JP2017093271A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体モジュールと冷却管との間の圧接力を充分に確保しつつ、半導体モジュールに電気的に接続された電子部品に作用する加圧力を抑制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、電子部品３と、複数の冷却管４と、ケース５と、半導体積層部１１を積層方向に加圧する主加圧部材６１と、部品積層部１２を積層方向に加圧する副加圧部材６２とを有する。半導体積層部１１と部品積層部１２とは一直線状に積層されている。主加圧部材６１の加圧力は副加圧部材６２の加圧力よりも大きい。主加圧部材６１は半導体積層部１１における部品積層部１２から遠い側の端部に配置されている。ケース５には、主加圧部材６１の加圧力が部品積層部１２に作用することを防ぐように、半導体積層部１１を部品積層部１２側から支承する支承部７が設けてある。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体モジュールを両面から挟持して冷却する複数の冷却管を備えた電力変換装置に関する。

例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載されるインバータ等の電力変換装置として、半導体モジュールを両面から挟持して冷却する複数の冷却管を備えたものがある。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の積層体を、板バネ等の加圧部材によって積層方向から加圧することで、半導体モジュールと冷却管との密着性を確保しているものがある。さらに、特許文献１には、半導体モジュールとリアクトルとを、複数の冷却管と共に積層した構造が開示されている。そして、特許文献１には、半導体モジュールとリアクトルと複数の冷却管との積層体を、加圧部材によって積層方向に加圧した構造の電力変換装置が開示されている。

特許第４８６７８８９号公報

しかしながら、上述の構造の電力変換装置においては、以下の課題がある。すなわち、上記の加圧構造によると、リアクトルに作用する加圧力と、半導体モジュールに作用する加圧力とが同等となる。ところが、リアクトルの冷却は、半導体モジュールの冷却ほどは求められない。そのため、半導体モジュールと冷却管との間の圧接力よりも、リアクトルと冷却管との間の圧接力を低くすることが好ましい。なぜならば、リアクトルに作用する加圧力を必要以上に大きくすると、リアクトルに求められる耐荷重が大きくなり、リアクトルの大型化、重量化につながってしまうおそれがある。その結果、電力変換装置の小型化、軽量化を阻害する要因ともなり得る。

また、リアクトルに作用する加圧力が大きすぎると、リアクトルの熱膨張及び熱収縮を、加圧部材によって吸収することが困難となるおそれもある。
その一方で、半導体モジュールの温度上昇抑制の観点から、半導体モジュールに作用する加圧力は、一定水準以上の大きさが求められる。

なお、リアクトルに限らず、例えば、コンデンサやＤＣ−ＤＣコンバータ等、他の電子部品を半導体モジュール及び冷却管と共に積層加圧する構造とした場合にも、上記と同様の課題が生じ得る。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、半導体モジュールと冷却管との間の圧接力を充分に確保しつつ、半導体モジュールに電気的に接続された電子部品に作用する加圧力を抑制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、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に電気的に接続された電子部品（３、３０）と、
上記半導体モジュール及び上記電子部品を両面から挟持して冷却する複数の冷却管（４）と、
上記半導体モジュール、上記電子部品、及び上記冷却管を収容するケース（５）と、
上記半導体モジュールと上記冷却管とが積層された半導体積層部（１１）を積層方向（Ｘ）に加圧する主加圧部材（６１）と、
上記電子部品と上記冷却管とが積層された部品積層部（１２）を積層方向に加圧する副加圧部材（６２）と、
を有し、
上記半導体積層部（１１）と上記部品積層部（１２）とは、一直線状に積層されており、
上記主加圧部材の加圧力は、上記副加圧部材の加圧力よりも大きく、
上記主加圧部材は、上記半導体積層部における上記部品積層部から遠い側の端部に配置されており、
上記ケースには、上記主加圧部材の加圧力が上記部品積層部に作用することを防ぐように、上記半導体積層部を上記部品積層部側から支承する支承部（７）が設けてある、電力変換装置（１）にある。

上記電力変換装置において、ケースには上記支承部が設けてある。支承部は、主加圧部材の加圧力が部品積層部に作用することを防ぐように、半導体積層部を部品積層部側から支承している。それゆえ、半導体積層部を加圧する主加圧部材の加圧力が、部品積層部における電子部品に作用することを防ぐことができる。これにより、電子部品に作用する加圧力を抑制することができる。

一方、半導体積層部には、主加圧部材の加圧力が作用することとなり、半導体モジュールと冷却管との間の圧接力を充分に確保することができる。それゆえ、半導体モジュールの冷却効率を充分に確保することができる。

そして、電力変換装置は上記副加圧部材を有する。これにより、部品積層部には、副加圧部材の加圧力が作用する。それゆえ、部品積層部における電子部品には、適度な大きさの圧接力にて、冷却管を圧接させることができる。その結果、電子部品の大型化を招くことなく、電子部品の冷却を適切に行うことができる。

以上のごとく、上記態様によれば、半導体モジュールと冷却管との間の圧接力を充分に確保しつつ、半導体モジュールに電気的に接続された電子部品に作用する加圧力を抑制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。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、電力変換装置の平面図。 図１のII−II線矢視断面図。 実施形態１における、電力変換装置の斜視図。 実施形態１における、ケースの斜視図。 実施形態１における、電力変換装置の展開斜視図。 実施形態２における、電力変換装置の平面図。 実施形態２における、電力変換装置の斜視図。 実施形態２における、ケースの斜視図。 実施形態３における、電力変換装置の平面図。 実施形態４における、電力変換装置の平面図。 実施形態４における、電力変換装置の斜視図。 実施形態４における、ケースの斜視図。 実施形態４における、電力変換装置の展開斜視図。 実施形態５における、電力変換装置の平面図。 実施形態５における、電力変換装置の斜視図。 実施形態５における、ケースの斜視図。 実施形態５における、電力変換装置の展開斜視図。 実施形態６における、電力変換装置の平面図。 実施形態７における、電力変換装置の平面図。 実施形態８における、電力変換装置の平面図。 実施形態９における、電力変換装置の平面図。 実施形態９における、他の電力変換装置の平面図。 実施形態１０における、電力変換装置の平面図。 実施形態１０における、電力変換装置の斜視図。 実施形態１０における、電力変換装置の展開斜視図。

（実施形態１）
電力変換装置の実施形態につき、図１〜図５を参照して説明する。
電力変換装置１は、図１〜図３に示すごとく、半導体モジュール２と、電子部品としてのリアクトル３と、複数の冷却管４と、ケース５と、主加圧部材６１と、副加圧部材６２とを有する。

半導体モジュール２は、スイッチング素子を内蔵してなる。リアクトル３は、半導体モジュール２に電気的に接続された電子部品である。複数の冷却管４は、半導体モジュール２及びリアクトル３を両面から挟持して冷却する。ケース５は、半導体モジュール２、リアクトル３、及び冷却管４を収容する。主加圧部材６１は、半導体モジュール２と冷却管３とが積層された半導体積層部１１を積層方向Ｘに加圧する。副加圧部材６２は、リアクトル３と冷却管４とが積層された部品積層部１２を積層方向Ｘに加圧する。

半導体積層部１１と部品積層部１２とは、一直線状に積層されている。主加圧部材６１の加圧力は、副加圧部材６２の加圧力よりも大きい。主加圧部材６１は、半導体積層部１１における部品積層部１２から遠い側の端部に配置されている。
ケース５には、半導体積層部１１を部品積層部１２側から支承する支承部７が設けてある。これにより、電力変換装置１は、主加圧部材６１の加圧力が部品積層部１２に作用することを防ぐよう構成されている。

本実施形態の電力変換装置１は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載されるインバータとすることができる。
図１〜図３、図５に示すごとく、複数の冷却管４は、互いに平行に配置された状態で、積層方向Ｘに並んでいる。冷却管４は、内部に冷媒が流通するよう構成されている。冷却管４は冷媒の流通方向でもある長手方向を、積層方向Ｘに直交するように配置されている。この冷却管４の長手方向を横方向Ｙという。積層方向Ｘに隣り合う冷却管４同士は、横方向Ｙの両端部付近において、連結管４１によって連結されている。なお、連結管４１は、冷却管４と一体的に構成された部位によって構成されていてもよいし、冷却管４とは別部材によって構成されていてもよい。

また、複数の冷却管４のうち、積層方向Ｘの一端に配された冷却管４には、冷媒導入管４２１及び冷媒排出管４２２が、積層方向Ｘに突出するように設けられている。本実施形態の電力変換装置１において、冷媒導入管４２１及び冷媒排出管４２２が配された側を前側とし、その反対側を後側とする。また、積層方向Ｘ及び横方向Ｙに直交する方向を、上下方向Ｚとする。ただし、前後、上下の表現は、便宜的なものであり、特に電力変換装置１の配置姿勢を限定するものではない。

上記のように配置されると共に組み付けられた複数の冷却管４と複数の連結管４１と冷媒導入管４２１及び冷媒排出管４２２とによって、冷却器４０が構成されている。そして、積層方向Ｘに隣り合う冷却管４の間に、半導体モジュール２及びリアクトル３が配置されている。リアクトル３は、積層方向Ｘにおける前端の冷却管４と前端から２番目の冷却管４との間に挟持されている。ただし、本実施形態においては、図１〜図３に示すごとく、前端から２番目の冷却管４とリアクトル３との間に、支承部７が介在している。前端の冷却管４とリアクトル３とによって、部品積層部１２が構成されている。また、前端の冷却管４以外の複数の冷却管４と複数の半導体モジュール２とが積層方向Ｘに交互に積層されている。この部分によって半導体積層部１１が構成されている。

半導体積層部１１における複数の冷却管４は、積層方向Ｘに略等間隔となる状態で配置されている。一方、前端の冷却管４と前端から２番目の冷却管４との間の間隔は、半導体積層部１１における複数の冷却管４の配置間隔よりも大きい。これに伴い、前端の連結管４１は、それよりも後方の他の連結管４１よりも積層方向Ｘに長い。

半導体モジュール２及びリアクトル３は、冷却管４を流れる冷媒によって冷却することができるよう構成されている。すなわち、冷媒導入管４２１から冷却器４０に導入された冷媒は、適宜連結管４１を介して複数の冷却管４に分配されて流通する。この間に、冷媒は半導体モジュール２又はリアクトル３と熱交換をする。受熱した冷媒は、連結管４１及び冷媒排出管４２２を介して冷却器４０から排出される。このようにして、半導体モジュール２及びリアクトル３は冷却される。

また、冷却器４０は、積層方向Ｘの加圧力によって積層方向Ｘに隣り合う冷却管４の間隔が小さくなるように変形できるよう構成されている。例えば、連結管４１が積層方向Ｘに圧縮変形したり、冷却管４における連結管４１との継ぎ目にダイヤフラム構造を設けたりすることができる。冷却管４は、例えばアルミニウム等、熱伝導性に優れた金属からなる。また、冷却器４０を構成する連結管４１、冷媒導入管４２１及び冷媒排出管４２２も、冷却管４と同種の金属によって構成されている。

また、ケース５は、例えばアルミニウム等の金属からなるものとすることができる。図４に示すごとく、ケース５は、略直方体形状を有すると共に、上下方向Ｚの一方を開放した形状とすることができる。ケース５の開放した方向を便宜的に上方といい、その反対側を下方という。そして、ケース５は、上下方向Ｚの法線方向を有する底板部５１と、該底板部５１の前端から上方へ立設した前方壁部５２と、底板部５１の後端から上方へ立設した後方壁部５３と、底板部５１の側端から上方へ立設した一対の側壁部５４と、を有する。前方壁部５２には、冷媒導入管４２１及び冷媒排出管４２２をそれぞれ貫通させる貫通孔５２１、５２２が形成されている。また、本実施形態においては、図２、図４に示すごとく、底板部５１における所定の位置から、支承部７が上方に突出して形成されている。支承部７は、ケース５と一体に形成されている

図１〜図３に示すごとく、前方壁部５２は部品積層部１２に対して前方から対向している。後方壁部５３は半導体積層部１１に対して後方から対向している。冷媒導入管４２１及び冷媒排出管４２２は、前方壁部５２にそれぞれ形成された貫通孔５２１、５２２を貫通して、前方に突出している。

そして、後方壁部５３と半導体積層部１１との間に、主加圧部材６１が介在している。これにより、主加圧部材６１と支承部７との間に介在した半導体積層部１１を積層方向Ｘに圧縮加圧している。一方、副加圧部材６２は、部品積層部１２における半導体積層部１１から遠い側の端部に配置されている。具体的には、前方壁部５２と部品積層部１２との間に、副加圧部材６２が介在している。これにより、副加圧部材６２と支承部７との間に、リアクトル３とその前側に配された冷却管４とが、挟持された状態となっている。それゆえ、副加圧部材６２の加圧力が、前端の冷却管４とリアクトル３とに作用する。そして、支承部７の存在によって、主加圧部材６１の加圧力がリアクトル３に作用することを防いでいる。

図示は省略するが、主加圧部材６１は、例えば板バネによって構成することができる。板バネは、具体的には、バネ鋼を曲げ加工することにより構成することができる。また、板バネと冷却管４との間に、剛性の高い圧接板を介在させることもできる。これにより、板バネから受ける局部的な加圧力により冷却管４が変形することを防ぐことができる。

また、副加圧部材６２は、例えば、ゴムシート等の弾性部材からなるものとすることができる。副加圧部材６２は、圧縮弾性変形した状態で、前方壁部５２と冷却管４との間に介在している。

半導体モジュール２は、ＩＧＢＴ等からなるスイッチング素子を樹脂によってモールドしてなる。ＩＧＢＴは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタの略である。半導体モジュール２は、スイッチング素子を複数個内蔵してなるものであってもよいし、スイッチング素子と共にダイオードを内蔵してなるものであってもよい。また、半導体モジュール２は、図５に示すごとく、積層方向Ｘの寸法が、横方向Ｙの寸法及び上下方向Ｚの寸法よりも小さい略直方体形状を有する。また、半導体モジュール２は、図示しない端子を樹脂部から上下方向Ｚに突出してなる。

次に、本実施形態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、ケース５には支承部７が設けてある。支承部７は、主加圧部材６１の加圧力が部品積層部１２に作用することを防ぐように、半導体積層部１１を前方から支承している。それゆえ、半導体積層部１１を加圧する主加圧部材６１の加圧力が、部品積層部１２におけるリアクトル３に作用することを防ぐことができる。これにより、リアクトル３に作用する加圧力を抑制することができる。

一方、半導体積層部１１には、主加圧部材６１の加圧力が作用することとなり、半導体モジュール２と冷却管４との間の圧接力を充分に確保することができる。それゆえ、半導体モジュール２の冷却効率を充分に確保することができる。

そして、電力変換装置１は副加圧部材６２を有する。これにより、部品積層部１２には、副加圧部材６２の加圧力が作用する。それゆえ、部品積層部１２におけるリアクトル３には、適度な大きさの圧接力にて、冷却管４を圧接させることができる。その結果、リアクトル３の大型化を招くことなく、リアクトル３の冷却を適切に行うことができる。また、リアクトル３の熱膨張及び熱収縮を、副加圧部材６２によって充分に吸収することができる。

支承部７は、ケース５と一体に形成されている。そのため、電力変換装置１の部品点数を低減することができる。これに伴い、電力変換装置１の組立工数を低減することができる。

また、副加圧部材６２は、冷却管４におけるリアクトル３側と反対側の面に配されている。これにより、冷却管４をリアクトル３に圧接することができる。その結果、リアクトル３の放熱効率を向上させることができる。

以上のごとく、本実施形態によれば、半導体モジュール２と冷却管４との間の圧接力を充分に確保しつつ、リアクトル３に作用する加圧力を抑制することができる電力変換装置１を提供することができる。

（実施形態２）
本実施形態は、図６〜図８に示すごとく、支承部７の形状を、実施形態１において示したものとは異なる形状としたものである。
すなわち、本実施形態において、支承部７は、前方壁部５２及び後方壁部５３に平行に形成された主板部７１と、主板部７１の両端から前方に延びるように側板部５４と平行に形成された一対の縦板部７２とを有する。主板部７１と縦板部７２とは、互いに連続して一体的に形成されている。また、主板部７１と縦板部７２とは互いに直交している。図８に示すごとく、主板部７１及び縦板部７２は、底板部５１から立設され、ケース５と一体的に形成されている。本実施形態における支承部７は、実施形態１における支承部に一対の縦板部７２を追加したような形状を有する。

図６、図７に示すごとく、支承部７のうち主板部７１に、半導体積層部１１の前端の冷却管４が圧接する。また、主板部７１に、部品積層部１２のリアクトル３が圧接する。リアクトル３は、支承部７を構成する主板部７１と一対の縦板部７２とによって囲まれる内側の空間に配置されている。すなわち、一対の縦板部７２は、リアクトル３の横方向Ｙの側面に対向するように配置されている。そして、一対の縦板部７２は、リアクトル３と冷却器４０の連結管４１との間に介在している。また、一対の縦板部７２の前端とリアクトル３の前側の冷却管４との間には、隙間が設けてある。

その他の構成は、実施形態１と同様である。なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

本実施形態においては、支承部７が縦板部７２を備えることにより、積層方向Ｘにおける支承部７の耐荷重を大きくすることができる。すなわち、主加圧部材６１による加圧力を、支承部７によって、より確実に支持することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態３）
本実施形態は、図９に示すごとく、支承部７が一対の冷却管４の間に介在している実施形態である。
本実施形態においては、部品積層部１２が、リアクトル３と該リアクトル３を積層方向Ｘの両側から挟持する一対の冷却管４とによって構成されている。そして、部品積層部１２の後端の冷却管４と、半導体積層部１１の前端の冷却管４との間に、支承部７が挟持されている。
その他の構成は、実施形態１と同様である。

本実施形態においては、リアクトル３を積層方向Ｘの両面から冷却管４によって挟持する構造とすることができる。それゆえ、リアクトル３の冷却効率を向上させることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態４）
本実施形態は、図１０〜図１３に示すごとく、支承部７として、ケース５と一体に形成された耐荷重部７４と、ケース５とは別体部品である支承プレート７３とを有する実施形態である。
支承プレート７３は、耐荷重部７４と半導体積層部１１との間に介設されている。

本実施形態においては、支承部７の支承プレート７３及び耐荷重部７４が、それぞれ、実施形態２における支承部７の主板部７１及び縦板部７２の配設位置（図６〜図８参照）に対応する位置に配設されている。実施形態２と本実施形態との構成上の相違点は、図１３に示すごとく、支承プレート７３がケース５と別体部品である点にある。

図１２に示すごとく、耐荷重部７４は、ケース５の底板部５１から上方へ立設している。すなわち、底板部５１から一対の板状の耐荷重部７４が互いに平行に立設している。一対の耐荷重部７４は、法線方向が横方向Ｙとなるように配されている。
支承プレート７３は、剛性の高い金属板等の板状体からなる。また、支承プレート７３は、例えば銅等の熱伝導性の高い金属部材からなる。そして、図１０、図１１に示すごとく、支承プレート７３における横方向Ｙの両端部が、一対の耐荷重部７４の後端に当接している。これにより、支承プレート７３は耐荷重部７４に前方から支持されることとなる。それゆえ、半導体積層部１１に作用する主加圧部材６１の加圧力は、支承部７によって支承され、部品積層部１２に作用しないよう構成されている。

また、本実施形態においては、副加圧部材６２が、前方から部品積層部１２に作用するよう構成されている。部品積層部１２に作用する副加圧部材６２の加圧力は、支承プレート７を介して、半導体積層部１１にも作用する。すなわち、半導体積層部１１には、主加圧部材６１の加圧力に加え、副加圧部材６２の加圧力も作用する。この点は、実施形態２とは異なる。
その他の構成は、実施形態１と同様である。

本実施形態においては、支承プレート７３を、ケース５とは異なる材料によって構成することが容易となる。そのため、例えば、ケース５よりも熱伝導率の高い材料によって、支承プレート７３を形成することで、リアクトル３の冷却効率を向上させることができる。具体的には、例えば、ケース５をアルミニウムによって構成し、支承プレート７３を銅によって構成する。この場合、ケース５の軽量化及び耐久性を確保しつつ、リアクトル３の放熱性を向上させることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態５）
本実施形態は、実施形態４の変形形態であり、図１４〜図１７に示すごとく、支承部７を構成する耐荷重部７４及び支承プレート７３の形状、配置等を変更したものである。
すなわち、本実施形態においては、図１４、図１５に示すごとく、冷却器４０における横方向Ｙに並んだ一対の連結管４１の外側にまで、支承プレート７３の横方向Ｙの長さを長くしている。そして、支承プレート７３には、連結管４１との干渉を回避するために、図１７に示すごとく、一対の切欠部７３１が形成されている。各切欠部７３１は、支承プレート７３の下方に開放した形状を有する。

図１６に示すごとく、耐荷重部７４は、ケース５の側板部５４に沿って形成されている。すなわち、一対の耐荷重部７４は、図１４に示すごとく、リアクトル３の横方向Ｙに隣接配置される連結管４１の外側に配設されている。耐荷重部７４は、底板部５１及び側板部５４と一体的に形成されている。
そして、支承プレート７３の横方向Ｙの両端部は、耐荷重部７４の後端に当接する状態で、ケース５内に配置される。この状態において、一対の切欠部７３１のそれぞれに、連結管４１が配置される。
その他の構成は、実施形態４と同様である。

本実施形態においては、支承プレート７３の横方向Ｙの長さを長くすることができるため、半導体積層部１１の前端の冷却管４を、より広い面積にて支承することができる。また、リアクトル３の横方向Ｙに配される連結管４１とケース５の側板部５４との間のスペースに、耐荷重部７４を配置することで、省スペース化を図りやすい。
その他、実施形態４と同様の作用効果を有する。

なお、図示は省略するが、上記実施形態５の変形形態として、例えば、耐荷重部７４を設ける代わりに、ケース５の内面に、支承プレート７３の端縁を嵌入させる溝等の嵌入凹部を設けることもできる。この場合、嵌入凹部に支承プレート７３の端縁を嵌入させた状態で、支承プレート７３を配置することで、半導体積層部１１からの加圧力を受けることができる。嵌入凹部は、ケース５の側壁部５４の内側面に設けることが好ましい。さらに、側壁部５４の内側面及び底板部５１の上面に設けることが好ましい。
また、このような変形形態を、実施形態３に適用することで、ケース５と別体部品の支承プレート７３を、一対の冷却管４の間に配置した構成とすることもできる。

（実施形態６）
本実施形態は、図１８に示すごとく、副加圧部材６２が冷却管４とリアクトル３との間に配された、電力変換装置１の実施形態である。
本実施形態においては、副加圧部材６２が熱伝導性を有する。熱伝導性を有する副加圧部材６２としては、例えば、熱伝導フィラーを含有するシリコーン樹脂シート等を用いることができる。

本実施形態の電力変換装置１においては、部品積層部１２を、互いに積層されたリアクトル３と冷却管４との間から、積層方向Ｘの外側へ向かって加圧する構成となる。これにより、副加圧部材６２の前側に配された冷却管４が、前方壁部５２に向かって押し付けられ、副加圧部材６２の後側に配されたリアクトル３が、支承部７に向かって押し付けられる。そして、副加圧部材６２は、弾性圧縮した状態で、リアクトル３と冷却管４との双方に圧接している。

このように、熱伝導性を有する副加圧部材６２がリアクトル３と冷却管４との双方に圧接していることにより、リアクトル３と冷却管４との間の熱抵抗を小さくしている。これにより、リアクトル３を冷却管４によって効率的に冷却できるよう構成されている。
その他の構成および作用効果は、実施形態１と同様である。

（実施形態７）
本実施形態は、図１９に示すごとく、副加圧部材６２を、リアクトル３における積層方向Ｘの両側に配置した実施形態である。
すなわち、リアクトル３の前後の面に、熱伝導性を有する副加圧部材６２を配置している。リアクトル３の後面に配置された副加圧部材６２は、支承部７とリアクトル３との間に介在することとなる。

その他の構成は、実施形態６と同様である。また、本実施形態においても、実施形態６と同様の作用効果を得ることができる。

（実施形態８）
本実施形態は、図２０に示すごとく、リアクトル３の前側には副加圧部材６２を配設せずに、リアクトル３の後面と支承部７との間に副加圧部材６２を配設した実施形態である。
すなわち、本実施形態においては、副加圧部材６２が、部品積層部１２における半導体積層部１１側の端部に配置されている。より具体的には、副加圧部材６２を部品積層部１２と支承部７との間に介設している。
その他の構成は、実施形態１と同様である。

本実施形態の場合には、部品積層部１２を前方へ加圧することで、リアクトル３と冷却管４との間の圧接力を確保することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態９）
本実施形態は、図２１、図２２に示すごとく、支承部７が一対の冷却管４の間に介在している構成において、副加圧部材６２が冷却管４とリアクトル３との間に配された、実施形態である。

すなわち、実施形態３（図９参照）と同様に、部品積層部１２が、リアクトル３と該リアクトル３を積層方向Ｘの両側から挟持する一対の冷却管４とによって構成されている。そして、図２１に示す電力変換装置１は、前端の冷却管４とリアクトル３の前面との間に、副加圧部材６２が介在している。また、図２２に示す電力変換装置１は、リアクトル３の後面と冷却管４との間に、副加圧部材６２が介在している。なお、図示は省略するが、リアクトル３の前面と後面との双方において、副加圧部材６２をリアクトル３と冷却管４との間に挟持させた構成としてもよい。

その他の構成は、実施形態３又は実施形態６と同様である。
本実施形態においては、実施形態３の作用効果と実施形態６の作用効果とを組み合わせた作用効果を得ることができる。

（実施形態１０）
本実施形態は、図２３〜図２５に示すごとく、部品積層部１１が、複数種類の電子部品を冷却管４と共に積層してなる、電力変換装置１の実施形態である。
積層方向Ｘに隣り合う複数種類の電子部品の間には、冷却管４が介在している。
本実施形態において、部品積層部１２における複数の電子部品は、リアクトル３及びＤＣ-ＤＣコンバータ３０である。すなわち、本実施形態においては、部品積層部１２は、リアクトル３に加えて、ＤＣ-ＤＣコンバータ３０をも、冷却管４と共に積層してなる。

図２３、図２４に示すごとく、部品積層部１２は、前側に配されたＤＣ-ＤＣコンバータ３０と、後側に配されたリアクトル３と、両者の間に配された冷却管４とを有する。そして、リアクトル３の後面が、支承部７に当接している。また、ＤＣ-ＤＣコンバータ３０の前面に副加圧部材６２が圧接している。そして、副加圧部材６２は、積層方向Ｘに弾性圧縮した状態で、ＤＣ-ＤＣコンバータ３０とケース５の前方壁部５２との間に介在している。これにより、副加圧部材６２は、部品積層部１２を支承部７に向かって押圧している。その結果、部品積層部１２が積層方向Ｘに圧縮するように加圧される。そして、ＤＣ-ＤＣコンバータ３０とリアクトル３とが、両者の間に配された冷却管４の前面と後面とにそれぞれ圧接することとなる。

また、支承部７の後方には、実施形態１と同様に、半導体積層部１１及び主加圧部材６１が配置されている。これにより、主加圧部材６１の加圧力が部品積層部１２に作用することを防いでいる。
その他の構成は、実施形態１と同様である。

本実施形態においては、リアクトル３とＤＣ-ＤＣコンバータ３０との双方を、冷却管４によって効率的に冷却することができる。そして、主加圧部材６１の加圧力がリアクトル３及びＤＣ-ＤＣコンバータ３０に作用することを防ぐことができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。また、上述した複数の実施形態を適宜組み合わせた実施形態とすることもできる。また、部品積層部における電子部品としては、リアクトル、ＤＣ-ＤＣコンバータの他にも、例えばコンデンサ、樹脂封止された回路基板等、他の電子部品とすることもできる。なお、ＤＣ-ＤＣコンバータ等、複数の要素部品からなる電子装置も、電力変換装置の一つの構成単位として組み込まれる部品である以上、一つの電子部品として解釈される。

１ 電力変換装置
１１ 半導体積層部
１２ 部品積層部
２ 半導体モジュール
３ リアクトル（電子部品）
３０ ＤＣ-ＤＣコンバータ（電子部品）
４ 冷却管
５ ケース
６１ 主加圧部材
６２ 副加圧部材

Claims (10)

1. 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に電気的に接続された電子部品（３、３０）と、
   上記半導体モジュール及び上記電子部品を両面から挟持して冷却する複数の冷却管（４）と、
   上記半導体モジュール、上記電子部品、及び上記冷却管を収容するケース（５）と、
   上記半導体モジュールと上記冷却管とが積層された半導体積層部（１１）を積層方向（Ｘ）に加圧する主加圧部材（６１）と、
   上記電子部品と上記冷却管とが積層された部品積層部（１２）を積層方向に加圧する副加圧部材（６２）と、
   を有し、
   上記半導体積層部（１１）と上記部品積層部（１２）とは、一直線状に積層されており、
   上記主加圧部材の加圧力は、上記副加圧部材の加圧力よりも大きく、
   上記主加圧部材は、上記半導体積層部における上記部品積層部から遠い側の端部に配置されており、
   上記ケースには、上記主加圧部材の加圧力が上記部品積層部に作用することを防ぐように、上記半導体積層部を上記部品積層部側から支承する支承部（７）が設けてある、電力変換装置（１）。
2. 上記支承部は、上記ケースと一体に形成されている、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 上記支承部は、上記ケースと一体に形成された耐荷重部（７４）と、上記ケースとは別体部品である支承プレート（７３）とを有し、該支承プレートは、上記耐荷重部と上記半導体積層部との間に介設されている、請求項１に記載の電力変換装置。
4. 上記支承部は、上記電子部品と上記冷却管との間に介在している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
5. 上記支承部は、一対の上記冷却管の間に介在している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
6. 上記副加圧部材は、上記冷却管における上記電子部品側と反対側の面に配されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
7. 上記副加圧部材は、上記冷却管と上記電子部品との間に配されており、熱伝導性を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
8. 上記副加圧部材は、上記部品積層部における上記半導体積層部から遠い側の端部に配置されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力変換装置。
9. 上記副加圧部材は、上記部品積層部における上記半導体積層部側の端部に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
10. 上記部品積層部は、複数種類の上記電子部品を上記冷却管と共に積層してなり、積層方向に隣り合う上記複数種類の上記電子部品の間には、上記冷却管が介在している、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電力変換装置。

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