(57)【要約】  本発明にかかるばね部材は、支持部（１５）、平板部（１０１）と、平板部（１０１）に対して立ち上がって延在する第１延在部（１０２）と、平板部（１０１）から第１延在部（１０２）と反対方向に向けて、該支持部（１５）に対して立ち上がって延在する第２延在部（１０３）と、を有する複数の機能部（１０）、および支持部（１５）と平板部（１０１）とをそれぞれ連結する複数の突出部（１３）と、を備え、複数の機能部（１０）は、千鳥状に配列され、機能部（１０）は、平板部（１０１）の主面と直交し、平板部（１０１）の中央部を通過する平面に対して対称な形状をなし、第１および第２延在部（１０２，１０３）は、平板部（１０１）に連なる基端から先端に向けて先細な形状をなし、突出部（１３）は、平板部（１０１）との接続部分における幅が、平板部（１０１）の幅より小さい。
2015129900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、  平板部と、前記平板部に対して立ち上がって延在する第１延在部と、前記平板部の前記第１延在部とは異なる部分から前記第１延在部の延在方向と反対方向に向けて、該平板部に対して立ち上がって延在する第２延在部と、を有する複数の機能部と、  前記基部と前記平板部とをそれぞれ連結する複数の連結部と、  を備え、  前記複数の機能部は、千鳥状に配列され、  前記機能部は、前記平板部の主面および前記第１延在部の前記平板部からの延出方向と直交し、前記平板部の中央部を通過する平面に対して対称な形状をなし、  前記第１および第２延在部は、前記平板部に連なる基端から先端に向けて先細な形状をなし、  前記連結部は、前記平板部との接続部分における幅が、前記平板部の幅より小さいことを特徴とするばね部材。
【請求項２】
前記第１延在部は、前記平板部の主面と平行な第１の方向に延在し、  前記第２延在部は、前記第１の方向と反対方向に延在し、  前記連結部は、前記平板部の一部から、前記主面と平行であり、かつ前記第１の方向と略直交する第２の方向に向けて突出する第１突出部、および前記平板部の一部から前記第２の方向と反対方向に向けて突出する第２突出部のうちの少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１に記載のばね部材。
【請求項３】
第２平板部と、該第２平板部の一部から前記第１の方向または該第１の方向と反対方向に向けて、該第２平板部に対して立ち上がって延在する第３延在部と、を有し、前記第１の方向の両端にそれぞれ設けられる複数の第２機能部と、  前記第２平板部の一部から前記第２の方向に向けて突出する第３突出部と、  前記第２平板部の一部から前記第２の方向と反対方向に向けて突出する第４突出部と、  をさらに備え、  前記支持部は、複数の前記第３および第４突出部を支持することを特徴とする請求項２に記載のばね部材。
【請求項４】
前記第１および第２延在部は、先端側が、基端側の湾曲態様とは逆の態様で湾曲した略Ｓ字状をなすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のばね部材。
【請求項５】
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の被押圧体および第２の被押圧体に対して圧力を加える請求項１〜４のいずれか一つに記載のばね部材と、  を備えることを特徴とする押圧ユニット。
【請求項６】
前記ばね部材を複数有し、  複数の前記ばね部材を重ね合わせて前記第１の被押圧体と前記第２の被押圧体との間に配置することを特徴とする請求項５に記載の押圧ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ばね部材、およびばね部材を用いた押圧ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】  第１の被押圧体と第２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）。【０００３】  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。【０００４】  ところで、特許文献１が開示するばね部材は、帯状の部材を弧状に湾曲させた構成のため、被押圧体に対する荷重が面全体として加わらない。特許文献１が開示するばね部材を用いて被押圧体に対して面全体に荷重を加えるようにしようとすると、複数のばね部材を配置する必要があり、高精度の位置決めを行って取り付けなければならない。このため、被押圧体に対して面全体に荷重を加えることができるばね部材が求められていた。【０００５】  この要望を満たすべく、山部と谷部とを有する波形状のばね部材（例えば、特許文献２を参照）や、ベース部から立ち上がって延びる接触部を有する接続端子を複数並べてなるばね部材（例えば、特許文献３を参照）や、平板状のベース部にＣ字状の二つのスリットを該スリットの開口部が向かい合うように形成し、該スリットによりベース部から分離されて該ベース部から互いに反対方向に立ち上がって延びる二つのばね舌片を有するばね部材（例えば、特許文献４を参照）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１６６８２０号公報
【特許文献２】特開２００９−２５７４９１号公報
【特許文献３】特開２００９−１９３８８３号公報
【特許文献４】特開２００５−３０２７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  しかしながら、特許文献２が開示するばね部材は、被押圧体を押圧した際、長手方向（山部と谷部とが連なる方向）に大きく変形して被押圧体がばね部材に対してスライドし、押圧ユニットごとにばね部材が被押圧体を押圧する位置が変化してしまうおそれがある。このため、ばね部材が被押圧体に加える荷重が押圧ユニットごとにばらつくおそれがあった。【０００８】  また、特許文献３が開示するばね部材は、被押圧体を押圧した際、接触部の変形によりベース部が浮き上がり、接触部が被押圧体に加える荷重が不安定となるおそれがあった。また、特許文献４が開示するばね部材は、被押圧体を押圧した際、二つのばね舌片の変形により基端（ベース部側の端部）に荷重が加わってこの基端が浮き上がり、ばね舌片が被押圧体に加える荷重が不安定となるおそれがあった。【０００９】  本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被押圧体に対して安定した荷重を加えることができるばね部材および押圧ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるばね部材は、基部と、平板部と、前記平板部に対して立ち上がって延在する第１延在部と、前記平板部の前記第１延在部とは異なる部分から前記第１延在部の延在方向と反対方向に向けて、該平板部に対して立ち上がって延在する第２延在部と、を有する複数の機能部と、前記基部と前記平板部とをそれぞれ連結する複数の連結部と、を備え、前記複数の機能部は、千鳥状に配列され、前記機能部は、前記平板部の主面および前記第１延在部の前記平板部からの延出方向と直交し、前記平板部の中央部を通過する平面に対して対称な形状をなし、前記第１および第２延在部は、前記平板部に連なる基端から先端に向けて先細な形状をなし、前記連結部は、前記平板部との接続部分における幅が、前記平板部の幅より小さいことを特徴とする。【００１１】  また、本発明にかかるばね部材は、上記の発明において、前記第１延在部は、前記平板部の主面と平行な第１の方向に延在し、前記第２延在部は、前記第１の方向と反対方向に延在し、前記連結部は、前記平板部の一部から、前記主面と平行であり、かつ前記第１の方向と略直交する第２の方向に向けて突出する第１突出部、および前記平板部の一部から前記第２の方向と反対方向に向けて突出する第２突出部のうちの少なくとも一方を有することを特徴とする。【００１２】  また、本発明にかかるばね部材は、上記の発明において、第２平板部と、該第２平板部の一部から前記第１の方向または該第１の方向と反対方向に向けて、該第２平板部に対して立ち上がって延在する第３延在部と、を有し、前記第１の方向の両端にそれぞれ設けられる複数の第２機能部と、前記第２平板部の一部から前記第２の方向に向けて突出する第３突出部と、前記第２平板部の一部から前記第２の方向と反対方向に向けて突出する第４突出部と、をさらに備え、前記支持部は、複数の前記第３および第４突出部を支持することを特徴とする。【００１３】  また、本発明にかかるばね部材は、上記の発明において、前記第１および第２延在部は、先端側が、基端側の湾曲態様とは逆の態様で湾曲した略Ｓ字状をなすことを特徴とする。【００１４】  また、本発明にかかる押圧ユニットは、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の被押圧体および第２の被押圧体に対して圧力を加える、上記の発明にかかるばね部材と、を備えることを特徴とする。【００１５】  また、本発明にかかる押圧ユニットは、上記の発明において、前記ばね部材を複数有し、複数の前記ばね部材を重ね合わせて前記第１の被押圧体と前記第２の被押圧体との間に配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】  本発明によれば、被押圧体に対して安定した荷重を加えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかか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】図２は、本発明の実施の形態１にかかるばね部材の構成を示す平面図である。
【図３】図３は、図２の矢視Ａ方向の側面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１にかかるばね部材の要部の構成を示す模式図である。
【図５】図５は、図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかるばね部材の要部の構成を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１の変形例２にかかるばね部材の要部の構成を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１の変形例３にかかるばね部材を用いた押圧ユニットの構成を示す模式図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態１の変形例３にかかるばね部材を用いた押圧ユニットの要部の構成を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態１の変形例４にかかるばね部材の構成を示す平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態１の変形例５にかかるばね部材の構成を示す平面図である。
【図１２】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】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。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  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。
【００１９】（実施の形態１）  図１は、本発明の実施の形態１にかか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にかかる押圧ユニットは、対向する第１の被押圧体２０１と第２の被押圧体２０２の間にばね部材１を配置する。ばね部材１は、弾性力により、第１の被押圧体２０１と第２の被押圧体２０２の双方に対して圧力を加える。
【００２０】  図２は、本実施の形態１にかかるばね部材の構成を示す平面図である。図３は、図２の矢視Ａ方向の側面図である。図４は、本実施の形態１にかかるばね部材の要部の構成を示す模式図である。図５は、図４のＢ−Ｂ線断面図である。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。
【００２１】  ばね部材１は、複数の第１機能部１０（機能部）と、二つの第２機能部１１，１２と、第１機能部１０および第２機能部１１，１２の一部からそれぞれ突出する突出部１３，１４と、突出部１３，１４を支持することにより複数の第１機能部１０および二つの第２機能部１１，１２を一括して支持する支持部１５と、を備える。ばね部材１は、基部をなす支持部１５と、複数の機能部（第１機能部１０および第２機能部１１，１２）とを、連結部である突出部１３，１４によって連結した構成をなす。以下、支持部を基部、突出部を連結部として説明する。
【００２２】  第１機能部１０は、平板状をなす第１平板部１０１（平板部）と、該第１平板部１０１の一部から該第１平板部１０１の主面と平行な第１の方向（図２のＸ方向（負方向））に向けて、該第１平板部１０１に対して立ち上がって延在する第１延在部１０２と、該第１平板部１０１の一部から第１の方向と反対方向（正方向）に向けて、該第１平板部１０１に対して立ち上がって延在する第２延在部１０３と、を有する。第１機能部１０は、第１の方向と直交し、第１平板部１０１の中央部を通過する平面に対して対称な形状をなしている。なお、第１延在部１０２において「第１の方向に向けて、該第１平板部１０１に対して立ち上がって延在する」とは、第１延在部１０２が、第１の方向であって、第１平板部１０１から延出する方向を成分として含む方向に延びていることを意味する。また、第２延在部１０３についても同様である。
【００２３】  第１延在部１０２および第２延在部１０３は、図２に示す平面視で、略台形状をなしている。また、第１延在部１０２および第２延在部１０３は、図３に示す側面視で、所定の曲率で弧状をなして第１平板部１０１から立ち上がっている。
【００２４】  第２機能部１１は、ばね部材１の第１の方向の一方の端部に設けられる。第２機能部１１は、平板状をなす第２平板部１１１と、第２平板部１１１の一部から第１の方向または該第１の方向と反対方向に向けて、該第２平板部１１１に対して立ち上がって延在する第３延在部１１２と、を有する。
【００２５】  第２機能部１２は、ばね部材１の第１の方向の他方の端部に設けられる。第２機能部１２は、平板状をなす第２平板部１２１と、第２平板部１２１の一部から第１の方向または該第１の方向と反対方向に向けて、該第２平板部１２１に対して立ち上がって延在する第３延在部１２２と、を有する。なお、以下では、第１平板部１０１および第２平板部１１１，１２１を単に平板部１０１，１１１，１２１ということもある。
【００２６】  第２機能部１１，１２は、図３に示す側面視のように、第３延在部１１２，１２２が互いに向かい合うように第１の方向に沿って第２平板部１１１，１２１に対して各々立ち上がっている。
【００２７】  突出部１３は、第１平板部１０１の一部から、該第１平板部１０１と平行であり、かつ第１の方向と略直交する第２の方向（図２のＹ方向）に向けて突出する第１突出部１３ａと、第１平板部１０１の一部から第２の方向と反対方向に向けて突出する第２突出部１３ｂと、を有する。
【００２８】  第１突出部１３ａおよび第２突出部１３ｂは、平板状をなして延び、板厚が第１平板部１０１の板厚と同一であって、主面が第１平板部１０１の主面と同一平面上にある。
【００２９】  第１突出部１３ａおよび第２突出部１３ｂは、第１平板部１０１との接続部分における第１の方向の幅ｄ１が、第１平板部１０１の第１の方向の幅ｄ２より小さい。したがって、第１平板部１０１と、第１延在部１０２および第２延在部１０３との基端を通過し、第２の方向と平行な二つの直線Ｌ１，Ｌ２は、該二つの直線Ｌ１，Ｌ２の間に突出部１３を含んでいる。
【００３０】  突出部１４は、第２平板部１１１，１２１の一部から第２の方向および該第２の方向と反対方向に向けてそれぞれ突出する。突出部１４は、第２平板部１１１，１２１の一部から第２の方向に向けてそれぞれ突出する第３突出部１４ａと、第２平板部１１１，１２１の一部から第２の方向と反対方向に向けてそれぞれ突出する第４突出部１４ｂと、を有する。
【００３１】  支持部１５は、千鳥（斜方格子）状に配列された第１機能部１０および第２機能部１１，１２の突出部１３，１４をそれぞれ支持することにより、第１機能部１０および第２機能部１１，１２を一括して支持する。支持部１５は、略帯状をなし、板厚が突出部１３，１４の板厚と同一であって、主面が突出部１３，１４の主面と同一平面上にある。
【００３２】  支持部１５は、第１の方向に沿って凹凸形状を繰り返すジグザグ状をなして延びる第１支持部１５ａと、第１支持部１５ａとは逆の態様のジグザグ状をなして延びる第２支持部１５ｂと、第１支持部１５ａの第２支持部１５ｂが配置される側と異なる側に設けられ、第１支持部１５ａ側が該第１支持部１５ａとは逆の態様のジグザグ状をなして延びる第３支持部１５ｃと、第２支持部１５ｂの第１支持部１５ａが配置される側と異なる側に設けられ、第２支持部１５ｂ側が該第２支持部１５ｂとは逆の態様のジグザグ状をなして延びる第４支持部１５ｄと、を有する。
【００３３】  第１支持部１５ａおよび第２支持部１５ｂは、角部で第１突出部１３ａおよび第２突出部１３ｂをそれぞれ支持する。第３支持部１５ｃは、凹の深部で第１突出部１３ａを支持する。第４支持部１５ｄは、凹の深部で第２突出部１３ｂを支持する。
【００３４】  ばね部材１は、図１に示すように、第１の被押圧体２０１と第２の被押圧体２０２との間に配置されると、第１延在部１０２、第２延在部１０３および第３延在部１１２，１２２が両端で第１の被押圧体２０１と接触するとともに、平板部１０１，１１１，１２１および支持部１５が第２の被押圧体２０２と接触する。第１の被押圧体２０１と第２の被押圧体２０２との間の距離を小さくしていくと、第１延在部１０２、第２延在部１０３および第３延在部１１２，１２２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２０１と第２の被押圧体２０２の双方に対して圧力を加える。
【００３５】  第１機能部１０および第２機能部１１，１２は、平板部１０１，１１１，１２１と、第１延在部１０２、第２延在部１０３および第３延在部１１２，１２２との境界を支点として各々が弾性変形する。第１延在部１０２、第２延在部１０３および第３延在部１１２，１２２の弾性変形による荷重は、この境界で最も大きくなるため、第１延在部１０２、第２延在部１０３および第３延在部１１２，１２２が弾性変形した際、平板部１０１，１１１，１２１と、第１延在部１０２、第２延在部１０３および第３延在部１１２，１２２との境界が最大応力位置となる。
【００３６】  ここで、上述したように、平板部１０１の幅ｄ２が、第１突出部１３ａおよび第２突出部１３ｂの幅ｄ１よりも大きいため、平板部１０１と第１突出部１３ａおよび第２突出部１３ｂとの接続部分が最大応力位置からずれている。このため、突出部１３には、第１機能部１０の弾性変形による荷重がほとんど加わらない。これにより、突出部１３の第１機能部１０の弾性変形に対する耐久性を向上することができる。
【００３７】  加えて、第１機能部１０の弾性変形による荷重がほとんど加わらないため、第１延在部１０２および第２延在部１０３の立ち上がりの長さ、例えば第１の方向の長さや、平板部１０１からの高さについて設計の自由度が向上する。換言すれば、突出部１３に荷重を考慮する必要なく、第１延在部１０２および第２延在部１０３の立ち上がりの高さを設計することができる。また、第１平板部１０１の第１方向の幅を小さくすれば、第１延在部１０２および第２延在部１０３の配設領域を大きくすることができる。
【００３８】  なお、突出部１４において、第３突出部１４ａおよび第４突出部１４ｂの幅であって、第２平板部１１１，１２１との接続部分における第１の方向の幅が、第２平板部１１１，１２１の第１の方向の幅より小さければ、上述したように、突出部１４には、第１機能部１０の弾性変形による荷重がほとんど加わらず、突出部１４の第２機能部１１，１２の弾性変形に対する耐久性を向上することができるため好ましい。
【００３９】  また、第１機能部１０が対称性を有しているため、第１延在部１０２および第２延在部１０３がそれぞれ弾性変形した場合であっても、平板部１０１に加わる応力が相殺され、該平板部１０１の浮き上がりを抑制することができる。
【００４０】  第１機能部１０を複数設けることにより、弧状をなすばね部材（例えば第１機能部１０が一つのみからなるばね部材）を用いて同一の荷重を加えるものと比して、各第１機能部１０の第１延在部１０２および第２延在部１０３の立ち上がり高さを低くし、ばね部材１全体の高さを低減したものとすることができる。
【００４１】  また、複数の第１機能部１０が千鳥状に配列され、第１延在部１０２および第２延在部１０３が略台形状をなしているため、矩形の延在部を配置する場合と比して、ばね部材１の小型化および高効率化をはかることができる。
【００４２】  また、第１機能部１０が複数配置され、対称性を有することで、第１の被押圧体２０１および第２の被押圧体２０２に荷重を加える際の面圧を均一化することができる。このとき、第１延在部１０２および第２延在部１０３が、平板部１０１の基端から先端に向けて先細りとなる略台形状をなすことにより、被押圧体からの応力を均一化し、第１機能部１０が有するばね定数を低減することができる。
【００４３】  また、第１機能部１０および第２機能部１１，１２は、支持部１５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２０１および第２の被押圧体２０２の間に容易に配置することができる。
【００４４】  さらに、複数のばね部材１を第１および第２の方向と直交する方向に積層することで、第１機能部１０および第２機能部１１，１２の弾性力を大きくすることができる。この際、被積層側のばね部材１（下層のばね部材１）と、積層側のばね部材１（上層のばね部材１）とが第２の方向にずれると、下層のばね部材１の第１延在部１０２、第２延在部１０３および第３延在部１１２，１２２の側面と、上層のばね部材１の支持部１５の側面と、が当接するため、下層と上層との各ばね部材１の相対位置のずれを抑制することができる。
【００４５】  上述した実施の形態１によれば、平板状をなす平板部１０１と、該平板部１０１に対して立ち上がって延在する第１延在部１０２および第２延在部１０３と、を有する複数の第１機能部１０と、第１の方向の幅が、平板部１０１の第１の方向の幅より小さい突出部１３と、複数の突出部１３を支持することにより複数の第１機能部１０を一括して支持する支持部１５と、を備え、支持部１５は、斜方格子状に配列された第１機能部１０を支持するようにしたので、第１の被押圧体２０１および第２の被押圧体２０２に対して安定した荷重を加えることができる。
【００４６】  なお、上述した実施の形態１において、第２機能部１１，１２を有しない構成であっても適用可能である。すなわち、複数の第１機能部１０が配置され、該複数の第１機能部１０が突出部１３を介して支持部１５により支持されているものであってもよい。
【００４７】  また、上述した実施の形態１において、第１平板部１０１は、直交する第１および第２の方向（ＸおよびＹ方向）に四つの端部を少なくとも有する八角形状をなすものとして説明したが、略直交する第１および第２の方向に四つの端部が設けられていれば、四角形状などの多角形状をなすものであってもよいし、円や楕円をなすものであってもよい。
【００４８】  また、上述した実施の形態１において、第１延在部１０２および第２延在部１０３は、同一の形状をなすものであってもよいし、大きさや湾曲態様が異なるものであってもよい。被押圧体に対する荷重の加え方などにより、適宜設計することが好ましい。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。
【００４９】（実施の形態１の変形例１）  図６は、本実施の形態１の変形例１にかかるばね部材の要部の構成を示す断面図である。上述した実施の形態１では、第１延在部１０２、第２延在部１０３および第３延在部１１２，１２２の立ち上がり側の先端部が、該立ち上がりに沿った弧状をなすものとして説明したが、本変形例１にかかる第１延在部１０２ａおよび第２延在部１０３ａのように、基端部（第１平板部１０１に連なる側の端部）の湾曲態様とは逆の態様で湾曲した略Ｓ字状をなすものであってもよい。第１延在部１０２ａおよび第２延在部１０３ａは、第１の被押圧体２０１との接触が面接触となるため、第１の被押圧体２０１との接触による損傷を、上述した実施の形態１と比して一段と確実に抑制することが可能となる。
【００５０】（実施の形態１の変形例２）  図７は、本実施の形態１の変形例２にかかるばね部材の要部の構成を示す断面図である。上述した実施の形態１では、第１延在部１０２、第２延在部１０３および第３延在部１１２，１２２が、所定の曲率で弧状をなして立ち上がっているものとして説明したが、本変形例２にかかる第１延在部１０２ｂおよび第２延在部１０３ｂのように、基端部（第１平板部１０１に連なる側の端部）から平板状をなして延びるものであってもよい。換言すれば、本変形例２にかかる第１延在部１０２ｂおよび第２延在部１０３ｂは、図７に示す切断面と直交する方向からみて、基端部から直線状に延びた形状をなしている。
【００５１】（実施の形態１の変形例３）  図８は、本実施の形態１の変形例３にかかるばね部材を用いた押圧ユニットの構成を示す模式図である。図９は、本実施の形態１の変形例３にかかるばね部材を用いた押圧ユニットの要部の構成を示す断面図である。上述した実施の形態１では、第１機能部１０において第１延在部１０２および第２延在部１０３が対称に配置されている一方、第２機能部１１，１２では、第３延在部１１２，１２２のみであるため、第２平板部１１１，１２１が第３延在部１１２，１２２の弾性変形に応じて若干浮き上がる。本変形例３では、第２機能部１１，１２の第２平板部１１１，１２１の浮き上がりを利用して、ばね部材１を被押圧体に固定する。
【００５２】  本実施の形態１の変形例３にかかる押圧ユニットは、対向する第１の被押圧体２０３と第２の被押圧体２０４の間にばね部材１を配置する。ばね部材１は、弾性力により、第１の被押圧体２０３と第２の被押圧体２０４との双方に対して圧力を加える。
【００５３】  本変形例３では、第１平板部１０１および第２平板部１１１，１２１と接触する側の面となる第２の被押圧体２０４の上面に、該上面の両端部から突出して、互いに対向する方向に折れ曲がってなる側面視で略Ｌ字状の爪部２０４ａ，２０４ｂが設けられている。本変形例２では、爪部２０４ａ，２０４ｂ間の距離と、ばね部材１の第１の方向の長さとが略等しいものとして説明する。
【００５４】  ばね部材１は、第２機能部１１，１２において、第１の被押圧体２０３と第２の被押圧体２０４との間の距離を小さくしていくと、第３延在部１１２，１２２が弾性変形し、該弾性変形による弾性力によって、第２平板部１１１，１２１が浮き上がる。この際、浮き上がった第２平板部１１１，１２１は、爪部２０４ａ，２０４ｂとそれぞれ係止する。例えば、図８に示す第２平板部１２１は、爪部２０４ａに接触して係止した状態となる。これにより、押圧ユニットを組み立てた状態で、第２平板部１１１，１２１と爪部２０４ａ，２０４ｂとにより、ばね部材１が第２の被押圧体２０４に固定された状態となる。
【００５５】  また、上述した実施の形態１および該実施の形態１の変形例３では、二つの第２機能部１１，１２を有するものとして説明したが、三つ以上の第２機能部を有するものであってもよい。第２機能部を複数設ければ、第２の被押圧体２０４に対し、ばね部材１を一層強固に固定した状態とすることができる。
【００５６】（実施の形態１の変形例４）  図１０は、本実施の形態１の変形例４にかかるばね部材の構成を示す平面図である。上述した実施の形態１では、第１延在部１０２、第２延在部１０３および第３延在部１１２，１２２が、平面視で略台形状をなすものとして説明したが、第１平板部１０１に連なる基端から先端にいくにしたがって第２の方向の長さが小さくなっていればよく、例えば、本変形例４にかかる延在部のように、平面視で三角形状をなすものであってもよい。
【００５７】  変形例４にかかるばね部材１ａは、複数の第１機能部１６（機能部）と、二つの第２機能部１７，１８と、第１機能部１６および第２機能部１７，１８の一部からそれぞれ突出する突出部１３，１４と、突出部１３，１４を支持することにより第１機能部１６および第２機能部１７，１８を一括して支持する支持部１５と、を備える。
【００５８】  第１機能部１６は、平板状をなす第１平板部１６１（平板部）と、該第１平板部１６１の一部から該第１平板部１６１の主面と平行な第１の方向に向けて、該第１平板部１６１に対して立ち上がって延在する第１延在部１６２と、該第１平板部１６１の一部から第１の方向と反対方向に向けて、該第１平板部１６１に対して立ち上がって延在する第２延在部１６３と、を有する。
【００５９】  第１延在部１６２および第２延在部１６３は、平面視で三角形状をなしている。また、第１延在部１６２および第２延在部１６３は、所定の曲率で弧状をなして第１平板部１６１から立ち上がっている。
【００６０】  突出部１３は、第１突出部１３ａが、第１平板部１６１の一部から、第１の方向と略直交する第２の方向に向けて突出するとともに、第２突出部１３ｂが、第１平板部１６１の一部から第２の方向と反対方向に向けて突出する。
【００６１】  第２機能部１７は、ばね部材１ａの第１の方向の一方の端部に設けられる。第２機能部１５は、平板状をなす第２平板部１７１と、第２平板部１７１の一部から第１の方向または該第１の方向と反対方向に向けて、該第２平板部１７１に対して立ち上がって延在する第３延在部１７２と、を有する。
【００６２】  第２機能部１８は、ばね部材１ａの第１の方向の他方の端部に設けられる。第２機能部１６は、平板状をなす第２平板部１８１と、第２平板部１８１の一部から第１の方向または該第１の方向と反対方向に向けて、該第２平板部１８１に対して立ち上がって延在する第３延在部１８２と、を有する。
【００６３】  第３延在部１７２，１８２は、平面視で三角形状をなしている。また、第３延在部１７２，１８２は、所定の曲率で弧状をなして第２平板部１７１，１８１から立ち上がっている。
【００６４】  突出部１４は、第１突出部１４ａが、第２平板部１７１，１８１の一部から、第１の方向と略直交する第２の方向に向けてそれぞれ突出するとともに、第２突出部１４ｂが、第２平板部１７１，１８１の一部から第２の方向と反対方向に向けてそれぞれ突出する。
【００６５】（実施の形態１の変形例５）  図１１は、本実施の形態１の変形例５にかかるばね部材の構成を示す平面図である。上述した実施の形態１では、支持部１５が、突出部１３（第１突出部１３ａおよび第２突出部１３ｂ）を介して第１機能部１０の両端を支持するものとして説明したが、第２の方向の両端に位置する第１機能部１０は、第２の方向で隣り合う第１機能部１０側のみに突出部を有するものであってもよく、本変形例５にかかる支持部１５０のように、一部が第１機能部１０の一端側のみを支持するものであってもよい。
【００６６】  変形例５にかかるばね部材１ｂは、複数の第１機能部１０（機能部）のうちの一部が突出部１３（第１突出部１３ａおよび第２突出部１３ｂ）と接続しているとともに、他の第１機能部１０が第１突出部１３ａおよび第２突出部１３ｂのうちのいずれか一方と接続している。具体的には、本変形例５では、第２の方向の両端にそれぞれ位置する第１機能部１０が、他の第１機能部１０と隣り合う側のみに第１突出部１３ａまたは第２突出部１３ｂのうちのいずれかの突出部を有する。
【００６７】  支持部１５０は、第１機能部１０と接続している第１突出部１３ａおよび／または第２突出部１３ｂを支持することにより複数の第１機能部１０を一括して支持している。支持部１５０は、第１の方向に沿って凹凸形状を繰り返すジグザグ状をなして延びる第１支持部１５ａと、第１支持部１５ａとは逆の態様のジグザグ状をなして延びる第２支持部１５ｂと、を有する。本変形例５では、支持部１５０は、上述した第３支持部１５ｃおよび第４支持部１５ｄを有しない。
【００６８】  本変形例５によれば、上述した実施の形態１にかかるばね部材１と比して、第２の方向に小型化したばね部材とすることができる。さらに、第２機能部１１，１２を有しない構成とすることにより、第１および第２の方向に小型化したばね部材とすることも可能である。
【００６９】（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３００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１，３，４にかかるばね部材を用いてもよい。
【００７０】  電力変換装置３００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）３０２と、一方の側面から半導体積層ユニット３０２を押圧するばね部材１と、半導体積層ユニット３０２とばね部材１との間に介在する平板状の当接板３０４と、半導体積層ユニット３０２、ばね部材１および当接板３０４を収容する筐体（第２の被押圧体）３０５とを備える。電力変換装置３００は、図示した以外にも、半導体モジュール３２１を制御する制御回路等を有する。
【００７１】  半導体積層ユニット３０２は、半導体モジュール３２１と冷却管３２２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３２２の間に２個の半導体モジュール３２１が配置される。
【００７２】  半導体モジュール３２１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。
【００７３】  冷却管３２２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、また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。
【００７４】  複数の冷却管３２２は、半導体積層ユニット３０２の積層方向に沿って延びる連結パイプ３２３を介して相互に連結している。連結パイプ３２３の端部には、その端部に配された冷却管３２２に接続する冷媒導入口３２４および冷媒排出口３２５が設けられている。冷却管３２２、連結パイプ３２３、冷媒導入口３２４および冷媒排出口３２５は、例えばアルミニウムを用いて実現される。
【００７５】  冷却管３２２の主面３２２ａは、ばね部材１からの押圧力によって半導体モジュール３２１の放熱板と密着している。これにより、半導体モジュール３２１と冷却管３２２との間で熱交換を行うことができる。
【００７６】  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３０２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３２２による半導体積層ユニット３０２の冷却効率を向上させることができる。
【００７７】（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１，３，４にかかるばね部材を用いてもよい。
【００７８】  本発明の実施の形態３による電気二重層キャパシタ３５０は、複数のパッケージセル３５１を含むセル積層体（第１の被押圧体）３５２と、セル積層体３５２を一方の側面から押圧するばね部材１と、セル積層体３５２とばね部材１との間に介在する平板状の当接板３５４と、セル積層体３５２、ばね部材１及び当接板３５４を収容する筐体（第２の被押圧体）３５５とを備える。電気二重層キャパシタ３５０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３５２は外部回路との接続端子に電気的に接続される。
【００７９】  セル積層体３５２は、複数のパッケージセル３５１を積層して構成される。それぞれのパッケージセル３５１は、最内層と最外層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３５１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共に収容される。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３５１は、隣接するパッケージセル３５１の正極集電極と負極集電極を接続端子で連結して、直列に接続される。
【００８０】  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３５０のセル積層体３５２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。
【００８１】  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。
【００８２】  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にかかるばね部材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。
【産業上の利用可能性】
【００８３】  以上のように、本発明にかかるばね部材および押圧ユニットは、被押圧体に対して安定した荷重を加えるのに好適である。
【符号の説明】
【００８４】  １，１ａ，１ｂ  ばね部材  １０，１６  第１機能部（機能部）  １１，１２，１７，１８  第２機能部  １３，１４  突出部  １３ａ  第１突出部  １３ｂ  第２突出部  １４ａ  第３突出部  １４ｂ  第４突出部  １５，１５０  支持部  １５ａ  第１支持部  １５ｂ  第２支持部  １５ｃ  第３支持部  １５ｄ  第４支持部  １０１，１６１  第１平板部（平板部）  １０２，１０２ａ，１０２ｂ，１６２  第１延在部  １０３，１０３ａ，１０３ｂ，１６３  第２延在部  １１１，１２１，１７１，１８１  第２平板部  １１２，１２２，１７２，１８２  第３延在部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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