JP4900202B2 - Power converter - Google Patents
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Description
本発明は、電力変換回路を構成する半導体モジュールの冷却手段を備えた電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device including a cooling means for a semiconductor module constituting a power conversion circuit.
従来より、DC−DCコンバータ回路やインバータ回路等の電力変換回路は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流の生成に用いられることがある。
一般に、電気自動車やハイブリッド自動車等では、交流モータから大きな駆動トルクを確保するため大きな駆動電流が必要となってきている。
それゆえ、その交流モータ向けの駆動電流を生成する上記電力変換回路においては、該電力変換回路を構成するIGBT等の電力用半導体素子を含む半導体モジュールからの発熱が大きくなる傾向にある。
Conventionally, a power conversion circuit such as a DC-DC converter circuit or an inverter circuit is sometimes used to generate a drive current for energizing an AC motor that is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle.
In general, in an electric vehicle, a hybrid vehicle, and the like, a large driving current is required to secure a large driving torque from an AC motor.
Therefore, in the power conversion circuit that generates a drive current for the AC motor, heat generated from a semiconductor module including a power semiconductor element such as an IGBT constituting the power conversion circuit tends to increase.
そこで、図20に示すごとく、電力変換回路を構成する複数の半導体モジュール921を均一に冷却することができるように、冷媒の供給及び排出を担う一対のヘッダ923の間に多数の冷却管922が配置されている電力変換装置9が提案されている(特許文献1参照)。そして、該電力変換装置9は、冷却管922の間に半導体モジュール921を挟持した半導体積層ユニット92と、該半導体積層ユニット92の積層方向の端部に半導体積層ユニット92を積層方向に加圧するばね部材931とを有する。
Therefore, as shown in FIG. 20, a large number of
該ばね部材931は、半導体積層ユニット92の積層方向の端面をなす冷却管922の主面920に対して、当接プレート932を介して当接している。これにより、冷却管922の主面920に対して、ばね部材931による押圧力が作用するようにしてある。
The
ところが、従来の電力変換装置9においては、以下のような問題がある。すなわち、当接プレート932とばね部材931とは別体であるため、ばね部材931が当接プレート932から脱落しないようにこれらを重ね合わせつつ電力変換装置9に組み付ける必要がある。そのため、当接プレート932とばね部材931との組付けを容易に行うことができないという問題がある。
However, the
また、ばね部材931は当接プレート932に固定されているわけではないため、ばね部材931が所定の位置からずれた位置に配設されることがあり、ばね部材931の位置決めが困難となるという問題がある。
Further, since the
さらに、当接プレート932の曲げ剛性が不充分であると、ばね部材931によって押圧された当接プレート932が、ばね部材931との当接部分を中心に反ってしまうおそれがある。そのため、半導体積層ユニット92をその積層方向に均一に押圧することが困難となるおそれがある。それゆえ、半導体モジュール92と冷却管922とを面接触させて両者の密着性を確保して半導体モジュール92から冷却管922への伝熱を充分に行うことが困難となるおそれがある。そして、その結果、半導体モジュール921を充分に冷却することが困難となるおそれがある。
Furthermore, if the bending rigidity of the
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、加圧部材の組付け及びばね部材の位置決めが容易であるとともに、半導体モジュールを充分に冷却することができる電力変換装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and provides a power conversion device that can easily assemble a pressure member and position a spring member and can sufficiently cool a semiconductor module. It is what.
本発明は、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する冷却管とを交互に積層してなる半導体積層ユニットを有する電力変換装置であって、
上記半導体積層ユニットの積層方向の端部には、該半導体積層ユニットを積層方向に加圧する加圧部材が配されており、
該加圧部材は、上記半導体積層ユニットにおける積層方向の端部に当接する当接プレートと、該当接プレートを上記半導体積層ユニットに向かって押圧するばね部材とを有し、
上記当接プレートは、上記冷却管の主面に当接する前面部と、該前面部の幅方向の両端部において上記半導体積層ユニットから遠ざかる方向に形成された一対のリブと、該一対のリブのうちの少なくとも一方から他方へ向かって形成されて上記ばね部材を支持する後方支持部とを一体的に構成してなり、
上記ばね部材は、上記前面部と上記一対のリブと上記後方支持部との間に保持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)。
The present invention is a power conversion device having a semiconductor laminated unit formed by alternately laminating a semiconductor module constituting a part of a power conversion circuit and a cooling pipe for cooling the semiconductor module,
A pressure member that pressurizes the semiconductor lamination unit in the lamination direction is disposed at an end of the semiconductor lamination unit in the lamination direction,
The pressure member includes a contact plate that contacts an end portion in the stacking direction of the semiconductor stacked unit, and a spring member that presses the contact plate toward the semiconductor stacked unit.
The contact plate includes a front surface portion that contacts the main surface of the cooling pipe, a pair of ribs formed in a direction away from the semiconductor stacked unit at both ends in the width direction of the front surface portion, and the pair of ribs. A rear support part that is formed from at least one of the two toward the other and supports the spring member is configured integrally.
The spring member may be held between the front portion, the pair of ribs, and the rear support portion (Claim 1).
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記ばね部材は、上記前面部と上記一対のリブと上記後方支持部との間に保持されている。このようにばね部材を当接プレートに保持させることにより、ばね部材が当接プレートから脱落することを防ぐことができる。これにより、ばね部材と当接プレートとを一体化してなる加圧部材を電力変換装置に組付けることができるため、その加圧部材の組付けを容易に行うことができる。
また、後方支持部によってばね部材の前後への移動を規制することにより、当接プレートに対してばね部材が揺動することを抑制することができる。その結果、ばね部材の位置決めを容易に行うことができる。
Next, the effects of the present invention will be described.
The spring member is held between the front surface portion, the pair of ribs, and the rear support portion. By holding the spring member on the contact plate in this way, it is possible to prevent the spring member from falling off the contact plate. Thereby, since the pressurization member formed by integrating the spring member and the contact plate can be assembled to the power conversion device, the pressurization member can be easily assembled.
In addition, by restricting the back and forth movement of the spring member by the rear support portion, it is possible to suppress the spring member from swinging with respect to the contact plate. As a result, the spring member can be easily positioned.
そして、上記当接プレートは、上記前面部と上記一対のリブと上記後方支持部とを一体的に構成してなる。すなわち、上記後方支持部は、上記当接プレートの一部によって構成されている。そのため、上記後方支持部を形成するに当たって、当接プレートに別部材を固定するなどの必要がなく、たとえば、一枚の板状体を折り曲げ形成することにより、上記後方支持部を形成することができる。それ故、加圧部材の部品点数を少なくすることができると共に、製造工程を簡略化することができ、ひいては製造コストを削減することができる。 And the said contact plate comprises the said front part, the said pair of rib, and the said back support part integrally. That is, the rear support part is constituted by a part of the contact plate. Therefore, in forming the rear support portion, there is no need to fix another member to the contact plate. For example, the rear support portion can be formed by bending a single plate-like body. it can. Therefore, the number of parts of the pressure member can be reduced, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
また、上記当接プレートは、上記一対のリブを設けてなる。すなわち、当接プレートは、上記リブにより曲げ剛性を向上させている。それゆえ、ばね部材の弾性力によって押圧されても、当接プレートが反ることを防ぐことができる。そして、そのため、当接プレートの前面部により、半導体積層ユニットを全体にわたってその積層方向に均一に押圧することができる。これにより、半導体モジュールと冷却管とを面接触させて充分に密着させることができ、半導体モジュールから上記冷却管へと充分に伝熱することができる。その結果、半導体モジュールを充分に冷却することができる。 The contact plate is provided with the pair of ribs. That is, the contact plate has improved bending rigidity by the rib. Therefore, even when pressed by the elastic force of the spring member, the contact plate can be prevented from warping. Therefore, the semiconductor stacked unit can be uniformly pressed in the stacking direction over the entire surface by the front surface portion of the contact plate. Thereby, the semiconductor module and the cooling pipe can be brought into surface contact with each other and sufficiently adhered, and heat can be sufficiently transferred from the semiconductor module to the cooling pipe. As a result, the semiconductor module can be sufficiently cooled.
以上のごとく、本発明によれば、加圧部材の組付け及びばね部材の位置決めが容易であるとともに、半導体モジュールを充分に冷却することができる電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power conversion device that can easily assemble a pressing member and position a spring member and can sufficiently cool a semiconductor module.
本発明(請求項1)において、上記電力変換装置としては、例えば、DC−DCコンバータやインバータ等がある。また、上記電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流の生成に用いることができる。
なお、上記半導体モジュールと上記冷却管とは、直接密着していてもよいし、絶縁材等を介して密着していてもよい。
また、本明細書において、上記加圧部材が上記半導体積層ユニットを押圧する方向を前方、その反対側を後方という。
In the present invention (Claim 1), examples of the power converter include a DC-DC converter and an inverter. Moreover, the said power converter device can be used for the production | generation of the drive current which supplies with electricity to the alternating current motor which is motive power sources, such as an electric vehicle and a hybrid vehicle, for example.
In addition, the said semiconductor module and the said cooling pipe may be closely_contact | adhered directly, and may be closely_contact | adhered via an insulating material etc.
Moreover, in this specification, the direction in which the said pressurizing member presses the said semiconductor lamination unit is called the front, and the other side is called back.
また、上記後方支持部は、上記ばね部材側へ突出した後方凸部を有することが好ましい(請求項2)。
この場合には、ばね部材の当接プレートに対する前後方向の揺動を容易かつ確実に防ぐことができる。そして、たとえば、後方支持部をリブから折り曲げて形成する場合に、その折り曲げを充分に行えなくても、後方凸部を設けておくことにより、充分にばね部材を支持することができる。
Moreover, it is preferable that the said back support part has a back convex part protruded to the said spring member side (Claim 2).
In this case, the rocking | fluctuation of the front-back direction with respect to the contact plate of a spring member can be prevented easily and reliably. For example, when the rear support portion is formed by bending from the rib, the spring member can be sufficiently supported by providing the rear protrusion even if the rear support portion is not sufficiently bent.
また、上記後方支持部は、上記後方凸部を形成する凸部形成部と、該凸部形成部と上記リブとの間を連結すると共に屈曲される屈曲連結部とを有し、上記凸部形成部の幅は、上記屈曲連結部の幅よりも大きいことが好ましい(請求項3)。
この場合には、上記後方支持部の形成を容易に行えると共に、上記後方凸部を容易に形成することができる。すなわち、上記凸部形成部の幅を比較的大きくしておくことにより、該凸部形成部に上記後方凸部を容易に形成することができ、上記屈曲連結部の幅を比較的小さくしておくことにより、上記屈曲連結部において後方支持部を容易に折り曲げることができる。
The rear support portion includes a convex portion forming portion that forms the rear convex portion, and a bent connecting portion that connects and bends the convex portion forming portion and the rib, and the convex portion The width of the forming portion is preferably larger than the width of the bent connecting portion.
In this case, the rear support portion can be easily formed, and the rear convex portion can be easily formed. That is, by making the width of the convex portion forming portion relatively large, the rear convex portion can be easily formed on the convex portion forming portion, and the width of the bent connecting portion is made relatively small. Accordingly, the rear support portion can be easily bent at the bent connecting portion.
また、上記後方支持部は、上記一対のリブのうちの一方のリブのみから延設されており、他方のリブは、該リブにおける上記一方のリブとの対向面に突出した内方凸部を有し、上記ばね部材は、上記内方凸部と上記前面部との間の位置に配置されていることが好ましい(請求項4)。
この場合には、上記ばね部材を、上記当接プレートに一層安定して保持することができる。
The rear support portion extends from only one rib of the pair of ribs, and the other rib has an inward protruding portion that protrudes from a surface of the rib facing the one rib. It is preferable that the spring member is disposed at a position between the inward convex portion and the front surface portion.
In this case, the spring member can be more stably held on the contact plate.
また、上記他方のリブは、上記内方凸部の形成部分の周囲に、他の部分よりも更に後方へ延設された延設部を有することが好ましい(請求項5)。
この場合には、上記内方凸部を容易に形成することができる。
Further, it is preferable that the other rib has an extending portion that extends further rearward than the other portion around the formation portion of the inward convex portion.
In this case, the inward convex portion can be easily formed.
また、上記後方支持部は、上記一対のリブの双方から延設されていてもよい(請求項6)。
この場合には、二個の後方支持部によって、ばね部材を当接プレートに保持することができる。
Moreover, the said back support part may be extended from both of said pair of ribs (Claim 6).
In this case, the spring member can be held on the contact plate by the two rear support portions.
また、上記一対のリブのうちの少なくとも一方には、他方のリブから遠ざかる方向に延設された鍔部が形成されていることが好ましい(請求項7)。
この場合には、電力変換装置への加圧部材の組み付け作業等を容易に行うことができる。
例えば、加圧部材を電力変換装置の内部に組み付ける際に、上記鍔部を把持して加圧部材の取り扱いを行うことができ、その組付けを容易に行うことができる。特に、電力変換装置の組付けを自動化する場合には、ロボット等が鍔部を把持することにより、加圧部材の搬送、組付け等を容易に行うことができる。
或いは、例えば、上記加圧部材を電力変換装置に組付ける際に用いる位置決め治具に上記加圧部材を位置決めするための位置決め手段として、上記鍔部を用いることもできる。
In addition, it is preferable that at least one of the pair of ribs is formed with a flange portion extending in a direction away from the other rib.
In this case, the work of assembling the pressurizing member to the power converter can be easily performed.
For example, when the pressurizing member is assembled inside the power conversion device, the pressing member can be handled by gripping the collar portion, and the assembly can be easily performed. In particular, when automating the assembly of the power conversion device, the robot or the like can easily carry the pressurizing member, assemble it, etc. by gripping the collar.
Or the said collar part can also be used as a positioning means for positioning the said pressurization member in the positioning jig used when, for example, the said pressurization member is assembled | attached to a power converter device.
また、上記鍔部は、上記一対のリブの双方に形成されていることが好ましい(請求項8)。
この場合には、電力変換装置への加圧部材の組み付け作業等を一層容易に行うことができる。
すなわち、例えば、一方のリブに設けた鍔部を、上述した被把持手段として用い、他方のリブに設けた鍔部を、上述した位置決め手段として用いることにより、加圧部材を容易かつ正確に電力変換装置に組付けることができる。
Moreover, it is preferable that the said collar part is formed in both of said pair of ribs (Claim 8).
In this case, the work of assembling the pressure member to the power converter can be performed more easily.
That is, for example, by using the collar provided on one rib as the gripping means described above and the collar provided on the other rib as the positioning means described above, the pressure member can be easily and accurately powered. Can be assembled to the conversion device.
また、上記後方支持部は、上記一対のリブのうちの一方のリブから他方のリブを超える位置まで延設することもできる(請求項9)。
この場合には、上記後方支持部のうち上記他方のリブを超えた部分に、上記鍔部と同様の機能を持たせることができる。
Moreover, the said back support part can also be extended from the one rib of said pair of ribs to the position exceeding the other rib (Claim 9).
In this case, a portion of the rear support portion that exceeds the other rib can have the same function as the collar portion.
また、上記ばね部材は、複数の板ばね部を重ね合わせてなるとともに、該複数の板ばね部を接合するための接合部材を有し、該接合部材は、上記ばね部材における上記前面部側の面に突出した前方突出部を有し、該前方突出部は、上記前面部に形成された前方穴部に挿通配置されていることが好ましい(請求項10)。
この場合には、ばね部材と当接プレートとの互いの幅方向及び長さ方向の位置決めを容易かつ確実に行うことができる。
In addition, the spring member includes a plurality of leaf spring portions and a joining member for joining the plurality of leaf spring portions, and the joining member is provided on the front portion side of the spring member. It is preferable to have a front projecting portion projecting on the surface, and the front projecting portion is inserted and disposed in a front hole formed in the front surface portion.
In this case, the spring member and the contact plate can be easily and reliably positioned in the width direction and the length direction.
また、上記接合部材は、上記ばね部材における上記前面部とは反対側の面に突出した後方突出部を有し、上記後方支持部は、上記後方突出部を後方から支持するよう構成されていてもよい(請求項11)。
この場合にも、ばね部材を当接プレートに容易かつ確実に保持させることができる。
Moreover, the said joining member has the back protrusion part which protruded in the surface on the opposite side to the said front part in the said spring member, and the said back support part is comprised so that the said back protrusion part may be supported from back. (Claim 11).
Also in this case, the spring member can be easily and reliably held on the contact plate.
(実施例1)
本発明の実施例に係る電力変換装置につき、図1〜図9を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1に示すごとく、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュール21と、該半導体モジュール21を冷却する冷却管22とを交互に積層してなる半導体積層ユニット2を有する。
半導体積層ユニット2の積層方向の端部には、該半導体積層ユニット2を積層方向に加圧する加圧部材3が配されている。
Example 1
A power converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 of this example is a semiconductor stacked unit formed by alternately stacking semiconductor modules 21 constituting a part of a power conversion circuit and cooling
A
加圧部材3は、図2〜図4に示すごとく、半導体積層ユニット2における積層方向の端部に当接する当接プレート32と、該当接プレート32を半導体積層ユニット2に向かって押圧するばね部材31とを有する。
当接プレート32は、冷却管22の主面に当接する前面部320と、該前面部320の幅方向の両端部において半導体積層ユニット2から遠ざかる方向に形成された一対のリブ321と、該一対のリブ321の一方から他方へ向かって形成されてばね部材31を支持する後方支持部322とを一体的に構成してなる。
ばね部材31は、当接プレート32における前面部320と一対のリブ321と後方支持部322との間に保持されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the pressing
The
The
図4に示すごとく、後方支持部322は、ばね部材31側へ突出した後方凸部323を有する。後方凸部323は、後方支持部322の一部を、ばね部材31とは反対側の面からばね部材31側の面へ型押し成形することにより形成する。後方凸部323の突出量は、例えば、後方支持部322の厚みと略同程度以下、すなわち2mm程度以下とすることができる。
As shown in FIG. 4, the
図3、図8に示すごとく、後方支持部322は、後方凸部323を形成する凸部形成部324と、該凸部形成部324とリブ321との間を連結すると共に屈曲される屈曲連結部325とを有する。そして、凸部形成部324の幅は、屈曲連結部325の幅よりも大きい。すなわち、凸部形成部324は略円形状を有し、その直径が屈曲形成部325の幅よりも大きい。また、後方凸部323は、凸部形成部324の略中心位置に形成されている。
As shown in FIG. 3 and FIG. 8, the
図4に示すごとく、後方支持部322は、一対のリブ321のうちの一方のリブ321aのみから延設されている。また、他方のリブ321bは、該リブ321bにおける一方のリブ321aとの対向面に突出した内方凸部326を有する。ばね部材31は、内方凸部326と前面部320との間の位置に配置されている。内方凸部326の突出量も、例えば、リブ321の厚みと略同程度以下、すなわち2mm程度以下とすることができる。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すごとく、リブ321bは、内方凸部326の形成部分の周囲に、他の部分よりも更に後方へ延設された延設部327を有する。
図2〜図4に示すごとく、一方のリブ321aには、他方のリブ321bから遠ざかる方向に延設された鍔部33aが、2箇所に形成されている。そして、鍔部33aも、リブ321aの一部を折り曲げ形成してなり、当接プレート32と一体的に形成されている。
As shown in FIG. 5, the rib 321 b has an extending
As shown in FIGS. 2 to 4, one rib 321 a is formed with two
また、他方のリブ321bにも、一方のリブ321aから遠ざかる方向に延設された鍔部33bが形成されている。この鍔部33bも2箇所に形成されており、リブ321bの一部として当接プレート32と一体的に形成されている。
それ故、鍔部33a、33bは、リブ321、前面部320と同等の厚みを有する。
The other rib 321b is also formed with a
Therefore, the
また、ばね部材31は、図1、図2、図9に示すごとく、その中央部が当接プレート32の前面部320側に湾曲してなる。
また、ばね部材31は、図4、図9に示すごとく、前方板ばね311と後方板ばね312とを重ね合わせてなるとともに、前方板ばね311と後方板ばね312とを接合するための接合部材315を有する。該接合部材315は、前面部320とは反対側の面に突出した後方突出部313と、前面部320側の面に突出した前方突出部314とを有する。
Further, as shown in FIGS. 1, 2, and 9, the
As shown in FIGS. 4 and 9, the
図2、図3に示すごとく、後方支持部322は、後方突出部313と干渉しないように形成されている。また、図4、図9に示すごとく、前方突出部314は、前面部320に形成された前方穴部35に挿通配置されている。なお、前方突出部314の突出量は、当接プレート32の厚み以下である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ばね部材31を当接プレート32に組付けて加圧部材3を得るにあたっては、まず、図6〜図8に示す状態、すなわち後方支持部322がリブ321と同一平面上にある状態の当接プレート32に対して、ばね部材31を前面部320と一対のリブ321と内方凸部326との間に配置する。このとき、ばね部材31の前方突出部314を当接プレート32の前面部320に形成された前方穴部35に配置する。なお、図8に示すごとく、後方支持部322の屈曲連結部325の付け根の両側におけるリブ321aには、切込部329が形成されている。この切込部329によって、後方支持部322を折り曲げやすくしている。
When the
次いで、図2〜図4に示すごとく、後方支持部322をリブ321と略直角となるように屈曲する。このとき、後方支持部322は、その屈曲連結部325において屈曲させる。
これにより、ばね部材31を、当接プレート32における前面部320と一対のリブ321と内方凸部326と後方支持部322との間に保持し、当接プレート32から外れない状態となる。
以上により、加圧部材3を得ることができる。
Next, as shown in FIGS. 2 to 4, the
As a result, the
Thus, the
ばね部材31は、図1に示すごとく、後方板ばね312における長さ方向の両端部が、電力変換装置1のケース10内に固定された二個の固定ピン11に係止されている。そして、固定ピン11と半導体積層ユニット2との間において、ばね部材31が前後に拡がる方向に付勢された状態で、半導体積層ユニット2の一端に加圧部材3が配置されることにより、半導体積層ユニット2を積層方向に押圧している。
As shown in FIG. 1, both end portions of the
電力変換装置1は、例えば、DC−DCコンバータやインタバータ等である。そして、電力変換装置1は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流の生成に用いることができる。
また、電力変換装置1は、半導体積層ユニット2のほか、半導体モジュール21に制御信号を入力する図示しない制御基板や、コンデンサやリアクトル等から構成される図示しない電力回路等を有している。
The power conversion device 1 is, for example, a DC-DC converter or an inverter. And the power converter device 1 can be used for the production | generation of the drive current which supplies with electricity the alternating current motor which is motive power sources, such as an electric vehicle and a hybrid vehicle, for example.
In addition to the semiconductor laminated
半導体積層ユニット2は、図1に示すごとく、複数の半導体モジュール21と冷却管22とを交互に積層してなり、各冷却管22の両端を、冷媒の供給を担う冷媒供給ヘッダ232と冷媒の排出を担う冷媒排出ヘッダ233とに連通させた多層積層構造のユニットである。本例では、隣り合わせに積層した冷却管22の間に、それぞれ二つの半導体モジュール21を並列配置してある。
As shown in FIG. 1, the
本例の冷却管22は、内部に、例えば、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、水やアンモニア等の自然冷媒、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、HCFC123、HFC134a等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等の冷媒を流動させる中空部を有してなる管である。
The cooling
そして、図1に示すごとく、冷媒入口231より供給側連結管232を介して冷却管22へと供給された冷媒は、冷却管22内を通過する際に、冷却管22と絶縁材を介して面接触することができるように設けられた半導体モジュール21の放熱板(図示略)から受熱する。そして、受熱した冷媒は、さらに冷却管22内を通過し、排出側連結管233を介して冷媒出口234へ向かって流れて、そこから排出される。
このようにして、半導体積層ユニット2においては、冷媒を冷却管22内において循環させて、半導体素子との熱交換を行うことにより、半導体モジュール21を冷却する。
そして、上述したように、半導体積層ユニット2の積層方向の端部には、図1に示すごとく、当接プレート32とばね部材31とにより構成される加圧部材3が配されている。
As shown in FIG. 1, the refrigerant supplied from the
Thus, in the semiconductor laminated
As described above, the pressing
次に、本例の作用効果につき説明する。
ばね部材31は、前面部320と一対のリブ321と後方支持部322との間に保持されている。このようにばね部材31を当接プレート32に保持させることにより、ばね部材31が当接プレート32から脱落することを防ぐことができる。これにより、ばね部材31と当接プレート32とを一体化してなる加圧部材3を電力変換装置1に組付けることができるため、その加圧部材3の組付けを容易に行うことができる。
また、後方支持部322がばね部材31の前後への移動を規制することによって、当接プレート32に対してばね部材31が揺動することを抑制することができる。その結果、ばね部材1の位置決めを容易に行うことができる。
Next, the function and effect of this example will be described.
The
Further, the
そして、当接プレート32は、前面部320と一対のリブ321と後方支持部322とを一体的に構成してなる。すなわち、後方支持部322は、当接プレート32の一部によって構成されている。そのため、後方支持部322を形成するに当たって、当接プレート32に別部材を固定するなどの必要がなく、一枚の板状体を折り曲げ形成することにより、後方支持部322を形成することができる。それ故、加圧部材3の部品点数を少なくすることができると共に、製造工程を簡略化することができ、ひいては製造コストを削減することができる。
The
また、当接プレート32は、一対のリブ321を設けてなる。ここで、当接プレート32は、リブ321により曲げ剛性が増加しているため、ばね部材31の弾性力によって押圧されても、当接プレート32が反ることを防ぐことができる。そして、そのため、当接プレート32の前面部320により、半導体積層ユニット2を全体にわたってその積層方向に均一に押圧することができる。これにより、半導体モジュール21と冷却管22とを面接触させて充分に密着させることができる。そのため、半導体モジュール21から冷却管22へと充分に伝熱することができる。その結果、半導体モジュール21を充分に冷却することができる。
The
また、後方支持部322は、後方凸部323を有するため、ばね部材31の当接プレート32に対する前後方向の揺動を容易かつ確実に防ぐことができる。そして、後方支持部322をリブ321から折り曲げて形成する際に、その折り曲げを充分に行えなくても、後方凸部323を設けておくことにより、充分にばね部材31を支持することができる。つまり、後方支持部322は、当接プレート32の一部を屈曲させることにより形成するが、この当接プレート32が例えば2mm程度またはそれ以上の厚みを有する場合、充分に後方支持部322を屈曲することが困難となることがある。そこで、後方支持部322に後方凸部323を設けておくことにより、後方凸部323によってばね部材31を支持することができ、ばね部材31が当接プレート32内において前後方向に揺動することを効果的に抑制することができる。
Moreover, since the
また、後方支持部322は、凸部形成部324と屈曲連結部325とを有し、凸部形成部324の幅は屈曲連結部325の幅よりも大きい。そのため、後方支持部322の形成を容易に行えると共に、後方凸部323を容易に形成することができる。すなわち、凸部形成部324の幅を比較的大きくしておくことにより、凸部形成部324に後方凸部323を容易に形成することができ、屈曲連結部325の幅を比較的小さくしておくことにより、屈曲連結部325において後方支持部322を容易に折り曲げることができる。
Further, the
また、後方支持部322が形成されていない側のリブ321bは、内方凸部326を有し、ばね部材31は、内方凸部326と前面部320との間の位置に配置されている。これにより、ばね部材31を、当接プレート32に一層安定して保持することができる。
また、内方凸部326を設けたリブ321は、内方凸部326の形成部分の周囲に延設部327を有するため、内方凸部326を容易に形成することができる。
The rib 321 b on the side where the
Moreover, since the
また、後方支持部322を設けた側のリブ321aには鍔部33aが形成されているため、加圧部材3を電力変換装置1の内部に組み付ける際に、鍔部33aを把持して加圧部材3の取り扱いを行うことができ、その組付けを容易に行うことができる。特に、電力変換装置1の組付けを自動化する場合には、ロボット等が鍔部33aを把持することにより、加圧部材3の搬送、組付け等を容易に行うことができる。
In addition, since the flange portion 321a is formed on the rib 321a on the side where the
また、他方のリブ321bに形成された鍔部33bは、加圧部材3を電力変換装置1に組付ける際に用いる位置決め治具(図示略)に加圧部材3を位置決めするための位置決め手段として用いることができる。
すなわち、一方のリブ321aに設けた鍔部33aを、上述した被把持手段として用い、他方のリブ321bに設けた鍔部33bを、上述した位置決め手段として用いることにより、加圧部材3を容易かつ正確に電力変換装置1に組付けることができる。
Further, the
That is, by using the
また、ばね部材31は、複数の板ばね部を接合するための接合部材315によって形成された前方突出部314を有し、前方突出部314は、当接プレート32の前面部320に形成された前方穴部35に挿通配置されている。そのため、ばね部材31と当接プレート32との互いの幅方向及び長さ方向の位置決めを容易かつ確実に行うことができる。
Further, the
以上のごとく、本例によれば、加圧部材の組付け及びばね部材の位置決めが容易であるとともに、半導体モジュールを充分に冷却することができる電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to this example, it is possible to provide a power conversion device that can easily assemble the pressure member and position the spring member and sufficiently cool the semiconductor module.
(実施例2)
本例は、図10、図11に示すごとく、後方支持部322が、一対のリブ321のうちの一方のリブ321bから他方のリブ321aを超える位置まで延設された例である。
本例の後方支持部322は、実施例1に示すものよりも幅広に形成されており、その中央部付近に開口部328を形成している。そして、この開口部328にばね部材31の後方突出部313を配置している。
その他は、実施例1と同様である。
(Example 2)
In this example, as shown in FIGS. 10 and 11, the
The
Others are the same as in the first embodiment.
本例の場合には、後方支持部322のうち他方のリブ321bを超えた部分34に、実施例1における鍔部33aと同様の機能を持たせることができる。それ故、本例における当接プレート32には、鍔部33aが形成されていない。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, the
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実施例3)
本例は、図12、図13に示すごとく、後方支持部322が、一対のリブ321の双方から延設された例である。
すなわち、一対の後方支持部材322は、それぞれ一対のリブ321から、ばね部材31の後方突出部313に近接する位置まで互いに対向するように形成されている。
なお、本例においては、実施例1と同様に鍔部33aが形成されている。
その他は、実施例2と同様である。
Example 3
In this example, as shown in FIGS. 12 and 13, the
That is, the pair of
In this example, the
Others are the same as in the second embodiment.
本例の場合には、二個の後方支持部322によって、ばね部材31を当接プレート32に保持することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, the
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実施例4)
本例は、図14〜図16に示すごとく、後方支持部322が、接合部材315の後方突出部313を後方から支持することにより、ばね部材31を当接プレート32内に保持した例である。
すなわち、後方支持部322を、ばね部材31における後方位置まで延設する。また、後方突出部313は、後方支持部322に当接していることが好ましい。
また、本例においては、実施例1とは異なり、後方支持部322に後方凸部(図4における符号323参照)を設けていない。
その他は、実施例1と同様である。
本例の場合にも、ばね部材31を当接プレート32に容易かつ確実に保持させることができ、実施例1と同様の作用効果を奏する。
Example 4
In this example, as shown in FIGS. 14 to 16, the
That is, the
Moreover, in this example, unlike Example 1, the
Others are the same as in the first embodiment.
Also in the case of this example, the
(実施例5)
本例は、図17〜図19に示すごとく、上記実施例4と同様に後方支持部322が接合部材315の後方突出部313を後方から支持する構成を有する一方で、内側凸部(図14〜図17における符号326参照)を設けていない例である。
その他は、実施例4と同様である。
本例の場合にも、ばね部材31を当接プレート32に容易かつ確実に保持させることができ、実施例4と同様の作用効果を奏する。
(Example 5)
As shown in FIGS. 17 to 19, this example has a configuration in which the
Others are the same as in the fourth embodiment.
Also in the case of this example, the
1 電力変換装置
2 半導体積層ユニット
21 半導体モジュール
22 冷却管
220 主面
3 加圧部材
31 ばね部材
32 当接プレート
320 前面部
321 リブ
322 後方支持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
上記半導体積層ユニットの積層方向の端部には、該半導体積層ユニットを積層方向に加圧する加圧部材が配されており、
該加圧部材は、上記半導体積層ユニットにおける積層方向の端部に当接する当接プレートと、該当接プレートを上記半導体積層ユニットに向かって押圧するばね部材とを有し、
上記当接プレートは、上記冷却管の主面に当接する前面部と、該前面部の幅方向の両端部において上記半導体積層ユニットから遠ざかる方向に形成された一対のリブと、該一対のリブのうちの少なくとも一方から他方へ向かって形成されて上記ばね部材を支持する後方支持部とを一体的に構成してなり、
上記ばね部材は、上記前面部と上記一対のリブと上記後方支持部との間に保持されていることを特徴とする電力変換装置。 A power conversion device having a semiconductor stacked unit formed by alternately stacking a semiconductor module constituting a part of a power conversion circuit and a cooling pipe for cooling the semiconductor module,
A pressure member that pressurizes the semiconductor lamination unit in the lamination direction is disposed at an end of the semiconductor lamination unit in the lamination direction,
The pressure member includes a contact plate that contacts an end portion in the stacking direction of the semiconductor stacked unit, and a spring member that presses the contact plate toward the semiconductor stacked unit.
The contact plate includes a front surface portion that contacts the main surface of the cooling pipe, a pair of ribs formed in a direction away from the semiconductor stacked unit at both ends in the width direction of the front surface portion, and the pair of ribs. A rear support part that is formed from at least one of the two toward the other and supports the spring member is configured integrally.
The power conversion device according to claim 1, wherein the spring member is held between the front portion, the pair of ribs, and the rear support portion.
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