JP5017997B2 - インバータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、インバータ装置に関する。

インバータ装置は、直流電力から交流電力を生成する電力変換装置である。インバータ装置は、スイッチング素子を複数含むスイッチングモジュールと、スイッチング素子を制御するスイッチング制御回路と、スイッチング素子により供給される直流電流を平滑化する平滑コンデンサとを備える。

スイッチング素子は、電気回路を接続したり切断したりする機能を有する素子である。スイッチング素子としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）や、パワーＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor）などが用いられる。スイッチング素子のオンまたはオフの動作をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することにより、最適の条件でインバータ装置が動作される。

インバータ装置のうち、たとえば、電気自動車やハイブリッド自動車、電車またはエレベータなどに用いられるインバータ装置は、定格電圧や定格電流の大きな電力を生成する必要がある。これらの装置は、駆動源としてのモータを備え、重量物を動かすために大電力を必要とする。

このような大電力に対応したインバータ装置においては、平滑コンデンサも非常に大きな容量を有するコンデンサが用いられる。たとえば、ハイブリッド自動車に用いられる平滑コンデンサとしては、数百μＦから数千μＦの容量を有するコンデンサが用いられている。大容量の平滑コンデンサは、その大きさも大きいため、通常はスイッチングモジュールを含むインバータ本体の外部に配置される。平滑コンデンサとインバータ本体とは、たとえば、接続導体であるバスバーによって電気的に接続される。

図１３に、従来の技術におけるインバータ装置の概略分解斜視図を示す。インバータ装置は、インバータ本体２０を備える。インバータ本体２０の内部には、複数のスイッチング素子を含むスイッチングモジュールが配置されている。

インバータ装置は、コンデンサ収容部２８を備える。コンデンサ収容部２９の内部には、平滑コンデンサが配置されている。コンデンサ収容部２８には、正極側バスバー５と負極側バスバー６とが接続されている。それぞれのバスバーは平板状に形成されている。

正極側バスバー５は、インバータ本体２０の内部に配置されている正極側の電気回路に接続される。負極側バスバー６は、インバータ本体２０の内部に配置されている負極側の電気回路に接続される。正極側バスバー５は、接続部５ａを有する。負極側バスバー６は、接続部６ａを有する。接続部５ａ，６ａは開口部を有する。

インバータ本体２０は、端子部１５，１６を有する。端子部１５は、インバータ本体２０の内部に配置されている正極側の電気回路に接続されている。端子部１６は、インバータ本体２０の内部に配置されている負極側の電気回路に接続されている。

コンデンサ収容部２８は、矢印６１に示すように、インバータ本体２０に固定される。正極側バスバー５は、たとえばボルトなどの固定部材によって、端子部１５に固定される。負極側バスバー６は端子部１６に固定される。それぞれのバスバーと端子とが固定されることにより、平滑コンデンサがインバータ本体の電気回路と電気的に接続される。このように、コンデンサ収容部は、２個のバスバーによってインバータ本体と電気的に接続されている。

図１４に、コンデンサ収容部をバスバーが配置されている側から見たときの概略平面図を示す。正極側バスバー５と負極側バスバー６とは、互いに並んで配置されている。正極側バスバー５と負極側バスバー６とは、面積が最大である面積最大面同士が同一平面状になるように配置されている。

特開平１０−１４６０６４号公報においては、電磁接触器の電源側主回路端子に付属させる外線接続端子の両側面をほぼ垂直に折り曲げ、その一端に電磁接触器用締結穴を設けるとともに、他端には主回路電線用締結穴を設けて、折り曲げ部分が圧着端子の側面に当たるようにした電力変換装置用キュービクルが開示されている。
特開平１０−１４６０６４号公報

電気機器に配置されるそれぞれの電気部品は、接続導体によって電気的に接続される。接続導体は、導電性を有する。電気機器には、連続的または断続的に接続導体の電圧が変化する装置がある。上述のインバータ装置においては、スイッチング素子が、たとえば１０ｋＨｚの周波数にてスイッチング動作を行なうことにより、電気回路の接続および切断が行なわれる。

このような電気回路においては、電圧が変動するため、スイッチングモジュールの内部の接続導体やインバータ本体とコンデンサ収容部とを接続するバスバーにおける配線インダクタンスが無視できなくなる。これらの接続導体における浮遊インダクタンスにより、スイッチング動作を行なう際に電気回路に大きなサージ電圧が発現する。

図１５に、サージ電圧を説明するグラフを示す。横軸は時間であり、縦軸は電圧および電流を示す。実線のグラフが電圧を示し、一点鎖線のグラフが電流を示す。電圧は、スイッチング素子の両端の電圧を示す。

スイッチング素子が切断状態から接続状態になることにより、電圧が減少するとともに電流が増加する。スイッチング素子が接続状態から切断状態になる（ターンオフ時）ことにより、電圧が上昇するとともに電流が小さくなる。このターンオフ時に、大きな電圧が発現する。スイッチング素子を接続状態から切断状態にすることにより、電圧曲線にオーバーシュートの部分が生じる。すなわち、図１５に示す電圧増分ΔＶが生じて、定常的な接続状態の電圧よりも大きな電圧になる。このときの電圧がサージ電圧である。

サージ電圧の発現により、たとえば、スイッチング素子に印加される電圧が大きくなって、スイッチング素子の耐電圧も大きくしなければならないという問題があった。

サージ電圧を抑制するために、配線インダクタンスを低減することが考えられる。配線インダクタンスは、接続導体の長さに依存する。接続導体の長さを短くすることにより、配線インダクタンスを低減することが考えられる。しかしながら、配線の短縮化にも限界があるという問題があった。

本発明は、サージ電圧を抑制するインバータ装置を提供することを目的とする。

本発明に基づくインバータ装置は、スイッチング素子を有する回路を含むインバータ本体と、上記スイッチング素子を有する回路に並列に接続される第１コンデンサおよび第２コンデンサと、上記インバータ本体と上記第１コンデンサとを電気的に接続するための接続導体とを備える。上記接続導体は、一の極に接続されるための第１の導電体と、他の極に接続されるための第２の導電体とを備える。上記第１の導電体および上記第２の導電体は、それぞれが板状に形成されている。上記第１の導電体および上記第２の導電体のそれぞれは、断面形状がＵ字形に形成されているＵ字部を含む。第１コンデンサおよび第２コンデンサは、接続導体を介してインバータ本体に接続され、Ｕ字部は、互いに対向する２つの平板部と平板部同士の間に介在する湾曲部とを有し、第１の導電体および第２の導電体のうち、一方のＵ字部の内側に他方のＵ字部が配置されることにより、４つの平板部が並ぶように配置され、第１の導電体および第２の導電体は、第１の導電体の２つの平板部と第２の導電体の２つの平板部とが互いに略平行になるように配置され、４つの平板部は、電流が流れる向きに垂直な面で切断したときに、一の方向に沿って、第１コンデンサの一の極、第１コンデンサの他の極、第２コンデンサの他の極、および第２コンデンサの一の極に、この順で接続されている。

本発明によれば、サージ電圧を抑制するインバータ装置を提供することができる。

（実施の形態１）
図１から図５を参照して、本発明に基づく実施の形態１における接続導体およびインバータ装置について説明する。本実施の形態における接続導体は、インバータ装置に配置されている。

本実施の形態におけるインバータ装置は、ハイブリッド自動車に搭載されるインバータ装置である。ハイブリッド自動車は、エンジンに加えて、モータを動力とする自動車である。ハイブリッド自動車は、エンジンを駆動することにより動力を得るとともに、二次電池などを含む直流電源からの電力を交流電力に変換してモータを駆動することにより動力を得る自動車である。

図１は、本実施の形態におけるインバータ装置の電気回路図である。インバータ装置１８は、インバータ本体２０と、コンデンサ収容部２１とを備える。インバータ装置１８は、制御装置３０と、電源ラインＰＬと、接地ラインＳＬと、出力ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬとを備える。インバータ本体２０は、電源ラインＰＬおよび接地ラインＳＬを介してバッテリＢに接続されている。インバータ本体２０は、出力ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを介して電気負荷であるモータジェネレータＭＧに接続されている。

インバータ本体２０は、スイッチングモジュールを含む。スイッチングモジュールは、スイッチング素子としてのｎｐｎ型のトランジスタＱ１〜Ｑ６を有する。それぞれのｎｐｎ型トランジスタＱ１〜Ｑ６は、たとえばＩＧＢＴからなる。スイッチングモジュールは、接続点５２ａにて電源ラインＰＬに接続されている。スイッチングモジュールは、接続点５２ｂにて接地ラインＳＬに接続されている。

スイッチングモジュールは、Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６を含む。Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６は、電源ラインＰＬと接地ラインＳＬとの間にバッテリＢと並列に接続されている。

Ｕ相アーム２２は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２を含み、Ｖ相アーム２４は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ３，Ｑ４を含み、Ｗ相アーム２６は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ５，Ｑ６を含む。また、ｎｐｎ型トランジスタＱ１〜Ｑ６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すためのダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ接続されている。

各相のアームにおけるｎｐｎ型トランジスタの接続点は、出力ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを介してモータジェネレータＭＧのＵ，Ｖ，Ｗ各相コイルの反中性点側にそれぞれ接続されている。出力ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬは、それぞれ３相交流のＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気を出力する。

インバータ装置１８によって駆動されるモータジェネレータＭＧは、たとえば３相交流同期電動機である。モータジェネレータＭＧは、インバータ本体２０から出力ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを介して受ける交流電力によって駆動力を発生する。回生制動時においては、モータジェネレータＭＧは、交流電力を発電して、発電した交流電力を出力ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを介してインバータ本体２０に出力する。

バッテリＢは、直流電源である。バッテリＢは、たとえば、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池を含む。バッテリＢは、発生した直流電力を電源ラインＰＬを介してインバータ本体２０へ供給する。または、バッテリＢは、回生制動時において、電源ラインＰＬを介してインバータ本体２０からの直流電圧によって充電される。

本実施の形態におけるコンデンサＣ１は、平滑コンデンサである。平滑コンデンサは、電圧波形の無用な振動成分を除去して、波形を滑らかにするためのコンデンサである。平滑コンデンサには、大容量の電解コンデンサ等が用いられる。本実施の形態におけるコンデンサＣ１は、コンデンサ収容部２１に配置されている。

コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬと接地ラインＳＬとの間に接続されている。コンデンサＣ１は、電圧変動に起因するバッテリＢおよびインバータ本体２０への影響を低減する。コンデンサＣ１は、スイッチング素子を含むスイッチングモジュールの回路に並列に接続されている。コンデンサＣ１は、接続点５１ａで電源ラインＰＬに接続されている。コンデンサＣ１は、接続点５１ｂで接地ラインＳＬに接続されている。

制御装置３０は、インバータ本体２０の入力電圧、モータジェネレータＭＧのモータ電流およびトルク指令値などの信号に基づいて、モータジェネレータＭＧを駆動するための制御信号を生成し、その制御信号をインバータ本体２０へ出力する。なお、インバータ本体２０の入力電圧およびモータジェネレータＭＧのモータ電流は、図示されないセンサーによって検出される。

このように、インバータ装置１８は、バッテリＢから電源ラインＰＬおよび接地ラインＳＬを介して直流電力を受け、直流電力をスイッチングモジュールにて交流電力に変換し、出力ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを通じて交流電力をモータジェネレータＭＧに出力する。また、インバータ装置１８は、モータジェネレータＭＧによって発電された交流電力を出力ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを通じて受けて、交流電力を直流電力に変換して、電源ラインＰＬおよび接地ラインＳＬを介してバッテリＢを充電する。

図２に、本実施の形態におけるインバータ装置の概略分解斜視図を示す。本実施の形態におけるインバータ装置は、内部に平滑コンデンサが配置されたコンデンサ収容部２１を備える。本実施の形態におけるコンデンサ収容部２１は、直方体状に形成されている。

インバータ装置１８は、内部にスイッチングモジュールが配置されたインバータ本体２０を備える。本実施の形態におけるインバータ本体２０は、直方体状に形成されている。インバータ本体２０は、コンデンサ収容部２１との電気的な接続を行なうための端子部１１，１２を有する。端子部１１，１２は、スイッチングモジュールに電気的に接続されている。端子部１１は、正極側の端子である。端子部１２は、負極側の端子である。端子部１１，１２は、バスバーに形成されたそれぞれの接続部１ｃ，２ｃに対応するようにインバータ本体２０の側面から突出している。

本実施の形態におけるインバータ装置１８は、コンデンサ収容部２１と、インバータ本体２０とを電気的に接続するための接続導体を備える。接続導体は、一の極に接続されるための第１の導電体としての正極側バスバー１を備える。接続導体は、他の極に接続されるための第２の導電体としての負極側バスバー２を備える。

本実施の形態における接続導体は、正極側バスバー１および負極側バスバー２が銅で形成されている。それぞれの導電体は、銅に限られず任意の導電材料で形成することができる。たとえば、それぞれの導電体は、アルミニウムで形成されていても構わない。

正極側バスバー１は、接続部１ｃを有する。負極側バスバー２は、接続部２ｃを有する。矢印６１に示すように、インバータ本体２０に対して、コンデンサ収容部２１を近接させる。それぞれのバスバーの接続部１ｃ，２ｃを、たとえば、固定部材としてのボルトにより端子部１１，１２に固定する。接続部１ｃが端子部１１に固定され、接続部２ｃが端子部１２に固定されることにより、それぞれのバスバーと端子部とが電気的に接続される。

図３に、本実施の形態における接続導体の概略斜視図を示す。正極側バスバー１および負極側バスバー２は、それぞれが、板状に形成されている。本実施の形態における正極側バスバー１および負極側バスバー２は、それぞれが、板状の導電材を曲げることにより形成されている。

正極側バスバー１は、Ｕ字部１ｅを有する。Ｕ字部１ｅは、断面形状がＵ字形に形成されている。正極側バスバー１は、先端に接続部１ｃを有する。接続部１ｃは、インバータ本体２０の端子部１１に固定可能に形成されている。本実施の形態における接続部１ｃには、ねじを通すための開口部が形成されている。

本実施の形態における負極側バスバー２は、断面形状が、正極側バスバー１とほぼ同じ形状を有する。負極側バスバー２は、Ｕ字部２ｅを有する。Ｕ字部２ｅは、断面形状がＵ字形に形成されている。負極側バスバー２は、先端に接続部２ｃを有する。接続部２ｃは、インバータ本体２０の端子部１２に固定可能に形成されている。本実施の形態における接続部２ｃには、ねじを通すための開口部が形成されている。

図４に、本実施の形態におけるコンデンサ収容部を接続導体が配置されている側から見たときの概略平面図を示す。コンデンサ収容部２１の内部には、第１コンデンサとしてのコンデンサＣ１が配置されている。

正極側バスバー１は、延在部１ｄを有する。延在部１ｄは、Ｕ字部１ｅからコンデンサＣ１の一方の端面に向かって延びるように形成されている。延在部１ｄは、コンデンサＣ１の一の極に電気的に接続されている。負極側バスバー２は、延在部２ｄを有する。延在部２ｄは、Ｕ字部２ｅからコンデンサＣ１の他方の端面に向かって延びるように形成されている。延在部２ｄは、コンデンサＣ１の他の極に電気的に接続されている。

図３および図４を参照して、それぞれの平板部１ａ，２ａは、コンデンサ収容部２１の表面から立設するように形成されている。それぞれの平板部１ａ，２ａは、コンデンサ収容部２１の表面とほぼ垂直な方向に延びるように配置されている。本実施の形態における正極側バスバー１と負極側バスバー２とは、互いに並んで配置されている。

正極側バスバー１は、２つの平板部１ａと、平板部１ａ同士の間に介在する湾曲部１ｂとを有する。平板部１ａは、それぞれが平板状に形成されている。平板部１ａは、面積が最大となる面積最大面同士が、互いにほぼ平行になるように配置されている。２つの平板部１ａは、延びる方向が互いにほぼ平行になるように配置されている。湾曲部１ｂは、断面形状が円弧状に形成されている。

負極側バスバー２は、２つの平板部２ａと、平板部２ａ同士の間に介在する湾曲部２ｂとを有する。平板部２ａは、それぞれが平板状に形成されている。平板部２ａは、面積が最大となる面積最大面同士が、互いにほぼ平行になるように配置されている。２つの平板部２ａは、延びる方向が互いにほぼ同じになるように配置されている。湾曲部２ｂは、断面形状が円弧状に形成されている。

本実施の形態における接続導体は、正極側バスバー１の平板部１ａの表面と、負極側バスバー２の平板部２ａの表面とが互いにほぼ平行になるように配置されている。平板部１ａと平板部２ａとが同じ方向に延びるように形成されている。

また、本実施の形態においては、Ｕ字部１ｅの向きとＵ字部２ｅの向きとが、互いに逆向きになるように配置されている。すなわち、Ｕ字部１ｅ，２ｅの開口の向きが、互いに逆向きになるように配置されている。

本実施の形態におけるスイッチング素子としてのトランジスタは、短い時間の間に電気回路を接続したり切断したりする。本実施の形態におけるトランジスタは、たとえば、メガヘルツのオーダでスイッチング動作を行なう。

図１５を参照して、本実施の形態におけるスイッチング素子は、断続的に電圧が変化している。すなわち、スイッチング素子が接続状態になることにより電圧が大きくなり、所定の時間は一定になる。この後に、スイッチング素子が回路を切断することにより、電圧が下降してほぼ０の値で所定の時間は一定になる。この後に、再びスイッチング素子が電気回路を接続することが繰返される。

スイッチング素子が動作して電気回路が接続されている状態から切断されている状態に移行するときには、サージ電圧が生じる。サージ電圧のうち定常的な電圧からの電圧増分ΔＶは、配線のインダクタンスをＬ、電流をｉ、および時間をｔとしたときに、以下の式で表わされる。

ΔＶ＝Ｌ・（ｄｉ／ｄｔ） …（１）
たとえば、メガヘルツのオーダの高周波で、スイッチング素子の接続および切断を行なう電気回路においては、式（１）におけるｄｔが小さい。このため、発現するサージ電圧が大きくなる。サージ電圧を小さくするためには、配線インダクタンスによるインダクタンスＬを小さくすることが好ましい。

本実施の形態における接続導体は、正極側バスバー１と負極側バスバー２とを備え、それぞれのバスバーにはＵ字部が形成されている。このため、それぞれの極の導電体の表面積を大きくすることができる。接続導体におけるインダクタンスＬを小さくすることができてサージ電圧を小さくすることができる。たとえば、図１３に示す従来の技術における接続導体と比較して、それぞれの極の導電体の表面積を大きくすることができる。本実施の形態における接続導体は、従来の技術における接続導体と比較して表面積をほぼ２倍にすることができる。

特に、高周波のように駆動周波数が大きくなると、電流は、表皮効果により表面近傍を流れる。電流は、導電体の中心部には流れなくなる。スイッチング素子が高周波で駆動する電気回路においては、導電体を板状に形成することにより、表面積を大きくすることができ、このような高周波の電流を流したときのインダクタンスを小さくすることができる。また、それぞれの導電体がＵ字部を有することにより、表面積をさらに大きくすることができ、よりインダクタンスＬを小さくすることができる。

本実施の形態における接続導体は、第１の導電体および第２の導電体が、共にＵ字部を含んでいるが、この形態に限られず、第１の導電体および第２の導電体のうち、一方がＵ字部を含んでいてもよい。

図５に、平行平板の作用を説明するための接続導体の概略斜視図を示す。図５に示す接続導体は、バスバー４１およびバスバー４２を有する。バスバー４１，４２は、それぞれが、平板状に形成されている。バスバー４１，４２は、それぞれの面積が最大となる面積最大面同士が、ほぼ平行になるように配置されている。すなわち、バスバー４１，４２は、互いに一の方向に延びるように配置されている。バスバー４１は、正極および負極のうち、一の極のバスバーであり、バスバー４２は他の極のバスバーである。

ここでは、バスバー４１に矢印６２に示す向きに電流が流れ、バスバー４２に矢印６４に示す向きに電流が流れているとする。バスバー４１に流れる電流の向きとバスバー４２に流れる電流の向きは互いに逆向きである。

たとえば、バスバー４１に矢印６２に示す向きに電流が流れることにより、周りに矢印６３に示す向きの磁界が生じる。また、バスバー４２に矢印６４に示す向きに電流が流れることにより、周りに逆向きの磁界が生じる。バスバー４１とバスバー４２とによって生成されるそれぞれの磁界は、互いに打消されて、バスバー４１，４２を含む接続導体のインダクタンスは小さくなる。このように、平行平板の構成を有する接続導体は、インダクタンスの相互打消し効果を得ることができ、インダクタンスＬを小さくすることができる。

図３および図４を参照して、本実施の形態における正極側バスバー１と負極側バスバー２とは、平板部１ａと平板部２ａとが、互いにほぼ平行になるように配置されている。このため、インダクタンスの相互打消し効果を得ることができ、接続導体におけるインダクタンスを小さくすることができる。この結果、サージ電圧を抑制することができる。

また、本実施の形態における接続導体は、それぞれのバスバーの平板部同士の距離を小さくすることができる。すなわち、容易に平板部同士を近接させることができ、インダクタンスの大きな相互打消しを得ることができる。

または、本実施の形態におけるインバータ装置においては、インダクタンスＬを小さくすることができるため、たとえば、上記の式（１）における（ｄｉ／ｄｔ）の値を大きくすることができる。すなわち、図１５における電圧が変化している時間Δｔを短くすることができる。時間Δｔのおいては電力が損失している。この時間Δｔを短くすることにより、電力損失を小さくすることができる。たとえば、インバータ装置が、自動車に搭載されている場合においては、燃費の向上を図ることができる。

本実施の形態における接続導体は、平滑コンデンサを含むコンデンサ収容部とインバータ本体とを接続する電気回路に用いられているが、この形態に限られず、電圧が変化する電気回路に用いることにより、サージ電圧を低減することができる。

たとえば、図１を参照して、本実施の形態においては、コンデンサＣ１から、接続点５１ａ，５１ｂまでの回路にＵ字部を含む接続導体を用いているが、この形態に限られず、矢印６６に示すコンデンサＣ１から接続点５２ａ，５２ｂまでの回路において、本実施の形態における接続導体を用いることにより、同様の作用および効果を得ることができる。

たとえば、図２を参照して、インバータ本体２０のそれぞれの端子部１１，１２から、内部のスイッチング素子を含むスイッチングモジュールまでの回路に、本実施の形態における接続導体を用いることにより、サージ電圧の低減を図ることができる。

本実施の形態における接続導体は、断続的に電圧が変化する電気回路の接続導体として用いられているが、この形態に限られず、連続的に電圧が変化する電気回路に本発明を適用することができる。また、本実施の形態においては、インバータ装置を例に取上げて説明したが、この形態に限られず、任意の電気機器に本発明を適用することができる。

（実施の形態２）
図６から図１２を参照して、本発明に基づく実施の形態２における接続導体およびインバータ装置について説明する。本実施の形態におけるインバータ装置は、自動車に搭載されるインバータ装置である。

図６は、本実施の形態におけるインバータ装置の電気回路図である。本実施の形態におけるインバータ装置１９は、平滑コンデンサとしてのコンデンサＣ１に加えて、スナバコンデンサとしてのコンデンサＣ２を備える。コンデンサＣ２は、サージ電圧を低減する機能を有する。コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬと接地ラインＳＬとの間に接続されている。コンデンサＣ２は、スイッチングモジュールと並列に接続されている。コンデンサＣ２は、バッテリＢと並列に接続されている。

図７に、本実施の形態におけるインバータ装置の概略分解斜視図を示す。インバータ装置１９は、内部にスイッチングモジュールが配置されたインバータ本体２０を備える。インバータ本体２０には、スイッチングモジュールに電気的に接続されている端子部１３，１４を有する。端子部１３，１４は、後述するバスバーに形成されたそれぞれの接続部に対応するようにインバータ本体２０の側面から突出している。

インバータ装置１９は、コンデンサ収容部２９を有する。本実施の形態におけるコンデンサ収容部２９は、直方体状に形成されている。コンデンサ収容部２９の内部には、第１コンデンサとしてのコンデンサＣ１と、第２コンデンサとしてのコンデンサＣ２が配置されている。このように、本実施の形態においては、第１コンデンサと第２コンデンサとが、一の筐体の内部に配置されている。

本実施の形態におけるインバータ装置１９は、接続導体を備える。接続導体は、第１の導電体としての正極側バスバー３と、第２の導電体としての負極側バスバー４とを含む。正極側バスバー３および負極側バスバー４は、コンデンサ収容部２９の表面に対して垂直な方向に立設するように配置されている。

図８に、本実施の形態における接続導体の概略斜視図を示す。正極側バスバー３はＵ字部３ｈを有する。Ｕ字部３ｈは、互いに対向する平板部３ａ，３ｂと、平板部３ａ，３ｂ同士を接続する湾曲部３ｃとを有する。本実施の形態における湾曲部３ｃは、正極側バスバー３の先端部に形成されている。

負極側バスバー４は、Ｕ字部４ｈを有する。Ｕ字部４ｈは、互いに対向する平板部４ａ，４ｂと、平板部４ａ，４ｂ同士を接続する湾曲部４ｃとを有する。本実施の形態における湾曲部４ｃは、負極側バスバー４の先端部に形成されている。

正極側バスバー３は、インバータ本体２０の正極側の端子部１３と接続するための接続部３ｄを有する。負極側バスバー４は、インバータ本体２０の負極側の端子部１４と接続するための接続部４ｄを有する。接続部３ｄ，４ｄは、それぞれの平板部３ａ，４ａの端部から、突出するように形成されている。それぞれの接続部３ｄ，４ｄは、開口部を有し、接続固定を行なうための固定部材が挿入可能なように形成されている。

本実施の形態における正極側バスバー３は、湾曲部３ｃに形成された切欠き部３ｅを有する。切欠き部３ｅは、平板部３ａ，３ｂが延びる方向に沿って延びるように形成されている。切欠き部３ｅは、平板部３ａ，３ｂの電流が流れる方向に沿って延びるように形成されている。切欠き部３ｅが形成されることにより、平板部３ａの一部分と平板部３ｂの一部分とが分離されている。

本実施の形態における負極側バスバー４は、湾曲部４ｃに形成された切欠き部４ｅを有する。切欠き部４ｅは、平板部４ａ，４ｂが延びる方向に沿って延びるように形成されている。切欠き部４ｅは、平板部４ａ，４ｂの電流が流れる方向に沿って延びるように形成されている。切欠き部４ｅが形成されることにより、平板部４ａの一部分と平板部４ｂの一部分とが離れている。

図９に、本実施の形態におけるコンデンサ収容部をバスバーが配置されている側から見たときの概略平面図を示す。コンデンサ収容部２９の内部には、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ２が配置されている。スナバコンデンサは、たとえば、容量が数μＦである。スナバコンデンサとしてのコンデンサＣ２は、平滑コンデンサとしてのコンデンサＣ１よりも容量が小さい。コンデンサＣ２は、コンデンサＣ１よりも小型である。

コンデンサＣ２は、平面視したときに、接続導体の一方の側に配置されている。コンデンサＣ１は、平面視したときに、接続導体の他方の側に配置されている。それぞれのコンデンサＣ１，Ｃ２は、接続導体に近接するように配置されている。

負極側バスバー４のＵ字部４ｈは、正極側バスバー３のＵ字部３ｈの内側に配置されている。Ｕ字部４ｈとＵ字部３ｈとは、表面同士が、ほぼ平行になるように配置されている。本実施の形態においては、Ｕ字部３ｈの湾曲部３ｃとＵ字部４ｈの湾曲部４ｃとが、同じ側に配置されている。

図１０に、本実施の形態における接続導体およびコンデンサの概略平面図を示す。正極側バスバー３は、平板部３ａから延びるように形成された延在部３ｆを有する。延在部３ｆは、コンデンサＣ１の一の極に電気的に接続されている。負極側バスバー４は、平板部４ａから延びるように形成された延在部４ｆを有する。延在部４ｆは、コンデンサＣ１の他の極に電気的に接続されている。

図１１に、平滑コンデンサが配置されている側から見たときの平滑コンデンサと接続導体との概略斜視図を示す。図１０および図１１を参照して、正極側バスバー３の延在部３ｆと負極側バスバー４の延在部４ｆとは、互いに交差するように配置されている。延在部３ｆ，４ｆは、それぞれが板状に形成されている。

図１２に、スナバコンデンサが配置されている側から見たときのコンデンサと接続導体との概略斜視図を示す。図１０および図１２を参照して、正極側バスバー３は、平板部３ｂから延びるように形成された延在部３ｇを有する。延在部３ｇは、板状に形成されている。延在部３ｇは、コンデンサＣ２の一の極に電気的に接続されている。負極側バスバー４は、平板部４ｂから延在するように形成された延在部４ｇを有する。延在部４ｇは、板状に形成されている。延在部４ｇは、コンデンサＣ２の他の極に電気的に接続されている。

図８から図１０を参照して、本実施の形態における接続導体は、平板部３ａ、平板部４ａ、平板部４ｂおよび平板部３ｂが、この順に、並ぶように配置されている。それぞれの平板部３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂは、互いにほぼ平行に延びるように配置されている。それぞれの平板部３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂは、面積最大面が互いにほぼ平行になるように配置されている。

本実施の形態における接続導体においても、導電体の表面積を大きくすることができ、インダクタンスを小さくすることができる。この結果、サージ電圧を抑制することができる。

図９から図１２を参照して、４つの平板部３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂは、電流が流れる向きに垂直な面で切断したときに、一の方向に沿って、コンデンサＣ１の一の極、コンデンサＣ１の他の極、コンデンサＣ２の他の極、およびコンデンサＣ２の一の極に、この順で接続されている。また、それぞれの平板部の一部を電気的に分離するように、切欠き部３ｅ，４ｅが形成されている。

平板部３ａと平板部４ａとは、互いに同じ方向に延びるように形成され、コンデンサＣ１に接続されている。平板部３ａと平板部４ａとは平行平板の構成を有する。このため、平板部３ａ，４ａにおいて、インダクタンスを互いに打消す効果を得ることができる。

また同様に、平板部３ｂと平板部４ｂとは、互いに同じ方向に延びるように形成され、コンデンサＣ２に接続されている。すなわち、平板部３ｂと平板部４ｂとは平行平板の構成を有する。このため、平板部３ｂ，４ｂにおいて、インダクタンスを互いに打消す効果を得ることができる。

図６を参照して、本実施の形態においては、コンデンサＣ１，Ｃ２と電源ラインＰＬおよび接地ラインＳＬとを接続する部分に本実施の形態における接続導体が配置されている。すなわち、コンデンサＣ１，Ｃ２と接続点５１ａとの間の回路に本実施の形態における接続導体が配置されている。本実施の形態における接続導体が有用な回路の区間としては、この形態に限られず、たとえば、矢印６６，６７に示すコンデンサＣ１，Ｃ２とスイッチングモジュールとを接続する区間に、接続導体を用いることにより、同様の作用および効果を得ることができる。

本実施の形態においては、それぞれの導電体に、切欠き部が形成されているが、この形態に限られず、切欠き部は形成されていなくてもよい。また、本実施の形態においては、２個のコンデンサが配置されているが、この形態に限られず、任意の個数および任意の電気素子を接続するための接続導体に本発明を適用することができる。

本実施の形態においては、正極側の導電体のＵ字部の内側に負極側の導電体のＵ字部が配置されているが、この形態に限られず、負極側の導電体のＵ字部の内側に正極側の導電体のＵ字部が配置されていても構わない。また、Ｕ字部の湾曲部が互いに同じ向きになるように導電体が配置されているが、この形態に限られず、Ｕ字部の湾曲部が互いに逆向きになるように配置されていても構わない。

その他の構成、作用および効果については実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰返さない。

上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

実施の形態１におけるインバータ装置の電気回路図である。 実施の形態１におけるインバータ装置の概略分解斜視図である。 実施の形態１における接続導体の概略斜視図である。 実施の形態１における接続導体とコンデンサ収容部との概略平面図である。 平行平板の構成を有する接続導体の概略斜視図である。 実施の形態２におけるインバータ装置の電気回路図である。 実施の形態２におけるインバータ装置の概略分解斜視図である。 実施の形態２における接続導体の概略斜視図である。 実施の形態２におけるコンデンサ収容部と接続導体との概略平面図である。 実施の形態２における接続導体とコンデンサとの部分の概略平面図である。 実施の形態２における接続導体とコンデンサとの接続を説明する第１の概略斜視図である。 実施の形態２における接続導体とコンデンサとの接続を説明する第２の概略斜視図である。 従来の技術におけるインバータ装置の概略分解斜視図である。 従来の技術におけるコンデンサ収容部と接続導体との概略平面図である。 サージ電圧を説明するグラフである。

符号の説明

１ 正極側バスバー、１ａ 平板部、１ｂ 湾曲部、１ｃ 接続部、１ｄ 延在部、１ｅ Ｕ字部、２ 負極側バスバー、２ａ 平板部、２ｂ 湾曲部、２ｃ 接続部、２ｄ 延在部、２ｅ Ｕ字部、３ 正極側バスバー、３ａ，３ｂ 平板部、３ｃ 湾曲部、３ｄ 接続部、３ｅ 切欠き部、３ｆ，３ｇ 延在部、３ｈ Ｕ字部、４ 負極側バスバー、４ａ，４ｂ 平板部、４ｃ 湾曲部、４ｄ 接続部、４ｅ 切欠き部、４ｆ，４ｇ 延在部、４ｈ Ｕ字部、５ 正極側バスバー、５ａ 接続部、６ 負極側バスバー、６ａ 接続部、１１〜１６ 端子部、１８，１９ インバータ装置、２０ インバータ本体、２１，２８，２９ コンデンサ収容部、２２ Ｕ相アーム、２４ Ｖ相アーム、２６ Ｗ相アーム、３０ 制御装置、４１，４２ バスバー、５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ 接続点、６１〜６４，６６，６７ 矢印、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ６ ダイオード、ＭＧ モータジェネレータ、Ｑ１〜Ｑ６ ｎｐｎ型トランジスタ、Ｂ バッテリ、ＰＬ 電源ライン、ＳＬ 接地ライン、ＵＬ，ＶＬ，ＷＬ 出力ライン。

Claims (1)

1. スイッチング素子を有する回路を含むインバータ本体と、
   前記スイッチング素子を有する回路に並列に接続される第１コンデンサおよび第２コンデンサと、
   前記インバータ本体と前記第１コンデンサとを電気的に接続するための接続導体と
   を備え、
   前記接続導体は、一の極に接続されるための第１の導電体と、
   他の極に接続されるための第２の導電体と
   を備え、
   前記第１の導電体および前記第２の導電体は、それぞれが板状に形成され、
   前記第１の導電体および前記第２の導電体のそれぞれは、断面形状がＵ字形に形成されているＵ字部を含み、
   前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサは、前記接続導体を介して前記インバータ本体に接続され、
   前記Ｕ字部は、互いに対向する２つの平板部と前記平板部同士の間に介在する湾曲部とを有し、
   前記第１の導電体および前記第２の導電体のうち、一方の前記Ｕ字部の内側に他方の前記Ｕ字部が配置されることにより、４つの前記平板部が並ぶように配置され、
   前記第１の導電体および前記第２の導電体は、前記第１の導電体の２つの前記平板部と前記第２の導電体の２つの前記平板部とが互いに略平行になるように配置され、
   ４つの前記平板部は、前記電流が流れる向きに垂直な面で切断したときに、一の方向に沿って、前記第１コンデンサの一の極、前記第１コンデンサの他の極、前記第２コンデンサの他の極、および前記第２コンデンサの一の極に、この順で接続されている、インバータ装置。

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