JP2016073165A

JP2016073165A - Lamination unit

Info

Publication number: JP2016073165A
Application number: JP2014203675A
Authority: JP
Inventors: 進一三浦; Shinichi Miura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2016-05-09

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lamination unit in which plural power cards and plural coolers are laminated, and a capacitor can be installed with high space efficiency.SOLUTION: A lamination unit 10 has plural power cards 3, plural coolers 2 and a capacitor 4. Each cooler 2 has a main body and a metal plate. The main body 21 is provided with an opening 23a at a side face facing an adjacent power card. One face of each of the metal plates 32a, 32b blocks the opening through a gasket and is provided with a fin 33, and the other face faces the power card 3. The main body 21 of at least one cooler has openings at both the sides thereof in the lamination direction. A housing part 25 in which a capacitor 4 is mounted is provided between the fin of the metal plate blocking one opening and the fin of the metal plate blocking the other opening. The capacitor 4 is inserted into the housing part 25 from a direction perpendicular to the lamination direction.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、夫々が半導体素子を収容した複数のパワーカードと複数の冷却器が積層された積層ユニットに関する。 The present invention relates to a stacked unit in which a plurality of power cards each containing a semiconductor element and a plurality of coolers are stacked.

スイッチング素子、又は、パワー素子と呼ばれる電力変換用の半導体素子は発熱量が大きい。例えば、電動車両の駆動用モータに電力を供給する電力変換器は、多数のスイッチング素子を備えるので、電力変換器の総発熱量が大きくなる。 A semiconductor element for power conversion called a switching element or a power element generates a large amount of heat. For example, a power converter that supplies power to a drive motor of an electric vehicle includes a large number of switching elements, so that the total heat generation amount of the power converter increases.

発熱量の大きい多数のスイッチング素子を集約して効率よく冷却するための技術が例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された電力変換器は、スイッチング素子を収容した複数のパワーカード（半導体モジュール）と複数の冷却器を積層した積層ユニットを備える。特許文献１の積層ユニットは、パワーカードだけでなく、コンデンサ素子を収容したコンデンサモジュールも備える。特許文献１の積層ユニットでは、パワーカードとコンデンサが夫々、冷却器に挟まれている。 For example, Patent Document 1 discloses a technique for efficiently cooling a large number of switching elements that generate a large amount of heat. The power converter disclosed in Patent Document 1 includes a stacked unit in which a plurality of power cards (semiconductor modules) containing switching elements and a plurality of coolers are stacked. The laminated unit of Patent Document 1 includes not only a power card but also a capacitor module that houses a capacitor element. In the laminated unit of Patent Document 1, a power card and a capacitor are each sandwiched between coolers.

特開２０１３−１２１２３６号公報JP2013-121236A

特許文献１の積層ユニットでは、パワーカードとコンデンサモジュールが同じように冷却器と積層されている。以下では、説明を簡便にするため、コンデンサモジュールを単純にコンデンサと称する場合がある。本明細書が開示する技術は、積層ユニットへのコンデンサの組み込み方を工夫し、空間効率を高めた積層ユニットを提供する。 In the laminated unit of Patent Document 1, the power card and the capacitor module are similarly laminated with the cooler. Hereinafter, in order to simplify the description, the capacitor module may be simply referred to as a capacitor. The technology disclosed in this specification provides a multilayer unit with improved space efficiency by devising how to incorporate a capacitor into the multilayer unit.

本明細書が開示する積層ユニットは、複数のパワーカードと複数の冷却器と少なくとも１つのコンデンサを備えている。各パワーカードは、半導体素子を収容している。各冷却器がパワーカードと対向するように、複数の冷却器と複数のパワーカードは積層されている。各冷却器は、本体と金属板を備えている。本体は、隣接するパワーカードと対向する側面に開口が設けられている。金属板は、一方の面がガスケットを介して本体の開口を塞いでいるとともにその一方の面にフィンが設けられており、他方の面がパワーカードと対向している。そして、複数の冷却器のうちの少なくとも一つの冷却器の本体は、積層方向の両側に開口を有している。その本体には、一方の開口を塞いでいる金属板のフィンと他方の開口を塞いでいる金属板のフィンとの間にコンデンサを収容する収容部が設けられている。その収容部に、積層方向に直交する方向からコンデンサが挿入されている。 The laminated unit disclosed in this specification includes a plurality of power cards, a plurality of coolers, and at least one capacitor. Each power card contains a semiconductor element. The plurality of coolers and the plurality of power cards are stacked so that each cooler faces the power card. Each cooler includes a main body and a metal plate. The main body has an opening on a side surface facing an adjacent power card. One side of the metal plate closes the opening of the main body through a gasket, and fins are provided on one side, and the other side faces the power card. The main body of at least one of the plurality of coolers has openings on both sides in the stacking direction. The main body is provided with an accommodating portion for accommodating a capacitor between the fin of the metal plate closing one opening and the fin of the metal plate closing the other opening. A capacitor is inserted into the housing portion from a direction orthogonal to the stacking direction.

上記の積層ユニットでは、コンデンサは冷却器に積層するのではなく、両側に開口を有する本体に設けられたコンデンサ収容部に収容される。仮に、本体が積層方向の両側に開口を有し、コンデンサ収容部を有さないとする。その場合、夫々の開口を塞ぐ金属板のフィンの先端同士が対向する。金属板と開口周囲の間にガスケットが介在するため、本体内部における積層方向のフィン先端位置が正確に定まらない。夫々の金属板のフィンの先端同士が干渉しないように、対向するフィン先端同士の間に隙間を確保しなければならない。本明細書が開示する電力変換器では、本体内部にコンデンサの収容部を設けるため、フィン先端同士が対向しない。それゆえ、収容部とフィン先端の間に確保する隙間は小さくてよい。冷却器の本体内部に確保すべき隙間を小さくできるので、積層ユニットの長手方向の長さを短縮することができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 In the multilayer unit, the capacitor is not stacked on the cooler, but is stored in a capacitor storage portion provided in a main body having openings on both sides. It is assumed that the main body has openings on both sides in the stacking direction and does not have a capacitor housing portion. In that case, the tips of the fins of the metal plate that close the respective openings face each other. Since the gasket is interposed between the metal plate and the periphery of the opening, the fin tip position in the stacking direction inside the main body cannot be accurately determined. A gap must be secured between the fin tips facing each other so that the tips of the fins of the respective metal plates do not interfere with each other. In the power converter disclosed in this specification, the fin tips do not face each other because the capacitor housing is provided inside the main body. Therefore, the clearance gap ensured between an accommodating part and a fin front-end | tip may be small. Since the gap to be secured inside the main body of the cooler can be reduced, the length of the laminated unit in the longitudinal direction can be shortened. Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.

実施例の積層ユニットの斜視図である。It is a perspective view of the lamination | stacking unit of an Example. 積層ユニットを含む電力変換器のケース内レイアウトを示す平面図である。It is a top view which shows the layout in the case of the power converter containing a lamination | stacking unit. 冷却器の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a cooler. 図２のIV−IV線における断面図を示す。Sectional drawing in the IV-IV line of FIG. 2 is shown. 図４のＶ−Ｖ線における断面図である。It is sectional drawing in the VV line of FIG.

図面を参照して実施例の積層ユニット１０を説明する。まず、積層ユニット１０を概説する。図１に、積層ユニット１０の斜視図を示す。積層ユニット１０は、電気自動車に搭載されるパワーコントロールユニットの主要部品である。以下では、パワーコントロールユニットをＰＣＵと略称する。ＰＣＵは、電源の直流電力を昇圧し、さらに交流に変換して走行用のモータに供給する。ＰＣＵは、電圧コンバータと、インバータを含む。電圧コンバータは、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータであり、低電圧側端子に印加された電圧を昇圧して高電圧側端子に出力する昇圧機能と、高電圧側端子に印加された電圧を降圧して低電圧側端子に出力する降圧機能を有している。双方向ＤＣ−ＤＣコンバータは２個の半導体素子を含む。また、インバータは６個の半導体素子を含む。ＰＣＵは、合計８個の半導体素子を含む。半導体素子は、後述するように、トランジスタとダイオードを逆並列に接続した素子である。夫々の半導体素子は、大きな電流を導通／遮断するので発熱量が大きい。なお、半導体素子の数は、車両の種類（電力変換器の種類）によって異なっていてもよい。 The laminated unit 10 of the embodiment will be described with reference to the drawings. First, the laminated unit 10 will be outlined. FIG. 1 shows a perspective view of the laminated unit 10. The laminated unit 10 is a main part of a power control unit mounted on an electric vehicle. Hereinafter, the power control unit is abbreviated as PCU. The PCU boosts the direct current power of the power source, further converts it to alternating current, and supplies it to the traveling motor. The PCU includes a voltage converter and an inverter. The voltage converter is a bidirectional DC-DC converter, which boosts the voltage applied to the low voltage side terminal and outputs the boosted voltage to the high voltage side terminal, and steps down the voltage applied to the high voltage side terminal. It has a step-down function that outputs to the low voltage side terminal. The bidirectional DC-DC converter includes two semiconductor elements. The inverter includes six semiconductor elements. The PCU includes a total of eight semiconductor elements. As described later, the semiconductor element is an element in which a transistor and a diode are connected in antiparallel. Since each semiconductor element conducts / cuts off a large current, it generates a large amount of heat. The number of semiconductor elements may vary depending on the type of vehicle (type of power converter).

双方向ＤＣ−ＤＣコンバータは、コンデンサを含む。そのコンデンサはフィルタコンデンサと呼ばれている。また、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータとインバータの間には、電流の脈動を抑えるためのコンデンサが接続されている。そのコンデンサは平滑化コンデンサと呼ばれている。フィルタコンデンサと平滑化コンデンサにも走行用モータを駆動するための大電流が流れる。それゆえ、フィルタコンデンサと平滑化コンデンサは大容量であり、また発熱量も大きい。 The bidirectional DC-DC converter includes a capacitor. The capacitor is called a filter capacitor. Further, a capacitor for suppressing current pulsation is connected between the bidirectional DC-DC converter and the inverter. The capacitor is called a smoothing capacitor. A large current for driving the traveling motor also flows through the filter capacitor and the smoothing capacitor. Therefore, the filter capacitor and the smoothing capacitor have a large capacity and generate a large amount of heat.

積層ユニット１０は、上記した８個の半導体素子と幾つかのコンデンサを集約して集中的に冷却するユニットである。積層ユニット１０は、４個のパワーカード３ａ−３ｄと５個の冷却器２ａ−２ｅが積層されたユニットである。複数のパワーカード３ａ―３ｄと複数の冷却器２ａ−２ｅは、一つずつ交互に積層されている。冷却器２ａ−２ｃは夫々一つのコンデンサモジュールを収容している（コンデンサモジュール４ａ−４ｃ）。図中のＸ軸方向が積層方向に相当する。以下では、パワーカード３ａ−３ｄと冷却器２ａ−２ｅの積層方向を単純に積層方向と称する。 The laminated unit 10 is a unit that collects and cools the above-described eight semiconductor elements and several capacitors in a concentrated manner. The stacked unit 10 is a unit in which four power cards 3a-3d and five coolers 2a-2e are stacked. The plurality of power cards 3a-3d and the plurality of coolers 2a-2e are alternately stacked one by one. Each cooler 2a-2c accommodates one capacitor module (capacitor module 4a-4c). The X-axis direction in the figure corresponds to the stacking direction. Hereinafter, the stacking direction of the power cards 3a-3d and the coolers 2a-2e is simply referred to as a stacking direction.

複数のパワーカード３ａ−３ｄは同じ構造を有している。以下、複数のパワーカード３ａ−３ｄのいずれか一つを区別なく表すときにはパワーカード３と表記する。また複数のパワーカード３ａ−３ｄは、「複数のパワーカード３」と表記する。夫々のパワーカード３は、２個の半導体素子を樹脂でモールドしたパッケージである。各パワーカード３の内部で２個の半導体素子が直列に接続されている。各パワーカード３からは３本の端子３１ａ−３１ｃが伸びている。３本の端子３１ａ−３１ｃの夫々は、半導体素子の直列回路の高電位側端子、低電位側端子、直列回路の中点の端子に相当する。図１では、右端のパワーカード３ｄのみに端子を示す符号３１ａ−３１ｃを付してあり、他のパワーカードには符号を省略している。パワーカード３からは、上記３本の端子３１ａ−３１ｃのほか、半導体素子（トランジスタ）のゲートに通じる端子（ゲート端子）が、端子３１ａ−３１ｃが伸びている側面とは反対側の側面から伸びているが、その図示は省略している。 The plurality of power cards 3a to 3d have the same structure. Hereinafter, when any one of the plurality of power cards 3a to 3d is expressed without distinction, it is referred to as a power card 3. The plurality of power cards 3a to 3d are referred to as “a plurality of power cards 3”. Each power card 3 is a package in which two semiconductor elements are molded with resin. Two semiconductor elements are connected in series inside each power card 3. From each power card 3, three terminals 31a-31c extend. Each of the three terminals 31a to 31c corresponds to a high potential side terminal, a low potential side terminal, and a midpoint terminal of the series circuit of the semiconductor device. In FIG. 1, only the power card 3d at the right end is provided with reference numerals 31a-31c indicating terminals, and the reference numerals are omitted for the other power cards. From the power card 3, in addition to the three terminals 31a-31c, a terminal (gate terminal) leading to the gate of the semiconductor element (transistor) extends from the side surface opposite to the side surface on which the terminals 31a-31c extend. However, the illustration is omitted.

コンデンサモジュール４ａ−４ｃは、同じ構造を有している。コンデンサモジュール４ａが、先に述べた平滑化コンデンサに対応し、コンデンサモジュール４ｂ、４ｃが先に述べたフィルタコンデンサに対応する。コンデンサモジュール４ａ−４ｃのいずれか一つを区別なく表すときにはコンデンサモジュール４と表記する。各コンデンサモジュール４の中には、コンデンサ素子が収容されている。各コンデンサモジュール４の上面から２個の端子４１ａ、４１ｂが伸びている。図１では右端のコンデンサモジュール４ｃのみに端子を示す符号４１ａ、４１ｂを付してあり、他のコンデンサモジュール４ａ、４ｂには符号を省略している。 The capacitor modules 4a-4c have the same structure. The capacitor module 4a corresponds to the smoothing capacitor described above, and the capacitor modules 4b and 4c correspond to the filter capacitor described above. When any one of the capacitor modules 4a-4c is expressed without distinction, it is expressed as a capacitor module 4. Each capacitor module 4 contains a capacitor element. Two terminals 41 a and 41 b extend from the upper surface of each capacitor module 4. In FIG. 1, reference numerals 41a and 41b indicating terminals are attached only to the rightmost capacitor module 4c, and the reference numerals are omitted for the other capacitor modules 4a and 4b.

パワーカード３ａ−３ｃに含まれている半導体素子がインバータを構成し、それらパワーカード３ａ−３ｃの端子３１ａとコンデンサモジュール４ａの端子４１ａが不図示のバスバで接続される。また、パワーカード３ａ−３ｃの端子３１ｂとコンデンサモジュール４ａの端子４１ｂが不図示のバスバで接続される。一方、パワーカード３ｄに含まれている半導体素子とコンデンサモジュール４ｃ内のコンデンサ素子は、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータの一部である。パワーカード３ｄの端子３１ａとコンデンサモジュール４ｃの端子４１ａが不図示の別のバスバで接続され、パワーカード３ｄの端子３１ｂとコンデンサモジュール４ｃの端子４１ｂがさらに別のバスバで接続される。 The semiconductor elements included in the power cards 3a-3c constitute an inverter, and the terminals 31a of the power cards 3a-3c and the terminals 41a of the capacitor module 4a are connected by a bus bar (not shown). Further, the terminal 31b of the power card 3a-3c and the terminal 41b of the capacitor module 4a are connected by a bus bar (not shown). On the other hand, the semiconductor element included in the power card 3d and the capacitor element in the capacitor module 4c are part of a bidirectional DC-DC converter. The terminal 31a of the power card 3d and the terminal 41a of the capacitor module 4c are connected by another bus bar (not shown), and the terminal 31b of the power card 3d and the terminal 41b of the capacitor module 4c are further connected by another bus bar.

冷却器２ａ−２ｃは、同じ構造を有している。冷却器２ｄと２ｅは、冷却器２ａ−２ｃとは若干構造が異なるが、説明の便宜上、冷却器２ａ−２ｅのいずれか一つを区別なく表すときには冷却器２と表記する。また、複数の冷却器２ａ−２ｅは、以後、複数の冷却器２と総称する。 The coolers 2a-2c have the same structure. The coolers 2d and 2e are slightly different in structure from the coolers 2a-2c, but for convenience of explanation, when any one of the coolers 2a-2e is expressed without distinction, the coolers 2d and 2e are referred to as coolers 2. The plurality of coolers 2a-2e will be collectively referred to as a plurality of coolers 2 hereinafter.

各パワーカード３の両側の夫々に冷却器２が対向して接している。各冷却器２は、その内部を液体の冷媒が通る。冷媒の典型は水、あるいは、ＬＬＣ（ＬｏｎｇＬｉｆｅＣｏｏｌａｎｔ）である。冷却器２ｄには外部から積層ユニット１０へ冷媒を供給する供給口５１と、積層ユニット１０から冷媒を排出する排出口５２が取り付けられている。供給口５１から供給された冷媒は、各冷却器２へ分配される。冷媒は、各冷却器２を通る際に隣接しているパワーカード３の熱を吸収する。熱を吸収した冷媒は排出口５２から排出される。各冷却器２の本体は樹脂で作られているが、パワーカード３と接する面には金属板３２が配置されている。金属板３２の裏側を冷媒が通る。なお、パワーカード３はその積層方向両側に絶縁板１９を備えている。図１では、右端の２つの金属板３２と２つの絶縁板１９だけに符号を付しており、他の金属板と絶縁板の符号は省略している。冷却器２の構造については後に詳しく説明する。また、後の説明では、パワーカードの両側に位置する２枚の金属板３２を区別する場合、金属板３２ａ、金属板３２ｂと表記を用いることがある。 The cooler 2 is in contact with both sides of each power card 3 so as to face each other. Each cooler 2 has a liquid refrigerant passing through it. A typical refrigerant is water or LLC (Long Life Coolant). The cooler 2d is provided with a supply port 51 for supplying a refrigerant from the outside to the laminated unit 10 and a discharge port 52 for discharging the refrigerant from the laminated unit 10. The refrigerant supplied from the supply port 51 is distributed to each cooler 2. The refrigerant absorbs heat of the adjacent power card 3 when passing through each cooler 2. The refrigerant that has absorbed heat is discharged from the discharge port 52. The main body of each cooler 2 is made of resin, but a metal plate 32 is disposed on the surface in contact with the power card 3. The refrigerant passes through the back side of the metal plate 32. The power card 3 includes insulating plates 19 on both sides in the stacking direction. In FIG. 1, only the rightmost two metal plates 32 and the two insulating plates 19 are denoted by reference numerals, and the other metal plates and the insulating plates are omitted. The structure of the cooler 2 will be described in detail later. In the following description, when the two metal plates 32 located on both sides of the power card are distinguished, the notation of the metal plate 32a and the metal plate 32b may be used.

積層ユニット１０を含むＰＣＵ１００のケース内のデバイスレイアウトを説明する。図２は、ＰＣＵ１００のカバーを外したケース内平面図である。ケース５３には、積層ユニット１０のほか、リアクトル５５が収容される。リアクトル５５は、チョッパ型の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータで用いられる。ケース５３にはそのほか、各半導体素子に供給する制御信号を生成する基板も収容されるがその図示は省略している。基板は、積層ユニット１０の上側に配置される。制御信号はトランジスタのゲート電極に与えるＰＷＭ信号である。 A device layout in the case of the PCU 100 including the stacked unit 10 will be described. FIG. 2 is a plan view inside the case with the cover of the PCU 100 removed. In addition to the stacked unit 10, a reactor 55 is accommodated in the case 53. The reactor 55 is used in a chopper type bidirectional DC-DC converter. In addition, the case 53 also accommodates a substrate for generating a control signal to be supplied to each semiconductor element, but the illustration thereof is omitted. The substrate is disposed on the upper side of the laminated unit 10. The control signal is a PWM signal applied to the gate electrode of the transistor.

積層ユニット１０は、ケース５３に設けられた支持壁５３ａと、一方の側壁５３ｂとの間に配置される。なお、供給口５１と排出口５２は側壁５３ｂに設けられた孔に通される。積層ユニット１０の一端と支持壁５３ａとの間には板バネ５４が挿入される。板バネ５４は、積層ユニット１０に積層方向の圧力を加える。板バネ５４による圧力の総計は、数キロニュートンにも及ぶ。詳しくは後述するが、冷却器２ａ−２ｃは、積層方向の両側に開口を有しており、その開口に前述した金属板３２が当てられている。板バネ５４の圧力により、開口と金属板３２の間の水密性が確保される。 The laminated unit 10 is disposed between a support wall 53a provided in the case 53 and one side wall 53b. The supply port 51 and the discharge port 52 are passed through holes provided in the side wall 53b. A leaf spring 54 is inserted between one end of the laminated unit 10 and the support wall 53a. The leaf spring 54 applies a pressure in the stacking direction to the stacking unit 10. The total pressure by the leaf spring 54 is several kilonewtons. Although mentioned later in detail, cooler 2a-2c has an opening in the both sides of the lamination direction, and metal plate 32 mentioned above is applied to the opening. The water tightness between the opening and the metal plate 32 is ensured by the pressure of the leaf spring 54.

次に、冷却器２ａ−２ｃの構造を説明する。図３は、積層ユニット１０の一部分解図である。図３には冷却器２ａ、２ｂとそれらに挟まれるパワーカード３ｂ、及びコンデンサモジュール４が描かれている。図３は積層ユニット１０の一部だけを描いたものであり、冷却器２ａのパワーカード３ｂとは反対側にはパワーカード３ａが位置し、冷却器２ｂのパワーカード３ｂとは反対側にはパワーカード３ｃが位置することに留意されたい。先に述べたように、冷却器２ａ−２ｃは同じ構造を有している。図３では、冷却器２ａと２ｂの同じ部品には同じ符号を付している。以下の説明では、特に断らない限り、冷却器２ｂの部品を参照しつつ説明する。 Next, the structure of the cooler 2a-2c will be described. FIG. 3 is a partially exploded view of the laminated unit 10. In FIG. 3, the coolers 2a and 2b, the power card 3b sandwiched between them, and the capacitor module 4 are depicted. FIG. 3 shows only a part of the laminated unit 10, and the power card 3a is located on the opposite side of the cooler 2a from the power card 3b, and on the opposite side of the cooler 2b from the power card 3b. Note that the power card 3c is located. As described above, the coolers 2a-2c have the same structure. In FIG. 3, the same reference numerals are given to the same components of the coolers 2a and 2b. In the following description, it will be described with reference to the components of the cooler 2b unless otherwise specified.

冷却器２ｂの本体２１は樹脂で作られている。図３に示すように本体２１は複雑な形状を有しているが、そのような形状は樹脂の射出成形によって低コストで製造できる。本体２１の積層方向の中央には、コンデンサモジュール４を収容する収容部２５が設けられている。本体２１の積層方向の一方の側面２６ａと収容部２５との間に空間が設けられている。その空間が、冷媒が通る流路Ｐ２となる。本体２１は積層方向に沿って対称形であり、図３には表れていないが、本体２１の積層方向の他方の側面２６ｂと収容部２５との間にも空間が設けられている。その空間も、冷媒が通る流路Ｐ２である。 The main body 21 of the cooler 2b is made of resin. As shown in FIG. 3, the main body 21 has a complicated shape, but such a shape can be manufactured at low cost by resin injection molding. A housing portion 25 that houses the capacitor module 4 is provided in the center of the main body 21 in the stacking direction. A space is provided between one side surface 26 a of the main body 21 in the stacking direction and the accommodating portion 25. The space becomes a flow path P2 through which the refrigerant passes. Although the main body 21 is symmetrical along the stacking direction and is not shown in FIG. 3, a space is also provided between the other side surface 26 b of the main body 21 in the stacking direction and the accommodating portion 25. The space is also a flow path P2 through which the refrigerant passes.

積層方向（図中のＸ方向）からみたときの本体２１の中央に開口２３ａが設けられている。開口２３ａは、パワーカード３ｂと対向する位置に設けられている。開口２３ａは、金属板３２ａで塞がれる。詳しくは、金属板３２ａは、シリコンゴム製のガスケット６１ａを挟んで、開口２３ａの周囲の本体側面２６ａに当接し、開口２３ａを塞ぐ。金属板３２ａは、本体２１と組み合わされるのに先立ってパワーカード３ｂに固定されている。金属板３２ａは、絶縁板１９を挟んでパワーカード３ｂに固定されている。なお、絶縁板１９もパワーカード３ｂの一部と見なせる。 An opening 23a is provided at the center of the main body 21 when viewed from the stacking direction (X direction in the drawing). The opening 23a is provided at a position facing the power card 3b. The opening 23a is closed with a metal plate 32a. Specifically, the metal plate 32a abuts the main body side surface 26a around the opening 23a with the silicone rubber gasket 61a interposed therebetween, and closes the opening 23a. Prior to being combined with the main body 21, the metal plate 32a is fixed to the power card 3b. The metal plate 32a is fixed to the power card 3b with the insulating plate 19 interposed therebetween. The insulating plate 19 can also be regarded as a part of the power card 3b.

図３では見えないが、積層方向で開口２３ａとは反対側にも同様の開口２３ｂが設けられている。開口２３ｂは、不図示のパワーカード３ｃと対向する位置に設けられている。開口２３ｂは、金属板３２ｂで塞がれる。詳しくは、金属板３２ｂは、シリコンゴム製のガスケット６１ｂを挟んで、開口２３ｂの周囲の本体側面２６ｂに当接し、開口２３ｂを塞ぐ。図３の冷却器２ｂに着目すると、冷却器２ｂの開口２３ａとは反対側に開口２３ｂ（図では見えない）が設けられており、その開口２３ｂが、ガスケット６１ｂを挟んで金属板３２ｂで塞がれることが理解される。金属板３２ｂは、本体２１と組み合わされるのに先立ってパワーカード３ｂに固定される。 Although not visible in FIG. 3, a similar opening 23b is provided on the opposite side of the opening 23a in the stacking direction. The opening 23b is provided at a position facing the power card 3c (not shown). The opening 23b is closed with a metal plate 32b. Specifically, the metal plate 32b contacts the main body side surface 26b around the opening 23b with the silicone rubber gasket 61b interposed therebetween, and closes the opening 23b. Paying attention to the cooler 2b in FIG. 3, an opening 23b (not visible in the figure) is provided on the opposite side of the opening 23a of the cooler 2b, and the opening 23b is closed by a metal plate 32b with the gasket 61b interposed therebetween. It is understood that Prior to being combined with the main body 21, the metal plate 32b is fixed to the power card 3b.

先に述べたように、複数の冷却器２と複数のパワーカード３は一つずつ交互に積層され、冷却器２の本体２１と金属板３２ａ（３２ｂ）とパワーカード３が密着する。前述したように、積層ユニット１０はその積層方向に総計数キロニュートンに及ぶ圧力を受ける。その圧力によって金属板３２ａ（３２ｂ）と本体２１の間のガスケット６１ａ（６１ｂ）が圧迫され、開口２３ａ（２３ｂ）の水密性が確保される。 As described above, the plurality of coolers 2 and the plurality of power cards 3 are alternately stacked one by one, and the main body 21 of the cooler 2, the metal plate 32 a (32 b), and the power card 3 are in close contact with each other. As described above, the stacking unit 10 is subjected to a pressure that reaches a total number of kilonewtons in the stacking direction. The pressure compresses the gasket 61a (61b) between the metal plate 32a (32b) and the main body 21, and ensures the water tightness of the opening 23a (23b).

金属板３２ａ、３２ｂの裏面（本体２１を向く面）には複数のフィン３３が設けられている。金属板３２ａ、３２ｂの裏面は本体２１の内部に面しており、本体内部の流路Ｐ２を流れる冷媒に直接に接触する。従って、パワーカード３の熱は、金属板３２ａ、３２ｂとその裏面のフィン３３を通じて冷媒に放出される。 A plurality of fins 33 are provided on the back surfaces (surfaces facing the main body 21) of the metal plates 32a and 32b. The back surfaces of the metal plates 32a and 32b face the inside of the main body 21 and directly contact the refrigerant flowing through the flow path P2 inside the main body. Therefore, the heat of the power card 3 is released to the refrigerant through the metal plates 32a and 32b and the fins 33 on the back surface thereof.

パワーカード３ｂに着目すると、積層方向の一方側に冷却器２ａの開口２３ｂ（不図示）を塞ぐ金属板３２ｂが接しており、他方側に冷却器２ｂの開口２３ａを塞ぐ金属板３２ａが接している。パワーカード３ｂの熱は、金属板３２ｂを通じて冷却器２ｂを流れる冷媒に吸収されるとともに、金属板３２ａを通じて冷却器２ｃを流れる冷媒にも吸収される。即ちパワーカード３ｂはその両側から冷却される。 Focusing on the power card 3b, the metal plate 32b that closes the opening 23b (not shown) of the cooler 2a is in contact with one side in the stacking direction, and the metal plate 32a that closes the opening 23a of the cooler 2b is in contact with the other side. Yes. The heat of the power card 3b is absorbed by the refrigerant flowing through the cooler 2b through the metal plate 32b and is also absorbed by the refrigerant flowing through the cooler 2c through the metal plate 32a. That is, the power card 3b is cooled from both sides.

本体２１には、積層方向（図中のＸ軸方向）から見て開口２３ａのＹ軸方向の両端に積層方向に突出する筒部２２が設けられている。筒部２２は、積層方向の一方側と他方側に突出している。筒部２２の内側には積層方向に貫通する貫通孔２４が形成されている。冷却器２ｂの筒部２２はガスケット６２を挟んで隣接する冷却器２ａの筒部２２と接合し、貫通孔２４同士が連結して流路Ｐ１、Ｐ３を構成する。流路Ｐ１、Ｐ３は、本体２１の内部の流路Ｐ２と連通している。 The main body 21 is provided with cylindrical portions 22 that project in the stacking direction at both ends in the Y-axis direction of the opening 23a when viewed from the stacking direction (X-axis direction in the drawing). The cylinder part 22 protrudes on one side and the other side in the stacking direction. A through hole 24 penetrating in the stacking direction is formed inside the cylindrical portion 22. The cylindrical portion 22 of the cooler 2b is joined to the cylindrical portion 22 of the adjacent cooler 2a with the gasket 62 interposed therebetween, and the through holes 24 are connected to form the flow paths P1 and P3. The flow paths P1 and P3 communicate with the flow path P2 inside the main body 21.

なお、積層ユニット１０の両端の冷却器２ｄ、２ｅは、冷却器２ａ−２ｃとは若干形状が異なるが、積層方向でパワーカード３と面している側の構造は、冷却器２ａ−２ｃと同じである。即ち、本体のパワーカード３と面する側面に開口が設けられており、その開口を、予めパワーカード３に固定された金属板がガスケットを介して塞ぐ。また、冷却器２ｄ、２ｅにも冷却器２ａ−２ｃの筒部２２と同様の筒部を有しており、そ内側に貫通孔が設けられている。また、冷却器２ｄ、２ｅの本体も樹脂で作られている。 The coolers 2d and 2e at both ends of the laminated unit 10 are slightly different in shape from the coolers 2a-2c, but the structure on the side facing the power card 3 in the stacking direction is the same as that of the coolers 2a-2c. The same. That is, an opening is provided on a side surface of the main body facing the power card 3, and the opening is closed with a metal plate fixed to the power card 3 in advance through a gasket. The coolers 2d and 2e also have a cylindrical portion similar to the cylindrical portion 22 of the coolers 2a-2c, and a through hole is provided on the inside thereof. The main bodies of the coolers 2d and 2e are also made of resin.

積層ユニット１０では、積層方向に沿って一直線に並ぶ一方の複数の筒部２２（符号Ｐ１が付されている方の筒部２２）が連通し、また、他方の複数の筒部２２（符号Ｐ３が付されている方の筒部２２）も連通する。こうして、流路Ｐ１、Ｐ３は、積層ユニット１０の全ての冷却器２を連通する。先に述べた供給口５１と流路Ｐ１を通じて全ての冷却器２に冷媒が分配される。冷媒は各冷却器２の流路Ｐ２を流れる間に金属板３２ａと３２ｂとフィン３３を通じてその両側のパワーカード３の熱を吸収する。熱を吸収した冷媒は流路Ｐ３と排出口５２を通じて積層ユニット１０の外へと排出される。 In the laminated unit 10, one of the plurality of cylindrical portions 22 (the cylindrical portion 22 to which the reference symbol P1 is attached) arranged in a straight line along the stacking direction communicate with each other, and the other plurality of cylindrical portions 22 (reference symbol P3). The cylinder portion 22) to which is attached also communicates. Thus, the flow paths P1 and P3 communicate all the coolers 2 of the stacked unit 10. The refrigerant is distributed to all the coolers 2 through the supply port 51 and the flow path P1 described above. The refrigerant absorbs the heat of the power cards 3 on both sides thereof through the metal plates 32 a and 32 b and the fins 33 while flowing through the flow path P <b> 2 of each cooler 2. The refrigerant that has absorbed heat is discharged out of the laminated unit 10 through the flow path P3 and the discharge port 52.

先に述べたように、冷却器２の本体２１は樹脂製である。図３に良く示されているように、本体２１の筒部２２は肉厚が厚い。それゆえ、積層方向に対して高い強度を保持でき、荷重に対して本体２１の変形量を小さくすることができる。なお、筒部２２の先端面にはガスケット６２が当てられ、隣接する冷却器の筒部２２との間が封止される。なお、ガスケット６１ａ（６１ｂ）による本体２１と金属板３２ａ（３２ｂ）の間の封止と、ガスケット６２による筒部２２同士の間の封止が同時に成立するように、ガスケット６１ａ（６１ｂ）とガスケット６２の厚みが選定される。 As described above, the main body 21 of the cooler 2 is made of resin. As well shown in FIG. 3, the cylindrical portion 22 of the main body 21 is thick. Therefore, high strength can be maintained in the stacking direction, and the deformation amount of the main body 21 can be reduced with respect to the load. In addition, the gasket 62 is applied to the front end surface of the cylinder part 22, and it seals between the cylinder parts 22 of an adjacent cooler. Note that the gasket 61a (61b) and the gasket 61a (61b) are sealed with the gasket 61a (61b) so that the sealing between the main body 21 and the metal plate 32a (32b) and the gasket 62 with the gasket 62 are simultaneously established. A thickness of 62 is selected.

先に説明したように、本体２１にはコンデンサモジュール４を収容する収容部２５が設けられている。収容部２５は、積層方向と交差する方向（図中のＺ軸方向）に開口を有しており、その開口からコンデンサモジュール４が挿入される。図には表れていないが、収容部２５の内壁とコンデンサモジュール４の間はポッティング材が充填される。ポッティング材は、例えばシリコンを主成分とする高伝熱性材である。収容部２５の積層方向の両側面２５ａは流路Ｐ２に面しており、冷媒が触れる。コンデンサモジュール４は、ポッティング材と収容部２５の側壁を通じて冷媒に冷却される。 As described above, the main body 21 is provided with the accommodating portion 25 that accommodates the capacitor module 4. The accommodating portion 25 has an opening in a direction intersecting with the stacking direction (Z-axis direction in the drawing), and the capacitor module 4 is inserted from the opening. Although not shown in the figure, a potting material is filled between the inner wall of the accommodating portion 25 and the capacitor module 4. The potting material is, for example, a high heat transfer material mainly composed of silicon. Both side surfaces 25a in the stacking direction of the accommodating portion 25 face the flow path P2, and are touched by the refrigerant. The capacitor module 4 is cooled by the coolant through the potting material and the side wall of the accommodating portion 25.

図４に、図２のIV−IV線に沿った断面図を示す。また、図５に、図４のV−V線に沿った断面図を示す。なお、図４ではコンデンサモジュール４を破線で示してあり、図５ではコンデンサモジュール４の図示を省略している。また、図５では、パワーカード３と冷却器２のＹ軸方向の中央部分を省略している。 FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V in FIG. In FIG. 4, the capacitor module 4 is indicated by a broken line, and the capacitor module 4 is not shown in FIG. In FIG. 5, the central portion of the power card 3 and the cooler 2 in the Y-axis direction is omitted.

まず、図４を参照してパワーカード３の内部構造を説明する。図４では、パワーカード３ｃへの符号を省略している。パワーカード３は全て同じ構造なので、パワーカード３ｂを参照して説明する。パワーカード３ｂの筐体３８は樹脂モールドである。筐体３８の内部に半導体素子３５が埋設されている。半導体素子３５は、その内部でトランジスタとダイオードが逆並列に接続されたチップである。図４の紙面奥側にもう一つの半導体素子が埋設されている。半導体素子３５の一方の面にはトランジスタのコレクタ電極が露出しており、そのコレクタ電極に放熱板３４の一方の面が接合している。放熱板３４の他方の面は、筐体３８の一側面に露出している。放熱板３４を含む筐体３８の一側面に不図示の絶縁板を挟んで金属板３２ｂが接着されている。前述したように、絶縁板はパワーカード３ｂの一部であるが、金属板３２ｂは冷却器２ｂの部品である。金属板３２ｂは冷却器２ｂの開口２３ｂを塞ぐ部品である。 First, the internal structure of the power card 3 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the reference numerals for the power card 3c are omitted. Since all the power cards 3 have the same structure, description will be made with reference to the power card 3b. The housing 38 of the power card 3b is a resin mold. A semiconductor element 35 is embedded in the housing 38. The semiconductor element 35 is a chip in which a transistor and a diode are connected in antiparallel. Another semiconductor element is embedded in the back side of the paper surface of FIG. The collector electrode of the transistor is exposed on one surface of the semiconductor element 35, and one surface of the heat radiating plate 34 is joined to the collector electrode. The other surface of the heat radiating plate 34 is exposed on one side surface of the housing 38. A metal plate 32b is bonded to one side surface of the housing 38 including the heat radiating plate 34 with an insulating plate (not shown) interposed therebetween. As described above, the insulating plate is a part of the power card 3b, but the metal plate 32b is a component of the cooler 2b. The metal plate 32b is a component that closes the opening 23b of the cooler 2b.

半導体素子３５の他方の面にはトランジスタのエミッタ電極が露出しており、そのエミッタ電極に導電性のスペーサ３６が接合している。そのスペーサ３６に放熱板３７の一方の面が接合している。放熱板３７の他方の面は、筐体３８の他方の側面に露出している。放熱板３７を含む筐体３８の他方の側面に不図示の絶縁板を挟んで金属板３２ａが接着されている。前述したように、絶縁板はパワーカード３ｂの一部であるが、金属板３２ａは冷却器２ｃの部品である。金属板３２ａは冷却器２ｃの開口２３ａを塞ぐ部品である。 The emitter electrode of the transistor is exposed on the other surface of the semiconductor element 35, and a conductive spacer 36 is joined to the emitter electrode. One surface of the heat radiating plate 37 is joined to the spacer 36. The other surface of the heat radiating plate 37 is exposed on the other side surface of the housing 38. A metal plate 32a is bonded to the other side surface of the housing 38 including the heat radiating plate 37 with an insulating plate (not shown) interposed therebetween. As described above, the insulating plate is a part of the power card 3b, but the metal plate 32a is a component of the cooler 2c. The metal plate 32a is a component that closes the opening 23a of the cooler 2c.

図４に良く示されているように、放熱板３４は、パワーカード３ｂの端子３１ａの一部でもある。放熱板３４を含む端子３１ａは金属製である。放熱板３４は、半導体素子３５の電極に繋がっているため、熱を良く伝える。図４には表れていないが、放熱板３７は、パワーカード３ｂの端子３１ｃの一部である。放熱板３７も半導体素子３５の電極に繋がっているため、熱を良く伝える。図４には表れていないが、放熱板３４の紙面奥側には別の放熱板が筐体３８の表面に露出している。その放熱板の裏面は、もう一つの半導体素子のエミッタ電極と接合している。その放熱板は、パワーカード３ｂの端子３１ｂの一部である。もう一つの半導体素子のコレクタ電極は、別のスペーサを介して放熱板３７に繋がっている。即ち、放熱板３７は、半導体素子３５のエミッタ電極と導通しているとともに、もう一つの半導体素子のコレクタ電極と導通している。放熱板３４を含む端子３１ａが２個の半導体素子の直列接続の高電位側端子に相当し、別の放熱板を含む端子３１ｂが直列接続の低電位側端子に相当し、放熱板３７を含む端子３１ｃが直列接続の中点の端子に相当する。 As well shown in FIG. 4, the heat sink 34 is also a part of the terminal 31a of the power card 3b. The terminal 31a including the heat sink 34 is made of metal. Since the heat sink 34 is connected to the electrodes of the semiconductor element 35, the heat sink 34 conducts heat well. Although not shown in FIG. 4, the heat sink 37 is a part of the terminal 31c of the power card 3b. Since the heat radiating plate 37 is also connected to the electrode of the semiconductor element 35, it conducts heat well. Although not shown in FIG. 4, another heat radiating plate is exposed on the surface of the housing 38 on the back side of the heat radiating plate 34. The back surface of the heat sink is joined to the emitter electrode of another semiconductor element. The heat sink is a part of the terminal 31b of the power card 3b. The collector electrode of the other semiconductor element is connected to the heat dissipation plate 37 via another spacer. That is, the heat radiating plate 37 is electrically connected to the emitter electrode of the semiconductor element 35 and is electrically connected to the collector electrode of another semiconductor element. The terminal 31a including the heat sink 34 corresponds to a high-potential side terminal connected in series of two semiconductor elements, and the terminal 31b including another heat sink corresponds to a low-potential side terminal connected in series and includes a heat sink 37. The terminal 31c corresponds to a middle point terminal in series connection.

冷却器２ｂを説明する。本体２１の積層方向の中央にはコンデンサモジュール４を収容する収容部２５が形成されている。収容部２５の積層方向外側は冷媒が流れる流路Ｐ２である。図５の矢印Ａが、流路Ｐ１から流路Ｐ２へ至る冷媒の流れを示しており、矢印Ｂが、流路Ｐ２から流路Ｐ３へ至る冷媒の流れを示している。 The cooler 2b will be described. A housing part 25 for housing the capacitor module 4 is formed at the center of the main body 21 in the stacking direction. The outer side of the accommodating portion 25 in the stacking direction is a flow path P2 through which a refrigerant flows. The arrow A in FIG. 5 indicates the flow of the refrigerant from the flow path P1 to the flow path P2, and the arrow B indicates the flow of the refrigerant from the flow path P2 to the flow path P3.

本体２１の積層方向の一方の側面には開口２３ａが設けられており、他方の側面には開口２３ｂが設けられている。開口２３ａは、予めパワーカード３ｂに固定された金属板３２ａで封止される。開口２３ｂは、予めパワーカード３ｃに固定された金属板３２ｂで封止される。開口２３ａと金属板３２ａの間にはガスケット６１ａが挟まれ、開口２３ｂと金属板３２ｂの間にはガスケット６１ｂが挟まれる。金属板３２ａ、３２ｂの裏面（本体２１を向く面）にはフィン３３が設けられている。夫々の金属板のフィン３３の先端は収容部２５の側面２５ａに対向する。図４、図５によく示されているように、収容部２５は、一方の開口２３ａを塞いでいる金属板３２ａのフィン３３と他方の開口２３ｂを塞いでいる金属板３２ｂのフィン３３との間に位置する。図４、図５では、理解を助けるために収容部２５の側面２５ａとフィン先端との間の相応の隙間を設けているが、実際には隙間は非常に狭いことに留意されたい。 An opening 23a is provided on one side surface in the stacking direction of the main body 21, and an opening 23b is provided on the other side surface. The opening 23a is sealed with a metal plate 32a fixed to the power card 3b in advance. The opening 23b is sealed with a metal plate 32b fixed to the power card 3c in advance. A gasket 61a is sandwiched between the opening 23a and the metal plate 32a, and a gasket 61b is sandwiched between the opening 23b and the metal plate 32b. Fins 33 are provided on the back surfaces (the surfaces facing the main body 21) of the metal plates 32a and 32b. The tips of the fins 33 of the respective metal plates face the side surface 25 a of the housing portion 25. As shown well in FIGS. 4 and 5, the accommodating portion 25 includes a fin 33 of the metal plate 32 a closing one opening 23 a and a fin 33 of the metal plate 32 b closing the other opening 23 b. Located between. 4 and 5, a corresponding gap is provided between the side surface 25a of the accommodating portion 25 and the tip of the fin in order to help understanding, but it should be noted that the gap is actually very narrow.

収容部２５の利点を説明する。仮に、収容部２５を設けない場合、フィンをその高さ方向に伸ばし、対向する金属板の夫々から伸びるフィン先端の間の隙間をできるだけ小さくする。これは、フィンの表面に触れる冷媒を多くするためである。一方、本体２１と金属板３２ａ（３２ｂ）との間にはガスケット６１ａ（６１ｂ）が挟まれるため、フィン先端の積層方向の位置は正確に定まらない。そうすると、対向する金属板の夫々から伸びるフィン先端同士が干渉しないように、フィン先端同士の間には隙間を設ける必要がある。対向する金属板の夫々のフィンは、積層方向の両側から互いに相手のフィンに向かって伸びることになるので、両者の間には相応の隙間を確保する必要がある。一方、実施例の冷却器２の場合、対向する金属板３２ａと３２ｂの夫々から伸びるフィン３３は、収容部２５の側面２５ａに向かって伸びる。それゆえ、収容部２５の側面２５ａとフィン先端との間の隙間を小さくできる。実施例の積層ユニット１０の冷却器２は、積層方向でフィン先端の先に設けるべき隙間を小さくすることができるので、空間効率が良い。 The advantage of the accommodating part 25 is demonstrated. Temporarily, when not providing the accommodating part 25, a fin is extended in the height direction and the clearance gap between the fin tips extended from each of the metal plate which opposes is made as small as possible. This is to increase the amount of refrigerant that touches the surface of the fin. On the other hand, since the gasket 61a (61b) is sandwiched between the main body 21 and the metal plate 32a (32b), the position of the fin tip in the stacking direction is not accurately determined. Then, it is necessary to provide a gap between the fin tips so that the fin tips extending from each of the opposing metal plates do not interfere with each other. Since the respective fins of the opposing metal plates extend from both sides in the stacking direction toward each other's fins, it is necessary to secure a corresponding gap between them. On the other hand, in the case of the cooler 2 of the embodiment, the fin 33 extending from each of the opposing metal plates 32 a and 32 b extends toward the side surface 25 a of the housing portion 25. Therefore, the gap between the side surface 25a of the accommodating portion 25 and the fin tip can be reduced. Since the cooler 2 of the laminated unit 10 of the embodiment can reduce the gap to be provided at the tip of the fin tip in the lamination direction, the space efficiency is good.

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例の積層ユニット１０は、５個の冷却器２ａ−２ｅのうち、３個の冷却器２ａ−２ｃが、積層方向の両側板に開口を有しており、その開口を金属板が封止する。説明を省略したが、残りの冷却器２ｄ、２ｅでは、その本体のパワーカードと対向する面に開口が設けられており、その開口は金属板で封止される。各金属板にはパワーカードが対向して接する。一方、３個の冷却器２ａ−２ｃは、その本体２１の積層方向中央にコンデンサモジュール４を収容する収容部２５を備えている。コンデンサモジュール４は、積層方向に直交する方向から収容部２５に挿入される。また、各金属板３２ａ、３２ｂにはフィン３３が設けられており、フィン３３の積層方向の先端が収容部２５の側面２５ａと対向する。収容部２５の側面２５ａとフィン３３の先端との間には僅かな隙間が確保されているのみである。 Points to be noted regarding the technology described in the embodiments will be described. In the stacking unit 10 of the embodiment, of the five coolers 2a-2e, three coolers 2a-2c have openings on both side plates in the stacking direction, and the openings are sealed by metal plates. To do. Although explanation is omitted, in the remaining coolers 2d and 2e, an opening is provided on the surface of the main body facing the power card, and the opening is sealed with a metal plate. A power card faces and contacts each metal plate. On the other hand, the three coolers 2 a-2 c include a housing portion 25 for housing the capacitor module 4 at the center of the main body 21 in the stacking direction. The capacitor module 4 is inserted into the accommodating portion 25 from a direction orthogonal to the stacking direction. Each metal plate 32 a and 32 b is provided with a fin 33, and the tip of the fin 33 in the stacking direction faces the side surface 25 a of the housing portion 25. Only a slight gap is ensured between the side surface 25 a of the accommodating portion 25 and the tip of the fin 33.

また、実施例の積層ユニット１０は、コンデンサモジュール４とパワーカード３と同様に２個の冷却器で挟むのではなく、冷却器２に組み込んでいる。パワーカード３は金属板３２ａ、３２ｂを介して冷媒によって冷却される。コンデンサモジュール４は、樹脂製の収容部２５の壁を通じて冷媒によって冷却される。コンデンサモジュール４のためのフィンが存在せず、その分だけ、積層ユニットの積層方向の長さを短縮できるという利点もある。また、フィン３３を備えた金属板３２ａ、３２ｂを通じて冷却する方が、樹脂製の収容部２５の壁を通じて冷却するよりも冷却能力が高い。冷却器２の本体２１が樹脂で作られている実施例の積層ユニット１０は、コンデンサモジュール４の発熱量がパワーカード３の発熱量よりも少ない場合に特に好適である。なお、冷却器の本体の材料は樹脂に限定されない。冷却器の本体は金属で作られていてもよい。 Further, the laminated unit 10 of the embodiment is incorporated in the cooler 2 instead of being sandwiched between two coolers as in the case of the capacitor module 4 and the power card 3. The power card 3 is cooled by the refrigerant through the metal plates 32a and 32b. The capacitor module 4 is cooled by the refrigerant through the wall of the resin housing part 25. There is no fin for the capacitor module 4, and there is an advantage that the length of the stacking unit in the stacking direction can be shortened accordingly. In addition, cooling through the metal plates 32 a and 32 b provided with the fins 33 has a higher cooling capacity than cooling through the walls of the resin container 25. The laminated unit 10 of the embodiment in which the main body 21 of the cooler 2 is made of resin is particularly suitable when the heat generation amount of the capacitor module 4 is smaller than the heat generation amount of the power card 3. In addition, the material of the main body of a cooler is not limited to resin. The body of the cooler may be made of metal.

図４と図５に示されているように、ガスケット６１ａ、６１ｂ、６２は、ダブルリップタイプである。本明細書が開示する積層ユニットで用いるガスケットは、ダブルリップタイプに限られない。例えば、ガスケットは、単純なＯリングタイプであってもよい。 As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the gaskets 61a, 61b, 62 are double lip types. The gasket used in the laminated unit disclosed in this specification is not limited to the double lip type. For example, the gasket may be a simple O-ring type.

実施例のコンデンサモジュール４が請求項におけるコンデンサの一例に相当する。実施例で説明した積層ユニット１０は、好適には、電気自動車、ハイブリッド車、あるいは、燃料電池車のモータに電力を供給するパワーコントロールユニットに特に好適である。 The capacitor module 4 of the embodiment corresponds to an example of a capacitor in the claims. The laminated unit 10 described in the embodiment is preferably particularly suitable for a power control unit that supplies electric power to a motor of an electric vehicle, a hybrid vehicle, or a fuel cell vehicle.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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。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し得るものであり、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 exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

２、２ａ−２ｅ：各冷却器
３、３ａ−３ｄ：パワーカード
４、４ａ−４ｃ：コンデンサモジュール
１０：積層ユニット
１９：絶縁板
２１：本体
２２：筒部
２３ａ、２３ｂ：開口
２４：貫通孔
２５：収容部
３１ａ−３１ｃ：端子
３２、３２ａ、３２ｂ：金属板
３３：フィン
３４、３７：放熱板
３５：半導体素子
３６：スペーサ
３８：筐体
４１ａ、４１ｂ：端子
５３：ケース
５３ａ：支持壁
５３ｂ：側壁
５４：板バネ
６１ａ、６１ｂ、６２：ガスケット
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３：流路 2, 2a-2e: Each cooler 3, 3a-3d: Power card 4, 4a-4c: Capacitor module 10: Laminating unit 19: Insulating plate 21: Main body 22: Tube portion 23a, 23b: Opening 24: Through hole 25 : Housing 31a-31c: Terminals 32, 32a, 32b: Metal plate 33: Fins 34, 37: Heat sink 35: Semiconductor element 36: Spacer 38: Housing 41a, 41b: Terminal 53: Case 53a: Support wall 53b: Side wall 54: leaf springs 61a, 61b, 62: gaskets P1, P2, P3: flow paths

Claims

A plurality of power cards each of which contains a semiconductor element;
A plurality of coolers stacked with the plurality of power cards, each facing a power card; and
A capacitor,
With
Each cooler
A body provided with an opening on the side facing the adjacent power card;
A metal plate whose one surface closes the opening via a gasket and is provided with a fin on the one surface, the other surface facing the power card,
With
The body of at least one of the plurality of coolers is:
An opening is provided on both sides in the stacking direction, and an accommodating portion for accommodating the capacitor is provided between the fin of the metal plate closing one opening and the fin of the metal plate closing the other opening. And
The capacitor is inserted into the housing portion from a direction orthogonal to the stacking direction,
A laminated unit characterized by that.