(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力用半導体素子と、
前記電力用半導体素子の電力用端子に電気的に接続された第１の配線部材と、
電子部品と、
前記電子部品の電力用端子に電気的に接続された第２の配線部材と、
前記第２の配線部材に電気的に接続された導電性を有する保持部材と、
前記保持部材に保持された弾性を有する弾性部材と、
筐体と、前記筐体を覆い収容空間を形成するカバーと、を備え、
前記第１の配線部材は、前記弾性部材を押圧し、前記弾性部材を弾性変形させた状態で前記保持部材に電気的に接続され、
前記電力用半導体素子が前記収容空間の内部で前記筐体に固定され、
前記電子部品が前記収容空間の内部で前記カバーに固定されている電力変換装置。
【請求項２】
前記弾性部材は導電性を有し、前記第１の配線部材は前記弾性部材を介して前記保持部材に電気的に接続されている請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記弾性部材は複数設けられ、前記第１の配線部材は、複数の前記弾性部材を押圧し、複数の前記弾性部材を弾性変形させた状態で前記保持部材に電気的に接続されている請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記電力用半導体素子及び前記第１の配線部材が複数設けられ、
複数の前記第１の配線部材が、前記弾性部材を押圧し、前記弾性部材を弾性変形させた状態で前記保持部材に電気的に接続されている請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
複数の前記第２の配線部材、複数の前記第２の配線部材のそれぞれに電気的に接続された複数の前記保持部材、及び複数の前記保持部材のそれぞれに接続された前記弾性部材を有し、
前記電力用半導体素子及び前記第１の配線部材が複数設けられ、
複数の前記第１の配線部材のそれぞれが、複数の前記弾性部材のそれぞれを押圧し、複数の前記弾性部材のそれぞれを弾性変形させた状態で、複数の前記保持部材のそれぞれに電気的に接続されている請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記保持部材は、前記第１の配線部材の側に開口するスリットを有し、
前記弾性部材は、前記スリットの内側の対向する２つの内側面のそれぞれに保持されると共に、電気的に前記保持部材に接続された、導電性の第１の弾性部材及び第２の弾性部材からなり、
前記第１の配線部材は、前記スリットの開口を通って前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材との間に挟まれ、前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材とを押圧し、前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材とを弾性変形させた状態で、前記第１の弾性部材及び前記第２の弾性部材に電気的に接続されている請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記スリットの２つの内側面のそれぞれには凹部が形成され、前記第１の弾性部材及び前記第２の弾性部材はそれぞれ前記凹部に嵌合されて保持されている請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記電力用半導体素子及び前記第１の配線部材は複数設けられ、
複数の前記第１の配線部材が、前記スリットの開口を通って、前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材との間に挟まれ、前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材とを押圧し、前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材とを弾性変形させた状態で、前記第１の弾性部材及び前記第２の弾性部材に電気的に接続されている請求項６又は７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記電力用半導体素子が固定される固定面を有する筐体を備え、
前記弾性部材を押圧する前記第１の配線部材の部分は、前記固定面の法線方向に延出し、
前記電子部品は、前記電力用半導体素子よりも前記固定面の法線方向の側に配置され、
前記第２の配線部材は、前記電子部品における前記固定面の法線方向の側の部分から前記固定面に平行な方向に延出し、
前記保持部材は、前記第２の配線部材から前記固定面の法線反対方向に延出すると共に、前記スリットは、前記固定面の法線反対方向に開口している請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記固定面に対向する対向面を有するカバーを備え、
前記電子部品は前記対向面に固定されている請求項９に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
第２の配線部材及び前記保持部材は、専用の固定部材により前記対向面に固定されている請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記電力用半導体素子が固定される固定面を有する筐体を備え、
前記第１の配線部材は、前記固定面に平行な第１方向の一方側に延出した後、前記固定面の法線方向に延出し、
前記電子部品は、前記電力用半導体素子よりも前記固定面の法線方向の側に配置され、
前記第２の配線部材は、前記電子部品における前記固定面の法線方向の側の部分から前記第１方向の一方側に延出し、
前記保持部材は、前記第２の配線部材の前記第１方向の一方側の部分に接続され、前記保持部材及び前記弾性部材は、前記電子部品の前記第１方向の一方側に配置されている請求項１から１１のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記電力用半導体素子、前記電子部品、前記第１の配線部材、前記第２の配線部材、前記保持部材、及び前記弾性部材は、複数設けられ、
複数の前記電力用半導体素子、前記電子部品、前記第１の配線部材、前記第２の配線部材、前記保持部材、及び前記弾性部材は、前記第１方向に直交し前記固定面に平行な第２方向に並べられている請求項１２に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記電力用半導体素子、前記電子部品、前記第１の配線部材、前記第２の配線部材、前記保持部材、及び前記弾性部材は、複数設けられ、
複数の前記電力用半導体素子、前記電子部品、前記第１の配線部材、及び前記第２の配線部材は、前記第１方向に直交し前記固定面に平行な第２方向に並べられ、
前記保持部材、及び前記弾性部材は、前記固定面に平行な前記第１方向に並べられている請求項１２に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記電力用半導体素子、前記電子部品、前記第１の配線部材、前記第２の配線部材、前記保持部材、及び前記弾性部材は、複数設けられ、
複数の前記電力用半導体素子、前記第１の配線部材、前記電子部品、及び前記第２の配線部材は前記固定面の法線方向に並べられ、
前記保持部材、及び前記弾性部材は、前記固定面に平行な前記第１方向に並べられている請求項１２に記載の電力変換装置。
【請求項１６】
前記電子部品、前記第２の配線部材、及び前記保持部材は、樹脂封止され一体化されている請求項１から１５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１７】
前記電力用半導体素子が固定される固定面と、前記固定面とは反対側の反対側面と、前記固定面の側と前記反対側面の側とを貫通する貫通孔と、を有する筐体を備え、
前記第１の配線部材は、前記固定面に平行な第１方向の一方側に延出した後、前記貫通孔の内側を前記固定面の法線反対方向の側に延出し、
前記電子部品は前記反対側面に固定され、
前記第２の配線部材は、前記電子部品における前記固定面の法線方向の側の部分から前記第１方向の一方側に延出し、
前記保持部材は、前記第２の配線部材の前記第１方向の一方側の部分から、前記貫通孔の内側を、前記固定面の法線方向に延出し、前記弾性部材は、前記貫通孔の内側に配置されている請求項６に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車又はハイブリッド自動車のように、駆動源にモータが用いられている電動車両には、複数の電力変換装置が搭載されている。電力変換装置としては、商用の交流電源から直流電源に変換して高圧バッテリに充電する充電器、高圧バッテリの直流電源から補助機器用のバッテリの電圧（例えば１２Ｖ）に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ、バッテリからの直流電力をモータへの交流電力に変換するインバータ等が挙げられる。
【０００３】
電力変換装置の内部には、電力変換回路を構成する半導体モジュールが設けられる。半導体モジュールには、絶縁ゲートバイポーラトランジスタなどの半導体素子が樹脂で封止されている。半導体素子の電極に接続された導通用の端子は、半導体モジュールから外部に引き出されて、平滑コンデンサなどの他の電子部品と接続される。
【０００４】
半導体モジュールと他の電子部品とは、一般的にケースの中に収容される。半導体モジュールから外部に引き出された主電極端子に接続される第一バスバーと、電子部品が備えた外部接続部材である第二バスバーとを接続する構造として、第一バスバーと第二バスバーとの互いの一部同士が重なり合った重なり部、および重なり部をケース外に露出させる開口部を有し、開口部を介して第一バスバーと第二バスバーとが共締めされる構造が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１９−２０５２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１においては、ケースに設けられた開口部を介して第一バスバーと第二バスバーとが共締めされるため、電力変換装置中のバスバー締結点を増加させることなく、第一バスバーと第二バスバーとを接続することができる。しかしながら、第一バスバーと第二バスバーとを接続するためのバスバー締結点としてのねじ止め部を設けていることから、ねじ止め部を確保するために小型化が困難であるという課題があった。
【０００７】
また、電力変換装置の内部の高密度な箇所をねじ止めするため、ケースの側壁に工具をアクセスするための開口部が必要であり、ケースの内部を防水するためには開口部を覆うフタと防水構造が必要となるため、電力変換装置が大型化するという課題があった。
【０００８】
そこで、本願は、電力用半導体素子と電子部品とをねじ止めすることなく、電気的に接続することができる電力変換装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願に開示される電力変換装置は、電力用半導体素子と、電力用半導体素子の電力用端子に電気的に接続された第１の配線部材と、電子部品と、電子部品の電力用端子に電気的に接続された第２の配線部材と、第２の配線部材に電気的に接続された導電性を有する保持部材と、保持部材に保持された弾性を有する弾性部材と、筐体と、筐体を覆い収容空間を形成するカバーとを備え、第１の配線部材は、弾性部材を押圧し、弾性部材を弾性変形させた状態で保持部材に電気的に接続され、電力用半導体素子が収容空間の内部で筐体に固定され、電子部品が収容空間の内部でカバーに固定されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本願に開示される電力変換装置によれば、電力用半導体素子と電子部品とをねじ止めすることなく、電気的に接続することができる。また、ねじ止め部を設ける必要がなく、電力変換装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る電力変換装置を含む駆動装置とエンジンの外観の概略を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る電力変換装置の構成の概略を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る電力変換装置のコンバータの回路構成を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る電力変換装置のインバータの回路構成を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る電力変換装置の要部を示す斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面位置で切断した電力変換装置の要部断面図である。
【図７】実施の形態２に係る電力変換装置の要部断面図である。
【図８】実施の形態３に係る電力変換装置の要部断面図である。
【図９】実施の形態３に係る電力変換装置の電子部品の平面図である。
【図１０】実施の形態３に係る電力変換装置のパワーモジュールの平面図である。
【図１１】実施の形態４に係る電力変換装置の要部断面図である。
【図１２】実施の形態５に係る電力変換装置の要部断面図である。
【図１３】実施の形態６に係る電力変換装置の要部断面図である。
【図１４】実施の形態７に係る電力変換装置の要部断面図である。
【図１５】実施の形態８に係る電力変換装置の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本願の実施の形態による電力変換装置を図に基づいて説明する。なお、各図において同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る電力変換装置１００を含む駆動装置２００とエンジン３００の外観の概略を示す斜視図、図２は電力変換装置１００の構成の概略を示すブロック図、図３は電力変換装置１００のコンバータ３の回路構成を示す図、図４は電力変換装置１００の第１のインバータ１の回路構成を示す図、図５は電力変換装置１００の要部を、カバー１１と筐体１２の側壁を取り去って示す斜視図、図６は図５のＡ−Ａ断面位置で切断し、カバー１１と筐体１２の側壁を含めて示す電力変換装置１００の要部断面図である。
【００１４】
電力変換装置１００は、車両等の輸送機器に搭載されて電力変換を行う装置である。電力変換装置１００は、図１に示すように、エンジン３００を駆動する駆動装置２００の一部として設けられる。駆動装置２００は、ケース１０３の内部にモータ１０１とジェネレータ１０２を備え、ケース１０３の上部に電力変換装置１００を備える。本実施の形態で示す上下方向とは、モータ１０１及びジェネレータ１０２と電力変換装置１００との相対的な位置関係を表し、本実施の形態ではモータ１０１及びジェネレータ１０２の位置を下とし、電力変換装置１００の位置を上とする。モータ１０１及びジェネレータ１０２と電力変換装置１００との位置関係はこれに限るものではない。モータ１０１の回転軸とジェネレータ１０２の回転軸は、エンジン３００の回転軸（回転軸はいずれも図示せず）に連結される。
＜装置構成の概要＞
【００１５】
電力変換装置１００は、図２に示すように、第１のインバータ１、第２のインバータ２、及びコンバータ３を備える。第１のインバータ１は車両駆動用のモータ１０１を制御し、第２のインバータ２はエンジン３００に接続されたジェネレータ１０２を制御する。コンバータ３は、電力変換装置１００の外部に設けられた高電圧バッテリ１０４と接続され、高電圧バッテリ１０４の電圧を昇圧あるいは降圧する。電力変換装置１００は、例えば、５０〜２００ｋＷ程度のモータ１０１、５０〜１５０ｋＷ程度のジェネレータ１０２、及び１００〜４００Ｖ程度の高電圧バッテリ１０４と組み合わされて、２モータ式のハイブリッド電気自動車、またはプラグイン式のハイブリッド電気自動車等の電動車両に用いられる。ここではハイブリッド車両用の駆動装置２００について図１に例示したが、駆動装置２００の構成は図１に示した構成に限るものではない。駆動装置２００はエンジン３００と別体に構成されてもよく、もしくはエンジン３００を備えていない車両用駆動装置であっても構わない。また、電力変換装置１００の被制御装置としてモータ１０１及びジェネレータ１０２の双方を備えた駆動装置２００を例示したが、必ずしもモータ１０１及びジェネレータ１０２の双方を備えている必要はない。回転電機であれば、いずれか一方のみの機能を有していればよく、両方の機能を持ち合わせたものであっても構わない。さらに、電力変換装置１００は、車両用に限らず、他の輸送機器に用いられるものであっても構わない。
【００１６】
コンバータ３の概要について説明する。コンバータ３は、高電圧バッテリ１０４と、第１のインバータ１及び第２のインバータ２との間に配置され、高電圧バッテリ１０４から入力された電圧を昇圧あるいは降圧する機能を有する。第１のインバータ１のみを図３に示すが、コンバータ３には第２のインバータ２も接続されている。コンバータ３は、昇圧に用いるリアクトル３ａと、内部に電力用半導体素子１４を搭載したパワーモジュール３３及びパワーモジュール３３に接続された駆動・保護基板３３ａを有するＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）３ｂと、ＩＰＭ３ｂのスイッチングのタイミングを制御する制御基板３５と、ＩＰＭ３ｂとリアクトル３ａとを冷却するヒートシンク４と、を備える。コンバータ３は、ＩＰＭ３ｂの入力側に、高電圧バッテリ１０４に接続されるコネクタ３ｃと、入力された直流電力を平滑化するコンデンサである１次側平滑コンデンサ３ｄと、１次側平滑コンデンサ３ｄの電圧を検出する１次側電圧センサ３ｅと、リアクトル３ａの電流を検出するリアクトル電流センサ３ｆと、を備える。コンバータ３は、ＩＰＭ３ｂの出力側に、第１のインバータ１と接続されたコンデンサである２次側平滑コンデンサ３ｇと、２次側平滑コンデンサ３ｇの電圧を検出する２次側電圧センサ３ｈと、を備える。
【００１７】
第１のインバータ１と第２のインバータ２の概要について説明する。第１のインバータ１は、コンバータ３から供給された直流電流を交流電流に変換して、変換した三相の交流電流をモータ１０１に供給する。モータ１０１は、供給された三相の交流電流により駆動される。第２のインバータ２は、ジェネレータ１０２から供給された三相の交流電流を直流電流に変換して、コンバータ３に供給する。第１のインバータ１と第２のインバータ２の構成は共通しているため、以下、第１のインバータ１の構成についてのみ説明する。第１のインバータ１は、図４に示すように、内部に電力用半導体素子１４を搭載したパワーモジュール３３及びパワーモジュール３３に接続された駆動・保護基板３３ａを有するＩＰＭ３ｂと、ＩＰＭ３ｂのスイッチングのタイミングを制御する制御基板３５と、ＩＰＭ３ｂを冷却するヒートシンク４と、を備える。第１のインバータ１は、ＩＰＭ３ｂの出力側に、モータ１０１と接続されるコネクタ１ａと、三相出力の電流を検出する電流センサ１ｂと、を備える。
【００１８】
パワーモジュール３３に搭載された電力用半導体素子１４について説明する。電力用半導体素子１４は、電力用電界効果トランジスタ（パワーＭＯＳＦＥＴ：Ｐｏｗｅｒ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、または絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などで構成される。これらは主に、モータなどの機器を駆動するインバータ回路に用いられ、数アンペアから数百アンペアの定格電流を制御するものである。半導体素子の材料としては、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガリウムナイトライド（ＧａＮ）などが用いられる。
【００１９】
制御基板３５について説明する。制御基板３５は、制御回路を構成する電子部品と、電子部品が実装されたプリント基板、セラミック基板、金属基板などから構成される。特に車載機器においては高い振動耐久性が必要なため、制御基板３５はねじ、熱かしめ、リベット、接着などで筐体に固定される。固定点は、例えば５０〜６０ｍｍの間隔で配置している。ただし固定点の間隔は一例であり、振動条件もしくは製品形状に合わせて変えても構わない。
【００２０】
ヒートシンク４について説明する。ヒートシンク４は、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成される。ヒートシンク４は、高さ方向に厚みを備え、外側に冷却面を有し、内側に冷媒が流れる流路及び冷却フィンが形成される。冷媒は流体であり、ヒートシンクの側面に設けられた２つのパイプ（流入パイプ及び流出パイプ）から冷媒は流出入される。ヒートシンクは、タンク、ポンプ、ラジエータ等とともに冷媒を循環させる冷却回路の一部を形成する。ヒートシンク４の上面あるいは下面には冷却対象の第１のインバータ１、第２のインバータ２、及びコンバータ３の一部の部品が固定される。
＜装置要部の構成＞
【００２１】
電力変換装置１００の要部の構成について、第１のインバータ１を例に図５を用いて説明する。筐体１２の部品が設置される箇所はヒートシンク４であり、筐体１２は電力用半導体素子１４（図５において図示せず）が搭載されたパワーモジュール３３が固定される固定面１２ｂを有する。図５に示す筐体１２の本体部分は直方体状で、固定面１２ｂは平面である。電子部品３４は、電力用半導体素子１４よりも固定面１２ｂの法線方向の側に、電力用半導体素子１４及び固定面１２ｂから離間させて配置される。電力変換装置１００に用いられる電子部品３４は、平滑コンデンサもしくはリアクトルなどの主回路を構成する受動部品である。図５では、電子部品３４として、２次側平滑コンデンサ３ｇを例に説明する。パワーモジュール３３と電子部品３４との間には、制御基板３５が配置される。パワーモジュール３３は、複数の第１の配線部材１３、及び複数の出力側配線部材１３ｂを有する。第１の配線部材１３と出力側配線部材１３ｂは、パワーモジュール３３の内部で電力用半導体素子１４に接続される。第１の配線部材１３は、導電性を有する保持部材２１、及び保持部材２１に保持された弾性を有する弾性部材２２を介して電子部品３４と接続される。出力側配線部材１３ｂは、端子台１６が備えたバスバー１０を介してモータ（図５において図示せず）に接続される。
＜接続の構成＞
【００２２】
装置要部における各部の電気的及び熱的な接続の構成について、図６を用いて説明する。板状の電力用半導体素子１４は、一方の面に設けられた電力用端子（図示せず）において、導電性接合材１７を介して第１の配線部材１３と接続される。また、電力用半導体素子１４は、他方の面に設けられた電力用端子（図示せず）において、導電性接合材１７を介して半導体素子用配線部材１５と接続される。電力用半導体素子１４、第１の配線部材１３、及び半導体素子用配線部材１５が接続されることで、電力変換装置１００の主回路が構成される。半導体素子用配線部材１５は、導電性接合材１７を介して出力側配線部材１３ｂと接続される。導電性接合材１７は、半田、銀ペースト、あるいは導電性接着剤などの、導電性が良好で熱伝導率の高い材料で構成される。導電性接合材１７は、電力用半導体素子１４、第１の配線部材１３、半導体素子用配線部材１５、及び出力側配線部材１３ｂを電気的及び熱的に接続し、これらの間を固着させるために用いる。
【００２３】
複数の電力用半導体素子１４を搭載したパワーモジュール３３の内部で、電力用半導体素子１４はモールド樹脂２０で覆われる。パワーモジュール３３の上部に、制御基板３５が配置される。制御基板３５は、パワーモジュール３３の制御端子(図示せず)と接続され、電力用半導体素子１４を制御する。
【００２４】
筐体１２の本体部分は内側に冷却部１２ａを備え、冷却部１２ａに液体または気体を通過させることで、筐体１２はヒートシンク４として機能する。筐体１２は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、銅、銅合金などの２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する材料を用いて作製される。第１の配線部材１３及び出力側配線部材１３ｂと、筐体１２とは、放熱部材１８を介して熱的に接続されている。電力用半導体素子１４で生じた熱は、筐体１２の側へ放熱される。放熱部材１８は、高い熱伝導性を有し、且つ、電気的絶縁性が高い材料で構成される。従って放熱部材１８は、熱伝導率が数Ｗ／ｍＫ〜数十Ｗ／ｍＫで、且つ、絶縁性のある、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂材料から成る接着剤、グリス、または絶縁シートで構成される。また、放熱部材１８は、セラミック基板または金属基板などの熱抵抗が低く、且つ、絶縁性を有する材料と、上述した樹脂材料とを組み合わせて構成することも可能である。
【００２５】
ここでの電子部品３４は２次側平滑コンデンサ３ｇであり、電力変換装置１００はコンデンサケース３０の内部にコンデンサ３１を備える。コンデンサケース３０の内部は、封止材３２で満たされている。電子部品３４であるコンデンサ３１は、電力用端子（図示せず）において、第２の配線部材１３ａと接続される。第２の配線部材１３ａには導電性を有する保持部材２１が電気的に接続され、弾性を有する弾性部材２２が保持部材２１に保持される。弾性部材２２は導電性を有し、第１の配線部材１３は弾性部材２２を押圧し、弾性部材２２を弾性変形させた状態で保持部材２１に電気的に接続される。ここでは複数の弾性部材２２として第１の弾性部材２２ａ及び第２の弾性部材２２ｂが設けられ、第１の配線部材１３は、第１の弾性部材２２ａ及び第２の弾性部材２２ｂを押圧し、第１の弾性部材２２ａ及び第２の弾性部材２２ｂを弾性変形させた状態で保持部材２１に電気的に接続されている。
【００２６】
電力変換装置１００は、筐体１２を覆い収容空間３６を形成し、固定面１２ｂに対向する対向面１１ａを有するカバー１１を備える。対向面１１ａは平面である。コンデンサケース３０は、カバー１１の対向面１１ａにねじ止めなどにより固定される。コンデンサケース３０が固定されることで、電子部品３４は収容空間３６の内部でカバー１１の対向面１１ａに固定される。また、電力用半導体素子１４は、収容空間３６の内部で筐体１２の固定面１２ｂに固定されている。カバー１１は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金などの金属材料で構成される。また、カバー１１は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ: ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）もしくはポリイミド（ＰＩ：ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）のフィルム、アラミド（全芳香族ポリアミド）繊維から形成される紙によって構成してもよい。また、カバー１１は、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などで形成してもよく、剛性が高い材料であれば他の材料であっても構わない。電力用半導体素子１４と電子部品３４が剛性の高い構造物に固定されるため、電力用半導体素子１４と電子部品３４の耐振動性が向上する。また、電力用半導体素子１４と電子部品３４は熱伝導率が高い構造物に固定されるため、電力用半導体素子１４と電子部品３４の放熱性が向上する。
【００２７】
電力用半導体素子１４と電子部品３４との接続に係る部材について説明する。第１の配線部材１３、第２の配線部材１３ａ、及び半導体素子用配線部材１５には、導電性が良好で熱伝導率の高い銅または銅合金、Ａｌ、Ａｌ合金などの金属を用いる。これらの表面はＡｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｇなどの金属材料でめっきされていてもよい。また、バスバー１０についても同様である。保持部材２１には、導電性が良好で剛性が高い銅または銅合金、Ａｌ、Ａｌ合金などの金属を用いる。保持部材２１表面はＡｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｇなどの金属材料でめっきされていてもよい。弾性部材２２には、導電性が良好で弾性を有する銅または銅合金、鉄、鉄合金などの金属を用いる。弾性部材２２の表面はＡｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｇなどの金属材料でめっきされていてもよい。弾性部材２２が弾性を有するために、弾性部材２２は板ばねもしくはコイルばねになっていてもよく、弾性部材２２の形状は自由に定めて構わない。
【００２８】
電力変換装置１００は、複数の第２の配線部材１３ａ、複数の第２の配線部材１３ａのそれぞれに電気的に接続された複数の保持部材２１、及び複数の保持部材２１のそれぞれに接続された弾性部材２２を有している。電力変換装置１００には、電力用半導体素子１４及び第１の配線部材１３が複数設けられる。図５に示すように、複数の第１の配線部材１３のそれぞれが、複数の弾性部材２２のそれぞれを押圧し、複数の弾性部材２２のそれぞれを弾性変形させた状態で、複数の保持部材２１のそれぞれに電気的に接続されている。このように構成することで、複数の第１の配線部材１３と複数の保持部材２１とを容易に一括して接続することができる。
＜接続の要部の構成＞
【００２９】
本願の要部である第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとの間の接続の詳細について説明する。保持部材２１は、第１の配線部材１３の側に開口するスリット２１ａを有する。弾性部材２２は、スリット２１ａの内側で対向する２つの内側面のそれぞれに保持されると共に、電気的に保持部材２１に接続された、導電性の第１の弾性部材２２ａ及び第２の弾性部材２２ｂからなる。第１の配線部材１３は、スリット２１ａの開口を通って第１の弾性部材２２ａと第２の弾性部材２２ｂとの間に挟まれ、第１の弾性部材２２ａと第２の弾性部材２２ｂとを押圧し、第１の弾性部材２２ａと第２の弾性部材２２ｂとを弾性変形させた状態で、第１の弾性部材２２ａ及び第２の弾性部材２２ｂに電気的に接続される。第１の弾性部材２２ａ及び第２の弾性部材２２ｂは、スリット２１ａの２つの内側面のそれぞれに形成された凹部２１ｂに、それぞれ嵌合されて保持されている。
【００３０】
弾性部材２２と保持部材２１は、接触または接合により接続されている。接触により保持部材２１と弾性部材２２とを接続させた場合の例としては、上述したような嵌合であるが、ねじ止めによる接続でも構わない。接合により接続した場合の例としては、溶接、はんだ付け、もしくはろう付けである。第２の配線部材１３ａと保持部材２１も、同様に、接触または接合により接続されている。
【００３１】
このような構成で第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとを接続することで、電力用半導体素子１４と電子部品３４とをねじ止めすることなく、電気的に接続することができる。また、ねじ止め部を設ける必要がなく、第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとをねじ止めする箇所を確保するために第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａを長く引き回す必要もなくなり、電力変換装置１００を小型化することができる。また、第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとを溶接するために、溶接治具が溶接部にアクセスするために第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとの周囲に空間を確保する必要がなくなり、電力変換装置１００を小型化することができる。また、第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとを接続する際に工具は不要であり、筐体１２の側壁に工具がアクセスするための開口部を設ける必要がなく、開口部を覆うフタと防水構造が不要なため、電力変換装置１００を小型化することができる。
【００３２】
第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａの接続箇所の配置の詳細について説明する。まず、筐体１２の固定面１２ｂの法線方向の配置について説明する。弾性部材２２を押圧する第１の配線部材１３の部分は、固定面１２ｂの法線方向に延出する。第２の配線部材１３ａは、電子部品３４における固定面１２ｂの法線方向の側の部分から固定面１２ｂに平行な方向に延出する。保持部材２１は、第２の配線部材１３ａから固定面１２ｂの法線方向とは逆の方向である法線反対方向に延出すると共に、スリット２１ａは固定面１２ｂの法線反対方向に開口している。
【００３３】
このような配置に構成することで、筐体１２にカバー１１を組み付けた際に、筐体１２の内部に収容空間３６が形成されると共に、第１の配線部材１３と第２の配線部材とが保持部材２１と弾性部材２２を介して接続され、電力用半導体素子１４とコンデンサ３１は容易に電気的に接続される。また、パワーモジュール３３とコンデンサ３１を近接して配置することができ、電力変換装置１００を小型化することができる。
【００３４】
次に、筐体１２の固定面１２ｂに平行な方向の配置について説明する。第１の配線部材１３は、固定面１２ｂに平行な第１方向の一方側に延出した後、固定面１２ｂの法線方向に延出する。第２の配線部材１３ａは、電子部品３４における固定面１２ｂの法線方向の側の部分から第１方向の一方側に延出する。保持部材２１は、第２の配線部材１３ａの第１方向の一方側の部分に接続され、保持部材２１及び弾性部材２２は、電子部品３４の第１方向の一方側に配置されている。また、電力用半導体素子１４、電子部品３４、第１の配線部材１３、第２の配線部材１３ａ、保持部材２１、及び弾性部材２２は、複数設けられる。複数の電力用半導体素子１４、電子部品３４、第１の配線部材１３、第２の配線部材１３ａ、保持部材２１、及び弾性部材２２は、第１方向に直交し固定面１２ｂに平行な第２方向に並べられている。
【００３５】
このような配置に構成することで、電力変換装置１００を構成する複数の電力用半導体素子１４、電子部品３４、第１の配線部材１３、第２の配線部材１３ａ、保持部材２１、及び弾性部材２２を第２方向に効率的に並べて設けることができ、電力変換装置１００を小型化することができる。
【００３６】
第２の配線部材１３ａ及び保持部材２１は、専用の固定部材である端子台１６ａにより対向面１１ａに固定される。第２の配線部材１３ａと保持部材２１が剛性の高い構造物に固定されるため、第２の配線部材１３ａと保持部材２１の耐振動性を向上させることができる。
【００３７】
保持部材２１と第１の配線部材１３は、公差によって位置ずれが生じる。固定面１２ｂの法線方向のずれは、保持部材２１のスリット２１ａの内部で、第１の配線部材１３と弾性部材２２の接触した箇所が法線方向にずれることで吸収される。第２方向のずれは法線方向のずれと同様に、第１の配線部材１３と弾性部材２２の接触した箇所が第２方向にずれることで吸収される。第１方向のずれは弾性部材２２が弾性を有しており、弾性部材２２が変形することで吸収される。従って、保持部材２１と第１の配線部材１３が位置ずれしていても、第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとを確実に接続することができる。
【００３８】
また、本実施の形態１においては、電力用半導体素子１４と電子部品３４であるコンデンサ３１とが電気的に接続され、主回路が構成されている。電力用半導体素子１４は、例えばＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）周波数で高速スイッチングされており、ターンオン、ターンオフ時の電流変化率（ｄｉ／ｄｔ）が大きい。主回路のインダクタンスの値をＬとすると、ターンオフ時に発生するサージ電圧（ΔＶ）は、ΔＶ＝Ｌ×ｄｉ／ｄｔで表され、インダクタンスの値が大きいと、サージ電圧も比例して大きくなる。従って、サージ電圧を電力用半導体素子１４の許容電圧以下にするためにはインダクタンス値を小さくする必要がある。インダクタンス値を小さくするためには、主回路配線を短くすることが一般的であり、つまり電力用半導体素子１４とコンデンサ３１を電気的に接続する経路を短くする必要がある。本実施の形態１では、保持部材２１と弾性部材２２を用いて短い距離で電力用半導体素子１４とコンデンサ３１を接続できることから、電力用半導体素子１４とコンデンサ３１を低いインダクタンスで接続することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態１においては、第１の配線部材１３が導電性の第１の弾性部材２２ａと第２の弾性部材２２ｂとを押圧し、第１の弾性部材２２ａ及び第２の弾性部材２２ｂに電気的に接続されている構成としたが、第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａの接続の構成はこれに限るものではない。第１の弾性部材２２ａのみを設け、第１の配線部材１３が第１の弾性部材２２ａを設けていないスリット２１ａの内側面と接して接続される構成でも構わない。この場合、第１の弾性部材２２ａは導電性を有さなくても構わない。
【００４０】
以上のように、実施の形態１による電力変換装置１００において、第１の配線部材１３は、弾性部材２２を押圧し、弾性部材２２を弾性変形させた状態で保持部材２１に電気的に接続されているため、電力用半導体素子と電子部品とをねじ止めすることなく、電気的に接続することができる。また、ねじ止め部を設ける必要がなく、電力変換装置１００を小型化することができる。また、電力変換装置１００の筐体１２に開口部を設ける必要がなく、開口部を覆うフタと防水構造が不要なため、電力変換装置１００を小型化することができる。弾性部材２２が導電性を有した場合、より確実に第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとを電気的に接続することができる。弾性部材２２が複数設けられ、第１の配線部材１３が複数の弾性部材２２を押圧する場合、より確実に第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとを電気的に接続することができる。電力用半導体素子１４が収容空間３６の内部で筐体１２に固定され、電子部品３４が収容空間３６の内部でカバー１１に固定されているため、電力用半導体素子１４と電子部品３４の耐振動性を向上させることができる。複数の第１の配線部材１３のそれぞれが、複数の弾性部材２２のそれぞれを押圧し、複数の弾性部材２２のそれぞれを弾性変形させた状態で、複数の保持部材２１のそれぞれに電気的に接続されている場合、複数の第１の配線部材１３と複数の保持部材２１とを容易に一括して接続することができる。
【００４１】
第１の配線部材１３が、スリット２１ａの開口を通って第１の弾性部材２２ａと第２の弾性部材２２ｂとの間に挟まれ、第１の弾性部材２２ａと第２の弾性部材２２ｂとを押圧する場合、より確実に第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとを電気的に接続することができる。また、保持部材２１と第１の配線部材１３が位置ずれしていても、第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとを確実に接続することができる。第１の弾性部材２２ａ及び第２の弾性部材２２ｂがそれぞれスリット２１ａに形成された凹部２１ｂに嵌合されて保持されている場合、弾性部材２２を容易に保持部材２１に設けることができる。
【００４２】
実施の形態２．
実施の形態２に係る電力変換装置１００について説明する。図７は、実施の形態２に係る電力変換装置１００の要部断面図である。実施の形態２に係る電力変換装置１００は、保持部材２１をコンデンサケース３０の内部に搭載した構成になっている。
【００４３】
電子部品３４であるコンデンサ３１、第２の配線部材１３ａ、及び保持部材２１は、コンデンサケース３０の内部に収容されると共に、封止材３２で樹脂封止され一体化されている。この構成では、実施の形態１で示した端子台１６ａは不要である。
【００４４】
以上のように、実施の形態２による電力変換装置１００において、端子台１６ａが不要なため、カバー１１へ取り付ける部材はコンデンサケース３０のみとなり、電力変換装置１００の製造に係る工数を削減することができる。また、コンデンサ３１、第２の配線部材１３ａ、及び保持部材２１が一体化されているため、これらの部材の耐振動性を向上させることができる。
【００４５】
実施の形態３．
実施の形態３に係る電力変換装置１００について説明する。図８は実施の形態３に係る電力変換装置１００の要部断面図、図９は電力変換装置１００の電子部品３４を法線方向から見た平面図、図１０は電力変換装置１００のパワーモジュール３３を法線方向の逆方向から見た平面図である。実施の形態３に係る電力変換装置１００は、保持部材２１、及び弾性部材２２が固定面１２ｂに平行な第１方向に並べられた構成になっている。
【００４６】
第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａの接続箇所の配置の詳細について説明する。本実施の形態３では、筐体１２の固定面１２ｂに平行な方向の保持部材２１及び弾性部材２２の配置が実施の形態１とは異なる構成になっている。電力変換装置１００は、電力用半導体素子１４、電子部品３４、第１の配線部材１３、第２の配線部材１３ａ、保持部材２１、及び弾性部材２２を、複数備える。複数の電力用半導体素子１４、電子部品３４、第１の配線部材１３、及び第２の配線部材１３ａは、第１方向に直交し固定面１２ｂに平行な第２方向に並べられる。保持部材２１、及び弾性部材２２は、図８に示すように、固定面１２ｂに平行な第１方向に並べられている。
【００４７】
第１の配線部材１３１、１３２、及び第２の配線部材１３ａ１、１３ａ２の配置について説明する。ここでは、第１の配線部材１３、及び第２の配線部材１３ａをそれぞれ２つ設けた例について、図９、図１０により説明する。図９に示すように、２つの第２の配線部材１３ａである第２の配線部材１３ａ１と第２の配線部材１３ａ２は、第１方向に直交し固定面１２ｂ（図９において図示せず）に平行な第２方向に並べて電子部品３４から引き出される。第２の配線部材１３ａ１と第２の配線部材１３ａ２は異なる電位を有し、電力変換装置１００の主回路の一部を構成する。２つの第２の配線部材１３ａの一方の第２の配線部材１３ａ２は、他方の第２の配線部材１３ａ１を回り込んで延出され、保持部材２１、及び弾性部材２２が、第１方向に並べて接続される。
【００４８】
図１０に示すように、２つの第１の配線部材１３である第１の配線部材１３１と第１の配線部材１３２は、第１方向に直交し固定面１２ｂ（図１０において図示せず）に平行な第２方向に並べてパワーモジュール３３から引き出される。第１の配線部材１３１と第１の配線部材１３２は異なる電位を有し、電力変換装置１００の主回路の一部を構成する。２つの第１の配線部材１３の一方の第１の配線部材１３２は、他方の第１の配線部材１３１を回り込んで延出され、弾性部材２２を押圧する第１の配線部材１３の部分が、固定面１２ｂに平行な第１方向に並べて設けられる。
【００４９】
従来、第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとをねじ止めもしくは溶接で接続する際には、工具を筐体１２の外から固定面１２ｂに平行な第１方向にアクセスする必要があったため、接続箇所を第１方向に隣接させて並べて設けることができなかった。保持部材２１、及び弾性部材２２を介した接続構成にすることで、接続箇所である保持部材２１、及び弾性部材２２を、固定面１２ｂに平行な第１方向に隣接させて並べることができる。接続箇所を隣接させて並べられるため、電力変換装置１００を小型化することができる。
【００５０】
また、さらに異なる電位を有する第１の配線部材１３、及び第２の配線部材１３ａを固定面１２ｂに平行な第１方向に隣接させて並べて配置しても構わない。さらにこれらを加えて配置しても、電力用半導体素子１４とコンデンサ３１の間のインダクタンスを小さくして配置することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態３では、保持部材２１、及び弾性部材２２の全てが、固定面１２ｂに平行な第１方向に重なるように並べて配置されているが、保持部材２１、及び弾性部材２２の配置はこれに限るものではない。複数の保持部材２１の一部が重なるように第１方向に並んでいてもよく、そのすべてが重なっていなくても構わない。
【００５２】
以上のように、実施の形態３による電力変換装置１００において、保持部材２１、及び弾性部材２２が固定面１２ｂに平行な第１方向に隣接して並べられた構成になっているため、電力変換装置１００を小型化することができる。また、保持部材２１、及び弾性部材２２を固定面１２ｂに平行な第１方向に並べられるため、保持部材２１、及び弾性部材２２の配置の自由度を向上させることができる。
【００５３】
実施の形態４．
実施の形態４に係る電力変換装置１００について説明する。図１１は、実施の形態４に係る電力変換装置１００の要部断面図である。実施の形態４に係る電力変換装置１００は、電力用半導体素子１４、第１の配線部材１３、電子部品３４、及び第２の配線部材１３ａが固定面１２ｂの法線方向に並べられた構成になっている。
【００５４】
第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａの接続箇所の配置の詳細について説明する。本実施の形態４では、電力用半導体素子１４、第１の配線部材１３、電子部品３４、及び第２の配線部材１３ａの配置が実施の形態２とは異なる構成になっている。電力変換装置１００は、電力用半導体素子１４、電子部品３４、第１の配線部材１３、第２の配線部材１３ａ、保持部材２１、及び弾性部材を、複数備える。複数の電力用半導体素子１４、第１の配線部材１３、電子部品３４、及び第２の配線部材１３ａは固定面１２ｂの法線方向に並べられる。保持部材２１、及び弾性部材２２は、固定面１２ｂに平行な第１方向に並べられている。
【００５５】
２つの第２の配線部材１３ａである第２の配線部材１３ａ１と第２の配線部材１３ａ２は、法線方向に並べて、固定面１２ｂに平行な第１方向に電子部品３４から引き出される。第２の配線部材１３ａ１と第２の配線部材１３ａ２は異なる電位を有し、電力変換装置１００の主回路の一部を構成する。２つの第１の配線部材１３である第１の配線部材１３１と第１の配線部材１３２は、法線方向に並べて、固定面１２ｂに平行な第１方向にパワーモジュール３３から引き出される。第１の配線部材１３１と第１の配線部材１３２は異なる電位を有し、電力変換装置１００の主回路の一部を構成する。
【００５６】
以上のように、実施の形態４による電力変換装置１００において、保持部材２１、及び弾性部材２２が固定面１２ｂに平行な第１方向に隣接して並べられた構成になっているため、電力変換装置１００を小型化することができる。また、保持部材２１、及び弾性部材２２を固定面１２ｂに平行な第１方向に並べられるため、保持部材２１、及び弾性部材２２の配置の自由度を向上させることができる。また、電力用半導体素子１４、第１の配線部材１３、電子部品３４、及び第２の配線部材１３ａが固定面１２ｂの法線方向に並べられた構成でも保持部材２１、及び弾性部材２２が固定面１２ｂに平行な第１方向に隣接して並べられた構成にすることができる。
【００５７】
実施の形態５．
実施の形態５に係る電力変換装置１００について説明する。図１２は、実施の形態５に係る電力変換装置１００の要部断面図である。実施の形態５に係る電力変換装置１００は、保持部材２１にスリットを設けない構成になっている。
【００５８】
保持部材２１は第１の配線部材１３の側に凹部２１ｂが形成され、弾性部材２２は凹部２１ｂに嵌合されて保持されている。第１の配線部材１３は、固定面１２ｂに平行な第１方向の一方側に延出した後、固定面１２ｂの法線方向に延出し、さらに弾性部材２２と対向するように第１方向に延出されている。第１の配線部材１３は、弾性部材２２を押圧し、弾性部材２２を弾性変形させた状態で保持部材２１に電気的に接続されている。
【００５９】
以上のように、実施の形態５による電力変換装置１００において、保持部材２１の第１の配線部材１３の側に凹部２１ｂが形成され、弾性部材２２は凹部２１ｂに嵌合されて保持されているため、第１の配線部材１３を保持部材２１のスリットに入れる必要がないことから、公差による位置ずれをより吸収して、第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとを接続することができる。
【００６０】
実施の形態６．
実施の形態６に係る電力変換装置１００について説明する。図１３は、実施の形態６に係る電力変換装置１００の要部断面図である。実施の形態６に係る電力変換装置１００は、複数の第１の配線部材１３が、弾性部材２２を押圧し、弾性部材２２を弾性変形させた状態で保持部材２１に電気的に接続された構成になっている。
【００６１】
電力変換装置１００には、電力用半導体素子１４及び第１の配線部材１３が複数設けられる。ここでは２つの電力用半導体素子１４のそれぞれが第１の配線部材１３を備えた例について説明する。２つの第１の配線部材１３が、保持部材２１のスリット２１ａの開口を通って、第１の弾性部材２２ａと第２の弾性部材２２ｂとの間に挟まれ、第１の弾性部材２２ａと第２の弾性部材２２ｂとを押圧し、第１の弾性部材２２ａと第２の弾性部材２２ｂとを弾性変形させた状態で、第１の弾性部材２２ａ及び第２の弾性部材２２ｂに電気的に接続されている。２つの第１の配線部材１３同士は、弾性部材２２の反力によって相互に押し付けられ、直接接触することで電気的に接続されている。２つの第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとは、弾性部材２２及び保持部材２１を介して電気的に接続されている。２つの第１の配線部材１３を保持部材２１のスリット２１ａの開口を通す例について説明したが、さらに多くの第１の配線部材１３を保持部材２１のスリット２１ａの開口に通す構成でも構わない。
【００６２】
以上のように、実施の形態６による電力変換装置１００において、複数の第１の配線部材１３が、保持部材２１のスリット２１ａの開口を通って、第１の弾性部材２２ａと第２の弾性部材２２ｂとの間に挟まれ、第１の弾性部材２２ａと第２の弾性部材２２ｂとを押圧するため、保持部材２１の個数を減らすことができるので、電力変換装置１００を小型化することができる。
【００６３】
実施の形態７．
実施の形態７に係る電力変換装置１００について説明する。図１４は、実施の形態７に係る電力変換装置１００の要部断面図である。実施の形態７に係る電力変換装置１００は、実施の形態１に示した構成に加えて、出力側配線部材１３ｂとバスバー１０とが弾性部材３８及び保持部材３７を介して電気的に接続された構成になっている。
【００６４】
電力変換装置１００は、出力側配線部材１３ｂとバスバー１０とを電気的に接続する弾性部材３８及び保持部材３７を備える。保持部材３７は、出力側配線部材１３ｂとバスバー１０の側に開口するスリット３７ａを有する。弾性部材３８は、スリット３７ａの内側の対向する２つの内側面のそれぞれに保持されると共に、電気的に保持部材３７に接続された、導電性の第１の弾性部材３８ａ及び第２の弾性部材３８ｂからなる。出力側配線部材１３ｂとバスバー１０とは、スリット３７ａの開口を通って第１の弾性部材３８ａと第２の弾性部材３８ｂとの間に挟まれ、第１の弾性部材３８ａと第２の弾性部材３８ｂとを押圧し、第１の弾性部材３８ａと第２の弾性部材３８ｂとを弾性変形させた状態で、第１の弾性部材３８ａ及び第２の弾性部材３８ｂに電気的に接続されている。第１の弾性部材３８ａ及び第２の弾性部材３８ｂは、スリット３７ａの２つの内側面のそれぞれに形成された凹部３７ｂに、それぞれ嵌合されて保持されている。保持部材３７は、端子台１６ｂでカバー１１の対向面１１ａに固定されている。
【００６５】
以上のように、実施の形態７による電力変換装置１００において、出力側配線部材１３ｂとバスバー１０とが弾性部材３８及び保持部材３７を介して電気的に接続されるため、筐体１２にカバー１１を取り付ける際に、第１の配線部材１３と第２の配線部材１３ａとの接続に加えて、出力側配線部材１３ｂとバスバー１０とを容易に電気的に接続することができる。
【００６６】
実施の形態８．
実施の形態８に係る電力変換装置１００について説明する。図１５は、実施の形態８に係る電力変換装置１００の要部断面図である。実施の形態８に係る電力変換装置１００は、筐体１２の固定面１２ｂと反対側の反対側面１２ｃに電子部品３４が固定された構成になっている。
【００６７】
筐体１２は、電力用半導体素子１４が固定される固定面１２ｂと、固定面１２ｂとは反対側の反対側面１２ｃと、固定面１２ｂの側と反対側面１２ｃの側とを貫通する貫通孔１２ｄとを有する。固定面１２ｂと反対側面１２ｃは、共に平面である。第１の配線部材１３は、固定面１２ｂに平行な第１方向の一方側に延出した後、貫通孔１２ｄの内側を固定面１２ｂの法線反対方向の側に延出する。電子部品３４は、反対側面１２ｃに固定される。第２の配線部材１３ａは、電子部品３４における固定面１２ｂの法線方向の側の部分から第１方向の一方側に延出する。保持部材２１は、第２の配線部材１３ａの第１方向の一方側の部分から、貫通孔１２ｄの内側を、固定面１２ｂの法線方向に延出する。弾性部材２２は、貫通孔１２ｄの内側で、保持部材２１に配置されている。
【００６８】
固定面１２ｂと反対側面１２ｃとの間には、冷却部１２ａが設けられる。保持部材２１は、貫通孔１２ｄの内側で、冷却部１２ａに隣接して設けられる。第１の配線部材１３が、保持部材２１のスリット２１ａの開口を通って、第１の弾性部材２２ａと第２の弾性部材２２ｂとの間に挟まれ、第１の弾性部材２２ａと第２の弾性部材２２ｂとを押圧し、第１の弾性部材２２ａと第２の弾性部材２２ｂとを弾性変形させた状態で、第１の弾性部材２２ａ及び第２の弾性部材２２ｂに電気的に接続されている。
【００６９】
電力変換装置１００は、筐体１２の固定面１２ｂの側を覆い収容空間３６を形成し、固定面１２ｂに対向する対向面１１ａを有するカバー１１を備える。また、電力変換装置１００は、筐体１２の反対側面１２ｃの側を覆い第２の収容空間３９を形成し、反対側面１２ｃに対向する対向面４０ａを有する第２のカバー４０を備える。対向面４０ａは平面である。
【００７０】
以上のように、実施の形態８による電力変換装置１００において、筐体１２の固定面１２ｂの側と反対側面１２ｃの側とを貫通する貫通孔１２ｄを備え、貫通孔１２ｄに設けられた保持部材２１と弾性部材２２とを介して電力用半導体素子１４と電子部品とが接続されるため、電力用半導体素子１４と電子部品３４とを短い経路で接続することができ、電力変換装置１００を小型化することができる。また、電力変換装置１００の筐体１２に開口部を設ける必要がなく、開口部を覆うフタと防水構造が不要なため、電力変換装置１００を小型化することができる。また、開口部が不要なため、筐体１２の剛性が上がり、電力変換装置１００の耐振動性を向上させることができる。また、電子部品３４が反対側面１２ｃに固定され、電子部品３４を冷却部１２ａで冷却できるため、電子部品３４の温度上昇を抑制することができる。
【００７１】
また本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００７２】
１  第１のインバータ、１ａ  コネクタ、１ｂ  電流センサ、２  第２のインバータ、３  コンバータ、３ａ  リアクトル、３ｂ  ＩＰＭ、３ｃ  コネクタ、３ｄ  １次側平滑コンデンサ、３ｅ  １次側電圧センサ、３ｆ  リアクトル電流センサ、３ｇ  ２次側平滑コンデンサ、３ｈ  ２次側電圧センサ、４  ヒートシンク、１０  バスバー、１１  カバー、１１ａ  対向面、１２  筐体、１２ａ  冷却部、１２ｂ  固定面、１２ｃ  反対側面、１２ｄ  貫通孔、１３  第１の配線部材、１３ａ  第２の配線部材、１３ｂ  出力側配線部材、１４  電力用半導体素子、１５  半導体素子用配線部材、１６  端子台、１６ａ  端子台、１６ｂ  端子台、１７  導電性接合材、１８  放熱部材、２０  モールド樹脂、２１  保持部材、２１ａ  スリット、２１ｂ  凹部、２２  弾性部材、２２ａ  第１の弾性部材、２２ｂ  第２の弾性部材、３０  コンデンサケース、３１  コンデンサ、３２  封止材、３３  パワーモジュール、３３ａ  駆動・保護基板、３４  電子部品、３５  制御基板、３６  収容空間、３７  保持部材、３７ａ  スリット、３７ｂ  凹部、３８  弾性部材、３８ａ  第１の弾性部材、３８ｂ  第２の弾性部材、３９  第２の収容空間、４０  第２のカバー、４０ａ  対向面、１００  電力変換装置、１０１  モータ、１０２  ジェネレータ、１０３  ケース、１０４  高電圧バッテリ、２００  駆動装置、３００  エンジン
【要約】
【課題】電力用半導体素子と電子部品とをねじ止めすることなく、電気的に接続することができる電力変換装置を得ること。
【解決手段】電力用半導体素子と、電力用半導体素子の電力用端子に電気的に接続された第１の配線部材と、電子部品と、電子部品の電力用端子に電気的に接続された第２の配線部材と、第２の配線部材に電気的に接続された導電性を有する保持部材と、保持部材に保持された弾性を有する弾性部材と、を備え、第１の配線部材は、弾性部材を押圧し、弾性部材を弾性変形させた状態で保持部材に電気的に接続されている。
【選択図】図６【図１】
0006884244.tif 000002
【図２】
0006884244.tif 000003
【図３】
0006884244.tif 000004
【図４】
0006884244.tif 000005
【図５】
0006884244.tif 000006
【図６】
0006884244.tif 000007
【図７】
0006884244.tif 000008
【図８】
0006884244.tif 000009
【図９】
0006884244.tif 000010
【図１０】
0006884244.tif 000011
【図１１】
0006884244.tif 000012
【図１２】
0006884244.tif 000013
【図１３】
0006884244.tif 000014
【図１４】
0006884244.tif 000015
【図１５】
0006884244.tif 000016