バスバーモジュール及び電力変換装置
【課題】より軽量化できるバスバーモジュールと、該バスバーモジュールを用いた電力変換装置を提供する。
【解決手段】バスバーモジュール１は、導体からなる複数のバスバー２と、複数のバスバー２の一部を封止してこれらを一体化する封止部材３とからなる。バスバー２は、封止部材３に封止された被封止部２２と、被封止部２２から延出し封止部材３から露出した露出部２０と、パワー端子に接続される端子接続部２１とを備える。露出部２０の延出方向（Ｙ方向）と封止部材３の長手方向（Ｘ方向）とは直交している。被封止部３は屈曲形成され、被封止部２２の一部２２２は、Ｘ方向に延びている。封止部材３は、複数の被封止部２２がＹ方向に重ならないように、複数のバスバー２を封止している。
【解決手段】バスバーモジュール１は、導体からなる複数のバスバー２と、複数のバスバー２の一部を封止してこれらを一体化する封止部材３とからなる。バスバー２は、封止部材３に封止された被封止部２２と、被封止部２２から延出し封止部材３から露出した露出部２０と、パワー端子に接続される端子接続部２１とを備える。露出部２０の延出方向（Ｙ方向）と封止部材３の長手方向（Ｘ方向）とは直交している。被封止部３は屈曲形成され、被封止部２２の一部２２２は、Ｘ方向に延びている。封止部材３は、複数の被封止部２２がＹ方向に重ならないように、複数のバスバー２を封止している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュールのパワー端子に接続するためのバスバーモジュールと、該バスバーモジュールを用いた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば電力変換装置に用いられる複数の半導体モジュールを電気的に接続するための部品として、複数のバスバーと、該バスバーの一部を封止する封止部材とを備えたバスバーモジュールが知られている（下記特許文献１、２参照）。
【０００３】
図１２に、従来のバスバーモジュール９の例を示す。このバスバーモジュール９は、複数の半導体モジュール９５を有するインバータ９０（電力変換装置）に用いられる。バスバーモジュール９は、複数のバスバー９２と、該複数のバスバー９２を封止する樹脂製の封止部材９３を備える。
【０００４】
バスバー９２は、封止部材９３に封止された被封止部９２２と、被封止部９２２から延出し封止部材９３から露出した露出部９２０と、該露出部９２０に形成された端子接続部９２１と、外部機器に接続するための外部接続部９２３とを備える。端子接続部９２１は、半導体モジュール９５のパワー端子９５１に接続している。外部接続部９２３は、インバータ９０の出力端子（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）として利用され、交流負荷（図示しない）に接続される。
【０００５】
複数の露出部９２０は互いに平行に配置されている。露出部９２０の延出方向（Ｙ方向）と、封止部材９３の長手方向（Ｘ方向）とは直交している。
【０００６】
被封止部９２２は折り曲げ形成されている。そして、この折り曲げられた複数の被封止部９２２がＹ方向に重なっている。このように複数の被封止部９２２をＹ方向に重ねることにより、被封止部９２２間の間隔を狭くし、被封止部９２２に付く寄生インダクタンスを小さくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１１５０６１号公報
【特許文献２】特開２００８−２５９３９８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、従来のバスバーモジュール９２は、複数のバスバー９２がＹ方向に重なっているため、封止部材９３のＹ方向における厚さＷが厚くなり、バスバーモジュール９２の重量が大きくなりやすいという問題があった。そのため、より軽量化できるバスバーモジュールが望まれていた。
【０００９】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、より軽量化できるバスバーモジュールと、該バスバーモジュールを用いた電力変換装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールのパワー端子に電気的に接続するためのバスバーモジュールであって、
該バスバーモジュールは、導体からなる複数のバスバーと、該バスバーの一部を封止してこれらを一体化する封止部材とからなり、
上記バスバーは、上記封止部材に封止された被封止部と、該被封止部から延出し上記封止部材から露出した露出部と、該露出部に形成され、上記パワー端子に接続される端子接続部と、外部機器に接続するための外部接続部とを備え、
上記複数の露出部はそれぞれ同一方向に延出しており、該露出部の延出方向と上記封止部材の長手方向とは直交し、
上記被封止部は屈曲形成され、該被封止部の一部は、上記長手方向に延びており、
上記封止部材は、上記複数の被封止部が上記延出方向に重ならないように、上記複数のバスバーを封止するよう構成されていることを特徴とするバスバーモジュールにある（請求項１）。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、上記バスバーモジュールを用いた電力変換装置であって、
複数の上記半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する冷媒が流れる複数の冷媒流路とを積層した積層体と、
該積層体をその内側に固定するフレームとを備え、
上記封止部材は、上記フレームに固定されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項５）。
【発明の効果】
【００１２】
上記バスバーモジュールの上記封止部材は、上記複数の被封止部が上記延出方向（上記露出部の延出方向）に重ならないように、上記複数のバスバーを封止している。
このようにすると、封止部材の上記延出方向における長さを短くすることができる。そのため、封止部材を構成する材料（樹脂等）の使用量を低減でき、封止部材を軽くすることが可能になる。これにより、バスバーモジュールを軽量化することが可能になる。
【００１３】
また、上記電力変換装置は、上記バスバーモジュールを用いているため、電力変換装置全体の重量を軽くすることができる。さらに、上記電力変換装置は、封止部材を上記フレームに固定しているため、バスバーモジュールをしっかりと固定できる。そのため、外部から振動等が伝わっても、バスバーモジュールがぐらつきにくくなる。
【００１４】
以上のごとく、本発明によれば、より軽量化できるバスバーモジュールと、該バスバーモジュールを用いた電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における、バスバーモジュールの平面図。
【図２】実施例１における、積層体およびフレームの平面図。
【図３】図２に示す積層体に、バスバーモジュールを取り付けた図。
【図４】図３に示す積層体に、高電圧バスバーを取り付けた図。
【図５】図４に示す積層体に、接地バスバーを取り付けた図。
【図６】図５のＣ−Ｃ断面図。
【図７】図１のＡ−Ａ断面図。
【図８】図１のＢ拡大矢視図。
【図９】実施例１における、被封止部の透視斜視図。
【図１０】実施例１における、電力変換装置の回路図。
【図１１】実施例１における、冷媒流路と半導体モジュールとを一体化した例。
【図１２】従来例における、バスバーモジュールの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上記バスバーモジュールにおいて、上記封止部材には、互いに反対側から凹んだ一対の凹部が形成され、該一対の凹部の間に介在する薄肉部と、該薄肉部の両端に設けられた側壁部とによって、上記長手方向に直交する平面における断面形状がＨ字状を呈するＨ状部が形成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、封止部材に上記凹部が形成されているため、封止部材を構成する材料の使用量をさらに低減することができ、封止部材を軽量化することができる。また、上記Ｈ状部を形成すると、材料の使用量を減らしつつ、封止部材の剛性を一定以上に維持することができる。すなわち、Ｈ状部における上記薄肉部と上記側壁部とは直交しているため、薄肉部が撓みやすい方向（薄肉部の法線方向）には側壁部が撓みにくく、側壁部が撓みやすい方向（側壁部の法線方向）には薄肉部が撓みにくくなる。このように、薄肉部と側壁部とで、撓みやすい方向を補強しあっているため、全体の剛性を高めることが可能になる。
【００１７】
また、上記外部接続部にリアクトルが接続されることが好ましい（請求項３）。
複数の上記被封止部を上記延出方向に重ねないと、被封止部に付く寄生インダクタンスが大きくなりやすいが、外部接続部にリアクトルを接続する場合には、リアクトルのインダクタンスの方が寄生インダクタンスよりも遥かに大きいため、寄生インダクタンスの、電気回路に与える影響を小さくすることができる。
【００１８】
また、上記封止部材に平行配置された補助封止部材を備え、該補助封止部材は、上記バスバーの、上記延出方向における上記被封止部を形成した側とは反対側の端部を封止しており、上記封止部材と上記補助封止部材とが別体に形成されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、封止部材と上記補助封止部材とによってバスバーを封止できるため、バスバーをしっかりと保持することが可能になる。また、封止部材と補助封止部材とが別体に形成されており、これらの間を繋ぐ部分が存在しないため、バスバーモジュールを軽量化することができる。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
上記バスバーモジュール及び電力変換装置に係る実施例について、図１〜図１１を用いて説明する。
図３に示すごとく、本例のバスバーモジュール１は、半導体素子を内蔵した半導体モジュール５のパワー端子５１に電気的に接続するために用いられる。図１に示すごとく、バスバーモジュール１は、導体からなる複数のバスバー２と、複数のバスバー２の一部を封止してこれらを一体化する封止部材３とからなる。
バスバー２は、封止部材３に封止された被封止部２２と、被封止部２２から延出し封止部材３から露出した露出部２０と、露出部２０に形成され、パワー端子５１（図３参照）に接続される端子接続部２１と、外部機器に接続するための外部接続部２３とを備える。
【００２０】
複数の露出部２０はそれぞれ同一方向に延出している。露出部２０の延出方向（Ｙ方向）と封止部材３の長手方向（Ｘ方向）とは直交している。
被封止部３は屈曲形成され、被封止部２２の一部（後述する第２部分２２２）は、上記長手方向（Ｘ方向）に延びている。
封止部材３は、複数の被封止部２２が上記延出方向（Ｙ方向）に重ならないように、複数のバスバー２を封止している。
【００２１】
バスバーモジュール１は、封止部材３に平行配置された補助封止部材４を備える。補助封止部材４は、バスバー２の、Ｙ方向における被封止部２２を形成した側とは反対側の端部を封止している。封止部材３および補助封止部材４は、それぞれ絶縁樹脂によって構成されている。
【００２２】
露出部２０は、半導体モジュール５のパワー端子５１に接続するための６個の端子接続部２１（第１端子接続部２１ａ〜第６端子接続部２１ｆ）を有する。露出部２０は板状であり、端子接続部２１は、露出部２０から、該露出部２０の板厚方向（Ｚ方向）に立設している。
【００２３】
また、露出部２０には、パワー端子５１が通る６個の貫通穴２４（第１貫通穴２４ａ〜第６貫通穴２４ｆ）が、Ｚ方向に貫通形成されている。第１貫通穴２４ａと第２貫通穴２４ｂは、Ｘ方向に隣接している。また、第５貫通穴２４ｅと第６貫通穴２４ｆも、Ｘ方向に隣接している。第２貫通穴２４ｂと、第３貫通穴２４ｃと、第４貫通穴２４ｄと、第６貫通穴２４ｆは、Ｙ方向に隣接している。
【００２４】
本例のバスバーモジュール１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための電力変換装置１０（ＤＣ−ＤＣコンバータ）に用いられる。図２、図３に示すごとく、電力変換装置１０は、複数の半導体モジュール５と複数の冷却管６０とを積層した積層体１１と、該積層体１１をその内側に固定するフレーム７とを備える。冷却管６０には、半導体モジュール５を冷却する冷媒１６が流れる冷媒流路６が形成されている。
【００２５】
バスバーモジュール１の封止部材３には、Ｚ方向に貫通したボルト挿通孔３９が形成されている。また、フレーム７には、複数の螺子孔７５（図２参照）が形成されている。ボルト挿通孔３９にボルト３８を挿入し、螺子孔７５に螺合することにより、バスバーモジュール１をフレーム７に固定するようになっている。補助封止部材４も同様に、ボルト３８によってフレーム７に固定される。
【００２６】
図１、図７に示すごとく、封止部材３および補助封止部材４には、Ｚ方向に向って互いに反対側から凹む一対の凹部３０（３０ａ，３０ｂ）が形成されている。一対の凹部３０ａ，３０ｂの間に介在する薄肉部３１と、薄肉部３１の両端に設けられた側壁部３２，３３とによって、Ｘ方向に直交する平面における断面形状がＨ字状を呈するＨ状部３４が形成されている。封止部材３および補助封止部材４には、このＨ状部３４が複数箇所、形成されている。
【００２７】
なお、本例では、一対の凹部３０ａ，３０ｂを、それぞれＺ方向に凹むように形成したが、Ｙ方向に凹むように形成してもよい。
【００２８】
また、図８、図９に示すごとく、被封止部２２は、露出部２０に連なりＹ方向に延びる第１部分２２１と、該第１部分２２１からＺ方向に立設し、Ｘ方向に延びる第２部分２２２と、該第２部分２２２からＹ方向に延びる第３部分２２３とを備える。第３部分２２３は外部接続部２３と繋がっている。第２部分２２２の板厚方向は、Ｙ方向と平行である。また、第３部分２２３の板厚方向はＸ方向と平行である。
【００２９】
外部接続部２３は、上記第３部分２２３に連なりＹ方向に延びる第１延出部２３１と、該第１延出部２３１からＸ方向に延出する第２延出部２３２と、該第２延出部２３２に取り付けられた円板状部２３３と、該円板状部２３３に設けられ封止部材３に向ってＹ方向に突出する円筒状部２３４とを備える。円筒状部２３４と円板状部２３３には、Ｙ方向に貫通した接続用貫通穴２３５が形成されている。この接続用貫通穴２３５に、外部機器（リアクトルＬ；図１０参照）の端子が挿入され、接続される。
【００３０】
次に、電力変換装置１０についての説明をする。上述したように電力変換装置１０は、複数の半導体モジュール５（図２参照）と、複数の冷却管６０とを積層した積層体１１を備える。半導体モジュール５のパワー端子５１には、バスバー２を介して外部機器（リアクトルＬ）に接続される外部接続端子５１ｃと、接地される接地端子５１ｂと、昇圧後の電圧が加わる高電圧端子５１ａとがある。
【００３１】
また、図６に示すごとく、半導体モジュール５は、複数の制御端子５３を備える。この制御端子５３に制御回路基板１９が接続している。制御回路基板１９によって、半導体モジュール５のスイッチング動作を制御している。
【００３２】
図２に示すごとく、Ｘ方向に隣り合う２個の冷却管６０は、Ｙ方向における両端において、連結管１２によって連結されている。また、複数の冷却管６０のうち、Ｘ方向における一端に位置する冷却管６０ａには、積層体１１に冷媒１６を導入するための導入パイプ１３と、積層体１１から冷媒１６を導出するための導出パイプ１４とが取り付けられている。導入パイプ１３から冷媒１６を導入すると、冷媒１６は連結管１２を通って全ての冷却管６０内を流れ、導出パイプ１４から導出される。これにより、半導体モジュール５を冷却するようになっている。
【００３３】
フレーム７の、Ｘ方向に直交する一対の壁部７１，７２のうち、一方の壁部７１と積層体１１との間には、弾性部材１５（板ばね）が介在している。この弾性部材１５によって、積層体１５を他方の壁部７２（導入パイプ１３と導出パイプ１４を設けた側の壁部）に向けて押圧し、固定している。
【００３４】
なお、本例では、一方の壁部７１と積層体１１との間に弾性部材１５を設けたが、他方の壁部７２と積層体１１との間に弾性部材１５を設けてもよい。この場合には、積層体１１は、一方の壁部７１に向けて押圧されることになる。
【００３５】
半導体モジュール５には、上述した高電圧端子５１ａを有する上アーム半導体モジュール５ａと、接地端子５１ｂを有する下アーム半導体モジュール５ｂとがある。図３に示すごとく、３個の上アーム半導体モジュール５ａの外部接続端子５１ｃに、バスバー２の３個の端子接続部２１（第１端子接続部２１ａ、第２端子接続部２１ｂ、第３端子接続部２１ｃ）が接続している。また、３個の下アーム半導体モジュール５ｂの外部接続端子５１ｃに、バスバー２の３個の端子接続部２１（第４端子接続部２１ｄ、第５端子接続部２１ｅ、第６端子接続部２１ｆ）が接続している。
【００３６】
本例では、端子接続部２１の主表面と、外部接続端子５１ｃの主表面とを互いに重ね合わせ、端子接続部２１の端面２１０（図６参照）と外部接続端子５１ｃの端面５１０とに溶接工程を施すことにより、これら端子接続部２１と外部接続端子５１ｃとを電気的に接続している。
【００３７】
上述したように、バスバー２には、第１貫通穴２４ａ〜第６貫通穴２４ｆの６個の貫通穴２４が形成されている。図３に示すごとく、上アーム半導体モジュール５ａの２個の外部接続端子５１ｃが、第１貫通穴２４ａおよび第２貫通穴２４ｂを通っている。また、上アーム半導体モジュール５ａの１個の高電圧端子５１ａが、第３貫通穴２４ｃを通っており、下アーム半導体モジュール５ｂの１個の接地端子５１ｂが、第４貫通穴２４ｄを通っている。さらに、下アーム半導体モジュール５ｂの２個の外部接続端子５１ｃが、第５貫通穴２４ｅおよび第６貫通穴２４ｆを通っている。
【００３８】
図４に示すごとく、上アーム半導体モジュール５ａの全ての高電圧端子５１ａに、高電圧バスバー１７が接続している。高電圧バスバー１７は、板状本体部１７０と、該板状本体部１７０に設けられた櫛歯状部１７１とを備える。この櫛歯状部１７１が、高電圧端子５１ａに溶接されている。また、板状本体部１７０には、複数の貫通穴１７２が形成されている。下アーム半導体モジュール５ｂの接地端子５１ｂが、この貫通穴１７２を通っている。
高電圧バスバー１７は、絶縁体（図示しない）を介してフレーム７に固定されている。また、高電圧バスバー１７は、昇圧した電圧を出力するための出力端子１７３を有する。
【００３９】
図５に示すごとく、下アーム半導体モジュール５ｂの全ての接地端子５１ｂに、接地バスバー１８が接続している。接地バスバー１８は、板状本体部１８０と、該板状本体部１８０に設けられた櫛歯状部１８１とを備える。この櫛歯状部１８１が、接地端子５１ｂに溶接されている。
接地バスバー１８は、絶縁体（図示しない）を介してフレーム７に固定されている。また、接地バスバー１８は、昇圧した電圧を出力するための出力端子１８３を有する。
【００４０】
図６に示すごとく、上アーム半導体モジュール５ａの外部接続端子５１ｃと、下アーム半導体モジュール５ｂの外部接続端子５１ｃとは、Ｚ方向における長さが略等しい。高電圧端子５１ａのＺ方向における長さは、外部接続端子５１ｃのＺ方向における長さよりも長い。また、接地端子５１ｂのＺ方向における長さは、高電圧端子５１ａのＺ方向における長さよりも長い。
【００４１】
高電圧端子５１ａは、バスバー２に形成した第３貫通穴２４ｃを通り、高電圧バスバー１７の櫛歯状部１７１に接続している。また、接地端子５１ｂは、バスバー２に形成した第４貫通穴２４ｄと、高電圧バスバー１７に形成した貫通穴１７２とを通り、接地バスバー１８の櫛歯状部１８１に接続している。
【００４２】
次に、電力変換装置１０の電気回路の説明をする。図１０に示すごとく、本例の電力変換装置１０は、直流電源８０の電圧を昇圧するためのＤＣ−ＤＣコンバータの一部を構成している。電力変換装置１０には、上述した上アーム半導体モジュール５ａに封止された上アーム半導体素子５２ａと、下アーム半導体モジュール５ｂに封止された下アーム半導体素子５２ｂとがある。個々の半導体素子５２には、フリーホイールダイオード５９が逆並列接続されている。本例では、上アーム半導体素子５２ａと下アーム半導体素子５２ｂとに外部機器（平滑コンデンサＣ１、フィルタコンデンサＣ２、リアクトルＬ１〜Ｌ３）を接続することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成している。
【００４３】
電力変換装置１０は、９個の上アーム半導体素子５２ａと、９個の下アーム半導体素子５２ｂとを有する。そして、３個の上アーム半導体素子５２ａと３個の下アーム半導体素子５２ｂとが組み合わさって１個の半導体素子群５５を構成している。半導体素子群５５には、第１リアクトルＬ１に接続される第１半導体素子群５５ａと、第２リアクトルＬ２に接続される第２半導体素子群５５ｂと、第３リアクトルＬ３に接続される第３半導体素子群５５ｃとがある。
【００４４】
上アーム半導体素子５２ａのコレクタ端子は、上記高電圧端子５１ａとなっている。この高電圧端子５１ａに、高電圧バスバー１７が接続している。また、上アーム半導体素子５２ａのエミッタ端子および、下アーム半導体素子５２ｂのコレクタ端子は、上記外部接続端子５１ｃとなっている。この外部接続端子５１ｃはバスバー２に接続している。バスバー２は、リアクトルＬの一方の端子８１に接続している。また、下アーム半導体素子５２ｂのエミッタ端子は、上記接地端子５１ｂとなっている。この接地端子５１ｂに、接地バスバー１８が接続している。
【００４５】
高電圧バスバー１７と接地バスバー１８との間には、平滑リアクトルＣ１が接続されている。また、リアクトルＬの他方の端子８２は、直流電源８０の正極端子８５と、フィルタコンデンサＣ２の一方の端子８８に接続している。直流電源８０の負極端子８６と、フィルタコンデンサＣ２の他方の端子８９は、接地バスバー１８に接続している。
【００４６】
半導体素子５２のゲート端子には、上述した制御回路基板１９（図６参照）が接続される。制御回路基板１９は、下アーム側半導体素子５２ｂをオンオフ動作させている。これにより、直流電源８０の電圧を昇圧している。そして、昇圧した電圧を平滑コンデンサＣ１によって平滑し、出力端子１７３，１８３から出力するようになっている。
【００４７】
また、制御回路基板１９は、３個の半導体素子群５５ａ〜５５ｂにそれぞれ含まれる、下アーム側半導体素子５２ｂを、それぞれ位相をずらしつつオンオフさせている。これにより、個々のリアクトルＬ１〜Ｌ３に流れる電流を少なくし、リアクトルのサイズを小さくできるようにしている。
【００４８】
本例では、高電圧バスバー１７の出力端子１７３と、接地バスバー１８の出力バスバー１８３とは、それぞれインバータ（図示しない）に接続される。そして、昇圧した直流電圧を、インバータによって交流電圧に変換し、三相交流モータ等の交流負荷を駆動するようになっている。
【００４９】
本例の作用効果について説明する。図１に示すごとく、本例におけるバスバーモジュール１の封止部材３は、複数の被封止部２２がＹ方向に重ならないように、複数のバスバー２を封止している。
このようにすると、封止部材３のＹ方向における長さを短くすることができる。そのため、封止部材３を構成する樹脂の量を低減でき、封止部材３を軽くすることが可能になる。これにより、バスバーモジュール１を軽量化することが可能になる。
【００５０】
また、本例では、被封止部２２が屈曲形成されている。このようにすると、被封止部２２を含めた封止部材３全体の剛性を高めることができる。
【００５１】
また、図７に示すごとく、本例の封止部材３には、Ｈ状部３４が形成されている。このようにすると、凹部３０ａ，３０ｂによって、封止部材３を構成する樹脂の量をさらに低減することができ、封止部材３を軽量化することができる。また、Ｈ状部３４を形成すると、樹脂の量を減らしつつ、封止部材３の剛性を一定以上に維持することができる。すなわち、Ｈ状部３４は薄肉部３１と側壁部３２，３３とが直交しているため、薄肉部３１が撓みやすい方向（薄肉部３１の法線方向、すなわちＺ方向）には側壁部３２，３３が撓みにくく、側壁部３２，３３が撓みやすい方向（側壁部の法線方向、すなわちＹ方向）には薄肉部３１が撓みにくくなる。このように、薄肉部３１と側壁部３２，３３とで、撓みやすい方向を補強しあっているため、全体の剛性を高めることが可能になる。
【００５２】
また、図１、図９に示すごとく、バスバー２は外部接続部２３を備える。この外部接続部２３にリアクトルＬ１〜Ｌ３（図１０参照）が接続される。
上述したように、複数の被封止部２２をＹ方向に重ねないと、被封止部２２に付く寄生インダクタンスが大きくなりやすいが、外部接続部２３にリアクトルを接続する場合には、リアクトルのインダクタンスの方が寄生インダクタンスよりも遥かに大きいため、寄生インダクタンスの、電気回路に与える影響を小さくすることができる。
【００５３】
また、図１に示すごとく、本例のバスバーモジュール１は補助封止部材４を備える。封止部材３と補助封止部材４とは別体に形成されている。
このようにすると、封止部材３と補助封止部材４とによってバスバー２を封止できるため、バスバー２をしっかりと保持することが可能になる。また、封止部材３と補助封止部材４とが別体に形成されており、これらの間を繋ぐ樹脂部分が存在しないため、バスバーモジュール１を軽量化することができる。
【００５４】
また、図５に示すごとく、本例の電力変換装置１０は、上記バスバーモジュール１を用いている。そのため、電力変換装置１０全体の重量を軽くすることができる。さらに、本例の電力変換装置１０は、封止部材３をフレーム７に固定しているため、バスバーモジュール１をしっかりと固定できる。そのため、外部から振動等が伝わっても、バスバーモジュール１がぐらつきにくくなる。
【００５５】
以上のごとく、本例によれば、より軽量化できるバスバーモジュールと、該バスバーモジュールを用いた電力変換装置を提供することができる。
【００５６】
なお、本例の電力変換装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成しているが、例えば直流電圧と交流電圧との間で電力変換を行うためのインバータを構成するようにしてもよい。この場合には、外部接続部２３（図１参照）にはリアクトルＬ１〜Ｌ３は接続されず、三相交流モータ等の交流負荷が接続されることになる。
【００５７】
また、本例では、冷媒流路６を内部に有する複数の冷却管６０と、複数の半導体モジュール５とを積層して積層体１１を構成したが、図１１に示すごとく、半導体素子を内蔵した半導体モジュール５の本体部５８と枠部５５０とを一体に備えた冷却器一体型半導体モジュール５００を積層することにより、半導体モジュール５と冷媒流路６とが積層される構造にしてもよい。冷却器一体型半導体モジュール５００の枠部５５０は、本体部５８よりもＸ方向における幅が大きい。また、枠部５５０と本体部５８との間には空間が設けられている。この空間が、冷媒流路６となる。
【符号の説明】
【００５８】
１ バスバーモジュール
１０ 電力変換装置
２ バスバー
２０ 露出部
２１ 端子接続部
２２ 被封止部
２３ 外部接続部
３ 封止部材
５ 半導体モジュール
５１ パワー端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュールのパワー端子に接続するためのバスバーモジュールと、該バスバーモジュールを用いた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば電力変換装置に用いられる複数の半導体モジュールを電気的に接続するための部品として、複数のバスバーと、該バスバーの一部を封止する封止部材とを備えたバスバーモジュールが知られている（下記特許文献１、２参照）。
【０００３】
図１２に、従来のバスバーモジュール９の例を示す。このバスバーモジュール９は、複数の半導体モジュール９５を有するインバータ９０（電力変換装置）に用いられる。バスバーモジュール９は、複数のバスバー９２と、該複数のバスバー９２を封止する樹脂製の封止部材９３を備える。
【０００４】
バスバー９２は、封止部材９３に封止された被封止部９２２と、被封止部９２２から延出し封止部材９３から露出した露出部９２０と、該露出部９２０に形成された端子接続部９２１と、外部機器に接続するための外部接続部９２３とを備える。端子接続部９２１は、半導体モジュール９５のパワー端子９５１に接続している。外部接続部９２３は、インバータ９０の出力端子（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）として利用され、交流負荷（図示しない）に接続される。
【０００５】
複数の露出部９２０は互いに平行に配置されている。露出部９２０の延出方向（Ｙ方向）と、封止部材９３の長手方向（Ｘ方向）とは直交している。
【０００６】
被封止部９２２は折り曲げ形成されている。そして、この折り曲げられた複数の被封止部９２２がＹ方向に重なっている。このように複数の被封止部９２２をＹ方向に重ねることにより、被封止部９２２間の間隔を狭くし、被封止部９２２に付く寄生インダクタンスを小さくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１１５０６１号公報
【特許文献２】特開２００８−２５９３９８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、従来のバスバーモジュール９２は、複数のバスバー９２がＹ方向に重なっているため、封止部材９３のＹ方向における厚さＷが厚くなり、バスバーモジュール９２の重量が大きくなりやすいという問題があった。そのため、より軽量化できるバスバーモジュールが望まれていた。
【０００９】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、より軽量化できるバスバーモジュールと、該バスバーモジュールを用いた電力変換装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールのパワー端子に電気的に接続するためのバスバーモジュールであって、
該バスバーモジュールは、導体からなる複数のバスバーと、該バスバーの一部を封止してこれらを一体化する封止部材とからなり、
上記バスバーは、上記封止部材に封止された被封止部と、該被封止部から延出し上記封止部材から露出した露出部と、該露出部に形成され、上記パワー端子に接続される端子接続部と、外部機器に接続するための外部接続部とを備え、
上記複数の露出部はそれぞれ同一方向に延出しており、該露出部の延出方向と上記封止部材の長手方向とは直交し、
上記被封止部は屈曲形成され、該被封止部の一部は、上記長手方向に延びており、
上記封止部材は、上記複数の被封止部が上記延出方向に重ならないように、上記複数のバスバーを封止するよう構成されていることを特徴とするバスバーモジュールにある（請求項１）。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、上記バスバーモジュールを用いた電力変換装置であって、
複数の上記半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する冷媒が流れる複数の冷媒流路とを積層した積層体と、
該積層体をその内側に固定するフレームとを備え、
上記封止部材は、上記フレームに固定されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項５）。
【発明の効果】
【００１２】
上記バスバーモジュールの上記封止部材は、上記複数の被封止部が上記延出方向（上記露出部の延出方向）に重ならないように、上記複数のバスバーを封止している。
このようにすると、封止部材の上記延出方向における長さを短くすることができる。そのため、封止部材を構成する材料（樹脂等）の使用量を低減でき、封止部材を軽くすることが可能になる。これにより、バスバーモジュールを軽量化することが可能になる。
【００１３】
また、上記電力変換装置は、上記バスバーモジュールを用いているため、電力変換装置全体の重量を軽くすることができる。さらに、上記電力変換装置は、封止部材を上記フレームに固定しているため、バスバーモジュールをしっかりと固定できる。そのため、外部から振動等が伝わっても、バスバーモジュールがぐらつきにくくなる。
【００１４】
以上のごとく、本発明によれば、より軽量化できるバスバーモジュールと、該バスバーモジュールを用いた電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における、バスバーモジュールの平面図。
【図２】実施例１における、積層体およびフレームの平面図。
【図３】図２に示す積層体に、バスバーモジュールを取り付けた図。
【図４】図３に示す積層体に、高電圧バスバーを取り付けた図。
【図５】図４に示す積層体に、接地バスバーを取り付けた図。
【図６】図５のＣ−Ｃ断面図。
【図７】図１のＡ−Ａ断面図。
【図８】図１のＢ拡大矢視図。
【図９】実施例１における、被封止部の透視斜視図。
【図１０】実施例１における、電力変換装置の回路図。
【図１１】実施例１における、冷媒流路と半導体モジュールとを一体化した例。
【図１２】従来例における、バスバーモジュールの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上記バスバーモジュールにおいて、上記封止部材には、互いに反対側から凹んだ一対の凹部が形成され、該一対の凹部の間に介在する薄肉部と、該薄肉部の両端に設けられた側壁部とによって、上記長手方向に直交する平面における断面形状がＨ字状を呈するＨ状部が形成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、封止部材に上記凹部が形成されているため、封止部材を構成する材料の使用量をさらに低減することができ、封止部材を軽量化することができる。また、上記Ｈ状部を形成すると、材料の使用量を減らしつつ、封止部材の剛性を一定以上に維持することができる。すなわち、Ｈ状部における上記薄肉部と上記側壁部とは直交しているため、薄肉部が撓みやすい方向（薄肉部の法線方向）には側壁部が撓みにくく、側壁部が撓みやすい方向（側壁部の法線方向）には薄肉部が撓みにくくなる。このように、薄肉部と側壁部とで、撓みやすい方向を補強しあっているため、全体の剛性を高めることが可能になる。
【００１７】
また、上記外部接続部にリアクトルが接続されることが好ましい（請求項３）。
複数の上記被封止部を上記延出方向に重ねないと、被封止部に付く寄生インダクタンスが大きくなりやすいが、外部接続部にリアクトルを接続する場合には、リアクトルのインダクタンスの方が寄生インダクタンスよりも遥かに大きいため、寄生インダクタンスの、電気回路に与える影響を小さくすることができる。
【００１８】
また、上記封止部材に平行配置された補助封止部材を備え、該補助封止部材は、上記バスバーの、上記延出方向における上記被封止部を形成した側とは反対側の端部を封止しており、上記封止部材と上記補助封止部材とが別体に形成されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、封止部材と上記補助封止部材とによってバスバーを封止できるため、バスバーをしっかりと保持することが可能になる。また、封止部材と補助封止部材とが別体に形成されており、これらの間を繋ぐ部分が存在しないため、バスバーモジュールを軽量化することができる。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
上記バスバーモジュール及び電力変換装置に係る実施例について、図１〜図１１を用いて説明する。
図３に示すごとく、本例のバスバーモジュール１は、半導体素子を内蔵した半導体モジュール５のパワー端子５１に電気的に接続するために用いられる。図１に示すごとく、バスバーモジュール１は、導体からなる複数のバスバー２と、複数のバスバー２の一部を封止してこれらを一体化する封止部材３とからなる。
バスバー２は、封止部材３に封止された被封止部２２と、被封止部２２から延出し封止部材３から露出した露出部２０と、露出部２０に形成され、パワー端子５１（図３参照）に接続される端子接続部２１と、外部機器に接続するための外部接続部２３とを備える。
【００２０】
複数の露出部２０はそれぞれ同一方向に延出している。露出部２０の延出方向（Ｙ方向）と封止部材３の長手方向（Ｘ方向）とは直交している。
被封止部３は屈曲形成され、被封止部２２の一部（後述する第２部分２２２）は、上記長手方向（Ｘ方向）に延びている。
封止部材３は、複数の被封止部２２が上記延出方向（Ｙ方向）に重ならないように、複数のバスバー２を封止している。
【００２１】
バスバーモジュール１は、封止部材３に平行配置された補助封止部材４を備える。補助封止部材４は、バスバー２の、Ｙ方向における被封止部２２を形成した側とは反対側の端部を封止している。封止部材３および補助封止部材４は、それぞれ絶縁樹脂によって構成されている。
【００２２】
露出部２０は、半導体モジュール５のパワー端子５１に接続するための６個の端子接続部２１（第１端子接続部２１ａ〜第６端子接続部２１ｆ）を有する。露出部２０は板状であり、端子接続部２１は、露出部２０から、該露出部２０の板厚方向（Ｚ方向）に立設している。
【００２３】
また、露出部２０には、パワー端子５１が通る６個の貫通穴２４（第１貫通穴２４ａ〜第６貫通穴２４ｆ）が、Ｚ方向に貫通形成されている。第１貫通穴２４ａと第２貫通穴２４ｂは、Ｘ方向に隣接している。また、第５貫通穴２４ｅと第６貫通穴２４ｆも、Ｘ方向に隣接している。第２貫通穴２４ｂと、第３貫通穴２４ｃと、第４貫通穴２４ｄと、第６貫通穴２４ｆは、Ｙ方向に隣接している。
【００２４】
本例のバスバーモジュール１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための電力変換装置１０（ＤＣ−ＤＣコンバータ）に用いられる。図２、図３に示すごとく、電力変換装置１０は、複数の半導体モジュール５と複数の冷却管６０とを積層した積層体１１と、該積層体１１をその内側に固定するフレーム７とを備える。冷却管６０には、半導体モジュール５を冷却する冷媒１６が流れる冷媒流路６が形成されている。
【００２５】
バスバーモジュール１の封止部材３には、Ｚ方向に貫通したボルト挿通孔３９が形成されている。また、フレーム７には、複数の螺子孔７５（図２参照）が形成されている。ボルト挿通孔３９にボルト３８を挿入し、螺子孔７５に螺合することにより、バスバーモジュール１をフレーム７に固定するようになっている。補助封止部材４も同様に、ボルト３８によってフレーム７に固定される。
【００２６】
図１、図７に示すごとく、封止部材３および補助封止部材４には、Ｚ方向に向って互いに反対側から凹む一対の凹部３０（３０ａ，３０ｂ）が形成されている。一対の凹部３０ａ，３０ｂの間に介在する薄肉部３１と、薄肉部３１の両端に設けられた側壁部３２，３３とによって、Ｘ方向に直交する平面における断面形状がＨ字状を呈するＨ状部３４が形成されている。封止部材３および補助封止部材４には、このＨ状部３４が複数箇所、形成されている。
【００２７】
なお、本例では、一対の凹部３０ａ，３０ｂを、それぞれＺ方向に凹むように形成したが、Ｙ方向に凹むように形成してもよい。
【００２８】
また、図８、図９に示すごとく、被封止部２２は、露出部２０に連なりＹ方向に延びる第１部分２２１と、該第１部分２２１からＺ方向に立設し、Ｘ方向に延びる第２部分２２２と、該第２部分２２２からＹ方向に延びる第３部分２２３とを備える。第３部分２２３は外部接続部２３と繋がっている。第２部分２２２の板厚方向は、Ｙ方向と平行である。また、第３部分２２３の板厚方向はＸ方向と平行である。
【００２９】
外部接続部２３は、上記第３部分２２３に連なりＹ方向に延びる第１延出部２３１と、該第１延出部２３１からＸ方向に延出する第２延出部２３２と、該第２延出部２３２に取り付けられた円板状部２３３と、該円板状部２３３に設けられ封止部材３に向ってＹ方向に突出する円筒状部２３４とを備える。円筒状部２３４と円板状部２３３には、Ｙ方向に貫通した接続用貫通穴２３５が形成されている。この接続用貫通穴２３５に、外部機器（リアクトルＬ；図１０参照）の端子が挿入され、接続される。
【００３０】
次に、電力変換装置１０についての説明をする。上述したように電力変換装置１０は、複数の半導体モジュール５（図２参照）と、複数の冷却管６０とを積層した積層体１１を備える。半導体モジュール５のパワー端子５１には、バスバー２を介して外部機器（リアクトルＬ）に接続される外部接続端子５１ｃと、接地される接地端子５１ｂと、昇圧後の電圧が加わる高電圧端子５１ａとがある。
【００３１】
また、図６に示すごとく、半導体モジュール５は、複数の制御端子５３を備える。この制御端子５３に制御回路基板１９が接続している。制御回路基板１９によって、半導体モジュール５のスイッチング動作を制御している。
【００３２】
図２に示すごとく、Ｘ方向に隣り合う２個の冷却管６０は、Ｙ方向における両端において、連結管１２によって連結されている。また、複数の冷却管６０のうち、Ｘ方向における一端に位置する冷却管６０ａには、積層体１１に冷媒１６を導入するための導入パイプ１３と、積層体１１から冷媒１６を導出するための導出パイプ１４とが取り付けられている。導入パイプ１３から冷媒１６を導入すると、冷媒１６は連結管１２を通って全ての冷却管６０内を流れ、導出パイプ１４から導出される。これにより、半導体モジュール５を冷却するようになっている。
【００３３】
フレーム７の、Ｘ方向に直交する一対の壁部７１，７２のうち、一方の壁部７１と積層体１１との間には、弾性部材１５（板ばね）が介在している。この弾性部材１５によって、積層体１５を他方の壁部７２（導入パイプ１３と導出パイプ１４を設けた側の壁部）に向けて押圧し、固定している。
【００３４】
なお、本例では、一方の壁部７１と積層体１１との間に弾性部材１５を設けたが、他方の壁部７２と積層体１１との間に弾性部材１５を設けてもよい。この場合には、積層体１１は、一方の壁部７１に向けて押圧されることになる。
【００３５】
半導体モジュール５には、上述した高電圧端子５１ａを有する上アーム半導体モジュール５ａと、接地端子５１ｂを有する下アーム半導体モジュール５ｂとがある。図３に示すごとく、３個の上アーム半導体モジュール５ａの外部接続端子５１ｃに、バスバー２の３個の端子接続部２１（第１端子接続部２１ａ、第２端子接続部２１ｂ、第３端子接続部２１ｃ）が接続している。また、３個の下アーム半導体モジュール５ｂの外部接続端子５１ｃに、バスバー２の３個の端子接続部２１（第４端子接続部２１ｄ、第５端子接続部２１ｅ、第６端子接続部２１ｆ）が接続している。
【００３６】
本例では、端子接続部２１の主表面と、外部接続端子５１ｃの主表面とを互いに重ね合わせ、端子接続部２１の端面２１０（図６参照）と外部接続端子５１ｃの端面５１０とに溶接工程を施すことにより、これら端子接続部２１と外部接続端子５１ｃとを電気的に接続している。
【００３７】
上述したように、バスバー２には、第１貫通穴２４ａ〜第６貫通穴２４ｆの６個の貫通穴２４が形成されている。図３に示すごとく、上アーム半導体モジュール５ａの２個の外部接続端子５１ｃが、第１貫通穴２４ａおよび第２貫通穴２４ｂを通っている。また、上アーム半導体モジュール５ａの１個の高電圧端子５１ａが、第３貫通穴２４ｃを通っており、下アーム半導体モジュール５ｂの１個の接地端子５１ｂが、第４貫通穴２４ｄを通っている。さらに、下アーム半導体モジュール５ｂの２個の外部接続端子５１ｃが、第５貫通穴２４ｅおよび第６貫通穴２４ｆを通っている。
【００３８】
図４に示すごとく、上アーム半導体モジュール５ａの全ての高電圧端子５１ａに、高電圧バスバー１７が接続している。高電圧バスバー１７は、板状本体部１７０と、該板状本体部１７０に設けられた櫛歯状部１７１とを備える。この櫛歯状部１７１が、高電圧端子５１ａに溶接されている。また、板状本体部１７０には、複数の貫通穴１７２が形成されている。下アーム半導体モジュール５ｂの接地端子５１ｂが、この貫通穴１７２を通っている。
高電圧バスバー１７は、絶縁体（図示しない）を介してフレーム７に固定されている。また、高電圧バスバー１７は、昇圧した電圧を出力するための出力端子１７３を有する。
【００３９】
図５に示すごとく、下アーム半導体モジュール５ｂの全ての接地端子５１ｂに、接地バスバー１８が接続している。接地バスバー１８は、板状本体部１８０と、該板状本体部１８０に設けられた櫛歯状部１８１とを備える。この櫛歯状部１８１が、接地端子５１ｂに溶接されている。
接地バスバー１８は、絶縁体（図示しない）を介してフレーム７に固定されている。また、接地バスバー１８は、昇圧した電圧を出力するための出力端子１８３を有する。
【００４０】
図６に示すごとく、上アーム半導体モジュール５ａの外部接続端子５１ｃと、下アーム半導体モジュール５ｂの外部接続端子５１ｃとは、Ｚ方向における長さが略等しい。高電圧端子５１ａのＺ方向における長さは、外部接続端子５１ｃのＺ方向における長さよりも長い。また、接地端子５１ｂのＺ方向における長さは、高電圧端子５１ａのＺ方向における長さよりも長い。
【００４１】
高電圧端子５１ａは、バスバー２に形成した第３貫通穴２４ｃを通り、高電圧バスバー１７の櫛歯状部１７１に接続している。また、接地端子５１ｂは、バスバー２に形成した第４貫通穴２４ｄと、高電圧バスバー１７に形成した貫通穴１７２とを通り、接地バスバー１８の櫛歯状部１８１に接続している。
【００４２】
次に、電力変換装置１０の電気回路の説明をする。図１０に示すごとく、本例の電力変換装置１０は、直流電源８０の電圧を昇圧するためのＤＣ−ＤＣコンバータの一部を構成している。電力変換装置１０には、上述した上アーム半導体モジュール５ａに封止された上アーム半導体素子５２ａと、下アーム半導体モジュール５ｂに封止された下アーム半導体素子５２ｂとがある。個々の半導体素子５２には、フリーホイールダイオード５９が逆並列接続されている。本例では、上アーム半導体素子５２ａと下アーム半導体素子５２ｂとに外部機器（平滑コンデンサＣ１、フィルタコンデンサＣ２、リアクトルＬ１〜Ｌ３）を接続することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成している。
【００４３】
電力変換装置１０は、９個の上アーム半導体素子５２ａと、９個の下アーム半導体素子５２ｂとを有する。そして、３個の上アーム半導体素子５２ａと３個の下アーム半導体素子５２ｂとが組み合わさって１個の半導体素子群５５を構成している。半導体素子群５５には、第１リアクトルＬ１に接続される第１半導体素子群５５ａと、第２リアクトルＬ２に接続される第２半導体素子群５５ｂと、第３リアクトルＬ３に接続される第３半導体素子群５５ｃとがある。
【００４４】
上アーム半導体素子５２ａのコレクタ端子は、上記高電圧端子５１ａとなっている。この高電圧端子５１ａに、高電圧バスバー１７が接続している。また、上アーム半導体素子５２ａのエミッタ端子および、下アーム半導体素子５２ｂのコレクタ端子は、上記外部接続端子５１ｃとなっている。この外部接続端子５１ｃはバスバー２に接続している。バスバー２は、リアクトルＬの一方の端子８１に接続している。また、下アーム半導体素子５２ｂのエミッタ端子は、上記接地端子５１ｂとなっている。この接地端子５１ｂに、接地バスバー１８が接続している。
【００４５】
高電圧バスバー１７と接地バスバー１８との間には、平滑リアクトルＣ１が接続されている。また、リアクトルＬの他方の端子８２は、直流電源８０の正極端子８５と、フィルタコンデンサＣ２の一方の端子８８に接続している。直流電源８０の負極端子８６と、フィルタコンデンサＣ２の他方の端子８９は、接地バスバー１８に接続している。
【００４６】
半導体素子５２のゲート端子には、上述した制御回路基板１９（図６参照）が接続される。制御回路基板１９は、下アーム側半導体素子５２ｂをオンオフ動作させている。これにより、直流電源８０の電圧を昇圧している。そして、昇圧した電圧を平滑コンデンサＣ１によって平滑し、出力端子１７３，１８３から出力するようになっている。
【００４７】
また、制御回路基板１９は、３個の半導体素子群５５ａ〜５５ｂにそれぞれ含まれる、下アーム側半導体素子５２ｂを、それぞれ位相をずらしつつオンオフさせている。これにより、個々のリアクトルＬ１〜Ｌ３に流れる電流を少なくし、リアクトルのサイズを小さくできるようにしている。
【００４８】
本例では、高電圧バスバー１７の出力端子１７３と、接地バスバー１８の出力バスバー１８３とは、それぞれインバータ（図示しない）に接続される。そして、昇圧した直流電圧を、インバータによって交流電圧に変換し、三相交流モータ等の交流負荷を駆動するようになっている。
【００４９】
本例の作用効果について説明する。図１に示すごとく、本例におけるバスバーモジュール１の封止部材３は、複数の被封止部２２がＹ方向に重ならないように、複数のバスバー２を封止している。
このようにすると、封止部材３のＹ方向における長さを短くすることができる。そのため、封止部材３を構成する樹脂の量を低減でき、封止部材３を軽くすることが可能になる。これにより、バスバーモジュール１を軽量化することが可能になる。
【００５０】
また、本例では、被封止部２２が屈曲形成されている。このようにすると、被封止部２２を含めた封止部材３全体の剛性を高めることができる。
【００５１】
また、図７に示すごとく、本例の封止部材３には、Ｈ状部３４が形成されている。このようにすると、凹部３０ａ，３０ｂによって、封止部材３を構成する樹脂の量をさらに低減することができ、封止部材３を軽量化することができる。また、Ｈ状部３４を形成すると、樹脂の量を減らしつつ、封止部材３の剛性を一定以上に維持することができる。すなわち、Ｈ状部３４は薄肉部３１と側壁部３２，３３とが直交しているため、薄肉部３１が撓みやすい方向（薄肉部３１の法線方向、すなわちＺ方向）には側壁部３２，３３が撓みにくく、側壁部３２，３３が撓みやすい方向（側壁部の法線方向、すなわちＹ方向）には薄肉部３１が撓みにくくなる。このように、薄肉部３１と側壁部３２，３３とで、撓みやすい方向を補強しあっているため、全体の剛性を高めることが可能になる。
【００５２】
また、図１、図９に示すごとく、バスバー２は外部接続部２３を備える。この外部接続部２３にリアクトルＬ１〜Ｌ３（図１０参照）が接続される。
上述したように、複数の被封止部２２をＹ方向に重ねないと、被封止部２２に付く寄生インダクタンスが大きくなりやすいが、外部接続部２３にリアクトルを接続する場合には、リアクトルのインダクタンスの方が寄生インダクタンスよりも遥かに大きいため、寄生インダクタンスの、電気回路に与える影響を小さくすることができる。
【００５３】
また、図１に示すごとく、本例のバスバーモジュール１は補助封止部材４を備える。封止部材３と補助封止部材４とは別体に形成されている。
このようにすると、封止部材３と補助封止部材４とによってバスバー２を封止できるため、バスバー２をしっかりと保持することが可能になる。また、封止部材３と補助封止部材４とが別体に形成されており、これらの間を繋ぐ樹脂部分が存在しないため、バスバーモジュール１を軽量化することができる。
【００５４】
また、図５に示すごとく、本例の電力変換装置１０は、上記バスバーモジュール１を用いている。そのため、電力変換装置１０全体の重量を軽くすることができる。さらに、本例の電力変換装置１０は、封止部材３をフレーム７に固定しているため、バスバーモジュール１をしっかりと固定できる。そのため、外部から振動等が伝わっても、バスバーモジュール１がぐらつきにくくなる。
【００５５】
以上のごとく、本例によれば、より軽量化できるバスバーモジュールと、該バスバーモジュールを用いた電力変換装置を提供することができる。
【００５６】
なお、本例の電力変換装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成しているが、例えば直流電圧と交流電圧との間で電力変換を行うためのインバータを構成するようにしてもよい。この場合には、外部接続部２３（図１参照）にはリアクトルＬ１〜Ｌ３は接続されず、三相交流モータ等の交流負荷が接続されることになる。
【００５７】
また、本例では、冷媒流路６を内部に有する複数の冷却管６０と、複数の半導体モジュール５とを積層して積層体１１を構成したが、図１１に示すごとく、半導体素子を内蔵した半導体モジュール５の本体部５８と枠部５５０とを一体に備えた冷却器一体型半導体モジュール５００を積層することにより、半導体モジュール５と冷媒流路６とが積層される構造にしてもよい。冷却器一体型半導体モジュール５００の枠部５５０は、本体部５８よりもＸ方向における幅が大きい。また、枠部５５０と本体部５８との間には空間が設けられている。この空間が、冷媒流路６となる。
【符号の説明】
【００５８】
１ バスバーモジュール
１０ 電力変換装置
２ バスバー
２０ 露出部
２１ 端子接続部
２２ 被封止部
２３ 外部接続部
３ 封止部材
５ 半導体モジュール
５１ パワー端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を内蔵した半導体モジュールのパワー端子に電気的に接続するためのバスバーモジュールであって、
該バスバーモジュールは、導体からなる複数のバスバーと、該バスバーの一部を封止してこれらを一体化する封止部材とからなり、
上記バスバーは、上記封止部材に封止された被封止部と、該被封止部から延出し上記封止部材から露出した露出部と、該露出部に形成され、上記パワー端子に接続される端子接続部と、外部機器に接続するための外部接続部とを備え、
上記複数の露出部はそれぞれ同一方向に延出しており、該露出部の延出方向と上記封止部材の長手方向とは直交し、
上記被封止部は屈曲形成され、該被封止部の一部は、上記長手方向に延びており、
上記封止部材は、上記複数の被封止部が上記延出方向に重ならないように、上記複数のバスバーを封止するよう構成されていることを特徴とするバスバーモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のバスバーモジュールにおいて、上記封止部材には、互いに反対側から凹んだ一対の凹部が形成され、該一対の凹部の間に介在する薄肉部と、該薄肉部の両端に設けられた側壁部とによって、上記長手方向に直交する平面における断面形状がＨ字状を呈するＨ状部が形成されていることを特徴とするバスバーモジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のバスバーモジュールにおいて、上記外部接続部にリアクトルが接続されることを特徴とするバスバーモジュール。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のバスバーモジュールにおいて、上記封止部材に平行配置された補助封止部材を備え、該補助封止部材は、上記バスバーの、上記延出方向における上記被封止部を形成した側とは反対側の端部を封止しており、上記封止部材と上記補助封止部材とが別体に形成されていることを特徴とするバスバーモジュール。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のバスバーモジュールを用いた電力変換装置であって、
複数の上記半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する冷媒が流れる複数の冷媒流路とを積層した積層体と、
該積層体をその内側に固定するフレームとを備え、
上記封止部材は、上記フレームに固定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１】
半導体素子を内蔵した半導体モジュールのパワー端子に電気的に接続するためのバスバーモジュールであって、
該バスバーモジュールは、導体からなる複数のバスバーと、該バスバーの一部を封止してこれらを一体化する封止部材とからなり、
上記バスバーは、上記封止部材に封止された被封止部と、該被封止部から延出し上記封止部材から露出した露出部と、該露出部に形成され、上記パワー端子に接続される端子接続部と、外部機器に接続するための外部接続部とを備え、
上記複数の露出部はそれぞれ同一方向に延出しており、該露出部の延出方向と上記封止部材の長手方向とは直交し、
上記被封止部は屈曲形成され、該被封止部の一部は、上記長手方向に延びており、
上記封止部材は、上記複数の被封止部が上記延出方向に重ならないように、上記複数のバスバーを封止するよう構成されていることを特徴とするバスバーモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のバスバーモジュールにおいて、上記封止部材には、互いに反対側から凹んだ一対の凹部が形成され、該一対の凹部の間に介在する薄肉部と、該薄肉部の両端に設けられた側壁部とによって、上記長手方向に直交する平面における断面形状がＨ字状を呈するＨ状部が形成されていることを特徴とするバスバーモジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のバスバーモジュールにおいて、上記外部接続部にリアクトルが接続されることを特徴とするバスバーモジュール。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のバスバーモジュールにおいて、上記封止部材に平行配置された補助封止部材を備え、該補助封止部材は、上記バスバーの、上記延出方向における上記被封止部を形成した側とは反対側の端部を封止しており、上記封止部材と上記補助封止部材とが別体に形成されていることを特徴とするバスバーモジュール。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のバスバーモジュールを用いた電力変換装置であって、
複数の上記半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する冷媒が流れる複数の冷媒流路とを積層した積層体と、
該積層体をその内側に固定するフレームとを備え、
上記封止部材は、上記フレームに固定されていることを特徴とする電力変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−４６４６８（Ｐ２０１３−４６４６８Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８１８０６（Ｐ２０１１−１８１８０６）
【出願日】平成２３年８月２３日（２０１１．８．２３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２３日（２０１１．８．２３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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