WO2017033802A1 - 押圧構造及び押圧ユニット - Google Patents

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WO2017033802A1
WO2017033802A1 PCT/JP2016/073929 JP2016073929W WO2017033802A1 WO 2017033802 A1 WO2017033802 A1 WO 2017033802A1 JP 2016073929 W JP2016073929 W JP 2016073929W WO 2017033802 A1 WO2017033802 A1 WO 2017033802A1
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WO
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pressed body
pressed
extending
extending portion
base portion
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PCT/JP2016/073929
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English (en)
French (fr)
Inventor
光輝 三村
典拓 田島
浩夫 今泉
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NHK Spring Co Ltd
Original Assignee
NHK Spring Co Ltd
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Publication date
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    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/02—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of steel or of other material having low internal friction
    • F16F3/023—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of steel or of other material having low internal friction composed only of leaf springs
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/60—Securing means for detachable heating or cooling arrangements, e.g. clamps
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations

Definitions

  • the present invention relates to a pressing structure and a pressing unit.
  • a spring member is known that is installed between two pressed bodies and pressurizes and presses one or both of them.
  • Spring members are used in various devices.
  • a power conversion device (pressing unit) having a laminated structure configured by alternately laminating semiconductor modules and cooling pipes for cooling the semiconductor modules is known (see, for example, Patent Document 1).
  • This power conversion device is provided at the end of the stacking direction of the semiconductor module and the cooling pipe between a spring member that generates a pressing force along the stacking direction and between the spring member and the stacking structure.
  • a contact plate for generating a uniform pressing force According to the power conversion device having such a configuration, the adjacent semiconductor module and the cooling pipe are brought into close contact with each other by the pressing force of the spring member, so that the semiconductor module can be sufficiently cooled.
  • a method for extending the elastic stroke a method of stacking a plurality of plate-like spring members in the stroke direction can be mentioned.
  • the hysteresis the load difference between the forward path and the return path
  • the friction between the spring members and the complexity of the assembly become problems, and many sheets cannot be stacked, and the range in which the elastic stroke can be lengthened is limited. .
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a pressing structure and a pressing unit capable of pressing with uniform surface pressure distribution and increasing an elastic stroke with respect to a load.
  • a pressing structure is disposed between a first pressed body and a second pressed body facing the first pressed body.
  • a pressing structure that presses against the first pressed body and the second pressed body, and is composed of a plate-like member, a base portion having a curved main surface, and an end portion of the base portion
  • a spring member formed by laminating a plurality of constituent members each having a plurality of extending portions, the spring member being in contact with one pressed body on the base side, and the extending portion being on the other side It contacts with a to-be-pressed body, and the said extension part of each structural member contacts the to-be-pressed body of contact object.
  • the pressing structure according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the plurality of extending portions of each constituent member are arranged at positions that do not overlap each other in the stacking direction of the plurality of constituent members. .
  • the pressing structure according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the width of the base portion decreases as it goes to a side continuous with the extending portion.
  • the extending portion in the state where no load is applied from the first and second pressed bodies, the extending portion is included in the extending portions of the constituent members.
  • the tip of the extension part of the other structural member is on the plane, or the plane passing through the tip of the extension part of the constituent member having the base on the side closest to the pressed body on the contact side, or It protrudes from the plane.
  • each constituent member has the same thickness.
  • the pressing structure according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, constituent members adjacent in the stacking direction are separated and joined.
  • the pressing structure according to the present invention is the above-described invention, except for the constituent member having the base portion on the side closest to the pressed body on the side with which the extending portion contacts, among the plurality of constituent members.
  • the component member is provided between the base portion and the extension portion, and has a bent portion that bends with a radius of curvature smaller than the radius of curvature of the base portion.
  • the pressing unit according to the present invention includes a first pressed body, a second pressed body that is disposed to face the first pressed body, the first pressed body, and the second pressed body. And a pressing structure according to the above-described invention that is arranged between the pressed body and presses against the first pressed body and the second pressed body.
  • the surface pressure distribution is made uniform and pressed, and the elastic stroke with respect to the load can be lengthened.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing a pressing unit using a spring member according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view showing the configuration of the spring member according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a side view in the direction of arrow A in FIG. 4 is a side view in the direction of arrow B in FIG.
  • FIG. 5 is a rear view showing the configuration of the spring member according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the spring member according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a side view showing the configuration of the main part of the spring member according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing a pressing unit using a spring member according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view showing the configuration of the spring member according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 8 is a side view showing the configuration of the main part of the spring member according to Modification 1 of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a spring member according to Modification 2 of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 10 is a front view showing the configuration of the spring member according to Modification 3 of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 11 is a side view showing the configuration of the main part of the spring member according to Modification 4 of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the power conversion device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of the electric double layer capacitor according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing a pressing unit using a spring member according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the spring member 1 is disposed between the first pressed body 101 and the second pressed body 102 facing each other.
  • the pressing structure 100 is disposed between the first pressed body 101 and the second pressed body 102 facing each other.
  • the pressing structure 100 applies pressure to both the first pressed body 101 and the second pressed body 102 by the elastic force of the spring member 1.
  • a pressure member 103 that transmits the load of the spring member 1 to the second pressed body 102 is provided between the second pressed body 102 and the spring member 1.
  • the pressure member 103 may have a uniform flat surface on the side in contact with the spring member 1, or a part of the pressure member 103 has a concave shape depending on the shape of the spring member 1. For example, a concave portion corresponding to the shape of the caulking member 30 described later may be formed.
  • the spring member 1 is not limited to the indirect contact through the pressurizing member 103, and the spring member 1 directly contacts the second pressed body 102 without providing the pressurizing member 103. May be. Further, the spring member 1 may be in direct contact with the first pressed body 101 or may be in indirect contact with the pressure member.
  • FIG. 2 is a front view showing the configuration of the spring member according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a side view in the direction of arrow A in FIG. 4 is a side view in the direction of arrow B in FIG.
  • FIG. 5 is a rear view showing the configuration of the spring member according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the spring member according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a side view illustrating the configuration of the main part of the spring member according to the first embodiment, and is a diagram illustrating the configuration of the first member 10 according to the direction of arrow A in FIG. 2.
  • the spring member 1 is formed using flat spring steel made of carbon tool steel (SK material), stainless steel (SUS), or the like.
  • the spring member 1 includes a first member 10 (constituent member) formed by bending a predetermined direction (for example, the longitudinal direction), and a second member 20 (constituent member) formed by bending a predetermined direction (for example, the longitudinal direction). And a caulking member 30 that caulks and fixes the first member 10 and the second member 20 in an overlapped state.
  • the first member 10 and the second member 20 are leaf springs curved along the main surface, and are laminated with their plate thickness directions aligned.
  • the first member 10 and the second member 20 are joined by the caulking member 30 in a state where the first member 10 and the second member 20 are overlapped with the plate thickness direction aligned.
  • the caulking member 30 is inserted into a through hole (not shown) penetrating in the plate thickness direction formed in the first member 10 and the second member 20 and then deformed by pressurizing the rivet having a convex shape.
  • the first member 10 and the second member 20 are joined.
  • each member a surface having a relatively large area is referred to as a “main surface”, and a surface continuous with the main surface is referred to as a “side surface”.
  • the length in the direction (Y direction) perpendicular to the bending direction on the main surface is referred to as “width”.
  • the first member 10 has a substantially rhombus shape formed on the outer edge (the shape in the XY plane in FIG. 2), and a base portion 11 having a curved shape along the main surface, Two first extending portions 12 a and 12 b (end portions that extend in opposite directions from the end portions closer to each other due to the curvature of the base portion 11 and are curved in a manner opposite to the curved manner of the base portion 11.
  • the first extending portion 12 two bent portions that are provided between the base portion 11 and the first extending portion 12 and have a smaller radius of curvature than the radius of curvature of the base portion 11.
  • the base 11 has a shape with a width that decreases toward an end that is continuous with the first extending portion 12.
  • the curved shape of the base portion 11 is an arc shape having a center of curvature on one side with respect to the main surface facing in the plate thickness direction as viewed from the Y direction (FIG. 3).
  • the second member 20 has a substantially H-shaped outer edge shape (a shape in the XY plane in FIG. 5), and is curved along the main surface with substantially the same radius of curvature as the base 11.
  • the base portion 21 has a curved shape along the vertical direction of the H shape, and the slit 21a formed in the vertical direction has a large interval toward the end portion (toward the direction extending to the second extending portion 22). It has a tapered shape. In other words, the base portion 21 has a shape in which the width decreases toward the end portion continuous with the second extending portion 22.
  • the thickness of the second member 20 is substantially equal to the thickness of the first member 10.
  • the first member 10 and the second member 20 have bases 11 and 21 having the same radius of curvature, and the main surfaces of the first member 10 and the second member 20 are in contact with each other when stacked. Since the bent portion 13 is bent, for example, the first extending portion 12a is disposed between the second extending portions 22a and 22b, and the first extending portion 12a and the second extending portions 22a and 22b are arranged. Are arranged in the Y direction. As described above, in the spring member 1 according to the first embodiment, the plurality of extending portions of the respective constituent members (the first member 10 and the second member 20) do not overlap each other in the stacking direction of the plurality of constituent members. Is arranged.
  • the end portions in the Z direction (negative direction) of the first extending portion 12 and the second extending portion 22 are located on the same plane P (see FIG. 4).
  • the plane P is a pressed body (here, the first object to be pressed) of the first extension part 12 and the second extension part 22 on the side where the first extension part 12 and the second extension part 22 contact. It is a plane that passes through the tip of the extending portion (here, the second extending portion 22 of the second member 20) of the member having the base on the side closest to the pressing body 101).
  • the first member 10 and the second member 20 have the same spring constant and elastic stroke.
  • the base portion 11 is interposed between the second pressed body 103 and the second pressed body 103.
  • the 1st extension part 12 and the 2nd extension part 22 contact the 1st to-be-pressed body 101, and apply a load.
  • the first member 10 and the second member 20 are elastically deformed, and the first force 10 and the second member 20 are elastically deformed by the elastic force due to the elastic deformation. Pressure is applied to both the first pressed body 101 and the second pressed body 102.
  • the stress from the pressed body is made uniform, and the first member 10 (first member 10)
  • the spring constant of the one extending portion 12) can be reduced.
  • the 2nd member 20 in order to make a taper shape from the center part of the base 21 to the 2nd extension part 22 with the slit 21a, a load is applied to the 1st to-be-pressed body 101 and the 2nd to-be-pressed body 102. The stress at the time can be made uniform.
  • the first extending portion 11 is disposed between the second extending portions 22, and the first pressed body 101 is pressed by the first extending portion 11 and the second extending portion 22. Therefore, the surface pressure can be made uniform.
  • the end portions in the Z direction (negative direction) of the first extending portion 12 and the second extending portion 22 are respectively located on the same plane P, and the first pressed body.
  • the load from the first member 10 and the second member 20 is applied to the first pressed body 101 in a balanced manner.
  • the second extending portion 22 of the second member 20 located on the first pressed body 101 side protrudes with respect to the plane P, and the second extending portion 22 comes before the first extending portion 12.
  • the first member 10 When coming into contact with the first pressed body 101, the first member 10 is pushed up to the opposite side of the first pressed body 101 by the deformation of the second member 20 due to the contact with the first pressed body 101.
  • the contact load applied to the first pressed body 101 by the first extending portion 12 becomes small, and the load may not be applied to the first pressed body 101 as the spring member 1 in a balanced manner.
  • the conditions such as the same plate thickness as described above and the positions of the end portions of the first extension portion 12 and the second extension portion 22 with respect to the plane P are set. If satisfied, the radii of curvature of the base parts 11 and 21 can be freely designed, and can be appropriately designed according to the distance between the first pressed body 101 and the second pressed body 102.
  • first member 10 and the second member 20 are configured as the spring member 1 integrated by the caulking member 30, it is not necessary to position the plurality of functional units for each functional unit, and the first unit 10 and the second member 20 serve as the pressing unit. It can be easily arranged between the first pressed body 101 and the second pressed body 102.
  • the first portions 10 and 21 provided at the ends extending in a tapered shape. Since the 1 extension part 12 and the 2nd extension part 22 contacted the 1st to-be-pressed body 101 simultaneously, it is a surface pressure with respect to the 1st to-be-pressed body 101 and the 2nd to-be-pressed body 102. The distribution can be made uniform and pressed, and the elastic stroke of the spring member 1 with respect to the load can be lengthened.
  • the tips of the first extending portion 12 and the second extending portion 22 in the Z direction (negative direction) are located on the same plane P, and the first extending portion 12 is.
  • the second extending portion 22 has been described as being in contact with the first pressed body 101 at the same time.
  • the member stacked on the opposite side of the first pressed body 101 (first embodiment)
  • the first member 10) may be any member that contacts the first pressed body 101 at the same time or first, and the tip end of the first extending portion 12 in the Z direction is more negative than the plane P (negative).
  • the first extending portion 12 may be in contact with the first pressed body 101 before the second extending portion 22.
  • the member that comes into contact with the first pressed body 101 first is a member having a smaller number of extending portions in terms of realizing stable contact.
  • the protrusion part which protrudes from one of the 1st member 10 or the 2nd member 20 is provided.
  • the other member may be joined using the protruding portion as a rivet, or the first member 10 and the second member 20 may be joined by joining using an adhesive or welding. Good.
  • the first extending portion 12 and the second extending portion 22 have been described as being bent in a manner opposite to the bending manner of the base portions 11 and 21, but the base portions 11 and 12 and It may be curved in the same manner.
  • the curvature radii of the first extension part 12 and the second extension part 22 are smaller than the curvature radii of the base part 11 (bending part 13) and the base part 21.
  • each structural member (the 1st member 10 and the 2nd member 20) is arrange
  • FIG. 8 is a side view showing the configuration of the main part of the spring member according to the first modification of the first embodiment.
  • the base portions 11 and 21 are described as being joined by the caulking member 30 while in contact with each other.
  • the caulking member 31 is interposed between the base portions 11 and 21.
  • the spacer portion 31a is provided.
  • the spring member according to the first modification includes a caulking member 31 instead of the caulking member 30 of the spring member 1 described above.
  • the caulking member 31 has a spacer portion 31a.
  • the base parts 11 and 21 adjacent in the stacking direction are joined together with a space provided by the spacer part 31a. Thereby, the friction etc. which arise between the 1st member 10 and the 2nd member 20 can be reduced.
  • this modification 1 replaces with the crimp member 31, and when joining the 1st member 10 and the 2nd member 20 by joining by the protrusion part mentioned above, joining by an adhesive agent, joining by welding etc., it is a spacer member. May be provided between the first member 10 and the second member 20.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the configuration of the spring member according to the second modification of the first embodiment.
  • the first extending portion 12 and the second extending portion 22 have been described as having a uniform width.
  • the first extending portion 14 having a different width is used.
  • the 2nd extension part 23 is provided.
  • the spring member 1a according to the second modification includes a first member 10a and a second member 20a.
  • the first member 10a instead of the first extending portion 12 and the second extending portion 22 of the spring member 1 described above, the first member 10a includes the first extending portion 14, and the second member 20a is the second extending portion.
  • the extending part 23 is provided.
  • Each of the first extending portions 14 extends from the base portion 11 with a width larger than the width of the base portion 11.
  • Each of the second extending portions 23 extends from the base portion 21 with a width larger than the width of the base portion 21.
  • the load per unit area on the contact surface can be reduced. it can.
  • FIG. 10 is a front view showing the configuration of the spring member according to the third modification of the first embodiment.
  • the spring member 1 has been described as being formed by laminating the first member 10 and the second member 20, but is not limited to laminating two members, but a plurality of three or more members. May be laminated.
  • the spring member 1b according to the third modification is formed by stacking three members (a first member 40, a second member 50, and a third member 60).
  • the spring member 1b includes a first member 40 (constituent member) that is bent in a predetermined direction (for example, the longitudinal direction), and a second member 50 (constituent member) that is bent in a predetermined direction (for example, the longitudinal direction).
  • a caulking member 32 that is fixed by caulking in a state where the third member 60 (constituent member) bent in a predetermined direction (for example, the longitudinal direction) and the first member 40, the second member 50, and the third member 60 are overlapped. And comprising.
  • the first member 40, the second member 50, and the third member 60 are leaf springs that are curved along the main surface, and are laminated with their plate thickness directions aligned.
  • the first member 40, the second member 50, and the third member 60 are joined by the caulking member 32 in a state where the first member 40, the second member 50, and the third member 60 are stacked with the plate thickness direction aligned.
  • the caulking member 32 pressurizes after inserting the convex rivet into through holes (not shown) penetrating in the plate thickness direction formed in the first member 40, the second member 50, and the third member 60, respectively.
  • the first member 40 has a base 41 that has a substantially rhombus shape (a shape in the XY plane in FIG. 10) and is curved along the main surface.
  • Two first extending portions 42a and 42b (hereinafter simply referred to as first extending portions 42) that extend in opposite directions from the end portions on the sides closer to each other by bending and are bent in a manner opposite to the bending manner of the base portion 41.
  • two bent portions 43a and 43b (referred to as bent portions 43) provided between the base portion 41 and the first extending portion 42 and having a smaller radius of curvature than the radius of curvature of the base portion 41.
  • the base 41 has a shape with a width that decreases toward an end continuous with the first extending portion 42.
  • the second member 50 has a substantially rhombus shape formed on the outer edge (the shape in the XY plane in FIG. 10), and a base 51 that is curved along the main surface, Two second extending portions 52 a and 52 b (hereinafter simply referred to as second extending portions 52) that extend in opposite directions from the end portions that are close to each other due to the bending and are curved in a manner opposite to the bending manner of the base portion 51. And two bent portions 53a and 53b (bent portions 53) provided between the base portion 51 and the second extending portion 52 and having a smaller radius of curvature than the radius of curvature of the base portion 51. There is also.
  • the base 51 has a shape with a width that decreases toward an end that is continuous with the second extending portion 52.
  • the thickness of the second member 50 is preferably substantially equal to the thickness of the first member 40.
  • the third member 60 has a substantially H-shaped outer edge, and is curved along the main surface with substantially the same radius of curvature as the base 41, as in the second member 20 described above.
  • Four third extending portions 62a that extend in opposite directions to each other from the base portion 61 having the shape and the end portions closer to each other due to the curvature of the base portion 61, and are curved in a manner opposite to the curved manner of the base portion 61, 62b, 62c, 62d (hereinafter also simply referred to as the third extending portion 62).
  • the base 61 has a shape with a width that decreases toward an end that is continuous with the third extending portion 62.
  • the third member 60 preferably has a thickness substantially equal to the thickness of the first member 40.
  • the first member 40, the second member 50, and the third member 60 have bases 41, 51, and 61 that have the same radius of curvature, and the main surfaces come into contact with each other when stacked. Since the bent portion 43 of the first member 40 and the bent portion 53 of the second member 50 are bent, for example, the first extending portion 42a and the second extending portion 52a are connected to the third extending portion 62a, The first extending portion 42a, the second extending portion 52a, and the third extending portions 62a and 62b are arranged in the Y direction, arranged between 62b.
  • first extending portion 42a, the second extending portion 52a, and the third extending portions 62a and 62b have the positional relationship and the width relationship between the end portions in the Z direction (negative direction) as described above. It is preferable. Specifically, the end portions in the Z direction (negative direction) of the first extending portion 42a, the second extending portion 52a, and the third extending portions 62a and 62b are on the same plane, or the second It is preferable that the positional relationship is such that the first extending portion 42a, the second extending portion 52a, and the third extending portions 62a and 62b come into contact with one pressed body 101 in this order.
  • the width of the first extending portion 42a is D 4
  • the width of the second extending portion 52a is D 5
  • the width of the third extending portion 62a is D 61
  • the width of the third extending portion 62b is D 62 .
  • FIG. 11 is a side view showing the configuration of the main part of the spring member according to Modification 4 of Embodiment 1 of the present invention.
  • the first member 10 has been described as having the bent portion 13, but in the fourth modification, the second member 20 b has the bent portion 25.
  • the spring member 1c according to the fourth modification includes a first member 10b and a second member 20b.
  • the first extending portion 15 is provided instead of the first extending portion 12 and the bent portion 13 of the first member 10 described above, and the second extending portion 22 of the second member 20 is replaced with the second extending portion 22.
  • Two extending portions 24 and a bent portion 25 are provided.
  • the first member 10b extends in the opposite direction from the base portion 11 and the end portions closer to each other due to the curvature of the base portion 11, and two first extensions that are curved in a manner opposite to the curved manner of the base portion 11. And an existing portion 15 (first extending portions 15a and 15b).
  • the second member 20b extends from the end portion of the base portion 21 and the end portion of the base portion 21 in the opposite directions from the end portions closer to each other due to the bending of the base portion 21 and is opposite to the bending mode of the base portion 21.
  • the four second extending portions 24 (only the second extending portions 24 a and 24 b are shown in FIG. 11) that are curved in the form are provided between the base portion 21 and the second extending portion 24, respectively.
  • There are four bent portions 25 (only the bent portions 25a and 25b are shown in FIG. 11) having a larger radius of curvature than the radius of curvature.
  • the base 21 Even if it is a case where the bending part 25 which has a larger curvature radius than this curvature radius is provided, the effect mentioned above can be acquired.
  • the bent portion 25 may be bent in a manner opposite to the bending manner of the base portion 21.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the power conversion device according to the second embodiment of the present invention.
  • symbol is attached
  • a power conversion device that is a pressing unit will be described as an application example of the spring member 1.
  • the power conversion device 200 shown in FIG. 1 is a device that generates a drive current that flows to a travel motor for an electric vehicle, for example.
  • the spring member 1 according to the first embodiment is provided, but the spring member according to the first to third modifications of the first embodiment may be used.
  • the power conversion device 200 includes a semiconductor multilayer unit (first pressed body) 202 including semiconductor elements, a spring member 1 that presses the semiconductor multilayer unit 202 from one side surface, and the semiconductor multilayer unit 202 and the spring member 1. A flat contact plate 204 interposed therebetween, and a housing (second pressed body) 205 that accommodates the semiconductor laminated unit 202, the spring member 1, and the contact plate 204 are provided.
  • the power conversion device 200 includes a control circuit and the like for controlling the semiconductor module 221 in addition to the illustration.
  • the semiconductor lamination unit 202 has a structure in which the semiconductor modules 221 and the cooling pipes 222 are alternately laminated. In the case illustrated in FIG. 12, two semiconductor modules 221 are disposed between the cooling pipes 222 adjacent along the stacking direction.
  • an IGBT element for supplying power and a flywheel diode element provided for smoothly rotating the motor are arranged between a pair of heat sinks and sealed with a resin so that the pair of heat sinks are exposed. Stopped and integrally molded.
  • the cooling pipe 222 is a flat pipe having a refrigerant flow path inside.
  • natural refrigerants such as water and ammonia, water mixed with ethylene glycol antifreeze, fluorocarbon refrigerants such as fluorinate, chlorofluorocarbon refrigerants such as HCFC123 and HFC134a, alcohols such as methanol and alcohol, etc.
  • a cooling medium such as a system refrigerant or a ketone refrigerant such as acetone is circulated.
  • the plurality of cooling pipes 222 are connected to each other via a connection pipe 223 extending along the stacking direction of the semiconductor stacking unit 202.
  • a refrigerant introduction port 224 and a refrigerant discharge port 225 connected to the cooling pipe 222 arranged at the end portion are provided at the end portion of the connection pipe 223.
  • the cooling pipe 222, the connecting pipe 223, the refrigerant inlet 224, and the refrigerant outlet 225 are realized using, for example, aluminum.
  • the main surface 222 a of the cooling pipe 222 is in close contact with the heat radiating plate of the semiconductor module 221 by the pressing force from the spring member 1. Thereby, heat exchange can be performed between the semiconductor module 221 and the cooling pipe 222.
  • the semiconductor lamination unit 202 can be uniformly pressed in the direction of lamination with a sufficient pressing force. Therefore, the cooling efficiency of the semiconductor stacked unit 202 by the cooling pipe 222 can be improved.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of the electric double layer capacitor according to the third embodiment of the present invention.
  • symbol is attached
  • an electric double layer capacitor that is a pressing unit will be described as an application example of the spring member 1.
  • the electric double layer capacitor 250 includes a cell multilayer body (first pressed body) 252 including a plurality of package cells 251 and a spring member 1 that presses the cell multilayer body 252 from one side surface.
  • a flat contact plate 254 interposed between the cell stack 252 and the spring member 1, and a housing (second pressed body to be accommodated) that accommodates the cell stack 252, the spring member 1, and the contact plate 254. ) 255.
  • the electric double layer capacitor 250 has a connection terminal with an external circuit in addition to the illustration.
  • the cell stack 252 is electrically connected to a connection terminal with an external circuit.
  • the cell stack 252 is configured by stacking a plurality of package cells 251.
  • Each package cell 251 includes an innermost layer and an outermost layer made of an insulating film, and includes a positive electrode collector electrode and a negative electrode collector electrode.
  • a laminated body in which a plurality of collector electrodes are overlapped with each other through a separator is accommodated together with an electrolytic solution.
  • the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of each collector electrode are connected to the positive electrode collector electrode and the negative electrode collector electrode, respectively.
  • the plurality of package cells 251 are connected in series by connecting the positive and negative electrode collectors of adjacent package cells 251 with connection terminals.
  • the energy density per unit volume is reduced by pressing the cell laminate 252 of the electric double layer capacitor 250 in the lamination direction by the spring member 1 to limit the expansion of the polarizable electrode. It becomes possible to improve.
  • the load applied between the first pressed body and the second pressed body can be increased by using the plurality of spring members 1 stacked and stacked. it can.
  • the power conversion device is taken as an example of a pressing unit that needs to be pressed by the spring member 1, and in the above-described third embodiment, the electric double layer capacitor needs to be pressed by the spring member 1.
  • the pressing unit to which the spring member 1 according to Embodiment 1 is applied has the spring member 1 disposed between the first pressed body and the second pressed body, Any member may be used as long as the first pressed member and the second pressed member are pressed by the spring member 1.
  • the present invention can include various embodiments not described herein, and various design changes and the like can be made without departing from the technical idea specified by the claims. Is possible.
  • the first modification may be combined with the third modification of the first embodiment, and the caulking member 32 may be provided with a spacer portion so that adjacent members are separated in the stacking direction.
  • the pressing structure and the pressing unit according to the present invention are suitable for equalizing the surface pressure distribution and pressing and extending the elastic stroke with respect to the load.

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Abstract

本発明に係る押圧構造は、第１の被押圧体と第１の被押圧体に対向する第２の被押圧体との間に配置され、第１の被押圧体及び第２の被押圧体に対して押圧する押圧構造であって、板状の部材からなり、湾曲した主面を有する基部と、基部の端部からそれぞれ延びる複数の延在部とを有する複数の構成部材を積層してなるばね部材を備え、ばね部材は、基部側で一方の被押圧体と接触するとともに、延在部が他方の被押圧体と接触し、各構成部材の延在部が、接触対象の被押圧体に接触する。

Description

押圧構造及び押圧ユニット
　本発明は、押圧構造及び押圧ユニットに関する。
　二つの被押圧体の間に設置され、その一方もしくは双方を加圧して押圧するばね部材が知られている。ばね部材は、様々な装置に用いられている。例えば、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することによって構成される積層構造を有する電力変換装置（押圧ユニット）が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
　この電力変換装置は、半導体モジュールと冷却管との積層方向の端部に、積層方向に沿った押圧力を発生するばね部材と、このばね部材と積層構造との間に設けられ、積層方向に均一な押圧力を発生させるための当接プレートとを備える。このような構成を有する電力変換装置によれば、ばね部材の押圧力によって隣接する半導体モジュールと冷却管とが密着するため、半導体モジュールを十分に冷却することができる。
特開２００７－１６６８２０号公報
　ところで、上述したような押圧用途のばね部材では、押圧対象の公差等を吸収するため、荷重に対する弾性ストロークが長いことが重要になるが、同時に、均一な面圧分布（＝低面圧）で押圧することが求められる。弾性ストロークを長くするための手法として、複数枚の板状のばね部材をストローク方向に重ねる手法が挙げられる。しかしながら、ばね部材間の摩擦によって発生するヒステリシス（往路・復路での荷重差）や、アッセンブリの複雑さが問題となり、何枚も重ねることができず、弾性ストロークを長くできる範囲が限られていた。
　弾性ストロークを長くする他の手法として、押圧対象との接触側を先細り形状とすることで、応力を均一化して弾性ストロークを長くする手法が知られている。この手法では、先端部の幅がゼロに近づくほど応力均一化の効果が高い。しかしながら、この手法を併用する場合、先細りとなっている先端部が押圧対象と接触することになるため、接触面積の減少により面圧が増加してしまうという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、面圧分布を均一化して押圧するとともに、荷重に対する弾性ストロークを長くすることができる押圧構造及び押圧ユニットを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る押圧構造は、第１の被押圧体と前記第１の被押圧体に対向する第２の被押圧体との間に配置され、前記第１の被押圧体及び前記第２の被押圧体に対して押圧する押圧構造であって、板状の部材からなり、湾曲した主面を有する基部と、前記基部の端部からそれぞれ延びる複数の延在部とを有する複数の構成部材を積層してなるばね部材を備え、前記ばね部材は、前記基部側で一方の被押圧体と接触するとともに、前記延在部が他方の被押圧体と接触し、各構成部材の前記延在部が、接触対象の被押圧体に接触することを特徴とする。
　また、本発明に係る押圧構造は、上記の発明において、各構成部材の前記複数の延在部は、前記複数の構成部材の積層方向において互いに重ならない位置に配置されていることを特徴とする。
　また、本発明に係る押圧構造は、上記の発明において、前記基部は、前記延在部に連なる側にいくにしたがって幅が小さくなることを特徴とする。
　また、本発明に係る押圧構造は、上記の発明において、前記第１及び第２の被押圧体から荷重が加わっていない状態において、各構成部材の前記延在部のうち、該延在部が接触する側の被押圧体に対して最も近い側に前記基部を有する構成部材の延在部の先端を通過する平面に対し、他の構造部材の延在部の先端が、前記平面上、又は該平面から突出していることを特徴とする。
　また、本発明に係る押圧構造は、上記の発明において、各構成部材は、板厚が同じであることを特徴とする。
　また、本発明に係る押圧構造は、上記の発明において、積層方向で隣り合う構成部材が、離間して接合されていることを特徴とする。
　また、本発明に係る押圧構造は、上記の発明において、前記複数の構成部材のうち、前記延在部が接触する側の被押圧体に対して最も近い側に前記基部を有する構成部材以外の構成部材は、前記基部と前記延在部との間に設けられ、前記基部の曲率半径よりも小さい曲率半径で屈曲する屈曲部を有することを特徴とする。
　また、本発明に係る押圧ユニットは、第１の被押圧体と、前記第１の被押圧体に対向配置される第２の被押圧体と、前記第１の被押圧体と前記第２の被押圧体との間に配置され、前記第１の被押圧体及び前記第２の被押圧体に対して押圧する上記の発明に係る押圧構造と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、面圧分布を均一化して押圧するとともに、荷重に対する弾性ストロークを長くすることができるという効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態１に係るばね部材を用いた押圧ユニットを模式的に示す側面図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係るばね部材の構成を示す正面図である。 図３は、図２の矢視Ａ方向の側面図である。 図４は、図２の矢視Ｂ方向の側面図である。 図５は、本発明の実施の形態１に係るばね部材の構成を示す背面図である。 図６は、本発明の実施の形態１に係るばね部材の構成を示す斜視図である。 図７は、本発明の実施の形態１に係るばね部材の要部の構成を示す側面図である。 図８は、本発明の実施の形態１の変形例１に係るばね部材の要部の構成を示す側面図である。 図９は、本発明の実施の形態１の変形例２に係るばね部材の構成を示す斜視図である。 図１０は、本発明の実施の形態１の変形例３に係るばね部材の構成を示す正面図である。 図１１は、本発明の実施の形態１の変形例４に係るばね部材の要部の構成を示す側面図である。 図１２は、本発明の実施の形態２による電力変換装置の要部の構成を示す模式図である。 図１３は、本発明の実施の形態３による電気二重層キャパシタの要部の構成を示す模式図である。
　以下の説明では、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）として、ばね部材を用いた押圧ユニットについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。なお、同一の形状とは、設計上同一の形状をなすものであり、製造上の誤差を含む。
（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係るばね部材を用いた押圧ユニットを模式的に示す側面図である。本発明の実施の形態１に係る押圧構造１００は、対向する第１の被押圧体１０１と第２の被押圧体１０２の間にばね部材１を配置する。本実施の形態１による押圧ユニットは、対向する第１の被押圧体１０１と第２の被押圧体１０２との間に押圧構造１００を配置する。押圧構造１００は、ばね部材１の弾性力により、第１の被押圧体１０１と第２の被押圧体１０２の双方に対して圧力を加える。第２の被押圧体１０２とばね部材１との間には、ばね部材１の荷重を第２の被押圧体１０２に伝える加圧部材１０３が設けられている。加圧部材１０３は、ばね部材１と接触する側の面が、一様な平面を形成しているものであってもよいし、該ばね部材１の形状に応じて一部が凹形状をなすもの、例えば後述するカシメ部材３０の形状に対応する凹部が形成されたものであってもよい。なお、ばね部材１が加圧部材１０３を介して間接的に接触するものに限らず、加圧部材１０３を設けずに、ばね部材１が直接第２の被押圧体１０２に接触するものであってもよい。また、ばね部材１は、第１の被押圧体１０１についても、直接接触するものであってもよいし、加圧部材を介して間接的に接触するものであってもよい。
　図２は、本実施の形態１に係るばね部材の構成を示す正面図である。図３は、図２の矢視Ａ方向の側面図である。図４は、図２の矢視Ｂ方向の側面図である。図５は、本実施の形態１に係るばね部材の構成を示す背面図である。図６は、本実施の形態１に係るばね部材の構成を示す斜視図である。図７は、本実施の形態１に係るばね部材の要部の構成を示す側面図であって、図２の矢視Ａ方向に応じた第１部材１０の構成を示す図である。ばね部材１は、炭素工具鋼鋼材（ＳＫ材）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などからなる平板状のばね鋼を用いて形成される。
　ばね部材１は、所定の方向（例えば長手方向）を屈曲させてなる第１部材１０（構成部材）と、所定の方向（例えば長手方向）を屈曲させてなる第２部材２０（構成部材）と、第１部材１０及び第２部材２０を重ねた状態でカシメて固定するカシメ部材３０と、を備える。
　第１部材１０及び第２部材２０は、主面に沿って湾曲した板ばねであって、互いの板厚方向を揃えて積層されている。第１部材１０及び第２部材２０は、板厚方向を揃えて重ねられた状態で、カシメ部材３０によって接合される。カシメ部材３０は、凸状をなすリベットを、第１部材１０及び第２部材２０に形成された板厚方向に貫通する貫通孔（図示せず）に挿通後、加圧して変形させることによって、第１部材１０及び第２部材２０を接合する。以下、各部材において、相対的に面積の広い面を「主面」、主面に連なる面を「側面」という。また、各部材において、主面における湾曲方向と直交する方向（Ｙ方向）の長さを「幅」という。
　第１部材１０は、図２に示す正面図において外縁のなす形状（図２のＸＹ平面における形状）が略ひし形状をなし、主面に沿って湾曲した形状をなす基部１１と、基部１１の端部であって、基部１１の湾曲により互いに近づく側の端部から互いに反対方向にそれぞれ延びるとともに、基部１１の湾曲態様とは逆の態様で湾曲する二つの第１延在部１２ａ，１２ｂ（以下、単に第１延在部１２ということもある）と、基部１１と第１延在部１２との間にそれぞれ設けられ、基部１１の曲率半径と比して曲率半径が小さい二つの屈曲部１３ａ，１３ｂ（以下、単に屈曲部１３ということもある）を有する。基部１１は、第１延在部１２に連なる端部に向けて幅が小さくなる形状をなしている。なお、本実施の形態１において、基部１１の湾曲形状は、Ｙ方向（図３）からみて、板厚方向で対向する主面に対して一方に曲率中心を有する弧状である。
　第２部材２０は、図５に示す背面図において外縁のなす形状（図５のＸＹ平面における形状）が略Ｈ字形状をなし、基部１１と略同一の曲率半径で主面に沿って湾曲した形状をなす基部２１と、基部２１の湾曲により互いに近づく側の端部から互いに反対方向にそれぞれ延びるとともに、基部２１の湾曲態様とは逆の態様で湾曲する四つの第２延在部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ（以下、単に第２延在部２２ということもある）と、を有する。基部２１は、Ｈ字の上下方向に沿って湾曲した形状をなし、上下方向に形成されるスリット２１ａが、端部に向けて（第２延在部２２に連なる方向に向けて）間隔が大きくなるテーパ状をなしている。換言すれば、基部２１は、第２延在部２２に連なる端部に向けて幅が小さくなる形状をなしている。第２部材２０は、厚さが、第１部材１０の厚さと略同等である。
　ばね部材１では、第１部材１０と第２部材２０とは、基部１１，２１が同一の曲率半径を有しており、積層された際に主面同士が接触するものの、第１部材１０の屈曲部１３により屈曲しているため、例えば、第１延在部１２ａが、第２延在部２２ａ，２２ｂの間に配置されて、第１延在部１２ａ及び第２延在部２２ａ，２２ｂがＹ方向で並んだ構成となっている。このように、本実施の形態１に係るばね部材１は、各構成部材（第１部材１０及び第２部材２０）の複数の延在部が、複数の構成部材の積層方向において互いに重ならない位置に配置されている。
　また、ばね部材１では、第１延在部１２及び第２延在部２２のＺ方向（負の方向）の端部は、同一の平面Ｐ（図４参照）上に位置している。ばね部材１は、第１の被押圧体１０１と接触する際、第１延在部１２と第２延在部２２とが、同時に接触する。この平面Ｐは、第１延在部１２および第２延在部２２のうち、この第１延在部１２および第２延在部２２が接触する側の被押圧体（ここでは第１の被押圧体１０１）に対して最も近い側に基部を有する部材の延在部（ここでは第２部材２０の第２延在部２２）の先端を通過する平面である。
　また、ばね部材１では、第１延在部１２ａの幅をＤ1（図４参照）、第２延在部２２ａの幅をＤ2及び第２延在部２２ｂの幅をＤ3としたとき、Ｄ2＝Ｄ3、及びＤ1＝Ｄ2＋Ｄ3の関係を満たしている。このため、第１部材１０及び第２部材２０は、ばね定数及び弾性ストロークは同一である。
　ばね部材１は、図１に示すように、第１の被押圧体１０１と第２の被押圧体１０２との間に配置されると、基部１１が加圧部材１０３を介して第２の被押圧体１０２に荷重を加えるとともに、第１延在部１２及び第２延在部２２が第１の被押圧体１０１と接触して荷重を加える。第１の被押圧体１０１と第２の被押圧体１０２との間の距離を小さくしていくと、第１部材１０及び第２部材２０が弾性変形し、該弾性変形による弾性力によって、第１の被押圧体１０１と第２の被押圧体１０２の双方に対して圧力を加える。
　ここで、上述したように、第１部材１０では、基部１１の中央部から第１延在部１２にかけて先細な形状をなすため、被押圧体からの応力を均一化し、第１部材１０（第１延在部１２）が有するばね定数を低減することができる。また、第２部材２０では、スリット２１ａによって基部２１の中央部から第２延在部２２にかけて先細な形状をなすため、第１の被押圧体１０１及び第２の被押圧体１０２に荷重を加える際の応力を均一化することができる。さらに、ばね部材１において、第２延在部２２の間に第１延在部１１を配置して、第１延在部１１および第２延在部２２によって第１の被押圧体１０１を押圧するため、面圧を均一化することができる。
　また、ばね部材１では、第１延在部１２及び第２延在部２２のＺ方向（負の方向）の端部は、それぞれが同一の平面Ｐ上に位置し、第１の被押圧体１０１と接触する際、第１延在部１２と第２延在部２２とが、同時に接触するため、第１部材１０及び第２部材２０による荷重を第１の被押圧体１０１にバランスよく加えることができる。例えば、第１の被押圧体１０１側に位置する第２部材２０の第２延在部２２が平面Ｐに対して突出し、該第２延在部２２が第１延在部１２よりも先に第１の被押圧体１０１に接触する場合、第１の被押圧体１０１との接触による第２部材２０の変形によって、第１部材１０が第１の被押圧体１０１側と反対側に押し上げられ、第１延在部１２による第１の被押圧体１０１への接触荷重が小さくなってしまい、ばね部材１として第１の被押圧体１０１にバランスよく荷重を加えることができない場合がある。
　第１部材１０及び第２部材２０において、上述したような、板厚が同一であることや、平面Ｐに対する第１延在部１２及び第２延在部２２の端部の位置などの条件を満たせば、基部１１，２１の曲率半径を自由に設計でき、第１の被押圧体１０１と第２の被押圧体１０２の間隔に応じて、適宜設計することが可能である。
　また、第１部材１０及び第２部材２０は、カシメ部材３０によって一体化されたばね部材１として構成しているため、複数の機能部の位置決めを機能部ごとに行う必要がなく、押圧ユニットとして第１の被押圧体１０１及び第２の被押圧体１０２の間に容易に配置することができる。
　上述した実施の形態１によれば、積層することでばね部材１を構成する第１部材１０及び第２部材２０において、基部１１，２１の先細な形状をなして延びる端部に設けられた第１延在部１２及び第２延在部２２が、第１の被押圧体１０１に同時に接触するようにしたので、第１の被押圧体１０１及び第２の被押圧体１０２に対して面圧分布を均一化して押圧するとともに、荷重に対するばね部材１の弾性ストロークを長くすることができる。
　なお、上述した実施の形態１では、第１延在部１２及び第２延在部２２のＺ方向（負の方向）の先端は、同一の平面Ｐ上に位置し、第１延在部１２及び第２延在部２２が、第１の被押圧体１０１に同時に接触するものとして説明したが、第１の被押圧体１０１側とは反対側に積層されている部材（本実施の形態１では第１部材１０）が、同時か先に第１の被押圧体１０１に接触するものであればよく、第１延在部１２のＺ方向の先端が、平面ＰよりもＺ方向（負の方向）に突出し、第１延在部１２が、第２延在部２２よりも先に第１の被押圧体１０１に接触するものであってもよい。また、第１の被押圧体１０１に対して先に接触する部材は、延在部の数が少ない方の部材であることが、安定した接触を実現するという点で好ましい。
　また、上述した実施の形態１では、カシメ部材３０により第１部材１０及び第２部材２０を接合するものとして説明したが、第１部材１０又は第２部材２０の一方から突出する突出部を設け、該突出部をリベットとして他方の部材を接合するものであってもよいし、接着剤による接合や、溶接等による接合によって、第１部材１０及び第２部材２０を接合するものであってもよい。
　また、上述した実施の形態１では、第１延在部１２及び第２延在部２２が、基部１１，２１の湾曲態様と逆の態様で湾曲するものとして説明したが、基部１１，１２と同じ態様で湾曲するものであってもよい。この場合、第１延在部１２及び第２延在部２２における曲率半径は、基部１１（屈曲部１３）及び基部２１の曲率半径よりも小さい。
　また、上述した実施の形態１では、各構成部材（第１部材１０及び第２部材２０）の複数の延在部が、複数の構成部材の積層方向において互いに重ならない位置に配置されているものとして説明したが、一部が重なる位置に配置されていてもよい。
（実施の形態１の変形例１）
　図８は、本実施の形態１の変形例１に係るばね部材の要部の構成を示す側面図である。上述した実施の形態１では、基部１１，２１を接触した状態で、カシメ部材３０によって接合されるものとして説明したが、本変形例１では、カシメ部材３１が、基部１１，２１の間に介在するスペーサ部３１ａを有する。本変形例１に係るばね部材は、上述したばね部材１のカシメ部材３０に代えて、カシメ部材３１を備える。カシメ部材３１は、スペーサ部３１ａを有する。積層方向で隣り合う基部１１，２１は、スペーサ部３１ａによって間隔が設けられた状態で接合される。これにより、第１部材１０と第２部材２０との間に生じる摩擦等を低減することができる。
　なお、本変形例１において、カシメ部材３１に代えて、上述した突出部による接合や、接着剤による接合、溶接等による接合によって第１部材１０及び第２部材２０を接合する場合は、スペーサ部材を第１部材１０及び第２部材２０の間に設ければよい。
（実施の形態１の変形例２）
　図９は、本実施の形態１の変形例２に係るばね部材の構成を示す斜視図である。上述した実施の形態１では、第１延在部１２及び第２延在部２２が一様な幅を有するものとして説明したが、本変形例２では、異なる幅を有する第１延在部１４及び第２延在部２３を備える。本変形例２に係るばね部材１ａは、第１部材１０ａ及び第２部材２０ａを備える。本変形例２では、上述したばね部材１の第１延在部１２及び第２延在部２２に代えて、第１部材１０ａが第１延在部１４を備え、第２部材２０ａが第２延在部２３を備える。
　第１延在部１４（第１延在部１４ａ，１４ｂ）は、各々が、基部１１から、該基部１１の幅よりも大きな幅で延びる。第２延在部２３（第２延在部２３ａ～２３ｄ）は、各々が、基部２１から、該基部２１の幅よりも大きな幅で延びる。
　本変形例２によれば、第１の被押圧体１０１と接触する第１延在部１４及び第２延在部２３を大きく形成したので、接触面における単位面積あたりの荷重を小さくすることができる。
（実施の形態１の変形例３）
　図１０は、本実施の形態１の変形例３に係るばね部材の構成を示す正面図である。上述した実施の形態１では、ばね部材１が、第１部材１０及び第２部材２０を積層してなるものとして説明したが、二つの部材を積層するものに限らず、三以上の複数の部材を積層してもよい。本変形例３に係るばね部材１ｂは、三つの部材（第１部材４０、第２部材５０及び第３部材６０）を積層してなる。
　ばね部材１ｂは、所定の方向（例えば長手方向）を屈曲させてなる第１部材４０（構成部材）と、所定の方向（例えば長手方向）を屈曲させてなる第２部材５０（構成部材）と、所定の方向（例えば長手方向）を屈曲させてなる第３部材６０（構成部材）と、第１部材４０、第２部材５０及び第３部材６０を重ねた状態でカシメて固定するカシメ部材３２と、を備える。
　第１部材４０、第２部材５０及び第３部材６０は、主面に沿って湾曲した板ばねであって、互いの板厚方向を揃えて積層されている。第１部材４０、第２部材５０及び第３部材６０は、板厚方向を揃えて重ねられた状態で、カシメ部材３２によって接合される。カシメ部材３２は、凸状をなすリベットを、第１部材４０、第２部材５０及び第３部材６０にそれぞれ形成された板厚方向に貫通する貫通孔（図示せず）に挿通後、加圧して変形させることによって、第１部材４０、第２部材５０及び第３部材６０を接合する。
　第１部材４０は、図１０に示す正面図において外縁のなす形状（図１０のＸＹ平面における形状）が略ひし形状をなし、主面に沿って湾曲した形状をなす基部４１と、基部４１の湾曲により互いに近づく側の端部から互いに反対方向にそれぞれ延びるとともに、基部４１の湾曲態様とは逆の態様で湾曲する二つの第１延在部４２ａ，４２ｂ（以下、単に第１延在部４２ということもある）と、基部４１と第１延在部４２との間にそれぞれ設けられ、基部４１の曲率半径と比して曲率半径が小さい二つの屈曲部４３ａ，４３ｂ（屈曲部４３ということもある）を有する。基部４１は、第１延在部４２に連なる端部に向けて幅が小さくなる形状をなしている。
　第２部材５０は、図１０に示す正面図において外縁のなす形状（図１０のＸＹ平面における形状）が略ひし形状をなし、主面に沿って湾曲した形状をなす基部５１と、基部５１の湾曲により互いに近づく側の端部から互いに反対方向にそれぞれ延びるとともに、基部５１の湾曲態様とは逆の態様で湾曲する二つの第２延在部５２ａ，５２ｂ（以下、単に第２延在部５２ということもある）と、基部５１と第２延在部５２との間にそれぞれ設けられ、基部５１の曲率半径と比して曲率半径が小さい二つの屈曲部５３ａ，５３ｂ（屈曲部５３ということもある）を有する。基部５１は、第２延在部５２に連なる端部に向けて幅が小さくなる形状をなしている。第２部材５０は、厚さが、第１部材４０の厚さと略同等であることが好ましい。
　第３部材６０は、図１０に示す正面図において、上述した第２部材２０と同様、外縁のなす形状が略Ｈ字形状をなし、基部４１と略同一の曲率半径で主面に沿って湾曲した形状をなす基部６１と、基部６１の湾曲により互いに近づく側の端部から互いに反対方向にそれぞれ延びるとともに、基部６１の湾曲態様とは逆の態様で湾曲する四つの第３延在部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ（以下、単に第３延在部６２ということもある）と、を有する。基部６１は、第３延在部６２に連なる端部に向けて幅が小さくなる形状をなしている。第３部材６０は、厚さが、第１部材４０の厚さと略同等であることが好ましい。
　ばね部材１ｂでは、第１部材４０、第２部材５０及び第３部材６０は、基部４１，５１，６１が同一の曲率半径を有しており、積層された際に主面同士が接触するものの、第１部材４０の屈曲部４３、及び第２部材５０の屈曲部５３により屈曲しているため、例えば、第１延在部４２ａ及び第２延在部５２ａが、第３延在部６２ａ，６２ｂの間に配置されて、第１延在部４２ａ、第２延在部５２ａ及び第３延在部６２ａ，６２ｂがＹ方向で並んだ構成となっている。
　また、上述したような第１延在部４２ａ、第２延在部５２ａ及び第３延在部６２ａ，６２ｂのＺ方向（負の方向）の端部の位置関係や、幅の関係を有していることが好ましい。具体的には、第１延在部４２ａ、第２延在部５２ａ及び第３延在部６２ａ，６２ｂのＺ方向（負の方向）の端部が、同一の平面上にあるか、又は第１の被押圧体１０１に対して、第１延在部４２ａ、第２延在部５２ａ、第３延在部６２ａ，６２ｂの順で接触するような位置関係であることが好ましい。また、第１延在部４２ａの幅をＤ4、第２延在部５２ａの幅をＤ5、第３延在部６２ａの幅をＤ61、第３延在部６２ｂの幅をＤ62としたとき、Ｄ61＝Ｄ62、及びＤ4＝Ｄ5＝Ｄ61＋Ｄ62の関係を満たしていることが好ましい。
（実施の形態１の変形例４）
　図１１は、本発明の実施の形態１の変形例４に係るばね部材の要部の構成を示す側面図である。上述した実施の形態１では、第１部材１０が屈曲部１３を有するものとして説明したが、本変形例４では、第２部材２０ｂが屈曲部２５を有する。本変形例４に係るばね部材１ｃは、第１部材１０ｂ及び第２部材２０ｂを備える。本変形例４では、上述した第１部材１０の第１延在部１２及び屈曲部１３に代えて第１延在部１５を備え、第２部材２０の第２延在部２２に代えて第２延在部２４および屈曲部２５を備える。
　第１部材１０ｂは、上述した基部１１と、基部１１の湾曲により互いに近づく側の端部から互いに反対方向にそれぞれ延びるとともに、基部１１の湾曲態様とは逆の態様で湾曲する二つの第１延在部１５（第１延在部１５ａ，１５ｂ）と、を有する。
　第２部材２０ｂは、上述した基部２１と、基部２１の端部であって、基部２１の湾曲により互いに近づく側の端部から互いに反対方向にそれぞれ延びるとともに、基部２１の湾曲態様とは逆の態様で湾曲する四つの第２延在部２４（図１１では、第２延在部２４ａ，２４ｂのみを図示）と、基部２１と第２延在部２４との間にそれぞれ設けられ、基部２１の曲率半径と比して曲率半径が大きい四つの屈曲部２５（図１１では、屈曲部２５ａ，２５ｂのみを図示）を有する。
　本変形例４のように、第１および第２延在部が接触する側の被押圧体に対して最も近い側に基部を有する部材（本変形例４では第２部材２０ｂ）において、基部２１の曲率半径よりも大きい曲率半径を有する屈曲部２５を設けるようにした場合であっても、上述した効果を得ることができる。なお、第２部材２０ｂにおいて、屈曲部２５を、基部２１の湾曲態様とは逆の態様で湾曲させるようにしてもよい。
（実施の形態２）
　つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。図１２は、本発明の実施の形態２による電力変換装置の要部の構成を示す模式図である。なお、図１等で上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。本実施の形態２では、ばね部材１の適用例として、押圧ユニットである電力変換装置を説明する。同図に示す電力変換装置２００は、例えば、電気自動車用の走行モータに流す駆動電流を生成する装置である。なお、以下の例では、上述の実施の形態１のばね部材１を備えたものとして説明するが、実施の形態１の変形例１～３に係るばね部材を用いてもよい。
　電力変換装置２００は、半導体素子を含む半導体積層ユニット（第１の被押圧体）２０２と、一方の側面から半導体積層ユニット２０２を押圧するばね部材１と、半導体積層ユニット２０２とばね部材１との間に介在する平板状の当接板２０４と、半導体積層ユニット２０２、ばね部材１及び当接板２０４を収容する筐体（第２の被押圧体）２０５とを備える。電力変換装置２００は、図示した以外にも、半導体モジュール２２１を制御する制御回路等を有する。
　半導体積層ユニット２０２は、半導体モジュール２２１と冷却管２２２とを交互に積層した構造を有する。図１２に示す場合、積層方向に沿って隣接する冷却管２２２の間に二個の半導体モジュール２２１が配置される。
　半導体モジュール２２１は、電力供給用のＩＧＢＴ素子と、モータを円滑に回転させるために設けられるフライホイールダイオード素子とを一対の放熱板の間に配置し、その一対の放熱板が露出するように樹脂によって封止されて一体成形されている。
　冷却管２２２は、内部に冷媒流路を有する扁平な形状の管である。この冷媒流路には、例えば水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、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、又はアセトン等のケトン系冷媒等の冷却媒体を流通させる。
　複数の冷却管２２２は、半導体積層ユニット２０２の積層方向に沿って延びる連結パイプ２２３を介して相互に連結している。連結パイプ２２３の端部には、その端部に配された冷却管２２２に接続する冷媒導入口２２４及び冷媒排出口２２５が設けられている。冷却管２２２、連結パイプ２２３、冷媒導入口２２４及び冷媒排出口２２５は、例えばアルミニウムを用いて実現される。
　冷却管２２２の主面２２２ａは、ばね部材１からの押圧力によって半導体モジュール２２１の放熱板と密着している。これにより、半導体モジュール２２１と冷却管２２２との間で熱交換を行うことができる。
　上述した実施の形態２によれば、ばね部材１を用いることにより、半導体積層ユニット２０２を、十分な押圧力で面内均一にその積層方向に押圧することができる。よって、冷却管２２２による半導体積層ユニット２０２の冷却効率を向上させることができる。
（実施の形態３）
　つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。図１３は、本発明の実施の形態３による電気二重層キャパシタの要部の構成を示す模式図である。なお、図１等で上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。本実施の形態３では、ばね部材１の適用例として、押圧ユニットである電気二重層キャパシタを説明する。なお、以下の例では、上述の実施の形態１のばね部材１を備えたものとして説明するが、実施の形態１の変形例１～３に係るばね部材を用いてもよい。
　本発明の実施の形態３による電気二重層キャパシタ２５０は、複数のパッケージセル２５１を含むセル積層体（第１の被押圧体）２５２と、一方の側面からセル積層体２５２を押圧するばね部材１と、セル積層体２５２とばね部材１との間に介在する平板状の当接板２５４と、セル積層体２５２、ばね部材１及び当接板２５４を収容する筐体（第２の被押圧体）２５５とを備える。電気二重層キャパシタ２５０は、図示した以外にも、外部回路との接続端子等を有する。セル積層体２５２は外部回路との接続端子に電気的に接続される。
　セル積層体２５２は、複数のパッケージセル２５１を積層して構成される。それぞれのパッケージセル２５１は、最内層と最外層とが絶縁性フィルムで構成され、正極集電極と負極集電極とを備える。各パッケージセル２５１の内部には、セパレータを介して複数の集電極を重ね合わせた積層体が電解液とともに収容される。各集電極の正極端子と負極端子がそれぞれ正極集電極と負極集電極に接続される。複数のパッケージセル２５１は、隣接するパッケージセル２５１の正極集電極と負極集電極とを接続端子で連結して、直列に接続される。
　上述した実施の形態３によれば、ばね部材１により電気二重層キャパシタ２５０のセル積層体２５２をその積層方向に押圧して分極性電極の膨張を制限することにより、単位体積当たりのエネルギー密度を向上することが可能となる。
　上述した実施の形態２，３において、複数のばね部材１を重ね合わせて積層して用いることにより、第１の被押圧体と第２の被押圧体との間に加わる荷重を大きくすることができる。
　また、上述の実施の形態２では、電力変換装置をばね部材１による押圧が必要な押圧ユニットの例としてあげ、上述の実施の形態３では、電気二重層キャパシタをばね部材１による押圧が必要な押圧ユニットの例としてあげたが、実施の形態１に係るばね部材１を適用する押圧ユニットは、第１の被押圧体と第２の被押圧体との間にばね部材１を配置して、第１の被押圧体と第２の被押圧体とをばね部材１により押圧するものであればどのようなものでもよい。
　このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。例えば、実施の形態１の変形例３に変形例１を組み合わせて、カシメ部材３２にスペーサ部を設けて、積層方向で隣り合う部材を離間するようにしてもよい。
　以上のように、本発明に係る押圧構造及び押圧ユニットは、面圧分布を均一化して押圧するとともに、荷重に対する弾性ストロークを長くするのに好適である。
　１，１ａ，１ｂ，１ｃ　ばね部材
　１０，１０ａ，１０ｂ，４０　第１部材
　１１，２１，４１，５１，６１　基部
　１２，１４，１５，４２　第１延在部
　１３，２５，４３，５３　屈曲部
　２０，２０ａ，２０ｂ，５０　第２部材
　２２，２４，５２　第２延在部
　３０，３１，３２　カシメ部材
　３１ａ　スペーサ部
　６０　第３部材
　６２　第３延在部
　１００　押圧構造
　１０１　第１の被押圧体
　１０２　第２の被押圧体
　２００　電力変換装置
　２０２　半導体積層ユニット
　２０４　当接板
　２０５　筐体
　２２１　半導体モジュール
　２２２　冷却管
　２２３　連結パイプ
　２２４　冷媒導入口
　２２５　冷媒排出口
　２５０　電気二重層キャパシタ
　２５１　パッケージセル
　２５２　セル積層体
　２５４　当接板
　２５５　筐体

Claims (8)

  1. 　第１の被押圧体と前記第１の被押圧体に対向する第２の被押圧体との間に配置され、前記第１の被押圧体及び前記第２の被押圧体に対して押圧する押圧構造であって、
    　板状の部材からなり、湾曲した主面を有する基部と、前記基部の端部からそれぞれ延びる複数の延在部とを有する複数の構成部材を積層してなるばね部材
    　を備え、
    　前記ばね部材は、前記基部側で一方の被押圧体と接触するとともに、前記延在部が他方の被押圧体と接触し、
    　各構成部材の前記延在部が、接触対象の被押圧体に接触することを特徴とする押圧構造。
  2. 　各構成部材の前記複数の延在部は、前記複数の構成部材の積層方向において互いに重ならない位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の押圧構造。
  3. 　前記基部は、前記延在部に連なる側にいくにしたがって幅が小さくなることを特徴とする請求項１又は２に記載の押圧構造。
  4. 　前記第１及び第２の被押圧体から荷重が加わっていない状態において、各構成部材の前記延在部のうち、該延在部が接触する側の被押圧体に対して最も近い側に前記基部を有する構成部材の延在部の先端を通過する平面に対し、他の構造部材の延在部の先端が、前記平面上、又は該平面から突出していることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の押圧構造。
  5. 　各構成部材は、板厚が同じであることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の押圧構造。
  6. 　積層方向で隣り合う構成部材が、離間して接合されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の押圧構造。
  7. 　前記複数の構成部材のうち、前記延在部が接触する側の被押圧体に対して最も近い側に前記基部を有する構成部材以外の構成部材は、前記基部と前記延在部との間に設けられ、前記基部の曲率半径よりも小さい曲率半径で屈曲する屈曲部を有することを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の押圧構造。
  8. 　第１の被押圧体と、
    　前記第１の被押圧体に対向配置される第２の被押圧体と、
    　前記第１の被押圧体と前記第２の被押圧体との間に配置され、前記第１の被押圧体及び前記第２の被押圧体に対して押圧する請求項１～７のいずれか一つに記載の押圧構造と、
    　を備えることを特徴とする押圧ユニット。
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