(57)【要約】【課題】インバータ等の装置の回路部を小型化することのできる放電抵抗一体型コンデンサを提供する。【解決手段】直流電源Ｂの正負両極間に接続されて直流電力を平滑化する平滑コンデンサＣ１０と、該平滑コンデンサに並列接続されて、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電抵抗Ｒ１０とを備え、放電抵抗は、平滑コンデンサを収容するコンデンサケース１６の一面に配置される絶縁板５上に設けられる平板型導体６Ａで構成され、前記絶縁板の抵抗部が設けられた面５ａの反対面５ｂは、所定の導電部材（筐体１００）に当接されて配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源（Ｂ）の正負両極間に接続されて直流電力を平滑化する平滑コンデンサ（Ｃ１０）と、
該平滑コンデンサに並列接続されて、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電抵抗（Ｒ１０）と、
導電性材料を有し、車体（３００）に接地された冷却器（２００）と、
前記放電抵抗（Ｒ１０）と前記冷却器（２００）の間に介挿された絶縁板（５）と、
を備えたことを特徴とする放電抵抗一体型コンデンサ。
【請求項２】
前記放電抵抗（Ｒ１０）が通電する際に、前記放電抵抗（Ｒ１０）、前記絶縁板（５）及び前記冷却器（２００）によりコンデンサが形成されることを特徴とする請求項１に記載の放電抵抗一体型コンデンサ。
【請求項３】
前記平滑コンデンサは、絶縁性のコンデンサケース（１６）に収容され、
前記放電抵抗は、前記コンデンサケースの下面側に配置される導体パターン（６Ａ）で形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放電抵抗一体型コンデンサ。
【請求項４】
前記絶縁板は、所定の誘電体で構成されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の放電抵抗一体型コンデンサ。
【請求項５】
前記導体パターンの中央部（６Ａａ）には、他の部位よりも電気抵抗が高い高抵抗部を配置することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の放電抵抗一体型コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電抵抗をコンデンサに一体的に設けた放電抵抗一体型コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車などに搭載されるインバータ装置において、平滑コンデンサ、放電抵抗およびＹコンデンサを用いた回路構成を有する電気機器に関する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１等）。
【０００３】
下記の特許文献１に係る装置（インバータノイズ除去装置）では、低周波成分を除去する平滑コンデンサＣ１、放電抵抗Ｒ１および平滑回路５０１に漏れ出す高周波成分を中点接地で除去する一対のコンデンサ（同文献の図１及び図２に示される２Ａ、２Ｂ）が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術に係る装置では、このようなコンデンサを設置するスペースが必要となり、回路部を小型化する妨げとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、インバータ等の装置の回路部を小型化することのできる放電抵抗一体型コンデンサ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】
上記目的を達成するため、本発明に係る放電抵抗一体型コンデンサは、直流電源の正負両極間に接続されて直流電力を平滑化する平滑コンデンサと、該平滑コンデンサに並列接続されて、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電抵抗と、導電性材料を有し、車体に接地された冷却器と、前記放電抵抗と前記冷却器の間に介挿された絶縁板と、  を備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、放電抵抗と冷却器との間に絶縁板が介挿されているので、放電抵抗と冷却器との間に寄生容量が形成される。この寄生容量をＹコンデンサとして利用することにより、Ｙコンデンサを別部材で構成する場合に比して、Ｙコンデンサ分の設置面積を低減して、回路部の一層の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサの構成例を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサの要部を示す斜視図である。
【図３】第１の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサに適用される導体パターンの構成例を示す平面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサの要部を示す断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサに適用される導体パターンの他の構成例を示す平面図である。
【図６】第１の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサを適用した回路例を示す回路図である。
【図７】第２の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサの要部を示す斜視図である。
【図８】第２の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサの要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一例としての実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００１１】
［第１の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ］
図１から図６を参照して、第１の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ１Ａの構成例について説明する。
【００１２】
ここで、図１は、第１の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ１Ａの構成例を示す斜視図、図２は、その要部を示す斜視図である。
【００１３】
まず、第１の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ１Ａは、直流電源Ｂ（図６参照）の正負両極間に正電極３、負電極２を介して接続されて直流電力を平滑化する平滑コンデンサＣ１０と、この平滑コンデンサＣ１０に並列接続されて、平滑コンデンサＣ１０に蓄積された電荷を放電する放電抵抗Ｒ１０（図６参照）を構成する抵抗部１５０（図２参照）を備えている。
【００１４】
なお、平滑コンデンサＣ１０は、例えば複数のコンデンサ（キャパシタ）を並列接続し、そのコンデンサは絶縁性の樹脂ケース（コンデンサケース）１６に収容されている。
【００１５】
また、放電抵抗一体型コンデンサ１Ａの全体は、金属等の導電材料で構成される筐体１００に収容されている。
【００１６】
また、負電極２は、導体１５を介して筐体１００に接地されている。
【００１７】
ここで、放電抵抗Ｒ１０を構成する抵抗部１５０の構成例について、図１から図４を参照して説明する。
【００１８】
なお、図３は、放電抵抗一体型コンデンサ１Ａに適用される平板型導体の一種としての導体パターン６Ａの構成例を示す平面図、図４は、放電抵抗一体型コンデンサ１Ａの要部を示す断面図である。
【００１９】
図１から図３に示す例では、抵抗部１５０は、平滑コンデンサＣ１０を収容したコンデンサケース１６の一面（図１に示す例では、コンデンサケース１６の下面）に配置されるエポキシ樹脂等で形成される絶縁板５上に設けられる導体パターン６Ａで構成される。
【００２０】
導体パターン６Ａは、例えば図３に示すような蛇行状のパターンとされ、エッチング加工された銅やアルミニウム等の薄膜などで構成される。
【００２１】
なお、導体パターン６Ａに代えて、銅板やアルミニウム板の切抜き加工等で作成される平板型部材を絶縁板５上に貼付等するようにしてもよい。
【００２２】
また、導体パターン６Ａや平板型部材で構成される抵抗部１５０の抵抗値は、例えば６０ｋΩ程度とすることができ、平滑コンデンサＣ１０に蓄積された電荷を１０ｍＡ程度で放電する放電抵抗Ｒ１０（図６参照）として機能する。
【００２３】
なお、図３において仮想線で囲った導体パターン６Ａの中央部６Ａａに、他の部位よりも電気抵抗が高い高抵抗部を配置するようにしてもよい。高抵抗部は、例えば中央部６Ａａにおける導体パターン６Ａを高抵抗の材料で形成したり、あるいは中央部６Ａａのみ導体パターン６Ａの厚さを薄くするなどして形成することができる。
【００２４】
これにより、直流パワーライン５０３（図６参照）への時定数を小さくすることができ、高周波ノイズを低減することができる。
【００２５】
このように、本実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ１Ａでは、放電抵抗Ｒ１０は、平滑コンデンサＣ１０を収容するコンデンサケース１６の一面に配置される絶縁板５上に設けられる抵抗部１５０としての導体パターン６Ａ（または平板型部材）で構成されているので、従来のように放電抵抗を別部材とする場合に比して、インバータ等の各種装置の回路部における設置面積を低減して、回路部の小型化を図ることができる。
【００２６】
一方、本実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ１Ａは、図２および図４に示すように、絶縁板５の抵抗部１５０（導体パターン６Ａ）が設けられた面５ａの反対面５ｂは、所定の導電部材（図４に示す例では、導電性の筐体１００の底面）に当接されて配置され、導体パターン６Ａと筐体１００とが絶縁板５を挟んで近接配置されているので、導体パターン６Ａと筐体１００の底面との間に寄生容量が形成される。
【００２７】
この寄生容量を図６に示すような装置（インバータ）の回路部において、ＹコンデンサＣＹとして利用することにより、従来のようにＹコンデンサＣ２ａ、Ｃ２ｂを別部材で構成する場合に比して、Ｙコンデンサ分の設置面積を低減して、回路部の一層の小型化を図ることができる。図６に示す回路図の詳細については後述する。
【００２８】
なお、導体パターン６Ａを設置する絶縁板５は、ＳｉＯ２系材料などの所定の誘電体で構成することができる。
【００２９】
この場合には、寄生容量の容量値をより大きくすることができ、ノイズ低減を一層効果的に行うことができる。
【００３０】
また、本実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ１Ａは、図２および図４に示すように、絶縁板５の抵抗部１５０（導体パターン６Ａ）が設けられた面５ａと反対側の面５ｂは、導電性の筐体１００の底面等に当接されて配置されるので、筐体１００等を介して平滑コンデンサＣ１０等の冷却（放熱）を行うことができる。即ち、この構成例では筐体１００自体が、冷却器としての役割も担っている。
【００３１】
なお、導体パターン６Ａに代えて、図５に示すような中央部６Ｂａを他の部位より太くした導体パターン６Ｂを用いるようにしてもよい。
【００３２】
これにより、寄生容量をより大きくすることができ、ノイズ低減を効果的に行うことができる。
【００３３】
ここで、図６を参照して、上述のような構成の放電抵抗一体型コンデンサ１Ａを用いたインバータ５００Ａの回路例について述べる。
【００３４】
図６に示すように、インバータ５００Ａは、車両搭載の直流電源としてのバッテリＢに接続される直流平滑回路５０１と、それに並列に接続し、モータＭ及びジェネレータＧのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線に接続される３相交流変換回路５０２で構成されている。
【００３５】
そして、別途配置されるモータ制御装置がインバータ５００Ｂの信号回路に出力する制御信号に基づいて制御され、力行時には、バッテリＢから直流パワーライン５０３を介して供給される直流の電流を、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の電流に変換し、各電流は３相交流パワーライン５０４を経てモータＭ、ジェネレータＧの３相コイルに送るようになっている。
【００３６】
また、発電または回生時には、モータＭ、ジェネレータＧの３相コイルに発生するＵ、Ｖ、Ｗ各相の電流は３相交流パワーライン５０４を経て供給され、これを直流の電流に変換して、直流パワーライン５０４を経由してバッテリＢに送るコンバータとして作用するようになっている。
【００３７】
このような回路構成において、直流パワーライン５０３に接続される平滑回路５０１Ａには、低周波成分を除去する平滑コンデンサＣ１０、放電抵抗Ｒ１０および平滑回路５０１Ａに漏れ出す高周波成分を中点接地で除去するＹコンデンサＣＹが配置されている。
【００３８】
ここで、図６において、破線で囲った部位に相当する構成部材「平滑コンデンサＣ１０」、「放電抵抗Ｒ１０」および「ＹコンデンサＣＹ」は、本実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ１Ａで構成することができる。
【００３９】
したがって、従来のように放電抵抗Ｒ１やＹコンデンサＣ２ａ、Ｃ２ｂを別部材とする場合に比して、インバータ等の各種装置の回路部における設置面積を低減して、回路部の小型化を図ることができ、ひいてはインバータ自体の小型化や当該インバータ等を搭載する車両などの小型化に資することができる。
【００４０】
［第２の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ］
図７および図８を参照して、第２の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ１Ｂの構成例について説明する。
【００４１】
ここで、図７は、第２の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ１Ｂの要部を示す斜視図、図８は、放電抵抗一体型コンデンサ１Ｂの要部を示す断面図である。
【００４２】
なお、第１の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ１Ａと同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
【００４３】
第２の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ１Ｂでは、図７および図８に示すように、絶縁板５の裏面５ｂ側に、冷却器２００が設けられている。
【００４４】
冷却器２００は、銅やアルミニウム等の導電材料で形成される水冷ジャケットや空冷ジャケット等で構成される。
【００４５】
なお、冷却器２００は、電気自動車等の車体３００などに固定することができる。
【００４６】
本実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ１Ｂによれば、第１の実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ１Ａと同様に、インバータ等の各種装置の回路部における設置面積を低減して、回路部の小型化を図ることができる。
【００４７】
また、絶縁板５の抵抗部１５０（導体パターン６Ａ）が設けられた面５ａの反対面５ｂは、導電性の冷却器２００に当接されて配置されるので、導体パターン６Ａと冷却器２００との間に寄生容量が形成される。
【００４８】
この寄生容量を前出の図６に示すような装置（インバータ）の回路部において、ＹコンデンサＣＹとして利用することにより、従来のようにＹコンデンサＣ２ａ、Ｃ２ｂを別部材で構成する場合に比して、Ｙコンデンサ分の設置面積を低減して、回路部の一層の小型化を図ることができる。
【００４９】
また、本実施の形態に係る放電抵抗一体型コンデンサ１Ｂは、図７および図８に示すように、絶縁板５の抵抗部１５０（導体パターン６Ａ）が設けられた面５ａの反対面５ｂは、水冷ジャケットや空冷ジャケット等で構成される冷却器２００に当接されて配置されるので、平滑コンデンサＣ１０等の冷却（放熱）を効率的に行うことができる。
【００５０】
なお、導体パターン６Ａに代えて、前出の図５に示すような導体パターン６Ｂを用いたり、銅板やアルミニウム板の切抜き加工等で作成される平板型部材を用いるようにしてもよい。
【００５１】
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載にしたがって解釈すべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００５２】
１Ａ、１Ｂ…放電抵抗一体型コンデンサ
Ｂ…直流電源（バッテリ）
Ｃ１０…平滑コンデンサ
ＣＹ…Ｙコンデンサ
Ｒ１０…放電抵抗
２…負電極
３…正電極
５…絶縁板
６Ａ、６Ｂ…導体パターン（平板型導体）
６Ａａ、６Ｂａ…中央部
１５…導体
１６…コンデンサケース
１００…筐体
１５０…抵抗部
２００…冷却器
３００…車体
５００Ａ…インバータ
【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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