(57)【要約】【課題】半導体モジュールの冷却効率の向上と、装置の小型化と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２と、電子部品３と、複数の冷却管４と、ケース５と、主加圧部材６１と、副加圧部材６２とを備える。電子部品３は、部品本体３０と、一対の翼部３１とを有する。一対の翼部３１は、部品本体３０から横方向Ｙの両側にそれぞれ突出して、ケース５の一部に設けた被当接面７に、積層方向Ｘの半導体積層部１１側である後側から当接する。翼部３１は、その少なくとも一部が、積層方向Ｘと横方向Ｙとの双方に直交する高さ方向Ｚにおいて、部品積層部１２における連結管４１２と重なる位置に配されている。【選択図】図１
2018042322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を内蔵した半導体モジュール（２）と、
上記半導体モジュールに電気的に接続された電子部品（３）と、
上記半導体モジュール及び上記電子部品を両面から挟持して冷却する複数の冷却管（４）と、
上記半導体モジュール、上記電子部品及び上記冷却管を収容するケース（５）と、
上記半導体モジュールと上記冷却管とが積層された半導体積層部（１１）を積層方向（Ｘ）に加圧する主加圧部材（６１）と、
上記電子部品と上記冷却管とが積層された部品積層部（１２）を積層方向に加圧する副加圧部材（６２）と、を備え、
上記半導体積層部と上記部品積層部とは、一直線状に積層されており、
上記主加圧部材の加圧力は、上記副加圧部材の加圧力よりも大きく、
上記主加圧部材は、上記半導体積層部における上記部品積層部から遠い側の端部に配置されており、
上記冷却管は、上記積層方向に直交する一つの方向である横方向（Ｙ）に長尺な形状を有し、
上記積層方向に隣り合う上記冷却管同士は、上記横方向における上記冷却管の両端部において連結管（４１１、４１２）によって連結されており、
上記電子部品は、部品本体（３０）と、該部品本体から上記横方向の両側にそれぞれ突出して、上記ケースの一部に設けた被当接面（７）に、上記積層方向の上記半導体積層部側から当接する一対の翼部（３１）と、を有し、
上記翼部は、その少なくとも一部が、上記積層方向と上記横方向との双方に直交する高さ方向（Ｚ）において、上記部品積層部における上記連結管と重なる位置に配されている、電力変換装置（１）。
【請求項２】
上記ケースは、上記半導体モジュール、上記電子部品及び上記冷却管に対して、上記高さ方向の一方側である下側から対向する底板部（５１）と、上記底板部の周縁から上記高さ方向の他方側である上側に立設した周壁部（５２）とを有し、上記被当接面は、上記底板部から上側に突出した突出部（７０）に形成され、上記翼部は、上記高さ方向における上記底板部と上記部品積層部における上記連結管との間に配されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
上記電子部品は、締結部材（８）によって上記ケースに締結されるフランジ部（３２）を上記部品本体から上記横方向の両側に突出してなり、上記フランジ部は、その少なくとも一部が、上記高さ方向において、上記部品積層部における上記連結管と重なる位置に配されている、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
上記締結部材の締結方向は、上記高さ方向である、請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
上記フランジ部と上記翼部とが一体に形成されている、請求項３又は４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
上記フランジ部は、上記部品本体における上記積層方向の複数箇所に設けてあり、上記半導体積層部に最も近い上記フランジ部と上記翼部とが一体に形成されている、請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
上記フランジ部と上記翼部とが一体に形成されたフランジ一体翼部（３３）は、上記横方向に直交する断面において、上記翼部が、上記高さ方向に長く、上記フランジ部が、上記翼部における上記被当接面側と反対側の面から延出した上記積層方向に長い形状を有する、請求項５又は６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
上記翼部は、上記積層方向において、上記電子部品における中心（Ｌ）よりも上記半導体積層部に近い位置にて、上記被当接面に当接している、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置として、例えば特許文献１に開示されているように、半導体モジュールと、リアクトルとを、複数の冷却管と共に積層してなるものがある。かかる電力変換装置においては、半導体モジュールとリアクトルと冷却管との積層体を、圧縮バネによって積層方向に加圧している。これにより、半導体モジュールと冷却管との間の熱抵抗及びリアクトルと冷却管との間の熱抵抗を低減している。そして、上記電力変換装置においては、リアクトルを、ボルトによって収納ケースに固定するものの、その取付作業性向上のために、収納ケースへの組付時において積層方向にリアクトルのスライド移動を可能にしてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許５１２６１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の電力変換装置には、以下の課題がある。具体的には、半導体モジュールの冷却効率を向上させる要望に対し、半導体モジュールと冷却管との接触圧力を大きくすることが求められている。そのためには、圧縮バネの加圧力を大きくすることが有効である。
【０００５】
しかしながら、圧縮バネの加圧力を大きくすると、リアクトルにも積層方向に大きな荷重がかかる。収納ケースに対するリアクトルの固定力が、上記荷重に耐えられない場合には、収納ケースに対してリアクトルが積層方向にずれる。そして、積層方向における半導体モジュールと冷却管との寸法が大きくなり、設計通りの半導体モジュールの冷却性能を得ることができなくなる。そのため、収納ケースに対するリアクトルの固定力を、上記荷重に十分に耐えられるようにするためには、ボルトの本数を増やす等の対策が必要となり、部品点数の増加、電力変換装置の大型化を招くおそれがある。
【０００６】
また、リアクトル自体も大きな荷重に耐え得るようにする必要がある。その結果、リアクトルの大型化、ひいては電力変換装置の大型化を招くおそれもある。その一方で、リアクトルには、半導体モジュールほどの特に大きな冷却性能は要求されていない。かかる事情は、コンデンサ等の電子部品においても同様である。
【０００７】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、半導体モジュールの冷却効率の向上と、装置の小型化と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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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（２）と、
上記半導体モジュールに電気的に接続された電子部品（３）と、
上記半導体モジュール及び上記電子部品を両面から挟持して冷却する複数の冷却管（４）と、
上記半導体モジュール、上記電子部品及び上記冷却管を収容するケース（５）と、
上記半導体モジュールと上記冷却管とが積層された半導体積層部（１１）を積層方向（Ｘ）に加圧する主加圧部材（６１）と、
上記電子部品と上記冷却管とが積層された部品積層部（１２）を積層方向に加圧する副加圧部材（６２）と、を備え、
上記半導体積層部と上記部品積層部とは、一直線状に積層されており、
上記主加圧部材の加圧力は、上記副加圧部材の加圧力よりも大きく、
上記主加圧部材は、上記半導体積層部における上記部品積層部から遠い側の端部に配置されており、
上記冷却管は、上記積層方向に直交する一つの方向である横方向（Ｙ）に長尺な形状を有し、
上記積層方向に隣り合う上記冷却管同士は、上記横方向における上記冷却管の両端部において連結管（４１１、４１２）によって連結されており、
上記電子部品は、部品本体（３０）と、該部品本体から上記横方向の両側にそれぞれ突出して、上記ケースの一部に設けた被当接面（７）に、上記積層方向の上記半導体積層部側から当接する一対の翼部（３１）と、を有し、
上記翼部は、その少なくとも一部が、上記積層方向と上記横方向との双方に直交する高さ方向（Ｚ）において、上記部品積層部における上記連結管と重なる位置に配されている、電力変換装置（１）にある。
【発明の効果】
【０００９】
上記電力変換装置において、電子部品は一対の翼部を有する。一対の翼部は、上記部品本体から横方向の両側にそれぞれ突出しており、ケースの一部に設けた被当接面に、積層方向の半導体積層部側から当接している。それゆえ、半導体積層部を加圧する主加圧部材の加圧力を、翼部を介してケースの被当接面にて受けることができる。これにより、主加圧部材の加圧力を大きくしても、ケースに対して電子部品が積層方向にずれることを防ぐことができる。それゆえ、半導体積層部における半導体モジュールと冷却管との接触圧力を十分に確保することができる。その結果、半導体モジュールの冷却効率の向上を図ることができる。
【００１０】
また、主加圧部材の加圧力は、半導体積層部を介して電子部品にも伝わる。しかし、半導体積層部側からの加圧力は、電子部品における半導体積層部側の面と翼部との間の部分にのみ作用し、電子部品にかかる荷重は抑制される。それゆえ、電子部品の耐荷重を特に大きくする必要がなく、電子部品の体格を特に大きくする必要もない。
【００１１】
そして、翼部は、その少なくとも一部が、積層方向と横方向との双方に直交する高さ方向において、部品積層部における連結管と重なる位置に配されている。それゆえ、翼部を被当接面に当接させるために、ケース内部に新たなスペースを確保する必要がない。したがって、電力変換装置の小型化を図ることができる。
【００１２】
以上のごとく、上記態様によれば、半導体モジュールの冷却効率の向上と、装置の小型化と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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１における、電力変換装置の平面図。
【図２】図１のII−II線矢視断面図。
【図３】実施形態１における、ケースの平面図。
【図４】実施形態１における、リアクトルの平面図。
【図５】実施形態１における、リアクトルの正面図。
【図６】実施形態１における、リアクトル及びケースの平面図。
【図７】実施形態１における、電力変換装置の展開斜視図。
【図８】実施形態１における、電力変換装置の製造方法の流れを模式的に示した説明図。
【図９】実施形態２における、電力変換装置の平面図。
【図１０】実施形態２における、リアクトルの平面図。
【図１１】実施形態２における、リアクトルの正面図。
【図１２】実施形態３における、リアクトルの平面図。
【図１３】実施形態３における、リアクトルの正面図。
【図１４】実施形態４における、リアクトルの平面図。
【図１５】実施形態４における、リアクトルの正面図。
【図１６】実施形態５における、リアクトルの平面図。
【図１７】実施形態５における、リアクトルの正面図。
【図１８】実施形態６における、リアクトルの平面図。
【図１９】実施形態６における、リアクトルの正面図。
【図２０】実施形態７における、電力変換装置の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態１）
以下に、上述した電力変換装置の実施形態につき、図面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に示すように、半導体モジュール２と、電子部品としてのリアクトル３と、複数の冷却管４と、ケース５と、主加圧部材６１と、副加圧部材６２とを備える。
【００１５】
半導体モジュール２は、半導体素子を内蔵してなる。リアクトル３は、半導体モジュール２に電気的に接続された電子部品である。複数の冷却管４は、半導体モジュール２及びリアクトル３を両面から挟持して冷却する。ケース５は、半導体モジュール２、リアクトル３及び冷却管４を収容する。主加圧部材６１は、半導体モジュール２と冷却管４とが積層された半導体積層部１１を積層方向Ｘに加圧する。副加圧部材６２は、リアクトル３と冷却管４とが積層された部品積層部１２を積層方向Ｘに加圧する。
【００１６】
半導体積層部１１と部品積層部１２とは、一直線状に積層されている。主加圧部材６１の加圧力は、副加圧部材６２の加圧力よりも大きい。主加圧部材６１は、半導体積層部１１における、部品積層部１２から遠い側の端部に配置されている。本実施形態の電力変換装置１において、主加圧部材６１が配置された側を後側とし、その反対側を前側とする。ただし、前後の表現は、便宜的なものであり、特に電力変換装置１の配置姿勢を限定するものではない。
冷却管４は、積層方向Ｘに直交する一つの方向である横方向Ｙに長尺な形状を有する。積層方向Ｘに隣り合う冷却管４同士は、横方向Ｙにおける冷却管４の両端部において連結管４１１、４１２によって連結されている。
【００１７】
リアクトル３は、部品本体としてのリアクトル本体３０と、一対の翼部３１とを有する。一対の翼部３１は、リアクトル本体３０から横方向Ｙの両側にそれぞれ突出して、ケース５の一部に設けた被当接面７に、積層方向Ｘの半導体積層部１１側である後側から当接する。翼部３１は、その少なくとも一部が、積層方向Ｘと横方向Ｙとの双方に直交する高さ方向Ｚにおいて、部品積層部１２における連結管４１２と重なる位置に配されている。
【００１８】
本実施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に搭載されるインバータとすることができる。
図２、図３に示すように、ケース５は、底板部５１と、周壁部５２とを有する。底板部５１は、リアクトル３及び冷却管４に対して、高さ方向Ｚの一方側である下側から対向する。周壁部５２は、底板部５１の周縁から高さ方向Ｚの他方側である上側に立設している。ただし、上下の表現は、便宜的なものであり、特に電力変換装置１の配置姿勢を限定するものではない。
【００１９】
被当接面７は、底板部５１から上側に突出した一対の突出部７０のそれぞれに形成されている。図３に示すように、高さ方向Ｚから見た平面視において、一対の突出部７０は、横方向Ｙに並んで配設されている。突出部７０は、底板部５１及び周壁部５２と一体的に形成されている。また、ケース５には、リアクトル３の固定のために底板部５１から上側に突出した４個のボス５１１が設けられている。ボス５１１には、高さ方向Ｚに沿って雌ねじ部が形成されている。ボス５１１は、突出部７０に対して積層方向Ｘにおける両側の位置に配設されている。図２に示すように、翼部３１は、高さ方向Ｚにおける底板部５１と部品積層部１２における連結管４１２との間に配されている。
【００２０】
図１、図４〜図６に示すように、リアクトル３は、フランジ部３２をリアクトル本体３０から横方向Ｙの両側に突出してなる。フランジ部３２は、締結部材８によってケース５に締結される。本実施形態において、締結部材８は、ボルトである。図１、図２に示すように、フランジ部３２は、その少なくとも一部が、高さ方向Ｚにおいて、部品積層部１２における連結管４１２と重なる位置に配されている。図４、図５に示すように、フランジ部３２は、リアクトル本体３０における積層方向Ｘの２箇所に設けてある。また、半導体積層部１１に最も近いフランジ部３２と翼部３１とが一体に形成されている。
【００２１】
すなわち、フランジ部３２は、リアクトル本体３０の横方向Ｙの両側面において、それぞれ積層方向Ｘの２箇所ずつに設けてある。また、フランジ部３２は、リアクトル本体３０の横方向Ｙの両側面における積層方向Ｘの両端部に設けてある。そして、リアクトル本体３０の横方向Ｙの両側面におけるそれぞれ２つのフランジ部３２の内、後側に設けられたフランジ部３２に、翼部３１が一体に形成されている。
【００２２】
フランジ部３２と翼部３１とが一体に形成されたフランジ一体翼部３３は、横方向Ｙに直交する断面において、翼部３１が、高さ方向Ｚに長く、フランジ部３２が、翼部３１における被当接面７側と反対側である後側の面から延出した積層方向Ｘに長い形状を有する。本実施形態におけるフランジ一体翼部３３の横方向Ｙに直交する平面による断面形状は、略Ｔ字状である。具体的には、フランジ部３２は、高さ方向Ｚに直交する主面を備えた板状に形成されている。
【００２３】
そして、翼部３１は、後側のフランジ部３２の前端に連結し、積層方向Ｘに直交する主面を備えた板状に形成されている。翼部３１は、高さ方向Ｚの中央において、フランジ部３２と連結している。翼部３１は、高さ方向Ｚの下端がリアクトル本体３０の下端に一致している。翼部３１は、積層方向Ｘにおいて、リアクトル３における中心Ｌよりも後端に近い位置に設けてある。翼部３１は、積層方向Ｘにおいて被当接面７と当接する当接面３１１を有する。当接面３１１は、翼部３１における被当接面７側である前側の面である。当接面３１１は、積層方向Ｘから見て長方形状に形成されている。
【００２４】
また、フランジ部３２は、高さ方向Ｚから見た平面視において長方形状に形成されている。横方向Ｙにおける翼部３１の長さは、横方向Ｙにおけるフランジ部３２の長さと同一である。フランジ部３２には、ボルト８を挿通するための挿通孔３２１が形成されている。そして、図６に示すように、リアクトル３は、ボルト８を、挿通孔３２１に挿通すると共にボス５１１に締結することにより、ケース５に固定される。なお、挿通孔３２１の直径は、ボルト８の軸径より若干大きい。そして、一対の翼部３１が、それぞれ一対の被当接面７（すなわち、突出部７０）に当接している。本実施形態の翼部３１は、積層方向Ｘにおいて、リアクトル３における半導体積層部１１に近い位置にて、被当接面７に当接している。
【００２５】
リアクトル３をケース５に締結固定した状態において、横方向Ｙにおけるリアクトル本体３０の両側には、突出部７０及び一対のボス５１１が配設されている。また、横方向Ｙにおけるリアクトル本体３０と突出部７０との間には、隙間が設けられている。すなわち、リアクトル本体３０は、横方向Ｙにおいては、突出部７０間の間隔よりも小さい長さで形成されている。また、積層方向Ｘにおける、前側のフランジ部３２と突出部７０との間にも、隙間が設けられている。すなわち、突出部７０は、積層方向Ｘにおいては、翼部３１と前側のフランジ部３２との間隔よりも小さい幅で形成されている。また、突出部７０は、横方向Ｙにおいては、翼部３１の長さよりも大きい長さで形成されており、高さ方向Ｚにおいては、図２に示すように、翼部３１の高さと略同一の高さで形成されている。
【００２６】
図１に示すように、横方向Ｙにおけるリアクトル本体３０と連結管４１２との間には、隙間が設けられている。また、横方向Ｙにおける翼部３１の長さは、横方向Ｙにおける連結管４１２の幅より長い。すなわち、翼部３１は、高さ方向Ｚから見たとき、その一部が、連結管４１２と重なっている。ただし、翼部３１のうち、根元側の一部と突出端側の一部とは、連結管４１２と重なっていない。
【００２７】
なお、図示は省略するが、翼部３１の突出端を、横方向Ｙにおいて、連結管４１２から外側へ突出させないよう構成することもできる。また、翼部３１の全体が、高さ方向Ｚにおいて、部品積層部１２における連結管４１２と重なるように配されていてもよい。かかる構成は、例えば、横方向Ｙにおけるリアクトル本体３０と連結管４１２との間に、隙間を設けず、かつ、横方向Ｙにおける翼部３１の長さを、横方向Ｙにおける連結管４１２の幅以下にすることによって実現することができる。
【００２８】
翼部３１は、当接面３１１の略全体において、突出部７０の被当接面７に面接触している。また、翼部３１と一体化されたフランジ部３２は、積層方向Ｘから見たとき、被当接面７と重なる位置に配されている。そして、フランジ部３２、ボス５１１及び突出部７０は、高さ方向Ｚにおける底板部５１と部品積層部１２における連結管４１２との間に配されている。
【００２９】
図１〜図２、図７に示すように、複数の冷却管４は、互いに平行に配置された状態で、積層方向Ｘに並んでいる。冷却管４は、横方向Ｙに沿って内部に冷媒が流通するよう構成されている。なお、冷却管４の連結管４１１、４１２は、冷却管４と一体的に構成された部位によって構成されていてもよいし、冷却管４とは別部材によって構成されていてもよい。
【００３０】
また、複数の冷却管４のうち、積層方向Ｘの一端に配された冷却管４には、冷媒導入管４２１及び冷媒排出管４２２が、積層方向Ｘに突出するように設けられている。冷媒導入管４２１及び冷媒排出管４２２は、電力変換装置１における積層方向Ｘの前側に配されている。上記のように配置されると共に組み付けられた複数の冷却管４と複数の連結管４１１、４１２と冷媒導入管４２１及び冷媒排出管４２２とによって、冷却器４０が構成されている。そして、積層方向Ｘに隣り合う冷却管４の間に、半導体モジュール２及びリアクトル３が配置されている。
【００３１】
リアクトル３は、積層方向Ｘにおける前端の冷却管４と前端から２番目の冷却管４との間に挟持されている。そして、前端の冷却管４とリアクトル３とによって、部品積層部１２が構成されている。また、前端の冷却管４以外の複数の冷却管４と複数の半導体モジュール２とが積層方向Ｘに交互に積層されている。この部分によって半導体積層部１１が構成されている。
【００３２】
半導体積層部１１における複数の冷却管４は、積層方向Ｘに略等間隔となる状態で配置されている。一方、前端の冷却管４と前端から２番目の冷却管４との間の間隔は、半導体積層部１１における複数の冷却管４の配置間隔よりも大きい。これに伴い、前端の連結管４１２は、それよりも後方の他の連結管４１１よりも積層方向Ｘに長い。
【００３３】
半導体モジュール２及びリアクトル３は、冷却管４を流れる冷媒によって冷却することができるよう構成されている。すなわち、冷媒導入管４２１から冷却器４０に導入された冷媒は、適宜連結管４１１、４１２を介して複数の冷却管４に分配されて流通する。この間に、冷媒は半導体モジュール２又はリアクトル３と熱交換をする。受熱した冷媒は、連結管４１１、４１２及び冷媒排出管４２２を介して冷却器４０から排出される。このようにして、半導体モジュール２及びリアクトル３は冷却される。
【００３４】
また、冷却器４０は、積層方向Ｘの加圧力によって積層方向Ｘに隣り合う冷却管４の間隔が小さくなるように変形できるよう構成されている。例えば、連結管４１１、４１２が積層方向Ｘに圧縮変形したり、冷却管４における連結管４１１、４１２との継ぎ目にダイヤフラム構造を設けたりすることができる。冷却管４は、例えばアルミニウム等、熱伝導性に優れた金属からなる。また、冷却器４０を構成する連結管４１１、４１２、冷媒導入管４２１及び冷媒排出管４２２も、冷却管４と同種の金属によって構成されている。
【００３５】
図３に示すように、ケース５の周壁部５２は、底板部５１の前端から立設した前方壁部５２１と、底板部５１の後端から立設した後方壁部５２２と、底板部５１の側端から立設した一対の側壁部５２３とによって構成されている。前方壁部５２１には、冷媒導入管４２１及び冷媒排出管４２２をそれぞれ貫通させる貫通孔５２４、５２５が形成されている。ケース５は、例えばアルミニウム等の金属からなるものとすることができる。
【００３６】
図１に示すように、前方壁部５２１は部品積層部１２に対して前方から対向している。後方壁部５２２は半導体積層部１１に対して後方から対向している。冷媒導入管４２１及び冷媒排出管４２２は、前方壁部５２１にそれぞれ形成された貫通孔５２４、５２５を貫通して、前方に突出している。突出部７０は、側壁部５２３からケース５内側に向けて突出している。
【００３７】
主加圧部材６１は、後方壁部５２２と半導体積層部１１との間に介在している。主加圧部材６１は、例えば板バネによって構成することができる。板バネは、具体的には、バネ鋼を曲げ加工することにより構成することができる。また、板バネと冷却管４との間に、剛性の高い圧接板を介在させることもできる。これにより、板バネから受ける局部的な加圧力により冷却管４が変形することを防ぐことができる。
【００３８】
副加圧部材６２は、部品積層部１２における半導体積層部１１から遠い側である前側の端部に配置されている。具体的には、前方壁部５２１と部品積層部１２との間に、副加圧部材６２が介在している。副加圧部材６２は、例えば、ゴムシート等の弾性部材からなるものとすることができる。副加圧部材６２は、圧縮弾性変形した状態で、前方壁部５２１と冷却管４との間に介在している。
【００３９】
半導体モジュール２は、ＩＧＢＴ等からなるスイッチング素子を樹脂によってモールドしてなる。ＩＧＢＴは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタの略である。半導体モジュール２は、スイッチング素子を複数個内蔵してなるものであってもよいし、スイッチング素子と共にダイオードを内蔵してなるものであってもよい。また、半導体モジュール２は、図７に示すように、積層方向Ｘの寸法が、横方向Ｙの寸法及び高さ方向Ｚの寸法よりも小さい略直方体形状を有する。また、半導体モジュール２は、図示しない端子を樹脂部から高さ方向Ｚに突出してなる。
【００４０】
次に、電力変換装置１の製造方法について、図８を参照して説明する。
電力変換装置１の製造方法は、以下のリアクトル組付工程Ｓ１と冷却器配置工程Ｓ２と加圧部材挿入工程Ｓ３とを有する。
【００４１】
リアクトル組付工程Ｓ１では、高さ方向Ｚから見た平面視において、リアクトル３のフランジ部３２に形成された挿通孔３２１とボス５１１の雌ねじ部との位置決めを行いつつ、リアクトル３をケース５内に収容する。そして、リアクトル３の翼部３１の当接面３１１を、後側から突出部７０の被当接面７に向けて押し付けつつ、ボルト８を、挿通孔３２１に挿通すると共にボス５１１に締結工具で締結する。
【００４２】
次に、冷却器配置工程Ｓ２では、冷却器４０をケース５内に配置する。このとき、冷媒導入管４２１及び冷媒排出管４２２を貫通孔５２４、５２５に挿通させる。また、連結管４１２によって連結された一対の冷却管４の間に、既にケース５内に組み付けられているリアクトル本体３０が配される。そして、連結管４１２が、翼部３１及びフランジ部３２を、高さ方向Ｚの上側から覆うように配される。また、連結管４１１によって連結された冷却管４の間に、半導体モジュール２を配置する。
【００４３】
次に、加圧部材挿入工程Ｓ３では、ケース５内における、部品積層部１２と前方壁部５２１との間に、圧縮された状態の副加圧部材６２を挿入する。そして、ケース５内における、半導体積層部１１とケース５の後方壁部５２２との間に、圧縮された状態の主加圧部材６１を挿入する。こうして、図１に示す電力変換装置１が製造される。
【００４４】
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、リアクトル３は一対の翼部３１を有する。一対の翼部３１は、リアクトル本体３０から横方向Ｙの両側にそれぞれ突出しており、ケース５の一部に設けた被当接面７に、積層方向Ｘの後側から当接している。それゆえ、半導体積層部１１を加圧する主加圧部材６１の加圧力を、翼部３１の当接面３１１を介してケース５の被当接面７にて受けることができる。これにより、主加圧部材６１の加圧力を大きくしても、ケース５に対してリアクトル３が積層方向Ｘにずれることを防ぐことができる。それゆえ、半導体積層部１１における半導体モジュール２と冷却管４との接触圧力を十分に確保することができる。その結果、半導体モジュール２の冷却効率の向上を図ることができる。
【００４５】
また、主加圧部材６１の加圧力は、半導体積層部１１を介してリアクトル本体３０にも伝わる。しかし、後側からの加圧力は、リアクトル本体３０における後側の面３０１と翼部３１の当接面３１１との間の部分にのみ作用し、リアクトル本体３０にかかる荷重は抑制される。それゆえ、リアクトル本体３０の耐荷重を特に大きくする必要がなく、リアクトル本体３０の体格を特に大きくする必要もない。
【００４６】
そして、翼部３１は、その少なくとも一部が、高さ方向Ｚにおいて、部品積層部１２における連結管４１２と重なる位置、すなわち、高さ方向Ｚにおける底板部５１と部品積層部１２における連結管４１２との間に配されている。それゆえ、翼部３１を被当接面７に当接させるために、ケース５内部に新たなスペースを確保する必要がない。したがって、電力変換装置１の小型化を図ることができる。
【００４７】
また、フランジ部３２も、その少なくとも一部が、高さ方向Ｚにおいて、部品積層部１２における連結管４１２と重なる位置に配されている。それゆえ、リアクトル３をケース５に固定させるために、ケース５内部に新たなスペースを確保する必要がない。したがって、電力変換装置１の小型化を図ることができる。
【００４８】
また、ボルト８の締結方向は、高さ方向Ｚである。それゆえ、リアクトル３の組付性を高めることができる。すなわち、例えば、ボルト８の締結方向が積層方向Ｘ、あるいは横方向Ｙである場合には、ボルト８の締結時において、締結工具がケース５に干渉してしまうおそれが考えられる。そのため、リアクトル３の組付性が低下するおそれがある。これに対して、ボルト８の締結方向が高さ方向Ｚであれば、このような不具合を低減でき、組付性を向上できる。
【００４９】
また、上記電力変換装置１においては、半導体積層部１１に最も近いフランジ部３２と翼部３１とが一体に形成されている。それゆえ、積層方向Ｘの力に対する翼部３１の剛性が高くなる。これにより、主加圧部材６１の加圧力を大きくすることができる。これに伴い、半導体積層部１１における半導体モジュール２と冷却管４との接触圧力を十分に確保して、半導体モジュール２の冷却効率の向上を図ることができる。
【００５０】
また、フランジ一体翼部３３は、横方向Ｙに直交する断面において、翼部３１が、高さ方向Ｚに長く、フランジ部３２が、翼部３１における後側の面から延出した積層方向Ｘに長い形状を有する。それゆえ、翼部３１は、当接面３１１の面積を確保しつつ、高い剛性を確保することができる。
【００５１】
また、翼部３１は、積層方向Ｘにおいて、リアクトル本体３０における中心Ｌよりも半導体積層部１１に近い位置にて、被当接面７に当接している。それゆえ、リアクトル本体３０における後側の面３０１から翼部３１の当接面３１１までの積層方向Ｘの長さを短くして、リアクトル本体３０にかかる荷重を抑制することができる。したがって、リアクトル本体３０の体格を特に大きくする必要がなくなり、電力変換装置１の小型化を図ることができる。
【００５２】
以上のごとく、本実施形態によれば、半導体モジュール２の冷却効率の向上と、装置の小型化とを図ることができる電力変換装置１を提供することができる。
【００５３】
（実施形態２）
本実施形態は、図９〜図１１に示すように、後側のフランジ部３２を、翼部３１とした実施形態である。すなわち、後側のフランジ部３２でもある翼部３１の前端面が、当接面３１１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。
【００５４】
本実施形態においては、後側のフランジ部３２を、そのまま翼部３１として用いる。それゆえ、特に、リアクトル３の構造を特種な形状とする必要がないため、コスト低減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。
【００５５】
（実施形態３）
本実施形態は、図１２〜図１３に示すように、実施形態１に対して、フランジ一体翼部３３の形状を変更した実施形態である。すなわち、本実施形態におけるフランジ一体翼部３３の横方向Ｙに直交する平面による断面形状は、略Ｌ字状である。具体的には、翼部３１は、高さ方向Ｚの下端において、フランジ部３２と連結している。また、翼部３１及びフランジ部３２は、高さ方向Ｚの下端がリアクトル本体３０の下端に一致している。これに伴い、ケース５の底板部５１には、ボス５１１に代えて雌螺子部が設けられている。そして、リアクトル３は、ボルト８を雌螺子部に締結することにより、ケース５に固定される。
その他の構成は、実施形態１と同様である。また、本実施形態においても、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。
【００５６】
（実施形態４）
本実施形態は、図１４〜図１５に示すように、実施形態１に対して、フランジ部３２の数量を変更した実施形態である。すなわち、本実施形態におけるフランジ部３２は、リアクトル本体３０の横方向Ｙの両側面において、それぞれ積層方向Ｘの１箇所ずつに設けてある。また、フランジ部３２は、リアクトル本体３０の横方向Ｙの両側面において、積層方向Ｘにおける後端よりも中心Ｌに近い位置に設けてある。これに伴い、フランジ部３２の前端に連結された翼部３１が、積層方向Ｘにおける中心Ｌに近い位置に配される。しかし、翼部３１が配された位置は、積層方向Ｘにおける中心Ｌよりも後端に近い位置である。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００５７】
本実施形態においては、フランジ部３２は、リアクトル本体３０の横方向Ｙの両側面において、それぞれ積層方向Ｘの１箇所ずつに設けてある。それゆえ、フランジ部３２の数量及びケース５の底板部５１に設けられたボス５１１の数量が減少するため、コスト低減を図ることができる。
また、翼部３１が配された位置は、積層方向Ｘにおける中心Ｌよりも後端に近い位置である。それゆえ、半導体積層部１１を介してリアクトル本体３０にかかる主加圧部材６１の荷重を抑制することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００５８】
（実施形態５）
本実施形態は、図１６〜図１７に示すように、実施形態１に対して、フランジ一体翼部３３の形状を変更した実施形態である。すなわち、本実施形態におけるフランジ一体翼部３３の横方向Ｙに直交する平面による断面形状は、略Ｌ字状である。具体的には、翼部３１は、後側のフランジ部３２の後端に連結し、積層方向Ｘに直交する平面を備えた板状に形成されている。翼部３１は、高さ方向Ｚの上端において、フランジ部３２と連結している。これに伴い、突出部７０が、積層方向Ｘにおけるリアクトル３の後端に近い位置に配される。また、本実施形態においては、ケース５の底板部５１の後側に設けられたボス５１１を、突出部７０として用いる。すなわち、後側のボス５１１でもある突出部７０の後端面が、被当接面７となる。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００５９】
本実施形態においては、翼部３１は、後側のフランジ部３２の後端に連結し、積層方向Ｘに直交する平面を備えた板状に形成されている。それゆえ、積層方向Ｘにおける、リアクトル本体３０における後側の面３０１と翼部３１との間の部分を小さくして、リアクトル本体３０にかかる荷重を一層抑制することができる。これにより、リアクトル本体３０の耐荷重がより小さくなるため、リアクトル本体３０の体格をより小さくして、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。
【００６０】
（実施形態６）
本実施形態は、図１８〜図１９に示すように、実施形態１に対して、フランジ部３２の数量を変更した実施形態である。すなわち、本実施形態におけるフランジ部３２は、リアクトル本体３０における積層方向Ｘの３箇所に設けてある。具体的には、フランジ部３２は、リアクトル本体３０の横方向Ｙの両側面において、それぞれ積層方向Ｘの３箇所ずつに設けてある。また、フランジ部３２は、リアクトル本体３０の横方向Ｙの両側面における積層方向Ｘの両端部と、リアクトル本体３０の横方向Ｙの両側面における積層方向Ｘの中央とに設けてある。これに伴い、ケース５の底板部５１には、６個のボス５１１が設けられている。
【００６１】
そして、リアクトル本体３０の横方向Ｙの両側面におけるそれぞれ３つのフランジ部３２のうち後端に設けられたフランジ部３２に、翼部３１が一体に形成されている。ケース５の突出部７０は、積層方向Ｘにおける後端のフランジ部３２と中央のフランジ部３２との間に配されている。そして、突出部７０の後面である被当接面７に、翼部３１の当接面３１１が当接する。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００６２】
本実施形態においては、フランジ部３２は、リアクトル本体３０における積層方向Ｘの３箇所に設けてある。それゆえ、リアクトル３は、６本のボルト８によってケース５に固定されるため、電極変換装置１の耐震性を向上させることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００６３】
（実施形態７）
本実施形態は、図２０に示すように、副加圧部材６２が冷却管４とリアクトル３との間に配された電力変換装置１の実施形態である。
本実施形態においては、副加圧部材６２が熱伝導性を有する。熱伝導性を有する副加圧部材６２としては、例えば、熱伝導フィラーを含有するシリコーン樹脂シート等を用いることができる。
【００６４】
本実施形態の電力変換装置１においては、部品積層部１２を、互いに積層されたリアクトル３と冷却管４との間から、積層方向Ｘの外側へ向かって加圧する構成となる。これにより、副加圧部材６２の前側に配された冷却管４が、前方壁部５２１に向かって押し付けられ、副加圧部材６２の後側に配されたリアクトル３における、半導体積層部１１側の面３０１が、半導体積層部１１に向かって押し付けられる。そして、副加圧部材６２は、弾性圧縮した状態で、リアクトル３と冷却管４との双方に圧接している。
【００６５】
このように、熱伝導性を有する副加圧部材６２がリアクトル３と冷却管４との双方に圧接していることにより、リアクトル３と冷却管４との間の熱抵抗を小さくしている。これにより、リアクトル３を冷却管４によって効率的に冷却できるよう構成されている。
その他の構成および作用効果は、実施形態１と同様である。
【００６６】
本発明は上記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を構成することが可能である。上記実施形態においては、電子部品としてリアクトルを配設した例を示したが、電子部品としては、これに限らず、例えばコンデンサ、ＤＣ-ＤＣコンバータ等とすることもできる。また、上記実施形態においては、翼部３１とフランジ部３２とが一体に形成された例を示したが、これに限らず、例えば翼部３１とフランジ部３２とを別体に形成することもできる。
【符号の説明】
【００６７】
１  電力変換装置
２  半導体モジュール
３  リアクトル
３１  翼部
４  冷却管
５  ケース
６１  主加圧部材
６２  副加圧部材
７  被当接面
【図１】
2018042322.tif 000003
【図２】
2018042322.tif 000004
【図３】
2018042322.tif 000005
【図４】
2018042322.tif 000006
【図５】
2018042322.tif 000007
【図６】
2018042322.tif 000008
【図７】
2018042322.tif 000009
【図８】
2018042322.tif 000010
【図９】
2018042322.tif 000011
【図１０】
2018042322.tif 000012
【図１１】
2018042322.tif 000013
【図１２】
2018042322.tif 000014
【図１３】
2018042322.tif 000015
【図１４】
2018042322.tif 000016
【図１５】
2018042322.tif 000017
【図１６】
2018042322.tif 000018
【図１７】
2018042322.tif 000019
【図１８】
2018042322.tif 000020
【図１９】
2018042322.tif 000021
【図２０】
2018042322.tif 000022