JP2011254621A - Power conversion apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion apparatus capable of easily connecting a control circuit board to a control terminal, for a reduced manufacturing cost.SOLUTION: A power conversion apparatus 1 includes a laminate body 10 in which a plurality of semiconductor modules 2 and a plurality of cooling tubes 5 are stacked, and a control circuit board 6. A control terminal 4 includes a base end part 40 protruding from a body part 3, and a bent part 41 in which the tip side of the base end part 40 is so bent as to be tilted toward a lamination direction X. The control circuit board 6 has a tapered connection part 7. The tapered connection part 7 has a tapered surface 70 which is made from a conductive material being conducted to a control circuit 60 and is inclined toward the lamination direction X. The bent part 41 contacts to the tapered surface 70 of the tapered connection part 7 so that an electrical connection between the control terminal 4 and the control circuit board 6 is assured.

Description

本発明は、制御回路基板を備えた電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device including a control circuit board.

直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置として、図１８に示すごとく、電力変換回路を構成する半導体素子を内蔵した複数の半導体モジュール９２と、該半導体モジュール９２を冷却する複数の冷却チューブ９５とを積層して積層体９１０を形成したものが従来から知られている（下記特許文献１〜３参照）。   As a power conversion device that performs power conversion between DC power and AC power, as shown in FIG. 18, a plurality of semiconductor modules 92 incorporating semiconductor elements that constitute a power conversion circuit, and a plurality of semiconductor modules 92 that cool the semiconductor modules 92. Conventionally, a laminate 910 is formed by laminating a cooling tube 95 (see Patent Documents 1 to 3 below).

個々の半導体モジュール９２は、半導体素子を内蔵した本体部９３と、該本体部９３から突出した制御端子９４と、パワー端子９２０とを備える。パワー端子９２０には、直流電源（図示しない）の正電極に接続された正極端子と、直流電源の負電極に接続された負極端子と、交流負荷（図示しない）に接続された交流端子とがある。また、制御端子９４には制御回路基板９６が接続されている。制御回路基板９６が半導体モジュール９２の制御をすることにより、上述した正極端子と負極端子との間に印加される直流電圧を交流電圧に変換し、交流端子から出力する。   Each of the semiconductor modules 92 includes a main body portion 93 incorporating a semiconductor element, a control terminal 94 protruding from the main body portion 93, and a power terminal 920. The power terminal 920 includes a positive terminal connected to a positive electrode of a DC power source (not shown), a negative terminal connected to a negative electrode of the DC power source, and an AC terminal connected to an AC load (not shown). is there. A control circuit board 96 is connected to the control terminal 94. When the control circuit board 96 controls the semiconductor module 92, the DC voltage applied between the positive terminal and the negative terminal described above is converted into an AC voltage and output from the AC terminal.

図１８に示すごとく、制御回路基板９６には、板厚方向に貫通した貫通孔９０が形成されている。この貫通孔９０に制御端子９４を挿入することにより、制御端子９４と制御回路基板９６とを電気的に接続している。   As shown in FIG. 18, the control circuit board 96 is formed with a through hole 90 penetrating in the thickness direction. By inserting the control terminal 94 into the through-hole 90, the control terminal 94 and the control circuit board 96 are electrically connected.

特開２００５−７３３７４号公報JP 2005-73374 A 特開２００５−４５１８６号公報JP-A-2005-45186 特開２００６−１５７０４２号公報JP 2006-157042 A

しかしながら、従来の電力変換装置９１は、制御回路基板９６と制御端子９４との接続工程を行いにくいという問題があった。すなわち、図１７に示すごとく、制御回路基板９６と制御端子９４とを接続する際には、全ての貫通孔９０と制御端子９４とを位置合わせした後、制御回路基板９６と積層体９１０とを相対的に接近させることにより、制御端子９４を貫通孔９０に挿入する。半導体モジュール９２の本体部９３や冷却チューブ９５は寸法ばらつきを有しており、この寸法ばらつきが積み重なるため、積層方向ｘにおける制御端子９４の位置ずれは大きい。したがって、接続工程を行う際には、治具（図示しない）を用いて制御端子９４を矯正し、位置精度を向上させた状態で、制御端子９４を貫通孔９０に挿入する必要があった。そのため、制御回路基板と制御端子とを、より簡単に接続できる電力変換装置が望まれていた。   However, the conventional power conversion device 91 has a problem that it is difficult to perform a connection process between the control circuit board 96 and the control terminal 94. That is, as shown in FIG. 17, when connecting the control circuit board 96 and the control terminal 94, after aligning all the through holes 90 and the control terminals 94, the control circuit board 96 and the laminated body 910 are connected. The control terminal 94 is inserted into the through hole 90 by being relatively approached. The main body 93 and the cooling tube 95 of the semiconductor module 92 have dimensional variations. Since the dimensional variations are accumulated, the positional deviation of the control terminal 94 in the stacking direction x is large. Therefore, when performing the connection step, it is necessary to insert the control terminal 94 into the through hole 90 in a state where the control terminal 94 is corrected using a jig (not shown) and the positional accuracy is improved. Therefore, a power converter that can connect the control circuit board and the control terminal more easily has been desired.

また、従来は、制御端子９４の位置ずれを少なくするために、寸法ばらつきの小さい半導体モジュール９２や冷却チューブ９５を使用する必要があった。そのため、半導体モジュール９２や冷却チューブ９５の部品単価が上昇し、電力変換装置９１全体の製造コストが上昇するという問題もあった。   Conventionally, it has been necessary to use the semiconductor module 92 and the cooling tube 95 with small dimensional variations in order to reduce the displacement of the control terminal 94. For this reason, there is a problem that the unit cost of the semiconductor module 92 and the cooling tube 95 increases, and the manufacturing cost of the entire power converter 91 increases.

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、制御回路基板と制御端子とを簡単に接続でき、製造コストを低減できる電力変換装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a power conversion device that can easily connect a control circuit board and a control terminal and reduce manufacturing costs.

本発明は、電力変換回路を構成する半導体素子を内蔵した本体部を有し、該本体部の端面から制御端子が突出した複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールを上記本体部の両主面から冷却する複数の冷却チューブとを積層した積層体と、
上記半導体モジュールを制御する制御回路を有し、上記制御端子に電気的に接続した制御回路基板とを備え、
上記制御端子は、上記本体部から突出した基端部と、上記積層体の積層方向に対して傾斜するよう上記基端部の先端側を折り曲げた折曲部とを備え、
上記制御回路基板は、上記制御回路に導通した導電性材料からなり、上記積層方向に対して傾斜したテーパ面を有するテーパ状接続部を備え、
該テーパ状接続部の上記テーパ面に上記折曲部が接触することにより、上記制御端子と上記制御回路基板との電気的な接続を確保す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）。 The present invention has a main body portion incorporating a semiconductor element constituting a power conversion circuit, a plurality of semiconductor modules having control terminals projecting from end faces of the main body portion, and the semiconductor modules from both main surfaces of the main body portion. A laminated body in which a plurality of cooling tubes to be cooled are laminated;
A control circuit for controlling the semiconductor module, and a control circuit board electrically connected to the control terminal;
The control terminal includes a base end portion protruding from the main body portion, and a bent portion obtained by bending the distal end side of the base end portion so as to be inclined with respect to the stacking direction of the laminate.
The control circuit board is made of a conductive material conducted to the control circuit, and includes a tapered connection portion having a tapered surface inclined with respect to the stacking direction,
A power conversion device configured to ensure electrical connection between the control terminal and the control circuit board when the bent portion is in contact with the tapered surface of the tapered connection portion. (Claim 1).

本発明の作用効果について説明する。本発明では、積層方向に対して傾斜するよう先端を折り曲げた制御端子を用いる。また、本発明では、制御回路基板に上記テーパ状接続部を形成した。そして、制御端子の折曲部を、テーパ状接続部のテーパ面に接触させることによって、制御端子と制御回路基板とを電気的に接続した。
このようにすると、制御端子が積層方向にばらついても、折曲部においてテーパ面に制御端子を接触させることができる。これにより、制御端子と制御回路基板との接続工程を容易に行うことが可能になる。すなわち、上述したように、制御端子は積層方向にずれやすいが、折曲部とテーパ面によって、制御端子とテーパ面との位置合わせ余裕度を大きくすることができる。そのため、制御端子が積層方向に多少位置ずれした場合でも、従来のように治具を用いる必要なく、制御端子と制御回路基板とを容易に接続することが可能になる。 The function and effect of the present invention will be described. In the present invention, a control terminal whose tip is bent so as to be inclined with respect to the stacking direction is used. In the present invention, the tapered connection portion is formed on the control circuit board. And the control terminal and the control circuit board were electrically connected by making the bending part of a control terminal contact the taper surface of a taper-shaped connection part.
If it does in this way, even if a control terminal varies in the lamination direction, a control terminal can be made to contact a taper surface in a bent part. Thereby, the connection process between the control terminal and the control circuit board can be easily performed. That is, as described above, the control terminal is easily displaced in the stacking direction, but the margin of alignment between the control terminal and the tapered surface can be increased by the bent portion and the tapered surface. Therefore, even when the control terminal is slightly displaced in the stacking direction, the control terminal and the control circuit board can be easily connected without using a jig as in the prior art.

また、本発明では、積層方向における制御端子の位置合わせ余裕度が大きいため、寸法ばらつきの大きい半導体モジュールや冷却チューブを使用することができる。そのため、半導体モジュールや冷却チューブの部品単価を低減でき、電力変換装置の製造コストを低減することが可能になる。   In the present invention, since the margin for alignment of the control terminals in the stacking direction is large, a semiconductor module or a cooling tube having a large dimensional variation can be used. Therefore, the unit cost of the semiconductor module and the cooling tube can be reduced, and the manufacturing cost of the power conversion device can be reduced.

以上のごとく、本発明によれば、制御回路基板と制御端子とを簡単に接続でき、製造コストを低減できる電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power conversion device that can easily connect a control circuit board and a control terminal and reduce manufacturing costs.

実施例１における、電力変換装置の平面図であって、図２のＢ−Ｂ矢視図。It is a top view of the power converter device in Example 1, Comprising: The BB arrow line view of FIG. 図１のＡ−Ａ断面図。AA sectional drawing of FIG. 実施例１における、制御回路基板の平面図。FIG. 3 is a plan view of a control circuit board in the first embodiment. 図２の拡大断面図。The expanded sectional view of FIG. 制御回路基板と制御端子とを接続した状態における、図２の拡大断面図。The expanded sectional view of FIG. 2 in the state which connected the control circuit board and the control terminal. 実施例２における、電力変換装置の拡大断面図であって、図７のＤ−Ｄ断面図。It is an expanded sectional view of the power converter device in Example 2, Comprising: DD sectional drawing of FIG. 図６のＣ矢視図。C arrow line view of FIG. 実施例３における、電力変換装置の拡大断面図であって、図９のＦ−Ｆ断面図。It is an expanded sectional view of the power converter in Example 3, Comprising: It is FF sectional drawing of FIG. 図８のＥ矢視図。E arrow line view of FIG. 実施例３における、テーパ状接続部の斜視図。The perspective view of the taper-shaped connection part in Example 3. FIG. 実施例４における、電力変換装置の拡大断面図であって、図１２のＨ−Ｈ断面図。It is an expanded sectional view of the power converter device in Example 4, Comprising: HH sectional drawing of FIG. 図１１のＧ矢視図。The G arrow line view of FIG. 実施例４における、テーパ状接続部の斜視図。The perspective view of the taper-shaped connection part in Example 4. FIG. 実施例５における、はんだ付けする前の状態での、電力変換装置の拡大断面図であって、図１５のＪ−Ｊ断面図。FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of the power conversion device in the state before soldering in the fifth embodiment, and is a JJ cross-sectional view of FIG. 15. 図１４のＩ矢視図。The arrow I view of FIG. 実施例５における、はんだ付けした後の状態での、電力変換装置の拡大断面図。The expanded sectional view of the power converter device in the state after soldering in Example 5. FIG. 従来例における、制御回路基板と制御端子とを接続する前の状態での、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of a power converter device in the state before connecting a control circuit board and a control terminal in a prior art example. 従来例における、制御回路基板と制御端子とを接続した後の状態での、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of the power converter device in the state after connecting the control circuit board and the control terminal in a prior art example.

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記基端部の突出方向と上記積層方向との双方に平行な平面に対して、上記折曲部の延出方向が平行になっていることが好ましい（請求項２）。
このようにすると、積層方向における折曲部の長さをより長くすることができる。そのため、制御端子と制御回路基板との、積層方向における位置合わせ余裕度を大きくすることが可能になる。 A preferred embodiment of the present invention described above will be described.
In the present invention, it is preferable that the extending direction of the bent portion is parallel to a plane parallel to both the protruding direction of the base end portion and the stacking direction (claim 2).
If it does in this way, the length of the bending part in the lamination direction can be made longer. Therefore, it is possible to increase the alignment margin between the control terminal and the control circuit board in the stacking direction.

また、上記積層方向における上記テーパ面の長さは、該積層方向における上記折曲部の長さよりも長いことが好ましい（請求項３）。
このようにすると、制御端子が積層方向に位置ずれした場合でも、折曲部がテーパ面から外れにくくなる。そのため、積層方向における制御端子の位置合わせ余裕度をより大きくすることができる。 The length of the tapered surface in the stacking direction is preferably longer than the length of the bent portion in the stacking direction.
In this way, even when the control terminal is displaced in the stacking direction, the bent portion is unlikely to come off the tapered surface. Therefore, the alignment margin of the control terminal in the stacking direction can be further increased.

また、上記制御端子の弾性力により、上記折曲部を上記テーパ面に圧接していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、折曲部をテーパ面に圧接できるので、折曲部とテーパ面の接続信頼性を高めることができる。 Further, it is preferable that the bent portion is pressed against the tapered surface by the elastic force of the control terminal.
In this case, since the bent portion can be pressed against the tapered surface, the connection reliability between the bent portion and the tapered surface can be improved.

また、上記テーパ状接続部は、上記テーパ面を有する金属製の部材を上記制御回路基板に実装したものであることが好ましい（請求項５）。
このようにすると、制御回路基板を容易に製造することが可能になる。すなわち、例えば、テーパ状接続部を別部材として用意しておき、これを制御回路基板に実装すれば、簡単にテーパ状接続部を制御回路基板に取り付けることができる。 In addition, it is preferable that the tapered connection portion is obtained by mounting a metal member having the tapered surface on the control circuit board.
If it does in this way, it will become possible to manufacture a control circuit board easily. That is, for example, if the tapered connection portion is prepared as a separate member and mounted on the control circuit board, the tapered connection section can be easily attached to the control circuit board.

また、上記テーパ面の両側部には、該テーパ面に直交する方向へ突出した突部が形成されていることが好ましい（請求項６）。
このようにすると、電力変換装置を使用している状態で、何らかの原因により電力変換装置が振動した場合であっても、折曲部が上記一対の突部にガイドされるため、テーパ状接続部から折曲部が外れにくくなる。そのため、制御端子と制御回路基板の接続信頼性を高めることが可能になる。 Further, it is preferable that protrusions projecting in a direction perpendicular to the tapered surface are formed on both side portions of the tapered surface.
In this way, even when the power conversion device vibrates for some reason in a state where the power conversion device is used, the bent portion is guided by the pair of protrusions, so that the tapered connection portion The bent part is difficult to come off. Therefore, it is possible to improve the connection reliability between the control terminal and the control circuit board.

また、上記基端部の突出方向と上記積層方向との双方に直交する方向から上記折曲部を挟持するばね部材が、上記テーパ状接続部に設けられていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、ばね部材によって折曲部を挟持しているため、折曲部をテーパ状接続部にしっかりと固定できる。そのため、制御端子と制御回路基板の接続信頼性を高めることが可能になる。 Further, it is preferable that a spring member for sandwiching the bent portion from a direction orthogonal to both the protruding direction of the base end portion and the stacking direction is provided in the tapered connection portion. .
In this case, since the bent portion is sandwiched by the spring member, the bent portion can be firmly fixed to the tapered connecting portion. Therefore, it is possible to improve the connection reliability between the control terminal and the control circuit board.

また、上記制御回路基板には、厚さ方向に貫通し上記テーパ面に開口した貫通孔が形成されており、該貫通孔にはんだが充填されると共に、該貫通孔の上記テーパ面側の開口部から漏出した上記はんだによって上記テーパ状接続部と上記折曲部とが接続されていることが好ましい（請求項８）。
この場合には、折曲部とテーパ状接続部とをはんだ接続しているため、これらの接続信頼性をさらに高めることができる。
また、上記構成にすると、はんだ付け作業を容易に行うことが可能になる。すなわち、折曲部をテーパ面に接触させた後、仮に、テーパ面側からはんだ付け作業を行おうとすると、半導体モジュールが邪魔になってしまい、はんだ付け作業を効率的に行えない場合がある。しかしながら本発明では、テーパ面に開口した貫通孔を制御回路基板に形成したため、テーパ面側の開口部とは反対側の開口部から、貫通孔内にはんだを流し込むことができる。そして、テーパ面側の開口部から漏出したはんだによって、テーパ面と折曲部とを接続することができる。これにより、折曲部とテーパ状接続部とのはんだ付け作業を容易に行うことが可能になる。 Further, the control circuit board is formed with a through-hole penetrating in the thickness direction and opened in the tapered surface, and the through-hole is filled with solder, and the opening on the tapered surface side of the through-hole is formed. It is preferable that the tapered connecting portion and the bent portion are connected by the solder leaked from the portion.
In this case, since the bent portion and the tapered connection portion are solder-connected, it is possible to further improve the connection reliability.
Moreover, if it is set as the said structure, it will become possible to perform a soldering operation | work easily. That is, if the soldering operation is attempted from the taper surface side after the bent portion is brought into contact with the taper surface, the semiconductor module may become an obstacle and the soldering operation may not be performed efficiently. However, in the present invention, since the through-hole opened in the tapered surface is formed in the control circuit board, the solder can be poured into the through-hole from the opening on the side opposite to the opening on the tapered surface side. And a taper surface and a bending part can be connected with the solder which leaked from the opening part by the side of a taper surface. This makes it possible to easily perform the soldering operation between the bent portion and the tapered connection portion.

（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５を用いて説明する。
図１、図２に示すごとく、本例の電力変換装置１は、複数の半導体モジュール２と複数の冷却チューブ５とを積層した積層体１０と、制御回路基板６とを備える。
半導体モジュール２は、電力変換回路を構成する半導体素子を内蔵した本体部３を有する。この本体部３の端面から制御端子４が突出している。冷却チューブ５は、半導体モジュール２を本体部３の両主面から冷却している。
制御回路基板６には、半導体モジュール２を制御する制御回路６０が形成されている。図５に示すごとく、制御回路基板６は制御端子４に電気的に接続している。 Example 1
A power converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the power conversion device 1 of this example includes a stacked body 10 in which a plurality of semiconductor modules 2 and a plurality of cooling tubes 5 are stacked, and a control circuit board 6.
The semiconductor module 2 has a main body 3 that incorporates a semiconductor element that constitutes a power conversion circuit. The control terminal 4 protrudes from the end surface of the main body 3. The cooling tube 5 cools the semiconductor module 2 from both main surfaces of the main body 3.
A control circuit 60 for controlling the semiconductor module 2 is formed on the control circuit board 6. As shown in FIG. 5, the control circuit board 6 is electrically connected to the control terminal 4.

図２、図４に示すごとく、制御端子４は、本体部３から突出した基端部４０と、積層体１０の積層方向Ｘに対して傾斜するよう基端部４０の先端側を折り曲げた折曲部４１とを備える。
また、制御回路基板６はテーパ状接続部７を備える。テーパ状接続部７は、制御回路６０に導通した導電性材料からなる。テーパ状接続部７は、積層方向Ｘに対して傾斜したテーパ面７０を有する。
図５に示すごとく、テーパ状接続部７のテーパ面７０に折曲部４１が接触することにより、制御端子４と制御回路基板６との電気的な接続を確保するよう構成されている。
以下、詳説する。 As shown in FIGS. 2 and 4, the control terminal 4 is formed by folding the base end portion 40 protruding from the main body portion 3 and the distal end side of the base end portion 40 so as to be inclined with respect to the stacking direction X of the laminate 10. And a curved portion 41.
Further, the control circuit board 6 includes a tapered connection portion 7. The tapered connection portion 7 is made of a conductive material that is electrically connected to the control circuit 60. The tapered connection portion 7 has a tapered surface 70 inclined with respect to the stacking direction X.
As shown in FIG. 5, the bent portion 41 is in contact with the tapered surface 70 of the tapered connecting portion 7, thereby ensuring electrical connection between the control terminal 4 and the control circuit board 6.
The details will be described below.

図１に示すごとく、隣り合う２個の冷却チューブ５は、その両端において、連結管１４によって連結されている。また、積層方向Ｘにおける一端に位置する冷却チューブ５ａには、一対のパイプ１３ａ，１３ｂが取り付けられている。一方のパイプ１３ａから冷媒１５を導入すると、連結管１４を通って全ての冷却チューブ５内に冷媒１５が流れ、他方のパイプ１３ｂから冷媒１５が導出する。これにより、半導体モジュール３を冷却している。   As shown in FIG. 1, two adjacent cooling tubes 5 are connected by connecting pipes 14 at both ends thereof. A pair of pipes 13 a and 13 b are attached to the cooling tube 5 a located at one end in the stacking direction X. When the refrigerant 15 is introduced from one pipe 13a, the refrigerant 15 flows into all the cooling tubes 5 through the connecting pipe 14, and the refrigerant 15 is led out from the other pipe 13b. Thereby, the semiconductor module 3 is cooled.

図２に示すごとく、半導体モジュール２の本体部３からは、パワー端子２０が突出している。このパワー端子２０には、直流電源（図示しない）の正電極に接続された正極端子と、直流電源の負電極に接続された負極端子と、交流負荷（図示しない）に接続された交流端子とがある。制御回路基板６が半導体モジュール２を制御することにより、正極端子と負極端子との間に印加された直流電圧を交流電圧に変換し、交流端子から出力している。   As shown in FIG. 2, the power terminal 20 protrudes from the main body 3 of the semiconductor module 2. The power terminal 20 includes a positive terminal connected to a positive electrode of a DC power source (not shown), a negative terminal connected to a negative electrode of the DC power source, and an AC terminal connected to an AC load (not shown). There is. The control circuit board 6 controls the semiconductor module 2 to convert a DC voltage applied between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal into an AC voltage and output it from the AC terminal.

図４に示すごとく、本例では、制御回路基板６０にエッチング処理を行って、断面三角形状の凹部７００を形成することにより、制御回路６０を構成する金属薄膜の一部を露出させている。この金属薄膜が、本例のテーパ状接続部７である。個々の凹部７００は、図３に示すごとく、平面視において四角形状をしている。   As shown in FIG. 4, in this example, the control circuit substrate 60 is etched to form a recess 700 having a triangular cross section, thereby exposing a part of the metal thin film constituting the control circuit 60. This metal thin film is the tapered connection portion 7 of this example. As shown in FIG. 3, each concave portion 700 has a quadrangular shape in plan view.

図４、図５に示すごとく、本例では、折曲部４１を弾性変形させつつ、制御端子４をテーパ状接続部７に接続している。すなわち、接続前（図４参照）における基端部４０と折曲部４１とのなす角度θ１よりも、接続後（図５参照）における基端部４０と折曲部４１とのなす角度θ２の方が小さい。本例では、制御端子４の弾性力を使って、折曲部４１をテーパ面７０に圧接している。   As shown in FIGS. 4 and 5, in this example, the control terminal 4 is connected to the tapered connection portion 7 while the bent portion 41 is elastically deformed. That is, the angle θ2 formed between the base end portion 40 and the bent portion 41 after connection (see FIG. 5) is larger than the angle θ1 formed between the base end portion 40 and the bent portion 41 before connection (see FIG. 4). Is smaller. In this example, the bent portion 41 is pressed against the tapered surface 70 using the elastic force of the control terminal 4.

また、本例では図４に示すごとく、基端部４０の突出方向Ｙと積層方向Ｘとの双方に平行な平面（紙面に平行な平面）に対して、折曲部４１の延出方向Ａが平行になっている。   Further, in this example, as shown in FIG. 4, the extending direction A of the bent portion 41 with respect to a plane parallel to both the protruding direction Y of the base end portion 40 and the stacking direction X (a plane parallel to the paper surface). Are parallel.

また、本例では図５に示すごとく、積層方向Ｘにおけるテーパ面７０の長さＬ１は、積層方向Ｘにおける折曲部４１の長さＬ２よりも長い。   In this example, as shown in FIG. 5, the length L1 of the tapered surface 70 in the stacking direction X is longer than the length L2 of the bent portion 41 in the stacking direction X.

本例の作用効果について説明する。図４、図５に示すごとく、本例では、積層方向Ｘに対して傾斜するよう先端を折り曲げた制御端子４を用いる。また、本例では、制御回路基板６にテーパ状接続部７を形成した。そして、制御端子４の折曲部４１を、テーパ状接続部７のテーパ面７０に接触させることによって、制御端子４と制御回路基板６とを電気的に接続した。
このようにすると、制御端子４が積層方向Ｘにばらついても、折曲部４１においてテーパ面７０に制御端子４を接触させることができる。これにより、制御端子４と制御回路基板６との接続工程を容易に行うことが可能になる。すなわち、上述したように、制御端子４は積層方向Ｘにずれやすいが、折曲部４１とテーパ面７０によって、制御端子４とテーパ面７０との位置合わせ余裕度を大きくすることができる。そのため、制御端子４が積層方向Ｘに多少位置ずれした場合でも、従来のように治具を用いる必要なく、制御端子４と制御回路基板６とを容易に接続することが可能になる。 The effect of this example will be described. As shown in FIGS. 4 and 5, in this example, the control terminal 4 whose tip is bent so as to be inclined with respect to the stacking direction X is used. In this example, the tapered connection portion 7 is formed on the control circuit board 6. Then, the control terminal 4 and the control circuit board 6 were electrically connected by bringing the bent portion 41 of the control terminal 4 into contact with the tapered surface 70 of the tapered connection portion 7.
In this way, even if the control terminal 4 varies in the stacking direction X, the control terminal 4 can be brought into contact with the tapered surface 70 at the bent portion 41. Thereby, the connection process between the control terminal 4 and the control circuit board 6 can be easily performed. That is, as described above, the control terminal 4 is easily displaced in the stacking direction X, but the margin of alignment between the control terminal 4 and the tapered surface 70 can be increased by the bent portion 41 and the tapered surface 70. Therefore, even when the control terminal 4 is slightly displaced in the stacking direction X, the control terminal 4 and the control circuit board 6 can be easily connected without using a jig as in the prior art.

また、本例では、積層方向Ｘにおける制御端子４の位置合わせ余裕度が大きいため、寸法ばらつきの大きい半導体モジュール２や冷却チューブ５を使用することができる。そのため、半導体モジュール２や冷却チューブ５の部品単価を低減でき、電力変換装置１の製造コストを低減することが可能になる。   Moreover, in this example, since the alignment margin of the control terminal 4 in the stacking direction X is large, it is possible to use the semiconductor module 2 and the cooling tube 5 having large dimensional variations. Therefore, the unit price of the semiconductor module 2 and the cooling tube 5 can be reduced, and the manufacturing cost of the power conversion device 1 can be reduced.

また、本例では、図５に示すごとく、基端部４０の突出方向Ｙと積層方向Ｘとの双方に平行な平面（紙面に平行な面）に対して、折曲部４１の延出方向Ａが平行になっている。
このようにすると、積層方向Ｘにおける折曲部４１の長さＬ２をより長くすることができる。そのため、制御端子４と制御回路基板６との、積層方向Ｘにおける位置合わせ余裕度を大きくすることが可能になる。 In this example, as shown in FIG. 5, the extending direction of the bent portion 41 with respect to a plane parallel to both the protruding direction Y of the base end portion 40 and the stacking direction X (surface parallel to the paper surface). A is parallel.
If it does in this way, the length L2 of the bending part 41 in the lamination direction X can be made longer. Therefore, it is possible to increase the alignment margin between the control terminal 4 and the control circuit board 6 in the stacking direction X.

また、図５に示すごとく、本例では、積層方向Ｘにおけるテーパ面７０の長さＬ１は、積層方向Ｘにおける折曲部４１の長さＬ２よりも長い。
このようにすると、制御端子４が積層方向Ｘに位置ずれした場合でも、折曲部がテーパ面７０から外れにくくなる。そのため、積層方向Ｘにおける制御端子４の位置合わせ余裕度をより大きくすることができる。 Further, as shown in FIG. 5, in this example, the length L1 of the tapered surface 70 in the stacking direction X is longer than the length L2 of the bent portion 41 in the stacking direction X.
In this way, even when the control terminal 4 is displaced in the stacking direction X, the bent portion is unlikely to be detached from the tapered surface 70. Therefore, the alignment margin of the control terminal 4 in the stacking direction X can be further increased.

また、図４、図５に示すごとく、本例では、制御端子４の弾性力により、折曲部４１をテーパ面７０に圧接している。
このようにすると、折曲部４１をテーパ面７０に圧接できるので、折曲部４１とテーパ面７０の接続信頼性を高めることができる。 Further, as shown in FIGS. 4 and 5, in this example, the bent portion 41 is pressed against the tapered surface 70 by the elastic force of the control terminal 4.
If it does in this way, since the bending part 41 can be press-contacted to the taper surface 70, the connection reliability of the bending part 41 and the taper surface 70 can be improved.

以上のごとく、本例によれば、制御回路基板と制御端子とを簡単に接続でき、製造コストを低減できる電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a power conversion device that can easily connect the control circuit board and the control terminal and reduce the manufacturing cost.

（実施例２）
本例は、図６、図７に示すごとく、テーパ面７０を有する金属製の部材を制御回路基板６に実装することにより、テーパ状接続部７を形成した例である。
図６に示すごとく、本例のテーパ状接続部７は、三角柱を呈している。制御回路基板６の表面には、制御回路６０を構成する金属被膜（図示しない）の一部が露出している。この金属被膜に、はんだ１６を使って、テーパ状接続部７を接続している。
その他、実施例１と同様の構成を備える。 (Example 2)
In this example, as shown in FIGS. 6 and 7, a tapered member 7 is formed by mounting a metal member having a tapered surface 70 on the control circuit board 6.
As shown in FIG. 6, the tapered connection portion 7 of this example has a triangular prism shape. A part of a metal film (not shown) constituting the control circuit 60 is exposed on the surface of the control circuit board 6. The tapered connecting portion 7 is connected to the metal film using solder 16.
In addition, the same configuration as that of the first embodiment is provided.

本例の作用効果について説明する。本例では、制御回路基板６を容易に製造することが可能である。すなわち、例えば、テーパ状接続部７を別部材として用意しておき、これを制御回路基板６に実装すれば、簡単にテーパ状接続部７を制御回路基板６に取り付けることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。 The effect of this example will be described. In this example, the control circuit board 6 can be easily manufactured. That is, for example, if the tapered connection portion 7 is prepared as a separate member and mounted on the control circuit board 6, the tapered connection portion 7 can be easily attached to the control circuit board 6.
In addition, the same functions and effects as those of the first embodiment are provided.

（実施例３）
本例は、図８〜図１０に示すごとく、テーパ状接続部７が、テーパ面７０の両側部に、該テーパ面７０に直交する方向へ突出した突部７１を形成してなる例である。本例では、
積層方向Ｘと突出方向Ｙの双方に直交する方向の両側に、積層方向Ｘの全体にわたって突部７１を形成した。
その他、実施例１と同様の構成を備える。 (Example 3)
In this example, as shown in FIGS. 8 to 10, the tapered connecting portion 7 is formed by forming protrusions 71 projecting in a direction orthogonal to the tapered surface 70 on both sides of the tapered surface 70. . In this example,
Protrusions 71 were formed over the entire stacking direction X on both sides in the direction orthogonal to both the stacking direction X and the protruding direction Y.
In addition, the same configuration as that of the first embodiment is provided.

本例の作用効果について説明する。上記構成にすると、電力変換装置１を使用している状態で、何らかの原因により電力変換装置１が振動した場合であっても、折曲部４１が一対の突部７１にガイドされるため、テーパ状接続部７から折曲部４１が外れにくくなる。そのため、制御端子４と制御回路基板６の接続信頼性を高めることが可能になる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。 The effect of this example will be described. With the above configuration, since the bent portion 41 is guided by the pair of protrusions 71 even when the power conversion device 1 vibrates for some reason in a state where the power conversion device 1 is used, the taper is tapered. The bent portion 41 is unlikely to come off from the connection portion 7. Therefore, it becomes possible to improve the connection reliability between the control terminal 4 and the control circuit board 6.
In addition, the same functions and effects as those of the first embodiment are provided.

（実施例４）
本例は、図１１〜図１３に示すごとく、テーパ状接続部７にばね部材７２を設けた例である。このばね部材７２は、基端部４０の突出方向Ｙと積層方向Ｘとの双方に直交する方向から折曲部４１を挟持している。
具体的には実施例３と同様に、テーパ面７０の両側部に、該テーパ面７０に直交する方向へ突出する一対の突部７１が形成されており、これらの突部７１の内側に、ばね部材７２が配置されている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。 Example 4
In this example, as shown in FIGS. 11 to 13, a spring member 72 is provided in the tapered connection portion 7. The spring member 72 sandwiches the bent portion 41 from a direction orthogonal to both the protruding direction Y of the base end portion 40 and the stacking direction X.
Specifically, as in Example 3, a pair of protrusions 71 projecting in a direction perpendicular to the taper surface 70 are formed on both sides of the taper surface 70, and inside these protrusions 71, A spring member 72 is disposed.
In addition, the same configuration as that of the first embodiment is provided.

本例の作用効果について説明する。本例では、ばね部材７２によって折曲部４１を挟持しているため、折曲部４１をテーパ状接続部７にしっかりと固定できる。そのため、制御端子４と制御回路基板６の接続信頼性を高めることが可能になる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。 The effect of this example will be described. In this example, since the bent portion 41 is sandwiched by the spring member 72, the bent portion 41 can be firmly fixed to the tapered connecting portion 7. Therefore, it becomes possible to improve the connection reliability between the control terminal 4 and the control circuit board 6.
In addition, the same functions and effects as those of the first embodiment are provided.

（実施例５）
本例は、折曲部４１とテーパ状接続部７をはんだ接続した例である。図１６に示すごとく、本例の制御回路基板６には貫通孔６１が形成されている。この貫通孔６１は、制御回路基板６を厚さ方向に貫通し、テーパ面７０に開口している。貫通孔６１には、はんだ１２が充填されている。そして、貫通孔６１のテーパ面７０側の開口部６２から漏出したはんだ１２によって、テーパ状接続部７と折曲部４１とが接続されている。貫通孔６１はテーパ状接続部７の積層方向Ｘ全体にわたり形成されている。また、折曲部４１は貫通孔６１の開口部６２の一部を覆うように該開口部６２に沿って配置されている。 (Example 5)
In this example, the bent portion 41 and the tapered connection portion 7 are soldered. As shown in FIG. 16, a through hole 61 is formed in the control circuit board 6 of this example. The through hole 61 penetrates the control circuit board 6 in the thickness direction and opens in the tapered surface 70. The through hole 61 is filled with solder 12. The tapered connecting portion 7 and the bent portion 41 are connected by the solder 12 leaking from the opening 62 on the tapered surface 70 side of the through hole 61. The through hole 61 is formed over the entire stacking direction X of the tapered connection portion 7. Further, the bent portion 41 is arranged along the opening 62 so as to cover a part of the opening 62 of the through hole 61.

本例におけるはんだ接続工程を、図１４、図１５に示す。同図に示すごとく、本例では、テーパ面７０に折曲部４１を接触させ、その後、テーパ面７０側の開口部６２とは反対側の開口部６３からはんだ１２を貫通孔６１内に流し込む。そして、テーパ面７０側の開口部６２から漏出したはんだ１２によって、テーパ状接続部７と折曲部４１とを接続する。
その他、実施例１と同様の構成を備える。 The solder connection process in this example is shown in FIGS. As shown in the figure, in this example, the bent portion 41 is brought into contact with the tapered surface 70, and then the solder 12 is poured into the through-hole 61 from the opening 63 on the side opposite to the opening 62 on the tapered surface 70 side. . And the taper-shaped connection part 7 and the bending part 41 are connected by the solder 12 which leaked from the opening part 62 by the side of the taper surface 70. FIG.
In addition, the same configuration as that of the first embodiment is provided.

本例の作用効果について説明する。本例では、折曲部４１とテーパ状接続部７とをはんだ接続しているため、これらの接続信頼性をさらに高めることができる。
また、本例では、はんだ付け作業を容易に行うことが可能になる。すなわち、折曲部４１をテーパ面７０に接触させた後、仮に、テーパ面７０側からはんだ付け作業を行おうとすると、半導体モジュール２が邪魔になってしまい、はんだ付け作業を効率的に行えない場合がある。しかしながら本例では、図１４、図１５に示すごとく、テーパ面７０に開口した貫通孔６１を制御回路基板６に形成したため、テーパ面７０側の開口部６２とは反対側の開口部６３から、貫通孔６１内にはんだ１２を流し込むことができる。そして、テーパ面７０側の開口部６２から漏出したはんだ１２によって、テーパ面７０と折曲部４１とを接続することができる。これにより、折曲部４１とテーパ状接続部７とのはんだ付け作業を容易に行うことが可能になる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。 The effect of this example will be described. In this example, since the bent part 41 and the taper-shaped connection part 7 are solder-connected, these connection reliability can further be improved.
In this example, it is possible to easily perform the soldering operation. That is, if the soldering operation is performed from the tapered surface 70 side after the bent portion 41 is brought into contact with the tapered surface 70, the semiconductor module 2 becomes an obstacle, and the soldering operation cannot be performed efficiently. There is a case. However, in this example, as shown in FIGS. 14 and 15, since the through-hole 61 opened in the tapered surface 70 is formed in the control circuit board 6, the opening 63 on the side opposite to the opening 62 on the tapered surface 70 side The solder 12 can be poured into the through hole 61. The tapered surface 70 and the bent portion 41 can be connected by the solder 12 leaking from the opening 62 on the tapered surface 70 side. Thereby, it becomes possible to easily perform the soldering work between the bent portion 41 and the tapered connecting portion 7.
In addition, the same functions and effects as those of the first embodiment are provided.

１ 電力変換装置
１０ 積層体
２ 半導体モジュール
３ 本体部
４ 制御端子
４０ 基端部
４１ 折曲部
５ 冷却チューブ
６ 制御回路基板
６０ 制御回路
７ テーパ状接続部
７０ テーパ面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 10 Laminated body 2 Semiconductor module 3 Main-body part 4 Control terminal 40 Base end part 41 Bending part 5 Cooling tube 6 Control circuit board 60 Control circuit 7 Tapered connection part 70 Tapered surface

Claims (8)

電力変換回路を構成する半導体素子を内蔵した本体部を有し、該本体部の端面から制御端子が突出した複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールを上記本体部の両主面から冷却する複数の冷却チューブとを積層した積層体と、
上記半導体モジュールを制御する制御回路を有し、上記制御端子に電気的に接続した制御回路基板とを備え、
上記制御端子は、上記本体部から突出した基端部と、上記積層体の積層方向に対して傾斜するよう上記基端部の先端側を折り曲げた折曲部とを備え、
上記制御回路基板は、上記制御回路に導通した導電性材料からなり、上記積層方向に対して傾斜したテーパ面を有するテーパ状接続部を備え、
該テーパ状接続部の上記テーパ面に上記折曲部が接触することにより、上記制御端子と上記制御回路基板との電気的な接続を確保するよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。 A plurality of semiconductor modules each having a main body including a semiconductor element constituting a power conversion circuit, the control terminals projecting from an end face of the main body, and a plurality of cooling the semiconductor modules from both main surfaces of the main body; A laminated body in which cooling tubes are laminated;
A control circuit for controlling the semiconductor module, and a control circuit board electrically connected to the control terminal;
The control terminal includes a base end portion protruding from the main body portion, and a bent portion obtained by bending the distal end side of the base end portion so as to be inclined with respect to the stacking direction of the laminate.
The control circuit board is made of a conductive material conducted to the control circuit, and includes a tapered connection portion having a tapered surface inclined with respect to the stacking direction,
A power conversion device configured to ensure electrical connection between the control terminal and the control circuit board when the bent portion is in contact with the tapered surface of the tapered connection portion. . 請求項１において、上記基端部の突出方向と上記積層方向との双方に平行な平面に対して、上記折曲部の延出方向が平行になっていることを特徴とする電力変換装置。   2. The power conversion device according to claim 1, wherein an extending direction of the bent portion is parallel to a plane parallel to both the protruding direction of the base end portion and the stacking direction. 請求項１または請求項２において、上記積層方向における上記テーパ面の長さは、該積層方向における上記折曲部の長さよりも長いことを特徴とする電力変換装置。   3. The power conversion device according to claim 1, wherein a length of the tapered surface in the stacking direction is longer than a length of the bent portion in the stacking direction. 請求項１〜請求項３のいずれか１項において、上記制御端子の弾性力により、上記折曲部を上記テーパ面に圧接していることを特徴とする電力変換装置。   4. The power converter according to claim 1, wherein the bent portion is pressed against the tapered surface by an elastic force of the control terminal. 5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項において、上記テーパ状接続部は、上記テーパ面を有する金属製の部材を上記制御回路基板に実装したものであることを特徴とする電力変換装置。   5. The power conversion device according to claim 1, wherein the tapered connection portion is obtained by mounting a metal member having the tapered surface on the control circuit board. 請求項５において、上記テーパ面の両側部には、該テーパ面に直交する方向へ突出した突部が形成されていることを特徴とする電力変換装置。   6. The power conversion device according to claim 5, wherein protrusions projecting in a direction orthogonal to the tapered surface are formed on both side portions of the tapered surface. 請求項１〜請求項６のいずれか１項において、上記基端部の突出方向と上記積層方向との双方に直交する方向から上記折曲部を挟持するばね部材が、上記テーパ状接続部に設けられていることを特徴とする電力変換装置。   In any one of Claims 1-6, the spring member which clamps the said bending part from the direction orthogonal to both the protrusion direction of the said base end part and the said lamination direction is set to the said taper-shaped connection part. A power converter characterized by being provided. 請求項１〜請求項７のいずれか１項において、上記制御回路基板には、厚さ方向に貫通し上記テーパ面に開口した貫通孔が形成されており、該貫通孔にはんだが充填されると共に、該貫通孔の上記テーパ面側の開口部から漏出した上記はんだによって上記テーパ状接続部と上記折曲部とが接続されていることを特徴とする電力変換装置。   8. The control circuit board according to claim 1, wherein the control circuit board is formed with a through-hole penetrating in the thickness direction and opened in the tapered surface, and the through-hole is filled with solder. In addition, the taper connection portion and the bent portion are connected by the solder leaking from the opening on the tapered surface side of the through hole.
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