JP2019193523A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐振性を確保しつつ冷却効率を向上させることができ、かつ小型化を図ることができる、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２１と、複数の冷却管２２１を半導体モジュールと共に積層してなる積層冷却器２２と、を有する半導体積層ユニット２と、電子部品本体３１と部品内流路３２とを有する流路内蔵部品３と、半導体積層ユニット２と流路内蔵部品３とを収容するケース４と、ケース４内において半導体積層ユニット２を積層方向Ｘの後方Ｘｒから前方Ｘｆへ向かって加圧する加圧部材５と、を有する。流路内蔵部品３は、ケース４に固定されている。加圧部材５と半導体積層ユニット２と流路内蔵部品３とは、積層方向Ｘに並んで配置されている。積層冷却器２２の流路と部品内流路３２とは、互いに積層方向Ｘに連結されている。【選択図】図１

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

半導体モジュール及びリアクトルを冷却する冷却器を有する電力変換装置が、特許文献１に開示されている。この電力変換装置の冷却器は、半導体モジュール及びリアクトルと共に積層した複数の冷却管を備えている。そして、半導体モジュール及びリアクトルと複数の冷却管とからなる積層体は、加圧部材によって積層方向に加圧されている。これにより、半導体モジュール及びリアクトルを、冷却管に密着させ、これらの電子部品の冷却効率の向上を図っている。

特開２０１６−１４０２１２号公報

しかしながら、このような電子部品と冷却管との積層構造においては、電力変換装置の振動に対する対策が必要になる場合がある。すなわち、電力変換装置が積層方向に直交する方向に振動したとき、電子部品が冷却管に対して位置ずれしてしまうことも懸念される。そうすると、冷却効率に影響してしまうため、少なくとも一部の電子部品をケースに固定することで、振動対策を行うことが考えられる。

ところが、電子部品をケースに固定すると、加圧部材による加圧力が、積層体における積層方向の全体に及ばなくなる。つまり、ケースに固定された電子部品を境に、加圧部材と反対側の部位には、加圧力が作用しない。そうすると、ケースに固定された電子部品については、加圧部材と反対側の面からの冷却効率を高くすることが困難となる。また、ケースに固定された電子部品よりも、加圧部材から遠い側に他の電子部品がある場合においては、その電子部品の冷却効率も高くすることが困難となる。

この問題を解決するために、加圧部材を、積層体に対して積層方向の両端に配置して、両側から加圧することも考えられる。しかし、この場合には、部品点数が多くなると共に、電力変換装置の大型化を招くことにもなる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、耐振性を確保しつつ冷却効率を向上させることができ、かつ小型化を図ることができる、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、半導体素子を内蔵した半導体モジュール（２１）と、該半導体モジュールを冷却する複数の冷却管（２２１）を上記半導体モジュールと共に積層してなる積層冷却器（２２）と、を有する半導体積層ユニット（２）と、
上記半導体モジュールに電気的に接続される電子部品本体（３１）と、該電子部品本体を冷却する冷媒の流路であって該電子部品本体と一体化された部品内流路（３２）とを有する、流路内蔵部品（３）と、
上記半導体積層ユニットと上記流路内蔵部品とを収容するケース（４）と、
上記ケース内において上記半導体積層ユニットを積層方向（Ｘ）の後方（Ｘｒ）から前方（Ｘｆ）へ向かって加圧する加圧部材（５）と、を有し、
上記流路内蔵部品は、上記ケースに固定されており、
上記加圧部材と上記半導体積層ユニットと上記流路内蔵部品とは、上記積層方向に並んで配置されており、
上記積層冷却器の流路と上記部品内流路とは、互いに上記積層方向に連結されている、電力変換装置（１）にある。

上記電力変換装置において、上記流路内蔵部品は、上記ケースに固定されている。それゆえ、電力変換装置が振動したときも、ケース内において流路内蔵部品が位置ずれすることを防ぐことができる。すなわち、電力変換装置の耐振性を確保することができる。

また、流路内蔵部品は、部品内流路を備える。そのため、電子部品本体と部品内流路との間に、特に加圧力を付与する必要もない。これにより、上述のように、ケースに固定されて、加圧部材の加圧力が両面から作用しない構造となっても、流路内蔵部品における電子部品本体の冷却に影響することはない。それゆえ、加圧部材を積層方向の両側に配置する必要もない。そのため、電力変換装置の小型化を図ることができる。

そして、加圧部材と半導体積層ユニットと流路内蔵部品とは、積層方向に並んで配置されている。それゆえ、加圧部材によって半導体積層ユニットを積層方向に加圧することができ、冷却効率を向上させることができる。そして、上述のように、一方向からの加圧によって、半導体積層ユニットを加圧することができるため、電力変換装置の小型化を図ることができる。

また、積層冷却器の流路と部品内流路とは、互いに積層方向に連結されている。これにより、積層冷却器と部品内流路とに個別に、冷媒の入口及び出口を設ける必要がない。また、積層冷却器の流路と部品内流路とは、積層方向に並んで配置された半導体積層ユニットと流路内蔵部品における流路であるため、連結部分を短くしやすい。それゆえ、電力変換装置の小型化を図りやすい。

以上のごとく、上記態様によれば、耐振性を確保しつつ冷却効率を向上させることができ、かつ小型化を図ることができる、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説明図。 図１のII−II線矢視断面説明図。 実施形態１における、半導体積層ユニット及び流路内蔵部品の平面説明図。 図１のIV矢視図。 実施形態２における、電力変換装置の平面説明図。 図５のVI矢視図。 実施形態３における、電力変換装置の平面説明図。 図７のVIII−VIII線矢視断面説明図。 実施形態３における、半導体積層ユニット、流路内蔵部品、及び外側電子部品の平面説明図。

（実施形態１）
電力変換装置に係る実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
本実施形態の電力変換装置１は、図１、図２に示すごとく、半導体積層ユニット２と、流路内蔵部品３と、ケース４と、加圧部材５と、を有する。

図１〜図３に示すごとく、半導体積層ユニット２は、半導体素子を内蔵した半導体モジュール２１と、積層冷却器２２と、を有する。積層冷却器２２は、半導体モジュール２１を冷却する複数の冷却管２２１を半導体モジュール２１と共に積層してなる。

流路内蔵部品３は、電子部品本体３１と部品内流路３２とを有する。電子部品本体３１は、半導体モジュール２１に電気的に接続される。部品内流路３２は、電子部品本体３１を冷却する冷媒の流路であって電子部品本体３１と一体化されている。

図１、図２に示すごとく、ケース４は、半導体積層ユニット２と流路内蔵部品３とを収容している。加圧部材５は、ケース４内において半導体積層ユニット２を積層方向Ｘの後方Ｘｒから前方Ｘｆへ向かって加圧する。

流路内蔵部品３は、ケース４に固定されている。加圧部材５と半導体積層ユニット２と流路内蔵部品３とは、積層方向Ｘに並んで配置されている。積層冷却器２２の流路と部品内流路３２とは、互いに積層方向Ｘに連結されている。

本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の車両に搭載される車両用の電力変換装置とすることができる。そして、例えば、バッテリと交流モータとの間に接続され、直流電力と交流電力との間の電力変換を行うよう構成することができる。

図１〜図３に示すごとく、半導体積層ユニット２においては、複数の半導体モジュール２１と複数の冷却管２２１とが交互に積層されている。半導体モジュール２１は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタの略）や、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタの略）等の半導体素子を内蔵している。図２に示すごとく、半導体モジュール２１は、パワー端子２１１を突出してなる。

図１、図３に示すごとく、冷却管２２１は、積層方向Ｘに直交する方向に長尺な形状を有し、その一方から他方へ向かって冷媒が流れるよう構成されている。この冷却管２２１の長手方向を、適宜、Ｙ方向という。また、積層方向Ｘを、単にＸ方向ということもある。また、Ｘ方向とＹ方向との双方に直交する方向を、適宜、Ｚ方向という。

Ｘ方向に隣り合う冷却管２２１同士は、Ｙ方向の両端部付近において、互いに連結されている。そして、その連結部２２２において、冷却管２２１内の流路同士も連結されている。これにより、複数の冷却管２２１と複数の連結部２２２とを備えた積層冷却器２２が構成されている。積層冷却器２２は、例えばアルミニウム等の金属によって形成されている。そして、積層冷却器２２におけるＸ方向に隣り合う冷却管２２１同士の間に、半導体モジュール２１が挟持された状態で配設されている。これにより、半導体積層ユニット２が構成されている。

図１、図２に示すごとく、半導体積層ユニット２における、Ｘ方向の一端側には、加圧部材５が配置されている。本形態においては、加圧部材５は、板バネによって構成されている。ただし、加圧部材５は、特に限定されるものではなく、例えばコイルばね等を用いることもできる。

加圧部材５は、半導体積層ユニット２をＸ方向に加圧する。半導体積層ユニット２に対する加圧部材５の加圧方向を、前方Ｘｆ、その反対側を、後方Ｘｒという。これに準じて、適宜、前後の表現を用いる。ただし、この前後の表現は、便宜的なものであり、特に、電力変換装置１の向きを限定するものではない。

加圧部材５は、Ｘ方向において、ケース４の内面と半導体積層ユニット２との間に介設されている。すなわち、積層冷却器２２における後端の冷却管２２１とケース４における後方壁部４１の前面との間に、加圧部材５が配置されている。これにより、加圧部材５によって、半導体積層ユニット２を、その後端面からＸ方向の前方Ｘｆへ向かって加圧している。

すなわち、加圧部材５がＸ方向に弾性圧縮された状態で、半導体積層ユニット２と後方壁部４１との間に介設されている。これにより、加圧部材５の復元力が、半導体積層ユニット２に、加圧力として作用する。なお、例えば、加圧部材５と半導体積層ユニット２との間に、高剛性の板材を介在させたり、加圧部材５と後方壁部４１との間に支承部材を介在させたりすることもできる。

Ｘ方向における、半導体積層ユニット２の前方Ｘｆには、流路内蔵部品３が配置されている。そして、半導体積層ユニット２の前端面が、流路内蔵部品３の後端面に当接している。すなわち、流路内蔵部品３は、半導体積層ユニット２の前端面に当接している。流路内蔵部品３は、図１に示すごとく、締結部材としてのボルト１１によってケース４に固定されている。締結部材（すなわちボルト１１）の締結方向は、Ｘ方向における後方Ｘｒへ向かう方向である。

本形態において、ケース４の前方壁部４２には、開口部４２１が形成されている。図１、図２、図４に示すごとく、流路内蔵部品３の一部は、前方壁部４２の前面に当接するフランジ部３５を有する。ボルト１１を、フランジ部３５に設けた挿通孔に挿通すると共に、前方壁部４２に設けた雌ネジ部に螺合することで、流路内蔵部品３をケース４に固定している。なお、本形態においては、図４に示すごとく、フランジ部３５の４箇所において、ボルト１１による締結部を設けている。ただし、適切な締結が可能であれば、締結部の数は、特に限定されるものではない。

このようにケース４に固定された流路内蔵部品３の後端面に、図１、図２に示すごとく、半導体積層ユニット２の前端面が当接している。それゆえ、半導体積層ユニット２に対して、加圧部材５によってＸ方向の後方Ｘｒから前方Ｘｆへ向かって加圧された加圧力が、半導体積層ユニット２をＸ方向に圧縮することとなる。そのため、半導体積層ユニット２において、半導体モジュール２１の両主面に冷却管２２１が圧接される。これにより、積層冷却器２２による半導体モジュール２１の冷却性を確保している。

図１〜図３に示すごとく、本形態においては、流路内蔵部品３は、電子部品本体３１を収容する収容部３３１を有すると共に、部品内流路３２を内部に形成した、金属製の部品筐体３３を備えている。部品筐体３３は、半導体積層ユニット２から受ける荷重に対して、充分な耐荷重強度を備えている。

本形態において、電子部品本体３１はリアクトルである。リアクトルは、コイル部３１１と、コイル部３１１を封止する封止樹脂３１２とを有する。そして、部品筐体３３の収容部３３１に、コイル部３１１が配置されると共に、封止樹脂３１２が充填される。これにより、コイル部３１１が封止樹脂３１２によって封止された状態となる。ただし、コイル部３１１から突出したコイル端子３１３が、封止樹脂３１２から突出している。

コイル端子３１３の突出方向は、Ｚ方向である。上述した半導体モジュール２１のパワー端子２１１の突出方向もＺ方向であり、両者は、同じ方向に突出している。上述のようにして、電子部品本体３１と部品内流路３２とが一体化されて、一つの流路内蔵部品３が構成されている。

なお、リアクトル（すなわち電子部品本体３１）は、封止樹脂３１２を、磁性粉末を樹脂に混合してなる磁性粉末混合樹脂にて構成することもできる。或いは、封止樹脂３１２の内部に、ブロック状の磁性体コアを、コイル部３１１と共に埋設してもよい。また、リアクトル（すなわち電子部品本体３１）は、半導体モジュール２１よりも質量が大きい。

流路内蔵部品３は、複数個の電子部品本体３１を有する。複数個の電子部品本体３１は、Ｘ方向に並んで配置されている。図１に示すごとく、部品内流路３２は、各電子部品本体３１におけるＸ方向を向いた両主面に沿って形成された沿面流路３２１を、複数本有する。それゆえ、沿面流路３２１の一つは、Ｘ方向に隣接する２つの電子部品本体３１の間に形成されている。部品内流路３２は、Ｙ方向における一端から他端へ向かって冷媒が流れるよう構成されている。

複数の沿面流路３２１は、Ｙ方向の両端において、Ｘ方向に沿う連結流路３２２によって、それぞれ互いに連結されている。また、流路内蔵部品３は、Ｘ方向の前端に、冷媒導入部３４１と冷媒排出部３４２とを有する。２本の連結流路３２２は、それぞれ、冷媒導入部３４１と冷媒排出部３４２とも連結されている。

また、流路内蔵部品３の部品内流路３２と、半導体積層ユニット２の積層冷却器２２内の流路とが、流路内蔵部品３と半導体積層ユニット２との当接部において接続されている。本形態においては、Ｙ方向の両端部付近の二箇所において、部品内流路３２と積層冷却器２２の流路とが互いに接続されている。

部品内流路３２は、流路内蔵部品３の後端面に開口した後端開口部３２３を２か所に有する。一方、積層冷却器２２は、半導体積層ユニット２の前端面に開口した前端開口部２２３を２か所に有する。流路内蔵部品３と半導体積層ユニット２とは、２か所において、後端開口部３２３と前端開口部２２３とをそれぞれ重ね合わせる。このようにして、流路内蔵部品３と半導体積層ユニット２とが、Ｘ方向に互いに当接している。そして、流路内蔵部品３と半導体積層ユニット２とは、互いにろう付け、ＦＳＷ（摩擦攪拌接合の略）等により、接続されている。これにより、流路内蔵部品３と半導体積層ユニット２とが接続されると共に、部品内流路３２と積層冷却器２２の流路とが、連結されている。

このように、互いに連結された部品内流路３２と積層冷却器２２の流路とは、一つの連続した流路となる。すなわち、冷媒導入部３４１から導入された冷媒は、連結流路３２２を適宜通って、部品内流路３２における複数の沿面流路３２１に分配される。また、連結流路３２２の後端から、積層冷却器２２の流路にも、冷媒が流入することとなる。積層冷却器２２に流入した冷媒は、適宜、連結部２２２を通り、複数の冷却管２２１に分配される。

複数の沿面流路３２１及び複数の冷却管２２１にそれぞれ導入された冷媒は、Ｙ方向に流れる。その後、冷媒は、下流側の連結流路３２２又は連結部２２２を適宜通り、冷媒排出部３４２から排出される。なお、積層冷却器２２を循環した後の冷媒は、部品内流路３２を介して、冷媒排出部３４２から排出されることとなる。
冷媒としては、例えば、水などの液冷媒を用いることができる。

なお、本形態の電力変換装置１は、図１に示すごとく、コンデンサ１３及び電流センサ１４を、ケース４内に配設している。コンデンサ１３及び電流センサ１４は、Ｙ方向において、半導体積層ユニット２の両側にそれぞれ配置されている。

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、流路内蔵部品３は、ケース４に固定されている。それゆえ、電力変換装置１が振動したときも、ケース４内において流路内蔵部品３が位置ずれすることを防ぐことができる。すなわち、電力変換装置１の耐振性を確保することができる。

また、流路内蔵部品３は、部品内流路３２を備える。そのため、電子部品本体３１と部品内流路３２との間に、特に加圧力を付与する必要もない。これにより、ケース４に固定されて、加圧部材５の加圧力が両面から作用しない構造となっても、流路内蔵部品３における電子部品本体３１の冷却に影響することはない。それゆえ、加圧部材５を積層方向Ｘの両側に配置する必要もない。そのため、電力変換装置１の小型化を図ることができる。

そして、加圧部材５と半導体積層ユニット２と流路内蔵部品３とは、積層方向Ｘに並んで配置されている。それゆえ、加圧部材５によって半導体積層ユニット２を積層方向Ｘに加圧することができ、冷却効率を向上させることができる。そして、上述のように、一方向からの加圧によって、半導体積層ユニット２を加圧することができるため、電力変換装置１の小型化を図ることができる。

また、積層冷却器２２の流路と部品内流路３２とは、互いに積層方向Ｘに連結されている。これにより、積層冷却器２２と部品内流路３２とに個別に、冷媒の入口及び出口を設ける必要がない。また、積層冷却器２２の流路と部品内流路３２とは、積層方向Ｘに並んで配置された半導体積層ユニット２と流路内蔵部品３における流路であるため、連結部分を短くしやすい。それゆえ、電力変換装置１の小型化を図りやすい。

また、流路内蔵部品３は、半導体積層ユニット２の前面に当接していると共に、締結部材（すなわちボルト１１）によってケース４に固定されている。締結部材（すなわちボルト１１）の締結方向は、積層方向Ｘにおける後方Ｘｒへ向かう方向である。これにより、電力変換装置１の組み立てを、容易かつ確実に行うことができる。

すなわち、例えば、ケース４内に、加圧部材５と半導体積層ユニット２と流路内蔵部品３とを、Ｘ方向に並べて配置した後、ボルト１１を流路内蔵部品３に挿通すると共に、ケース４に螺合させることにより、電力変換装置１を組立てることが考えられる。このとき、ボルト１１の締結方向が、Ｘ方向の後方Ｘｒであることにより、ボルト１１の締結とともに、加圧部材５が弾性圧縮されることとなる。その結果、電力変換装置１の組み立てと同時に、加圧部材５による加圧力を半導体積層ユニット２に作用させることができる。

また、ボルト１１による締結方向が加圧部材５による加圧力の方向と平行となっていることにより、ボルト１１の軸力によって加圧部材５の加圧力を支承することができるため、耐久強度を確保することができる。

以上のごとく、本実施形態によれば、耐振性を確保しつつ冷却効率を向上させることができ、かつ小型化を図ることができる、電力変換装置を提供することができる。

（実施形態２）
本実施形態は、図５、図６に示すごとく、流路内蔵部品３の外に配置された外側電子部品１２を、流路内蔵部品３の外表面に当接させた、電力変換装置１の形態である。
本形態の電力変換装置１は、外側電子部品１２としてＤＣ−ＤＣコンバータをさらに有する。外側電子部品１２は、流路内蔵部品３の外表面に当接している。部品内流路３２の少なくとも一部は、外側電子部品１２に対向配置されている。

本形態においては、外側電子部品１２は、流路内蔵部品３の前端面に当接している。より具体的には、Ｙ方向における、冷媒導入部３４１と冷媒排出部３４２との間における、流路内蔵部品３の前端面に、外側電子部品１２が面接触されている。これに伴い、部品内流路３２の複数の沿面流路３２１のうち、最も前方Ｘｆに配設された沿面流路３２１が、外側電子部品１２に沿うように配置されることとなる。

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、外側電子部品１２をも、部品内流路３２の冷媒によって冷却することが可能となる。それゆえ、冷却が求められる外側電子部品１２を設けるにあたり、電力変換装置１の一層の小型化を図ることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

なお、本形態においては、外側電子部品１２が、ケース４の外側に配置されることとなる。ただし、外側電子部品１２がケース４の内側に配置されるような構成とすることもできる。例えば、流路内蔵部品３におけるＹ方向を向いた外表面に、外側電子部品１２を当接配置することも考えられる（図示略）。この場合、部品内流路３２の連結流路３２２が、外側電子部品１２に対向配置されることとなる。

（実施形態３）
本実施形態は、図７〜図９に示すごとく、半導体積層ユニット２が、前端部に、積層方向Ｘを向いたトッププレート２３を配設してなる、電力変換装置１の形態である。
図７に示すごとく、トッププレート２３は、積層方向Ｘに直交する方向における少なくとも一対の端部において、ケース４の一部に後側から当接している。

図７〜図９に示すごとく、トッププレート２３は、積層冷却器２２の前端の冷却管２２１の前面に、配置してある。トッププレート２３は、加圧部材５の加圧力に対して充分な剛性を備えた板材である。トッププレート２３は、例えば、金属板によって構成される。トッププレート２３は、Ｙ方向の長さが、冷却管２２１よりも長く、また、Ｚ方向の幅も、冷却管２２１よりも長いことが好ましい。

本形態においては、トッププレート２３は、積層冷却器２２の前端の冷却管２２１の前面に、ろう付け等によって接合されている。また、トッププレート２３は、積層冷却器２２の２箇所の前端開口部２２３に対応する箇所に、それぞれ、Ｘ方向に貫通する貫通孔２３３を有する。

そして、図７に示すごとく、トッププレート２３は、二箇所の貫通孔２３３が、それぞれ前端開口部２２３に重なるように、積層冷却器２２の前端面に当接されていると共に、接合されている。

また、トッププレート２３は、Ｘ方向において、積層冷却器２２と流路内蔵部品３との間に介設されている。すなわち、図７、図８に示すごとく、流路内蔵部品３の後端面に、トッププレート２３の前面が当接している。そして、トッププレート２３の２つの貫通孔２３３が、それぞれ、流路内蔵部品３の部品内流路３２における２つの後端開口部３２３に重なる。そして、トッププレート２３は、流路内蔵部品３の後端面に対しても、ろう付け等によって接合されている。

ケース４は、Ｘ方向における、後方壁部４１と前方壁部４２との間の位置において、Ｙ方向の両側から内側へ向かって延びる内壁部４４を有する。内壁部４４は、ケース４におけるＹ方向の両側に配された一対の側方壁部４３から、それぞれＹ方向の内側に突出するように形成されている。一対の内壁部４４の内側に、流路内蔵部品３の一部が配されている。

そして、内壁部４４の後面に、トッププレート２３の一部の前面が当接している。これにより、半導体積層ユニット２は、内壁部４４によって前方Ｘｆから支承されつつ、加圧部材５によって後方Ｘｒから加圧された状態となっている。

流路内蔵部品３は、その全体が、ケース４内に配置されている。そして、流路内蔵部品３は、ケース４に複数のボルト１１によって固定されている。図８に示すごとく、ボルト１１は、その締結方向（軸方向）がＺ方向となる状態にて、流路内蔵部品３を固定している。

例えば、流路内蔵部品３に設けられた被固定部３６を、ケース４の底部に固定された固定座部４５に、Ｚ方向から載置した状態にて、流路内蔵部品３が配置されている。そして、ボルト１１を、被固定部３６に設けた挿通孔に挿通すると共に、固定座部４５に設けた雌ネジ部に螺合することで、流路内蔵部品３を、ケース４に固定してある。つまり、ボルト１１による流路内蔵部品３のケース４への締結方向は、Ｚ方向となる。

また、図７、図８に示すごとく、流路内蔵部品３に設けた冷媒導入部３４１及び冷媒排出部３４２も、ケース４内に配置されている。ケース４の前方壁部４２には、冷媒導入部３４１及び冷媒排出部３４２にそれぞれ対応する位置に、突出管４６１が取り付けてある。これらの突出管４６１の後端部に、それぞれ接続管４６２を介して、冷媒導入部３４１及び冷媒排出部３４２がそれぞれ接続される。

また、本形態においては、流路内蔵部品３の外表面に外側電子部品１２が当接配置されている。流路内蔵部品３に対する外側電子部品１２の位置関係は、実施形態２と概略同じである。ただし、本形態においては、外側電子部品１２は、ケース４の内側に配置されている。なお、本形態においても、外側電子部品１２は、ＤＣ−ＤＣコンバータとすることができる。ただし、本形態において、流路内蔵部品３の外表面に当接する外側電子部品１２を設けない構成とすることもできる。
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、半導体積層ユニット２がトッププレート２３を有し、トッププレート２３がケース４の一部（本形態においては、内壁部４４）の後面に当接している。これにより、加圧部材５による半導体積層ユニット２への加圧力が、流路内蔵部品３にまで伝わらないようにすることができる。それゆえ、ケース４に対する流路内蔵部品３の固定の仕方の自由度が増す。

つまり、上記加圧力が流路内蔵部品３にまで伝わる場合、そのＸ方向の加圧力に充分に耐えることができるように、流路内蔵部品３をケース４に固定することが求められる。しかし、本形態においては、その必要がなく、例えば、振動によって流路内蔵部品３がケース４から外れない程度の締結の仕方であればよい。その結果、電力変換装置１の設計自由度を高くすることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

上記実施形態においては、流路内蔵部品３が金属製の部品筐体３３を備える構成を示したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、流路内蔵部品３の筐体が樹脂によって構成されているものとすることができる。この場合、例えば、半導体積層ユニット２との接合部が、樹脂と金属との接合となる。
また、流路内蔵部品３と半導体積層ユニット２とは、必ずしも接合されていなくてもよく、例えば、Ｏリング等のシール部材を用いて、連結部分において冷媒が漏れないようにするなどの工夫を施すような構成としてもよい。

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 積層冷却器
２２１ 冷却管
３ 流路内蔵部品
３１ 電子部品本体
３２ 部品内流路
４ ケース
５ 加圧部材

Claims (4)

1. 半導体素子を内蔵した半導体モジュール（２１）と、該半導体モジュールを冷却する複数の冷却管（２２１）を上記半導体モジュールと共に積層してなる積層冷却器（２２）と、を有する半導体積層ユニット（２）と、
   上記半導体モジュールに電気的に接続される電子部品本体（３１）と、該電子部品本体を冷却する冷媒の流路であって該電子部品本体と一体化された部品内流路（３２）とを有する、流路内蔵部品（３）と、
   上記半導体積層ユニットと上記流路内蔵部品とを収容するケース（４）と、
   上記ケース内において上記半導体積層ユニットを積層方向（Ｘ）の後方（Ｘｒ）から前方（Ｘｆ）へ向かって加圧する加圧部材（５）と、を有し、
   上記流路内蔵部品は、上記ケースに固定されており、
   上記加圧部材と上記半導体積層ユニットと上記流路内蔵部品とは、上記積層方向に並んで配置されており、
   上記積層冷却器の流路と上記部品内流路とは、互いに上記積層方向に連結されている、電力変換装置（１）。
2. 上記流路内蔵部品は、上記半導体積層ユニットの前面に当接していると共に、締結部材（１１）によって上記ケースに固定されており、上記締結部材の締結方向は、上記積層方向における後方へ向かう方向である、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 上記半導体積層ユニットは、前端部に、上記積層方向を向いたトッププレート（２３）を配設してなり、該トッププレートは、上記積層方向に直交する方向における少なくとも一対の端部において、上記ケースの一部に後側から当接している、請求項１に記載の電力変換装置。
4. 上記流路内蔵部品の外に配置された外側電子部品（１２）をさらに有し、該外側電子部品は、上記流路内蔵部品の外表面に当接しており、上記部品内流路の少なくとも一部は、上記外側電子部品に対向配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置。

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