JP6848650B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
該装置本体部を、上記半導体モジュールと上記冷却器との配列方向に加圧する加圧部材(4)と、
板状に形成され、その厚さ方向と上記配列方向とが一致するように配されると共に、上記配列方向において上記加圧部材に隣り合う位置に設けられたプレート(5)とを備え、
上記加圧部材は、上記配列方向への加圧力を発生する複数のばね部(40)と、該複数のばね部を互いに連結し上記プレートに重ね合された連結板部(41)とを有し、
該連結板部に加圧側係合部(42)を形成してあると共に、上記プレートにプレート側係合部(52)を形成してあり、上記加圧側係合部と上記プレート側係合部とを互いに係合させることにより、上記加圧部材および上記プレートを一部品化してある、電力変換装置(1)にある。
このようにすると、加圧部材に高い応力が集中することを抑制できる。すなわち、連結板部は加圧力を発生する部位ではないため、この連結板部に上記加圧側係合部を形成しても、連結板部には高い応力が集中しにくい。そのため、加圧部材を薄くでき、かつ小型化できる。
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。
上記電力変換装置に係る実施形態について、図1〜図14を参照して説明する。図1に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、装置本体部10と、加圧部材4と、プレート5とを備える。装置本体部10は、半導体モジュール2と冷却器3とを備える。半導体モジュール2は、半導体素子20(図11参照)を内蔵している。冷却器3は、半導体モジュール2を冷却するために設けられている。
このようにすると、加圧部材4に高い応力が集中することを抑制できる。すなわち、連結板部41は加圧力を発生する部位でないため、この連結板部41に加圧側係合部42を形成しても、連結板部41には高い応力が集中しにくい。そのため、加圧部材4を薄く形成でき、かつ小型化できる。
これに対して、図2に示すごとく、連結板部41に加圧側係合部42を形成すれば、連結板部41は加圧力を発生する部位ではないため、加圧側係合部42の周囲に高い応力が集中しにくくなる。そのため、加圧部材4を薄くでき、かつ小型化できる。
そのため、加圧部材4全体の加圧力を高めることができる。
そのため、複数の薄肉加圧部材49を一部品化できる。したがって、部品点数を低減でき、電力変換装置1を製造しやすくなる。
このようにすると、加圧部材4及びプレート5を製造しやすくなる。すなわち、図15に示すごとく、加圧側係合部42を突部42Pとし、プレート側係合部52を貫通孔52Hとすることも可能であるが、この場合、突部42PのX方向長さが長いと、プレート52の主面S1から突部42Pが突出してしまう可能性が生じる。そのため、この突部42Pが冷却器3に当接し、冷却器3に高い応力が加わる可能性が考えられる。したがって、主面S1から突部42Pが突出しないか、検査を行う必要が生じる。例えば、製造ばらつきによって、突部42PのX方向長さが長くなりすぎたり、プレート5の厚さTが薄くなりすぎたりしないように、検査を行う必要が生じる。これに対して、図3に示すごとく、本形態のように、加圧側係合部42を貫通孔42Hとし、プレート側係合部52を突部52Pとすれば、プレート5の表面S1から突部52Pが突出することは無いため、このような検査を行う必要はない。したがって、プレート5や加圧部材4を容易に製造することが可能になる。
そのため、パイロット孔42Pを、貫通孔42Hとして利用することができる。したがって、加圧部材4をプレート5に固定するための専用の貫通孔42Hを別途形成する必要がなくなり、加圧部材4の製造コストを低減できる。
この場合には、ばね部40が、ケース6の角部66に接近しすぎることを抑制できる。すなわち、図14に示すごとく、上記端面470,570を、Y方向においてばね部40よりも内側に位置させることも可能であるが、この場合、ばね部40がケース6の角部66に接近する可能性がある。また、ケース6を製造したとき、製造ばらつき等によって、角部66にアール面が形成されることがある。そのため、ばね部40が角部66に接近すると、ばね部40がアール面に乗り上げてしまい、目標の加圧力を発生できない可能性がある。本形態では図7に示すごとく、端面470,570を、Y方向において、ばね部40よりも外側に位置させている。そのため、加圧部材4の位置がY方向にずれても、端面470,570がケース6の内面67に当接するため、ばね部40は角部66に接近しなくなる。したがって、角部66に形成されたアール面にばね部40が乗り上げて、目標の加圧力を発生できない不具合を抑制できる。
このようにすると、コンデンサ7を効率的に冷却することができる。すなわち、上流部分39は比較的温度が低い冷媒11が流れる部位であるため、この上流部分39によって、プレート5及び加圧部材4を効率的に冷却できる。そのため、加圧部材4の近傍に配されたコンデンサ7を効率的に冷却することが可能となる。
本形態は、加圧側係合部42とプレート側係合部52との構造を変更した例である。図15に示すごとく、本形態では、プレート側係合部52を貫通孔52Hとしてある。貫通孔52Hは、プレート5に、X方向に貫通するよう形成されている。また、加圧側係合部42は、突部42Pとされている。突部42Pは、連結板部41から、X方向における冷却器3側に突出している。この突部42Pを貫通孔52Hに挿入することにより、加圧部材4をプレート5に固定してある。
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。
本形態は、薄肉加圧部材49の形状を変更した例である。図16に示すごとく、本形態では、ばね片400を長方形状に形成してある。また、実施形態1と同様に、薄肉加圧部材49には、加圧側係合部42と、薄肉結合部48とを形成してある。これら加圧側係合部42と薄肉結合部48とは、連結板部41に形成されている。
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。
本形態は、加圧部材4の構成を変更した例である。図17、図18に示すごとく、本形態の加圧部材4は、ばね部40としてコイルばね40Cを備える。そして、複数のコイルばね40Cを、連結板部41によって連結してある。
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。
本形態は、加圧部材4の構成を変更した例である。図20、図21に示すごとく、本形態の加圧部材4は、ばね部40として皿ばね40Dを用いている。そして、複数の皿ばね40Dを、連結板部41によって連結している。
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。
本形態は、加圧部材4の構成を変更した例である。図22、図23に示すごとく、本形態の加圧部材4は、ばね部40として板ばね40Pを用いている。そして、複数の板ばね40Pを、連結板部41によって連結している。
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。
本形態は、薄肉加圧部材49の構成を変更した例である。図24に示すごとく、本形態では薄肉加圧部材49に、加圧側突出部47(図2参照)を形成していない。また、本形態の薄肉加圧部材49は、実施形態1と同様に、加圧側係合部42と、薄肉結合部48とを備える。これら加圧側係合部42と薄肉結合部48とは、連結板部41に形成されている。
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。
本形態は、ケース6に収容する部品の種類を変更した例である。図25に示すごとく、本形態では、ケース6に、半導体モジュール2と冷却器3とからなる装置本体部10と、プレート5と、加圧部材4とを収容してあり、コンデンサ7(図1参照)は収容していない。また、実施形態1と同様に、X方向における、ケース本体部69の、導入管12及び導出管13を設けた側の壁部691に、開口部61(図10参照)を形成してある。この開口部61を塞ぐ位置に、カバー62を取り付けてある。
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。
本形態は、ケース6の構成を変更した例である。図26に示すごとく、本形態のケース6には、X方向における、加圧部材4及びプレート5を配した側に、開口部61が形成されている。この開口部61を塞ぐ位置に、カバー62を取り付けてある。
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。
本形態は、プレート5の配置位置を変更した例である。本形態では図27に示すごとく、プレート5を、加圧部材4の、X方向(半導体モジュール2と冷却器3との配列方向)における、装置本体部10を配した側とは反対側に配置してある。本形態では、半導体モジュール2と冷却器3とを積層していない。半導体モジュール2は、冷却器3の主面S2上に配置されている。また、プレート5には複数のボルト挿入孔56が形成されている。このボルト挿入孔56にボルト18を挿入し、冷却器3に設けた螺孔36に螺合させている。これにより、プレート5及び加圧部材4を半導体モジュール2に向けて押圧し、半導体モジュール2を固定している。本形態では、1枚のプレート5を用いて、2個の半導体モジュール2を押圧し、これらの半導体モジュール2を固定している。
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。
本形態は、プレート5の数を変更した例である。図28に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、2枚のプレート5と、2個の半導体モジュール2とを備える。1枚のプレート5によって、1個の半導体モジュール2を固定している。また、実施形態10と同様に、プレート5は、加圧部材4の、X方向における装置本体部10を設けた側とは反対側に配されている。このプレート5を、ボルト18を用いて、冷却器3に締結してある。
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。
2 半導体モジュール
3 冷却器
4 加圧部材
40 ばね部
41 連結板部
42 加圧側係合部
5 プレート
52 プレート側係合部
Claims (4)
- 半導体素子(20)を内蔵した半導体モジュール(2)と、該半導体モジュールを冷却する冷却器(3)とを備える装置本体部(10)と、
該装置本体部を、上記半導体モジュールと上記冷却器との配列方向に加圧する加圧部材(4)と、
板状に形成され、その厚さ方向と上記配列方向とが一致するように配されると共に、上記配列方向において上記加圧部材に隣り合う位置に設けられたプレート(5)とを備え、
上記加圧部材は、上記配列方向への加圧力を発生する複数のばね部(40)と、該複数のばね部を互いに連結し上記プレートに重ね合された連結板部(41)とを有し、
該連結板部に加圧側係合部(42)を形成してあると共に、上記プレートにプレート側係合部(52)を形成してあり、上記加圧側係合部と上記プレート側係合部とを互いに係合させることにより、上記加圧部材および上記プレートを一部品化してある、電力変換装置(1)。 - 上記加圧部材は、上記配列方向に積層された複数の薄肉加圧部材からなり、個々の該薄肉加圧部材には、上記連結板部を構成する部位に、上記複数の薄肉加圧部材を互いに結合する薄肉結合部(48)が形成されている、請求項1に記載の電力変換装置。
- 上記プレートは、上記装置本体部と上記加圧部材との間に介在し、上記加圧側係合部は、上記連結板部に、上記配列方向へ貫通するよう形成された貫通孔(42H)であり、上記プレート側係合部は、上記プレートから上記配列方向における上記加圧部材側に突出し上記貫通孔に挿入された突部(52P)である、請求項1又は2に記載の電力変換装置。
- 上記貫通孔は、上記加圧部材の製造時において、搬送具(8)の突条部(89)を挿入して上記加圧部材を搬送するために形成されたパイロット孔である、請求項3に記載の電力変換装置。
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