具体实施方式
〔第一实施方式〕
参照附图,对逆变器模块以及具备该逆变器模块的逆变器单元的第一实施方式进行说明。本实施方式的逆变器单元1以及逆变器模块10组装在旋转电机控制系统中使用,该旋转电机控制系统例如对电动汽车、混合动力车中作为车辆(车轮)的驱动力源工作的旋转电机5进行控制。本实施方式的旋转电机5是将直流电源2作为电力源,并通过多相(作为一个例子,由U相、V相、W相构成的3相)的交流驱动的交流旋转电机。
如图1所示,在直流电源2与旋转电机5之间设置有逆变器电路4。逆变器电路4在直流与多相的交流之间转换电力。逆变器电路4以多个开关元件11为核心而构成。在直流电源2与逆变器电路4之间设置有电容器3。电容器3对逆变器电路4的直流侧的电压进行平滑化。
多个开关元件11包括与直流电源2的正极连接的上段侧开关元件11U、和与直流电源2的负极连接的下段侧开关元件11L。在各相(U相、V相、W相)中,使上段侧开关元件11U和下段侧开关元件11L串联连接来构成一个臂,并且各臂的中间点与旋转电机5的各相的定子线圈连接。此外,在以下的说明以及附图(例如图4等)中,有时将U相用的上段侧开关元件11U表示为附图标记“11Uu”,将V相用的上段侧开关元件11U表示为附图标记“11Uv”,将W相用的上段侧开关元件11U表示为附图标记“11Uw”。同样地,有时将U相用的下段侧开关元件11L表示为附图标记“11Lu”,将V相用的下段侧开关元件11L表示为附图标记“11Lv”,将W相用的下段侧开关元件11L表示为附图标记“11Lw”。
作为开关元件11,能够优选使用可以进行高频下的动作的功率半导体元件。作为优选的一个例子,例如可以例示IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极晶体管)、功率MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)。或者,也能够例示SiC-MOSFET(Silicon Carbide-Metal OxideSemiconductor FET:碳化硅-金属氧化物半导体FET)、SiC-SIT(SiC-Static InductionTransistor:SiC静电感应晶体管)、GaN-MOSFET(Gallium Nitride–MOSFET:氮化镓-MOSFET)等。在图1中,例示出使用IGBT作为开关元件11的方式。
在各开关元件11并联连接有整流用的二极管12。在本实施方式中,开关元件11(11Uu、11Uv、11Uw、11Lu、11Lv、11Lw)分别由内置了二极管12的芯片型元件构成。包括开关元件11和二极管12的芯片型元件形成为接近正方形的形状(例如纵横比为0.8~1.2左右)的长方形。
构成逆变器电路4的各开关元件11的控制端子13(例如IGBT的栅极端子)经由驱动电路7(DRV-CCT)与逆变器控制装置8(INV-CTRL)连接。逆变器控制装置8例如基于从更上位的车辆控制装置9(VHL-CTRL)提供的旋转电机5的目标扭矩来进行使用了矢量控制法的电流反馈控制。通过电流传感器Se1检测流过旋转电机5的各相的定子线圈的实际电流,并通过旋转传感器Se2检测旋转电机5的转子的各时刻的磁极位置。逆变器控制装置8使用电流传感器Se1以及旋转传感器Se2的检测结果来执行电流反馈控制,并单独对各开关元件11进行开关控制。
如图2以及图3所示,逆变器单元1具备逆变器模块10、电容器模块20、电容器壳体30以及控制基板40,将它们一体化而构成。逆变器单元1构成为整体形成为紧凑的长方体状的一体化单元。
逆变器模块10是具有构成逆变器电路4的多个开关元件11的模块。此外,如上述那样,在本实施方式中,开关元件11由内置了二极管12的芯片型元件构成,以下,关于逆变器模块10,在称为“开关元件11”的情况下,包括“芯片型元件”的意思。逆变器模块10除了多个开关元件11之外,还具备正极母线14、负极母线15以及多个输出母线。如本实施那样,在旋转电机5由3相交流驱动的结构的情况下,作为多个输出母线,具备第一输出母线16、第二输出母线17以及第三输出母线18。例如可以设为,第一输出母线16与U相对应,第二输出母线17与V相对应,第三输出母线18与W相对应。正极母线14以及负极母线15分别各具备一根。
开关元件11、正极母线14、负极母线15、输出母线16、17、18例如以至少部分地埋入在由模制树脂构成的主体部19中的状态被一体化。开关元件11的控制端子13、正极母线14、负极母线15以及输出母线16、17、18各自的连接端子部分从主体部19突出。此外,在图4中以分解立体图的方式示出主体部19的内部中的开关元件11、控制端子13、正极母线14、负极母线15以及输出母线16、17、18的样子。
如图4以及图5所示,各相的上段侧开关元件11U和下段侧开关元件11L在第一方向D1上排列配置。U相用的上段侧开关元件11Uu和下段侧开关元件11Lu在第一方向D1上排列配置,V相用的上段侧开关元件11Uv和下段侧开关元件11Lv在第一方向D1上排列配置,W相用的上段侧开关元件11Uw和下段侧开关元件11Lw在第一方向D1上排列配置。
各相的上段侧开关元件11U以及下段侧开关元件11L在与第一方向D1交叉的第二方向D2上排列配置。各相的上段侧开关元件11U彼此配置在同一平面上。同样地,各相的下段侧开关元件11L彼此配置在同一平面上。即,U相用的上段侧开关元件11Uu、V相用的上段侧开关元件11Uv以及W相用的上段侧开关元件11Uw彼此在同一平面上在第二方向D2上排列配置。与它们平行地,U相用的下段侧开关元件11Lu、V相用的下段侧开关元件11Lv以及W相用的下段侧开关元件11Lw彼此在同一平面上在第二方向D2排列配置。并且,在本实施方式中,各相的上段侧开关元件11U和下段侧开关元件11L彼此配置在同一平面上。
这样,构成逆变器电路4的全部(在本例中为六个)的开关元件11在同一平面上配置成2列×3列的矩阵状。在本实施方式中,第一方向D1和第二方向D2的交叉角度被设定为90°。即,第一方向D1和第二方向D2相互正交。此外,在本实施方式中,将与第一方向D1以及第二方向D2双方正交的方向定义为“第三方向D3”,并在以下的说明中使用。此外,在以下的说明中,有时将第三方向D3中的控制基板40侧称为“上”,将其相反侧称为“下”,但是它们并不一定与垂直方向中的“上”或“下”一致。
针对于在同一平面上排列配置成2列×3列的六个开关元件11,正极母线14、负极母线15以及输出母线16、17、18分别以以下的形态配置。正极母线14在与多个上段侧开关元件11U的下表面接触的状态下沿第二方向D2配置。在本实施方式中,各上段侧开关元件11U的下表面相当于该上段侧开关元件11U的“第一面”。另外,正极母线14中的成为与各上段侧开关元件11U各自的下表面(第一面)的接点的多个正极接合面部14S具有共用的平坦面,从而彼此配置在同一平面上。而且,各上段侧开关元件11U的下表面在与该正极接合面部14S的上表面接触的状态下接合。正极母线14的第二方向D2的两端部在相对于处于中央部的正极接合面部14S向第三方向D3偏移的状态下突出配置于第二方向D2的外侧,并分别成为正极端子部14T。
负极母线15在与多个下段侧开关元件11L的上表面接触的状态下沿第二方向D2配置。在本实施方式中,各下段侧开关元件11L的上表面相当于该下段侧开关元件11L的“第二面”。另外,负极母线15中的成为与各下段侧开关元件11L各自的上表面(第二面)的接点的多个负极接合面部15S经由凹凸状的连接部而连接,并且彼此配置在同一平面上。而且,各下段侧开关元件11L的上表面在与该负极接合面部15S的下表面接触的状态下接合。负极母线15的第二方向D2的两端部在相对于处于中央部的负极接合面部15S向第三方向D3偏移的状态下突出配置于第二方向D2的外侧,并分别成为负极端子部15T。
这样,在本实施方式中,正极母线14以及负极母线15分别在第二方向D2的两侧具有端子部14T、15T。而且,正极母线14以及负极母线15经由第二方向D2的两侧的端子部14T、15T在各自的两端部中与电容器3(后述的电容器元件23)连接。
多个输出母线16、17、18在与对应的相的上段侧开关元件11U的上表面接触、且与对应的相的下段侧开关元件11L的下表面接触的状态下沿第一方向D1配置。在本实施方式中,各上段侧开关元件11U的上表面相当于该上段侧开关元件11U的“第二面”。另外,各下段侧开关元件11L的下表面相当于该上段侧开关元件11U的“第一面”。
如图6所示,第三输出母线18在作为其延伸方向的第一方向D1上的W相用的下段侧开关元件11Lw与上段侧开关元件11Uw之间的位置具有弯曲部18B。另外,第三输出母线18在第一方向D1上的弯曲部18B的两侧具有下段输出接合面部18L和上段输出接合面部18U。下段输出接合面部18L是成为与W相用的下段侧开关元件11Lw的下表面(第一面)的接点的部位,上段输出接合面部18U是成为与W相用的上段侧开关元件11Uw的上表面(第二面)的接点的部位。下段输出接合面部18L和上段输出接合面部18U相互平行,并且,上段输出接合面部18U配置在相对于下段输出接合面部18L向上侧偏移的位置。这样,在第二方向D2上观察时,第三输出母线18形成为曲柄状。弯曲部18B中的阶梯差被设定为等于开关元件11的厚度与正极母线14(以及负极母线15)的厚度的和。另外,上段输出接合面部18U和下段输出接合面部18L的偏移量被设定为等于开关元件11的厚度。此外,开关元件11的厚度设为包含用于使开关元件11和母线(14、15、18)接合的接合层(未图示)的厚度。
而且,在本实施方式中,第三输出母线18中的上段输出接合面部18U与负极母线15中的负极接合面部15S配置在同一平面上。并且,第三输出母线18中的下段输出接合面部18L与正极母线14中的正极接合面部14S配置在同一平面上。
虽然图示省略,但是第一输出母线16以及第二输出母线17也是同样的。第一输出母线16具有弯曲部16B、下段输出接合面部16L以及上段输出接合面部16U,在第二方向D2上观察时,形成为曲柄状。第一输出母线16的上段输出接合面部16U与负极母线15的负极接合面部15S配置在同一平面上,第一输出母线16的下段输出接合面部16L与正极母线14的正极接合面部14S配置在同一平面上。第二输出母线17具有弯曲部17B、下段输出接合面部17L以及上段输出接合面部17U,并在第二方向D2上观察时,形成为曲柄状。第二输出母线17的上段输出接合面部17U与负极母线15的负极接合面部15S配置在同一平面上,第二输出母线17的下段输出接合面部17L与正极母线14的正极接合面部14S配置在同一平面上。
另外,第三输出母线18在第一方向D1上的弯曲部18B的两侧具有下段输出反接合面部18Z和上段输出反接合面部18Y。下段输出反接合面部18Z是在第三输出母线18的与下段侧开关元件11Lw接触的一侧的部分的厚度方向(第三方向D3)上与下段输出接合面部18L相反侧(下面侧)的部位。上段输出反接合面部18Y是在第三输出母线18的与上段侧开关元件11Uw接触的一侧的部分的厚度方向(第三方向D3)上与上段输出接合面部18U相反侧(上面侧)的部位。下段输出反接合面部18Z和上段输出反接合面部18Y相互平行,并且,上段输出反接合面部18Y配置在相对于下段输出反接合面部18Z向上侧偏移的位置。
下段输出反接合面部18Z在正极母线14的厚度方向(第三方向D3)上与和正极接合面部14S相反侧(下表面侧)的正极反接合面部14X配置在同一平面上。另外,上段输出反接合面部18Y在负极母线15的厚度方向(第三方向D3)上与和负极接合面部15S相反侧(上面侧)的负极反接合面部15X配置在同一平面上。
图示省略,但第一输出母线16以及第二输出母线17也是同样的。第一输出母线16具有弯曲部16B、下段输出反接合面部16Z以及上段输出反接合面部16Y。第一输出母线16的下段输出反接合面部16Z与正极母线14的正极反接合面部14X配置在同一平面上,第一输出母线16的上段输出反接合面部16Y与负极母线15的负极反接合面部15X配置在同一平面上。第二输出母线17具有弯曲部17B、下段输出反接合面部17Z以及上段输出反接合面部17Y。第二输出母线17的下段输出反接合面部17Z与正极母线14的正极反接合面部14X配置在同一平面上,第二输出母线17的上段输出反接合面部17Y与负极母线15的负极反接合面部15X配置在同一平面上。
这样,如图6所示,多个开关元件11、正极母线14、负极母线15以及多个输出母线16、17、18被配置为全部收敛在开关元件11、正极母线14(以及负极母线15)以及第三输出母线18(以及输出母线16、17)的总厚度的范围内。因而,容易实现整个逆变器模块10的小型化。并且,由于下段输出反接合面部18Z和正极反接合面部14X配置在同一平面上,上段输出反接合面部18Y和负极反接合面部15X配置在同一平面上,所以将至少任意一个作为冷却面,由此能够较宽地确保冷却面积,并能够提高冷却性能。
多个输出母线16、17、18的在第一方向D1上的与下段输出接合面部16L、17L、18L相反侧的端部向上弯曲,该部位成为端子部16T、17T、18T。端子部16T、17T、18T是连接从旋转电机5的各相的定子线圈延伸的旋转电机连接母线90的端子。在本实施方式中,端子部16T、17T、18T配置在第一方向D1上相对于上段侧开关元件11U与下段侧开关元件11L相反侧。伴随于此,端子部16T、17T、18T配置在第一方向D1上相对于正极母线14与负极母线15相反侧。
如图4~图6所示,下段侧开关元件11L的控制端子13配置于在从第三方向看与和该下段侧开关元件11L连接的输出母线16、17、18重复的位置处,且在第一方向D1上与负极母线15相邻的位置。此外,关于两个部件的配置,“从某个方向视上重复”是指当使与该视线方向平行的虚拟直线在与该虚拟直线正交的各方向上移动时,该虚拟直线与两个部件双方相交的区域存在于至少一部分中。
下段侧开关元件11L的控制端子13配置于在第一方向D1上相对于负极母线15与正极母线14或端子部16T、17T、18T相反侧相邻的位置。而且,下段侧开关元件11L的控制端子13被配置为在相对于负极母线15的侧面隔开规定间隔的状态下沿第三方向D3向上方延伸。并且,各相用的下段侧开关元件11Lu、11Lv、11Lw的控制端子13排列整体配置为沿第二方向D2在一直线上并排。
另一方面,上段侧开关元件11U的控制端子13配置于从第三方向看与正极母线14重复的位置处、且在第二方向D2上与和该上段侧开关元件11U连接的输出母线16、17、18相邻的位置。多个上段侧开关元件11U的控制端子13中的至少一个(在本例中,U相用以及V相用共两个)配置在相互相邻的第一输出母线16与第二输出母线17之间,或者,相互相邻的第二输出母线17与第三输出母线18之间。而且,上段侧开关元件11U的控制端子13被配置为在相对于对应的输出母线16、17、18的侧面隔开规定间隔的状态下,沿第三方向D3向上方延伸。并且,各相用的上段侧开关元件11Uu、11Uv、11Uw的控制端子13在分别沿第一方向D1排列的状态下,相互平行地配置。
电容器模块20是具有构成电容器3的多个电容器元件23的模块。如图7所示,电容器模块20具有第一高度H1的第一部分21和第二高度H2的第二部分22。第二高度H2高于第一高度H1。此外,第一高度H1以及第二高度H2是从后述的支承板28(参照图14)的支承面S起的沿第三方向D3的高度。在本实施方式中,第一部分21汇集设置在一处,而第二部分22分开设置在两处。两个第二部分22相对于第一部分21配置在第二方向D2的两侧。在本实施方式中,第二方向D2相当于“排列方向”,第三方向D3相当于“高度方向”。另外,与第二方向D2以及第三方向D3双方正交的第一方向D1相当于“宽度方向”。此外,在本实施方式中,第三方向D3(高度方向)是与支承板28的支承面S正交的方向,并不一定与垂直方向一致。
构成电容器模块20的多个电容器元件23分别形成为长方体状。电容器元件23形成为具有沿着边的长度最长的最长边23L、沿着边的长度最短的最短边、以及沿着边的长度长于最短边且短于最长边23L的中间边23M的、从一个顶点延伸的3个边的长度相互不同的长方体状。多个电容器元件23形成为彼此相同的形状。电容器元件23例如可以使用卷绕聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等塑料膜而构成的电容器(薄膜电容器)。但是,并不限定于那样的结构,也可以使用层叠型的电容器元件23、其它形式的电容器元件23。多个电容器元件23在被支承板28(参照图14)支承的状态下排列。
在本实施方式中,电容器模块20构成为包括五个电容器元件23。全部(在本例中为五个)的电容器元件23以其最短边沿着作为多个电容器元件23的排列方向的第二方向D2的姿势配置。电容器模块20的第一部分21由以最长边23L沿第一方向D1的第一姿势配置的、多个电容器元件23中的一部分(在本例中,三个电容器元件23)构成。电容器模块20的第一部分21的第一高度H1等于电容器元件23的中间边23M的长度。另外,电容器模块20的第一部分21的沿第一方向D1的长度(纵深)等于电容器元件23的最长边23L的长度。
另一方面,电容器模块20的第二部分22由以最长边23L沿着第三方向D3的第二姿势配置的、多个电容器元件23中的一部分(在本例中,残余的两个电容器元件23的每一个)构成。电容器模块20的第二部分22的第二高度H2等于电容器元件23的最长边23L的长度。另外,电容器模块20的第二部分22的沿着第一方向D1的长度(纵深)等于电容器元件23的中间边23M的长度。
根据这样的结构,在电容器模块20的周边存在由该电容器模块20的外径的凹凸形成的两种空间(凹状空间P1、凹陷空间P2)。凹状空间P1是由第一部分21与第二部分22的高度的差(第三方向D3的长度的差)形成的空间。凹状空间P1形成为在比第一姿势的电容器元件23更靠上方、且在第二方向D2上被以第二姿势对置的两个电容器元件23夹着的空间。凹陷空间P2是由第一部分21与第二部分22的纵深的差(第一方向D1的长度的差)形成的空间。凹陷空间P2形成为在第二方向D2上与第一姿势的电容器元件23相邻并且在第一方向D1上与第二姿势的电容器元件23相邻,整体沿第三方向D3延伸的空间。
在本实施方式中,利用它们中的凹状空间P1来配置逆变器模块10(参照图14)。即,逆变器模块10配置在由电容器模块20的第一部分21与第二部分22的高度的差形成的凹状空间P1中。逆变器模块10被配置为从第二方向看与电容器模块20的第二部分22(第二姿势的电容器元件23)重复,并且从第三方向看与电容器模块20的第一部分21(第一姿势的电容器元件23)重复。关于这一点,与电容器壳体30的构造相关联地后述。
如图11以及图12所示,在电容器模块20的第二部分22(第二姿势的电容器元件23)的沿第三方向D3的侧面(第一方向D1的两侧面)设置有正电极24和负电极25。在第二姿势的电容器元件23的在第一方向D1上的两侧面中的一个侧面设置有正电极24,在另一侧面设置有负电极25。而且,电容器模块20的正极端子26形成为在从第二部分22的第二方向看不与第一部分21(第一姿势的电容器元件23)重复的位置与正电极24分离。另外,电容器模块20的负极端子27形成为在从第二部分22的第二方向D2看不与第一部分21重复的位置与负电极25分离。在本实施方式中,如图3所示,正极端子26以及负极端子27均形成为在第二部分22的上端部(第一部分21的突出端部)与正电极24或者负电极25分离。
在电容器模块20的两个第二部分22的每一个中,正极端子26和负极端子27在相同的第二方向D2的位置处在第一方向D1上相邻配置。在电容器模块20的正极端子26经由形成在电容器壳体30的顶部35的开口部连接逆变器模块10的正极母线14的正极端子部14T。另外,在电容器模块20的负极端子27经由形成在电容器壳体30的顶部35的开口部连接逆变器模块10的负极母线15的负极端子部15T。
电容器壳体30是收容电容器模块20的壳体。如图3以及图11~图13等所示,电容器壳体30形成为具有包围电容器模块20的四周的第一侧壁31、第二侧壁32、第三侧壁33以及第四侧壁34、和覆盖电容器模块20上方的顶部35的箱型。本实施方式的电容器壳体30还具有使制冷剂流通的制冷剂流路36。制冷剂流路36是主要供用于对逆变器模块10所包含的开关元件11进行冷却的制冷剂(例如冷却水)流通的流路(冷却水路),形成在电容器壳体30的内部。电容器壳体30由导热系数较高的材料(例如铜、铝等)形成。由电容器壳体30中的形成有制冷剂流路36的部位构成散热件38(参照图14),电容器壳体30能够作为冷却装置发挥作用。
如图3以及图11所示,制冷剂流路36包括流入流路36I、冷却流路36C以及排出流路36O。流入流路36I形成在第二侧壁32上,以便沿第三方向D3延伸。排出流路36O形成在第一侧壁31上,以便沿第三方向D3延伸。冷却流路36C形成在顶部35上,以便与流入流路36I的下游侧连通且与排出流路36O的上游侧连通,沿第一方向D1以及第二方向D2双方扩展为面状。如图11以及图14所示,在冷却流路36C设置有多个柱状(在图示的例子中,细长的圆柱状)的翅片37。多个翅片37设置在冷却流路36C的几乎整个区域中,并在相互仅空开微小的缝隙的状态下有规律地(在图示的例子中为六边格子状)排列。
如上述那样,在电容器模块20的周边存在由该电容器模块20的外径的凹凸形成的两种空间(凹状空间P1、凹陷空间P2)。在本实施方式中,利用这些凹状空间P1以及凹陷空间P2来配置制冷剂流路36。即,制冷剂流路36配置在由电容器模块20的第一部分21与第二部分22的高度的差形成的凹状空间P1、和由电容器模块20的第一部分21与第二部分22的纵深的差形成的凹陷空间P2。
具体而言,如图12所示,构成制冷剂流路36的流入流路36I在两个凹陷空间P2中的一个凹陷空间中沿该凹陷空间P2配置。流入流路36I被配置为从第一方向看与电容器模块20的第二部分22重复,并且从第二方向看与电容器模块20的第二部分22重复。另外,如图14所示,构成制冷剂流路36的冷却流路36C配置在凹状空间P1中。冷却流路36C被配置为从第二方向看与电容器模块20的第二部分22重复,并且从第三方向看与电容器模块20的第一部分21重复。冷却流路36C配置在凹状空间P1中电容器模块20的第一部分21与逆变器模块10之间。冷却流路36C(散热件38)的上表面形成为平坦面,并在此固定逆变器模块10。逆变器模块10经由绝缘树脂片(未图示)等固定在散热件38的上表面上。
如图2以及图8~图10等所示,在第一侧壁31中的与第三侧壁33以及第四侧壁34的每一个边界部的下端部设置有安装部31M,并且,在第二侧壁32中的与第三侧壁33以及第四侧壁34的每一个边界部的下端部设置有安装部32M。这些安装部31M、32M是用于将收容在电容器壳体30中的状态的电容器模块20安装于其它部件的部位。在逆变器单元1独立地流通的情况下,例如可以将固定于电容器壳体30的下部的底部盖39(参照图14)设为“其它部件”。另外,在车载逆变器单元1的情况下,该车辆的一部分可以是“其它部件”,在该情况下还将车辆的一部分、底部盖39以及电容器壳体30一起紧固时,该车辆的一部分以及底部盖39可以是“其它部件”。
如参照图8以及图13等能够理解那样,第二侧壁32的安装部32M配置在由电容器模块20的第一部分21与第二部分22的纵深的差形成的凹陷空间P2中。
此外,如图12以及图13所示,构成制冷剂流路36的排出流路36O、第一侧壁31的安装部31M没有配置在凹陷空间P2中。排出流路36O、安装部31M在第一方向D1的一侧(图12中的下侧)相对于配置成同一平面状的电容器模块20的侧面在比其更靠外侧相邻配置。在从第二方向看与排出流路36O重复的位置处,从旋转电机5的各相的定子线圈延伸的三条旋转电机连接母线90在沿着第一侧壁31的状态下沿第二方向D2排列配置成一列。
控制基板40是安装有构成驱动电路7、逆变器控制装置8的功能部的基板。控制基板40在从上方覆盖逆变器模块10的状态下固定在电容器壳体30上。
〔第二实施方式〕
参照附图,对逆变器模块以及逆变器单元的第二实施方式进行说明。在本实施方式中,逆变器模块10所包括的正极母线14、负极母线15以及输出母线16~18的具体的结构与第一实施方式不同。以下,对于本实施方式的逆变器模块10以及逆变器单元1,注意对与第一实施方式的不同点进行说明。此外,关于没有特别清楚记载的点,与第一实施方式相同,标注相同的附图标记,省略详细的说明。
如图15所示,在本实施方式的逆变器模块10中,从主体部19较大地突出的仅是开关元件11的控制端子13。正极母线14、负极母线15以及输出母线16~18分别例如大部分被掩埋在由模制树脂构成的主体部19中。
在图16中以分解立体图的方式示出主体部19的内部中的开关元件11、控制端子13、正极母线14、负极母线15以及输出母线16~18的样子。如该图所示,在与多个上段侧开关元件11U的下表面接触的状态下沿第二方向D2配置的正极母线14其两端部(第二方向D2的两端部)向上方弯曲。另外,在与多个下段侧开关元件11L的上表面接触的状态下沿第二方向D2配置的负极母线15其两端部(第二方向D2的两端部)向下方弯曲。并且,对于在与下段侧开关元件11L的下表面接触,并且与上段侧开关元件11U的上表面接触的状态下沿第一方向D1配置的各相的输出母线16、17、18而言,与该上段侧开关元件11U接触的一侧的部分的端部向下方弯曲。
正极母线14在上表面具有正极接合面部14S,在该正极接合面部14S接合上段侧开关元件11U的下表面(第一面)。如图17所示,在正极母线14的厚度方向(第三方向D3)上与正极接合面部14S相反侧(下表面侧)的正极反接合面部14X配置在第一基准面R1上。在本实施方式中,第一基准面R1是散热件38的上表面。另外,负极母线15在下表面具有负极接合面部15S,在该负极接合面部15S接合下段侧开关元件11L的上表面(第二面)。在负极母线15的厚度方向(第三方向D3)上与负极接合面部15S相反侧(上面侧)的负极反接合面部15X配置在与第一基准面R1不同的第二基准面R2上。在本实施方式中,第二基准面R2是在比第一基准面R1更靠上方规定的虚拟面,被规定为与第一基准面R1平行的面。
另外,第三输出母线18在上表面具有下段输出接合面部18L,并且,在下表面具有上段输出接合面部18U,并在下段输出接合面部18L接合W相用的下段侧开关元件11Lw的下表面(第一面),在上段输出接合面部18U接合W相用的上段侧开关元件11Uw的上表面(第二面)。在第三输出母线18的与下段侧开关元件11Lw接触的一侧的部分的厚度方向(第三方向D3)上与下段输出接合面部18L相反侧(下面侧)的下段输出反接合面部18Z配置在第一基准面R1上。在第三输出母线18的与上段侧开关元件11Uw接触的一侧的部分的厚度方向(第三方向D3)上与上段输出接合面部18U相反侧(上面侧)的上段输出反接合面部18Y配置在第二基准面R2上。
这样,在本实施方式中,第三输出母线18中的下段输出反接合面部18Z和正极母线14中的正极反接合面部14X配置在同一平面上。它们配置在共用的第一基准面R1上。并且,第三输出母线18中的上段输出反接合面部18Y和负极母线15中的负极反接合面部15X配置在同一平面上。它们配置在共用的第二基准面R2上。这样,下段输出反接合面部18Z和正极反接合面部14X的组、下段输出接合面部18L和正极接合面部14S的组、上段输出接合面部18U和负极接合面部15S的组、以及上段输出反接合面部18Y和负极反接合面部15X的组的各组分别配置在同一平面上。
而且,负极母线15中的向下方弯曲的第二方向D2的两侧的端部配置在第一基准面R1上。负极母线15的两端部与第三输出母线18中的下段输出反接合面部18Z配置在同一平面上,并且,也与正极反接合面部14X配置在同一平面上。另外,第三输出母线18中与向下方弯曲的上段侧开关元件11Uw接触的一侧的部分的端部配置在第一基准面R1上。第三输出母线18的与上段侧开关元件11Uw接触的一侧的部分的端部与正极反接合面部14X以及下段输出反接合面部18Z配置在同一平面上。
虽然图示省略,但第一输出母线16以及第二输出母线17也是同样的。即,第一输出母线16中的下段输出反接合面部16Z和极母线14中的正极反接合面部14X配置在同一平面上(共用的第一基准面R1上)。第一输出母线16中的上段输出反接合面部16Y和负极母线15中的负极反接合面部15X配置在同一平面上(共用的第二基准面R2上)。第一输出母线16的与上段侧开关元件11Uu接触的一侧的部分的弯曲的端部配置在第一基准面R1上,并与正极反接合面部14X以及下段输出反接合面部16Z配置在同一平面上。
另外,第二输出母线17中的下段输出反接合面部17Z和正极母线14中的正极反接合面部14X配置在同一平面上(共用的第一基准面R1上)。第二输出母线17中的上段输出反接合面部17Y和负极母线15中的负极反接合面部15X配置在同一平面上(共用的第二基准面R2上)。第二输出母线17的与上段侧开关元件11Uv接触的一侧的部分的弯曲的端部配置在第一基准面R1上,并与正极反接合面部14X以及下段输出反接合面部17Z配置在同一平面上。
在这样的结构中,在比下段侧开关元件11L更靠上方配置的负极母线15通过弯曲的两端部与散热件38的上表面接触。因此,即使在逆变器电路4进行动作时,下段侧开关元件11L发热,该热不会滞留在负极母线15中而向散热件38侧移动。因而,能够高效地冷却负极母线15。由于各相的输出母线16~18的与下段侧开关元件11L接触的一侧的部分整体上与散热件38的上表面接触,所以也能够高效地冷却该部分。
另外,各相的输出母线16~18中的与上段侧开关元件11U接触的一侧的部分也通过弯曲的端部与散热件38的上表面接触。因此,在逆变器电路4进行动作时,即使下段侧开关元件11L以及上段侧开关元件11U发热,该热也不会滞留在输出母线16~18中,而向散热件38侧移动。因而,能够高效地冷却输出母线16~18。由于正极母线14整体上与散热件38的上表面接触,所以也能够高效地冷却正极母线14。
这样,能够高效地冷却接合在正极母线14与输出母线16~18之间的上段侧开关元件11U、以及接合在负极母线15与输出母线16~18之间的下段侧开关元件11L。即,能够高效地冷却全部开关元件11。
正极母线14中的向上方弯曲的第二方向D2的两侧的端部配置在第二基准面R2上。正极母线14的两端部与第三输出母线18中的上段输出反接合面部18Y配置在同一平面上(第二基准面R2上),并且也与负极反接合面部15X配置在同一平面上。虽然图示省略,但第一输出母线16以及第二输出母线17也是同样的。
在这样的结构中,能够也和上述的、负极母线15的两端部、输出母线16~18的与上段侧开关元件11U接触的一侧的部分的端部与散热件38的上表面接触的结构相关联地实现制造逆变器单元1时的开关元件11的保护。若对这一点进行说明,则在电容器壳体30的散热件38的上表面固定逆变器模块10时,有时使用平板状的夹具从上方按压并压接逆变器模块10。在这样的情况下,第一基准面R1成为支承面,第二基准面R2成为按压面,但通过具备上述结构,由此正极母线14、负极母线15以及输出母线16~18中的弯曲的各端部承受按压载荷。因而,由于按压载荷难以施加到开关元件11,所以能够保护开关元件11的同时制造逆变器单元1。
〔其它实施方式〕
(1)在上述的第一实施方式中,以正极母线14以及负极母线15分别在第二方向D2的两侧具有端子部14T、15T的结构为例进行了说明。然而,并不限于那样的结构,例如如图18所示,正极母线14以及负极母线15也可以分别仅在第二方向D2的一侧具有端子部14T、15T。该情况下,如图示那样,也可以将正极端子部14T配置在第二方向D2的一侧,将负极端子部15T配置在第二方向D2的另一侧。或者,虽然图示省略,但正极端子部14T以及负极端子部15T也可以配置在第二方向D2的相同的侧。
(2)在上述的各实施方式中,以各相的上段侧开关元件11U的控制端子13相对于对应的输出母线16、17、18配置在第二方向D2的相同的一侧的结构为例进行了说明。然而,并不限于那样的结构,例如如图19所示,各相的上段侧开关元件11U的控制端子13中的一部分也可以在第二方向D2上相对于对应的输出母线16、17、18配置在与其它控制端子13相反侧。
(3)在上述的第一实施方式中,以上段侧开关元件11U配置在第一方向D1上比下段侧开关元件11L更靠近输出母线16、17、18的端子部16T、17T、18T的位置的结构为例进行了说明。然而,并不限于那样的结构,下段侧开关元件11L也可以配置在比上段侧开关元件11U更靠近端子部16T、17T、18T的位置。该情况下,例如如图20以及图21所示,上段侧开关元件11U的控制端子13以及下段侧开关元件11L的控制端子13分别可以配置在在第一方向D1上与正极母线14或者负极母线15相邻的位置。如图示那样,上段侧开关元件11U的控制端子13和下段侧开关元件11L的控制端子13也可以彼此平行地在第一方向D1上夹着正极母线14以及负极母线15彼此相反侧配置。或者,上段侧开关元件11U的控制端子13也可以配置于在第一方向D1上与正极母线14相邻的位置,下段侧开关元件11L的控制端子13也可以配置于在第二方向D2上与和该下段侧开关元件11L连接的输出母线16、17、18相邻的位置。
(4)在上述的第二实施方式中,以仅输出母线16~18的与上段侧开关元件11U接触的一侧的部分的端部被弯曲的结构为例进行了说明。然而,并不限于那样的结构,例如如图22所示,由于也包括与下段侧开关元件11L接触的一侧的部分的端部,所以也可以使输出母线16~18的在第一方向D1上的两端部被弯曲。该情况下,优选输出母线16~18的与下段侧开关元件11L接触的一侧的部分的端部设置为位于第二基准面R2上,并与负极反接合面部15X以及上段输出反接合面部18Y配置在同一平面上。如果这样操作,则也能够通过该弯曲的端部承受压接固定时的按压载荷,所以能够更可靠地保护开关元件11。
(5)在上述的第二实施方式中,以第一基准面R1是散热件38的上表面,第二基准面R2是在比第一基准面R1更靠上方规定的虚拟面的结构为例进行了说明。然而,并不限于那样的结构,例如如图23所示,第二基准面R2可以是散热件38的上表面,第一基准面R1可以是在比第二基准面R2更靠上方规定的虚拟面。即使是这样的结构,同样地能够高效地冷却全部开关元件11,并且,能够在压接固定逆变器模块10时保护开关元件11。
(6)在上述的各实施方式中,以各相的上段侧开关元件11U和下段侧开关元件11L彼此配置在同一平面上的结构为例进行了说明。然而,并不限于那样的结构,例如各相的上段侧开关元件11U和下段侧开关元件11L也可以在第三方向D3上的相互不同的位置出配置成台阶状。该情况下,输出母线16、17、18可以不具有弯曲部16B、17B、18B,并从第二方向看形成为平板状。另外,在各相的上段侧开关元件11U和下段侧开关元件11L彼此配置在同一平面上的结构中,也可以通过调整控制端子13的形状,从而使输出母线16、17、18从第二方向看形成为平板状。
(7)在上述的各实施方式中,以开关元件11由内置了二极管12的芯片型元件构成的结构为例进行了说明。然而,并不限于那样的结构,例如开关元件11和二极管12也可以由相互独立的不同的元件构成。
(8)在上述的各实施方式中,以作为“宽度方向”的第一方向D1和作为“排列方向”的第二方向D2正交的结构为例进行了说明。然而,并不限于那样的结构,第一方向D1和第二方向D2也可以斜交叉。
(9)在上述的各实施方式中,以同一形状的电容器元件23的一部分以第一姿势配置,其它的一部以第二姿势配置,由此电容器模块20具有高度不同的第一部分21和第二部分22的结构为例进行了说明。然而,并不限于那样的结构,例如也可以构成为通过使用仅高度不同的两种大小的电容器元件23,由此电容器模块20具有第一部分21和第二部分22。这样,电容器模块20的第一部分21和第二部分22可以设定为沿第一方向D1的纵深长度相等。
(10)在上述的各实施方式中,以电容器模块20在第一方向D1的一侧配置成同一平面状,在第一方向D1的另一侧设置两个凹陷空间P2的结构为例进行了说明。然而,并不限于那样的结构,例如也可以将第二姿势的电容器元件23设置在第一姿势的电容器元件23的中间部,并在电容器模块20的四角设置凹陷空间P2。该情况下,构成制冷剂流路36的排出流路36O、第一侧壁31的安装部31M也可以配置在凹陷空间P2中。
(11)在上述的各实施方式中,以电容器模块20的正极端子26、负极端子27形成为在第二部分22的上端部与正电极24或者负电极25分离的结构为例进行了说明。然而,并不限于那样的结构,优选正极端子26以及负极端子27在靠近逆变器模块10的位置与电容器模块20的正电极24或者负电极25远离。例如正极端子26、负极端子27也可以形成为在第二部分22中的比第一部分21更靠上方且比上端部更靠下方的位置与正电极24或者负电极25分离。换言之,正极端子26以及负极端子27可以形成为在第二部分22中的从第二方向看(从排列方向看)不与第一部分21重复的位置与正电极24或者负电极25分离。或者,正极端子26以及负极端子27也可以形成为从第二方向看(从排列方向看)在与第一部分21重复的位置与正电极24或者负电极25分离。
(12)在上述的各实施方式中,制冷剂流路36配置在凹状空间P1和凹陷空间P2中,并且,在凹状空间P1中与构成制冷剂流路36的冷却流路36C一起配置逆变器模块10的结构为例进行了说明。然而,并不限于那样的结构,例如只要至少在凹状空间P1中配置逆变器模块10,则制冷剂流路36可以不一定配置在凹状空间P1以及凹陷空间P2两方中。
(13)在上述的各实施方式(包括上述的各实施方式以及其它实施方式;以下同样)中所公开的结构只要不产生矛盾,则也可以与其它实施方式中所公开的结构组合并应用。关于其它的结构,在本说明书中被公开的实施方式在全部的点是例示的,能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当地改变。
〔实施方式的概要〕
若总结以上,则本发明所涉及的逆变器模块优选具有以下的各结构。
一种逆变器模块,是具备:构成用于在直流与多相的交流之间转换电力的逆变器电路(4)的多个开关元件(11)、正极母线(14)、负极母线(15)以及与上述多相的各相对应的多个输出母线(16、17、18)的逆变器模块(10),
在多个上述开关元件(11)包括与上述多相的各相对应的上段侧开关元件(11U)和下段侧开关元件(11L),
与各相对应的上述上段侧开关元件(11U)和上述下段侧开关元件(11L)在第一方向(D1)上排列配置,
多个上述上段侧开关元件(11U)在与上述第一方向(D1)交叉的第二方向(D2)上排列配置,并且,多个上述下段侧开关元件(11L)在上述第二方向(D2)上排列配置,
上述正极母线(14)在与多个上述上段侧开关元件(11U)的第一面接触的状态下沿上述第二方向(D2)配置,
上述负极母线(15)在与多个上述下段侧开关元件(11L)的和第一面相反侧的第二面接触的状态下沿上述第二方向(D2)配置,
与上述多相的各相对应的输出母线(16、17、18)在与对应的相的上述上段侧开关元件(11U)的和上述第一面相反侧的第二面接触,且与对应的相的上述下段侧开关元件(11L)的上述第一面接触的状态下,沿上述第一方向(D1)配置,
在与上述多相的各相对应的输出母线(16、17、18)的厚度方向上与和上述上段侧开关元件(11U)接触的面(16U、17U、18U)相反侧的上段输出反接合面部(16Y、17Y、18Y)、以及在上述负极母线(15)的厚度方向上与和上述下段侧开关元件(11L)接触的面(15S)相反侧的负极反接合面部(15X)配置在同一平面上,或者,在与上述多相的各相对应的输出母线(16、17、18)的厚度方向上与和上述下段侧开关元件(11L)接触的面(16L、17L、18L)相反侧的下段输出反接合面部(16Z、17Z、18Z)、以及在上述正极母线(14)的厚度方向上与和上述上段侧开关元件(11U)接触的面(14S)相反侧的正极反接合面部(14X)配置在同一平面上。
根据该结构,多个开关元件(11)排列配置成“2列×相数列”。而且,一个正极母线(14)与多个上段侧开关元件(11U)连接,一个负极母线(15)与多个下段侧开关元件(11L)连接,输出母线(16、17、18)与各相中成对的上段侧开关元件(11U)以及下段侧开关元件(11L)一个一个地连接。由于多个开关元件(11)、正极母线(14)、负极母线(15)以及多个输出母线(16、17、18)以所需最小限度的个数汇集配置为块状,所以容易实现整个逆变器模块(10)的小型化,并且,容易提高逆变器模块(10)的搭载性。另外,由于上段输出反接合面部(16Y、17Y、18Y)和负极反接合面部(15X),或者,下段输出反接合面部(16Z、17Z、18Z)和正极反接合面部(14X)配置在同一平面上,所以从这一点来看,也容易实现整个逆变器模块(10)的小型化。
作为一个方式,优选上述第一方向(D1)和上述第二方向(D2)相互正交。
根据该结构,能够将正极母线(14)、负极母线(15)以及多个输出母线(16、17、18)整体配置成正交格子状。因此,能够使整个逆变器模块(10)成为容易配置在矩形状的配置区域中的形状,并且,容易使其俯视形状小型化。因而,容易进一步提高逆变器模块(10)的搭载性。
作为一个方式,优选,
多个上述上段侧开关元件(11U)彼此配置在同一平面上,
多个上述下段侧开关元件(11L)彼此配置在同一平面上,
上述正极母线(14)中的、成为与多个上述上段侧开关元件(11U)各自的上述第一面的接点的多个正极接合面部(14S)彼此配置在同一平面上,
上述负极母线(15)中的、成为与多个上述下段侧开关元件(11L)各自的上述第二面的接点的多个负极接合面部(15S)彼此配置在同一平面上。
根据该结构,容易使正极母线(14)或负极母线(15)的形状简单化。另外,据此,容易缩短正极母线(14)或负极母线(15)的长度,并容易降低电感。
作为一个方式,优选,
与上述多相的各相对应的上述上段侧开关元件(11U)和上述下段侧开关元件(11L)彼此被配置在同一平面上,
与上述多相的各相对应输出母线(16、17、18)中的、成为与上述上段侧开关元件(11U)的上述第二面的接点的上段输出接合面部(16U、17U、18U)同上述负极接合面部(15S)配置在同一平面上,成为与上述下段侧开关元件(11L)的上述第一面的接点的下段输出接合面部(16L、17L、18L)与上述正极接合面部(14S)配置在同一平面上。
根据该结构,容易以平面的方式配置整个模块。因此,容易实现逆变器模块(10)的更小型化,并且,容易进一步提高逆变器模块(10)的搭载性。另外,例如在并列设置散热件等冷却装置的情况下,容易加宽该冷却装置与逆变器模块(10)的接触面积。因而,容易高效地冷却逆变器模块(10)。
作为一个方式,优选,
上述下段输出反接合面部(16Z、17Z、18Z)和上述正极反接合面部(14X)配置在共用的第一基准面(R1)上,
上述负极母线(15)的端部被设置为位于上述第一基准面(R1)上。
根据该结构,例如在第一基准面(R1)设置冷却装置的情况下,不仅正极母线(14)或多个输出母线(16、17、18),也能够使负极母线(15)的端部与冷却装置接触。因而,能够高效地冷却正极母线(14)、负极母线(15)以及多个输出母线(16、17、18),并能够高效地冷却多个开关元件(11)。
作为一个方式,优选,
与上述多相的各相对应的输出母线(16、17、18)中的设置有上述上段输出接合面部(16U、17U、18U)的一侧的部分的端部被设置为位于上述第一基准面(R1)上。
根据该结构,不仅多个输出母线(16、17、18)中的与下段侧开关元件(11L)接触的部分,也能够使与上段侧开关元件(11U)接触的部分的端部和冷却装置接触。因而,能够更高效地冷却多个输出母线(16、17、18),并能够更高效地冷却多个开关元件(11)。另外,在该结构中,例如在冷却装置压接固定逆变器模块(10)时,能够通过负极母线(15)的端部或多个输出母线(16、17、18)的端部承受按压载荷。因而,在逆变器单元等更上位的装置中组装逆变器模块(10)时,按压载荷难以施加到开关元件(11),所以能够实现开关元件(11)的保护。
作为一个方式,优选,
上述上段输出反接合面部(16Z、17Z、18Z)和上述负极反接合面部(15X)配置在共用的第二基准面(R2)上,
上述正极母线(14)的端部被设置为位于上述第二基准面(R2)上。
根据该结构,例如在第二基准面(R2)上设置冷却装置的情况下,不仅负极母线(15)或多个输出母线(16、17、18),也能够使正极母线(14)的端部与冷却装置接触。因而,能够高效地冷却正极母线(14)、负极母线(15)以及多个输出母线(16、17、18),并能够高效地冷却多个开关元件(11)。
作为一个方式,优选,
与上述多相的各相对应的输出母线(16、17、18)中的设置有上述下段输出接合面部(16L、17L、18L)的一侧的部分的端部被设置为位于上述第二基准面(R2)上。
根据该结构,不仅多个输出母线(16、17、18)中的与上段侧开关元件(11U)接触的部分,也能够使与下段侧开关元件(11L)接触的部分的端部和冷却装置接触。因而,能够更高效地冷却多个输出母线(16、17、18),并能够更高效地冷却多个开关元件(11)。另外,在该结构中,例如在冷却装置压接固定逆变器模块(10)时,能够通过正极母线(14)的端部或多个输出母线(16、17、18)的端部承受按压载荷。因而,在逆变器单元等更上位的装置中组装逆变器模块(10)时,按压载荷难以施加到开关元件(11),所以能够实现开关元件(11)的保护。
作为一个方式,优选,
上述上段侧开关元件(11U)以及上述下段侧开关元件(11L)分别是内置了整流用的二极管(12)的芯片型元件。
这样的芯片型元件大多是外形接近正方形的形状。因此,在如上述那样配置多个上段侧开关元件(11U)和下段侧开关元件(11L)的情况下,容易高效地进行配置。因而,容易实现整个逆变器模块(10)的小型化,并且,容易提高逆变器模块(10)的搭载性。
作为一个方式,优选,
上述上段侧开关元件(11U)和上述下段侧开关元件(11L)中的任意一个开关元件的控制端子(13)配置在与相对于上述正极母线(14)以及上述负极母线(15)中的任意一个接触该开关元件(11)的母线在上述第一方向(D1)上相邻的位置,
上述上段侧开关元件(11U)以及上述下段侧开关元件(11L)中的任意另一个开关元件的控制端子(13)配置在与相对于接触该开关元件(11)的上述输出母线(16、17、18)在上述第二方向(D2)上相邻的位置。
或者,作为一个方式,优选,
上述上段侧开关元件(11U)以及上述下段侧开关元件(11L)的控制端子(13)分别配置在与相对于上述正极母线(14)以及上述负极母线(15)中的任意一个接触该开关元件(11)的母线在上述第一方向(D1)上相邻的位置。
根据这些结构,在多个输出母线(16、17、18)沿第一方向(D1)配置,正极母线(14)以及负极母线(15)沿第二方向(D2)配置的结构中,能够避开各母线,并紧凑地配置各开关元件(11)的控制端子(13)。因而,能够使整个逆变器模块(10)小型化。
作为一个方式,优选,
上述正极母线(14)以及上述负极母线(15)在各自的两端部中与电容器(3)连接。
根据该结构,与正极母线(14)以及负极母线(15)仅通过一方的端部与电容器(3)连接的结构相比,能够缩短多个开关元件(11)的每一个与电容器(3)的有效布线长度,并能够减少电感。因而,可以将开关损耗抑制得较小。
本发明的逆变器模块能够起到上述的各效果中的至少一个即可。
附图标记的说明
1逆变器单元;4逆变器电路;10逆变器模块;11开关元件;11U上段侧开关元件;11L下段侧开关元件;12二极管;13控制端子;14正极母线;14S正极接合面部;14X正极反接合面部;14T正极端子部;15负极母线;15S负极接合面部;15X负极反接合面部;15T负极端子部;16第一输出母线(输出母线);17第二输出母线(输出母线);18第三输出母线(输出母线);16U上段输出接合面部;16Y上段输出反接合面部;17U上段输出接合面部;17Y上段输出反接合面部;18U上段输出接合面部;18Y上段输出反接合面部;16L下段输出接合面部;16Z下段输出反接合面部;17L下段输出接合面部;17Z下段输出反接合面部;18L下段输出接合面部;18Z下段输出反接合面部;20电容器模块;21第一部分;22第二部分;23电容器元件;23L最长边;24正电极;25负电极;26正极端子;27负极端子;30电容器壳体;31M安装部;32M安装部;36制冷剂流路;38散热件;R1第一基准面;R2第二基准面;S支承面;D1第一方向(宽度方向);D2第二方向(排列方向);D3第三方向(高度方向,厚度方向);H1第一高度;H2第二高度;P1凹状空间;P2凹陷空间。