按壓單元制造技術

本發明專利技術提供一種能夠吸收制造按壓對象時的尺寸偏差且能夠通過簡單的結構實現薄型化的按壓單元。按壓單元按壓半導體層疊單元，在該半導體層疊單元中交替地層疊有半導體元件模塊、和與該半導體元件模塊相接觸來冷卻該半導體模塊的冷卻管，該按壓單元具備：彈簧部件，形成為將線材卷繞而成的線圈狀，且螺距角周期性發生變化；和框架部件，安裝上述彈簧部件的端部。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】本專利技術提供一種能夠吸收制造按壓對象時的尺寸偏差且能夠通過簡單的結構實現薄型化的按壓單元。按壓單元按壓半導體層疊單元，在該半導體層疊單元中交替地層疊有半導體元件模塊、和與該半導體元件模塊相接觸來冷卻該半導體模塊的冷卻管，該按壓單元具備：彈簧部件，形成為將線材卷繞而成的線圈狀，且螺距角周期性發生變化；和框架部件，安裝上述彈簧部件的端部?！緦＠f明】按壓單元
本專利技術涉及適用于使用半導體元件構成的電力轉換裝置并按壓半導體元件和冷卻管使兩者粘合的按壓單元。
技術介紹
作為生成電動汽車(EV)和混合動力汽車(HEV)的驅動電力的電力轉換裝置(功率模塊)，已知DC-DC轉換器和逆變器。這些電力轉換裝置有時會在驅動時在包括IGBT等半導體元件在內的半導體模塊中流過較大的驅動電流。因此，冷卻驅動時的半導體模塊來抑制發熱很重要。在現有技術中，已知如下冷卻構造:為了抑制半導體模塊的發熱，交替地層疊半導體模塊和冷卻體，通過采用由盤簧(disc spring)構成的按壓單元從該層疊方向的一側進行按壓，從而使半導體模塊和冷卻體粘合，由此進行冷卻(例如，參照專利文獻I)。盤簧具有負荷幾乎不變的彎曲區域，所以能夠吸收因電力轉換裝置的制造偏差(層疊方向的尺寸公差)引起的尺寸的不同(例如，參照專利文獻2)。在先專利文獻專利文獻專利文獻I JP特開平10-107194號公報專利文獻2 JP特開2001-167745號公報
技術實現思路
(專利技術要解決的問題)但是，由于盤簧在徑向上對稱擴展，所以在不能確保按壓單元用的足夠的空間的情況下，必需使用直徑較小的多個盤簧，存在結構變復雜的問題。為了解決該問題，使按壓單元成為能小型結構，例如考慮使用等螺距(pitch)的卷簧(coil spring)。但是，在將等螺距的卷簧用作通常的壓縮彈簧的情況下，由于負荷-彎曲特性為線性，所以負荷會隨著彈簧的彎曲量而發生變化，不能充分吸收電力轉換裝置中的制造偏差，有可能會引起以下情況:按壓力較弱而冷卻不充分，或者按壓力較強而導致半導體元件和冷卻管發生劣化。本專利技術鑒于上述情況而完成，其目的在于，提供一種能夠吸收按壓對象的制造時的尺寸偏差并且能夠通過簡單的結構來實現小型化的按壓單元。(用于解決問題的手段)為了解決上述課題并達成目的，本專利技術的按壓單元按壓半導體層疊單元，在該半導體層疊單元中交替地層疊有半導體元件模塊、和與該半導體元件模塊相接觸來冷卻該半導體模塊的冷卻管，該按壓單元具備:彈簧部件，形成為將線材卷繞而成的線圈狀，且螺距角周期性發生變化；和框架部件，安裝上述彈簧部件。此外，本專利技術涉及的按壓單元的特征在于，在上述專利技術中，上述彈簧部件在兩端部具有鉤，上述框架部件具有從搭載上述彈簧部件的面突出并能夠鉤住上述鉤的突起部。此外，本專利技術涉及的按壓單元的特征在于，在上述專利技術中，上述彈簧部件的兩端部在與中心線正交的方向上延伸，上述框架部件具有能夠供上述彈簧部件的兩端部插入的孔部。此外，本專利技術涉及的按壓單元的特征在于，在上述專利技術中，上述框架部件包括從搭載上述彈簧部件的表面突出并具有相當于上述彈簧部件的規定部分的螺距的寬度的肋條。此外，本專利技術涉及的按壓單元的特征在于，在上述專利技術中，上述框架部件具有容納上述彈簧部件的一部分的槽部。此外，本專利技術涉及的按壓單元的特征在于，在上述專利技術中，還具備將鋼絲編織為網狀而成且在與上述框架部件之間夾持上述彈簧部件的網狀彈簧(mesh spring)。此外，本專利技術涉及的按壓單元的特征在于，在上述專利技術中，具備多個上述彈簧部件，在上述框架部件中多個上述彈簧部件安裝成彼此的中心線平行。此外，本專利技術涉及的按壓單元的特征在于，在上述專利技術中，使具有規定溫度的耐熱性的無紡布介于上述彈簧部件和上述框架部件之間。(專利技術效果)在本專利技術中，使用傾斜型的彈簧部件，S卩，形成將線材卷繞而成的線圈狀，且上述線材的中心線與正交于中心線的平面所成的角度、即螺距角周期性地發生變化。該彈簧部件具有負荷大致固定的彎曲范圍，并且能夠在與彈簧部件的中心線正交的方向(短邊方向)上節省空間。因此，能夠吸收制造按壓對象時的尺寸的偏差，并且能夠通過簡單的結構實現小型化。【專利附圖】【附圖說明】圖1是表示搭載了本專利技術的一實施方式涉及的按壓單元的電力轉換裝置的主要部分的結構的圖。圖2是表示本專利技術的一實施方式涉及的按壓單元的結構的圖。圖3是表示構成本專利技術的一實施方式涉及的按壓單元的一部分的彈簧部件的結構的圖。圖4是表示構成本專利技術的一實施方式涉及的按壓單元的一部分的彈簧部件的負荷-彎曲特性的圖。圖5是表示本專利技術的一實施方式的變形例I涉及的按壓單元的主要部分的結構的圖。圖6是表示本專利技術的一實施方式的變形例2涉及的按壓單元的主要部分的結構的圖。圖7是表示本專利技術的一實施方式的變形例3涉及的按壓單元的主要部分的結構的圖。圖8是表示本專利技術的一實施方式的變形例4涉及的按壓單元的主要部分的結構的圖。圖9是表示本專利技術的一實施方式的變形例5涉及的按壓單元的主要部分的結構的圖。圖10是表示形成本專利技術的一實施方式的變形例6涉及的按壓單元的一部分的彈簧部件的結構的圖。圖11是表示形成本專利技術的一實施方式的變形例7涉及的按壓單元的一部分的彈簧部件的結構的圖。【具體實施方式】以下，參照附圖來說明用于實施本專利技術的方式(以下，稱為“實施方式”)。圖1是表示搭載了本專利技術的一實施方式涉及的按壓單元的電力轉換裝置的主要部分的結構的圖。圖1所示的電力轉換裝置I例如是生成在電動汽車用的行駛電動機中流動的驅動電流的裝置。電力轉換裝置I具備:包括半導體元件的半導體層疊單元2 ;從半導體層疊單元2的一個側面按壓半導體層疊單元2的按壓單元3 ;介于半導體層疊單元2和按壓單元3之間的平板狀抵接板4 ；以及容納半導體層疊單元2、按壓單元3、以及抵接板4的框體5。電力轉換裝置I除了圖示以外，還具有控制半導體模塊21的控制電路等。半導體層疊單元2具有使半導體模塊21和冷卻管22交替層疊而成的構造。在圖1所示的情況下，沿著層疊方向在相鄰的冷卻管22之間配置2個半導體模塊21。半導體模塊21在一對散熱板之間配置了電力供給用的IGBT元件、和為了使電動機協調地旋轉而設置的續流二極管(fly wheel diode)元件，并且按照該一對散熱板露出的方式由樹脂進行密封而一體成形。冷卻管22是在內部具有冷媒流徑的扁平形狀的管。在該冷媒流徑中，例如使水或氨等自然冷媒、混入了乙二醇類的防凍劑的水、Fluorinert等氟化碳類冷媒、HCFC123、HFC134a等碳氟化合物類冷媒、甲醇、乙醇等醇類冷媒、或者丙酮等酮類冷媒等冷卻介質流通。多個冷卻管22經由沿著半導體層疊單元2的層疊方向延伸的連接導管23而相互連接著。在連接導管23的端部設置與配置在該端部的冷卻管22相連的冷媒導入口 24以及冷媒排出口 25。冷卻管22、連接導管23、冷媒導入口 24、以及冷媒排出口 25例如使用鋁來實現。冷卻管22的主面22a通過來自按壓單元3的按壓力而與半導體模塊21的散熱板粘合。由此，能夠在半導體模塊21和冷卻管22之間進行熱交換。圖2是表示按壓單元3的結構的側面圖。圖2所示的按壓單元3具有:線圈狀的彈簧部件31 ;和安裝并固定彈簧部件31的端部的框架部件32。由螺本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高村典利，增田享哉，流石一郎，加藤信治，鶴貝健吾，
申請(專利權)人：日本發條株式會社，
類型：
國別省市：