(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力と交流電力とを相互変換する複数の並列接続されたインバータ回路をケース内に格納し、当該ケース表面に前記複数のインバータ回路の直流側に共通の一対の回路端子が配置されたインバータ回路モジュールと、
前記複数のインバータ回路の直流側に設けられる平滑コンデンサをケース内に格納したコンデンサモジュールと、
を有し、
前記コンデンサモジュールは、当該コンデンサモジュールのケースに一体に取り付けられ、前記平滑コンデンサの両端子にそれぞれ電気的に接続された一対の第１コンデンサモジュール端子を有し、
前記平滑コンデンサは、前記直流電力を供給する直流電源に含まれる昇圧回路と前記複数のインバータ回路との間に設けられ、前記複数のインバータ回路に共通のコンデンサであり、
前記インバータ回路モジュールに前記コンデンサモジュールを隣接配置して、前記回路端子に前記第１コンデンサモジュール端子が直接、接続されることを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインバータ装置において、
一対の電力供給端子から前記直流電力を供給する直流電源モジュールをさらに含み、
前記コンデンサモジュールは、当該コンデンサモジュールのケースに一体に取り付けられ、前記平滑コンデンサの両端子にそれぞれ電気的に接続された第２コンデンサモジュール端子を有し、
前記直流電源モジュールに前記コンデンサモジュールを隣接配置して、前記回路端子に前記第２コンデンサモジュール端子が直接、接続されることを特徴とするインバータ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のインバータ装置において、
前記直流電源モジュールは、電池と前記電力供給端子との間に昇圧用のリアクトルを有することを特徴とするインバータ装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１に記載のインバータ装置において、
前記第１コンデンサモジュール端子と前記回路端子とは共締めにより互いに結合されることを特徴とするインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電力と交流電力との変換を行うインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直流電源にて交流モータを駆動する際、例えば電気自動車のモータを駆動する際にはバッテリ等から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換手段が必要となり、この電力変換手段にはインバータ回路が用いられている。そして、前記インバータ回路の直流電源側にはこの直流電源の出力を平滑化するために平滑コンデンサが設けられている。
【０００３】
図５は、インバータ装置の概略の回路図である。ここでは、インバータ装置はインバータ回路２と、その入力側端子に接続された直流電源である電池４及び平滑コンデンサ６とから構成され、生成された三相の交流電力は交流モータ８に供給される。
【０００４】
電気自動車の場合、使用される平滑コンデンサ６の容量は大きく、数千μＦになる。電気自動車では、例えば、平滑コンデンサは複数のコンデンサを並列に接続することにより上記大容量を実現している。
【０００５】
また、交流モータ８が複数設けられる場合には、インバータ回路２を複数設け、共通の直流電源から複数の交流電力を生成することも行われる。
【０００６】
図６は、従来のインバータ装置の概略の構成を示す模式図である。この構成は、２つのインバータ回路を有している。各インバータ回路は別々のインバータ回路モジュール２０，２２に格納される。また平滑コンデンサは複数のコンデンサ２４で構成される。これらの接続には２本のバスバー２６，２８が用いられる。バスバー２６，２８はそれぞれ入力ケーブル３０，３２によって、直流電源の正極、負極に接続される。インバータ回路モジュール２０の一対の入力端子３４，３６の一方がバスバー２６に接続され、他方がバスバー２８に接続される。同様にインバータ回路モジュール２２の一対の入力端子３８，４０の一方がバスバー２６に接続され、他方がバスバー２８に接続される。また複数のコンデンサ２４もそれぞれバスバー２６，２８の間に接続される
【発明が解決しようとする課題】
従来の構成ではインバータ装置の各構成要素を相互接続するために、それら構成要素とは別にバスバーが必要であり、その分、部品点数が多くなり、装置構成の簡素化が妨げられ、また組み立て作業が面倒であるという問題があった。またインバータ装置の構成要素間にバスバーを通すために、構成要素間にスペースを設ける必要があり、また絶縁確保のためのスペースも必要であり、インバータ装置の小型化が困難であるという問題もあった。
【０００７】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、小型化、簡素化が図られるインバータ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るインバータ装置は、直流電力と交流電力とを相互変換する複数の並列接続されたインバータ回路をケース内に格納し、当該ケース表面に前記複数のインバータ回路の直流側に共通の一対の回路端子が配置されたインバータ回路モジュールと、前記複数のインバータ回路の直流側に設けられる平滑コンデンサをケース内に格納したコンデンサモジュールとを有し、前記コンデンサモジュールは、当該コンデンサモジュールのケースに一体に取り付けられ、前記平滑コンデンサの両端子にそれぞれ電気的に接続された一対の第１コンデンサモジュール端子を有し、前記平滑コンデンサは、前記直流電力を供給する直流電源に含まれる昇圧回路と前記複数のインバータ回路との間に設けられ、前記複数のインバータ回路に共通のコンデンサであり、前記インバータ回路モジュールに前記コンデンサモジュールを隣接配置して、前記回路端子に前記第１コンデンサモジュール端子が直接、接続される。
【０００９】
本発明によれば、コンデンサモジュールの端子である第１コンデンサモジュール端子と、インバータ回路モジュールの端子である回路端子とが、バスバーを介することなく、直接、接続される。またバスバーを用いず、モジュールの端子同士を直接、接続することにより、モジュール相互間のスペースが縮小される。
【００１１】
また、複数のインバータ回路が一つのインバータ回路モジュールに格納され、そのモジュールに設けられた一対の回路端子が各インバータ回路の共通の直流側の端子となる。これにより複数のインバータ回路と平滑コンデンサとの間のバスバーを用いずに行われる接続が容易となり、また各インバータ回路を別モジュールとする場合よりも装置の小型化が図られる。
【００１２】
別の本発明に係るインバータ装置においては、一対の電力供給端子から前記直流電力を供給する直流電源モジュールをさらに含み、前記コンデンサモジュールは、当該コンデンサモジュールのケースに一体に取り付けられ、前記平滑コンデンサの両端子にそれぞれ電気的に接続された第２コンデンサモジュール端子を有し、前記直流電源モジュールに前記コンデンサモジュールを隣接配置して、前記回路端子に前記第２コンデンサモジュール端子が直接、接続される。
【００１３】
本発明によれば、直流電源モジュールの端子である電力供給端子と第２コンデンサモジュール端子もバスバーを介することなく、直接、接続される。すなわち、インバータ回路と直流電源と平滑コンデンサとがバスバーを用いずに相互に電気的に接続される。これにより、部品点数が少なくなると共に、バスバーの配置スペースが不要となることなどにより、装置の小型化が図られる。なお、第２コンデンサモジュール端子と第１コンデンサモジュール端子とは共通に構成してもよい。
【００１４】
本発明の好適な態様は、前記直流電源モジュールが、電池と前記電力入出力端子との間に昇圧用のリアクトルを有するインバータ装置である。
【００１５】
さらに別の本発明に係るインバータ装置においては、前記第１コンデンサモジュール端子と前記回路端子とが共締めにより互いに結合される。
【００１６】
本発明によれば、第１コンデンサモジュール端子と回路端子との結合部の構造が簡素化され、また小型に構成される。また同様に第２コンデンサモジュール端子と電力供給端子とを共締めにより互いに結合して、当該結合部の構造の簡素化、小型化を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態であるインバータ装置について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本インバータ装置の概略の回路図であり、モジュール構成を説明するためのものである。このインバータ装置は２つのインバータ回路５０，５２、電池５４、平滑コンデンサ５６を含んで構成される。電池５４はインバータ回路５０，５２の共通の入力側端子間に接続される。すなわち、インバータ回路５０，５２は電池５４に対して並列接続される。平滑コンデンサ５６もインバータ回路５０，５２の共通の入力側端子間に、電池５４に並列に接続される。インバータ回路５０，５２を構成するスイッチング素子は外部から切り替え制御され、これによりインバータ回路５０，５２はそれぞれ入力された直流電力を三相の交流電力に変換して、この交流電力をそれぞれ交流モータ５８，６０に供給する。
【００１９】
これらの構成要素のうち、２つのインバータ回路５０，５２は１つのインバータ回路モジュール７０に格納される。また平滑コンデンサ５６はコンデンサモジュール７２に格納される。ここで、平滑コンデンサ５６は複数のコンデンサの並列接続により構成され得るが、コンデンサモジュール７２はそれら全体を収納する。電池５４は直流電源モジュール７４を構成する。
【００２０】
同様に図２は、直流電源の出力にリアクトルを備えたインバータ装置の概略の回路であり、この場合におけるモジュール構成を説明するためのものである。この回路構成が図１の構成と異なる点は、電池５４の電圧を昇圧してインバータ回路５０，５２に供給するためにリアクトル８０とスイッチング回路８２とを備えている点である。この回路構成においては、これらリアクトル８０及びスイッチング回路８２は電池５４と共に直流電源モジュール７４に収納される。なお、この昇圧のためのリアクトル８０を用いる構成では、平滑コンデンサ５６はフィルムコンデンサを用いて構成することが好ましい。
【００２１】
図３は、本インバータ装置の概略の上面図であり、図４は概略の側面図である。インバータ回路モジュール７０と直流電源モジュール７４とは水平方向に隣接配置され、コンデンサモジュール７２はインバータ回路モジュール７０の上に近接配置される。
【００２２】
インバータ回路モジュール７０の上面には、内部に格納されたインバータ回路５０，５２の共通の正負一対の回路端子９０，９２が配置される。また直流電源モジュール７４の上面には、直流電力を出力する正負一対の電力供給端子９４，９６が配置される。
【００２３】
コンデンサモジュール７２のケースには、二対の電極がケースに予め一体に取り付けられている。これら電極は、コンデンサモジュール７２をインバータ回路モジュール７０上の所定位置に配置したときに、第１対の電極１００，１０２の端部がそれぞれインバータ回路モジュール７０の回路端子９０，９２に重なり、第２対の電極１０４，１０６の端部がそれぞれ直流電源モジュール７４の電力供給端子９４，９６に重なるように、長さ及びケースへの取り付け位置が設定されている。それぞれ正極に対応する電極１００，１０４はコンデンサモジュール７２の内部で太く低抵抗の導体により互いに電気的に接続され、その導体が平滑コンデンサ５６の一方端に接続される。また、それぞれ負極に対応する電極１０２，１０６も同様にコンデンサモジュール７２の内部で太く低抵抗の導体により互いに電気的に接続され、その導体が平滑コンデンサ５６の他方端に接続される。
【００２４】
コンデンサモジュール７２の電極１００，１０２は、図４に示されるようにボルト１１０でインバータ回路モジュール７０の回路端子９０，９２に共締めされ、電気的に結合されると共に、インバータ回路モジュール７０に固定される。同様にボルトにより、コンデンサモジュール７２の電極１０４，１０６が直流電源モジュール７４の電力供給端子９４，９６に共締めされ、電気的に結合されると共に、直流電源モジュール７４に固定される。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のインバータ装置によれば、インバータ装置の各構成要素がバスバー等の接続用部材を用いずに直接に相互接続されるので、バスバーやそれを端子に結合するためのボルト等の部品が削減され、装置構成が簡素化され、また組み立て作業が容易となる効果がある。また、インバータ装置の構成要素間等にバスバーを配置するため、及びバスバーとの絶縁を確保するためのスペースが不要となり、インバータ装置の小型化が図られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本インバータ装置のモジュール構成を示すための概略の回路図である。
【図２】  直流電源の出力にリアクトルを備えた本インバータ装置におけるモジュール構成を示すための概略の回路である。
【図３】  本インバータ装置の概略の上面図である。
【図４】  本インバータ装置の概略の側面図である。
【図５】  インバータ装置の概略の回路図である。
【図６】  従来のインバータ装置の概略の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
５０，５２  インバータ回路、５４  電池、５６  平滑コンデンサ、７０  インバータ回路モジュール、７２  コンデンサモジュール、７４  直流電源モジュール、９０，９２  回路端子、９４，９６  電力供給端子、１００，１０２，１０４，１０６  電極、１１０  ボルト。
【図１】
0003685117.tif 000002
【図２】
0003685117.tif 000003
【図３】
0003685117.tif 000004
【図４】
0003685117.tif 000005
【図５】
0003685117.tif 000006
【図６】
0003685117.tif 000007