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公開番号2025125992
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-28
出願番号2024022324
出願日2024-02-16
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250821BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】コンデンサと半導体装置間におけるインダクタンス抑制と冷却性能との両立が図れる電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置4は、半導体装置90に接続された平滑コンデンサ5を備える。電力変換装置4は、半導体装置90の発熱が伝達する複数のフィン14aを有するヒートシンク14と流路形成部材13とを備える。流路形成部材13は、ヒートシンク14と接合されて液状ガスケットが介在する接合部を形成し、複数のフィン14aとの間に冷却流路140を形成する。電力変換装置4は、接合部よりも内側で冷却流路140よりも外側に設けられた囲い壁13bとガスケット受容部17とを備える。ガスケット受容部17には、接合部に介在する液状ガスケットと一体で囲い壁13bの外側を覆う液状ガスケットが満たされている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
電源（２）から入力される電力の電力変換を行い、電流を電気負荷（３）に供給する半導体装置（９０）と、
前記半導体装置に接続されているコンデンサ（５）と、
前記半導体装置の発熱が伝達する複数のフィン（１４ａ）を有するヒートシンク（１４）と、
前記コンデンサよりも前記半導体装置寄りに位置する部位で前記ヒートシンクと接合されて、液状ガスケットが介在する接合部（１３ａ，１６）を形成するとともに、複数の前記フィンとの間に冷却流路（１４０）を形成する流路形成部材（１３）と、
前記接合部よりも内側であって前記冷却流路よりも外側に設けられた囲い壁（１３ｂ）と、
前記接合部よりも内側であって前記囲い壁よりも外側に設けられて、前記接合部に介在する前記液状ガスケットと一体であって前記囲い壁の外側を覆い乾燥した液状ガスケットを蓄えるガスケット受容部（１７）と、
を備える電力変換装置。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記ガスケット受容部は、前記囲い壁の基端部に隣接する部分であって前記接合部に接続している基端側受容部（１７ａ）と、前記基端側受容部から遠ざかるように前記囲い壁に沿って延びている延長受容部（１７ｃ）と、前記延長受容部に接続する部分であって前記囲い壁の先端部に直面する先端側受容部（１７ｂ）とを含む請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記先端側受容部は、前記延長受容部よりも横断面積が大きい形状である請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記先端側受容部は、前記冷却流路に近づくほど横断面積が大きい形状である請求項２または請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記延長受容部は、前記囲い壁の側壁に沿って前記接合部に対して上方に延びている形状である請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記ガスケット受容部は、前記囲い壁の側壁に沿って前記接合部に対して下方に延びている形状である請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項７】
複数の前記フィンのうち、前記囲い壁に最も近い位置にある前記フィンと前記囲い壁との間隙の寸法は、外形が最も小さいフィンの外形寸法以下に形成されている請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記囲い壁よりも外側の位置において、前記ヒートシンクと前記流路形成部材とを一体に固定する固定具（１５）を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記コンデンサは、積層されている前記半導体装置と前記ヒートシンクの積層方向について、前記半導体装置と前記ヒートシンクとが含まれる範囲にわたって設けられている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ヒートシンクと流路形成部材の間から漏れた冷媒に起因する支障が生じにくい電力変換装置を開示している。特許文献１の電力変換装置は、Ｏリングシールを介してヒートシンクを挟み込む構成により、流路をシールしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－４４８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術は、コンデンサと半導体装置間におけるインダクタンス抑制と、冷却性能との両立を図る点に関して、改善の余地がある。
【０００５】
この明細書における開示の目的は、コンデンサと半導体装置間におけるインダクタンス抑制と、冷却性能との両立が図れる電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
開示された電力変換装置の一つは、電源（２）から入力される電力の電力変換を行い、電流を電気負荷（３）に供給する半導体装置（９０）と、
半導体装置に接続されているコンデンサ（５）と、
半導体装置の発熱が伝達する複数のフィン（１４ａ）を有するヒートシンク（１４）と、
コンデンサよりも半導体装置寄りに位置する部位でヒートシンクと接合されて、液状ガスケットが介在する接合部（１３ａ，１６）を形成するとともに、複数のフィンとの間に冷却流路（１４０）を形成する流路形成部材（１３）と、
接合部よりも内側であって冷却流路よりも外側に設けられた囲い壁（１３ｂ）と、
接合部よりも内側であって囲い壁よりも外側に設けられて、接合部に介在する液状ガスケットと一体であって囲い壁の外側を覆い乾燥した液状ガスケットを蓄えるガスケット受容部（１７）と、を備える。
【０００８】
接合部に介在させた液状ガスケットは、ヒートシンクと流路形成部材との接合力が強化されると、接合部から冷却流路にはみ出すことで流路を狭めてしまうことがある。そこで、この電力変換装置は、接合部よりも内側であって囲い壁よりも外側に設けられたガスケット受容部を備えている。ガスケット受容部を備えることにより、この電力変換装置における液状ガスケットは、接合部からガスケット受容部にわたって一体に蓄えられて固まる。このため、液状ガスケットが流路にはみ出すことを抑制できる。また、冷却流路の流体は、ガスケット受容部と接合部とにわたって蓄えられた液状ガスケットによって外部から隔絶されている。ガスケット受容部は、接合部におけるシール性能をさらに高める機能を有する。したがって、冷却流路を流れる流体が接合部に作用する力を抑制でき、冷却性能を確保する電力変換装置を提供できる。
【０００９】
さらに、ヒートシンクと流路形成部材とを接合する前に、ガスケット受容部の容積に応じた適切量の液状ガスケットを接合部に介在させておくことができる。このガスケット受容部の容積を可能な限り小さく設定することにより、ガスケット受容部におけるシール性を確保しつつ半導体装置からコンデンサまでの距離を短く設定できる。液状ガスケットは柔軟性の高いシール材であるため、小さい容積のガスケット受容部を満たすように流動しやすく小さい容積であってもシール性を確保することに寄与する。これにより、コンデンサと半導体装置間におけるインダクタンスを抑制することに寄与する。以上により、電力変換装置は、コンデンサと半導体装置間におけるインダクタンス抑制と冷却性能との両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態の電力変換装置に係る回路図である。
電力変換装置の構成を示す部分断面図である。
シール部材を除いた状態であるシール構成を示す部分拡大図である。
シール部材が設けられたシール構成を示す部分拡大図である。
第２実施形態のシール構成を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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