【手続補正書】
【提出日】平成17年10月17日(2005.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  インバータの平滑コンデンサの配列方法およびこれを用いたインバータ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  整流回路を経て平滑コンデンサと、インバータ部から構成されるインバータ装置において、
２個のコンデンサを両極端子が順次異なるように直線状に積み重ね、
他の１個のコンデンサを前記２個のコンデンサの片方の側面に中央部に両極端子が前記２個のコンデンサの極順と同じように平行にして固着させ、
前記２個のコンデンサの第１の電極同志を第１の導体で接続し、
前記２個のコンデンサの第２の電極と前記他の１個のコンデンサの第１の電極を共通の第２の導体で接続し、
前記２個のコンデンサの第３の電極と前記他の１個のコンデンサの第２の電極を共通の第３の導体で接続し、
前記２個のコンデンサの第４の電極同志を第４の導体で接続した第１のコンデンサ・グループを形成し、
前記第１のコンデンサ・グループと同一の第２のコンデンサ・グループを形成し、
前記第１のコンデンサ・グループと前記第２のコンデンサ・グループの電極表面が対称的に対向するように配置し、
前記第１のコンデンサ・グループの前記第１の導体と前記第２のコンデンサ・グループの前記第４の導体を前記インバータの正側に接続し、
前記第２のコンデンサ・グループの前記第１の導体と前記第１のコンデンサ・グループの前記第４の導体を前記インバータの負側にそれぞれ接続する
ことを特徴とするインバータの平滑コンデンサの配列方法。
【請求項２】  前記第１の導体、前記第２の導体、前記第３の導体を板状導体で形成することを特徴とする請求項１に記載のインバータの平滑コンデンサの配列方法。
【請求項３】  前記第１の導体は前記コンデンサ・グループの１つの電極表面を覆うように構成することを特徴とする請求項２に記載のインバータの平滑コンデンサの配列方法。
【請求項４】  前記コンデンサの電極表面が円形状の筒型若しくは長方形状の筒型であることを特徴とする請求項２に記載のインバータの平滑コンデンサの配列方法。
【請求項５】  整流回路を経て平滑コンデンサと、インバータ部から構成されるインバータ装置において、
平滑コンデンサを、請求項１から４のいずれかの項に記載のインバータの平滑コンデンサの配列方法を用いて配列したことを特徴とするインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インバータ装置における平滑コンデンサ間及び平滑コンデンサからインバータ部までの配線が原因で発生するサージを軽減するためのコンデンサ配列方法およびこれを用いたインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
初めに図１は、インバータの基本構成図と対象コンデンサの実態配線及び各コンデンサと、そこからインバータ部（ＩＧＢＴ・Insulated Gate BipoIar Tran-sistor）部までの理想配線条件を示す図である。
図１(a) はインバータの基本回路構成と対象コンデンサを示す図、図１(b) は図１(a) のコンデンサの実態配線図、図１(c) は図１(b) における各コンデンサの理想配線条件の説明図である。
図１(c) に示すごとく、理想配線条件として[1001],[1002] 部の導体が密着し、並行して配置され、各導体の電流による磁力線発生を防止することが、サージを防止する必要条件である。
ここで、101 は商用電源・入力、102 はコンバータ、103.1C,2C,3Cは平滑コンデンサ、104 はインバータ部、105 はインバータ出力、1001と1002はコンデンサ電流の対向して流れる部分である。
ところが従来のインバータ装置の平滑コンデンサ配列とインバータ部への配線は、そのような環境になされていない。
図３は２つの従来例の構成を表す図である。
図３(a),(b) はコンデンサとインバータ部を対面して取り付ける一つの例であり、図３(c),(d) はコンデンサとインバータ部と並べて取り付ける他の例である。
これらに示すごとく、コンデンサ21…,31 …を接続する導体23,24,25,26 、33,34,35,36 の一部は電流方向が反対となり、磁力線が互いに打ち消し合うが、平滑コンデンサ21への充電電流のプラス側とマイナス側、例えば図３(b) の2a部と2b部並びに図３(d) の3a部と3b部が逆向きの電流と相対していないため、図１(c) を満足できない構造・配線になっており、ノイズ発生を大幅に低減できない状況であった。
このため、これによって生じるノイズ対策として、比較的大きな容量を持つサージ吸収装置( スバナ回路) を設けていた。
ここで図３(a) において、22,32 はＩＧＢＴ104 、23,24 及び33,34 はコンデンサ間を接続する導体、25,26,35,36 はコンデンサからＩＧＢＴ104 間を接続する陽極（Ｐ）、陰極（Ｎ）の導体である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
インバータ装置において、従来の発生ノイズ除去方式から配線リアクタンスを極限まで減少させ、その発生自体を大幅に低減させることができるコンデンサ配列方法を適用した平滑コンデンサ配列構造を通じて、サージ吸収装置の容量を小さくして、装置自体の信頼性と小形化、低コスト化を図ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の請求項１の発明は、整流回路を経て平滑コンデンサと、インバータ部から構成されるインバータ装置において、２個のコンデンサを両極端子が順次異なるように直線状に積み重ね、他の１個のコンデンサを前記２個のコンデンサの片方の側面に中央部に両極端子が前記２個のコンデンサの極順と同じように平行にして固着させ、前記２個のコンデンサの第１の電極同志を第１の導体で接続し、前記２個のコンデンサの第２の電極と前記他の１個のコンデンサの第１の電極を共通の第２の導体で接続し、前記２個のコンデンサの第３の電極と前記他の１個のコンデンサの第２の電極を共通の第３の導体で接続し、前記２個のコンデンサの第４の電極同志を第４の導体で接続した第１のコンデンサ・グループを形成し、前記第１のコンデンサ・グループと同一の第２のコンデンサ・グループを形成し、前記第１のコンデンサ・グループと前記第２のコンデンサ・グループの電極表面が対称的に対向するように配置し、前記第１のコンデンサ・グループの前記第１の導体と前記第２のコンデンサ・グループの前記第４の導体を前記インバータの正側に接続し、前記第２のコンデンサ・グループの前記第１の導体と前記第１のコンデンサ・グループの前記第４の導体を前記インバータの負側にそれぞれ接続することを特徴とするインバータの平滑コンデンサの配列方法である。
かくしてこの本発明の請求項１の発明によれば、平滑コンデンサ間及び平滑コンデンサからインバータ部（ＩＧＢＴ）までの配線において、陽極（Ｐ）と陰極（Ｎ）間に直列に接続される３個を１組として「く」の字形に配列し、一方向に流れる電流の向きを相反する電流方向となるように並行導体を形成し、また、そのコンデンサ群を２ブロックに分け、それぞれコンデンサ端子極性が相反する位置で組合せることにより、平滑コンデンサとインバータ部間も全ての部分で電流方向が反対となる並行導体とし、それぞれの相（極）で発生する磁力線を打ち消す構造とし、サージノイズが極力低減できるという特段の効果を奏することができる。
【０００５】
本発明の請求項２の発明は、前記第１の導体、前記第２の導体、前記第３の導体を板状導体で形成することを特徴とする請求項１に記載のインバータの平滑コンデンサの配列方法である。
このようにして本発明の請求項２の発明によれば、最短電流が流れ易くなり、相互の電磁相殺に顕著な効果を持つ。
【０００６】
本発明の請求項３の発明は、前記第１の導体は前記コンデンサ・グループの１つの電極表面を覆うように構成することを特徴とする請求項２に記載のインバータの平滑コンデンサの配列方法である。
従って、陽極（Ｐ）側と陰極（Ｎ）側の対向面積が均等になり完全に近い電磁相殺がなされるという特色をも兼ね備える。
【０００７】
本発明の請求項４の発明は、前記コンデンサの電極表面が円形状の筒型若しくは長方形状の筒型であることを特徴とする請求項２に記載のインバータの平滑コンデンサの配列方法である。
これにより、平滑コンデンサの両電極端表面が円形でも長方形でも、本発明の適用に差異はなく、コンデンサ形状にいかようにも対応可能できる。
また、請求項５の発明は、整流回路を経て平滑コンデンサと、インバータ部から構成されるインバータ装置において、平滑コンデンサを、請求項１から４のいずれかの項に記載のインバータの平滑コンデンサの配列方法を用いて配列したことを特徴とするインバータ装置である。
これにより、インバータの配線の不均衡によるノイズの発生が抑制でき、その吸収のため従来設けていたスナバ回路の容量を大幅に削減できるので、従来品に比べ小形化、簡素化、低価格化と装置の信頼性向上を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。すべての図面において同一符号は同一若しくは相当部材とする。
図２は本発明の実施の形態における構成を示し、図２(a) はその１つのブロックの正面図、図２(b) は図２(a) の側面図、図２(c) は２つのブロックを組み合わせたこの装置の側面図である。
図２(a) 、図２(b) は使用するコンデンサを２ブロックに分け、導体により接続した状態である。また、図２(c) は図２(a) ・図２(b) の各ブロックを組合せ、完成した状態の側面図である。
【０００９】
図２において、111a,112a,113a,111b,112b,113bはコンデンサ、12a,13a.12b,13b はコンデンサ間を接続する導体であって、板状導体をなしている。14a は陽極（Ｐ）板状導体、14b は陰極（Ｎ）板状導体でいずれもインバータ部（ＩＧＢＴ）104 に接続される。
ここで、コンデンサの配置は図１(b) に示す回路のものと、陽極（Ｐ）と陰極（Ｎ）間に直列に接続される３個１組を「く」の字形に配列したもの必要数を組み合わせ、それを２ブロック[ Ａブロック，Ｂブロック〕に分けて、陽極側、陰極側導体を境にして、互いに端子を向き合わせて面対称的に配置・構成させている。
このとき、図２(b) に示す通り、各ブロックの平滑コンデンサの極性は互いに相反する状態に取り付ける。上下に分かれたコンデンサと各極導体の同極の一部は15a 、15b のバーにより接続する。これらのバー15a,15b は、中実の円柱状導体で板状導体に接続する箇所はタッピング工法で、コンデンサ電極とはネジ止め工法で施行される。
このとき、接続バーが貫通する異極の導体は、絶縁距離が確保できる直径の穴を設けるか、接続バー自体を絶縁する方法を採用している。
この結果、コンデンサ相互間及びコンデンサとインバータ部（ＩＧＢＴ）間の導体には図中矢印（→）で示す通り、どの部分を取っても、電流の向きが逆向きになる。これにより、電流により発生する磁力線が互いに打ち消し合うことになり、サージの発生が抑制される。
また、全ての図面で平滑コンデンサの両電極表面を円形で示したが、長方形であっても、本発明が適用可能であることは明らかである。
【００１０】
このように本発明は、整流回路102を経て平滑コンデンサ103と、インバータ部104 から構成されるインバータ装置において、２個のコンデンサ111a,113a を両極端子が順次異なるように直線状に積み重ね、他の１個のコンデンサ112aを前記２個のコンデンサ111a,113a の片方の側面に中央部に両極端子が前記２個のコンデンサの極順と同じように平行にして固着させている。
そうして、２個のコンデンサ111a,113a の第１の電極同志を第１の導体14a で接続し、２個のコンデンサ111a,113a の第２の電極と他の１個のコンデンサ112aの第１の電極を共通の第２の導体12a で接続している。
また、２個のコンデンサ111a,113a の第３の電極と他の１個のコンデンサ112aの第２の電極を共通の第３の導体13a で接続し、２個のコンデンサ111a,113a の第４の電極同志を第４の導体14b で接続して、第１のコンデンサ・グループＡを形成している。
このコンデンサ・グループＡと全く同一の第２のコンデンサ・グループＢを形成し、コンデンサ・グループＡとコンデンサ・グループＢの電極表面が対称的に対向するように配置するとともに、コンデンサ・グループＡの第１の導体14a とコンデンサ・グループＢの第４の導体をインバータ104 の正側Ｐに接続し、コンデンサ・グループＢの第１の導体14b とコンデンサ・グループＡの第４の導体をインバータ104 の負側Ｎにそれぞれ接続することによって構成されるインバータの平滑コンデンサの配列方法である。
【００１１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、インバータの配線の不均衡によるノイズの発生が抑制でき、その吸収のため従来設けていたスナバ回路の容量を大幅に削減できる。
これにより、従来品に比べ小形化、簡素化、低価格化と装置の信頼性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の基本となる装置の回路構成と配線条件を示し、
(a) はインバータの基本回路構成と対象とする平滑コンデンサを示す図
(b) は平滑コンデンサの実態的配線図
(c) は各コンデンサの理想的配線条件を示す図
【図２】
本発明の実施の形態を示す図で、
(a) はＡブロックとＢブロックの正面図
(b) はその側面図
(c) は図２(a)、図２(b) の各ブロックを組合せ、完成した状態の側面図である。
【図３】
従来例の配置・配線を示し、
(a) はコンデンサとインバータ部を対面して取り付ける一例の正面図
(b) は(a) の側面図
(c) はコンデンサとインバータ部を並べて取り付ける他の例の正面図
(d) は(c) の側面図
【符号の説明】
101   商用電源入力
102   整流回路 (コンバータ)
103,1C.2C,3C,21,31,111a,112a,113a,111b,112b,112c  平滑コンデンサ
104   インバータ部
105   インバータ出力
12a,13a,14a,12b,13b,14b,23,24,25,26,33,34,35,36   板状導体
15,15b  円柱導体 (中実)