(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチングにより電力を変換する複数の半導体素子と、この半導体素子間を接続する導体とを備えた車両用電力変換装置において、前記導体は、半導体素子の端子間に設けられた第１のスリットと、半導体素子間に設けられた、前記第１のスリットよりも大きな第２のスリットとを備え、前記導体は、半導体素子の接触部と屈曲部とから構成され、半導体素子接触部と屈曲部間の角度αが鋭角であることを特徴とする車両用電力変換装置。
【請求項２】
前記請求項１記載の車両用電力変換装置において、
前記半導体素子は、第１の半導体素子と、第２の半導体素子と、第３の半導体素子と、第４の半導体素子であって、前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子は第１の冷却部と接続され、前記第３の半導体素子と前記第４の半導体素子は第２の冷却部と接続され、前記第２のスリットは、前記第１の冷却部と前記第２の冷却部間に設けられたことを特徴とする車両用電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の鉄道車両用電力変換装置の実装構造について、図を参照し詳細に説明する。図５は、半導体素子（ＩＧＢＴ素子）の上面図である。図６は、半導体素子の正面図である。
【０００３】
図７は、電力変換装置の断面図である。図８は、半導体素子と導体の接続部の側面図（A
矢視図）である。尚、本明細書において、同一の機器でも、説明上区別する必要がある場合には、算用数字の後にローマ字を付して説明をする。
【０００４】
図５及び図６に記載されているように、半導体素子４の上面には、長手方向に設けられたコネクタ端子１ａ、１ｂ、１ｃと、コネクタ端子１ａ、１ｂ、１ｃと平行に、エミッタ端子２ａ、２ｂ、２ｃが長手方向に設けられている。
【０００５】
このように構成された半導体素子４は、図７に示すように、受熱部８の一方の側面に接続され、受熱部８の他方（反対側）の側面には複数のヒートパイプ７の一端が埋め込まれている。受熱部８ａと受熱部８ｂは、断面がコの字状の板６に固定され、板６が電力変換装置の筐体に固定される。ヒートパイプ７には、複数の放熱フィン９が接続され、各々の放熱フィンは、複数のヒートパイプ７に貫通され、接続されている。半導体素子４ａの端子２ａ〜２ｃ及び半導体素子４ｂの端子２ａ〜２ｃは、略長方形の導体５により電気的に接続されている。導体５は、図８に示すように直角（α=９０度）に折り曲げらた形状と
なっている。
【０００６】
このように構成された車両用電力変換装置は、半導体素子４がスイッチングすることにより、電力を変換し、半導体素子４から発生する熱を、受熱部８、ヒートパイプ７、放熱フィン９から構成される冷却器により冷却することにより、安全に運転することが出来た。
【特許文献１】特開２００６−２８０１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、同じ半導体素子４の端子同士（例えば２ａと２ｂなど）であっても、均一な高さ（図６）となっているわけではなく、端子の高さにも多少のバラツキがある。
【０００８】
また端子間のばらつき以上に、半導体素子４間のばらつきのほうが大きいため、例えば、素子４ａの端子２ａと、素子４ｂの端子２ａでは、高さの差が更に大きくなることがある。
【０００９】
そのため、従来の電力変換装置のように断面が階段形状かつ長方形の平板状の導体５で、半導体素子４の複数の端子を接続する構成となっていると、高さの低い端子が導体５に引っ張られてしまい（応力が発生し）、最悪の場合半導体素子が壊れてしまうケースも考えられた。
【００１０】
そこで、本発明は、半導体素子や半導体素子の端子毎に高さのバラツキがあった場合でも、半導体素子の端子に発生する応力を低減することが出来る車両用電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、スイッチングにより電力を変換する複数の半導体素子と、この半導体素子間を接続する導体とを備えた車両用電力変換装置において、前記導体は、半導体素子の端子間に設けられた第１のスリットと、半導体素子間に設けられた、前記第１のスリットよりも大きな第２のスリットとを備え、前記導体は、半導体素子の接触部と屈曲部とから構成され、半導体素子接触部と屈曲部間の角度αが鋭角であることにより達成することが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、半導体素子や半導体素子の端子毎に高さのバラツキがあった場合でも、半導体素子の端子に発生する応力を低減することが出来る車両用電力変換装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
本発明に基づく第１の実施の形態の車両用電力変換装置について、図を参照し詳細に説明する。図１は、本発明に基づく第１の実施の形態の車両用電力変換装置の断面図である。図２は、本発明に基づく第１の実施の形態の車両用電力変換装置の導体の断面図である。図３は、図２の変形例である。尚、図５乃至図８に記載したものと、同一のものについては同符号を付して説明を省略する。
【００１４】
本発明に基づく第１の実施の形態の車両用電力変換装置は、半導体素子４ａ、４ｂと、受熱部８と、ヒートパイプ７と、放熱フィン９と、導体１２とから構成されている。半導体素子４は、図１に示すように、受熱部８の一方の側面に接続され、受熱部８の他方（反対側）の側面には複数のヒートパイプ７の一端が埋め込まれている。ヒートパイプ７には、複数の放熱フィン９が接続され、各々の放熱フィン９は、複数のヒートパイプ７に貫通され、接続されている。半導体素子４ａの端子２ａ〜２ｃ及び半導体素子４ｂの端子２ａ〜２ｃは、導体１２により電気的に接続されている。
【００１５】
このように構成された車両用電力変換装置において、導体１２には、幅が小さなスリット１０と、スリット１０よりも幅が大きなスリット１１が設けられている。幅が小さいスリット１０ａは、半導体素子４ａの端子２ａと端子２ｂの間に空けられており、スリット１０ｂは半導体素子４ａの端子２ｂと端子２ｃの間に空けられ、スリット１０ｃは、半導体素子４ｂの端子２ａと２ｂの間に空けられ、スリット１０ｄは、半導体素子４ｂの端子２ｂと端子２ｃの間に空けられている。幅が大きなスリット１１は、半導体素子４ａと半導体素子４ｂの間に設けられている。また、導体１２は、図２に示すように、従来の導体とは異なり、素子接触部と屈曲部の角度αが鋭角（α＜９０°）になっている。
【００１６】
このように構成された車両用電力変換装置は、高さのばらつきが比較的小さい端子間に小さいスリット１０により端子間の高低差による引っ張り応力を減少させ、高さのばらつきが大きい半導体素子間に大きいスリットを設けることにより、半導体素子間の高低差により生じる引っ張り応力を減少させることが出来る。また、導体１２の素子接触部と屈曲部との角度αが鋭角となっているので、端子間や素子間での高低差により応力が発生した場合でも、導体自体がバネの役割をして、端子にかかる応力を更に低減することが出来る。
【００１７】
このように構成された車両用電力変換装置は、半導体素子や半導体素子の端子毎に高さのバラツキがあった場合でも、半導体素子の端子に発生する応力を低減することが出来る。
【００１８】
本実施の形態の導体の変形例として、図３に記載するしているように、素子接触部と屈曲部の角度αを鈍角（α＞９０°）とする構成が考えられる。角度αを鈍角とした場合でも、導体１２がバネの役割をして、端子にかかる応力を低減することが出来る。
【００１９】
（第２の実施の形態）
本発明に基づく第２の実施の形態の車両用電力変換装置について、図を参照し詳細に説明する。図４は、本発明に基づく第２の実施の形態の車両用電力変換装置の断面図である。
【００２０】
本実施の形態の車両用電力変換装置において、半導体素子４ａと半導体素子４ｂは、ヒートパイプ７、放熱フィン９、受熱部８ａとから構成される第１の冷却部と接続され、半導体素子４ｃと半導体素子４ｄは受熱部８ｂ、ヒートパイプ７、放熱フィン９から構成される第２の冷却部と接続されている。第１の冷却部の受熱部８ａと第２の冷却部の受熱部８ｂは、コの字状の板金６に取り付けられ、板金６は車両用電力変換装置の筐体と固定される。
【００２１】
このように構成された車両用電力変換装置の導体１３は、半導体素子４ａと半導体素子４ｂの間及び端子間には小さいスリット１０ａ〜１０ｅが空けられており、冷却器が異なり高さの差が大きくなりやすい半導体素子４ｂと半導体素子４ｃの間には、大きいスリット１１を設け、半導体素子４ｃと半導体素子４ｄの間および端子間には小さいスリット１０ｆ〜１０ｊを設けている。
【００２２】
このように構成された車両用電力変換装置は、板金６に接続され製造上、高さの差が出やすい受熱部間に大きなスリットを設けているので、半導体素子の端子にかかる応力を低減することが出来る。
【００２３】
このように構成された車両用電力変換装置は、半導体素子や半導体素子の端子毎に高さのバラツキがあった場合でも、半導体素子の端子に発生する応力を低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に基づく第１の実施の形態の車両用電力変換装置の断面図である。
【図２】本発明に基づく第１の実施の形態の車両用電力変換装置の導体の断面図である。
【図３】図２の変形例である。
【図４】本発明に基づく第２の実施の形態の車両用電力変換装置の断面図である。
【図５】半導体素子（ＩＧＢＴ素子）の上面図である。
【図６】半導体素子の正面図である。
【図７】電力変換装置の断面図である。
【図８】半導体素子と導体の接続部の側面図（A矢視図）である。
【符号の説明】
【００２５】
１    コネクタ
２    エミッタ
３    コネクタ
４    半導体素子
５    導体
６    板金
７  ヒートパイプ
８  受熱部
９  放熱フィン
１０  小さなスリット
１１  大きなスリット
１２  導体
１３  導体
【図１】
0005201977.tif 000002
【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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