(57)【要約】  実施形態の電力変換装置は、素子ユニットと、コンデンサユニットとを備えている。前記素子ユニットは、第１正極ブスと、第１負極ブスと、第１外枠部材とを含む。前記コンデンサユニットは、第２正極ブスと、第２負極ブスと、第２外枠部材とを含む。前記第１外枠部材と前記第２外枠部材とは、互いに分離可能である。前記第１正極ブスと前記第２正極ブスとは、取り外し可能に連結されている。前記第１負極ブスと前記第２負極ブスとは、取り外し可能に連結されている。
2019097712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに電気的に直列に接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子に対してそれぞれ電気的に逆並列に接続された複数のダイオードと、前記複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における第１端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第１正極ブスと、前記複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における前記第１端とは反対側の第２端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第１負極ブスと、前記複数のスイッチング素子、前記複数のダイオード、前記第１正極ブス、および前記第１負極ブスを収容した第１外枠部材とを含む素子ユニットと、
複数のコンデンサと、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第２正極ブスと、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第２負極ブスと、前記複数のコンデンサ、前記第２正極ブス、および前記第２負極ブスを収容した第２外枠部材とを含むコンデンサユニットと、
を備え、
前記第１外枠部材と前記第２外枠部材とが互いに分離可能であり、
前記第１正極ブスと前記第２正極ブスとが取り外し可能に連結され、
前記第１負極ブスと前記第２負極ブスとが取り外し可能に連結されている、
電力変換装置。
【請求項２】
前記素子ユニットおよび前記コンデンサユニットを収容した筐体をさらに備え、
前記筐体は、前記素子ユニットおよび前記コンデンサユニットが前記筐体の外部から前記筐体内に挿入可能な開口部を有し、
前記素子ユニットは、前記コンデンサユニットに比べて、前記開口部の近くに配置されている、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
第１締結要素および第２締結要素をさらに備え、
前記第１正極ブスは、前記素子ユニットから前記コンデンサユニットに向かう第１方向に沿う第１正極本体部と、前記第１正極本体部から前記第１方向とは略直交する第２方向に折り曲げられた第１正極連結部とを有し、前記第２正極ブスは、前記第１方向に沿う第２正極本体部と、前記第２正極本体部から前記第１正極連結部と略平行に折り曲げられた第２正極連結部とを有し、前記第１正極連結部と前記第２正極連結部とは前記第１締結要素が用いられて取り外し可能に連結され、
前記第１負極ブスは、前記第１方向に沿う第１負極本体部と、前記第１負極本体部から前記第２方向に折り曲げられた第１負極連結部とを有し、前記第２負極ブスは、前記第１方向に沿う第２負極本体部と、前記第２負極本体部から前記第１負極連結部と略平行に折り曲げられた第２負極連結部とを有し、前記第１負極連結部と前記第２負極連結部とは前記第２締結要素が用いられて取り外し可能に連結されている、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記素子ユニットは、第１端部と、前記第１端部とは反対側に位置して前記コンデンサユニットに面した第２端部とを有し、
前記第１正極連結部および前記第１負極連結部は、前記素子ユニットの前記第２端部に配置されている、
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記素子ユニットは、
第１支持面と、前記第１支持面とは反対側に配置された複数のフィンとを有した第１ヒートシンクと、
第２支持面と、前記第２支持面とは反対側に配置された複数のフィンとを有した第２ヒートシンクと、
前記複数のスイッチング素子、前記複数のダイオード、前記第１正極ブス、および前記第１負極ブスを含み、前記第１支持面に取り付けられた第１モジュールセットと、
前記第２支持面に取り付けられた第２モジュールセットと、
をさらに有し、
前記第１ヒートシンクおよび前記第２ヒートシンクは、前記第１支持面と前記第２支持面とを向かい合わせにするとともに、互いの間に空間を空けて配置され、
前記第１正極連結部および前記第１負極連結部は、前記第１ヒートシンクと前記第２ヒートシンクとの間の前記空間に露出している、
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第１締結要素は、ねじまたはボルトである第１締結部材であり、
前記第２締結要素は、ねじまたはボルトである第２締結部材であり、
前記第１正極連結部は、前記第１締結部材が通される第１挿通穴を有し、前記第１挿通穴は、前記第１締結部材が前記第１正極連結部から取り外された状態で前記空間に露出し、
前記第１負極連結部は、前記第２締結部材が通される第２挿通穴を有し、前記第２挿通穴は、前記第２締結部材が前記第１負極連結部から取り外された状態で前記空間に露出する、
請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１締結要素は、ねじまたはボルトである第１締結部材が係合するナットであり、
前記第２締結要素は、ねじまたはボルトである第２締結部材が係合するナットであり、
前記第１正極連結部は、前記第１締結部材が通される第１挿通穴を有し、前記第１締結部材は、前記第１締結要素が前記第１締結部材から取り外された状態で前記空間に露出し、
前記第１負極連結部は、前記第２締結部材が通される第２挿通穴を有し、前記第２締結部材は、前記第２締結要素が前記第２締結部材から取り外された状態で前記空間に露出する、
請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記素子ユニットの内部に配置され、前記第１方向に延びたガイド面を有し、前記第１締結要素および前記第１締結要素を保持した工具のうち少なくとも一方を前記コンデンサユニットに向けて案内可能なガイド部材をさらに備えた、
請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項９】
第３締結要素および第４締結要素をさらに備え、
前記複数のスイッチング素子は、第１レグのスイッチング素子であり、
前記第２モジュールセットは、第２レグの複数のスイッチング素子と、前記第２レグの複数のスイッチング素子に対してそれぞれ電気的に逆並列に接続された複数のダイオードと、前記第２レグの複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における第１端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第３正極ブスと、前記第２レグの複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における前記第１端とは反対側の第２端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第３負極ブスとを含み、
前記コンデンサユニットは、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第４正極ブスと、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第４負極ブスとを含み、
前記第３正極ブスは、前記第１方向に沿う第３正極本体部と、前記第２方向とは反対の第３方向に折り曲げられた第３正極連結部とを有し、前記第４正極ブスは、前記第１方向に沿う第４正極本体部と、前記第４正極本体部から前記第３正極連結部と略平行に折り曲げられた第４正極連結部とを有し、前記第３正極連結部と前記第４正極連結部とは前記第３締結要素が用いられて取り外し可能に連結され、
前記第３負極ブスは、前記第１方向に沿う第３負極本体部と、前記第３負極本体部から前記第３方向に折り曲げられた第３負極連結部とを有し、前記第４負極ブスは、前記第１方向に沿う第４負極本体部と、前記第４負極本体部から前記第３負極連結部と略平行に折り曲げられた第４負極連結部とを有し、前記第３負極連結部と前記第４負極連結部とは前記第４締結要素が用いられて取り外し可能に連結されており、
前記第３正極連結部および前記第３負極連結部は、前記第１ヒートシンクと前記第２ヒートシンクとの間の前記空間に露出している、
請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記第１モジュールセットは、第１電力変換モジュールと、前記第１電力変換モジュールが交流電力を直流電力に変換する場合に、前記第１電力変換モジュールによって変換された直流電力を交流電力に変換する第２電力変換モジュールとを含み、
前記第１電力変換モジュールは、前記複数のスイッチング素子と、前記複数のダイオードとを含み、前記複数のスイッチング素子は、第１レグのスイッチング素子であり、
前記第２電力変換モジュールは、第３レグの複数のスイッチング素子と、前記第３レグの複数のスイッチング素子に対してそれぞれ電気的に逆並列に接続された複数のダイオードとを含み、
前記第１正極ブスは、前記第１レグの複数のスイッチング素子のなかで前記第１端に位置した前記スイッチング素子に加えて、前記第３レグの複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における第１端に位置したスイッチング素子に電気的に接続され、
前記第１負極ブスは、前記第１レグの複数のスイッチング素子のなかで前記第２端に位置した前記スイッチング素子に加えて、前記第３レグの複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における前記第１端とは反対側の第２端に位置したスイッチング素子に電気的に接続されている、
請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記第１モジュールセットは、前記複数のスイッチング素子に含まれる２つのスイッチング素子を電気的に接続した接続ブスと、前記接続ブスに取り付けられ、前記第１ヒートシンクと前記第２ヒートシンクとの間の前記空間においてゲート配線を支持した支持体とを有した、
請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記第１ヒートシンクの複数のフィンの間の隙間、および前記第２ヒートシンクの複数のフィンの間の隙間に風の流れを生じさせる送風部をさらに備え、
前記素子ユニットは、前記第１外枠部材に着脱可能に取り付けられ、前記第１ヒートシンクの複数のフィンに面する第１開口部と、前記第２ヒートシンクの複数のフィンに面する第２開口部と、前記第１ヒートシンクと前記第２ヒートシンクとの間の前記空間の少なくとも一部を覆う遮風部とを含むカバーを有した、
請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記素子ユニットは、前記カバーの外面に取り付けられた連結ブスと、前記連結ブスに取り付けられたヒューズと前記連結ブスが貫通した電流検出器とのうち少なくとも一方とを有し、前記電流検出器と前記ヒューズとの少なくとも一方は、前記カバーが前記第１外枠部材に取り付けられた状態で前記第１外枠部材の外部に配置されている、
請求項１２に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記素子ユニットは、前記複数のスイッチング素子と前記コンデンサユニットとの間に配置されて前記複数のスイッチング素子を覆う遮蔽板をさらに有した、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記素子ユニットおよび前記コンデンサユニットが載置される棚板を含む筐体と、
前記素子ユニットと前記コンデンサユニットとの間に位置して前記コンデンサユニットに固定された第１部分と、前記棚板に固定された第２部分とを含む固定部材と、
をさらに備え、
前記固定部材の前記第２部分の少なくとも一部は、前記素子ユニットの下方に配置されている、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項１６】
前記素子ユニットは、
前記複数のスイッチング素子のうち少なくとも１つのスイッチング素子を含むとともに表面に端子が設けられたパッケージと、
前記パッケージに対して隙間を空けて配置されたブスと、
前記パッケージの端子と前記ブスとの間に介在されて前記パッケージの端子と前記ブスとを電気的に接続した導電性スペーサと、
をさらに有した、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項１７】
前記素子ユニットは、前記複数のスイッチング素子および前記複数のダイオードを含む中性点クランプ型の電力変換モジュールを含み、
前記複数のスイッチング素子は、この順で電気的に直列に接続された第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、第３スイッチング素子、および第４スイッチング素子を含み、
前記素子ユニットは、
前記第１スイッチング素子を収容した第１パッケージと、
前記第２スイッチング素子を収容した第２パッケージと、
前記第３スイッチング素子を収容した第３パッケージと、
前記第４スイッチング素子を収容した第４パッケージと、
前記第１パッケージ、前記第２パッケージ、前記第３パッケージ、および前記第４パッケージが取り付けられた支持面と、前記支持面とは反対側に配置された複数のフィンとを含むヒートシンクと、
をさらに有し、
前記ヒートシンクは、風上側に位置した第１端部と、風下側に位置した第２端部とを有し、
前記第２パッケージおよび前記第３パッケージは、前記第１パッケージおよび前記第４パッケージと比べて、前記第１端部の近くに配置され、
前記第１スイッチング素子および前記第４スイッチング素子は、前記第２スイッチング素子および前記第３スイッチング素子に対して前記第１端部から前記第２端部に向かう方向とは略直交する方向にずれた位置にそれぞれ配置されている、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項１８】
前記素子ユニットと前記コンデンサユニットとの連結に用いられる締結要素と、
前記素子ユニットの内部に配置され、前記素子ユニットから前記コンデンサユニットに向かう方向に延びたガイド面を有し、前記締結要素および前記締結要素を保持した工具のうち少なくとも一方を前記素子ユニットの内部で前記コンデンサユニットに向けて案内可能なガイド部材をさらに備えた、
請求項１に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンバータまたはインバータのような電力変換装置は、複数のスイッチング素子と、これら複数のスイッチング素子に対して電気的に逆並列に接続された複数のダイオードと、複数のコンデンサとを備えている。これら複数のスイッチング素子、複数のダイオード、および複数のコンデンサは、一つのユニットとして一体化されており、容易に分離できないようになっている。【０００３】
ところで、例えば負荷が大きな環境で電力変換装置が継続して使用されると、スイッチング素子が故障する可能性がある。一方で、コンデンサは、スイッチング素子に比べて故障しにくい。しかしながら、複数のスイッチング素子と複数のコンデンサとが一体化されている構成では、スイッチング素子が故障した場合、コンデンサを含むユニット単位で交換が必要になる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２０１６−１００９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、修理負担の軽減を図ることができる電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の電力変換装置は、素子ユニットと、コンデンサユニットとを備えている。前記素子ユニットは、互いに電気的に直列に接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子に対してそれぞれ電気的に逆並列に接続された複数のダイオードと、前記複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における第１端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第１正極ブスと、前記複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における前記第１端とは反対側の第２端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第１負極ブスと、前記複数のスイッチング素子、前記複数のダイオード、前記第１正極ブス、および前記第１負極ブスを収容した第１外枠部材とを含む。前記コンデンサユニットは、複数のコンデンサと、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第２正極ブスと、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第２負極ブスと、前記複数のコンデンサ、前記第２正極ブス、および前記第２負極ブスを収容した第２外枠部材とを含む。前記第１外枠部材と前記第２外枠部材とは、互いに分離可能である。前記第１正極ブスと前記第２正極ブスとは、取り外し可能に連結されている。前記第１負極ブスと前記第２負極ブスとは、取り外し可能に連結されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態のドライブ装置の一例を示す図。
【図２】実施形態の第１セルユニットを示す図。
【図３】実施形態のドライブ装置の一例を示す斜視図。
【図４】図３に示されたドライブ装置のＦ４−Ｆ４線に沿う断面図。
【図５】実施形態の第１セルユニットを示す斜視図。
【図６】実施形態の素子ユニットを示す斜視図。
【図７】実施形態の素子ユニットの一部の構成を示す斜視図。
【図８】実施形態の第１モジュールセットと第１支持シャーシとを示す斜視図。
【図９】図８で示された第１モジュールセットから中性点ブスを取り外した状態を示す斜視図。
【図１０】実施形態の第２モジュールセットと第２支持シャーシとを示す斜視図。
【図１１】実施形態の素子ユニットに含まれる構成要素の電気接続関係を示す図。
【図１２】実施形態の素子ユニットを示す正面図。
【図１３】実施形態の素子ユニットの一部を示す斜視図。
【図１４】実施形態のコンデンサユニットを示す斜視図。
【図１５】実施形態の第１コンデンサユニットを示す斜視図。
【図１６】実施形態のコンデンサユニットに含まれる構成要素の電気接続関係を示す図。
【図１７】実施形態の素子ユニット、コンデンサユニット、およびこれらを連結する締結部材を示す斜視図。
【図１８】実施形態の素子ユニットを一部分解して示す斜視図。
【図１９】実施形態の棚板を示す斜視図。
【図２０】実施形態の素子ユニットおよびコンデンサユニットの下面を示す斜視図。
【図２１】実施形態の棚板にコンデンサユニットが載置された状態を示す斜視図。
【図２２】図２１に示された棚板のＦ２２−Ｆ２２線に沿う断面図。
【図２３】図２１に示された棚板のＦ２３−Ｆ２３線に沿う断面図。
【図２４】図８でＦ２４線で囲まれた領域を拡大して示す斜視図。
【図２５】図８でＦ２５線で囲まれた領域を拡大して示す斜視図。
【図２６】図８に示されたコンバータのＦ２６−Ｆ２６線に沿う断面図。
【図２７】実施形態の素子モジュールの後面を示す斜視図。
【図２８】実施形態の第１モジュールセットに含まれる素子モジュールおよび第１ヒートシンクを示す平面図。
【図２９】第１変形例の単相セルユニットを示す斜視図。
【図３０】第２変形例の素子ユニットを示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の電力変換装置を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。なお以下で参照する図面は、説明の便宜上、制御用のゲート配線などの図示が省略されている場合がある。
【０００９】
ここで、「正極Ｐ」、「負極Ｎ」、および「中性点Ｃ」について先に定義する。「正極Ｐ」とは、ドライブ装置１が動作している場合に、正電位となる部位を意味する。「負極Ｎ」とは、ドライブ装置１が動作している場合に、負電位となる部位を意味する。「中性点Ｃ」とは、ドライブ装置１が動作している場合に、中性点クランプ型（ＮＰＣ型）のドライブ装置１において正極Ｐと負極Ｎとの間の中間の電位（中性点電位）となる部位を意味する。
【００１０】
図１から図２８を参照して、実施形態のドライブ装置（電動機駆動装置）１について説明する。ドライブ装置１は、「電力変換装置」の一例である。ただし、「電力変換装置」は、ドライブ装置１に含まれる単相セルユニット６を意味してもよく、コンバータまたはインバータのいずれか一方のみの機能を持つ電力変換装置でもよい。
【００１１】
ドライブ装置１は、例えば、交流電源ＰＳから供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を所望の周波数・電圧の交流電力に変換して負荷Ｌに供給する。負荷Ｌは、例えば電動機であるが、これに限定されない。本実施形態では、ドライブ装置１が複数の単相セルユニット６を備える例について説明する。なお、ドライブ装置１は、複数の単相セルユニット６に代えて、３相コンバータおよび３相インバータを備えてもよい。
【００１２】
＜１．電気的構成＞
＜１．１  全体構成＞
まず、ドライブ装置１の電気的な全体構成について説明する。図１は、ドライブ装置１の一例を示す図である。図１では、電気回路系統を単線で示すとともに、開閉器などの図示を省略している。ドライブ装置１は、例えば、入力変圧器５と、複数の単相セルユニット６と、制御装置７とを備えている。
【００１３】
入力変圧器５には、交流電源ＰＳから交流電力が供給される。入力変圧器５は、交流電源ＰＳから供給された交流電力を所望の電圧に変圧するとともに、変圧した交流電力を複数の単相セルユニット６のそれぞれに供給する。入力変圧器５の２次側は、オープンデルタ結線である。
【００１４】
各単相セルユニット６は、入力変圧器５の２次巻線から供給されたそれぞれ２つの相の交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を所望の周波数・電圧の交流電力に変換して出力する。本実施形態では、複数の単相セルユニット６は、複数の第１セルユニット６Ａ、複数の第２セルユニット６Ｂ、および複数の第３セルユニット６Ｃを含む。
【００１５】
第１セルユニット６Ａには、入力変圧器５から交流電力の第１相（例えばＲ相）と第２相（例えばＳ相）が入力される。第１セルユニット６Ａは、変換後の交流電力として、交流電力の第１相（例えばＵ相）と第２相（例えばＶ相）とを負荷Ｌに出力する。第２セルユニット６Ｂには、入力変圧器５から交流電力の第２相（例えばＳ相）と第３相（例えばＴ相）が入力される。第２セルユニット６Ｂは、変換後の交流電力として、交流電力の第２相（例えばＶ相）と第３相（例えばＷ相）を負荷Ｌに出力する。第３セルユニット６Ｃには、入力変圧器５から交流電力の第３相（例えばＴ相）と第１相（例えばＲ相）が入力される。第３セルユニット６Ｃは、変換後の交流電力として、交流電力の第３相（例えばＷ相）と第１相（例えばＵ相）とを負荷Ｌに出力する。
【００１６】
本実施形態では、複数の第１セルユニット６Ａは、互いに電気的に直列に接続されている。複数の第２セルユニット６Ｂは、互いに電気的に直列に接続されている。複数の第３セルユニット６Ｃは、互いに電気的に直列に接続されている。これにより、ドライブ装置１は、大容量の交流電力を負荷Ｌに供給可能である。
【００１７】
制御装置７は、複数の単相セルユニット６を制御する。例えば、制御装置７は、不図示の電圧検出器により検出された交流電力の相電圧を示す情報に基づき、各単相セルユニット６に含まれるスイッチング素子を制御するための信号を送ることで、各単相セルユニット６を制御する。
【００１８】
＜１．２  単相セルユニット＞
＜１．２．１  単相セルユニットの全体構成＞
次に、単相セルユニット６について説明する。ここで、第１セルユニット６Ａ、第２セルユニット６Ｂ、および第３セルユニット６Ｃは、交流電力の相が異なることを除き互いに略同じである。このため以下では、これらを代表して第１セルユニット６Ａについて説明する。
【００１９】
図２は、第１セルユニット６Ａを示す図である。第１セルユニット６Ａは、例えば、第１電力変換ユニットＰＵＡと、第２電力変換ユニットＰＵＢと、コンデンサユニットＣＵと、ヒューズ５４と、ホール電流検出器５５（以下、ＨＣＴ５５と称する）とを含む。なお、ヒューズ５４およびＨＣＴ５５については、後述する。
【００２０】
＜１．２．２  電力変換ユニット＞
第１電力変換ユニットＰＵＡは、入力変圧器５から入力された交流電力の第１相（例えばＲ相）を変換し、変換後の交流電力の第１相（例えばＵ相）を出力する。第１電力変換ユニットＰＵＡは、例えば、第１端子１１、コンバータ１２、インバータ１３、および第２端子１４を含む。第１電力変換ユニットＰＵＡのコンバータ１２は、「第１電力変換モジュール」の一例である。第１電力変換ユニットＰＵＡのインバータ１３は、「第２電力変換モジュール」の一例である。
【００２１】
一方で、第２電力変換ユニットＰＵＢは、入力変圧器５から入力された交流電力の第２相（例えばＳ相）を変換し、変換後の交流電力の第２相（例えばＶ相）を出力する。第２電力変換ユニットＰＵＢは、例えば、第１端子１１、コンバータ１２、インバータ１３、および第２端子１４を含む。第２電力変換ユニットＰＵＢのコンバータ１２は、「第３電力変換モジュール」の一例である。第２電力変換ユニットＰＵＢのインバータ１３は、「第４電力変換モジュール」の一例である。
【００２２】
ここで、第１電力変換ユニットＰＵＡおよび第２電力変換ユニットＰＵＢは、交流電力の相が異なることを除き互いに略同じである。このため以下では、これらを代表して第１電力変換ユニットＰＵＡについて説明する。また以下では、第１端子１１および第２端子１４について先に説明し、続いてコンバータ１２およびインバータ１３について説明する。
【００２３】
第１端子１１は、入力変圧器５に電気的に接続されている。第１端子１１は、例えば、入力変圧器５から交流電力の第１相が入力される。
【００２４】
第２端子１４は、負荷Ｌまたは他の単相セルユニット６に電気的に接続されている。第２端子１４は、例えば、変換後の交流電力の第１相を負荷Ｌに出力する。
【００２５】
コンバータ１２は、例えばＮＰＣ型の３レベルコンバータである。コンバータ１２は、レグＬａを有して交流電力を直流電力に変換する。レグＬａは、第１から第４のスイッチング素子ＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ，ＳＷ３ａ，ＳＷ４ａと、第１から第４の還流ダイオードＤＦ１ａ，ＤＦ２ａ，ＤＦ３ａ，ＤＦ４ａと、第１および第２のクランプダイオードＤＣ１ａ，ＤＣ２ａとを含む。レグＬａは、「第１レグ」の一例である。
【００２６】
第１から第４のスイッチング素子ＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ，ＳＷ３ａ，ＳＷ４ａの各々は、例えば、自己消弧能力を持つトランジスタ型のスイッチング素子である。第１から第４のスイッチング素子ＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ，ＳＷ３ａ，ＳＷ４ａの各々は、例えば、バイポーラトランジスタ型のスイッチング素子である。本実施形態では、第１から第４のスイッチング素子ＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ，ＳＷ３ａ，ＳＷ４ａの各々は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）である。ただし、第１から第４のスイッチング素子ＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ，ＳＷ３ａ，ＳＷ４ａの各々は、上記例に限定されない。
【００２７】
第１から第４のスイッチング素子ＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ，ＳＷ３ａ，ＳＷ４ａは、正極Ｐから負極Ｎに向けてこの順で互いに電気的に直列に接続されている。本実施形態では、第１スイッチング素子ＳＷ１ａのコレクタは、正極Ｐに電気的に接続されている。第１スイッチング素子ＳＷ１ａは、第１から第４のスイッチング素子ＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ，ＳＷ３ａ，ＳＷ４ａのなかで電気接続関係における第１端に位置したスイッチング素子である。第２スイッチング素子ＳＷ２ａのコレクタは、第１スイッチング素子ＳＷ１ａのエミッタに電気的に接続されている。第３スイッチング素子ＳＷ３ａのコレクタは、第２スイッチング素子ＳＷ２ａのエミッタに電気的に接続されている。第４スイッチング素子ＳＷ４ａのコレクタは、第３スイッチング素子ＳＷ３ａのエミッタに電気的に接続されている。第４スイッチング素子ＳＷ４ａのエミッタは、負極Ｎに電気的に接続されている。第４スイッチング素子ＳＷ４ａは、第１から第４のスイッチング素子ＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ，ＳＷ３ａ，ＳＷ４ａのなかで電気接続関係における第１端とは反対側の第２端に位置したスイッチング素子である。
【００２８】
本実施形態では、第１端子１１は、第２スイッチング素子ＳＷ２ａのエミッタと第３スイッチング素子ＳＷ３ａのコレクタとを電気的に接続した接続部に電気的に接続されている。これにより、第２スイッチング素子ＳＷ２ａのエミッタおよび第３スイッチング素子ＳＷ３ａのコレクタは、第１端子１１に電気的に接続されている。
【００２９】
第１から第４の還流ダイオードＤＦ１ａ，ＤＦ２ａ，ＤＦ３ａ，ＤＦ４ａは、第１から第４のスイッチング素子ＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ，ＳＷ３ａ，ＳＷ４ａに対してそれぞれ電気的に逆並列に接続されている。すなわち、第１還流ダイオードＤＦ１ａは、第１スイッチング素子ＳＷ１ａと電気的に逆並列に接続されている。第２還流ダイオードＤＦ２ａは、第２スイッチング素子ＳＷ２ａと電気的に逆並列に接続されている。第３還流ダイオードＤＦ３ａは、第３スイッチング素子ＳＷ３ａと電気的に逆並列に接続されている。第４還流ダイオードＤＦ４ａは、第４スイッチング素子ＳＷ４ａと電気的に逆並列に接続されている。「逆並列に接続」とは、スイッチング素子と還流ダイオードとが電気的に並列に接続され、且つ、スイッチング素子において電流が順方向に流れる方向と還流ダイオードにおいて電流が順方向に流れる方向とが逆向きであることを意味する。
【００３０】
第１クランプダイオードＤＣ１ａのアノードは、中性点Ｃに電気的に接続されている。第１クランプダイオードＤＣ１ａのカソードは、第１スイッチング素子ＳＷ１ａのエミッタと第２スイッチング素子ＳＷ２ａのコレクタとを電気的に接続した接続部に電気的に接続されている。第２クランプダイオードＤＣ２ａのカソードは、中性点Ｃに電気的に接続されている。第２クランプダイオードＤＣ２ａのアノードは、第３スイッチング素子ＳＷ３ａのエミッタと第４スイッチング素子ＳＷ４ａのコレクタとを電気的に接続した接続部に電気的に接続されている。
【００３１】
ここで、ドライブ装置１の物理的構成のなかでコンバータ１２のレグＬａに関連する部分について先に説明する。コンバータ１２は、レグＬａの構成として、第１外側素子モジュールＱ１ａ、第１内側素子モジュールＱ２ａ、第２内側素子モジュールＱ３ａ、第２外側素子モジュールＱ４ａ、およびクランプダイオードモジュールＤＣＭａを含む。なおこれらの名称は、あくまで説明の便宜上のため用いられている。すなわち、「外側」および「内側」は、物理的な位置を特定するものではない。
【００３２】
第１外側素子モジュールＱ１ａは、第１スイッチング素子ＳＷ１ａと、第１還流ダイオードＤＦ１ａとが内蔵された半導体モジュール（モジュール型半導体）である。第１内側素子モジュールＱ２ａは、第２スイッチング素子ＳＷ２ａと、第２還流ダイオードＤＦ２ａとが内蔵された半導体モジュールである。第２内側素子モジュールＱ３ａは、第３スイッチング素子ＳＷ３ａと、第３還流ダイオードＤＦ３ａとが内蔵された半導体モジュールである。第２外側素子モジュールＱ４ａは、第４スイッチング素子ＳＷ４ａと、第４還流ダイオードＤＦ４ａとが内蔵された半導体モジュールである。クランプダイオードモジュールＤＣＭａは、第１および第２のクランプダイオードＤＣ１ａ，ＤＣ２ａが内蔵された半導体モジュールである。
【００３３】
インバータ１３は、例えばＮＰＣ型の３レベルインバータである。インバータ１３は、レグＬｂを有してコンバータ１２によって変換された直流電力を交流電力に変換する。レグＬｂは、第１から第４のスイッチング素子ＳＷ１ｂ，ＳＷ２ｂ，ＳＷ３ｂ，ＳＷ４ｂと、第１から第４の還流ダイオードＤＦ１ｂ，ＤＦ２ｂ，ＤＦ３ｂ，ＤＦ４ｂと、第１および第２のクランプダイオードＤＣ１ｂ，ＤＣ２ｂとを含む。また、インバータ１３は、物理的な構成として、例えば、第１外側素子モジュールＱ１ｂ、第１内側素子モジュールＱ２ｂ、第２内側素子モジュールＱ３ｂ、第２外側素子モジュールＱ４ｂ、およびクランプダイオードモジュールＤＣＭｂを含む。レグＬｂは、「第３レグ」の一例である。
【００３４】
ここで、インバータ１３のレグＬｂの構成および機能は、コンバータ１２のレグＬａの構成および機能と略同じである。このため、レグＬｂに関する説明は、レグＬａに関する上記説明において、第１から第４のスイッチング素子ＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ，ＳＷ３ａ，ＳＷ４ａをそれぞれ第１から第４のスイッチング素子ＳＷ１ｂ，ＳＷ２ｂ，ＳＷ３ｂ，ＳＷ４ｂと読み替え、第１から第４の還流ダイオードＤＦ１ａ，ＤＦ２ａ，ＤＦ３ａ，ＤＦ４ａをそれぞれ第１から第４の還流ダイオードＤＦ１ｂ，ＤＦ２ｂ，ＤＦ３ｂ，ＤＦ４ｂと読み替え、第１および第２のクランプダイオードＤＣ１ａ，ＤＣ２ａをそれぞれ第１および第２のクランプダイオードＤＣ１ｂ，ＤＣ２ｂと読み替え、第１外側素子モジュールＱ１ａ、第１内側素子モジュールＱ２ａ、第２内側素子モジュールＱ３ａ、第２外側素子モジュールＱ４ａ、クランプダイオードモジュールＤＣＭａをそれぞれ第１外側素子モジュールＱ１ｂ、第１内側素子モジュールＱ２ｂ、第２内側素子モジュールＱ３ｂ、第２外側素子モジュールＱ４ｂ、クランプダイオードモジュールＤＣＭｂと読み替えればよい。第２電力変換ユニットＰＵＢのレグＬａは「第２レグ」の一例である。
【００３５】
＜１．２．３  コンデンサユニット＞
コンデンサユニットＣＵは、複数のコンデンサＣを含む。図２では、２つのコンデンサＣのみを代表として示す。本実施形態では、コンデンサユニットＣＵは、例えば２４個のコンデンサＣを有する。ただし、コンデンサＣの数は、上記例に限定されない。コンデンサＣは、例えばフィルムコンデンサであるが、電解コンデンサなどでもよい。
【００３６】
複数のコンデンサＣは、複数の第１コンデンサＣ１（図２では１つのみ示す）と、複数の第２コンデンサＣ２（図２では１つのみ示す）とを含む。第１コンデンサＣ１は、コンバータ１２とインバータ１３との間で、正極Ｐと中性点Ｃとの間に電気的に接続されている。第２コンデンサＣ２は、コンバータ１２とインバータ１３との間で、負極Ｎと中性点Ｃとの間に電気的に接続されている。コンデンサＣは、例えばコンバータ１２によって交流電力から変換された直流電力の電圧を平滑にする。
【００３７】
＜２．物理的構成＞
＜２．１  全体構成＞
次に、ドライブ装置１の物理的構成について説明する。図３は、ドライブ装置１の一例を示す斜視図である。ここで、＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向、−Ｙ方向、＋Ｚ方向、および−Ｚ方向について定義する。＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向、および−Ｙ方向は、略水平面に沿う方向である。＋Ｘ方向は、ドライブ装置１の前面から後面に向かう方向である。−Ｘ方向は、＋Ｘ方向とは反対方向である。＋Ｘ方向と−Ｘ方向とを区別しない場合は、単に「Ｘ方向」と称する。＋Ｙ方向および−Ｙ方向は、Ｘ方向とは異なる（例えば略直交する）方向である。＋Ｙ方向は、ドライブ装置１の前面を正面視した視点から見て、右側に進む方向である。−Ｙ方向は、＋Ｙ方向とは反対方向である。＋Ｙ方向と−Ｙ方向とを区別しない場合は、単に「Ｙ方向」と称する。＋Ｚ方向および−Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向とは異なる（例えば略直交する）方向であり、略鉛直方向である。＋Ｚ方向は、上方に進む方向である。−Ｚ方向は、＋Ｚ方向とは反対方向である。＋Ｚ方向と−Ｚ方向とを区別しない場合は、単に「Ｚ方向」と称する。＋Ｘ方向は、「第１方向」の一例である。＋Ｙ方向は、「第２方向」の一例である。−Ｙ方向は、「第３方向」の一例である。
【００３８】
ここでは、単相セルユニット６の設置構造を中心に説明する。ドライブ装置１は、例えば、筐体２０と、複数の単相セルユニット６（図３では１つのみ示す）と、複数のファン２７とを備えている。
【００３９】
筐体２０は、箱状に形成されている。筐体２０は、複数の単相セルユニット６を一体に収容する。筐体２０は、例えば、開口部２１と、前面カバー２２と、複数の棚板２３とを有する。
【００４０】
開口部２１は、−Ｘ方向に開口している。ここで、単相セルユニット６は、素子ユニットＥＵと、コンデンサユニットＣＵとを含む。素子ユニットＥＵおよびコンデンサユニットＣＵは、互いに連結および分離可能である。素子ユニットＥＵおよびコンデンサユニットＣＵは、それぞれ開口部２１を通じて筐体２０の外部から筐体２０内に挿入される。素子ユニットＥＵは、素子ユニットＥＵおよびコンデンサユニットＣＵが筐体２０に収容された状態で、コンデンサユニットＣＵに比べて、開口部２１の近くに配置される。
【００４１】
前面カバー２２は、開口部２１を開閉可能に閉じている。前面カバー２２は、各単相セルユニット６に面する複数の通気部２２ａを有する。筐体２０の外部の空気は、通気部２２ａを通じて筐体２０内に流入可能である。
【００４２】
複数の棚板２３は、筐体２０内に設けられている。複数の棚板２３は、Ｚ方向に複数段（例えば３段）に分かれて配置されている。さらに、複数の棚板２３は、Ｚ方向の各段において、Ｙ方向に複数列（例えば３列）に分かれて配置されている。これにより、筐体２０内には、複数（例えば合計９つ）の収容部２４が形成されている。
【００４３】
複数の単相セルユニット６は、筐体２０内の複数の収容部２４に分かれて収容される。単相セルユニット６は、棚板２３の上に載置され、棚板２３によって下方から支持される。本実施形態では、素子ユニットＥＵおよびコンデンサユニットＣＵは、互いに分離した状態で筐体２０の外部から収容部２４に順に挿入され、収容部２４に挿入された後に互いに連結される。素子ユニットＥＵおよびコンデンサユニットＣＵの各々は、例えばリフターのような装置によって収容部２４と同じ高さまで持ち上げられ、その後、＋Ｘ方向に沿って収容部２４に挿入される。
【００４４】
複数のファン２７は、例えば筐体２０の上部に設けられている。複数のファン２７は、「送風部」の一例である。ファン２７は、後述する第１ヒートシンク８０Ａの複数のフィン８２の間の隙間、および第２ヒートシンク８０Ｂの複数のフィン８２の間の隙間に風の流れを生じさせる。
【００４５】
図４は、図３に示されたドライブ装置１のＦ４−Ｆ４線に沿う断面図である。筐体２０内には、それぞれ風の流れを規定する第１仕切り部材２５と複数の第２仕切り部材２６とが設けられている。第１仕切り部材２５は、最上段に配置される単相セルユニット６の上方に位置する。第１仕切り部材２５は、Ｘ方向およびＹ方向に沿う板状に形成されている。第２仕切り部材２６は、単相セルユニット６とその上方に位置した棚板２３との間、または、単相セルユニット６とその上方に位置した第１仕切り部材２５との間に設けられている。第２仕切り部材２６は、Ｙ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。第２仕切り部材２６は、単相セルユニット６とその上方に位置した棚板２３との間、または、単相セルユニット６とその上方に位置した第１仕切り部材２５との間の冷却風の通り道を塞いでいる。例えば、第２仕切り部材２５は、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵとの接続部（境界部）の上方に設けられるが、これに限定されない。第２仕切り部材２５は、単相セルユニット６の−Ｘ方向側の端部の上方に設けられてもよく、単相セルユニット６の＋Ｘ方向側の端部の上方に設けられてもよく、その他の場所に設けられてもよい。
【００４６】
本実施形態では、複数のファン２７は、筐体２０の奥部（＋Ｘ方向側の端部）の空気を吸い込み、吸い込んだ空気を筐体２０の外部に排気する。これにより、筐体２０の前面カバー２２の通気部２２ａを通じて筐体２０の外部の空気が筐体２０内に流入する。筐体２０内に流入した空気は、単相セルユニット６の内部を通過することで単相セルユニット６の放熱を促進する。単相セルユニット６の内部を通過することで暖められた空気は、ファン２７の駆動に伴い筐体２０の外部に排気される。ただし、ファン２７の位置は、上記例に限定されない。ファン２７は、前面カバー２２と単相セルユニット６との間に配置された吸気ファンでもよい。
【００４７】
＜２．２  単相セルユニット＞
＜２．２．１  単相セルユニットの全体構成＞
次に、単相セルユニット６の物理的構成について説明する。上述したように、第１セルユニット６Ａ、第２セルユニット６Ｂ、および第３セルユニット６Ｃは、交流電力の相が異なることを除き互いに略同じである。このため以下では、これらを代表して第１セルユニット６Ａについて説明する。
【００４８】
図５は、第１セルユニット６Ａを示す斜視図である。第１セルユニット６Ａは、素子ユニットＥＵと、コンデンサユニットＣＵとを含む。ここでは、素子ユニットＥＵおよびコンデンサユニットＣＵの主構成と、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵとの連結構造について先に説明し、続いて素子ユニットＥＵの一部の部品の細部について説明する。
【００４９】
＜２．２．２  素子ユニットの主構成＞
図６は、素子ユニットＥＵを示す斜視図である。素子ユニットＥＵは、例えば、第１外枠部材３０、第１電力変換ユニットＰＵＡ、第２電力変換ユニットＰＵＢ、第１連結板４１（図１２参照）、第２連結板４２（図１２参照）、制御基板４４（図１２参照）、ガイド部材４５（図１２参照）、前面カバー５１、第１連結ブス５２、第２連結ブス５３、ヒューズ５４、およびＨＣＴ５５を含む。また、素子ユニットＥＵは、第１端部ＥＵａと、第２端部ＥＵｂとを有する。第１端部ＥＵａは、−Ｘ方向側の端部である。第２端部ＥＵｂは、＋Ｘ方向側の端部であり、第１端部ＥＵａとは反対側に位置する。第２端部ＥＵｂは、コンデンサユニットＣＵに向かい合う。
【００５０】
第１外枠部材３０は、素子ユニットＥＵの外郭を形成している。第１外枠部材３０は、第１電力変換ユニットＰＵＡ、第２電力変換ユニットＰＵＢ、第１連結板４１、第２連結板４２、制御基板４４、およびガイド部材４５を囲う枠状に形成され、これら部品を第１外枠部材３０の内部に収容している。ここで、本実施形態において「枠」とは、「物のまわりを囲うもの」を広く意味し、特定の形状のものに限定されない。また「囲う」とは、物を４方向から囲う（全周を囲う）場合に限定されず、少なくとも３方向から物に面していればよい。
【００５１】
第１外枠部材３０は、例えば１つの筒状または箱状の部材によって形成されていてもよい。また、第１外枠部材３０は、複数の部材が互いに連結されて組み立てられることで形成されてもよい。本実施形態では、第１外枠部材３０は、基台３１、第１支持シャーシ３２、第２支持シャーシ３３、および天板部材３４を有し、これらが互いに連結されて組み立てられることで形成されている。
【００５２】
基台３１は、Ｘ方向およびＹ方向に沿う板状に形成されている。基台３１は、第１電力変換ユニットＰＵＡおよび第２電力変換ユニットＰＵＢの下方に位置する。第１支持シャーシ３２および第２支持シャーシ３３は、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。第１支持シャーシ３２は、基台３１の−Ｙ方向側の端部に取り付けられ、基台３１から＋Ｚ方向に起立している。第２支持シャーシ３３は、基台３１の＋Ｙ方向側の端部に取り付けられ、基台３１から＋Ｚ方向に起立している。天板部材３４は、Ｘ方向およびＹ方向に沿う板状に形成されている。天板部材３４は、第１支持シャーシ３２の＋Ｚ方向側の端部と、第２支持シャーシ３３の＋Ｚ方向側の端部とに取り付けられている。
【００５３】
次に、第１電力変換ユニットＰＵＡについて説明する。図７は、素子ユニットＥＵの一部の構成を示す斜視図である。なお図７および素子ユニットＥＵを示す他の図面において、各モジュールのゲート端子の図示は省略している。第１電力変換ユニットＰＵＡは、例えば、第１モジュールセット７０Ａと、第１ヒートシンク８０Ａとを含む。
【００５４】
第１モジュールセット７０Ａは、第１電力変換ユニットＰＵＡのコンバータ１２およびインバータ１３と、複数のブス７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７，７８，７９，８０（図８参照）とを含む。すなわち、第１モジュールセット７０Ａは、コンバータ１２のレグＬａを構成する第１外側素子モジュールＱ１ａ、第１内側素子モジュールＱ２ａ、第２内側素子モジュールＱ３ａ、第２外側素子モジュールＱ４ａ、およびクランプダイオードモジュールＤＣＭａを含む。また、第１モジュールセット７０Ａは、インバータ１３のレグＬｂを構成する第１外側素子モジュールＱ１ｂ、第１内側素子モジュールＱ２ｂ、第２内側素子モジュールＱ３ｂ、第２外側素子モジュールＱ４ｂ、およびクランプダイオードモジュールＤＣＭｂを含む。なお、第１モジュールセット７０Ａについては詳しく後述する。
【００５５】
第１ヒートシンク８０Ａは、ベース８１と、複数のフィン８２とを有する。ベース８１は、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。ベース８１は、＋Ｙ方向に向いた第１面８１ａと、第１面８１ａとは反対側に位置した第２面８１ｂとを有する。第１面８１ａは、「第１支持面」の一例である。第１面８１ａには、第１モジュールセット７０Ａに含まれる第１外側素子モジュールＱ１ａ，Ｑ１ｂ、第１内側素子モジュールＱ２ａ，Ｑ２ｂ、第２内側素子モジュールＱ３ａ，Ｑ３ｂ、第２外側素子モジュールＱ４ａ，Ｑ４ｂ、およびクランプダイオードモジュールＤＣＭａ，ＤＣＭｂが取り付けられている。第１モジュールセット７０Ａが発する熱の少なくとも一部（例えば大部分）は、第１ヒートシンク８０Ａに伝わる。
【００５６】
複数のフィン８２は、第１ヒートシンク８０Ａにおいて第１面８１ａとは反対側に配置されている。複数のフィン８２は、ベース８１の第２面８１ｂに設けられ、ベース８１から−Ｙ方向に突出している。複数のフィン８２は、互いの間に隙間を空けてＺ方向に並べられている。本実施形態では、ファン２７が駆動された場合、筐体２０の前面カバー２２の通気部２２ａから筐体２０内に流入した空気は、複数のフィン８２の間の隙間を＋Ｘ方向に流れる。これにより、第１モジュールセット７０Ａの冷却が促進される。
【００５７】
次に、第１モジュールセット７０Ａのコンバータ１２について詳しく説明する。なお、各モジュールのゲート端子の説明は省略する。第１外側素子モジュールＱ１ａは、第１スイッチング素子ＳＷ１ａと第１還流ダイオードＤＦ１ａとを収容したパッケージ（外郭部材）６１を有する。パッケージ６１は、「第１パッケージ」の一例である。パッケージ６１は、金属製のベース板と、合成樹脂製のカバーとを有する。ベース板は、第１ヒートシンク８０Ａの第１面８１ａに接する。カバーは、ベース板と組み合わされてベース板とカバーとの間に第１スイッチング素子ＳＷ１ａおよび第１還流ダイオードＤＦ１ａを収容する収容部を形成している。なお、後述する他の素子モジュールＱ２ａ，Ｑ３ａ，Ｑ４ａ，ＤＣＭａのパッケージ６２，６３，６４，６５は、第１外側素子モジュールＱ１ａのパッケージ６１と略同じ構成を有する。
【００５８】
第１外側素子モジュールＱ１ａのパッケージ６１の表面には、２つの端子６１ａ，６１ｂが設けられている。端子６１ａには、第１スイッチング素子ＳＷ１ａのコレクタおよび第１還流ダイオードＤＦ１ａのカソードが第１外側素子モジュールＱ１ａの内部で電気的に接続されている。端子６１ｂには、第１スイッチング素子ＳＷ１ａのエミッタおよび第１還流ダイオードＤＦ１ａのアノードが第１外側素子モジュールＱ１ａの内部で電気的に接続されている。２つの端子６１ａ，６１ｂは、端子６１ｂ、端子６１ａの順で＋Ｘ方向に並んでいる。第１外側素子モジュールＱ１ａは、例えば、２つの端子６１ａ，６１ｂが並ぶ方向（Ｘ方向）に長手方向を有した直方体状に形成されている。また、端子６１ａ，６１ｂは、第１外側素子モジュールＱ１ａのＺ方向の中央部に対して、−Ｚ方向側に偏って配置されている。
【００５９】
第１内側素子モジュールＱ２ａは、第２スイッチング素子ＳＷ２ａと第２還流ダイオードＤＦ２ａとを収容したパッケージ６２を有する。パッケージ６２は、「第２パッケージ」の一例である。パッケージ６２の表面には、２つの端子６２ａ，６２ｂが設けられている。端子６２ａには、第２スイッチング素子ＳＷ２ａのコレクタおよび第２還流ダイオードＤＦ２ａのカソードが第１内側素子モジュールＱ２ａの内部で電気的に接続されている。端子６２ｂには、第２スイッチング素子ＳＷ２ａのエミッタおよび第２還流ダイオードＤＦ２ａのアノードが第１内側素子モジュールＱ２ａの内部で電気的に接続されている。２つの端子６２ａ，６２ｂは、端子６２ｂ、端子６２ａの順で＋Ｘ方向に並んでいる。第１内側素子モジュールＱ２ａは、例えば、２つの端子６２ａ，６２ｂが並ぶ方向（Ｘ方向）に長手方向を有した直方体状に形成されている。また、端子６２ａ，６２ｂは、第１内側素子モジュールＱ２ａのＺ方向の中央部に対して、−Ｚ方向側に偏って配置されている。
【００６０】
第２内側素子モジュールＱ３ａは、第３スイッチング素子ＳＷ３ａと第３還流ダイオードＤＦ３ａとを収容したパッケージ６３を有する。パッケージ６３は、「第３パッケージ」の一例である。パッケージ６３の表面には、２つの端子６３ａ，６３ｂが設けられている。端子６３ａには、第３スイッチング素子ＳＷ３ａのコレクタおよび第３還流ダイオードＤＦ３ａのカソードが第２内側素子モジュールＱ３ａの内部で電気的に接続されている。端子６３ｂには、第３スイッチング素子ＳＷ３ａのエミッタおよび第３還流ダイオードＤＦ３ａのアノードが第２内側素子モジュールＱ３ａの内部で電気的に接続されている。２つの端子６３ａ，６３ｂは、端子６３ａ、端子６３ｂの順で＋Ｘ方向に並んでいる。第２内側素子モジュールＱ３ａは、例えば、２つの端子６３ａ，６３ｂが並ぶ方向（Ｘ方向）に長手方向を有した直方体状に形成されている。また、端子６３ａ，６３ｂは、第２内側素子モジュールＱ３ａのＺ方向の中央部に対して、＋Ｚ方向側に偏って配置されている。
【００６１】
第２外側素子モジュールＱ４ａは、第４スイッチング素子ＳＷ４ａと第４還流ダイオードＤＦ４ａとを収容したパッケージ６４を有する。パッケージ６４は、「第４パッケージ」の一例である。パッケージ６４の表面には、端子６４ａ，６４ｂが設けられている。端子６４ａには、第４スイッチング素子ＳＷ４ａのコレクタおよび第４還流ダイオードＤＦ４ａのカソードが第２外側素子モジュールＱ４ａの内部で電気的に接続されている。端子６４ｂには、第４スイッチング素子ＳＷ４ａのエミッタおよび第４還流ダイオードＤＦ４ａのアノードが第２外側素子モジュールＱ４ａの内部で電気的に接続されている。２つの端子６４ａ，６４ｂは、端子６４ａ、端子６４ｂの順で＋Ｘ方向に並んでいる。第２外側素子モジュールＱ４ａは、例えば、２つの端子６４ａ，６４ｂが並ぶ方向（Ｘ方向）に長手方向を有した直方体状に形成されている。また、端子６４ａ，６４ｂは、第２外側素子モジュールＱ４ａのＺ方向の中央部に対して、＋Ｚ方向側に偏って配置されている。
【００６２】
クランプダイオードモジュールＤＣＭａは、第１および第２のクランプダイオードＤＣ１ａ，ＤＣ２ａを収容したパッケージ６５を有する。パッケージ６５は、「第５パッケージ」の一例である。パッケージ６５の表面には、３つの端子６５ａ，６５ｂ，６５ｃが設けられている。端子６５ａには、第１クランプダイオードＤＣ１ａのカソードがクランプダイオードモジュールＤＣＭａの内部で電気的に接続されている。端子６５ｂには、第２クランプダイオードＤＣ２ａのアノードがクランプダイオードモジュールＤＣＭａの内部で電気的に接続されている。端子６５ｃには、第１クランプダイオードＤＣ１ａのアノードと第２クランプダイオードＤＣ２ａのカソードとがクランプダイオードモジュールＤＣＭａの内部で電気的に接続されている。３つの端子６５ａ，６５ｂ，６５ｃは、端子６５ａ、端子６５ｃ、端子６５ｂの順で−Ｚ方向に並んでいる。クランプダイオードモジュールＤＣＭａは、例えば、３つの端子６５ａ，６５ｂ，６５ｃが並ぶ方向（Ｚ方向）に長手方向を有した直方体状に形成されている。端子６５ａ，６５ｂ，６５ｃは、クランプダイオードモジュールＤＣＭａのＸ方向の略中央部に配置されている。
【００６３】
ここで、第１ヒートシンク８０Ａは、第１端部８０ａと、第２端部８０ｂとを有する。第１端部８０ａは、ファン２７による冷却風の流れにおいて、風上側となる端部である。第２端部８０ｂは、第１端部８０ａとは反対側に位置し、ファン２７による冷却風の流れにおいて、風下側となる端部である。第２端部８０ｂは、コンデンサユニットＣＵに面する。
【００６４】
本実施形態では、第１内側素子モジュールＱ２ａおよび第２内側素子モジュールＱ３ａは、第１ヒートシンク８０Ａにおいて、第２端部８０ｂに対してよりも、第１端部８０ａの近くに配置されている。第１内側素子モジュールＱ２ａおよび第２内側素子モジュールＱ３ａは、Ｚ方向に並べられている。一方で、第１外側素子モジュールＱ１ａおよび第２外側素子モジュールＱ４ａは、第１ヒートシンク８０Ａにおいて、第１端部８０ａに対してよりも、第２端部８０ｂの近くに配置されている。第１外側素子モジュールＱ１ａおよび第２外側素子モジュールＱ４ａは、Ｚ方向に並べられている。クランプダイオードモジュールＤＣＭａは、Ｘ方向において、第１内側素子モジュールＱ２ａおよび第２内側素子モジュールＱ３ａのペアと、第１外側素子モジュールＱ１ａおよび第２外側素子モジュールＱ４ａのペアとの間に配置されている。なお、これら素子モジュールＱ１ａ，Ｑ２ａ，Ｑ３ａ，Ｑ４ａ，ＤＣＭａの配置レイアウトについては、詳しく後述する。
【００６５】
次に、第１モジュールセット７０Ａのインバータ１３について説明する。インバータ１３は、コンバータ１２と略同じ配置レイアウトにて、コンバータ１２の＋Ｚ方向側に配置されている。インバータ１３に関する説明は、コンバータ１２に関する上記説明において、第１外側素子モジュールＱ１ａ、第１内側素子モジュールＱ２ａ、第２内側素子モジュールＱ３ａ、第２外側素子モジュールＱ４ａ、クランプダイオードモジュールＤＣＭａをそれぞれ第１外側素子モジュールＱ１ｂ、第１内側素子モジュールＱ２ｂ、第２内側素子モジュールＱ３ｂ、第２外側素子モジュールＱ４ｂ、クランプダイオードモジュールＤＣＭｂと読み替えればよい。
【００６６】
次に、第２電力変換ユニットＰＵＢについて説明する。第２電力変換ユニットＰＵＢは、例えば、第２モジュールセット７０Ｂと、第２ヒートシンク８０Ｂとを含む。なお、第１電力変換ユニットＰＵＡと同じまたは類似の機能を有する構成については同じ符号を付してそれらの説明を省略する。
【００６７】
第２モジュールセット７０Ｂは、第２電力変換ユニットＰＵＢのコンバータ１２およびインバータ１３と、複数のブス７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７，７８，７９，８０（図１０参照）とを含む。すなわち、第２モジュールセット７０Ｂは、コンバータ１２のレグＬａを構成する第１外側素子モジュールＱ１ａ、第１内側素子モジュールＱ２ａ、第２内側素子モジュールＱ３ａ、第２外側素子モジュールＱ４ａ、およびクランプダイオードモジュールＤＣＭａを含む。また、第２モジュールセット７０Ｂは、インバータ１３のレグＬｂを構成する第１外側素子モジュールＱ１ｂ、第１内側素子モジュールＱ２ｂ、第２内側素子モジュールＱ３ｂ、第２外側素子モジュールＱ４ｂ、およびクランプダイオードモジュールＤＣＭｂを含む。
【００６８】
第２ヒートシンク８０Ｂは、ベース８１と、複数のフィン８２とを有する。ベース８１は、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。ベース８１は、−Ｙ方向に向いた第１面８１ａと、第１面８１ａとは反対側に位置した第２面８１ｂとを有する。第１面８１ａは、「第２支持面」の一例である。第１面８１ａには、第２モジュールセット７０Ｂに含まれる第１外側素子モジュールＱ１ａ，Ｑ１ｂ、第１内側素子モジュールＱ２ａ，Ｑ２ｂ、第２内側素子モジュールＱ３ａ，Ｑ３ｂ、第２外側素子モジュールＱ４ａ，Ｑ４ｂ、およびクランプダイオードモジュールＤＣＭａ，ＤＣＭｂが取り付けられている。第２モジュールセット７０Ｂの発する熱の少なくとも一部（例えば大部分）は、第２ヒートシンク８０Ｂに伝わる。
【００６９】
複数のフィン８２は、ベース８１の第１面８１ａとは反対側に配置されている。複数のフィン８２は、ベース８１の第２面８１ｂに設けられ、ベース８１から＋Ｙ方向に突出している。複数のフィン８２は、互いの間に隙間を空けてＺ方向に並べられている。本実施形態では、ファン２７が駆動された場合、筐体２０の前面カバー２２の通気部２２ａから筐体２０内に流入した空気は、複数のフィン８２の間の隙間を＋Ｘ方向に流れる。これにより、第２モジュールセット７０Ｂの冷却が促進される。
【００７０】
第１ヒートシンク８０Ａおよび第２ヒートシンク８０Ｂは、第１ヒートシンク８０Ａの第１面８１ａと第２ヒートシンク８０Ｂの第１面８１ａとを向かい合わせにして配置されている。第１ヒートシンク８０Ａの第１面８１ａと第２ヒートシンク８０Ｂの第１面８１ａとの間には、空間Ｓ１（以下、アクセス空間Ｓ１と称する）が設けられている（図１２参照）。アクセス空間Ｓ１は、前面カバー５１を除いてＸ方向に素子ユニットＥＵを貫通している。
【００７１】
次に、第１モジュールセット７０Ａに含まれるブス７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７，７８，７９，８０について説明する。図８は、第１モジュールセット７０Ａと第１支持シャーシ３２とを示す斜視図である。図９は、図８で示された第１モジュールセット７０Ａから中性点ブス７７を取り外した状態を示す斜視図である。
【００７２】
第１モジュールセット７０Ａは、中継ブス７１、第１端子ブス７２、第１接続ブス７３、第２接続ブス７４、正極ブス７５、負極ブス７６、中性点ブス７７、第３接続ブス７８、第４接続ブス７９、および第２端子ブス８０を含む。中継ブス７１、第１端子ブス７２、第１接続ブス７３、第２接続ブス７４、正極ブス７５、負極ブス７６、中性点ブス７７、第３接続ブス７８、第４接続ブス７９、および第２端子ブス８０は、素子モジュールＱ１ａ，Ｑ１ｂ，Ｑ２ａ，Ｑ２ｂ，Ｑ３ａ，Ｑ３ｂ，Ｑ４ａ，Ｑ４ｂ、ＤＣＭａ，ＤＣＭｂに対して＋Ｙ方向側に配置されている。
【００７３】
中継ブス７１は、前面カバー５１に設けられたヒューズ５４と第１連結ブス５２（後述する第１連結ブス５２の第１部材５２ａおよび第２部材５２ｂ）を介して入力変圧器５に電気的に接続される。中継ブス７１は、第１部分７１ａと、第２部分７１ｂとを有する。第１部分７１ａは、−Ｘ方向に直線状に延びている。第１部分７１ａは、第１ヒートシンク８０Ａおよび第１支持シャーシ３２よりも−Ｘ方向に突出している。一方で、第２部分７１ｂは、第１部分７１ａの＋Ｘ方向側に端部から−Ｚ方向に延びている。
【００７４】
第１端子ブス７２は、中継ブス７１の第２部分７１ｂに接続されている。第１端子ブス７２は、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。第１端子ブス７２は、第１内側素子モジュールＱ２ａの端子６２ｂと、第２内側素子モジュールＱ３ａの端子６３ａとに接続されている。
【００７５】
第１接続ブス７３は、後述する折曲部（不図示）を除いて、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。第１接続ブス７３は、第１内側素子モジュールＱ２ａの端子６２ａと、クランプダイオードモジュールＤＣＭａの端子６５ａと、第１外側素子モジュールＱ１ａの端子６１ｂとに接続され、これら端子６２ａ，６５ａ，６１ｂを電気的に接続している。
【００７６】
本実施形態では、第１接続ブス７３は、Ｚ方向に比較的大きな幅を有する。これにより、例えば第１接続ブス７３の連続的な最大許容電流容量が高められるとともに、低インダクタンス化が図られている。第１接続ブス７３の＋Ｚ方向側の端部には、支持体８２Ａが取り付けられている。支持体８２Ａは、第１接続ブス７３から＋Ｙ方向に起立し、アクセス空間Ｓ１に突出している。支持体８２Ａは、アクセス空間Ｓ１においてゲート配線８３を支持する。ゲート配線８３は、第１から第４のスイッチング素子ＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ，ＳＷ３ａ，ＳＷ４ａのうちの少なくとも１つのスイッチング素子のゲートと制御基板４４との間に電気的に接続されたケーブルである。
【００７７】
第２接続ブス７４は、後述する折曲部７４ａを除いて、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。第２接続ブス７４は、第２内側素子モジュールＱ３ａの端子６３ｂと、クランプダイオードモジュールＤＣＭａの端子６５ｂと、第２外側素子モジュールＱ４ａの端子６４ａとに接続され、これら端子６３ｂ，６５ｂ，６４ａを電気的に接続している。第２接続ブス７４は、第２内側素子モジュールＱ３ａの端子６３ｂの近傍に、＋Ｙ方向に折れ曲がった折曲部７４ａを有する。ここで、第１接続ブス７３は、折曲部７４ａと略同じ折曲部を有する。第１接続ブス７３の折曲部と第２接続ブス７４の折曲部７４ａとには、絶縁部材（例えば絶縁紙）８４がそれぞれ取り付けられている（不図示の固定部材により固定されている）。このような構成によれば、例えば１つの絶縁部材を第１接続ブス７３の折曲部と第２接続ブス７４の折曲部７４ａとの間に挟む場合に比べて、作業性を向上させることができる。なお、絶縁部材８４は、絶縁性が確保できれば、第１接続ブス７３の折曲部と第２接続ブス７４の折曲部７４ａとのうちいずれか一方のみに設けられてもよい。また、１つの絶縁部材８４が第１接続ブス７３の折曲部と第２接続ブス７４の折曲部７４ａとの間に挟まれてもよい。
【００７８】
本実施形態では、第２接続ブス７４は、Ｚ方向に比較的大きな幅を有する。これにより、例えば第２接続ブス７４の連続的な許容電流容量が高められるとともに、低インダクタンス化が図られている。さらに、第１接続ブス７３の折曲部と第２接続ブス７４の折曲部７４ａが対向していることで、相互インダクタンスにより、第２のスイッチング素子ＳＷ２ａまたは第３のスイッチング素子ＳＷ３ａが電流遮断をしたときに発生するサージ電圧が抑制できる。第２接続ブス７４の−Ｚ方向側の端部には、支持体８２Ｂが取り付けられている。支持体８２Ｂは、第２接続ブス７４から＋Ｙ方向に起立し、アクセス空間Ｓ１に突出している。支持体８２Ｂは、アクセス空間Ｓ１においてゲート配線８３を支持する。
【００７９】
正極ブス７５は、正極本体部７５ａと、正極連結部７５ｂとを有する。正極本体部７５ａは、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている（図９参照）。正極本体部７５ａは、コンバータ１２の第１外側素子モジュールＱ１ａの端子６１ａと、インバータ１３の第１外側素子モジュールＱ１ｂの端子６１ａとに接続され、これら端子６１ａ，６１ａを電気的に接続している。正極連結部７５ｂは、正極本体部７５ａの＋Ｘ方向側の端部から＋Ｙ方向に折り曲げられている。正極連結部７５ｂは、Ｙ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。正極連結部７５ｂは、素子ユニットＥＵの第２端部ＥＵｂに位置し、コンデンサユニットＣＵに面する。正極連結部７５ｂは、後述する締結部材１２１（図１７）が通される第１挿通穴７５ｃを有する。正極ブス７５は、「第１正極ブス」の一例である。正極本体部７５ａは、「第１正極本体部」の一例である。正極連結部７５ｂは、「第１正極連結部」の一例である。
【００８０】
負極ブス７６は、負極本体部７６ａと、負極連結部７６ｂとを有する。負極本体部７６ａは、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている（図９参照）。負極本体部７６ａの一部は、正極本体部７５ａと干渉しないように、＋Ｙ方向に曲げられている。これにより、負極本体部７６ａの一部は、正極本体部７５ａとの間に絶縁距離を確保するための隙間を空けて、Ｙ方向で正極本体部７５ａに重なる。ただし、正極本体部７５ａと負極本体部７６ａとの間は、空間絶縁に限らず、バーリア絶縁でもよい。負極本体部７６ａは、コンバータ１２の第２外側素子モジュールＱ４ａの端子６４ｂと、インバータ１３の第２外側素子モジュールＱ４ｂの端子６４ｂとに接続され、これら端子６４ｂ，６４ｂを電気的に接続している。負極連結部７６ｂは、負極本体部７６ａの＋Ｘ方向側の端部から＋Ｙ方向に折り曲げられている。負極連結部７６ｂは、Ｙ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。負極連結部７６ｂは、素子ユニットＥＵの第２端部ＥＵｂに位置し、コンデンサユニットＣＵに面する。負極連結部７６ｂは、後述する締結部材１２２（図１７参照）が通される第２挿通穴７６ｃを有する。負極ブス７６は、「第１負極ブス」の一例である。負極本体部７６ａは、「第１負極本体部」の一例である。負極連結部７６ｂは、「第１負極連結部」の一例である。
【００８１】
中性点ブス７７は、中性点本体部７７ａと、中性点連結部７７ｂとを有する。中性点本体部７７ａは、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。中性点本体部７７ａは、正極本体部７５ａおよび負極本体部７６ａに対して＋Ｙ方向側に配置され、正極本体部７５ａおよび負極本体部７６ａとの間に絶縁距離を確保するための隙間を空けて、Ｙ方向で正極本体部７５ａおよび負極本体部７６ａに重なる。ただし、正極本体部７５ａおよび負極本体部７６ａと、中性点本体部７７ａとの間は、空間絶縁に限らず、バーリア絶縁でもよい。中性点本体部７７ａは、コンバータ１２のクランプダイオードモジュールＤＣＭａの端子６５ｃと、インバータ１３のクランプダイオードモジュールＤＣＭｂの端子６５ｃとに電気的に接続され、これら端子６５ｃ，６５ｃを電気的に接続している。中性点本体部７７ａは、例えば、導電性スペーサ１６１を介して端子６５ｃ，６５ｃに電気的に接続される。なお、中性点本体部７７ａと端子６５ｃ，６５ｃとの接続構造については、詳しく後述する。中性点連結部７７ｂは、中性点本体部７７ａの＋Ｘ方向側の端部から＋Ｙ方向に折り曲げられている。中性点連結部７７ｂは、Ｙ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。中性点連結部７７ｂは、素子ユニットＥＵの第２端部ＥＵｂに位置し、コンデンサユニットＣＵに面する。中性点連結部７７ｂは、後述する締結部材１２３（図１７）が通される第３挿通穴７７ｃを有する。中性点ブス７７は、「第１中性点ブス」の一例である。中性点本体部７７ａは、「第１中性点本体部」の一例である。中性点連結部７７ｂは、「第１中性点連結部」の一例である。
【００８２】
第３接続ブス７８は、後述する折曲部（不図示）を除いて、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。第３接続ブス７８は、第１内側素子モジュールＱ２ｂの端子６２ａと、クランプダイオードモジュールＤＣＭｂの端子６５ａと、第１外側素子モジュールＱ１ｂの端子６１ｂとに接続され、これら端子６２ａ，６５ａ，６１ｂを電気的に接続している。
【００８３】
本実施形態では、第３接続ブス７８は、Ｚ方向に比較的大きな幅を有する。これにより、例えば第３接続ブス７８の連続的な最大許容電流容量が高められるとともに、低インダクタンス化が図られている。第３接続ブス７８の＋Ｚ方向側の端部には、支持体８２Ｃが取り付けられている。支持体８２Ｃは、第３接続ブス７８から＋Ｙ方向に起立し、アクセス空間Ｓ１に突出している。支持体８２Ｃは、アクセス空間Ｓ１においてゲート配線８３を支持する。
【００８４】
第４接続ブス７９は、後述する折曲部７９ａを除いて、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。第４接続ブス７９は、第２内側素子モジュールＱ３ｂの端子６３ｂと、クランプダイオードモジュールＤＣＭｂの端子６５ｂと、第２外側素子モジュールＱ４ｂの端子６４ａとに接続され、これら端子６３ｂ，６５ｂ，６４ａを電気的に接続している。第４接続ブス７９は、第２内側素子モジュールＱ３ｂの端子６３ｂの近傍に、＋Ｙ方向に折れ曲がった折曲部７９ａを有する。ここで、第３接続ブス７８は、折曲部７９ａと略同じ折曲部を有する。第３接続ブス７８の折曲部と第４接続ブス７９の折曲部７９ａとには、絶縁部材（例えば絶縁紙）８４がそれぞれ取り付けられている（不図示の固定手段により固定されている）。このような構成によれば、例えば１つの絶縁部材を第３接続ブス７８の折曲部と第４接続ブス７９の折曲部７９ａとの間に挟む場合に比べて、作業性を向上させることができる。なお、絶縁部材８４は、絶縁性が確保できれば、第３接続ブス７８の折曲部と第４接続ブス７９の折曲部７９ａとのうちいずれか一方のみに設けられてもよい。また、１つの絶縁部材８４が第３接続ブス７８の折曲部と第４接続ブス７９の折曲部７９ａとの間に挟まれてもよい。
【００８５】
本実施形態では、第４接続ブス７９は、Ｚ方向に比較的大きな幅を有する。これにより、例えば第４接続ブス７９の連続的な許容電流容量が高められるとともに、低インダクタンス化が図られている。さらに、第３接続ブス７８の折曲部と第４接続ブス７９の折曲部７９ａが対向していることで、相互インダクタンスにより、第２のスイッチング素子ＳＷ２ｂまたは第３のスイッチング素子ＳＷ３ｂが電流遮断をしたときに発生するサージ電圧が抑制できる。第４接続ブス７９の−Ｚ方向側の端部には、支持体８２Ｄが取り付けられている。支持体８２Ｄは、第４接続ブス７９から＋Ｙ方向に起立し、アクセス空間Ｓ１に突出している。支持体８２Ｄは、アクセス空間Ｓ１においてゲート配線８３を支持する。
【００８６】
第２端子ブス８０は、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。第２端子ブス８０は、第１内側素子モジュールＱ２ｂの端子６２ｂと、第２内側素子モジュールＱ３ｂの端子６３ａとに接続されている。第２端子ブス８０は、−Ｘ方向に直線状に延びている。第２端子ブス８０は、第１ヒートシンク８０Ａおよび第１支持シャーシ３２よりも−Ｘ方向に突出している。第２端子ブス８０は、負荷Ｌまたは他の単相セルユニット６に電気的に接続される。
【００８７】
ここで、第１支持シャーシ３２について説明する。第１支持シャーシ３２は、第１部分３２ａ、第２部分３２ｂ、および第３部分３２ｃを有し、＋Ｘ方向、−Ｘ方向、および＋Ｙ方向が開放された凹状に形成されている。詳しく述べると、第１部分３２ａは、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。第１部分３２ａには、取っ手３２ｄが設けられている。第２部分３２ｂは、Ｘ方向およびＹ方向に沿う板状に形成され、第１部分３２ａの＋Ｚ方向側の端部から＋Ｙ方向に延びている。第３部分３２ｃは、Ｘ方向およびＹ方向に沿う板状に形成され、第１部分３２ａの−Ｚ方向側の端部から＋Ｙ方向に延びている。
【００８８】
本実施形態では、第１電力変換ユニットＰＵＡは、第１支持シャーシ３２に取り付けられている。例えば、第１ヒートシンク８０Ａは、第１支持シャーシ３２の第２部分３２ｂと第３部分３２ｃとの間に収容されている。
【００８９】
図１０は、第２モジュールセット７０Ｂと第２支持シャーシ３３を示す斜視図である。なお、第２モジュールセット７０Ｂに関する説明は、第１モジュールセット７０Ａに関する上記説明において、「＋Ｙ方向」と「−Ｙ方向」とを逆に読み替えればよい。ただし、第２モジュールセット７０Ｂの中継ブス７１は、ヒューズ５４と第１連結ブス５２とを介して入力変圧器５に電気的に接続されることに代えて、ＨＣＴ５５を貫通した第２連結ブス５３を介して入力変圧器５に電気的に接続されている。
【００９０】
第２モジュールセット７０Ｂの正極ブス７５は、「第３正極ブス」の一例である。第２モジュールセット７０Ｂの正極本体部７５ａは、「第３正極本体部」の一例である。第２モジュールセット７０Ｂの正極連結部７５ｂは、「第３正極連結部」の一例である。第２モジュールセット７０Ｂでは、正極連結部７５ｂは、正極本体部７５ａから−Ｙ方向に折り曲げられている。
【００９１】
第２モジュールセット７０Ｂの負極ブス７６は、「第３負極ブス」の一例である。第２モジュールセット７０Ｂの負極本体部７６ａは、「第３負極本体部」の一例である。第２モジュールセット７０Ｂの負極連結部７６ｂは、「第３負極連結部」の一例である。第２モジュールセット７０Ｂでは、負極連結部７６ｂは、負極本体部７６ａから−Ｙ方向に折り曲げられている。
【００９２】
第２モジュールセット７０Ｂの中性点ブス７７は、「第３中性点ブス」の一例である。第２モジュールセット７０Ｂの中性点本体部７７ａは、「第３中性点本体部」の一例である。第２モジュールセット７０Ｂの中性点連結部７７ｂは、「第３中性点連結部」の一例である。第２モジュールセット７０Ｂでは、中性点連結部７７ｂは、中性点本体部７７ａから−Ｙ方向に折り曲げられている。
【００９３】
ここで、第２支持シャーシ３３について説明する。第２支持シャーシ３３は、第１部分３３ａ、第２部分３３ｂ、および第３部分３３ｃを有し、＋Ｘ方向、−Ｘ方向、および−Ｙ方向が開放された凹状に形成されている。詳しく述べると、第１部分３３ａは、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。第１部分３３ａには、取っ手３３ｄが設けられている。第２部分３３ｂは、Ｘ方向およびＹ方向に沿う板状に形成され、第１部分３３ａの＋Ｚ方向側の端部から−Ｙ方向に延びている。第３部分３３ｃは、Ｘ方向およびＹ方向に沿う板状に形成され、第１部分３３ａの−Ｚ方向側の端部から−Ｙ方向に延びている。
【００９４】
本実施形態では、第２電力変換ユニットＰＵＢは、第２支持シャーシ３３に取り付けられている。例えば、第２ヒートシンク８０Ｂは、第１支持シャーシ３３の第２部分３３ｂと第３部分３３ｃとの間に収容されている。
【００９５】
図１１は、素子ユニットＥＵに含まれる構成要素の電気接続関係を示す図である。なお、図１１に示す電気接続関係は、ブス７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７，７８，７９，８０に関する説明のなかで上述したとおりなので、ここでの重複する説明は省略する。
【００９６】
図１２は、素子ユニットＥＵを示す正面図である。図１２では、説明の便宜上、中継ブス７１、第１端子ブス７２、および第２端子ブス８０の図示を省略し、内側素子モジュールＱ２ａ，Ｑ２ｂ，Ｑ３ａ，Ｑ３ｂ、正極ブス７５、負極ブス７６、および中性点ブス７７を図示している。本実施形態では、第１ヒートシンク８０Ａおよび第２ヒートシンク８０Ｂとの間には、アクセス空間Ｓ１が形成されている。本実施形態では、＋Ｘ方向に沿って見た場合、第１および第２のモジュールセット７０Ａ，７０Ｂの正極ブス７５の正極連結部７５ｂ、負極ブス７６の負極連結部７６ｂ、中性点ブス７７の中性点連結部７７ｂは、アクセス空間Ｓ１に露出している（すなわち、アクセス空間Ｓ１に面している）。
【００９７】
本実施形態では、正極連結部７５ｂの第１挿通穴７５ｃ、負極連結部７６ｂの第２挿通穴７６ｃ、および中性点連結部７７ｂの第３挿通穴７７ｃは、締結部材１２１，１２２，１２３が正極連結部７５ｂ、負極連結部７６ｂ、中性点連結部７７ｂからそれぞれ取り外された状態で、アクセス空間Ｓ１に露出する。さらに言えば、これら第１挿通穴７５ｃ、第２挿通穴７６ｃ、および第３挿通穴７７ｃは、＋Ｘ方向に沿って見た場合、締結部材１２１，１２２，１２３が正極連結部７５ｂ、負極連結部７６ｂ、中性点連結部７７ｂからそれぞれ取り外された状態で、第１モジュールセット７０Ａの中性点本体部７７ａと第２モジュールセット７０Ｂの中性点本体部７７ａとの間の空間Ｓ２に露出する。
【００９８】
次に、第１連結板４１、第２連結板４２、および支持板４３について説明する。第１連結板４１は、第１外枠部材３０の−Ｚ方向側の端部において、第１外枠部材３０の内面に取り付けられている。第１連結板４１は、素子ユニットＥＵの第２端部ＥＵｂに位置する。第１連結板４１は、後述する締結部材１２４が通される第４挿通穴４１ｃを有する。第４挿通穴４１ｃは、＋Ｘ方向に沿って見た場合、締結部材１２４が取り外された状態で、アクセス空間Ｓ１に露出する。
【００９９】
第２連結板４２は、第１外枠部材３０の＋Ｚ方向側の端部において、第１外枠部材３０に取り付けられている。第２連結板４２は、素子ユニットＥＵの第２端部ＥＵｂに位置する。第２連結板４２は、後述する締結部材１２５が通される第５挿通穴４２ｃを有する。第５挿通穴４２ｃは、＋Ｘ方向に沿って見た場合、締結部材１２５が取り外された状態で、第１外枠部材３０の内部の空間（後述する収容空間Ｓ３）に露出する。
【０１００】
ここで、本実施形態では、第１外枠部材３０の天板部材３４は、Ｘ方向に貫通した筒状に形成されている。天板部材３４の内部には、制御基板４４およびガイド部材４５が収容される収容空間Ｓ３が形成されている。天板部材３４の下壁は、Ｘ方向およびＹ方向に沿う板状に形成されている。天板部材３４の下壁は、制御基板４４およびガイド部材４５を支持する支持板４３を形成している。制御基板４４は、支持材４３の上面に取り付けられた支持部材４６により、支持板４３から浮かされて支持されている。
【０１０１】
図１３は、素子ユニットＥＵの一部を示す斜視図である。制御基板４４は、例えば、第１および第２のモジュールセット７０Ａ，７０Ｂのスイッチング素子ＳＷ１ａ〜ＳＷ４ａ，ＳＷ１ｂ〜ＳＷ４ｂにゲート信号を与える制御基板である。
【０１０２】
ガイド部材４５は、支持板４３と制御基板４４との間に設けられている。すなわち、ガイド部材４５は、素子ユニットＥＵの内部に配置されている。ガイド部材４５は、例えば、支持板４３に不図示の固定部材により固定され、Ｘ方向と略平行な姿勢で支持されている。ガイド部材４５は、例えば、素子ユニットＥＵの第１端部ＥＵａ近傍から第２端部ＥＵｂに亘って連続して延びている。ただし、ガイド部材４５は、第１端部ＥＵａと第２端部ＥＵｂとの間の一部区間のみに設けられてもよい。ガイド部材４５の＋Ｘ方向側の端部と第２連結板４２との間の距離は、例えば、締結部材１２５が脱落しない距離以下（例えば、締結部材１２５のねじ軸の直径または頭部の厚さのうち大きい方の寸法より小さい）である。ガイド部材４５は、例えば絶縁物で形成されている。ガイド部材４５の一例は、絶縁紙であるが、これに限定されず、剛性を持つ合成樹脂部材（例えばプラスチック部材）または柔軟性を持つ合成樹脂部材（例えばフィルム状のシート）などでもよい。これは第２変形例で説明するガイド部材４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄでも同様である。ガイド部材４５は、例えば、−Ｚ方向が開放されたＵ字状（または円弧状）に形成されている。ただし、ガイド部材４５は、筒状（円筒状でもよく、角筒状でもよい）に形成されてもよく、その他の形状でもよい。ガイド部材４５は、Ｘ方向に延びた内面４５ａ（ガイド面）を有する。ガイド部材４５と支持板４３との間の空間Ｓ６は、Ｘ方向で、１つの第５挿通穴４２ｃに向かい合う。ガイド部材４５は、締結部材１２５または締結部材１２５を保持した工具Ｔ（図１７参照）を素子ユニットＥＵの内部でコンデンサユニットＣＵに向けて（言い換えると第５挿通穴４２ｃに向けて）案内可能なガイドの一例である。
【０１０３】
ガイド部材４５が設けられていると、締結部材１２５が第５挿通穴４２ｃに挿入される際に、締結部材１２５および締結部材１２５を取り付けるための工具Ｔのうち少なくとも一方をガイド部材４５の内面４５ａに沿わせることで、締結部材１２５および工具Ｔを、安定して、且つ、目的とする位置（例えば第５挿通穴４２ｃ）に向けて精度良く案内することができる。また、ガイド部材４５が設けられていると、締結部材１２５が第５挿通穴４２ｃに挿入される際などに、締結部材１２５および締結部材１２５を取り付けるための工具Ｔが制御基板４４など素子ユニットＥＵ内の部品に接触することを抑制することができる。これにより、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵとの連結作業時および分解作業時に制御基板４４など素子ユニットＥＵ内の部品の保護（損傷抑制）を図ることができる。さらに、ガイド部材４５が設けられていると、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵとの連結作業時および分解作業時において、締結部材１２５の脱落抑制を図ることができる。ここで、ガイド部材４５が設けられていない場合、万が一に締結部材１２５が素子ユニットＥＵの奥の方（例えば第２端部ＥＵｂ）で脱落した場合、その締結部材１２５を素子ユニットＥＵの外部に取り出すことが困難になる場合がある。一方で、ガイド部材４５が設けられていると、万が一に締結部材１２５が脱落した場合でも、締結部材１２５はガイド部材４５の外側には逃げない、締結部材１２５を工具Ｔで再び保持したり、脱落した締結部材１２５を素子ユニットＥＵの外部に回収することが、ガイド部材４５が存在しない場合に比べて容易になる。これにより、単相セルユニット６の組立性を高めることができる。
【０１０４】
＜２．２．２  コンデンサユニットの主構成＞
次に、コンデンサユニットＣＵについて説明する。図１４は、コンデンサユニットＣＵを示す斜視図である。なお実際には、後述する第２外枠部材１００は、素子ユニットＥＵのヒートシンク８０Ａ，８０Ｂのフィン８２の間を流れた空気がコンデンサユニットＣＵの内部を通過するための開口部を有する。この開口部の図示は、図１４および後述する図において省略している。
【０１０５】
コンデンサユニットＣＵは、第２外枠部材１００と、第１コンデンサユニットＣＵＡと、第２コンデンサユニットＣＵＢと、複数のブス１０１，１０２，１０３とを有する。
【０１０６】
第２外枠部材１００は、コンデンサユニットＣＵの外郭を形成している。第２外枠部材１００は、例えばＹ方向に貫通した四角筒状に形成されている。第２外枠部材１００は、第１コンデンサユニットＣＵＡ、第２コンデンサユニットＣＵＢ、および複数のブス１０１，１０２，１０３を囲う枠状に形成され、これら部品を第２外枠部材１００の内部に収容している。本実施形態では、第２外枠部材１００は、素子ユニットＥＵの第１外枠部材３０とは別体に形成されている。第１外枠部材３０と第２外枠部材１００とは互いに分離可能である。
【０１０７】
第１コンデンサユニットＣＵＡは、複数（例えば１２個）のコンデンサＣと、支持シャーシ１１０とを含む（図１５参照）。
【０１０８】
コンデンサＣは、例えば、柱状（例えば、円柱状、楕円柱状または角柱状）に形成されるとともに、その軸線をＹ方向に沿わせて配置されている。複数のコンデンサＣは、Ｚ方向に複数段（例えば４段）に分かれて配置されている。さらに、複数のコンデンサＣは、Ｚ方向の各段において、Ｘ方向に複数（例えば３つ）ずつ並べられている。複数のコンデンサＣは、複数（例えば６個）の第１コンデンサＣ１と、複数（例えば６個）の第２コンデンサＣ２とを含む。第１コンデンサＣ１は、正極Ｐに電気的に接続された端子Ｃ１ａと、中性点Ｃに接続された端子Ｃ１ｂとを含む（図１５参照）。第２コンデンサＣ２は、負極Ｎに電気的に接続された端子Ｃ２ａと、中性点Ｃに接続された端子Ｃ２ｂとを有する（図１５参照）。
【０１０９】
第２コンデンサユニットＣＵＢは、複数（例えば１２個）のコンデンサＣと、支持シャーシ１１０とを含む。第１コンデンサユニットＣＵＡおよび第２コンデンサユニットＣＵＢは、互いの間に空間を空けて、Ｙ方向に並べられている。第２コンデンサユニットＣＵＢは、第１コンデンサユニットＣＵＡと略同じ構成を持つ。
【０１１０】
次に、第１コンデンサユニットＣＵＡに対応して設けられた正極ブス１０１、負極ブス１０２、および中性点ブス１０３について説明する。正極ブス１０１は、正極本体部１０１ａと、正極連結部１０１ｂとを有する。正極本体部１０１ａは、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。正極本体部１０１ａは、第１コンデンサユニットＣＵＡに含まれる複数の第１コンデンサＣ１の端子Ｃ１ａに接続されている。正極連結部１０１ｂは、正極本体部１０１ａの−Ｘ方向側の端部から＋Ｙ方向に折り曲げられている。すなわち、正極連結部１０１ｂは、素子ユニットＥＵの正極連結部７５ｂと略平行に折り曲げられている。正極連結部１０１ｂは、Ｙ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。正極連結部１０１ｂは、素子ユニットＥＵの正極連結部７５ｂに向かい合う。正極連結部１０１ｂは、締結部材１２１が固定される第１固定部１０１ｃを有する。第１固定部１０１ｃは、例えば、正極連結部１０１ｂに取り付けられたナットである。なお、第１固定部１０１ｃは、正極連結部１０１ｂに設けられたねじ穴でもよい。この場合、ねじ穴は、正極連結部１０１ｂを形成する板に穴が設けられ、その穴の内周面に雌ネジが形成されることで得られる。なお、後述する固定部１０２ｃ，１０３ｃ，１００ｃ，１００ｄは、例えば第１固定部１０１ｃと略同じである。すなわち、固定部１０２ｃ，１０３ｃ，１００ｃ，１００ｄは、ブスに取り付けられたナットでもよく、ブスに設けられたねじ穴でもよい。第１固定部１０１ｃは、素子ユニットＥＵの正極連結部７５ｂの第１挿通穴７５ｃに向かい合う。正極ブス１０１は、「第２正極ブス」の一例である。正極本体部１０１ａは、「第２正極本体部」の一例である。正極連結部１０１ｂは、「第２正極連結部」の一例である。
【０１１１】
負極ブス１０２は、負極本体部１０２ａと、負極連結部１０２ｂとを有する。負極本体部１０２ａは、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。負極本体部１０２ａは、第１コンデンサユニットＣＵＡに含まれる複数の第２コンデンサＣ２の端子Ｃ２ａに接続されている。負極連結部１０２ｂは、負極本体部１０２ａの−Ｘ方向側の端部から＋Ｙ方向に折り曲げられている。すなわち、負極連結部１０２ｂは、素子ユニットＥＵの負極連結部７６ｂと略平行に折り曲げられている。負極連結部１０２ｂは、Ｙ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。負極連結部１０２ｂは、素子ユニットＥＵの負極連結部７６ｂに向かい合う。負極連結部１０２ｂは、締結部材１２２が固定される第２固定部１０２ｃを有する。第２固定部１０２ｃは、素子ユニットＥＵの負極連結部７６ｂの第２挿通穴７６ｃに向かい合う。負極ブス１０２は、「第２負極ブス」の一例である。負極本体部１０２ａは、「第２負極本体部」の一例である。負極連結部１０２ｂは、「第２負極連結部」の一例である。
【０１１２】
中性点ブス１０３は、中性点本体部１０３ａと、中性点連結部１０３ｂとを有する。中性点本体部１０３ａは、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。本実施形態では、中性点本体部１０３ａは、正極本体部１０１ａおよび負極本体部１０２ａに対して＋Ｙ方向側に配置され、正極本体部１０１ａおよび負極本体部１０２ａとの間に絶縁距離を確保するための隙間を空けて、Ｙ方向で正極本体部１０１ａおよび負極本体部１０２ａに重なる。ただし、正極本体部１０１ａおよび負極本体部１０２ａと、中性点本体部１０３ａとの間は、空間絶縁に限らず、バーリア絶縁でもよい。中性点本体部１０３ａは、第１コンデンサユニットＣＵＡに含まれる複数の第１コンデンサＣ１の端子Ｃ１ｂおよび複数の第２コンデンサＣ２の端子Ｃ２ｂに電気的に接続されている。中性点連結部１０３ｂは、中性点本体部１０３ａの−Ｘ方向側の端部から＋Ｙ方向に折り曲げられている。すなわち、中性点連結部１０３ｂは、素子ユニットＥＵの中性点連結部７７ｂと略平行に折り曲げられている。中性点連結部１０３ｂは、Ｙ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。中性点連結部１０３ｂは、素子ユニットＥＵの中性点連結部７７ｂに向かい合う。中性点連結部１０３ｂは、締結部材１２３が固定される第３固定部１０３ｃを有する。第３固定部１０３ｃは、素子ユニットＥＵの中性点連結部７７ｂの第３挿通穴７７ｃに向かい合う。中性点ブス１０３は、「第２中性点ブス」の一例である。中性点本体部１０３ａは、「第２中性点本体部」の一例である。中性点連結部１０３ｂは、「第２中性点極連結部」の一例である。
【０１１３】
次に、第２コンデンサユニットＣＵＢに対応して設けられた正極ブス１０１、負極ブス１０２、および中性点ブス１０３について説明する。なお、第２コンデンサユニットＣＵＢに対応して設けられた正極ブス１０１、負極ブス１０２、および中性点ブス１０３は、第１コンデンサユニットＣＵＡに対応して設けられた正極ブス１０１、負極ブス１０２、および中性点ブス１０３とそれぞれ略同じである。このため、第２コンデンサユニットＣＵＢに対応して設けられた正極ブス１０１、負極ブス１０２、および中性点ブス１０３に関する説明は、第１コンデンサユニットＣＵＡに対応して設けられた正極ブス１０１、負極ブス１０２、および中性点ブス１０３に関する上記説明において、「＋Ｙ方向」と「−Ｙ方向」とを逆に読み替えればよい。
【０１１４】
第２コンデンサユニットＣＵＢに対応して設けられた正極ブス１０１は、「第４正極ブス」の一例である。第２コンデンサユニットＣＵＢに対応して設けられた正極本体部１０１ａは、「第４正極本体部」の一例である。第２コンデンサユニットＣＵＢに対応して設けられた正極連結部１０１ｂは、「第４正極連結部」の一例である。この正極連結部１０１ｂは、正極本体部１０１ａから−Ｙ方向に折り曲げられている。
【０１１５】
第２コンデンサユニットＣＵＢに対応して設けられた負極ブス１０２は、「第４負極ブス」の一例である。第２コンデンサユニットＣＵＢに対応して設けられた負極本体部１０２ａは、「第４負極本体部」の一例である。第２コンデンサユニットＣＵＢに対応して設けられた負極連結部１０２ｂは、「第４負極連結部」の一例である。この負極連結部１０２ｂは、負極本体部１０２ａから−Ｙ方向に折り曲げられている。
【０１１６】
第２コンデンサユニットＣＵＢに対応して設けられた中性点ブス１０３は、「第４中性点ブス」の一例である。第２コンデンサユニットＣＵＢに対応して設けられた中性点本体部１０３ａは、「第４中性点本体部」の一例である。第２コンデンサユニットＣＵＢに対応して設けられた中性点連結部１０３ｂは、「第４中性点連結部」の一例である。この中性点連結部１０３ｂは、中性点本体部１０３ａから−Ｙ方向に折り曲げられている。
【０１１７】
第２外枠部材１００の前面（−Ｘ方向側の面）には、第４固定部１００ｃおよび複数の第５固定部１００ｄが設けられている。第４固定部１００ｃは、素子ユニットＥＵの第１連結板４１の第４挿通穴４１ｃに向かい合う。第４固定部１００ｃには、第４挿通穴４１ｃに通された締結部材１２４が固定される。第５固定部１００ｄは、素子ユニットＥＵの第２連結板４２の第５挿通穴４２ｃに向かい合う。第５固定部１００ｄには、第５挿通穴４２ｃに通された締結部材１２５が固定される。
【０１１８】
次に、支持シャーシ１１０について説明する。図１５は、第１コンデンサユニットＣＵＡを示す斜視図である。支持シャーシ１１０は、第１支持板１１１、第２支持板１１２、および複数の連結棒１１３を有する。第１支持板１１１および第２の支持板１１２の各々は、Ｘ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。第１支持板１１１は、複数のコンデンサＣの＋Ｙ方向側の端部に取り付けられ、複数のコンデンサＣを支持している。第２支持板１１２は、複数のコンデンサＣの−Ｙ方向側の端部に取り付けられ、複数のコンデンサＣを支持している。複数の連結棒１１３は、第１支持板１１１と第２支持板１１２とを連結している。ただし、第１支持板１１１および第２支持板１１２のいずれか一方および連結棒１１３は、省略されてもよい。
【０１１９】
本実施形態では、支持シャーシ１１０は、素子ユニットＥＵの第１支持シャーシ３２および第２支持シャーシ３３とは別体に形成されている。支持シャーシ１１０は、第１支持シャーシ３２および第２支持シャーシ３３とは分離可能である。なお、第２コンデンサユニットＣＵＢの支持シャーシ１１０は、第１コンデンサユニットＣＵＡの支持シャーシ１１０と略同じである。
【０１２０】
図１６は、コンデンサユニットＣＵに含まれる構成要素の電気接続関係を示す図である。複数の第１コンデンサＣ１は、互いに電気的に直列または並列に接続されている。複数の第２コンデンサＣ２は、互いに電気的に直列または並列に接続されている。
【０１２１】
＜２．２．３  素子ユニットとコンデンサユニットの連結構造＞
図１７は、素子ユニットＥＵ、コンデンサユニットＣＵ、およびこれらを連結する締結部材１２１，１２２，１２３，１２４，１２５を示す斜視図である。図１７は、素子ユニットＥＵの前面カバー５１が第１外枠部材３０から取り外された状態を示す。締結部材１２１，１２２，１２３，１２４，１２５は、Ｘ方向に沿って設けられている。締結部材１２１，１２２，１２３，１２４，１２５は、例えばねじまたはボルトであるが、これらに限定されない。これら締結部材１２１，１２２，１２３，１２４，１２５は、例えば長尺のソケットレンチなどによってアクセス空間Ｓ１に挿入される。
【０１２２】
締結部材１２１は、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵがＸ方向に並べられ、第１外枠部材３０に前面カバー５１が取り付けられていない状態で、素子ユニットＥＵの外部からアクセス空間Ｓ１に挿入される。そして、締結部材１２１は、アクセス空間Ｓ１を通じて、＋Ｘ方向に沿って正極連結部７５ｂの第１挿通穴７５ｃに通される。第１挿通穴７５ｃに通された締結部材１２１は、コンデンサユニットＣＵの正極連結部１０１ｂの第１固定部１０１ｃに係合して固定される。これにより、締結部材１２１によって素子ユニットＥＵの正極連結部７５ｂとコンデンサユニットＣＵの正極連結部１０１ｂとが取り外し可能に連結され、素子ユニットＥＵの正極ブス７５とコンデンサユニットＣＵの正極ブス１０１とが物理的および電気的に接続される。第１モジュールセット７０Ａの正極ブス７５に取り付けられる締結部材１２１は、「第１締結部材」および「第１締結要素」のそれぞれ一例である。第２モジュールセット７０Ｂの正極ブス７５に取り付けられる締結部材１２１は、「第３締結部材」および「第３締結要素」のそれぞれの一例である。
【０１２３】
締結部材１２２は、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵがＸ方向に並べられ、第１外枠部材３０に前面カバー５１が取り付けられていない状態で、素子ユニットＥＵの外部からアクセス空間Ｓ１に挿入される。そして、締結部材１２２は、アクセス空間Ｓ１を通じて、＋Ｘ方向に沿って負極連結部７６ｂの第２挿通穴７６ｃに通される。負極連結部７６ｂの第２挿通穴７６ｃに通された締結部材１２２は、コンデンサユニットＣＵの負極連結部１０２ｂの第２固定部１０２ｃに係合して固定される。これにより、締結部材１２２によって素子ユニットＥＵの負極連結部７６ｂとコンデンサユニットＣＵの負極連結部１０２ｂとが取り外し可能に連結され、素子ユニットＥＵの負極ブス７６とコンデンサユニットＣＵの負極ブス１０２とが物理的および電気的に接続される。第１モジュールセット７０Ａの負極ブス７６に取り付けられる締結部材１２２は、「第２締結部材」および「第２締結要素」のそれぞれの一例である。第２モジュールセット７０Ｂの負極ブス７６に取り付けられる締結部材１２２は、「第４締結部材」および「第４締結要素」のそれぞれの一例である。
【０１２４】
締結部材１２３は、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵがＸ方向に並べられ、第１外枠部材３０に前面カバー５１が取り付けられていない状態で、素子ユニットＥＵの外部からアクセス空間Ｓ１に挿入される。そして、締結部材１２３は、アクセス空間Ｓ１を通じて、＋Ｘ方向に沿って中性点連結部７７ｂの第３挿通穴７７ｃに通される。中性点連結部７７ｂの第３挿通穴７７ｃに通された締結部材１２３は、コンデンサユニットＣＵの中性点連結部１０３ｂの第３固定部１０３ｃに係合して固定される。これにより、締結部材１２３によって素子ユニットＥＵの中性点連結部７７ｂとコンデンサユニットＣＵの中性点連結部１０３ｂとが取り外し可能に連結され、素子ユニットＥＵの中性点ブス７７とコンデンサユニットＣＵの中性点ブス１０３とが物理的および電気的に接続される。第１モジュールセット７０Ａの中性点ブス７７に取り付けられる締結部材１２３は、「第５締結部材」および「第５締結要素」のそれぞれの一例である。第２モジュールセット７０Ｂの中性点ブス７７に取り付けられる締結部材１２３は、「第６締結部材」および「第６締結要素」のそれぞれの一例である。
【０１２５】
締結部材１２４は、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵがＸ方向に並べられ、第１外枠部材３０に前面カバー５１が取り付けられていない状態で、素子ユニットＥＵの外部からアクセス空間Ｓ１に挿入される。そして、締結部材１２４は、アクセス空間Ｓ１を通じて、＋Ｘ方向に沿って第１連結板４１の第４挿通穴４１ｃに通される。第１連結板４１の第４挿通穴４１ｃに通された締結部材１２４は、コンデンサユニットＣＵの第４固定部１００ｃに係合して固定される。これにより、締結部材１２４によって第１外枠部材３０と第２外枠部材１００とが取り外し可能に連結される。
【０１２６】
締結部材１２５は、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵがＸ方向に並べられ、第１外枠部材３０に前面カバー５１が取り付けられていない状態で、素子ユニットＥＵの外部から収容空間Ｓ３に挿入される。そして、締結部材１２５は、収容空間Ｓ３を通じて、＋Ｘ方向に沿って第２連結板４２の第５挿通穴４２ｃに通される。第２連結板４２の第５挿通穴４２ｃに通された締結部材１２５は、コンデンサユニットＣＵの第５固定部１００ｄに係合して固定される。これにより、締結部材１２５によって第１外枠部材３０と第２外枠部材１００とが取り外し可能に連結される。
【０１２７】
＜２．２．４  前面カバー＞
次に、素子ユニットＥＵの前面カバー５１について説明する。図１８は、素子ユニットＥＵを一部分解して示す斜視図である。前面カバー５１は、締結部材１２１，１２２，１２３，１２４，１２５によって素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵとが連結された後に、第１外枠部材３０に取り付けられる。前面カバー５１は、不図示の締結部材によって第１外枠部材３０に着脱可能に取り付けられる。前面カバー５１は、第１外枠部材３０の前面の略全域を覆う大きさを有する。前面カバー５１は、遮風部（カバー部）１３０、第１開口部１３１、第２開口部１３２、第３開口部１３３、および第４開口部１３４を有する。
【０１２８】
遮風部１３０は、Ｘ方向で、アクセス空間Ｓ１の少なくとも一部を覆う。すなわち、遮風部１３０は、前面カバー５１が第１外枠部材３０に取り付けられることで、アクセス空間Ｓ１を閉じる。本実施形態では、遮風部１３０は、アクセス空間Ｓ１の略全域を覆う。ただし、遮風部１３０は、アクセス空間Ｓ１の一部のみを覆ってもよい。素子ユニットＥＵに向けて筐体２０内を流れる冷却風は、遮風部１３０によってアクセス空間Ｓ１に流入しにくくなる。その結果、より多くの冷却風が第１ヒートシンク８０Ａの複数のフィン８２の間の隙間、および第２ヒートシンク８０Ｂの複数のフィン８２の間の隙間に導かれることになる。
【０１２９】
第１開口部１３１は、Ｘ方向で、第１ヒートシンク８０Ａの複数のフィン８２に面する。第２開口部１３２は、Ｘ方向で、第２ヒートシンク８０Ｂの複数のフィン８２に面する。これにより、素子ユニットＥＵに向けて筐体２０内を流れる冷却風は、第１開口部１３１および第２開口部１３２を通じて、第１ヒートシンク８０Ａの複数のフィン８２の間の隙間、および第２ヒートシンク８０Ｂの複数のフィン８２の間の隙間に供給される。すなわち、遮風部１３０によりアクセス空間Ｓ１の少なくとも一部を覆うことにより、より多くの風をより多くの冷却風が第１ヒートシンク８０Ａの複数のフィン８２の間の隙間、および第２ヒートシンク８０Ｂの複数のフィン８２の間の隙間を通過する。
【０１３０】
第３開口部１３３は、中継ブス７１の第１部分７１ａに対応する位置に設けられている。中継ブス７１の第１部分７１ａは、前面カバー５１が第１外枠部材３０に取り付けられた場合、第３開口部１３３を通って前面カバー５１よりも−Ｘ方向側に突出する。本実施形態では、中継ブス７１の第１部分７１ａは、−Ｘ方向に延びている。このような構成によれば、中継ブス７１を第３開口部１３３に通しやすい。
【０１３１】
第４開口部１３４は、第２端子ブス８０に対応する位置に設けられている。第２端子ブス８０は、前面カバー５１が第１外枠部材３０に取り付けられた場合、第４開口部１３４を通って前面カバー５１よりも−Ｘ方向側に突出する。本実施形態では、第２端子ブス８０は、−Ｘ方向に延びている。このような構成によれば、第２端子ブス８０を第４開口部１３４に通しやすい。
【０１３２】
第１連結ブス５２は、支持具１３５を介して前面カバー５１の外面に取り付けられている。第１連結ブス５２は、前面カバー５１が第１外枠部材３０に取り付けられた状態で、第１外枠部材３０の外側（−Ｘ方向側）に位置する。第１連結ブス５２は、第３開口部１３３を通じて前面カバー５１よりも−Ｘ方向側に突出した第１モジュールセット７０Ａの中継ブス７１に接続される。本実施形態では、第１連結ブス５２は、互いに別部品である第１部材５２ａと第２部材５２ｂとによって構成されている。第１部材５２ａと第２部材５２ｂとの間には、後述するヒューズ５４が挟まれている。
【０１３３】
第２連結ブス５３は、支持具１３５を介して前面カバー５１の外面に取り付けられている。第２連結ブス５３は、前面カバー５１が第１外枠部材３０に取り付けられた状態で、第１外枠部材３０の外側（−Ｘ方向側）に位置する。第２連結ブス５３は、第３開口部１３３を通じて前面カバー５１よりも−Ｘ方向側に突出した第２モジュールセット７０Ｂの中継ブス７１に接続される。
【０１３４】
ヒューズ５４は、第１連結ブス５２の第１部材５２ａと第２部材５２ｂとの間に設けられ、第１部材５２ａと第２部材５２ｂとの間に電気的に直列に接続されている。これにより、ヒューズ５４は、前面カバー５１と一体に設けられている。ヒューズ５４は、素子ユニットＥＵに過電流が流れた場合、電流が流れる経路を遮断し、素子ユニットＥＵを保護する。ヒューズ５４は、前面カバー５１が第１外枠部材３０に取り付けられた状態で、第１外枠部材３０の外部に配置されている。
【０１３５】
ここで、ヒューズ５４は、温度が高くなると作動しやすくなる。このため、ヒューズ５４は、あまり高温にならないほうが好ましい。本実施形態では、ヒューズ５４は、第１外枠部材３０の外部に位置するため、筐体２０内を流れる冷却風に晒され、冷却風によって直接冷却される。このため、ヒューズ５４の温度が上昇しにくい。その結果、ヒューズ５４の意図しない作動や劣化を抑制することができる。
【０１３６】
ＨＣＴ５５は、直接または支持具を介して前面カバー５１の外面に取り付けられている。これにより、ＨＣＴ５５は、前面カバー５１と一体に設けられている。第２連結ブス５３は、ＨＣＴ５５を貫通している。ＨＣＴ５５は、第２連結ブス５３に流れる電流値を検出する。ＨＣＴ５５は、前面カバー５１が第１外枠部材３０に取り付けられた状態で、第１外枠部材３０の外部に配置されている。
【０１３７】
ここで、ＨＣＴ５５により検出された電流値は、ＨＣＴ５５の温度に応じた温度補正が必要になる。このため、ＨＣＴ５５の温度は、なるべく変化しないことが好ましい。本実施形態では、ＨＣＴ５５は、第１外枠部材３０の外部に位置するため、筐体２０内を流れる冷却風に晒され、冷却風によって直接冷却される。このため、ＨＣＴ５５の温度が変化しにくい。その結果、ＨＣＴ５５による電流値の検出精度を高めることができる。また、温度上昇によるＨＣＴ５５の劣化を抑制することができる。
【０１３８】
＜２．２．５  棚板に対する単相セルユニットの固定構造＞
次に、棚板２３に対する単相セルユニット６の固定構造について説明する。図１９は、棚板２３を示す斜視図である。ドライブ装置１は、棚板２３に対する単相セルユニット６の固定構造として、複数の第１ガイド１４１、複数の第２ガイド１４２、複数の第３ガイド１４３（図２０参照）、複数の第４ガイド１４４（図２０参照）、後部固定部材１４５、中間固定部材１４６、および前部固定部材１４７を有する。前部固定部材１４７は、ボルトまたはねじのような締結部材によって素子ユニットＥＵの第１端部ＥＵａに固定される。また、前部固定部材１４７は、ボルトまたはねじのような締結部材によって棚板２３に固定される。これにより、前部固定部材１４７は、素子ユニットＥＵの第１端部ＥＵａを棚板２３に固定する。
【０１３９】
第１ガイド１４１は、棚板２３の上面のなかでコンデンサユニットＣＵに対応する領域に取り付けられている。第１ガイド１４１は、Ｘ方向に沿って線状に延びている。例えば２本の第１ガイド１４１は、Ｙ方向に間隔を空けて互いに略並行に配置されている。
【０１４０】
第２ガイド１４２は、棚板２３の上面のなかで素子ユニットＥＵに対応する領域に取り付けられている。第２ガイド１４２は、Ｘ方向に沿って線状に延びている。例えば２本の第２ガイド１４２は、Ｙ方向に間隔を空けて互いに略並行に配置されている。これら第１ガイド１４１、第２ガイド１４２、および後述する第３ガイド１４３、第４ガイド１４４は、例えばナイロン樹脂製であり、摩擦係数が小さい。
【０１４１】
図２０は、素子ユニットＥＵおよびコンデンサユニットＣＵの下面を示す斜視図である。図２０および後述する図２１では、固定部１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃ，１００ｃ，１００ｄの図示は省略している。複数の第３ガイド１４３は、コンデンサユニットＣＵの下面に取り付けられている。第３ガイド１４３は、Ｘ方向に沿って線状に延びている。複数の第３ガイド１４３は、Ｙ方向に間隔を空けて互いに略並行に配置されている。複数の第３ガイド１４３は、第１ガイド１４１の近傍に配置された２本の第３ガイド１４３Ａを含む。２本の第３ガイド１４３Ａの間には、棚板２３に設けられた２本の第１ガイド１４１が入り込む。２本の第３ガイド１４３Ａは、２本の第１ガイド１４１によって、Ｙ方向の位置が規制された状態で＋Ｘ方向に案内される。これにより、棚板２３上においてコンデンサユニットＣＵのＹ方向の位置が精度良く定まり、且つ、Ｙ方向の位置が固定される。なお、２本の第３ガイド１４３Ａの間に２本の第１ガイド１４１が入り込む構成に代えて、２本の第１ガイド１４１の間に２本の第３ガイド１４３Ａが入り込む構成が採用されてもよい。
【０１４２】
同様に、複数の第４ガイド１４４は、素子ユニットＥＵの下面に取り付けられている。第４ガイド１４４は、Ｘ方向に沿って線状に延びている。複数の第４ガイド１４４は、Ｙ方向に間隔を空けて互いに略並行に配置されている。複数の第４ガイド１４４は、第２ガイド１４２の近傍に配置された２本の第４ガイド１４４Ａを含む。２本の第４ガイド１４４Ａの間には、棚板２３に設けられた２本の第２ガイド１４２が入り込む。２本の第４ガイド１４４Ａは、２本の第２ガイド１４２によって、Ｙ方向の位置が規制された状態で＋Ｘ方向に案内される。これにより、棚板２３上において素子ユニットＥＵのＹ方向の位置が精度良く定まり、且つ、Ｙ方向の位置が固定される。その結果、素子ユニットＥＵの挿通穴７５ｃ，７６ｃ，７７ｃ，４１ｃ，４２ｃとコンデンサユニットＣＵの固定部１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃ，１００ｃ，１００ｄとがそれぞれ精度良く位置合わせされる。なお、２本の第４ガイド１４４Ａの間に２本の第２ガイド１４２が入り込む構成に代えて、２本の第２ガイド１４２の間に２本の第４ガイド１４４Ａが入り込む構成が採用されてもよい。
【０１４３】
図２１は、棚板２３にコンデンサユニットＣＵが載置された状態を示す斜視図である。図２２は、図２１に示された棚板２３のＦ２２−Ｆ２２線に沿う断面図である。
【０１４４】
図２２に示すように、後部固定部材１４５は、第１部分１４５ａと、第２部分１４５ｂと、第３部分１４５ｃとを有する。第１部分１４５ａは、棚板２３の上面と略平行な板状に形成されて棚板２３に固定されている。第２部分１４５ｂは、第１部分１４５ａの−Ｘ方向側の端部から＋Ｚ方向に起立している。第３部分１４５ｃは、第２部分１４５ｂの＋Ｚ方向側の端部から−Ｘ方向に延びている。第３部分１４５ｃと棚板２３の上面との間には、コンデンサユニットＣＵの一部が挿入される窪み１４５ｄが形成されている。コンデンサユニットＣＵの＋Ｘ方向側の端部は、後部固定部材１４５によって形成された窪み１４５ｄに挿入される係合部１４５ｅを有する。係合部１４５ｅは、例えば、コンデンサユニットＣＵの第２外枠部材１００の＋Ｘ方向側の面に、ねじまたはボルトのような締結部材によって固定されている。係合部１４５ｅは、窪み１４５ｄに挿入されて、後部固定部材１４５の第３部分１４５ｃによって上方から支持される。これにより、コンデンサユニットＣＵの＋Ｘ方向側の端部がＺ方向および＋Ｘ方向に関して固定される。
【０１４５】
図２３は、図２１に示された棚板２３のＦ２３−Ｆ２３線に沿う断面図である。なお図２３は、説明の便宜上、素子ユニットＥＵも図示する。中間固定部材１４６は、コンデンサユニットＣＵが棚板２３に載置された後であって、素子ユニットＥＵが棚板２３に載置される前に、コンデンサユニットＣＵと棚板２３とにそれぞれ固定される。
【０１４６】
詳しく述べると、中間固定部材１４６は、第１部分１４６ａと、第２部分１４６ｂとを有する。第１部分１４６ａは、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵとの間に位置する。第１部分１４６ａは、コンデンサユニットＣＵの前面と略平行な板状に形成されて、皿ねじのような締結部材１４９によってコンデンサユニットＣＵに固定される。第２部分１４６ｂは、棚板２３の上面と略平行な板状に形成されて、皿ねじのような締結部材１４９によって棚板２３に固定される。中間固定部材１４６が設けられることで、コンデンサユニットＣＵの−Ｘ方向側の端部がＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向において棚板２３に固定される。このようにコンデンサユニットＣＵが固定された後、コンデンサユニットＣＵと素子ユニットＥＵとが上述の方法により固定されることで、単相セルユニット６の全体がＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向において固定される。
【０１４７】
ここで、中間固定部材１４６の第２部分１４６ｂのＺ方向の厚さｔ１は、第４ガイド１４４（または第２ガイド１４２）のＺ方向の厚さｔ２よりも薄い。このため、中間固定部材１４６は、素子ユニットＥＵが棚板２３上に載置された状態で、素子ユニットＥＵに干渉しない。第２部分１４６ｂの少なくとも一部は、素子ユニットＥＵの下方に位置する。すなわち、第２部分１４６ｂの少なくとも一部は、第４ガイド１４４（または第２ガイド１４２）が設けられることで形成された素子ユニットＥＵの下面と棚板２３の上面との間の隙間に配置されている。また、皿ねじのような締結部材１４９が用いられた場合、締結部材１４９と素子ユニットＥＵとが干渉することを避けることができる。
【０１４８】
次に、素子ユニットＥＵの一部の部品の細部について説明する。
＜２．２．６  第１端子ブスおよび第２端子ブス＞
まず、第１端子ブス７２および第２端子ブス８０について説明する。図２４は、図８でＦ２４線で囲まれた領域を拡大して示す斜視図である。第１端子ブス７２は、複数の薄い板材１５１がＹ方向に積層されることで形成されている。
【０１４９】
図２５は、図８でＦ２５線で囲まれた領域を拡大して示す斜視図である。第２端子ブス８０は、複数の薄い板材１５１がＹ方向に積層されることで形成されている。
【０１５０】
このような構成によれば、第１端子ブス７２および第２端子ブス８０のそれぞれが１枚の板材によって形成された場合に比べて、第１端子ブス７２および第２端子ブス８０の柔軟性を高めることができる。第１端子ブス７２および第２端子ブス８０の柔軟性が高まると、第１端子ブス７２および第２端子ブス８０は、第１モジュールセット７０Ａの部品に含まれる部品公差や、単相セルユニット６の外部に設けられる外部接続ブスと単相セルユニット６との間の公差、および第１モジュールセット７０Ａの部品の熱膨張などに追従して変形することができる。これにより、単相セルユニット６の内部の部品公差や単相セルユニット６の外部に設けられる外部接続ブスと単相セルユニット６との間の公差に起因して生じる応力の低減、および接触熱抵抗の低減を図ることができる。
【０１５１】
＜２．２．７  導電性スペーサ＞
次に、導電性スペーサ（導体部品）１６１について説明する。図２６は、図８に示されたコンバータ１２のＦ２６−Ｆ２６線に沿う断面図である。中性点ブス７７は、正極ブス７５および負極ブス７６との干渉を避け、且つ、正極ブス７５および負極ブス７６に対する絶縁距離を確保するために、クランプダイオードモジュールＤＣＭａの表面から＋Ｙ方向に所定距離だけ離れた位置に配置されている。このため、中性点ブス７７の中性点本体部７７ａとクランプダイオードモジュールＤＣＭａのパッケージ６５の表面との間には、Ｙ方向の隙間が存在する。本実施形態では、中性点ブス７７の中性点本体部７７ａとクランプダイオードモジュールＤＣＭａの端子６５ｃとの間に導電性スペーサ１６１が介在されている。導電性スペーサ１６１は、例えば、直方体状の金属ブロックである。導電性スペーサ１６１は、中性点ブス７７とクランプダイオードモジュールＤＣＭａの端子６５ｃとを固定する締結部材１６２が通される挿通穴ｈを有する。中性点ブス７７は、導電性スペーサ１６１を介してクランプダイオードモジュールＤＣＭａの端子６５ｃに電気的に接続されている。なお、導電性スペーサ１６１には、中性点ブス７７がＸ−Ｚ平面で回転することを抑制する２点止め用の締結部材１６３が取り付けられてもよい。締結部材１６３は、例えばＸ方向において締結部材１６２とは異なる位置で、中性点ブス７７と導電性スペーサ１６１とを固定している。
【０１５２】
このような導電性スペーサ１６１を設けることで、プレス加工による中性点ブス７７の曲げ形状を減らすまたは無くすことができる。これにより、ドライブ装置１の製造コストの削減を図ることができる。なお、導電性スペーサ１６１は、中性点ブス７７の接続に限らず、正極ブス７５または負極ブス７６の接続に用いられてもよい。このような導電性スペーサ１６１は、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵとが分割された電力変換装置に限らず、種々の電力変換装置に広く適用可能である。
【０１５３】
＜２．２．８  コンデンサ保護用の遮蔽板＞
次に、コンデンサ保護用の遮蔽板１７１，１７２について説明する。図２７は、素子ユニットＥＵの後面を示す斜視図である。素子ユニットＥＵは、第１遮蔽板１７１と、第２遮蔽板１７２とを含む。第１遮蔽板１７１および第２遮蔽板１７２は、それぞれＹ方向およびＺ方向に沿う板状に形成されている。第１遮蔽板１７１は、第１モジュールセット７０Ａのスイッチング素子ＳＷ１ａ〜ＳＷ４ａおよびＳＷ１ｂ〜ＳＷ４ｂと、コンデンサユニットＣＵとの間に配置され、第１モジュールセット７０Ａのスイッチング素子ＳＷ１ａ〜ＳＷ４ａおよびＳＷ１ｂ〜ＳＷ４ｂを＋Ｘ方向側から覆っている。第２遮蔽板１７２は、第２モジュールセット７０Ｂのスイッチング素子ＳＷ１ａ〜ＳＷ４ａおよびＳＷ１ｂ〜ＳＷ４ｂと、コンデンサユニットＣＵとの間に配置され、第２モジュールセット７０Ｂのスイッチング素子ＳＷ１ａ〜ＳＷ４ａおよびＳＷ１ｂ〜ＳＷ４ｂを＋Ｘ方向側から覆っている。
【０１５４】
このような遮蔽板１７１，１７２が設けられると、スイッチング素子ＳＷ１ａ〜ＳＷ４ａおよびＳＷ１ｂ〜ＳＷ４ｂのうちいずれかが万が一に破損して破片が飛散した場合でも、破片からコンデンサＣを保護することができる。これにより、ドライブ装置１の修理負担の軽減を図ることができる。また、単相セルユニット６の内部の隙間（例えばアクセス空間Ｓ１）を流れる冷却風の抑制も期待することができる。
【０１５５】
＜２．２．９  素子モジュールの配置レイアウト＞
次に、素子モジュールＱ１ａ，Ｑ２ａ，Ｑ３ａ，Ｑ４ａ，ＤＣＭａの配置レイアウトについて説明する。図２８は、第１モジュールセット７０Ａに含まれる素子モジュールＱ１ａ〜Ｑ４ａ，ＤＣＭａ、Ｑ１ｂ〜Ｑ４ｂ，ＤＣＭｂ、および第１ヒートシンク８０Ａを示す平面図である。第１ヒートシンク８０Ａは、風上側に位置した第１端部８０ａと、風下側に位置した第２端部８０ｂとを有する。
【０１５６】
本実施形態では、ドライブ装置１は、例えば比較的大容量の電力を出力可能なドライブ装置である。このような装置では、１つひとつのモジュールＱ１ａ，Ｑ２ａ，Ｑ３ａ，Ｑ４ａ，ＤＣＭａが比較的大型である。この場合、１つのレグＬａに含まれる素子モジュールＱ１ａ，Ｑ２ａ，Ｑ３ａ，Ｑ４ａを一方向（例えばＺ方向）に並べることが困難になることがある。
【０１５７】
本実施形態では、第１内側素子モジュールＱ２ａおよび第２内側素子モジュールＱ３ａは、第１ヒートシンク８０Ａの第２端部８０ａに比べて、第１ヒートシンク８０Ａの第１端部８０ｂの近くに配置されている。第１内側素子モジュールＱ２ａおよび第２内側素子モジュールＱ３ａは、冷却風の流れ方向とは略直交した方向（例えばＺ方向）に並べられている。
【０１５８】
一方で、第１外側素子モジュールＱ１ａおよび第２外側素子モジュールＱ４ａは、第１ヒートシンク８０Ａの第１端部８０ａに比べて、第１ヒートシンク８０Ａの第２端部８０ｂの近くに配置されている。第１外側素子モジュールＱ１ａおよび第２外側素子モジュールＱ４ａは、冷却風の流れ方向とは略直交した方向（例えばＺ方向）に並べられている。
【０１５９】
ここで本実施形態では、第１外側素子モジュールＱ１ａおよび第２外側素子モジュールＱ４ａの間の間隔Ｐ１は、第１内側素子モジュールＱ２ａおよび第２内側素子モジュールＱ３ａの間の間隔Ｐ２よりも大きい。すなわち、第１外側素子モジュールＱ１ａおよび第２外側素子モジュールＱ４ａは、冷却風の流れ方向とは略直交する方向（例えばＺ方向）で、第１内側素子モジュールＱ２ａおよび第２内側素子モジュールＱ３ａに対してずれた位置に配置されている。本実施形態では、第１外側素子モジュールＱ１ａおよび第２外側素子モジュールＱ４ａは、第１内側素子モジュールＱ２ａおよび第２内側素子モジュールＱ３ａに対して完全にずれてはおらず、第１内側素子モジュールＱ２ａおよび第２内側素子モジュールＱ３ａに対してそれぞれ冷却風の流れ方向（例えばＸ方向）で一部重なる。
【０１６０】
このような配置レイアウトによれば、第１外側素子モジュールＱ１ａの近傍において第１ヒートシンク８０Ａの複数のフィン８２の間の隙間を流れる少なくとも一部の冷却風は、第１内側素子モジュールＱ２ａによる熱の煽りを受けにくい。これにより、第１外側素子モジュールＱ１ａの放熱性を高めることができる。同様に、第２外側素子モジュールＱ４ａの近傍において第１ヒートシンク８０Ａの複数のフィン８２の間の隙間を流れる少なくとも一部の冷却風は、第２内側素子モジュールＱ３ａによる熱の煽りを受けにくい。これにより、第２外側素子モジュールＱ４ａの放熱性を高めることができる。なお、このような配置レイアウトは、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵとが分割された電力変換装置に限らず、種々の電力変換装置に広く適用可能である。
【０１６１】
以上のような構成のドライブ装置１によれば、ドライブ装置１の修理負担の軽減を図ることができるとともに、ドライブ装置１の設置負担の軽減を図ることができる。すなわち、複数のスイッチング素子と複数のコンデンサとが一体化されている構成では、スイッチング素子が故障した場合、コンデンサを含むユニット単位で交換する必要が生じる場合がある。また、装置の設置時には、複数のスイッチング素子と複数のコンデンサとを含むユニットを持ち上げて筐体２０内に挿入する必要がある。このような設置方法によれば、作業負担が大きくなる。
【０１６２】
一方で、本実施形態では、単相セルユニット６は、素子ユニットＥＵと、コンデンサユニットＣＵとに分割されている。素子ユニットＥＵの第１外枠部材３０と、コンデンサユニットＣＵの第２外枠部材１００は、分離可能である。素子ユニットＥＵの正極ブス７５とコンデンサユニットＣＵの正極ブス１０１とは、取り外し可能に連結されている。素子ユニットＥＵの負極ブス７６とコンデンサユニットＣＵの負極ブス１０２とは、取り外し可能に連結されている。このような構成によれば、正極ブス７５，１０１および負極ブス７６，１０２の連結を取り外すことで、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵとを容易に分離することができる。その結果、スイッチング素子が故障した場合、素子ユニットＥＵのみを交換し、コンデンサユニットＣＵの継続使用を図ることができる。これにより、ドライブ装置１の修理負担の軽減を図ることができる。また、素子ユニットＥＵと、コンデンサユニットＣＵとに分割されていると、装置の設置時には、素子ユニットＥＵと、コンデンサユニットＣＵとを、個別に持ち上げて筐体２０内に挿入することができる。これにより、１回の持ち上げ作業で持ち上げる必要がある重量を小さくすることができ、作業負担の軽減を図ることができる。
【０１６３】
本実施形態では、ドライブ装置１の筐体２０は、素子ユニットＥＵおよびコンデンサユニットＣＵを筐体２０内に挿入可能な開口部２１を有する。素子ユニットＥＵは、コンデンサユニットＣＵに比べて、開口部２１の近くに配置されている。このような構成によれば、素子ユニットＥＵが故障した場合に、コンデンサユニットＣＵを筐体２０内に残した状態で素子ユニットＥＵだけを筐体２０から容易に取り出して交換することができる。これにより、修理時の作業負担のさらなる軽減を図ることができる。
【０１６４】
本実施形態では、素子ユニットＥＵの正極ブス７５は、＋Ｙ方向に折り曲げられた正極連結部７５ｂを有する。コンデンサユニットＣＵの正極ブス１０１は、＋Ｙ方向に折り曲げられた正極連結部１０１ｂを有する。素子ユニットＥＵの正極連結部７５ｂとコンデンサユニットＣＵの正極連結部１０１ｂとは、締結部材１２１によって取り外し可能に連結されている。このような構成によれば、筐体２０の前面側から締結部材１２１の取り付け作業および取り外し作業を容易に行うことができる。これにより、装置の設置時および修理時の作業負担のさらなる軽減を図ることができる。
【０１６５】
本実施形態では、素子ユニットＥＵは、第１端部ＥＵａと、第１端部ＥＵａとは反対側に位置してコンデンサユニットＣＵに面した第２端部ＥＵｂとを有する。素子ユニットＥＵの正極連結部７５ｂおよび負極連結部７６ｂは、素子ユニットＥＵの第２端部ＥＵｂに配置されている。このような構成によれば、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵの境界部において素子ユニットＥＵおよびコンデンサユニットＣＵとを安定して連結することができる。
【０１６６】
本実施形態では、第１ヒートシンク８０Ａおよび第２ヒートシンク８０Ｂは、第１ヒートシンク８０Ａの第１面８１ａと第２ヒートシンク８０Ｂの第１面８１ａとを向かい合わせにするとともに、互いの間にアクセス空間Ｓ１を空けて配置されている。素子ユニットＥＵの正極連結部７５ｂおよび負極連結部７６ｂは、第１ヒートシンク８０Ａと第２ヒートシンク８０Ｂとの間のアクセス空間Ｓ１に露出している。このような構成によれば、第１ヒートシンク８０Ａと第２ヒートシンク８０Ｂとの間のアクセス空間Ｓ１を利用して、筐体２０の前面側から締結部材１２１，１２２の取り付けおよび取り外しをさらに容易に行うことができる。これにより、装置の設置時および修理時の作業負担のさらなる軽減を図ることができる。
【０１６７】
本実施形態では、素子ユニットＥＵの正極連結部７５ｂは、締結部材１２１が通される第１挿通穴７５ｃを有する。第１挿通穴７５ｃは、アクセス空間Ｓ１に露出する。素子ユニットＥＵの負極連結部７６ｂは、締結部材１２２が通される第２挿通穴７６ｃを有する。第２挿通穴７６ｃは、アクセス空間Ｓ１に露出する。このような構成によれば、第１ヒートシンク８０Ａと第２ヒートシンク８０Ｂとの間のアクセス空間Ｓ１を利用して、筐体２０の前面側から締結部材１２１，１２２の取り付けおよび取り外しをさらに容易に行うことができる。これにより、装置の設置時および修理時の作業負担のさらなる軽減を図ることができる。
【０１６８】
本実施形態では、第１電力変換ユニットＰＵＡの正極連結部７５ｂおよび負極連結部７６ｂと、第２電力変換ユニットＰＵＢの正極連結部７５ｂおよび負極連結部７６ｂとが向かい合わせに配置されている。このような構成によれば、第１電力変換ユニットＰＵＡの正極連結部７５ｂおよび負極連結部７６ｂと、第２電力変換ユニットＰＵＢの正極連結部７５ｂおよび負極連結部７６ｂとが互いに離れる方向に向いている場合に比べて、第１ヒートシンク８０Ａと第２ヒートシンク８０Ｂとの間のアクセス空間Ｓ１を広く確保することができる。これにより、装置の設置時および修理時の作業負担のさらなる軽減を図ることができる。
【０１６９】
ここで、第１電力変換ユニットと第２電力変化ユニットがレグ単位ではなくＰ極側モジュールとＮ極側モジュールとで分割されている場合について考える。この場合、第１電力変換ユニットの単品または第２電力変換ユニットの単品では、遮断試験など必要な試験を行うことが困難である。一方で、本実施形態では、第１電力変換ユニットＰＵＡと第２電力変換ユニットＰＵＢとは、レグ単位で分割されている。このため、第１電力変換ユニットＰＵＡの単品または第２電力変換ユニットＰＵＢの単品で、遮断試験など必要な試験を行うことができる。また本実施形態の構成によれば、第１電力変換ユニットＰＵＡと第２電力変換ユニットＰＵＢとの構成を同じにしやすい。このため、第１電力変換ユニットＰＵＡおよび第２電力変換ユニットＰＵＢに含まれるブスやその他の部品を共通化しやすくなる。
【０１７０】
本実施形態では、素子ユニットＥＵは、第１接続ブス７３に取り付けられ、アクセス空間Ｓ１においてゲート配線８３を支持した支持体８２Ａを有する。このような構成によれば、接続ブス７３に設けられた支持体８２Ａによってゲート配線８３が定位置に保持される。このため、アクセス空間Ｓ１を利用した締結部材１２１，１２２，１２３の取り付けおよび取り外しの作業時にゲート配線８３が邪魔になりにくい。これにより、装置の設置時および修理時の作業負担のさらなる軽減を図ることができる。
【０１７１】
本実施形態では、素子ユニットＥＵは、第１外枠部材３０に着脱可能に取り付けられ、アクセス空間Ｓ１の少なくとも一部を覆う前面カバー５１を有する。このような構成によれば、アクセス空間Ｓ１が設けられた場合であってもアクセス空間Ｓ１に冷却風が流入することを抑制することができる。これにより、冷却風を第１ヒートシンク８０Ａのフィン８２および第２ヒートシンク８０Ｂのフィン８２に集中的に供給することができる。これにより、素子ユニットＥＵの放熱性を高めることができる。
【０１７２】
本実施形態では、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵとの境界部でコンデンサユニットＣＵを棚板２３に固定する中間固定部材１４６が設けられている。このような構成によれば、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵとが分割された構成であっても、コンデンサユニットＣＵを棚板２３に強固に固定することができる。本実施形態では、中間固定部材１４６は、コンデンサユニットＣＵに固定された第１部分１４６ａと、棚板２３に固定された第２部分１４６ｂとを含む。第２部分１４７ｂの少なくとも一部は、素子ユニットＥＵの下方に配置されている。このような構成によれば、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵとの連結に中間固定部材１４６が邪魔になりにくい。これにより、単相セルユニット６の小型化を図ることができる。
【０１７３】
次に、いくつかの変形例について説明する。
（第１変形例）
図２９は、第１変形例の単相セルユニット６を示す斜視図である。本変形例は、締結部材１２１，１２２，１２３，１２４，１２５がコンデンサユニットＣＵに設けられており、ナットのような固定部１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃ，１００ｃ，１００ｄが＋Ｘ方向から取り付けられることで素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵとの締結が行われる点で上述の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、上述の実施形態と同様である。
【０１７４】
詳しく述べると、本変形例では、締結部材１２１，１２２，１２３，１２４，１２５は、例えばねじまたはボルトであり、ねじ軸を−Ｘ方向に向けて、コンデンサユニットＣＵの正極連結部１０１ｂ、負極連結部１０２ｂ、中性点連結部１０３ｂ、第２外枠部材１００の下端部、および第２外枠部材１００の上端部にそれぞれ溶接または別の方法で固定されている。締結部材１２１，１２２，１２３，１２４，１２５のねじ軸は、素子ユニットＥＵを−Ｘ方向側からコンデンサユニットＣＵに隣り合わせることで、素子ユニットＥＵの正極連結部７５ｂの第１挿通穴７５ｃ、負極連結部７６ｂの第２挿通穴７６ｃ、中性点連結部７７ｂの第３挿通穴７７ｃ、第１連結板４１の第４挿通穴４１ｃ、第２連結板４２の第５挿通穴４２ｃにそれぞれ通される。本変形例では、締結部材１２１，１２２，１２３は、後述する固定部１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃが締結部材１２１，１２２，１２３から取り外された状態で、アクセス空間Ｓ１（さらに言えば、空間Ｓ１のなかでも上述した空間Ｓ２）に露出する。
【０１７５】
固定部１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃは、例えばナットのような係合部材であり、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵがＸ方向に並べられ、第１外枠部材３０に前面カバー５１が取り付けられていない状態で、素子ユニットＥＵの外部からアクセス空間Ｓ１に挿入される。そして、固定部１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃは、アクセス空間Ｓ１を通じて締結部材１２１，１２２，１２３にそれぞれ係合して固定される。これにより、固定部１０１ｃによって素子ユニットＥＵの正極連結部７５ｂとコンデンサユニットＣＵの正極連結部１０１ｂとが取り外し可能に連結され、素子ユニットＥＵの正極ブス７５とコンデンサユニットＣＵの正極ブス１０１とが物理的および電気的に接続される。さらに、固定部１０２ｃによって素子ユニットＥＵの負極連結部７６ｂとコンデンサユニットＣＵの負極連結部１０２ｂとが取り外し可能に連結され、素子ユニットＥＵの負極ブス７６とコンデンサユニットＣＵの負極ブス１０２とが物理的および電気的に接続される。さらに、固定部１０３ｃによって素子ユニットＥＵの中性点連結部７７ｂとコンデンサユニットＣＵの中性点連結部１０３ｂとが取り外し可能に連結され、素子ユニットＥＵの中性点ブス７７とコンデンサユニットＣＵの中性点ブス１０３とが物理的および電気的に接続される。本変形例では、第１モジュールセット７０Ａの正極ブス７５を固定する固定部１０１ｃは、「第１締結要素」の一例である。第２モジュールセット７０Ｂの正極ブス７５を固定する固定部１０１ｃは、「第３締結要素」の一例である。第１モジュールセット７０Ａの負極ブス７６を固定する固定部１０２ｃは、「第２締結要素」の一例である。第２モジュールセット７０Ｂの負極ブス７６を固定する固定部１０２ｃは、「第４締結要素」の一例である。
【０１７６】
固定部１００ｃは、例えばナットのような係合部材であり、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵがＸ方向に並べられ、第１外枠部材３０に前面カバー５１が取り付けられていない状態で、素子ユニットＥＵの外部からアクセス空間Ｓ１に挿入される。そして、固定部１００ｃは、アクセス空間Ｓ１を通じて、締結部材１２４に係合して固定される。これにより、締結部材１２４によって第１外枠部材３０と第２外枠部材１００とが取り外し可能に連結される。
【０１７７】
固定部１００ｄは、例えばナットのような係合部材であり、素子ユニットＥＵとコンデンサユニットＣＵがＸ方向に並べられ、第１外枠部材３０に前面カバー５１が取り付けられていない状態で、素子ユニットＥＵの外部から収容空間Ｓ３に挿入される。そして、固定部１００ｃは、収容空間Ｓ３を通じて、締結部材１２５に係合して固定される。これにより、締結部材１２５によって第１外枠部材３０と第２外枠部材１００とが取り外し可能に連結される。
【０１７８】
このような変形例によっても上述した実施形態と同様の機能を実現することができる。
【０１７９】
（第２変形例）
図３０は、第２変形例の素子ユニットＥＵを示す正面図である。本変形例は、締結部材１２５に対応したガイド部材４５に加え、締結部材１２１，１２２，１２３，１２４のそれぞれに対応したガイド部材４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄが設けられた点で、上述の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、上述の実施形態と同様である。
【０１８０】
詳しく述べると、ガイド部材４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄは、ガイド部材４５と同様に、絶縁物で形成されるとともに、素子ユニットＥＵの内部に配置されている。ガイド部材４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄの各々は、例えば、第１端部ＥＵａ近傍から第２端部ＥＵに亘って連続して延びている。ただし、ガイド部材４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄは、第１端部ＥＵａと第２端部ＥＵｂとの間の一部区間のみに設けられてもよい。ガイド部材４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄの各々は、例えば、第１接続ブス７３、第２接続ブス７４、中性点ブス７７、第３接続ブス７８、または第４接続ブスに不図示の固定部材により固定され、Ｘ方向と略平行な姿勢で支持されている。ガイド部材４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄの各々は、Ｘ方向に延びた内面４５ａ（ガイド面）を有する。なお、ガイド部材４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄは、−Ｙ方向側または＋Ｙ方向側が開放されたＵ字状（または円弧状）に形成されてもよく、筒状（円筒状でもよく、角筒状でもよい）に形成されてもよく、その他の形状でもよい。
【０１８１】
ガイド部材４５Ａは、締結部材１２１に対応して設けられ、締結部材１２１と締結部材１２１を保持した工具Ｔとのうち少なくとも一方を素子ユニットＥＵの内部でコンデンサユニットＣＵの固定部１０１ｃに向けて（言い換えると第１挿通穴７５ｃに向けて）案内可能である。ガイド部材４５Ａの＋Ｘ方向側の端部と正極連結部７５ｂとの間の距離は、例えば締結部材１２１が脱落しない距離以下（例えば、締結部材１２１のねじ軸の直径または頭部の厚さのうち大きい方の寸法より小さい）である。
【０１８２】
ガイド部材４５Ｂは、締結部材１２２に対応して設けられ、締結部材１２２と締結部材１２２を保持した工具Ｔとのうち少なくとも一方を素子ユニットＥＵの内部でコンデンサユニットＣＵの固定部１０２ｃに向けて（言い換えると第２挿通穴７６ｃに向けて）案内可能である。ガイド部材４５Ｂの＋Ｘ方向側の端部と負極連結部７６ｂとの間の距離は、例えば締結部材１２２が脱落しない距離以下（例えば、締結部材１２２のねじ軸の直径または頭部の厚さのうち大きい方の寸法より小さい）である。
【０１８３】
ガイド部材４５Ｃは、締結部材１２３に対応して設けられ、締結部材１２３と締結部材１２３を保持した工具Ｔとのうち少なくとも一方を素子ユニットＥＵの内部でコンデンサユニットＣＵの固定部１０３ｃに向けて（言い換えると第３挿通穴７７ｃに向けて）案内可能である。ガイド部材４５Ｃの＋Ｘ方向側の端部と中性点連結部７７ｂとの間の距離は、例えば締結部材１２３が脱落しない距離以下（例えば、締結部材１２３のねじ軸の直径または頭部の厚さのうち大きい方の寸法より小さい）である。
【０１８４】
ガイド部材４５Ｄは、締結部材１２４に対応して設けられ、締結部材１２４と締結部材１２４を保持した工具Ｔとのうち少なくとも一方を素子ユニットＥＵの内部でコンデンサユニットＣＵの固定部１００ｃに向けて（言い換えると第４挿通穴４１ｃに向けて）案内可能である。ガイド部材４５Ｄの＋Ｘ方向側の端部と第１連結板４１との間の距離は、例えば締結部材１２４が脱落しない距離以下（例えば、締結部材１２４のねじ軸の直径または頭部の厚さのうち大きい方の寸法より小さい）である。
【０１８５】
このような構成によれば、上述の実施形態においてガイド部材４５に関して説明した効果を、締結部材１２１，１２２，１２３，１２４に関しても得ることができる。
【０１８６】
以上、ひとつの実施形態およびいくつかの変形例の電力変換装置について説明した。ただし、実施形態および変形例は、上記例に限定されない。例えば、上述のいくつかの変形例は、互いに組み合わせて実施されてもよい。例えば、上述の第１変形例と第２変形例とが組み合わされる場合、ガイド部材４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄ，４５は、締結部材１２１，１２２，１２３，１２４，１２５に代えて、ナットのような係合部材である固定部１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃ，１００ｃ，１００ｄおよび固定部１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃ，１００ｃ，１００ｄを保持する工具Ｔのうち少なくとも一方を案内してもよい。また、電力変換装置は、３レベルの電力変換装置に限定されず、２レベルの電力変換装置でもよい。また、第１電力変換ユニットＰＵＡと第２電力変換ユニットＰＵＢとは、レグ単位で分割されることに代えて、Ｐ極側のユニットとＮ極側のユニットとに分割されてもよい。また、正極ブス１０１は、少なくとも１つのコンデンサＣ１に電気的に接続されていればよい。負極ブス１０２は、少なくとも１つのコンデンサＣ２に電気的に接続されていればよい。
【０１８７】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、電力変換装置は、素子ユニットと、コンデンサユニットとを備えている。前記素子ユニットは、第１正極ブスと、第１負極ブスと、第１外枠部材とを含む。前記コンデンサユニットは、第２正極ブスと、第２負極ブスと、第２外枠部材とを含む。前記第１外枠部材と前記第２外枠部材とは、互いに分離可能である。前記第１正極ブスと前記第２正極ブスとは、取り外し可能に連結されている。前記第１負極ブスと前記第２負極ブスとは、取り外し可能に連結されている。このような構成によれば、電力変換装置の修理負担の軽減を図ることができる。
【０１８８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１８９】
１…ドライブ装置（電力変換装置）、６…単相セルユニット、１２…コンバータ（第１電力変換モジュール）、１３…インバータ（第２電力変換モジュール）、２０…筐体、２１…開口部、２７…ファン（送風部）、３０…第１外枠部材、４５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄ…ガイド部材、５１…前面カバー、５４…ヒューズ、５５…ＨＣＴ、７０Ａ…第１モジュールセット、７０Ｂ…第２モジュールセット、７５…正極ブス（第１正極ブス）、７５ａ…正極本体部（第１正極本体部）、７５ｂ…正極連結部（第１正極連結部）、７５ｃ…第１挿通穴、７６…負極ブス（第２負極ブス）、７６ａ…負極本体部（第１負極本体部）、７６ｂ…負極連結部（第１負極連結部）、７６ｃ…第２挿通穴、８０Ａ…第１ヒートシンク、８０Ｂ…第２ヒートシンク、８２Ａ〜８２Ｄ…支持体、８３…ゲート配線、１００…第２外枠部材、１０１…正極ブス（第２正極ブス）、１０１ａ…正極本体部（第２正極本体部）、１０１ｂ…正極連結部（第２正極連結部）、１０２…負極ブス（第２負極ブス）、１０２ａ…負極本体部（第２負極本体部）、１０２ｂ…負極連結部（第２負極連結部）、１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃ，１００ｃ，１００ｄ…固定部（締結要素）、１２１，１２２，１２３，１２４，１２５…締結部材（締結要素）、１４６…中間固定部材、１４６ａ…第１部分、１４６ｂ…第２部分、１６１…導電性スペーサ、１７１，１７２…遮蔽板、Ｌａ，Ｌｂ…レグ、ＳＷ１ａ〜ＳＷ４ａ，ＳＷ１ｂ〜ＳＷ４ｂ…スイッチング素子、ＤＦ１ａ〜ＤＦ４ａ，ＤＦ１ｂ〜ＤＦ４ｂ…還流ダイオード、Ｃ…コンデンサ、Ｓ１…アクセス空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月15日(2020.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに電気的に直列に接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子に対してそれぞれ電気的に逆並列に接続された複数のダイオードと、前記複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における第１端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第１正極ブスと、前記複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における前記第１端とは反対側の第２端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第１負極ブスと、前記複数のスイッチング素子、前記複数のダイオード、前記第１正極ブス、および前記第１負極ブスを収容した第１外枠部材とを含む素子ユニットと、
複数のコンデンサと、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第２正極ブスと、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第２負極ブスと、前記複数のコンデンサ、前記第２正極ブス、および前記第２負極ブスを収容した第２外枠部材とを含むコンデンサユニットと、
前記素子ユニットおよび前記コンデンサユニットを収容した筐体と、
第１締結要素および第２締結要素と、
を備え、
前記筐体は、前記素子ユニットおよび前記コンデンサユニットが前記筐体の外部から前記筐体内に挿入可能な開口部を有し、
前記開口部、前記素子ユニット、および前記コンデンサユニットは、第１方向に並び、
前記第１外枠部材と前記第２外枠部材とが互いに分離可能であり、
前記第１正極ブスおよび前記第２正極ブスの各々は、前記第１方向とは交差した方向に延びた正極連結部を有し、前記第１正極ブスの正極連結部と前記第２正極ブスの正極連結部とは、前記第１方向に沿って取り付けられる前記第１締結要素が用いられて取り外し可能に連結され、
前記第１負極ブスおよび前記第２負極ブスの各々は、前記第１方向とは交差した方向に延びた負極連結部を有し、前記第１負極ブスの負極連結部と前記第２負極ブスの負極連結部とは、前記第１方向に沿って取り付けられる前記第２締結要素が用いられて取り外し可能に連結されている、
電力変換装置。
【請求項２】
前記素子ユニットは、前記コンデンサユニットに比べて、前記開口部の近くに配置され、
前記第１締結要素は、前記複数のスイッチング素子よりも前記開口部から離れた前記筐体の内側で、前記第１正極ブスの正極連結部と前記第２正極ブスの正極連結部とを連結し、
前記第２締結要素は、前記複数のスイッチング素子よりも前記開口部から離れた前記筐体の内側で、前記第１負極ブスの負極連結部と前記第２負極ブスの負極連結部とを連結している、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記第１締結要素および前記第２締結要素は、前記開口部に対して前記第１方向で並ぶ領域に配置され、前記素子ユニットおよび前記コンデンサユニットが前記筐体に収容された後に前記開口部側から取り付け可能である、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記素子ユニットは、前記複数のスイッチング素子を含む第１モジュールセットと、別の複数のスイッチング素子を含む第２モジュールセットとを有し、
前記第１モジュールセットに含まれる前記複数のスイッチング素子と、前記第２モジュールセットに含まれる前記複数のスイッチング素子との間には空間が設けられ、
前記第１締結要素および前記第２締結要素は、前記第１方向で前記空間に面する、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記素子ユニットは、
支持面と、前記支持面とは反対側に配置された複数のフィンとを有したヒートシンクと、
前記複数のスイッチング素子と前記コンデンサユニットとの間に配置された遮蔽板と、
をさらに有し、
前記第１正極ブスは、前記複数のスイッチング素子と比べて前記支持面から離れて位置し、
前記遮蔽板は、前記支持面と前記第１正極ブスとの間の隙間を前記第１方向で覆う、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記筐体内で前記素子ユニットおよび前記コンデンサユニットが載置される棚板と、
前記素子ユニットと前記コンデンサユニットとの間に位置して前記コンデンサユニットに固定された第１部分と、前記棚板に固定された第２部分とを含み、前記コンデンサユニットを前記棚板に固定する固定部材と、
をさらに備え、
前記固定部材の前記第２部分の少なくとも一部は、前記棚板に載せられた状態で前記素子ユニットの下方に配置されている、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記素子ユニットは、
前記複数のスイッチング素子のうち少なくとも１つのスイッチング素子を含むとともに表面に端子が設けられたパッケージと、
前記パッケージに対して隙間を空けて配置されたブスと、
前記パッケージの端子と前記ブスとの間に介在されて前記パッケージの端子と前記ブスとを電気的に接続した導電性スペーサと、
をさらに有した、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項８】
互いに電気的に直列に接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子に対してそれぞれ電気的に逆並列に接続された複数のダイオードと、前記複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における第１端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第１正極ブスと、前記複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における前記第１端とは反対側の第２端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第１負極ブスと、前記複数のスイッチング素子、前記複数のダイオード、前記第１正極ブス、および前記第１負極ブスを収容した第１外枠部材とを含む素子ユニットと、
複数のコンデンサと、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第２正極ブスと、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第２負極ブスと、前記複数のコンデンサ、前記第２正極ブス、および前記第２負極ブスを収容した第２外枠部材とを含むコンデンサユニットと、
第１締結要素および第２締結要素と、
を備え、
前記第１外枠部材と前記第２外枠部材とが互いに分離可能であり、
前記第１正極ブスは、前記素子ユニットから前記コンデンサユニットに向かう第１方向に沿う第１正極本体部と、前記第１正極本体部から前記第１方向とは略直交する第２方向に折り曲げられた第１正極連結部とを有し、前記第２正極ブスは、前記第１方向に沿う第２正極本体部と、前記第２正極本体部から前記第１正極連結部と略平行に折り曲げられた第２正極連結部とを有し、前記第１正極連結部と前記第２正極連結部とは前記第１締結要素が用いられて取り外し可能に連結され、
前記第１負極ブスは、前記第１方向に沿う第１負極本体部と、前記第１負極本体部から前記第２方向に折り曲げられた第１負極連結部とを有し、前記第２負極ブスは、前記第１方向に沿う第２負極本体部と、前記第２負極本体部から前記第１負極連結部と略平行に折り曲げられた第２負極連結部とを有し、前記第１負極連結部と前記第２負極連結部とは前記第２締結要素が用いられて取り外し可能に連結され、
前記素子ユニットは、
第１支持面と、前記第１支持面とは反対側に配置された複数のフィンとを有した第１ヒートシンクと、
第２支持面と、前記第２支持面とは反対側に配置された複数のフィンとを有した第２ヒートシンクと、
前記複数のスイッチング素子、前記複数のダイオード、前記第１正極ブス、および前記第１負極ブスを含み、前記第１支持面に取り付けられた第１モジュールセットと、
前記第２支持面に取り付けられた第２モジュールセットと、
をさらに有し、
前記第１ヒートシンクおよび前記第２ヒートシンクは、前記第１支持面と前記第２支持面とを向かい合わせにするとともに、互いの間に空間を空けて配置され、
前記第１正極連結部および前記第１負極連結部は、前記第１ヒートシンクと前記第２ヒートシンクとの間の前記空間に露出している、
電力変換装置。
【請求項９】
前記第１締結要素は、ねじまたはボルトである第１締結部材であり、
前記第２締結要素は、ねじまたはボルトである第２締結部材であり、
前記第１正極連結部は、前記第１締結部材が通される第１挿通穴を有し、前記第１挿通穴は、前記第１締結部材が前記第１正極連結部から取り外された状態で前記空間に露出し、
前記第１負極連結部は、前記第２締結部材が通される第２挿通穴を有し、前記第２挿通穴は、前記第２締結部材が前記第１負極連結部から取り外された状態で前記空間に露出する、
請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記第１締結要素は、ねじまたはボルトである第１締結部材が係合するナットであり、
前記第２締結要素は、ねじまたはボルトである第２締結部材が係合するナットであり、
前記第１正極連結部は、前記第１締結部材が通される第１挿通穴を有し、前記第１締結部材は、前記第１締結要素が前記第１締結部材から取り外された状態で前記空間に露出し、
前記第１負極連結部は、前記第２締結部材が通される第２挿通穴を有し、前記第２締結部材は、前記第２締結要素が前記第２締結部材から取り外された状態で前記空間に露出する、
請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記素子ユニットの内部に配置され、前記第１方向に延びたガイド面を有し、前記第１締結要素および前記第１締結要素を保持した工具のうち少なくとも一方を前記コンデンサユニットに向けて案内可能なガイド部材をさらに備えた、
請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
第３締結要素および第４締結要素をさらに備え、
前記複数のスイッチング素子は、第１レグのスイッチング素子であり、
前記第２モジュールセットは、第２レグの複数のスイッチング素子と、前記第２レグの複数のスイッチング素子に対してそれぞれ電気的に逆並列に接続された複数のダイオードと、前記第２レグの複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における第１端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第３正極ブスと、前記第２レグの複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における前記第１端とは反対側の第２端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第３負極ブスとを含み、
前記コンデンサユニットは、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第４正極ブスと、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第４負極ブスとを含み、
前記第３正極ブスは、前記第１方向に沿う第３正極本体部と、前記第２方向とは反対の第３方向に折り曲げられた第３正極連結部とを有し、前記第４正極ブスは、前記第１方向に沿う第４正極本体部と、前記第４正極本体部から前記第３正極連結部と略平行に折り曲げられた第４正極連結部とを有し、前記第３正極連結部と前記第４正極連結部とは前記第３締結要素が用いられて取り外し可能に連結され、
前記第３負極ブスは、前記第１方向に沿う第３負極本体部と、前記第３負極本体部から前記第３方向に折り曲げられた第３負極連結部とを有し、前記第４負極ブスは、前記第１方向に沿う第４負極本体部と、前記第４負極本体部から前記第３負極連結部と略平行に折り曲げられた第４負極連結部とを有し、前記第３負極連結部と前記第４負極連結部とは前記第４締結要素が用いられて取り外し可能に連結されており、
前記第３正極連結部および前記第３負極連結部は、前記第１ヒートシンクと前記第２ヒートシンクとの間の前記空間に露出している、
請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記第１モジュールセットは、第１電力変換モジュールと、前記第１電力変換モジュールが交流電力を直流電力に変換する場合に、前記第１電力変換モジュールによって変換された直流電力を交流電力に変換する第２電力変換モジュールとを含み、
前記第１電力変換モジュールは、前記複数のスイッチング素子と、前記複数のダイオードとを含み、前記複数のスイッチング素子は、第１レグのスイッチング素子であり、
前記第２電力変換モジュールは、第３レグの複数のスイッチング素子と、前記第３レグの複数のスイッチング素子に対してそれぞれ電気的に逆並列に接続された複数のダイオードとを含み、
前記第１正極ブスは、前記第１レグの複数のスイッチング素子のなかで前記第１端に位置した前記スイッチング素子に加えて、前記第３レグの複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における第１端に位置したスイッチング素子に電気的に接続され、
前記第１負極ブスは、前記第１レグの複数のスイッチング素子のなかで前記第２端に位置した前記スイッチング素子に加えて、前記第３レグの複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における前記第１端とは反対側の第２端に位置したスイッチング素子に電気的に接続されている、
請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記第１モジュールセットは、前記複数のスイッチング素子に含まれる２つのスイッチング素子を電気的に接続した接続ブスと、前記接続ブスに取り付けられ、前記第１ヒートシンクと前記第２ヒートシンクとの間の前記空間においてゲート配線を支持した支持体とを有した、
請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記第１ヒートシンクの複数のフィンの間の隙間、および前記第２ヒートシンクの複数のフィンの間の隙間に風の流れを生じさせる送風部をさらに備え、
前記素子ユニットは、前記第１外枠部材に着脱可能に取り付けられ、前記第１ヒートシンクの複数のフィンに面する第１開口部と、前記第２ヒートシンクの複数のフィンに面する第２開口部と、前記第１ヒートシンクと前記第２ヒートシンクとの間の前記空間の少なくとも一部を覆う遮風部とを含むカバーを有した、
請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１６】
前記素子ユニットは、前記カバーの外面に取り付けられた連結ブスと、前記連結ブスに取り付けられたヒューズと前記連結ブスが貫通した電流検出器とのうち少なくとも一方とを有し、前記電流検出器と前記ヒューズとの少なくとも一方は、前記カバーが前記第１外枠部材に取り付けられた状態で前記第１外枠部材の外部に配置されている、
請求項１５に記載の電力変換装置。
【請求項１７】
互いに電気的に直列に接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子に対してそれぞれ電気的に逆並列に接続された複数のダイオードと、前記複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における第１端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第１正極ブスと、前記複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における前記第１端とは反対側の第２端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第１負極ブスと、前記複数のスイッチング素子、前記複数のダイオード、前記第１正極ブス、および前記第１負極ブスを収容した第１外枠部材とを含む素子ユニットと、
複数のコンデンサと、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第２正極ブスと、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第２負極ブスと、前記複数のコンデンサ、前記第２正極ブス、および前記第２負極ブスを収容した第２外枠部材とを含むコンデンサユニットと、
を備え、
前記第１外枠部材と前記第２外枠部材とが互いに分離可能であり、
前記第１正極ブスと前記第２正極ブスとが取り外し可能に連結され、
前記第１負極ブスと前記第２負極ブスとが取り外し可能に連結され、
前記素子ユニットは、前記複数のスイッチング素子および前記複数のダイオードを含む中性点クランプ型の電力変換モジュールを含み、
前記複数のスイッチング素子は、この順で電気的に直列に接続された第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、第３スイッチング素子、および第４スイッチング素子を含み、
前記素子ユニットは、
前記第１スイッチング素子を収容した第１パッケージと、
前記第２スイッチング素子を収容した第２パッケージと、
前記第３スイッチング素子を収容した第３パッケージと、
前記第４スイッチング素子を収容した第４パッケージと、
前記第１パッケージ、前記第２パッケージ、前記第３パッケージ、および前記第４パッケージが取り付けられた支持面と、前記支持面とは反対側に配置された複数のフィンとを含むヒートシンクと、
をさらに有し、
前記ヒートシンクは、風上側に位置した第１端部と、風下側に位置した第２端部とを有し、
前記第２パッケージおよび前記第３パッケージは、前記第１パッケージおよび前記第４パッケージと比べて、前記第１端部の近くに配置され、
前記第１スイッチング素子および前記第４スイッチング素子は、前記第２スイッチング素子および前記第３スイッチング素子に対して前記第１端部から前記第２端部に向かう方向とは略直交する方向にずれた位置にそれぞれ配置されている、
電力変換装置。
【請求項１８】
互いに電気的に直列に接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子に対してそれぞれ電気的に逆並列に接続された複数のダイオードと、前記複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における第１端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第１正極ブスと、前記複数のスイッチング素子のなかで電気接続関係における前記第１端とは反対側の第２端に位置したスイッチング素子に電気的に接続された第１負極ブスと、前記複数のスイッチング素子、前記複数のダイオード、前記第１正極ブス、および前記第１負極ブスを収容した第１外枠部材とを含む素子ユニットと、
複数のコンデンサと、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第２正極ブスと、前記複数のコンデンサに含まれる少なくとも１つのコンデンサに電気的に接続された第２負極ブスと、前記複数のコンデンサ、前記第２正極ブス、および前記第２負極ブスを収容した第２外枠部材とを含むコンデンサユニットと、
を備え、
前記第１外枠部材と前記第２外枠部材とが互いに分離可能であり、
前記第１正極ブスと前記第２正極ブスとが取り外し可能に連結され、
前記第１負極ブスと前記第２負極ブスとが取り外し可能に連結され、
前記素子ユニットと前記コンデンサユニットとの連結に用いられる締結要素と、
前記素子ユニットの内部に配置され、前記素子ユニットから前記コンデンサユニットに向かう方向に延びたガイド面を有し、前記締結要素および前記締結要素を保持した工具のうち少なくとも一方を前記素子ユニットの内部で前記コンデンサユニットに向けて案内可能なガイド部材をさらに備えた、
電力変換装置。
【国際調査報告】
2019097712.tif 000033
2019097712.tif 000034
2019097712.tif 000035
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