JP2002034135A

JP2002034135A - 配線の接続部構造

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Publication number: JP2002034135A
Application number: JP2000212467A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Murakami; 善則村上
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: EP1172908A2; EP1172908B1; US6629854B2; EP1172908A3; JP3724345B2; US20020025709A1

Abstract

(57)【要約】【課題】インダクタンス増加の小さな配線の接続部構
造を実現する。【解決手段】互いに一主面を近接させて併走している
バスバー１とバスバー２の対と、バスバー１１とバスバ
ー１２の対を接続するにあたり、バスバー２の接続部と
バスバー１２の接続部とはそれぞれの主面から屈曲して
おり、両屈折部が隣接するように接続し、バスバー１と
バスバー１１とは、接続部近傍においてバスバー２もし
くはバスバー１２と互いの主面を近接させた関係を保ち
つつ、バスバー２とバスバー１２とを迂回するように接
続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はおもに、バスバーと
呼ばれる板状の電力用配線などの配線の接続部構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば産業用電気機器の内部配線にお
いて、大電流が流れる配線には図４２に示すようなバス
バーと呼ばれる細長い板状を成す配線（板状配線）がし
ばしば使われている。たとえば大容量のインバータ（直
流交流変換装置）のように、大電流を高速でスイッチン
グする装置の内部配線においては、一般に、大きさが同
じで互いに逆の方向に電流が流れる一対のバスバー同士
を、絶縁を保ちつつ、バスバー同士をできるだけ近接さ
せ、層状にして併走させる構造を採用している。たとえ
ば前記図４２中、バスバー１の主部とバスバー２の主部
とはこのような構成となっている。このようにすると互
いの内部を流れる電流が周辺の空間に作り出す磁界を打
ち消し合い、配線全体のインダクタンスを低減すること
ができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうしたバス
バーは必ず例外的部分を有する。すなわち、当該装置の
内部配線のバスバーは、外部と電流を授受するために外
部配線との「接続部」を持たなければならない。図４２
はこの配線の接続部構造の従来例の１つを示したもので
ある。電気回路全体の低インダクタンス化を目指すなら
ば、前記外部配線も必然的にバスパー構造となる。図４
２中、１１と１２はその「外部配線のバスバー」に対応
する。接続は一般に組み立てや保守のしやすさを考慮し
てネジ止めによる。バスバー１、２、１１、１２の接続
部にはネジ穴が穿たれ、用いたネジ同士が干渉しないよ
うに、また、ネジ止め作業時に締め具と干渉しないよう
に配慮すると、バスバー１、２、１１、１２の接続部は
図４２のようにならざるをえない。すなわち、バスバー
同士（たとえば図４２中の１と２）は前述の近接した構
造がとれず、そのためこの接続部分のインダクタンス
は、他の部分のインダクタンスに較べて格段に大きくな
ってしまうことを避けられなかった。

【０００４】本発明はこのような問題に対し、インダク
タンス増加の小さな配線の接続部構造を実現することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するために、本発明では次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１においては、細長い板状をなし、それぞれ
主部と少なくとも１つの接続部とを有する第１と第２と
第３と第４の配線において、前記第１の配線のひとつの
接続部と前記第３の配線のひとつの接続部とは相互に一
定面積を接触しあって接続し、前記第２の配線のひとつ
の接続部と前記第４の配線のひとつの接続部とは相互に
一定面積を接触しあって接続し、前記４つの配線の主部
はそれぞれ、どの部位をとっても必ず自配線以外の他の
前記配線のうちの少なくとも１つと、断面重心間距離が
前記配線の板幅以下となるべく主面を対向させていて、
前記接続部から離れた場所では、前記第１の配線の主部
と前記第２の配線の主部とは互いに主面を対向させ、両
配線の断面重心間距離が前記配線の板幅以下であるよう
に併走していて、前記接続部から離れた場所では、前記
第３の配線の主部と前記第４の配線の主部とは互いに主
面を対向させ、両配線の断面重心間距離が前記配線の板
幅以下であるように併走している構成とする。

【０００６】また、請求項２においては、細長い板状を
なし、それぞれ主部と少なくとも１つの接続部とを有す
る第１と第２と第３と第４と第５と第６の配線におい
て、前記第１の配線のひとつの接続部と前記第４の配線
のひとつの接続部とは相互に一定面積を接触しあって接
続し、前記第２の配線のひとつの接続部と前記第５の配
線のひとつの接続部とは相互に一定面積を接触しあって
接続し、前記第３の配線のひとつの接続部と前記第６の
配線のひとつの接続部とは相互に一定面積を接触しあっ
て接続し、前記６つの配線の主部はそれぞれ、どの部位
をとっても必ず自配線以外の他の前記配線のうちの少な
くとも１つと、断面重心間距離が前記配線の板幅以下と
なるべく主面を対向させていて、前記接続部から離れた
場所では、前記第１の配線の主部と前記第２の配線の主
部と前記第３の配線の主部とは、各主面を対向させつ
つ、前記配線の板幅以下の断面重心間距離を隔てて三層
積層構造をなして併走していて、前記接続部から離れた
場所では、前記第４の配線の主部と前記第５の配線の主
部と前記第６の配線の主部とは、各主面を対向させつ
つ、前記配線の板幅以下の断面重心間距離を隔てて三層
積層構造をなして併走している構成とする。

【０００７】また、請求項３においては、前記請求項１
の構成に加え、前記４つの配線の主部はそれぞれ、どの
部位をとっても必ず自配線以外の他の前記配線の１つ
と、断面重心間距離が前記配線の板幅以下となるべく主
面を対向させている構成とする。

【０００８】また、請求項４においては、前記請求項１
の構成に加え、前記請求項１の構成中の前記２か所の接
続部は可逆的に着脱可能である構成とする。

【０００９】また、請求項５においては、前記請求項２
の構成に加え、前記第１の配線と第２の配線とに対向電
流が流れたときの配線間インダクタンスと、前記第２の
配線と第３の配線とに対向電流が流れたときの配線間イ
ンダクタンスとが、同一になるべく、前記第１の配線の
一部が湾曲した湾曲領域を有する構成とする。

【００１０】また、請求項６においては、前記請求項２
の構成に加え、前記第１の配線と前記第２の配線とに対
向電流が流れたときの配線間インダクタンスと、前記第
２の配線と前記第３の配線とに対向電流が流れたときの
配線間インダクタンスとが、同一になるべく、前記第１
の配線の一部に板幅が変化した板幅変化領域を有する構
成とする。

【００１１】また、請求項７においては、前記請求項２
の構成に加え、前記第１の配線と前記第２の配線とに対
向電流が流れたときの配線間インダクタンスと、前記第
２の配線と前記第３の配線とに対向電流が流れたときの
配線間インダクタンスとが、同一になるべく、前記第１
の配線の一部に板厚が厚くなった板厚変化領域を有する
構成とする。

【００１２】また、請求項８においては、前記請求項２
の構成に加え、前記請求項２の構成中の前記３か所の接
続部は可逆的に着脱可能である構成とする。

【００１３】また、請求項９においては、細長い板状を
なし、それぞれ主部と接続部とを有する第１と第２の配
線を内部配線として有し、前記接続部から離れた場所で
は、前記第１の配線の主部と前記第２の配線の主部とが
互いに主面を対向させ、両配線の断面重心間距離が前記
配線の板幅以下であるように併走していて、前記２つの
接続部が少なくとも露出している、電力用トランジスタ
モジュールもしくは電力用ダイオードモジュールもしく
はインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）、に対
して接続する外部配線として、細長い板状をなし、それ
ぞれ主部と接続部とを有する第３と第４の配線が、前記
第３の配線の前記接続部は前記第１の配線の前記接続部
と一定面積を接触しあって接続し、前記第４の配線の前
記接続部は前記第２の配線の前記接続部と一定面積を接
触しあって接続し、前記４つの配線の主部はそれぞれ、
どの部位をとっても必ず自配線以外の他の前記配線のう
ちの少なくとも１つと、断面重心間距離が前記配線の板
幅以下となるべく主面を対向させていて、前記接続部か
ら離れた場所では、前記第３の配線の主部と前記第４の
配線の主部とが互いに主面を対向させ、両配線の断面重
心間距離が前記配線の板幅以下であるように併走してい
る構成とする。

【００１４】また、請求項１０においては、前記請求項
９の構成に加え、前記第１の配線の接続部と前記第２の
配線の接続部を、前記電力用トランジスタモジュールも
しくは電力用ダイオードモジュールもしくはインテリジ
ェントパワーモジュール（ＩＰＭ）の箱状外殻の一辺に
接して有する構成とする。

【００１５】また、請求項１１においては、内部配線と
して細長い板状をなし、それぞれ主部と接続部とを有す
る第１と第２と第３の配線を有し、前記接続部から離れ
た場所では、前記第１の配線の主部と前記第２の配線の
主部と前記第３の配線の主部とは、各主面を対向させつ
つ、前記配線の板幅以下の断面重心間距離を隔てて三層
積層構造をなして併走していて、前記３つの接続部が少
なくとも露出している、電力用トランジスタモジュール
もしくは電力用ダイオードモジュールもしくはインテリ
ジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）、に対して接続す
る外部配線として、細長い板状をなし、それぞれ主部と
接続部とを有する第４と第５と第６の配線が、前記第４
の配線の前記接続部は前記第１の配線の前記接続部と一
定面積を接触しあって接続し、前記第５の配線の前記接
続部は前記第２の配線の前記接続部と一定面積を接触し
あって接続し、前記第６の配線の前記接続部は前記第３
の配線の前記接続部と一定面積を接触しあって接続し、
前記６つの配線の主部はそれぞれ、どの部位をとっても
必ず自配線以外の他の前記配線のうちの少なくとも１つ
と、断面重心間距離が前記配線の板幅以下となるべく主
面を対向させていて、前記接続部から離れた場所では、
前記第４の配線の主部と前記第５の配線の主部と前記第
６の配線の主部とは、各主面を対向させつつ、前記配線
の板幅以下の断面重心間距離を隔てて三層積層構造をな
して併走している構成とする。

【００１６】以上のような配線の接続部構造において
は、互いの前記配線の内部を流れる電流が周辺の空間に
作り出す磁界を、接続部分においても打ち消し合う作用
が強い。

【００１７】

【発明の効果】このような構成とすることにより、１．バスバーに接続部があることによるインダクタンス
の増加分を最小限にすることができる。２．さらに、バスバーが三層積層構造になっているもの
同士の接続部において、間に挟まれたバスバーに電流が
流れ、これに対向する電流が残る一方のバスバーに流れ
た場合と他方のバスバーに流れた場合の、２組の電流対
に対する２つのインダクタンスを均等にできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態を用い
て詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明第１の実施の形態を示す斜視
図である。なお、これは前記請求項１に対応するもので
ある。それぞれ２本で一対をなすバスバー１、２（前記
請求項１における第１、第２の配線に相当）、バスバー
１１、１２（同じく第３、第４の配線に相当）がある。
それぞれのバスバー１、２、１１、１２は接続部近傍で
別れて、ネジ止めが可能な構造になっている。ネジ穴同
士はぴったり重なり合って接続する。すなわち、バスバ
ー１のひとつの接続部とバスバー１１のひとつの接続部
とは相互に一定面積を接触しあって接続され、バスバー
２のひとつの接続部とバスバー１２のひとつの接続部と
は相互に一定面積を接触しあって接続される。また、バ
スバー１、２、１１、１２はネジ止め部（接続部）に続
く部分において直立し、バスバー２とバスバー１２とは
直立した部分で重なり合って接触している。また、２か
所の接続部はネジ止めであるから可逆的に着脱可能であ
る。

【００２０】前述の従来構造の図４２との違いを述べ
る。前記図４２においては、接続部のネジが互いに干渉
しないようにバスバー２とバスバー１２とは、バスバー
１やバスバー１１の形成する線上から横へはみ出す形で
構成されている。配線のインダクタンスは配線の断面重
心間距離（断面中心間距離）にほぼ比例するといえる。
前記請求項において、バスバーの断面重心間距離がバス
バーの板幅以下となるよう規定したのは、このようにこ
の範囲がインダクタンス低減の効果が顕著だからであ
る。たとえば、当該バスバーの板幅が２０ｍｍ、板厚が
２ｍｍ、バスバー１とバスバー２との間などに挟まれる
絶縁材の厚さが１ｍｍとすると、接続部でないバスバー
対（たとえば１と２）の断面重心間距離は３ｍｍであ
る。ところが、バスバー２とバスバー１２との接続部に
おいては、断面重心間距離は少なくともバスバーの板幅
以上遠のくことになり、そのような領域の長さは合計で
バスバーの板幅の３倍程度になっている。そして、バス
バー同士は２ｍｍは間隙を必要とする、と仮定すると、
断面重心間距離は約２２ｍｍにもなり、インダクタンス
・シミュレータによれば図４２の構成における接続部の
インダクタンス増分は２５．６ｎＨとなる。一方、図１
の場合、バスバー２とバスバー１２とはネジ止め部以外
の接触部でも十分導通するものとすれば、ほぼ接続部が
ない場合と同様の状態となり、バスバー１とバスバー１
１とは、バスバー２とバスバー１２との接続部を乗り越
えて迂回する。このとき、図１中でバスバー１とバスバ
ー１１との直立した部分はバスバー２とバスバー１２と
を挟んでバスバー１とバスバー１１とは流れる方向が反
対向きの電流が流れる。全体としてのインダクタンスの
増分は６．５ｎＨと計算でき、インダクタンス増分は前
記従来構造の約１／４ですむ。板幅が広く、板厚が薄い
場合には、さらに大きな効果を生む。バスバー１もしく
はバスバー１１を流れる電流がバスバー２とバスバー１
２とを乗り越える部分は、その長さが板厚のわずか数倍
程度であるが対向電流とは板幅以上の距離離れている箇
所が存在する。通常、バスバーの板幅は板厚より遙かに
大きいので、この部分の効果は殆ど無視できる。

【００２１】具体的な応用例を図２に示す。まず、図３
は従来例の図４２のバスバーを電力用トランジスタモジ
ュールの内部配線のバスバーとして応用した例である。
接続部の表裏関係が図４２と違っているが、接続部以外
はバスバー同士が離れている点では本質は同じである。

【００２２】図３中の破線は電力用トランジスタモジュ
ールの箱状外殻を暗示している。ここでバスバー１とバ
スバー２は接続部が曲がっているが、本質は同一であ
る。このように、従来の電力用トランジスタモジュール
における接続部は、図３中に示したように、ネジ止め部
のみが露出していた。すると上述のように断面重心間距
離が大きく離れてしまう場所ができる。

【００２３】そこで、本発明を応用して図２のようにす
る。これは図１のバスバーの接続部構造をそのまま電力
用トランジスタモジュールに応用したものである。図３
との違いは、バスバーのネジ止め部に続く部分が、対応
するバスバーと近接している点である。このような構成
になっていれば、外部に接続する端子も図１のバスバー
１１、１２の構造と相まって、接続部のインダクタンス
を大幅に抑えることができる。すなわち、バスバー１、
２、１１、１２の主部はそれぞれ、どの部位をとっても
必ず自配線以外の他のバスバーのうちの少なくとも１つ
と、断面重心間距離がバスバー１、２、１１、１２の板
幅以下となるべく主面を対向させていて、接続部から離
れた場所では、バスバー１の主部とバスバー２の主部と
は互いに主面を対向させ、バスバー１、２の断面重心間
距離がバスバー１、２の板幅以下であるように併走して
おり、また接続部から離れた場所では、バスバー１１の
主部と前記バスバー１２の主部とは互いに主面を対向さ
せ、バスバー１１、１２の断面重心間距離がバスバー１
１、１２の板幅以下であるように併走しているから、接
続部のインダクタンスを大幅に抑えることができる。

【００２４】なお、本明細書で図をもって説明するどの
接続部構造も、電力用トランジスタモジュールもしくは
電力用ダイオードモジュールもしくはインテリジェント
パワーモジュール（ＩＰＭ）の内部配線のバスバー構造
と、これに接続する外部配線のバスバー構造の組み合わ
せとして使うことができる。

【００２５】また、図２の接続部構造では、接続部が電
力用トランジスタモジュール表面の比較的広い範囲を専
有してしまう。もし、電力用トランジスタモジュールの
サイズが小さく、十分な面積を確保できない場合は、図
４のような接続部構造にすることによってこれを解決す
ることができる。電力用トランジスタモジュールには一
般に、図４の上方から装着されるネジに対応したナット
を収納する部分が電力用トランジスタモジュールの表面
に突出していて、その頂上に内部配線のバスバー１、２
の接続部が露出している。ここまでは従来の電力用トラ
ンジスタモジュールでもしばしば見かける構造である。
本発明を応用した図４では、そのナット収納部の側面に
もバスバー１、２が露出していて、全体としてＬ字型に
端子が露出している。これに対応するようにＬ字型に形
成された外部配線のバスバー１１、１２を装着すること
によって、前記図２と同様の効果をもつようになる。な
お、図４中符号１０は、バスバー１１とバスバー２とが
接触しないための絶縁板である。また、インテリジェン
トパワーモジュール（ＩＰＭ）などではモジュールの縁
の部分に接続部を配すことが多いが、こうした場合につ
いても図５のようにモジュールの側壁にも内部配線のバ
スバーを露出させる構成とすることで、同様に低インダ
クタンスの接続部構造を得ることができる。

【００２６】なお、接続部の構成が図１のように、ネジ
穴による接続部からみてバスバー同士が重ね合わさった
地点から先は、バスバーはどのような方向へ伸びてもよ
い。図６(ａ)〜(ｃ)は、本発明第１の実施の形態のバリ
エーションを説明する模式図である。図６中、円はネジ
による接続部を意味し、長方形もしくは正方形は接続部
に続く部分で、バスバー（配線）同士が併走する「主
部」に至るまでの領域を示す。従来の接続部構造では、
接続部に続く部分すなわち接続部近傍で、接続する相手
側のバスバーと重なり合っている部分が存在しなかった
か、もしくは不完全な形態であった。矢印は２対のバス
バー（配線）が伸びることができる方向である。同一方
向に伸びても良いし、紙面に垂直な方向へ伸びてもよ
い。具体的には、図１と図２は図６(ａ)の範疇に入る。
また、接続によってバスバー（配線）の表裏関係が反転
する組み合わせもある。

【００２７】図７は、図６(ｂ)に対応する実施の形態で
ある。図８〜図１０は図６(ｃ)に対応する実施の形態で
ある。図８と図９では、インダクタンスの増加分は接続
部がなかった場合と比べて、前記と同じ仕様を用いて計
算すると２．４５ｎＨ増に留まり、従来構造の約１／１
０に留めることができる。また、図９では接続によって
配線の上下関係が逆転してしまうが、図１０のような構
成にすれば、これを防ぐことができる。ただし、インダ
クタンスの増加分は５．０６ｎＨとなる。

【００２８】また、図１１や図１２のような構成も同様
の効果を有する。図１２は例外的であるが、各接続部に
対してネジ止め部を２箇所ずつ設け、バスバー同士の接
触をより確実にしたものである。これらは接続したバス
バーの中を対向電流が流れる場合、双方の配線を流れる
電流がバスバー主部における間隔以上に、離れる箇所が
まったくない構成である。そして、これらについても、
接続部につながるバスバーはどちらの方向にのびても構
わない。

【００２９】さらに、図１３のような構成も可能で、こ
の場合、接続部のインダクタンス増分は明らかに無視で
きる程度に留まる。従来、これを応用した図１４のよう
な構成のバスバーをもつ電力用トランジスタモジュール
は存在したが、その装置にどのような外部配線のバスバ
ーを接続するかは任意であった。図１３はこれに対して
もっとも最適な解を提供するものである。なお、これら
図１１、図１２、図１３は前記請求項３に相当するもの
である。すなわち、バスバー１、２、１１、１２の主部
はそれぞれ、どの部位をとっても必ず自バスバー以外の
他のバスバーの１つと、断面重心間距離がバスバー１、
２、１１、１２の板幅以下となるべく主面を対向させて
いる。

【００３０】また、これまでに説明した端子接続部は、
ネジ止め以外にも、リベットでもあるいは別の圧着機構
によるものでも構わない。

【００３１】つぎに、本発明第２の実施の形態を説明す
る。なお、これは前記請求項２に対応するものである。
図１５は、負荷Ｌ（たとえばモータ）に矩形波を送って
駆動するブリッジ回路において、ここで必要な部分のみ
を描いたものである。Ｂはバッテリー、Ｐは正電位配
線、Ｎはこれに対応するグランド線である。破線はそれ
ぞれ実際の回路を実現するときにひとまとまりの電力用
トランジスタモジュールとなっていることを暗示してい
る。２つのトランジスタＴ１、Ｔ２は同期してオン／オ
フする。たとえば、トランジスタＴ１とトランジスタＴ
２とが導通状態の瞬間には、たとえばＵ相の電力用トラ
ンジスタモジュールにおいては、電流はＵ→Ｎと流れて
ダイオードＤ１を介してつながる正電位配線Ｐには電流
は流れない。次に、前記２つのトランジスタＴ１、Ｔ２
が遮断状態になると、負荷Ｌの誘導起電力により、Ｕ相
の電力用トランジスタモジュールにおいてはＵ→Ｐと環
流電流が流れ、グランド線Ｎには電流は流れない。

【００３２】なお、図１５は負荷Ｌがモータなどであっ
た場合、これに所望の出力を出させるためのチョッパ回
路で、実際のトランジスタと配線の配置もほぼ同様にな
っている。いま、或る瞬間に図１５中の矢印のような経
路で電流が流れたとする。すると、電流路は大きなルー
プを描くので、この電流の感じるインダクタンスはかな
り大きくなってしまい、トランジスタＴ１、Ｔ２やダイ
オードＤ１、Ｄ２の動作に好ましくない影響を与える。

【００３３】一般には図１６のように正電位配線Ｐ、グ
ランド線Ｎ（電源ライン）を近接させることで回路全体
のインダクタンスを低減しようとするが、それでも図１
６中の○印に示す部分では対向配線に電流が流れないこ
とからインダクタンス低減の効果は望めない。また、従
来は電力用トランジスタモジュールの出力線のインダク
タンスはその先につながる負荷Ｌのインダクタンスと直
列になっていてしかも小さいので、無視されていた。

【００３４】そこで、回路全体のインダクタンスを低減
するためには、図１７のような構成にする必要がある。
すなわち、Ｕ相の電力用トランジスタモジュールの出力
線とＶ相の電力用トランジスタモジュールの出力線とが
隣接する地点まで、正電位配線Ｐとグランド線Ｎとが併
走している。このようにすると、電流路上の全ての領域
で対向電流によるインダクタンス低減効果が期待でき
る。

【００３５】よって、これら３本の配線がＰ−Ｕ−Ｎの
順番で三層積層構造（三段積層構造、三枚積層構造）に
なっていると、コンパクトでもあり、かつ、配線インダ
クタンスが低くなり、望ましい。こうした配線の接続部
構造について説明する。

【００３６】図１８は本発明を応用した、図１７のＵ相
の電力用トランジスタモジュールと、これに接続する外
部配線を描いた図である。電力用トランジスタモジュー
ルの内部では各配線はＰ−Ｕ−Ｎの順番で積層構造にな
っていて、配線インダクタンスを極力相殺するようにな
っている。電力用トランジスタモジュールの表面には内
部配線のバスバーの接続部が露出している。ここでその
接続部の配列は従来の電力用トランジスタモジュール同
様、Ｐ−Ｎ−Ｕの順番とした。勿論、Ｐ−Ｕ−Ｎの順番
でもよい。図中、１、２、３は前記Ｐ、Ｕ、Ｎに対応す
る内部配線のバスバーで、また前記請求項２における第
１、第２、第３の配線に相当する。また、１１、１２、
１３はこれらに対応する外部配線のバスバーで、同じく
第４、第５、第６の配線に相当する。それぞれ接続部に
ネジ止め用の穴を有する。穴同士を結ぶ破線は、対応関
係を暗示している。接続時にはネジ止め部以外のバスバ
ー１、２、３とバスバー１３との間には絶縁板などを挟
んで絶縁されている。すなわち、バスバー１のひとつの
接続部とバスバー１１のひとつの接続部とは相互に一定
面積を接触しあって接続され、またバスバー２のひとつ
の接続部とバスバー１２のひとつの接続部とは相互に一
定面積を接触しあって接続され、またバスバー３のひと
つの接続部とバスバー１３のひとつの接続部とは相互に
一定面積を接触しあって接続される。また、３か所の接
続部はネジ止めであるから可逆的に着脱可能である。構
造をよく説明するために、バスバー１、２、３の個別の
構造を、図１９、図２０、図２１に示した。また、外部
配線のバスバー１１、１２、１３については図２２に、
反対側から眺めた図を示した。

【００３７】また、図１８中の線分Ａ−Ａを通り電力用
トランジスタモジュール表面に垂直な断面で切った断面
を、矢印の方向から眺めた様子を図２３に示す。また、
図２４は、図１８中の線分Ｂ−Ｂを通り電力用トランジ
スタモジュール表面に垂直な断面で切った断面図を矢印
の方向から眺めた断面図である。なお、図２３、図２４
では、バスバー同士を接触させた状態を描いてある。す
なわち、図１８の電力用トランジスタモジュールにおい
ては、電力用トランジスタモジュールの表面に露出して
いるのはネジ止め部のみであり、これに続く部分は薄い
絶縁板に覆われて電力用トランジスタモジュール表面に
は露出していない。このような構成にすると、対応する
外部配線のバスバーが本発明の構成になっていない従来
の構成のバスバーも取り付けることができる。勿論、逆
に図２５に示すようにこれらが露出していて、外部配線
のバスバーの側で絶縁板１０を有して接していてもよ
い。

【００３８】従来のこの手の電力用トランジスタモジュ
ールの内部配線のバスバーは、図２６に示すように、バ
スバー１、２、３のネジ止め部しか電力用トランジスタ
モジュールの表面に露出しておらず、しかもこれに続く
部分は重なり合うことなく、ばらばらであった。よっ
て、外部配線のバスバーをどのように構成しても、接続
部のインダクタンスを小さくすることには限界があっ
た。が、前述の図１８もしくは図２５のような構成にす
れば、接続部のインダクタンスを格段に小さくすること
ができる。すなわち、バスバー１、２、３、１１、１
２、１３の主部はそれぞれ、どの部位をとっても必ず自
配線以外の他のバスバーのうちの少なくとも１つと、断
面重心間距離がバスバー１、２、３、１１、１２、１３
の板幅以下となるべく主面を対向させていて、接続部か
ら離れた場所では、バスバー１の主部とバスバー２の主
部とバスバー３の主部とは、各主面を対向させつつ、バ
スバー１、２、３の板幅以下の断面重心間距離を隔てて
三層積層構造をなして併走しており、また接続部から離
れた場所では、バスバー１１の主部とバスバー１２の主
部とバスバー１３の主部とは、各主面を対向させつつ、
バスバー１１、１２、１３の板幅以下の断面重心間距離
を隔てて三層積層構造をなして併走しているから、接続
部のインダクタンスを格段に小さくすることができる。

【００３９】また、図１７のような回路図を構成するべ
く、バスバーが３本になった場合、接続部の２つの電流
路のインダクタンス増加分が、Ｐ−Ｕ間とＵ−Ｎ間で均
等になっている方が望ましい。前記図１８の接続部構造
ではほぼ成立している。

【００４０】たとえば、Ｐ−Ｕ間とＵ−Ｎ間のインダク
タンスは次のようにして略々評価することが可能であ
る。図２７と図２８は、それぞれ図１８中のＰ−Ｕ間と
Ｕ−Ｎ間の電流の流れ方を説明するための斜視図であ
る。また、図２９と図３０は図２３と同じ断面図で、そ
れぞれ図２９、図３０中の矢印は電流の流れ方を示し、
Ｐ−Ｕ間とＵ−Ｎ間の電流の流れ方を説明している。矢
の長さはバスバー幅の半分に相当する。これより小さい
電流のベクトルは無視した。

【００４１】図２９、図３０において「○の中に点を打
ってある記号」と、「○の中に×を有する記号」は、ベ
クトル表記と同じで、それぞれ紙面に垂直方向に、「こ
ちら側へ向かう方向」と「向こう側へ向かう方向」を意
味している。なお、図２９、図３０中、点Ａは内部配線
のバスバー１、２、３側で、「主部」において平行に走
っていた配線（もしくはその中を流れる電流）の方向が
平行でなくなる点を概念的に示したものである。点Ｂも
外部配線のバスバー１１、１２、１３側の同様の地点を
意味する。

【００４２】バスバーの断面重心間距離が近い場合、対
向電流の流れる配線の部分インダクタンスは断面重心間
距離に比例する。よって、図２９、図３０中の対応する
矢印同士の距離を積算すれば、およそのインダクタンス
を得ることができる。いま、バスバーの板厚をａ、バス
バー間の距離をｂとすると、併走するバスバー同士の断
面重心間距離は（ａ＋ｂ）となる。図中のそれぞれ対応
する反対方向の矢印同士の距離を積算する。図２７と図
２９とから、それぞれの対向する矢印間の距離を勘定す
ると、この場合、点Ａから点Ｂまで部分インダクタンス
に比例する数値を得ることができる。この例では、（１
０ａ＋１０ｂ）＝１０×（ａ＋ｂ）と計算できる。これ
をここでは「１０単位」と表記することにする。同様
に、Ｕ−Ｎ間の電流の状況についても積算すると、１０
単位であることがわかる。よって、両接続部におけるイ
ンダクタンスの増分はほぼ均等ということになる。

【００４３】また、このような３本の積層バスバーの接
続部構造においても、前記図６と同様に、可能なパター
ンについて語ることができる。図３１(ａ)〜(ｄ)がそれ
である。表記は前記図６と同じである。たとえば、前記
図１８は図３１(ａ)のパターンのひとつを具現化したも
のである。もう１つ例を挙げると図３２は、図３１(ｄ)
のパターンを実現したものである。この他、バスバーが
３本になった場合、（１）接続によってバスバーの配列
が逆転するか否か、（２）接続端子の配列がＰ−Ｎ−Ｕ
かＰ−Ｕ−Ｎか、という組み合わせを考えることが可能
である。

【００４４】次に、この積算が不均等になる例を示す。
図３３は、前記図１８と同じ構成であるが、電力用トラ
ンジスタモジュール内部のバスバーの積層配列が逆にな
っている。これによって３本のバスバーの枝分かれの仕
方が異なってきている。この接続部構造において前記図
２９と図３０と同様の断面図３４と図３５によって同様
の積算を行うと、Ｐ−Ｕ間は８単位、Ｕ−Ｎ間は１２単
位となる。

【００４５】このようなインダクタンスの差異を微調整
する方法は４つある。

【００４６】第１は、図３６に示すように、積算インダ
クタンスの低かったのはＰ−Ｕ側なので、わざとバスバ
ー３とバスバー１３との間をあけてインダクタンスの微
調整を行う方法である。

【００４７】第２は、Ｐ側のバスバーのどこかに図３７
のように湾曲部１３Ａを設けるか、図３８のように湾曲
領域１３Ｄを設けて、局所的に断面重心間距離を広くし
た部分を設けることである。これは前記請求項５に対応
するものである。すなわち、バスバー１とバスバー２に
対向電流が流れたときの配線間インダクタンスと、バス
バー２とバスバー３に対向電流が流れたときの配線間イ
ンダクタンスとが同一になるべく、バスバー１１、１３
の一部に湾曲した湾曲領域を設けている。この湾曲領域
の断面重心間距離や長さを調節することでインダクタン
スを均等にすることができる。なお、逐一図示はしない
が、図３７のようにバスバー間距離を広げる領域は、各
ネジ止め部近傍でもよい。別の見方をすれば、前記１に
示した絶縁板の厚さを適宜局所的に調節することも同じ
結果である。

【００４８】第３は、図３９のようにＮ側のバスバー１
１のどこかに幅の広い幅広領域１１Ｃを設けること、も
しくは図４０のようにＰ側のバスバー１３に幅の狭い幅
狭領域１３Ｃを設けることである。これらの図ではバス
バーの幅が変化している領域が片側に寄っているが、も
ちろん両側を変化させてもよい。これは前記請求項６に
対応するものである。すなわち、バスバー１とバスバー
２に対向電流が流れたときの配線間インダクタンスと、
バスバー２とバスバー３に対向電流が流れたときの配線
間インダクタンスとが、同一になるべく、バスバー１
１、１３の一部に板幅が変化した板幅変化領域を設けて
いる。周囲の板幅に比べて、部分的な板幅が狭くなる
と、その部分のインダクタンスは高くなる相関関係があ
り、これは板幅の変化が板の両側に均等な場合も、どち
らかに偏って変化している場合でも同じ傾向である。

【００４９】第４は、図４１のようにバスバー１３の一
部に導体板１３Ｂを貼り付けるなどして板厚を増やす方
法である。これは前記請求項７に対応するものである。
すなわち、バスバー１とバスバー２とに対向電流が流れ
たときの配線間インダクタンスと、バスバー２とバスバ
ー３とに対向電流が流れたときの配線間インダクタンス
とが、同一になるべく、バスバー１３の一部に板厚が厚
くなった板厚変化領域を設けている。このように別の導
体板１３Ｂを貼り付けることにより、その部分の断面重
心間距離は結果的に広がることになり、インダクタンス
の微調整が可能となる。また、図示はしないが、板厚を
厚くする部分１３Ｂは、ネジ止めなどによって着脱可能
な導体を取り付ける構成になっていてもよい。このよう
にすると、バスバーを装置に組み付けてからのインダク
タンスの調整が可能となる。

【００５０】なお、上述実施の形態においては、バスバ
ー１、２が前記請求項１における第１、第２の配線に相
当し、バスバー１１、１２が同じく第３、第４の配線に
相当するとしたが、バスバー１、２が前記請求項１にお
ける第３、第４の配線に相当し、バスバー１１、１２が
同じく第１、第２の配線に相当するとしてもよいことは
当然である。また、上述実施の形態においては、バスバ
ー１、２、３が前記請求項２における第１、第２、第３
の配線に相当し、バスバー１１、１２、１３が同じく第
４、第５、第６の配線に相当するとしたが、バスバー
１、２、３が前記請求項２における第４、第５、第６の
配線に相当し、バスバー１１、１２、１３が同じく第
１、第２、第３の配線に相当するとしてもよいことは当
然である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施の形態を示す斜視図である。

【図２】本発明第１の実施の形態の具体例を示す斜視図
である。

【図３】従来の配線の接続部構造を示す斜視図である。

【図４】本発明第１の実施の形態の具体例を示す斜視図
である。

【図５】本発明第１の実施の形態の具体例を示す斜視図
である。

【図６】本発明第１の実施の形態のバリエーションを説
明する模式図である。

【図７】本発明第１の実施の形態の具体例を示す斜視図
である。

【図８】本発明第１の実施の形態の具体例を示す斜視図
である。

【図９】本発明第１の実施の形態の具体例を示す斜視図
である。

【図１０】本発明第１の実施の形態の具体例を示す斜視
図である。

【図１１】本発明第１の実施の形態の具体例を示す斜視
図である。

【図１２】本発明第１の実施の形態の具体例を示す斜視
図である。

【図１３】本発明第１の実施の形態の具体例を示す斜視
図である。

【図１４】従来の配線の接続部構造の一部を示す斜視図
である。

【図１５】負荷に矩形波を送って駆動するブリッジ回路
を示す図である。

【図１６】負荷に矩形波を送って駆動するブリッジ回路
を示す図である。

【図１７】負荷に矩形波を送って駆動するブリッジ回路
を示す図である。

【図１８】本発明第２の実施の形態の具体例を示す斜視
図である。

【図１９】図１８に示した接続部構造の一部を示す斜視
図である。

【図２０】図１８に示した接続部構造の一部を示す斜視
図である。

【図２１】図１８に示した接続部構造の一部を示す斜視
図である。

【図２２】図１８に示した接続部構造の一部を示す斜視
図である。

【図２３】図１８中の線分Ａ−Ａを通り電力用トランジ
スタモジュール表面に垂直な断面で切った断面図であ
る。

【図２４】図１８中の線分Ｂ−Ｂを通り電力用トランジ
スタモジュール表面に垂直な断面で切った断面図であ
る。

【図２５】本発明第２の実施の形態の具体例を示す斜視
図である。

【図２６】従来の配線の接続部構造の一部を示す斜視図
である。

【図２７】図１８に示した接続部構造の電流の流れ方を
説明するための斜視図である。

【図２８】図１８に示した接続部構造の電流の流れ方を
説明するための斜視図である。

【図２９】図２７の図２３と同様な断面図である。

【図３０】図２８の図２３と同様な断面図である。

【図３１】本発明第２の実施の形態のバリエーションを
説明する模式図である。

【図３２】本発明第２の実施の形態の具体例を示す斜視
図である。

【図３３】本発明第２の実施の形態の具体例を示す斜視
図である。

【図３４】図３３に示した接続部構造の電流の流れ方を
説明するための図２９と同様な断面図である。

【図３５】図３３に示した接続部構造の電流の流れ方を
説明するための図３０と同様な断面図である。

【図３６】インダクタンスの調整を行なうことができる
配線の接続部構造を示す断面図である。

【図３７】インダクタンスの調整を行なうことができる
配線の接続部構造を示す断面図である。

【図３８】インダクタンスの調整を行なうことができる
配線の接続部構造の一部を示す斜視図である。

【図３９】インダクタンスの調整を行なうことができる
配線の接続部構造の一部を示す斜視図である。

【図４０】インダクタンスの調整を行なうことができる
配線の接続部構造の一部を示す斜視図である。

【図４１】インダクタンスの調整を行なうことができる
配線の接続部構造を示す断面である。

【図４２】配線の接続部構造の従来例の１つを示す図で
ある。

【符号の説明】

１、２、３…バスバー１１、１２、１３…バスバー１１Ｃ…幅広領域１３Ａ…湾曲部１３Ｂ…導体板１３Ｃ…幅狭領域１３Ｄ…湾曲領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】細長い板状をなし、それぞれ主部と少なく
とも１つの接続部とを有する第１と第２と第３と第４の
配線において、前記第１の配線のひとつの接続部と前記第３の配線のひ
とつの接続部とは相互に一定面積を接触しあって接続
し、前記第２の配線のひとつの接続部と前記第４の配線のひ
とつの接続部とは相互に一定面積を接触しあって接続
し、前記４つの配線の主部はそれぞれ、どの部位をとっても
必ず自配線以外の他の前記配線のうちの少なくとも１つ
と、断面重心間距離が前記配線の板幅以下となるべく主
面を対向させていて、前記接続部から離れた場所では、前記第１の配線の主部
と前記第２の配線の主部とは互いに主面を対向させ、両
配線の断面重心間距離が前記配線の板幅以下であるよう
に併走していて、前記接続部から離れた場所では、前記第３の配線の主部
と前記第４の配線の主部とは互いに主面を対向させ、両
配線の断面重心間距離が前記配線の板幅以下であるよう
に併走している、ことを特徴とする配線の接続部構造。
【請求項２】細長い板状をなし、それぞれ主部と少なく
とも１つの接続部とを有する第１と第２と第３と第４と
第５と第６の配線において、前記第１の配線のひとつの接続部と前記第４の配線のひ
とつの接続部とは相互に一定面積を接触しあって接続
し、前記第２の配線のひとつの接続部と前記第５の配線のひ
とつの接続部とは相互に一定面積を接触しあって接続
し、前記第３の配線のひとつの接続部と前記第６の配線のひ
とつの接続部とは相互に一定面積を接触しあって接続
し、前記６つの配線の主部はそれぞれ、どの部位をとっても
必ず自配線以外の他の前記配線のうちの少なくとも１つ
と、断面重心間距離が前記配線の板幅以下となるべく主
面を対向させていて、前記接続部から離れた場所では、前記第１の配線の主部
と前記第２の配線の主部と前記第３の配線の主部とは、
各主面を対向させつつ、前記配線の板幅以下の断面重心
間距離を隔てて三層積層構造をなして併走していて、前記接続部から離れた場所では、前記第４の配線の主部
と前記第５の配線の主部と前記第６の配線の主部とは、
各主面を対向させつつ、前記配線の板幅以下の断面重心
間距離を隔てて三層積層構造をなして併走している、ことを特徴とする配線の接続部構造。
【請求項３】前記４つの配線の主部はそれぞれ、どの部
位をとっても必ず自配線以外の他の前記配線の１つと、
断面重心間距離が前記配線の板幅以下となるべく主面を
対向させている、ことを特徴とする前記請求項１に記載の配線の接続部構
造。
【請求項４】前記２か所の接続部は可逆的に着脱可能で
ある、ことを特徴とする前記請求項１に記載の配線の接
続部構造。
【請求項５】前記第１の配線と第２の配線とに対向電流
が流れたときの配線間インダクタンスと、前記第２の配線と第３の配線とに対向電流が流れたとき
の配線間インダクタンスとが、同一になるべく、前記第１の配線の一部が湾曲した湾曲領域を有する、ことを特徴とする前記請求項２に記載の配線の接続部構
造。
【請求項６】前記第１の配線と前記第２の配線とに対向
電流が流れたときの配線間インダクタンスと、前記第２の配線と前記第３の配線とに対向電流が流れた
ときの配線間インダクタンスとが、同一になるべく、前記第１の配線の一部に板幅が変化した板幅変化領域を
有する、ことを特徴とする前記請求項２に記載の配線の接続部構
造。
【請求項７】前記第１の配線と前記第２の配線とに対向
電流が流れたときの配線間インダクタンスと、前記第２の配線と前記第３の配線とに対向電流が流れた
ときの配線間インダクタンスとが、同一になるべく、前記第１の配線の一部に板厚が厚くなった板厚変化領域
を有する、ことを特徴とする前記請求項２に記載の配線の接続部構
造。
【請求項８】前記３か所の接続部は可逆的に着脱可能で
ある、ことを特徴とする前記請求項２に記載の配線の接
続部構造。
【請求項９】細長い板状をなし、それぞれ主部と接続部
とを有する第１と第２の配線を内部配線として有し、前記接続部から離れた場所では、前記第１の配線の主部
と前記第２の配線の主部とが互いに主面を対向させ、両
配線の断面重心間距離が前記配線の板幅以下であるよう
に併走していて、前記２つの接続部が少なくとも露出している、電力用ト
ランジスタモジュールもしくは電力用ダイオードモジュ
ールもしくはインテリジェントパワーモジュール（ＩＰ
Ｍ）、に対して接続する外部配線として、細長い板状をなし、それぞれ主部と接続部とを有する第
３と第４の配線が、前記第３の配線の前記接続部は前記第１の配線の前記接
続部と一定面積を接触しあって接続し、前記第４の配線の前記接続部は前記第２の配線の前記接
続部と一定面積を接触しあって接続し、前記４つの配線の主部はそれぞれ、どの部位をとっても
必ず自配線以外の他の前記配線のうちの少なくとも１つ
と、断面重心間距離が前記配線の板幅以下となるべく主
面を対向させていて、前記接続部から離れた場所では、前記第３の配線の主部
と前記第４の配線の主部とが互いに主面を対向させ、両
配線の断面重心間距離が前記配線の板幅以下であるよう
に併走している、ことを特徴とする、電力用トランジスタモジュールもし
くは電力用ダイオードモジュールもしくはインテリジェ
ントパワーモジュール（ＩＰＭ）の内部配線とこれに接
続する外部配線の接続部構造。
【請求項１０】前記第１の配線の接続部と前記第２の配
線の接続部を、前記電力用トランジスタモジュールもし
くは電力用ダイオードモジュールもしくはインテリジェ
ントパワーモジュール（ＩＰＭ）の箱状外殻の一辺に接
して有する、ことを特徴とする前記請求項９に記載の配線の接続部構
造。
【請求項１１】内部配線として細長い板状をなし、それ
ぞれ主部と接続部とを有する第１と第２と第３の配線を
有し、前記接続部から離れた場所では、前記第１の配線の主部
と前記第２の配線の主部と前記第３の配線の主部とは、
各主面を対向させつつ、前記配線の板幅以下の断面重心
間距離を隔てて三層積層構造をなして併走していて、前記３つの接続部が少なくとも露出している、電力用ト
ランジスタモジュールもしくは電力用ダイオードモジュ
ールもしくはインテリジェントパワーモジュール（ＩＰ
Ｍ）、に対して接続する外部配線として、細長い板状をなし、それぞれ主部と接続部とを有する第
４と第５と第６の配線が、前記第４の配線の前記接続部は前記第１の配線の前記接
続部と一定面積を接触しあって接続し、前記第５の配線の前記接続部は前記第２の配線の前記接
続部と一定面積を接触しあって接続し、前記第６の配線の前記接続部は前記第３の配線の前記接
続部と一定面積を接触しあって接続し、前記６つの配線の主部はそれぞれ、どの部位をとっても
必ず自配線以外の他の前記配線のうちの少なくとも１つ
と、断面重心間距離が前記配線の板幅以下となるべく主
面を対向させていて、前記接続部から離れた場所では、前記第４の配線の主部
と前記第５の配線の主部と前記第６の配線の主部とは、
各主面を対向させつつ、前記配線の板幅以下の断面重心
間距離を隔てて三層積層構造をなして併走している、ことを特徴とする、電力用トランジスタモジュールもし
くは電力用ダイオードモジュールもしくはインテリジェ
ントパワーモジュール（ＩＰＭ）の内部配線とこれに接
続する外部配線の接続部構造。