特許 5796257 インバータ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5796257

(24)【登録日】2015年8月28日

(45)【発行日】2015年10月21日

(54)【発明の名称】インバータ装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20151001BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 Z

【請求項の数】4

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-125115(P2012-125115)

(22)【出願日】2012年5月31日

(65)【公開番号】特開2013-251991(P2013-251991A)

(43)【公開日】2013年12月12日

【審査請求日】2013年12月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000100768

【氏名又は名称】アイシン・エィ・ダブリュ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107308

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 修一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100120352

【弁理士】

【氏名又は名称】三宅 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100152087

【弁理士】

【氏名又は名称】伏木 和博

(72)【発明者】

【氏名】六浦 圭太

(72)【発明者】

【氏名】近藤 竜哉

(72)【発明者】

【氏名】森田 真

【審査官】 田村 耕作

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１７７８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３２８６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０４１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７０５７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４３２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４７５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７０６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１３２６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４８

Ｈ０１Ｌ ２５／０７

Ｈ０１Ｌ ２５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電源の正極に接続される正極端子と直流電源の負極に接続される負極端子とを有し、前記正極端子に接続される少なくとも１つのスイッチング素子と前記負極端子に接続される少なくとも１つのスイッチング素子とが直列接続されてなるアームが少なくとも１つ形成されたパワーモジュールと、直流電源の正極と直流電源の負極との間に接続される平滑コンデンサとを備え、ｎを自然数とするｎ相の交流と直流との間で電力を変換するインバータ回路を２組有するインバータ装置であって、
前記インバータ回路を収容するインバータケースと、
直流電源の正極に接続される正極電極パターン及び直流電源の負極に接続される負極電極パターンが設けられ、前記平滑コンデンサの正極側端子が前記正極電極パターンに電気的に接続され、負極側端子が前記負極電極パターンに電気的に接続されると共に、前記平滑コンデンサが固定される板状の直流バス基板と、
前記インバータケースとは独立した部材であり、複数相の交流の各相に対応する前記アームに対応して複数個備えられる前記パワーモジュールと前記直流バス基板との相対位置関係を固定するための固定部材と、を備え、
前記パワーモジュールの前記正極端子及び前記負極端子は、前記パワーモジュールの一方側の端部に突出した一対の直流電極端子対として設けられ、
複数相の交流の各相に対応するアームに対応して複数個備えられる前記パワーモジュールは、前記直流バス基板の１つの端面に沿って１列に配置され、
前記２組のインバータ回路は、前記直流バス基板の基板面に直交する方向に見て、前記直流バス基板を挟んだ両側に各インバータ回路を構成する前記パワーモジュールを配置して構成され、
前記直流バス基板は、前記正極電極パターンと電気的に接続されると共に複数の前記パワーモジュールの前記正極端子のそれぞれに電気的に接続される複数の接続用正極端子と、前記負極電極パターンと電気的に接続されると共に複数の前記パワーモジュールの前記負極端子のそれぞれに電気的に接続される複数の接続用負極端子と、を有し、
互いに対応する前記接続用正極端子と前記正極端子とが共通の締結部材によって前記固定部材に締結され、互いに対応する前記接続用負極端子と前記負極端子とが共通の締結部材によって前記固定部材に締結されて、前記固定部材に対して前記直流バス基板及び前記パワーモジュールが固定され、前記固定部材が前記インバータケースに固定されているインバータ装置。

【請求項2】

前記直流バス基板の基板面に直交する方向に見て、前記パワーモジュール及び前記直流バス基板を覆うように配置され、前記２組のインバータ回路を制御する制御基板を備え、
前記平滑コンデンサは、複数のコンデンサ素子の並列接続によって構成され、各コンデンサ素子は、各パワーモジュールに対応する数及び対応する位置関係で配置され、
前記インバータケースは、前記直流バス基板、前記パワーモジュール、前記固定部材を収容すると共に、前記制御基板を当該制御基板の中央部において支持固定する少なくとも（ｎ−１）本の支柱を有し、
前記直流バス基板は、前記支柱が貫通する支柱貫通孔を有し、各支柱貫通孔は、直流バス基板の１つの端面に沿って１列に配置されたｎ相各相のアームを構成する各パワーモジュールに対応して配置された各コンデンサ素子の相間に設けられている請求項１に記載のインバータ装置。

【請求項3】

前記直流バス基板は、前記正極電極パターン及び前記負極電極パターンと電気的に接続される直流電極パターン接続端子対を備え、
前記固定部材は、直流電源の正極及び負極と接続される直流電源接続端子対と、当該直流電源端子対と電気的に接続される直流バス基板接続端子対とを備え、
前記直流バス基板の前記直流電極パターン接続端子対が、前記直流バス基板接続端子対に締結部材によって締結されている請求項１又は２に記載のインバータ装置。

【請求項4】

前記直流バス基板は、基板を構成する絶縁層の一方の面である第１基板面に前記正極電極パターン及び前記負極電極パターンの一方である第１電極パターンが形成され、前記絶縁層の他方の面である第２基板面に前記正極電極パターン及び前記負極電極パターンの他方である第２電極パターンが形成され、
前記第１基板面が他の部材に設けられた端子に接触した状態で前記直流バス基板の各端子が前記締結部材により締結され、
前記第２電極パターンに電気的に接続される端子は、前記第１基板面に前記第１電極パターンから分離して形成された接続端子面と、前記締結部材が貫通する締結部材貫通孔とは別に前記絶縁層を貫通する導電用貫通孔と、を備え、
前記導電用貫通孔は、内壁に導電材料が設けられており、当該導電材料により前記第２電極パターンと前記接続端子面とが電気的に接続されている請求項１から３の何れか一項に記載のインバータ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スイッチング素子を有したパワーモジュールと平滑コンデンサとを備え、直流と交流との間で電力を変換するインバータ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、省エネルギや環境負荷軽減等の観点から、回転電機を駆動力源として備えたハイブリッド車両や電動車両が注目を集めている。このような車両においては、回転電機が駆動力源として機能する際に電力を供給すると共に、当該回転電機が発電機として機能する際に発電された電力を蓄電するバッテリなどの直流電源が備えられる。一方、回転電機としては、交流の回転電機が用いられる場合が多いため、このような車両には、直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路を備えたインバータ装置が搭載される。このようなインバータ装置は、電力制御装置などにおいても用いられるが、特に車両に搭載される場合には、重量や搭載スペースの制約などから小型化が求められる。また、インバータ回路には、パワースイッチング素子を有したパワーモジュールなどの発熱量の大きい部品が用いられるため、インバータ装置を冷却する冷却機構も必要となる。このため、インバータ回路を、冷却フィンなどが形成されたケースなどに収納して一体化すると共に、インバータ装置を小型軽量化する試みがなされている。

【0003】

例えば、特開２００９−１０６０４６号公報（特許文献１）には、そのように一体化されたインバータ装置の一例が開示されている。このインバータ装置では、パワーモジュールが、放熱部を有したケースの内側に、平面上に配置される。そして、パワーモジュールに電気的に接続された平滑コンデンサは、パワーモジュールが配置された平面よりも一段低い平面上にパワーモジュールに隣接して配置される（第７〜８段落、図１等）。高耐圧や大容量が求められる平滑コンデンサは、その体格が大きくなる傾向がある。特許文献１では、平滑コンデンサの高さに対応させて、放熱部とパワーモジュールとが配置されるので、インバータ装置の全体の高さを抑制することができている。しかし、このケースに対しては、パワーモジュール及び平滑コンデンサの双方がボルト等でケースに固定される必要がある。例えば特許文献１の図１では、パワーモジュールはボルトでケースに固定されているが、平滑コンデンサは、パワーモジュールから水平方向に延在する電極に対してボルトで締結されているにすぎない。平滑コンデンサをケースに固定するための構造を別途設けると、その固定構造のためのスペースが平滑コンデンサ側、及びケース側の双方に必要となり、インバータ装置の小型化が損なわれる可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−１０６０４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、スイッチング素子を有したパワーモジュールと平滑コンデンサとを限られた領域内に適切に固定することが可能なインバータ装置の実現が望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題に鑑みた本発明に係るインバータ装置の特徴構成は、直流電源の正極に接続される正極端子と直流電源の負極に接続される負極端子とを有し、前記正極端子に接続される少なくとも１つのスイッチング素子と前記負極端子に接続される少なくとも１つのスイッチング素子とが直列接続されてなるアームが少なくとも１つ形成されたパワーモジュールと、直流電源の正極と直流電源の負極との間に接続される平滑コンデンサとを備え、ｎを自然数とするｎ相の交流と直流との間で電力を変換するインバータ回路を２組有するインバータ装置であって、
前記インバータ回路を収容するインバータケースと、
直流電源の正極に接続される正極電極パターン及び直流電源の負極に接続される負極電極パターンが設けられ、前記平滑コンデンサの正極側端子が前記正極電極パターンに電気的に接続され、負極側端子が前記負極電極パターンに電気的に接続されると共に、前記平滑コンデンサが固定される板状の直流バス基板と、
前記インバータケースとは独立した部材であり、複数相の交流の各相に対応する前記アームに対応して複数個備えられる前記パワーモジュールと前記直流バス基板との相対位置関係を固定するための固定部材と、を備え、
前記パワーモジュールの前記正極端子及び前記負極端子は、前記パワーモジュールの一方側の端部に突出した一対の直流電極端子対として設けられ、
複数相の交流の各相に対応するアームに対応して複数個備えられる前記パワーモジュールは、前記直流バス基板の１つの端面に沿って１列に配置され、
前記２組のインバータ回路は、前記直流バス基板の基板面に直交する方向に見て、前記直流バス基板を挟んだ両側に各インバータ回路を構成する前記パワーモジュールを配置して構成され、
前記直流バス基板は、前記正極電極パターンと電気的に接続されると共に複数の前記パワーモジュールの前記正極端子のそれぞれに電気的に接続される複数の接続用正極端子と、前記負極電極パターンと電気的に接続されると共に複数の前記パワーモジュールの前記負極端子のそれぞれに電気的に接続される複数の接続用負極端子と、を有し、
互いに対応する前記接続用正極端子と前記正極端子とが共通の締結部材によって前記固定部材に締結され、互いに対応する前記接続用負極端子と前記負極端子とが共通の締結部材によって前記固定部材に締結されて、前記固定部材に対して前記直流バス基板及び前記パワーモジュールが固定され、前記固定部材が前記インバータケースに固定されている点にある。

【0007】

この特徴構成によれば、平滑コンデンサが実装された直流バス基板の接続用正極端子とパワーモジュールの正極端子とが共通の締結部材によって固定部材に締結される。また、直流バス基板の接続用負極端子とパワーモジュールの負極端子とが共通の締結部材によって固定部材に締結される。これにより、平滑コンデンサが実装された直流バス基板及びパワーモジュールが、固定部材に対して固定される。つまり、平滑コンデンサを別途固定することなく、同一の締結部材を用いて、平滑コンデンサ（直流バス基板）とパワーモジュールとが固定部材に固定される。直流バス基板は、直流電源の正極及び負極と、パワーモジュールとを接続するバスバーの役割も担うので、比較的狭い領域内にインバータの回路を構成することができる。このように本特徴構成によれば、スイッチング素子を有したパワーモジュールと平滑コンデンサとを限られた領域内に適切に固定することが可能なインバータ装置を実現することができる。

【0008】

上述したように、インバータ装置は、前記パワーモジュールの前記正極端子及び前記負極端子が、前記パワーモジュールの一方側の端部に突出した一対の直流電極端子対として設けられている。従って、各パワーモジュールの当該一方側の端部に沿って直流バス基板との接続部を配置することができるので、直流バス基板の接続用正極端子と接続用負極端子とを並べて配置することが可能となり、直流バス基板の構成を簡略化することが容易になる。また、インバータ装置は、直流バス基板の基板面に直交する方向から見て、直流バス基板（平滑コンデンサ）を挟んだ両側にパワーモジュールが配置されている。大電流が流れるパワーモジュールは、金属製のヒートシンクなどの冷却機構を有して構成されていることが多く、比較的重量も大きい。直流バス基板（平滑コンデンサ）を挟んだ両側にパワーモジュールが配置されると、固定部材への固定の際に、固定部材が片持ち構造とならず両持ち構造となるので、固定部材に作用する応力が軽減される。

【0009】

ここで、本発明に係るインバータ装置は、前記直流バス基板の基板面に直交する方向に見て、前記パワーモジュール及び前記直流バス基板を覆うように配置され、前記２組のインバータ回路を制御する制御基板を備え、前記平滑コンデンサが、複数のコンデンサ素子の並列接続によって構成され、各コンデンサ素子が、各パワーモジュールに対応する数及び対応する位置関係で配置され、前記インバータケースが、前記直流バス基板、前記パワーモジュール、前記固定部材を収容すると共に、前記制御基板を当該制御基板の中央部において支持固定する少なくとも（ｎ−１）本の支柱を有し、前記直流バス基板が、前記支柱が貫通する支柱貫通孔を有し、各支柱貫通孔が、直流バス基板の１つの端面に沿って１列に配置されたｎ相各相のアームを構成する各パワーモジュールに対応して配置された各コンデンサ素子の相間に設けられていると好適である。

【0010】

即ち、インバータ装置は、複数相の交流の各相に対応するアームに対応して複数個備えられる前記パワーモジュールが、前記直流バス基板の１つの端面に沿って１列に配置され、前記平滑コンデンサは、複数のコンデンサ素子の並列接続によって構成され、各コンデンサ素子が、各パワーモジュールに対応する数及び対応する位置関係で配置されている。平滑コンデンサが複数のコンデンサ素子に分割して構成されることにより、平滑コンデンサとして必要な容量に対して各コンデンサ素子の容量が小さくなり、各コンデンサ素子の大きさを小さく抑えることができる。従って、平滑コンデンサのレイアウトの自由度が増し、比較的小さいスペースに平滑コンデンサを収容することが可能となる。また、各パワーモジュールの近傍に近接して、均等に平滑コンデンサが分散配置されることにより、電源ラインのインダクタンスが軽減され、低損失で高い平滑効果を得ることができる。また、サージ電圧等も低減される。

【0011】

上述したように、インバータ装置は、ｎを自然数とするｎ相の交流と直流との間で電力を変換するインバータ回路を２組有し、当該２組のインバータ回路が、前記直流バス基板の基板面に直交する方向に見て、前記直流バス基板を挟んだ両側に各インバータ回路を構成する前記パワーモジュールを配置して構成されている。また、前記平滑コンデンサは、複数のコンデンサ素子の並列接続によって構成され、各コンデンサ素子が、各パワーモジュールに対応する数及び対応する位置関係で配置されている。そして、当該インバータ装置は、前記直流バス基板の基板面に直交する方向に見て、前記パワーモジュール及び前記直流バス基板を覆うように配置され、前記２組のインバータ回路を制御する制御基板と、前記直流バス基板、前記パワーモジュール、前記固定部材を収容すると共に、前記制御基板を当該制御基板の中央部において支持固定する少なくとも（ｎ−１）本の支柱を有するインバータケースとを備えて構成されている。さらに、当該インバータ装置の前記直流バス基板は、前記支柱が貫通する支柱貫通孔を有し、各支柱貫通孔が、直流バス基板の１つの端面に沿って１列に配置されたｎ相各相のアームを構成する各パワーモジュールに対応して配置された各コンデンサ素子の相間に設けられている。

【0012】

直流バス基板の基板面に直交する方向に見て、パワーモジュール及び直流バス基板を覆うように配置される制御基板は、比較的大きな面積を有した基板となる。このため、反りや振動などが生じる可能性があるが、制御基板の中央部において当該制御基板を支持固定する支柱がインバータケースに設けられることによって、制御基板の反りや振動などが抑制される。制御基板の中央部には、制御基板及び直流バス基板の基板面に直交する方向に見て重複する状態で、直流バス基板が配置されている。このため、直流バス基板には制御基板を固定支持する支柱が貫通するための支柱貫通孔が形成される。この支柱貫通孔は、各相のアームを構成するパワーモジュールに対応して分散配置された各コンデンサ素子の相間に設けられている。従って、平滑コンデンサとして機能するコンデンサ素子のレイアウトの自由度を損なうことなく、各パワーモジュールの近傍に近接して、均等にコンデンサ素子を分散配置させることが可能であると共に、制御基板の反りや振動を良好に抑制することができる。

【0013】

また、本発明に係るインバータ装置は、前記直流バス基板が、前記正極電極パターン及び前記負極電極パターンと電気的に接続される直流電極パターン接続端子対を備え、前記固定部材が、直流電源の正極及び負極と接続される直流電源接続端子対と、当該直流電源端子対と電気的に接続される直流バス基板接続端子対とを備え、前記直流バス基板の前記直流電極パターン接続端子対が、前記直流バス基板接続端子対に締結部材によって締結されていると好適である。一般的に、直流電源はインバータ装置とは別に設けられ、直流電力はインバータ装置の外部から供給される。一方、直流バス基板やパワーモジュールは、絶縁性や冷却性を考慮すると１つにパッケージングされていることが好ましい。固定部材が、直流電源接続端子対と直流バス基板接続端子対とを備え、両端子対が電気的に接続されることにより、インバータ装置の内部と外部とを良好に分離しつつ、直流電源とインバータ装置との間に必要な電気的接続を確保することができる。

【0014】

また、本発明に係るインバータ装置の前記直流バス基板は、基板を構成する絶縁層の一方の面である第１基板面に前記正極電極パターン及び前記負極電極パターンの一方である第１電極パターンが形成され、前記絶縁層の他方の面である第２基板面に前記正極電極パターン及び前記負極電極パターンの他方である第２電極パターンが形成され、前記第１基板面が他の部材に設けられた端子に接触した状態で前記直流バス基板の各端子が前記締結部材により締結され、前記第２電極パターンに電気的に接続される端子が、前記第１基板面に前記第１電極パターンから分離して形成された接続端子面と、前記締結部材が貫通する締結部材貫通孔とは別に前記絶縁層を貫通する導電用貫通孔とを備えており、前記導電用貫通孔の内壁に導電材料が設けられて、当該導電材料により前記第２電極パターンと前記接続端子面とが電気的に接続されていると好適である。

【0015】

多くの場合、締結部材には鉄など、導電性のある金属製のボルトなどが用いられる。このため、直流バス基板の第１基板面と第２基板面との間に電流が流れる際に、締結部材にも電流が流れて当該締結部材が発熱し、パワーモジュールの端子（直流電極端子対）及びその周辺が高温になる可能性がある。上述したように、内壁に導電材料が設けられた導電用貫通孔が、締結部材貫通孔とは別に設けられると、電流の多くは、よりインピーダンスの低い導電用貫通孔を介して直流バス基板の第１基板面と第２基板面との間を流れるようになる。その結果、締結部材に流れる電流が抑制され、当該締結部材の発熱を抑制することができる。また、このように導電用貫通孔を設けると、締結部材として非導電性の部材（樹脂製など）を用いることも可能であるから、部品選定の自由度も向上する。樹脂製の部材は一般的に鉄製の部材よりも軽量であり、インバータ装置の軽量化にも貢献する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】インバータボックスの分解斜視図

【図2】インバータボックスの外観斜視図

【図3】回転電機駆動装置のシステム構成を示す模式的回路図

【図4】インバータボックスの構成を示す模式的回路図

【図5】分解斜視図の部分拡大図

【図6】固定部材の斜視図

【図7】直流バス基板の部品実装面の電極パターン図

【図8】直流バス基板のはんだ面の電極パターン図

【図9】直流バス基板の接続端子面及び導電用貫通孔近傍の部分断面図

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、ハイブリッド車両や電動車両等に用いられる回転電機駆動装置に搭載されるインバータ装置に本発明を適用する場合を例として、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態において、インバータ装置１は、図１及び図２に示すように、回路基板などを内包したインバータボックス１Ａの形態で提供される。インバータボックス１Ａは、２つのケース（インバータケース）を有して構成されている。一方のケースは、図３及び図４に示すインバータ回路１０を構成する各種部品や、インバータ回路１０を制御する制御基板８が組みつけられるベースケース１Ｂである。他方のケースは、ベースケース１Ｂと当接して、ベースケース１Ｂに組みつけられたインバータ回路１０や制御基板８を包み込むカバーケース１Ｃである。インバータケースとしてのベースケース１Ｂ及びカバーケース１Ｃにより、回路基板などが内包されてインバータボックス１Ａ（インバータ装置１）が構成される。

【0018】

本実施形態の車両は、例えば２モータスプリット方式のハイブリッド車両や、インホイールモータ方式の電動車両（又はハイブリッド車両）であり、図３に示すように、２つの回転電機ＭＧ（ＭＧ１，ＭＧ２）が搭載されている。例えば、２モータスプリット方式のハイブリッド車両は、駆動力源として不図示の内燃機関と一対の回転電機とを備える。このハイブリッド車両の駆動装置は、内燃機関の出力を、一方の回転電機の側と、車輪及び他方の回転電機の側とに分配する動力分配用の差動歯車装置（不図示）を備えて構成されている。また、例えばインホイールモータ方式の電動車両（ハイブリッド車両）は、左右
一対の駆動輪の中に駆動力源となる回転電機を備えて、或いは駆動輪に直結された動力伝達機構に駆動力源となる回転電機を備えて構成されている。このため、本実施形態において、インバータボックス１Ａ（インバータ装置１）は、２つの回転電機ＭＧ（ＭＧ１，ＭＧ２）を駆動するための装置として構成されている。尚、これらの回転電機ＭＧ（ＭＧ１，ＭＧ２）は、必要に応じて電動機としても発電機としても機能する。つまり、これらの回転電機ＭＧ（ＭＧ１，ＭＧ２）は、力行作動及び回生作動の双方が可能である。以下、特に２つを区別する必要がない場合は、単に回転電機ＭＧと称して説明する。

【0019】

図３は、回転電機駆動装置のシステム構成を示している。図３に示すように、回転電機駆動装置には、一方の回転電機ＭＧ（第１回転電機ＭＧ１）を駆動制御する第１インバータ回路１０Ａと、他方の回転電機ＭＧ（第２回転電機ＭＧ２）を駆動制御する第２インバータ回路１０Ｂとの２つのインバータ回路１０が備えられている。また、回転電機駆動装置には、インバータ回路１０の直流側の電圧であるシステム電圧Ｖｄｃを平滑化する平滑コンデンサ４０が備えられている。インバータ回路１０（１０Ａ，１０Ｂ）及び平滑コンデンサ４０は、インバータボックス１Ａに配接されている。

【0020】

ところで、図３に例示するように、回転電機駆動装置には、２つのインバータ回路１０（１０Ａ，１０Ｂ）に共通した１つのコンバータ回路１８が備えられる場合がある。このコンバータ回路１８は、２つのインバータ回路１０（１０Ａ，１０Ｂ）に共通のシステム電圧Ｖｄｃとバッテリ１１の電圧との間で直流電力（直流電圧）を変換する。この場合、システム電圧Ｖｄｃは、コンバータ回路１８の出力電圧（昇圧側出力電圧）となる。昇圧率が“１”の場合には、コンバータ回路１８の出力電圧は、バッテリ１１の端子間電圧にほぼ一致する。図３に例示する構成においては、バッテリ１１及びコンバータ回路１８が、インバータ装置１の「直流電源」として機能する。一方、コンバータ回路１８が備えられない場合には、バッテリ１１が「直流電源」として機能する。平滑コンデンサ４０は、コンバータ回路１８の有無に拘わらず、このように定義される「直流電源」の正極Ｐと負極Ｎとの間に接続され、「直流電源」の正負両極間電圧（システム電圧Ｖｄｃ）を平滑化する。

【0021】

尚、バッテリ１１は、２つのインバータ回路１０（１０Ａ，１０Ｂ）を介して回転電機ＭＧ（ＭＧ１，ＭＧ２）に電力を供給可能であると共に、回転電機ＭＧ（ＭＧ１，ＭＧ２）が発電して得られた電力を蓄電可能である。このようなバッテリ１１としては、例えば、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等の各種二次電池、キャパシタ、或いはこれらの組合せ等が用いられる。

【0022】

インバータ回路１０（１０Ａ，１０Ｂ）は、システム電圧Ｖｄｃを有する直流電力を複数相（ｎを自然数としてｎ相、ここでは３相）の交流電力に変換して回転電機ＭＧ（ＭＧ１，ＭＧ２）に供給すると共に、回転電機ＭＧ（ＭＧ１，ＭＧ２）が発電した交流電力を直流電力に変換して直流電源に供給する回路である。以下、特に２つの回路を区別する必要がない場合は、単にインバータ回路１０と称して説明する。インバータ回路１０は、複数のスイッチング素子を有して構成される。スイッチング素子には、ＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor fieldeffect transistor）を適用すると好適である。図３に示すように、本実施形態では、スイッチング素子としてＩＧＢＴ３０が用いられる。

【0023】

例えば直流と３相交流との間で電力変換するインバータ回路１０は、よく知られているように３相それぞれに対応する３アームのブリッジ回路により構成される。つまり、図３及び図４に示すように、インバータ回路１０の直流正極側（直流電源の正極Ｐ側）と直流負極側（直流電源の負極Ｎ側）との間に２つのＩＧＢＴ３０が直列に接続されて１つのアーム１０Ｌが構成される。そして、この直列回路（１つのアーム１０Ｌ）が３回線（３相
：１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ）並列接続される。つまり、回転電機ＭＧのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するステータコイルのそれぞれに一組の直列回路（アーム１０Ｌ）が対応したブリッジ回路が構成される。各相の上段側のＩＧＢＴ３０のコレクタは直流電源の正極Ｐに接続され、エミッタは各相の下段側のＩＧＢＴ３０のコレクタに接続される。また、各相の下段側のＩＧＢＴ３０のエミッタは、直流電源の負極Ｎ（例えば、グラウンド）に接続される。対となる各相のＩＧＢＴ３０による直列回路（アーム１０Ｌ）の中間点、つまり、ＩＧＢＴ３０の接続点は、回転電機ＭＧのステータコイルにそれぞれ接続される。

【0024】

尚、ＩＧＢＴ３０には、それぞれフリーホイールダイオード（回生ダイオード）が並列に接続される。フリーホイールダイオードは、カソード端子がＩＧＢＴ３０のコレクタ端子に接続され、アノード端子がＩＧＢＴ３０のエミッタ端子に接続される形で、ＩＧＢＴ３０に対して並列に接続される。

【0025】

本実施形態では、図４に示すように、フリーホイールダイオードを伴ったＩＧＢＴ３０が直列に接続された１つのアーム１０Ｌがパワーモジュール３として形成されている。図４及び図５に示すように、パワーモジュール３は、直流電源の正極Ｐに接続される正極端子３Ｐと直流電源の負極Ｎに接続される負極端子３Ｎとを有して形成されている。即ち、パワーモジュール３は、正極端子３Ｐに接続される少なくとも１つのＩＧＢＴ３０と、負極端子３Ｎに接続される少なくとも１つのＩＧＢＴ３０とが直列接続されてなるアーム１０Ｌが少なくとも１つ形成されて構成されている。このパワーモジュール３が３つ並列に接続されることによって、直流と３相交流との間で電力変換するインバータ回路１０が構成される。尚、図５に示すように、正極端子３Ｐ及び負極端子３Ｎは、パワーモジュール３の一方側の端部３５に突出した一対の直流電極端子対３Ｔとして設けられている。

【0026】

図３に示すように、インバータ回路１０は、制御装置８０により制御される。制御装置８０は、ＥＣＵ（electronic control unit）やドライバ回路を有して構成されている。また、制御装置８０を構成する一部又は全ての回路は、制御基板８（図１参照）に形成されている。制御装置８０に搭載されるＥＣＵは、マイクロコンピュータ等の論理回路を中核部材として構築されている。本実施形態では、ＥＣＵは、ベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御を行って、インバータ回路１０を介して回転電機ＭＧを制御する。ＥＣＵは、電流フィードバック制御のために種々の機能部を有して構成されており、各機能部は、マイクロコンピュータ等のハードウエアとソフトウエア（プログラム）との協働により実現される。

【0027】

インバータ回路１０を構成する各ＩＧＢＴ３０のゲートは、ドライバ回路を介してＥＣＵに接続されており、それぞれ個別にスイッチング制御される。一般的に、回転電機ＭＧを駆動するためのパワー系の電気回路と、マイクロコンピュータなどを中核とするＥＣＵなどの電子回路とは、動作電圧（回路の電源電圧）が大きく異なる。このため、相対的に低電圧のＥＣＵにより生成されたＩＧＢＴ３０の制御信号は、ドライバ回路を介して高電圧のゲート駆動信号Ｓとしてインバータ回路１０に供給される。尚、回転電機駆動装置にコンバータ回路１８が搭載されている場合には、同様に制御装置８０からドライバ回路を介して高電圧のコンバータ用ゲート駆動信号ＳＣがコンバータ回路１８に供給される。

【0028】

回転電機ＭＧの各相のステータコイルを流れる実電流は電流センサ１２により検出され、制御装置８０はその検出結果を取得する。図３には、バスバーなどに近接配置されて非接触で電流を検出する非接触型の電流センサ１２に３相各相の実電流が検出される形態を模式的に示している。電流センサ１２は、後述する第３端子台９３（図１及び図４参照）に固定され、第３端子台９３の内部を通るバスバーを流れる電流を検出する。図１に示すように、第３端子台９３には、電流検出結果出力コネクタ９Ｓが設けられており、制御基板８の電流検出結果入力コネクタ８２と不図示のケーブル等で接続される。尚、本実施形態では、３相全ての電流を検出する構成を示しているが、３相は平衡状態にあり、電流の瞬時値の総和は零であるので２相のみの電流を電流センサ１２で検出し、制御装置８０において残りの１相の電流を演算により求めてもよい。

【0029】

また、回転電機ＭＧのロータの各時点での磁極位置は、回転センサ１３により検出され、制御装置８０はその検出結果を取得する。回転センサ１３は、例えばレゾルバ等により構成される。ここで、磁極位置は、電気角上でのロータの回転角度を表している。回転センサ１３は、図３に示すように回転電機ＭＧの近傍に設置されている。従って、回転センサ１３による検出結果は、不図示のケーブル等を介して制御装置８０へ伝達される。回転センサ１３の検出結果を利用するＥＣＵが制御基板８に構成されている場合には、インバータボックス１Ａの外部との間で信号の授受を行うために制御基板８に設置された外部コネクタ８３を介して回転センサ１３の検出結果が制御装置８０に伝達される。図示しない車両制御装置等の他の制御装置等からの要求信号として制御装置８０に提供される回転電機ＭＧの目標トルクＴＭ（ＴＭ１，ＴＭ２）も、外部コネクタ８３を介して伝達される。

【0030】

図１に示すように、制御装置８０を構成する制御基板８には、ゲート駆動信号Ｓを含めた信号をパワーモジュール３と授受するための信号伝達用スルーホール８１（信号伝達用端子受け部）が形成されている。ベースケース１Ｂに対してパワーモジュール３及び制御基板８を組み付けた状態において、信号伝達用スルーホール８１にはパワーモジュール３の信号伝達用ピン３１（信号伝達用端子）が貫通する。ここで、信号伝達用ピン３１を信号伝達用スルーホール８１に対してはんだ付けすることによって、制御基板８と各パワーモジュール３との間での信号の授受が可能となる。授受される信号は、上述したゲート駆動信号Ｓの他、パワーモジュール３から制御基板８への故障診断信号、温度検出信号などが含まれる。

【0031】

インバータボックス１Ａは、図１の分解斜視図に示すように、ベースケース１Ｂに、パワーモジュール３、平滑コンデンサ４０が実装された直流バス基板５、第１端子台７（固定部材）を含む端子台（第２端子台９２、第３端子台９３）、制御基板８を組み付け、これらを内包するようにカバーケース１Ｃをベースケース１Ｂに組みつけて構成される。直流バス基板５及び第１端子台７（固定部材）は、２つのインバータ回路１０（１０Ａ，１０Ｂ）に共通する部材である。第２端子台９２及び第３端子台９３は、第１回転電機ＭＧ１（第１インバータ回路１０Ａ）及び第２回転電機ＭＧ２（第２インバータ回路１０Ｂ）のそれぞれに対して設けられている。つまり、第１回転電機ＭＧ１に対しては、第１回転電機用第２端子台９２Ａ及び第１回転電機用第３端子台９３Ａが備えられ、第２回転電機ＭＧ２に対しては、第２回転電機用第２端子台９２Ｂ及び第２回転電機用第３端子台９３Ｂが備えられる。

【0032】

上述したように、第３端子台９３には、電流センサ１２が固定されている。第１回転電機用第３端子台９３Ａにおいて検出された電流の検出結果は、電流検出結果出力コネクタ９Ｓと制御基板８の第１回転電機用電流検出結果入力コネクタ８２Ａとを結ぶ不図示のケーブル等を介して制御装置８０に伝達される。同様に、第２回転電機用第３端子台９３Ｂにおいて検出された電流の検出結果は、電流検出結果出力コネクタ９Ｓと制御基板８の第２回転電機用電流検出結果入力コネクタ８２Ｂとを結ぶ不図示のケーブル等を介して制御装置８０に伝達される。

【0033】

図５に示すように、第１端子台７には、直流バス基板５に形成された締結部材貫通孔５７と、パワーモジュール３の直流電極端子対３Ｔに設けられた貫通孔とを貫通した締結部材９７（９）と螺合するネジ孔７１が形成されている。また、ベースケース１Ｂには、第１端子台７に設けられた貫通孔７２を貫通した締結部材９５（９）と螺合するネジ孔１７ａが形成されている。これにより、直流バス基板５とパワーモジュール３とは、共通の締結部材９によって第１端子台７に締結されると共に、第１端子台７がベースケース１Ｂに固定される。第１端子台７は、複数相の交流の各相に対応するアーム１０Ｌに対応して複数個備えられるパワーモジュール３と直流バス基板５との相対位置関係を固定する固定部材として機能する。

【0034】

尚、直流バス基板５の第１基板面５１には、パワーモジュール３の直流電極端子対３Ｔに接触して導通する端子対（図７に基づいて後述する“５５Ｐ”及び“５５Ｎ”の対）の他に、直流電源に接続される直流電極パターン接続端子対５６Ｔ（図５及び図７参照）が形成されている。この直流電極パターン接続端子対５６Ｔは、図１や図５とは別方向からの斜視図である図６に示すように第１端子台７に形成された直流バス基板接続端子対７６Ｔに接続される。つまり、直流バス基板５は、直流バス基板５の直流電極パターン接続端子対５６Ｔと、第１端子台７の直流バス基板接続端子対７６Ｔとが接触した状態で、図５に示すように締結部材９６（９）によってベースケース１Ｂに締結される。図６に示すように、第１端子台７は、直流バス基板接続端子対７６Ｔと電気的に接続される直流電源接続端子対７５Ｔを備えている。直流電源接続端子対７５Ｔは、インバータボックス１Ａの外部に設置されるバッテリ１１などの直流電源の正極Ｐ及び負極Ｎと接続される端子である。図２に示すように、直流電源接続端子対７５Ｔは、ベースケース１Ｂにカバーケース１Ｃが組み付けられた状態においても、インバータボックス１Ａの外部に配置されており、直流電源と容易に接続することができる。

【0035】

図７〜図９に示すように、直流バス基板５には、基板５０を構成する絶縁層５３の一方の面である第１基板面５１に正極電極パターン５Ｐ及び負極電極パターン５Ｎの一方である第１電極パターン５１Ｅが形成され、絶縁層５３の他方の面である第２基板面５２に正極電極パターン５Ｐ及び負極電極パターン５Ｎの他方である第２電極パターン５２Ｅが形成される。図７〜図９において図示した例では、第１基板面５１に第１電極パターン５１Ｅとして負極電極パターン５Ｎが形成され、第２基板面５２に第２電極パターン５２Ｅとして正極電極パターン５Ｐが形成されている。それぞれの基板面に異なる極性の電極パターンが形成されるので、直流電流が流れる向きがそれぞれの基板面において逆方向となる電極パターンが構成される。これにより、電磁誘導が相殺され、相互インダクタンスも増加するので、サージ電圧が抑制され、損失も低減される。

【0036】

また、大きな電流が流れる正極電極パターン５Ｐ及び負極電極パターン５Ｎは、通常のプリント基板における電極層よりも厚く、例えば、３００〜６００［μｍ］程度の厚みで形成されると好適である。尚、図７及び図８に示す電極パターン図は、共に同一方向から見たものであり、一方は正面図であり他方は透過図である。具体的には、図８は第２基板面５２（後述するはんだ面）の側から直流バス基板５を直接見た図（第２基板面５２の正面図）であり、図７は第２基板面５２の側から直流バス基板５を透かして第１基板面５１を見た図（第１基板面５１の透過図）である。

【0037】

図７に示すように、直流バス基板５の第１基板面５１に、直流バス基板５の各端子、具体的には接続用正極端子５５Ｐ、接続用負極端子５５Ｎ、直流電極パターン接続端子対５６Ｔが形成される。そして、直流バス基板５は、第１基板面５１が、パワーモジュール３や第１端子台７など、他の部材に設けられた端子に接触した状態で締結部材９により第１端子台７に固定される。換言すれば、直流バス基板５は、第１基板面５１に設けられた各端子が、他の部材に設けられた端子に接触した状態で、第１端子台７を介して締結部材９によりベースケース１Ｂに締結される。

【0038】

他の部材に設けられた端子と接触する面は第１基板面５１であるから、第２基板面５２に第２電極パターン５２Ｅとして形成される正極電極パターン５Ｐは、第１基板面５１にも部分的に形成される必要がある。つまり、第１基板面５１には、第２電極パターン５２Ｅ（正極電極パターン５Ｐ）に電気的に接続される端子（接続用正極端子５５Ｐ）が形成される。この端子（接続用正極端子５５Ｐ）は、図７及び図９に示すように、第１基板面５１において第１電極パターン５１Ｅ（負極電極パターン５Ｎ）から分離して形成された接続端子面５Ｃと、絶縁層５３を貫通する導電用貫通孔５Ｈとを備えて構成されている。導電用貫通孔５Ｈは、接続用正極端子５５Ｐにおいて締結部材９が貫通する締結部材貫通孔５７とは別に形成されている。また、導電用貫通孔５Ｈは、その内壁に導電材料Ｅが設けられており、この導電材料Ｅにより第２電極パターン５２Ｅ（正極電極パターン５Ｐ）と接続端子面５Ｃとが電気的に接続される。尚、図９は、直流バス基板５がパワーモジュール３と共に締結部材９（９７）によって第１端子台７に固定されている状態における図７のＩＸ−ＩＸ断面を示している。

【0039】

一般的に、接続用正極端子５５Ｐ、接続用負極端子５５Ｎ、直流電極パターン接続端子対５６Ｔ以外の電極は、基板表面にレジスト等を塗布することによって絶縁される。しかし、導電用貫通孔５Ｈに対しては、絶縁処理を施さないことによって後述するフロー工程の際に、導電用貫通孔５Ｈをはんだで埋めることができる。導電用貫通孔５Ｈがはんだで満たされることによって導通断面積が大きくなり、第１基板面５１と第２基板面５２との間のインピーダンスを低下させることが可能となる。

【0040】

多くの場合、締結部材９には鉄など、導電性のある金属製のボルトなどが用いられる。このため、直流バス基板５の第１基板面５１と第２基板面５２との間に電流が流れる際に、締結部材９にも電流が流れて当該締結部材９が発熱し、パワーモジュール３の端子（直流電極端子対３Ｔ）及びその周辺が高温になる可能性がある。上述したように、内壁に導電材料Ｅが設けられた導電用貫通孔５Ｈが、締結部材貫通孔５７とは別に設けられると、電流の多くは、よりインピーダンスの低い導電用貫通孔５Ｈを介して直流バス基板５の第１基板面５１と第２基板面５２との間を流れるようになる。その結果、締結部材９に流れる電流が抑制され、当該締結部材９の発熱を抑制することができる。また、このように導電用貫通孔５Ｈを設けると、締結部材９として非導電性の部材（樹脂製など）を用いることも可能であるから、部品選定の自由度も向上する。樹脂製の部材は一般的に鉄製の部材よりも軽量であり、インバータボックス１Ａの軽量化にも貢献する。

【0041】

尚、締結部材貫通孔５７は、その内壁に めっき等によって導電材料Ｅが設けられていても良いし、導電材料Ｅが設けられていなくてもよい。図９に例示した形態では、締結部材貫通孔５７の内壁には導電材料Ｅが設けられていない形態を示している。また、図７〜図９には、第１基板面５１に第１電極パターン５１Ｅとして負極電極パターン５Ｎが形成され、第２基板面５２に第２電極パターン５２Ｅとして正極電極パターン５Ｐが形成されている例を示したが、第１電極パターン５１Ｅとして正極電極パターン５Ｐが形成され、第２電極パターン５２Ｅとして負極電極パターン５Ｎが形成される形態とすることも可能である。

【0042】

ところで、平滑コンデンサ４０は、図１、図４、図５等に示すように、複数のコンデンサ素子４の並列接続によって構成されている。各コンデンサ素子４は、各パワーモジュール３に対応する数及び対応する位置関係で分散配置されている。図１に示すように、パワーモジュール３は、直流バス基板５の基板面に直交する方向から見て、平滑コンデンサ４０（コンデンサ素子群）を挟んだ両側に配置されている。具体的には、複数相の交流の各相に対応するアーム１０Ｌに対応して複数個備えられるパワーモジュール３が、直流バス基板５の１つの端面５Ｌに沿って１列に配置されている。本実施形態では、２つのインバータ回路１０（１０Ａ，１０Ｂ）が構成されるので、互いに反対の２つの端面５Ｌに沿って、それぞれ１列ずつパワーモジュール３が配置されている。各コンデンサ素子４は、各パワーモジュール３に対応する個数、例えば各パワーモジュール３に対して１つ又は複数個、備えられている。つまり、パワーモジュール３と同じ個数、又は自然数倍の個数のコ
ンデンサ素子４が備えられている。また、各コンデンサ素子４は、各パワーモジュール３に対応する位置関係、例えば各パワーモジュール３の近傍に配置されている。

【0043】

具体的には、一対の接続用正極端子５５Ｐ及び接続用負極端子５５Ｎであるパワーモジュール接続用端子対５５Ｔにおいて、コンデンサ素子４は、当該コンデンサ素子４と接続用正極端子５５Ｐとの距離、及び当該コンデンサ素子４と接続用負極端子５５Ｎとの距離とが均等（ほぼ同等）となるような配接距離（コンデンサ配接距離）を有して配置され、且つ、全てのパワーモジュール３についてのコンデンサ配接距離が均等（ほぼ同等）となるように分散配置される。各パワーモジュール３に対して（各パワーモジュール接続用端子対５５Ｔに対して）複数のコンデンサ素子４が割り当てられる場合には、接続用正極端子５５Ｐとの距離及び接続用負極端子５５Ｎとの距離は、それぞれ平均値とすると好適である。このようにコンデンサ素子４を配置すると、結果的に、各パワーモジュール３の近傍にコンデンサ素子４が配置されることとなる。その結果、各パワーモジュール３（各アーム１０Ｌ）の直流電源に対するインピーダンス（特にインダクタンス成分）が小さくなり、ＩＧＢＴ３０のスイッチングによるサージ電圧を良好に抑制することができる。

【0044】

尚、平滑コンデンサ４０には、回転電機駆動装置のシャットダウン時に残存電荷を放電させるために、平滑コンデンサ４０に並列に放電抵抗Ｒ（図４参照）が設けられることが多い。直流バス基板５には、この放電抵抗Ｒも実装することが可能である。放電抵抗Ｒの配置場所や固定機構をインバータボックス１Ａの他の場所に設ける必要がなく、小型化が実現できる。直流バス基板５には、上述したように、外部の直流電源と電気的に接続される直流電源接続端子対７５Ｔと導通する直流バス基板接続端子対７６Ｔと導通する直流電極パターン接続端子対５６Ｔが形成されている。直流電極パターン接続端子対５６の近傍、例えば当該端子対に隣接して放電抵抗Ｒが配置されると好適である。放電抵抗Ｒも、電流容量が小さく、より小型の複数の抵抗素子（不図示）の並列接続によって構成することが可能である。

【0045】

直流バス基板５の第１基板面５１は、これら複数のコンデンサ素子４や抵抗素子が搭載される部品面である。図７及び図８に示す例では、コンデンサ素子４のみが搭載される形態を示している。例えば、コンデンサ素子４は、電界コンデンサであり、本実施形態では、ラジアルタイプのディスクリート部品である。この場合、コンデンサ素子４は、部品面である第１基板面５１に搭載されるが、コンデンサ素子４の端子として機能するリード線は、直流バス基板５に形成されたスルーホールを貫通して第２基板面５２の側へ延伸する。そして、第２基板面５２においてコンデンサ素子４のリード線がはんだ付けされる。従って、第２基板面５２は、はんだ付けが行われるはんだ面となる。

【0046】

このはんだ付けは、多くの場合、溶融したはんだが満たされたはんだ槽の液面にはんだ面を沿わせるように、直流バス基板５を移動させるフロー工程によって実施される。はんだ面には、部品面に搭載されたコンデンサ素子４のリード線がスルーホールを介して突き抜けている。はんだ面に突き出たリード線は、スルーホールの周囲に形成されたランド（導電材料Ｅ）及びスルーホールの内壁の導電材料Ｅに対してはんだ付けされる。この際、レジスト等によって絶縁された導電材料Ｅ（ランドやスルーホールなど）にははんだが付着しない。上述したように、導電用貫通孔５Ｈに対しては、レジスト処理等の絶縁処理を施さないことによって、フロー工程の際に毛細管現象を利用して導電用貫通孔５Ｈを介してはんだを第１基板面５１（部品面）の方向へ導き、導電用貫通孔５Ｈをはんだで埋めることができる。

【0047】

当然ながら、コンデンサ素子４のリード線が挿入されるスルーホールも、レジスト処理等の絶縁処理は施されておらず、当該スルーホールやリード線を介して毛細管現象によりはんだが第１基板面５１の方向へ導かれる。適切な量のはんだが第１基板面５１に導かれた場合には、直流バス基板５の両面においてリード線に対するはんだ付けが実施されるので、機械的に接続されており、電気的にも信頼性の高い実装が実現される。但し、第１基板面５１において第１電極パターン５１Ｅ（負極電極パターン５Ｎ）内に形成されるリード線接続用のランド（電極パターン）は、そのままでは広大な面積を有するので、熱が逃げて第１基板面５１に達する前にはんだが固化してしまい、第１基板面５１まで充分にはんだが上昇しない可能性がある。そこで、このランドは、図７に符号“５４Ｎ”で示すように、部分的に導電材料Ｅを省いた形状のランドとすると好適である。

【0048】

尚、フロー工程では、摂氏２００度以上の温度である溶融したはんだに直流バス基板５を接触させるので、直流バス基板５の温度も上昇する。コンデンサ素子４が電界コンデンサの場合には、その外装（スリーブ）が部分的に溶けて絶縁性が低下する可能性がある。部品面（第１基板面５１）に負極電極パターン５Ｎが形成される形態では、スリーブの極性（負極Ｎ）と、負極電極パターン５Ｎの極性とが一致しており、絶縁性が低下した場合でも、信頼性が低下しないような構成とすることができる。

【0049】

直流バス基板５は、図７及び図８に示すように、正極電極パターン５Ｐと電気的に接続される接続用正極端子５５Ｐと、負極電極パターン５Ｎと電気的に接続される接続用負極端子５５Ｎとを有して形成されている。接続用正極端子５５Ｐは、図１や図５に示すようにインバータボックス１Ａが組み立てられた際には、パワーモジュール３の正極端子３Ｐと電気的に接続されることになる端子である。同様に、接続用負極端子５５Ｎは、パワーモジュール３の負極端子３Ｎと電気的に接続されることになる端子である。即ち、直流バス基板５は、正極電極パターン５Ｐと電気的に接続されると共に複数のパワーモジュール３の正極端子３Ｐのそれぞれに電気的に接続される複数の接続用正極端子５５Ｎと、負極電極パターン５Ｎと電気的に接続されると共に複数のパワーモジュール３の負極端子３Ｎのそれぞれに電気的に接続される複数の接続用負極端子５５Ｎとを有して構成されている。

【0050】

そして、互いに対応する接続用正極端子５５Ｎと正極端子３Ｐとが共通の締結部材９７（９）によって第１端子台７（固定部材）に締結され、互いに対応する接続用負極端子５５Ｎと負極端子３Ｎとが共通の締結部材９７（９）によって第１端子台７（固定部材）に締結されて、第１端子台７（固定部材）に対して直流バス基板５及びパワーモジュール３が固定される。具体的には、直流バス基板５の接続用正極端子５５Ｐとパワーモジュール３の正極端子３Ｐとが共通の締結部材９７（９）によって第１端子台７（固定部材）に締結される。同様に、直流バス基板５の接続用負極端子５５Ｎとパワーモジュール３の負極端子３Ｎとが共通の締結部材９７（９）によって第１端子台７（固定部材）に締結される。これにより、第１端子台７（固定部材）に対して直流バス基板５及びパワーモジュール３が固定される。パワーモジュール３の正極端子３Ｐ及び負極端子３Ｎは、パワーモジュール３の一方側の端部３５に突出した一対の直流電極端子対３Ｔとして設けられている。従って、一方側の端部３５を第１端子台７（固定部材）に対向させて固定される。

【0051】

また、直流バス基板５に形成された直流電極パターン接続用端子対５６Ｔは、第１端子台７の直流バス基板接続端子対７６Ｔに接触した状態で、締結部材９６（９）により第１端子台７に締結される。尚、図１及び図５に示すように、各パワーモジュール３が締結部材９４（９）によって直接ベースケース１Ｂに固定されると、より強固にパワーモジュール３が固定される。また、パワーモジュール３とベースケース１Ｂとをより密着させることができるので、ベースケース１Ｂを介してパワーモジュール３を冷却することができる。例えば、ベースケース１Ｂは、パワーモジュール３と接触する側とは反対側の面に冷却フィンを有して構成されていると好適である。ベースケース１Ｂをヒートシンクとして利用することによって、パワーモジュール３を良好に冷却することができる。

【0052】

図１、図３、図４に示すように、本実施形態のインバータボックス１Ａは、３相の交流と直流との間で電力を変換するインバータ回路１０（１０Ａ，１０Ｂ）を２組有している。インバータボックス１Ａは、直流バス基板５の基板面に直交する方向に見て、直流バス基板５を挟んだ両側に各インバータ回路１０（１０Ａ，１０Ｂ）を構成するパワーモジュール３を配置して構成される。２組のインバータ回路１０（１０Ａ，１０Ｂ）を制御する制御装置８０の一部又は全ての回路が構成された制御基板８は、直流バス基板５の基板面に直交する方向に見て、パワーモジュール３及び直流バス基板５を覆うように配置される。このように、制御基板８は比較的大きな面積を有した基板であり、反りや振動などが抑制されるように、充分に固定されることが好ましい。

【0053】

このため、直流バス基板５、パワーモジュール３、第１端子台７（固定部材）を収容するベースケース１Ｂ（インバータケース）には、制御基板８の中央部において制御基板８を支持固定する支柱１９を有して構成されている。インバータボックス１Ａに組み付けられた状態で、基板面に直交する方向に見て制御基板８の中央部に位置することになる直流バス基板５は、支柱１９が貫通する支柱貫通孔５９を有して構成されている。支柱貫通孔５９は、直流バス基板５の１つの端面５Ｌに沿って１列に配置されたｎ相各相のアーム１０Ｌ（１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ）を構成する各パワーモジュール３に対応して配置された各コンデンサ素子４の相間に設けられている。図１及び図５等に示す例では、３相の交流と直流との間で電力を変換するインバータ回路１０を構成する３つのパワーモジュール３に対応して３箇所に分散配置された各コンデンサ素子４の相間である２箇所に支柱貫通孔５９が形成されている。ベースケース１Ｂに設けられた２本の支柱１９は、これら２箇所の支柱貫通孔５９に対応して形成されている。

【0054】

３相の交流と直流との間で電力を変換するインバータ回路１０においては、このように２本の支柱１９を設けると効率的である。例えば、インバータ回路１０が、ｎを自然数とするｎ相の交流と直流との間で電力を変換する回路の場合には、ベースケース１Ｂに（ｎ−１）本の支柱１９が形成されていると好適である。この場合、直流バス基板５には、直流バス基板５の１つの端面５Ｌに沿って１列に配置されたｎ相各相のアーム１０Ｌを構成する各パワーモジュール３に対応して分散配置された各コンデンサ素子４の相間に対応する（ｎ−１）箇所に支柱貫通孔５９が設けられていると好適である。直流バス基板５に支柱貫通孔５９を設けることで、制御基板８の固定支持構造を別途設けることなく、インバータボックス１Ａを小型化することができる。

【0055】

パワーモジュール３の一方側の端部３５には、上述したように直流電極端子対３Ｔが突出するように設けられている。この一方側の端部３５の反対側の端部３３には、各アーム１０Ｌ（１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ）に対応する交流電極端子３Ｃが突出するように設けられている（図１及び図５参照）。第２端子台９２は、３相全ての交流電極端子３Ｃを固定するために３つの固定部を有して形成されている。第３端子台９３は、これら３相全ての交流電極端子３Ｃと接続される３相の交流中継端子９Ｃを有して構成されている。各パワーモジュール３の交流電極端子３Ｃは、それぞれ共通の締結部材９によって、第３端子台９３の各交流中継端子９Ｃ、及び第２端子台９２と締結される。第２端子台９２は、締結部材９によってベースケース１Ｂに設けられたネジ孔１７ｃに締結固定され、第３端子台９３は、締結部材９によってベースケース１Ｂに設けられたネジ孔１７ｄに締結固定される。

【0056】

図１に示すように、第３端子台９３には、３相それぞれの交流中継端子９Ｃに対応する３つの交流出力端子９Ｔが備えられている。各相の交流中継端子９Ｃと交流出力端子９Ｔとは、それぞれ第３端子台９３を貫通するバスバーによって接続されている。第３端子台９３には、上述したようにこのバスバーに対して非接触で電流を検出する電流センサ１２が備えられている。交流出力端子９Ｔは、図２に示すように、ベースケース１Ｂにカバーケース１Ｃが取り付けられた状態においてもインバータボックス１Ａの外部に配置される。従って、交流出力端子９Ｔと回転電機ＭＧの各相のステータコイルとを良好に接続することができる。

【0057】

ベースケース１Ｂに対して、第１端子台７、第２端子台９２、パワーモジュール３、直流バス基板５、第３端子台９３が固定された後、これらを覆うように制御基板８が、締結部材９によってベースケース１Ｂに固定される。この際、上述したように、制御基板８の信号伝達用スルーホール８１にパワーモジュール３の信号伝達用ピン３１が貫通する。信号伝達用ピン３１は、信号伝達用スルーホール８１に対してはんだ付けされる。第３端子台９３と制御基板８とを接続するケーブル等を含めて、全ての部材がベースケース１Ｂに取り付けられると、ベースケース１Ｂに対してカバーケース１Ｃが締結部材９９（９）によって締結され、インバータボックス１Ａが構成される。

【0058】

〔その他の実施形態〕
以下、本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

【0059】

（１）上述した実施形態においては、２つの回転電機ＭＧを制御するために２つのインバータ回路１０（１０Ａ，１０Ｂ）が備えられる形態を例示した。しかし、インバータボックス１Ａ（インバータ装置１）は、１つのインバータ回路１０を備えて構成されるものであってもよいし、３つ以上のインバータ回路１０を備えて構成されるものであってもよい。即ち、直流バス基板５の接続用正極端子５５Ｐとパワーモジュール３の正極端子３Ｐとが共通の締結部材９によって第１端子台７（固定部材）に締結され、直流バス基板５の接続用負極端子５５Ｎとパワーモジュール３の負極端子３Ｎとが共通の締結部材９によって第１端子台７に締結されて、第１端子台７に対して直流バス基板５及びパワーモジュール３が固定されていれば、インバータ回路１０の回路数は任意である。

【0060】

（２）直流バス基板５の端面５Ｌにパワーモジュール３を対向させて、直流バス基板５とパワーモジュール３とを接続する場合には、上述したようにパワーモジュール３の正極端子３Ｐ及び負極端子３Ｎが、パワーモジュール３の一方側の端部３５に突出した一対の直流電極端子対３Ｔとして設けられていると好適である。しかし、直流バス基板５とパワーモジュール３との接続形態は、この形態に限定されるものではない。例えば、直流バス基板５の基板面に直交する方向に見て、直流バス基板５とパワーモジュール３の本体部とが重複する（一部又は全てが重複する）ような形態で接続されてもよい。この場合には、正極端子３Ｐ及び負極端子３Ｎが、パワーモジュール３の同一の部分に対として設けられなくてもよい。

【0061】

（３）インバータボックス１Ａ（インバータ装置１）が１つのインバータ回路１０を有して構成されている場合は、直流バス基板５の一方側にのみパワーモジュール３を配置することが可能である。具体的には、図１において第１インバータ回路１０Ａを構成するパワーモジュール３、或いは第２インバータ回路１０Ｂを構成するパワーモジュール３の何れか一方側のみによりインバータボックス１Ａを構成することができる。このように構成した場合には、直流バス基板５の基板面に直交する方向から見て、平滑コンデンサ４０を挟んだ両側ではなく、片側にパワーモジュール３が配置されることになる。１つのインバータ回路１０を有してインバータボックス１Ａが構成される場合には、このように片側にパワーモジュール３が配置されてもよい。

【0062】

但し、１つのインバータ回路１０を有してインバータボックス１Ａが構成される場合においても、直流バス基板５の基板面に直交する方向から見て、平滑コンデンサ４０を挟んだ両側にパワーモジュール３が配置される構成を妨げるものではない。例えば、３相交流と直流との間で電力変換を行うインバータ回路１０の３相のパワーモジュール３の内の１つを、平滑コンデンサ４０を挟んだ一方側に配置し、２つを他方側に配置することによって、平滑コンデンサ４０を挟んだ両側にパワーモジュール３を配置することができる。

【0063】

（４）図１、図４、図５、図７、図８等を参照した上記説明においては、複数相の交流の各相に対応するアーム１０Ｌ（１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ）に対応して複数個備えられるパワーモジュール３が、直流バス基板５の１つの端面５Ｌに沿って１列に配置されている場合を例示した。そして、平滑コンデンサ４０は、複数のコンデンサ素子４の並列接続によって構成され、各コンデンサ素子４は、各パワーモジュール３に対応する数及び対応する位置関係で配置されている場合を例示した。当然ながら、各相に対応するパワーモジュール３がこのように整列して配置されていない場合には、各コンデンサ素子４は、各パワーモジュール３の配置に依存されることなく分散配置されてよい。また、各相に対応するパワーモジュール３がこのように整列して配置される場合であっても、各コンデンサ素子４が、各パワーモジュール３の配置に対して独立して分散配置されることを妨げるものではない。

【0064】

（５）上記説明においては、平滑コンデンサ４０が、複数のコンデンサ素子４の並列接続によって構成されている例を用いたが、当然ながら平滑コンデンサ４０は単一の素子によって構成されていてもよい。また、上記説明においては、コンデンサ素子４として電解コンデンサを例示したが、フィルムコンデンサなど、他の構造の素子であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明は、スイッチング素子を有したパワーモジュールと平滑コンデンサとを備え、直流と交流との間で電力を変換するインバータ装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0066】

１ ：インバータ装置
１Ａ ：インバータボックス（インバータ装置）
１Ｂ ：ベースケース（インバータケース）
１Ｃ ：カバーケース（インバータケース）
３ ：パワーモジュール
３Ｎ ：負極端子
３Ｐ ：正極端子
４ ：コンデンサ素子
５ ：直流バス基板
５Ｃ ：接続端子面
５Ｈ ：導電用貫通孔
５Ｎ ：負極電極パターン
５Ｐ ：正極電極パターン
７ ：第１端子台（固定部材）
８ ：制御基板
９ ：締結部材
１０ ：インバータ回路
１０Ａ ：第１インバータ回路（インバータ回路）
１０Ｂ ：第２インバータ回路（インバータ回路）
１０Ｌ ：アーム
１１ ：バッテリ（直流電源）
１９ ：支柱
３３ ：パワーモジュールの一方側の端部
４０ ：平滑コンデンサ
５０ ：基板
５１ ：第１基板面
５１Ｅ ：第１電極パターン
５２ ：第２基板面
５２Ｅ ：第２電極パターン
５３ ：絶縁層
５５Ｎ ：接続用負極端子
５５Ｐ ：接続用正極端子
５７ ：締結部材貫通孔
５９ ：支柱貫通孔
Ｅ ：導電材料
Ｎ ：負極
Ｐ ：正極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】