、例えば６つ以上の偶数である。後述する一対の嵌合部材Ｂの間の相対的な回転位置ずれは、いずれの方向にも生じる可能性がある。このため、第１の挟持部２１の分割数と、第２の挟持部２２の分割数とを等しくすることにより、回転位置ずれの方向によらず、嵌合部の幾何学的な許容範囲を拡大することができる。

【0036】

第１の弾性部２１ａ及び第３の弾性部２２ａの各々は、第１の基部２６ａから延設される。換言すれば、第１の弾性部２１ａ及び第３の弾性部２２ａの各々は、第２の屈曲部２３ｂを介して、第１の基部２６ａに連続一体に連結されている。また、第２の弾性部２１ｂ及び第４の弾性部２２ｂの各々は、第２の基部２６ｂから延設される。換言すれば、第２の弾性部２１ｂ及び第４の弾性部２２ｂの各々は、第２の屈曲部２３ｂを介して、第２の基部２６ｂに連続一体に連結されている。また、第１の基部２６ａ及び第２の基部２６ｂの各々は、プリント回路基板への接続部２５から延設される。換言すれば、第１の基部２６ａ及び第２の基部２６ｂの各々は、第３の屈曲部２３ｃを介して、接続部２５に連続一体に連結されている。

【0037】

したがって、第１の弾性部２１ａ、第２の弾性部２１ｂ、第３の弾性部２２ａ及び第４の弾性部２２ｂの各々は、第１の挟持部２１又は第２の挟持部２２を分割した形状に相当するため、差込部１１との接触状態に応じて独立して変形することができる。

【0038】

なお、オス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆは、それぞれ金属材料により形成される。一例として、オス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆは、銅、真鍮を含む銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成される。

【0039】

また、オス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆの表面領域のうちの一部又は全部の領域には、導体メッキが施されている。導体メッキとしては、例えば錫メッキ、銀メッキ又は金メッキが適宜利用可能である。

【0040】

ここで、錫は、オス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆの下地に使用されるニッケルと合金化しやすい性質を有する。周囲温度が高くなると錫及びニッケルの合金化が進行し、抵抗値が１［ｍΩ］以上となる。一方で、銀や金は、ニッケルとの合金化は進行しにくいが、使用するとコストが高い。オス型嵌合部材Ｂｍと、メス型嵌合部材Ｂｆとの間の接触抵抗が大きいと、オス型嵌合部材Ｂｍと、メス型嵌合部材Ｂｆとの接触部位において温度上昇が生じる。そこで、実施形態に係る電力変換装置１においては、オス型嵌合部材Ｂｍと、メス型嵌合部材Ｂｆとの接触部位における接触抵抗を１［ｍΩ］以下とする。換言すれば、一対の嵌合部材Ｂが嵌合した状態における、オス型嵌合部材Ｂｍの差込部１１と、第１の挟持部２１又は第２の挟持部２２の凸部との間の接触抵抗は、１［ｍΩ］以下とする。

【0041】

接触抵抗の大きさは、「接触圧力（接圧）」、「材料（表面の錫など）」及び「接触面積」によって規定される。そこで、実施形態に係る電力変換装置１においては、一例として、メス型嵌合部材Ｂｆの４つの弾性部の弾性力を調整することにより、接触抵抗を１［ｍΩ］以下に調整する。換言すれば、実施形態に係るメス型嵌合部材Ｂｆは、接触抵抗が１［ｍΩ］以下になるように、４つの弾性部の弾性力が設計される。なお、４つの弾性部の弾性力は、例えばメス型嵌合部材Ｂｆの材料（母材）と、その形状とに依存する。

【0042】

なお、実施形態に係るオス型嵌合部材Ｂｍの差込部１１は、略平板状の形状を有する。また、実施形態に係るメス型嵌合部材Ｂｆは、差し込まれた略平板形状の差込部１１を挟持することによりオス型嵌合部材Ｂｍと嵌合するように構成されている。これにより、実施形態に係る基板間接続構造は、例えばピン形状の差込部を有するオス型嵌合部材を用いて実現される基板間接続構造と比較して、一対の嵌合部材Ｂの間での接触面積を大きくすることができるため、接触抵抗を低減することができる。一対の嵌合部材Ｂの間での接触抵抗の低減化は、一対の嵌合部材Ｂにおける発熱や電力ロスの抑制、メス型嵌合部材Ｂｆの形状や材料に関する自由度の向上、接続状態の判定の簡単化などに寄与する。

【0043】

例えば、ピン形状の直径と、平板形状の厚さとを同一としたとき、平板形状の幅は任意に設定可能であることから、平板形状のオス型嵌合部材Ｂｍは、同じ長さのピン形状のオス型嵌合部材より、メス型嵌合部材Ｂｆとの接触面積を大きくすることができる。また、例えば、ピン形状と、平板形状との基板に平行な断面での断面積を同一としたとき、平板形状の厚さ及び幅を適切に設定することにより、平板形状の主面の面積を、同じ長さのピン形状の表面積より大きくすることができる。つまり、平板形状のオス型嵌合部材Ｂｍは、同じ長さのピン形状のオス型嵌合部材より、メス型嵌合部材Ｂｆとの接触面積を大きくすることができる。

【0044】

ここで、差込部１１の厚さとは、図１に示す状態での差込部１１の左右方向の大きさであるとする。また、差込部１１の長さとは、図１に示す状態での差込部１１の上下方向の大きさであるとする。また、差込部１１の幅とは、図１に示す状態での差込部１１の紙面に垂直な方向の大きさであるとする。

【0045】

なお、本開示は、略平板形状の差込部１１を有するオス型嵌合部材Ｂｍを例示するが、これに限らない。例えば、オス型嵌合部材Ｂｍは、ピン形状などの略円筒形状の差込部１１を有していても構わない。この場合であっても、実施形態に係るメス型嵌合部材Ｂｆの複数の弾性部は、略円筒形状の差込部１１との接触状態に応じて独立して変形することができる。なお、メス型嵌合部材Ｂｆの複数の弾性部は、差し込まれた略円筒形状の差込部１１を挟持することによりオス型嵌合部材Ｂｍと嵌合するように、例えば環状に配置され得る。

【0046】

なお、メス型嵌合部材Ｂｆの外周部には、絶縁部が設けられている。一例として、絶縁部とは、メス型嵌合部材Ｂｆの外周部に形成されている絶縁体の層である。絶縁体の層は、絶縁体をメス型嵌合部材Ｂｆの外周部に塗布することにより形成されてもよいし、絶縁体により形成された絶縁フィルムをメス型嵌合部材Ｂｆの外周部に貼付することにより形成されても構わない。一例として、絶縁体は、樹脂である。ここで、メス型嵌合部材Ｂｆの外周部とは、第１の挟持部２１の第２の挟持部２２に対向する側の領域と、第２の挟持部２２の第１の挟持部２１に対向する側の領域と、接続部２５のプリント回路基板に接触する領域とを除くメス型嵌合部材Ｂｆの表面領域である。これにより、差込部１１と受入部２０との位置のずれに起因して、一対のオス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆの嵌合に不具合が生じた場合に、電気的検査によりその接続不良を検出することができる。ここで、電気的検査とは、オス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆの間の接触部位を介した抵抗値の計測である。

【0047】

図６は、それぞれにアライメントキーが設けられた図１の複数の回路基板の一例を示す概略斜視図である。本実施形態に係る複数の回路基板の各々には、図６に示すように、各主面にアライメントキー３１，３２が設けられている。例えば、各回路基板は、表面側にアライメントキー３１を有し、裏面側にアライメントキー３２を有している。例えば、図６に示す例では、第１の回路基板ＰＣＢ１の第２の回路基板ＰＣＢ２側の主面上にアライメントキー３１が設けられている。また、第２の回路基板ＰＣＢ２の第１の回路基板ＰＣＢ１側の主面上にアライメントキー３２が設けられている。つまり、一対のアライメントキー３１，３２は、第１の回路基板ＰＣＢ１及び第２の回路基板ＰＣＢ２の互いに対向する面に形成される。また、一対のアライメントキー３１，３２は、それぞれ、結合される２つの回路基板上の、当該２つの回路基板が結合された状態で対向する位置に設けられている。

【0048】

なお、第１の回路基板ＰＣＢ１の第２の回路基板ＰＣＢ２とは反対側の主面上と、第４の回路基板ＰＣＢ４の第３の回路基板ＰＣＢ３とは反対側の主面上とにおいては、アライメントキー３１，３２は、設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。つまり、複数の回路基板の各々には、少なくとも結合される他の回路基板と対向する主面上にアライメントキー３１，３２が設けられている。

【0049】

アライメントキー３１，３２とは、オス型嵌合部材Ｂｍ又はメス型嵌合部材Ｂｆを、各回路基板上に配置する際の原点位置などの幾何学的な基準位置として用いられる目印である。

【0050】

また、アライメントキー３１，３２とは、各回路基板を結合する流れにおいて、アライメントの際に用いる、位置調整用の目印である。アライメントキー３１，３２は、アライメントマークと呼称される場合もあり得る。アライメントキー３１，３２は、結合される２つの回路基板のそれぞれに形成されたパターン形状である。ここで、結合される２つの回路基板のアライメント用の一対のアライメントキー３１，３２のそれぞれは、第１のアライメントキーの一例である。

【0051】

ここで、アライメントとは、詳細は後述するが、アライメントキー３１，３２を基に、各回路基板を結合する流れにおいて、各回路基板の位置決め及び整列配置を行うことである。各回路基板の位置決め及び整列配置とは、各回路基板を把持するステージ６２（図９参照）を移動することで、結合する他方の回路基板の鉛直方向上方に移動させることを言う。

【0052】

図７は、実施形態に係る部品間接続システム４の構成の一例を示すブロック図である。図８は、実施形態に係る部品間接続システムの構成の一例を示す模式図である。図９は、実施形態に係る部品間接続における部品間の位置合わせの前後でのアライメントキー３１，３２の位置関係の一例について説明するための図である。図１０は、実施形態に係る部品間接続における部品間の嵌合の工程の一例について説明するための図である。

【0053】

部品間接続システム４は、例えば車載充電器などの電力変換装置１の部品間を接続するシステムである。つまり、部品間接続システム４は、電力変換装置１の組み立て工程において使用され得る。部品間接続システム４は、図７に示すように、制御装置４０、アライメントキー認識装置５０及び基板移動装置６０を含む。

【0054】

制御装置４０は、プロセッサ４１及びメモリ４３を有する。

【0055】

プロセッサ４１は、制御装置４０の全体の動作を制御する。プロセッサ４１としては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の各種のプロセッサが適宜利用可能である。

【0056】

メモリ４３は、制御装置４０で使用される各種のデータやプログラムを記憶する。メモリ４３としては、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、Ｆｌａｓｈメモリ等の各種の記憶媒体や記憶装置が適宜利用可能である。また、メモリ４３には、一時的に作業中のデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）がさらに設けられる。なお、メモリ４３としては、電気通信回線を介して制御装置４０に接続された外部記憶装置が利用されても構わない。

【0057】

制御装置４０は、認識制御部４１１及び移動制御部４１３としての機能を有する。制御装置４０は、例えばメモリ４３にロードされた部品間接続プログラムをプロセッサ４１が実行することにより、認識制御部４１１及び移動制御部４１３としての機能を実現する。

【0058】

認識制御部４１１は、アライメントキー認識装置５０の動作を制御する。例えば、認識制御部４１１は、複数のカメラ５３が搭載された支持部材５１を移動させ、結合する２つの回路基板の間に挿入する。また、認識制御部４１１は、複数のカメラ５３により、結合する２つの回路基板のそれぞれに設けられたアライメントキー３１，３２を認識する。認識制御部４１１は、アライメントキー３１，３２の認識結果を移動制御部４１３に出力する。

【0059】

移動制御部４１３は、認識制御部４１１によるアライメントキー３１，３２の認識結果に基づき、結合する２つの回路基板の一方を搭載するステージ６１に対する、結合する２つの回路基板の他方を搭載するステージ６２の移動量を算出する。移動制御部４１３は、例えば図９の（ａ）に示すように認識されたアライメントキー３１，３２の位置的な整合が取れていないとき、認識されたアライメントキー３１，３２のずれ方向及びずれ量に基づき、ステージ６２の移動量を算出する。つまり、移動制御部４１３は、図９の（ｂ）に示すようにアライメントキー３１，３２の位置的な整合が取れた状態を目標位置として、ステージ６２の移動量を算出する。

【0060】

また、移動制御部４１３は、算出された移動量に基づき、ステージ６２を移動させて結合する２つの回路基板間の位置的整合を取りアライメントを完成させる。その後、移動制御部４１３は、図１１に示すように、ステージ６２をステージ６１に近づけるように垂直方向Ｄ１に移動させ、複数対の嵌合部材Ｂを嵌合させることにより２つの回路基板を結合する。

【0061】

なお、２つの回路基板間の位置的整合を取るとは、例えばアライメントキー３２の隙間にアライメントキー３１が収まるように相対位置を変更することを言うが、これに限らない。例えば、アライメントキー３１，３２が予め定められた距離だけ離間し、かつ、向きが一致するように相対位置を変更することを、２つの回路基板間の位置的整合を取るとしてもよい。

【0062】

アライメントキー認識装置５０は、回路基板の組み立て工程において、結合する２つの回路基板のそれぞれに設けられたアライメントキー３１，３２を認識する装置である。アライメントキー認識装置５０は、図８に示すように、支持部材５１及び複数のカメラ５３を有する。複数のカメラ５３は、支持部材５１に設けられている。複数のカメラ５３は、支持部材５１が２つの回路基板間に挿入されたとき、当該２つの回路基板のそれぞれに対向する位置にそれぞれ設けられた少なくとも２つのカメラ５３を有する。これらのカメラ５３は、対向する回路基板に設けられたアライメントキー３１，３２を撮影可能に構成されている。複数のカメラ５３の支持部材５１における位置は、予めメモリ４３等に記憶されているとする。なお、複数のカメラ５３の数や配置は、アライメントキー３１，３２が設けられた回路基板に応じて適宜決定されればよい。

【0063】

なお、第１の回路基板ＰＣＢ１及び第２の回路基板ＰＣＢ２の間と、第２の回路基板ＰＣＢ２及び第３の回路基板ＰＣＢ３の間とでは、アライメントキー３１，３２の配置が異なっていてもよい。この場合、結合する２つの回路基板のアライメントキー３１，３２の配置に応じて、異なるアライメントキー認識装置５０が使用されてもよい。また、結合する２つの回路基板のアライメントキー３１，３２の配置に応じて複数のカメラ５３の位置が変更可能であっても構わない。

【0064】

図８に示す例では、複数のカメラ５３は、第１の回路基板ＰＣＢ１の第２の回路基板ＰＣＢ２側に設けられたアライメントキー３１と、第２の回路基板ＰＣＢ２の第１の回路基板ＰＣＢ１側に設けられたアライメントキー３２とを認識する。図８に示す例では、第１の回路基板ＰＣＢ１の第２の回路基板ＰＣＢ２側に設けられたアライメントキー３１を認識するカメラ５３と、第２の回路基板ＰＣＢ２の第１の回路基板ＰＣＢ１側に設けられたアライメントキー３２を認識するカメラ５３とは、各撮像軸が同軸上に位置するように配置されている。

【0065】

基板移動装置６０は、回路基板の組み立て工程において、結合する２つの回路基板のアライメントを実施する装置である。基板移動装置６０は、図８に示すように、結合する２つの回路基板のそれぞれを把持するステージ６１，６２を有する。ステージ６１，６２は、互いに対向する面が平行になるように構成されている。ステージ６１は、例えば固定ステージである。ステージ６２は、例えば可動ステージである。ステージ６２は、例えば、上下左右方向に移動可能な３軸ステージである。ステージ６２は、把持する回路基板をチルト可能に構成されていても構わない。

【0066】

図８に示す例では、基板移動装置６０のステージ６１は、第１の回路基板ＰＣＢ１を把持する。また、ステージ６２は、第２の回路基板ＰＣＢ２を水平方向Ｄに移動可能に把持する。基板移動装置６０は、ステージ６２をステージ６１に対して平行移動させることにより、第１の回路基板ＰＣＢ１に対する第２の回路基板ＰＣＢ２のアライメントを実施する。また、基板移動装置６０は、図１０に示すように、ステージ６２をステージ６１に対して垂直移動させることにより、第１の回路基板ＰＣＢ１に第２の回路基板ＰＣＢ２を結合する。

【0067】

なお、基板移動装置６０は、固定ステージとして構成されるステージ６１を有していなくてもよい。この場合、基板移動装置６０は、ステージ６１に代えて、電力変換装置１を構成するアルミダイカストやステンレス製プレート等の電力変換装置１の筐体を利用してもよい。あるいは、基板移動装置６０は、筐体に結合された第１の回路基板ＰＣＢ１に対して、第２の回路基板ＰＣＢ２をアライメントする装置として実現される。つまり、本開示においては、ステージ６１を、電力変換装置１の組み立て工程における被接続対象の一対の部品の一方として適宜読み替えることが可能である。なお、当該被接続対象の一対の部品の他方がステージ６２により移動される点は、ステージ６１が使用される場合であっても、ステージ６１に代えて電力変換装置１の筐体などの部品が使用される場合であっても同様である。

【0068】

以下、図面を参照しながら、実施形態に係る部品間接続の流れの一例を説明する。図１１は、実施形態に係る部品間接続の流れの一例を示すフローチャートである。ここでは、図８及び図１０に示すように、第１の回路基板ＰＣＢ１に第２の回路基板ＰＣＢ２を結合する場合を例に説明する。

【0069】

まず、アライメントキー３１を基準として、第１の回路基板ＰＣＢ１の第２の回路基板ＰＣＢ２側の主面にオス型嵌合部材Ｂｍを配置する（Ｓ１０１）。また、アライメントキー３２を基準として、第２の回路基板ＰＣＢ２の第１の回路基板ＰＣＢ１側の主面にメス型嵌合部材Ｂｆを配置する（Ｓ１０２）。このように、アライメントキー３１，３２を基準の位置としてオス型嵌合部材Ｂｍ又はメス型嵌合部材Ｂｆを配置することにより、アライメントキー３１，３２を用いたアライメントの実施により、各回路基板の位置的な整合を取ることができる。

【0070】

次に、各回路基板の結合側の主面がそれぞれ対向するように、各回路基板を基板移動装置６０にセットする（Ｓ１０３）。具体的には、第１の回路基板ＰＣＢ１をステージ６１により把持する。また、第２の回路基板ＰＣＢ２をステージ６２により把持する。

【0071】

その後、認識制御部４１１は、結合する２つの回路基板の間に支持部材５１を挿入し、複数のカメラ５３により、結合する２つの回路基板のそれぞれに設けられたアライメントキー３１，３２を認識する（Ｓ１０４）。認識制御部４１１は、アライメントキー３１，３２を認識した後、結合する２つの回路基板の間から支持部材５１を抜去する。

【0072】

結合する２つの回路基板の間から支持部材５１が移動された後、移動制御部４１３は、認識制御部４１１によるアライメントキー３１，３２の認識結果に基づきステージ６１に対してステージ６２を移動させて、第１の回路基板ＰＣＢ１及び第２の回路基板ＰＣＢ２を結合する（Ｓ２０３）。具体的には、移動制御部４１３は、認識制御部４１１によるアライメントキー３１，３２の認識結果に基づきアライメントに係るステージ６２の移動量を算出する。また、移動制御部４１３は、算出された移動量に基づきステージ６２を平行移動させてアライメントを完成させる。アライメントが完成した後、移動制御部４１３は、ステージ６２をステージ６１に向けて近づけることにより、複数対の嵌合部材Ｂのそれぞれを嵌合させる。

【0073】

なお、ステップＳ２０３において移動制御部４１３は、オス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆの接触がセンサで検知された後に、片方のプリント回路基板を他方のプリント基板に対し押し込むことで、層状構造の定置状態を形成する。センサとしては、オス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆの間の接触部位を介した抵抗値を計測するセンサ等が利用可能である。メス型嵌合部材Ｂｆは、オス型嵌合部材Ｂｍの差込部１１の挿入方向とは反対側に弾性力（ばね力）を有する。このため、複数のオス型嵌合部材Ｂｍを同時に複数のメス型嵌合部材Ｂｆに押し込むと、いくつかのオス型嵌合部材Ｂｍがメス型嵌合部材Ｂｆの受入部２０から外れてしまう場合がある。そこで、本ステップでは、確実な嵌合状態を一度作った後、さらに片方のプリント回路基板を他方のプリント基板に押し込むことで、良好な嵌合を実現する。ここで、確実な嵌合状態とは、例えば１ｍｍ程度、差込部１１が受入部２０に押し込まれた定常状態をいう。

【0074】

上述したように、それぞれに実装されたオス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆが嵌合することにより、２つの回路基板が結合される。しかしながら、オス型嵌合部材Ｂｍ又はメス型嵌合部材Ｂｆを回路基板に実装する際に、意図した位置からずれて配置される場合がある。このような場合、一対の嵌合部材Ｂが適切に嵌合せず、基板間の接続不良が生じるおそれがある。また、オス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆの各々が所定の配置で実装された場合であっても、組み立てる際の位置精度によっては、一対の嵌合部材Ｂが適切に嵌合せず、基板間の接続不良が生じるおそれがある。

【0075】

このような中、実施形態に係る部品間接続構造において、オス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆは、回路基板上に設けられたアライメントキー３１，３２を基準位置として配置されている。また、結合する２つの回路基板のアライメントは、アライメントキー３１，３２の認識結果に基づき実施される。このように、回路基板上にアライメントキー３１，３２を設けることにより、アライメントキー３１，３２の認識結果に基づく回路基板のアライメントにより複数対の嵌合部材Ｂを適切に嵌合させることができる。また、アライメントキー認識装置５０は、回路基板上の所定の位置に設けられたアライメントキー３１，３２を、アライメントキー３１，３２の配置に応じた位置に撮像軸が同軸になるように配置された複数のカメラ５３により認識するように構成されている。この構成によれば、結合する２つの回路基板の大きさが異なる場合であっても、アライメントキー３１，３２により結合する２つの回路基板のアライメントを実施することができる。

【0076】

以上説明したように、実施形態に係る部品間接続方法によれば、部品間を電気的に接続する嵌合部における嵌合部材間の嵌合位置精度を向上させることができる。これにより、複数の回路基板を適切に積層することができるため、電力変換装置１の小型化を達成することができる。

【0077】

以下、図面を参照しながら、実施形態に係る部品間接続構造、電力変換装置、部品間接続システム及び部品間接続方法の各変形例について説明する。なお、以下の説明では、主として上述の実施形態又は各変形例との相違点を説明し、重複する説明については適宜省略する。

【0078】

（第１の変形例）
上述の実施形態では、ステージ６１上の回路基板のアライメントキーを認識するカメラ５３と、ステージ６２上の回路基板のアライメントキーを認識するカメラ５３との各撮像軸が同軸上である場合を例示したが、これに限らない。

【0079】

図１２は、第１の変形例に係る部品間接続システム４の構成の別の一例を示す模式図である。図１３は、第１の変形例に係る部品間接続における部品間の嵌合の工程の別の一例について説明するための図である。

【0080】

図１２に示すように、本変形例に係るアライメントキー認識装置５０において、ステージ６１上の回路基板のアライメントキーを認識するカメラ５３の撮像軸と、ステージ６２上の回路基板のアライメントキーを認識するカメラ５３の撮像軸とは、同軸上に位置しない。ここで、ステージ６１上の回路基板のアライメントキーを認識する２つのカメラ５３の撮像軸間の距離Ｌ１と、ステージ６２上の回路基板のアライメントキーを認識する２つのカメラ５３の撮像軸間の距離Ｌ２とは、等しいとする。これにより、ステージ６１，６２のそれぞれを向いた複数のカメラ５３の撮像軸が同軸上にない場合であっても、対応するアライメントキー３１，３２を認識することができる。

【0081】

なお、上述の実施形態と同様に、結合する２つの回路基板の間でアライメントキーの位置が対応していればよく、図１２及び図１３に示すように、結合する２つの回路基板の大きさが異なっていても構わない。

【0082】

図１３に示すように、本変形例に係る基板移動装置６０は、上述の実施形態と同様に制御装置４０の制御の下、アライメントキー認識装置５０の認識結果に基づき、ステージ６２を水平方向Ｄ１１に移動させてアライメントを完成させる。また、基板移動装置６０は、制御装置４０の制御の下、ステージ６２を垂直方向Ｄ１２に移動させて第１の回路基板ＰＣＢ１及び第２の回路基板ＰＣＢ２を結合する。

【0083】

この構成であっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0084】

（第２の変形例）
上述の実施形態及び第１の変形例では、１つのアライメントキー認識装置５０によりステージ６１上の回路基板のアライメントキーと、ステージ６２上の回路基板のアライメントキーとをそれぞれ認識する場合を例示したが、これに限らない。

【0085】

図１４は、実施形態に係る部品間接続システム４の構成の別の一例を示す模式図である。図１４に示すように、本変形例に係る部品間接続システム４は、アライメントキー認識装置５０ａと、アライメントキー認識装置５０ｂとを有する。アライメントキー認識装置５０ａは、ステージ６１上の回路基板のアライメントキーを認識する。アライメントキー認識装置５０ｂは、ステージ６２上の回路基板のアライメントキーを認識する。

【0086】

なお、アライメントキー認識装置５０の数は、３以上の複数であっても構わない。例えば、第１の回路基板ＰＣＢ１の一方の主面に第２の回路基板ＰＣＢ２及び第３の回路基板ＰＣＢ３を結合するといった場合もあり得る。このような場合、第１の回路基板ＰＣＢ１、第２の回路基板ＰＣＢ２及び第３の回路基板ＰＣＢ３のそれぞれのアライメントキーを認識する３つのアライメントキー認識装置５０が使用され得る。

【0087】

これらの構成であっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0088】

（第３の変形例）
上述の実施形態及び各変形例では、結合する２つの回路基板の間に複数のカメラ５３を挿入する場合を例示したが、これに限らない。

【0089】

図１５は、実施形態に係る部品間接続システム４の構成の別の一例を示す模式図である。図１５に示すように、本変形例に係る部品間接続システム４において、ステージ６２は、透過部６２１を有する。透過部６２１は、ステージ６２により把持される回路基板のアライメントキー３１に対向する位置に設けられている。透過部６２１は、ステージ６２を介してカメラ５３によりアライメントキー３１を認識可能に構成されていればよく、貫通穴により構成されていてもよいし、ガラスなどの透明部材により構成されていても構わない。

【0090】

また、本変形例に係るステージ６２は、把持する回路基板側に凹部６２３を有する。凹部６２３は、ステージ６２により把持される回路基板に設けられたオス型嵌合部材Ｂｍ又はメス型嵌合部材Ｂｆに対向する位置に設けられている。

【0091】

本変形例に係る移動制御部４１３は、第１の回路基板ＰＣＢ１のアライメントキー３１と、第２の回路基板ＰＣＢ２のアライメントキー３１とに基づき、ステージ６２の移動量を算出する。ここで、第１の回路基板ＰＣＢ１のアライメントキー３１と、第２の回路基板ＰＣＢ２のアライメントキー３１とは、同一のパターン形状であり、第１の回路基板ＰＣＢ１及び第２の回路基板ＰＣＢ２のそれぞれ同じ側を向いた面に形成される一対のアライメントキーの一例である。なお、同様に、アライメントキー３２同士を用いてアライメントを実施することも可能である。

【0092】

この構成によれば、上述の実施形態と同様の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。例えば、複数の回路基板を積層する場合、中間層を形成する回路基板には、両側の主面にオス型嵌合部材Ｂｍ及びメス型嵌合部材Ｂｆの少なくとも一方が設けられている。このような中、本変形例に係る構成によれば、アライメントキー認識装置５０の支持部材５１を結合する２つの回路基板の間に挿入しなくてもアライメントキー３１を認識できるため、回路基板に設けられた嵌合部材Ｂと、支持部材５１との干渉を抑制することができる。

【0093】

（第４の変形例）
上述の実施形態及び各変形例では、一対のアライメントキーとして、十字状の形状のアライメントキー３１と、十字状の隙間を有する、４つの矩形状のアライメントキー３２との組を用いる場合や十字状のアライメントキー３１同士を用いる場合を例示したが、これに限らない。

【0094】

図１６は、実施形態に係るアライメントキーの別の一例を示す図である。図１６に示すように、アライメントキーとしては、種々の形状を用いることができる。例えば、図１６の（ａ）に示すように、アライメントキーは、アライメントキー３１，３２をそれぞれ回転させた形状を有していてもよい。例えば、図１６の（ｂ）に示すように、アライメントキーは、＊（アスタリスク）状の形状と、当該アスタリスク状の隙間を有する、６つの三角形状との組であってもよい。例えば、図１６の（ｃ）に示すように、アライメントキーは、円又は楕円状の形状と、当該円又は楕円状の隙間を有するリング状の形状との組であってもよい。例えば、図１６の（ｄ）に示すように、アライメントキーは、２つの矩形を組み合わせた形状と、当該２つの矩形を組み合わせた形状の隙間を有する形状との組であってもよい。なお、アライメントキーの形状としては、図１６に示す各形状に限らず、三角形や四角形などの任意の多角形の形状を用いることもできる。

【0095】

また、アライメントキーとしては、回路基板に形成された導電性のメッキ膜が形成されているスルーホールなどの貫通孔が使用されてもよい。例えば、図１６の（ｃ）に示すアライメントキーの形状のいずれか一方、あるいは両方を、プリント回路基板におけるスルーホールとして形成することもできる。

【0096】

また、アライメントキーとしては、回路基板上に設けられたオス型嵌合部材Ｂｍ又はメス型嵌合部材そのものが用いられても構わない。一例として、アライメントキー３１と、メス型嵌合部材Ｂｆの４つの弾性部との整合を取るように、アライメントを実施することも可能である。

【0097】

これらの構成であっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0098】

（第５の変形例）
上述の実施形態及び各変形例では、２つの回路基板の結合に着目して説明したが、これに限らない。

【0099】

図１７は、実施形態に係る部品間接続の別の一例を示す模式図である。図１７に示すように、上述の実施形態及び各変形例に係る技術は、１つの回路基板に複数の回路基板を結合する場合にも適用することができる。図１７に示す例では、第１の回路基板ＰＣＢ１には、第２の回路基板ＰＣＢ２が積層されている。第２の回路基板ＰＣＢ２には、第３の回路基板ＰＣＢ３及び第４の回路基板ＰＣＢ４が積層されている。第２の回路基板ＰＣＢ２への第３の回路基板ＰＣＢ３の結合と、第２の回路基板ＰＣＢ２への第４の回路基板ＰＣＢ４の結合とは、それぞれ、上述した部品間接続と同様にして行われればよい。なお、１つの回路基板に複数の回路基板を結合する場合、回路基板の大きさは、回路基板ごとに異なっていても構わない。

【0100】

なお、アライメントキーの形状は、結合する２つの回路基板ごとに異なっていてもよい。例えば、１つの回路基板に複数の回路基板を結合する場合など、アライメントキーの形状により、結合する回路基板が認識できるように構成することもできる。

【0101】

これらの構成であっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、結合する回路基板ごとに異なるアライメントキーを用いる場合には、他の回路基板との結合のために設けられたアライメントキーと区別できるため、部品間を電気的に接続する嵌合部における嵌合部材間の嵌合位置精度をさらに向上させることができる。

【0102】

（第６の変形例）
図１８は、実施形態に係る部品間接続の別の一例を示す模式図である。図１９は、実施形態に係る部品間接続における嵌合部材Ｂの配置の一例について説明するための図である。

【0103】

各回路基板には、図１８に示すように、回路基板上に嵌合部材Ｂを整列配置するためのアライメントキー３３が設けられていてもよい。嵌合部材Ｂの配置用のアライメントキー３３は、回路基板のアライメントキー３１，３２を例えば原点などの基準位置として設けられる。ここで、複数対の嵌合部材Ｂのアライメント用の複数のアライメントキー３７のそれぞれは、第２のアライメントキーの一例である。各嵌合部材Ｂは、アライメントキー３３との相対位置をカメラ等で確認しながら移動され、例えば図１９に示すように、アライメントキー３３に対して予め定められた位置にはんだ実装される。図１８及び図１９は、メス型嵌合部材Ｂｆを、４つの弾性部とアライメントキー３３とが所定の距離だけ離間し、かつ、傾きが一致するように整列配置する場合を例示している。

【0104】

なお、図１９は、アライメントキー３３に対して予め定められた位置として、アライメントキー３３から所定の距離だけ離間し、かつ、傾きが一致する位置を例示するが、これに限らない。図２０は、実施形態に係る部品間接続における嵌合部材Ｂの配置の別の一例について説明するための図である。嵌合部材Ｂは、図２０に示すように、アライメントキー３１，３２によるアライメントと同様にして、４つの弾性部とアライメントキー３３とが整合するように配置することもできる。

【0105】

また、アライメントキー３３に対応するアライメントキーを嵌合部材Ｂそのものに設ける構成も実現可能である。この場合、アライメントキー３３と、嵌合部材Ｂに設けられたアライメントキーとの間でアライメントが実施されて、嵌合部材Ｂが回路基板上の所定の位置に配置される。

【0106】

なお、本変形例では、メス型嵌合部材Ｂｆを例に説明したが、オス型嵌合部材Ｂｍもまた、アライメントキー３３を用いて同様に配置することができる。

【0107】

これらの構成によれば、上述の実施形態で得られる効果に加えて、嵌合部材Ｂの配置に係る位置精度を向上させることができるという効果を得ることができる。

【0108】

（第７の変形例）
図２１及び図２２は、実施形態に係る部品間接続の別の一例を示す模式図である。図２１は、回路基板の結合前の状態を模式的に示す。図２２は、回路基板を結合した状態を模式的に示す。

【0109】

本変形例に係るステージ６１は、電力変換装置１の筐体の一部であるとする。筐体には、ダウエルピンやノックピン、あるいは平行ピンなどの位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂが設けられている。なお、位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂは、各回路基板を結合する流れにおいて、アライメントの際に用いる、位置調整用の目印であるから、第１のアライメントキーの一例であると表現することもできる。本変形例に係る各回路基板には、アライメントキー３１，３２に代えて、穴部３５ａ，３５ｂが設けられている。なお、穴部３５ａ，３５ｂは、各回路基板を結合する流れにおいて、アライメントの際に用いる、位置調整用の目印であるから、第１のアライメントキーの一例であると表現することもできる。各回路基板の穴部３５ａ，３５ｂは、それぞれ筐体の位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂに対応する位置に設けられている。各回路基板の穴部３５ａ，３５ｂは、位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂの直径より僅かに大きい直径を有する。各回路基板において、嵌合部材Ｂは、穴部３５ａ，３５ｂを基準位置として配置される。

【0110】

本変形例に係る認識制御部４１１は、アライメントキー認識装置５０により、位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂ及び穴部３５ａ，３５ｂを認識する。移動制御部４１３は、位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂ及び穴部３５ａ，３５ｂの認識結果に基づき、各基板を水平方向に移動させてアライメントを完成させる。移動制御部４１３は、アライメントが完成した後、図２２に示すように、各基板の穴部３５ａ，３５ｂを位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂに沿わせながら各基板を垂直方向に移動させて各基板を順に結合する。

【0111】

このように、アライメントキー３１，３２に代えて位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂ及び穴部３５ａ，３５ｂを用いる構成であっても、上述の実施形態と同様に、嵌合部材Ｂの良好な嵌合を実現可能である。つまり、本変形例に係る構成によれば、上述の実施形態と同様に、嵌合部材Ｂの配置に係る位置精度を向上させることができるという効果を得ることができる。

【0112】

（第８の変形例）
図２３は、実施形態に係る部品間接続の別の一例を示す模式図である。図２３は、回路基板の結合前の状態を模式的に示す。図２４は、実施形態に係る部品間接続における部品間の位置合わせの前後でのアライメントキーの位置関係の一例について説明するための図である。

【0113】

本変形例に係るステージ６１は、第７の変形例と概ね同様である。ステージ６１は、電力変換装置１の筐体の一部であり、ダウエルピンやノックピン、あるいは平行ピンなどの位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂを有する。本変形例に係る位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂのそれぞれの上面には、第７の変形例とは異なり、アライメントキー３７が設けられている。ここで、結合される２つの回路基板のアライメント用の一対のアライメントキー３７のそれぞれは、第１のアライメントキーの一例である。本変形例に係る各回路基板には、第７の変形例とは異なり、アライメントキー３２に加えて、穴部３５ａ，３５ｂが設けられている。各回路基板の穴部３５ａ，３５ｂは、それぞれ筐体の位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂに対応する位置に設けられている。各回路基板において、嵌合部材Ｂは、穴部３５ａ，３５ｂ又はアライメントキー３２を基準位置として配置される。

【0114】

本変形例に係る認識制御部４１１は、アライメントキー認識装置５０により、回路基板上に設けられたアライメントキー３２と、位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂに設けられたアライメントキー３７とを認識する。移動制御部４１３は、アライメントキー３２，３７の認識結果に基づき、各基板を水平方向に移動させてアライメントを完成させる。移動制御部４１３は、アライメントが完成した後、上述の実施形態と同様にして、各基板を垂直方向に移動させて各基板を順に結合する。

【0115】

なお、本変形例の構成において、アライメントキー３２に代えて、アライメントキー３１などの他のアライメントキーの形状が適宜利用されても構わない。

【0116】

第７の変形例では、穴部３５ａ，３５ｂを位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂに沿わせながら各基板を垂直方向に移動させるために、位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂの直径より僅かに大きい直径を有する穴部３５ａ，３５ｂを例示した。一方で、本変形例では、位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂの上面にアライメントキー３７が設けられているため、穴部３５ａ，３５ｂを位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂに沿わせながら各基板を垂直方向に移動させる必要はない。このため、本変形例に係る構成によれば、穴部３５ａ，３５ｂ及び位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂの寸法的拘束を第７の変形例の構成より緩めることができる。

【0117】

（第９の変形例）
図２５は、実施形態に係る部品間接続の別の一例を示す模式図である。図２５に示すように、第８の変形例に係る構成において、電力変換装置１の筐体の一部としてのステージ６１には、位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂが設けられていなくても構わない。この場合、図２５に示すように、第８の変形例に係る構成において位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂが設けられていたステージ６１上の位置に、アライメントキー３７が設けられる。

【0118】

この構成によれば、アライメントキー３３，３７に基づいて回路基板のアライメントを実施することができるため、第８の変形例に係る構成とは異なり、位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂを不要とすることができる。位置決め用ピン６２５ａ，６２５ｂを設けないことは、電力変換装置１の部品点数を削減し、コストを削減することに寄与する。

【0119】

以上説明したように、本開示に係る部品間接続構造、電力変換装置１、部品間接続システム４及び部品間接続方法によれば、部品間を電気的に接続する嵌合部における嵌合部材間の嵌合位置精度を向上させることができる。

【0120】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0121】

１ 電力変換装置
４ 部品間接続システム
１１ 差込部
１３ 先端部
１５ 接続部
１７ 間隙
２０ 受入部
２１ 第１の挟持部
２１ａ 第１の弾性部
２１ｂ 第２の弾性部
２２ 第２の挟持部
２２ａ 第３の弾性部
２２ｂ 第４の弾性部
２３ａ 第１の屈曲部
２３ｂ 第２の屈曲部
２３ｃ 第３の屈曲部
２６ａ 第１の基部
２６ｂ 第２の基部
２５ 接続部
２７ 間隙
３１，３２，３３，３７ アライメントキー
３５ａ，３５ｂ 穴部
４０ 制御装置
４１ プロセッサ
４１１ 認識制御部
４１３ 移動制御部
４３ メモリ
５０，５０ａ，５０ｂ アライメントキー認識装置
５１ 支持部材
５３ カメラ
６０ 基板移動装置
６１，６２ ステージ
６２１ 透過部
６２３ 凹部
６２５ａ，６２５ｂ 位置決め用ピン
Ｂ 一対の嵌合部材
Ｂｆ メス型嵌合部材
Ｂｍ オス型嵌合部材
ＰＣＢ１ 第１の回路基板
ＰＣＢ２ 第２の回路基板
ＰＣＢ３ 第３の回路基板
ＰＣＢ４ 第４の回路基板

【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24】

【図25】