(57)【要約】【課題】高温となるスイッチング素子を冷却しつつ高周波駆動に対応するためにバスバーを積極的に冷却し、更にはコンデンサエレメント自体も高温とならないようにする。【解決手段】第１の接続部１４と第２の接続部１５との接続部分に一面が接触し、他面が冷却器１６に接触する電気絶縁性熱伝導材１７を備え、第２の接続部１５の端子接触部は冷却器１６の平面に対し垂直な方向においてコンデンサエレメント１１ａと接触しており、第２の接続部１５を構成する２極の接続部は互いに平行平板として冷却器１６の平面上に対して平行に配置されるとともに、第１の接続部１４を構成する２極の接続部は互いに平行平板として冷却器１６の平面上に対して平行に配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オン、オフの切り替えにより入力電力の変換を行うスイッチング素子と、
上記入力電力を平滑化するコンデンサと、
上記スイッチング素子と上記コンデンサを同一平面上に配置して冷却する冷却器と、
上記スイッチング素子に接続され、上記スイッチング素子の上記冷却器側から取り出された２極からなる第１の接続部と、
上記第１の接続部に接続されると共に上記コンデンサに接続され、上記コンデンサの上記冷却器側から取り出された２極からなる第２の接続部と、
上記第１の接続部と上記第２の接続部との接続部分、あるいは上記第１の接続部又は上記第２の接続部の何れかに一面が接触し、他面が上記冷却器に接触する電気絶縁性熱伝導材とを備え、
上記第２の接続部の端子接触部は上記冷却器の平面に対し垂直な方向においてコンデンサエレメントと接触しており、
上記第２の接続部を構成する２極の接続部は互いに平行平板として上記冷却器の平面上に対して平行に配置されるとともに、上記第１の接続部を構成する２極の接続部は互いに平行平板として上記冷却器の平面上に対して平行に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
上記第２の接続部のうちの１極は上記コンデンサエレメントの下面側であり上記冷却器に沿った面上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
上記第２の接続部のうちの１極は上記コンデンサエレメントの上面側から側面側に沿って配置されるとともに、上記コンデンサエレメントは上記冷却器に対して樹脂のみを介して接触する構成であることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
上記コンデンサエレメントをフィルムコンデンサで構成するとともに、フィルム材の巻回数を少なくすることにより上記コンデンサの高さを小さくしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
上記コンデンサエレメントを薄膜のフィルムコンデンサで構成することにより上記コンデンサの高さを小さくしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
上記コンデンサエレメントを幅の大きなフィルムコンデンサで構成することにより上記コンデンサと上記冷却器が接触する面積を大きくしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
上記コンデンサエレメントをフィルムコンデンサで構成するとともに、上記コンデンサエレメントの長手方向の距離が長くなるように上記フィルムコンデンサを巻回して構成することにより上記コンデンサと上記冷却器が接触する面積を大きくしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
オン、オフの切り替えにより入力電力の変換を行うスイッチング素子と、
上記入力電力を平滑化するコンデンサと、
上記スイッチング素子と上記コンデンサを同一平面上に配置して冷却する冷却器と、
上記スイッチング素子に接続され、上記スイッチング素子の上記冷却器側から取り出された２極からなる第１の接続部と、
上記第１の接続部に接続されると共に上記コンデンサに接続され、上記コンデンサの上記冷却器側から取り出された２極からなる第２の接続部と、
上記第１の接続部と上記第２の接続部との接続部分、あるいは上記第１の接続部又は上記第２の接続部の何れかに一面が接触し、他面が上記冷却器に接触する電気絶縁性熱伝導材とを備え、
上記第２の接続部の端子接触部は上記冷却器の平面に対し平行な面においてコンデンサエレメントと接触しており、
上記第２の接続部のうちの一極は上記コンデンサエレメントの下面側で上記コンデンサエレメントと接触するとともに上記第２の接続部のうちの他極は上記コンデンサエレメントの上面側で上記コンデンサエレメントと接触し、
上記第２の接続部を構成する２極の接続部は互いに平行平板として上記冷却器の平面上に対して平行に配置されるとともに、上記第１の接続部を構成する２極の接続部は互いに平行平板として上記冷却器の平面上に対して平行に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
上記コンデンサエレメントをフィルムコンデンサで構成するとともに、フィルム材の幅を小さくして上記フィルム材の巻回数を多くすることにより上記コンデンサの高さを小さくしたことを特徴とする請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
上記コンデンサエレメントをフィルムコンデンサで構成するとともに、上記コンデンサエレメントの長手方向の距離が長くなるように上記フィルムコンデンサを巻回して構成することにより上記コンデンサと上記冷却器が接触する面積を大きくしたことを特徴とする請求項８記載の電力変換装置。
【請求項１１】
上記コンデンサを複数個並列に接続したことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
上記電気絶縁性熱伝導材は電気絶縁材として樹脂を使用するとともに伝熱材としてグリスを使用したことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
上記電気絶縁性熱伝導材は、上記第１の接続部と上記第２の接続部の寸法の変化を吸収する弾性変形部を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
上記電気絶縁性熱伝導材は、上記冷却器にあらかじめ固定されていることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
上記電気絶縁性熱伝導材は、上記第１の接続部または上記第２の接続部にあらかじめ固定されていることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１６】
少なくとも上記冷却器が上記電気絶縁性熱伝導材と接触する部分に冷却流体を通す流体路を上記冷却器に設けたことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１７】
上記第１の接続部と上記第２の接続部をボルトを介して接続し、上記電気絶縁性熱伝導材にネジ穴を設け、上記ボルトを上記ネジ穴に螺合させたことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１８】
上記第１の接続部の２極と上記第２の接続部の２極のそれぞれの極を一つの接続部で形成したことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石式交流同期モータを代表とする回転電機を駆動するための電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車並びに電気自動車等の電動パワートレインコンポーネントを搭載した自動車が普及している。これらの車両では、駆動力を得るためのモータ（回転電機）とそれを駆動するためのインバータ（以下電力変換装置と記述）とを搭載している。この電力変換装置はパワー半導体素子を使用してバッテリーの電力を直流から交流に変換しており，その変換に際して発生するリップルの除去等を目的に平滑コンデンサを搭載している。このような電力変換装置においては、搭載容易性が要求されるとともに小型化を図ることが求められている。電力変換装置の中で平滑コンデンサが占める容積割合は大きく、従ってそのサイズを小型化するための提案が従来からなされている。
【０００３】
コンデンサを小型化するためには、温度上昇を抑制することが効果的とされる。例えば特許文献１では、コンデンサのエレメントを接続する結線導体について、その一部をコンデンサ正負端子とし、別の一部を伝熱部として形成し、更にこの結線導体の伝熱部と接触する電気絶縁性の放熱板を備えるように構成したものがある。これによりコンデンサエレメントから冷却器までの伝熱経路の熱抵抗を低減し、かつ小型化が可能なインバータ装置を提供することができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４８５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年においては電力変換装置の小型化及び高効率化を図るために、炭化珪素（ＳｉＣ）等のワイドバンドギャップ半導体をスイッチング素子に適用することも考えられている。そして高周波駆動とすることで受動部品を小型化することができる。このような高周波駆動化を考えた場合、コンデンサの温度上昇をエレメントと、エレメントから正負端子に接続する結線導体（バスバー）とで比べると、バスバーの温度上昇が大きい。即ち高周波駆動化を考慮した場合、コンデンサにおいては、エレメントよりもバスバーを積極的に冷却する構成を採用することが有効と言える。
【０００６】
ここで上述した特許文献１を鑑みると、高周波駆動化してバスバーの温度上昇がエレメントの温度上昇より大きくなった場合に、バスバーの熱がエレメントに移動することが考慮されていない。即ちエレメントからバスバー（伝熱部）を介して放熱板に伝熱する経路を形成することにより、放熱並びに冷却するようにしているが、バスバー（伝熱部）からエレメントへの伝熱に対しては考慮されていないという問題点がある。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、高温となるスイッチング素子を冷却しつつ高周波駆動に対応するためにバスバーを積極的に冷却し、更にはコンデンサエレメント自体も高温とならないような構造にして、電力変換装置に搭載する平滑コンデンサのサイズを抑えて小型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】
【０００８】
この発明に係る電力変換装置は、オン、オフの切り替えにより入力電力の変換を行うスイッチング素子と、上記入力電力を平滑化するコンデンサと、上記スイッチング素子と上記コンデンサを同一平面上に配置して冷却する冷却器と、上記スイッチング素子に接続され、上記スイッチング素子の上記冷却器側から取り出された２極からなる第１の接続部と、上記第１の接続部に接続されると共に上記コンデンサに接続され、上記コンデンサの上記冷却器側から取り出された２極からなる第２の接続部と、上記第１の接続部と上記第２の接続部との接続部分、あるいは上記第１の接続部又は上記第２の接続部の何れかに一面が接触し、他面が上記冷却器に接触する電気絶縁性熱伝導材とを備え、
上記第２の接続部の端子接触部は上記冷却器の平面に対し垂直な方向においてコンデンサエレメントと接触しており、上記第２の接続部を構成する２極の接続部は互いに平行平板として上記冷却器の平面上に対して平行に配置されるとともに、上記第１の接続部を構成する２極の接続部は互いに平行平板として上記冷却器の平面上に対して平行に配置されているものである。
【０００９】
又この発明に係る別の電力変換装置は、オン、オフの切り替えにより入力電力の変換を行うスイッチング素子と、上記入力電力を平滑化するコンデンサと、上記スイッチング素子と上記コンデンサを同一平面上に配置して冷却する冷却器と、上記スイッチング素子に接続され、上記スイッチング素子の上記冷却器側から取り出された２極からなる第１の接続部と、上記第１の接続部に接続されると共に上記コンデンサに接続され、上記コンデンサの上記冷却器側から取り出された２極からなる第２の接続部と、上記第１の接続部と上記第２の接続部との接続部分、あるいは上記第１の接続部又は上記第２の接続部の何れかに一面が接触し、他面が上記冷却器に接触する電気絶縁性熱伝導材とを備え、
上記第２の接続部の端子接触部は上記冷却器の平面に対し平行な面においてコンデンサエレメントと接触しており、上記第２の接続部のうちの一極は上記コンデンサエレメントの下面側で上記コンデンサエレメントと接触するとともに上記第２の接続部のうちの他極は上記コンデンサエレメントの上面側で上記コンデンサエレメントと接触し、
上記第２の接続部を構成する２極の接続部は互いに平行平板として上記冷却器の平面上に対して平行に配置されるとともに、上記第１の接続部を構成する２極の接続部は互いに平行平板として上記冷却器の平面上に対して平行に配置されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように構成された電力変換装置によれば、高温となるスイッチング素子を冷却しつつ、コンデンサエレメントよりもバスバーである接続部を積極的に冷却することができるため、高周波駆動化を図った場合でも、コンデンサエレメントよりも接続部の温度上昇が大きくなった場合に、接続部を積極的に冷却することができるので、温度上昇を抑制し、かつ接続部で発生する熱のコンデンサエレメントへの伝搬抑止をバスバー部材を最小限にして実現できる。またバスバーの平行平板化により電流の向きが逆になるので配線インダクタンスを極小化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る電力変換装置を用いた電動パワートレインコンポーネントを搭載した構造を示す回路図である。
【図２】実施の形態１に係る電力変換装置全体を示す斜視図である。
【図３】コンデンサ部を示す分解斜視図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】コンデンサの内部構造が分かるようにケースを省いて示した斜視図である。
【図６】コンデンサの内部構造が分かるようにケースを省いて示した斜視図である。
【図７】コンデンサエレメント部における巻回状態を示す斜視図（Ａ）、（Ｂ）である。
【図８】実施の形態２に係る電力変換装置を示す断面図である。
【図９】コンデンサ部を示す分解斜視図である。
【図１０】コンデンサの内部構造が分かるようにケースを省いて示した斜視図である。
【図１１】コンデンサエレメント部における巻回状態を示す斜視図である。
【図１２】実施の形態３に係る電力変換装置を示す断面図である。
【図１３】コンデンサ部を示す分解斜視図である。
【図１４】コンデンサの内部構造が分かるようにケースを省いて示した斜視図である。
【図１５】実施の形態４に係る電力変換装置を示す断面図である。
【図１６】実施の形態４に係る電力変換装置を示す断面図である。
【図１７】締結部を示すための分解斜視図である。
【図１８】実施の形態５に係る電力変換装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下この発明に係る電力変換装置について図面を参照して詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る電力変換装置を用いた電動パワートレインコンポーネントを搭載した構造を示す回路図である。図１において、電力変換装置１０は、電力を蓄える高電圧バッテリー２０と回転電機３０との間で直流と交流の電力変換を行う。本実施形態においては、電力変換装置１０は車両に搭載される回転電機３０との間で電力の授受を行うことを想定している。電力変換装置１０は入力電力を平滑化するコンデンサ１１、オン、オフの切替により入力電力の変換を行い、制御によって駆動されるスイッチング素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ及びスイッチング素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのそれぞれに並列に接続されたダイオード１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆを備えている。なお本実施の形態においては、高電圧バッテリー２０はニッケル水素電池やリチウムイオン電池で構成し、更にスイッチング素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆはシリコン（Ｓｉ）からなるＩＧＢＴ（ＩＮＳＵＬＡＴＥＤ  ＧＡＴＥ  ＢＩＰＯＬＡＲ  ＴＲＡＮＳＩＳＴＯＲ）や炭化珪素（ＳｉＣ）からなるＭＯＳＦＥＴ（ＭＥＴＡＬ−ＯＸＩＤＥ−ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ  ＦＩＥＬＤ−ＥＦＦＥＣＴ  ＴＲＡＮＳＩＳＴＯＲ）で構成し、コンデンサ１１としてはフィルムコンデンサを採用した場合について説明するが、上記以外の構造を採用しても良い。
【００１３】
図２は実施の形態１に係る電力変換装置１０全体を示す斜視図、図３はコンデンサ部を示す分解斜視図、図４は図２におけるＡ−Ａ線断面図である。図５はコンデンサの内部構造が分かるようにケースを省いて示した斜視図である。図において、コンデンサ１１には第２の接続部１５ａ、１５ｂが設けられている。コンデンサ１１は、コンデンサエレメント１１ａが樹脂などのケース１１ｂにポッティングされて内包されており、このコンデンサエレメント１１ａに接続された第２の接続部１５ａ、１５ｂがコンデンサ１１の外部に引き出された構成となっている。ここでケース１１ｂを構成する樹脂としては、熱伝導性が優れているものを使用することが好ましく、例えばエポキシ樹脂でフィラー（添加物）を含む物が考えられる。
【００１４】
またスイッチング素子１２ａには第１の接続部１４ａ、１４ｂが設けられている。コンデンサ１１とスイッチング素子１２ａは同一平面上において冷却器１６上に配置されている。第２の接続部１５は２極、即ち接続部１５ａ、１５ｂで構成され、各端子接触部１５ａ１、１５ｂ１がコンデンサエレメント１１ａの両側面（端子側）で接触し、接続部１５ｂはコンデンサエレメント１１ａの下面側、即ち冷却器１６面側に沿って配置される。尚回路同士のショートを防ぐために接続部１５ｂとコンデンサエレメント１１ａの間には樹脂が介在している。そして接続部１５ｂはコンデンサ１１からスイッチング素子１２ａ方向に向かって延び、他方の接続部１５ａとは平行平板配線の位置関係になるよう配置される。又第２の接続部１５ａ、１５ｂはコンデンサ１１が冷却器１６に接触する面に近い位置、即ちコンデンサ１１の下側（冷却器側）から引き出されている。更に第１の接続部１４ａ、１４ｂはスイッチング素子１２ａが冷却器１６に接触する面に近い位置、即ちスイッチング素子１２ａの下側（冷却器側）から引き出されている。
【００１５】
なお第２の接続部１５ａ、１５ｂの各端子接触部１５ａ１、１５ｂ１が冷却器１６に対し垂直な方向となるコンデンサエレメント１１ａの両側面（端子側）で接触する構成であれば、第２の接続部１５ａ、１５ｂの各端子接触部１５ａ１、１５ｂ１とコンデンサエレメント１１ａの接触位置及び第２の接続部１５ａ、１５ｂのコンデンサ１１からの外部への引き出し位置は図３〜図５に示す構造には限定されない。たとえば図６に示すように、第２の接続部１５ａ、１５ｂの各端子接触部１５ａ１、１５ｂ１とコンデンサエレメント１１ａとの接触部が、図３〜図５の構成に比べて冷却器１６の面上で水平方向に９０度回転した位置で接触するように構成してもよい。図６はコンデンサ部の内部構造が分かるようにケースを省略して示した斜視図であり、更に接続関係も分かり易いようにコンデンサエレメント部も透過状態で示している。図７はコンデンサエレメント部における巻回状態を示す斜視図（Ａ）、（Ｂ）であり、それぞれ見る角度を変えて示した図である。
【００１６】
本実施の形態において、コンデンサエレメント１１ａは誘電体を巻回したものを使用しており、誘電体の幅Ｗの方向が冷却器１６面に対して水平方向に位置するように巻回して、コンデンサエレメント１１ａの高さが小さくなるように構成するものである。コンデンサ１１の高さを小さくする手段としては、誘電体の巻回数を減らしたコンデンサエレメント１１ａを用いることが考えられる。又は誘電体の厚みの小さい薄膜の誘電体を用いることも考えられる。これは高耐圧、膜厚の薄い誘電体を適用すること、又は電力変換装置１０の電圧仕様と整合させて低耐圧な誘電体を適用できるよう適合化を図ることによって実現することを想定する。
【００１７】
またコンデンサ１１及びコンデンサエレメント１１ａを並列接合して構成することにより、必要容量を分割化し、コンデンサ１１及びコンデンサエレメント１１ａの１素子あたりのサイズを抑えてコンデンサ１１の高さを小さくすることも考えられる。またはコンデンサ１１及びコンデンサエレメント１１ａの底面積、すなわち冷却器１６との接触面積が大きくなるようにして冷却面積が大きくなるように構成し、コンデンサ１１の冷却効果を得やすいようにしてコンデンサ１１の高さを小さくすることも考えられる。ここでコンデンサ１１及びコンデンサエレメント１１ａの底面積を拡大する方法としては、誘電体の幅Ｗの大きな誘電体を適用することが考えられ、更にはコンデンサエレメント１１ａの長手方向距離Ｌを大きくできるように誘電体を巻回することも考えられる。
【００１８】
本実施の形態においては、コンデンサ１１はリプルの除去用として用いられている場合を想定しているが、たとえばノイズフィルタ用のコンデンサとして用いられても良い。また図４においてコンデンサ１１は、コンデンサエレメント１１ａが樹脂などのケース１１ｂに内包されている場合を示しているが、この構成に限られるものではなく、たとえばコンデンサエレメント１１ａを電力変換装置１０の筐体に直接実装する構成としても構わない。また図２においては、スイッチング素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆそれぞれを内蔵したモジュールを示しているが，複数のスイッチング素子を内蔵したモジュールを採用してもよく、またダイオード１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆを内蔵したモジュールであってもよい。
【００１９】
電気絶縁性熱伝導材１７は電気絶縁材１７ａと伝熱材１７ｂで構成されている。なお前記においては、スイッチング素子１２ａ、コンデンサ１１および冷却器１６との関係について説明したが、スイッチング素子１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのそれぞれとコンデンサ１１および冷却器１６との関係についても同様に構成されている。また図４の破線で示すように、冷却器１６に流体路１６ａを形成し、この流体路１６ａに冷却流体を通すように構成してもよい。この場合スイッチング素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，電気絶縁性熱伝導材１７およびコンデンサ１１並びにコンデンサエレメント１１ａの冷却効果を一層高めることができる。
【００２０】
ここでコンデンサ１１においては、コンデンサエレメント１１ａが発熱部となっており、このコンデンサエレメント１１ａがケース１１ｂで覆われているので、流体路１６ａを冷却器１６における電気絶縁性熱伝導材１７と接触する部分にのみ形成して、コンデンサ１１の下の部分には形成しないような構成としてもよい。このようにすることにより、冷却器１６の構造を簡素化して、開発及び製造工程を削減し、低コスト化を図ることができる。なお図４においては、電気絶縁性熱伝導材１７はコンデンサ１１とスイッチング素子１２ａの１極の接続部（接続部１５ｂ及び接続部１４ｂ）に対して実装された形態を示しているが、他方の１極（接続部１５ａ及び接続部１４ａ）に対しても図示されていないが、同様に電気絶縁性熱伝導材１７が設置されている。
【００２１】
また電気絶縁材１７ａとしては樹脂が用いられ、伝熱材１７ｂとしてはグリスが用いられている。更に第１の接続部１４と第２の接続部１５は溶接により接続することができるが、第１の接続部１４と第２の接続部１５の接続方法はこれに限られない。また本実施の形態において、電気絶縁性熱伝導材１７は冷却器１６にあらかじめ実装してもよく、あるいは第１の接続部１４または第２の接続部１５にあらかじめ固定するようにしてもよい。
【００２２】
以上のように、２本の第２の接続部１５ａ、１５ｂの各端子接触部１５ａ１、１５ｂ１は冷却器１６の平面上に対して垂直な面でコンデンサエレメント１１ａの端子と接しており、接続部１５ｂはコンデンサエレメント１１ａの下面であり冷却器１６に沿った面上に配置される。そして第２の接続部１５ａ、１５ｂはコンデンサ１１から取り出される位置から第１の接続部１４方向に延びて第１の接続部１４と接続されることにより、スイッチング素子１２へと繋がる配線上では接続部１５ａと接続部１５ｂが平行平板として冷却器１６の平面上に沿って平行に配置され、同様に接続部１４ａと接続部１４ｂが平行平板として冷却器１６の平面上に沿って平行に配置されることとなる。従って高温となるスイッチング素子１２を冷却しつつ、コンデンサエレメント１１ａよりもバスバーである第１の接続部１４及び第２の接続部１５を積極的に冷却することができる。
【００２３】
このため高周波駆動化を図った場合でも、コンデンサエレメント１１ａよりも第１の接続部１４及び第２の接続部１５の温度上昇が大きくなった場合に、第１の接続部１４及び第２の接続部１５を積極的に冷却することができるので、温度上昇を抑制し、かつ第１の接続部１４及び第２の接続部１５で発生する熱のコンデンサエレメント１１ａへの伝搬抑止をバスバー部材を最小限にして実現できる。またバスバーの平行平板化により電流の向きが逆になるので配線インダクタンスを極小化できる。またコンデンサ１１の高さを小さくすることができるので、冷却器１６の近くに位置するコンデンサエレメント１１ａの下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサエレメント１１ａの上側の温度上昇も抑えることができる。
【００２４】
またコンデンサエレメント１１ａとしてフィルムコンデンサを用い、フィルム材の巻回数を少なくしてコンデンサ１１を構成することにより、コンデンサ１１の高さが小さくなり、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができる。またフィルム材を削減することができるので、低価格化を実現できる。
またコンデンサエレメント１１ａとしてフィルムコンデンサを用い、薄膜のフィルム材によりコンデンサエレメント１１ａを構成することにより、コンデンサ１１の高さが小さくなり、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができる。
【００２５】
またコンデンサ１１を並列接続にして複数個に分割して構成することによりコンデンサ１個当たりの巻回数が少なくなり、コンデンサの高さが小さくなるので、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができるとともに、更に平滑コンデンサの必要容量の確保も実現できる。
またコンデンサ１１の冷却器１６と接触する面積を大きくなるように構成することにより冷却効果を向上させ、更に冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができる。又平滑コンデンサの必要容量の確保も実現できる。
【００２６】
またコンデンサエレメント１１ａを構成するフィルムコンデンサのフィルムの幅Ｗが大きなものを使用することにより、冷却器１６との接触面積が大きくなり、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができ、更に平滑コンデンサの必要容量の確保も実現できる。
またコンデンサエレメント１１ａは長手方向距離Ｌが長くなるように巻回して構成することにより、冷却器１６との接触面積が大きくなり、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができ、更には巻回数を大きくしなくても平滑コンデンサの必要容量の確保を実現でき、コンデンサ１１の高さも小さくすることができる。
【００２７】
また第１の接続部１４と第２の接続部１５の接続部分、あるいは第１の接続部１４又は第２の接続部１５の何れかに一面が接触し、他面が冷却器１６に接触する電気絶縁性熱伝導材１７を設けることにより、高温となるスイッチング素子１２を冷却しつつ、コンデンサ１１よりも第１の接続部１４と第２の接続部１５を積極的に冷却することができる。このため高周波駆動化を図った場合でも、コンデンサ１１よりも第１の接続部１４と第２の接続部１５の温度上昇が大きくなったとき、第１の接続部１４と第２の接続部１５を積極的に冷却できるので、この部分の温度上昇を抑制し、かつ第１の接続部１４と第２の接続部１５で発生した熱がコンデンサ１１に伝搬することも抑止できる。
【００２８】
また電気絶縁性熱伝導材１７は電気絶縁材１７ａとして樹脂を使用すると共に、伝熱材１７ｂとしてグリスを使用することにより、電気絶縁を確保しつつバスバーの熱を積極的に放熱することができる。
また電気絶縁性熱伝導材１７は電気絶縁材１７ａとして樹脂を使用すると共に、伝熱材１７ｂとしてグリスを使用し、冷却器１６に接触する構成としているので、第１の接続部１４と第２の接続部１５の寸法の変化を吸収する弾性変形部として機能することができ、コンデンサ１１と第１の接続部１４の間の寸法公差、及びスイッチング素子１２ａと第２の接続部１５の間の寸法公差を吸収することができる。
【００２９】
更に電気絶縁性熱伝導材１７が冷却器１６にあらかじめ固定され、あるいは第１の接続部１４又は第２の接続部１５にあらかじめ固定された構成とすることにより組み立ての容易性を確保しつつ第１の接続部１４及び第２の接続部１５を積極的に冷却することができる。
また本実施の形態においては、電気絶縁性熱伝導材１７の一面を第１の接続部１４と第２の接続部１５の接続部分に接触する構成について説明したが、電気絶縁性熱伝導材１７の一面が第１の接続部１４あるいは第２の接続部１５の何れかに接触するように構成にしても同様の効果を得ることができる。
【００３０】
実施の形態２．
次に実施の形態２に係る電力変換装置について図を用いて説明する。図８は実施の形態２に係る電力変換装置を示す断面図であり、図４に相当する図である。図９はコンデンサ部を示す分解斜視図、図１０はコンデンサの内部構造が分かるようにケースを省いて示した斜視図、図１１はコンデンサエレメントの巻回状態を示す斜視図である。図において、コンデンサ１１には第２の接続部１５ｃ、１５ｄが設けられている。コンデンサ１１は、コンデンサエレメント１１ａが樹脂などのケース１１ｂにポッティングされて内包されており、このコンデンサエレメント１１ａに接続された第２の接続部１５ｃ、１５ｄがコンデンサ１１の外部に引き出された構成となっている。ここでケース１１ｂを構成する樹脂としては、熱伝導性が優れているものを使用することが好ましく、例えばエポキシ樹脂でフィラー（添加物）を含む物が考えられる。
【００３１】
またスイッチング素子１２ａには第１の接続部１４ｃ、１４ｄが設けられている。コンデンサ１１とスイッチング素子１２ａは冷却器１６上に配置されている。第２の接続部１５は２極、即ち接続部１５ｃ、１５ｄで構成され、各端子接触部１５ｃ１、１５ｄ１はコンデンサエレメント１１ａの上下面（端子側）で接触し、コンデンサエレメント１１ａに沿うように配置される。そして接続部１５ｄはコンデンサ１１からスイッチング素子１２ａ方向に向かって延び、他方の接続部１５ｃとは平行平板配線の位置関係になるよう配置される。実施の形態１においてはコンデンサエレメント１１ａの端子が側面に位置するように配置されているのに対し、本実施形態ではコンデンサエレメント１１ａの端子が上下面に位置するように配置されているものである。
【００３２】
本実施の形態において、コンデンサエレメント１１ａは誘電体を巻回したものを使用しており、誘電体の幅Ｗの方向が冷却器１６面に対して垂直方向となるように巻回してコンデンサエレメント１１ａの高さが小さくなるように構成するものである。コンデンサ１１の高さを小さくする手段としては、誘電体の巻回数を増やしてコンデンサ１１ないしコンデンサエレメント１１ａの底面積を拡大して冷却器１６との接触面積が大きくなるようにし、冷却面積を大きくなるようにし、コンデンサ１１が冷却効果を得やすいように構成して高さを小さくする手段がある。あるいは誘電体の幅Ｗが小さい誘電体を用いることも考えられる。ここで誘電体の幅Ｗが小さい誘電体を用いた場合、必要容量を確保するため、コンデンサ１１及びコンデンサエレメント１１ａを複数個並列接続させて、必要容量を分割化し、コンデンサ１１及びコンデンサエレメント１１ａの１素子あたりのサイズを抑えてコンデンサ１１の高さを小さくすることができる。あるいは誘電体の巻回数を増やして必要容量を確保する手段もある。これによってコンデンサ１１及びコンデンサエレメント１１ａの底面積を拡大することができ、冷却面積が大きくなるようにし、コンデンサ１１が冷却効果を得やすいようにすることができる。またコンデンサエレメント１１ａの長手方向距離を長く確保できるように誘電体を巻回して必要容量を確保する手段もある。
【００３３】
本実施の形態においては、コンデンサ１１はリプルの除去用として用いられている場合を想定しているが、たとえばノイズフィルタ用のコンデンサとして用いられても良い。また図８においてコンデンサ１１は、コンデンサエレメント１１ａが樹脂などのケース１１ｂに内包されている場合を示しているが、この構成に限られるものではなく、たとえばコンデンサエレメント１１ａを電力変換装置１０の筐体に直接実装する構成としても構わない。また図８においては、スイッチング素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆそれぞれを内蔵したモジュールを示しているが，複数のスイッチング素子を内蔵したモジュールを採用してもよく、またダイオード１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆを内蔵したモジュールであってもよい。
【００３４】
電気絶縁性熱伝導材１７は電気絶縁材１７ａと伝熱材１７ｂで構成されている。なお前記においては、スイッチング素子１２ａ、コンデンサ１１および冷却器１６との関係について説明したが、スイッチング素子１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのそれぞれとコンデンサ１１および冷却器１６との関係についても同様に構成されている。また図８の破線で示すように、冷却器１６に流体路１６ａを形成し、この流体路１６ａに冷却流体を通すように構成してもよい。この場合スイッチング素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，電気絶縁性熱伝導材１７およびコンデンサ１１並びにコンデンサエレメント１１ａの冷却効果を一層高めることができる。
【００３５】
ここでコンデンサ１１においては、コンデンサエレメント１１ａが発熱部となっており、このコンデンサエレメント１１ａがケース１１ｂで覆われているので、流体路１６ａを冷却器１６における電気絶縁性熱伝導材１７と接触する部分にのみ形成して、コンデンサ１１の下の部分には形成しないような構成としてもよい。このようにすることにより、冷却器１６の構造を簡素化して、開発及び製造工程を削減し、低コスト化を図ることができる。なお図８においては、電気絶縁性熱伝導材１７はコンデンサ１１とスイッチング素子１２ａの１極の接続部（接続部１５ｄ及び接続部１４ｄ）に対して実装された形態を示しているが、他方の１極（接続部１５ｃ及び接続部１４ｃ）に対しても図示されていないが、同様に電気絶縁性熱伝導材１７が設置されている。
【００３６】
また電気絶縁材１７ａとしては樹脂が用いられ、伝熱材１７ｂとしてはグリスを用いられている。更に第１の接続部１４と第２の接続部１５は溶接により接続することができるが、第１の接続部１４と第２の接続部１５の接続方法はこれに限られない。また本実施の形態において、電気絶縁性熱伝導材１７は冷却器１６にあらかじめ実装してもよく、あるいは第１の接続部１４または第２の接続部１５にあらかじめ固定するようにしてもよい。
【００３７】
以上のように、２本の第２の接続部１５ｃ、１５ｄの各端子接触部１５ｃ１、１５ｄ１は冷却器１６の平面上に対して平行な面でコンデンサエレメント１１ａの端子と接しており、接続部１５ｄの端子接触部１５ｄ１はコンデンサ１１の下面であり、冷却器１６に沿った面上でコンデンサエレメント１１ａに接触している。一方接続部１５ｃの端子接触部１５ｃ１はコンデンサエレメント１１ａの上面で接触している。そして第２の接続部１５ｃ、１５ｄはコンデンサ１１から取り出される位置から第１の接続部１４方向に延びて第１の接続部１４と接続されることにより、スイッチング素子１２ａへと繋がる配線上では接続部１５ｃと接続部１５ｄが平行平板として冷却器１６の平面上に沿って平行に配置され、同様に接続部１４ｃと接続部１４ｄが平行平板として冷却器１６の平面上に沿って平行に配置されることとなる。従って高温となるスイッチング素子１２を冷却しつつ、コンデンサエレメント１１ａよりもバスバーである接続部１４、１５を積極的に冷却することができる。
【００３８】
このため高周波駆動化を図った場合でも、コンデンサエレメント１１ａよりも接続部１４、１５の温度上昇が大きくなったときに、接続部１４、１５を積極的に冷却することができるので、温度上昇を抑制し、かつ接続部１４、１５で発生する熱のコンデンサエレメント１１ａへの伝搬抑止を実現できる。またバスバーの平行平板化により電流の向きが逆になるので配線インダクタンスを極小化できる。またコンデンサ１１の高さを小さくすることができるので、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができる。
【００３９】
またコンデンサエレメント１１ａとしてフィルムコンデンサを用い、フィルム材の幅を小さくしてフィルム材の巻回数を増やしたコンデンサ１１を構成することにより、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができる。
またコンデンサエレメント１１ａとしてフィルムコンデンサを用い、フィルムの幅の小さなものを使用することにより、コンデンサ１１の高さが小さくなり、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができる。またフィルムの幅の小さなフィルム材を使用したので、フィルム材を削減することができ、低価格化を実現できる。
【００４０】
またコンデンサエレメント１１ａを並列接続にして複数個に分割して構成することにより、冷却器１６の近くに位置するコンデンサエレメント１１ａの下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサエレメント１１ａの上側の温度上昇も抑えることができるとともに、更に平滑コンデンサの必要容量の確保も実現できる。
またコンデンサエレメント１１ａのフィルム材の巻回数を増やしたコンデンサ１１を構成することにより、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができるとともに、更に平滑コンデンサの必要容量の確保も実現できる。
またコンデンサエレメント１１ａは長手方向の距離が長くなるように巻回して構成することにより、冷却器１６との接触面積を大きくすることができ、更に冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができ、更には平滑コンデンサの必要容量の確保を実現できる。
【００４１】
また第１の接続部１４と第２の接続部１５の接続部分、あるいは第１の接続部１４又は第２の接続部１５の何れかに一面が接触し、他面が冷却器１６に接触する電気絶縁性熱伝導材１７を設けることにより、高温となるスイッチング素子１２を冷却しつつ、コンデンサエレメント１１ａよりも第１の接続部１４と第２の接続部１５を積極的に冷却することができる。このため高周波駆動化を図った場合でも、コンデンサエレメント１１ａよりも第１の接続部１４と第２の接続部１５の温度上昇が大きくなったとき、第１の接続部１４と第２の接続部１５を積極的に冷却できるので、この部分の温度上昇を抑制し、かつ第１の接続部１４と第２の接続部１５で発生した熱がコンデンサエレメント１１ａに伝搬することも抑止できる。
【００４２】
また電気絶縁性熱伝導材１７は電気絶縁材１７ａとして樹脂を使用すると共に、伝熱材１７ｂとしてグリスを使用することにより、電気絶縁を確保しつつバスバーの熱を積極的に放熱することができる。
また電気絶縁性熱伝導材１７は電気絶縁材１７ａとして樹脂を使用すると共に、伝熱材１７ｂとしてグリスを使用し、冷却器１６に接触する構成としているので、第１の接続部１４と第２の接続部１５の寸法の変化を吸収する弾性変形部として機能することができ、コンデンサ１１と第１の接続部１４の間の寸法公差、及びスイッチング素子１２ａと第２の接続部１５の間の寸法公差を吸収することができる。
【００４３】
更に電気絶縁性熱伝導材１７が冷却器１６にあらかじめ固定され、あるいは第１の接続部１４又は第２の接続部１５にあらかじめ固定された構成とすることにより組み立ての容易性を確保しつつ第１の接続部１４及び第２の接続部１５を積極的に冷却することができる。
また本実施の形態においては、電気絶縁性熱伝導材１７の一面を第１の接続部１４と第２の接続部１５の接続部分に接触する構成について説明したが、電気絶縁性熱伝導材１７の一面が第１の接続部１４あるいは第２の接続部１５の何れかに接触するように構成にしても同様の効果を得ることができる。
【００４４】
実施の形態３．
次にこの発明の実施の形態３に係る電力変換装置について、図を用いて説明する。図１２は実施の形態３に係る電力変換装置の部品配置と接続構成を示す断面図であり、実施の形態１における図４に相当する断面図である。又図１３はコンデンサ部を示す分解斜視図、図１４はコンデンサの内部構造が分かるようにケースを省いて示した斜視図である。図において、コンデンサ１１には第２の接続部１５ｅ、１５ｆが設けられている。コンデンサ１１は、コンデンサエレメント１１ａが樹脂などのケース１１ｂにポッティングされて内包されており、このコンデンサエレメント１１ａに接続された第２の接続部１５ｅ、１５ｆがコンデンサ１１の外部に引き出された構成となっている。
【００４５】
またスイッチング素子１２ａには第１の接続部１４ｅ、１４ｆが設けられている。コンデンサ１１とスイッチング素子１２ａは冷却器１６上に配置されている。第２の接続部１５は２極、すなわち接続部１５ｅ、１５ｆで構成され、各端子接触部１５ｅ１、１５ｆ１はコンデンサエレメント１１ａの両側面（端子側）で接触し、接続部１５ｅはコンデンサエレメント１１ａの上面側に沿って配置されている。そして接続部１５ｅはコンデンサ１１からスイッチング素子１２ａ方向に向かって延び、他方の接続部１５ｆとは平行平板配線の位置関係になるよう配置される。このような構成において、コンデンサエレメント１１ａを樹脂のみを介して冷却器１６に対向するように接触している。即ち図４の場合と比べると、第２の接続部１５が間に介在しない構造となっている。このように第２の接続部１５が間に介在せず、樹脂のみが間に介在しているので、コンデンサエレメント１１ａにおいて発生した熱が冷却器１６に伝わり易くなる。
【００４６】
なお，第２の接続部１５ｅ、１５ｆが冷却器１６に垂直な方向となるコンデンサエレメント１１ａの両側面で接触する構成であれば，第２の接続部１５ｅ、１５ｆの各端子接触部１５ｅ１、１５ｆ１とコンデンサエレメント１１ａの接触位置及び第２の接続部１５ｅ、１５ｆのコンデンサ１１からの外部への引き出し位置は，図１２〜図１４に示す構造に限定されない。たとえば図６に示した構造と同様に第２の接続部１５ｅ、１５ｆの各端子接触部１５ｅ１、１５ｆ１とコンデンサエレメント１１ａとの接触部が，図１２〜図１４の構成に比べて冷却器１６の面上で水平方向に９０度回転した位置で接触するように構成してもよい。
【００４７】
本実施の形態において、コンデンサエレメント１１ａは誘電体を巻回したものを使用しており、誘電体の幅の方向が冷却器１６面に対して水平方向に位置するように巻回して、コンデンサエレメント１１ａの高さが小さくなるように構成するものである。コンデンサ１１の高さを小さくする手段としては、誘電体の巻回数を減らしたコンデンサエレメント１１ａを用いることが考えられる。又は誘電体の厚みの小さい薄膜の誘電体を用いることも考えられる。これは高耐圧、膜厚の薄い誘電体を適用すること、又は電力変換装置１０の電圧仕様と整合させて低耐圧な誘電体を適用できるよう適合化を図ることによって実現することを想定する。
【００４８】
またコンデンサ１１及びコンデンサエレメント１１ａを並列接合して構成することにより、必要容量を分割化し、コンデンサ１１及びコンデンサエレメント１１ａの１素子あたりのサイズを抑えてコンデンサ１１の高さを小さくすることも考えられる。またはコンデンサ１１及びコンデンサエレメント１１ａの底面積、すなわち冷却器１６との接触面積が大きくなるようにして冷却面積が大きくなるように構成し、コンデンサ１１の冷却効果を得やすいようにしてコンデンサ１１の高さを小さくすることも考えられる。ここでコンデンサ１１及びコンデンサエレメント１１ａの底面積を拡大する方法としては、誘電体の幅の大きな誘電体を適用することが考えられ、更にはコンデンサエレメント１１ａの長手方向距離を長くできるように誘電体を巻回することも考えられる。
【００４９】
本実施の形態においては、コンデンサ１１はリプルの除去用として用いられている場合を想定しているが、たとえばノイズフィルタ用のコンデンサとして用いられても良い。また図１２においてコンデンサ１１は、コンデンサエレメント１１ａが樹脂などのケース１１ｂに内包されている場合を示しているが、この構成に限られるものではなく、たとえばコンデンサエレメント１１ａを電力変換装置１０の筐体に直接実装する構成としても構わない。また図１２においては、スイッチング素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆそれぞれを内蔵したモジュールを示しているが，複数のスイッチング素子を内蔵したモジュールを採用してもよく、またダイオード１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆを内蔵したモジュールであってもよい。
【００５０】
電気絶縁性熱伝導材１７は電気絶縁材１７ａと伝熱材１７ｂで構成されている。なお前記においては、スイッチング素子１２ａ、コンデンサ１１および冷却器１６との関係について説明したが、スイッチング素子１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのそれぞれとコンデンサ１１および冷却器１６との関係についても同様に構成されている。また図１２の破線で示すように、冷却器１６に流体路１６ａを形成し、この流体路１６ａに冷却流体を通すように構成してもよい。この場合スイッチング素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，電気絶縁性熱伝導材１７およびコンデンサ１１並びにコンデンサエレメント１１ａの冷却効果を一層高めることができる。
【００５１】
ここでコンデンサ１１においては、コンデンサエレメント１１ａが発熱部となっており、このコンデンサエレメント１１ａがケース１１ｂで覆われているので、流体路１６ａを冷却器１６における電気絶縁性熱伝導材１７と接触する部分にのみ形成して、コンデンサ１１の下の部分には形成しないような構成としてもよい。このようにすることにより、冷却器１６の構造を簡素化して、開発及び製造工程を削減し、低コスト化を図ることができる。なお図１２においては、電気絶縁性熱伝導材１７はコンデンサ１１とスイッチング素子１２ａの１極の接続部（接続部１５ｆ及び接続部１４ｆ）に対して実装された形態を示しているが、他方の１極（接続部１５ｅ及び接続部１４ｅ）に対しても図示されていないが、同様に電気絶縁性熱伝導材１７が設置されている。
【００５２】
また電気絶縁材１７ａとしては樹脂が用いられ、伝熱材１７ｂとしてはグリスを用いられている。更に第１の接続部１４と第２の接続部１５は溶接により接続することができるが、第１の接続部１４と第２の接続部１５の接続方法はこれに限られない。また本実施の形態において、電気絶縁性熱伝導材１７は冷却器１６にあらかじめ実装してもよく、あるいは第１の接続部１４または第２の接続部１５にあらかじめ固定するようにしてもよい。
【００５３】
以上のように、２本の第２の接続部１５ｅ、１５ｆの各端子接触部１５ｅ１、１５ｆ１は冷却器１６の平面上に対して垂直な面でコンデンサエレメント１１ａの端子と接しており、第２の接続部の１極１５ｅはコンデンサ１１の上面側から側面側へと沿って配置し、冷却器１６に対してコンデンサエレメント１１ａが樹脂のみを介して接触する構成としている。そして第２の接続部１５ｅ、１５ｆはコンデンサ１１から取り出される位置から第１の接続部１４方向に延びて第１の接続部１４ｅ、１４ｆと接続されることにより、スイッチング素子１２ａへと繋がる配線上では接続部１５ｅと接続部１５ｆが平行平板として冷却器１６の平面上に沿って配置され、同様に接続部１４ｅと接続部１４ｆが平行平板として冷却器１６の平面上に沿って配置されることとなる。従って高温となるスイッチング素子１２を冷却しつつ、コンデンサエレメント１１ａよりもバスバーである接続部１４、１５を積極的に冷却することができる。
【００５４】
このため高周波駆動化を図った場合でも、コンデンサエレメント１１ａよりも接続部１４、１５の温度上昇が大きくなったときに、接続部１４、１５を積極的に冷却することができるので、温度上昇を抑制し、かつ接続部１４、１５で発生する熱のコンデンサエレメント１１ａへの伝搬抑止を実現できる。またコンデンサエレメント１１ａが冷却器１６に接触する構成となるため、コンデンサエレメント１１ａの冷却効果をより得やすくなり、温度上昇を抑制することができるので、コンデンサ１１の静電容量を削減し、更にはサイズの小型化を図ることができる。またバスバーの平行平板化により電流の向きが逆になるので配線インダクタンスを極小化できる。またコンデンサ１１の高さを小さくすることができるので、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができる。
【００５５】
またコンデンサエレメント１１ａとしてフィルムコンデンサを用い、フィルム材の巻回数を少なくしてコンデンサ１１を構成することにより、コンデンサ１１の高さが小さくなり、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができる。またフィルム材を削減することができるので、低価格化を実現できる。
またコンデンサエレメント１１ａとしてフィルムコンデンサを用い、薄膜のフィルム材によりコンデンサ１１を構成することにより、コンデンサ１１の高さが小さくなり、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができる。
【００５６】
またコンデンサ１１を並列接続にして複数個に分割して構成することによりコンデンサ１個当たりの巻回数が少なくなり、コンデンサの高さが小さくなるので、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができるとともに、更に平滑コンデンサの必要容量の確保も実現できる。
またコンデンサ１１の冷却器１６と接触する面積を大きくなるように構成することにより、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができる。又平滑コンデンサの必要容量の確保も実現できる。
【００５７】
またコンデンサエレメント１１ａを構成するフィルムコンデンサのフィルム幅が大きなものを使用することにより、冷却器１６との接触面積が大きくなるとともに、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができ、更に平滑コンデンサの必要容量の確保も実現できる。
またコンデンサエレメント１１ａは長手方向の距離が長くなるように巻回して構成することにより、冷却器１６との接触面積が大きくなるとともに、冷却器１６の近くに位置するコンデンサ１１の下側に比べて、冷却効果を得にくいコンデンサ１１の上側の温度上昇も抑えることができ、更には巻回数を大きくしなくても平滑コンデンサの必要容量の確保を実現できる。
【００５８】
また第１の接続部１４と第２の接続部１５の接続部分、あるいは第１の接続部１４又は第２の接続部１５の何れかに一面が接触し、他面が冷却器１６に接触する電気絶縁性熱伝導材１７を設けることにより、高温となるスイッチング素子１２を冷却しつつ、コンデンサエレメント１１ａよりも第１の接続部１４と第２の接続部１５を積極的に冷却することができる。このため高周波駆動化を図った場合でも、コンデンサエレメント１１ａよりも第１の接続部１４と第２の接続部１５の温度上昇が大きくなったとき、第１の接続部１４と第２の接続部１５を積極的に冷却できるので、この部分の温度上昇を抑制し、かつ第１の接続部１４と第２の接続部１５で発生した熱がコンデンサエレメント１１ａに伝搬することも抑止できる。
【００５９】
また電気絶縁性熱伝導材１７は電気絶縁材１７ａとして樹脂を使用すると共に、伝熱材１７ｂとしてグリスを使用することにより、電気絶縁を確保しつつバスバーの熱を積極的に放熱することができる。
また電気絶縁性熱伝導材１７は電気絶縁材１７ａとして樹脂を使用すると共に、伝熱材１７ｂとしてグリスを使用し、冷却器１６に接触する構成としているので、第１の接続部１４と第２の接続部１５の寸法の変化を吸収する弾性変形部として機能することができ、コンデンサ１１と第１の接続部１４の間の寸法公差、及びスイッチング素子１２ａと第２の接続部１５の間の寸法公差を吸収することができる。
【００６０】
更に電気絶縁性熱伝導材１７が冷却器１６にあらかじめ固定され、あるいは第１の接続部１４又は第２の接続部１５にあらかじめ固定された構成とすることにより組み立ての容易性を確保しつつ第１の接続部１４及び第２の接続部１５を積極的に冷却することができる。
また本実施の形態においては、電気絶縁性熱伝導材１７の一面を第１の接続部１４と第２の接続部１５の接続部分に接触する構成について説明したが、電気絶縁性熱伝導材１７の一面が第１の接続部１４あるいは第２の接続部１５の何れかに接触するように構成にしても同様の効果を得ることができる。
【００６１】
実施の形態４．
次に実施の形態４に係る電力変換装置について説明する。本実施形態に係る電力変換装置は、実施の形態１で説明した電力変換装置１０において、第１の接続部１４と第２の接続部１５をボルトを介して接続し、電気絶縁性熱伝導材１７にネジ穴を設け、ボルトをネジ穴に螺合させることにより第１の接続部１４と第２の接続部１５が締結されるように構成したものである。図１５は実施の形態４に係る電力変換装置の部品配置と接続構成を示す断面図であり、実施の形態１における図４に相当する図である。図１５において、ネジ穴１７ｃが電気絶縁性熱伝導材１７に設けられており、ボルト１８がネジ穴１７ｃに螺合することにより、第１の接続部１４と第２の接続部１５が締結される。
【００６２】
なお本実施の形態においては、ネジ穴１７ｃを設けた電気絶縁性熱伝導材１７を冷却器１６にあらかじめ実装してもよく、あるいは第１の接続部１４ないし第２の接続部１５にあらかじめ固定するようにしてもよい。尚図１５においては第１の接続部１４ｂと第２の接続部１５ｂとの接続関係を示しており、図１６においては第１の接続部１４ａと第２の接続部１５ａとの接続関係を示している。図１６においては接続関係が分かり易いように下側にある第１の接続部１４ｂと第２の接続部１５ｂは図示を省略している。更に図１７は締結部を示すための分解斜視図である。
【００６３】
以上のように構成することにより、第１の接続部１４と第２の接続部１５はボルト１８を介して接続され、電気絶縁性熱伝導材１７にはネジ穴１７ｃが設けられており、第１の接続部１４と第２の接続部１５はボルト１８によってネジ穴１７ｃに締結されている。従って別にナットを追加して第１の接続部１４と第２の接続部１５をボルト１８で締結する必要がないので、熱抵抗の増加による冷却器１６への伝熱性の低下を防ぐことができる。更には別のナットを追加するためのスペースが不要となるので、小型化を図ることができる。
【００６４】
また電気絶縁性熱伝導材１７が冷却器１６、あるいは第１の接続部１４又は第２の接続部１５にあらかじめ固定された構成とすることにより、組み立ての容易性を確保しつつバスバーを積極的に冷却することができる。
また本実施の形態においては、実施の形態１で説明した電力変換装置１０の構成に本実施形態の構造を適用する場合について説明したが、実施の形態２又は実施の形態３で説明した電力変換装置１０の構成に本実施形態の構造を適用してもよい。
【００６５】
実施の形態５．
次に実施の形態５に係る電力変換装置について説明する。図１８は実施の形態５に係る電力変換装置の部品配置と接続構成を示す断面図であり、実施の形態１における図４に相当する図である。実施の形態１から実施の形態４においては、コンデンサ１１に第２の接続部１５を設けると共に、スイッチング素子１２ａに第１の接続部１４を設け、第１の接続部１４と第２の接続部１５を接続する場合について説明したが、本実施形態に係る電力変換装置１０においては、コンデンサ１１とスイッチング素子１２ａを一つの接続部１９で接続したものである。即ち第１の接続部１４の２極と第２の接続部１５の２極のそれぞれの極を一つの接続部で一つながりに形成したものである。
【００６６】
即ち接続部１９の一端はスイッチング素子１２ａに接続されており、スイッチング素子１２ａの冷却器１６に接触する面の近傍位置（スイッチング素子１２ａの下部側）から取り出されており、他端はコンデンサ１１に接続され、コンデンサ１１の冷却器１６に接触する面の近傍位置（コンデンサ１１の下部側）から取り出されている。そして電気絶縁性熱伝導材１７は、接続部１９の寸法の変化を吸収する弾性変形部を備えている。即ち接続部１９が熱収縮又は熱膨張した場合に寸法の変化を吸収することができる。なおその他の構成については、実施の形態１から実施の形態３の場合と同様である。
【００６７】
本実施形態に係る電力変換装置においても、実施の形態１から実施の形態３で説明した効果と同様の効果を得ることができる。
尚本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０  電力変換装置、１１  コンデンサ、１１ａ  コンデンサエレメント、
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ  スイッチング素子、
１４  第１の接続部、１５  第２の接続部、１６  冷却器、１６ａ  流体路、
１７  電気絶縁性熱伝導材、１７ａ  電気絶縁材、１７ｂ  伝熱材、１７ｃ  ネジ穴、
１８  ボルト、１９  接続部。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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