JP7298444B2 - インバータ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子を有するスイッチング素子ユニットと、インバータ回路の直流側の電圧を平滑化する平滑コンデンサと、を備えたインバータ装置に関する。
このようなインバータ装置の一例が、下記の特許文献1に開示されている。以下、この背景技術の説明では、特許文献1における符号を括弧内に引用する。
特許文献1のインバータ装置(6)は、スイッチング素子ユニット(PM)の正極に電気的に接続される正極端子(11p)が形成された正極接続部材と、スイッチング素子ユニット(PM)の負極に電気的に接続される負極端子(11n)が形成された負極接続部材と、スイッチング素子ユニット(PM)における対応する出力端子に電気的に接続される接続端子(17)がそれぞれに形成された3つの出力用接続部材(27)と、を備えている。
特開2015-223946号公報(図6)
ところで、上記のような正極接続部材、負極接続部材、及び各出力用接続部材(27)は、通電により発熱する。特に、各接続部材の端部に形成された、正極端子(11p)、負極端子(11n)、及び接続端子(17)は、各接続部材における他の部分と比べて温度が高くなり易い。
特許文献1のインバータ装置(6)では、高さ方向(H)に沿う高さ方向視で、正極端子(11p)及び負極端子(11n)と、3つの接続端子(17)とが、隣接して配置されている。そのため、それらの端子(11p,11n,17)近傍の温度が上昇し易くなっている。その結果、正極端子(11p)と負極端子(11n)と3つの接続端子(17)との熱により、これらの端子(11p,11n,17)近傍に配置された平滑コンデンサ(CN)のコンデンサ素子の劣化が促進される、という課題があった。
そこで、熱による平滑コンデンサのコンデンサ素子の劣化を軽減できるインバータ装置の実現が望まれる。
上記に鑑みた、インバータ装置の特徴構成は、
インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子を有するスイッチング素子ユニットと、
前記インバータ回路の直流側の電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
直流電源の正極に電気的に接続されると共に、前記スイッチング素子ユニットと前記平滑コンデンサとの正極同士を電気的に接続する正極接続部材と、
前記直流電源の負極に電気的に接続されると共に、前記スイッチング素子ユニットと前記平滑コンデンサとの負極同士を電気的に接続する負極接続部材と、
前記スイッチング素子ユニットの複数の出力端子に、それぞれ電気的に接続される複数の出力用接続部材と、を備えたインバータ装置であって、
前記正極接続部材は、前記スイッチング素子ユニットの正極に電気的に接続される第1正極端子と、前記直流電源の正極に電気的に接続される第2正極端子と、を備え、
前記負極接続部材は、前記スイッチング素子ユニットの負極に電気的に接続される第1負極端子と、前記直流電源の負極に電気的に接続される第2負極端子と、を備え、
前記平滑コンデンサは、コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を収容する収容部と、を備え、
前記収容部は、直方体状に形成され、
前記収容部の外面は、前記コンデンサ素子を挟むように配置された第1面及び第2面と、前記第1面と前記第2面との間において前記コンデンサ素子の周囲を囲むように記載順に並んで配置された第1側面、第2側面、第3側面、及び第4側面と、を含み、
前記第1面と前記第2面とが並ぶ方向を高さ方向として、
前記第1正極端子及び前記第1負極端子は、前記高さ方向に沿う高さ方向視で、前記第1側面から突出するように配置され、
前記第2正極端子及び前記第2負極端子は、前記第1面から突出すると共に、前記高さ方向視で、前記収容部における前記第1側面と前記第2側面とが交差する第1隅部から突出するように配置され、
複数の前記出力用接続部材のそれぞれは、前記第3側面に沿って配置されて、前記スイッチング素子ユニットにおける対応する前記出力端子に電気的に接続される第1接続端子と、前記収容部における前記第3側面と前記第4側面とが交差する第2隅部において、前記第2面に沿って配置された第2接続端子と、を備えている点にある。
この特徴構成によれば、第1正極端子及び第1負極端子が、高さ方向視で収容部の第1側面から突出するように配置されている。そして、第2正極端子及び第2負極端子が、第1面から突出すると共に、高さ方向視で収容部における第1側面と第2側面とが交差する第1隅部から突出するように配置されている。これにより、第1正極端子及び第1負極端子を、第1側面に沿って第2正極端子及び第2負極端子から離して配置することが容易となっている。
また、本構成によれば、複数の第1接続端子が、第3側面に沿って配置されている。これにより、第1正極端子及び第1負極端子と、複数の第1接続端子とを、互いに収容部に対して反対側に配置することができる。つまり、第1正極端子及び第1負極端子と、複数の第1接続端子とを、互いに離して配置することができる。
更に、本構成によれば、複数の第2接続端子が、収容部における第3側面と第4側面とが交差する第2隅部において、第2面に沿って配置されている。これにより、第2正極端子及び第2負極端子と、複数の第2接続端子とを、高さ方向視で収容部における対角線上に配置することができると共に、高さ方向において互いに収容部に対して反対側に配置することができる。つまり、第2正極端子及び第2負極端子と、複数の第2接続端子とを、互いに離して配置することができる。
以上のように、本構成によれば、温度が高くなり易い、第1正極端子及び第1負極端子と、第2正極端子及び第2負極端子と、複数の第1接続端子及び複数の第2接続端子とを、互いに離して配置することが容易となる。したがって、熱による平滑コンデンサのコンデンサ素子の劣化を軽減することができる。
実施形態に係るインバータ装置の回路を示す図 平滑コンデンサ、正極接続部材、負極接続部材、及び出力用接続部材を示す斜視図 コンデンサ素子、正極接続部材、及び負極接続部材を示す斜視図 平滑コンデンサ、出力用接続部材、及び端子台を示す斜視図 平滑コンデンサとスイッチング素子ユニットと交流機器との位置関係を示す側面図
以下では、実施形態に係るインバータ装置100について、図面を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態では、インバータ装置100は、バッテリBTに接続されると共に回転電機MGに接続されて、バッテリBTの直流と回転電機MGの複数相(ここでは、U相、V相及びW相の3相)の交流との間で電力を変換する。回転電機MGは、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能、及び動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能を有している。なお、本実施形態では、バッテリBTが「直流電源」に相当する。
インバータ装置100は、スイッチング素子ユニット1と、平滑コンデンサ2と、正極接続部材3P及び負極接続部材3Nと、複数の出力用接続部材4と、を備えている。スイッチング素子ユニット1は、インバータ回路11Cを構成する複数のスイッチング素子11を有している。平滑コンデンサ2は、インバータ回路11Cの直流側の電圧(直流リンク電圧)を平滑化するコンデンサである。正極接続部材3Pは、バッテリBTの正極に電気的に接続されると共に、スイッチング素子ユニット1と平滑コンデンサ2との正極同士を電気的に接続する部材である。負極接続部材3Nは、バッテリBTの負極に電気的に接続されると共に、スイッチング素子ユニット1と平滑コンデンサ2との負極同士を電気的に接続する部材である。複数の出力用接続部材4は、スイッチング素子ユニット1の複数の出力端子に、それぞれ電気的に接続される部材である。
スイッチング素子11には、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、SiC-MOSFET(Silicon Carbide - MOSFET)、SiC-SIT(SiC - Static Induction Transistor)、GaN-MOSFET(Gallium Nitride - MOSFET)等の高周波での動作が可能なパワー半導体素子を適用すると好適である。ここでは、スイッチング素子11としてIGBTを適用している。複数のスイッチング素子11のそれぞれには、負極から正極へ向かう方向(下段側から上段側へ向かう方向)を順方向として、並列にフリーホイールダイオード12が設けられている。
図2及び図3に示すように、平滑コンデンサ2は、コンデンサ素子21と、当該コンデンサ素子21を収容する収容部22と、を備えている。
図2に示すように、収容部22は、直方体状に形成されている。ここで、「直方体状」とは、多少の異形部分を有していたとしてもその全体としての概略形状が直方体であることを意味する。以下、形状等に関して「状」を付して用いる他の表現に関しても同様とする。
収容部22の外面は、コンデンサ素子21を挟むように配置された頂面St及び底面Sbと、これらの面の間においてコンデンサ素子21の周囲を囲むように記載順に並んで配置された第1側面S1、第2側面S2、第3側面S3、及び第4側面S4と、を含んでいる。頂面Stは「第1面」に相当し、底面Sbは「第2面」に相当する。
頂面St及び底面Sbのそれぞれは、長方形状に形成されている。そこで、以下の説明では、頂面St及び底面Sbのそれぞれの長辺に沿う方向を「長手方向X」とし、短辺に沿う方向を「短手方向Y」とする。そして、長手方向Xの一方側を「長手方向第1側X1」とし、長手方向Xの他方側を「長手方向第2側X2」とする。更に、短手方向Yの一方側を「短手方向第1側Y1」とし、短手方向Yの他方側を「短手方向第2側Y2」とする。また、頂面Stと底面Sbとが並ぶ方向を「高さ方向Z」とする。そして、高さ方向Zにおいて、頂面Stの側を「上側Z1」とし、底面Sbの側を「下側Z2」とする。なお、上側Z1及び下側Z2は、説明のための便宜上の向きであり、インバータ装置100の実際の使用状態での向きとは無関係である。
本実施形態では、頂面St及び底面Sbのそれぞれにおける短手方向第1側Y1の長辺に、第1側面S1が連続し、短手方向第2側Y2の長辺に、第3側面S3が連続している。更に、本実施形態では、頂面St及び底面Sbのそれぞれにおける長手方向第1側X1の短辺に、第2側面S2が連続し、長手方向第2側X2の短辺に、第4側面S4が連続している。
図3に示すように、本実施形態では、コンデンサ素子21は、直方体状に形成されている。そして、コンデンサ素子21には、上側Z1を向く正極面21Pと、下側Z2を向く負極面21Nとが形成されている。また、本実施形態では、複数のコンデンサ素子21がマトリクス状に配置されている。図示の例では、複数のコンデンサ素子21は、長手方向Xに6つ、短手方向Yに1つ又は2つ、高さ方向Zに1つのコンデンサ素子21が並ぶように配列されている。
正極接続部材3Pは、スイッチング素子ユニット1の正極に電気的に接続される第1正極端子31Pと、バッテリBTの正極に電気的に接続される第2正極端子32Pと、を備えている。負極接続部材3Nは、スイッチング素子ユニット1の負極に電気的に接続される第1負極端子31Nと、バッテリBTの負極に電気的に接続される第2負極端子32Nと、を備えている。
図2に示すように、第1正極端子31P及び第1負極端子31Nは、高さ方向Zに沿う高さ方向視で、第1側面S1から突出するように配置されている。つまり、第1正極端子31P及び第1負極端子31Nは、第1側面S1に対して短手方向第1側Y1に突出するように形成されている。本実施形態では、第1正極端子31P及び第1負極端子31Nは、頂面Stから上側Z1に突出した後に、短手方向第1側Y1に延出し、更に上側Z1に延出し、最後に先端部が短手方向第2側Y2を向くように形成されている。
本実施形態では、第1正極端子31Pと第1負極端子31Nとが互いに間隔を空けて交互に並ぶように、3組の第1正極端子31P及び第1負極端子31Nが長手方向Xに沿って一列に並んで配置されている。そして、本実施形態では、3組の第1正極端子31P及び第1負極端子31Nが第4側面S4に寄せて配置されている。図示の例では、最も長手方向第2側X2の第1正極端子31Pが、第4側面S4に隣接するように配置されている。
本実施形態では、第1正極端子31P及び第1負極端子31Nは、保持部23によって保持されている。保持部23は、電気的絶縁性を有する素材から構成されている。保持部23は、長手方向Xに隣接する第1正極端子31Pと第1負極端子31Nとの互いの接触を回避するように、それらの間に介装されている。
第2正極端子32P及び第2負極端子32Nは、頂面Stから突出するように配置されている。更に、第2正極端子32P及び第2負極端子32Nは、高さ方向Zに沿う高さ方向視で、収容部22における第1側面S1と第2側面S2とが交差する第1隅部C1から突出するように配置されている。つまり、第2正極端子32P及び第2負極端子32Nは、第1隅部C1に対して、長手方向第1側X1及び短手方向第1側Y1の少なくとも一方に突出するように形成されている。本実施形態では、第2正極端子32Pは、第1隅部C1に対して、長手方向第1側X1に突出するように形成されている。また、本実施形態では、第2負極端子32Nは、第1隅部C1に対して、長手方向第1側X1かつ短手方向第1側Y1に突出するように形成されている。
本実施形態では、第2正極端子32Pは、第2側面S2に沿う形状で頂面Stから上側Z1に突出した後に、長手方向第1側X1に向かうに従って短手方向第1側Y1に向かう方向に延出するように形成されている。また、本実施形態では、第2負極端子32Nは、第1側面S1に沿う形状で頂面Stから上側Z1に突出した後に、短手方向第1側Y1に向かうに従って長手方向第1側X1に向かう方向に延出するように形成されている。
本実施形態では、第2正極端子32Pの先端部と、第2負極端子32Nの先端部とが、互いに短手方向Yに隣接して配置されている。図示の例では、第2正極端子32Pが第2負極端子32Nに対して短手方向第2側Y2に隣接して配置されている。
図3に示すように、本実施形態では、正極接続部材3Pは、電動式の油圧ポンプ等の補機の正極に電気的に接続される第3正極端子33Pと、第1正極端子31Pと第2正極端子32Pと第3正極端子33Pとを互いに連結するように形成された正極端子連結部34Pと、を更に備えている。また、本実施形態では、負極接続部材3Nは、上記の補機の負極に電気的に接続される第3負極端子33Nと、第1負極端子31Nと第2負極端子32Nと第3負極端子33Nとを互いに連結するように形成された負極端子連結部34Nと、を更に備えている。
図2に示すように、第3正極端子33P及び第3負極端子33Nは、高さ方向Zに沿う高さ方向視で、第2側面S2から突出するように配置されている。つまり、第3正極端子33P及び第3負極端子33Nは、第2側面S2に対して長手方向第1側X1に突出するように形成されている。本実施形態では、第3正極端子33P及び第3負極端子33Nは、頂面Stから上側Z1に突出した後に、長手方向第1側X1に延出し、更に下側Z2に延出するように形成されている。また、本実施形態では、第3正極端子33Pと第3負極端子33Nとは、互いに短手方向Yに隣接して配置されている。
本実施形態では、第3正極端子33P及び第3負極端子33Nは、保護部24によって保護されている。本実施形態では、3つの保護部24が設けられている。第1の保護部24は、第3正極端子33Pと第3負極端子33Nとの間に配置されている。第2の保護部24は、第3正極端子33Pに対して短手方向第1側Y1に隣接するように配置されている。第3の保護部24は、第3負極端子33Nに対して短手方向第2側Y2に隣接するように配置されている。図示の例では、3つの保護部24のそれぞれは、収容部22の第2側面S2から長手方向第1側X1に突出すると共に、高さ方向Zに沿って延在する板状に形成されている。
図3に示すように、負極端子連結部34Nは、コンデンサ素子21の負極面21Nに沿うように形成されている。つまり、負極端子連結部34Nは、長手方向X及び短手方向Yに沿って延在する板状に形成されている。本実施形態では、負極端子連結部34Nは、複数のコンデンサ素子21のそれぞれの負極面21Nに接合された負極接合部341Nを有している。図示の例では、負極接合部341Nは、コンデンサ素子21の負極面21Nの面積よりも小さい面積を有する板状に形成されている。
正極端子連結部34Pは、コンデンサ素子21の正極面21Pに沿うように形成されている。つまり、正極端子連結部34Pは、長手方向X及び短手方向Yに沿って延在する板状に形成されている。本実施形態では、正極端子連結部34Pは、複数のコンデンサ素子21のそれぞれの正極面21Pに接合された正極接合部を有している。図示を省略しているが、正極接合部を含む正極端子連結部34Pの形状は、負極端子連結部34Nと同様の形状とされている。
本実施形態では、第1負極端子31Nは、負極端子連結部34Nの短手方向第1側Y1の端縁部から上側Z1に突出するように形成されている。また、本実施形態では、第2負極端子32Nは、負極端子連結部34Nの短手方向第1側Y1の端縁部における長手方向第1側X1の端部から上側Z1に突出するように形成されている。また、本実施形態では、第3負極端子33Nは、負極端子連結部34Nの長手方向第1側X1の端縁部から上側Z1に突出するように形成されている。
本実施形態では、第1正極端子31Pは、正極端子連結部34Pの短手方向第1側Y1の端縁部から上側Z1に突出するように形成されている。また、本実施形態では、第2正極端子32Pは、正極端子連結部34Pの長手方向第1側X1の端縁部における短手方向第1側Y1の端部から上側Z1に突出するように形成されている。また、本実施形態では、第3正極端子33Pは、正極端子連結部34Pの長手方向第1側X1の端縁部から上側Z1に突出するように形成されている。
図1に示すように、複数の出力用接続部材4は、スイッチング素子ユニット1の複数の出力端子に対応して設けられている。つまり、スイッチング素子ユニット1の出力端子と同数(ここでは、3つ)の出力用接続部材4が設けられている。図4に示すように、複数の出力用接続部材4のそれぞれは、第1接続端子41と、第2接続端子42と、を備えている。
第1接続端子41は、スイッチング素子ユニット1における対応する出力端子に電気的に接続されている(図1参照)。第1接続端子41は、収容部22の第3側面S3に沿って配置されている。本実施形態では、第1接続端子41は、収容部22の頂面Stよりも上側Z1に突出するように形成されている。また、本実施形態では、複数の第1接続端子41が、長手方向Xに互いに間隔を空けて並んで配置されている。そして、本実施形態では、最も長手方向第1側X1の第1接続端子41から第2側面S2までの距離は、最も長手方向第2側X2の第1接続端子41から第4側面S4までの距離よりも大きい。つまり、本実施形態では、複数の第1接続端子41は、第4側面S4に寄せて配置されている。
第2接続端子42は、収容部22における第3側面S3と第4側面S4とが交差する第2隅部C2において、底面Sbに沿って配置されている。本実施形態では、複数の第2接続端子42が、長手方向Xに互いに間隔を空けて並んで配置されている。
本実施形態では、複数の出力用接続部材4は、複数の第1接続端子41から複数の第2接続端子42に向かうに従って、互いの間隔が狭くなるように配置されている。つまり、本実施形態では、長手方向Xに隣接する第2接続端子42同士の間隔は、長手方向Xに隣接する第1接続端子41同士の間隔よりも狭い。また、本実施形態では、複数の出力用接続部材4のそれぞれは、第1接続端子41から下側Z2に延出した後に、長手方向第2側X2に延出し、更に底面Sbよりも下側Z2に延出し、最後に底面Sbに沿って短手方向第1側Y1に延出して、第2接続端子42に到達するように形成されている。
図4に示すように、本実施形態では、インバータ装置100は、回転電機MGを接続するための端子台5を更に備えている。本実施形態では、端子台5は、収容部22の底面Sbに配置されている。
端子台5は、それぞれ複数の出力用接続部材4に電気的に接続される複数の外部接続部材6と、当該複数の外部接続部材6を保持する保持部材7と、を備えている。
複数の外部接続部材6は、複数の出力用接続部材4に対応して設けられている。つまり、出力用接続部材4と同数(ここでは、3つ)の外部接続部材6が設けられている。複数の外部接続部材6のそれぞれは、第3接続端子61と、第4接続端子62と、を備えている。
第3接続端子61は、対応する第2接続端子42に電気的に接続されている。本実施形態では、第3接続端子61は、対応する第2接続端子42の下側Z2に重ねて配置され、当該第2接続端子42に連結されている。図示の例では、第3接続端子61と第2接続端子42とは、ボルトによって連結されている。
第4接続端子62は、第3接続端子61よりも下側Z2に配置されている。本実施形態では、第4接続端子62は、図示しない接続部材を介して、回転電機MGのコイルに電気的に接続される。
本実施形態では、複数の外部接続部材6のそれぞれは、第3接続端子61から短手方向第1側Y1に延出した後に、下側Z2に延出し、更に短手方向第1側Y1に延出して、第4接続端子62に到達するように形成されている。
保持部材7は、複数の外部接続部材6を互いに離間した状態で、当該複数の外部接続部材6を保持している。本実施形態では、保持部材7は、複数の第3接続端子61が保持部材7から短手方向第2側Y2に突出すると共に、複数の第4接続端子62が保持部材7から下側Z2に突出するように、複数の外部接続部材6を保持している。また、本実施形態では、保持部材7は、収容部22の底面Sbに平行な底面を有する直方体状に形成されている。そして、保持部材7の底面に沿って、複数の第4接続端子62が延在するように配置されている。
本実施形態では、端子台5は、収容部22の第4側面S4に寄せて配置されている。つまり、本実施形態では、端子台5は、収容部22の底面Sbにおける第4側面S4の側に配置されている。
図5に示すように、本実施形態では、スイッチング素子ユニット1が、収容部22の頂面Stに対向するように配置されている。つまり、本実施形態では、スイッチング素子ユニット1が、収容部22に対して上側Z1に隣接して配置されている。また、本実施形態では、制御基板13が、スイッチング素子ユニット1に対して上側Z1に隣接して配置されている。制御基板13は、インバータ回路11C(図1参照)を制御する制御装置が実装された基板である。
更に、本実施形態では、回転電機MGが、収容部22の底面Sbに対向するように配置されている。つまり、本実施形態では、回転電機MGが、底面Sbに配置された端子台5の複数の第4接続端子62に対向するように配置されている。本実施形態では、回転電機MGが、直流電源(バッテリBT)からの電力がスイッチング素子ユニット1を介して供給される「交流機器」に相当する。
本実施形態では、インバータ装置100及び回転電機MGは、ケースCSに収容されている。ケースCSは、上側Z1を向く開口を有する中空の部材である。この開口を通して、ケースCSに対するインバータ装置100の出し入れを行うことができる。この開口は、図示しない蓋部材によって閉塞される。
〔その他の実施形態〕
(1)上記の実施形態では、第2正極端子32Pが第1隅部C1に対して長手方向第1側X1に突出するように形成されると共に、第2負極端子32Nが第1隅部C1に対して長手方向第1側X1かつ短手方向第1側Y1に突出するように形成された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、第2正極端子32P及び第2負極端子32Nの双方が、第1隅部C1に対して短手方向第1側Y1に突出するように形成されていても良い。或いは、第2正極端子32P及び第2負極端子32Nの一方のみが、第1隅部C1に対して長手方向第1側X1に突出するように形成されていても良い。
(2)上記の実施形態では、複数の第2接続端子42が長手方向Xに並んで配置された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、複数の第2接続端子42が短手方向Yに並んで配置されていても良い。或いは、複数の第2接続端子42が長手方向X及び短手方向Yに分散して配置されていても良い。
(3)上記の実施形態では、複数の出力用接続部材4が、複数の第1接続端子41から複数の第2接続端子42に向かうに従って、互いの間隔が狭くなるように配置された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、複数の第1接続端子41から複数の第2接続端子42に向かうに従って、互いの間隔が広くなるように配置されていても良い。また、隣接する第1接続端子41同士の間隔と、隣接する第2接続端子42同士の間隔とが同一となるように、複数の出力用接続部材4が配置されていても良い。
(4)上記の実施形態では、スイッチング素子ユニット1が収容部22の頂面Stに対向すると共に、回転電機MGが収容部22の底面Sbに対向するように配置された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、スイッチング素子ユニット1が、収容部22の底面Sbに対向するように配置されていても良い。この場合、回転電機MGが収容部22の頂面Stに対向するように配置されていても良い。また、回転電機MGが、収容部22の側面S1,S2,S3,S4のいずれかに対向するように配置されていても良い。
(5)上記の実施形態では、端子台5が、収容部22の底面Sbにおける第4側面S4の側に配置された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、端子台5が、収容部22の底面Sbにおける、第1側面S1、第2側面S2、及び第3側面S3のいずれかの側に配置されていても良い。
(6)なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
〔上記実施形態の概要〕
以下では、上記において説明したインバータ装置(100)の概要について説明する。
インバータ装置(100)は、
インバータ回路(11C)を構成する複数のスイッチング素子(11)を有するスイッチング素子ユニット(1)と、
前記インバータ回路(11C)の直流側の電圧を平滑化する平滑コンデンサ(2)と、
直流電源(BT)の正極に電気的に接続されると共に、前記スイッチング素子ユニット(1)と前記平滑コンデンサ(2)との正極同士を電気的に接続する正極接続部材(3P)と、
前記直流電源(BT)の負極に電気的に接続されると共に、前記スイッチング素子ユニット(1)と前記平滑コンデンサ(2)との負極同士を電気的に接続する負極接続部材(3N)と、
前記スイッチング素子ユニット(1)の複数の出力端子に、それぞれ電気的に接続される複数の出力用接続部材(4)と、を備えたインバータ装置(100)であって、
前記正極接続部材(3P)は、前記スイッチング素子ユニット(1)の正極に電気的に接続される第1正極端子(31P)と、前記直流電源(BT)の正極に電気的に接続される第2正極端子(32P)と、を備え、
前記負極接続部材(3N)は、前記スイッチング素子ユニット(1)の負極に電気的に接続される第1負極端子(31N)と、前記直流電源(BT)の負極に電気的に接続される第2負極端子(32N)と、を備え、
前記平滑コンデンサ(2)は、コンデンサ素子(21)と、前記コンデンサ素子(21)を収容する収容部(22)と、を備え、
前記収容部(22)は、直方体状に形成され、
前記収容部(22)の外面は、前記コンデンサ素子(21)を挟むように配置された第1面(St)及び第2面(Sb)と、前記第1面(St)と前記第2面(Sb)との間において前記コンデンサ素子(21)の周囲を囲むように記載順に並んで配置された第1側面(S1)、第2側面(S2)、第3側面(S3)、及び第4側面(S4)と、を含み、
前記第1面(St)と前記第2面(Sb)とが並ぶ方向を高さ方向(Z)として、
前記第1正極端子(31P)及び前記第1負極端子(31N)は、前記高さ方向(Z)に沿う高さ方向視で、前記第1側面(S1)から突出するように配置され、
前記第2正極端子(32P)及び前記第2負極端子(32N)は、前記第1面(St)から突出すると共に、前記高さ方向視で、前記収容部(22)における前記第1側面(S1)と前記第2側面(S2)とが交差する第1隅部(C1)から突出するように配置され、
複数の前記出力用接続部材(4)のそれぞれは、前記第3側面(S3)に沿って配置されて、前記スイッチング素子ユニット(1)における対応する前記出力端子に電気的に接続される第1接続端子(41)と、前記収容部(22)における前記第3側面(S3)と前記第4側面(S4)とが交差する第2隅部(C2)において、前記第2面(Sb)に沿って配置された第2接続端子(42)と、を備えている。
この構成によれば、第1正極端子(31P)及び第1負極端子(31N)が、高さ方向視で収容部(22)の第1側面(S1)から突出するように配置されている。そして、第2正極端子(32P)及び第2負極端子(32N)が、第1面(St)から突出すると共に、高さ方向視で収容部(22)における第1側面(S1)と第2側面(S2)とが交差する第1隅部(C1)から突出するように配置されている。これにより、第1正極端子(31P)及び第1負極端子(31N)を、第1側面(S1)に沿って第2正極端子(32P)及び第2負極端子(32N)から離して配置することが容易となっている。
また、本構成によれば、複数の第1接続端子(41)が、第3側面(S3)に沿って配置されている。これにより、第1正極端子(31P)及び第1負極端子(31N)と、複数の第1接続端子(41)とを、互いに収容部(22)に対して反対側に配置することができる。つまり、第1正極端子(31P)及び第1負極端子(31N)と、複数の第1接続端子(41)とを、互いに離して配置することができる。
更に、本構成によれば、複数の第2接続端子(42)が、収容部(22)における第3側面(S3)と第4側面(S4)とが交差する第2隅部(C2)において、第2面(Sb)に沿って配置されている。これにより、第2正極端子(32P)及び第2負極端子(32N)と、複数の第2接続端子(42)とを、高さ方向視で収容部(22)における対角線上に配置することができると共に、高さ方向(Z)において互いに収容部(22)に対して反対側に配置することができる。つまり、第2正極端子(32P)及び第2負極端子(32N)と、複数の第2接続端子(42)とを、互いに離して配置することができる。
以上のように、本構成によれば、温度が高くなり易い、第1正極端子(31P)及び第1負極端子(31N)と、第2正極端子(32P)及び第2負極端子(32N)と、複数の第1接続端子(41)及び複数の第2接続端子(42)とを、互いに離して配置することが容易となる。したがって、熱による平滑コンデンサ(2)のコンデンサ素子(21)の劣化を軽減することができる。
ここで、複数の前記出力用接続部材(4)は、複数の前記第1接続端子(41)から複数の前記第2接続端子(42)に向かうに従って、互いの間隔が狭くなるように配置されていると好適である。
この構成によれば、複数の第2接続端子(42)同士の間隔は、複数の第1接続端子(41)同士の間隔よりも狭い。これにより、収容部(22)の第2面(Sb)における複数の第2接続端子(42)以外の領域を広く確保することが容易となる。したがって、第2面(Sb)に対向するスペースを利用して、他の要素を配置することが容易となる。
また、前記スイッチング素子ユニット(1)が、前記第1面(St)に対向するように配置され、
前記直流電源(BT)からの電力が前記スイッチング素子ユニット(1)を介して供給される交流機器(MG)が、前記第2面(Sb)に対向するように配置されると好適である。
上記のように、複数の第1接続端子(41)が第3側面(S3)に沿って配置され、複数の第2接続端子(42)が第2面(Sb)に沿って配置されている。そのため、本構成のように、第1面(St)に対向するようにスイッチング素子ユニット(1)を配置すると共に、第2面(Sb)に対向するように交流機器(MG)を配置することで、複数の出力用接続部材(4)のそれぞれを、第1接続端子(41)を介してスイッチング素子ユニット(1)に接続すると共に、第2接続端子(42)を介して交流機器(MG)に接続することが容易となる。
前記交流機器(MG)が前記第2面(Sb)に対向するように配置される構成において、
前記交流機器(MG)を接続するための端子台(5)を更に備え、
複数の前記第2接続端子(42)は、前記端子台(5)に電気的に接続され、
前記端子台(5)は、前記第2面(Sb)における前記第4側面(S4)の側に配置されていると好適である。
この構成によれば、収容部(22)における第3側面(S3)と第4側面(S4)とが交差する第2隅部(C2)において、第2面(Sb)に沿って配置された複数の第2接続端子(42)に対して、端子台(5)を近付けて配置することができる。これにより、複数の第2接続端子(42)と端子台(5)とを接続する構造を簡略化することができる。
本開示に係る技術は、インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子を有するスイッチング素子ユニットと、インバータ回路の直流側の電圧を平滑化する平滑コンデンサと、を備えたインバータ装置に利用することができる。
100 :インバータ装置
1 :スイッチング素子ユニット
11 :スイッチング素子
11C :インバータ回路
2 :平滑コンデンサ
21 :コンデンサ素子
22 :収容部
St :頂面(第1面)
Sb :底面(第2面)
S1 :第1側面
S2 :第2側面
S3 :第3側面
S4 :第4側面
3P :正極接続部材
31P :第1正極端子
32P :第2正極端子
3N :負極接続部材
31N :第1負極端子
32N :第2負極端子
4 :出力用接続部材
41 :第1接続端子
42 :第2接続端子
BT :バッテリ(直流電源)
Z :高さ方向

Claims (4)

  1. インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子を有するスイッチング素子ユニットと、
    前記インバータ回路の直流側の電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
    直流電源の正極に電気的に接続されると共に、前記スイッチング素子ユニットと前記平滑コンデンサとの正極同士を電気的に接続する正極接続部材と、
    前記直流電源の負極に電気的に接続されると共に、前記スイッチング素子ユニットと前記平滑コンデンサとの負極同士を電気的に接続する負極接続部材と、
    前記スイッチング素子ユニットの複数の出力端子に、それぞれ電気的に接続される複数の出力用接続部材と、を備えたインバータ装置であって、
    前記正極接続部材は、前記スイッチング素子ユニットの正極に電気的に接続される第1正極端子と、前記直流電源の正極に電気的に接続される第2正極端子と、を備え、
    前記負極接続部材は、前記スイッチング素子ユニットの負極に電気的に接続される第1負極端子と、前記直流電源の負極に電気的に接続される第2負極端子と、を備え、
    前記平滑コンデンサは、コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を収容する収容部と、を備え、
    前記収容部は、直方体状に形成され、
    前記収容部の外面は、前記コンデンサ素子を挟むように配置された第1面及び第2面と、前記第1面と前記第2面との間において前記コンデンサ素子の周囲を囲むように記載順に並んで配置された第1側面、第2側面、第3側面、及び第4側面と、を含み、
    前記第1面と前記第2面とが並ぶ方向を高さ方向として、
    前記第1正極端子及び前記第1負極端子は、前記高さ方向に沿う高さ方向視で、前記第1側面から突出するように配置され、
    前記第2正極端子及び前記第2負極端子は、前記第1面から突出すると共に、前記高さ方向視で、前記収容部における前記第1側面と前記第2側面とが交差する第1隅部から突出するように配置され、
    複数の前記出力用接続部材のそれぞれは、前記第3側面に沿って配置されて、前記スイッチング素子ユニットにおける対応する前記出力端子に電気的に接続される第1接続端子と、前記収容部における前記第3側面と前記第4側面とが交差する第2隅部において、前記第2面に沿って配置された第2接続端子と、を備えている、インバータ装置。
  2. 複数の前記出力用接続部材は、複数の前記第1接続端子から複数の前記第2接続端子に向かうに従って、互いの間隔が狭くなるように配置されている、請求項1に記載のインバータ装置。
  3. 前記スイッチング素子ユニットが、前記第1面に対向するように配置され、
    前記直流電源からの電力が前記スイッチング素子ユニットを介して供給される交流機器が、前記第2面に対向するように配置される、請求項1又は2に記載のインバータ装置。
  4. 前記交流機器を接続するための端子台を更に備え、
    複数の前記第2接続端子は、前記端子台に電気的に接続され、
    前記端子台は、前記第2面における前記第4側面の側に配置されている、請求項3に記載のインバータ装置。
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