特開 2024-101394 インバータ装置及びインバータユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024101394

(43)【公開日】2024-07-29

(54)【発明の名称】インバータ装置及びインバータユニット

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20240722BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023005356

(22)【出願日】2023-01-17

(71)【出願人】

【識別番号】390026088

【氏名又は名称】富士電子工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 弘子

(72)【発明者】

【氏名】井上 昌大

(72)【発明者】

【氏名】吉川 和樹

(72)【発明者】

【氏名】島 浩平

【テーマコード（参考）】

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H770BA09

5H770CA02

5H770DA01

5H770DA11

5H770DA41

5H770JA19X

5H770PA21

5H770PA42

5H770QA08

5H770QA12

5H770QA14

5H770QA16

5H770QA17

(57)【要約】

【課題】寄生インダクタンスを低減可能なインバータ装置を提供する。
【解決手段】積層ブスバー４８は、第１のダイオード２６と第１のスイッチング素子２８とを電気的に接続する第１のブスバー１０６と、第２のスイッチング素子３０と第２のダイオード３２とを電気的に接続する第２のブスバー１５２と、第３のダイオード３４と第３のスイッチング素子３６とを電気的に接続し、第２のブスバー１５２に中間絶縁フィルム９０を介して積層される第３のブスバー１０８と、第４のスイッチング素子３８と第４のダイオード４０とを電気的に接続し、第１のブスバー１０６に中間絶縁フィルム９０を介して積層される第４のブスバー１５４とを有する。積層ブスバー４８を平面視した場合に、第１のブスバー１０６を流れる電流は、第４のブスバー１５４を流れる電流と逆方向であり、且つ第３のブスバー１０８を流れる電流は、第２のブスバー１５２を流れる電流と逆方向である。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のダイオード、第１のスイッチング素子、第２のスイッチング素子、及び、第２のダイオードがこの順に直列接続された第１の直列回路と、
第３のダイオード、第３のスイッチング素子、第４のスイッチング素子、及び、第４のダイオードがこの順に直列接続された第２の直列回路であって、前記第１の直列回路と並列接続された第２の直列回路と、
前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との接続点と、前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との接続点との間に電気的に接続される出力部と、
積層ブスバーと、を備え、
前記積層ブスバーは、
前記第１のダイオードと前記第１のスイッチング素子とを電気的に接続する第１のブスバーと、
前記第２のスイッチング素子と前記第２のダイオードとを電気的に接続する第２のブスバーと、
前記第３のダイオードと前記第３のスイッチング素子とを電気的に接続し、前記第２のブスバーに第１の絶縁材を介して積層される第３のブスバーと、
前記第４のスイッチング素子と前記第４のダイオードとを電気的に接続し、前記第１のブスバーに第２の絶縁材を介して積層される第４のブスバーと、を有し、
前記積層ブスバーを平面視した場合に、前記第１のブスバーを流れる電流は、前記第４のブスバーを流れる電流と逆方向であり、且つ、前記第３のブスバーを流れる電流は、前記第２のブスバーを流れる電流と逆方向である
インバータ装置。

【請求項2】

前記積層ブスバーは、ラミネートブスバーで構成されている
請求項１に記載のインバータ装置。

【請求項3】

前記第１の直列回路では、前記第１のダイオード、並列接続された複数の前記第１のスイッチング素子、並列接続された複数の前記第２のスイッチング素子、及び、前記第２のダイオードがこの順に直列接続され、
前記第２の直列回路では、前記第３のダイオード、並列接続された複数の前記第３のスイッチング素子、並列接続された複数の前記第４のスイッチング素子、及び、前記第４のダイオードがこの順に直列接続されており、
前記第１のブスバーは、前記第１のダイオードと前記複数の第１のスイッチング素子との間を横切るように配置された第１のスリットを有し、
前記第２のブスバーは、前記第２のダイオードと前記複数の第２のスイッチング素子との間を横切るように配置された第２のスリットを有し、
前記第３のブスバーは、前記第３のダイオードと前記複数の第３のスイッチング素子との間を横切るように配置された第３のスリットを有し、
前記第４のブスバーは、前記第４のダイオードと前記複数の第４のスイッチング素子との間を横切るように配置された第４のスリットを有する
請求項１又は２に記載のインバータ装置。

【請求項4】

前記第１のブスバー、前記第２のブスバー、前記第３のブスバー及び前記第４のブスバーの少なくとも１つの内部には、冷却用の流体が流れる流路が形成されている
請求項１又は２に記載のインバータ装置。

【請求項5】

前記インバータ装置は、さらに、前記積層ブスバーの温度を検出するための温度センサを備える
請求項１又は２に記載のインバータ装置。

【請求項6】

直流側ブスバーと、
交流側ブスバーと、
前記直流側ブスバーと前記交流側ブスバーとの間に電気的に接続された、請求項１に記載の１以上のインバータ装置と、を備える
インバータユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インバータ装置及びこれを備えたインバータユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

電力負荷に交流電力を供給するための電源装置として、インバータ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。インバータ装置は、三相交流電力を直流電力に変換する整流回路と、整流回路から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路から出力された交流電力を電力負荷に供給する出力回路とを備えている。インバータ回路は、複数のスイッチング素子がブリッジ状に接続されたフルブリッジ型のインバータ回路である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６３８９９４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したインバータ装置では、インバータ回路における寄生インダクタンスにより、各スイッチング素子のスイッチング動作時にリンギング（電流の振動）が発生するおそれが生じる。

【0005】

本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、その目的は、寄生インダクタンスを低減することができるインバータ装置及びインバータユニットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様に係るインバータ装置は、第１のダイオード、第１のスイッチング素子、第２のスイッチング素子、及び、第２のダイオードがこの順に直列接続された第１の直列回路と、第３のダイオード、第３のスイッチング素子、第４のスイッチング素子、及び、第４のダイオードがこの順に直列接続された第２の直列回路であって、前記第１の直列回路と並列接続された第２の直列回路と、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との接続点と、前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との接続点との間に電気的に接続される出力部と、積層ブスバーと、を備え、前記積層ブスバーは、前記第１のダイオードと前記第１のスイッチング素子とを電気的に接続する第１のブスバーと、前記第２のスイッチング素子と前記第２のダイオードとを電気的に接続する第２のブスバーと、前記第３のダイオードと前記第３のスイッチング素子とを電気的に接続し、前記第２のブスバーに第１の絶縁材を介して積層される第３のブスバーと、前記第４のスイッチング素子と前記第４のダイオードとを電気的に接続し、前記第１のブスバーに第２の絶縁材を介して積層される第４のブスバーと、を有し、前記積層ブスバーを平面視した場合に、前記第１のブスバーを流れる電流は、前記第４のブスバーを流れる電流と逆方向であり、且つ、前記第３のブスバーを流れる電流は、前記第２のブスバーを流れる電流と逆方向である。

【0007】

本態様によれば、第３のブスバーは、第２のブスバーに第１の絶縁材を介して積層され、積層ブスバーを平面視した場合に、第３のブスバーを流れる電流は、第２のブスバーを流れる電流と逆方向である。これにより、第３のブスバーを流れる電流に起因する磁界と、第２のブスバーを流れる電流に起因する磁界とが打ち消し合うようになる。また、第４のブスバーは、第１のブスバーに第２の絶縁材を介して積層され、積層ブスバーを平面視した場合に、第１のブスバーを流れる電流は、第４のブスバーを流れる電流と逆方向である。これにより、第１のブスバーを流れる電流に起因する磁界と、第４のブスバーを流れる電流に起因する磁界とが打ち消し合うようになる。その結果、インバータ装置における寄生インダクタンスを低減することができ、第１のスイッチング素子、第２のスイッチング素子、第３のスイッチング素子及び第４のスイッチング素子の各スイッチング動作時にリンギングが発生するのを低減することができる。

【0008】

また、本発明の第２の態様に係るインバータ装置では、第１の態様において、前記積層ブスバーは、ラミネートブスバーで構成されているように構成してもよい。

【0009】

本態様によれば、インバータ装置の小型化を図ることができる。

【0010】

また、本発明の第３の態様に係るインバータ装置では、第１の態様又は第２の態様において、前記第１の直列回路では、前記第１のダイオード、並列接続された複数の前記第１のスイッチング素子、並列接続された複数の前記第２のスイッチング素子、及び、前記第２のダイオードがこの順に直列接続され、前記第２の直列回路では、前記第３のダイオード、並列接続された複数の前記第３のスイッチング素子、並列接続された複数の前記第４のスイッチング素子、及び、前記第４のダイオードがこの順に直列接続されており、前記第１のブスバーは、前記第１のダイオードと前記複数の第１のスイッチング素子との間を横切るように配置された第１のスリットを有し、前記第２のブスバーは、前記第２のダイオードと前記複数の第２のスイッチング素子との間を横切るように配置された第２のスリットを有し、前記第３のブスバーは、前記第３のダイオードと前記複数の第３のスイッチング素子との間を横切るように配置された第３のスリットを有し、前記第４のブスバーは、前記第４のダイオードと前記複数の第４のスイッチング素子との間を横切るように配置された第４のスリットを有するように構成してもよい。

【0011】

本態様によれば、第１のブスバーは第１のスリットを有しているので、第１のダイオードからの電流を複数の第１のスイッチング素子の各々にバランス良く供給することができる。また、第４のブスバーは第４のスリットを有しているので、複数の第４のスイッチング素子の各々から第４のダイオードに供給される電流を、第１のブスバーを流れる電流と逆方向にすることができる。また、第３のブスバーは第３のスリットを有しているので、第３のダイオードからの電流を複数の第３のスイッチング素子の各々にバランス良く供給することができる。また、第２のブスバーは第２のスリットを有しているので、複数の第２のスイッチング素子の各々から第２のダイオードに供給される電流を、第３のブスバーを流れる電流と逆方向にすることができる。

【0012】

また、本発明の第４の態様に係るインバータ装置では、第１の態様～第３の態様のいずれか一態様において、前記第１のブスバー、前記第２のブスバー、前記第３のブスバー及び前記第４のブスバーの少なくとも１つの内部には、冷却用の流体が流れる流路が形成されているように構成してもよい。

【0013】

本態様によれば、インバータ装置における発熱部品を効率良く放熱することができる。

【0014】

また、本発明の第５の態様に係るインバータ装置では、第１の態様～第４の態様のいずれか一態様において、前記インバータ装置は、さらに、前記積層ブスバーの温度を検出するための温度センサを備えるように構成してもよい。

【0015】

本態様によれば、温度センサからの検出信号を監視しておくことにより、積層ブスバーの温度が急激に上昇した場合に、例えばインバータ装置において急峻な立ち上がりの電流が発生したことを検出することができる。

【0016】

また、本発明の第６の態様に係るインバータユニットは、直流側ブスバーと、交流側ブスバーと、前記直流側ブスバーと前記交流側ブスバーとの間に電気的に接続された、第１の態様～第５の態様のいずれか一態様に係る１以上のインバータ装置と、を備える。

【0017】

本態様によれば、インバータ装置の数を変更することにより、インバータユニットの定格出力を容易に変更することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明の一態様に係るインバータ装置によれば、寄生インダクタンスを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施の形態に係る誘導加熱装置の回路構成を示す図である。

【図2】実施の形態に係るインバータ装置の斜視図である。

【図3】実施の形態に係るインバータ装置の分解斜視図である。

【図4】実施の形態に係るインバータ装置の回路ユニットを示す平面図である。

【図5】実施の形態に係るインバータ装置の積層ブスバーを示す分解斜視図である。

【図6】図５の積層ブスバーの上流側ブスバー層を示す平面図である。

【図7】図５の積層ブスバーの下流側ブスバー層を示す平面図である。

【図8】実施の形態に係るインバータ装置の出力ブスバーを示す側面図である。

【図9】実施の形態に係るインバータ装置の出力ブスバーを示す底面図である。

【図10】実施の形態に係るインバータユニットを示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

【0021】

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、特許請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0022】

また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。

【0023】

（実施の形態）
［１．誘導加熱装置の回路構成］
まず、図１を参照しながら、実施の形態に係る誘導加熱装置２の回路構成について説明する。図１は、実施の形態に係る誘導加熱装置２の回路構成を示す図である。

【0024】

図１に示すように、誘導加熱装置２は、被加熱物４を例えば数ｋＨｚ～数百ｋＨｚの高周波で誘導加熱（いわゆる、高周波焼き入れ）するための装置である。なお、高周波焼き入れとは、高周波の電磁誘導を起こすことにより、被加熱物４の表面を加熱させて焼き入れを行う熱処理である。被加熱物４は、例えば車両又は工作機械等に用いられる管状の金属部品等である。

【0025】

誘導加熱装置２は、回路構成として、整流回路６と、チョークコイル８，１０と、インバータ装置１２と、整合回路１４と、誘導コイル１６とを有している。

【0026】

整流回路６は、例えば６個のサイリスタ１８を用いた全波整流回路であり、電源２０からの交流電力を直流電力に変換する。なお、電源２０は、例えば商用電源等の３相交流電源であり、３相６０Ｈｚ（又は５０Ｈｚ）の交流電力を供給する。

【0027】

チョークコイル８，１０はそれぞれ、整流回路６の出力側（直流側）におけるプラス側及びマイナス側に電気的に接続されており、整流回路６からの直流電力を平滑化する。

【0028】

インバータ装置１２は、所定の周波数の高周波電流を出力するための発振器であり、例えば単相フルブリッジ型のインバータ回路である。インバータ装置１２は、チョークコイル８，１０を介して整流回路６の出力側に電気的に接続されており、平滑化された直流電力を単相の高周波電力に変換する。これにより、インバータ装置１２は、所定の周波数の高周波電流を生成する。

【0029】

インバータ装置１２は、第１の直列回路２２と、第２の直列回路２４とを有している。第１の直列回路２２と第２の直列回路２４とは、電気的に並列接続されている。

【0030】

第１の直列回路２２は、第１のダイオード２６と、複数（本実施の形態では４個）の第１のスイッチング素子２８と、複数（本実施の形態では４個）の第２のスイッチング素子３０と、第２のダイオード３２とがこの順に電気的に直列接続されることにより構成されている。

【0031】

第１のダイオード２６のアノード側は、チョークコイル８に電気的に接続され、第１のダイオード２６のカソード側は、複数の第１のスイッチング素子２８の各々に電気的に接続されている。

【0032】

複数の第１のスイッチング素子２８は、電気的に並列接続されている。複数の第１のスイッチング素子２８の各々は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成されており、ドレイン端子２８ｄと、ソース端子２８ｓと、ゲート端子２８ｇとを有している。複数の第１のスイッチング素子２８の各々では、ゲート端子２８ｇに入力される電圧に応じて、ドレイン端子２８ｄとソース端子２８ｓとの間の導通が制御される。複数の第１のスイッチング素子２８の各ドレイン端子２８ｄは、第１のダイオード２６のカソード側に電気的に接続され、複数の第１のスイッチング素子２８の各ソース端子２８ｓは、複数の第２のスイッチング素子３０の各々に電気的に接続されている。

【0033】

複数の第２のスイッチング素子３０は、電気的に並列接続されている。複数の第２のスイッチング素子３０の各々は、例えばＭＯＳＦＥＴで構成されており、ドレイン端子３０ｄと、ソース端子３０ｓと、ゲート端子３０ｇとを有している。複数の第２のスイッチング素子３０の各々では、ゲート端子３０ｇに入力される電圧に応じて、ドレイン端子３０ｄとソース端子３０ｓとの間の導通が制御される。複数の第２のスイッチング素子３０の各ドレイン端子３０ｄは、複数の第１のスイッチング素子２８の各ソース端子２８ｓに電気的に接続され、複数の第２のスイッチング素子３０の各ソース端子３０ｓは、第２のダイオード３２に電気的に接続されている。

【0034】

第２のダイオード３２のアノード側は、複数の第２のスイッチング素子３０の各ソース端子３０ｓに電気的に接続され、第２のダイオード３２のカソード側は、チョークコイル１０に電気的に接続されている。

【0035】

第２の直列回路２４は、第３のダイオード３４と、複数（本実施の形態では４個）の第３のスイッチング素子３６と、複数（本実施の形態では４個）の第４のスイッチング素子３８と、第４のダイオード４０とがこの順に電気的に直列接続されることにより構成されている。

【0036】

第３のダイオード３４のアノード側は、チョークコイル８に電気的に接続され、第３のダイオード３４のカソード側は、複数の第３のスイッチング素子３６の各々に電気的に接続されている。

【0037】

複数の第３のスイッチング素子３６は、電気的に並列接続されている。複数の第３のスイッチング素子３６の各々は、例えばＭＯＳＦＥＴで構成されており、ドレイン端子３６ｄと、ソース端子３６ｓと、ゲート端子３６ｇとを有している。複数の第３のスイッチング素子３６の各々では、ゲート端子３６ｇに入力される電圧に応じて、ドレイン端子３６ｄとソース端子３６ｓとの間の導通が制御される。複数の第３のスイッチング素子３６の各ドレイン端子３６ｄは、第３のダイオード３４のカソード側に電気的に接続され、複数の第３のスイッチング素子３６の各ソース端子３６ｓは、複数の第４のスイッチング素子３８の各々に電気的に接続されている。

【0038】

複数の第４のスイッチング素子３８は、電気的に並列接続されている。複数の第４のスイッチング素子３８の各々は、例えばＭＯＳＦＥＴで構成されており、ドレイン端子３８ｄと、ソース端子３８ｓと、ゲート端子３８ｇとを有している。複数の第４のスイッチング素子３８の各々では、ゲート端子３８ｇに入力される電圧に応じて、ドレイン端子３８ｄとソース端子３８ｓとの間の導通が制御される。複数の第４のスイッチング素子３８の各ドレイン端子３８ｄは、複数の第３のスイッチング素子３６の各ソース端子３６ｓに電気的に接続され、複数の第４のスイッチング素子３８の各ソース端子３８ｓは、第４のダイオード４０に電気的に接続されている。

【0039】

第４のダイオード４０のアノード側は、複数の第４のスイッチング素子３８の各ソース端子３８ｓに電気的に接続され、第４のダイオード４０のカソード側は、チョークコイル１０に電気的に接続されている。

【0040】

なお、本実施の形態では、複数の第１のスイッチング素子２８、複数の第２のスイッチング素子３０、複数の第３のスイッチング素子３６及び複数の第４のスイッチング素子３８の各々をＭＯＳＦＥＴで構成したが、これに限定されず、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）又はバイポーラトランジスタ等で構成してもよい。ＩＧＢＴは、コレクタ端子と、エミッタ端子と、ゲート端子とを有しており、ゲート端子に入力される電流に応じて、コレクタ端子とエミッタ端子との間の導通が制御される。また、バイポーラトランジスタは、コレクタ端子と、エミッタ端子と、ベース端子とを有しており、ベース端子に入力される電流に応じて、コレクタ端子とエミッタ端子との間の導通が制御される。

【0041】

整合回路１４は、インバータ装置１２により生成された有効電力を高効率で誘導コイル１６に供給するためのものである。整合回路１４の入力側は、インバータ装置１２の交流側、すなわち、複数の第１のスイッチング素子２８の各ソース端子２８ｓと複数の第２のスイッチング素子３０の各ドレイン端子３０ｄとの接続点と、複数の第３のスイッチング素子３６の各ソース端子３６ｓと複数の第４のスイッチング素子３８の各ドレイン端子３８ｄとの接続点との間に電気的に接続されている。整合回路１４は、コンデンサ４２及び整合トランス４４で構成された並列共振回路である。

【0042】

誘導コイル１６は、整合回路１４の出力側に電気的に接続されている。誘導コイル１６は、被加熱物４を誘導加熱するためのものであり、被加熱物４の外周面を取り囲むように配置される。インバータ装置１２からの高周波電流が整合回路１４を介して誘導コイル１６に供給されることにより、被加熱物４が誘導加熱される。

【0043】

上述したインバータ装置１２は、図示しないコントローラにより、第１の状態と第２の状態とに高周波で切り替えられるように制御される。第１の状態では、複数の第１のスイッチング素子２８及び複数の第４のスイッチング素子３８の各々が導通（ターンオン）され、複数の第２のスイッチング素子３０及び複数の第３のスイッチング素子３６の各々が非導通（ターンオフ）にされる。これにより、図１において黒塗りの矢印Ｐで示すように、第１のダイオード２６→複数の第１のスイッチング素子２８→整合回路１４→誘導コイル１６→整合回路１４→複数の第４のスイッチング素子３８→第４のダイオード４０の順に、電流が流れるようになる。

【0044】

一方、第２の状態では、複数の第２のスイッチング素子３０及び複数の第３のスイッチング素子３６の各々が導通され、複数の第１のスイッチング素子２８及び複数の第４のスイッチング素子３８の各々が非導通にされる。これにより、図１において白抜きの矢印Ｑで示すように、第３のダイオード３４→複数の第３のスイッチング素子３６→整合回路１４→誘導コイル１６→整合回路１４→複数の第２のスイッチング素子３０→第２のダイオード３２の順に、電流が流れるようになる。

【0045】

［２．インバータ装置のモジュール構造］
次に、図２～図９を参照しながら、インバータ装置１２のモジュール構造について説明する。図２は、実施の形態に係るインバータ装置１２の斜視図である。図３は、実施の形態に係るインバータ装置１２の分解斜視図である。図４は、実施の形態に係るインバータ装置１２の回路ユニット４６を示す平面図である。図５は、実施の形態に係るインバータ装置１２の積層ブスバー４８を示す分解斜視図である。図６は、図５の積層ブスバー４８の上流側ブスバー層８８を示す平面図である。図７は、図５の積層ブスバー４８の下流側ブスバー層９２を示す平面図である。図８は、実施の形態に係るインバータ装置１２の出力ブスバー５０を示す側面図である。図９は、実施の形態に係るインバータ装置１２の出力ブスバー５０を示す底面図である。

【0046】

なお、図２～図９において、インバータ装置１２の左右方向をＸ軸、インバータ装置１２の前後方向をＹ軸、インバータ装置１２の高さ方向をＺ軸とする。また、以下の説明において、Ｚ軸のプラス側を「上」、Ｚ軸のマイナス側を「下」とする。

【0047】

図２及び図３に示すように、インバータ装置１２は、モジュール構造として、回路ユニット４６と、積層ブスバー４８と、出力ブスバー５０（出力部の一例）とを備えている。すなわち、インバータ装置１２は、回路ユニット４６と積層ブスバー４８と出力ブスバー５０とが組み合わされることにより、モジュール化されている。

【0048】

図４に示すように、回路ユニット４６は、ヒートシンク５２と、第１のダイオード２６と、複数の第１のスイッチング素子２８と、複数の第２のスイッチング素子３０と、第２のダイオード３２と、第３のダイオード３４と、複数の第３のスイッチング素子３６と、複数の第４のスイッチング素子３８と、第４のダイオード４０とを有している。

【0049】

ヒートシンク５２は、平面視で矩形状の板状に形成され、例えばアルミニウム等の放熱性の高い金属で形成されている。ヒートシンク５２の内部には、冷却水が流れる流路（図示せず）が形成されている。また、ヒートシンク５２の上面には、第１のダイオード２６、複数の第１のスイッチング素子２８、複数の第２のスイッチング素子３０、第２のダイオード３２、第３のダイオード３４、複数の第３のスイッチング素子３６、複数の第４のスイッチング素子３８及び第４のダイオード４０が熱伝達可能に支持され、且つ、第１の列、第２の列、第３列及び第４の列をなして配置されている。なお、第１の列～第４の列は、ヒートシンク５２の一端部（Ｙ軸のプラス側の端部）から他端部（Ｙ軸のマイナス側の端部）にかけて、この順に間隔を置いて配置されている。

【0050】

図４に示すように、第１の列には、第１のダイオード２６と第４のダイオード４０とが左右方向（Ｘ軸方向）に並んで配置されている。なお、第１のダイオード２６及び第４のダイオード４０は、ヒートシンク５２の左右方向における中央部に配置されている。また、第２の列には、第１のスイッチング素子２８と第４のスイッチング素子３８とが左右方向に交互に並んで配置されている。また、第３の列には、第２のスイッチング素子３０と第３のスイッチング素子３６とが左右方向に交互に並んで配置されている。また、第４の列には、第２のダイオード３２と第３のダイオード３４とが左右方向に並んで配置されている。なお、第２のダイオード３２及び第３のダイオード３４は、ヒートシンク５２の左右方向における中央部に配置されている。

【0051】

第１のダイオード２６、複数の第１のスイッチング素子２８、複数の第２のスイッチング素子３０、第２のダイオード３２、第３のダイオード３４、複数の第３のスイッチング素子３６、複数の第４のスイッチング素子３８及び第４のダイオード４０の各々で発生した熱は、ヒートシンク５２を介して、ヒートシンク５２の内部の流路を流れる冷却水に伝達されることにより放熱される。

【0052】

なお、本実施の形態では、ヒートシンク５２による放熱形式を水冷式としたが、これに限定されず、空冷式としてもよい。この場合、ヒートシンク５２の下面に複数の放熱フィン（図示せず）を形成してもよい。

【0053】

第１のダイオード２６は、パッケージ５４と、一対のアノード端子５６と、一対のカソード端子５８とを有している。パッケージ５４は、例えば樹脂等の絶縁材で形成されている。一対のアノード端子５６は、パッケージ５４の上面における一端部（第２の列から遠い側の端部）に配置されている。一対のカソード端子５８は、パッケージ５４の上面における他端部（第２の列に近い側の端部）に配置されている。

【0054】

第４のダイオード４０は、パッケージ６０と、一対のアノード端子６２と、一対のカソード端子６４とを有している。パッケージ６０は、例えば樹脂等の絶縁材で形成されている。一対のアノード端子６２は、パッケージ６０の上面における一端部（第２の列に近い側の端部）に配置されている。一対のカソード端子６４は、パッケージ６０の上面における他端部（第２の列から遠い側の端部）に配置されている。

【0055】

複数の第１のスイッチング素子２８の各々は、パッケージ６６と、ドレイン端子２８ｄと、ソース端子２８ｓと、ゲート端子２８ｇとを有している。パッケージ６６は、例えば樹脂等の絶縁材で形成されている。ドレイン端子２８ｄは、パッケージ６６の上面における一端部（第１の列に近い側の端部）に配置されている。ソース端子２８ｓは、パッケージ６６の上面における他端部（第１の列から遠い側の端部）に配置されている。

【0056】

複数の第４のスイッチング素子３８の各々は、パッケージ６８と、ドレイン端子３８ｄと、ソース端子３８ｓと、ゲート端子３８ｇとを有している。パッケージ６８は、例えば樹脂等の絶縁材で形成されている。ドレイン端子３８ｄは、パッケージ６８の上面における一端部（第１の列から遠い側の端部）に配置されている。ソース端子３８ｓは、パッケージ６８の上面における他端部（第１の列に近い側の端部）に配置されている。

【0057】

複数の第２のスイッチング素子３０の各々は、パッケージ７０と、ドレイン端子３０ｄと、ソース端子３０ｓと、ゲート端子３０ｇとを有している。パッケージ７０は、例えば樹脂等の絶縁材で形成されている。ドレイン端子３０ｄは、パッケージ７０の上面における一端部（第４の列から遠い側の端部）に配置されている。ソース端子３０ｓは、パッケージ７０の上面における他端部（第４の列に近い側の端部）に配置されている。

【0058】

複数の第３のスイッチング素子３６の各々は、パッケージ７２と、ドレイン端子３６ｄと、ソース端子３６ｓと、ゲート端子３６ｇとを有している。パッケージ７２は、例えば樹脂等の絶縁材で形成されている。ドレイン端子３６ｄは、パッケージ７２の上面における一端部（第４の列に近い側の端部）に配置されている。ソース端子３６ｓは、パッケージ７２の上面における他端部（第４の列から遠い側の端部）に配置されている。

【0059】

第２のダイオード３２は、パッケージ７４と、一対のアノード端子７６と、一対のカソード端子７８とを有している。パッケージ７４は、例えば樹脂等の絶縁材で形成されている。一対のアノード端子７６は、パッケージ７４の上面における一端部（第３の列に近い側の端部）に配置されている。一対のカソード端子７８は、パッケージ７４の上面における他端部（第３の列から遠い側の端部）に配置されている。

【0060】

第３のダイオード３４は、パッケージ８０と、一対のアノード端子８２と、一対のカソード端子８４とを有している。パッケージ８０は、例えば樹脂等の絶縁材で形成されている。一対のアノード端子８２は、パッケージ８０の上面における一端部（第３の列から遠い側の端部）に配置されている。一対のカソード端子８４は、パッケージ８０の上面における他端部（第３の列に近い側の端部）に配置されている。

【0061】

図２及び図３に示すように、積層ブスバー４８は、ＸＹ平面視で略コの字状に形成され、回路ユニット４６のヒートシンク５２の上面に対向するように配置される。積層ブスバー４８は、例えばラミネートブスバーで構成されている。具体的には、図５に示すように、積層ブスバー４８は、外側絶縁フィルム８６、上流側ブスバー層８８、中間絶縁フィルム９０、下流側ブスバー層９２及び外側絶縁フィルム９４がこの順に積層された構造を有している。

【0062】

なお、本明細書において、「上流側」とは、インバータ装置１２における電流の流れの上流側を意味し、「下流側」とは、インバータ装置１２における電流の流れの下流側を意味するものとする。

【0063】

図５に示すように、外側絶縁フィルム８６は、上流側ブスバー層８８の下面を電気的に絶縁するための絶縁フィルムである。外側絶縁フィルム８６は、ＸＹ平面視で略コの字状に形成され、上流側ブスバー層８８の下面を被覆するように配置される。すなわち、上流側ブスバー層８８の下面は、外側絶縁フィルム８６によってラミネートされている。外側絶縁フィルム８６には、第１のダイオード２６、第２のダイオード３２、第３のダイオード３４及び第４のダイオード４０をそれぞれ露出させるための矩形状の複数の開口部９６，９８，１００，１０２が形成されている。

【0064】

図５及び図６に示すように、上流側ブスバー層８８は、プラス側ブスバー１０４と、第１のブスバー１０６と、第３のブスバー１０８とを有している。プラス側ブスバー１０４、第１のブスバー１０６及び第３のブスバー１０８は、同一平面上に配置され、且つ、互いに電気的に絶縁されている。

【0065】

プラス側ブスバー１０４は、例えば銅等の金属で形成され、例えば約２～３ｍｍの厚みを有している。プラス側ブスバー１０４は、第１の接続部１０４ａと、第２の接続部１０４ｂと、第３の接続部１０４ｃとを有している。

【0066】

第１の接続部１０４ａは、第２の接続部１０４ｂ及び第３の接続部１０４ｃの各長手方向における一端部から上方に延在し、チョークコイル８（図１参照）に電気的に接続される。

【0067】

第２の接続部１０４ｂは、ＸＹ平面視で略Ｌ字状に形成されている。第２の接続部１０４ｂの長手方向における一端部は、第１の接続部１０４ａを介してチョークコイル８に電気的に接続される。第２の接続部１０４ｂの長手方向における他端部には、第１のダイオード２６の一対のアノード端子５６をそれぞれ露出させるための円形状の一対の貫通孔１１０が形成されている。ネジ１１２（図２参照）が貫通孔１１０を通してアノード端子５６にねじ込まれることにより、第２の接続部１０４ｂの長手方向における他端部は、第１のダイオード２６の一対のアノード端子５６に電気的に接続される。これにより、第１のダイオード２６の一対のアノード端子５６は、第１の接続部１０４ａ及び第２の接続部１０４ｂを介して、チョークコイル８に電気的に接続される。

【0068】

第３の接続部１０４ｃは、ＸＹ平面視で略Ｌ字状に形成されている。第３の接続部１０４ｃの長手方向における一端部は、第１の接続部１０４ａを介してチョークコイル８に電気的に接続される。第３の接続部１０４ｃの長手方向における他端部には、第３のダイオード３４の一対のアノード端子８２をそれぞれ露出させるための円形状の一対の貫通孔１１４が形成されている。ネジ１１６（図２参照）が貫通孔１１４を通してアノード端子８２にねじ込まれることにより、第３の接続部１０４ｃの長手方向における他端部は、第３のダイオード３４の一対のアノード端子８２に電気的に接続される。これにより、第３のダイオード３４の一対のアノード端子８２は、第１の接続部１０４ａ及び第３の接続部１０４ｃを介して、チョークコイル８に電気的に接続される。

【0069】

第１のブスバー１０６は、例えば銅等の金属で形成され、例えば約２～３ｍｍの厚みを有している。第１のブスバー１０６は、ＸＹ平面視で、回路ユニット４６（図４参照）の第１の列と第２の列との間において左右方向に延在している。第１のブスバー１０６の短手方向（Ｙ軸方向）における一端部には、第１のダイオード２６の一対のカソード端子５８をそれぞれ露出させるための円形状の一対の貫通孔１１８が形成されている。ネジ１２０（図２参照）が貫通孔１１８を通してカソード端子５８にねじ込まれることにより、第１のブスバー１０６の短手方向における一端部は、第１のダイオード２６の一対のカソード端子５８に電気的に接続される。

【0070】

また、第１のブスバー１０６の短手方向における他端部には、複数の突部１２２が形成されている。複数の突部１２２は、複数の第１のスイッチング素子２８の各ドレイン端子２８ｄの配置間隔に対応して、第１のブスバー１０６の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って間隔を置いて配置されている。複数の突部１２２の各々には、第１のスイッチング素子２８のドレイン端子２８ｄを露出させるための円形状の貫通孔１２４が形成されている。ネジ１２６（図３参照）が貫通孔１２４を通してドレイン端子２８ｄにねじ込まれることにより、第１のブスバー１０６の短手方向における他端部は、複数の第１のスイッチング素子２８の各ドレイン端子２８ｄに電気的に接続される。

【0071】

これにより、第１のブスバー１０６は、第１のダイオード２６の一対のカソード端子５８の各々と、複数の第１のスイッチング素子２８の各ドレイン端子２８ｄとを電気的に接続する。また、第１のブスバー１０６には、第１のブスバー１０６をその厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通する第１のスリット１２８が形成されている。第１のスリット１２８は、ＸＹ平面視で、第１のダイオード２６と複数の第１のスイッチング素子２８との間を横切るように左右方向に延在している。

【0072】

第３のブスバー１０８は、例えば銅等の金属で形成され、例えば約２～３ｍｍの厚みを有している。第３のブスバー１０８は、ＸＹ平面視で、回路ユニット４６の第３の列と第４の列との間において左右方向に延在している。第３のブスバー１０８の短手方向（Ｙ軸方向）における一端部には、第３のダイオード３４の一対のカソード端子８４をそれぞれ露出させるための円形状の一対の貫通孔１３０が形成されている。ネジ１３２（図２参照）が貫通孔１３０を通してカソード端子８４にねじ込まれることにより、第３のブスバー１０８の短手方向における一端部は、第３のダイオード３４の一対のカソード端子８４に電気的に接続される。

【0073】

また、第３のブスバー１０８の短手方向における他端部には、複数の突部１３４が形成されている。複数の突部１３４は、複数の第３のスイッチング素子３６の各ドレイン端子３６ｄの配置間隔に対応して、第３のブスバー１０８の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って間隔を置いて配置されている。複数の突部１３４の各々には、第３のスイッチング素子３６のドレイン端子３６ｄを露出させるための円形状の貫通孔１３６が形成されている。ネジ１３８（図３参照）が貫通孔１３６を通してドレイン端子３６ｄにねじ込まれることにより、第３のブスバー１０８の短手方向における他端部は、複数の第３のスイッチング素子３６の各ドレイン端子３６ｄに電気的に接続される。

【0074】

これにより、第３のブスバー１０８は、第３のダイオード３４の一対のカソード端子８４の各々と、複数の第３のスイッチング素子３６の各ドレイン端子３６ｄとを電気的に接続する。また、第３のブスバー１０８には、第３のブスバー１０８をその厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通する第３のスリット１４０が形成されている。第３のスリット１４０は、ＸＹ平面視で、第３のダイオード３４と複数の第３のスイッチング素子３６との間を横切るように左右方向に延在している。

【0075】

図５に示すように、中間絶縁フィルム９０は、上流側ブスバー層８８の上面及び下流側ブスバー層９２の下面を電気的に絶縁するための絶縁フィルムである。中間絶縁フィルム９０は、ＸＹ平面視で略コの字状に形成され、上流側ブスバー層８８の上面及び下流側ブスバー層９２の下面をそれぞれ被覆するように配置される。すなわち、上流側ブスバー層８８の上面及び下流側ブスバー層９２の下面は、中間絶縁フィルム９０によってラミネートされている。中間絶縁フィルム９０には、第２のダイオード３２及び第４のダイオード４０をそれぞれ露出させるための矩形状の複数の開口部１４２，１４４が形成されている。また、中間絶縁フィルム９０には、第１のダイオード２６の一対のアノード端子５６及び一対のカソード端子５８をそれぞれ露出させるための円形状の複数の貫通孔１４６が形成されている。また、中間絶縁フィルム９０には、第３のダイオード３４の一対のアノード端子８２及び一対のカソード端子８４をそれぞれ露出させるための円形状の複数の貫通孔１４８が形成されている。

【0076】

図５及び図７に示すように、下流側ブスバー層９２は、マイナス側ブスバー１５０と、第２のブスバー１５２と、第４のブスバー１５４とを有している。マイナス側ブスバー１５０、第２のブスバー１５２及び第４のブスバー１５４は、同一平面上に配置され、且つ、互いに電気的に絶縁されている。

【0077】

マイナス側ブスバー１５０は、例えば銅等の金属で形成され、例えば約２～３ｍｍの厚みを有している。マイナス側ブスバー１５０は、第１の接続部１５０ａと、第２の接続部１５０ｂと、第３の接続部１５０ｃとを有している。

【0078】

第１の接続部１５０ａは、第２の接続部１５０ｂ及び第３の接続部１５０ｃの各長手方向における一端部から上方に延在し、チョークコイル１０（図１参照）に電気的に接続される。

【0079】

第２の接続部１５０ｂは、ＸＹ平面視で略Ｌ字状に形成されている。第２の接続部１５０ｂの長手方向における一端部は、第１の接続部１５０ａを介してチョークコイル１０に電気的に接続される。第２の接続部１５０ｂの長手方向における他端部には、第４のダイオード４０の一対のカソード端子６４をそれぞれ露出させるための円形状の一対の貫通孔１５６が形成されている。ネジ１５８（図２参照）が貫通孔１５６を通してカソード端子６４にねじ込まれることにより、第２の接続部１５０ｂの長手方向における他端部は、第４のダイオード４０の一対のカソード端子６４に電気的に接続される。これにより、第４のダイオード４０の一対のカソード端子６４は、第１の接続部１５０ａ及び第２の接続部１５０ｂを介して、チョークコイル１０に電気的に接続される。

【0080】

第３の接続部１５０ｃは、ＸＹ平面視で略Ｌ字状に形成されている。第３の接続部１５０ｃの長手方向における一端部は、第１の接続部１５０ａを介してチョークコイル１０に電気的に接続される。第３の接続部１５０ｃの長手方向における他端部には、第２のダイオード３２の一対のカソード端子７８をそれぞれ露出させるための円形状の一対の貫通孔１６０が形成されている。ネジ１６２（図２参照）が貫通孔１６０を通してカソード端子７８にねじ込まれることにより、第３の接続部１５０ｃの長手方向における他端部は、第２のダイオード３２の一対のカソード端子７８に電気的に接続される。これにより、第２のダイオード３２の一対のカソード端子７８は、第１の接続部１５０ａ及び第３の接続部１５０ｃを介して、チョークコイル１０に電気的に接続される。

【0081】

第４のブスバー１５４は、例えば銅等の金属で形成され、例えば約２～３ｍｍの厚みを有している。第４のブスバー１５４は、ＸＹ平面視で、第１のブスバー１０６（図６参照）と重なるように、回路ユニット４６の第１の列と第２の列との間において左右方向に延在している。すなわち、第４のブスバー１５４は、中間絶縁フィルム９０（第２の絶縁材の一例）を介して、第１のブスバー１０６に積層されている。

【0082】

第４のブスバー１５４の短手方向（Ｙ軸方向）における一端部には、第４のダイオード４０の一対のアノード端子６２をそれぞれ露出させるための円形状の一対の貫通孔１６４が形成されている。ネジ１６６（図２参照）が貫通孔１６４を通してアノード端子６２にねじ込まれることにより、第４のブスバー１５４の短手方向における一端部は、第４のダイオード４０の一対のアノード端子６２に電気的に接続される。

【0083】

また、第４のブスバー１５４の短手方向における他端部には、複数の突部１６８が形成されている。複数の突部１６８は、複数の第４のスイッチング素子３８の各ソース端子３８ｓの配置間隔に対応して、第４のブスバー１５４の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って間隔を置いて配置されている。複数の突部１６８の各々には、第４のスイッチング素子３８のソース端子３８ｓを露出させるための円形状の貫通孔１７０が形成されている。ネジ１７２（図３参照）が貫通孔１７０を通してソース端子３８ｓにねじ込まれることにより、第４のブスバー１５４の短手方向における他端部は、複数の第４のスイッチング素子３８の各ソース端子３８ｓに電気的に接続される。

【0084】

これにより、第４のブスバー１５４は、第４のダイオード４０の一対のアノード端子６２の各々と、複数の第４のスイッチング素子３８の各ソース端子３８ｓとを電気的に接続する。また、第４のブスバー１５４には、第４のブスバー１５４をその厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通する第４のスリット１７４が形成されている。第４のスリット１７４は、ＸＹ平面視で、第４のダイオード４０と複数の第４のスイッチング素子３８との間を横切るように左右方向に延在している。

【0085】

第２のブスバー１５２は、例えば銅等の金属で形成され、例えば約２～３ｍｍの厚みを有している。第２のブスバー１５２は、ＸＹ平面視で、第３のブスバー１０８（図６参照）と重なるように、回路ユニット４６の第３の列と第４の列との間において左右方向に延在している。すなわち、第２のブスバー１５２は、中間絶縁フィルム９０（第１の絶縁材の一例）を介して、第３のブスバー１０８に積層されている。

【0086】

第２のブスバー１５２の短手方向（Ｙ軸方向）における一端部には、第２のダイオード３２の一対のアノード端子７６をそれぞれ露出させるための円形状の一対の貫通孔１７６が形成されている。ネジ１７８（図２参照）が貫通孔１７６を通してアノード端子７６にねじ込まれることにより、第２のブスバー１５２の短手方向における一端部は、第２のダイオード３２の一対のアノード端子７６に電気的に接続される。

【0087】

また、第２のブスバー１５２の短手方向における他端部には、複数の突部１８０が形成されている。複数の突部１８０は、複数の第２のスイッチング素子３０の各ソース端子３０ｓの配置間隔に対応して、第２のブスバー１５２の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って間隔を置いて配置されている。複数の突部１８０の各々には、第２のスイッチング素子３０のソース端子３０ｓを露出させるための円形状の貫通孔１８２が形成されている。ネジ１８４（図３参照）が貫通孔１８２を通してソース端子３０ｓにねじ込まれることにより、第２のブスバー１５２の短手方向における他端部は、複数の第２のスイッチング素子３０の各ソース端子３０ｓに電気的に接続される。

【0088】

これにより、第２のブスバー１５２は、第２のダイオード３２の一対のアノード端子７６の各々と、複数の第２のスイッチング素子３０の各ソース端子３０ｓとを電気的に接続する。また、第２のブスバー１５２には、第２のブスバー１５２をその厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通する第２のスリット１８６が形成されている。第２のスリットは、ＸＹ平面視で、第２のダイオード３２と複数の第２のスイッチング素子３０との間を横切るように左右方向に延在している。

【0089】

図５に示すように、外側絶縁フィルム９４は、下流側ブスバー層９２の上面を電気的に絶縁するための絶縁フィルムである。外側絶縁フィルム９４は、ＸＹ平面視で略コの字状に形成され、下流側ブスバー層９２の上面を被覆するように配置される。すなわち、下流側ブスバー層９２の上面は、外側絶縁フィルム９４によってラミネートされている。外側絶縁フィルム９４には、第１のダイオード２６の一対のアノード端子５６及び一対のカソード端子５８をそれぞれ露出させるための円形状の複数の貫通孔１８８が形成されている。また、外側絶縁フィルム９４には、第２のダイオード３２の一対のアノード端子７６及び一対のカソード端子７８をそれぞれ露出させるための円形状の複数の貫通孔１９０が形成されている。また、外側絶縁フィルム９４には、第３のダイオード３４の一対のアノード端子８２及び一対のカソード端子８４をそれぞれ露出させるための円形状の複数の貫通孔１９２が形成されている。また、外側絶縁フィルム９４には、第４のダイオード４０の一対のアノード端子６２及び一対のカソード端子６４をそれぞれ露出させるための円形状の複数の貫通孔１９４が形成されている。

【0090】

ここで、インバータ装置１２が第１の状態に切り替えられた状態での、積層ブスバー４８における電流の流れについて説明する。図６において黒塗りの矢印Ｐ１で示すように、チョークコイル８からの電流は、プラス側ブスバー１０４の第１の接続部１０４ａ及び第２の接続部１０４ｂを流れて、第１のダイオード２６の一対のアノード端子５６に供給される。

【0091】

次いで、図６において黒塗りの矢印Ｐ２で示すように、第１のダイオード２６の一対のカソード端子５８からの電流は、第１のブスバー１０６を流れて第１のスイッチング素子２８の各ドレイン端子２８ｄに供給される。この時、第１のダイオード２６の一対のカソード端子５８からの電流は、第１のスリット１２８で遮られることにより、第１のスリット１２８の長手方向（Ｘ軸方向）における両端部に向けてそれぞれ流れるようになる。そして、電流は、第１のスリット１２８の長手方向における両端部からそれぞれ、複数の第１のスイッチング素子２８の各ドレイン端子２８ｄに向けて流れる。これにより、複数の第１のスイッチング素子２８の各ドレイン端子２８ｄに電流をバランス良く供給することができる。

【0092】

次いで、図７において黒塗りの矢印Ｐ３で示すように、第４のスイッチング素子３８の各ソース端子３８ｓからの電流は、第４のブスバー１５４を流れて第４のダイオード４０の一対のアノード端子６２に供給される。この時、第４のブスバー１５４には第４のスリット１７４が形成されているので、ＸＹ平面視で、第４のブスバー１５４における電流の経路は、第１のブスバー１０６における電流の経路と重なるようになる。すなわち、積層ブスバー４８をＸＹ平面視した場合に、図６において黒塗りの矢印Ｐ２で示す第１のブスバー１０６を流れる電流は、図７において黒塗りの矢印Ｐ３で示す第４のブスバー１５４を流れる電流と逆方向となる。

【0093】

次いで、図７において黒塗りの矢印Ｐ４で示すように、第４のダイオード４０の一対のカソード端子６４からの電流は、マイナス側ブスバー１５０の第２の接続部１５０ｂ及び第１の接続部１５０ａを流れて、チョークコイル１０に供給される。この時、積層ブスバー４８をＸＹ平面視した場合に、図６において黒塗りの矢印Ｐ１で示すプラス側ブスバー１０４を流れる電流は、図７において黒塗りの矢印Ｐ４で示すマイナス側ブスバー１５０を流れる電流と逆方向となる。

【0094】

次に、インバータ装置１２が第２の状態に切り替えられた状態での、積層ブスバー４８における電流の流れについて説明する。図６において白抜きの矢印Ｑ１で示すように、チョークコイル８からの電流は、プラス側ブスバー１０４の第１の接続部１０４ａ及び第３の接続部１０４ｃを流れて、第３のダイオード３４の一対のアノード端子８２に供給される。

【0095】

次いで、図６において白抜きの矢印Ｑ２で示すように、第３のダイオード３４の一対のカソード端子８４からの電流は、第３のブスバー１０８を流れて第３のスイッチング素子３６の各ドレイン端子３６ｄに供給される。この時、第３のダイオード３４の一対のカソード端子８４からの電流は、第３のスリット１４０で遮られることにより、第３のスリット１４０の長手方向（Ｘ軸方向）における両端部に向けてそれぞれ流れるようになる。そして、電流は、第３のスリット１４０の長手方向における両端部からそれぞれ、複数の第３のスイッチング素子３６の各ドレイン端子３６ｄに向けて流れる。これにより、複数の第３のスイッチング素子３６の各ドレイン端子３６ｄに電流をバランス良く供給することができる。

【0096】

次いで、図７において白抜きの矢印Ｑ３で示すように、第２のスイッチング素子３０の各ソース端子３０ｓからの電流は、第２のブスバー１５２を流れて第２のダイオード３２の一対のアノード端子７６に供給される。この時、第２のブスバー１５２には第２のスリット１８６が形成されているので、ＸＹ平面視で、第２のブスバー１５２における電流の経路は、第３のブスバー１０８における電流の経路と重なるようになる。すなわち、積層ブスバー４８をＸＹ平面視した場合に、図６において白抜きの矢印Ｑ２で示す第３のブスバー１０８を流れる電流は、図７において白抜きの矢印Ｑ３で示す第２のブスバー１５２を流れる電流と逆方向となる。

【0097】

次いで、図７において白抜きの矢印Ｑ４で示すように、第２のダイオード３２の一対のカソード端子７８からの電流は、マイナス側ブスバー１５０の第３の接続部１５０ｃ及び第１の接続部１５０ａを流れて、チョークコイル１０に供給される。この時、積層ブスバー４８をＸＹ平面視した場合に、図６において白抜きの矢印Ｑ１で示すプラス側ブスバー１０４を流れる電流は、図７において白抜きの矢印Ｑ４で示すマイナス側ブスバー１５０を流れる電流と逆方向となる。

【0098】

図２、図３、図８及び図９に示すように、出力ブスバー５０は、ＸＹ平面視で回路ユニット４６の第２の列と第３の列との間において左右方向に延在し、且つ、ＸＺ側面視で回路ユニット４６の上面から上方に立設している。出力ブスバー５０は、第１の出力ブスバー１９６と、第２の出力ブスバー１９８と、絶縁フィルム２００とを有している。

【0099】

第１の出力ブスバー１９６は、例えば銅等の金属で形成され、横長の板状に形成されている。第１の出力ブスバー１９６は、整合回路１４（図１参照）に電気的に接続される。第１の出力ブスバー１９６の下端部には、一方側（Ｙ軸のプラス側）に突出する複数の脚部２０２、及び、他方側（Ｙ軸のマイナス側）に突出する複数の脚部２０４が形成されている。

【0100】

複数の脚部２０２は、複数の第１のスイッチング素子２８の各ソース端子２８ｓの配置間隔に対応して、第１の出力ブスバー１９６の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って間隔を置いて配置されている。複数の脚部２０２の各々には、第１のスイッチング素子２８のソース端子２８ｓを露出させるための円形状の貫通孔２０６が形成されている。ネジ（図示せず）が貫通孔２０６を通してソース端子２８ｓにねじ込まれることにより、第１の出力ブスバー１９６は、複数の第１のスイッチング素子２８の各ソース端子２８ｓに電気的に接続される。

【0101】

また、複数の脚部２０４は、複数の第２のスイッチング素子３０の各ドレイン端子３０ｄの配置間隔に対応して、第１の出力ブスバー１９６の長手方向に沿って間隔を置いて配置されている。複数の脚部２０４の各々には、第２のスイッチング素子３０のドレイン端子３０ｄを露出させるための円形状の貫通孔２０８が形成されている。ネジ２０９（図２参照）が貫通孔２０８を通してドレイン端子３０ｄにねじ込まれることにより、第１の出力ブスバー１９６は、複数の第２のスイッチング素子３０の各ドレイン端子３０ｄに電気的に接続される。

【0102】

第２の出力ブスバー１９８は、例えば銅等の金属で形成され、横長の板状に形成されている。第２の出力ブスバー１９８は、絶縁フィルム２００を介して第１の出力ブスバー１９６に積層されており、整合回路１４に電気的に接続される。第２の出力ブスバー１９８の下端部には、一方側（Ｙ軸のプラス側）に突出する複数の脚部２１０、及び、他方側（Ｙ軸のマイナス側）に突出する複数の脚部２１２が形成されている。

【0103】

複数の脚部２１０は、複数の第４のスイッチング素子３８の各ドレイン端子３８ｄの配置間隔に対応して、第２の出力ブスバー１９８の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って間隔を置いて配置されている。複数の脚部２１０の各々には、第４のスイッチング素子３８のドレイン端子３８ｄを露出させるための円形状の貫通孔２１４が形成されている。ネジ（図示せず）が貫通孔２１４を通してドレイン端子３８ｄにねじ込まれることにより、第２の出力ブスバー１９８は、複数の第４のスイッチング素子３８の各ドレイン端子３８ｄに電気的に接続される。

【0104】

また、複数の脚部２１２は、複数の第３のスイッチング素子３６の各ソース端子３６ｓの配置間隔に対応して、第２の出力ブスバー１９８の長手方向に沿って間隔を置いて配置されている。複数の脚部２１２の各々には、第３のスイッチング素子３６のソース端子３６ｓを露出させるための円形状の貫通孔２１６が形成されている。ネジ２１７（図２参照）が貫通孔２１６を通してソース端子３６ｓにねじ込まれることにより、第２の出力ブスバー１９８は、複数の第３のスイッチング素子３６の各ソース端子３６ｓに電気的に接続される。

【0105】

すなわち、出力ブスバー５０は、複数の第１のスイッチング素子２８の各ソース端子２８ｓと複数の第２のスイッチング素子３０の各ドレイン端子３０ｄとの接続点と、複数の第３のスイッチング素子３６の各ソース端子３６ｓと複数の第４のスイッチング素子３８の各ドレイン端子３８ｄとの接続点との間に電気的に接続されている。

【0106】

ここで、インバータ装置１２が第１の状態に切り替えられた状態での、出力ブスバー５０における電流の流れについて説明する。複数の第１のスイッチング素子２８の各ソース端子２８ｓからの電流は、第１の出力ブスバー１９６を流れて整合回路１４に供給される。次いで、誘導コイル１６を経て整合回路１４から戻ってきた電流は、第２の出力ブスバー１９８を流れて複数の第４のスイッチング素子３８の各ドレイン端子３８ｄに供給される。この時、第１の出力ブスバー１９６を流れる電流は、第２の出力ブスバー１９８を流れる電流と逆方向となる。

【0107】

次に、インバータ装置１２が第２の状態に切り替えられた状態での、出力ブスバー５０における電流の流れについて説明する。複数の第３のスイッチング素子３６の各ソース端子３６ｓからの電流は、第２の出力ブスバー１９８を流れて整合回路１４に供給される。次いで、誘導コイル１６を経て整合回路１４から戻ってきた電流は、第１の出力ブスバー１９６を流れて複数の第２のスイッチング素子３０の各ドレイン端子３０ｄに供給される。この時、上述した第１の状態と同様に、第１の出力ブスバー１９６を流れる電流は、第２の出力ブスバー１９８を流れる電流と逆方向となる。

【0108】

［３．インバータユニットの構造］
次に、図１０を参照しながら、実施の形態に係るインバータユニット２１８の構造について説明する。図１０は、実施の形態に係るインバータユニット２１８を示す側面図である。

【0109】

図１０に示すように、実施の形態に係るインバータユニット２１８は、一対の直流側ブスバー２２０，２２２と、一対の交流側ブスバー２２４，２２６と、一対の直流側ブスバー２２０，２２２と一対の交流側ブスバー２２４，２２６との間に電気的に並列接続された複数のインバータ装置１２とを備えている。

【0110】

一対の直流側ブスバー２２０，２２２はそれぞれ、コイル２２８，２３０を介して各インバータ装置１２の第１の接続部１０４ａ，１５０ａに電気的に接続されている。コイル２２８，２３０はそれぞれ、一対の直流側ブスバー２２０，２２２の各々とインバータ装置１２との間を流れる電流量のバランスを取るためのものであり、例えば１ターン巻回された銅パイプ等で構成されている。また、一対の直流側ブスバー２２０，２２２はそれぞれ、チョークコイル８，１０（図１参照）に電気的に接続されている。

【0111】

一対の交流側ブスバー２２４，２２６はそれぞれ、各インバータ装置１２の第１の出力ブスバー１９６及び第２の出力ブスバー１９８に電気的に接続されている。また、一対の交流側ブスバー２２４，２２６は、整合回路１４（図１参照）に電気的に接続されている。

【0112】

上述したインバータユニット２１８では、モジュール化されたインバータ装置１２の数を変更することにより、インバータユニット２１８の定格出力を容易に変更することができる。なお、本実施の形態では、インバータユニット２１８は複数のインバータ装置１２を備えるようにしたが、これに限定されず、例えばインバータユニット２１８の定格出力が比較的低い場合には、１つのインバータ装置１２を備えるようにしてもよい。

【0113】

［４．効果］
本実施の形態では、上述したように、インバータ装置１２が第１の状態に切り替えられた状態では、積層ブスバー４８をＸＹ平面視した場合に、第１のブスバー１０６を流れる電流は、第４のブスバー１５４を流れる電流と逆方向となる。これにより、第１のブスバー１０６を流れる電流に起因する磁界と、第４のブスバー１５４を流れる電流に起因する磁界とが打ち消し合うようになる。

【0114】

また、インバータ装置１２が第２の状態に切り替えられた状態では、積層ブスバー４８をＸＹ平面視した場合に、第３のブスバー１０８を流れる電流は、第２のブスバー１５２を流れる電流と逆方向となる。これにより、第３のブスバー１０８を流れる電流に起因する磁界と、第２のブスバー１５２を流れる電流に起因する磁界とが打ち消し合うようになる。

【0115】

その結果、インバータ装置１２における寄生インダクタンスを低減することができ、複数の第１のスイッチング素子２８、複数の第２のスイッチング素子３０、複数の第３のスイッチング素子３６及び複数の第４のスイッチング素子３８の各スイッチング動作時に、リンギングが発生するのを低減することができる。

【0116】

［５．変形例］
インバータ装置１２の積層ブスバー４８は、３Ｄプリンタで作製するようにしてもよい。これにより、第１のブスバー１０６、第２のブスバー１５２、第３のブスバー１０８及び第４のブスバー１５４の少なくとも１つの内部に、冷却用の流体（例えば冷却水）が流れる流路を容易に形成することができる。各ブスバーの厚み方向における流路の大きさは、例えば約１ｍｍである。このような構成により、複数の第１のスイッチング素子２８、複数の第２のスイッチング素子３０、複数の第３のスイッチング素子３６及び複数の第４のスイッチング素子３８の各々で発生した熱を効率良く放熱することができる。

【0117】

また、インバータ装置１２は、上述した構成要素に加えて、積層ブスバー４８の温度を検出するためのサーミスタ等の温度センサを備えていてもよい。温度センサからの検出信号を監視しておくことにより、積層ブスバー４８の温度が急激に上昇した場合に、例えばインバータ装置１２において急峻な立ち上がりの電流が発生したことを検出することができる。

【0118】

（他の変形例等）
以上、本発明の１つ又は複数の態様に係るインバータ装置及びインバータユニットについて、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の１つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

【0119】

上記実施の形態では、インバータ装置１２を誘導加熱装置２に適用したが、これに限定されず、例えば産業用機械又は家電機器等の各種装置に適用してもよい。

【0120】

また、上記実施の形態では、インバータ装置１２は、複数の第１のスイッチング素子２８、複数の第２のスイッチング素子３０、複数の第３のスイッチング素子３６及び複数の第４のスイッチング素子３８を備えるようにしたが、これに限定されず、１個の第１のスイッチング素子２８、１個の第２のスイッチング素子３０、１個の第３のスイッチング素子３６及び１個の第４のスイッチング素子３８を備えるようにしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0121】

本発明に係るインバータ装置は、例えば金属部品の高周波焼き入れを行うための誘導加熱装置等に適用することができる。

【符号の説明】

【0122】

２ 誘導加熱装置
４ 被加熱物
６ 整流回路
８，１０ チョークコイル
１２ インバータ装置
１４ 整合回路
１６ 誘導コイル
１８ サイリスタ
２０ 電源
２２ 第１の直列回路
２４ 第２の直列回路
２６ 第１のダイオード
２８ 第１のスイッチング素子
２８ｄ，３０ｄ，３６ｄ，３８ｄ ドレイン端子
２８ｓ，３０ｓ，３６ｓ，３８ｓ ソース端子
２８ｇ，３０ｇ，３６ｇ，３８ｇ ゲート端子
３０ 第２のスイッチング素子
３２ 第２のダイオード
３４ 第３のダイオード
３６ 第３のスイッチング素子
３８ 第４のスイッチング素子
４０ 第４のダイオード
４２ コンデンサ
４４ 整合トランス
４６ 回路ユニット
４８ 積層ブスバー
５０ 出力ブスバー
５２ ヒートシンク
５４，６０，６６，６８，７０，７２，７４，８０ パッケージ
５６，６２，７６，８２ アノード端子
５８，６４，７８，８４ カソード端子
８６，９４ 外側絶縁フィルム
８８ 上流側ブスバー層
９０ 中間絶縁フィルム
９２ 下流側ブスバー層
９６，９８，１００，１０２，１４２，１４４ 開口部
１０４ プラス側ブスバー
１０４ａ，１５０ａ 第１の接続部
１０４ｂ，１５０ｂ 第２の接続部
１０４ｃ，１５０ｃ 第３の接続部
１０６ 第１のブスバー
１０８ 第３のブスバー
１１０，１１４，１１８，１２４，１３０，１３６，１４６，１４８，１５６，１６０，１６４，１７０，１７６，１８２，１８８，１９０，１９２，１９４，２０６，２０８，２１４，２１６ 貫通孔
１１２，１１６，１２０，１２６，１３２，１３８，１５８，１６２，１６６，１７２，１７８，１８４，２０９，２１７ ネジ
１２２，１３４，１６８，１８０ 突部
１２８ 第１のスリット
１４０ 第３のスリット
１５０ マイナス側ブスバー
１５２ 第２のブスバー
１５４ 第４のブスバー
１７４ 第４のスリット
１８６ 第２のスリット
１９６ 第１の出力ブスバー
１９８ 第２の出力ブスバー
２００ 絶縁フィルム
２０２，２０４，２１０，２１２ 脚部
２１８ インバータユニット
２２０，２２２ 直流側ブスバー
２２４，２２６ 交流側ブスバー
２２８，２３０ コイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】