DE112011103941B4 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Halbleitervorrichtung (100) mit einer Elementeinheit (10) mit einem Halbleiterelement (E), einem Kondensator (20), der mit der Elementeinheit elektrisch verbunden ist, einer Steuerplatine (30), die das Halbleiterelement steuert, und einem Kühler (40), der eine Elementeinheitanordnungsfläche (41) hat, die derart angeordnet ist, dass die Elementeinheit an der Elementeinheitanordnungsfläche montiert ist, und die Elementeinheit kühlt, die an der Elementeinheitanordnungsfläche angeordnet ist, welche Folgendes aufweistein Stützbauteil (50), das eine Kondensatorunterbringungskammer (51a), die den Kondensator unterbringt, und einen Platinenbefestigungsabschnitt (52) aufweist, der von dem Kühler über die Kondensatorunterbringungskammer hinweg liegt und die Steuerplatine an dem Platinenbefestigungsabschnitt befestigt hat, wobeider Kondensator zwei parallele planare Flächen (23) hat, die parallel zueinander sind,die Kondensatorunterbringungskammer eine parallele gegenüberliegende Fläche (51c) hat, die parallel zu der Elementeinheitanordnungsfläche ist und der Elementeinheitanordnungsfläche zugewandt ist, und den Kondensator in einem Zustand unterbringt, in dem die zwei parallelen planaren Flächen parallel zu der parallelen gegenüberliegenden Fläche angeordnet sind, unddas Stützbauteil an dem Kühler in einem Zustand befestigt ist, in dem die parallele gegenüberliegende Fläche die Elementeinheit zu dem Kühler hin drückt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung einschließlich einer Elementeinheit mit einem Halbleiterelement, einem Kondensator, der elektrisch mit der Elementeinheit verbunden ist, einer Steuerplatine, die das Halbleiterelement steuert, und einem Kühler, der eine Elementeinheitanordnungsfläche aufweist, die derart angeordnet ist, dass die Elementeinheit an der Elementeinheitanordnungsfläche befestigt ist, und die Elementeinheit kühlt, die an der Elementeinheitanordnungsfläche angeordnet ist.
  • STAND DER TECHNIK
  • Als die Halbleitervorrichtung, die vorangehend beschrieben ist, ist eine Vorrichtung, die zum Beispiel in Patentdokument 1 beschrieben ist, bereits bekannt. In der folgenden Beschreibung des Stands der Technik werden Bezugszeichen oder Namen, die in Patentdokument 1 verwendet sind, dargelegt und in Klammern genannt, wo es zweckmäßig erscheint. In der Vorrichtung, die in Patentdokument 1 beschrieben ist, sind eine erste Basis (ein Gehäuserahmen 20), an den Elementeinheiten (Umschaltelementleistungsmodule Ug und Um) befestigt sind, eine zweite Basis (ein Halter 23), an dem ein Kondensator (ein Beruhigungskondensator C) befestigt ist, und eine dritte Basis (ein Halter 24), an dem eine Steuerplatine (Uc) befestigt ist, angeordnet, um der Reihe nach in einer Höhenrichtung gestapelt zu sein, wie in 1 des Dokuments gezeigt ist, wodurch eine Größe der Vorrichtung verringert wird.
  • Die Vorrichtung, die in Patentdokument 1 beschrieben ist, hat eine Konfiguration bzw. Gestalt, in der die Elementeinheiten durch ein Anordnen der Elementeinheiten derart gekühlt werden, dass die Elementeinheiten an einer Bodenwand der ersten Basis (eine Wärmesenke H) anliegen, wie in dem Absatz 0042 des Dokuments beschrieben ist. Um die Elementeinheiten effizient zu kühlen, wird eine Konfiguration angenommen, in der die Elementeinheiten direkt an der Bodenwand befestigt sind, wie in dem Absatz 0034 in dem Dokument beschrieben ist, so dass die Elementeinheiten in engen Kontakt mit der Bodenwand der ersten Basis gelangen.
  • Jedoch gibt es in Patentdokument 1 keine spezifische Beschreibung mit Hinblick darauf, wie die Elementeinheiten an der ersten Basis zu befestigen sind. Deshalb ist es mit der Konfiguration von Patentdokument 1 in Abhängigkeit von einem Befestigungsaufbau der Elementeinheiten möglich, die Elementeinheiten effizient zu kühlen, allerdings erhöht sich wahrscheinlich die Größe der Vorrichtung.
  • Dokumente des Stands der Technik
  • Patentdokumente
  • [Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2003-199363 ( JP 2003 - 199 363 A ) (Absätze 0034, 0042, 1 und so weiter)
  • Die JP 2007 - 89 258 A offenbart eine Halbleitervorrichtung mit einer Elementeinheit mit einem Halbleiterelement, einem Kondensator, der mit der Elementeinheit elektrisch verbunden ist, einer Steuerplatine, die das Halbleiterelement steuert, und einem Kühler, der eine Elementeinheitanordnungsfläche hat, die derart angeordnet ist, dass die Elementeinheit an der Elementeinheitanordnungsfläche montiert ist, und die Elementeinheit kühlt, die an der Elementeinheitanordnungsfläche angeordnet ist. Die Halbleitervorrichtung weist ein Stützbauteil, das eine Kondensatorunterbringungskammer aufweist, die den Kondensator unterbringt, und einen Platinenbefestigungsabschnitt auf, an dem die Steuerplatine befestigt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Dementsprechend ist es gewünscht, eine Halbleitervorrichtung zu realisieren, die sowohl ein effizientes Kühlen einer Elementeinheit als auch ein Downsizing bzw. Verkleinern der Vorrichtung ermöglicht.
  • Eine charakteristische Gestalt einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine Elementeinheit mit einem Halbleiterelement, einem Kondensator, der elektrisch mit der Elementeinheit verbunden ist, einer Steuerplatine, die das Halbleiterelement steuert, und einem Kühler aufweist, der eine Elementeinheitanordnungsfläche aufweist, die derart angeordnet ist, dass die Elementeinheit an der Elementeinheitanordnungsfläche befestigt ist, und die Elementeinheit kühlt, die an der Elementeinheitanordnungsfläche angeordnet ist, weist ein Stützbauteil, das eine Kondensatorgehäusekammer aufweist, die den Kondensator beherbergt, und einen Platinenbefestigungsabschnitt auf, der von dem Kühler quer über die Kondensatorgehäusekammer liegt und die Steuerplatine aufweist, die an dem Platinenbefestigungsabschnitt befestigt ist. Der Kondensator hat zwei parallele ebene Flächen, die parallel zueinander sind, die Kondensatorgehäusekammer hat eine parallele gegenüberliegende Fläche, die parallel zu der Elementeinheitsanordnungsfläche angeordnet ist und der Elementeinheitanordnungsfläche zugewandt ist, und beherbergt den Kondensator in einem Zustand, in dem die zwei parallelen ebenen Flächen parallel zu der parallelen gegenüberliegenden Fläche angeordnet sind, und das Stützbauteil ist an dem Kühler in einem Zustand befestigt, in dem die parallele gegenüberliegende Fläche die Elementeinheit zu dem Kühler hin drückt.
  • In der vorliegenden Anmeldung bedeutet „gegenüberliegend“ hinsichtlich der zwei Flächen, dass diese zwei Flächen in Richtungen angeordnet sind, so dass die zwei Flächen einander zugewandt sind, wenn lediglich eine Anordnung von (Normalenrichtungen von) den zwei Flächen in den Blickpunkt gerückt wird, ungeachtet dessen, ob ein weiteres Bauteil dazwischen ist.
  • Gemäß der vorangehenden charakteristischen Konfiguration, da das Stützbauteil an dem Kühler in dem Zustand befestigt ist, in dem die parallele gegenüberliegende Fläche die Elementeinheit zu dem Kühler hindrückt, ist es möglich, eine Konfiguration zum Anordnen der Elementeinheit an der Elementeinheitanordnungsfläche zu vereinfachen, die in dem Kühler vorgesehen ist. Dies macht es möglich, die Anzahl von Teilen zu verringern und einen Zusammenbauvorgang zu vereinfachen. Darüber hinaus ist es möglich, einen Abstand zwischen der parallelen gegenüberliegenden Fläche und der Elementeinheit zu verringern, um klein zu sein, und eine Abmessung der Vorrichtung in einer Höhenrichtung orthogonal zu der Elementeinheitanordnungsfläche kann verringert werden, um klein zu sein.
  • Zu diesem Zeitpunkt, da die Elementeinheit zu dem Kühler hin gedrückt wird, wenn die Elementeinheit angeordnet ist, um in Kontakt mit der Elementeinheitanordnungsfläche zu sein, wird ein guter Oberflächenkontakt bzw. Flächenkontakt an einer Kontaktposition zwischen der Elementeinheit und der Elementeinheitanordnungsfläche realisiert. Außerdem, in einem Fall, in dem ein anderes Bauteil, wie zum Beispiel ein thermisch leitendes Bauteil zwischen der Elementeinheit und der Elementeinheitanordnungsfläche angeordnet ist, wird außerdem ein guter Flächenkontakt an einer Kontaktposition zwischen der Elementeinheit und dem anderen Bauteil und an einer Kontaktposition zwischen dem anderen Bauteil und der Elementeinheitanordnungsfläche realisiert.
  • Deshalb, wenn die Elementeinheit durch ein thermisches Leiten über die vorangehend beschriebenen Kontaktpositionen gekühlt wird, ist ein thermisches Leiten zwischen der Elementeinheit und dem Kühler ausreichend gewährleistet und die Elementeinheit wird dementsprechend effizient gekühlt. Außerdem in einem Fall, in dem ein Kühlmittel zwischen der Elementeinheit und dem Kühler strömt, ist eine Hermetizität einer Kühlmittelströmungsbahn, die zwischen der Elementeinheit und dem Kühler vorgesehen ist, ausreichend gewährleistet, wodurch die Elementeinheit effizient gekühlt wird.
  • Wie vorangehend beschrieben ist, wird gemäß der vorangehenden charakteristischen Konfiguration eine Dimension bzw. eine Abmessung der Vorrichtung in der Höhenrichtung verringert, um gering zu sein, und ein Verkleinern bzw. Downsizing der Vorrichtung wird dementsprechend erreicht und zur gleichen Zeit wird die Elementeinheit effizient gekühlt.
  • Außerdem ist es gemäß der vorangehenden charakteristischen Konfiguration möglich, den Kondensator und die Steuerplatine aktiv unter Verwendung von thermischer Leitung bzw. Leitfähigkeit über das Stützbauteil zu kühlen, da das Stützbauteil, das sowohl den Kondensator als auch die Steuerplatine stützt, an dem Kühler befestigt ist.
  • In diesem Fall ist es wünschenswert, dass ein Verbindungsterminal bzw. - anschluss der Elementeinheit, um mit dem Kondensator verbunden zu werden, angeordnet ist, um von einem Körperabschnitt der Elementeinheit in eine vorbestimmte Vorsprungsrichtung parallel zu der Elementeinheitanordnungsfläche vorzuragen, wobei die Kondensatorgehäusekammer einen Öffnungsabschnitt aufweist, der zu der Vorsprungsrichtung hin offen ist und der Kondensator in der Kondensatorgehäusekammer zusammen mit einem eingefüllten Harz beherbergt ist.
  • In der vorliegenden Anmeldung wird „offen zu einer bestimmten Richtung hin“ als ein Begriff bzw. Entwurf verwendet, dass dann, wenn die Richtung als eine Referenzrichtung verwendet wird, eine Form des Öffnungsabschnitts nicht auf eine Form begrenzt ist, in der eine Öffnungsrichtung des Öffnungsabschnitts parallel zu der Referenz- bzw. Bezugsrichtung ist, und umfasst eine Form, in der ein Schnittwinkel bzw. Kreuzungswinkel zwischen der Öffnungsrichtung und der Referenzrichtung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist (zum Beispiel weniger als 45°), selbst wenn die Öffnungsrichtung eine Richtung ist, die sich mit der Referenzrichtung schneidet. In diesem Fall ist die Öffnungsrichtung als ein Durchschnittswert von Normalenrichtungen zu (eine Durchschnittsrichtung von) entsprechenden Punkten in einer Öffnungsfläche definiert, mit anderen Worten, eine Summe von Normalenvektoren an den entsprechenden Punkten in der Öffnungsfläche. Zum Beispiel, wenn die Öffnungsfläche eine einzelne ebene Fläche ist, ist eine Normalenrichtung zu der planaren bzw. ebenen Fläche die Öffnungsrichtung. Wenn die Öffnungsfläche durch eine Kombination von zwei planaren Flächen mit verschiedenen Normalenrichtungen ausgebildet ist, ist ein Durchschnittswert der zwei Normalenrichtungen (eine Summe der zwei Normalenvektoren) die Öffnungsrichtung. Wenn die Öffnungsfläche eine bogenartige Fläche ist, ist einer Normalenrichtung zu einem Mittelpunkt der bogenartigen Fläche die Öffnungsrichtung.
  • Gemäß der Konfiguration, da das Verbindungsterminal bzw. der Verbindungsanschluss der mit dem Kondensator verbindenden Elementeinheit und einem Elektrodenterminal bzw. einem Elektrodenanschluss, der zu der Öffnungsrichtung des Kondensators hin vorragt, in der Lage sind, in die gleiche Richtung vorzuragen, ist es möglich, eine Distanz bzw. einen Abstand dazwischen zu verringern, und eine Länge eines Verbindungsbauteils, das den Kondensator und die Elementeinheit elektrisch verbindet, ist in der Lage, verringert zu werden, um kurz zu sein. Deshalb, wenn die Elementeinheit das Schaltelement aufweist, das als ein Halbleiterelement dient, ist es möglich, dass eine Stoßspannung, die durch ein Schalten des Schaltelements erzeugt wird, verringert wird, um klein zu sein, und eine Stabilität der Halbleitervorrichtung ist leicht gewährleistet, selbst wenn kein Element mit einer hohen Stehspannungsleistung verwendet wird, oder kein Schutzkreis (eine Entstörschaltung und dergleichen) vorgesehen ist. Ferner, da eine Form des Verbindungsbauteils leicht vereinfacht wird, ist es möglich, einen Herstellungsprozess durch ein Entfernen eines Schritts eines Biegens des Verbindungsbauteils zu simplifizieren.
  • Außerdem, gemäß der vorangehend beschriebenen Konfiguration, da der Kondensator zusammen mit dem eingefüllten Harz in der Kondensatorgehäusekammer beherbergt ist, wird eine Verschlechterung des Kondensators aufgrund einer Feuchtigkeit, die von außen eindringt, verhindert. Zu diesem Zeitpunkt, da der Öffnungsabschnitt der Kondensatorgehäusekammer ausgebildet ist, um zu der Vorsprungsrichtung hin offen zu sein bzw. sich zu der Öffnungsrichtung hin zu öffnen, die eine Richtung parallel zu Elementeinheitanordnungsfläche ist, ist es möglich, eine Richtung orthogonal zu einer Höhenrichtung als eine Richtung zu verwenden, in der das eingefüllte Harz gewährleistet werden muss, eine vorbestimmte Dicke oder größer zu haben, um Feuchtigkeit daran zu hindern, von außen einzudringen. Dementsprechend ist es möglich, eine Verschlechterung des Kondensators zu verhindern, während eine Abmessung der Vorrichtung in der Höhenrichtung verringert wird, um klein zu sein.
  • Wie vorangehend beschrieben ist, ist es in der Konfiguration, in der die Kondensatorgehäusekammer den Öffnungsabschnitt aufweist, der sich zu der Vorsprungsrichtung hin öffnet, bevorzugt, dass die Halbleitervorrichtung eine Vielzahl der Elementeinheiten aufweist, die Kondensatorgehäusekammer in einer länglichen Form in einer Draufsicht ausgebildet ist, wenn in einer Richtung orthogonal zu der parallelen gegenüberliegenden Fläche betrachtet, und derart angeordnet ist, dass eine lange Seite der Kondensatorgehäusekammer orthogonal zu einer Öffnungsrichtung des Öffnungsabschnitts in der Draufsicht ist, und jede von der Vielzahl von Elementeinheiten angeordnet ist, um einen Abschnitt zu haben, der die parallele gegenüberliegende Fläche überlappt, wenn in einer Richtung orthogonal zu der Elementeinheitanordnungsfläche betrachtet.
  • In der vorliegenden Anmeldung bedeutet „mit einem überlappenden Abschnitt, wenn in einer bestimmten Richtung betrachtet“ hinsichtlich einer Anordnung von zwei Bauteilen, dass dann, wenn die Richtung als eine Blickrichtung ausgedrückt ist und ein Standpunkt zu entsprechenden Richtungen orthogonal zu der Blickrichtung bewegt wird, es einen Standpunkt zumindest in einem Teil eines Bereichs gibt, in dem die beiden Bauteile einander überlappend aussehen.
  • Gemäß dieser Konfiguration, da die eine parallele gegenüberliegende Fläche in der Lage ist, die Vielzahl der Elementeinheiten zu dem Kühler hin zu drücken, werden die vorangehend beschriebenen Effekte in jeder von der Vielzahl von den Elementeinheiten erlangt, selbst wenn die Vielzahl von Elementeinheiten vorgesehen ist.
  • Zu diesem Zeitpunkt, da die Kondensatorgehäusekammer, in einer länglichen Form in einer Draufsicht ausgebildet ist, werden Anordnungsbereiche für die Elementeinheiten, in denen die Elementeinheiten angeordnet sind, um Abschnitte zu haben, die die parallele gegenüberliegende Fläche überlappen, in länglich geformten Bereichen in der Draufsicht gemacht. Deshalb ist es möglich, die Elementeinheiten effizient anzuordnen, selbst in einem Fall, in dem die Elementeinheiten in rechtwinkligen Formen in der Draufsicht ausgebildet sind.
  • Wie vorangehend beschrieben ist, ist es in der Konfiguration bzw. Anordnung, in der die Kondensatorgehäusekammer in einer länglichen Form in der Draufsicht ausgebildet ist und die Vielzahl von Elementeinheiten angeordnet sind, um Abschnitte zu haben, die die parallele gegenüberliegende Fläche überlappen, wenn in der Richtung orthogonal zu der Elementeinheitanordnungsfläche betrachtet, bevorzugt, dass die Vielzahl von Elementeinheiten die gleiche Vorsprungsrichtung haben und Seite an Seite in eine Richtung orthogonal zu der Vorsprungsrichtung angeordnet sind, wenn in der Richtung orthogonal zu der Elementeinheitanordnungsfläche betrachtet, und die Öffnungsrichtung des Öffnungsabschnitts eine Richtung ist, die gleich der Vorsprungsrichtung ist.
  • Gemäß dieser Konfiguration ist die Vielzahl von Elementeinheiten in einem Anordnungsbereich mit einer länglichen Form angeordnet, die in der Richtung orthogonal zu der Vorsprungsrichtung in der Draufsicht lang ist. In diesem Fall, in einem Zustand, in dem ein Seitenabschnitt entsprechend dem Öffnungsabschnitt in der Kondensatorgehäusekammer, die in einer länglichen Form in der Draufsicht ausgebildet ist, und ein Seitenabschnitt auf der Seite in der Vorsprungsrichtung des Elementeinheitanordnungsbereichs mit einer länglichen Form sich auf der gleichen Seite befinden, ist es möglich, die Kondensatorgehäusekammer und den Elementeinheitanordnungsbereich auf der gleichen Seite hinsichtlich dieser Seitenabschnitte zu überlappen. Deshalb ist es möglich, einfach ein Überlappungsverhältnis zwischen der Vielzahl von Elementeinheiten und der Kondensatorgehäusekammer in der Draufsicht zu erhöhen und eine Abmessung der Vorrichtung in der Richtung orthogonal zu der Höhenrichtung ist in der Lage, verringert zu werden.
  • Ferner, da die Vielzahl von Elementeinheiten die gleiche Vorsprungsrichtung teilen, ist es möglich, eine Verbindungsarbeit zwischen den Elementeinheiten und dem Kondensator von der gleichen Richtung aus auszuführen, wodurch ein Herstellungsprozess vereinfacht wird.
  • In der Halbleitervorrichtung mit jeder von den Konfigurationen, die vorangehend genannt sind, ist es wünschenswert, dass eine Fläche der Elementeinheit, die der Elementeinheitanordnungsfläche zugewandt ist, eine Wärmeübertragungsfläche ist, durch die Wärme von dem Halbleiterelement übertragen wird, und eine Strömungsbahn für ein Kühlmittel, das die Elementeinheit kühlt, zwischen der Wärmeübertragungsfläche und der Elementeinheitanordnungsfläche ausgebildet ist.
  • Gemäß dieser Konfiguration sind aufgrund des Kühlmittels, das durch die Strömungsbahn strömt, die Elementeinheiten in der Lage, effizient gekühlt zu werden. Zu diesem Zeitpunkt, da die Elementeinheiten zu dem Kühler hin gedrückt werden, ist eine Hermetizität der Strömungsbahn ausreichend gewährleistet, wodurch das Kühlmittel daran gehindert wird, von der Strömungsbahn auszulaufen bzw. zu lecken.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist eine Schnittansicht einer Invertervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [2] 2 ist eine Schnittansicht der Invertervorrichtung in einer anderen Richtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [3] 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Invertervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [4] 4 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration eines Antriebskreises gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • ARTEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Eine Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. Die Beschreibung wird unter Verwendung eines Gehäuses als ein Beispiel definiert sein, in dem die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Invertervorrichtung angewendet wird, die sich drehende elektrische Maschinen steuert. Wie in 1 gezeigt ist, weist eine Invertervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Kühler 40, Schalteinheiten 10, die als Elementeinheiten dienen, Kondensatoren 20 und eine Steuerplatine 30 auf. In solch einer Konfiguration hat die Invertervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Charakteristik, in der die Invertervorrichtung 100 einen Stützhalter 50 aufweist, der die Kondensatoren 20 beherbergt und als ein Stützbauteil dient, das die Steuerplatine 30 stützt, und dass der Stützhalter 50 an dem Kühler 40 in einem Zustand befestigt ist, in dem der Stützhalter 50 die Schalteinheiten 10 zu dem Kühler 40 hin drückt. Entsprechend werden ein effizientes Kühlen der Schalteinheiten 10 und eine Größenverringerung der Invertervorrichtung 100 in einer Höhenrichtung H gleichermaßen ermöglicht. Die Konfiguration der Invertervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird nachfolgend in der Reihenfolge von „Gesamtkonfiguration der Invertervorrichtung“, „Konfigurationen der Schalteinheiten“, „Konfiguration des Kühlers“ und „Konfiguration des Stützhalters“ beschrieben werden.
  • In der folgenden Erläuterung wird eine Richtung orthogonal zu einer Elementeinheitanordnungsfläche (hiernach einfach als eine „Anordnungsfläche“ bezeichnet) 41, die in dem Kühler 40 vorgesehen ist, als die Höhenrichtung H festgelegt werden. Die Höhenrichtung H ist eine vertikale Richtung, wenn die Anordnungsfläche 41 parallel zu einer horizontalen Fläche ist. Außerdem bezieht sich „oben“ auf eine Richtung (obere Seite in 1) zu den Schalteinheiten 10 hin von der Anordnungsfläche 41 entlang der Höhenrichtung H, „unten“ bezieht sich auf eine Richtung (untere Seite in 1) zu einer entgegengesetzten Seite der Schalteinheiten 10 (zu einem Basisbauteil 3) von der Anordnungsfläche 41 entlang der Höhenrichtung H. Außerdem repräsentieren in der folgenden Erläuterung Richtungen von Bauteilen, die die Invertervorrichtung 100 bilden, Richtungen von diesen Bauteilen in einen Zustand, in dem die Bauteile an der Invertervorrichtung 100 zusammengebaut bzw. montiert sind, soweit nicht weiter anders spezifiziert.
  • In der vorliegenden Anmeldung werden „parallel“ und „orthogonal“ nicht lediglich verwendet, um den Fall von perfektem Parallelismus und Orthogonalität zu umfassen, sondern außerdem Abweichungen gemäß Herstellungsfehlern zu beinhalten. Fehler in einer Herstellung treten aufgrund von zum Beispiel Variationen bzw. Abweichungen von Abmessungen und Befestigungspositionen innerhalb von Toleranzgrenzen auf. Ferner wird in der vorliegenden Anmeldung die „sich drehende elektrische Maschine“ verwendet, um einen beliebigen von einem Motor (einem Elektromotor), einem Generator (einem elektrischen Generator) und einem Motorgenerator mit Funktionen von sowohl einem Motor und einen Generator nach Bedarf zu umfassen.
  • Gesamtkonfiguration der Invertervorrichtung
  • Eine Gesamtkonfiguration der Invertervorrichtung 100 wird mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben werden. Wie in 1 bis 3 gezeigt ist, ist eine äußere Form der Invertervorrichtung 100 in einer im Allgemeinen rechtwinkligen parallelflachen Form ausgebildet durch ein erstes Abdeckungsbauteil 1, das an einer oberen Seite des Basisbauteils 3 befestigt ist, und ein zweites Abdeckungsbauteil 2, das an einer unteren Seite des Basisbauteils 3 befestigt ist. Hiernach wird eine Richtung entlang der längsten Seite des rechtwinkligen Parallelflachs als eine „Längsrichtung L“ bezeichnet werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Längsrichtung L eine Richtung orthogonal zu der Höhenrichtung H. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Invertervorrichtung 100 der „Halbleitervorrichtung“ in der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 1 bis 3 gezeigt ist, ist ein oberer Raum, der von dem Basisbauteil 3 und dem ersten Abdeckungsbauteil 1 umgeben ist, der Kühler 40, auf dessen oberen Fläche die Schalteinheiten 10 angeordnet sind, der Stützhalter 50, der die Kondensatoren 20 beherbergt, und die Steuerplatine 30 angeordnet, um in der genannten Reihenfolge nach oben hin gestapelt zu sein. In 3 ist zur Vereinfachung jedes Element, das in der Steuerplatine 30 vorgesehen ist, weggelassen. Wie aus 3 offensichtlich ist, sind in diesem Beispiel das Basisbauteil 3, der Kühler 40, der Stützhalter 50, die Steuerplatine 30 und das erste Abdeckungsbauteil 1 alle in länglichen Formen ausgebildet, wenn in der Höhenrichtung H betrachtet, und derart angeordnet, dass lange Seiten von diesen parallel zueinander sind.
  • Ferner, wie in 1 und 2 gezeigt ist, sind in einem unteren Raum, der von dem Basisbauteil 3 und dem zweiten Abdeckungsbauteil 2 umgeben ist, ein Reaktor 80 und ein DC-DC-Konverter 85 in der Längsrichtung L benachbart zueinander angeordnet. Wie später im Detail beschrieben ist, sind die Kondensatoren 20 elektrisch mit den Schalteinheiten 10 verbunden. Die Steuerplatine 30 steuert Schaltelemente E (siehe 4), die in den Schalteinheiten 10 vorgesehen sind.
  • In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 2 und 3 gezeigt ist, weist die Invertervorrichtung 100 die Vielzahl von Schalteinheiten 10 auf. Um genau zu sein, weist in diesem Beispiel die Invertervorrichtung 100 drei Schalteinheiten 10 auf, das heißt, eine erste Schalteinheit 11, eine zweite Schalteinheit 12 und eine dritte Schalteinheit 13. Dann ist der Antriebskreis durch die drei Schalteinheiten 10, die Kondensatoren 20 (einen ersten Kondensator 21 und einen zweiten Kondensator 22) und den Reaktor 80 ausgebildet zum Durchführen einer Antriebssteuerung von sich drehenden elektrischen Maschinen MG durch ein Umwandeln einer Gleichstromspannung einer Batterie B in eine Wechselstromspannung, wie in 4 gezeigt ist. In diesem Beispiel ist der Antriebskreis gestaltet, um eine Antriebssteuerung von zwei von den sich drehenden elektrischen Maschinen MG durchzuführen, das heißt, einer ersten sich drehenden elektrischen Maschine MG1 und einer zweiten sich drehenden elektrischen Maschine MG2. Ferner ist die Batterie B ein Beispiel einer elektrischen Speichervorrichtung und eine andere elektrische Speichervorrichtung, wie zum Beispiel ein Kondensator, kann verwendet werden oder eine Vielzahl von Arten von elektrischen Speichervorrichtungen kann in Kombination verwendet werden.
  • Wie in 4 gezeigt ist, weist der Antriebskreis gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen ersten Inverterkreis 91, der durch die Schaltelemente E gestaltet ist, die in der ersten Schalteinheit 11 vorgesehen sind, einen zweiten Inverterkreis 92, der durch die Schaltelemente E gestaltet ist, die in der zweiten Schalteinheit 12 vorgesehen sind, und einen Verstärkerkreis 93 auf, der durch die Schaltelemente E gestaltet ist, die in der dritten Schalteinheit 13 vorgesehen sind. Der erste Inverterkreis 91 ist ein Kreis bzw. einen Kreislauf zum Durchführen einer Antriebssteuerung der ersten sich drehenden elektrischen Maschine MG1 und der zweite Inverterkreis 92 ist ein Kreis bzw. ein Kreislauf zum Durchführen einer Antriebssteuerung der zweiten sich drehenden elektrischen Maschine MG2. Der Verstärkerkreis 93 ist ein Kreis bzw. ein Kreislauf zum Verstärken einer Gleichstromspannung der Batterie B. Ein Diodenelement D, das als eine Freilaufdiode (FWD) dient, ist parallel zu jedem der Schaltelemente E angeschlossen, welche den Antriebskreis bilden.
  • Der Verstärkerkreis 93 ist durch ein Paar von den Schaltelementen E und einem Paar der Diodenelemente D, die in der dritten Schalteinheit 13 vorgesehen sind, und dem Reaktor bzw. der Drosselspule 80 ausgebildet. Das Paar von Schaltelementen E führt eine An-Aus-Betätigung (eine Schaltbetätigung) in Übereinstimmung mit einem Schaltsignal (einem Gatesteuersignal in diesem Beispiel) aus, das in der Steuerplatine 30 erzeugt wird. Dementsprechend wird eine Gleichstromspannung, die hinsichtlich einer Gleichstromspannung der Batterie B verstärkt ist, zwischen einer Systemspannungsleitung Lh und einer negativen Elektrodenleitung Lg zugeführt bzw. gefördert oder eine Gleichstromspannung, die hinsichtlich einer Gleichstromspannung zwischen der Systemspannungsleitung Lh und der negativen Elektrodenleitung Lg verringert ist, zu der Batterie B zugeführt bzw. gefördert.
  • Über einen positiven Elektrodenanschluss bzw. -terminal und einen negativen Elektrodenanschluss bzw. -terminal der Batterie B hinweg ist ein zweiter Kondensator 22 platziert, der als ein Beruhigungskondensator zum Beruhigen bzw. Glätten einer Gleichstromspannung dient. Außerdem ist der erste Kondensator 21 zum Beruhigen bzw. Glätten einer Gleichstromspannung, die von dem Verstärkerkreis 93 oder von den Inverterkreisen 91 und 92 zugeführt wird, über die Systemspannungsleitung Lh und die negative Elektrodenleitung Lg hinweg platziert.
  • Jeder von dem ersten Inverterkreis 91 und dem zweiten Inverterkreis 92 ist durch eine Brückenschaltung gestaltet. Insbesondere ist jeder von dem ersten Inverterkreis 91 und dem zweiten Inverterkreis 92 durch drei Paare von den Schaltelementen E und drei Paaren von den Diodenelementen D gebildet. Die Schaltelemente E, die die Inverterkreise 91 und 92 bilden, führen die An-Aus-Betätigung in Übereinstimmung mit einem Schaltsignal aus, das in der Steuerplatine 30 erzeugt wird. Dementsprechend wird eine Gleichstromspannung zwischen der Systemspannungsleitung Lh und der negativen Elektrodenleitung Lg in eine Wechselstromspannung umgewandelt und zu den sich drehenden elektrischen Maschinen MG zugeführt, oder eine Wechselstromspannung, die durch die sich drehenden elektrischen Maschinen MG erzeugt ist, wird in eine Gleichstromspannung umgewandelt und zu der Seite der Batterie B zugeführt. In diesem Beispiel verringert der vorangehend beschriebene DC-DC-Konverter bzw. -Umwandler 85 eine Gleichstromspannung, die von der elektrischen Erzeugung durch die sich drehenden elektrischen Maschinen MG erlangt wird, und fördert die verringerte Spannung zu der Steuerplatine 30 oder zu einer Niedervoltbatterie (nicht gezeigt) mit einer Spannung niedriger als jener der Batterie B. In einem Fall, in dem die Invertervorrichtung 100 in einem Fahrzeug vorgesehen ist, kann die Niedervoltbatterie als eine Batterie für Zusatz- bzw. Hilfsmaschinen zum Antreiben von Zusatzmaschinen (wie zum Beispiel einem Klimaanlagenkompressor oder einer Ölpumpe) verwendet werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist jedes von den Schaltelementen E, die den ersten Inverterkreis 91, den zweiten Inverterkreis 92 und den Verstärkerkreis 93 bilden, ein IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gateelektrode). Jedoch sind die Schaltelemente E nicht auf IGBTs begrenzt und andere Schaltelemente, wie zum Beispiel MOSFETs (Metalloxidhalbleiterfeldeffekttransistoren) können vorzugsweise verwendet werden.
  • Außerdem sind in der vorliegenden Ausführungsform sowohl die erste sich drehende elektrische Maschine MG1 als auch die zweite sich drehende elektrische Maschine MG2 Wechselstromelektromotoren, die mit einem Dreiphasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) Wechselstrom angetrieben werden, und sind außerdem in der Lage, als Motoren (Elektromotoren), die Strom aufnehmen und Leistung erzeugen, als auch als Generatoren (elektrische Generatoren) zu arbeiten, die Leistung aufnehmen und Strom erzeugen. Solche sich drehende elektrische Maschinen MG sind in einem Elektrofahrzeug und einem Hybridfahrzeug als Antriebskraftquellen vorgesehen.
  • Konfigurationen der Schalteinheiten
  • Als Nächstes werden Konfigurationen bzw. Gestaltungen der Schalteinheiten 10 beschrieben werden. Wie vorangehend beschrieben ist, sind in der vorliegenden Ausführungsform drei Schalteinheiten, das heißt, die erste Schalteinheit 11, die zweite Schalteinheit 12 und die dritte Schalteinheit 13, als die Schalteinheiten 10 vorgesehen. Jede von den Schalteinheiten 10 weist die Schaltelemente E und die Diodenelemente D auf und weist außerdem Substrate 14, auf denen die Schaltelemente E und die Diodenelemente D angeordnet sind, und die Wärmesenke 15 auf, wie in 1 und 2 gezeigt ist. In der vorliegenden Ausführungsform entsprechen die Schalteinheiten 10 und die Schaltelemente E den „Elementeinheiten“ bzw. den „Halbleiterelementen“ in der vorliegenden Erfindung.
  • In diesem Beispiel sind die Substrate 14 aus einem Material mit sowohl elektrischer Leitfähigkeit als auch thermischer Leitfähigkeit (zum Beispiel aus Kupfer und Aluminium) hergestellt. Da die Schaltelemente E und die Diodenelemente D an oberen Flächen der Substrate 14 durch Löten befestigt sind, sind Elektroden, die an unteren Flächen der Schaltelemente E ausgebildet sind, und die Diodenelemente D gestaltet, um elektrisch leitend mit den Substraten 40 verbunden zu sein. In 1 und 2 sind die Schaltelemente E und die Diodenelemente D, die an den oberen Flächen der Substrate 14 angeordnet sind, nicht gezeigt.
  • Die Substrate 14, an deren oberen Flächen die Schaltelemente E und die Diodenelemente D angeordnet sind, sind durch ein hartes Harz, wie zum Beispiel Expoxidharz und Urethanharz, in einem Zustand geformt (transfergeformt bzw. spritzgepresst), in dem die Substrate 14 an einer oberen Fläche der Wärmesenke 15 angeordnet sind und die Schaltelemente E, die Diodenelemente D, die Substrate 14 und die Wärmesenke 15 dementsprechend integriert sind (einstückig ausgebildet). Zumindest eine untere Fläche der Wärmesenke 15 ist von dem Harz freiliegend und die untere Fläche der Wärmesenke 15 wird eine untere Fläche der Schalteinheiten 10. In diesem Beispiel sind Abschnitt der Schalteinheiten 10, die durch das Harz (Harzformabschnitte (Package-Abschnitte)) geformt sind, in einer rechtwinkligen Form ausgebildet, wenn in einer Richtung orthogonal zu den Substraten 14 betrachtet. Die Richtung orthogonal zu den Substraten 14 ist parallel zu der Höhenrichtung H in einem Zustand, in dem die Schalteinheiten 10 an dem Kühler 40 angeordnet sind.
  • Die Wärmesenke 15 ist aus einem Material einer thermischen Leitfähigkeit (wie zum Beispiel Metall und Harz) ausgebildet und Abstrahllamellen sind in der unteren Fläche der Wärmesenke 15 ausgebildet. Wie vorangehend beschrieben ist, da die Substrate 14 aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet sind in diesem Beispiel, wenn die Wärmesenke 15 aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist, ist ein blattartiges Bauteil mit sowohl elektrischer Isolation als auch thermischer Leitfähigkeit zwischen den Substraten 14 und der Wärmesenke 15 angeordnet.
  • Da die Schalteinheiten 10 die vorangehend beschriebene Konfiguration haben, wird Wärme, die durch die Schaltelemente E aufgrund der An-Aus-Betätigung erzeugt wird, effizient an die Wärmesenke 15 durch die Substrate 14 hindurch übertragen. Und zwar ist die Wärmesenke 15 derart gestaltet, dass Wärme von den Schaltelementen E dorthin übertragen wird und eine Fläche der Schalteinheiten 10, die der Seite der Anordnungsfläche 41 (eine untere Fläche) zugewandt ist, mit anderen Worten die untere Fläche der Wärmesenke 15, dient als eine Wärmeübertragungsfläche 15a, an die Wärme von den Schaltelementen E übertragen wird. In diesem Beispiel sind die Abstrahllamellen in der Wärmeübertragungsfläche 15a ausgebildet.
  • In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 2 gezeigt ist, ist die Wärmesenke 15 ein allgemeines Bauteil für die drei Schalteinheiten 10 und ist in einer rechtwinkligen Form (insbesondere einer länglichen Form) ausgebildet, wenn in einer Richtung orthogonal zu den Substraten 14 gesehen. Die Abstrahllamellen bzw. -finnen sind in den unteren Flächen von Abschnitten der Wärmesenke 15 ausgebildet, die den Schalteinheiten 15 entsprechen, und der verbleibende Teil ist in einer flachen Fläche ausgebildet.
  • Wie in 3 und 4 gezeigt ist, hat jede der drei Schalteinheiten 10 drei Arten von Anschlüssen. Das heißt, die erste Schalteinheit 11 hat einen ersten positiven Elektrodenverbindungsanschluss 11p, um mit der Systemspannungsleitung Lh (das heißt, einen positiven Elektrodenanschluss des ersten Kondensators 21, wobei das Gleiche hiernach zutrifft) verbunden zu werden, einen ersten negativen Elektrodenverbindungsanschluss 11n, um mit der negativen Elektrodenleitung Lg (das heißt, einen negativen Elektrodenanschluss des zweiten Kondensators 22, wobei dasselbe hiernach zutrifft) verbunden zu werden, und erste Verbindungsanschlüsse 11m der ersten sich drehenden elektrischen Maschine, um mit der ersten sich drehenden elektrischen Maschine MG1 verbunden zu werden. Die Verbindungsanschlüsse 11m der ersten sich drehenden elektrischen Maschine sind aus drei Verbindungsanschlüssen ausgebildet, die den drei Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) entsprechen.
  • Ähnlich dazu hat die Schalteinheit 12 einen zweiten positiven Elektrodenverbindungsanschluss 12p, um mit der Systemspannungsleitung Lh verbunden zu werden, einen zweiten negativen Elektrodenverbindungsanschluss 12n, um mit der negativen Elektrodenleitung Lg verbunden zu werden, und zweite Verbindungsanschlüsse 12m der zweiten sich drehenden elektrischen Maschine, um mit der zweiten sich drehenden elektrischen Maschine MG2 verbunden zu werden. Die Verbindungsanschlüsse 12m der zweiten sich drehenden elektrischen Maschine sind aus drei Verbindungsanschlüssen ausgebildet, die den drei Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) entsprechen. Die dritte Schalteinheit 13 hat einen dritten positiven Elektrodenverbindungsanschluss 13p, um mit der Systemspannungsleitung Lh verbunden zu werden, einen dritten negativen Elektrodenverbindungsanschluss 13n, um mit der negativen Elektrodenleitung Lg verbunden zu werden, und einen Drosselspulenverbindungsanschluss 13r, um mit der Drosselspule 80 verbunden zu werden.
  • Wie in 3 gezeigt ist, sind diese Verbindungsanschlüsse aus einem elektrisch leitfähigen metallischen Material (wie zum Beispiel Kupfer) ausgebildet, das sich von den Körperabschnitten der Schalteinheiten 10 aus erstreckt. Die „Körperabschnitte“ hierein bedeuten Abschnitte, die Kerne der Schalteinheiten 10 bilden und beziehen sich in diesem Beispiel auf Harzformabschnitte, die in einer rechtwinkligen Form ausgebildet sind, wenn in der Richtung orthogonal zu den Substraten 14 betrachtet. In der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Verbindungsanschlüsse aus einem flach geformten Bauteil ausgebildet und außerdem ausgebildet, um in eine Richtung parallel zu der Anordnungsfläche 41 von den Körperabschnitten der Schalteinheiten 10 vorzuragen und dann nach unten hin zu biegen und sich nach unten hin zu erstrecken. Dann werden Verbindungsbauteile 87 (siehe 1), wie zum Beispiel Sammelleiter, die unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen metallischen Materials (wie zum Beispiel Kupfer) ausgebildet sind, mit diesen Verbindungsanschlüssen verbunden, wodurch der Steuerkreis, wie in 4 gezeigt ist, ausgebildet wird.
  • In 1 sind Darstellungen der Verbindungsanschlüsse, die in den Schalteinheiten 10 vorgesehen sind, und der Verbindungsbauteile 87, die mit den Kondensatoren 20 verbunden sind, vereinfacht. Anschlussblöcke bzw. Klemmleisten 86, die in 2 und 3 gezeigt sind, werden zum Verbinden der Verbindungsanschlüsse, die in den Schalteinheiten 10 vorgesehen sind, mit den Verbindungsbauteilen 87 verwendet, die mit den positiven Elektroden und negativen Elektroden der Kondensatoren 20 oder Spulen der sich drehenden elektrischen Maschinen MG verbunden sind, und die Verbindungsanschlüsse und die Verbindungsbauteile 87 werden festgemacht und an den Anschlussblöcken bzw. Klemmleisten 86 fixiert durch Befestigungsschrauben bzw. -bolzen. Die Verbindungsanschlüsse und die Verbindungsbauteile 87 können gestaltet sein, um durch eine Schweißung fixiert zu werden. In der vorliegenden Ausführungsform entsprechen der erste positive Elektrodenverbindungsanschluss 11p, der erste negative Elektrodenverbindungsanschluss 11n, der zweite positive Elektrodenverbindungsanschluss 12p, der zweite negative Elektrodenverbindungsanschluss 12n, der dritte positive Elektrodenverbindungsanschluss 13p und der dritte negative Elektrodenverbindungsanschluss 13n den „Verbindungsanschlüssen“ in der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 3 gezeigt ist, sind der erste positive Elektrodenverbindungsanschluss 11p und der erste negative Elektrodenverbindungsanschluss 11n angeordnet, um in einer vorbestimmten Vorsprungsrichtung P parallel zu der Anordnungsfläche 41 von dem Körperabschnitt der ersten Schalteinheit 11 vorzuragen. In diesem Fall kann die „vorbestimmte Vorsprungsrichtung P“ eine beliebige Richtung parallel zu der Anordnungsfläche 41 sein und ist in diesem Beispiel eine Richtung parallel zu einer Seite des rechtwinkligen Harzformabschnitts, wenn in der Richtung orthogonal zu den Substraten 14 (die Höhenrichtung H) betrachtet, wie in 3 gezeigt ist. Wie später beschrieben wird, ist eine Kondensatorgehäusekammer 51a, die die Kondensatoren 20 beherbergt, mit denen der erste positive Elektrodenverbindungsanschluss 11p und der erste negative Elektrodenverbindungsanschluss 11n verbunden sind, derart ausgebildet, dass sich ihr Öffnungsabschnitt 51b zu der Vorsprungsrichtung P hin öffnet.
  • Dies ermöglicht es den Verbindungsschlüssen 11p und 11n der ersten Schalteinheit 11, die mit den Kondensatoren 20 verbunden sind, und Elektrodenanschlüssen der Kondensatoren 20, die zu einer Öffnungsrichtung O hin vorragen, in die gleiche Richtung vorzuragen, und daher ist es möglich, dass Längen von elektrischen Leitungen bzw. Bahnen zwischen der ersten Schalteinheit 11 und den Kondensatoren 20 (Länge des ersten positiven Elektrodenverbindungsanschlusses 11p, des ersten negativen Elektrodenanschlusses 11n, des Verbindungsbauteils 87) verringert zu werden, um klein zu sein, und dass eine Stoßspannung, die durch ein Schalten der Schaltelemente E erzeugt wird, verringert wird, um niedrig zu sein. Es ist außerdem möglich, Formen des ersten positiven Elektrodenverbindungsanschlusses 11p, des ersten negativen Elektrodenverbindungsanschlusses 11n und des Verbindungsbauteils 87 zu vereinfachen.
  • In ähnlicher Weise sind der zweite positive Elektrodenverbindungsanschluss 12p und der zweite negative Elektrodenverbindungschluss 12n angeordnet, um von dem Körperabschnitt der zweiten Schalteinheit 12 in der Vorsprungsrichtung P vorzuragen, und sind der dritte positive Elektrodenverbindungsanschluss 13p und der dritte negative Elektrodenverbindungsanschluss 13n angeordnet, um von dem Körperabschnitt der dritten Schalteinheit 13 in der Vorsprungsrichtung P vorzuragen, und die vorangehend beschriebenen Effekte werden ebenfalls erlangt.
  • Währenddessen sind die Verbindungsanschlüsse 11m der ersten sich drehenden elektrischen Maschine, die Verbindungsanschlüsse 12m der zweiten sich drehenden elektrischen Maschine und der Drosselspulenverbindungsanschluss 13r angeordnet, um von den Körperabschnitten der Schalteinheiten 10 in eine entgegengesetzte Richtung zu der Vorsprungsrichtung P vorzuragen. Mit weggelassenen Details sind Signalleitungen 88 zum Übertragen von Schaltsignalen und dergleichen mit der Steuerplatine 30 mit beiden Endabschnitten der Schalteinheiten 10 auf der Seite in der Vorsprungsrichtung P und Endabschnitten auf der anderen Richtungsseite verbunden.
  • Konfiguration des Kühlers
  • Als Nächstes wird eine Konfiguration des Kühlers 40 beschrieben werden. Der Kühler 40 hat die Anordnungsfläche 41, an der die Schalteinheiten 10 angeordnet sind, und kühlt die Schalteinheiten 10, die an der Anordnungsfläche 41 angeordnet sind. Der Kühler 40 ist aus einem Material mit einer thermischen Leitfähigkeit (zum Beispiel Metall einschließlich Aluminium, ein Harz mit hoher thermischer Leitfähigkeit und dergleichen) ausgebildet.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kühler 40 gestaltet, um die Schalteinheiten 10 durch thermische Leitung über die Wärmesenke 15 unter Verwendung einer Kühlflüssigkeit zu kühlen, die zu der Invertervorrichtung 100 zugeführt wird. Um der zu der Invertervorrichtung 100 zugeführten Kühlflüssigkeit zu erlauben, zu zirkulieren, sind aufwärts vertiefte basisseitige Strömungsbahnen 71 in einer unteren Fläche des Kühlers 40 ausgebildet, wie in 1 und 2 gezeigt ist. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Kühlflüssigkeit dem „Kühlmittel“ in der vorliegenden Erfindung.
  • In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 bis 3 gezeigt ist, weist der Kühler 40 einen Körperabschnitt, der in einer länglichen Form ausgebildet ist, wenn in der Höhenrichtung H betrachtet, und eine Vielzahl von (acht in diesem Beispiel) Befestigungsabschnitten 43 auf, die in einem äußeren Randabschnitt des Körperabschnitts vorgesehen sind, um von den Körperabschnitt vorzuragen (zylindrisch vorzustehen), und der Körperabschnitt und die Befestigungsabschnitte 43 sind einstückig ausgebildet.
  • Da erste Befestigungsschrauben bzw. -bolzen 61, die von einer unteren Seite in Durchgangslöcher eingesetzt sind, die in dem Basisbauteil 3 vorgesehen sind, an Befestigungslöchern fixiert sind, die in den Befestigungsabschnitten 43 ausgebildet sind, wird der Kühler 40 festgemacht und an dem Basisbauteil 3 in der vertikalen Richtung fixiert. Wie in 1 gezeigt ist, da zweite Dichtbauteile 82 zwischen der unteren Fläche des Kühlers 40 und einer oberen Fläche des Basisbauteils 3 angeordnet sind und der Kühler 40 und das Basisbauteil 3 in der vertikalen Richtung durch die ersten Befestigungsbolzen bzw. -schrauben 61 aneinander festgemacht und fixiert sind, ist die Kühlflüssigkeit, die durch die basisseitigen Strömungsbahn 71 zirkuliert, daran gehindert, von den basisseitigen Strömungsbahnen 71 aus zu lecken.
  • Zumindest einige der Befestigungsabschnitte 43, die in dem Kühler 40 vorgesehen sind, haben Halterbefestigungsabschnitte 42 an der oberen Seite und der Stützhalter 50 ist an den Halterbefestigungsabschnitten 42 befestigt. In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3 gezeigt ist, dienen sechs Befestigungsabschnitte 43 aus den Befestigungsabschnitten 43 als kombinierte Abschnitte, in denen die Halterbefestigungsabschnitte 42 an der oberen Seite der Befestigungsabschnitte 43 vorgesehen sind und haben eine Form, die relativ zu den verbleibenden zwei Befestigungsabschnitten 43 nach oben hin vorragt. Der Körperabschnitt, die Befestigungsabschnitte 43 und die Halterbefestigungsabschnitte 42 sind alle durch einstückiges Formen, Passen und so weiter integriert.
  • Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist die Anordnungsfläche 41 zum Anordnen der Schalteinheiten 10 an der oberen Fläche des Körperabschnitts des Kühlers 40 ausgebildet. In diesem Fall weist in der vorliegenden Ausführungsform die Invertervorrichtung 100 die drei Schalteinheiten 10 auf und jede der Schalteinheiten 10 ist derart gestaltet, dass die Wärmesenke 15 an der unteren Seite freiliegend ist. Deshalb ist die Anordnungsfläche 41, die in dem Kühler 40 vorgesehen ist, derart ausgebildet, dass die Schalteinheiten 10, in denen die Wärmesenke 15 an der unteren Seite freiliegend ist, an der Anordnungsfläche 41 montiert bzw. befestigt sind.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind die Schalteinheiten 10 angeordnet, um die Anordnungsfläche 41 zu berühren. Wie in 2 gezeigt ist, weist die Anordnungsfläche 41 einen ebenen Abschnitt auf, der von der unteren Seite an einem flachen Abschnitt der Wärmesenke 15 anliegt, an dem die Abstrahllamellen nicht ausgebildet sind, und weist vertiefte Abschnitte auf, die sich auf unteren Seiten der Lamellen bildenden Abschnitte der Wärmesenke 15 befinden, in denen die Abstrahllamellen ausgebildet sind und sind relativ zu den ebenen Abschnitten nach unten hin vertieft. In diesem Beispiel sind die vertieften Abschnitte der Anordnungsfläche 41 Flächen mit Vertiefungen bzw. Aussparungen und Vorsprüngen, die der Form der Abstrahllamellen entsprechen.
  • Einheitsseitige Strömungsbahnen 70, die als Strömungsbahnen für die Kühlflüssigkeit zum Kühlen der Schalteinheit 10 dienen, sind zwischen der unteren Fläche der Wärmesenke 15 (das heißt, die vorangehend beschriebene Wärmeübertragungsfläche 15a) und der Anordnungsfläche 41 ausgebildet. Insbesondere sind Räume, die durch die Wärmeübertragungsfläche 15a einschließlich der Fläche der Abstrahllamellen der Wärmesenke 15 und der Anordnungsfläche 41 definiert sind, die einheitsseitigen Strömungsbahnen 70. In der vorliegenden Ausführungsform entsprechen die einheitsseitigen Strömungsbahnen 70 den „Strömungsbahnen“ in der vorliegenden Erfindung.
  • Die einheitsseitigen Strömungsbahnen 70 kommunizieren mit den basisseitigen Strömungsbahnen 71 durch Verbindungsabschnitte (nicht gezeigt) und die Kühlflüssigkeit, die zu der Invertervorrichtung 100 zugeführt wird, wird durch die basisseitigen Strömungsbahnen 71 zu den einheitsseitigen Strömungsbahnen 70 zugeführt. Dies ermöglicht es dem Kühler 40, die Schalteinheiten 10 effizient zu kühlen, die über den einheitsseitigen Strömungsbahnen 70 angeordnet sind, während eine Temperatur von diesem selbst verringert wird, um niedrig zu sein, durch ein Austauschen einer Wärme mit der zugeführten Kühlflüssigkeit.
  • Wie in 1 und 2 gezeigt ist, sind erste Dichtbauteile 81 zwischen der Wärmesenke 15 und der Anordnungsfläche 41 angeordnet und die Kühlflüssigkeit, die durch die einheitsseitigen Strömungsbahnen 70 zirkuliert, ist dementsprechend daran gehindert, von den einheitsseitigen Strömungsbahnen 70 zwischen der Anordnungsfläche 41 und der unteren Fläche der Wärmesenke 15 hindurch auszulaufen bzw. zu lecken.
  • In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3 gezeigt ist, ist die Vielzahl von (drei in diesem Beispiel) Schalteinheiten 10 derart angeordnet, dass die Vorsprungsrichtung P von diesen wechselweise die gleiche Richtung ist und außerdem Seite an Seite in einer Richtung orthogonal zu der Vorsprungsrichtung P angeordnet ist, wenn in der Höhenrichtung H betrachtet, die orthogonal zu der Anordnungsfläche 41 ist. In Übereinstimmung mit solch einer Konfiguration ist der Kühler 40 derart ausgebildet, dass der Körperabschnitt von diesem eine längliche Form aufweist, dessen lange Seite orthogonal zu der Vorsprungsrichtung P ist, wenn in der Höhenrichtung H betrachtet, und der Kühler 40 ist an dem Basisbauteil 3 derart befestigt, dass sich die lange Seite entlang der Längsrichtung L erstreckt. Kurz gesagt ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Anordnungsrichtung von der Vielzahl von den Schalteinheiten 10 parallel zu der Längsrichtung L.
  • Konfiguration des Stützhalters
  • Als Nächstes wird eine Konfiguration des Stützhalters 50 beschrieben werden. Der Stützhalter 50 weist die Kondensatorunterbringungskammer 51a, an der die Steuerplatine 30 befestigt ist, und die die Kondensatoren 20 beherbergt, und Platinenbefestigungsabschnitte 52 auf, die auf der gegenüberliegenden Seite des Kühlers 40 von der Kondensatorbeherbergungskammer 51a sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Kondensatoren 20 (der erste Kondensator 21 und der zweite Kondensator 22) ausgebildet, um zwei parallele ebene Flächen 23 (siehe 1 und 2) parallel zueinander zu haben, und sowohl der erste Kondensator 21 als auch der zweite Kondensator 22 sind in der Kondensatorbeherbergungskammer 51a beherbergt. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Stützhalter 50 dem „Stützbauteil“ in der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist die Kondensatorunterbringungskammer bzw. Kondensatorbeherbergungskammer 51a in einem kammerbildenden Abschnitt 51 ausgebildet, der in dem Stützhalter 50 vorgesehen ist. Der kammerbildende Abschnitt bzw. Kammerbildungsabschnitt 51 ist ein rechtwinkliges parallelflaches Bauteil mit einer offenen Fläche und ist aus einem isolierenden Material, wie zum Beispiel einem Harz, ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der kammerbildende Abschnitt 51 ausgebildet, so dass sein Innenraum eine einheitliche Höhe aufweist und, wie in 1 und 2 gezeigt ist, sowohl eine obere Flächenwand als auch eine untere Flächenwand von diesem flache Flächen sind, die parallel zueinander sind. Daher ist die Kondensatorunterbringungskammer 51a, die innerhalb des kammerbildenden Abschnitts 51 ausgebildet ist, außerdem als ein Raum mit einem oberen Flächenabschnitt und einem unteren Flächenabschnitt ausgebildet, die parallel zueinander sind. Insbesondere ist die Kondensatorunterbringungskammer 51a als ein rechtwinkliger parallelflacher Raum ausgebildet, wie in 3 gezeigt ist, und eine Öffnung des kammerbildenden Abschnitts 51 ist der Öffnungsabschnitt 51b der Kondensatorunterbringungskammer 51a. In der vorliegenden Ausführungsform ist lediglich eine Fläche des kammerbildenden Abschnitts 51 offen und der Rest ist geschlossen. Deshalb ist in der vorliegenden Ausführungsform die Kondensatorunterbringungskammer 51a ein Raum, der lediglich in dem Öffnungsabschnitt 51b offen ist, und der Rest ist geschlossen. Kurz gesagt, ist in diesem Beispiel die Kondensatorunterbringungskammer 51a festgelegt und durch eine obere Flächenwand, eine untere Flächenwand und Seitenwände ausgebildet, die umgebende Seitenflächen mit Ausnahme des Öffnungsabschnitts 51b abdecken.
  • Währenddessen sind die Platinenbefestigungsabschnitte 52 in einem plattenartigen Abschnitt 55 ausgebildet, der in dem Stützhalter 50 vorgesehen ist, und in diesem Beispiel sind die Platinenbefestigungsabschnitte 52 einstückig mit dem plattenartigen Abschnitt 55 ausgebildet. Der plattenartige Abschnitt 55 ist ein flach geformtes Bauteil, dessen Mittenabschnitt relativ zu einem äußeren Umfangsabschnitt erhaben bzw. erhöht ist. Der plattenartige Abschnitt 55 ist an einem oberen Flächenabschnitt des kammerbildenden Abschnitts 51 angeordnet und ist mit dem kammerbildenden Abschnitt 51 durch einstückiges Formen, Passen oder dergleichen integriert. Der plattenartige Abschnitt 55 ist aus einem Material mit thermischer Leitfähigkeit (zum Beispiel Metall, wie zum Beispiel Aluminium, einem Harz, und so weiter) ausgebildet. Zum Beispiel in einem Fall, in dem der kammerbildende Abschnitt 51 aus einem Harz hergestellt ist und der plattenartige Abschnitt 55 aus Metall (wie zum Beispiel Aluminium) hergestellt ist, ist es möglich, den Stützhalter 50, in dem der kammerbildenden Abschnitt 51 und der plattenartige Abschnitt 55 zusammen integriert sind, unter Verwendung einer integralen Formungstechnik für Metall (wie zum Beispiel Aluminium) und einem Harz herzustellen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind die Platinenbefestigungsabschnitte 52 in einer zylindrischen Form ausgebildet, die von dem plattenartigen Abschnitt 55 nach oben hin vorragt. Der plattenartige Abschnitt 55 ist in einer rechtwinkligen bzw. rechteckigen Form ausgebildet, wenn in einer Richtung orthogonal zu dem oberen Flächenabschnitt des kammerbildenden Abschnitts 51 (parallel zu der Höhenrichtung H in diesem Beispiel) betrachtet wird. Wie in 3 gezeigt ist, sind die Platinenbefestigungsabschnitte 52 in dem äußeren Umfangsabschnitt bzw. dem Außenumfangsabschnitt des plattenartigen Abschnitts 55 ausgebildet und die Platinenbefestigungsabschnitte 52 sind an einer Mittenseite des Außenumfangsabschnitts ebenfalls ausgebildet. Da dritte Befestigungsbolzen bzw. -schrauben 63, die von der oberen Seite in Durchgangslöcher eingesetzt sind, welche in der Steuerplatine 30 vorgesehen sind, an den Platinenbefestigungsabschnitten 52 befestigt sind, ist die Steuerplatine 30 festgemacht und an dem Stützhalter 50 in der vertikalen Richtung fixiert.
  • Ferner sind Befestigungs- bzw. Anbringungsabschnitte 53 zum Fixieren des Stützhalters 50 an dem Kühler 40 an sechs Stellen in einem Randabschnitt des plattenartigen Abschnitts 55 ausgebildet. Die Anbringungsabschnitte 53 sind an Positionen ausgebildet, die den Halterbefestigungsabschnitten 42 entsprechen, die in dem Kühler 40 ausgebildet sind, und zweite Befestigungsbolzen bzw. - schrauben 62, die von der oberen Seite in Durchgangslöcher der Anbringungsabschnitte 53 eingesetzt sind, sind an den Halterbefestigungsabschnitten 42 derart fixiert bzw. befestigt, dass der Stützhalter 50 festgemacht und an den Kühler 40 in der vertikalen Richtung fixiert ist. Dies macht es dementsprechend für den Kühler 40 möglich, die Kondensatoren 20 und die Steuerplatine 30 durch thermische Leitung über den Stützhalter 50 zu kühlen.
  • Ferner, wie in 3 gezeigt ist, ist der Stützhalter 50 an dem Kühler 40 in einer Orientierung fixiert bzw. befestigt, in der der Öffnungsabschnitt 51b der Gehäuseunterbringungskammer 51a sich zu der Vorsprungsrichtung P hin öffnet. Mit anderen Worten ist der Öffnungsabschnitt 51b, der in der Kondensatorunterbringungskammer 51a vorgesehen ist, ist ein Öffnungsabschnitt, der sich zu der Vorsprungsrichtung P hin offen ist. In diesem Beispiel ist die Öffnungsrichtung O des Öffnungsabschnitts 51b die gleiche Richtung wie die Vorsprungsrichtung P oder eine Richtung parallel zu der Vorsprungsrichtung P, um genauer zu sein. In diesem Beispiel ist eine Öffnungsfläche, die durch den Öffnungsabschnitt 51b festgelegt ist, eine ebene Fläche und eine Normalenrichtung zu der ebenen Fläche ist die Öffnungsrichtung O des Öffnungsabschnitts 51b.
  • Hier wird eine Konfiguration der Kondensatorunterbringungskammer 51a detaillierter beschrieben werden. Wie vorangehend beschrieben ist, sind sowohl der obere Flächenabschnitt als auch der untere Flächenabschnitt des kammerbildenden Abschnitts 51, in dem die Kondensatorunterbringungskammer 51a ausgebildet ist, flache Flächen, die zueinander parallel sind. Deshalb ist die Kondensatorunterbringungskammer 51a ebenfalls als ein Raum mit dem oberen Flächenabschnitt und dem unteren Flächenabschnitt ausgebildet, welche zwei Flächen sind, die parallel zueinander sind, und ist als ein rechtwinkliger parallelflacher Raum als ein Ganzes ausgebildet.
  • Der untere Flächenabschnitt der Kondensatorunterbringungskammer 51a, mit anderen Worten eine untere Fläche des unteren Flächenabschnitts des kammerbildenden Abschnitts 51, ist eine parallele gegenüberliegende Fläche 51c, die parallel zu der Anordnungsfläche 41 angeordnet ist und der Anordnungsfläche 41 in einem Zustand zugewandt ist, in dem der Stützhalter 50 an den Kühler 40 fixiert ist. Kurz gesagt ist die parallele gegenüberliegende Fläche 51c an einer unteren Seite der Kondensatorunterbringungskammer 51a vorgesehen. Die Kondensatorunterbringungskammer 51a beherbergt die Kondensatoren 20 in einem Zustand, in dem die zwei parallelen planaren Flächen 23 parallel zu der parallelen gegenüberliegenden Fläche 51c angeordnet sind. Deshalb ist ein Raum, der durch die Kondensatorunterbringungskammer 51a belegt bzw. besetzt ist, die den ersten Kondensator 21 und den zweiten Kondensator 22 beherbergt bzw. unterbringt und ausgebildet ist, um zwei parallele planare Flächen 23 parallel zueinander zu haben, verringert, um in der vertikalen Richtung klein zu sein.
  • In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3 gezeigt ist, ist die Kondensatorunterbringungskammer 51a in einer länglichen Form in einer Draufsicht in einer Richtung orthogonal zu der parallelen gegenüberliegenden Fläche 51c ausgebildet (hiernach einfach als eine „Draufsicht“ bezeichnet), und ist derart angeordnet, dass eine lange Seite 54 von dieser orthogonal zu der Öffnungsrichtung O in der Draufsicht ist. In diesem Beispiel, da die Öffnungsrichtung O parallel zu der Vorsprungsrichtung P ist, ist die Kondensatorunterbringungskammer 51a derart angeordnet, dass die lange Seite 54 orthogonal zu der Vorsprungsrichtung P ist. Entsprechend ist ebenfalls die parallele gegenüberliegende Fläche 51c in einer länglichen Form ausgebildet und derart angeordnet, dass eine lange Seite von dieser orthogonal zu der Öffnungsrichtung O (Vorsprungsrichtung P) in der Draufsicht ist.
  • Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform die Vielzahl von (fünf in diesem Beispiel) Kondensatoreinheiten 20a in der Kondensatorunterbringungskammer 51a beherbergt und der erste Kondensator 21 und der zweite Kondensator 22 sind aus der einzelnen Kondensatoreinheit 20a oder der Vielzahl von Kondensatoreinheiten 20a ausgebildet, die parallel miteinander verbunden sind. Die parallelen ebenen Flächen bzw. planaren Flächen 23 der vorangehend beschriebenen Kondensatoren 20 (der erste Kondensator 21 und der zweite Kondensator 22) sind durch die zwei parallelen planaren Flächen ausgebildet, die in den Kondensatoreinheiten 20a und parallel zueinander vorgesehen sind.
  • In diesem Beispiel sind die Kondensatoreinheiten 20a Filmkondensatoren, die durch ein Wickeln oder Stapeln eines dielektrischen Films ausgebildet sind, auf dem ein metallischer Film durch zum Beispiel eine Ablagerung vorgesehen ist, und die in einer im Allgemeinen rechteckigen parallelflachen Form ausgebildet sind. Die Kondensatoreinheiten 20a sind derart angeordnet, dass eine längste Seite des rechtwinkligen bzw. rechteckigen Parallelflachs sich entlang der Öffnungsrichtung O des Öffnungsabschnitts 51b erstreckt, und die Vielzahl von Kondensatoreinheiten 20a (siehe 2) sind Seite an Seite entlang der Längsrichtung L angeordnet.
  • Die Kondensatoreinheiten 20a sind in der Kondensatorunterbringungskammer 51a zusammen mit einem eingefüllten Harz 60 beherbergt, das durch den Öffnungsabschnitt 51b der Kondensatorunterbringungskammer 51a eingespritzt ist. Mit anderen Worten sind in der vorliegenden Ausführungsform sowohl der erste Kondensator 21 als auch der zweite Kondensator 22 in der Kondensatorunterbringungskammer 51a zusammen mit dem eingefüllten Harz 60 beherbergt. Dies macht es möglich, die Kondensatoren 20 an dem Stützhalter 50 zu fixieren, während eine Verschlechterung der Kondensatoren 20 aufgrund einer Feuchtigkeit von außen verhindert wird. Das eingefüllte Harz 60 ist zum Beispiel ein Urethanharz oder ein Epoxidharz. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kondensatorunterbringungskammer 51a lediglich in dem Öffnungsabschnitt 51b offen und die verbleibenden Abschnitte sind geschlossen. Der Öffnungsabschnitt 51b ist in einem Seitenflächenabschnitt mit einer kleineren Fläche bzw. einem kleineren Bereich als jenem eines Bodenflächenabschnitts in der rechteckigen parallelflachen Kondensatorunterbringungskammer 51a ausgebildet. Dementsprechend kann ein Volumen des eingefüllten Harzes 60, das erforderlich ist, um Feuchtigkeit am Eindringen von außen zu hindern, verringert zu werden, um klein zu sein, wodurch Herstellungskosten und ein Gewicht verringert zu werden, um niedrig zu sein.
  • Wie vorangehend beschrieben ist, da die zweiten Befestigungsbolzen bzw. - schrauben 62, die von der oberen Seite in die Durchgangslöcher der Anbringungsabschnitte 53 eingesetzt sind, die in dem Stützhalter 50 ausgebildet sind, an den Halterbefestigungsabschnitten 42 fixiert sind, ist der Stützhalter 50 festgemacht und an dem Kühler 40 in der vertikalen Richtung fixiert. Zu diesem Zeitpunkt, wie in 1 und 2 gezeigt ist, berührt die parallele gegenüberliegende Fläche 51c (liegt an) obere Flächen der Schalteinheiten 10 und drückt die Schalteinheiten 10 zu dem Kühler 40 hin. Mit anderen Worten ist der Stützhalter 50 an dem Kühler 40 in einem Zustand befestigt, in dem die Schalteinheiten 10 durch die parallele gegenüberliegende Fläche 51c zu dem Kühler 40 hin gedrückt werden. Dies macht es möglich, eine Befestigungsstruktur bzw. einen Fixierungsaufbau zum Befestigen der Schalteinheiten 10 an dem Kühler 40 zu vereinfachen, wodurch eine kleinere Anzahl von Teilen und eine Vereinfachung eines Zusammenbauvorgangs erreicht werden.
  • Bei dieser Gelegenheit, da die parallele gegenüberliegende Fläche 51c, die die Schalteinheiten 10 drückt, in dem Bodenflächenabschnitt des kammerbildenden Abschnitts 51 ausgebildet ist, der in dem Stützhalter 50 vorgesehen ist, ist es relativ flexibel in einem Auswählen eines Materials, und es möglich, die Schalteinheiten 10 in einem Abschnitt zu drücken, in dem es relativ leicht ist, die Festigkeit zu gewährleisten. Deshalb ist der Stützhalter 50 daran gehindert, aufgrund eines Drückens der Schalteinheiten 10 zu dem Kühler 40 hin deformiert zu werden, und die Schalteinheiten 10 sind in der Lage, noch bestimmter zu dem Kühler 40 hin gedrückt zu werden.
  • Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform jede von der Vielzahl (drei in diesem Beispiel) Schalteinheiten 10 angeordnet, um einen Abschnitt zu haben, der die parallele gegenüberliegende Fläche 51c überlappt, wenn in der Höhenrichtung H betrachtet. Insbesondere befindet sich in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 gezeigt ist, ein Endabschnitt der parallelen gegenüberliegenden Fläche 51c auf der Seite in der Vorsprungsrichtung P auf der Seite in der Vorsprungsrichtung P relativ zu Endabschnitten der Körperabschnitte der Schalteinheiten 10 (Harzformabschnitte) auf der Seite in der Vorsprungsrichtung P, und ein Endabschnitt der parallelen gegenüberliegenden Fläche 51c auf der Seite in einer Richtung entgegengesetzt zu der Vorsprungsrichtung P befindet sich auf der Seite in der Vorsprungsrichtung P relativ zu Endabschnitten der Körperabschnitte der Schalteinheiten 10 auf der Seite in der Richtung der Vorsprungsrichtung P. Außerdem, wie in 2 gezeigt ist, ist die parallele gegenüberliegende Fläche 51c angeordnet, um den größten Teil der Körperabschnitte der drei Schalteinheiten 10 in der Längsrichtung L abzudecken.
  • Daher ist in der vorliegenden Ausführungsform jede von der Vielzahl von Schalteinheiten 10 derart angeordnet, dass ein Gesamtbereich von diesen in der Vorsprungsrichtung P und der Längsrichtung L mit Ausnahme eines Teilbereichs auf der gegenüberliegenden Seite zu der Vorsprungsrichtung P die parallele gegenüberliegende Fläche 51c überlappt. Dies ermöglicht es der einen parallelen gegenüberliegenden Fläche 51c, alle von den drei Schalteinheiten 10 zu dem Kühler 40 hin zu drücken.
  • Andere Ausführungsformen
  • Schließlich werden andere Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Charakteristiken, die in den entsprechenden Ausführungsformen nachfolgend beschrieben sind, sind nicht exklusiv in der speziellen Ausführungsform verwendbar und sind ebenfalls auf andere Ausführungsformen anwendbar, solange keine Widersprüchlichkeit verursacht ist.
    • (1) In der vorliegenden Ausführungsform kann die parallele gegenüberliegende Fläche 51c die Schalteinheiten 10 zu dem Kühler 40 hin in dem Zustand drücken, in dem die parallele gegenüberliegende Fläche 51c an den oberen Flächen der Schalteinheiten 10 anliegt. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und können eine Konfiguration haben, in der ein anderes Bauteil (zum Beispiel ein Kautschuk- bzw. Gummimaterial oder dergleichen) zwischen der parallelen gegenüberliegenden Fläche 51c und den oberen Flächen der Schalteinheiten 10 angeordnet ist und die parallele gegenüberliegende Fläche 51c die Schalteinheiten 10 durch das andere Bauteil zu dem Kühler 40 hindrückt. In solch einer Konfiguration kann das andere Bauteil aus einem Material mit einer niedrigen thermischen Leitfähigkeit hergestellt sein, wodurch eine Wärmeisolation zwischen den Schalteinheiten 10 und dem Stützhalter 50 noch bestimmter erreicht wird.
    • (2) In der vorliegenden Ausführungsform können die Abstrahllamellen in der Wärmeübertragungsfläche 15a ausgebildet sein, die eine Fläche der Schalteinheiten 10 ist, welche der Anordnungsfläche 41 zugewandt ist. Jedoch sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und die Abstrahllamellen bzw. -finnen können nicht in der Wärmeübertragungsfläche 15a vorgesehen sein. Diese Konfiguration kann eine Konfiguration sein, in der der gesamte Bereich der Wärmeübertragungsfläche 15a in Kontakt mit der Anordnungsfläche 41 gebracht ist und die Strömungsbahnen für die Kühlflüssigkeit nicht zwischen der Wärmeübertragungsfläche 15a und der Anordnungsfläche 41 ausgebildet sind. Selbst in solch einer Konfiguration wird durch ein Anordnen der Schalteinheiten 10 derart, dass die Wärmeübertragungsfläche 15a in gutem Kontakt mit der Anordnungsfläche 41 ist, Wärme von den Schaltelementen E durch die Anordnungsfläche 41 gut zu dem Kühler 40 abgestrahlt, wodurch die Schaltelemente E geeignet gekühlt werden.
    • (3) In der vorangehenden Ausführungsform sind die Schalteinheiten 10 angeordnet, um die Kontakt mit der Anordnungsfläche 41 zu sein. Jedoch sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und können eine Konfiguration haben, in der die Schalteinheiten 10 nicht angeordnet sind, um mit der Anordnungsfläche 41 in Kontakt zu sein, sondern an der Anordnungsfläche 41 durch ein anderes Bauteil befestigt zu sein, das zwischen den Schalteinheiten 10 und der Anordnungsfläche 41 angeordnet ist.
    • (4) In der vorangehenden Ausführungsform hat die Kondensatorunterbringungskammer 51a den Öffnungsabschnitt 51b, der sich zu der Vorsprungsrichtung P hin öffnet und ist lediglich in dem Öffnungsabschnitt 51b offen. Jedoch sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und können eine Konfiguration haben, in der die Kondensatorunterbringungskammer 51a einen Öffnungsabschnitt aufweist, der sich zu einer Richtung parallel zu der Anordnungsfläche 41 und orthogonal zu der Vorsprungsrichtung P öffnet und lediglich in dem Öffnungsabschnitt offen ist. Eine andere Konfiguration kann ebenfalls eingesetzt werden, in der die Kondensatorunterbringungskammer 51a einen Öffnungsabschnitt aufweist, der sich zu einer entgegengesetzten Richtung zu der Vorsprungsrichtung P hin öffnet und lediglich in dem Öffnungsabschnitt offen ist.
    • (5) In der vorangehenden Ausführungsform ist die Kondensatorunterbringungskammer 51a lediglich in einer Fläche (dem Öffnungsabschnitt 51b) offen und die Öffnungsfläche ist eine ebene Fläche. Jedoch sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und können eine Konfiguration haben, in der die Kondensatorunterbringungskammer 51a ausgebildet ist, um in einer Vielzahl von Flächen offen zu sein. Außerdem ist eine Form der Öffnungsfläche nicht auf eine planare bzw. ebene Fläche beschränkt und eine Konfiguration kann eingesetzt werden, in der die Öffnungsfläche als eine bogenartige Fläche ausgebildet ist. In diesem Fall ist eine Normalenrichtung zu einem Mittelpunkt der bogenartigen Fläche die Öffnungsrichtung O des Öffnungsabschnitts. Außerdem kann solch eine Konfiguration eingesetzt werden, dass die Öffnungsfläche als eine kombinierte Fläche ausgebildet ist, in der eine Vielzahl von (zum Beispiel zwei oder drei) planaren Flächen mit verschiedenen Normalenrichtungen zueinander angeordnet sind, um in gleichen Flächen enthalten zu sein, und in diesem Fall ist ein Durchschnittswert der Normalenrichtung (eine Summe von Normalenvektoren) der entsprechenden planaren Flächen die Öffnungsrichtung O des Öffnungsabschnitts.
    • (6) In der vorangehenden Ausführungsform sind die Kondensatoren 20 in der Kondensatorunterbringungskammer 51a zusammen mit dem eingefüllten Harz 60 untergebracht. Jedoch sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und können eine Konfiguration haben, in der das eingefüllte Harz 60 nicht in der Kondensatorunterbringungskammer 51a vorgesehen ist, und die Kondensatoren 20 sind durch Befestigungsbolzen, Passungen oder dergleichen in der Kondensatorunterbringungskammer 51a gestützt.
    • (7) In der vorangehenden Ausführungsform hat die Invertervorrichtung bzw. Wandlereinrichtung 100 die Vielzahl von (insbesondere drei) Schalteinheiten 10 und die Vielzahl von Schalteinheiten 10 ist derart angeordnet, dass die Vorsprungsrichtung P wechselseitig die gleiche Richtung ist. Jedoch sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und eine Gestaltung bzw. eine Konfiguration kann angewendet werden, in der zumindest einige von der Vielzahl von Schalteinheiten 10 angeordnet sind, um eine unterschiedliche Vorsprungsrichtung P zueinander zu haben. In solch einer Konfiguration ist es immer noch wünschenswert, dass eine Anordnungsrichtung von der Vielzahl von Schalteinheiten 10 eine Richtung parallel zu der Längsrichtung L ist.
    • (8) In der vorangehenden Ausführungsform ist die Anordnungsrichtung von der Vielzahl von Schalteinheiten 10 eine Richtung orthogonal zu der Vorsprungsrichtung P, wenn in der Höhenrichtung H betrachtet. Jedoch sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und die Vielzahl von Schalteinheiten 10 kann derart angeordnet sein, dass die Anordnungsrichtung von der Vielzahl von Schalteinheiten 10 eine Richtung ist, die sich mit der Vorsprungsrichtung P bei einem Winkel kleiner als 90° schneidet, wenn in der Höhenrichtung H betrachtet, oder einer Richtung parallel zu der Vorsprungsrichtung P.
    • (9) In der vorangehenden Ausführungsform ist die Kondensatorunterbringungskammer 51a in einer länglichen Form in einer Draufsicht ausgebildet und ist die lange Seite 54 von dieser orthogonal zu der Öffnungsrichtung O des Öffnungsabschnitts 51b in der Draufsicht. Jedoch sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und eine Konfiguration kann angewendet werden, in der die lange Seite 54 parallel zu der Öffnungsrichtung O in der Draufsicht angeordnet ist. Ferner ist die Form der Kondensatorunterbringungskammer 651a nicht auf die längliche Form in der Draufsicht beschränkt und verschiedene Formen, wie zum Beispiel polygonale Formen verschieden zu einem Viereck, und kreisförmige Formen (einschließlich Ellipse) können eingesetzt werden.
    • (10) In der vorangehenden Ausführungsform hat die Invertervorrichtung 100 die Vielzahl von Schalteinheiten 100 und jede von der Vielzahl von Schalteinheiten 100 ist angeordnet, um einen Abschnitt zu haben, der die parallele gegenüberliegende Fläche 51c überlappt, wenn in der Höhenrichtung H betrachtet. Jedoch sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und eine Konfiguration kann eingesetzt werden bzw. angenommen werden, in der lediglich einige von den Schalteinheiten 10 angeordnet sind, um Abschnitte zu haben, die die parallele gegenüberliegende Fläche 51c überlappen, wenn in der Höhenrichtung H betrachtet, und die verbleibenden Schalteinheiten 10 werden zu Positionen bewegt und an diesen angeordnet, an denen keine Überlappungen zwischen den verbleibenden Schalteinheiten 10 und der parallelen gegenüberliegenden Fläche 51c vorliegen, wenn in der Höhenrichtung H betrachtet.
    • (11) In der vorangehenden Ausführungsform sind sowohl der erste Kondensator 21 als auch der zweite Kondensator 22 ausgebildet, um zwei parallele planare Flächen 23 parallel zueinander zu haben und sind in der Kondensatorunterbringungskammer 51a beherbergt. Jedoch sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und eine Gestaltung kann angewendet werden, in der lediglich der erste Kondensator 21 in der Kondensatorunterbringungskammer 51a beherbergt ist und der zweite Kondensator 22 außerhalb der Kondensatorunterbringungskammer 51a angeordnet ist, wie zum Beispiel in einem Raum unterhalb des Kühlers 40. In solch einer Konfiguration entspricht der erste Kondensator 21 dem „Kondensator“ in der vorliegenden Erfindung und eine beliebige Form (wie zum Beispiel eine zylindrische Form, die nicht die zwei planaren Flächen parallel zueinander aufweist) kann als eine Form des zweiten Kondensators 22 angenommen werden.
    • (12) In der vorangehenden Ausführungsform führt die Invertervorrichtung 100 eine Antriebssteuerung der zwei sich drehenden elektrischen Maschinen MG durch. Jedoch sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und können eine Konfiguration haben, in der die Anzahl von den sich drehenden elektrischen Maschinen MG, die durch die Invertervorrichtung 100 antreibend gesteuert werden, anders als zwei (zum Beispiel eins, drei oder vier) ist. Außerdem ist die vorliegende Erfindung auf die Invertervorrichtung 100 zum Durchführen einer Antriebssteuerung von den sich drehenden elektrischen Maschinen MG angewendet. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nicht darauf beschränkt und die vorliegende Erfindung ist auf verschiedene Halbleitervorrichtungen anwendbar.
    • (13) Außerdem sind bezüglich anderer Konfigurationen die hierin beschriebenen Ausführungsformen in allen Hinsichten illustrativ und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Das heißt, es ist klar, dass eine Konfiguration, die durch ein geeignetes Ändern eines Teils einer Konfiguration, der nicht in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, erlangt wird, ebenfalls in den technischen Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fällt, solange die erlangte Konfiguration eine Konfiguration, die in den Ansprüchen beschrieben ist, oder eine Konfiguration umfasst, die äquivalent dazu ist.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die vorliegende Erfindung ist geeignet anwendbar auf eine Halbleitervorrichtung, die eine Elementeinheit mit einem Halbleiterelement, einen Kondensator, der elektrisch mit der Elementeinheit verbunden ist, eine Steuerplatine, die das Halbleiterelement steuert, und einen Kühler aufweist, der eine Elementeinheitanordnungsfläche aufweist, die derart angeordnet ist, dass die Elementeinheit an der Elementeinheitanordnungsfläche montiert ist, und der die Elementeinheit kühlt, die an der Elementeinheitanordnungsfläche angeordnet ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Schalteinheit (Elementeinheit)
    11p
    erster positiver Elektrodenverbindungsanschluss (Verbindungsanschluss)
    11n
    erster negativer Elektrodenverbindungsanschluss (Verbindungsanschluss)
    12p
    zweiter positiver Elektrodenverbindungsanschluss (Verbindungsanschluss)
    12n
    zweiter negativer Elektrodenverbindungsanschluss (Verbindungsanschluss)
    13p
    dritter positiver Elektrodenverbindungsanschluss (Verbindungsanschluss)
    13n
    dritter negativer Elektrodenverbindungsanschluss (Verbindungsanschluss)
    15a
    Wärmeübertragungsfläche
    20
    Kondensator
    23
    parallele planare Fläche
    30
    Steuerplatine
    40
    Kühler
    41
    Anordnungsfläche (Elementeinheitanordnungsfläche)
    50
    Stützhalter (Stützbauteil)
    51a
    Kondensatorunterbringungskammer
    51b
    Öffnungsabschnitt
    51c
    parallele gegenüberliegende Fläche
    52
    Platinenbefestigungsabschnitt
    54
    lange Seite
    60
    eingefülltes Harz
    70
    einheitsseitige Strömungsbahn (Strömungsbahn)
    100
    Invertervorrichtung (Halbleitervorrichtung)
    E
    Schaltelement (Halbleiterelement)
    O
    Öffnungsrichtung
    P
    Vorsprungsrichtung

Claims (5)

  1. Halbleitervorrichtung (100) mit einer Elementeinheit (10) mit einem Halbleiterelement (E), einem Kondensator (20), der mit der Elementeinheit elektrisch verbunden ist, einer Steuerplatine (30), die das Halbleiterelement steuert, und einem Kühler (40), der eine Elementeinheitanordnungsfläche (41) hat, die derart angeordnet ist, dass die Elementeinheit an der Elementeinheitanordnungsfläche montiert ist, und die Elementeinheit kühlt, die an der Elementeinheitanordnungsfläche angeordnet ist, welche Folgendes aufweist ein Stützbauteil (50), das eine Kondensatorunterbringungskammer (51a), die den Kondensator unterbringt, und einen Platinenbefestigungsabschnitt (52) aufweist, der von dem Kühler über die Kondensatorunterbringungskammer hinweg liegt und die Steuerplatine an dem Platinenbefestigungsabschnitt befestigt hat, wobei der Kondensator zwei parallele planare Flächen (23) hat, die parallel zueinander sind, die Kondensatorunterbringungskammer eine parallele gegenüberliegende Fläche (51c) hat, die parallel zu der Elementeinheitanordnungsfläche ist und der Elementeinheitanordnungsfläche zugewandt ist, und den Kondensator in einem Zustand unterbringt, in dem die zwei parallelen planaren Flächen parallel zu der parallelen gegenüberliegenden Fläche angeordnet sind, und das Stützbauteil an dem Kühler in einem Zustand befestigt ist, in dem die parallele gegenüberliegende Fläche die Elementeinheit zu dem Kühler hin drückt.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Verbindungsanschluss (11p, 11n, 12p, 12n, 13p, 13n) der mit dem Kondensator zu verbindenden Elementeinheit angeordnet ist, um von einem Körperabschnitt der Elementeinheit in einer vorbestimmten Vorsprungsrichtung (P) parallel zu der Elementeinheitanordnungsfläche vorzuragen, die Kondensatorunterbringungskammer einen Öffnungsabschnitt (51b) aufweist, der zu der Vorsprungsrichtung hin offen ist, und der Kondensator in der Kondensatorunterbringungskammer zusammen mit einem eingefüllten Harz (60) beherbergt ist.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, die Folgendes aufweist eine Vielzahl von den Elementeinheiten, wobei die Kondensatorunterbringungskammer in einer länglichen Form in einer Draufsicht ausgebildet ist, wenn in einer Richtung orthogonal zu der parallelen gegenüberliegenden Fläche betrachtet, und angeordnet ist, so dass eine lange Seite der Kondensatorunterbringungskammer orthogonal zu einer Öffnungsrichtung (O) des Öffnungsabschnitts in der Draufsicht ist, und jede von der Vielzahl von Elementeinheiten angeordnet ist, um einen Abschnitt zu haben, der die parallele gegenüberliegende Fläche überlappt, wenn in einer Richtung orthogonal zu der Elementeinheitanordnungsfläche betrachtet.
  4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Vielzahl von Elementeinheiten die gleiche Vorsprungsrichtung haben und Seite an Seite in einer Richtung orthogonal zu der Vorsprungsrichtung angeordnet sind, wenn in der Richtung orthogonal zu der Elementeinheitanordnungsfläche betrachtet, und die Öffnungsrichtung des Öffnungsabschnitts eine Richtung gleich der Vorsprungsrichtung ist.
  5. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Fläche (15a) der Elementeinheit, die der Elementeinheitanordnungsfläche zugewandt ist, eine Wärmeübertragungsfläche ist, durch die Wärme von dem Halbleiterelement übertragen wird, und eine Strömungsbahn (70) für ein Kühlmittel, das die Elementeinheit kühlt, zwischen der Wärmeübertragungsfläche und der Elementeinheitanordnungsfläche ausgebildet ist.
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