電力変換装置
【課題】過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置及びこれを搭載した車両を提供すること。
【解決手段】交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置１。電力変換装置１によって制御される被制御電流の経路内に半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１との接続部４が形成されている。接続部４は、主電極端子２１とバスバ端子３１とを、先端部２１１、３１１同士が同じ方向を向くように重ね合わせると共に先端部２１１、３１１において接合してなる。そして、２つの部品の端子を流れる被制御電流の主方向が逆向となるよう構成されている。
【解決手段】交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置１。電力変換装置１によって制御される被制御電流の経路内に半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１との接続部４が形成されている。接続部４は、主電極端子２１とバスバ端子３１とを、先端部２１１、３１１同士が同じ方向を向くように重ね合わせると共に先端部２１１、３１１において接合してなる。そして、２つの部品の端子を流れる被制御電流の主方向が逆向となるよう構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、内燃機関と電気モータの両方を駆動源として有するハイブリッド自動車、その他、電気モータを駆動源として備えた自動車等では、直流電力と交流電力との間で双方向変換する大容量のインバータを必要とする。そのため、このインバータを含む電力変換装置が種々開発されてきた。
【０００３】
該電力変換装置は、ＩＧＢＴ素子等の半導体素子を内蔵した半導体モジュールを複数用いて、被制御電流を制御する。上記半導体モジュールは、被制御電流の出し入れをする主電極端子を有しており、該主電極端子は、バッテリーや電気モータ等に接続されたバスバーに接続されている。そして、被制御電流は、バスバー及び主電極端子を流れ、両者の接続部を通過する。
【０００４】
かかる電力変換装置において、上記半導体モジュールに過電流が流れて故障することを防ぐべく、主電極端子にヒューズを設けたものが開示されている（特許文献１、２参照）。
しかしながら、過電流が流れたとき、主電極端子がヒューズにおいて物理的に断線したとしても、断線後の端子片が互いに充分に離れないと、アーク放電によって電気的に繋がった状態が長時間続くおそれがある。これにより、半導体モジュールやその他の部品に過電流が流れ続けるおそれがある。そして、半導体モジュール等の故障の原因となるおそれがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０６８９６７号公報
【特許文献２】特開２００５−１７５４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置及びこれを搭載した車両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】
【０００７】
第１の発明は、交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置であって、
該電力変換装置によって制御される被制御電流の経路内に別部品同士の接続部が形成されており、
該接続部は、一方の部品の端子と他方の部品の端子とを、先端部同士が同じ方向を向くように重ね合わせると共に上記先端部において接合してなり、
上記２つの部品の端子を流れる上記被制御電流の主方向が逆向となるよう構成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１）。
【０００８】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記接続部は、一方の部品の端子と他方の部品の端子とを先端部同士が同じ方向を向くように重ね合わせていると共に、上記先端部において接合されている。それ故、上記接続部に過電流が流れたとき、上記先端部において溶断させることができる。
【０００９】
そして、上記２つの部品の端子を流れる上記被制御電流の主方向が逆向となるよう構成されている。即ち、上記接続部は互いに同じ方向を向いた先端部において接合されているため、これらを流れる被制御電流の主方向は逆向きとなる。それ故、上記２つの端子の間には、被制御電流が流れている間、電磁力に基づく斥力が作用している。そのため、上記のごとく過電流によって接続部が溶断されたとき、２つの端子は即座に互いに離れる方向に動くこととなる。
【００１０】
その結果、溶断後において、２つの端子を充分に離して、両者の間に電流が流れ続けることを防ぐことができる。また、２つの端子の間にアーク放電が生ずることを防ぐことができ、アーク放電による電流継続をも防ぐことができる。
これにより、過電流による電力変換装置の故障を最小限に抑制することができる。
【００１１】
以上のごとく、本発明によれば、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置を提供することができる。
【００１２】
第２の発明は、交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置であって、
該電力変換装置によって制御される被制御電流の経路内に別部品の端子同士の接続部が形成されており、
少なくとも一方の上記部品の端子には、該端子の幅方向の側面から切り込まれた切込部が千鳥状に３箇所以上形成されており、これらの間に形成された複数の中間経路部のうち、隣合う中間経路部を流れる上記被制御電流の主方向が互いに逆向となるよう構成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１０）。
【００１３】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
少なくとも一方の上記部品の端子には、上記切込部が形成されているため、上記端子に過電流が流れたとき、該端子を切込部の延長線上において溶断させることができる。
そして、上記隣合う中間経路部を流れる上記被制御電流の主方向が逆向となるよう構成されているため、上記隣合う中間経路部の間には、被制御電流が流れている間、電磁力に基づく斥力が作用している。そのため、上記のごとく過電流によって端子が溶断されたとき、２つの中間経路部は即座に互いに離れる方向に動くこととなる。
【００１４】
その結果、溶断後において、２つの中間経路部を充分に離して、両者の間に電流が流れ続けることを防ぐことができる。また、２つの中間経路部の間にアーク放電が生ずることを防ぐことができ、アーク放電による電流継続をも防ぐことができる。
これにより、過電流による電力変換装置の故障を最小限に抑制することができる。
【００１５】
以上のごとく、本発明によれば、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置を提供することができる。
【００１６】
第３の発明は、交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置であって、
該電力変換装置によって制御される被制御電流の経路内に別部品の端子同士の接続部が形成されており、
少なくとも一方の上記部品の端子は、互いに略平行となる一対の平行経路部が構成されるように折り曲げられた折曲げ部を形成してなると共に、該折曲げ部における折返し頂部には、幅方向の側面から切り込まれたスリット部が形成されており、
上記折曲げ部における上記一対の平行経路部に流れる上記被制御電流の主方向が互いに逆向となるよう構成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１１）。
【００１７】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
少なくとも一方の上記部品の端子には、上記スリット部が形成されているため、上記端子に過電流が流れたとき、該端子をスリット部の延長線上において溶断させることができる。
そして、上記端子には一対の平行経路部を有する上記折曲げ部が形成されており、上記一対の平行経路部を流れる上記被制御電流の主方向が逆向となるよう構成されている。そのため、上記一対の平行経路部の間には、被制御電流が流れている間、電磁力に基づく斥力が作用している。そのため、上記のごとく過電流によって上記折曲げ部の折返し頂部が溶断されたとき、２つの平行経路部は即座に互いに離れる方向に動くこととなる。
【００１８】
その結果、溶断後において、２つの平行経路部を充分に離して、両者の間に電流が流れ続けることを防ぐことができる。また、溶断された２つの平行経路部の間にアーク放電が生ずることを防ぐことができ、アーク放電による電流継続をも防ぐことができる。
これにより、過電流による電力変換装置の故障を最小限に抑制することができる。
【００１９】
以上のごとく、本発明によれば、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置を提供することができる。
【００２０】
第４の発明は、電気モータを駆動源として利用する車両であって、上記電気モータの駆動電力を生成するための電力変換装置を搭載してなり、該電力変換装置は請求項１〜９のいずれか一項に記載の電力変換装置であることを特徴とする車両にある（請求項１２）。
本発明によれば、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置を搭載した車両を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
上記第１の発明（請求項１）において、上記電力変換装置としては、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等がある。また、上記電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流の生成に用いることができる。
【００２２】
また、上記接続部は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールの主電極端子と、該主電極端子に接続されるバスバーとの接続部であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記接続部に過電流が流れた際に早期に断線して、半導体モジュールの故障を最小限に抑制することができる。
上記半導体モジュールは、例えばＩＧＢＴ素子等の半導体素子を内蔵してなる。
【００２３】
また、上記接続部を構成する上記端子は、先端部の断面積が他の部分の断面積よりも小さいことが好ましい（請求項３）。
この場合には、接合部となる先端部の断面積が小さいために、この部分の抵抗値が大きくなる。それ故、過電流が流れたとき、上記接合部（先端部）におけるジュール熱を他の部分よりも大きくすることができ、確実に、上記接合部において溶断させることができる。これにより、過電流通過時における溶断個所を一定させることができ、溶断後の早期かつ確実な断線を実現することができる。
【００２４】
また、上記２つの部品の端子は、互いに異なる厚みを有することが好ましい（請求項４）。
この場合には、接続部の溶断後において、２つの端子が離れる方向に斥力が作用したとき、厚みの薄い方の端子が曲がることにより、電流の継続を確実に防止することができる。そして、溶断後における端子の屈曲方向が一定するため、電力変換装置における部品配置を、予め適切に設計しておくことができる。即ち、溶断後における端子と他の部品との短絡故障等を防ぐことができるよう、適切な部品配置を行うことができる。
【００２５】
また、上記接続部は溶接されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記接続部を容易に形成することができる。
溶接は、例えば、ＴＩＧ等のアーク溶接法によって行うことができる。
【００２６】
また、上記接続部は、先端部を曲面形状としていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記接続部が溶断した際におけるアーク放電の発生を効果的に抑制することができる。
【００２７】
また、上記接続部は、先端部を曲率半径２０ｍｍ以上の曲面形状としていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記接続部が溶断した際におけるアーク放電の発生を一層効果的に抑制することができる。
【００２８】
また、上記接続部はリベットによって締結されていてもよい（請求項８）。
この場合には、過電流通過時にリベットにおいて溶断させることができ、溶断個所を安定させることができる。
【００２９】
また、上記接続部を構成する上記端子のうち、少なくとも一方は、母材よりも抵抗値の高い金属からなるメッキ層を表面に形成してなることが好ましい（請求項９）。
この場合には、過電流通過時において、抵抗値の高いメッキ層の温度が特に高くなるため、上記メッキ層において溶断させることができ、溶断個所をより安定させることができる。
例えば、上記母材として銅（Ｃｕ）を採用した場合、上記メッキ層としては、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等を用いることができる。
【００３０】
次に、上記第２の発明（請求項１０）において、隣合う中間経路部の間であって上記端子の一方の側面から切り込まれた上記切込部の先端部と、上記端子の他方の側面との間の距離は、流れる電流と導体の幅、厚さに応じて適宜決定される。
【００３１】
次に、上記第３の発明（請求項１１）において、上記折曲げ部における折返し頂部の上記スリット部を除く幅は、流れる電流と導体の厚さに応じて適宜決定される。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図１〜図７を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、直流電力と交流電力との間で電力の変換を行うインバータであり、該電力変換装置１によって制御される被制御電流の経路内に別部品同士の接続部４が形成されている。該接続部４は、具体的には、図１〜図３に示すごとく、半導体素子を内蔵した半導体モジュール２の主電極端子２１と、該主電極端子２１に接続されるバスバー３との接続部である。
【００３３】
図２、図３に示すごとく、接続部４は、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３の端子（バスバ端子３１）とを、先端部２１１、３１１同士が同じ方向を向くように重ね合わせると共に上記先端部２１１、３１１において接合してなる。
そして、図４に示すごとく、上記２つの部品の端子、即ち、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１とを流れる上記被制御電流Ｉの主方向が逆向となるよう構成されている。
【００３４】
図２に示すごとく、接続部４を構成する半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１とは、先端部２１１、３１１の断面積が他の部分の断面積よりも小さい。本例においては、上記先端部２１１、３１１の形状を、略台形状としている。
また、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１とは、互いに異なる厚みを有する。そして、主電極端子２１の厚みをバスバ端子３１の厚みよりも小さくしている。具体的には、主電極端子２１の厚みを１ｍｍとし、バスバ端子３１の厚みを５ｍｍとする。また、主電極端子２１及びバスバ端子３１の幅は、いずれも１０ｍｍであり、先端部２１１、３１１の幅は２ｍｍとする。
また、半導体モジュール２の主電極端子２１及びバスバー３は、いずれも銅からなる。
【００３５】
そして、図２、図３に示すごとく、接続部４は溶接されている。即ち、主電極端子２１及びバスバ端子３１の先端部２１１、３１１において、溶接部４０が形成されている。溶接は、例えば、ＴＩＧ等のアーク溶接法によって行うことができる。
接続部４の先端部、即ち溶接部４０は、曲率半径２０ｍｍ以上の曲面形状を有する。
【００３６】
半導体モジュール２は、ＩＧＢＴ等の半導体素子を内蔵したモジュール本体部２０と、該モジュール本体部２０から突出させた２本の主電極端子２１と、該主電極端子２１の突出方向と略１８０度異なる方向へ突出させた信号端子２２とよりなる。
そして、上記２本の主電極端子２１が、それぞれバスバー３のバスバ端子３１に接続されている。
【００３７】
また、図１、図６に示すごとく、電力変換装置１は、複数の半導体モジュール２を用いて構成されており、被制御電流が、主電極端子２１から半導体モジュール２に入出されるよう、主電極端子２１にバスバー３が接続されている。そして、各半導体モジュール２における一方の主電極端子２１に接続されたバスバー３は、電気モータ１１に接続され、他方の主電極端子に接続されたバスバー３は、電源（図示略）側に接続されている。
【００３８】
また、半導体モジュール２の信号端子２２は、半導体モジュール２のスイッチング動作を制御する制御回路（図示略）に接続されている。
そして、各半導体モジュール２のスイッチング動作によって、電源側から供給された直流電力を、交流電力に変換して、電気モータ１１を駆動することができる。
また、上記電気モータ１１を駆動源として利用する、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に、上記電力変換装置１を搭載することができる。
【００３９】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記接続部４は、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１とを先端部２１１、３１１同士が同じ方向を向くように重ね合わせていると共に、先端部２１１、３１１において接合されている。それ故、接続部４に過電流が流れたとき、先端部４において溶断させることができる。
【００４０】
そして、図４、図５に示すごとく、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１とを流れる被制御電流Ｉの主方向が逆向となるよう構成されている。即ち、上記接続部４は互いに同じ方向を向いた先端部２１１、３１１において接合されているため、これらを流れる被制御電流Ｉの主方向は逆向きとなる。なお、先端の溶接部４０以外においても主電極端子２１とバスバ端子３１とが接触することはあるが、これらの接触部分は接触抵抗が大きくなるため、被制御電流Ｉの主な流れは、先端部（溶接部４０）を通ることとなる。この被制御電流の主な流れの方向が「主方向」である。
【００４１】
このように主電極端子２１とバスバ端子３１とを流れる被制御電流Ｉの主方向が逆向きとなるため、２つの端子（主電極端子２１とバスバ端子３１）の間には、被制御電流Ｉが流れている間、電磁力に基づく斥力Ｆが作用している。即ち、図５に示すごとく、主電極端子２１とバスバ端子３１とに互いに逆向きの電流Ｉが流れている場合、各端子の周囲には、互いに逆向きの磁界Ｂが発生する。この逆向きの磁界Ｂによって、電磁力に基づく斥力Ｆが発生する。
【００４２】
そのため、上記のごとく過電流によって接続部４が溶断されたとき、主電極端子２１とバスバ端子３１とは即座に互いに離れる方向に動くこととなる。その結果、溶断後において、図７に示すごとく、主電極端子２１とバスバ端子３１とを充分に離して、両者の間に電流が流れ続けることを防ぐことができる。また、主電極端子２１とバスバ端子３１との間にアーク放電が生ずることを防ぐことができ、アーク放電による電流継続をも防ぐことができる。
これにより、過電流による電力変換装置１の故障を最小限に抑制することができる。
【００４３】
また、接続部４を構成する主電極端子２１とバスバ端子３１とは、先端部２１１、３１１の断面積が他の部分の断面積よりも小さい。即ち、接合部（溶接部４０）となる先端部２１１、３１１の断面積が小さいために、この部分の抵抗値が大きくなる。それ故、過電流が流れたとき、溶接部４０（先端部２１１、３１１）におけるジュール熱を他の部分よりも大きくすることができ、確実に、上記溶接部４０において溶断させることができる。これにより、過電流通過時における溶断個所を一定させることができ、溶断後の早期かつ確実な断線を実現することができる。
【００４４】
また、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１とは、互いに異なる厚みを有し、主電極端子２１の厚みをバスバ端子３１の厚みよりも小さくしている。これにより、図７に示すごとく、接続部４の溶断後において、２つの端子が離れる方向に斥力が作用したとき、厚みの薄い方の端子である主電極端子２１が曲がることにより、電流の継続を確実に防止することができる。そして、溶断後における端子の屈曲方向が一定するため、電力変換装置１における部品配置を、予め適切に設計しておくことができる。即ち、溶断後における端子と他の部品との短絡故障等を防ぐことができるよう、適切な部品配置を行うことができる。
【００４５】
また、上記接続部４の先端部（溶接部４０）が曲面形状であるため、上記接続部４が溶断した際におけるアーク放電の発生を効果的に抑制することができる。特に溶接部４０の曲面形状は曲率半径２０ｍｍ以上を有するため、接続部４が溶断した際におけるアーク放電の発生を一層効果的に抑制することができる。
【００４６】
以上のごとく、本例によれば、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置及びこれを搭載した車両を提供することができる。
【００４７】
（実施例２）
本例は、接続部４を構成する半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１とのうち、少なくとも一方の表面に、母材よりも抵抗値の高い金属からなるメッキ層を形成した例である。
即ち、上記母材として銅（Ｃｕ）を採用した場合、メッキ層としては、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等を用いることができる。
その他は、実施例１と同様である。
【００４８】
本例の場合には、過電流通過時において、抵抗値の高いメッキ層の温度が特に高くなるため、上記メッキ層において溶断させることができ、溶断個所をより安定させることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４９】
（実施例３）
本例は、図８に示すごとく、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１との接続部４をリベット４１によって締結した例である。
即ち、主電極端子２１の先端部２１１とバスバ端子３１の先端部３１１に、開口部を設けておき、その開口部を合せるようにバスバ端子３１を重ね合わせて、開口部にリベット４１を挿通して締結する。なお、リベット４１の材質としては、鉄や銅を用いることができる。
その他は、実施例１と同様である。
【００５０】
本例の場合には、過電流通過時にリベット４１において溶断させることができ、溶断個所を安定させることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５１】
（実施例４）
本例は、図９に示すごとく、半導体モジュール２の主電極端子２１に、該主電極端子２１の幅方向の側面から切り込まれた切込部２１２を千鳥状に３箇所形成した例である。
そして、３個の切込部２１２の間に形成された２本の中間経路部２１３を流れる被制御電流の主方向が互いに逆向となるよう構成されている。
【００５２】
また、２本の中間経路部２１３の間であって主電極端子２１の一方の側面から切り込まれた切込部２１２の先端部と、主電極端子２１の他方の側面との間の距離Ｗ１は、流れる電流と導体の長さ、厚さに応じて適宜決定される。
また、上記切込部２１２は、主電極端子２１の長さ方向に対して直角となる方向に形成されている。そして、切込部２１２の形成間隔Ｌ１は、流れる電流と導体の幅、厚さに応じて適宜決定される。
【００５３】
なお、本例においては、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバ端子３１との接続部４の状態としては、実施例１（図２、図３）と同様に先端部２１１、３１１同士が同じ方向を向く必要は必ずしもない。
その他は、実施例１と同様である。
【００５４】
次に、本例の作用効果につき説明する。
半導体モジュール２の主電極端子２１には切込部２１２が形成されているため、主電極端子２１に過電流が流れたとき、主電極端子２１を切込部２１２の延長線上において溶断させることができる。
そして、隣合う中間経路部２１３を流れる被制御電流Ｉの主方向が逆向となるよう構成されているため、隣合う中間経路部２１３の間には、被制御電流Ｉが流れている間、電磁力に基づく斥力が作用している。そのため、上記のごとく過電流によって主電極端子２１が溶断されたとき、２つの中間経路部２１３は即座に互いに離れる方向に動くこととなる。
【００５５】
その結果、溶断後において、２つの中間経路部２１３を充分に離して、両者の間に電流が流れ続けることを防ぐことができる。また、２つの主電極端子２１の間にアーク放電が生ずることを防ぐことができ、アーク放電による電流継続をも防ぐことができる。
これにより、過電流による電力変換装置１の故障を最小限に抑制することができる。
【００５６】
以上のごとく、本例によれば、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置を提供することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５７】
（実施例５）
本例は、図１０、図１１に示すごとく、半導体モジュール２の主電極端子２１に、互いに略平行となる一対の平行経路部２１４が構成されるように折り曲げられた折曲げ部２１５を形成した例である。
折曲げ部２１５における折返し頂部２１６には、幅方向の側面から切り込まれたスリット部２１７が形成されている。
そして、折曲げ部２１５における一対の平行経路部２１４に流れる被制御電流Ｉの主方向が互いに逆向となるよう構成されている。
【００５８】
折曲げ部２１５は、主電極端子２１の長手方向に対して略垂直に突出するように屈曲形成されており、突出量Ｌ２は、流れる電流と導体の幅、厚さに応じて適宜決定される。
また、スリット部２１７は、折返し頂部２１６の両側面から形成されており、一対のスリット部２１７の間の距離Ｗ２は流れる電流と導体の幅、厚さに応じて適宜決定される。
更に、一対の平行経路部２１４の間隔Ｌ３も、流れる電流と導体の幅、厚さ、長さに応じて適宜決定される。
その他は、実施例１と同様である。
【００５９】
次に、本例の作用効果につき説明する。
半導体モジュール２の主電極端子２１には、上記スリット部２１７が形成されているため、主電極端子２１に過電流が流れたとき、主電極端子２１をスリット部２１７の延長線上において溶断させることができる。
そして、主電極端子２１には一対の平行経路部２１４を有する折曲げ部２１５が形成されており、一対の平行経路部２１４を流れる被制御電流Ｉの主方向が逆向となるよう構成されている。そのため、一対の平行経路部２１４の間には、被制御電流Ｉが流れている間、電磁力に基づく斥力が作用している。そのため、上記のごとく過電流によって折曲げ部２１５の折返し頂部２１６が溶断されたとき、２つの平行経路部２１４は即座に互いに離れる方向に動くこととなる。
【００６０】
その結果、溶断後において、２つの平行経路部２１４を充分に離して、両者の間に電流が流れ続けることを防ぐことができる。また、溶断された２つの平行経路部２１４の間にアーク放電が生ずることを防ぐことができ、アーク放電による電流継続をも防ぐことができる。
これにより、過電流による電力変換装置１の故障を最小限に抑制することができる。
【００６１】
以上のごとく、本例によれば、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置を提供することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００６２】
上記実施例４、５においては、切込部２１２、折曲げ部２１５は、半導体モジュール２の主電極端子２１に設けているが、場合によっては、これらをバスバ端子３１（図２、図３参照）に設けることもできる。
また、上記各実施例においては、半導体モジュールとバスバーとの接続部の構造について説明したが、これらの接続部に限らず、電力変換装置における他の接続部にも、本発明の構成を適用することはできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１における、電力変換装置の一部を説明する斜視図。
【図２】実施例１における、半導体モジュールとバスバーの斜視図。
【図３】実施例１における、半導体モジュールとバスバーの側面図。
【図４】実施例１における、接続部における被制御電流の流れを示す説明図。
【図５】実施例１における、接続部に働く電磁力に基づく斥力の説明図。
【図６】実施例１における、電力変換装置の回路説明図。
【図７】実施例１における、半導体モジュールの主電極端子とバスバーの端子との断線時の側面説明図。
【図８】実施例３における、半導体モジュールとバスバーの側面図。
【図９】実施例４における、半導体モジュールの主電極端子との正面図。
【図１０】実施例５における、半導体モジュールの主電極端子の斜視図。
【図１１】図１０のＡ−Ａ線矢視断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１ 電力変換装置
２ 半導体モジュール
２１ 主電極端子
２１１ 先端部
３ バスバー
３１ バスバ端子
３１１ 先端部
４ 接続部
４０ 溶接部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、内燃機関と電気モータの両方を駆動源として有するハイブリッド自動車、その他、電気モータを駆動源として備えた自動車等では、直流電力と交流電力との間で双方向変換する大容量のインバータを必要とする。そのため、このインバータを含む電力変換装置が種々開発されてきた。
【０００３】
該電力変換装置は、ＩＧＢＴ素子等の半導体素子を内蔵した半導体モジュールを複数用いて、被制御電流を制御する。上記半導体モジュールは、被制御電流の出し入れをする主電極端子を有しており、該主電極端子は、バッテリーや電気モータ等に接続されたバスバーに接続されている。そして、被制御電流は、バスバー及び主電極端子を流れ、両者の接続部を通過する。
【０００４】
かかる電力変換装置において、上記半導体モジュールに過電流が流れて故障することを防ぐべく、主電極端子にヒューズを設けたものが開示されている（特許文献１、２参照）。
しかしながら、過電流が流れたとき、主電極端子がヒューズにおいて物理的に断線したとしても、断線後の端子片が互いに充分に離れないと、アーク放電によって電気的に繋がった状態が長時間続くおそれがある。これにより、半導体モジュールやその他の部品に過電流が流れ続けるおそれがある。そして、半導体モジュール等の故障の原因となるおそれがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０６８９６７号公報
【特許文献２】特開２００５−１７５４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置及びこれを搭載した車両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】
【０００７】
第１の発明は、交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置であって、
該電力変換装置によって制御される被制御電流の経路内に別部品同士の接続部が形成されており、
該接続部は、一方の部品の端子と他方の部品の端子とを、先端部同士が同じ方向を向くように重ね合わせると共に上記先端部において接合してなり、
上記２つの部品の端子を流れる上記被制御電流の主方向が逆向となるよう構成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１）。
【０００８】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記接続部は、一方の部品の端子と他方の部品の端子とを先端部同士が同じ方向を向くように重ね合わせていると共に、上記先端部において接合されている。それ故、上記接続部に過電流が流れたとき、上記先端部において溶断させることができる。
【０００９】
そして、上記２つの部品の端子を流れる上記被制御電流の主方向が逆向となるよう構成されている。即ち、上記接続部は互いに同じ方向を向いた先端部において接合されているため、これらを流れる被制御電流の主方向は逆向きとなる。それ故、上記２つの端子の間には、被制御電流が流れている間、電磁力に基づく斥力が作用している。そのため、上記のごとく過電流によって接続部が溶断されたとき、２つの端子は即座に互いに離れる方向に動くこととなる。
【００１０】
その結果、溶断後において、２つの端子を充分に離して、両者の間に電流が流れ続けることを防ぐことができる。また、２つの端子の間にアーク放電が生ずることを防ぐことができ、アーク放電による電流継続をも防ぐことができる。
これにより、過電流による電力変換装置の故障を最小限に抑制することができる。
【００１１】
以上のごとく、本発明によれば、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置を提供することができる。
【００１２】
第２の発明は、交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置であって、
該電力変換装置によって制御される被制御電流の経路内に別部品の端子同士の接続部が形成されており、
少なくとも一方の上記部品の端子には、該端子の幅方向の側面から切り込まれた切込部が千鳥状に３箇所以上形成されており、これらの間に形成された複数の中間経路部のうち、隣合う中間経路部を流れる上記被制御電流の主方向が互いに逆向となるよう構成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１０）。
【００１３】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
少なくとも一方の上記部品の端子には、上記切込部が形成されているため、上記端子に過電流が流れたとき、該端子を切込部の延長線上において溶断させることができる。
そして、上記隣合う中間経路部を流れる上記被制御電流の主方向が逆向となるよう構成されているため、上記隣合う中間経路部の間には、被制御電流が流れている間、電磁力に基づく斥力が作用している。そのため、上記のごとく過電流によって端子が溶断されたとき、２つの中間経路部は即座に互いに離れる方向に動くこととなる。
【００１４】
その結果、溶断後において、２つの中間経路部を充分に離して、両者の間に電流が流れ続けることを防ぐことができる。また、２つの中間経路部の間にアーク放電が生ずることを防ぐことができ、アーク放電による電流継続をも防ぐことができる。
これにより、過電流による電力変換装置の故障を最小限に抑制することができる。
【００１５】
以上のごとく、本発明によれば、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置を提供することができる。
【００１６】
第３の発明は、交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置であって、
該電力変換装置によって制御される被制御電流の経路内に別部品の端子同士の接続部が形成されており、
少なくとも一方の上記部品の端子は、互いに略平行となる一対の平行経路部が構成されるように折り曲げられた折曲げ部を形成してなると共に、該折曲げ部における折返し頂部には、幅方向の側面から切り込まれたスリット部が形成されており、
上記折曲げ部における上記一対の平行経路部に流れる上記被制御電流の主方向が互いに逆向となるよう構成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１１）。
【００１７】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
少なくとも一方の上記部品の端子には、上記スリット部が形成されているため、上記端子に過電流が流れたとき、該端子をスリット部の延長線上において溶断させることができる。
そして、上記端子には一対の平行経路部を有する上記折曲げ部が形成されており、上記一対の平行経路部を流れる上記被制御電流の主方向が逆向となるよう構成されている。そのため、上記一対の平行経路部の間には、被制御電流が流れている間、電磁力に基づく斥力が作用している。そのため、上記のごとく過電流によって上記折曲げ部の折返し頂部が溶断されたとき、２つの平行経路部は即座に互いに離れる方向に動くこととなる。
【００１８】
その結果、溶断後において、２つの平行経路部を充分に離して、両者の間に電流が流れ続けることを防ぐことができる。また、溶断された２つの平行経路部の間にアーク放電が生ずることを防ぐことができ、アーク放電による電流継続をも防ぐことができる。
これにより、過電流による電力変換装置の故障を最小限に抑制することができる。
【００１９】
以上のごとく、本発明によれば、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置を提供することができる。
【００２０】
第４の発明は、電気モータを駆動源として利用する車両であって、上記電気モータの駆動電力を生成するための電力変換装置を搭載してなり、該電力変換装置は請求項１〜９のいずれか一項に記載の電力変換装置であることを特徴とする車両にある（請求項１２）。
本発明によれば、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置を搭載した車両を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
上記第１の発明（請求項１）において、上記電力変換装置としては、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等がある。また、上記電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流の生成に用いることができる。
【００２２】
また、上記接続部は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールの主電極端子と、該主電極端子に接続されるバスバーとの接続部であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記接続部に過電流が流れた際に早期に断線して、半導体モジュールの故障を最小限に抑制することができる。
上記半導体モジュールは、例えばＩＧＢＴ素子等の半導体素子を内蔵してなる。
【００２３】
また、上記接続部を構成する上記端子は、先端部の断面積が他の部分の断面積よりも小さいことが好ましい（請求項３）。
この場合には、接合部となる先端部の断面積が小さいために、この部分の抵抗値が大きくなる。それ故、過電流が流れたとき、上記接合部（先端部）におけるジュール熱を他の部分よりも大きくすることができ、確実に、上記接合部において溶断させることができる。これにより、過電流通過時における溶断個所を一定させることができ、溶断後の早期かつ確実な断線を実現することができる。
【００２４】
また、上記２つの部品の端子は、互いに異なる厚みを有することが好ましい（請求項４）。
この場合には、接続部の溶断後において、２つの端子が離れる方向に斥力が作用したとき、厚みの薄い方の端子が曲がることにより、電流の継続を確実に防止することができる。そして、溶断後における端子の屈曲方向が一定するため、電力変換装置における部品配置を、予め適切に設計しておくことができる。即ち、溶断後における端子と他の部品との短絡故障等を防ぐことができるよう、適切な部品配置を行うことができる。
【００２５】
また、上記接続部は溶接されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記接続部を容易に形成することができる。
溶接は、例えば、ＴＩＧ等のアーク溶接法によって行うことができる。
【００２６】
また、上記接続部は、先端部を曲面形状としていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記接続部が溶断した際におけるアーク放電の発生を効果的に抑制することができる。
【００２７】
また、上記接続部は、先端部を曲率半径２０ｍｍ以上の曲面形状としていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記接続部が溶断した際におけるアーク放電の発生を一層効果的に抑制することができる。
【００２８】
また、上記接続部はリベットによって締結されていてもよい（請求項８）。
この場合には、過電流通過時にリベットにおいて溶断させることができ、溶断個所を安定させることができる。
【００２９】
また、上記接続部を構成する上記端子のうち、少なくとも一方は、母材よりも抵抗値の高い金属からなるメッキ層を表面に形成してなることが好ましい（請求項９）。
この場合には、過電流通過時において、抵抗値の高いメッキ層の温度が特に高くなるため、上記メッキ層において溶断させることができ、溶断個所をより安定させることができる。
例えば、上記母材として銅（Ｃｕ）を採用した場合、上記メッキ層としては、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等を用いることができる。
【００３０】
次に、上記第２の発明（請求項１０）において、隣合う中間経路部の間であって上記端子の一方の側面から切り込まれた上記切込部の先端部と、上記端子の他方の側面との間の距離は、流れる電流と導体の幅、厚さに応じて適宜決定される。
【００３１】
次に、上記第３の発明（請求項１１）において、上記折曲げ部における折返し頂部の上記スリット部を除く幅は、流れる電流と導体の厚さに応じて適宜決定される。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図１〜図７を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、直流電力と交流電力との間で電力の変換を行うインバータであり、該電力変換装置１によって制御される被制御電流の経路内に別部品同士の接続部４が形成されている。該接続部４は、具体的には、図１〜図３に示すごとく、半導体素子を内蔵した半導体モジュール２の主電極端子２１と、該主電極端子２１に接続されるバスバー３との接続部である。
【００３３】
図２、図３に示すごとく、接続部４は、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３の端子（バスバ端子３１）とを、先端部２１１、３１１同士が同じ方向を向くように重ね合わせると共に上記先端部２１１、３１１において接合してなる。
そして、図４に示すごとく、上記２つの部品の端子、即ち、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１とを流れる上記被制御電流Ｉの主方向が逆向となるよう構成されている。
【００３４】
図２に示すごとく、接続部４を構成する半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１とは、先端部２１１、３１１の断面積が他の部分の断面積よりも小さい。本例においては、上記先端部２１１、３１１の形状を、略台形状としている。
また、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１とは、互いに異なる厚みを有する。そして、主電極端子２１の厚みをバスバ端子３１の厚みよりも小さくしている。具体的には、主電極端子２１の厚みを１ｍｍとし、バスバ端子３１の厚みを５ｍｍとする。また、主電極端子２１及びバスバ端子３１の幅は、いずれも１０ｍｍであり、先端部２１１、３１１の幅は２ｍｍとする。
また、半導体モジュール２の主電極端子２１及びバスバー３は、いずれも銅からなる。
【００３５】
そして、図２、図３に示すごとく、接続部４は溶接されている。即ち、主電極端子２１及びバスバ端子３１の先端部２１１、３１１において、溶接部４０が形成されている。溶接は、例えば、ＴＩＧ等のアーク溶接法によって行うことができる。
接続部４の先端部、即ち溶接部４０は、曲率半径２０ｍｍ以上の曲面形状を有する。
【００３６】
半導体モジュール２は、ＩＧＢＴ等の半導体素子を内蔵したモジュール本体部２０と、該モジュール本体部２０から突出させた２本の主電極端子２１と、該主電極端子２１の突出方向と略１８０度異なる方向へ突出させた信号端子２２とよりなる。
そして、上記２本の主電極端子２１が、それぞれバスバー３のバスバ端子３１に接続されている。
【００３７】
また、図１、図６に示すごとく、電力変換装置１は、複数の半導体モジュール２を用いて構成されており、被制御電流が、主電極端子２１から半導体モジュール２に入出されるよう、主電極端子２１にバスバー３が接続されている。そして、各半導体モジュール２における一方の主電極端子２１に接続されたバスバー３は、電気モータ１１に接続され、他方の主電極端子に接続されたバスバー３は、電源（図示略）側に接続されている。
【００３８】
また、半導体モジュール２の信号端子２２は、半導体モジュール２のスイッチング動作を制御する制御回路（図示略）に接続されている。
そして、各半導体モジュール２のスイッチング動作によって、電源側から供給された直流電力を、交流電力に変換して、電気モータ１１を駆動することができる。
また、上記電気モータ１１を駆動源として利用する、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に、上記電力変換装置１を搭載することができる。
【００３９】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記接続部４は、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１とを先端部２１１、３１１同士が同じ方向を向くように重ね合わせていると共に、先端部２１１、３１１において接合されている。それ故、接続部４に過電流が流れたとき、先端部４において溶断させることができる。
【００４０】
そして、図４、図５に示すごとく、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１とを流れる被制御電流Ｉの主方向が逆向となるよう構成されている。即ち、上記接続部４は互いに同じ方向を向いた先端部２１１、３１１において接合されているため、これらを流れる被制御電流Ｉの主方向は逆向きとなる。なお、先端の溶接部４０以外においても主電極端子２１とバスバ端子３１とが接触することはあるが、これらの接触部分は接触抵抗が大きくなるため、被制御電流Ｉの主な流れは、先端部（溶接部４０）を通ることとなる。この被制御電流の主な流れの方向が「主方向」である。
【００４１】
このように主電極端子２１とバスバ端子３１とを流れる被制御電流Ｉの主方向が逆向きとなるため、２つの端子（主電極端子２１とバスバ端子３１）の間には、被制御電流Ｉが流れている間、電磁力に基づく斥力Ｆが作用している。即ち、図５に示すごとく、主電極端子２１とバスバ端子３１とに互いに逆向きの電流Ｉが流れている場合、各端子の周囲には、互いに逆向きの磁界Ｂが発生する。この逆向きの磁界Ｂによって、電磁力に基づく斥力Ｆが発生する。
【００４２】
そのため、上記のごとく過電流によって接続部４が溶断されたとき、主電極端子２１とバスバ端子３１とは即座に互いに離れる方向に動くこととなる。その結果、溶断後において、図７に示すごとく、主電極端子２１とバスバ端子３１とを充分に離して、両者の間に電流が流れ続けることを防ぐことができる。また、主電極端子２１とバスバ端子３１との間にアーク放電が生ずることを防ぐことができ、アーク放電による電流継続をも防ぐことができる。
これにより、過電流による電力変換装置１の故障を最小限に抑制することができる。
【００４３】
また、接続部４を構成する主電極端子２１とバスバ端子３１とは、先端部２１１、３１１の断面積が他の部分の断面積よりも小さい。即ち、接合部（溶接部４０）となる先端部２１１、３１１の断面積が小さいために、この部分の抵抗値が大きくなる。それ故、過電流が流れたとき、溶接部４０（先端部２１１、３１１）におけるジュール熱を他の部分よりも大きくすることができ、確実に、上記溶接部４０において溶断させることができる。これにより、過電流通過時における溶断個所を一定させることができ、溶断後の早期かつ確実な断線を実現することができる。
【００４４】
また、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１とは、互いに異なる厚みを有し、主電極端子２１の厚みをバスバ端子３１の厚みよりも小さくしている。これにより、図７に示すごとく、接続部４の溶断後において、２つの端子が離れる方向に斥力が作用したとき、厚みの薄い方の端子である主電極端子２１が曲がることにより、電流の継続を確実に防止することができる。そして、溶断後における端子の屈曲方向が一定するため、電力変換装置１における部品配置を、予め適切に設計しておくことができる。即ち、溶断後における端子と他の部品との短絡故障等を防ぐことができるよう、適切な部品配置を行うことができる。
【００４５】
また、上記接続部４の先端部（溶接部４０）が曲面形状であるため、上記接続部４が溶断した際におけるアーク放電の発生を効果的に抑制することができる。特に溶接部４０の曲面形状は曲率半径２０ｍｍ以上を有するため、接続部４が溶断した際におけるアーク放電の発生を一層効果的に抑制することができる。
【００４６】
以上のごとく、本例によれば、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置及びこれを搭載した車両を提供することができる。
【００４７】
（実施例２）
本例は、接続部４を構成する半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１とのうち、少なくとも一方の表面に、母材よりも抵抗値の高い金属からなるメッキ層を形成した例である。
即ち、上記母材として銅（Ｃｕ）を採用した場合、メッキ層としては、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等を用いることができる。
その他は、実施例１と同様である。
【００４８】
本例の場合には、過電流通過時において、抵抗値の高いメッキ層の温度が特に高くなるため、上記メッキ層において溶断させることができ、溶断個所をより安定させることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４９】
（実施例３）
本例は、図８に示すごとく、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバー３のバスバ端子３１との接続部４をリベット４１によって締結した例である。
即ち、主電極端子２１の先端部２１１とバスバ端子３１の先端部３１１に、開口部を設けておき、その開口部を合せるようにバスバ端子３１を重ね合わせて、開口部にリベット４１を挿通して締結する。なお、リベット４１の材質としては、鉄や銅を用いることができる。
その他は、実施例１と同様である。
【００５０】
本例の場合には、過電流通過時にリベット４１において溶断させることができ、溶断個所を安定させることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５１】
（実施例４）
本例は、図９に示すごとく、半導体モジュール２の主電極端子２１に、該主電極端子２１の幅方向の側面から切り込まれた切込部２１２を千鳥状に３箇所形成した例である。
そして、３個の切込部２１２の間に形成された２本の中間経路部２１３を流れる被制御電流の主方向が互いに逆向となるよう構成されている。
【００５２】
また、２本の中間経路部２１３の間であって主電極端子２１の一方の側面から切り込まれた切込部２１２の先端部と、主電極端子２１の他方の側面との間の距離Ｗ１は、流れる電流と導体の長さ、厚さに応じて適宜決定される。
また、上記切込部２１２は、主電極端子２１の長さ方向に対して直角となる方向に形成されている。そして、切込部２１２の形成間隔Ｌ１は、流れる電流と導体の幅、厚さに応じて適宜決定される。
【００５３】
なお、本例においては、半導体モジュール２の主電極端子２１とバスバ端子３１との接続部４の状態としては、実施例１（図２、図３）と同様に先端部２１１、３１１同士が同じ方向を向く必要は必ずしもない。
その他は、実施例１と同様である。
【００５４】
次に、本例の作用効果につき説明する。
半導体モジュール２の主電極端子２１には切込部２１２が形成されているため、主電極端子２１に過電流が流れたとき、主電極端子２１を切込部２１２の延長線上において溶断させることができる。
そして、隣合う中間経路部２１３を流れる被制御電流Ｉの主方向が逆向となるよう構成されているため、隣合う中間経路部２１３の間には、被制御電流Ｉが流れている間、電磁力に基づく斥力が作用している。そのため、上記のごとく過電流によって主電極端子２１が溶断されたとき、２つの中間経路部２１３は即座に互いに離れる方向に動くこととなる。
【００５５】
その結果、溶断後において、２つの中間経路部２１３を充分に離して、両者の間に電流が流れ続けることを防ぐことができる。また、２つの主電極端子２１の間にアーク放電が生ずることを防ぐことができ、アーク放電による電流継続をも防ぐことができる。
これにより、過電流による電力変換装置１の故障を最小限に抑制することができる。
【００５６】
以上のごとく、本例によれば、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置を提供することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５７】
（実施例５）
本例は、図１０、図１１に示すごとく、半導体モジュール２の主電極端子２１に、互いに略平行となる一対の平行経路部２１４が構成されるように折り曲げられた折曲げ部２１５を形成した例である。
折曲げ部２１５における折返し頂部２１６には、幅方向の側面から切り込まれたスリット部２１７が形成されている。
そして、折曲げ部２１５における一対の平行経路部２１４に流れる被制御電流Ｉの主方向が互いに逆向となるよう構成されている。
【００５８】
折曲げ部２１５は、主電極端子２１の長手方向に対して略垂直に突出するように屈曲形成されており、突出量Ｌ２は、流れる電流と導体の幅、厚さに応じて適宜決定される。
また、スリット部２１７は、折返し頂部２１６の両側面から形成されており、一対のスリット部２１７の間の距離Ｗ２は流れる電流と導体の幅、厚さに応じて適宜決定される。
更に、一対の平行経路部２１４の間隔Ｌ３も、流れる電流と導体の幅、厚さ、長さに応じて適宜決定される。
その他は、実施例１と同様である。
【００５９】
次に、本例の作用効果につき説明する。
半導体モジュール２の主電極端子２１には、上記スリット部２１７が形成されているため、主電極端子２１に過電流が流れたとき、主電極端子２１をスリット部２１７の延長線上において溶断させることができる。
そして、主電極端子２１には一対の平行経路部２１４を有する折曲げ部２１５が形成されており、一対の平行経路部２１４を流れる被制御電流Ｉの主方向が逆向となるよう構成されている。そのため、一対の平行経路部２１４の間には、被制御電流Ｉが流れている間、電磁力に基づく斥力が作用している。そのため、上記のごとく過電流によって折曲げ部２１５の折返し頂部２１６が溶断されたとき、２つの平行経路部２１４は即座に互いに離れる方向に動くこととなる。
【００６０】
その結果、溶断後において、２つの平行経路部２１４を充分に離して、両者の間に電流が流れ続けることを防ぐことができる。また、溶断された２つの平行経路部２１４の間にアーク放電が生ずることを防ぐことができ、アーク放電による電流継続をも防ぐことができる。
これにより、過電流による電力変換装置１の故障を最小限に抑制することができる。
【００６１】
以上のごとく、本例によれば、過電流が流れた際に早期に断線して故障を最小限に抑制することができる電力変換装置を提供することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００６２】
上記実施例４、５においては、切込部２１２、折曲げ部２１５は、半導体モジュール２の主電極端子２１に設けているが、場合によっては、これらをバスバ端子３１（図２、図３参照）に設けることもできる。
また、上記各実施例においては、半導体モジュールとバスバーとの接続部の構造について説明したが、これらの接続部に限らず、電力変換装置における他の接続部にも、本発明の構成を適用することはできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１における、電力変換装置の一部を説明する斜視図。
【図２】実施例１における、半導体モジュールとバスバーの斜視図。
【図３】実施例１における、半導体モジュールとバスバーの側面図。
【図４】実施例１における、接続部における被制御電流の流れを示す説明図。
【図５】実施例１における、接続部に働く電磁力に基づく斥力の説明図。
【図６】実施例１における、電力変換装置の回路説明図。
【図７】実施例１における、半導体モジュールの主電極端子とバスバーの端子との断線時の側面説明図。
【図８】実施例３における、半導体モジュールとバスバーの側面図。
【図９】実施例４における、半導体モジュールの主電極端子との正面図。
【図１０】実施例５における、半導体モジュールの主電極端子の斜視図。
【図１１】図１０のＡ−Ａ線矢視断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１ 電力変換装置
２ 半導体モジュール
２１ 主電極端子
２１１ 先端部
３ バスバー
３１ バスバ端子
３１１ 先端部
４ 接続部
４０ 溶接部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置であって、
該電力変換装置によって制御される被制御電流の経路内に別部品同士の接続部が形成されており、
該接続部は、一方の部品の端子と他方の部品の端子とを、先端部同士が同じ方向を向くように重ね合わせると共に上記先端部において接合してなり、
上記２つの部品の端子を流れる上記被制御電流の主方向が逆向となるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１において、上記接続部は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールの主電極端子と、該主電極端子に接続されるバスバーとの接続部であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記接続部を構成する上記端子は、先端部の断面積が他の部分の断面積よりも小さいことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記２つの部品の端子は、互いに異なる厚みを有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記接続部は溶接されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項５において、上記接続部は、先端部を曲面形状としていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項６において、上記接続部は、先端部を曲率半径２０ｍｍ以上の曲面形状としていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記接続部はリベットによって締結されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項において、上記接続部を構成する上記端子のうち、少なくとも一方は、母材よりも抵抗値の高い金属からなるメッキ層を表面に形成してなることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置であって、
該電力変換装置によって制御される被制御電流の経路内に別部品の端子同士の接続部が形成されており、
少なくとも一方の上記部品の端子には、該端子の幅方向の側面から切り込まれた切込部が千鳥状に３箇所以上形成されており、これらの間に形成された複数の中間経路部のうち、隣合う中間経路部を流れる上記被制御電流の主方向が互いに逆向となるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置であって、
該電力変換装置によって制御される被制御電流の経路内に別部品の端子同士の接続部が形成されており、
少なくとも一方の上記部品の端子は、互いに略平行となる一対の平行経路部が構成されるように折り曲げられた折曲げ部を形成してなると共に、該折曲げ部における折返し頂部には、幅方向の側面から切り込まれたスリット部が形成されており、
上記折曲げ部における上記一対の平行経路部に流れる上記被制御電流の主方向が互いに逆向となるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１２】
電気モータを駆動源として利用する車両であって、上記電気モータの駆動電力を生成するための電力変換装置を搭載してなり、該電力変換装置は請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電力変換装置であることを特徴とする車両。
【請求項１】
交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置であって、
該電力変換装置によって制御される被制御電流の経路内に別部品同士の接続部が形成されており、
該接続部は、一方の部品の端子と他方の部品の端子とを、先端部同士が同じ方向を向くように重ね合わせると共に上記先端部において接合してなり、
上記２つの部品の端子を流れる上記被制御電流の主方向が逆向となるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１において、上記接続部は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールの主電極端子と、該主電極端子に接続されるバスバーとの接続部であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記接続部を構成する上記端子は、先端部の断面積が他の部分の断面積よりも小さいことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記２つの部品の端子は、互いに異なる厚みを有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記接続部は溶接されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項５において、上記接続部は、先端部を曲面形状としていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項６において、上記接続部は、先端部を曲率半径２０ｍｍ以上の曲面形状としていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記接続部はリベットによって締結されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項において、上記接続部を構成する上記端子のうち、少なくとも一方は、母材よりも抵抗値の高い金属からなるメッキ層を表面に形成してなることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置であって、
該電力変換装置によって制御される被制御電流の経路内に別部品の端子同士の接続部が形成されており、
少なくとも一方の上記部品の端子には、該端子の幅方向の側面から切り込まれた切込部が千鳥状に３箇所以上形成されており、これらの間に形成された複数の中間経路部のうち、隣合う中間経路部を流れる上記被制御電流の主方向が互いに逆向となるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
交流電力と直流電力との間、或いは直流電力同士若しくは交流電力同士の間で電力の変換を行う電力変換装置であって、
該電力変換装置によって制御される被制御電流の経路内に別部品の端子同士の接続部が形成されており、
少なくとも一方の上記部品の端子は、互いに略平行となる一対の平行経路部が構成されるように折り曲げられた折曲げ部を形成してなると共に、該折曲げ部における折返し頂部には、幅方向の側面から切り込まれたスリット部が形成されており、
上記折曲げ部における上記一対の平行経路部に流れる上記被制御電流の主方向が互いに逆向となるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１２】
電気モータを駆動源として利用する車両であって、上記電気モータの駆動電力を生成するための電力変換装置を搭載してなり、該電力変換装置は請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電力変換装置であることを特徴とする車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２５９６８５（Ｐ２００７−２５９６８５Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３０２４７（Ｐ２００６−１３０２４７）
【出願日】平成１８年５月９日（２００６．５．９）
【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１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月９日（２００６．５．９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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