JP2012054449A - 電気的接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接合時に接続部材を電極部材に対して良好に面接触させることが容易な電気的接続装置を実現する。
【解決手段】接続部材５０は、電極部材８０の接合面８０ａに面接触する平板状の接合部５１と、当該接合部５１を挟んで所定の延在方向Ｙに沿って両側に延びる渡り部５２と、当該両側の渡り部５２のそれぞれにおける接合部５１とは反対側の端部に設けられた被支持部と、を備え、支持体６０は、接合部５１から離間して接合部５１に対して少なくとも延在方向Ｙの両側に配置され、接合部５１の両側の被支持部を一体的に支持するように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電極部材に対して所定の押圧方向に押圧された状態で当該電極部材に接合される接合部を有する導電性の接続部材と、接続部材を支持する絶縁性の支持体と、を備えた電気的接続装置に関する。

近年、省エネルギや環境負荷軽減の観点から、回転電機を駆動力源として備えたハイブリッド車両や電動車両が注目を集めている。このようなハイブリッド車両や電動車両においては、インバータ装置により回転電機を流れる電流が制御される。インバータ装置は、スイッチング素子等の回路素子により構成されたインバータ回路を備える。そして、インバータ回路を構成するスイッチング素子等の回路素子の電極部材は、接続部材（例えばバスバー等）を備えた電気的接続装置により、電源や回転電機等と電気的に接続される。なお、このような電極部材と他部材との間の電気的接続を行うための電気的接続装置は、インバータ装置に限らず電気回路や電子回路を備える装置において一般的に必要となり得る。

上記のような電気的接続装置に関する従来技術として、例えば下記の特許文献１に記載された技術がある。以下、この背景技術の説明では、特許文献１の符号を引用する。特許文献１に記載の構成では、当該文献の図１等に示されているように、接続部材（外部接続用端子５０，５１，５２）が、支持体（樹脂ケース４０）に支持されている。そして、接続部材は、支持体から接合の対象となる電極部材（端子台６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ）に向かって延出し、接続部材の下面と電極部材の上面とが接合される。

ところで、接続部材と電極部材との接合は、例えばレーザ溶接等で行われる。そして、このような接続部材と電極部材との接合は、接続部材と電極部材とが良好に面接触した状態で行われることが、接合の信頼性を高めるという観点から望ましい。なぜなら、完全に接触していない部分でレーザ溶接等を行うと、接合強度が不十分になり、電流の集中や振動等によって断線するおそれがあるからである。しかしながら、特許文献１には、接合時における接続部材と電極部材との間の接触状態に言及した記載はなく、当然ながら、接合時に接続部材を電極部材に対して良好に面接触させるための手段について、特許文献１には何ら示されていない。

特開２０１０−１０３２２２号公報（図１等）

そこで、接合時に接続部材を電極部材に対して良好に面接触させることが容易な電気的接続装置の実現が望まれる。

本発明に係る、電極部材に対して所定の押圧方向に押圧された状態で当該電極部材に接合される接合部を有する導電性の接続部材と、前記接続部材を支持する絶縁性の支持体と、を備えた電気的接続装置の特徴構成は、前記接続部材は、前記電極部材の接合面に面接触する平板状の前記接合部と、当該接合部を挟んで所定の延在方向に沿って両側に延びる渡り部と、当該両側の渡り部のそれぞれにおける前記接合部とは反対側の端部に設けられた被支持部と、を備え、前記支持体は、前記接合部から離間して前記接合部に対して少なくとも前記延在方向の両側に配置され、前記接合部の両側の前記被支持部を一体的に支持するように形成されている点にある。

この特徴構成によれば、接合部が渡り部及び被支持部を介して支持体に支持されているため、支持体に押圧方向の力を加えることで、接合部に対して直接力を加えることなく、接合部を電極部材の接合面に対して押圧することができる。この際、接合部は延在方向の両側で支持体に支持されているため、接合部には延在方向の両側から荷重がかけられる。そして、支持体は接合部の両側の被支持部を一体的に支持するように形成されている。従って、接合部に対して延在方向の両側から均等或いは略均等に荷重がかかるように支持体を押圧することが容易な構成となっており、その結果、接合部を電極部材の接合面に対して良好に面接触させることが容易な構成となっている。
補足説明すると、接合部に対して延在方向の両側から荷重をかけることが可能な構成であっても、例えば、支持体が接合部の両側を個別に支持する構成や、接合部の一方側が支持体により支持され他方側が接合部を支持しない別部材により押圧される構成のような、接合部に対する荷重の付与が延在方向の両側で個別に行われるような構成では、複雑な構成なしに、接合部に対して延在方向の両側から均等或いは略均等に荷重をかけることは難しい。
これに対し、上記の特徴構成によれば、支持体が接合部の両側の被支持部を一体的に支持するように形成されているため、接合部に対して延在方向の両側から均等或いは略均等に荷重がかかるように支持体を押圧することが容易であり、その結果、接合時に接続部材が備える接合部を電極部材の接合面に対して良好に面接触させることが容易となっている。

ここで、前記接合部は、周縁部の少なくとも一部に、厚さ方向に屈曲された屈曲加工部を有すると好適である。

この構成によれば、屈曲加工部を形成することで、物理的な形状や塑性変形による加工硬化を利用して、接合部の剛性（耐変形性）を高めることができる。よって、電極部材に対する押圧時に、接続部材に発生する応力によって接合部が変形することを抑制することができ、接合時に接続部材の接合部と電極部材の接合面とをより確実に面接触させることができる。

また、前記渡り部が帯状とされていると共に、当該渡り部の厚さ方向が前記押圧方向に平行状とされ、厚さ及び幅の少なくとも一方について、前記渡り部は前記接合部よりも小さく形成されていると好適である。

この構成によれば、渡り部の剛性を接合部に対して低くすることができ、接続部材に発生する応力を、渡り部の変形により吸収することが可能となる。よって、電極部材に対する押圧時に、接続部材に発生する応力によって接合部が変形することを抑制することができ、接合時に接続部材の接合部と電極部材の接合面とをより確実に面接触させることができる。また、上記の構成によれば、渡り部の形状を簡素なものとすることができるため、コストの抑制を図ることもできる。

また、前記接合部に対して前記延在方向の両側に配置された一対の前記渡り部が、前記接合部の重心を通るとともに前記延在方向に直交する面に対して互いに面対称な形状とされていると好適である。

この構成によれば、一対の渡り部の剛性を互いに等しくすることができるため、電極部材に対する押圧時に接続部材に発生する応力を、接合部に対して延在方向の両側で均等に吸収することが可能となる。よって、接合部に対して延在方向の両側から均等或いは略均等に荷重がかかるように支持体を押圧することがさらに容易となる。

また、前記接続部材は、一対の前記渡り部を介して前記支持体に支持された前記接合部を複数備え、前記支持体は、複数の前記接合部についての複数対の前記被支持部を一体的に支持するように形成されていると好適である。

この構成によれば、支持体に押圧方向の力を加えることで、複数の接合部を電極部材に対して一度に押圧することができる。よって、電極部材に対する接続部材の接合工程を簡素なものとして、本発明に係る電気的接続装置が用いられる装置の製造コストの抑制を図ることができる。

また、前記支持体は、互いに同じ方向に延在する複数の梁状部を備え、前記複数の梁状部には、前記接続部材を内部に固定保持する保持梁状部と、前記接続部材を内部に固定保持しない非保持梁状部とが含まれ、前記押圧方向の厚さについて、前記非保持梁状部は前記保持梁状部よりも大きく形成されていると好適である。

この構成によれば、保持梁状部の剛性と非保持梁状部の剛性との差を小さくすることができ、電極部材に対する押圧時に支持体が局所的に大きく変形することを抑制することができる。よって、接合部に対して延在方向の両側から均等或いは略均等に荷重がかかるように支持体を押圧することがさらに容易となる。

また、前記接続部材の前記被支持部は、前記支持体の内部に固定保持されており、前記被支持部は、前記押圧方向の長さ、及び、前記延在方向及び前記押圧方向の双方に直交する方向の長さの少なくとも一方が、前記渡り部よりも大きく形成されていると好適である。

この構成によれば、電極部材に対する押圧時に、支持体が接続部材から受ける荷重を支持体内で分散させ、支持体の広い範囲で接続部材を支持する構成とすることが可能となる。よって、電極部材に対する押圧時に支持体が局所的に大きく変形することを抑制することができ、接合部に対して延在方向の両側から均等或いは略均等に荷重がかかるように支持体を押圧することがさらに容易となる。

本発明の実施形態に係るインバータモジュールの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るバスバーモジュールの透視斜視図である。 本発明の実施形態に係るインバータ回路の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るバスバーモジュールの平面図である。 図４におけるＶ−Ｖ断面図である。 本発明の実施形態に係る電極部材に対するバスバーの押圧工程の概念図である。

本発明に係る電気的接続装置の実施形態について、図面を参照して説明する。ここでは、本発明に係る電気的接続装置を、回転電機２を制御するためのインバータモジュール３を構成するバスバーモジュール１に適用した場合を例として説明する。図１に示すように、バスバーモジュール１は接合部５１を有するバスバー５０を備え、接合部５１は、スイッチングモジュール３３が備える電極部材８０に対して押圧された状態で当該電極部材８０に接合される。このような構成において、本実施形態に係るバスバーモジュール１は、バスバー５０の形状、及びバスバー５０を支持する支持体６０の構成に特徴を有している。以下、本実施形態に係るバスバーモジュール１の構成について、「インバータモジュールの全体構成」、「バスバーモジュールの構成」の順に説明する。

本実施形態では、バスバーモジュール１及びバスバー５０が、それぞれ、本発明における「電気的接続装置」及び「接続部材」に相当する。以下の説明では、特に断らない限り、「上」は図１における−Ｚ方向を指し、「下」は図１におけるＺ方向を指すものとする。なお、Ｚ方向は、電極部材８０に対する接合部５１の押圧方向と一致する。

１．インバータモジュールの全体構成
インバータモジュール３の全体構成について、図１〜図３を参照して説明する。図１に示すように、インバータモジュール３は、バスバーモジュール１とスイッチングモジュール３３とを備えている。バスバーモジュール１は、スイッチングモジュール３３の上側にスイッチングモジュール３３に近接して配置され、スイッチングモジュール３３と図示しない電源との間の電流の経路を形成するとともに、スイッチングモジュール３３と回転電機２（図３参照）との間の電流の経路を形成する。本例では、回転電機２は、三相交流で駆動される交流電動機とされており、例えば、電動車両やハイブリッド車両に駆動力源として備えられる。また、本実施形態では、回転電機２は、電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ（発電機）としての機能との双方を果たすことが可能とされている。

図１及び図２に示すように、バスバーモジュール１は、バスバー５０と、バスバー５０を支持する支持体６０と、を備えている。本実施形態では、バスバーモジュール１は、第一バスバー５０ａ、第二バスバー５０ｂ、第三バスバー５０ｃ、第四バスバー５０ｄ、及び第五バスバー５０ｅの５つのバスバー５０を備えている。これら５つのバスバー５０は、支持体６０により一体的に支持されている。バスバー５０は、導電性の材料（例えば、銅やアルミニウム等の金属材料）で形成される。

バスバー５０は、電極部材８０の接合面８０ａに面接触する平板状の接合部５１と、当該接合部５１を挟んで所定の延在方向（本例ではＹ方向）に沿って両側に延びる渡り部５２と、当該両側の渡り部５２のそれぞれにおける接合部５１とは反対側の端部に設けられた被支持部５３と、を備える。接合部５１は、スイッチングモジュール３３が備える電極部材８０に対して所定の押圧方向Ｚに押圧された状態で、当該電極部材８０に接合される。図１に示すように、Ｙ方向は、押圧方向Ｚに対して直交する方向とされている。

支持体６０は、接合部５１から離間して接合部５１に対して少なくとも延在方向Ｙの両側に配置され、接合部５１の両側の被支持部５３を一体的に支持するように形成されている。支持体６０は、絶縁性の材料（例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の各種樹脂）で形成される。なお、バスバーモジュール１の詳細な構成については、後に第２節で説明する。

図１に示すように、スイッチングモジュール３３は、ベースプレート４１と、絶縁シート４３と、素子基板４２と、を備えている。ベースプレート４１、絶縁シート４３、及び素子基板４２は、互いに平行或いは略平行な状態で積層されており、この積層方向はＺ方向に平行な方向と一致する。

ベースプレート４１は、絶縁シート４３及び素子基板４２を載置するためのベースとなる板状の部材である。ベースプレート４１は、銅やアルミニウム等の金属材料で形成され、下面には放熱フィン４１ｂが形成されている。図１に示すように、ベースプレート４１は、上面４１ａがＺ方向に直交する面と平行となるように配置される。

絶縁シート４３は、電気的絶縁性及び熱伝導性の双方を備えるシート状部材で構成され、本例では樹脂製のシート部材とされている。絶縁シート４３は、ベースプレート４１の上面４１ａに載置される。本例では、絶縁シート４３は、熱圧着によりベースプレート４１の上面４１ａと素子基板４２の下面とを接着固定している。

素子基板４２は、絶縁シート４３の上面に載置され、スイッチング素子３１及びダイオード素子３２が素子基板４２の上面に載置される。素子基板４２は、導電性の材料（例えば、銅やアルミニウム等の金属材料）で形成される。また、素子基板４２はヒートスプレッダとしても機能する。上記のように、素子基板４２が、電気的絶縁性及び熱伝導性の双方を備える絶縁シート４３を介してベースプレート４１に固定される構成とすることで、素子基板４２とベースプレート４１との間の電気的絶縁性を確保しつつ、スイッチング素子３１の熱を放熱フィン４１ｂに効率良く伝達させることが可能となっている。

本実施形態では、図１に示すように、絶縁シート４３の上面には、６つの素子基板４２が配置されている。具体的には、６つの素子基板４２は、Ｘ方向に３つ並ぶとともに、Ｙ方向に２つ並ぶように配置されている。ここで、図１に示すように、Ｘ方向は、押圧方向Ｚ及び渡り部５２の延在方向Ｙの双方に対して直交する方向である。

そして、本実施形態では、各素子基板４２の上面には、スイッチング素子３１及びダイオード素子３２がそれぞれ一つずつ載置されている。すなわち、本例では、スイッチングモジュール３３は、６つのスイッチング素子３１と６つのダイオード素子３２とを備えており、これらのスイッチング素子３１及びダイオード素子３２により、回転電機２を駆動するための後述するインバータ回路（図３参照）が構成されている。スイッチング素子３１は、本実施形態ではＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）とされている。なお、スイッチング素子３１として、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）を適用することも可能である。また、本例では、図１に示すように、同一の素子基板４２に載置されたスイッチング素子３１とダイオード素子３２とは、Ｙ方向に沿って並ぶように互いに隣接して配置されている。

スイッチング素子３１は、上面にエミッタ電極を備え、下面にコレクタ電極を備えている。また、ダイオード素子３２は、上面にアノード電極を備え、下面にカソード電極を備えている。スイッチング素子３１は、半田により素子基板４２に固定され、下面のコレクタ電極が素子基板４２と導通する。ダイオード素子３２は、半田により素子基板４２に固定され、下面のカソード電極が素子基板４２と導通する。すなわち、素子基板４２は、スイッチング素子３１のコレクタ電極とダイオード素子３２のカソード電極と同電位となる。

そして、スイッチング素子３１の上面（エミッタ電極）とダイオード素子３２の上面（アノード電極）とを電気的に接続する状態で、第一の電極部材８０である第一電極部材８１が配置されている。また、スイッチング素子３１及びダイオード素子３２が配置された素子基板４２の上面に、第二の電極部材８０である第二電極部材８２が載置されている。第一電極部材８１及び第二電極部材８２の双方は、導電性の材料（例えば、銅やアルミニウム等の金属材料）で形成される。なお、素子基板４２は導電性の材料で形成されているため、第二電極部材８２は、素子基板４２を介して、スイッチング素子３１の下面（コレクタ電極）及びダイオード素子３２の下面（カソード電極）と導通する。以下では、第一電極部材８１と第二電極部材８２とを特に区別する必要がない場合には、これらを総称して電極部材８０という。

本例では、図１に示すように、第一電極部材８１は、一定幅の帯状部材（板状部材）を屈曲成形してなり、接合面８０ａが上面に形成された反素子側電極部と、スイッチング素子３１の上面に半田により固定される第一素子側電極部と、ダイオード素子３２の上面に半田により固定される第二素子側電極部と、反素子側電極部と第一素子側電極部とを連結する第一連結部と、反素子側電極部と第二素子側電極部とを連結する第二連結部と、を備えている。そして、スイッチング素子３１の上面（エミッタ電極）及びダイオード素子３２の上面（アノード電極）は、この第一電極部材８１を介してバスバー５０に接続される。なお、第一電極部材８１の形状は適宜変更可能であり、例えば、第一素子側電極部や第二素子側電極部が、押圧方向Ｚ視で反素子側電極部とは重ならない位置に延在方向Ｙにずらして配置された構成とすることができる。また、第一電極部材８１がブロック状部材で形成された構成とすることもできる。

また、本例では、図１に示すように、第二電極部材８２は、接合面８０ａを上面に有するブロック状部材とされ、下面が素子基板４２の上面に半田により固定される。そして、スイッチング素子３１の下面（コレクタ電極）及びダイオード素子３２の下面（カソード電極）は、この第二電極部材８２を介してバスバー５０に接続される。なお、第二電極部材８２の形状は適宜変更可能であり、第二電極部材８２が、第一電極部材８１と同様に一定幅の帯状部材（板状部材）を屈曲して形成された構成とすることもできる。

このように、スイッチングモジュール３３は、スイッチング素子３１及びダイオード素子３２とバスバー５０とを接続するための電極部材８０を複数（本例では１２個）有している。また、図１では省略しているが、スイッチングモジュール３３は、図示しない電源とバスバー５０とを接続するための電極部材８０（図３に示す正極側電極部材８３及び負極側電極部材８４）を備えている。そして、これらの電極部材８０の上面に、接合面８０ａが形成されている。本例では、接合面８０ａがＺ方向に直交する面と平行となるように、電極部材８０が配置されている。

本実施形態では、電極部材８０とバスバー５０とは、レーザ溶接により接合される。レーザ溶接は、バスバー５０（接合部５１）の上面側からＺ軸方向或いはＺ軸方向から僅かに（例えば５度）傾けた方向にレーザ光を照射することにより行う。このようなレーザ溶接に用いるレーザとしては、例えばＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、半導体レーザ等の溶接用のレーザを利用することができる。本例では、ＹＡＧレーザが用いられる。

バスバー５０と電極部材８０との接合の信頼性を高めるためには、接合時（本例ではレーザ溶接時）に、接合部５１と電極部材８０の接合面８０ａとが良好に面接触していることが望ましい。本実施形態では、第２節で詳細に述べるように、接合部５１に対して延在方向Ｙの両側から均等或いは略均等に荷重がかかるように支持体６０を押圧することが容易な構成となっており、接合時に接合部５１を電極部材８０の接合面８０ａに対して良好に面接触させることが容易な構成となっている。ここで、「略均等」とは、接合部５１と接合面８０ａとの間の接合の信頼性の観点から許容できる範囲の荷重の差異を含む概念として用いている。

次に、上述したスイッチング素子３１及びダイオード素子３２が構成するインバータ回路について説明する。図３に示すように、インバータ回路は、ブリッジ回路により構成されており、電源電圧の正極Ｐ側と電源電圧の負極Ｎ側（例えばクランド側）との間に２つのスイッチング素子３１が直列に接続され、この直列回路が３回線並列に接続されている。そして、回転電機２のステータコイルの三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のそれぞれに１つの直列回路が対応している。なお、符号９２は、平滑用のコンデンサ及びインダクタを備えた平滑回路である。

図１及び図３において、符号３１ａはＵ相用上段側スイッチング素子であり、符号３１ｂはＶ相用上段側スイッチング素子であり、符号３１ｃはＷ相用上段側スイッチング素子である。また、符号３１ｄはＵ相用下段側スイッチング素子であり、符号３１ｅはＶ相用下段側スイッチング素子であり、符号３１ｆはＷ相用下段側スイッチング素子である。ここで、「上段側」は正極Ｐ側のアームであることを指し、「下段側」は負極Ｎ側のアームであることを指す。

各相の上段側スイッチング素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃのコレクタは正極Ｐ側に接続され、エミッタは各相の下段側スイッチング素子３１ｄ，３１ｅ，３１ｆのコレクタに接続されている。また、各相の下段側スイッチング素子３１ｄ，３１ｅ，３１ｆのエミッタは負極Ｎ側に接続されている。各スイッチング素子３１のエミッタ−コレクタ間には、ダイオード素子３２が並列接続されている。ダイオード素子３２は、アノードがスイッチング素子３１のエミッタに接続され、カソードがスイッチング素子３１のコレクタに接続されている。ダイオード素子３２はＦＷＤ（Free Wheel Diode）として用いられている。

対となる各相のスイッチング素子（３１ａ，３１ｄ）、（３１ｂ，３１ｅ）、（３１ｃ，３１ｆ）による直列回路の中間点（スイッチング素子３１同士の接続点）が、回転電機接続端子９１ｕ，９１ｖ，９１ｗを介して回転電機２の各相のコイルに接続されている。そして、各スイッチング素子３１のゲートは図示しない制御ユニットに接続されており、それぞれ個別にスイッチング制御される。なお、制御ユニットは、本例では、バスバーモジュール１の上側にバスバーモジュール１に近接して配置される。

制御ユニットは、各スイッチング素子３１を回転電機２に要求される要求回転速度や要求トルクに基づいて制御（例えばパルス幅変調制御等）することで、回転電機２に三相の交流電圧を供給する。これにより、回転電機２を要求回転速度及び要求トルクに応じて力行させる。一方、回転電機２が発電機として機能し、回転電機２側から電力の供給を受ける場合には、制御ユニットは、発電された交流電圧を直流電圧に変換するように各スイッチング素子３１を制御する。

２．バスバーモジュールの構成
次に、本発明の要部であるバスバーモジュール１の構成について詳細に説明する。バスバーモジュール１は、バスバー５０と支持体６０とを備えている。そして、本実施形態では、バスバー５０として、第一バスバー５０ａ、第二バスバー５０ｂ、第三バスバー５０ｃ、第四バスバー５０ｄ、及び第五バスバー５０ｅの５つを備えている。

第一バスバー５０ａ、第二バスバー５０ｂ、及び第三バスバー５０ｃは、図３に示すように、各相のスイッチング素子３１による直列回路の中間点と回転電機２の各相のコイルとを接続する機能を果たす。そのため、図２及び図４に示すように、第一バスバー５０ａ、第二バスバー５０ｂ、及び第三バスバー５０ｃのそれぞれは、電極部材８０に接合される接合部５１と、回転電機２のコイルと接続するための回転電機接続端子９１ｕ，９１ｖ，９１ｗとを備えている。

具体的には、第一バスバー５０ａは、図４における−Ｙ方向に向かって、Ｕ相下段側スイッチング素子３１ｄが配置された素子基板４２上の第二電極部材８２に接合される接合部５１と、Ｕ相上段側スイッチング素子３１ａが配置された素子基板４２上の第一電極部材８１と接合される接合部５１と、回転電機２のＵ相コイルと接続するためのＵ相用回転電機接続端子９１ｕとを、記載の順に備える。このように、第一バスバー５０ａは、複数（具体的には２個）の接合部５１を備える。

第二バスバー５０ｂは、図４における−Ｙ方向に向かって、Ｖ相下段側スイッチング素子３１ｅが配置された素子基板４２上の第二電極部材８２に接合される接合部５１と、Ｖ相上段側スイッチング素子３１ｂが配置された素子基板４２上の第一電極部材８１と接合される接合部５１と、回転電機２のＶ相コイルと接続するためのＶ相用回転電機接続端子９１ｖとを、記載の順に備える。このように、第二バスバー５０ｂは、複数（具体的には２個）の接合部５１を備える。

第三バスバー５０ｃは、図４における−Ｙ方向に向かって、Ｗ相下段側スイッチング素子３１ｆが配置された素子基板４２上の第二電極部材８２に接合される接合部５１と、Ｗ相上段側スイッチング素子３１ｃが配置された素子基板４２上の第一電極部材８１と接合される接合部５１と、回転電機２のＷ相コイルと接続するためのＷ相用回転電機接続端子９１ｗとを、記載の順に備える。このように、第三バスバー５０ｃは、複数（具体的には２個）の接合部５１を備える。

第四バスバー５０ｄは、図３に示すように、各相の上段側スイッチング素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃのコレクタと電源電圧の正極Ｐ側とを接続する機能を果たす。具体的には、第四バスバー５０ｄは、図４における−Ｘ方向に向かって、正極側電極部材８３に接合される接合部５１と、Ｕ相用上段側スイッチング素子３１ａが配置された素子基板４２上の第二電極部材８２に接合される接合部５１と、Ｖ相用上段側スイッチング素子３１ｂが配置された素子基板４２上の第二電極部材８２に接合される接合部５１と、Ｗ相用上段側スイッチング素子３１ｃが配置された素子基板４２上の第二電極部材８２に接合される接合部５１とを、記載の順に備える。このように、第四バスバー５０ｄは、４個の接合部５１を備える。

第五バスバー５０ｅは、図３に示すように、各相の下段側スイッチング素子３１ｄ，３１ｅ，３１ｆのエミッタと電源電圧の負極Ｎ側とを接続する機能を果たす。具体的には、第五バスバー５０ｅは、図４における−Ｘ方向に向かって、負極側電極部材８４に接合される接合部５１と、Ｕ相用下段側スイッチング素子３１ｄが配置された素子基板４２上の第一電極部材８１に接合される接合部５１と、Ｖ相用下段側スイッチング素子３１ｅが配置された素子基板４２上の第一電極部材８１に接合される接合部５１と、Ｗ相用下段側スイッチング素子３１ｆが配置された素子基板４２上の第一電極部材８１に接合される接合部５１とを、記載の順に備える。このように、第五バスバー５０ｅは、４個の接合部５１を備える。

上述したように、本実施形態では、第一バスバー５０ａ、第二バスバー５０ｂ、及び第三バスバー５０ｃは、スイッチングモジュール３３の回転電機接続用のバスバーとされている。また、第四バスバー５０ｄ及び第五バスバー５０ｅは、スイッチングモジュール３３の電源接続用のバスバーとされている。そして、図１及び図４に示すように、５つのバスバー５０は、支持体６０により一体的に支持されている。

支持体６０は、本実施形態では、図１及び図４に示すように、外枠部６１と梁状部６２とを一体的に備える。外枠部６１は、Ｘ方向に延在する第一側枠６１ａと、第一側枠６１に対してＹ方向側でＸ方向に延在する第二側枠６１ｃと、Ｙ方向における第一側枠６１ａと第二側枠６１ｃとの間（本例では中心位置）でＸ方向に延在する中間枠６１ｂと、Ｙ方向に延在し、第一側枠６１ａ、中間枠６１ｂ、及び第二側枠６１ｃのそれぞれの−Ｘ方向側の端部を連結する連結枠６１ｄとが一体的に形成されてなる。そして、第一側枠６１ａの上面、中間枠６１ｂの上面、及び第二側枠６１ｃの上面が、バスバーモジュール１における被押圧面を形成し、当該被押圧面にＺ方向に加えられた力により、支持体６０に支持された接合部５１が電極部材８０の接合面８０ａに対して押圧される。

本実施形態では、複数（本例では６個）の梁状部６２が、外枠部６１と一体的に形成されている。具体的には、図１及び図４に示すように、第一側枠６１ａと中間枠６１ｂとをＹ方向に接続するように３つの梁状部６２が形成されている。これら３つの梁状部６２は、内部にバスバー５０の一部を固定保持する保持梁状部６２ａとされている。また、中間枠６１ｂと第二側枠６１ｃとをＹ方向に接続するように３つの梁状部６２が形成されている。これら３つの梁状部６２は、内部にバスバー５０を固定保持しない非保持梁状部６２ｂとされている。このように、本実施形態では、支持体６０は、互いに同じ方向（本例ではＹ方向）に延在する複数の梁状部６２を備える。そして、複数の梁状部６２には、保持梁状部６２ａと非保持梁状部６２ｂとが含まれる。以下では、保持梁状部６２ａと非保持梁状部６２ｂとを特に区別する必要がない場合には、これらを総称して梁状部６２という。

以上のように、支持体６０は、本実施形態では、外枠部６１及び梁状部６２を備えた枠状に形成されている。そして、図４に示すように、支持体６０は、８個の区画を形成しており、その内の６個の区画は、平面視で四方を囲まれた区画であり、これらの区画のそれぞれには２つの接合部５１が配置されている。また、Ｘ方向側に設けられた残りの２個の区画は、平面視で三方を囲まれた区画であり、これらの区画のそれぞれには１つの接合部５１が配置されている。すなわち、本実施形態では、支持体６０は、接合部５１に対して少なくとも延在方向Ｙの両側に配置される。そして、支持体６０は、ある特定の接合部５１に対してはさらにＸ方向の両側に配置され、別の特定の接合部５１に対してはさらにＸ方向の片側のみに配置される。

このように、バスバーモジュール１が備える何れの接合部５１に対しても、支持体６０は少なくとも渡り部５２の延在方向Ｙの両側に配置される。これにより、支持体６０が、接合部５１を延在方向Ｙの両側から支持する構成を実現している。具体的には、支持体６０は、接合部５１の両側の被支持部５３を一体的に支持することで、接合部５１から離間した状態で接合部５１を延在方向Ｙの両側から支持する。これにより、接合部５１に対して延在方向Ｙの両側から均等或いは略均等に荷重がかかるように支持体６０を押圧することが容易な構成となっており、その結果、図６に示すように、接合部５１を電極部材８０の接合面８０ａに対して良好に面接触させることが容易な構成となっている。

なお、図６は、電極部材８０に対するバスバー５０の押圧工程の概念を示す説明図であり、図６（ａ）は押圧前の状態を模式的に表している。また、図６（ｂ）は押圧中の状態を模式的に表しており、この押圧状態で接合工程（本例ではレーザ溶接工程）が実行される。詳細な説明は省略するが、図６（ｂ）の状態では、支持体６０の下面は図示しない部材（例えば、ベースプレート４１上の素子基板４２の周囲を囲むケース等）により押圧方向Ｚに位置決めされる。また、本実施形態では、接合工程の終了後もバスバー５０は電極部材８０に対して押圧された状態に維持される。例えば、接合工程の終了後に支持体６０を収容する空間（例えばケースに囲まれた空間）内に充填剤（例えばエポキシ樹脂等の樹脂）が充填され、硬化後の充填剤により支持体６０が固定支持される構成とすることができる。

なお、本実施形態では、被支持部５３は支持体６０の内部に固定保持されている。図２及び図４においては簡素化のため一部の被支持部５３にのみ符号を付しているが、バスバー５０における支持体６０に固定されている部分（本例では、支持体６０の内部に配置されている部分）全てが、被支持部として機能する。

上記のように、本実施形態では、バスバー５０は複数の接合部５１を備えている。そして、各接合部５１は、一対の渡り部５２を介して支持体６０に支持されている。具体的には、上記のように、第一バスバー５０ａ、第二バスバー５０ｂ、及び第三バスバー５０ｃのそれぞれが２個の接合部５１を備え、第四バスバー５０ｅ及び第五バスバー５０ｆのそれぞれが４個の接合部５１を備える。よって、バスバー５０全体では、１４個の接合部５１が備えられている。そして、支持体６０は、複数（本例では１４個）の接合部５１についての複数対（本例では１４対）の被支持部５３を一体的に支持するように形成されている。これにより、支持体６０に押圧方向Ｚの力を加えることで、複数の接合部５１のそれぞれを接合対象の電極部材８０の接合面８０ａに対して押圧することができる。すなわち、全ての接合部５１を一度に接合対象の接合面８０ａに対して押圧することができ、電極部材８０に対するバスバー５０の接合工程を簡素なものとすることが可能となっている。

ところで、接合時に接合部５１を電極部材８０の接合面８０ａに対して良好に面接触させるためには、電極部材８０に対する押圧時に、応力による接合部５１の変形が抑制されることが望ましい。本実施形態では、以下のような構成を備えることで、電極部材８０に対する押圧時の接合部５１の変形を抑制している。なお、図２及び図４に示すように、本実施形態では、バスバーモジュール１が備える１４個の接合部５１は、互いに同じ形状に形成されている。また、バスバーモジュール１が備える１４対の渡り部５２も、Ｙ方向の延在長さが短いものと長いものの２種類あるものの、それ以外の点については互いに同じ形状に形成されている。よって、以下では、必要な場合を除き、各接合部５１を区別することなく説明する。

図２、図４、図５に示すように、接合部５１は、周縁部の少なくとも一部に、厚さ方向（本例では、押圧方向Ｚと平行な方向）に屈曲された屈曲加工部５１ａを有する。本実施形態では、接合部５１は、平面視（Ｚ方向視）で矩形状に形成されており、Ｙ方向両側の縁部のそれぞれに屈曲加工部５１ａが形成されている。さらに、渡り部５２は、厚さ方向が押圧方向Ｚに平行状に配置された帯状に形成されており、厚さ及び幅の少なくとも一方について、渡り部５２は接合部５１よりも小さく形成されている。ここで、「平行状」とは、平行及び平行な方向から所定の角度（例えば１０度以内の角度）ずれた略平行を含む概念として用いている。なお、本実施形態では、渡り部５２は、Ｘ方向の幅が接合部５１よりも小さく形成されているとともに、厚さが接合部５１と等しく形成されている。具体的には、渡り部５２は、Ｘ方向の幅が接合部５１の４分の１程度とされている。

このような構成を備えることで、接合部５１の剛性（耐変形性）は渡り部５２に対して高くなる。そのため、図６（ｂ）に概念的に示すように、電極部材８０に対する押圧時に、バスバー５０に発生する応力を渡り部５２の変形により吸収することができ、接合部５１の変形を抑制してその形状を平板状に保つことが可能となっている。

さらに、図４及び図５に示すように、接合部５１に対して延在方向Ｙの両側に配置された一対の渡り部５２が、接合部５１の重心５１ｂ（図５では誇張して図示）を通るとともに延在方向Ｙに直交する面（対称面Ａ）に対して互いに面対称な形状とされている。これにより、一対の渡り部５２の剛性が互いに等しくなり、電極部材８０に対する押圧時にバスバー５０に発生する応力を、接合部５１に対して延在方向Ｙの両側で均等に吸収することが可能となっている。すなわち、接合部５１に対して延在方向Ｙの両側から均等或いは略均等に荷重がかかるように支持体６０を押圧することが可能となっている。この点からも、接合時に接合部５１を電極部材８０の接合面８０ａに対して良好に面接触させることが可能となっている。

なお、本実施形態では、図４及び図５に示すように、接合部５１も対称面Ａに対して互いに面対称な形状とされている。また、第四バスバー５０ｄ及び第五バスバー５０ｅが備える接合部５１については、延在方向Ｙの両側の一対の被支持部５３が互いに同じ高さ（Ｚ方向長さ）に形成されている。すなわち、本実施形態では、第四バスバー５０ｄ及び第五バスバー５０ｅが備える接合部５１について、接合部５１、一対の渡り部５２、及び一対の被支持部５３からなる部分のＸ方向に直交する断面（ＹＺ断面）における形状が、図５に示すように、対称面Ａが形成する線分を対称軸として線対称な形状とされている。

また、本実施形態では、上記のように、支持体６０は、複数（本例では１４個）の接合部５１についての複数対（本例では１４対）の被支持部５３を一体的に支持するように形成されている。そして、複数の接合部５１の全てについて、接合時に接合対象の電極部材８０の接合面８０ａに対して良好に面接触させるためには、電極部材８０に対する押圧時に、支持体６０が局所的に大きく変形しないことが望ましい。本実施形態では、以下のような構成を備えることで、電極部材８０に対する押圧時の支持体６０の局所的な変形を抑制している。

図１及び図２に示すように、非保持梁状部６２ｂの押圧方向Ｚの厚さが、保持梁状部６２ａの押圧方向Ｚの厚さよりも大きく形成されている。なお、本例ではバスバー５０は支持体６０に比べて剛性の高い材料で形成されているため、押圧方向Ｚの厚さが同じである場合には、保持梁状部６２ａは非保持梁状部６２ｂに比べて剛性が高くなる。本例では、非保持梁状部６２ｂの押圧方向Ｚの厚さを保持梁状部６２ａの押圧方向Ｚの厚さよりも大きくすることで、保持梁状部６２ａの剛性と非保持梁状部６２ｂの剛性との差が小さくされている。この際、保持梁状部６２ａの押圧方向Ｚの厚さと、非保持梁状部６２ｂの押圧方向Ｚの厚さとは、これらの剛性が互いに同一或いは略同一になるように設定すると好適である。ここで、「略同一」とは、接合部５１と電極部材８０の接合面８０ａとの間の接合の信頼性の観点から許容できる範囲の剛性の差異を含む概念として用いている。さらに、被支持部５３は、押圧方向Ｚの長さ、及び、延在方向Ｙ及び押圧方向Ｚの双方に直交する方向（すなわちＸ方向）の長さの少なくとも一方が、渡り部５２よりも大きく形成されている。これにより、電極部材８０に対する押圧時に、支持体６０がバスバー５０から受ける荷重を支持体６０内で分散させ、支持体６０の広い範囲でバスバー５０を支持することが可能となっている。

このような構成を備えることで、電極部材８０に対する押圧時に支持体６０が局所的に大きく変形することが抑制され、複数の接合部５１の全てについて延在方向Ｙの両側から均等或いは略均等に荷重がかかるように支持体６０を押圧することが容易となっている。

なお、図２、図４、図５に示すように、本実施形態では、第四バスバー５０ｄ及び第五バスバー５０ｅについては、一対の被支持部５３のそれぞれは、押圧方向Ｚの長さ及びＸ方向の長さの双方について、渡り部５２よりも大きく形成されている。なお、一対の被支持部５３は、図５に示すように、押圧方向Ｚの長さが互いに等しく形成されている。

さらに、本実施形態では、図２及び図４に示すように、第四バスバー５０ｄでは、４つの接合部５１のそれぞれについてのＹ方向側の被支持部５３は、Ｘ方向に連続するように一体的に形成されて共通被支持部５３ａを構成している。一方、４つの接合部５１のそれぞれについての−Ｙ方向側の被支持部５３は、互いに独立に形成されている。

第五バスバー５０ｅでは、４つの接合部５１のそれぞれについての−Ｙ方向側の被支持部５３が、Ｘ方向に連続するように一体的に形成されて共通被支持部５３ａを構成しているとともに、４つの接合部５１の内の−Ｘ方向側の３つの接合部５１のそれぞれについてのＹ方向側の被支持部５３が、Ｘ方向に連続するように一体的に形成されて共通被支持部５３ａを構成している。このような構成を備えることで、第五バスバー５０ｅについては、ループ形状の電流経路が形成され、インダクタンスの低減による電力損失の低減が可能となっている。

一方、第一バスバー５０ａ、第二バスバー５０ｂ、及び第三バスバー５０ｃについては、一対の被支持部５３の内の一方の被支持部５３が、押圧方向Ｚの長さが渡り部５２よりも大きく形成されており、他方の被支持部５３は、押圧方向Ｚの長さが渡り部５２と同一に形成されている。また、一対の被支持部５３の双方が、Ｘ方向の長さについて渡り部５２よりも大きく形成されている。

３．その他の実施形態
最後に、本発明に係るその他の実施形態を説明する。なお、以下の各々の実施形態で開示される特徴は、その実施形態でのみ利用できるものではなく、矛盾が生じない限り、別の実施形態にも適用可能である。

（１）上記の実施形態では、渡り部５２の延在方向がＹ方向である構成を例として説明したが、渡り部５２の延在方向は、押圧方向Ｚに対して交差する任意の方向とすることができる。例えば、渡り部５２の延在方向を、Ｚ方向との交差角が８０度、８５度、９５度、或いは１００度の方向とすることができる。

（２）上記の実施形態では、接合部５１が、Ｙ方向両側の縁部のそれぞれに屈曲加工部５１ａを有する構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、接合部５１が、Ｙ方向縁部の屈曲加工部５１ａに加え、或いは、Ｙ方向縁部の屈曲加工部５１ａを備えずに、Ｘ方向両側の縁部のそれぞれに厚さ方向の屈曲加工部５１ａを有する構成とすることもできる。また、接合部５１が、Ｙ方向のいずれか一方側の縁部のみに屈曲加工部５１ａを有する構成や、Ｘ方向のいずれか一方側の縁部のみに屈曲加工部５１ａを有する構成とすることもでき、接合部５１が屈曲加工部５１ａを有さない構成とすることも可能である。さらに、接合部５１が、屈曲加工部５１ａを有する場合と有さない場合とのいずれの場合でも、接合部５１にリブ構造が形成された構成とすることも可能である。

（３）上記の実施形態では、接合部５１が平面視で矩形状に形成されている構成を例として説明したが、接合部５１の形状としては、電極部材８０の接合面８０ａに面接触する平板部を有するものであれば、あらゆる形状を採用することができる。例えば、接合部５１の平面視での形状を、円形（楕円形を含む）状や矩形以外の多角形状等とすることができる。

（４）上記の実施形態では、渡り部５２の幅が、接合部５１の幅よりも小さく形成されている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、渡り部５２の幅を、接合部５１の幅と同じ若しくはそれより大きく形成することも可能である。また、渡り部５２を、幅に加えて厚さについても、接合部５１よりも小さく形成しても好適である。

（５）上記の実施形態では、渡り部５２の厚さが、接合部５１の厚さと同一に形成されている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、渡り部５２の厚さを、接合部５１の厚さより小さくしたり大きくしたりすることもできる。これらの場合において、渡り部５２の幅と接合部５１の幅との大小関係は任意に設定できる。

（６）上記の実施形態では、渡り部５２が帯状に形成されている構成を例として説明したが、渡り部５２が帯状以外の形状（例えば、棒状）に形成された構成とすることもできる。また、上記の実施形態では、渡り部５２の幅及び厚さの双方が延在方向Ｙに一様である構成を例として説明したが、渡り部５２の幅及び厚さの少なくとも一方が延在方向Ｙに一様でなく、延在方向Ｙの位置に応じて異なる構成とすることも可能である。

（７）上記の実施形態では、接合部５１に対して延在方向Ｙの両側に配置された一対の渡り部５２が、接合部５１の重心５１ｂを通るとともに延在方向Ｙに直交する面（対称面Ａ）に対して互いに面対称な形状とされている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、接合部５１に対して延在方向Ｙの両側に配置された一対の渡り部５２が、幅や厚さ或いは平面視での形状等が互いに異なるように形成された構成とすることも可能である。

（８）上記の実施形態では、支持体６０が、複数の接合部５１についての複数対の被支持部５３を一体的に支持するように形成されている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、支持体６０が、１つの接合部５１についての１対の被支持部５３のみを一体的に支持するように形成されている構成とすることも可能である。

（９）上記の実施形態では、押圧方向Ｚの厚さについて、非保持梁状部６２ｂが保持梁状部６２ａよりも大きく形成されている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、非保持梁状部６２ｂと保持梁状部６２ａとで押圧方向Ｚの厚さが互いに等しく形成された構成や、押圧方向Ｚの厚さについて、非保持梁状部６２ｂが保持梁状部６２ａよりも小さく形成された構成とすることも可能である。

（１０）上記の実施形態では、被支持部５３のＺ方向（押圧方向）の長さ及びＸ方向の長さの少なくとも一方が、渡り部５２よりも大きく形成されている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、被支持部５３のＺ方向（押圧方向）の長さ及びＸ方向の長さの双方を、渡り部５２と等しく形成したり、渡り部５２よりも小さく形成したりすることも可能である。

（１１）上記の実施形態では、バスバー５０の被支持部５３が、支持体６０の内部に固定保持されている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、バスバー５０の被支持部５３が、支持体６０の端面（上面や下面、或いは側面）に固定された構成とすることも可能である。

（１２）上記の実施形態では、本発明を、回転電機２を制御するためのインバータモジュール３を構成するバスバーモジュール１に適用した場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、電極部材に対して押圧された状態で当該電極部材に接合される接合部を有するあらゆる電気的接続装置に本発明を適用することができる。

（１３）その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、本願の特許請求の範囲に記載された構成及びこれと均等な構成を備えている限り、特許請求の範囲に記載されていない構成の一部を適宜改変した構成も、当然に本発明の技術的範囲に属する。

本発明は、電極部材に対して所定の押圧方向に押圧された状態で当該電極部材に接合される接合部を有する導電性の接続部材と、接続部材を支持する絶縁性の支持体と、を備えた電気的接続装置に好適に利用することができる。

１：バスバーモジュール（電気的接続装置）
５０：バスバー（接続部材）
５１：接合部
５１ａ：屈曲加工部
５１ｂ：重心
５２：渡り部
５３：被支持部
６０：支持体
６２：梁状部
６２ａ：保持梁状部
６２ｂ：非保持梁状部
８０：電極部材
８０ａ：接合面
Ａ：対称面
Ｚ：押圧方向
Ｙ：延在方向

Claims (7)

1. 電極部材に対して所定の押圧方向に押圧された状態で当該電極部材に接合される接合部を有する導電性の接続部材と、前記接続部材を支持する絶縁性の支持体と、を備えた電気的接続装置であって、
   前記接続部材は、前記電極部材の接合面に面接触する平板状の前記接合部と、当該接合部を挟んで所定の延在方向に沿って両側に延びる渡り部と、当該両側の渡り部のそれぞれにおける前記接合部とは反対側の端部に設けられた被支持部と、を備え、
   前記支持体は、前記接合部から離間して前記接合部に対して少なくとも前記延在方向の両側に配置され、前記接合部の両側の前記被支持部を一体的に支持するように形成されている電気的接続装置。
2. 前記接合部は、周縁部の少なくとも一部に、厚さ方向に屈曲された屈曲加工部を有する請求項１に記載の電気的接続装置。
3. 前記渡り部が帯状とされていると共に、当該渡り部の厚さ方向が前記押圧方向に平行状とされ、
   厚さ及び幅の少なくとも一方について、前記渡り部は前記接合部よりも小さく形成されている請求項１又は２に記載の電気的接続装置。
4. 前記接合部に対して前記延在方向の両側に配置された一対の前記渡り部が、前記接合部の重心を通るとともに前記延在方向に直交する面に対して互いに面対称な形状とされている請求項１から３のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
5. 前記接続部材は、一対の前記渡り部を介して前記支持体に支持された前記接合部を複数備え、
   前記支持体は、複数の前記接合部についての複数対の前記被支持部を一体的に支持するように形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
6. 前記支持体は、互いに同じ方向に延在する複数の梁状部を備え、
   前記複数の梁状部には、前記接続部材を内部に固定保持する保持梁状部と、前記接続部材を内部に固定保持しない非保持梁状部とが含まれ、
   前記押圧方向の厚さについて、前記非保持梁状部は前記保持梁状部よりも大きく形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
7. 前記接続部材の前記被支持部は、前記支持体の内部に固定保持されており、
   前記被支持部は、前記押圧方向の長さ、及び、前記延在方向及び前記押圧方向の双方に直交する方向の長さの少なくとも一方が、前記渡り部よりも大きく形成されている請求項１から６のいずれか一項に記載の電気的接続装置。

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