JP2018073915A - 電力変換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本明細書は、半導体モジュールと冷却器の積層ユニットを備えた電力変換器の製造方法を開示する。
【解決手段】本明細書が開示する製造方法は、バスバ配置工程と溶接工程を備える。バスバ配置工程では、正極端子２５の先端の傾斜面２５ａに、正極端子２５を他の部品と電気的に接続する正極バスバ３０の枝部３３の傾斜部３３ａを重ねる。溶接工程では、傾斜面２５ａと傾斜部３３ａ（正極バスバ３０）の重なった部分にレーザを照射して両者を溶接する。ここで、レーザは、図中のＹ軸方向からみたときに、傾斜面２５ａにおけるレーザの照射点Ｑを通り傾斜面２５ａと直交する直線Ｌと積層ユニット２０との間から照射される。そのような方向からレーザを照射すると、照射点Ｑでレーザは積層ユニット２０から遠い側へ反射し、積層ユニット２０には届かない。それゆえ、レーザの反射光が積層ユニット２０にダメージを与えることがない。
【選択図】図８

Description

本明細書は、半導体素子を収容した複数の半導体モジュールと複数の冷却器が一つずつ交互に積層されている積層ユニットを備えた電力変換器の製造方法を開示する。

上記した積層ユニットは、半導体モジュール（半導体素子）の冷却性能が高く、例えば、直流電力を三相交流モータの駆動電力に変換する電力変換器の主要部品に用いられている（例えば、特許文献１、２）。各半導体モジュールは、半導体モジュールと冷却器の積層方向と直交する第１方向に延びる端子を備えている。各端子に、半導体モジュール内の半導体素子を外部の部品と接続するバスバが接続されている。バスバとは、大電力を低損失で伝送するための導体であり、金属板（又は金属棒）である。以下では、半導体モジュールと冷却器の積層方向を単純に「積層方向」と呼ぶことがある。

複数の半導体モジュールの端子は、積層方向に一列に並ぶことになる。多数の端子が一例に並んでいると、各端子にバスバを接合する工程において、各端子のバスバに対する積層方向の相対位置が微妙にずれることがある。特許文献２には、端子とバスバの位置ずれを吸収して両者の接合を容易にする技術が開示されている。特許文献２の積層ユニットでは、バスバの端子との対向面が、積層方向と上記第１方向の両方と直交する第２方向から見て傾斜している。また、端子の剛性がバスバの剛性よりも低くなっている。特許文献２の積層ユニットでは、バスバを端子に押し付けるように配置すると、端子がバスバの傾斜面に倣って変形し、両者の接合が容易になる。

特開２００９−１４２０００号公報 特開２０１１−０２４３５５号公報

複数の半導体モジュールの端子が一列に並んでおり、隣り合う端子の間隔が狭いと、端子とバスバの溶接作業が困難になる。狭い場所での溶接には、レーザ溶接が適している。しかし、積層方向に対して直交する第１方向に延びている端子にレーザを照射すると、その反射光が積層ユニットへ当たり、積層ユニットにダメージを与えるおそれがある。本明細書は、複数の半導体モジュールと複数の冷却器が一つずつ交互に積層された積層ユニットを備えた電力変換器の製造方法に関し、半導体モジュールの端子とバスバをレーザ溶接する際にレーザの反射光が積層ユニットに当たらないようにする技術を提供する。

本明細書が開示する製造方法は、次の構造の積層ユニットを備えた電力変換器を対象にする。積層ユニットに積層される半導体モジュールは、冷却器と半導体モジュールの積層方向と直交する第１方向に沿って延びている端子を備えている。その端子の先端が、積層方向と第１方向の双方と直交する第２方向からみたときに、第１方向に対して傾斜する傾斜面を有している。本明細書が開示する製造方法は、バスバ配置工程と溶接工程を備える。バスバ配置工程では、端子の先端の傾斜面に、端子を他の部品と電気的に接続するバスバを重ねる。溶接工程では、傾斜面とバスバの重なった部分にレーザを照射して両者を溶接する。ここで、レーザは、第２方向からみたときに、傾斜面におけるレーザの照射点を通り傾斜面と直交する直線と積層ユニットとの間から照射される。そのような方向からレーザを照射すると、照射点でレーザは積層ユニットから遠い側へ反射し、積層ユニットには届かない。それゆえ、レーザの反射光が積層ユニットに当たることがない。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例の電力変換器を含む電気自動車１００の電力系のブロック図である。 積層ユニットとバスバとコンデンサユニットのアセンブリの斜視図である。 積層ユニットとバスバとコンデンサユニットの分解斜視図である。 図２のIV−IV線に沿った断面図である。 積層ユニットの製造工程を説明する図である（１）。 積層ユニットの製造工程を説明する図である（２）。 積層ユニットの製造工程を説明する図である（３）。 積層ユニットの製造工程を説明する図である（４）。

図面を参照して実施例の電力変換器の製造方法を説明する。まず、実施例の製造方法の対象となる電力変換器２を説明する。電力変換器２は、電気自動車１００においてバッテリの電力を走行用モータの駆動電力に変換するデバイスである。まず、電力変換器２の回路構成を説明する。図１は、電力変換器２を含む電気自動車１００の電力系のブロック図である。電気自動車１００は、２個の走行用モータ８３ａ、８３ｂを備える。それゆえ、電力変換器２は、２セットのインバータ回路１３ａ、１３ｂを備える。２個の走行用モータ８３ａ、８３ｂの出力トルクは、ギアボックス８５で合成されて車軸８６へと伝達される。

電力変換器２は、システムメインリレー８２を介してバッテリ８１と接続されている。電力変換器２は、バッテリ８１の電圧を昇圧する電圧コンバータ回路１２と、昇圧後の直流電力を交流電力に変換する２セットのインバータ回路１３ａ、１３ｂを備えている。

電圧コンバータ回路１２は、昇圧動作と降圧動作の双方を行うことが可能な双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。昇圧動作は、バッテリ側の端子に供給された電力の電圧を昇圧してインバータ側の端子に出力する動作である。降圧動作は、インバータ側の端子に供給された電力の電圧を降圧してバッテリ側の端子に出力する動作である。説明の便宜上、以下では、バッテリ側（低電圧側）の端子を入力端１８と称し、インバータ側（高電圧側）の端子を出力端１９と称する。また、入力端１８の正極と負極を夫々、入力正極端１８ａと入力負極端１８ｂと称する。出力端１９の正極と負極を夫々、出力正極端１９ａと出力負極端１９ｂと称する。「入力端１８」、「出力端１９」との表記は説明の便宜を図るためのものであり、先に述べたように、電圧コンバータ回路１２は双方向ＤＣ−ＤＣコンバータであるので、出力端１９から入力端１８へ電力が流れる場合がある。

電圧コンバータ回路１２は、２個のスイッチング素子９ａ、９ｂの直列回路、リアクトル７、フィルタコンデンサ５、各スイッチング素子に逆並列に接続されているダイオードで構成されている。リアクトル７は、一端が入力正極端１８ａに接続されており、他端は直列回路の中点に接続されている。フィルタコンデンサ５は、入力正極端１８ａと入力負極端１８ｂの間に接続されている。入力負極端１８ｂは、出力負極端１９ｂと直接に接続されている。スイッチング素子９ｂが主に昇圧動作に関与し、スイッチング素子９ａが主に降圧動作に関与する。図１の電圧コンバータ回路１２はよく知られているので詳細な説明は省略する。なお、符号８ａが示す破線矩形の範囲の回路が、後述する半導体モジュール８ａに対応する。符号２５、２６は、半導体モジュール８ａから延出している端子を意味する。符号２５は、スイッチング素子９ａ、９ｂの直列回路の高電位側と導通している端子（正極端子２５）を意味する。符号２６は、スイッチング素子９ａ、９ｂの直列回路の低電位側と導通している端子（負極端子２６）を意味する。図１には図示していないが、スイッチング素子９ａ、９ｂの直列回路の中点と導通する端子は中点端子２７と表記される。次に説明するように、正極端子２５、負極端子２６、中点端子２７という表記は、他の半導体モジュールでも用いる。

インバータ回路１３ａは、２個のスイッチング素子の直列回路が３セット並列に接続された構成を有している。スイッチング素子９ｃと９ｄ、スイッチング素子９ｅと９ｆ、スイッチング素子９ｇと９ｈがそれぞれ直列回路を構成している。各スイッチング素子にはダイオードが逆並列に接続されている。３セットの直列回路の高電位側の端子（正極端子２５）が電圧コンバータ回路１２の出力正極端１９ａに接続されており、３セットの直列回路の低電位側の端子（負極端子２６）が電圧コンバータ回路１２の出力負極端１９ｂに接続されている。３セットの直列回路の中点から３相交流（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）が出力される。３セットの直列回路の夫々が、後述する半導体モジュール８ｂ、８ｃ、８ｄに対応する。

インバータ回路１３ｂの構成はインバータ回路１３ａと同じであるため、図１では具体的な回路の図示を省略している。インバータ回路１３ｂもインバータ回路１３ａと同様に、２個のスイッチング素子の直列回路が３セット並列に接続された構成を有している。３セットの直列回路の高電位側の端子が電圧コンバータ回路１２の出力正極端１９ａに接続されており、３セットの直列回路の低電位側の端子が電圧コンバータ回路１２の出力負極端１９ｂに接続されている。各直列回路に対応するハードウエアが半導体モジュール８ｅ、８ｆ、８ｇである。

インバータ回路１３ａ、１３ｂの入力端に平滑コンデンサ６が並列に接続されている。平滑コンデンサ６は、電圧コンバータ回路１２の出力電流の脈動を除去するために備えられている。

スイッチング素子９ａ−９ｈは、トランジスタであり、典型的にはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であるが、他のトランジスタ、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であってもよい。また、ここでいうスイッチング素子は、電力変換に用いられるものであり、パワー半導体素子と呼ばれることもある。

図１において、破線８ａ−８ｇの夫々が半導体モジュールに相当する。電力変換器２は、２個のスイッチング素子の直列回路を７セット備えている。ハードウエアとしては、直列回路を構成する２個のスイッチング素子、および各スイッチング素子に逆並列に接続されているダイオードが一つの半導体モジュールに収容されている。以下では、半導体モジュール８ａ−８ｇのいずれか一つを区別なく示すときには半導体モジュール８と表記する。

７個の半導体モジュール（７セットの直列回路）の高電位側の端子（正極端子２５）が平滑コンデンサ６の正極電極に接続され、低電位側の端子（負極端子２６）が平滑コンデンサ６の負極電極に接続される。図１において、符号３０が示す破線内の導電経路は、複数の半導体モジュール８の正極端子２５と平滑コンデンサ６の正極電極を相互に接続するバスバ（正極バスバ３０）に対応する。符号４０が示す破線内の導電経路は、複数の半導体モジュール８の負極端子２６と平滑コンデンサ６の負極電極を相互に接続するバスバ（負極バスバ４０）に対応する。次に、複数の半導体モジュール８と正極バスバ３０、負極バスバ４０の構造について説明する。

図２に電力変換器２のハードウエアの斜視図を示す。なお、図２では、電力変換器２のハウジングと一部の部品の図示を省略している。複数の半導体モジュール８（８ａ−８ｇ）は、複数の冷却器２２とともに積層ユニット２０を構成する。半導体モジュール８ａ−８ｇは全て同じ形状であるので、図２と後述する図３では、代表して左端の半導体モジュールにのみ、符号８を付し、他の半導体モジュールには符号を省略した。また、図２と後述する図３では、左端の２個の冷却器にのみ、符号２２を付し、他の冷却器には符号を省略した。

図２は、電力変換器２の斜視図であるが、積層ユニット２０、正極バスバ３０、負極バスバ４０、及び、コンデンサユニット６０のアセンブリのみを描いてあり、他の部品は図示を省略した。積層ユニット２０は、複数の扁平な冷却器２２が平行に配置されているとともに、隣り合う冷却器２２の間に扁平な半導体モジュール８が挟まれているデバイスである。別言すれば、積層ユニット２０は、スイッチング素子（半導体素子）を収容した複数の半導体モジュール８と複数の冷却器２２を一つずつ交互に積層したデバイスである。

扁平な半導体モジュール８は、その幅広面を冷却器２２に対向させて積層されている。各半導体モジュール８の一つの側面８０ａから３個の端子（正極端子２５、負極端子２６、中点端子２７）が延びている。図２と後述する図３では、積層ユニット２０の左端に位置する半導体モジュール８の端子にのみ符号２５、２６、２７を付し、残りの半導体モジュール８には端子を示す符号を省略した。

図２以降の図では、座標系を付してある。Ｘ軸が半導体モジュール８と冷却器２２の積層方向を示しており、Ｚ軸は端子（正極端子２５、負極端子２６、中点端子２７）の延設方向を示している。端子の延びる方向（Ｚ軸方向）は、半導体モジュール８と冷却器２２の積層方向（Ｘ軸方向）と直交する。

正極端子２５と負極端子２６は、先に述べたように、半導体モジュール８に収容されている直列回路の高電位側の端子と低電位側の端子である。中点端子２７は、直列回路の中点と導通している端子である。別言すれば、３個の端子２５−２７は、いずれも、半導体モジュール８の内部でスイッチング素子（半導体素子）と導通している。３個の端子２５−２７は、半導体モジュール８の幅広面と直交する一側面８０ａから図中のＺ軸正方向に延びている。一側面８０ａの反対側の側面から複数の制御端子が図中のＺ軸負方向に延びている。制御端子は、半導体モジュール８に内蔵されているスイッチング素子のゲート電極と導通しているゲート端子、及び、半導体モジュール８に内蔵されている温度センサや電流センサと導通しているセンサ端子などである。

以下、説明の便宜上、積層ユニット２０における冷却器２２と半導体モジュール８の積層方向を単純に「積層方向」と称する場合がある。図中のＸ軸方向が積層方向に相当する。

図中の右端の冷却器２２には、冷媒供給口２８と冷媒排出口２９が設けられている。隣接する冷却器２２同士は、２個の連結管で接続されている。一方の連結管は、積層方向からみて冷媒供給口２８と重なるように位置している。他方の連結管は、積層方向からみて冷媒排出口２９と重なるように位置している。冷媒供給口２８と冷媒排出口２９には、不図示の冷媒循環装置が接続される。冷媒供給口２８から供給される冷媒は、一方の連結管を通じて全ての冷却器２２に分配される。冷媒は冷却器２２を通る間に隣接する半導体モジュール８から熱を吸収する。熱を吸収した冷媒は、他方の連結管と冷媒排出口２９を通じて積層ユニット２０から排出される。各半導体モジュール８は、その両側から冷却されるので、積層ユニット２０は半導体モジュール８に対する冷却性能が高い。

各半導体モジュール８の３個の端子２５−２７はいずれも平板状である。複数の半導体モジュール８の正極端子２５は、隣接する半導体モジュール８の正極端子２５の平坦面と対向するように、積層方向に一列に並んでいる。複数の半導体モジュール８の負極端子２６も、隣接する半導体モジュール８の負極端子２６の平坦面と対向するように、積層方向に一列に並んでいる。複数の半導体モジュール８の中点端子２７も同様である。複数の半導体モジュール８の正極端子２５、負極端子２６、中点端子２７は、３列に並んでいる。

図３に、正極バスバ３０と負極バスバ４０と積層ユニット２０とコンデンサユニット６０（コンデンサ素子６１）のアセンブリの分解斜視図を示す。なお、図２のコンデンサユニット６０には、２個のコンデンサ素子６１が収容されている。図３では、コンデンサユニット６０のケースを省略し、内部のコンデンサ素子６１を描いてある。コンデンサ素子６１は、図１の平滑コンデンサ６に相当する。また、図２に示すように、正極端子２５の先端、及び、負極端子２６の先端は、Ｚ軸方向に対してＸ軸方向に傾斜しているが、図３は、正極端子２５、負極端子２６の先端を傾斜させる前の図である。正極バスバ３０の正極端子２５と対向する面（枝部３３）も正極端子２５の先端の傾斜面に沿って傾斜するが、図３は枝部３３を傾斜させる前の図である。負極バスバ４０の負極端子２６と対向する面（枝部４３）も負極端子２６の先端の傾斜面に沿って傾斜するが、図３は枝部４３を傾斜させる前の図である。

複数の半導体モジュール８の正極端子２５とコンデンサ素子６１の正極電極６１ａが正極バスバ３０で接続され、複数の負極端子２６とコンデンサ素子６１の負極電極６１ｂが負極バスバ４０で接続される。

正極バスバ３０は、板状の電極部３９、板状の基部３１、及び、複数の枝部３３を備えている。電極部３９が、コンデンサ素子６１の正極電極６１ａに接続される。正極バスバ３０の基部３１には、複数の第１孔３２が設けられており、各第１孔３２の縁から枝部３３がＺ軸方向に延びている。各第１孔３２を各半導体モジュール８の正極端子２５が通り、その正極端子２５と枝部３３が接合される。

負極バスバ４０は、板状の電極部４９、板状の基部４１、及び、複数の枝部４３を備えている。電極部４９が、コンデンサ素子６１の負極電極６１ｂに接続される。負極バスバ４０の基部４１には、複数の第２孔４２が設けられており、各第２孔４２の縁から枝部４３がＺ軸方向に延びている。各第２孔４２を各半導体モジュール８の負極端子２６が通り、その負極端子２６と枝部４３が接合される。

負極バスバ４０は、正極バスバ３０の積層ユニット２０とは反対側に位置している。負極バスバ４０には、複数の第３孔４５が設けられており、各第３孔４５を、半導体モジュール８の正極端子２５と、正極バスバ３０の枝部３３が通過する。正極バスバ３０の板状の基部３１と、負極バスバ４０の板状の基部４１が近接対向する。

正極バスバ３０と負極バスバ４０の間に絶縁板５０が挟まれている。絶縁板５０は、正極バスバ３０と負極バスバ４０の間を絶縁する。絶縁板５０には、複数の筒部５３と、複数の第５孔５４が設けられている。積層方向（Ｘ軸方向）における絶縁板５０の両側には、Ｙ軸方向に延びているリブ５１が設けられており、各リブ５１から突起５２が延びている。一対のリブ５１の間に、負極バスバ４０の基部４１が収まる。

絶縁板５０の反対側で負極バスバ４０と重なるように、保護カバー７０が配置されている。保護カバー７０には、複数の第４孔７３が設けられており、各第４孔７３を、正極端子２５と正極バスバ３０の枝部３３が通過する。保護カバー７０は、絶縁材で作られている。保護カバー７０には、絶縁板５０の突起５２に対応する箇所に貫通孔７４が設けられている。絶縁板５０と負極バスバ４０と保護カバー７０が重ね合わさると、絶縁板５０の突起５２が保護カバー７０の貫通孔７４に嵌合し、絶縁板５０と保護カバー７０がしっかりと連結される。図３において符号７２ａが示す箇所は、保護カバー７０のうち、コンデンサユニット６０に埋設される箇所を示している。

図４を参照して正極バスバ３０、負極バスバ４０、絶縁板５０、保護カバー７０の関係について説明する。また、図４を参照して正極端子２５の傾斜面２５ａについて説明する。図４は、図２のIV−IV線に沿った断面図であり、正極端子２５を積層方向（Ｘ軸方向）に横断する断面である。図４は、積層ユニット２０を図中の座標系のＹ軸方向から見た図である。Ｙ軸方向は、積層ユニット２０の積層方向（Ｘ軸方向）と、正極端子２５の延設方向（Ｚ軸方向）の双方と交差する方向に相当する。なお、図４は、積層ユニット２０と正極バスバ３０と負極バスバ４０と絶縁板５０と保護カバー７０のアセンブリの一部の断面のみ示した。

正極バスバ３０、負極バスバ４０、絶縁板５０、保護カバー７０は、重なっている。先に述べたように、絶縁板５０は、正極バスバ３０と負極バスバ４０に挟まれており、両者の間を絶縁する。正極バスバ３０、負極バスバ４０、絶縁板５０、保護カバー７０のうち、正極バスバ３０が最も半導体モジュール８の近くに位置する。その正極バスバ３０に、絶縁板５０が重なり、その上に負極バスバ４０が重なり、その上に保護カバー７０が重なる。正極バスバ３０の枝部３３は、正極バスバ３０の基部３１の半導体モジュール側に溶接されている。枝部３３は、基部３１の第１孔３２の縁から延びている。

正極バスバ３０に設けられた第１孔３２と、絶縁板５０に設けられた筒部５３と、負極バスバ４０に設けられた第３孔４５と、保護カバー７０に設けられた第４孔７３は、図中のＺ軸方向で重複する。それらの孔を半導体モジュール８の正極端子２５と、正極バスバ３０の枝部３３が通っている。絶縁板５０の筒部５３の内側を、正極端子２５と正極バスバ３０の枝部３３が通っており、筒部５３そのものは、負極バスバ４０の第３孔４５を通過している。筒部５３の先端は、保護カバー７０の第４孔７３の縁に当接している。

上記の構造により、正極端子２５の近傍では、負極バスバ４０が、正極バスバ３０の枝部３３と正極端子２５から隔離される。まず、絶縁板５０の筒部５３が負極バスバ４０の第３孔４５を通り、その筒部５３の内側を正極端子２５と枝部３３が通る。この配置により、第３孔４５の周囲が正極端子２５と枝部３３から隔離される。また、筒部５３の先端が保護カバー７０の第４孔７３の縁に当接することで、負極バスバ４０の基部４１の表面に対向する空間Ｓｐを保護カバー７０が覆い、基部４１の表面を正極端子２５と枝部３３から隔離する。正極端子２５と正極バスバ３０の枝部３３は、筒部５３と第４孔７３から突き出た箇所で溶接されている。

図４に示されているように、正極バスバ３０と負極バスバ４０は、筒部５３を有する絶縁板５０と、保護カバー７０により、確実に絶縁される。

図中のＹ軸方向からみて、正極端子２５の先端は、Ｚ軸に対して角度Ｒだけ傾斜している傾斜面２５ａを形成している。正極バスバ３０の枝部３３も、その先端が、傾斜面２５ａに沿って傾斜する傾斜部３３ａとなっている。正極端子２５の傾斜面２５ａと、正極バスバ３０の枝部３３の傾斜部３３ａがレーザ溶接にて接合される。全ての正極端子２５と枝部３３が、傾斜面２５ａと傾斜部３３ａで溶接される。図示は省略するが、負極端子２６の先端にもＺ軸に対して角度Ｒだけ傾斜する傾斜面が形成されており、その傾斜面に、負極バスバ４０の枝部４３の先端の傾斜部が重なり、両者がレーザ溶接にて接合される。負極端子２６の先端と負極バスバ４０の枝部４３の先端の傾斜については図示と説明を省略する。

図５−図８を参照して、電力変換器２の製造方法を説明する。以下では、積層ユニット２０の半導体モジュール８の正極端子２５に正極バスバ３０の枝部３３を接合する工程を説明する。半導体モジュール８の負極端子２６に負極バスバ４０の枝部４３を接合する工程は、正極端子の場合と同じであるので説明は省略する。また、複数の半導体モジュール８と複数の冷却器２２を一つずつ交互に積層する工程も説明を省略する。電力変換器２のそのほかの製造工程も説明を省略する。

正極端子２５の先端は、当初は屈曲しておらず、正極バスバ３０の枝部３３の先端も当初は屈曲していない。図５は、正極端子２５と枝部３３のいずれもが屈曲する前の状態を図中のＹ軸方向から見た図である。仮に、図５の状態で正極端子２５と枝部３３をレーザ溶接する場合、図中の破線矢印Ａ１が示すようにレーザを照射することになる。正極端子２５と枝部３３が重なった部分にレーザを照射することになるが、レーザは、照射点Ｑで反射し、その反射光は、破線矢印線Ａ２のように進み、保護カバー７０にぶつかる。レーザの反射光により保護カバー７０がダメージを受けるおそれがある。そこで、積層ユニット２０では、溶接する部分を曲げて、レーザの反射光が積層ユニット２０に到達しないようにする。

図６と図７は、まっすぐな正極端子２５と枝部３３の先端を曲げる工程の説明図である。正極端子２５と枝部３３は、固定型９１とスライド型９２を有するプレス型９０で曲げられる。後に傾斜面２５ａとなる部分の付け根に固定型９１をあてがい、反対側からスライド型９２を正極端子２５と枝部３３に近づける。スライド型９２の枝部３３と対向する面は、図４の傾斜面２５ａと傾斜部３３ａを形成するためにＺ軸に対して傾斜している。スライド型９２を正極端子２５と枝部３３に押し付けると、図４の傾斜面２５ａと傾斜部３３ａが形成される（図７参照）。プレス型９０を外すと、傾斜面２５ａと傾斜部３３ａは、Ｚ軸方向に対して角度Ｒだけ傾く。そして、正極端子２５の傾斜面２５ａに、正極バスバ３０の枝部３３の傾斜部３３ａが重なった状態が出来上がる。ここまでの工程が、Ｚ軸に対して傾斜した正極端子２５の傾斜面２５ａに、正極端子２５を他の部品と電気的に接続する正極バスバ３０の傾斜部３３ａを重ねるバスバ配置工程に相当する。

次に、図８を参照して、傾斜面２５ａと傾斜部３３ａ（正極バスバ３０）の重なった部分にレーザを照射して溶接する溶接工程を説明する。先に述べたように、図中のＹ軸方向からみて、傾斜面２５ａと傾斜部３３ａは、Ｚ軸に対して角度Ｒだけ傾いている。溶接用のレーザは、図中の矢印線Ｂ１のように照射される。図中の直線Ｌは、照射点Ｑを通り、傾斜面２５ａと直交する直線を示している。レーザ（矢印線Ｂ１）は、Ｙ軸方向からみたときに、直線Ｌと積層ユニット２０の間から照射点Ｑへ照射される。そうすると、レーザの反射光は、直線Ｌの積層ユニット２０とは反対側に向かい、積層ユニット２０へは当たらない。それゆえ、反射光が積層ユニット２０にダメージを与えることがない。

全ての正極端子２５と全ての負極端子２６が、上記と同じ条件、即ち、レーザは、Ｙ軸方向からみたときに、照射点を通り傾斜面に垂直な直線と積層ユニット２０の間から照射点に照射される。従って、いずれの端子の傾斜面と傾斜部との溶接においても、レーザの反射光が積層ユニット２０に向かうことはない。

以上、説明したように、実施例の製造方法では、半導体モジュール８の正極端子２５の先端と、これに対向する正極バスバ３０の枝部３３を傾斜させる。これにより、正極端子２５の先端（傾斜面２５ａ）に、正極バスバ３０（傾斜部３３ａ）をレーザ溶接する際、レーザの反射光が積層ユニット２０には当たらない。従って、レーザの反射光が積層ユニット２０にダメージを与えることがない。負極端子２６と負極バスバ４０も同様の工程で溶接される。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。図中の座標系のＸ軸方向が請求項の「積層方向」に相当し、Ｚ軸方向が請求項の「第１方向」に相当し、Ｙ軸方向が「第２方向」に相当する。実施例の正極端子２５と負極端子２６が請求項の「端子」に一例に相当する。実施例の正極バスバ３０と負極バスバ４０が請求項の「バスバ」の一例に相当する。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：電力変換器
５：フィルタコンデンサ
６：平滑コンデンサ
７：リアクトル
８、８ａ−８ｇ：半導体モジュール
９ａ−９ｈ：スイッチング素子
１２：電圧コンバータ回路
１３ａ、１３ｂ：インバータ回路
１８：入力端
１９：出力端
２０：積層ユニット
２２：冷却器
２５：正極端子
２５ａ：傾斜面
２６：負極端子
２７：中点端子
２８：冷媒供給口
２９：冷媒排出口
３０：正極バスバ
３１：基部
３３：枝部
３３ａ：傾斜部
３９：電極部
４０：負極バスバ
４１：基部
４３：枝部
４９：電極部
５０：絶縁板
６０：コンデンサユニット
６１：コンデンサ素子
７０：保護カバー
８３ａ、８３ｂ：走行用モータ
９０：プレス型
９１：固定型
９２：スライド型
１００：電気自動車
Ｑ：照射点

Claims (1)

1. 半導体素子を収容した複数の半導体モジュールと複数の冷却器が一つずつ交互に積層されている積層ユニットを備えた電力変換器の製造方法であり、
   前記半導体モジュールは、前記冷却器と前記半導体モジュールの積層方向と直交する第１方向に沿って延びている端子を備えており、
   前記端子の先端が、前記積層方向と前記第１方向の双方と直交する第２方向からみたときに、前記第１方向に対して傾斜する傾斜面を有しており、
   当該製造方法は、
   前記傾斜面に、前記端子を他の部品と電気的に接続するバスバを重ねるバスバ配置工程と、
   前記傾斜面と前記バスバの重なった部分にレーザを照射して溶接する溶接工程を備えており、
   前記レーザは、前記第２方向からみたときに、前記傾斜面における前記レーザの照射点を通り前記傾斜面と直交する直線と前記積層ユニットとの間から照射される、電力変換器の製造方法。

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