JP5440324B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
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。そのため、交流モータ向けの駆動電流を生成する電力変換回路においては、その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。
上記半導体積層ユニットにおける積層方向の一方の端部には、該半導体積層ユニットを上記積層方向に加圧する加圧部材が配設されており、
該加圧部材は、上記半導体積層ユニットの上記一方の端部に当接する当接プレートと、該当接プレートを上記半導体積層ユニットに向かって押圧するバネ部材とからなり、
上記当接プレートには、上記ケースに設けた被係合部に係合する係合部が設けられており、
上記当接プレートの上記係合部と上記ケースの上記被係合部との係合により、上記当接プレートにおける上記積層方向への移動を規制することなく、該積層方向に直交する方向の位置決めがされるよう構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)。
また、上記当接プレートの上記係合部を上記ケースの上記被係合部に係合させるだけで、上記当接プレートの上記直交方向の位置決めを容易に行うことができる。これにより、上記ケース内への上記当接プレートの配設を精度良く行うことができる。
上記半導体積層ユニットを構成する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よいし、熱伝導性を有する絶縁材等を介して密着していてもよい。
この場合には、上記当接プレートの上記係合部と上記ケースの上記被係合部との係合がより一層容易となる。また、両者の係合により、上記当接プレートの上記直交方向の位置決めを容易に行うことができる。
この場合には、簡易な構成で上記当接プレートの上記係合部と上記ケースの上記被係合部とを係合させることができる。また、両者の係合により、上記当接プレートの上記積層方向への移動を規制することなく、上記直交方向の位置決めを容易に行うことができる。
この場合には、簡易な構成で上記当接プレートの上記係合部と上記ケースの上記被係合部とを係合させることができる。また、両者の係合により、上記当接プレートの上記積層方向への移動を規制することなく、上記直交方向の位置決めを容易に行うことができる。
この場合には、上記当接プレートの上記係合部と上記ケースの上記被係合部との係合により、上記当接プレートの上記直交方向の位置決めを容易に行うことができる。また、上記当接プレートを上記積層方向に直交する方向に延ばした部分において、上記ケース内の他の部材(例えば、冷却管への冷却媒体の導入及び排出を行う部材等)を保持することができる。これにより、組み付け性、耐振性の向上を図ることができる。
この場合には、上記当接プレートの上記係合部及び上記ケースの上記被係合部により、上記当接プレートだけでなく、上記バネ部材についても上記直交方向の位置決めをすることができる。
また、上記係合部及び上記被係合部は、両者が係合することによって上記当接プレートにおける上記積層方向への移動を規制することなく、該積層方向に直交する方向の位置決めがされるよう構成されていれば、様々な係合構造を採用することができる。
なお、上記積層方向に直交する方向(直交方向)とは、上記積層方向に直交する平面に平行な方向のことである。
本発明の実施例にかかる電力変換装置について、図を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1、図2に示すごとく、電力変換回路の一部を構成する複数の半導体モジュール2と、その複数の半導体モジュール2を両主面から冷却する複数の冷却管31とを積層してなる半導体積層ユニット4を、ケース5内に収容してなる。
加圧部材6は、半導体積層ユニット4の一方の端部(前端部)401に当接する当接プレート61と、その当接プレート61を半導体積層ユニット4に向かって押圧するバネ部材62とからなる。
以下、これを詳説する。
複数の冷却管31は、その長手方向(横方向Y)の両端部311、312において、隣り合う冷却管31同士が変形可能な連結管32によって連結されて、一つの冷却器3を構成している。冷却器3は、アルミニウム又はその合金からなる。
また、半導体積層ユニット4の前端部401には、半導体積層ユニット4を積層方向Xに加圧する加圧部材6が配設されている。加圧部材6は、半導体積層ユニット4の前端部401に当接する当接面611を有する当接プレート61と、その当接プレート61の当接面611とは反対側の押圧面612を半導体積層ユニット4に向かって押圧するバネ部材62とからなる。
バネ部材62は、当接プレート61とケース5の前板部52との間に配設されている。バネ部材62は、螺旋状に形成されたコイルバネにより構成されている。
本例の電力変換装置1において、当接プレート61には、ケース5に設けた被係合部50に係合する係合部60が設けられている。そして、当接プレート61の係合部60とケース5の被係合部50との係合により、当接プレート61における積層方向Xに直交する方向(直交方向)の位置決めがされるよう構成されている。そのため、当接プレート61は、上記直交方向への移動が規制される。これにより、振動等による当接プレート61の上記直交方向への滑り、位置ずれ等を抑制することができ、耐振性を向上させることができる。
また、当接プレート61の係合部60をケース5の被係合部50に係合させるだけで、当接プレート61の上記直交方向の位置決めを容易に行うことができる。これにより、ケース5内への当接プレート61の配設を精度良く行うことができる。
本例は、図5、図6に示すごとく、加圧部材6のバネ部材62を変更した例である。
図5に示す例では、加圧部材6のバネ部材62は、板バネにより構成されている。バネ部材62の両端部621は、ケース5内に配設された一対の支承ピン63に係止させてある。また、当接プレート61の係合部60は、バネ部材62の中央に設けられた貫通孔622に貫通させてある。
図6に示す例では、加圧部材6のバネ部材62は、積層方向Xに伸縮可能な皿バネにより構成されている。
その他は、実施例1と同様の構成であり、同様の作用効果を有する。
本例は、図7に示すごとく、当接プレート61の係合部60及びケース5の被係合部50の配設位置を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、当接プレート61の係合部60とケース5の被係合部50との係合状態においては、係合部60及び被係合部50がバネ部材62を保持している。すなわち、バネ部材62は、バネ部材62の上記直交方向の外周近傍に設けられた係合部60及び被係合部50によって外側から保持され、上記直交方向の位置決めがされている。
その他は、実施例1と同様の構成である。
その他は、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図8に示すごとく、当接プレート61の係合部60及びケース5の被係合部50の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、当接プレート61には、当接プレート61を積層方向Xに貫通する貫通孔からなる係合部60が設けられている。また、ケース5の前板部52には、前板部52の内壁面521から当接プレート61に向かって積層方向Xに突出する突出部からなる被係合部50が設けられている。
そして、当接プレート61の係合部60及びケース5の被係合部50は、係合部(貫通孔)60内に被係合部(突出部)50を挿通させて係合している。
例えば、図9(a)のように、冷却管31よりも上側に2つ、下側に2つ、合計4つ設けることができる。また、図9(b)のように、冷却管31よりも上側に1つ、下側に2つ、合計3つ設けることができる。また、図9(c)のように、冷却管31よりも上側に1つ、下側に1つ、合計2つ設けることができる。
その他は、実施例1と同様の構成である。
その他は、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図10に示すごとく、当接プレート61の係合部60及びケース5の被係合部50の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、当接プレート61には、当接プレート61におけるバネ部材62に押圧される押圧面612からケース5の前板部52に向かって積層方向Xに突出する突出部からなる係合部60が設けられている。また、ケース5の前板部52には、前板部52を積層方向Xに貫通する貫通孔からなる被係合部50が設けられている。
そして、当接プレート61の係合部60及びケース5の被係合部50は、係合部(突出部)60を被係合部(貫通孔)50内に挿通させて係合している。
その他は、実施例1と同様の構成である。
その他は、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図11、図12に示すごとく、当接プレート61の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、当接プレート61には、当接プレート61の一部を積層方向Xに直交する方向(直交方向)に延ばして形成された係合部60が設けられている。具体的には、係合部30は、当接プレート61の横方向Yの両端部613、614の一部をそれぞれケース5の一対の側板部54に向けて、冷媒導入管331又は冷媒排出管332の下側を通過するように延ばして形成されている。
そして、当接プレート61の係合部60がケース5の被係合部50内に挿入されることにより、両者が互いに係合している。なお、係合部60と被係合部50との間には、積層方向XにギャップGが設けてある。
その他は、実施例1と同様の構成である。
その他は、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図13、図14に示すごとく、当接プレート61の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、当接プレート61には、当接プレート61の一部を積層方向Xに直交する方向(直交方向)に延ばして形成された係合部30が設けられている。具体的には、係合部30は、当接プレート61の横方向Yの両端部613、614をそれぞれケース5の一対の側板部54に向けて延ばして形成されている。また、当接プレート61は、冷媒導入管331及び冷媒排出管332をそれぞれ貫通孔615、616に挿通させている。
そして、当接プレート61の係合部60がケース5の被係合部50内に挿入されることにより、両者が互いに係合している。なお、係合部60と被係合部50との間には、積層方向XにギャップGが設けてある。
その他は、実施例1と同様の構成である。
その他は、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図15に示すごとく、ケース5内に内部構造体59を配設した例である。
本例では、同図に示すごとく、半導体積層ユニット4の前端部401とケース5の前板部52との間には、内部構造体59が配設されている。内部構造体59には、例えばリアクトル等の電子部品が収容されている。また、半導体積層ユニット4の前端部401は、内部構造体59に当接している。
その他は、実施例1と同様の構成であり、同様の作用効果を有する。
また、上述した実施例1〜7の構成は、本例のように加圧部材6が半導体積層ユニット4の後端部402に配設されている構成であっても適用することができる。
2 半導体モジュール
31 冷却管
4 半導体積層ユニット
5 ケース
50 被係合部
6 加圧部材
60 係合部
61 当接プレート
62 バネ部材
X 積層方向
Claims (6)
- 電力変換回路の一部を構成する複数の半導体モジュールと、該複数の半導体モジュールを両主面から冷却する複数の冷却管とを積層してなる半導体積層ユニットを、ケース内に収容してなる電力変換装置であって、
上記半導体積層ユニットにおける積層方向の一方の端部には、該半導体積層ユニットを上記積層方向に加圧する加圧部材が配設されており、
該加圧部材は、上記半導体積層ユニットの上記一方の端部に当接する当接プレートと、該当接プレートを上記半導体積層ユニットに向かって押圧するバネ部材とからなり、
上記当接プレートには、上記ケースに設けた被係合部に係合する係合部が設けられており、
上記当接プレートの上記係合部と上記ケースの上記被係合部との係合により、上記当接プレートにおける上記積層方向への移動を規制することなく、該積層方向に直交する方向の位置決めがされるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置において、上記当接プレートの上記係合部及び上記ケースの上記被係合部は、互いに係合する凹状又は凸状に形成されていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1に記載の電力変換装置において、上記当接プレートには、該当接プレートを上記積層方向に貫通する貫通孔からなる上記係合部が設けられており、上記ケースには、該ケースの内壁面から上記当接プレートに向かって上記積層方向に突出する突出部からなる上記被係合部が設けられており、上記係合部内に上記被係合部を挿通させて両者が係合していることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1に記載の電力変換装置において、上記当接プレートには、該当接プレートにおける上記バネ部材に押圧される面から上記ケースに向かって上記積層方向に突出する突出部からなる上記係合部が設けられており、上記ケースには、該ケースを上記積層方向に貫通する貫通孔からなる上記被係合部が設けられており、上記係合部を上記被係合部内に挿通させて両者が係合していることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1に記載の電力変換装置において、上記当接プレートには、該当接プレートの一部を上記積層方向に直交する方向に延ばして形成された上記係合部が設けられており、上記ケースには、上記係合部に対応する位置に凹状に形成された上記被係合部が設けられていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜5に記載の電力変換装置において、上記当接プレートの上記係合部と上記ケースの上記被係合部との係合状態においては、上記係合部及び上記被係合部の少なくとも一方により、上記バネ部材における上記積層方向に直交する方向の位置決めがされることを特徴とする電力変換装置。
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