JP2018057189A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の冷却効率を向上でき、加圧部材の力が冷却プレートに強く加わることを抑制でき、かつ電子部品の耐振性を向上できる電力変換装置を提供すること。【解決手段】半導体モジュールと冷却管３とを積層した積層体１０と、電子部品４と、加圧部材６と、これらを収容するケース５と、電子部品４を冷却する冷却プレート７とを備える。加圧部材６は、積層体１０及び電子部品４を加圧している。冷却プレート７は、隣接側壁５０に形成された開口部５１をケース外側から塞いでおり、ケース５に固定されている。電子部品４は、部品本体部４０と、該部品本体部４０から突出した突出部４１とを備える。ケース５には、突出部４１がＸ方向から当接する当接部５２が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子を内蔵した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た電力変換装置に関する。

直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置として、半導体素子を内蔵した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積層体を構成したものが知られている（下記特許文献１参照）。この電力変換装置では、上記半導体素子をスイッチング動作させ、これにより、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換している。

上記積層体は、リアクトルやＤＣ−ＤＣコンバータ等の電子部品と、加圧部材と共に、ケース内に収容されている。積層体は、該積層体の積層方向において、加圧部材と電子部材との間に配されている。そして、例えば、加圧部材によって、積層体を電子部品に押し当て、さらにこの電子部品をケースの側壁に押し当てる構成が採用される（図２３参照）。このようにすると、加圧部材の加圧力によって、電子部品と積層体をケース内に固定できると共に、積層体を構成する半導体モジュールと冷却管とを互いに密着させることができる。また、一部の冷却管を電子部品に接触できるため、電子部品を冷却することが可能になる。

しかしながら、上記電力変換装置では、電子部品の冷却効率を充分に向上できないという問題がある。すなわち、上記電力変換装置では、積層方向における電子部品の一方側の面は冷却管によって冷却できるが、他方側の面はケースの側壁に当接している。この側壁の内部には冷媒が流れていないため、電子部品の冷却効率は低い。そのため、電子部品の冷却効率をより高めたいという要求がある。

近年、この要求に応えるため、以下の構成を採用することが検討されている。すなわち、上記ケースの側壁に、上記積層方向に開口した開口部を形成し、この開口部を、冷媒の流路を内部に設けた冷却プレートによってケース外側から塞ぐ（図２４参照）。そして、締結部材等を用いて、冷却プレートをケースに固定し、上記加圧部材の力を用いて電子部品を冷却プレートに押し当てる。この冷却プレートによって、電子部品を冷却する。冷却プレート内には上記冷媒の流路が形成されているため、電子部品の冷却効率を高めることができる。

特開２０１５−２２０８３９号公報

しかしながら、上記構成では、加圧部材を用いて電子部品を冷却プレートに押し当てるため、冷却プレートに加圧部材の力が加わり、冷却プレートとケースとの固定部に大きな応力が加わりやすくなる。例えば、締結部材を用いて冷却プレートをケースに締結する場合、締結部材に大きな応力が加わりやすくなる。

この問題を解決するため、ボルト等を用いて電子部品をケースに締結し、加圧部材の力をボルトによって受け止めることも考えられる。このようにすると、加圧部材の力が冷却プレートに加わらなくなる。しかしながら、この場合、加圧部材の力が上記ボルトに加わってしまい、ボルトに強い応力が加わることになる。また、ボルトだけでは、加圧部材の力を充分に受け止められない可能性がある。そのため、電子部品をケース内にしっかり固定できず、電子部品の耐振性が低下しやすい。特に、リアクトルやＤＣ−ＤＣコンバータ等の電子部品は重いため、加圧部材から電子部品に加わった力を充分に受け止めて、電子部品をケース内にしっかり固定しないと、電子部品の耐振性が低下しやすい。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、電子部品の冷却効率を向上でき、加圧部材の力が冷却プレートに強く加わることを抑制でき、かつ電子部品の耐振性を向上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、半導体素子（２０）を内蔵した複数の半導体モジュール（２）と、該半導体モジュールを冷却する冷媒（１１）が流れる複数の冷却管（３）とを積層した積層体（１０）と、
該積層体の積層方向において上記積層体に隣り合う位置に配され、上記半導体モジュールに電気接続した電子部品（４）と、
上記積層体を上記電子部品に向けて加圧する加圧部材（６）と、
上記積層体と上記電子部品と上記加圧部材とを収容するケース（５）と、
上記冷媒が流れる流路（７０）が形成された冷却プレート（７）とを備え、
上記ケースの側壁のうち上記積層方向において上記電子部品に隣り合う位置に設けられた隣接側壁（５０）に、上記積層方向へ開口した開口部（５１）が形成され、上記冷却プレートによって上記開口部をケース外側から塞いであり、上記冷却プレートは上記ケースに固定され、上記冷却プレートによって上記電子部品を、上記積層体を配した側とは反対側から冷却するよう構成され、
上記電子部品は、上記半導体モジュールに電気接続した部品本体部（４０）と、該部品本体部から突出した突出部（４１）とを有し、上記電子部品は上記ケースに締結されており、
上記ケースには、上記突出部が上記積層方向から当接する当接部（５２）が形成されている、電力変換装置（１）にある。

上記電力変換装置においては、ケースの上記隣接側壁に上記開口部を形成してある。そして、この開口部を、上記冷却プレートによってケース外側から塞ぎ、該冷却プレートをケースに固定してある。この冷却プレートを用いて、電子部品を冷却している。
そのため、内部に冷媒の流路を有する冷却プレートによって、電子部品を効果的に冷却することができる。

また、上記電力変換装置では、電子部品に上記突出部を形成し、この突出部を、ケースに形成した上記当接部に積層方向から当接させている。
そのため、加圧部材から電子部品に加わった力を、当接部によって受け止めることができる。そのため、電子部品をケース内にしっかり固定することができ、電子部品の耐振性を向上することができる。
また、上記構成にすると、突出部が当接部に当接するため、電子部品の上記部品本体部が冷却プレートに押し付けられにくくなる。つまり、加圧部材の力が、部品本体部を介して冷却プレートに加わりにくくなる。そのため、冷却プレートとケースとの固定部に大きな負荷が加わることを抑制できる。例えば、締結部材を用いて冷却プレートをケースに締結する場合、この締結部材に大きな負荷が加わることを抑制できる。

以上のごとく、上記態様によれば、電子部品の冷却効率を向上でき、加圧部材の力が冷却プレートに強く加わることを抑制でき、かつ電子部品の耐振性を向上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、電力変換装置の断面図であって、図２のI-I断面図。 図１のII-II断面図。 図２の要部拡大図。 実施形態１における、電子部品の斜視図。 実施形態１における、ケースの部分斜視図。 図１のVI-VI断面図。 図２のVII-VII断面図。 図１のVIII-VIII断面図。 実施形態１における、電力変換装置の回路図。 実施形態２における、電力変換装置の断面図。 実施形態２における、冷却プレート及び冷却管の斜視図。 図１０のXII-XII断面図。 実施形態３における、電力変換装置の断面図。 実施形態４における、電力変換装置の断面図。 実施形態４における、冷却プレート及び冷却管の斜視図。 実施形態４における、補助電子部品を取り除いた状態での、電力変換装置の正面図。 実施形態５における、電力変換装置の断面図。 実施形態６における、ケースの部分斜視図。 実施形態６における、電子部品の斜視図。 実施形態６における、電力変換装置の断面図。 図２０の要部拡大図。 実施形態７における、電力変換装置の断面図。 比較形態１における、電力変換装置の拡大断面図。 比較形態２における、電力変換装置の拡大断面図。 図２４に続く図。

上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。車載用電力変換装置は、車両走行時に大きな振動が生じやすいため、電子部品の耐振性を高めることができる上記態様を適用した場合の効果は大きい。

（実施形態１）
上記電力変換装置に係る実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。図１〜図３に示すごとく、本形態の電力変換装置１は、積層体１０と、電子部品４と、加圧部材６と、ケース５と、冷却プレート７とを備える。積層体１０は、複数の半導体モジュール２と、複数の冷却管３とを積層してなる。半導体モジュール２には、半導体素子２０（図９参照）が内蔵されている。冷却管３には、半導体モジュール２を冷却する冷媒１１が流れている。

電子部品４は、積層体１０の積層方向（Ｘ方向）において積層体１０に隣り合う位置に配されている。電子部品４は、半導体モジュール２に電気接続している（図９参照）。電子部品４は、半導体モジュール２よりも質量が大きい。本形態の電子部品４は、昇圧用のリアクトルである。
加圧部材６は、積層体１０を電子部品４に向けて加圧している。
ケース５には、積層体１０と電子部品４と加圧部材６とが収容されている。
冷却プレート７の内部には、冷媒１１が流れる流路７０（図７参照）が形成されている。

ケース５の側壁のうちＸ方向において電子部品４に隣り合う位置に設けられた隣接側壁５０に、Ｘ方向へ開口した開口部５１が形成されている。この開口部５１を、冷却プレート７によってケース外側から塞いである。また、締結部材７９を用いて、冷却プレート７をケース５に固定してある。この冷却プレート７を用いて、電子部品４を、積層体１０を配した側とは反対側から冷却するよう構成してある。

電子部品４は、部品本体部４０と、突出部４１とを備える。部品本体部４０は、半導体モジュール２に電気接続している（図９参照）。電子部品４は、ケース５に締結されている。

図１、図３に示すごとく、ケース５には、当接部５２が形成されている。電子部品４の突出部４１は、当接部５２にＸ方向から当接している。

本形態の電力変換装置１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置である。図９に示すごとく、本形態の電力変換装置１は、インバータ部１００と昇圧部１０１とを備える。昇圧部１０１は、半導体モジュール２ｂと、リアクトル（電子部品４）と、フィルタコンデンサ８５とからなる。半導体モジュール２ｂ内の半導体素子２０（ＩＧＢＴ）をスイッチング動作させることにより、直流電源８１の電圧を昇圧するよう構成されている。

インバータ部１００は、複数の半導体モジュール２ａと、平滑コンデンサ８４とからなる。昇圧部１０１によって昇圧した直流電圧を、平滑コンデンサ８４によって平滑化している。そして、半導体モジュール２ａをスイッチング動作させることにより、昇圧後の直流電力を交流電力に変換している。これにより交流負荷８２（三相交流モータ）を駆動し、上記車両を走行させている。

また、フィルタコンデンサ８５に並列に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４ｄが接続している。このＤＣ−ＤＣコンバータ１４ｄを用いて、直流電源８１の電圧を降圧し、低圧バッテリー８３を充電するよう構成されている。

図８に示すごとく、半導体モジュール２は、上記半導体素子２０を内蔵した本体部２1と、該本体部２１から突出したパワー端子２２と、制御端子２３とを備える。パワー端子２２には、直流電圧が加わる直流端子２２ｐ，２２ｎと、交流負荷８２に電気接続される交流端子２２ａとがある。また、制御端子２３は、制御回路基板１７に接続している。この制御回路基板１７を用いて、半導体素子２０のスイッチング動作を制御している。

図１、図７に示すごとく、冷却プレート７には、冷媒１１を導入する導入パイプ１２と、冷媒１１を導出する導出パイプ１３とが接続している。また、Ｘ方向に隣り合う複数の冷却管３は、連結管１６によって連結されている。連結管１６は、パワー端子２２の突出方向（Ｚ方向）とＸ方向との双方に直交する幅方向（Ｙ方向）における、冷却管３の両端に配されている。

導入パイプ１２から冷媒１１を導入すると、冷媒１１は、冷却プレート７と複数の冷却管３とに分岐して流れる。その後、冷媒１１は合流し、導出パイプ１３から導出される。これにより、電子部品４と半導体モジュール２とを冷却している。

また、電子部品４は、図４に示すごとく、部品本体部４０と、該部品本体部からＹ方向に突出した一対の突出部４１（４１ａ，４１ｂ）とを備える。突出部４１には、Ｚ方向に貫通した挿入孔４１０が形成されている。図３に示すごとく、この挿入孔４１０にボルト４９を挿入し、ケース５の底壁５９に締結してある。本形態では、ボルト４９によって突出部４１を、Ｘ方向に直交する方向（Ｚ方向）に締結している。

図５に示すごとく、ケース５は、底壁５９と、該底壁５９から立設した側壁５０，５８と、カバー５７とを備える。側壁のうち、Ｘ方向において電子部品４（図１参照）に隣り合う隣接側壁５０には、開口部５１が形成されている。この開口部５１を、冷却プレート７によってケース外側から塞いである。冷却プレート７は、締結部材７９によってケース５に固定されている。また、図３に示すごとく、電子部品４の突出部４１は、隣接側壁５０（当接部５２）にＸ方向から当接している。このように、本形態では、隣接側壁５０を、上記当接部５２としている。

図１、図７に示すごとく、電子部品４の部品本体部４０と冷却プレート７とは密着しておらず、これらの間に放熱弾性部材１５が介在している。放熱弾性部材１５は、空気よりも熱伝導率が高い材料からなる。また、放熱弾性部材１５は、隣接側壁５０よりもヤング率が低い。この放熱弾性部材１５を介して、電子部品４から発生した熱を冷却プレート７に伝えている。放熱部材１５としては、例えば、シリコンゴム等を用いることができる。

図１、図７に示すごとく、ケース５内には、加圧部材６（板ばね）が配されている。この加圧部材６を用いて、積層体１０及び電子部品４を、隣接側壁５０に向けて加圧している。これによって、積層体１０及び電子部品４をケース５内に固定している。また、加圧部材６の力によって、冷却管３と半導体モジュール２とを密着させている。

また、冷却プレート７の、電子部品４を配した側とは反対側には、補助電子部品１４が配されている。補助電子部品１４は、半導体モジュール２に電気接続しており、半導体モジュール２よりも質量が大きい。本形態の補助電子部品１４は、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１４ｄ（図９参照）である。

次に、本形態の作用効果について説明する。図１、図６に示すごとく、本形態では、ケース５の隣接側壁５０に開口部５１を形成してある。そして、この開口部５１を、冷却プレート７によってケース外側から塞ぎ、該冷却プレート７をケース５に固定してある。この冷却プレート７を用いて、電子部品４を冷却するよう構成してある。
そのため、内部に冷媒１１の流路７０を有する冷却プレート７によって、電子部品４を効果的に冷却することができる。

また、本形態では図１、図３に示すごとく、電子部品４に突出部４１を形成し、この突出部４１を、ケース５に形成した当接部５２にＸ方向から当接させている。
そのため、加圧部材６から電子部品４に加わった力を、当接部５２によって受け止めることができる。したがって、電子部品４をＸ方向にしっかり固定することができ、電子部品４の耐振性を向上することができる。
また、本形態では、突出部４１が当接部５２に当接するため、電子部品４の部品本体部４０が冷却プレート７に押し付けられにくくなる。つまり、加圧部材６の力が、部品本体部４０を介して冷却プレート７に加わりにくくなる。そのため、冷却プレート７とケース５との固定部（すなわち締結部材７９）に大きな負荷が加わることを抑制できる。

ここで仮に、図２３に示すごとく、冷却プレート７を設けず、加圧部材６によって積層体１０と電子部品４とをケース５の側壁５９に押し当てたとすると、Ｘ方向における電子部品４の一方側の面４７は冷却管３によって冷却できるが、他方側の面４８は冷却性能を有しない側壁５９に接触するため、電子部品４の冷却効率を充分に向上できない。

また、図２４に示すごとく、冷却プレート７を設けた場合は、加圧部材６の強い力Ｆが冷却プレート７に加わると、締結部材７９に強い応力生じ、締結部材７９が脱落しやすくなる。そのため、冷却プレート７には加圧部材６の力が強く加わらないようにする必要がある。したがって、冷却プレート７と電子部品４との間には所定の間隔ｄを設ける必要がある。しかし、仮に図２４に示すごとく、この状態で突出部４１を当接部５２に当接させなかったとすると、電子部品４に加わった加圧部材６の力Ｆを受け止めるものが無いため、電子部品４をＸ方向にしっかり固定することができなくなる。そのため、外部から振動が加わったときに、電子部品４がＸ方向に動きやすくなる。特に、突出部４１に形成した挿入孔４１０は、ボルト４９の軸部４９１を容易に挿入できるように、軸部４９１よりも大きく形成されている。つまり、挿入孔４１０と軸部４９１との間には余裕Ａがある。そのため、外部から振動が加わると、図２５に示すごとく、この余裕Ａの分だけ、電子部品４が移動することになる。電子部品４がＸ方向に移動すると、加圧部材４の力Ｆが低減し、冷却管３と半導体モジュール２とを密着させにくくなる。

これに対し、本形態では、図１、図３に示すごとく、突出部４１を当接部５２にＸ方向から当接させているため、加圧部材６の力によって突出部４１を当接部５２に押し付けることができる。そのため、電子部品４をＸ方向にしっかり固定できる。また、電子部品４の部品本体部４０は冷却プレート７に強く押し付けられないため、締結部材７９に強い負荷が加わることを抑制できる。さらに、電子部品４を冷却プレート７によって効果的に冷却することができる。

また、図１、図３に示すごとく、本形態の突出部４１は、部品本体部４０から、Ｘ方向に直交する方向（Ｙ方向）に突出している。
突出部４１を、部品本体部４０からＸ方向に突出させることも可能であるが（図２２参照）、この場合、電子部品４のＸ方向長さが長くなりやすい。そのため、電力変換装置１が大型化しやすい。これに対して、本形態のように、突出部４１を部品本体部４０から、Ｘ方向に直交する方向へ突出させれば、電子部品４のＸ方向長さを短くすることができ、電力変換装置１を小型化することができる。

また、図１、図３に示すごとく、本形態では、突出部４１を隣接側壁５０に当接させている。すなわち、本形態では、隣接側壁５０を当接部５２としてある。
このようにすると、電子部品４をより効果的に冷却できる。すなわち、隣接側壁５０には冷却プレート７が取り付けられるため、この冷却プレート７によって、隣接側壁５０を冷却することができる。そのため、突出部４１を隣接側壁５０に当接させることにより、突出部４１を冷却でき、ひいては、電子部品４の部品本体部４０を冷却することができる。

また、本形態では、ボルト４９を用いて、突出部４１をケース５に締結してある。
このようにすると、電子部品４に、該電子部品４をケース５に締結するための部位を別途形成しなくてすむ。そのため、電子部品４の構造を簡素にすることができる。

また、図１、図６に示すごとく、本形態では、電子部品４と冷却プレート７との間に、空気よりも熱伝導率が高い放熱弾性部材１５が介在している。
そのため、電子部品４から発生した熱を、放熱弾性部材１５を介して、冷却プレート７に伝えることができる。したがって、電子部品４の冷却効率をより高めることができる。また、放熱弾性部材１５は、隣接側壁５０よりもヤング率が低い弾性材料からなる。そのため、加圧部材６から部品本体部４０に加わった力を、放熱弾性部材１５によって吸収することができる。そのため、冷却プレート７に大きな力が加わることを効果的に抑制できる。

また、本形態では、図１に示すごとく、冷却プレート７の、電子部品４を設けた側とは反対側に、補助電子部品１４を配置してある。
そのため、冷却プレート７を用いて、電子部品４だけでなく、補助電子部品１４をも冷却することが可能になる。

また、本形態では図１に示すごとく、突出部４１をボルト４９によって、Ｘ方向に直交する方向（Ｚ方向）から締結している。
そのため、電子部品４を、加圧部材６によって固定される方向（Ｘ方向）とは直交する方向に締結でき、電子部品４の耐振性をより高めることができる。

また、本形態では、図１、図６に示すごとく、電子部品４の一部が開口部５１の内部に位置している。
そのため、電子部品４を冷却プレート７により接近でき、電子部品４の冷却効率を高めることができる。

以上のごとく、本形態によれば、電子部品の冷却効率を向上でき、加圧部材の力が冷却プレートに強く加わることを抑制でき、かつ電子部品の耐振性を向上できる電力変換装置を提供することができる。

なお、本形態では、電子部品４としてリアクトルを用い、補助電子部品１４としてＤＣ−ＤＣコンバータを用いたが、本発明はこれに限るものではなく、コンデンサ等の他の部品を用いてもよい。

また、本形態では、図１に示すごとく、締結部材７９を用いて冷却プレート７をケース５に締結したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、例えば、冷却プレート７をケース５にロウ付けしたり、溶接したりしても良い。

以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態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、実施形態１と同様の構成要素等を表す。

（実施形態２）
本形態は、冷却プレート７の構成等を変更した例である。図１０〜図１２に示すごとく、本形態の冷却プレート７には、実施形態１と同様に、導入パイプ１２と導出パイプ１３とが接続している。これら導入パイプ１２と導出パイプ１３とは、互いに隣り合い、パイプ対１１０を構成している。このパイプ対１１０は、補助電子部品１４に隣り合う位置に形成されている。また、本形態では、導入パイプ１２と導出パイプ１３とは、Ｚ方向において互いに隣り合っている。

導入パイプ１２から導入された冷媒１１は、複数の冷却管３内を分岐して流れ、その後、合流して、冷却プレート７内の流路７０を流れるよう構成されている。

本形態の作用効果について説明する。本形態では、導入パイプ１２と導出パイプ１３とを隣り合わせてパイプ対１１０を構成し、このパイプ対１１０を補助電子部品１４に隣り合う位置に形成してある。
そのため、冷却プレート７のうち、パイプ対１１０を配した側とは反対側の部位７８（図１０参照）を、補助電子部品１４を冷却する部分として利用することができる。そのため、補助電子部品１４を冷却する面積を拡大することができる。

また、本形態の電力変換装置１は、導入パイプ１２から導入された冷媒１１を、全て、冷却プレート７内の流路７０に流すよう構成されている。
そのため、流路７０内に多くの冷媒１１を流すことができ、電子部品４及び補助電子部品１４の冷却効率をより高くすることができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

なお、本形態では、導入パイプ１２から導入した冷媒１１が、先ず冷却管３内を流れ、その後、冷却プレート７に流れるよう構成したが、本発明はこれに限るものではなく、冷媒１１の流れを逆にしてもよい。この場合、導入パイプ１２から導入された、温度の低い冷媒１１によって電子部品４及び補助電子部品１４を冷却できる。そのため、これらの部品４，１４の冷却効率をさらに高めることができる。

（実施形態３）
本形態は、電子部品４、冷却プレート７、補助電子部品１４の配置位置を変更した例である。図１３に示すごとく、本形態では、Ｘ方向における、導入パイプ１２及び導出パイプ１３を取り付けた側とは反対側に、電子部品４と、冷却プレート７と、補助電子部品１４とを設けてある。Ｘ方向における、積層体１０の、電子部品４を設けた側とは反対側に、加圧部材６が配されている。この加圧部材６を用いて、積層体１０及び電子部品４を加圧している。電子部品４の突出部４１は、隣接側壁５０(当接部５２)にＸ方向から当接している。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態４）
本形態は、導入パイプ１２と導出パイプ１３との配置位置を変更した例である。図１４〜図１６に示すごとく、本形態では、実施形態２と同様に、導入パイプ１２と導出パイプ１３とを隣り合わせてパイプ対１１０を構成してある。そして、このパイプ対１１０を補助電子部品１４に隣り合う位置に配置してある。導入パイプ１２と導出パイプ１３とは、Ｙ方向において互いに隣り合っている。

導入パイプ１２から導入された冷媒１１は、まず冷却プレート７内を流れ、その後、複数の冷却管３に分流する。その後、冷媒１１は合流し、導出管１３から導出される。

本形態の作用効果について説明する。本形態では、導入パイプ１２と導出パイプ１３とをＹ方向に隣り合わせている。そのため、実施形態２のように、２本のパイプ１２，１３をＺ方向に隣り合わせた場合と比べて、冷却プレート７のＺ方向長さを短くすることができる。そのため、電力変換装置１全体を小型化できる。

また、本形態では実施形態２と同様に、導入パイプ１２から導入された冷媒１１を、全て冷却プレート７内に流している。そのため、冷却プレート７に多くの冷媒１１を流すことができ、電子部品４及び補助電子部品１４の冷却効率を高めることができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態５）
本形態は、突出部４１の締結方向を変更した例である。図１７に示すごとく、本形態の突出部４１は板状に形成されており、その厚さ方向がＸ方向と一致している。突出部４１は隣接側壁５０（当接部５２）に、Ｘ方向から当接している。また、突出部４１は、ボルト４９によって隣接側壁５０（当接部５２）に、Ｘ方向に締結されている。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態６）
本形態は、ケース５と電子部品４の形状を変更した例である。図１８に示すごとく、本形態のケース５は、電子部品４を載置するための中板５６を備える。中板５６には、Ｚ方向に貫通した貫通穴５６０を形成してある。図２０、図２１に示すごとく、この貫通穴５６０内に、半導体モジュール２の一部が配されている。

また、図１８に示すごとく、中板５６には、Ｚ方向に貫通したボルト挿入孔５６１を形成してある。図２０、図２１に示すごとく、このボルト挿入孔５６１にボルト４９を挿入し、電子部品４の部品本体部４０に螺合してある。これにより、電子部品４をケース５内に固定している。

また、図１９〜図２１に示すごとく、本形態では、電子部品４の突出部４１を、部品本体部４０の、Ｘ方向における積層体１０側の端部４０１から、Ｚ方向に突出させている。この端部４０１を、中板５６（図１８参照）にＸ方向から当接させている。すなわち、本形態では、中板５６を、当接部５２としている。

本形態の作用効果について説明する。本形態では、ケース５の中板５６を当接部５２としている。すなわち、ケース５の隣接側壁５０とは別に、当接部５２を形成してある。
このようにすると、加圧部材６の加圧力Ｆが中板５６（すなわち当接部５２）に加わるため、隣接側壁５０には加圧力Ｆが加わりにくくなる。そのため、隣接側壁５０を薄く形成することが可能となる。したがって、ケース５を軽量化することができる。また、隣接側壁５０を薄く形成すると、冷却プレート７と電子部品４とを接近させやすくなる。そのため、電子部品４の冷却効率を高めることができる。

また、本形態では図２１に示すごとく、部品本体部４０の、Ｘ方向における積層体１０側の端部４０１から、突出部４１を突出させている。
実施形態１（図１参照）のように、突出部４１を、部品本体部４０の、Ｘ方向における積層体１０を設けた側とは反対側の端部から突出させることも可能であるが、この場合、部品本体部４０の殆どの部位が、Ｘ方向において当接部５２（隣接側壁５０）と積層体１０との間に挟まれるため、部品本体部４０全体に、加圧部材６の大きな加圧力Ｆが加わってしまう。そのため、加圧力Ｆに耐えられるように、部品本体部４０の剛性を高くする工夫をする必要がある。これに対して、本形態のように、部品本体部４０の、Ｘ方向における積層体１０側の端部４０１から、突出部４１を突出させれば、部品本体部４０の殆どの部分は、Ｘ方向において当接部５２と積層体１０との間に挟まれなくなる。そのため、部品本体部４０の殆どの部分には、加圧部材６の強い加圧力Ｆが加わりにくくなる。したがって、大きな加圧力Ｆに耐えられるように、部品本体部４０の剛性を高くする工夫をする必要が無くなり、電子部品４の製造コストを低減することができる。

また、本形態では、突出部４１を、部品本体部４０からＺ方向に突出させている。
そのため、実施形態１のように、突出部４１をＹ方向に突出させた場合と比べて、電子部品４のＹ方向長さを短くすることができる。そのため、電子部品４を小型化でき、電力変換装置１を小型化することができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態７）
本形態は、突出部４１の突出方向を変更した例である。図２２に示すごとく、本形態では、突出部４１を、部品本体部４０から、Ｘ方向に突出させている。この突出部４１を、ケース５の隣接側壁５０（すなわち当接部５２）に当接させている。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

１ 電力変換装置
１０ 積層体
２ 半導体モジュール
４ 電子部品
４１ 突出部
５ ケース
５１ 開口部
５２ 当接部
６ 加圧部材
７ 冷却プレート

Claims (10)

1. 半導体素子（２０）を内蔵した複数の半導体モジュール（２）と、該半導体モジュールを冷却する冷媒（１１）が流れる複数の冷却管（３）とを積層した積層体（１０）と、
   該積層体の積層方向において上記積層体に隣り合う位置に配され、上記半導体モジュールに電気接続した電子部品（４）と、
   上記積層体を上記電子部品に向けて加圧する加圧部材（６）と、
   上記積層体と上記電子部品と上記加圧部材とを収容するケース（５）と、
   上記冷媒が流れる流路（７０）が形成された冷却プレート（７）とを備え、
   上記ケースの側壁のうち上記積層方向において上記電子部品に隣り合う位置に設けられた隣接側壁（５０）に、上記積層方向へ開口した開口部（５１）が形成され、上記冷却プレートによって上記開口部をケース外側から塞いであり、上記冷却プレートは上記ケースに固定され、上記冷却プレートによって上記電子部品を、上記積層体を配した側とは反対側から冷却するよう構成され、
   上記電子部品は、上記半導体モジュールに電気接続した部品本体部（４０）と、該部品本体部から突出した突出部（４１）とを有し、上記電子部品は上記ケースに締結されており、
   上記ケースには、上記突出部が上記積層方向から当接する当接部（５２）が形成されている、電力変換装置（１）。
2. 上記突出部は、上記部品本体部から上記積層方向に直交する方向に突出している、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 上記隣接側壁を上記当接部としてある、請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
4. 上記当接部は、上記隣接側壁とは別に形成されている、請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
5. 上記突出部は、上記部品本体部の、上記積層方向における上記積層体側の端部（４０１）から突出している、請求項４に記載の電力変換装置。
6. 上記突出部を上記ケースに締結してある、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
7. 上記電子部品と上記冷却プレートとの間に、空気よりも熱伝導率が高く、上記隣接側壁よりもヤング率が低い放熱弾性部材（１５）が介在している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力変換装置。
8. 上記冷却プレートの、上記電子部品を設けた側とは反対側に、上記半導体モジュールに電気接続した補助電子部品（１４）が配されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
9. 上記冷却プレートには、上記冷媒を導入する導入パイプ（１２）と、上記冷媒を導出する導出パイプ（１３）とが接続しており、上記導入パイプと上記導出パイプとは、互いに隣り合い、パイプ対（１１０）を構成しており、該パイプ対は上記補助電子部品に隣り合う位置に配されている、請求項８に記載の電力変換装置。
10. 上記部品本体部の一部は、上記開口部内に位置している、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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