(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子で構成された複数の半導体パワーモジュールと、この複数の半導体パワーモジュール相互を接続する、平板状の導電材料から形成された複数の導体とを備えた電力逆変換装置において、
第一工程として、平板状の導電材料から複数の導体を連結部で互に連結した状態の平板状の導体を打抜き加工し、
第二工程として、第一工程で成形した平板状の複数の導体に折曲げ部を形成し、
第三工程として、第二工程で折曲げ部を形成した複数の導体を物理的に互いに連結する絶縁体を成形し、
第四工程として、第三工程で連結部を切除して複数の導体を電気的に互いに分離する
ことを特徴とする電力逆変換装置の導体形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、半導体素子で構成された複数の半導体パワーモジュールと、この複数の半導体パワーモジュール相互を接続して大電流を通す平板状の導電材料から形成された複数の導体とを備えた電力逆変換装置の導体形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子で構成された複数の半導体パワーモジュールを備えた、一般的にインバータと称される電力逆変換装置では、大電流を通す複数の導体で複数の半導体パワーモジュール相互を接続して主回路が構成される。この主回路を構成する複数の導体は、その外形形状および外形寸法が互に異なっており、平板状の導電材料から形成されるとともに、絶縁材料から形成された絶縁体を介し互に連結固定される。この絶縁体による連結固定を含め、導体それぞれの製作に伴い発生する加工費が低いことが望まれるが、この種の導体を備えた電力逆変換装置の導体成形方法の従来例を図３および図４に基づいて説明する。図３は従来の一つの電力逆変換装置の導体成形方法による複数の導体の構成を示す平面図、図４は従来の異なる電力逆変換装置の導体成形方法による複数の導体の構成を示す平面図で、いずれも図の下側が前面側である。
【０００３】
図３および図４において、１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、電力逆変換装置に備えられ半導体素子で構成された図示しない複数の半導体パワーモジュールを互に接続し大電流を通す、外形形状および外形寸法が互に異なる複数の導体である。
この複数の導体１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、平板状の導電材料から塑性加工により打抜型を使ってそれぞれ打抜いて形成されており、図３では、絶縁材料である合成樹脂から形成された横長角棒状の絶縁体２上面にナイロン製のリベット３でそれぞれ固定して、空気を介し互に向い合う面間に所要の沿面距離を置き連結固定されている。また図４では、複数の導体１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、ガラス入エポキシ樹脂から形成された平板状の絶縁体４に、この絶縁体４表面に間隔を互に置いて接着された、形状が互に異なる銅箔５Ａ，５Ｂ，５Ｃをそれぞれ介しろー付けなどによりそれぞれ固着して、空気を介し互に向い合う面間には所要の沿面距離を置き電気的に分離しかつ物理的に連結固定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の電力逆変換装置の導体形成方法は、それぞれ打抜型を使って打抜いてそれぞれ製作された複数の導体１Ａ，１Ｂ，１Ｃが、絶縁体２，４にリベット３で固定若しくは、ろー付けなどで接合して、空気を介し互に向い合う面間に所要の沿面距離を置き連結固定されている。
【０００５】
これによって、導体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ相互間に火花放電が起こるのを防ぐことができる。
しかし、導体１Ａ，１Ｂ，１Ｃを製作するに当っては、この導体１Ａ，１Ｂ，１Ｃそれぞれに専用の打抜型を必要とするととに、導体１Ａ，１Ｂ，１Ｃを絶縁体２，４に個々に固定する必要がある。
【０００６】
そのため、導体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの製作に必要な、この導体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの数と同数の打抜型の製作および保管管理に伴う費用が増大するとともに、導体１Ａ，１Ｂ，１Ｃを絶縁体２，４に固定する作業は手間がかかりるという問題がある。また、導体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの互に向い合う面間に所要の沿面距離を置いて、この導体１Ａ，１Ｂ，１Ｃを絶縁体２，４に連結固定することにより、導体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの占める空間が大きくなり、電力逆変換装置の小形化が困難になるという問題がある。
【０００７】
この発明は、導体の製作に伴い発生する費用の低減を図ることができるとともに、電力逆変換装置を小形化することができる電力逆変換装置の導体形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明によれば、半導体素子で構成された複数の半導体パワーモジュールと、この複数の半導体パワーモジュール相互を接続する、平板状の導電材料から形成された複数の導体とを備えた電力逆変換装置において、第一工程として、平板状の導電材料から複数の導体を連結部で互に連結した状態の平板状の導体を打抜き加工し、第二工程として、第一工程で成形した平板状の複数の導体に折曲げ部を形成し、第三工程として、第二工程で折曲げ部を形成した複数の導体を物理的に互いに連結する絶縁体を成形し、第四工程として、第三工程で連結部を切除して複数の導体を電気的に互いに分離するものとする。
【００１１】
【作用】
この発明は、上記構成により、前記複数の導体を互に連結する連結部と一体で一枚の前記導電材料から形成された前記複数の導体が、絶縁体を介し物理的に互に連結固定後に、前記連結部を切除して電気的に互に分離されるものとしたので、複数の導体が、外形形状および外形寸法が互に異なる複数の導体であっても、この複数の導体を、連結部で互に連結した状態で一度に一つの打抜型を使用して打抜くことができる。また、複数の導体の中に折れ曲った折曲げ部を持つ導体が含まれていても、連結部で互に連結した状態で打抜かれた複数の導体を一つの部品として取り扱うことができ、それぞれ専用の打抜型を使用し個別に打抜いて複数の導体が製作される場合よりはるかに少ない数の曲げ型で折曲げ部を折り曲げて曲げ加工を行うことができる。
【００１２】
また、絶縁体は、合成樹脂から成形された絶縁体であるものとしたので、絶縁体を成形する際、この絶縁体の成形型内に複数の導体を挿着して、絶縁体の成形と同時にこの絶縁体で複数の導体を物理的に互に連結固定できるとともに、絶縁体を構成する合成樹脂を介して互に向い合う、複数の導体の面間の絶縁耐力が、空気を介して互に向い合うより向上するので、絶縁体を構成する合成樹脂を介して互に向い合う、複数の導体の面間の所要の沿面距離を縮小できる。
【００１３】
また、複数の導体は、絶縁体の成形と同時にこの絶縁体で物理的に互に連結固定されるものとしたので、それぞれリベットを使ったり、ろー付けなどをしたりして、それぞれ絶縁体に固定して複数の導体を互に連結固定する工程を省略できるとともに、絶縁体を構成する合成樹脂を介して互に向い合う、複数の導体の面間の所要の沿面距離を縮小できる。
【００１４】
また、絶縁体は、電力逆変換装置内に導体を支持する支持部が一体で成形された絶縁体であるものとしたので、支持部を別に製作する必要がなくなり、電力逆変換装置を構成する部品点数を削減できる。
また、導体は、絶縁体を介し互に連結固定される前に形成される、折れ曲った折曲げ部を持つ導体であるものとしたので、連結部で互に連結した状態で打抜かれた複数の導体を一つの部品として取り扱うことができ、それぞれ専用の打抜型を使用して個別に打抜いて複数の導体が製作される場合よりはるかに少ない数の曲げ型で折曲げ部を折り曲げて曲げ加工を行うことができる。
【００１５】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図１および図２に基づいて説明する。図１はこの発明の一つの実施例の電力逆変換装置の導体形成方法を示し、（Ａ）および（Ｂ）が、打抜型を使用し連結部で互に連結して打抜いた状態の複数の導体の平面図および右側面図，（Ｃ）および（Ｄ）が、（Ａ）の状態の複数の導体の折曲げ部を曲げ型を使って折り曲げた状態の複数の導体の平面図および右側面図，（Ｅ）および（Ｆ）が、（Ｃ）の状態の複数の導体を絶縁体の成形型に挿着して絶縁体の成形と同時にこの絶縁体で互に連結固定した状態の複数の導体の平面図および右側面図，（Ｇ）および（Ｈ）が、（Ｅ）の状態の複数の導体を互に連結する連結部を切断型を使用して切除した状態の複数の導体の平面図および右側面図で、いずれも図の下側が前面側である。また、図２はこの発明の異なる実施例の電力逆変換装置の導体形成方法による複数の導体の構成を示す平面図で、図の下側が前面側である。図３および図４と共通あるいは同一の部分は同一の符号で示す。
【００１６】
この発明の一つの実施例を示す図１において、図１（Ｇ）および（Ｈ）の６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄは、電力逆変換装置に備え半導体素子で構成した図示しない複数の半導体パワーモジュールを互に接続し大電流を通す、外形形状および外形寸法が互に異なる複数の導体である。この複数の導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを、絶縁材料である合成樹脂から成形した絶縁体７で所要の沿面距離を置き互に連結固定しており、複数の導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄの中の、導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃは折れ曲った折曲げ部８Ａ，８Ｂ，８Ｃをそれぞれ持っている。
【００１７】
複数の導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄの形成方法は、先ず第一工程として、打抜型を使用し平板状の導電材料から連結部９で互に連結した図１（Ａ）および（Ｂ）の状態の、折曲げ部８Ａ，８Ｂ，８Ｃのない平板状の導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを打抜く。次に第二工程として、第一工程で成形した平板状の複数の導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄに、曲げ型を使用して折曲げ部８Ａ，８Ｂ，８Ｃを同時に形成して、図１（Ｃ）および（Ｄ）に示す状態の複数の導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを形成する。さらに、第三工程として、第二工程で折曲げ部８Ａ，８Ｂ，８Ｃを成形した導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを、絶縁体７を成形する成形型に挿着し絶縁体７を成形する。これにより、電力逆変換装置内に導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを支持する支持部１０が一体の絶縁体７を成形すると同時に、連結部９で互に連結した導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄをさらに絶縁体７で互に連結固定して、図１（Ｅ）および（Ｆ）に示す状態の複数の導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄになる。最後に、第四工程として、第三工程で絶縁体７により互に連結固定され連結部９で互に連結された導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを、連結部９を切断除去する切断型を使用して連結部９を切除することにより、図１（Ｇ）および（Ｈ）に示す状態の、空気および絶縁体７をそれぞれ介し互に向い合う面間には所要の沿面距離をそれぞれ置き電気的に分離しかつ物理的に絶縁体７で連結固定した導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを形成できる。
【００１８】
この発明の異なる実施例を示す図２において、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、電力逆変換装置に備え半導体素子で構成した図示しない複数の半導体パワーモジュールを互に接続し大電流を通す、外形形状および外形寸法が互に異なる複数の導体である。この複数の導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを、絶縁材料である合成樹脂から成形した絶縁体１２で所要の沿面距離を置き互に連結固定しており、複数の導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃはいずれも折れ曲った折曲げ部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃをそれぞれ持っている。
【００１９】
複数の導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの形成方法は、前述の図１に示す実施例とほぼ同様であるが、先ず第一工程として、打抜型を使用し平板状の導電材料から図示しない連結部で互に連結した状態の、折曲げ部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃのない平板状の導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを打抜く。次に第二工程として、第一工程で成形した平板状の複数の導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに、曲げ型を使用して折曲げ部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃを同時に形成する。さらに、第三工程として、第二工程で折曲げ部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃを成形した導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを、絶縁体１２を成形する成形型に挿着し絶縁体１２を成形する。これにより、電力逆変換装置内に導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを支持する支持部１４が一体の絶縁体１２を形成すると同時に、図示しない連結部で互に連結された導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃをさらに絶縁体１２で互に連結固定する。最後に、第四工程として、第三工程で絶縁体１２で互に連結固定され図示しない連結部で互に連結された導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを、図示しない連結部を切断除去する切断型を使用して図示しない連結部を切除する。これにより、空気および絶縁体１２をそれぞれ介し互に向い合う面間には所要の沿面距離を置き電気的に分離しかつ物理的に絶縁体１２で連結固定した導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを形成できる。
【００２０】
前述の構成において、この発明の電力逆変換装置の導体形成方法により形成した導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄおよび導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃそれぞれの製作に必要な型の製作および保管管理に伴う費用，加工工数および機能につき以下説明する。
導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄおよび導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃそれぞれの製作に必要な型数はいずれも打抜型，曲げ型，成形型および切断型の４つである。そのため、連結部９および図示しない連結部で互に連結しないで導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄおよび導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを製作する場合に比べると、はるかに少ない型数で製作でき、型の製作および保管管理に伴う費用を大幅に削減できる。
【００２１】
また、連結部９および図示しない連結部で互に連結した状態で、打抜いて曲げた後、絶縁体７，１２の成形と同時にこの絶縁体７，１２による連結固定を行うとともに、支持部１０，１４を絶縁体７，１２に一体で成形している。そのため、連結部９および図示しない連結部で互に連結せずに導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄおよび導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを製作する場合に比べると、大幅に少ない加工工数で導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄおよび導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを製作でき、かつ部品点数も削減できる。
【００２２】
さらに、導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄおよび導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの機能としては、導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ相互間および導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ相互間に火花放電が起こるのを防ぐことができる。また同時に、絶縁体７，１２を構成する合成樹脂で絶縁体力の向上が図れるので、この合成樹脂をそれぞれ介し互に向い合う導体６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ若しくは導体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの面間の所要の沿面距離を、空気を介して互に向い合う面間の所要の沿面距離より小さくでき、電力逆変換装置の小形化を図ることができる。
【００２３】
【発明の効果】
この発明によれば、半導体素子で構成された複数の半導体パワーモジュール相互を接続する、平板状の導電材料から形成された複数の導体を互に連結する連結部と一体で形成し、前記複数の導体を絶縁体を介し物理的に互に連結固定後、前記連結部を切除して電気的に互に分離されるものとしたので、複数の導体が、外形形状および外形寸法が互に異なる複数の導体であっても、それぞれ専用の打抜型を使用して個別に打抜くことにより、複数の導体が製作される場合よりもはるかに少ない数の打抜型および曲げ型で打抜いて全ての折曲げ部を同時に折り曲げることができ、これにより、型の製作および保管管理に伴う費用および導体の加工工数を大幅に削減できるという効果が得られる。
【００２４】
また、絶縁体は、合成樹脂から成形された絶縁体であるものとしたので、絶縁体の成形と同時にこの絶縁体で複数の導体を物理的に互に連結固定できるとともに、絶縁体を構成する合成樹脂を介して互に向い合う、複数の導体の面間の所要の沿面距離を縮小でき、これにより、絶縁体を介して複数の導体を物理的に互に連結固定する工程を省略でき、同時に電力逆変換装置の小形化が図れるという効果がえられる。
【００２５】
また、複数の導体は、絶縁体の成形と同時にこの絶縁体で物理的に互に連結固定されるものとしたので、複数の導体を互に連結固定する工程を省略できるとともに、絶縁体を構成する合成樹脂を介して互に向い合う、複数の導体の面間の所要の沿面距離を縮小でき、上記と同様の効果が得られる。
また、絶縁体は、電力逆変換装置内に導体を支持する支持部が一体で成形された絶縁体であるものとしたので、電力逆変換装置を構成する部品点数を削減でき、これにより、部品の製作および組立てに伴い発生する加工工数を削減できるという効果がえられる。
【００２６】
また、導体は、絶縁体を介し互に連結固定される前に形成される、折れ曲った折曲げ部を持つ導体であるものとしたので、それぞれ専用の打抜型を使用して個別に打抜いて複数の導体が製作される場合よりはるかに少ない数の打抜型および曲げ型で打抜いて折曲げ部を折り曲げることができ、これにより、型の製作および保管管理に伴う費用および導体の加工工数を大幅に削減できるという効果がえられる。
【００２７】
その結果、導体の製作に伴い発生する費用を、型の製作および保管管理に伴う費用を含め大幅に削減して電力逆変換装置の低価格化および小形化を図ることができるとともに、連結部で連結し一体化した状態で打抜き，曲げなどの後加工を行うことができるので、導体製作の自動化が容易になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施例の電力逆変換装置の導体形成方法を示し、（Ａ）および（Ｂ）が、打抜型を使用し連結部で互に連結して打抜いた状態の複数の導体の平面図および右側面図，（Ｃ）および（Ｄ）が、（Ａ）の状態の複数の導体の折曲げ部を曲げ型を使って折り曲げた状態の複数の導体の平面図および右側面図，（Ｅ）および（Ｆ）が、（Ｃ）の状態の複数の導体を絶縁体の成形型に挿着して絶縁体の成形と同時にこの絶縁体で互に連結固定した状態の複数の導体の平面図および右側面図，（Ｇ）および（Ｈ）が、（Ｅ）の状態の複数の導体を互に連結する連結部を切断型を使用して切除した状態の複数の導体の平面図および右側面図
【図２】この発明の異なる実施例の電力逆変換装置の導体形成方法による複数の導体の構成を示す平面図
【図３】従来の一つの電力逆変換装置の導体成形方法による複数の導体の構成を示す平面図
【図４】従来の異なる電力逆変換装置の導体成形方法による複数の導体の構成を示す平面図
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ導体
２，４，７，１２    絶縁体
３    リベット
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ    銅箔
８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ    折曲げ部
９    連結部
１０，１４    支持部
【図１】
0003549257.tif 000002
【図２】
0003549257.tif 000003
【図３】
0003549257.tif 000004
【図４】
0003549257.tif 000005