JP4919062B2 - 並行配線導体構造 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置などの各種配線の配線構造である２相以上の導体からなる並行配線導体構造に関する。

半導体電力変換装置などに用いられる従来技術の並行配線導体構造について図を参照しつつ説明する。図３は、従来技術の並行配線導体構造の説明図であり、図３（ａ）は左側面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は斜視図、図３（ｄ）は斜視分解図である。

並行配線導体構造２は、図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、異なる相の導体であるＰ導体２０１、Ｍ導体２０２、Ｎ導体２０３を備え、これら導体の間は、絶縁碍子２０４を介在させて隣接する導体間の絶縁距離の確保とともに支持を行う。そして、盤体やユニットに固定するための取付金具２０５が絶縁碍子２０４を介在させて導体（図１ではＰ導体２０１）に固定される。このような並行配線導体構造２は、一体構成のため、取付が容易になるなど各種の利点がある。

続いて他の従来技術の並行配線導体構造について図を参照しつつ説明する。図４は、従来技術の他の並行配線導体構造の説明図であり、図４（ａ）は左側面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は斜視図、図４（ｄ）は斜視分解図である。

並行配線導体構造３は、図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、異なる相の導体であるＰ導体３０１、Ｍ導体３０２、Ｎ導体３０３を備え、これら導体の間は、薄板状の絶縁体３０４を介在させて隣接する導体間の絶縁の確保と支持を行う。そして、導体（図４ではＰ導体３０１）には取付脚金具３０１ａが一体に形成されており、この取付脚金具３０１ａに盤体やユニットに固定するための絶縁碍子３０５が取り付けられる。このような並行配線導体構造３は、一体構成のため、取付が容易になるなどの各種の利点はもちろんのこと、対向電流の流れるＰ導体３０１、Ｍ導体３０２、Ｎ導体３０３を、絶縁体３０４を挟んで積層して極力近接させて配置することで、これら導体周辺に発生する磁束を互いに打ち消し合って導体全体のインダクタンスを低減させることができる。さらに配線インダクタンス低減効果が大きいため、導体幅を狭くすることが可能となる。

また、このような並行配線導体構造に係る従来技術としては、例えば、特許文献１（特開２００１−２３８４５８号公報，発明の名称：電力変換装置）に記載されたものが知られている。この電力変換装置は、正極端子と負極端子を近接配置し、電流方向が逆向きになる正極導体と負極導体の重なり面積が多くなるようにして、磁束相殺効果により浮遊インダクタンスを低減する、というものである。

特開２００１−２３８４５８号公報

図３で示した並行配線導体構造２は、絶縁碍子２０４を介在させるため導体間隔が大きくなり、配線インダクタンスの低減効果が少ない。従って、表皮効果の大きい幅広の導体を適用する必要があり、並行配線導体構造２の全体的な寸法が大きくなるという問題があった。

また、図４で示した並行配線導体構造３は、Ｐ導体３０１に取付脚金具３０１ａを一体に形成する構成を採用したが、特に大型の並行配線導体構造３の場合は導体材に取付脚を溶着して取付脚金具３０１ａを形成するため、強度低下が問題となる。更に並行配線導体構造３を一体化するためには特殊な装置、技術が必要となり、コストが高くなるという問題があった。

そこで、本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体電力変換装置など並行配線が用いられる装置に適用され、２相以上の導体からなる並行配線部の配線インダクタンス低減による性能向上、絶縁確保よる小型化、および、組立ともに位置決めを行えるようにする組立容易化、をともに実現するような並行配線導体構造を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明の並行配線導体構造は、複数の導体を導体間に絶縁体を挿入して積層する並行配線導体構造において、折れ曲がり部が形成される前記導体と、この導体の両側の側部に当接する板状の複数の絶縁支持部と、前記導体，絶縁体および絶縁支持部を挟んで固定する一対の固定部とを備えたことを特徴とする。

以上のような本発明によれば、半導体電力変換装置など並行配線が用いられる装置に適用され、２相以上の導体からなる並行配線部の配線インダクタンス低減による性能向上、絶縁確保よる小型化、および、組立ともに位置決めを行えるようにする組立容易化、をともに実現するような並行配線導体構造を提供することができる。

続いて、本発明を実施するための最良の形態について、図を参照しつつ以下に説明する。図１は本形態の並行配線導体構造の斜視分解図である。図２は、本形態の並行配線導体構造の説明図であり、図２（ａ）は左側面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は斜視図である。

この並行配線導体構造１は、第１固定部１０、第１絶縁体２０、第１絶縁支持部３０、第１導体４０、第２絶縁体５０、第２絶縁支持部６０、第２導体７０、第３絶縁体８０、第３絶縁支持部９０、第３導体１００、第４絶縁体１１０、第２固定部１２０、雌ねじ部１３０を備える。

続いて各部の詳細について説明する。
第１固定部１０は、図１で示すように、本体に対して２個の位置決め部である２本の雄ねじ部１１を左右に有する。このような第１固定部１０は、上下に２個設けられる。

第１絶縁体２０は、板体であって左右に２個の孔２１を有する。この孔２１に第１固定部１０の雄ねじ部１１が挿通され、第１絶縁体２０は、２個の雄ねじ部１１により位置決めされつつ第１固定部１０に当接する。第１絶縁体２０は２個設けられ、上下の２個の第１固定部１０でそれぞれ取り付けられる。

第１絶縁支持部３０は板体であって１個の孔３１を有する。このような第１絶縁支持部３０の孔３１に第１固定部１０の雄ねじ部１１が挿通されてそれぞれ位置決めされつつ、左右両側で２個の第１絶縁支持部３０が第１絶縁体２０に当接する。そして第１絶縁支持部３０は、上側で２個および下側で２個の計４個配置される。

第１導体４０は、長尺の板体４１、この板体４１に連接する上下２カ所の折れ曲がり部４２、これら折れ曲がり部４２にそれぞれ連接する上下２個の端子部４３を備える。第１導体４０には、長尺の板体４１、および、この板体４１に連接する２カ所の折れ曲がり部４２により側面視略コ字状の導体側嵌め合わせ部が形成されている。板体４１の左右両側では上側および下側でそれぞれ２個の第１絶縁支持部３０により挟まれて自ずと位置決めされつつ第１絶縁体２０に当接する。この場合、第１導体４０に上側の左右２個および下側の左右２個の第１絶縁支持部３０が当接して第１導体４０の短手方向（左右方向）の移動は拘束される。

第２絶縁体５０は、長尺の板体５１、この板体５１に連接する上下２カ所の折れ曲がり部５２、上側で左右２個および下側で左右２個計４個の突設片５３、それぞれの突設片５３に形成される４個の孔５４を備える。この孔５４に第１固定部１０の雄ねじ部１１が挿通されて位置決めされる。第２絶縁体５０には、長尺の板体５１、および、この板体５１に連接する２カ所の折れ曲がり部５２により側面視略コ字状の絶縁体側嵌め合わせ部が形成されている。この第２絶縁体５０の絶縁体側嵌め合わせ部が第１導体４０の導体側嵌め合わせ部に嵌め込まれて取付られる。これら絶縁体側嵌め合わせ部と導体側嵌め合わせ部を組み合わせるため、容易に組立できる。この場合、第２絶縁体５０の上下の折れ曲がり部５２に第１導体４０の上下２カ所の折れ曲がり部４２が当接して第１導体４０に対して第２絶縁体５０の長手方向の移動は拘束される。このようにして第１導体４０は、第１絶縁体２０、第１絶縁支持部３０、第２絶縁体５０により絶縁を確保しつつ固定される。

第２絶縁支持部６０は板体であって１個の孔６１を有する。このような第２絶縁支持部６０の孔６１に第１固定部１０の雄ねじ部１１が挿通されてそれぞれ位置決めされつつ、左右両側で２個の第２絶縁支持部６０が第２絶縁体５０の突設片５３や板体５１に当接する。そして第２絶縁支持部６０は、上側で２個および下側で２個の計４個配置される。

第２導体７０は、長尺の板体７１、この板体７１に連接する上下２カ所の折れ曲がり部７２、これら折れ曲がり部７２にそれぞれ連接する上下２個の端子部７３を備える。第２導体７０には、長尺の板体７１、および、この板体７１に連接する２カ所の折れ曲がり部７２により側面視略コ字状の導体側嵌め合わせ部が形成されている。板体７１の左右両側では上側および下側でそれぞれ２個の第２絶縁支持部６０により挟まれて位置決めされつつ第２絶縁体５０の板体５１に当接する。これら絶縁体側嵌め合わせ部と導体側嵌め合わせ部を組み合わせるため、容易に組立できる。この場合、第２導体７０の板体７１に上側の左右２個および下側の左右２個の第２絶縁支持部６０が当接して第２導体７０の短手方向の移動は拘束される。さらに、第２導体７０の上下２カ所の折れ曲がり部７２に第２絶縁体５０の上下の折れ曲がり部５２が当接して第２絶縁体５０に対して第２導体７０の長手方向の移動は拘束される。

第３絶縁体８０は、長尺の板体８１、この板体８１に連接する上下２カ所の折れ曲がり部８２、上側で左右２個および下側で左右２個計４個の突設片８３、突設片８３にそれぞれ形成される４個の孔８４を備える。この孔８４に第１固定部１０の雄ねじ部１１が挿通されて位置決めされる。第３絶縁体８０には、長尺の板体８１、および、この板体８１に連接する２カ所の折れ曲がり部８２により側面視略コ字状の絶縁体側嵌め合わせ部が形成されている。この第３絶縁体８０の絶縁体側嵌め合わせ部が第２導体７０の導体側嵌め合わせ部に嵌め込まれて取付られる。これら絶縁体側嵌め合わせ部と導体側嵌め合わせ部を組み合わせるため、容易に組立できる。このようにして第２導体７０は、第２絶縁体５０、第２絶縁支持部６０、第３絶縁体８０により絶縁を確保しつつ固定される。

第３絶縁支持部９０は板体であって１個の孔９１を有する。このような第３絶縁支持部９０の孔９１に第１固定部１０の雄ねじ部１１が挿通されてそれぞれ位置決めされつつ、左右両側で２個の第３絶縁支持部９０が第３絶縁体８０の突設片８３や板体８１に当接する。そして第３絶縁支持部９０は、上側で２個および下側で２個の計４個配置される。

第３導体１００は、長尺の板体１０１、この板体１０１に連接する上下２カ所の折れ曲がり部１０２、これら折れ曲がり部１０２にそれぞれ連接する上下２個の端子部１０３を備える。第３導体１００には、長尺の板体１０１、および、この板体１０１に連接する２カ所の折れ曲がり部１０２により側面視略コ字状の導体側嵌め合わせ部が形成されている。板体１０１の上側および下側ではそれぞれ左右両側で２個の第３絶縁支持部９０により挟まれて位置決めされつつ第３絶縁体８０に当接する。これら絶縁体側嵌め合わせ部と導体側嵌め合わせ部を組み合わせるため、容易に組立できる。この場合、第３導体１００に上側の左右２個および下側の左右２個の第３絶縁支持部９０が当接して第３導体１００の短手方向の移動は拘束される。さらに、第３導体１００の上下２カ所の折れ曲がり部１０２に第３絶縁体８０の上下の折れ曲がり部８２が当接して第３絶縁体８０に対して第３導体１００の長手方向の移動は拘束される。

第４絶縁体１１０は、板体であって左右に２個の孔１１１を有する。この孔１１１に第１固定部１０の雄ねじ部１１が挿通され、第４絶縁体１１０は、２個の雄ねじ部１１により位置決めされつつ第３絶縁支持部９０および第３導体１００に当接する。第４絶縁体１１０は上下で２個設けられ、上下の２個の第３絶縁支持部９０および第３導体１００でそれぞれ固定される。このようにして第３導体１００は、第３絶縁体８０、第３絶縁支持部９０、第４絶縁体１１０により絶縁を確保しつつ固定される。

第２固定部１２０は、図１で示すように、左右２カ所に孔１２１が形成され、さらに取付部１２２が設けられている。この孔１２１に第１固定部１０の雄ねじ部１１が挿通される。第２固定部１２０は、上下に２個設けられる。取付部１２２は盤体やユニットなどの装置本体への取付に用いられる金具であり、第２固定部１２０は並行配線導体構造１の組立固定に加えて盤体等への固定も兼ねる。

雌ねじ部１３０は、第１固定部１０の雄ねじ部１１に螺挿されて第２固定部１２０を第１固定部１０側へ押圧する。これにより、第１固定部１０と第２固定部１２０との間で、第１絶縁体２０、第１絶縁支持部３０、第１導体４０、第２絶縁体５０、第２絶縁支持部６０、第２導体７０、第３絶縁体８０、第３絶縁支持部９０、第３導体１００、第４絶縁体１１０が挟まれて固定される。第１固定部１０、第２固定部１２０、雌ねじ部１３０で本発明の固定部として機能する。

このような並行配線導体構造１では、第１導体４０、第２導体７０、第３導体１００は、第１絶縁体２０、第１絶縁支持部３０、第２絶縁体５０、第２絶縁支持部６０、第３絶縁体８０、第３絶縁支持部９０、第４絶縁体１１０を組み合わせて形成した絶縁体により絶縁されている。

特に、第１導体４０は、第１絶縁体２０、第１絶縁支持部３０、第２絶縁体５０より容易に組立固定されるとともに絶縁が確保される。また、第２導体７０は、第２絶縁体５０、第２絶縁支持部６０、第３絶縁体８０より容易に組立固定されるとともに絶縁が確保される。さらにまた第３導体１００は、第３絶縁体８０、第３絶縁支持部９０、第４絶縁体１１０により容易に組立固定されるとともに絶縁が確保される。
また、第１固定部１０と第２固定部１２０もこの絶縁体により同様に絶縁されているため、第２固定部のような堅牢な構造の固定部を採用できるなど、設計の自由度を高めている。

また、第１導体４０の折れ曲がり部４２の長さよりも第２絶縁体５０の折れ曲がり部５２の長さを長くし、第２絶縁体５０の折れ曲がり部５２の長さよりも第２導体７０の折れ曲がり部７２の長さを長くしたため、第１導体４０と第２導体７０とが接触しないように配慮している。
また、第２導体７０の折れ曲がり部７２の長さよりも第３絶縁体８０の折れ曲がり部８２の長さを長くし、第３絶縁体８０の折れ曲がり部８２の長さよりも第３導体１００の折れ曲がり部１０２の長さを長くすることで第２導体７０と第３導体１００とが接触しないように配慮している。

また、第１導体４０では、板体４１に対して上下２カ所の折れ曲がり部４２は垂直に折り曲げられ、第２絶縁体５０では、板体５１に対して上下２カ所の折れ曲がり部５２は垂直に折り曲げられ、第２導体７０では、板体７１に対して上下２カ所の折れ曲がり部７２は垂直に折り曲げられ、第３絶縁体８０では、板体８１に対して上下２カ所の折れ曲がり部８２は垂直に折り曲げられ、第３導体１００では、板体１０１に対して上下２カ所の折れ曲がり部１０２は垂直に折り曲げられている。また、折り曲げ箇所を調節して第１導体４０の導体側嵌め合わせ部に第２絶縁体５０の絶縁体側嵌め合わせ部が、第２絶縁体５０の絶縁体側嵌め合わせ部に第２導体７０の導体側嵌め合わせ部が、第２導体７０の導体側嵌め合わせ部に第３絶縁体８０の絶縁体側嵌め合わせ部が、第３絶縁体８０の絶縁体側嵌め合わせ部に第３導体１００の導体側嵌め合わせ部が容易に嵌め合わされるようにしている。これにより、第１導体４０の導体側嵌め合わせ部、第２絶縁体５０の絶縁体側嵌め合わせ部、第２導体７０の導体側嵌め合わせ部、第３絶縁体８０の絶縁体側嵌め合わせ部、第３導体１００の導体側嵌め合わせ部が容易に嵌め合わされることとなり、容易に組立できる。

なお、第１絶縁支持部３０は第１導体４０の両側の側部に第１導体４０とほぼ同一面になるように配置され、同様に第２絶縁支持部６０は第２導体７０の両側の側部に第２導体７０とほぼ同一面になるように配置され、第３絶縁支持部９０は第３導体１００の両側の側部に第３導体１００とほぼ同一面になるように配置される。このとき、第１絶縁支持部３０は第１導体４０の厚さと同じにしてもよいが、第１導体４０より若干厚さを薄く形成する。同様に第２絶縁支持部６０も第２導体７０の厚さと同じにしてもよいが、第２絶縁支持部６０は第２導体７０より若干厚さを薄く形成し、また、第３絶縁支持部９０も第３導体１００の厚さと同じにしてもよいが、第３絶縁支持部９０は第３導体１００より若干厚さを薄く形成している。
これにより第１固定部１０と第２固定部１２０による締付力は第１導体４０、第２導体７０、第３導体１００を確実に押圧する力となるため、並行配線導体構造１は全体で強固に固定される。
また、この実施の形態では、第１固定部１０と第２固定部１２０とをそれぞれ上下２箇所に設けるものとしたが、導体の長さや強度に応じて、１箇所のみに設けたり、３箇所以上に設けたりするようにしてもよい。

本発明によれば、異なる相の導体を近接させる、例えば、第１導体４０をＰ導体、第２導体７０をＭ導体、第３導体１００をＮ導体としたり、または、第１導体４０をＮ導体、第２導体７０をＭ導体、第３導体１００をＰ導体とすることで、並行配線部の配線インダクタンスが低減されるため、導体幅を縮小して装置全体の寸法幅を縮小した並行配線導体構造１を提供することが可能となる。

また、各部材の組立は、組立容易となるよう嵌め合わせ部に嵌め併せて位置決めができ、また、絶縁支持部で左右横側から挟んで導体を位置決めするようにしたため、特殊な装置、技術が不要であり、組立容易な並行配線導体構造１を提供することが可能である。

すなわち、２相以上の導体からなる並行配線部の配線インダクタンス低減と絶縁確保を両立し、小型かつ組立容易な導体構成、支持構造を可能とする。
これにより装置の小型化と低コスト化を実現し、安価で小型の製品の並行配線導体構造１を提供できる。

本発明を実施するための最良の形態の並行配線導体構造の斜視分解図である。 本発明を実施するための最良の形態の並行配線導体構造の説明図であり、図２（ａ）は左側面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は斜視図である。 従来技術の並行配線導体構造の説明図であり、図３（ａ）は左側面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は斜視図、図３（ｄ）は斜視分解図である。 従来技術の他の並行配線導体構造の説明図であり、図４（ａ）は左側面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は斜視図、図４（ｄ）は斜視分解図である。

符号の説明

１：並行配線導体構造
１０：第１固定部
１１：雄ねじ部
２０：第１絶縁体
２１：孔
３０：第１絶縁支持部
３１：孔
４０：第１導体
４１：板体
４２：折れ曲がり部
４３：端子部
５０：第２絶縁体
５１：板体
５２：折れ曲がり部
５３：突設片
５４：孔
６０：第２絶縁支持部
６１：孔
７０：第２導体
７１：板体
７２：折れ曲がり部
７３：端子部
８０：第３絶縁体
８１：板体
８２：折れ曲がり部
８３：突設片
８４：孔
９０：第３絶縁支持部
９１：孔
１００：第３導体
１０１：板体
１０２：折れ曲がり部
１０３：端子部
１１０：第４絶縁体
１１１：孔
１２０：第２固定部
１２１：孔
１２２：取付部
１３０：雌ねじ部

Claims (5)

1. 複数の導体を導体間に絶縁体を挿入して積層する並行配線導体構造において、折れ曲がり部が形成される前記導体と、この導体の両側の側部に当接する板状の複数の絶縁支持部と、前記導体，絶縁体および絶縁支持部を挟んで固定する一対の固定部とを備えたことを特徴とする並行配線導体構造。
2. 前記一対の固定部のうち、一方の固定部は雄ねじ部を有し、他方の固定部は前記雄ねじ部が挿通される孔を有することを特徴とする請求項１に記載の並行配線導体構造。
3. 前記絶縁支持部は、前記雄ねじ部が挿通される孔を有し、前記導体の両側の側部に当該導体とほぼ同一面になるように配置されることを特徴とする請求項２に記載の並行配線導体構造。
4. 前記絶縁体は、前記雄ねじ部が挿通される孔を有することを特徴とする請求項２または３に記載の並行配線導体構造。
5. 前記固定部のいずれか一方に、装置本体に取り付けるための取付部を設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の並行配線導体構造。

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