(57)【要約】【課題】複数の半導体素子部およびダイオード素子部が配列される列が複数設けられている場合において、正極端子および負極端子に接続される半導体素子部の複数の端子に流れる電流の大きさを均一化しながら、複数の半導体素子部の配置を容易化することができる電力変換装置を提供する。【解決手段】この電力変換装置１００は、直列接続される半導体モジュール４０（第１半導体素子部）および半導体モジュール４３（第２半導体素子部）を備える。また、電力変換装置１００は、コレクタ端子４０ｂと導通する正極端子７２ａと、エミッタ端子４３ｃと導通する負極端子８２ａとが設けられている。正極端子７２ａは、コレクタ端子４０ｂに対して半導体モジュール４０とは反対側の領域１０２側に設けられ、負極端子８２ａは、エミッタ端子４３ｃに対して半導体モジュール４３とは反対側の領域１０１側に設けられている。【選択図】図５
2020022263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配置面に設けられ、第１の方向に沿って配列される複数の端子を各々有するとともに、互いに直列に接続される、第１半導体素子部および第２半導体素子部を含む複数の半導体素子部と、
前記第１半導体素子部の前記複数の端子と導通する正極端子を含む正側導体部と、
前記第２半導体素子部の前記複数の端子と導通する負極端子を含む負側導体部と、
前記配置面に設けられる第１ダイオード素子部および第２ダイオード素子部と、を備え、
前記第１の方向に配列される、前記複数の半導体素子部のうちの少なくとも２つの前記半導体素子部および前記第１ダイオード素子部が設けられる第１の領域と、前記第１の方向に配列される、前記少なくとも２つ以外の残りの少なくとも２つの前記半導体素子部および前記第２ダイオード素子部が設けられる第２の領域とは、前記配置面に対して垂直な方向から見て前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って配列され、
前記正極端子は、前記第１半導体素子部の前記複数の端子に対して、前記第１の領域および前記第２の領域のうちの前記第１半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域側に設けられ、
前記負極端子は、前記第２半導体素子部の前記複数の端子に対して、前記第１の領域および前記第２の領域のうちの前記第２半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域側に設けられている、電力変換装置。
【請求項２】
前記正極端子は、前記配置面に対して垂直な方向から見て、前記第１の領域および前記第２の領域のうちの前記第１半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域とオーバーラップするように設けられており、
前記負極端子は、前記配置面に対して垂直な方向から見て、前記第１の領域および前記第２の領域のうちの前記第２半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域とオーバーラップするように設けられている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記第１ダイオード素子部および前記第２ダイオード素子部の各々は、前記第１の方向に沿って配列される複数の端子を含み、
前記第１ダイオード素子部の前記複数の端子と導通する第１中間端子と、
前記第２ダイオード素子部の前記複数の端子と導通する第２中間端子と、を備え、
前記第１中間端子は、前記第１ダイオード素子部の前記複数の端子に対して、前記第１ダイオード素子部が設けられている前記第１の領域とは反対側の前記第２の領域側に設けられ、
前記第２中間端子は、前記第２ダイオード素子部の前記複数の端子に対して、前記第２ダイオード素子部が設けられている前記第２の領域とは反対側の前記第１の領域側に設けられている、請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第１中間端子は、前記配置面に対して垂直な方向から見て、前記第１ダイオード素子部が設けられている前記第１の領域とは反対側の前記第２の領域とオーバーラップするように設けられており、
前記第２中間端子は、前記配置面に対して垂直な方向から見て、前記第２ダイオード素子部が設けられている前記第２の領域とは反対側の前記第１の領域とオーバーラップするように設けられている、請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記少なくとも２つの前記半導体素子部、および、前記第１ダイオード素子部は、互いの間に隙間が設けられるように配置され、
前記残りの少なくとも２つの前記半導体素子部、および、前記第２ダイオード素子部は、互いの間に隙間が設けられるように配置され、
前記正極端子は、前記配置面に対して垂直な方向から見て、前記第１の領域および前記第２の領域のうちの前記第１半導体素子部が配置されている領域とは反対側の領域の前記隙間とオーバーラップするように設けられ、
前記負極端子は、前記配置面に対して垂直な方向から見て、前記第１の領域および前記第２の領域のうちの前記第２半導体素子部が配置されている領域とは反対側の領域の前記隙間とオーバーラップするように設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記正側導体部は、前記第１半導体素子部の前記複数の端子の各々と前記配置面に対して略垂直な方向に接続されるとともに前記正極端子と導通する複数の正側接続端子が設けられる正側導体端子部と、前記正側導体端子部と一体的に形成されているとともに前記正極端子が設けられる正側導体電極部と、をさらに含み、
前記負側導体部は、前記第２半導体素子部の前記複数の端子の各々と前記配置面に対して略垂直な方向に接続されるとともに前記負極端子と導通する複数の負側接続端子が設けられる負側導体端子部と、前記負側導体端子部と一体的に形成されているとともに前記負極端子が設けられる負側導体電極部と、をさらに含み、
前記正側導体電極部は、前記正側導体端子部に対して、前記第１の領域および前記第２の領域のうちの前記第１半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域側に設けられ、
前記負側導体電極部は、前記負側導体端子部に対して、前記第１の領域および前記第２の領域のうちの前記第２半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域側に設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記正側導体部は、前記複数の正側接続端子のうち、前記正極端子に最も近接して配置される前記正側接続端子と前記正極端子との間に設けられる第１切り欠き部または第１穴部のいずれか一方をさらに含み、
前記負側導体部は、前記複数の負側接続端子のうち、前記負極端子に最も近接して配置される前記負側接続端子と前記負極端子との間に設けられる第２切り欠き部または第２穴部のいずれか一方をさらに含む、請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記正側導体部および前記負側導体部の各々は、前記配置面に対して略垂直な方向から見て、略Ｌ字形状を有しており、
前記正側導体部および前記負側導体部は、前記配置面に対して略垂直な方向から見て、前記正側導体部と前記負側導体部とにより覆われる領域が略矩形形状になるように、互いに隣接して設けられている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
配置面に設けられ、鉄道車両の進行方向である第１の方向に沿って配列される複数の端子を各々含むとともに、互いに直列に接続される、第１半導体素子部および第２半導体素子部を含む複数の半導体素子部と、
前記第１半導体素子部の前記複数の端子と導通する正極端子を含む正側導体部と、
前記第２半導体素子部の前記複数の端子と導通する負極端子を含む負側導体部と、
前記配置面に設けられる第１ダイオード素子部および第２ダイオード素子部と、を備え、
前記第１の方向に配列される、前記複数の半導体素子部のうちの少なくとも２つの前記半導体素子部および前記第１ダイオード素子部が設けられる第１の領域と、前記第１の方向に配列される、前記少なくとも２つ以外の残りの少なくとも２つの前記半導体素子部および前記第２ダイオード素子部が設けられる第２の領域とは、前記配置面に対して垂直な方向から見て前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って配列され、
前記正極端子は、前記第１半導体素子部の前記複数の端子に対して、前記第１の領域および前記第２の領域のうちの前記第１半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域側に設けられ、
前記負極端子は、前記第２半導体素子部の前記複数の端子に対して、前記第１の領域および前記第２の領域のうちの前記第２半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域側に設けられている、鉄道車両用電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に、複数の半導体素子部を備える電力変換装置および鉄道車両用電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の半導体素子部を備える電力変換装置および鉄道車両用電力変換装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１の電力変換装置には、互いに直列に接続されている、第１ＩＧＢＴ、第２ＩＧＢＴ、第３ＩＧＢＴ、および、第４ＩＧＢＴが設けられている。第１ＩＧＢＴは、正極端子に接続され、第４ＩＧＢＴは、負極端子に接続されている。上記特許文献１には、４つのＩＧＢＴが、第１の方向に沿って一列に配列されている第１の構成が開示されている。第１の構成では、第１〜第４ＩＧＢＴの各々は、長辺が第１の方向（以下、縦方向）に沿って延びる略矩形形状を有している。また、第１の構成の電力変換装置には、４つのＩＧＢＴと共に一列に配列される正側ダイオードおよび負側ダイオードが設けられている。
【０００４】
また、上記特許文献１には、第１ＩＧＢＴ、第２ＩＧＢＴ、および、正側ダイオードを含む正側アーム部と、第３ＩＧＢＴ、第４ＩＧＢＴ、および、負側ダイオードを含む負側アーム部とが、縦方向に直交する第２の方向（以下、横方向）に２列に並んで配置されている第２の構成が開示されている。第２の構成では、第１〜第４ＩＧＢＴの各々は、長辺が横方向に沿って延びる略矩形形状を有している。また、第１〜第４ＩＧＢＴの各々は、横方向に沿って配列される３つの端子を含んでいる。第２の構成では、４つのＩＧＢＴおよび２つのダイオードが縦方向に沿って一列に配列されている第１の構成に比べて、ＩＧＢＴおよびダイオードが配置される領域の縦方向の長さを短くすることが可能である。
【０００５】
具体的には、正側アーム部では、第１ＩＧＢＴ、第２ＩＧＢＴ、および、正側ダイオードは、縦方向に沿って配列されている。また、負側アーム部では、第３ＩＧＢＴ、第４ＩＧＢＴ、および、負側ダイオードが、縦方向に沿って配列されている。
【０００６】
また、第２の構成では、正極端子は、正側アーム部に対して、縦方向の一方側に配置されている。また、負極端子は、負側アーム部に対して、縦方向の一方側に配置されている。これにより、第１ＩＧＢＴの３つの端子が並んでいる方向（横方向）と、３つの端子に対して正極端子が配置されている方向（縦方向）とが互いに直交する。この場合、第１ＩＧＢＴの３つの端子が縦方向に配列されている場合に比べて、第１ＩＧＢＴの３つの端子の各々と正極端子との間の距離の差が比較的小さくなる。その結果、第１ＩＧＢＴの３つの端子に流れる電流の大きさも均一化される。同様に、第４ＩＧＢＴの３つの端子の各々と負極端子との間の距離が均一化されるとともに、第４ＩＧＢＴの３つの端子に流れる電流の大きさも均一化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−８９２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１の電力変換装置の第２の構成では、正側アーム部と負側アーム部とが横方向に２列に並んで配置されているので、横方向に長い略矩形形状を有するＩＧＢＴが横方向に２列に並んで配置されている。このため、第２の構成では、ＩＧＢＴが配置されている領域の横方向の長さが、比較的長くなるという不都合がある。この場合、複数のＩＧＢＴを配置するためのスペースの横方向の長さが比較的短い場合、複数の半導体素子部を配置することが困難になるという問題点がある。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、複数の半導体素子部およびダイオード素子部が配列される列が複数設けられている場合において、正極端子および負極端子に接続される半導体素子部の複数の端子に流れる電流の大きさを均一化しながら、複数の半導体素子部の配置を容易化することができる電力変換装置および鉄道車両用電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による電力変換装置は、配置面に設けられ、第１の方向に沿って配列される複数の端子を各々有するとともに、互いに直列に接続される、第１半導体素子部および第２半導体素子部を含む複数の半導体素子部と、第１半導体素子部の複数の端子と導通する正極端子を含む正側導体部と、第２半導体素子部の複数の端子と導通する負極端子を含む負側導体部と、配置面に設けられる第１ダイオード素子部および第２ダイオード素子部と、を備え、第１の方向に配列される、複数の半導体素子部のうちの少なくとも２つの半導体素子部および第１ダイオード素子部が設けられる第１の領域と、第１の方向に配列される、少なくとも２つ以外の残りの少なくとも２つの半導体素子部および第２ダイオード素子部が設けられる第２の領域とは、配置面に対して垂直な方向から見て第１の方向に直交する第２の方向に沿って配列され、正極端子は、第１半導体素子部の複数の端子に対して、第１の領域および第２の領域のうちの第１半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域側に設けられ、負極端子は、第２半導体素子部の複数の端子に対して、第１の領域および第２の領域のうちの第２半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域側に設けられている。
【００１１】
この発明の第１の局面による電力変換装置では、上記のように、第１半導体素子部の複数の端子が第１の方向に沿って配列され、かつ、正極端子が、第１半導体素子部の複数の端子に対して、第２の方向に沿って配列されている第１の領域および第２の領域のうちの、第１半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域側に設けられている。これにより、正極端子が、第１半導体素子部の複数の端子に対して、第１の方向の一方側に配置されている場合に比べて、正極端子と第１半導体素子部の複数の端子の各々との間の距離の差を比較的小さくすることができる。同様に、負極端子と第２半導体素子部の複数の端子の各々との間の距離の差を比較的小さくすることができる。また、第１半導体素子部の複数の端子、および、第２半導体素子部の複数の端子の各々は、第１の方向に沿って配列されているので、第１半導体素子部の複数の端子、および、第２半導体素子部の複数の端子の各々が第２の方向に沿って配列されている場合に比べて、複数の半導体素子部を配置するためのスペースの第２の方向の長さを比較的短くすることができる。これにより、第２の方向におけるスペースが狭い場合でも、複数の半導体素子部を容易に配置することができる。したがって、これらにより、複数の半導体素子部およびダイオード素子部が配列される列が複数設けられている場合において、第１半導体素子部の複数の端子同士、および、第２半導体素子部の複数の端子同士の各々において、流れる電流の大きさを均一化しながら、複数の半導体素子部の配置を容易化することができる。
【００１２】
上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、正極端子は、配置面に対して垂直な方向から見て、第１の領域および第２の領域のうちの第１半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域とオーバーラップするように設けられており、負極端子は、配置面に対して垂直な方向から見て、第１の領域および第２の領域のうちの第２半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域とオーバーラップするように設けられている。このように構成すれば、配置面に対して垂直な方向から見て、正極端子の全体が第１半導体素子部が設けられている領域からはみ出す場合に比べて、正極端子、および、第１半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域により覆われる領域の面積を比較的小さくすることができる。同様に、配置面に対して垂直な方向から見て、負極端子の全体が第２半導体素子部が設けられている領域からはみ出す場合に比べて、負極端子、および、第２半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域により覆われる領域の面積を比較的小さくすることができる。したがって、配置面に対して垂直な方向から見て、複数の半導体素子部、正極端子、および、負極端子により覆われる領域の面積が大きくなるのを抑制することができる。
【００１３】
上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、第１ダイオード素子部および第２ダイオード素子部の各々は、第１の方向に沿って配列される複数の端子を含み、第１ダイオード素子部の複数の端子と導通する第１中間端子と、第２ダイオード素子部の複数の端子と導通する第２中間端子と、を備え、第１中間端子は、第１ダイオード素子部の複数の端子に対して、第１ダイオード素子部が設けられている第１の領域とは反対側の第２の領域側に設けられ、第２中間端子は、第２ダイオード素子部の複数の端子に対して、第２ダイオード素子部が設けられている第２の領域とは反対側の第１の領域側に設けられている。このように構成すれば、第１中間端子と第１ダイオード素子部の複数の端子の各々との間の距離を均一化することができる。また、第２中間端子と第２ダイオード素子部の複数の端子の各々との間の距離を均一化することができる。その結果、第１ダイオード素子部の複数の端子の各々に流れる電流の大きさを均一化することができるとともに、第２ダイオード素子部の複数の端子の各々に流れる電流の大きさを均一化することができる。また、第１ダイオード素子部の複数の端子、および、第２ダイオード素子部の複数の端子の各々は、第１の方向に沿って配列されているので、第１ダイオード素子部の複数の端子、および、第２ダイオード素子部の複数の端子の各々が第２の方向に沿って配列されている場合に比べて、第１ダイオード素子部および第２ダイオード素子部を配置するためのスペースの第２の方向における長さを比較的短くすることができる。これらにより、複数の半導体素子部およびダイオード素子部が配列される列が複数設けられている場合において、第１ダイオード素子部の複数の端子同士、および、第２ダイオード素子部の複数の端子同士の各々において、流れる電流の大きさを均一化しながら、第１ダイオード素子部および第２ダイオード素子部の配置を容易化することができる。
【００１４】
この場合、好ましくは、第１中間端子は、配置面に対して垂直な方向から見て、第１ダイオード素子部が設けられている第１の領域とは反対側の第２の領域とオーバーラップするように設けられており、第２中間端子は、配置面に対して垂直な方向から見て、第２ダイオード素子部が設けられている第２の領域とは反対側の第１の領域とオーバーラップするように設けられている。このように構成すれば、配置面に対して垂直な方向から見て、第１中間端子の全体が第２の領域からはみ出す場合に比べて、第１中間端子、および、第２の領域により覆われる領域の面積を比較的小さくすることができる。また、配置面に対して垂直な方向から見て、第２中間端子の全体が第１の領域からはみ出す場合に比べて、第２中間端子、および、第１の領域により覆われる領域の面積を比較的小さくすることができる。
【００１５】
上記第１ダイオード素子部および第２ダイオード素子部を備える電力変換装置において、好ましくは、少なくとも２つ、および、第１ダイオード素子部は、互いの間に隙間が設けられるように配置され、残りの少なくとも２つ、および、第２ダイオード素子部は、互いの間に隙間が設けられるように配置され、正極端子は、配置面に対して垂直な方向から見て、第１の領域および第２の領域のうちの第１半導体素子部が配置されている領域とは反対側の領域の隙間とオーバーラップするように設けられ、負極端子は、配置面に対して垂直な方向から見て、第１の領域および第２の領域のうちの第２半導体素子部が配置されている領域とは反対側の領域の隙間とオーバーラップするように設けられている。このように構成すれば、配置面に対して垂直な方向から見て、第１半導体素子部が配置されている領域とは反対側の領域に設けられる複数の半導体素子部が、正極端子により覆われるのを抑制することができる。その結果、第１半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域に設けられる複数の半導体素子部の（正極端子以外の部分との）接続を容易化することができる。同様に、第２半導体素子部が配置されている領域とは反対側の領域に設けられる複数の半導体素子部の（負極端子以外の部分との）接続を容易化することができる。
【００１６】
上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、正側導体部は、第１半導体素子部の複数の端子の各々と配置面に対して略垂直な方向に接続されるとともに正極端子と導通する複数の正側接続端子が設けられる正側導体端子部と、正側導体端子部と一体的に形成されているとともに正極端子が設けられる正側導体電極部と、をさらに含み、負側導体部は、第２半導体素子部の複数の端子の各々と配置面に対して略垂直な方向に接続されるとともに負極端子と導通する複数の負側接続端子が設けられる負側導体端子部と、負側導体端子部と一体的に形成されているとともに負極端子が設けられる負側導体電極部と、をさらに含み、正側導体電極部は、正側導体端子部に対して、第１の領域および第２の領域のうちの第１半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域側に設けられ、負側導体電極部は、負側導体端子部に対して、第１の領域および第２の領域のうちの第２半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域側に設けられている。このように構成すれば、正側導体電極部が、正側導体端子部に対して、第１の方向の一方側に配置されている場合に比べて、正側導体電極部に設けられる正極端子と、正側導体端子部に設けられる複数の正側接続端子の各々との間の距離を容易に均一化することができる。その結果、配置面に対して略垂直な方向に複数の正側接続端子に接続される第１半導体素子部の複数の端子の各々と、正極端子との間の距離を容易に均一化することができるととともに、第１半導体素子部の複数の端子の各々に流れる電流の大きさを容易に均一化することができる。同様に、負側導体電極部に設けられる負極端子と、負側導体端子部に設けられる複数の負側接続端子の各々との間の距離を容易に均一化することができる。その結果、第２半導体素子部の複数の端子の各々に流れる電流の大きさを容易に均一化することができる。
【００１７】
この場合、好ましくは、正側導体部は、複数の正側接続端子のうち、正極端子に最も近接して配置される正側接続端子と正極端子との間に設けられる第１切り欠き部または第１穴部のいずれか一方をさらに含み、負側導体部は、複数の負側接続端子のうち、負極端子に最も近接して配置される負側接続端子と負極端子との間に設けられる第２切り欠き部または第２穴部のいずれか一方をさらに含む。このように構成すれば、電流が、第１切り欠き部または第１穴部のいずれか一方を迂回するように流れるので、第１切り欠き部または第１穴部のいずれか一方が設けられていない場合に比べて、正極端子に最も近接して配置される正側接続端子と正極端子との間の電流経路の長さを比較的長くすることができる。その結果、正極端子と、複数の正側接続端子の各々との間の電流経路の長さを、さらに均一化することができる。同様に、負極端子と、複数の負側接続端子の各々との間の電流経路の長さを、さらに均一化することができる。
【００１８】
上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、正側導体部および負側導体部の各々は、配置面に対して略垂直な方向から見て、略Ｌ字形状を有しており、正側導体部および負側導体部は、配置面に対して略垂直な方向から見て、正側導体部と負側導体部とにより覆われる領域が略矩形形状になるように、互いに隣接して設けられている。このように構成すれば、正側導体部および負側導体部が組み合わされるように配置されるので、正側導体部および負側導体部が互いに離間して配置されている場合に比べて、正側導体部および負側導体部が配置される領域を比較的小さくすることができる。その結果、正側導体部および負側導体部の周りに、他の部材を容易に配置することができる。
【００１９】
上記目的を達成するために、この発明の第２の局面による鉄道車両用電力変換装置は、配置面に設けられ、鉄道車両の進行方向である第１の方向に沿って配列される複数の端子を各々含むとともに、互いに直列に接続される、第１半導体素子部および第２半導体素子部を含む複数の半導体素子部と、第１半導体素子部の複数の端子と導通する正極端子を含む正側導体部と、第２半導体素子部の複数の端子と導通する負極端子を含む負側導体部と、配置面に設けられる第１ダイオード素子部および第２ダイオード素子部と、を備え、第１の方向に配列される、複数の半導体素子部のうちの少なくとも２つの半導体素子部および第１ダイオード素子部が設けられる第１の領域と、第１の方向に配列される、少なくとも２つ以外の残りの少なくとも２つの半導体素子部および第２ダイオード素子部が設けられる第２の領域とは、配置面に対して垂直な方向から見て第１の方向に直交する第２の方向に沿って配列され、正極端子は、第１半導体素子部の複数の端子に対して、第１の領域および第２の領域のうちの第１半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域側に設けられ、負極端子は、第２半導体素子部の複数の端子に対して、第１の領域および第２の領域のうちの第２半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域側に設けられている。
【００２０】
この発明の第２の局面による鉄道車両用電力変換装置では、上記のように、第１半導体素子部の複数の端子が第１の方向（進行方向）に沿って配列され、かつ、正極端子が、第１半導体素子部の複数の端子に対して、第２の方向（枕木方向）に沿って配列されている第１の領域および第２の領域のうちの、第１半導体素子部が設けられている領域とは反対側の領域側に設けられている。これにより、正極端子が、第１半導体素子部の複数の端子に対して、第１の方向の一方側に配置されている場合に比べて、正極端子と第１半導体素子部の複数の端子の各々との間の距離を、比較的均一にすることができる。同様に、負極端子と第２半導体素子部の複数の端子の各々との間の距離を、比較的均一にすることができる。また、第１半導体素子部の複数の端子、および、第２半導体素子部の複数の端子の各々は、第１の方向に沿って配列されているので、第１半導体素子部の複数の端子、および、第２半導体素子部の複数の端子の各々は、第２の方向に沿って配列されている場合に比べて、複数の半導体素子部を配置するためのスペースの第２の方向の長さを比較的短くすることができる。これらにより、複数の半導体素子部およびダイオード素子部が配列される列が複数設けられている場合において、第１半導体素子部の複数の端子の各々に流れる電流の大きさを均一化するとともに、第２半導体素子部の複数の端子の各々に流れる電流の大きさを均一化しながら、複数の半導体素子部が配置されている領域の、複数の列が並ぶ方向（枕木方向）における大きさを比較的小さくすることができる。その結果、複数の半導体素子部の配置を容易化することができる。なお、鉄道車両において、枕木方向におけるスペースは比較的小さいので、複数の半導体素子部を配置するためのスペースの第２の方向（枕木方向）における大きさを比較的小さくできることは、鉄道車両にとって特に有効である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、上記のように、複数の半導体素子部およびダイオード素子部が配列される列が複数設けられている場合において、正極端子および負極端子に接続される半導体素子部の複数の端子に流れる電流の大きさを均一化しながら、複数の半導体素子部の配置を容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１および第２実施形態による高速鉄道車両の構成を示した模式的な図である。
【図２】第１および第２実施形態による電力変換装置を進行方向の前方から見た模式的な断面図である。
【図３】第１および第２実施形態による電力変換装置（インバータ部）の半導体素子群の回路の構成を示した図である。
【図４】第１および第２実施形態による電力変換装置（インバータ部）の半導体素子群およびコンデンサの構成を示した斜視図である。
【図５】第１実施形態による電力変換装置の半導体素子群の構成を示した斜視図である。
【図６】第１実施形態による電力変換装置の正側バスバーおよび中間バスバーの平面図である。
【図７】第１実施形態による電力変換装置の負側バスバーの平面図である。
【図８】第１実施形態による電力変換装置の正側接続端子と正極端子との電流経路について説明するための図である。（図８（ａ）は、比較例の構成での電流経路長を説明するための図である。図８（ｂ）は、第１実施形態の構成での電流経路長を説明するための図である。）
【図９】第２実施形態による電力変換装置の半導体素子群の構成を示した斜視図である。
【図１０】第２実施形態の第１変形例による電力変換装置の半導体素子群の構成を示した斜視図である。
【図１１】第２実施形態の第２変形例による電力変換装置の半導体素子群の構成を示した斜視図である。
【図１２】第２実施形態の第３変形例による電力変換装置の半導体素子群の構成を示した斜視図である。
【図１３】第１および２実施形態の第４および第５変形例による電力変換装置の半導体素子群の配置構成を示した平面図である。（図１３（ａ）は、第４変形例による配置構成である。図１３（ｂ）は、第５変形例による配置構成である。）
【図１４】第１および２実施形態の第６および第７変形例による電力変換装置の半導体素子群の配置構成を示した平面図である。（図１４（ａ）は、第６変形例による配置構成である。図１４（ｂ）は、第７変形例による配置構成である。）
【図１５】第１および２実施形態の第８および第９変形例による電力変換装置の半導体素子群の配置構成を示した平面図である。（図１５（ａ）は、第８変形例による配置構成である。図１５（ｂ）は、第９変形例による配置構成である。）
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
［第１実施形態］
図１〜図８を参照して、第１実施形態による電力変換装置１００の構成について説明する。なお、電力変換装置１００は、特許請求の範囲の「鉄道車両用電力変換装置」の一例である。
【００２５】
（高速鉄道車両の構成）
まず、図１を参照して、電力変換装置１００が設置される高速鉄道車両１０の構成について説明する。
【００２６】
高速鉄道車両１０は、複数の車両が編成された状態で、たとえば、１８０ｋｍ／ｈ以上で走行する高速鉄道車両である。高速鉄道車両１０は、図１に示すように、交流電源としての架線１から供給される電力により走行するように構成されている。なお、第１実施形態では、高速鉄道車両１０が、進行方向（Ｘ方向）のうちＸ１方向に走行する場合について説明する。また、進行方向のうち高速鉄道車両１０が進行するＸ１方向を進行方向の前方とし、前方とは反対のＸ２方向を進行方向の後方とする。また、高速鉄道車両１０は、特許請求の範囲の「鉄道車両」の一例である。また、Ｘ方向は、特許請求の範囲の「第１の方向」および「進行方向」の一例である。
【００２７】
高速鉄道車両１０は、車体１１と、パンタグラフ１２と、電力変換装置１００と、誘導電動機１３ａ（図３参照）および空調機器（図示せず）などの電気機器１３とを備えている。高速鉄道車両１０は、レール２上を走行している。
【００２８】
パンタグラフ１２は、架線１から電力を受け取る役割を有する。電力変換装置１００は、変圧器（図示せず）により変圧されたパンタグラフ１２からの交流電圧を、後述する電力変換ユニット３１（図２参照）のコンバータ部３１０（図２参照）およびインバータ部３１１（図２参照）を介して、所望の３相交流電圧および周波数に変換する。そして、３相交流電圧および周波数は、誘導電動機１３ａ（図３参照）に出力される。
【００２９】
また、図１に示すように、車体１１の底部１１ａには、電力変換装置１００が吊り下げられた状態で取り付けられている。つまり、電力変換装置１００は、高速鉄道車両１０の車体１１の底部１１ａの下方（Ｚ２方向）に取り付けられている。なお、Ｚ方向は、特許請求の範囲の「配置面に対して垂直な方向」の一例である。
【００３０】
（電力変換装置の構成）
図２に示すように、電力変換装置１００は、金属製の筐体２０と、筐体２０の内部に配置される電力変換装置本体部３０とを備えている。
【００３１】
筐体２０は、３つの機器室２０ａ、２０ｂおよび２０ｃに区分けされている。機器室２０ａは、筐体２０の枕木方向（Ｙ方向）の中央に位置している。機器室２０ｂは、筐体２０の枕木方向の一方側（Ｙ２方向側）に位置している。機器室２０ｃは、筐体２０の枕木方向の他方側（Ｙ１方向側）に位置している。なお、Ｙ方向（枕木方向）は、Ｘ方向（進行方向）と直交する。また、Ｙ方向および枕木方向は、それぞれ、特許請求の範囲の「第２の方向」の一例である。
【００３２】
電力変換装置本体部３０は、機器室２０ａに配置される電力変換ユニット３１と、機器室２０ｂに配置される制御部３２と、機器室２０ｃに配置される電気機器群３３とを含んでいる。
【００３３】
電力変換ユニット３１は、パンタグラフ１２（図１参照）からの交流電圧を、所望の３相交流電圧および周波数に変換する機能を有する。電力変換ユニット３１は、５つの半導体素子群３１ａ〜３１ｅを有している。半導体素子群３１ａ〜３１ｅは、枕木方向（Ｙ方向）に沿って並んで配置されている。具体的には、Ｙ１方向側からＹ２方向側に向かって、半導体素子群３１ａ、半導体素子群３１ｂ、半導体素子群３１ｃ、半導体素子群３１ｄ、半導体素子群３１ｅの順に並んでいる。
【００３４】
また、電力変換ユニット３１の下方（Ｚ２方向）には、半導体素子群３１ａ〜３１ｅの熱を放出する冷却部３４が設けられている。冷却部３４は、板状形状を有する受熱部３５と、複数の板状の放熱フィン３６とを含んでいる。
【００３５】
半導体素子群３１ａ〜３１ｅは、受熱部３５のＺ１方向側の表面３５ａに載置されている。また、放熱フィン３６は、受熱部３５のＺ２方向側の表面３５ｂからＺ２方向側に突出している。また、受熱部３５は、半導体素子群３１ａ〜３１ｅ毎に分割されているように図示されているが、一体的に形成されていてもよい。なお、表面３５ａは、特許請求の範囲の「配置面」の一例である。
【００３６】
なお、半導体素子群３１ａ〜３１ｅは基本的には同様の構成であるので、以下では１つの半導体素子群（たとえば半導体素子群３１ｃ）について代表的に説明する。
【００３７】
（半導体素子群の構成）
図３に示すように、電力変換装置１００（３レベルの電力変換装置）は、半導体モジュール４０、半導体モジュール４１、半導体モジュール４２、および、半導体モジュール４３を備える。正側から順に、半導体モジュール４０、半導体モジュール４１、半導体モジュール４２、半導体モジュール４３の順に直列に接続されている。また、半導体モジュール４０〜４３は、それぞれ、３つ（図５参照）のバイポーラ素子４０ａ〜４３ａを含む。なお、誘導電動機１３ａは、バイポーラ素子４１ａとバイポーラ素子４２ａとの間に接続されている。図３では、簡略化のため、１つずつのバイポーラ素子４０ａ〜４３ａのみ図示している。なお、半導体モジュール４０および半導体モジュール４３は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１半導体素子部」および「第２半導体素子部」の一例である。また、半導体モジュール４０〜４３は、それぞれ、特許請求の範囲の「半導体素子部」の一例である。
【００３８】
バイポーラ素子４０ａのコレクタ端子４０ｂは、後述する正極端子７２ａと電気的に接続されている。また、バイポーラ素子４０ａのエミッタ端子４０ｃは、バイポーラ素子４１ａのコレクタ端子４１ｂに接続されている。また、バイポーラ素子４１ａのエミッタ端子４１ｃは、バイポーラ素子４２ａのコレクタ端子４２ｂに接続されている。
【００３９】
また、バイポーラ素子４２ａのエミッタ端子４２ｃは、バイポーラ素子４３ａのコレクタ端子４３ｂに接続されている。バイポーラ素子４３ａのエミッタ端子４３ｃは、後述する負極端子８２ａに電気的に接続されている。なお、コレクタ端子４０ｂ〜４３ｂ、および、エミッタ端子４０ｃ〜４３ｃは、それぞれ、特許請求の範囲の「端子」の一例である。
【００４０】
また、電力変換装置１００は、ダイオードモジュール５０を備える。ダイオードモジュール５０は、２つ（図５参照）のダイオード素子５０ａを含む。ダイオード素子５０ａのカソード端子５０ｂは、バイポーラ素子４０ａとバイポーラ素子４１ａとの間に接続されている。なお、ダイオードモジュール５０は、特許請求の範囲の「第１ダイオード素子部」の一例である。
【００４１】
また、電力変換装置１００は、ダイオードモジュール５１を備える。ダイオードモジュール５１は、２つ（図５参照）のダイオード素子５１ａを含む。ダイオード素子５１ａのカソード端子５１ｂは、ダイオード素子５０ａのアノード端子５０ｃに接続されている。また、ダイオード素子５１ａのアノード端子５１ｃは、バイポーラ素子４２ａとバイポーラ素子４３ａとの間に接続されている。なお、カソード端子５０ｂとカソード端子５１ｂ、および、アノード端子５０ｃとアノード端子５１ｃは、それぞれ、特許請求の範囲の「端子」の一例である。また、なお、ダイオードモジュール５１は、特許請求の範囲の「第２ダイオード素子部」の一例である。
【００４２】
なお、半導体モジュール４０、半導体モジュール４１、半導体モジュール４２、半導体モジュール４３、ダイオードモジュール５０、および、ダイオードモジュール５１の各々は、受熱部３５の表面３５ａに載置されている。
【００４３】
また、電力変換装置１００には、コンデンサ６０が設けられている。コンデンサ６０の正極側端子６０ａは、後述する正極端子７２ａ、および、バイポーラ素子４０ａのコレクタ端子４０ｂに接続されている。また、コンデンサ６０の負極側端子６０ｂは、後述する中間端子９２ａを介して、ダイオード素子５０ａのアノード端子５０ｃに接続されている。
【００４４】
また、電力変換装置１００には、コンデンサ６１が設けられている。コンデンサ６１の正極側端子６１ａは、後述する中間端子９１ａを介して、ダイオード素子５１ａのカソード端子５１ｂに接続されている。また、コンデンサ６１の負極側端子６１ｂは、後述する負極端子８２ａ、および、バイポーラ素子４３ａのエミッタ端子４３ｃに接続されている。
【００４５】
なお、図４に示すように、コンデンサ６０およびコンデンサ６１は、半導体モジュール４０〜４３およびダイオードモジュール５０および５１の上方側（Ｚ１方向側）に配置されている。また、コンデンサ６０は、コンデンサ６１に対してＸ２方向側に配置されている。なお、図４では、後述するバスバーの開口部は、簡略化のため、図示を省略している。
【００４６】
図５に示すように、半導体モジュール４０、半導体モジュール４１、および、ダイオードモジュール５０は、Ｘ方向に沿って配列されている。具体的には、Ｘ１方向側から、半導体モジュール４１、ダイオードモジュール５０、半導体モジュール４０の順に配置されている。半導体モジュール４０、半導体モジュール４１、および、ダイオードモジュール５０は、線分αに対してＹ１方向側の領域１０１に配置されている。なお、領域１０１は、特許請求の範囲の「第１の領域」の一例である。
【００４７】
また、半導体モジュール４０、半導体モジュール４１、および、ダイオードモジュール５０は、互いの間に隙間（１０１ａ、１０１ｂ）が設けられるように配置されている。具体的には、領域１０１は、半導体モジュール４０とダイオードモジュール５０との間に設けられる隙間１０１ａを含む。また、領域１０１は、半導体モジュール４１とダイオードモジュール５０との間に設けられる隙間１０１ｂを含む。
【００４８】
また、半導体モジュール４２、半導体モジュール４３、および、ダイオードモジュール５１は、Ｘ方向に沿って配列されている。具体的には、Ｘ１方向側から、半導体モジュール４２、ダイオードモジュール５１、半導体モジュール４３の順に配置されている。半導体モジュール４２、半導体モジュール４３、および、ダイオードモジュール５１は、線分αに対してＹ２方向側の領域１０２に配置されている。なお、領域１０２は、特許請求の範囲の「第２の領域」の一例である。
【００４９】
また、半導体モジュール４２、半導体モジュール４３、および、ダイオードモジュール５１は、互いの間に隙間（１０２ａ、１０２ｂ）が設けられるように配置されている。具体的には、領域１０２は、半導体モジュール４２とダイオードモジュール５１との間に設けられる隙間１０２ａを含む。また、領域１０２は、半導体モジュール４３とダイオードモジュール５１との間に設けられる隙間１０２ｂを含む。
【００５０】
なお、半導体モジュール４０、半導体モジュール４１、および、ダイオードモジュール５０の列と、半導体モジュール４２、半導体モジュール４３、および、ダイオードモジュール５１の列とは、Ｙ方向において隣接するように設けられている。
【００５１】
また、半導体モジュール４０の３つのバイポーラ素子４０ａは、Ｘ方向に沿って配列されるように設けられている。また、３つのバイポーラ素子４０ａの各々において、コレクタ端子４０ｂとエミッタ端子４０ｃとは、Ｙ方向に沿って並んで配置されるように設けられている。すなわち、３つのコレクタ端子４０ｂ同士、および、３つのエミッタ端子４０ｃ同士は、それぞれ、Ｘ方向に沿って配列されるように設けられている。
【００５２】
同様に、半導体モジュール４１（４２、４３）においても、３つのコレクタ端子４１ｂ（４２ｂ、４３ｂ）同士、および、３つのエミッタ端子４１ｃ（４２ｃ、４３ｃ）同士は、それぞれ、Ｘ方向に沿って配列されるように設けられている。なお、コレクタ端子（４０ｂ〜４３ｂ）の列は、エミッタ端子（４０ｃ〜４３ｃ）の列に対して、Ｙ１方向側に設けられている。
【００５３】
また、ダイオードモジュール５０の２つのダイオード素子５０ａは、Ｘ方向に沿って配列されるように設けられている。また、２つのダイオード素子５０ａの各々において、カソード端子５０ｂとアノード端子５０ｃとは、Ｙ方向に沿って並んで配置されるように設けられている。すなわち、２つのカソード端子５０ｂ、および、２つのアノード端子５０ｃは、それぞれ、Ｘ方向に沿って配列されるように設けられている。
【００５４】
同様に、ダイオードモジュール５１においても、２つのカソード端子５１ｂ同士、および、２つのアノード端子５１ｃ同士は、それぞれ、Ｘ方向に沿って配列されるように設けられている。なお、カソード端子（５０ｂ、５１ｂ）の列は、アノード端子（５０ｃ、５１ｃ）の列に対して、Ｙ１方向側に設けられている。
【００５５】
また、電力変換装置１００は、後述する正極端子７２ａを含む正側バスバー７０を備える。正側バスバー７０は、表面３５ａの上方（Ｚ１方向側）に設けられている。なお、正側バスバー７０は、特許請求の範囲の「正側導体部」の一例である。
【００５６】
正側バスバー７０は、正側導体端子部７１と、正側導体端子部７１と一体的に形成されている正側導体電極部７２とを含む。正側導体電極部７２には、正極端子７２ａが設けられている。正側バスバー７０は、たとえば銅製である。正極端子７２ａは、Ｙ方向に延びる形状を有している。
【００５７】
また、電力変換装置１００は、後述する負極端子８２ａを含む負側バスバー８０を備える。負側バスバー８０は、表面３５ａの上方（Ｚ１方向側）に設けられている。また、負側バスバー８０は、正側バスバー７０の下部に配置されている。すなわち、正側バスバー７０は、負側バスバー８０の上部に、図示しない絶縁層を介して積層（ラミネート）されている。負側バスバー８０は、略矩形形状を有している。なお、負側バスバー８０は、特許請求の範囲の「負側導体部」の一例である。
【００５８】
負側バスバー８０は、負側導体端子部８１と、負側導体端子部８１と一体的に形成されている負側導体電極部８２とを含む。負側導体電極部８２には、負極端子８２ａが設けられている。負側バスバー８０は、たとえば銅製である。負極端子８２ａは、Ｙ方向に延びる形状を有している。なお、正側バスバー７０および負側バスバー８０の各々は、コンデンサ６０（図４参照）およびコンデンサ６１（図４参照）の下方（Ｚ２方向側）に配置されている。具体的には、正側バスバー７０は、コンデンサ６０の下方に配置され、負側バスバー８０は、コンデンサ６０およびコンデンサ６１の両方の下方に配置されている。
【００５９】
ここで、第１実施形態では、正側導体電極部７２は、正側導体端子部７１に対して、半導体モジュール４０が設けられている領域１０１とは反対側の領域１０２側に設けられている。また、負側導体電極部８２は、負側導体端子部８１に対して、半導体モジュール４３が設けられている領域１０２とは反対側の領域１０１側に設けられている。具体的には、正側導体電極部７２および負側導体端子部８１の各々は、Ｚ１方向側から見て、領域１０２にオーバーラップするように設けられている。また、正側導体端子部７１および負側導体電極部８２の各々は、Ｚ１方向側から見て、領域１０１にオーバーラップするように設けられている。
【００６０】
また、正側導体電極部７２は、３つの開口部７２ｂを有する。３つの開口部７２ｂは、正極端子７２ａのＸ２方向側において、Ｘ方向に沿って並んで配置されている。３つの開口部７２ｂの各々は、Ｚ１方向側から見て、半導体モジュール４３のバイポーラ素子４３ａ（コレクタ端子４３ｂおよびエミッタ端子４３ｃ）を取り囲む（端子を露出させる）ように設けられている。
【００６１】
正側導体端子部７１には、正極端子７２ａと導通する３つの正側接続端子７１ａが設けられている。正側接続端子７１ａは、半導体モジュール４０の３つのコレクタ端子４０ｂの各々と表面３５ａに対して略垂直な方向（Ｚ方向）に接続されている。具体的には、３つの正側接続端子７１ａの各々は、Ｚ１方向側から見て、コレクタ端子４０ｂとオーバーラップするように設けられており、対応するコレクタ端子４０ｂと接続（締結）される。
【００６２】
また、正極端子７２ａは、半導体モジュール４０の３つのコレクタ端子４０ｂと導通する。具体的には、正極端子７２ａは、コレクタ端子４０ｂに接続される３つの正側接続端子７１ａと導通している。言い換えると、正極端子７２ａは、正側接続端子７１ａを介して、コレクタ端子４０ｂと導通している。
【００６３】
正側導体端子部７１は、３つの開口部７１ｂを有する。開口部７１ｂは、３つの正側接続端子７１ａの各々に対して、Ｙ２方向側に隣接して設けられている。また、３つの開口部７１ｂの各々は、Ｚ１方向側から見て、半導体モジュール４０のエミッタ端子４０ｃを取り囲む（端子を露出させる）ように設けられている。
【００６４】
また、負側導体電極部８２は、８つの開口部８２ｂを有する。８つの開口部８２ｂは、負極端子８２ａのＸ１方向側およびＸ２方向側において、Ｘ方向に沿って並んで配置されている。８つの開口部８２ｂの各々は、Ｚ１方向側から見て、半導体モジュール４０のバイポーラ素子４０ａ（コレクタ端子４０ｂおよびエミッタ端子４０ｃ）、半導体モジュール４１（コレクタ端子４１ｂおよびエミッタ端子４１ｃ）、および、ダイオードモジュール５０のダイオード素子５０ａ（カソード端子５０ｂおよびアノード端子５０ｃ）を取り囲む（端子を露出させる）ように設けられている。
【００６５】
負側導体端子部８１には、負極端子８２ａと導通する３つの負側接続端子８１ａが設けられている。負側接続端子８１ａは、半導体モジュール４３の３つのエミッタ端子４３ｃの各々と表面３５ａに対して略垂直な方向（Ｚ方向）に接続されている。具体的には、３つの負側接続端子８１ａの各々は、Ｚ１方向側から見て、エミッタ端子４３ｃとオーバーラップするように設けられており、対応するエミッタ端子４３ｃと接続（締結）される。
【００６６】
また、負極端子８２ａは、半導体モジュール４３の３つのエミッタ端子４３ｃと導通する。具体的には、負極端子８２ａは、エミッタ端子４３ｃに接続される３つの負側接続端子８１ａと導通している。言い換えると、負極端子８２ａは、負側接続端子８１ａを介して、エミッタ端子４３ｃと導通している。
【００６７】
また、負側導体端子部８１は、３つの開口部８１ｂを有する。開口部８１ｂは、３つの負側接続端子８１ａの各々に対して、Ｙ１方向側に隣接して設けられている。また、３つの開口部８１ｂの各々は、Ｚ１方向側から見て、半導体モジュール４３のコレクタ端子４３ｂを取り囲む（端子を露出させる）ように設けられている。
【００６８】
また、負側導体端子部８１は、５つの開口部８１ｃを有する。５つの開口部８１ｃは、負側接続端子８１ａおよび開口部８１ｂのＸ１方向側において、並んで配置されている。開口部８１ｃは、Ｚ１方向側から見て、半導体モジュール４２のバイポーラ素子４２ａ（コレクタ端子４２ｂおよびエミッタ端子４２ｃ）、および、ダイオードモジュール５１のダイオード素子５１ａ（カソード端子５１ｂおよびアノード端子５１ｃ）を取り囲む（端子を露出させる）ように設けられている。
【００６９】
ここで、第１実施形態では、正極端子７２ａは、半導体モジュール４０の３つのコレクタ端子４０ｂに対して、半導体モジュール４０が設けられている領域１０１とは反対側の領域１０２側に設けられている。また、負極端子８２ａは、半導体モジュール４３の３つのエミッタ端子４３ｃに対して、半導体モジュール４３が設けられている領域１０２とは反対側の領域１０１側に設けられている。
【００７０】
具体的には、正極端子７２ａは、線分αよりもＹ２方向側に設けられている。また、正極端子７２ａは、３つの正側接続端子７１ａのうちの最もＸ１方向側に設けられる正側接続端子７１ａよりもＸ１方向側に配置されている。すなわち、Ｚ１方向側から見て、正極端子７２ａは、３つのコレクタ端子４０ｂのうちの最もＸ１方向側に設けられるコレクタ端子４０ｂよりもＸ１方向側に配置されている。
【００７１】
また、負極端子８２ａは、線分αよりもＹ１方向側に設けられている。負極端子８２ａは、３つの負側接続端子８１ａのうちの最もＸ１方向側に設けられる負側接続端子８１ａよりもＸ１方向側に配置されている。すなわち、Ｚ１方向側から見て、負極端子８２ａは、３つのエミッタ端子４３ｃのうちの最もＸ１方向側に設けられるエミッタ端子４３ｃよりもＸ１方向側に配置されている。
【００７２】
ここで、正極端子７２ａが、たとえば、３つの正側接続端子７１ａに対して、Ｘ方向に沿って並んで配置されている場合（図８（ａ）の比較例参照）、正極端子７２ａと３つの正側接続端子７１ａとの電流の経路長差は、Ｘ方向における正側接続端子７１ａ同士の間の長さＬ１（Ｘ方向における両端の正側接続端子７１ａの場合は長さＬ１の２倍）程度になる。
【００７３】
これに対して、正極端子７２ａが、３つの正側接続端子７１ａに対してＹ２方向側に配置されている場合（図８（ｂ）参照）、正極端子７２ａと３つの正側接続端子７１ａとの電流の経路長差は、比較的小さくなる。具体的には、正極端子７２ａから、Ｘ１方向側の２つの正側接続端子７１ａへの電流の経路長差は、長さＬ１よりも小さい長さＬ２である。長さＬ２は、最も長い辺の長さが長さＬ１の３角形のうちの一辺の長さである。また、正極端子７２ａから、最もＸ１方向側の正側接続端子７１ａの電流の経路長と、最もＸ２方向側の正側接続端子７１ａの電流の経路長との差は、長さＬ１の２倍よりも小さい長さＬ３である。長さＬ３は、最も長い辺の長さが長さＬ１の２倍の３角形のうちの一辺の長さである。また、正極端子７２ａから、Ｘ２方向側の２つの正側接続端子７１ａへの電流の経路長差は、長さＬ１よりも小さい長さＬ４である。長さＬ４は、最も長い辺の長さが長さＬ１の３角形のうちの一辺の長さである。なお、図示しないが、負極端子８２ａと負側接続端子８１ａとの間にも同様の関係が成り立つ。
【００７４】
また、第１実施形態では、正極端子７２ａは、表面３５ａに対して垂直な方向（Ｚ１方向側）から見て、半導体モジュール４０が設けられている領域１０１とは反対側の領域１０２とオーバーラップする（図６参照）ように設けられている。また、負極端子８２ａは、表面３５ａに対して垂直な方向（Ｚ１方向側）から見て、半導体モジュール４３が設けられている領域１０２とは反対側の領域１０１とオーバーラップする（図７参照）ように設けられている。具体的には、正極端子７２ａは、Ｚ１方向側から見て、全体が領域１０２内に収容されるように設けられている。また、負極端子８２ａは、Ｚ１方向側から見て、全体が領域１０１内に収容されるように設けられている。
【００７５】
詳細には、正極端子７２ａは、表面３５ａに対して垂直な方向（Ｚ１方向側）から見て、半導体モジュール４０が配置されている領域１０１とは反対側の領域１０２の隙間１０２ｂとオーバーラップする（図６参照）ように設けられている。また、負極端子８２ａは、表面３５ａに対して垂直な方向（Ｚ１方向側）から見て、半導体モジュール４３が配置されている領域１０２とは反対側の領域１０１の隙間１０１ｂとオーバーラップする（図７参照）ように設けられている。具体的には、正極端子７２ａは、Ｚ１方向側から見て、全体が隙間１０２ｂに収容されるように設けられている。また、負極端子８２ａは、Ｚ１方向側から見て、全体が隙間１０１ｂに収容されるように設けられている。
【００７６】
また、電力変換装置１００には、中間バスバー９０が設けられている。中間バスバー９０は、正側バスバー７０と同じ高さ位置（Ｚ方向の位置）において、正側バスバー７０と隣接するように設けられている。詳細には、後述する中間端子９２ａは、正側バスバー７０の正極端子７２ａとＹ方向に沿って並んで配置されている。
【００７７】
電力変換装置１００は、ダイオードモジュール５１の２つのカソード端子５１ｂと導通する中間端子９１ａを備える。中間端子９１ａは、中間バスバー９０に設けられている。
【００７８】
また、中間バスバー９０には、中間端子９１ａと導通する２つの中間接続端子９１ｂが設けられている。中間接続端子９１ｂは、ダイオードモジュール５１の２つのカソード端子５１ｂの各々と表面３５ａに対して略垂直な方向（Ｚ方向）に接続されている。具体的には、２つの中間接続端子９１ｂの各々は、Ｚ１方向側から見て、カソード端子５１ｂとオーバーラップするように設けられており、対応するカソード端子５１ｂと接続（締結）される。すなわち、中間端子９１ａは、中間接続端子９１ｂを介して、カソード端子５１ｂと導通している。
【００７９】
電力変換装置１００は、ダイオードモジュール５０の２つのアノード端子５０ｃと導通する中間端子９２ａを備える。中間端子９２ａは、中間バスバー９０に設けられている。
【００８０】
また、中間バスバー９０には、中間端子９２ａと導通する２つの中間接続端子９２ｂが設けられている。中間接続端子９２ｂは、ダイオードモジュール５０の２つのアノード端子５０ｃの各々と表面３５ａに対して略垂直な方向（Ｚ方向）に接続されている。具体的には、２つの中間接続端子９２ｂの各々は、Ｚ１方向側から見て、アノード端子５０ｃとオーバーラップするように設けられており、対応するアノード端子５０ｃと接続（締結）される。すなわち、中間端子９２ａは、中間接続端子９２ｂを介して、アノード端子５０ｃと導通している。
【００８１】
また、中間バスバー９０には、Ｚ１方向側から見て、ダイオードモジュール５０のカソード端子５０ｂおよびダイオードモジュール５１のアノード端子５１ｃを取り囲む（端子を露出させる）ように設けられる複数（第１実施形態では４個）の開口部９３が設けられている。
【００８２】
また、電力変換装置１００には、Ｚ１方向側から見て、略矩形形状のバスバー１１０が設けられている。バスバー１１０は、負側バスバー８０と、４つの半導体モジュール（４０〜４３）および２つのダイオードモジュール（５０、５１）との間に設けられている。
【００８３】
バスバー１１０は、半導体モジュール４１のエミッタ端子４１ｃと、半導体モジュール４２のコレクタ端子４２ｂとを導通させるように構成されている。具体的には、バスバー１１０は、半導体モジュール４１の３つのエミッタ端子４１ｃとＺ方向に接続される３つの接続端子１１１を含む。また、バスバー１１０は、半導体モジュール４２のコレクタ端子４２ｂとＺ方向に接続される３つの接続端子１１２を含む。すなわち、半導体モジュール４１のエミッタ端子４１ｃと、半導体モジュール４２のコレクタ端子４２ｂとは、接続端子１１１および接続端子１１２を介して導通している。
【００８４】
なお、バスバー１１０は、Ｚ１方向側から見て、半導体モジュール４１のコレクタ端子４１ｂ、および、半導体モジュール４２のエミッタ端子４２ｃを取り囲む（端子を露出させる）ように設けられている複数（第１実施形態では６つ）の開口部１１３が設けられている。また、バスバー１１０は、Ｚ１方向から見て、半導体モジュール４０、半導体モジュール４３、ダイオードモジュール５０、および、ダイオードモジュール５１の各々の端子（一対のコレクタ端子およびエミッタ端子、または、一対のカソード端子およびアノード端子）を取り囲む（端子を露出させる）ように設けられている複数（第１実施形態では１０個）の開口部１１４が設けられている。
【００８５】
また、電力変換装置１００には、Ｚ１方向側から見て、略矩形形状のバスバー１２０と、略矩形形状のバスバー１３０が設けられている。バスバー１２０およびバスバー１３０の各々は、負側バスバー８０とバスバー１１０との間に設けられている。なお、負側バスバー８０、バスバー１２０、バスバー１３０、および、バスバー１１０は、図示しない絶縁層を介して積層（ラミネート）されている。また、中間バスバー９０、バスバー１２０、バスバー１３０、および、バスバー１１０の各々は、たとえば銅製である。
【００８６】
バスバー１２０は、半導体モジュール４０のエミッタ端子４０ｃと、半導体モジュール４１のコレクタ端子４１ｂと、ダイオードモジュール５０のカソード端子５０ｂとを導通させるように構成されている。具体的には、バスバー１２０は、半導体モジュール４０の３つのエミッタ端子４０ｃとＺ方向に接続される３つの接続端子１２１を含む。また、バスバー１２０は、半導体モジュール４１の３つのコレクタ端子４１ｂとＺ方向に接続される３つの接続端子１２２を含む。また、バスバー１２０は、ダイオードモジュール５０の２つのカソード端子５０ｂとＺ方向に接続される２つの接続端子１２３を含む。
【００８７】
また、バスバー１２０は、Ｚ１方向側から見て、半導体モジュール４０のコレクタ端子４０ｂ、半導体モジュール４１のエミッタ端子４１ｃ、および、ダイオードモジュール５０のアノード端子５０ｃを取り囲む（端子を露出させる）ように設けられている複数（第１実施形態では８つ）の開口部１２４が設けられている。
【００８８】
バスバー１３０は、半導体モジュール４２のエミッタ端子４２ｃと、半導体モジュール４３のコレクタ端子４３ｂと、ダイオードモジュール５１のアノード端子５１ｃとを導通させるように構成されている。具体的には、バスバー１３０は、半導体モジュール４２の３つのエミッタ端子４２ｃとＺ方向に接続される３つの接続端子１３１を含む。また、バスバー１３０は、半導体モジュール４３の３つのコレクタ端子４３ｂとＺ方向に接続される３つの接続端子１３２を含む。また、バスバー１３０は、ダイオードモジュール５１の２つのアノード端子５１ｃとＺ方向に接続される２つの接続端子１３３を含む。
【００８９】
また、バスバー１３０は、Ｚ１方向から見て、半導体モジュール４２のコレクタ端子４２ｂ、半導体モジュール４３のエミッタ端子４３ｃ、および、ダイオードモジュール５１のカソード端子５１ｂを取り囲む（端子を露出させる）ように設けられている複数（第１実施形態では８つ）の開口部１３４が設けられている。
【００９０】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００９１】
第１実施形態では、上記のように、正極端子７２ａが、半導体モジュール４０の複数のコレクタ端子４０ｂに対して、半導体モジュール４０が設けられている領域１０１とは反対側の領域１０２側に設けられ、負極端子８２ａが、半導体モジュール４３の複数のエミッタ端子４３ｃに対して、半導体モジュール４３が設けられている領域１０２とは反対側の領域１０１側に設けられるように、電力変換装置１００を構成する。これにより、正極端子７２ａが、半導体モジュール４０の複数のコレクタ端子４０ｂに対して、Ｘ方向（進行方向）の一方側に配置されている場合に比べて、正極端子７２ａと半導体モジュール４０の複数のコレクタ端子４０ｂの各々との間の距離の差を比較的小さくすることができる。同様に、負極端子８２ａと半導体モジュール４３の複数のエミッタ端子４３ｃの各々との間の距離の差を比較的小さくすることができる。また、複数のコレクタ端子４０ｂ、および、複数のエミッタ端子４３ｃの各々は、Ｘ方向に沿って配列されているので、複数のコレクタ端子４０ｂ、および、複数のエミッタ端子４３ｃの各々がＹ方向（枕木方向）に沿って配列されている場合に比べて、複数の半導体モジュール（４０〜４３）を配置するためのスペースのＹ方向における大きさを比較的小さくすることができる。これにより、Ｙ方向におけるスペースが狭い場合でも、複数の半導体モジュール（４０〜４３）を容易に配置することができる。したがって、これらにより、複数の半導体モジュール（４０と４２、および、４１と４３）が配列される列が複数設けられている場合において、半導体モジュール４０の複数のコレクタ端子４０ｂ同士、および、半導体モジュール４３の複数のエミッタ端子４３ｃ同士の各々において、流れる電流の大きさを均一化しながら、複数の半導体モジュール（４０〜４３）の配置を容易化することができる。
【００９２】
なお、高速鉄道車両１０において、枕木方向におけるスペースは比較的小さいので、複数の半導体モジュール（４０〜４３）を配置するためのスペースのＹ方向（枕木方向）における大きさを比較的小さくできることは、高速鉄道車両１０にとって特に有効である。
【００９３】
また、第１実施形態では、上記のように、正極端子７２ａは、表面３５ａに対して垂直な方向から見て、半導体モジュール４０が設けられている領域１０１とは反対側の領域１０２とオーバーラップするように設けられている。さらに、負極端子８２ａが、表面３５ａに対して垂直な方向から見て、半導体モジュール４３が設けられている領域１０２とは反対側の領域１０１とオーバーラップするように設けられるように、電力変換装置１００を構成する。これにより、表面３５ａに対して垂直な方向から見て、正極端子７２ａの全体が半導体モジュール４０が設けられている領域１０１からはみ出す場合に比べて、正極端子７２ａ、および、領域１０２により覆われる領域の面積を比較的小さくすることができる。同様に、表面３５ａに対して垂直な方向から見て、負極端子８２ａの全体が半導体モジュール４３が設けられている領域１０２からはみ出す場合に比べて、負極端子８２ａ、および、領域１０１により覆われる領域の面積を比較的小さくすることができる。したがって、表面３５ａに対して垂直な方向から見て、複数の半導体モジュール（４０〜４３）、正極端子７２ａ、および、負極端子８２ａにより覆われる領域の面積が大きくなるのを抑制することができる。
【００９４】
また、第１実施形態では、上記のように、正極端子７２ａは、表面３５ａに対して垂直な方向から見て、半導体モジュール４０が配置されている領域１０１とは反対側の領域１０２の隙間１０２ｂとオーバーラップするように設けられている。さらに、負極端子８２ａが、表面３５ａに対して垂直な方向から見て、半導体モジュール４３が配置されている領域１０２とは反対側の領域１０１の隙間１０１ｂとオーバーラップするように、電力変換装置１００を構成する。これにより、表面３５ａに対して垂直な方向から見て、半導体モジュール４０が配置されている領域１０１とは反対側の領域１０２に設けられる複数の半導体モジュール（４１、４３）が、正極端子７２ａにより覆われるのを抑制することができる。その結果、領域１０２に設けられる複数の半導体モジュール（４１、４３）の（正極端子７２ａ以外の部分との）接続を容易化することができる。同様に、半導体モジュール４３が配置されている領域１０２とは反対側の領域１０１に設けられる複数の半導体モジュール（４０、４２）の（負極端子８２ａ以外の部分との）接続を容易化することができる。
【００９５】
また、第１実施形態では、上記のように、正側導体電極部７２は、正側導体端子部７１に対して、半導体モジュール４０が設けられている領域１０１とは反対側の領域１０２側に設けられている。さらに、負側導体電極部８２が、負側導体端子部８１に対して、半導体モジュール４３が設けられている領域１０２とは反対側の領域１０１側に設けられるように、電力変換装置１００を構成する。これにより、正側導体電極部７２が、正側導体端子部７１に対して、Ｘ方向の一方側に配置されている場合に比べて、正側導体電極部７２に設けられる正極端子７２ａと、正側導体端子部７１に設けられる複数の正側接続端子７１ａの各々との間の距離を容易に均一化することができる。その結果、表面３５ａに対して略垂直な方向に複数の正側接続端子７１ａに接続される半導体モジュール４０の複数のコレクタ端子４０ｂの各々と、正極端子７２ａとの間の距離を容易に均一化することができるととともに、半導体モジュール４０の複数のコレクタ端子４０ｂの各々に流れる電流の大きさを容易に均一化することができる。同様に、負側導体電極部８２に設けられる負極端子８２ａと、負側導体端子部８１に設けられる複数の負側接続端子８１ａの各々との間の距離を容易に均一化することができる。その結果、半導体モジュール４３の複数のエミッタ端子４３ｃの各々に流れる電流の大きさを容易に均一化することができる。
【００９６】
［第２実施形態］
次に、図９を参照して、第２実施形態による電力変換装置２００の構成について説明する。第２実施形態の電力変換装置２００は、上記第１実施形態の電力変換装置１００と異なり、略Ｌ字形状の正側バスバー１７０および負側バスバー１８０を備える。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。
【００９７】
（半導体素子群の構成）
図９に示すように、領域１０１において、Ｘ１方向側から、ダイオードモジュール５０、半導体モジュール４０、半導体モジュール４１の順に配置されている。また、領域１０２において、Ｘ１方向側から、ダイオードモジュール５１、半導体モジュール４３、半導体モジュール４２の順に配置されている。
【００９８】
半導体モジュール４０、半導体モジュール４１、および、ダイオードモジュール５０は、互いの間に隙間（１０１ｃ、１０１ｄ）が設けられるように配置されている。具体的には、領域１０１は、半導体モジュール４０と半導体モジュール４１との間に設けられる隙間１０１ｃを含む。また、領域１０１は、半導体モジュール４０とダイオードモジュール５０との間に設けられる隙間１０１ｄを含む。
【００９９】
半導体モジュール４２、半導体モジュール４３、および、ダイオードモジュール５１は、互いの間に隙間（１０２ｃ、１０２ｄ）が設けられるように配置されている。具体的には、領域１０２は、半導体モジュール４２と半導体モジュール４３との間に設けられる隙間１０２ｃを含む。また、領域１０２は、半導体モジュール４３とダイオードモジュール５１との間に設けられる隙間１０２ｄを含む。
【０１００】
電力変換装置２００は、表面３５ａに対して略垂直な方向（Ｚ１方向側）から見て、略Ｌ字形状を有する正側バスバー１７０および負側バスバー１８０を備える。なお、正側バスバー１７０および負側バスバー１８０は、それぞれ、特許請求の範囲の「正側導体部」および「負側導体部」の一例である。また、電力変換装置２００は、特許請求の範囲の「鉄道車両用電力変換装置」の一例である。
【０１０１】
正側バスバー１７０は、正側導体端子部１７１と、正側導体端子部１７１と一体的に形成されている正側導体電極部１７２とを含む。正側導体電極部１７２は、正側導体端子部１７１の角部（Ｚ１方向側から見て右下の角部）から領域１０２側（Ｙ２方向側）に突出するように設けられている。正側導体電極部１７２は、正側導体端子部１７１よりもＸ２方向側に配置されている。なお、正極端子７２ａは、Ｚ１方向側から見て、隙間１０２ｃとオーバーラップするように設けられている。
【０１０２】
負側バスバー１８０は、負側導体端子部１８１と、負側導体端子部１８１と一体的に形成されている負側導体電極部１８２とを含む。負側導体電極部１８２は、負側導体端子部１８１の角部（Ｚ１方向側から見て左上の角部）から領域１０１側（Ｙ１方向側）に突出するように設けられている。負側導体電極部１８２は、負側導体端子部１８１よりもＸ１方向側に配置されている。なお、負極端子８２ａは、Ｚ１方向側から見て、隙間１０１ｄとオーバーラップするように設けられている。
【０１０３】
ここで、第２実施形態では、正側バスバー１７０および負側バスバー１８０は、表面３５ａに対して略垂直な方向（Ｚ１方向側）から見て、正側バスバー１７０と負側バスバー１８０とにより覆われる領域が略矩形形状になるように、互いに隣接して設けられている。具体的には、正側導体端子部１７１は、負側導体端子部１８１とＹ方向に隣接するとともに、負側導体電極部１８２とＸ方向に隣接するよう設けられている。また、負側導体端子部１８１は、正側導体電極部１７２とＸ方向に隣接するように設けられている。
【０１０４】
また、電力変換装置２００には、表面３５ａに対して略垂直な方向（Ｚ１方向側）から見て、略矩形形状を有する中間バスバー１９０が設けられている。中間バスバー１９０は、正側バスバー１７０および負側バスバー１８０と、４つの半導体モジュール（４０〜４３）および２つのダイオードモジュール（５０、５１）との間に設けられている。正側バスバー１７０および負側バスバー１８０の各々は、中間バスバー１９０の表面９０ａ上に、図示しない絶縁層を介して積層（ラミネート）されている。
【０１０５】
中間バスバー１９０において、中間端子９１ａは、Ｚ１方向側から見て、隙間１０２ｄとオーバーラップするように設けられている。また、中間バスバー１９０において、中間端子９２ａは、Ｚ１方向側から見て、隙間１０１ｃとオーバーラップするように設けられている。
【０１０６】
また、中間バスバー１９０には、半導体モジュール４０〜４３の各々のバイポーラ素子（４０ａ〜４３ａ）を取り囲む（端子を露出させる）ように設けられている複数（第２実施形態では１２個）の開口部９４が設けられている。
【０１０７】
また、電力変換装置２００には、Ｚ１方向側から見て、略矩形形状のバスバー２１０と、略矩形形状のバスバー２２０と、略矩形字形状のバスバー２３０とが設けられている。
【０１０８】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１０９】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１１０】
第２実施形態では、上記のように、表面３５ａに対して略垂直な方向から見て、正側バスバー１７０と負側バスバー１８０とにより覆われる領域が略矩形形状になるように、正側バスバー１７０および負側バスバー１８０が互いに隣接して設けられるように、電力変換装置２００を構成する。これにより、正側バスバー１７０および負側バスバー１８０が組み合わされるように配置されるので、正側バスバー１７０および負側バスバー１８０が互いに離間して配置されている場合に比べて、正側バスバー１７０および負側バスバー１８０が配置される領域を比較的小さくすることができる。その結果、正側バスバー１７０および負側バスバー１８０の周りに、他の部材を容易に配置することができる。
【０１１１】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１１２】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【０１１３】
たとえば、上記第２実施形態では、正側導体電極部１７２が正側導体端子部１７１よりもＸ２方向側に配置されているとともに、負側導体電極部１８２が負側導体端子部１８１よりもＸ１方向側に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、正側導体電極部が正側導体端子部とＹ方向に沿って隣接して配置されているとともに、負側導体電極部が負側導体端子部とＹ方向に沿って隣接して配置されていてもよい。
【０１１４】
具体的には、図１０に示すように、電力変換装置３００は、正側バスバー２７０と、負側バスバー２８０とを備える。正側バスバー２７０は、正側接続端子７１ａおよび開口部７１ｂが設けられる正側導体端子部２７１と、正極端子７２ａが設けられる正側導体電極部２７２とを含む。また、負側バスバー２８０は、負側接続端子８１ａおよび開口部８１ｂが設けられる負側導体端子部２８１と、負極端子８２ａが設けられる負側導体電極部２８２とを含む。なお、正側バスバー２７０および負側バスバー２８０は、それぞれ、特許請求の範囲の「正側導体部」および「負側導体部」の一例である。また、電力変換装置３００は、特許請求の範囲の「鉄道車両用電力変換装置」の一例である。
【０１１５】
ここで、正側導体電極部２７２は、正側導体端子部２７１とＹ方向に沿って隣接して配置されている。具体的には、正側導体電極部２７２は、正側導体端子部２７１の最もＸ２方向側に設けられる正側接続端子７１ａおよび開口部７１ｂのＹ１方向側に配置されている。また、負側導体電極部２８２は、負側導体端子部２８１とＹ方向に沿って隣接して配置されている。具体的には、負側導体電極部２８２は、負側導体端子部２８１の最もＸ１方向側に設けられる負側接続端子８１ａおよび開口部８１ｂのＹ２方向側に配置されている。
【０１１６】
なお、図１０では、領域１０１において、Ｘ１方向側から、ダイオードモジュール５０、半導体モジュール４３、半導体モジュール４２の順に配置されている。また、領域１０２において、Ｘ１方向側から、半導体モジュール４１、半導体モジュール４０、ダイオードモジュール５１の順に配置されている。
【０１１７】
また、中間バスバー２９０は、正側バスバー２７０および負側バスバー２８０と、４つの半導体モジュール（４０〜４３）および２つのダイオードモジュール（５０、５１）との間に設けられている。正側バスバー２７０および負側バスバー２８０の各々は、中間バスバー２９０の表面９０ａ上に、図示しない絶縁層を介して積層（ラミネート）されている。
【０１１８】
また、電力変換装置３００には、Ｚ１方向側から見て、略矩形形状のバスバー４１０と、略Ｌ字形状のバスバー３２０と、略Ｌ字形状のバスバー３３０とが設けられている。バスバー３２０およびバスバー３３０は、互いに組み合わされることによって略矩形形状になるように並んで配置されている。なお、バスバー３２０は、バスバー３３０に対して、Ｘ１方向側に配置されている。バスバー４１０は、バスバー３２０およびバスバー３３０のＺ２方向側に配置されている。
【０１１９】
また、上記第２実施形態では、正側バスバー１７０（正側導体部）および負側バスバー１８０（負側導体部）の各々が略Ｌ字形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。正側バスバー（正側導体部）および負側バスバー（負側導体部）の各々は、略矩形形状を有していてもよい。
【０１２０】
具体的には、図１１に示すように、電力変換装置４００は、略矩形形状の正側バスバー３７０と、略矩形形状の負側バスバー３８０とを備える。正側バスバー３７０は、３つの正側接続端子７１ａおよび３つの開口部７１ｂが設けられる正側導体端子部３７１と、正極端子７２ａおよび２つの開口部７２ｂが設けられる正側導体電極部３７２とを含む。また、負側バスバー３８０は、３つの負側接続端子８１ａおよび３つの開口部８１ｂが設けられる負側導体端子部３８１と、負極端子８２ａおよび２つの開口部８２ｂが設けられる負側導体電極部３８２とを含む。なお、正側バスバー３７０および負側バスバー３８０は、それぞれ、特許請求の範囲の「正側導体部」および「負側導体部」の一例である。また、電力変換装置４００は、特許請求の範囲の「鉄道車両用電力変換装置」の一例である。
【０１２１】
図１１では、領域１０１において、Ｘ１方向側から、ダイオードモジュール５１、半導体モジュール４２、半導体モジュール４０の順に配置されている。また、領域１０２において、Ｘ１方向側から、半導体モジュール４３、半導体モジュール４１、ダイオードモジュール５０の順に配置されている。なお、この場合、ダイオードモジュール５０およびダイオードモジュール５１は、それぞれ、特許背球の範囲の「第２ダイオード素子部」および「第１ダイオード素子部」の一例である。
【０１２２】
また、正側バスバー３７０および負側バスバー３８０と、４つの半導体モジュール（４０〜４３）および２つのダイオードモジュール（５０、５１）との間には、略矩形形状の中間バスバー３９０が設けられている。正側バスバー３７０および負側バスバー３８０の各々は、中間バスバー３９０の表面９０ａ上に、図示しない絶縁層を介して積層（ラミネート）されている。
【０１２３】
ここで、中間バスバー３９０の中間端子９１ａは、ダイオードモジュール５１の２つのカソード端子５１ｂに対して、ダイオードモジュール５１が設けられている領域１０１とは反対側の領域１０２側に設けられている。具体的には、中間端子９１ａは、線分αに対して、Ｙ２方向側に設けられている。なお、中間端子９１ａは、特許請求の範囲の「第１中間端子」の一例である。
【０１２４】
また、中間端子９２ａは、ダイオードモジュール５０の２つのアノード端子５０ｃに対して、ダイオードモジュール５０が設けられている領域１０２とは反対側の領域１０１側に設けられている。具体的には、中間端子９２ａは、線分αに対して、Ｙ１方向側に設けられている。なお、中間端子９２ａは、特許請求の範囲の「第２中間端子」の一例である。
【０１２５】
具体的には、中間端子９１ａは、表面３５ａに対して垂直な方向（Ｚ１方向側）から見て、ダイオードモジュール５１が設けられている領域１０１とは反対側の領域１０２とオーバーラップするように設けられている。詳細には、中間端子９１ａは、Ｚ１方向側から見て、領域１０２の、半導体モジュール４１と半導体モジュール４３との間の隙間とオーバーラップするように設けられている。
【０１２６】
また、中間端子９２ａは、表面３５ａに対して垂直な方向（Ｚ１方向側）から見て、ダイオードモジュール５０が設けられている領域１０２とは反対側の領域１０１とオーバーラップするように設けられている設けられている。詳細には、中間端子９２ａは、Ｚ１方向側から見て、領域１０１の、半導体モジュール４０と半導体モジュール４２との間の隙間とオーバーラップするように設けられている。
【０１２７】
これにより、中間端子９１ａとダイオードモジュール５１の複数のカソード端子５１ｂの各々との間の距離を均一化することができる。また、中間端子９２ａとダイオードモジュール５０の複数のアノード端子５０ｃの各々との間の距離を均一化することができる。その結果、ダイオードモジュール５１の複数のカソード端子５１ｂの各々に流れる電流の大きさを均一化することができる。また、ダイオードモジュール５０の複数のアノード端子５０ｃの各々に流れる電流の大きさを均一化することができる。
【０１２８】
また、表面３５ａに対して垂直な方向から見て、中間端子９１ａの全体が領域１０２からはみ出す場合に比べて、中間端子９１ａ、および、領域１０２により覆われる領域の面積を比較的小さくすることができる。また、表面３５ａに対して垂直な方向から見て、中間端子９２ａの全体が領域１０１からはみ出す場合に比べて、中間端子９２ａ、および、領域１０１により覆われる領域の面積を比較的小さくすることができる。
【０１２９】
また、電力変換装置４００には、Ｚ１方向側から見て、略矩形形状のバスバー５１０と、略Ｌ字形状のバスバー４２０と、略Ｌ字形状のバスバー４３０とが設けられている。バスバー４２０およびバスバー４３０は、互いに組み合わされることによって略矩形形状になるように並んで配置されている。なお、バスバー４２０は、バスバー４３０に対して、Ｘ２方向側に配置されている。バスバー５１０は、バスバー４２０およびバスバー４３０のＺ２方向側に配置されている。
【０１３０】
また、図１２に示すように、電力変換装置５００では、図１１の構成に加えて、正側バスバー４７０が切り欠き部７１ｃを含むとともに、負側バスバー４８０が切り欠き部８１ｄを含む。なお、切り欠き部７１ｃおよび切り欠き部８１ｄは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１切り欠き部」および「第２切り欠き部」の一例である。
【０１３１】
具体的には、正側バスバー４７０は、３つの正側接続端子７１ａ、２つの開口部７１ｂ、および、切り欠き部７１ｃが設けられる正側導体端子部４７１と、正極端子７２ａおよび２つの開口部７２ｂが設けられる正側導体電極部４７２とを含む。また、負側バスバー４８０は、３つの負側接続端子８１ａ、２つの開口部８１ｂ、および、切り欠き部８１ｄが設けられる負側導体端子部４８１と、負極端子８２ａおよび２つの開口部８２ｂが設けられる負側導体電極部４８２とを含む。なお、正側バスバー４７０および負側バスバー４８０は、それぞれ、特許請求の範囲の「正側導体部」および「負側導体部」の一例である。また、電力変換装置５００は、特許請求の範囲の「鉄道車両用電力変換装置」の一例である。
【０１３２】
切り欠き部７１ｃは、複数の正側接続端子７１ａのうち、正極端子７２ａに最も近接して配置される正側接続端子７１ａと正極端子７２ａとの間に設けられる。切り欠き部８１ｄは、複数の負側接続端子８１ａのうち、負極端子８２ａに最も近接して配置される負側接続端子８１ａと負極端子８２ａとの間に設けられる。
【０１３３】
切り欠き部７１ｃは、略矩形形状の正側バスバー４７０の、Ｘ１方向側の（Ｙ方向に延びる）辺７０ａに設けられている。また、切り欠き部７１ｃのＸ２方向側の端部７１ｄは、３つの正側接続端子７１ａのうち最もＸ１方向側に配置されている正側接続端子７１ａよりもＸ２方向側に位置している。
【０１３４】
これにより、正極端子７２ａから、３つの正側接続端子７１ａのうち最もＸ１方向側に配置されている正側接続端子７１ａへの電流の経路は、切り欠き部７１ｃを迂回するように形成される。なお、正極端子７２ａから、３つの正側接続端子７１ａのうちＸ２方向側に配置されている２つの正側接続端子７１ａまでの電流の経路は、切り欠き部７１ｃの有無によりほとんど影響を受けない。これにより、電流が、切り欠き部７１ｃを迂回するように流れるので、切り欠き部７１ｃが設けられていない場合に比べて、正極端子７２ａに最も近接して配置される正側接続端子７１ａと正極端子７２ａとの間の電流経路の長さを比較的長くすることができる。その結果、正極端子７２ａと、複数の正側接続端子７１ａの各々との間の電流経路の長さを、さらに均一化することができる。
【０１３５】
また、切り欠き部８１ｄは、略矩形形状の負側バスバー４８０の、Ｘ２方向側の（Ｙ方向に延びる）辺８０ａに設けられている。また、切り欠き部８１ｄのＸ１方向側の端部８１ｅは、３つの負側接続端子８１ａのうち最もＸ２方向側に配置されている負側接続端子８１ａよりもＸ１方向側に位置している。
【０１３６】
これにより、負極端子８２ａから、３つの負側接続端子８１ａのうち最もＸ２方向側に配置されている負側接続端子８１ａへの電流の経路は、切り欠き部８１ｄを迂回するように形成される。なお、負極端子８２ａから、３つの負側接続端子８１ａのうちＸ１方向側に配置されている２つの負側接続端子８１ａまでの電流の経路は、切り欠き部８１ｄの有無によりほとんど影響を受けない。これにより、電流が、切り欠き部８１ｄを迂回するように流れるので、切り欠き部８１ｄが設けられていない場合に比べて、負極端子８２ａに最も近接して配置される負側接続端子８１ａと負極端子８２ａとの間の電流経路の長さを比較的長くすることができる。その結果、負極端子８２ａと、複数の負側接続端子８１ａの各々との間の電流経路の長さを、さらに均一化することができる。
【０１３７】
なお、切り欠き部７１ｃの代わりに、正側バスバー４７０に第１穴部が設けられ、切り欠き部８１ｄの代わりに、負側バスバー４８０に第２穴部が設けられていてもよい。
【０１３８】
また、本発明では、上記第１および第２実施形態のモジュールの配置に限られない。たとえば、図１３（ａ）に示すように、領域１０１では、Ｘ１方向側から順に、ダイオードモジュール５０、半導体モジュール４１、半導体モジュール４０の順に配置されている。また、領域１０２では、Ｘ１方向側から順に、半導体モジュール４３、半導体モジュール４２、ダイオードモジュール５１の順に配置されている。
【０１３９】
また、図１３（ｂ）に示すように、領域１０１では、Ｘ１方向側から順に、半導体モジュール４１、ダイオードモジュール５０、半導体モジュール４０の順に配置されている。また、領域１０２では、Ｘ１方向側から順に、半導体モジュール４３、ダイオードモジュール５１、半導体モジュール４２の順に配置されている。
【０１４０】
また、図１４（ａ）に示すように、領域１０１では、Ｘ１方向側から順に、半導体モジュール４２、ダイオードモジュール５０、半導体モジュール４０の順に配置されている。また、領域１０２では、Ｘ１方向側から順に、半導体モジュール４３、ダイオードモジュール５１、半導体モジュール４１の順に配置されている。
【０１４１】
また、図１４（ｂ）に示すように、領域１０１では、Ｘ１方向側から順に、半導体モジュール４１、ダイオードモジュール５１、半導体モジュール４０の順に配置されている。また、領域１０２では、Ｘ１方向側から順に、半導体モジュール４３、ダイオードモジュール５０、半導体モジュール４２の順に配置されている。なお、この場合、ダイオードモジュール５０およびダイオードモジュール５１は、それぞれ、特許請求の範囲の「第２ダイオード素子部」および「第１ダイオード素子部」の一例である。
【０１４２】
また、図１５（ａ）に示すように、領域１０１では、Ｘ１方向側から順に、半導体モジュール４１、ダイオードモジュール５１、半導体モジュール４０の順に配置されている。また、領域１０２では、Ｘ１方向側から順に、半導体モジュール４２、ダイオードモジュール５０、半導体モジュール４３の順に配置されている。なお、この場合、ダイオードモジュール５０およびダイオードモジュール５１は、それぞれ、特許請求の範囲の「第２ダイオード素子部」および「第１ダイオード素子部」の一例である。
【０１４３】
また、図１５（ｂ）に示すように、領域１０１では、Ｘ１方向側から順に、半導体モジュール４２、ダイオードモジュール５１、半導体モジュール４０の順に配置されている。また、領域１０２では、Ｘ１方向側から順に、半導体モジュール４３、ダイオードモジュール５０、半導体モジュール４１の順に配置されている。なお、この場合、ダイオードモジュール５０およびダイオードモジュール５１は、それぞれ、特許請求の範囲の「第２ダイオード素子部」および「第１ダイオード素子部」の一例である。
【０１４４】
また、図示しないが、半導体モジュール４０（第１半導体素子部）と半導体モジュール４３（第２半導体素子部）とがＸ方向に配列されるとともに、半導体モジュール４１と半導体モジュール４２とがＸ方向に配列されていてもよい。
【０１４５】
また、上記第１および第２実施形態では、インバータ部およびコンバータ部において、端子（正極端子および負極端子等）を、導通するモジュールの端子に対して反対側の領域に配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、チョッパ部などにおいて、上記のような配置構成をとってもよい。
【０１４６】
また、上記第１および第２実施形態では、電力変換装置１００（２００）は、３レベルの電力変換装置である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、３レベル以上の電力変換装置であってもよい。
【０１４７】
また、上記第１および第２実施形態では、電力変換装置１００（２００）が、高速鉄道車両１０（鉄道車両）に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、鉄道車両以外の移動体、または、移動体以外に設けられていてもよい。
【０１４８】
また、上記第１および第２実施形態では、正極端子７２ａの全体が領域１０２（第２の領域）とオーバーラップするように設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、正極端子７２ａが、領域１０１（第１の領域）および領域１０２（第２の領域）に跨っていてもよい。同様に、負極端子８２ａおよび中間端子（９１ａ、９２ａ）の各々が、領域１０１（第１の領域）および領域１０２（第２の領域）に跨っていてもよい。
【０１４９】
また、上記第２実施形態では、正側バスバー１７０（正側導体部）および負側バスバー１８０（負側導体部）の各々が、略Ｌ字形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、正側バスバー１７０（正側導体部）および負側バスバー１８０（負側導体部）の各々が、略Ｔ字形状を有していてもよい。
【０１５０】
また、上記第１（第２）実施形態では、半導体モジュール（４０〜４３）（半導体素子部）の各々は、３つのバイポーラ素子（４０ａ〜４３ａ）を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、半導体モジュール（４０〜４３）（半導体素子部）の各々は、２つ、または、４つ以上のバイポーラ素子（４０ａ〜４３ａ）を含んでいてもよい。また、ダイオードモジュール（５０、５１）（第２ダイオード素子部、第１ダイオード素子部）の各々は、３つ以上のダイオード素子（５０ａ、５１ａ）を含んでいてもよい。
【０１５１】
また、上記第１および第２実施形態では、半導体モジュール（４０〜４３）（半導体素子部）の各々には、バイポーラ素子（４０ａ〜４３ａ）が含まれている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、半導体モジュール（４０〜４３）（半導体素子部）の各々には、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が含まれていてもよい。
【０１５２】
また、上記第１および第２実施形態では、バイポーラ素子およびダイオード素子の各々が、モジュールに収容されている例を示したが、本発明はこれに限られない。バイポーラ素子およびダイオード素子の各々が、モジュールに収容されていなくてもよい。
【符号の説明】
【０１５３】
１０  高速鉄道車両（鉄道車両）
３５ａ  表面（配置面）
４０  半導体モジュール（第１半導体素子部）（半導体素子部）
４１、４２  半導体モジュール（半導体素子部）
４３  半導体モジュール（第２半導体素子部）（半導体素子部）
４０ｂ、４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ  コレクタ端子（端子）
４０ｃ、４１ｃ、４２ｃ、４３ｃ  エミッタ端子（端子）
５０  ダイオードモジュール（第１ダイオード素子部）（第２ダイオード素子部）
５０ｂ、５１ｂ  カソード端子（端子）
５０ｃ、５１ｃ  アノード端子（端子）
５１  ダイオードモジュール（第１ダイオード素子部）（第２ダイオード素子部）
７０、１７０、２７０、３７０、４７０  正側バスバー（正側導体部）
７１、１７１、２７１、３７１、４７１  正側導体端子部
７１ａ  正側接続端子
７１ｃ  切り欠き部（第１切り欠き部）
７２、１７２、２７２、３７２、４７２  正側導体電極部
７２ａ  正極端子
８０、１８０、２８０、３８０、４８０  負側バスバー（負側導体部）
８１、１８１、２８１、３８１、４８１  負側導体端子部
８１ａ  負側接続端子
８１ｄ  切り欠き部（第２切り欠き部）
８２、１８２、２８２、３８２、４８２  負側導体電極部
８２ａ  負極端子
９１ａ  中間端子（第１中間端子）
９２ａ  中間端子（第２中間端子）
１００、２００、３００、４００、５００  電力変換装置（鉄道車両用電力変換装置）
１０１  領域（第１の領域）
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ  隙間
１０２  領域（第２の領域）
Ｘ  方向（第１の方向）（進行方向）
Ｙ  方向（第２の方向）
Ｚ  方向（配置面に対して垂直な方向）
【図１】
2020022263.tif 000003
【図２】
2020022263.tif 000004
【図３】
2020022263.tif 000005
【図４】
2020022263.tif 000006
【図５】
2020022263.tif 000007
【図６】
2020022263.tif 000008
【図７】
2020022263.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020022263.tif 000011
【図１０】
2020022263.tif 000012
【図１１】
2020022263.tif 000013
【図１２】
2020022263.tif 000014
【図１３】
2020022263.tif 000015
【図１４】
2020022263.tif 000016
【図１５】
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