JP3373035B2 - インバータ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、電気自動車の
動力源とされる誘導電動機の回転駆動に使用される、複
数のスイッチング素子を含んで成るインバータ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関に代えて電動機を動力源として
用いる電気自動車にあっては、その電動機が車載の電池
から供給される直流電力に基づいて回転駆動される。こ
のような電気自動車に用いられる電動機は、例えば、回
転制御が容易な交流電動機の一種である誘導電動機とさ
れ、その回転駆動は、例えば、特開平3-277101号公報に
も記載されている如くに、車載の電池からの直流電力を
チョッピング動作（スイッチング動作）によって交流電
力に変換するインバータ装置が用いられて行なわれる。
即ち、電気自動車の動力源とされる誘導電動機は、イン
バータ装置により、それによって車載の電池からの直流
電力が変換されて得られる交流電力が供給されて、回転
駆動されるのであり、その回転状態の制御は、インバー
タ装置の出力制御がなされることにより行なわれる。

【０００３】このような、電気自動車の動力源とされる
誘導電動機の回転駆動に用いられるインバータ装置は、
例えば、各々が複数のパワートランジスタがスイッチン
グ動作を行なうべく組み込まれて構成されたものとされ
る制御端子付きのスイッチング素子が、複数個用いられ
て形成され、それら複数のスイッチング素子の夫々が、
車載の電池、即ち、直流電源の正負極端子間に接続され
たもとでスイッチング動作を行なうものとされる。そし
て、各スイッチング素子のスイッチング動作が、制御端
子に供給される制御信号により制御されて、所望の交流
出力が得られるようにされる。

【０００４】斯かるインバータ装置を形成し、車載の電
池とされる直流電源の正負極端子間に接続されたもとで
スイッチング動作を行なう複数のスイッチング素子の夫
々には、比較的高い電圧、例えば、実効値を百数十ボル
トとする交流電圧が印加されて、比較的大なる電流、例
えば、瞬時には数百アンペアにも達する電流が流れるこ
とになる。それゆえ、例えば、各スイッチング素子にお
ける、直流電源との接続がなされるべき一対の電源端子
部の一方が、電流容量が大とされた第１の棒状導体に共
通接続されるとともに、各スイッチング素子における一
対の電源端子部の他方が、電流容量が大とされた第２の
棒状導体に共通接続され、第１の棒状導体及び第２の棒
状導体が、車載の電池における正極端子及び負極端子に
夫々接続される構成がとられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の如くに、インバ
ータ装置を形成する複数のスイッチング素子の夫々にお
ける一対の電源端子部が、夫々、第１及び第２の棒状導
体を介して直流電源における正極端子及び負極端子に接
続される構成がとられるもとにあっては、第１及び第２
の棒状導体を各スイッチング素子のスイッチング動作に
応じた電流が流れることにより、第１及び第２の棒状導
体が有するインダクタンス成分に起因する電磁ノイズが
発生するという不都合が生じる。また、斯かる各スイッ
チング素子のスイッチング動作に応じて流れる電流は比
較的大なる値をとるので、第１及び第２の棒状導体が有
する僅かな抵抗成分に起因して生じる電力損失及び発熱
が、無視できないものとなる虞もある。

【０００６】このような問題に対処すべく、第１及び第
２の棒状導体に代えて、各々が電流容量が大なるものと
され、所定の小間隔をおいて平行に配された第１の平板
状導体及び第２の平板状導体を用いることも提案されて
いる。斯かる平行に配された第１及び第２の平板状導体
が用いられるもとでは、両者間に生じる容量成分によっ
て、第１及び第２の平板状導体が有するインダクタンス
成分が実質的に打ち消されることになり、第１及び第２
の平板状導体を各スイッチング素子のスイッチング動作
に応じた電流が流れることにより発生する電磁ノイズが
低減される。しかしながら、平行に配された第１及び第
２の平板状導体が用いられる場合には、第１及び第２の
平板状導体の夫々における、直流電源における正極端子
もしくは負極端子との接続点から、複数のスイッチング
素子の各々の電源端子部との接続点までの距離が、各ス
イッチング素子について等しくされる状態とはされず、
それゆえ、各スイッチング素子についての電源路に抵抗
値の相違が生じることになり、その結果、複数のスイッ
チング素子の夫々に安定なスイッチング動作を行なわせ
ることが困難とされる虞がある。

【０００７】斯かる点に鑑み、本発明は、各々が直流電
源の正負極端子間に接続されたもとでスイッチング動作
を行なうものとされる、制御端子付きのスイッチング素
子が複数個用いられて形成され、各スイッチング素子の
スイッチング動作が、制御端子に供給される制御信号に
より制御されて、所望の交流出力が得られるようにされ
るにあたり、直流電源の正極端子及び負極端子と各スイ
ッチング素子の一対の電源端子部の各々とを夫々接続す
る接続導体における電磁ノイズの発生が抑制されるとと
もに、電力損失及び発熱等が実質的に無視できるものと
され、さらに、複数のスイッチング素子の夫々に安定な
スイッチング動作を行なわせることができて、電気自動
車の動力源とされる誘導電動機の回転駆動に使用される
に好適なものとされるインバータ装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明に係るインバータ装置は、各々が円盤状にさ
れた平板部を有する第１の導体と第２の導体とが絶縁部
材を挟んで重ね合わされて配され、第１の導体の平板部
と第２の導体の平板部とを含んで成る円盤状部を形成
し、円盤状部の中央部分に第１の導体の平板部の中央部
分及び第２の導体の平板部の中央部分から夫々伸びる一
対の直流電源接続端子部が設けられた接続導体部と、接
続導体部における円盤状部の周縁部分に、一対の直流電
源接続端子部からの距離が実質的に等しくなり、かつ、
相互間隔が実質的に等しくなる位置をもって配され、各
々における第１及び第２の電源端子部が第１及び第２の
導体に夫々接続された複数のスイッチング素子と、複数
のスイッチング素子の各々における出力端子部に接続さ
れ、直流電源接続端子部に接続される直流電源からの直
流電圧に基づき、複数のスイッチング素子のスイッチン
グ動作に応じて得られる交流電圧を導出する出力導出部
と、複数のスイッチング素子の各々における制御端子部
に接続され、複数のスイッチング素子の各々にスイッチ
ング動作を行なわせる動作制御信号を供給する制御信号
供給部とを備えて構成される。

【０００９】

【作用】このように構成される本発明に係るインバータ
装置にあっては、一対の直流電源接続端子部に接続され
る直流電源の正極端子及び負極端子と各スイッチング素
子における第１及び第２の電源端子部との間における、
直流電源の正極端子と各スイッチング素子における第１
の電源端子部との接続及び直流電源の負極端子と各スイ
ッチング素子における第２の電源端子部との接続が、夫
々、絶縁部材を挟んで重ね合わされた第１の導体及び第
２の導体を通じてなされる。従って、直流電源の正極端
子及び負極端子と各スイッチング素子における第１及び
第２の電源端子部との間の接続が、両者間に生じる容量
成分によってインダクタンス成分が実質的に打ち消され
ることになる第１及び第２の導体を介して行なわれるこ
とになるので、第１及び第２の導体を各スイッチング素
子のスイッチング動作に応じた電流が流れることにより
発生する電磁ノイズが効果的に抑制される。

【００１０】また、それとともに、複数のスイッチング
素子の各々が、第１の導体の円盤状にされた平板部，第
２の導体の円盤状にされた平板部及びそれらに挟まれた
絶縁部材が形成する円盤状部の周縁部分に分散されて配
されることにより、第１及び第２の導体における直流電
源の正極端子もしくは負極端子との接続点と複数のスイ
ッチング素子の夫々における第１の電源端部子もしくは
第２の電源端子部との接続点との間を流れる電流が、各
スイッチング素子毎に分散されることになるので、第１
及び第２の導体が有する僅かな抵抗成分に起因して生じ
る電力損失及び発熱が、実質的に無視できるものとされ
る。

【００１１】さらに、第１の導体の円盤状にされた平板
部，第２の導体の円盤状にされた平板部及びそれらに挟
まれた絶縁部材が形成する円盤状部の周縁部分に配され
る複数のスイッチング素子の各々は、一対の直流電源接
続端子部からの距離が実質的に等しくなる位置をとるも
のとされるので、第１及び第２の導体における直流電源
の正極端子もしくは負極端子との接続点から複数のスイ
ッチング素子の夫々における第１の電源端子部もしくは
第２の電源端子部との接続点までの距離が、各スイッチ
ング素子について実質的に等しくされる。それにより、
各スイッチング素子についての電源路における抵抗値の
相違が著しく小とされることになって、複数のスイッチ
ング素子の夫々が、制御端子部に供給される制御信号供
給部からの動作制御信号に基づく安定なスイッチング動
作を行なうものとされる。

【００１２】

【実施例】図１及び図２は、本発明に係るインバータ装
置の一例を示す。この例は、正極側導体１１と負極側導
体１２とが、絶縁体１３を挟み、相互に絶縁された状態
のもとに重ね合わされて成る接続導体部１４を備えてい
る。

【００１３】正極側導体１１は、全体が導電性材料によ
り製されて平底カップ状を成すものとされおり、円盤状
にされた平板部１１Ａと平板部１１Ａの周縁部分から伸
びる円筒状部１１Ｂとが一体形成されたものとされる。
そして、円盤状にされた平板部１１Ａの中央部分におい
て、平板部１１Ａと一体的に形成された棒状の正極側直
流電源接続端子部１５が、平板部１１Ａに直交する方向
に突出している。円筒状部１１Ｂは、円盤状にされた平
板部１１Ａの周縁部分から正極側直流電源接続端子部１
５が突出する方向に沿う方向に立ち上ったものとされて
おり、正極側直流電源接続端子部１５を包囲している。

【００１４】また、負極側導体１２も、全体が導電性材
料により製されて平底カップ状を成すものとされおり、
円盤状にされた平板部１２Ａと平板部１２Ａの周縁部分
から伸びる円筒状部１２Ｂとが一体形成されたものとさ
れる。そして、円盤状にされた平板部１２Ａの中央部分
において、平板部１２Ａと一体的に形成された円管状の
負極側直流電源接続端子部１６が、平板部１２Ａに直交
する方向に突出している。円筒状部１２Ｂは、円盤状に
された平板部１２Ａの周縁部分から負極側直流電源接続
端子部１６が突出する方向に沿う方向に立ち上ったもの
とされており、負極側直流電源接続端子部１６を包囲し
ている。

【００１５】このような平底カップ状を成す負極側導体
１２は、その全体が、同じく平底カップ状を成す正極側
導体１１の内側に、円管状の負極側直流電源接続端子部
１６が棒状とされた正極側直流電源接続端子部１５を包
囲するものとされ、かつ、正極側導体１１との間に所定
の小間隔が形成される状態をもって、正極側導体１１に
重ね合わされるようにして配されている。そして、正極
側導体１１と負極側導体１２との間の小間隔が、その全
体に亙って、絶縁体１３が充填されたものとなされてい
る。

【００１６】斯かる正極側導体１１，負極側導体１２、
及び、それらに挟まれた絶縁体１３によって構成される
接続導体部１４は、正極側導体１１における平板部１１
Ａと円筒状部１１Ｂ，負極側導体１２における平板部１
２Ａと円筒状部１２Ｂ、及び、それらの間に配された絶
縁体１３によって形成された円盤状部を有し、正極側導
体１１の中央部分及び負極側導体１２の中央部分に夫々
設けられた正極側直流電源接続端子部１５及び負極側直
流電源接続端子部１６が、円盤状部についての仮想中心
軸線１７に沿って突出しているものとされることにな
る。

【００１７】正極側導体１１における円筒状部１１Ｂ，
負極側導体１２における円筒状部１２Ｂ、及び、それら
の間に配された絶縁体１３は、接続導体部１４全体にお
ける円筒状部を形成しており、斯かる接続導体部１４に
おける円筒状部の内側には、３個のコンデンサ素子２
０，２１及び２２が、各々の一対の接続電極部ＬＰ及び
ＬＮが接続導体部１４の円筒状部を内側から外側へと貫
通するものとされる状態をもって、取り付けられてい
る。コンデンサ素子２０，２１及び２２の夫々の接続電
極部ＬＰは、正極側導体１１，絶縁体１３及び負極側導
体１２の夫々に設けられた透孔を通じて伸び、負極側導
体１２とは接触することなく正極側導体１１に連結さ
れ、また、コンデンサ素子２０，２１及び２２の夫々の
接続電極部ＬＮは、正極側導体１１，絶縁体１３及び負
極側導体１２の夫々に設けられた透孔を通じて伸び、正
極側導体１１とは接触することなく負極側導体１２に連
結されている。

【００１８】コンデンサ素子２０，２１及び２２の夫々
の接続電極部ＬＰと正極側導体１１との連結及びコンデ
ンサ素子２０，２１及び２２の夫々の接続電極部ＬＮと
負極側導体１２との連結は、例えば、半田付けあるいは
螺子止めによってなされ、それにより、コンデンサ素子
２０，２１及び２２の各々が、接続電極部ＬＰ及び接続
電極部ＬＮを通じて夫々正極側導体１１及び負極側導体
１２に電気的に接続されるとともに、接続導体部１４に
おける円筒状部の内面側に機械的に固定されている。こ
のようにして、接続導体部１４における円筒状部の内面
側に固定されるコンデンサ素子２０，２１及び２２は、
正極側直流電源接続端子部１５を中心にした円周上に、
１２０度の相互角度間隔をもって位置せしめられてお
り、各々が、接続導体部１４における円筒状部の内面側
から正極側直流電源接続端子部１５及び負極側直流電源
接続端子部１６に向かって突出するものとされている。

【００１９】そして、接続導体部１４における円筒状部
の外面側に突出するコンデンサ素子２０，２１及び２２
の夫々の接続電極部ＬＰ及びＬＮにおける先端部には、
３個のスイッチング素子２３，２４及び２５が、コンデ
ンサ素子２０に対してスイッチング素子２３が対応する
ものとされ、コンデンサ素子２１に対してスイッチング
素子２４が対応するものとされ、さらに、コンデンサ素
子２２に対してスイッチング素子２５が対応するものと
されて、取り付けられている。スイッチング素子２３，
２４及び２５の夫々は、同一構成を有するものとされ、
例えば、２個のスイッチング動作を行なうものとされる
パワートランジスタとそれらに対する保護の役割を果た
す２個のダイオードを含むものとされる。

【００２０】図３は、スイッチング素子２３，２４及び
２５の夫々を共通にあらわす等価回路を示す。この図３
に示される等価回路にあっては、２個のＮＰＮ型のパワ
ートランジスタ２６及び２７が、各々のコレクタ−エミ
ッタ通路が直列接続された状態をもって配されており、
また、パワートランジスタ２６のコレクタ−エミッタ通
路と並列に、ダイオード２８がそのアノードをパワート
ランジスタ２６のエミッタ側として接続されるととも
に、パワートランジスタ２７のコレクタ−エミッタ通路
と並列に、ダイオード２９がそのアノードをパワートラ
ンジスタ２７のエミッタ側として接続されている。そし
て、パワートランジスタ２６のコレクタから正極側電源
端子部３０が、パワートランジスタ２７のエミッタから
負極側電源端子部３１が、パワートランジスタ２６のエ
ミッタとパワートランジスタ２７のコレクタとの接続点
から出力端子部３２が夫々導出されており、さらに、パ
ワートランジスタ２６のベース，パワートランジスタ２
６のエミッタ，パワートランジスタ２７のベース及びパ
ワートランジスタ２７のエミッタから、夫々、制御端子
部３３，３４，３５及び３６が導出されている。

【００２１】斯かる等価回路によってあらわされるスイ
ッチング素子２３，２４及び２５の夫々にあっては、正
極側電源端子部３０及び負極側電源端子部３１が直流電
源の正極端子及び負極端子に夫々接続されたもとで、制
御端子部３３と制御端子部３４との間に供給される動作
制御信号に応じてパワートランジスタ２６がスイッチン
グ動作を行なうとともに、制御端子部３５と制御端子部
３６との間に供給される動作制御信号に応じてパワート
ランジスタ２７がスイッチング動作を行なうものとさ
れ、その結果、出力端子部３２に、直流電源からの直流
電圧に基づいて形成された交流電圧が得られる。ダイオ
ード２８は、パワートランジスタ２６のコレクタ−エミ
ッタ間に印加される電圧を制限して、パワートランジス
タ２６を過大電圧から保護し、また、ダイオード２９
は、パワートランジスタ２７のコレクタ−エミッタ間に
印加される電圧を制限して、パワートランジスタ２７を
過大電圧から保護する。

【００２２】図１及び図２にあっては、スイッチング素
子２３が、その正極側電源端子部３０及び負極側電源端
子部３１が、コンデンサ素子２０の接続電極部ＬＰ及び
接続電極部ＬＮに夫々接続され、また、その出力端子部
３２に出力導出導体３７が接続され、さらに、制御端子
部３３〜３６にコネクタ３８が連結されたものとなされ
ている。コネクタ３８からは、制御端子部３３〜３６に
夫々接続された４本の導線を内蔵した接続コード４１が
伸びている。

【００２３】同様に、スイッチング素子２４が、その正
極側電源端子部３０及び負極側電源端子部３１が、コン
デンサ素子２１の接続電極部ＬＰ及び接続電極部ＬＮに
夫々接続され、また、その出力端子部３２に出力導出導
体３７（図示されていない）が接続され、さらに、制御
端子部３３〜３６にコネクタ３９が連結されたものとな
されている。コネクタ３９からは、制御端子部３３〜３
６に夫々接続された４本の導線を内蔵した接続コード４
２が伸びている。さらに、スイッチング素子２５が、そ
の正極側電源端子部３０及び負極側電源端子部３１が、
コンデンサ素子２２の接続電極部ＬＰ及び接続電極部Ｌ
Ｎに夫々接続され、また、その出力端子部３２に出力導
出導体３７（図示されていない）が接続され、さらに、
制御端子部３３〜３６にコネクタ４０が連結されたもの
となされている。コネクタ４０からは、制御端子部３３
〜３６に夫々接続された４本の導線を内蔵した接続コー
ド４３が伸びている。

【００２４】このようにして、スイッチング素子２３
が、コンデンサ素子２０の接続電極部ＬＰ及び接続電極
部ＬＮを介して、接続導体部１４における円筒状部の外
面側に機械的に固定されるとともに、その正極側電源端
子部３０がコンデンサ素子２０の接続電極部ＬＰを通じ
て接続導体部１４の正極側導体１１との電気的接続がな
され、また、その負極側電源端子部３１がコンデンサ素
子２０の接続電極部ＬＮを通じて接続導体部１４の負極
側導体１２との電気的接続がなされるものとされる。同
様に、スイッチング素子２４が、コンデンサ素子２１の
接続電極部ＬＰ及び接続電極部ＬＮを介して、接続導体
部１４における円筒状部の外面側に機械的に固定される
とともに、その正極側電源端子部３０がコンデンサ素子
２１の接続電極部ＬＰを通じて接続導体部１４の正極側
導体１１との電気的接続がなされ、また、その負極側電
源端子部３１がコンデンサ素子２１の接続電極部ＬＮを
通じて接続導体部１４の負極側導体１２との電気的接続
がなされるものとされる。さらに、スイッチング素子２
５が、コンデンサ素子２２の接続電極部ＬＰ及び接続電
極部ＬＮを介して、接続導体部１４における円筒状部の
外面側に機械的に固定されるとともに、その正極側電源
端子部３０がコンデンサ素子２２の接続電極部ＬＰを通
じて接続導体部１４の正極側導体１１との電気的接続が
なされ、また、その負極側電源端子部３１がコンデンサ
素子２２の接続電極部ＬＮを通じて接続導体部１４の負
極側導体１２との電気的接続がなされるものとされる。

【００２５】従って、接続導体部１４における円筒状部
の外面側に固定されるスイッチング素子２３，２４及び
２５も、接続導体部１４における正極側直流電源接続端
子部１５を中心にした円周上に、１２０度の相互角度間
隔をもって位置せしめられたものとされている。このよ
うにして、スイッチング素子２３，２４及び２５が、接
続導体部１４における正極側直流電源接続端子部１５及
び負極側直流電源接続端子部１６の周囲に配置されたも
とにおいては、スイッチング素子２３の正極側電源端子
部３０と正極側導体１１との接続点（コンデンサ素子２
０の接続電極部ＬＰと正極側導体１１との接続点），ス
イッチング素子２４の正極側電源端子部３０と正極側導
体１１との接続点（コンデンサ素子２１の接続電極部Ｌ
Ｐと正極側導体１１との接続点）、及び、スイッチング
素子２５の正極側電源端子部３０と正極側導体１１との
接続点（コンデンサ素子２２の接続電極部ＬＰと正極側
導体１１との接続点）の夫々が、接続導体部１４におけ
る正極側直流電源接続端子部１５からの正極側導体１１
における平板部１１Ａ及び円筒状部１１Ｂを通じた距離
が実質的に等しくされていることになり、また、スイッ
チング素子２３の負極側電源端子部３１と負極側導体１
２との接続点（コンデンサ素子２０の接続電極部ＬＮと
負極側導体１２との接続点），スイッチング素子２４の
負極側電源端子部３１と負極側導体１２との接続点（コ
ンデンサ素子２１の接続電極部ＬＮと負極側導体１２と
の接続点）、及び、スイッチング素子２５の負極側電源
端子部３１と負極側導体１２との接続点（コンデンサ素
子２２の接続電極部ＬＮと負極側導体１２との接続点）
の夫々が、接続導体部１４における負極側直流電源接続
端子部１６からの負極側導体１２における平板部１２Ａ
及び円筒状部１２Ｂを通じた距離が実質的に等しくされ
ていることになる。

【００２６】接続導体部１４における正極側直流電源接
続端子部１５及びそれを包囲するものとされた負極側直
流電源接続端子部１６には、電源コネクタ４４が連結さ
れており、この電源コネクタ４４からは、正極側直流電
源接続端子部１５に接続された正極側導線４５及び負極
側直流電源接続端子部１６に接続された負極側導線４６
が伸びている。

【００２７】さらに、接続導体部１４における円筒状部
の外側には、それを包囲する、導電材料により形成され
て環状体を成すものとされた、スイッチング素子２３，
２４及び２５に対する放熱部材４８が配されている。放
熱部材４８にあっては、その外面部に多数の放熱フィン
４８Ｆが設けられ、また、その内面部にスイッチング素
子接触部４８Ａ，４８Ｂ及び４８Ｃが設けられている。
そして、スイッチング素子接触部４８Ａ，４８Ｂ及び４
８Ｃには、接続導体部１４における円筒状部の外面側に
固定されたスイッチング素子２３，２４及び２５の端面
が夫々当接するものとされており、放熱部材４８の全体
が、スイッチング素子２３，２４及び２５によって支持
されている。

【００２８】放熱部材４８における一端部には、導電材
料により形成された円盤状のカバー部材４９Ａが係合せ
しめられており、また、他端部にも、導電材料により形
成された円盤状のカバー部材４９Ｂが係合せしめられて
いる。カバー部材４９Ａは、コンデンサ素子２０，２１
及び２２が配された接続導体部１４における円筒状部の
内側を覆い、さらに、接続導体部１４における円筒状部
の外面側に配されたスイッチング素子２３，２４及び２
５も覆うものとされている。そして、カバー部材４９Ａ
には、コネクタ３８から伸びる接続コード４１，コネク
タ３９から伸びる接続コード４２及びコネクタ４０から
伸びる接続コード４３が導出される透孔と、電源コネク
タ４４から伸びる正極側導線４５及び負極側導線４６が
導出される透孔とが設けられている。また、カバー部材
４９Ｂには、スイッチング素子２３，２４及び２５の夫
々の出力端子部３２に接続された、出力導出導体３７が
導出される透孔が設けられている。

【００２９】このように構成される本発明に係るインバ
ータ装置の一例が動作状態におかれるに際しては、スイ
ッチング素子２３，２４及び２５の夫々の出力端子部３
２に接続された出力導出導体３７が、例えば、誘導電動
機とされる交流負荷に接続され、また、正極側導線４５
及び負極側導線４６が、直流電源の正極端子及び負極端
子に夫々接続され、さらに、接続コード４１が内蔵する
４本の導線，接続コード４２が内蔵する４本の導線及び
接続コード４３が内蔵する４本の導線が、制御信号供給
部に接続される。そして、制御信号供給部から、接続コ
ード４１が内蔵する４本の導線を通じてスイッチング素
子２３に、接続コード４２が内蔵する４本の導線を通じ
てスイッチング素子２４に、さらに、接続コード４３が
内蔵する４本の導線を通じてスイッチング素子２５に、
夫々、動作制御信号が供給される状態とされる。

【００３０】それにより、スイッチング素子２３，２４
及び２５の夫々が動作制御信号に応じたスイッチング動
作を行なうものとされ、その結果、直流電源からの直流
電圧に基づいて形成された交流電圧が、スイッチング素
子２３，２４及び２５の夫々の出力端子部３２に得ら
れ、それらがスイッチング素子２３，２４及び２５の夫
々の出力端子部３２に接続された出力導出導体３７を通
じて、交流負荷に供給される。斯かる際において、コン
デンサ素子２０，２１及び２２は、電源平滑の役割を果
たす。そして、制御信号供給部からスイッチング素子２
３，２４及び２５の夫々に供給される動作制御信号の設
定により、スイッチング素子２３の出力端子部３２に得
られる交流電圧，スイッチング素子２４の出力端子部３
２に得られる交流電圧、及び、スイッチング素子２５の
出力端子部３２に得られる交流電圧は、三相交流電圧を
形成するものとされる。

【００３１】斯かる際において、正極側導線４５を介し
て正極側直流電源接続端子部１５に接続される直流電源
の正極端子とスイッチング素子２３，２４及び２５の夫
々における正極側電源端子部３０との接続、及び、負極
側導線４６を介して負極側直流電源接続端子部１６に接
続される直流電源の負極端子とスイッチング素子２３，
２４及び２５の夫々における負極側電源端子部３１との
接続が、夫々、絶縁体１３を挟んで重ね合わされ、それ
ゆえ、両者間に生じる容量成分によってインダクタンス
成分が実質的に打ち消されることになる正極側導体１１
及び負極側導体１２を通じてなされるので、正極側導体
１１及び負極側導体１２をスイッチング素子２３，２４
及び２５の各々のスイッチング動作に応じた電流が流れ
ることにより発生する電磁ノイズが効果的に抑制され
る。

【００３２】また、それとともに、スイッチング素子２
３，２４及び２５の各々が、正極側導体１１における円
筒状部１１Ｂ及び負極側導体１２における円筒状部１２
Ｂに沿って分散されて配されるので、接続導体部１４に
おける正極側直流電源接続端子部１５と、正極側導体１
１とスイッチング素子２３，２４及び２５の夫々におけ
る正極側電源端子部３０との接続点との間を流れる電
流、及び、接続導体部１４における負流電源接続端子部
１６と、負極側導体１２とスイッチング素子２３，２４
及び２５の夫々における負極側電源端子部３１との接続
点との間を流れる電流のいずれもが、スイッチング素子
２３，２４及び２５の各々毎に分散されることになるの
で、正極側導体１１及び負極側導体１２が有する僅かな
抵抗成分に起因して生じる電力損失及び発熱が、実質的
に無視できるものとされる。また、スイッチング素子２
３，２４及び２５が、分散された位置に配されるので、
それらの放熱性が良好とされる。

【００３３】さらに、スイッチング素子２３の正極側電
源端子部３０と正極側導体１１との接続点，スイッチン
グ素子２４の正極側電源端子部３０と正極側導体１１と
の接続点、及び、スイッチング素子２５の正極側電源端
子部３０と正極側導体１１との接続点の夫々が、正極側
直流電源接続端子部１５からの正極側導体１１における
平板部１１Ａ及び円筒状部１１Ｂを通じた距離が実質的
に等しくされるとともに、スイッチング素子２３の負極
側電源端子部３１と負極側導体１２との接続点，スイッ
チング素子２４の負極側電源端子部３１と負極側導体１
２との接続点、及び、スイッチング素子２５の負極側電
源端子部３１と負極側導体１２との接続点の夫々が、負
極側直流電源接続端子部１６からの負極側導体１２にお
ける平板部１２Ａ及び円筒状部１２Ｂを通じた距離が実
質的に等しくされることにより、スイッチング素子２
３，２４及び２５の夫々についての電源路における抵抗
値の相違が著しく小とされることになって、スイッチン
グ素子２３，２４及び２５の夫々が、制御端子部３３〜
３６に供給される制御信号供給部からの動作制御信号に
基づく安定なスイッチング動作を行なうものとされる。

【００３４】図４は、図１及び図２に示される例が、誘
導電動機の回転駆動に使用されるものとされた場合の外
観を示す。図４にあっては、図１及び図２に示される例
を成すインバータ装置５０が、電気自動車の動力源とし
て用いられる誘導電動機５１に、それを回転駆動すべく
組み付けられている。このインバータ装置５０の誘導電
動機５１への組付けにあっては、インバータ装置５０
が、それにおける正極側直流電源接続端子部１５及び負
極側直流電源接続端子部１６が誘導電動機５１の回転軸
５１Ａの延長方向に突出する状態をもって、その全体が
誘導電動機５１に連結されるものとなされている。そし
て、図示されていないが、インバータ装置５０における
スイッチング素子２３，２４及び２５の各々の出力端子
部３２に接続された出力導出導体３７が、誘導電動機５
１の三相巻線に夫々接続される。このようにしてインバ
ータ装置５０と誘導電動機５１とが一体化されることに
より、両者の車載に際しての作業性が向上する。さら
に、インバータ装置５０は、その全体を覆う導電性材料
により形成された放熱部材４８及びカバー部材４９Ａ及
び４９Ｂにより、スイッチング素子２３，２４及び２５
の各々のスイッチング動作に起因するノイズの遮蔽、及
び、防塵が図られることになる。

【００３５】このようにして、インバータ装置５０が誘
導電動機５１にそれを回転駆動すべく組み付けられた場
合における、直流電源及び制御信号供給部を含めた全体
構成は、例えば、図５に示される等価回路によってあら
わされるものとされる。

【００３６】図５に示される等価回路によってあらわさ
れる構成にあっては、各々が図３に示される如くの２個
のＮＰＮ型のパワートランジスタ２６及び２７と２個の
ダイオード２８及び２９とを含んで構成されるスイッチ
ング素子２３，２４及び２５と、コンデンサ素子２０，
２１及び２２とを有したインバータ装置５０が、スイッ
チング素子２３，２４及び２５の夫々が、正極側電源端
子部３０が正極側導体１１に接続されるとともに負極側
電源端子部３１が負極側導体１２に接続され、また、出
力端子部３２が出力導出導体３７を介して誘導電動機５
１に接続されるものとなされ、さらに、コンデンサ素子
２０，２１及び２２の夫々が、接続電極部ＬＰが正極側
導体１１に接続されるとともに、接続電極部ＬＮが負極
側導体１２に接続されるものとなされて、形成されてい
る。そして、正極側導体１１が、正極側直流電源接続端
子部１５及び正極側導線４５を介して、直流電源を形成
する電気自動車に搭載された電池５２の正極端子に接続
され、また、負極側導体１２が、負極側直流電源接続端
子部１６及び負極側導線４６を介して、車載の電池５２
の負極端子に接続されている。

【００３７】さらに、インバータ装置５０にあっては、
スイッチング素子２３の制御端子部３３〜３６，スイッ
チング素子２４の制御端子部３３〜３６、及び、スイッ
チング素子２５の制御端子部３３〜３６が、夫々、接続
コード４１，４２及び４３を介して駆動回路５３に接続
されている。駆動回路５３には、制御ユニット５４が接
続されており、これら制御ユニット５４と駆動回路５３
とによって、インバータ装置５０に対する制御信号供給
部が形成されている。

【００３８】制御ユニット５４には、電気自動車に設け
られたアクセル・ユニット５５からのアクセル制御信号
ＳＡが供給されるとともに、他の制御信号群ＳＢも供給
され、制御ユニット５４は、アクセル制御信号ＳＡ及び
他の制御信号群ＳＢに基づいて、各種の制御情報信号Ｓ
Ｘを駆動回路５３に供給する。駆動回路５３は、制御ユ
ニット５４からの制御情報信号ＳＸに応じて、スイッチ
ング素子２３に対する動作制御信号を成す駆動信号群Ｓ
Ｚ１，スイッチング素子２４に対する動作制御信号を成
す駆動信号群ＳＺ２、及び、スイッチング素子２５に対
する動作制御信号を成す駆動信号群ＳＺ３を形成し、駆
動信号群ＳＺ１を接続コード４１を通じてスイッチング
素子２３の制御端子部３３〜３６に、駆動信号群ＳＺ２
を接続コード４２を通じてスイッチング素子２４の制御
端子部３３〜３６に、さらに、駆動信号群ＳＺ３を接続
コード４３を通じてスイッチング素子２５の制御端子部
３３〜３６に夫々供給する。

【００３９】それにより、スイッチング素子２３，２４
及び２５が、夫々、駆動信号群ＳＺ１，ＳＺ２及びＳＺ
３に応じたスイッチング動作を行なうものとされる。そ
の結果、スイッチング素子２３の出力端子部３２に、車
載の電池５２からの直流電圧に基づいて形成された交流
電圧Ｄ１が、スイッチング素子２４の出力端子部３２
に、車載の電池５２からの直流電圧に基づいて形成され
た交流電圧Ｄ２が、さらに、スイッチング素子２５の出
力端子部３２に、車載の電池５２からの直流電圧に基づ
いて形成された交流電圧Ｄ３が夫々得られる。これら交
流電圧Ｄ１，Ｄ２及びＤ３は、三相交流電圧を形成する
ものであって、各々が出力導出導体３７を通じて誘導電
動機５１に供給され、それにより、誘導電動機５１が回
転駆動される。

【００４０】上述の図１及び図２に示される本発明に係
るインバータ装置の例において、接続導体部１４を形成
すべく絶縁体１３を挟んで重ね合わされた正極側導体１
１及び負極側導体１２は、夫々の平板部１１Ａ及び１２
Ａにおける、例えば、コンデンサ素子２０，２１及び２
２に対向する部分の間となる部分に、適当な切抜き部が
形成されたものとなされてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
係るインバータ装置にあっては、直流電源の正極端子と
各スイッチング素子における正極側源端子部との接続及
び直流電源の負極端子と各スイッチング素子における負
極側電源端子部との接続が、夫々、絶縁部材を挟んで重
ね合わされ、それにより、両者間に生じる容量成分によ
ってインダクタンス成分が実質的に打ち消されることに
なる正極側導体及び負極側導体を介して行なわれるの
で、正極側導体及び負極側導体を各スイッチング素子の
スイッチング動作に応じた電流が流れることにより発生
する電磁ノイズが効果的に抑制される。

【００４２】また、複数のスイッチング素子の各々が、
正極側導体及び負極側導体の夫々の円盤状にされた平板
部の周縁部分に分散されて配されるので、正極側導体及
び負極側導体の夫々における直流電源の正極端子もしく
は負極端子との接続点と複数のスイッチング素子の各々
における正極側電源端子部もしくは負極側電源端子部と
の接続点との間を流れる電流が、各スイッチング素子毎
に分散されることになり、従って、正極側導体及び負極
側導体の各々が有する僅かな抵抗成分に起因して生じる
電力損失及び発熱が、実質的に無視できるものとされ
る。

【００４３】さらに、正極側導体及び負極側導体の夫々
の円盤状にされた平板部の周縁部分に配される複数のス
イッチング素子の各々が、直流電源接続端子部からの距
離が実質的に等しくなる位置をとるものとされるので、
正極側導体及び負極側導体の夫々における直流電源の正
極端子もしくは負極端子との接続点から複数のスイッチ
ング素子の夫々における正極側電源端子部もしくは負極
側電源端子部との接続点までの距離が、各スイッチング
素子について実質的に等しくされ、それにより、各スイ
ッチング素子についての電源路における抵抗値の相違が
著しく小とされることになって、複数のスイッチング素
子の夫々が、制御端子部に供給される制御信号供給部か
らの動作制御信号に基づく安定なスイッチング動作を行
なうものとされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインバータ装置の一例を示す断面
図である。

【図２】本発明に係るインバータ装置の一例を示す断面
図である。

【図３】図１及び図２に示される例に用いられるスイッ
チング素子の構成を示す等価回路図である。

【図４】図１及び図２に示される例が誘導電動機の回転
駆動に使用されるものとされた場合の外観を示す。

【図５】図１及び図２に示される例が誘導電動機の回転
駆動に使用されるものとされた場合における全体構成を
示す等価回路図である。

【符号の説明】

１１ 正極側導体 １１Ａ，１２Ａ 平板部 １１Ｂ，１２Ｂ 円筒状部 １２ 負極側導体 １３ 絶縁体 １４ 接続導体部 １５ 正極側直流電源接続端子部 １６ 負極側直流電源接続端子部 ２０，２１，２２ コンデンサ素子 ２３，２４，２５ スイッチング素子 ２６，２７ パワートランジスタ ２８，２９ ダイオード ３０ 正極側電源端子部 ３１ 負極側電源端子部 ３２ 出力端子部 ３３，３４，３５，３６ 制御端子部 ３７ 出力導出導体 ４１，４２，４３ 接続コード ４５ 正極側導線 ４６ 負極側導線 ４８ 放熱部材 ４９Ａ，４９Ｂ カバー部材 ５０ インバータ装置 ５１ 誘導電動機 ５２ 電池 ５３ 駆動回路 ５４ 制御ユニット ５５ アクセル・ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 精二 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−277101（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−209951（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−157677（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/5387 G05F 1/10 H02P 7/63

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々が円盤状にされた平板部を有する第１
   の導体と第２の導体とが絶縁部材を挟んで重ね合わされ
   て配され、上記第１の導体の平板部と上記第２の導体の
   平板部とを含んで成る円盤状部を形成し、該円盤状部の
   中央部分に上記第１の導体の平板部の中央部分及び上記
   第２の導体の平板部の中央部分から夫々伸びる一対の直
   流電源接続端子部が設けられた接続導体部と、上記円盤状部の周縁部分に、上記一対の直流電源接続端
   子部からの距離が実質的に等しくなり、かつ、相互間隔
   が実質的に等しくなる位置をもって配され、 各々におけ
   る第１及び第２の電源端子部が上記第１及び第２の導体
   に夫々接続された複数のスイッチング素子と、 該複数のスイッチング素子の各々における出力端子部に
   接続され、上記直流電源接続端子部に接続される直流電
   源からの直流電圧に基づき、上記複数のスイッチング素
   子のスイッチング動作に応じて得られる交流電圧を導出
   する出力導出部と、 上記複数のスイッチング素子の各々における制御端子部
   に接続され、上記複数のスイッチング素子の各々に上記
   スイッチング動作を行なわせる動作制御信号を供給する
   制御信号供給部と、 を備えて構成されるインバータ装置。
2. 【請求項２】一対の直流電源接続端子部が、接続導体部
   が形成する円盤状部から該円盤状部の仮想中心線に沿っ
   て突出するものとされることを特徴とする請求項１記載
   のインバータ装置。
3. 【請求項３】第１及び第２の導体の夫々が円盤状にされ
   た平板部の周縁部分から伸びる円筒状部を有し、円盤状
   部の周縁部分が一対の直流電源接続端子部が突出する方
   向に沿う方向に立ち上がる円筒状部を成すことを特徴と
   する請求項２記載のインバータ装置。
4. 【請求項４】複数のスイッチング素子が、接続導体部が
   形成する円盤状部の周縁部分が成す円筒状部の外面側に
   配されることを特徴とする請求項３記載のインバータ装
   置。
5. 【請求項５】複数のスイッチング素子の夫々における第
   １及び第２の電源端子部間にコンデンサ素子が接続さ
   れ、該コンデンサ素子が、接続導体部が形成する円盤状
   部の周縁部分が成す円筒状部の内面側に配されることを
   特徴とする請求項４記載のインバータ装置。
6. 【請求項６】複数のスイッチング素子に接触する該スイ
   ッチング素子に対する放熱部材が、接続導体部が形成す
   る円盤状部の周縁部分が成す円筒状部を包囲する環状体
   を成すものとして設けられることを特徴とする請求項４
   記載のインバータ装置。
7. 【請求項７】放熱部材が、該放熱部材の内面部に当接す
   る複数のスイッチング素子によって支持されるものとさ
   れることを特徴とする請求項６記載のインバータ装置。
8. 【請求項８】出力導出部が、電気自動車における動力源
   とされる電動機に接続され、上記電動機の回転駆動を行
   なうものとされることを特徴とする請求項１記載のイン
   バータ装置。
9. 【請求項９】出力導出部が、電気自動車における動力源
   とされる電動機に接続されるとともに、一対の直流電源
   接続端子部が上記電動機の回転軸の延長方向に突出する
   状態をもって、全体が上記電動機に連結されるものとさ
   れる請求項８記載のインバータ装置。