(57)【要約】平滑コンデンサ（５）とスイッチ素子（Ｓ１〜Ｓ６）を備えた電力変換回路（１）と、所定周波数（ｆｃ）のキャリア信号を用いてスイッチ素子（Ｓ１〜Ｓ６）の動作を制御する制御手段としての制御装置（３）と、を有し、コンデンサの振動抑制を、低コスト化および省スペース化が可能な手段により達成可能な電力変換装置を提供する。電力変換回路（１）の平滑コンデンサ（５）の共振周波数（ｆ０）を電力変換回路（１）のスイッチ素子（Ｓ１〜Ｓ６）を制御するキャリア信号の周波数の１／２1/2以下に設定したことを特徴とする電力変換装置（Ａ）とした。
2015019718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平滑コンデンサとスイッチ素子とを備えた電力変換手段と、
所定周波数のキャリア信号を用いて前記スイッチ素子の動作を制御する制御手段と、
を有し、
前記平滑コンデンサの共振周波数が、前記キャリア信号の周波数の１／２1/2以下に設定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記平滑コンデンサの共振周波数は、前記平滑コンデンサに内蔵されたコンデンサ素子のフィルム平坦面と垂直な方向の共振周波数であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電力変換装置において、
前記平滑コンデンサの共振周波数が、前記キャリア信号の周波数の−側帯波と消音対象のモータ回転速度とが交わる周波数の１／２1/2以下に設定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の電力変換装置において、
前記平滑コンデンサの共振周波数が、キャリア周波数の−側帯波と、所定の大きさの車両暗騒音が発生する領域とが交わる周波数の１／２1/2以下に設定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の電力変換装置において、
前記平滑コンデンサの共振周波数が、キャリア周波数の−側帯波と最大モータ回転速度とが交わる周波数の１／２1/2以下に設定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
前記平滑コンデンサは、この平滑コンデンサを収容するケースに、連結部材を介して直接あるいは間接的に連結された状態で設置され、
前記連結部材は、前記共振周波数における前記平滑コンデンサの変位方向の剛性を調節可能な剛性調節部を備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電力変換装置において、
前記連結部材として、前記平滑コンデンサを前記ケースに取り付けるための脚部材が含まれていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の電力変換装置において、
前記連結部材として、前記コンデンサ素子に電気的に接続されたバスバーが含まれていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
前記剛性調節部は、前記連結部材を、前記共振周波数における前記平滑コンデンサの変位方向に交差する方向に折曲させた折曲部を備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
前記剛性調節部は、前記連結部材の断面積を、前記共振周波数における前記平滑コンデンサの変位方向に交差する方向に縮小させた狭幅形状部を備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
請求項６〜請求項１０のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
前記連結部材は、前記平滑コンデンサに対する固定部と前記ケースに対する固定部との間で、前記共振周波数における前記平滑コンデンサの変位方向に交差する方向に延在された交差方向延在部を備え、この交差方向延在部の延在方向の長さに基づいて前記剛性を調節可能な構成であることを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平滑コンデンサを備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車などでは、平滑コンデンサおよびスイッチング素子を備えた電力変換装置によりバッテリからの直流電力を交流電力に変換してモータに供給している。また、運転者によるアクセル操作などに応じて電力変換装置のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することにより、モータの出力トルクを制御している。
上述の電力変換装置では、スイッチング素子のスイッチング動作に起因して電流脈動が発生し、電流脈動が平滑コンデンサを振動させる原因となっており、また、この平滑コンデンサの振動が騒音を招いていた。【０００３】
この騒音対策技術として、例えば、平滑コンデンサとして、フィルムを強めのテンションで引っ張って円筒巻形状としたものを用い、扁平巻コンデンサを用いたものと比較して、騒音を低減させるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
あるいは、コンデンサを収容するケースと冷却部材との間に防振材を挿入し、コンデンサからケースへの振動伝達を抑制して騒音を低減させるようにした技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０４４１０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１５０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術のように、円筒巻状のコンデンサを用いた場合、扁平巻のものと比較してコンデンサの体積が大きくなることに伴い、電力変換装置の大きさが肥大化し、重量増およびコスト増を招くという問題点があった。
また、特許文献２に記載の技術のように、防振材を追加した場合にも、部品点数増によるコスト増、重量増、組付工数増を招くという問題点があった
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、コンデンサの振動抑制を、低コスト化および省スペース化が可能な手段により達成可能な電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、電力変換手段の平滑コンデンサの共振周波数を、電力変換手段のスイッチ素子を制御するキャリア信号の周波数の１／２1/2以下に設定したことを特徴とする電力変換装置とした。
【発明の効果】
【０００７】
電力変換装置では、平滑コンデンサに作用する起振力による変位は、共振周波数で最大となり、共振周波数を超える周波数では徐々に低下する。そして、共振周波数に２1/2（２の平方根）を乗じた周波数域では、コンデンサの起振力を１とした場合の変位量が１未満となる防振領域となる。
したがって、平滑コンデンサの共振周波数を、キャリア信号の周波数の２1/2以下に設定した本発明の電力変換装置では、キャリア周波数は、平滑コンデンサの防振領域に含まれることになる。よって、キャリア信号によりスイッチング素子を駆動させた際の平滑コンデンサの振動を抑えることができる。
このように、本発明の電力変換装置では、平滑コンデンサの共振周波数の設定により、キャリア信号出力時の平滑コンデンサの振動を抑制可能であるため、平滑コンデンサの大型化や追加部品が不要となり、低コスト化および省スペース化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１の電力変換装置の要部を示す断面図である。
【図２】実施の形態１の電力変換装置の全体の概略を示す回路図である。
【図３】実施の形態１の電力変換装置における平滑コンデンサの共振周波数の設定の基準となるキャリア信号の周波数と平滑コンデンサの変位量との関係を示す変位量特性図である。
【図４】実施の形態２の電力変換装置におけるキャリア周波数とモータ回転数との関係を示す周波数特性図である。
【図５】実施の形態３の電力変換装置におけるキャリア周波数とモータ回転数および暗騒音大領域との関係を示す周波数特性図である。
【図６】実施の形態４の電力変換装置におけるキャリア周波数とモータ回転数との関係を示す周波数特性図である。
【図７】実施の形態５の電力変換装置の要部の構成を示す一部を切断した正面図である。
【図８】実施の形態５の電力変換装置の要部の構成を示す断面図であって、図７のＳ８−Ｓ８線の位置で切断した状態を示す。
【図９】実施の形態６の電力変換装置の要部の構成を示す一部を切断した正面図である。
【図１０】実施の形態７の電力変換装置の要部の構成を示す一部を切断した正面図である。
【図１１】実施の形態７の電力変換装置の要部の構成を示す図であって、図１０のＳ１１−Ｓ１１線の位置で切断した状態を示す。
【図１２】実施の形態８の電力変換装置の要部の構成を示す一部を切断した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の電力変換装置を実施するための形態を、図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
以下に、実施の形態１の電力変換装置について説明する。
図２は、本発明の実施の形態１の電力変換装置Ａの全体の概略を示している。
この電力変換装置（インバータ）Ａは、バッテリなどの電源Ｖに蓄積された直流電力を、モータＭを駆動するための多相交流電力（この例では３相）に変換して供給する装置である。
【００１０】
この電力変換装置Ａは、電力変換手段としての電力変換回路１と、制御装置３とを備えている。
電力変換回路１は、複数のスイッチ素子Ｓ１〜Ｓ６を備えた半導体モジュール２と、電源Ｖと半導体モジュール２の間に設けられた平滑リアクトル４および平滑コンデンサ５と、を備えている。
制御装置３は、半導体モジュール２に対して、あらかじめ設定されたキャリア周波数ｆｃに基づくＰＷＭ制御によるパルス幅変調制御を実行して、各スイッチ素子Ｓ１〜Ｓ６のオン、オフを制御する。これにより、モータＭの図示を省略した各相のコイルに通電を行なう。
【００１１】
図１は電力変換装置Ａにおける平滑コンデンサ５の設置部分の構造を示す断面図である。
実施の形態１の電力変換装置Ａは、ベースプレート１１およびカバー１２により、平滑コンデンサ５を収容するケース１０を形成している。
【００１２】
ベースプレート１１には、平滑コンデンサ５が設置されている。この平滑コンデンサ５は、樹脂により形成された本体５０の内部に、複数のコンデンサ素子５１，５１が設けられている。このコンデンサ素子５１は、例えば、フィルムコンデンサであり、図示のように扁平形状に形成されており、これにより、平滑コンデンサ５の図において上下方向（矢印Ｚ方向）の寸法を抑えることができる。
【００１３】
平滑コンデンサ５は、ベースプレート１１に取り付けるための脚部材５２により、ベースプレート１１に連結されている。
すなわち、脚部材５２は、平滑コンデンサ５の本体５０の下面５ａであって、コンデンサ素子５１のフィルム平坦面５１ａに対して垂直な方向（図において矢印Ｚの方向）の面の支持部分に、本体５０と一体に形成されている。
【００１４】
この脚部材５２は、図示のように、中間の２箇所にクランク状に略直角に折曲させた折曲部５２ａ，５２ａを備えている。そして、両折曲部５２ａ，５２ａの間に、前記のフィルム平坦面５１ａと垂直な方向（図においてＺ方向）に交差する方向であって、略水平方向に延在された水平方向延在部５２ｂを備えている。したがって、脚部材５２は、折曲部５２ａの折曲角度や、その設定位置に基づく水平方向延在部５２ｂの長さおよびその断面積に基づいて、Ｚ方向のばね剛性を設定することが可能である。
【００１５】
次に、平滑コンデンサ５の共振周波数ｆ０の設定について説明する。
平滑コンデンサ５は、その振動はコンデンサ素子５１のフィルム平坦面５１ａと垂直な方向（図においてＺ方向）が最も大きいことが、実験等により確認されている。
また、平滑コンデンサ５の脚部材５２は、前述のように、Ｚ方向のばね剛性を設定可能な折曲部５２ａ，５２ａおよび水平方向延在部５２ｂを備えている。したがって、脚部材５２のＺ方向のばね剛性を変えることにより、平滑コンデンサ５のＺ方向の共振周波数ｆ０を変更可能（設定可能）である。
そこで、本実施の形態１では、平滑コンデンサ５のＺ方向の共振周波数ｆ０を、キャリア周波数ｆｃの１／２1/2以下（なお、２1/2は２の平方根である）に設定している。
【００１６】
次に、この共振周波数ｆ０の設定について図３に基づいて説明する。
すなわち、ケース１０に作用する起振力は、平滑コンデンサ５の起振力Ｆを１とすると、それに対する変位ｘは、図３のような挙動を示す。
具体的には、変位ｘは、共振周波数ｆ０で最大となり、共振周波数ｆ０を超える周波数では徐々に低下する。そして、周波数が、２1/2×ｆ０以上の周波数域では、変位ｘは１未満となり、この１未満の領域が防振領域となる。
【００１７】
これを利用して、本実施の形態１では、平滑コンデンサ５の主たる振動方向であるコンデンサ素子５１のフィルム平坦面５１ａと垂直な方向（Ｚ方向）の共振周波数ｆ０を、キャリア周波数ｆｃの１／２1/2以下に設定した。これにより、キャリア周波数ｆｃは、図３に示す防振領域に含まれ、キャリア信号によりスイッチ素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動させた際の脈動により平滑コンデンサ５が振動した際に、その振動がケース１０へ伝達されるのを確実に抑制することができる。
【００１８】
以上説明した本実施の形態１の電力変換装置は、以下に列挙する効果を奏する。
１）実施の形態１の電力変換装置は、
平滑コンデンサ５とスイッチ素子Ｓ１〜Ｓ６を備えた電力変換手段と、
所定周波数（ｆｃ）のキャリア信号を用いてスイッチ素子Ｓ１〜Ｓ６の動作を制御する制御手段としての制御装置３と、
を有し、
平滑コンデンサ５の共振周波数ｆ０が、キャリア信号の周波数であるキャリア周波数ｆｃの１／２1/2（なお、この２1/2は２の平方根を示している）以下に設定されていることを特徴とする。
平滑コンデンサ５の起振力Ｆに対する変位ｘは、図３に示すように、共振周波数ｆ０で最大となり、２1/2×ｆ０以上の周波数域では、起振力Ｆを１としたときに、変位ｘが１以下となる。そこで、この起振力Ｆを１としたときに変位ｘが１以下となる領域を、防振領域と称する。
したがって、共振周波数ｆ０を、キャリア信号の周波数であるキャリア周波数ｆｃの１／２1/2（２1/2は２の平方根）以下に設定することにより、キャリア周波数ｆｃが、この防振領域に含まれる。これにより、キャリア信号によりスイッチ素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動させた際の平滑コンデンサ５の変位ｘが抑えられ、ケース１０への振動伝達を確実に抑制することができる。
このように、実施の形態１では、平滑コンデンサ５の振動抑制を、共振周波数ｆ０の設定により達成できる。よって、大型のコンデンサ素子５１を用いて平滑コンデンサ５が大型化したり、振動伝達抑制用の部材を追加してコスト増を招いたりすることなしに、平滑コンデンサ５の振動抑制を図ることが可能な電力変換装置を提供することができる。
【００１９】
２）実施の形態１の電力変換装置は、
平滑コンデンサ５の共振周波数ｆ０は、平滑コンデンサ５に内蔵されたコンデンサ素子５１のフィルム平坦面５１ａと垂直な方向の共振周波数であることを特徴とする。
すなわち、平滑コンデンサ５の振動はコンデンサ素子５１のフィルム平坦面５１ａと垂直な方向（図においてＺ方向）が最も大きいことが、実験等により確認されている。したがって、共振の際の振動方向が最も大きい方向の振動抑制を図り、効率的に電力変換装置の振動および騒音の低減を図ることができる。
【００２０】
３）実施の形態１の電力変換装置は、
平滑コンデンサ５は、この平滑コンデンサ５を収容するケース１０に、連結部材としての脚部材５２を介して直接あるいは間接的に連結された状態で設置され、
連結部材としての脚部材５２は、共振周波数ｆ０における変位方向（フィルム平坦面５１ａに対して垂直な方向）の剛性を調節可能な剛性調節部（折曲部５２ａ）を備えていることを特徴とする。
脚部材５２に剛性調節部（折曲部５２ａ）を設けたことにより、この剛性調節部（折曲部５２ａ）を備えないものよりも、共振周波数ｆ０における変位方向であるフィルム平坦面５１ａに対して垂直な方向の脚部材５２のばね剛性の調整自由度が高くなる。
したがって、脚部材５２に、剛性調節部（折曲部５２ａ）を設けないものと比較して、フィルム平坦面５１ａに対して垂直な方向の共振周波数ｆ０の設定自由度が高くなり、上記２）の効果をより確実に得ることが可能となる。
【００２１】
４）実施の形態１の電力変換装置は、
連結部材として、平滑コンデンサ５をケース１０のベースプレート１１に取り付けるための脚部材５２が含まれていることを特徴とする。
平滑コンデンサ５の共振周波数ｆ０の設定に、平滑コンデンサ５をベースプレート１１に取り付けるための脚部材５２を利用するようにしたため、新たに共振周波数ｆ０の設定を行うための部材を追加するものと比較して、コスト低減を図ることが可能である。
加えて、実施の形態１では、脚部材５２は、平滑コンデンサ５の本体５０に一体に形成されているため、製造効率に優れる。
【００２２】
５）実施の形態１の電力変換装置は、
剛性調節部は、連結部材としての脚部材５２を、共振周波数ｆ０における変位方向としてのフィルム平坦面５１ａに垂直な方向（Ｚ方向）に交差する方向に折曲させた折曲部５２ａを備えていることを特徴とする。
したがって、折曲部５２ａの曲げ具合などにより、脚部材５２のばね剛性を変更して上記共振周波数ｆ０を変更することができる。このように、加工や形成が容易な折曲部５２ａにより共振周波数ｆ０の設定が可能であり、製造性に優れる。
【００２３】
６）実施の形態１の電力変換装置は、
連結部材としての脚部材５２は、平滑コンデンサ５に対する固定部とベースプレート１１に対する固定部との間で、共振周波数ｆ０における変位方向としてのフィルム平坦面５１ａに垂直な方向（Ｚ方向）に交差する方向に延在された交差方向延在部としての水平方向延在部５２ｂを備え、剛性調節部として、水平方向延在部５２ｂの延在方向の長さに基づいて剛性を調節可能な構成であることを特徴とする。
すなわち、水平方向延在部５２ｂが長くなるほど、脚部材５２のＺ方向のばね剛性を低下させることができ、この水平方向延在部５２ｂの長さを任意に設定することにより、脚部材５２のばね剛性を調節可能である。
よって、共振周波数ｆ０の設定自由度が向上する。また、これにより上記１）２）の効果をさらに確実に得ることが可能となる。
【００２４】
（他の実施の形態）
次に、他の実施の形態の電力変換装置について説明する。
なお、他の実施の形態は、実施の形態１の変形例であるため、実施の形態１と共通する構成には実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点のみ説明する。
【００２５】
（実施の形態２）
実施の形態２の電力変換装置は、コンデンサ素子５１のフィルム平坦面５１ａと垂直な方向であるＺ方向の共振周波数ｆ０の設定の変形例であり、電力変換装置において所定のモータ騒音を抑制する例である。
ここで、消音対象となるモータ騒音は、モータ回転数（回転速度）が図４に示すＲｎ１のときに発生する騒音である。
【００２６】
図４に示すように、キャリア周波数ｆｃは、それぞれ−側帯波および＋側帯波を備えている。ここで、＋側帯波は、キャリア周波数ｆｃよりも高周波であるため、共振周波数ｆ０を、キャリア周波数ｆｃの１／２1/2以下に設定すれば、確実に実施の形態１で説明した防振領域に存在し、この＋側帯波による平滑コンデンサ５の振動は抑制される。
一方、−側帯波は、キャリア周波数ｆｃよりも低周波数であるため、モータ回転数が高回転となる周波数領域では、防振領域よりも低周波数となるおそれがある。
【００２７】
そこで、実施の形態２では、モータ回転数が消音対象となる騒音が発生するモータ回転数Ｒｎ１のときの−側帯波が、確実に防振領域となるように設定している。
すなわち、実施の形態２では、共振周波数ｆ０を、モータ回転数Ｒｎ１のときの−側帯波の周波数ｆLwrの１／２1/2以下となるように設定している。
これにより、消音対象となるモータ回転数Ｒｎ１のときの−側帯波の周波数fLwrが確実に防振領域（図３参照）に含まれ、モータ回転数Ｒｎ１のときの平滑コンデンサ５の振動を確実に抑制して、消音対象となる騒音を確実に低減できる。
【００２８】
２−１）実施の形態２の電力変換装置は、
平滑コンデンサ５のフィルム平坦面５１ａと垂直な方向（図１のＺ方向）の共振周波数ｆ０が、キャリア信号の周波数（ｆｃ）の−側帯波と消音対象のモータ回転速度（モータ回転数Ｒｎ１）とが交わる周波数fLwrの１／２1/2以下に設定されていることを特徴とする。
したがって、キャリア周波数ｆｃの−側帯波と消音対象のモータ回転数Ｒｎ１とが交わる周波数ｆLwrを防振域に設定することで、モータ回転数Ｒｎ１にて生じる騒音を確実に抑制することができる。
【００２９】
（実施の形態３）
実施の形態３は、コンデンサ素子５１のフィルム平坦面５１ａのＺ方向の共振周波数ｆ０の設定の変形例であり、電力変換装置において暗騒音領域を除く領域の騒音を抑制するようにした例である。
すなわち、走行時の暗騒音が大きな領域では電力変換装置による騒音が乗員に聞き取られにくいため、実施の形態３では、この暗騒音の大きい領域を除いた領域で電力変換装置の騒音を抑制するように設定している。
【００３０】
図５に示すように、キャリア周波数ｆｃに対して−側帯波は、より低周波数側に発生する。一方、モータ回転数の上昇に伴い、暗騒音が増加することにより電力変換装置のノイズ（騒音）は、暗騒音にマスクされる。
なお、図５では、暗騒音が大きな領域の一例を斜線にて示している。
そこで、実施の形態３では、共振周波数ｆ０が、キャリア周波数ｆｃの−側帯波と、電力変換装置の騒音がマスクされる大きさの車両暗騒音が発生する領域（暗騒音大領域）とが交わる周波数ｆfLwr1の１／２1/2以下となるように設定した。
【００３１】
したがって、実施の形態３では、電力変換装置の騒音がマスクされない暗騒音大領域以外で、キャリア周波数ｆｃおよびその＋側帯波および−側帯波を、防振領域に含むことができ、電力変換装置の騒音をより確実に低減することができる。
また、暗騒音大領域の騒音低減を図らないようにすることにより、平滑コンデンサ５の共振周波数ｆ０の設定範囲が狭まり、より実現が容易となる。
【００３２】
３−１） 実施の形態３の電力変換装置は、
平滑コンデンサ５のフィルム平坦面５１ａと垂直な方向（図１のＺ方向）の共振周波数ｆ０が、キャリア周波数ｆｃの−側帯波と、所定の大きさの車両暗騒音が発生する領域（暗騒音大領域）とが交わる周波数の１／２1/2以下に設定されていることを特徴とする。
これにより、電力変換装置の騒音が暗騒音にマスクされない領域で、キャリア周波数ｆｃおよびその＋側帯波および−側帯波を防振領域（図３参照）に含むことができ、電力変換装置の騒音のうち暗騒音大領域に含まれない騒音を効果的に低減することができる。
【００３３】
（実施の形態４）
実施の形態４は、コンデンサ素子５１のフィルム平坦面５１ａと垂直な方向の共振周波数ｆ０の設定の変形例であり、電力変換装置においてモータ回転数の全域の騒音を抑制する例である。
すなわち、実施の形態４では、共振周波数ｆ０を、図６に示すように、キャリア周波数ｆｃの−側帯波と最大モータ回転数（最大モータ回転速度）Ｒｍａｘとが交わる周波数ｆLwr_maxの１／２1/2以下に設定した。
これにより、モータＭの全回転数域で、キャリア周波数ｆｃおよび−側帯波を、防振領域に含むことができ、電力変換装置の騒音を、より確実に低減することができる。
【００３４】
４−１） 実施の形態４の電力変換装置は、
平滑コンデンサ５のフィルム平坦面５１ａと垂直な方向の共振周波数ｆ０が、キャリア周波数ｆｃの−側帯波と最大モータ回転数（最大モータ回転速度）Ｒｍａｘとが交わる周波数fLwr_maxの１／２1/2以下に設定されていることを特徴とする。
したがって、モータＭの全回転数域で、電力変換装置の騒音を、確実に低減することができる。
【００３５】
（実施の形態５）
次に、実施の形態５の電力変換装置について、図７、図８に基づいて説明する。
この実施の形態５は、平滑コンデンサ２０５のコンデンサ素子５１と電子回路部品２００とを接続する金属製の強電バスバー２５３に、共振周波数ｆ０の設定要素である剛性調節部を持たせた例である。なお、図７、図８において、カバー１２は、図示を省略している。
【００３６】
図７、図８に示すように、ベースプレート１１に設けられた電子回路部品２００と、平滑コンデンサ２０５のコンデンサ素子５１とが、強電バスバー２５３により電気的に接続されている。この強電バスバー２５３は、電子回路部品２００に対しボルト２５７により締結されており、かつ、フィルム平坦面５１ａに対して垂直な方向（図中Ｚ方向）に延在されて、コンデンサ素子５１に接続されている。
【００３７】
さらに、強電バスバー２５３の長手方向中間部には、図８に示すように、水平方向に凸状に折曲された折曲部（剛性調節部）２５３ａが形成されている。すなわち、強電バスバー２５３は、その中間部に折曲部２５３ａを形成することにより、フィルム平坦面５１ａに対して垂直な方向（図中Ｚ方向）に対するばね剛性が、折曲部２５３ａを設けないものよりも低下されている。この場合、折曲部２５３ａの、Ｚ方向に直交する水平方向のスパンを長くするほど、強電バスバー２５３のばね剛性が低下し、共振周波数ｆ０を低下させることが可能である。
【００３８】
そして、この折曲部２５３ａによる強電バスバー２５３の曲げ剛性の設定により、平滑コンデンサ２０５の共振周波数ｆ０を、実施の形態１〜実施の形態５と同様に、キャリア周波数ｆｃが、防振領域に含まれるように設定することができる。
なお、この実施の形態５では、平滑コンデンサ２０５をベースプレート１１に取り付ける脚部材２５２のばね剛性は、強電バスバー２５３のばね剛性に比べて、低く設定されている。したがって、上記の共振周波数ｆ０の設定には、強電バスバー２５３のばね剛性が寄与しているものとする。
【００３９】
５−１） 実施の形態５の電力変換装置は、
連結部材として、コンデンサ素子５１に電気的に接続された強電バスバー２５３が含まれていることを特徴とする。
電気的に接続される強電バスバー２５３に、剛性調節部としての機能を持たせることにより、平滑コンデンサ２０５が強電バスバー２５３によりベースプレート１１側に接続されていても、平滑コンデンサ２０５の共振周波数ｆ０の設定が可能となる。
【００４０】
５−２） 実施の形態５の電力変換装置は、
剛性調節部は、連結部材としての強電バスバー２５３を、フィルム平坦面５１ａに対して垂直な方向（図中Ｚ方向）に交差する方向に折曲させた折曲部２５３ａを備えていることを特徴とする。
したがって、金属製の強電バスバー２５３のばね剛性調節を、加工容易な折曲部２５３ａの折曲量に基づいて容易に設定可能である。
【００４１】
（実施の形態６）
実施の形態６は、実施の形態５の変形例であり、図９に示す強電バスバー３５３のＺ方向の剛性を低下させる手段が異なる。
【００４２】
強電バスバー３５３は、Ｚ方向の中間部に、その断面積を、Ｚ方向に交差する方向（水平方向）に減少させた剛性調節部としての狭幅形状部３５３ａを備えている。すなわち、この狭幅形状部３５３ａの幅を狭くするほど、ばね剛性が低下し、共振周波数ｆ０を低下させることが可能である。
したがって、この狭幅形状部３５３ａによる強電バスバー３５３のばね剛性の設定により、平滑コンデンサ２０５の共振周波数ｆ０を、実施の形態１〜実施の形態５と同様に、キャリア周波数ｆｃが、防振領域に含まれるように設定することができる。
なお、この実施の形態６にあっても、平滑コンデンサ２０５をベースプレート１１に取り付ける脚部材３５２のばね剛性は、強電バスバー３５３のばね剛性に比べて、低く設定されている。
【００４３】
６−１） 実施の形態６の電力変換装置は、
剛性調節部は、連結部材としての強電バスバー３５３の断面積を、変位方向であるフィルム平坦面５１ａに対して垂直な方向（図中Ｚ方向）に交差する方向に縮小させた狭幅形状部３５３ａを備えていることを特徴とする。
したがって、金属製の強電バスバー２５３のばね剛性調節を、加工容易な狭幅形状部３５３ａにおける断面積変化に基づいて容易に設定可能である。これにより、共振周波数ｆ０の設定を容易に行うことができる。
【００４４】
（実施の形態７）
実施の形態７の電力変換装置は、図１０、図１１に示すように、強電バスバー４５３の延在方向および剛性調節手段が、実施の形態５，６と異なる。
すなわち、図１０、図１１に示すように、電子回路部品４００は、平滑コンデンサ４０５のコンデンサ素子５１と電子回路部品４００とを接続する強電バスバー４５３の延在方向が、フィルム平坦面５１ａと略平行な方向（矢印Ｘ方向）となっている。
【００４５】
電子回路部品４００は、その上面が、コンデンサ素子５１の下側のフィルム平坦面５１ａと略同じ高さに配置される形状および大きさに形成されている。
強電バスバー４５３は、電子回路部品４００にボルト４５７により締結され、フィルム平坦面５１ａに垂直な方向と交差する方向である略水平に延在されて、コンデンサ素子５１に接続されている。
【００４６】
この強電バスバー４５３は、この電子回路部品４００への固定部とコンデンサ素子５１への固定部との間で水平方向に延在された水平方向延在部４５３ａの長さ（Ｌ）に基づいて、Ｚ方向のばね剛性が設定される。すなわち、この水平方向延在部４５３ａの長さ（Ｌ）が長くなるほどばね剛性が低下し、短くなるほどばね剛性が上昇する。よって、このばね剛性の調節に基づいて共振周波数ｆ０を設定することができる。なお、強電バスバー４５３と並列に平滑コンデンサ４０５とベースプレート１１との間に設けられた脚部材４５２は、Ｚ方向のばね剛性が強電バスバー４５３よりも低く設定されているものとする。
したがって、この水平方向延在部４５３ａの長さ（Ｌ）に基づく強電バスバー４５３のばね剛性の設定により、平滑コンデンサ４０５の共振周波数ｆ０を、キャリア周波数ｆｃが防振領域に含まれるように設定することができる。
【００４７】
７−１） 実施の形態７の電力変換装置は、
連結部材としての強電バスバー４５３は、平滑コンデンサ４０５に対する固定部とケース１０側の電子回路部品４００に対する固定部との間で、共振周波数ｆ０における変位方向（フィルム平坦面５１ａに垂直な方向）に交差する方向（Ｚ方向）である略水平方向に延在され、剛性調節部は、この延在方向に延在された水平方向延在部４５３ａの長さＬに基づいてばね剛性を調節可能な構成であることを特徴とする。
したがって、強電バスバー４５３におけるＺ方向への変位が許容された水平方向延在部４５３ａの長さＬに基づくばね剛性の設定により、共振周波数ｆ０を設定することができ、共振周波数ｆ０の設定が容易である。
【００４８】
（実施の形態８）
実施の形態８の電力変換装置は、実施の形態１の変形例であり、図１２に示す平滑コンデンサ５０５と一体の脚部材５５２，５５２における剛性調節手段が、実施の形態１と異なる。
【００４９】
実施の形態８では、図１２に示すように、ベースプレート５１１に凹部５１１ａを形成して、平滑コンデンサ５０５の振動用のスペースが確保されている。すなわち、凹部５１１ａは、図において上方から見下ろして平面視で、平滑コンデンサ５０５の本体５０よりも広い面積に形成されている。なお、凹部５１１ａの図における上下方向（Ｚ方向）寸法は、図では強調して表示しており、平滑コンデンサ５０５の振動の際の実際の変位量は極僅かであるため、実際には微小な凹みに形成されている。
【００５０】
脚部材５５２は、平滑コンデンサ５０５の本体５０からフィルム平坦面５１ａに垂直な方向であるＺ方向と交差する方向であって、略水平方向（矢印Ｙ方向）に延在されて、凹部５１１ａの縁部にボルト５５７により固定されている。
また、脚部材５５２は、凹部５１１ａとＺ方向で重なる水平方向延在部５５２ａが、平滑コンデンサ５０５のＺ方向の変位を許容する剛性調節手段を構成している。すなわち、この水平方向延在部５５２ａの長さが長くなるほど脚部材５５２のＺ方向のばね剛性が低下し、平滑コンデンサ５０５の共振周波数ｆ０を低下させることができる。
したがって、脚部材５５２のベースプレート５１１側の固定部と平滑コンデンサ５０５側の固定部の間の水平方向延在部５５２ａの長さＬｂに基づいて、脚部材５５２のばね剛性を設定することができる。そして、この脚部材５５２のばね剛性の設定により、平滑コンデンサ５０５の共振周波数ｆ０を、キャリア周波数ｆｃが防振領域に含まれるように設定することができる。
【００５１】
８−１） 実施の形態８の電力変換装置は、
連結部材としての脚部材５５２は、平滑コンデンサ５０５に対する固定部とベースプレート５１１に対する固定部との間で、共振周波数ｆ０による変位方向（フィルム平坦面５１ａに垂直な方向）に交差する方向である水平方向に延在された水平方向延在部５５２ａを備え、剛性調節部は、この水平方向延在部５５２ａの水平方向への延在方向の長さＬｂに基づいてばね剛性を調節可能な構成であることを特徴とする。
したがって、脚部材５５２におけるＺ方向への変位が許容された水平方向延在部５５２ａの長さＬｂに基づくばね剛性の設定により、共振周波数ｆ０を設定することができ、共振周波数ｆ０の設定が容易である。
【００５２】
以上、本発明のトルク検出装置を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施の形態に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
例えば、実施の形態では、剛性調節部を備えた連結部材として、脚部材と強電バスバーとを、それぞれ単独で設けた例を示したが、これらは並列に設けてもよい。
また、実施の形態では、剛性調節部として、折曲部を独立して設けた例と、狭幅形状部を独立した例と、をそれぞれ示したが、この折曲部、狭幅形状部および交差方向延在部は、それぞれを組み合わせて剛性を調節するようにしてもよい。すなわち、交差方向延在部の途中に狭幅形状部や折曲部を設けたり、折曲部の途中に狭幅形状部を設けたりしてもよい。このようにすることにより、ばね剛性の設定自由度が向上する。
また、実施の形態１では、連結部材としての脚部材の２箇所に折曲部を形成し、その中間に水平方向延在部を備えた構造としたが、これに限定されず、脚部材を、実施の形態５のような折曲部を設けた構成としてもよい。逆に、実施の形態５にて示した強電バスバーの形状を、実施の形態１にて示したように、折曲部と水平方向延在部（交差方向延在部）とを備えた形状とすることもできる。
また、交差方向延在部として、略水平方向に延在させた例を示したが、この交差方向延在部の延在方向は、これに限定されず、フィルム平坦面に垂直な方向に交差する方向であれば、水平方向に対して斜めに傾いた方向に延在させてもよい。
【関連出願の相互参照】
【００５３】
本出願は、２０１３年８月７日に日本国特許庁に出願された特願２０１３−１６４３２６に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。
【図１】
2015019718.tif 000003
【図２】
2015019718.tif 000004
【図３】
2015019718.tif 000005
【図４】
2015019718.tif 000006
【図５】
2015019718.tif 000007
【図６】
2015019718.tif 000008
【図７】
2015019718.tif 000009
【図８】
2015019718.tif 000010
【図９】
2015019718.tif 000011
【図１０】
2015019718.tif 000012
【図１１】
2015019718.tif 000013
【図１２】
2015019718.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月8日(2014.12.8)
【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】
（削除）
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
平滑コンデンサとスイッチ素子とを備えた電力変換手段と、
所定周波数のキャリア信号を用いて前記スイッチ素子の動作を制御する制御手段と、
を有し、
前記平滑コンデンサの機械的な共振周波数が、前記キャリア信号の周波数の１／２１／２以下に設定され、さらに、前記共振周波数が、前記キャリア信号の周波数の一側帯波と消音対象のモータ回転速度とが交わる周波数の１／２１／２以下に設定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
平滑コンデンサとスイッチ素子とを備えた電力変換手段と、
所定周波数のキャリア信号を用いて前記スイッチ素子の動作を制御する制御手段と、
を有し、
前記平滑コンデンサの機械的な共振周波数が、前記キャリア信号の周波数の１／２１／２以下に設定され、さらに、前記共振周波数が、キャリア周波数の一側帯波と、所定の大きさの車両暗騒音が発生する領域とが交わる周波数の１／２１／２以下に設定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
平滑コンデンサとスイッチ素子とを備えた電力変換手段と、
所定周波数のキャリア信号を用いて前記スイッチ素子の動作を制御する制御手段と、
を有し、
前記平滑コンデンサの機械的な共振周波数が、前記キャリア信号の周波数の１／２１／２以下に設定され、さらに、前記共振周波数が、キャリア周波数の一側帯波と最大モータ回転速度とが交わる周波数の１／２１／２以下に設定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
平滑コンデンサとスイッチ素子とを備えた電力変換手段と、
所定周波数のキャリア信号を用いて前記スイッチ素子の動作を制御する制御手段と、
を有し、
前記平滑コンデンサの機械的な共振周波数が、前記キャリア信号の周波数の１／２１／２以下に設定され、さらに、前記平滑コンデンサは、この平滑コンデンサを収容するケースに、連結部材を介して直接あるいは間接的に連結された状態で設置され、
前記連結部材は、前記共振周波数における前記平滑コンデンサの変位方向の剛性を調節可能な剛性調節部を備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電力変換装置において、
前記連結部材として、前記平滑コンデンサを前記ケースに取り付けるための脚部材が含まれていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の電力変換装置において、
前記連結部材として、前記コンデンサ素子に電気的に接続されたバスバーが含まれていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
前記剛性調節部は、前記連結部材を、前記共振周波数における前記平滑コンデンサの変位方向に交差する方向に折曲させた折曲部を備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
前記剛性調節部は、前記連結部材の断面積を、前記共振周波数における前記平滑コンデンサの変位方向に交差する方向に縮小させた狭幅形状部を備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
請求項６〜請求項１０のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
前記連結部材は、前記平滑コンデンサに対する固定部と前記ケースに対する固定部との間で、前記共振周波数における前記平滑コンデンサの変位方向に交差する方向に延在された交差方向延在部を備え、この交差方向延在部の延在方向の長さに基づいて前記剛性を調節可能な構成であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１２】
請求項３〜請求項１１のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
前記共振周波数は、前記平滑コンデンサに内蔵されたコンデンサ素子のフィルム平坦面と垂直な方向の共振周波数であることを特徴とする電力変換装置。
【国際調査報告】
2015019718.tif 000015
2015019718.tif 000016