JP5797220B2 - キャパシタモジュール - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置、及び電力変換装置に内蔵されるキャパシタモジュールに関する。

環境悪化の防止や、エネルギー事情等の諸問題に鑑み、化石燃料を用いた車両から、電気自動車やハイブリッド車への移行が検討されている。電気自動車やハイブリッド車においては、電力変換装置及び周辺機器の小型化や軽量化が望まれている。

特許文献１は、一種類のコンデンサケースでありながら、多様な電力変換装置の仕様に対応することができる、ケースモールド型コンデンサを開示している。特許文献１に記載されているケースモールド型コンデンサでは、ケースの一部に、センサ、抵抗、ヒューズ、サーミスタ等の電子部品を搭載する電子部品搭載部を設けてある。

特開２００８−２５１９５３号公報

本発明の目的は、電源の分配を省スペースで行うことが可能な、キャパシタモジュールを提供することを目的としている。

以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明によるキャパシタモジュール（１００）は、正極入力端子（１０２Ｐ）と、負極入力端子（１０２Ｎ）と、電荷を蓄積するキャパシタ（１１０）と、正極導体（１１２Ｐ）と、負極導体（１１２Ｎ）と、外部の補器の正極に接続するための正極補器端子（１０３Ｐ）と、外部の補器の負極に接続するための負極補器端子（負極分岐端子１０５Ｎ、負極補器端子１０３Ｎ）とを備える。前記正極導体（１１２Ｐ）は、前記キャパシタ（１１０）の第１極と、前記正極入力端子（１０２Ｐ）と、を接続すると共に、前記正極補器端子（１０３Ｐ）と導通させるものである。前記負極導体（１１２Ｎ）は、前記キャパシタ（１１０）の第２極と、前記負極入力端子（１０２Ｎ）と、を接続すると共に、前記負極補器端子（負極分岐端子１０５Ｎ、負極補器端子１０３Ｎ）と導通させるものである。

また、本発明によるキャパシタモジュール（１００）は、ヒューズ（１４０）を収容するためのヒューズ収容部（１０６）を備える。また、前記正極導体（１１２Ｐ）と前記正極補器端子（１０３Ｐ）との間、又は前記負極導体（１１２Ｎ）と前記負極補器端子（１０３Ｎ）との間に、前記ヒューズ（１４０）の第１端子及び第２端子を接続するための第１ヒューズ用端子（正極分岐端子１０４、負極分岐端子１０４Ｎ）及び第２ヒューズ用端子（補器導体１１３、負極補器導体１１３Ｎ）を備える。

また、本発明によるキャパシタモジュール（１００）は、前記正極導体（１１２Ｐ）と前記正極補器端子（１０３Ｐ）との間、又は前記負極導体（１１２Ｎ）と前記負極補器端子（１０３Ｎ）との間に、ヒューズ（１４０）を備える。

また、前記正極補器端子（１０３Ｐ）及び前記負極補器端子（負極分岐端子１０５Ｎ、負極補器端子１０３Ｎ）は、平行に配置されている。

本発明による電力変換装置（８）は、キャパシタモジュール（１００）を搭載する筐体（１０）と、直流電源に接続する直流コネクタ（１３２）と、直流電源を分岐して外部の補器に供給する補器コネクタ（１３６）とを備える。前記キャパシタモジュール（１００）は、正極入力端子（１０２Ｐ）と、負極入力端子（１０２Ｎ）と、電荷を蓄積するキャパシタ（１１０）と、正極導体（１１２Ｐ）と、負極導体（１１２Ｎ）と、外部の補器の正極に接続するための正極補器端子（１０３Ｐ）と、外部の補器の負極に接続するための負極補器端子（負極分岐端子１０５Ｎ、負極補器端子１０３Ｎ）とを備える。前記キャパシタモジュール（１００）における前記正極導体（１１２Ｐ）は、前記キャパシタ（１１０）の第１極と、前記正極入力端子（１０２Ｐ）と、を接続すると共に、前記正極補器端子（１０３Ｐ）と導通させるものである。前記キャパシタモジュール（１００）における前記負極導体（１１２Ｎ）は、前記キャパシタ（１１０）の第２極と、前記負極入力端子（１０２Ｎ）と、を接続すると共に、前記負極補器端子（負極分岐端子１０５Ｎ、負極補器端子１０３Ｎ）と導通させるものである。前記直流コネクタ（１３２）は、前記筐体（１０）の外壁に取り付けられ、前記正極入力端子（１０２Ｐ）及び負極入力端子（１０２Ｎ）と接続される。前記補器コネクタ（１３６）は、前記筐体（１０）の外壁に取り付けられ、前記正極補器端子（１０３Ｐ）及び負極補器端子（負極分岐端子１０５Ｎ、負極補器端子１０３Ｎ）と接続される。

本発明によれば、電源の分配を、省スペースで行うことができる。

図１は、電力変換装置の全体構成を説明する分解斜視図である。 図２は、電力変換装置の全体構成を説明する分解斜視図である。 図３は、電力変換装置のスイッチング部周辺の回路図である。 図４は、バスバーアッセンブリを斜下方から観察した斜視図である。 図５は、キャパシタモジュールを斜下方から観察した斜視図である。 図６は、電力線の負極側にヒューズを挿入した実施形態の回路図である。

添付図面を参照して、電力変換装置、及びキャパシタモジュールの実施例について以下に説明する。

（全体構成）
先ず、図１、図２及び図３を参照して、電力変換装置８の全体構成について説明する。電力変換装置８は、筐体１０に収容される電力変換モジュール３０と、バスバーアッセンブリ４０と、電流センサユニット６６と、制御基板７０（図１参照）と、キャパシタモジュール１００（図２参照）とを備えている。また、筐体１０の外壁には、交流コネクタ１３１、直流コネクタ１３２及び制御コネクタ１３８が取り付けられている（図２参照）。

図３を参照して、電力変換モジュール３０は、スイッチング素子３４を収容するアッセンブリである。電力変換モジュール３０は、直流を三相交流に変換、又は三相交流を直流に変換するモジュールである。

図１及び図３を参照して、電流センサユニット６６は、電力変換モジュール３０から出力されるＵ、Ｖ、Ｗの各相の電流を検出する。

図１及び図３を参照して、制御基板７０は、電力変換モジュール３０におけるスイッチング素子３４に対してスイッチング動作の制御を行う。

図２及び図３を参照して、キャパシタモジュール１００は、キャパシタ１１０等を収容するモジュールである。図３の回路図に示すように、キャパシタモジュール１００には、電荷を蓄積するキャパシタ１１０、及び２つのＹキャパシタ１１１が実装されている。キャパシタモジュール１００は、単にキャパシタ１１０及びＹキャパシタ１１１を実装しているだけでなく、直流電源を分岐して外部の補器に出力するジャンクション機能を有している。キャパシタモジュール１００の詳細については、後段にて改めて説明する。

図１、図２及び図４を参照して、バスバーアッセンブリ４０は、直流バスバー４２と交流バスバー４１とを、絶縁基材４８を用いて異種材一体成形により構成したものである。交流バスバー４１は、電力変換モジュール３０と、交流コネクタ１３１との間を接続する。直流バスバー４２は、電力変換モジュール３０と、直流コネクタ１３２との間を接続する。

（筐体１０の説明）
次に、図１及び図２を参照して、筐体１０の構成について説明する。なお、電力変換装置８のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向について、図１及び図２に示すように直交座標系を用いて説明する。ここで、筐体開口１２が存在する方向を、電力変換装置８の上方向と定義すると共に、＋Ｚ方向と定義する。そして、内底部１３が存在する方向を、下方向と定義すると共に、−Ｚ方向と定義する。また図１及び図２において、筐体１０の側壁は、内部の構成を説明する目的で、一部を切除して表している。

筐体１０は、上部に筐体開口１２を有する枡形の形状を有する。図２を参照して、筐体１０の側壁には、回転電機と結線するための交流コネクタ１３１と、電池や発電機等の電源と結線するための直流コネクタ１３２とを備えている。筐体１０の側壁には、電源をポンプや空調機器等の補器に供給する補器コネクタ１３６を備えている。この補器コネクタ１３６に対して供給される電源には、直流コネクタ１３２から供給される電源を用いる。また、筐体１０の側壁には、電力変換モジュール３０を制御する信号の入出力を行う制御コネクタ１３８を備えている。

図２を参照して、直流コネクタ１３２から供給される電源は、バスバーアッセンブリ４０を経由してキャパシタモジュール１００に供給される。そして、キャパシタモジュール１００に形成されている正極分岐端子１０４、ヒューズ１４０、及び正極補器端子１０３Ｐと、負極分岐端子１０５Ｎ（負極補器端子の一形態）とを経由して、補器コネクタ１３６の補器端子１３７に供給される。

筐体１０の外底部には、電力変換モジュール３０の放熱部を冷却するための、液体の流路を形成する下カバー８０が、接合等により取り付けてある。

図２を参照して、下カバー８０には、冷却用の媒体の供給と排出とを行うための冷却用ユニオン８１が形成されている。冷却用ユニオン８１を形成する方向は、同図に示すＹ方向に限定するものではなく、用途に応じて他の方向に向けて形成することができる。筐体１０の外底部と下カバー８０とで形成される外底部の空間には、冷却媒体流路が形成されている。

図１を参照して、筐体１０の内底部１３には、電力変換モジュール３０の下面に形成されている放熱部を、冷却媒体流路に露出させるための、冷却用開孔１６が開設されている。内底部１３に開設されている冷却用開孔１６の周囲には、筐体１０の外底部と電力変換モジュール３０との間で気密性を保つパッキン２０を配設するための、パッキン溝２４が形成されている。

筐体１０の内底部１３には、螺子９８を用いて電力変換モジュール３０を取り付けるための、取付部１８が形成されている。筐体１０の内部には、螺子９９を用いてバスバーアッセンブリ４０を取り付けるための、取付部１９が形成されている。

図２を参照して、筐体１０の内部には、螺子９７を用いてキャパシタモジュール１００を取り付けるための取付部１７が形成されている。筐体１０の内部には、螺子９５を用いて上カバー８４を取り付けるための、取付部１５が形成されている。

図２を参照して、筐体１０の側壁には、正極入力端子１０２Ｐ及び負極入力端子１０２Ｎをそれぞれ締結する際の、キャパシタ端子用貫通孔１１を開設してある。これにより、キャパシタ用端子４２ＦＰ、４２ＦＮに対する、キャパシタ端子孔１０１Ｐ、１０１Ｎの取付作業が容易となる。なお、キャパシタ用端子４２ＦＰ、４２ＦＮと、キャパシタ端子孔１０１Ｐ、１０１Ｎとの取付作業が終了した後には、キャパシタ端子用貫通孔１１を塞ぐための、キャパシタ端子カバー１０８を、筐体１０の側壁に取り付ける。なお、２つの正極入力端子１０２Ｐ及び負極入力端子１０２Ｎを総称して、入力端子１０２と定義する。また、２つのキャパシタ用端子４２ＦＰ、４２ＦＮを総称して、キャパシタ用端子４２Ｆと定義する。

筐体１０における筐体開口１２側の上部端面には、上カバー８４との間で気密性を保つ上カバーパッキン２１を配設するための、パッキン溝２２が形成されている。

（電力変換モジュール３０の説明）
次に、電力変換モジュール３０の構成について図を参照して説明する。図３を参照して、電力変換モジュール３０には、ＩＧＢＴ(絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ)等のスイッチング素子３４と、正極用のスイッチング素子３４に電流を供給する母線３５と、負極用のスイッチング素子３４から電流を回収する負極の母線３６とが配置されている。母線３５及び母線３６は、それぞれ直流端子３２及びキャパシタ用端子４２Ｆに接続されている。正極用及び負極用のスイッチング素子３４の直列接続点（三相交流点Ｕ、Ｖ、Ｗ）は、それぞれ交流端子３１に接続されている。

電力変換モジュール３０には、ドライブ基板３９が配置されている。ドライブ基板３９は、制御ケーブル２３を介してＰＷＭ信号（Ｕ、Ｖ、Ｗ、／Ｕ、／Ｖ、／Ｗ）を制御基板７０から入力し、三相交流点Ｕ、Ｖ、Ｗの電圧を参酌して、スイッチング素子３４のゲート駆動信号を出力する。また、電力変換モジュール３０からは、温度検出信号（図示せず。）が、制御ケーブル２３を介して、制御基板７０に出力される。

図１を参照して、電力変換モジュール３０の上部には、交流端子３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗと、直流端子３２Ｐ、３２Ｎとが形成されている。交流端子３１Ｕ、交流端子３１Ｖ、及び交流端子３１Ｗを総称して、交流端子３１と定義する。また、直流端子３２Ｐ及び直流端子３２Ｎを総称して、直流端子３２と定義する。

電力変換モジュール３０には、螺子９８を用いて内底部１３の取付部１８に対して取り付けるための、取付孔３８が開設されている。電力変換モジュール３０の上面には、制御基板７０との間で結線する制御ケーブル２３を接続するための、制御用コネクタ３３が配置されている。

（バスバーアッセンブリ４０の説明）
図１及び図４を参照して、バスバーアッセンブリ４０の構成について説明する。バスバーアッセンブリ４０は、筐体１０の内底部１３に取り付けられている電力変換モジュール３０に対して、筐体開口１２の側から電力変換モジュール３０の上方に被せて、結線と取り付けを行うものである。

図１及び図２を参照して、バスバーアッセンブリ４０は、３個の独立した交流バスバー４１と、２個の独立した直流バスバー４２とを備えている。３個の交流バスバー４１は、電力変換モジュール３０に形成されている交流端子３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗと、交流コネクタ１３１に成形されているコネクタ交流端子１３１ＣＵ、１３１ＣＶ、１３１ＣＷとを、それぞれ結線する。

２個の直流バスバー４２は、電力変換モジュール３０に形成されている直流端子３２Ｐ、３２Ｎと、直流コネクタ１３２に成形されているコネクタ直流端子１３２ＣＰ、１３２ＣＮとを、それぞれ結線する。

図１を参照して、バスバーアッセンブリ４０には、筐体１０に形成されている取付部１９に対して、螺子９９を用いて取り付けるための取付部４９が形成されている。取付部４９は、金属製のカラーを異種材一体成形することにより形成することができる。

図１及び図４を参照して、バスバーアッセンブリ４０には、電流センサユニット６６を、下方から螺子９４を用いて取り付けるための、取付部４４が形成されている。取付部４４は、インサートナットを異種材一体成形することより、成形することができる。

図１を参照して、バスバーアッセンブリ４０には、放電抵抗６０を、上方から螺子９３を用いて取り付けるための、取付部４３が形成されている。また、バスバーアッセンブリ４０には、制御基板７０及びシールドプレート２７を、上方から螺子９６を用いて取り付けるための、取付部４６が形成されている。取付部４３及び取付部４６は、インサートナットを異種材一体成形することより、成形することができる。

バスバーアッセンブリ４０の上面には、位置決ピン４５を立設させてある。位置決ピン４５は、制御基板７０及びシールドプレート２７に形成されている、位置決用開孔２５、７５に挿通させて位置決めを行うものである。

バスバーアッセンブリ４０の絶縁基材４８には、放電抵抗６０を収容する放電抵抗収容部６２が開設されている。また、バスバーアッセンブリ４０の絶縁基材天板４８Ｔには、下方に配置されている電力変換モジュール３０から、上方に配置されている制御基板７０に対して接続する、制御ケーブル２３を挿通するための、ケーブル貫通孔５１が開設されている。

バスバーアッセンブリ４０の絶縁基材天板４８Ｔには、電流センサユニット６６から延出している電流センサケーブル６７及びそのコネクタを、下方から上方に向けて挿通するための、ケーブル貫通孔５６が開設されている。また、バスバーアッセンブリ４０の絶縁基材天板４８Ｔには、螺子９１を用いて螺合作業を行う際に、螺子９１及び接続工具を挿通させるための螺合貫通孔５０が開設されている。

図１及び図２に示すバスバーアッセンブリ４０は、電力変換装置８を小型化するために、入力端子１０２の結線作業を、筐体１０の側方から行うように構成してある。従って、バスバーアッセンブリ４０における２つのキャパシタ用端子４２ＦＰ、４２ＦＮは、筐体１０の筐体内壁１４に対して平行に形成されている。このキャパシタ用端子４２Ｆは、直流接続部４２Ｔ及び交流接続部４１Ｔに対して直角に配置されている（図２及び図４参照）。

一般にキャパシタモジュール１００は、大きな体積が必要となるために、電力変換装置８に占める体積もたいへん大きなものとなっている。もし、キャパシタ用端子（４２Ｆ）をＸ−Ｙ平面に対して平行に形成した場合には、キャパシタモジュール（１００）における入力端子（１０２）を、筐体１０の筐体開口１２と平行に配置する必要が生ずる。更に、入力端子（１０２）を、キャパシタモジュール（１００）の平面外形よりも外側に配置する必要が生ずる。この場合には、電力変換装置（８）の外形が大型化してしまい、重量増やコストアップを招くことになる。

バスバーアッセンブリ４０におけるキャパシタ用端子４２Ｆを、筐体１０の筐体内壁１４に対して平行に形成することによって、キャパシタモジュール１００に内蔵したキャパシタの容量を確保しつつ、電力変換装置８のＸ−Ｙ平面内における投影面積を少なくして、電力変換装置８の小型化と、省スペース化を図り、軽量化を実現している（図２参照）。

交流バスバー４１の交流接続部４１ＴＵ、４１ＴＶ、４１ＴＷ（図４参照）と、電力変換モジュール３０の交流端子３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗ（図１参照）とは、それぞれ螺子９１を用いて、筐体開口１２側から接続する。また、交流バスバー４１の交流接続部４１ＣＵ、４１ＣＶ、４１ＣＷと、コネクタ交流端子１３１ＣＵ、１３１ＣＶ、１３１ＣＷとは、それぞれ螺子９１を用いて、筐体開口１２側から接続する（図２参照）。交流バスバー４１における交流接続部４１ＴＵ、交流接続部４１ＴＶ、及び交流接続部４１ＴＷを総称して、交流接続部４１Ｔと定義する。また、交流接続部４１ＣＵ、交流接続部４１ＣＶ、及び交流接続部４１ＣＷを総称して、交流接続部４１Ｃと定義する。

直流端子３２Ｐ、３２Ｎと、直流バスバー４２に形成されている直流接続部４２ＴＰ、４２ＴＮ（図２参照）とは、それぞれ螺子９１を用いて、筐体開口１２側から接続する。コネクタ直流端子１３２ＣＰ、１３２ＣＮと、直流バスバー４２に成形されている直流接続部４２ＣＰ、４２ＣＮとは、それぞれ螺子９１を用いて、筐体開口１２側から接続する（図２参照）。直流接続部４２ＣＰ、及び直流接続部４２ＣＮを総称して、直流接続部４２Ｃと定義する。直流接続部４２ＴＰ及び直流接続部４２ＴＮを総称して、直流接続部４２Ｔと定義する。

図４を参照して、絶縁基材天板４８Ｔには、螺子９１を用いて螺合作業を行う際に、螺子９１及び接続工具を挿通させるための螺合貫通孔５０を開設してある。これにより、バスバーアッセンブリ４０の上方から、直流接続部４２Ｔ及び交流接続部４１Ｔに対して、作業を行うことが可能となる。

図４を参照して、交流バスバー４１の交流接続部４１Ｔは、バスバーアッセンブリ４０における絶縁基材４８の内壁から、Ｕ、Ｖ、Ｗの三相の交流バスバー４１をそれぞれ延出させて形成してある。絶縁基材４８の内壁から交流接続部４１Ｔまでの間には、電流センサユニット６６（図１参照）に形成されている電流検出開孔６８に挿通するための、導体延出部５８を形成してある。導体延出部５８に電流センサユニット６６を取り付けることによって、電力変換装置８において省スペース化を図ると共に、組立作業の容易化を図ることができる。

図４に示すように、バスバーアッセンブリ４０における交流接続部４１Ｃ、及び直流接続部４２Ｃの延出基部には、交流バスバー４１及び直流バスバー４２の周囲を覆う絶縁基材延出部４８Ｅを形成してある。

（電流センサユニット６６の説明）
電流センサユニット６６には、それぞれの交流バスバー４１の導体延出部５８（図４参照）を挿通させるための、電流検出開孔６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗが開設されている。電流検出開孔６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗは、カレントトランスを用いて、それぞれの交流バスバー４１に流れる電流を測定するための開孔である。

電流センサユニット６６からは、制御基板７０に対して接続するための、電流センサケーブル６７及びそのコネクタが延出している。電流センサユニット６６には、螺子９４を用いてバスバーアッセンブリ４０に取り付けるための、取付部６４が形成されている。電流センサユニット６６は、バスバーアッセンブリ４０を筐体１０及び電力変換モジュール３０に対して取り付ける前の工程で、予めバスバーアッセンブリ４０に対して取り付けておく。

（放電抵抗６０の説明）
図１を参照して、放電抵抗６０には、キャパシタモジュール１００の負極分岐端子１０５Ｎ及び正極端子１０５Ｐと結線するための、放電抵抗端子６１が形成されている。また、放電抵抗６０には、バスバーアッセンブリ４０に取り付けるための、取付部６３が形成されている。

（シールドプレート２７の説明）
図１を参照して、シールドプレート２７は、交流バスバー４１及び直流バスバー４２から、制御基板７０に向けて放射されるノイズを遮蔽するためのものである。シールドプレート２７には、螺子９６を挿通させて、バスバーアッセンブリ４０の取付部４６に対して取り付けるための取付部２６を形成してある。また、シールドプレート２７には、位置決ピン４５を挿通して位置決めを行うための、位置決用開孔２５を成形してある。

（制御基板７０の説明）
図１を参照して、制御基板７０には、螺子９６を挿通させて、バスバーアッセンブリ４０の取付部４６に対して取り付けるための取付部７６を形成してある。また、制御基板７０には、位置決ピン４５を挿通して位置決めを行うための、位置決用開孔７５を成形してある。

制御基板７０には、制御ケーブル２３を接続する制御用コネクタ７３が配置されている。また、制御基板７０には、電流センサユニット６６から延出している電流センサケーブル６７を接続する、電流センサ用コネクタ７７が配置されている。

（キャパシタモジュール１００の説明）
図２及び図３を用いて、キャパシタモジュール１００の内部構成例について説明する。先ず、図３の回路図に示すように、キャパシタモジュール１００には、電荷を蓄積するキャパシタ１１０、及び２つのＹキャパシタ１１１が実装されている。キャパシタモジュール１００は、単にキャパシタ１１０及びＹキャパシタ１１１を実装しているだけでなく、直流電源を分岐して外部の補器に出力するジャンクション機能を有している。

図３を参照して、キャパシタモジュール１００内では、正極の入力端子１０２（Ｐ）と複数の正極補器端子１０３Ｐとが導通している。また、負極の入力端子１０２（Ｎ）と複数の負極分岐端子１０５Ｎ（負極補器端子の一形態）とが導通している。

図２を参照して、電源入力側の正極入力端子１０２Ｐは、バスバーアッセンブリ４０のキャパシタ用端子４２ＦＰ及び直流接続部４２ＣＰを介して、直流コネクタ１３２のコネクタ直流端子１３２ＣＰに接続されている。同様に、負極入力端子１０２Ｎは、バスバーアッセンブリ４０のキャパシタ用端子４２ＦＮ及び直流接続部４２ＣＮを介して、直流コネクタ１３２のコネクタ直流端子１３２ＣＮに接続されている。

一方の電源出力側の複数の補器端子１３７は、それぞれの正極補器端子１０３Ｐ、及び複数の負極分岐端子１０５Ｎ（負極補器端子の一形態）と接続される。よって、直流コネクタ１３２から入力した直流電源を、補器コネクタ１３６に分岐して出力することができる。

図２及び図３に示すキャパシタモジュール１００では、補器コネクタ１３６に出力する電源の途中に、所定の定格以上の大電流を遮断するヒューズ１４０を配置している。このキャパシタモジュール１００の内部における結線の構成について説明する。

図３を参照して、キャパシタモジュール１００の正極導体１１２Ｐは、キャパシタ１１０の第１極と、正極の入力端子１０２（Ｐ）と、正極端子１０５Ｐとを接続している。また、正極導体１１２Ｐは、複数の正極分岐端子１０４と接続されている。正極分岐端子１０４（図２及び図３参照）は、ヒューズ１４０、補器導体１１３、正極補器端子１０３Ｐ、補器端子１３７及び補器コネクタ１３６を介して、外部の補器等の正極に接続するための端子である。

負極導体１１２Ｎは、キャパシタ１１０の第２極と、負極の入力端子１０２（Ｎ）とを接続している。また、負極導体１１２Ｎは、複数の負極分岐端子１０５Ｎ（図２及び図３参照）と接続されている。複数の負極分岐端子１０５Ｎ（負極補器端子の一形態）は、補器端子１３７及び補器コネクタ１３６を介して、外部の補器等の負極に接続するための端子である。

ヒューズ１４０における第１端子は、キャパシタモジュール１００における正極分岐端子１０４（第１ヒューズ用端子）と接続する。補器導体１１３（第２ヒューズ用端子が形成さている部位。）は、ヒューズ１４０における第２端子と、正極補器端子１０３Ｐとを接続する。

正極補器端子１０３Ｐ及び負極分岐端子１０５Ｎ（負極補器端子の一形態）は、補器コネクタ１３６の補器端子１３７と接続することによって、ヒューズ１４０を介した電力を、外部の補器に供給することができる。

図３に示す実施形態では、外部の補器に供給する電力線の正極側に、ヒューズ１４０を直列に挿入する実施形態を示してある。これに代えて、電力線の負極側に、ヒューズ１４０を挿入する構成を用いることもできる。この場合の回路構成例を、図６に示す。なお、図３に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。

図６を参照して、負極導体１１２Ｎと、複数の負極分岐端子１０４Ｎとが接続されている。負極分岐端子１０４Ｎ（第１ヒューズ用端子）は、ヒューズ１４０の第１端子と接続されている。ヒューズ１４０の第２端子は、負極補器導体１１３Ｎ（第２ヒューズ用端子が形成さている部位。）を経由して、負極補器端子１０３Ｎと接続されている。この負極補器端子１０３Ｎは、補器端子１３７と接続し、補器コネクタ１３６を介して、外部の補器等の正極に接続する。

次に、図２及び図５を用いて、キャパシタモジュール１００の外部構成例について説明する。図２及び図５に示すように、キャパシタモジュール１００の負極分岐端子１０５Ｎ（負極補器端子の一形態）の取付面と、正極補器端子１０３Ｐと、正極端子１０５Ｐの取付面（正極分岐端子１０４と同電位の端子）とは、平行で、略同一面上に配置されている。この構成を用いることにより、一方向から補器端子１３７の接続作業を行うことができる。なお、電力線の負極側にヒューズ１４０を挿入する構成を用いる場合には、正極補器端子１０３Ｐと、負極補器端子１０３Ｎとを、平行に配置することが好ましい（図６参照）。

図２を参照して、キャパシタモジュール１００の下部には、Ｙ−Ｚ平面に対して平行な入力端子１０２を延出させてある。入力端子１０２には、螺子１９２を用いて、直流バスバー４２のキャパシタ用端子４２ＦＰ、キャパシタ用端子４２ＦＮと接続するための、キャパシタ端子孔１０１Ｐ、１０１Ｎが開設されている。

図２に示すように、キャパシタモジュール１００には、補器用の電源に用いるヒューズ１４０を収容するための、ヒューズ収容部１０６が開設されている。キャパシタモジュール１００には、螺子１９４を用いてヒューズ１４０を取り付けるための、正極分岐端子１０４及び正極補器端子１０３Ｐが形成されている。

図２及び図５を参照して、キャパシタモジュール１００に配置されている正極端子１０５Ｐ、及び負極分岐端子１０５Ｎは、キャパシタ１１０及びＹキャパシタ１１１に蓄積されている電荷を放電させるための、放電抵抗６０の、放電抵抗端子６１と接続する端子である。

図２、図５を参照して、キャパシタモジュール１００には、螺子９７を用いて上方から、筐体１０の取付部１７に固定するための、取付部１０７が形成されている。取付部１０７の下面には、キャパシタモジュール１００のＹキャパシタ接地端子１０９を配置してある。これにより、螺子９７を用いて取付部１７と取付部１０７とを固定すると同時に、Ｙキャパシタ接地端子１０９を筐体１０に導通させることができる。取付部１０７は、金属製のカラー１０７Ｃを、異種材一体成形することより成形することができる。

本実施形態のキャパシタモジュールは、交流回転電機用の電力変換装置８のみならず、直流回転電機用の電力変換装置におけるキャパシタモジュールに適用することができる。

本実施形態のキャパシタモジュールを用いることによって、電源の分配を省スペースで行うことが可能となる。

以上、実施の形態を参照して本発明によるキャパシタモジュールについて説明したが、本発明によるキャパシタモジュールは上記実施形態に限定されない。上記実施形態に様々の変更を行うことが可能である。上記実施形態に記載された事項と上記他の実施形態に記載された事項とを組み合わせることが可能である。

８...電力変換装置
１０...筐体
１５、１８、１９、２６、４３、４４、４６、４９、６３、６４、７６、１０７...取付部
３０...電力変換モジュール
４０...バスバーアッセンブリ
４２Ｆ...キャパシタ用端子
１０２...入力端子
１０２Ｎ...負極入力端子
１０２Ｐ...正極入力端子
１０３Ｐ...正極補器端子
１０３Ｎ...負極補器端子
１０４...正極分岐端子
１０４Ｎ...負極分岐端子
１０５Ｎ...負極分岐端子（負極補器端子）
１０５Ｐ...正極端子
１１０...キャパシタ
１１１...Ｙキャパシタ
１１２Ｐ...正極導体
１１２Ｎ...負極導体
１１３...補器導体
１１３Ｎ...負極補器導体
１３２...直流コネクタ
１３２Ｃ...コネクタ直流端子
１３６...補器コネクタ
１４０...ヒューズ

Claims (4)

1. 筐体の外壁に設けられる直流コネクタに接続される正極入力端子と負極入力端子と、
   電荷を蓄積するキャパシタと、
   正極導体と負極導体と、
   前記筐体の外壁に設けられる補器コネクタに接続される正極補器端子と負極補器端子と
   を備え、
   前記正極補器端子の取付面と前記負極補器端子の取付面とは平行で略同一面上に配置され、
   前記正極導体は、前記キャパシタの正極と、前記正極入力端子と、前記正極補器端子とを接続し、
   前記負極導体は、前記キャパシタの負極と、前記負極入力端子と、前記負極補器端子とを接続し、
   前記正極入力端子と前記負極入力端子は、前記正極補器端子と前記負極補器端子の取付面と直交する面に平行であり、かつ前記筐体の内壁に平行であるように形成されている
   キャパシタモジュール。
2. ヒューズを収容するヒューズ収容部と、
   前記正極導体と前記正極補器端子との間、又は前記負極導体と前記負極補器端子との間に、前記ヒューズの第１端子及び第２端子を接続するための第１ヒューズ用端子及び第２ヒューズ用端子と
   を備える
   請求項１に記載のキャパシタモジュール。
3. 前記正極導体と前記正極補器端子との間、又は前記負極導体と前記負極補器端子との間にヒューズを備える
   請求項１又は２に記載のキャパシタモジュール。
4. キャパシタモジュールを搭載する筐体と、直流電源に接続され、前記筐体の外壁に設けられる直流コネクタと、前記筐体の外壁に設けられ、直流電源を分岐して外部の補器に供給する補器コネクタとを備え、
   前記キャパシタモジュールは、
   前記直流コネクタに接続される正極入力端子と負極入力端子と、
   電荷を蓄積するキャパシタと、
   正極導体と負極導体と、
   前記補器コネクタに接続される正極補器端子と負極補器端子と
   を備え、
   前記正極補器端子の取付面と前記負極補器端子の取付面とは平行で略同一面上に配置され、
   前記正極導体は、前記キャパシタの正極と、前記正極入力端子と、前記正極補器端子とを接続し、
   前記負極導体は、前記キャパシタの負極と、前記負極入力端子と、前記負極補器端子を接続し、
   前記正極入力端子と前記負極入力端子は、前記正極補器端子と前記負極補器端子の取付面と直交する面に平行であり、かつ前記筐体の内壁に平行であるように形成されている
   電力変換装置。
   

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