JP6865094B2 - パワーモジュール - Google Patents

Description

本発明は、パワーモジュールに関する。

特許文献１には、正極側導電板と負極側導電板と出力導電板とを絶縁体を介して対向させて配置した電力変換装置が開示されている。各々の導電板は、近接効果により、相互インダクタンスが生じる。この相互インダクタンスが、自己インダクタンスを打ち消すように作用する。

特開２００７−０５９７３７号公報

しかしながら、導電板どうしを接近させすぎると、隣接する導電板の間に絶縁体を充填できずに、互いの絶縁状態を確保できなくなるおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、導電板どうしを接近させて配置しても互いの絶縁状態を確保できるパワーモジュールを提供することを目的とする。

本発明のある態様によれば、直流電力を交流電力に変換するパワーモジュールは、交流端子を有する第１導電板、直流正極端子を有する第２導電板、及び直流負極端子を有する第３導電板からなる複数の導電板と、前記交流端子、前記直流正極端子、及び前記直流負極端子を露出させた状態で、前記複数の導電板を覆う絶縁モールド部と、を備え、前記複数の導電板のうち少なくとも二つは対向して配置され、対向して配置される二つの前記導電板のうち少なくとも一方は、他方と対向する部分に貫通孔を有し、前記絶縁モールド部の一部は、前記貫通孔から、対向して配置される二つの前記導電板の間に亘って介在しており、前記導電板は、屈曲している屈曲部を有し、前記貫通孔は、前記屈曲部に形成されている。

上記態様では、少なくとも一つの導電板に貫通孔が形成されるので、絶縁モールド部を形成するモールド材は、対向する導電板の間に貫通孔を通じて流れ込む。これにより、隣接する導電板の間にモールド材を充填することができる。したがって、導電板どうしを接近させて配置しても互いの絶縁状態を確保することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るパワーモジュールの回路図である。 図２は、パワーモジュールの斜視図である。 図３は、パワーモジュールにおいて絶縁モールド部を透視した斜視透視図である。 図４は、パワーモジュールにおいて絶縁モールド部を透視した平面透視図である。 図５Ａは、図４におけるＶＡ−ＶＡ断面図である。 図５Ｂは、図４におけるＶＢ−ＶＢ断面図である。 図６は、パワーモジュールにおける導電板の平面図である。 図７は、第１の変形例に係るパワーモジュールにおける導電板の平面図である。 図８は、第２の変形例に係るパワーモジュールにおける導電板の平面図である。 図９は、第３の変形例に係るパワーモジュールにおける導電板の平面図である。 図１０は、第４の変形例に係るパワーモジュールにおける導電板の平面図である。 図１１は、第５の変形例に係るパワーモジュールにおける導電板の平面図である。 図１２は、第６の変形例に係るパワーモジュールにおける導電板のＵ相近傍の拡大平面図である。 図１３は、第７の変形例に係るパワーモジュールにおける導電板のＵ相近傍の拡大平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るパワーモジュール２０について説明する。

まず、図１から図４を参照して、パワーモジュール２０の全体構成について説明する。

パワーモジュール２０は、直流電力を交流電力に変換する。具体的には、パワーモジュール２０は、車両（図示省略）に搭載されて、バッテリ（図示省略）の直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ（図示省略）に供給する。また、パワーモジュール２０は、モータジェネレータの回生電力（交流電力）をバッテリに充電可能なように直流電力に変換する。このように、パワーモジュール２０は、直流電力と交流電力とを相互に変換するものである。

図１に示すように、パワーモジュール２０は、Ｕ相，Ｖ相，及びＷ相のそれぞれに対応する上アーム及び下アームの組からなる複数のスイッチング素子２８ｕ〜２９ｗと、それぞれのスイッチング素子２８ｕ〜２９ｗに並列に接続されるダイオード２０ｃと、これらスイッチング素子２８ｕ〜２９ｗ及びダイオード２０ｃとを包囲する絶縁モールド部としての樹脂モールド部２０ｂ（図２参照）と、を備える。

具体的には、パワーモジュール２０は、Ｕ相に対応するスイッチング素子２８ｕ，２９ｕと、Ｖ相に対応するスイッチング素子２８ｖ，２９ｖと、Ｗ相に対応するスイッチング素子２８ｗ，２９ｗと、を備える。

パワーモジュール２０は、複数の導電板としてのバスバー２３を備える。バスバー２３は、各スイッチング素子２８ｕ〜２９ｗに接続される正極バスバー２３ａ，負極バスバー２３ｂ，Ｕ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗを含む。各々のバスバー２３の間は、樹脂モールド部２０ｂによって互いに絶縁される。ここでは、Ｕ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗが第１導電板であり、正極バスバー２３ａが第２導電板であり、負極バスバー２３ｂが第３導電板である。第１導電板は、各相（３相）に対応して複数（３個）設けられる。

各スイッチング素子２８ｕ〜２９ｗには、スイッチングを制御する信号が入出力される信号線２０ｄと、温度センサ及び電流センサの信号が入出力される信号線２０ｅと、が接続される。これら信号線２０ｄ，２０ｅ及びバスバー２３は、樹脂モールド部２０ｂの側方へと突出する。正極バスバー２３ａ及び負極バスバー２３ｂは、バッテリ側のバスバー（図示省略）に接続される。Ｕ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗは、出力バスバー（図示省略）を介してモータジェネレータに接続される。

図２に示すように、パワーモジュール２０は、薄板状の矩形形状に形成される。パワーモジュール２０の第１の側面からは、正極バスバー２３ａ及び負極バスバー２３ｂが突出する。パワーモジュール２０の第１の側面の反対側に位置する第２の側面からは、Ｕ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗが突出する。信号線２０ｄ，２０ｅは、正極バスバー２３ａ及び負極バスバー２３ｂが突出する第１の側面、又はＵ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗが突出する第２の側面から、それぞれ各バスバーと同一方向に突出する。正極バスバー２３ａ，負極バスバー２３ｂ，Ｕ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗは、パワーモジュール２０の厚さ方向の略同一の位置から突出する。

パワーモジュール２０は、薄板状の形状である。パワーモジュール２０には、スイッチング素子２８ｕ〜２９ｗ及びダイオード２０ｃが整列して配列される。

図１の回路図における一つのスイッチング素子は、実際には並列に接続された一対のスイッチング素子により構成されている。同様に、図１の回路図における一つのダイオードは、実際には並列に接続された一対のダイオードにより構成されている。

図４においては、Ｕ相，Ｖ相，及びＷ相は、それぞれ二つのスイッチング素子と二つのダイオードとからなる上アームと、二つのスイッチング素子と二つのダイオードとからなる下アームと、から構成されている。これらスイッチング素子及びダイオードは、すべてパワーモジュール２０内において平面上に配列される。

図４に示すように、Ｕ相の上アーム（正極側）は、二つのスイッチング素子２８ｕ−１，２８ｕ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｕ１，２０ｃ−ｕ２から構成される。Ｕ相の下アーム（負極側）は、二つのスイッチング素子２９ｕ−１，２９ｕ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｕ３，２０ｃ−ｕ４から構成される。

スイッチング素子２９ｕ−１，２９ｕ−２は、樹脂モールド部２０ｂの長手方向に並べて配置される。ダイオード２０ｃ−ｕ３，２０ｃ−ｕ４は、二つのスイッチング素子２９ｕ−１，２９ｕ−２の間に配置され、樹脂モールド部２０ｂの短手方向に並べて配置される。

同様に、スイッチング素子２８ｕ−１，２８ｕ−２は、樹脂モールド部２０ｂの長手方向に並べて配置される。ダイオード２０ｃ−ｕ１，２０ｃ−ｕ２は、二つのスイッチング素子２８ｕ−１，２８ｕ−２の間に配置され、樹脂モールド部２０ｂの短手方向に並べて配置される。

Ｕ相バスバー２３ｕは、樹脂モールド部２０ｂの側面から突出する交流端子としての端子部１００ｕを備える。Ｕ相バスバー２３ｕ上には、二つのスイッチング素子２９ｕ−１，２９ｕ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｕ３，２０ｃ−ｕ４が載置される（図５Ａ及び図５Ｂ参照）。スイッチング素子２９ｕ−１，２９ｕ−２及びダイオード２０ｃ−ｕ３，２０ｃ−ｕ４は、Ｕ相バスバー２３ｕと負極バスバー２３ｂとの間に介在する。即ち、スイッチング素子２９ｕ−１，２９ｕ−２のコレクタ側がＵ相バスバー２３ｕに接続され、スイッチング素子２９ｕ−１，２９ｕ−２のエミッタ側が負極バスバー２３ｂに接続されている。このようなスイッチング素子２９ｕ−１，２９ｕ−２は、Ｕ相の下アームのスイッチング素子２９ｕとして、Ｕ相バスバー２３ｕと負極バスバー２３ｂとの間で電力の導通をスイッチングする。

Ｕ相バスバー２３ｕの端子部１００ｕは、二つのスイッチング素子２９ｕ−１，２９ｕ−２の間に置かれたダイオード２０ｃ−ｕ３，２０ｃ−ｕ４の位置から、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。

スイッチング素子２９ｕ−１，２９ｕ−２には、それぞれ信号線２０ｄ，２０ｅがボンディングワイヤ等により接続される。信号線２０ｄ，２０ｅは、Ｕ相バスバー２３ｕの端子部１００ｕの長手方向の両側に近接した位置にて、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。

Ｕ相において、二つのスイッチング素子２８ｕ−１，２８ｕ−２が長手方向に配置され、二つのダイオード２０ｃ−ｕ１，２０ｃ−ｕ２が短手方向に配置されて、それぞれ正極バスバー２３ａ上に載置される（図５Ａ及び図５Ｂ参照）。スイッチング素子２８ｕ−１，２８ｕ−２及びダイオード２０ｃ−ｕ１，２０ｃ−ｕ２は、正極バスバー２３ａとＵ相バスバー２３ｕとの間に介在する。即ち、スイッチング素子２８ｕ−１，２８ｕ−２のコレクタ側が正極バスバー２３ａに接続され、スイッチング素子２８ｕ−１，２８ｕ−２のエミッタ側がＵ相バスバー２３ｕに接続されている。このようなスイッチング素子２８ｕ−１，２８ｕ−２は、Ｕ相の上アームのスイッチング素子２８ｕとして、正極バスバー２３ａとＵ相バスバー２３ｕとの間で電力の導通をスイッチングする。

スイッチング素子２８ｕ−１，２８ｕ−２には、それぞれ信号線２０ｄ、２０ｅが接続される。信号線２０ｄ，２０ｅは、Ｕ相バスバー２３ｕの端子部１００ｕが突設される面の反対側の面から、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。

Ｖ相の上アーム（正極側）は、二つのスイッチング素子２８ｖ−１，２８ｖ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｖ１，２０ｃ−ｖ２から構成される。Ｖ相の下アーム（負極側）は、二つのスイッチング素子２９ｖ−１，２９ｖ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｖ３，２０ｃ−ｖ４から構成される。

スイッチング素子２９ｖ−１，２９ｖ−２は、樹脂モールド部２０ｂの長手方向に並べて配置される。ダイオード２０ｃ−ｖ３，２０ｃ−ｖ４は、二つのスイッチング素子２９ｖ−１，２９ｖ−２の間に配置され、樹脂モールド部２０ｂの短手方向に二つ並べて配置される。

同様に、スイッチング素子２８ｖ−１，２８ｖ−２は、樹脂モールド部２０ｂの長手方向に並べて配置される。ダイオード２０ｃ−ｖ１，２０ｃ−ｖ２は、二つのスイッチング素子２８ｖ−１、２８ｖ−２の間に配置され、樹脂モールド部２０ｂの短手方向に並べて配置される。

Ｖ相バスバー２３ｖは、樹脂モールド部２０ｂの側面から突出する交流端子としての端子部１００ｖを備える。Ｖ相バスバー２３ｖ上には、二つのスイッチング素子２９ｖ−１，２９ｖ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｖ３，２０ｃ−ｖ４が載置される。スイッチング素子２９ｖ−１，２９ｖ−２及びダイオード２０ｃ−ｖ３，２０ｃ−ｖ４は、Ｖ相バスバー２３ｖと負極バスバー２３ｂとの間に介在する。即ち、スイッチング素子２９ｖ−１，２９ｖ−２のコレクタ側がＶ相バスバー２３ｖに接続され、スイッチング素子２９ｖ−１，２９ｖ−２のエミッタ側が負極バスバー２３ｂに接続されている。このようなスイッチング素子２９ｖ−１，２９ｖ−２は、Ｖ相の下アームのスイッチング素子２９ｖとして、Ｖ相バスバー２３ｖと負極バスバー２３ｂとの間で電力の導通をスイッチングする。

Ｖ相バスバー２３ｖの端子部１００ｖは、二つのスイッチング素子２９ｖ−１，２９ｖ−２の間に置かれたダイオード２０ｃ−ｖ３，２０ｃ−ｖ４の位置から、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。

スイッチング素子２９ｖ−１，２９ｖ−２には、それぞれ信号線２０ｄ，２０ｅが接続される。信号線２０ｄ，２０ｅは、Ｖ相バスバー２３ｖの端子部１００ｖの長手方向の両側に近接した位置にて、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。

Ｖ相において、二つのスイッチング素子２８ｖ−１，２８ｖ−２が長手方向に配置され、二つのダイオード２０ｃ−ｖ１，２０ｃ−ｖ２が短手方向に配置されて、それぞれ正極バスバー２３ａ上に載置される。スイッチング素子２８ｖ−１，２８ｖ−２及びダイオード２０ｃ−ｖ１，２０ｃ−ｖ２は、正極バスバー２３ａとＶ相バスバー２３ｖとの間に介在する。即ち、スイッチング素子２８ｖ−１，２８ｖ−２のコレクタ側が正極バスバー２３ａに接続され、スイッチング素子２８ｖ−１，２８ｖ−２のエミッタ側がＶ相バスバー２３ｖに接続されている。このようなスイッチング素子２８ｖ−１，２８ｖ−２は、Ｖ相の上アームのスイッチング素子２８ｖとして、正極バスバー２３ａとＶ相バスバー２３ｖとの間で電力の導通をスイッチングする。

スイッチング素子２８ｖ−１，２８ｖ−２には、それぞれ信号線２０ｄ，２０ｅが接続される。信号線２０ｄ，２０ｅは、Ｖ相バスバー２３ｖの端子部１００ｖが突設される面の反対側の面から、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。

スイッチング素子２８ｖ−１，２８ｖ−２が配置される箇所の近傍では、正極バスバー２３ａの直流正極端子としての端子部１２０ａと、負極バスバー２３ｂの直流負極端子としての端子部１２０ｂと、が樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。スイッチング素子２８ｖ−１，２８ｖ−２に接続される信号線２０ｄ，２０ｅは、正極バスバー２３ａの端子部１２０ａ及び負極バスバー２３ｂの端子部１２０ｂを避けて、樹脂モールド部２０ｂの長手方向にオフセットされて接続される。

Ｗ相の上アーム（正極側）は、二つのスイッチング素子２８ｗ−１，２８ｗ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｗ１，２０ｃ−ｗ２から構成される。Ｗ相の下アーム（負極側）は、二つのスイッチング素子２９ｗ−１，２９ｗ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｗ３，２０ｃ−ｗ４から構成される。

スイッチング素子２９ｗ−１，２９ｗ−２は、樹脂モールド部２０ｂの長手方向に並べて配置される。ダイオード２０ｃ−ｗ３，２０ｃ−ｗ４は、二つのスイッチング素子２９ｗ−１，２９ｗ−２の間に配置され、樹脂モールド部２０ｂの短手方向に二つ並べて配置される。

同様に、スイッチング素子２８ｗ−１，２８ｗ−２は、樹脂モールド部２０ｂの長手方向に二つ並べて配置される。ダイオード２０ｃ−ｗ１，２０ｃ−ｗ２は、二つのスイッチング素子２８ｗ−１，２８ｗ−２の間に配置され、樹脂モールド部２０ｂの短手方向に二つ並べて配置される。

Ｗ相バスバー２３ｗは、樹脂モールド部２０ｂの側面から突出する交流端子としての端子部１００ｗを備える。Ｗ相バスバー２３ｗ上には、二つのスイッチング素子２９ｗ−１，２９ｗ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｗ３，２０ｃ−ｗ４が載置される。スイッチング素子２９ｗ−１，２９ｗ−２及びダイオード２０ｃ−ｗ３，２０ｃ−ｗ４は、Ｗ相バスバー２３ｗと負極バスバー２３ｂとの間に介在する。即ち、スイッチング素子２９ｗ−１，２９ｗ−２のコレクタ側がＷ相バスバー２３ｗに接続され、スイッチング素子２９ｗ−１，２９ｗ−２のエミッタ側が負極バスバー２３ｂに接続されている。このようなスイッチング素子２９ｗ−１，２９ｗ−２は、Ｗ相の下アームのスイッチング素子２９ｗとして、Ｗ相バスバー２３ｗと負極バスバー２３ｂとの間で電力の導通をスイッチングする。

Ｗ相バスバー２３ｗの端子部１００ｗは、二つのスイッチング素子２９ｗ−１，２９ｗ−２の間に置かれたダイオード２０ｃ−ｗ３，２０ｃ−ｗ４の位置から、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。

スイッチング素子２９ｗ−１，２９ｗ−２には、それぞれ信号線２０ｄ，２０ｅが接続される。信号線２０ｄ，２０ｅは、Ｗ相バスバー２３ｗの端子部１００ｗの長手方向の両側に近接した位置にて、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。

Ｗ相において、二つのスイッチング素子２８ｗ−１，２８ｗ−２が長手方向に配置され、二つのダイオード２０ｃ−ｗ１，２０ｃ−ｗ２が短手方向に配置されて、それぞれ正極バスバー２３ａ上に載置される。スイッチング素子２８ｗ−１，２８ｗ−２及びダイオード２０ｃ−ｗ１，２０ｃ−ｗ２は、正極バスバー２３ａとＷ相バスバー２３ｗとの間に介在する。即ち、スイッチング素子２８ｗ−１，２８ｗ−２のコレクタ側が正極バスバー２３ａに接続され、スイッチング素子２８ｗ−１，２８ｗ−２のエミッタ側がＷ相バスバー２３ｗに接続されている。このようなスイッチング素子２８ｗ−１，２８ｗ−２は、Ｗ相の上アームのスイッチング素子２８ｗとして、正極バスバー２３ａとＷ相バスバー２３ｗとの間で電力の導通をスイッチングする。

スイッチング素子２８ｗ−１，２８ｗ−２には、それぞれ信号線２０ｄ，２０ｅが接続される。信号線２０ｄ，２０ｅは、Ｗ相バスバー２３ｗの端子部１００ｗが突設される面の反対側の面から、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。

次に、図５Ａから図６を参照して、バスバー２３の構成について説明する。

図５Ａ及び図５Ｂでは、Ｕ相バスバー２３ｕのみ図示している。Ｖ相バスバー２３ｖ及びＷ相バスバー２３ｗは、図示されていないが、Ｕ相バスバー２３ｕと同様の構成である。以下では、Ｕ相バスバー２３ｕを例として説明し、Ｖ相バスバー２３ｖ及びＷ相バスバー２３ｗについての説明は適宜省略する。

図５Ａに示すように、Ｕ相の上アームでは、スイッチング素子２８ｕ−１（及び２８ｕ−２）が正極バスバー２３ａとＵ相バスバー２３ｕとに挟持され、両バスバーに電気的に接続される。スイッチング素子２８ｕ−１には、信号線２０ｄ，２０ｅがボンディングワイヤを介して接続されている。Ｕ相の下アームでは、スイッチング素子２９ｕ−１（及び２９ｕ−２）が負極バスバー２３ｂとＵ相バスバー２３ｕとに挟持され、両バスバーに電気的に接続される。スイッチング素子２９ｕ−１には、信号線２０ｄ，２０ｅがボンディングワイヤを介して接続されている。

図５Ｂに示すように、Ｕ相の上アームでは、ダイオード２０ｃ−ｕ１，２０ｃ−ｕ２が正極バスバー２３ａとＵ相バスバー２３ｕとに挟持され、両バスバーに電気的に接続される。Ｕ相の下アームでは、ダイオード２０ｃ−ｕ３，２０ｃ−ｕ４が負極バスバー２３ｂとＵ相バスバー２３ｕとに挟持され、両バスバーに電気的に接続される。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、各スイッチング素子及びダイオードは薄型形状を有しており、それぞれが平面上に配置されて各バスバーに挟持されるので、パワーモジュール２０を薄型に形成することができる。

正極バスバー２３ａとＵ相バスバー２３ｕとは、互いの平面が対向するように配置される。同様に、負極バスバー２３ｂとＵ相バスバー２３ｕは、互いの平面が対向するように配置される。即ち、正極バスバー２３ａと負極バスバー２３ｂとＵ相バスバー２３ｕとは、互いの平面が対向するように積層される。

この構成に代えて、例えば、正極バスバー２３ａとＵ相バスバー２３ｕとだけが対向して配置されるようにしてもよい。このように、パワーモジュール２０では、複数のバスバー２３のうち少なくとも二つが対向して配置される。

Ｕ相バスバー２３ｕは、正極バスバー２３ａの上面と対向する第１の部分２３１ｕから正極バスバー２３ａと同じ高さの第２の部分２３２ｕに屈曲する屈曲部２３３ｕを有する。同様に、負極バスバー２３ｂは、Ｕ相バスバー２３ｕの第１の部分２３１ｕの上面と対向する第１の部分２３１ｂからＵ相バスバー２３ｕの第１の部分２３１ｕと同じ高さの第２の部分２３２ｂに屈曲する屈曲部２３３ｂを有する。また、正極バスバー２３ａは、Ｕ相バスバー２３ｕの第２の部分２３２ｕと同じ高さの第１の部分２３１ａを有する。

このとき、Ｕ相バスバー２３ｕの第２の部分２３２ｕが、スイッチング素子（第１スイッチング素子）２９ｕ−１，２９ｕ−２及びダイオード（第１整流素子）２０ｃ−ｕ３，２０ｃ−ｕ４が接合される第１接合部に該当する。正極バスバー２３ａの第１の部分２３１ａが、スイッチング素子（第２スイッチング素子）２８ｕ−１，２８ｕ−２及びダイオード（第２整流素子）２０ｃ−ｕ１，２０ｃ−ｕ２が接合される第２接合部に該当する。負極バスバー２３ｂの第２の部分２３２ｂが、平面上に並べて配置されるスイッチング素子（第１スイッチング素子）２９ｕ−１，２９ｕ−２及びダイオード（第１整流素子）２０ｃ−ｕ３，２０ｃ−ｕ４が接合される第３接合部に該当する。

屈曲部２３３ｕには、Ｕ相バスバー２３ｕの厚さ方向（他方のバスバー２３と対向する方向）に貫通する貫通孔２３４ｕが設けられる。貫通孔２３４ｕは、第１の部分（第１接合部）２３１ａと第２の部分（第２接合部）２３２ｕとの間に配置される。同様に、屈曲部２３３ｂには、負極バスバー２３ｂの厚さ方向（他方のバスバー２３と対向する方向）に貫通する貫通孔２３４ｂが設けられる。貫通孔２３４ｕ，２３４ｂは、対向して配置される二つのバスバー２３の両方に形成される。

樹脂モールド部２０ｂの一部は、貫通孔２３４ｕ，２３４ｂから、負極バスバー２３ｂとＵ相バスバー２３ｕとの間、及びＵ相バスバー２３ｕと正極バスバー２３ａとの間に亘って介在している。

ここで、パワーモジュール２０では、正極バスバー２３ａと負極バスバー２３ｂとを接近させて配置して、近接効果を高めている。正極バスバー２３ａと負極バスバー２３ｂとには、対向する方向に電流が流れる。近接効果により、正極バスバー２３ａと負極バスバー２３ｂとには、互いの電流による磁場が相互に影響して、相互インダクタンスが生じる。相互インダクタンスが生じると、正極バスバー２３ａと負極バスバー２３ｂとの自己インダクタンスは、互いに打ち消し合って低減される。したがって、スイッチング時のサージ電圧が抑制される。

ところで、樹脂モールド部２０ｂを形成する際には、樹脂モールド部２０ｂを形成するモールド材が上方から流し込まれる。このとき、正極バスバー２３ａとＵ相バスバー２３ｕと負極バスバー２３ｂとを接近させて配置しているので、各々の間にモールド材が流れにくい。また、仮に、モールド材を側方から流しこんだ場合でも、バスバー間にスイッチング素子やダイオードが介在するため、それらが邪魔になる。

これに対して、パワーモジュール２０では、負極バスバー２３ｂに貫通孔２３４ｂが形成され、Ｕ相バスバー２３ｕに貫通孔２３４ｕが形成されている。そのため、モールド材は、貫通孔２３４ｂを通じて負極バスバー２３ｂとＵ相バスバー２３ｕとの間に流れ込み、更に貫通孔２３４ｕを通じてＵ相バスバー２３ｕと正極バスバー２３ａとの間に流れ込む。これにより、隣接するバスバー２３の間にモールド材を充填することができる。したがって、バスバー２３どうしを接近させて配置しても互いの絶縁状態を確保することができる。

なお、例えば、負極バスバー２３ｂのみに貫通孔２３４ｂを設けてもよい。モールド材は上側から流し込まれるので、対向して配置されるバスバー２３の一方のみに貫通孔を形成する場合には、上側に重なる方（ここでは負極バスバー２３ｂ）に貫通孔２３４ｂを形成することで、隣接するバスバー２３の間にモールド材を充填することができる。このように、貫通孔は、対向して配置される二つのバスバー２３のうち少なくとも一方に設けられる。

貫通孔２３４ｕは屈曲部２３３ｕに設けられ、貫通孔２３４ｂは屈曲部２３３ｂに設けられる。これにより、モールド材が比較的流れ込みにくい屈曲部２３３ｕと屈曲部２３３ｂとの間にモールド材を充填することができる。また、貫通孔２３４ｕ，２３４ｂが形成された状態でプレス成形を行い、Ｕ相バスバー２３ｕ及び負極バスバー２３ｂに屈曲部２３３ｕ，２３３ｂを形成するので、貫通孔２３４ｕ，２３４ｂが設けられている分だけ折り曲げやすくなっている。

これに代えて、例えば、Ｕ相バスバー２３ｕの第１の部分２３１ｕと、負極バスバー２３ｂの第１の部分２３１ｕと、に貫通孔を設けてもよい。この場合でも、隣接するバスバー２３の間にモールド材を充填することができる。

貫通孔２３４ｕ，２３４ｂは、Ｕ相バスバー２３ｕ及び負極バスバー２３ｂの厚さ方向（互いのバスバー２３が対向する方向）に少なくとも一部が重なるように配置される。即ち、図６に示すように、貫通孔２３４ｕ，２３４ｂは、平面視で少なくとも一部が重なるように配置される。なお、貫通孔２３４ｕ，２３４ｂを、平面視で全体が重なるように配置してもよい。

これにより、モールド材が比較的流れ込みにくい負極バスバー２３ｂの第１の部分２３１ｂとＵ相バスバー２３ｕの第１の部分２３１ｕとの間にも、モールド材を充填することができる。また、この場合、貫通孔２３４ｕ，２３４ｂを除いた部分にて、近接効果を高めることができる。

なお、貫通孔２３４ｕ，２３４ｂを、Ｕ相バスバー２３ｕ及び負極バスバー２３ｂの厚さ方向に重ならないように配置してもよい。この場合、貫通孔２３４ｂから流れ込んだモールド材が、Ｕ相バスバー２３ｕの上面に沿って拡がるように流れるので、正極バスバー２３ａとＵ相バスバー２３ｕとの間にモールド材を充填することができる。

Ｕ相バスバー２３ｕは、スイッチング素子２９ｕ−１，２９ｕ−２及びダイオード２０ｃ−ｕ３，２０ｃ−ｕ４が接合される第２の部分２３２ｕを有し、正極バスバー２３ａは、スイッチング素子２８ｕ−１，２８ｕ−２及びダイオード２０ｃ−ｕ１，２０ｃ−ｕ２が接合される第１の部分２３１ａを有する。貫通孔２３４ｕ，２３４ｂは、第２の部分２３２ｕと第１の部分２３１ａとの間に配置される。

これにより、モールド材が流れ込みにくいスイッチング素子２８ｕ−１，２８ｕ−２，２９ｕ−１，２９ｕ−２やダイオード２０ｃ−ｕ１，２０ｃ−ｕ２，２０ｃ−ｕ３，２０ｃ−ｕ４の周囲にモールド材を充填することができる。

図６に示すように、Ｕ相バスバー２３ｕには、隣り合うように配置されるＶ相バスバー２３ｖとの間に臨む端部に、貫通孔２３４ｕが設けられる。Ｖ相バスバー２３ｖには、Ｕ相バスバー２３ｕとの間に臨む端部、及びＷ相バスバー２３ｗとの間に臨む端部に、貫通孔２３４ｖが各々設けられる。Ｗ相バスバー２３ｗには、隣り合うように配置されるＶ相バスバー２３ｖとの間に臨む端部に、貫通孔２３４ｗが設けられる。また、負極バスバー２３ｂには、隣り合う貫通孔２３４ｕ，２３４ｖの上方、及び隣り合う貫通孔２３４ｖ，２３４ｗの上方にそれぞれ臨むように、一対の貫通孔２３４ｂが設けられる。

これにより、貫通孔２３４ｂから流し込まれたモールド材が、Ｕ相バスバー２３ｕとＶ相バスバー２３ｖとの間、及びＶ相バスバー２３ｖとＷ相バスバー２３ｗとの間を通って流れ込む。よって、正極バスバー２３ａの周囲にモールド材を充填することができる。

Ｕ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗにおける貫通孔２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗが形成される部分の通電可能な領域の幅Ｗｕ，Ｗｖ，Ｗｗは、それぞれＵ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗの最小幅部分Ｗｕ_min，Ｗｖ_min，Ｗｗ_minよりも大きい。ここでは、端子部１００ｕ，１００ｖ，１００ｗの付け根が最小幅部分Ｗｕ_min，Ｗｖ_min，Ｗｗ_minである。これにより、貫通孔２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗが設けられることに起因して通電抵抗が大きくなることを防止できる。

同様に、負極バスバー２３ｂにおける貫通孔２３４ｂが形成される部分の通電可能な領域の幅Ｗｂ（Ｗｂ＝Ｗｂ₁＋Ｗｂ₂＋Ｗｂ₃）は、負極バスバー２３ｂの最小幅部分Ｗｂ_minよりも大きい。ここでは、端子部１２０ｂの付け根が最小幅部分Ｗｂ_minである。これにより、貫通孔２３４ｂが設けられることに起因して通電抵抗が大きくなることを防止できる。

以下、図７から図１３を参照して、本発明の実施形態の第１から第７の変形例に係るパワーモジュール２０について説明する。以下に示す各変形例では、上述した本発明の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の機能を有する構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図７に示す第１の変形例では、Ｕ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗは、それぞれ多数（ここでは８個）の貫通孔２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗを有する。貫通孔２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗは、Ｕ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗの幅方向に等間隔で配置される。負極バスバー２３ｂもまた、多数（ここでは２４個）の貫通孔２３４ｂを有する。

このように、多数の貫通孔２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗ，２３４ｂを設けることで、隣接するバスバー２３の間にモールド材が更に流れ込みやすくなる。したがって、隣接するバスバー２３の間にモールド材を充填することができるので、バスバー２３どうしを接近させて配置しても互いの絶縁状態を確保することができる。

同様に、図８に示す第２の変形例のように、Ｕ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗに、それぞれ３個の貫通孔２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗを設け、負極バスバー２３ｂにも３個の貫通孔２３４ｂを設けてもよい。また、図９に示す第３の変形例のように、Ｕ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗに、それぞれ一対の貫通孔２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗを設け、負極バスバー２３ｂにも一対の貫通孔２３４ｂを設けてもよい。これらの変形例でも図７に示す第１の変形例と同様の効果を奏する。

また、図１０に示す第４の変形例のように、Ｕ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗにそれぞれ設けられる一対の貫通孔２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗを、隣り合うように配置されるＵ相バスバー２３ｕとＶ相バスバー２３ｖとの間に臨む端部に設けてもよい。負極バスバー２３ｂには、貫通孔２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗと重なる位置に貫通孔２３４ｂが形成される。

また、図１１に示す第５の変形例のように、Ｕ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗにそれぞれ単一の貫通孔２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗを設けてもよい。この場合、貫通孔２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗは、Ｕ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗの幅方向に広く設けられる。負極バスバー２３ｂには、貫通孔２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗと重なる位置に貫通孔２３４ｂが形成される。

また、図１２に示す第６変形例のように、例えば、負極バスバー２３ｂの第２の部分２３２ｂにおいて、スイッチング素子２９ｕ−１，２９ｕ−２との接続箇所と、ダイオード２０ｃ−ｕ３，２０ｃ−ｕ４との接合箇所と、の間に、貫通孔２３４ｂを形成してもよい。このようにすることで、スイッチング素子とダイオード間の狭い領域にもモールド材を充填させることができる。

あるいは、図１３に示す第７変形例のように、負極バスバー２３ｂの第２の部分２３２ｂにおいて、隣り合って配置されるスイッチング素子どうし、例えば、スイッチング素子２９ｕ−２とスイッチング素子２９ｖ−１との間に貫通孔２３４ｂを形成してもよい。このように、貫通孔２３４ｂを、Ｕ相バスバー２３ｕのスイッチング素子２９ｕ−２と、隣り合うＶ相バスバー２３ｖのスイッチング素子２９ｖ−１と、の間に形成してもよい。

以上のように、図７から図１３に示す第１から第７の変形例に係るパワーモジュール２０によっても、上述した実施形態と同様の効果を奏する。

なお、第１から第７の変形例にもいても、Ｕ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗにおける貫通孔２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗが形成される部分の通電可能な領域の幅は、それぞれＵ相バスバー２３ｕ，Ｖ相バスバー２３ｖ，及びＷ相バスバー２３ｗの最小幅部分よりも大きい。同様に、負極バスバー２３ｂにおける貫通孔２３４ｂが形成される部分の通電可能な領域の幅は、負極バスバー２３ｂの最小幅部分よりも大きい。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

直流電力を交流電力に変換するパワーモジュール２０は、複数のバスバー２３と、端子部１００ｕ，１００ｖ，１００ｗ，１２０ａ，１２０ｂを露出させた状態で、複数のバスバー２３を覆う樹脂モールド部２０ｂと、を備え、複数のバスバー２３のうち少なくとも二つは対向して配置され、対向して配置される二つのバスバー２３のうち少なくとも一方は、他方と対向する部分に貫通孔２３４ｂ，２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗを有し、樹脂モールド部２０ｂの一部は、貫通孔２３４ｂ，２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗから、対向して配置される二つのバスバー２３の間に亘って介在している。

これにより、少なくとも一つのバスバー２３に貫通孔２３４ｂ，２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗが形成されるので、樹脂モールド部２０ｂを形成するモールド材は、対向するバスバー２３の間に貫通孔２３４ｂ，２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗを通じて流れ込む。これにより、隣接するバスバー２３の間にモールド材を充填することができる。したがって、バスバー２３どうしを接近させて配置しても互いの絶縁状態を確保することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

２０ パワーモジュール
２０ｂ 樹脂モールド部（絶縁モールド部）
２０ｃ ダイオード（整流素子）
２３ バスバー（導電板）
２３ａ 正極バスバー（第２導電板）
２３ｂ 負極バスバー（第３導電板）
２３ｕ Ｕ相バスバー（第１導電板）
２３ｖ Ｖ相バスバー（第１導電板）
２３ｗ Ｗ相バスバー（第１導電板）
２８ｕ，２８ｖ，２８ｗ スイッチング素子
２９ｕ，２９ｖ，２９ｗ スイッチング素子
１００ｕ，１００ｖ，１００ｗ 端子部（交流端子）
１２０ａ 端子部（直流正極端子）
１２０ｂ 端子部（直流負極端子）
２３１ａ 第１の部分（第２接合部）
２３２ｕ 第２の部分（第１接合部）
２３３ｂ 屈曲部
２３３ｕ 屈曲部
２３４ｂ，２３４ｕ，２３４ｖ，２３４ｗ 貫通孔

Claims (9)

1. 直流電力を交流電力に変換するパワーモジュールであって、
   交流端子を有する第１導電板、直流正極端子を有する第２導電板、及び直流負極端子を有する第３導電板からなる複数の導電板と、
   前記交流端子、前記直流正極端子、及び前記直流負極端子を露出させた状態で、前記複数の導電板を覆う絶縁モールド部と、を備え、
   前記複数の導電板のうち少なくとも二つは対向して配置され、
   対向して配置される二つの前記導電板のうち少なくとも一方は、他方と対向する部分に貫通孔を有し、
   前記絶縁モールド部の一部は、前記貫通孔から、対向して配置される二つの前記導電板の間に亘って介在しており、
   前記導電板は、屈曲している屈曲部を有し、
   前記貫通孔は、前記屈曲部に形成されている、
   ことを特徴とするパワーモジュール。
2. 請求項１に記載のパワーモジュールであって、
   前記貫通孔は、対向して配置される二つの前記導電板のうち上側に重なる方に形成される、
   ことを特徴とするパワーモジュール。
3. 請求項１に記載のパワーモジュールであって、
   前記貫通孔は、対向して配置される二つの前記導電板の両方に形成される、
   ことを特徴とするパワーモジュール。
4. 請求項３に記載のパワーモジュールであって、
   前記貫通孔は、前記導電板が対向する方向に少なくとも一部が重なるように配置される、
   ことを特徴とするパワーモジュール。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載のパワーモジュールであって、
   前記第１導電板は、第１スイッチング素子及び第１整流素子が接合される第１接合部を有し、
   前記第２導電板は、第２スイッチング素子及び第２整流素子が接合される第２接合部を有し、
   前記貫通孔は、前記第１接合部と前記第２接合部との間に配置される、
   ことを特徴とするパワーモジュール。
6. 請求項５に記載のパワーモジュールであって、
   前記第１導電板は、前記第２スイッチング素子及び前記第２整流素子に接続され、
   前記第３導電板は、前記第１スイッチング素子及び前記第１整流素子に接続され、
   前記貫通孔は、前記第１導電板と前記第３導電板とに形成される、
   ことを特徴とするパワーモジュール。
7. 請求項１又は２に記載のパワーモジュールであって、
   前記第３導電板は、平面上に並べて配置される第１スイッチング素子及び第１整流素子が接合される第３接合部を有し、
   前記貫通孔は、前記第３接合部において、前記第１スイッチング素子との接合箇所と、前記第１整流素子との接合箇所と、の間に形成される、
   ことを特徴とするパワーモジュール。
8. 請求項１又は２に記載のパワーモジュールであって、
   前記第１導電板は、各相に対応して複数設けられ、
   前記第３導電板は、平面上に並べて配置される第１スイッチング素子及び第１整流素子が接合される第３接合部を有し、
   前記貫通孔は、前記第３接合部において、一つの前記第１導電板の前記第１スイッチング素子との接合箇所と、隣り合う他の前記第１導電板の前記第１スイッチング素子との接合箇所と、の間に形成される、
   ことを特徴とするパワーモジュール。
9. 請求項１から８のいずれか一つに記載のパワーモジュールであって、
   前記導電板における前記貫通孔が形成される部分の通電可能な領域の幅は、前記導電板の最小幅部分よりも大きい、
   ことを特徴とするパワーモジュール。

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