JP2017017862A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却性能の向上を図ることができる電力変換装置の提供。【解決手段】電力変換装置は、電力変換用の半導体素子３２１Ｕ，３２１Ｌ，３２２Ｕ，３２２Ｌが内蔵され、外周面に冷却用フィン３４３が形成された半導体モジュール３００と、半導体モジュール３００が挿入される挿入口２０１ａを有する冷媒流路２０１が形成された流路形成体２００と、を備え、冷媒流路２０１ａの側壁には、挿入口２０１ａから流路底部２０１ｂへと順にテーパ面２１１とテーパ面２２１とが形成され、テーパ面２２１は、挿入口２０１ａから遠ざかるほど外周面との距離が小さくなるように傾斜したテーパ面であり、テーパ面２１１は、挿入口２０１ａから遠ざかるほど外周面との距離が大きくなるように傾斜したテーパ面であり、テーパ面２１１とテーパ面２２１とが接続する分割面２４０は、外周面の冷却用フィン３４３が形成された領域に対向している。【選択図】図５

Description

本発明は、冷却機能を備えた電力変換装置に関する。

冷却機能を備えた電力変換装置としては、例えば、特許文献１に記載のような電力変換装置が知られている。特許文献１に記載の電力変換装置では、電力変換用の半導体チップが収納された半導体モジュールを流路形成体の冷媒流路中に配置する構成が採用されている。

流路形成体は、アルミニウムを使用し製法はダイカストを用いるのが一般的である。特許文献１に記載の電力変換装置では、流路形成体に形成された挿入部に冷却フィンが形成された半導体モジュールを挿入する構成とされている。挿入部は冷媒流路の一部を構成しており、半導体モジュールの外周面と挿入部の側壁（流路側壁）との間を流れる。ダイカストは、金属製の金型に溶融したアルミニウムを高圧で射出し、冷却後に金型から製品を取り出す製法である。そのため、製品を取り出す際に金型と製品を分離し易いように、型の抜き方向に平行な面にテーパを付けている。上述した、挿入部の場合には、半導体モジュールの挿入方向に平行な面に抜きテーパが形成されることになる。

特開２００８−１９３８６７号公報

ところで、半導体モジュールの冷却フィンが対向する挿入部の側壁がテーパ面であると、流路面積が大きくなって流速が低下するので、冷却性能の低下が避けられない。そのため、テーパ面を加工して平行面とすることによりクリアランスを均一化することも考えられるが、機械加工が追加で必要となるためコストアップの要因となる。

本発明による電力変換装置は、電力変換用の回路部品が内蔵され、外周面に冷却フィンが形成された回路部品封止体と、前記回路部品封止体が挿入される挿入口を有する冷媒流路が形成された流路形成体と、を備え、前記冷媒流路の前記外周面と対向する側壁には、前記挿入口から流路底部へと順に第１テーパ面と第２テーパ面とが形成され、前記第１テーパ面および第２テーパ面の一方は、前記挿入口から遠ざかるほど前記外周面との距離が小さくなるように傾斜したテーパ面であり、前記第１テーパ面および第２テーパ面の他方は、前記挿入口から遠ざかるほど前記外周面との距離が大きくなるように傾斜したテーパ面であり、前記第１テーパ面と前記第２テーパ面とが接続する境界は、前記外周面の前記冷却フィンが形成された領域に対向している。

本発明によれば、回路部品封止体と冷媒流路の側壁とのクリアランスをより小さくすることができ、回路部品封止体に内蔵された回路部品に対する冷却性能の向上を図ることができる。

図１は、電力変換装置の一実施の形態を示す外観斜視図である。 図２は、電力変換装置の分解斜視図である。 図３は、図１のＡ１−Ａ１断面を示す図である。 図４は、電力変換装置の下側ケースの水平断面を示す断面図である。 図５は、本実施の形態における流路の断面形状の一例を説明する図である。 図６は、冷媒流路の比較例を示す図である。 図７は、図５，６に示す冷媒流路のテーパ面を説明する図である。 図８は、半導体モジュールの外観斜視図である。 図９は、モジュールケース内に封止される回路体の分解斜視図である。 図１０は、流路形成体の変形例を示す図である。 図１１は、図１０に示す半導体モジュール内蔵される回路体を示す分解斜視図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１〜３は、本発明による電力変換装置の一実施の形態を示す図である。図１は、電力変換装置１００の外観斜視図である。図２は、電力変換装置１００の分解斜視図である。図３は、図１のＡ１−Ａ１断面図である。

本実施の形態の電力変換装置１００は、２つのモータを同時に駆動することができる。電力変換装置１００は、複数の半導体モジュール３００（３００ａ〜３００）が配置されている流路形成体２００と、流路形成体２００の上部に設けられた回路ケース２０と、回路ケース２０の上部に設けられた上カバー２１を備えている。半導体モジュール３００には、電力変換回路（インバータ回路）を構成する半導体素子が収納されている。半導体モジュール３００の詳細については後述する。

上カバー２１の内部には、モータを制御するための信号を形成するための、モータコントロール基板１０が収納されている。モータコントロール基板１０には、信号コネクタ１１を介して電力変換装置１００の動作を制御するための信号が入力される。モータコントロール基板１０は、回路ケース２０の上面に固定される。

回路ケース２０の下部空間には、ゲートコントロール基板２５ａ，２５ｂやモールドバスバー３０等、強電部を構成する部品が配置される。回路ケース２０は、強電部からのノイズをモータコントロール基板１０へ伝えないようにするための、遮蔽部材として機能する。モールドバスバー３０は、直流電流の正極、負極用のバスバーおよび変換された交流電流用のバスバーを、絶縁用の樹脂で封止及び固定したものである。モールドバスバー３０には、半導体モジュール３００によって変換された交流電流の電流値を測定するための、電流センサ３５ａ，３５ｂが設けられている。

流路形成体２００は、上下に分割された上側ケース２００ａと下側ケース２００ｂとで構成される。流路形成体２００には、半導体モジュール３００を冷却するための冷媒（例えば、冷却水）が流れる冷媒流路が形成されている。上側ケース２００ａには、半導体モジュール３００に供給される直流電流を平滑化するためのコンデンサー３１が収納される。

図１，３において、流路形成体２００の図示右側の側面には、不図示のバッテリからの直流電流を電力変換装置へ入力するための導線４０ａ，４０ｂが設けられている。流路形成体２００の図示左側の側面には、電力変換装置１００において直流電流から変換された交流電流を不図示のモータへ出力するための導線４１ａ〜４１ｃが設けられている。同様に、流路形成体２００の図示右側の側面には、電力変換装置１００で直流電流を交流に変換した電流を不図示の他のモータへ出力するための導線４２ａ〜４２ｃが設けられている。

下側ケース２００ｂの図示手前側の側面には、冷媒を流路形成体２００内に取込むためのパイプ２５０が設けられている。図４は、下側ケース２００ｂの水平断面を示す断面図である。パイプ２５０が設けられている側面と反対側の側面には、冷媒を流路形成体２００から排出するためのパイプ２５１が設けられている。なお、パイプ２５１から冷媒を導入し、パイプ２５０から冷媒を排出するようにしても良い。

下側ケース２００ｂには、パイプ２５１から流入した冷媒が流れる冷媒流路２０１が形成されている。蛇行するように形成された冷媒流路２０１の出口には、上述したパイプ２５１が設けられている。下側ケース２００ｂの上部に接続される上側ケース２００ａの流路形成部２０２（図３参照）にも、下側ケース２００ｂの冷媒流路２０１に対向するように同様の冷媒流路が形成されており、上側ケース２００ａと下側ケース２００ｂとが接続されることで、一体化された一つの冷媒流路が形成される。なお、一体化された冷媒流路も図１に示すように符号２０１で表すことにする。

図３に示すように、上側ケース２００ａの流路形成部２０２には、半導体モジュール３００を冷媒流路２０１に挿入するための開口部２０３が複数形成されている。図１に示すように、開口部２０３から半導体モジュール３００を挿入すると、半導体モジュール３００に設けられたシール部材２０４によって、半導体モジュール３００と開口部２０３との隙間が封止される。その結果、冷媒流路２０１が密閉される。図４の収容空間２０５には、コンデンサー３１が収納される。

図５は、本実施の形態における冷媒流路２０１の断面形状の一例を説明する図である。図５は、図４のＡ１−Ａ１断面を示したものであって、冷媒流路２０１の半導体モジュール３００が挿入される部分（挿入部Ｂ）の断面図である。後述するように、半導体モジュール３００は、筒状を成すモジュールケース３０１の内部に半導体素子を収納したものである。本実施の形態では、モジュールケース３０１の上側にはインバータ回路を構成する上アーム側のＩＧＢＴ３２１Ｕおよび下アーム側のＩＧＢＴ３２１Ｌが収納されている。一方、モジュールケース３０１の下側には、上アーム側のダイオード３２２Ｕおよび下アーム側のダイオード３２２Ｌが収納されている。これらの半導体素子等とモジュールケース３０１との隙間には、モジュールケース３０１に収納された半導体素子等を固定および絶縁するための封止樹脂３３１が充填されている。

モジュールケース３０１の上端部分には、シール部材２０４が装着されるシール装着部３０１ａが設けられている。上述したように、シール部材２０４は、シール装着部３０１ａと開口部２０３の内壁との隙間を封止する。モジュールケース３０１の外周面であって、冷媒流路２０１の側壁と対向する外周面（図示左右の外周面）には複数の冷却用フィン３４３が形成されている。冷媒は冷媒流路２０１を紙面に垂直な方向に流れるので、冷却用フィン３４３は、そのような冷媒の流れに対して効果的に熱交換が行えるような形状に設定されている。符号２４０で示すラインは、上側ケース２００ａと下側ケース２００ｂとの接続面、すなわち流路形成体２００の分割面を示している。

半導体モジュール３００は、冷媒流路２０１の挿入口２０１ａから流路底部２０１ｂの方向に挿入される。本実施の形態では、少なくとも半導体モジュール３００が挿入される挿入部Ｂの冷媒流路２０１の側壁が、以下に説明するようなテーパ面となっている。

先ず、流路形成体２００を上側ケース２００ａと下側ケース２００ｂとに分割する場合、分割面２４０の上下位置が図５に示すような位置となるように、上側ケース２００ａおよび下側ケース２００ｂに分割する。すなわち、半導体モジュール３００が挿入部Ｂに挿入された状態において、上下に分かれたＩＧＢＴ３２１Ｕ，３２１Ｌの配置領域とダイオード３２２Ｕ，３２２Ｌの配置領域との間（図５の符号Ｃで示す範囲）に分割面２４０が位置するように、流路形成体２００の分割が設定される。

上側ケース２００ａの冷媒流路２０１の側壁は、挿入口２０１ａから挿入方向に遠ざかるほど冷却用フィン３４３が形成された外周面（後述する放熱ベース３４４の面）との距離が大きくなるように傾斜したテーパ面２１１を構成している。一方、下側ケース２００ｂの冷媒流路２０１の側壁は、挿入口２０１ａから遠ざかるほど冷却用フィン３４３が形成された外周面との距離が小さくなるように傾斜したテーパ面２２１を構成している。これらのテーパ面２１１，２２１の傾斜は、ダイカスト製法における抜きテーパに起因するものである。図５に示すような冷却用フィン３４３が形成された半導体モジュール３００を冷媒で冷却する場合、冷却用フィン３４３の部分を流れる冷媒の流速が速い方が、冷却性能が高くなる。そのため、冷却用フィン３４３の先端と流路側壁との間の隙間（以下では、クリアランス部と呼ぶ）を可能な限り小さくするのが好ましい。

図６は、従来の流路形状の一例（比較例）を示したものである。図６に示す構成では、冷媒流路２３１は、流路形成体２３０の上側ケース２３０ａのみに形成されている。冷媒流路２３１は、上側ケース２３０ａを上下に貫通するように形成されている。図６に示す例では、冷媒流路２３１の側壁は、挿入口２０１ａから挿入方向に遠ざかるほど冷却用フィン３４３が形成された外周面との距離が大きくなるように傾斜したテーパ面２３１ａとなっている。もちろん、製造時の抜き方向が逆であれば、冷媒流路２３１の側壁は、挿入口２０１ａから挿入方向に遠ざかるほど冷却用フィン３４３が形成された外周面との距離が小さくなるように傾斜したテーパ面となる。冷媒流路２３１の下側開口は、平板状の下側ケース２３０ｂによって塞がれる。この場合、分割面２４０は、モジュールケース３０１の冷却用フィン３４３が形成された外周面よりも、図示下側に位置することになる。

図７は、図５，６に示す冷媒流路２０１，２３１の形状、すなわち、テーパ面２１１，２２１，２３１ａの形状を比較する図である。なお、図７には、テーパ面２１１からテーパ面２２１に切り替わる分割面２４０も合わせて示した。冷媒流路２０１，２３１を比較した場合、図７に示すように分割面２４０より下側における形状が異なっている。テーパ面２２１は、挿入口２０１ａから挿入方向に遠ざかるほど冷却用フィン３４３が形成された外周面との距離が小さくなるようなテーパ面である。一方、テーパ面２３１ａは、挿入口２０１ａから挿入方向に遠ざかるほど冷却用フィン３４３が形成された外周面との距離が大きくなるようなテーパ面である。

よって、冷媒流路２３１に比べて冷媒流路２０１の方が、図７のハッチングを施した三角形Ｓの面積分だけ流路断面積、すなわち、流路側壁と半導体モジュール３００との間のクリアランス部の流路断面積が小さくなる。その結果、冷却用フィン３４３を流れる冷媒の流速は冷媒流路２０１の方が速くなり、半導体モジュール３００に対する冷却性能の向上を図ることができる。そのため、図５に示す流路形成体２００（２００ａ，２００ｂ）においては、冷却性能向上のために従来行われていた抜きテーパの追加工を省略することが可能となる。

また、図５に示すようにテーパ面２１１，２２１を形成した場合、クリアランス部の流路断面積は分割面２４０のところで最も大きく、分割面２４０から遠ざかるにつれて小さくなる。そのため、分割面２４０を避けて、冷却対象であるＩＧＢＴ３２１Ｕ，３２１Ｌおよびダイオード３２２Ｕ，３２２Ｌを配置するのが好ましい。すなわち、半導体モジュール３００における半導体素子（ＩＧＢＴ３２１Ｕ，３２１Ｌおよびダイオード３２２Ｕ，３２２Ｌ）の配置領域は、半導体モジュール３００が挿入部Ｂに挿入された状態において、テーパ面２１１，２２１の境界である分割面２４０と対向しない領域に設定されるのが好ましい。

図５に示す例では、クリアランス部の形状が分割面２４０に関してほぼ上下対象に形成されている。そのため、半導体モジュール３００とテーパ面２１１との間の冷媒の流れ方と、半導体モジュール３００とテーパ面２２１との間の冷媒の流れ方とはほぼ同一となる。よって、分割面２４０の上下に配置された半導体素子の冷却状態はほぼ同一となり、複数の半導体素子に対して偏りのない冷却を行うことができる。このように、本実施の形態では複数の半導体素子に対して偏り無く冷却を行うことが可能となり、冷却状態が悪い半導体素子側に合わせて出力を抑えるというような状況を避けることができる。

一方、図６に示す例では、クリアランス部の流路断面積は図示下側ほど大きいので、ＩＧＢＴ３２１Ｕ，３２１Ｌの冷却状態に比べて、ダイオード３２２Ｕ，３２２Ｌの冷却状態は悪くなる。

図８、９は、半導体モジュール３００の詳細を説明する図である。図８は、半導体モジュール３００の外観斜視図である。前述したモジュールケース３０１は、シール装着部３０１ａが設けられた枠体３４２の表裏面３０５に、冷却用フィン３４３が形成された放熱ベース３４４を接合したものである。接合には、ＦＳＷ（Friction Stir Welding）やろう付け等が用いられる。モジュールケース３０１の上端からは、正極端子３１１，負極端子３１２，交流端子３１３，信号端子３１４が情報に突出している。

正極端子３１１は、バッテリからの電流を入出力するための端子である。負極端子３１２は、バッテリからの電流を入出力するための端子である。交流端子３１３は、モータへの電流を入出力するための端子である。信号端子３１４は、ゲートコントロール基板２５ａ，２５ｂに設けられたドライバ回路からの信号を受ける端子である。正極端子３１１の一部、負極端子３１２の一部は、封止樹脂３３１によって封止されている。

図９は、モジュールケース３０１内に封止される回路体３３０の分解斜視図である。回路体３３０には、上述した半導体素子（ＩＧＢＴ３２１Ｕ，３２１Ｌおよびダイオード３２２Ｕ，３２２Ｌ）が含まれる。上アーム側のＩＧＢＴ３２１Ｕおよびダイオード３２２Ｕは、正極導体板３３４に保持されている。ＩＧＢＴ３２１Ｕおよびダイオード３２２Ｕは、はんだ３６０により正極導体板３３４に接合される。正極導体板３３４には正極端子３１１が形成されている。下アーム側のＩＧＢＴ３２１Ｌおよびダイオード３２２Ｌは、はんだ３６０により第２中間導体板３３６に保持されている。ＩＧＢＴ３２１Ｌおよびダイオード３２２Ｌは、はんだ３６０により第２中間導体板３３６に接合される。第２中間導体板３３６には交流端子３１３が形成されている。

第２中間導体板３３６に対しては、ＩＧＢＴ３２１Ｌ及びダイオード３２２Ｌを介して負極導体板３３７が対向配置される。負極導体板３３７には、中間負極端子３１６が一体に形成されている。中間負極端子３１６は、はんだ３６２によって負極端子３１２に接合される。正極導体板３３４に対しては、ＩＧＢＴ３２１Ｕ及びダイオード３２２Ｕを介して第１中間導体板３３５が対向配置される。第１中間導体板３３５は、はんだ３６１によって第２中間導体板３３６に接合される。信号端子３１４の信号は、ボンディングワイヤ３６３によってＩＧＢＴ３２１Ｕ，３２１Ｌに伝達される。

（変形例）
図１０は、図５に示した流路形成体２００（２００ａ，２００ｂ）の変形例を示す図であり、図５の場合と同様の断面図である。図１０に示す半導体モジュール３００の場合、モジュールケース３０１内の中央部分に、半導体素子（ＩＧＢＴ３２１Ｕ，３２１Ｌおよびダイオード３２２Ｕ，３２２Ｌ）が配置されている。

図１１は、図１０の半導体モジュール３００の回路体３３０を示す分解斜視図である。図１１に示す回路体３３０においては、正極導体板３３４の上下方向の中央領域に、上アーム側の半導体素子であるＩＧＢＴ３２１Ｕおよびダイオード３２２Ｕが保持されている。同様に、第２中間導体板３３６の上下方向の中央領域に、下アーム側の半導体素子であるＩＧＢＴ３２１Ｌおよびダイオード３２２Ｌが保持されている。その他の構成は、図９に示した回路体３３０と同様である。

図１０に示す流路形成体２１０は、上側ケース…２１０ａと、下側ケース２１０ｂと、下蓋２１０ｃとから成る。流路形成体２１０には、半導体モジュール３００が挿入され、挿入された半導体モジュール３００を冷却する冷媒流路２２４が形成されている。流路形成体２１０の場合には、下側ケース２１０ｂの下部に下蓋２１０ｃが固定されることで、冷媒流路２２４の下側開口が閉じられる。そのため、下蓋２１０ｃの上面が流路底部２１１ｂを構成している。上側ケース２１０ａの流路側壁は、挿入口２１１ａから遠ざかるほど冷却用フィン３４３が形成された外周面との距離が小さくなるように傾斜したテーパ面２１３となっている。下側ケース２１０ｂの流路側壁は、挿入口２１１ａから遠ざかるほど冷却用フィン３４３が形成された外周面との距離が大きくなるように傾斜したテーパ面２２３となっている。

上述した図５の流路形成体２００の場合、上側ケース２００ａの抜き方向は図示下側（挿入方向）で、下側ケース２００ｂの抜き方向は図示上側（挿入方向に対して反対方向）である。そのため、上側ケース２００ａの抜きテーパ（テーパ面２１１）は下側に拡がるようなテーパとなり、下側ケース２００ｂの抜きテーパ（テーパ面２２１）は上側に拡がるようなテーパとなる。一方、図１０に示す流路形成体２１０の場合には、上側ケース２１０ａの抜き方向は図示上側（挿入方向に対して反対方向）で、下側ケース２１０ｂの抜き方向は図示下側（挿入方向）である。その結果、上側ケース２１０ａの抜きテーパ（テーパ面２１３）は上側に拡がるようなテーパとなり、下側ケース２１０ｂの抜きテーパ（テーパ面２２３）は下側に拡がるようなテーパとなる。

半導体モジュール３００が冷媒流路２２４に挿入された状態では、モジュールケース３０１に内蔵された半導体素子（ＩＧＢＴ３２１Ｕ，３２１Ｌおよびダイオード３２２Ｕ，３２２Ｌ）は、分割面２４０と対向する領域に配置されている。変形例の場合には、流路側壁とモジュールケース３０１との距離は分割面２４０の部分が最も小さく、分割面２４０から上下に遠ざかるほど流路側壁とモジュールケース３０１との距離は大きくなる。その結果、冷媒流速は分割面２４０の位置で最も速くなり、分割面２４０の位置において冷却性能が最も高くなる。そのため、変形例のようなテーパ面２１３，２２３が設けられている場合には、冷却性能が最も高くなる分割面２４０と対向する領域に、半導体素子（ＩＧＢＴ３２１Ｕ，３２１Ｌおよびダイオード３２２Ｕ，３２２Ｌ）を配置するようにした。

以上説明したように、本実施の形態の電力変換装置では、以下のような作用効果を奏する。
（１）電力変換装置１００は、例えば図５に示すように、電力変換用の回路部品である半導体素子（ＩＧＢＴ３２１Ｕ，３２１Ｌおよびダイオード３２２Ｕ，３２２Ｌ）が内蔵され、外周面に冷却用フィン３４３が形成された回路部品封止体である半導体モジュール３００と、半導体モジュール３００が挿入される挿入口２０１ａを有する冷媒流路２０１が形成された流路形成体２００と、を備える。冷媒流路２０１の前記外周面と対向する側壁には、挿入口２０１ａから流路底部２０１ｂへと順に第１テーパ面（テーパ面２１１）と第２テーパ面（テーパ面２２１）とが形成され、第１テーパ面および第２テーパ面の一方であるテーパ面２２１は、挿入口２０１ａから遠ざかるほど冷却用フィン３４３が形成された外周面（放熱ベース３４４の面）との距離が小さくなるように傾斜したテーパ面であり、第１テーパ面および第２テーパ面の他方であるテーパ面２１１は、挿入口２０１ａから遠ざかるほど外周面との距離が大きくなるように傾斜したテーパ面である。そして、第１テーパ面と第２テーパ面とが接続する境界である分割面２４０は、外周面の冷却用フィン３４３が形成された領域に対向している。

すなわち、図５に示すように第１テーパ面が挿入口２０１ａから遠ざかるほど外周面との距離が大きくなるテーパ面２１１の場合には、分割面２４０の位置から流路底部２０１ｂに近づくにつれて（すなわち、挿入口２０１ａから遠ざかるにつれて）、第２テーパ面であるテーパ面２２１は外周面との距離が小さくなる。一方、図１０のように第１テーパ面が挿入口２１１ａから遠ざかるほど外周面との距離が小さくなるテーパ面２１３の場合には、分割面２４０の位置から流路底部２１１ｂに近づくにつれて（すなわち、挿入口２０１ａから遠ざかるにつれて）、第２テーパ面であるテーパ面２２３は外周面との距離が大きくなる。その結果、図６のように流路側壁が一つのテーパ面２３１ａから成る場合に比べて、冷媒流路断面積をより小さくすることができる。それにより冷媒流速が速くなるので、従来よりも冷却性能を高めることができる。また、冷却性能向上のために抜きテーパを追加工する必要もない。

（２）図５に示すように、第１テーパ面が挿入口２０１ａから遠ざかるほど外周面との距離が大きくなるように傾斜したテーパ面２１１であり、第２テーパ面が挿入口２０１ａから遠ざかるほど外周面との距離が小さくなるように傾斜したテーパ面２２１である場合には、回路部品封止体である半導体モジュール３００における回路部品としての半導体素子の配置領域は、半導体モジュール３００が挿入部Ｂに挿入された状態において境界（分割面２４０）と対向しない領域に設定するのが好ましい。この場合、分割面２４０から遠ざかるほど外周面と冷媒流路の側壁との距離が小さくなって、冷媒の流速は分割面２４０から遠ざかるほど速くなる。その結果、分割面２４０から遠ざかるほど冷却性能が高くなるので、回路部品の配置領域を分割面２４０と対向しない領域に設定するのが良い。

（３）さらに、回路部品封止体である半導体モジュール３００に複数の半導体素子（回路部品）が内蔵される場合に、図５のように、複数の半導体素子の少なくとも一つを第１テーパ面であるテーパ面２１１と対向する配置領域に配置し、その他の半導体素子を第２テーパ面であるテーパ面２２１と対向する配置領域に配置するのが好ましい。このような構成とすることで、複数の半導体素子に対する冷却状態の偏りを防止することができる。

（４）また、図１０に示すように、第１テーパ面が挿入口２１１ａから遠ざかるほど外周面との距離が小さくなるように傾斜したテーパ面２１３であり、第２テーパ面が挿入口２１１ａから遠ざかるほど外周面との距離が大きくなるように傾斜したテーパ面２２３である場合には、回路部品封止体である半導体モジュール３００における回路部品（半導体素子）の配置領域は、半導体モジュール３００が挿入口２１１ａに挿入された状態において側壁の境界である分割面２４０と対向する領域に設定されるのが好ましい。この場合、分割面２４０から遠ざかるほど外周面と冷媒流路の側壁との距離が大きくなって、冷媒の流速は分割面２４０から遠ざかるほど遅くなる。その結果、分割面２４０から遠ざかるほど冷却性能が低下するので、回路部品の配置領域を冷却性能の最も高い分割面２４０と対向する領域に設定されるのが良い。

（５）さらに、図５に示すように、流路形成体２００を第１テーパ面（テーパ面２１１）が形成された第１流路形成体部である上側ケース２００ａと、第２テーパ面（テーパ面２２１）が形成された第２流路形成体部である下側ケース２００ｂとに分割するのが好ましい。このように流路形成体２００を分割することで、製造時の抜きテーパを、容易にテーパ面２１１およびテーパ面２２１のようにすることができる。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。例えば、上述した実施形態では、回路部品封止体に内蔵する回路部品を半導体素子（ＩＧＢＴ３２１Ｕ，３２１Ｌおよびダイオード３２２Ｕ，３２２Ｌ）としたが、例えば、キャパシタやリアクトル等を回路部品として内蔵するような場合にも本発明は適用できる。

１００…電力変換装置、２００，２１０，２３０…流路形成体、２００ａ，２１０ａ…上側ケース、２００ｂ，２１０ｂ…下側ケース、２０１，２２４，２３１…冷媒流路、２０１ａ，２１１ａ…挿入口、２０１ｂ，２１１ｂ…流路底部、２１１，２１３，２２１，２２３，２３１ａ…テーパ面、２４０…分割面、３００…半導体モジュール、３０１…モジュールケース、３２１Ｌ，３２１Ｕ…ＩＧＢＴ、３２２Ｌ，３２２Ｕ…ダイオード

Claims (5)

1. 電力変換用の回路部品が内蔵され、外周面に冷却フィンが形成された回路部品封止体と、
   前記回路部品封止体が挿入される挿入口を有する冷媒流路が形成された流路形成体と、を備え、
   前記冷媒流路の前記外周面と対向する側壁には、前記挿入口から流路底部へと順に第１テーパ面と第２テーパ面とが形成され、
   前記第１テーパ面および第２テーパ面の一方は、前記挿入口から遠ざかるほど前記外周面との距離が小さくなるように傾斜したテーパ面であり、
   前記第１テーパ面および第２テーパ面の他方は、前記挿入口から遠ざかるほど前記外周面との距離が大きくなるように傾斜したテーパ面であり、
   前記第１テーパ面と前記第２テーパ面とが接続する境界は、前記外周面の前記冷却フィンが形成された領域に対向している、電力変換装置。
2. 請求項１に記載の電力変換装置において、
   前記第１テーパ面は前記挿入口から遠ざかるほど前記外周面との距離が大きくなるように傾斜したテーパ面であり、
   前記第２テーパ面は前記挿入口から遠ざかるほど前記外周面との距離が小さくなるように傾斜したテーパ面であり、
   前記回路部品封止体における前記回路部品の配置領域は、前記回路部品封止体が前記挿口に挿入された状態において前記境界と対向しない領域に設定されている、電力変換装置。
3. 請求項２に記載の電力変換装置において、
   前記回路部品封止体には複数の回路部品が内蔵され、
   前記複数の回路部品の少なくとも一つは前記第１テーパ面と対向する前記配置領域に配置され、その他の回路部品は前記第２テーパ面と対向する前記配置領域に配置される、電力変換装置。
4. 請求項１に記載の電力変換装置において、
   前記第１テーパ面は前記挿入口から遠ざかるほど前記外周面との距離が小さくなるように傾斜したテーパ面であり、
   前記第２テーパ面は前記挿入口から遠ざかるほど前記外周面との距離が大きくなるように傾斜したテーパ面であり、
   前記回路部品封止体における前記回路部品の配置領域は、前記回路部品封止体が前記挿入口に挿入された状態において前記側壁の前記境界と対向する領域に設定されている、電力変換装置。
5. 請求項２乃至４のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
   前記流路形成体は、前記第１テーパ面が形成された第１流路形成体部と、前記第２テーパ面が形成された第２流路形成体部とに分割されている、電力変換装置。

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