(57)【要約】【課題】金属導体基板同士間の電流アンバランスを抑制することができるインバータユニットを提供する。【解決手段】対向配置された金属導体基板１Ａ，１Ｂと、これら金属導体基板の外側に配置された薄板金属導体２Ａ，２Ｂと、一方の側の金属導体基板及び薄板金属導体間に配置された第１相アーム部３Ａと、他方の側の金属導体基板及び薄板金属導体間に配置された第２相アーム部３Ｂとを有する単相出力フルブリッジインバータを備え、第１相アーム部及び第２相アーム部のそれぞれは、金属導体基板及び薄板金属導体間に、並列配置された上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１，Ｑ３及び下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ２，Ｑ４と、正電位側が金属導体基板に接続され、負電位側が前記薄板金属導体に接続されたコンデンサ１２Ａ，１３Ａ及び１２Ｂ，１３Ｂとを有し、第１相アーム部及び第２相アーム部の金属導体基板同士が、出力端子とは反対側で電気的に接続されている。【選択図】図１
2016174503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに所定距離を保って対向配置された一対の金属導体基板と、
前記一対の金属導体基板の外側に所定距離保って配置された一対の薄板金属導体と、
一方の側の金属導体基板及び薄板金属導体間に配置された第１相アーム部と、
他方の側の金属導体基板及び薄板金属導体間に配置された第２相アーム部とを有する単相出力フルブリッジインバータを備え、
前記第１相アーム部及び前記第２相アーム部のそれぞれは、前記金属導体基板及び前記薄板金属導体間に、当該金属導体基板に沿って並列配置されて前記金属導体基板及び前記薄板金属導体間に電気的に直列に接続される上アーム側半導体スイッチ素子及び下アーム側半導体スイッチ素子と、正電位側が金属導体基板に接続され、負電位側が前記薄板金属導体に接続されたコンデンサとを有し、
前記第１相アーム部及び前記第２相アーム部の金属導体基板同士が、出力端子とは反対側で電気的に接続されている
ことを特徴とするインバータユニット。
【請求項２】
前記第１相アーム部及び前記第２相アーム部のそれぞれは、
前記上アーム側半導体スイッチ素子が、高電位側が冷媒を通流する冷媒通路を有する第１厚板導体を介して前記金属導体基板に電気的に接続されて配置され、
前記下アーム側半導体スイッチ素子が、高電位側が冷媒を通流する冷媒通路を有する第２厚板導体を介し、さらに電気的絶縁材を介して前記金属導体基板に配置され、
前記上アーム側半導体スイッチ素子の低電位側が中間接続用薄板金属導体を介して前記第２厚板導体に電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載のインバータユニット。
【請求項３】
前記一対の金属導体基板同士が前記出力端子とは反対側における第１厚板導体に対向する位置で金属導体を介して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に記載のインバータユニット。
【請求項４】
前記一対の薄板金属導体同士が前記出力端子とは反対側で電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のインバータユニット。
【請求項５】
互いに所定距離を保って対向配置された第１金属導体基板及び第２金属導体基板と、
該第１金属導体基板及び第２金属導体基板の互いの対向面とは反対側にそれぞれ所定距離を保って配置された第１薄板金属導体及び第２薄板金属導体と、
前記第１金属導体基板及び第１薄板金属導体間に配置された第１相アーム部と、
前記第２金属導体基板及び第２薄板金属導体間に配置された第２相アーム部とを有する単相出力フルブリッジインバータを備え、
前記第１相アーム部は、前記第１金属導体基板及び前記第１薄板金属導体間に、当該第１金属導体基板に沿って並列配置されて前記第１金属導体基板及び前記第１薄板金属導体間に電気的に直列に接続される第１上アーム側半導体スイッチ素子及び第１下アーム側半導体スイッチ素子と、正電位側が前記第１金属導体基板に接続され、負電位側が前記第１薄板金属導体に接続された第１コンデンサとを有し、
前記第２相アーム部は、前記第２金属導体基板及び前記第２薄板金属導体間に、当該第２金属導体基板に沿って並列配置されて前記第２金属導体基板及び前記第２薄板金属導体間に電気的に直列に接続される第２上アーム側半導体スイッチ素子及び第２下アーム側半導体スイッチ素子と、正電位側が前記第２金属導体基板に接続され、負電位側が前記第２薄板金属導体に接続された第２コンデンサとを有し、
前記第１金属導体基板及び前記第２金属導体基板は、出力端子とは反対側で電気的に接続されている
ことを特徴とするインバータユニット。
【請求項６】
前記上アーム側半導体スイッチ素子および前記下アーム側半導体スイッチ素子は、炭化ケイ素、窒化ガリウム及びダイアモンドの少なくとも１つを主材料とするワイドバンドギャップ半導体スイッチ素子であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のインバータユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大電力を高周波でスイッチングして直流を交流に変換するインバータユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のインバータユニットとしては、特許文献１に記載されているものが知られている。
このインバータユニットは、図３に示す構成を有する。すなわち、内部の配線インダクタンスが数ｎＨ程度で、出力が数十〜数百ｋＷ程度、周波数が数百ｋＨｚ〜数千ｋＨｚ程度のインバータユニットである。
【０００３】
インバータユニットには、中央部に上下に延長して配置された金属導体基板１０１を有する。この金属導体基板１０１の下部には厚板導体１０２と、並列接続された半導体スイッチ素子Ｑ１とが配置されている。厚板導体１０２は、半導体スイッチ素子Ｑ１を冷却する冷媒が流れる孔１０３を備えている。また、金属導体基板１０１は図示しない直流電源の正極に接続されている。
【０００４】
次に、金属導体基板１０１の上部には、電気絶縁材１０５を介して、厚板導体１０６と、半導体スイッチ素子Ｑ２が配置されている。厚板導体１０６は、並列接続された半導体スイッチ素子Ｑ２を冷却する冷媒が流れる孔１０７を備えている。
さらに、半導体スイッチ素子Ｑ１の上面および電気絶縁材１０５の上面には、断面で見ると段差のある薄板金属導体１０９を当接配置している。または、半導体スイッチ素子Ｑ１と半導体スイッチ素子Ｑ２が直列に接続されればよい。
【０００５】
また、薄板金属導体１０９の半導体スイッチ素子Ｑ１とは反対側に電気絶縁材１１０を配置し、電気絶縁材１１０および半導体スイッチ素子Ｑ２を覆うようにして、薄板金属導体１１１を配置する。また、薄板金属導体１１１は図示しない直流電源の負極に接続されている。
金属導体基板１０１の上端側および下端側に沿うようにコンデンサ１１２，１１４を配置し、コンデンサ１１２，１１４の正電位側を金属導体基板１０１に、電気絶縁材１１３，１１５を介した負電位側を薄板金属導体１１１の端部に接続するように配置する。ここで、コンデンサ１１２，１１４は俵形状のコンデンサを並列接続して構成されている。
【０００６】
各部品の固定は以下の通りである。薄板金属導体１１１の半導体スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の上面に対応する部分には、クッション部材１１６，１１７を配置し、これを介して板ばね１１８を配置する。そして、板ばね１１８の両端部と薄板金属導体１１１の両端部、コンデンサ１１２，１１４は、間座１１９，１２１を介して、ねじ具１２０，１２２で金属導体基板１０１に固定されている。
負電位の薄板金属導体１１１の表裏導体間は、図示しない導体やケーブル等で接続されている。
図３では、板ばね１１８の固定と薄板金属導体１１１、コンデンサ１１２，１１４の固定を同一のねじ具１２０，１２２で行っているが、別々に行ってもよい。
【０００７】
金属導体基板１０１の右側面には、上記と同一構成を有する冷媒通路となる孔１０３を形成した厚板導体１０２、半導体スイッチ素子Ｑ３，Ｑ４、薄板１０９、電気絶縁材１１０，１１３，１１５、コンデンサ１１２，１１４、クッション部材１１６，１１７、板ばね１１８、間座１１９，１２１、ねじ具１２０，１２２が面対称に配置されている。
以上により、金属導体基板１０１の両面側で単相出力フルブリッジインバータを構成することができる。このインバータユニットは、各部の配線インピーダンスを小さくすることを可能にしている。
【０００８】
この図３のインバータユニットの等価回路は、図４に示すように、半導体スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２を直列に接続した第１相アーム部が半導体スイッチ素子Ｑ１１〜Ｑ１３，Ｑ２１〜Ｑ２３を３並列に接続されたアームで構成され、同様に半導体スイッチ素子Ｑ３，Ｑ４が直列に接続された第２相アーム部が半導体スイッチ素子Ｑ３１〜Ｑ３３，Ｑ４１〜Ｑ４３を３並列に接続されたアームで構成されている。
【０００９】
各半導体スイッチ素子の位置に対応するコンデンサＣ１１〜Ｃ１３，Ｃ３１〜Ｃ３３と、各部の配線インピーダンスＬＺ１１，ＬＺ１２，ＬＺ２１，ＬＺ２２，ＬＺ３１，ＬＺ３２，ＬＺ４１，ＬＺ４２，ＬＺ５１，ＬＺ５２，ＬＺ６１，ＬＺ６２，ＬＺ７１，ＬＺ７２，ＬＺ７３，ＬＺ８１と、各半導体スイッチ素子の配線インピーダンスＳＺ１１，ＳＺ１２．ＳＺ１３，ＳＺ２１，ＳＺ２２，ＳＺ２３，ＳＺ３１，ＳＺ３２，ＳＺ３３，ＳＺ４１，ＳＺ４２，ＳＺ４３と、各コンデンサの配線インピーダンスＣＺ１１〜ＣＺ１３，ＣＺ３１〜ＣＺ３３とを回路の構成要素として接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３２２８０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、以下のような課題がある。すなわち、上記従来例の動作を図４について説明する。ここでは、電流の経路の一例として電流が出力端子Ｔｕから出力され、出力端子Ｔｖに入力される場合について説明する。
電流は、半導体スイッチ素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３を通り、出力端子Ｔｕから出力され、出力端子Ｔｖから入力された電流は、半導体スイッチ素子Ｑ４１，Ｑ４２，Ｑ４３を通り、半導体スイッチ素子ＱＸ１，ＱＸ２，ＱＸ３の位置にあるコンデンサＣ３１，Ｃ３２，Ｃ３３を通って再び半導体スイッチ素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３に戻る。
【００１２】
ここで、金属導体基板１０１により半導体スイッチ素子Ｑ１側の正電位は、出力側からその逆側まで一体となっており、半導体スイッチ素子ＱＸ１，ＱＸ２，ＱＸ３のそれぞれの位置で半導体スイッチ素子Ｑ１側と半導体スイッチ素子Ｑ３側の正電位間が接続されていると考えることができる。
そのため、インバータユニットの出力の半導体スイッチ素子ＱＸ１〜ＱＸ２間及び半導体スイッチ素子ＱＸ２〜ＱＸ３間の配線インピーダンスＬＺ１１，ＬＺ１２及びＬＺ２１，ＬＺ２２、正電位側のＱＸ１〜ＱＸ２間及びＱＸ２〜ＱＸ３間の配線インピーダンスＬＺ３１，ＬＺ３２及びＬＺ５１，ＬＺ５２、負電位側のＱＸ１〜ＱＸ２間，ＱＸ２〜ＱＸ４間の配線インピーダンスＬＺ６１，ＬＺ６２が大きな値であると、半導体スイッチ素子ＱＸ３の位置にある半導体スイッチ素子Ｑ１３，Ｑ４３の位置にあるコンデンサＣ３３が最も電流が流れ易くなる。その結果、半導体スイッチ素子ＱＸ１，ＱＸ２，ＱＸ３間に電流のアンバランスが生じる。
【００１３】
特に、半導体スイッチ素子の配線インピーダンスＳＺ１１，ＳＺ１２，ＳＺ１３，ＳＺ４１，ＳＺ４２，ＳＺ４３、ＱＸ１，ＱＸ２，ＱＸ３の位置にあるコンデンサの配線インピーダンスＣＺ３１，ＣＺ３２，ＣＺ３３、ＱＸ１，ＱＸ２，ＱＸ３の位置にある半導体スイッチ素子Ｑ１側と半導体スイッチ素子Ｑ３側の正電位間の配線インピーダンスＬＺ７１，ＬＺ７２，ＬＺ７３が小さいときは電流アンバランスが生じ易くなる。
【００１４】
ここで、半導体スイッチ素子Ｑ１側と半導体スイッチ素子Ｑ３側の正電位間の配線インピーダンスＬＺ７１，ＬＺ７２，ＬＺ７３と比較して、半導体スイッチ素子Ｑ２側と半導体スイッチ素子Ｑ４側の負電位間の配線インピーダンスＬＲ８１は、接続を導体、ケーブル等で行っているため、値が大きい。そのため、半導体スイッチ素子Ｑ２側とＱ４側の負電位間は電流が流れづらくなっている。そのため、図４では出力の逆側で接続しているが、何処に接続しても良い。
【００１５】
電流が半導体スイッチ素子Ｑ３１〜Ｑ３３を通って出力端子Ｔｖから出力され、出力端子Ｔｕから半導体スイッチ素子Ｑ２１〜Ｑ２３へ入力される電流経路でも同様の現象が生じる。
そこで、本発明は、上記従来例の課題に着目してなされたものであり、金属導体基板同士間の電流アンバランスを抑制することができるインバータユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明に係るインバータユニットの一態様は、互いに所定距離を保って対向配置された一対の金属導体基板と、これら一対の金属導体基板の外側に所定距離保って配置された一対の薄板金属導体と、一方の側の金属導体基板及び薄板金属導体間に配置された第１相アーム部と、他方の側の金属導体基板及び薄板金属導体間に配置された第２相アーム部とを有する単相出力フルブリッジインバータを備え、第１相アーム部及び第２相アーム部のそれぞれは、金属導体基板及び薄板金属導体間に、金属導体基板に沿って並列配置されて金属導体基板及び薄板金属導体間に電気的に直列に接続される上アーム側半導体スイッチ素子及び下アーム側半導体スイッチ素子と、正電位側が金属導体基板に接続され、負電位側が薄板金属導体に接続されたコンデンサとを有し、一対の金属導体基板同士が、出力端子とは反対側で電気的に接続されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様によると、金属導体基板同士の電流経路を出力端子とは反対側位置に規制したので、金属導体基板同士間の電流アンバランスを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一態様に係るインバータユニットの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のインバータユニットの等価回路を示す回路図である。
【図３】従来のインバータユニットを示す斜視図である。
【図４】従来のインバータユニットの等価回路を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、図面を参照して、本発明の一実施の形態を説明する。
以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００２０】
また、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００２１】
まず、本発明の一態様を表すインバータユニットの一実施形態について説明する。
インバータユニットは、図１に示すように、中央部に例えば垂直面で所定間隔を保って対向するように配置した一対となる第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂと、これら第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂの外側で所定距離を保って配置された第１薄板金属導体２Ａ及び第２薄板金属導体２Ｂと、一方の側の第１金属導体基板１Ａ及び第１薄板金属導体２Ａ間に配置された第１相アーム部３Ａと、他方の側の第２金属導体基板１Ｂ及び第２薄板金属導体２Ｂ間に配置された第２相アーム部３Ｂとを有する単相出力フルブリッジインバータ４を備えている。
ここで、第１金属導体基板１Ａと第２金属導体基板１Ｂ間には、シート状の電気的絶縁材料５が配置されている。また、第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体金半１Ｂの少なくとも一方が図示しない直流電源の正極に接続されている。さらに、第１薄板金属導体２Ａ及び第２薄板金属導体２Ｂが図示しない直流電源の負極に接続されている。
【００２２】
また、第１薄板金属導体２Ａ及び第２薄板金属導体２Ｂは、第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂを挟んで左右面対称な形状を有する。これら第１薄板金属導体２Ａ及び第２薄板金属導体２Ｂは、第１相アーム部３Ａ及び第２相アーム部３Ｂを収納するアーム部収納部となる第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂ側を開放した断面コ字状に形成された収納板部２ａと、この収納板部２ａの上端側開放端から上方に延長する取付フランジ部２ｂと、収納板部２ａの下端側開放端から下方に延長する取付フランジ部２ｃとで構成されている。
【００２３】
そして、第１薄板金属導体２Ａ及び第２薄板金属導体２Ｂが取付フランジ部２ｂ及び２ｃ位置でそれぞれ間座６を介して止めねじ７によって第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂに個別に固定されている。
第１相アーム部３Ａ及び第２相アーム部３Ｂも第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂを挟んで左右面対称に配置されている。
【００２４】
第１相アーム部３Ａは、第１金属導体基板１Ａに対して並列配置される第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１及び第１下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ２を有する。これら第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１及び第１下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ２のそれぞれは、後述するように複数例えば３つのパワーＭＯＳＦＥＴＱ１１〜Ｑ１３及びＱ２１〜Ｑ２３とこれに逆並列に接続されたフリーホイーリングダイオードＤ１１〜Ｄ１３及びＤ２１〜Ｄ２３とを並列に接続した３並列構成とされている。
【００２５】
なお、パワーＭＯＳＦＥＴＱ１１〜Ｑ１３及びＱ２１〜Ｑ２３は、Ｓｉ系の半導体素子だけでなく、炭化ケイ素、窒化ガリウム及びダイアモンドの少なくとも１つを主材料とするワイドバンドギャップ半導体素子であってもよい。また、フリーホイーリングダイオードＤ１１〜Ｄ１３及びＤ２１〜Ｄ２３もＳｉ系の半導体素子だけでなく、炭化ケイ素、窒化ガリウム及びダイアモンドの少なくとも１つを主材料とするワイドバンドギャップ半導体素子であってもよい。
【００２６】
第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１は、第１薄板金属導体２Ａの収納板部２ａ内における下半部領域に配置され、高電位側が第１厚板導体８Ａを介して第１金属導体基板１Ａに固定されている。第１下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ２は、第１薄板金属導体２Ａの収納板部２ａ内における上半部領域に配置され、高電位側が第２厚板導体８Ｂを介し、さらに電気的絶縁材料９Ａを介して第１金属導体基板１Ａ上に配置されている。ここで，第１厚板導体８Ａ及び第２厚板導体８Ｂには冷却媒体を通流する通流孔８ａが形成されている。
【００２７】
そして、第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１の低電位側と第２厚板導体８Ｂとが断面Ｌ字状に形成された中間接続用薄板金属導体１０Ａによって電気的に接続されている。この中間接続用薄板金属導体１０Ａの第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１との接続板部１０ａと、第１薄板金属導体２Ａの収納板部２ａとの間に電気的絶縁材料１１Ａが配置されている。
【００２８】
また、上方の間座６の上方側及び下方の間座６の下方側には例えば俵状に形成された複数のコンデンサ１２Ａ及び１３Ａが配置され、これらコンデンサ１２Ａ及び１３Ａの正極端子となる接極板部１２ａが第１金属導体基板１Ａに接続され、負極端子となる接極板部１２ｂが第１薄板金属導体２Ａの取付フランジ部２ｂに接続され、接極板部１２ａ及び１２ｂ間に電気的絶縁材料１４Ａ及び１５Ａが介挿されている。
【００２９】
第２相アーム部３Ｂは、第２金属導体基板１Ｂに対して並列配置される第２上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ３及び第２下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ４を有する。これら第２上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ３及び第２下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ４のそれぞれは、複数例えば３つのパワーＭＯＳＦＥＴＱ３１〜Ｑ３３及びＱ４１〜Ｑ４３とこれに逆並列に接続されたフリーホイーリングダイオードＤ３１〜Ｄ３３及びＤ４１〜Ｄ４３とを並列に接続した３並列構成とされている。
【００３０】
なお、パワーＭＯＳＦＥＴＱ３１〜Ｑ３３及びＱ４１〜Ｑ４３は、Ｓｉ系の半導体素子だけでなく、炭化ケイ素、窒化ガリウム及びダイアモンドの少なくとも１つを主材料とするワイドバンドギャップ半導体素子であってもよい。また、フリーホイーリングダイオードＤ３１〜Ｄ３３及びＤ４１〜Ｄ４３もＳｉ系の半導体素子だけでなく、炭化ケイ素、窒化ガリウム及びダイアモンドの少なくとも１つを主材料とするワイドバンドギャップ半導体素子であってもよい。
【００３１】
第２上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ３は、第２薄板金属導体２Ｂの収納板部２ａ内における下半部領域に配置され、第１厚板導体８Ｃを介して第２金属導体基板１Ｂに固定されている。第２下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ４は、第２薄板金属導体２Ｂの収納板部２ａ内における上半部領域に配置され、第２厚板導体８Ｄを介し、さらに電気的絶縁材料９Ｂを介して第１金属導体基板１Ａ上に配置されている。ここで、第１厚板導体８Ｃ及び第２厚板導体８Ｄには冷却媒体を通流する通流孔８ａが形成されている。
【００３２】
そして、第２上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ３の低電位側と第２厚板導体８Ｄとが断面Ｌ字状に形成された中間接続用薄板金属導体１０Ｂによって電気的に接続されている。この中間接続用薄板金属導体１０Ｂの第２上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ３との接続板部１０ａと第２薄板金属導体２Ｂの収納板部２ａとの間に電気的絶縁材料１１Ｂが配置されている。
【００３３】
また、上方の間座６の上方側及び下方の間座６の下方側には例えば俵状に形成された複数のコンデンサ１２Ｂ及び１３Ｂが配置され、これらコンデンサ１２Ｂ及び１３Ｂの正極端子となる接極板部１２ａが第１金属導体基板１Ｂに接続され、負極端子となる接極板部１２ｂが第１薄板金属導体２Ｂの取付フランジ部２ｂに接続され、接極板部１２ａ及び１２ｂ間に電気的絶縁材料１４Ｂ及び１５Ｂが介挿されている。
そして、第１薄板金属導体２Ａ及び第２薄板金属導体２Ｂの収納板部２ａの外周面側にそれぞれクッション部材１６Ａ及び１６Ｂを介して板ばね１７Ａ及び１７Ｂが配置され、これら板ばね１７Ａ及び１７Ｂの上下端部がそれぞれ間座６の外側端部と止めねじ７の頭部との間で固定保持されている。
【００３４】
また、第１相アーム部３Ａの第２厚板導体８Ｂの後方側には後方に突出する金属導体板で構成されるＵ相出力端子Ｔｕが一体に接続され、第２相アーム部３Ｂの第２厚板導体８Ｄの後方側には後方に突出する金属導体板で構成されるＶ相出力端子Ｔｖが一体に接続されている。
さらに、第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂは、出力端子Ｔｕ及びＴｖとは反対側の前端側における第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１及び第２上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ３に対向する位置で例えば金属導体板１８によって電気的に接続され、この金属導体板１８以外の第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂの対向面が前述した電気的絶縁材料５で覆われている。
【００３５】
以上の構成を有するインバータユニットの等価回路は、図２に示すようになる。すなわち、第１相アーム部３Ａは、それぞれ例えばパワーＭＯＳＦＥＴで構成される第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１１〜Ｑ１３と、第１下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ２１〜Ｑ２３とが第１金属導体基板１Ａで構成される正極側ラインＬｐ１及び第１薄板金属導体２Ａで構成される負極側ラインＬｎ１間に直列に接続されている。各第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１１〜Ｑ１３及び第１下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ２１〜Ｑ２３には、これらと逆並列にフリーホイーリングダイオードＤ１１〜Ｄ１３及びＤ２１〜Ｄ２３が接続されている。
【００３６】
一方、第２相アーム部３Ｂは、それぞれ例えばパワーＭＯＳＦＥＴで構成される第２上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ３１〜Ｑ３３と、第２下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ４１〜Ｑ４３とが第２金属導体基板１Ｂで構成される正極側ラインＬｐ２及び第２薄板金属導体２Ｂで構成される負極側ラインＬｎ２間に直列に接続されている。各第２上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ３１〜Ｑ３３及び第２下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ４１〜Ｑ４３には、これらと逆並列にフリーホイーリングダイオードＤ３１〜Ｄ３３及びＤ４１〜Ｄ４３が接続されている。
【００３７】
そして、各半導体スイッチ素子の位置に対応するコンデンサＣ１１〜Ｃ１３，Ｃ３１〜Ｃ３３と、各部の配線インピーダンスＬＺ１１，ＬＺ１２，ＬＺ２１，ＬＺ２２，ＬＺ３１，ＬＺ３２，ＬＺ４１，ＬＺ４２，ＬＺ５１，ＬＺ５２，ＬＺ６１，ＬＺ６２，ＬＺ７１，ＬＺ８１と、各半導体スイッチ素子の配線インピーダンスＳＺ１１，ＳＺ１２．ＳＺ１３，ＳＺ２１，ＳＺ２２，ＳＺ２３，ＳＺ３１，ＳＺ３２，ＳＺ３３，ＳＺ４１，ＳＺ４２，ＳＺ４３と、各コンデンサの配線インピーダンスＣＺ１１〜ＣＺ１３，ＣＺ３１〜ＣＺ３３とを回路の構成要素として接続している。
【００３８】
次に、上記実施形態の動作を図２について説明する。電流の経路の一例として電流が出力端子Ｔｕから出力され、出力端子Ｔｖに入力される場合について説明する。
本実施形態では、正極側導体が一対の第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂに分割され、第１金属導体基板１Ａと第２金属導体基板１Ｂとが出力端子Ｔｕ及びＴｖとは反対側で金属導体板１８によって電気的に接続され、この金属導体板１８を除く第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂの対向面が電気的絶縁材料５で絶縁されている。
【００３９】
したがって、第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂ間の電流路は出力端子Ｔｕ及びＴｖとは反対側に位置する配線インピーダンスＬＺ７１で表される金属導体板１８によってのみ形成され、前述した従来例のように金属導体基板の全面が電流路となることがない。ここで、負極側導体となる第１薄板金属導体２Ａ及び第２薄板金属導体２Ｂを接続する配線インピーダンスＬＺ８１は、配線インピーダンスＬＺ７１に比較して大きいため、電流が流れづらい。そのため、第１薄板金属導体２Ａ及び第２薄板金属導体２Ｂは、出力端子とは反対側に限定する必要はなく、どの位置で接続してもよい。
【００４０】
この場合の電流経路は、第１相アーム部３Ａの第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１１、Ｑ１２及びＱ１３を通って出力端子Ｔｕから出力され、誘導負荷を通って第２相アーム部３Ｂの出力端子Ｔｖから入力される電流は第２下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ４１、Ｑ４２及びＱ４３を通り、ＱＸ１、ＱＸ２及びＱＸ３の位置にあるコンデンサＣ３１、Ｃ３２及びＣ３３を通って再び第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１１、Ｑ１２及びＱ１３に戻る。
【００４１】
このとき、第２下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ４１、Ｑ４２及びＱ４３を通り、ＱＸ１、ＱＸ２及びＱＸ３を通り、コンデンサＣ３１、Ｃ３２及びＣ３３を通って第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１１、Ｑ１２及びＱ１３に戻る電流路が金属導体板１８の配線インピーダンスＬＺ７１を通る電流路のみであるので、各コンデンサＣ３１、Ｃ３２及びＣ３３を通った電流は、全て配線インピーダンスＬＺ７１を通って第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１１、Ｑ１２及びＱ１３に戻ることになる。
このため、前述した図４に示す従来例のように、半導体スイッチ素子Ｑ４３及びコンデンサＣ３３を通る電流路だけが流れ易くなるということを確実に防止することができる。
したがって、電流のアンバランスを抑制することができる。
【００４２】
同様に、第２相アーム部３Ｂの第２上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ３１、Ｑ３２及びＱ３３から出力端子Ｔｖに出力され、誘導性負荷を通って第１相アーム部３Ａの出力端子Ｔｕから入力されて第１下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ２１、Ｑ２２及びＱ２３を通り、コンデンサＣ１１、Ｃ１２及びＣ１３を通って第２相アーム部３Ｂの第２上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ３１、Ｑ３２及びＱ３３に戻る場合も、全ての電流が金属導体板１８の配線インピーダンスＬＺ７１を通って流れることになる。このため、特定の半導体スイッチ素子を通る電流路だけが流れやすくなるということを確実に防止して電流のアンバランスを抑制することができる。
【００４３】
また、第１相アーム部３Ａの第１下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ２１、Ｑ２２及びＱ２３の負電位と、第２相アーム部３Ｂの第２下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ４１、Ｑ４２及びＱ４３の負電位とが出力端子Ｔｕ及びＴｖとは反対側のみで接続される場合も同様であるので、簡単に説明する。
この場合は、配線インピーダンスＬＺ７１が配線インピーダンスＬＺ８１に比較して大きい場合である。このため、配線インピーダンスＬＺ７１は、電流が流れづらく、何処の位置に接続しても良い。
【００４４】
このときの電流経路は、第１相アーム部３Ａの第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１１、Ｑ１２及びＱ１３を通って出力端子Ｔｕから出力され、誘導負荷を通って第２相アーム部３Ｂの出力端子Ｔｖから入力される電流は第２下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ４１、Ｑ４２及びＱ４３を通り、出力端子Ｔｕ及びＴｖとは反対側の接続導体の配線インピーダンスＬＺ８１を通って、ＱＸ１、ＱＸ２及びＱＸ３の位置にあるコンデンサＣ１１、Ｃ１２及びＣ１３を通って再び第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１１、Ｑ１２及びＱ１３に戻る。
【００４５】
この場合も、第２相アーム部３Ｂの第２下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ４１、Ｑ４２及びＱ４３を通った電流は全て出力端子Ｔｕ及びＴｖとは反対側の接続導体の配線インピーダンスＬＺ８１を通り、第１相アーム部３ＡのコンデンサＣ１１、Ｃ１２及びＣ１３を通って第１上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１１、Ｑ１２及びＱ１３に戻ることになり、電流が特定の電流路のみで流れ易くなるということを防止して電流のアンバランスを抑制することができる。
【００４６】
このように、上記実施形態によると、正極側導体を構成する一対の金属導体基板１Ａ及び１Ｂに分割し、両金属導体基板１Ａ及び１Ｂを出力端子Ｔｕ及びＴｖとは反対側で電気的に接続することにより、両者間の電流路を出力端子とは反対側に絞って、第１相アーム部３Ａ及び第２相アーム部３Ｂ間で複数の電流路が形成されることを防止し、電流のアンバランスの発生を抑制することができる。
【００４７】
また、負極側導体を構成する一対の薄板金属導体２Ａ及び２Ｂについても出力端子とは反対側で配線インピーダンスを小さくして電気的に接続することにより、同様の作用効果を得ることができる。
さらに、正極側導体及び極側導体の双方で出力端子とは反対側で配線インピーダンスを小さくして電気的に接続することにより、より電流のアンバランスを抑制することができる。
なお、上記実施形態においては、第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂを所定距離離間させて対向配置し、両者間を出力端子Ｔｕ及びＴｖとは反対側で金属導体板１８によって電気的に接続した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ケーブル等の接続部材を電気的に接続することもできる。
【００４８】
また、第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂを電気的絶縁シートを挟んで積層し、その出力端子Ｔｕ及びＴｕとは反対側を断面Ｕ字状に形成した接続導体で挟持して電気的に接続するようにしてもよく、要は第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂ間を出力端子Ｔｕ及びＴｖとは反対側で電気的に接続して電流路を形成すればよい。
また、上記実施形態においては、上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１，Ｑ３を下側に配置し、下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ２，Ｑ４を上側に配置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、上アーム側半導体スイッチ素子Ｑ１，Ｑ３を上側に配置し、下アーム側半導体スイッチ素子Ｑ２，Ｑ４を下側に配置することもできる。
【００４９】
また、上記実施形態においては、コンデンサ１２Ａ，１３Ａ及び１２Ｂ，１３Ｂと第１薄板金属導体２Ａ及び第２薄板金属導体２Ｂとを間座６及び止めねじ７によって同時に第１金属導体基板１Ａ及び第２金属導体基板１Ｂに固定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、コンデンサ１２Ａ，１３Ａ及び１２Ｂ，１３Ｂと第１薄板金属導体２Ａ及び第２薄板金属導体２Ｂとを個別に固定具で固定するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記実施形態においては、半導体スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４をそれぞれ半導体スイッチ素子及びダイオードを３並列接続した構成とした場合について説明したがこれに限定されるものではなく、２並列接続あるいは４並列接続以上の接続構成とすることができる。
また、上記実施形態においては半導体スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４をパワーＭＯＳＦＥＴで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等の他のスイッチ素子を適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１Ａ…第１金属導体基板、１Ｂ…第２金属導体基板、２Ａ…第１薄板金属導体、２Ｂ…第２薄板金属導体、３Ａ…第１アーム部、３Ｂ…第２アーム部、４…単相出力フルブリッジインバータ、５…電気的絶縁材料、８Ａ，８Ｃ…第１厚板導体、８Ｂ，８Ｄ…第２厚板導体、１０Ａ…第１中間接続用薄板金属導体、１０Ｂ…第２中間接続用薄板金属導体、１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ…コンデンサ、１４Ａ，１４Ｂ…電気的絶縁材料、１６Ａ，１６Ｂ…クッション部材、１７Ａ，１７Ｂ…板ばね、１８…金属導体板、Ｑ１，Ｑ３…上アーム側半導体スイッチ素子、Ｑ２，Ｑ４…下アーム側半導体スイッチ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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