JP4525582B2 - Power converter - Google Patents

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    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Description

本発明は、電力変換回路を構成する半導体モジュールの冷却手段を備えた電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device including a cooling means for a semiconductor module constituting a power conversion circuit.

従来より、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路やインバータ回路等の電力変換回路は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流の生成に用いられることがある。
一般に、電気自動車やハイブリッド自動車等では、交流モータから大きな駆動トルクを確保するため大きな駆動電流が必要となってきている。
それ故、その交流モータ向けの駆動電流を生成する上記電力変換回路においては、該電力変換回路を構成するＩＧＢＴ等の電力用半導体素子を含む半導体モジュールからの発熱が大きくなる傾向にある。 Conventionally, a power conversion circuit such as a DC-DC converter circuit or an inverter circuit is sometimes used to generate a drive current for energizing an AC motor that is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle.
In general, in an electric vehicle, a hybrid vehicle, and the like, a large driving current is required to secure a large driving torque from an AC motor.
Therefore, in the power conversion circuit that generates the drive current for the AC motor, heat generated from the semiconductor module including the power semiconductor element such as IGBT constituting the power conversion circuit tends to increase.

そこで、図１０に示すごとく、電力変換回路を構成する複数の半導体モジュール９２１を均一に冷却することができるように、冷媒の供給及び排出を担う一対のヘッダ９２３の間に多数の冷却管９２２が配置されている電力変換装置９が提案されている（特許文献１参照）。そして、該電力変換装置９は、冷却管９２２の間に半導体モジュール９２１を挟持した半導体積層ユニット９２と、該半導体積層ユニット９２の積層方向の端部に半導体積層ユニット９２を積層方向に加圧するばね部材９３１とを有する。   Therefore, as shown in FIG. 10, a large number of cooling pipes 922 are provided between a pair of headers 923 responsible for supplying and discharging refrigerant so that the plurality of semiconductor modules 921 constituting the power conversion circuit can be uniformly cooled. An arranged power conversion device 9 has been proposed (see Patent Document 1). The power conversion device 9 includes a semiconductor lamination unit 92 having a semiconductor module 921 sandwiched between cooling pipes 922, and a spring that pressurizes the semiconductor lamination unit 92 in the lamination direction at the end of the semiconductor lamination unit 92 in the lamination direction. Member 931.

該ばね部材９３１は、半導体積層ユニット９２の積層方向の端面をなす冷却管９２２の主面９２０に対して、当接プレート９３２を介して当接している。これにより、ばね部材９３１による押圧力が冷却管９２２の主面９２０全体に対して均一にかかるようにしてある。   The spring member 931 is in contact with the main surface 920 of the cooling pipe 922 that forms the end surface in the stacking direction of the semiconductor stacking unit 92 via the contact plate 932. Thereby, the pressing force by the spring member 931 is uniformly applied to the entire main surface 920 of the cooling pipe 922.

ところが、当接プレート９３２の曲げ剛性が不充分であると、ばね部材９３１によって押圧された当接プレート９３２が、ばね部材９３１との当接部分９３３を中心に反ってしまうおそれがある。そのため、半導体積層ユニット９２をその積層方向に均一に押圧することが困難となるおそれがある。それ故、半導体モジュール９２１と冷却管９２２とを面接触させて両者の密着性を確保して半導体モジュール９２１から冷却管９２２への伝熱を充分に行うことが困難となるおそれがある。そして、その結果、半導体モジュール９２１を充分に冷却することが困難となるおそれがある。   However, if the bending rigidity of the contact plate 932 is insufficient, the contact plate 932 pressed by the spring member 931 may be warped around the contact portion 933 with the spring member 931. For this reason, it may be difficult to press the semiconductor multilayer unit 92 uniformly in the stacking direction. Therefore, there is a possibility that it may be difficult to sufficiently transfer heat from the semiconductor module 921 to the cooling pipe 922 by bringing the semiconductor module 921 and the cooling pipe 922 into surface contact to secure the close contact therebetween. As a result, it may be difficult to sufficiently cool the semiconductor module 921.

特開２００５−１４３２４４号公報JP 2005-143244 A

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、半導体モジュールを充分に冷却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。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a power conversion device capable of sufficiently cooling a semiconductor module.

第１の発明は、電力変換回路の一部を構成する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交互に積層し、該各冷却管の両端が冷媒の供給を担う冷媒供給ヘッダと冷媒の排出を担う冷媒排出ヘッダとに連通してなる半導体積層ユニットを有する電力変換装置であって、
上記半導体積層ユニットの積層方向の端部には、該半導体積層ユニットを積層方向に加圧する加圧部材が配されており、
該加圧部材は、上記冷却管の主面に当接する当接面を有する当接プレートと、該当接プレートにおける上記当接面と反対側の面に配されたばね部材とを有し、
上記当接プレートは、該当接プレートの曲げ剛性を増加させるための曲げ剛性増加手段を設けてなり、
該曲げ剛性増加手段は、上記当接プレートに設けたリブであり、
上記当接プレートにおいて、上記冷媒供給ヘッダと上記冷媒排出ヘッダとの並び方向と、上記積層方向との双方に直交する方向を、上記当接プレートの幅方向とし、上記並び方向を上記当接プレートの長さ方向としたとき、上記リブは、上記当接プレートの幅方向の端部の少なくとも一方に、上記当接プレートの長さ方向に沿って形成されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項１）。
第２の発明は、電力変換回路の一部を構成する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交互に積層してなる半導体積層ユニットを有する電力変換装置であって、
上記半導体積層ユニットの積層方向の端部には、該半導体積層ユニットを積層方向に加圧する加圧部材が配されており、
該加圧部材は、上記冷却管の主面に当接する当接面を有する当接プレートと、該当接プレートにおける上記当接面と反対側の面に配されたばね部材とを有し、
上記当接プレートは、該当接プレートの曲げ剛性を増加させるための曲げ剛性増加手段を設けてなり、
該曲げ剛性増加手段は、上記当接プレートに設けたリブであり、
該リブは、上記当接プレートの幅方向の端部の少なくとも一方に形成されており、
上記当接プレート及び上記ばね部材の少なくとも一方は、互いの幅方向の位置決めを行うための位置決め手段を設けてなり、
該位置決め手段は、上記当接プレートの上記リブの内側面及び上記ばね部材の外側面の少なくとも一方に設けた凸部からなることを特徴とする電力変換装置にある（請求項４）。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a refrigerant supply header in which semiconductor modules constituting a part of a power conversion circuit and cooling pipes for cooling the semiconductor modules are alternately stacked, and both ends of the cooling pipes are responsible for supplying a refrigerant. a power conversion device having a semiconductor laminate unit formed by communicating with the refrigerant discharge header responsible for discharging the refrigerant,
A pressure member that pressurizes the semiconductor lamination unit in the lamination direction is disposed at an end of the semiconductor lamination unit in the lamination direction,
The pressurizing member includes a contact plate having a contact surface that contacts the main surface of the cooling pipe, and a spring member disposed on a surface of the contact plate opposite to the contact surface,
The abutment plate, Ri Na provided flexural rigidity increasing means for increasing the bending stiffness of the abutment plate,
The bending rigidity increasing means is a rib provided on the contact plate,
In the contact plate, a direction orthogonal to both the alignment direction of the coolant supply header and the coolant discharge header and the stacking direction is a width direction of the contact plate, and the alignment direction is the contact plate. The rib is formed along at least one of the end portions in the width direction of the contact plate along the length direction of the contact plate. (Claim 1).
A second invention is a power conversion device having a semiconductor lamination unit in which a semiconductor module constituting a part of a power conversion circuit and a cooling pipe for cooling the semiconductor module are alternately laminated,
A pressure member that pressurizes the semiconductor lamination unit in the lamination direction is disposed at an end of the semiconductor lamination unit in the lamination direction,
The pressurizing member includes a contact plate having a contact surface that contacts the main surface of the cooling pipe, and a spring member disposed on a surface of the contact plate opposite to the contact surface,
The contact plate is provided with a bending rigidity increasing means for increasing the bending rigidity of the contact plate,
The bending rigidity increasing means is a rib provided on the contact plate,
The rib is formed on at least one of the end portions in the width direction of the contact plate,
At least one of the contact plate and the spring member is provided with positioning means for positioning in the width direction of each other,
The positioning means is a power conversion device comprising a convex portion provided on at least one of an inner surface of the rib of the contact plate and an outer surface of the spring member.

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記加圧部材は、上記当接プレートと上記ばね部材とを有し、上記当接プレートは、上記曲げ剛性増加手段を設けてなる。即ち、上記当接プレートは、上記曲げ剛性増加手段により曲げ剛性が増加しているため、上記ばね部材の弾性力によって押圧されても、上記当接プレートが反ることを防ぐことができる。 Next, the effects of the present invention will be described.
The pressure member includes the contact plate and the spring member, and the contact plate is provided with the bending rigidity increasing means. That is, since the bending rigidity of the contact plate is increased by the bending rigidity increasing means, the contact plate can be prevented from warping even when pressed by the elastic force of the spring member.

そのため、上記当接プレートの当接面により、上記半導体積層ユニットを全体にわたってその積層方向に均一に押圧することができる。これにより、上記半導体モジュールと上記冷却管とを面接触させて充分に密着させることができるため、上記半導体モジュールから上記冷却管へと充分に伝熱することができ、その結果、上記半導体モジュールを充分に冷却することができる。   Therefore, the semiconductor stacked unit can be uniformly pressed in the stacking direction over the entire surface by the contact surface of the contact plate. As a result, the semiconductor module and the cooling pipe can be brought into surface contact with each other sufficiently, so that heat can be sufficiently transferred from the semiconductor module to the cooling pipe. It can be cooled sufficiently.

以上のごとく、本発明によれば、半導体モジュールを充分に冷却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。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power conversion device that can sufficiently cool a semiconductor module.

第１の発明（請求項１）又は第２の発明（請求項４）において、上記電力変換装置としては、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等がある。また、上記電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流の生成に用いることができる。
尚、上記半導体モジュールと上記冷却管とは、直接密着していても良いし、絶縁材等を介して密着していても良い。 In the first invention (invention 1) or the second invention (invention 4) , examples of the power converter include a DC-DC converter and an inverter. Moreover, the said power converter device can be used for the production | generation of the drive current which supplies with electricity to the alternating current motor which is motive power sources, such as an electric vehicle and a hybrid vehicle, for example.
The semiconductor module and the cooling pipe may be in direct contact with each other, or may be in close contact via an insulating material or the like.

上記曲げ剛性増加手段は、上記当接プレートに設けたリブである。
これにより、上記当接プレートに上記曲げ剛性増加手段を容易に形成することができる。 The flexural rigidity increasing means, Ru rib der provided on the abutment plate.
Thereby , the bending rigidity increasing means can be easily formed on the contact plate.

上記リブは、上記当接プレートの幅方向の端部の少なくとも一方に形成されている。
これにより、上記当接プレートに上記曲げ剛性増加手段を一層容易に形成することができる。 The rib is that is formed on at least one end portion in the width direction of the abutment plate.
Thereby , the bending rigidity increasing means can be more easily formed on the contact plate.

第１の発明において、上記当接プレート及び上記ばね部材の少なくとも一方は、互いの幅方向の位置決めを行うための位置決め手段を設けてなることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記当接プレートと上記ばね部材との互いの幅方向の位置決めを容易かつ確実に行うことができ、上記加圧部材を上記電力変換装置に容易に組み付けることができる。 In the first invention, it is preferable that at least one of the contact plate and the spring member is provided with positioning means for positioning in the width direction of each other (Claim 2 ).
In this case, the contact plate and the spring member can be easily and reliably positioned in the width direction, and the pressure member can be easily assembled to the power converter.

上記位置決め手段は、上記当接プレートの上記リブの内側面及び上記ばね部材の外側面の少なくとも一方に設けた凸部からなることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記位置決め手段を容易に形成することができる。 The positioning means is preferably formed of convex portions provided on at least one of the outer surface of the inner surface and the spring member of the rib of the abutment plate (claim 3).
In this case, the positioning means can be easily formed.

第１の発明又は第２の発明において、上記当接プレートと上記ばね部材とは、互いの当接部分において互いに遊嵌する突起部と嵌入部とを有することが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記当接プレートと上記ばね部材との互いの幅方向及び長さ方向の位置決めを容易かつ確実に行うことができる。
尚、上記突起部と上記嵌入部とは、それぞれ当接プレートとばね部材とのいずれに設けても良い。 In the first invention or the second invention, the above-mentioned abutment plate and the spring member preferably has a fitting portion and the protruding portion loosely fitting each other at the contact portion of each other (Claim 5).
In this case, the contact plate and the spring member can be easily and reliably positioned in the width direction and the length direction.
In addition, you may provide the said projection part and the said insertion part in any of a contact plate and a spring member, respectively.

（実施例１）
本例の実施例にかかる電力変換装置につき、図１〜図６を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図１に示すごとく、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２１を冷却する冷却管２２とを交互に積層してなる半導体積層ユニット２を有する。 Example 1
The power converter according to the embodiment of the present example will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 of this example is a semiconductor stacked unit formed by alternately stacking semiconductor modules 21 constituting a part of a power conversion circuit and cooling pipes 22 for cooling the semiconductor modules 21. 2

該半導体積層ユニット２の積層方向の端部には、図１〜図６に示すごとく、半導体積層ユニット２を積層方向に加圧する加圧部材３が配されている。
該加圧部材３は、冷却管２２の主面２２０に当接する当接面３２０を有する当接プレート３２と、該当接プレート３２における当接面３２０と反対側の面に配されたばね部材３１とを有する。
そして、上記当接プレート３２は、図１〜図３、図５、図６に示すごとく、該当接プレート３２の曲げ剛性を増加させるための曲げ剛性増加手段としてのリブ３２１を設けてなる。 As shown in FIGS. 1 to 6, a pressurizing member 3 that pressurizes the semiconductor multilayer unit 2 in the stacking direction is disposed at the end of the semiconductor stack unit 2 in the stacking direction.
The pressure member 3 includes a contact plate 32 having a contact surface 320 that contacts the main surface 220 of the cooling pipe 22, and a spring member 31 disposed on a surface of the contact plate 32 opposite to the contact surface 320. Have
As shown in FIGS. 1 to 3, 5, and 6, the contact plate 32 is provided with ribs 321 as bending rigidity increasing means for increasing the bending rigidity of the contact plate 32.

本例の電力変換装置１につき、以下に詳細に説明する。
電力変換装置１は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータやインタバータ等である。そして、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動力源である交流モータに通電する駆動電流の生成に用いることができる。
また、電力変換装置１は、半導体積層ユニット２のほか、半導体モジュール２１に制御信号を入力する図示しない制御基板や、コンデンサやリアクトル等から構成される図示しない電力回路等を有している。 The power converter 1 of this example will be described in detail below.
The power conversion device 1 is, for example, a DC-DC converter or an inverter. And the power converter device 1 can be used for the production | generation of the drive current which supplies with electricity the alternating current motor which is motive power sources, such as an electric vehicle and a hybrid vehicle, for example.
In addition to the semiconductor laminated unit 2, the power conversion device 1 includes a control board (not shown) that inputs a control signal to the semiconductor module 21, a power circuit (not shown) that includes a capacitor, a reactor, and the like.

上記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と扁平形状の冷却管２２とを交互に積層してなり、各冷却管２２の両端を、冷媒の供給を担う冷媒供給ヘッダ２３２と冷媒の排出を担う冷媒排出ヘッダ２３３とに連通させた多層積層構造のユニットである。本例では、隣り合わせに積層した冷却管２２の間に、それぞれ二つの半導体モジュール２１を並列配置してある。   As shown in FIG. 1, the semiconductor lamination unit 2 is formed by alternately laminating a plurality of semiconductor modules 21 and flat cooling tubes 22, and refrigerant supply headers that supply refrigerant to both ends of each cooling tube 22. 232 and a unit having a multilayer structure that communicates with a refrigerant discharge header 233 that discharges the refrigerant. In this example, two semiconductor modules 21 are arranged in parallel between the cooling pipes 22 stacked side by side.

また、上述したように、半導体積層ユニット２の積層方向の端部には、図１〜図６に示すごとく、当接プレート３２とばね部材３１とにより構成される加圧部材３が配されている。
上記当接プレート３２には、上述のごとく、リブ３２１により形成された曲げ剛性増加手段が形成されており、本例において、上記リブ３２１は、図２、図３、図５に示すごとく、当接プレート３２の幅方向の両端部に形成されている。 Further, as described above, the pressing member 3 including the contact plate 32 and the spring member 31 is disposed at the end of the semiconductor stacking unit 2 in the stacking direction, as shown in FIGS. Yes.
As described above, the abutting plate 32 is formed with the bending rigidity increasing means formed by the ribs 321. In this example, the ribs 321 are formed as shown in FIG. 2, FIG. 3, and FIG. The contact plate 32 is formed at both ends in the width direction.

上記ばね部材３１は、図１、図２、図４、図６に示すごとく、その中央部が半導体積層ユニット２側に湾曲してなる。
また、ばね部材３１は、図２〜図４、図６に示すごとく、当接プレート３２に当接する前方板ばね３１１と該前方板ばね３１１の後面に重ねた後方板ばね３１２とにより構成されている。
ばね部材３１は、図１に示すごとく、後方板ばね３１２における長さ方向の両端部が、電力変換装置１のケース１０内に固定された２個の固定ピン１１に係止されており、該固定ピン１１と半導体積層ユニット２との間において、ばね部材３１が広がる方向に付勢された状態で配置することにより、半導体積層ユニット２を積層方向に押圧している。 As shown in FIGS. 1, 2, 4, and 6, the spring member 31 has a central portion curved toward the semiconductor laminated unit 2 side.
As shown in FIGS. 2 to 4 and 6, the spring member 31 includes a front leaf spring 311 that abuts against the abutment plate 32, and a rear leaf spring 312 that overlaps the rear surface of the front leaf spring 311. Yes.
As shown in FIG. 1, both end portions of the rear leaf spring 312 in the length direction of the spring member 31 are engaged with two fixing pins 11 fixed in the case 10 of the power conversion device 1. Between the fixing pin 11 and the semiconductor laminated unit 2, the semiconductor laminated unit 2 is pressed in the laminating direction by being arranged in a state where the spring member 31 is biased in the spreading direction.

ばね部材３１には、図２〜図４に示すごとく、当接プレート３２とばね部材３１との互いの幅方向の位置決めを行うための位置決め手段が設けてある。本例においては、該位置決め手段とは、前方板ばね３１１の幅方向の外側面に設けた凸部３１３である。そして、該凸部３１３は、前方板ばね３１１の長さ方向の両端部であって幅方向の両外側面に計四つ形成されている。   As shown in FIGS. 2 to 4, the spring member 31 is provided with positioning means for positioning the contact plate 32 and the spring member 31 in the width direction of each other. In this example, the positioning means is a convex portion 313 provided on the outer side surface of the front leaf spring 311 in the width direction. Then, a total of four convex portions 313 are formed at both end portions in the length direction of the front leaf spring 311 and on both outer side surfaces in the width direction.

そして、当接プレート３２とばね部材３１とは、図４〜図６に示すごとく、互いの当接部分３３にそれぞれ嵌入部３２４と突起部３１４とを有し、そこで互いに遊嵌されている。尚、ばね部材３１に設けられた突起部３１４の突出量は、当接プレート３２の厚み以下である。
また、嵌入部３２４は、当接プレート３２を貫通した孔であっても良いし、貫通しない凹部であっても良い。 As shown in FIGS. 4 to 6, the contact plate 32 and the spring member 31 each have a fitting portion 324 and a projection 314 at the respective contact portions 33, and are loosely fitted to each other. The protruding amount of the protrusion 314 provided on the spring member 31 is equal to or less than the thickness of the contact plate 32.
Further, the fitting portion 324 may be a hole that penetrates the contact plate 32 or may be a recess that does not penetrate.

本例の冷却管２２は、図１に示すごとく、内部に、例えば、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、水やアンモニア等の自然冷媒、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等の冷媒を流動させる中空部を有してなる扁平形状の管である。   As shown in FIG. 1, the cooling pipe 22 of this example includes, for example, water mixed with an ethylene glycol antifreeze, a natural refrigerant such as water or ammonia, a fluorocarbon refrigerant such as fluorinate, HCFC123, HFC134a, etc. This is a flat tube having a hollow portion through which a refrigerant such as an chlorofluorocarbon refrigerant, an alcohol refrigerant such as methanol or alcohol, or a ketone refrigerant such as acetone flows.

そして、冷媒供給ヘッダ２３２を介して冷媒入口２３１より冷却管２２へと供給された冷媒は、冷却管２２内を通過する際に、冷却管２２と絶縁材を介して面接触することができるように設けられた半導体モジュール２１の放熱板（図示略）から受熱する。そして、受熱した冷媒は、更に冷却管２２内を通過し、冷媒排出ヘッダ２３３を介して冷媒出口２３４へ向かって流れて、そこから排出される。
このようにして、半導体積層ユニット２においては、冷媒を冷却管２２内において循環させて、半導体素子との熱交換を行うことにより、半導体モジュール２を冷却する。 The refrigerant supplied from the refrigerant inlet 231 to the cooling pipe 22 through the refrigerant supply header 232 can come into surface contact with the cooling pipe 22 through the insulating material when passing through the cooling pipe 22. It receives heat from a heat radiating plate (not shown) of the semiconductor module 21 provided on the surface. Then, the heat-received refrigerant further passes through the cooling pipe 22, flows toward the refrigerant outlet 234 via the refrigerant discharge header 233, and is discharged therefrom.
Thus, in the semiconductor laminated unit 2, the semiconductor module 2 is cooled by circulating the refrigerant in the cooling pipe 22 and exchanging heat with the semiconductor element.

次に、本例の作用効果につき説明する。
加圧部材３は、図１〜図６に示すごとく、当接プレート３２とばね部材３１とを有し、当接プレート３２は、曲げ剛性増加手段を設けてなる。即ち、当接プレート３２は、曲げ剛性増加手段により曲げ剛性が増加しているため、ばね部材３１の弾性力によって押圧されても、当接プレート３２が反ることを防ぐことができる。 Next, the function and effect of this example will be described.
As shown in FIGS. 1 to 6, the pressure member 3 includes a contact plate 32 and a spring member 31, and the contact plate 32 is provided with bending rigidity increasing means. That is, since the bending rigidity of the contact plate 32 is increased by the bending rigidity increasing means, the contact plate 32 can be prevented from warping even when pressed by the elastic force of the spring member 31.

そのため、当接プレート３２の当接面３２０により、半導体積層ユニット２を全体にわたってその積層方向に均一に押圧することができる。これにより、半導体モジュール２１と冷却管２２とを面接触させて充分に密着させることができるため、半導体モジュール２１から冷却管２２へと充分に伝熱することができ、その結果、半導体モジュール２１を充分に冷却することができる。   Therefore, the semiconductor lamination unit 2 can be uniformly pressed in the laminating direction over the entire surface by the abutting surface 320 of the abutting plate 32. As a result, the semiconductor module 21 and the cooling pipe 22 can be brought into surface contact with each other and can be sufficiently adhered to each other, so that heat can be sufficiently transferred from the semiconductor module 21 to the cooling pipe 22. It can be cooled sufficiently.

また、上記曲げ剛性増加手段とは、図１〜図３、図５、図６に示すごとく、当接プレート３２に設けたリブ３２１であるため、当接プレート３２に曲げ剛性増加手段を容易に形成することができる。
また、リブ３２１は、図２、図３、図５に示すごとく、当接プレート３２の幅方向の両端部に形成されているため、当接プレート３２に曲げ剛性増加手段を一層容易に形成することができる。 Further, as shown in FIGS. 1 to 3, 5, and 6, the bending rigidity increasing means is a rib 321 provided on the contact plate 32. Can be formed.
Further, as shown in FIGS. 2, 3, and 5, since the ribs 321 are formed at both ends in the width direction of the contact plate 32, the bending rigidity increasing means is more easily formed on the contact plate 32. be able to.

また、ばね部材３１には、図２〜図４に示すごとく、該ばね部材３１と当接プレート３２との幅方向の位置決めを行うための位置決め手段を設けてなるため、当接プレート３２とばね部材３１との互いの幅方向の位置決めを容易かつ確実に行うことができ、加圧部材３を電力変換装置１に容易に組み付けることができる。
そして、位置決め手段は、同図に示すごとく、ばね部材３１の外側面に設けた凸部３１３からなるため、ばね部材３１に、位置決め手段を容易に形成することができる。 2 to 4, the spring member 31 is provided with positioning means for positioning the spring member 31 and the contact plate 32 in the width direction. Positioning in the width direction of the member 31 can be performed easily and reliably, and the pressing member 3 can be easily assembled to the power conversion device 1.
And since the positioning means consists of the convex part 313 provided in the outer surface of the spring member 31, as shown in the figure, a positioning means can be easily formed in the spring member 31. FIG.

また、当接プレート３２とばね部材３１とは、図４〜図６に示すごとく、互いの当接部分３３において互いに遊嵌する突起部３１４と嵌入部３２４とを有するため、当接プレート３２とばね部材３１との互いの幅方向及び長さ方向の位置決めを容易かつ確実に行うことができる。   Further, as shown in FIGS. 4 to 6, the contact plate 32 and the spring member 31 include a protrusion 314 and a fitting portion 324 that are loosely fitted to each other in the contact portion 33, and thus the contact plate 32 and the spring member 31. Positioning with the spring member 31 in the width direction and the length direction can be performed easily and reliably.

以上のごとく、本例によれば、半導体モジュールを充分に冷却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。   As described above, according to this example, it is possible to provide a power conversion device that can sufficiently cool a semiconductor module.

（実施例２）
本例は、図７〜図９に示すごとく、当接プレート３２の幅方向の両端部に形成されたリブ３２１の内側面に、当接プレート３２とばね部材３１との互いの幅方向の位置決め手段として凸部３２３を設けた加圧部材３の例である。 (Example 2)
In this example, as shown in FIGS. 7 to 9, positioning of the contact plate 32 and the spring member 31 in the width direction between the inner surfaces of the ribs 321 formed at both ends in the width direction of the contact plate 32. It is an example of the pressurizing member 3 provided with the convex part 323 as a means.

上記凸部３２３は、幅方向の両端部に設けられた二つのリブ３２１の長さ方向の両端部の付近に計四つ形成されている。
一方、ばね部材３１には、図８に示すごとく、凸部（例えば、図２に示す符号３１３）が形成されていない。
その他は、実施例１と同様の構成及び作用効果を有する。 A total of four convex portions 323 are formed in the vicinity of both end portions in the length direction of the two ribs 321 provided at both end portions in the width direction.
On the other hand, as shown in FIG. 8, the spring member 31 is not formed with a convex portion (for example, reference numeral 313 shown in FIG. 2).
Others have the same configuration and effects as the first embodiment.

尚、本発明の電力変換装置における上記ばね部材の曲げ剛性増加手段としては、上記実施例１及び実施例２に示したようなリブに限らず、例えば、複数の板ばねを厚み方向に互いに積層してばね部材を構成する手段等、他の手段もある。   The means for increasing the bending rigidity of the spring member in the power conversion device of the present invention is not limited to the ribs as shown in the first and second embodiments, and for example, a plurality of leaf springs are laminated in the thickness direction. There are other means such as means for constituting a spring member.

実施例１における、電力変換装置の断面説明図。Sectional explanatory drawing of the power converter device in Example 1. FIG. 実施例１における、加圧部材の斜視図。3 is a perspective view of a pressure member in Embodiment 1. FIG. 実施例１における、加圧部材の正面図。2 is a front view of a pressure member in Embodiment 1. FIG. 実施例１における、ばね部材の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a spring member in the first embodiment. 実施例１における、当接プレートの斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a contact plate in the first embodiment. 実施例１における、加圧部材の断面説明図。Sectional explanatory drawing of the pressurization member in Example 1. FIG. 実施例２における、加圧部材の正面図。The front view of the pressurization member in Example 2. FIG. 実施例２における、ばね部材の斜視図。The perspective view of the spring member in Example 2. FIG. 実施例２における、当接プレートの斜視図。The perspective view of the contact plate in Example 2. FIG. 従来例における、電力変換装置の断面説明図。Sectional explanatory drawing of the power converter device in a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

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
２２０ 主面
３ 加圧部材
３１ ばね部材
３２ 当接プレート
３２０ 当接面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 2 Semiconductor laminated unit 21 Semiconductor module 22 Cooling pipe 220 Main surface 3 Pressurizing member 31 Spring member 32 Contact plate 320 Contact surface

Claims (5)

電力変換回路の一部を構成する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交互に積層し、該各冷却管の両端が冷媒の供給を担う冷媒供給ヘッダと冷媒の排出を担う冷媒排出ヘッダとに連通してなる半導体積層ユニットを有する電力変換装置であって、
上記半導体積層ユニットの積層方向の端部には、該半導体積層ユニットを積層方向に加圧する加圧部材が配されており、
該加圧部材は、上記冷却管の主面に当接する当接面を有する当接プレートと、該当接プレートにおける上記当接面と反対側の面に配されたばね部材とを有し、
上記当接プレートは、該当接プレートの曲げ剛性を増加させるための曲げ剛性増加手段を設けてなり、
該曲げ剛性増加手段は、上記当接プレートに設けたリブであり、
上記当接プレートにおいて、上記冷媒供給ヘッダと上記冷媒排出ヘッダとの並び方向と、上記積層方向との双方に直交する方向を、上記当接プレートの幅方向とし、上記並び方向を上記当接プレートの長さ方向としたとき、上記リブは、上記当接プレートの幅方向の端部の少なくとも一方に、上記当接プレートの長さ方向に沿って形成されていることを特徴とする電力変換装置。 A semiconductor module that constitutes a part of the power conversion circuit and a cooling pipe that cools the semiconductor module are alternately stacked, and a refrigerant supply header that supplies refrigerant to both ends of each cooling pipe and a refrigerant that discharges refrigerant a power conversion device having a semiconductor laminate unit formed by communicating to the discharge header,
A pressure member that pressurizes the semiconductor lamination unit in the lamination direction is disposed at an end of the semiconductor lamination unit in the lamination direction,
The pressurizing member includes a contact plate having a contact surface that contacts the main surface of the cooling pipe, and a spring member disposed on a surface of the contact plate opposite to the contact surface,
The abutment plate, Ri Na provided flexural rigidity increasing means for increasing the bending stiffness of the abutment plate,
The bending rigidity increasing means is a rib provided on the contact plate,
In the contact plate, a direction orthogonal to both the alignment direction of the coolant supply header and the coolant discharge header and the stacking direction is a width direction of the contact plate, and the alignment direction is the contact plate. The rib is formed along at least one of the end portions in the width direction of the contact plate along the length direction of the contact plate. . 請求項１において、上記当接プレート及び上記ばね部材の少なくとも一方は、互いの幅方向の位置決めを行うための位置決め手段を設けてなることを特徴とする電力変換装置。 2. The power conversion device according to claim 1, wherein at least one of the contact plate and the spring member is provided with positioning means for positioning in the width direction of each other . 請求項２において、上記位置決め手段は、上記当接プレートの上記リブの内側面及び上記ばね部材の外側面の少なくとも一方に設けた凸部からなることを特徴とする電力変換装置。 3. The power conversion device according to claim 2, wherein the positioning means includes a convex portion provided on at least one of an inner surface of the rib of the contact plate and an outer surface of the spring member . 電力変換回路の一部を構成する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交互に積層してなる半導体積層ユニットを有する電力変換装置であって、
上記半導体積層ユニットの積層方向の端部には、該半導体積層ユニットを積層方向に加圧する加圧部材が配されており、
該加圧部材は、上記冷却管の主面に当接する当接面を有する当接プレートと、該当接プレートにおける上記当接面と反対側の面に配されたばね部材とを有し、
上記当接プレートは、該当接プレートの曲げ剛性を増加させるための曲げ剛性増加手段を設けてなり、
該曲げ剛性増加手段は、上記当接プレートに設けたリブであり、
該リブは、上記当接プレートの幅方向の端部の少なくとも一方に形成されており、
上記当接プレート及び上記ばね部材の少なくとも一方は、互いの幅方向の位置決めを行うための位置決め手段を設けてなり、
該位置決め手段は、上記当接プレートの上記リブの内側面及び上記ばね部材の外側面の少なくとも一方に設けた凸部からなることを特徴とする電力変換装置。 A power conversion device having a semiconductor stacked unit formed by alternately stacking a semiconductor module constituting a part of a power conversion circuit and a cooling pipe for cooling the semiconductor module,
A pressure member that pressurizes the semiconductor lamination unit in the lamination direction is disposed at an end of the semiconductor lamination unit in the lamination direction,
The pressurizing member includes a contact plate having a contact surface that contacts the main surface of the cooling pipe, and a spring member disposed on a surface of the contact plate opposite to the contact surface,
The contact plate is provided with a bending rigidity increasing means for increasing the bending rigidity of the contact plate,
The bending rigidity increasing means is a rib provided on the contact plate,
The rib is formed on at least one of the end portions in the width direction of the contact plate,
At least one of the contact plate and the spring member is provided with positioning means for positioning in the width direction of each other,
The positioning means comprises a convex portion provided on at least one of an inner surface of the rib of the contact plate and an outer surface of the spring member . 請求項１〜４のいずれか一項において、上記当接プレートと上記ばね部材とは、互いの当接部分において互いに遊嵌する突起部と嵌入部とを有することを特徴とする電力変換装置。 According to any one of claims 1 to 4, it said the abutting plate and the spring member, a power conversion apparatus characterized by having a fitting portion and the protruding portion loosely fitting each other at the contact portion therebetween.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0526134A (en) * 1991-07-16 1993-02-02 Keihin Seiki Mfg Co Ltd Fuel injection device
JP4900202B2 (en) * 2007-11-20 2012-03-21 株式会社デンソー Power converter
JP5445446B2 (en) * 2010-12-27 2014-03-19 株式会社デンソー Power converter
JP2014507760A (en) 2011-01-26 2014-03-27 エルジー ケム． エルティーディ． Cooling member with good assembly efficiency and battery module using the same
JP5510350B2 (en) * 2011-01-31 2014-06-04 株式会社デンソー Power converter and manufacturing method thereof
EP2660926B1 (en) 2011-02-22 2017-09-06 Lg Chem, Ltd. Cooling member having improved cooling efficiency, and battery module including same
WO2012124783A1 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 日本発條株式会社 Pressure unit
JP5652370B2 (en) 2011-03-30 2015-01-14 株式会社デンソー Power converter
JP5644631B2 (en) * 2011-03-30 2014-12-24 株式会社デンソー Power converter
JP5691775B2 (en) * 2011-04-13 2015-04-01 株式会社デンソー Power converter
JP2014011936A (en) * 2012-07-03 2014-01-20 Denso Corp Power converter
JP6221979B2 (en) * 2014-07-25 2017-11-01 株式会社デンソー Stacked cooler
JP6135623B2 (en) 2014-09-02 2017-05-31 トヨタ自動車株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP6380285B2 (en) * 2015-01-08 2018-08-29 トヨタ自動車株式会社 Power converter
JP6686848B2 (en) * 2016-11-15 2020-04-22 トヨタ自動車株式会社 Power module
US20200088257A1 (en) * 2016-12-07 2020-03-19 Nhk Spring Co., Ltd. Pressing structure and pressing unit
JP2018101690A (en) * 2016-12-20 2018-06-28 トヨタ自動車株式会社 Electronic device
JP6874672B2 (en) * 2017-12-20 2021-05-19 トヨタ自動車株式会社 Pressurized parts
JP6973256B2 (en) * 2018-04-12 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 Semiconductor device
JP7156182B2 (en) * 2019-06-19 2022-10-19 株式会社デンソー contact plate
CN116507825A (en) * 2020-10-28 2023-07-28 日本发条株式会社 Spring component

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5646457U (en) * 1979-09-20 1981-04-25
JPS6083252U (en) * 1983-11-14 1985-06-08 東亜特殊電機株式会社 Power transistor mounting structure
JPS62160552U (en) * 1986-03-31 1987-10-13
JPH11215804A (en) * 1998-01-23 1999-08-06 Toshiba Corp Stack for flat type semiconductor device
JP2003060161A (en) * 2001-08-09 2003-02-28 Toshiba Corp Stack for flat semiconductor element
JP2005143244A (en) * 2003-11-07 2005-06-02 Denso Corp Power conversion device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5646457U (en) * 1979-09-20 1981-04-25
JPS6083252U (en) * 1983-11-14 1985-06-08 東亜特殊電機株式会社 Power transistor mounting structure
JPS62160552U (en) * 1986-03-31 1987-10-13
JPH11215804A (en) * 1998-01-23 1999-08-06 Toshiba Corp Stack for flat type semiconductor device
JP2003060161A (en) * 2001-08-09 2003-02-28 Toshiba Corp Stack for flat semiconductor element
JP2005143244A (en) * 2003-11-07 2005-06-02 Denso Corp Power conversion device

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