JP2015015815A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力変換装置1は、半導体モジュール2と冷却器3とを備えた半導体ユニット10と、半導体ユニット10を収容するケース5とを有している。冷却器3は、冷媒と半導体モジュール2とを熱交換させる熱交換部31と、熱交換部31へ冷媒を導入する冷媒導入管321と、熱交換部31から冷媒を排出する冷媒排出管322とを有している。冷媒導入管321及び冷媒排出管322は、ケース5に貫通形成された貫通孔53に挿通配置されている。ケース5の外部へ突出した冷媒導入管321及び冷媒排出管322の先端部は、一対のコネクタ4にそれぞれ連結されており、コネクタ4は、ケース5に固定される固定部41と、冷媒導入管321又は冷媒排出管322と連通する筒状部42を有している。
【選択図】図1
Description
特許文献1の電力変換装置において、冷媒配管は、凹空間形成部材に挿通配置され、両者の間にはシール部材が配されている。このシール部材は、密着性を向上するためにゴム等の比較的軟質な材料によって形成される。そのため、冷媒配管は、凹空間形成部材に対して固定されておらず、凹空間形成部材の挿通孔の内側で動くことができる。したがって、冷媒を供給又は排出するための外部配管を、冷媒配管の先端に接続した際に車両振動等の外力が加わると、外部配管によって冷媒配管が振られ冷却部材との接続部近傍にストレスがかかる。これにより、冷媒配管と冷却部材との間における接合に不具合が生じるおそれがある。
該半導体ユニットを収容するケースとを有しており、
上記冷却器は、内部に流通させる冷媒と上記半導体モジュールとを熱交換させる熱交換部と、該熱交換部へ冷媒を導入する冷媒導入管と、上記熱交換部から冷媒を排出する冷媒排出管とを有し、
上記冷媒導入管及び上記冷媒排出管は、上記ケースに貫通形成された貫通孔に挿通配置されており、
上記ケースの外部へ突出した上記冷媒導入管及び上記冷媒排出管の先端部は、上記ケースの外部に配された一対のコネクタにそれぞれ連結されており、該コネクタは、上記ケースに固定される固定部と、上記冷媒導入管又は上記冷媒排出管と連通する筒状部を有することを特徴とする電力変換装置にある。
尚、ケースの外側面とは、ケースの外周形状を形成する面において、外側に配された面を指すものである。例えば、ケースの一面に、部分的に内側に窪んだ凹部を有する場合、凹部の周囲に配された面が外側面となる。
上記電力変換装置にかかる実施例について、図1〜図3を参照して説明する。
図1に示すごとく、本例の電力変換装置1は、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュール2と、半導体モジュール2を冷却する冷却器3とを備えた半導体ユニット10と、半導体ユニット10を収容するケース5とを有している。
冷却器3は、内部に流通させる冷媒と半導体モジュール2とを熱交換させる熱交換部31と、熱交換部31へ冷媒を導入する冷媒導入管321と、熱交換部31から冷媒を排出する冷媒排出管322とを有している。
ケース5の外部へ突出した冷媒導入管321及び冷媒排出管322の先端部は、ケース5の外部に配された一対のコネクタ4にそれぞれ連結されており、コネクタ4は、ケース5に固定される固定部41と、冷媒導入管321又は冷媒排出管322と連通する筒状部42を有している。
図1及び図2に示すごとく、本例においては、半導体モジュール2と冷却器3の熱交換部31とが積層された方向を積層方向X、熱交換部31の長手方向を横方向Y、また、積層方向X及び横方向Yの両方に対して直交する方向を高さ方向Zとして、以下説明する。
また、積層方向Xにおいて、冷媒導入管321及び冷媒排出管322におけるケース5から突出した先端側を前方とし、反対側を後方とする。また、高さ方向Zにおいて、制御端子22が配された側を上方とし、反対側を下方とする。
電力変換装置1は、スイッチング素子を内蔵した複数の半導体モジュール2と半導体モジュール2を冷却する冷却器3とからなる半導体ユニット10と、半導体ユニット10を内包するケース5とを有している。
壁部52のうち前方に配された前方壁部521は、冷却器3が有する冷媒導入管321及び冷媒排出管322を挿通する一対の貫通孔53と、各貫通孔53の周囲に形成されたネジ穴55とを有している。
図3に示すごとく、ネジ穴55は、一対の貫通孔53の周囲にそれぞれ4つずつ、計8個形成されており、固定ボルト8を螺合可能に構成されている。
本体部21から上方に延びるよう形成された制御端子22は、制御回路基板(図示略)と接続されており、スイッチング素子を制御する制御電流が入力される。
コネクタ4は、樹脂によって形成されており、ケース5の外側面に固定される固定部41と、冷媒導入管321又は冷媒排出管322と連通する筒状部42を有している。
固定部41は、筒状部42におけるケース側端部から筒状部42の径方向外側に向かって延設された円環状をなす固定基部411と、固定基部411の外周縁からケース5側に向かって形成された固定テーパ部412と、固定テーパ部412のケース側端部から筒状部42の径方向外側に向かって形成された固定当接部413とを有している。
固定当接部413は、前方壁部521の外側面に沿うように形成された板状をなしており、前方側から見たとき、矩形状をなしている。固定当接部413において、4つの角部の内側には、ケース5に形成されたネジ穴55と対応した位置に、固定ボルト8を挿通するボルト挿通孔414が形成されている。このボルト挿通孔414に固定ボルト8を挿通すると共に、ケース5のネジ穴55に固定ボルト8を螺号することにより、コネクタ4をケース5に固定している。
電力変換装置1においては、冷媒導入管321及び冷媒排出管322の先端部は、一対のコネクタ4にそれぞれ連結されており、コネクタ4は、筒状部42によって冷媒導入管321又は冷媒排出管322と連通すると共に、固定部41によってケース5に固定されている。そのため、冷媒導入管321及び冷媒排出管322に外力が加わり、ストレスがかかることを防止することができる。
本例は、実施例1の電力変換装置1の構成を変更した例である。
図4〜図6に示すごとく、本例の電力変換装置1における前方壁部521の外側面には、一対のケース突部56が形成されている。
一対のケース突部56は、各貫通孔53の上方において横方向Yに沿うように形成された上方突部561と、上方突部561における横方向Y両端部から下方に向かって延びるように形成された一対の側方突部562とを有している。一対の側方突部562における貫通孔53の横方向Y位置には、それぞれネジ穴55が形成されている。本例においては、1つのコネクタ4を2つの固定点において固定している。
尚、本例又は本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
本例は、実施例1の電力変換装置1における構成を一部変更した例である。
図7に示すごとく、本例においては、外部配管7とコネクタ4との接続をクイックコネクタ40によって接続している。クイックコネクタ40は、固定部41の筒状部42を内側に挿通した状態で保持するロック機構を備えるものである。これにより、外部配管7とコネクタ4とを迅速かつ容易に接続することができる。
尚、本例又は本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
10 半導体ユニット
2 半導体モジュール
3 冷却器
31 熱交換部
321 冷媒導入管
322 冷媒排出管
4 コネクタ
41 固定部
42 筒状部
421 ケース
5 ケース
53 貫通孔
Claims (5)
- スイッチング素子を内蔵した半導体モジュール(2)と、該半導体モジュール(2)を冷却する冷却器(3)とを備えた半導体ユニット(10)と、
該半導体ユニット(10)を収容するケース(5)とを有しており、
上記冷却器(3)は、内部に流通させる冷媒と上記半導体モジュール(2)とを熱交換させる熱交換部(31)と、該熱交換部(31)へ冷媒を導入する冷媒導入管(321)と、上記熱交換部(31)から冷媒を排出する冷媒排出管(322)とを有し、
上記冷媒導入管(321)及び上記冷媒排出管(322)は、上記ケース(5)に貫通形成された貫通孔(53)に挿通配置されており、
上記ケース(5)の外部へ突出した上記冷媒導入管(321)及び上記冷媒排出管(322)の先端部は、上記ケース(5)の外部に配された一対のコネクタ(4)にそれぞれ連結されており、該コネクタ(4)は、上記ケース(5)に固定される固定部(41)と、上記冷媒導入管(321)又は上記冷媒排出管(322)と連通する筒状部(42)を有することを特徴とする電力変換装置(1)。 - 上記冷媒導入管(321)の先端及び上記冷媒排出管(322)の先端が、上記ケース(5)における外側面の外側に位置していることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置(1)。
- 上記固定部(41)は、上記ケース(5)の外側から上記貫通孔(53)の全体を覆うように形成されていることを特徴とする請求項1又は2のいずれか一項に記載の電力変換装置(1)。
- 上記貫通孔(53)と上記冷媒導入管(321)との間、及び上記貫通孔(53)と上記冷媒排出管(322)との間には、ケース(5)内への浸水を防止するための封止部材(54)が配されており、該封止部材(54)と上記固定部(41)との間には封止部材側空隙(43)が形成されており、上記ケース(5)と上記固定部(41)との間には、上記封止部材側空隙(43)と繋がると共に下方に開口した排水空隙(44)が形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電力変換装置(1)。
- 上記冷媒導入管(321)及び上記冷媒排出管(322)は、上記コネクタ(4)の上記筒状部(42)の内周側に挿通配置されており、上記冷媒導入管(321)及び上記冷媒排出管(322)の外周側面には、外側に向かって突出すると共に周方向に沿って形成された環状の突出部(323)を有しており、該突出部(323)は、上記冷媒導入管(321)及び上記冷媒排出管(322)の軸方向において、上記コネクタ(4)の上記筒状部(42)のケース側端部と、上記貫通孔(53)との間に配されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電力変換装置(1)。
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