JP2013105657A

JP2013105657A - バスバー組立体

Info

Publication number: JP2013105657A
Application number: JP2011249636A
Authority: JP
Inventors: Naoki Inoue; 尚樹井上
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2013-05-30

Abstract

【課題】バスバー組立体において所定の静電容量を確保しつつバスバー組立体の小型化を図る。
【解決手段】板状の第１及び第２導体板（2,3）を備えたバスバー組立体において、第１導体板（2）を、２つの第２導体板（3）によって、絶縁体（4）を介して挟み込む。それぞれの第２導体板（3）の厚さ（t2,t3）は、第１導体板（2）の厚さ（t1）よりも小さくする。
【選択図】図２

Description

本発明は、２枚の板状の導体板を平行に配置したバスバー組立体に関するものである。

電源装置や電力変換装置には、２枚の板状の導体板を平行に配置した平行導体板（バスバー組立体）が配線部材として用いられる（例えば特許文献１を参照）。このようなバスバー組立体は、電源装置や電力変換装置の大容量化にともなって、大型化される傾向にある。また、前記大容量化にともなって、電力変換装置等ではサージノイズ対策も重要になり、サージノイズの低減のためには、平行導体板の間に形成される静電容量を大きくする（例えばバスバー組立体を大型化）のが有効である。

特開２００８-３０１６４３号公報

しかしながら、バスバー組立体の大型化は、電力変換装置の重量増加やコスト増加につながり、好ましくない。

本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、バスバー組立体において所定の静電容量を確保しつつバスバー組立体の小型化を図ることを目的としている。

前記の課題を解決するため、第１の発明は、
板状の第１及び第２導体板（2,3）を備えたバスバー組立体であって、
前記第１導体板（2）は、２つの前記第２導体板（3）に、絶縁体（4）を介して挟み込まれ、
それぞれの第２導体板（3）の厚さ（t2,t3）は、前記第１導体板（2）の厚さ（t1）よりも小さいことを特徴とする。

この構成では、第１導体板（2）を２枚の第２導体板（3）で挟み込むようにしてあるので、２箇所に静電容量が構成される。この構成により、第１導体板（2）と第２導体板（3）のオーバーラップ代（L）を小さくしても、第１導体板（2）と第２導体板（3）の間で所定の静電容量を確保でき、第２導体板（3）の幅方向の小型化が可能になる。そして、第２導体板（3）の厚さ（t2,t3）を、第１導体板（2）の厚さ（t1）よりも小さくしたので、３枚の同じ厚みの導体板で構成するよりも重量の増加を抑制できる。

また、第２の発明は、
第１の発明のバスバー組立体において、
前記２つの第２導体板（3）の電流容量の合計は、前記第１導体板（2）の電流容量と同じであることを特徴とする。

この構成では、第１及び第２導体板（2,3）の両者の電流容量が等しいので、両者ともがオーバースペックにならないようにサイズ等を設定できる。換言すれば、導体板（2,3）の両者を、最小限の電流容量に設定することが可能になる。

また、第３の発明は、
第２の発明のバスバー組立体において、
前記２つの第２導体板（3）の断面積の合計は、前記第１導体板（2）の断面積に等しいことを特徴とする。

この構成では、各導体板（2,3）の断面積によって電流容量が調整される。

また、第４の発明は、
第２又は第３の発明のバスバー組立体において、
２つの第２導体板（3）の厚さ（t2,t3）は、等しいことを特徴とする。

この構成では、２つの第２導体板（3）の曲げ強度が同等になる。

第１の発明によれば、バスバー組立体において所定の静電容量を確保しつつ、バスバー組立体の小型化を図ることが可能になる。

また、第２の発明によれば、第１及び第２導体板（2,3）の両者を、最小限の電流容量に設定できるので、バスバー組立体の小型化を図ることが可能になる。

また、第３の発明によれば、各導体板（2,3）の断面積の調整によってバスバー組立体の小型化を図ることが可能になる。

また、第４の発明によれば、２つの第２導体板（3）の強度が同等なので、外部からの振動に対し、これらの第２導体板（3）によって第１導体板（2）をバランスよく支持することが可能になる。

図１は、本発明の実施形態に係るバスバー組立体を適用する電力変換装置の構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態に係るバスバー組立体の構成を模式的に示す断面図である。図３は、一般的に用いられるバスバー組立体（100）の一例を比較例として模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《発明の実施形態》
〈概要〉
以下では、空気調和機などに用いられる電力変換装置に、本発明の実施形態に係るバスバー組立体を適用した例を説明する。図１は、本発明の実施形態に係るバスバー組立体（1）を適用する電力変換装置（10）の構成を示すブロック図である。この電力変換装置（10）は、直流電源（11）、直流リンク部（12）、電力変換モジュール（13）、及びバスバー組立体（1）（図１では図示を省略）を備えている。バスバー組立体（1）は、直流電源（11）と電力変換モジュール（13）との間の接続配線であり、バスバー組立体（1）上には直流リンク部（12）が形成されている。

〈直流電源（11）、直流リンク部（12）〉
直流電源（11）は、ブリッジ接続されたダイオード（図示は省略）を備え、入力された交流を全波整流する。直流電源（11）は、バスバー組立体（1）に接続されている。

直流リンク部（12）は、複数の平滑コンデンサ（12a）を備えている。各平滑コンデンサ（12a）は、例えば電解コンデンサで構成する。勿論、平滑コンデンサ（12a）は他の種類のコンデンサで構成してもよい。

そして、これらの平滑コンデンサ（12a）は、後に詳述するように、バスバー組立体（1）上に設けられて、該バスバー組立体（1）を介して直流電源（11）に接続されている。

〈電力変換モジュール（13）〉
電力変換モジュール（13）は、複数のスイッチング素子（13a）、及び還流ダイオード（13b）を備え、これらのスイッチング素子（13a）と還流ダイオード（13b）で、インバータ回路のスイッチングレグを形成している。このスイッチングレグは、パッケージに収容されている。電力変換装置（10）では、図１に示すように、３つのスイッチングレグを用いてインバータ回路を構成している。電力変換モジュール（13）は、バスバー組立体（1）に接続（例えばねじ止め）されている。

〈バスバー組立体（1）〉
図２は、本実施形態に係るバスバー組立体（1）の構成を説明する断面図である。図２では、１つの平滑コンデンサ（12a）がバスバー組立体（1）に接続された状態を示している。図２に示すように、バスバー組立体（1）は、絶縁体（4）、第１導体板（2）、及び２つの第２導体板（3）を備えている。第１導体板（2）は、２つの第２導体板（3）に、絶縁体（4）を介して挟み込まれている。絶縁体（4）は、例えば樹脂などの誘電体で形成したフィルム状の部材である。そして、図２に示すように、平滑コンデンサ（12a）の一方の端子（P）は、第１導体板（2）に固定(例えばネジ止め)されている。また、平滑コンデンサ（12a）のもう一方の端子（N）は、２枚の第２導体板（3）を貫くように、それぞれの第２導体板（3）に接続されている。なお、図２は、平滑コンデンサ（12a）の取り付け状態を模式的に示したものであり、実際の固定構造を示すものではない。

−第１及び第２導体板（2,3）−
第１及び第２導体板（2,3）は、何れも銅板で形成され、平面形状が長方形である。第１及び第２導体板（2,3）の厚さ（t1,t2,t3）や幅（w1,w2,w3）は、直流リンク部（12）で流れる電流値や、平滑コンデンサ（12a）のサイズ等を考慮して設定してある。

図３は、一般的に用いられるバスバー組立体（100）の一例を比較例として模式的に示す断面図である。図３は、平滑コンデンサ（12a）が取り付けられている状態を示している。図３の例では、同サイズの２枚の導体板（20）を絶縁体（40）を介して対向させてバスバー組立体（100）を形成している。２枚の導体板（20）が対向した箇所には静電容量（C0）が形成されている。なお、絶縁体（40）の誘電率は、本実施形態の絶縁体（4）の誘電率と同じであるものとする。また、第１導体板（2）と第２導体板（3）との距離と、バスバー組立体（100）における導体板（20）間の距離とは同じであるものとする。

本実施形態のバスバー組立体（1）では、第１導体板（2）の厚さ（t1）及び幅（w1）は、比較例のバスバー組立体（100）の導体板（20）と同じに大きさに設定してある。すなわち、ｔ１＝ｔ０、ｗ１＝ｗ０である。

それぞれの第２導体板（3）は、図２に示すように、一方の第２導体板（3）の厚さはｔ２であり、もう一方の第２導体板（3）の厚さはｔ３である。何れの第２導体板（3）の厚さ（t2,t3）も、第１導体板（2）の厚さ（t1）よりも小さくしてある。詳しくは、ｔ１＞ｔ２≧ｔ３である。また、厚さがｔ２である方の第２導体板（3）の幅はｗ２であり、厚さがｔ３である方の第２導体板（3）の幅はｗ３である。詳しくは、ｗ１＞ｗ２≧ｗ３である。

また、バスバー組立体（1）では、それぞれの第２導体板（3）が、第１導体板（2）と対向する部分(オーバーラップ部分)の幅（オーバーラップ代）は同じである。第１導体板（2）と各第２導体板（3）のオーバーラップ代（L）は、比較例のバスバー組立体（100）における導体板（20）同士のオーバーラップ代（L0）よりも小さい（Ｌ０＞Ｌ）。すなわち、各第２導体板（3）の幅（w2,w3）は、比較例のバスバー組立体（100）の導体板（20）の幅（w0）よりも小さい（図２を参照）。

第１導体板（2）と第２導体板（3）のそれぞれのオーバーラップ部分には、静電容量（C1,C2）が形成される。本実施形態におけるオーバーラップ代（L）は比較例のバスバー組立体（100）におけるオーバーラップ代（L0）よりも小さいので、それぞれの静電容量（C1,C2）の大きさは、比較例のバスバー組立体（100）における静電容量（C0）よりも小さい。例えば、Ｌ＝Ｌ０／２であれば、バスバー組立体（1）全体としては、比較例のバスバー組立体（100）と同じ大きさの静電容量が形成されることになる。

〈本実施形態における効果〉
本実施形態では、第１導体板（2）を２枚の第２導体板（3）で挟み込むようにして２箇所に静電容量を形成している。この構成により、オーバーラップ代（L）の調整（各導体板（2,3）の幅（w1,w2,w3）の調整）によって、第１導体板（2）と第２導体板（3）の磁気的な結合による静電容量の調整を行える。例えば前記のようにＬ＝Ｌ０／２とすれば、第１導体板（2）と第２導体板（3）のオーバーラップ代（L）を比較例のバスバー組立体（100）におけるオーバーラップ代（L0）よりも小さくして幅方向の小型化を図りつつ、比較例のバスバー組立体（100）と同等の静電容量を確保できる。前記の例では図２で破線で囲んだ部分が断面積だけ小型化できている。

また、各第２導体板（3）の厚さ（t2,t3）を、第１導体板（2）の厚さ（t1）よりも小さくしたので、第２導体板（3）を２枚としても重量の増加を抑制できる。

以上のように、本実施形態では、バスバー組立体において、所定の静電容量を確保しつつ、小型化を図ることができるのである。

また、第１導体板（2）を２枚の第２導体板（3）で挟み込むようにしたので、外部からの振動（例えば、電力変換装置によって給電されるモータの振動や、電力変換装置を車載することにより受ける振動など）の吸収が可能になる。さらには、前記のようにバスバー組立体（1）が小型化（軽量化）されたことでも、バスバー組立体（1）自体の振動のエネルギーが小さくなる。すなわち、本実施形態は、振動に対する耐久性の向上を期待できる。

特に、２つの第２導体板（3）の厚さ（t2,t3）を等しくすれば、２つの第２導体板（3）の曲げ強度が同じになる。それゆえ、外部からの振動に対し、これらの第２導体板（3）によって、第１導体板（2）をバランスよく支持することが可能になる。

《その他の実施形態》
〈１〉なお、２つの第２導体板（3）の電流容量の合計は、前記第１導体板（2）の電流容量と同じであるのが望ましい。こうすることで、両者ともがオーバースペックにならないようにサイズ等を設定できる。換言すれば、第１及び第２導体板（2,3）の両者を、最小限の電流容量に設定することが可能になる。例えば、２つの第２導体板（3）の断面積の合計と、第１導体板（2）の断面積とを等しくすることで、第１導体板（2）の小型化が可能になる。具体的には、第１及び第２導体板（2,3）の一方或いは両方の厚さ（t1,t2,t3）を調整して断面積を調整することが考えられる。

〈２〉また、バスバー組立体（1）において形成される静電容量（C1,C2）の大きさは、第１導体板（2）と第２導体板（3）との距離を調整したり、絶縁体（4）の誘電率を調整したりすることで調整してもよい。

〈３〉また、バスバー組立体（1）に取り付けた平滑コンデンサ（12a）や電力変換モジュール（13）は例示である。

本発明は、２枚の板状の導体板を平行に配置したバスバー組立体として有用である。

１バスバー組立体
２第１導体板
３第２導体板
４絶縁体

Claims

板状の第１及び第２導体板（2,3）を備えたバスバー組立体であって、
前記第１導体板（2）は、２つの前記第２導体板（3）に、絶縁体（4）を介して挟み込まれ、
それぞれの第２導体板（3）の厚さ（t2,t3）は、前記第１導体板（2）の厚さ（t1）よりも小さいことを特徴とするバスバー組立体。
請求項１のバスバー組立体において、
前記２つの第２導体板（3）の電流容量の合計は、前記第１導体板（2）の電流容量と同じであることを特徴とするバスバー組立体。
請求項２のバスバー組立体において、
前記２つの第２導体板（3）の断面積の合計は、前記第１導体板（2）の断面積に等しいことを特徴とするバスバー組立体。
請求項２又は請求項３のバスバー組立体において、
２つの第２導体板（3）の厚さ（t2,t3）は、等しいことを特徴とするバスバー組立体。