JP2004048823A - インバータ付き電気機械 - Google Patents
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Abstract
【課題】インバータ装置の通電用バスバを環状に形成し、通電用バスバの低インダクタンス化を図り、動作安定性を高めるようにする。
【解決手段】インバータ付き電気機械のハウジング１を、電動モータ８を収容するモータケース２と、自動変速機５を収容する筒状の変速機ケース３と、モータケース２と変速機ケース３との間に設けられた仕切板４とにより構成する。モータケース２内には、電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に位置して環状の空きスペースＳａ が形成される。そして、空きスペースＳａ 内にはインバータ装置１１のパワーモジュール１３を複数に分割して配置し、各分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃを環状の通電用バスバ１６を介してバッテリ等の直流電源に接続する。
【選択図】 図１
【解決手段】インバータ付き電気機械のハウジング１を、電動モータ８を収容するモータケース２と、自動変速機５を収容する筒状の変速機ケース３と、モータケース２と変速機ケース３との間に設けられた仕切板４とにより構成する。モータケース２内には、電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に位置して環状の空きスペースＳａ が形成される。そして、空きスペースＳａ 内にはインバータ装置１１のパワーモジュール１３を複数に分割して配置し、各分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃを環状の通電用バスバ１６を介してバッテリ等の直流電源に接続する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用自動変速機、制動装置または操舵装置等の回転源として好適に用いられるインバータ付き電気機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、乗用車等の車両には、油圧ポンプ、制動装置または操舵装置等の回転源として誘導電動機が搭載される。そして、このような誘導電動機は多相交流式の電動モータであるから、この電動モータに給電を行うためには、バッテリ等の直流電源を交流に変換するインバータ装置が必要となる。
【０００３】
そして、従来技術によるインバータ装置は、電動モータの外殻を構成するハウジングの外側面に取付けられ、外部の直流電源から供給される電流または電圧を交流に変換して前記電動モータの巻線部（通常はステータ）へと給電する構成となっている（例えば、特開平７−１１５７７８号公報等）。
【０００４】
この場合、インバータ装置は、直流電源を交流に変換する大電流型の半導体素子が実装された所謂パワー部としてのパワーモジュールと、電流の脈動を抑制する電源コンデンサと、該電源コンデンサおよびパワーモジュールを前記直流電源に接続する通電用の配線部等とを備えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、ハウジングの外側面等にインバータ装置を取付ける構成としているため、ハウジング内に設けた電動モータの巻線部と外部のインバータ装置との配線構造が複雑化し、これにより装置全体が大型化する上に、配線作業に手間がかかり、組立時の作業性が低下するという問題がある。
【０００６】
また、インバータ装置のパワーモジュールおよび電源コンデンサは、外部の直流電源を通じて大電流が供給されるので発熱源となる。そして、これらの発熱を抑えるためには放熱フィン等をインバータ装置に付設する必要があり、これによってもインバータ装置がハウジングの外部に大きく張り出すことになり、装置全体を小型化するのが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、インバータ装置をハウジング内にコンパクトに収容することができ、小型化を図ることができるようにしたインバータ付き電気機械を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、インバータ装置のパワーモジュールに通電を行う通電用バスバを、回転軸の周囲に延びる環状体として形成することにより、通電用バスバの低インダクタンス化を図ることができ、インバータ装置の動作安定性を向上できるようにしたインバータ付き電気機械を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、インバータ装置は、多相交流式の電動モータに対応して各相毎に分割された複数の分割モジュールからなり該各分割モジュールに大電流型の半導体素子が実装されたパワーモジュールと、電流の脈動を抑制する電源コンデンサと、該電源コンデンサおよび前記パワーモジュールの各分割モジュールを直流電源に接続する通電用バスバとを備え、該通電用バスバは、回転軸を径方向外側から取囲む環状体として形成し、前記パワーモジュールの各分割モジュールは、ハウジング内の空きスペースにそれぞれ分割して配置すると共に、前記環状体からなる通電用バスバに対し周方向に互いに離間した位置で接続する構成としたことにある。
【００１０】
このように構成することにより、インバータ装置のパワーモジュールを各分割モジュール毎に互いに離した状態で、それぞれをハウジング内の空きスペースに収納でき、ハウジング内の空きスペースを有効に活用できると共に、設計の自由度を高めることができる。そして、通電用バスバをハウジングの内部または外部で回転軸の周囲に延びる環状体として形成でき、該環状体からなる通電用バスバに対し周方向に互いに離間した位置でパワーモジュールの各分割モジュールを接続することができる。
【００１１】
従って、パワーモジュールの各分割モジュールをハウジング内の空きスペースにコンパクトに配置でき、インバータ装置のパワーモジュール等が電気機械のハウジングから外部へと張り出すのを防止できると共に、通電用バスバの低インダクタンス化も図ることができる。また、インバータ装置のパワーモジュールをハウジング内で電動モータの巻線部（例えば、ステータ）に接続することができ、配線構造等を簡略化できると共に、ハウジング内での配線作業を容易に行うことができる。
【００１２】
また、請求項２の発明によると、電源コンデンサは、パワーモジュールの各分割モジュールに対応して分割され環状体からなる通電用バスバに互いに離間して接続された複数の分割コンデンサからなり、該各分割コンデンサはハウジングの内部または外部に配置する構成としている。
【００１３】
これにより、電源コンデンサの各分割コンデンサを、パワーモジュールの各分割モジュールと共に電動モータの各相毎に分割して通電用バスバに接続することができ、各分割モジュールの半導体素子が開，閉成するときに生じ易いリプル電流によるサージ電圧を各分割コンデンサによって抑制できると共に、インバータ装置の動作安定性を向上することができる。
【００１４】
また、請求項３の発明によると、電源コンデンサは、環状体からなる通電用バスバの周方向に互いに離間して該通電用バスバに接続された複数の分割コンデンサと、該各分割コンデンサよりも小容量のコンデンサからなり該各分割コンデンサ間に位置して前記通電用バスバにそれぞれ接続された複数の小容量コンデンサとにより構成している。
【００１５】
この場合には、各分割モジュールの半導体素子が開，閉成するときに生じ易いリプル電流によるサージ電圧を各分割コンデンサによって抑制できると共に、各分割コンデンサ間に位置する通電用バスバのインダクタンスを分断するように各小容量コンデンサを配置でき、分割コンデンサ等の破壊を抑えつつ、サージ電圧の発生を確実に防止することができる。
【００１６】
特に、パワーモジュールを電気機械のハウジング内の空きスペースに配置して電気機械全体のサイズ拡大を抑えるために、パワーモジュールを各相毎に分割して離間配置する場合、各相間を接続する通電用バスバが長くなると、このバスバの寄生インダクタンスが増加する可能性がある。また、各分割モジュールの半導体素子が開，閉成するときに、バスバ寄生インダクタンスに蓄えられているエネルギーがはき出され、大きなサージやリンギングを発生させる。そして、このサージ電圧や、バスバ電位のリンギングが分割コンデンサや分割モジュールに印加、注入されてしまう。この結果、分割コンデンサや分割モジュールの破壊を生じかねない。
【００１７】
そこで、請求項３の発明のように、分割モジュールの直近に分割コンデンサを接続し、互いに離間して配置された各分割コンデンサ間に位置して通電用バスバにそれぞれ小容量コンデンサを接続することにより、下記の如き作用効果が得られるものである。
【００１８】
即ち、このような小容量コンデンサは、半導体素子が開，閉成を行っても、通電用バスバに生じるサージ電圧をバイパスでき、通電用バスバのサージ電圧やリンギングを抑制できるので、分割コンデンサや分割モジュールの破壊を防止できる。
【００１９】
特に、バスバ寄生インダクタンスの蓄積エネルギーが全て分割コンデンサに注入される事態を防止できるので、この分割コンデンサを小型化できる。本来この分割コンデンサは、分割モジュール内部の寄生インダクタンスによって生じるサージ電圧の抑制や、分割モジュール内のダイオードによる逆方向回復電流を賄うために接続され、相当程度大型になっている。この上、離間部のバスバ寄生インダクタンスエネルギーにも耐えうるようにすると、さらに分割コンデンサは大きくなってしまう。そして、分割コンデンサの大型化は、単にコスト増大だけでなく、パワーモジュールを電気機械のハウジング内に設けることを不可能にしてしまう虞れも生じる。
【００２０】
しかし、小容量コンデンサを設けることにより、上記の問題を解消できる。そして、通電用バスバに多くの小容量コンデンサを接続することにより、上記の効果は顕著になるものである。なお、分割モジュール内の半導体素子が開，閉成するときに生じるダイオードの逆方向電流等の短時間大電流リプル成分は、分割モジュールの直近に接続された分割コンデンサが供給する。このため、小容量コンデンサが大電流を流すことによる破壊は生じない。
【００２１】
一方、請求項４の発明によると、通電用バスバは、直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとを絶縁材を介して互いに積層化する構成としている。これにより、環状体からなる通電用バスバを幅広な多層重ね構造に形成でき、通電用バスバの低インダクタンス化を容易に図ることができる。
【００２２】
また、請求項５の発明によると、通電用バスバは、直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとを絶縁材を介して互いに積層化した積層バスバにより構成し、該積層バスバは周囲を絶縁材で覆う構成としている。
【００２３】
これにより、通電用バスバの絶縁を確実に行うことができ、通電用バスバが電気機械の一部に接触して生じる短絡を防止できる。特に、分割モジュールを分割して配置することにより通電用バスバが長くなると、この危険性が高くなりがちだが、本構成により確実に防止できる。
【００２４】
また、請求項６の発明によると、通電用バスバは、直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとを絶縁材を介して互いに積層化した積層バスバにより構成し、該積層バスバは周囲を絶縁材を介して金属シールド部で覆う構成としている。
【００２５】
この場合、積層バスバにおいて、陽極側バスバと陰極側バスバの外側面、即ち相手方のバスバと対向していない面の直近に金属シールド部が配置される。これにより、通電用バスバに電流が流れることによって生じた磁界を金属シールド部が吸収するため、再びこの磁界によるバスバ内電流成分が影響される事態を防止できる。つまり等価的にバスバ寄生インダクタンスを低減できる。
【００２６】
また、半導体素子の開，閉成によって生じたサージ、ノイズ成分は、この積層バスバにも印加される。しかし、積層バスバを金属シールド部で覆うことによって、積層バスバから周囲にノイズが放散されるのを防止でき、インバータ装置の安定動作を妨げることがない。また、外力により絶縁材に傷が生じても、金属シールド部およびその内側の絶縁材により、内側のバスバが直ちに電気機械の一部に短絡するような事態をなくすことができる。
【００２７】
また、請求項７の発明によると、通電用バスバは、一対の対向板部を有して断面Ｕ字状または断面コ字形状に形成され直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと、該陽極側バスバの各対向板部間に絶縁材を介して配置され前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとより構成している。
【００２８】
これにより、例えば陰極側バスバの上，下両面に陽極側バスバを対向して配置することができ、陰極側の寄生インダクタンスをさらに低減できる。この場合、陰極は所謂グランドになり、インバータ装置の電気回路の基準電位となる。そして、この陰極側バスバのインダクタンス低減によりサージ電圧やリンギングを減少できるので、さらに回路動作が安定化し、インバータ装置の損傷等を防止できる。
【００２９】
また、請求項８の発明によると、通電用バスバは、一対の対向板部を有して断面Ｕ字状または断面コ字形状に形成され直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバと、該陰極側バスバの各対向板部間に絶縁材を介して配置され前記直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバとより構成している。
【００３０】
この場合も請求項７の発明と同様の理由により、陽極側バスバのインダクタンスが小さくなる。また、陰極側バスバも幅広になることにより低インダンス化できる。さらに、陽極側バスバの外側に陰極側バスバ（低電位側バスバ）が位置するので、通電用バスバを絶縁材で絶縁封止する上で、この絶縁材を薄くすることができ、安価な絶縁材料を用いることが可能となって低コスト化できる。
【００３１】
また、請求項９の発明によると、通電用バスバは、直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと、前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとからなり、これらの陽極側バスバおよび陰極側バスバは、回転軸を中心としてそれぞれ同心円状に延びる板状リングにより構成している。
【００３２】
これにより、陽極側バスバおよび陰極側バスバを回転軸の周囲でそれぞれ同心円状に延びる板状リングとして形成でき、通電用バスバの低インダクタンス化を図ることができると共に、このような通電用バスバに対してパワーモジュールの各分割モジュールを容易に接続でき、接続構造を簡略化することができる。
【００３３】
そして、通電用バスバを回転軸周囲にリング状に配置することにより、各分割モジュールを通電用バスバに沿って回転軸周囲に分割配置することができ、各分割モジュール間を短く接続できると共に、通電用バスバを電気機械に干渉することなく配置できる。また、通電用バスバを電気機械内部に設けることができるので、通電用バスバを電気機械の外側に配置することによる全体サイズの増大や、バスバから周囲へのノイズ放散を防止できる。
【００３４】
また、通電用バスバを電気機械のハウジング内部に配置することにより、当該インバータ装置を電気機械内部に容易に搭載でき、作業性を向上できる。なお、板状リングからなる陽極側バスバと陰極側バスバを、請求項４〜８の発明で述べたように積層化することにより、請求項４〜８の発明と同様の作用効果が得られるものである。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるインバータ付き電気機械を、車両用の自動変速装置に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００３６】
ここで、図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１はインバータ付き電気機械の外殻となる筒状のハウジングで、このハウジング１は、図１に示す如く段付筒状に形成され、後述の電動モータ８を収容するモータケース２と、後述の自動変速機５を収容する筒状の変速機ケース３と、モータケース２と変速機ケース３との間に設けられた仕切板４とにより大略構成されている。
【００３７】
そして、ハウジング１のモータケース２、変速機ケース３および仕切板４は、それぞれ良好な熱伝導性を有する金属材料、例えばアルミニウム合金または鉄系合金等を用いて形成され、内部の発熱源から発生する熱を外部に放熱する構成となっている。
【００３８】
また、ハウジング１のモータケース２は、軸方向の一側が車両用エンジンのフライホイールケース（図示せず）に連結される大径筒部２Ａとなり、軸方向の他側は、該大径筒部２Ａの端部からテーパ筒部２Ｂを介して縮径された小径筒部２Ｃとなっている。そして、小径筒部２Ｃの端部には、径方向外向きに突出した環状のフランジ部２Ｄが形成され、このフランジ部２Ｄは仕切板４の外周側に衝合されている。
【００３９】
一方、ハウジング１の変速機ケース３には、軸方向一側の端部から径方向外向きに突出した環状のフランジ部３Ａが形成され、このフランジ部３Ａも仕切板４の外周側に衝合されている。そして、仕切板４は、これらのフランジ部２Ｄ，３Ａ間に挟持された状態で複数のボルト（図示せず）等によりモータケース２と変速機ケース３との間に着脱可能に固着されている。
【００４０】
そして、仕切板４は、ハウジング１内をモータケース２側のモータ室（以下、室Ａという）と変速機ケース３側の他の室Ｂとに画成（分離）し、例えば自動変速機５内に収容した潤滑油（図示せず）の一部等が、室Ｂから室Ａ（後述の空きスペースＳａ を含む）内へと浸入するの防止している。
【００４１】
また、モータケース２のテーパ筒部２Ｂおよび小径筒部２Ｃ内には、図１に示すように後述する電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に位置して環状空間（以下、空きスペースＳａ という）が形成され、この空きスペースＳａ 内には、後述のインバータ装置１１が配置されるものである。
【００４２】
５は変速機ケース３内に収容された自動変速機を示し、該自動変速機５は、公知のトルクコンバータおよび変速歯車機構（いずれも図示せず）等からなり、ハウジング１内に設けた回転軸としての入力軸６の回転を、外部からの制御信号等に応じて変速しつつ、変速した回転を出力軸７に伝達するものである。
【００４３】
この場合、回転軸としての入力軸６は、モータケース２内を軸方向に伸長し、前記フライホイールケース側でエンジンのクランク軸またはフライホイールにクラッチ（いずれも図示せず）等を介して連結される。そして、このクラッチが連結状態のときには、前記エンジンの回転出力が入力軸６に伝えられ、入力軸６はエンジンにより回転駆動されるものである。
【００４４】
また、前記クラッチの連結を解除したときには、後述する電動モータ８の回転出力が入力軸６に伝えられ、このときには電動モータ８が入力軸６の回転駆動源となる。そして、自動変速機５の出力軸７は、車両の各駆動輪（図示せず）に連結され、これらの駆動輪を回転駆動することにより車両を路上走行させるものである。
【００４５】
８はハウジング１のモータケース２内に設けられた多相交流式の電動モータを示し、該電動モータ８は、例えば誘導電動機等の３相交流モータにより構成されている。そして、電動モータ８は、モータケース２の大径筒部２Ａに固定して設けられた複数の巻線部からなる環状のステータ９と、該ステータ９の径方向内側に位置して入力軸６の外周側に設けられた永久磁石等からなるロータ１０とにより構成されている。
【００４６】
そして、電動モータ８のロータ１０は、ステータ９と径方向で小さな隙間を介して対向するように配設され、入力軸６と一体回転するものである。この場合、入力軸６が前記エンジンによって駆動される間は、ロータ１０がステータ９に対して回転されることによりステータ９には誘導起電力が発生し、電動モータ８は後述のバッテリ１２に対する充電器として機能する。
【００４７】
また、前記エンジンを停止させてクラッチを解除し、電動モータ８を回転源として用いる場合には、後述のインバータ装置１１から電動モータ８のステータ９に交流が給電されてロータ１０が駆動されることにより、このロータ１０と一緒に入力軸６が回転されるものである。
【００４８】
１１はモータケース２内に設けたインバータ装置で、このインバータ装置１１は、図３に示す如く直流電源としてのバッテリ１２と電動モータ８との間に配設され、バッテリ１２からの直流電源を交流に変換して電動モータ８に給電を行うものである。そして、インバータ装置１１は、後述のパワーモジュール１３、電源コンデンサ１５および通電用バスバ１６等により構成されている。
【００４９】
また、これらのパワーモジュール１３、電源コンデンサ１５および通電用バスバ１６は、図１、図２に示すようにモータケース２のテーパ筒部２Ｂおよび小径筒部２Ｃ内に位置する空きスペースＳａ （具体的には、電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間の空きスペースＳａ ）内にコンパクトに配置されているものである。
【００５０】
１３はインバータ装置１１の主要部を構成するパワーモジュールで、該パワーモジュール１３は、図１、図２に示すように３相交流モータである電動モータ８に対応して各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に分割された３個の分割モジュール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃにより構成されている。
【００５１】
そして、これらの分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃは、それぞれが例えば直方体状に形成され、仕切板４上に絶縁性の放熱シート（図示せず）等を介して取付けられている。この場合、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃは、モータケース２の小径筒部２Ｃ内に位置してロータ１０の周囲に、例えば１２０度程度の間隔をもって互いに離間した状態で配設されている。
【００５２】
また、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃは、図３に例示するように大電流型の半導体素子であるＦＥＴ等のパワートランジスタ１４，１４をそれぞれの基板（図示せず）に実装することにより構成されている。そして、これらのパワートランジスタ１４は、図３に示す如くゲートＧ、ドレインＤおよびソースＳを有し、ドレインＤとソースＳが後述する通電用バスバ１６の電極板１７，１８を介してバッテリ１２に接続されている。
【００５３】
また、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ内にそれぞれ設けた各パワートランジスタ１４は、バッテリ１２から通電用バスバ１６を介して大電流が供給されることにより発熱する。そして、これらの分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃに発生する熱は、前記放熱シート等を通じて仕切板４、モータケース２および変速機ケース３側へと伝えられ、放熱されるものである。
【００５４】
１５はインバータ装置１１の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ１５は、図３に示す如く後述の通電用バスバ１６等を介してバッテリ１２に接続され、バッテリ１２からパワーモジュール１３に通電する電流に脈動が発生するのを抑制するものである。
【００５５】
ここで、電源コンデンサ１５は、パワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃに対応して、例えば３個の分割コンデンサ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに分割され、これらの分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃは、それぞれが分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと同様に仕切板４上に絶縁性の放熱シート等を介して取付けられている。
【００５６】
また、電源コンデンサ１５の分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃは、図１、図２に示す如く丸みをもった略直方体として形成され、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと共にモータケース２の小径筒部２Ｃ内でロータ１３の周囲に、例えば６０度の間隔をもって配設されている。
【００５７】
即ち、電源コンデンサ１５の分割コンデンサ１５Ａは分割モジュール１３Ａ，１３Ｂ間に配置され、分割コンデンサ１５Ｂは分割モジュール１３Ｂ，１３Ｃ間に配置され、分割コンデンサ１５Ｃは分割モジュール１３Ａ，１３Ｃ間に配置されている。そして、これらの分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃからの発熱も、前記放熱シート等を通じて仕切板４側へと放熱されるものである。
【００５８】
また、電源コンデンサ１５の分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃは、図３に示す如く通電用バスバ１６の電極板１７，１８間に分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと並列になるように接続され、バッテリ１２から分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃに通電する電流に脈動が発生するのを抑制するものである。
【００５９】
１６は分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび電源コンデンサ１５をバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ１６は、図１、図２、図４に示すようにモータケース２のテーパ筒部２Ｂ内に位置して電動モータ８のロータ１０（入力軸６）の周囲を径方向外側から取囲む環状体として形成され、その中心側はロータ１０等に対する挿通穴１６Ａとなっている。
【００６０】
そして、通電用バスバ１６は、例えば導電性の薄板材等を用いることにより入力軸６を中心としてほぼ同一の内，外径を有する幅広な環状平板（板状リング）として形成された２枚の電極板１７，１８と、これらの電極板１７，１８間に介在した絶縁材１９とを積層化することにより、多層重ね構造をなした積層バスバとして構成されるものである。
【００６１】
この場合、通電用バスバ１６の絶縁材１９は、例えば電気絶縁性を有する樹脂材料等を電極板１７，１８間に積層化することにより形成される。また、電極板１７，１８は、図１、図２に示す如く内径寸法がロータ１０の外径よりも大径に形成され、外径寸法はモータケース２のテーパ筒部２Ｂの最大径よりも小径で、テーパ筒部２Ｂの最小径よりも大径に形成されている。
【００６２】
そして、通電用バスバ１６の電極板１７は、例えば図３に示すようにバッテリ１２の陽極側に接続される陽極側バスバを構成し、電極板１８はバッテリ１２の陰極側に接続される陰極側バスバを構成するものである。なお、これとは逆に電極板１７を陰極側バスバとして用い、電極板１８を陽極側バスバとして用いてもよいものである。
【００６３】
そして、通電用バスバ１６の電極板１７，１８は、図１、図２に示す如くパワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃにそれぞれ接続ピン２０，２１を介して連結され、電源コンデンサ１５の分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃには接続ピン２２，２３を介して連結されている。
【００６４】
また、これらの接続ピン２０〜２３は、図１に示す如くそれぞれ入力軸６とほぼ平行に配設され、その両端側が通電用バスバ１６の電極板１７，１８と分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ、分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃとにそれぞれ接続されている。
【００６５】
ここで、電極板１７は、図４に例示するように接続ピン２０と接続され、接続ピン２１に対しては絶縁筒２４を介して電気的に絶縁されている。また、電極板１８は、接続ピン２０との間が絶縁筒２５により絶縁され、接続ピン２１に対して接続されている。なお、接続ピン２２，２３についても電極板１７，１８との間に同様の絶縁筒が設けられているものである。
【００６６】
そして、電極板１７，１８からなる通電用バスバ１６は、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃと共に各接続ピン２０〜２３を介してモータケース２のテーパ筒部２Ｂ内に位置決めされ、ロータ１０を径方向外側から取囲む構成となっている。
【００６７】
本実施の形態によるインバータ付き電気機械は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
【００６８】
まず、ハウジング１内の入力軸６を車両用エンジン（内燃機関）で回転駆動するときには、入力軸６の回転が自動変速機５により変速され、変速した回転が出力軸７から車両の駆動輪に伝達される。これにより、車両は前記エンジンの回転出力（トルク）に従って路上走行を行う。
【００６９】
また、このように入力軸６が前記エンジンによって回転駆動される間は、電動モータ８のロータ１０がステータ９に対して回転されることにより、ステータ９側には誘導起電力が発生する。そして、この誘導起電力を利用してバッテリ１２への充電が行われるものである。
【００７０】
一方、前記エンジンと入力軸６との間のクラッチ等を解除し、電動モータ８を回転源として用いる場合には、バッテリ１２からの直流電源がインバータ装置１１のパワーモジュール１３（分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ）により交流に変換され、３相交流モータからなる電動モータ８には、ステータ９に交流が給電されてロータ１０が駆動される。
【００７１】
これにより、電動モータ８のロータ１０は、前記エンジンに替わって入力軸６を回転駆動するようになり、このときには電動モータ８が入力軸６の回転駆動源となって、自動変速機５の出力軸７を回転させつつ、車両を路上走行させる。そして、電源コンデンサ１５の分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃは、図３に示すようにバッテリ１２からパワーモジュール１３の各パワートランジスタ１４に通電する電流に脈動が発生するのを抑制し、電動モータ８への給電を安定した状態に保つ機能を有する。
【００７２】
ここで、本実施の形態にあっては、電動モータ８をステータ９とロータ１０とにより構成し、インバータ装置１１のパワーモジュール１３を３つの分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃに分割すると共に、電源コンデンサ１５も３つの分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｂに分割する構成としている。
【００７３】
また、通電用バスバ１６は、図１、図２、図４に示すようにモータケース２のテーパ筒部２Ｂ内に位置して電動モータ８のロータ１０の周囲を径方向外側から取囲む環状体として形成された２枚の電極板１７，１８と、これらの電極板１７，１８間に積層化して設けた絶縁材１９とにより構成している。
【００７４】
そして、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃを、通電用バスバ１６の電極板１７，１８に対し周方向に互いに離間した位置で接続ピン２０〜２３を用いて接続すると共に、これらの分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ、分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃおよび通電用バスバ１６の電極板１７，１８等を、電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に位置してモータケース２内の空きスペースＳａ に配置する構成としている。
【００７５】
これにより、ハウジング１のモータケース２内でステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に形成される空きスペースＳａ を活用して、インバータ装置１１の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ、分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃおよび通電用バスバ１６の電極板１７，１８を空きスペースＳａ 内にコンパクトに配置することができ、ハウジング１からインバータ装置１１が外部に張り出すのを良好に防止できる。
【００７６】
また、パワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃを、モータケース２の室Ａ内で電動モータ８の巻線部（例えば、ステータ９側）に近付けて配置できるので、両者の接続作業、配線作業を容易に行うことができ、配線構造等の簡略化も図ることができる。
【００７７】
特に、モータケース２内の空きスペースＳａ には、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃとを交互に間隔（例えば、６０度の間隔）をもって配置する構成としているので、電源コンデンサ１５の分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃを、パワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと共に電動モータ８の各相毎に分割して通電用バスバ１６の電極板１７，１８に接続することができる。
【００７８】
この結果、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃの各パワートランジスタ１４が開，閉成するときに生じ易いリプル電流によるサージ電圧を分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃによって良好に抑制でき、インバータ装置１１としての動作安定性を向上することができる。
【００７９】
また、電源コンデンサ１５の分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃを、パワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃに近付けて通電用バスバ１６に接続できるので、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃとの間隔を小さくすることができ、接続部での所謂寄生インピーダンス（寄生抵抗）を低減できる。
【００８０】
そして、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ内でのパワートランジスタ１４等の素子動作に伴うサージ電圧の発生を低く抑えることができる。また、３つの分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃを用いることにより、電源コンデンサ１５全体の容量を大きくすることができ、寄生抵抗を低減できると共に、ジュール熱の発生を良好に抑えることができる。
【００８１】
また、通電用バスバ１６の電極板１７，１８を絶縁材１９を介して互いに積層化する構成としているので、環状体からなる通電用バスバ１６を幅広な多層重ね構造に形成でき、通電用バスバ１６（電極板１７，１８）の低インダクタンス化を容易に図ることができる。
【００８２】
この場合、３相交流モータからなる電動モータ８に対応して３つに分割したパワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃを、環状体からなる通電用バスバ１６の周方向にほぼ等間隔（例えば、１２０度の間隔）をもって配置できるので、通電用バスバ１６の中心側に設けた挿通穴１６Ａが、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃの隣接相間でスイッチングされる電流の経路に悪影響を及ぼすことはほとんどなくなり、通電用バスバ１６の低インダクタンス化を図ることができる。
【００８３】
即ち、幅広な環状体として形成された通電用バスバ１６は、電動モータ８のロータ１０が回転するときに分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃの隣接相間でスイッチングされる電流の経路を、挿通穴１６Ａによりほとんど邪魔されることなく、幅広な通電用バスバ１６（電極板１７，１８）上で直線に近いほぼ最短の経路として確保することができる。
【００８４】
このため、パワーモジュール１３を単に３分割したものとは異なり、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃを通電用バスバ１６に沿ってほぼ等間隔で配置することにより、通電用バスバ１６の低インダクタンス化を図ることができ、インバータ装置１１としての動作安定性を向上できる。
【００８５】
さらに、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃを、モータケース２の空きスペースＳａ 内で通電用バスバ１６（電極板１７，１８）に対し周方向に互いに離間した位置で接続することができ、モータケース２の空きスペースＳａ を有効に活用することができる。
【００８６】
従って、本実施の形態によれば、車両用の自動変速機５を内蔵するインバータ付き電気機械全体を、コンパクトに形成して小型化を図ることができると共に、組立時の作業性を大幅に向上することができる。
【００８７】
また、インバータ装置１１のパワーモジュール１３に通電を行う通電用バスバ１６を、ロータ１０の周囲に延びる環状体として形成することにより、通電用バスバ１６の低インダクタンス化を図ることができ、インバータ装置１１の動作安定性を確実に向上することができる。
【００８８】
また、当該機械のハウジング１をモータケース２、変速機ケース３および仕切板４により構成し、インバータ装置１１の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび電源コンデンサ１５を、モータケース２の室Ａ（空きスペースＳａ ）内で金属製の仕切板４上に放熱シート等を介して取付ける構成としている。
【００８９】
このため、金属製の仕切板４を放熱板として活用でき、パワートランジスタ１４等が実装されたパワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃが発熱源となっても、各分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃからの熱を仕切板４を介してモータケース２、変速機ケース３側へと効率的に放熱することができ、これによっても全体をコンパクトに形成して小型化を図ることができる。
【００９０】
次に、図５は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態にあっては、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００９１】
しかし、本実施の形態の特徴は、通電用バスバ３１を、２枚の電極板３２，３３と、これらの電極板３２，３３間を電気的に絶縁する絶縁材３４とにより積層バスバとして構成し、該絶縁材３４内には２枚の電極板３２，３３を埋設する構造を採用したことにある。
【００９２】
ここで、通電用バスバ３１および電極板３２，３３は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６および電極板１７，１８とほぼ同様に構成されている。しかし、この場合の通電用バスバ３１は、絶縁材３４により電極板３２，３３を外側から覆い囲繞している点で異なるものである。
【００９３】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、通電用バスバ３１の電極板３２，３３を絶縁材３４で外側から囲繞することにより、電極板３２，３３を電気的に保護でき、短絡（ショート）等の発生を良好に防止することができる。
【００９４】
特に、パワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃを互いに離間して配置すると、通電用バスバ３１が長くなって電気機械の一部に通電用バスバ３１が接触し易くなりがちだが、本構成により通電用バスバ３１の絶縁を確実に行うことができ、短絡等の発生を良好に防止できる。
【００９５】
次に、図６は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態にあっては、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００９６】
しかし、本実施の形態の特徴は、通電用バスバ４１を、２枚の電極板４２，４３と、これらの電極板４２，４３を外側から取囲む金属シールド部４４と、該金属シールド部４４を含めて電極板４２，４３間を電気的に絶縁する絶縁材４５とにより積層バスバとして構成したことにある。
【００９７】
ここで、通電用バスバ４１および電極板４２，４３は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６および電極板１７，１８とほぼ同様に構成されている。しかし、この場合の通電用バスバ４１は、２枚の電極板４２，４３を金属シールド部４４と共に絶縁材４５内に埋設し、２枚の電極板４２，４３を絶縁材４５を介して金属シールド部４４で覆う構成とした点で異なるものである。
【００９８】
また、金属シールド部４４は、例えばアルミニウム箔または銅箔等の金属箔を用いて形成され、絶縁材４５により電極板４２，４３と共に外側から囲繞されているものである。
【００９９】
かくして、このように構成される本実施の形態では、前記第２の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる上に、下記のような作用効果を奏するものでる。
【０１００】
即ち、本実施の形態にあっては、通電用バスバ４１の電極板４２，４３を外側から金属シールド部４４で取囲むと共に、これらを絶縁材４５内に埋設することにより、通電用バスバ４１の電極板４２，４３に電流が流れることによって生じた磁界を金属シールド部４４で吸収することができる。
【０１０１】
このため、通電用バスバ４１内の電流成分がこの磁界による影響を受けるような事態を防止でき、バスバ寄生インダクタンスを等価的に低減できる。そして、通電用バスバ４１の低インダクタンス化を金属シールド部４４により図ることができ、磁気シールド性等を向上することができる。
【０１０２】
また、パワートランジスタ１４の開，閉成によって生じたサージ、ノイズ成分は、この通電用バスバ４１にも印加される。しかし、通電用バスバ４１は、電極板４２，４３を金属シールド部４４で覆うことによって、通電用バスバ４１から周囲にノイズが放散されるのを防止でき、インバータ装置の安定動作を妨げることがない。また、外力により絶縁材４５に傷が生じても、金属シールド部４４およびその内側の絶縁材４５により、内側の電極板４２，４３が直ちに電気機械の一部に短絡するような事態をなくすことができる。
【０１０３】
次に、図７は本発明の第４の実施の形態を示し、本実施の形態にあっては、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１０４】
しかし、本実施の形態の特徴は、通電用バスバ５１を、２枚の電極板５２，５３と、これらの電極板５２，５３を外側から囲繞する絶縁材５４とにより構成すると共に、例えば陽極側バスバとなる電極板５２を断面Ｕ字状または断面コ字形状に形成することにより、電極板５２に上，下一対の対向板部５２Ａ，５２Ｂを設け、該電極板５２の対向板部５２Ａ，５２Ｂ間には、陰極側バスバとなる電極板５３を絶縁材５４を介して配置する構成したことにある。
【０１０５】
ここで、通電用バスバ５１および電極板５２，５３は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６および電極板１７，１８とほぼ同様に構成されている。しかし、この場合の通電用バスバ５１は、２枚の電極板５２，５３を絶縁材５４内に埋設すると共に、電極板５２には対向板部５２Ａ，５２Ｂを設け、これらの対向板部５２Ａ，５２Ｂ間には、陰極側の電極板５３を隙間をもって挟む構成とした点で異なるものである。
【０１０６】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第２の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、陽極側の電極板５２に設けた一対の対向板部５２Ａ，５２Ｂ間に陰極側の電極板５３を配置している。
【０１０７】
これにより、例えば電極板５３の上，下両面に一対の対向板部５２Ａ，５２Ｂを対向して配置することができ、陰極側の寄生インダクタンスをさらに低減できる。この場合、陰極は所謂グランドになり、インバータ装置の電気回路の基準電位となる。そして、この陰極側バスバとなる電極板５３のインダクタンス低減によりサージ電圧やリンギングを減少できるので、さらに回路動作が安定化し、インバータ装置の損傷等を防止できる。
【０１０８】
このため、グランド側となる陰極側の電極板５３におけるインダクタンスを低減でき、基準電圧を安定させ、寄生、浮遊容量等によるリンギングの発生を抑えつつ、電流の脈動を良好に抑制することができる。
【０１０９】
次に、図８は本発明の第５の実施の形態を示し、本実施の形態にあっては、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１１０】
しかし、本実施の形態の特徴は、通電用バスバ６１を、２枚の電極板６２，６３と、これらの電極板６２，６３を外側から囲繞する絶縁材６４とにより構成すると共に、例えば陰極側バスバとなる電極板６３を断面Ｕ字状または断面コ字形状に形成することにより、電極板６３に上，下一対の対向板部６３Ａ，６３Ｂを設け、該電極板６３の対向板部６３Ａ，６３Ｂ間には、陽極側バスバとなる電極板６２を絶縁材６４を介して配置する構成したことにある。
【０１１１】
ここで、通電用バスバ６１および電極板６２，６３は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６および電極板１７，１８とほぼ同様に構成されている。しかし、この場合の通電用バスバ６１は、２枚の電極板６２，６３を絶縁材６４内に埋設すると共に、電極板６３には対向板部６３Ａ，６３Ｂを設け、これらの対向板部６３Ａ，６３Ｂ間には、陽極側の電極板６２を隙間をもって挟む構成とした点で異なるものである。
【０１１２】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第２の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、陰極側の電極板６３に設けた一対の対向板部６３Ａ，６３Ｂ間に陽極側の電極板６２を配置しているので、陽極側の電極板６２に対する電気的な絶縁が容易となり、短絡（ショート）等の発生を良好に防止することができる。
【０１１３】
この場合も、前述した第４の実施の形態と同様の理由により、陽極側とな電極板６２のインダクタンスが小さくなる。また、陰極側の電極板６３も幅広になることにより低インダンス化できる。さらに、陽極側の電極板６２の外側に陰極側の対向板部６３Ａ，６３Ｂ（低電位側バスバ）が位置するので、通電用バスバ６１を絶縁材６４で絶縁封止する上で、この絶縁材６４を薄くすることができ、安価な絶縁材料を用いることが可能となって低コスト化できる。
【０１１４】
次に、図９および図１０は本発明の第６の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、電源コンデンサをハウジングの外側に設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態でも前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１１５】
図中、７１，７１，…はモータケース２のテーパ筒部２Ｂに形成された合計３個の開口部で、該各開口部７１は、図９、図１０に示すようにテーパ筒部２Ｂの途中部位を略四角形状に切取ることにより形成され、テーパ筒部２Ｂの周方向で互いに間隔（例えば、１２０度の間隔）をもって配設されている。そして、これらの開口部７１内には、後述する通電用バスバ７５の連結アーム７８，７９がそれぞれ隙間をもって挿通されるものである。
【０１１６】
７２はモータケース２に設けたインバータ装置で、該インバータ装置７２は、第１の実施の形態で述べたインバータ装置１１とほぼ同様に構成され、後述のパワーモジュール７３、電源コンデンサ７４および通電用バスバ７５等を有している。しかし、この場合のインバータ装置７２は、後述する電源コンデンサ７４の分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃがモータケース２の外部に配置されている点で異なるものである。
【０１１７】
７３はインバータ装置７１の主要部を構成するパワーモジュールで、該パワーモジュール７３は、第１の実施の形態で述べたパワーモジュール１３とほぼ同様に構成され、３相交流モータである電動モータ８に対応して各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に分割された３個の分割モジュール７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃを有している。
【０１１８】
７４はインバータ装置７２の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ７４も、第１の実施の形態で述べた電源コンデンサ１５とほぼ同様に構成され、３個の分割コンデンサ７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃに分割されている。
【０１１９】
しかし、この場合の分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃは、後述の連結アーム７８，７９等を介してモータケース２の外部に配置されている点で異なるものである。そして、これらの分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃは、モータケース２の外周側に締結バンド（図示せず）等を用いて固定されるものである。
【０１２０】
７５は分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃおよび分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃをバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ７５は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６とほぼ同様に、電動モータ８のロータ１０（入力軸６）の周囲を径方向外側から取囲む環状体として形成された２枚の電極板７６，７７等により構成されるものである。
【０１２１】
しかし、この場合の通電用バスバ７５は、２枚の電極板７６，７７が入力軸６をほぼ垂直に横切る同一の平面上に配置され、入力軸６を中心としてそれぞれ同心円状に延び径方向で互いに離間した内，外径の寸法が異なる板状リング（環状平板）として形成されている。
【０１２２】
また、通電用バスバ７５の電極板７６，７７には、後述の各接続ピン８０，８１を介してそれぞれ連結アーム７８，７９が取付けられ、これらの連結アーム７８，７９により分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃおよび分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃが電極板７６，７７に接続されるものである。
【０１２３】
この場合、２枚の電極板７６，７７のうち大径側となる電極板７６は、図３に例示したバッテリ１２の陽極側に接続される陽極側バスバを構成し、小径側となる電極板７７は、バッテリ１２の陰極側に接続される陰極側バスバを構成するものである。なお、これとは逆に電極板７６を陰極側バスバとして用い、電極板７７を陽極側バスバとして用いてもよいものである。
【０１２４】
７８，７９は通電用バスバ７５の一部を構成する連結アームで、該連結アーム７８，７９は、図１０に示す如く電極板７６，７７の周方向で互いに間隔（例えば、１２０度の間隔）をもって合計３組設けられ、それぞれが接続ピン８０，８１により電極板７６，７７に一体化するように固定されている。
【０１２５】
ここで、これらの連結アーム７８，７９は、細長い金属板等を用いて形成され、それそれが電極板７６，７７の径方向に延びている。そして、各連結アーム７８，７９は、モータケース２の各開口部７１内にそれぞれ隙間をもって挿通され、モータケース２の内側ではパワーモジュール７３の分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃにそれぞれ接続ピン８２，８３を介して連結されている。
【０１２６】
また、モータケース２の外側に突出した連結アーム７８，７９の端部には、電源コンデンサ７４の分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃがそれぞれ接続ピン８４，８５を介して連結され、これにより、各分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃをモータケース２の外周側に位置決めしている。
【０１２７】
そして、電極板７６，７７および各連結アーム７８，７９からなる通電用バスバ７５は、分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃと共に各接続ピン８０，８１，８２，８３等を介してモータケース２のテーパ筒部２Ｂ内に位置決めされ、電動モータ８のロータ１０を径方向外側から取囲む構成となっている。
【０１２８】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、通電用バスバ７５を、板状リングからなる電極板７６，７７と複数の連結アーム７８，７９とから構成することにより、電源コンデンサ７４の分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃを各連結アーム７８，７９等を介してモータケース２の外部に配置することができる。
【０１２９】
これにより、パワーモジュール７３の分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃをモータケース２内に余裕をもって配置できると共に、モータケース２の外部に設けた電源コンデンサ７４（分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃ）の容量等を大きくでき、電流の脈動をより確実に抑制することができる。
【０１３０】
次に、図１１ないし図１３は本発明の第７の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、電源コンデンサを複数の分割コンデンサと複数の小容量コンデンサとにより構成し、これらの各コンデンサをそれぞれハウジングの外側に設ける構成としたことにある。
【０１３１】
なお、本実施の形態では、前述した第６の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１３２】
図中、９１，９１，…はモータケース２のテーパ筒部２Ｂに形成された合計３個の開口部で、該各開口部９１は、第６の実施の形態で述べた各開口部７１とほぼ同様に構成されている。しかし、これらの開口部９１は、図１２に示す如く各開口部７１間に位置してテーパ筒部２Ｂの周方向で互いに間隔（例えば、１２０度の間隔）をもって配設されている。
【０１３３】
そして、これらの開口部９１は、開口部７１よりも小型の開口として形成され、その内部には、後述する通電用バスバ９４の連結アーム９６，９７がそれぞれ隙間をもって挿通されるものである。
【０１３４】
９２はモータケース２に設けたインバータ装置で、該インバータ装置９２は、第６の実施の形態で述べたインバータ装置７２とほぼ同様に構成され、パワーモジュール７３、電源コンデンサ９３および通電用バスバ９５等を有している。しかし、この場合のインバータ装置９２は、電源コンデンサ９３が分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃと後述の小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃとを含んで構成されている点で異なるものである。
【０１３５】
９３はインバータ装置９２の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ９３は、第６の実施の形態で述べた３個の分割コンデンサ７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃに加えて、例えば３個の小容量コンデンサ９４Ａ，９４Ｂ，９４Ｃが設けられている点で異なるものである。
【０１３６】
この場合、小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃは、分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃよりも小容量のコンデンサを用いて構成され、図１２に示すように各分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃ間に位置して後述の連結アーム９８，９９等によりモータケース２の外部に配置されている。
【０１３７】
そして、これらの小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃは、分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃと共にモータケース２の外周側に締結バンド（図示せず）等を用いて固定されるものである。
【０１３８】
９５は分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃ、分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃおよび小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃをバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ９５は、第６の実施の形態で述べた通電用バスバ７５とほぼ同様に構成され、２枚の電極板７６，７７および複数の連結アーム７８，７９等を有しているものである。
【０１３９】
しかし、この場合の通電用バスバ９５は、２組の連結アーム７８，７９間に位置する電極板７６，７７の途中部位に後述の各接続ピン９８，９９を介してそれぞれ連結された合計３組の連結アーム９６，９７を含んでいる点で異なるものである。そして、これらの連結アーム９６，９７は、各小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃを電極板７６，７７に接続するものである。
【０１４０】
この場合、小容量コンデンサ９４Ａ，９４Ｂ，９４Ｃは、図１３に示す如く電極板７６，７７間に連結アーム９６，９７を介してそれぞれ並列接続され、分割コンデンサ７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃは、電極板７６，７７間に連結アーム７８，７９を介してそれぞれ並列接続されているものである。
【０１４１】
９６，９７は通電用バスバ９５の一部を構成する連結アームで、該連結アーム９６，９７は、図１２に示す如く電極板７６，７７の周方向で互いに間隔（例えば、１２０度の間隔）をもって合計３組設けられ、それぞれが接続ピン９８，９９により電極板７６，７７に一体化するように固定されている。
【０１４２】
ここで、これらの連結アーム９６，９７は、細長い金属板等を用いて形成され、それそれが電極板７６，７７の径方向に延びている。そして、各連結アーム９６，９７は、モータケース２の各開口部９１内にそれぞれ隙間をもって挿通され、モータケース２の外側に突出した連結アーム９６，９７の端部には、電源コンデンサ９３の小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃがそれぞれ接続ピン１００，１０１を介して連結されている。
【０１４３】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第６の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、電源コンデンサ９３を分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃと小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃとにより構成している。
【０１４４】
これにより、各分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃのパワートランジスタ１４等が開，閉成するときに生じ易いリプル電流によるサージ電圧を各分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃによって抑制できると共に、各分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃ間に位置する通電用バスバ９５（電極板７６，７７）のインダクタンスを分断するように各小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃを配置することができる。
【０１４５】
このため、電源コンデンサ９３は、分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃ等にリプル電流が流込んで破壊されるのを、小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃにより抑えることができ、サージ電圧の発生をより確実に防止できる。また、この場合でも、パワーモジュール７３の分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃをモータケース２内に余裕をもって配置できると共に、モータケース２の外部に設けた電源コンデンサ９３（分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃ、小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃ）の容量等を大きくでき、電流の脈動を確実に抑制することができる。
【０１４６】
即ち、このような小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃは、パワートランジスタ１４が開，閉成を行っても、通電用バスバ９５に生じるサージ電圧をバイパスすることができ、通電用バスバ９５のサージ電圧やリンギングを抑制できるので、分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃや分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃの破壊を防止できる。
【０１４７】
特に、バスバ寄生インダクタンスの蓄積エネルギーが全て分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃに注入される事態を防止できるので、この分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃを小型化できる。本来この分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃは、分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃ内部の寄生インダクタンスによって生じるサージ電圧の抑制や、分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃ内のダイオード（図示せず）による逆方向回復電流を賄うために接続され、相当程度大型になっている。
【０１４８】
この上、離間部のバスバ寄生インダクタンスエネルギーにも耐えうるようにすると、さらに分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃは大きくなってしまう。そして、分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃの大型化は、単にコスト増大だけでなく、パワーモジュール７３をハウジング１のモータケース２内に設けることを不可能にしてしまう虞れも生じる。
【０１４９】
しかし、小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃを設けることにより、上記の問題を解消できる。そして、通電用バスバに多くの小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃを接続することにより、上記の効果は顕著になるものである。なお、分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃ内のパワートランジスタ１４が開，閉成するときに生じるダイオードの逆方向電流等の短時間大電流リプル成分は、分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃの直近に接続された分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃが供給する。このため、小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃが大電流を流すことによる破壊は生じない。
【０１５０】
次に、図１４は本発明の第８の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、通電用バスバの電極板等をハウジングの外側に配置する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第７の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１５１】
図中、１１１，１１１，…はモータケース２に形成された合計３個の開口部で、該各開口部１１１は、第６の実施の形態で述べた各開口部７１とほぼ同様に構成されている。そして、これらの開口部１１１内には、後述する通電用バスバ１１２の連結アーム１１４，１１５がそれぞれ隙間をもって挿通されるものである。
【０１５２】
１１２は分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃ、分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃおよび小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃをバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ１１２は、第７の実施の形態で述べた通電用バスバ９５とほぼ同様に構成され、後述の板状リング１１３、複数の連結アーム１１４，１１５，１１８，１１９等を有しているものである。しかし、この場合の通電用バスバ１１２は、後述の板状リング１１３がモータケース２の外側に配置されている点で異なるものである。
【０１５３】
１１３は通電用バスバ１１２の主要部を構成する板状リングで、該板状リング１１３は、モータケース２の外側に配置された環状体からなり、例えば第２の実施の形態で述べた通電用バスバ３１と同様に、図５に例示したように電極板３２，３３を絶縁材３４で囲繞する構成となっている。なお、この板状リング１１３は、これに替えて前記第３，第４，第５の実施の形態で述べた通電用バスバ４１，５１，６１と同様の構成としてもよいものである。
【０１５４】
１１４，１１５は通電用バスバ１１２の一部を構成する連結アームで、該連結アーム１１４，１１５は、第６の実施の形態で述べた連結アーム７８，７９と同様に構成され、それそれがモータケース２の径方向に延びている。そして、各連結アーム１１４，１１５は、モータケース２の各開口部１１１内にそれぞれ隙間をもって挿通され、モータケース２の内側ではパワーモジュール７３の分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃにそれぞれ接続ピン８２，８３を介して連結されている。
【０１５５】
また、モータケース２の外側に突出した連結アーム１１４，１１５の端部には、電源コンデンサ７４の分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃがそれぞれ接続ピン８４，８５を介して連結され、これにより、各分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃをモータケース２の外周側に位置決めしている。
【０１５６】
そして、各連結アーム１１４，１１５は、モータケース２の外側でそれぞれ接続ピン１１６，１１７を介して板状リング１１３に連結されている。この場合、これらの接続ピン１１６，１１７のうち一方の接続ピンが陽極側となり、他方が陰極側の接続ピンとなって板状リング１１３の各電極板（図示せず）に接続されるものである。
【０１５７】
１１８，１１９は通電用バスバ１１２の一部を構成する他の連結アームで、該連結アーム１１８，１１９は、第７の実施の形態で述べた連結アーム９６，９７とほぼ同様に構成され、それそれが板状リング１１３の径方向に延びている。そして、各連結アーム１１８，１１９は、電源コンデンサ９３の小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃがそれぞれ接続ピン１００，１０１を介して連結されている。
【０１５８】
しかし、この場合の連結アーム１１８，１１９は、板状リング１１３と共にモータケース２の外側に配置され、この板状リング１１３に対しそれぞれ接続ピン１２０，１２１を介して連結されている。この場合も、これらの接続ピン１２０，１２１のうち一方の接続ピンが陽極側となり、他方が陰極側の接続ピンとなって板状リング１１３の各電極板（図示せず）に接続されるものである。
【０１５９】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第７の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、通電用バスバ１１２の板状リング１１３をモータケース２の外側に配置することにより、モータケース２の寸法に影響されることなく、通電用バスバ１１２を形成でき、設計の自由度を高めることができる。
【０１６０】
なお、前記第６の実施の形態で述べた図１０に示す通電用バスバ７５についても、前記第８の実施の形態で述べた図１４に示す通電用バスバ１１２と同様にモータケース２の外側に配置する構成としてもよい。
【０１６１】
また、前記第６の実施の形態では、通電用バスバ７５の電極板７６，７７を同一の平面上に位置して互いに同心円状をなす環状体により構成するものとして述べた。しかし、本発明はこれに限るものではなく、通電用バスバ７５の電極板７６，７７を、例えば前記第１〜第５の実施の形態で述べた通電用バスバ１６，４１，５１，６１と同様の構成としてもよいものである。この点は第７の実施の形態についても同様である。
【０１６２】
一方、前記第１の実施の形態では、通電用バスバ１６を仕切板４から軸方向に離間した位置でモータケース２内の空きスペースＳａ に配置する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば通電用バスバをパワーモジュールの分割モジュール（電源コンデンサの分割コンデンサ）と仕切板４との間に挟込むように配置する構成としてもよい。そして、この点は、第２〜第５の実施の形態についても同様である。
【０１６３】
また、前記各実施の形態では、電動モータ８のステータ９をモータケース２の大径筒部２Ａ内に固定して設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば電動モータ８のステータ９をモータケース２のテーパ筒部２Ｂ内に設ける構成としてもよいものである。
【０１６４】
さらに、前記各実施の形態では、インバータ付き電気機械を車両用自動変速機に適用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば制動装置または操舵装置等の回転源として用いられるインバータ付き電気機械に適用してもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図２】モータケース内に配置したインバータ装置を図１中の矢示ＩＩ−ＩＩ方向からみた断面図である。
【図３】図１中のインバータ装置を介して電動モータにバッテリを接続した状態を示す電気回路図である。
【図４】インバータ装置の分割モジュールと通電用バスバとの接続状態を図２中の矢示ＩＶ−ＩＶ方向から示す拡大断面図である。
【図５】第２の実施の形態によるインバータ付き電気機械の通電用バスバを示す拡大断面図である。
【図６】第３の実施の形態によるインバータ付き電気機械の通電用バスバを示す拡大断面図である。
【図７】第４の実施の形態によるインバータ付き電気機械の通電用バスバを示す拡大断面図である。
【図８】第５の実施の形態によるインバータ付き電気機械の通電用バスバを示す拡大断面図である。
【図９】第６の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図１０】モータケースに取付けたインバータ装置を図９中の矢示Ｘ−Ｘ方向からみた断面図である。
【図１１】第７の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図１２】モータケースに取付けたインバータ装置を図１１中の矢示 ＸＩＩ−ＸＩＩ 方向からみた断面図である。
【図１３】図１１中のインバータ装置を介して電動モータにバッテリを接続した状態を示す電気回路図である。
【図１４】第８の実施の形態によるインバータ付き電気機械のインバータ装置を示す図１２と同様位置の断面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ モータケース
３ 変速機ケース
４ 仕切板
５ 自動変速機
６ 入力軸（回転軸）
７ 出力軸
８ 電動モータ
９ ステータ
１０ ロータ
１１，７２，９２ インバータ装置
１２ バッテリ（直流電源）
１３，７３ パワーモジュール
１３Ａ〜１３Ｃ，７３Ａ〜７３Ｃ 分割モジュール
１４ パワートランジスタ（半導体素子）
１５，７４，９３ 電源コンデンサ
１５Ａ〜１５Ｃ，７４Ａ〜７４Ｃ 分割コンデンサ
１６，３１，４１，５１，６１，７５，９５，１１２ 通電用バスバ
１７，３２，４２，５２，６２，７６ 電極板（陽極側バスバ）
１８，３３，４３，５３，６３，７７ 電極板（陰極側バスバ）
１９，３４，４５，５４，６４ 絶縁材
４４ 金属シールド部
５２Ａ，５２Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ 対向板部
９４Ａ〜９４Ｃ 小容量コンデンサ
１１３ 板状リング（環状体）
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用自動変速機、制動装置または操舵装置等の回転源として好適に用いられるインバータ付き電気機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、乗用車等の車両には、油圧ポンプ、制動装置または操舵装置等の回転源として誘導電動機が搭載される。そして、このような誘導電動機は多相交流式の電動モータであるから、この電動モータに給電を行うためには、バッテリ等の直流電源を交流に変換するインバータ装置が必要となる。
【０００３】
そして、従来技術によるインバータ装置は、電動モータの外殻を構成するハウジングの外側面に取付けられ、外部の直流電源から供給される電流または電圧を交流に変換して前記電動モータの巻線部（通常はステータ）へと給電する構成となっている（例えば、特開平７−１１５７７８号公報等）。
【０００４】
この場合、インバータ装置は、直流電源を交流に変換する大電流型の半導体素子が実装された所謂パワー部としてのパワーモジュールと、電流の脈動を抑制する電源コンデンサと、該電源コンデンサおよびパワーモジュールを前記直流電源に接続する通電用の配線部等とを備えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、ハウジングの外側面等にインバータ装置を取付ける構成としているため、ハウジング内に設けた電動モータの巻線部と外部のインバータ装置との配線構造が複雑化し、これにより装置全体が大型化する上に、配線作業に手間がかかり、組立時の作業性が低下するという問題がある。
【０００６】
また、インバータ装置のパワーモジュールおよび電源コンデンサは、外部の直流電源を通じて大電流が供給されるので発熱源となる。そして、これらの発熱を抑えるためには放熱フィン等をインバータ装置に付設する必要があり、これによってもインバータ装置がハウジングの外部に大きく張り出すことになり、装置全体を小型化するのが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、インバータ装置をハウジング内にコンパクトに収容することができ、小型化を図ることができるようにしたインバータ付き電気機械を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、インバータ装置のパワーモジュールに通電を行う通電用バスバを、回転軸の周囲に延びる環状体として形成することにより、通電用バスバの低インダクタンス化を図ることができ、インバータ装置の動作安定性を向上できるようにしたインバータ付き電気機械を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、インバータ装置は、多相交流式の電動モータに対応して各相毎に分割された複数の分割モジュールからなり該各分割モジュールに大電流型の半導体素子が実装されたパワーモジュールと、電流の脈動を抑制する電源コンデンサと、該電源コンデンサおよび前記パワーモジュールの各分割モジュールを直流電源に接続する通電用バスバとを備え、該通電用バスバは、回転軸を径方向外側から取囲む環状体として形成し、前記パワーモジュールの各分割モジュールは、ハウジング内の空きスペースにそれぞれ分割して配置すると共に、前記環状体からなる通電用バスバに対し周方向に互いに離間した位置で接続する構成としたことにある。
【００１０】
このように構成することにより、インバータ装置のパワーモジュールを各分割モジュール毎に互いに離した状態で、それぞれをハウジング内の空きスペースに収納でき、ハウジング内の空きスペースを有効に活用できると共に、設計の自由度を高めることができる。そして、通電用バスバをハウジングの内部または外部で回転軸の周囲に延びる環状体として形成でき、該環状体からなる通電用バスバに対し周方向に互いに離間した位置でパワーモジュールの各分割モジュールを接続することができる。
【００１１】
従って、パワーモジュールの各分割モジュールをハウジング内の空きスペースにコンパクトに配置でき、インバータ装置のパワーモジュール等が電気機械のハウジングから外部へと張り出すのを防止できると共に、通電用バスバの低インダクタンス化も図ることができる。また、インバータ装置のパワーモジュールをハウジング内で電動モータの巻線部（例えば、ステータ）に接続することができ、配線構造等を簡略化できると共に、ハウジング内での配線作業を容易に行うことができる。
【００１２】
また、請求項２の発明によると、電源コンデンサは、パワーモジュールの各分割モジュールに対応して分割され環状体からなる通電用バスバに互いに離間して接続された複数の分割コンデンサからなり、該各分割コンデンサはハウジングの内部または外部に配置する構成としている。
【００１３】
これにより、電源コンデンサの各分割コンデンサを、パワーモジュールの各分割モジュールと共に電動モータの各相毎に分割して通電用バスバに接続することができ、各分割モジュールの半導体素子が開，閉成するときに生じ易いリプル電流によるサージ電圧を各分割コンデンサによって抑制できると共に、インバータ装置の動作安定性を向上することができる。
【００１４】
また、請求項３の発明によると、電源コンデンサは、環状体からなる通電用バスバの周方向に互いに離間して該通電用バスバに接続された複数の分割コンデンサと、該各分割コンデンサよりも小容量のコンデンサからなり該各分割コンデンサ間に位置して前記通電用バスバにそれぞれ接続された複数の小容量コンデンサとにより構成している。
【００１５】
この場合には、各分割モジュールの半導体素子が開，閉成するときに生じ易いリプル電流によるサージ電圧を各分割コンデンサによって抑制できると共に、各分割コンデンサ間に位置する通電用バスバのインダクタンスを分断するように各小容量コンデンサを配置でき、分割コンデンサ等の破壊を抑えつつ、サージ電圧の発生を確実に防止することができる。
【００１６】
特に、パワーモジュールを電気機械のハウジング内の空きスペースに配置して電気機械全体のサイズ拡大を抑えるために、パワーモジュールを各相毎に分割して離間配置する場合、各相間を接続する通電用バスバが長くなると、このバスバの寄生インダクタンスが増加する可能性がある。また、各分割モジュールの半導体素子が開，閉成するときに、バスバ寄生インダクタンスに蓄えられているエネルギーがはき出され、大きなサージやリンギングを発生させる。そして、このサージ電圧や、バスバ電位のリンギングが分割コンデンサや分割モジュールに印加、注入されてしまう。この結果、分割コンデンサや分割モジュールの破壊を生じかねない。
【００１７】
そこで、請求項３の発明のように、分割モジュールの直近に分割コンデンサを接続し、互いに離間して配置された各分割コンデンサ間に位置して通電用バスバにそれぞれ小容量コンデンサを接続することにより、下記の如き作用効果が得られるものである。
【００１８】
即ち、このような小容量コンデンサは、半導体素子が開，閉成を行っても、通電用バスバに生じるサージ電圧をバイパスでき、通電用バスバのサージ電圧やリンギングを抑制できるので、分割コンデンサや分割モジュールの破壊を防止できる。
【００１９】
特に、バスバ寄生インダクタンスの蓄積エネルギーが全て分割コンデンサに注入される事態を防止できるので、この分割コンデンサを小型化できる。本来この分割コンデンサは、分割モジュール内部の寄生インダクタンスによって生じるサージ電圧の抑制や、分割モジュール内のダイオードによる逆方向回復電流を賄うために接続され、相当程度大型になっている。この上、離間部のバスバ寄生インダクタンスエネルギーにも耐えうるようにすると、さらに分割コンデンサは大きくなってしまう。そして、分割コンデンサの大型化は、単にコスト増大だけでなく、パワーモジュールを電気機械のハウジング内に設けることを不可能にしてしまう虞れも生じる。
【００２０】
しかし、小容量コンデンサを設けることにより、上記の問題を解消できる。そして、通電用バスバに多くの小容量コンデンサを接続することにより、上記の効果は顕著になるものである。なお、分割モジュール内の半導体素子が開，閉成するときに生じるダイオードの逆方向電流等の短時間大電流リプル成分は、分割モジュールの直近に接続された分割コンデンサが供給する。このため、小容量コンデンサが大電流を流すことによる破壊は生じない。
【００２１】
一方、請求項４の発明によると、通電用バスバは、直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとを絶縁材を介して互いに積層化する構成としている。これにより、環状体からなる通電用バスバを幅広な多層重ね構造に形成でき、通電用バスバの低インダクタンス化を容易に図ることができる。
【００２２】
また、請求項５の発明によると、通電用バスバは、直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとを絶縁材を介して互いに積層化した積層バスバにより構成し、該積層バスバは周囲を絶縁材で覆う構成としている。
【００２３】
これにより、通電用バスバの絶縁を確実に行うことができ、通電用バスバが電気機械の一部に接触して生じる短絡を防止できる。特に、分割モジュールを分割して配置することにより通電用バスバが長くなると、この危険性が高くなりがちだが、本構成により確実に防止できる。
【００２４】
また、請求項６の発明によると、通電用バスバは、直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとを絶縁材を介して互いに積層化した積層バスバにより構成し、該積層バスバは周囲を絶縁材を介して金属シールド部で覆う構成としている。
【００２５】
この場合、積層バスバにおいて、陽極側バスバと陰極側バスバの外側面、即ち相手方のバスバと対向していない面の直近に金属シールド部が配置される。これにより、通電用バスバに電流が流れることによって生じた磁界を金属シールド部が吸収するため、再びこの磁界によるバスバ内電流成分が影響される事態を防止できる。つまり等価的にバスバ寄生インダクタンスを低減できる。
【００２６】
また、半導体素子の開，閉成によって生じたサージ、ノイズ成分は、この積層バスバにも印加される。しかし、積層バスバを金属シールド部で覆うことによって、積層バスバから周囲にノイズが放散されるのを防止でき、インバータ装置の安定動作を妨げることがない。また、外力により絶縁材に傷が生じても、金属シールド部およびその内側の絶縁材により、内側のバスバが直ちに電気機械の一部に短絡するような事態をなくすことができる。
【００２７】
また、請求項７の発明によると、通電用バスバは、一対の対向板部を有して断面Ｕ字状または断面コ字形状に形成され直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと、該陽極側バスバの各対向板部間に絶縁材を介して配置され前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとより構成している。
【００２８】
これにより、例えば陰極側バスバの上，下両面に陽極側バスバを対向して配置することができ、陰極側の寄生インダクタンスをさらに低減できる。この場合、陰極は所謂グランドになり、インバータ装置の電気回路の基準電位となる。そして、この陰極側バスバのインダクタンス低減によりサージ電圧やリンギングを減少できるので、さらに回路動作が安定化し、インバータ装置の損傷等を防止できる。
【００２９】
また、請求項８の発明によると、通電用バスバは、一対の対向板部を有して断面Ｕ字状または断面コ字形状に形成され直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバと、該陰極側バスバの各対向板部間に絶縁材を介して配置され前記直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバとより構成している。
【００３０】
この場合も請求項７の発明と同様の理由により、陽極側バスバのインダクタンスが小さくなる。また、陰極側バスバも幅広になることにより低インダンス化できる。さらに、陽極側バスバの外側に陰極側バスバ（低電位側バスバ）が位置するので、通電用バスバを絶縁材で絶縁封止する上で、この絶縁材を薄くすることができ、安価な絶縁材料を用いることが可能となって低コスト化できる。
【００３１】
また、請求項９の発明によると、通電用バスバは、直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと、前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとからなり、これらの陽極側バスバおよび陰極側バスバは、回転軸を中心としてそれぞれ同心円状に延びる板状リングにより構成している。
【００３２】
これにより、陽極側バスバおよび陰極側バスバを回転軸の周囲でそれぞれ同心円状に延びる板状リングとして形成でき、通電用バスバの低インダクタンス化を図ることができると共に、このような通電用バスバに対してパワーモジュールの各分割モジュールを容易に接続でき、接続構造を簡略化することができる。
【００３３】
そして、通電用バスバを回転軸周囲にリング状に配置することにより、各分割モジュールを通電用バスバに沿って回転軸周囲に分割配置することができ、各分割モジュール間を短く接続できると共に、通電用バスバを電気機械に干渉することなく配置できる。また、通電用バスバを電気機械内部に設けることができるので、通電用バスバを電気機械の外側に配置することによる全体サイズの増大や、バスバから周囲へのノイズ放散を防止できる。
【００３４】
また、通電用バスバを電気機械のハウジング内部に配置することにより、当該インバータ装置を電気機械内部に容易に搭載でき、作業性を向上できる。なお、板状リングからなる陽極側バスバと陰極側バスバを、請求項４〜８の発明で述べたように積層化することにより、請求項４〜８の発明と同様の作用効果が得られるものである。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるインバータ付き電気機械を、車両用の自動変速装置に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００３６】
ここで、図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１はインバータ付き電気機械の外殻となる筒状のハウジングで、このハウジング１は、図１に示す如く段付筒状に形成され、後述の電動モータ８を収容するモータケース２と、後述の自動変速機５を収容する筒状の変速機ケース３と、モータケース２と変速機ケース３との間に設けられた仕切板４とにより大略構成されている。
【００３７】
そして、ハウジング１のモータケース２、変速機ケース３および仕切板４は、それぞれ良好な熱伝導性を有する金属材料、例えばアルミニウム合金または鉄系合金等を用いて形成され、内部の発熱源から発生する熱を外部に放熱する構成となっている。
【００３８】
また、ハウジング１のモータケース２は、軸方向の一側が車両用エンジンのフライホイールケース（図示せず）に連結される大径筒部２Ａとなり、軸方向の他側は、該大径筒部２Ａの端部からテーパ筒部２Ｂを介して縮径された小径筒部２Ｃとなっている。そして、小径筒部２Ｃの端部には、径方向外向きに突出した環状のフランジ部２Ｄが形成され、このフランジ部２Ｄは仕切板４の外周側に衝合されている。
【００３９】
一方、ハウジング１の変速機ケース３には、軸方向一側の端部から径方向外向きに突出した環状のフランジ部３Ａが形成され、このフランジ部３Ａも仕切板４の外周側に衝合されている。そして、仕切板４は、これらのフランジ部２Ｄ，３Ａ間に挟持された状態で複数のボルト（図示せず）等によりモータケース２と変速機ケース３との間に着脱可能に固着されている。
【００４０】
そして、仕切板４は、ハウジング１内をモータケース２側のモータ室（以下、室Ａという）と変速機ケース３側の他の室Ｂとに画成（分離）し、例えば自動変速機５内に収容した潤滑油（図示せず）の一部等が、室Ｂから室Ａ（後述の空きスペースＳａ を含む）内へと浸入するの防止している。
【００４１】
また、モータケース２のテーパ筒部２Ｂおよび小径筒部２Ｃ内には、図１に示すように後述する電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に位置して環状空間（以下、空きスペースＳａ という）が形成され、この空きスペースＳａ 内には、後述のインバータ装置１１が配置されるものである。
【００４２】
５は変速機ケース３内に収容された自動変速機を示し、該自動変速機５は、公知のトルクコンバータおよび変速歯車機構（いずれも図示せず）等からなり、ハウジング１内に設けた回転軸としての入力軸６の回転を、外部からの制御信号等に応じて変速しつつ、変速した回転を出力軸７に伝達するものである。
【００４３】
この場合、回転軸としての入力軸６は、モータケース２内を軸方向に伸長し、前記フライホイールケース側でエンジンのクランク軸またはフライホイールにクラッチ（いずれも図示せず）等を介して連結される。そして、このクラッチが連結状態のときには、前記エンジンの回転出力が入力軸６に伝えられ、入力軸６はエンジンにより回転駆動されるものである。
【００４４】
また、前記クラッチの連結を解除したときには、後述する電動モータ８の回転出力が入力軸６に伝えられ、このときには電動モータ８が入力軸６の回転駆動源となる。そして、自動変速機５の出力軸７は、車両の各駆動輪（図示せず）に連結され、これらの駆動輪を回転駆動することにより車両を路上走行させるものである。
【００４５】
８はハウジング１のモータケース２内に設けられた多相交流式の電動モータを示し、該電動モータ８は、例えば誘導電動機等の３相交流モータにより構成されている。そして、電動モータ８は、モータケース２の大径筒部２Ａに固定して設けられた複数の巻線部からなる環状のステータ９と、該ステータ９の径方向内側に位置して入力軸６の外周側に設けられた永久磁石等からなるロータ１０とにより構成されている。
【００４６】
そして、電動モータ８のロータ１０は、ステータ９と径方向で小さな隙間を介して対向するように配設され、入力軸６と一体回転するものである。この場合、入力軸６が前記エンジンによって駆動される間は、ロータ１０がステータ９に対して回転されることによりステータ９には誘導起電力が発生し、電動モータ８は後述のバッテリ１２に対する充電器として機能する。
【００４７】
また、前記エンジンを停止させてクラッチを解除し、電動モータ８を回転源として用いる場合には、後述のインバータ装置１１から電動モータ８のステータ９に交流が給電されてロータ１０が駆動されることにより、このロータ１０と一緒に入力軸６が回転されるものである。
【００４８】
１１はモータケース２内に設けたインバータ装置で、このインバータ装置１１は、図３に示す如く直流電源としてのバッテリ１２と電動モータ８との間に配設され、バッテリ１２からの直流電源を交流に変換して電動モータ８に給電を行うものである。そして、インバータ装置１１は、後述のパワーモジュール１３、電源コンデンサ１５および通電用バスバ１６等により構成されている。
【００４９】
また、これらのパワーモジュール１３、電源コンデンサ１５および通電用バスバ１６は、図１、図２に示すようにモータケース２のテーパ筒部２Ｂおよび小径筒部２Ｃ内に位置する空きスペースＳａ （具体的には、電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間の空きスペースＳａ ）内にコンパクトに配置されているものである。
【００５０】
１３はインバータ装置１１の主要部を構成するパワーモジュールで、該パワーモジュール１３は、図１、図２に示すように３相交流モータである電動モータ８に対応して各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に分割された３個の分割モジュール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃにより構成されている。
【００５１】
そして、これらの分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃは、それぞれが例えば直方体状に形成され、仕切板４上に絶縁性の放熱シート（図示せず）等を介して取付けられている。この場合、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃは、モータケース２の小径筒部２Ｃ内に位置してロータ１０の周囲に、例えば１２０度程度の間隔をもって互いに離間した状態で配設されている。
【００５２】
また、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃは、図３に例示するように大電流型の半導体素子であるＦＥＴ等のパワートランジスタ１４，１４をそれぞれの基板（図示せず）に実装することにより構成されている。そして、これらのパワートランジスタ１４は、図３に示す如くゲートＧ、ドレインＤおよびソースＳを有し、ドレインＤとソースＳが後述する通電用バスバ１６の電極板１７，１８を介してバッテリ１２に接続されている。
【００５３】
また、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ内にそれぞれ設けた各パワートランジスタ１４は、バッテリ１２から通電用バスバ１６を介して大電流が供給されることにより発熱する。そして、これらの分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃに発生する熱は、前記放熱シート等を通じて仕切板４、モータケース２および変速機ケース３側へと伝えられ、放熱されるものである。
【００５４】
１５はインバータ装置１１の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ１５は、図３に示す如く後述の通電用バスバ１６等を介してバッテリ１２に接続され、バッテリ１２からパワーモジュール１３に通電する電流に脈動が発生するのを抑制するものである。
【００５５】
ここで、電源コンデンサ１５は、パワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃに対応して、例えば３個の分割コンデンサ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに分割され、これらの分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃは、それぞれが分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと同様に仕切板４上に絶縁性の放熱シート等を介して取付けられている。
【００５６】
また、電源コンデンサ１５の分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃは、図１、図２に示す如く丸みをもった略直方体として形成され、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと共にモータケース２の小径筒部２Ｃ内でロータ１３の周囲に、例えば６０度の間隔をもって配設されている。
【００５７】
即ち、電源コンデンサ１５の分割コンデンサ１５Ａは分割モジュール１３Ａ，１３Ｂ間に配置され、分割コンデンサ１５Ｂは分割モジュール１３Ｂ，１３Ｃ間に配置され、分割コンデンサ１５Ｃは分割モジュール１３Ａ，１３Ｃ間に配置されている。そして、これらの分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃからの発熱も、前記放熱シート等を通じて仕切板４側へと放熱されるものである。
【００５８】
また、電源コンデンサ１５の分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃは、図３に示す如く通電用バスバ１６の電極板１７，１８間に分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと並列になるように接続され、バッテリ１２から分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃに通電する電流に脈動が発生するのを抑制するものである。
【００５９】
１６は分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび電源コンデンサ１５をバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ１６は、図１、図２、図４に示すようにモータケース２のテーパ筒部２Ｂ内に位置して電動モータ８のロータ１０（入力軸６）の周囲を径方向外側から取囲む環状体として形成され、その中心側はロータ１０等に対する挿通穴１６Ａとなっている。
【００６０】
そして、通電用バスバ１６は、例えば導電性の薄板材等を用いることにより入力軸６を中心としてほぼ同一の内，外径を有する幅広な環状平板（板状リング）として形成された２枚の電極板１７，１８と、これらの電極板１７，１８間に介在した絶縁材１９とを積層化することにより、多層重ね構造をなした積層バスバとして構成されるものである。
【００６１】
この場合、通電用バスバ１６の絶縁材１９は、例えば電気絶縁性を有する樹脂材料等を電極板１７，１８間に積層化することにより形成される。また、電極板１７，１８は、図１、図２に示す如く内径寸法がロータ１０の外径よりも大径に形成され、外径寸法はモータケース２のテーパ筒部２Ｂの最大径よりも小径で、テーパ筒部２Ｂの最小径よりも大径に形成されている。
【００６２】
そして、通電用バスバ１６の電極板１７は、例えば図３に示すようにバッテリ１２の陽極側に接続される陽極側バスバを構成し、電極板１８はバッテリ１２の陰極側に接続される陰極側バスバを構成するものである。なお、これとは逆に電極板１７を陰極側バスバとして用い、電極板１８を陽極側バスバとして用いてもよいものである。
【００６３】
そして、通電用バスバ１６の電極板１７，１８は、図１、図２に示す如くパワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃにそれぞれ接続ピン２０，２１を介して連結され、電源コンデンサ１５の分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃには接続ピン２２，２３を介して連結されている。
【００６４】
また、これらの接続ピン２０〜２３は、図１に示す如くそれぞれ入力軸６とほぼ平行に配設され、その両端側が通電用バスバ１６の電極板１７，１８と分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ、分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃとにそれぞれ接続されている。
【００６５】
ここで、電極板１７は、図４に例示するように接続ピン２０と接続され、接続ピン２１に対しては絶縁筒２４を介して電気的に絶縁されている。また、電極板１８は、接続ピン２０との間が絶縁筒２５により絶縁され、接続ピン２１に対して接続されている。なお、接続ピン２２，２３についても電極板１７，１８との間に同様の絶縁筒が設けられているものである。
【００６６】
そして、電極板１７，１８からなる通電用バスバ１６は、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃと共に各接続ピン２０〜２３を介してモータケース２のテーパ筒部２Ｂ内に位置決めされ、ロータ１０を径方向外側から取囲む構成となっている。
【００６７】
本実施の形態によるインバータ付き電気機械は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
【００６８】
まず、ハウジング１内の入力軸６を車両用エンジン（内燃機関）で回転駆動するときには、入力軸６の回転が自動変速機５により変速され、変速した回転が出力軸７から車両の駆動輪に伝達される。これにより、車両は前記エンジンの回転出力（トルク）に従って路上走行を行う。
【００６９】
また、このように入力軸６が前記エンジンによって回転駆動される間は、電動モータ８のロータ１０がステータ９に対して回転されることにより、ステータ９側には誘導起電力が発生する。そして、この誘導起電力を利用してバッテリ１２への充電が行われるものである。
【００７０】
一方、前記エンジンと入力軸６との間のクラッチ等を解除し、電動モータ８を回転源として用いる場合には、バッテリ１２からの直流電源がインバータ装置１１のパワーモジュール１３（分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ）により交流に変換され、３相交流モータからなる電動モータ８には、ステータ９に交流が給電されてロータ１０が駆動される。
【００７１】
これにより、電動モータ８のロータ１０は、前記エンジンに替わって入力軸６を回転駆動するようになり、このときには電動モータ８が入力軸６の回転駆動源となって、自動変速機５の出力軸７を回転させつつ、車両を路上走行させる。そして、電源コンデンサ１５の分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃは、図３に示すようにバッテリ１２からパワーモジュール１３の各パワートランジスタ１４に通電する電流に脈動が発生するのを抑制し、電動モータ８への給電を安定した状態に保つ機能を有する。
【００７２】
ここで、本実施の形態にあっては、電動モータ８をステータ９とロータ１０とにより構成し、インバータ装置１１のパワーモジュール１３を３つの分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃに分割すると共に、電源コンデンサ１５も３つの分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｂに分割する構成としている。
【００７３】
また、通電用バスバ１６は、図１、図２、図４に示すようにモータケース２のテーパ筒部２Ｂ内に位置して電動モータ８のロータ１０の周囲を径方向外側から取囲む環状体として形成された２枚の電極板１７，１８と、これらの電極板１７，１８間に積層化して設けた絶縁材１９とにより構成している。
【００７４】
そして、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃを、通電用バスバ１６の電極板１７，１８に対し周方向に互いに離間した位置で接続ピン２０〜２３を用いて接続すると共に、これらの分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ、分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃおよび通電用バスバ１６の電極板１７，１８等を、電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に位置してモータケース２内の空きスペースＳａ に配置する構成としている。
【００７５】
これにより、ハウジング１のモータケース２内でステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に形成される空きスペースＳａ を活用して、インバータ装置１１の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ、分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃおよび通電用バスバ１６の電極板１７，１８を空きスペースＳａ 内にコンパクトに配置することができ、ハウジング１からインバータ装置１１が外部に張り出すのを良好に防止できる。
【００７６】
また、パワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃを、モータケース２の室Ａ内で電動モータ８の巻線部（例えば、ステータ９側）に近付けて配置できるので、両者の接続作業、配線作業を容易に行うことができ、配線構造等の簡略化も図ることができる。
【００７７】
特に、モータケース２内の空きスペースＳａ には、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃとを交互に間隔（例えば、６０度の間隔）をもって配置する構成としているので、電源コンデンサ１５の分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃを、パワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと共に電動モータ８の各相毎に分割して通電用バスバ１６の電極板１７，１８に接続することができる。
【００７８】
この結果、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃの各パワートランジスタ１４が開，閉成するときに生じ易いリプル電流によるサージ電圧を分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃによって良好に抑制でき、インバータ装置１１としての動作安定性を向上することができる。
【００７９】
また、電源コンデンサ１５の分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃを、パワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃに近付けて通電用バスバ１６に接続できるので、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃとの間隔を小さくすることができ、接続部での所謂寄生インピーダンス（寄生抵抗）を低減できる。
【００８０】
そして、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ内でのパワートランジスタ１４等の素子動作に伴うサージ電圧の発生を低く抑えることができる。また、３つの分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃを用いることにより、電源コンデンサ１５全体の容量を大きくすることができ、寄生抵抗を低減できると共に、ジュール熱の発生を良好に抑えることができる。
【００８１】
また、通電用バスバ１６の電極板１７，１８を絶縁材１９を介して互いに積層化する構成としているので、環状体からなる通電用バスバ１６を幅広な多層重ね構造に形成でき、通電用バスバ１６（電極板１７，１８）の低インダクタンス化を容易に図ることができる。
【００８２】
この場合、３相交流モータからなる電動モータ８に対応して３つに分割したパワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃを、環状体からなる通電用バスバ１６の周方向にほぼ等間隔（例えば、１２０度の間隔）をもって配置できるので、通電用バスバ１６の中心側に設けた挿通穴１６Ａが、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃの隣接相間でスイッチングされる電流の経路に悪影響を及ぼすことはほとんどなくなり、通電用バスバ１６の低インダクタンス化を図ることができる。
【００８３】
即ち、幅広な環状体として形成された通電用バスバ１６は、電動モータ８のロータ１０が回転するときに分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃの隣接相間でスイッチングされる電流の経路を、挿通穴１６Ａによりほとんど邪魔されることなく、幅広な通電用バスバ１６（電極板１７，１８）上で直線に近いほぼ最短の経路として確保することができる。
【００８４】
このため、パワーモジュール１３を単に３分割したものとは異なり、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃを通電用バスバ１６に沿ってほぼ等間隔で配置することにより、通電用バスバ１６の低インダクタンス化を図ることができ、インバータ装置１１としての動作安定性を向上できる。
【００８５】
さらに、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃを、モータケース２の空きスペースＳａ 内で通電用バスバ１６（電極板１７，１８）に対し周方向に互いに離間した位置で接続することができ、モータケース２の空きスペースＳａ を有効に活用することができる。
【００８６】
従って、本実施の形態によれば、車両用の自動変速機５を内蔵するインバータ付き電気機械全体を、コンパクトに形成して小型化を図ることができると共に、組立時の作業性を大幅に向上することができる。
【００８７】
また、インバータ装置１１のパワーモジュール１３に通電を行う通電用バスバ１６を、ロータ１０の周囲に延びる環状体として形成することにより、通電用バスバ１６の低インダクタンス化を図ることができ、インバータ装置１１の動作安定性を確実に向上することができる。
【００８８】
また、当該機械のハウジング１をモータケース２、変速機ケース３および仕切板４により構成し、インバータ装置１１の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび電源コンデンサ１５を、モータケース２の室Ａ（空きスペースＳａ ）内で金属製の仕切板４上に放熱シート等を介して取付ける構成としている。
【００８９】
このため、金属製の仕切板４を放熱板として活用でき、パワートランジスタ１４等が実装されたパワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃが発熱源となっても、各分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび分割コンデンサ１５Ａ〜１５Ｃからの熱を仕切板４を介してモータケース２、変速機ケース３側へと効率的に放熱することができ、これによっても全体をコンパクトに形成して小型化を図ることができる。
【００９０】
次に、図５は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態にあっては、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００９１】
しかし、本実施の形態の特徴は、通電用バスバ３１を、２枚の電極板３２，３３と、これらの電極板３２，３３間を電気的に絶縁する絶縁材３４とにより積層バスバとして構成し、該絶縁材３４内には２枚の電極板３２，３３を埋設する構造を採用したことにある。
【００９２】
ここで、通電用バスバ３１および電極板３２，３３は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６および電極板１７，１８とほぼ同様に構成されている。しかし、この場合の通電用バスバ３１は、絶縁材３４により電極板３２，３３を外側から覆い囲繞している点で異なるものである。
【００９３】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、通電用バスバ３１の電極板３２，３３を絶縁材３４で外側から囲繞することにより、電極板３２，３３を電気的に保護でき、短絡（ショート）等の発生を良好に防止することができる。
【００９４】
特に、パワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃを互いに離間して配置すると、通電用バスバ３１が長くなって電気機械の一部に通電用バスバ３１が接触し易くなりがちだが、本構成により通電用バスバ３１の絶縁を確実に行うことができ、短絡等の発生を良好に防止できる。
【００９５】
次に、図６は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態にあっては、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００９６】
しかし、本実施の形態の特徴は、通電用バスバ４１を、２枚の電極板４２，４３と、これらの電極板４２，４３を外側から取囲む金属シールド部４４と、該金属シールド部４４を含めて電極板４２，４３間を電気的に絶縁する絶縁材４５とにより積層バスバとして構成したことにある。
【００９７】
ここで、通電用バスバ４１および電極板４２，４３は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６および電極板１７，１８とほぼ同様に構成されている。しかし、この場合の通電用バスバ４１は、２枚の電極板４２，４３を金属シールド部４４と共に絶縁材４５内に埋設し、２枚の電極板４２，４３を絶縁材４５を介して金属シールド部４４で覆う構成とした点で異なるものである。
【００９８】
また、金属シールド部４４は、例えばアルミニウム箔または銅箔等の金属箔を用いて形成され、絶縁材４５により電極板４２，４３と共に外側から囲繞されているものである。
【００９９】
かくして、このように構成される本実施の形態では、前記第２の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる上に、下記のような作用効果を奏するものでる。
【０１００】
即ち、本実施の形態にあっては、通電用バスバ４１の電極板４２，４３を外側から金属シールド部４４で取囲むと共に、これらを絶縁材４５内に埋設することにより、通電用バスバ４１の電極板４２，４３に電流が流れることによって生じた磁界を金属シールド部４４で吸収することができる。
【０１０１】
このため、通電用バスバ４１内の電流成分がこの磁界による影響を受けるような事態を防止でき、バスバ寄生インダクタンスを等価的に低減できる。そして、通電用バスバ４１の低インダクタンス化を金属シールド部４４により図ることができ、磁気シールド性等を向上することができる。
【０１０２】
また、パワートランジスタ１４の開，閉成によって生じたサージ、ノイズ成分は、この通電用バスバ４１にも印加される。しかし、通電用バスバ４１は、電極板４２，４３を金属シールド部４４で覆うことによって、通電用バスバ４１から周囲にノイズが放散されるのを防止でき、インバータ装置の安定動作を妨げることがない。また、外力により絶縁材４５に傷が生じても、金属シールド部４４およびその内側の絶縁材４５により、内側の電極板４２，４３が直ちに電気機械の一部に短絡するような事態をなくすことができる。
【０１０３】
次に、図７は本発明の第４の実施の形態を示し、本実施の形態にあっては、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１０４】
しかし、本実施の形態の特徴は、通電用バスバ５１を、２枚の電極板５２，５３と、これらの電極板５２，５３を外側から囲繞する絶縁材５４とにより構成すると共に、例えば陽極側バスバとなる電極板５２を断面Ｕ字状または断面コ字形状に形成することにより、電極板５２に上，下一対の対向板部５２Ａ，５２Ｂを設け、該電極板５２の対向板部５２Ａ，５２Ｂ間には、陰極側バスバとなる電極板５３を絶縁材５４を介して配置する構成したことにある。
【０１０５】
ここで、通電用バスバ５１および電極板５２，５３は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６および電極板１７，１８とほぼ同様に構成されている。しかし、この場合の通電用バスバ５１は、２枚の電極板５２，５３を絶縁材５４内に埋設すると共に、電極板５２には対向板部５２Ａ，５２Ｂを設け、これらの対向板部５２Ａ，５２Ｂ間には、陰極側の電極板５３を隙間をもって挟む構成とした点で異なるものである。
【０１０６】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第２の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、陽極側の電極板５２に設けた一対の対向板部５２Ａ，５２Ｂ間に陰極側の電極板５３を配置している。
【０１０７】
これにより、例えば電極板５３の上，下両面に一対の対向板部５２Ａ，５２Ｂを対向して配置することができ、陰極側の寄生インダクタンスをさらに低減できる。この場合、陰極は所謂グランドになり、インバータ装置の電気回路の基準電位となる。そして、この陰極側バスバとなる電極板５３のインダクタンス低減によりサージ電圧やリンギングを減少できるので、さらに回路動作が安定化し、インバータ装置の損傷等を防止できる。
【０１０８】
このため、グランド側となる陰極側の電極板５３におけるインダクタンスを低減でき、基準電圧を安定させ、寄生、浮遊容量等によるリンギングの発生を抑えつつ、電流の脈動を良好に抑制することができる。
【０１０９】
次に、図８は本発明の第５の実施の形態を示し、本実施の形態にあっては、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１１０】
しかし、本実施の形態の特徴は、通電用バスバ６１を、２枚の電極板６２，６３と、これらの電極板６２，６３を外側から囲繞する絶縁材６４とにより構成すると共に、例えば陰極側バスバとなる電極板６３を断面Ｕ字状または断面コ字形状に形成することにより、電極板６３に上，下一対の対向板部６３Ａ，６３Ｂを設け、該電極板６３の対向板部６３Ａ，６３Ｂ間には、陽極側バスバとなる電極板６２を絶縁材６４を介して配置する構成したことにある。
【０１１１】
ここで、通電用バスバ６１および電極板６２，６３は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６および電極板１７，１８とほぼ同様に構成されている。しかし、この場合の通電用バスバ６１は、２枚の電極板６２，６３を絶縁材６４内に埋設すると共に、電極板６３には対向板部６３Ａ，６３Ｂを設け、これらの対向板部６３Ａ，６３Ｂ間には、陽極側の電極板６２を隙間をもって挟む構成とした点で異なるものである。
【０１１２】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第２の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、陰極側の電極板６３に設けた一対の対向板部６３Ａ，６３Ｂ間に陽極側の電極板６２を配置しているので、陽極側の電極板６２に対する電気的な絶縁が容易となり、短絡（ショート）等の発生を良好に防止することができる。
【０１１３】
この場合も、前述した第４の実施の形態と同様の理由により、陽極側とな電極板６２のインダクタンスが小さくなる。また、陰極側の電極板６３も幅広になることにより低インダンス化できる。さらに、陽極側の電極板６２の外側に陰極側の対向板部６３Ａ，６３Ｂ（低電位側バスバ）が位置するので、通電用バスバ６１を絶縁材６４で絶縁封止する上で、この絶縁材６４を薄くすることができ、安価な絶縁材料を用いることが可能となって低コスト化できる。
【０１１４】
次に、図９および図１０は本発明の第６の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、電源コンデンサをハウジングの外側に設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態でも前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１１５】
図中、７１，７１，…はモータケース２のテーパ筒部２Ｂに形成された合計３個の開口部で、該各開口部７１は、図９、図１０に示すようにテーパ筒部２Ｂの途中部位を略四角形状に切取ることにより形成され、テーパ筒部２Ｂの周方向で互いに間隔（例えば、１２０度の間隔）をもって配設されている。そして、これらの開口部７１内には、後述する通電用バスバ７５の連結アーム７８，７９がそれぞれ隙間をもって挿通されるものである。
【０１１６】
７２はモータケース２に設けたインバータ装置で、該インバータ装置７２は、第１の実施の形態で述べたインバータ装置１１とほぼ同様に構成され、後述のパワーモジュール７３、電源コンデンサ７４および通電用バスバ７５等を有している。しかし、この場合のインバータ装置７２は、後述する電源コンデンサ７４の分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃがモータケース２の外部に配置されている点で異なるものである。
【０１１７】
７３はインバータ装置７１の主要部を構成するパワーモジュールで、該パワーモジュール７３は、第１の実施の形態で述べたパワーモジュール１３とほぼ同様に構成され、３相交流モータである電動モータ８に対応して各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に分割された３個の分割モジュール７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃを有している。
【０１１８】
７４はインバータ装置７２の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ７４も、第１の実施の形態で述べた電源コンデンサ１５とほぼ同様に構成され、３個の分割コンデンサ７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃに分割されている。
【０１１９】
しかし、この場合の分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃは、後述の連結アーム７８，７９等を介してモータケース２の外部に配置されている点で異なるものである。そして、これらの分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃは、モータケース２の外周側に締結バンド（図示せず）等を用いて固定されるものである。
【０１２０】
７５は分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃおよび分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃをバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ７５は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６とほぼ同様に、電動モータ８のロータ１０（入力軸６）の周囲を径方向外側から取囲む環状体として形成された２枚の電極板７６，７７等により構成されるものである。
【０１２１】
しかし、この場合の通電用バスバ７５は、２枚の電極板７６，７７が入力軸６をほぼ垂直に横切る同一の平面上に配置され、入力軸６を中心としてそれぞれ同心円状に延び径方向で互いに離間した内，外径の寸法が異なる板状リング（環状平板）として形成されている。
【０１２２】
また、通電用バスバ７５の電極板７６，７７には、後述の各接続ピン８０，８１を介してそれぞれ連結アーム７８，７９が取付けられ、これらの連結アーム７８，７９により分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃおよび分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃが電極板７６，７７に接続されるものである。
【０１２３】
この場合、２枚の電極板７６，７７のうち大径側となる電極板７６は、図３に例示したバッテリ１２の陽極側に接続される陽極側バスバを構成し、小径側となる電極板７７は、バッテリ１２の陰極側に接続される陰極側バスバを構成するものである。なお、これとは逆に電極板７６を陰極側バスバとして用い、電極板７７を陽極側バスバとして用いてもよいものである。
【０１２４】
７８，７９は通電用バスバ７５の一部を構成する連結アームで、該連結アーム７８，７９は、図１０に示す如く電極板７６，７７の周方向で互いに間隔（例えば、１２０度の間隔）をもって合計３組設けられ、それぞれが接続ピン８０，８１により電極板７６，７７に一体化するように固定されている。
【０１２５】
ここで、これらの連結アーム７８，７９は、細長い金属板等を用いて形成され、それそれが電極板７６，７７の径方向に延びている。そして、各連結アーム７８，７９は、モータケース２の各開口部７１内にそれぞれ隙間をもって挿通され、モータケース２の内側ではパワーモジュール７３の分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃにそれぞれ接続ピン８２，８３を介して連結されている。
【０１２６】
また、モータケース２の外側に突出した連結アーム７８，７９の端部には、電源コンデンサ７４の分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃがそれぞれ接続ピン８４，８５を介して連結され、これにより、各分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃをモータケース２の外周側に位置決めしている。
【０１２７】
そして、電極板７６，７７および各連結アーム７８，７９からなる通電用バスバ７５は、分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃと共に各接続ピン８０，８１，８２，８３等を介してモータケース２のテーパ筒部２Ｂ内に位置決めされ、電動モータ８のロータ１０を径方向外側から取囲む構成となっている。
【０１２８】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、通電用バスバ７５を、板状リングからなる電極板７６，７７と複数の連結アーム７８，７９とから構成することにより、電源コンデンサ７４の分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃを各連結アーム７８，７９等を介してモータケース２の外部に配置することができる。
【０１２９】
これにより、パワーモジュール７３の分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃをモータケース２内に余裕をもって配置できると共に、モータケース２の外部に設けた電源コンデンサ７４（分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃ）の容量等を大きくでき、電流の脈動をより確実に抑制することができる。
【０１３０】
次に、図１１ないし図１３は本発明の第７の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、電源コンデンサを複数の分割コンデンサと複数の小容量コンデンサとにより構成し、これらの各コンデンサをそれぞれハウジングの外側に設ける構成としたことにある。
【０１３１】
なお、本実施の形態では、前述した第６の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１３２】
図中、９１，９１，…はモータケース２のテーパ筒部２Ｂに形成された合計３個の開口部で、該各開口部９１は、第６の実施の形態で述べた各開口部７１とほぼ同様に構成されている。しかし、これらの開口部９１は、図１２に示す如く各開口部７１間に位置してテーパ筒部２Ｂの周方向で互いに間隔（例えば、１２０度の間隔）をもって配設されている。
【０１３３】
そして、これらの開口部９１は、開口部７１よりも小型の開口として形成され、その内部には、後述する通電用バスバ９４の連結アーム９６，９７がそれぞれ隙間をもって挿通されるものである。
【０１３４】
９２はモータケース２に設けたインバータ装置で、該インバータ装置９２は、第６の実施の形態で述べたインバータ装置７２とほぼ同様に構成され、パワーモジュール７３、電源コンデンサ９３および通電用バスバ９５等を有している。しかし、この場合のインバータ装置９２は、電源コンデンサ９３が分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃと後述の小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃとを含んで構成されている点で異なるものである。
【０１３５】
９３はインバータ装置９２の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ９３は、第６の実施の形態で述べた３個の分割コンデンサ７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃに加えて、例えば３個の小容量コンデンサ９４Ａ，９４Ｂ，９４Ｃが設けられている点で異なるものである。
【０１３６】
この場合、小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃは、分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃよりも小容量のコンデンサを用いて構成され、図１２に示すように各分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃ間に位置して後述の連結アーム９８，９９等によりモータケース２の外部に配置されている。
【０１３７】
そして、これらの小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃは、分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃと共にモータケース２の外周側に締結バンド（図示せず）等を用いて固定されるものである。
【０１３８】
９５は分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃ、分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃおよび小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃをバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ９５は、第６の実施の形態で述べた通電用バスバ７５とほぼ同様に構成され、２枚の電極板７６，７７および複数の連結アーム７８，７９等を有しているものである。
【０１３９】
しかし、この場合の通電用バスバ９５は、２組の連結アーム７８，７９間に位置する電極板７６，７７の途中部位に後述の各接続ピン９８，９９を介してそれぞれ連結された合計３組の連結アーム９６，９７を含んでいる点で異なるものである。そして、これらの連結アーム９６，９７は、各小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃを電極板７６，７７に接続するものである。
【０１４０】
この場合、小容量コンデンサ９４Ａ，９４Ｂ，９４Ｃは、図１３に示す如く電極板７６，７７間に連結アーム９６，９７を介してそれぞれ並列接続され、分割コンデンサ７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃは、電極板７６，７７間に連結アーム７８，７９を介してそれぞれ並列接続されているものである。
【０１４１】
９６，９７は通電用バスバ９５の一部を構成する連結アームで、該連結アーム９６，９７は、図１２に示す如く電極板７６，７７の周方向で互いに間隔（例えば、１２０度の間隔）をもって合計３組設けられ、それぞれが接続ピン９８，９９により電極板７６，７７に一体化するように固定されている。
【０１４２】
ここで、これらの連結アーム９６，９７は、細長い金属板等を用いて形成され、それそれが電極板７６，７７の径方向に延びている。そして、各連結アーム９６，９７は、モータケース２の各開口部９１内にそれぞれ隙間をもって挿通され、モータケース２の外側に突出した連結アーム９６，９７の端部には、電源コンデンサ９３の小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃがそれぞれ接続ピン１００，１０１を介して連結されている。
【０１４３】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第６の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、電源コンデンサ９３を分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃと小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃとにより構成している。
【０１４４】
これにより、各分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃのパワートランジスタ１４等が開，閉成するときに生じ易いリプル電流によるサージ電圧を各分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃによって抑制できると共に、各分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃ間に位置する通電用バスバ９５（電極板７６，７７）のインダクタンスを分断するように各小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃを配置することができる。
【０１４５】
このため、電源コンデンサ９３は、分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃ等にリプル電流が流込んで破壊されるのを、小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃにより抑えることができ、サージ電圧の発生をより確実に防止できる。また、この場合でも、パワーモジュール７３の分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃをモータケース２内に余裕をもって配置できると共に、モータケース２の外部に設けた電源コンデンサ９３（分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃ、小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃ）の容量等を大きくでき、電流の脈動を確実に抑制することができる。
【０１４６】
即ち、このような小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃは、パワートランジスタ１４が開，閉成を行っても、通電用バスバ９５に生じるサージ電圧をバイパスすることができ、通電用バスバ９５のサージ電圧やリンギングを抑制できるので、分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃや分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃの破壊を防止できる。
【０１４７】
特に、バスバ寄生インダクタンスの蓄積エネルギーが全て分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃに注入される事態を防止できるので、この分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃを小型化できる。本来この分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃは、分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃ内部の寄生インダクタンスによって生じるサージ電圧の抑制や、分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃ内のダイオード（図示せず）による逆方向回復電流を賄うために接続され、相当程度大型になっている。
【０１４８】
この上、離間部のバスバ寄生インダクタンスエネルギーにも耐えうるようにすると、さらに分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃは大きくなってしまう。そして、分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃの大型化は、単にコスト増大だけでなく、パワーモジュール７３をハウジング１のモータケース２内に設けることを不可能にしてしまう虞れも生じる。
【０１４９】
しかし、小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃを設けることにより、上記の問題を解消できる。そして、通電用バスバに多くの小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃを接続することにより、上記の効果は顕著になるものである。なお、分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃ内のパワートランジスタ１４が開，閉成するときに生じるダイオードの逆方向電流等の短時間大電流リプル成分は、分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃの直近に接続された分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃが供給する。このため、小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃが大電流を流すことによる破壊は生じない。
【０１５０】
次に、図１４は本発明の第８の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、通電用バスバの電極板等をハウジングの外側に配置する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第７の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１５１】
図中、１１１，１１１，…はモータケース２に形成された合計３個の開口部で、該各開口部１１１は、第６の実施の形態で述べた各開口部７１とほぼ同様に構成されている。そして、これらの開口部１１１内には、後述する通電用バスバ１１２の連結アーム１１４，１１５がそれぞれ隙間をもって挿通されるものである。
【０１５２】
１１２は分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃ、分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃおよび小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃをバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ１１２は、第７の実施の形態で述べた通電用バスバ９５とほぼ同様に構成され、後述の板状リング１１３、複数の連結アーム１１４，１１５，１１８，１１９等を有しているものである。しかし、この場合の通電用バスバ１１２は、後述の板状リング１１３がモータケース２の外側に配置されている点で異なるものである。
【０１５３】
１１３は通電用バスバ１１２の主要部を構成する板状リングで、該板状リング１１３は、モータケース２の外側に配置された環状体からなり、例えば第２の実施の形態で述べた通電用バスバ３１と同様に、図５に例示したように電極板３２，３３を絶縁材３４で囲繞する構成となっている。なお、この板状リング１１３は、これに替えて前記第３，第４，第５の実施の形態で述べた通電用バスバ４１，５１，６１と同様の構成としてもよいものである。
【０１５４】
１１４，１１５は通電用バスバ１１２の一部を構成する連結アームで、該連結アーム１１４，１１５は、第６の実施の形態で述べた連結アーム７８，７９と同様に構成され、それそれがモータケース２の径方向に延びている。そして、各連結アーム１１４，１１５は、モータケース２の各開口部１１１内にそれぞれ隙間をもって挿通され、モータケース２の内側ではパワーモジュール７３の分割モジュール７３Ａ〜７３Ｃにそれぞれ接続ピン８２，８３を介して連結されている。
【０１５５】
また、モータケース２の外側に突出した連結アーム１１４，１１５の端部には、電源コンデンサ７４の分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃがそれぞれ接続ピン８４，８５を介して連結され、これにより、各分割コンデンサ７４Ａ〜７４Ｃをモータケース２の外周側に位置決めしている。
【０１５６】
そして、各連結アーム１１４，１１５は、モータケース２の外側でそれぞれ接続ピン１１６，１１７を介して板状リング１１３に連結されている。この場合、これらの接続ピン１１６，１１７のうち一方の接続ピンが陽極側となり、他方が陰極側の接続ピンとなって板状リング１１３の各電極板（図示せず）に接続されるものである。
【０１５７】
１１８，１１９は通電用バスバ１１２の一部を構成する他の連結アームで、該連結アーム１１８，１１９は、第７の実施の形態で述べた連結アーム９６，９７とほぼ同様に構成され、それそれが板状リング１１３の径方向に延びている。そして、各連結アーム１１８，１１９は、電源コンデンサ９３の小容量コンデンサ９４Ａ〜９４Ｃがそれぞれ接続ピン１００，１０１を介して連結されている。
【０１５８】
しかし、この場合の連結アーム１１８，１１９は、板状リング１１３と共にモータケース２の外側に配置され、この板状リング１１３に対しそれぞれ接続ピン１２０，１２１を介して連結されている。この場合も、これらの接続ピン１２０，１２１のうち一方の接続ピンが陽極側となり、他方が陰極側の接続ピンとなって板状リング１１３の各電極板（図示せず）に接続されるものである。
【０１５９】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第７の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、通電用バスバ１１２の板状リング１１３をモータケース２の外側に配置することにより、モータケース２の寸法に影響されることなく、通電用バスバ１１２を形成でき、設計の自由度を高めることができる。
【０１６０】
なお、前記第６の実施の形態で述べた図１０に示す通電用バスバ７５についても、前記第８の実施の形態で述べた図１４に示す通電用バスバ１１２と同様にモータケース２の外側に配置する構成としてもよい。
【０１６１】
また、前記第６の実施の形態では、通電用バスバ７５の電極板７６，７７を同一の平面上に位置して互いに同心円状をなす環状体により構成するものとして述べた。しかし、本発明はこれに限るものではなく、通電用バスバ７５の電極板７６，７７を、例えば前記第１〜第５の実施の形態で述べた通電用バスバ１６，４１，５１，６１と同様の構成としてもよいものである。この点は第７の実施の形態についても同様である。
【０１６２】
一方、前記第１の実施の形態では、通電用バスバ１６を仕切板４から軸方向に離間した位置でモータケース２内の空きスペースＳａ に配置する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば通電用バスバをパワーモジュールの分割モジュール（電源コンデンサの分割コンデンサ）と仕切板４との間に挟込むように配置する構成としてもよい。そして、この点は、第２〜第５の実施の形態についても同様である。
【０１６３】
また、前記各実施の形態では、電動モータ８のステータ９をモータケース２の大径筒部２Ａ内に固定して設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば電動モータ８のステータ９をモータケース２のテーパ筒部２Ｂ内に設ける構成としてもよいものである。
【０１６４】
さらに、前記各実施の形態では、インバータ付き電気機械を車両用自動変速機に適用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば制動装置または操舵装置等の回転源として用いられるインバータ付き電気機械に適用してもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図２】モータケース内に配置したインバータ装置を図１中の矢示ＩＩ−ＩＩ方向からみた断面図である。
【図３】図１中のインバータ装置を介して電動モータにバッテリを接続した状態を示す電気回路図である。
【図４】インバータ装置の分割モジュールと通電用バスバとの接続状態を図２中の矢示ＩＶ−ＩＶ方向から示す拡大断面図である。
【図５】第２の実施の形態によるインバータ付き電気機械の通電用バスバを示す拡大断面図である。
【図６】第３の実施の形態によるインバータ付き電気機械の通電用バスバを示す拡大断面図である。
【図７】第４の実施の形態によるインバータ付き電気機械の通電用バスバを示す拡大断面図である。
【図８】第５の実施の形態によるインバータ付き電気機械の通電用バスバを示す拡大断面図である。
【図９】第６の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図１０】モータケースに取付けたインバータ装置を図９中の矢示Ｘ−Ｘ方向からみた断面図である。
【図１１】第７の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図１２】モータケースに取付けたインバータ装置を図１１中の矢示 ＸＩＩ−ＸＩＩ 方向からみた断面図である。
【図１３】図１１中のインバータ装置を介して電動モータにバッテリを接続した状態を示す電気回路図である。
【図１４】第８の実施の形態によるインバータ付き電気機械のインバータ装置を示す図１２と同様位置の断面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ モータケース
３ 変速機ケース
４ 仕切板
５ 自動変速機
６ 入力軸（回転軸）
７ 出力軸
８ 電動モータ
９ ステータ
１０ ロータ
１１，７２，９２ インバータ装置
１２ バッテリ（直流電源）
１３，７３ パワーモジュール
１３Ａ〜１３Ｃ，７３Ａ〜７３Ｃ 分割モジュール
１４ パワートランジスタ（半導体素子）
１５，７４，９３ 電源コンデンサ
１５Ａ〜１５Ｃ，７４Ａ〜７４Ｃ 分割コンデンサ
１６，３１，４１，５１，６１，７５，９５，１１２ 通電用バスバ
１７，３２，４２，５２，６２，７６ 電極板（陽極側バスバ）
１８，３３，４３，５３，６３，７７ 電極板（陰極側バスバ）
１９，３４，４５，５４，６４ 絶縁材
４４ 金属シールド部
５２Ａ，５２Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ 対向板部
９４Ａ〜９４Ｃ 小容量コンデンサ
１１３ 板状リング（環状体）
Claims (9)
- 回転軸が軸方向に伸長して設けられる筒状のハウジングと、該ハウジング内に設けられ前記回転軸を駆動する多相交流式の電動モータと、直流電源と該電動モータとの間に設けられ直流電源を交流に変換するインバータ装置とからなるインバータ付き電気機械において、
前記インバータ装置は、前記多相交流式の電動モータに対応して各相毎に分割された複数の分割モジュールからなり該各分割モジュールに大電流型の半導体素子が実装されたパワーモジュールと、電流の脈動を抑制する電源コンデンサと、該電源コンデンサおよび前記パワーモジュールの各分割モジュールを前記直流電源に接続する通電用バスバとを備え、
該通電用バスバは、前記回転軸を径方向外側から取囲む環状体として形成し、
前記パワーモジュールの各分割モジュールは、前記ハウジング内の空きスペースにそれぞれ分割して配置すると共に、前記環状体からなる通電用バスバに対し周方向に互いに離間した位置で接続する構成としたことを特徴とするインバータ付き電気機械。 - 前記電源コンデンサは、前記パワーモジュールの各分割モジュールに対応して分割され前記環状体からなる通電用バスバに互いに離間して接続された複数の分割コンデンサからなり、該各分割コンデンサは前記ハウジングの内部または外部に配置する構成としてなる請求項１に記載のインバータ付き電気機械。
- 前記電源コンデンサは、前記環状体からなる通電用バスバの周方向に互いに離間して該通電用バスバに接続された複数の分割コンデンサと、該各分割コンデンサよりも小容量のコンデンサからなり該各分割コンデンサ間に位置して前記通電用バスバにそれぞれ接続された複数の小容量コンデンサとにより構成してなる請求項１に記載のインバータ付き電気機械。
- 前記通電用バスバは、前記直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとを絶縁材を介して互いに積層化する構成としてなる請求項１，２または３に記載のインバータ付き電気機械。
- 前記通電用バスバは、前記直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとを絶縁材を介して互いに積層化した積層バスバにより構成し、該積層バスバは周囲を絶縁材で覆う構成としてなる請求項１，２または３に記載のインバータ付き電気機械。
- 前記通電用バスバは、前記直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとを絶縁材を介して互いに積層化した積層バスバにより構成し、該積層バスバは周囲を絶縁材を介して金属シールド部で覆う構成としてなる請求項１，２または３に記載のインバータ付き電気機械。
- 前記通電用バスバは、一対の対向板部を有して断面Ｕ字状または断面コ字形状に形成され前記直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと、該陽極側バスバの各対向板部間に絶縁材を介して配置され前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとより構成してなる請求項１，２または３に記載のインバータ付き電気機械。
- 前記通電用バスバは、一対の対向板部を有して断面Ｕ字状または断面コ字形状に形成され前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバと、該陰極側バスバの各対向板部間に絶縁材を介して配置され前記直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバとより構成してなる請求項１，２または３に記載のインバータ付き電気機械。
- 前記通電用バスバは、前記直流電源の陽極側に接続される陽極側バスバと、前記直流電源の陰極側に接続される陰極側バスバとからなり、これらの陽極側バスバおよび陰極側バスバは、前記回転軸を中心としてそれぞれ同心円状に延びる板状リングにより構成してなる請求項１，２，３，４，５，６，７または８に記載のインバータ付き電気機械。
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