(57)【要約】【課題】電動ユニットとの一体化によってハーネス等の部材が削減されても適切なノイズ低減を行えるインバータモジュールを提供する。【解決手段】圧縮機ユニット(電動ユニット)に対して一体的な取付けが可能なインバータモジュール１Ａでは、入力端部１１および出力端部１２にノイズ低減部２が設けられている。このノイズ低減部２は、交流電力に係る各相の電流を流す３本のリードフレーム２１を有しており、３本のリードフレーム２１は、高周波ノイズを抑制するフェライトコア２２の中空部２２ｈに挿通されている。以上のようなインバータモジュール１Ａの構成により、圧縮機ユニットとの一体化によってハーネス等の部材が削減されてもフェライトコアによる適切なノイズ低減を行える。【選択図】図１
2008125248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機を含む電動ユニットに対しての一体的な取付けが可能で、入力端部(１１)に入力される交流電力を変換し出力端部(１２)から前記電動ユニットに出力するインバータモジュール(１Ａ，１Ｂ)であって、
前記入力端部(１１)および／または前記出力端部(１２)に設けられたノイズ低減部(２，３)、
を備え、
前記ノイズ低減部(２，３)は、
前記交流電力に係る電流を流す２以上の棒状導体を含む複数の棒状導体(２１，３１)と、
中空部(２２ｈ，３２ｈ)を持つ環状の形状を有し、前記複数の棒状導体のうち少なくとも１の棒状導体が前記中空部に挿通されている磁性部材(２２，３２)と、
を有することを特徴とするインバータモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のインバータモジュールにおいて、
前記複数の棒状導体(２１，３１)は、３の棒状導体からなっており、
前記磁性部材の中空部(２２ｈ，３２ｈ)には、前記３の棒状導体が挿通されていることを特徴とするインバータモジュール。
【請求項３】
請求項２に記載のインバータモジュールにおいて、
前記３の棒状導体は、３相交流に係る各相の電流を流す棒状導体であることを特徴とするインバータモジュール。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のインバータモジュールにおいて、
前記中空部(２２ｈ，３２ｈ)における前記３の棒状導体(２１，３１)は、互いに略等しい離間距離を保持しつつ平行に伸延していることを特徴とするインバータモジュール。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインバータモジュールにおいて、
前記交流電力に係るノイズを低減させるフィルタ回路(ＦＣ)、
をさらに備え、
前記フィルタ回路(ＦＣ)の前段に前記ノイズ低減部(２，３)を配置することを特徴とするインバータモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機を含む電動ユニットに対しての一体的な取付けが可能なインバータモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機などにおいては、電動機を有する圧縮機ユニット(電動ユニット)とインバータモジュールとを一体化する技術が提案されている。例えば特許文献１には、電動機への給電に使用するハーネス等の部材の削減を目的としてインバータモジュールを電動機のハウジングの外表面に設置する一体化技術が開示されている。
【０００３】
一方、インバータモジュールにおいては、入力端子や出力端子に接続するハーネスにフェライトコアを装着することにより、高周波ノイズの低減が図られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９１１５３号公報
【発明の開示】
【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の一体化技術では、上述したフェライトコアを装着するハーネスがないため、フェライトコアによるノイズ低減を行えないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電動ユニットとの一体化によってハーネス等の部材が削減されても適切なノイズ低減を行えるインバータモジュール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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、電動機を含む電動ユニットに対しての一体的な取付けが可能で、入力端部に入力される交流電力を変換し出力端部から前記電動ユニットに出力するインバータモジュールであって、前記入力端部および／または前記出力端部に設けられたノイズ低減部を備え、前記ノイズ低減部は、前記交流電力に係る電流を流す２以上の棒状導体を含む複数の棒状導体と、中空部を持つ環状の形状を有し、前記複数の棒状導体のうち少なくとも１の棒状導体が前記中空部に挿通されている磁性部材とを有する。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係るインバータモジュールにおいて、前記複数の棒状導体は、３の棒状導体からなっており、前記磁性部材の中空部には、前記３の棒状導体が挿通されている。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係るインバータモジュールにおいて、前記３の棒状導体は、３相交流に係る各相の電流を流す棒状導体である。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項２または請求項３の発明に係るインバータモジュールにおいて、前記中空部における前記３の棒状導体は、互いに略等しい離間距離を保持しつつ平行に伸延している。
【００１１】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明に係るインバータモジュールにおいて、前記交流電力に係るノイズを低減させるフィルタ回路をさらに備え、前記フィルタ回路の前段に前記ノイズ低減部を配置する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１から請求項５の発明によれば、入力端部および／または出力端部に設けられたノイズ低減部は、交流電力に係る電流を流す２以上の棒状導体を含む複数の棒状導体と、中空部を持つ環状の形状を有し複数の棒状導体のうち少なくとも１の棒状導体が中空部に挿通されている磁性部材とを有するため、電動ユニットとの一体化によってハーネス等の部材が削減されても適切なノイズ低減を行える。
【００１３】
特に、請求項２の発明においては、磁性部材の中空部には、３の棒状導体が挿通されているため、３の棒状導体についてのコモンモードノイズを適切に低減できる。
【００１４】
また、請求項３の発明においては、３の棒状導体は、３相交流に係る各相の電流を流す棒状導体であるため、３相交流についてのコモンモードのイズを適切に低減できる。
【００１５】
また、請求項４の発明においては、中空部における３の棒状導体は、互いに略等しい離間距離を保持しつつ平行に伸延しているため、環状の磁性部材内に３の棒状導体をコンパクトに収容できる。
【００１６】
また、請求項５の発明においては、交流電力に係るノイズを低減させるフィルタ回路の前段にノイズ低減部を配置するため、ノイズ低減部とフィルタ回路とによる効果的なノイズ低減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るインバータモジュール１Ａの要部構成を説明するための斜視図である。また、図２は、インバータモジュール１Ａの要部構成を示す上面図であり、図３は、図２のIII−III位置から見た断面図である。
【００１８】
インバータモジュール１Ａは、例えば空気調和機で使用されるパワーモジュールとして構成されており、図４のように圧縮機ユニット(電動ユニット)８に対しての一体的な取付けが可能となっている。なお、図４(ａ)および図４(ｂ)は、インバータモジュール１Ａが一体的に取付けられた圧縮機ユニット８の上面図および側面図を示している。この圧縮機ユニット８は、冷媒を圧縮するための圧縮機８１と、圧縮機８１を駆動するためのモータ(電動機)８２とを備えており、インバータモジュール１Ａで生成された３相交流が入力端子８３を介してモータ８２に供給される。
【００１９】
インバータモジュール１Ａは、箱型の形状を有する樹脂ケース５と、この樹脂ケース５内に収容されるプリント基板１０とを備えている。
【００２０】
プリント基板１０には、図５に示す回路ＣＴが実装されている。この回路ＣＴは、交流電力に関する低周波ノイズを低減させるフィルタ回路ＦＣと、フィルタ回路ＦＣでノイズが低減された交流を整流するダイオードブリッジ回路ＤＢと、ダイオードブリッジ回路ＤＢで整流された電力を交流に変換するインバータ回路ＩＶとが設けられている。
【００２１】
プリント基板１０には、交流電源からの交流電力が入力される入力端部１１と、インバータ回路ＩＶで生成された交流電力を圧縮機ユニット８(図４)に出力する出力端部１２とが取付けられている。そして、入力端部１１および出力端部１２には、上記のフィルタ回路ＦＣより高周波のノイズを抑制するノイズ低減部２が設けられている。
【００２２】
ノイズ低減部２は、交流電力に関する各相の電流を流す３本のリードフレーム２１と、環状の形状を有して図１および図３に示す矢印ＡＲに沿って３本のリードフレーム２１の上方から装着されるフェライトコア２２とを備えている。なお、入力端部１１においては、アース用のリードフレーム２９が設けられている。
【００２３】
３本のリードフレーム２１は、それぞれ導電性を有する金属製の棒状導体として構成されている。ここで、入力端部１１のリードフレーム２１は、プリント基板１０の入力端１０ａから外側方向(＋Ｘ方向)に延びて上方向(＋Ｚ方向)に折れ曲がる略Ｌ字状の形状を有しているとともに、出力端部１２のリードフレーム２１も、プリント基板１０の出力端１０ｂから外側方向(−Ｘ方向)に延びて上方向(＋Ｚ方向)に折れ曲がる略Ｌ字状の形状を有している。そして、フェライトコア２２の中空部２２ｈ内における３本のリードフレーム２１は、図２に示すように三角形の各頂点に配置されており、互いに略等しい離間距離を保持しつつ樹脂ケース５の外壁に沿ってＺ軸方向に平行に伸延している。このような配置により、環状のフェライトコア２２内に３本のリードフレーム２１をコンパクトに収容できる。
【００２４】
フェライトコア２２は、例えば強磁性を示す金属酸化物からなっており、リードフレーム２１についての高周波ノイズを低減させる磁性部材として構成されている。このフェライトコア２２の中空部２２ｈに３本のリードフレーム２１が挿通されることにより、コモンモードノイズが伝搬する伝搬経路(図６において破線の矢印で図示)に関する高周波インピーダンスを高められるため、コモンモードノイズの低減が図れることとなる。
【００２５】
以上のようなノイズ低減部２を備えたインバータモジュール１Ａにおいては、図４(ｂ)に示すように出力端部１２においてフェライトコア２２から突出するリードフレーム２１の先端を圧縮機ユニット８の入力端子８３に接続させることにより、従来のような給電用のハーネスがなくても、３相交流に係る各相の電流を流す３本のリードフレーム２１においてフェライトコア２２による高周波ノイズの低減を行える。そして、プリント基板１０の出力端１０ｂから圧縮機ユニット８の入力端子８３までの配線を行う比較的短いリードフレーム２１にフェライトコア２２を装着するため、配線インダクタンスや浮遊容量を低減でき、ノイズ抑制効果が向上することとなる。
【００２６】
以上で説明したインバータモジュール１Ａでは、入力端部１１および出力端部１２においてフェライトコア２２の中空部２２ｈに３本のリードフレーム２１を挿通させるため、電動ユニットとの一体化によってハーネス等の部材が削減されても、フェライトコア装着用の部材を特に追加することなく、フェライトコアによる適切なノイズ低減を行える。
【００２７】
また、インバータモジュール１Ａにおいては、図５に示すようにフィルタ回路ＦＣの前段に入力端部１１のノイズ低減部２が配置されているため、ノイズ低減部２およびフィルタ回路ＦＣによる高周波ノイズおよび低周波ノイズの低減を適切に行えることとなる。
【００２８】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係るインバータモジュール１Ｂの要部構成を説明するための斜視図である。また、図８は、インバータモジュール１Ｂの要部構成を示す上面図であり、図９は、図８のIX−IX位置から見た断面を説明するための図である。
【００２９】
インバータモジュール１Ｂは、例えば空気調和機に搭載されるパワーモジュールとして構成されており、図１０のように圧縮機ユニット８に対しての一体的な取付けが可能となっている。なお、図１０(ａ)および図１０(ｂ)は、インバータモジュール１Ｂが一体的に取付けられた圧縮機ユニット８の上面図および側面図を示している。この圧縮機ユニット８は、図４に示す圧縮機ユニット８と同様の構成を有しており、インバータモジュール１Ｂで生成された３相交流が入力端子８４を介してモータ８２に供給される。
【００３０】
インバータモジュール１Ｂは、第１実施形態と同様の構成を有する樹脂ケース５およびプリント基板１０を備えている。なお、プリント基板１０は、図７や図９に示すように後述のフェライトコア３２の上方に配置される。
【００３１】
プリント基板１０には、第１実施形態と同様に、交流電源からの交流電力が入力される入力端部１１と、インバータ回路ＩＶ(図５)で生成された交流電力を圧縮機ユニット８(図１０)に出力する出力端部１２とが取付けられている。そして、入力端部１１と出力端部１２には、第１実施形態のノイズ低減部２に対応するノイズ低減部３が設けられている。だたし、本実施形態のノイズ低減部３は、樹脂ケース５の外部に設置されていた第１実施形態のノイズ低減部２と異なり、樹脂ケース５の内部に設置されている。
【００３２】
ノイズ低減部３は、第１実施形態のノイズ低減部２と同様に、交流電力に関する各相の電流を流す３本のリードフレーム３１と、環状の形状を有して図７および図９に示す矢印ＡＲに沿って３本のリードフレーム３１の上方から装着されるフェライトコア３２とを備えている。なお、入力端部１１においては、アース用のリードフレーム３９が設けられている。
【００３３】
３本のリードフレーム３１は、それぞれ導電性を有する金属製の棒状導体として構成されている。ここで、入力端部１１および出力端部１２のリードフレーム３１は、第１実施形態のリードフレーム２１と同様に略Ｌ字状の形状を有している。そして、フェライトコア３２の中空部３２ｈ内における３本のリードフレーム３１は、図８に示すように三角形の各頂点に配置されており、互いに略等しい離間距離を保持しつつＺ軸方向に平行に伸延している。
【００３４】
フェライトコア３２は、第１実施形態のフェライトコア２２と同様に、リードフレーム３１についての高周波ノイズを低減させる磁性部材として構成されている。
【００３５】
以上のようなノイズ低減部３を備えたインバータモジュール１Ｂにおいては、図１０(ｂ)に示すように出力端部１２においてフェライトコア３２から突出するリードフレーム３１の先端を圧縮機ユニット８の入力端子８４に接続させることにより、従来のような給電用のハーネスがなくても、３相交流に係る各相の電流を流す３本のリードフレーム３１においてフェライトコア３２による高周波ノイズの低減を行えることとなる。
【００３６】
以上で説明したインバータモジュール１Ｂでは、入力端部１１および出力端部１２においてフェライトコア３２の中空部３２ｈに３本のリードフレーム３１を挿通させるため、第１実施形態のインバータモジュール１Ａと同様に、電動ユニットとの一体化によってハーネス等の部材が削減されてもフェライトコアによる適切なノイズ低減を行える。
【００３７】
＜変形例＞
・上記の各実施形態においては、３本のリードフレーム全てをフェライトコアの中空部に挿通させるのは必須でなく、３本のリードフレームのうち少なくとも１本のリードフレームをフェライトコアの中空部に挿通させるようにしても良い。この場合でも、フェライトコアに挿入されているリードフレームについてのノイズ低減が図れることとなる。
【００３８】
・上記の各実施形態におけるフェライトコアを利用したノイズ低減部については、インバータモジュールの入力端部および出力端部の双方に設けるのは必須でなく、入力端部または出力端部の一方に設けるようにしても良い。
【００３９】
・上記の各実施形態における入力端部のフェライトコアには、３相交流の各相の電流を流す３本のリードフレームを挿通させるのは必須でなく、単相交流の電流を流す２本のリードフレームと他の信号(例えば空気調和機特有の信号)を流す１本のリードフレームとで構成される３本のリードフレームを挿通させるようにしても良い。この場合でも、３本のリードフレームについてのコモンモードノイズの低減が図れることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインバータモジュール１Ａの要部構成を説明するための斜視図である。
【図２】インバータモジュール１Ａの要部構成を示す上面図である。
【図３】図２のIII−III位置から見た断面図である。
【図４】圧縮機ユニット８に対するインバータモジュール１Ａの一体的な取付けを説明するための図である。
【図５】プリント基板１０に実装される回路ＣＴを説明するための図である。
【図６】コモンモードノイズの低減について説明するための図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るインバータモジュール１Ｂの要部構成を説明するための斜視図である。
【図８】インバータモジュール１Ｂの要部構成を示す上面図である。
【図９】図８のIX−IX位置から見た断面を説明するための図である。
【図１０】圧縮機ユニット８に対するインバータモジュール１Ｂの一体的な取付けを説明するための図である。
【符号の説明】
【００４１】
１Ａ、１Ｂ  インバータモジュール
２、３  ノイズ低減部
５  樹脂ケース
８  圧縮機ユニット(電動ユニット)
１０  プリント基板
１１  入力端部
１２  出力端部
２１、３１  リードフレーム(棒状導体)
２２、３２  フェライトコア(磁性部材)
２２ｈ、３２ｈ  中空部
８２  モータ(電動機)
ＦＣ  フィルタ回路
【図１】
2008125248.tif 000003
【図２】
2008125248.tif 000004
【図３】
2008125248.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008125248.tif 000007
【図６】
2008125248.tif 000008
【図７】
2008125248.tif 000009
【図８】
2008125248.tif 000010
【図９】
2008125248.tif 000011
【図１０】
2008125248.tif 000012