JP2006136189A - コンデンサ装置及び電力変換装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】インダクタンスの低減を図ることができるコンデンサ装置及び電力変換装置を提供する。
【解決手段】電子部品と電子部品端子とを有する各相の電子部品モジュール1U、1V、1Wと、コンデンサセルを有し電気的に接続可能であり電子部品端子12、13を挿入可能な電気接続孔21a、21bが形成されたコンデンサモジュール2とを備える。そして、電子部品端子12、13が電気接続孔21a、21bに挿入されて電子部品端子12、13に電気的に接続されると共に各相の電子部品モジュール1U、1V、1W等及びコンデンサモジュール2が一体成形される。
【選択図】図6

Description

本発明は、コンデンサ装置及びこのコンデンサ装置を有する電力変換装置に関するものである。
従来のコンデンサ装置は、複数の電子部品とコンデンサとがバスバ配線により並列接続されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−83954号公報
しかし、バスバ配線により電子部品(例えば半導体素子)とコンデンサとを接続しているので、配線インダクタンスが生じる。
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、インダクタンスの低減を図ることができるコンデンサ装置及び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及び発明の効果
(1)コンデンサ装置
本発明のコンデンサ装置は、他部品の接続端子を挿入可能であり電気的に接続可能な正極側及び負極側の電気接続孔が形成され、前記電気接続孔に電気的に接続可能なコンデンサセルと、正極側の前記電気接続孔に電気的に接続可能なコンデンサ正極側端子と、負極側の前記電気接続孔に電気的に接続可能なコンデンサ負極側端子と、を有することを特徴とする。
ここで、本発明のコンデンサ装置に例えばスイッチング素子などの電子部品を接続する際に、電子部品の接続端子をコンデンサ装置の電気接続孔に挿入することで、両者を直接的に電気的に接続することができる。すなわち、配線によることなく、電子部品の接続端子とコンデンサ装置とを電気的に接続することができる。さらに、コンデンサ装置の電気接続孔に電子部品の接続端子を挿入することにより、電子部品とコンデンサ装置とを一体成型することができ、装置全体として小型化を図ることができる。
なお、前記電気接続孔は、貫通孔としてもよいし、凹部としてもよい。例えば、コンデンサ装置の厚さがそれほど厚くない場合には、電気接続孔を貫通孔とすることは非常に容易である。一方、コンデンサ装置の厚さが厚い場合には、電気接続孔を凹部とする方が容易である。なお、凹部とは、コンデンサ装置の外形から見た場合における凹み部分に相当し、貫通していないことを意味する。
また、前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子は、板状からなり、正極側の前記凹部は、前記コンデンサ正極側端子に形成される正極側切欠部を含み、負極側の前記凹部は、前記コンデンサ負極側端子に形成される負極側切欠部を含むようにしてもよい。このように、それぞれの切欠部をそれぞれの端子に直接的に形成することで、インダクタンスをより低減することができる。
また、前記コンデンサセルは、正極側端面及び負極側端面を有する柱状からなり、前記コンデンサ正極側端子は、少なくとも前記コンデンサセルの前記正極側端面に当接する平板部を有し、前記コンデンサ負極側端子は、少なくとも前記コンデンサセルの前記負極側端面に当接する平板部を有し、前記正極側切欠部及び前記負極側切欠部は、前記コンデンサセルの柱直交方向へ切欠き形成されるようにしてもよい。これにより、電子部品などの他部品をコンデンサセルの柱直交方向からコンデンサ装置の電気接続孔へ挿入するように配置することができる。なお、コンデンサセルの正極側端面及び負極側端面は、真円形及び楕円形などの円形、四角形などの多角形、四角形の角部にR面取りやC面取りなどを施した形状などを含む。すなわち、コンデンサセルの柱状とは、例えば、真円柱状及び楕円柱状などの円柱状、及び、四角柱状などの角柱状などの種々の柱状を含む。
また、前記コンデンサセルは、正極側端面及び負極側端面を有する柱状からなり、前記コンデンサ正極側端子は、少なくとも、前記コンデンサセルの前記正極側端面に当接する正極第1板部と、該正極第1板部に略直交方向に屈曲形成され前記コンデンサセルの外周面に隣接する正極第2板部とを有し、前記コンデンサ負極側端子は、少なくとも、前記コンデンサセルの前記負極側端面に当接する負極第1板部と、該負極第1板部に略直交方向に屈曲形成され前記コンデンサセルの外周面を介して前記正極第2板部に対向する負極第2板部とを有し、前記正極側切欠部は、少なくとも前記正極第2板部に前記コンデンサセルの柱方向へ切欠き形成され、前記負極側切欠部は、少なくとも前記負極第2板部に前記コンデンサセルの柱方向へ切欠き形成されるようにしてもよい。これにより、コンデンサセルの柱方向から電子部品などの他部品をコンデンサ装置の電気接続孔へ挿入するように配置することができる。
また、前記コンデンサセルは、正極側端面及び負極側端面を有する柱状からなり、前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサセル負極側端子の何れか一方は、少なくとも、前記コンデンサセルの前記正極側端面及び前記負極側端面の何れか一方に当接する第1板部と、該第1板部に略直交方向に屈曲形成され前記コンデンサセルの外周面に隣接する第2板部とを有し、前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子の他方は、少なくとも前記正極側端面及び前記負極側端面の他方に当接する平板部を有し、前記正極側切欠部及び前記負極側切欠部の何れか一方は、少なくとも前記第2板部に前記コンデンサセルの柱方向へ切欠き形成され、前記正極側切欠部及び前記負極側切欠部の他方は、少なくとも前記平板部に前記コンデンサセルの柱直交方向へ切欠き形成されるようにしてもよい。これにより、電子部品などの他部品をコンデンサセルの柱方向からコンデンサ装置の電気接続孔へ挿入するように配置することができる。
前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子の少なくとも何れか一方は、前記正極側切欠部又は前記負極側切欠部に接合され且つ少なくとも外方に突出形成される突出板を有するようにしてもよい。これにより、突出板に他部品の接続端子を容易に且つ確実に溶接により接合することができる。つまり、溶接の作業性が非常に良好となる。
前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子の少なくとも何れか一方は、前記正極側切欠部又は前記負極側切欠部に接合され且つ少なくとも外方に突出して対向配置される一対の対向板を有するようにしてもよい。これにより、対向板に他部品の接続端子を容易に且つ確実に溶接により接合することができる。つまり、溶接の作業性が非常に良好となる。
また、前記凹部を形成し且つ凹幅間隔を弾性的に変化可能な凹状弾性部を備えるようにしてもよい。凹状弾性部は、凹幅間隔を弾性的に変化可能であるので、確実に他部品の接続端子に当接することができる。さらに、凹状弾性部の弾性力により、他部品の接続端子を押圧することができる。これにより、コンデンサ装置の凹状弾性部に対して他部品の接続端子を位置決めすることができる。
また、前記凹状弾性部は、凹幅方向に突出し且つ前記他部品の接続端子に係合可能な突起部を有するようにしてもよい。突起部を有することで、より確実に他部品の接続端子を位置決めすることができる。
また、前記コンデンサセルは複数であり、前記電気接続孔は隣接する前記コンデンサセルの間に形成されるようにするとよい。コンデンサセルの間を電気接続孔に利用することで、別途電気接続孔のスペースを確保する必要がなく、結果としてコンデンサ装置の小型化を図ることができる。
また、正極側の前記電気接続孔は複数であり、負極側の前記電気接続孔は複数であり、正極側の前記電気接続孔に略平行に形成されるようにしてもよい。これにより、複数の他部品を整列した状態で、それぞれの他部品の接続端子を電気接続孔に挿入することができる。なお、これら複数の電気接続孔の形状は、上述した種々の形状を組み合わせたものとしてもよい。
(2)電力変換装置
本発明の電力変換装置は、電子部品と前記電子部品に電気的に接続された1以上の接続端子とを有する電子部品モジュールと、前記電子部品モジュールの前記接続端子を挿入可能かつ前記接続端子に電気的に接続可能な電気接続孔が形成され、前記電気接続孔に電気的に接続可能なコンデンサセルを有し、前記電子部品モジュールと一体成形されたコンデンサモジュールと、を備えることを特徴とする。
このように、本発明の電力変換装置は、コンデンサモジュールに電気接続孔を形成することにより、電子部品モジュールの接続端子とコンデンサモジュールとを直接的に電気的に接続することができる。すなわち、配線によることなく、電子部品モジュールの接続端子とコンデンサモジュールとを電気的に接続することができる。その結果、配線によるインダクタンスを低減することができる。さらに、コンデンサモジュールの電気接続孔に電子部品モジュールの接続端子を挿入することにより、電子部品モジュールとコンデンサモジュールとを一体成形しているので、電力変換装置の小型化を図ることができる。
また、本発明の電力変換装置において、前記コンデンサモジュールは、正極側の前記電気接続孔に電気的に接続可能なコンデンサ正極側端子と負極側の前記電気接続孔に電気的に接続可能なコンデンサ負極側端子とを有し、前記電子部品正極側端子が正極側の前記電気接続孔に挿入されて前記電子部品正極側端子及び前記コンデンサ正極側端子が直接的に電気的に接続され、前記電子部品負極側端子が負極側の前記電気接続孔に挿入されて前記電子部品負極側端子及び前記コンデンサ負極側端子が直接的に電気的に接続されるようにしてもよい。ここで、直接的に電気的に接続とは、電子部品端子とコンデンサ端子とが銅などの配線パターンにより接続される場合、はんだなどの導電性材料により接続される場合などを含む。ここで、コンデンサ正極側端子及びコンデンサ負極側端子は、それぞれ電源などに接続される。
また、前記電気接続孔と前記電子部品モジュールの接続端子との一体成形は、例えば、導電性接着材料などを電気接続孔のうち当該接続端子との隙間に注入するようにしてもよい。もちろん、電気接続孔に電子部品モジュールの接続端子を係合したり、嵌合したり、溶接したり、別途固定部材により固定したりすることにより一体成形してもよい。
また、前記電子部品モジュールは、複数としてもよい。この場合、電力変換装置は、複数の電子部品モジュールと1つのコンデンサモジュールにより構成される。この電子部品モジュールを構成する電子部品をスイッチング素子とする場合には、複数の電子部品モジュールは、例えば、U相のスイッチング素子を含む電子部品モジュール、V相のスイッチング素子を含む電子部品モジュール、及びW相のスイッチング素子を含む電子部品モジュールなどとすることができる。この場合の各相のスイッチング素子を含む電子部品モジュールは、直列接続された2つのスイッチング素子が含まれている。この場合には、各相のスイッチング素子を含む電子部品モジュールは、電子部品正極側端子と電子部品負極側端子と出力用端子とを有しており、電子部品正極側端子及び電子部品負極側端子がコンデンサモジュールの電気接続孔に挿入されることになる。
なお、上記のように電子部品モジュールの電子部品をスイッチング素子とした場合には、例えば、U相上アーム用、U相下アーム用、V相上アーム用、V相下アーム用、W相上アーム用、及びW相下アーム用のスイッチング素子からなるようにしてもよい。この場合は、各電子部品モジュールは、電子部品正極側端子と電子部品負極側端子とを有しており、何れか一方の端子がコンデンサモジュールの電気接続孔に挿入されることになる。
また、前記電子部品は、上述したスイッチング素子の他に、例えばダイオードなどの半導体素子を含む。また、スイッチング素子としては、例えば、MOSFET、IGBTなどである。
また、前記電気接続孔は、貫通孔としてもよいし、凹部としてもよい。例えば、コンデンサモジュールの厚さがそれほど厚くない場合には、電気接続孔を貫通孔とすることは非常に容易である。一方、コンデンサモジュールの厚さが厚い場合には、電気接続孔を凹部とする方が容易である。なお、凹部とは、コンデンサモジュールの外形から見た場合における凹み部分に相当し、貫通していないことを意味する。
また、前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子は、板状からなり、正極側の前記凹部は、前記コンデンサ正極側端子に形成される正極側切欠部を含み、負極側の前記凹部は、前記コンデンサ負極側端子に形成される負極側切欠部を含むようにしてもよい。このように、それぞれの切欠部をそれぞれの端子に直接的に形成することで、インダクタンスをより低減することができる。
また、前記コンデンサセルは、正極側端面及び負極側端面を有する柱状からなり、前記コンデンサ正極側端子は、少なくとも前記コンデンサセルの前記正極側端面に当接する平板部を有し、前記コンデンサ負極側端子は、少なくとも前記コンデンサセルの前記負極側端面に当接する平板部を有し、前記正極側切欠部及び前記負極側切欠部は、前記コンデンサセルの柱直交方向へ切欠き形成されるようにしてもよい。これにより、電子部品モジュールをコンデンサセルの柱直交方向からコンデンサモジュールの電気接続孔へ挿入するように配置することができる。
また、前記コンデンサセルは、正極側端面及び負極側端面を有する柱状からなり、前記コンデンサ正極側端子は、少なくとも、前記コンデンサセルの前記正極側端面に当接する正極第1板部と、該正極第1板部に略直交方向に屈曲形成され前記コンデンサセルの外周面に隣接する正極第2板部とを有し、前記コンデンサ負極側端子は、少なくとも、前記コンデンサセルの前記負極側端面に当接する負極第1板部と、該負極第1板部に略直交方向に屈曲形成され前記コンデンサセルの外周面を介して前記正極第2板部に対向する負極第2板部とを有し、前記正極側切欠部は、少なくとも前記正極第2板部に前記コンデンサセルの柱方向へ切欠き形成され、前記負極側切欠部は、少なくとも前記負極第2板部に前記コンデンサセルの柱方向へ切欠き形成されるようにしてもよい。これにより、電子部品モジュールをコンデンサセルの柱方向からコンデンサモジュールの電気接続孔へ挿入するように配置することができる。
また、前記コンデンサセルは、正極側端面及び負極側端面を有する柱状からなり、前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサセル負極側端子の何れか一方は、少なくとも、前記コンデンサセルの前記正極側端面及び前記負極側端面の何れか一方に当接する第1板部と、該第1板部に略直交方向に屈曲形成され前記コンデンサセルの外周面に隣接する第2板部とを有し、前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子の他方は、少なくとも、前記正極側端面及び前記負極側端面の他方に当接する平板部を有し、前記正極側切欠部及び前記負極側切欠部の何れか一方は、少なくとも前記第2板部に前記コンデンサセルの柱方向へ切欠き形成され、前記正極側切欠部及び前記負極側切欠部の他方は、少なくとも前記平板部に前記コンデンサセルの柱直交方向へ切欠き形成されるようにしてもよい。これにより、電子部品モジュールをコンデンサセルの柱方向からコンデンサモジュールの電気接続孔へ挿入するように配置することができる。
前記正極側切欠部及び前記負極側切欠部の少なくとも何れか一方は、前記電子部品正極側端子又は前記負極側端子に溶接接続されるようにしてもよい。溶接接続により、電気接続孔であるそれぞれの切欠部と電子部品のそれぞれの端子とを容易に電気的に接続することができる。
また、前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子の少なくとも何れか一方は、前記正極側切欠部又は前記負極側切欠部に接合され且つ少なくとも外方に突出形成され、前記電子部品正極側端子又は前記電子部品負極側端子に溶接接続される突出板を有するようにしてもよい。これにより、突出板に電子部品正極側端子及び電子部品負極側端子それぞれを容易に且つ確実に溶接により接合することができる。つまり、溶接の作業性が非常に良好となる。
また、前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子の少なくとも何れか一方は、前記正極側切欠部又は前記負極側切欠部に接合され且つ少なくとも外方に突出して対向配置され、前記電子部品正極側端子又は前記電子部品負極側端子に溶接接続される一対の対向板を有するようにしてもよい。これにより、対向板に電子部品正極側端子及び電子部品負極側端子それぞれを容易に且つ確実に溶接により接合することができる。つまり、溶接の作業性が非常に良好となる。
また、前記凹部を形成し且つ凹幅間隔を弾性的に変化可能であり、前記電子部品モジュールの前記接続端子を押圧保持する凹状弾性部を備えるようにしてもよい。凹状弾性部は、凹幅間隔を弾性的に変化可能であるので、確実に電子部品モジュールの接続端子に当接することができる。さらに、凹状弾性部の弾性力により、電子部品モジュールの接続端子を押圧することができる。これにより、コンデンサモジュールの凹状弾性部に対して電子部品モジュールの接続端子を位置決めすることができる。
また、前記凹状弾性部は、凹幅方向に突出し且つ前記電子部品モジュールの前記接続端子に係合可能な突起部を有するようにしてもよい。突起部を有することで、より確実に電子部品モジュールの接続端子を位置決めすることができる。
また、前記コンデンサセルは複数であり、前記電気接続孔は隣接する前記コンデンサセルの間に形成されるようにするとよい。コンデンサセルの間を電気接続孔に利用することで、別途電気接続孔のスペースを確保する必要がなく、結果としてコンデンサモジュールの小型化を図ることができる。
また、正極側の前記電気接続孔は複数であり、負極側の前記電気接続孔は複数であり、正極側の前記電気接続孔に略平行に形成されるようにしてもよい。これにより、複数の電子部品モジュールを整列した状態で、それぞれの電子部品モジュールの接続端子を電気接続孔に挿入することができる。
また、前記接続端子は、貫通孔が形成され、前記コンデンサモジュールは、締結穴が形成され、前記貫通孔を貫通させ前記締結穴に締結する締結部材を備えるようにしてもよい。つまり、締結部材により、電子部品モジュールの接続端子とコンデンサモジュールとを確実に固定することができる。
また、前記電気接続孔に挿入可能かつ前記接続端子を前記電気接続孔に押圧保持するくさび状部を有するくさび状保持部を備えるようにしてもよい。くさび状保持部により、電子部品モジュールの接続端子をコンデンサモジュールの電気接続孔へ確実に接触させると共に、当該接続端子とコンデンサモジュールとを確実に固定することができる。
また、前記くさび状保持部は、前記くさび状部に連結され貫通孔が形成された保持部を有し、前記コンデンサモジュールは、締結穴が形成され、前記貫通孔を貫通させ前記締結穴に締結して前記くさび状保持部を前記コンデンサモジュールに固定する締結部材を備えるようにしてもよい。つまり、締結部材により、くさび状保持部とコンデンサモジュールとを確実に固定することができる。ひいては、締結部材により、電子部品モジュールの接続端子とコンデンサモジュールとを確実に固定することができる。
また、前記電気接続孔は複数からなり、前記くさび状保持部は複数の前記電気接続孔に挿入可能な複数の前記くさび状部と、複数の前記くさび状部をそれぞれ連結し貫通孔が形成された連結保持部とを有し、前記コンデンサモジュールは締結穴が形成され、前記貫通孔を貫通させ前記締結穴に締結して前記くさび状保持部を前記コンデンサモジュールに固定する締結部材を備えるようにしてもよい。
このように、くさび状保持部は複数のくさび状部を有するので、締結部材を一度取り付けるのみにより、複数の電子部品モジュールの接続端子をコンデンサモジュールへ固定することができる。つまり、非常に簡易な作業により、確実に複数の電子部品モジュールの接続端子をコンデンサモジュールへ固定することができる。
次に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
(1)コンデンサモジュールの回路構成
本実施例のコンデンサモジュールの回路構成について図1を参照して説明する。図1(a)〜(c)は、それぞれ本実施例のコンデンサモジュールの回路図を示す。図1(a)〜(c)に示すように、コンデンサモジュールは、複数個のコンデンサセルと、正極側端子(P端子)と、負極側端子(N端子)とを有している。そして、このコンデンサモジュールには、図1(a)〜(c)に示すような複数の電気接続孔が形成されている。
ここで、図1(a)に示すコンデンサモジュールにおける電気接続孔は、一のコンデンサセルの正極側と隣り合うように並列接続された他のコンデンサセルの正極側との間に形成されている。さらに、図1(a)に示す電気接続孔は、一のコンデンサセルの負極側と隣り合うように並列接続された他のコンデンサセルの負極側との間に形成されている。つまり、4個のコンデンサセルが並列接続されている場合には、正極側及び負極側にそれぞれ3つの電気接続孔が形成される。
また、図1(b)に示すコンデンサモジュールにおける電気接続孔は、それぞれのコンデンサセルの正極側及び負極側に形成されている。そして、一のコンデンサセルの正極側に形成された電気接続孔は、他のコンデンサセルの正極側に形成された電気接続孔に電気的に接続されている。さらに、一のコンデンサセルの正極側に形成された電気接続孔は、正極側端子に電気的に接続されている。また、一のコンデンサセルの負極側に形成された電気接続孔は、他のコンデンサセルの負極側に形成された電気接続孔に電気的に接続されている。さらに、一のコンデンサセルの負極側に形成された電気接続孔は、負極側端子に電気的に接続されている。
また、図1(c)に示すコンデンサモジュールにおける電気接続孔は、それぞれのコンデンサセルの正極側と正極側端子との接続位置に形成されている。さらに、図1(c)に示す電気接続孔は、一のコンデンサセルの負極側と負極側端子との接続位置に形成されている。つまり、3個のコンデンサセルが並列接続されている場合には、それぞれのコンデンサセルの正極側及び負極側に3つの電気接続孔が形成される。
(2)電力変換装置の回路構成
まず、本実施例の電力変換装置の回路構成について図2を参照して説明する。図2は、本実施例の電力変換装置の回路図を示す。図2に示すように、電力変換装置は、電力変換回路1とコンデンサ2とから構成される。
電力変換回路1は、6つのIGBTからなるスイッチング素子(電子部品)から構成されている。具体的には、電力変換回路1は、U相電子部品1Uと、V相電子部品1Vと、W相電子部品1Wとから構成され、各相の電子部品1U、1V、1Wがそれぞれ並列接続されている。さらに、U相電子部品1Uは、U相上アーム用電子部品UUと、U相下アーム用電子部品ULが直列接続されている。また、V相電子部品1Vは、V相上アーム用電子部品VUと、V相下アーム用電子部品VLが直列接続されている。また、W相電子部品1Wは、W相上アーム用電子部品WUと、W相下アーム用電子部品WLが直列接続されている。そして、各相の上アーム用電子部品と下アーム用電子部品との間から、例えば、3相交流モータ等に接続する出力線が出力されている。
コンデンサ(コンデンサモジュール)2は、電力変換回路1に並列接続されている。具体的には、コンデンサ2の正極側が各相の電子部品1U、1V、1Wの一端側(正極側)に接続され、コンデンサ2の負極側が各相の電子部品1U、1V、1Wの他端側(負極側)に接続されている。また、このコンデンサ2は、バッテリ(図示せず)などに接続されている。
(3)電力変換装置の外観構成
次に、本実施例の電力変換装置の外観構成について参照して説明する。ここで、本実施例の電力変換装置は、U相電子部品モジュール1Uと、V相電子部品モジュール1Vと、W相電子部品モジュール1Wと、コンデンサモジュール2とから構成される。ここで、U相電子部品モジュール1Uは上述のU相電子部品1Uに相当し、V相電子部品モジュール1Vは上述のV相電子部品1Vに相当し、W相電子部品モジュール1Wは上述のW相電子部品1Wに相当する。以下に、各相の電子部品モジュール1U、1V、1Wの外観構成とコンデンサモジュール2の外観構成とをそれぞれ説明した後に、電力変換装置全体の外観構成を説明する。
(3.1)各相の電子部品モジュール1U、1V、1Wの外観構成
各相の電子部品モジュール1U、1V、1Wの外観構成について図3を参照して説明する。図3は、各相の電子部品モジュール1U、1V、1Wの外観構成を示す斜視図である。ここで、各相の電子部品モジュール1U、1V、1Wは、それぞれ同一形状からなる。そこで、以下、U相電子部品モジュール1Uについてのみ説明することにする。
図3に示すように、U相電子部品モジュール1Uは、電子部品筐体部11と、電子部品正極側端子12と、電子部品負極側端子13と、出力端子14と、信号端子15とから構成される。電子部品筐体部11は、ほぼ矩形扁平形状からなる。そして、電子部品筐体部11の内部には、U相上アーム用電子部品UUとU相下アーム用電子部品ULとが収納されている。
電子部品正極側端子12は、矩形形状の平板からなる金属製バスバーである。そして、電子部品正極側端子12の一端側は、電子部品筐体部11から外部側、具体的には電子部品筐体部11の扁平面に略平行な方向(図3における上側)に突出している。この電子部品正極側端子12の他端側は、電子部品筐体部11に収納されているU相上アーム用電子部品UUの正極側に電気的に接続されている。
電子部品負極側端子13は、矩形形状の平板からなる金属製バスバーである。そして、電子部品負極側端子13の一端側は、電子部品筐体部11から外部側、具体的には電子部品筐体部11の扁平面に略平行な方向(図3における上側)に突出している。さらに、電子部品負極側端子13の一端側は、電子部品正極側端子12の一端側にほぼ平行に、かつ、電子部品正極側端子12の一端側に近接した位置に配置されている。この電子部品負極側端子13の他端側は、電子部品筐体部11に収納されているU相下アーム用電子部品ULの負極側に電気的に接続されている。
出力端子14は、略L字型の平板からなる金属製バスバーである。ただし、出力端子14は、略L字型に限られることなく、単に矩形形状などとしてもよい。そして、出力端子14の一端側は、電子部品筐体部11から外部側、具体的には、電子部品筐体部11の扁平面に略平行な方向(図3における上側)に突出している。さらに、出力端子14の一端側は、電子部品負極側端子13のうち電子部品正極側端子12の反対側に配置されている。この出力端子14の他端側は、電子部品筐体部11に収納されているU相上アーム用電子部品UUとU相下アーム用電子部品ULとの中間位置に電気的に接続されている。
信号端子15は、金属製からなる。そして、信号端子15の一端側は、電子部品筐体部11から外部側、具体的には電子部品筐体部11の扁平面に略平行な方向(図3における下側)に突出している。つまり、信号端子15は、電子部品正極側端子12の一端側、電子部品負極側端子13の一端側、及び出力端子14の一端側とは反対側に突出している。この信号端子15の他端側は、電子部品筐体部11に収納されているU相上アーム用電子部品UUのゲート及びU相下アーム用電子部品ULのゲートにそれぞれ電気的に接続されている。
(3.2)コンデンサモジュール2の外観構成
次に、コンデンサモジュール2の外観構成について図4を参照して説明する。図4は、コンデンサモジュール2の外観構成を示す斜視図である。コンデンサモジュール2は、図4に示すように、コンデンサ筐体部21と、コンデンサ正極側端子22と、コンデンサ負極側端子23と、コンデンサセル(図示せず)とから構成される。
コンデンサ筐体部21は、ほぼ矩形扁平形状からなる。そして、コンデンサ筐体部21の内部には、コンデンサセルが収納されている。さらに、コンデンサ筐体部21には、貫通孔からなる3つの正極側電気接続孔21a及び3つの負極側電気接続孔21bが形成されている。正極側電気接続孔21a及び負極側電気接続孔21bは、コンデンサ筐体部21の扁平面に垂直方向に貫通されている。そして、正極側電気接続孔21aの大きさは、電子部品モジュール1U、1V、1Wの電子部品正極側端子12が挿入可能な大きさとしている。また、負極側電気接続孔21bの大きさは、電子部品モジュール1U、1V、1Wの電子部品負極側端子13が挿入可能な大きさとしている。
また、3つの正極側電気接続孔21aは、それぞれ連続的にかつ等間隔に形成されている。また、3つの負極側電気接続孔21bは、それぞれ連続的にかつ等間隔に形成されている。この正極側電気接続孔21aと負極側電気接続孔21bとの間隔は、上述した電子部品モジュール1U、1V、1Wの電子部品正極側端子121と電子部品負極側端子13との間隔とほぼ同一である。さらに、正極側電気接続孔21aと負極側電気接続孔21bとは、それぞれ平行な位置に形成されている。この正極側電気接続孔21aは、コンデンサ筐体部21に収納されているコンデンサセルの正極側に電気的に接続されている。また、負極側電気接続孔21bは、コンデンサ筐体部21に収納されているコンデンサセルの負極側に電気的に接続されている。
コンデンサ正極側端子22は、矩形形状の平板からなる金属製バスバーである。そして、コンデンサ正極側端子22の一端側は、コンデンサ筐体部21から外部側、具体的にはコンデンサ筐体部21の扁平面に略平行な方向(図4における手前側)に突出している。このコンデンサ正極側端子22の他端側は、コンデンサ筐体部21に収納されているコンデンサセルの正極側に電気的に接続されている。
コンデンサ負極側端子23は、矩形形状の平板からなる金属製バスバーである。そして、コンデンサ負極側端子23の一端側は、コンデンサ筐体部21から外部側、具体的にはコンデンサ筐体部21の扁平面に略平行な方向(図4における手前側)に突出している。さらに、コンデンサ負極側端子23の一端側は、コンデンサ正極側端子22の一端側にほぼ平行に、かつ、コンデンサ正極側端子22の一端側に近接した位置に配置されている。このコンデンサ負極側端子23の他端側は、コンデンサ筐体部21に収納されているコンデンサセルの負極側に電気的に接続されている。
なお、それぞれの電気接続孔21a、21bの間隔は、例えば、電子部品モジュール1U、1V、1Wや周辺部品の大きさなどにより適宜変更することができる。また、それぞれの電気接続孔21a、21bの間隔は、等間隔に限られるものではない。
(3.3)電力変換装置全体の外観構成
次に、電力変換装置全体の外観構成について図5〜図7を参照して説明する。図5は、電力変換装置全体の外観構成を示す斜視図である。図6は、図5のA−A断面図を示す。図7は、図5のB−B断面図を示す。
電力変換装置は、上述したように、U相電子部品モジュール1Uと、V相電子部品モジュール1Vと、W相電子部品モジュール1Wと、コンデンサモジュール2とから構成される。具体的には、コンデンサモジュール2の正極側電気接続孔21a及び負極側電気接続孔21bに、U相電子部品モジュール1U、V相電子部品モジュール1V、及びW相電子部品モジュール1Wの電子部品正極側端子12及び電子部品負極側端子13が挿入される。具体的には、図5〜図7に示すように、3つの正極側電気接続孔21aに、U相電子部品モジュール1U、V相電子部品モジュール1V、及びW相電子部品モジュール1Wの電子部品正極側端子12が挿入される。また、3つの負極側電気接続孔21bに、U相電子部品モジュール1U、V相電子部品モジュール1V、及びW相電子部品モジュール1Wの電子部品負極側端子13が挿入される。
このとき、電子部品モジュール1U、1V、1Wの出力端子14は、コンデンサモジュール2の側方(図7の左側)に配置されるようになる。そして、それぞれの正極側電気接続孔21a及び負極側電気接続孔21bには、導電性接着材料が注入される。これにより、コンデンサモジュール2とそれぞれの電子部品モジュール1U、1V、1Wとが一体的に成形される。さらに、コンデンサモジュール2の正極側電気接続孔21aとそれぞれの電子部品モジュール1U、1V、1Wの電子部品正極側端子12とが電気的に接続される。すなわち、電子部品正極側端子12が、コンデンサモジュール2のコンデンサ正極側端子22に直接的に電気的に接続されることになる。
そして、コンデンサモジュール2の負極側電気接続孔21bとそれぞれの電子部品モジュール1U、1V、1Wの電子部品負極側端子13とが電気的に接続される。すなわち、電子部品負極側端子13が、コンデンサモジュール2のコンデンサ負極側端子23に直接的に電気的に接続されることになる。
このように、配線を用いることなく、電子部品モジュール1U、1V、1Wの各端子とコンデンサモジュール2の各端子とが直接的に電気的に接続されることにより、インダクタンスを低減することができる。さらに、コンデンサモジュール2に形成された電気接続孔21a、21bに電子部品モジュール1U、1V、1Wの各電子部品端子12、13を挿入することにより一体成形しているので、電力変換装置全体として小型化を図ることができる。
なお、電子部品モジュール1U、1V、1Wの出力端子14と正極側電気接続孔21a又は負極側電気接続孔21bとは、例えば、両者を係合したり、嵌合したり、溶接したり、別途固定部材により固定してもよい。
(4)電力変換装置の他の実施例
次に、電力変換装置の他の実施例について図面を参照して説明する。
(4.1)コンデンサモジュール2の他の実施例
まずは、電力変換装置を構成するコンデンサモジュール2の他の実施例について、図8及び図9を参照して説明する。図8及び図9は、それぞれコンデンサモジュール2の斜視図を示す。なお、図8及び図9は、下面側が手前側に見えるような斜視図としている。図8に示すコンデンサモジュール2は、コンデンサ筐体部21の下面側に、凹部からなる3つの正極側電気接続孔21a及び凹部からなる3つの負極側電気接続孔21bが形成されている。また、図9に示すコンデンサモジュール2は、コンデンサ筐体部21の下面角部に、凹部からなる3つの正極側電気接続孔21a及び凹部からなる3つの負極側電気接続孔21bが形成されている。
そして、これら凹部は、略矩形形状をなしている。具体的には、凹部は、電子部品モジュール1U、1V、1Wの電子部品正極側端子12又は電子部品負極側端子13の矩形板状よりも僅かに大きな略矩形形状をなしている。つまり、これら凹部からなる電気接続孔21a、21bの大きさは、電子部品モジュール1U、1V、1Wの電子部品正極側端子12又は電子部品負極側端子13が挿入可能な大きさとしている。
(4.2)コンデンサモジュール2の内部の詳細構成
コンデンサモジュール2の内部の詳細構成について、図10〜図19を参照して説明する。図10〜図16及び図18は、それぞれコンデンサモジュール2の内部の詳細構成、すなわちコンデンサ筐体部21の内部構成の斜視図を示す。図17は、図16のコンデンサモジュール2を構成する切欠部の断面形状を示す図である。図19は、図18のコンデンサモジュール2を構成する切欠部の断面形状を示す図である。
図10〜図19にそれぞれ示すように、コンデンサモジュール2の内部は、コンデンサ正極側端子22、コンデンサ負極側端子23、及び複数のコンデンサセル24から構成されている。なお、図10〜図19に示すコンデンサ正極側端子22及びコンデンサ負極側端子23は、上記実施例におけるコンデンサ正極側端子22及びコンデンサ負極側端子23に相当する。
そして、図10〜図19に示すように、コンデンサセル24は、例えば略円柱状からなる。そして、このコンデンサセル24の一端面側は、正極側の端面をなしており、コンデンサセル24の他端面側は、負極側の端面をなしている。以下に、図10〜図19のそれぞれのコンデンサモジュール2の内部構成について詳細に説明する。
(a)まずは、図10に示すコンデンサモジュール2の内部構成の第1実施例について詳細に説明する。このコンデンサモジュール2のコンデンサ正極側端子22及びコンデンサ負極側端子23は、平板状(本発明における平板部)をなしている。そして、コンデンサ正極側端子22の一方側の面には、4つのコンデンサセル24の正極側の端面が等間隔に当接している。また、コンデンサ負極側端子23の一方側の面には、4つのコンデンサセル24の負極側の端面が等間隔に当接している。
さらに、コンデンサ正極側端子22には、隣接するコンデンサセル24の間に、等間隔に3つの正極側切欠部22aが切欠き形成されている。また、コンデンサ負極側端子23には、正極側切欠部22aに対向する位置であって、隣接するコンデンサセル24の間に、等間隔に3つの負極側切欠部23aが切欠き形成されている。すなわち、正極側切欠部22a及び負極側切欠部23aは、コンデンサセル24の柱直交方向へ切欠き形成されていることになる。
ここで、これらの正極側切欠部22aは、図9の凹部からなる正極側電気接続孔21aの一部を構成し、負極側切欠部23aは、図9の凹部からなる負極側電気接続孔21bの一部を構成する。
なお、図10に示すコンデンサモジュール2の場合、各切欠部22a、23aをコンデンサセル24の柱直交方向へ切欠き形成しているので、電子部品モジュール1U、1V、1Wは、コンデンサセル24の柱直交方向へ挿入させることになる。
(b)次に、図11に示すコンデンサモジュール2の内部構成の第2実施例について詳細に説明する。このコンデンサモジュール2のコンデンサ正極側端子22及びコンデンサ負極側端子23は、L字板状をなしている。そして、コンデンサ正極側端子22の第1面(本発明における正極第1板部)には、4つのコンデンサセル24の正極側の端面が等間隔に当接している。そして、コンデンサ正極側端子22の第1面に対して略直交方向に屈曲形成された第2面(本発明における正極第2板部)は、コンデンサセル24の外周面に隣接するようにされている。また、コンデンサ負極側端子23の第1面(本発明における負極第1板部)には、4つのコンデンサセル24の負極側の端面が等間隔に当接している。そして、コンデンサ負極側端子23の第1面に対して略直交方向に屈曲形成された第2面(本発明における負極第2板部)は、コンデンサセル24の外周面に隣接するようにされている。つまり、図11に示すように、コンデンサ正極側端子22の第1面とコンデンサ負極側端子23の第1面とが対向しており、コンデンサ正極側端子22の第2面とコンデンサ負極側端子23の第2面とが対向している。
さらに、コンデンサ正極側端子22の第2面の端側であって、隣接するコンデンサセル24の間に、等間隔に3つの正極側切欠部22aが切欠き形成されている。また、コンデンサ負極側端子23の第1面と第2面との屈曲部分であって、隣接するコンデンサセル24の間に、等間隔に3つの負極側切欠部23aが切欠き形成されている。ここで、正極側切欠部22aは、図9の凹部からなる正極側電気接続孔21aの一部を構成する。また、負極側切欠部23aは、図9の凹部からなる負極側電気接続孔21bの一部を構成する。
また、コンデンサ負極側端子23の第2面の端側であって、コンデンサ正極側端子22に形成された正極側切欠部22aに対向する位置には、非接触用切欠部23bが形成されている。この非接触用切欠部23bの切欠幅は、正極側切欠部22aの切欠幅よりも大きく形成されている。つまり、正極側切欠部22aにより構成される正極側接続孔21aに電子部品正極側端子12が挿入された場合に、非接触用切欠部23bにより、電子部品正極側端子12がコンデンサ負極側端子23に接触しないようにすることができる。
なお、図11に示すコンデンサモジュール2の場合、各切欠部22a、23aをコンデンサセル24の柱方向へ切欠き形成しているので、電子部品モジュール1U、1V、1Wは、コンデンサセル24の柱方向へ挿入させることになる。
(c)次に、図12に示すコンデンサモジュール2の内部構成の第3実施例について詳細に説明する。このコンデンサモジュール2のコンデンサ正極側端子22は、L字板状をなしている。コンデンサ正極側端子22の第1面(本発明における第1板部)には、4つのコンデンサセル24の正極側の端面が等間隔に当接している。そして、コンデンサ正極側端子22の第1面に対して略直交方向に屈曲形成された第2面(本発明における第2板部)は、コンデンサセル24の外周面に隣接するようにされている。また、コンデンサ負極側端子23は、平板状(本発明における平板部)をなしている。このコンデンサ負極側端子23には、4つのコンデンサセル24の負極側の端面が等間隔に当接している。
さらに、コンデンサ正極側端子22の第2面の端側であって、隣接するコンデンサセル24の間に、等間隔に3つの正極側切欠部22aが切欠き形成されている。また、コンデンサ負極側端子23のうちコンデンサ正極側端子22の第2面と反対側であって、隣接するコンデンサセル24の間に、等間隔に3つの負極側切欠部23aが切欠き形成されている。ここで、正極側切欠部22aは、図9の凹部からなる正極側電気接続孔21aの一部を構成する。また、負極側切欠部23aは、図9の凹部からなる負極側電気接続孔21bの一部を構成する。
また、コンデンサ負極側端子23のうちコンデンサ正極側端子22の第2面側であって、コンデンサ正極側端子22に形成された正極側切欠部22aに対向する位置には、非接触用切欠部23bが形成されている。この非接触用切欠部23bの切欠幅は、正極側切欠部22aの切欠幅よりも大きく形成されている。つまり、正極側切欠部22aにより構成される正極側接続孔21aに電子部品正極側端子12が挿入された場合に、非接触用切欠部23bにより、電子部品正極側端子12がコンデンサ負極側端子23に接触しないようにすることができる。
なお、図12に示すコンデンサモジュール2の場合、各切欠部22a、23aをコンデンサセル24の柱方向へ切欠き形成しているので、電子部品モジュール1U、1V、1Wは、コンデンサセル24の柱方向へ挿入させることになる。
(d)次に、図13に示すコンデンサモジュール2の内部構成の第4実施例について詳細に説明する。このコンデンサモジュール2のコンデンサ正極側端子22は、略コの字板状をなしている。コンデンサ正極側端子22の第1面(本発明における第1板部)には、4つのコンデンサセル24の正極側の端面が等間隔に当接している。そして、コンデンサ正極側端子22の第1面に対して略直交方向に屈曲形成された第2面(本発明における第2板部)は、コンデンサセル24の外周面に隣接するようにされている。コンデンサ正極側端子22の第2面に対して略直交方向であって、4つのコンデンサセル24の負極側の端面に対向する位置に第3面が屈曲形成されている。
また、コンデンサ負極側端子23は、L字板状をなしている。コンデンサ負極側端子23の第1面(本発明における平板部)には、4つのコンデンサセル24の負極側の端面が等間隔に当接している。さらに、このコンデンサ負極側端子23の第1面は、コンデンサ正極側端子22の第3面に隣接している。そして、コンデンサ負極側端子23の第1面に対して略直交方向に屈曲形成された第2面は、コンデンサセル24の外周面に隣接するようにされている。つまり、図13に示すように、コンデンサ正極側端子22の第2面とコンデンサ負極側端子23の第2面とが対向している。
さらに、コンデンサ正極側端子22の第2面と第3面との屈曲部分であって、隣接するコンデンサセル24の間に、等間隔に3つの正極側切欠部22aが切欠き形成されている。また、コンデンサ負極側端子23の第1面と第2面との屈曲部分であって、隣接するコンデンサセル24の間に、等間隔に3つの負極側切欠部23aが切欠き形成されている。ここで、正極側切欠部22aは、図9の凹部からなる正極側電気接続孔21aの一部を構成する。また、負極側切欠部23aは、図9の凹部からなる負極側電気接続孔21bの一部を構成する。
なお、図13に示すコンデンサモジュール2の場合、各切欠部22a、23aをコンデンサセル24の柱方向へ切欠き形成しているので、電子部品モジュール1U、1V、1Wは、コンデンサセル24の柱方向へ挿入させることになる。
(e)次に、図14及び図15に示すコンデンサモジュール2の内部構成の第5実施例及び第6実施例について詳細に説明する。このコンデンサモジュール2のコンデンサ正極側端子22及びコンデンサ負極側端子23は、それぞれ3枚に分割された平板状をなしている。そして、それぞれのコンデンサ正極側端子22及びコンデンサ負極側端子23には、1以上のコンデンサセル24の正極側の端面及び負極側の端面がそれぞれ当接している。なお、図14においては、それぞれのコンデンサ正極側端子22及びコンデンサ負極側端子23に、1つのコンデンサセル24を当接させたものを示す。また、図15においては、それぞれのコンデンサ正極側端子22及びコンデンサ負極側端子23に、2つのコンデンサセル24を当接させたものを示す。
そして、それぞれのコンデンサ正極側端子22及びコンデンサ負極側端子23には、それぞれ正極側切欠部22a及び負極側切欠部23aが形成されている。なお、これらの3枚ずつの端子22、23は、図示しない端子板により電気的に接続される。
(f)次に、図16に示すコンデンサモジュール2の内部構成の第7実施例について詳細に説明する。このコンデンサモジュール2のコンデンサ正極側端子22は、正極側平板部25及び正極側対向板26を備えている。正極側平板部25は、平板状からなり、4つのコンデンサセル24の正極側の端面が等間隔に当接している。さらに、正極側平板部25には、隣接するコンデンサセル24の間に、等間隔に3つの正極側切欠部25aが切欠き形成されている。そして、正極側対向板26は、対向配置される一対の平板からなり、それぞれ正極側切欠部25aに接合されている。さらに、正極側対向板26は、コンデンサ正極側端子22の外方及び内方へ突出している。
また、コンデンサ負極側端子23は、負極側平板部27及び負極側対向板28を備えている。負極側平板部27は、平板状からなり、4つのコンデンサセル24の負極側の端面が等間隔に当接している。さらに、負極側平板部27には、正極側平板部25に形成された正極側切欠部25aに対向する位置であって、隣接するコンデンサセル24の間に、等間隔に3つの負極側切欠部27aが形成されている。そして、負極側対向板28は、対向配置される一対の平板からなり、それぞれ負極側切欠部27aに接合されている。さらに、負極側対向板28は、コンデンサ負極側端子23の外方及び内方へ突出している。
そして、このように正極側対向板26及び負極側対向板28を設けた場合において、各対向板26、28と、電子部品モジュール1U、1V、1Wの各電子部品端子12、13との接合について図17を参照して説明する。図17に示すように、各対向板26、28の間に電子部品モジュール1U、1V、1Wの各電子部品端子12、13を挿入する。そして、対向板26、28の外方の端部と各電子部品端子12、13のうちの外方の端部とを溶接接合する。このようにして、対向板26、28と各電子部品端子12、13とを一体的に固定すると共に、電気的に接続する。
(g)次に、図18に示すコンデンサモジュール2の内部構成の第8実施例について詳細に説明する。このコンデンサモジュール2のコンデンサ正極側端子22は、正極側平板部25及び正極側突出板29を備えている。正極側平板部25は、平板状からなり、4つのコンデンサセル24の正極側の端面が等間隔に当接している。さらに、正極側平板部25には、隣接するコンデンサセル24の間に、等間隔に3つの正極側切欠部25aが切欠き形成されている。そして、正極側突出板29は、平板状からなり、それぞれの正極側切欠部25aにてコンデンサ正極側端子22の外方に正極側平板部25に対して屈曲して突出形成されている。すなわち、正極側突出板29は、正極側切欠部25aに接合されている。
また、コンデンサ負極側端子23は、負極側平板部27及び負極側突出板30を備えている。負極側平板部27は、平板状からなり、4つのコンデンサセル24の負極側の端面が等間隔に当接している。さらに、負極側平板部27には、隣接するコンデンサセル24の間に、等間隔に3つの負極側切欠部27aが切欠き形成されている。そして、負極側突出板30は、平板状からなり、それぞれの負極側切欠部27aにてコンデンサ負極側端子23の外方に負極側平板部27に対して屈曲して突出形成されている。すなわち、負極側突出30は、負極側切欠部27aに接合されている。
そして、このように正極側突出板29及び負極側突出板30を設けた場合において、各突出板29、30と、電子部品モジュール1U、1V、1Wの各電子部品端子12、13との接合について図19を参照して説明する。図19に示すように、各突出板29、30の間に電子部品モジュール1U、1V、1Wの各電子部品端子12、13を挿入する。そして、突出板29、30の外方の端部と各電子部品端子12、13のうちの外方の端部とを溶接接合する。このようにして、突出板29、30と各電子部品端子12、13とを一体的に固定すると共に、電気的に接続する。
(4.3)図8又は図9の凹部の実施例
次に、図8又は図9に示す正極側電気接続孔21a及び負極側電気接続孔21bである凹部の実施例について、図20〜図23を参照して詳細に説明する。図20は、凹部の第1実施例の斜視図を示し、図21は、凹部の第2実施例の斜視図を示す。図22は、凹部の第3実施例の斜視図を示し、図23(a)(b)は、凹部の第3実施例の正面図、平面図を示す。
(a)まず、図20を参照して、凹部の第1実施例について説明する。図20に示す凹部31は、板を屈曲して形成されている。そして、当該凹部31を形成する対向板のうち一方側は、当該対向板のうち他方側に向かって湾曲した弾性部31aを形成している。そして、この弾性部31aは、凹部31の対向板間隔を弾性的に変化できるようにしている。つまり、凹部31に電子部品正極側端子12又は電子部品負極側端子13が挿入される場合には、弾性部31aが電子部品正極側端子12又は電子部品負極側端子13に確実に当接すると共に、弾性部31aが電子部品正極側端子12又は電子部品負極側端子13を押圧保持する。
(b)次に、図21を参照して、凹部の第2実施例について説明する。図21に示す凹部32は、板を屈曲して形成されている。そして、当該凹部32を形成する対向板の何れもが、当該対向板の他方側に向かって湾曲した弾性部32a、32aを形成している。すなわち、弾性部32a、32aは、凹部32の対向板間隔を弾性的に変化できるようにしている。つまり、凹部32に電子部品正極側端子12又は電子部品負極側端子13が挿入される場合には、弾性部32a、32aが電子部品正極側端子12又は電子部品負極側端子13に確実に当接すると共に、弾性部32a、32aが電子部品正極側端子12又は電子部品負極側端子13を押圧保持する。
(c)次に、図22及び図23を参照して、凹部の第3実施例について説明する。図22及び図23に示す凹部33は、板を屈曲して形成されている。そして、当該凹部33を形成する対向板のうち一方側は、当該対向板のうち他方側に向かって湾曲した弾性部33aを形成している。そして、この弾性部33aは、凹部33の対向板間隔を弾性的に変化できるようにしている。さらに、弾性部33aのうちほぼ中央には、対向板の他方側に向かって突出した突起部33bが形成されている。この突起部33bは、部分球面状をなしている。
ここで、電子部品正極側端子12及び電子部品負極側端子13には、上記突起部33bに係合することができる貫通孔又は凹部を形成しておく。つまり、凹部33に電子部品正極側端子12又は電子部品負極側端子13が挿入される場合には、弾性部33aが電子部品正極側端子12又は電子部品負極側端子13に確実に当接すると共に、弾性部31aが電子部品正極側端子12又は電子部品負極側端子13を押圧保持する。さらに、凹部33の突起部33bが、電子部品正極側端子12又は電子部品負極側端子13の貫通孔又は凹部に係合することで、両者の位置決めがされる。
(4.4)電子部品モジュール1U、1V、1Wのコンデンサモジュール2への固定に関する実施例
次に、各相の電子部品モジュール1U、1V、1Wのコンデンサモジュール2への固定に関する実施例について、図24〜図31を参照して説明する。
(a)まず、図24及び図25を参照して、当該固定に関する第1実施例について説明する。図24は、電子部品モジュール1U等の外観斜視図を示す。図25(a)は、コンデンサモジュール2の外観斜視図を示し、図25(b)は、コンデンサモジュール2の右側面図を示す。
図24に示すように、各相の電子部品モジュール1U等は、電子部品筐体部11と、電子部品正極側端子12と、電子部品負極側端子13と、信号端子15とを備える。なお、説明を容易化するために、上記実施例の電子部品モジュール1Uの出力端子14に相当する部分を省略している。そして、電子部品筐体部11及び信号端子15は、上記実施例のものと同様であるので、説明を省略する。
電子部品正極側端子12及び電子部品負極側端子13は、凹部挿入部12a、13aと、凹部挿入部12a、13aの外端側を略直交方向に屈曲形成された締結部12b、13bとを有する。凹部挿入部12a、13aは、上記実施例の各端子12、13に相当する部分である。締結部12b、13bは、それぞれ対向しており、中央に貫通孔が形成されている。
図25(a)(b)に示すように、コンデンサモジュール2は、コンデンサ筐体部21の下面角部に、凹部からなる3つの正極側電気接続孔21a及び凹部からなる3つの負極側電気接続孔21bが形成されている。さらに、正極側電気接続孔21a及び負極側電気接続孔21bに隣接する位置であって、コンデンサ筐体部21の左右側面には、6つの雌ねじ21cが形成されている。
そして、電子部品モジュール1U等とコンデンサモジュール2とを固定する際には、まず電子部品モジュール1Uの電子部品正極側端子12の凹部挿入部12aを正極側電気接続孔21aに挿入し、電子部品負極側端子13の凹部挿入部13aを負極側電気接続孔21bに挿入する。このとき、電子部品正極側端子12の締結部12bに形成された貫通孔とコンデンサ筐体部21に形成された雌ねじ21c、及び、電子部品負極側端子13の締結部13bに形成された貫通孔とコンデンサ筐体部21に形成された雌ねじ21cがそれぞれ一致するようにする。
そして、締結用ボルト(図示せず)を締結部12b、13bに形成された貫通孔を貫通させ、コンデンサ筐体部21に形成された雌ねじ21cに螺合することで、電子部品正極側端子12及び電子部品負極側端子13とコンデンサモジュール2とを一体的に固定する。
(b)次に、図26〜図28を参照して、各相の電子部品モジュール1U、1V、1Wのコンデンサモジュール2への固定に関する第2実施例について説明する。図26は、コンデンサモジュール2の電気接続孔21a、21bの部分斜視図を示す。図27は、締結部材41の斜視図を示す。図28は、電子部品モジュール1U等をコンデンサモジュール2へ固定した状態を示す断面図である。
図26に示すように、コンデンサモジュール2の凹部からなる電気接続孔21a、21bは、コンデンサ筐体部21の左右側面から奥側に向かって開口幅が狭くなる略台形形状をなしている。詳細には、凹部からなる電気接続孔21a、21bの一方端面は、コンデンサ筐体部21の側面に対して略直交し、他方端面は、コンデンサ筐体部21の側面に対して傾斜している。さらに、コンデンサ筐体部21の左右側面には、凹部からなるそれぞれの電気接続孔21a、21bの両側に雌ねじ21dが形成されている。
また、図27に示すように、締結部材41は、板状からなり、中央が略台形状に突出している。詳細には、締結部材41は、貫通孔が形成された締結部41a、41bと、締結部41a、41bを連結し略台形状に突出したくさび状突起部41cとから構成される。くさび状突起部41cの対向板のうち一方側面は、締結部41aの端側を略直交方向に屈曲形成されている。一方、くさび状突起部41cの対向板のうち他方側面は、締結部41bの端側を傾斜した状態に屈曲形成されている。このような形状からなるくさび状突起部41cは、コンデンサモジュール2に形成された電気接続孔21a、21bに挿入可能である。
そして、電子部品モジュール1U等とコンデンサモジュール2とを固定する際には、まず電子部品モジュール1Uの電子部品正極側端子12及び電子部品負極側端子13を正極側電気接続孔21a及び負極側電気接続孔21bにそれぞれ挿入する。このとき、図28に示すように、各電子部品端子12、13は、電気接続孔21a、21bの一方端面に当接するようにしておく。
続いて、締結部材41のくさび状突起部41cをコンデンサ筐体部21の側面側から電気接続孔21a、21bに挿入する。このとき、締結部材41の締結部41a、41bに形成された貫通孔とコンデンサ筐体部21に形成された雌ねじ21dとがそれぞれ一致するようにする。
そして、締結用ボルト42を締結部41a、41bに形成された貫通孔を貫通させ、コンデンサ筐体部21に形成された雌ねじ21dに螺合する。これにより、締結部材41は、コンデンサ筐体部21に固定されると共に、電子部品正極側端子12及び電子部品負極側端子13を電気接続孔21a、21bにて押圧保持する。
(c)次に、図29〜図31を参照して、各相の電子部品モジュール1U、1V、1Wのコンデンサモジュール2への固定に関する第3実施例について説明する。図29は、コンデンサモジュール2と締結部材51とを示す斜視図である。図30は、電子部品モジュール1U等をコンデンサモジュール2へ固定した状態を示す断面図である。図31は、変形例の締結部材61を示す図である。
図29に示すように、コンデンサモジュール2のコンデンサ筐体部21の下面側には、凹部からなる正極側電気接続孔21a及び負極側電気接続孔21bがそれぞれ3つずつ形成されている。さらに、コンデンサ筐体部21の手前側の両端には、雌ねじ21eが2つ形成されている。
また、図29に示すように、締結部材51は、略L字型の連結保持部51aと、くさび状部51bとから構成される。連結保持部51aの第1面には、ほぼ中央に貫通孔が形成されている。連結保持部51aの第1面に対して略直交方向に屈曲形成された第2面は、コンデンサ筐体部21の幅とほぼ同等の長さからなる。くさび状部51bは、略矩形板状からなり、連結保持部51aの第2面側に、連結保持部51aに対して略直交するように3つ固定されている。これら3つのくさび状部51bは、コンデンサ筐体部21に形成された凹部からなる電気接続孔21a、21bに、コンデンサ筐体部21の側面側から挿入可能な大きさとしている。
そして、電子部品モジュール1U等とコンデンサモジュール2とを固定する際には、まず電子部品モジュール1Uの電子部品正極側端子12及び電子部品負極側端子13を正極側電気接続孔21a及び負極側電気接続孔21bにそれぞれ挿入する。このとき、図30に示すように、各電子部品端子12、13は、電気接続孔21a、21bのうち雌ねじ21eから遠い側の面に当接するようにしておく。
続いて、締結部材51のくさび状部51bをコンデンサ筐体部21の側面側から電気接続孔21a、21bに挿入する。そして、締結用ボルト52を連結保持部51aの第1面に形成された貫通孔を貫通させ、コンデンサ筐体部21に形成された雌ねじ21eに螺合する。これにより、締結部材41は、コンデンサ筐体部21に固定されると共に、電子部品正極側端子12及び電子部品負極側端子13を電気接続孔21a、21bにて押圧保持する。
なお、締結部材51の変形例として、図31に示す締結部材61を用いても良い。図31に示す締結部材61は、板を屈曲して形成することで、連結保持部51a及びくさび上部51bに相当する形状を形成することができる。
(5)その他
なお、上記実施例において、電子部品モジュール1U、1V、1Wは、上アーム用電子部品及び下アーム用電子部品を含む構成としたが、これに限られるものではない。例えば、上アーム用電子部品と下アーム用電子部品とをそれぞれ別個のモジュールとして構成してもよい。この場合、電子部品モジュールは、U相上アーム用電子部品モジュールと、U相下アーム用電子部品モジュールと、V相上アーム用電子部品モジュールと、V相下アーム用電子部品モジュールと、W相上アーム用電子部品モジュールと、W相下アーム用電子部品モジュールとからなる。
コンデンサモジュール2の回路図である。 本実施例の電力変換装置の回路図である。 各相の電子部品モジュール1U、1V、1Wの外観構成を示す斜視図である。 コンデンサモジュール2の外観構成を示す斜視図である。 インバータ装置全体の外観構成を示す斜視図である。 図5のA−A断面図である。 図5のB−B断面図である。 コンデンサモジュール2の他の第1実施例の斜視図である。 コンデンサモジュール2の他の第2実施例の斜視図である。 コンデンサモジュール2の内部構成の第1実施例である。 コンデンサモジュール2の内部構成の第2実施例である。 コンデンサモジュール2の内部構成の第3実施例である。 コンデンサモジュール2の内部構成の第4実施例である。 コンデンサモジュール2の内部構成の第5実施例である。 コンデンサモジュール2の内部構成の第6実施例である。 コンデンサモジュール2の内部構成の第7実施例である。 図16のコンデンサモジュール2を構成する切欠部の断面形状を示す図である。 コンデンサモジュール2の内部構成の第8実施例である。 図18のコンデンサモジュール2を構成する切欠部の断面形状を示す図である。 凹部の第1実施例の斜視図である。 凹部の第2実施例の斜視図である。 凹部の第3実施例の斜視図である。 凹部の第3実施例の正面図及び平面図である。 電子部品モジュール1U等のコンデンサモジュール2への固定に関する第1実施例における電子部品モジュール1U等の外観斜視図である。 電子部品モジュール1U等のコンデンサモジュール2への固定に関する第1実施例におけるコンデンサモジュール2の外観斜視図及び右側面図を示す。 電子部品モジュール1U等のコンデンサモジュール2への固定に関する第2実施例におけるコンデンサモジュール2の電気接続孔21a、21bの部分斜視図である。 電子部品モジュール1U等のコンデンサモジュール2への固定に関する第2実施例における締結部材41の斜視図である。 電子部品モジュール1U等のコンデンサモジュール2への固定に関する第2実施例における電子部品モジュール1U等とコンデンサモジュール2とを固定した状態を示す断面図である。 電子部品モジュール1U等のコンデンサモジュール2への固定に関する第3実施例におけるコンデンサモジュール2と締結部材51とを示す斜視図である。 電子部品モジュール1U等のコンデンサモジュール2への固定に関する第3実施例における電子部品モジュール1U等とコンデンサモジュールとを固定した状態を示す断面図である。 変形例の締結部材61を示す図である。
符号の説明
1:電力変換回路、 2:コンデンサモジュール、 1U:U相電子部品モジュール、 1V:V相電子部品モジュール、 1W:W相電子部品モジュール、 11:電子部品筐体部、 12:電子部品正極側端子、 12a:凹部挿入部、 12b:締結部、 13:電子部品負極側端子、 13a:凹部挿入部、 13b:締結部、 14:出力端子、 15:信号端子、 21:コンデンサ筐体部、 21a:正極側電気接続孔、 21b:負極側電気接続孔、 21c、21d、21e:雌ねじ、 22:コンデンサ正極側端子、 22a:正極側切欠部、 23:コンデンサ負極側端子、 23a:負極側切欠部、 23b:非接触用切欠部、 24:コンデンサセル、 25:正極側平板部、 25a:正極側切欠部、 26:正極側対向板、 27:負極側平板部、 27a:負極側切欠部、 28:負極側対向板、 29:正極側屈曲部、 30:負極側屈曲部、 31:凹部、 31a:弾性部、 32:凹部、 32a:弾性部、 33:凹部、 33a:弾性部、 33b:突起部、 41:締結部材、 41a、41b:締結部、 41c:くさび状突起部、 42:締結用ボルト、 51、61:締結部材、 51a:連結保持部、 51b:くさび状部

Claims (34)

  1. 他部品の接続端子を挿入可能であり電気的に接続可能な正極側及び負極側の電気接続孔が形成され、
    前記電気接続孔に電気的に接続可能なコンデンサセルと、
    正極側の前記電気接続孔に電気的に接続可能なコンデンサ正極側端子と、
    負極側の前記電気接続孔に電気的に接続可能なコンデンサ負極側端子と、
    を有することを特徴とするコンデンサ装置。
  2. 前記電気接続孔は、貫通孔である請求項1記載のコンデンサ装置。
  3. 前記電気接続孔は、凹部である請求項1記載のコンデンサ装置。
  4. 前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子は、板状からなり、
    正極側の前記凹部は、前記コンデンサ正極側端子に形成される正極側切欠部を含み、
    負極側の前記凹部は、前記コンデンサ負極側端子に形成される負極側切欠部を含む請求項3記載のコンデンサ装置。
  5. 前記コンデンサセルは、正極側端面及び負極側端面を有する柱状からなり、
    前記コンデンサ正極側端子は、少なくとも前記コンデンサセルの前記正極側端面に当接する平板部を有し、
    前記コンデンサ負極側端子は、少なくとも前記コンデンサセルの前記負極側端面に当接する平板部を有し、
    前記正極側切欠部及び前記負極側切欠部は、前記コンデンサセルの柱直交方向へ切欠き形成される請求項4記載のコンデンサ装置。
  6. 前記コンデンサセルは、正極側端面及び負極側端面を有する柱状からなり、
    前記コンデンサ正極側端子は、少なくとも、前記コンデンサセルの前記正極側端面に当接する正極第1板部と、該正極第1板部に略直交方向に屈曲形成され前記コンデンサセルの外周面に隣接する正極第2板部とを有し、
    前記コンデンサ負極側端子は、少なくとも、前記コンデンサセルの前記負極側端面に当接する負極第1板部と、該負極第1板部に略直交方向に屈曲形成され前記コンデンサセルの外周面を介して前記正極第2板部に対向する負極第2板部とを有し、
    前記正極側切欠部は、少なくとも前記正極第2板部に前記コンデンサセルの柱方向へ切欠き形成され、
    前記負極側切欠部は、少なくとも前記負極第2板部に前記コンデンサセルの柱方向へ切欠き形成される請求項4記載のコンデンサ装置。
  7. 前記コンデンサセルは、正極側端面及び負極側端面を有する柱状からなり、
    前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサセル負極側端子の何れか一方は、少なくとも、前記コンデンサセルの前記正極側端面及び前記負極側端面の何れか一方に当接する第1板部と、該第1板部に略直交方向に屈曲形成され前記コンデンサセルの外周面に隣接する第2板部とを有し、
    前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子の他方は、少なくとも前記正極側端面及び前記負極側端面の他方に当接する平板部を有し、
    前記正極側切欠部及び前記負極側切欠部の何れか一方は、少なくとも前記第2板部に前記コンデンサセルの柱方向へ切欠き形成され、
    前記正極側切欠部及び前記負極側切欠部の他方は、少なくとも前記平板部に前記コンデンサセルの柱直交方向へ切欠き形成される請求項4記載のコンデンサ装置。
  8. 前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子の少なくとも何れか一方は、前記正極側切欠部又は前記負極側切欠部に接合され且つ少なくとも外方に突出形成される突出板を有する請求項4〜7の何れか一項に記載のコンデンサ装置。
  9. 前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子の少なくとも何れか一方は、前記正極側切欠部又は前記負極側切欠部に接合され且つ少なくとも外方に突出して対向配置される一対の対向板を有する請求項4〜7の何れか一項に記載のコンデンサ装置。
  10. 前記凹部を形成し且つ凹幅間隔を弾性的に変化可能な凹状弾性部を備える請求項3記載のコンデンサ装置。
  11. 前記凹状弾性部は、凹幅方向に突出し且つ前記他部品の接続端子に係合可能な突起部を有する請求項10記載のコンデンサ装置。
  12. 前記コンデンサセルは、複数であり、
    前記電気接続孔は、隣接する前記コンデンサセルの間に形成される請求項1〜11の何れか一項に記載のコンデンサ装置。
  13. 正極側の前記電気接続孔は、複数であり、
    負極側の前記電気接続孔は、複数であり、正極側の前記電気接続孔に略平行に形成される請求項1〜12の何れか一項に記載のコンデンサ装置。
  14. 電子部品と前記電子部品に電気的に接続された1以上の接続端子とを有する電子部品モジュールと、
    前記電子部品モジュールの前記接続端子を挿入可能かつ前記接続端子に電気的に接続可能な電気接続孔が形成され、前記電気接続孔に電気的に接続可能なコンデンサセルを有し、前記電子部品モジュールと一体成形されたコンデンサモジュールと、
    を備えることを特徴とする電力変換装置。
  15. 前記電子部品モジュールの前記接続端子は、前記電子部品の正極側に電気的に接続された電子部品正極側端子と前記電子部品の負極側に電気的に接続された電子部品負極側端子とからなり、
    前記電気接続孔は、前記電子部品正極側端子を挿入可能な正極側の電気接続孔と前記電子部品負極側端子を挿入可能な負極側の電気接続孔からなる請求項14記載の電力変換装置。
  16. 前記コンデンサモジュールは、正極側の前記電気接続孔に電気的に接続可能なコンデンサ正極側端子と負極側の前記電気接続孔に電気的に接続可能なコンデンサ負極側端子とを有し、
    前記電子部品正極側端子が正極側の前記電気接続孔に挿入されて前記電子部品正極側端子及び前記コンデンサ正極側端子が直接的に電気的に接続され、
    前記電子部品負極側端子が負極側の前記電気接続孔に挿入されて前記電子部品負極側端子及び前記コンデンサ負極側端子が直接的に電気的に接続される請求項15記載の電力変換装置。
  17. 前記電子部品モジュールは、複数である請求項14〜16の何れか一項に記載の電力変換装置。
  18. 前記電気接続孔は、貫通孔である請求項14〜17記載の電力変換装置。
  19. 前記電気接続孔は、凹部である請求項14〜17記載の電力変換装置。
  20. 前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子は、板状からなり、
    正極側の前記凹部は、前記コンデンサ正極側端子に形成される正極側切欠部を含み、
    負極側の前記凹部は、前記コンデンサ負極側端子に形成される負極側切欠部を含む請求項19記載の電力変換装置。
  21. 前記コンデンサセルは、正極側端面及び負極側端面を有する柱状からなり、
    前記コンデンサ正極側端子は、少なくとも前記コンデンサセルの前記正極側端面に当接する平板部を有し、
    前記コンデンサ負極側端子は、少なくとも前記コンデンサセルの前記負極側端面に当接する平板部を有し、
    前記正極側切欠部及び前記負極側切欠部は、前記コンデンサセルの柱直交方向へ切欠き形成される請求項20記載の電力変換装置。
  22. 前記コンデンサセルは、正極側端面及び負極側端面を有する柱状からなり、
    前記コンデンサ正極側端子は、少なくとも、前記コンデンサセルの前記正極側端面に当接する正極第1板部と、該正極第1板部に略直交方向に屈曲形成され前記コンデンサセルの外周面に隣接する正極第2板部とを有し、
    前記コンデンサ負極側端子は、少なくとも、前記コンデンサセルの前記負極側端面に当接する負極第1板部と、該負極第1板部に略直交方向に屈曲形成され前記コンデンサセルの外周面を介して前記正極第2板部に対向する負極第2板部とを有し、
    前記正極側切欠部は、少なくとも前記正極第2板部に前記コンデンサセルの柱方向へ切欠き形成され、
    前記負極側切欠部は、少なくとも前記負極第2板部に前記コンデンサセルの柱方向へ切欠き形成される請求項20記載の電力変換装置。
  23. 前記コンデンサセルは、正極側端面及び負極側端面を有する柱状からなり、
    前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサセル負極側端子の何れか一方は、少なくとも、前記コンデンサセルの前記正極側端面及び前記負極側端面の何れか一方に当接する第1板部と、該第1板部に略直交方向に屈曲形成され前記コンデンサセルの外周面に隣接する第2板部とを有し、
    前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子の他方は、少なくとも、前記正極側端面及び前記負極側端面の他方に当接する平板部を有し、
    前記正極側切欠部及び前記負極側切欠部の何れか一方は、少なくとも前記第2板部に前記コンデンサセルの柱方向へ切欠き形成され、
    前記正極側切欠部及び前記負極側切欠部の他方は、少なくとも前記平板部に前記コンデンサセルの柱直交方向へ切欠き形成される請求項20記載の電力変換装置。
  24. 前記正極側切欠部及び前記負極側切欠部の少なくとも何れか一方は、前記電子部品正極側端子又は前記負極側端子に溶接接続される請求項20〜23の何れか一項に記載の電力変換装置。
  25. 前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子の少なくとも何れか一方は、前記正極側切欠部又は前記負極側切欠部に接合され且つ少なくとも外方に突出形成され、前記電子部品正極側端子又は前記電子部品負極側端子に溶接接続される突出板を有する請求項24記載の電力変換装置。
  26. 前記コンデンサ正極側端子及び前記コンデンサ負極側端子の少なくとも何れか一方は、前記正極側切欠部又は前記負極側切欠部に接合され且つ少なくとも外方に突出して対向配置され、前記電子部品正極側端子又は前記電子部品負極側端子に溶接接続される一対の対向板を有する請求項24記載の電力変換装置。
  27. 前記凹部を形成し且つ凹幅間隔を弾性的に変化可能であり、前記電子部品モジュールの前記接続端子を押圧保持する凹状弾性部を備える請求項19記載の電力変換装置。
  28. 前記凹状弾性部は、凹幅方向に突出し且つ前記電子部品モジュールの前記接続端子に係合可能な突起部を有する請求項27記載の電力変換装置。
  29. 前記コンデンサセルは、複数であり、
    前記電気接続孔は、隣接する前記コンデンサセルの間に形成される請求項14記載の電力変換装置。
  30. 正極側の前記電気接続孔は、複数であり、
    負極側の前記電気接続孔は、複数であり、正極側の前記電気接続孔に略平行に形成される請求項15記載の電力変換装置。
  31. 前記接続端子は、貫通孔が形成され、
    前記コンデンサモジュールは、締結穴が形成され、
    前記貫通孔を貫通させ前記締結穴に締結する締結部材を備える請求項14記載の電力変換装置。
  32. 前記電気接続孔に挿入可能かつ前記接続端子を前記電気接続孔に押圧保持するくさび状部を有するくさび状保持部を備える請求項14記載の電力変換装置。
  33. 前記くさび状保持部は、前記くさび状部に連結され貫通孔が形成された保持部を有し、
    前記コンデンサモジュールは、締結穴が形成され、
    前記貫通孔を貫通させ前記締結穴に締結して前記くさび状保持部を前記コンデンサモジュールに固定する締結部材を備える請求項32記載の電力変換装置。
  34. 前記電気接続孔は、複数からなり、
    前記くさび状保持部は、複数の前記電気接続孔に挿入可能な複数の前記くさび状部と、複数の前記くさび状部をそれぞれ連結し貫通孔が形成された連結保持部とを有し、
    前記コンデンサモジュールは、締結穴が形成され、
    前記貫通孔を貫通させ前記締結穴に締結して前記くさび状保持部を前記コンデンサモジュールに固定する締結部材を備える請求項32記載の電力変換装置。
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