JP5609762B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
該積層体の積層方向の一端において該積層体が固定される被固定部とを備え、
個々の上記冷却管は、上記積層方向に対向配置された一対の外殻部材と、該一対の外殻部材の間に介在する環状のガスケットとを有し、
上記一対の外殻部材は、互いの間に上記ガスケットを挟持して重ね合わされるフランジ部と、該フランジ部の内側から上記積層方向に向って互いに反対側に膨出した膨出部とを有し、対向配置された上記一対の外殻部材の上記膨出部の間に、上記冷媒が流れる冷媒流路が形成されており、上記一対の外殻部材は、上記ガスケットを介して圧接され、
上記冷却管の上記フランジ部には、上記積層方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、上記積層体における複数の上記外殻部材の上記貫通孔にボルトを挿入し、上記被固定部材に形成した雌螺子部に上記ボルトを螺合することにより、上記積層体を上記積層方向に押圧しつつ上記被固定部に固定しており、
上記複数のボルトのうち最も近い上記ボルトから離れた部位ほど、上記ガスケットの上記積層方向における厚さが厚くなるか、又は上記フランジ部の上記ガスケットに接触する面が該ガスケット側に突出す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)。
ボルトを使って積層体を固定すると、冷却管のうちボルトから離れた部位は、ボルトの締結力が加わりにくくなり、上記一対の外殻部材の隙間が広がりやすくなる。そこで、複数のボルトのうち最も近いボルトから離れた部位ほど、ガスケットの厚さが厚くなるか、又はフランジ部のガスケットに接触する面がガスケット側に突出するよう構成した。これにより、ボルトから離れた部位における冷媒のシール性を高めることが可能になる。その結果、ボルトからの距離によってフランジ部とガスケットとの間の圧接力にばらつきが生じにくくなり、ボルトに近い部位においても、遠い部位においても、冷媒の漏出を防ぐことができる。
本発明の電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド車に搭載する車載用電力変換装置とすることができる。被固定部としては、例えば、電力変換装置の収納ケースの一部を用いることができる。また、ガスケットとしては、弾性樹脂からなるガスケットや、金属材料からなるガスケットを用いることができる。
この場合には、上記中央部から冷媒が漏れることを防止できる。すなわち、単に、上記幅方向における冷却管の両端部に貫通孔を形成し、この貫通孔にボルトを挿入して積層体を固定しただけでは、ボルトから離れた部位、すなわち中央部においてボルトの締結力が加わりにくくなり、一対の外殻部材の隙間が広がって冷媒が漏れやすくなるが、上記構造にすると、冷却管の中央部における冷媒のシール性を高めることが可能になる。そのため、中央部から冷媒が漏れることを防止できる。また、冷却管を両端部においてボルト固定することにより、積層体をより安定して被固定部に固定することが可能になる。
この場合には、上記両端部から冷媒が漏れることを防止できる。すなわち、単に、上記幅方向における冷却管の中央部に貫通孔を形成し、この貫通孔にボルトを挿入して積層体を固定しただけでは、ボルトから離れた部位、すなわち上記両端部においてボルトの締結力が加わりにくくなり、一対の外殻部材の隙間が広がって冷媒が漏れやすくなるが、上記構造にすると、冷却管の両端部における冷媒のシール性を高めることが可能になる。そのため、該両端部から冷媒が漏れることを防止できる。
この場合には、フランジ部の厚さを均一にした場合でも、冷媒のシール性を高めることができる。そのため、例えば、平らな金属板にプレス加工等を施すことによって外殻部材を形成できる。これにより、冷却管の製造コストを低減することが可能になる。
この場合には、ガスケットの厚さを均一にした場合でも、冷媒のシール性を高めることができる。そのため、ガスケットの製造コストを低減することが可能になる。
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図1〜図8を用いて説明する。
図1に示すごとく、本例の電力変換装置1は、複数の半導体モジュール2と複数の冷却管3とを積層した積層体10と、該積層体10が固定される被固定部4とを備える。
半導体モジュール2は、半導体素子を封止した本体部20を有し、該本体部20からパワー端子21(図2参照)が突出している。冷却管3は、半導体モジュール2を冷却する冷媒11が流れる冷媒流路30(図3参照)を内部に備える。積層体10は、積層体10の積層方向(X方向)の一端において、被固定部4に固定されている。
図3、図4に示すごとく、一対の外殻部材31は、互いの間にガスケット32を挟持して重ね合わされるフランジ部33と、フランジ部33の内側からX方向に向って互いに反対側に膨出した膨出部34とを有する。対向配置された一対の外殻部材31の膨出部34の間に、冷媒11が流れる冷媒流路30が形成されている。一対の外殻部材31は、ガスケット32を介して圧接されている。
そして、複数のボルト5のうち最も近いボルト5から離れた部位ほど、ガスケット32の積層方向における厚さが厚くなるよう構成されている。
ボルト5を使って積層体10を固定すると、冷却管3のうちボルト5から離れた部位は、ボルト5の締結力が加わりにくくなり、一対の外殻部材31の隙間が広がりやすくなる。そこで、本例では、複数のボルト5のうち最も近いボルト5から離れた部位ほど、ガスケット32の厚さが厚くなるよう構成した。これにより、ボルト5から離れた部位における冷媒11のシール性を高めることができる。その結果、ボルト5に近い部位においても、遠い部位においても、冷媒11が漏出しにくくなる。
このようにすると、中央部38における冷媒11のシール性を高めることが可能になる。ボルト5を用いて積層体10を固定すると、ボルト5から離れた部位(中央部)においてボルト5の締結力が加わりにくくなり、一対の外殻部材31の隙間が広がりやすくなるが、本例では、この中央部のシール性を高めることができるため、中央部38から冷媒11が漏れる不具合を防止できる。また、本例では、積層体10の長手方向(Y方向)の両端部37において積層体10を固定できるため、積層体10をしっかりと固定することができ、耐振性を向上させることができる。
本例は、冷却管3の構造を変更した例である。図9、図10に示すごとく、本例では、ガスケット32の厚さを均一にし、Y方向における両端部37から中央部38に向うほど、フランジ部33のガスケット32に接触する面335がガスケット32側に突出するようにしてある。また、本例では、フランジ部33の厚さを、中央部38において厚くすることにより、上記面335がガスケット32側に突出するようにした。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、冷却管3の構造を変更した例である。図11に示すごとく、本例では2個の半導体モジュール2を、Y方向に所定の間隔をあけて配置した。そして、これら2個の半導体モジュール2の間、すなわち、Y方向における冷却管3の中央部38に、一対の貫通孔35を形成した。この貫通孔38にボルト5(図1参照)を挿入することにより、積層体10を被固定部4に固定した。一対の貫通孔35は、外殻部材31のフランジ部33において、膨出部34をZ方向から挟む位置に形成されている。そして、図12に示すごとく、Y方向における中央部38から両端部37に向かうほど、ガスケット32のX方向における厚さが厚くなるようにした。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
10 積層体
2 半導体モジュール
3 冷却管
30 冷媒流路
31 外殻部材
33 フランジ部
34 膨出部
35 貫通孔
4 被固定部
5 ボルト
Claims (5)
- 半導体素子を封止した本体部からパワー端子が突出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冷媒が流れる複数の冷却管とを積層した積層体と、
該積層体の積層方向の一端において該積層体が固定される被固定部とを備え、
個々の上記冷却管は、上記積層方向に対向配置された一対の外殻部材と、該一対の外殻部材の間に介在する環状のガスケットとを有し、
上記一対の外殻部材は、互いの間に上記ガスケットを挟持して重ね合わされるフランジ部と、該フランジ部の内側から上記積層方向に向って互いに反対側に膨出した膨出部とを有し、対向配置された上記一対の外殻部材の上記膨出部の間に、上記冷媒が流れる冷媒流路が形成されており、上記一対の外殻部材は、上記ガスケットを介して圧接され、
上記冷却管の上記フランジ部には、上記積層方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、上記積層体における複数の上記外殻部材の上記貫通孔にボルトを挿入し、上記被固定部材に形成した雌螺子部に上記ボルトを螺合することにより、上記積層体を上記積層方向に押圧しつつ上記被固定部に固定しており、
上記複数のボルトのうち最も近い上記ボルトから離れた部位ほど、上記ガスケットの上記積層方向における厚さが厚くなるか、又は上記フランジ部の上記ガスケットに接触する面が該ガスケット側に突出す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1に記載の電力変換装置において、上記パワー端子の突出方向と上記積層方向との双方に直交する幅方向における、上記冷却管の両端部に一対の上記貫通孔が形成され、上記幅方向における両端部から中央部に向かうほど、上記ガスケットの上記積層方向における厚さが厚くなるか、又は上記フランジ部の上記ガスケットに接触する面が該ガスケット側に突出す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1に記載の電力変換装置において、上記パワー端子の突出方向と上記積層方向との双方に直交する幅方向における、上記冷却管の中央部に一対の上記貫通孔が形成され、上記幅方向における中央部から両端部に向かうほど、上記ガスケットの上記積層方向における厚さが厚くなるか、又は上記フランジ部の上記ガスケットに接触する面が該ガスケット側に突出す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1〜請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置において、上記複数のボルトのうち最も近い上記ボルトから離れた部位ほど、上記ガスケットの上記積層方向における厚さが厚くな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1〜請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置において、上記複数のボルトのうち最も近い上記ボルトから離れた部位ほど、上記フランジ部の上記ガスケットに接触する面が該ガスケット側に突出するよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。
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