冷卻構造體和電力轉換裝置製造方法
2023-07-14 09:22:06 1
冷卻構造體和電力轉換裝置製造方法
【專利摘要】具備：半導體功率組件(11)，其在殼體(12)的一面形成有散熱構件(13)；以及冷卻體(3)，其接合於散熱構件；安裝基板(22)、(23)，其安裝有電路部件，該電路部件包括用於驅動半導體開關元件的發熱電路部件；以及傳熱支承用金屬板(32)，其將該安裝基板支承為在該安裝基板與半導體功率組件之間保持規定間隔，使該傳熱支承用金屬板與冷卻體接觸以使安裝基板的發熱不經由框體地發散到所述冷卻體，其中，在散熱構件的與冷卻體接合的一側突出地形成有液體接觸部(17)，冷卻體形成有浸漬部(5)，該浸漬部在冷卻體的與散熱構件接合的一側開口且供液體接觸部浸漬在流通的冷卻液中，在散熱構件處設有自外側對浸漬部進行液密密封的液密密封部(18)、(19)。
【專利說明】冷卻構造體和電力轉換裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於冷卻發熱體的熱的冷卻構造體和在內置有電力轉換用的半導體開關元件的組件之上與該組件之間保持規定間隔地支承安裝基板的電力轉換裝置，該安裝基板安裝有包括用於驅動所述半導體開關元件的發熱電路部件的電路部件。
【背景技術】
[0002]作為這種電力轉換裝置，已知有專利文獻I所記載的電力轉換裝置。
[0003]該電力轉換裝置為如下這樣:在框體內配置供冷卻液通過的水冷套，在該水冷套之上配置有功率組件(power module),該功率組件內置有作為電力轉換用的半導體開關元件的IGBT。而且，該電力轉換裝置採用如下直接冷卻方式:在水冷套上，在與功率組件接合的一側開口而設置浸潰部，冷卻液在該浸潰部中流通，在功率組件上，在水冷套側突出地設置浸潰於浸潰部中的液體接觸部。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2010-35346號
【發明內容】
_7] 發明要解決的問題
[0008]在採用直接冷卻方式的情況下，在功率組件的接合面和水冷套的接合面的一者上形成周槽，將O型圈安裝於該周槽，通過接合面彼此來擠壓O型圈，以此設置了液密密封構造。
[0009]然而，在水冷套的接合面形成周槽時，在將作為大型重物的水冷套安裝於加工機械而對水冷套進行加工時的處理困難,有可能增大加工成本。
[0010]此外，周槽的一般形狀為四邊形，在通過接合面彼此來擠壓O型圈之前，O型圈有可能脫離周槽，在組裝效率方面存在問題。
[0011]本發明是著眼於上述以往例的未解決課題而完成的，其目的在於提供一種能夠實現降低加工成本並且通過做成O型圈不易脫離周槽的構造來提高組裝效率的冷卻構造體以及電力轉換裝置。
[0012]用於解決問題的方案
[0013]為了達到上述目的，本發明的一技術方案的冷卻構造體具備:發熱體；以及冷卻體，其接合於所述發熱體；其中，所述冷卻體具備浸潰部，該浸潰部是通過在該冷卻體的與所述發熱體接合的一側開口而形成的，冷卻液在該浸潰部中流通；在所述發熱體的與所述冷卻體接合的一側突出地形成有插入並配置於所述浸潰部的液體接觸部，並且，該發熱體具備用於對所述浸潰部進行液密密封的液密密封部。
[0014]採用該一技術方案的冷卻構造體，與作為大型重物的冷卻體相比，對於發熱體而言，即使安裝於加工機械進行加工，加工時的處理也容易，因此，在發熱體處設置液密密封部時的加工成本降低。
[0015]此外，本發明的一技術方案的電力轉換裝置具備:半導體功率組件，在其一面形成有散熱構件；以及冷卻體，其接合於所述散熱構件；其中，所述冷卻體具備浸潰部，該浸潰部是通過在該冷卻體的與所述散熱構件接合的一側開口而形成的，冷卻液在該浸潰部中流通；在所述散熱構件的與所述冷卻體接合的一側突出地形成有插入並配置於所述浸潰部的液體接觸部，並且，該散熱構件具備用於對所述浸潰部進行液密密封的液密密封部。
[0016]採用該一技術方案的電力轉換裝置，與作為大型重物的冷卻體相比，對於散熱構件而言，即使安裝於加工機械進行加工，加工時的處理也容易，因此，在散熱構件處設置液密密封部時的加工成本降低。
[0017]此外，本發明的一技術方案的電力轉換裝置具備:半導體功率組件，在其一面形成有散熱構件；冷卻體，其接合於所述散熱構件；以及傳熱板，其用於將安裝有電路部件的安裝基板的熱向所述冷卻體傳遞，該電路部件用於驅動所述半導體功率組件；其中，所述冷卻體具備浸潰部，該浸潰部是通過在該冷卻體的與所述散熱構件接合的一側開口而形成的，冷卻液在該浸潰部中流通；所述散熱構件具備液體接觸部和周槽，該液體接觸部在該散熱構件的與所述冷卻體接合的一側突出並插入和配置於所述浸潰部，該周槽以包圍該浸潰部的開口的方式形成且安裝有O型圈；所述散熱構件與所述冷卻體以利用比所述周槽靠外周側的彼此的平坦接合面夾持所述傳熱板的方式接合起來，所述O型圈的截面直徑為比所述O型圈與所述冷卻體之間的接觸面和所述O型圈與周槽之間的接觸面之間的距離大的值。
[0018]採用該一技術方案的電力轉換裝置，與作為大型重物的冷卻體相比，對於散熱構件而言，即使安裝於加工機械進行加工，加工時的處理也容易，因此，在散熱構件處形成用於安裝O型圈的周槽時的加工成本降低。
[0019]此外，本發明的一技術方案的電力轉換裝置具備:半導體功率組件，其在殼體中內置有電力轉換用的半導體開關元件，在該殼體的一面形成有散熱構件；冷卻體，其接合於所述散熱構件；安裝基板，其安裝有電路部件，該電路部件包括用於驅動所述半導體開關元件的發熱電路部件；以及傳熱支承用金屬板，其將該安裝基板支承為在該安裝基板與所述半導體功率組件之間保持規定間隔，使該傳熱支承用金屬板與所述冷卻體接觸以使該安裝基板的發熱不經由框體地發散到所述冷卻體，其中，在所述散熱構件的與所述冷卻體接合的一側突出地形成有液體接觸部，所述冷卻體形成有浸潰部，該浸潰部在該冷卻體的與所述散熱構件接合的一側開口且供所述液體接觸部浸潰在流通的冷卻液中，在所述散熱構件處設有自外側對所述浸潰部進行液密密封的液密密封部。
[0020]採用該一技術方案的電力轉換裝置，與作為大型重物的冷卻體相比，對於散熱構件而言，即使安裝於加工機械進行加工，加工時的處理也容易，因此，在散熱構件處設置液密密封部時的加工成本降低。
[0021]此外，在本發明的一技術方案的電力轉換裝置中，所述液密密封部具備:周槽，其以包圍所述浸潰部的外側的方式形成在所述散熱構件的與所述冷卻體接合的一側；以及O型圈，以防止脫落的狀態將該O型圈安裝於該周槽。
[0022]採用該一技術方案的電力轉換裝置，能夠以簡便的結構形成液密密封部。
[0023]此外，在本發明的一技術方案的電力轉換裝置中，所述周槽形成為具備第I傾斜內壁和第2傾斜內壁的燕尾槽(日語:A >9溝)形狀，該第I傾斜內壁自槽底的寬度方向的一側傾斜地延伸至開口部，該第2傾斜內壁自所述槽底的寬度方向的另一側傾斜地延伸至所述開口部。
[0024]採用該一技術方案的電力轉換裝置，即使安裝有O型圈的周槽開口部朝向下方，O型圈也不會從燕尾槽形狀的周槽脫落，因此，能夠大幅提高電力轉換裝置的組裝效率。
[0025]此外，在本發明的一技術方案的電力轉換裝置中，所述周槽為具備傾斜內壁和垂直內壁的半燕尾槽(日語:片A D溝)形狀，該傾斜內壁自槽底傾斜地延伸至開口部，該垂直內壁自所述槽底垂直地延伸至所述開口部。
[0026]採用該一技術方案的電力轉換裝置，即使安裝有O型圈的周槽開口部朝向下方，O型圈也不會從半燕尾槽形狀的周槽脫落，因此，能夠大幅提高電力轉換裝置的組裝效率。
[0027]發明的效果
[0028]採用本發明的冷卻構造體以及電力轉換裝置，能夠實現降低加工成本並且通過做成O型圈不易脫離周槽的構造來提高組裝效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是表示本發明的電力轉換裝置的整體結構的剖視圖。
[0030]圖2是表示圖1中的電力轉換裝置的主要部分的剖視圖。
[0031]圖3是表示本發明的第I實施方式的液密密封部的構造的圖。
[0032]圖4是表示圖1的電力轉換裝置中的與圖2不同位置的主要部分的剖視圖。
[0033]圖5是表示傳熱支承用金屬板的側視圖。
[0034]圖6是說明發熱電路部件的整個散熱路徑的圖。
[0035]圖7是表示本發明的散熱構件與冷卻體在被組裝起來之前的狀態的圖。
[0036]圖8是表示本發明的第2實施方式的液密密封部的構造的圖。
【具體實施方式】
[0037]下面，參照附圖詳細說明用於實施本發明的方式(以下稱作實施方式。)。
[0038]圖1是表示本發明的整體結構的剖視圖，圖2是放大地表示圖1中的主要部分的圖。
[0039]圖1中的附圖標記I是電力轉換裝置，該電力轉換裝置I被收納在框體2內。框體2是將合成樹脂材料成形而成的，由隔著具有水冷套結構的冷卻體3而被上下分割開的下部框體2A和上部框體2B構成。
[0040]下部框體2A由有底方筒體構成。該下部框體2A的開放上部被冷卻體3覆蓋，在該下部框體2A的內部收納有平滑用的薄膜電容器(film condenser)4o
[0041]上部框體2B具備上端和下端開放的方筒體2a和用於封閉該方筒體2a的上端的蓋體2b。而且，方筒體2a的下端被冷卻體3封閉。
[0042]雖未圖示，但在該方筒體2a的下端與冷卻體3之間夾設有通過塗布液狀密封劑、夾入橡膠製密封件等實現的密封材料。
[0043]冷卻體3是例如將熱導率高的鋁、鋁合金注射成形而形成的，其下表面為平坦面，冷卻水的供水口 3a和排水口 3b向框體2的外方開口。該供水口 3a和排水口 3b例如經由撓性軟管連接於未圖示的冷卻水供給源。
[0044]在冷卻體3的上表面中央形成有與供水口 3a和排水口 3b連通的以四邊形形狀開口的浸潰部5，而且，在浸潰部5的上部開口部的周緣上形成有自冷卻體3的另一個平坦的上表面(圖2中的附圖標記3c)向上方突出並供後述的O型圈7抵接的O型圈抵接部8。
[0045]此外，返回到圖1，在冷卻體3上形成有貫通孔3e，該貫通孔3e供保持在下部框體2A中的薄膜電容器4的被絕緣覆蓋的正負電極4a沿上下方向貫通。
[0046]電力轉換裝置I具備功率組件11，該功率組件11內置有作為電力轉換用的例如構成逆變電路的半導體開關元件的例如絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)。該功率組件11在扁平的長方體狀的絕緣性的殼體12中內置有IGBT，在殼體12的下表面形成有金屬制的散熱構件13。
[0047]在散熱構件13的下表面中央部形成有進入到冷卻體3的浸潰部5中的液體接觸部17。該液體接觸部17由互相隔開均等的間隔且自散熱構件13的下表面以規定長度突出的許多個冷卻片17a構成，許多個冷卻片17a會浸潰在從供水口 3a流入到浸潰部5的冷卻水中。
[0048]此外，在散熱構件13的下表面13a的液體接觸部17的周圍，形成有四邊框狀的周槽18，在該周槽18中安裝有O型圈19。
[0049]如圖3所示，周槽18是截面形狀為具備第I傾斜內壁18c和第2傾斜內壁18d的燕尾槽形狀的周槽，該第I傾斜內壁18c自槽底18a的寬度方向的一側傾斜地延伸至開口部18b，該第2傾斜內壁18d自槽底18a的寬度方向的另一側傾斜地延伸至開口部18b。O型圈19的截面直徑為比自該周槽18的槽底18a至開口部18b為止的垂直高度尺寸大的值。此外，該O型圈19的截面直徑被設定為比開口部18b的寬度大的值，該O型圈19彈性變形地安裝在燕尾槽形狀的周槽18的內部。
[0050]返回到圖2，在俯視觀察時，在殼體12和散熱構件13的四角形成有供固定螺釘14貫通的貫通孔15。此外，在殼體12的上表面，在貫通孔15內側的4個部位突出地形成有規定高度的基板固定部16。
[0051]在基板固定部16的上端固定有驅動電路基板21,該驅動電路基板21安裝有用於驅動內置在功率組件11中的IGBT的驅動電路等。此外，在驅動電路基板21的上方，與該驅動電路基板21之間保持規定間隔地固定有作為安裝基板的控制電路基板22，該控制電路基板22安裝有用於控制內置在功率組件11中的IGBT的控制電路等，該控制電路包括發熱量相對較大或者發熱密度相對較大的發熱電路部件。並且，在控制電路基板22的上方，與該控制電路基板22之間保持規定間隔地固定有作為安裝基板的電源電路基板23，該電源電路基板23安裝有用於向內置在功率組件11中的IGBT供給電源的包括發熱電路部件的電源電路等。
[0052]而且，驅動電路基板21是通過如下方式固定的:向驅動電路基板21的形成在與基板固定部16相對的位置的貫通孔21a內貫通連接螺釘24的外螺紋部24a，並將該外螺紋部24a螺紋結合於形成在基板固定部16的上表面的內螺紋部16a。
[0053]此外，控制電路基板22是通過如下方式固定的:向控制電路基板22的形成在與連接螺釘24的內螺紋部24b相對的位置的貫通孔22a內貫通連接螺釘25的外螺紋部25a，並將該外螺紋部25a螺紋結合於連接螺釘24的內螺紋部24b，其中，該內螺紋部24b形成在連接螺釘24的上端。
[0054]並且，電源電路基板23是通過如下方式固定的:向電源電路基板23的形成在與連接螺釘25的內螺紋部25b相對的位置的貫通孔23a內貫通固定螺釘26，並將該固定螺釘26螺紋結合於連接螺釘25的內螺紋部25b，其中，該內螺紋部25b形成在連接螺釘25的上端。
[0055]此外，控制電路基板22不藉助框體2而獨自地形成通向冷卻體3的散熱路徑地被傳熱支承用金屬板32支承，電源電路基板23不藉助框體2而獨自地形成通向冷卻體3的散熱路徑地被傳熱支承用金屬板33支承。該傳熱支承用金屬板32和傳熱支承用金屬板33由熱導率高的金屬板例如鋁或者鋁合金制的金屬板形成。
[0056]傳熱支承用金屬板32是一體地具備平板形狀的傳熱支承板部32a、自該傳熱支承板部32a的右側端部向下方彎折而朝向散熱構件13延伸的傳熱支承側板部32b、以及自傳熱支承側板部32b的下端部向左側彎折而沿著散熱構件13的下表面延伸的冷卻體接觸板部32c的部件。
[0057]控制電路基板22利用固定螺釘36隔著傳熱構件35固定在傳熱支承板部32a上。傳熱構件35由具有伸縮性的彈性體構成為與電源電路基板23相同的外形尺寸。作為該傳熱構件35，應用了通過使金屬填料介入矽橡膠的內部來發揮絕緣性能並提高了傳熱性的構件。
[0058]此外，傳熱支承用金屬板33是一體地具備平板形狀的傳熱支承板部33a、自該傳熱支承板部33a的左側端部向下方彎折而朝向散熱構件13延伸的傳熱支承側板部33b、以及自傳熱支承側板部33b的下端部向右側彎折而沿著散熱構件13的下表面延伸的冷卻體接觸板部33c的部件。
[0059]電源電路基板23利用固定螺釘38隔著與前述的傳熱構件35同樣的傳熱構件37固定在傳熱支承板部33a上。
[0060]通過將該傳熱支承用金屬板32設為一體部件以及將該傳熱支承用金屬板33設為一體部件，能夠減小熱阻而進行更高效的散熱。此外，通過將傳熱支承用金屬板32中的傳熱支承板部32a與傳熱支承側板部32b之間的連結部以及傳熱支承側板部32b與冷卻體接觸板部32c之間的連結部設為彎曲部，將傳熱支承用金屬板33中的傳熱支承板部33a與傳熱支承側板部33b之間的連結部以及傳熱支承側板部33b與冷卻體接觸板部33c之間的連結部設為彎曲部，能夠提高相對於傳遞到電力轉換裝置I的上下振動、橫向擺動等的耐振動性。
[0061]如圖4所示，在電源電路基板23的下表面側安裝有發熱電路部件39，電源電路基板23、傳熱構件37以及傳熱支承板部33a利用固定螺釘38以層疊狀態被固定，在傳熱支承板部33a的下表面，為了縮短絕緣距離而粘貼有絕緣片43。另外，將這些層疊狀態的部件稱作電源電路單元U3。
[0062]此時，安裝在電源電路基板23的下表面側的發熱電路部件39利用傳熱構件37的彈性被塞入在傳熱構件37內。因此，發熱電路部件39與傳熱構件37能夠適度地接觸，並且傳熱構件37與電源電路基板23以及傳熱構件37與傳熱支承板部33a之間能夠良好地接觸，能夠減少傳熱構件37與電源電路基板23以及傳熱構件37與傳熱支承板部33a之間的熱阻。
[0063]此外，雖未圖示，但在控制電路基板22的下表面側也安裝有發熱電路部件，控制電路基板22、傳熱構件35以及傳熱支承板部32a利用固定螺釘36以層疊狀態被固定，在傳熱支承板部32a的下表面，為了縮短絕緣距離而粘貼有絕緣片42。另外，將這些層疊狀態的部件稱作控制電路單元U2。
[0064]而且，安裝在控制電路基板22的下表面側的發熱電路部件利用傳熱構件35的彈性被塞入在傳熱構件35內，控制電路基板22與傳熱構件35能夠適度地接觸，並且傳熱構件35與控制電路基板22以及傳熱構件35與傳熱支承板部32a之間能夠良好地接觸，能夠減少傳熱構件35與控制電路基板22以及傳熱構件35與傳熱支承板部32a之間的熱阻。
[0065]此外，如圖5所示，在傳熱支承用金屬板的傳熱支承側板部33b上，在與功率組件11的圖1所示的3相交流輸出端子Ilb相對應的位置形成有供後述的母線(日語:K一)55貫通的例如方形的3個貫通孔33i。這樣，通過形成3個貫通孔33i，能夠在相鄰的貫通孔33i之間形成寬度較大的傳熱路徑Lh，能夠增加整個傳熱路徑的截面積來高效地傳熱。此外，也能夠確保相對于振動的剛性。
[0066]同樣地，在傳熱支承用金屬板32的傳熱支承側板部32b上，在與功率組件11的正極端子和負極端子Ila相對的位置也分別形成有同樣的貫通孔32i。通過形成該貫通孔32i，能夠獲得與上述的貫通孔33i同樣的作用效果。
[0067]此外，如圖2所示，在傳熱支承用金屬板32的冷卻體接觸板部32c和傳熱支承用金屬板33的冷卻體接觸板部33c上，在與功率組件11的供固定螺釘14貫通的貫通孔15相對的位置形成有固定構件貫通孔32cl、33cl。
[0068]而且，向散熱構件13的貫通孔15以及冷卻體接觸板部32c的固定構件貫通孔32cl、冷卻體接觸板部33c的固定構件貫通孔33cl中貫通固定螺釘14，使固定螺釘14螺紋結合於形成在冷卻體3中的內螺紋部。
[0069]由此，將傳熱支承用金屬板32的冷卻體接觸板部32c和傳熱支承用金屬板33的冷卻體接觸板部33c抵接於功率組件11的散熱構件13的下表面13a和冷卻體3的上表面3c，利用散熱構件13和冷卻體3夾持來固定傳熱支承用金屬板32的冷卻體接觸板部32c和傳熱支承用金屬板33的冷卻體接觸板部33c。
[0070]此時，安裝在散熱構件13的下表面13a的周槽18中的O型圈19彈性變形地被在冷卻體3的浸潰部5的上部開口部的周緣處設置的O型圈抵接部8擠壓，實施用於防止在冷卻體3的浸潰部5中積存的冷卻水洩漏到外部的液密密封。
[0071]此外，如圖1所示，在功率組件11的正負的直流輸入端子Ila上連接有母線55，在母線55的另一端利用固定螺釘51連結有貫通冷卻體3的薄膜電容器4的正負電極4a。此外，在功率組件11的負極端子Ila上固定有壓接端子53，該壓接端子53固定於與外部的轉換器(未圖示)連接的連接線52的頂端。
[0072]並且，在功率組件11的3相交流輸出端子Ilb上利用固定螺釘56連接母線55的一端，在該母線55的中段配置有電流傳感器57。而且，在母線55的另一端利用固定螺釘60連接有壓接端子59。壓接端子59固定於與外部的3相電動馬達(未圖示)連接的馬達連接線纜58。
[0073]在該狀態下，從外部的轉換器(未圖示)供給直流電力，並且使安裝於電源電路基板23的電源電路、安裝於控制電路基板22的控制電路處於工作狀態，將例如由脈衝寬度調製信號構成的柵極信號從控制電路經由安裝於驅動電路基板21的驅動電路供給到功率組件11。由此，控制內置在功率組件11中的IGBT，將直流電力轉換為交流電力。將轉換得到的交流電力從3相交流輸出端子Ilb經由母線55供給到馬達連接線纜58，驅動控制3相電動馬達(未圖示)。
[0074]此時，雖因內置在功率組件11中的IGBT而發熱，但由於設於功率組件11的散熱構件13的下表面中央部的液體接觸部17進入到設於冷卻體3的浸潰部5中而浸潰於冷卻液，因此，功率組件11被高效地冷卻。
[0075]另一方面，在安裝於控制電路基板22的控制電路和安裝於電源電路基板23的電源電路中包括發熱電路部件39，因這些發熱電路部件39而發熱。此時，發熱電路部件39安裝在控制電路基板22和電源電路基板23的下表面側。
[0076]而且，在控制電路基板22的下表面側隔著熱導率高且具有彈性的傳熱構件35設有傳熱支承用金屬板32的傳熱支承板部32a，在控制電路基板23的下表面側隔著熱導率高且具有彈性的傳熱構件37設有傳熱支承用金屬板33的傳熱支承板部33a。傳熱支承用金屬板32是將傳熱支承板部32a、傳熱支承側板部32b以及冷卻體接觸板部32c —體化而成的部件且是熱阻小的構件，傳熱支承用金屬板33是將傳熱支承板部33a、傳熱支承側板部33b以及冷卻體接觸板部33c —體化而成的部件且是熱阻小的構件，因此，如圖6所示，傳遞到傳熱支承用金屬板32的熱從與冷卻體3的上表面3c直接接觸的冷卻體接觸板部32c發散到冷卻體3，傳遞到傳熱支承用金屬板33的熱從與冷卻體3的上表面3c直接接觸的冷卻體接觸板部33c發散到冷卻體3，從而能夠進行高效的散熱。
[0077]另外，本發明的發熱體與散熱構件13相對應。
[0078]採用本實施方式的電力轉換裝置1，安裝在散熱構件13的下表面13a的周槽18中的O型圈19彈性變形地被在冷卻體3的浸潰部5的上部開口部的周緣處設置的O型圈抵接部8擠壓，因此，能夠確保對於在冷卻體3的浸潰部5中積存的冷卻水的可靠的液密性，能夠提供一種可靠性高的電力轉換裝置I。
[0079]此外，與作為大型重物的冷卻體3相比，對於散熱構件13而言，即使安裝於加工機械進行加工，加工時的處理也容易，因此，能夠實現在散熱構件13處形成周槽18時的加工成本的降低。
[0080]此外，圖7是表示功率組件11與冷卻體3的組裝中途的狀態的圖，即使將功率組件11的散熱構件13位於下部來向位於下方位置的冷卻體3進行裝配動作，彈性變形地安裝在燕尾槽形狀的周槽18內部的O型圈19也不會從周槽18脫落，因此，能夠容易地進行擠壓動作，從而能夠大幅提高電力轉換裝置I的組裝效率。此外，雖未圖示，但即使進行將功率組件11與冷卻體3彼此從水平方向裝配的動作，安裝在燕尾槽形狀的周槽18中的O型圈19也不會從周槽18脫落。
[0081]另外，用於安裝O型圈19的周槽如圖3所示那樣做成了形狀為燕尾槽形狀的周槽18，但是如圖8所示，當做成具備自槽底20a的寬度方向的一側傾斜地延伸至開口部20b的傾斜內壁20c和自槽底20a的寬度方向的另一側垂直地延伸至開口部20b的垂直內壁20d的半燕尾槽形狀的周槽20時，無論散熱構件13以何種朝向配置，都能夠將O型圈19保持在周槽30的傾斜內壁20c側的內部。
[0082]另外，在圖1和圖2所示的控制電路單元U2和電源電路單元U3中，對將傳熱構件35和37設為與控制電路基板22和電源電路基板23相同的外形的情況進行了說明。但是，本發明並不限定於上述結構，也可以將傳熱構件35和37僅設於發熱電路部件39所存在的部位。
[0083]此外，在圖1和圖2中，對在控制電路基板22和電源電路基板23中將發熱電路部件39安裝在背面側的傳熱構件35和37側的情況進行了說明。但是，本發明並不限定於上述結構。即，也可以在控制電路基板22的與傳熱構件35相反的一側的外周區域和電源電路基板23的與傳熱構件37相反的一側的外周區域安裝發熱電路部件39。
[0084]並且，在圖1和圖2中，對應用了薄膜電容器4作為平滑用的電容器的情況進行了說明，但並不限定於此，也可以應用圓柱狀的電解電容器。
[0085]此外，對將本發明的電力轉換裝置I應用於電動車的情況進行了說明，但並不限定於此，既可以將本發明應用於在鋼軌上行駛的鐵道車輛，也可以應用於任意的電力驅動車輛。並且，作為電力轉換裝置1，並不限定於電力驅動車輛，在驅動其它產業設備的電動馬達等致動器的情況下，能夠應用本發明的電力轉換裝置I。
[0086]產業h的可利用件
[0087]像以上那樣，本發明的冷卻構造體以及電力轉換裝置可用於實現降低加工成本並且通過做成O型圈不易脫離周槽的構造來提高組裝效率。
[0088]附圖標記說明
[0089]1、電力轉換裝置；2、框體；2A、下部框體；2B、上部框體；2a、方筒體；2b、蓋體；3、冷卻體；3a、供水口 ；3b、排水口 ；3c、冷卻體的上表面；3e、貫通孔；4、薄膜電容器；4a、正負電極；5、浸潰部；6、周槽；8、O型圈抵接部；11、功率組件；lla、負極端子；llb、3相交流輸出端子；12、殼體；13、散熱構件；13a、下表面；14、固定螺釘；15、貫通孔；16、基板固定部；16a、內螺紋部；17、液體接觸部；17a、冷卻片；18、燕尾槽形狀的周槽；18a、槽底；18b、開口部；18c、第I傾斜內壁；18d、第2傾斜內壁；19、O型圈；20、半燕尾槽形狀的周槽；20a、槽底；20b、開口部；20c、傾斜內壁；20d、垂直內壁；21、驅動電路基板；21a、貫通孔；22、控制電路基板；22a、貫通孔；23、電源電路基板；23a、貫通孔；24a、外螺紋部；24b、內螺紋部；25a、外螺紋部；25b、內螺紋部；32、33、傳熱支承用金屬板；32a、傳熱支承板部；32b、傳熱支承側板部；32c、冷卻體接觸板部；32c、33c、冷卻體接觸板部；32cl、33cl、固定構件貫通孔；321、貫通孔；33a、傳熱支承板部；33b、傳熱支承側板部；33c、冷卻體接觸板部；331、貫通孔；35、傳熱構件；37、傳熱構件；39、發熱電路部件；42、絕緣片；43、絕緣片；51、固定螺釘；52、連接線；53、59、壓接端子；55、母線；57、電流傳感器；58、馬達連接線纜；60、固定螺釘。
【權利要求】
1.一種冷卻構造體，其特徵在於， 該冷卻構造體具備: 發熱體；以及 冷卻體，其接合於所述發熱體； 其中，所述冷卻體具備浸潰部，該浸潰部是通過在該冷卻體的與所述發熱體接合的一側開口而形成的，冷卻液在該浸潰部中流通； 在所述發熱體的與所述冷卻體接合的一側突出地形成有插入並配置於所述浸潰部的液體接觸部，並且，該發熱體具備用於對所述浸潰部進行液密密封的液密密封部。
2.一種電力轉換裝置，其特徵在於， 該電力轉換裝置具備: 半導體功率組件，在其一面形成有散熱構件；以及 冷卻體，其接合於所述散熱構件； 其中，所述冷卻體具備浸潰部，該浸潰部是通過在該冷卻體的與所述散熱構件接合的一側開口而形成的，冷卻液在該浸潰部中流通； 在所述散熱構件的與所述冷卻體接合的一側突出地形成有插入並配置於所述浸潰部的液體接觸部，並且，該散熱構件具備用於對所述浸潰部進行液密密封的液密密封部。
3.一種電力轉換裝置，其特徵在於， 該電力轉換裝置具備: 半導體功率組件，在其一面形成有散熱構件； 冷卻體，其接合於所述散熱構件；以及 傳熱板，其用於將安裝有電路部件的安裝基板的熱向所述冷卻體傳遞，該電路部件用於驅動所述半導體功率組件； 其中，所述冷卻體具備浸潰部，該浸潰部是通過在該冷卻體的與所述散熱構件接合的一側開口而形成的，冷卻液在該浸潰部中流通； 所述散熱構件具備液體接觸部和周槽，該液體接觸部在該散熱構件的與所述冷卻體接合的一側突出並插入和配置於所述浸潰部，該周槽以包圍該浸潰部的開口的方式形成且安裝有O型圈； 所述散熱構件與所述冷卻體以利用比所述周槽靠外周側的彼此的平坦接合面夾持所述傳熱板的方式接合起來， 所述O型圈的截面直徑為比所述O型圈與所述冷卻體之間的接觸面和所述O型圈與周槽之間的接觸面之間的距離大的值。
4.一種電力轉換裝置，其特徵在於， 該電力轉換裝置具備: 半導體功率組件，其在殼體中內置有電力轉換用的半導體開關元件，在該殼體的一面形成有散熱構件； 冷卻體，其接合於所述散熱構件； 安裝基板，其安裝有電路部件，該電路部件包括用於驅動所述半導體開關元件的發熱電路部件；以及 傳熱支承用金屬板，其將該安裝基板支承為在該安裝基板與所述半導體功率組件之間保持規定間隔，使該傳熱支承用金屬板與所述冷卻體接觸以使該安裝基板的發熱不經由框體地發散到所述冷卻體， 其中，在所述散熱構件的與所述冷卻體接合的一側突出地形成有液體接觸部， 所述冷卻體形成有浸潰部，該浸潰部在該冷卻體的與所述散熱構件接合的一側開口且供所述液體接觸部浸潰在流通的冷卻液中， 在所述散熱構件處設有自外側對所述浸潰部進行液密密封的液密密封部。
5.根據權利要求4所述的電力轉換裝置，其特徵在於， 所述液密密封部具備: 周槽，其以包圍所述浸潰部的外側的方式形成在所述散熱構件的與所述冷卻體接合的一側；以及 O型圈，以防止脫落的狀態將該O型圈安裝於該周槽。
6.根據權利要求5所述的電力轉換裝置，其特徵在於， 所述周槽形成為具備第I傾斜內壁和第2傾斜內壁的燕尾槽形狀，該第I傾斜內壁自槽底的寬度方向的一側傾斜地延伸至開口部，該第2傾斜內壁自所述槽底的寬度方向的另一側傾斜地延伸至所述開口部。
7.根據權利要求5所述的電力轉換裝置，其特徵在於， 所述周槽為具備傾斜內壁和垂直內壁的半燕尾槽形狀，該傾斜內壁自槽底傾斜地延伸至開口部，該垂直內壁自所述槽底垂直地延伸至所述開口部。
【文檔編號】H01L23/473GK104303294SQ201380024911
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年5月13日 優先權日:2012年8月3日
【發明者】田中泰仁 申請人:富士電機株式會社