インバータ用筐体およびインバータ装置
【課題】本発明は、部品点数を低減し得るノイズ低減用巻線素子ならびにこれを備えるインバータ用筐体およびインバータ装置を提供する。
【解決手段】本発明のノイズ低減用巻線素子１、３は、コイル１１と、コイル１１によって生じた磁束を通すとともにコイル１１を収納するコア１２とを備え、コイル１１は、帯状の導体部材を該導体部材の幅方向がコイル１１の軸方向に沿うように巻回することによって構成される。また、本発明の筐体２および装置ＰＣは、直交変換するインバータ部５を含む回路を収納するための筐体本体２１と、ノイズ低減用巻線素子１、３とを備え、ノイズ低減用巻線素子１は、その出力端が前記回路の入力端に接続されることでその入力端が前記回路の入力端の代替入力端とされ、ノイズ低減用巻線素子３は、その入力端が前記回路の出力端に接続されることでその出力端が前記回路の出力端の代替出力端とされ、筐体本体２１と一体化されている。
【解決手段】本発明のノイズ低減用巻線素子１、３は、コイル１１と、コイル１１によって生じた磁束を通すとともにコイル１１を収納するコア１２とを備え、コイル１１は、帯状の導体部材を該導体部材の幅方向がコイル１１の軸方向に沿うように巻回することによって構成される。また、本発明の筐体２および装置ＰＣは、直交変換するインバータ部５を含む回路を収納するための筐体本体２１と、ノイズ低減用巻線素子１、３とを備え、ノイズ低減用巻線素子１は、その出力端が前記回路の入力端に接続されることでその入力端が前記回路の入力端の代替入力端とされ、ノイズ低減用巻線素子３は、その入力端が前記回路の出力端に接続されることでその出力端が前記回路の出力端の代替出力端とされ、筐体本体２１と一体化されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波ノイズを低減するためのノイズ低減用巻線素子、特にインバータによって発生する高周波ノイズを低減するために好適に用いられるノイズ低減用巻線素子に関する。そして、本発明は、このノイズ低減用巻線素子を備えるインバータ用筐体およびインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池、太陽電池およびリチウムイオン電池等の電池や前記電池を用いた電気機器および電気自動車（ハイブリッド車を含む）等の研究開発が盛んであり、それらは、普及されつつある。また、近年、環境負荷の低減等の要請から太陽電池等の電池は、電力系統に組み込まれつつある。このような電池を使用する装置では、前記電池が直流電源であるため、直流電力を交流電力へ変換するインバータが用いられることが多い。また、従来、電力利用の効率化を図る観点から、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用周波数を数ｋＨｚないし数百ｋＨｚ程度に変換するためにもインバータが用いられてきた。
【０００３】
このようなインバータは、通常、スイッチ素子を所定の周期（所定の周波数）でオンオフすることによって直流電力を交流電力へ変換するので、この変換の際に、通常、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚ程度の高周波ノイズが発生してしまう。このインバータで発生するノイズ（インバータノイズ）は、伝導ノイズ、誘導ノイズおよび放射ノイズに大別される。前記伝導ノイズは、インバータ内で発生したノイズが例えば配線等の導体を伝わって伝播するノイズである。前記誘導ノイズは、インバータ内で発生したノイズの流れる配線から電磁誘導や静電誘導によって他の配線に誘導されるノイズである。そして、前記放射ノイズ（ラジオノイズ）は、インバータの入力側や出力側に接続される配線がアンテナとなってインバータ内で発生したノイズが空中に放射されることによって生じるノイズである。
【０００４】
このような高周波ノイズは、他の機器に影響を与えるため、低減、好ましくは除去されることが望まれる。この高周波ノイズの低減には、従来、例えば、接地した金属配線管を、インバータの入力側および出力側に接続される配線に用いる対策、ラインに並列接続する容量性フィルタを用いる対策、ラインに直列接続される誘導性フィルタ（零相リアクトル）を用いる対策、および、ラインに直列接続されるＬＣフィルタを用いる対策等の各種対策が知られており、また、例えば、特許文献１にその対策が提案されている。
【０００５】
また、この高周波ノイズは、インバータ回路自身においてもサージ電圧を発生することによって、性能を大きく制限し、またその対策に付加部品を追加する必要が生じる。
【０００６】
従来の三相インバータ装置においては、対向配置されている２列の電力半導体装置の間に電源端子Ｐ、Ｎのバスバーだけでなく出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗのバスバーも配置されているため、各バスバーの配置が複雑化するだけでなく、電源端子Ｐ、Ｎのバスバー間の間隔を大きくせざるを得ず、三相インバータ装置の配線インダクタンスが十分に小さくすることができなかった。配線インダクタンスが大きくなると、三相インバータ装置のスイッチング動作時における急激な電流変化（ｄｉ／ｄｔ）により発生するサージ電圧が上記インダクタンスに比例して大きくなり、サージ電圧による電力半導体装置の破壊を招く。それを防止するために、急激な電流変化を抑制する工夫（付加回路部品）が必要となり、電力変換の効率低下またはコストの増大を招いていた。
【０００７】
この特許文献１に開示のインバータノイズ除去装置は、対を成して平行に延伸するバスバーを、それぞれ対を成すコンデンサを介して接地するインバータノイズ除去装置において、前記コンデンサは、対を成すバスバーに対する対称位置でバスバーと接地端子にそれぞれ接続されるものである。前記特許文献１によれば、このように構成することによって、ノイズ発生源となる変換回路につながる直流バスラインのＹコンデンサによる接地点までのインダクタンス成分が実質上均衡し、しかもコンデンサを挟む前後の接続部のインピーダンスが極めて小さくなる、したがって、この構成によれば、インバータの直流回路の高周波ノイズを有効に除去することができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−０１２９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、Ｌ成分を提供するコイルおよびＣ成分を提供するコンデンサを用いる対策では、コイルの他にコンデンサが必要であり、部品点数が多く、また、コンデンサの配置スペースを確保する必要も生じる。
【００１０】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、部品点数を低減することができるノイズ低減用巻線素子を提供することである。そして、本発明は、このノイズ低減用巻線素子を備えるインバータ用筐体およびインバータ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかるノイズ低減用巻線素子は、高周波ノイズを低減するためのノイズ低減用巻線素子であって、コイルと、前記コイルによって生じた磁束を通すとともに、前記コイルを収納するコアとを備え、前記コイルは、帯状の導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイルの軸方向に沿うように巻回することによって構成されることを特徴とする。
【００１２】
このような構成のノイズ低減用巻線素子では、コイルが帯状の導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイルの軸方向に沿うように巻回することによって構成されるので、コイル自体が静電容量性を備えることができる。このように、コイルに沿って静電容量が存在すると、高い周波数成分のノイズが効果的に低減される。従来のように、コイルの上流側または下流側に、別単体のコンデンサを外付け実装した場合には、その実装配線部分から高周波成分ノイズが電磁誘導的に容易に漏洩してしまう。ここでコイルの帯状導体部の間に挟む絶縁性樹脂フィルムとして、例えば、様々な誘電率で生成され得る、高誘電率のフィラーを含有した高誘電率のフィルムを使うことによって、所望のカットオフ周波数（ｆｃ＝√（ＬＣ）／２π）が得られる。したがって、このような構成のノイズ低減用巻線素子は、単独でＬＣフィルタを構成することができ、コンデンサが別途に不要となる。したがって、このような構成のノイズ低減用巻線素子は、部品点数を低減することが可能となる。
【００１３】
また、他の一態様では、上述のノイズ低減用巻線素子において、前記コアは、磁気的に等方性を有し、軟磁性体粉末を形成した圧粉コアであることを特徴とする。
【００１４】
このような構成のノイズ低減用巻線素子は、いわゆる圧粉コアを用いるので、渦電流損を低減することができる。特に、ノイズ低減用巻線素子が高周波駆動回路に用いられる場合には、このような構成のノイズ低減用巻線素子は、好適に渦電流損を低減することができる。
【００１５】
また、本発明の一態様にかかるインバータ用筐体は、直流電力を交流電力へ変換するインバータ部を含む回路を収納するための筐体と、これら上述のいずれかのノイズ低減用巻線素子とを備え、前記ノイズ低減用巻線素子は、該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の入力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の入力端の代替入力端とされる第１態様、および、該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の出力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の出力端の代替出力端とされる第２態様、のうちの少なくとも一方の態様とされ、前記筐体と一体化されていることを特徴とする。また、本発明の一態様にかかるインバータ装置は、直流電力を交流電力へ変換するインバータ部を含む回路と、前記回路を収納する筐体と、これら上述のいずれかのノイズ低減用巻線素子とを備え、前記ノイズ低減用巻線素子は、該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の入力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の入力端の代替入力端とされる第１態様、および、該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の出力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の出力端の代替出力端とされる第２態様、のうちの少なくとも一方の態様とされ、前記筐体と一体化されていることを特徴とする。
【００１６】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、これら上述のいずれかのノイズ低減用巻線素子を用いるので、部品点数の低減が可能となる。そして、このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置では、ノイズ低減用巻線素子が、該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の入力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の入力端の代替入力端とされる第１態様、および、該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の出力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の出力端の代替出力端とされる第２態様、のうちの少なくとも一方の態様とされるとともに、ノイズ低減用巻線素子が、前記筐体と一体化されているので、このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、インバータによって生じるノイズを低減することができ、特に前記筐体から漏れ出る放射ノイズを効果的に低減することができる。
【００１７】
また、他の一態様では、上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記筐体は、外部から流体を内部へ導入する流体導入部と、前記内部から前記流体を前記外部へ導出する流体導出部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、流体導入部および流体導出部を備えるので筐体内に流体を流通させることができるから、前記流体によってインバータ用筐体およびインバータ装置を冷却することができる。
【００１９】
また、他の一態様では、上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記筐体は、筒形状であり、該筐体の軸線と同軸で配置され、該筐体の前記軸線の方向に延びる、中実または中空の柱形状の第１および第２給電用バスバーをさらに備えることを特徴とする。
【００２０】
インバータ装置において、いわゆるバスバーの配線インダクタンスが大きいと、直流交流変換の際のスイッチング動作における電流変化によって発生するサージ電圧がインバータ回路に局所的に発生し、その電圧は、前記配線インダクタンスに比例して大きくなるため、その低減または緩和の対策が望まれる。このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置では、筒形状の前記筐体の周壁と前記第１および第２給電用バスバーとの間に、前記回路を構成する各回路部品を配置するためのスペース（空間）を確保することができるから、このスペースにおいて、前記回路の各回路部品を前記第１および第２給電用バスバーの周方向に配置して接続することで、前記回路の各回路部品を第１および第２給電用バスバーによって最短距離で接続することができる。このため、このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、前記回路の各回路部品を繋ぐ配線長をより短くすることができ、配線インダクタンスを低減することができる。
【００２１】
また、他の一態様では、上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記第１および第２給電用バスバーは、それぞれ、周方向に複数の分岐部を備えていることを特徴とする。
【００２２】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、前記第１および第２給電用バスバーから、前記回路を構成する各回路部品への給電路を最短距離で構成することができる。
【００２３】
また、他の一態様では、これら上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記回路を構成する回路部品を搭載するための所定形状の板状の搭載用部材をさらに備え、前記搭載用部材は、前記筐体の周面の一部を構成していることを特徴とする。
【００２４】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、搭載用部材によって前記回路の回路部品を容易に搭載することができ、この搭載用部材が筐体の周面の一部を構成していることで、前記回路によって生じた熱を搭載用部材を介して効率よく筐体外へ放熱することができる。なお、前記所定形状は、前記板状の搭載用部材を平面視した場合の形状であり、例えば多角形や円形等である。
【００２５】
また、他の一態様では、これら上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記搭載用部材は、流体を流すための第１流路が内部に形成されていることを特徴とする。
【００２６】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、搭載用部材の内部に第１流路が形成されているので、例えば水冷等のいわゆる液体冷却を行うことができる。
【００２７】
また、他の一態様では、これら上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記回路を構成する回路部品を搭載するための所定形状の板状の搭載用部材をさらに備え、前記搭載用部材は、一方主面から他方主面へ流体を流すための第２流路が形成されていることを特徴とする。そして、前記第２流路を形成するために、前記搭載用部材は、メッシュ部材（金網部材）で形成されることが好ましい。
【００２８】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、第２流路が形成されているので、搭載用部材の一方主面から他方主面へ流体を流通させることができるから、より効果的に流体による冷却を行うことができる。
【００２９】
また、他の一態様では、これら上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記搭載用部材には、該搭載用部材に温度分布が生じた場合に高温側から低温側へ伸びるスリット状の切り欠き部が形成されていることを特徴とする。
【００３０】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、搭載用部材にスリット状の切り欠き部が形成されているので、搭載用部材が熱膨張により膨張した場合でもその膨張分が前記切り欠き部で吸収されるから、搭載面に垂直な方向における搭載用部材の歪みを低減することができる。
【００３１】
また、他の一態様では、これら上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記搭載用部材を挟み、その片面に第１バスバー（例えばアノード側）から給電されるスイッチング素子が、その裏面に第２バスバー（カソード側）から給電されるスイッチング素子が、同じ位置関係で装着されることで、それらの出力端子が前記第１および第２給電用バスバーに近接する中央部において、軸方向に最短距離で接合される、ことを特徴とする。
【００３２】
このような実装形式によって低インダクタンスの（Ｕ、Ｖ、Ｗ相の）３本の出力集電バスバーが形成され、筐体の片端にある出力用のノイズ低減用巻線素子を経由して外部に取り出されることになる。これにより、内部サージおよび外部伝播ノイズが同時に低減されることになる。
【００３３】
また、他の一態様では、上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記搭載用部材は、熱伝導性を有する材料で形成されていることを特徴とする。好ましくは、前記材料は、例えば金属等の高い熱伝導性を有する材料である。
【００３４】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、前記回路によって生じた熱を搭載用部材によって効率よく抜熱および放熱することができる。
【００３５】
また、好ましくは、これら上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記搭載用部材を、良熱伝導性を持つ芯材と、前記芯材を被覆する前記芯材の熱伝導性より低い熱伝導性を持つ被覆材とのサンドイッチ構造にして、前記芯材を筐体外部に張り出してフィンとすることによって空冷構造が形成される。このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、比較的発熱量の小さな用途において空冷で用いても、効率良く冷却ができる。
【００３６】
また、他の一態様では、これら上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記搭載用部材は、複数であって、軸方向に積層されていることを特徴とする。
【００３７】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、搭載用部材が複数であるので、用途に応じて電力容量の増加に対応することができ、そして、搭載用部材が軸方向に積層されているので、コンパクト化が可能となる。このことは、部品数が少なく、組み立て工数が少ない割りに、放熱性、電磁シールド性が確保できることを意味する。
【発明の効果】
【００３８】
本発明にかかるノイズ低減用巻線素子は、部品点数を低減することができる。そして、本発明にかかるインバータ用筐体およびインバータ装置は、このようなノイズ低減用巻線素子を用いるので、部品点数の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態におけるパワーコントロール装置の電気的な構成を示す回路図である。
【図２】実施形態におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す縦断面図である。
【図３】実施形態におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す横断面図である。
【図４】実施形態におけるノイズ低減用巻線素子の概略構成を示す縦断面図である。
【図５】実施形態におけるノイズ低減用巻線素子の概略構成を示す横断面図である。
【図６】実施形態におけるノイズ低減用巻線素子の製造方法を説明するための図である。
【図７】ノイズ低減用巻線素子の性能試験を説明するための図である。
【図８】ノイズ低減用巻線素子の性能試験の結果を示す図である。
【図９】実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第２構成を示す縦断面図である。
【図１０】実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第３態様を示す縦断面図である。
【図１１】実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第４態様を示す縦断面図である。
【図１２】他の第１態様におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す縦断面図である。
【図１３】他の第２態様におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す縦断面図である。
【図１４】実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第７態様を示す横断面図である。
【図１５】熱膨張により搭載用部材に生じる歪みのシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００４１】
図１は、実施形態におけるパワーコントロール装置の電気的な構成を示す回路図である。図２は、実施形態におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す縦断面図である。図３は、実施形態におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す横断面図である。図３（Ａ）は、横断面図であり、図３（Ｂ）は、給電用のＰバスバーおよびＮバスバーの一部拡大斜視図であり、図３（Ｃ）は、インバータ部５の三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）出力の取り出し方法を説明するための図である。図４は、実施形態におけるノイズ低減用巻線素子の概略構成を示す縦断面図である。図５は、実施形態におけるノイズ低減用巻線素子の概略構成を示す横断面図である。図６は、実施形態におけるノイズ低減用巻線素子の製造方法を説明するための図である。
【００４２】
本実施形態におけるパワーコントロール装置ＰＣは、負荷に供給する電力を制御する装置である。パワーコントロール装置ＰＣは、例えば、電源から供給された電力の電圧および周波数等を制御することによって負荷に供給する電力を制御するものである。このようなパワーコントロール装置ＰＣは、例えば、図１ないし図３に示すように、コンバータ部４と、インバータ部５と、これらコンバータ部４およびインバータ部５を収納する筐体２とを備え、本実施形態では、高周波ノイズを除去または低減するために、ノイズ低減用巻線素子１、３をさらに備えている。
【００４３】
コンバータ部４は、電源Ｖｄから供給された電力の電圧を昇圧または降圧する装置である。コンバータ部４は、例えば、チョークコイルＬ４と、平滑コンデンサＣ４と、ダイオードＤ４１と、スイッチング素子Ｔｒ４と、還流ダイオード（フリーホイールダイオード）Ｄ４２とを備える、いわゆるチョッパ式のＤＣ−ＤＣコンバータ回路である。スイッチング素子Ｔｒ４は、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ，Insulated Gate bipolar transistor）素子やパワーＭＯＳＦＥＴ素子等の電力用のトランジスタ素子である。ここでは、大電力用のＩＧＢＴ素子がスイッチング素子Ｔｒ４として用いられている。ＩＧＢＴ素子Ｔｒ４のコレクタ端子は、ダイオードＤ４１のアノード端子が接続され、そのエミッタ端子は、接地ライン（Ｎライン）に接続され、ゲート端子は、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ４にオンオフのタイミングを制御する図略のコンバータ制御回路に接続される。そして、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ４のコレクタ端子とエミッタ端子との間には、還流ダイオードＤ４２が並列に接続される。すなわち、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ４のコレクタ端子には、還流ダイオードＤ４２のカソード端子が接続され、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ４のエミッタ端子には、還流ダイオードＤ４２のアノード端子が接続されている。このように還流ダイオードＤ４２は、その向きがＩＧＢＴ素子Ｔｒ４の入出力方向とは逆に接続されている。そして、このダイオードＤ４１とスイッチング素子Ｔｒ４との直列接続回路が平滑コンデンサＣ４の両端に並列で接続されている。また、電源ライン（Ｐライン）には、チョークコイルＬ４が介挿されている。すなわち、チョークコイルＬ４の一方端子は、ノイズ低減用巻線素子１における電源ライン側の出力端子に接続されることになり、また、チョークコイルＬ４の他方端子は、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ４のコレクタ端子とダイオードＤ４１のアノード端子との接続点に接続される。
【００４４】
このようなコンバータ部４では、スイッチング素子Ｔｒ４がオンすると、電源ＶｄからのエネルギーがチョークコイルＬ４に蓄積され、スイッチング素子Ｔｒ４がオフすると、チョークコイルＬ４に蓄積されたエネルギーが放出される。これにより電源Ｖｄの電圧にチョークコイルＬ４の電圧が加算されて電圧レベルが変換され、ダイオードＤ４１を介して平滑コンデンサＣ４で平滑されつつ出力される。平滑コンデンサＣ４の両端がコンバータ部４の出力端子となっている。
【００４５】
インバータ部５は、直流電力を交流電力へ変換する装置である。インバータ部５は、コンバータ部４の出力端子、すなわち、平滑コンデンサＣ４の両端に接続される。インバータ部５は、例えば、複数のスイッチング素子Ｔｒ５と、これら複数のスイッチング素子Ｔｒ５のそれぞれに接続される複数の還流ダイオードＤ５とを備えている。本実施形態では、例えば負荷が３相誘導電動機Ｍであるので、直流電力から、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相の交流電力を生成するために、６（＝３×２）の整数倍の個数のスイッチング素子Ｔｒ５と、スイッチング素子Ｔｒ５と同数の還流ダイオードＤ５とを備えている。より具体的には、電流量を稼ぐために（大容量化のために）、図２および図３に示すように、このような３相に対応する６個のスイッチング素子Ｔｒ５および６個の還流ダイオードＤ５が周方向に３組あって、さらにこれが積層方向に３層用意されているため、インバータ部５は、６個×３組×３層＝５４個のスイッチング素子Ｔｒ５と、５４個の還流ダイオードＤ５とを備えている。図１には、説明の簡略化のため、１組分の６個のスイッチング素子Ｔｒ５と、６個の還流ダイオードＤ５とが示されており、以下、図１に示す例に沿ってインバータ部５の電気的な構成を説明する。スイッチング素子Ｔｒ５（Ｔｒ５１〜Ｔｒ５６）は、スイッチング素子Ｔｒ４と同様に、例えばＩＧＢＴ素子やパワーＭＯＳＦＥＴ素子等の電力用のトランジスタ素子であり、ここでは、大電力用のＩＧＢＴ素子がスイッチング素子Ｔｒ５として用いられている。
【００４６】
ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４とは、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１のエミッタ端子がＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４のコレクタ端子に接続されることによって、直列に接続されており、１対のスイッチング部（例えばＵ相のためのスイッチング部）を構成している。同様に、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５とは、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２のエミッタ端子がＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５のコレクタ端子に接続されることによって、直列に接続されており、１対のスイッチング部（例えばＶ相のためのスイッチング部）を構成し、そして、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６とは、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３のエミッタ端子がＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６のコレクタ端子に接続されることによって、直列に接続されており、１対のスイッチング部（例えばＷ相のためのスイッチング部）を構成している。これらＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ５６の各ゲート端子は、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ６にオンオフのタイミングを制御する図略のインバータ制御回路に接続される。また、還流ダイオードＤ５１〜Ｄ５６は、それぞれ、そのアノード端子がエミッタ端子に接続されるともにそのカソード端子がコレクタ端子に接続されることによって、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ５６のそれぞれに並列に接続される。すなわち、これら還流ダイオードＤ５１〜Ｄ５６は、それぞれ、その向きがＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ５６の入出力方向とは逆に接続されている。
【００４７】
これらＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４の直列接続回路と、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５の直列接続回路と、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６の直列接続回路とは、互いに並列に接続され、さらに、コンバータ部４の出力端子、すなわち、平滑コンデンサＣ４の両端に接続される。言い換えれば、平滑コンデンサＣ４の一方端には、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３の各コレクタ端子が接続され、平滑コンデンサＣ４の他方端には、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６の各エミッタ端子が接続されている。
【００４８】
このような構成のインバータ部５は、図略の前記インバータ制御回路の制御によって、これらＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ５６を適宜なタイミングでオンオフすることによって、直流電力から３相交流電力へ変換する。そして、各直列接続回路の各接続点から、すなわち、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４との接続点、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５との接続点、および、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６との接続点の各接続点から、インバータ部５のＵ相、Ｖ相およびＷ相の電力が出力される。
【００４９】
筐体２は、これらコンバータ部４およびインバータ部５を収納する部材である。筐体２は、直流電力を交流電力へ変換するインバータ部５を含む回路を収納するための筐体の一例に対応する。より具体的には、図２および図３に示すように、筐体２は、有底有蓋の筒形状である略閉塞された筐体本体２１と、筐体本体２１内に配置される第１および第２バスバー２２、２３と、筐体本体２１内に配置される１または複数の搭載用部材２４ａとを備えている。
【００５０】
第１および第２バスバー２２、２３は、給電用であって、筐体本体２１（筐体２）の軸線と同軸で配置され、筐体本体２１（筐体２）の前記軸線の方向に延びる、中実または中空の柱形状の部材であり、導電性を有する金属（合金を含む）によって形成されている。図２および図３に示す例では、第１および第２バスバー２２、２３は、互いに同軸で配置された中空の円柱形状、すなわち、筒形状の部材であり、第２バスバー２３は、例えば隙間を設けることや絶縁層を設けること等によって第１バスバー２２と電気的に絶縁された状態で、第１バスバー２２内に、挿通されて配置されている。このように第１および第２バスバー２２、２３は、二重円筒型となっている。第１バスバー２２は、例えば、電源ライン（Ｐライン）となるＰバスバーであり、第２バスバー２３は、接地ラインとなるＮバスバーである。
【００５１】
搭載用部材２４ａは、コンバータ部４およびインバータ部５を構成する回路部品を搭載するための部材である。本実施形態では、筒形状の筐体本体２１の周壁（周面）と第１および第２バスバー２２、２３との間に形成されたスペース（空間）に、前記回路部品を搭載するべく、搭載用部材２４ａは、例えば、中心に第１および第２バスバー２２、２３を挿通するための貫通孔（貫通開口）を形成した円板形状の部材である。搭載用部材２４ａは、前記回路部品を搭載するための一方主面（表面）および他方主面（裏面）が筐体本体２１の軸線と直交するように配置される。
【００５２】
搭載用部材２４ａは、例えば多角形や円形等の所定形状の板状の部材であって、本実施形態では、図２に示すように、コンバータ部４の回路部品を搭載するための１枚の部材（第１搭載用部材２４ａ）と、インバータ部５の回路部品を搭載するための３枚の部材（第２ないし第４搭載用部材２４ａ）との４枚で構成されており、これら４枚の搭載用部材２４ａは、筐体本体２１の一方端側から他方端側へこの順で、前記回路部品が載置可能な間隔を空けて、軸線方向（軸方向）に積層されている。前記第１搭載用部材２４ａの一方主面（表面）上には、コンバータ部４の回路部品である上述のチョークコイルＬ４、平滑コンデンサＣ４、ダイオードＤ４１（図２には負図示）、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ４およびこれに付随する還流ダイオードＤ４２（図２には負図示）が配置されている。そして、前記第２ないし第４搭載用部材２４ａの一方主面（表面）上には、インバータ部５の回路部品である上述のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ５３とこれらに付随する還流ダイオードＤ５１〜Ｄ５３とが配置され、他方主面（裏面）上には、インバータ部５の回路部品である上述のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４〜Ｔｒ５６とこれらに付随する還流ダイオードＤ５４〜Ｄ５６とが配置されている。より詳しくは、上述したように、前記第２ないし第４搭載用部材２４ａの表面上には、３組で９個のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ５３が配置され、前記第２ないし第４搭載用部材２４ａの裏面上には、３組で９個のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４〜Ｔｒ５６が配置されている。図３（Ａ）では、これらＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４〜Ｔｒ５６は、裏面上に配置されているため、破線で示されている。そして、前記第２ないし第４搭載用部材２４ａの各両面（表面および裏面）上の外周部には、これらＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ５３；Ｔｒ５４〜Ｔｒ５６に、図略の前記インバータ制御回路からの制御信号を与えるための制御信号線ＣＬが配置されている。この制御信号線ＣＬは、本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応してＵ相用制御信号線、Ｖ相用制御信号線およびＷ相用制御信号線の３線で構成されている。
【００５３】
そして、これらコンバータ部４およびインバータ部５の前記回路部品で発生する熱を筐体２の外部へ放熱するために、搭載用部材２４ａの外周端部は、搭載用部材２４ａを熱伝導した熱を効率よく筐体本体２１へ熱伝導するべく、筐体本体２１の周壁に内周面で当接している。本実施形態では、筐体本体２１の周壁の内周面に周方向に沿った嵌合凹部が形成されており、この嵌合凹部に搭載用部材２４ａの外周端部が嵌め込まれている。この嵌合凹部によって搭載用部材２４ａを熱伝導した熱をより効率よく筐体本体２１へ熱伝導することができ、また、搭載用部材２４ａの位置決めおよび支持も可能となっている。この放熱性の観点から、搭載用部材２４ａは、好ましくは、例えば、純銅または純アルミニウムまたはそれらの低濃度合金等の熱伝導性を有する材料で形成されている。このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣは、コンバータ部４およびインバータ部５によって生じた熱を搭載用部材２４ａによって効率よく抜熱および放熱することができる。
【００５４】
また、この金属円盤の多層構造は、内部で発生した電磁ノイズに励起される定在波モード（電磁場分布）を制限する。バスバーが存在する中央付近には、高周波磁束は、存在せず低インダクタンスを保証する。また、筐体壁近傍には、電界は、存在しないために、放熱板に沿って配線されたＩＧＢＴのゲート信号線（弱電線）ＣＬにノイズが入らない。このような回路の安定かつ信頼性動作を保証する性質をもっている。
【００５５】
さらに、本実施形態では、液冷（液体冷却）するために、搭載用部材２４ａの内部に、流体を流通するための流路ＬＰａが形成されている。この流路ＬＰａは、例えば、周方向に沿って螺旋状に形成される。また例えば、この流路ＰＬａは、所定の間隔を空けて同心円状に形成された複数の円形流路と、これら円形流路を繋ぐ径方向に形成された連結流路とを備えて形成される。また例えば、この流路ＬＰａは、径方向に放射状に複数で形成される。
【００５６】
また、これらコンバータ部４およびインバータ部５の前記回路部品を第１および第２バスバー２２、２３に電気的に接続するために、第１および第２バスバー２２、２３には、それぞれ、周方向に複数の分岐部が設けられている。より具体的には、図３（Ｂ）に示すように、外側に第１バスバー２２の周面に、前記分岐部として周方向に複数の突起部２２１（２２１Ｕ、２２１Ｖ、２２１Ｗ）が設けられるとともに、第２バスバー２３から配線を引き出して前記分岐部とするために、外側に第１バスバー２２の周面に、配線引き出し用の複数の貫通開口部２２２（２２２Ｕ、２２２Ｖ、２２２Ｗ）が設けられる。直列接続されるＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４が搭載用部材２４ａの表面および裏面にそれぞれ配置されるために、直列接続されるＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５が搭載用部材２４ａの表面および裏面にそれぞれ配置されるために、そして、直列接続されるＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６が搭載用部材２４ａの表面および裏面にそれぞれ配置されるために、これら突起部２２１と貫通開口部２２２とは、軸方向で同一直線上となるように設けられる。なお、前記配線に代え、貫通開口部２２２を介して外部に臨む突起部が第２バスバー２３に設けられてもよい。
【００５７】
このような構成によって、Ｕ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１のコレクタ端子は、突起部２２１Ｕに接続されることによって第１バスバー２２と電気的に接続され、Ｕ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４のエミッタ端子は、貫通開口部２２２Ｕを介して第２バスバー２３から引き出された配線に接続されることによって第２バスバー２３と電気的に接続される。Ｕ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４は、搭載用部材２４ａにおける表面上および裏面上に互いに対向する位置で配置された態様で、第１および第２バスバー２２、２３に接続可能となる。同様に、Ｖ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２のコレクタ端子は、突起部２２１Ｖに接続されることによって第１バスバー２２と電気的に接続され、Ｖ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５のエミッタ端子は、貫通開口部２２２Ｖを介して第２バスバー２３から引き出された配線に接続されることによって第２バスバー２３と電気的に接続される。Ｖ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５は、搭載用部材２４ａにおける表面上および裏面上に互いに対向する位置で配置された態様で、第１および第２バスバー２２、２３に接続可能となる。そして、Ｗ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３のコレクタ端子は、突起部２２１Ｗに接続されることによって第１バスバー２２と電気的に接続され、Ｗ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６のエミッタ端子は、貫通開口部２２２Ｗを介して第２バスバー２３から引き出された配線に接続されることによって第２バスバー２３と電気的に接続される。Ｗ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６は、搭載用部材２４ａにおける表面上および裏面上に互いに対向する位置で配置された態様で、第１および第２バスバー２２、２３に接続可能となる。このように、このような複数の分岐部を設けることによって、第１および第２バスバー２２、２３から、インバータ部５を構成する回路部品への給電路が最短距離で簡素に構成される。したがって、このような構成によって配線長が短くなり、配線インダクタンスが低減される。
【００５８】
このような２重円筒型の第１および第２バスバー２２、２３によって低インダクタンスを実現することができる理由は、インダクタンスは、電流が作る磁界が存在する体積積分と等価であることによる。平行導線、平行平板では、どうしても近傍空間に磁界が漏れ出すために、無視できない浮遊インダクタンスが生じてしまうが、同軸導体では、その隙間のわずかな空間に限られるからである。
【００５９】
そして、インバータ部５の三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）出力を取り出すために、第１および第２バスバー２２、２３とインバータ部５との間には、第１および第２バスバー２２、２３の軸方向に沿って、出力用バスバー２５が設けられている。より具体的には、出力用バスバー２５は、長尺なロッド状（円柱形状）の部材であり、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５の端子に形成された貫通孔（図３（Ｃ）に示す例では周方向の一部に切り欠き部が設けられた貫通孔）に挿通可能な直径で、例えば純銅や純アルミニウムまたはそれらの低濃度合金等の導電性の金属（合金を含む)によって形成される。このロット状の出力用バスバー２５は、本実施形態では、３相交流電力に対応してＵ相用、Ｖ相用およびＷ相用の３個であり、各相用の各出力用バスバー２５Ｕ、２５Ｖ、２５Ｗのそれぞれは、第１バスバー２２から絶縁のために径方向に所定の間隔を空けて、その長尺方向が第１バスバー２２の軸方向に沿うように、配置される。そして、各相用の各出力用バスバー２５Ｕ、２５Ｖ、２５Ｗは、第１バスバー２２の周方向に所定の間隔を空けて配列される。また、Ｕ相用の出力用バスバー２５Ｕには、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１のエミッタ端子とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４のコレクタ端子とが接続され、Ｖ相用の出力用バスバー２５Ｖには、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２のエミッタ端子とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５のコレクタ端子とが接続され、Ｗ相用の出力用バスバー２５Ｗには、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３のエミッタ端子とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６のコレクタ端子とが接続される。これらコレクタ端子およびエミッタ端子との間には、出力用バスバー２５が挿通されて円筒形状の絶縁性のスペーサ２６が介在されている。図３（Ｃ）には、Ｖ相の場合が示されている。このように各相用の各出力用バスバー２５Ｕ、２５Ｖ、２５Ｗは、第１バスバー２２の周りに立体的に配線されるので、いわゆる浮遊インダクタンスを低減することができる。前記搭載用部材２４ａを挟み、その片面に第１バスバー２２（例えばアノード側）から給電されるスイッチング素子Ｔｒ５１、Ｔｒ５２、Ｔｒ５３が、その裏面に第２バスバー２３（カソード側）から給電されるスイッチング素子Ｔｒ５４、Ｔｒ５５、Ｔｒ５６が、おなじ位置関係で装着されることで、それらの出力端子が上記２重円筒型の給電用の第１および第２バスバー２２、２３に近接する中央部において、軸方向に最短距離で接合される、ことが肝要である。このような実装形式によって低インダクタンスの（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の）３本の出力用集電バスバー２５が形成され、筐体の片端にある出力用ノイズ低減用巻線素子３を経由して外部に取り出されることになる。これにより、内部サージおよび外部伝播ノイズが同時に低減されることになる。
【００６０】
ノイズ低減用巻線素子１、３は、高周波ノイズを低減するための素子である。本実施形態のノイズ低減用巻線素子１、３は、図４および図５に示すように、コイル１１と、コイル１１によって生じた磁束を通すとともに、コイル１１を収納するコア１２とを備えている。
【００６１】
ノイズ低減用巻線素子１、３は、高周波ノイズを低減するための素子である。本実施形態のノイズ低減用巻線素子１、３は、図４および図５に示すように、コイル１１と、コイル１１によって生じた磁束を通すとともに、コイル１１を収納するコア１２とを備えている。
【００６２】
コイル１１は、帯状の長尺な導体部材を、該導体部材の幅方向がコイル１１の軸方向に沿うように絶縁材（図略）を挟んで巻回することによって構成される。このような帯状の長尺な導体部材は、シート形状、リボン形状あるいはテープ形状であり、幅（幅方向の長さ）Ｗに対する厚さ（厚み方向の長さ）ｔが１未満である（０＜ｔ／Ｗ＜１）。このような構成によって、コイル１１で生じる磁束方向に沿って帯状の導体部材が配置されることになるので、コイル１１のいわゆる渦電流損を低減することができる。
【００６３】
コイル１１は、単線に対して用いる場合には、１枚の導体部材を巻回すことによって構成することができるが、本実施形態では、パワーコントロール装置ＰＣの入力側における電源ラインおよび接地ライン、ならびに、パワーコントロール装置ＰＣの出力側におけるＵ相ライン、Ｖ相ラインおよびＷ相ラインの複数のラインに対して用いられるため、コイル１１は、絶縁材（図略）を挟んで重ね合わせた帯状の複数の長尺な導体部材、図４および図５に示す例では、３枚の長尺な導体部材１１１、１１２、１１３を所定回数だけ巻回することによって構成されて成る複数のコイルで構成されている。そして、各導体部材１１１〜１１３の各両端部Ｔｍ１１、Ｔｍ１２；Ｔｍ２１、Ｔｍ２２；Ｔｍ３１、Ｔｍ３２は、接続端子としてコア１２の外部へ引き出されている。
【００６４】
コイル１１の前記絶縁材は、本実施形態ではコイル１１自体に容量性を持たせるため、所定の容量となるように、適宜な誘電率を持った材料が選択される。ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）およびＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）の各誘電率は、１ｋＨｚで２０℃である場合に、それぞれ、３．２、２．２、３．０、２．９である。また、フィラー入り樹脂は、前記フィラーの充填率（体積％）を変えることによって、５〜４０程度の範囲で様々な値の誘電率とすることができる。
【００６５】
コア１２は、コイル１１を磁気結合するための部材であって、コイル１１を内包する構造である。コア１２は、例えば、図４および図５に示す例では、磁気的に（例えば透磁率が）等方性を有し、同一の構成を有する第１および第２コア部材１２１、１２２を備える。第１および第２コア部材１２１、１２２は、それぞれ、例えば円板形状を有する円板部１２１ａ、１２２ａの板面に、該円板部１２１ａ、１２２ａと同径の外周面を有する円筒部１２１ｂ、１２２ｂが連続して成る。コア１２は、このような構成を有する第１および第２コア部材１２１、１２２が互いに前記各円筒部１２１ｂ、１２２ｂの端面同士で重ね合わせられることによりコイル１１を内部に収容するための空間を備えたものである。すなわち、コア１２は、いわゆるポット型となっている。
【００６６】
なお、図４および図５に示す例では、コア１２は、第１および第２コア部材１２１、１２２で構成されたが、これに限定されるものではなく、例えば、コア１２は、コイル１１を内包し得る内径を有する中空の円柱形状（円筒形状）である第１１コア部材と、その外径が第１１コア部材の内径よりも大きい円板である１組の第１２および１３コア部材とを備え、第１２コア部材は、略隙間が生じないように、第１１コア部材の一方端部に連結され、第１３コア部材は、略隙間が生じないように、第１１コア部材の他方端部に連結されて構成されてもよい。
【００６７】
このようなコア１２は、例えば仕様等に応じた所定の磁気特性（透磁率）を有しており、上述のような所望の形状の成形容易性の観点から、軟磁性体粉末を形成したものであることが好ましい。このような構成のノイズ低減用巻線素子１、３は、容易にコア１２を形成することができ、その鉄損も低減することができる。さらに、コア１２は、軟磁性体粉末と非磁性体粉末との混合物を成形したものであってもよい。軟磁性体粉末と非磁性体粉末との混合率比を比較的容易に調整することができ、前記混合比率を適宜に調整することによって、コア１２における前記所定の磁気特性をそれぞれ所望の磁気特性に容易に実現することが可能となる。
【００６８】
この軟磁性体粉末は、強磁性の金属粉末であり、より具体的には、例えば、純鉄粉、鉄基合金粉末（Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、センダスト、パーマロイ等）およびアモルファス粉末、さらには、表面にリン酸系化成皮膜などの電気絶縁皮膜が形成された鉄粉等が挙げられる。これら軟磁性体粉末は、公知の手段、例えば、アトマイズ法等によって微粒子化する方法や、酸化鉄等を微粉砕した後にこれを還元する方法等によって製造することができる。また、一般に、透磁率が同一である場合に飽和磁束密度が大きいので、軟磁性粉末は、例えば上記純鉄粉、鉄基合金粉末およびアモルファス粉末等の金属系材料であることが特に好ましい。
【００６９】
このような軟磁性体粉末を形成した圧粉コアであるコア１２は、例えば、圧粉形成等の公知の常套手段によって形成することができる。
【００７０】
このようないわゆる圧粉コアを用いたノイズ低減用巻線素子１、３は、渦電流損を低減することができる。特に、ノイズ低減用巻線素子１、３が高周波駆動回路に用いられる場合には、このような構成のノイズ低減用巻線素子１、３は、好適に渦電流損を低減することができる。
【００７１】
このような構成のノイズ低減用巻線素子１、３は、例えば、次の工程によって作製可能である。
【００７２】
まず、図６（Ａ）に示すように、所定の厚みを有するリボン状の複数の導体部材１１１ａ、１１２ａ、１１３ａが絶縁材（図略）を挟んで重ね合わされ、図６（Ｂ）に示すように、これらが中心（軸芯）から所定の径だけ離間した位置から所定回数だけ巻き回される。これにより、中心に所定の径を有する円柱状の空芯部Ｓ１を備えたパンケーキ構造の空芯のコイル１１が形成される。
【００７３】
一方、図６（Ｃ）に示すように、圧粉形成等によって形成された第１および第２コア部材１２１、１２２が、コイル１１を挟み込むように各円筒部１２１ｂ、１２２ｂの端面同士で重ね合わされる。これにより、図６（Ｄ）に示すような例えば円盤状のノイズ低減用巻線素子１、３が作成される。
【００７４】
このように構成されたノイズ低減用巻線素子１は、電源Ｖｄとパワーコントロール装置ＰＣのコンバータ部４との間の配線に介挿され、ノイズ低減用巻線素子３は、パワーコントロール装置ＰＣのインバータ部５と３相誘導電動機Ｍとの間の配線に介挿される。このように電源Ｖｄとパワーコントロール装置ＰＣのコンバータ部４との間の配線にノイズ低減用巻線素子１を介挿することによって、パワーコントロール装置ＰＣから電源Ｖｄ側への高調波ノイズを低減または除去することができるとともに、電源Ｖｄ側からパワーコントロール装置ＰＣへの電圧や電流のスパイクやサージを低減または除去することができる。また、パワーコントロール装置ＰＣのインバータ部５と３相誘導電動機Ｍとの間の配線にノイズ低減用巻線素子３を介挿することによって、ノイズを低減または除去して電圧波形および電流波形を改善し、負荷のパフォーマンスを改善することができる。
【００７５】
より具体的には、まず、ノイズ低減用巻線素子１の場合について説明すると、ノイズ低減用巻線素子１の入力端が電源Ｖｄに接続され、ノイズ低減用巻線素子１の出力端がパワーコントロール装置ＰＣの入力端（コンバータ部４の入力端）に接続されることでノイズ低減用巻線素子１の入力端がパワーコントロール装置ＰＣの入力端（コンバータ部４の入力端）の代替入力端とされ（第１態様、第１構成）、図１および図２に示すように、ノイズ低減用巻線素子１は、筐体本体２１（筐体２）と一体化される。より詳しくは、ノイズ低減用巻線素子１のコイル１１におけるコイル１１１の入力側の一方端部Ｔｍ１１が電源Ｖｄの電源ラインに接続され、ノイズ低減用巻線素子１のコイル１１におけるコイル１１１の出力側の他方端部Ｔｍ１２がパワーコントロール装置ＰＣのコンバータ部４における入力端となるチョークコイルＬ４の一方端に接続される。ノイズ低減用巻線素子１のコイル１１におけるコイル１１３の入力側の一方端部Ｔｍ３１が電源Ｖｄの接地ラインに接続され、ノイズ低減用巻線素子１のコイル１１におけるコイル１１３の出力側の他方端部Ｔｍ３２がパワーコントロール装置ＰＣのコンバータ部４における入力端の接地ラインに接続される。そして、ノイズ低減用巻線素子１のコイル１１におけるコイル１１２の入力側の一方端部Ｔｍ２１および出力側の他方端部Ｔｍ２２は、それぞれ、接地される。そして、図２に示すように、ノイズ低減用巻線素子１は、そのコイル１１の出力端が引き出されるコア１２の面を、パワーコントロール装置ＰＣの筐体２における筐体本体２１と当接することで、筐体本体２１（筐体２）と一体化される。放射ノイズをより低減するために、コア１２の前記面は、筐体本体２１と隙間無く当接、すなわち、密着していることが好ましい。この観点から、コア１２の第２コア部材は、筐体本体２１と一体成形されることが好ましい。あるいは、筐体本体２１にノイズ低減用巻線素子１が嵌り込む凹部が形成され、前記凹部にノイズ低減用巻線素子１が嵌り込むことで、ノイズ低減用巻線素子１は、筐体本体２１（筐体２）と一体化されてもよい。さらに、図２に示すように、ノイズ低減用巻線素子１は、その軸線が筐体本体２１（筐体２）の軸線と一致する位置で、筐体本体２１と一体化されている。この結果、ノイズ低減用巻線素子１は、その軸線が第１および第２バスバー２２、２３の軸線とも一致することになる。
【００７６】
次に、ノイズ低減用巻線素子３の場合について説明すると、ノイズ低減用巻線素子３の入力端がパワーコントロール装置ＰＣの出力端（インバータ部５の出力端）に接続されることでノイズ低減用巻線素子３の出力端がパワーコントロール装置ＰＣの出力端（インバータ部５の出力端）の代替出力端とされ（第２態様、第２構成）、ノイズ低減用巻線素子３の出力端が３相誘導電動機Ｍの入力端に接続され、図１および図２に示すように、ノイズ低減用巻線素子３は、筐体本体２１（筐体２）と一体化される。より詳しくは、ノイズ低減用巻線素子３のコイル１１におけるコイル１１１の入力側の一方端部Ｔｍ１１がＵ相用の出力用バスバー２５Ｕに接続され、ノイズ低減用巻線素子３のコイル１１におけるコイル１１１の出力側の他方端部Ｔｍ１２が３相誘導電動機ＭのＵ相の入力端に接続される。ノイズ低減用巻線素子３のコイル１１におけるコイル１１２の入力側の一方端部Ｔｍ２１がＶ相用の出力用バスバー２５Ｖに接続され、ノイズ低減用巻線素子３のコイル１１におけるコイル１１２の出力側の他方端部Ｔｍ２２が３相誘導電動機ＭのＶ相の入力端に接続される。そして、ノイズ低減用巻線素子３のコイル１１におけるコイル１１３の入力側の一方端部Ｔｍ３１がＷ相用の出力用バスバー２５Ｗに接続され、ノイズ低減用巻線素子３のコイル１１におけるコイル１１３の出力側の他方端部Ｔｍ３２が３相誘導電動機ＭのＷ相の入力端に接続される。そして、ノイズ低減用巻線素子３は、上述したノイズ低減用巻線素子１と同様の種々の態様のうちのいずれかで、筐体本体２１（筐体２）と一体化される。さらに、図２に示すように、ノイズ低減用巻線素子３は、その軸線が筐体本体２１（筐体２）の軸線と一致する位置で、筐体本体２１と一体化されている。この結果、ノイズ低減用巻線素子３は、その軸線が第１および第２バスバー２２、２３の軸線とも一致することになる。
【００７７】
このような構成のノイズ低減用巻線素子１、３では、コイル１１が帯状の導体部材を、該導体部材の幅方向がコイル１１の軸方向に沿うように絶縁材（図略）を挟んで巻回することによって構成されるので、各ターンの導体部材が絶縁材を介した１ターン内側の導体部材および絶縁材を介した１ターン外側の導体部材との間でコンデンサを形成するから、コイル１１自体が容量性を備えることができる。なお、このコイル１１に形成されるコンデンサは、図１では、符号Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ３１、Ｃ３２で示されている。このため、このような構成のノイズ低減用巻線素子１、３は、単独でＬ成分およびＣ成分を備えることができ、好適にＬＣフィルタを単独で構成することができる。したがって、このような構成のノイズ低減用巻線素子１、３は、コンデンサが別途に不要となり、部品点数を低減することが可能となる。そして、このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣ（インバータ部５）は、上述の構成のノイズ低減用巻線素子１、３を用いるので、インバータによって生じるノイズを低減することができ、部品点数の低減も可能となる。
【００７８】
ここで、このような帯状の導体部材を共巻きしたノイズ低減用巻線素子におけるノイズ低減効果の性能試験結果について説明する。図７は、ノイズ低減用巻線素子の性能試験を説明するための図である。図７（Ａ）は、性能試験に用いたノイズ低減用巻線素子の斜視図であり、図７（Ｂ）は、性能試験に用いた回路構成を説明するための図である。図８は、ノイズ低減用巻線素子の性能試験の結果を示す図である。図８（Ａ）は、性能試験の結果を示すグラフであり、図８（Ｂ）は、性能試験の結果をまとめた表である。
【００７９】
この性能試験には、図７（Ａ）に示すように、３枚の帯状の導体部材を共巻きしたノイズ低減用巻線素子が用いられた。そして、この性能試験では、図７（Ｂ）に示すように、電源として６．６ＶのＬｉ−Ｆｅ電池が用いられ、インバータとして１６ｋＨｚのＰＷＭインバータ（ＴＡＭＩＹＡ製ＤＣブラシレスモータ用スピードコントローラ；ＥＳＣ０１）が用いられ、負荷のモータとしてＤＣブラシレスモータ（Ｋｅｙｅｎｃｅ製；ＬＵＸＯＮ ＫＧ）が用いられ、測定器としてパワーアナライザ（横河電機製ＰＺ４０００）が用いられた。Ｌｉ−Ｆｅ電池は、ＰＷＭインバータおよびノイズ低減用巻線素子を介してＤＣブラシレスモータに接続されて、その電力が供給され、ＤＣブラシレスモータの出力軸には、負荷として所定の重さの円板部材が取り付けられた。そして、ノイズ低減用巻線素子の出力端とＤＣブラシレスモータの入力端との接続点でパワーアナライザによって諸量が測定された。
【００８０】
その結果は、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示す通りである。図８（Ａ）には、上述のノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に無い場合における電流および電圧の測定結果（紙面左側）と、上述のノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に有る場合における電流および電圧の測定結果（紙面右側）とが示されている。図８（Ａ）において、横軸は、経過時間を示し、その縦軸は、レベルを示す。図８（Ａ）の左右のグラフを較べてみると分かるように、ノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に有る場合の波形は、ノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に無い場合の波形に較べて、粗くなっており、ノイズが低減されていることがわかる。また、図８（Ｂ）には、上述のノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に無い場合における最大回転速度および力率の測定結果（上段）と、上述のノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に有る場合における最大回転速度および力率の測定結果（下段）とが示されている。図８（Ｂ）の上下段の数値を較べて見ると分かるように、ノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に有る場合の最大回転速度は、ノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に無い場合の最大回転速度に較べて、大きく（速く）なっており、そして、ノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に有る場合の力率は、ノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に無い場合の力率に較べて、大きくなっており、改善されている。
【００８１】
このようにノイズ低減用巻線素子を用いることによって、ＰＷＭインバータからＤＣブラシレスモータへ流れるノイズが低減され、ＤＣブラシレスモータのパフォーマンスが改善される。
【００８２】
一方、インバータを含む回路は、従来技術で説明したように、伝導ノイズ、誘導ノイズおよび放射ノイズのインバータノイズが発生する。このインバータノイズを低減するために、様々な対策が採用されるが、入力端子や出力端子に通常のコネクタを用いると、インバータを含む回路を収納した筐体内を飛び回る放射ノイズは、入力端子や出力端子から漏れ出したり、あるいは、入力端子や出力端子を取り付けるために筐体に設けられた貫通孔に生じる入力端子や出力端子と筐体との間に生じる隙間から漏れ出したりしてしまう。
【００８３】
ここで、本実施形態では、ノイズ低減用巻線素子１、３は、上述の第１態様および第２態様とされ、しかも筐体本体２１（筐体２）と一体化されているので、このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣは、筐体２から通常漏れ出る放射ノイズを効果的に低減することができる。
【００８４】
そして、本実施形態における筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣ（インバータ部５）は、上述したように、筐体本体２１（筐体２）は、筒形状であり、該筐体本体２１（筐体２）の軸線と同軸で配置され、該筐体本体２１（筐体２）の前記軸線の方向に延びる、第１および第２バスバー２２、２３を備えている。
【００８５】
インバータ装置において、いわゆるバスバーの配線インダクタンスが大きいと、直流交流変換の際のスイッチング動作における電流変化によって発生するサージ電圧が前記配線インダクタンスに比例して大きくなるため、その対策が望まれる。例えば、特開２００７−２３６０４４号公報には、バスバーの配線インダクタンスを低減させるインバータモジュールが提案されている。このインバータモジュールは、第１のバスバーと、前記第１のバスバーに近接して平行に並置されている第２のバスバーと、前記第１のバスバーと前記第２のバスバーのそれぞれに接続された少なくとも一対の電力半導体装置と、を備えたインバータブリッジモジュールであって、前記電力半導体装置は、第１ないし第３の３個の主端子を備え、これらのうちの第１および第２主端子が第１の側面から引き出されており、前記一対の電力半導体装置は、それぞれ前記第１のバスバー又は第２のバスバーに対してその前記第１の側面が対向するように配置されているものである。このような構成のインバータモジュールでは、容量を増やそうとすると、前記第１のバスバーおよび前記第２のバスバーを延長するか、または、このような構成のインバータモジュールを複数用意して各インバータモジュールの前記第１のバスバー同士を配線で連結するとともに前記第２のバスバー同士を配線で連結する必要があり、いずれの場合でも配線長が長くなって配線インダクタンスが増加してしまう。
【００８６】
一方、本実施形態における筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣでは、上述の構成によって、筒形状の筐体本体２１（筐体２）の周壁と第１および第２バスバー２２、２３の間にコンバータ部４およびインバータ部５の回路部品を配置するスペース（空間）を確保することができ、上述のように配置可能であるから、このスペースにおいて、コンバータ部４およびインバータ部５の回路部品を第１および第２バスバー２２、２３の周方向に上述のように配置して接続することで、コンバータ部４およびインバータ部５を構成する各回路部品を第１および第２バスバー２２、２３によって最短距離で接続することができる。しかも、パワーコントロール装置ＰＣの容量を増加する場合でも、第１および第２バスバー２２、２３の径を大きくすることで、この容量の増加に対応して増加した回路部品の配置スペースを確保することができ、第１および第２バスバー２２、２３の軸方向の長さを変える必要がなく、前記最短距離を略維持することができる。このため、このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣは、コンバータ部４およびインバータ部５の回路部品を繋ぐ配線長をより短くすることができ、配線インダクタンスを低減することができる。
【００８７】
さらに、本実施形態では、ノイズ低減用巻線素子１、３と第１および第２バスバー２２、２３とは、それらの各軸線が筒形状の筐体本体２１（筐体２）の軸線と一致するように配置されている。この結果、ノイズ低減用巻線素子１の軸線、第１および第２バスバー２２、２３の各軸線およびノイズ低減用巻線素子３の軸線は、互いに一致するようになる。このため、代替入力端となるノイズ低減用巻線素子１の入力端と、代替出力端となるノイズ低減用巻線素子３の出力端とは、略一直線上に配置されることなり、その間を上述の二重円筒型の第１および第２バスバー２２、２３によって橋渡す構造となる。したがって、このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣでは、前記代替入力端と前記代替出力端との間が最短距離で結ばれ、これら間の配線インダクタンスも低減することができる。
【００８８】
また、本実施形態では、第１および第２バスバー２２、２３は、それぞれ、周方向に複数の分岐部を備えている。このため、このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣは、第１および第２バスバー２２、２３から、コンバータ部４やインバータ部５を構成する回路部品への給電路を最短距離で簡素に構成することができ、したがって、これらの配線インダクタンスを低減することができる。
【００８９】
また、本実施形態では、搭載用部材２４ａには、流体を流すための流路ＬＰａがその内部に形成されている。このため、このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣは、例えば水冷等のいわゆる液体冷却を行うことができ、コンバータ部４およびインバータ部５を効果的に冷却することが可能となる。
【００９０】
また、本実施形態では、搭載用部材２４ａは、複数、図２に示す例では４枚であって、軸方向に積層されている。このため、このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣは、搭載用部材２４ａが複数であるので、容量の増加に対応することができ、そして、搭載用部材２４ａが軸方向に積層されているので、コンパクト化が可能となる。
【００９１】
なお、上述のパワーコントロール装置ＰＣでは、搭載用部材２４ａは、搭載用部材２４ａの熱を効率よく筐体本体２１へ熱伝導するべく、第１態様として、その外周端部が筐体本体２１の周壁に内周面で当接されたが、他の態様が用いられてもよい。
【００９２】
図９は、実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第２態様を示す縦断面図である。図１０は、実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第３態様を示す縦断面図である。図１１は、実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第４態様を示す縦断面図である。
【００９３】
第２態様の搭載用部材２４ｂは、図９に示すように、載置部２４１ｂと、外周壁部２４２ｂとを備えている。外周壁部２４２ｂは、比較的底高の円筒形状であり、筐体２の周面の一部となる。載置部２４１ｂは、搭載用部材２４ａと同様の、中心に第１および第２バスバー２２、２３を挿通するための貫通孔（貫通開口）を形成した円板形状であり、その外周端部が円筒形状の外周壁部２４２ｂの周壁に内周面で連結されており、外周壁部２４２ｂと一体化されている。このように載置部２４１ｂが外周壁部２４２ｂと一体化され、しかも外周壁部２４２ｂが筐体本体２１の周面の一部を構成するため、このような構成の搭載用部材２４ｂは、回路部品で生じた熱が載置部２４１ｂを介して外周壁部２４２ｂへ熱伝導し外周壁部２４２ｂから外部へ前記熱をより効率よく放熱することができる。そして、外周壁部２４２ｂの円筒形状の両端面は、それぞれ、同じ方向に傾いた、大略テーパ状となっており、より詳しくは、このテーパ状の両端部には、径方向と平行な平行面が形成されている。このため、複数の搭載用部材２４ｂを軸方向に積層する場合に、位置ずれを生じることなく、複数の搭載用部材２４ｂが軸方向に積層される。また、載置部２４１ｂ内には、搭載用部材２４ａと同様な流路ＬＰａが形成されており、液冷することもできる。
【００９４】
また、第３態様の搭載用部材２４ｃは、図１０に示すように、載置部２４１ｃと、外周壁部２４２ｃと、放熱フィン２４３ｃとを備えている。外周壁部２４２ｃは、比較的底高の円筒形状であり、筐体２の周面の一部となる。載置部２４１ｃは、搭載用部材２４ａと同様の、中心に第１および第２バスバー２２、２３を挿通するための貫通孔（貫通開口）を形成した円板形状であり、その外周端部が円筒形状の外周壁部２４２ｃの周壁に内周面で連結されており、外周壁部２４２ｃと一体化されている。そして、放熱フィン２４３ｃは、板状の環形状（ドーナツ形状）であり、その内周端部が円筒形状の外周壁部２４２ｃの周壁に外周面で連結されており、外周壁部２４２ｃと一体化されている。このように載置部２４１ｃが外周壁部２４２ｃと一体化され、しかも外周壁部２４２ｃが筐体２の周面の一部を構成し、さらに外周壁部２４２ｃの外周面に放熱フィン２４３ｃを備えるため、このような構成の搭載用部材２４ｃは、回路部品で生じた熱が載置部２４１ｃを介して外周壁部２４２ｃへ熱伝導し外周壁部２４２ｃおよび放熱フィン２４３ｃから外部へ前記熱をより効率よく放熱することができる。そして、外周壁部２４２ｃの円筒形状の両端面は、それぞれ、同じ方向に傾いた、大略テーパ状となっており、より詳しくは、このテーパ状の両端部には、径方向と平行な平行面が形成されている。このため、複数の搭載用部材２４ｃを軸方向に積層する場合に、位置ずれを生じることなく、複数の搭載用部材２４ｃが軸方向に積層される。
【００９５】
また、第４態様の搭載用部材２４ｄは、図１１に示すように、載置部２４１ｄと、外周壁部２４２ｄと、放熱フィン２４３ｄと、熱伝導路部２４４ｄとを備えている。外周壁部２４２ｄは、比較的底高の円筒形状であり、筐体２の周面の一部となる。載置部２４１ｄは、搭載用部材２４ａと同様の、中心に第１および第２バスバー２２、２３を挿通するための貫通孔（貫通開口）を形成した円板形状であり、その外周端部が円筒形状の外周壁部２４２ｄの周壁に内周面で連結されており、外周壁部２４２ｄと一体化されている。そして、放熱フィン２４３ｄは、板状の環形状（ドーナツ形状）であり、その内周端部が円筒形状の外周壁部２４２ｄの周壁に外周面で連結されており、外周壁部２４２ｄと一体化されている。さらに、熱伝導路部２４４ｄは、載置部２４１ｄ、外周壁部２４２ｄおよび放熱フィン２４３ｄを形成する各材料の熱伝導性より良好な熱伝導性を持った材料、例えば純銅や純アルミニウムまたはそれらの低濃度合金等の良熱伝導性の材料で形成されおり、載置部２４１ｄ、外周壁部２４２ｄおよび放熱フィン２４３ｄの各内部を、載置部２４１ｄから外周壁部２４２ｄを介して放熱フィン２４３ｄまでに亘って配置されている。このような熱伝導路部２４４ｄは、中心に貫通開口を形成した円板形状であってもよく、また、径方向に延びる複数の線形状であってもよい。このように載置部２４１ｄが外周壁部２４２ｄと一体化され、しかも外周壁部２４２ｄが筐体２の周面の一部を構成し、さらに外周壁部２４２ｄの外周面に放熱フィン２４３ｄを備えるため、このような構成の搭載用部材２４ｄは、回路部品で生じた熱が載置部２４１ｄを介して外周壁部２４２ｄへ熱伝導し外周壁部２４２ｄおよび放熱フィン２４３ｄから外部へ前記熱をより効率よく放熱することができる。そして、この搭載用部材２４ｄは、これら載置部２４１ｄ、外周壁部２４２ｄおよび放熱フィン２４３ｄの各内部を、載置部２４１ｄから外周壁部２４２ｄを介して放熱フィン２４３ｄに至る熱伝導路部２４４ｄをさらに有しているので、このような構成の搭載用部材２４ｄは、搭載部２４１ｄの熱を効率よく外周壁部２４２ｄおよび放熱フィン２４３ｄへ熱伝導し、さらにより効率よく外部へ放熱することができる。そして、外周壁部２４２ｄの円筒形状の両端面は、それぞれ、同じ方向に傾いた、大略テーパ状となっており、より詳しくは、このテーパ状の両端部には、径方向と平行な平行面が形成されている。このため、複数の搭載用部材２４ｄを軸方向に積層する場合に、位置ずれを生じることなく、複数の搭載用部材２４ｄが軸方向に積層される。
【００９６】
また、上述の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣ（第１ないし第４態様の搭載用部材２４ａ〜２４ｄの場合を含む）において、前記筐体２は、外部から流体を内部へ導入する流体導入部と、前記内部から前記流体を前記外部へ導出する流体導出部とをさらに備えてもよい。このような構成のパワーコントロール装置ＰＣは、前記流体導入部および前記流体導出部を備えるので筐体内に流体を流通させることができるから、前記流体によってインバータ用筐体およびインバータ装置を冷却することができる。
【００９７】
このような構成のパワーコントロール装置ＰＣについて、より具体的に説明する。図１２は、他の第１態様におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す縦断面図である。図１３は、他の第２態様におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す縦断面図である。
【００９８】
他の第１態様におけるパワーコントロール装置ＰＣａは、図１２に示すように、ノイズ低減用巻線素子１ａと、筐体２ｅと、ノイズ低減用巻線素子３と、コンバータ部４と、インバータ部５とを備え、さらに、流体導入部６と流体導出部７とを備えている。このパワーコントロール装置ＰＣａにおけるノイズ低減用巻線素子３、コンバータ部４およびインバータ部５は、それぞれ、図１ないし図３に示す上述のパワーコントロール装置ＰＣにおけるノイズ低減用巻線素子３、コンバータ部４およびインバータ部５と同様であるので、その説明を省略する。
【００９９】
また、このパワーコントロール装置ＰＣａにおけるノイズ低減用巻線素子１ａは、図１２に示すように、流体導入部６がそのコイル１１の芯部およびコア１２の中心部を軸方向に沿って挿通されている点を除き、図１ないし図３に示す上述のパワーコントロール装置ＰＣにおけるノイズ低減用巻線素子１と同様であるので、その説明を省略する。
【０１００】
そして、これらノイズ低減用巻線素子１ａ、３は、筐体２に配置されるノイズ低減用巻線素子１、３と同様に、筐体２ｅに配置される。
【０１０１】
流体導入部６は、中空の円柱部材（円筒部材）または中空の多角柱部材で形成され、筐体２ｅの外部から流体を筐体２ｅの内部へ導入するための部材である。流体導入部６は、本実施形態では、その一方端が外部に臨むとともにその他方端が筐体２ｅの内部に臨むように、ノイズ低減用巻線素子１に上述したように挿通されるとともに筐体２ｅの蓋体２１１を挿通するように、配設される。
【０１０２】
筐体２ｅは、図１ないし図３に示す上述の筐体２と同様に、これらコンバータ部４およびインバータ部５を収納する部材である。より具体的には、図１２に示すように、筐体２ｅは、有底有蓋の筒形状であり、蓋体（底体）２１１と、１または複数の第５態様の搭載用部材２４ｅと、底体（蓋体）２１２と、筐体２ｅ内に配置される第１および第２バスバー２２ａ、２３ａとを備えている。
【０１０３】
第５態様の搭載用部材２４ｅは、図１２に示すように、載置部２４１ｅと、外周壁部２４２ｅとを備えている。外周壁部２４２ｅは、比較的底高の円筒形状であり、筐体２ｅの周面の一部となる。載置部２４１ｅは、搭載用部材２４ａと同様の、中心に第１および第２バスバー２２ａ、２３ａを挿通するための貫通孔（貫通開口）を形成した円板形状であり、その外周端部が円筒形状の外周壁部２４２ｅの周壁に内周面で連結されており、外周壁部２４２ｅと一体化されている。そして、この円板形状の載置部２４１ｅには、外周壁部２４２ｅに連結される近傍に、一方主面から他方主面へ流体を流すための第２流路ＬＰｂが形成されている。第２流路ＬＰｂは、１または複数形成される。例えば、本実施形態では、第２流路ＬＰｂは、周方向に沿って適宜な間隔で複数、形成されている。このように第２流路ＬＰｂが形成されているので、搭載用部材２４ｅの一方主面から他方主面へ流体を流通させることができるから、より効果的に流体による冷却を行うことができる。また、外周壁部２４２ｅの円筒形状の両端面は、それぞれ、同じ方向に傾いた、大略テーパ状となっており、より詳しくは、このテーパ状の両端部には、径方向と平行な平行面（軸方向に垂直な面）が形成されている。すなわち、図１２に示す第５態様の搭載用部材２４ｅは、図９に示す第２態様の搭載用部材２４ｂにおける流路ＬＰａに代え、第２流路ＬＰｂを備える点を除き、第２態様の搭載用部材２４ｂと同様である。
【０１０４】
蓋体（底体）２１１は、１つの搭載用部材２４ｅまたは軸方向に沿って積層された複数の搭載用部材２４ｅから形成される筐体本体の一方端を閉塞する部材である。蓋体（底体）２１１は、例えば、本実施形態では、円板形状の蓋体（底体）本体と、前記蓋体（底体）本体の周縁に沿って立設され、搭載用部材２４ｅと連結するための連結円筒体とを備えている。連結円筒体の端面は、搭載用部材２４ｅと密着させて連結するために、搭載用部材２４ｅと同様に、テーパ状に形成されている。
【０１０５】
同様に、底体（蓋体）２１２は、１つの搭載用部材２４ｅまたは軸方向に沿って積層された複数の搭載用部材２４ｅから形成される筐体本体の他方端を閉塞する部材である。底体（蓋体）２１２は、例えば、本実施形態では、円板形状の底体（蓋体）本体と、前記底体（蓋体）本体の周縁に沿って立設され、搭載用部材２４ｅと連結するための連結円筒体とを備えている。連結円筒体の端面は、搭載用部材２４ｅと密着させて連結するために、搭載用部材２４ｅと同様に、テーパ状に形成されている。そして、底体（蓋体）２１２の前記底体（蓋体）本体には、流体導出部７が軸方向に沿って挿通されている。
【０１０６】
流体導出部７は、中空の円柱部材（円筒部材）または空中の多角柱部材で形成され、筐体２ｅの内部から流体を筐体２ｅの外部へ導出するための部材である。流体導出部７は、本実施形態では、その一方端が外部に臨むとともにその他方端が筐体２ｅの内部に臨むように、筐体２ｅの前記底体（蓋体）２１２を挿通するように、配設される。流体導出部７は、１または複数、筐体２ｅの前記底体（蓋体）２１２を挿通される。例えば、本実施形態では、流体導出部７は、前記底体（蓋体）本体の周辺領域に、周方向に沿って適宜な間隔で複数、筐体２ｅの前記底体（蓋体）２１２を挿通されている。
【０１０７】
この筐体２ｅおよびパワーコントロール装置ＰＣａにおける第１および第２バスバー２２ａ、２３ａは、それぞれ、第３流路ＰＬｃ、第４流路ＰＬｄを備える点を除き、図２および図３に示す筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣにおける第１および第２バスバー２２、２３と同様であるので、前記相違点のみを以下に説明し、同じ点の説明は、省略する。
【０１０８】
第１バスバー２２ａの第３流路ＰＬｃは、径方向に沿って貫通され、第１バスバー２２ａの内部とその外部との間で流体を流通可能にするための貫通開口である。第１バスバー２２ａの第３流路ＰＬｃは、複数形成されている。第１バスバー２２ａの第３流路ＰＬｃは、周方向に沿って適宜な間隔を空けて複数形成されており、そして、このような周方向に複数形成された第３流路ＰＬｃは、各層に流体を分流するために、軸方向に沿って適宜な間隔を空けて複数段形成されている。
【０１０９】
第２バスバー２３ａの第４流路ＰＬｄは、径方向に沿って貫通され、第２バスバー２３ａの内部とその外部との間で流体を流通可能にするための貫通開口である。第２バスバー２３ａの第４流路ＰＬｄは、複数形成されている。第２バスバー２３ａの第４流路ＰＬｄは、周方向に沿って適宜な間隔を空けて複数形成されており、そして、このような周方向に複数形成された第４流路ＰＬｄは、各層に流体を分流するために、軸方向に沿って適宜な間隔を空けて複数段形成されている。
【０１１０】
そして、本実施形態では、流体が流れやすくなるように、第３流路ＰＬｃと第４流路ＰＬｄとは、径方向で互いに一致するように、形成されている。なお、第３流路ＰＬｃと第４流路ＰＬｄとは、径方向でずれて形成されてもよい。
【０１１１】
図１２に示す筐体２ｅおよびパワーコントロール装置ＰＣａでは、例えば冷媒として機能する流体が流体導入部６によって外部から筐体２ｅ内に導入される。この導入された流体は、筐体２ｅ内を流通する。この際に、流体は、パワーコントロール装置ＰＣａで発生した熱、主に回路部品で発生した熱を吸収する。そして、流体は、流体導出部７によって筐体２ｅ内から外部へ導出される。
【０１１２】
より具体的には、流体導入部６によって導入された流体は、１層目の搭載用部材２４ｅの載置部２４１ｅに沿って、その中央から周縁へ流れ、第２流路ＬＰｂを介して次層の搭載用部材２４ｅへ流れ、各層の第２流路ＬＰｂを介して流体導出部７へ流れる。そして、流体導入部６によって導入された前記流体は、第２バスバー２３ａ内を流れ、その第４流路ＰＬｄおよび第１バスバー２２ａの第３流路ＰＬｃを介して、各層の搭載用部材２４ｅの載置部２４１ｅに沿って、その中央から周縁へ流れ、第２流路ＬＰｂを介して次層の搭載用部材２４ｅへ流れ、各層の第２流路ＬＰｂを介して流体導出部７へ流れる。本実施形態では、第２ないし第４流路ＰＬｂ〜ＰＬｄを備えるので、流体導入部６によって内部に導入された流体は、筐体２ｅ内全体を円滑に流れ、流体導出部７によって外部へ導出される。このため、このような構成の筐体２ｅおよびパワーコントロール装置ＰＣａは、冷媒として機能する前記流体を実装空間に直接流通させることに適しており、前記流体によって全体を均一に効果的に直接冷却される。また、このような構成の筐体２ｅおよびパワーコントロール装置ＰＣａは、密封性に優れているため、前記流体の漏洩を低減することができる。
【０１１３】
このような冷媒として機能する前記流体は、筐体２ｅや回路部品を腐食させないことが好ましく、また導電性がないことが好ましく、また流動性がよいことが好ましく、また吸湿性がないことが好ましく、また変性し難いことが好ましく、また引火性が無いことが好ましい。このような冷媒として機能する前記流体は、例えば、フッ素化合物系の液体（例えばフロリナート（住友スリーエム（株）の登録商標）、ガルデン（ソルベイソレクシス（株）の登録商標）、フロン等）やシリコンオイル等の絶縁性オイル、窒素（Ｎ２）ガス、および、二酸化炭素（ＣＯ２）ガス等を挙げることができる。
【０１１４】
また、他の第２態様におけるパワーコントロール装置ＰＣｃは、図１３に示すように、ノイズ低減用巻線素子１ａと、筐体２ｆと、ノイズ低減用巻線素子３と、コンバータ部４と、インバータ部５とを備え、さらに、流体導入部６と流体導出部７とを備えている。そして、筐体２ｆは、図１３に示すように、有底有蓋の筒形状であり、蓋体（底体）２１１と、１または複数の第６態様の搭載用部材２４ｆと、底体（蓋体）２１２と、筐体２ｆ内に配置される第１および第２バスバー２２ａ、２３ａとを備えている。
【０１１５】
すなわち、第２態様におけるパワーコントロール装置ＰＣｃは、第１態様のパワーコントロール装置ＰＣｂにおける筐体２ｅに代え、筐体２ｆを用いる点を除き、第１態様のパワーコントロール装置ＰＣｂと同様であるので、その説明を省略する。そして、第２態様における筐体２ｆは、第１態様における第５態様の搭載用部材２４ｅに代え、第６態様の搭載用部材２４ｆを用いる点を除き、他の第１態様の筐体２ｅと同様であるので、その説明を省略する。
【０１１６】
第６態様の搭載用部材２４ｆは、図１３に示すように、載置部２４１ｆと、外周壁部２４２ｆとを備えている。外周壁部２４２ｆは、比較的底高の円筒形状であり、筐体２ｆの周面の一部となる。載置部２４１ｆは、搭載用部材２４ａと同様の、中心に第１および第２バスバー２２ａ、２３ａを挿通するための貫通孔（貫通開口）を形成した円板形状であり、その外周端部が円筒形状の外周壁部２４２ｆの周壁に内周面で連結されている。そして、この円板形状の載置部２４１ｆは、メッシュ（金網）部材で形成されている。このようにメッシュ（金網）部材で形成されることにより、載置部２４１ｆには、一方主面から他方主面へ流体を流すための第２流路が形成される。なお、載置部２４１ｆは、一方主面から他方主面へ連通する流路を持つ多孔質部材であってもよい。また、外周壁部２４２ｆの円筒形状の両端面は、それぞれ、同じ方向に傾いた、大略テーパ状となっており、より詳しくは、このテーパ状の両端部には、径方向と平行な平行面（軸方向に垂直な面）が形成されている。すなわち、図１３に示す第６態様の搭載用部材２４ｆは、図１２に示す第５態様の搭載用部材２４ｅにおける載置部２４１ｅに代え、メッシュ部材で形成された載置部２４１ｆを備える点を除き、第５態様の搭載用部材２４ｅと同様である。
【０１１７】
このような構成の第２態様の筐体２ｆおよびパワーコントロール装置ＰＣｃによっても、第１態様の筐体２ｅおよびパワーコントロール装置ＰＣｂと同様の作用効果を奏する。そして、このような構成の第２態様の筐体２ｆおよびパワーコントロール装置ＰＣｃは、載置部２４１ｆがメッシュ部材で形成されているので、載置部２４１ｆの熱膨張率と載置部２４１ｆに接着固定される回路部品の熱膨張率との差によって生じる熱応力をメッシュ部材で吸収することができる。
【０１１８】
なお、上述では、図９に示す第２態様の搭載用部材２４ｂに対し、第２流路ＬＰｂが設けられたり、メッシュ部材で形成された載置部２４１ｆが設けられたりしたが、図１０に示す第３態様の搭載用部材２４ｃおよび図１１に示す第４態様の搭載用部材２４ｄに対し、第２流路ＬＰｂが設けられたり、メッシュ部材で形成された載置部２４１ｆが設けられたりしてもよい。
【０１１９】
また、上述において、より放熱性を向上させる観点から、放熱フィンが回路部品に配置されてもよい。このような放熱フィンは、流体の流れを阻害しないように、その長尺方向が流体の流れる方向に沿うように、配置されることが好ましい。
【０１２０】
また、上述の第１ないし第５態様の搭載用部材２４ａ〜２４ｅには、該搭載用部材２４ａ〜２４ｅに温度分布が生じた場合に高温側から低温側へ伸びるスリット状の切り欠き部が形成されてもよい。このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣは、搭載用部材２４ａ〜２４ｅにスリット状の切り欠き部が形成されているので、搭載用部材２４ａ〜２４ｅが熱膨張により膨張した場合でもその膨張分が前記切り欠き部で吸収されるから、搭載面に垂直な方向における搭載用部材２４ａ〜２４ｅの歪みを低減することができる。
【０１２１】
このような構成の第７態様の搭載用部材２４ｇについて、より具体的に説明する。図１４は、実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第７態様を示す横断面図である。図１５は、熱膨張により搭載用部材に生じる歪みのシミュレーション結果を示す図である。
【０１２２】
第７態様の搭載用部材２４ｇは、コンバータ部４およびインバータ部５を構成する回路部品を搭載するための部材であり、図１４に示すように、搭載用部材２４ａと同様の、中心に第１および第２バスバー２２、２２ａ；２３、２３ａを挿通するための貫通孔（貫通開口）を形成した六角形状の板状体である。そして、搭載用部材２４ｇには、第１および第２バスバー２２、２２ａ；２３、２３ａで生じる抵抗加熱によるジュール熱や、搭載された回路部品の発熱によって、該搭載用部材２４ｇに温度分布が生じた場合に、高温側から低温側へ伸びるスリット状の切り欠き部８が１または複数形成される。
【０１２３】
より具体的には、図１４に示すように、第１および第２バスバー２２、２２ａ；２３、２３ａを挿通するための前記貫通孔は、軸方向から平面視した場合に三角形形状であり、前記スリット状の切り欠き部８は、前記貫通孔の前記三角形における各頂点から各辺方向に沿って、３個形成されている。これら３個の切り欠き部８は、切り欠き部８の起点において、貫通孔の中心点から伸びる径方向と所定の角度で交差するように形成されており、したがって、これら３個の切り欠き部８は、旋回するように放射状に形成されている。切り欠き部８の幅は、想定される温度における熱膨張よりも大きくなるように設定される。このような構造の搭載用部材２４ｇでは、前記貫通孔を挿通する第１および第２バスバー２２、２２ａ；２３、２３ａで生じる抵抗加熱によるジュール熱や、搭載された回路部品の発熱によって、搭載用部材２４ｇは、加熱される。
【０１２４】
このような切り欠き部８の効果を検証するために、切り欠き部８の有り無しでシミュレーション（数値実験）が行われた。このシミュレーションは、アルミニウムで形成された、厚さ１０ｍｍの、冷却用の水管の無い搭載用部材２４ｇ、２４ｈに対し、第１および第２バスバー２２、２２ａ；２３、２３ａとして発熱量５００Ｗの熱源が前記貫通孔内に配置され、搭載用部材２４ｇ、２４ｈの周縁の温度が０度に拘束される場合について、行われた。搭載用部材２４ｈは、切り欠き部８が形成されていない比較例である。
【０１２５】
発熱量５００Ｗによって加熱されると、搭載用部材２４ｈは、熱膨張し、図１５（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、搭載用部材２４ｈには、搭載面に垂直な方向に歪みが生じる。搭載用部材２４ｈの貫通孔付近では、上下方向（Ｚ方向）に最大３０μｍの歪みが生じている。しかしながら、図１４に示すような切り欠き部８が形成されている搭載用部材２４ｇでは、前記加熱によって熱膨張が生じても、その熱膨張分が切り欠き部８で吸収されるから、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、搭載面に垂直な方向における搭載用部材２４ｇの歪みを低減することができる。搭載用部材２４ｇの貫通孔付近における、上下方向（Ｚ方向）の歪みは、−１６μｍであり、低減している。
【０１２６】
なお、スリット状の切り欠き部８は、高温側から低温側へ向かうに従ってその幅が徐々に狭くなるくさび形であってもよい。このようなくさび形の切り欠き部８は、等幅の場合に比較して、その剛性の低減を抑制することができる。
【０１２７】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【０１２８】
ＰＣ、ＰＣａ、ＰＣｂ、ＰＣｃ パワーコントロール装置
ＬＰａ 流路
１、３ ノイズ低減用巻線素子
２ 筐体
４ コンバータ部
５ インバータ部
１１ コイル
１２ コア
２１ 筐体本体
２２、２２ａ 第１バスバー
２３、２３ａ 第２バスバー
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ、２４ｇ 搭載用部材
２５（２５Ｕ、２５Ｖ、２５Ｗ） 出力用バスバー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波ノイズを低減するためのノイズ低減用巻線素子、特にインバータによって発生する高周波ノイズを低減するために好適に用いられるノイズ低減用巻線素子に関する。そして、本発明は、このノイズ低減用巻線素子を備えるインバータ用筐体およびインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池、太陽電池およびリチウムイオン電池等の電池や前記電池を用いた電気機器および電気自動車（ハイブリッド車を含む）等の研究開発が盛んであり、それらは、普及されつつある。また、近年、環境負荷の低減等の要請から太陽電池等の電池は、電力系統に組み込まれつつある。このような電池を使用する装置では、前記電池が直流電源であるため、直流電力を交流電力へ変換するインバータが用いられることが多い。また、従来、電力利用の効率化を図る観点から、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用周波数を数ｋＨｚないし数百ｋＨｚ程度に変換するためにもインバータが用いられてきた。
【０００３】
このようなインバータは、通常、スイッチ素子を所定の周期（所定の周波数）でオンオフすることによって直流電力を交流電力へ変換するので、この変換の際に、通常、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚ程度の高周波ノイズが発生してしまう。このインバータで発生するノイズ（インバータノイズ）は、伝導ノイズ、誘導ノイズおよび放射ノイズに大別される。前記伝導ノイズは、インバータ内で発生したノイズが例えば配線等の導体を伝わって伝播するノイズである。前記誘導ノイズは、インバータ内で発生したノイズの流れる配線から電磁誘導や静電誘導によって他の配線に誘導されるノイズである。そして、前記放射ノイズ（ラジオノイズ）は、インバータの入力側や出力側に接続される配線がアンテナとなってインバータ内で発生したノイズが空中に放射されることによって生じるノイズである。
【０００４】
このような高周波ノイズは、他の機器に影響を与えるため、低減、好ましくは除去されることが望まれる。この高周波ノイズの低減には、従来、例えば、接地した金属配線管を、インバータの入力側および出力側に接続される配線に用いる対策、ラインに並列接続する容量性フィルタを用いる対策、ラインに直列接続される誘導性フィルタ（零相リアクトル）を用いる対策、および、ラインに直列接続されるＬＣフィルタを用いる対策等の各種対策が知られており、また、例えば、特許文献１にその対策が提案されている。
【０００５】
また、この高周波ノイズは、インバータ回路自身においてもサージ電圧を発生することによって、性能を大きく制限し、またその対策に付加部品を追加する必要が生じる。
【０００６】
従来の三相インバータ装置においては、対向配置されている２列の電力半導体装置の間に電源端子Ｐ、Ｎのバスバーだけでなく出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗのバスバーも配置されているため、各バスバーの配置が複雑化するだけでなく、電源端子Ｐ、Ｎのバスバー間の間隔を大きくせざるを得ず、三相インバータ装置の配線インダクタンスが十分に小さくすることができなかった。配線インダクタンスが大きくなると、三相インバータ装置のスイッチング動作時における急激な電流変化（ｄｉ／ｄｔ）により発生するサージ電圧が上記インダクタンスに比例して大きくなり、サージ電圧による電力半導体装置の破壊を招く。それを防止するために、急激な電流変化を抑制する工夫（付加回路部品）が必要となり、電力変換の効率低下またはコストの増大を招いていた。
【０００７】
この特許文献１に開示のインバータノイズ除去装置は、対を成して平行に延伸するバスバーを、それぞれ対を成すコンデンサを介して接地するインバータノイズ除去装置において、前記コンデンサは、対を成すバスバーに対する対称位置でバスバーと接地端子にそれぞれ接続されるものである。前記特許文献１によれば、このように構成することによって、ノイズ発生源となる変換回路につながる直流バスラインのＹコンデンサによる接地点までのインダクタンス成分が実質上均衡し、しかもコンデンサを挟む前後の接続部のインピーダンスが極めて小さくなる、したがって、この構成によれば、インバータの直流回路の高周波ノイズを有効に除去することができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−０１２９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、Ｌ成分を提供するコイルおよびＣ成分を提供するコンデンサを用いる対策では、コイルの他にコンデンサが必要であり、部品点数が多く、また、コンデンサの配置スペースを確保する必要も生じる。
【００１０】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、部品点数を低減することができるノイズ低減用巻線素子を提供することである。そして、本発明は、このノイズ低減用巻線素子を備えるインバータ用筐体およびインバータ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかるノイズ低減用巻線素子は、高周波ノイズを低減するためのノイズ低減用巻線素子であって、コイルと、前記コイルによって生じた磁束を通すとともに、前記コイルを収納するコアとを備え、前記コイルは、帯状の導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイルの軸方向に沿うように巻回することによって構成されることを特徴とする。
【００１２】
このような構成のノイズ低減用巻線素子では、コイルが帯状の導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイルの軸方向に沿うように巻回することによって構成されるので、コイル自体が静電容量性を備えることができる。このように、コイルに沿って静電容量が存在すると、高い周波数成分のノイズが効果的に低減される。従来のように、コイルの上流側または下流側に、別単体のコンデンサを外付け実装した場合には、その実装配線部分から高周波成分ノイズが電磁誘導的に容易に漏洩してしまう。ここでコイルの帯状導体部の間に挟む絶縁性樹脂フィルムとして、例えば、様々な誘電率で生成され得る、高誘電率のフィラーを含有した高誘電率のフィルムを使うことによって、所望のカットオフ周波数（ｆｃ＝√（ＬＣ）／２π）が得られる。したがって、このような構成のノイズ低減用巻線素子は、単独でＬＣフィルタを構成することができ、コンデンサが別途に不要となる。したがって、このような構成のノイズ低減用巻線素子は、部品点数を低減することが可能となる。
【００１３】
また、他の一態様では、上述のノイズ低減用巻線素子において、前記コアは、磁気的に等方性を有し、軟磁性体粉末を形成した圧粉コアであることを特徴とする。
【００１４】
このような構成のノイズ低減用巻線素子は、いわゆる圧粉コアを用いるので、渦電流損を低減することができる。特に、ノイズ低減用巻線素子が高周波駆動回路に用いられる場合には、このような構成のノイズ低減用巻線素子は、好適に渦電流損を低減することができる。
【００１５】
また、本発明の一態様にかかるインバータ用筐体は、直流電力を交流電力へ変換するインバータ部を含む回路を収納するための筐体と、これら上述のいずれかのノイズ低減用巻線素子とを備え、前記ノイズ低減用巻線素子は、該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の入力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の入力端の代替入力端とされる第１態様、および、該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の出力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の出力端の代替出力端とされる第２態様、のうちの少なくとも一方の態様とされ、前記筐体と一体化されていることを特徴とする。また、本発明の一態様にかかるインバータ装置は、直流電力を交流電力へ変換するインバータ部を含む回路と、前記回路を収納する筐体と、これら上述のいずれかのノイズ低減用巻線素子とを備え、前記ノイズ低減用巻線素子は、該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の入力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の入力端の代替入力端とされる第１態様、および、該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の出力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の出力端の代替出力端とされる第２態様、のうちの少なくとも一方の態様とされ、前記筐体と一体化されていることを特徴とする。
【００１６】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、これら上述のいずれかのノイズ低減用巻線素子を用いるので、部品点数の低減が可能となる。そして、このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置では、ノイズ低減用巻線素子が、該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の入力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の入力端の代替入力端とされる第１態様、および、該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の出力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の出力端の代替出力端とされる第２態様、のうちの少なくとも一方の態様とされるとともに、ノイズ低減用巻線素子が、前記筐体と一体化されているので、このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、インバータによって生じるノイズを低減することができ、特に前記筐体から漏れ出る放射ノイズを効果的に低減することができる。
【００１７】
また、他の一態様では、上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記筐体は、外部から流体を内部へ導入する流体導入部と、前記内部から前記流体を前記外部へ導出する流体導出部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、流体導入部および流体導出部を備えるので筐体内に流体を流通させることができるから、前記流体によってインバータ用筐体およびインバータ装置を冷却することができる。
【００１９】
また、他の一態様では、上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記筐体は、筒形状であり、該筐体の軸線と同軸で配置され、該筐体の前記軸線の方向に延びる、中実または中空の柱形状の第１および第２給電用バスバーをさらに備えることを特徴とする。
【００２０】
インバータ装置において、いわゆるバスバーの配線インダクタンスが大きいと、直流交流変換の際のスイッチング動作における電流変化によって発生するサージ電圧がインバータ回路に局所的に発生し、その電圧は、前記配線インダクタンスに比例して大きくなるため、その低減または緩和の対策が望まれる。このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置では、筒形状の前記筐体の周壁と前記第１および第２給電用バスバーとの間に、前記回路を構成する各回路部品を配置するためのスペース（空間）を確保することができるから、このスペースにおいて、前記回路の各回路部品を前記第１および第２給電用バスバーの周方向に配置して接続することで、前記回路の各回路部品を第１および第２給電用バスバーによって最短距離で接続することができる。このため、このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、前記回路の各回路部品を繋ぐ配線長をより短くすることができ、配線インダクタンスを低減することができる。
【００２１】
また、他の一態様では、上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記第１および第２給電用バスバーは、それぞれ、周方向に複数の分岐部を備えていることを特徴とする。
【００２２】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、前記第１および第２給電用バスバーから、前記回路を構成する各回路部品への給電路を最短距離で構成することができる。
【００２３】
また、他の一態様では、これら上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記回路を構成する回路部品を搭載するための所定形状の板状の搭載用部材をさらに備え、前記搭載用部材は、前記筐体の周面の一部を構成していることを特徴とする。
【００２４】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、搭載用部材によって前記回路の回路部品を容易に搭載することができ、この搭載用部材が筐体の周面の一部を構成していることで、前記回路によって生じた熱を搭載用部材を介して効率よく筐体外へ放熱することができる。なお、前記所定形状は、前記板状の搭載用部材を平面視した場合の形状であり、例えば多角形や円形等である。
【００２５】
また、他の一態様では、これら上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記搭載用部材は、流体を流すための第１流路が内部に形成されていることを特徴とする。
【００２６】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、搭載用部材の内部に第１流路が形成されているので、例えば水冷等のいわゆる液体冷却を行うことができる。
【００２７】
また、他の一態様では、これら上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記回路を構成する回路部品を搭載するための所定形状の板状の搭載用部材をさらに備え、前記搭載用部材は、一方主面から他方主面へ流体を流すための第２流路が形成されていることを特徴とする。そして、前記第２流路を形成するために、前記搭載用部材は、メッシュ部材（金網部材）で形成されることが好ましい。
【００２８】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、第２流路が形成されているので、搭載用部材の一方主面から他方主面へ流体を流通させることができるから、より効果的に流体による冷却を行うことができる。
【００２９】
また、他の一態様では、これら上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記搭載用部材には、該搭載用部材に温度分布が生じた場合に高温側から低温側へ伸びるスリット状の切り欠き部が形成されていることを特徴とする。
【００３０】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、搭載用部材にスリット状の切り欠き部が形成されているので、搭載用部材が熱膨張により膨張した場合でもその膨張分が前記切り欠き部で吸収されるから、搭載面に垂直な方向における搭載用部材の歪みを低減することができる。
【００３１】
また、他の一態様では、これら上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記搭載用部材を挟み、その片面に第１バスバー（例えばアノード側）から給電されるスイッチング素子が、その裏面に第２バスバー（カソード側）から給電されるスイッチング素子が、同じ位置関係で装着されることで、それらの出力端子が前記第１および第２給電用バスバーに近接する中央部において、軸方向に最短距離で接合される、ことを特徴とする。
【００３２】
このような実装形式によって低インダクタンスの（Ｕ、Ｖ、Ｗ相の）３本の出力集電バスバーが形成され、筐体の片端にある出力用のノイズ低減用巻線素子を経由して外部に取り出されることになる。これにより、内部サージおよび外部伝播ノイズが同時に低減されることになる。
【００３３】
また、他の一態様では、上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記搭載用部材は、熱伝導性を有する材料で形成されていることを特徴とする。好ましくは、前記材料は、例えば金属等の高い熱伝導性を有する材料である。
【００３４】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、前記回路によって生じた熱を搭載用部材によって効率よく抜熱および放熱することができる。
【００３５】
また、好ましくは、これら上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記搭載用部材を、良熱伝導性を持つ芯材と、前記芯材を被覆する前記芯材の熱伝導性より低い熱伝導性を持つ被覆材とのサンドイッチ構造にして、前記芯材を筐体外部に張り出してフィンとすることによって空冷構造が形成される。このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、比較的発熱量の小さな用途において空冷で用いても、効率良く冷却ができる。
【００３６】
また、他の一態様では、これら上述のインバータ用筐体およびインバータ装置において、前記搭載用部材は、複数であって、軸方向に積層されていることを特徴とする。
【００３７】
このような構成のインバータ用筐体およびインバータ装置は、搭載用部材が複数であるので、用途に応じて電力容量の増加に対応することができ、そして、搭載用部材が軸方向に積層されているので、コンパクト化が可能となる。このことは、部品数が少なく、組み立て工数が少ない割りに、放熱性、電磁シールド性が確保できることを意味する。
【発明の効果】
【００３８】
本発明にかかるノイズ低減用巻線素子は、部品点数を低減することができる。そして、本発明にかかるインバータ用筐体およびインバータ装置は、このようなノイズ低減用巻線素子を用いるので、部品点数の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態におけるパワーコントロール装置の電気的な構成を示す回路図である。
【図２】実施形態におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す縦断面図である。
【図３】実施形態におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す横断面図である。
【図４】実施形態におけるノイズ低減用巻線素子の概略構成を示す縦断面図である。
【図５】実施形態におけるノイズ低減用巻線素子の概略構成を示す横断面図である。
【図６】実施形態におけるノイズ低減用巻線素子の製造方法を説明するための図である。
【図７】ノイズ低減用巻線素子の性能試験を説明するための図である。
【図８】ノイズ低減用巻線素子の性能試験の結果を示す図である。
【図９】実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第２構成を示す縦断面図である。
【図１０】実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第３態様を示す縦断面図である。
【図１１】実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第４態様を示す縦断面図である。
【図１２】他の第１態様におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す縦断面図である。
【図１３】他の第２態様におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す縦断面図である。
【図１４】実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第７態様を示す横断面図である。
【図１５】熱膨張により搭載用部材に生じる歪みのシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００４１】
図１は、実施形態におけるパワーコントロール装置の電気的な構成を示す回路図である。図２は、実施形態におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す縦断面図である。図３は、実施形態におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す横断面図である。図３（Ａ）は、横断面図であり、図３（Ｂ）は、給電用のＰバスバーおよびＮバスバーの一部拡大斜視図であり、図３（Ｃ）は、インバータ部５の三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）出力の取り出し方法を説明するための図である。図４は、実施形態におけるノイズ低減用巻線素子の概略構成を示す縦断面図である。図５は、実施形態におけるノイズ低減用巻線素子の概略構成を示す横断面図である。図６は、実施形態におけるノイズ低減用巻線素子の製造方法を説明するための図である。
【００４２】
本実施形態におけるパワーコントロール装置ＰＣは、負荷に供給する電力を制御する装置である。パワーコントロール装置ＰＣは、例えば、電源から供給された電力の電圧および周波数等を制御することによって負荷に供給する電力を制御するものである。このようなパワーコントロール装置ＰＣは、例えば、図１ないし図３に示すように、コンバータ部４と、インバータ部５と、これらコンバータ部４およびインバータ部５を収納する筐体２とを備え、本実施形態では、高周波ノイズを除去または低減するために、ノイズ低減用巻線素子１、３をさらに備えている。
【００４３】
コンバータ部４は、電源Ｖｄから供給された電力の電圧を昇圧または降圧する装置である。コンバータ部４は、例えば、チョークコイルＬ４と、平滑コンデンサＣ４と、ダイオードＤ４１と、スイッチング素子Ｔｒ４と、還流ダイオード（フリーホイールダイオード）Ｄ４２とを備える、いわゆるチョッパ式のＤＣ−ＤＣコンバータ回路である。スイッチング素子Ｔｒ４は、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ，Insulated Gate bipolar transistor）素子やパワーＭＯＳＦＥＴ素子等の電力用のトランジスタ素子である。ここでは、大電力用のＩＧＢＴ素子がスイッチング素子Ｔｒ４として用いられている。ＩＧＢＴ素子Ｔｒ４のコレクタ端子は、ダイオードＤ４１のアノード端子が接続され、そのエミッタ端子は、接地ライン（Ｎライン）に接続され、ゲート端子は、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ４にオンオフのタイミングを制御する図略のコンバータ制御回路に接続される。そして、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ４のコレクタ端子とエミッタ端子との間には、還流ダイオードＤ４２が並列に接続される。すなわち、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ４のコレクタ端子には、還流ダイオードＤ４２のカソード端子が接続され、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ４のエミッタ端子には、還流ダイオードＤ４２のアノード端子が接続されている。このように還流ダイオードＤ４２は、その向きがＩＧＢＴ素子Ｔｒ４の入出力方向とは逆に接続されている。そして、このダイオードＤ４１とスイッチング素子Ｔｒ４との直列接続回路が平滑コンデンサＣ４の両端に並列で接続されている。また、電源ライン（Ｐライン）には、チョークコイルＬ４が介挿されている。すなわち、チョークコイルＬ４の一方端子は、ノイズ低減用巻線素子１における電源ライン側の出力端子に接続されることになり、また、チョークコイルＬ４の他方端子は、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ４のコレクタ端子とダイオードＤ４１のアノード端子との接続点に接続される。
【００４４】
このようなコンバータ部４では、スイッチング素子Ｔｒ４がオンすると、電源ＶｄからのエネルギーがチョークコイルＬ４に蓄積され、スイッチング素子Ｔｒ４がオフすると、チョークコイルＬ４に蓄積されたエネルギーが放出される。これにより電源Ｖｄの電圧にチョークコイルＬ４の電圧が加算されて電圧レベルが変換され、ダイオードＤ４１を介して平滑コンデンサＣ４で平滑されつつ出力される。平滑コンデンサＣ４の両端がコンバータ部４の出力端子となっている。
【００４５】
インバータ部５は、直流電力を交流電力へ変換する装置である。インバータ部５は、コンバータ部４の出力端子、すなわち、平滑コンデンサＣ４の両端に接続される。インバータ部５は、例えば、複数のスイッチング素子Ｔｒ５と、これら複数のスイッチング素子Ｔｒ５のそれぞれに接続される複数の還流ダイオードＤ５とを備えている。本実施形態では、例えば負荷が３相誘導電動機Ｍであるので、直流電力から、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相の交流電力を生成するために、６（＝３×２）の整数倍の個数のスイッチング素子Ｔｒ５と、スイッチング素子Ｔｒ５と同数の還流ダイオードＤ５とを備えている。より具体的には、電流量を稼ぐために（大容量化のために）、図２および図３に示すように、このような３相に対応する６個のスイッチング素子Ｔｒ５および６個の還流ダイオードＤ５が周方向に３組あって、さらにこれが積層方向に３層用意されているため、インバータ部５は、６個×３組×３層＝５４個のスイッチング素子Ｔｒ５と、５４個の還流ダイオードＤ５とを備えている。図１には、説明の簡略化のため、１組分の６個のスイッチング素子Ｔｒ５と、６個の還流ダイオードＤ５とが示されており、以下、図１に示す例に沿ってインバータ部５の電気的な構成を説明する。スイッチング素子Ｔｒ５（Ｔｒ５１〜Ｔｒ５６）は、スイッチング素子Ｔｒ４と同様に、例えばＩＧＢＴ素子やパワーＭＯＳＦＥＴ素子等の電力用のトランジスタ素子であり、ここでは、大電力用のＩＧＢＴ素子がスイッチング素子Ｔｒ５として用いられている。
【００４６】
ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４とは、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１のエミッタ端子がＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４のコレクタ端子に接続されることによって、直列に接続されており、１対のスイッチング部（例えばＵ相のためのスイッチング部）を構成している。同様に、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５とは、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２のエミッタ端子がＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５のコレクタ端子に接続されることによって、直列に接続されており、１対のスイッチング部（例えばＶ相のためのスイッチング部）を構成し、そして、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６とは、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３のエミッタ端子がＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６のコレクタ端子に接続されることによって、直列に接続されており、１対のスイッチング部（例えばＷ相のためのスイッチング部）を構成している。これらＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ５６の各ゲート端子は、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ６にオンオフのタイミングを制御する図略のインバータ制御回路に接続される。また、還流ダイオードＤ５１〜Ｄ５６は、それぞれ、そのアノード端子がエミッタ端子に接続されるともにそのカソード端子がコレクタ端子に接続されることによって、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ５６のそれぞれに並列に接続される。すなわち、これら還流ダイオードＤ５１〜Ｄ５６は、それぞれ、その向きがＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ５６の入出力方向とは逆に接続されている。
【００４７】
これらＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４の直列接続回路と、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５の直列接続回路と、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６の直列接続回路とは、互いに並列に接続され、さらに、コンバータ部４の出力端子、すなわち、平滑コンデンサＣ４の両端に接続される。言い換えれば、平滑コンデンサＣ４の一方端には、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３の各コレクタ端子が接続され、平滑コンデンサＣ４の他方端には、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６の各エミッタ端子が接続されている。
【００４８】
このような構成のインバータ部５は、図略の前記インバータ制御回路の制御によって、これらＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ５６を適宜なタイミングでオンオフすることによって、直流電力から３相交流電力へ変換する。そして、各直列接続回路の各接続点から、すなわち、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４との接続点、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５との接続点、および、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６との接続点の各接続点から、インバータ部５のＵ相、Ｖ相およびＷ相の電力が出力される。
【００４９】
筐体２は、これらコンバータ部４およびインバータ部５を収納する部材である。筐体２は、直流電力を交流電力へ変換するインバータ部５を含む回路を収納するための筐体の一例に対応する。より具体的には、図２および図３に示すように、筐体２は、有底有蓋の筒形状である略閉塞された筐体本体２１と、筐体本体２１内に配置される第１および第２バスバー２２、２３と、筐体本体２１内に配置される１または複数の搭載用部材２４ａとを備えている。
【００５０】
第１および第２バスバー２２、２３は、給電用であって、筐体本体２１（筐体２）の軸線と同軸で配置され、筐体本体２１（筐体２）の前記軸線の方向に延びる、中実または中空の柱形状の部材であり、導電性を有する金属（合金を含む）によって形成されている。図２および図３に示す例では、第１および第２バスバー２２、２３は、互いに同軸で配置された中空の円柱形状、すなわち、筒形状の部材であり、第２バスバー２３は、例えば隙間を設けることや絶縁層を設けること等によって第１バスバー２２と電気的に絶縁された状態で、第１バスバー２２内に、挿通されて配置されている。このように第１および第２バスバー２２、２３は、二重円筒型となっている。第１バスバー２２は、例えば、電源ライン（Ｐライン）となるＰバスバーであり、第２バスバー２３は、接地ラインとなるＮバスバーである。
【００５１】
搭載用部材２４ａは、コンバータ部４およびインバータ部５を構成する回路部品を搭載するための部材である。本実施形態では、筒形状の筐体本体２１の周壁（周面）と第１および第２バスバー２２、２３との間に形成されたスペース（空間）に、前記回路部品を搭載するべく、搭載用部材２４ａは、例えば、中心に第１および第２バスバー２２、２３を挿通するための貫通孔（貫通開口）を形成した円板形状の部材である。搭載用部材２４ａは、前記回路部品を搭載するための一方主面（表面）および他方主面（裏面）が筐体本体２１の軸線と直交するように配置される。
【００５２】
搭載用部材２４ａは、例えば多角形や円形等の所定形状の板状の部材であって、本実施形態では、図２に示すように、コンバータ部４の回路部品を搭載するための１枚の部材（第１搭載用部材２４ａ）と、インバータ部５の回路部品を搭載するための３枚の部材（第２ないし第４搭載用部材２４ａ）との４枚で構成されており、これら４枚の搭載用部材２４ａは、筐体本体２１の一方端側から他方端側へこの順で、前記回路部品が載置可能な間隔を空けて、軸線方向（軸方向）に積層されている。前記第１搭載用部材２４ａの一方主面（表面）上には、コンバータ部４の回路部品である上述のチョークコイルＬ４、平滑コンデンサＣ４、ダイオードＤ４１（図２には負図示）、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ４およびこれに付随する還流ダイオードＤ４２（図２には負図示）が配置されている。そして、前記第２ないし第４搭載用部材２４ａの一方主面（表面）上には、インバータ部５の回路部品である上述のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ５３とこれらに付随する還流ダイオードＤ５１〜Ｄ５３とが配置され、他方主面（裏面）上には、インバータ部５の回路部品である上述のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４〜Ｔｒ５６とこれらに付随する還流ダイオードＤ５４〜Ｄ５６とが配置されている。より詳しくは、上述したように、前記第２ないし第４搭載用部材２４ａの表面上には、３組で９個のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ５３が配置され、前記第２ないし第４搭載用部材２４ａの裏面上には、３組で９個のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４〜Ｔｒ５６が配置されている。図３（Ａ）では、これらＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４〜Ｔｒ５６は、裏面上に配置されているため、破線で示されている。そして、前記第２ないし第４搭載用部材２４ａの各両面（表面および裏面）上の外周部には、これらＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１〜Ｔｒ５３；Ｔｒ５４〜Ｔｒ５６に、図略の前記インバータ制御回路からの制御信号を与えるための制御信号線ＣＬが配置されている。この制御信号線ＣＬは、本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応してＵ相用制御信号線、Ｖ相用制御信号線およびＷ相用制御信号線の３線で構成されている。
【００５３】
そして、これらコンバータ部４およびインバータ部５の前記回路部品で発生する熱を筐体２の外部へ放熱するために、搭載用部材２４ａの外周端部は、搭載用部材２４ａを熱伝導した熱を効率よく筐体本体２１へ熱伝導するべく、筐体本体２１の周壁に内周面で当接している。本実施形態では、筐体本体２１の周壁の内周面に周方向に沿った嵌合凹部が形成されており、この嵌合凹部に搭載用部材２４ａの外周端部が嵌め込まれている。この嵌合凹部によって搭載用部材２４ａを熱伝導した熱をより効率よく筐体本体２１へ熱伝導することができ、また、搭載用部材２４ａの位置決めおよび支持も可能となっている。この放熱性の観点から、搭載用部材２４ａは、好ましくは、例えば、純銅または純アルミニウムまたはそれらの低濃度合金等の熱伝導性を有する材料で形成されている。このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣは、コンバータ部４およびインバータ部５によって生じた熱を搭載用部材２４ａによって効率よく抜熱および放熱することができる。
【００５４】
また、この金属円盤の多層構造は、内部で発生した電磁ノイズに励起される定在波モード（電磁場分布）を制限する。バスバーが存在する中央付近には、高周波磁束は、存在せず低インダクタンスを保証する。また、筐体壁近傍には、電界は、存在しないために、放熱板に沿って配線されたＩＧＢＴのゲート信号線（弱電線）ＣＬにノイズが入らない。このような回路の安定かつ信頼性動作を保証する性質をもっている。
【００５５】
さらに、本実施形態では、液冷（液体冷却）するために、搭載用部材２４ａの内部に、流体を流通するための流路ＬＰａが形成されている。この流路ＬＰａは、例えば、周方向に沿って螺旋状に形成される。また例えば、この流路ＰＬａは、所定の間隔を空けて同心円状に形成された複数の円形流路と、これら円形流路を繋ぐ径方向に形成された連結流路とを備えて形成される。また例えば、この流路ＬＰａは、径方向に放射状に複数で形成される。
【００５６】
また、これらコンバータ部４およびインバータ部５の前記回路部品を第１および第２バスバー２２、２３に電気的に接続するために、第１および第２バスバー２２、２３には、それぞれ、周方向に複数の分岐部が設けられている。より具体的には、図３（Ｂ）に示すように、外側に第１バスバー２２の周面に、前記分岐部として周方向に複数の突起部２２１（２２１Ｕ、２２１Ｖ、２２１Ｗ）が設けられるとともに、第２バスバー２３から配線を引き出して前記分岐部とするために、外側に第１バスバー２２の周面に、配線引き出し用の複数の貫通開口部２２２（２２２Ｕ、２２２Ｖ、２２２Ｗ）が設けられる。直列接続されるＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４が搭載用部材２４ａの表面および裏面にそれぞれ配置されるために、直列接続されるＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５が搭載用部材２４ａの表面および裏面にそれぞれ配置されるために、そして、直列接続されるＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６が搭載用部材２４ａの表面および裏面にそれぞれ配置されるために、これら突起部２２１と貫通開口部２２２とは、軸方向で同一直線上となるように設けられる。なお、前記配線に代え、貫通開口部２２２を介して外部に臨む突起部が第２バスバー２３に設けられてもよい。
【００５７】
このような構成によって、Ｕ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１のコレクタ端子は、突起部２２１Ｕに接続されることによって第１バスバー２２と電気的に接続され、Ｕ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４のエミッタ端子は、貫通開口部２２２Ｕを介して第２バスバー２３から引き出された配線に接続されることによって第２バスバー２３と電気的に接続される。Ｕ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４は、搭載用部材２４ａにおける表面上および裏面上に互いに対向する位置で配置された態様で、第１および第２バスバー２２、２３に接続可能となる。同様に、Ｖ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２のコレクタ端子は、突起部２２１Ｖに接続されることによって第１バスバー２２と電気的に接続され、Ｖ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５のエミッタ端子は、貫通開口部２２２Ｖを介して第２バスバー２３から引き出された配線に接続されることによって第２バスバー２３と電気的に接続される。Ｖ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５は、搭載用部材２４ａにおける表面上および裏面上に互いに対向する位置で配置された態様で、第１および第２バスバー２２、２３に接続可能となる。そして、Ｗ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３のコレクタ端子は、突起部２２１Ｗに接続されることによって第１バスバー２２と電気的に接続され、Ｗ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６のエミッタ端子は、貫通開口部２２２Ｗを介して第２バスバー２３から引き出された配線に接続されることによって第２バスバー２３と電気的に接続される。Ｗ相用のＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３およびＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６は、搭載用部材２４ａにおける表面上および裏面上に互いに対向する位置で配置された態様で、第１および第２バスバー２２、２３に接続可能となる。このように、このような複数の分岐部を設けることによって、第１および第２バスバー２２、２３から、インバータ部５を構成する回路部品への給電路が最短距離で簡素に構成される。したがって、このような構成によって配線長が短くなり、配線インダクタンスが低減される。
【００５８】
このような２重円筒型の第１および第２バスバー２２、２３によって低インダクタンスを実現することができる理由は、インダクタンスは、電流が作る磁界が存在する体積積分と等価であることによる。平行導線、平行平板では、どうしても近傍空間に磁界が漏れ出すために、無視できない浮遊インダクタンスが生じてしまうが、同軸導体では、その隙間のわずかな空間に限られるからである。
【００５９】
そして、インバータ部５の三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）出力を取り出すために、第１および第２バスバー２２、２３とインバータ部５との間には、第１および第２バスバー２２、２３の軸方向に沿って、出力用バスバー２５が設けられている。より具体的には、出力用バスバー２５は、長尺なロッド状（円柱形状）の部材であり、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５の端子に形成された貫通孔（図３（Ｃ）に示す例では周方向の一部に切り欠き部が設けられた貫通孔）に挿通可能な直径で、例えば純銅や純アルミニウムまたはそれらの低濃度合金等の導電性の金属（合金を含む)によって形成される。このロット状の出力用バスバー２５は、本実施形態では、３相交流電力に対応してＵ相用、Ｖ相用およびＷ相用の３個であり、各相用の各出力用バスバー２５Ｕ、２５Ｖ、２５Ｗのそれぞれは、第１バスバー２２から絶縁のために径方向に所定の間隔を空けて、その長尺方向が第１バスバー２２の軸方向に沿うように、配置される。そして、各相用の各出力用バスバー２５Ｕ、２５Ｖ、２５Ｗは、第１バスバー２２の周方向に所定の間隔を空けて配列される。また、Ｕ相用の出力用バスバー２５Ｕには、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５１のエミッタ端子とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５４のコレクタ端子とが接続され、Ｖ相用の出力用バスバー２５Ｖには、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５２のエミッタ端子とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５５のコレクタ端子とが接続され、Ｗ相用の出力用バスバー２５Ｗには、ＩＧＢＴ素子Ｔｒ５３のエミッタ端子とＩＧＢＴ素子Ｔｒ５６のコレクタ端子とが接続される。これらコレクタ端子およびエミッタ端子との間には、出力用バスバー２５が挿通されて円筒形状の絶縁性のスペーサ２６が介在されている。図３（Ｃ）には、Ｖ相の場合が示されている。このように各相用の各出力用バスバー２５Ｕ、２５Ｖ、２５Ｗは、第１バスバー２２の周りに立体的に配線されるので、いわゆる浮遊インダクタンスを低減することができる。前記搭載用部材２４ａを挟み、その片面に第１バスバー２２（例えばアノード側）から給電されるスイッチング素子Ｔｒ５１、Ｔｒ５２、Ｔｒ５３が、その裏面に第２バスバー２３（カソード側）から給電されるスイッチング素子Ｔｒ５４、Ｔｒ５５、Ｔｒ５６が、おなじ位置関係で装着されることで、それらの出力端子が上記２重円筒型の給電用の第１および第２バスバー２２、２３に近接する中央部において、軸方向に最短距離で接合される、ことが肝要である。このような実装形式によって低インダクタンスの（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の）３本の出力用集電バスバー２５が形成され、筐体の片端にある出力用ノイズ低減用巻線素子３を経由して外部に取り出されることになる。これにより、内部サージおよび外部伝播ノイズが同時に低減されることになる。
【００６０】
ノイズ低減用巻線素子１、３は、高周波ノイズを低減するための素子である。本実施形態のノイズ低減用巻線素子１、３は、図４および図５に示すように、コイル１１と、コイル１１によって生じた磁束を通すとともに、コイル１１を収納するコア１２とを備えている。
【００６１】
ノイズ低減用巻線素子１、３は、高周波ノイズを低減するための素子である。本実施形態のノイズ低減用巻線素子１、３は、図４および図５に示すように、コイル１１と、コイル１１によって生じた磁束を通すとともに、コイル１１を収納するコア１２とを備えている。
【００６２】
コイル１１は、帯状の長尺な導体部材を、該導体部材の幅方向がコイル１１の軸方向に沿うように絶縁材（図略）を挟んで巻回することによって構成される。このような帯状の長尺な導体部材は、シート形状、リボン形状あるいはテープ形状であり、幅（幅方向の長さ）Ｗに対する厚さ（厚み方向の長さ）ｔが１未満である（０＜ｔ／Ｗ＜１）。このような構成によって、コイル１１で生じる磁束方向に沿って帯状の導体部材が配置されることになるので、コイル１１のいわゆる渦電流損を低減することができる。
【００６３】
コイル１１は、単線に対して用いる場合には、１枚の導体部材を巻回すことによって構成することができるが、本実施形態では、パワーコントロール装置ＰＣの入力側における電源ラインおよび接地ライン、ならびに、パワーコントロール装置ＰＣの出力側におけるＵ相ライン、Ｖ相ラインおよびＷ相ラインの複数のラインに対して用いられるため、コイル１１は、絶縁材（図略）を挟んで重ね合わせた帯状の複数の長尺な導体部材、図４および図５に示す例では、３枚の長尺な導体部材１１１、１１２、１１３を所定回数だけ巻回することによって構成されて成る複数のコイルで構成されている。そして、各導体部材１１１〜１１３の各両端部Ｔｍ１１、Ｔｍ１２；Ｔｍ２１、Ｔｍ２２；Ｔｍ３１、Ｔｍ３２は、接続端子としてコア１２の外部へ引き出されている。
【００６４】
コイル１１の前記絶縁材は、本実施形態ではコイル１１自体に容量性を持たせるため、所定の容量となるように、適宜な誘電率を持った材料が選択される。ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）およびＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）の各誘電率は、１ｋＨｚで２０℃である場合に、それぞれ、３．２、２．２、３．０、２．９である。また、フィラー入り樹脂は、前記フィラーの充填率（体積％）を変えることによって、５〜４０程度の範囲で様々な値の誘電率とすることができる。
【００６５】
コア１２は、コイル１１を磁気結合するための部材であって、コイル１１を内包する構造である。コア１２は、例えば、図４および図５に示す例では、磁気的に（例えば透磁率が）等方性を有し、同一の構成を有する第１および第２コア部材１２１、１２２を備える。第１および第２コア部材１２１、１２２は、それぞれ、例えば円板形状を有する円板部１２１ａ、１２２ａの板面に、該円板部１２１ａ、１２２ａと同径の外周面を有する円筒部１２１ｂ、１２２ｂが連続して成る。コア１２は、このような構成を有する第１および第２コア部材１２１、１２２が互いに前記各円筒部１２１ｂ、１２２ｂの端面同士で重ね合わせられることによりコイル１１を内部に収容するための空間を備えたものである。すなわち、コア１２は、いわゆるポット型となっている。
【００６６】
なお、図４および図５に示す例では、コア１２は、第１および第２コア部材１２１、１２２で構成されたが、これに限定されるものではなく、例えば、コア１２は、コイル１１を内包し得る内径を有する中空の円柱形状（円筒形状）である第１１コア部材と、その外径が第１１コア部材の内径よりも大きい円板である１組の第１２および１３コア部材とを備え、第１２コア部材は、略隙間が生じないように、第１１コア部材の一方端部に連結され、第１３コア部材は、略隙間が生じないように、第１１コア部材の他方端部に連結されて構成されてもよい。
【００６７】
このようなコア１２は、例えば仕様等に応じた所定の磁気特性（透磁率）を有しており、上述のような所望の形状の成形容易性の観点から、軟磁性体粉末を形成したものであることが好ましい。このような構成のノイズ低減用巻線素子１、３は、容易にコア１２を形成することができ、その鉄損も低減することができる。さらに、コア１２は、軟磁性体粉末と非磁性体粉末との混合物を成形したものであってもよい。軟磁性体粉末と非磁性体粉末との混合率比を比較的容易に調整することができ、前記混合比率を適宜に調整することによって、コア１２における前記所定の磁気特性をそれぞれ所望の磁気特性に容易に実現することが可能となる。
【００６８】
この軟磁性体粉末は、強磁性の金属粉末であり、より具体的には、例えば、純鉄粉、鉄基合金粉末（Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、センダスト、パーマロイ等）およびアモルファス粉末、さらには、表面にリン酸系化成皮膜などの電気絶縁皮膜が形成された鉄粉等が挙げられる。これら軟磁性体粉末は、公知の手段、例えば、アトマイズ法等によって微粒子化する方法や、酸化鉄等を微粉砕した後にこれを還元する方法等によって製造することができる。また、一般に、透磁率が同一である場合に飽和磁束密度が大きいので、軟磁性粉末は、例えば上記純鉄粉、鉄基合金粉末およびアモルファス粉末等の金属系材料であることが特に好ましい。
【００６９】
このような軟磁性体粉末を形成した圧粉コアであるコア１２は、例えば、圧粉形成等の公知の常套手段によって形成することができる。
【００７０】
このようないわゆる圧粉コアを用いたノイズ低減用巻線素子１、３は、渦電流損を低減することができる。特に、ノイズ低減用巻線素子１、３が高周波駆動回路に用いられる場合には、このような構成のノイズ低減用巻線素子１、３は、好適に渦電流損を低減することができる。
【００７１】
このような構成のノイズ低減用巻線素子１、３は、例えば、次の工程によって作製可能である。
【００７２】
まず、図６（Ａ）に示すように、所定の厚みを有するリボン状の複数の導体部材１１１ａ、１１２ａ、１１３ａが絶縁材（図略）を挟んで重ね合わされ、図６（Ｂ）に示すように、これらが中心（軸芯）から所定の径だけ離間した位置から所定回数だけ巻き回される。これにより、中心に所定の径を有する円柱状の空芯部Ｓ１を備えたパンケーキ構造の空芯のコイル１１が形成される。
【００７３】
一方、図６（Ｃ）に示すように、圧粉形成等によって形成された第１および第２コア部材１２１、１２２が、コイル１１を挟み込むように各円筒部１２１ｂ、１２２ｂの端面同士で重ね合わされる。これにより、図６（Ｄ）に示すような例えば円盤状のノイズ低減用巻線素子１、３が作成される。
【００７４】
このように構成されたノイズ低減用巻線素子１は、電源Ｖｄとパワーコントロール装置ＰＣのコンバータ部４との間の配線に介挿され、ノイズ低減用巻線素子３は、パワーコントロール装置ＰＣのインバータ部５と３相誘導電動機Ｍとの間の配線に介挿される。このように電源Ｖｄとパワーコントロール装置ＰＣのコンバータ部４との間の配線にノイズ低減用巻線素子１を介挿することによって、パワーコントロール装置ＰＣから電源Ｖｄ側への高調波ノイズを低減または除去することができるとともに、電源Ｖｄ側からパワーコントロール装置ＰＣへの電圧や電流のスパイクやサージを低減または除去することができる。また、パワーコントロール装置ＰＣのインバータ部５と３相誘導電動機Ｍとの間の配線にノイズ低減用巻線素子３を介挿することによって、ノイズを低減または除去して電圧波形および電流波形を改善し、負荷のパフォーマンスを改善することができる。
【００７５】
より具体的には、まず、ノイズ低減用巻線素子１の場合について説明すると、ノイズ低減用巻線素子１の入力端が電源Ｖｄに接続され、ノイズ低減用巻線素子１の出力端がパワーコントロール装置ＰＣの入力端（コンバータ部４の入力端）に接続されることでノイズ低減用巻線素子１の入力端がパワーコントロール装置ＰＣの入力端（コンバータ部４の入力端）の代替入力端とされ（第１態様、第１構成）、図１および図２に示すように、ノイズ低減用巻線素子１は、筐体本体２１（筐体２）と一体化される。より詳しくは、ノイズ低減用巻線素子１のコイル１１におけるコイル１１１の入力側の一方端部Ｔｍ１１が電源Ｖｄの電源ラインに接続され、ノイズ低減用巻線素子１のコイル１１におけるコイル１１１の出力側の他方端部Ｔｍ１２がパワーコントロール装置ＰＣのコンバータ部４における入力端となるチョークコイルＬ４の一方端に接続される。ノイズ低減用巻線素子１のコイル１１におけるコイル１１３の入力側の一方端部Ｔｍ３１が電源Ｖｄの接地ラインに接続され、ノイズ低減用巻線素子１のコイル１１におけるコイル１１３の出力側の他方端部Ｔｍ３２がパワーコントロール装置ＰＣのコンバータ部４における入力端の接地ラインに接続される。そして、ノイズ低減用巻線素子１のコイル１１におけるコイル１１２の入力側の一方端部Ｔｍ２１および出力側の他方端部Ｔｍ２２は、それぞれ、接地される。そして、図２に示すように、ノイズ低減用巻線素子１は、そのコイル１１の出力端が引き出されるコア１２の面を、パワーコントロール装置ＰＣの筐体２における筐体本体２１と当接することで、筐体本体２１（筐体２）と一体化される。放射ノイズをより低減するために、コア１２の前記面は、筐体本体２１と隙間無く当接、すなわち、密着していることが好ましい。この観点から、コア１２の第２コア部材は、筐体本体２１と一体成形されることが好ましい。あるいは、筐体本体２１にノイズ低減用巻線素子１が嵌り込む凹部が形成され、前記凹部にノイズ低減用巻線素子１が嵌り込むことで、ノイズ低減用巻線素子１は、筐体本体２１（筐体２）と一体化されてもよい。さらに、図２に示すように、ノイズ低減用巻線素子１は、その軸線が筐体本体２１（筐体２）の軸線と一致する位置で、筐体本体２１と一体化されている。この結果、ノイズ低減用巻線素子１は、その軸線が第１および第２バスバー２２、２３の軸線とも一致することになる。
【００７６】
次に、ノイズ低減用巻線素子３の場合について説明すると、ノイズ低減用巻線素子３の入力端がパワーコントロール装置ＰＣの出力端（インバータ部５の出力端）に接続されることでノイズ低減用巻線素子３の出力端がパワーコントロール装置ＰＣの出力端（インバータ部５の出力端）の代替出力端とされ（第２態様、第２構成）、ノイズ低減用巻線素子３の出力端が３相誘導電動機Ｍの入力端に接続され、図１および図２に示すように、ノイズ低減用巻線素子３は、筐体本体２１（筐体２）と一体化される。より詳しくは、ノイズ低減用巻線素子３のコイル１１におけるコイル１１１の入力側の一方端部Ｔｍ１１がＵ相用の出力用バスバー２５Ｕに接続され、ノイズ低減用巻線素子３のコイル１１におけるコイル１１１の出力側の他方端部Ｔｍ１２が３相誘導電動機ＭのＵ相の入力端に接続される。ノイズ低減用巻線素子３のコイル１１におけるコイル１１２の入力側の一方端部Ｔｍ２１がＶ相用の出力用バスバー２５Ｖに接続され、ノイズ低減用巻線素子３のコイル１１におけるコイル１１２の出力側の他方端部Ｔｍ２２が３相誘導電動機ＭのＶ相の入力端に接続される。そして、ノイズ低減用巻線素子３のコイル１１におけるコイル１１３の入力側の一方端部Ｔｍ３１がＷ相用の出力用バスバー２５Ｗに接続され、ノイズ低減用巻線素子３のコイル１１におけるコイル１１３の出力側の他方端部Ｔｍ３２が３相誘導電動機ＭのＷ相の入力端に接続される。そして、ノイズ低減用巻線素子３は、上述したノイズ低減用巻線素子１と同様の種々の態様のうちのいずれかで、筐体本体２１（筐体２）と一体化される。さらに、図２に示すように、ノイズ低減用巻線素子３は、その軸線が筐体本体２１（筐体２）の軸線と一致する位置で、筐体本体２１と一体化されている。この結果、ノイズ低減用巻線素子３は、その軸線が第１および第２バスバー２２、２３の軸線とも一致することになる。
【００７７】
このような構成のノイズ低減用巻線素子１、３では、コイル１１が帯状の導体部材を、該導体部材の幅方向がコイル１１の軸方向に沿うように絶縁材（図略）を挟んで巻回することによって構成されるので、各ターンの導体部材が絶縁材を介した１ターン内側の導体部材および絶縁材を介した１ターン外側の導体部材との間でコンデンサを形成するから、コイル１１自体が容量性を備えることができる。なお、このコイル１１に形成されるコンデンサは、図１では、符号Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ３１、Ｃ３２で示されている。このため、このような構成のノイズ低減用巻線素子１、３は、単独でＬ成分およびＣ成分を備えることができ、好適にＬＣフィルタを単独で構成することができる。したがって、このような構成のノイズ低減用巻線素子１、３は、コンデンサが別途に不要となり、部品点数を低減することが可能となる。そして、このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣ（インバータ部５）は、上述の構成のノイズ低減用巻線素子１、３を用いるので、インバータによって生じるノイズを低減することができ、部品点数の低減も可能となる。
【００７８】
ここで、このような帯状の導体部材を共巻きしたノイズ低減用巻線素子におけるノイズ低減効果の性能試験結果について説明する。図７は、ノイズ低減用巻線素子の性能試験を説明するための図である。図７（Ａ）は、性能試験に用いたノイズ低減用巻線素子の斜視図であり、図７（Ｂ）は、性能試験に用いた回路構成を説明するための図である。図８は、ノイズ低減用巻線素子の性能試験の結果を示す図である。図８（Ａ）は、性能試験の結果を示すグラフであり、図８（Ｂ）は、性能試験の結果をまとめた表である。
【００７９】
この性能試験には、図７（Ａ）に示すように、３枚の帯状の導体部材を共巻きしたノイズ低減用巻線素子が用いられた。そして、この性能試験では、図７（Ｂ）に示すように、電源として６．６ＶのＬｉ−Ｆｅ電池が用いられ、インバータとして１６ｋＨｚのＰＷＭインバータ（ＴＡＭＩＹＡ製ＤＣブラシレスモータ用スピードコントローラ；ＥＳＣ０１）が用いられ、負荷のモータとしてＤＣブラシレスモータ（Ｋｅｙｅｎｃｅ製；ＬＵＸＯＮ ＫＧ）が用いられ、測定器としてパワーアナライザ（横河電機製ＰＺ４０００）が用いられた。Ｌｉ−Ｆｅ電池は、ＰＷＭインバータおよびノイズ低減用巻線素子を介してＤＣブラシレスモータに接続されて、その電力が供給され、ＤＣブラシレスモータの出力軸には、負荷として所定の重さの円板部材が取り付けられた。そして、ノイズ低減用巻線素子の出力端とＤＣブラシレスモータの入力端との接続点でパワーアナライザによって諸量が測定された。
【００８０】
その結果は、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示す通りである。図８（Ａ）には、上述のノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に無い場合における電流および電圧の測定結果（紙面左側）と、上述のノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に有る場合における電流および電圧の測定結果（紙面右側）とが示されている。図８（Ａ）において、横軸は、経過時間を示し、その縦軸は、レベルを示す。図８（Ａ）の左右のグラフを較べてみると分かるように、ノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に有る場合の波形は、ノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に無い場合の波形に較べて、粗くなっており、ノイズが低減されていることがわかる。また、図８（Ｂ）には、上述のノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に無い場合における最大回転速度および力率の測定結果（上段）と、上述のノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に有る場合における最大回転速度および力率の測定結果（下段）とが示されている。図８（Ｂ）の上下段の数値を較べて見ると分かるように、ノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に有る場合の最大回転速度は、ノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に無い場合の最大回転速度に較べて、大きく（速く）なっており、そして、ノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に有る場合の力率は、ノイズ低減用巻線素子が性能試験の構成に無い場合の力率に較べて、大きくなっており、改善されている。
【００８１】
このようにノイズ低減用巻線素子を用いることによって、ＰＷＭインバータからＤＣブラシレスモータへ流れるノイズが低減され、ＤＣブラシレスモータのパフォーマンスが改善される。
【００８２】
一方、インバータを含む回路は、従来技術で説明したように、伝導ノイズ、誘導ノイズおよび放射ノイズのインバータノイズが発生する。このインバータノイズを低減するために、様々な対策が採用されるが、入力端子や出力端子に通常のコネクタを用いると、インバータを含む回路を収納した筐体内を飛び回る放射ノイズは、入力端子や出力端子から漏れ出したり、あるいは、入力端子や出力端子を取り付けるために筐体に設けられた貫通孔に生じる入力端子や出力端子と筐体との間に生じる隙間から漏れ出したりしてしまう。
【００８３】
ここで、本実施形態では、ノイズ低減用巻線素子１、３は、上述の第１態様および第２態様とされ、しかも筐体本体２１（筐体２）と一体化されているので、このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣは、筐体２から通常漏れ出る放射ノイズを効果的に低減することができる。
【００８４】
そして、本実施形態における筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣ（インバータ部５）は、上述したように、筐体本体２１（筐体２）は、筒形状であり、該筐体本体２１（筐体２）の軸線と同軸で配置され、該筐体本体２１（筐体２）の前記軸線の方向に延びる、第１および第２バスバー２２、２３を備えている。
【００８５】
インバータ装置において、いわゆるバスバーの配線インダクタンスが大きいと、直流交流変換の際のスイッチング動作における電流変化によって発生するサージ電圧が前記配線インダクタンスに比例して大きくなるため、その対策が望まれる。例えば、特開２００７−２３６０４４号公報には、バスバーの配線インダクタンスを低減させるインバータモジュールが提案されている。このインバータモジュールは、第１のバスバーと、前記第１のバスバーに近接して平行に並置されている第２のバスバーと、前記第１のバスバーと前記第２のバスバーのそれぞれに接続された少なくとも一対の電力半導体装置と、を備えたインバータブリッジモジュールであって、前記電力半導体装置は、第１ないし第３の３個の主端子を備え、これらのうちの第１および第２主端子が第１の側面から引き出されており、前記一対の電力半導体装置は、それぞれ前記第１のバスバー又は第２のバスバーに対してその前記第１の側面が対向するように配置されているものである。このような構成のインバータモジュールでは、容量を増やそうとすると、前記第１のバスバーおよび前記第２のバスバーを延長するか、または、このような構成のインバータモジュールを複数用意して各インバータモジュールの前記第１のバスバー同士を配線で連結するとともに前記第２のバスバー同士を配線で連結する必要があり、いずれの場合でも配線長が長くなって配線インダクタンスが増加してしまう。
【００８６】
一方、本実施形態における筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣでは、上述の構成によって、筒形状の筐体本体２１（筐体２）の周壁と第１および第２バスバー２２、２３の間にコンバータ部４およびインバータ部５の回路部品を配置するスペース（空間）を確保することができ、上述のように配置可能であるから、このスペースにおいて、コンバータ部４およびインバータ部５の回路部品を第１および第２バスバー２２、２３の周方向に上述のように配置して接続することで、コンバータ部４およびインバータ部５を構成する各回路部品を第１および第２バスバー２２、２３によって最短距離で接続することができる。しかも、パワーコントロール装置ＰＣの容量を増加する場合でも、第１および第２バスバー２２、２３の径を大きくすることで、この容量の増加に対応して増加した回路部品の配置スペースを確保することができ、第１および第２バスバー２２、２３の軸方向の長さを変える必要がなく、前記最短距離を略維持することができる。このため、このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣは、コンバータ部４およびインバータ部５の回路部品を繋ぐ配線長をより短くすることができ、配線インダクタンスを低減することができる。
【００８７】
さらに、本実施形態では、ノイズ低減用巻線素子１、３と第１および第２バスバー２２、２３とは、それらの各軸線が筒形状の筐体本体２１（筐体２）の軸線と一致するように配置されている。この結果、ノイズ低減用巻線素子１の軸線、第１および第２バスバー２２、２３の各軸線およびノイズ低減用巻線素子３の軸線は、互いに一致するようになる。このため、代替入力端となるノイズ低減用巻線素子１の入力端と、代替出力端となるノイズ低減用巻線素子３の出力端とは、略一直線上に配置されることなり、その間を上述の二重円筒型の第１および第２バスバー２２、２３によって橋渡す構造となる。したがって、このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣでは、前記代替入力端と前記代替出力端との間が最短距離で結ばれ、これら間の配線インダクタンスも低減することができる。
【００８８】
また、本実施形態では、第１および第２バスバー２２、２３は、それぞれ、周方向に複数の分岐部を備えている。このため、このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣは、第１および第２バスバー２２、２３から、コンバータ部４やインバータ部５を構成する回路部品への給電路を最短距離で簡素に構成することができ、したがって、これらの配線インダクタンスを低減することができる。
【００８９】
また、本実施形態では、搭載用部材２４ａには、流体を流すための流路ＬＰａがその内部に形成されている。このため、このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣは、例えば水冷等のいわゆる液体冷却を行うことができ、コンバータ部４およびインバータ部５を効果的に冷却することが可能となる。
【００９０】
また、本実施形態では、搭載用部材２４ａは、複数、図２に示す例では４枚であって、軸方向に積層されている。このため、このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣは、搭載用部材２４ａが複数であるので、容量の増加に対応することができ、そして、搭載用部材２４ａが軸方向に積層されているので、コンパクト化が可能となる。
【００９１】
なお、上述のパワーコントロール装置ＰＣでは、搭載用部材２４ａは、搭載用部材２４ａの熱を効率よく筐体本体２１へ熱伝導するべく、第１態様として、その外周端部が筐体本体２１の周壁に内周面で当接されたが、他の態様が用いられてもよい。
【００９２】
図９は、実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第２態様を示す縦断面図である。図１０は、実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第３態様を示す縦断面図である。図１１は、実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第４態様を示す縦断面図である。
【００９３】
第２態様の搭載用部材２４ｂは、図９に示すように、載置部２４１ｂと、外周壁部２４２ｂとを備えている。外周壁部２４２ｂは、比較的底高の円筒形状であり、筐体２の周面の一部となる。載置部２４１ｂは、搭載用部材２４ａと同様の、中心に第１および第２バスバー２２、２３を挿通するための貫通孔（貫通開口）を形成した円板形状であり、その外周端部が円筒形状の外周壁部２４２ｂの周壁に内周面で連結されており、外周壁部２４２ｂと一体化されている。このように載置部２４１ｂが外周壁部２４２ｂと一体化され、しかも外周壁部２４２ｂが筐体本体２１の周面の一部を構成するため、このような構成の搭載用部材２４ｂは、回路部品で生じた熱が載置部２４１ｂを介して外周壁部２４２ｂへ熱伝導し外周壁部２４２ｂから外部へ前記熱をより効率よく放熱することができる。そして、外周壁部２４２ｂの円筒形状の両端面は、それぞれ、同じ方向に傾いた、大略テーパ状となっており、より詳しくは、このテーパ状の両端部には、径方向と平行な平行面が形成されている。このため、複数の搭載用部材２４ｂを軸方向に積層する場合に、位置ずれを生じることなく、複数の搭載用部材２４ｂが軸方向に積層される。また、載置部２４１ｂ内には、搭載用部材２４ａと同様な流路ＬＰａが形成されており、液冷することもできる。
【００９４】
また、第３態様の搭載用部材２４ｃは、図１０に示すように、載置部２４１ｃと、外周壁部２４２ｃと、放熱フィン２４３ｃとを備えている。外周壁部２４２ｃは、比較的底高の円筒形状であり、筐体２の周面の一部となる。載置部２４１ｃは、搭載用部材２４ａと同様の、中心に第１および第２バスバー２２、２３を挿通するための貫通孔（貫通開口）を形成した円板形状であり、その外周端部が円筒形状の外周壁部２４２ｃの周壁に内周面で連結されており、外周壁部２４２ｃと一体化されている。そして、放熱フィン２４３ｃは、板状の環形状（ドーナツ形状）であり、その内周端部が円筒形状の外周壁部２４２ｃの周壁に外周面で連結されており、外周壁部２４２ｃと一体化されている。このように載置部２４１ｃが外周壁部２４２ｃと一体化され、しかも外周壁部２４２ｃが筐体２の周面の一部を構成し、さらに外周壁部２４２ｃの外周面に放熱フィン２４３ｃを備えるため、このような構成の搭載用部材２４ｃは、回路部品で生じた熱が載置部２４１ｃを介して外周壁部２４２ｃへ熱伝導し外周壁部２４２ｃおよび放熱フィン２４３ｃから外部へ前記熱をより効率よく放熱することができる。そして、外周壁部２４２ｃの円筒形状の両端面は、それぞれ、同じ方向に傾いた、大略テーパ状となっており、より詳しくは、このテーパ状の両端部には、径方向と平行な平行面が形成されている。このため、複数の搭載用部材２４ｃを軸方向に積層する場合に、位置ずれを生じることなく、複数の搭載用部材２４ｃが軸方向に積層される。
【００９５】
また、第４態様の搭載用部材２４ｄは、図１１に示すように、載置部２４１ｄと、外周壁部２４２ｄと、放熱フィン２４３ｄと、熱伝導路部２４４ｄとを備えている。外周壁部２４２ｄは、比較的底高の円筒形状であり、筐体２の周面の一部となる。載置部２４１ｄは、搭載用部材２４ａと同様の、中心に第１および第２バスバー２２、２３を挿通するための貫通孔（貫通開口）を形成した円板形状であり、その外周端部が円筒形状の外周壁部２４２ｄの周壁に内周面で連結されており、外周壁部２４２ｄと一体化されている。そして、放熱フィン２４３ｄは、板状の環形状（ドーナツ形状）であり、その内周端部が円筒形状の外周壁部２４２ｄの周壁に外周面で連結されており、外周壁部２４２ｄと一体化されている。さらに、熱伝導路部２４４ｄは、載置部２４１ｄ、外周壁部２４２ｄおよび放熱フィン２４３ｄを形成する各材料の熱伝導性より良好な熱伝導性を持った材料、例えば純銅や純アルミニウムまたはそれらの低濃度合金等の良熱伝導性の材料で形成されおり、載置部２４１ｄ、外周壁部２４２ｄおよび放熱フィン２４３ｄの各内部を、載置部２４１ｄから外周壁部２４２ｄを介して放熱フィン２４３ｄまでに亘って配置されている。このような熱伝導路部２４４ｄは、中心に貫通開口を形成した円板形状であってもよく、また、径方向に延びる複数の線形状であってもよい。このように載置部２４１ｄが外周壁部２４２ｄと一体化され、しかも外周壁部２４２ｄが筐体２の周面の一部を構成し、さらに外周壁部２４２ｄの外周面に放熱フィン２４３ｄを備えるため、このような構成の搭載用部材２４ｄは、回路部品で生じた熱が載置部２４１ｄを介して外周壁部２４２ｄへ熱伝導し外周壁部２４２ｄおよび放熱フィン２４３ｄから外部へ前記熱をより効率よく放熱することができる。そして、この搭載用部材２４ｄは、これら載置部２４１ｄ、外周壁部２４２ｄおよび放熱フィン２４３ｄの各内部を、載置部２４１ｄから外周壁部２４２ｄを介して放熱フィン２４３ｄに至る熱伝導路部２４４ｄをさらに有しているので、このような構成の搭載用部材２４ｄは、搭載部２４１ｄの熱を効率よく外周壁部２４２ｄおよび放熱フィン２４３ｄへ熱伝導し、さらにより効率よく外部へ放熱することができる。そして、外周壁部２４２ｄの円筒形状の両端面は、それぞれ、同じ方向に傾いた、大略テーパ状となっており、より詳しくは、このテーパ状の両端部には、径方向と平行な平行面が形成されている。このため、複数の搭載用部材２４ｄを軸方向に積層する場合に、位置ずれを生じることなく、複数の搭載用部材２４ｄが軸方向に積層される。
【００９６】
また、上述の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣ（第１ないし第４態様の搭載用部材２４ａ〜２４ｄの場合を含む）において、前記筐体２は、外部から流体を内部へ導入する流体導入部と、前記内部から前記流体を前記外部へ導出する流体導出部とをさらに備えてもよい。このような構成のパワーコントロール装置ＰＣは、前記流体導入部および前記流体導出部を備えるので筐体内に流体を流通させることができるから、前記流体によってインバータ用筐体およびインバータ装置を冷却することができる。
【００９７】
このような構成のパワーコントロール装置ＰＣについて、より具体的に説明する。図１２は、他の第１態様におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す縦断面図である。図１３は、他の第２態様におけるパワーコントロール装置の構造的な概略構成を示す縦断面図である。
【００９８】
他の第１態様におけるパワーコントロール装置ＰＣａは、図１２に示すように、ノイズ低減用巻線素子１ａと、筐体２ｅと、ノイズ低減用巻線素子３と、コンバータ部４と、インバータ部５とを備え、さらに、流体導入部６と流体導出部７とを備えている。このパワーコントロール装置ＰＣａにおけるノイズ低減用巻線素子３、コンバータ部４およびインバータ部５は、それぞれ、図１ないし図３に示す上述のパワーコントロール装置ＰＣにおけるノイズ低減用巻線素子３、コンバータ部４およびインバータ部５と同様であるので、その説明を省略する。
【００９９】
また、このパワーコントロール装置ＰＣａにおけるノイズ低減用巻線素子１ａは、図１２に示すように、流体導入部６がそのコイル１１の芯部およびコア１２の中心部を軸方向に沿って挿通されている点を除き、図１ないし図３に示す上述のパワーコントロール装置ＰＣにおけるノイズ低減用巻線素子１と同様であるので、その説明を省略する。
【０１００】
そして、これらノイズ低減用巻線素子１ａ、３は、筐体２に配置されるノイズ低減用巻線素子１、３と同様に、筐体２ｅに配置される。
【０１０１】
流体導入部６は、中空の円柱部材（円筒部材）または中空の多角柱部材で形成され、筐体２ｅの外部から流体を筐体２ｅの内部へ導入するための部材である。流体導入部６は、本実施形態では、その一方端が外部に臨むとともにその他方端が筐体２ｅの内部に臨むように、ノイズ低減用巻線素子１に上述したように挿通されるとともに筐体２ｅの蓋体２１１を挿通するように、配設される。
【０１０２】
筐体２ｅは、図１ないし図３に示す上述の筐体２と同様に、これらコンバータ部４およびインバータ部５を収納する部材である。より具体的には、図１２に示すように、筐体２ｅは、有底有蓋の筒形状であり、蓋体（底体）２１１と、１または複数の第５態様の搭載用部材２４ｅと、底体（蓋体）２１２と、筐体２ｅ内に配置される第１および第２バスバー２２ａ、２３ａとを備えている。
【０１０３】
第５態様の搭載用部材２４ｅは、図１２に示すように、載置部２４１ｅと、外周壁部２４２ｅとを備えている。外周壁部２４２ｅは、比較的底高の円筒形状であり、筐体２ｅの周面の一部となる。載置部２４１ｅは、搭載用部材２４ａと同様の、中心に第１および第２バスバー２２ａ、２３ａを挿通するための貫通孔（貫通開口）を形成した円板形状であり、その外周端部が円筒形状の外周壁部２４２ｅの周壁に内周面で連結されており、外周壁部２４２ｅと一体化されている。そして、この円板形状の載置部２４１ｅには、外周壁部２４２ｅに連結される近傍に、一方主面から他方主面へ流体を流すための第２流路ＬＰｂが形成されている。第２流路ＬＰｂは、１または複数形成される。例えば、本実施形態では、第２流路ＬＰｂは、周方向に沿って適宜な間隔で複数、形成されている。このように第２流路ＬＰｂが形成されているので、搭載用部材２４ｅの一方主面から他方主面へ流体を流通させることができるから、より効果的に流体による冷却を行うことができる。また、外周壁部２４２ｅの円筒形状の両端面は、それぞれ、同じ方向に傾いた、大略テーパ状となっており、より詳しくは、このテーパ状の両端部には、径方向と平行な平行面（軸方向に垂直な面）が形成されている。すなわち、図１２に示す第５態様の搭載用部材２４ｅは、図９に示す第２態様の搭載用部材２４ｂにおける流路ＬＰａに代え、第２流路ＬＰｂを備える点を除き、第２態様の搭載用部材２４ｂと同様である。
【０１０４】
蓋体（底体）２１１は、１つの搭載用部材２４ｅまたは軸方向に沿って積層された複数の搭載用部材２４ｅから形成される筐体本体の一方端を閉塞する部材である。蓋体（底体）２１１は、例えば、本実施形態では、円板形状の蓋体（底体）本体と、前記蓋体（底体）本体の周縁に沿って立設され、搭載用部材２４ｅと連結するための連結円筒体とを備えている。連結円筒体の端面は、搭載用部材２４ｅと密着させて連結するために、搭載用部材２４ｅと同様に、テーパ状に形成されている。
【０１０５】
同様に、底体（蓋体）２１２は、１つの搭載用部材２４ｅまたは軸方向に沿って積層された複数の搭載用部材２４ｅから形成される筐体本体の他方端を閉塞する部材である。底体（蓋体）２１２は、例えば、本実施形態では、円板形状の底体（蓋体）本体と、前記底体（蓋体）本体の周縁に沿って立設され、搭載用部材２４ｅと連結するための連結円筒体とを備えている。連結円筒体の端面は、搭載用部材２４ｅと密着させて連結するために、搭載用部材２４ｅと同様に、テーパ状に形成されている。そして、底体（蓋体）２１２の前記底体（蓋体）本体には、流体導出部７が軸方向に沿って挿通されている。
【０１０６】
流体導出部７は、中空の円柱部材（円筒部材）または空中の多角柱部材で形成され、筐体２ｅの内部から流体を筐体２ｅの外部へ導出するための部材である。流体導出部７は、本実施形態では、その一方端が外部に臨むとともにその他方端が筐体２ｅの内部に臨むように、筐体２ｅの前記底体（蓋体）２１２を挿通するように、配設される。流体導出部７は、１または複数、筐体２ｅの前記底体（蓋体）２１２を挿通される。例えば、本実施形態では、流体導出部７は、前記底体（蓋体）本体の周辺領域に、周方向に沿って適宜な間隔で複数、筐体２ｅの前記底体（蓋体）２１２を挿通されている。
【０１０７】
この筐体２ｅおよびパワーコントロール装置ＰＣａにおける第１および第２バスバー２２ａ、２３ａは、それぞれ、第３流路ＰＬｃ、第４流路ＰＬｄを備える点を除き、図２および図３に示す筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣにおける第１および第２バスバー２２、２３と同様であるので、前記相違点のみを以下に説明し、同じ点の説明は、省略する。
【０１０８】
第１バスバー２２ａの第３流路ＰＬｃは、径方向に沿って貫通され、第１バスバー２２ａの内部とその外部との間で流体を流通可能にするための貫通開口である。第１バスバー２２ａの第３流路ＰＬｃは、複数形成されている。第１バスバー２２ａの第３流路ＰＬｃは、周方向に沿って適宜な間隔を空けて複数形成されており、そして、このような周方向に複数形成された第３流路ＰＬｃは、各層に流体を分流するために、軸方向に沿って適宜な間隔を空けて複数段形成されている。
【０１０９】
第２バスバー２３ａの第４流路ＰＬｄは、径方向に沿って貫通され、第２バスバー２３ａの内部とその外部との間で流体を流通可能にするための貫通開口である。第２バスバー２３ａの第４流路ＰＬｄは、複数形成されている。第２バスバー２３ａの第４流路ＰＬｄは、周方向に沿って適宜な間隔を空けて複数形成されており、そして、このような周方向に複数形成された第４流路ＰＬｄは、各層に流体を分流するために、軸方向に沿って適宜な間隔を空けて複数段形成されている。
【０１１０】
そして、本実施形態では、流体が流れやすくなるように、第３流路ＰＬｃと第４流路ＰＬｄとは、径方向で互いに一致するように、形成されている。なお、第３流路ＰＬｃと第４流路ＰＬｄとは、径方向でずれて形成されてもよい。
【０１１１】
図１２に示す筐体２ｅおよびパワーコントロール装置ＰＣａでは、例えば冷媒として機能する流体が流体導入部６によって外部から筐体２ｅ内に導入される。この導入された流体は、筐体２ｅ内を流通する。この際に、流体は、パワーコントロール装置ＰＣａで発生した熱、主に回路部品で発生した熱を吸収する。そして、流体は、流体導出部７によって筐体２ｅ内から外部へ導出される。
【０１１２】
より具体的には、流体導入部６によって導入された流体は、１層目の搭載用部材２４ｅの載置部２４１ｅに沿って、その中央から周縁へ流れ、第２流路ＬＰｂを介して次層の搭載用部材２４ｅへ流れ、各層の第２流路ＬＰｂを介して流体導出部７へ流れる。そして、流体導入部６によって導入された前記流体は、第２バスバー２３ａ内を流れ、その第４流路ＰＬｄおよび第１バスバー２２ａの第３流路ＰＬｃを介して、各層の搭載用部材２４ｅの載置部２４１ｅに沿って、その中央から周縁へ流れ、第２流路ＬＰｂを介して次層の搭載用部材２４ｅへ流れ、各層の第２流路ＬＰｂを介して流体導出部７へ流れる。本実施形態では、第２ないし第４流路ＰＬｂ〜ＰＬｄを備えるので、流体導入部６によって内部に導入された流体は、筐体２ｅ内全体を円滑に流れ、流体導出部７によって外部へ導出される。このため、このような構成の筐体２ｅおよびパワーコントロール装置ＰＣａは、冷媒として機能する前記流体を実装空間に直接流通させることに適しており、前記流体によって全体を均一に効果的に直接冷却される。また、このような構成の筐体２ｅおよびパワーコントロール装置ＰＣａは、密封性に優れているため、前記流体の漏洩を低減することができる。
【０１１３】
このような冷媒として機能する前記流体は、筐体２ｅや回路部品を腐食させないことが好ましく、また導電性がないことが好ましく、また流動性がよいことが好ましく、また吸湿性がないことが好ましく、また変性し難いことが好ましく、また引火性が無いことが好ましい。このような冷媒として機能する前記流体は、例えば、フッ素化合物系の液体（例えばフロリナート（住友スリーエム（株）の登録商標）、ガルデン（ソルベイソレクシス（株）の登録商標）、フロン等）やシリコンオイル等の絶縁性オイル、窒素（Ｎ２）ガス、および、二酸化炭素（ＣＯ２）ガス等を挙げることができる。
【０１１４】
また、他の第２態様におけるパワーコントロール装置ＰＣｃは、図１３に示すように、ノイズ低減用巻線素子１ａと、筐体２ｆと、ノイズ低減用巻線素子３と、コンバータ部４と、インバータ部５とを備え、さらに、流体導入部６と流体導出部７とを備えている。そして、筐体２ｆは、図１３に示すように、有底有蓋の筒形状であり、蓋体（底体）２１１と、１または複数の第６態様の搭載用部材２４ｆと、底体（蓋体）２１２と、筐体２ｆ内に配置される第１および第２バスバー２２ａ、２３ａとを備えている。
【０１１５】
すなわち、第２態様におけるパワーコントロール装置ＰＣｃは、第１態様のパワーコントロール装置ＰＣｂにおける筐体２ｅに代え、筐体２ｆを用いる点を除き、第１態様のパワーコントロール装置ＰＣｂと同様であるので、その説明を省略する。そして、第２態様における筐体２ｆは、第１態様における第５態様の搭載用部材２４ｅに代え、第６態様の搭載用部材２４ｆを用いる点を除き、他の第１態様の筐体２ｅと同様であるので、その説明を省略する。
【０１１６】
第６態様の搭載用部材２４ｆは、図１３に示すように、載置部２４１ｆと、外周壁部２４２ｆとを備えている。外周壁部２４２ｆは、比較的底高の円筒形状であり、筐体２ｆの周面の一部となる。載置部２４１ｆは、搭載用部材２４ａと同様の、中心に第１および第２バスバー２２ａ、２３ａを挿通するための貫通孔（貫通開口）を形成した円板形状であり、その外周端部が円筒形状の外周壁部２４２ｆの周壁に内周面で連結されている。そして、この円板形状の載置部２４１ｆは、メッシュ（金網）部材で形成されている。このようにメッシュ（金網）部材で形成されることにより、載置部２４１ｆには、一方主面から他方主面へ流体を流すための第２流路が形成される。なお、載置部２４１ｆは、一方主面から他方主面へ連通する流路を持つ多孔質部材であってもよい。また、外周壁部２４２ｆの円筒形状の両端面は、それぞれ、同じ方向に傾いた、大略テーパ状となっており、より詳しくは、このテーパ状の両端部には、径方向と平行な平行面（軸方向に垂直な面）が形成されている。すなわち、図１３に示す第６態様の搭載用部材２４ｆは、図１２に示す第５態様の搭載用部材２４ｅにおける載置部２４１ｅに代え、メッシュ部材で形成された載置部２４１ｆを備える点を除き、第５態様の搭載用部材２４ｅと同様である。
【０１１７】
このような構成の第２態様の筐体２ｆおよびパワーコントロール装置ＰＣｃによっても、第１態様の筐体２ｅおよびパワーコントロール装置ＰＣｂと同様の作用効果を奏する。そして、このような構成の第２態様の筐体２ｆおよびパワーコントロール装置ＰＣｃは、載置部２４１ｆがメッシュ部材で形成されているので、載置部２４１ｆの熱膨張率と載置部２４１ｆに接着固定される回路部品の熱膨張率との差によって生じる熱応力をメッシュ部材で吸収することができる。
【０１１８】
なお、上述では、図９に示す第２態様の搭載用部材２４ｂに対し、第２流路ＬＰｂが設けられたり、メッシュ部材で形成された載置部２４１ｆが設けられたりしたが、図１０に示す第３態様の搭載用部材２４ｃおよび図１１に示す第４態様の搭載用部材２４ｄに対し、第２流路ＬＰｂが設けられたり、メッシュ部材で形成された載置部２４１ｆが設けられたりしてもよい。
【０１１９】
また、上述において、より放熱性を向上させる観点から、放熱フィンが回路部品に配置されてもよい。このような放熱フィンは、流体の流れを阻害しないように、その長尺方向が流体の流れる方向に沿うように、配置されることが好ましい。
【０１２０】
また、上述の第１ないし第５態様の搭載用部材２４ａ〜２４ｅには、該搭載用部材２４ａ〜２４ｅに温度分布が生じた場合に高温側から低温側へ伸びるスリット状の切り欠き部が形成されてもよい。このような構成の筐体２およびパワーコントロール装置ＰＣは、搭載用部材２４ａ〜２４ｅにスリット状の切り欠き部が形成されているので、搭載用部材２４ａ〜２４ｅが熱膨張により膨張した場合でもその膨張分が前記切り欠き部で吸収されるから、搭載面に垂直な方向における搭載用部材２４ａ〜２４ｅの歪みを低減することができる。
【０１２１】
このような構成の第７態様の搭載用部材２４ｇについて、より具体的に説明する。図１４は、実施形態のパワーコントロール装置における搭載用部材の他の態様として、搭載用部材の第７態様を示す横断面図である。図１５は、熱膨張により搭載用部材に生じる歪みのシミュレーション結果を示す図である。
【０１２２】
第７態様の搭載用部材２４ｇは、コンバータ部４およびインバータ部５を構成する回路部品を搭載するための部材であり、図１４に示すように、搭載用部材２４ａと同様の、中心に第１および第２バスバー２２、２２ａ；２３、２３ａを挿通するための貫通孔（貫通開口）を形成した六角形状の板状体である。そして、搭載用部材２４ｇには、第１および第２バスバー２２、２２ａ；２３、２３ａで生じる抵抗加熱によるジュール熱や、搭載された回路部品の発熱によって、該搭載用部材２４ｇに温度分布が生じた場合に、高温側から低温側へ伸びるスリット状の切り欠き部８が１または複数形成される。
【０１２３】
より具体的には、図１４に示すように、第１および第２バスバー２２、２２ａ；２３、２３ａを挿通するための前記貫通孔は、軸方向から平面視した場合に三角形形状であり、前記スリット状の切り欠き部８は、前記貫通孔の前記三角形における各頂点から各辺方向に沿って、３個形成されている。これら３個の切り欠き部８は、切り欠き部８の起点において、貫通孔の中心点から伸びる径方向と所定の角度で交差するように形成されており、したがって、これら３個の切り欠き部８は、旋回するように放射状に形成されている。切り欠き部８の幅は、想定される温度における熱膨張よりも大きくなるように設定される。このような構造の搭載用部材２４ｇでは、前記貫通孔を挿通する第１および第２バスバー２２、２２ａ；２３、２３ａで生じる抵抗加熱によるジュール熱や、搭載された回路部品の発熱によって、搭載用部材２４ｇは、加熱される。
【０１２４】
このような切り欠き部８の効果を検証するために、切り欠き部８の有り無しでシミュレーション（数値実験）が行われた。このシミュレーションは、アルミニウムで形成された、厚さ１０ｍｍの、冷却用の水管の無い搭載用部材２４ｇ、２４ｈに対し、第１および第２バスバー２２、２２ａ；２３、２３ａとして発熱量５００Ｗの熱源が前記貫通孔内に配置され、搭載用部材２４ｇ、２４ｈの周縁の温度が０度に拘束される場合について、行われた。搭載用部材２４ｈは、切り欠き部８が形成されていない比較例である。
【０１２５】
発熱量５００Ｗによって加熱されると、搭載用部材２４ｈは、熱膨張し、図１５（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、搭載用部材２４ｈには、搭載面に垂直な方向に歪みが生じる。搭載用部材２４ｈの貫通孔付近では、上下方向（Ｚ方向）に最大３０μｍの歪みが生じている。しかしながら、図１４に示すような切り欠き部８が形成されている搭載用部材２４ｇでは、前記加熱によって熱膨張が生じても、その熱膨張分が切り欠き部８で吸収されるから、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、搭載面に垂直な方向における搭載用部材２４ｇの歪みを低減することができる。搭載用部材２４ｇの貫通孔付近における、上下方向（Ｚ方向）の歪みは、−１６μｍであり、低減している。
【０１２６】
なお、スリット状の切り欠き部８は、高温側から低温側へ向かうに従ってその幅が徐々に狭くなるくさび形であってもよい。このようなくさび形の切り欠き部８は、等幅の場合に比較して、その剛性の低減を抑制することができる。
【０１２７】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【０１２８】
ＰＣ、ＰＣａ、ＰＣｂ、ＰＣｃ パワーコントロール装置
ＬＰａ 流路
１、３ ノイズ低減用巻線素子
２ 筐体
４ コンバータ部
５ インバータ部
１１ コイル
１２ コア
２１ 筐体本体
２２、２２ａ 第１バスバー
２３、２３ａ 第２バスバー
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ、２４ｇ 搭載用部材
２５（２５Ｕ、２５Ｖ、２５Ｗ） 出力用バスバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波ノイズを低減するためのノイズ低減用巻線素子であって、
コイルと、
前記コイルによって生じた磁束を通すとともに、前記コイルを収納するコアとを備え、
前記コイルは、帯状の導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイルの軸方向に沿うように巻回することによって構成されること
を特徴とするノイズ低減用巻線素子。
【請求項２】
前記コアは、磁気的に等方性を有し、軟磁性体粉末を形成した圧粉コアであること
を特徴とするノイズ低減用巻線素子。
【請求項３】
直流電力を交流電力へ変換するインバータ部を含む回路を収納するための筐体と、
請求項１または請求項２に記載のノイズ低減用巻線素子とを備え、
前記ノイズ低減用巻線素子は、該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の入力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の入力端の代替入力端とされる第１態様、および、該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の出力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の出力端の代替出力端とされる第２態様、のうちの少なくとも一方の態様とされ、前記筐体と一体化されていること
を特徴とするインバータ用筐体。
【請求項４】
前記筐体は、外部から流体を内部へ導入する流体導入部と、前記内部から前記流体を前記外部へ導出する流体導出部とを備えること
を特徴とする請求項３に記載のインバータ用筐体。
【請求項５】
前記筐体は、筒形状であり、
該筐体の軸線と同軸で配置され、該筐体の前記軸線の方向に延びる、中実または中空の柱形状の第１および第２バスバーをさらに備えること
を特徴とする請求項３または請求項４に記載のインバータ用筐体。
【請求項６】
前記第１および第２バスバーは、それぞれ、周方向に複数の分岐部を備えていること
を特徴とする請求項５に記載のインバータ用筐体。
【請求項７】
前記回路を構成する回路部品を搭載するための所定形状の板状の搭載用部材をさらに備え、
前記搭載用部材は、前記筐体の周面の一部を構成していること
を特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載のインバータ用筐体。
【請求項８】
前記搭載用部材は、流体を流すための第１流路が内部に形成されていること
を特徴とする請求項７に記載のインバータ用筐体。
【請求項９】
前記回路を構成する回路部品を搭載するための所定形状の板状の搭載用部材をさらに備え、
前記搭載用部材は、一方主面から他方主面へ流体を流すための第２流路が形成されていること
を特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載のインバータ用筐体。
【請求項１０】
前記搭載用部材には、該搭載用部材に温度分布が生じた場合に高温側から低温側へ伸びるスリット状の切り欠き部が形成されていること
を特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載のインバータ用筐体。
【請求項１１】
前記搭載用部材を挟み、その片面に第１バスバー（例えばアノード側）から給電されるスイッチング素子が、その裏面に第２バスバー（カソード側）から給電されるスイッチング素子が、同じ位置関係で装着されることで、それらの出力端子が前記第１および第２給電用バスバーに近接する中央部において、軸方向に最短距離で接合される、ことを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載のインバータ用筐体。
【請求項１２】
前記搭載用部材は、熱伝導性を有する材料で形成されていること
を特徴とする請求項７ないし請求項１１のいずれか１項に記載のインバータ用筐体。
【請求項１３】
前記搭載用部材は、複数であって、軸方向に積層されていること
を特徴とする請求項７ないし請求項１２のいずれか１項に記載のインバータ用筐体。
【請求項１４】
直流電力を交流電力へ変換するインバータ部を含む回路と、
前記回路を収納する筐体と、
請求項１または請求項２に記載のノイズ低減用巻線素子とを備え、
前記ノイズ低減用巻線素子は、該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の入力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の入力端の代替入力端とされる第１態様、および、該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の出力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の出力端の代替出力端とされる第２態様、のうちの少なくとも一方の態様とされ、前記筐体と一体化されていること
を特徴とするインバータ装置。
【請求項１５】
前記筐体は、外部から流体を内部へ導入する流体導入部と、前記内部から前記流体を前記外部へ導出する流体導出部とを備えること
を特徴とする請求項１４に記載のインバータ装置。
【請求項１６】
前記筐体は、円筒形状であって、該筐体の軸線と同軸で配置される、円筒形状または円柱形状の第１および第２給電用バスバーを備え、
前記第１および第２給電用バスバーは、それぞれ、前記回路の入力端子と前記回路の出力端子との間に配置されていること
を特徴とする請求項１４または請求項１５に記載のインバータ装置。
【請求項１７】
前記第１および第２給電用バスバーは、それぞれ、周方向に複数の分岐部を備えていること
を特徴とする請求項１６に記載のインバータ装置。
【請求項１８】
前記回路を構成する回路部品を搭載するための所定形状の板状の搭載用部材をさらに備え、
前記搭載用部材は、前記筐体の周面の一部を構成していること
を特徴とする請求項１４ないし請求項１７のいずれか１項に記載のインバータ装置。
【請求項１９】
前記搭載用部材は、流体を流すための第１流路が内部に形成されていること
を特徴とする請求項１８に記載のインバータ装置。
【請求項２０】
前記回路を構成する回路部品を搭載するための所定形状の板状の搭載用部材をさらに備え、
前記搭載用部材は、一方主面から他方主面へ流体を流すための第２流路が形成されていること
を特徴とする請求項１４ないし請求項１７のいずれか１項に記載のインバータ装置。
【請求項２１】
前記搭載用部材には、該搭載用部材に温度分布が生じた場合に高温側から低温側へ伸びるスリット状の切り欠き部が形成されていること
を特徴とする請求項１８ないし請求項２０のいずれか１項に記載のインバータ装置。
【請求項２２】
前記搭載用部材を挟み、その片面に第１バスバー（例えばアノード側）から給電されるスイッチング素子が、その裏面に第２バスバー（カソード側）から給電されるスイッチング素子が、同じ位置関係で装着されることで、それらの出力端子が前記第１および第２給電用バスバーに近接する中央部において、軸方向に最短距離で接合される、こと
を特徴とする請求項１８ないし請求項２１のいずれか１項に記載のインバータ装置。
【請求項２３】
前記搭載用部材は、熱伝導性を有する材料で形成されていること
を特徴とする請求項１８ないし請求項２２のいずれか１項に記載のインバータ装置。
【請求項２４】
前記搭載用部材は、複数であって、軸方向に積層されていること
を特徴とする請求項１８ないし請求項２３のいずれか１項に記載のインバータ装置。
【請求項１】
高周波ノイズを低減するためのノイズ低減用巻線素子であって、
コイルと、
前記コイルによって生じた磁束を通すとともに、前記コイルを収納するコアとを備え、
前記コイルは、帯状の導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイルの軸方向に沿うように巻回することによって構成されること
を特徴とするノイズ低減用巻線素子。
【請求項２】
前記コアは、磁気的に等方性を有し、軟磁性体粉末を形成した圧粉コアであること
を特徴とするノイズ低減用巻線素子。
【請求項３】
直流電力を交流電力へ変換するインバータ部を含む回路を収納するための筐体と、
請求項１または請求項２に記載のノイズ低減用巻線素子とを備え、
前記ノイズ低減用巻線素子は、該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の入力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の入力端の代替入力端とされる第１態様、および、該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の出力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の出力端の代替出力端とされる第２態様、のうちの少なくとも一方の態様とされ、前記筐体と一体化されていること
を特徴とするインバータ用筐体。
【請求項４】
前記筐体は、外部から流体を内部へ導入する流体導入部と、前記内部から前記流体を前記外部へ導出する流体導出部とを備えること
を特徴とする請求項３に記載のインバータ用筐体。
【請求項５】
前記筐体は、筒形状であり、
該筐体の軸線と同軸で配置され、該筐体の前記軸線の方向に延びる、中実または中空の柱形状の第１および第２バスバーをさらに備えること
を特徴とする請求項３または請求項４に記載のインバータ用筐体。
【請求項６】
前記第１および第２バスバーは、それぞれ、周方向に複数の分岐部を備えていること
を特徴とする請求項５に記載のインバータ用筐体。
【請求項７】
前記回路を構成する回路部品を搭載するための所定形状の板状の搭載用部材をさらに備え、
前記搭載用部材は、前記筐体の周面の一部を構成していること
を特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載のインバータ用筐体。
【請求項８】
前記搭載用部材は、流体を流すための第１流路が内部に形成されていること
を特徴とする請求項７に記載のインバータ用筐体。
【請求項９】
前記回路を構成する回路部品を搭載するための所定形状の板状の搭載用部材をさらに備え、
前記搭載用部材は、一方主面から他方主面へ流体を流すための第２流路が形成されていること
を特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載のインバータ用筐体。
【請求項１０】
前記搭載用部材には、該搭載用部材に温度分布が生じた場合に高温側から低温側へ伸びるスリット状の切り欠き部が形成されていること
を特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載のインバータ用筐体。
【請求項１１】
前記搭載用部材を挟み、その片面に第１バスバー（例えばアノード側）から給電されるスイッチング素子が、その裏面に第２バスバー（カソード側）から給電されるスイッチング素子が、同じ位置関係で装着されることで、それらの出力端子が前記第１および第２給電用バスバーに近接する中央部において、軸方向に最短距離で接合される、ことを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載のインバータ用筐体。
【請求項１２】
前記搭載用部材は、熱伝導性を有する材料で形成されていること
を特徴とする請求項７ないし請求項１１のいずれか１項に記載のインバータ用筐体。
【請求項１３】
前記搭載用部材は、複数であって、軸方向に積層されていること
を特徴とする請求項７ないし請求項１２のいずれか１項に記載のインバータ用筐体。
【請求項１４】
直流電力を交流電力へ変換するインバータ部を含む回路と、
前記回路を収納する筐体と、
請求項１または請求項２に記載のノイズ低減用巻線素子とを備え、
前記ノイズ低減用巻線素子は、該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の入力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の入力端の代替入力端とされる第１態様、および、該ノイズ低減用巻線素子の入力端が前記回路の出力端に接続されることで該ノイズ低減用巻線素子の出力端が前記回路の出力端の代替出力端とされる第２態様、のうちの少なくとも一方の態様とされ、前記筐体と一体化されていること
を特徴とするインバータ装置。
【請求項１５】
前記筐体は、外部から流体を内部へ導入する流体導入部と、前記内部から前記流体を前記外部へ導出する流体導出部とを備えること
を特徴とする請求項１４に記載のインバータ装置。
【請求項１６】
前記筐体は、円筒形状であって、該筐体の軸線と同軸で配置される、円筒形状または円柱形状の第１および第２給電用バスバーを備え、
前記第１および第２給電用バスバーは、それぞれ、前記回路の入力端子と前記回路の出力端子との間に配置されていること
を特徴とする請求項１４または請求項１５に記載のインバータ装置。
【請求項１７】
前記第１および第２給電用バスバーは、それぞれ、周方向に複数の分岐部を備えていること
を特徴とする請求項１６に記載のインバータ装置。
【請求項１８】
前記回路を構成する回路部品を搭載するための所定形状の板状の搭載用部材をさらに備え、
前記搭載用部材は、前記筐体の周面の一部を構成していること
を特徴とする請求項１４ないし請求項１７のいずれか１項に記載のインバータ装置。
【請求項１９】
前記搭載用部材は、流体を流すための第１流路が内部に形成されていること
を特徴とする請求項１８に記載のインバータ装置。
【請求項２０】
前記回路を構成する回路部品を搭載するための所定形状の板状の搭載用部材をさらに備え、
前記搭載用部材は、一方主面から他方主面へ流体を流すための第２流路が形成されていること
を特徴とする請求項１４ないし請求項１７のいずれか１項に記載のインバータ装置。
【請求項２１】
前記搭載用部材には、該搭載用部材に温度分布が生じた場合に高温側から低温側へ伸びるスリット状の切り欠き部が形成されていること
を特徴とする請求項１８ないし請求項２０のいずれか１項に記載のインバータ装置。
【請求項２２】
前記搭載用部材を挟み、その片面に第１バスバー（例えばアノード側）から給電されるスイッチング素子が、その裏面に第２バスバー（カソード側）から給電されるスイッチング素子が、同じ位置関係で装着されることで、それらの出力端子が前記第１および第２給電用バスバーに近接する中央部において、軸方向に最短距離で接合される、こと
を特徴とする請求項１８ないし請求項２１のいずれか１項に記載のインバータ装置。
【請求項２３】
前記搭載用部材は、熱伝導性を有する材料で形成されていること
を特徴とする請求項１８ないし請求項２２のいずれか１項に記載のインバータ装置。
【請求項２４】
前記搭載用部材は、複数であって、軸方向に積層されていること
を特徴とする請求項１８ないし請求項２３のいずれか１項に記載のインバータ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−３３９２４（Ｐ２０１３−３３９２４Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１００７３９（Ｐ２０１２−１００７３９）
【出願日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]