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Title:
CRIMP-TYPE HIGH POWER THYRISTOR MODULE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/096233
Kind Code:
A1
Abstract:
A heat dissipating plate (1), an insulating plate (11), a common bar (12), a spacer (181), a thyristor chip (113), spacers (183, 24) and a cathode terminal bar (18) are vertically bonded with pressure by a press-contact means (19). Rectangular spacers (181, 183) are made smaller than the rectangular thyristor chip (113) by using the thyristor chip (113). The spacers (181, 183) are surrounded by insulating holders (182, 184). A coil section (15a) of a coil spring type gate electrode signal line (15) arranged on the gate electrode (113b) of the thyristor chip (113) and a spacer (14) are insulated from each other by the insulating gate spacers (316, 317). A portion (15b) extending in the horizontal direction of the coil spring type gate electrode signal line (15) is coated for insulation, and stored in a storing groove (14b) of the spacer (14). A base side portion (15b2) of the portion (15b) extended in the horizontal direction is sandwiched by insulating gate spacers (316, 317).

Inventors:
SETOJIMA AKIRA (JP)
TAKAHASHI SATOSHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/050454
Publication Date:
August 06, 2009
Filing Date:
January 15, 2009
Export Citation:
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Assignee:
NIHON INTER ELECTRONICS CORP (JP)
SETOJIMA AKIRA (JP)
TAKAHASHI SATOSHI (JP)
International Classes:
H01L25/07; H01L21/60; H01L23/48; H01L25/18; H01L29/74
Foreign References:
JP2007048990A2007-02-22
JP2002222916A2002-08-09
JP2000307043A2000-11-02
JPS62293656A1987-12-21
JPS62290163A1987-12-17
Attorney, Agent or Firm:
ARAFUNE, Hiroshi et al. (5F. Nikko Kagurazaka Bldg., 18, Iwatocho, Shinjuku-k, Tokyo 32, JP)
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Claims:
 絶縁板(11)を放熱板(1)上に配置し、
 アノード端子バー(12)を絶縁板(11)上に配置し、
 概略四角形の導電性アノードサブスペーサ(181)と、導電性アノードサブスペーサ(181)を包囲する絶縁性アノードサブスペーサホルダ(182)とを、アノード端子バー(12)上に配置し、
 下面にアノード電極(113a)を有し、上面の中心部分にゲート電極(113b)を有し、ゲート電極(113b)の周りにカソード電極(113c)を有し、アノードサブスペーサ(181)よりも大きい概略四角形のサイリスタチップ(113)を設け、
 サイリスタチップ(113)を導電性アノードサブスペーサ(181)および絶縁性アノードサブスペーサホルダ(182)の上に配置し、
 ゲート電極(113b)に対向する位置に円形の穴(183a)を有し、サイリスタチップ(113)よりも小さい概略四角形の導電性カソードサブスペーサ(183)を設け、
 導電性カソードサブスペーサ(183)と、導電性カソードサブスペーサ(183)を包囲する絶縁性カソードサブスペーサホルダ(184)とを、サイリスタチップ(113)のカソード電極(113c)および絶縁性アノードサブスペーサホルダ(182)の上に配置し、
 ゲート電極(113b)に対向する位置に円形の穴(14a)を有する環状の導電性カソードスペーサ(14)を、導電性カソードサブスペーサ(183)および絶縁性カソードサブスペーサホルダ(184)の上に配置し、
 コイルバネ型ゲート電極信号線(15)のコイル部分(15a)をゲート電極(113b)上に配置し、
 コイルバネ型ゲート電極信号線(15)のコイル部分(15a)と概略相補形状の円形の穴(316d)と、環状の導電性カソードスペーサ(14)の穴(14a)と嵌合する外周面(316c)とを有する環状の絶縁性第1ゲートスペーサ(316)を設け、
 環状の絶縁性第1ゲートスペーサ(316)を環状の導電性カソードスペーサ(14)とコイルバネ型ゲート電極信号線(15)のコイル部分(15a)との間に配置し、
 コイルバネ型ゲート電極信号線(15)のコイル部分(15a)の上端を水平方向に延ばすと共に、その水平方向に延ばされた部分(15b)を絶縁被覆し、
 コイルバネ型ゲート電極信号線(15)の水平方向に延ばされた部分(15b)の先端側部分(15b1)を、導電性カソードスペーサ(14)の上面に形成された収容溝(14b)内に収容し、
 環状の導電性カソードスペーサ(14)の穴(14a)と嵌合する外周面(317c)を有する円形の絶縁性第2ゲートスペーサ(317)を、コイルバネ型ゲート電極信号線(15)および環状の絶縁性第1ゲートスペーサ(316)の上に配置し、
 コイルバネ型ゲート電極信号線(15)のコイル部分(15a)の上端および水平方向に延ばされた部分(15b)の根元側部分(15b2)を、絶縁性第2ゲートスペーサ(317)の下面(317b)に形成された収容溝(317d)内に収容し、
 コイルバネ型ゲート電極信号線(15)の水平方向に延ばされた部分(15b)の根元側部分(15b2)を、絶縁性第1ゲートスペーサ(316)の上面(316a)と絶縁性第2ゲートスペーサ(317)の収容溝(317d)の天井面(317d1)とによって狭持し、
 カソード端子バー(18)を環状の導電性カソードスペーサ(14)および絶縁性第2ゲートスペーサ(317)の上に配置し、
 それらを圧接手段(19)によって上下方向に圧接したことを特徴とする圧接型大電力用サイリスタモジュール。
 概略四角形の導電性アノードサブスペーサ(181)の外周面と嵌合する穴(182a)と、係合突起(182b)とを絶縁性アノードサブスペーサホルダ(182)に設け、
 概略四角形の導電性カソードサブスペーサ(183)の外周面と嵌合する穴(184a)と、概略四角形のサイリスタチップ(113)の外周面と嵌合する突起(184b)と、絶縁性アノードサブスペーサホルダ(182)の係合突起(182b)と係合する係合穴(184c)とを絶縁性カソードサブスペーサホルダ(184)に設け、
 導電性アノードサブスペーサ(181)と、絶縁性アノードサブスペーサホルダ(182)と、サイリスタチップ(113)と、導電性カソードサブスペーサ(183)と、絶縁性カソードサブスペーサホルダ(184)とを組み立てた状態でアノード端子バー(12)上に載置したことを特徴とする請求項1に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
 絶縁性第1ゲートスペーサ(316)の上面(316a)に形成された係合突起(316e)または係合穴が圧入される係合穴(317e)または係合突起を絶縁性第2ゲートスペーサ(317)の下面(317b)に形成し、
 コイルバネ型ゲート電極信号線(15)と、絶縁性第1ゲートスペーサ(316)と、絶縁性第2ゲートスペーサ(317)とを組み立てた状態で、サイリスタチップ(113)のゲート電極(113b)および環状の導電性カソードスペーサ(14)の収容溝(14b)の上に載置したことを特徴とする請求項1に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
 アノード端子バー(12)の外周面、絶縁性アノードサブスペーサホルダ(182)の外周面、絶縁性カソードサブスペーサホルダ(184)の外周面、導電性カソードスペーサ(14)の外周面、および、カソード端子バー(18)の外周面と嵌合してそれらの芯出しを行うための嵌合部(51a1,51a2,51a3,51a4)を外囲ケース(51)に設けたことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
 放熱板(1)に冷却水流路(1a)を形成し、水冷によって放熱板(1)を冷却したことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
 サイリスタチップ(113)のアノード電極(113a)、ゲート電極(113b)およびカソード電極(113c)を約7~9μmの厚さでアルミニウム蒸着したことを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
 加圧板(19a)と、2本のネジ(19b)と、皿バネ(19c)と、皿バネ(19c)を芯出しするために皿バネ(19c)の内縁と嵌合する絶縁性芯出し部材(19d)とによって圧接手段(19)を構成したことを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
 概略球状の凸部(19a1a)を有する第1加圧板(19a1)と、凸部(19a1a)と嵌合する概略円錐状の穴(19a2a)を有する第2加圧板(19a2)と、2本のネジ(19b)と、皿バネ(19c)と、皿バネ(19c)を芯出しするために皿バネ(19c)の内縁と嵌合する絶縁性芯出し部材(19d)とによって圧接手段(19)を構成したことを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
 カソード端子バー(18)に電極片(31)を接合し、可撓性のカソード電極信号線(32)の一端を電極片(31)にファストンタブ(33)を介して接続し、カソード電極信号線(32)の他端を他の電極片(62)に接続し、他の電極片(62)を外囲ケース(51)に担持させたことを特徴とする請求項1~8のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
Description:
圧接型大電力用サイリスタモジ ール

 本発明は、アノード端子バーおよびカソ ド端子バーが例えばネジのような圧接手段 よってサイリスタチップに対して圧接され 圧接型大電力用サイリスタモジュールに関 、特には、半田を用いる必要なく、サイリ タチップのゲート電極とゲート電極信号線 の電気接続の信頼性を向上させつつ、圧接 大電力用サイリスタモジュール全体の上下 向寸法を小型化することができる圧接型大 力用サイリスタモジュールに関する。

 更に、本発明は、コイルバネ型ゲート電 信号線の上端とカソード端子バーとが短絡 てしまうおそれを回避し、圧接型大電力用 イリスタモジュール全体の組立性を向上さ 、圧接型大電力用サイリスタモジュールの 動中にサイリスタチップのゲート電極とコ ルバネ型ゲート電極信号線との電気接続の 頼性が低下してしまうおそれを低減するこ ができる圧接型大電力用サイリスタモジュ ルに関する。

 従来から、アノード端子バーおよびカソ ド端子バーが例えばネジのような圧接手段 よってサイリスタチップに対して圧接され 圧接型大電力用サイリスタモジュールが知 れている。この種の圧接型大電力用サイリ タモジュールの例としては、例えば特許文 1の図3~図5に記載されたものがある。

 特許文献1の図3~図5に記載された圧接型大 電力用サイリスタモジュールでは、放熱板( ースプレート)上に絶縁板が配置され、カソ ド端子バーとしての機能を兼ね備えたアノ ド端子バーが、絶縁板上に配置されている 更に、下面にアノード電極を有し、上面の 心部分にゲート電極を有し、そのゲート電 の周りにカソード電極を有するサイリスタ ップが、アノード端子バー上に配置されて る。

 また、特許文献1の図3~図5に記載された圧 接型大電力用サイリスタモジュールでは、サ イリスタチップのカソード電極上に環状の導 電性カソードスペーサ(金属成形体)が配置さ 、サイリスタチップのゲート電極上にコイ バネ型ゲート電極信号線(コンタクトバネ) 配置されている。更に、環状の導電性カソ ドスペーサ(金属成形体)とコイルバネ型ゲー ト電極信号線(コンタクトバネ)とを絶縁する めの筒状の絶縁性ゲートスペーサ(絶縁材料 スリーブ)が、環状の導電性カソードスペー (金属成形体)とコイルバネ型ゲート電極信号 線(コンタクトバネ)との間に配置されている また、導電性カソードスペーサ(金属成形体 )上にカソード端子バー(電気接続要素)が配置 され、それらが圧接手段(押圧コンタクト装 )によって上下方向に圧接されている。

 詳細には、特許文献1の図3~図5に記載され た圧接型大電力用サイリスタモジュールでは 、ゲート電極信号線(コンタクトバネ)がコイ バネ型に構成されている。そのため、特許 献1の図3~図5に記載された圧接型大電力用サ イリスタモジュールによれば、半田を用いる 必要なく、サイリスタチップのゲート電極と ゲート電極信号線(コンタクトバネ)との電気 続の信頼性を向上させることができる。

 ところで、特許文献1の図3~図5に記載され た圧接型大電力用サイリスタモジュールでは 、コイルバネ型ゲート電極信号線の上端に接 続されたプラグスリーブが、水平方向に延ば されるのではなく、上下方向に延ばされてい る。換言すれば、特許文献1の図3~図5に記載 れた圧接型大電力用サイリスタモジュール は、コイルバネ型ゲート電極信号線の上端 接続されたプラグスリーブが、導電性カソ ドスペーサ(金属成形体)の上面よりも上側に 引き出されている。

 詳細には、特許文献1の図3~図5に記載された 圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、 コイルバネ型ゲート電極信号線の上端に接続 されたプラグスリーブが、カソード端子バー (電気接続要素)の上面よりも上側に引き出さ ている。そのため、特許文献1の図3~図5に記 載された圧接型大電力用サイリスタモジュー ルでは、圧接型大電力用サイリスタモジュー ル全体の上下方向寸法が大型化してしまう。

特開2006-114883号公報

 前記問題点に鑑み、本発明は、半田を用 る必要なく、サイリスタチップのゲート電 とゲート電極信号線との電気接続の信頼性 向上させつつ、圧接型大電力用サイリスタ ジュール全体の上下方向寸法を小型化する とができる圧接型大電力用サイリスタモジ ールを提供することを目的とする。

 更に、本発明は、コイルバネ型ゲート電 信号線の上端とカソード端子バーとが短絡 てしまうおそれを回避し、圧接型大電力用 イリスタモジュール全体の組立性を向上さ 、圧接型大電力用サイリスタモジュールの 動中にサイリスタチップのゲート電極とコ ルバネ型ゲート電極信号線との電気接続の 頼性が低下してしまうおそれを低減するこ ができる圧接型大電力用サイリスタモジュ ルを提供することを目的とする。

 請求項1に記載の発明によれば、絶縁板(11 )を放熱板(1)上に配置し、アノード端子バー(1 2)を絶縁板(11)上に配置し、概略四角形の導電 性アノードサブスペーサ(181)と、導電性アノ ドサブスペーサ(181)を包囲する絶縁性アノ ドサブスペーサホルダ(182)とを、アノード端 子バー(12)上に配置し、下面にアノード電極(1 13a)を有し、上面の中心部分にゲート電極(113b )を有し、ゲート電極(113b)の周りにカソード 極(113c)を有し、アノードサブスペーサ(181)よ りも大きい概略四角形のサイリスタチップ(11 3)を設け、サイリスタチップ(113)を導電性ア ードサブスペーサ(181)および絶縁性アノード サブスペーサホルダ(182)の上に配置し、ゲー 電極(113b)に対向する位置に円形の穴(183a)を し、サイリスタチップ(113)よりも小さい概 四角形の導電性カソードサブスペーサ(183)を 設け、導電性カソードサブスペーサ(183)と、 電性カソードサブスペーサ(183)を包囲する 縁性カソードサブスペーサホルダ(184)とを、 サイリスタチップ(113)のカソード電極(113c)お び絶縁性アノードサブスペーサホルダ(182) 上に配置し、ゲート電極(113b)に対向する位 に円形の穴(14a)を有する環状の導電性カソー ドスペーサ(14)を、導電性カソードサブスペ サ(183)および絶縁性カソードサブスペーサホ ルダ(184)の上に配置し、コイルバネ型ゲート 極信号線(15)のコイル部分(15a)をゲート電極( 113b)上に配置し、コイルバネ型ゲート電極信 線(15)のコイル部分(15a)と概略相補形状の円 の穴(316d)と、環状の導電性カソードスペー (14)の穴(14a)と嵌合する外周面(316c)とを有す 環状の絶縁性第1ゲートスペーサ(316)を設け 環状の絶縁性第1ゲートスペーサ(316)を環状 導電性カソードスペーサ(14)とコイルバネ型 ゲート電極信号線(15)のコイル部分(15a)との間 に配置し、コイルバネ型ゲート電極信号線(15 )のコイル部分(15a)の上端を水平方向に延ばす と共に、その水平方向に延ばされた部分(15b) 絶縁被覆し、コイルバネ型ゲート電極信号 (15)の水平方向に延ばされた部分(15b)の先端 部分(15b1)を、導電性カソードスペーサ(14)の 上面に形成された収容溝(14b)内に収容し、環 の導電性カソードスペーサ(14)の穴(14a)と嵌 する外周面(317c)を有する円形の絶縁性第2ゲ ートスペーサ(317)を、コイルバネ型ゲート電 信号線(15)および環状の絶縁性第1ゲートス ーサ(316)の上に配置し、コイルバネ型ゲート 電極信号線(15)のコイル部分(15a)の上端および 水平方向に延ばされた部分(15b)の根元側部分( 15b2)を、絶縁性第2ゲートスペーサ(317)の下面( 317b)に形成された収容溝(317d)内に収容し、コ ルバネ型ゲート電極信号線(15)の水平方向に 延ばされた部分(15b)の根元側部分(15b2)を、絶 性第1ゲートスペーサ(316)の上面(316a)と絶縁 第2ゲートスペーサ(317)の収容溝(317d)の天井 (317d1)とによって狭持し、カソード端子バー (18)を環状の導電性カソードスペーサ(14)およ 絶縁性第2ゲートスペーサ(317)の上に配置し それらを圧接手段(19)によって上下方向に圧 接したことを特徴とする圧接型大電力用サイ リスタモジュールが提供される。

 請求項2に記載の発明によれば、概略四角 形の導電性アノードサブスペーサ(181)の外周 と嵌合する穴(182a)と、係合突起(182b)とを絶 性アノードサブスペーサホルダ(182)に設け 概略四角形の導電性カソードサブスペーサ(1 83)の外周面と嵌合する穴(184a)と、概略四角形 のサイリスタチップ(113)の外周面と嵌合する 起(184b)と、絶縁性アノードサブスペーサホ ダ(182)の係合突起(182b)と係合する係合穴(184c )とを絶縁性カソードサブスペーサホルダ(184) に設け、導電性アノードサブスペーサ(181)と 絶縁性アノードサブスペーサホルダ(182)と サイリスタチップ(113)と、導電性カソードサ ブスペーサ(183)と、絶縁性カソードサブスペ サホルダ(184)とを組み立てた状態でアノー 端子バー(12)上に載置したことを特徴とする 求項1に記載の圧接型大電力用サイリスタモ ジュールが提供される。

 請求項3に記載の発明によれば、絶縁性第 1ゲートスペーサ(316)の上面(316a)に形成された 係合突起(316e)または係合穴が圧入される係合 穴(317e)または係合突起を絶縁性第2ゲートス ーサ(317)の下面(317b)に形成し、コイルバネ型 ゲート電極信号線(15)と、絶縁性第1ゲートス ーサ(316)と、絶縁性第2ゲートスペーサ(317) を組み立てた状態で、サイリスタチップ(113) のゲート電極(113b)および環状の導電性カソー ドスペーサ(14)の収容溝(14b)の上に載置したこ とを特徴とする請求項1に記載の圧接型大電 用サイリスタモジュールが提供される。

 請求項4に記載の発明によれば、アノード 端子バー(12)の外周面、絶縁性アノードサブ ペーサホルダ(182)の外周面、絶縁性カソード サブスペーサホルダ(184)の外周面、導電性カ ードスペーサ(14)の外周面、および、カソー ド端子バー(18)の外周面と嵌合してそれらの 出しを行うための嵌合部(51a1,51a2,51a3,51a4)を 囲ケース(51)に設けたことを特徴とする請求 1~3のいずれか一項に記載の圧接型大電力用 イリスタモジュールが提供される。

 請求項5に記載の発明によれば、放熱板(1) に冷却水流路(1a)を形成し、水冷によって放 板(1)を冷却したことを特徴とする請求項1~4 いずれか一項に記載の圧接型大電力用サイ スタモジュールが提供される。

 請求項6に記載の発明によれば、サイリス タチップ(113)のアノード電極(113a)、ゲート電 (113b)およびカソード電極(113c)を約7~9μmの厚 でアルミニウム蒸着したことを特徴とする 求項1~5のいずれか一項に記載の圧接型大電 用サイリスタモジュールが提供される。

 請求項7に記載の発明によれば、加圧板(19 a)と、2本のネジ(19b)と、皿バネ(19c)と、皿バ (19c)を芯出しするために皿バネ(19c)の内縁と 合する絶縁性芯出し部材(19d)とによって圧 手段(19)を構成したことを特徴とする請求項1 ~6のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サ リスタモジュールが提供される。

 請求項8に記載の発明によれば、概略球状 の凸部(19a1a)を有する第1加圧板(19a1)と、凸部( 19a1a)と嵌合する概略円錐状の穴(19a2a)を有す 第2加圧板(19a2)と、2本のネジ(19b)と、皿バネ( 19c)と、皿バネ(19c)を芯出しするために皿バネ (19c)の内縁と嵌合する絶縁性芯出し部材(19d) によって圧接手段(19)を構成したことを特徴 する請求項1~6のいずれか一項に記載の圧接 大電力用サイリスタモジュールが提供され 。

 請求項9に記載の発明によれば、カソード 端子バー(18)に電極片(31)を接合し、可撓性の ソード電極信号線(32)の一端を電極片(31)に ァストンタブ(33)を介して接続し、カソード 極信号線(32)の他端を他の電極片(62)に接続 、他の電極片(62)を外囲ケース(51)に担持させ たことを特徴とする請求項1~8のいずれか一項 に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュー ルが提供される。

 請求項1に記載の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、コイルバネ型ゲート電極 信号線(15)が設けられている。そのため、請 項1に記載の圧接型大電力用サイリスタモジ ールによれば、半田を用いる必要なく、サ リスタチップ(113)のゲート電極(113b)とコイ バネ型ゲート電極信号線(15)との電気接続の 頼性を向上させることができる。

 また、請求項1に記載の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、コイルバネ型ゲー ト電極信号線(15)のコイル部分(15a)の上端が水 平方向に延ばされ、その水平方向に延ばされ た部分(15b)が絶縁被覆され、その水平方向に ばされた部分(15b)を収容するための収容溝(3 17d,14b)が、絶縁性第2ゲートスペーサ(317)およ 環状の導電性カソードスペーサ(14)に形成さ れている。

 換言すれば、請求項1に記載の圧接型大電 力用サイリスタモジュールでは、コイルバネ 型ゲート電極信号線(15)のコイル部分(15a)の上 端が、特許文献1の図3~図5に記載されたもの ように導電性カソードスペーサの上面より 上側に引き出されるのではなく、絶縁性第2 ートスペーサ(317)の収容溝(317d)および環状 導電性カソードスペーサ(14)の収容溝(14b)を して環状の導電性カソードスペーサ(14)の側 であって環状の導電性カソードスペーサ(14) の上面よりも下側に引き出されている。その ため、請求項1に記載の圧接型大電力用サイ スタモジュールによれば、特許文献1の図3~ 5に記載されたものよりも、圧接型大電力用 イリスタモジュール全体の上下方向寸法を 型化することができる。

 更に、請求項1に記載の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、絶縁性第2ゲート ペーサ(317)が、コイルバネ型ゲート電極信号 線(15)のコイル部分(15a)とカソード端子バー(18 )との間に配置されている。そのため、請求 1に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュ ルによれば、コイルバネ型ゲート電極信号 (15)のコイル部分(15a)の上端の絶縁被覆され いない部分とカソード端子バー(18)とが短絡 してしまうおそれを回避することができる。

 また、請求項1に記載の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、絶縁性第1ゲート ペーサ(316)および絶縁性第2ゲートスペーサ(3 17)が環状の絶縁性ゲートスペーサ(14)の穴(14a) と嵌合可能に構成されている。そのため、請 求項1に記載の圧接型大電力用サイリスタモ ュールによれば、絶縁性第1ゲートスペーサ( 316)および絶縁性第2ゲートスペーサ(317)が環 の絶縁性ゲートスペーサ(14)の穴(14a)と嵌合 能に構成されていない場合よりも、絶縁性 1ゲートスペーサ(316)と絶縁性第2ゲートスペ サ(317)と環状の絶縁性ゲートスペーサ(14)と 組立性を向上させることができる。

 更に、請求項1に記載の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、コイルバネ型ゲー ト電極信号線(15)の水平方向に延ばされた部 (15b)の根元側部分(15b2)が、絶縁性第1ゲート ペーサ(316)の上面(316a)と絶縁性第2ゲートス ーサ(317)の収容溝(317d)の天井面(317d1)とによ て狭持されている。換言すれば、請求項1に 載の圧接型大電力用サイリスタモジュール は、絶縁性第1ゲートスペーサ(316)と絶縁性 2ゲートスペーサ(317)とコイルバネ型ゲート 極信号線(15)とが組み立てられると、絶縁性 第1ゲートスペーサ(316)の上面(316a)と絶縁性第 2ゲートスペーサ(317)の収容溝(317d)の天井面(31 7d1)とによってコイルバネ型ゲート電極信号 (15)の水平方向に延ばされた部分(15b)の根元 部分(15b2)が狭持され、それにより、コイル ネ型ゲート電極信号線(15)が絶縁性第1ゲート スペーサ(316)および絶縁性第2ゲートスペーサ (317)に対して固定される。

 そのため、請求項1に記載の圧接型大電力 用サイリスタモジュールによれば、圧接型大 電力用サイリスタモジュールの稼動中にコイ ルバネ型ゲート電極信号線(15)が移動するの 伴って、サイリスタチップ(113)のゲート電極 (113b)とコイルバネ型ゲート電極信号線(15)と 電気接続の信頼性が低下してしまうおそれ 低減することができる。

 更に、請求項1に記載の圧接型大電力用サ イリスタモジュールによれば、コイルバネ型 ゲート電極信号線(15)が絶縁性第1ゲートスペ サ(316)および絶縁性第2ゲートスペーサ(317) 対して固定されていない状態で組み立てら る場合よりも、コイルバネ型ゲート電極信 線(15)の組立性を向上させることができる。

 請求項2に記載の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、概略四角形の導電性アノ ードサブスペーサ(181)の外周面と嵌合する穴( 182a)と、係合突起(182b)とが、絶縁性アノード ブスペーサホルダ(182)に設けられている。 に、概略四角形の導電性カソードサブスペ サ(183)の外周面と嵌合する穴(184a)と、概略四 角形のサイリスタチップ(113)の外周面と嵌合 る突起(184b)と、絶縁性アノードサブスペー ホルダ(182)の係合突起(182b)と係合する係合 (184c)とが、絶縁性カソードサブスペーサホ ダ(184)に設けられている。

 そのため、請求項2に記載の圧接型大電力 用サイリスタモジュールによれば、導電性ア ノードサブスペーサ(181)と、絶縁性アノード ブスペーサホルダ(182)と、サイリスタチッ (113)と、導電性カソードサブスペーサ(183)と 絶縁性カソードサブスペーサホルダ(184)と 組み立てた状態でアノード端子バー(12)上に 置することができ、圧接型大電力用サイリ タモジュールの組立性を向上させることが きる。

 請求項3に記載の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、絶縁性第1ゲートスペー (316)の上面(316a)に形成された係合突起(316e)ま たは係合穴が圧入される係合穴(317e)または係 合突起が、絶縁性第2ゲートスペーサ(317)の下 面(317b)に形成されている。

 そのため、請求項3に記載の圧接型大電力 用サイリスタモジュールによれば、コイルバ ネ型ゲート電極信号線(15)と、絶縁性第1ゲー スペーサ(316)と、絶縁性第2ゲートスペーサ( 317)とを組み立てた状態で、サイリスタチッ (113)のゲート電極(113b)および環状の導電性カ ソードスペーサ(14)の収容溝(14b)の上に載置す ることができる。

 更に、請求項3に記載の圧接型大電力用サ イリスタモジュールによれば、絶縁性第2ゲ トスペーサ(317)を絶縁性第1ゲートスペーサ(3 16)に対して水平方向に摺動させることにより 絶縁性第2ゲートスペーサ(317)が絶縁性第1ゲ トスペーサ(316)に対して係合せしめられる場 合よりも、絶縁性第2ゲートスペーサ(317)の収 容溝(317d)の天井面(317d1)とコイルバネ型ゲー 電極信号線(15)の水平方向に延ばされた部分( 15b)の根元側部分(15b2)との摺動抵抗を低減し つ、絶縁性第2ゲートスペーサ(317)を絶縁性 1ゲートスペーサ(316)に対して係合させるこ ができ、それにより、絶縁性第2ゲートスペ サ(317)と絶縁性第1ゲートスペーサ(316)との 立性を向上させることができる。

 請求項4に記載の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、アノード端子バー(12)の 周面、絶縁性アノードサブスペーサホルダ(1 82)の外周面、絶縁性カソードサブスペーサホ ルダ(184)の外周面、導電性カソードスペーサ( 14)の外周面、および、カソード端子バー(18) 外周面と嵌合してそれらの芯出しを行うた の嵌合部(51a1,51a2,51a3,51a4)が、外囲ケース(51) 設けられている。

 そのため、請求項4に記載の圧接型大電力 用サイリスタモジュールによれば、アノード 端子バー(12)、絶縁性アノードサブスペーサ ルダ(182)、絶縁性カソードサブスペーサホル ダ(184)、導電性カソードスペーサ(14)、および 、カソード端子バー(18)の芯出しを容易に行 ことができる。

 請求項5に記載の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、冷却水流路(1a)が放熱板(1 )に形成され、放熱板(1)が水冷によって冷却 れる。そのため、請求項5に記載の圧接型大 力用サイリスタモジュールによれば、放熱 (1)が空冷によって冷却される場合よりも、 熱板(1)の冷却効率を向上させることができ 。

 請求項6に記載の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、サイリスタチップ(113)の ノード電極(113a)、ゲート電極(113b)およびカ ード電極(113c)が、約7~9μmの厚さでアルミニ ム蒸着されている。そのため、請求項6に記 載の圧接型大電力用サイリスタモジュールに よれば、サイリスタチップ(113)のアノード電 (113a)、ゲート電極(113b)およびカソード電極( 113c)が、約1μmの厚さで金蒸着されている場合 よりも、サイリスタチップ(113)のアノード電 (113a)、ゲート電極(113b)およびカソード電極( 113c)の擦れに対する耐久性を向上させ、電気 続の信頼性を向上させることができる。

 請求項7に記載の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、加圧板(19a)と、2本のネジ (19b)と、皿バネ(19c)と、皿バネ(19c)を芯出しす るために皿バネ(19c)の内縁と嵌合する絶縁性 出し部材(19d)とによって圧接手段(19)が構成 れている。

 詳細には、請求項7に記載の圧接型大電力 用サイリスタモジュールでは、特許文献1の 3~図5に記載されたものよりもネジ(19b)の本数 を削減する代わりに、皿バネ(19c)によって圧 力が補われている。更に、ネジ(19b)と皿バ (19c)とを嵌合させるのではなく、ネジ(19b)と 別個に設けられた絶縁性芯出し部材(19d)に って皿バネ(19c)の芯出しを行うことにより、 サイリスタチップ(113)に均一に圧接力がかけ れている。

 そのため、請求項7に記載の圧接型大電力 用サイリスタモジュールによれば、特許文献 1の図3~図5に記載されたものよりもネジ(19b)の 本数を削減することにより、圧接型大電力用 サイリスタモジュール全体の幅方向寸法およ び奥行き寸法を小型化しつつ、サイリスタチ ップ(113)に均一な圧接力をかけることができ 。

 請求項8に記載の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、概略球状の凸部(19a1a)を する第1加圧板(19a1)と、凸部(19a1a)と嵌合する 概略円錐状の穴(19a2a)を有する第2加圧板(19a2) 、2本のネジ(19b)と、皿バネ(19c)と、皿バネ(1 9c)を芯出しするために皿バネ(19c)の内縁と嵌 する絶縁性芯出し部材(19d)とによって圧接 段(19)が構成されている。

 詳細には、請求項8に記載の圧接型大電力 用サイリスタモジュールでは、特許文献1の 3~図5に記載されたものよりもネジ(19b)の本数 を削減する代わりに、皿バネ(19c)によって圧 力が補われている。更に、ネジ(19b)と皿バ (19c)とを嵌合させるのではなく、ネジ(19b)と 別個に設けられた絶縁性芯出し部材(19d)に って皿バネ(19c)の芯出しを行うことにより、 サイリスタチップ(113)に均一に圧接力がかけ れている。

 そのため、請求項8に記載の圧接型大電力 用サイリスタモジュールによれば、特許文献 1の図3~図5に記載されたものよりもネジ(19b)の 本数を削減することにより、圧接型大電力用 サイリスタモジュール全体の幅方向寸法およ び奥行き寸法を小型化しつつ、サイリスタチ ップ(113)に均一な圧接力をかけることができ 。

 更に、請求項8に記載の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、第1加圧板(19a1)の 略球状の凸部(19a1a)と、第2加圧板(19a2)の概略 円錐状の穴(19a2a)とが嵌合せしめられている そのため、請求項8に記載の圧接型大電力用 イリスタモジュールによれば、例えば2本の ネジ(19b)の締め付け量が異なるのに伴って、 1加圧板(19a1)が第2加圧板(19a2)に対して平行 ならない場合であっても、第2加圧板(19a2)に っ直ぐ下向きの力を加えることができる。

 請求項9に記載の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、電極片(31)がカソード端 バー(18)に接合され、可撓性のカソード電極 号線(32)の一端がファストンタブ(33)を介し 電極片(31)に接続され、カソード電極信号線( 32)の他端が他の電極片(62)に接続され、他の 極片(62)が外囲ケース(51)に担持せしめられて いる。

 つまり、請求項9に記載の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、カソード電極信号 線(32)の一端のファストンタブ(33)を接続する めの電極片(31)が、カソード端子バー(18)に けられている。詳細には、請求項9に記載の 接型大電力用サイリスタモジュールでは、 用品のファストンタブ(33)を接続可能な電極 片(31)が、カソード端子バー(18)に設けられて る。
 そのため、請求項9に記載の圧接型大電力用 サイリスタモジュールによれば、カソード電 極信号線(32)の一端のファストンタブ(33)を接 するための電極片(31)がカソード端子バー(18 )に設けられていない特許文献1の図5に記載さ れたものとは異なり、汎用品のファストンタ ブ(33)を用いることができる。

第1の実施形態の圧接型大電力用サイリ スタモジュールの分解斜視図である。 サイリスタチップ113,123の平面図であ 。 サイリスタチップ113,123の断面図であ 。 サイリスタチップ113,123の裏面図であ 。 導電性アノードサブスペーサ181,191の 面図である。 導電性アノードサブスペーサ181,191の 面図である。 導電性カソードサブスペーサ183,193の 面図である。 導電性カソードサブスペーサ183,193の 面図である。 サイリスタチップ113,123と導電性アノー ドサブスペーサ181,191と導電性カソードサブ ペーサ183,193との関係を示した図である。 絶縁性アノードサブスペーサホルダ182 (192)の平面図である。 絶縁性アノードサブスペーサホルダ182 (192)の正面図である。 絶縁性アノードサブスペーサホルダ182 (192)の底面図である。 絶縁性カソードサブスペーサホルダ184 (194)の平面図である。 絶縁性カソードサブスペーサホルダ184 (194)の正面図である。 絶縁性カソードサブスペーサホルダ184 (194)の底面図である。 導電性カソードスペーサ14(24)の平面図 である。 図8AのA-A線に沿った断面図である。 絶縁性ゲートスペーサ316,317(326,327)の 視図である。 絶縁性ゲートスペーサ316,317(326,327)の 面図である。 コイルバネ型ゲート電極信号線15を示 た図である。 絶縁性ゲートスペーサ316,317(326,327)と イルバネ型ゲート電極信号線15との組立体を 示した図である。 カソード端子バー18が導電性カソード ペーサ14および絶縁性ゲートスペーサ317の に載置された状態を示した図である。 導電性カソードサブスペーサ183、絶縁 性カソードサブスペーサホルダ184等を芯出し する方法を示した図である。 電極片31と電極片34とを電気接続する 段を示した図である。 図13Aの一部の拡大図である。 電極片41と電極片44とを電気接続する 段を示した図である。 図14Aの一部の拡大図である。 第1の実施形態の圧接型大電力用サイ スタモジュールの平面図である。 第1の実施形態の圧接型大電力用サイ スタモジュールの正面図である。 第1の実施形態の圧接型大電力用サイ スタモジュールの右側面図である。 放熱板1の水平断面図である。 第1の実施形態の圧接型大電力用サイ スタモジュールの等価回路図である。 第7の実施形態の圧接型大電力用サイ スタモジュールの圧接手段19の分解斜視図で ある。

 以下、本発明の圧接型大電力用サイリス モジュールの第1の実施形態について説明す る。図1は第1の実施形態の圧接型大電力用サ リスタモジュールの分解斜視図である。

 図1において、1は例えば銅製の放熱板を しており、1aは放熱板1に形成された冷却水 路を示している。11,21は放熱板1上に配置さ た絶縁板を示している。第1の実施形態の圧 型大電力用サイリスタモジュールでは、図1 に示すように、絶縁板11,21として同一の部品 用いられている。

 また、図1において、12はアノード端子バ としての機能とカソード端子バーとしての 能とを兼ね備えたコモンバーを示しており 22はアノード端子バーを示している。第1の 施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュ ルでは、図1に示すように、コモンバー12が 縁板11,21上に配置されている。

 更に、図1において、113,123は概略四角形 サイリスタチップを示している。第1の実施 態の圧接型大電力用サイリスタモジュール は、サイリスタチップ113,123として同一の部 品が用いられている。

 図2はサイリスタチップ113,123の詳細図で る。詳細には、図2Aはサイリスタチップ113,12 3の平面図、図2Bはサイリスタチップ113,123の 面図、図2Cはサイリスタチップ113,123の裏面 である。図2において、113a,123aはサイリスタ ップ113,123の一方の面に形成されたアノード 電極を示している。113b,123bはサイリスタチッ プ113,123の他方の面の中心部分に形成された ート電極を示している。113c,123cはゲート電 113b,123bの周りに形成されたカソード電極を している。

 また、図1において、181,191はサイリスタ ップ113,123よりも小さい概略四角形の導電性 ノードサブスペーサを示しており、182,192は 導電性アノードサブスペーサ181,191を包囲す 絶縁性アノードサブスペーサホルダを示し いる。183,193はサイリスタチップ113,123よりも 小さい概略四角形の導電性カソードサブスペ ーサを示している。184,194は導電性カソード ブスペーサ183,193を包囲する絶縁性カソード ブスペーサホルダを示している。

 第1の実施形態の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、導電性アノードサブスペ ーサ181,191として同一の部品が用いられてお 、絶縁性アノードサブスペーサホルダ182,192 して同一の部品が用いられており、導電性 ソードサブスペーサ183,193として同一の部品 が用いられており、絶縁性カソードサブスペ ーサホルダ184,194として同一の部品が用いら ている。

 図3は導電性アノードサブスペーサ181,191 部品図である。詳細には、図3Aは導電性アノ ードサブスペーサ181,191の平面図、図3Bは導電 性アノードサブスペーサ181,191の断面図であ 。また、図4は導電性カソードサブスペーサ1 83,193の部品図である。詳細には、図4Aは導電 カソードサブスペーサ183,193の平面図、図4B 導電性カソードサブスペーサ183,193の断面図 である。図4において、183a,193aはサイリスタ ップ113,123のゲート電極113b,123b(図2参照)に対 する位置に形成された円形の穴を示してい 。

 図5はサイリスタチップ113,123と導電性ア ードサブスペーサ181,191と導電性カソードサ スペーサ183,193との関係を示した図である。 第1の実施形態の圧接型大電力用サイリスタ ジュールでは、図5に示すように、導電性ア ードサブスペーサ181,191の側(図5の下側)に突 出しているサイリスタチップ113,123の外縁部 ガラス部分(図5中のベタ黒部分)と導電性ア ードサブスペーサ181,191とが干渉しないよう 、導電性アノードサブスペーサ181,191の幅寸 法および奥行き寸法がサイリスタチップ113,12 3の幅寸法および奥行き寸法よりも小さくさ ている。また、導電性カソードサブスペー 183,193の側(図5の上側)に突出しているサイリ タチップ113,123の外縁部のガラス部分(図5中 ベタ黒部分)と導電性カソードサブスペーサ 183,193とが干渉しないように、導電性カソー サブスペーサ183,193の幅寸法および奥行き寸 がサイリスタチップ113,123の幅寸法および奥 行き寸法よりも小さくされている。

 図6は絶縁性アノードサブスペーサホルダ 182(192)の部品図である。詳細には、図6Aは絶 性アノードサブスペーサホルダ182(192)の平面 図、図6Bは絶縁性アノードサブスペーサホル 182(192)の正面図、図6Cは絶縁性アノードサブ スペーサホルダ182(192)の底面図である。図6に おいて、182aは導電性アノードサブスペーサ18 1の外周面と嵌合するために導電性アノード ブスペーサ181と相補形状に形成された穴を している。182bは絶縁性カソードサブスペー ホルダ184に対して絶縁性アノードサブスペ サホルダ182を位置決めするための係合突起 示している。182cは絶縁性アノードサブスペ ーサホルダ182のコーナー部を示しており、182 c1は絶縁性アノードサブスペーサホルダ182の ーナー部182cに形成された壁部を示している 。182dは絶縁性アノードサブスペーサホルダ18 2の円弧状部を示している。

 図7は絶縁性カソードサブスペーサホルダ 184(194)の部品図である。詳細には、図7Aは絶 性カソードサブスペーサホルダ184(194)の平面 図、図7Bは絶縁性カソードサブスペーサホル 184(194)の正面図、図7Cは絶縁性カソードサブ スペーサホルダ184(194)の底面図である。図7に おいて、184aは導電性カソードサブスペーサ18 3の外周面と嵌合するために導電性カソード ブスペーサ183と相補形状に形成された穴を している。184bは概略四角形のサイリスタチ プ113の外周面と嵌合するための位置決め用 起を示している。184cは絶縁性アノードサブ スペーサホルダ182の係合突起182bと係合する めの係合穴を示している。184dは絶縁性アノ ドサブスペーサホルダ182のコーナー部182cの 壁部182c1と嵌合せしめられる絶縁性カソード ブスペーサホルダ184のコーナー部を示して る。184eは絶縁性カソードサブスペーサホル ダ184の円弧状部を示している。

 第1の実施形態の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、図1、図3および図6に示す ように、絶縁性アノードサブスペーサホルダ 182の穴182aに対して導電性アノードサブスペ サ181の外周面を嵌合させることにより、導 性アノードサブスペーサ181が絶縁性アノー サブスペーサホルダ182に対して水平方向に 置決めされる。

 また、第1の実施形態の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、図1、図4および図7 に示すように、絶縁性カソードサブスペーサ ホルダ184の穴184aに対して導電性カソードサ スペーサ183の外周面を嵌合させることによ 、導電性カソードサブスペーサ183が絶縁性 ソードサブスペーサホルダ184に対して水平 向に位置決めされる。

 更に、第1の実施形態の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、図1、図2および図7 に示すように、絶縁性カソードサブスペーサ ホルダ184の突起184bに対してサイリスタチッ 113の外周面を嵌合させることにより、サイ スタチップ113が絶縁性カソードサブスペー ホルダ184に対して水平方向に位置決めされ 。

 また、第1の実施形態の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、図1、図6および図7 に示すように、絶縁性アノードサブスペーサ ホルダ182の係合突起182bと絶縁性カソードサ スペーサホルダ184の係合穴184cとを嵌合させ ことにより、絶縁性カソードサブスペーサ ルダ184が絶縁性アノードサブスペーサホル 182に対して水平方向に位置決めされる。

 つまり、第1の実施形態の圧接型大電力用 サイリスタモジュールでは、図1に示すよう 、導電性アノードサブスペーサ181と、絶縁 アノードサブスペーサホルダ182と、サイリ タチップ113と、導電性カソードサブスペー 183と、絶縁性カソードサブスペーサホルダ18 4とが、水平方向に相互に位置決めされ、組 立てられた状態でコモンバー12上に載置され る。

 その結果、第1の実施形態の圧接型大電力 用サイリスタモジュールでは、図1、図2およ 図5に示すように、導電性アノードサブスペ ーサ181と絶縁性アノードサブスペーサホルダ 182とがコモンバー12上に配置され、サイリス チップ113が導電性アノードサブスペーサ181 よび絶縁性アノードサブスペーサホルダ182 上に配置されている。また、導電性カソー サブスペーサ183と絶縁性カソードサブスペ サホルダ184とがサイリスタチップ113のカソ ド電極113cおよび絶縁性アノードサブスペー サホルダ182の上に配置されている。その結果 、サイリスタチップ113のアノード電極113aが 導電性アノードサブスペーサ181を介してコ ンバー12に電気的に接続されている。

 また、図1において、14,24は環状の導電性 ソードスペーサを示しており、18はカソー 端子バーを示している。第1の実施形態の圧 型大電力用サイリスタモジュールでは、導 性カソードスペーサ14,24として同一の部品 用いられている。

 図8は導電性カソードスペーサ14(24)の部品 図である。詳細には、図8Aは導電性カソード ペーサ14(24)の平面図、図8Bは図8AのA-A線に沿 った断面図である。14aはサイリスタチップ113 のゲート電極113b(図2参照)および導電性カソ ドサブスペーサ183の穴183a(図4参照)に対向す 位置に形成された円形の穴を示している。1 4bは導電性カソードスペーサ14の穴14aから外 面まで延びるように、導電性カソードスペ サ14の上面(図8Bの上側の面)に形成された収 溝を示している。

 第1の実施形態の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、図1および図8に示すよう 、導電性カソードスペーサ14の表面のうち 収容溝14aが形成されていない面(図1および図 8Bの下側の面)が導電性カソードサブスペーサ 183と対向するように、導電性カソードスペー サ14が導電性カソードサブスペーサ183および 縁性カソードサブスペーサホルダ184の上に 置される。

 更に、図1において、316,317,326,327は絶縁性 ゲートスペーサを示している。第1の実施形 の圧接型大電力用サイリスタモジュールで 、絶縁性ゲートスペーサ316,326として同一の 品が用いられており、絶縁性ゲートスペー 317,327として同一の部品が用いられている。

 図9は絶縁性ゲートスペーサ316,317(326,327) の詳細図である。詳細には、図9Aは絶縁性ゲ ートスペーサ316,317(326,327)の斜視図、図9Bは絶 縁性ゲートスペーサ316,317(326,327)の断面図、 9Cはコイルバネ型ゲート電極信号線15を示し 図である。

 図9において、316aは絶縁性ゲートスペー 316の上面を示しており、316bは絶縁性ゲート ペーサ316の下面を示しており、316cは絶縁性 ゲートスペーサ316の外周面を示している。316 dはコイルバネ型ゲート電極信号線15のコイル 部分15aと概略相補形状の円形の穴を示してお り、316eは絶縁性ゲートスペーサ316の上面316a 形成された係合突起を示している。317aは絶 縁性ゲートスペーサ317の上面を示しており、 317bは絶縁性ゲートスペーサ317の下面を示し おり、317cは絶縁性ゲートスペーサ317の外周 を示している。317dは絶縁性ゲートスペーサ 317の下面317bに形成された収容溝を示してお 、317d1は収容溝317dの天井面を示している。31 7eは絶縁性ゲートスペーサ316の係合突起316eと 係合するために絶縁性ゲートスペーサ317の下 面317bに形成された係合穴を示している。15b コイルバネ型ゲート電極信号線15のコイル部 分15aの上端から水平方向に延ばされた部分を 示しており、15b1は水平方向に延ばされた部 15bの先端側部分を示しており、15b2は水平方 に延ばされた部分15bの根元側部分を示して る。

 図10は絶縁性ゲートスペーサ316,317(326,327) コイルバネ型ゲート電極信号線15との組立 を示した図である。第1の実施形態の圧接型 電力用サイリスタモジュールでは、図9およ び図10に示すように、コイルバネ型ゲート電 信号線15の水平方向に延ばされた部分15bが 縁チューブによって被覆されている。更に コイルバネ型ゲート電極信号線15のコイル部 分15aが絶縁性ゲートスペーサ316の穴316dに挿 され、次いで、コイルバネ型ゲート電極信 線15のコイル部分15aの上端および水平方向に 延ばされた部分15bの根元側部分15b2が絶縁性 ートスペーサ317の収容溝317d内に収容される うに、絶縁性ゲートスペーサ316の係合突起3 16eが絶縁性ゲートスペーサ317の係合穴317eに 入される。

 詳細には、第1の実施形態の圧接型大電力 用サイリスタモジュールでは、図9および図10 に示すように、絶縁性ゲートスペーサ316の係 合突起316eが絶縁性ゲートスペーサ317の係合 317eに圧入されると、コイルバネ型ゲート電 信号線15の水平方向に延ばされた部分15bの 元側部分15b2が、絶縁性ゲートスペーサ316の 面316aと絶縁性ゲートスペーサ317の収容溝317 dの天井面317d1とによって狭持され、押し潰さ れる。

 また、第1の実施形態の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、図1、図8および図1 0に示すように、絶縁性ゲートスペーサ316の 周面316cおよび絶縁性ゲートスペーサ317の外 面317cが環状の導電性カソードスペーサ14の 14aと嵌合せしめられ、コイルバネ型ゲート 極信号線15の水平方向に延ばされた部分15b 先端側部分15b1が導電性カソードスペーサ14 収容溝14b内に収容されるように、絶縁性ゲ トスペーサ316,317とコイルバネ型ゲート電極 号線15との組立体が導電性カソードスペー 14上に載置される。更に、カソード端子バー 18が導電性カソードスペーサ14および絶縁性 ートスペーサ317の上に載置される。

 図11はカソード端子バー18が導電性カソー ドスペーサ14および絶縁性ゲートスペーサ317 上に載置された状態を示した図である。第1 の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジ ュールでは、図1、図2および図11に示すよう 、コイルバネ型ゲート電極信号線15のコイル 部分15aがサイリスタチップ113のゲート電極113 b上に配置されている。その結果、コイルバ 型ゲート電極信号線15とサイリスタチップ113 のゲート電極113bとが電気的に接続されてい 。また、第1の実施形態の圧接型大電力用サ リスタモジュールでは、図1、図2および図11 に示すように、カソード端子バー18とサイリ タチップ113のカソード電極113cとが、導電性 カソードサブスペーサ183および導電性カソー ドスペーサ14を介して電気的に接続されてい 。

 更に、第1の実施形態の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、図1、図2および図1 1に示すように、コイルバネ型ゲート電極信 線15のコイル部分15aと導電性カソードスペー サ14(24)との間に絶縁性ゲートスペーサ316,317(3 26,327)が配置されている。また、コイルバネ ゲート電極信号線15のコイル部分15aとカソー ド端子バー18(コモンバー12)との間に絶縁性ゲ ートスペーサ317(327)が配置されている。更に 導電性カソードスペーサ14の収容溝14b内に 容されているコイルバネ型ゲート電極信号 15の水平方向に延ばされた部分15bが絶縁チュ ーブによって被覆されている。その結果、コ イルバネ型ゲート電極信号線15と導電性カソ ドスペーサ14(24)およびカソード端子バー18( モンバー12)とが絶縁されている。

 図12は導電性カソードサブスペーサ183、 縁性カソードサブスペーサホルダ184等を芯 しする方法を示した図である。第1の実施形 の圧接型大電力用サイリスタモジュールで 、図12に示すように、導電性カソードサブ ペーサ183、絶縁性カソードサブスペーサホ ダ184等を芯出しするための嵌合部51a,51b,51c,51 dが外囲ケース51に設けられている。更に、絶 縁性カソードサブスペーサホルダ184等の周方 向の位置決めを行うための切り欠き部51e,51f 嵌合部51aと嵌合部51bとの間および嵌合部51c 嵌合部51dとの間に設けられている。

 詳細には、第1の実施形態の圧接型大電力 用サイリスタモジュールでは、図1および図12 に示すように、コモンバー12が絶縁板11上に 置されると、コモンバー12の円弧状部の外周 面が嵌合部51a,51b,51c,51dと嵌合せしめられる。 また、導電性アノードサブスペーサ181と絶縁 性アノードサブスペーサホルダ182とサイリス タチップ113と導電性カソードサブスペーサ183 と絶縁性カソードサブスペーサホルダ184との 組立体がコモンバー12上に載置されると、絶 性アノードサブスペーサホルダ182の円弧状 182dの外周面と、絶縁性カソードサブスペー サホルダ184の円弧状部184eの外周面とが、嵌 部51a,51b,51c,51dと嵌合せしめられ、その組立 の芯出しが行われる。また、絶縁性アノー サブスペーサホルダ182のコーナー部182cと、 縁性カソードサブスペーサホルダ184のコー ー部184dとが、切り欠き部51e,51fと嵌合せし られ、その組立体の周方向の位置決めが行 れる。

 更に、第1の実施形態の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、図1および図12に示 すように、導電性カソードスペーサ14が導電 カソードサブスペーサ183上に載置されると 導電性カソードスペーサ14の外周面が嵌合 51a,51b,51c,51dと嵌合せしめられ、導電性カソ ドスペーサ14の芯出しが行われる。また、カ ソード端子バー18が導電性カソードスペーサ1 4上に載置されると、カソード端子バー18の円 弧状部の外周面が嵌合部51a,51b,51c,51dと嵌合せ しめられ、カソード端子バー18の芯出しが行 れる。

 更に、図1において、52は蓋体を示してお 、31は例えば潰し加工、ビーム溶接等によ てカソード端子バー18に接合された電極片を 示しており、62は外囲ケース51に担持せしめ れている電極片を示している。

 図13は電極片31と電極片62とを電気接続す 手段を示した図である。詳細には、図13Aは 極片31と電極片62とを電気接続する手段を概 略的に示した図、図13Bは図13Aの一部の拡大図 である。図13において、32は絶縁チューブに って被覆された可撓性のカソード電極信号 を示している。33はカソード電極信号線32と 極片31(図1参照)とを電気接続するためのフ ストンタブを示している。

 第1の実施形態の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、図13に示すように、例え 半田によってカソード電極信号線32と電極 62とが接合されている。また、例えばかしめ によってカソード電極信号線32とファストン ブ33とが接合され、かしめられた部分が、 えば熱収縮タイプの絶縁チューブによって 覆されている。更に、ファストンタブ33を電 極片31(図1参照)と嵌合させることにより、フ ストンタブ33と電極片31とが電気接続されて いる。

 また、図1において、19は放熱板1と絶縁板 11とコモンバー12と導電性アノードサブスペ サ181とサイリスタチップ113と導電性カソー サブスペーサ183と導電性カソードスペーサ14 とカソード端子バー18とを上下方向に圧接す ための圧接手段を示している。第1の実施形 態の圧接型大電力用サイリスタモジュールで は、図1に示すように、加圧板19aと、2本のネ 19bと、2個の皿バネ19cと、皿バネ19cを芯出し するために皿バネ19cの内縁と嵌合する絶縁性 芯出し部材19dとによって、圧接手段19が構成 れている。

 詳細には、第1の実施形態の圧接型大電力 用サイリスタモジュールでは、図1および図12 に示すように、絶縁性芯出し部材19dがカソー ド端子バー18上に載置されると、絶縁性芯出 部材19dの外周面が嵌合部51a,51b,51c,51dと嵌合 しめられ、絶縁性芯出し部材19dの芯出しが われる。また、加圧板19aが皿バネ19c上に載 されると、加圧板19aの円弧状部の外周面が 合部51b,51dと嵌合せしめられ、加圧板19aの芯 出しが行われる。

 また、第1の実施形態の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、図2に示すように サイリスタチップ113,123のアノード電極113a,12 3a、ゲート電極113b,123bおよびカソード電極113c ,123cが約7~9μmの厚さでアルミニウム蒸着され いる。

 第1の実施形態の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、図9に示すように、絶縁 ゲートスペーサ316に係合突起316eが形成され 絶縁性ゲートスペーサ317に係合穴317eが形成 されているが、第2の実施形態の圧接型大電 用サイリスタモジュールでは、代わりに、 縁性ゲートスペーサ316に係合穴を形成し、 縁性ゲートスペーサ317に係合突起を形成す ことも可能である。

 また、第1の実施形態の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、図1および図10に示 すように、導電性カソードサブスペーサ183上 に載置されている導電性カソードスペーサ14 上に、コイルバネ型ゲート電極信号線15と 縁性ゲートスペーサ316,317との組立体(図10参 )が載置されるが、第3の実施形態の圧接型 電力用サイリスタモジュールでは、代わり 、コイルバネ型ゲート電極信号線15と絶縁性 ゲートスペーサ316,317との組立体(図10参照)を 電性カソードスペーサ14上に予め載置し、 れらを導電性カソードサブスペーサ183上に 置することも可能である。

 更に、第1の実施形態の圧接型大電力用サ イリスタモジュールでは、図1および図10に示 すように、コイルバネ型ゲート電極信号線15 絶縁性ゲートスペーサ316,317との組立体(図10 参照)と同様に構成されたコイルバネ型ゲー 電極信号線15と絶縁性ゲートスペーサ326,327 の組立体が、導電性カソードスペーサ24の下 側(図1の下側)から嵌合せしめられ、それらが コモンバー12上に載置される。また、導電性 ソードサブスペーサ193と絶縁性カソードサ スペーサホルダ194とサイリスタチップ123と 電性アノードサブスペーサ191と絶縁性アノ ドサブスペーサホルダ192との組立体が導電 カソードスペーサ24上に載置される。また アノード端子バー22が導電性アノードサブス ペーサ191および絶縁性アノードサブスペーサ ホルダ192上に載置される。

 図1において、29は放熱板1と絶縁板21とコ ンバー12と導電性カソードスペーサ24と導電 性カソードサブスペーサ193とサイリスタチッ プ123と導電性アノードサブスペーサ191とアノ ード端子バー22とを上下方向に圧接するため 圧接手段を示している。第1の実施形態の圧 接型大電力用サイリスタモジュールでは、図 1に示すように、加圧板29aと、2本のネジ29bと 2個の皿バネ29cと、皿バネ29cを芯出しするた めに皿バネ29cの内縁と嵌合する絶縁性芯出し 部材29dとによって、圧接手段29が構成されて る。更に、第1の実施形態の圧接型大電力用 サイリスタモジュールでは、加圧板19a,29aと て同一の部品が用いられ、ネジ19b,29bとして 一の部品が用いられ、皿バネ19c,29cとして同 一の部品が用いられ、絶縁性芯出し部材19d,29 dとして同一の部品が用いられている。

 また、図1において、34は外囲ケース51に 持せしめられている電極片を示している。 1の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモ ュールでは、サイリスタチップ113のゲート 極113b(図2参照)に電気接続されているコイル バネ型ゲート電極信号線15の上端の水平方向 延ばされた部分15bの端部(図9Cの左端)が、可 撓性のゲート電極信号線(図示せず)を介して 極片34に電気接続されている。

 更に、図1において、41は例えば潰し加工 ビーム溶接等によってコモンバー12に接合 れた電極片を示しており、44は外囲ケース51 担持せしめられている電極片を示している

 図14は電極片41と電極片44とを電気接続す 手段を示した図である。詳細には、図14Aは 極片41と電極片44とを電気接続する手段を概 略的に示した図、図14Bは図14Aの一部の拡大図 である。図14において、42は絶縁チューブに って被覆された可撓性のカソード電極信号 を示している。43はカソード電極信号線42と 極片41(図1参照)とを電気接続するためのフ ストンタブを示している。

 第1の実施形態の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、図14に示すように、例え 半田によってカソード電極信号線42と電極 44とが接合されている。また、例えばかしめ によってカソード電極信号線42とファストン ブ43とが接合され、かしめられた部分が、 えば熱収縮タイプの絶縁チューブによって 覆されている。更に、ファストンタブ43を電 極片41(図1参照)と嵌合させることにより、フ ストンタブ43と電極片41とが電気接続されて いる。

 また、図1において、72は外囲ケース51に 持せしめられている電極片を示している。 1の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモ ュールでは、サイリスタチップ123のゲート 極123b(図2参照)に電気接続されているコイル バネ型ゲート電極信号線15の水平方向に延ば れた部分15bの端部(図9Cの左端)が、可撓性の ゲート電極信号線(図示せず)を介して電極片7 2に電気接続されている。

 図15は第1の実施形態の圧接型大電力用サ リスタモジュールの外観図である。詳細に 、図15Aは第1の実施形態の圧接型大電力用サ イリスタモジュールの平面図、図15Bは第1の 施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュ ルの正面図、図15Cは第1の実施形態の圧接型 電力用サイリスタモジュールの右側面図で る。

 図16は放熱板1の水平断面図である。第1の 実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュ ールでは、図1および図16に示すように、放熱 板1に冷却水流路1aが形成され、水冷によって 放熱板1が冷却される。詳細には、サイリス チップ113,123の真下の位置に冷却水流路1aが 成されている。第4の実施形態の圧接型大電 用サイリスタモジュールでは、代わりに、 却水流路1aを省略することも可能である。

 図17は第1の実施形態の圧接型大電力用サ リスタモジュールの等価回路図である。図1 7中の「K1/A2」が図1中のコモンバー12に相当し 、図17中の「K2」が図1中のカソード端子バー1 8に相当し、図17中の「G2」が図1中の電極片34 相当し、図17中の「K2」が図1中の電極片62に 相当している。また、図17中の「A1」が図1中 アノード端子バー22に相当し、図17中の「G1 が図1中の電極片72に相当し、図17中の「K1」 が図1中の電極片44に相当している。

 第5の実施形態の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、サイリスタチップ123の代 わりにダイオードチップを用い、コイルバネ 型ゲート電極信号線15と絶縁性ゲートスペー 326,327との組立体を省略することも可能であ る。

 第1の実施形態の圧接型大電力用サイリス タモジュールでは、図1に示すように、2本の ジ19bが圧接手段19に設けられ、2本のネジ29b 圧接手段29に設けられているが、第6の実施 態の圧接型大電力用サイリスタモジュール は、代わりに、3本以上のネジ19bを圧接手段 19に設け、3本以上のネジ29bを圧接手段29に設 ることも可能である。

 図18は第7の実施形態の圧接型大電力用サ リスタモジュールの圧接手段19の分解斜視 である。第1の実施形態の圧接型大電力用サ リスタモジュールでは、図1に示すように、 加圧板19aと、2本のネジ19bと、2個の皿バネ19c 、皿バネ19cを芯出しするために皿バネ19cの 縁と嵌合する絶縁性芯出し部材19dとによっ 、圧接手段19が構成されているが、第7の実 形態の圧接型大電力用サイリスタモジュー では、図18に示すように、概略球状の凸部19 a1aを有する第1加圧板19a1と、凸部19a1aと嵌合 る概略円錐状の穴19a2aを有する第2加圧板19a2 、2本のネジ19bと、皿バネ19cと、皿バネ19cを 芯出しするために皿バネ19cの内縁と嵌合する 絶縁性芯出し部材19dとによって圧接手段19が 成されている。

 つまり、第7の実施形態の圧接型大電力用 サイリスタモジュールでは、図18に示すよう 、第1加圧板19a1の概略球状の凸部19a1aと、第 2加圧板19a2の概略円錐状の穴19a2aとが嵌合せ められている。そのため、第7の実施形態の 接型大電力用サイリスタモジュールによれ 、例えば2本のネジ19bの締め付け量が異なる のに伴って、第1加圧板19a1が第2加圧板19a2に して平行にならない場合であっても、第2加 板19a2に真っ直ぐ下向きの力を加えることが できる。

 詳細には、第7の実施形態の圧接型大電力 用サイリスタモジュールでは、図12および図1 8に示すように、絶縁性芯出し部材19dがカソ ド端子バー18(図1参照)上に載置されると、絶 縁性芯出し部材19dの外周面が嵌合部51a,51b,51c, 51dと嵌合せしめられ、絶縁性芯出し部材19dの 芯出しが行われる。また、第2加圧板19a2が皿 ネ19c上に載置されると、第2加圧板19a2の円 状部の外周面が嵌合部51b,51dと嵌合せしめら 、第2加圧板19a2の芯出しが行われる。更に 第1加圧板19a1が第2加圧板19a2上に載置される 、第1加圧板19a1の概略球状の凸部19a1aと第2 圧板19a2の概略円錐状の穴19a2aとが嵌合せし られ、第1加圧板19a1の芯出しが行われる。

 第8の実施形態では、第1から第7の実施形 を適宜組み合わせることも可能である。

 本発明の圧接型大電力用サイリスタモジ ールは、大電流の通電・遮断が繰り返され 例えば溶接機のような装置に適用可能であ 。

符号の説明

 1                 放熱板
 11,21             絶縁板
 12                コモンバー
 14,24             導電性カソードスペ ーサ
 14a               穴
 14b               収容溝
 15                コイルバネ型ゲー ト電極信号線
 15a               コイル部分
 15b               水平に延ばされた 分
 15b1              先端側部分
 15b2              根元側部分
 18                カソード端子バー
 19,29             圧接手段
 19a,29a           加圧板
 19b,29b           ネジ
 19c,29c           皿バネ
 19d,29d           絶縁性芯出し部材
 22                アノード端子バー
 31,34,41,44,62,72 電極片
 51                外囲ケース
 52                蓋体
 113,123           サイリスタチップ
 113a,123a         アノード電極
 113b,123b         ゲート電極
 113c,123c         カソード電極
 181,191           アノードサブスペー
 182,192           アノードサブスペー ホルダ
 183,193           カソードサブスペー
 183a              穴
 184,194           カソードサブスペー ホルダ
 316,326           ゲートスペーサ
 316c              外周面
 316d              穴
 317,327           ゲートスペーサ
 317b              下面
 317c              外周面
 317d              収容溝
 317d1             天井面