JP2013162541A - Electric power conversion system - Google Patents
Electric power conversion system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013162541A JP2013162541A JP2012019812A JP2012019812A JP2013162541A JP 2013162541 A JP2013162541 A JP 2013162541A JP 2012019812 A JP2012019812 A JP 2012019812A JP 2012019812 A JP2012019812 A JP 2012019812A JP 2013162541 A JP2013162541 A JP 2013162541A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spacer
- stopper
- length
- cooling unit
- case
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本明細書が開示する技術は、インバータや電圧コンバータなどの電力変換装置に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a power conversion device such as an inverter or a voltage converter.
モータに電力を供給するインバータや電圧を変換する電圧コンバータでは、IGBTなどの発熱量の大きい半導体素子を他の回路とは別に集積し、集中的に冷却する構造が採用されることがある。そのような集積構造の一つに、発熱量の大きい半導体素子を収めた平板型の半導体モジュールと平板型の冷却器を交互に積層した積層冷却ユニットが知られている。 In an inverter that supplies electric power to a motor or a voltage converter that converts a voltage, a structure in which semiconductor elements having a large amount of heat, such as an IGBT, are integrated separately from other circuits and intensively cooled may be employed. As one of such integrated structures, a stacked cooling unit is known in which flat-plate semiconductor modules containing semiconductor elements having a large calorific value and flat-plate coolers are alternately stacked.
積層冷却ユニットでは、半導体モジュールから冷却器へ熱が良く伝わるように、積層方向に圧力が加えられた状態でベースプレートに取り付けられる。ここで、ベースプレートとは、積層冷却ユニットを支持する構造体であり、典型的には電力変換装置のケースの一部であってよい。積層冷却ユニットに圧力を加えるため、積層冷却ユニットはベースプレートに設けられた一対のストッパ部(ケースの壁や支柱などであり、積層冷却ユニットを直接支持する部分)の間に配置され、一方のストッパ部と、積層冷却ユニットの積層方向の一端との間に弾性部材(スプリング)が挿入される。そのような構造が例えば特許文献1〜特許文献3に開示されている。 The stacked cooling unit is attached to the base plate in a state where pressure is applied in the stacking direction so that heat is well transferred from the semiconductor module to the cooler. Here, the base plate is a structure that supports the stacked cooling unit, and may typically be a part of the case of the power conversion device. In order to apply pressure to the multilayer cooling unit, the multilayer cooling unit is disposed between a pair of stopper portions (a part of the case, such as a wall of a case or a column, and directly supporting the multilayer cooling unit) provided on the base plate. An elastic member (spring) is inserted between the portion and one end in the stacking direction of the stacked cooling unit. Such a structure is disclosed in Patent Documents 1 to 3, for example.
多数の半導体モジュールと冷却器が積層されている場合、積層冷却ユニットはその積層方向の長さのばらつきが大きくなる。そのため、弾性部材を嵌挿する隙間幅がばらつくことになる。隙間幅のばらつきは、弾性部材の長さのばらつき、即ち、積層冷却ユニットに加えられる押し付け力のばらつきをもたらす。押し付け力のばらつきを抑制するために、隙間幅のばらつきを補償する技術が必要となる。例えば特許文献2では、弾性部材として板バネを採用し、板バネの端部を支持するピンであって上記のストッパ部に相当するピンの位置を調整可能とする技術が開示されている。具体的には、特許文献1の技術は、上記のベースプレートに相当するケースの内壁に、積層冷却ユニットの端面からの距離が異なる複数の窪みを設け、ピンを嵌める窪みを選択することによってピンの取り付け位置を調整する。本明細書は、特許文献1の技術よりも簡便な構造で上記の隙間幅のばらつきを補償する技術を提供する。
When a large number of semiconductor modules and coolers are stacked, the stacked cooling unit has a large variation in length in the stacking direction. Therefore, the gap width into which the elastic member is inserted varies. Variation in the gap width causes variation in the length of the elastic member, that is, variation in the pressing force applied to the stacked cooling unit. In order to suppress the variation in the pressing force, a technique for compensating for the variation in the gap width is required. For example,
本明細書が開示する技術は、ベースプレートに設けられたストッパ部と積層冷却ユニットの端面との間に弾性部材を配置するとともに、弾性部材とストッパ部の間に上記の隙間幅を調整するスペーサを配する。そのスペーサに、ストッパ部当接面と弾性部材当接面の夫々に突出長さの異なるスペーサ側凸部を設ける。そして、ベースプレートに設けられたストッパ部のスペーサ当接面に、スペーサ側凸部と嵌合する凹部であってその深さがスペーサ側凸部最大長さ以下であり最小長さ以上のケース側凹部を設ける。そのようなスペーサとストッパ部を採用することによって、突出長さの長い方の凸部を凹部に嵌合させた場合と、突出長さの短い方の凸部を凹部に嵌合させた場合とで、ストッパ部からスペーサ先端(嵌合していない凸部先端)までの長さを変えることができる。即ち、弾性部材を嵌挿する隙間幅を調整することができる。この技術は、スペーサの向きを変えるだけで簡単に隙間幅を調整することができるという利点を有する。 In the technology disclosed in this specification, an elastic member is disposed between a stopper portion provided on a base plate and an end surface of the stacked cooling unit, and a spacer for adjusting the gap width between the elastic member and the stopper portion is provided. Arrange. The spacer is provided with spacer-side convex portions having different protrusion lengths on the stopper portion contact surface and the elastic member contact surface. A case-side recess that is a recess that fits with the spacer-side protrusion on the spacer abutment surface of the stopper portion provided on the base plate, the depth of which is less than the maximum length of the spacer-side protrusion and greater than or equal to the minimum length. Is provided. By adopting such a spacer and stopper part, when the convex part with the longer protruding length is fitted into the concave part, and when the convex part with the shorter protruding length is fitted into the concave part, Thus, it is possible to change the length from the stopper portion to the tip of the spacer (the tip of the convex portion that is not fitted). That is, the gap width into which the elastic member is inserted can be adjusted. This technique has the advantage that the gap width can be easily adjusted simply by changing the orientation of the spacer.
上記の利点は、スペーサ側に凹部を設け、ストッパ側に凸部を設けても得られる。即ち、スペーサの両面の夫々に深さの異なる複数のスペーサ側凹部を設け、ストッパ部のスペーサ当接面にスペーサ側凹部と嵌合する凸部であってその突出長さがスペーサ側凹部最大深さ以下であり最小深さ以上のケース側凸部を設けてもよい。深さの異なるいずれのスペーサ側凹部をストッパ側凸部に嵌合させるかによって、ストッパ部からスペーサ先端(ストッパ部と接している面とは反対側の面)までの距離を調整することができる。 The above-described advantages can be obtained even if a concave portion is provided on the spacer side and a convex portion is provided on the stopper side. That is, a plurality of spacer-side recesses having different depths are provided on both surfaces of the spacer, and a protrusion that fits into the spacer-side recess on the spacer contact surface of the stopper portion, the protrusion length of which is the maximum depth of the spacer-side recess. A case-side convex portion that is less than or equal to the minimum depth and greater than the minimum depth may be provided. The distance from the stopper to the tip of the spacer (the surface opposite to the surface in contact with the stopper) can be adjusted depending on which spacer-side recess with different depth is fitted to the stopper-side protrusion. .
本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明の実施の形態で説明する。 Details of the technology disclosed in this specification and further improvements will be described in the embodiments of the present invention.
実施例の技術の特徴を以下に列挙する。なお、以下の技術は、それぞれ単独で、あるいは組合せによって技術的有用性を発揮するものである。
(1)インバータ(電力変換装置の一例に相当)は、積層冷却ユニット2と、ベースプレート10と、スプリング21(弾性部材)と、スペーサ22を備える。積層冷却ユニット2は、半導体素子を収めた平板型の半導体モジュール4と平板型の冷却器3を交互に積層させた構造体である。ベースプレート10は、一対のストッパ部12、13が立設しており、その一対のストッパ部の間に積層冷却ユニット2が取り付けられる部品である。ベースプレート10は、インバータのケースに組み込まれる。スプリングは21、一方のストッパ部13と積層冷却ユニット2の端面との間に嵌挿され、積層冷却ユニット2を他方のストッパ部12に向けて付勢する。スペーサ22は、一方のストッパ部13とスプリング21の間に嵌挿される。スペーサ22の両面の夫々には、突出長さの異なるスペーサ側凸部23a、23bが設けられている。ストッパ部13のスペーサ当接面には、スペーサ側凸部と嵌合する凹部であってその深さがスペーサ側凸部最大長さ以下であり最小長さ以上のケース側凹部13aが設けられている。なお、他の実施例では、スペーサの両面の夫々に深さの異なる複数のスペーサ側凹部が設けられており、ストッパ部のスペーサ当接面にスペーサ側凹部と嵌合する凸部であってその突出長さがスペーサ側凹部最大深さ以下であり最小深さ以上のケース側凸部が設けられている。
The technical features of the examples are listed below. In addition, the following techniques each exhibit technical usefulness independently or in combination.
(1) The inverter (corresponding to an example of a power conversion device) includes a stacked
(2)スペーサの両面の夫々に突出長さの異なるスペーサ側凸部が設けられているとともにストッパ部のスペーサ当接面にスペーサ側凸部と嵌合する凹部であってその深さがスペーサ側凸部最大長さ以下であり最小長さ以上のケース側凹部が設けられている。そして、ストッパ部のスペーサ当接面に、一のスペーサ側凸部が選択的に嵌合できる深さの異なる複数の凹部が設けられている(図7参照)。同じスペーサ側凸部であっても、嵌合させる凹部を選択することによって、ストッパ部からスペーサ先端(嵌合しない側の凸部の先端)までの距離、即ち、スプリング21を嵌挿する隙間幅を変えることができる。
(2) A spacer-side convex portion having a different protruding length is provided on each of both surfaces of the spacer, and a concave portion that fits the spacer-side convex portion on the spacer contact surface of the stopper portion, the depth of which is the spacer side A case-side recess having a length not larger than the maximum length of the convex portion and not less than the minimum length is provided. And the spacer contact surface of the stopper part is provided with a plurality of recesses having different depths so that one spacer-side protrusion can be selectively fitted (see FIG. 7). Even if it is the same spacer side convex part, by selecting the concave part to be fitted, the distance from the stopper part to the spacer tip (tip of the convex part on the non-fitting side), that is, the gap width for inserting the
(3)スプリングは板バネである。ストッパ部には、板バネの両端の夫々に対応する位置に同形状のケース側凹部又はケース側凸部が設けられている。ストッパ部にケース側凹部が設けられている場合、スペーサは、2つのケース側凹部のそれぞれに嵌合するスペーサ側凸部が形成された2個のスペーサ本体と、同じ突出長さのスペーサ側凸部が同じ向きとなるように2個のスペーサ本体を連結する連結部を有している。あるいは、ストッパ部にケース側凸部が設けられている場合、スペーサは、2つのケース側凸部のそれぞれに嵌合するスペーサ側凹部が形成された2つのスペーサ本体と、同じ深さのスペーサ側凹部が同じ向きとなるように2つのスペーサ本体を揃えて連結する連結部を有している(図6、図7参照)。 (3) The spring is a leaf spring. The stopper portion is provided with a case-side concave portion or a case-side convex portion having the same shape at a position corresponding to each of both ends of the leaf spring. If the stopper is provided with a case-side recess, the spacer has two spacer bodies with spacer-side protrusions that fit into the two case-side recesses. It has the connection part which connects two spacer main bodies so that a part may become the same direction. Or when the case side convex part is provided in the stopper part, the spacer is the spacer side of the same depth as the two spacer main bodies in which the spacer side concave part fitted to each of the two case side convex parts is formed. It has the connection part which aligns and connects two spacer main bodies so that a recessed part may become the same direction (refer FIG. 6, FIG. 7).
図面を参照して第1実施例の電力変換装置を説明する。実施例の電力変換装置は、電気自動車に搭載され、バッテリの直流電力をモータ駆動用の交流電力に変換するインバータである。インバータは、IGBTやダイオード(還流ダイオード)など、大電流を扱う多数の半導体素子を備える。それらの素子は、デジタル信号用の回路と異なり数十〜数百アンペアの電流を流すため、デジタル信号用の回路より発熱量が格段に大きい。そこで、インバータでは、発熱量の大きいIGBTなどの半導体素子を、デジタル信号用の回路から分離し集積した積層冷却ユニットを有する。図1に積層冷却ユニット2と、積層冷却ユニット2を取り付けるベースプレート10を示す。図1(A)は平面図を示しており、図1(B)は側面図を示している。
A power converter according to a first embodiment will be described with reference to the drawings. The power converter of the embodiment is an inverter that is mounted on an electric vehicle and converts DC power of a battery into AC power for driving a motor. The inverter includes a large number of semiconductor elements that handle a large current, such as IGBTs and diodes (reflux diodes). Unlike the circuit for digital signals, these elements pass a current of several tens to several hundreds of amperes, and thus generate a much larger amount of heat than the circuit for digital signals. In view of this, the inverter includes a stacked cooling unit in which semiconductor elements such as IGBTs having a large amount of heat generation are separated and integrated from a digital signal circuit. FIG. 1 shows a
積層冷却ユニット2は、半導体素子を収めた平板型の複数の半導体モジュール4と、平板型の複数の冷却器3を交互に積層した構造を有している。図1では、半導体モジュール4から延びる電極やその電極に接続される配線は図示を省略している。平板型の冷却器3は、内部を液体の冷媒が流れる。冷却器3は、接続パイプ5によって、2箇所で隣接する冷却器と接続している。図1の右端の冷却器3には、冷媒供給管6と冷媒排出管7が接続されている。冷媒供給管6から供給される冷媒は、図1(A)の上側の接続パイプ5を通じて全ての冷却器3に流れる。冷却器3の内部を通過した冷媒は、図1(A)の下側の接続パイプ5を通じ、冷媒排出管7から排出される。各半導体モジュール4は、その両側を冷却器3に挟まれており、効率よく冷却される。以下、説明のため、積層冷却ユニット2の積層方向の両端のうち、冷媒供給管6と冷媒排出管7が取り付けられた側の端部を積層冷却ユニット2の「後端」と称し、反対側の端部(板バネ21が接する端部)を「先端」と称する。
The stacked
ベースプレート10は、積層冷却ユニット2を固定する部品である。積層冷却ユニット2は、ベースプレートごとインバータのケース(不図示)に収められる。ベースプレート10には、一対のストッパ部12、13が設けられている。ストッパ部12、13は、その間に積層冷却ユニット2を固定するための支柱(あるいは壁)である。図1に示すように、積層冷却ユニット2は、その積層方法の両端の夫々が一対のストッパ部12、13の夫々と向かい合うように、配置される。ストッパ部12は、積層冷却ユニット2の後端を支持する。一方のストッパ部13は、積層冷却ユニット2の先端を支持するが、積層冷却ユニット2の先端とストッパ部13との間には、板バネ21と、スペーサ22が嵌挿される。さらに、板バネ21と積層冷却ユニット2の間には、圧力分散板9が挿入される。圧力分散板9は、高い剛性を有しており、板バネ21による押圧力を、積層冷却ユニット2の先端面に広く分散させるために備えられている。
The
図1では、図を理解し易いように、ストッパ部12、13をグレーで表した。また、ストッパ部13に設けられた凹部13a(後述)、及び、凹部13aと嵌合している凸部23a(後述)は、図1では隠れ線で描くべきであるが、理解を助けるために実線で描いてあることに留意されたい。以降の図でも同様である。
In FIG. 1, the
圧力分散板9の厚みを含む積層冷却ユニット2の長さを記号Lで表す。ストッパ部13のスペーサ当接面からスペーサ先端(板バネ21に対向する側の先端)までの距離を符号Aで表し、スペーサ先端から積層冷却ユニット2の端面(圧力分散板9を含む積層冷却ユニット2の端面)までの距離、即ち、板バネ21が嵌挿される隙間幅を符号Bで表す。符号A、B、及び、Lの意味は以降の図でも同じである。
The length of the
積層冷却ユニット2は、多数の半導体モジュール4と冷却器3の積層体であるので、その長さLは固体ごとにばらつく。他方、一対のストッパ部12と13との間の距離(図1において長さA+長さB+長さLに相当する)は一定である。それゆえ、板バネ21が収まる隙間の幅Bがばらつく。スペーサ22は、板バネ21を嵌挿する隙間幅(図1中の記号Bが示す幅)のばらつきが積層冷却ユニット2のばらつきよりも小さくなるように隙間幅Bを調整する役割を果たす。
Since the stacked
図2に、スペーサ22、ストッパ部13、板バネ21の部分拡大図を示す。なお、図1(A)に示されているように、ストッパ部13は、板バネ21の両端に対応する2箇所に設けられているが、2箇所のストッパ部13は同じ形状を有しているので、以下の図では一方のストッパ部のみを示す。スペーサ22は、その両面に凸部(スペーサ側凸部)23a、23bを備える。凸部23aの突出長さはH1であり、凸部23bの長さはH2である。ストッパ部13のスペーサ当接面には、凸部23a又は凸部23bと嵌合する凹部(ケース側凹部)13aが設けられている。凹部13aの深さはD1である。本実施例では、凹部13aの深さD1=凸部23aの突出長さH1である。また、凸部23bの突出長さH2=(H1/2)=(D1/2)である。別言すれば、スペーサ22の両面(ストッパ部13との当接面と板バネ21との当接面)の夫々に突出長さの異なる凸部23a、23bが設けられており、ストッパ部13のスペーサ当接面に、凸部と嵌合するケース側凹部13aが設けられている。凹部13aの深さD1は、凸部最大長さH1と等しく、最小長さH2よりも大きい。
FIG. 2 shows a partially enlarged view of the
スペーサ22は、その凸部23a、23bのいずれか一方を凹部13aに嵌合させて用いる。図2(B)は、凸部23aを凹部13aに嵌合させた場合を示し、図2(C)は、凸部23bを凹部13aに嵌合させた場合を示す。なお、図1は、長い方の凸部23aを凹部13aに嵌合した場合を示す。凸部23aを嵌合した場合、ストッパ部13の前面(積層冷却ユニット2と対向する側の面)からスペーサ22の先端(嵌合していない凸部の先端)までの長さはA1である(図1、図2(B)参照)。また、凸部23bを嵌合した場合、ストッパ部13の前面からスペーサ22の先端までの長さはA2である(図2(C)、及び図3参照)。図2(B)、図2(C)から明らかなとおり、A1<A2である。スペーサ22の向きを変えることで、板バネ21を嵌挿する隙間幅(図1の記号Bが示す長さ)を調整することができる。図1における積層冷却ユニット2の長さはL1であり、図3における積層冷却ユニット2の長さはL2(<L1である)。そこで、長さがL1の積層冷却ユニット2に対しては長い方の凸部23aを凹部13aに嵌合させ、ストッパ部13からスペーサ先端までの距離Aを短くする(A=A1、図1、図2(B)参照)。逆に、長さがL2(<L1)の積層冷却ユニット2に対しては短い方の凸部23bを凹部13aに嵌合させ、ストッパ部13からスペーサ先端までの距離Aを長くする(A=A2、図2(C)、図3参照)。積層冷却ユニット2の長さがL2の場合、積層冷却ユニット2の長さがL1に比べて短くなった分だけ、逆にストッパ部13からスペーサ先端までの長さAを長くすることで、板バネ21が嵌挿される隙間幅Bのばらつきを抑制することができる。すなわち、スペーサ22の向きを変えるだけで、積層冷却ユニット2の長さのばらつきに対して、板バネ21を配置する隙間幅Bのばらつきを小さくすることができる。
The
本実施例では、凹部13aは、その深さD1がスペーサ22に設けられた凸部の最大長さH1と等しく、最小長さH2よりも大きく設定されている。板バネ21を嵌挿する隙間幅Bを調整するには、凹部13aの深さD1がスペーサ22の凸部の最大長さ以下であり、かつ、最小長さ以上であればよいことに留意されたい。
In this embodiment, the
前述したように、積層冷却ユニット2は、固体ごとにその積層方向の長さL(L=L1、図1参照)の長さがばらつく。積層冷却ユニット2の長さLが比較的に長い場合には、突出長さの長い凸部23aを凹部13aに嵌合させ、板バネ21を挿入する隙間幅Bを確保する。逆に、積層冷却ユニット2の長さLが比較的に短い場合には(L=L2、図3参照)、突出長さの短い凸部23bを凹部13aに嵌合させ、板バネ21を挿入する隙間幅Bを確保する。
As described above, the stacked
第1実施例と同様の効果は、ストッパ部に凸部(ケース側凸部)を設け、スペーサに凹部を設けても達成し得る。図4に、第2実施例のストッパ部213とスペーサ222の拡大図を示す。なお、ストッパ部213とスペーサ222以外の構造は第1実施例の場合と同じである。即ち、ストッパ部とスペーサは、板バネ21の両端の夫々に相当する位置に設けられるが、図4では一方のストッパ部とスペーサのみを示す。
The same effect as the first embodiment can be achieved by providing a convex portion (case side convex portion) in the stopper portion and providing a concave portion in the spacer. FIG. 4 shows an enlarged view of the
スペーサ222は、その両面に凹部(スペーサ側凹部)227a、227bを備える。凹部227aの深さはD3であり、凹部227bの深さはD4(<D3)である。ストッパ部213のスペーサ当接面には、凹部227a又は凹部227bと嵌合する凸部216(ケース側凸部)が設けられている。凸部216の突出長さはH3である。本実施例では、凸部216の突出長さH3=凹部227aの深さD3である。また、凹部227bの深さD4=(D3/2)=(H3/2)である。別言すれば、スペーサ222の両面の夫々に深さの異なる凹部227a、227bが設けられており、ストッパ部213のスペーサ当接面に、凹部と嵌合するケース側凸部216が設けられている。凸部216は、その突出長さH3が凹部最大深さD3と等しく、最小深さD4よりも大きい。
The
スペーサ222は、その凹部227a、227bのいずれか一方をストッパ部213の凸部216に嵌合させて用いる。図4(B)は、深い方の凹部227aを凸部216に嵌合させた場合を示し、図4(C)は、浅い方の凹部227bを凸部216に嵌合させた場合を示す。凹部227aを嵌合した場合、ストッパ部213の前面(積層冷却ユニット2と対向する側の面)からスペーサ222の先端(嵌合していない凸部の先端)までの長さはA3となる(図4(B)参照)。また、凹部227bを嵌合した場合、ストッパ部213の前面からスペーサ222の先端までの長さはA4となる(図4(C)参照)。図4(B)、図4(C)から明らかなとおり、A3<A4である。長さA3、又はA4は、図1における記号Aの長さに相当する。即ち、スペーサ222の向きを変えることで、積層冷却ユニット2の長さに応じて板バネ21を嵌挿する隙間幅(図1の記号Bが示す長さ)を調整することができる。本実施例では、凸部216は、その突出長さH3がスペーサ222に設けられた凹部の最大深さD3と等しく、最小深さD4よりも大きく設定されているが、板バネ21を嵌挿する隙間幅を調整するには、凸部216の突出長さH3は、スペーサ222が有する凹部の最大深さ以下であり、かつ、最小深さ以上であればよい。
The
第1実施例のスペーサ22は、対向する2面の夫々に凸部23a、23bを備えた。スペーサは、対向する2面のほかにさらに別の面に別の凸部を備えていてもよい。図5に、第3実施例のストッパ部313とスペーサ322の拡大図を示す。なお、ストッパ部313とスペーサ322以外の構造は第1実施例の場合と同じである。即ち、ストッパ部とスペーサは板バネ21の両端の夫々に相当する位置に設けられるが、図5では一方のストッパ部とスペーサのみを示す。
The
スペーサ322(スペーサ本体322)は、対向する面の夫々に凸部(スペーサ側凸部)323a、323bを備える。また、別の対向する面の夫々にも凸部(スペーサ側凸部)323c、323dを備える。対向する凸部323aと凸部323bの突出長さは異なっている。同様に、対向する凸部323cと凸部323dの突出長さも異なっている。対向する凸部323aと凸部323bの間のスペーサ本体の幅はW1であり、対向する別の凸部323cと凸部323dの間のスペーサ本体の幅はW2(≠W1)である。なお、凸部323aと凸部323cの突出長さは同じであり、また、その長さは、ストッパ部313に設けられた凹部313a(ケース側凹部)の深さと同じである。スペーサ322の凸部を除く本体の幅(W1、W2)が異なるので、凸部323a〜323dのいずれを凹部313aに嵌合するかによって、ストッパ部313からスペーサ先端までの長さを4通りに調整することができる(図5中の長さA5〜A8)。図5(B)は凸部323aを嵌合した場合でありスペーサ先端までの長さがA5となる。図5(C)は凸部323bを嵌合した場合でありスペーサ先端までの長さがA6となる。図5(D)は凸部323cを嵌合した場合でありスペーサ先端までの長さがA7となる。図5(E)は凸部323dを嵌合した場合でありスペーサ先端までの長さがA8となる。図より明らかなとおり、A5<A6<A7<A8である。第3実施例のスペーサ322は、ストッパ部313からスペーサ先端までの長さを4通りに調整することができる。
The spacer 322 (spacer main body 322) includes convex portions (spacer side convex portions) 323a and 323b on each of the opposing surfaces. Further, each of the other opposing surfaces is provided with convex portions (spacer side convex portions) 323c and 323d. The protruding lengths of the
次に第4実施例を説明する。第3実施例までは、板バネ21の両端に相当する位置に夫々個別のスペーサを配置した。第4実施例のスペーサ422は、板バネ21の両端に相当する位置のそれぞれに配置されるスペーサ本体422a及び、422bと、2個のスペーサ本体422aと422bを接続する連結部424で構成されている(図6参照)。スペーサ本体422a、422bは、第1実施例のスペーサ422と同様に、板バネ21の両端の夫々に相当する位置に設けられたケース側凹部13aに嵌合する突出長さの異なる凸部423a、423b(スペーサ側凸部)を備えている。連結部424は、同じ突出長さの凸部が同じ向きとなるように2個のスペーサ本体422aと422bを連結している。図6(A)は、積層冷却ユニット2の長さがL1であり、突出長さの長い方の凸部423aを凹部13aに嵌合させた場合を示しており、図6(B)は、積層冷却ユニット2の長さがL2(<L1)であり、突出長さの短い方の凸部423bを凹部13aに嵌合させた場合を示している。積層冷却ユニット2の長さ(L1又はL2)に応じてストッパ部13の凹部13aと嵌合させる凸部(423a又は423b)を選択することによって、板バネ21を嵌挿する隙間幅(B1、B2)のばらつきを小さくすることができる。また、本実施例は、2つのスペーサ本体422a、422bが、同じ突出長さの凸部が同じ向きとなるように連結されているので、組み立てを簡素化できるという利点を有する。
Next, a fourth embodiment will be described. Up to the third embodiment, individual spacers are arranged at positions corresponding to both ends of the
第4実施例は、ストッパ部にケース側凹部13aが設けられており、スペーサ本体にスペーサ側凸部423a、423bが設けられている態様を示した。逆に、ストッパ部に凸部(ケース側凸部)を設け、スペーサ本体に凹部(スペーサ側凹部)を設けても同じ利点が得られることに留意されたい。
In the fourth embodiment, the
図7A〜図7Cを参照して、第5実施例を説明する。第5実施例では、ストッパ部513に、スペーサ側凸部と嵌合する複数の深さの異なる凹部513a、513b(ケース側凹部)を設けた点に特徴がある。その他は、第4実施例と同様であるので説明を省略する。なお、第5実施例のスペーサ522は、第4実施例のスペーサ422と同様に、2つのスペーサ本体522a、522bと、それらを連結する連結部524で構成される。しかし図7A〜図7Cでは下側のスペーサ本体522bには凸部等の符号を省略している。また、下側のスペーサ本体522bに対応するストッパ部513についても細かい部品の符号を省略している。
A fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 7A to 7C. The fifth embodiment is characterized in that the
図7A〜図7Cに示すように、ベースプレート10に設けられたストッパ部513には、スペーサ522が当接する面に深さの異なる複数の凹部513a、513b(ケース側凹部)が設けられている。いずれの凹部も、その深さは、スペーサに設けられた凸部の最大突出長さ以下であるとともに最小突出長さ以上である。図7(A)は、最大突出長さを有するスペーサ側凸部523aを深い方のケース側凹部513aに嵌合させた場合である。この場合が、ストッパ部513からスペーサ先端までの長さが最も短く(A=A3)、積層冷却ユニット2の長さL3が最も長い場合に対応する。
As shown in FIGS. 7A to 7C, the
図7(B)は、最大突出長さを有するスペーサ側凸部523aを、浅い方のケース側凹部513bに嵌合させた場合である。この場合、ストッパ部513からスペーサ先端までの長さA=A4は、先に説明したA3よりも長いが後述するA5よりも短くなり、積層冷却ユニット2の長さL4が中程度の場合に対応する。
FIG. 7B shows a case where the spacer-side
図7(C)は、最小突出長さを有するスペーサ側凸部523bを、浅い方のケース側凹部513bに嵌合させた場合である。この場合、ストッパ部513からスペーサ先端までの長さA=A5が最も長くなり、積層冷却ユニット2の長さL5が最も短い場合に対応する。即ち、ストッパ部513からスペーサ先端までの長さAは、A3<A4<A5であり、夫々は、積層冷却ユニット2の長さL3、L4、L5(L3<L4<L5)に対応しており、積層冷却ユニット2の長さのばらつきに対して板バネ21の嵌挿隙間Bのばらつきを抑制している。
FIG. 7C shows a case where the spacer-side
実施例で説明した電力変換装置に関する留意点を述べる。図5を用いて説明したスペーサ322は、直方体のスペーサ本体を有しており、その直方体の2組の対向面(合計4面)に凸部を備えていた。スペーサ本体が直方体の場合、その6面の全てに凸部を備えていてもよい。あるいは、ストッパ側に凸部(ケース側凸部)を設ける場合、直方体のスペーサ本体の6面の夫々に深さの異なるスペーサ側凹部を備えることも好適である。
Points to be noted regarding the power conversion device described in the embodiment will be described. The
実施例におけるベースプレート10には特に制限はない。電力変換装置のケースが、実施例のベースプレートに相当する部品であってもよい。実施例の板バネが弾性部材の一例に相当する。弾性部材として、板バネの代わりにコイルバネや適切な弾性率を有する樹脂を用いてもよい。
There is no restriction | limiting in particular in the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
2:積層冷却ユニット
3:冷却器
4:半導体モジュール
5:接続パイプ
9:圧力分散板
10:ベースプレート
12、13、213、313、513:ストッパ部
13a、313a、513a、513b:凹部(ケース側凹部)
21:板バネ(弾性部材)
22、222、322、422、522:スペーサ
23a、23b、323a〜323d、423a、423b、523a、523b:凸部(スペーサ側凸部)
216:凸部(ケース側凸部)
227a、227b:凹部(スペーサ側凹部)
424、524:連結部
522a、522b:スペーサ本体
2: Laminated cooling unit 3: Cooler 4: Semiconductor module 5: Connection pipe 9: Pressure distribution plate 10:
21: Leaf spring (elastic member)
22, 222, 322, 422, 522:
216: convex portion (case side convex portion)
227a, 227b: recess (spacer side recess)
424, 524: connecting
Claims (4)
一対のストッパ部が立設しており、その一対のストッパ部の間に積層冷却ユニットが取り付けられるベースプレートと、
一方のストッパ部と積層冷却ユニットの端面との間に嵌挿され、積層冷却ユニットを他方のストッパ部に向けて付勢する弾性部材と、
一方のストッパ部と弾性部材の間に嵌挿されるスペーサと、
を備えており、
スペーサのストッパ当接面と弾性部材当接面の夫々に突出長さの異なるスペーサ側凸部が設けられているとともにストッパ部のスペーサ当接面にスペーサ側凸部と嵌合する凹部であってその深さがスペーサ側凸部最大長さ以下であり最小長さ以上のケース側凹部が設けられているか、又は、
スペーサのストッパ当接面と弾性部材当接面の夫々に深さの異なる複数のスペーサ側凹部が設けられているとともにストッパ部のスペーサ当接面にスペーサ側凹部と嵌合する凸部であってその突出長さがスペーサ側凹部最大深さ以下であり最小深さ以上のケース側凸部が設けられている、
ことを特徴とする電力変換装置。 A stacked cooling unit in which flat-plate semiconductor modules containing semiconductor elements and flat-plate coolers are alternately stacked;
A base plate on which a pair of stopper portions are erected and a laminated cooling unit is attached between the pair of stopper portions;
An elastic member that is inserted between one stopper portion and the end face of the multilayer cooling unit, and biases the multilayer cooling unit toward the other stopper portion;
A spacer inserted between one stopper portion and the elastic member;
With
A spacer-side convex portion having a different protruding length is provided on each of the stopper contact surface and the elastic member contact surface of the spacer, and a concave portion that fits the spacer-side convex portion on the spacer contact surface of the stopper portion. The depth is less than the spacer-side convex portion maximum length and a case-side concave portion having a minimum length or more is provided, or
A plurality of spacer-side recesses having different depths are provided on the stopper contact surface and the elastic member contact surface of the spacer, respectively, and a protrusion that fits the spacer-side recess on the spacer contact surface of the stopper portion. The protrusion length is not more than the spacer-side recess maximum depth, and the case-side protrusion not less than the minimum depth is provided,
The power converter characterized by the above-mentioned.
ストッパ部のスペーサ当接面に、一のスペーサ側凸部が選択的に嵌合できる深さの異なる複数の凹部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 A spacer-side convex portion having a different protruding length is provided on each of the stopper contact surface and the elastic member contact surface of the spacer, and a concave portion that fits the spacer-side convex portion on the spacer contact surface of the stopper portion. The depth is less than the maximum length of the spacer-side convex part, and a case-side concave part with a minimum length or more is provided,
The power converter according to claim 1, wherein a plurality of concave portions having different depths in which one spacer side convex portion can be selectively fitted is provided on the spacer contact surface of the stopper portion.
ストッパ部には、板バネの両端の夫々に対応する位置に同形状のケース側凹部が設けられており、
スペーサは、2つのケース側凹部のそれぞれに嵌合する2つのスペーサ本体と、同じ突出長さのスペーサ側凸部が同じ向きとなるように2つのスペーサ本体を連結する連結部を有していることを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。 The elastic member is a leaf spring,
The stopper part is provided with case-side recesses of the same shape at positions corresponding to both ends of the leaf spring,
The spacer has two spacer bodies that fit into the two case-side recesses, and a connecting portion that connects the two spacer bodies so that the spacer-side protrusions having the same protruding length are in the same direction. The power conversion device according to claim 1, wherein the power conversion device is a power conversion device.
ストッパ部には、板バネの両端の夫々に対応する位置に同形状のケース側凸部が設けられており、
スペーサは、2つのケース側凸部のそれぞれに嵌合する2つのスペーサ本体と、同じ深さのスペーサ側凹部が同じ向きとなるように2つのスペーサ本体を連結する連結部を有していることを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。 The elastic member is a leaf spring,
The stopper part is provided with a case-side convex part of the same shape at a position corresponding to each of both ends of the leaf spring,
The spacer has two spacer bodies that fit into the two case-side convex portions, and a connecting portion that connects the two spacer bodies so that the spacer-side concave portions of the same depth are in the same direction. The power converter according to claim 1 or 2, wherein
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012019812A JP2013162541A (en) | 2012-02-01 | 2012-02-01 | Electric power conversion system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012019812A JP2013162541A (en) | 2012-02-01 | 2012-02-01 | Electric power conversion system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013162541A true JP2013162541A (en) | 2013-08-19 |
Family
ID=49174400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012019812A Pending JP2013162541A (en) | 2012-02-01 | 2012-02-01 | Electric power conversion system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013162541A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017085680A (en) * | 2015-10-22 | 2017-05-18 | 株式会社デンソー | Electric power conversion device |
JP2017112177A (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | 株式会社デンソー | Laminated cooler |
JP2018101690A (en) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | トヨタ自動車株式会社 | Electronic device |
JP2019103282A (en) * | 2017-12-04 | 2019-06-24 | 株式会社デンソー | Power conversion device and its manufacturing method |
JP2020089025A (en) * | 2018-11-21 | 2020-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | Power conversion device |
JP7396020B2 (en) | 2019-12-17 | 2023-12-12 | 株式会社デンソー | power converter |
-
2012
- 2012-02-01 JP JP2012019812A patent/JP2013162541A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017085680A (en) * | 2015-10-22 | 2017-05-18 | 株式会社デンソー | Electric power conversion device |
JP2017112177A (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | 株式会社デンソー | Laminated cooler |
JP2018101690A (en) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | トヨタ自動車株式会社 | Electronic device |
JP2019103282A (en) * | 2017-12-04 | 2019-06-24 | 株式会社デンソー | Power conversion device and its manufacturing method |
JP2020089025A (en) * | 2018-11-21 | 2020-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | Power conversion device |
JP7099278B2 (en) | 2018-11-21 | 2022-07-12 | 株式会社デンソー | Power converter |
JP7396020B2 (en) | 2019-12-17 | 2023-12-12 | 株式会社デンソー | power converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2013162541A (en) | Electric power conversion system | |
JP5344013B2 (en) | Power converter | |
US9548672B2 (en) | Electric power converter | |
JP5760985B2 (en) | Power converter | |
JP5257350B2 (en) | Power converter for vehicle | |
JP5024169B2 (en) | Power converter | |
JP2017093271A (en) | Electric power conversion device | |
JP6647991B2 (en) | Power converter | |
JP4075815B2 (en) | Laminated power module and positioning method thereof | |
JP2014027768A (en) | Capacitor and power conversion device | |
JP2012238681A (en) | Power converter | |
JP5445446B2 (en) | Power converter | |
JP5371833B2 (en) | Power converter | |
JP2014060865A (en) | Electric power conversion apparatus | |
JP5838759B2 (en) | Semiconductor module | |
JP5994717B2 (en) | Power converter | |
JP4016907B2 (en) | Power converter | |
JP7099278B2 (en) | Power converter | |
JP5928269B2 (en) | Power converter | |
JP2018137918A (en) | Electric power conversion device | |
JP5327120B2 (en) | Power converter | |
JP2015104163A (en) | Power converter | |
JP2013146168A (en) | Power conversion device and method for manufacturing the same | |
TWI834532B (en) | Inverter assembly | |
JP2013146169A (en) | Power conversion device and method for manufacturing the same |