電力変換装置
【課題】通電モードによるインダクタンスの不均衡を解消し，ともに低インダクタンス化を図った電力変換装置を提供すること。
【解決手段】本発明の電力変換装置は，上アームモジュール１１０と，下アームモジュール１３０と，負荷に繋がる出力バスバー９とを有し，上アームモジュール１１０のミドルサイドバスバー１１５と下アームモジュール１３０のミドルサイドバスバー１３５と出力バスバー９とが接続されており，電源側と負荷側との間で電力変換を行うものである。ここにおいて，前記３つのバスバーの接続箇所では，３つのバスバーが重ね合わせられるとともに，それらの端部が同一の方向に向けられており，出力バスバー９の端部１２２が重ね順の中央に配置されており，その一方の面側にミドルサイドバスバー１１５が配置されており，他方の面側にミドルサイドバスバー１３５が配置されており，その状態で３つのバスバーの端部が溶接により接合されている。
【解決手段】本発明の電力変換装置は，上アームモジュール１１０と，下アームモジュール１３０と，負荷に繋がる出力バスバー９とを有し，上アームモジュール１１０のミドルサイドバスバー１１５と下アームモジュール１３０のミドルサイドバスバー１３５と出力バスバー９とが接続されており，電源側と負荷側との間で電力変換を行うものである。ここにおいて，前記３つのバスバーの接続箇所では，３つのバスバーが重ね合わせられるとともに，それらの端部が同一の方向に向けられており，出力バスバー９の端部１２２が重ね順の中央に配置されており，その一方の面側にミドルサイドバスバー１１５が配置されており，他方の面側にミドルサイドバスバー１３５が配置されており，その状態で３つのバスバーの端部が溶接により接合されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電源と負荷との間に配置されて電流の操作による電力変換を行う電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から，電池等の電源とモータ等の負荷との間に電力変換装置を配置して電流の操作により電力を変換することが行われている。この電力変換装置により，電源からの直流を三相交流に変換してモータに供給することができる。また，モータで回生発電を行う状況での交流から直流への変換も，この電力変換装置により行われる。このような電力変換装置の例が，特許文献１に示されている。
【０００３】
この種の電力変換装置は通常，同文献の図６に記載されているように，電源のハイサイド線とローサイド線との間に，ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとの直列接続を複数列設けた回路構成を取る。そして，各列の両スイッチの中間点を負荷であるモータへ接続するのである。同文献の図３および図８には，このような回路構成における一方のスイッチの中間点側端子（２１）と負荷側端子（３１）との接合箇所の状況が示されている。同図では，中間点側端子（２１）と負荷側端子（３１）との端部付近が，端部同士を同じ向きに揃えて重ね合わせられており，その状態で溶接により接合されている。ここで同図では，スイッチの中間点側端子（２１）がほぼ平板状に描かれ，負荷側端子（３１）は９０°折り曲げられた形状をなしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５９６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，前記した特許文献１の技術には，次のような問題点があった。すなわち特許文献１中には，一方のスイッチの中間点側端子（２１）と負荷側端子（３１）との２つの端子の接合状況しか示されていない。しかしパワーモジュールの設計によっては，両方のスイッチのそれぞれの中間点側端子と負荷側端子との計３つの端子を１箇所で接合する構成が採用される場合がある。
【０００６】
このような箇所に特許文献１の図３等の技術を適用すると，次のようになる。まず，ともに平板状である両スイッチの中間点側端子同士を重ね合わせる。そして，重ね合わせた２枚の中間点側端子の一方の外側の面に対して負荷側端子を押し当てて重ねることになる。こうして３枚の端子を重ね合わせた上で溶接により接合することになる（図２５参照）。
【０００７】
しかしこれでは，負荷側端子９１からの距離が，ハイサイドスイッチの中間点側端子９２とローサイドスイッチ中間点側端子９３とで異なってしまう。そしてこのような形態の接合では，ハイサイド通電時，ローサイド通電時ともに，電流は溶接箇所９４で折り返すように流れることになる。このため，ハイサイド通電時（図２６）とローサイド通電時（図２７）とで電流経路の形状が異なり，インダクタンスに差があることになる。よって，インダクタンスの大きいローサイド通電時（図２７）には，サージが起こる可能性が高いことになる。
【０００８】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，両スイッチ側端子と負荷側端子との３枚の端子を１箇所で接合した箇所を有する電力変換装置において，ハイサイド通電時とローサイド通電時とでのインダクタンスの不均衡を解消し，ともに低インダクタンス化を図った電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の電力変換装置は，電源のハイサイド線に繋がる上アームモジュールと，電源のローサイド線に繋がる下アームモジュールと，負荷に繋がる出力バスバーとを有し，上アームモジュールおよび下アームモジュールにそれぞれミドルサイドバスバーが設けられており，上アームモジュールのミドルサイドバスバーと下アームモジュールのミドルサイドバスバーと出力バスバーとが接続されており，電源側と負荷側との間で電力変換を行う装置であって，前記３つのバスバーの接続箇所では，前記３つのバスバーが重ね合わせられるとともに，それらの端部が同一の方向に向けられており，出力バスバーが重ね順の中央に配置されており，その一方の面側に上アームモジュールのミドルサイドバスバーが配置されており，他方の面側に下アームモジュールのミドルサイドバスバーが配置されており，その状態で前記３つのバスバーの端部が溶接により接合されているものである。
【００１０】
本発明の電力変換装置では，上アームモジュールおよび下アームモジュールの状態により，ミドルサイドバスバーおよび出力バスバーの電位が操作される。これにより，電源側と負荷側との間での電力変換を行う。ここにおいて本発明では，前記３つのバスバーの接続箇所にて，出力バスバーが重ね順の中央に位置している。つまり，上アームモジュールのミドルサイドバスバーも下アームモジュールのミドルサイドバスバーも，出力バスバーに密着している。このため，上アーム通電時でも下アーム通電時でも，インダクタンスが小さくサージが起きにくい。
【００１１】
本発明の電力変換装置ではさらに，上アームモジュールと下アームモジュールとの間に位置するとともに，出力バスバーを保持する出力バスバーユニットと，上アームモジュール，下アームモジュール，および出力バスバーユニットを互いに固定させる固定部材とを有し，出力バスバーユニットは，固定部材により，上アームモジュールと下アームモジュールとの間の位置に固定されていることが望ましい。このようにすることで，出力バスバーの前記の配置を容易に実現できる。この場合にさらに，上アームモジュールと下アームモジュールとの間の間隔が，出力バスバーユニットの厚さにより規定されているとよりよい。これにより，上アームモジュールと下アームモジュールとの間の間隔を規定するための専用部品の数を削減できるからである。
【００１２】
本発明の電力変換装置ではまた，前記３つのバスバーの接続箇所では，出力バスバーが，上アームモジュールおよび下アームモジュールのミドルサイドバスバーより厚くされていることが望ましい。このようにすることで，上アームモジュールや下アームモジュールの製造工程に影響することなく，前記３つのバスバーの接続箇所での接合性が向上する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば，両スイッチ側端子と負荷側端子との３枚の端子を１箇所で接合した箇所を有する構成であって，ハイサイド通電時とローサイド通電時とでのインダクタンスの不均衡を解消し，ともに低インダクタンス化を図った電力変換装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の形態に係る電力変換装置の回路図である。
【図２】第１の形態におけるモータの接続状況を示す回路図である。
【図３】第１の形態に係る電力変換装置の構造を示す分解斜視図である。
【図４】上アームパワーモジュールに内蔵されるハイサイド回路の回路図である。
【図５】下アームパワーモジュールに内蔵されるローサイド回路の回路図である。
【図６】第１の形態に係る電力変換装置の組立時の各部材の配置を説明する正面図である。
【図７】第１の形態に係る電力変換装置の組立姿を示す正面図である。
【図８】第１の形態におけるバスバーの接合箇所の構成図である。
【図９】図８の接合箇所におけるハイサイド通電時の電流経路を示す図である。
【図１０】図８の接合箇所におけるローサイド通電時の電流経路を示す図である。
【図１１】参考形態に係る電力変換装置の構造を示す分解斜視図である。
【図１２】参考形態に係る電力変換装置の組立時の各部材の配置を説明する正面図である。
【図１３】参考形態に係る電力変換装置の組立姿を示す正面図である。
【図１４】参考形態におけるバスバーの接合箇所の構成図である。
【図１５】第２の形態におけるバスバーの接合箇所の構成図である。
【図１６】第２の形態に対する参考形態（その１）におけるバスバーの接合箇所の構成図である。
【図１７】第２の形態に対する参考形態（その２）におけるバスバーの接合箇所の構成図である。
【図１８】第２の形態に対する参考形態（その３）におけるバスバーの接合箇所の構成図である。
【図１９】第３の形態に係る電力変換装置の構造を示す分解斜視図である。
【図２０】第３の形態における下アームパワーモジュールユニットの，一部の部品を取り外した状態での斜視図である。
【図２１】第３の形態における，上アームパワーモジュールユニットと下アームパワーモジュールユニットとを組み付けた状態を示す断面図である。
【図２２】変形例に係る上アームパワーモジュールに内蔵される回路の回路図である。
【図２３】変形例に係る下アームパワーモジュールに内蔵される回路の回路図である。
【図２４】変形例に係る上下アーム１列分の回路図である。
【図２５】従来の３端子接合箇所の断面図である。
【図２６】図２５におけるハイサイド通電時の電流経路を示す図である。
【図２７】図２５におけるローサイド通電時の電流経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の形態］
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，車両等においてモータと電池との間に配置され，電流操作により電力変換を行う電力変換装置に本発明を適用したものである。まず，本形態の電力変換装置の回路構成を説明する。本形態の電力変換装置は，回路としては図１の回路図のように構成されている。図１に示す本形態の電力変換装置の回路１は，ハイサイド回路２とローサイド回路３とを有している。
【００１６】
ハイサイド回路２は，ハイサイド電極４とミドルサイド電極群５Ｕ，５Ｖ，５Ｗとの間のスイッチングを行う回路である。このためハイサイド回路２には，３つのスイッチング素子７ＨＵ，７ＨＶ，７ＨＷが設けられている。スイッチング素子７ＨＵ，７ＨＶ，７ＨＷはいずれも，絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）である。スイッチング素子７ＨＵ，７ＨＶ，７ＨＷにはそれぞれ，還流ダイオードＤが付設されている。
【００１７】
ローサイド回路３は，ミドルサイド電極群５Ｕ，５Ｖ，５Ｗとローサイド電極６との間のスイッチングを行う回路である。このためローサイド回路３は，３つのスイッチング素子７ＬＵ，７ＬＶ，７ＬＷにより，ハイサイド回路２と同様に構成されている。上記のパワーモジュール１において，ハイサイド電極４は電池の正極端子に接続され，ローサイド電極６は電池の負極端子に接続される。また，ミドルサイド電極群５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは，図２に示すように，出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗを介して，モータＭの端子８Ｕ，端子８Ｖ，端子８Ｗにそれぞれ接続される。
【００１８】
続いて，本形態の電力変換装置の具体的構成を説明する。本形態の電力変換装置１０の構成を図３の分解斜視図に示す。図３に示すように電力変換装置１０は基本的に，上アームパワーモジュールユニット１１と，出力バスバーユニット１２と，下アームパワーモジュールユニット１３とにより構成されている。これらを，スペーサ１０１とともに一体化したものが本形態の電力変換装置１０である。
【００１９】
上アームパワーモジュールユニット１１は，上アームパワーモジュール１１０と冷却器１１１とを一体化したものである。上アームパワーモジュール１１０は，図１に示したハイサイド回路２を内蔵している。同様に下アームパワーモジュールユニット１３は，下アームパワーモジュール１３０と冷却器１３１とを一体化したものである。下アームパワーモジュール１３０は，ローサイド回路３を内蔵している。出力バスバーユニット１２は，図２に示した出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗを一体的に保持するものである。出力バスバーユニット１２はまた，スペーサ１０１とともに，組み付け状態での冷却器１１１と冷却器１３１との間隔を規定する役割をも有している。
【００２０】
上アームパワーモジュール１１０についてさらに説明する。上アームパワーモジュール１１０は，ハイサイドバスバー１１４，ミドルサイドバスバー１１５Ｕ，１１５Ｖ，１１５Ｗの４つのバスバーを有している。これらはいずれも，上アームパワーモジュール１１０の本体部分に対して同じ向き（図３中では上向き）に突出して設けられた長方形の平板状の部材である。そしてこれらのうち，ミドルサイドバスバー１１５Ｕ，１１５Ｖ，１１５Ｗの３つは互いに等間隔に配置されている。そしてハイサイドバスバー１１４は，それらに対して広い間隔を置いて配置されている。さらに，これらのバスバーはいずれも，図３中で下アームパワーモジュールユニット１３の方へ向かう向きに屈折した形状とされている。また，上アームパワーモジュール１１０の本体部分に対して前記４つのバスバーとは逆向き（図３中では下向き）に突出して，制御端子群１１２が設けられている。
【００２１】
上アームパワーモジュール１１０に内蔵されるハイサイド回路２の回路図を図４に示す。ハイサイドバスバー１１４は，図４に示すように，上アームパワーモジュール１１０内で各スイッチング素子７ＨＵ，７ＨＶ，７ＨＷのコレクタに繋がっている。一方，ミドルサイドバスバー１１５Ｕ，１１５Ｖ，１１５Ｗはそれぞれ，図４に示すように，上アームパワーモジュール１１０内でスイッチング素子７ＨＵ，７ＨＶ，７ＨＷのエミッタに繋がっている。また，制御端子群１１２は，各スイッチング素子７ＨＵ，７ＨＶ，７ＨＷを操作するための端子であり，各スイッチング素子７ＨＵ，７ＨＶ，７ＨＷのゲート電極Ｇ等に繋がっている。
【００２２】
続いて下アームパワーモジュール１３０について説明する。下アームパワーモジュール１３０も，上アームパワーモジュール１１０と類似の構成のものである。下アームパワーモジュール１３０は，ミドルサイドバスバー１３５Ｕ，１３５Ｖ，１３５Ｗ，ローサイドバスバー１３６の４つのバスバーを有している。ただしこれらは，４つすべてが互いに等間隔に配置されている。この配置の点で，上アームパワーモジュール１１０の４つのバスバーの配置とはやや異なる。また，下アームパワーモジュール１３０も上アームパワーモジュール１１０と同様に，制御端子群１３２を有している。
【００２３】
下アームパワーモジュール１３０の４つのバスバーの間隔は，上アームパワーモジュール１１０のミドルサイドバスバー１１５Ｕ，１１５Ｖ，１１５Ｗの間隔と同じである。これによって，上アームパワーモジュール１１０と下アームパワーモジュール１３０とを重ね合わせたときに，ミドルサイドバスバー１１５Ｕ，１１５Ｖ，１１５Ｗとミドルサイドバスバー１３５Ｕ，１３５Ｖ，１３５Ｗとが１対１で重なり合う位置に来るようになっている。また，そのときにハイサイドバスバー１１４およびローサイドバスバー１３６は他のどのバスバーとも重なり合わないようになっている。さらに，下アームパワーモジュール１３０のバスバーはいずれも，図３中で上アームパワーモジュールユニット１１の方へ向かう向きに屈折した形状とされている。図５に，下アームパワーモジュール１３０に内蔵されるローサイド回路３の回路図を示す。
【００２４】
次に，冷却器１１１，１３１について説明する。冷却器１１１，１３１は，電力変換装置１０に冷却水を循環させるためのものである。上アームパワーモジュール１１０や下アームパワーモジュール１３０が動作中にかなり発熱するので設けられているものである。冷却器１１１と冷却器１３１とは，ほぼ同様の構造を有している。冷却器１１１，１３１の材質は，アルミその他の良熱伝導性のものである。図３中に示されるように，冷却器１１１は基本的に，容器部１１７と固定部１１８と流路部１１９とにより構成されている。冷却器１３１も同様に，容器部（図３中では裏側になっており見えない）と固定部１３８と流路部１３９とを有している。
【００２５】
容器部１１７は，冷却水を収容するバスタブ形状の部分である。その底面１４０には，放熱フィン１４１が形成されている。また，底面１４０の裏面に上アームパワーモジュール１１０が取り付けられている。これにより，上アームパワーモジュール１１０で発生した熱が効率よく冷却水に放熱されるようになっている。冷却器１３１の容器部も同様であり，その底面の裏面１５２に下アームパワーモジュール１３０が取り付けられている。
【００２６】
固定部１１８，１３８は，冷却器１１１と冷却器１３１とを互いに固定するための部位である。このため固定部１１８，１３８には，貫通穴１４３，１４４が設けられている。貫通穴１４３，１４４はいずれも，後述する固定用スルーボルトを通すための穴である。冷却器１３１の容器部も同様である。冷却器１１１，１３１にはそれぞれ，２箇所の貫通穴１４３と２箇所の貫通穴１４４とが設けられている。前述の容器部１１７は，貫通穴１４３と貫通穴１４４との間に位置している。
【００２７】
流路部１１９，１３９は，冷却器１１１と冷却器１３１との容器部同士を，冷却水の流通ができるように連結させるためのパイプ状の部位である。流路部１１９は，容器部１１７の底面１４０の裏面側に突出して設けられている。そして当然，容器部１１７の内部空間と流路部１１９の内部空間とは繋がっている。流路部１３９は，冷却器１３１の容器部の底面の裏面１５２側に突出して設けられている。もちろん流路部１３９の内部空間は，冷却器１３１の容器部の内部空間と繋がっている。
【００２８】
さらに，冷却器１１１，１３１は，それぞれ２箇所に流路部１１９，１３９を有している。電力変換装置１０を組み上げた状態で冷却水の往路と復路とを形成するためである。前述の放熱フィン１４１は，流路部１１９，１３９と流路部１１９，１３９との間の位置に形成されている。また，流路部１１９と流路部１３９とは，同径ではない。流路部１１９と流路部１３９とを水漏れなくはめ合わせられるように異径とされている。なお，「冷却水」と書いたが，水以外の冷媒を用いてもよい。
【００２９】
続いて，出力バスバーユニット１２について説明する。出力バスバーユニット１２は，図３中に示されるようにバスバー保持部ブロック１２０と，固定部ブロック１２１とを有している。バスバー保持部ブロック１２０は，出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗを保持するブロックである。出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗは，図３中水平方向に固定部ブロック１２１を貫通している。出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗにおける，バスバー保持部ブロック１２０よりも図中手前側の部分には，出力端１２３Ｕ，１２３Ｖ，１２３Ｗが設けられている。これらは，図２に示したモータＭの端子８Ｕ，端子８Ｖ，端子８Ｗに接続される部分である。
【００３０】
一方，出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗにおける，バスバー保持部ブロック１２０よりも図中奥側の部分には，９０°曲がって図中上向きに向けられた接合端１２２Ｕ，１２２Ｖ，１２２Ｗが設けられている。これらは，上アームパワーモジュールユニット１１および下アームパワーモジュールユニット１３に出力バスバーユニット１２を固定したときに，ミドルサイドバスバー１１５Ｕ，１１５Ｖ，１１５Ｗ，およびミドルサイドバスバー１３５Ｕ，１３５Ｖ，１３５Ｗともに，１対１対１で重なり合う位置に来るようになっている。重なり順は，接合端１２２Ｕ，１２２Ｖ，１２２Ｗが中心であり，その一面側にミドルサイドバスバー１１５Ｕ，１１５Ｖ，１１５Ｗが配置され，他面側にミドルサイドバスバー１３５Ｕ，１３５Ｖ，１３５Ｗが配置される順序である。
【００３１】
固定部ブロック１２１は，上アームパワーモジュールユニット１１および下アームパワーモジュールユニット１３に対して，出力バスバーユニット１２を固定するための部分である。このため固定部ブロック１２１には，２箇所の貫通穴１２４が形成されている。貫通穴１２４は，前述の貫通穴１４３とともに，固定用スルーボルトにより固定されるための穴である。すなわち固定部ブロック１２１は，冷却器１１１，１３１の固定部１１８，１３８に対して固定されるのである。つまり固定部ブロック１２１は，組み付け状態では，流路部１１９，１３９よりも幅方向（図３中左上−右下方向）の外側に位置する。
【００３２】
続いて，本形態の電力変換装置１０の組立について，図６により説明する。本形態の電力変換装置１０は前述のように，上アームパワーモジュールユニット１１と下アームパワーモジュールユニット１３と出力バスバーユニット１２とを互いに組み付けることで組み立てられる。図６は，図３に示したものを図３中右下から見た正面図である。図６には，図３に示したものが２組分描かれている。すなわち，図６中の範囲Ｘ，範囲Ｙの中にそれぞれ，図３に示したものが１組ずつ存在している。ただし図６では，図３中のスペーサ１０１は，出力バスバーユニット１２に隠れて見えないため省略されている。実際には，範囲Ｘ，範囲Ｙの中にそれぞれ，２本のスペーサ１０１が存在する。
【００３３】
なお図６では，範囲Ｘのものと範囲Ｙのものとで，出力バスバーユニット１２のバスバー保持部ブロック１２０の形状が少し異なっている。しかしこれは，配置される位置に応じて出力端１２３Ｕ，１２３Ｖ，１２３Ｗの位置を少し変えただけのことであり，発明の特徴に影響するほどのことではない。
【００３４】
ここで，出力バスバーユニット１２の固定部ブロック１２１の厚さＴ１は，上アームパワーモジュールユニット１１の上アームパワーモジュール１１０の厚さＴ２と，下アームパワーモジュールユニット１３の下アームパワーモジュール１３０の厚さＴ３との合計より大きい。厚さＴ１はまた，図３中のスペーサ１０１の長さに等しい。
【００３５】
図６にはさらに，図３に示したもの以外のものも現れている。すなわち，固定用スルーボルト１４，パワーモジュール固定板１５，冷却器蓋１６である。固定用スルーボルト１４は，図３中の上アームパワーモジュールユニット１１と下アームパワーモジュールユニット１３と出力バスバーユニット１２とを互いに固定するためのボルトである。図６中には２本の固定用スルーボルト１４が描かれているが，実際には４本の固定用スルーボルト１４が用いられる。そのうち２本が，図３中手前側の貫通穴１４３，１２４に通される。残り２本は，図３中奥側の貫通穴１４４，スペーサ１０１に通される。
【００３６】
パワーモジュール固定板１５は，電力変換装置１０の全体を固定するための土台となる固定板である。また，冷却器蓋１６は，電力変換装置１０におけるパワーモジュール固定板１５と反対側の端部に位置する板材であり，冷却水の流路を塞ぐ蓋としての役割をも有するものである。
【００３７】
パワーモジュール固定板１５のすぐ内側には，図６中の範囲Ｘの冷却器１１１が配置される。すなわちパワーモジュール固定板１５は，冷却器１１１の容器部１１７の開口を閉鎖するものでもある。そしてパワーモジュール固定板１５には，流路部１５０が設けられている。流路部１５０は，冷却器１１１の流路部１１９や冷却器１３１の流路部１３９と同様のパイプ状の部位である。図６中には１つの流路部１５０しか見えていないが，実際には，冷却器１１１の２つの流路部１１９に対応して２つの流路部１５０が設けられている。パワーモジュール固定板１５の２つの流路部１５０が電力変換装置１０における冷却水の入り口と出口になる。パワーモジュール固定板１５にはまた，固定用スルーボルト１４を通すための貫通穴１５１が形成されている。図６中には２つの貫通穴１５１しか現れていないが，実際には，冷却器１１１の４つの貫通穴１４３，１４４に対応して４つの貫通穴１５１が形成されている。
【００３８】
一方，冷却器蓋１６のすぐ内側には，図６中の範囲Ｙの冷却器１３１が配置される。すなわち冷却器蓋１６は，冷却器１３１の容器部の開口を閉鎖するものでもある。しかし冷却器蓋１６には，パワーモジュール固定板１５に設けられているような流路部は設けられていない。冷却器蓋１６よりさらに先（図６中右側）へ冷却水を導く必要はないからである。冷却器蓋１６にも，固定用スルーボルト１４を通すための貫通穴１６１が形成されている。もちろん実際には貫通穴１６１も４箇所に設けられている。
【００３９】
電力変換装置１０の組立の際には図６に示すように，図中左から，
パワーモジュール固定板１５，
上アームパワーモジュールユニット１１， （範囲Ｘ）
出力バスバーユニット１２， （ 〃 ）
下アームパワーモジュールユニット１３， （ 〃 ）
上アームパワーモジュールユニット１１， （範囲Ｙ）
出力バスバーユニット１２， （ 〃 ）
下アームパワーモジュールユニット１３， （ 〃 ）
冷却器蓋１６
の順に配置する。
【００４０】
そして固定用スルーボルト１４を各要素の貫通穴に通す。すなわち，４本の固定用スルーボルト１４のうち２本は，図３中，上アームパワーモジュール１１０や下アームパワーモジュール１３０よりも手前側に位置し，
貫通穴１５１，１４３，１２４，１４３，１４３，１２４，１４３，１６１
を通る。残り２本は，奥側に位置し，
貫通穴１５１，１４４，スペーサ１０１，貫通穴１４４，１４４，スペーサ１０１，貫通穴１４４，１６１
を通る。
【００４１】
このとき，次のそれぞれを密着させる。ここで，冷却器１１１，１３１の容器部の開口部の縁辺には適宜のシール部材を挟み込む。
・パワーモジュール固定板１５と，上アームパワーモジュールユニット１１の冷却器１１１（範囲Ｘ）の容器部１１７側の面
・冷却器１１１（範囲Ｘ）の上アームパワーモジュール１１０側の面（ただし上アームパワーモジュール１１０のない領域）と，出力バスバーユニット１２の固定部ブロック１２１（範囲Ｘ）
・冷却器１１１（範囲Ｘ）の上アームパワーモジュール１１０側の面（ただし上アームパワーモジュール１１０のない領域）と，スペーサ１０１（範囲Ｘ）
・固定部ブロック１２１およびスペーサ１０１（範囲Ｘ）と，下アームパワーモジュールユニット１３の冷却器１３１（範囲Ｘ）の下アームパワーモジュール１３０側の面（ただし下アームパワーモジュール１３０のない領域）
・冷却器１３１（範囲Ｘ）の容器部側の面と，冷却器１１１（範囲Ｙ）の容器部１１７側の面
・冷却器１１１（範囲Ｙ）の上アームパワーモジュール１１０側の面（ただし上アームパワーモジュール１１０のない領域）と，固定部ブロック１２１およびスペーサ１０１（範囲Ｙ）
・固定部ブロック１２１およびスペーサ１０１（範囲Ｙ）と，冷却器１３１（範囲Ｙ）の下アームパワーモジュール１３０側の面（ただし下アームパワーモジュール１３０のない領域）
・冷却器１３１（範囲Ｙ）の容器部側の面と，冷却器蓋１６
【００４２】
また，範囲Ｘ，Ｙのそれぞれにおいて，冷却器１１１の流路部１１９と冷却器１３１の流路部１３９とをはめ合わせる。このときはめ合わせ部には適宜のＯリングを挟み込む。そして固定用スルーボルト１４を締結する。これにより全体を固定し，一体化する。すなわち，固定用スルーボルト１４の締結により，上アームパワーモジュールユニット１１と下アームパワーモジュールユニット１３とを互いに固定させる。そして，出力バスバーユニット１２もまた固定される。出力バスバーユニット１２が固定される位置は当然，上アームパワーモジュールユニット１１と下アームパワーモジュールユニット１３との間の位置である。
【００４３】
電力変換装置１０を組み立てると，図７のようになる。図７は，図６に示したものの全体を組立状態にして，図６と同じ方向から見た図である。図７の状態では，［００４１］に述べた各部がそれぞれ密着している。この状態では，上アームパワーモジュール１１０および下アームパワーモジュール１３０は，固定部ブロック１２１に大部分が隠されてしまっており，わずかに下端部付近と制御端子群１１２，１３２とバスバー群とが見えているのみである。なお図７では，固定用スルーボルト１４が，冷却器蓋１６に対して，より詳しく言えば冷却器蓋１６の貫通穴１６１に対して直接ネジ止めされているように見える。しかしそのことは必須ではない。固定用スルーボルト１４を図７中で冷却器蓋１６より右方に突出させ，そこに適宜のナットを配置してネジ止めすることにしてもよい。
【００４４】
そして，範囲Ｘ，Ｙのそれぞれにおいて，上アームパワーモジュール１１０と下アームパワーモジュール１３０との間には隙間Ｐがある。［００３４］で説明した各部材の厚さの関係のためである。すなわち図７の状態では，固定部ブロック１２１の両面に，冷却器１１１と冷却器１３１とが密着している。同様にスペーサ１０１の両端にも冷却器１１１と冷却器１３１とが密着している。言い替えると，固定部ブロック１２１の厚さおよびスペーサ１０１の長さが，冷却器１１１と冷却器１３１との間隔を規定している。このようにして，電力変換装置１０における上アームパワーモジュール１１０と下アームパワーモジュール１３０との間隔Ｐが規定されている。
【００４５】
図７の状態ではまた，範囲Ｘ，Ｙのそれぞれにおいて，バスバー保持部ブロック１２０の上方で，バスバー群が集中している。ここに集中しているバスバーは，Ｕ，Ｖ，Ｗの相記号を省略すれば，ハイサイドバスバー１１４，ミドルサイドバスバー１１５，接合端１２２（出力バスバー９），ミドルサイドバスバー１３５，ローサイドバスバー１３６である。ただしこれらは実際には，それらのすべてが接触し合っているわけではない。実際に接触しているのは，Ｕ，Ｖ，Ｗの各相ごとに，ミドルサイドバスバー１１５，接合端１２２，ミドルサイドバスバー１３５の３枚である。ハイサイドバスバー１１４は，他のどのバスバーとも接触していない。ローサイドバスバー１３６も同様である。
【００４６】
ミドルサイドバスバー１１５，接合端１２２，ミドルサイドバスバー１３５の３枚のバスバーは，重なり合っている。そして，［００２０］および［００２３］で述べた，ミドルサイドバスバー１１５およびミドルサイドバスバー１３５の屈折形状により，互いに圧接し合う状態となって密着している。そして，先端を溶接により接合すると完成である。これらのことはＵ，Ｖ，Ｗのどの相でも同じなので，以下の説明では原則として相記号を省略する。
【００４７】
図８に，これら３つのバスバーの接合箇所の構造を示す。図８から明らかなように，この接合箇所でこれら３つのバスバーは，皆同じ向き（上向き）に先端を向けて配置されている。そして，重なり順は，接合端１２２が中央に位置し，これをミドルサイドバスバー１１５とミドルサイドバスバー１３５とで挟んでいる，という順序である。また先端には，３つのバスバーのすべてを覆って溶着部１７が形成されている。このような構造の接合箇所が，Ｕ，Ｖ，Ｗの各相に１つずつ存在する。
【００４８】
接合箇所が図８の構造になっていることにより，次のような利点がある。すなわち，通電時におけるインダクタンスが，上アーム通電時（ハイサイド通電時）でも下アーム通電時（ローサイド通電時）でも，等しく小さいのである。このため，上アーム通電時と下アーム通電時とのいずれでも，サージが起こる可能性は低い。これは，図８の接合箇所では，どちらのアームの通電時でも，電流経路の形状が同じだからである。そしてこのことは，前述の３つのバスバーの重ね順により実現されている。
【００４９】
このことを，図９および図１０により説明する。これらは，図８の接合箇所における通電時の電流経路を示す図である。ただしこれらの図では，各バスバーの形状をやや簡略化して描いている。図９は，上アーム通電時の電流経路を示している。上アーム通電時には，図１の回路図中の上アーム側のスイッチング素子７Ｈ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のうち，当該接合箇所に繋がっている相のものがオンである。そして下アーム側のスイッチング素子７Ｌ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のうち，当該接合箇所に繋がっている相のものがオフである。このため当該接合箇所の電位は，ハイサイド電極４の電位である。このとき，ミドルサイドバスバー１１５を図中上向きに，つまり上アームパワーモジュール１１０の本体から溶着部１７へ向かって電流が流れる。そして電流は溶着部１７で折り返され，接合端１２２を図中下向きに流れる。つまり図２中のモータＭへ向かって流れていく。この電流は，上記上アーム側のスイッチング素子７Ｈ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のエミッタ電流である。そしてこのとき，ミドルサイドバスバー１３５には電流が流れない。
【００５０】
図１０は，下アーム通電時の電流経路を示す。下アーム通電時には，上記上アーム側のスイッチング素子７Ｈ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）がオフである。そして上記下アーム側のスイッチング素子７Ｌ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）がオンである。このため当該接合箇所の電位は，ローサイド電極６の電位である。よって，下アーム通電時には上アーム通電時と異なり，接合端１２２を図中上向きに，つまりモータＭから溶着部１７へ向かって流れる。そして，溶着部１７で折り返された電流はミドルサイドバスバー１３５を図中下向きに流れる。つまり下アームパワーモジュール１３０の本体へ向かって流れていく。この電流は，上記下アーム側のスイッチング素子７Ｌ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のコレクタ電流である。もちろんこのとき，ミドルサイドバスバー１１５には電流が流れない。
【００５１】
つまり，いずれの通電モードでも，図８の接合箇所を流れる電流の経路は折り返し状である。そして，図中上向きの電流経路と図中下向きの電流経路との間の間隔は，図９でも図１０でもほとんど同じであり，どちらの間隔も小さい。［００４６］で説明した重ね順により，中央の接合端１２２の両面にミドルサイドバスバー１１５とミドルサイドバスバー１３５とが密着している構造だからである。このため，上アーム通電時でも下アーム通電時でも，インダクタンスが小さく，サージが起こりにくいのである。なお，図６および図７では，図１に示した回路１を２セット分含む電力変換装置１０を示したが，このことは必須ではない。回路１を１セット分含む構成でもよいし，逆に３セット分以上の回路１を含む構成でも良い。
【００５２】
［参考形態］
ここで，参考形態について説明する。図１１の分解斜視図に，参考形態の電力変換装置２０の構成を示す。図１１は，第１の形態の図３に相当する図である。図１１に示す電力変換装置２０においては，上アームパワーモジュールユニット１１および下アームパワーモジュールユニット１３に関しては，図３に示す第１の形態中のものと特段の違いはない。ただし図１１では，部品番号の一部を省略している。図１１の電力変換装置２０の，図３の電力変換装置１０に対する相違点は，次の２点である。
・出力バスバーユニット１２の替わりに出力バスバーユニット１８を用いていること。
・スペーサ１０１の本数が，２本ではなく４本であること。
【００５３】
出力バスバーユニット１８について説明する。出力バスバーユニット１８は，出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗを保持する役割を有する点で出力バスバーユニット１２と共通する。出力バスバーユニット１８の，出力バスバーユニット１２に対する主要な相違点は，電力変換装置の全体の中での配置にある。すなわち，出力バスバーユニット１２が図３中で上アームパワーモジュールユニット１１と下アームパワーモジュールユニット１３との間に挟まれて配置されているのに対し，図１１中での出力バスバーユニット１８の配置はそうでない。
【００５４】
図１１で出力バスバーユニット１８は，上アームパワーモジュールユニット１１，下アームパワーモジュールユニット１３，および出力バスバーユニット１８の３者のうち端に位置している。すなわち図１１では，出力バスバーユニット１８と下アームパワーモジュールユニット１３とで上アームパワーモジュールユニット１１を挟む配置になっている。この配置の違いにより出力バスバーユニット１８は，出力バスバーユニット１２が果たす役割の１つである，組み付け状態での冷却器１１１と冷却器１３１との間隔を規定する役割（［００１９］参照）を果たさない。その替わりに電力変換装置２０では４本のスペーサ１０１を使用しているのである。
【００５５】
出力バスバーユニット１８についてさらに説明する。出力バスバーユニット１８は，図１１に示されるように，バスバー保持部ブロック１８０と，固定部ブロック１８１とを有している。バスバー保持部ブロック１８０は，バスバー保持部ブロック１２０と同様に，出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗを保持するブロックである。
【００５６】
固定部ブロック１８１は，固定のためのブロックである。ただし出力バスバーユニット１８は，出力バスバーユニット１２が固定用スルーボルト１４により固定されるのと異なり，図６中のパワーモジュール固定板１５または冷却器蓋１６にボルト留めされる。そのため，電力変換装置２０におけるパワーモジュール固定板１５や冷却器蓋１６には，そのための形状（ボルト穴等）が形成されている必要がある。あるいは，出力バスバーユニット１８を固定するための部材を別途設けてもよい。なお，固定部ブロック１２１に貫通穴１２４が設けられているのと異なり，固定部ブロック１８１にはそのような穴は設けられていない。
【００５７】
続いて，参考形態の電力変換装置２０の組立について，図１２により説明する。図１２は，第１の形態の図６に相当する図である。図６中に出力バスバーユニット１２が現れているのに対し，図１２では出力バスバーユニット１８が現れていない。第１の形態では，固定用スルーボルト１４により出力バスバーユニット１２を含めた全体を１度に組み付けるのに対し，参考形態ではそうでないからである。
【００５８】
参考形態では，出力バスバーユニット１８以外の各構成要素，すなわち，パワーモジュール固定板１５，上アームパワーモジュールユニット１１，下アームパワーモジュールユニット１３，冷却器蓋１６をまず固定用スルーボルト１４に組み付ける。組み付けた状態が図１３である。参考形態では，この図１３の状態が出来上がってから，後付で出力バスバーユニット１８が取り付けられるのである。そのため，図１２に出力バスバーユニット１８が現れていないのである。
【００５９】
図１２では，出力バスバーユニット１８が現れていない替わりに，スペーサ１０１が現れている。図１２におけるスペーサ１０１の実際の本数は，範囲Ｘ，範囲Ｙにそれぞれ４本である。この４本という数は，固定用スルーボルト１４の実際の本数と同じである。図１２での組立においては，４本の固定用スルーボルト１４のすべてが，同じ構成要素に対して同じ順で通される。すなわち，すべての固定用スルーボルト１４が，図１２中左から順に，
パワーモジュール固定板１５の貫通穴１５１，
冷却器１１１の貫通穴１４３，１４４，
スペーサ１０１，
冷却器１３１の貫通穴１４３，１４４，
冷却器１１１の貫通穴１４３，１４４，
スペーサ１０１，
冷却器１３１の貫通穴１４３，１４４，
冷却器蓋１６の貫通穴１６１，
に通される。
【００６０】
そして固定用スルーボルト１４を締め付けることにより，図１３の状態となる。図１３の状態では，スペーサ１０１のみにより，冷却器１１１と冷却器１３１との間隔が規定されている。すなわち，この間隔の規定に，出力バスバーユニット１８は関与していない。最後に，図１３中のパワーモジュール固定板１５の取り付け箇所１５３および冷却器蓋１６の取り付け箇所１６３に出力バスバーユニット１８を取り付けると，参考形態の電力変換装置２０の出来上がりである。なお，図１２および図１３では，取り付け箇所１５３，１６３を，パワーモジュール固定板１５および冷却器蓋１６に直接形成した例を示したが，これに限らない。出力バスバーユニット１８の固定のための部材を別に設けてもよい。
【００６１】
参考形態の電力変換装置２０でも，Ｕ，Ｖ，Ｗの各相ごとに，ミドルサイドバスバー１１５，ミドルサイドバスバー１３５，接合端１２２（出力バスバー９）の３つのバスバーが重ね合わされて接合されている点では，第１の形態の電力変換装置１０と共通する。しかし，その３つのバスバーの重ね合わせの順序が異なる。電力変換装置１０では図８に示したように接合端１２２が中央に位置する重ね順となっているのに対し，電力変換装置２０では図１４に示すように，接合端１２２が端に位置している。すなわち図１４では，ミドルサイドバスバー１１５が重ね合わせの中央に位置し，これを接合端１２２とミドルサイドバスバー１３５とで挟んでいる。
【００６２】
このため，通電モードにより，［０００７］で説明したインダクタンスの差異がある。つまり，ミドルサイドバスバー１１５が図２６および図２７の中間点側端子９２に相当し，ミドルサイドバスバー１３５が中間点側端子９３に相当し，接合端１２２が負荷側端子９１に相当する。なお，図１４に示したのは，図１３中の範囲Ｘ内の接合箇所である。範囲Ｙ内の接合箇所では，ミドルサイドバスバー１１５とミドルサイドバスバー１３５との配置はそのままで，接合端１２２はミドルサイドバスバー１３５の右側に位置することになる。その場合でも同じ問題がある。
【００６３】
なお，参考形態の構成では，第１の形態のように接合端１２２（出力バスバー９）を重ね順の中央に位置させることはできない。図１３の状態が出来上がった時点で，ミドルサイドバスバー１１５とミドルサイドバスバー１３５とが互いに圧接し合っており，それらの間を開いて接合端１２２を差し込むことは困難だからである。また，図１３の状態を組む時に接合端１２２をミドルサイドバスバー１１５とミドルサイドバスバー１３５の間に挟み込むこともできない。出力バスバーユニット１８をその時点でその位置に位置決めする手段がないからである。以上が参考形態の説明である。
【００６４】
［第２の形態］
次に，本発明の第２の形態を説明する。第２の形態は，第１の形態に対して１点変形を施したものである。その余の点は第１の形態と同じであり，第１の形態での説明を援用する。第２の形態は，図８に示される３つのバスバーの厚さの関係に関してのみ，第１の形態のものと相違する。すなわち，第１の形態では図８に，ミドルサイドバスバー１１５，ミドルサイドバスバー１３５，接合端１２２（出力バスバー９）の３つのバスバーの厚さがいずれも同じぐらいであるように描かれているが，第２の形態ではそうではないのである。
【００６５】
第２の形態では図１５に示されるように，中央の接合端１２２が，他の２つ，すなわちミドルサイドバスバー１１５やミドルサイドバスバー１３５よりも厚くされている。図１５は，第１の形態の図８に相当する図であるが，上アームパワーモジュール１１０や下アームパワーモジュール１３０は省略して，接合箇所の先端の溶着部１７付近のみを示している。
【００６６】
このように重ね合わせの中央に位置する接合端１２２が厚いことにより，次のような利点がある。電力変換装置１０を図７の状態に組んでから３つのバスバーの先端を溶接するとき（図１５）の溶接性がよいのである。３枚重ねられたバスバーの端部を溶接して接合するときには，３枚のいずれか１つの先端を選択的に溶接させ，その溶融金属で残り２枚のバスバーを接合することになる。その際，重ね合わせの中央のものを溶融させることが有利であることはもちろんである。第２の形態では，その中央のもの（接合端１２２）が厚いので，十分な量の溶融金属が発生し，両隣のミドルサイドバスバー１１５およびミドルサイドバスバー１３５に良好に濡れ広がる。このため接合性がよいのである。
【００６７】
もし，前述の参考形態のように接合端１２２が重ね合わせの端に位置する構造であると，このように巧くはいかない。その場合には図１６に示すように，最も厚い接合端１２２を溶融させてみても，その溶融金属１７は，すぐ隣のミドルサイドバスバー１１５までは濡れ広がるものの，そのまた隣のミドルサイドバスバー１３５まで確実に濡れ広がるとは限らないからである。このため，特に接合端１２２から遠い方のミドルサイドバスバーについて，接合性不良のおそれがある。
【００６８】
ここで，重ね合わせの中央ではあるが厚くはないミドルサイドバスバー１１５を選択的に溶融させることも考えられる。しかしそれも巧くいかない。発生する溶融金属の量が不足気味なため，特に，厚い接合端１２２上への溶融金属１７の広がりが，接合端１２２の厚さの一部に留まってしまう（図１７参照）。このため，接合端１２２について接合性不良のおそれがある。
【００６９】
あるいは，接合端１２２を厚くする代わりに，重ね合わせの中央に位置するミドルサイドバスバー１１５を厚くすることも考えられる（図１８）。このようにすれば３のバスバー間での接合性自体は良好である。しかし別の問題がある。ミドルサイドバスバー１１５は前述のように，上アームパワーモジュール１１０に設けられているものである。ミドルサイドバスバー１１５は上アームパワーモジュール１１０の内部で，スイッチング素子に接合されている。ミドルサイドバスバー１１５が厚いと，その内部接合の際の生産性がよくないのである。ミドルサイドバスバー１１５が厚いということは，そのまま，内部接合の際の熱容量が大きいということだからである。このため通常は，ミドルサイドバスバー１１５としては，厚さ０．３〜１．０ｍｍの範囲内の銅板が使用され，これより厚いものはあまり使われない。ミドルサイドバスバー１３５や，ハイサイドバスバー１１４，ローサイドバスバー１３６，制御端子群１１２も同様である。
【００７０】
上記よりやはり，接合端１２２を厚くしてそれを重ね合わせの中央に配置することが最良なのである。それが第２の形態である。なお，出力バスバー９の全体を厚くすることは必須ではない。接合端１２２の部分だけ厚いものであってもよい。以上が第２の形態の説明である。
【００７１】
［第３の形態］
続いて，本発明の第３の形態を説明する。第３の形態は第１の形態に対して，上アームパワーモジュールユニットや下アームパワーモジュールユニットの具体的形状を変更したものである。
【００７２】
第３の形態では，図１９の分解斜視図に示される上アームパワーモジュールユニット２０１および下アームパワーモジュールユニット２０３を使用する。図１９には，多数の上アームパワーモジュールユニット２０１および下アームパワーモジュールユニット２０３を交互に配置した状態が示されている。これは，図１に示した回路１を４セット分以上含む電力変換装置３０の一部である。図１９中に示した範囲Ｘ，Ｙ内の上アームパワーモジュールユニット２０１および下アームパワーモジュールユニット２０３がそれぞれ，１セットの回路１を構成する。
【００７３】
上アームパワーモジュールユニット２０１は，上アームパワーモジュール２１０と冷却器２１１とを一体化したものである。上アームパワーモジュール２１０には，ミドルサイドバスバー１１５Ｖ，１１５Ｗと，制御端子群１１２とが設けられている。さらに，ハイサイドバスバー１１４とミドルサイドバスバー１１５Ｕも，図１９中では下アームパワーモジュールユニット２０３に隠れて見えないだけで，実際には設けられている。同様に下アームパワーモジュールユニット２０３は，下アームパワーモジュール２３０と冷却器２３１とを一体化したものである。下アームパワーモジュール２３０には，ミドルサイドバスバー１３５Ｕ，１３５Ｖ，１３５Ｗ，ローサイドバスバー１３６，制御端子群１３２が設けられている。なお，図１９中の上アームパワーモジュール２１０および下アームパワーモジュール２３０は，図３中の上アームパワーモジュール１１０および下アームパワーモジュール１３０に対して，上下逆さに描かれている。
【００７４】
上アームパワーモジュールユニット２０１の冷却器２１１における上アームパワーモジュール２１０と反対側の面，すなわち図１９中に見えている面には，２重の長円状突起部２１２が設けられている。長円状突起部２１２の内部が容器部２１３である。２重の長円状突起部２１２の間の環状の領域がシール材保持部２１４である。容器部２１３の両端付近には，図１９中での裏面側に繋がる流路部２１５が設けられている。流路部２１５は裏面側では円筒状をなしている。容器部２１３における流路部２１５と流路部２１５との間の領域には，放熱フィン２１６が設けられている。
【００７５】
また，下アームパワーモジュールユニット２０３の冷却器２３１における図１９中で裏側となっている面も，上記と同様の構造となっている。さらに，冷却器２３１における図１９中に見えている面には，下アームパワーモジュール２３０の両側に，円筒状の流路部２３５が設けられている。流路部２３５は裏面側に開口している。また，冷却器２１１の流路部２１５とはめ合わせ可能なものである。また，冷却器２１１，２３１ともに，四隅に貫通穴２１７，２１８が形成されている。
【００７６】
図２０に，第３の形態の下アームパワーモジュールユニット２０３の斜視図を示す。ただし図２０では，下アームパワーモジュール２３０の背面板２３２を取り除いた状態を示している。図２０に示される構造は，上アームパワーモジュールユニット２０１でも，ローサイドバスバー１３６の代わりにハイサイドバスバー１１４が設けられていることを除いて同様である。さらに，第１の形態に登場したパワーモジュールの内部構造もこれと同様である。
【００７７】
図２１に，上アームパワーモジュールユニット２０１と下アームパワーモジュールユニット２０３とを組み付けた状態の断面図を示す。図２１中には，３枚ずつの上アームパワーモジュールユニット２０１および下アームパワーモジュールユニット２０３が含まれている。図２１では，両冷却器２１１，２３１の対面箇所における，２重の長円状突起部２１２間の所に，シール材２３３が挟み込まれている。また，流路部２１５と流路部２３５との間にはＯリング２３４が挟み込まれている。
【００７８】
第３の形態の特徴は，図２１において，冷却器２１１の放熱フィン２１６と冷却器２１３の放熱フィン２１６とが互いに差し込み合う千鳥状となっていることである。これにより，第１の形態よりさらに放熱性が向上している。また，第１の形態と比較して，冷却器の厚さ方向のサイズがコンパクト化されている。また，固定部１１８の辺りの造作も簡素化されている。
【００７９】
なお，図１９および図２１では，出力バスバーユニットが省略されている。第３の形態でも実際には，図１９および図２１中の矢印Ｑのところに出力バスバーユニットが差し込まれる。第３の形態の出力バスバーユニットについての詳細は省略するが，基本的には第１の形態におけるものと同様のものであり，次の条件を満たしていればよい。
・出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗを保持していること。
・出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗの一部が，上下アームのミドルサイドバスバーと接合される接続端となっていること。
・図１９中の貫通穴２１７に通される２本の固定用スルーボルトにより位置決めされて保持されるものであること。
【００８０】
なお，貫通穴２１８に通される２本の固定用スルーボルトに対しては，出力バスバーユニットの代わりにスペーサが通される。また，第３の形態と第２の形態とは両立可能である。以上が第３の形態の説明である。
【００８１】
［変形例］
ここまでの説明では，「パワーモジュール」と称されるものはすべて，図４もしくは図５に示される回路を内蔵するものであった。すなわち，３つのスイッチング素子を内蔵するいわゆる３ｉｎ１型のものであった。しかしこれに限らず，１ｉｎ１型のパワーモジュールを用いる構成であってもよい。その場合には，上アーム用のパワーモジュールが図２２の回路を内蔵し，下アーム用のパワーモジュールが図２３の回路を内蔵する。そしてこれらを，１セットの図１の回路１当たり３個ずつ用いて，図２４の上下アーム列を並列に３列構成するようにすればよい。
【００８２】
以上詳細に説明したように，上記各実施形態の電力変換装置（参考形態を除く）では，出力バスバーユニットに，固定用スルーボルトを通す穴を設けている。そして，電力変換装置の組立の際に固定用スルーボルトを，上アームパワーモジュールユニット，出力バスバーユニット，下アームパワーモジュールユニットの順に通すようにしている。これにより，上アームパワーモジュールユニットと下アームパワーモジュールユニットとの間に，出力バスバーユニットが配置されるようにしている。したがって，ミドルサイドのバスバー接合箇所において，上アームパワーモジュールからのバスバーと，下アームパワーモジュールからのバスバーとの間に，出力バスバーが挟まれて配置されるようになっている。そして，３つのバスバーが上記の重ね順で重ねられた状態で溶接されているので，通電モードに関わらず接合箇所のインダクタンスが小さく，サージが起きにくい。
【００８３】
また，出力バスバーユニットの厚さにより，両パワーモジュールの冷却器間の間隔が規定されるようになっている。このため，電力変換装置における当該間隔の精度がよい。また，間隔規定のためのスペーサの個数が少なくて済んでいる。さらに，３つのバスバーの接合箇所において，重ね順の中央に位置する出力バスバーを，両隣のミドルサイドバスバーより厚くしている。これにより，接合性も向上している。
【００８４】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，貫通穴１２４，１４３，１４４，２１７，２１８は，必ずしも穴でなくても，凹部でもよい。固定用スルーボルトにより固定される被固定形状でさえあればよい。
【００８５】
また，前記各形態では，出力バスバーユニットの厚さにより，上下アームの冷却器間の間隔が定まるようにしている。しかしこのことは必須ではない。流路部１１９，１３９（または流路部２１５，２３５）まわりの形状によっては，出力バスバーユニットの厚さと関係なく上下アームの冷却器間の間隔が定まるようにすることもできる。その場合には出力バスバーユニットの厚さは，厚すぎなければよい。また，スペーサも不要である。
【符号の説明】
【００８６】
４ ハイサイド電極
６ ローサイド電極
９（Ｕ，Ｖ，Ｗ） 出力バスバー
１２ 出力バスバーユニット
１４ 固定用スルーボルト
１７ 溶着部
１１０ 上アームパワーモジュール
１１５（Ｕ，Ｖ，Ｗ） ミドルサイドバスバー
１３０ 下アームパワーモジュール
１３５（Ｕ，Ｖ，Ｗ） ミドルサイドバスバー
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電源と負荷との間に配置されて電流の操作による電力変換を行う電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から，電池等の電源とモータ等の負荷との間に電力変換装置を配置して電流の操作により電力を変換することが行われている。この電力変換装置により，電源からの直流を三相交流に変換してモータに供給することができる。また，モータで回生発電を行う状況での交流から直流への変換も，この電力変換装置により行われる。このような電力変換装置の例が，特許文献１に示されている。
【０００３】
この種の電力変換装置は通常，同文献の図６に記載されているように，電源のハイサイド線とローサイド線との間に，ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとの直列接続を複数列設けた回路構成を取る。そして，各列の両スイッチの中間点を負荷であるモータへ接続するのである。同文献の図３および図８には，このような回路構成における一方のスイッチの中間点側端子（２１）と負荷側端子（３１）との接合箇所の状況が示されている。同図では，中間点側端子（２１）と負荷側端子（３１）との端部付近が，端部同士を同じ向きに揃えて重ね合わせられており，その状態で溶接により接合されている。ここで同図では，スイッチの中間点側端子（２１）がほぼ平板状に描かれ，負荷側端子（３１）は９０°折り曲げられた形状をなしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５９６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，前記した特許文献１の技術には，次のような問題点があった。すなわち特許文献１中には，一方のスイッチの中間点側端子（２１）と負荷側端子（３１）との２つの端子の接合状況しか示されていない。しかしパワーモジュールの設計によっては，両方のスイッチのそれぞれの中間点側端子と負荷側端子との計３つの端子を１箇所で接合する構成が採用される場合がある。
【０００６】
このような箇所に特許文献１の図３等の技術を適用すると，次のようになる。まず，ともに平板状である両スイッチの中間点側端子同士を重ね合わせる。そして，重ね合わせた２枚の中間点側端子の一方の外側の面に対して負荷側端子を押し当てて重ねることになる。こうして３枚の端子を重ね合わせた上で溶接により接合することになる（図２５参照）。
【０００７】
しかしこれでは，負荷側端子９１からの距離が，ハイサイドスイッチの中間点側端子９２とローサイドスイッチ中間点側端子９３とで異なってしまう。そしてこのような形態の接合では，ハイサイド通電時，ローサイド通電時ともに，電流は溶接箇所９４で折り返すように流れることになる。このため，ハイサイド通電時（図２６）とローサイド通電時（図２７）とで電流経路の形状が異なり，インダクタンスに差があることになる。よって，インダクタンスの大きいローサイド通電時（図２７）には，サージが起こる可能性が高いことになる。
【０００８】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，両スイッチ側端子と負荷側端子との３枚の端子を１箇所で接合した箇所を有する電力変換装置において，ハイサイド通電時とローサイド通電時とでのインダクタンスの不均衡を解消し，ともに低インダクタンス化を図った電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の電力変換装置は，電源のハイサイド線に繋がる上アームモジュールと，電源のローサイド線に繋がる下アームモジュールと，負荷に繋がる出力バスバーとを有し，上アームモジュールおよび下アームモジュールにそれぞれミドルサイドバスバーが設けられており，上アームモジュールのミドルサイドバスバーと下アームモジュールのミドルサイドバスバーと出力バスバーとが接続されており，電源側と負荷側との間で電力変換を行う装置であって，前記３つのバスバーの接続箇所では，前記３つのバスバーが重ね合わせられるとともに，それらの端部が同一の方向に向けられており，出力バスバーが重ね順の中央に配置されており，その一方の面側に上アームモジュールのミドルサイドバスバーが配置されており，他方の面側に下アームモジュールのミドルサイドバスバーが配置されており，その状態で前記３つのバスバーの端部が溶接により接合されているものである。
【００１０】
本発明の電力変換装置では，上アームモジュールおよび下アームモジュールの状態により，ミドルサイドバスバーおよび出力バスバーの電位が操作される。これにより，電源側と負荷側との間での電力変換を行う。ここにおいて本発明では，前記３つのバスバーの接続箇所にて，出力バスバーが重ね順の中央に位置している。つまり，上アームモジュールのミドルサイドバスバーも下アームモジュールのミドルサイドバスバーも，出力バスバーに密着している。このため，上アーム通電時でも下アーム通電時でも，インダクタンスが小さくサージが起きにくい。
【００１１】
本発明の電力変換装置ではさらに，上アームモジュールと下アームモジュールとの間に位置するとともに，出力バスバーを保持する出力バスバーユニットと，上アームモジュール，下アームモジュール，および出力バスバーユニットを互いに固定させる固定部材とを有し，出力バスバーユニットは，固定部材により，上アームモジュールと下アームモジュールとの間の位置に固定されていることが望ましい。このようにすることで，出力バスバーの前記の配置を容易に実現できる。この場合にさらに，上アームモジュールと下アームモジュールとの間の間隔が，出力バスバーユニットの厚さにより規定されているとよりよい。これにより，上アームモジュールと下アームモジュールとの間の間隔を規定するための専用部品の数を削減できるからである。
【００１２】
本発明の電力変換装置ではまた，前記３つのバスバーの接続箇所では，出力バスバーが，上アームモジュールおよび下アームモジュールのミドルサイドバスバーより厚くされていることが望ましい。このようにすることで，上アームモジュールや下アームモジュールの製造工程に影響することなく，前記３つのバスバーの接続箇所での接合性が向上する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば，両スイッチ側端子と負荷側端子との３枚の端子を１箇所で接合した箇所を有する構成であって，ハイサイド通電時とローサイド通電時とでのインダクタンスの不均衡を解消し，ともに低インダクタンス化を図った電力変換装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の形態に係る電力変換装置の回路図である。
【図２】第１の形態におけるモータの接続状況を示す回路図である。
【図３】第１の形態に係る電力変換装置の構造を示す分解斜視図である。
【図４】上アームパワーモジュールに内蔵されるハイサイド回路の回路図である。
【図５】下アームパワーモジュールに内蔵されるローサイド回路の回路図である。
【図６】第１の形態に係る電力変換装置の組立時の各部材の配置を説明する正面図である。
【図７】第１の形態に係る電力変換装置の組立姿を示す正面図である。
【図８】第１の形態におけるバスバーの接合箇所の構成図である。
【図９】図８の接合箇所におけるハイサイド通電時の電流経路を示す図である。
【図１０】図８の接合箇所におけるローサイド通電時の電流経路を示す図である。
【図１１】参考形態に係る電力変換装置の構造を示す分解斜視図である。
【図１２】参考形態に係る電力変換装置の組立時の各部材の配置を説明する正面図である。
【図１３】参考形態に係る電力変換装置の組立姿を示す正面図である。
【図１４】参考形態におけるバスバーの接合箇所の構成図である。
【図１５】第２の形態におけるバスバーの接合箇所の構成図である。
【図１６】第２の形態に対する参考形態（その１）におけるバスバーの接合箇所の構成図である。
【図１７】第２の形態に対する参考形態（その２）におけるバスバーの接合箇所の構成図である。
【図１８】第２の形態に対する参考形態（その３）におけるバスバーの接合箇所の構成図である。
【図１９】第３の形態に係る電力変換装置の構造を示す分解斜視図である。
【図２０】第３の形態における下アームパワーモジュールユニットの，一部の部品を取り外した状態での斜視図である。
【図２１】第３の形態における，上アームパワーモジュールユニットと下アームパワーモジュールユニットとを組み付けた状態を示す断面図である。
【図２２】変形例に係る上アームパワーモジュールに内蔵される回路の回路図である。
【図２３】変形例に係る下アームパワーモジュールに内蔵される回路の回路図である。
【図２４】変形例に係る上下アーム１列分の回路図である。
【図２５】従来の３端子接合箇所の断面図である。
【図２６】図２５におけるハイサイド通電時の電流経路を示す図である。
【図２７】図２５におけるローサイド通電時の電流経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の形態］
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，車両等においてモータと電池との間に配置され，電流操作により電力変換を行う電力変換装置に本発明を適用したものである。まず，本形態の電力変換装置の回路構成を説明する。本形態の電力変換装置は，回路としては図１の回路図のように構成されている。図１に示す本形態の電力変換装置の回路１は，ハイサイド回路２とローサイド回路３とを有している。
【００１６】
ハイサイド回路２は，ハイサイド電極４とミドルサイド電極群５Ｕ，５Ｖ，５Ｗとの間のスイッチングを行う回路である。このためハイサイド回路２には，３つのスイッチング素子７ＨＵ，７ＨＶ，７ＨＷが設けられている。スイッチング素子７ＨＵ，７ＨＶ，７ＨＷはいずれも，絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）である。スイッチング素子７ＨＵ，７ＨＶ，７ＨＷにはそれぞれ，還流ダイオードＤが付設されている。
【００１７】
ローサイド回路３は，ミドルサイド電極群５Ｕ，５Ｖ，５Ｗとローサイド電極６との間のスイッチングを行う回路である。このためローサイド回路３は，３つのスイッチング素子７ＬＵ，７ＬＶ，７ＬＷにより，ハイサイド回路２と同様に構成されている。上記のパワーモジュール１において，ハイサイド電極４は電池の正極端子に接続され，ローサイド電極６は電池の負極端子に接続される。また，ミドルサイド電極群５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは，図２に示すように，出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗを介して，モータＭの端子８Ｕ，端子８Ｖ，端子８Ｗにそれぞれ接続される。
【００１８】
続いて，本形態の電力変換装置の具体的構成を説明する。本形態の電力変換装置１０の構成を図３の分解斜視図に示す。図３に示すように電力変換装置１０は基本的に，上アームパワーモジュールユニット１１と，出力バスバーユニット１２と，下アームパワーモジュールユニット１３とにより構成されている。これらを，スペーサ１０１とともに一体化したものが本形態の電力変換装置１０である。
【００１９】
上アームパワーモジュールユニット１１は，上アームパワーモジュール１１０と冷却器１１１とを一体化したものである。上アームパワーモジュール１１０は，図１に示したハイサイド回路２を内蔵している。同様に下アームパワーモジュールユニット１３は，下アームパワーモジュール１３０と冷却器１３１とを一体化したものである。下アームパワーモジュール１３０は，ローサイド回路３を内蔵している。出力バスバーユニット１２は，図２に示した出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗを一体的に保持するものである。出力バスバーユニット１２はまた，スペーサ１０１とともに，組み付け状態での冷却器１１１と冷却器１３１との間隔を規定する役割をも有している。
【００２０】
上アームパワーモジュール１１０についてさらに説明する。上アームパワーモジュール１１０は，ハイサイドバスバー１１４，ミドルサイドバスバー１１５Ｕ，１１５Ｖ，１１５Ｗの４つのバスバーを有している。これらはいずれも，上アームパワーモジュール１１０の本体部分に対して同じ向き（図３中では上向き）に突出して設けられた長方形の平板状の部材である。そしてこれらのうち，ミドルサイドバスバー１１５Ｕ，１１５Ｖ，１１５Ｗの３つは互いに等間隔に配置されている。そしてハイサイドバスバー１１４は，それらに対して広い間隔を置いて配置されている。さらに，これらのバスバーはいずれも，図３中で下アームパワーモジュールユニット１３の方へ向かう向きに屈折した形状とされている。また，上アームパワーモジュール１１０の本体部分に対して前記４つのバスバーとは逆向き（図３中では下向き）に突出して，制御端子群１１２が設けられている。
【００２１】
上アームパワーモジュール１１０に内蔵されるハイサイド回路２の回路図を図４に示す。ハイサイドバスバー１１４は，図４に示すように，上アームパワーモジュール１１０内で各スイッチング素子７ＨＵ，７ＨＶ，７ＨＷのコレクタに繋がっている。一方，ミドルサイドバスバー１１５Ｕ，１１５Ｖ，１１５Ｗはそれぞれ，図４に示すように，上アームパワーモジュール１１０内でスイッチング素子７ＨＵ，７ＨＶ，７ＨＷのエミッタに繋がっている。また，制御端子群１１２は，各スイッチング素子７ＨＵ，７ＨＶ，７ＨＷを操作するための端子であり，各スイッチング素子７ＨＵ，７ＨＶ，７ＨＷのゲート電極Ｇ等に繋がっている。
【００２２】
続いて下アームパワーモジュール１３０について説明する。下アームパワーモジュール１３０も，上アームパワーモジュール１１０と類似の構成のものである。下アームパワーモジュール１３０は，ミドルサイドバスバー１３５Ｕ，１３５Ｖ，１３５Ｗ，ローサイドバスバー１３６の４つのバスバーを有している。ただしこれらは，４つすべてが互いに等間隔に配置されている。この配置の点で，上アームパワーモジュール１１０の４つのバスバーの配置とはやや異なる。また，下アームパワーモジュール１３０も上アームパワーモジュール１１０と同様に，制御端子群１３２を有している。
【００２３】
下アームパワーモジュール１３０の４つのバスバーの間隔は，上アームパワーモジュール１１０のミドルサイドバスバー１１５Ｕ，１１５Ｖ，１１５Ｗの間隔と同じである。これによって，上アームパワーモジュール１１０と下アームパワーモジュール１３０とを重ね合わせたときに，ミドルサイドバスバー１１５Ｕ，１１５Ｖ，１１５Ｗとミドルサイドバスバー１３５Ｕ，１３５Ｖ，１３５Ｗとが１対１で重なり合う位置に来るようになっている。また，そのときにハイサイドバスバー１１４およびローサイドバスバー１３６は他のどのバスバーとも重なり合わないようになっている。さらに，下アームパワーモジュール１３０のバスバーはいずれも，図３中で上アームパワーモジュールユニット１１の方へ向かう向きに屈折した形状とされている。図５に，下アームパワーモジュール１３０に内蔵されるローサイド回路３の回路図を示す。
【００２４】
次に，冷却器１１１，１３１について説明する。冷却器１１１，１３１は，電力変換装置１０に冷却水を循環させるためのものである。上アームパワーモジュール１１０や下アームパワーモジュール１３０が動作中にかなり発熱するので設けられているものである。冷却器１１１と冷却器１３１とは，ほぼ同様の構造を有している。冷却器１１１，１３１の材質は，アルミその他の良熱伝導性のものである。図３中に示されるように，冷却器１１１は基本的に，容器部１１７と固定部１１８と流路部１１９とにより構成されている。冷却器１３１も同様に，容器部（図３中では裏側になっており見えない）と固定部１３８と流路部１３９とを有している。
【００２５】
容器部１１７は，冷却水を収容するバスタブ形状の部分である。その底面１４０には，放熱フィン１４１が形成されている。また，底面１４０の裏面に上アームパワーモジュール１１０が取り付けられている。これにより，上アームパワーモジュール１１０で発生した熱が効率よく冷却水に放熱されるようになっている。冷却器１３１の容器部も同様であり，その底面の裏面１５２に下アームパワーモジュール１３０が取り付けられている。
【００２６】
固定部１１８，１３８は，冷却器１１１と冷却器１３１とを互いに固定するための部位である。このため固定部１１８，１３８には，貫通穴１４３，１４４が設けられている。貫通穴１４３，１４４はいずれも，後述する固定用スルーボルトを通すための穴である。冷却器１３１の容器部も同様である。冷却器１１１，１３１にはそれぞれ，２箇所の貫通穴１４３と２箇所の貫通穴１４４とが設けられている。前述の容器部１１７は，貫通穴１４３と貫通穴１４４との間に位置している。
【００２７】
流路部１１９，１３９は，冷却器１１１と冷却器１３１との容器部同士を，冷却水の流通ができるように連結させるためのパイプ状の部位である。流路部１１９は，容器部１１７の底面１４０の裏面側に突出して設けられている。そして当然，容器部１１７の内部空間と流路部１１９の内部空間とは繋がっている。流路部１３９は，冷却器１３１の容器部の底面の裏面１５２側に突出して設けられている。もちろん流路部１３９の内部空間は，冷却器１３１の容器部の内部空間と繋がっている。
【００２８】
さらに，冷却器１１１，１３１は，それぞれ２箇所に流路部１１９，１３９を有している。電力変換装置１０を組み上げた状態で冷却水の往路と復路とを形成するためである。前述の放熱フィン１４１は，流路部１１９，１３９と流路部１１９，１３９との間の位置に形成されている。また，流路部１１９と流路部１３９とは，同径ではない。流路部１１９と流路部１３９とを水漏れなくはめ合わせられるように異径とされている。なお，「冷却水」と書いたが，水以外の冷媒を用いてもよい。
【００２９】
続いて，出力バスバーユニット１２について説明する。出力バスバーユニット１２は，図３中に示されるようにバスバー保持部ブロック１２０と，固定部ブロック１２１とを有している。バスバー保持部ブロック１２０は，出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗを保持するブロックである。出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗは，図３中水平方向に固定部ブロック１２１を貫通している。出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗにおける，バスバー保持部ブロック１２０よりも図中手前側の部分には，出力端１２３Ｕ，１２３Ｖ，１２３Ｗが設けられている。これらは，図２に示したモータＭの端子８Ｕ，端子８Ｖ，端子８Ｗに接続される部分である。
【００３０】
一方，出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗにおける，バスバー保持部ブロック１２０よりも図中奥側の部分には，９０°曲がって図中上向きに向けられた接合端１２２Ｕ，１２２Ｖ，１２２Ｗが設けられている。これらは，上アームパワーモジュールユニット１１および下アームパワーモジュールユニット１３に出力バスバーユニット１２を固定したときに，ミドルサイドバスバー１１５Ｕ，１１５Ｖ，１１５Ｗ，およびミドルサイドバスバー１３５Ｕ，１３５Ｖ，１３５Ｗともに，１対１対１で重なり合う位置に来るようになっている。重なり順は，接合端１２２Ｕ，１２２Ｖ，１２２Ｗが中心であり，その一面側にミドルサイドバスバー１１５Ｕ，１１５Ｖ，１１５Ｗが配置され，他面側にミドルサイドバスバー１３５Ｕ，１３５Ｖ，１３５Ｗが配置される順序である。
【００３１】
固定部ブロック１２１は，上アームパワーモジュールユニット１１および下アームパワーモジュールユニット１３に対して，出力バスバーユニット１２を固定するための部分である。このため固定部ブロック１２１には，２箇所の貫通穴１２４が形成されている。貫通穴１２４は，前述の貫通穴１４３とともに，固定用スルーボルトにより固定されるための穴である。すなわち固定部ブロック１２１は，冷却器１１１，１３１の固定部１１８，１３８に対して固定されるのである。つまり固定部ブロック１２１は，組み付け状態では，流路部１１９，１３９よりも幅方向（図３中左上−右下方向）の外側に位置する。
【００３２】
続いて，本形態の電力変換装置１０の組立について，図６により説明する。本形態の電力変換装置１０は前述のように，上アームパワーモジュールユニット１１と下アームパワーモジュールユニット１３と出力バスバーユニット１２とを互いに組み付けることで組み立てられる。図６は，図３に示したものを図３中右下から見た正面図である。図６には，図３に示したものが２組分描かれている。すなわち，図６中の範囲Ｘ，範囲Ｙの中にそれぞれ，図３に示したものが１組ずつ存在している。ただし図６では，図３中のスペーサ１０１は，出力バスバーユニット１２に隠れて見えないため省略されている。実際には，範囲Ｘ，範囲Ｙの中にそれぞれ，２本のスペーサ１０１が存在する。
【００３３】
なお図６では，範囲Ｘのものと範囲Ｙのものとで，出力バスバーユニット１２のバスバー保持部ブロック１２０の形状が少し異なっている。しかしこれは，配置される位置に応じて出力端１２３Ｕ，１２３Ｖ，１２３Ｗの位置を少し変えただけのことであり，発明の特徴に影響するほどのことではない。
【００３４】
ここで，出力バスバーユニット１２の固定部ブロック１２１の厚さＴ１は，上アームパワーモジュールユニット１１の上アームパワーモジュール１１０の厚さＴ２と，下アームパワーモジュールユニット１３の下アームパワーモジュール１３０の厚さＴ３との合計より大きい。厚さＴ１はまた，図３中のスペーサ１０１の長さに等しい。
【００３５】
図６にはさらに，図３に示したもの以外のものも現れている。すなわち，固定用スルーボルト１４，パワーモジュール固定板１５，冷却器蓋１６である。固定用スルーボルト１４は，図３中の上アームパワーモジュールユニット１１と下アームパワーモジュールユニット１３と出力バスバーユニット１２とを互いに固定するためのボルトである。図６中には２本の固定用スルーボルト１４が描かれているが，実際には４本の固定用スルーボルト１４が用いられる。そのうち２本が，図３中手前側の貫通穴１４３，１２４に通される。残り２本は，図３中奥側の貫通穴１４４，スペーサ１０１に通される。
【００３６】
パワーモジュール固定板１５は，電力変換装置１０の全体を固定するための土台となる固定板である。また，冷却器蓋１６は，電力変換装置１０におけるパワーモジュール固定板１５と反対側の端部に位置する板材であり，冷却水の流路を塞ぐ蓋としての役割をも有するものである。
【００３７】
パワーモジュール固定板１５のすぐ内側には，図６中の範囲Ｘの冷却器１１１が配置される。すなわちパワーモジュール固定板１５は，冷却器１１１の容器部１１７の開口を閉鎖するものでもある。そしてパワーモジュール固定板１５には，流路部１５０が設けられている。流路部１５０は，冷却器１１１の流路部１１９や冷却器１３１の流路部１３９と同様のパイプ状の部位である。図６中には１つの流路部１５０しか見えていないが，実際には，冷却器１１１の２つの流路部１１９に対応して２つの流路部１５０が設けられている。パワーモジュール固定板１５の２つの流路部１５０が電力変換装置１０における冷却水の入り口と出口になる。パワーモジュール固定板１５にはまた，固定用スルーボルト１４を通すための貫通穴１５１が形成されている。図６中には２つの貫通穴１５１しか現れていないが，実際には，冷却器１１１の４つの貫通穴１４３，１４４に対応して４つの貫通穴１５１が形成されている。
【００３８】
一方，冷却器蓋１６のすぐ内側には，図６中の範囲Ｙの冷却器１３１が配置される。すなわち冷却器蓋１６は，冷却器１３１の容器部の開口を閉鎖するものでもある。しかし冷却器蓋１６には，パワーモジュール固定板１５に設けられているような流路部は設けられていない。冷却器蓋１６よりさらに先（図６中右側）へ冷却水を導く必要はないからである。冷却器蓋１６にも，固定用スルーボルト１４を通すための貫通穴１６１が形成されている。もちろん実際には貫通穴１６１も４箇所に設けられている。
【００３９】
電力変換装置１０の組立の際には図６に示すように，図中左から，
パワーモジュール固定板１５，
上アームパワーモジュールユニット１１， （範囲Ｘ）
出力バスバーユニット１２， （ 〃 ）
下アームパワーモジュールユニット１３， （ 〃 ）
上アームパワーモジュールユニット１１， （範囲Ｙ）
出力バスバーユニット１２， （ 〃 ）
下アームパワーモジュールユニット１３， （ 〃 ）
冷却器蓋１６
の順に配置する。
【００４０】
そして固定用スルーボルト１４を各要素の貫通穴に通す。すなわち，４本の固定用スルーボルト１４のうち２本は，図３中，上アームパワーモジュール１１０や下アームパワーモジュール１３０よりも手前側に位置し，
貫通穴１５１，１４３，１２４，１４３，１４３，１２４，１４３，１６１
を通る。残り２本は，奥側に位置し，
貫通穴１５１，１４４，スペーサ１０１，貫通穴１４４，１４４，スペーサ１０１，貫通穴１４４，１６１
を通る。
【００４１】
このとき，次のそれぞれを密着させる。ここで，冷却器１１１，１３１の容器部の開口部の縁辺には適宜のシール部材を挟み込む。
・パワーモジュール固定板１５と，上アームパワーモジュールユニット１１の冷却器１１１（範囲Ｘ）の容器部１１７側の面
・冷却器１１１（範囲Ｘ）の上アームパワーモジュール１１０側の面（ただし上アームパワーモジュール１１０のない領域）と，出力バスバーユニット１２の固定部ブロック１２１（範囲Ｘ）
・冷却器１１１（範囲Ｘ）の上アームパワーモジュール１１０側の面（ただし上アームパワーモジュール１１０のない領域）と，スペーサ１０１（範囲Ｘ）
・固定部ブロック１２１およびスペーサ１０１（範囲Ｘ）と，下アームパワーモジュールユニット１３の冷却器１３１（範囲Ｘ）の下アームパワーモジュール１３０側の面（ただし下アームパワーモジュール１３０のない領域）
・冷却器１３１（範囲Ｘ）の容器部側の面と，冷却器１１１（範囲Ｙ）の容器部１１７側の面
・冷却器１１１（範囲Ｙ）の上アームパワーモジュール１１０側の面（ただし上アームパワーモジュール１１０のない領域）と，固定部ブロック１２１およびスペーサ１０１（範囲Ｙ）
・固定部ブロック１２１およびスペーサ１０１（範囲Ｙ）と，冷却器１３１（範囲Ｙ）の下アームパワーモジュール１３０側の面（ただし下アームパワーモジュール１３０のない領域）
・冷却器１３１（範囲Ｙ）の容器部側の面と，冷却器蓋１６
【００４２】
また，範囲Ｘ，Ｙのそれぞれにおいて，冷却器１１１の流路部１１９と冷却器１３１の流路部１３９とをはめ合わせる。このときはめ合わせ部には適宜のＯリングを挟み込む。そして固定用スルーボルト１４を締結する。これにより全体を固定し，一体化する。すなわち，固定用スルーボルト１４の締結により，上アームパワーモジュールユニット１１と下アームパワーモジュールユニット１３とを互いに固定させる。そして，出力バスバーユニット１２もまた固定される。出力バスバーユニット１２が固定される位置は当然，上アームパワーモジュールユニット１１と下アームパワーモジュールユニット１３との間の位置である。
【００４３】
電力変換装置１０を組み立てると，図７のようになる。図７は，図６に示したものの全体を組立状態にして，図６と同じ方向から見た図である。図７の状態では，［００４１］に述べた各部がそれぞれ密着している。この状態では，上アームパワーモジュール１１０および下アームパワーモジュール１３０は，固定部ブロック１２１に大部分が隠されてしまっており，わずかに下端部付近と制御端子群１１２，１３２とバスバー群とが見えているのみである。なお図７では，固定用スルーボルト１４が，冷却器蓋１６に対して，より詳しく言えば冷却器蓋１６の貫通穴１６１に対して直接ネジ止めされているように見える。しかしそのことは必須ではない。固定用スルーボルト１４を図７中で冷却器蓋１６より右方に突出させ，そこに適宜のナットを配置してネジ止めすることにしてもよい。
【００４４】
そして，範囲Ｘ，Ｙのそれぞれにおいて，上アームパワーモジュール１１０と下アームパワーモジュール１３０との間には隙間Ｐがある。［００３４］で説明した各部材の厚さの関係のためである。すなわち図７の状態では，固定部ブロック１２１の両面に，冷却器１１１と冷却器１３１とが密着している。同様にスペーサ１０１の両端にも冷却器１１１と冷却器１３１とが密着している。言い替えると，固定部ブロック１２１の厚さおよびスペーサ１０１の長さが，冷却器１１１と冷却器１３１との間隔を規定している。このようにして，電力変換装置１０における上アームパワーモジュール１１０と下アームパワーモジュール１３０との間隔Ｐが規定されている。
【００４５】
図７の状態ではまた，範囲Ｘ，Ｙのそれぞれにおいて，バスバー保持部ブロック１２０の上方で，バスバー群が集中している。ここに集中しているバスバーは，Ｕ，Ｖ，Ｗの相記号を省略すれば，ハイサイドバスバー１１４，ミドルサイドバスバー１１５，接合端１２２（出力バスバー９），ミドルサイドバスバー１３５，ローサイドバスバー１３６である。ただしこれらは実際には，それらのすべてが接触し合っているわけではない。実際に接触しているのは，Ｕ，Ｖ，Ｗの各相ごとに，ミドルサイドバスバー１１５，接合端１２２，ミドルサイドバスバー１３５の３枚である。ハイサイドバスバー１１４は，他のどのバスバーとも接触していない。ローサイドバスバー１３６も同様である。
【００４６】
ミドルサイドバスバー１１５，接合端１２２，ミドルサイドバスバー１３５の３枚のバスバーは，重なり合っている。そして，［００２０］および［００２３］で述べた，ミドルサイドバスバー１１５およびミドルサイドバスバー１３５の屈折形状により，互いに圧接し合う状態となって密着している。そして，先端を溶接により接合すると完成である。これらのことはＵ，Ｖ，Ｗのどの相でも同じなので，以下の説明では原則として相記号を省略する。
【００４７】
図８に，これら３つのバスバーの接合箇所の構造を示す。図８から明らかなように，この接合箇所でこれら３つのバスバーは，皆同じ向き（上向き）に先端を向けて配置されている。そして，重なり順は，接合端１２２が中央に位置し，これをミドルサイドバスバー１１５とミドルサイドバスバー１３５とで挟んでいる，という順序である。また先端には，３つのバスバーのすべてを覆って溶着部１７が形成されている。このような構造の接合箇所が，Ｕ，Ｖ，Ｗの各相に１つずつ存在する。
【００４８】
接合箇所が図８の構造になっていることにより，次のような利点がある。すなわち，通電時におけるインダクタンスが，上アーム通電時（ハイサイド通電時）でも下アーム通電時（ローサイド通電時）でも，等しく小さいのである。このため，上アーム通電時と下アーム通電時とのいずれでも，サージが起こる可能性は低い。これは，図８の接合箇所では，どちらのアームの通電時でも，電流経路の形状が同じだからである。そしてこのことは，前述の３つのバスバーの重ね順により実現されている。
【００４９】
このことを，図９および図１０により説明する。これらは，図８の接合箇所における通電時の電流経路を示す図である。ただしこれらの図では，各バスバーの形状をやや簡略化して描いている。図９は，上アーム通電時の電流経路を示している。上アーム通電時には，図１の回路図中の上アーム側のスイッチング素子７Ｈ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のうち，当該接合箇所に繋がっている相のものがオンである。そして下アーム側のスイッチング素子７Ｌ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のうち，当該接合箇所に繋がっている相のものがオフである。このため当該接合箇所の電位は，ハイサイド電極４の電位である。このとき，ミドルサイドバスバー１１５を図中上向きに，つまり上アームパワーモジュール１１０の本体から溶着部１７へ向かって電流が流れる。そして電流は溶着部１７で折り返され，接合端１２２を図中下向きに流れる。つまり図２中のモータＭへ向かって流れていく。この電流は，上記上アーム側のスイッチング素子７Ｈ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のエミッタ電流である。そしてこのとき，ミドルサイドバスバー１３５には電流が流れない。
【００５０】
図１０は，下アーム通電時の電流経路を示す。下アーム通電時には，上記上アーム側のスイッチング素子７Ｈ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）がオフである。そして上記下アーム側のスイッチング素子７Ｌ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）がオンである。このため当該接合箇所の電位は，ローサイド電極６の電位である。よって，下アーム通電時には上アーム通電時と異なり，接合端１２２を図中上向きに，つまりモータＭから溶着部１７へ向かって流れる。そして，溶着部１７で折り返された電流はミドルサイドバスバー１３５を図中下向きに流れる。つまり下アームパワーモジュール１３０の本体へ向かって流れていく。この電流は，上記下アーム側のスイッチング素子７Ｌ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のコレクタ電流である。もちろんこのとき，ミドルサイドバスバー１１５には電流が流れない。
【００５１】
つまり，いずれの通電モードでも，図８の接合箇所を流れる電流の経路は折り返し状である。そして，図中上向きの電流経路と図中下向きの電流経路との間の間隔は，図９でも図１０でもほとんど同じであり，どちらの間隔も小さい。［００４６］で説明した重ね順により，中央の接合端１２２の両面にミドルサイドバスバー１１５とミドルサイドバスバー１３５とが密着している構造だからである。このため，上アーム通電時でも下アーム通電時でも，インダクタンスが小さく，サージが起こりにくいのである。なお，図６および図７では，図１に示した回路１を２セット分含む電力変換装置１０を示したが，このことは必須ではない。回路１を１セット分含む構成でもよいし，逆に３セット分以上の回路１を含む構成でも良い。
【００５２】
［参考形態］
ここで，参考形態について説明する。図１１の分解斜視図に，参考形態の電力変換装置２０の構成を示す。図１１は，第１の形態の図３に相当する図である。図１１に示す電力変換装置２０においては，上アームパワーモジュールユニット１１および下アームパワーモジュールユニット１３に関しては，図３に示す第１の形態中のものと特段の違いはない。ただし図１１では，部品番号の一部を省略している。図１１の電力変換装置２０の，図３の電力変換装置１０に対する相違点は，次の２点である。
・出力バスバーユニット１２の替わりに出力バスバーユニット１８を用いていること。
・スペーサ１０１の本数が，２本ではなく４本であること。
【００５３】
出力バスバーユニット１８について説明する。出力バスバーユニット１８は，出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗを保持する役割を有する点で出力バスバーユニット１２と共通する。出力バスバーユニット１８の，出力バスバーユニット１２に対する主要な相違点は，電力変換装置の全体の中での配置にある。すなわち，出力バスバーユニット１２が図３中で上アームパワーモジュールユニット１１と下アームパワーモジュールユニット１３との間に挟まれて配置されているのに対し，図１１中での出力バスバーユニット１８の配置はそうでない。
【００５４】
図１１で出力バスバーユニット１８は，上アームパワーモジュールユニット１１，下アームパワーモジュールユニット１３，および出力バスバーユニット１８の３者のうち端に位置している。すなわち図１１では，出力バスバーユニット１８と下アームパワーモジュールユニット１３とで上アームパワーモジュールユニット１１を挟む配置になっている。この配置の違いにより出力バスバーユニット１８は，出力バスバーユニット１２が果たす役割の１つである，組み付け状態での冷却器１１１と冷却器１３１との間隔を規定する役割（［００１９］参照）を果たさない。その替わりに電力変換装置２０では４本のスペーサ１０１を使用しているのである。
【００５５】
出力バスバーユニット１８についてさらに説明する。出力バスバーユニット１８は，図１１に示されるように，バスバー保持部ブロック１８０と，固定部ブロック１８１とを有している。バスバー保持部ブロック１８０は，バスバー保持部ブロック１２０と同様に，出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗを保持するブロックである。
【００５６】
固定部ブロック１８１は，固定のためのブロックである。ただし出力バスバーユニット１８は，出力バスバーユニット１２が固定用スルーボルト１４により固定されるのと異なり，図６中のパワーモジュール固定板１５または冷却器蓋１６にボルト留めされる。そのため，電力変換装置２０におけるパワーモジュール固定板１５や冷却器蓋１６には，そのための形状（ボルト穴等）が形成されている必要がある。あるいは，出力バスバーユニット１８を固定するための部材を別途設けてもよい。なお，固定部ブロック１２１に貫通穴１２４が設けられているのと異なり，固定部ブロック１８１にはそのような穴は設けられていない。
【００５７】
続いて，参考形態の電力変換装置２０の組立について，図１２により説明する。図１２は，第１の形態の図６に相当する図である。図６中に出力バスバーユニット１２が現れているのに対し，図１２では出力バスバーユニット１８が現れていない。第１の形態では，固定用スルーボルト１４により出力バスバーユニット１２を含めた全体を１度に組み付けるのに対し，参考形態ではそうでないからである。
【００５８】
参考形態では，出力バスバーユニット１８以外の各構成要素，すなわち，パワーモジュール固定板１５，上アームパワーモジュールユニット１１，下アームパワーモジュールユニット１３，冷却器蓋１６をまず固定用スルーボルト１４に組み付ける。組み付けた状態が図１３である。参考形態では，この図１３の状態が出来上がってから，後付で出力バスバーユニット１８が取り付けられるのである。そのため，図１２に出力バスバーユニット１８が現れていないのである。
【００５９】
図１２では，出力バスバーユニット１８が現れていない替わりに，スペーサ１０１が現れている。図１２におけるスペーサ１０１の実際の本数は，範囲Ｘ，範囲Ｙにそれぞれ４本である。この４本という数は，固定用スルーボルト１４の実際の本数と同じである。図１２での組立においては，４本の固定用スルーボルト１４のすべてが，同じ構成要素に対して同じ順で通される。すなわち，すべての固定用スルーボルト１４が，図１２中左から順に，
パワーモジュール固定板１５の貫通穴１５１，
冷却器１１１の貫通穴１４３，１４４，
スペーサ１０１，
冷却器１３１の貫通穴１４３，１４４，
冷却器１１１の貫通穴１４３，１４４，
スペーサ１０１，
冷却器１３１の貫通穴１４３，１４４，
冷却器蓋１６の貫通穴１６１，
に通される。
【００６０】
そして固定用スルーボルト１４を締め付けることにより，図１３の状態となる。図１３の状態では，スペーサ１０１のみにより，冷却器１１１と冷却器１３１との間隔が規定されている。すなわち，この間隔の規定に，出力バスバーユニット１８は関与していない。最後に，図１３中のパワーモジュール固定板１５の取り付け箇所１５３および冷却器蓋１６の取り付け箇所１６３に出力バスバーユニット１８を取り付けると，参考形態の電力変換装置２０の出来上がりである。なお，図１２および図１３では，取り付け箇所１５３，１６３を，パワーモジュール固定板１５および冷却器蓋１６に直接形成した例を示したが，これに限らない。出力バスバーユニット１８の固定のための部材を別に設けてもよい。
【００６１】
参考形態の電力変換装置２０でも，Ｕ，Ｖ，Ｗの各相ごとに，ミドルサイドバスバー１１５，ミドルサイドバスバー１３５，接合端１２２（出力バスバー９）の３つのバスバーが重ね合わされて接合されている点では，第１の形態の電力変換装置１０と共通する。しかし，その３つのバスバーの重ね合わせの順序が異なる。電力変換装置１０では図８に示したように接合端１２２が中央に位置する重ね順となっているのに対し，電力変換装置２０では図１４に示すように，接合端１２２が端に位置している。すなわち図１４では，ミドルサイドバスバー１１５が重ね合わせの中央に位置し，これを接合端１２２とミドルサイドバスバー１３５とで挟んでいる。
【００６２】
このため，通電モードにより，［０００７］で説明したインダクタンスの差異がある。つまり，ミドルサイドバスバー１１５が図２６および図２７の中間点側端子９２に相当し，ミドルサイドバスバー１３５が中間点側端子９３に相当し，接合端１２２が負荷側端子９１に相当する。なお，図１４に示したのは，図１３中の範囲Ｘ内の接合箇所である。範囲Ｙ内の接合箇所では，ミドルサイドバスバー１１５とミドルサイドバスバー１３５との配置はそのままで，接合端１２２はミドルサイドバスバー１３５の右側に位置することになる。その場合でも同じ問題がある。
【００６３】
なお，参考形態の構成では，第１の形態のように接合端１２２（出力バスバー９）を重ね順の中央に位置させることはできない。図１３の状態が出来上がった時点で，ミドルサイドバスバー１１５とミドルサイドバスバー１３５とが互いに圧接し合っており，それらの間を開いて接合端１２２を差し込むことは困難だからである。また，図１３の状態を組む時に接合端１２２をミドルサイドバスバー１１５とミドルサイドバスバー１３５の間に挟み込むこともできない。出力バスバーユニット１８をその時点でその位置に位置決めする手段がないからである。以上が参考形態の説明である。
【００６４】
［第２の形態］
次に，本発明の第２の形態を説明する。第２の形態は，第１の形態に対して１点変形を施したものである。その余の点は第１の形態と同じであり，第１の形態での説明を援用する。第２の形態は，図８に示される３つのバスバーの厚さの関係に関してのみ，第１の形態のものと相違する。すなわち，第１の形態では図８に，ミドルサイドバスバー１１５，ミドルサイドバスバー１３５，接合端１２２（出力バスバー９）の３つのバスバーの厚さがいずれも同じぐらいであるように描かれているが，第２の形態ではそうではないのである。
【００６５】
第２の形態では図１５に示されるように，中央の接合端１２２が，他の２つ，すなわちミドルサイドバスバー１１５やミドルサイドバスバー１３５よりも厚くされている。図１５は，第１の形態の図８に相当する図であるが，上アームパワーモジュール１１０や下アームパワーモジュール１３０は省略して，接合箇所の先端の溶着部１７付近のみを示している。
【００６６】
このように重ね合わせの中央に位置する接合端１２２が厚いことにより，次のような利点がある。電力変換装置１０を図７の状態に組んでから３つのバスバーの先端を溶接するとき（図１５）の溶接性がよいのである。３枚重ねられたバスバーの端部を溶接して接合するときには，３枚のいずれか１つの先端を選択的に溶接させ，その溶融金属で残り２枚のバスバーを接合することになる。その際，重ね合わせの中央のものを溶融させることが有利であることはもちろんである。第２の形態では，その中央のもの（接合端１２２）が厚いので，十分な量の溶融金属が発生し，両隣のミドルサイドバスバー１１５およびミドルサイドバスバー１３５に良好に濡れ広がる。このため接合性がよいのである。
【００６７】
もし，前述の参考形態のように接合端１２２が重ね合わせの端に位置する構造であると，このように巧くはいかない。その場合には図１６に示すように，最も厚い接合端１２２を溶融させてみても，その溶融金属１７は，すぐ隣のミドルサイドバスバー１１５までは濡れ広がるものの，そのまた隣のミドルサイドバスバー１３５まで確実に濡れ広がるとは限らないからである。このため，特に接合端１２２から遠い方のミドルサイドバスバーについて，接合性不良のおそれがある。
【００６８】
ここで，重ね合わせの中央ではあるが厚くはないミドルサイドバスバー１１５を選択的に溶融させることも考えられる。しかしそれも巧くいかない。発生する溶融金属の量が不足気味なため，特に，厚い接合端１２２上への溶融金属１７の広がりが，接合端１２２の厚さの一部に留まってしまう（図１７参照）。このため，接合端１２２について接合性不良のおそれがある。
【００６９】
あるいは，接合端１２２を厚くする代わりに，重ね合わせの中央に位置するミドルサイドバスバー１１５を厚くすることも考えられる（図１８）。このようにすれば３のバスバー間での接合性自体は良好である。しかし別の問題がある。ミドルサイドバスバー１１５は前述のように，上アームパワーモジュール１１０に設けられているものである。ミドルサイドバスバー１１５は上アームパワーモジュール１１０の内部で，スイッチング素子に接合されている。ミドルサイドバスバー１１５が厚いと，その内部接合の際の生産性がよくないのである。ミドルサイドバスバー１１５が厚いということは，そのまま，内部接合の際の熱容量が大きいということだからである。このため通常は，ミドルサイドバスバー１１５としては，厚さ０．３〜１．０ｍｍの範囲内の銅板が使用され，これより厚いものはあまり使われない。ミドルサイドバスバー１３５や，ハイサイドバスバー１１４，ローサイドバスバー１３６，制御端子群１１２も同様である。
【００７０】
上記よりやはり，接合端１２２を厚くしてそれを重ね合わせの中央に配置することが最良なのである。それが第２の形態である。なお，出力バスバー９の全体を厚くすることは必須ではない。接合端１２２の部分だけ厚いものであってもよい。以上が第２の形態の説明である。
【００７１】
［第３の形態］
続いて，本発明の第３の形態を説明する。第３の形態は第１の形態に対して，上アームパワーモジュールユニットや下アームパワーモジュールユニットの具体的形状を変更したものである。
【００７２】
第３の形態では，図１９の分解斜視図に示される上アームパワーモジュールユニット２０１および下アームパワーモジュールユニット２０３を使用する。図１９には，多数の上アームパワーモジュールユニット２０１および下アームパワーモジュールユニット２０３を交互に配置した状態が示されている。これは，図１に示した回路１を４セット分以上含む電力変換装置３０の一部である。図１９中に示した範囲Ｘ，Ｙ内の上アームパワーモジュールユニット２０１および下アームパワーモジュールユニット２０３がそれぞれ，１セットの回路１を構成する。
【００７３】
上アームパワーモジュールユニット２０１は，上アームパワーモジュール２１０と冷却器２１１とを一体化したものである。上アームパワーモジュール２１０には，ミドルサイドバスバー１１５Ｖ，１１５Ｗと，制御端子群１１２とが設けられている。さらに，ハイサイドバスバー１１４とミドルサイドバスバー１１５Ｕも，図１９中では下アームパワーモジュールユニット２０３に隠れて見えないだけで，実際には設けられている。同様に下アームパワーモジュールユニット２０３は，下アームパワーモジュール２３０と冷却器２３１とを一体化したものである。下アームパワーモジュール２３０には，ミドルサイドバスバー１３５Ｕ，１３５Ｖ，１３５Ｗ，ローサイドバスバー１３６，制御端子群１３２が設けられている。なお，図１９中の上アームパワーモジュール２１０および下アームパワーモジュール２３０は，図３中の上アームパワーモジュール１１０および下アームパワーモジュール１３０に対して，上下逆さに描かれている。
【００７４】
上アームパワーモジュールユニット２０１の冷却器２１１における上アームパワーモジュール２１０と反対側の面，すなわち図１９中に見えている面には，２重の長円状突起部２１２が設けられている。長円状突起部２１２の内部が容器部２１３である。２重の長円状突起部２１２の間の環状の領域がシール材保持部２１４である。容器部２１３の両端付近には，図１９中での裏面側に繋がる流路部２１５が設けられている。流路部２１５は裏面側では円筒状をなしている。容器部２１３における流路部２１５と流路部２１５との間の領域には，放熱フィン２１６が設けられている。
【００７５】
また，下アームパワーモジュールユニット２０３の冷却器２３１における図１９中で裏側となっている面も，上記と同様の構造となっている。さらに，冷却器２３１における図１９中に見えている面には，下アームパワーモジュール２３０の両側に，円筒状の流路部２３５が設けられている。流路部２３５は裏面側に開口している。また，冷却器２１１の流路部２１５とはめ合わせ可能なものである。また，冷却器２１１，２３１ともに，四隅に貫通穴２１７，２１８が形成されている。
【００７６】
図２０に，第３の形態の下アームパワーモジュールユニット２０３の斜視図を示す。ただし図２０では，下アームパワーモジュール２３０の背面板２３２を取り除いた状態を示している。図２０に示される構造は，上アームパワーモジュールユニット２０１でも，ローサイドバスバー１３６の代わりにハイサイドバスバー１１４が設けられていることを除いて同様である。さらに，第１の形態に登場したパワーモジュールの内部構造もこれと同様である。
【００７７】
図２１に，上アームパワーモジュールユニット２０１と下アームパワーモジュールユニット２０３とを組み付けた状態の断面図を示す。図２１中には，３枚ずつの上アームパワーモジュールユニット２０１および下アームパワーモジュールユニット２０３が含まれている。図２１では，両冷却器２１１，２３１の対面箇所における，２重の長円状突起部２１２間の所に，シール材２３３が挟み込まれている。また，流路部２１５と流路部２３５との間にはＯリング２３４が挟み込まれている。
【００７８】
第３の形態の特徴は，図２１において，冷却器２１１の放熱フィン２１６と冷却器２１３の放熱フィン２１６とが互いに差し込み合う千鳥状となっていることである。これにより，第１の形態よりさらに放熱性が向上している。また，第１の形態と比較して，冷却器の厚さ方向のサイズがコンパクト化されている。また，固定部１１８の辺りの造作も簡素化されている。
【００７９】
なお，図１９および図２１では，出力バスバーユニットが省略されている。第３の形態でも実際には，図１９および図２１中の矢印Ｑのところに出力バスバーユニットが差し込まれる。第３の形態の出力バスバーユニットについての詳細は省略するが，基本的には第１の形態におけるものと同様のものであり，次の条件を満たしていればよい。
・出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗを保持していること。
・出力バスバー９Ｕ，９Ｖ，９Ｗの一部が，上下アームのミドルサイドバスバーと接合される接続端となっていること。
・図１９中の貫通穴２１７に通される２本の固定用スルーボルトにより位置決めされて保持されるものであること。
【００８０】
なお，貫通穴２１８に通される２本の固定用スルーボルトに対しては，出力バスバーユニットの代わりにスペーサが通される。また，第３の形態と第２の形態とは両立可能である。以上が第３の形態の説明である。
【００８１】
［変形例］
ここまでの説明では，「パワーモジュール」と称されるものはすべて，図４もしくは図５に示される回路を内蔵するものであった。すなわち，３つのスイッチング素子を内蔵するいわゆる３ｉｎ１型のものであった。しかしこれに限らず，１ｉｎ１型のパワーモジュールを用いる構成であってもよい。その場合には，上アーム用のパワーモジュールが図２２の回路を内蔵し，下アーム用のパワーモジュールが図２３の回路を内蔵する。そしてこれらを，１セットの図１の回路１当たり３個ずつ用いて，図２４の上下アーム列を並列に３列構成するようにすればよい。
【００８２】
以上詳細に説明したように，上記各実施形態の電力変換装置（参考形態を除く）では，出力バスバーユニットに，固定用スルーボルトを通す穴を設けている。そして，電力変換装置の組立の際に固定用スルーボルトを，上アームパワーモジュールユニット，出力バスバーユニット，下アームパワーモジュールユニットの順に通すようにしている。これにより，上アームパワーモジュールユニットと下アームパワーモジュールユニットとの間に，出力バスバーユニットが配置されるようにしている。したがって，ミドルサイドのバスバー接合箇所において，上アームパワーモジュールからのバスバーと，下アームパワーモジュールからのバスバーとの間に，出力バスバーが挟まれて配置されるようになっている。そして，３つのバスバーが上記の重ね順で重ねられた状態で溶接されているので，通電モードに関わらず接合箇所のインダクタンスが小さく，サージが起きにくい。
【００８３】
また，出力バスバーユニットの厚さにより，両パワーモジュールの冷却器間の間隔が規定されるようになっている。このため，電力変換装置における当該間隔の精度がよい。また，間隔規定のためのスペーサの個数が少なくて済んでいる。さらに，３つのバスバーの接合箇所において，重ね順の中央に位置する出力バスバーを，両隣のミドルサイドバスバーより厚くしている。これにより，接合性も向上している。
【００８４】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，貫通穴１２４，１４３，１４４，２１７，２１８は，必ずしも穴でなくても，凹部でもよい。固定用スルーボルトにより固定される被固定形状でさえあればよい。
【００８５】
また，前記各形態では，出力バスバーユニットの厚さにより，上下アームの冷却器間の間隔が定まるようにしている。しかしこのことは必須ではない。流路部１１９，１３９（または流路部２１５，２３５）まわりの形状によっては，出力バスバーユニットの厚さと関係なく上下アームの冷却器間の間隔が定まるようにすることもできる。その場合には出力バスバーユニットの厚さは，厚すぎなければよい。また，スペーサも不要である。
【符号の説明】
【００８６】
４ ハイサイド電極
６ ローサイド電極
９（Ｕ，Ｖ，Ｗ） 出力バスバー
１２ 出力バスバーユニット
１４ 固定用スルーボルト
１７ 溶着部
１１０ 上アームパワーモジュール
１１５（Ｕ，Ｖ，Ｗ） ミドルサイドバスバー
１３０ 下アームパワーモジュール
１３５（Ｕ，Ｖ，Ｗ） ミドルサイドバスバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源のハイサイド線に繋がる上アームモジュールと，電源のローサイド線に繋がる下アームモジュールと，負荷に繋がる出力バスバーとを有し，前記上アームモジュールおよび下アームモジュールにそれぞれミドルサイドバスバーが設けられており，前記上アームモジュールのミドルサイドバスバーと前記下アームモジュールのミドルサイドバスバーと前記出力バスバーとが接続されており，電源側と負荷側との間で電力変換を行う電力変換装置において，
前記３つのバスバーの接続箇所では，
前記３つのバスバーが重ね合わせられるとともに，それらの端部が同一の方向に向けられており，
前記出力バスバーが重ね順の中央に配置されており，
その一方の面側に前記上アームモジュールのミドルサイドバスバーが配置されており，
他方の面側に前記下アームモジュールのミドルサイドバスバーが配置されており，
その状態で前記３つのバスバーの端部が溶接により接合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に記載の電力変換装置において，
前記上アームモジュールと前記下アームモジュールとの間に位置するとともに，前記出力バスバーを保持する出力バスバーユニットと，
前記上アームモジュール，前記下アームモジュール，および前記出力バスバーユニットを互いに固定させる固定部材とを有し，
前記出力バスバーユニットは，前記固定部材により，前記上アームモジュールと前記下アームモジュールとの間の位置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３】
請求項２に記載の電力変換装置において，
前記上アームモジュールと前記下アームモジュールとの間の間隔が，前記出力バスバーユニットの厚さにより規定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の電力変換装置において，
前記３つのバスバーの接続箇所では，前記出力バスバーが，前記上アームモジュールおよび前記下アームモジュールのミドルサイドバスバーより厚くされていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１】
電源のハイサイド線に繋がる上アームモジュールと，電源のローサイド線に繋がる下アームモジュールと，負荷に繋がる出力バスバーとを有し，前記上アームモジュールおよび下アームモジュールにそれぞれミドルサイドバスバーが設けられており，前記上アームモジュールのミドルサイドバスバーと前記下アームモジュールのミドルサイドバスバーと前記出力バスバーとが接続されており，電源側と負荷側との間で電力変換を行う電力変換装置において，
前記３つのバスバーの接続箇所では，
前記３つのバスバーが重ね合わせられるとともに，それらの端部が同一の方向に向けられており，
前記出力バスバーが重ね順の中央に配置されており，
その一方の面側に前記上アームモジュールのミドルサイドバスバーが配置されており，
他方の面側に前記下アームモジュールのミドルサイドバスバーが配置されており，
その状態で前記３つのバスバーの端部が溶接により接合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に記載の電力変換装置において，
前記上アームモジュールと前記下アームモジュールとの間に位置するとともに，前記出力バスバーを保持する出力バスバーユニットと，
前記上アームモジュール，前記下アームモジュール，および前記出力バスバーユニットを互いに固定させる固定部材とを有し，
前記出力バスバーユニットは，前記固定部材により，前記上アームモジュールと前記下アームモジュールとの間の位置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３】
請求項２に記載の電力変換装置において，
前記上アームモジュールと前記下アームモジュールとの間の間隔が，前記出力バスバーユニットの厚さにより規定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の電力変換装置において，
前記３つのバスバーの接続箇所では，前記出力バスバーが，前記上アームモジュールおよび前記下アームモジュールのミドルサイドバスバーより厚く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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１３−９３９５０（Ｐ２０１３−９３９５０Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３７５３（Ｐ２０１１−２３３７５３）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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