JP5573761B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の冷却管を積層した積層冷却器と、隣り合う冷却管の間に挟持された複数の半導体モジュールとを備えた電力変換装置に関する。

冷却媒体を流通させる複数の冷却管を積層すると共に連結してなる積層冷却器と、隣り合う上記冷却管の間に挟持された複数の半導体モジュールとを、筐体に収容してなる電力変換装置がある。
上記積層冷却器は、複数の冷却管を連結して構成されていることから、積層方向に直交する方向の剛性が低くなりやすい。

かかる電力変換装置が、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載された場合、電力変換装置に振動が伝わり、筐体に対して積層冷却器が振動することとなる。この振動のうち、特に積層方向に直交する方向の振動が加わったとき、積層冷却器がこの方向に振動し、場合によっては変形するおそれがある。

そこで、特許文献１においては、積層冷却器の剛性を向上させるべく、積層方向に直交する方向の３方向から積層冷却器を囲むようなガイドユニットを一対配設した電力変換装置が開示されている。

特許第４０１６９０７号公報

しかしながら、上記ガイドユニットを用いた電力変換装置においては、ガイドユニットを設ける分、装置の重量化、大型化、及び部品点数の増加を招くこととなる。
また、ガイドユニットは、積層冷却器を３方向から囲むような形状を備えているため、組み付け作業が煩雑となるおそれがある。
また、ガイドユニットと積層冷却器との間には、所定の隙間を設けているため、積層冷却器が振動したとき、積層冷却器の一部がガイドユニットと衝突するおそれがある。その結果、積層冷却器が部分的に変形して冷却性能に影響を与えるおそれがあるという問題がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、冷却性能に影響を与えることなく、積層冷却器の振動を抑制することができ、部品点数が少なく組立が容易な、電力変換装置を提供しようとするものである。

本発明の第１の態様は、冷却媒体を流通させる複数の冷却管を積層すると共に連結してなる積層冷却器と、
隣り合う上記冷却管の間に挟持された複数の半導体モジュールと、
上記積層冷却器及び上記半導体モジュールを収容する筐体とを有し、
該筐体は、上記積層冷却器における積層方向と直交する方向において該積層冷却器に対向配置されたベースプレートを有し、
上記積層冷却器は、上記ベースプレートへ向かって突出する突出部を備え、
該突出部は、上記ベースプレートの法線方向についての該ベースプレートに対する上記積層冷却器の位置を規制するよう構成してあり、
上記突出部は、上記ベースプレートに係合しており、
上記ベースプレートは、上記突出部を挿入して係合させる貫通係合孔を備え、上記突出部は、突出方向に対して直交する方向に弾性変形可能なバネ部を備え、該バネ部が上記貫通係合孔の内側面に圧接することによって上記突出部が上記ベースプレートに係合しており、
上記貫通係合孔は、上記ベースプレートの法線方向に貫通した貫通部と、該貫通部に隣接すると共に上記積層冷却器と反対側の面から窪んだ段部を形成してなり、該段部は、上記貫通部側を向いた側壁面と、上記貫通部の貫通方向を向いた底壁面とを備え、上記バネ部は、該段部の上記底壁面に面接触可能なストッパー部を有することを特徴とする電力変換装置にある（請求項１）。
本発明の第２の態様は、冷却媒体を流通させる複数の冷却管を積層すると共に連結してなる積層冷却器と、
隣り合う上記冷却管の間に挟持された複数の半導体モジュールと、
上記積層冷却器及び上記半導体モジュールを収容する筐体とを有し、
該筐体は、上記積層冷却器における積層方向と直交する方向において該積層冷却器に対向配置されたベースプレートを有し、
上記積層冷却器は、上記ベースプレートへ向かって突出する突出部を備え、
該突出部は、上記ベースプレートの法線方向についての該ベースプレートに対する上記積層冷却器の位置を規制するよう構成してあり、
上記突出部は、隣り合う上記冷却管同士を連結する連結部から突出形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８）。

上記電力変換装置においては、上記積層冷却器が上記突出部を備えている。そして、突出部は、上記ベースプレートの法線方向についての該ベースプレートに対する上記積層冷却器の位置を規制するよう構成してある。これにより、上記積層冷却器は、上記筐体に対する上記ベースプレートの法線方向の位置が規制される。そのため、電力変換装置に振動が加わったとき、積層冷却器が筐体に対して上記法線方向に振動することを抑制することができる。

また、上記のようにベースプレートに対する積層冷却器の位置を規制する手段として、上記積層冷却器から突出した突出部を用いている。それゆえ、ベースプレートとの間の位置決めを行う部分が、積層冷却器における冷却管等から離れた部分に形成されることとなる。それゆえ、振動等の外力がベースプレートから冷却管等にかかることを抑制し、冷却性能に影響を与えることを防ぐことができる。

また、上記突出部は積層冷却器から突出形成されているため、積層冷却器に対して別部材を組み付けて位置決めを行うなどの必要がない。それゆえ、電力変換装置の部品点数を低減することができると共に、組立工数を低減することができる。

以上のごとく、本発明によれば、冷却性能に影響を与えることなく、積層冷却器の振動を抑制することができ、部品点数が少なく組立が容易な、電力変換装置を提供することができる。

参考例１における、電力変換装置の平面説明図。 図１のＡ−Ａ線断面矢視図。 図１のＢ−Ｂ線断面相当の電力変換装置の説明図。 参考例１における、ベースプレートの平面説明図。 参考例１における、積層冷却器の組付の斜視説明図。 参考例１における、突出部とベースプレートの組付前の状態の側面説明図。 参考例１における、突出部とベースプレートの組付後の状態の側面説明図。 参考例２における、電力変換装置の図３に相当する説明図。 参考例２における、ベースプレートの平面説明図。 参考例２における、積層冷却器の組付の斜視説明図。 実施例１における、突出部とベースプレートの組付前の状態の側面説明図。 実施例１における、突出部とベースプレートの組付後の状態の側面説明図。 実施例２における、電力変換装置の図３に相当する説明図。 実施例３における、電力変換装置の図３に相当する説明図。 実施例４における、電力変換装置の図３に相当する説明図。 実施例５における、電力変換装置の図３に相当する説明図。 実施例６における、電力変換装置の図３に相当する説明図。

上記電力変換装置において、上記冷却管及び上記筺体の材質としては、例えば、熱伝導性に優れたアルミ材等の金属を用いることができる。また、上記突出部は、上記積層冷却器と一体化された部品によって構成してもよいし、積層冷却器に別部材を取り付けて構成してもよい。

また、上記突出部は、上記冷却管の壁部よりも剛性が低いことが好ましい（請求項１５）。この場合には、上記冷却管よりも上記突出部が優先して変形するようにすることができる。これにより、振動等の外力が上記ベースプレートから上記冷却管にかかることを抑制し、上記冷却管の変形を防ぐことができる。そのため、冷却性能に影響を与えることを効果的に防ぐことができる。

また、上記突出部は、上記積層冷却器における積層方向の複数個所に形成されていることが好ましい（請求項１６）。この場合には、上記積層冷却器について、上記筐体に対する上記ベースプレートの法線方向の位置を規制しやすくできる。そのため、上記積層冷却器が上記筐体に対して上記法線方向に振動することを効果的に抑制することができる。

また、本発明の第１の態様において、上記突出部は、上記ベースプレートに係合している。これにより、上記ベースプレートの法線方向の双方について、上記筐体に対する上記積層冷却器の位置規制を容易に行うことができる。そのため、上記積層冷却器が、上記筐体に対して上記法線方向に振動することを効果的に抑制することができる。また、ベースプレートに平行な方向についての積層冷却器の位置規制も可能となる。

また、上記ベースプレートは、上記突出部を挿入して係合させる貫通係合孔を備え、上記突出部は、突出方向に対して直交する方向に弾性変形可能なバネ部を備え、該バネ部が上記貫通係合孔の内側面に圧接することによって上記突出部が上記ベースプレートに係合している。これにより、上記突出部を上記ベースプレートに容易かつ安定して係合させることができる。

また、上記バネ部は、上記積層方向に直交する方向に弾性変形するよう形成されていることが好ましい（請求項２、１１）。この場合には、ベースプレートに対する積層冷却器の位置が、ベースプレートの法線方向の他に、積層方向に直交する方向にも規制される。また、かかる構成をとると積層方向については、ベースプレートに対して積層冷却器の位置を規制しないようにすることができる。その結果、筐体に積層冷却器を半導体モジュールと共に組み付けた後に、積層冷却器を積層方向に圧縮したりするなどの調整を行うことが可能となる。

また、上記貫通係合孔は、上記ベースプレートの法線方向に貫通した貫通部と、該貫通部に隣接すると共に上記積層冷却器と反対側の面から窪んだ段部を形成してなり、該段部は、上記貫通部側を向いた側壁面と、上記貫通部の貫通方向を向いた底壁面とを備え、上記バネ部は、該段部の上記底壁面に面接触可能なストッパー部を有する。これにより、上記バネ部のストッパー部を、上記段部の上記底壁面に面接触させることができる。そのため、上記突出部を上記ベースプレートに確実に係合させることができると共に、上記ベースプレートから上記突出部の抜けを確実に防止することもできる。そのため、大きい振動が電力変換装置に加わった場合においても、上記積層冷却器が、上記筐体に対して大きく振動することを確実に抑制することができる。

また、上記筐体は、互いに対向配置された一対の上記ベースプレートを備え、該一対のベースプレートの間に上記積層冷却器を挟持してなり、上記突出部が上記一対のベースプレートの少なくとも一方に当接していることが好ましい（請求項１２）。この場合には、上記ベースプレートの構造を簡素化しやすく、また筐体への積層冷却器の組み付けも容易にし易い。すなわち、一対の上記ベースプレートの間に上記積層冷却器を挟持する構造とすることによって、例えば、上記ベースプレートに上記突出部が係合する被係合部を形成するなどの加工が不要となる。また、これに伴い、突出部を被係合部に係合する作業が不要となるため、組付けをより容易にできる。また、上記突出部を上記ベースプレートに当接させて積層冷却器の位置規制を行うことで、上記積層冷却器の冷却管等が変形することも防ぐことができる。

また、上記積層冷却器は、上記一対のベースプレートに向かって上記突出部をそれぞれ突出形成してなり、上記一対のベースプレートの双方に上記突出部が当接していることが好ましい（請求項１３）。この場合には、上記積層冷却器が上記突出部以外の部分においてベースプレートに当接しないようにすることができるため、上記積層冷却器の冷却管等が変形することをより確実に防ぐことができる。

また、上記突出部は、上記冷却管から突出形成されていることが好ましい（請求項３）。この場合には、容易に上記突出部を形成することができる。

また、上記冷却管は、上記積層方向及び上記ベースプレートの法線方向に直交する方向の複数個所に、上記突出部を備えていることが好ましい（請求項４）。この場合には、上記積層冷却器が上記筐体に対して振動することをより効果的に抑制することができる。

また、上記突出部は、すべての上記冷却管から突出形成されていることが好ましい（請求項５）。この場合には、上記積層冷却器が上記筐体に対して振動することを、さらに効果的に抑制することができる。また、すべての冷却管の形状を同じ形状とすることも可能となるため、生産性を向上しやすくなる。

また、上記突出部は、互いに隣り合わない複数の上記冷却管から突出形成されていてもよい（請求項６）。この場合には、すべての冷却管に突出部を形成する場合に比べて、材料費を低減させることができると共に、ベースプレートへの積層冷却器の組み付けを容易にすることができる。

また、本発明の第２の態様において、上記突出部は、隣り合う上記冷却管同士を連結する連結部から突出形成されている。これにより、上記ベースプレートとの間の位置決めを行う部分を冷却管とは異なる部分に形成することとなるため、冷却管の変形を確実に防止できる。その結果、積層冷却器の冷却性能への影響をより低減することができる。

また、上記突出部は、上記冷却管よりも上記ベースプレート側へ突出していることが好ましい（請求項１４）。この場合には、例えば、平板状の一対のベースプレートの間に上記積層冷却器を挟持することができる。それゆえ、ベースプレートの構造を簡素化することができると共に、組付けをより容易にできる。

（参考例１）
本発明の参考例にかかる、電力変換装置について、図１〜図７を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図１に示すごとく、冷却媒体を流通させる複数の冷却管２１を積層すると共に連結してなる積層冷却器２と、隣り合う冷却管２１の間に挟持された複数の半導体モジュール３と、積層冷却器２及び半導体モジュール３を収容する筐体４とを有する。

また、図２に示すごとく、筐体４は、積層冷却器２における積層方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｚ方向）において積層冷却器２に対向配置されたベースプレート４１を有する。
また、積層冷却器２は、ベースプレート４１へ向かって突出する突出部２２を備えている。そして、突出部２２は、ベースプレート４１の法線方向（Ｚ方向）についてのベースプレート４１に対する積層冷却器２の位置を規制するよう構成されている。

以下において、積層冷却器２の積層方向を「Ｘ方向」、ベースプレート４１の法線方向を「Ｚ方向」、積層冷却器２の積層方向及びベースプレート４１の法線方向に直交する方向を「Ｙ方向」として説明する。
また、図３においては、半導体モジュール３を省略してある。

図１〜図３に示すごとく、冷却管２１は、互いに反対側を向いた一対の主面を備えている。そして、該主面が積層方向（Ｘ方向）となるように複数の冷却管２１が積層されて、積層冷却器２が構成されている。冷却管２１は、Ｙ方向に長尺な形状を備え、その内部を冷却媒体がＹ方向に流通するよう構成されている。また、冷却管２１は、アルミニウム等、熱伝導性に優れた金属によってその壁部を構成している。また、冷却管２１以外においても、積層冷却器２は、アルミニウム等の金属によって構成されている。

Ｘ方向に隣り合う冷却器２１同士は、Ｙ方向の両端部付近において、連結部２３によって互いに連結されている。本例において、連結部２３は、一方の冷却管２１と一体化された突出開口管２１０と他方の冷却管２１と一体化された突出開口管２１０とを嵌合してなる。ただし、連結部２３の構成は、これに限らず、例えば冷却管２１とは別部材である環状部材を隣り合う冷却管２１の双方に接合することによって形成することもできる（後述する実施例６参照）。

また、Ｘ方向の一端に配置された冷却管２１におけるＹ方向の両端部付近には、Ｘ方向に突出するように冷媒導入管２４と冷媒排出管２５とが取り付けてある。これにより、冷却媒体を冷媒導入管２４から積層冷却器２内に導入すると共に、冷却媒体を複数の冷却管２１に循環させた後、冷媒排出管２５から排出することができる。
上記のように構成された積層冷却器２における隣り合う冷却管２１の間に、半導体モジュール３が挟持されている。そのため、冷却媒体が積層冷却器２内を循環する間に、冷却媒体が半導体モジュール３との間で熱交換することにより、半導体モジュール３を冷却することができる。

また、図２、図３に示すごとく、冷却管２１におけるＺ方向の端部からは、Ｚ方向に突出部２２が突出形成されている。突出部２２は、冷却管２１と一体的に形成されており、冷却管２１と同じく、アルミニウム等の金属からなる。ただし、突出部２２は、冷却管２１の壁部よりも剛性を低くしてある。

また、図３に示すごとく、突出部２２は、積層冷却器２における積層方向（Ｘ方向）の複数個所に形成されている。本例においては、すべての冷却管２１に突出部２２が形成されている。また、各冷却管２１は、Ｙ方向の２個所に突出部２２を備えている。

また、図２に示すごとく、突出部２２は、ベースプレート４１に係合している。
ベースプレート４１は、突出部２２を挿入して係合させる貫通係合孔４２を有している。ここで、図４に示すごとく、本例の貫通係合孔４２は、ベースプレート４１におけるＹ方向の２箇所において、Ｘ方向に長尺な長方形状に形成されている。一方の貫通係合孔４２には、複数の冷却管２１における一方の突出部２２が係合し、他方の貫通係合孔４２には、複数の冷却管２１における他方の突出部２２が係合する。

また、図２に示すごとく、突出部２２は、突出方向（Ｚ方向）及び積層方向（Ｘ方向）に対して直交する方向（Ｙ方向）に弾性変形可能なバネ部２２０を備えている。そして、図７に示すごとく、バネ部２２０が貫通係合孔４２の内側面４２０に圧接することによって突出部２２がベースプレート４１に係合している。

バネ部２２０は、図６に示すごとく、突出部２２の突出側先端部からＹ方向の内側に折り返されるように形成されている。バネ部２２０を含めた突出部２２は、板状体によって形成されており、板状体の厚み方向がＹ方向となるように形成されている。この板状体が上記のように厚み方向に折り返されることにより、バネ部２２０が形成されており、折り返された部分は湾曲している。
このように形成されたバネ部２２０は、ベースプレート４１における貫通係合孔４２に挿嵌されたとき、Ｙ方向の両側に向かって付勢力（復元力）が作用した状態で、貫通係合孔４２の内壁面４２０に圧接することとなる。

また、この状態において、バネ部２２０は、貫通係合孔４２における積層冷却器２と反対側の面に開口する開口部の角部に当接することとなるため、積層冷却器２がベースプレート４１に向かって引っ張られるような力が作用する。これにより、積層冷却器２に挟持された半導体モジュール３がベースプレート４１に当接した状態で、積層冷却器２と半導体モジュール３とが、筐体４内に保持されることとなる。

次に、筐体４に対する積層冷却器２の組付け手順について、図５〜図７を用いて説明する。
まず、図５、図６に示すごとく、ベースプレート４１の貫通係合孔４２に対して、積層冷却器２の突出部２２を、上方（Ｚ方向）から挿嵌させる。なお、図５においては、積層冷却器２の一部のみを記載しており、また、筐体４についてもベースプレート４１のみを記載している。

そして、図７に示すごとく、組付け後の弾性変形したバネ部２２０においては、貫通係合孔４２の内側面４２０に向かう復元力が生じており、この復元力により突出部２２がベースプレート４１に係合した状態となる。
次いで、隣り合う冷却管２１の間に、半導体モジュール３を配置する。なお、筐体４に積層冷却器２を配置する前に、積層冷却器２に半導体モジュール３を配置しておいて、積層冷却器２と共に半導体モジュール３を筐体４内に配置してもよい。

次いで、半導体モジュール３を配置した積層冷却器２を、積層方向（Ｘ方向）に加圧して、半導体モジュール３と冷却管２１との密着力を高める。このとき、各冷却管２１はベースプレート４１に対して、積層方向（Ｘ方向）に移動することがあるが、突出部２２が係合している貫通係合孔４２がＸ方向に長尺に形成されているため、この移動を許容することができる。
また、組付け後の積層冷却器２は、例えば、板バネ等から構成される加圧部材（図示略）によって積層方向（Ｘ方向）に加圧され、半導体モジュール３と冷却管２１との密着力が保持される。

次に、本例の電力変換装置１の作用効果について説明する。
本例の電力変換装置１においては、積層冷却器２が突出部２２を備えている。そして、突出部２２は、ベースプレート４１の法線方向（Ｚ方向）についてのベースプレート４１に対する積層冷却器２の位置を規制するよう構成してある。これにより、積層冷却器２は、筐体４に対するＺ方向の位置が規制される。そのため、電力変換装置１に振動が加わったとき、積層冷却器２が筐体４に対してＺ方向に振動することを抑制することができる。

また、上記のようにベースプレート４１に対する積層冷却器２の位置を規制する手段として、積層冷却器２から突出した突出部２２を用いている。それゆえ、ベースプレート４１との間の位置決めを行う部分が、積層冷却器２における冷却管２１等から離れた部分に形成されることとなる。それゆえ、振動等の外力がベースプレート４１から冷却管２１等にかかることを抑制し、冷却性能に影響を与えることを防ぐことができる。

また、突出部２２は積層冷却器２から突出形成されているため、積層冷却器２に対して別部材を組み付けて位置決めを行うなどの必要がない。それゆえ、電力変換装置１の部品点数を低減することができると共に、組立工数を低減することができる。

また、突出部２２は、冷却管２１の壁部よりも剛性が低い。これによって、冷却管２１よりも突出部２２が優先して変形するようにすることができる。これにより、振動等の外力がベースプレート４１から冷却管２１にかかることを抑制し、冷却管２１の変形を防ぐことができる。そのため、冷却性能に影響を与えることを効果的に防ぐことができる。

また、突出部２２は、積層冷却器２における積層方向（Ｘ方向）の複数個所に形成されている。これによって、積層冷却器２を、筐体４に対するＺ方向の位置を規制しやすくできる。そのため、積層冷却器２が筐体４に対してＺ方向に振動することを効果的に抑制することができる。

また、突出部２２は、ベースプレート４１に係合している。これによって、Ｚ方向の双方について、筐体４に対する積層冷却器２の位置規制を容易に行うことができる。そのため、積層冷却器２が、筐体４に対してＺ方向に振動することを効果的に抑制することができる。また、ベースプレート４１に平行な方向についての積層冷却器２の位置規制も可能となる。

また、ベースプレート４１は、突出部２２を挿入して係合させる貫通係合孔４２を備え、突出部２２は、突出方向に対して直交する方向に弾性変形可能なバネ部２２０を備え、バネ部２２０が貫通係合孔４２の内側面に圧接することによって突出部２２がベースプレート４１に係合している。これによって、突出部２２をベースプレート４１に容易かつ安定して係合させることができる。

また、バネ部２２０は、積層方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）に弾性変形するよう形成されている。これによって、ベースプレート４１に対する積層冷却器２の位置が、Ｚ方向の他に、Ｙ方向にも規制される。また、かかる構成をとるとＸ方向については、ベースプレート４１に対して積層冷却器２の位置を規制しないようにすることができる。その結果、筐体４に積層冷却器２を半導体モジュール３と共に組み付けた後に、積層冷却器２をＸ方向に圧縮したりするなどの調整を行うことが可能となる。

また、冷却管２１は、積層方向（Ｘ方向）及びベースプレート４１の法線方向（Ｚ方向）に直交する方向（Ｙ方向）の複数個所に、突出部２２を備えている。これによって、積層冷却器２が筐体４に対して振動することをより効果的に抑制することができる。

また、突出部２２は、すべての冷却管２１から突出形成されている。これによって、積層冷却器２が筐体４に対して振動することを、さらに効果的に抑制することができる。また、すべての冷却管２１の形状を同じ形状とすることも可能となるため、生産性を向上しやすくなる。

以上のごとく、本例によれば、冷却性能に影響を与えることなく、積層冷却器の振動を抑制することができ、部品点数が少なく組立が容易な、電力変換装置を提供することができる。

なお、本例の電力変換装置１においては、図３に示すごとく、突出部２２がすべての冷却管２１に形成されているが、これに限定されるものではなく、一部の冷却管２１にのみ
形成してもよい。例えば、突出部２２を、互いに隣り合わない複数の冷却管２１から突出形成させてもよい。この場合には、すべての冷却管２１に突出部２２を形成する場合に比べて、材料費を低減させることができると共に、ベースプレート４１への積層冷却器２の組み付けを容易にすることができる。
また、場合によっては、突出部２２を、１個の冷却管２１にのみ形成しても構わない。

また、本例の突出部２２は、冷却管２１と一体的に形成されているが、例えば、突出部２２を冷却管２１とは別体によって形成してもよい。
また、本例の冷却管２１は、Ｙ方向の２個所に、突出部２２を備えているが、これに限定されるものではなく、例えば、各冷却管２１における突出部２２の形成箇所は３個所以上としてもよいし、１個とすることもできる。

（参考例２）
本例は、図８〜図１０に示すごとく、突出部２２におけるバネ部２２０が、積層方向（Ｘ方向）に弾性変形するよう形成された例である。
本例においても、突出部２２は、冷却管２１から突出した板状体を屈曲して形成したものであるが、その板状体の板厚方向がＸ方向となるように配設してある。

ベースプレート４１の貫通係合孔４２は、図９に示すごとく、突出部２２の形成数に応じて形成されている。つまり、一つの突出部２２に対して一つの貫通係合孔４２が、ベースプレート４１の所定の位置に形成されている。
貫通係合孔４２は、突出部２２のバネ部２２０が貫通係合可能なよう、若干Ｙ方向に長尺な長方形に形成されている。

本例の電力変換装置１においても、筐体４に積層冷却器２を配置するにあたって、図１０に示すごとく、ベースプレート４１の貫通係合孔４２に対して積層冷却器２の突出部２２を上方（Ｚ方向）から挿嵌させて組付ける。ただし、本例においては、貫通係合孔４２がＸ方向に長尺に形成されていないため、ベースプレート４１に突出部２２を係合させた後に積層冷却器２と半導体モジュール３との積層体をＸ方向に圧縮することが困難である。それゆえ、本例の場合には、筐体４の外で、積層冷却器２と半導体モジュール３とを組み合せると共に積層方向（Ｘ方向）に圧縮した後に、これらの積層体を筐体４内に配設することとなる。
その他は、参考例１と同様である。

本例のバネ部２２０は、積層方向（Ｘ方向）に平行する方向に弾性変形すると共に、ベースプレート４１の貫通係合孔４２の形状は、突出部２２のバネ部２２０が、貫通係合可能に、突出部２２の数に応じて形成されている。これによって、組付ける際の筺体４のベースプレート４１に対する積層冷却器２の位置決めを容易にできる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。

（実施例１）
本例は、図１１、図１２に示すごとく、貫通係合孔４２に貫通部４２１と段部４２２を形成すると共に、バネ部２２０には、段部４２２に面接触可能なストッパー部２２１を形成した例である。

上記貫通係合孔４２は、図１１、図１２に示すごとく、ベースプレート４１の法線方向（Ｚ方向）に貫通した貫通部４２１と、貫通部４２１に隣接すると共に積層冷却器２と反対側（図１１、図１２における下側）の面から窪んだ段部４２２を形成している。段部４２２は、貫通部４２１側を向いた側壁面４２３と、貫通部４２１の貫通方向を向いた底壁面４２４とを備える。

また、バネ部２２０は、段部４２２の底壁面４２４に面接触可能なストッパー部２２１を有する。すなわち、バネ部２２０は、突出部２２の突出側先端部から折り返された折返し部の先端において、突出部２２の突出方向（Ｚ方向）に直交するように屈曲して、ストッパー部２２１を形成している。

図１２に示すごとく、バネ部２２０を貫通係合孔４２に嵌合させたとき、バネ部２２０の一部は、段部４２２の側壁部４２３の角部に当接し、ストッパー部２２１が底壁部４２４に対向配置される。ここで、ストッパー部２２１は、底壁部４２４に接触していてもよいし、隙間を介して対向していてもよい。
その他は、参考例１と同様である。

本例の場合には、バネ部２２０のストッパー部２２１を、段部４２２の底壁面４２４に面接触させることができる。そのため、突出部２２をベースプレート４１に確実に係合させることができると共に、ベースプレート４１から突出部２２の抜けを確実に防止することもできる。そのため、大きい振動が電力変換装置１に加わった場合においても、積層冷却器２が、筐体４に対して大きく振動することを確実に抑制することができる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。

（実施例２）
本例は、図１３に示すごとく、積層冷却器２における連結部２３に突出部２２を設けると共に、一対のベースプレート４１の間に積層冷却器２を挟持した例である。
突出部２２は、隣り合う冷却管２１同士を連結する連結部２３から突出形成されている。具体的には、連結部２３を構成する一方の突出開口管２１０の一部を延長することによって、突出部２２を形成している。

筐体４は、図１３に示すごとく、互いに対向配置された一対のベースプレート４１を備える。具体的には、筐体４は、Ｚ方向の一方の面が開放された略直方体形状の箱型を有するケース本体４０１と、ケース本体４０１の開放面を塞ぐように配設される蓋体４０２とからなる。上記一対のベースプレート４１のうちの一方がケース本体４０１の底面部を構成するものであり、他方が蓋体４０２である。蓋部４０２は、ケース本体４０１に対して、ボルト等によって固定される。

本例の電力変換装置１は、一対のベースプレート４１の間に積層冷却器２を挟持してなり、突出部２２が一対のベースプレート４１の一方（蓋体４０２）に当接している。そして、積層冷却器２の冷却管２１を他方のベースプレート４１（ケース本体４０１の底面部）に当接させている。

また、本例においては、突出部２２は、冷却管２１よりもＺ方向に突出していない。そのため、突出部２２に当接する側のベースプレート４１（蓋体４０２）には、突出部２２に向かって***した複数の凸部４３が形成されている。この凸部４３に突出部２２が当接している。
その他は、参考例１と同様である。

本例の場合には、ベースプレート４１の構造を簡素化しやすく、また筐体４への積層冷却器２の組み付けも容易にし易い。すなわち、一対のベースプレート４１の間に積層冷却器２を挟持する構造とすることによって、例えば、ベースプレート４１に突出部２２が係合する被係合部（例えば、参考例１の図２〜図５に示した貫通係合孔４２）を形成するなどの加工が不要となる。また、これに伴い、突出部２２を被係合部に係合する作業が不要となるため、組付けをより容易にできる。また、突出部２２をベースプレート４１に当接させて積層冷却器２の位置規制を行うことで、積層冷却器２の冷却管２１等が変形することも防ぐことができる。

また、突出部２２は、隣り合う冷却管２１同士を連結する連結部２３から突出形成されている。これによって、ベースプレート４１との間の位置決めを行う部分を冷却管２１とは異なる部分に形成することとなるため、冷却管２１の変形を確実に防止できる。その結果、積層冷却器２の冷却性能への影響をより低減することができる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、図１４に示すごとく、一対のベースプレート４１の間に積層冷却器２を挟持して、突出部２２を一対のベースプレート４１の双方に当接させた例である。
積層冷却器２は、連結管２３から一対のベースプレート４１に向かって突出部２２をそれぞれ突出形成してなり、一対のベースプレート４１の双方に突出部２２が当接している。
また、本例においては、一対のベースプレート４１の双方（蓋部４０２及びケース本体４０１の底面部）に、突出部２２が当接可能な凸部４３が形成されている。
その他は、実施例２と同様である。

本例の場合には、積層冷却器２が突出部２２以外の部分においてベースプレート４１に当接しないようにすることができるため、積層冷却器２の冷却管２１等が変形することをより確実に防ぐことができる。
その他、実施例２と同様の作用効果を有する。

（実施例４）
本例は、図１５に示すごとく、突出部２２を冷却管２１よりもベースプレート４１側へ突出するように形成した例である。
一対のベースプレート４１の間に積層冷却器２を挟持して、突出部２２を一対のベースプレート４１の一方（蓋体４０２）に当接させている。また、他方のベースプレート４１（ケース本体４０１の底面部）には、積層冷却器２の冷却管２１が当接している。
なお、突出部２２をケース本体４０１の底面部に当接させ、冷却管２１を蓋体４０２に当接させる構成としてもよい。
その他、実施例２と同様である。

本例の場合には、平板状の一対のベースプレート４１の間に積層冷却器２を挟持することができる。それゆえ、ベースプレート４１の構造を簡素化することができると共に、組付けをより容易にできる。
その他、実施例２と同様の作用効果を有する。

（実施例５）
本例は、図１６に示すごとく、突出部２２を、一対のベースプレート４１の双方へ向かって、冷却管２１よりも突出させた例である。
これにより、連結部２３から一方のベースプレート４１（ケース本体４０１の底面部）側に突出した突出部２２と、他方のベースプレート４１（蓋部４０２）側に突出した突出部２２との双方が、ベースプレート４１に当接している。
その他は、実施例４と同様である。
本例によれば、上述した実施例３の作用効果と実施例４の作用効果との双方を奏することができる。

（実施例６）
本例は、図１７に示すごとく、連結部２３を冷却管２１とは別部材の環状部材によって構成し、該環状部材の外周面から突出部２２を突出させた例である。
すなわち、連結部２３は、環状部材を冷却管２１に接合してなる。この連結部２３の外周面から、少なくともＺ方向の一方へ突出部２２を突出形成してある。また、突出部２２は、一方のベースプレート４１（蓋部４０２）へ向かって、冷却管２１よりも突出している。これにより、平板状の蓋部４０２（ベースプレート４１）に突出部２２が当接している。
また、積層冷却器２は、冷却管２１において、他方のベースプレート４１（ケース本体４０１の底面部）に当接している。
その他は、実施例４と同様である。

本例の場合には、冷却管２１とは、別部材の連結管２３（環状部材）に突出部２２を形成することとなるため、その加工が容易となる。
その他、実施例４と同様の作用効果を得ることができる。

なお、突出部２２は、連結部２３の全周にわたって環状に形成することもできる。この場合には、突出部２２をＺ方向の双方において、冷却管２１よりも突出させることができる。そのため、実施例５と同様に、一対のベースプレート４１に突出部２２を当接させることができる。

本発明の電力変換装置は、上述した実施例以外にも、種々の態様をとり得る。
例えば、冷却管から突出させた突出部をベースプレートに当接させる構成とすることもできるし、連結部から突出させた突出部をベースプレートに係合させる構成とすることもできる。

１ 電力変換装置
２ 積層冷却器
２１ 冷却管
２２ 突出部
３ 半導体モジュール
４ 筺体
４１ ベースプレート

Claims (16)

1. 冷却媒体を流通させる複数の冷却管を積層すると共に連結してなる積層冷却器と、
   隣り合う上記冷却管の間に挟持された複数の半導体モジュールと、
   上記積層冷却器及び上記半導体モジュールを収容する筐体とを有し、
   該筐体は、上記積層冷却器における積層方向と直交する方向において該積層冷却器に対向配置されたベースプレートを有し、
   上記積層冷却器は、上記ベースプレートへ向かって突出する突出部を備え、
   該突出部は、上記ベースプレートの法線方向についての該ベースプレートに対する上記積層冷却器の位置を規制するよう構成してあり、
   上記突出部は、上記ベースプレートに係合しており、
   上記ベースプレートは、上記突出部を挿入して係合させる貫通係合孔を備え、上記突出部は、突出方向に対して直交する方向に弾性変形可能なバネ部を備え、該バネ部が上記貫通係合孔の内側面に圧接することによって上記突出部が上記ベースプレートに係合しており、
   上記貫通係合孔は、上記ベースプレートの法線方向に貫通した貫通部と、該貫通部に隣接すると共に上記積層冷却器と反対側の面から窪んだ段部を形成してなり、該段部は、上記貫通部側を向いた側壁面と、上記貫通部の貫通方向を向いた底壁面とを備え、上記バネ部は、該段部の上記底壁面に面接触可能なストッパー部を有することを特徴とする電力変換装置。
2. 請求項１に記載の電力変換装置において、上記バネ部は、上記積層方向に直交する方向に弾性変形するよう形成されていることを特徴とする電力変換装置。
3. 請求項１又は２に記載の電力変換装置において、上記突出部は、上記冷却管から突出形成されていることを特徴とする電力変換装置。
4. 請求項３に記載の電力変換装置において、上記冷却管は、上記積層方向及び上記ベースプレートの法線方向に直交する方向の複数個所に、上記突出部を備えていることを特徴とする電力変換装置。
5. 請求項３又は４に記載の電力変換装置において、上記突出部は、すべての上記冷却管から突出形成されていることを特徴とする電力変換装置。
6. 請求項３又は４に記載の電力変換装置において、上記突出部は、互いに隣り合わない複数の上記冷却管から突出形成されていることを特徴とする電力変換装置。
7. 請求項１又は２に記載の電力変換装置において、上記突出部は、隣り合う上記冷却管同士を連結する連結部から突出形成されていることを特徴とする電力変換装置。
8. 冷却媒体を流通させる複数の冷却管を積層すると共に連結してなる積層冷却器と、
   隣り合う上記冷却管の間に挟持された複数の半導体モジュールと、
   上記積層冷却器及び上記半導体モジュールを収容する筐体とを有し、
   該筐体は、上記積層冷却器における積層方向と直交する方向において該積層冷却器に対向配置されたベースプレートを有し、
   上記積層冷却器は、上記ベースプレートへ向かって突出する突出部を備え、
   該突出部は、上記ベースプレートの法線方向についての該ベースプレートに対する上記積層冷却器の位置を規制するよう構成してあり、
   上記突出部は、隣り合う上記冷却管同士を連結する連結部から突出形成されていることを特徴とする電力変換装置。
9. 請求項８に記載の電力変換装置において、上記突出部は、上記ベースプレートに係合していることを特徴とする電力変換装置。
10. 請求項９に記載の電力変換装置において、上記ベースプレートは、上記突出部を挿入して係合させる貫通係合孔を備え、上記突出部は、突出方向に対して直交する方向に弾性変形可能なバネ部を備え、該バネ部が上記貫通係合孔の内側面に圧接することによって上記突出部が上記ベースプレートに係合していることを特徴とする電力変換装置。
11. 請求項１０に記載の電力変換装置において、上記バネ部は、上記積層方向に直交する方向に弾性変形するよう形成されていることを特徴とする電力変換装置。
12. 請求項８に記載の電力変換装置において、上記筐体は、互いに対向配置された一対の上記ベースプレートを備え、該一対のベースプレートの間に上記積層冷却器を挟持してなり、上記突出部が上記一対のベースプレートの少なくとも一方に当接していることを特徴とする電力変換装置。
13. 請求項１２に記載の電力変換装置において、上記積層冷却器は、上記一対のベースプレートに向かって上記突出部をそれぞれ突出形成してなり、上記一対のベースプレートの双方に上記突出部が当接していることを特徴とする電力変換装置。
14. 請求項７〜１３のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記突出部は、上記冷却管よりも上記ベースプレート側へ突出していることを特徴とする電力変換装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記突出部は、上記冷却管の壁部よりも剛性が低いことを特徴とする電力変換装置。
16. 請求項１〜１５に記載の電力変換装置において、上記突出部は、上記積層冷却器における積層方向の複数個所に形成されていることを特徴とする電力変換装置。

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