(57)【要約】      （修正有）【課題】シール部に対するシール特性のロバスト性を向上させることである。【解決手段】半導体素子を有する半導体モジュール３００ａと、前冷媒を流すための流路形成体４４０と、第１シール部材３５１及び第２シール部材３５２とを備え、前記流路形成体は前記半導体モジュールが配置される流路空間481と、前記流路空間へと連通する第１開口４７４と、前記流路空間を挟んで前記流路形成体の一面と対向する他面から前記流路空間へ連通する第２開口４７５とが形成され、前記流路形成体には前記第１開口が前記第１シール部材と前記半導体モジュールにより塞がれ、前記第２開口が前記第２シール部材と前記半導体モジュールにより塞がれ、前記第１シール部材が前記第１当接面361から受ける反発力と前記第２シール部材が前記第２当接面３６２から受ける反発力は、より大きな力が加わる。【選択図】図９
2015208054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力と交流電力を相互に変換する半導体素子を有する半導体モジュールと、 
前記半導体モジュールを冷却する冷媒を流すための流路形成体と、 
第１シール部材及び第２シール部材と、を備え、 
前記流路形成体は、前記半導体モジュールが配置される流路空間と、当該流路形成体の一面から前記流路空間へと連通する第１開口と、前記流路空間を挟んで前記流路形成体の前記一面と対向する他面から前記流路空間へ連通する第２開口と、が形成され、 
前記流路形成体には前記半導体モジュールが挿入されるとともに、前記第１開口が前記半導体モジュールにより塞がれ、前記第２開口が前記半導体モジュールにより塞がれ、 
前記第１シール部材は、前記半導体モジュールに形成された第１当接面と前記流路形成体の間に配置され、 
前記第２シール部材は、前記半導体モジュールに形成された第２当接面と前記流路形成体の間に配置され、 
前記第１シール部材が前記第１当接面から受ける反発力は、前記パワー半導体モジュールの挿入方向に平行な方向よりも前記挿入方向に垂直な方向に、より大きな力が加わり、 
前記第２シール部材が前記第２当接面から受ける反発力は、前記挿入方向に垂直な方向よりも前記挿入方向に平行な方向に、より大きな力が加わる電力変換装置。 
【請求項２】
請求項１に記載された電力変換装置であって、 
前記半導体モジュールは、 前記半導体素子を含んで構成される回路体と、前記回路体を収納するモジュールケースと、前記モジュールケースの一面から突出する第１端子と、    前記回路体を挟んで前記モジュールケースの前記一面と対向する他面から突出する第２端子と、を有し、
前記パワー半導体モジュールは、前記流路形成体の前記第１開口から前記第１端子が突出するとともに、前記流路形成体の前記第２開口から前記第２端子が突出するように、前記流路形成体に配置される電力変換装置 。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
産業用や電力用を含む電力変換装置に係り、特にハイブリッド自動車や電気自動車に用いられる電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
出力の増大とともに、電力変換装置の冷却性能の向上が求められている。一方で、電力変換装置の小型化も求められている。そのような状況で、パワー半導体素子を含む回路体を金属製のケースに収納し、そのケースを、冷媒は流れる流路内に浸漬するタイプの電力変換装置の開発が進められている（特許文献１）。
【０００３】
このような浸漬するタイプの電力変換装置は、パワー半導体モジュールの端子の突出方向が２方向以上となる場合はあり、パワー半導体モジュールと流路形成体とのシール特性のロバスト性を十分に考慮する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2010-110143号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、シール部に対するシール特性のロバスト性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電力変換装置は、直流電力と交流電力を相互に変換する半導体素子を有する半導体モジュールと、 前記半導体モジュールを冷却する冷媒を流すための流路形成体と、 第１シール部材及び第２シール部材と、を備え、 前記流路形成体は、前記半導体モジュールが配置される流路空間と、当該流路形成体の一面から前記流路空間へと連通する第１開口と、前記流路空間を挟んで前記流路形成体の前記一面と対向する他面から前記流路空間へ連通する第２開口と、が形成され、前記流路形成体には前記半導体モジュールが挿入されるとともに、前記第１開口が前記半導体モジュールにより塞がれ、前記第２開口が前記半導体モジュールにより塞がれ、前記第１シール部材は、前記半導体モジュールに形成された第１当接面と前記流路形成体の間に配置され、 前記第２シール部材は、前記半導体モジュールに形成された第２当接面と前記流路形成体の間に配置され、 前記第１シール部材が前記第１当接面から受ける反発力は、前記パワー半導体モジュールの挿入方向に平行な方向よりも前記挿入方向に垂直な方向に、より大きな力が加わり、 前記第２シール部材が前記第２当接面から受ける反発力は、前記挿入方向に垂直な方向よりも前記挿入方向に平行な方向に、より大きな力が加わる。 
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、シール部に対するシール特性のロバスト性向上させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ハイブリッド自動車（電気自動車）の車両システムの構成例を示す図である。
【図２】本実施例に係る電力変換装置200の回路構成図である。
【図３】本実施形態に係るパワー半導体モジュールユニット141の斜視図である。
【図４】パワー半導体モジュールユニット141を構成部品ごとに展開した展開斜視図である。
【図５】パワー半導体モジュール300aの外観斜視図である。
【図６】パワー半導体モジュール300aの展開斜視図である。
【図７】流路形成体440の外観斜視図である。
【図８】図７の断面Bにおける流路形成体440の断面図である。
【図９】パワー半導体モジュール300aと流路形成体440の配置関係を説明する図であり、図３の断面Aにおける断面図である。
【図１０】他の実施形態に係るパワー半導体モジュールユニットの分解斜視図である。
【図１１】他の実施形態のパワー半導体モジュール300Aaと流路形成体440Aの配置関係を説明する図であり、図１０の組立後の断面Cにおける断面図である。
【図１２】他の実施形態に係るパワー半導体モジュール300Baと流路形成体440Bの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態を図面によって説明する。
【００１０】
図１は、ハイブリッド自動車（電気自動車）の車両システムの構成例を示す図である。 
内燃機関ＥＧＮおよびモータジェネレータＭＧは自動車の走行用トルクを発生する動力源である。モータジェネレータＭＧは回転トルクを発生するだけでなく、モータジェネレータＭＧに外部から加えられる機械エネルギ(回転力)を電力に変換する機能を有する。モータジェネレータＭＧは、同期電動/発電機あるいは誘導電動/発電機である。モータジェネレータＭＧは、運転方法により電動機としても発電機としても動作する。
【００１１】
内燃機関ＥＧＮの出力側は動力分配機構ＴＳＭを介してモータジェネレータＭＧに伝達され、動力分配機構ＴＳＭからの回転トルクあるいはモータジェネレータＭＧが発生する。回転トルクは、トランスミッションＴＭおよびデファレンシャルギアＤＥＦを介して車輪に伝達される。
【００１２】
モータジェネレータMGは、回生制動の運転時に、車輪から回転トルクが伝達され、伝達されてきた回転トルクに基づいて交流電力を発生する。交流電力は、電力変換装置２００により直流電力に変換され、高電圧用のバッテリ１３６を充電する。充電された電力は、走行エネルギとして使用される。
【００１３】
インバータ回路部１４０はバッテリ１３６と直流コネクタ１３８を介して電気的に接続されており、バッテリ１３６とインバータ回路部１４０との相互において電力の授受が行われる。
【００１４】
モータジェネレータＭＧを電動機として動作させる場合には、インバータ回路部１４０は直流コネクタ１３８を介してバッテリ１３６から供給された直流電力に基づき交流電力を発生し、交流コネクタ１８８を介してモータジェネレータＭＧに供給する。
【００１５】
モータジェネレータＭＧとインバータ回路部１４０からなる構成は電動/発電ユニットとして動作する。電動/発電ユニットは、運転状態に応じて電動機として、或いは発電機として運転する場合、或いはこれらを使い分けて運転する場合がある。
【００１６】
バッテリ１３６の電力によって電動/発電ユニットを電動ユニットとして作動させることにより、モータジェネレータＭＧの動力のみによって車両の駆動ができる。
【００１７】
電動/発電ユニットを発電ユニットとして内燃機関ＥＧＮの動力或いは車輪からの動力によって作動させて発電させることにより、バッテリ１３６の充電ができるようになっている。
【００１８】
電力変換装置２００は、インバータ回路部１４０に供給される直流電力を平滑化するためのコンデンサモジュール５００を備えている。電力変換装置２００は上位の制御装置から指令を受け、あるいは上位の制御装置に状態を表すデータを送信したりするための通信用のコネクタ２１を備えている。電力変換装置２００は、コネクタ２１から入力される指令に基づいて制御回路部１７２でモータジェネレータＭＧの制御量を演算する。
【００１９】
電力変換装置２００は、電動機として運転するか発電機として運転するかを演算し、演算結果に基づいて制御パルスを発生してドライバ回路１７４へ制御パルスを供給する。制御パルスに基づいてドライバ回路１７４は、インバータ回路部１４０を制御するための駆動パルスを発生する。
【００２０】
図２は、本実施例に係る電力変換装置200の回路構成図である。
【００２１】
インバータ回路部１４０は、上アームとして動作するＩＧＢＴ３２８及びダイオード１５６と、下アームとして動作するＩＧＢＴ３３０及びダイオード１６６と、からなる上下アームのパワー半導体モジュール３００aないし３００ｃを、出力しようとする交流電力のＵ相，Ｖ相，Ｗ相からなる３相に対応して備えている。
【００２２】
３相は、モータジェネレータＭＧの電機子巻線の３相の各相巻線に対応している。３相のそれぞれの上下アームのパワー半導体モジュール３００aないし３００ｃは、パワー半導体モジュール３００aないし３００ｃのそれぞれのＩＧＢＴ３２８とそれぞれのＩＧＢＴ３３０の中点部分である中間電極１６９から交流電流が出力され、この交流電流は交流端子１５９及び交流コネクタ１８８を通して、モータジェネレータＭＧへの交流電力線である交流バスバーと接続される。
【００２３】
上アームのＩＧＢＴ３２８のコレクタ電極１５３は正極端子１５７を介してコンデンサモジュール５００の正極側のコンデンサ端子５０６に、下アームのＩＧＢＴ３３０のエミッタ電極は負極端子１５８を介してコンデンサモジュール５００の負極側のコンデンサ端子５０４にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２４】
制御回路部１７２は、上位の制御装置からコネクタ２１を介して制御指令を受け、これに基づいてインバータ回路部１４０を構成する各相のパワー半導体モジュール３００aないし３００ｃの上アームあるいは下アームを構成するＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０を制御するための制御信号である制御パルスを発生し、ドライバ回路１７４に供給する。
【００２５】
ドライバ回路１７４は、制御パルスに基づき各相のパワー半導体モジュール１５０の上アームあるいは下アームを構成するＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０を制御するための駆動パルスを各相のＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０に供給する。
【００２６】
ＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０は、ドライバ回路１７４からの駆動パルスに基づき、導通あるいは遮断動作を行い、バッテリ１３６から供給された直流電力を三相交流電力に変換し、この変換された電力はモータジェネレータＭＧ１に供給される。
【００２７】
ＩＧＢＴ３２８はコレクタ電極１５３と、信号用エミッタ電極１５５と、ゲート電極１５４を備えている。また、ＩＧＢＴ３３０はコレクタ電極１６３と、信号用のエミッタ電極１６５と、ゲート電極１６４を備えている。ダイオード１５６がコレクタ電極１５３とエミッタ電極との間に電気的に接続されている。ダイオード１６６がコレクタ電極１６３とエミッタ電極との間に電気的に接続されている。
【００２８】
スイッチング用パワー半導体素子としては金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ（以下略してＭＯＳＦＥＴと記す）を用いてもよい、この場合はダイオード１５６やダイオード１６６は不要となる。スイッチング用パワー半導体素子としてＩＧＢＴは直流電圧が比較的高い場合に適していて、ＭＯＳＦＥＴは直流電圧が比較的低い場合に適している。
【００２９】
コンデンサモジュール５００は、複数の正極側コンデンサ端子５０６と複数の負極側コンデンサ端子５０４と、正極側電源端子５０９と負極側電源端子５０８とを備えている。
【００３０】
バッテリ１３６からの高電圧の直流電力は直流コネクタ１３８を介して、正極側電源端子５０９や負極側電源端子５０８に供給され、コンデンサモジュール５００の複数の正極側コンデンサ端子５０６や複数の負極側のコンデンサ端子５０４から、インバータ回路部１４０へ供給される。
【００３１】
交流電力からインバータ回路部１４０によって変換された直流電力は正極側コンデンサ端子５０６や負極側コンデンサ端子５０４からコンデンサモジュール５００に供給され、正極側電源端子５０９や負極側電源端子５０８から直流コネクタ１３８を介してバッテリ１３６に供給されてバッテリ１３６に蓄積される。
【００３２】
制御回路部１７２はＩＧＢＴ３２８及びＩＧＢＴ３３０のスイッチングタイミングを演算処理するためのマイクロコンピュータを備えている。マイコンへの入力情報として、モータジェネレータＭＧに対して要求される目標トルク値、上下アームパワー半導体モジュール１５０からモータジェネレータＭＧに供給される電流値、及びモータジェネレータＭＧ１の回転子の磁極位置がある。
【００３３】
目標トルク値は図示しない上位の制御装置から出力された指令信号に基づくものであり、電流値は電流センサによる検出信号に基づいて検出されたものである。磁極位置は、モータジェネレータＭＧに設けられたレゾルバなどの回転磁極センサ（図示せず）から出力された検出信号に基づいて検出されたものである。パワー半導体モジュール300aないし300cは、基本的に同じ構造である。
【００３４】
図３は、本実施形態に係るパワー半導体モジュールユニット141の斜視図である。図４は、 パワー半導体モジュールユニット141を構成部品ごとに展開した展開斜視図である。
【００３５】
パワー半導体モジュールユニット141は、パワー半導体モジュール300aないし300cと、流路形成体440を備える。パワー半導体モジュール300aないし300cは、ねじ390にて流路形成体440に固定され、外部より冷媒を供給されて冷却される。流路形成体440は、冷媒の入出口をなすパイプ406を入り口側、出口側それぞれ備える。 
パワー半導体モジュール300aないし300cは、組立のときに挿入方向371の向きに流路形成体440に挿入される。またパワー半導体モジュール300aないし300cは、回路体331aないし331cと、モジュールケース304と、を備える。
【００３６】
回路体331aないし331cは、直流電力と交流電力を相互に変換する半導体素子を備える。モジュールケース304は、回路体331aないし331cを保持し、冷却する。
【００３７】
第1シール部材351、第2シール部材352は、パワー半導体モジュール300aないし300cと流路形成体440の水密を確保する。パワー半導体モジュール300aないし300cと、流路形成体440の間には、第１シール部材351と第２シール部材352が配置される。 
第１シール部材351は、パワー半導体モジュール300aないし300cに形成される第1当接面361に配置される。 第２シール部材352は、パワー半導体モジュール300aないし300cに形成される第2当接面362に配置される。 
図５は、パワー半導体モジュール300aの外観斜視図である。
【００３８】
モジュールケース304は、熱を効率よく冷媒に伝えるために複数のフィン305を有する。第1端子310と第2端子325は、冷媒が通過する方向と垂直にモジュールケース304から突出するように配置される。
【００３９】
第1端子310は、直流正極端子315と直流負極端子319と交流端子320で構成される。第2端子325は、信号端子325Uと信号端子325Lで構成される。直流正極端子315と直流負極端子319は、直流電力を入出力する。交流端子320は、交流電力を入出力する。信号端子325U、信号端子325Lは、ドライバ回路の信号を伝達する。
【００４０】
モジュールケース304には、フランジ304Bが形成される。フランジ304Bは、流路形成体440との締結部材を挿入する貫通穴380が形成される。
【００４１】
さらにモジュールケース304には、シール部材保持部304Cが形成される。シール部材保持部304Cは、第2シール部材352を収納する溝を備える。
【００４２】
パワー半導体モジュール300aは、第１当接面361と第２当接面362が形成される。第１当接面361は、挿入方向371と略平行に形成される。第２当接面362は、挿入方向371と略垂直に形成される。
【００４３】
図６は、パワー半導体モジュール300aの展開斜視図である。パワー半導体モジュール回路体331aは、上アーム回路と下アーム回路で構成される。
【００４４】
上アーム回路は、IGBT328、ダイオード156、導体板341U、導体板342Uで構成される。下アーム回路は、IGBT330、ダイオード166、導体板341L、導体板342Lで構成される。
【００４５】
IGBT328とダイオード156は、導体板341U、導体板342Uではさまれる位置に構成される。またIGBT328とダイオード156は、導体板341U、導体板342Uと、はんだ材360を介し接合される。
【００４６】
IGBT330とダイオード166は、導体板341L、導体板342Lではさまれる位置に構成される。またIGBT330とダイオード166は、導体板341L、導体板342Lと、はんだ材360を介し接合される。
【００４７】
はんだ材360は、導電性接着剤やろう材を代用してもよい。 
IGBT328は、信号配線324Uで信号端子325Uと接続される。IGBT330は、信号配線324Lで信号端子325Lと接続される。 信号端子325U、信号端子325Lは、ドライバ回路からIGBT328、IGBT330へスイッチング信号を伝える。
【００４８】
パワー半導体モジュール300aは、直流正極端子315または、直流負極端子319を介して交流端子320から電力を出力する。
【００４９】
導体板341U、341L、342U、342Uは、一部が露出された状態で封止樹脂348によって樹脂封止される。また導体板341U、341L、342U、342Uは、絶縁シート333を介してモジュールケース304と接着される。
【００５０】
図７は、流路形成体440の外観斜視図である。
【００５１】
流路形成体440は、流路ボディ444と、流路カバー445と、を備える。さらに流路形成体440は、冷媒を流入出させるパイプ406を一対備える。パイプ406は流路形成体440に圧入される。流路カバー445は、流路ボディ444にねじ490で取り付けられる。
【００５２】
第3シール材443は、流路ボディ444と流路カバー445の間に圧縮されて配置され、流路ボディ444と流路カバー445との間を密閉する。
【００５３】
流路カバー445は、第1開口部474が形成される。第1開口部474は、流路カバー445と流路ボディ444とが近接する面と対向する一面441を貫通するように形成される。 
流路ボディ444は、第2開口部475が形成される。第2開口部475は、流路形成体440の一面441と対向する他面442に第1開口部475と連通するように形成される。他面442は、シール部材格納溝446が形成される。
【００５４】
図８は、図７の断面Bにおける流路形成体440の断面図である。
【００５５】
流路形成体440は、入口パイプ406Aと出口406Bパイプを備える。入口パイプ406Aと出口406Bパイプは、流路形成体440内部に冷媒を流入または流出させる。
【００５６】
流路空間481Aないし481Cは、流路ボディ444の冷媒の流れの経路の途中に形成される。入口パイプ406Aと流路空間482Aは、流路連結部482Aで接続される。流路空間481Aと流路空間482Bは、流路連結部482Bで接続される。流路空間481Bと流路空間483Cは、流路連結部482Cで接続される。流路空間483Cと出口パイプ406Bは、流路連結部482Dで接続される。流路連結部482Aないし482Dは、流路ボディ444と流路カバー445の間に形成される。
【００５７】
冷媒の流れは、入口パイプ406A、流路連結部482A、流路空間481A、流路連結部482B、流路空間481B、流路連結部482C、流路空間C、流路連結部482D、出口パイプ406Bの順に連なっている。
【００５８】
図９は、パワー半導体モジュール300aと流路形成体440の配置関係を説明する図であり、図３の断面Aにおける断面図である。
【００５９】
パワー半導体モジュール300aは、挿入方向371の向きに第2開口部475から挿入される。さらにパワー半導体モジュール300a は、挿入方向371の向きに流路空間481を通して第1開口部474へ挿入される。
【００６０】
第1シール部材351は、流路形成体440に挿入前にパワー半導体モジュール300aの第1当接面361に配置される。第1当接面361は、挿入方向371と平行な方向に形成される。
【００６１】
第1シール部材351は、取り付けた状態で外形寸法が第1開口部474の幅より大きくなるように形成される。そして第1シール部材351は、パワー半導体モジュール300aを第1開口部474に挿入するとき、挿入方向371と垂直に弾性変形し、挿入方向371と平行方向より垂直方向に反発力370Aが発生する。
【００６２】
反発力370Aの発生により、第1シール部材351は、第1当接面361と第1開口部474との間をシールする。
【００６３】
第2シール部材352は、パワー半導体モジュール300aを挿入するときに、流路形成体440の一面441と対向する面に設けられた他面442から出るように配置される。
【００６４】
第2当接面362は、パワー半導体モジュール300aの挿入方向371に平行に形成される。そして第2当接面362は、流路形成体440にねじなどで締結されるときに、当該流路形成体440の他面442と接触するように固定される。
【００６５】
第2シール部材352は、パワー半導体モジュール300aを流路形成体440に締結するときに、挿入方向371と平行方向に弾性変形し、挿入方向371と垂直方向より平行方向に反発力370Bが発生する。反発力370Bの発生により第2シール部材352は、第2当接面と第2開口部475との間をシールする。
【００６６】
パワー半導体モジュール300aと流路空間481は、第1シール部材351と第2シール部材352によってシールされる。反発力370Aの方向と反発力370Bの方向が平行している場合は、第1当接面361に対する第2当接面の位置精度ばらつきが、反発力370Aと反発力370Bの大きさに影響を与える。
【００６７】
以上の構成により、異なる方向のシール部材の反発力によって、第1当接面361に対する第2当接面362の位置精度にかかわらずシールすることができ、シール部、相互位置に対するシール特性のロバスト性向上させることができる。
【００６８】
本実施形態のように、反発力370Aの方向と反発力370Bの方向が直行している場合は、第1当接面361に対する第2当接面362の位置精度ばらつきは、反発力370Aと反発力370Bに影響しない。なお、反発力370Aの方向と反発力370Bの方向が直行していることが最も望ましいが、反発力370Aの方向と反発力370Bの方向が平行ではなく角度を有していれば、本実施形態の技術思想を含むものである。つまり第１シール部材351が第１当接面351から受ける反発力は、パワー半導体モジュール300aの挿入方向371に平行な方向よりも挿入方向371に垂直な方向に大きな力が加わり、第２シール部材351が第２当接面361から受ける反発力は、挿入方向371に垂直な方向よりも挿入方向371に平行な方向に大きな力が加わる。
【００６９】
パワー半導体モジュール300aは、モジュールケース304の一面304Dから突出する第1端子310と、モジュールケース304の一面304Dと対向する他面304Eから突出する第2端子325と、を備える。第1端子310または、第2端子325は、直流正極端子315、直流負極端子319、交流端子320、制御端子325のいずれかでもよい。
【００７０】
第1端子310または第2端子325は、直流正極端子315、直流負極端子319、交流端子320のグループと、制御端子325のグループ分けは、電力変換装置200の組立を容易にする。また第1端子310と第2端子325は、第1開口部474もしくは第2開口部475のどちらか一方に第1端子310と第2端子325を配置する場合に比べて、端子間の隙間を大きくとることができ、絶縁距離を容易に確保することができる。
【００７１】
モジュールケース304の一面304Dと、前記一面304Dとに対向する他面304Eの間は、第1当接面361と第2当接面362が配置される。流路空間481は、第1当接面361と第2当接面362に挟まれる位置に配置される。
【００７２】
図１０は、他の実施形態に係るパワー半導体モジュールユニットの分解斜視図である。以下に、実施形態1との相違点を述べる。
【００７３】
他の実施形態に係るパワー半導体モジュールユニットは、パワー半導体モジュール300Aaないし300Acと流路形成体440Aを備える。パワー半導体モジュール300Aaないし300Acは、モジュールケース304Aと、第1シール部材351Aと、第2シール部材352Aを備える。
【００７４】
モジュールケース304Aは、シール部材格納溝446Aが形成される。シール部材格納溝446Aは、この溝の深さが格納する第2シール部材352Aの厚さよりも小さな寸法となるように形成される。
【００７５】
さらにモジュールケース304Aは、シール部材格納溝446Aと平行な一面にねじ穴380Aを複数備える。ねじ穴380Aは、シール部材格納溝446Aの内側に形成される。
【００７６】
流路形成体440Aは、パワー半導体モジュール300Aaないし300Acの端子が突出される一面に貫通穴480が形成される。パワー半導体モジュール300Aaないし330Acと流路形成体440Aは、貫通穴480を通してねじ穴380Aへねじ390Aによって締結される。
【００７７】
シール部材格納溝446Aは、第2シール部材352Aを格納する。
【００７８】
図１１は、他の実施形態のパワー半導体モジュール300Aaと流路形成体440Aの配置関係を説明する図であり、図１０の組立後の断面Cにおける断面図である。
【００７９】
パワー半導体モジュール300Aaは、第1開口部474Aから挿入方向371Aの方向に流路形成体440Aに挿入される。モジュールケース304Aは、流路形成体440Aと接する一面304AEが形成される。
【００８０】
第2シール部材352Aは、パワー半導体モジュール300Aaを流路形成体440Aに挿入するときに、モジュールケース304Aの一面304AEから出るように配置される。
【００８１】
第2シール部材325Aは、パワー半導体モジュール300Aaを流路形成体440Aに締結するときに、実施形態1と同様に挿入方向と平行方向に弾性変形し、反発力370BAを得る。反発力370BAは、図１ないし図９で説示した実施形態と同様に挿入方向371Aと平行な方向に作用する。
【００８２】
これにより、図１ないし図９で説示した実施形態の作用効果を奏するとともに、フランジ部の大きさを小さくすることができ、電力変換装置を小型化することができる。
【００８３】
図１２は、他の実施形態に係るパワー半導体モジュール300Baと流路形成体440Bの断面図である。以下に、実施形態1との相違点を挙げる。
【００８４】
パワー半導体モジュール300Baのケースと流路形成体440Bは、例えば鋳造で成型され、抜き勾配を持つ。第1開口部474Bは、パワー半導体モジュール300Baの流路形成体440Bに挿入する方向371Bと平行方向に勾配θの角度を持つ。勾配θは、0°<θ<45°の範囲の値である。
【００８５】
第1シール部材351Bは、パワー半導体モジュール300Baを流路形成体440Bに挿入するときに、第1開口部474Bと垂直方向に弾性変形をする。そして第1シール部材351Bは、第1当接面361Bから第1開口部474Bと垂直方向に反発力370ABを受ける。
【００８６】
反発力370ABは、挿入方向371Bと平行方向の成分である反発力370AByと垂直方向の成分である反発力370ABxに分けることができる。
【００８７】
反発力370ABxと反発力370AByは、(反発力370ABx)=cosθ・(反発力370AB)、(反発力370ABy)=sinθ・(反発力370AB)とあらわせ、0°<θ<45°より、(反発力370ABｘ) > (反発力370ABy)の関係となる。
【００８８】
第2当接面362Bは、パワー半導体モジュール300Baの流路形成体440Bに挿入する方向371Bと垂直方向に勾配ψの角度を持つ。勾配ψは、0°<ψ<45°の範囲の値である。
【００８９】
第2シール部材352Bは、パワー半導体モジュール300Baを流路形成体440Bに挿入するときに、第2当接面362Bと垂直方向に弾性変形をする。そして第2シール部材352Bは、第1当接面361Bから第2当接面と垂直方向に反発力370BBを受ける。
【００９０】
反発力370BBは、挿入方向371Bと平行方向の成分である反発力370BByと垂直方向の成分である反発力370BBxに分けることができる。
【００９１】
反発力370BBxと反発力370BByは、(反発力370BBx)=sinψ・(反発力370BB)、(反発力370BBy)=cosψ・(反発力370BB)とあらわせ、0°<ψ<45°より、(反発力370BBｘ) < (反発力370BBy)の関係となる。
【００９２】
第1シール部材351Bは、反発力370ABxによってパワー半導体モジュール300Baと第1開口部474Bとをシールする。第2シール部材352Bは、反発力370BByによってパワー半導体モジュール300Baと第2開口部475Bとをシールする。
【００９３】
反発力370ABxと、反発力370BByの方向が平行している場合は、第1当接面361に対する第2当接面の位置精度ばらつきが、反発力370ABxと反発力370ByBの大きさに影響を与える。
【００９４】
本実施形態のように、反発力370ABxと、反発力370BByの方向が直行している場合は、第1当接面361Bに対する第2当接面362Bの位置精度ばらつきは、反発力370ABxと反発力370BByに影響しない。これにより、電力変換装置のシール信頼性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００９５】
300a…パワー半導体モジュール
304B…フランジ
304C…シール部材保持部
304D…一面
304E…他面
310…第1端子
325…第2端子
351…第1シール部材
352…第2シール部材
361…第1当接面
362…第２当接面
370A…反発力
370B…反発力
371…挿入方向
440…流路形成体
441…一面
442…他面
474…第1開口部
475…第2開口部
481…流路空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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