JP3658482B2 - インバータ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力側コンデンサ、コイルおよび出力側コンデンサを有したフィルタ回路を備えたインバータ装置に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、スイッチング動作によって可変電圧、可変周波数を出力するインバータ装置においては、スイッチング動作の際に外部空間や電源ラインに放出されるノイズを低減するために、フィルタ回路が設けられているのが一般的である。この場合、そのフィルタ回路を構成する入力側コンデンサ、コイルおよび出力側コンデンサがそれぞれ大型であることから、図12に示すように、フィルタ回路1は、整流回路2およびインバータ回路3がケース4内に収納されてなるユニット化されたインバータ装置5とは別体に設けられている。
【0003】
しかしながら、上記した従来のものでは、フィルタ回路1がユニット化されたインバータ装置5とは別体に設けられているので、全体としての設置スペースが大きくなったり、コストが高くなるという問題点があった。また、フィルタ回路1と整流回路2とをワイヤ6によって接続する必要があるため、ワイヤ6の引回しによってはそのワイヤ6からノイズが放出されるなどしてフィルタ回路1としてのノイズ除去性能が低下するという不具合もあった。
【0004】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置全体として小形化を図ることにより、設置スペースを小さくし得て、コストを下げることができ、しかも、ノイズ除去性能の低下を防止することができるインバータ装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のインバータ装置は、
ユニット内に設けられた整流回路およびインバータ回路と、電気的に前記整流回路の前段に配置され、入力側コンデンサ、コイルおよび出力側コンデンサを有したフィルタ回路とを備えたものにおいて、
前記入力側コンデンサ、コイルおよび出力側コンデンサは、それぞれ前記ユニット内に設けられ、前記入力側コンデンサは、入力側プリント基板に実装され、前記出力側コンデンサは、前記入力側プリント基板とは別体の出力側プリント基板に実装され、前記出力側プリント基板は、前記整流回路に一体的に取付けられているところに特徴を有する(請求項1)。
【0006】
上記構成のインバータ装置によれば、フィルタ回路を構成する入力側コンデンサ、コイルおよび出力側コンデンサは、それぞれユニット内に設けられ、入力側コンデンサは、入力側プリント基板に実装され、出力側コンデンサは、入力側プリント基板とは別体の出力側プリント基板に実装されているので、インバータ装置として小形化を図ることができ、つまり、設置スペースを小さくし得て、コストを下げることができる。また、フィルタ回路と整流回路とをユニット内で接続することができ、しかも、その接続経路をユニット内で画一的に最適なものとすることができるため、ワイヤの引回しによってそのワイヤからノイズが放出される従来のものとは異なり、フィルタ回路としてのノイズ除去性能の低下を防止することができる。また、出力側プリント基板が整流回路に一体的に取付けられるので、フィルタ回路と整流回路とを接続するワイヤが不要となり、全体として一層小形化を図ることができる。
【0007】
また、前記コイルを、入力側と出力側とが異なる方向に延びるようにして分離すると良い(請求項2)。
上記構成のインバータ装置によれば、コイルにあって入力側と出力側とは異なる方向に延びるように分離されているので、フィルタ回路としての性能を一層向上させることができる。
【0008】
また、前記コイルの前記入力側および出力側にあって、一方は、前記入力側コンデンサが実装された入力側プリント基板もしくは前記出力側コンデンサが実装された出力側プリント基板に挿通されるピン形状をなすと共に、他方は、当該コイルの線材を延長することにより前記出力側プリント基板もしくは入力側プリント基板に接続されるワイヤ形状をなすように構成しても良い(請求項3)。
【0009】
上記構成のインバータ装置によれば、コイルの入力側もしくは出力側にあって、一方を、入力側プリント基板もしくは出力側プリント基板に挿通されるピン形状とし、他方を、コイルの線材を延長することによって出力側プリント基板もしくは入力側プリント基板に接続されるワイヤ形状としたので、コイルといずれかのプリント基板を接続するにあたっては、ピン形状の部分をプリント基板に挿通することによって接続することができ、組付けを容易に行うことができ、また、接続ワイヤを不要とすることができる。
【0011】
また、零相インダクタ用のコアを備え、
前記コアを、前記入力側プリント基板に接続される電源ワイヤから前記出力側プリント基板に接続される出力ワイヤに至る経路の適宜のワイヤに貫通するように構成しても良い(請求項4)。
上記構成のインバータ装置によれば、零相インダクタ用のコアは、入力側プリント基板に接続される電源ワイヤから出力側プリント基板に接続される出力ワイヤに至る経路の適宜のワイヤに貫通されるので、この零相インダクタ用のコアによってもノイズの低減を図ることができる。
【0012】
また、前記コアを、前記コイルが収納されたコイルケース内に配設するように構成しても良い(請求項5)。
上記構成のインバータ装置によれば、コアは、コイルケース内に配設されるので、ユニット内でコアを配設するためのスペースを不要とすることができ、全体として一層小形化を図ることができる。
【0013】
また、前記コアを、前記ユニットに形成された前記ワイヤを挿通するための穴部に設けるように構成しても良い(請求項6)。
上記構成のインバータ装置によれば、コアは、ユニットに形成されたワイヤを挿通するための穴部に設けられているので、ユニット内でそのコアを配設するためのスペースを不要とすることができ、全体として一層小形化を図ることができる。
【0014】
また、前記ユニットには、前記コイルケースを固定するための爪部が設けられているように構成しても良い(請求項7)。
上記構成のインバータ装置によれば、コイルケースをユニットに設けられた爪部によって固定することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施例について図1ないし図7を参照して説明する。
まず、インバータ装置の上面を開口した状態を示す図1において、インバータ装置11は、フィルタ回路12、整流回路13、リレー14、主回路コンデンサ15、16およびインバータ回路17が絶縁基板18aおよびカバー18bからなるケース18内に後述するように配設されることによってユニット化された状態で構成されている。
【0016】
図2は、上記インバータ装置11の電気的構成を概略的に示している。フィルタ回路12は、電気的に整流回路13の前段として設けられているもので、3個のコンデンサ19a〜19cからなる入力側コンデンサ回路19、三相コイル20a〜20cからなる零相リアクトクル(コモンモードコアリアクトル)20、4個のコンデンサ21a〜21dからなる出力側コンデンサ回路21が図示のように接続されて構成されている。
【0017】
整流回路13は、6個のダイオード22a〜22fがブリッジ接続されて構成されており、一方にリレー14の常開接点14aを介した直流母線23、24を通じて直流電力をインバータ回路17のインバータ主回路25に供給するようになっている。また、直流母線23、24間には平滑用の上記主回路コンデンサ15、16が接続されている。
【0018】
インバータ回路17は、インバータ主回路25と、そのインバータ主回路25のスイッチング動作を制御する制御回路26とから構成されている。インバータ主回路25は、スイッチング素子としての6個のトランジスタ27a〜27fならびに無効電流を処理するための帰還ダイオード28a〜28fが直流母線23、24間にブリッジ接続されて構成されている。以上の説明によって、インバータ装置11は、商用電源が接続された状態においてリレー14がオンすることによって動作するようになっている。
【0019】
さて、上記フィルタ回路12の構造について詳述する。
零相リアクトル20は、図3にその巻回された様子を概略的に示すように、上記各コイル20a〜20cがコア29に共通に巻回されてなる三相コイルである。そして、零相リアクトル20は、図4に示すように、コイルケース30内に設けられており、そのコイル20a〜20cの入力側34a´〜34c´は、図5に示すように、コイルケース30に突設されたピン32a〜32cに接続されている。また、コイル20a〜20cの出力側34a〜34cは、コイルケース30内に配設された零相インダクタ用のコア31(コイルはなし)を貫通した状態で配置されている。
【0020】
上記ピン32a〜32cは、図6に示すように、上記入力側コンデンサ回路19が実装された入力側プリント基板33に形成されたスルーホールに挿通されており、これにより、入力側コンデンサ回路19とコイル20a〜20cとが電気的に接続されている。また、このとき、入力側プリント基板33の裏面(入力側コンデンサ回路19が実装されている面とは反対側の面)とコイルケース30の端面とは当接した状態となっており、これにより、入力側プリント基板33がピン32a〜32cとの協働によってコイルケース30に対して機械的に固定状態とされている。
【0021】
一方、コイル20a〜20cの出力側34a〜34cは、コイル20a〜20cの線材が上記ピン32a〜32cの突出方向とは反対方向に延長されることによってワイヤ形状とされており(図4および図5参照)、そのワイヤは、ねじ型の接続端子35a〜35cによって上記出力側コンデンサ回路21が実装された出力側プリント基板35に電気的に接続されている。尚、このとき、出力側プリント基板35は、上記ねじ型の接続端子35a〜35cによって上記整流回路13に一体的に取付けられている(図1参照)。
【0022】
このように、零相リアクトル20の各コイル20a〜20cの入力側34a´〜34c´をピン32a〜32cに接続してピン形状とし、コイルケース30と入力側プリント基板33とを直接接続すると共に、出力側34a〜34cをワイヤ形状とし、コイルケース30と出力側プリント基板35とを物理的に離れた状態で接続することによって、フィルタ回路12にあって入力側と出力側とを物理的に分離することができると共に、上述したように、フィルタ回路12をケース18内のデッドスペースに配設してユニット化できるものである。
【0023】
また、上記コイルケース30は、図7に示すように、ケース18の絶縁基板18a上に載置され、絶縁基板18aに一体に形成された壁部36aに当接されていると共に、弾力性を有する爪部36bに引掛けられていることによって壁部36aと爪部36bとに挟まれた状態で絶縁基板18a、つまり、ケース18に対して固定状態とされている。
【0024】
このように上記した構成においては、インバータ装置11にあってインバータ装置11の構成部品であるフィルタ回路12をケース18内のデッドスペースに配設することによって他の構成部品である整流回路13、インバータ回路17らと共にユニット化した。また、零相リアクトル20の入力側34a´〜34c´と出力側34a〜34cとが反対方向に突出するように分離して構成した。
【0025】
そして、零相リアクトル20の入力側34a´〜34c´をピン32a〜32cに接続してピン形状とし、入力側プリント基板33がそのピン32a〜32cを介して零相リアクトル20に接続されるように構成し、出力側34a〜34cをワイヤ形状とし、零相リアクトル20と出力側プリント基板35とがそのワイヤを介して接続されるように構成した。
【0026】
また、そのとき、出力側プリント基板35を整流回路13に一体的に取付けて構成した。さらに、零相インダクタ用のコア31を、零相リアクトル20と出力側コンデンサ21を接続するワイヤの途中部位であってそのワイヤに貫通されるようにコイルケース30内に設けた。さらに、そのコイルケース30を絶縁基板18a上に載置し、壁部36aと爪部36bとに挟まれた状態でケース18に対して固定状態に設けた。
【0027】
このように第1実施例によれば、インバータ装置11を、フィルタ回路12を整流回路13、インバータ回路17らと共にケース18内のデッドスペースに配設することによってユニット化して構成したので、インバータ装置11として小形化を図ることができ、つまり、設置スペースを小さくし得て、コストを下げることができる。また、フィルタ回路12と整流回路13とを直接接続することができ、その接続経路をケース18内で最適なものとすることができるので、ワイヤの引回しによってワイヤからノイズが放出される従来のものとは異なり、フィルタ回路12としてのノイズ除去性能の低下を防止することができる。
【0028】
また、零相リアクトル20にあって入力側34a´〜34c´と出力側34a〜34cとが異なる方向に延びるように分離したので、出力側34a〜34cから入力側34a´〜34c´へのノイズの重乗が防止され、フィルタ回路12としてのノイズ除去性能を一層向上することができる。また、零相リアクトル20の入力側34a´〜34c´をピン32a〜32cによってピン形状としたので、零相リアクトル20を入力側プリント基板33に接続するにあたっては、ピン32a〜32cを入力側プリント基板33のスルーホールに挿通することによって接続することができ、組付けを容易に行うことができ、また、接続ワイヤを不要とすることができる。
【0029】
また、出力側プリント基板35を整流回路13に一体的に取付けたので、フィルタ回路12と整流回路13とを接続するワイヤが不要となり、インバータ装置11として一層小形化を図ることができる。
【0030】
また、零相インダクタ用のコア31を零相リアクトル20と出力側コンデンサ21を接続するワイヤ34a〜34cを貫通するように設けたので、この零相インダクタ用のコア31によってノイズの低減をさらに図ることができる。そして、その零相インダクタ用のコア31をコイルケース30内に設けたので、ケース18内でコア31を配設するためのスペースを不要とすることができ、インバータ装置11として一層小形化を図ることができる。
【0031】
また、ケース18内にコイルケース30を壁部36aに当接すると共に、爪部36bに引掛けることによって固定するための絶縁基板18aを設けたので、コイルケース30をケース18に対して容易に固定状態にすることができる。
【0032】
次に、本発明の第2実施例について、図8ないし図10を参照して説明する。尚、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分について説明する。
この第2実施例は、零相インダクタ用のコア31が零相リアクトル20と出力側コンデンサ回路21を接続するワイヤの途中部位に設けられている第1実施例とは異なり、図8に示すように、零相インダクタ用のコア41が電源ワイヤ42(各相ワイヤを42a〜42cで示す)、つまり、インバータ装置11の動作電源入力側に設けられている。具体的には、零相インダクタ用のコア41は、図9に示すように、入力側プリント基板33に接続された電源ワイヤ42a〜42cに貫通された状態で設けられ、図10に示すように、インバータ装置11の配線口板金43にあって電源ワイヤ42を挿通するための穴部43aに嵌込まれた状態で固定されている。
【0033】
このように第2実施例によれば、零相インダクタ用のコア41をインバータ装置11の配線口板金43にあって電源ワイヤ42を挿通するための穴部43aに設けたので、ケース18内で零相インダクタ用のコア41を配設するためのスペースを不要とすることができ、インバータ装置11として一層小形化を図ることができる。
【0034】
尚、上述した第1ならびに第2実施例で示したように、零相インダクタ用のコア31、42は、図11に示すように、フィルタ回路12内におけるワイヤおよびフィルタ回路12と外部とを接続するワイヤ、具体的には、電源ワイヤ51(42)、入力側コンデンサ回路19と零相リアクトル20とを接続するワイヤ52、零相リアクトル20と出力側コンデンサ21とを接続するワイヤ53ならびに出力ワイヤ54のうちのいずれに貫通されるように設けても良い。
【0035】
本発明は、上記実施例にのみ限定されるものでなく、次のように変形または拡張することができる。
零相リアクトル20にあって入力側34a´〜34c´をワイヤ形状としてコイルケース30と入力側プリント基板33とを物理的に離れた状態で接続すると共に、出力側34a〜34cをピン形状としてコイルケース30と出力側プリント基板35とを直接接続するように構成しても良い。
【0036】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、請求項1記載の発明によれば、インバータ装置にあってフィルタ回路を整流回路、インバータ回路らと共にユニット化して構成したので、インバータ装置として小形化を図ることができ、つまり、設置スペースを小さくし得て、コストを下げることができるようになる。また、フィルタ回路と整流回路とをユニット内で接続することができ、しかも、その接続経路をユニット内で画一的に最適なものとすることができるので、ワイヤの引回しによってはワイヤからノイズが放出される従来のものとは異なり、フィルタ回路としてのノイズ除去性能の低下を防止することができるようになる。
【0037】
請求項2記載の発明によれば、コイルにあって入力側と出力側とが異なる方向に延びるように分離したので、フィルタ回路としてのノイズ除去性能の向上を図ることができるようになる。
【0038】
請求項3記載の発明によれば、コイルにあって入力側もしくは出力側をピン形状とし、出力側もしくは入力側をコイルの線材を延長してワイヤ形状としたので、コイルをいずれかの基板に接続するにあたってはピン形状の部分をその基板に挿通することによって接続することができ、組付けを容易に行うことができるようになり、また、接続ワイヤを不要とすることができるようになる。
【0039】
請求項4記載の発明によれば、フィルタ回路と整流回路とを接続するワイヤを不要とすることができ、インバータ装置として一層小形化を図ることができるようになる。
【0040】
請求項5記載の発明によれば、零相インダクタ用のコアを入力側プリント基板に接続される電源ワイヤから出力側プリント基板に接続される出力ワイヤに至る経路の適宜のワイヤに貫通されるように構成したので、そのコアによってノイズの低減を図ることができるようになる。
【0041】
請求項6記載の発明によれば、零相インダクタ用のコアをコイルケース内に設けたので、ユニット内でコアを配設するためのスペースを不要とすることができ、インバータ装置として一層小形化を図ることができる。
【0042】
請求項7記載の発明によれば、零相インダクタ用のコアをインバータ装置にあってワイヤを挿通するための穴部に設けたので、ユニット内で零相インダクタ用のコアを配設するためのスペースを不要とすることができ、インバータ装置として一層小形化を図ることができるようになる。
【0043】
請求項8記載の発明によれば、コイルケースをユニット内に設けられた爪部に引掛けることによって、コイルケースをユニットに対して容易に固定状態に設けることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例であって上面を開口した状態を示す平面図
【図2】電気回路図
【図3】コイルがコアに巻回された状態を示す図
【図4】コイルケースをコイル側から見た斜視図
【図5】コイルケースをピン側から見た斜視図
【図6】フィルタ回路がケースから取出された状態を示す図
【図7】コイルケースおよび絶縁基板の斜視図
【図8】本発明の第2実施例を示す図1相当図
【図9】図6相当図
【図10】零相インダクタ用のコアが配線口板金の穴部に設けられた状態を示す図
【図11】基本的構成を示すフィルタ回路のブロック構成図
【図12】従来例を示すブロック構成図
【符号の説明】
図面中、11はインバータ装置、12はフィルタ回路、13は整流回路、17はインバータ回路、19は入力側コンデンサ回路、20は零相リアクトル、20a〜20cはコイル、21は出力側コンデンサ回路、30はコイルケース、31は零相インダクタ用のコア、32a〜32cはピン、33は入力側プリント基板、35は出力側プリント基板、36bは爪部、41は零相インダクタ用のコア、42は電源ワイヤ、43は配線口板金、43aは穴部、51は電源ワイヤ、54は出力ワイヤである。
Claims (7)
- ユニット内に設けられた整流回路およびインバータ回路と、電気的に前記整流回路の前段に配置され、入力側コンデンサ、コイルおよび出力側コンデンサを有したフィルタ回路とを備えたインバータ装置において、
前記入力側コンデンサ、コイルおよび出力側コンデンサは、それぞれ前記ユニット内に設けられ、前記入力側コンデンサは、入力側プリント基板に実装され、前記出力側コンデンサは、前記入力側プリント基板とは別体の出力側プリント基板に実装され、前記出力側プリント基板は、前記整流回路に一体的に取付けられていることを特徴とするインバータ装置。 - 前記コイルは、入力側と出力側とが異なる方向に延びるようにして分離されていることを特徴とする請求項1記載のインバータ装置。
- 前記コイルの前記入力側および出力側にあって、一方は、前記入力側コンデンサが実装された入力側プリント基板もしくは前記出力側コンデンサが実装された出力側プリント基板に挿通されるピン形状をなすと共に、他方は、当該コイルの線材を延長することにより前記出力側プリント基板もしくは入力側プリント基板に接続されるワイヤ形状をなすことを特徴とする請求項2記載のインバータ装置。
- 零相インダクタ用のコアを備え、
前記コアは、前記入力側プリント基板に接続される電源ワイヤから前記出力側プリント基板に接続される出力ワイヤに至る経路の適宜のワイヤに貫通されていることを特徴とする請求項3記載のインバータ装置。 - 前記コアは、前記コイルが収納されたコイルケース内に配設されていることを特徴とする請求項4記載のインバータ装置。
- 前記コアは、前記ユニットに形成された前記ワイヤを挿通するための穴部に設けられていることを特徴とする請求項4または5記載のインバータ装置。
- 前記ユニットには、前記コイルケースを固定するための爪部が設けられていることを特徴とする請求項5記載のインバータ装置。
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