電力変換装置
【課題】当接プレートの滑り、位置ずれ等を抑制し、耐振性を向上させることができると共に、ケース内への当接プレートの配設を精度良く行う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２と冷却管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。半導体積層ユニット４には、半導体積層ユニット４を加圧する加圧部材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に当接する当接プレート６１と、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。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が設けられており、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の積層方向Ｘへの移動を規制することなく、積層方向Ｘ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。
【解決手段】電力変換装置１は、半導体モジュール２と冷却管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。半導体積層ユニット４には、半導体積層ユニット４を加圧する加圧部材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に当接する当接プレート６１と、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。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が設けられており、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の積層方向Ｘへの移動を規制することなく、積層方向Ｘ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体モジュールとその複数の半導体モジュールを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備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、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。
【０００３】
そこで、図１６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９２を均一に冷却することができるように、複数の半導体モジュール９２とその複数の半導体モジュール９２を冷却する複数の冷却管９３１とを積層してなる半導体積層ユニット９４をケース９５内に収容してなる電力変換装置９１が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
このような電力変換装置９１において、半導体積層ユニット９４における積層方向Ｘの一方の端部には、半導体積層ユニット９４を積層方向Ｘに加圧する加圧部材９６が配設されている。加圧部材９６は、半導体積層ユニット９４の一方の端部に当接する当接プレート９６１と、その当接プレート９６１を半導体積層ユニット９４に向かって押圧するバネ部材９６２とからなる。そして、半導体積層ユニット９４は、バネ部材９６２の押圧力が当接プレート９６１を介して作用することにより、積層方向Ｘに保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２７８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図１６の電力変換装置９１において、半導体積層ユニット９４における積層方向Ｘの一方の端部に当接する当接プレート９６１は、バネ部材９６２の押圧力によって積層方向Ｘに保持されているが、積層方向Ｘに直交する方向に対して移動を規制するような構造になっていない。そのため、半導体積層ユニット９４を振動の大きい機器等に搭載する場合には、半導体積層ユニット９４とバネ部材９６２との間において、当接プレート９６１が積層方向Ｘに直交する方向に滑り、位置ずれ等を起こすおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、当接プレートの滑り、位置ずれ等を抑制し、耐振性を向上させることができると共に、ケース内への当接プレートの配設を精度良く行う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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、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にある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電力変換装置において、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いる。そして、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により、上記当接プレートにおける積層方向に直交する方向（以下、適宜、「直交方向」という）の位置決めがされるよう構成されている。そのため、上記当接プレートは、上記直交方向への移動が規制される。これにより、振動等による上記当接プレート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、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。
【００１０】
また、上記電力変換装置は、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、上記当接プレートにおける上記直交方向への移動は規制されるが、上記積層方向への移動は規制されないよう構成されている。そのため、上記バネ部材が上記当接プレートを介して上記半導体積層ユニットを上記積層方向に押圧する力は、上記の係合によって妨げられることはない。これにより、上記加圧部材によって上記半導体積層ユニットを上記積層方向に加圧（押圧）して保持するという機能は、確実に発揮することができる。
【００１１】
このように、本発明によれば、当接プレートの滑り、位置ずれ等を抑制し、耐振性を向上させることができると共に、ケース内への当接プレートの配設を精度良く行うことができる電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における、電力変換装置の構造を示す平面説明図。
【図２】実施例１における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図３】実施例１における、電力変換装置の構造の他の例を示す拡大説明図。
【図４】実施例１における、電力変換装置の構造の他の例を示す拡大説明図。
【図５】実施例２における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図６】実施例２における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図７】実施例３における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図８】実施例４における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図９】図８におけるＡ−Ａ線矢視断面図。
【図１０】実施例５における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図１１】実施例６における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図１２】図１１におけるＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図１３】実施例７における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図１４】図１３におけるＣ−Ｃ線矢視断面図。
【図１５】実施例８における、電力変換装置の構造を示す平面説明図。
【図１６】従来における、電力変換装置の構造を示す平面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明において、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。
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。
【００１４】
また、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構成とすることができる（請求項２）。
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。
【００１５】
また、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構成とすることができる（請求項３）。
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。
【００１６】
また、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構成とすることができる（請求項４）。
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。
【００１７】
また、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構成とすることができる（請求項５）。
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。
【００１８】
また、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が好ましい（請求項６）。
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。
【００１９】
また、上記係合部及び上記被係合部は、上記当接プレート及び上記ケースにそれぞれ１又は複数設けることができる。
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。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
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。
【００２１】
半導体積層ユニット４における積層方向Ｘの一方の端部（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。
【００２２】
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が設けられており、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への移動を規制することなく、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。
以下、これを詳説する。
【００２３】
図１に示すごとく、半導体積層ユニット４は、複数の半導体モジュール２と複数の冷却管３１とを交互に積層してなる。半導体モジュール２は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子やＦＷＤ等のダイオードを内蔵してなる（図示略）。
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。
【００２４】
また、冷却器３は、ケース５の外部から冷却媒体を導入するための冷媒導入管３３１と、ケース５の外部に冷却媒体を排出するための冷媒排出管３３２とを有する。冷媒導入管３３１及び冷媒排出管３３２は、冷却器３の積層方向Ｘの一方の端部（前端部）３０１に接続されている。また、冷媒導入管３３１及び冷媒排出管３３２は、その一端をケース５の外部に露出させている。
【００２５】
冷媒導入管３３１から導入された冷却媒体は、冷媒導入管３３１側の連結管３２を適宜通り、各冷却管３１に分配されると共にその長手方向（横方向Ｙ）に流通する。そして、冷却媒体は、各冷却管３１を流れる間に、半導体モジュール２との間で熱交換を行う。熱交換により温度上昇した冷却媒体は、冷媒排出管３３２側の連結管３２を適宜通り、冷媒排出管３３２から排出される。
【００２６】
なお、冷却器３内に流通させる冷却媒体としては、例えば、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、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用いることができる。
【００２７】
同図に示すごとく、ケース５は、略長方形状の底板部５１、その底板部５１の四辺からそれぞれ略垂直に立設された前板部５２、後板部５３、一対の側板部５４からなる。底板部５１に対向するケース５の開口部は、電力変換装置１の完成時においては蓋（天板部）で覆われるが、図ではこの蓋を省略している。また、ケース５は、アルミニウム又はその合金からなる。
【００２８】
同図に示すごとく、半導体積層ユニット４の後端部４０２は、ケース５の後板部５３に当接している。
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。
【００２９】
当接プレート６１は、半導体積層ユニット４の前端部４０１に面接触した状態で配設されている。また、当接プレート６１は、炭素鋼からなる平板状の金属板により構成されている。
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。
【００３０】
図１、図２に示すごとく、当接プレート６１には、円筒状の係合部６０が設けられている。具体的には、係合部６０は、当接プレート６１の押圧面６１２において、バネ部材６２の横方向Ｙの両脇にそれぞれ設けられている。係合部６０は、当接プレート６１の押圧面６１２から突出する突出部の内側にその先端側に開口した凹部を設けることにより、凹状に形成されている。本例では、当接プレート６１の押圧面６１２に円筒状のボス部を固定することにより、凹状の係合部６０が形成されている。
【００３１】
また、当接プレート６１に対向するケース５の前板部５２には、当接プレート６の係合部６０に対応する位置に、円柱状の被係合部５０が設けられている。被係合部５０は、ケース５の前板部５２から突出するように設けられており、凸状に形成されている。本例では、ケース５の前板部５２にピン、ボルト等を溶接することにより、凸状の被係合部５０が形成されている。
【００３２】
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とは、互いに係合している。これにより、当接プレート６１における積層方向Ｘへの移動を規制することなく、積層方向Ｘに直交する方向（横方向Ｙ、上下方向等を含む直交方向）の位置決めがされる。
【００３３】
具体的には、図２に示すごとく、係合部６０は、被係合部５０を内部に挿入した状態において、係合部６０の内側面６０１と被係合部５０の外側面５０１との係わり合いによって上記直交方向への移動が規制される。これにより、係合部６０が設けられた当接プレート６１は、上記直交方向への移動が規制され、その直交方向の位置決めがされる。なお、係合部６０の内側面６０１と被係合部５０の外側面５０１との間には、小さな隙間が設けられている。
【００３４】
一方、同図に示すごとく、係合部６０の底面６０２と被係合部５０の先端面５０２との間には、積層方向ＸにギャップＧが設けてある。そのため、係合部６０は、積層方向Ｘに移動することができるようになっている。すなわち、係合部６０が設けられた当接プレート６１は、積層方向Ｘへの移動が規制されないようになっている。
【００３５】
これにより、図１、図２に示すごとく、バネ部材６２によって当接プレート６１が積層方向Ｘに押圧され、この当接プレート６１によって半導体積層ユニット４が積層方向Ｘに押圧される。そして、半導体積層ユニット４は、ケース５の後板部５３と当接プレート６１との間で、バネ部材６２の付勢力によって積層方向Ｘに押圧保持される。
【００３６】
次に、本例の電力変換装置１における作用効果について説明する。
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。
【００３７】
また、電力変換装置１は、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における上記直交方向への移動は規制されるが、積層方向Ｘへの移動は規制されないよう構成されている。そのため、バネ部材６２が当接プレート６１を介して半導体積層ユニット４を積層方向Ｘに押圧する力は、上記の係合によって妨げられることはない。これにより、加圧部材６によって半導体積層ユニット４を積層方向Ｘに加圧（押圧）して保持するという機能は、確実に発揮することができる。
【００３８】
また、本例では、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、それぞれ互いに係合する凹状及び凸状に形成されている。そのため、当接プレート６１の係合部６０とケース５の被係合部５０との係合がより一層容易となる。また、両者の係合により、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。
【００３９】
このように、本例によれば、当接プレート６１の滑り、位置ずれ等を抑制し、耐振性を向上させることができると共に、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電力変換装置１を提供することができる。
【００４０】
なお、本例では、図１、図２に示すごとく、当接プレート６１とケース５の前板部５２とに、互いに係合する凹状に形成された係合部６０と凸状に形成された被係合部５０とをそれぞれ設けたが、これとは逆に、図３に示すごとく、当接プレート６１とケース５の前板部５２とに、互いに係合する凸状に形成された係合部６０と凹状に形成された被係合部５０とをそれぞれ設ける構成とすることもできる。
【００４１】
また、本例では、図１、図２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をバネ部材６２であるコイルバネよりも外側に設けたが、例えば、図４に示すごとく、バネ部材６２の内側に設ける構成とすることもできる。この場合には、係合部６０及び被係合部５０によってバネ部材６２の位置ずれ等を防止することができる。
【００４２】
（実施例２）
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。
【００４３】
（実施例３）
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。
【００４４】
なお、バネ部材６２は、係合部６０及び被係合部５０をバネ部材６２の外周近傍に複数設けて保持してもよいし、係合部６０及び被係合部５０自体をバネ部材６２の外周を覆うように円筒状に設けて保持してもよい。
その他は、実施例１と同様の構成である。
【００４５】
本例の場合には、当接プレート６１の係合部６０及びケース５の被係合部５０により、当接プレート６１だけでなく、バネ部材６２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。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４６】
（実施例４）
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。
【００４７】
なお、図９（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、係合部６０及び被係合部５０は、係合部（貫通孔）６０内に被係合部（突出部）５０を挿通させるため、被係合部５０の先端が冷却管３１に干渉しないように、冷却管３１よりも上側又は下側に設ける必要がある。
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。
【００４８】
本例の場合には、簡易な構成で当接プレート６１の係合部６０とケース５の被係合部５０とを係合させることができる。また、両者の係合により、当接プレート６１の積層方向Ｘ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。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４９】
（実施例５）
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。
【００５０】
本例の場合には、簡易な構成で当接プレート６１の係合部６０とケース５の被係合部５０とを係合させることができる。また、両者の係合により、当接プレート６１の積層方向Ｘ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。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５１】
（実施例６）
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。
【００５２】
また、ケース５の一対の側板部５４には、各係合部６０に対応する位置に凹状に形成された被係合部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。
【００５３】
本例の場合には、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の積層方向Ｘ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。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５４】
（実施例７）
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。
【００５５】
また、ケース５の一対の側板部５４には、各係合部３０に対応する位置に凹状に形成された被係合部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。
【００５６】
本例の場合には、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の積層方向Ｘ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。また、当接プレート６１を上記直交方向に延ばした部分（両端部６１３、６１４）において、冷媒導入管３３１及び冷媒排出管３３２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。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５７】
（実施例８）
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。
【００５８】
また、半導体積層ユニット４の後端部４０２には、加圧部材６が配設されている。当接プレート６１は、当接面６１１を半導体積層ユニット４の後端部４０２に面接触させた状態で配設されている。バネ部材６２は、当接プレート６１の押圧面６１２とケース５の後板部５３との間に配設されている。
【００５９】
また、当接プレート６１には、係合部６０が設けられており、当接プレート６１に対向するケース５の後板部５３には、当接プレート６の係合部６０に対応する位置に、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とケース５の被係合部５０とは、互いに係合している。これにより、当接プレート６１における積層方向Ｘへの移動を規制することなく、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。
【００６０】
また、バネ部材６２によって当接プレート６１が積層方向Ｘに押圧され、この当接プレート６１によって半導体積層ユニット４が積層方向Ｘに押圧される。そして、半導体積層ユニット４は、ケース５内の内部構造体５９と当接プレート６１との間で、バネ部材６２の付勢力によって積層方向Ｘに押圧保持される。
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。
【００６１】
すなわち、加圧部材６は、上述した実施例１〜７のように半導体積層ユニット４の前端部４０１に配設されていてもよいし、本例のように半導体積層ユニット４の後端部４０２に配設されていてもよい。
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。
【符号の説明】
【００６２】
１ 電力変換装置
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体モジュールとその複数の半導体モジュールを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備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、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。
【０００３】
そこで、図１６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９２を均一に冷却することができるように、複数の半導体モジュール９２とその複数の半導体モジュール９２を冷却する複数の冷却管９３１とを積層してなる半導体積層ユニット９４をケース９５内に収容してなる電力変換装置９１が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
このような電力変換装置９１において、半導体積層ユニット９４における積層方向Ｘの一方の端部には、半導体積層ユニット９４を積層方向Ｘに加圧する加圧部材９６が配設されている。加圧部材９６は、半導体積層ユニット９４の一方の端部に当接する当接プレート９６１と、その当接プレート９６１を半導体積層ユニット９４に向かって押圧するバネ部材９６２とからなる。そして、半導体積層ユニット９４は、バネ部材９６２の押圧力が当接プレート９６１を介して作用することにより、積層方向Ｘに保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２７８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図１６の電力変換装置９１において、半導体積層ユニット９４における積層方向Ｘの一方の端部に当接する当接プレート９６１は、バネ部材９６２の押圧力によって積層方向Ｘに保持されているが、積層方向Ｘに直交する方向に対して移動を規制するような構造になっていない。そのため、半導体積層ユニット９４を振動の大きい機器等に搭載する場合には、半導体積層ユニット９４とバネ部材９６２との間において、当接プレート９６１が積層方向Ｘに直交する方向に滑り、位置ずれ等を起こすおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、当接プレートの滑り、位置ずれ等を抑制し、耐振性を向上させることができると共に、ケース内への当接プレートの配設を精度良く行う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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、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にある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電力変換装置において、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いる。そして、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により、上記当接プレートにおける積層方向に直交する方向（以下、適宜、「直交方向」という）の位置決めがされるよう構成されている。そのため、上記当接プレートは、上記直交方向への移動が規制される。これにより、振動等による上記当接プレート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、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。
【００１０】
また、上記電力変換装置は、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、上記当接プレートにおける上記直交方向への移動は規制されるが、上記積層方向への移動は規制されないよう構成されている。そのため、上記バネ部材が上記当接プレートを介して上記半導体積層ユニットを上記積層方向に押圧する力は、上記の係合によって妨げられることはない。これにより、上記加圧部材によって上記半導体積層ユニットを上記積層方向に加圧（押圧）して保持するという機能は、確実に発揮することができる。
【００１１】
このように、本発明によれば、当接プレートの滑り、位置ずれ等を抑制し、耐振性を向上させることができると共に、ケース内への当接プレートの配設を精度良く行うことができる電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における、電力変換装置の構造を示す平面説明図。
【図２】実施例１における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図３】実施例１における、電力変換装置の構造の他の例を示す拡大説明図。
【図４】実施例１における、電力変換装置の構造の他の例を示す拡大説明図。
【図５】実施例２における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図６】実施例２における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図７】実施例３における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図８】実施例４における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図９】図８におけるＡ−Ａ線矢視断面図。
【図１０】実施例５における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図１１】実施例６における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図１２】図１１におけるＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図１３】実施例７における、電力変換装置の構造を示す拡大説明図。
【図１４】図１３におけるＣ−Ｃ線矢視断面図。
【図１５】実施例８における、電力変換装置の構造を示す平面説明図。
【図１６】従来における、電力変換装置の構造を示す平面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明において、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。
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。
【００１４】
また、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構成とすることができる（請求項２）。
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。
【００１５】
また、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構成とすることができる（請求項３）。
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。
【００１６】
また、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構成とすることができる（請求項４）。
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。
【００１７】
また、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構成とすることができる（請求項５）。
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。
【００１８】
また、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が好ましい（請求項６）。
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。
【００１９】
また、上記係合部及び上記被係合部は、上記当接プレート及び上記ケースにそれぞれ１又は複数設けることができる。
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。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
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。
【００２１】
半導体積層ユニット４における積層方向Ｘの一方の端部（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。
【００２２】
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が設けられており、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への移動を規制することなく、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。
以下、これを詳説する。
【００２３】
図１に示すごとく、半導体積層ユニット４は、複数の半導体モジュール２と複数の冷却管３１とを交互に積層してなる。半導体モジュール２は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子やＦＷＤ等のダイオードを内蔵してなる（図示略）。
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。
【００２４】
また、冷却器３は、ケース５の外部から冷却媒体を導入するための冷媒導入管３３１と、ケース５の外部に冷却媒体を排出するための冷媒排出管３３２とを有する。冷媒導入管３３１及び冷媒排出管３３２は、冷却器３の積層方向Ｘの一方の端部（前端部）３０１に接続されている。また、冷媒導入管３３１及び冷媒排出管３３２は、その一端をケース５の外部に露出させている。
【００２５】
冷媒導入管３３１から導入された冷却媒体は、冷媒導入管３３１側の連結管３２を適宜通り、各冷却管３１に分配されると共にその長手方向（横方向Ｙ）に流通する。そして、冷却媒体は、各冷却管３１を流れる間に、半導体モジュール２との間で熱交換を行う。熱交換により温度上昇した冷却媒体は、冷媒排出管３３２側の連結管３２を適宜通り、冷媒排出管３３２から排出される。
【００２６】
なお、冷却器３内に流通させる冷却媒体としては、例えば、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、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用いることができる。
【００２７】
同図に示すごとく、ケース５は、略長方形状の底板部５１、その底板部５１の四辺からそれぞれ略垂直に立設された前板部５２、後板部５３、一対の側板部５４からなる。底板部５１に対向するケース５の開口部は、電力変換装置１の完成時においては蓋（天板部）で覆われるが、図ではこの蓋を省略している。また、ケース５は、アルミニウム又はその合金からなる。
【００２８】
同図に示すごとく、半導体積層ユニット４の後端部４０２は、ケース５の後板部５３に当接している。
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。
【００２９】
当接プレート６１は、半導体積層ユニット４の前端部４０１に面接触した状態で配設されている。また、当接プレート６１は、炭素鋼からなる平板状の金属板により構成されている。
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。
【００３０】
図１、図２に示すごとく、当接プレート６１には、円筒状の係合部６０が設けられている。具体的には、係合部６０は、当接プレート６１の押圧面６１２において、バネ部材６２の横方向Ｙの両脇にそれぞれ設けられている。係合部６０は、当接プレート６１の押圧面６１２から突出する突出部の内側にその先端側に開口した凹部を設けることにより、凹状に形成されている。本例では、当接プレート６１の押圧面６１２に円筒状のボス部を固定することにより、凹状の係合部６０が形成されている。
【００３１】
また、当接プレート６１に対向するケース５の前板部５２には、当接プレート６の係合部６０に対応する位置に、円柱状の被係合部５０が設けられている。被係合部５０は、ケース５の前板部５２から突出するように設けられており、凸状に形成されている。本例では、ケース５の前板部５２にピン、ボルト等を溶接することにより、凸状の被係合部５０が形成されている。
【００３２】
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とは、互いに係合している。これにより、当接プレート６１における積層方向Ｘへの移動を規制することなく、積層方向Ｘに直交する方向（横方向Ｙ、上下方向等を含む直交方向）の位置決めがされる。
【００３３】
具体的には、図２に示すごとく、係合部６０は、被係合部５０を内部に挿入した状態において、係合部６０の内側面６０１と被係合部５０の外側面５０１との係わり合いによって上記直交方向への移動が規制される。これにより、係合部６０が設けられた当接プレート６１は、上記直交方向への移動が規制され、その直交方向の位置決めがされる。なお、係合部６０の内側面６０１と被係合部５０の外側面５０１との間には、小さな隙間が設けられている。
【００３４】
一方、同図に示すごとく、係合部６０の底面６０２と被係合部５０の先端面５０２との間には、積層方向ＸにギャップＧが設けてある。そのため、係合部６０は、積層方向Ｘに移動することができるようになっている。すなわち、係合部６０が設けられた当接プレート６１は、積層方向Ｘへの移動が規制されないようになっている。
【００３５】
これにより、図１、図２に示すごとく、バネ部材６２によって当接プレート６１が積層方向Ｘに押圧され、この当接プレート６１によって半導体積層ユニット４が積層方向Ｘに押圧される。そして、半導体積層ユニット４は、ケース５の後板部５３と当接プレート６１との間で、バネ部材６２の付勢力によって積層方向Ｘに押圧保持される。
【００３６】
次に、本例の電力変換装置１における作用効果について説明する。
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。
【００３７】
また、電力変換装置１は、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における上記直交方向への移動は規制されるが、積層方向Ｘへの移動は規制されないよう構成されている。そのため、バネ部材６２が当接プレート６１を介して半導体積層ユニット４を積層方向Ｘに押圧する力は、上記の係合によって妨げられることはない。これにより、加圧部材６によって半導体積層ユニット４を積層方向Ｘに加圧（押圧）して保持するという機能は、確実に発揮することができる。
【００３８】
また、本例では、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、それぞれ互いに係合する凹状及び凸状に形成されている。そのため、当接プレート６１の係合部６０とケース５の被係合部５０との係合がより一層容易となる。また、両者の係合により、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。
【００３９】
このように、本例によれば、当接プレート６１の滑り、位置ずれ等を抑制し、耐振性を向上させることができると共に、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電力変換装置１を提供することができる。
【００４０】
なお、本例では、図１、図２に示すごとく、当接プレート６１とケース５の前板部５２とに、互いに係合する凹状に形成された係合部６０と凸状に形成された被係合部５０とをそれぞれ設けたが、これとは逆に、図３に示すごとく、当接プレート６１とケース５の前板部５２とに、互いに係合する凸状に形成された係合部６０と凹状に形成された被係合部５０とをそれぞれ設ける構成とすることもできる。
【００４１】
また、本例では、図１、図２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をバネ部材６２であるコイルバネよりも外側に設けたが、例えば、図４に示すごとく、バネ部材６２の内側に設ける構成とすることもできる。この場合には、係合部６０及び被係合部５０によってバネ部材６２の位置ずれ等を防止することができる。
【００４２】
（実施例２）
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。
【００４３】
（実施例３）
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。
【００４４】
なお、バネ部材６２は、係合部６０及び被係合部５０をバネ部材６２の外周近傍に複数設けて保持してもよいし、係合部６０及び被係合部５０自体をバネ部材６２の外周を覆うように円筒状に設けて保持してもよい。
その他は、実施例１と同様の構成である。
【００４５】
本例の場合には、当接プレート６１の係合部６０及びケース５の被係合部５０により、当接プレート６１だけでなく、バネ部材６２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。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４６】
（実施例４）
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。
【００４７】
なお、図９（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、係合部６０及び被係合部５０は、係合部（貫通孔）６０内に被係合部（突出部）５０を挿通させるため、被係合部５０の先端が冷却管３１に干渉しないように、冷却管３１よりも上側又は下側に設ける必要がある。
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。
【００４８】
本例の場合には、簡易な構成で当接プレート６１の係合部６０とケース５の被係合部５０とを係合させることができる。また、両者の係合により、当接プレート６１の積層方向Ｘ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。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４９】
（実施例５）
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。
【００５０】
本例の場合には、簡易な構成で当接プレート６１の係合部６０とケース５の被係合部５０とを係合させることができる。また、両者の係合により、当接プレート６１の積層方向Ｘ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。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５１】
（実施例６）
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。
【００５２】
また、ケース５の一対の側板部５４には、各係合部６０に対応する位置に凹状に形成された被係合部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。
【００５３】
本例の場合には、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の積層方向Ｘ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。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５４】
（実施例７）
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。
【００５５】
また、ケース５の一対の側板部５４には、各係合部３０に対応する位置に凹状に形成された被係合部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。
【００５６】
本例の場合には、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の積層方向Ｘ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。また、当接プレート６１を上記直交方向に延ばした部分（両端部６１３、６１４）において、冷媒導入管３３１及び冷媒排出管３３２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。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５７】
（実施例８）
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。
【００５８】
また、半導体積層ユニット４の後端部４０２には、加圧部材６が配設されている。当接プレート６１は、当接面６１１を半導体積層ユニット４の後端部４０２に面接触させた状態で配設されている。バネ部材６２は、当接プレート６１の押圧面６１２とケース５の後板部５３との間に配設されている。
【００５９】
また、当接プレート６１には、係合部６０が設けられており、当接プレート６１に対向するケース５の後板部５３には、当接プレート６の係合部６０に対応する位置に、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とケース５の被係合部５０とは、互いに係合している。これにより、当接プレート６１における積層方向Ｘへの移動を規制することなく、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。
【００６０】
また、バネ部材６２によって当接プレート６１が積層方向Ｘに押圧され、この当接プレート６１によって半導体積層ユニット４が積層方向Ｘに押圧される。そして、半導体積層ユニット４は、ケース５内の内部構造体５９と当接プレート６１との間で、バネ部材６２の付勢力によって積層方向Ｘに押圧保持される。
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。
【００６１】
すなわち、加圧部材６は、上述した実施例１〜７のように半導体積層ユニット４の前端部４０１に配設されていてもよいし、本例のように半導体積層ユニット４の後端部４０２に配設されていてもよい。
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。
【符号の説明】
【００６２】
１ 電力変換装置
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２】
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３】
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４】
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５】
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６】
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。
【請求項１】
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２】
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３】
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４】
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５】
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６】
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−２１１８５３（Ｐ２０１１−２１１８５３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７８２３４（Ｐ２０１０−７８２３４）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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