JP2018038117A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各構成部に係る寸法等のばらつきの吸収量が十分あり、且つ、振動吸収性能が高く、疲労破壊を予ぐことがきる電力変換装置を提供すること。
【解決手段】電子機器を冷却する冷媒が流通する冷媒流路体２と、パワーモジュール３と交互に積層配置され且つパワーモジュール３を冷却するための冷媒が流通するとともにパワーモジュール３の主面に接触して熱交換可能な接触面部４１を有する扁平状の冷媒管部４とを備え、冷媒管部４の一端側に設けられ冷媒管部４に向けて冷媒が流入する入口管部４２と、冷媒管部４の他端側に設けられ冷媒管部４から冷媒が流出する出口管部４３と、入口管部４２を冷媒流路体２に接続し管状の弾性部材で形成された入口接続部５１と、出口管部４３を冷媒流路体２に接続し管状の弾性部材で形成された出口接続部５２と、を備える電力変換装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両等に適用される電力変換装置に関する。

電気自動車などにおいて、小型で高性能の両面冷却型電力変換装置が搭載されるようになっている。この種の電力変換装置では、高い冷却効率が求められる。このため、電力変換装置における冷却効率を高めるための技術が種々提案されている。
複数並置された両扁平冷却管部の間に電力変換回路を構成する複数の各両面冷却型パワーモジュールを挟むようにした構成の電力変換装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）
特許文献１の電力変換装置では、内部に冷媒を循環させる構造の複数の両扁平冷却管部の間にそれぞれ両面冷却型パワーモジュールを挟むようにした積層構造の組立体を構成している。この組立体には、各両扁平冷却管部に冷媒を供給する入口側のヘッダ部と、この入口側のヘッダ部に対応する出口側のヘッダ部が設けられる。これらのヘッダ部は、積層構造の組立体をその積層方向に締結する長尺ボルトなどによる挟圧により縮む可縮部を有する。挟圧によって可縮部が縮むことにより、各構成部に係る寸法等のばらつきを吸収できるとされている。

特許第４０８９５９５号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、各部寸法のばらつきの吸収量が比較的少ない。また、接続部に可縮部があるため、ロウ付け部に応力が掛かってしまい、水漏れが発生してしまうおそれがある。更に、この可縮部では、振動吸収が行えず、軽量化や冷却性能を上げるため、冷却管の板厚を薄くすると振動により疲労破壊が生じるおそれがあった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、各構成部に係る寸法等のばらつきの吸収量が十分あり、且つ、振動吸収性能が高く、疲労破壊を予ぐことがきる電力変換装置を提供することにある。

（１）半導体チップ又は半導体モジュール（例えば、後述するパワーモジュール３）を含み所定の電力変換回路の一部を構成する電子機器と、前記電子機器を冷却する冷媒が流通する冷媒流路体（例えば、後述する冷媒流路体２）と、前記半導体チップ又は半導体モジュールと交互に積層配置され、前記半導体チップ又は半導体モジュールを冷却するための冷媒が流通するとともに前記半導体チップ又は半導体モジュールの主面に接触して熱交換可能な接触面部（例えば、後述する接触面部４１）を有する扁平状の冷媒管部（例えば、後述する冷媒管部４）と、を備える電力変換装置であって、前記冷媒管部の一端側に設けられ、前記冷媒管部に向けて冷媒が流入する入口管部（例えば、後述する入口管部４２）と、前記冷媒管部の他端側に設けられ、前記冷媒管部から冷媒が流出する出口管部（例えば、後述する出口管部４３）と、前記入口管部を前記冷媒流路体に接続し、管状の弾性部材で形成された入口接続部（例えば、後述する入口接続部５１）と、前記出口管部を前記冷媒流路体に接続し、管状の弾性部材で形成された出口接続部（例えば、後述する出口接続部５２）と、を備える電力変換装置。

上記（１）の電力変換装置によれば、前記入口管部及び前記出口管部に管状の弾性部材で形成された前記入口接続部及び前記出口接続部設けたことにより、各構成部に係る寸法等のばらつきに対する許容可能量が増加する。また、弾性部材を介して冷媒流路体に接続されるため振動吸収性能が高い。このため、冷媒管部の板厚等を薄くしても疲労破壊を防ぐことができる。

（２）前記入口管部は、その前記冷媒流路体側の一部が前記入口接続部内に挿入され、前記出口管部は、その前記冷媒流路体側の一部が前記出口接続部内に挿入され、前記入口管部との間で前記入口接続部を挟持するとともに、前記出口管部との間で前記出口接続部を挟持する第１固定部材（例えば、後述する第１固定部材６）を更に備える上記（１）の電力変換装置。

上記（２）の電力変換装置によれば、上記（１）の電力変換装置において特に、簡易な構成で冷媒の漏れ（水漏れ）を防ぐことができる。

（３）前記第１固定部材は、それぞれ締結孔を有する２部材（例えば、後述する２部材６ａ、６ｂ）で分割されて構成され、前記２部材は、前記入口管部及び前記出口管部を挟むように互いの締結孔で締結部材（例えば、後述するボルト６２）により締結されて固定される上記（２）の電力変換装置。

上記（３）の電力変換装置によれば、上記（２）の電力変換装置において特に、例えばボルト等の締結部材による締結力により容易に前記入口管部及び前記出口管部を挟持することができる。

（４）前記第１固定部材は、隣接する複数の第１固定部材同士が締結部材で一括締結されて固定される上記（３）の電力変換装置。

上記（４）の電力変換装置によれば、例えばボルト等の締結部材で一括固定することにより、部品点数の削減、組立作業工数の削減が可能である。

（５）前記冷媒流路体は、その表面（例えば、後述する表面２ａ）に形成された孔部（例えば、後述する孔部２３）を有し、前記入口接続部及び前記出口接続部は、それぞれ前記孔部を塞ぐように配置されるフランジ部（例えば、後述するフランジ部５３）を有し、前記フランジ部を前記冷媒流路体の表面とで挟持する第２固定部材（例えば、後述する第２固定部材７）を更に備える上記（１）から（４）の何れか一の電力変換装置。

上記（５）の電力変換装置によれば、簡易な構造で冷媒の漏れ（水漏れ）を防ぐことができる。

（６）前記入口接続部及び前記出口接続部は、それぞれ蛇腹状に形成された蛇腹部（例えば、後述する蛇腹部５１ａ、５２ａ）を有する上記（１）から（５）の何れか一の電力変換装置。

上記（６）の電力変換装置によれば、上記（１）から（５）の何れか一の電力変換装置において特に、前記入口接続部及び前記出口接続部は蛇腹部を有するため伸縮性があがる。従って、変位吸収量が大きくなる。また、振動吸収性能が向上する

（７）前記冷媒管部は、前記積層方向に挟圧される挟圧部（例えば、後述する挟圧部４３１）と、前記挟圧により積層方向に変形する変形部（例えば、後述する変形部４３２）と、を有する上記（１）から（６）の何れか一の電力変換装置。

上記（７）の電力変換装置によれば、上記（１）から（６）の何れか一の電力変換装置において特に、変形部が挟圧荷重により変形することにより、変位吸収量が大きくなり、前記接触面部における接触圧のばらつきを低減する効果が向上する。

（８）前記変形部は、凹部（例えば、後述する凹部４３２ａ）を含んで構成される上記（７）の電力変換装置。

上記（８）の電力変換装置によれば、上記（７）の電力変換装置において特に、凹部に荷重を集中させることでこの部位を変形させ、これにより変形が他部に及ぶことを抑制して、前記挟圧部における前記半導体チップ又は半導体モジュールに対する保持力が向上する。また、凹形状をつけるのみで製造可能であるため、製造が容易であり、低コスト化がはかられる。

（９）前記変形部は、前記半導体チップ又は前記半導体モジュールから離間した位置に設けられる上記（７）又は（８）の電力変換装置。

上記（９）の電力変換装置によれば、上記（７）又は（８）の電力変換装置において特に、前記変形部と他部との間の強度差ができるため、変形部を変形させ易くなる。このため前記挟圧部における前記半導体チップ又は半導体モジュールに対する保持力が向上する。

（１０）前記冷却管部は、内部に冷却フィン（例えば、後述する冷却フィン４４０）を有し、前記変形部は、前記冷却フィンから離間した位置に設けられる上記（７）から（９）の何れか一の電力変換装置。

上記（１０）の電力変換装置によれば、上記（７）から（９）の何れか一の電力変換装置において特に、前記冷却フィンの近傍部位と前記変形部との間の強度差ができるため、変形部を変形させ易くなる。このため前記挟圧部における前記半導体チップ又は半導体モジュールに対する保持力が向上する。

（１１）前記変形部は、前記半導体チップ又は前記半導体モジュールを囲繞する環形状を有する上記（７）から（１０）の何れか一の電力変換装置。

上記（１１）の電力変換装置によれば、上記（７）から（１０）の何れか一の電力変換装置において特に、各構成部に係る寸法等のばらつきによる応力集中の方向が何れの方向であっても対応できる。このため前記挟圧部における前記半導体チップ又は半導体モジュールに対する保持力が向上する。

本発明によれば、各構成部に係る寸法等のばらつきの吸収量が十分あり、且つ、振動吸収性能が高く、疲労破壊を予ぐことがきる電力変換装置を具現することができる。

本発明の一実施形態としての電力変換装置を示す部分断面図である。 本発明の一実施形態としての電力変換装置を示す斜視図である。 図２の電力変換装置を示す平面図である。 図２の電力変換装置を示す部分分解斜視図である。 本発明の他の実施形態としての電力変換装置を示す組立斜視図である。 図５の電力変換装置の部分拡大斜視図である。 本発明の更に他の実施形態としての電力変換装置を示す概略構成図である。 図７の電力変換装置の要部拡大図である。 図８の電力変換装置の冷媒管部の内部を示す図である。

以下に、図面を参照して本発明の実施形態としての電力変換装置について説明することにより、本発明を明らかにする。
先ず、図１から図４を参照して、本発明の一実施形態としての電力変換装置について詳細に説明する。

図１から図４は、本発明の一実施形態としての電力変換装置を示す図であり、図１はこの電力変換装置の部分断面図、図２はこの電力変換装置の斜視図、図３はこの電力変換装置の平面図、図４はこの電力変換装置の部分分解斜視図である。
本発明の一実施形態としての電力変換装置１は、電力変換回路の一部を構成する電子機器と、この電子機器を冷却する冷媒が流通する冷媒流路体２を有する。図１を参照して容易に理解される通り、冷媒流路体２は、電子機器を冷却する冷媒が流通する流路である供給側冷媒流路２１及び戻り側冷媒流路２２が設けられている。

尚、電力変換回路は、例えば、コンバータとして機能するように構成され、或いはまた、コンバータとインバータとの組み合わせとして機能するように構成される。
また、上述の電子機器は、半導体チップ又は半導体モジュールを主体に構成されるパワーモジュール３を含んで構成される。パワーモジュール３は、上述の電子機器の実質的に全体を成すように構成される場合もあり、また、その一部を成すように構成される場合もある。

図２及び図３を参照して明らかな通り、複数の各個のパワーモジュール３は、複数並設された扁平状の冷媒管部４の間に挟まれるようにして配置される。
即ち、冷媒管部４はパワーモジュール３と交互に積層配置されている。各冷媒管部４は、パワーモジュール３を冷却するための冷媒が内部に流通するとともにパワーモジュール３の主面３１に接触して熱交換可能な接触面部４１を有する。

各冷媒管部４の一端側には、冷媒管部４の内部に向けて冷媒が流入する入口管部４２が設けられている。また、各冷媒管部４の他端側には、冷媒管部４から冷媒が流出する出口管部４３が設けられている。

更に、入口管部４２を冷媒流路体２（その供給側冷媒流路２１）に接続する入口接続部５１が設けられている。入口接続部５１は管状の弾性部材で形成されている。
同様に、出口管部４３を冷媒流路体２（その戻り側冷媒流路２２）に接続する出口接続部５２が設けられている。出口接続部５２は管状の弾性部材で形成されている。
図１及び図４から特に明らかな通り、入口接続部５１及び出口接続部５２は、それぞれ蛇腹状に形成された蛇腹部５１ａ及び５２ａを有する。

図１に矢線Ｒにて図示される通り、冷媒は、各個の冷媒管部４について、供給側冷媒流路２１→入口接続部５１→入口管部４２→冷媒管部４→出口管部４３→出口接続部５２→戻り側冷媒流路２２の経路を流れる。これにより、循環する冷媒が、冷媒管部４の接触面部４１に主面３１が接触しているパワーモジュール３と熱交換し、パワーモジュール３の過熱を防止する。
本実施形態では、図１に示される通り、入口管部４２は、その冷媒流路体２側の一部が入口接続部５１内に挿入されている。同様に、出口管部４３は、その冷媒流路体２側の一部が出口接続部５２内に挿入されている。

上述のように入口管部４２の一部が入口接続部５１内に挿入されている部位、及び、出口管部４３の一部が出口接続部５２内に挿入されている部位に対し、それらの部位を外周側から挟持する第１固定部材６が設けられている。
即ち、第１固定部材６は、入口管部４２と自己との間で入口接続部５１を挟持するとともに、出口管部４３と自己との間で出口接続部５２を挟持する。

本実施形態では、図１に図４を併せ参照して容易に理解される通り、第１固定部材６は、それぞれ締結孔を有する２部材で分割されて構成され、これら２部材６ａ、６ｂは、入口管部４２及び出口管部４３を、入口接続部５１及び出口接続部５２の外周側から挟むように、互いの締結孔６１ａ、６１ｂに適合する締結部材であるボルト６２で締結されて固定される。本例では特に、図２及び図３の如く、ボルト６２は長尺の貫通ボルトであり、隣接する複数の第１固定部材６（６ａ、６ｂ）同士がこのボルト６２で一括締結されて固定される。

図３に二点鎖線で囲んで示された部分に注目して特に明らかな通り、複数の第１固定部材６（６ａ、６ｂ）は、ボルト６２の長手方向に、この方向と違う方向には凹凸を生じることなく整列するように、長尺の貫通ボルト６２で一括締結されて固定される。

図４を参照して容易に理解される通り、冷媒流路体２は、その表面２ａに形成された複数の孔部２３、２３を有する。また、入口接続部５１及び出口接続部５２は、それぞれ対応する孔部２３、２３を塞ぐように配置されるフランジ部５３及び５４を有する。更にまた、フランジ部５３及び５４を自己と冷媒流路体２の表面２ａとで挟持する第２固定部材７を備える。第２固定部材７は、入口接続部５１及び出口接続部５２に対応する位置に形成された各開口７１、７１を有し、これら開口７１、７１の周辺部位でフランジ部５３及び５４を表面２ａに向けて面的に押圧するようにして挟む。

図４に縦方向の一点鎖線にて図示された通り、入口管部４２の軸線と、入口接続部５１の軸線と、入口管部４２及び入口接続部５１に対応する孔部２３の中心とが一致するように位置決めされて、フランジ部５３が冷媒流路体２の表面２ａ上で第２固定部材７により挟持されて固定される。
同様に、出口管部４３の軸線と、出口接続部５２の軸線と、出口管部４３及び出口接続部５２に対応する孔部２３の中心とが一致するように位置決めされて、フランジ部５４が冷媒流路体２の表面２ａ上で第２固定部材７により挟持されて固定される。
それぞれ弾性体である入口接続部５１及び出口接続部５２の各フランジ部５３及び５４が、第２固定部材７により冷媒流路体２の表面２ａ上に挟持されて固定される部分は、グロメットとして機能する入口接続部５１及び出口接続部５２の各該当部位ないしそれらの全体が、上述のように流通する冷媒をシールして冷媒の漏れ（水漏れ）を防いでいる。

図１から図４の実施形態において、第２固定部材７の冷媒流路体２の表面２ａへの接合は、例えば、摩擦撹拌接合、溶接、或いは、超音波接合などの方法を採ることができる。何れの場合も、既述のように、それぞれ対をなす複数の第１固定部材６（６ａ、６ｂ）を長尺の貫通ボルト６２で一括締結したことと相俟って、ボルトの数を低減することができる。

図１から図４を参照して説明した本発明の一実施形態としての電力変換装置の作用効果について次に説明する。
図１から図４を参照して説明した電力変換装置１では、パワーモジュール３を含んで構成され電力変換回路の一部を構成する電子機器が、冷媒流路体２内の供給側冷媒流路２１と戻り側冷媒流路２２との間を流通する冷媒によって冷却される。特に、パワーモジュール３の冷却のために、冷媒管部４が複数並設される。即ち、冷媒管部４は、複数の各パワーモジュール３に対しそれらの主面に接触して交互に積層配置され、それらの主面と熱交換可能な接触面部４１を有する扁平状のものであり、これらが複数並設される。これらの冷媒管部４との熱交換によってパワーモジュール３が冷却されて過熱が防止される。冷媒管部４における冷媒の流れは、図１の矢線Ｒにより概念的に示された通り、冷媒流路体２の供給側冷媒流路２１から入口管部４２を通して冷媒管部４内に入り、出口管部４３を通して冷媒流路体２の戻り側冷媒流路２２へと戻るようにして循環する形態をとる。

既述のように、冷媒管部４の入口管部４２と冷媒流路体２（その供給側冷媒流路２１）との間は入口接続部５１で接続され、同様に、出口管部４３と冷媒流路体２（その戻り側冷媒流路２２）との間は出口接続部５２で接続される。
この場合特に、入口接続部５１及び出口接続部５２は、管状の弾性部材で形成されている。
従って、各構成部の寸法等のばらつきに対する許容可能量が増加する。また、弾性部材を介して冷媒流路体２に接続されるため振動吸収性能が高い。このため、冷媒管部の板厚等を薄くしても疲労破壊を防ぐことができる。

また、冷媒管部４の、入口管部４２の一部が入口接続部５１内に挿入され、出口管部４３の一部が出口接続部５２内に挿入され、それらの挿入部位を外周側から挟持する第１固定部材６が設けられている。このとき、第１固定部材６は、入口管部４２と自己との間で入口接続部５１を挟持するとともに、出口管部４３と自己との間で出口接続部５２を挟持する。
上述のような第１固定部材６を有する構成を採ることにより、部品点数が比較的少ない簡易な構成で冷媒の漏れ（水漏れ）を防ぐことができる。
また、第１固定部材６は、それぞれ締結孔を有する２部材６ａ、６ｂで分割されて構成され、これら２部材６ａ、６ｂは、入口管部４２及び出口管部４３を、入口接続部５１及び出口接続部５２の外周側から挟むように、互いの締結孔６１ａ、６１ｂに適合する締結部材であるボルト６２で締結されて固定される。
従って、締結部材であるボルト６２の締結力により容易に入口管部４２及び出口管部４３を挟持することができる。

また、第１固定部材６は、隣接する複数の第１固定部材同士（６ａ、６ｂ）が締結部材であるボルト６２で一括締結されて固定される。
従って、部品点数の削減、組立作業工数の削減が可能である。

一方、冷媒流路体２は、その表面２ａに形成された孔部２３を有し、入口接続部５１及び出口接続部５２は、それぞれ孔部２３を塞ぐように配置されるフランジ部５３を有しフランジ部５３を冷媒流路体２の表面２ａと自己との間で挟持する第２固定部材７を更に備える。
従って、簡易な構造で冷媒の漏れ（水漏れ）を防ぐことができる。

図１及び図４を参照して既述のとおり、入口接続部５１及び出口接続部５２は、それぞれ蛇腹状に形成された蛇腹部５１ａ及び５２ａを有する。
このため、入口接続部５１及び出口接続部５２は蛇腹部による伸縮性を有する。従って、入口接続部５１及び出口接続部５２は変位吸収量が大きくなる。また、振動吸収性能が向上する。

次に、図５及び図６を参照して、本発明の他の実施形態としての電力変換装置について説明する。
図５は、本発明の他の実施形態としての電力変換装置を示す組立斜視図である。
図６は、図５の電力変換装置の部分拡大斜視図である。
図５及び図６において、既述の図１から図４との対応部は同一の符号を附して示し、それら各部の説明は適宜省略する。
図５及び図６の実施形態において、既述の図１から図４の実施形態との一つの相違は次の点である。即ち、既述の図１から図４では、複数の第１固定部材６（６ａ、６ｂ）は、ボルト６２の長手方向に、この方向と違う方向には凹凸を生じることなく整列するように、長尺の貫通ボルト６２で一括締結されて固定される。
これに対し、図５及び図６の実施形態においては、一対の第１固定部材６ａ及び６ｂ毎に、長尺の貫通ボルト６２のようには長くないボルト６３によって第１固定部材の各対（６ａ、６ｂ）毎に締結されて固定される。
また、図５及び図６の実施形態では、第２固定部材７の冷媒流路体２の表面２ａへの接合は、第２固定部材７に形成されたボルト穴７２を通してボルト７３によりボルト締結している。

以上、図５及び図６を参照して説明した実施形態では、第１固定部材６は、隣接する複数の第１固定部材同士（６ａ、６ｂ）が締結部材であるボルト６２で一括締結されて固定されるのではなく、各対（６ａ、６ｂ）ごとにボルト６３によって締結され、且つ、第２固定部材７の冷媒流路体２の表面２ａへの接合にもボルト７３によるボルト締結が適用されている。
従って、部品点数の削減、組立作業工数の削減という点では、既述の図１から図４の実施形態に及ばないが、その他の点については同様の作用効果を奏する。また、長尺の貫通ボルト６２を用意する必要がないため、適用するボルトについて、同仕様のものに統一することにより、部品管理の簡素化がはかれるという利点もある。

次に、図７から図９を参照して、本発明の更に他の実施形態としての電力変換装置について説明する。
図７は、本発明の更に他の実施形態としての電力変換装置を示す概略構成図である。
図８は、図７の電力変換装置の要部拡大図である。
図９は、図８の電力変換装置の冷媒管部の内部を示す図である。
図７から図９において、対応部は同一の符号を附して示されているが、複数のパワーモジュール３ａが既述のパワーモジュール３に対応し、冷媒管部４ｂが既述の冷媒管部４に相応する。

図７を参照して容易に理解される通り、この実施形態でも、複数並設された冷媒管部４ｂの間にパワーモジュール３ａが挟まれる形で、冷媒管部４ｂとパワーモジュール３ａとが交互に積層配置されている。
図７では図示されていないが、複数の各冷媒管部４ｂには図１を参照して既述の入口管部４２及び出口管部４３と同様の入口管部及び出口管部が設けられている。また、これら入口管部及び出口管部が、弾性体の入口接続部及び出口接続部によって冷媒流路体に接続される構成は、これら冷媒流路体との接続に関して上述した構成と同様である。
図７から図９の実施形態における既述の図１から図４との一つの相違点は、冷媒管部４ｂ自体の構成にある。
即ち、この冷媒管部４ｂは、パワーモジュール３ａの主面と冷媒管部４ｂの接触面部との間で、効率的な熱交換を行わせるために、図示の様な積層配置構造における積層方向に、締結などの適宜の手段（不図示）で外力（積層方向の圧力）を加えて用いられる。
図７から図９の実施形態における冷媒管部４ｂでは、この積層方向の圧力を高めた時に、冷媒管部４ｂが部分的に変形して、接触圧の面方向での均一性を保持できる構造が採られている。

冷媒管部４ｂは、パワーモジュール３ａの一方の主面（図７における下側の主面）に接触する第１接触面部４１１が設定された第１主面板４１０、及び、パワーモジュール３ａの他方の主面（図７における上側の主面）に接触する第２接触面部４２１が設定された第２主面板４２０を有する。
第２主面板４２０は全体的に平板状を成している。この第２主面板４２０と概略平行な第１主面板４１０の周縁部が第２主面板４２０の周縁部に向けて近接するように折り曲げられて容器形状をなしている。このような第１主面板４１０及び第２主面板４２０は両者の周縁部近傍で接合されている。

図８に要部を拡大して示す通り、第１主面板４１０の第１接触面部４１１は、冷媒管部４ｂとパワーモジュール３ａとが積層配置された積層体にこれを積層方向に挟む圧力が加えられるときに、この圧力を受ける挟圧部４３１を成している。更に、挟圧部４３１の外周側に隣接して、上述の積層方向に挟む圧力によって相対的に容易に変形する変形部４３２が形成されている。
本例における変形部４３２は、第１主面板４１０がその中心（図８における右側）から離隔するに伴って第２主面板４２０から離隔する方向に一旦小さく突出した後、更に上記中心から離隔するに伴って、第２主面板４２０に近接する方向に凹陥した凹部４３２ａが形成されている。また、変形部４３２は、第１主面板４１０における
即ち、本例の冷媒管部４ｂにおける第１主面板４１０の変形部４３２は、その第１主面板４１０において第１接触面部４１１とは重畳しないように離隔してその周囲を囲繞する環形状を成している。
換言すれば、変形部４３２は、パワーモジュール３ａの位置とは重畳しないように離隔してその周囲を囲繞する環形状を有する。

図８において、冷媒管部４ｂの内部の二点鎖線で示す領域には、図９に示す冷却フィン４４０が配置される。図示の通り、変形部４３２は、この冷却フィン４４０が配される位置とは重畳しないように離隔している。
冷却フィン４４０は、冷媒管部４ｂの内部を流通する冷媒との接触面積（伝熱面積）を増大させて、熱交換の効率を高め、小型化をはかりながら、パワーモジュール３ａに対する冷却能力を向上させる。

図７から図９を参照して説明した実施形態によれば、冷媒管部４ｂの第１主面板４１０に形成された変形部４３２が挟圧荷重により他部に優先して変形することにより、変位吸収量が大きくなり、第１接触面部４１１における接触圧のばらつきを低減する効果が向上する。

また、変形部４３２は凹部４３２ａを含んで構成されるものであり、凹部４３２ａに荷重を集中させることでこの部位を変形させ、これにより変形が他部に及ぶことを抑制して、挟圧部４３１におけるパワーモジュール３ａに対する保持力が向上する。また、凹形状をつけるのみで製造可能であるため、製造が容易であり、低コスト化がはかられる。

また、変形部４３２は、パワーモジュール３ａの位置とは重畳しないように離隔して形成されている。このため、変形部４３２と周辺の他部との間の強度差ができるため、変形部４３２を変形させ易くなる。このため挟圧部４３１におけるパワーモジュール３ａに対する保持力が向上する。

更にまた、変形部４３２は、冷却フィン４４０が配される位置とは重畳しないように離隔しているため、冷却フィン４４０の近傍部位と変形部４３２との間の強度差ができるため、変形部４３２を変形させ易くなる。このため挟圧部４３１におけるパワーモジュール３ａに対する保持力が向上する。

また、変形部４３２は、パワーモジュール３ａを囲繞する環形状を有するため、各構成部に係る寸法等のばらつきによる応力集中の方向が何れの方向であっても対応できる。このため挟圧部４３１におけるパワーモジュール３ａに対する保持力が向上する。

以上述べた実施形態の電力変換装置の作用効果を要約する。
（１）パワーモジュール３の主面に接触して熱交換可能な接触面部４１を有する扁平状の冷媒管部４が、パワーモジュール３と交互に積層配置されて積層体を成している。各個の冷媒管部４は、冷媒流路体２からの冷媒が循環する。冷媒流路体２は内部に供給側冷媒流路２１及び戻り側冷媒流路２２を有する。冷媒の循環は、各個の冷媒管部４の入口管部４２に冷媒流路体２の供給側冷媒流路２１から供給された冷媒が冷媒管部４内を流通し、出口管部４３から冷媒流路体２の戻り側冷媒流路２２に戻るようにして行われる。冷媒管部４の、入口管部４２と冷媒流路体２とは入口接続部５１によって接続され、出口管部４３と冷媒流路体２とは出口接続部５２よって接続される。これら入口接続部５１及び出口接続部５２は、それぞれ管状の弾性部材で形成されている。
このため、各構成部に係る寸法等のばらつきに対する許容可能量が増加する。また、弾性部材を介して冷媒流路体に接続されるため振動吸収性能が高い。従って、冷媒管部の板厚等を薄くしても疲労破壊を防ぐことができる。

（２）入口管部４２は、その冷媒流路体２側の一部が入口接続部５１内に挿入され、出口管部４３は、その冷媒流路体２側の一部が出口接続部５２内に挿入され、入口管部４２との間で入口接続部５１を挟持するとともに、出口管部４３との間で出口接続部５２を挟持する第１固定部材６（６ａ、６ｂ）を備えるため、簡易な構成で冷媒の漏れ（水漏れ）を防ぐことができる。

（３）第１固定部材６は、それぞれ締結孔を有する２部材６ａ、６ｂで分割されて構成され、２部材６ａ、６ｂは、入口管部４２及び出口管部４３を挟むように互いの締結孔がボルト６２で締結されて固定される。
このため、ボルト６２による締結力により容易に入口管部４２及び出口管部４３を挟持することができる。

（４）第１固定部材６は、隣接する複数の第１固定部材６（６ａ、６ｂ）同士がボルト６２によって一括締結されて固定されるため、部品点数の削減、組立作業工数の削減が可能である。

（５）冷媒流路体２は、その表面２ａに形成された孔部２３を有し、入口接続部５１及び出口接続部５２は、それぞれ孔部２３を塞ぐように配置されるフランジ部５３を有し、フランジ部５３を自己と冷媒流路体２の表面２ａとで挟持する第２固定部材７を更に備えるため、簡易な構造で冷媒の漏れ（水漏れ）を防ぐことができる。

（６）入口接続部５１及び出口接続部５２は、それぞれ蛇腹状に形成された５１ａ、５２ａを有するため、伸縮性に富む蛇腹部によって、変位吸収量が大きくなる。また、振動吸収性能が向上する

（７）冷媒管部４は、パワーモジュール３と冷媒管部４とが交互に積層配置されている積層体の積層方向に挟圧される挟圧部４３１と、この挟圧により積層方向に変形する変形部４３２と、を有するため、変形部４３２が挟圧荷重により変形することにより、変位吸収量が大きくなり、接触面部４１における接触圧のばらつきを低減する効果が向上する。

（８）変形部４３２は、凹部４３２ａを含んで構成されるため、この凹部４３２ａに荷重を集中させることでこの部位を変形させ、これにより変形が他部に及ぶことを抑制して、挟圧部４３１におけるパワーモジュール３に対する保持力が向上する。また、凹形状をつけるのみで製造可能であるため、製造が容易であり、低コスト化がはかられる。

（９）変形部４３２は、パワーモジュール３から離間した位置に設けられるため、変形部４３２と他部との間の強度差ができて、変形部４３２を変形させ易くなる。このため挟圧部４３１におけるパワーモジュール３に対する保持力が向上する。

（１０）冷媒管部４は、内部に冷却フィン４４０を有し、変形部４３２は、冷却フィン４４０から離間した位置に設けられるため、冷却フィン４４０の近傍部位と変形部４３２との間の強度差ができて、変形部４３２を変形させ易くなる。このため挟圧部４３１におけるパワーモジュール３に対する保持力が向上する。

（１１）変形部４３２は、パワーモジュール３を囲繞する環形状を有するため、各構成部に係る寸法等のばらつきによる応力集中の方向が何れの方向であっても対応できる。このため挟圧部４３１におけるパワーモジュール３に対する保持力が向上する。

以上の実施形態のほか、本発明の趣旨を逸脱しない種々の変形例や変更例は本発明の範囲に包摂される。
例えば、上述の本発明の電力変換装置については、入口接続部５１及び出口接続部５２はそれぞれ管状の弾性部材で形成されている例を挙げて説明したが、入口接続部５１及び出口接続部５２の形状は必ずしも図示の態様のもに限られず、外観が角柱状である場合等であっても、本発明の技術思想が有効に活用され得る。

１ 電力変換装置
２ 冷媒流路体
２ａ 表面
３、３ａ パワーモジュール（半導体チップ又は半導体モジュール）
４ 冷媒管部
６（６ａ、６ｂ） 第１固定部材
２３ 孔部
４１ 接触面部
４２ 入口管部
４３ 出口管部
５１ 入口接続部
５１ａ、５２ａ 蛇腹部
５２ 出口接続部
５３ フランジ部
６２、６３ ボルト（締結部材）
４３１ 挟圧部
４３２ 変形部
４３２ａ 凹部
４４０ 冷却フィン

Claims (11)

1. 半導体チップ又は半導体モジュールを含み所定の電力変換回路の一部を構成する電子機器と、
   前記電子機器を冷却する冷媒が流通する冷媒流路体と、
   前記半導体チップ又は半導体モジュールと交互に積層配置され、前記半導体チップ又は半導体モジュールを冷却するための冷媒が流通するとともに前記半導体チップ又は半導体モジュールの主面に接触して熱交換可能な接触面部を有する扁平状の冷媒管部と、を備える電力変換装置であって、
   前記冷媒管部の一端側に設けられ、前記冷媒管部に向けて冷媒が流入する入口管部と、
   前記冷媒管部の他端側に設けられ、前記冷媒管部から冷媒が流出する出口管部と、
   前記入口管部を前記冷媒流路体に接続し、管状の弾性部材で形成された入口接続部と、
   前記出口管部を前記冷媒流路体に接続し、管状の弾性部材で形成された出口接続部と、を備える電力変換装置。
2. 前記入口管部は、その前記冷媒流路体側の一部が前記入口接続部内に挿入され、
   前記出口管部は、その前記冷媒流路体側の一部が前記出口接続部内に挿入され、
   前記入口管部との間で前記入口接続部を挟持するとともに、前記出口管部との間で前記出口接続部を挟持する第１固定部材を更に備える請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記第１固定部材は、それぞれ締結孔を有する２部材で分割されて構成され、
   前記２部材は、前記入口管部及び前記出口管部を挟むように互いの締結孔で締結部材により締結されて固定される請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記第１固定部材は、隣接する複数の第１固定部材同士が締結部材で一括締結されて固定される請求項３に記載の電力変換装置。
5. 前記冷媒流路体は、その表面に形成された孔部を有し、
   前記入口接続部及び前記出口接続部は、それぞれ前記孔部を塞ぐように配置されるフランジ部を有し、
   前記フランジ部を前記冷媒流路体の表面とで挟持する第２固定部材を更に備える請求項１から４の何れか一項に記載の電力変換装置。
6. 前記入口接続部及び前記出口接続部は、それぞれ蛇腹状に形成された蛇腹部を有する請求項１から５の何れか一項に記載の電力変換装置。
7. 前記冷媒管部は、
   前記積層方向に挟圧される挟圧部と、
   前記挟圧により積層方向に変形する変形部と、を有する請求項１から６の何れか一項に記載の電力変換装置。
8. 前記変形部は、凹部を含んで構成される請求項７に記載の電力変換装置。
9. 前記変形部は、前記半導体チップ又は前記半導体モジュールから離間した位置に設けられる請求項７又は８に記載の電力変換装置。
10. 前記冷媒管部は、内部に冷却フィンを有し、
    前記変形部は、前記冷却フィンから離間した位置に設けられる請求項７から９の何れか一項に記載の電力変換装置。
11. 前記変形部は、前記半導体チップ又は前記半導体モジュールを囲繞する環形状を有する請求項７から１０の何れか一項に記載の電力変換装置。

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