JP2004343825A - インバータ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】冷却性がよく、かつ、回路設計の自由度が高いインバータ装置を提供する。
【解決手段】NPNトランジスタQ3,Q4およびダイオードD3,D4は、ピース部材681上に形成され、IC111,112は、ピース部材682上に形成される。NPNトランジスタQ5,Q6およびダイオードD5,D6は、ピース部材683上に形成され、IC141は、ピース部材684上に形成される。NPNトランジスタQ7,Q8およびダイオードD7,D8は、ピース部材685上に形成され、IC121,122は、ピース部材686上に形成される。そして、ピース部材681〜686はモータのロータの回転方向に並べられ、相互に連結される。
【選択図】 図6

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータの端面に一体的に取り付けられるインバータ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車(Hybrid Vehicle)および電気自動車(Electric Vehicle)が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【0003】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【0004】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車は、たとえば、図15に示すようなモータ駆動装置300を搭載している(特開平5−292703号公報)。図15を参照して、モータ駆動装置300は、直流電源Bと、コンデンサ301〜303と、インバータ310とを備える。
【0005】
コンデンサ301〜303は、電源ライン320とアースライン321との間に並列に接続される。
【0006】
インバータ310は、U相アーム317と、V相アーム318と、W相アーム319とを含む。U相アーム317、V相アーム318、およびW相アーム319は、電源ライン320とアースライン321との間に並列に接続される。
【0007】
U相アーム317は、電源ライン320とアースライン321との間に直列に接続されたNPNトランジスタ311,312から成り、V相アーム318は、電源ライン320とアースライン321との間に直列に接続されたNPNトランジスタ313,314から成り、W相アーム319は、電源ライン320とアースライン321との間に直列に接続されたNPNトランジスタ315,316から成る。
【0008】
NPNトランジスタ311,313,315のコレクタは、電源ライン320に接続される。NPNトランジスタ312,314,316のエミッタは、アースライン321に接続される。NPNトランジスタ311,313,315のエミッタは、それぞれ、NPNトランジスタ312,314,316のコレクタに接続される。
【0009】
NPNトランジスタ311とNPNトランジスタ312との中間点、すなわち、NPNトランジスタ311のエミッタおよびNPNトランジスタ312のコレクタは、モータ(図示せず)のU相コイルの一方端に接続される。また、NPNトランジスタ313とNPNトランジスタ314との中間点、すなわち、NPNトランジスタ313のエミッタおよびNPNトランジスタ314のコレクタは、モータ(図示せず)のV相コイルの一方端に接続される。さらに、NPNトランジスタ315とNPNトランジスタ316との中間点、すなわち、NPNトランジスタ315のエミッタおよびNPNトランジスタ316のコレクタは、モータ(図示せず)のW相コイルの一方端に接続される。
【0010】
直流電源Bは、直流電圧を出力する。
コンデンサ301〜303は、直流電源Bから供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ310へ供給する。なお、直流電源Bからの直流電圧を平滑化するために3個のコンデンサ301〜303が設けられているのは、後述するように、インバータ310のU相アーム317、V相アーム318およびW相アーム319がモータの回転軸に対称に設けられるからである。そして、コンデンサ301は、平滑化した直流電圧をU相アーム317へ供給し、コンデンサ302は、平滑化した直流電圧をV相アーム318へ供給し、コンデンサ303は、平滑化した直流電圧をW相アーム319へ供給する。
【0011】
インバータ310は、コンデンサ301〜303を介して供給された直流電圧を、制御装置(図示せず)からの制御信号に基づいてNPNトランジスタ311〜316をオン/オフすることにより交流電圧に変換し、その変換した交流電圧をモータのU相、V相およびW相へ供給してモータを駆動する。
【0012】
図16は、図15に示すコンデンサ301〜303およびインバータ310をモータの端面に設けたインバータ一体型のモータ装置を示す概念図を示す。図16を参照して、モータ装置330は、モータ331と、ヒートシンク332と、コントローラ333とを備える。ヒートシンク332は、モータ331の一方の端面に設けられ、コントローラ333を冷却する。コントローラ333は、ヒートシンク332のモータ331の配置側とは反対側の端面に設けられる。そして、コントローラ333は、図15に示すコンデンサ301〜303とインバータ310とを含む。
【0013】
図17は、図16のA方向から見たコントローラ333の平面図を示す。図17を参照して、コントローラ333は、コンデンサ301〜303と、NPNトランジスタ311〜316と、バスバー340,350,361〜363,371〜373,381〜383とを含む。
【0014】
U相アーム317、V相アーム318およびW相アーム319は、相互に120°の角度を成すように配置される。また、コンデンサ301〜303は、相互に120°の角度を成すように配置される。そして、コンデンサ301は、U相アーム317とV相アーム318との間に配置され、コンデンサ302は、V相アーム318とW相アーム319との間に配置され、コンデンサ319は、W相アーム319とU相アーム317との間に配置される。
【0015】
バスバー340は、アーム341〜343を有するY字形状から成る。そして、バスバー340は、その中心がモータ331の回転軸に一致するプラス給電点90を介して電源ライン320に接続される。アーム341は、NPNトランジスタ311のコレクタに接続され、アーム342は、NPNトランジスタ313のコレクタに接続され、アーム343は、NPNトランジスタ315のコレクタに接続される。
【0016】
バスバー350は、正三角形状の平板部と、アーム351〜353とを有する。そして、アーム351〜353は、それぞれ、正三角形の3つの頂点付近から延伸する。バスバー350は、3つのマイナス給電点91を介してアースライン321に接続される。アーム351は、NPNトランジスタ312のエミッタに接続され、アーム352は、NPNトランジスタ314のエミッタに接続され、アーム353は、NPNトランジスタ316のエミッタに接続される。
【0017】
バスバー361は、一方端がプラス給電点90に接続され、他方端がコンデンサ301の一方電極に接続される。バスバー371は、一方端がマイナス給電点91に接続され、他方端がコンデンサ301の他方電極に接続される。
【0018】
バスバー362は、一方端がプラス給電点90に接続され、他方端がコンデンサ302の一方電極に接続される。バスバー372は、一方端がマイナス給電点91に接続され、他方端がコンデンサ302の他方電極に接続される。
【0019】
バスバー363は、一方端がプラス給電点90に接続され、他方端がコンデンサ303の一方電極に接続される。バスバー373は、一方端がマイナス給電点91に接続され、他方端がコンデンサ303の他方電極に接続される。
【0020】
バスバー381は、NPNトランジスタ311とNPNトランジスタ312との中間点に接続され、他方端がモータのU相に接続される。バスバー382は、NPNトランジスタ313とNPNトランジスタ314との中間点に接続され、他方端がモータのV相に接続される。バスバー383は、NPNトランジスタ315とNPNトランジスタ316との中間点に接続され、他方端がモータのW相に接続される。
【0021】
上述したように、コンデンサ301〜303、NPNトランジスタ311〜316、バスバー340,350,361〜363,371〜373,381〜383を接続することにより、コントローラ333は、直流電源Bからの直流電圧を交流電圧に変換してモータ331を駆動する。
【0022】
また、インバータを端面に設置した多相モータが特開2000−324892号公報に開示されている。
【0023】
【特許文献1】
特開平5−292703号公報
【0024】
【特許文献2】
特開2000−324892号公報
【0025】
【発明が解決しようとする課題】
モータを駆動するインバータの相数は、上述したように、3相であったり、多相であったりする。したがって、モータの相数に応じて、モータに一体的に取付けられるインバータ回路の配置に自由度を高めることが要求される。
【0026】
しかし、従来のインバータでは、スイッチング素子の冷却性のよいインバータを多様に設計することが困難であるという問題があった。
【0027】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、冷却性がよく、かつ、回路設計の自由度が高いインバータ装置を提供することである。
【0028】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、インバータ装置は、複数のピース部材と、複数のアームとを備える。複数のピース部材は、多相電動機の相数に対応して設けられ、各々が冷却水路を有する。そして、複数のピース部材は、多相電動機に含まれる回転子の回転方向に並べられる。複数のアームは、多相電動機を駆動するインバータを構成し、各々が1つのピース部材上に配置される。
【0029】
好ましくは、ピース部材に設けられた冷却水路の入口または出口は、隣接するピース部材のそれぞれ出口または入口に対向するように設けられる。
【0030】
好ましくは、インバータ装置は、駆動回路をさらに備える。駆動回路は、複数のアームに含まれる複数のスイッチング素子を駆動する。そして、駆動回路は、並べられた複数のピース部材のデッドスペースに配置される。
【0031】
好ましくは、インバータ装置は、コンデンサをさらに備える。コンデンサは、インバータの入力側に設けられる。そして、コンデンサは、複数のアームが設けられた複数のピース部材の面と反対側の面に設けられる。
【0032】
この発明によるインバータ装置おいては、インバータを構成する複数のアームの各々は、1つのピース部材上に形成される。そして、複数のピース部材の各々は、冷却水路を有する。また、複数のピース部材は、電動機の回転子の回転方向に並べられて、相互に連結される。
【0033】
したがって、この発明によれば、ピース部材の個数を選択することにより、インバータ回路を自由に設計できる。また、ピース部材上に形成されるアームの冷却性能を高くできる。
【0034】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【0035】
[実施の形態1]
図1を参照して、この発明の実施の形態1によるインバータ装置を備えるモータ駆動装置100は、直流電源10と、電圧センサー21と、インバータ装置30と、制御装置50とを備える。
【0036】
モータM1,M2は、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。あるいは、これらのモータはエンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなものとしてハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。
【0037】
インバータ装置30は、コンデンサ20と、インバータ31,31Aと、ドライブ回路32と、電流センサー40,40Aとを含む。
【0038】
コンデンサ20は、電源ライン11とアースライン12との間に接続される。インバータ31は、U相アーム15と、V相アーム16と、W相アーム17とから成る。U相アーム15、V相アーム16、およびW相アーム17は、電源ライン11とアースライン12との間に並列に設けられる。
【0039】
U相アーム15は、直列接続されたNPNトランジスタQ3,Q4から成り、V相アーム16は、直列接続されたNPNトランジスタQ5,Q6から成り、W相アーム17は、直列接続されたNPNトランジスタQ7,Q8から成る。また、各NPNトランジスタQ3〜Q8のエミッタ−コレクタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードD3〜D8がそれぞれ接続されている。
【0040】
各相アームの中間点は、モータM1の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータM1は、3相の永久磁石モータであり、U,V,W相の3つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、U相コイルの他端がNPNトランジスタQ3,Q4の中間点に、V相コイルの他端がNPNトランジスタQ5,Q6の中間点に、W相コイルの他端がNPNトランジスタQ7,Q8の中間点にそれぞれ接続されている。
【0041】
インバータ31Aは、U相アーム15Aと、V相アーム16Aと、W相アーム17Aとから成る。U相アーム15A、V相アーム16A、およびW相アーム17Aは、電源ライン11とアースライン12との間に並列に設けられる。
【0042】
U相アーム15Aは、直列接続されたNPNトランジスタQ9,Q10から成り、V相アーム16Aは、直列接続されたNPNトランジスタQ11,Q12から成り、W相アーム17Aは、直列接続されたNPNトランジスタQ13,Q14から成る。また、各NPNトランジスタQ9〜Q14のエミッタ−コレクタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードD9〜D14がそれぞれ接続されている。
【0043】
各相アームの中間点は、モータM2の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータM2は、3相の永久磁石モータであり、U,V,W相の3つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、U相コイルの他端がNPNトランジスタQ9,Q10の中間点に、V相コイルの他端がNPNトランジスタQ11,Q12の中間点に、W相コイルの他端がNPNトランジスタQ13,Q14の中間点にそれぞれ接続されている。
【0044】
直流電源10は、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。コンデンサ20は、直流電源10から供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をノードN1,N2を介してインバータ31,31Aへ供給する。電圧センサー21は、コンデンサ20の両端の電圧、すなわち、インバータ31,31Aへの入力電圧Vmを検出し、その検出した入力電圧Vmを制御装置50へ出力する。
【0045】
インバータ31は、コンデンサ20からノードN1,N2を介して直流電圧が供給されるとドライブ回路32からの駆動信号DRVI1に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータM1を駆動する。これにより、モータM1は、トルク指令値TR1によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ31は、モータ駆動装置100が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、モータM1が発電した交流電圧をドライブ回路32からの駆動信号DRVC1に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ20を介して直流電源10に供給する。
【0046】
インバータ31Aは、コンデンサ20からノードN1,N2を介して直流電圧が供給されるとドライブ回路32からの駆動信号DRVI2に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータM2を駆動する。これにより、モータM2は、トルク指令値TR2によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ31Aは、モータ駆動装置100が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、モータM2が発電した交流電圧をドライブ回路32からの駆動信号DRVC2に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ20を介して直流電源10に供給する。
【0047】
なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車または電気自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速(または加速の中止)させることを含む。
【0048】
ドライブ回路32は、電流センサー40からのモータ電流MCRT1と電流センサー40Aからのモータ電流MCRT2とを受け、その受けたモータ電流MCRT1,MCRT2を制御装置50へ出力する。また、ドライブ回路32は、制御装置50からの信号PWMI1に応じて駆動信号DRVI1を生成し、その生成した駆動信号DRVI1をNPNトランジスタQ3〜Q8へ出力する。さらに、ドライブ回路32は、制御装置50からの信号PWMI2に応じて駆動信号DRVI2を生成し、その生成した駆動信号DRVI2をNPNトランジスタQ9〜Q14へ出力する。さらに、ドライブ回路32は、制御装置50からの信号PWMC1に応じて駆動信号DRVC1を生成し、その生成した駆動信号DRVC1をNPNトランジスタQ3〜Q8へ出力する。さらに、ドライブ回路32は、制御装置50からの信号PWMC2に応じて駆動信号DRVC2を生成し、その生成した駆動信号DRVC2をNPNトランジスタQ9〜Q14へ出力する。
【0049】
電流センサー40は、モータM1に流れるモータ電流MCRT1を検出し、その検出したモータ電流MCRT1をドライブ回路32へ出力する。電流センサー40Aは、モータM2に流れるモータ電流MCRT2を検出し、その検出したモータ電流MCRT2をドライブ回路32へ出力する。
【0050】
制御装置50は、外部に設けられたECU(Electrical Control Unit)から入力されたトルク指令値TR1、電圧センサー21からの入力電圧Vm、およびドライブ回路32からのモータ電流MCRT1に基づいて、後述する方法によりインバータ31を駆動するための信号PWMI1を生成し、その生成した信号PWMI1をドライブ回路32へ出力する。また、制御装置50は、外部ECUから入力されたトルク指令値TR2、電圧センサー21からの入力電圧Vm、およびドライブ回路32からのモータ電流MCRT2に基づいて、後述する方法によりインバータ31Aを駆動するための信号PWMI2を生成し、その生成した信号PWMI2をドライブ回路32へ出力する。
【0051】
信号PWMI1は、モータM1がトルク指令値TR1によって指定されたトルクを出力するようにインバータ31を駆動するための信号である。信号PWMI2は、モータM2がトルク指令値TR2によって指定されたトルクを出力するようにインバータ31Aを駆動するための信号である。
【0052】
さらに、制御装置50は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号RGEを外部ECUから受けると、モータM1で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号PWMC1を生成してドライブ回路32へ出力する。この場合、インバータ31のNPNトランジスタQ3〜Q8は、ドライブ回路32が信号PWMC1に応じて生成した駆動信号DRVC1によってスイッチング制御される。これにより、インバータ31は、モータM1で発電された交流電圧を直流電圧に変換して直流電源10へ供給する。
【0053】
さらに、制御装置50は、信号RGEを外部ECUから受けると、モータM2で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号PWMC2を生成してドライブ回路32へ出力する。この場合、インバータ31AのNPNトランジスタQ9〜Q14は、ドライブ回路32が信号PWMC2に応じて生成した駆動信号DRVC2によってスイッチング制御される。これにより、インバータ31Aは、モータM2で発電された交流電圧を直流電圧に変換して直流電源10へ供給する。
【0054】
図2は、制御装置50の機能のうち、信号PWMI1,2を生成する機能を示す機能ブロック図である。図2を参照して、制御装置50は、モータ制御用相電圧演算部41と、インバータ用PWM信号変換部42とを含む。
【0055】
モータ制御用相電圧演算部41は、インバータ31への入力電圧Vmを電圧センサー21から受け、モータM1の各相に流れるモータ電流MCRT1をドライブ回路32から受け、トルク指令値TR1(車両におけるアクセルペダルの踏み込み度合い、ハイブリッド車両においてはエンジンの動作状態をも考慮しながらモータに与えるべきトルク指令を演算して得られている)を外部ECUから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部41は、これらの入力される信号に基づいて、モータM1の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用PWM信号変換部42へ供給する。
【0056】
インバータ用PWM信号変換部42は、モータ制御用相電圧演算部41から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ31の各NPNトランジスタQ3〜Q8をオン/オフする信号PWMI1を生成し、その生成した信号PWMI1をドライブ回路32へ出力する。そして、ドライブ回路32は、信号PWMI1に応じて駆動信号DRVI1を生成してインバータ31の各NPNトランジスタQ3〜Q8へ出力する。
【0057】
これにより、各NPNトランジスタQ3〜Q8は、スイッチング制御され、モータM1が指令されたトルクを出力するようにモータM1の各相に流す電流を制御する。
【0058】
また、モータ制御用相電圧演算部41は、インバータ31Aへの入力電圧Vmを電圧センサー21から受け、モータM2の各相に流れるモータ電流MCRT2をドライブ回路32から受け、トルク指令値TR2を外部ECUから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部41は、これらの入力される信号に基づいて、モータM2の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用PWM信号変換部42へ供給する。
【0059】
インバータ用PWM信号変換部42は、モータ制御用相電圧演算部41から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ31Aの各NPNトランジスタQ9〜Q14をオン/オフする信号PWMI2を生成し、その生成した信号PWMI2をドライブ回路32へ出力する。そして、ドライブ回路32は、信号PWMI2に応じて駆動信号DRVI2を生成してインバータ31Aの各NPNトランジスタQ9〜Q14へ出力する。
【0060】
これにより、各NPNトランジスタQ9〜Q14は、スイッチング制御され、モータM2が指令されたトルクを出力するようにモータM2の各相に流す電流を制御する。
【0061】
このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値TR1,2に応じたモータトルクが出力される。
【0062】
図3は、この発明によるインバータ装置30を備えるインバータ一体型モータの断面図を示す。図3を参照して、インバータ一体型モータ60は、インバータ装置30と、回転軸1000と、内側ロータ1010と、内側ステータコア1030と、放熱円筒1060と、外側ロータ1070と、外側ステータコア1090と、ブラケット1120と、ベアリング1200,1202,1204とを含む。なお、インバータ一体型モータ60は、二重ロータモータである。
【0063】
内側ロータ1010は、ベアリング1200、1204により支持される。外側ロータ1070は、ベアリング1202により支持される。そして、内側ロータ1010および外側ロータ1070は、回転軸1000を中心として回転する。
【0064】
内側ロータ1010に対応して、内側ギャップ1020を介して対向した位置には、内側ステータコア1030が設けられ、外側ロータ1070に対応して、外側ギャップ1080を介して対向した位置には、外側ステータコア1090が設けられる。内側ステータコア1030は、内側ロータ1010を回転させるための磁界を発生させるものであり、ステータコア1050およびステータコイル1040とから構成される。外側ステータコア1090は、外側ロータ1070を回転させるための磁界を発生させるものであり、ステータコア1110およびステータコイル1100から構成される。
【0065】
ステータコア1110は、ブラケット1120に当接される。ステータコイル1100に流された電流によりステータコア1110が発熱すると、その熱量はブラケット1120に伝達され、ブラケット1120から外部に放熱される。
【0066】
ステータコア1050の外表面に接するように放熱円筒1060が設けられる。この放熱円筒1060は、回転軸1000と平行な方向に切れ目がない一体型の円筒である。この放熱円筒1060は、非磁性体により形成される。非磁性体で形成されるため、ステータコア1050の磁路形成には寄与しない。このため、ステータコア1050をそのまま用いると多層同軸モータの外径が若干大きくなる。ただし、非磁性体であるため、うず電流による損失が発生しない。
【0067】
放熱円筒1060の回転軸1000の回転力の取出側の反対側には、ブラケット当接面1062が形成される。このブラケット当接面1062は、ブラケットの放熱円筒支持面1128に当接される。すなわち、ステータコア1050と放熱円筒1060とは焼きばめにより当接され、放熱円筒1060のブラケット当接面1062とブラケット1120の放熱円筒支持面1128とが当接して形成される。
【0068】
放熱円筒1060は、前述の説明のように、その材質は非磁性体であるとともに、熱伝導率の高い材質により形成される。
【0069】
放熱円筒1060のブラケット当接面側であって、ブラケット端部1122には、冷却水路1124が設けられる。この冷却水路中の冷却水1126は、ブラケット端部1122と接しており、ブラケット端部1122を冷却水1126により冷却することができる。
【0070】
インバータ装置30がブラケット端部1122側に取り付けられる。インバータ装置30は、コンデンサ20と、インバータ31,31Aと、ドライブ回路32と、電流センサー40,40Aと、ベース68とを含む。インバータ31,31A、ドライブ回路32および電流センサー40,40Aは、ベース68の表面68aに配置され、コンデンサ20は、ベース68の裏面68bに配置される。そして、ベース68の中心軸は、回転軸1000に一致する。
【0071】
インバータ一体型モータ60においては、回転軸1000、内側ロータ1010および外側ステータコア1030は、図1に示すモータM1を構成し、回転軸1000、外側ロータ1070および外側ステータコア1090は、図1に示すモータM2を構成する。したがって、インバータ装置30は、二重ロータモータを駆動する。
【0072】
図4は、図3のB方向から見たインバータ装置30の斜視図を示す。図4を参照して、インバータ装置30は、より詳細には、NPNトランジスタQ3〜Q14と、ダイオードD3〜D14と、シャント抵抗SHR1〜SHR6と、ベース68と、正極導体71と、負極導体72と、導体板80〜88,98,99,101〜107と、導体89〜97,151〜159と、基板110,120,130,140,160,170と、IC111,112,121,122,131,141,161,171,172とを含む。
【0073】
ベース68は、円形形状から成り、後述するように複数のピース部材を連結することにより形成される。なお、図4においては、複数のピース部材間の境界線は図示されていない。そして、ベース68の表面68aは、電気絶縁樹脂70により覆われている。そして、正極導体71および負極導体72は、電気絶縁樹脂70上に形成される。正極導体71は、ベース68の径方向に幅W1を有する薄いシート状の導体であり、回転軸1000と同心円状に形成される。負極導体72は、棒状の導体であり、回転軸1000と同心円状に形成される。そして、負極導体72は、正極導体71の内周縁71aよりも距離L1だけ内周側に配置される。したがって、正極導体71と負極導体72との間は、電気絶縁樹脂70が最表面になる。
【0074】
導体板80,83,86,98,102,105および基板130,140,160は、正極導体71上に配置される。また、導体板81,82,84,85,87,88,99,101,103,104,106,107は、正極導体71と負極導体72との間の電気絶縁樹脂70上に配置される。さらに、基板110,120,170は、電気絶縁樹脂70の一部と正極導体71との上に配置される。
【0075】
NPNトランジスタQ3およびダイオードD3は、導体板80上に配置される。そして、NPNトランジスタQ3のコレクタおよびダイオードD3の負極は、導体板80に接続される。NPNトランジスタQ4およびダイオードD4は、導体板81上に配置される。そして、NPNトランジスタQ4のコレクタおよびダイオードD4の負極は、導体板81に接続される。導体89は、NPNトランジスタQ3のエミッタ、ダイオードQ3の正極および導体板81を相互に接続する。導体90は、NPNトランジスタQ4のエミッタ、ダイオードD4の正極および負極導体72を相互に接続する。
【0076】
シャント抵抗SHR1は、その一方端が導体板81上に配置され、他方端が導体板82上に配置される。導体91は、その一方端が導体板82に接続され、他方端が孔68U1を介してモータM1のU相に接続される。
【0077】
NPNトランジスタQ5およびダイオードD5は、導体板83上に配置される。そして、NPNトランジスタQ5のコレクタおよびダイオードD5の負極は、導体板83に接続される。NPNトランジスタQ6およびダイオードD6は、導体板84上に配置される。そして、NPNトランジスタQ6のコレクタおよびダイオードD6の負極は、導体板84に接続される。導体92は、NPNトランジスタQ5のエミッタ、ダイオードQ5の正極および導体板84を相互に接続する。導体93は、NPNトランジスタQ6のエミッタ、ダイオードD6の正極および負極導体72を相互に接続する。
【0078】
シャント抵抗SHR2は、その一方端が導体板84上に配置され、他方端が導体板85上に配置される。導体94は、その一方端が導体板85に接続され、他方端が孔68V1を介してモータM1のV相に接続される。
【0079】
NPNトランジスタQ7およびダイオードD7は、導体板86上に配置される。そして、NPNトランジスタQ7のコレクタおよびダイオードD7の負極は、導体板86に接続される。NPNトランジスタQ8およびダイオードD8は、導体板87上に配置される。そして、NPNトランジスタQ8のコレクタおよびダイオードD8の負極は、導体板87に接続される。導体95は、NPNトランジスタQ7のエミッタ、ダイオードQ7の正極および導体板87を相互に接続する。導体96は、NPNトランジスタQ8のエミッタ、ダイオードD8の正極および負極導体72を相互に接続する。
【0080】
シャント抵抗SHR3は、その一方端が導体板87上に配置され、他方端が導体板88上に配置される。導体97は、その一方端が導体板88に接続され、他方端が孔68W1を介してモータM1のW相に接続される。
【0081】
NPNトランジスタQ9およびダイオードD9は、導体板98上に配置される。そして、NPNトランジスタQ9のコレクタおよびダイオードD9の負極は、導体板98に接続される。NPNトランジスタQ10およびダイオードD10は、導体板99上に配置される。そして、NPNトランジスタQ10のコレクタおよびダイオードD10の負極は、導体板99に接続される。導体151は、NPNトランジスタQ9のエミッタ、ダイオードQ9の正極および導体板99を相互に接続する。導体152は、NPNトランジスタQ10のエミッタ、ダイオードD10の正極および負極導体72を相互に接続する。
【0082】
シャント抵抗SHR4は、その一方端が導体板99上に配置され、他方端が導体板101上に配置される。導体153は、その一方端が導体板101に接続され、他方端が孔68U2を介してモータM2のU相に接続される。
【0083】
NPNトランジスタQ11およびダイオードD11は、導体板102上に配置される。そして、NPNトランジスタQ11のコレクタおよびダイオードD11の負極は、導体板102に接続される。NPNトランジスタQ12およびダイオードD12は、導体板103上に配置される。そして、NPNトランジスタQ12のコレクタおよびダイオードD12の負極は、導体板103に接続される。導体154は、NPNトランジスタQ11のエミッタ、ダイオードQ11の正極および導体板103を相互に接続する。導体155は、NPNトランジスタQ12のエミッタ、ダイオードD12の正極および負極導体72を相互に接続する。
【0084】
シャント抵抗SHR5は、その一方端が導体板103上に配置され、他方端が導体板104上に配置される。導体156は、その一方端が導体板104に接続され、他方端が孔68V2を介してモータM2のV相に接続される。
【0085】
NPNトランジスタQ13およびダイオードD13は、導体板105上に配置される。そして、NPNトランジスタQ13のコレクタおよびダイオードD13の負極は、導体板105に接続される。NPNトランジスタQ14およびダイオードD14は、導体板106上に配置される。そして、NPNトランジスタQ14のコレクタおよびダイオードD14の負極は、導体板106に接続される。導体157は、NPNトランジスタQ13のエミッタ、ダイオードQ13の正極および導体板106を相互に接続する。導体158は、NPNトランジスタQ14のエミッタ、ダイオードD14の正極および負極導体72を相互に接続する。
【0086】
シャント抵抗SHR6は、その一方端が導体板106上に配置され、他方端が導体板107上に配置される。導体159は、その一方端が導体板107に接続され、他方端が孔68W2を介してモータM2のW相に接続される。
【0087】
基板110は、導体板80と導体板83との間に配置される。IC111,112は、基板110上に配置される。IC111は、NPNトランジスタQ3,Q5に接続される。そして、IC111は、制御装置50からの信号PWMI1に応じて駆動信号DRVI1を生成してNPNトランジスタQ3,Q5を駆動し、制御装置50からの信号PWMC1に応じて駆動信号DRVC1を生成してNPNトランジスタQ3,Q5を駆動する。IC112は、NPNトランジスタQ4,Q6に接続される。そして、IC112は、制御装置50からの信号PWMI1に応じて駆動信号DRVI1を生成してNPNトランジスタQ4,Q6を駆動し、制御装置50からの信号PWMC1に応じて駆動信号DRVC1を生成してNPNトランジスタQ4,Q6を駆動する。
【0088】
基板120は、導体板86と導体板98との間に配置される。IC121,122は、基板120上に配置される。IC121は、NPNトランジスタQ7,Q9に接続される。そして、IC121は、制御装置50からの信号PWMI1に応じて駆動信号DRVI1を生成してNPNトランジスタQ7を駆動し、制御装置50からの信号PWMI2に応じて駆動信号DRVI2を生成してNPNトランジスタQ9を駆動する。また、IC121は、制御装置50からの信号PWMC1に応じて駆動信号DRVC1を生成してNPNトランジスタQ7を駆動し、制御装置50からの信号PWMC2に応じて駆動信号DRVC2を生成してNPNトランジスタQ9を駆動する。
【0089】
IC122は、NPNトランジスタQ8,Q10に接続される。そして、IC122は、制御装置50からの信号PWMI1に応じて駆動信号DRVI1を生成してNPNトランジスタQ8を駆動し、制御装置50からの信号PWMI2に応じて駆動信号DRVI2を生成してNPNトランジスタQ10を駆動する。また、IC122は、制御装置50からの信号PWMC1に応じて駆動信号DRVC1を生成してNPNトランジスタQ8を駆動し、制御装置50からの信号PWMC2に応じて駆動信号DRVC2を生成してNPNトランジスタQ10を駆動する。
【0090】
基板130は、導体91と導体159との間に配置される。IC131は、基板130上に配置される。そして、IC131は、導体板81,82および導体板106,107に接続される。したがって、IC131は、導体板81と導体板82との間の電圧を検出し、シャント抵抗SHR1に流れる電流、すなわち、モータM1のU相に流れるモータ電流MCRT1を検出する。また、IC131は、導体板106と導体板107との間の電圧を検出し、シャント抵抗SHR6に流れる電流、すなわち、モータM2のW相に流れるモータ電流MCRT2を検出する。そして、IC131は、検出したモータ電流MCRT1,2を制御装置50へ出力する。
【0091】
基板140は、導体94と導体97との間に配置される。IC141は、基板140上に配置される。そして、IC141は、導体板84,85および導体板87,88に接続される。したがって、IC141は、導体板84と導体板85との間の電圧を検出し、シャント抵抗SHR2に流れる電流、すなわち、モータM1のV相に流れるモータ電流MCRT1を検出する。また、IC141は、導体板87と導体板88との間の電圧を検出し、シャント抵抗SHR3に流れる電流、すなわち、モータM1のW相に流れるモータ電流MCRT1を検出する。そして、IC141は、検出したモータ電流MCRT1を制御装置50へ出力する。
【0092】
基板160は、導体153と導体156との間に配置される。IC161は、基板160上に配置される。そして、IC161は、導体板99,101および導体板103,104に接続される。したがって、IC161は、導体板99と導体板101との間の電圧を検出し、シャント抵抗SHR4に流れる電流、すなわち、モータM2のU相に流れるモータ電流MCRT2を検出する。また、IC161は、導体板103と導体板104との間の電圧を検出し、シャント抵抗SHR5に流れる電流、すなわち、モータM2のV相に流れるモータ電流MCRT2を検出する。そして、IC161は、検出したモータ電流MCRT2を制御装置50へ出力する。
【0093】
基板170は、導体板102と導体板105との間に配置される。IC171,172は、基板170上に配置される。IC171は、NPNトランジスタQ11,Q13に接続される。そして、IC171は、制御装置50からの信号PWMI2に応じて駆動信号DRVI2を生成してNPNトランジスタQ11,Q13を駆動し、制御装置50からの信号PWMC2に応じて駆動信号DRVC2を生成してNPNトランジスタQ11,Q13を駆動する。
【0094】
IC172は、NPNトランジスタQ12,Q14に接続される。そして、IC172は、制御装置50からの信号PWMI2に応じて駆動信号DRVI2を生成してNPNトランジスタQ12,Q14を駆動し、制御装置50からの信号PWMC2に応じて駆動信号DRVC2を生成してNPNトランジスタQ12,Q14を駆動する。
【0095】
コンデンサ20は、ベース68の裏面68bに全体的に配置される。
正極導体71は、電源ライン11を構成し、負極導体72は、アースライン12を構成する。
【0096】
NPNトランジスタQ3,Q4、ダイオードD3,D4、導体板80,81および導体89,90は、インバータ31のU相アーム15を構成する。また、NPNトランジスタQ5,Q6、ダイオードD5,D6、導体板83,84および導体92,93は、インバータ31のV相アーム16を構成する。さらに、NPNトランジスタQ7,Q8、ダイオードD7,D8、導体板86,87および導体95,96は、インバータ31のW相アーム17を構成する。
【0097】
さらに、シャント抵抗SHR1、導体板81,82および導体91は、電流センサー40を構成し、シャント抵抗SHR2、導体板84,85および導体94は、電流センサー40を構成し、シャント抵抗SHR3、導体板87,88および導体97は、電流センサー40を構成する。
【0098】
さらに、NPNトランジスタQ9,Q10、ダイオードD9,D10、導体板98,99および導体151,152は、インバータ31AのU相アーム15Aを構成する。さらに、NPNトランジスタQ11,Q12、ダイオードD11,D12、導体板102,103および導体154,155は、インバータ31AのV相アーム16Aを構成する。さらに、NPNトランジスタQ13,Q14、ダイオードD13,D14、導体板105,106および導体157,158は、インバータ31AのW相アーム17Aを構成する。
【0099】
さらに、シャント抵抗SHR4、導体板99,101および導体153は、電流センサー40Aを構成し、シャント抵抗SHR5、導体板103,104および導体156は、電流センサー40Aを構成し、シャント抵抗SHR6、導体板106,107および導体159は、電流センサー40Aを構成する。
【0100】
さらに、IC111,112,121,122,131,141,161,171,172は、ドライブ回路32を構成する。
【0101】
このように、この発明においては、インバータ装置30を構成する各部品は、ベース68の表面68aおよび裏面68bに配置される。
【0102】
図5は、図4のC方向から見たインバータ装置30の平面図を示す。図5を参照して、インバータ31のU相アーム15を構成するNPNトランジスタQ3,Q4、ダイオードD3,D4、導体板80,81および導体89,90は、回転軸1000からベース68の径方向に配置される。電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR1、導体板81,82および導体91は、回転軸1000からベース68の径方向に配置される。
【0103】
インバータ31のV相アーム16を構成するNPNトランジスタQ5,Q6、ダイオードD5,D6、導体板83,84および導体92,93は、回転軸1000からベース68の径方向に配置される。電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR2、導体板84,85および導体94は、回転軸1000からベース68の径方向に配置される。
【0104】
インバータ31のW相アーム17を構成するNPNトランジスタQ7,Q8、ダイオードD7,D8、導体板86,87および導体95,96は、回転軸1000からベース68の径方向に配置される。電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR3、導体板87,88および導体97は、回転軸1000からベース68の径方向に配置される。
【0105】
インバータ31AのU相アーム15Aを構成するNPNトランジスタQ9,Q10、ダイオードD9,D10、導体板98,99および導体151,152は、回転軸1000からベース68の径方向に配置される。電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR4、導体板99,101および導体153は、回転軸1000からベース68の径方向に配置される。
【0106】
インバータ31AのV相アーム16Aを構成するNPNトランジスタQ11,Q12、ダイオードD11,D12、導体板102,103および導体154,155は、回転軸1000からベース68の径方向に配置される。電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR5、導体板103,104および導体156は、回転軸1000からベース68の径方向に配置される。
【0107】
インバータ31AのW相アーム17Aを構成するNPNトランジスタQ13,Q14、ダイオードD13,D14、導体板105,106および導体157,158は、回転軸1000からベース68の径方向に配置される。電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR6、導体板106,107および導体159は、回転軸1000からベース68の径方向に配置される。
【0108】
このように、インバータ31,31Aを構成する6つのアーム(U相アーム15,15A、V相アーム16,16AおよびW相アーム17,17A)は、回転軸1000からベース68の径方向に放射状に配置される。
【0109】
インバータ31のU相アーム15を構成するNPNトランジスタQ3,Q4、ダイオードD3,D4、導体板80,81および導体89,90は、ドライブ回路32を構成するIC111,112に対して、インバータ31のV相アーム16を構成するNPNトランジスタQ5,Q6、ダイオードD5,D6、導体板83,84および導体92,93と対称の位置に配置される。電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR1、導体板81,82および導体91は、ドライブ回路32を構成するIC111,112に対して、電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR2、導体板84,85および導体94と対称の位置に配置される。
【0110】
インバータ31のV相アーム16を構成するNPNトランジスタQ5,Q6、ダイオードD5,D6、導体板83,84および導体92,93は、ドライブ回路32を構成するIC141に対して、インバータ31のW相アーム17を構成するNPNトランジスタQ7,Q8、ダイオードD7,D8、導体板86,87および導体95,96と対称の位置に配置される。電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR2、導体板84,85および導体94は、ドライブ回路32を構成するIC141に対して、電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR3、導体板87,88および導体97と対称の位置に配置される。
【0111】
インバータ31のW相アーム17を構成するNPNトランジスタQ7,Q8、ダイオードD7,D8、導体板86,87および導体95,96は、ドライブ回路32を構成するIC121,122に対して、インバータ31AのU相アーム15Aを構成するNPNトランジスタQ9,Q10、ダイオードD9,D10、導体板98,99および導体151,152と対称の位置に配置される。電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR3、導体板87,88および導体97は、ドライブ回路32を構成するIC121,122に対して、電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR4、導体板99,101および導体153と対称の位置に配置される。
【0112】
インバータ31AのU相アーム15Aを構成するNPNトランジスタQ9,Q10、ダイオードD9,D10、導体板98,99および導体151,152は、ドライブ回路32を構成するIC161に対して、インバータ31AのV相アーム16Aを構成するNPNトランジスタQ11,Q12、ダイオードD11,D12、導体板102,103および導体154,155と対称の位置に配置される。電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR4、導体板99,101および導体153は、ドライブ回路32を構成するIC161に対して、電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR5、導体板103,104および導体156と対称の位置に配置される。
【0113】
インバータ31AのV相アーム16Aを構成するNPNトランジスタQ11,Q12、ダイオードD11,D12、導体板102,103および導体154,155は、ドライブ回路32を構成するIC171,172に対して、インバータ31AのW相アーム17Aを構成するNPNトランジスタQ13,Q14、ダイオードD13,14、導体板105,106および導体157,158と対称の位置に配置される。電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR5、導体板103,104および導体156は、ドライブ回路32を構成するIC171,172に対して、電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR6、導体板106,107および導体159と対称の位置に配置される。
【0114】
インバータ31AのW相アーム17Aを構成するNPNトランジスタQ13,Q14、ダイオードD13,D14、導体板105,106および導体157,158は、ドライブ回路32を構成するIC131に対して、インバータ31のU相アーム15を構成するNPNトランジスタQ3,Q4、ダイオードD3,D4、導体板80,81および導体89,90と対称の位置に配置される。電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR6、導体板106,107および導体159は、ドライブ回路32を構成するIC131に対して、電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR1、導体板81,82および導体91と対称の位置に配置される。
【0115】
このように、この発明においては、インバータ31,31Aの各相アームを構成する部品は、各相アームを駆動するドライブ回路32を中心にして相互に対称の位置に配置される。また、電流センサー40,40Aを構成する部品は、ドライブ回路32を中心にして相互に対称の位置に配置される。
【0116】
インバータ31,31Aの各相アームを回転軸1000から放射状に配置することと、各相アームをドライブ回路32に対して対称の位置に配置することとを組合わせることにより、ベース68の小さな端面にインバータ装置30の全ての部品を電気的に良好に配置できるとともに、各部品の冷却効果を高めることができる。
【0117】
図6および図7は、図4に示すベース68を構成する複数のピース部材681〜692および複数のピース部材681〜692上に形成されるNPNトランジスタQ3〜Q14、ダイオードD3〜D14およびIC111,112,121,122,131,141,161,171,172を示す斜視図である。
【0118】
図6および図7を参照して、ベース68は、ピース部材681〜692から成る。ピース部材681には、インバータ31のU相アーム15、すなわち、NPNトランジスタQ3,Q4、ダイオードD3,D4および導体板80,81が配置される。ピース部材682には、基板110およびIC111,112が配置される。ピース部材683には、インバータ31のV相アーム16、すなわち、NPNトランジスタQ5,Q6、ダイオードD5,D6および導体板83,84が配置される。ピース部材684には、基板140およびIC141が配置される。ピース部材685には、インバータ31のW相アーム17、すなわち、NPNトランジスタQ7,Q8、ダイオードD7,D8および導体板86,87が配置される。ピース部材686には、基板120およびIC121,122が配置される。
【0119】
ピース部材687には、インバータ31AのU相アーム15A、すなわち、NPNトランジスタQ9,Q10、ダイオードD9,D10および導体板98,99が配置される。ピース部材688には、基板160およびIC161が配置される。ピース部材689には、インバータ31AのV相アーム16A、すなわち、NPNトランジスタQ11,Q12、ダイオードD11,D12および導体板102,103が配置される。ピース部材690には、基板170およびIC171,172が配置される。ピース部材691には、インバータ31AのW相アーム17A、すなわち、NPNトランジスタQ13,Q14、ダイオードD13,D14および導体板105,106が配置される。ピース部材692には、基板130およびIC131が配置される。
【0120】
なお、ピース部材681,683,685,687,689,691には、それぞれ、電流センサー40または40Aを構成する部品も配置されるが、図6および図7においては、電流センサー40または40Aを構成する部品は省略されている。
【0121】
インバータ装置30は、ピース部材681,683,685,687,689,691にそれぞれU相アーム15、V相アーム16、W相アーム17、U相アーム15A、V相アーム16AおよびW相アーム17Aを構成する部品、および電流センサー40,40Aを構成する部品を形成し、ピース部材682,684,686,688,690,692にそれぞれIC111,112;141;121,122;161;171,172;131を形成し、各相アームを構成する部品およびICを形成したピース部材681〜692をモータM1,M2のロータの回転方向に並べてピース部材681〜692を連結することにより、作製される。そして、ピース部材681〜692を連結することによりベース68が形成される。
【0122】
図8を参照して、ピース部材681は、より詳細には、冷却水路6811と、ワンタッチカプラ6812とを有する。ワンタッチカプラ6812は、冷却水路6811の出口6811OUTに設けられる。ワンタッチカプラ6812は、隣のピース部材682の冷却水路に連結可能な構造から成る。NPNトランジスタQ3,Q4およびダイオードD3,D4は、冷却水路6811上に設けられる。
【0123】
冷却水は、入口6811INから冷却水路6811に入り、矢印1の方向に冷却水路6811を進行する。そして、冷却水は、出口6811OUTから出て隣のピース部材682の冷却水路に入る。これにより、ピース部材681上に設けられたNPNトランジスタQ3,Q4およびダイオードD3,D4は、冷却される。
【0124】
図9を参照して、ピース部材682は、より詳細には、冷却水路6821,6822と、ワンタッチカプラ6823,6824とを有する。ワンタッチカプラ6823は、冷却水路6821の出口6821OUTに設けられる。ワンタッチカプラ6824は、冷却水路6822の出口6822OUTに設けられる。IC111,112は、冷却水路6821上に設けられる。
【0125】
ピース部材683〜691の各々は、ピース部材682と同じ構造から成る。ワンタッチカプラ6823は、冷却水路6811の入口6811INまたは冷却水路6821の入口6821INに連結可能な構造になっている。また、ワンタッチカプラ6824は、冷却水路6822の入口6822INに連結可能な構造になっている。
【0126】
そして、ワンタッチカプラ6823は、隣のピース部材681の冷却水路6811の入口6811INに装着され、ワンタッチカプラ6824は、隣のピース部材683の冷却水路6822の入口6822INに装着される。
【0127】
冷却水は、入口6821INから冷却水路6821に入り、矢印2の方向に流れ、出口6821OUTから出て、隣のピース部材681へ流れる。そして、隣のピース部材681の出口6811OUTを出た冷却水は、入口6822INから冷却水路6822へ入り、冷却水路6822を矢印3の方向へ流れる。そして、冷却水は、出口6822OUTから隣のピース部材683の冷却水路6822へ流れる。これにより、IC111,112は、冷却される。
【0128】
ピース部材683〜691の各々は、ピース部材682と同じ方式によって隣接するピース部材に連絡される。そして、ピース部材683〜691の各々における冷却水の流れ方は、ピース部材682における冷却水の流れ方と同じである。これにより、NPNトランジスタQ5〜Q14、ダイオードD5〜D14およびIC121,122,141,161,171,172は冷却される。
【0129】
図10を参照して、ピース部材692は、より詳細には、冷却水路6921,6922と、ワンタッチカプラ6923とを有する。ワンタッチカプラ6923は、冷却水路6921の出口6921OUTに設けられる。ワンタッチカプラ6923は、ピース部材691の冷却水路6821の入口6821INに連結可能な構造から成る。IC131は、冷却水路6921上に設けられる。隣のピース部材691のワンタッチカプラ6824は、冷却水路6922の入口6922INに連結される。
【0130】
外部からの冷却水は、入口6921INから冷却水路6921に入り、冷却水路6921を矢印4の方向へ進行する。そして、冷却水は、出口6921OUTから隣のピース部材691の冷却水路6821に流れる。これにより、IC131は冷却される。また、冷却水は、隣のピース部材691の出口6822OUTから冷却水路6922に流れ込み、出口6922OUTから外部に出る。これにより、冷却水は、ピース部材681〜692を循環する。そして、NPNトランジスタQ3〜Q14、ダイオードD3〜D14およびIC111,112,121,122,131,141,161,171,172は冷却される。
【0131】
図11は、図5のA−A線における断面図を示す。図11を参照して、ベース68の表面68a上に全体的に電気絶縁樹脂70が形成される。そして、正極導体71、導体板81および負極導体72が電気絶縁樹脂70上に形成される。正極導体71がベース68の最外周に形成され、導体板81が正極導体71の内周側に形成され、負極導体72が最内周に形成される。また、冷却水路6811がベース68中に形成される。
【0132】
導体板80は、正極導体71上に形成される。NPNトランジスタQ3およびダイオードD3は、導体板80上に形成される。より具体的には、ダイオードD3は、負極が半田により導体板80に接続される。また、NPNトランジスタQ3は、コレクタが半田により導体板80に接続される。
【0133】
NPNトランジスタQ4およびダイオードD4は、導体板81上に形成される。より具体的には、ダイオードD4は、負極が半田により導体板81に接続される。また、NPNトランジスタQ4は、コレクタが半田により導体板81に接続される。
【0134】
導体89は、ダイオードD3の正極およびNPNトランジスタQ3のエミッタに接続される。そして、導体89は、さらに、導体板81に接続される。これにより、NPNトランジスタQ3およびダイオードD3は、導体板80と導体板81との間に並列に接続され、ダイオードD3は、NPNトランジスタQ3のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すように接続される。
【0135】
導体90は、ダイオードD4の正極およびNPNトランジスタQ4のエミッタに接続される。そして、導体90は、さらに、負極導体72に接続される。これにより、NPNトランジスタQ4およびダイオードD4は、負極導体72と導体板81との間に並列に接続され、ダイオードD4は、NPNトランジスタQ4のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すように接続される。
【0136】
NPNトランジスタQ3のエミッタは、導体89および導体板81を介してNPNトランジスタQ4のコレクタに接続されるので、導体板81は、NPNトランジスタQ3のエミッタをNPNトランジスタQ4のコレクタに接続する中間点を構成する。つまり、導体板81は、モータM1のU相に接続される。また、NPNトランジスタQ3,Q4は、導体板81および導体89,90によって正極導体71と負極導体72との間に直列に接続される。そして、ベース68の裏面68bには、コンデンサ20が全面的に形成される。
【0137】
V相アーム16を構成するNPNトランジスタQ5,Q6、ダイオードD5,D6、導体板83,84および導体92,93、W相アーム17を構成するNPNトランジスタQ7,Q8、ダイオードD7,D8、導体板86,87および導体95,96、U相アーム15Aを構成するNPNトランジスタQ9,Q10、ダイオードD9,D10、導体板98,99および導体151,152、V相アーム16Aを構成するNPNトランジスタQ11,Q12、ダイオードD11,D12、導体板102,103および導体154,155、およびW相アーム17Aを構成するNPNトランジスタQ13,Q14、ダイオードD13,D14、導体板105,106および導体157,158の断面構造は、図11に示す断面構造と同じである。この場合、V相アーム16においては、導体板84がNPNトランジスタQ5のエミッタをNPNトランジスタQ6のコレクタに接続する中間点を構成し、モータM1のV相に接続される。また、W相アーム17においては、導体板87がNPNトランジスタQ7のエミッタをNPNトランジスタQ8のコレクタに接続する中間点を構成し、モータM1のW相に接続される。
【0138】
さらに、U相アーム15Aにおいては、導体板99がNPNトランジスタQ9のエミッタをNPNトランジスタQ10のコレクタに接続する中間点を構成し、モータM2のU相に接続される。さらに、V相アーム16Aにおいては、導体板103がNPNトランジスタQ11のエミッタをNPNトランジスタQ12のコレクタに接続する中間点を構成し、モータM2のV相に接続される。さらに、W相アーム17Aにおいては、導体板106がNPNトランジスタQ13のエミッタをNPNトランジスタQ14のコレクタに接続する中間点を構成し、モータM2のW相に接続される。
【0139】
図12は、図5のB−B線における断面図を示す。図12を参照して、ベース68の表面68a上に全体的に電気絶縁樹脂70が形成される。そして、導体板81,82が電気絶縁樹脂70上に形成される。シャント抵抗SHR1は、一方端が導体板81上に形成され、他方端が導体板82上に形成される。導体91は、端子91A,91Cと本体91Bとから成る。端子91Aは、L字形状から成り、導体板82上に形成される。本体91Bは、一方端が端子91Aに固定され、他方端が端子91Cに固定される。端子91Cは、電気絶縁樹脂70を貫通してモータM1のU相の端子に接続される。
【0140】
電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR2、導体板84,85および導体94と、電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR3、導体板87,88および導体97と、電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR4、導体板99,101および導体153と、電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR5、導体板103,104および導体156と、電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR6、導体板106,107および導体159とについても、その断面構造は、図12に示す断面構造と同じである。
【0141】
インバータ装置30を作製するとき、ピース部材681〜692をワンタッチカプラにより連結してベース68を形成し、正極導体71および負極導体72をベース68の表面68a上の所定の位置に形成する。そして、U相アーム15、V相アーム16、W相アーム17、U相アーム15A、V相アーム16AおよびW相アーム17Aをそれぞれピース部材681,683,685,687,689,691上に形成する。その後、基板110,120,130,140,160,170をそれぞれピース部材682,686,692,684,688,690上に形成し、IC111,112、IC121,122、IC131、IC141、IC161、およびIC171,172をそれぞれ基板110,120,130,140,160,170上に形成する。そして、所定の配線を行なう。最後に、ベース68の裏面68bにコンデンサ20を形成する。これにより、インバータ装置30が作製される。
【0142】
再び、図1を参照して、モータ駆動装置100における全体動作について説明する。全体の動作が開始されると、直流電源10は、直流電圧を出力し、コンデンサ20は、直流電源10からの直流電圧を平滑化してインバータ装置30へ供給する。また、電圧センサー21は、コンデンサ20の両端の電圧、すなわち、インバータ装置30への入力電圧Vmを検出して制御装置50へ出力する。
【0143】
電流センサー40は、モータ電流MCRT1を検出してドライブ回路32へ出力し、電流センサー40Aは、モータ電流MCRT2を検出してドライブ回路32へ出力する。ドライブ回路32は、モータ電流MCRT1,2を制御装置50へ出力する。制御装置50は、外部ECUからトルク指令値TR1,2を受け、電圧センサー21から入力電圧Vmを受け、ドライブ回路32からモータ電流MCRT1,2を受ける。そして、制御装置50は、トルク指令値TR1、入力電圧Vmおよびモータ電流MCRT1に基づいて、上述した方法により信号PWMI1を生成してドライブ回路32へ出力する。また、制御装置50は、トルク指令値TR2、入力電圧Vmおよびモータ電流MCRT2に基づいて、上述した方法により信号PWMI2を生成してドライブ回路32へ出力する。
【0144】
ドライブ回路32は、制御装置50からの信号PWMI1に応じて駆動信号DRVI1を生成してNPNトランジスタQ3〜Q8へ出力し、制御装置50からの信号PWMI2に応じて駆動信号DRVI2を生成してNPNトランジスタQ9〜Q14へ出力する。そして、NPNトランジスタQ3〜Q8は、駆動信号DRVI1によってオン/オフされ、インバータ31は、コンデンサ20から供給された直流電圧を交流電圧に変換してモータM1を駆動する。これにより、モータM1は、トルク指令値TR1によって指定されたトルクを出力する。また、NPNトランジスタQ9〜Q14は、駆動信号DRVI2によってオン/オフされ、インバータ31Aは、コンデンサ20から供給された直流電圧を交流電圧に変換してモータM2を駆動する。これにより、モータM2は、トルク指令値TR2によって指定されたトルクを出力する。
【0145】
また、モータ駆動装置100が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、制御装置50は、外部ECUから信号RGEを受け、その受けた信号RGEに応じて、信号PWMC1,2を生成してドライブ回路32へ出力する。
【0146】
ドライブ回路32は、信号PWMC1に応じて駆動信号DRVC1を生成してNPNトランジスタQ3〜Q8へ出力し、信号PWMC2に応じて駆動信号DRVC2を生成してNPNトランジスタQ9〜Q14へ出力する。
【0147】
そうすると、NPNトランジスタQ3〜Q8は、駆動信号DRVC1によってオン/オフされ、インバータ31は、モータM1が発電した交流電圧を直流電圧に変換して直流電源10に供給する。また、NPNトランジスタQ9〜Q14は、駆動信号DRVC2によってオン/オフされ、インバータ31Aは、モータM2が発電した交流電圧を直流電圧に変換して直流電源10に供給する。
【0148】
なお、上記においては、二重ロータモータを駆動するインバータ装置について説明したが、この発明は、これに限らず、モータの相数に応じて選択された個数のピース部材から成るインバータ装置に適用可能である。
【0149】
実施の形態1によれば、インバータ装置は、複数のピース部材と、複数のアームとを備え、インバータを構成する複数のアームの各々は、1つのピース部材上に形成される。そして、複数のピース部材は、モータのロータの回転方向に並べられる。
【0150】
したがって、この発明によれば、ピース部材の個数を選択することにより、インバータ回路を自由に設計できる。
【0151】
[実施の形態2]
図13は、実施の形態2によるインバータ装置の平面図である。図13を参照して、実施の形態2によるインバータ装置30Aは、インバータ装置30のベース68をベース48に代え、NPNトランジスタQ3〜Q14、ダイオードD3〜D14、およびIC111,112,121,122,131,141,161,171,172等をベース48上に分散配置したものであり、その他は、インバータ装置30と同じである。
【0152】
ベース48は、ピース部材481〜504からなる。ピース部材481〜504の各々は、同じ大きさからなる。
【0153】
インバータ31のU相アーム15を構成するNPNトランジスタQ3,Q4、ダイオードD3,D4、導体板80,81および導体89,90と、電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR1、導体板81,82および導体91とは、ピース部材481上に回転軸1000からベース48の径方向に配置される。
【0154】
インバータ31のV相アーム16を構成するNPNトランジスタQ5,Q6、ダイオードD5,D6、導体板83,84および導体92,93と、電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR2、導体板84,85および導体94とは、ピース部材485上に回転軸1000からベース48の径方向に配置される。
【0155】
インバータ31のW相アーム17を構成するNPNトランジスタQ7,Q8、ダイオードD7,D8、導体板86,87および導体95,96と、電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR3、導体板87,88および導体97とは、ピース部材489上に回転軸1000からベース48の径方向に配置される。
【0156】
インバータ31AのU相アーム15Aを構成するNPNトランジスタQ9,Q10、ダイオードD9,D10、導体板98,99および導体151,152と、電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR4、導体板99,101および導体153とは、ピース部材493上に回転軸1000からベース48の径方向に配置される。
【0157】
インバータ31AのV相アーム16Aを構成するNPNトランジスタQ11,Q12、ダイオードD11,D12、導体板102,103および導体154,155と、電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR5、導体板103,104および導体156とは、ピース部材497上に回転軸1000からベース48の径方向に配置される。
【0158】
インバータ31AのW相アーム17Aを構成するNPNトランジスタQ13,Q14、ダイオードD13,D14、導体板105,106および導体157,158と、電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR6、導体板106,107および導体159とは、ピース部材501上に回転軸1000からベース48の径方向に配置される。
【0159】
基板110およびIC111,112は、ピース部材483上に配置される。基板140およびIC141は、ピース部材487上に配置される。基板120およびIC121,122は、ピース部材491上に配置される。基板160およびIC161は、ピース部材495上に配置される。基板170およびIC171,172は、ピース部材499上に配置される。基板130およびIC131は、ピース部材503上に配置される。
【0160】
このように、インバータ装置30Aにおいては、NPNトランジスタQ3〜Q14、ダイオードD3〜D14およびIC111,112,121,122,131,141,161,171,172等は、連続して連結されたピース部材481〜504上に1つおきに配置される。したがって、U相アーム15,15A、V相アーム16,16A、W相アーム17,17Aおよび電流センサー40,40Aが形成されるピース部材481,485,489,493,497,501と、IC111,112;141;121,122;161;171,172;131が形成されるピース部材483,487,491,495,499,503との間には、何も形成されていないピース部材482,484,486,488,490,492,494,496,498,500,502,504が配置される。つまり、NPNトランジスタQ3〜Q14、ダイオードD3〜D14およびIC111,112,121,122,131,141,161,171,172等は、放射状に分散配置される。
【0161】
ピース部材481は、上述したピース部材681と同じ構造からなり、ピース部材482〜503は、上述したピース部材682と同じ構造からなり、ピース部材504は、上述したピース部材692と同じ構造からなる。したがって、ピース部材481〜504は、ピース部材681〜692と同じ方式によって連結され、ベース48を形成する。
【0162】
冷却水は、ピース部材504から冷却路6921に入り、ピース部材503〜482の冷却水路6821を流れてピース部材481の冷却水路6811に到る。そして、冷却水は、ピース部材481の冷却水路6811を矢印1の方向に流れ、出口6811OUTから冷却水路6811を出る。その後、冷却水は、ピース部材482〜503の冷却水路6822を流れ、ピース部材504の冷却水路6922に到り、出口6922OUTから出る。
【0163】
これによって、NPNトランジスタQ3〜Q14、ダイオードD3〜D14およびIC111,112,121,122,131,141,161,171,172は、冷却水によって冷却される。そして、インバータ装置30Aにおいては、NPNトランジスタQ3〜Q14、ダイオードD3〜D14およびIC111,112,121,122,131,141,161,171,172は放射状に分散配置されるので、NPNトランジスタQ3〜Q14、ダイオードD3〜D14およびIC111,112,121,122,131,141,161,171,172の冷却効率をさらに高くできる。
【0164】
なお、上記においては、U相アーム15、V相アーム16、W相アーム17、U相アーム15A、V相アーム16A、W相アーム17A、およびIC111,112;121,122;131;141;161;171,172は、1つおきに1つのピース部材上に形成されると説明したが、この発明は、これに限らず、U相アーム15、V相アーム16、W相アーム17、U相アーム15A、V相アーム16A、W相アーム17A、およびIC111,112;121,122;131;141;161;171,172のうち、一部を隣接する2つのピース部材上に形成してもよい。すなわち、実施の形態2においては、U相アーム15、V相アーム16、W相アーム17、U相アーム15A、V相アーム16A、W相アーム17A、およびIC111,112;121,122;131;141;161;171,172が配置される複数のピース部材のうち、少なくとも1つのピース部材は、何も形成されないピース部材であればよい。
【0165】
インバータ装置30Aは、図2に示すブラケット端部1122側に取付けられ、インバータ一体型モータ60を構成する。
【0166】
その他は、実施の形態1と同じである。
実施の形態2によれば、インバータ装置は、複数のピース部材と、複数のアームとを備え、インバータを構成する複数のアームの各々は、1つおきに1つのピース部材上に形成される。そして、複数のピース部材は、モータのロータの回転方向に並べられる。
【0167】
したがって、この発明によれば、ピース部材の個数を選択することにより、インバータ回路を自由に設計できる。また、NPNトランジスタ等の素子の冷却効率を高くできる。
【0168】
[実施の形態3]
図14は、実施の形態3によるインバータ装置の平面図である。図14を参照して、実施の形態3によるインバータ装置30Bは、インバータ装置30Aのベース48をベース58に代えたものであり、その他は、インバータ装置30Aと同じである。
【0169】
ベース58は、ピース部材581〜592と、冷却水路781〜802とからなる。ピース部材581〜592の各々は、同じ大きさからなる。冷却水路781,782は、ピース部材582をピース部材581に接続する。冷却水路783,784は、ピース部材583をピース部材582に接続する。冷却水路785,786は、ピース部材584をピース部材583に接続する。冷却水路787,788は、ピース部材585をピース部材584に接続する。冷却水路789,790は、ピース部材586をピース部材585に接続する。冷却水路791,792は、ピース部材587をピース部材586に接続する。冷却水路793,794は、ピース部材588をピース部材587に接続する。冷却水路795,796は、ピース部材589をピース部材588に接続する。冷却水路797,798は、ピース部材590をピース部材589に接続する。冷却水路799,800は、ピース部材591をピース部材590に接続する。冷却水路801,802は、ピース部材592をピース部材591に接続する。
【0170】
ピース部材581は、ピース部材681と同じ構造からなる。ピース部材582〜591は、ピース部材682と同じ構造からなる。ピース部材592は、ピース部材692と同じ構造からなる。冷却水路781は、ピース部材581の冷却水路6811の入口6811INおよびピース部材582の冷却水路6821の出口6821OUTに接続される。冷却水路782は、ピース部材581の冷却水路6811の出口6811OUTおよびピース部材582の冷却水路6822の入口6822INに接続される。
【0171】
冷却水路783は、ピース部材583の冷却水路6821の出口6821OUTおよびピース部材582の冷却水路6821の入口6821INに接続される。冷却水路784は、ピース部材583の冷却水路6822の入口6822INおよびピース部材582の冷却水路6822の出口6822OUTに接続される。
【0172】
冷却水路785は、ピース部材584の冷却水路6821の出口6821OUTおよびピース部材583の冷却水路6821の入口6821INに接続される。冷却水路786は、ピース部材584の冷却水路6822の入口6822INおよびピース部材583の冷却水路6822の出口6822OUTに接続される。
【0173】
冷却水路787は、ピース部材585の冷却水路6821の出口6821OUTおよびピース部材584の冷却水路6821の入口6821INに接続される。冷却水路788は、ピース部材585の冷却水路6822の入口6822INおよびピース部材584の冷却水路6822の出口6822OUTに接続される。
【0174】
冷却水路789は、ピース部材586の冷却水路6821の出口6821OUTおよびピース部材585の冷却水路6821の入口6821INに接続される。冷却水路790は、ピース部材586の冷却水路6822の入口6822INおよびピース部材585の冷却水路6822の出口6822OUTに接続される。
【0175】
冷却水路791は、ピース部材587の冷却水路6821の出口6821OUTおよびピース部材586の冷却水路6821の入口6821INに接続される。冷却水路792は、ピース部材587の冷却水路6822の入口6822INおよびピース部材586の冷却水路6822の出口6822OUTに接続される。
【0176】
冷却水路793は、ピース部材588の冷却水路6821の出口6821OUTおよびピース部材587の冷却水路6821の入口6821INに接続される。冷却水路794は、ピース部材588の冷却水路6822の入口6822INおよびピース部材587の冷却水路6822の出口6822OUTに接続される。
【0177】
冷却水路795は、ピース部材589の冷却水路6821の出口6821OUTおよびピース部材588の冷却水路6821の入口6821INに接続される。冷却水路796は、ピース部材589の冷却水路6822の入口6822INおよびピース部材588の冷却水路6822の出口6822OUTに接続される。
【0178】
冷却水路797は、ピース部材590の冷却水路6821の出口6821OUTおよびピース部材589の冷却水路6821の入口6821INに接続される。冷却水路798は、ピース部材590の冷却水路6822の入口6822INおよびピース部材589の冷却水路6822の出口6822OUTに接続される。
【0179】
冷却水路799は、ピース部材591の冷却水路6821の出口6821OUTおよびピース部材590の冷却水路6821の入口6821INに接続される。冷却水路800は、ピース部材591の冷却水路6822の入口6822INおよびピース部材590の冷却水路6822の出口6822OUTに接続される。
【0180】
冷却水路801は、ピース部材592の冷却水路6921の出口6921OUTおよびピース部材591の冷却水路6821の入口6821INに接続される。冷却水路802は、ピース部材592の冷却水路6922の入口6822INおよびピース部材591の冷却水路6822の出口6822OUTに接続される。
【0181】
ピース部材581〜592は、冷却水路781〜802によって連結されることによってベース58を形成する。また、正極導体711〜722は、それぞれ、ピース部材581〜592の表面の一部(外周側)に形成される。
【0182】
インバータ31のU相アーム15を構成するNPNトランジスタQ3,Q4、ダイオードD3,D4、導体板80,81および導体89,90と、電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR1、導体板81,82および導体91とは、ピース部材581上に回転軸1000からベース58の径方向に配置される。
【0183】
インバータ31のV相アーム16を構成するNPNトランジスタQ5,Q6、ダイオードD5,D6、導体板83,84および導体92,93と、電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR2、導体板84,85および導体94とは、ピース部材583上に回転軸1000からベース58の径方向に配置される。
【0184】
インバータ31のW相アーム17を構成するNPNトランジスタQ7,Q8、ダイオードD7,D8、導体板86,87および導体95,96と、電流センサー40を構成するシャント抵抗SHR3、導体板87,88および導体97とは、ピース部材585上に回転軸1000からベース58の径方向に配置される。
【0185】
インバータ31AのU相アーム15Aを構成するNPNトランジスタQ9,Q10、ダイオードD9,D10、導体板98,99および導体151,152と、電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR4、導体板99,101および導体153とは、ピース部材587上に回転軸1000からベース58の径方向に配置される。
【0186】
インバータ31AのV相アーム16Aを構成するNPNトランジスタQ11,Q12、ダイオードD11,D12、導体板102,103および導体154,155と、電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR5、導体板103,104および導体156とは、ピース部材589上に回転軸1000からベース58の径方向に配置される。
【0187】
インバータ31AのW相アーム17Aを構成するNPNトランジスタQ13,Q14、ダイオードD13,D14、導体板105,106および導体157,158と、電流センサー40Aを構成するシャント抵抗SHR6、導体板106,107および導体159とは、ピース部材591上に回転軸1000からベース58の径方向に配置される。
【0188】
基板110およびIC111,112は、ピース部材582上に配置される。基板140およびIC141は、ピース部材584上に配置される。基板120およびIC121,122は、ピース部材586上に配置される。基板160およびIC161は、ピース部材588上に配置される。基板170およびIC171,172は、ピース部材590上に配置される。基板130およびIC131は、ピース部材592上に配置される。
【0189】
なお、図14には、図示していないが、コンデンサ20は、ベース58の裏面の全体に形成される。
【0190】
冷却水は、ピース部材592から冷却水路6921に入り、冷却水路801、ピース部材591の冷却路6821、冷却水路799、ピース部材590の冷却水路6821、冷却水路797、ピース部材589の冷却水路6821、冷却水路795、ピース部材588の冷却水路6821、冷却水路793、ピース部材587の冷却水路6821、冷却水路791、ピース部材586の冷却水路6821、冷却水路789、ピース部材585の冷却水路6821、冷却水路787、ピース部材584の冷却水路6821、冷却水路785、ピース部材583の冷却水路6821、冷却水路783、ピース部材582の冷却水路6821、および冷却水路781を流れてピース部材581に到る。そして、冷却水は、ピース部材581の冷却水路6811を流れ、出口6811OUTからピース部材581を出る。その後、冷却水は、冷却水路782、ピース部材582の冷却水路6822、冷却水路784、ピース部材583の冷却水路6822、冷却水路786、ピース部材584の冷却水路6822、冷却水路788、ピース部材585の冷却水路6822、冷却水路790、ピース部材586の冷却水路6822、冷却水路792、ピース部材587の冷却水路6822、冷却水路794、ピース部材588の冷却水路6822、冷却水路796、ピース部材589の冷却水路6822、冷却水路798、ピース部材590の冷却水路6822、冷却水路800、ピース部材591の冷却水路6822、および冷却水路802を流れてピース部材592に到る。そして、冷却水は、ピース部材592の冷却水路6922を流れて出口6922OUTから外部へ出る。
【0191】
これによって、NPNトランジスタQ3〜Q14、ダイオードD3〜D14およびIC111,112,121,122,131,141,161,171,172は、冷却水によって冷却される。そして、インバータ装置30Bにおいては、NPNトランジスタQ3〜Q14、ダイオードD3〜D14およびIC111,112,121,122,131,141,161,171,172は放射状に分散配置されるので、NPNトランジスタQ3〜Q14、ダイオードD3〜D14およびIC111,112,121,122,131,141,161,171,172の冷却効率をさらに高くできる。
【0192】
なお、上記においては、ピース部材581〜592の隣接する2つのピース部材の間には、冷却水路(冷却水路781〜802のいずれか2つの冷却水路)が存在すると説明したが、この発明は、これに限らず、一部のピース部材を相互に直接連結してピース部材群を形成し、その形成したピース部材群を冷却水路によって連結するようにしてもよい。
【0193】
インバータ装置30Bは、図2に示すブラケット端部1122側に取付けられ、インバータ一体型モータ60を構成する。
【0194】
その他は、実施の形態1,2と同じである。
実施の形態3によれば、インバータ装置は、隣接するピース部材と冷却水路によって連結された複数のピース部材と、複数のアームとを備え、インバータを構成する複数のアームの各々は、1つのピース部材上に形成される。そして、複数のピース部材は、モータのロータの回転方向に並べられる。
【0195】
したがって、この発明によれば、ピース部材の個数を選択することにより、インバータ回路を自由に設計できる。また、NPNトランジスタ等の素子の冷却効率を高くできる。
【0196】
なお、実施の形態1〜実施の形態3においては、ベース48,58,68上に形成されるのは、インバータ31,31Aを構成するNPNトランジスタQ3〜Q14およびダイオードD3〜D14と、インバータ31,31Aの制御に関連するIC111,112,121,122,131,141,161,171,172とであると説明したが、この発明は、これに限らず、直流電源とインバータとの間で電圧変換を行なうコンバータ(リアクトルおよびスイッチング素子からなる)をベース48,58,68上に形成してもよい。この場合、コンバータのみをベース48,58,68上に形成してもよく、コンバータおよびインバータをベース48,58,68上に形成してもよい。
【0197】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1によるインバータ装置を備えるモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図2】図1に示す制御装置の一部の機能を示す機能ブロック図である。
【図3】インバータ一体型モータの断面図である。
【図4】図3のB方向から見た斜視図である。
【図5】図4のC方向から見た平面図である。
【図6】図4に示すベースを形成する複数のピース部材および複数のピース部材上に形成されるNPNトランジスタ、ダイオードおよびICを示す斜視図である。
【図7】図4に示すベースを形成する複数のピース部材および複数のピース部材上に形成されるNPNトランジスタ、ダイオードおよびICを示す斜視図である。
【図8】図6に示すピース部材の平面図である。
【図9】図6に示すピース部材の他の平面図である。
【図10】図6に示すピース部材のさらに他の平面図である。
【図11】図5のA−A線における断面図である。
【図12】図5のB−B線における断面図である。
【図13】実施の形態2によるインバータ装置の平面図である。
【図14】実施の形態3によるインバータ装置の平面図である。
【図15】従来のモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図16】図15に示すコンデンサおよびインバータをモータの端面に設けたインバータ一体型のモータ装置を示す概念図である。
【図17】図16のA方向から見た平面図である。
【符号の説明】
1〜5 矢印、10 直流電源、11,320 電源ライン、12,321 アースライン、15,15A,317 U相アーム、16,16A,318 V相アーム、17,17A,319 W相アーム、20 コンデンサ、21 電圧センサー、30,30A,30B インバータ装置、31,31A,310 インバータ、32 ドライブ回路、40,40A 電流センサー、41 モータ制御用相電圧演算部、42 インバータ用PWM信号変換部、48,58,68 ベース、50 制御装置、60 インバータ一体型モータ、68a 表面、68b 裏面、68U1,68V1,68W1,68U2,68V2,68W2 孔、70 電気絶縁樹脂、71,711〜722 正極導体、71a 内周縁、72 負極導体、80〜88,98,99,101〜107 導体板、89〜97,151〜159 導体、91A,91C 端子、91B 本体、100,300 モータ駆動装置、110,120,130,140,160,170 基板、111,112,121,122,131,141,161,171,172IC、301〜303 コンデンサ、311〜316 NPNトランジスタ、330 モータ装置、332 ヒートシンク、333 コントローラ、340,350,361〜363,371〜373,381〜383 バスバー、481〜504,581〜592,681〜692 ピース部材、781〜802,1124,6811,6821,6822,6921,6922 冷却水路、1000 回転軸、1010 内側ロータ、1020 内側ギャップ、1030 内側ステータコア、1040,1100 ステータコイル、1050,1110 ステータコア、1060 放熱円筒、1062 ブラケット当接面、1070 外側 ロータ、1080 外側ギャップ、1090 外側ステータコア、1120 ブラケット、1122 ブラケット端部、1126 冷却水、1128 支持面、1200,1204 ベアリング、6811IN,6821IN,6822IN,6921IN 入口、6811OUT,6821OUT,6822OUT,6922OUT 出口、6812,6823,6824,6923 ワンタッチカプラ、Q3〜Q14 NPNトランジスタ、D3〜D14 ダイオード、SHR1〜SHR6 シャント抵抗、M1,M2 モータ。

Claims (4)

  1. 多相電動機の相数に対応して設けられ、各々が冷却水路を有する複数のピース部材と、
    前記多相電動機を駆動するインバータを構成し、各々が1つの前記ピース部材上に配置される複数のアームとを備え、
    前記複数のピース部材は、前記多相電動機に含まれる回転子の回転方向に並べられる、インバータ装置。
  2. 前記ピース部材に設けられた冷却水路の入口または出口は、隣接するピース部材のそれぞれ出口または入口に対向するように設けられる、請求項1に記載のインバータ装置。
  3. 前記複数のアームに含まれる複数のスイッチング素子を駆動する駆動回路をさらに備え、
    前記駆動回路は、前記並べられた複数のピース部材のデッドスペースに配置される、請求項1または請求項2に記載のインバータ装置。
  4. 前記インバータの入力側に設けられるコンデンサをさらに備え、
    前記コンデンサは、前記複数のアームが設けられた前記複数のピース部材の面と反対側の面に設けられる、請求項1または請求項2に記載のインバータ装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008131792A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd インバータ一体型電動圧縮機
US7541703B2 (en) 2004-12-13 2009-06-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Rotary electric machine
JP2011243909A (ja) * 2010-05-21 2011-12-01 Mitsubishi Electric Corp 半導体モジュール及び半導体モジュールを搭載した回転電機
WO2013111277A1 (ja) * 2012-01-25 2013-08-01 三菱電機株式会社 駆動装置一体型回転電機
JP2016181675A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 株式会社東芝 半導体装置、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機
WO2022173015A1 (ja) * 2021-02-12 2022-08-18 株式会社アイシン インバータ一体型回転電機

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07231672A (ja) * 1994-02-18 1995-08-29 Nippondenso Co Ltd 電力変換器及びそれを用いた電動車両の駆動装置
JPH07245968A (ja) * 1994-03-01 1995-09-19 Nippondenso Co Ltd インバータ装置
JPH1127959A (ja) * 1997-07-08 1999-01-29 Toshiba Fa Syst Eng Kk インバータ装置
JP2001332679A (ja) * 2000-05-25 2001-11-30 Mitsubishi Electric Corp パワーモジュール
JP2004201462A (ja) * 2002-12-20 2004-07-15 Toyota Motor Corp インバータ装置およびそれを用いた電動機一体インバータ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07231672A (ja) * 1994-02-18 1995-08-29 Nippondenso Co Ltd 電力変換器及びそれを用いた電動車両の駆動装置
JPH07245968A (ja) * 1994-03-01 1995-09-19 Nippondenso Co Ltd インバータ装置
JPH1127959A (ja) * 1997-07-08 1999-01-29 Toshiba Fa Syst Eng Kk インバータ装置
JP2001332679A (ja) * 2000-05-25 2001-11-30 Mitsubishi Electric Corp パワーモジュール
JP2004201462A (ja) * 2002-12-20 2004-07-15 Toyota Motor Corp インバータ装置およびそれを用いた電動機一体インバータ装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7541703B2 (en) 2004-12-13 2009-06-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Rotary electric machine
JP2008131792A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd インバータ一体型電動圧縮機
JP2011243909A (ja) * 2010-05-21 2011-12-01 Mitsubishi Electric Corp 半導体モジュール及び半導体モジュールを搭載した回転電機
WO2013111277A1 (ja) * 2012-01-25 2013-08-01 三菱電機株式会社 駆動装置一体型回転電機
JP2016181675A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 株式会社東芝 半導体装置、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機
WO2022173015A1 (ja) * 2021-02-12 2022-08-18 株式会社アイシン インバータ一体型回転電機
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