JP2008306793A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パワー素子を冷却する機構を備えるインバータ装置において、インバータ装置の構造を簡素にする。
【解決手段】インバータ装置１０は、第１パワー素子１２，１４，１６を備えている。各パワー素子の一面には、コレクタ電極１２ａ，１４ａ，１６ａが形成されている。コレクタ電極１２ａ，１４ａ，１６ａのそれぞれは、冷媒通路５０の外壁５０ｂに半田１２ｂ，１４ｂ，１６ｂのそれぞれで固定されている。冷媒通路５０は導電性材料で形成されている。冷媒通路５０の内部には冷媒５４が通過している。冷媒通路５０の内壁５０ａは絶縁膜５２で覆われている。冷媒通路５０は直流電源の正極と負極のうち一方の極に接続されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、インバータ装置に関する。特に、複数個のパワー素子とそれら複数のパワー素子を冷却する機構を有するインバータ装置に関する。

複数個のパワー素子を備えているインバータ装置が知られている（例えば、特許文献１）。このインバータ装置は、直流電源に接続されて用いられ、直流電源からの電力によってモータを駆動するために用いられる。

特開平１０−３２３０７７号公報

インバータ装置に用いられるパワー素子は、所定の温度を超えると性能が低下してしまう。そこで、パワー素子の性能を高く維持するために、パワー素子を冷却するための機構を備えているものがある。しかしながら、冷却機構を備えることで、インバータ装置を構成する部品点数が多くなる。これにより、インバータ装置の製造時間が長くなり、製造コストが高くなってしまう。

本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、パワー素子を冷却する機構を備えるインバータ装置において、インバータ装置の構造を簡素にする技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のインバータ装置は、直流電源に対して並列に接続される複数個のパワー素子と、それら複数個のパワー素子を冷却する機構を備えている。このインバータ装置は、冷媒通路と絶縁部材を備えている。冷媒通路は、導電性材料で形成されており、直流電源の正極と負極のうちの一方の極に電気的に接続されるとともに、内部を冷媒が通過する。絶縁部材は、冷媒通路の内壁を覆っており、導電性材料で形成されている冷媒通路と、その内部を通過する冷媒の間を絶縁する。各々のパワー素子は、その一面に直流電源の一方の極に電気的に接続される電極が形成されている。そして、複数個のパワー素子の前記電極が導通性材料で冷媒通路の外壁に固定されていることを特徴とする。

このインバータ装置では、複数個のパワー素子が、導電性材料で形成されている冷媒通路を介して、直流電源の正極と負極のうちの一方の極に電気的に接続される。すなわち、このインバータ装置では、パワー素子ごとに直流電源と接続する電極が不要となる。これにより、インバータ装置の構成を簡素にすることができる。また、冷媒は、直流電源と接続される冷媒通路から絶縁部材によって絶縁される。冷媒は、直流電源と通電することがない。そのため、インバータ装置とは別の装置を冷却する機構との間で冷媒を共用することができる。例えば、インバータ装置が自動車に搭載されている場合、エンジン等を冷却する冷媒と、インバータ装置を冷却する冷媒を共通化することができる。
また、このインバータ装置では、パワー素子が、導通性材料のみを介して冷媒通路の外壁に固定されている。すなわち、パワー素子と冷媒通路の間に電気を絶縁する部材を挿入する必要がない。そのため、パワー素子を効率よく冷却することができる。

このインバータ装置は、複数個の第２パワー素子と一つの導電部材をさらに備えていることが好ましい。この場合、第２パワー素子は、直流電源の正極と負極のうちの他方の極に対して並列に接続される。導電部材は、冷媒通路の外壁に絶縁性材料で固定されているとともに、直流電源の他方の極に電気的に接続される。各々の第２パワー素子は、対応する各々のパワー素子に直列に接続されている。各々の第２パワー素子は、その一面に直流電源の他方の極に電気的に接続される電極が形成されている。そして、複数個の第２パワー素子の電極が導通性材料で導電部材に固定されている。
このインバータ装置では、複数個の第２パワー素子が、一つの導電部材を介して直流電源の他方の極に電気的に接続される。このインバータ装置では、第２パワー素子ごとに直流電源と接続する電極が不要となる。また、導電部材は、第２パワー素子と直流電源を接続するとともに、第２パワー素子の熱を冷媒通路に放熱する放熱部材としての役割を果たす。なお、パワー素子と第２パワー素子の接続点は、モータ等の負荷に接続して用いる。

上記したインバータ装置では、第２パワー素子が、導電部材を介して直流電源と接続されている。しかしながら、第２パワー素子は、パワー素子（以下では、第２パワー素子と対比して第１パワー素子という。同様に、第２冷媒通路と対比して第１冷媒通路といい、第２絶縁部材と対比して第１絶縁部材という。）の第１冷媒通路とは別の第２冷媒通路によって直流電源と接続されていてもよい。すなわち、このインバータ装置は、第２パワー素子と第２冷媒通路と第２絶縁部材を備えていることが好ましい。この場合、第２パワー素子は、直流電源の正極と負極のうちの他方の極に対して並列に接続される。第２冷媒通路は、導電性材料で形成されており、直流電源の正極と負極のうちの他方の極に電気的に接続されるとともに、内部を冷媒が通過する。第２絶縁部材は、第２冷媒通路の内壁を覆っており、第２冷媒通路とその内部を通過する冷媒の間を絶縁する。各々の第２パワー素子は、対応する各々の第１パワー素子に直列に接続されている。各々の第２パワー素子は、その一面に直流電源の前記他方の極に電気的に接続される電極が形成されている。そして、複数個の第２パワー素子の電極が導通性材料で第２冷媒通路の外壁に固定されている。

このインバータ装置では、第２パワー素子が、上記した第１パワー素子と同様に、導通性材料を介して第２冷媒通路の外壁に固定されている。そのため、第２パワー素子を効率よく冷却することができる。また、このインバータ装置では、複数個の第２パワー素子が、上記した第１パワー素子と同様に、第２冷媒通路を介して、直流電源の正極と負極のうちの他方の極に電気的に接続される。このインバータ装置では、第２パワー素子ごとに直流電源を接続する電極が不要となる。すなわち、このインバータ装置では、インバータ装置の構造を複雑にすることを抑えつつ、第１パワー素子と第２パワー素子の冷却性能を向上させることができる。また、冷媒は、直流電源と接続される第２冷媒通路と第２絶縁部材によって絶縁されている。そのため、第１冷媒通路を通過する冷媒と第２冷媒通路を通過する冷媒を共用することができる。なお、パワー素子と第２パワー素子の接続点は、モータ等の負荷に接続して用いる。

本発明によると、インバータ装置の構成部品を少なくすることができる。インバータ装置の製造コストを低減し、製造時間を短縮することができる。

下記の実施例に記載の技術の主要な特徴について列記する。
（形態１） 冷媒通路の内壁には、複数のフィンが形成されている。これらのフィンは、絶縁部材によって覆われている。
（形態２） 絶縁部材と第２絶縁部材は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）である。

（第１実施例）
本発明を具現化した第１実施例に係るインバータ装置を図面を参照して説明する。図１は、インバータ装置１０の回路図である。
図１に示すように、インバータ装置１０は、正極側配線３によって直流電源であるバッテリ１の正極と電気的に接続されて用いられる。インバータ装置１０は、負極側配線５によってバッテリ１の負極と電気的に接続されて用いられる。また、インバータ装置１０は、モータ側配線７ａ，７ｂ，７ｃによって３相モータ９と電気的に接続されて用いられる。インバータ装置１０は、３つの第１パワー素子１２，１４，１６と、３つの第２パワー素子３２，３４，３６を有している。第１パワー素子１２，１４，１６と、第２パワー素子３２，３４，３６はＩＧＢＴである。第１パワー素子１２，１４，１６は、正極側配線３に対して電気的に並列に接続されている。第１パワー素子１２，１４，１６のそれぞれには、第１ダイオード２２，２４，２６のそれぞれが並列に接続されている。一方、第２パワー素子３２，３４，３６は、負極側配線５に対して電気的に並列に接続されている。第２パワー素子３２，３４，３６のそれぞれには、第２ダイオード４２，４４，４６のそれぞれが並列に接続されている。また、第２パワー素子３２，３４，３６のそれぞれは、第１パワー素子１２，１４，１６のそれぞれに直列に接続されている。第１パワー素子１２と第２パワー素子３２の接続点は、モータ側配線７ａと電気的に接続されている。第１パワー素子１４と第２パワー素子３４の接続点は、モータ側配線７ｂと電気的に接続されている。第１パワー素子１６と第２パワー素子３６接続点は、モータ側配線７ｃと電気的に接続されている。

第１パワー素子１２，１４，１６と第２パワー素子３２，３４，３６のそれぞれは、制御装置（図示省略）からの制御信号によって通電状態と非通電状態とに切り替えられる。制御装置は、予め設定されたパターンに基づいて各パワー素子の通電状態と非通電状態を切り替える。例えば、制御装置からの制御信号によって、第１パワー素子１２と第２パワー素子３４，３６が通電状態とされ、第１パワー素子１４，１６と第２パワー素子３２が非通電状態とされる。この場合、バッテリ１から供給された電力は、正極側配線３から第１パワー素子１２を通過し、モータ側配線７ａから３相モータ９に供給される。３相モータ９に供給された電力は、モータ側配線７ｂ，７ｃからパワー素子３４，３６と負極側配線５を通ってバッテリ１の負極に至る。制御装置が各パワー素子の通電状態と非通電状態を切り替えることによって、３相モータ９は、直流電源１から供給される電力によって駆動される。

図２は、インバータ装置１０の構成の一部を抜粋した平面図である。図３は、図２のIII−IIIの断面図である。図４は、図２のIV−IVの断面図である。図５は、図２にV−Vの断面図である。
図２に示すように、インバータ装置１０は、図１に図示したものの他に、冷媒通路５０と導電板６０を備えている。冷媒通路５０は、アルミニウム等の導電性材料で形成されている。冷媒通路５０の外壁５０ｂの上面の左半面（図２の左側の半面）には、第１パワー素子１２，１４，１６と、第１ダイオード２２，２４，２６が配置されている。第１パワー素子１２，１４，１６は、冷媒通路５０の縦方向（図２の上下方向）に、互いに等間隔に配置されている。第１ダイオード２２は、第１パワー素子１２に対して、冷媒通路５０の横方向（図２の左右方向）に所定の間隔を空けて配置されている。第２ダイオード２４，２６は、第１ダイオード２２と同様に、それぞれ第１パワー素子１４，１６に対して、冷媒通路５０の横方向に所定の間隔を空けて配置されている。

冷媒通路５０の外壁５０ｂの上面の右半面（図２の右側の半面）には、導電板６０が配置されている。導電板６０には、第２パワー素子３２，３４，３６と、第２ダイオード４２，４４，４６が配置されている。第２パワー素子３２，３４，３６は、冷媒通路５０の縦方向（図２の上下方向）に、等間隔に配置されている。第２パワー素子３２，３４，３６のそれぞれは、第１パワー素子１２，１４，１６のそれぞれに対して、冷媒通路５０の横方向に第１ダイオード２２，２４，２６のそれぞれを挟んで配置されている。第２ダイオード４２は、第２パワー素子３２に対して、冷媒通路５０の横方向（図２の左右方向）に所定の間隔を空けて配置されている。また、第２ダイオード４４，４６は、第２ダイオード４２と同様に、それぞれ第２パワー素子３４，３６に対して、冷媒通路５０の横方向に所定の間隔を空けて配置されている。

図３に示すように、第１パワー素子１２，１４，１６は、冷媒通路５０の外壁５０ｂの上面に固定されている。第１パワー素子１２の冷媒通路５０側の面には、その一面にコレクタ電極１２ａが形成されている。第１パワー素子１２は、コレクタ電極１２ａと外壁５０ｂが半田１２ｂで接着されることによって冷媒通路５０の外壁５０ｂに固定されている。第１パワー素子１２と同様に、第１パワー素子１４，１６の冷媒通路５０側の面には、その一面にそれぞれコレクタ電極１４ａ，１６ａが形成されている。第１パワー素子１４は、コレクタ電極１４ａと外壁５０ｂが半田１４ｂで接着されることによって冷媒通路５０に固定されている。第１パワー素子１６は、コレクタ電極１６ａと外壁５０ｂが半田１６ｂで接着されることによって冷媒通路５０に固定されている。コレクタ電極１２ａ，１４ａ，１６ａのそれぞれは、半田１２ｂ，１４ｂ，１６ｂのそれぞれを介して冷媒通路５０と電気的に接続されている。

第１パワー素子１２の冷媒通路５０と反対側の面には、エミッタ電極（図示省略）が形成されている。エミッタ電極は、基板６２に配設された電気配線（図示省略）と電気的に接続されている。基板６２の電気配線は、モータ側配線７ａと電気的に接続されている。第１パワー素子１２と同様に、第１パワー素子１４，１６の冷媒通路５０と反対側の面は、エミッタ電極（図示省略）が形成されている。第１パワー素子１４のエミッタ電極は、基板６４に配設された電気配線（図示省略）と電気的に接続されている。基板６４の電気配線は、モータ側配線７ｂと電気的に接続されている。第１パワー素子１６のエミッタ電極は、基板６６に配設された電気配線（図示省略）と電気的に接続されている。基板６６の電気配線は、モータ側配線７ｃと電気的に接続されている。

冷媒通路５０の内部には、冷媒５４が通過している。インバータ装置１０が自動車に搭載される場合、冷媒５４は、エンジン（図示省略）を冷却する冷却水でもある。この場合、冷媒通路５０は冷媒流路（図示省略）を介してラジエータの配管（図示省略）に接続される。冷媒通路５０の内壁５０ａには、フィン５６が複数配置されている。フィン５６は、冷媒通路５０の内壁の表面積を増やすために設けられている。内壁５０ａの全面とフィン５６の表面には、絶縁膜５２が被膜されている。絶縁膜５２はＤＬＣであり、電気的には冷媒通路５０と冷媒５４を絶縁し、熱的には冷媒通路５０と冷媒５４の間の熱交換を促進する。冷媒通路５０は、正極側配線３と電気的に接続されて用いられる。

図５に示すように、第１ダイオード２２は、第１ダイオード２２の冷媒通路５０側の面と外壁５０ｂが半田２２ａによって接着されて冷媒通路５０に固定されている。第１ダイオード２２の冷媒通路５０と反対側の面は、基板６２と電気的に接続されている。第１ダイオード２４は、第１ダイオード２２と同様に、一方の面が半田によって冷媒通路５０に固定され、他方の面が基板６４と電気的に接続されている。また、第１ダイオード２６も第１ダイオード２２と同様に、一方の面が半田によって冷媒通路５０に固定され、他方の面が基板６６と電気的に接続されている。第１ダイオード２２，２４，２６は、半田を介して冷媒通路５０と電気的に接続されている。第１ダイオード２２は第１パワー素子１２と、第１ダイオード２４は第１パワー素子１４と、第１ダイオード２６は第１パワー素子１６と、それぞれ並列に接続されている。外壁５０ｂにおいて、第１ダイオード２２の第１パワー素子１２と反対側には、導電板６０が固定されている。

導電板６０は矩形状の平板である。導電板６０は、銅等の導電性材料で作製されている。図４に示すように、導電板６０は、絶縁膜５８を挟んで冷媒通路５０の外壁５０ｂの上面に固定されている。絶縁膜５８は、絶縁膜５２と同様にＤＬＣである。導電板６０は、負極側配線５と電気的に接続されている。導電板６０の冷媒通路５０と反対側の面には、第２パワー素子３２，３４，３６が戴置されている。第２パワー素子３２の導電板６０側の面には、その一面にコレクタ電極３２ａが形成されている。第２パワー素子３２は、コレクタ電極３２ａと導電板６０が半田３２ｂで接着されることによって導電板６０に固定されている。第２パワー素子３２と同様に、第２パワー素子３４，３６の導電板６０側の面には、その一面にそれぞれコレクタ電極３４ａ，３６ａが形成されている。第２パワー素子３４は、コレクタ電極３４ａと導電板６０が半田３４ｂで接着されることによって導電板６０に固定されている。第２パワー素子３６は、コレクタ電極３６ａと導電板６０が半田３６ｂで接着されることによって導電板６０に固定されている。コレクタ電極３２ａ，３４ａ，３６ａのそれぞれは、半田３２ｂ，３４ｂ，３６ｂのそれぞれを介して導電板６０と電気的に接続されている。

第２パワー素子３２の導電板６０と反対側の面は、エミッタ電極（図示省略）が形成されている。エミッタ電極は、基板６２に配設された電気配線（図示省略）と電気的に接続されている。基板６２の電気配線は、モータ側配線７ａと電気的に接続されている。第２パワー素子３２は、基板６２を介して第１パワー素子１２と直列に接続されている。第２パワー素子３２と同様に、第２パワー素子３４，３６の導電板６０と反対側の面は、エミッタ電極（図示省略）が形成されている。第２パワー素子３４のエミッタ電極は、基板６４に配設された電気配線（図示省略）と電気的に接続されている。基板６４の電気配線は、モータ側配線７ｂと電気的に接続されている。第２パワー素子３４は、基板６４を介して第１パワー素子１４に直列に接続されている。第２パワー素子３６のエミッタ電極は、基板６６に配設された電気配線（図示省略）と電気的に接続されている。基板６６の電気配線は、モータ側配線７ｃと電気的に接続されている。第２パワー素子３６は、基板６６を介して第１パワー素子１６に直列に接続されている。

図５に示すように、第２ダイオード４２は、第２ダイオード４２の導電板６０側の面と導電板６０が半田４２ａによって接着されて導電板６０に固定されている。第２ダイオード４２の導電板６０と反対側の面は、基板６２に電気的に接続されている。第２ダイオード４４，４６は、第２ダイオード４２と同様に、一方の面が半田によって導電板６０に固定され、他方の面が基板６４、６６と電気的に接続されている。第２ダイオード４２，４４，４６は、半田を介して導電板６０と電気的に接続されている。第２ダイオード４２は第２パワー素子３２と、第２ダイオード４４は第２パワー素子３４と、第２ダイオード４６は第２パワー素子３６と、それぞれ並列に接続されている。

次に、インバータ装置１０の動作について説明する。一例として、第１パワー素子１２と第２パワー素子３４，３６が通電状態とされ、第１パワー素子１４，１６と第２パワー素子３２が非通電状態にされている場合について説明する。
バッテリ１は、正極側配線３を介して冷媒通路５０に電力を供給する。冷媒通路５０に供給された電力は、順に第１パワー素子１２、基板６２、モータ側配線７ａを通って３相モータ９に供給される。冷媒通路５０と冷媒５４とは、絶縁膜５２によって絶縁されている。そのため、冷媒通路５０に電力が供給されている状態において、冷媒５４に通電されることはない。また、冷媒通路５０と導電板６０とは、絶縁膜５８によって絶縁されている。そのため、冷媒通路５０に電力が供給されている状態において、冷媒通路５０から直接、導電板６０に電力が供給されることはない。３相モータ９に供給された電力は、３相モータ９内を通過して、モータ側配線７ｂ，７ｃに供給される。モータ側配線７ｂに供給された電力は順に基板６４、第２パワー素子３４、導電板６０、負極側配線５を通って、バッテリ１に戻る。また、モータ側配線７ｃに供給された電力は、順に基板６６、第２パワー素子３６、導電板６０、負極側配線５を通って、バッテリ１に戻る。

インバータ装置１０では、冷媒通路５０は、第１パワー素子１２，１４，１６とバッテリ１を電気的に接続している。インバータ装置１０は、第１パワー素子１２，１４，１６のそれぞれをバッテリ１と電気的に接続させるための電極が不要である。そのため、インバータ装置１０の構成を簡素にすることができる。
インバータ装置１０では、第１パワー素子１２，１４，１６は、冷媒通路５０に半田のみを介して固定されている。これにより、インバータ装置１０は、第１パワー素子１２，１４，１６を効率よく冷却することができる。そのため、第１パワー素子１２，１４，１６の間隔を小さくしても、互いのパワー素子の熱による影響を小さくすることができる。したがって、第１パワー素子１２，１４，１６間の間隔を小さくすることによって、インバータ装置１０を小さくすることができる。
インバータ装置１０では、冷媒５４は、冷媒通路５０と絶縁されている。そのため、冷媒通路５０が通電されても、冷媒５４には通電されない。そのため、冷媒５４は、インバータ装置１０が搭載されている装置の冷却装置に用いられている冷媒を利用することができる。
インバータ装置１０では、冷媒通路５０の内壁は、ＤＬＣの薄い絶縁膜５２によって絶縁されている。これにより、第１パワー素子１２，１４，１６と冷媒５４との間の熱抵抗を小さくすることができる。インバータ装置１０は、第１パワー素子１２，１４，１６を効率よく冷却することができる。

（第２実施例）
第２実施例のインバータ装置１００を図面を参照して説明する。図６は、インバータ装置１００の正面図である。インバータ装置１００の回路図は、図１で示されるインバータ装置１０の回路図と同じである。インバータ装置１００において、図１に示される各部位の構成はインバータ装置１０と同じであるため同一の符号を付している。

図６に示すように、インバータ装置１００は、図１に図示したパワー素子とダイオード以外に、第１冷媒通路１１０と第２冷媒通路１５０と基板１６２，１６４，１６６（図９参照）を備えている。インバータ装置１００は、図６の下側から上側に向かって、第１冷媒通路１１０、第１パワー素子１２（１４，１６）と第１ダイオード２２（２４，２６）、基板１６２（１６４，１６６）、第２パワー素子３２（３４，３６）と第２ダイオード４２（４４，４６）、第２冷媒通路１５０の順で重ねられている。

図７は、図６に示す基板１６２よりも下側の部分を基板１６２側から見た平面図である。図７に示すように、第１冷媒通路１１０の外壁１１０ｂには、第１パワー素子１２，１４，１６と第１ダイオード２２，２４，２６が配置されている。第１パワー素子１２，１４，１６は、第１冷媒通路１１０の縦方向（図７の上下方向）に、等間隔に配置されている。第１ダイオード２２は、第１パワー素子１２に対して、第１冷媒通路１１０の横方向（図７の左右方向）に所定の間隔を空けて配置されている。第２ダイオード２４，２６は、第１ダイオード２２と同様に、それぞれ第１パワー素子１４，１６に対して、第１冷媒通路１１０の横方向に所定の間隔を空けて配置されている。

図８は、図６に示す基板１６２よりも上側の部分を基板１６２側から見た平面図である。図８に示すように、第２冷媒通路１５０の外壁１５０ｂには、第２パワー素子３２，３４，３６と第２ダイオード４２，４４，４６が配置されている。第２パワー素子３２，３４，３６のそれぞれは、図６に示す状態で、第１パワー素子１２，１４，１６のそれぞれと対向する位置に配置されている。第２ダイオード４２，４４，４６のそれぞれは、図６に示す状態で、第１ダイオード２２，２４，２６のそれぞれと対向する位置に配置されている。

図９は、図６のIX−IX断面図である。図９に示すように、第１パワー素子１２，１４，１６は、第１冷媒通路１１０の外壁１１０ｂの上面に固定されている。第１パワー素子１２は、コレクタ電極１２ａと外壁１１０ｂが半田１２ｂで接着されることによって第１冷媒通路１１０に固定されている。第１パワー素子１４は、コレクタ電極１４ａと外壁１１０ｂが半田１４ｂで接着されることによって第１冷媒通路１１０に固定されている。第１パワー素子１６は、コレクタ電極１６ａと外壁１１０ｂが半田１６ｂで接着されることによって第１冷媒通路１１０に固定されている。コレクタ電極１２ａ，１４ａ，１６ａのそれぞれは、半田１２ｂ，１４ｂ，１６ｂのそれぞれを介して第１冷媒通路１１０と電気的に接続されている。第１パワー素子１２のエミッタ電極（図示省略）は、基板１６２に配設された電気配線（図示省略）と電気的に接続されている。基板１６２の電気配線は、モータ側配線７ａと電気的に接続されている。第１パワー素子１４のエミッタ電極（図示省略）は、基板１６４に配設された電気配線（図示省略）と電気的に接続されている。基板１６４の電気配線は、モータ側配線７ｂと電気的に接続されている。第１パワー素子１６のエミッタ電極（図示省略）は、基板１６６に配設された電気配線（図示省略）と電気的に接続されている。基板１６６の電気配線は、モータ側配線７ｃと電気的に接続されている。

第２パワー素子３２，３４，３６は、第２冷媒通路１５０の外壁１５０ｂの下面に固定されている。第２パワー素子３２は、コレクタ電極３２ａと外壁１５０ｂが半田３２ｂで接着されることによって第２冷媒通路１５０に固定されている。第２パワー素子３４は、コレクタ電極３４ａと外壁１５０ｂが半田３４ｂで接着されることによって第２冷媒通路１５０に固定されている。第２パワー素子３６は、コレクタ電極３６ａと外壁１５０ｂが半田３６ｂで接着されることによって第２冷媒通路１５０に固定されている。コレクタ電極３２ａ，３４ａ，３６ａのそれぞれは、半田３２ｂ，３４ｂ，３６ｂのそれぞれを介して第２冷媒通路１５０と電気的に接続されている。第２パワー素子３２のエミッタ電極（図示省略）は、基板１６２に配設された電気配線（図示省略）と電気的に接続されている。基板１６２の電気配線は、モータ側配線７ａと電気的に接続されている。第２パワー素子３２は、基板１６２を介して第１パワー素子１２と直列に接続されている。第２パワー素子３４のエミッタ電極（図示省略）は、基板１６４に配設された電気配線（図示省略）と電気的に接続されている。基板１６４の電気配線は、モータ側配線７ｂと電気的に接続されている。第２パワー素子３４は、基板１６４を介して第１パワー素子１４と直列に接続されている。第２パワー素子３６のエミッタ電極（図示省略）は、基板１６６に配設された電気配線（図示省略）と電気的に接続されている。基板１６６の電気配線は、モータ側配線７ｃと電気的に接続されている。第２パワー素子３６は、基板１６６を介して第１パワー素子１６に直列に接続されている。

第１冷媒通路１１０は、アルミニウム等の導電性材料で形成されている。第１冷媒通路１１０の内部には、冷媒１１４が通過している。インバータ装置１００が自動車に搭載される場合、冷媒１１４は、エンジン（図示省略）を冷却する冷却水でもある。この場合、第１冷媒通路１１０は冷媒通路（図示省略）を介してラジエータの配管（図示省略）に接続される。第１冷媒通路１１０の内壁１１０ａには、フィン１１６が複数配置されている。内壁１１０ａの全面とフィン１１６の表面には、絶縁膜１１２が被膜されている。絶縁膜１１２は、ＤＬＣであり、電気的には第１冷媒通路１１０と冷媒１１４を絶縁し、熱的には第１冷媒通路１１０と冷媒１１４の間の熱交換を促進する。第１冷媒通路１１０は、正極側配線３と電気的に接続されて用いられる。
第２冷媒通路１５０は、アルミニウム等の導電性材料で形成されている。第２冷媒通路１５０の内部には、冷媒１１４が通過している。すなわち、第２冷媒通路１５０の内部を通過する冷媒１１４は、第１冷媒通路１１０を通過する冷媒１１４と共通である。第２冷媒通路１５０の内壁１５０ａには、フィン１５６が複数配置されている。内壁１５０ａの全面とフィン１５６の表面には、絶縁膜１５２が被膜されている。絶縁膜１５２は、ＤＬＣであり、電気的には第２冷媒通路１５０と冷媒１１４を絶縁し、熱的には第２冷媒通路１５０と冷媒１１４の間の熱交換を促進する。第２冷媒通路１５０は、正極側配線５と電気的に接続されて用いられる。

図６に示すように、第１ダイオード２２は、第１ダイオード２２の第１冷媒通路１１０側の面と外壁１１０ｂが半田２２ａによって接着されて第１冷媒通路１１０に固定されている。第１ダイオード２２の第１冷媒通路１１０と反対側の面は、基板１６２と電気的に接続されている。第１ダイオード２４は、第１ダイオード２２と同様に、一方の面が半田によって第１冷媒通路１１０に固定され、他方の面が基板１６４と電気的に接続されている。また、第１ダイオード２６も第１ダイオード２２と同様に、一方の面が半田によって第１冷媒通路１１０に固定され、他方の面が基板１６６と電気的に接続されている。第１ダイオード２２，２４，２６は、半田を介して第１冷媒通路１１０と電気的に接続されている。第１ダイオード２２は第１パワー素子１２と、第１ダイオード２４は第１パワー素子１４と、第１ダイオード２６は第１パワー素子１６と、それぞれ並列に接続されている。

また、第２ダイオード４２は、第２ダイオード４２の第２冷媒通路１５０側の面と第２冷媒通路１５０の外壁１５０ｂが半田４２ａによって接着されて第２冷媒通路１５０に固定されている。第２ダイオード４２の第２冷媒通路１５０と反対側の面は、基板１６２に電気的に接続されている。第２ダイオード４４，４６は、第２ダイオード４２と同様に、一方の面が半田によって第２冷媒通路１５０に固定され、他方の面が基板１６４、１６６と電気的に接続されている。第２ダイオード４２，４４，４６は、半田を介して第２冷媒通路１５０と電気的に接続されている。第２ダイオード４２は第２パワー素子３２と、第２ダイオード４４は第２パワー素子３４と、第２ダイオード４６は第２パワー素子３６と、それぞれ並列に接続されている。

インバータ装置１００では、第２冷媒通路１５０は、第２パワー素子３２，３４，３６とバッテリ１の負極を電気的に接続している。インバータ装置１００は、第２パワー素子３２，３４，３６のそれぞれをバッテリ１と電気的に接続させるための電極が不要となる。また、第２パワー素子３２，３４，３６は、第２冷媒通路１５０に半田のみを介して固定されている。インバータ装置１００では、第２パワー素子３２，３４，３６を効率よく冷却することができる。これらにより、インバータ装置１００の構造が複雑になることを抑えつつ、第２パワー素子３２，３４，３６の冷却性能を高くすることができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

インバータ装置の回路図。 第１実施例のインバータ装置の平面図。 図２のIII−III断面図。 図２のIV−IV断面図。 図２のV−V断面図。 第２実施例のインバータ装置の正面図。 第２実施例のインバータ装置の一部を抜粋した平面図。 第２実施例のインバータ装置の一部を抜粋した平面図。 図６のIX−IX断面図。

符号の説明

１：バッテリ
３：正極側配線
５：負極側配線
７ａ，７ｂ，７ｃ：モータ側配線
９：３相モータ
１０，１００：インバータ装置
１２，１４，１６：第１パワー素子
２２，２４，２６：第１ダイオード
３２，３４，３６：第２パワー素子
４２，４４，４６：第２ダイオード
５０：冷媒通路
６０：導電板
６２，６４，６６：基板
１１０：第１冷媒通路
１５０：第２冷媒通路
１６２，１６４，１６６：基板

Claims (3)

1. 直流電源に対して並列に接続される複数個のパワー素子と、それら複数個のパワー素子を冷却する機構を備えているインバータ装置であり、
   導電性材料で形成されており、直流電源の正極と負極のうちの一方の極に電気的に接続されるとともに、内部を冷媒が通過する冷媒通路と、
   冷媒通路の内壁を覆っている絶縁部材を備えており、
   各々のパワー素子の一面に直流電源の前記一方の極に電気的に接続される電極が形成されており、
   前記複数個のパワー素子の前記電極が導通性材料で前記冷媒通路の外壁に固定されていることを特徴とするインバータ装置。
2. 直流電源の正極と負極のうちの他方の極に対して並列に接続される複数個の第２パワー素子と、
   前記冷媒通路の外壁に絶縁性材料で固定されているとともに、直流電源の前記他方の極に電気的に接続される一つの導電部材を備えており、
   各々の第２パワー素子は対応する各々の前記パワー素子に直列に接続されており、
   各々の第２パワー素子の一面に直流電源の前記他方の極に電気的に接続される電極が形成されており、
   前記複数個の第２パワー素子の前記電極が導通性材料で前記導電部材に固定されていることを特徴とする請求項１のインバータ装置。
3. 直流電源の正極と負極のうちの他方の極に対して並列に接続される複数個の第２パワー素子と、
   導電性材料で形成されており、直流電源の正極と負極のうちの他方の極に電気的に接続されるとともに、内部を冷媒が通過する第２冷媒通路と、
   第２冷媒通路の内壁を覆っている第２絶縁部材を備えており、
   各々の第２パワー素子は対応する各々の前記パワー素子に直列に接続されており、
   各々の第２パワー素子の一面に直流電源の前記他方の極に電気的に接続される電極が形成されており、
   前記複数個の第２パワー素子の前記電極が導通性材料で第２冷媒通路の外壁に固定されていることを特徴とする請求項１のインバータ装置。

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