(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子が内蔵されたインバータモジュールと、該インバータモジュールの一対の電源入力端子に各電極が接続された平滑コンデンサと、前記インバータモジュール及び平滑コンデンサを一体に支持するベースプレートとを備え、前記平滑コンデンサは電解コンデンサであってその本体ケースがマイナス電位とされたインバータ装置において、
前記ベースプレートに、前記平滑コンデンサの本体ケースに外装して該平滑コンデンサを該ベースプレートに固定保持するホルダを設け、
該ホルダに、前記平滑コンデンサの本体ケースに対向する接地された導電部と、該導電部と平滑コンデンサの本体ケースとの間に介在する絶縁部とを設けたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
スイッチング素子が内蔵されたインバータモジュールと、該インバータモジュールの一対の電源入力端子の夫々に接続された一対の金属製バスプレートと、各バスプレートに各電極が接続された平滑コンデンサと、前記インバータモジュール及び平滑コンデンサを一体に支持するベースプレートとを備え、前記平滑コンデンサは電解コンデンサであってその本体ケースがマイナス電位とされたインバータ装置において、
両バスプレート間に、一対の絶縁シートを重ねて設けると共に、両絶縁シート間に、接地された導電性のシールドプレートを設け、
前記ベースプレートに、前記平滑コンデンサの本体ケースに外装して該平滑コンデンサを該ベースプレートに固定保持するホルダを設け、
該ホルダに、前記平滑コンデンサの本体ケースに対向する接地された導電部と、該導電部と平滑コンデンサの本体ケースとの間に介在する絶縁部とを設けたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項３】
前記インバータ装置は駆動源として電動機を備える車両に設けられ、
前記シールドプレートは、該車両のボディに電気的に接続されていることを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記インバータ装置は駆動源として電動機を備える車両に設けられ、
前記ホルダの導電部は、該車両のボディに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ装置に関し、特に駆動源として電動機を備える車両に好適なインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のインバータ装置は、駆動源として電動機を備える車両において、電源と電動機との間に設けられることが知られている。インバータ装置は、スイッチング素子を内蔵するインバータモジュールや平滑コンデンサ等を備えており、更にインバータモジュールの放熱を促すヒートシンク等を備えた状態で車両ボディに取り付けられる。
【０００３】
この種のインバータ装置においては、前記スイッチング素子の作動時に発生する電気ノイズが、車両に設けられた他の電気機器の作動に悪影響を与えるおそれがある。このため、従来、コンデンサが内蔵されたノイズフィルタユニットを前記インバータモジュールに接続して該インバータ装置に取り付けることによって、ノイズを除去することが行なわれている。
【０００４】
しかし、ノイズフィルタユニットをインバータ装置に設けることによって該インバータ装置が大型化し、車両ボディにおいてはより広い取り付けスペースが必要となる不都合がある。また、ノイズフィルタユニットが別途必要であるためにコストが増加する不都合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる不都合を解消して、本発明は、極めて構造簡単にノイズフィルタ機能を得ることができ、低コストでコンパクトなインバータ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１の発明は、スイッチング素子が内蔵されたインバータモジュールと、該インバータモジュールの一対の電源入力端子に各電極が接続された平滑コンデンサと、前記インバータモジュール及び平滑コンデンサを一体に支持するベースプレートとを備え、前記平滑コンデンサは電解コンデンサであってその本体ケースがマイナス電位とされたインバータ装置において、前記ベースプレートに、前記平滑コンデンサの本体ケースに外装して該平滑コンデンサを該ベースプレートに固定保持するホルダを設け、該ホルダに、前記平滑コンデンサの本体ケースに対向する接地された導電部と、該導電部と平滑コンデンサの本体ケースとの間に介在する絶縁部とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
第１の発明によるインバータ装置は、前記インバータモジュールと前記平滑コンデンサとを一体に支持するベースプレートが設けられ、該ベースプレートにホルダを介して前記平滑コンデンサが固定保持されている。該ホルダは、前記平滑コンデンサの本体ケースに絶縁部を介して対向する接地された導電部が設けられている。該平滑コンデンサは、その本体ケースがマイナス電位とされた電解コンデンサであるので、該平滑コンデンサの本体ケースと前記ホルダの絶縁部及び導電部とによって、コンデンサ構造が形成されている。該コンデンサ構造により、ノイズの伝搬を防止したノイズフィルタ機能を付与することができるので、構造を簡単として低コストでコンパクトなインバータ装置を構成することができる。
【０００８】
また、第２の発明は、スイッチング素子が内蔵されたインバータモジュールと、該インバータモジュールの一対の電源入力端子の夫々に接続された一対の金属製バスプレートと、各バスプレートに各電極が接続された平滑コンデンサと、前記インバータモジュール及び平滑コンデンサを一体に支持するベースプレートとを備え、前記平滑コンデンサは電解コンデンサであってその本体ケースがマイナス電位とされたインバータ装置において、両バスプレート間に、一対の絶縁シートを重ねて設けると共に、両絶縁シート間に、接地された導電性のシールドプレートを設け、前記ベースプレートに、前記平滑コンデンサの本体ケースに外装して該平滑コンデンサを該ベースプレートに固定保持するホルダを設け、該ホルダに、前記平滑コンデンサの本体ケースに対向する接地された導電部と、該導電部と平滑コンデンサの本体ケースとの間に介在する絶縁部とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
第２の発明によるインバータ装置は、前記インバータモジュールと前記平滑コンデンサとの間に、ケーブル配線作業の煩わしさを排除すると共に誤配線を防止するための一対のバスプレートが設けられている。そして、両バスプレートは、一対の絶縁シートと、両絶縁シートの間の接地された導電性のシールドプレートとによって、コンデンサ構造が形成されている。両バスプレートによって形成されたコンデンサ構造はノイズフィルタとして機能するので、従来のようなノイズフィルタユニットを別途設ける必要がなく、ノイズの伝搬を防止した低コストでコンパクトなインバータ装置を極めて構造簡単に構成することができる。
これにより、前記バスプレートが第１のノイズフィルタ機能を付与すると共に、前記ホルダが第２のノイズフィルタ機能を付与し、それによってノイズの伝搬を一層確実に防止することができる。
【００１１】
また、前記第２の発明においては、前記インバータ装置が駆動源として電動機を備える車両に設けられるとき、前記シールドプレートは、該車両のボディに電気的に接続されていることが好ましく、前記第１の発明又は前記第２の発明においては、前記ホルダの導電部は、該車両のボディに電気的に接続されていることが好ましい。これによって、インバータモジュールから発生するノイズを一層低減することができ、車両に設けられた各種の電気機器に対するノイズの影響を確実に低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のインバータ装置を示す平面図、図２は図１のII矢示図、図３は本実施形態のインバータ装置の回路構成図、図４はバスプレートの構成を示す分解斜視図、図５はインバータ装置のノイズを示す線図、図６はホルダの構成を示す説明的縦断面図、図７はホルダにおける他の態様を示す説明的縦断面図である。
【００１３】
本実施形態のインバータ装置１は、図示しない電気自動車等の車両内部に取り付けられるものであり、図１及び図２に示すように、金属製ベースプレート２上にインバータモジュール３と平滑コンデンサ４とを備えている。該ベースプレート２は、図２に示すように、インバータモジュール３に対応する下面側に複数のフィンからなるヒートシンク５を備えている。また、該ベースプレート２は金属製のネジ部材６を介して車両ボディ７に電気的に接続された状態で固定されている。
【００１４】
本実施形態のインバータ装置１は、図３に示すように、バッテリ電源８とモータ９との間に接続され、前記インバータモジュール３は、複数のスイッチング素子１０と複数のダイオード１１とを内蔵する構造とされている。前記平滑コンデンサ４は、図１及び図２に示すように、正負の各電極１２，１３が一対のバスプレート１４，１５を介してインバータモジュール３の各電源入力端子１６，１７に接続されている。該平滑コンデンサ４はアルミニウム製の本体ケース１８を備え、該本体ケース１８はホルダ１９を介してベースプレート２に固定保持されている。なお、該平滑コンデンサ４は、電解コンデンサであってその本体ケース１８がマイナス電位とされている。
【００１５】
前記バスプレート１４，１５は、図１及び図４に示すように、インバータモジュール３の正側電源入力端子１６に接続する第１接続部２０を備える第１バスプレート１４と、インバータモジュール３の負側電源入力端子１７に接続する第２接続部２１を備える第２バスプレート１５とによって構成されている。更に、第１バスプレート１４と第２バスプレート１５との間には、金属製板状で導電性のシールドプレート２２を介して一対の絶縁シート２３，２４が重ね合わせて設けられている。該シールドプレート２２は、図２に示すように、リード線２５を介してベースプレート２に前記ネジ部材６を介して接地接続されている。これによって、図３に示すように、バスプレート１４，１５がコンデンサ構造を形成し、インバータモジュール３のスイッチング素子１０から発生するノイズをバイパスする所謂Ｙ型ノイズフィルタとしての機能を得ることができる。
【００１６】
ここで、本実施形態のバスプレート１４，１５によるノイズフィルタとしての効果を図５に示す。図５においては、本実施形態のバスプレート１４，１５を設けたときのインバータモジュール３からのノイズを図５中ａ線により示している。なお、図５中ｂ線は、第１バスプレート１４と第２バスプレート１５との間にシールドプレート２２を設けない従来の構成によるインバータ装置のノイズを示している。図５に示すように、本実施形態のバスプレート１４，１５を設けたインバータ装置１は、従来のインバータ装置に比べて極めて高いノイズフィルタ機能が付与されている。
【００１７】
また、前記ホルダ１９は、図２に示すように、平滑コンデンサ４の本体ケース１８の下側を受ける受け部材２６と、該受け部材２６に対向して該平滑コンデンサ４の本体ケース１８を上方から押える押え部材２７と、該押え部材２７を受け部材２６に連結することによって押え部材２７と受け部材２６との間に平滑コンデンサ４の本体ケース１８を挟持させるネジ部材２８とによって構成されている。
【００１８】
そして、図６に示すように、前記ホルダ１９は、押え部材２７と受け部材２６とが金属ブロックによって形成されていることによって導電部が形成されており、押え部材２７及び受け部材２６の平滑コンデンサ４の本体ケース１８に対向する面に設けられた絶縁シート２９，３０によって絶縁部が形成されている。更に、図２に示すように、押え部材２７はリード線３１により前記ベースプレート２にネジ部材６を介して接地接続されている。これによって、図３に示すように、ホルダ１９と平滑コンデンサ４の本体ケース１８とによるコンデンサ構造が形成され、インバータモジュール３のスイッチング素子１０から発生するノイズをバイパスするノイズフィルタとしての効果を得ることができる。
【００１９】
なお、本実施形態において示したホルダ１９は、図６に示すように、受け部材２６と押え部材２７とを金属ブロックによって形成して導電部とし、平滑コンデンサ４の本体ケース１８側に絶縁シート２９，３０を設けて絶縁部としたが、本発明におけるホルダは、この構成に限るものではない。即ち、他のホルダの構成を挙げれば、図７に示すように、受け部材２６と押え部材２７とを合成樹脂等の絶縁材料で構成する。この場合には、受け部材２６側においてベースプレート２を導電部とすると共に、平滑コンデンサ４との対向面側に金属板或いは金属メッキを施した導電体層３３，３４を設けてリード線３５，３６を介してベースプレート２に接地接続された導電部とし、平滑コンデンサ４の本体ケース１８との間に絶縁シート２９，３０を設けて絶縁部とすればノイズフィルタ機能を付加させることができる。更に、図示しないが、平滑コンデンサ４の本体ケース１８を合成樹脂フィルム等で被覆することにより、該合成樹脂フィルム等の被覆部材が絶縁部となり、受け部材２６と押え部材２７とを金属ブロックによって形成して導電部とすれば、ノイズフィルタ機能を付加させることができる。
【００２１】
また、本発明においては、本実施形態の構成に、図示しないノイズフィルタユニットを別途設けることを妨げるものではない。この場合には、前記バスプレート１４，１５及び前記ホルダ１９にノイズフィルタ機能が付加されていることにより、例えば、ノイズフィルタユニットを構成するコンデンサの容量を削減することによってノイズフィルタユニットを安価且つ小型とすることができ、インバータ装置１のコストの増加を小としてノイズフィルタ効果を大とすることができる。
【００２２】
なお、上述したシールドプレートの具体的な材料としては、電気抵抗の少ない銅板（銅箔）やアルミ板（アルミ箔）を用い、絶縁シートに誘電体損の少ない材料を選定するとノイズ低減効果が高い。更に、シールドプレートや導電部の接地用端子の設置にあたっては、接続配線を極力短くすることがノイズ対策上好ましく、ベースプレートやヒートシンクに設置することでノイズ伝播を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のインバータ装置を示す平面図。
【図２】図１のII矢示図。
【図３】本実施形態のインバータ装置の回路構成図。
【図４】バスプレートの構成を分解して示す説明的斜視図。
【図５】インバータ装置のノイズを示す線図。
【図６】ホルダの構成を示す説明的縦断面図。
【図７】ホルダにおける他の態様を示す説明的縦断面図。
【符号の説明】
１…インバータ装置、３…インバータモジュール、４…平滑コンデンサ、７…車両ボディ、１０…スイッチング素子、１２，１３…電極、１４，１５…バスプレート、１６，１７…電源入力端子、１８…本体ケース、１９…ホルダ、２２…シールドプレート、２３，２４…絶縁シート。
【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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