(57)【要約】【課題】スイッチング素子や電極が実装される主回路基板の小型化を可能にして電流変換装置の体格の小型化を図る。【解決手段】入力電極及び出力電極（Ｕ相用出力電極２７等）は、複数並列に接続されたスイッチング素子と電気的に接続された状態で主回路基板２１上に搭載されている。入力電極及び出力電極は、主回路基板２１上にねじ３１ａ，３１ｂにより固定されるとともに主回路基板２１の導体パターン上に配置されて導体パターンと面接触するパターン接続用電極部２７ａ等と、パターン接続用電極部と基端で連続するとともに主回路基板２１に対して垂直方向に延びる外部配線接続用電極部２７ｂ等とを備えている。外部配線接続用電極部２７ｂ等の下部に形成され、側方に開放された凹部３０の下側にはパターン接続用電極部をねじ３１ａにより主回路基板２１に締め付け固定する固定部３２が設けられ、ねじ３１ａの頭部が凹部３０に収容されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数並列に接続されたスイッチング素子と電気的に接続される入力電極及び出力電極が主回路基板上に搭載された電力変換装置であって、
前記入力電極及び前記出力電極は、前記主回路基板上にねじにより固定されるとともに前記主回路基板の導体パターン上に配置されて前記導体パターンと面接触するパターン接続用電極部と、前記パターン接続用電極部と基端で連続するとともに前記主回路基板に対して垂直方向に延びる外部配線接続用電極部とを備え、
前記外部配線接続用電極部の下部に、側方に開放された凹部が形成され、前記凹部の下側には前記パターン接続用電極部をねじにより前記主回路基板に締め付け固定する固定部が設けられ、前記ねじの頭部が前記凹部に収容されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記外部配線接続用電極部には前記外部配線接続用電極部の上端から前記凹部まで貫通する貫通孔が設けられており、前記貫通孔は前記ねじの中心軸の延長線上に位置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】
前記パターン接続用電極部には前記凹部の外において前記パターン接続用電極部を前記主回路基板にねじにより締め付け固定する第２固定部が設けられている請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記主回路基板はヒートシンクに搭載されており、前記パターン接続用電極部を前記主回路基板に締め付け固定する前記ねじは、前記主回路基板を貫通して前記ヒートシンクに固定されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に係り、詳しくは並列に接続された複数のスイッチング素子及び電極が基板に搭載された電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置としてのインバータ装置において、上アーム及び下アームを構成するスイッチング素子が、並列接続された複数の素子（素子群）により構成され、この素子群が主回路基板上に配列されるとともに、主回路基板上に正極側入力電極、負極側入力電極及びＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の出力電極が配置されたものが提案されている（例えば、特許文献１）。  
【０００３】
特許文献１に開示のインバータ装置においては、図８に示すように、ヒートシンク１００上に固定された主回路基板１０１上において、正極側入力電極１０２のバスバー１０２ａと負極側入力電極１０３のバスバー１０３ａとの間に各相の上下のアーム用スイッチング素子を構成する素子群Ｇ１〜Ｇ６が配列されている。また、素子群Ｇ１，Ｇ２に挟まれるようにＵ相の出力電極１０４のバスバー１０４ａが、素子群Ｇ３，Ｇ４に挟まれるようにＶ相の出力電極１０５のバスバー１０５ａが、素子群Ｇ５，Ｇ６に挟まれるようにＷ相の出力電極１０６のバスバー１０６ａが配置されている。また、素子群Ｇ２，Ｇ３に挟まれるように正極側中継電極１０７が、素子群Ｇ４，Ｇ５に挟まれるように負極側中継電極１０８が配置されている。
【０００４】
なお、図示しないが、インバータ装置は、主回路基板１０１の他に、スイッチング素子を制御する制御部を有する制御基板やコンデンサが実装されたコンデンサ用基板が主回路基板１０１の上方に配置されている。
【０００５】
図８のインバータは３相インバータであり、３相インバータでは各上アーム及び各下アームはそれぞれ、１個のスイッチング素子で構成可能である。しかし、主回路を構成するスイッチング素子を流れる許容電流量やスイッチング素子の価格等の点から、各上アーム及び各下アームは、それぞれ数個以上のスイッチング素子を並列に接続して構成されている。そして、正極側入力電極１０２、負極側入力電極１０３及び各相の出力電極１０４，１０５，１０６は１０２ａ〜１０６ａバスバーや主回路基板１０１上に形成された図示しない導体パターンを介して素子群Ｇ１〜Ｇ６と電気的に接続されている。
【０００６】
電極の取り付け構造を、例えば、Ｕ相の出力電極１０４を例に説明すると、図９（ａ）に示すように、出力電極１０４は、円柱状の外部接続用電極部１０４ｂの基端から直線状に延びるバスバー１０４ａが６個のスイッチング素子１１０と対応する長さを有する。そして、外部接続用電極部１０４ｂを挟んで両側に設けられた孔を貫通するねじ１１１によりヒートシンク１００に固定されている。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第３１７３５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
インバータ装置、特に車両の走行用モータの駆動に使用されるインバータ装置は、その体格の小型化が望まれている。現在のインバータ装置は、主回路を構成するスイッチング素子を流れる許容電流量やスイッチング素子の価格等の点から、インバータの各上アーム及び各下アームは、それぞれ数個以上のスイッチング素子を並列に接続して構成されている。しかし、例えば、スイッチング素子１１０の改良によりスイッチング素子１１０を流れる許容電流量が大きくなったり、価格が易くなったりして、スイッチング素子１１０の並列数が、例えば、４個に減少する場合、単純にバスバーの両端長さをそれぞれ短くして対応することはできない。なぜならば、外部接続用電極部１０４ｂは、電気抵抗を小さくするためにある程度以上の太さが必要であり、単純にバスバー１０４ａの両端長さをそれぞれ短くしてしまうと、外部接続用電極部１０４ｂの両側にねじ１１１の挿通孔を設けることができなくなってしまうからである。
【０００９】
そこで、図９（ｂ）に示すように、出力電極１０４における外部接続用電極部１０４ｂの一方の側に延びるバスバー１０４ａを短くすることが考えられる。しかし、この構成では、出力電極１０４は、ねじ１１１により１箇所で固定される構成になり、ねじ留めする際に、出力電極１０４が回ってしまうという問題がある。また、１本のねじ１１１で締め付け固定した場合は、締め付け力が不足してバスバー１０４ａと導電パターンとの接触抵抗が大きくなったり、弛みが発生したりし易いという問題も発生する。
【００１０】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、スイッチング素子や電極が実装される主回路基板の小型化を可能にして電流変換装置の体格の小型化を図ることができる電流変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、複数並列に接続されたスイッチング素子と電気的に接続される入力電極及び出力電極が主回路基板上に搭載された電力変換装置である。そして、前記入力電極及び前記出力電極は、前記主回路基板上にねじにより固定されるとともに前記主回路基板の導体パターン上に配置されて前記導体パターンと面接触するパターン接続用電極部と、前記パターン接続用電極部と基端で連続するとともに前記主回路基板に対して垂直方向に延びる外部配線接続用電極部とを備えている。また、前記外部配線接続用電極部の下部に、側方に開放された凹部が形成され、前記凹部の下側には前記パターン接続用電極部をねじにより前記主回路基板に締め付け固定する固定部が設けられ、前記ねじの頭部が前記凹部に収容されている。
【００１２】
この発明では、入力電極及び出力電極のパターン接続用電極部をねじにより主回路基板に締め付け固定する固定部が、主回路基板に対して垂直方向に延びる外部配線接続用電極部の下部に形成された凹部の下側に設けられている。そして、凹部は側方に開放され、ねじの頭部は凹部に収容されている。即ち、従来ねじによる固定に使用されていなかった外部配線接続用電極部の下部を利用して、パターン接続用電極部を主回路基板にねじにより締め付け固定する。そのため、複数並列に接続されたスイッチング素子の数を少なくした場合に、それに対応してパターン接続用電極部の長さを短くすることが可能になり、主回路基板の幅あるいは長さを短くすることが容易になる。したがって、スイッチング素子や電極が実装される主回路基板の小型化を可能にして電流変換装置の体格の小型化を図ることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記外部配線接続用電極部には前記外部配線接続用電極部の上端から前記凹部まで貫通する貫通孔が設けられており、前記貫通孔は前記ねじの中心軸の延長線上に位置するように設けられている。
【００１４】
パターン接続用電極部を頭部が凹部に収容された状態となるねじにより主回路基板に締め付け固定する場合、ドライバがねじの頭部の溝と係合した状態で必要な締め付け力を加える必要があり、ドライバの先端を凹部の開放側からねじの頭部に係合させるには、凹部の開口部の高さ方向の長さを長くする必要がある。しかし、この発明では、外部配線接続用電極部に外部配線接続用電極部の上端から前記凹部まで貫通する貫通孔が設けられているため、ドライバの先端を貫通孔を貫通させてねじの頭部の溝に適切な状態で係合させることができる。したがって、ドライバの先端を凹部の開放側からねじの頭部に係合させる場合に比べて、凹部の開口部の高さ方向の長さを短くすることができ、外部配線接続用電極部の長さも短くすることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記パターン接続用電極部には前記凹部の外において前記パターン接続用電極部を前記主回路基板にねじにより締め付け固定する第２固定部が設けられている。この発明では、パターン接続用電極部は、凹部に頭部が収容されるねじと、第２固定部を締め付け固定するねじとにより２箇所で主回路基板に締め付け固定される。したがって、１本のねじにより締め付け固定する場合に比べて、パターン接続用電極部と導体パターンとの接触抵抗を小さくするために必要な締め付け力の確保が容易になり、かつ弛みが発生し難くなる。また、回り止め部を別に設ける必要がない。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記主回路基板はヒートシンクに搭載されており、前記パターン接続用電極部を前記主回路基板に締め付け固定する前記ねじは、前記主回路基板を貫通して前記ヒートシンクに固定されている。
【００１７】
ねじを主回路基板に螺合させてパターン接続用電極部を固定するためには主回路基板の厚さを、ねじが螺合する雌ねじ部を設けることが可能な厚さにする必要があるため主回路基板の厚さが厚くなり、主回路基板の重量も重くなる。しかし、この発明では、主回路基板はヒートシンクに搭載されており、パターン接続用電極部を主回路基板に締め付け固定するねじは、主回路基板を貫通してヒートシンクに固定されているため、主回路基板にねじが螺合する雌ねじ部を設ける必要がなく、主回路基板を薄くすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スイッチング素子や電極が実装される主回路基板の小型化を可能にして電流変換装置の体格の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】インバータ装置の電気的構成を示す回路図。
【図２】インバータ部の平面図。
【図３】インバータ部の正面図。
【図４】（ａ）は図２のＡ−Ａ線における断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線における断面図、（ｃ）はパターン接続用電極部を底面と平行な面で切断した断面図。
【図５】ねじをドライバで締め付ける状態を示す断面図。
【図６】（ａ）は別の実施形態のＵ相用出力電極を示す断面図、（ｂ）はその平面図。
【図７】（ａ）は別の実施形態のＵ相用出力電極の断面図、（ｂ）別の実施形態のパターン接続用電極部の断面図。
【図８】従来技術の斜視図。
【図９】（ａ）は従来技術の電極の固定状態を示す模式断面図、（ｂ）はねじ止め位置を１箇所にした模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を３相用のインバータ装置に具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
電力変換装置としてのインバータ装置は車載走行モータを駆動する３相インバータである。先ずインバータ装置の回路構成を説明する。図１に示すように、インバータ装置１１は、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を有するインバータ回路１２と、制御回路１３と、コンデンサ１４とを備えている。
【００２１】
インバータ回路１２を構成する各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６には、ＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）が使用されている。第１及び第２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、第３及び第４のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４、第５及び第６のスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６はそれぞれ直列に接続されている。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のドレインとソース間には、ダイオードＤ１〜Ｄ６が、並列に接続されている。第１、第３及び第５のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５と、各第１、第３及び第５のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５に接続されたダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ５との組はそれぞれ上アームと呼ばれる。また、第２、第４及び第６のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６と、第２、第４及び第６のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６に接続されたダイオードＤ２，Ｄ４，Ｄ６との組はそれぞれ下アームと呼ばれる。
【００２２】
各アームはそれぞれスイッチング素子とスイッチング素子に並列に接続されたダイオードとの組が４組並列に接続された素子群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６で構成されているが、図１では各アームの素子群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６がそれぞれ、１個のスイッチング素子及び１個のダイオードの組で示されている。また、コンデンサ１４も実際は複数並列に接続されているが、図１では１個のみ示されている。
【００２３】
そして、第１の素子群Ｇ１がＵ相の上アーム用素子群を、第３の素子群Ｇ３がＶ相の上アーム用素子群を、第５の素子群Ｇ５がＷ相の上アーム用素子群を構成している。また、第２の素子群Ｇ２がＵ相の下アーム用素子群を、第４の素子群Ｇ４がＶ相の下アーム用素子群を、第６の素子群Ｇ６がＷ相の下アーム用素子群を構成している。
【００２４】
インバータ回路１２は、車載バッテリ１９に電気的に接続された正極側入力端子１５及び負極側入力端子１６を有する。
第１、第３及び第５のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５のドレインが、配線１７を介して正極側入力端子１５に接続され、第２、第４及び第６のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６のソースが、配線１８を介して負極側入力端子１６に接続されている。配線１７及び配線１８間にはコンデンサ１４が並列に接続されている。コンデンサ１４の正極（プラス）端子が配線１７に接続され、コンデンサ１４の負極（マイナス）端子が配線１８に接続されている。
【００２５】
第１と第２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の間の接合点はＵ相出力端子Ｕに、第３と第４のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の間の接合点はＶ相出力端子Ｖに、第５と第６のスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の間の接合点はＷ相出力端子Ｗに、それぞれ接続されている。そして、Ｕ相出力端子Ｕ、Ｖ相出力端子Ｖ及びＷ相出力端子Ｗは、外部配線を介して車載走行モータ（いずれも図示せず）に接続されている。
【００２６】
また、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は制御回路１３に接続されている。そして、制御回路１３によりスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がスイッチング制御されて車載走行モータに電力を供給するようになっている。
【００２７】
次に、インバータ装置１１のインバータ部の構成について説明する。
図２及び図３に示すように、インバータ部２０を構成する主回路基板２１はヒートシンク２２に搭載されている。主回路基板２１は、金属基板の上面に絶縁コーティングを施し、その絶縁コーティングの上に銅又はアルミ製の導体パターンＰ（図２に一部のみ図示）が形成されて構成されている。導体パターンＰは、主回路基板２１の幅方向へ細長に延びるシート状に形成されている部分を備える。金属基板は、電気的な絶縁機能を有し、主回路基板２１は、ボルト２３によりヒートシンク２２と熱的に結合された状態で固定されている。
【００２８】
主回路基板２１の上面には、半導体素子２４が複数実装されている。具体的には、半導体素子２４は半田付けにて主回路基板２１の導体パターンＰと接合されている。半導体素子２４は、図１における１個のスイッチング素子としてのＭＯＳＦＥＴと、ＭＯＳＦＥＴに逆並列に接続されたダイオードとが一つのチップに構成されている。そして、主回路基板２１の幅方向に沿って１列に延びるように並設された半導体素子２４により構成される素子群が、主回路基板２１の長さ方向に複数列（６列）並ぶように配設されている。各半導体素子２４の素子群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６は、それぞれ個別の導体パターンＰに電気的に接続されるとともに、各素子群Ｇ１〜Ｇ６の複数の半導体素子２４はそれぞれ導体パターンＰに並列に接続されている。そして、各素子群Ｇ１〜Ｇ６が図１の素子群Ｇ１〜Ｇ６に対応する。なお、隣り合う素子群Ｇ１，Ｇ２、Ｇ２，Ｇ３、Ｇ３，Ｇ４、Ｇ４，Ｇ５、Ｇ５，Ｇ６は、互いに間隔を空けて配設されている。
【００２９】
図２及び図３に示すように、主回路基板２１上には、正極側入力電極２５、負極側入力電極２６、Ｕ相用出力電極２７、Ｖ相用出力電極２８、Ｗ相用出力電極２９が固定されている。正極側入力電極２５は主回路基板２１の長さ方向の一端側（図２及び図３では右端側）に配置され、負極側入力電極２６は主回路基板２１の長さ方向の他端側（図２及び図３では左側）に配置されている。Ｕ相用出力電極２７、Ｖ相用出力電極２８及びＷ相用出力電極２９は正極側入力電極２５と負極側入力電極２６との間に配置されている。
【００３０】
正極側入力電極２５及び負極側入力電極２６は、主回路基板２１の導体パターンＰ上に配置されるパターン接続用電極部２５ａ，２６ａを備える。パターン接続用電極部２５ａ，２６ａは、主回路基板２１の幅方向に延びるように形成され、平面視略台形状に形成されている。そして、パターン接続用電極部２５ａ，２６ａは、導体パターンＰに対し面接触して電気的に接続されている。
【００３１】
Ｕ相用出力電極２７、Ｖ相用出力電極２８、Ｗ相用出力電極２９は主回路基板２１の導体パターンＰ上に配置されるパターン接続用電極部２７ａ，２８ａ，２９ａをそれぞれ備える。パターン接続用電極部２７ａ，２８ａ，２９ａは主回路基板２１の幅方向に延びるように形成され、平面視略矩形状に形成されている。そして、パターン接続用電極部２７ａ，２８ａ，２９ａは、導体パターンＰに対し面接触して電気的に接続されている。
【００３２】
正極側入力電極２５、負極側入力電極２６、Ｕ相用出力電極２７、Ｖ相用出力電極２８、Ｗ相用出力電極２９は、パターン接続用電極部２５ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａの長さ方向の一端寄りに略円柱状をなす外部配線接続用電極部２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ，２８ｂ，２９ｂがそれぞれ立設されている。即ち、外部配線接続用電極部２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ，２８ｂ，２９ｂは、パターン接続用電極部２５ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａと基端で連続するとともに主回路基板２１に対して垂直方向に延びるように設けられている。
【００３３】
正極側入力電極２５の外部配線接続用電極部２５ｂは、第１の素子群Ｇ１の複数の半導体素子２４の列の一端寄りと対応するように配置されている。また、負極側入力電極２６の外部配線接続用電極部２６ｂは、第６の素子群Ｇ６の複数の半導体素子２４の列の一端寄りと対応するように配置されている。
【００３４】
Ｕ相用出力電極２７は第１の素子群Ｇ１及び第２の素子群Ｇ２に挟まれるとともに、両素子群Ｇ１，Ｇ２の複数の半導体素子２４の列の一端寄りと対応するように配置されている。Ｖ相用出力電極２８は第３の素子群Ｇ３及び第４の素子群Ｇ４に挟まれるとともに、両素子群Ｇ３，Ｇ４の複数の半導体素子２４の列の一端寄りと対応するように配置されている。Ｗ相用出力電極２９は、第５の素子群Ｇ５及び第６の素子群Ｇ６に挟まれるとともに、両素子群Ｇ５，Ｇ６の複数の半導体素子２４の列の一端寄りと対応するように配置されている。
【００３５】
そして、図４及び図５に示すように、正極側入力電極２５、負極側入力電極２６、Ｕ相用出力電極２７、Ｖ相用出力電極２８、Ｗ相用出力電極２９は、主回路基板２１上に、それぞれ２個のねじ３１ａ，３１ｂにより固定されている。なお、図４及び図５においてはＵ相用出力電極２７の固定状態を図示している。
【００３６】
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照しつつ、Ｕ相用出力電極２７の構造及び固定構成をより詳しく説明する。Ｕ相用出力電極２７の外部配線接続用電極部２７ｂの下部に、側方に開放された凹部３０が形成され、凹部３０の下側にはパターン接続用電極部２７ａをねじ３１ａにより主回路基板２１に締め付け固定する固定部３２が設けられており、ねじ３１ａの頭部が凹部３０に収容されている。固定部３２には図４（ｃ）に示すように、ねじ３１ａが挿通される貫通部３２ａが形成されている。貫通部３２ａは、パターン接続用電極部２７ａの長手方向に延びる切り欠きで構成され、切り欠きの基端がヒートシンク２２の所定位置に形成されたねじ穴２２ａと対向するように形成されている。
【００３７】
パターン接続用電極部２７ａには凹部３０の外においてパターン接続用電極部２７ａを主回路基板２１に、ねじ３１ｂにより締め付け固定する第２固定部３３が設けられている。第２固定部３３は、固定部３２より上面が高い位置に設けられ、ねじ３１ｂが挿通される貫通孔３３ａを有する。ねじ３１ｂは、貫通孔３３ａを貫通してヒートシンク２２のねじ穴２２ａに螺合することにより主回路基板２１をヒートシンク２２に固定している。
【００３８】
外部配線接続用電極部２７ｂには外部配線接続用電極部２７ｂの上端から凹部３０まで貫通する貫通孔３４が設けられており、貫通孔３４はねじ穴２２ａに螺合されたねじ３１ａの中心軸の延長線上に位置するように設けられている。パターン接続用電極部２７ａを主回路基板２１に締め付け固定するねじ３１ａは、主回路基板２１を貫通してヒートシンク２２のねじ穴２２ａに螺合することにより主回路基板２１をヒートシンク２２に固定している。
【００３９】
貫通孔３４の直径はねじ穴２２ａの直径より大きく形成されている。また、貫通孔３４の内面上部には、雌ねじ部３４ａが形成されている。雌ねじ部３４ａは、図示しない外部配線の端子部をねじにより固定するためのものである。ねじ３１ａ，３１ｂは直接パターン接続用電極部２７ａに圧接されるのではなく、絶縁カラー３５を介して圧接される。絶縁カラー３５は電気的絶縁材で形成されるとともに、パターン接続用電極部２７ａ及び主回路基板２１を貫通してヒートシンク２２の上面まで達する筒状部３５ａを有し、ねじ３１ａ，３１ｂを介して不要な短絡が発生するのを防止している。
【００４０】
Ｖ相用出力電極２８及びＷ相用出力電極２９もＵ相用出力電極２７と同様に構成されている。また、正極側入力電極２５及び負極側入力電極２６も基本的にはＵ相用出力電極２７と同様に構成されている。但し、正極側入力電極２５及び負極側入力電極２６は、Ｕ相用出力電極２７と異なり、パターン接続用電極部２５ａ，２６ａが台形状に形成されており、外部配線接続用電極部２５ｂ，２６ｂの基端側を細く形成する必要はない。また、外部配線接続用電極部２５ｂ，２６ｂの途中に、図示しない制御回路基板を支持するための支持部２５ｃ，２６ｃが突設されている。
【００４１】
また、主回路基板２１上には、素子群Ｇ２，Ｇ３に挟まれるように正極側中継電極３６が、素子群Ｇ４，Ｇ５に挟まれるように負極側中継電極３７がそれぞれ配置されている。そして、第１のスイッチング素子Ｑ１のドレイン用の導体パターンは、正極側入力電極２５に電気的に接続されている。第３及び第５のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ５のドレイン用の導体パターンは、正極側中継電極３６を介して正極側入力電極２５に電気的に接続されている。また、第２及び第４のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４のソース用の導体パターンは、負極側中継電極３７を介して負極側入力電極２６と電気的に接続されている。さらに、第６のスイッチング素子Ｑ６のソース用の導体パターンは、負極側入力電極２６と電気的に接続されている。
【００４２】
なお、主回路基板２１には、各半導体素子２４、即ち各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に制御信号を出力する制御回路１３が設けられた図示しない制御基板のコネクタ部と図示しない信号配線を介して接続される主回路側コネクタ部３８が設けられている。
【００４３】
次に前記のように構成されたインバータ装置１１におけるインバータ部２０の正極側入力電極２５、負極側入力電極２６、Ｕ相用出力電極２７、Ｖ相用出力電極２８、Ｗ相用出力電極２９の主回路基板２１に対する固定方法を説明する。
【００４４】
各電極の固定方法は基本的に同じため、Ｕ相用出力電極２７を例に説明する。ヒートシンク２２上の所定位置に主回路基板２１をボルト２３により固定した後、所定位置に半導体素子２４を実装して素子群Ｇ１〜Ｇ６が構成された主回路基板２１を準備する。そして、Ｕ相用出力電極２７のパターン接続用電極部２７ａを主回路基板２１上の所定位置、即ち導体パターン上の所定位置に配置する。次に、ねじ３１ｂを、絶縁カラー３５の筒状部３５ａを貫通させた状態で、第２固定部３３の貫通孔３３ａ及び主回路基板２１の孔を貫通させた後、ねじ３１ｂをヒートシンク２２のねじ穴２２ａに螺合する。ねじ３１ｂは締め付けを強固にせず多少弛めた状態とする。
【００４５】
次にねじ３１ａを先端から凹部３０に挿入するとともに、先端を固定部３２の貫通部３２ａの奥に配置して主回路基板２１に対して垂直状態に保持する。この状態ではヒートシンク２２のねじ穴２２ａと、ねじ３１ａと、Ｕ相用出力電極２７の貫通孔３４とが同軸位置に配置された状態になる。その状態で図５に示すように、ドライバ３９を上方から貫通孔３４を貫通させて、ねじ３１ａの頭部の溝に係合させる。そして、ドライバ３９を回転させて、ねじ３１ａをねじ穴２２ａに螺合させる。ねじ３１ａを所定の締め付け力で締め付けた後、第２固定部３３においてパターン接続用電極部２７ａを締め付けているねじ３１ｂの締め付け力を所定の締め付け力まで強める。
【００４６】
正極側入力電極２５、負極側入力電極２６、Ｖ相用出力電極２８及びＷ相用出力電極２９も同様にして主回路基板２１に対して締め付け固定される。
即ち、入力電極（正極側入力電極２５、負極側入力電極２６）及び出力電極（Ｕ相用出力電極２７、Ｖ相用出力電極２８、Ｗ相用出力電極２９）の主回路基板２１に対する固定を、従来、ねじによる固定に使用されていなかった外部配線接続用電極部２５ｂ等の下部を利用して、パターン接続用電極部２５ａ等を主回路基板２１にねじ３１ｂにより締め付け固定する。そのため、複数並列に接続されたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の数を少なくした場合に、それに対応してパターン接続用電極部２５ａ等の長さを短くすることが可能になり、主回路基板２１の幅あるいは長さを短くすることが容易になる。
【００４７】
次に前記のように構成されたインバータ装置１１の作用を説明する。
インバータ装置１１は、例えば、車両の走行用モータの電源装置の一部を構成するものとして使用される。インバータ装置１１は、外部配線接続用電極部２５ｂ及び外部配線接続用電極部２６ｂが配線を介して車載バッテリ１９の正極端子及び負極端子に接続され、Ｕ相出力端子Ｕ（外部配線接続用電極部２７ｂ）、Ｖ相出力端子Ｖ（外部配線接続用電極部２８ｂ）及びＷ相出力端子Ｗ（外部配線接続用電極部２９ｂ）が配線を介して走行用モータ（図示せず）に接続され、素子群Ｇ１〜Ｇ６のゲートが制御回路１３に接続された状態で使用される。
【００４８】
上アームの第１、第３及び第５のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５及び下アームの第２、第４及び第６のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６がそれぞれ所定周期でオン、オフ制御されることにより走行用モータに交流が供給されて走行用モータが駆動される。
【００４９】
インバータ装置１１において、正極側入力電極２５及び負極側入力電極２６の外部配線接続用電極部２５ｂ，２６ｂが、主電流が流れることに伴い発熱すると、この熱は外部配線接続用電極部２５ｂ，２６ｂからパターン接続用電極部２５ａ，２６ａを伝わり、主回路基板２１に伝わる。そして、主回路基板２１に伝わった熱は、ヒートシンク２２に伝わり、ヒートシンク２２から放熱される結果、正極側入力電極２５及び負極側入力電極２６が冷却され、温度上昇が抑えられる。
【００５０】
また、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６、ダイオードＤ１〜Ｄ６は通電に伴い発熱するが、この熱は主回路基板２１を介してヒートシンク２２に伝わり、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６及びダイオードＤ１〜Ｄ６が冷却される。
【００５１】
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）電力変換装置としてのインバータ装置１１は、複数並列に接続されたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と電気的に接続される入力電極（正極側入力電極２５、負極側入力電極２６）及び出力電極（Ｕ相用出力電極２７、Ｖ相用出力電極２８、Ｗ相用出力電極２９）が主回路基板２１上に搭載されている。そして、入力電極及び出力電極は、主回路基板２１上にねじ３１ａ，３１ｂにより固定されるとともに主回路基板２１の導体パターンＰ上に配置されて導体パターンＰと面接触するパターン接続用電極部２５ａ等と、パターン接続用電極部２５ａ等と基端で連続するとともに主回路基板２１に対して垂直方向に延びる外部配線接続用電極部２５ｂ等とを備えている。また、外部配線接続用電極部２５ｂ等の下部に、側方に開放された凹部３０が形成され、凹部３０の下側にはパターン接続用電極部２５ａ等をねじ３１ａにより主回路基板２１に締め付け固定する固定部３２が設けられ、ねじ３１ａの頭部が凹部３０に収容されている。したがって、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６や電極（正極側入力電極２５、負極側入力電極２６、Ｕ相用出力電極２７、Ｖ相用出力電極２８、Ｗ相用出力電極２９）が実装される主回路基板２１の小型化を可能にして電流変換装置の体格の小型化を図ることができる。その結果、電力変換装置の筐体の材料費を低減でき、ＡＳＳＹとしてコスト低減できる。
【００５２】
（２）外部配線接続用電極部２５ｂ等には外部配線接続用電極部２５ｂ等の上端から凹部３０まで貫通する貫通孔３４が設けられており、貫通孔３４はねじ３１ａの中心軸の延長線上に位置するように設けられている。パターン接続用電極部２５ａ等を頭部が凹部３０に収容された状態となるねじ３１ａにより主回路基板２１に締め付け固定する場合、ドライバ３９がねじ３１ａの頭部の溝と係合した状態で必要な締め付け力を加える必要がある。ドライバ３９の先端を凹部３０の開放側からねじ３１ａの頭部に係合させるには、凹部３０の開口部の高さ方向の長さを長くする必要がある。しかし、外部配線接続用電極部２５ｂ等に外部配線接続用電極部２５ｂ等の上端から凹部３０まで貫通する貫通孔３４が設けられているため、ドライバ３９を貫通孔３４に貫通させて、その先端をねじ３１ａの頭部の溝に適切な状態で係合させることができる。したがって、ドライバ３９の先端を凹部３０の開放側からねじ３１ａの頭部に係合させる場合に比べて、凹部３０の開口部の高さ方向の長さを短くすることができ、外部配線接続用電極部２５ｂ等の長さも短くすることができる。
【００５３】
（３）パターン接続用電極部２５ａ等には凹部３０の外においてパターン接続用電極部２５ａ等を主回路基板２１にねじ３１ｂにより締め付け固定する第２固定部３３が設けられている。そして、パターン接続用電極部２５ａ等は、凹部３０に頭部が収容されるねじ３１ａと、第２固定部３３を締め付け固定するねじ３１ｂとにより２箇所で主回路基板２１に締め付け固定される。したがって、１本のねじにより締め付け固定する場合に比べて、パターン接続用電極部２５ａ等と導体パターンＰとの接触抵抗を小さくするために必要な締め付け力の確保が容易になり、かつ弛みが発生し難くなる。また、回り止め部を別に設ける必要がない。
【００５４】
（４）主回路基板２１はヒートシンク２２に搭載されており、パターン接続用電極部２５ａ等を主回路基板２１に締め付け固定するねじ３１ａ，３１ｂは、主回路基板２１を貫通してヒートシンク２２に固定されている。ねじ３１ａ，３１ｂを主回路基板２１に螺合させてパターン接続用電極部２５ａ等を固定するためには主回路基板２１の厚さを、ねじ３１ａ，３１ｂが螺合する雌ねじ部を設けることが可能な厚さにする必要があるため主回路基板２１の厚さが厚くなり、主回路基板２１の重量も重くなる。しかし、主回路基板２１はヒートシンク２２に搭載されており、パターン接続用電極部２５ａ等を主回路基板２１に締め付け固定するねじ３１ａ，３１ｂは、主回路基板２１を貫通してヒートシンク２２に設けられたねじ穴２２ａに螺合することにより固定されている。そのため、主回路基板２１にねじ３１ａ，３１ｂが螺合する雌ねじ部を設ける必要がなく、主回路基板２１を薄くすることができる。
【００５５】
（５）凹部３０の下側に設けられた固定部３２には、パターン接続用電極部２５ａ等を主回路基板２１に締め付け固定するためのねじ３１ａがパターン接続用電極部２５ａを貫通するための貫通部３２ａとして切り欠きが形成されている。したがって、貫通部３２ａを孔で形成する場合に比べて、凹部３０の開口部の高さ方向の長さを短くしても、ねじ３１ａをヒートシンク２２のねじ穴２２ａの上端と対向する位置に配置させることができる。
【００５６】
（６）インバータ装置１１は車載走行モータを駆動する３相インバータに適用されている。車載のインバータ装置１１は体格の小型化の要求が強いが、その要求に対応することができる。
【００５７】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  各素子群Ｇ１〜Ｇ６を構成する半導体素子２４の数は４個に限らず、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の性能とコストを考慮して設定すればよい。そのため、各素子群Ｇ１〜Ｇ６を構成する半導体素子２４の数を２個とする場合もある。半導体素子２４の数が少なくなると、パターン接続用電極部の面積を小さくできるとともに、電極を主回路基板２１にねじにより締め付け固定する際に、パターン接続用電極部が回転しても問題ない場合もある。その場合は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、電極（Ｕ相用出力電極２７で代表して図示）をねじ３１ａのみで固定してもよい。この場合、２本のねじ３１ａ，３１ｂで固定する場合に比べて省スペース化が可能になるとともに、組み付け費用も低減することができる。
【００５８】
○  外部配線接続用電極部２５ｂ等に外部配線接続用電極部２５ｂ等の上端から凹部３０まで貫通する貫通孔３４を設けずに、頭部が凹部３０に収容されるねじ３１ａの締め付けを、図７（ａ）に示すように、Ｌ字状のドライバ（レンチ）を使用し、凹部３０に開口側から挿入してねじ３１ａを回動するようにしてもよい。
【００５９】
○  凹部３０の開口の高さ、即ち固定部３２の上面と開口端との距離が、ねじ３１ａを固定部３２の上面に沿って移動させて、ヒートシンク２２のねじ穴２２ａと対向する位置に配置することが可能な大きさであれば、貫通部３２ａを切り欠きではなく図７（ｂ）に示すように孔としてもよい。
【００６０】
○  Ｕ相用出力電極２７、Ｖ相用出力電極２８及びＷ相用出力電極２９のパターン接続用電極部２７ａ，２８ａ，２９ａ（バスバー）は、スペースを確保できればその幅を外部配線接続用電極部の直径より狭く形成せずに外部配線接続用電極部の直径以上に形成してもよい。
【００６１】
○  ねじ３１ａ，３１ｂは雄ねじの外径が同じ物に限らず、異なる外径の物を使用しても良い。
○  インバータ装置１１の用途は、車両に搭載されるものに限らず、家電製品や産業機械に適用してもよい。
【００６２】
○  スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６はＭＯＳＦＥＴに限らず、他のパワートランジスタ（例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ））やサイリスタを使用してもよい。
【００６３】
○  インバータ装置１１は３相インバータに限らず単相インバータであってもよい。  
○  電力変換装置は、インバータ装置１１に限らず、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータに適用してもよい。
【００６４】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記凹部の下側に設けられた固定部には、ねじがパターン接続用電極部を貫通するための貫通部として切り欠きが形成されている。
【符号の説明】
【００６５】
Ｐ…導体パターン、Ｑ１−Ｑ６…スイッチング素子、１１…電力変換装置としてのインバータ装置、２１…主回路基板、２２…ヒートシンク、２５…入力電極としての正極側入力電極、２６…入力電極としての負極側入力電極、２７…出力電極としてのＵ相用出力電極、２８…出力電極としてのＶ相用出力電極、２９…出力電極としてのＷ相用出力電極、２５ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａ…パターン接続用電極部、２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ，２８ｂ，２９ｂ…外部配線接続用電極部、３０…凹部、３１ａ，３１ｂ…ねじ、３２…固定部、３３…第２固定部、３３ａ，３４…貫通孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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