JP2016059239A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体積層ユニットの変形を防止することができる電力変換装置を提供すること。【解決手段】電力変換装置1は、半導体モジュール2と半導体モジュール2を冷却する冷却管31とを積層してなる半導体積層ユニット10と、半導体積層ユニット10の積層方向Xの一方側に配設され、半導体積層ユニット10を積層方向Xに加圧する加圧部材4と、半導体積層ユニット10及び加圧部材4を内側に収容するフレーム5とを備える。加圧部材4は、冷却管31の長手方向における複数の領域に、半導体積層ユニット10を加圧する弾性加圧領域41を有する。複数の弾性加圧領域41は、半導体積層ユニット10への加圧力が、互いに異なる。【選択図】図1
Description
本発明は、半導体積層ユニットを積層方向に加圧する加圧部材を有する電力変換装置に関する。
電気自動車やハイブリッド自動車等には、モータを駆動させるため、バッテリからの直流電力を交流電力に変換する電力変換装置が搭載されている。電力変換装置は、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールを複数個有しており、スイッチング素子に流れる被制御電流によって半導体モジュールが発熱する。
この半導体モジュールの温度上昇を防ぐべく、半導体モジュールと、これを冷却する冷却管とを、交互に積層した半導体積層ユニットが構成された電力変換装置がある。かかる電力変換装置において、半導体モジュールと冷却管とを密着させ、冷却効率を向上させるべく、特許文献1には、半導体積層ユニットの積層方向の一方側に、加圧部材が配置されたものが開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載された電力変換装置において、半導体積層ユニットは、冷却管の長手方向において、一点の部位が加圧部材によって押圧されている。それゆえ、上記長手方向において、加圧部材から半導体積層ユニットに加えられる加圧力に偏りが生じてしまう。その結果、半導体積層ユニットが変形してしまうおそれがある。
ここで、特許文献1に記載の電力変換装置においては、半導体積層ユニットと加圧部材との間に、平板状の当接プレートを介在させることにより、半導体積層ユニットを均等に加圧しようとしている。しかしながら、現実問題として当接プレートを完全な剛体とすることは困難であるため、半導体積層ユニットの変形の問題は残ってしまう。
また、半導体積層ユニットは、上記長手方向において、一定の剛性を有するとは限らない。例えば、半導体積層ユニットにおける半導体モジュールが配された箇所は、半導体モジュールが配されていない箇所と比べて剛性が異なることがある。したがって、仮に半導体積層ユニットを上記長手方向において均等に加圧できたとしても、半導体積層ユニットの剛性の低い部分は、変形してしまうおそれがある。
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、半導体積層ユニットの変形を防止することができる電力変換装置を提供しようとするものである。
本発明の一態様は、半導体モジュールと該半導体モジュールを冷却する冷却管とを積層してなる半導体積層ユニットと、
該半導体積層ユニットの積層方向の一方側に配設され、上記半導体積層ユニットを上記積層方向に加圧する加圧部材と、
上記半導体積層ユニット及び上記加圧部材を内側に収容するフレームと、を備え、
上記加圧部材は、上記冷却管の長手方向における複数の領域に、上記半導体積層ユニットを加圧する弾性加圧領域を有し、
該複数の弾性加圧領域は、上記半導体積層ユニットへの加圧力が、互いに異なることを特徴とする電力変換装置にある。
該半導体積層ユニットの積層方向の一方側に配設され、上記半導体積層ユニットを上記積層方向に加圧する加圧部材と、
上記半導体積層ユニット及び上記加圧部材を内側に収容するフレームと、を備え、
上記加圧部材は、上記冷却管の長手方向における複数の領域に、上記半導体積層ユニットを加圧する弾性加圧領域を有し、
該複数の弾性加圧領域は、上記半導体積層ユニットへの加圧力が、互いに異なることを特徴とする電力変換装置にある。
上記電力変換装置において、加圧部材は、冷却管の長手方向における複数の領域に、弾性加圧領域を有する。それゆえ、半導体積層ユニットに加わる加圧力が、上記長手方向において偏ってしまうことを防ぐことができる。さらに、複数の弾性加圧領域は、半導体積層ユニットへの加圧力が、互いに異なる。それゆえ、半導体積層ユニットの上記長手方向における部位間の剛性の違いに応じて、半導体積層ユニットへ加える加圧力を弾性加圧領域ごとに変えることにより、半導体積層ユニットの各部に適切な荷重を加えることができる。その結果、半導体積層ユニットが変形することを防ぐことができる。
以上のごとく、本発明によれば、半導体積層ユニットの変形を防止することができる電力変換装置を提供することができる。
上記電力変換装置は、例えば、電気自動車又はハイブリッド自動車に搭載され、直流電源と車両の駆動源としての三相交流回転電機との間の電力変換を行うものとすることができる。
(実施例1)
上記電力変換装置の実施例につき、図1〜図3を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1に示すごとく、半導体積層ユニット10と加圧部材4とフレーム5とを有する。半導体積層ユニット10は、半導体モジュール2と半導体モジュール2を冷却する冷却管31とを積層してなる。加圧部材4は、半導体積層ユニット10の積層方向Xの一方側に配設され、半導体積層ユニット10を積層方向Xに加圧している。フレーム5は、半導体積層ユニット10及び加圧部材4を内側に収容している。図1、図3に示すごとく、加圧部材4は、冷却管31の長手方向における複数の領域に、半導体積層ユニット10を加圧する弾性加圧領域41を有する。複数の弾性加圧領域41は、半導体積層ユニット10への加圧力が、互いに異なる。
上記電力変換装置の実施例につき、図1〜図3を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1に示すごとく、半導体積層ユニット10と加圧部材4とフレーム5とを有する。半導体積層ユニット10は、半導体モジュール2と半導体モジュール2を冷却する冷却管31とを積層してなる。加圧部材4は、半導体積層ユニット10の積層方向Xの一方側に配設され、半導体積層ユニット10を積層方向Xに加圧している。フレーム5は、半導体積層ユニット10及び加圧部材4を内側に収容している。図1、図3に示すごとく、加圧部材4は、冷却管31の長手方向における複数の領域に、半導体積層ユニット10を加圧する弾性加圧領域41を有する。複数の弾性加圧領域41は、半導体積層ユニット10への加圧力が、互いに異なる。
以下においては、適宜、冷却管31の長手方向を「横方向Y」といい、積層方向X及び横方向Yに直交する方向を「高さ方向Z」という。
図1に示すごとく、半導体積層ユニット10は、複数の半導体モジュール2と複数の冷却管31とを交互に積層してなる。半導体モジュール2は、積層方向Xの両側から冷却管31によって挟持されている。隣り合う冷却管31の間には、2個の半導体モジュール2が挟持されている。また、半導体モジュール2は、IGBT等のスイッチング素子やFWD等のダイオードを内蔵してなる。
複数の冷却管31は、その長手方向の両端部において、隣り合う冷却管31同士が変形可能な連結管32によって連結されている。また、積層方向Xの一方側の端部に配設された冷却管31には、外部から冷媒を導入する冷媒導入管33と、外部に冷媒を排出する冷媒排出管34とが連結されている。
冷媒導入管33及び冷媒排出管34は、その一部をフレーム5の外側に突出させている。冷却管31、連結管32、冷媒導入管33及び冷媒排出管34は、アルミニウム又はその合金からなる。なお、適宜、積層方向Xにおける冷媒導入管33及び冷媒排出管34の突出側を前方といい、その反対側を後方という。
冷媒導入管33から導入された冷媒は、冷媒導入管33側の連結管32を適宜通り、各冷却管31に分配されると共にその長手方向に流通する。そして、冷媒は、各冷却管31を流れる間に、半導体モジュール2との間で熱交換を行う。熱交換により温度上昇した冷媒は、冷媒排出管34側の連結管32を適宜通り、冷媒排出管34から排出される。
なお、冷媒としては、例えば、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、フロリナート(商標)等のフッ化炭素系冷媒、HCFC123、HFC134a等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等の冷媒を用いることができる。
図1に示すごとく、半導体積層ユニット10は、積層方向X及び横方向Yから、フレーム5によって囲まれている。フレーム5は、半導体積層ユニット10の前端面と対向して半導体積層ユニット10を支持する前方壁部51と、この前方壁部51の両端部から後方へ向かって延設された一対の側方壁部52とを有する。前方壁部51は、高さ方向Zの一端面に形成された凹部511を2つ有し、この2つの凹部511に冷媒導入管33及び冷媒排出管34が載置されている。側方壁部52は、後方を開放させた開放部521を有する。そして、開放部521は、閉塞部材53によって閉塞されている。本例においては、閉塞部材53は、横方向Yに一直線状に形成されている。閉塞部材53は、半導体積層ユニット10の後端面に対向している。
一対の側方壁部52の後端部には、ボルト11を螺合させるネジ孔520が積層方向Xに形成されている。閉塞部材53の横方向Yにおける両端部には、ボルト11を挿通させる貫通孔530が積層方向Xに貫通して形成されている。また、閉塞部材53は、ボルト11を貫通孔530に挿通してフレーム5のネジ孔520に螺合させることにより、フレーム5に締結固定されている。
閉塞部材53と半導体積層ユニット10との間には、当接プレート12と加圧部材4とが配されている。当接プレート12及び加圧部材4は、いずれも炭素工具鋼等の金属からなる。当接プレート12は、半導体積層ユニット10の後端に配された冷却管31の後端面に面接触するように配されている。
加圧部材4は、当接プレート12と閉塞部材53との間に配されている。図3に示すごとく、加圧部材4は、1つの板状部材を曲げ加工して形成された板バネである。上述のごとく、加圧部材4は複数の弾性加圧領域41を有する。各弾性加圧領域41は、横方向Yの両端が中央部に対して後方側に位置するような状態に湾曲しており、図1、図3(b)に示すごとく、高さ方向Zから見た形状が略円弧状を有する。各弾性加圧領域41の一端同士は、部材連結部42によって連結されている。
図1、図3に示すごとく、本例においては、加圧部材4は、3つの弾性加圧領域41を有する。3つの弾性加圧領域41は、横方向Yにおける中央に配された中央加圧領域411と、その両側に配された端部加圧領域412とからなる。図1に示すごとく、横方向Yにおいて、中央加圧領域411は半導体積層ユニット10の略中央の位置に、端部加圧領域412は半導体積層ユニット10の両端部の位置に、それぞれ配されている。そして、加圧部材4は、積層方向Xに弾性変形した状態で挟持されている。
図3(b)に示すごとく、自由状態においては、中央加圧領域411は、端部加圧領域412よりも積層方向Xにおける長さが長い。一方で、加圧部材4を電力変換装置1に組み付けた組み付け状態においては、各弾性加圧領域41の積層方向Xにおける長さは同等である。すなわち、複数の弾性加圧領域41は、互いに自由状態からの変位量が異なる。具体的には、中央加圧領域411は、端部加圧領域412と比べて、自由状態からの変位量が大きい。なお、本例においては、中央加圧領域411は、端部加圧領域412よりも横方向Yにおける長さも長い。
図1に示すごとく、加圧部材4は、各弾性加圧領域41における押圧部43において当接プレート12を押圧している。これにより、加圧部材4は、当接プレート12を介して半導体積層ユニット10を前方に向かって加圧している。すなわち、加圧部材4の付勢力によって、半導体積層ユニット10が積層方向Xに加圧された状態となっている。また、加圧部材4は、横方向Yにおける両端部44及び2つの部材連結部42が閉塞部材53に当接している。つまり、加圧部材4は、両端部44及び2つの部材連結部42において閉塞部材53に支承されている。なお、図3(a)においては、部材連結部42と押圧部43とを破線によって表している。
次に、電力変換装置1の組立工程の一例について説明する。
まず、フレーム5内に半導体積層ユニット10を配置する。その際、冷媒導入管33及び冷媒排出管34を、前方壁部51の二つの凹部511に載置する。そして、半導体積層ユニット10の後端面に当接プレート12を当接配置し、当接プレート12の後方に自由状態の加圧部材4を配置する。そして、加圧部材4の後方に閉塞部材53を配置する。
まず、フレーム5内に半導体積層ユニット10を配置する。その際、冷媒導入管33及び冷媒排出管34を、前方壁部51の二つの凹部511に載置する。そして、半導体積層ユニット10の後端面に当接プレート12を当接配置し、当接プレート12の後方に自由状態の加圧部材4を配置する。そして、加圧部材4の後方に閉塞部材53を配置する。
次いで、閉塞部材53によって、加圧部材4の両端部44及び部材連結部42を後方から支承すると共に、その状態を保ったままで閉塞部材53を前方に移動させる。これにより、図2に示すごとく、まず、加圧部材4の中央加圧領域411の押圧部43を当接プレート12に接触させる。
そして、さらに閉塞部材53を前方に移動させることにより、半導体積層ユニット10及び加圧部材4を前方へ向かって押圧し、半導体積層ユニット10の前端に配された冷却管31の前端面と前方壁部51とを当接させる。そこからさらに閉塞部材53を前方に移動させることにより、中央加圧領域411を押圧し、中央加圧領域411を積層方向Xに弾性変形させながら、端部加圧領域412の押圧部43も当接プレート12に接触させる。そして、さらに閉塞部材53を前方に移動させることにより、すべての弾性加圧領域41を押圧し、積層方向Xに弾性変形させる。
次いで、閉塞部材53の両端部をフレーム5の側方壁部52の後端部に当接させる。そして、ボルト11を、閉塞部材53の貫通孔530に挿通してフレーム5のネジ孔520に螺合させる。これにより、加圧部材4を半導体積層ユニット10側に付勢した状態で、閉塞部材53をフレーム5に締結固定する。
以上により、電力変換装置1を組み立てる。
以上により、電力変換装置1を組み立てる。
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置1において、加圧部材4は、冷却管31の長手方向における複数の領域に、弾性加圧領域41を有する。それゆえ、半導体積層ユニット10に加わる加圧力が、横方向Yにおいて偏ってしまうことを防ぐことができる。さらに、複数の弾性加圧領域41は、半導体積層ユニット10への加圧力が、互いに異なる。それゆえ、半導体積層ユニット10の横方向Yにおける部位間の剛性の違いに応じて、半導体積層ユニット10へ加える加圧力を弾性加圧領域41ごとに変えることにより、半導体積層ユニット10の各部に適切な荷重を加えることができる。その結果、半導体積層ユニット10が変形することを防ぐことができる。
上記電力変換装置1において、加圧部材4は、冷却管31の長手方向における複数の領域に、弾性加圧領域41を有する。それゆえ、半導体積層ユニット10に加わる加圧力が、横方向Yにおいて偏ってしまうことを防ぐことができる。さらに、複数の弾性加圧領域41は、半導体積層ユニット10への加圧力が、互いに異なる。それゆえ、半導体積層ユニット10の横方向Yにおける部位間の剛性の違いに応じて、半導体積層ユニット10へ加える加圧力を弾性加圧領域41ごとに変えることにより、半導体積層ユニット10の各部に適切な荷重を加えることができる。その結果、半導体積層ユニット10が変形することを防ぐことができる。
また、複数の弾性加圧領域41は、互いに自由状態からの変位量が異なる。それゆえ、半導体積層ユニット10の横方向Yにおける部位間の剛性の違いに応じて、半導体積層ユニット10へ加える加圧力を弾性加圧領域41ごとに変えることを容易にすることができる。
具体的には、本例の半導体積層ユニット10は、横方向Yにおける中央部分が両端部分よりも高い剛性を有する。それゆえ、本例では、横方向Yにおける半導体積層ユニット10の中央部分を押圧する加圧部材4の中央加圧領域411が、横方向Yにおける半導体積層ユニット10の両端部分を押圧する端部加圧領域412よりも、加圧力が大きくなるようにしている。これを実現すべく、端部加圧領域412よりも中央加圧領域411を、自由状態からの変位量が大きくなるようにしている。このようにして、半導体積層ユニット10の各部に適切な荷重を加えている。
以上のごとく、本例によれば、半導体積層ユニットの変形を防止することができる電力変換装置を提供することができる。
(実施例2)
本例は、図4に示すごとく、積層方向Xにおける半導体積層ユニット10とフレーム5(閉塞部材53)との距離を、横方向Yにおいて変更することにより、各弾性加圧領域41の変位量を調整した例である。
本例は、図4に示すごとく、積層方向Xにおける半導体積層ユニット10とフレーム5(閉塞部材53)との距離を、横方向Yにおいて変更することにより、各弾性加圧領域41の変位量を調整した例である。
図4に示すごとく、本例の閉塞部材53は、横方向Yにおける中央に配された中央閉塞部531とその両端に配された端部閉塞部532とを有する。中央閉塞部531は、端部閉塞部532よりも後方に位置する。これにより、積層方向Xにおける半導体積層ユニット10と中央閉塞部531との間隔は、半導体積層ユニット10と端部閉塞部532との間隔よりも長く構成される。中央閉塞部531は、加圧部材4における2つの部材連結部42を支承しており、端部閉塞部532は、加圧部材4の両端部44を支承している。
本例の加圧部材4は、図5に示すごとく、自由状態においては、各弾性加圧領域41が略同形状を有する。一方で、図4に示すごとく、加圧部材4を電力変換装置1に組み付けた組み付け状態においては、各弾性加圧領域41は互いに異なる形状を有する。つまり、端部加圧領域412の一端部(端部44)を支えている端部閉塞部532は、中央加圧領域411の両端部(部材連結部42)を支えている中央閉塞部531よりも前方に位置するため、中央加圧領域411と端部加圧領域412との間の、自由状態からの変位量は異なる。これにより、半導体積層ユニット10に対する、端部加圧領域412の加圧力が、中央加圧領域411の加圧力よりも大きくなる。
なお、本例の半導体積層ユニット10は、横方向Yにおける半導体積層ユニット10の両端部分が、中央部分よりも高い剛性を有する。それゆえ、本例では、横方向Yにおける半導体積層ユニット10の両端部分を押圧する端部加圧領域412が、横方向Yにおける半導体積層ユニット10の中央部分を押圧する加圧部材4の中央加圧領域411よりも、加圧力が大きくなるようにしている。これを実現すべく、中央加圧領域411よりも端部加圧領域412を、自由状態からの変位量が大きくなるようにしている。このようにして、半導体積層ユニット10の各部に適切な荷重を加えている。
次に、本例の電力変換装置1の組立工程の一例について説明する。
本例においては、閉塞部材53によって、まず、加圧部材4の両端部44を後方から支承すると共に、その状態を保ったままで閉塞部材53を前方に移動させる。これにより、加圧部材4の各弾性加圧領域41の押圧部43を当接プレート12に接触させる。
本例においては、閉塞部材53によって、まず、加圧部材4の両端部44を後方から支承すると共に、その状態を保ったままで閉塞部材53を前方に移動させる。これにより、加圧部材4の各弾性加圧領域41の押圧部43を当接プレート12に接触させる。
そして、さらに閉塞部材53を前方に移動させることにより、端部加圧領域412を押圧し、端部加圧領域412を弾性変形させ、2つの部材連結部42を閉塞部材53に当接させる。そこからさらに閉塞部材53を前方に移動させることにより、端部加圧領域412の弾性変形量を増加させると共に、中央加圧領域411をも押圧し、弾性変形させる。
その他は、実施例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、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。
本例において、積層方向Xにおける半導体積層ユニット10と閉塞部材53との間の距離を、横方向Yによって調整することにより、容易に、複数の弾性加圧領域41の自由状態からの変位量を互いに異ならせるよう構成することができる。また、複数の弾性加圧領域41(中央加圧領域411、端部加圧領域412)の形状を互いに略同等の形状にすることができるため、生産性向上を図ることもできる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
(実施例3)
本例は、図6、図7に示すごとく、実施例1に対して、加圧部材4の構造を変更した例である。
本例の加圧部材4は、平板状の基板部45と、複数のバネ部46とからなる。複数のバネ部46は、基板部45の一方の主面側に突出するように形成されている。バネ部46は、横方向Yの両端において、基板部45に連結しており、横方向Yの中央が突出するように弧状に形成されている。加圧部材4は、横方向Yにおける3つの弾性加圧領域41に、それぞれバネ部46が配されている。
本例は、図6、図7に示すごとく、実施例1に対して、加圧部材4の構造を変更した例である。
本例の加圧部材4は、平板状の基板部45と、複数のバネ部46とからなる。複数のバネ部46は、基板部45の一方の主面側に突出するように形成されている。バネ部46は、横方向Yの両端において、基板部45に連結しており、横方向Yの中央が突出するように弧状に形成されている。加圧部材4は、横方向Yにおける3つの弾性加圧領域41に、それぞれバネ部46が配されている。
図6(a)に示すごとく、各弾性加圧領域41は、弾性変形可能な複数のバネ部46を並列配置してなる。複数の弾性加圧領域41は、互いにバネ部46の数が異なる。複数のバネ部46は、各弾性加圧領域41において、横方向Yの同じ位置に配されている。すなわち、各弾性加圧領域41は、複数のバネ部46を高さ方向Zに並列配置してなる。また、各弾性加圧領域41に配されたバネ部46の形状、大きさは同じである。そして、本例では、中央加圧領域411に配されたバネ部46の数は、端部加圧領域412に配されたバネ部46の数よりも多い。それゆえ、複数の弾性加圧領域41は、互いにバネ定数が異なる。すなわち、各弾性加圧領域41のバネ定数は、各弾性加圧領域41に配されたバネ部46のバネ定数の合計であるので、本例においては、中央加圧領域411と端部加圧領域412とは互いにバネ定数が異なる。
また、本例においては、図7に示すごとく、加圧部材4の基板部45が、閉塞部材5に当接している。つまり、加圧部材4は、基板部45において閉塞部材53に支承されている。
その他は、実施例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、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。
本例の場合には、複数の弾性加圧領域41は、互いにバネ定数が異なる。それゆえ、半導体積層ユニット10の横方向Yにおける部位間の剛性の違いに応じて、半導体積層ユニット10へ加える加圧力を弾性加圧領域41ごとに変えることを容易にすることができる。
また、弾性加圧領域41は、弾性変形可能な複数のバネ部46を並列配置してなる。それゆえ、弾性加圧領域41ごとに、バネ部46の数や大きさ等を変更することにより、容易に各弾性加圧領域41のバネ定数を変更でき、加圧力を調整できる。半導体積層ユニット10の横方向Yにおける部位間の剛性の違いに応じて、各弾性加圧領域41におけるバネ定数を調整することが容易となる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
(実施例4)
本例も、図8に示すごとく、実施例1に対して、加圧部材4の構造を変更した例である。本例の加圧部材4は、各弾性加圧領域41に、スリット40を形成してなる。各弾性加圧領域41には、略同形状のスリット40が形成されている。スリット40は、加圧部材4の厚み方向に貫通形成されている。スリット40は、高さ方向Zに長く形成されている。また、各弾性加圧領域41において、スリット40は、横方向Y及び高さ方向Zに等間隔に配置されている。弾性加圧領域41にスリット40を設けることにより、弾性加圧領域41のバネ定数を小さくすることができる。すなわち、スリット40を高密度にて形成することにより、その弾性加圧領域41のバネ定数を小さくすることができる。
本例も、図8に示すごとく、実施例1に対して、加圧部材4の構造を変更した例である。本例の加圧部材4は、各弾性加圧領域41に、スリット40を形成してなる。各弾性加圧領域41には、略同形状のスリット40が形成されている。スリット40は、加圧部材4の厚み方向に貫通形成されている。スリット40は、高さ方向Zに長く形成されている。また、各弾性加圧領域41において、スリット40は、横方向Y及び高さ方向Zに等間隔に配置されている。弾性加圧領域41にスリット40を設けることにより、弾性加圧領域41のバネ定数を小さくすることができる。すなわち、スリット40を高密度にて形成することにより、その弾性加圧領域41のバネ定数を小さくすることができる。
本例において、各弾性加圧領域41は、互いにスリット40の形成密度が異なる。本例においては、中央加圧領域411は、端部加圧領域412よりも、スリット40の形成密度が小さい。これにより、中央加圧領域411のバネ定数を、端部加圧領域412のバネ定数よりも大きくすることができる。その結果、中央加圧領域411から半導体積層ユニット10へ加わる加圧力を、端部加圧領域412から半導体積層ユニット10へ加わる加圧力よりも、大きくすることができる。
その他は、実施例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、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。
本例においても、半導体積層ユニット2の横方向Yにおける部位間の剛性の違いに応じて、各弾性加圧領域41におけるバネ定数を調整することが容易となる。その結果、半導体積層ユニット2へ加える加圧力を弾性加圧領域41ごとに変えることを容易にすることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
なお、本発明は、上記実施例に記載のものに限られない。
例えば、加圧部材の厚みを弾性加圧領域によって変更することにより、複数の弾性加圧領域のバネ定数を互いに異ならせることもできる。
例えば、加圧部材の厚みを弾性加圧領域によって変更することにより、複数の弾性加圧領域のバネ定数を互いに異ならせることもできる。
また、上記実施例においては、半導体積層ユニットにおける後方側に加圧部材を配置した例を示したが、例えば、半導体積層ユニットにおける前方側に加圧部材を配置してもよい。この場合、加圧部材は、横方向における冷媒導入管と冷媒排出管との間のスペースに配置することができる。また、当接プレートは、半導体積層ユニットの前端に配された冷却管の前端面に面接触するように配され、半導体積層ユニットの後端に配された冷却管は、閉塞部材によって支承される。
また、上記実施例においては、フレームの前方壁部に形成した2つの凹部に、冷媒導入管及び冷媒排出管をそれぞれ配置した例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、前方壁部に2つの貫通穴部を形成し、該2つの貫通穴部に冷媒導入管及び冷媒排出管をそれぞれ挿通するような構成としてもよい。
また、上記各実施例を適宜組み合わせることも可能である。例えば、実施例2の構成に、実施例3、実施例4を組み合わせることができる。その他にも、本発明は、種々の態様を採り得る。
1 電力変換装置
10 半導体積層ユニット
2 半導体モジュール
31 冷却管
4 加圧部材
41 弾性加圧領域
5 フレーム
X 積層方向
10 半導体積層ユニット
2 半導体モジュール
31 冷却管
4 加圧部材
41 弾性加圧領域
5 フレーム
X 積層方向
Claims (4)
- 半導体モジュール(2)と該半導体モジュール(2)を冷却する冷却管(31)とを積層してなる半導体積層ユニット(10)と、
該半導体積層ユニット(10)の積層方向(X)の一方側に配設され、上記半導体積層ユニット(10)を上記積層方向(X)に加圧する加圧部材(4)と、
上記半導体積層ユニット(10)及び上記加圧部材(4)を内側に収容するフレーム(5)と、を備え、
上記加圧部材(4)は、上記冷却管(31)の長手方向における複数の領域に、上記半導体積層ユニット(10)を加圧する弾性加圧領域(41)を有し、
該複数の弾性加圧領域(41)は、上記半導体積層ユニット(10)への加圧力が、互いに異なることを特徴とする電力変換装置(1)。 - 上記複数の弾性加圧領域(41)は、互いに自由状態からの変位量が異なることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置(1)。
- 上記複数の弾性加圧領域(41)は、互いにバネ定数が異なることを特徴とする請求項1又は2に記載の電力変換装置(1)。
- 上記各弾性加圧領域(41)は、弾性変形可能な複数のバネ部(46)を並列配置してなり、上記複数の弾性加圧領域(41)は、互いにバネ部(46)の数が異な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)。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014186286A JP2016059239A (ja) | 2014-09-12 | 2014-09-12 | 電力変換装置 |
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Cited By (1)
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JP2020078212A (ja) * | 2018-11-09 | 2020-05-21 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置 |
Citations (1)
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JP2013121219A (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-17 | Denso Corp | 電力変換装置およびその製造方法 |
-
2014
- 2014-09-12 JP JP2014186286A patent/JP2016059239A/ja active Pending
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