JP2019103282A - 電力変換装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体モジュールの放熱性を確保しつつ、製造コストを低減することができる、電力変換装置及びその製造方法を提供すること。【解決手段】電力変換装置１は、半導体モジュール２１と冷却管２２とを積層してなる半導体積層ユニット２と、半導体積層ユニット２の積層方向Ｘの一端に配され、半導体積層ユニット２を積層方向Ｘに弾性的に加圧する加圧部材３と、半導体積層ユニット２及び加圧部材３を収容する筐体４と、筐体４に設けられた支承壁４１と加圧部材３との間に介在する支承体５と、を有する。加圧部材３は、半導体積層ユニット２を押圧する押圧部３１と、押圧部３１の両側に形成された一対の被支承部３２とを有する。一対の被支承部３２のそれぞれと支承壁４１との間に、支承体５が個別に設けてある。各支承体５は、複数の支承ブロック５０を積層方向Ｘに重ねてなる。【選択図】図１

Description

本発明は、電力変換装置及びその製造方法に関する。

半導体モジュールと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を積層方向に加圧する加圧部材とを備えた電力変換装置が、特許文献１に開示されている。かかる電力変換装置においては、筐体に設けられた支承壁と加圧部材との間に、支承体を介在させている。

ばね部材を有する加圧部材によって、半導体積層ユニットを所定の範囲内の加圧力にて加圧するには、加圧部材の弾性変形量を所定の範囲内に収めるようにする必要がある。ところが、半導体積層ユニットの積層方向の寸法に、ばらつきが生じることもあり、これに起因して、加圧部材による加圧力にばらつきが生じることが懸念される。

そこで、特許文献１には、円柱状の支承体として、直径の異なる複数種類の支承体を用意しておき、半導体積層ユニットの積層方向の寸法に応じて、用いる支承体を選択することが、開示されている。これにより、加圧部材の弾性変形量を所定の範囲内に収め、冷却管と半導体モジュールとの間の熱抵抗を所定の範囲内に収めている。

特開２００９−２７８０５号公報

しかしながら、複数種類の寸法の支承体を用意して、半導体積層ユニットの積層方向の寸法バラツキに対応するには、用意する支承体の種類を多くする必要がある。これは、半導体積層ユニットの積層方向の寸法バラツキが大きいほど、用意する支承体の種類を多くする必要が生じる。そうすると、例えば、半導体積層ユニットにおける半導体モジュールと冷却管との積層数が増えるほど、用意する支承体の種類を多くする必要が生じる。

また、近年の半導体素子の小型化と、大電流化とに伴い、半導体モジュールの発熱量が大きくなる傾向にある。そうすると、半導体モジュールから冷却管への放熱を効率的に行う必要があり、半導体積層ユニットへの加圧力の許容範囲も狭くなりやすい。このように、半導体積層ユニットへの加圧力の許容範囲が狭くなると、加圧部材の弾性変形量の許容範囲も狭くなる。それゆえ、支承体による加圧部材の位置の調整を厳しく行う必要が生じる。その結果、用意すべき支承体の種類を多くすることとなる。
これにより、電力変換装置の製造コストの低減が困難となる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、半導体モジュールの放熱性を確保しつつ、製造コストを低減することができる、電力変換装置及びその製造方法を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュール（２１）と、該半導体モジュールを冷却する冷却管（２２）とを積層してなる半導体積層ユニット（２）と、
上記半導体積層ユニットの積層方向（Ｘ）の一端に配され、該半導体積層ユニットを積層方向に弾性的に加圧する加圧部材（３）と、
上記半導体積層ユニット及び上記加圧部材を収容する筐体（４）と、
上記筐体に設けられた支承壁（４１）と上記加圧部材との間に介在する支承体（５）と、
を有し、
上記加圧部材は、上記半導体積層ユニットを押圧する押圧部（３１）と、該押圧部の両側に形成された一対の被支承部（３２）とを有し、
上記一対の被支承部のそれぞれと上記支承壁との間に、上記支承体が個別に設けてあり、
上記各支承体は、複数の支承ブロック（５０）を上記積層方向に重ねてなる、電力変換装置（１）にある。

本発明の他の態様は、上記電力変換装置を製造する方法であって、
上記筐体内に、上記半導体積層ユニットと上記加圧部材とを配置し、
上記加圧部材における、上記押圧部を挟んで互いに反対側の一対の部位を、上記積層方向における上記半導体積層ユニット側へ、所定の大きさの加圧力にて押し込んで上記加圧部材を弾性変形させると共に、上記支承壁に対する上記被支承部の位置である支承目標位置を計測し、
予め用意された複数の上記支承ブロックを適宜組み合わせて、上記支承目標位置に応じた上記積層方向の寸法となるように、上記支承体を組立て、
上記一対の被支承部のぞれぞれと上記筐体の上記支承壁との間に、上記支承体をそれぞれ配置し、
上記支承体が上記被支承部と上記支承壁との間に挟持される状態とする、電力変換装置の製造方法にある。

上記電力変換装置において、上記各支承体は、複数の支承ブロックを上記積層方向に重ねてなる。そのため、複数の支承ブロックの組み合わせ方により、積層方向における支承体の寸法を適宜調整することができる。それゆえ、半導体積層ユニットの積層方向の寸法バラツキに対して、容易に対応することができる。

すなわち、半導体積層ユニットの積層方向の寸法に応じて、支承体の積層方向の寸法を適切に調整することで、半導体モジュールの放熱性を確保することができる。その一方で、複数の支承ブロックを重ねて支承体を構成する場合、支承ブロックの組合せ方により、支承体の寸法のバリエーションを増やすことができる。つまり、支承ブロックの種類を特に多くすることなく、支承体の寸法のバリエーションを多くすることができる。それゆえ、用意する支承ブロックの種類を少なくすることができる。その結果、電力変換装置の製造コストを低減することができる。

また、上記電力変換装置の製造方法においては、予め用意された複数の上記支承ブロックを適宜組み合わせて、上記支承目標位置に応じた積層方向の寸法となるように、支承体を組立てる。これにより、少ない種類の支承ブロックを適宜組み合わせて、多種の寸法の支承体を得ることができる。その結果、加圧部材に適切な加圧力を付与しつつ、製造コストを低減することができる。つまり、半導体モジュールの放熱性を確保しつつ、製造コストを低減することができる。

以上のごとく、上記態様によれば、半導体モジュールの放熱性を確保しつつ、製造コストを低減することができる、電力変換装置及びその製造方法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。 実施形態１における、支承体の取付状態を示す拡大平面図。 実施形態１における、加圧部材及び一対の支承体の斜視図。 実施形態１における、支承ブロックの斜視図。 実施形態１における、支承ブロックの平面図。 図５のVI視図。 図５のVII視図。 実施形態１における、支承目標寸法が比較的大きい電力変換装置の製造過程の説明図。 実施形態１における、支承目標寸法が中間の大きさの電力変換装置の製造過程の説明図。 実施形態１における、支承目標寸法が比較的小さい電力変換装置の製造過程の説明図。 実施形態１における、支承目標寸法が比較的大きい電力変換装置の説明図。 実施形態１における、支承目標寸法が中間の大きさの電力変換装置の説明図。 実施形態１における、支承目標寸法が比較的小さい電力変換装置の説明図。 実施形態１における、複数種類の支承ブロックの説明図。 実施形態２における、支承体の取付状態を示す拡大平面図。 実施形態３における、支承体の取付状態を示す拡大平面図。

（実施形態１）
電力変換装置及びその製造方法に係る実施形態について、図１〜図１４を参照して説明する。
本形態の電力変換装置１は、図１に示すごとく、半導体積層ユニット２と、加圧部材３と、筐体４と、支承体５と、を有する。

半導体積層ユニット２は、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュール２１と、半導体モジュール２１を冷却する冷却管２２とを積層してなる。加圧部材３は、半導体積層ユニット２の積層方向Ｘの一端に配され、半導体積層ユニット２を積層方向Ｘに弾性的に加圧する。筐体４は、半導体積層ユニット２及び加圧部材３を収容する。支承体５は、筐体４に設けられた支承壁４１と加圧部材３との間に介在する。

加圧部材３は、半導体積層ユニット２を押圧する押圧部３１と、押圧部３１の両側に形成された一対の被支承部３２とを有する。一対の被支承部３２のそれぞれと支承壁４１との間に、支承体５が個別に設けてある。各支承体５は、複数の支承ブロック５０を積層方向Ｘに重ねてなる。

本形態の電力変換装置１は、例えば、車両等に搭載され、直流電力と交流電力との間において、電力を変換するよう構成されている。
半導体積層ユニット２は、図１に示すごとく、複数の半導体モジュール２１と、該複数の半導体モジュール２１を両主面から冷却する複数の冷却管２２とを積層してなる。積層方向Ｘに隣り合う冷却管２２は、その長手方向の両端部付近において連結管２３によって、互いに連結されている。連結管２３は、積層方向Ｘに変形可能に構成されている。積層方向Ｘの一端の冷却管２２からは、冷媒を導入する冷媒導入管２４と、冷媒を排出する冷媒排出管２５とが突出するように形成されている。冷却管２２、連結管２３、冷媒導入管２４、及び冷媒排出管２５は、アルミニウム等の金属によって構成される。

なお、本明細書において、積層方向Ｘを単にＸ方向ともいう。また、一対の支承体５の並び方向を、Ｙ方向という。さらに、Ｘ方向とＹ方向との双方に直交する方向を、Ｚ方向という。なお、本形態においては、冷却管２２の長手方向が、Ｙ方向と一致する。

隣り合う一対の冷却管２２の間には、半導体モジュール２１が狭持される状態で配されている。半導体モジュール２１は、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタの略）、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタの略）等のスイッチング素子を内蔵してなる。

筐体４は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属又は合金によって構成することができる。筐体４は、略直方体形状を有する。そして、図１に示すごとく、Ｚ方向から見たとき、筐体４は矩形状を有する。そして、Ｚ方向から見た、筐体４における４辺のうちの１辺に相当する壁部が、支承壁４１となる。この支承壁４１の内側面に、当接配置した一対の支承体５を介して、加圧部材３が配設されている。

また、筐体４は、Ｘ方向における支承壁４１と反対側の壁部に、半導体積層ユニット２に当接する対向壁４２を有する。対向壁４２の内側面に、半導体積層ユニット２におけるＸ方向の一端に配された冷却管２２が当接している。すなわち、半導体積層ユニット２は、対向壁４２と支承壁４１との間に配置され、加圧部材３によってＸ方向に加圧されている。

加圧部材３は、板バネからなる。板バネは、半導体積層ユニット２側へ突出するように湾曲した部分と、その両端において半導体積層ユニット２と反対側へ突出するように湾曲した部分とを有する。加圧部材３は、半導体積層ユニット２側へ突出するように湾曲した部分に、押圧部３１を有する。また、加圧部材３は、半導体積層ユニット２と反対側へ突出するように湾曲した一対の部分に、それぞれ被支承部３２を有する。支承体５は、被支承部３２と支承壁４１との間に介設されている。

加圧部材３と半導体積層ユニット２との間には、当接板１１が配置されている。当接板１１は、剛性の高い平板状部材である。当接板１１は、その一方の面に加圧部材３の押圧部３１が当接し、他方の面が半導体積層ユニット２に面接触する。これにより、加圧部材３が当接する冷却管２２が変形してしまうことを防いでいる。

図２、図３に示すごとく、支承体５は、複数の支承ブロック５０をＸ方向に重ねてなる。
支承ブロック５０は、互いに重ねられる他の支承ブロック５０との間において、Ｘ方向に直交する方向の位置決めを行うブロック位置決め部５１を有する。本形態においては、ブロック位置決め部５１は、Ｙ方向の位置決めを行う。

支承ブロック５０は、ブロック位置決め部５１として、被支承部３２側に突出した位置決め凸部５１１と、支承壁４１側の面に設けられた位置決め凹部５１２とを有する。位置決め凸部５１１と位置決め凹部５１２とが互いに嵌合している。

また、支承壁４１は、壁側位置決め部４１１を有する。壁側位置決め部４１１は、支承壁４１に当接する支承ブロック５０との間において、Ｘ方向に直交する方向の位置決めを行う。本形態においては、壁側位置決め部４１１は、Ｙ方向の位置決めを行う。また、壁側位置決め部４１１は、支承壁４１の内側面から内側へ突出した凸部である。

図４、図６、図７に示すごとく、支承ブロック５０は、積層方向Ｘと一対の支承体５の並び方向との双方に直交する高さ方向の全体にわたり、位置決め凸部５１１及び位置決め凹部５１２を連続して形成してなる。すなわち、位置決め凸部５１１及び位置決め凹部５１２は、それぞれ、支承ブロック５０のＺ方向の全体にわたり、連続して形成されている。図４〜図７に示すごとく、支承ブロック５０は、Ｚ方向に直交する断面形状が、Ｚ方向のいずれの位置においても同じ形状となる、柱状体である。すなわち、支承ブロック５０は、Ｚ方向に直交する断面形状が例えば図５に示す形状となる、柱状体である。

図４、図５に示すごとく、支承ブロック５０は、基体部５０１と、基体部５０１からＸ方向の一方側に突出した位置決め凸部５１１と、基体部５０１におけるＹ方向の両端からＸ方向の他方側へ突出した一対の翼部５０２と、を有する。Ｙ方向における一対の翼部５０２の間に、位置決め凹部５１２が形成されている。

また、図５に示すごとく、位置決め凸部５１１の突出端面における、Ｙ方向の一対の角部には、面取り部５２１が設けてある。位置決め凹部５１２の底面における、Ｙ方向の一対の内側角部には、面取り部５２２が設けてある。翼部５０２の突出端面における、Ｙ方向の内側端の角部には、面取り部５２３が設けてある。なお、図４においては、面取り部を省略してある。

支承体５を構成する複数の支承ブロック５０は、互いに同じ寸法及び形状の位置決め凸部５１１を有し、互いに同じ寸法及び形状の位置決め凹部５１２を有する。そして、図２、図３に示すごとく、一方の支承ブロック５０の位置決め凸部５１１が、他方の支承ブロック５０の位置決め凹部５１２に嵌合する。これにより、Ｙ方向の位置決めがなされた状態で、支承ブロック５０同士が組み合わされて、支承体５が形成される。

位置決め凹部５１２のＹ方向の寸法は、位置決め凸部５１１よりも若干大きい程度で、略同一である。また、位置決め凹部５１２のＸ方向の深さは、位置決め凸部５１１のＸ方向の長さよりも若干大きいことが、安定性の観点から好ましい。ただし、必ずしもこれに限定されるものではない。

また、図２に示すごとく、支承壁４１に形成された壁側位置決め部４１１は、支承ブロック５０の位置決め凹部５１２に嵌合する形状を有する。すなわち、壁側位置決め部４１１は、Ｚ方向から見た形状において、支承ブロック５０の位置決め凸部５１１と略同様の形状を有する。図１に示すごとく、壁側位置決め部４１１は、支承壁４１において、Ｙ方向の２か所にそれぞれ形成されている。Ｙ方向における壁側位置決め部４１１の位置は、加圧部材３における一対の被支承部３２が配される位置に相当する。すなわち、一対の壁側位置決め部４１１の配置間隔は、一対の被支承部３２の配置間隔と略同等である。壁側位置決め部４１１は、支承壁４１と一体的に形成されていてもよいし、支承壁４１に固定されたものであってもよい。

上述のように、支承体５は、複数の支承ブロック５０をＸ方向に重ねて構成されているが、支承ブロック５０の積層数は、特に限定されるものではない。また、互いに積層される支承ブロック５０は、同じ形状及び寸法のものであってもよいし、異なる形状及び寸法のものであってもよい。ただし、異なる形状及び寸法の支承ブロック５０であっても、上述のように、位置決め凸部５１１及び位置決め凹部５１２の形状及び寸法は、支承ブロック５０の間において互いに同じである。

次に、本形態の電力変換装置１を製造する方法につき、図８〜図１４を用いて説明する。なお、図８〜図１０は、時系列的に並べたものではなく、それぞれ異なる製品の同じ工程の状態を表すものである。図１１〜図１３の関係も、これと同様である。なお、図８は、図１１に示す完成品の製造途中の過程を示し、図９は、図１２に示す完成品の製造途中の過程を示し、図１０は、図１３に示す完成品の製造途中の過程を示すものである。

まず、筐体４内に、半導体積層ユニット２と加圧部材３とを配置する。
次いで、図８〜図１０に示すごとく、加圧部材３における、押圧部３１を挟んで互いに反対側の一対の部位を、積層方向Ｘにおける半導体積層ユニット２側へ、所定の大きさの加圧力Ｆにて押し込む。これにより、加圧部材３を弾性変形させる。このときの支承壁４１に対する被支承部３２の位置である支承目標位置を計測する。なお、加圧部材３における押し込まれる部位である「押圧部３１を挟んで互いに反対側の一対の部位」は、被支承部３２よりもＹ方向の外側であってもよいし、内側であってもよい。本形態においては、当該部位は、被支承部３２よりも外側であり、加圧部材３におけるＹ方向の両端部である。

そして、例えば図１４に示すように、予め用意された複数の支承ブロック５０を適宜組み合わせて、上記支承目標位置に応じた積層方向Ｘの寸法となるように、支承体５を組立てる。
その後、図１１〜図１３に示すごとく、一対の被支承部３２のぞれぞれと筐体４の支承壁４１との間に、支承体５をそれぞれ配置する。
そして、支承体５が被支承部３２と支承壁４１との間に挟持される状態とする。

上記支承目標位置は、上述のように、所定の大きさの加圧力Ｆにて加圧部材３を押し込んだときの、支承壁４１に対する被支承部３２の位置をいう。つまり、図８〜図１０に示すごとく、押圧治具６によって、加圧部材３の両端部を、Ｘ方向における半導体積層ユニット２側へ押し込む。そうすると、加圧力に応じて、加圧部材３が弾性変形すると共に、半導体積層ユニット２も圧縮される。上記所定の大きさの加圧力Ｆは、半導体積層ユニット２をＸ方向に加圧する際に適切な大きさの加圧力である。この所定の加圧力Ｆは、半導体モジュール２１の冷却性を充分に確保しつつ、半導体モジュール２１を含めた半導体積層ユニット２への損傷を防ぐために必要な適正な範囲にある加圧力である。そして、この所定の加圧力Ｆは、予め設計されている。

この所定の大きさの加圧力Ｆにて加圧部材３を押し込んだとき、図８〜図１０に示すごとく、半導体積層ユニット２の固体バラツキに起因して、半導体積層ユニット２によって、その圧縮量が異なり得る。その結果、加圧部材３の被支承部３２と支承壁４１との間の寸法が、製品によって異なり得る。それゆえ、このときの支承壁４１に対する被支承部３２の位置、すなわち支承目標位置を計測しておく。支承目標位置は、この位置で被支承部３２を支承することで、所定の大きさの加圧力Ｆにて、半導体積層ユニット２を加圧できることとなる位置でもある。ここで、被支承部３２が、支承目標位置にあるときの支承壁４１と被支承部３２との間のＸ方向の寸法を、支承目標寸法Ｇという。

次いで、加圧部材３を、上記所定の大きさの加圧力Ｆよりも更に大きい加圧力にて、Ｘ方向の半導体積層ユニット２側へ押し込む。これにより、被支承部３２と支承壁４１との間の寸法を、上記支承目標寸法Ｇよりも若干大きくしておく。この状態で、一対の被支承部３２のそれぞれと支承壁４１との間に、支承体５をそれぞれ配置する。このとき、支承体５のＸ方向の寸法が、支承目標位置に応じた寸法となるように、支承体５を組立てたうえで、支承壁４１と被支承部３２との間に配置する。また、このとき、支承体５における支承壁４１側の端部の支承ブロック５０の位置決め凹部５１２を、支承壁４１に設けた壁側位置決め部４１１に嵌合させる。

その後、押圧治具６による加圧部材３を押し込む加圧力を低下させる。これにより、加圧部材３が復元する方向に一対の被支承部３２が支承壁４１側へ変位する。そして、一対の被支承部３２が、それぞれ、一対の支承体５に当接する。この状態において、加圧部材３は、上記所定の大きさの加圧力Ｆが作用した状態で、半導体積層ユニット２と支承壁４１との間に介在する。

上述のように、計測された支承目標位置に応じて、支承体５のＸ方向の寸法を適切な寸法にするように、複数の支承ブロック５０を組み合わせて、支承体５を組立てる。つまり、予め、支承ブロック５０を多数用意しておき、組み合わせる支承ブロック５０の数や、種類を変更することで、寸法を適宜調整する。

本形態において、予め用意する複数の支承ブロック５０には、図１４に示すごとく、積層方向Ｘの寸法が互いに異なる複数種類の支承ブロック５０を含む。例えば、Ｘ方向の寸法が互いに異なる３種類の支承ブロック５０ａ、５０ｂ、５０ｃを、それぞれ複数個ずつ用意しておく。ここで、Ｘ方向の寸法は、位置決め凹部５１２の底面と、位置決め凸部５１１の頂面との間の寸法とする。

そうすると、これら３種類の支承ブロック５０ａ、５０ｂ、５０ｃの組合せの仕方により、３種類を大きく超える多種類の寸法の支承体５を得ることができる。支承体５を組立てるにあたっては、３種類の支承ブロック５０ａ、５０ｂ、５０ｃのうち、２種類のみを用いてもよいし、１種類を複数個用いてもよい。或いは、積層する支承ブロック５０の個数も、２個以上であればよく、３個以上の支承ブロック５０を用いてもよい。そうすると、３種類の支承ブロック５０の組合せ方により、極めて多くの種類の寸法の支承体５を得ることができる。

それゆえ、例えば、計測した支承目標寸法Ｇが、図８のように比較的大きい場合と、図１０のように比較的小さい場合と、図９のようにその中間の場合とで、それぞれ組み合わせる支承ブロック５０の種類や数を変更して、支承体５を組立てる。そして、図１１〜図１３のように、それぞれ適切に組み立てた支承体５を、加圧部材３の被支承部３２と支承壁４１との間に配置する。これにより、半導体積層ユニット２のＸ方向の寸法バラツキに対応して、適切な加圧力を、加圧部材３に容易に生じさせることができる。

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、各支承体５は、複数の支承ブロック５０をＸ方向に重ねてなる。そのため、複数の支承ブロック５０の組み合わせ方により、Ｘ方向における支承体５の寸法を適宜調整することができる。それゆえ、半導体積層ユニット２のＸ方向の寸法バラツキに対して、容易に対応することができる。

すなわち、半導体積層ユニット２のＸ方向の寸法に応じて、支承体５のＸ方向の寸法を適切に調整することで、半導体モジュール２１の放熱性を確保することができる。その一方で、複数の支承ブロック５０を重ねて支承体５を構成する場合、支承ブロック５０の組合せ方により、支承体５の寸法のバリエーションを増やすことができる。つまり、支承ブロック５０の種類を特に多くすることなく、支承体５の寸法のバリエーションを多くすることができる。それゆえ、用意する支承ブロック５０の種類を少なくすることができる。その結果、電力変換装置１の製造コストを低減することができる。

支承ブロック５０は、ブロック位置決め部５１を有する。これにより、互いに重ね合される支承ブロック５０同士の位置決めを行うことができる。その結果、加圧部材３を安定して支承することができる。

支承壁４１は、壁側位置決め部４１１を有する。これにより、支承壁４１に対する支承体５の位置決めを容易かつ確実に行うことができる。

支承ブロック５０は、ブロック位置決め部５１として、位置決め凸部５１１と、位置決め凹部５１２とを有する。そして、位置決め凸部５１１と位置決め凹部５１２とが互いに嵌合している。これにより、支承ブロック５０の形状を簡素にしつつ、安定した位置決めを実現することができる。

支承ブロック５０は、高さ方向（すなわちＺ方向）の全体にわたり、位置決め凸部５１１及び位置決め凹部５１２を連続して形成してなる。これにより、支承ブロック５０の組み立て、及び筐体４内への設置を容易に行うことができる。また、支承ブロック５０同士のＹ方向の位置ずれを確実に防ぐことができる。また、支承壁４１に対する支承体５のＹ方向の位置ずれを確実に防ぐことができる。

また、上記電力変換装置の製造方法においては、予め用意された複数の支承ブロック５０を適宜組み合わせて、上記支承目標位置に応じたＸ方向の寸法となるように、支承体５を組立てる。これにより、少ない種類の支承ブロック５０を適宜組み合わせて、多種の寸法の支承体５を得ることができる。その結果、加圧部材３に適切な加圧力を付与しつつ、製造コストを低減することができる。つまり、半導体モジュール２１の放熱性を確保しつつ、製造コストを低減することができる。

また、予め用意する複数の支承ブロック５０には、Ｘ方向の寸法が互いに異なる複数種類の支承ブロック５０ａ、５０ｂ、５０ｃを含む。これにより、組み合わせの仕方によって、支承体５の寸法のバリエーションを特に多くすることができる。その結果、より細かく、加圧部材３の加圧力を調整することができる。

以上のごとく、本実施形態によれば、半導体モジュールの放熱性を確保しつつ、製造コストを低減することができる、電力変換装置及びその製造方法を提供することができる。

（実施形態２）
本実施形態においては、図１５に示すごとく、支承ブロック５０の形状を、実施形態１のものとは異ならせた形態を示す。
すなわち、支承ブロック５０の翼部５０２を、Ｘ方向に対して斜めに形成したものである。また、翼部５０２における、位置決め凸部５１１側の傾斜面５０３は、位置決め凸部５１１の頂面につながっている。そして、傾斜面５０３は、位置決め凸部５１１の頂面から、Ｘ方向における加圧部材３と反対側へ向かうほどＹ方向における外側へ向かうように傾斜している。

翼部５０２における、位置決め凹部５１２側の傾斜面５０４は、位置決め凹部５１２の底面につながっている。そして、傾斜面５０４は、位置決め凹部５１２の底面から、Ｘ方向における加圧部材３と反対側へ向かうほどＹ方向における外側へ向かうように傾斜している。

そして、壁側位置決め部４１１は、位置決め凹部５１２の底面に対向する頂面４１２と、傾斜面５０４に対向する傾斜面４１３とを有する。
本形態においても、複数の支承ブロック５０を重ね合わせて支承体５を形成する。そして、支承体５を、支承壁４１と加圧部材３の被支承部３２との間に介設する。

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。

本形態においては、位置決め凹部５１２が、その開口方向へ向かって広がる形状を有している。それゆえ、位置決め凹部５１２に対して、位置決め凸部５１１或いは壁側位置決め部４１１を、より嵌入させやすい。
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）
本実施形態においても、図１６に示すごとく、支承ブロック５０の形状を、実施形態１のものとは異ならせた形態を示す。
本形態においては、支承ブロック５０が、支承壁４１側に、位置決め凸部５１１を設け、被支承部３２側に、位置決め凹部５１２を設けている。

すなわち、翼部５０２は、Ｙ方向の外側へ向かうほど、加圧部材３側へ向かうように傾斜している。
壁側位置決め部４１１は、支承ブロック５０の位置決め凸部５１１を嵌合させる凹状面４１４を有する。

本形態においても、複数の支承ブロック５０を重ね合わせて支承体５を形成する。そして、支承体５を、支承壁４１と加圧部材３の被支承部３２との間に介設する。このとき、加圧部材３の被支承部３２は、支承ブロック５０の位置決め凹部５１２の底面に当接する。
その他の構成は、実施形態１と同様である。

本形態においては、位置決め凹部５１２或いは壁側位置決め部４１１に対して、位置決め凸部５１１を、より嵌入させやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

なお、上記実施形態においては、筐体の外周の壁部の一部を、支承壁とした形態を示したが、支承壁の態様は特にこれに限らない。例えば、支承壁は、筐体の内部に配置されたものであってもよい。

また、実施形態１においては、支承ブロックを３種類用意する製造方法を示したが、用意する支承ブロックの種類の数はこれに限らない。例えば、用意する支承ブロックの種類を、４種類以上とすることにより、支承体の寸法のバリエーションをより増やすことも可能である。また、用意する支承ブロックの種類を２種類として、製造コストをより低減することも可能である。或いは、用意する支承ブロックの種類は、１種類としてもよい。この場合、１種類の支承ブロックの積層数を変更することで、支承体の寸法のバリエーションを創出することも可能である。

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。

１ 電力変換装置
２ 半導体積層ユニット
２１ 半導体モジュール
２２ 冷却管
３ 加圧部材
３１ 押圧部
３２ 被支承部
４ 筐体
４１ 支承壁
５ 支承体
５０ 支承ブロック

Claims (7)

1. 電力変換回路の一部を構成する半導体モジュール（２１）と、該半導体モジュールを冷却する冷却管（２２）とを積層してなる半導体積層ユニット（２）と、
   上記半導体積層ユニットの積層方向（Ｘ）の一端に配され、該半導体積層ユニットを積層方向に弾性的に加圧する加圧部材（３）と、
   上記半導体積層ユニット及び上記加圧部材を収容する筐体（４）と、
   上記筐体に設けられた支承壁（４１）と上記加圧部材との間に介在する支承体（５）と、
   を有し、
   上記加圧部材は、上記半導体積層ユニットを押圧する押圧部（３１）と、該押圧部の両側に形成された一対の被支承部（３２）とを有し、
   上記一対の被支承部のそれぞれと上記支承壁との間に、上記支承体が個別に設けてあり、
   上記各支承体は、複数の支承ブロック（５０）を上記積層方向に重ねてなる、電力変換装置（１）。
2. 上記支承ブロックは、互いに重ねられる他の支承ブロックとの間において、上記積層方向に直交する方向の位置決めを行うブロック位置決め部（５１）を有する、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 上記支承壁は、上記支承壁に当接する上記支承ブロックとの間において、上記積層方向に直交する方向の位置決めを行う壁側位置決め部（４１１）を有する、請求項２に記載の電力変換装置。
4. 上記支承ブロックは、上記ブロック位置決め部として、上記被支承部側に突出した位置決め凸部（５１１）と、上記支承壁側の面に設けられた位置決め凹部（５１２）とを有し、上記位置決め凸部と上記位置決め凹部とが互いに嵌合している、請求項２又は３に記載の電力変換装置。
5. 上記支承ブロックは、上記積層方向と上記一対の支承体の並び方向（Ｙ）との双方に直交する高さ方向（Ｚ）の全体にわたり、上記位置決め凸部及び上記位置決め凹部を連続して形成してなる、請求項４に記載の電力変換装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置を製造する方法であって、
   上記筐体内に、上記半導体積層ユニットと上記加圧部材とを配置し、
   上記加圧部材における、上記押圧部を挟んで互いに反対側の一対の部位を、上記積層方向における上記半導体積層ユニット側へ、所定の大きさの加圧力にて押し込んで上記加圧部材を弾性変形させると共に、上記支承壁に対する上記被支承部の位置である支承目標位置を計測し、
   予め用意された複数の上記支承ブロックを適宜組み合わせて、上記支承目標位置に応じた上記積層方向の寸法となるように、上記支承体を組立て、
   上記一対の被支承部のぞれぞれと上記筐体の上記支承壁との間に、上記支承体をそれぞれ配置し、
   上記支承体が上記被支承部と上記支承壁との間に挟持される状態とする、電力変換装置の製造方法。
7. 予め用意する複数の上記支承ブロックには、上記積層方向の寸法が互いに異なる複数種類の支承ブロック（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）を含む、請求項６に記載の電力変換装置の製造方法。

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