(57)【要約】【課題】半導体を簡単な構造で効率よく冷却できつつ、コンデンサモジュールを小型にすること。【解決手段】コンデンサモジュール１は、半導体１０と、半導体１０を冷却する金属プレート２０と、半導体１０に印加される直流電圧の変動を抑制するコンデンサ３０とを備えている。半導体１０は、金属プレート２０に伝熱層４０を介して組み付けられている。コンデンサ３０は、金属プレート２０を境に半導体１０に対して対向するように金属プレート２０に組み付けられている。【選択図】図１
2017017269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体と、半導体を冷却する金属プレートと、半導体に印加される直流電圧の変動を抑制するコンデンサと、を備えたコンデンサモジュールであって、
半導体は、金属プレートに伝熱層を介して組み付けられており、
コンデンサは、金属プレートを境に半導体に対して対向するように金属プレートに組み付けられているコンデンサモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のコンデンサモジュールであって、
コンデンサは、伝熱層を介して金属プレートに組み付けられているコンデンサモジュール。
【請求項３】
請求項１に記載のコンデンサモジュールであって、
コンデンサは、断熱層を介して金属プレートに組み付けられているコンデンサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサモジュールに関し、詳しくは、半導体と、半導体を冷却する金属プレートと、半導体に印加される直流電圧の変動を抑制するコンデンサとを備えたコンデンサモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直流電力と交流電力との間で電力変換を行うコンデンサモジュールとして、半導体素子を内蔵した半導体と、半導体を冷却する金属プレートと、半導体に印加される直流電力を平滑化する複数のコンデンサ素子を内蔵したコンデンサとを備えたものが既に知られている。ここで、下記特許文献１には、図５に示すように、金属プレート１２０が熱交換器（水冷の冷却器）と成っているコンデンサモジュール４０１が開示されている。これにより、半導体１１０を簡便な構造で効率よく冷却できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−５７４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１の技術では、図５からも明らかなように、半導体１１０とコンデンサ１３０とは、金属プレート１２０に対して横並びするように組み付けられている。したがって、金属プレート１２０の平面視において、半導体１１０やコンデンサ１３０に対する組み付け面を広く確保する必要があるため、結果として、コンデンサモジュール４０１が大型になってしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、半導体を簡単な構造で効率よく冷却できつつ、コンデンサモジュールを小型にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、半導体と、半導体を冷却する金属プレートと、半導体に印加される直流電圧の変動を抑制するコンデンサとを備えたコンデンサモジュールである。半導体は、金属プレートに伝熱層を介して組み付けられている。コンデンサは、金属プレートを境に半導体に対して対向するように金属プレートに組み付けられている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、半導体を簡単な構造で効率よく冷却できる。また、従来技術とは異なり、金属プレートの平面視において、半導体やコンデンサに対する組み付け面を広く確保する必要がない。そのため、コンデンサモジュールを小型にできる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコンデンサモジュールであって、コンデンサは、伝熱層を介して金属プレートに組み付けられている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、伝熱層により、金属プレートに対してコンデンサを密着させることができる。したがって、金属プレートの冷気をコンデンサに十分に伝達させることができるため、このコンデンサをしっかりと冷却できる。結果として、半導体だけでなく、コンデンサも簡単な構造で効率よく冷却できる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のコンデンサモジュールであって、コンデンサは、断熱層を介して金属プレートに組み付けられている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、断熱層により、金属プレートに対してコンデンサを隔てることができる。したがって、半導体が発した熱が金属プレートを伝ってコンデンサへ及ぶことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１に係るコンデンサモジュールの縦断面模式図である。
【図２】実施例２に係るコンデンサモジュールの縦断面模式図である。
【図３】実施例３に係るコンデンサモジュールの縦断面模式図である。
【図４】実施例４に係るコンデンサモジュールの縦断面模式図である。
【図５】従来技術に係るコンデンサモジュールの縦断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
（実施例１）
まず、本発明の実施例１を、図１を用いて説明する。この実施例１のコンデンサモジュール１は、従来技術と同様に、直流電力と交流電力との間で電力変換を行うものである。このコンデンサモジュール１の構成は、主として、半導体１０と、金属プレート２０と、コンデンサ３０とから成っている。
【００１４】
半導体１０には、半導体素子（図示しない）が内蔵されている。金属プレート２０は、半導体１０を冷却するための熱交換器であり、水配管（図示しない）が内蔵され水冷の冷却器と成っている。このように水冷式になっていると、簡便な構造でも半導体１０を効率よく冷却できる。コンデンサ３０は、半導体１０に印加される直流電圧の変動を抑制する複数のコンデンサ素子（図示しない）が内蔵されている。
【００１５】
この半導体１０は、金属プレート２０の一方側の面２０ａに伝熱層であるグリース４０を介して組み付けられている。このグリース４０により、金属プレート２０の一方側の面２０ａに対して半導体１０を密着させることができる。したがって、金属プレート２０の冷気を半導体１０に十分に伝達させることができるため、この半導体１０をしっかりと冷却できる。
【００１６】
一方、このコンデンサ３０は、金属プレート２０の他方側の面２０ｂに組み付けられている。このように組み付けられていると、このコンデンサ３０は、金属プレート２０を境に半導体１０に対して対向することとなる。なお、半導体１０とコンデンサ３０とは、バスバー５０によって電気的に接続されている。これら半導体１０と、金属プレート２０と、コンデンサ３０とからコンデンサモジュール１は構成されている。
【００１７】
本発明の実施例１に係るコンデンサモジュール１は、上述したように構成されている。この構成によれば、半導体１０は、金属プレート２０の一方側の面２０ａに伝熱層であるグリース４０を介して組み付けられている。この金属プレート２０は、半導体１０を冷却するための熱交換器であり、水配管が内蔵され水冷の冷却器と成っている。そのため、半導体１０を簡単な構造で効率よく冷却できる。また、コンデンサ３０は、金属プレート２０の他方側の面２０ｂに組み付けられている。このように組み付けられていると、このコンデンサ３０は、金属プレート２０を境に半導体１０に対して対向することとなる。そのため、従来技術とは異なり、金属プレート２０の平面視において、半導体１０やコンデンサ３０に対する組み付け面を広く確保する必要がないため、結果として、コンデンサモジュール１を小型にできる。
【００１８】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２を、図２を用いて説明する。この実施例２のコンデンサモジュール１０１は、実施例１のコンデンサモジュール１と比較すると、コンデンサ３０も簡単な構造で効率よく冷却できる形態である。なお、以下の説明にあたって、実施例１で説明した部材と同一の部材には、図面において同一の符号を付すことで、重複する説明は省略することとする。このことは、実施例３においても同様である。
【００１９】
この実施例２のコンデンサモジュール１０１の構成は、主として、半導体１０と、金属プレート２０と、コンデンサ３０とから成っている。このコンデンサ３０は、金属プレート２０の他方側の面２０ｂに伝熱層であるグリース４０を介して組み付けられている。これら半導体１０と、金属プレート２０と、コンデンサ３０とからコンデンサモジュール１０１は構成されている。
【００２０】
本発明の実施例２に係るコンデンサモジュール１０１は、上述したように構成されている。この構成によれば、コンデンサ３０は、金属プレート２０の他方側の面２０ｂに伝熱層であるグリース４０を介して組み付けられている。そのため、このグリース４０により、金属プレート２０の他方側の面２０ｂに対してコンデンサ３０を密着させることができる。したがって、金属プレート２０の冷気をコンデンサ３０に十分に伝達させることができるため、このコンデンサ３０をしっかりと冷却できる。結果として、半導体１０だけでなく、コンデンサ３０も簡単な構造で効率よく冷却できる。
【００２１】
（実施例３）
次に、本発明の実施例３を、図３を用いて説明する。この実施例３のコンデンサモジュール２０１は、実施例１のコンデンサモジュール１と比較すると、半導体１０が発した熱がコンデンサ３０へ及ぶことを防止できる形態である。
【００２２】
この実施例３のコンデンサモジュール２０１の構成は、主として、半導体１０と、金属プレート２０と、コンデンサ３０とから成っている。このコンデンサ３０は、金属プレート２０の他方側の面２０ｂに断熱層である樹脂プレート６０を介して組み付けられている。これら半導体１０と、金属プレート２０と、コンデンサ３０とからコンデンサモジュール２０１は構成されている。
【００２３】
本発明の実施例３に係るコンデンサモジュール２０１は、上述したように構成されている。この構成によれば、コンデンサ３０は、金属プレート２０の他方側の面２０ｂに断熱層である樹脂プレート６０を介して組み付けられている。そのため、この樹脂プレート６０により、金属プレート２０の他方側の面２０ｂに対してコンデンサ３０を隔てることができる。したがって、半導体１０が発した熱が金属プレート２０を伝ってコンデンサ３０へ及ぶことを防止できる。
【００２４】
（実施例４）
次に、本発明の実施例４を、図４を用いて説明する。この実施例４のコンデンサモジュール３０１は、半導体１０とコンデンサ３０との冷却効果を変えることができる形態である。
【００２５】
この実施例４のコンデンサモジュール３０１の構成は、主として、半導体１０と、金属プレート２０と、コンデンサ３０とから成っている。この半導体１０は、金属プレート２０の一方側の面２０ａに組み付けられている。一方、このコンデンサ３０は、金属プレート２０の他方側の面２０ｂに組み付けられている。なお、この金属プレート２０の他方側の面２０ｂには、複数の凹溝２０ｃが形成されている。これら半導体１０と、金属プレート２０と、コンデンサ３０とからコンデンサモジュール３０１は構成されている。
【００２６】
本発明の実施例４に係るコンデンサモジュール３０１は、上述したように構成されている。この構成によれば、金属プレート２０の他方側の面２０ｂには、複数の凹溝２０ｃが形成されている。そのため、半導体１０と比較すると、コンデンサ３０に対する金属プレート２０の接触面積を少なくできる。したがって、金属プレート２０からの冷気をコンデンサ３０より半導体１０に多く伝えることができる。結果として、半導体１０とコンデンサ３０との冷却効果を変えることができる。
【００２７】
上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
【００２８】
実施例１〜３では、伝熱層の例として、グリース４０を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、伝熱層は、伝熱の機能を有する素材から成るものであれば、どのようもの（例えば、シリコン、セラミック等）でも構わない。
【００２９】
また、各実施例では、金属プレート２０の例として、半導体１０を冷却するための熱交換器であり、水配管が内蔵され水冷の冷却器を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、空冷の冷却器であっても構わない。
【００３０】
また、実施例３では、断熱層の例として、樹脂プレート６０を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、断熱層は、断熱の機能を有する素材から成るものであれば、どのようなもの（例えば、ゴム、ウレタン等）でも構わない。
【符号の説明】
【００３１】
１      コンデンサモジュール（実施例１）
１０    半導体
２０    金属プレート
３０    コンデンサ
４０    グリース（伝熱層）
６０    樹脂プレート（断熱層）
１０１  コンデンサモジュール（実施例２）
２０１  コンデンサモジュール（実施例３）
３０１  コンデンサモジュール（実施例４）
【図１】
2017017269.tif 000003
【図２】
2017017269.tif 000004
【図３】
2017017269.tif 000005
【図４】
2017017269.tif 000006
【図５】
2017017269.tif 000007