CN107799487A - 电力转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电力转换装置,对于与各结构部相关的尺寸等的偏差吸收量充分,且振动吸收性能高,能够防止疲劳破坏。电力转换装置包括:制冷剂流路体,供冷却电子设备的制冷剂流通;以及扁平状的制冷剂管部,与功率模块交替地层叠配置,且供用于冷却功率模块的制冷剂流通,并且具有可接触至功率模块的主面以进行热交换的接触面部,且电力转换装置包括:入口管部,设于制冷剂管部的一端侧,使制冷剂朝向制冷剂管部流入;出口管部,设于制冷剂管部的另一端侧,使制冷剂从制冷剂管部流出;入口连接部,将入口管部连接于制冷剂流路体,且由管状的弹性构件所形成;以及出口连接部,将出口管部连接于制冷剂流路体,且由管状的弹性构件所形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于车辆等的电力转换装置。
背景技术
在电动汽车等中,搭载有小型且高性能的双面冷却型电力转换装置。此种电力转换装置要求高冷却效率。因此,提出有各种用于提高电力转换装置中的冷却效率的技术。
也提出有下述结构的电力转换装置,即:将构成电力转换电路的多个各双面冷却型功率模块(power module),夹在多个并置的两扁平冷却管部之间(例如参照专利文献1)。
专利文献1的电力转换装置中,构成层叠结构的组装体,即,在使制冷剂于内部循环的结构的多个两扁平冷却管部之间分别夹着双面冷却型功率模块。在该组装体中,设有对各两扁平冷却管部供给制冷剂的入口侧的头(header)部、和与该入口侧的头部对应的出口侧的头部。这些头部具有通过长条螺栓(bolt)等的夹压而收缩的可缩部,该长条螺栓将层叠结构的组装体沿其层叠方向予以紧固。通过可缩部借助夹压而收缩,从而能够吸收与各结构部相关的尺寸等的偏差。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4089595号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是,专利文献1的技术中,各部尺寸的偏差吸收量相对较少。而且,由于在连接部存在可缩部,因此钎焊部承受有应力,有可能发生漏液。进而,在该可缩部,无法进行振动吸收,若为了轻量化或提高冷却性能而减薄冷却管的板厚,则有可能因振动而产生疲劳破坏。
本发明是有鉴于所述情况而完成,其目的在于提供一种电力转换装置,其对于与各结构部相关的尺寸等的偏差吸收量充分,且振动吸收性能高,能够防止疲劳破坏。
[解决问题的技术手段]
(1)一种电力转换装置,包括:电子设备,包含半导体芯片或半导体模块(例如后述的功率模块3),构成规定的电力转换电路的一部分;制冷剂流路体(例如后述的制冷剂流路体2),供冷却所述电子设备的制冷剂流通;以及扁平状的制冷剂管部(例如后述的制冷剂管部4),与所述半导体芯片或半导体模块交替地层叠配置,供用于冷却所述半导体芯片或半导体模块的制冷剂流通,并且具有接触面部(例如后述的接触面部41),所述接触面部可接触至所述半导体芯片或半导体模块的主面以进行热交换,所述电力转换装置包括:入口管部(例如后述的入口管部42),设于所述制冷剂管部的一端侧,使制冷剂朝向所述制冷剂管部流入;出口管部(例如后述的出口管部43),设于所述制冷剂管部的另一端侧,使制冷剂从所述制冷剂管部流出;入口连接部(例如后述的入口连接部51),将所述入口管部连接于所述制冷剂流路体,且由管状的弹性构件所形成;以及出口连接部(例如后述的出口连接部52),将所述出口管部连接于所述制冷剂流路体,且由管状的弹性构件所形成。
根据所述(1)的电力转换装置,通过在所述入口管部及所述出口管部设置由管状的弹性构件所形成的所述入口连接部及所述出口连接部,从而对与各结构部相关的尺寸等的偏差的可容许量增加。而且,由于经由弹性构件而连接于制冷剂流路体,因此振动吸收性能高。因此,即使减薄制冷剂管部的板厚等,也能够防止疲劳破坏。
(2)根据所述(1)的电力转换装置,其中,所述入口管部的、所述制冷剂流路体侧的一部分插入至所述入口连接部内,所述出口管部的、所述制冷剂流路体侧的一部分插入至所述出口连接部内,所述电力转换装置还包括第一固定构件(例如后述的第一固定构件6),所述第一固定构件与所述入口管部之间夹持所述入口连接部,并且与所述出口管部之间夹持所述出口连接部。
根据所述(2)的电力转换装置,在所述(1)的电力转换装置中,尤其能够以简易的结构来防止制冷剂的泄露(漏液)。
(3)根据所述(2)的电力转换装置,其中,所述第一固定构件是由分别具有紧固孔的两构件(例如后述的两构件6a、6b)分割构成,所述两构件是以夹着所述入口管部及所述出口管部的方式,利用彼此的紧固孔,通过紧固构件(例如后述的螺栓62)来紧固而固定。
根据所述(3)的电力转换装置,在所述(2)的电力转换装置中,尤其能够通过例如螺栓等紧固构件的紧固力,来容易地夹持所述入口管部及所述出口管部。
(4)根据所述(3)的电力转换装置,其中,所述第一固定构件是邻接的多个第一固定构件彼此利用紧固构件统一紧固而固定。
根据所述(4)的电力转换装置,例如通过利用螺栓等紧固构件来统一固定,从而可实现零件个数的削减、组装作业工时的削减。
(5)根据所述(1)至(4)中任一项的电力转换装置,其中,所述制冷剂流路体具有形成于其表面(例如后述的表面2a)的孔部(例如后述的孔部23),所述入口连接部及所述出口连接部分别具有以堵塞所述孔部的方式而配置的凸缘部(例如后述的凸缘部53),所述电力转换装置还包括第二固定构件(例如后述的第二固定构件7),所述第二固定构件与所述制冷剂流路体的表面夹持所述凸缘部。
根据所述(5)的电力转换装置,能够以简易的结构来防止制冷剂的泄露(漏液)。
(6)根据所述(1)至(5)中任一项的电力转换装置,其中,所述入口连接部及所述出口连接部分别具有形成为波纹状的波纹部(例如后述的波纹部51a、52a)。
根据所述(6)的电力转换装置,在所述(1)至(5)中任一项的电力转换装置中,尤其,由于所述入口连接部及所述出口连接部具有波纹部,因此伸缩性提高。因而,位移吸收量变大。而且,振动吸收性能提高。
(7)根据所述(1)至(6)中任一项的电力转换装置,其中,所述制冷剂管部具有:夹压部(例如后述的夹压部431),在层叠方向上夹压;以及变形部(例如后述的变形部432),通过所述夹压而在所述层叠方向上发生变形。
根据所述(7)的电力转换装置,在所述(1)至(6)中任一项的电力转换装置中,尤其,通过变形部利用夹压负载来变形,从而位移吸收量变大,降低所述接触面部上的接触压的偏差的效果提高。
(8)根据所述(7)的电力转换装置,所述变形部是包含凹部(例如后述的凹部432a)而构成。
根据所述(8)的电力转换装置,在所述(7)的电力转换装置中,尤其,通过使负载集中于凹部而使该部位发生变形,由此来抑制变形影响至其他部分,从而所述夹压部对所述半导体芯片或半导体模块的保持力提高。而且,由于只要形成凹形状便可制造,因此制造容易,可实现低成本化。
(9)根据所述(7)或(8)的电力转换装置,其中,所述变形部是设在与所述半导体芯片或所述半导体模块分离开的位置。
根据所述(9)的电力转换装置,在所述(7)或(8)的电力转换装置中,尤其,形成所述变形部与其他部分之间的强度差,因此容易使变形部变形。因此,所述夹压部对所述半导体芯片或半导体模块的保持力提高。
(10)根据所述(7)至(9)中任一项的电力转换装置,其中,所述冷却管部在内部具有冷却鳍片(例如后述的冷却鳍片440),所述变形部是设在与所述冷却鳍片分离开的位置。
根据所述(10)的电力转换装置,在所述(7)至(9)中任一项的电力转换装置中,尤其,形成所述冷却鳍片的附近部位与所述变形部之间的强度差,因此容易使变形部变形。因此所述夹压部对所述半导体芯片或半导体模块的保持力提高。
(11)根据所述(7)至(10)中任一项的电力转换装置,所述变形部具有围绕所述半导体芯片或所述半导体模块的环形状。
根据所述(11)的电力转换装置,在所述(7)至(10)中任一项的电力转换装置中,尤其,无论因与各结构部相关的尺寸等的偏差造成的应力集中的方向是哪个方向,均能够对应。因此所述夹压部对所述半导体芯片或半导体模块的保持力提高。
[发明的效果]
根据本发明,能够实现一种电力转换装置,其对于与各结构部相关的尺寸等的偏差吸收量充分,且振动吸收性能高,能够防止疲劳破坏。
附图说明
图1是表示作为本发明的一实施方式的电力转换装置的局部剖面图。
图2是表示作为本发明的一实施方式的电力转换装置的立体图。
图3是表示图2的电力转换装置的平面图。
图4是表示图2的电力转换装置的局部分解立体图。
图5是表示作为本发明的另一实施方式的电力转换装置的组装立体图。
图6是图5的电力转换装置的局部放大立体图。
图7是表示作为本发明的又一实施方式的电力转换装置的概略结构图。
图8是图7的电力转换装置的主要局部放大图。
图9是表示图8的电力转换装置的制冷剂管部的内部的图。
[符号的说明]
1:电力转换装置
2:制冷剂流路体
2a:表面
3、3a:功率模块(半导体芯片或半导体模块)
4、4b:制冷剂管部
6、6a、6b:第一固定构件
7:第二固定构件
21:供给侧制冷剂流路
22:返回侧制冷剂流路
23:孔部
31:主面
41:接触面部
42:入口管部
43:出口管部
51:入口连接部
51a、52a:波纹部
52:出口连接部
53、54:凸缘部
61a、61b:紧固孔
62、63、73:螺栓(紧固构件)
71:开口
72:螺栓孔
410:第一主面板
411:第一接触面部
420:第二主面板
421:第二接触面部
431:夹压部
432:变形部
432a:凹部
440:冷却鳍片
R:箭头线
具体实施方式
以下,参照附图来对作为本发明的实施方式的电力转换装置进行说明,从而明确本发明。
首先,参照图1至图4来详细说明作为本发明的一实施方式的电力转换装置。
图1至图4是表示作为本发明的一实施方式的电力转换装置的图,图1是该电力转换装置的局部剖面图,图2是该电力转换装置的立体图,图3是该电力转换装置的平面图,图4是该电力转换装置的局部分解立体图。
作为本发明的一实施方式的电力转换装置1具有:电子设备,构成电力转换电路的一部;以及制冷剂流路体2,供冷却该电子设备的制冷剂流通。如参照图1容易理解的,制冷剂流路体2设有供给侧制冷剂流路21及返回侧制冷剂流路22,该供给侧制冷剂流路21及返回侧制冷剂流路22是供冷却电子设备的制冷剂流通的流路。
另外,电力转换电路例如是以作为转换器发挥功能的方式而构成,或者,以作为转换器与逆变器的组合发挥功能的方式而构成。
而且,所述的电子设备是包含以半导体芯片或半导体模块为主体构成的功率模块3而构成。功率模块3也有时以构成所述电子设备的实质上的整体的方式而构成,而且,还有时以构成该电子设备的一部分的方式而构成。
如参照图2及图3所明确的,多个各功率模块3是以被夹在多个并设的扁平状的制冷剂管部4之间的方式而配置。
即,制冷剂管部4是与功率模块3交替地层叠配置。各制冷剂管部4在内部供用于冷却功率模块3的制冷剂流通,并且具有可接触至功率模块3的主面31以进行热交换的接触面部41。
在各制冷剂管部4的一端侧,设有使制冷剂朝向制冷剂管部4的内部流入的入口管部42。而且,在各制冷剂管部4的另一端侧,设有使制冷剂从制冷剂管部4流出的出口管部43。
进而,设有将入口管部42连接于制冷剂流路体2(其供给侧制冷剂流路21)的入口连接部51。入口连接部51是由管状的弹性构件所形成。
同样,设有将出口管部43连接于制冷剂流路体2(其返回侧制冷剂流路22)的出口连接部52。出口连接部52是由管状的弹性构件所形成。
如根据图1及图4而特别明确的,入口连接部51及出口连接部52分别具有形成为波纹状的波纹部51a及波纹部52a。
如图1中以箭头线R所图示的,制冷剂在各个制冷剂管部4中,流经供给侧制冷剂流路21→入口连接部51→入口管部42→制冷剂管部4→出口管部43→出口连接部52→返回侧制冷剂流路22的路径。由此,循环的制冷剂与主面31接触至制冷剂管部4的接触面部41的功率模块3进行热交换,防止功率模块3的过热。
本实施方式中,如图1所示,入口管部42的、制冷剂流路体2侧的一部分被插入至入口连接部51内。同样,出口管部43的、制冷剂流路体2侧的一部分被插入至出口连接部52内。
如上所述,相对于入口管部42的一部分插入至入口连接部51内的部位、及出口管部43的一部分插入至出口连接部52内的部位,设有从外周侧夹持这些部位的第一固定构件6。
即,第一固定构件6在入口管部42与自身之间夹持入口连接部51,并且在出口管部43与自身之间夹持出口连接部52。
本实施方式中,如一并参照图1及图4而容易理解的,第一固定构件6是由分别具有紧固孔的两构件分割构成,这两构件6a、6b以从入口连接部51及出口连接部52的外周侧夹着入口管部42及出口管部43的方式,利用适合于彼此的紧固孔61a、61b的紧固构件即螺栓62来紧固固定。本例中,尤其如图2及图3,螺栓62为长条的贯穿螺栓,邻接的多个第一固定构件6(6a、6b)彼此利用该螺栓62来统一紧固固定。
如在图3中着眼于以两点链线包围所示的部分而尤其明确的,多个第一固定构件6(6a、6b)是沿螺栓62的长度方向,以在与该方向不同的方向上不会产生凹凸而整齐的方式,利用长条的贯穿螺栓62统一紧固固定。
如参照图4容易理解的,制冷剂流路体2具有形成在该表面2a上的多个孔部23、23。而且,入口连接部51及出口连接部52分别具有以堵塞对应的孔部23、23的方式而配置的凸缘部53及凸缘部54。进而,具备第二固定构件7,该第二固定构件7利用自身与制冷剂流路体2的表面2a来夹持凸缘部53及凸缘部54。第二固定构件7具有形成在与入口连接部51及出口连接部52对应的位置处的各开口71、71,在这些开口71、71的周边部位,以朝向表面2a面按压的方式来夹着凸缘部53及凸缘部54。
如在图4中以纵向的一点链线所图示的,以入口管部42的轴线、入口连接部51的轴线、和与入口管部42及入口连接部51对应的孔部23的中心一致的方式而定位,凸缘部53在制冷剂流路体2的表面2a上由第二固定构件7夹持而固定。
同样,以出口管部43的轴线、出口连接部52的轴线、和与出口管部43及出口连接部52对应的孔部23的中心一致的方式而定位,凸缘部54在制冷剂流路体2的表面2a上由第二固定构件7夹持而固定。
分别为弹性体的入口连接部51及出口连接部52的各凸缘部53及凸缘部54由第二固定构件7夹持而固定于制冷剂流路体2的表面2a上的部分,作为垫圈(grommet)发挥功能的入口连接部51及出口连接部52的各相应部位乃至它们整体,对如上所述般流通的制冷剂进行密封而防止制冷剂的泄露(漏液)。
在图1至图4的实施方式中,第二固定构件7往制冷剂流路体2的表面2a上的接合例如可采用摩擦搅拌接合、熔接或超声波接合等方法。在任一情况下,均能够与如所述般利用长条的贯穿螺栓62来统一紧固各自成对的多个第一固定构件6(6a、6b)的做法相辅相成地,降低螺栓的数量。
接下来,对参照图1至图4所说明的、作为本发明的一实施方式的电力转换装置的作用效果进行说明。
在参照图1至图4所说明的电力转换装置1中,构成包含功率模块3而构成的电力转换电路的一部分的电子设备,通过在制冷剂流路体2内的供给侧制冷剂流路21与返回侧制冷剂流路22之间流通的制冷剂而冷却。尤其,为了冷却功率模块3,并设有多个制冷剂管部4。即,制冷剂管部4是如下所述的扁平状者且并设有多个制冷剂管部4,即,制冷剂管部4相对于多个各功率模块3,接触至它们的主面而交替地层叠配置,且具有可与它们的主面进行热交换的接触面部41。通过与这些制冷剂管部4的热交换来冷却功率模块3以防止过热。制冷剂管部4中的制冷剂的流动采用以下述方式循环的形态,即:如通过图1的箭头线R概念性地所示,从制冷剂流路体2的供给侧制冷剂流路21通过入口管部42而进入制冷剂管部4内,并通过出口管部43而返回至制冷剂流路体2的返回侧制冷剂流路22。
如所述般,制冷剂管部4的入口管部42与制冷剂流路体2(其供给侧制冷剂流路21)之间利用入口连接部51而连接,同样,出口管部43与制冷剂流路体2(其返回侧制冷剂流路22)之间利用出口连接部52而连接。
此时,尤其,入口连接部51及出口连接部52是由管状的弹性构件所形成。
因而,对各结构部的尺寸等的偏差的可容许量增加。而且,由于经由弹性构件而连接于制冷剂流路体2,因此振动吸收性能高。因此,即使减薄制冷剂管部的板厚等,也能够防止疲劳破坏。
而且,制冷剂管部4的、入口管部42的一部分被插入至入口连接部51内,出口管部43的一部分被插入至出口连接部52内,且设有从外周侧夹持这些插入部位的第一固定构件6。此时,第一固定构件6在入口管部42与自身之间夹持入口连接部51,并且在出口管部43与自身之间夹持出口连接部52。
通过采用如上所述的具有第一固定构件6的结构,从而能够以零件个数相对较少的简易结构来防止制冷剂的泄露(漏液)。
而且,第一固定构件6是由分别具有紧固孔的两构件6a、6b分割构成,这两构件6a、6b以从入口连接部51及出口连接部52的外周侧夹着入口管部42及出口管部43的方式,利用适合于彼此的紧固孔61a、61b的紧固构件即螺栓62来紧固固定。
因而,能够利用紧固构件即螺栓62的紧固力,来容易地夹持入口管部42及出口管部43。
而且,第一固定构件6中,邻接的多个第一固定构件彼此(6a、6b)利用紧固构件即螺栓62来统一紧固固定。
因而,可实现零件个数的削减、组装作业工时的削减。
另一方面,制冷剂流路体2具有形成在其表面2a的孔部23,入口连接部51及出口连接部52分别具有以堵塞孔部23的方式而配置的凸缘部53,且还具备第二固定构件7,该第二固定构件7在制冷剂流路体2的表面2a与自身之间夹持凸缘部53。
因而,能够以简易的结构来防止制冷剂的泄露(漏液)。
如参照图1及图4已述的,入口连接部51及出口连接部52分别具有形成为波纹状的波纹部51a及波纹部52a。
因此,入口连接部51及出口连接部52具有波纹部带来的伸缩性。因而,入口连接部51及出口连接部52的位移吸收量变大。而且,振动吸收性能提高。
接下来,参照图5及图6来说明作为本发明的另一实施方式的电力转换装置。
图5是表示作为本发明的另一实施方式的电力转换装置的组装立体图。
图6是图5的电力转换装置的局部放大立体图。
在图5及图6中,与已述的图1至图4的对应部标注相同的符号来表示,这些各部的说明适当省略。
在图5及图6的实施方式中,与已述的图1至图4的实施方式的一个不同点如下。即,已述的图1至图4中,多个第一固定构件6(6a、6b)是沿螺栓62的长度方向,以在与该方向不同的方向上不会产生凹凸而整齐的方式,利用长条的贯穿螺栓62来统一紧固固定。
与此相对,图5及图6的实施方式中,每一对第一固定构件6a及第一固定构件6b,通过不如长条的贯穿螺栓62那般长的螺栓63,而紧固固定于第一固定构件的各对(6a、6b)的每对。
而且,图5及图6的实施方式中,第二固定构件7往制冷剂流路体2的表面2a上的接合,是通过形成于第二固定构件7的螺栓孔72,利用螺栓73而螺栓紧固。
以上,参照图5及图6所说明的实施方式中,第一固定构件6中,并非邻接的多个第一固定构件彼此(6a、6b)利用紧固构件即螺栓62来统一紧固固定,而是各对(6a、6b)通过螺栓63来紧固,且第二固定构件7往制冷剂流路体2的表面2a上的接合也适用借助螺栓73的螺栓紧固。
因而,在零件个数的削减、组装作业工时的削减方面,不及已述的图1至图4的实施方式,但对于其他方面,起到同样的作用效果。而且,无须准备长条的贯穿螺栓62,因此通过将适用的螺栓统一为同规格者,还具有可实现简化零件管理的优点。
接下来,参照图7至图9,来说明作为本发明的又一实施方式的电力转换装置。
图7是表示作为本发明的又一实施方式的电力转换装置的概略结构图。
图8是图7的电力转换装置的主要局部放大图。
图9是表示图8的电力转换装置的制冷剂管部的内部的图。
图7至图9中,对应部标注相同的符号来表示,但多个功率模块3a对应于已述的功率模块3,制冷剂管部4b对应于已述的制冷剂管部4。
如参照图7而容易理解的,该实施方式中,也是以功率模块3a被夹在多个并设的制冷剂管部4b之间的形态,而将制冷剂管部4b与功率模块3a交替地层叠配置。
图7中虽未图示,但在多个各制冷剂管部4b,设有与参照图1已述的入口管部42及出口管部43同样的入口管部及出口管部。而且,这些入口管部及出口管部通过弹性体的入口连接部及出口连接部而连接于制冷剂流路体的结构,与有关于跟这些制冷剂流路体的连接的以上所述的结构同样。
图7至图9的实施方式中的与已述的图1至图4的一个不同点在于制冷剂管部4b自身的结构。
即,该制冷剂管部4b是为了在功率模块3a的主面与制冷剂管部4b的接触面部之间,进行有效率的热交换,而在图示般的层叠配置结构中的层叠方向上,利用紧固等适当的方式(未图示)来施加外力(层叠方向的压力)而使用。
图7至图9的实施方式中的制冷剂管部4b中,采用了下述结构,即:在提高该层叠方向的压力时,制冷剂管部4b局部地发生变形,以能够保持接触压在面方向上的均匀性。
制冷剂管部4b具有:第一主面板410,设定有与功率模块3a的其中一个主面(图7中的下侧主面)接触的第一接触面部411;以及第二主面板420,设定有与功率模块3a的另一个主面(图7中的上侧主面)接触的第二接触面部421。
第二主面板420整体构成平板状。与该第二主面板420大致平行的第一主面板410的周缘部以朝向第二主面板420的周缘部接近的方式弯折而构成容器形状。此种第一主面板410及第二主面板420在两者的周缘部附近接合。
如图8中将主要部分放大所示的,第一主面板410的第一接触面部411构成有夹压部431,该夹压部431在对制冷剂管部4b与功率模块3a层叠配置而成的层叠体,施加将其朝层叠方向夹住的压力时,承受该压力。进而,与夹压部431的外周侧邻接地形成有变形部432,该变形部432通过所述的朝层叠方向夹住的压力而相对地容易变形。
本例中的变形部432形成有凹部432a,该凹部432a伴随第一主面板410远离其中心(图8中的右侧)而朝远离第二主面板420的方向暂时较小地突出之后,进一步伴随远离所述中心,而朝接近第二主面板420的方向凹陷。
即,本例的制冷剂管部4b中的第一主面板410的变形部432构成如下所述的环形状,即,在该第一主面板410上以不与第一接触面部411重叠的方式远离而围绕其周围。
换言之,变形部432具有如下所述的环形状,即,以不与功率模块3a的位置重叠的方式远离而围绕其周围。
在图8中,在制冷剂管部4b内部的以两点链线所示的区域,配置有图9所示的冷却鳍片440。如图所示,变形部432以不与配置该冷却鳍片440的位置重叠的方式而远离。
冷却鳍片440使与在制冷剂管部4b内部流通的制冷剂的接触面积(导热面积)增大,以提高热交换效率,且实现小型化,并提高对功率模块3a的冷却能力。
根据参照图7至图9所说明的实施方式,在制冷剂管部4b的第一主面板410上形成的变形部432通过夹压负载而优先于其他部分发生变形,由此,位移吸收量变大,降低第一接触面部411中的接触压的偏差的效果提高。
而且,变形部432是包含凹部432a而构成,通过使负载集中于凹部432a,从而使该部位发生变形,由此,抑制变形波及其他部分,夹压部431对功率模块3a的保持力提高。而且,只要能够形成凹形状便可制造,因此制造容易,可实现低成本化。
而且,变形部432是以不与功率模块3a的位置重叠的方式而远离地形成。因此,形成变形部432与周边的其他部分之间的强度差,因此容易使变形部432变形。因此,夹压部431对功率模块3a的保持力提高。
进而,变形部432是以不与配置冷却鳍片440的位置重叠的方式而远离,因此形成冷却鳍片440的附近部位与变形部432之间的强度差,因此容易使变形部432变形。因此夹压部431对功率模块3a的保持力提高。
而且,变形部432具有围绕功率模块3a的环形状,因此无论因与各结构部相关的尺寸等的偏差造成的应力集中的方向是哪个方向,均能够应对。因此,夹压部431对功率模块3a的保持力提高。
对以上所述的实施方式的电力转换装置的作用效果进行概括。
(1)具有可接触至功率模块3的主面以进行热交换的接触面部41的、扁平状的制冷剂管部4,是与功率模块3交替地层叠配置而构成层叠体。各个制冷剂管部4供来自制冷剂流路体2的制冷剂循环。制冷剂流路体2在内部具有供给侧制冷剂流路21及返回侧制冷剂流路22。制冷剂的循环是以下述方式进行,即:从制冷剂流路体2的供给侧制冷剂流路21供给至各个制冷剂管部4的入口管部42的制冷剂在制冷剂管部4内流通,并从出口管部43返回至制冷剂流路体2的返回侧制冷剂流路22。制冷剂管部4的、入口管部42与制冷剂流路体2通过入口连接部51而连接,出口管部43与制冷剂流路体2通过出口连接部52而连接。这些入口连接部51及出口连接部52分别由管状的弹性构件所形成。
因此,对与各结构部相关的尺寸等的偏差的可容许量增加。而且,由于经由弹性构件而连接于制冷剂流路体,因此振动吸收性能高。因而,即使减薄制冷剂管部的板厚等,也能够防止疲劳破坏。
(2)入口管部42的、制冷剂流路体2侧的一部被插入至入口连接部51内,出口管部43的、制冷剂流路体2侧的一部分被插入至出口连接部52内,且具备第一固定构件6(6a、6b),该第一固定构件6(6a、6b)与入口管部42之间夹持入口连接部51,并且与出口管部43之间夹持出口连接部52,因此能够以简易的结构来防止制冷剂的泄露(漏液)。
(3)第一固定构件6是由分别具有紧固孔的两构件6a、6b分割构成,两构件6a、6b是以夹着入口管部42及出口管部43的方式,利用彼此的紧固孔通过螺栓62来紧固固定。
因此,能够通过螺栓62的紧固力来容易地夹持入口管部42及出口管部43。
(4)第一固定构件6中,邻接的多个第一固定构件6(6a、6b)彼此通过螺栓62来统一紧固固定,因此可实现零件个数的削减、组装作业工时的削减。
(5)制冷剂流路体2具有形成于其表面2a的孔部23,入口连接部51及出口连接部52分别具有以堵塞孔部23的方式而配置的凸缘部53,且还具备第二固定构件7,该第二固定构件7利用自身与制冷剂流路体2的表面2a来夹持凸缘部53,因此能够以简易的结构来防止制冷剂的泄露(漏液)。
(6)入口连接部51及出口连接部52分别具有形成为波纹状的波纹部51a、52a,因此借助富有伸缩性的波纹部,位移吸收量变大。而且,振动吸收性能提高。
(7)制冷剂管部4具有:夹压部431,在功率模块3与制冷剂管部4交替地层叠配置而成的层叠体的层叠方向上夹压;以及变形部432,通过该夹压而在层叠方向上变形,因此,通过变形部432借助夹压负载而变形,从而位移吸收量变大,降低接触面部41中的接触压的偏差的效果提高。
(8)变形部432是包含凹部432a而构成,因此通过使负载集中于该凹部432a而使该部位发生变形,由此,抑制变形波及其他部分,从而夹压部431对功率模块3的保持力提高。而且,只要形成凹形状便可制造,因此制造容易,可实现低成本化。
(9)变形部432是设于与功率模块3分离开的位置,因此形成变形部432与其他部分之间的强度差,从而容易使变形部432变形。因此,夹压部431对功率模块3的保持力提高。
(10)制冷剂管部4在内部具有冷却鳍片440,变形部432是设于与冷却鳍片440分离开的位置,因此形成冷却鳍片440的附近部位与变形部432之间的强度差,从而容易使变形部432变形。因此,夹压部431对功率模块3的保持力提高。
(11)变形部432具有围绕功率模块3的环形状,因此,无论因与各结构部相关的尺寸等的偏差造成的应力集中的方向是哪个方向,均能够应对。因此,夹压部431对功率模块3的保持力提高。
除了以上的实施方式以外,不脱离本发明主旨的各种变形例或变更例包含在本发明的范围中。
例如,对于所述的本发明的电力转换装置,列举入口连接部51及出口连接部52分别由管状的弹性构件所形成的示例进行了说明,但入口连接部51及出口连接部52的形状未必限于图示的形态,即使在外观为棱柱状的情况等下,也能有效地活用本发明的技术思想。
Claims (11)
1.一种电力转换装置,包括:
电子设备,包含半导体芯片或半导体模块,构成规定的电力转换电路的一部分;
制冷剂流路体,供冷却所述电子设备的制冷剂流通;以及
扁平状的制冷剂管部,与所述半导体芯片或半导体模块交替地层叠配置,供用于冷却所述半导体芯片或半导体模块的制冷剂流通,并且具有接触面部,所述接触面部可接触至所述半导体芯片或半导体模块的主面以进行热交换,
所述电力转换装置的特征在于包括:
入口管部,设于所述制冷剂管部的一端侧,使制冷剂朝向所述制冷剂管部流入;
出口管部,设于所述制冷剂管部的另一端侧,使制冷剂从所述制冷剂管部流出;
入口连接部,将所述入口管部连接于所述制冷剂流路体,且由管状的弹性构件所形成;以及
出口连接部,将所述出口管部连接于所述制冷剂流路体,且由管状的弹性构件所形成。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置,其特征在于,
所述入口管部的、所述制冷剂流路体侧的一部分插入至所述入口连接部内,
所述出口管部的、所述制冷剂流路体侧的一部分插入至所述出口连接部内,
所述电力转换装置还包括第一固定构件,所述第一固定构件与所述入口管部之间夹持所述入口连接部,且所述第一固定构件与所述出口管部之间夹持所述出口连接部。
3.根据权利要求2所述的电力转换装置,其特征在于,
所述第一固定构件是由分别具有紧固孔的两构件分割构成,
所述两构件是以夹着所述入口管部及所述出口管部的方式,利用彼此的紧固孔,通过紧固构件来紧固而固定。
4.根据权利要求3所述的电力转换装置,其特征在于,
所述第一固定构件是邻接的多个第一固定构件彼此利用紧固构件统一紧固而固定。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电力转换装置,其特征在于,
所述制冷剂流路体具有形成于其表面的孔部,
所述入口连接部及所述出口连接部分别具有以堵塞所述孔部的方式而配置的凸缘部,
所述电力转换装置还包括第二固定构件,所述第二固定构件与所述制冷剂流路体的所述表面夹持所述凸缘部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电力转换装置,其特征在于,
所述入口连接部及所述出口连接部分别具有形成为波纹状的波纹部。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电力转换装置,其特征在于,
所述制冷剂管部具有:
夹压部,在层叠方向上夹压;以及
变形部,通过所述夹压而在所述层叠方向上发生变形。
8.根据权利要求7所述的电力转换装置,其特征在于,
所述变形部是包含凹部而构成。
9.根据权利要求7或8所述的电力转换装置,其特征在于,
所述变形部是设在与所述半导体芯片或所述半导体模块分离开的位置。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的电力转换装置,其特征在于,
所述制冷剂管部在内部具有冷却鳍片,
所述变形部是设在与所述冷却鳍片分离开的位置。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的电力转换装置,其特征在于,
所述变形部具有围绕所述半导体芯片或所述半导体模块的环形状。
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