(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換装置の製造方法であって、
半導体素子を内蔵する複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する複数の冷却管とを、これらの間に放熱グリスを介在させた状態で積層して積層体を製造する積層工程と、
上記積層体をフレームの内側に配置する積層体配置工程と、
２個の弾性部材を組み合わせてなり、圧縮力を加えるに従って、ばね定数が相対的に低い第１弾性変形状態と、該第１弾性変形状態の後に現れ上記ばね定数が上記第１弾性変形状態よりも高い第２弾性変形状態との、２つの弾性変形状態を経て変位する複合弾性部材を、上記積層体に対して、該積層体の積層方向における一方側に配置する弾性部材配置工程と、
上記複合弾性部材が上記第２弾性変形状態となる高圧縮力を加えることにより、上記複合弾性部材を弾性変形させつつ上記積層体を上記積層方向に圧縮し、その後、上記圧縮力を弱めて上記複合弾性部材を上記第２弾性変形状態の初期状態または上記第１弾性変形状態にする連続圧縮工程と、
上記第２弾性変形状態の初期状態または上記第１弾性変形状態になった上記複合弾性部材の押圧力を使って上記積層体を上記フレーム内に固定する固定工程とを行うことを特徴とする電力変換装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置の製造方法において、上記弾性部材はコイルばねであり、上記複合弾性部材は、直径および軸線方向長さが互いに異なる２つの上記コイルばねを組み合わせてなり、直径が大きい外側コイルばねの内側に、該外側コイルばねよりも直径が小さい内側コイルばねが配置されていることを特徴とする電力変換装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の電力変換装置の製造方法において、上記弾性部材はコイルばねであり、上記複合弾性部材は、個々のばね定数が互いに異なる２つの上記コイルばねを直列に接続してなり、上記第１弾性変形状態において２つの上記コイルばねが両方とも弾性変形し、ばね定数が低い上記コイルばねの変形が完了した後に、ばね定数が高い上記コイルばねのみが弾性変形する上記第２弾性変形状態が現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の製造方法。
【請求項４】
半導体素子を内蔵する複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する複数の冷却管とを、放熱グリスを介在させた状態で積層した積層体と、
上記積層体を内側に保持するフレームと、
上記フレームを構成する壁部のうち上記積層体の積層方向における一方側に位置する第１壁部と、上記積層体との間に配置され、２個の弾性部材を組み合わせてなる複合弾性部材とを備え、
該複合弾性部材は、圧縮力を加えるに従って、ばね定数が相対的に低い第１弾性変形状態と、該第１弾性変形状態の後に現れ上記ばね定数が上記第１弾性変形状態よりも高い第２弾性変形状態との、２つの弾性変形状態を経て変位するよう構成され、上記第２弾性変形状態の初期状態または上記第１弾性変形状態となった上記複合弾性部材の押圧力により、上記積層体を上記積層方向に押圧して上記フレーム内に固定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４に記載の電力変換装置において、上記弾性部材はコイルばねであり、上記複合弾性部材は、直径および軸線方向長さが互いに異なる２つの上記コイルばねを組み合わせてなり、直径が大きい外側コイルばねの内側に、該外側コイルばねよりも直径が小さい内側コイルばねが配置さ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４に記載の電力変換装置において、上記弾性部材はコイルばねであり、上記複合弾性部材は、個々のばね定数が互いに異なる２つの上記コイルばねを直列に接続してなり、上記第１弾性変形状態において２つの上記コイルばねが両方とも弾性変形し、ばね定数が低い上記コイルばねの変形が完了した後に、ばね定数が高い上記コイルばねのみが弾性変形する上記第２弾性変形状態が現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。
【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複数の冷却管とを、これらの間に放熱グリスを介在させた状態で積層した積層体を備える電力変換装置と、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置として、半導体素子を内蔵した複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する複数の冷却管とを積層した積層体を備えるものが知られている（下記特許文献１参照）。従来の電力変換装置の製造方法を図１５〜図１８に示す。
【０００３】
電力変換装置を製造するには、まず図１５に示すごとく、複数の半導体モジュール９２と複数の冷却管９３とを積層して積層体９１０を製造し（積層工程）、この積層体９１０をフレーム９４に収納する（収納工程）。半導体モジュール９２の表面には、放熱グリス９１１を予め塗布しておく。
【０００４】
次いで、図１６に示すごとく、フレーム９４と積層体９１０との隙間Ｄに治具９１７を入れ、フレーム９４の反対側を固定治具で支え、積層体９１０を積層方向（Ｘ方向）に圧縮する（高圧縮工程）。この際、積層体９１０に第１圧縮力Ｆを加えることによって、上記放熱グリス９１１を薄く延ばす。これにより、半導体モジュール９２と冷却管９３との密着性を向上させ、半導体モジュール９２の放熱性を高める。
【０００５】
次いで、治具９１７を取り出し、図１７に示すごとく、圧縮荷重支持板９１５と弾性部材９９（板ばね）とを隙間Ｄに入れる。そして、弾性部材９９に上記第１圧縮力Ｆよりも小さな第２圧縮力ｆを加え、弾性部材９９を弾性変形させつつ積層体９１０をＸ方向に圧縮する（低圧縮工程）。
【０００６】
次いで、図１８に示すごとく、弾性部材９９とフレーム９４との間に固定具９７を挿入して、弾性部材９９を弾性変形した状態で固定する。これにより、弾性部材９９の弾性力を利用して、半導体モジュール９２と冷却管９３との接触圧を維持しつつ、積層体９１０をフレーム９４内に固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１６６８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、電力変換装置の製造工数を減らし、製造時間を短縮することが求められている。しかしながら従来の電力変換装置の製造方法は、上記高圧縮工程（図１６参照）を行った後、治具９１７を取り出して代わりに弾性部材９９を入れないと上記低圧縮工程（図１７参照）を行うことができないため、これら２つの圧縮工程を連続して行うことができないという問題があった。そのため、２つの圧縮工程を別々に行う必要があり、製造時間を短縮しにくいという問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、製造工数を低減でき、製造時間を短縮できる電力変換装置と、その製造方法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】
【００１０】
本発明の一態様は、電力変換装置の製造方法であって、
半導体素子を内蔵する複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する複数の冷却管とを、これらの間に放熱グリスを介在させた状態で積層して積層体を製造する積層工程と、
上記積層体をフレームの内側に配置する積層体配置工程と、
２個の弾性部材を組み合わせてなり、圧縮力を加えるに従って、ばね定数が相対的に低い第１弾性変形状態と、該第１弾性変形状態の後に現れ上記ばね定数が上記第１弾性変形状態よりも高い第２弾性変形状態との、２つの弾性変形状態を経て変位する複合弾性部材を、上記積層体に対して、該積層体の積層方向における一方側に配置する弾性部材配置工程と、
上記複合弾性部材が上記第２弾性変形状態となる高圧縮力を加えることにより、上記複合弾性部材を弾性変形させつつ上記積層体を上記積層方向に圧縮し、その後、上記圧縮力を弱めて上記複合弾性部材を上記第２弾性変形状態の初期状態または上記第１弾性変形状態にする連続圧縮工程と、
上記第２弾性変形状態の初期状態または上記第１弾性変形状態になった上記複合弾性部材の押圧力を使って上記積層体を上記フレーム内に固定する固定工程とを行うことを特徴とする電力変換装置の製造方法にある（請求項１）。
【００１１】
本発明の別の態様は、半導体素子を内蔵する複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する複数の冷却管とを、放熱グリスを介在させた状態で積層した積層体と、
上記積層体を内側に保持するフレームと、
上記フレームを構成する壁部のうち上記積層体の積層方向における一方側に位置する第１壁部と、上記積層体との間に配置され、２個の弾性部材を組み合わせてなる複合弾性部材とを備え、
該複合弾性部材は、圧縮力を加えるに従って、ばね定数が相対的に低い第１弾性変形状態と、該第１弾性変形状態の後に現れ上記ばね定数が上記第１弾性変形状態よりも高い第２弾性変形状態との、２つの弾性変形状態を経て変位するよう構成され、上記第２弾性変形状態の初期状態または上記第１弾性変形状態となった上記複合弾性部材の押圧力により、上記積層体を上記積層方向に押圧して上記フレーム内に固定していることを特徴とする電力変換装置にある（請求項４）。
【発明の効果】
【００１２】
上記電力変換装置の製造方法においては、２つの弾性部材を組み合わせてなる上記複合弾性部材を、上記積層体の上記積層方向における一方側に配置して（弾性部材配置工程）、上記連続圧縮工程を行う。
このようにすると、連続圧縮工程において、複合弾性部材を介して上記高圧縮力（複合弾性部材を上記第２弾性変形状態にする力）を積層体に加えるため、冷却管と半導体モジュールとの間の放熱グリスを薄く延すことができる。そしてこの後、複合弾性部材に加える圧縮力を弱めて複合弾性部材を上記第２弾性変形状態の初期状態または上記第１弾性変形状態にすることにより、積層体を固定する力を加える工程に連続的に移行することができる。これにより、放熱グリスを薄く延す工程と、積層体を固定する力を加える工程を続けて行うことが可能になり、電力変換装置の製造工数を低減することが可能になる。
また、連続圧縮工程を完了した後、上記固定工程に連続的に移行することができる。この固定工程において、上記第２弾性変形状態の初期状態または第１弾性変形状態となった複合弾性部材を用いて積層体をフレームに固定することができる。
【００１３】
従来の電力変換装置の製造方法では、高圧縮工程（図１６参照）を行うための部材（治具９１７）と、低圧縮工程（図１７参照）を行うための部材（弾性部材９９）とが別々になっていたため、高圧縮工程を行った後、治具９１７を取り外して代わりに弾性部材９９を入れなければ低圧縮工程を行うことができず、これらの圧縮工程を連続して行うことができないという問題があった。これに対して上記電力変換装置の製造方法では、一つの部材（複合弾性部材）を用いて高圧縮工程と低圧縮工程とを行うため、これらの圧縮工程を連続して行うことが可能になる。そのため、電力変換装置の製造工数を減らすことができ、短時間で電力変換装置を製造することができる。
【００１４】
また、上記電力変換装置は上記複合弾性部材を備えるため、電力変換装置を組み立てるにあたり、上記電力変換装置の製造方法における上記連続圧縮工程を行うことが可能になる。そのため、電力変換装置の製造工数を減らすことができ、短時間で電力変換装置を製造することができる。
【００１５】
以上のごとく、本発明によれば、製造工数を低減でき、製造時間を短縮できる電力変換装置と、その製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１における、積層工程の説明図。
【図２】実施例１における、積層体配置工程の説明図。
【図３】実施例１における、弾性部材配置工程の説明図。
【図４】実施例１における、連続圧縮工程の前半の説明図。
【図５】実施例１における、連続圧縮工程の後半の説明図。
【図６】実施例１における、固定工程の説明図。
【図７】実施例１における、複合弾性部材の圧縮力と変形量との関係を表したグラフ。
【図８】実施例１における、電力変換装置の平面図。
【図９】図８のＡ−Ａ断面図。
【図１０】図８のＢ−Ｂ断面図。
【図１１】実施例２における、電力変換装置の平面図。
【図１２】実施例３における、複合弾性部材の斜視図。
【図１３】実施例４における、複合弾性部材の側面図。
【図１４】実施例５における、複合弾性部材の断面図。
【図１５】従来例における、電力変換装置の製造工程説明図。
【図１６】図１５に続く図。
【図１７】図１６に続く図。
【図１８】図１７に続く図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上記弾性部材はコイルばねであり、上記複合弾性部材は、直径および軸線方向長さが互いに異なる２つの上記コイルばねを組み合わせてなり、直径が大きい外側コイルばねの内側に、該外側コイルばねよりも直径が小さい内側コイルばねが配置されていることが好ましい（請求項２、請求項５）。
この場合には、上記２つのコイルばねのうち、一方のコイルばねのみが弾性変形する状態が第１弾性変形状態となり、両方のコイルばねが弾性変形する状態が第２弾性変形状態となる。また、上記複合弾性部材は、外側コイルばねの内側に上記内側コイルばねを配置しているため、複合弾性部材の外形が外側コイルばねの外形となり、複合弾性部材を小型化することができる。
【００１８】
また、上記弾性部材はコイルばねであり、上記複合弾性部材は、個々のばね定数が互いに異なる２つの上記コイルばねを直列に接続してなり、上記第１弾性変形状態において２つの上記コイルばねが両方とも弾性変形し、ばね定数が低い上記コイルばねの変形が完了した後に、ばね定数が高い上記コイルばねのみが弾性変形する上記第２弾性変形状態が現れるよう構成されていることが好ましい（請求項３、請求項６）。
この場合には、圧縮力を加えるに従って、ばね定数が小さいコイルばねが主に弾性変形し、複合弾性部材が第１弾性変形状態となる。ばね定数が小さいコイルばねが変形し終えた後、ばね定数が大きいコイルばねが弾性変形し、複合弾性部材は第２弾性変形状態となる。
上記複合弾性部材は、２つの弾性部材（コイルばね）を接続して一体化しているため、部品点数を低減することができる。また、電力変換装置を製造する際に、２つの弾性部材を別々に取り付ける必要がなくなり、製造工程を容易に行えるようになる。これにより、電力変換装置の製造コストを低減することが可能になる。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
上記電力変換装置及びその製造方法に係る実施例について、図１〜図１０を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図８〜図１０に示すごとく、積層体１０と、フレーム４と、複合弾性部材５とを備える。積層体１０は、半導体素子を内蔵する複数の半導体モジュール２と、半導体モジュール２を冷却する複数の冷却管３とを、放熱グリス１１を介在させた状態で積層してなる。フレーム４の内側に、積層体１０が保持されている。複合弾性部材５は、フレーム４を構成する壁部のうち積層体１０の積層方向（Ｘ方向）における一方側に位置する第１壁部４１と、積層体１０との間に配置されている。複合弾性部材５は、２個の弾性部材５１，５２を組み合わせてなる。
【００２０】
複合弾性部材５は、圧縮力を加えるに従って、ばね定数が相対的に低い第１弾性変形状態Ｓ１（図７参照）と、第１弾性変形状態Ｓ１の後に現ればね定数が第１弾性変形状態Ｓ１よりも高い第２弾性変形状態Ｓ２との、２つの弾性変形状態を経て変位するよう構成されている。そして、第１弾性変形状態Ｓ１となった複合弾性部材５の押圧力ｆにより、積層体１０をＸ方向に押圧してフレーム４内に固定している。
【００２１】
また、本例における電力変換装置１の製造方法では、図１〜図６に示すごとく、積層工程（図１参照）と、積層体配置工程（図２参照）と、弾性部材配置工程（図３参照）と、連続圧縮工程（図４、図５参照）と、固定工程（図６参照）とを行う。
図１に示すごとく、積層工程では、半導体素子を内蔵する複数の半導体モジュール２と、半導体モジュール２を冷却する複数の冷却管３とを、これらの間に放熱グリス１１を介在させた状態で積層して積層体１０を製造する。
図２に示すごとく、積層体配置工程では、積層体１０をフレーム４の内側に配置する。
【００２２】
また、図３に示すごとく、弾性部材配置工程では、複合弾性部材５を、積層体１０に対して、積層体１０の積層方向（Ｘ方向）における一方側に配置する。複合弾性部材５は、２個の弾性部材５１，５２を組み合わせてなる。図７に示すごとく、複合弾性部材５は、圧縮力を加えるに従って、ばね定数が相対的に低い第１弾性変形状態Ｓ１と、該第１弾性変形状態Ｓ１の後に現ればね定数が第１弾性変形状態Ｓ１よりも高い第２弾性変形状態Ｓ２との、２つの弾性変形状態を経て変位する。
【００２３】
連続圧縮工程では、図４に示すごとく、複合弾性部材５が第２弾性変形状態Ｓ２となる高圧縮力Ｆを加えることにより、複合弾性部材５を弾性変形させつつ積層体１０をＸ方向に圧縮する。その後、図５に示すごとく、圧縮力を弱めて複合弾性部材５を第１弾性変形状態Ｓ１にする。なお、フレーム４、積層体１０の剛性が充分に高い場合は、第２弾性変形状態Ｓ２の初期状態にしてもよい。
また、固定工程では、図６に示すごとく、第１弾性変形状態Ｓ１になった複合弾性部材５の押圧力ｆを使って、積層体１０をフレーム４内に固定する。
【００２４】
次に、本例に係る電力変換装置１の製造方法について詳細に説明する。図１に示すごとく、半導体モジュール２は、半導体素子を内蔵した本体部２００を有する。この本体部２００から、制御端子２１とパワー端子２２（図１０参照）が突出している。積層体１０を製造するにあたって、本体部２００の表面に放熱グリス１１を予め塗布しておく。
【００２５】
また、複数の冷却管３は、該冷却管３の長手方向（Ｙ方向）における両端部にて、連結管１２によって連結されている。複数の冷却管３のうち、Ｘ方向における一端に位置する冷却管３ａには、冷媒３０（図８参照）を導入するための導入パイプ１３と、冷媒３０を導出するための導出パイプ１４とが取り付けてある。
【００２６】
積層工程が完了した後、図２に示すごとく、積層体１０をフレーム４の内側に配置する（積層体配置工程）。本例のフレーム４は金属製であり、制御端子２１の突出方向（Ｚ方向）から見た形状が略矩形状をしている。
【００２７】
弾性部材配置工程では、図３に示すごとく、フレーム４を構成する壁部のうちＸ方向における一方側に位置する第１壁部４１と、積層体１０との間に、複合弾性部材５を挿入する。また、複合弾性部材５と積層体１０との間に、圧縮荷重支持板１５を介在させておく。さらに、第１壁部４１と複合弾性部材５との間に、固定板１６と治具１７とを挿入する。圧縮荷重支持板１５は、固定板１６と治具１７を使って複合弾性部材５に圧縮力を加えた場合に、複合弾性部材５に隣接する冷却管３ｂに対して均一に押圧することを目的としている。
【００２８】
複合弾性部材５は、外側コイルばね５２と、該外側コイルばね５２よりも直径が小さい内側コイルばね５１とからなる。内側コイルばね５１は外側コイルばね５２の内側に配置されている。また、内側コイルばね５１のＸ方向（軸線方向）における長さは、外側コイルばね５２のＸ方向における長さよりも長い。
【００２９】
治具１７と固定板１６を使って複合弾性部材５に圧縮力を加えると、まず、内側コイルばね５１のみが弾性変形し、複合弾性部材５が第１弾性変形状態Ｓ１（図７参照）となる。
複合弾性部材５にさらに圧縮力を加えると、図４に示すごとく、治具１７および固定板１６によって内側コイルばね５１と外側コイルばね５２とが両方とも弾性変形し、複合弾性部材５が上記第２弾性変形状態Ｓ２となる（図７参照）。
【００３０】
このように、複合弾性部材５に高圧縮力Ｆを加えることにより、フレーム４を構成する壁部のうちＸ方向における他端側に位置する第２壁部４２（図２参照）に積層体１０を押し付け、積層体１０を圧縮する。これにより、半導体モジュール９２と冷却管９３との密着性を向上させ、半導体モジュール９２の放熱性を高める。
【００３１】
次に、図５に示すごとく、複合弾性部材５に加える圧縮力を弱め、内側コイルばね５１のみを圧縮する状態にして、複合弾性部材５を第１弾性変形状態Ｓ１にする。または、ケース４、積層体１０の剛性が充分に高い場合は、第２弾性変形状態Ｓ２の初期状態にしても良い。
その後、図６に示すごとく、第１壁部４１と固定板１６との間に固定具１８を挿入する。これにより、第１弾性変形状態Ｓ１となった複合弾性部材５の押圧力ｆを使って、半導体モジュール２と冷却管３との接触圧を維持しつつ、積層体１０をフレーム４内に固定する。
【００３２】
なお、本例では、積層体配置工程（図２参照）を行った後、連続圧縮工程（図４、図５参照）を行っているが、これらを同時に行ってもよい。すなわち、フレーム４内に配置する前に、フレーム４の外部において、複合弾性部材５を使って積層体１０を予め圧縮しておく。この際、複合弾性部材５に高圧縮力Ｆを加えて第２弾性変形状態Ｓ２にしておく。そして、高圧縮力Ｆを加えた状態で積層体１０をフレーム４に入れ、その後、圧縮力を弱めて複合弾性部材５を第１弾性変形状態Ｓ１、または第２弾性変形状態Ｓ２の初期状態にする。
【００３３】
一方、図８〜図１０に示すごとく、本例の電力変換装置１は、上記半導体モジュール２、フレーム４等の他、コンデンサ１９、バスバー６１〜６３、端子台６９を備える。これらの部品は、収容ケース６に収容されている。
【００３４】
半導体モジュール２は、図１０に示すごとく、複数のパワー端子２２と、制御端子２１とを備える。パワー端子２２には、直流電源（図示しない）の正電極に接続される正極端子２２ａと、直流電源の負電極に接続される負極端子２２ｂと、交流負荷に接続される交流端子２２ｃとがある。正極端子２２ａには正極バスバー６１が溶接されており、負極端子２２ｂには負極バスバー６２が溶接されている。また、交流端子２２ｃには交流バスバー６３が溶接されている。正極バスバー６１と負極バスバー６２はコンデンサ１９に接続している。
【００３５】
制御端子２１には、制御回路基板６４が接続されている。この制御回路基板６４によって、半導体モジュール２のスイッチング動作を制御することにより、正極端子２２ａと負極端子２２ｂとの間に印加される直流電圧を交流電圧に変換し、交流端子２２ｃから出力している。
【００３６】
本例の作用効果について説明する。本例における電力変換装置１の製造方法では、２つの弾性部材を組み合わせてなる複合弾性部材５を、Ｘ方向における一方側に配置して（弾性部材配置工程）、上記連続圧縮工程を行う。
このようにすると、図４に示すごとく、連続圧縮工程において、複合弾性部材５を介して高圧縮力Ｆ（複合弾性部材５を第２弾性変形状態Ｓ２にする力）を積層体１０に加えるため、冷却管３と半導体モジュール２との間の放熱グリス１１を薄く延すことができる。そしてこの後、図５に示すごとく、複合弾性部材５に加える圧縮力を弱めて複合弾性部材５を第１弾性変形状態Ｓ１にすることにより、積層体１０を固定する力を加える工程に連続的に移行することができる。これにより、放熱グリス１１を薄く延す工程と、積層体１０を固定する力を加える工程を続けて行うことが可能になり、電力変換装置１の製造工数を低減することが可能になる。
また、連続圧縮工程を完了した後、図６に示すごとく、固定工程に連続的に移行することができる。この固定工程において、第１弾性変形状態Ｓ１となった複合弾性部材５を用いて積層体１０をフレーム４に固定することができる。
【００３７】
従来の電力変換装置１の製造方法では、高圧縮工程（図１６参照）を行うための部材（治具９１７）と、低圧縮工程（図１７参照）を行うための部材（弾性部材９９）とが別々になっていたため、高圧縮工程を行った後、治具９１７を取り外して代わりに弾性部材９９を入れなければ低圧縮工程を行うことができず、これらの圧縮工程を連続して行うことができないという問題があった。これに対して、本例の電力変換装置１の製造方法では、一つの部材（複合弾性部材５）を用いて高圧縮工程と低圧縮工程とを行うため、これらの圧縮工程を連続して行うことが可能になる。そのため、電力変換装置１の製造工数を減らすことができ、短時間で電力変換装置１を製造することができる。
【００３８】
なお、仮に、ばね定数が高い１個の弾性部材を介して積層体１０に高圧縮力Ｆを加え、そのまま圧縮力を弱めずに、弾性部材の高い弾性力を利用して積層体１０をフレーム４内に固定したとすると、圧縮工程を行う回数を１回にすることが可能であるが、この場合には、フレーム４の剛性がより必要となり、フレームが大型化しやすくなる。
【００３９】
また、仮に、ばね定数が低い１個の弾性部材を介して積層体１０に高圧縮力Ｆを加え、その後に圧縮力を弱め、弾性部材の弾性力を使って積層体１０をフレーム４内に固定したとすると、２回の圧縮工程を連続して行うことができるが、この場合には、高圧縮力Ｆを加える際に弾性部材に高いストレスが加わり、弾性部材が破損しやすくなるという問題が生じる。
【００４０】
これに対して本例では、上記複合弾性部材５を用いるため、このような問題を防止できる。すなわち、図４に示すごとく、高圧縮力Ｆを加える場合には、ばね定数が高い弾性部材（外側コイルばね５２）とばね定数が低い弾性部材（内側コイルばね５１）とが両方とも弾性変形するため、ばね定数が低い弾性部材（内側コイルばね５１）に高いストレスが加わることを防止できる。また、高圧縮力Ｆを加えた後、図５に示すごとく、圧縮力を弱めて積層体１０を保持するため、この後はフレーム４に高圧縮力Ｆが加わらなくなる。そのため、フレーム４に高い剛性が要求されなくなり、フレーム４を小型化できる。
【００４１】
また、図３〜図５に示すごとく、本例の複合弾性部材５は、直径および軸線方向長さが互いに異なる２つのコイルばね５１，５２を組み合わせてなる。そして、直径が大きい外側コイルばね５２の内側に、外側コイルばね５２よりも直径が小さい内側コイルばね５１が配置されている。
このようにすると、外側コイルばね５２の内側に内側コイルばね５１が配置されているため、複合弾性部材５の外形が外側コイルばねの外形となり、複合弾性部材５を小型化することができる。
【００４２】
なお、本例では、内側コイルばね５１のばね定数は外側コイルばね５２のばね定数よりも小さいが、これらのばね定数は互いに等しくてもよい。また、本例では、内側コイルばね５１の方が、外側コイルばね５２よりも軸線方向（Ｘ方向）における長さが長いが、外側コイルばね５２の方を長くしてもよい。
【００４３】
以上のごとく、本例によれば、製造工数を低減でき、製造時間を短縮できる電力変換装置１と、その製造方法を提供することができる。
【００４４】
（実施例２）
本例は図１１に示すごとく、積層体１０を収容ケース６に収容し、複合弾性部材５を使って、積層体１０を収容ケース６内に固定した例である。複合弾性部材５は、実施例１と同様に、第２弾性変形状態Ｓ２の初期状態か、または第１弾性変形状態Ｓ１にしてある。本例では、収容ケース６がフレーム４を兼ねている。
【００４５】
本例の電力変換装置１を製造する際には、実施例１と同様に、積層工程と、積層体配置工程と、弾性部材配置工程と、連続圧縮工程と、固定工程とを行う。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を有する。
【００４６】
（実施例３）
本例は、複合弾性部材５の形状を変更した実施例である。図１２に示すごとく、本例の複合弾性部材５は、コイルばね５３と、該コイルばね５３よりもばね定数が高い皿ばね５４とを組み合わせてなる。コイルばね５３の軸線方向（Ｘ方向）において、コイルばね５３の長さは、皿ばね５４の長さよりも長い。皿ばね５４は本体部５４１と、該本体部５４１から突出した複数の脚部５４２と、本体部５４１に形成された貫通穴５４０とを備える。貫通穴５４０にコイルばね５３が挿入されている。皿ばね５４に圧縮力を加えると、本体部５４１と脚部５４２との間の角度θが広がりながら、皿ばね５４が弾性変形する。
【００４７】
固定板１６と治具１７を使って複合弾性部材５に圧縮力を加えると、まずコイルばね５３が弾性変形し、続いてコイルばね５３と皿ばね５４とが両方とも弾性変形する。コイルばね５３のみが弾性変形する状態が第１弾性変形状態Ｓ１であり、コイルばね５３と皿ばね５４とが両方とも弾性変形する状態が第２弾性変形状態Ｓ２である。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４８】
本例の作用効果について説明する。本例では、複合弾性部材５に皿ばね５４が使われているため、皿ばね５４の複数の脚部５４２によって圧縮力をしっかりと受け止めることができる。そのため、複合弾性部材５がぐらつきにくく、安定化しやすい。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。
【００４９】
（実施例４）
本例は、複合弾性部材５の形状を変更した実施例である。図１３に示すごとく、本例の複合弾性部材５は、ばね定数が異なる２つのコイルばね５５，５６を直列に接続して構成されている。圧縮力を加えると、ばね定数が小さいコイルばね５５が主に弾性変形し、複合弾性部材５が第１弾性変形状態Ｓ１となる。ばね定数が小さいコイルばね５５が変形し終えた後、ばね定数が大きいコイルばねが弾性変形し、複合弾性部材５は第２弾性変形状態Ｓ２となる。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００５０】
本例の作用効果について説明する。本例では、２つの弾性部材（コイルばね５５，５６）が接続されて一つの複合弾性部材５となっているため、部品点数を低減することができる。また、電力変換装置１を製造する際に、２つのコイルばね５５，５６を別々に取り付ける必要がなくなり、製造工程を容易に行えるようになる。これにより、電力変換装置１の製造コストを低減することが可能になる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５１】
（実施例５）
本例は、複合弾性部材５の形状を変更した実施例である。図１４に示すごとく、本例の複合弾性部材５は、コイルばね５７と、該コイルばね５７よりもばね定数が高い筒状弾性部材５８とを組み合わせてなる。筒状弾性部材５８は、ゴム等の弾性材料からなる。また、筒状弾性部材５８の内側にコイルばね５７が配置されている。
このようにすると、筒状弾性部材５８の内側にコイルばね５７が配置されているため、複合弾性部材５を小型化しやすい。また、筒状弾性部材５８はコイルばねよりも低コストで製造できるため、実施例１のように２つのコイルばね５１，５２を組み合わせた場合と比較して、複合弾性部材５の製造コストを低減しやすい。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を有する。
【符号の説明】
【００５２】
１  電力変換装置
１０  積層体
１１  放熱グリス
２  半導体モジュール
３  冷却管
４  フレーム
５  複合弾性部材
５１，５２  弾性部材
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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