JP2015047050A - Inverter device and vehicle driving device - Google Patents

Inverter device and vehicle driving device Download PDF

Info

Publication number
JP2015047050A
JP2015047050A JP2013178294A JP2013178294A JP2015047050A JP 2015047050 A JP2015047050 A JP 2015047050A JP 2013178294 A JP2013178294 A JP 2013178294A JP 2013178294 A JP2013178294 A JP 2013178294A JP 2015047050 A JP2015047050 A JP 2015047050A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter
circuit
cooling member
circuit component
drive device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013178294A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6149611B2 (en
JP2015047050A5 (en
Inventor
豊 堀田
Yutaka Hotta
豊 堀田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin AW Co Ltd
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin AW Co Ltd filed Critical Aisin AW Co Ltd
Priority to JP2013178294A priority Critical patent/JP6149611B2/en
Publication of JP2015047050A publication Critical patent/JP2015047050A/en
Publication of JP2015047050A5 publication Critical patent/JP2015047050A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6149611B2 publication Critical patent/JP6149611B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter device including a cooling mechanism, which can be mounted in a space-saving manner.SOLUTION: The inverter device comprises: circuit constituting members that include at least switching elements 3 for constituting an inverter circuit and a capacitor 40 for smoothing voltage at the DC side of the inverter circuit; and a cooling member 5, whose cross section is constituted of a polygonal columnar body, that has an inflow port 5f and an exhaust port 5d for coolants and allows the coolants to be distributed inside the columnar body. The circuit constituting members are separately arranged on an outer side face 5s of the cooling member 5; the inflow port 5f and the exhaust port 5d are formed on a first end face 51 of the cooling member 5; a terminal BD at the DC side of the inverter circuit is provided to protrude further toward the first end face 51 than the circuit constituting member; and a terminal BA at the AC side of the inverter circuit is provided to protrude further toward a second end face 52 than the circuit constituting member.

Description

本発明は、冷却部材と回路構成部材とを備えたインバータ装置、及びインバータ装置と回転電機と変速機構とを備えた車両用駆動装置に関する。   The present invention relates to an inverter device including a cooling member and a circuit constituent member, and a vehicle drive device including an inverter device, a rotating electrical machine, and a speed change mechanism.

近年、省エネルギや環境負荷軽減等の観点から、駆動力源として回転電機を備えたハイブリッド車両や電動車両が注目を集めている。このような車両においては、回転電機が駆動力源として機能する際に電力を供給すると共に、当該回転電機が発電機として機能する際に発電された電力を蓄電するバッテリなどの直流電源が備えられる。一方、回転電機としては、交流の回転電機が用いられる場合が多いため、このような車両には、直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路を備えたインバータ装置が搭載される。インバータ装置は、電力制御装置などにおいても用いられるが、特に車両に搭載される場合には、重量や搭載スペースの制約などから小型化が求められる。また、インバータ回路には、パワースイッチング素子を有したパワーモジュールなどの発熱量の大きい部品が用いられるため、インバータ装置を冷却する冷却機構も必要となる。このため、インバータ回路を、冷却フィンなどが形成されたケースなどに収納して一体化すると共に、インバータ装置を小型軽量化する試みがなされている。   In recent years, hybrid vehicles and electric vehicles equipped with a rotating electric machine as a driving force source have attracted attention from the viewpoints of energy saving and environmental load reduction. Such a vehicle is provided with a DC power source such as a battery that supplies electric power when the rotating electric machine functions as a driving force source and stores electric power generated when the rotating electric machine functions as a generator. . On the other hand, since an AC rotating electric machine is often used as the rotating electric machine, such a vehicle is equipped with an inverter device including an inverter circuit that converts electric power between DC and AC. Inverter devices are also used in power control devices and the like, but particularly when mounted on vehicles, downsizing is required due to restrictions on weight and mounting space. In addition, since the inverter circuit uses components with a large amount of heat generation, such as a power module having a power switching element, a cooling mechanism for cooling the inverter device is also required. For this reason, attempts have been made to reduce the size and weight of the inverter device while housing and integrating the inverter circuit in a case or the like in which cooling fins are formed.

例えば、特開2001−354040号公報(特許文献1)には、駆動装置とインバータ装置とを一体化する構成が例示されている。以下、括弧内の符号は、特許文献中の参照符号である。特許文献1では、2つの回転電機(16(10G)、25(10M))とディファレンシャル装置(36(10D))とを備えた駆動装置(モータケース(10))の傾斜壁(49)に、インバータケース(46)を介してインバータ装置(50)が取付けられている(図1、第29〜34段落等)。また、特開2003−23777号公報(特許文献2)には、回転電機の回転軸(74)の軸方向端部にインバータ装置のスイッチング素子を実装したプリント配線基板(21)を配置して、回転電機をインバータ装置と一体化する構成が例示されている(図10、第40〜41段落等)。   For example, JP 2001-354040 A (Patent Document 1) exemplifies a configuration in which a drive device and an inverter device are integrated. Hereinafter, the reference numerals in parentheses are reference numerals in the patent literature. In Patent Document 1, an inclined wall (49) of a driving device (motor case (10)) including two rotating electric machines (16 (10G), 25 (10M)) and a differential device (36 (10D)) An inverter device (50) is attached via an inverter case (46) (FIG. 1, paragraphs 29-34, etc.). JP-A-2003-23777 (Patent Document 2) arranges a printed wiring board (21) on which a switching element of an inverter device is mounted at an axial end of a rotating shaft (74) of a rotating electrical machine. The structure which integrates a rotary electric machine with an inverter apparatus is illustrated (FIG. 10, 40th-41th paragraph etc.).

特許文献1や特許文献2に例示された技術は、駆動装置(回転電機)とインバータ装置とを一体化して小型化を推進可能な技術である。しかし、例えば3相交流によって駆動される回転電機には3相のインバータ装置が用いられる。3相全てのスイッチング素子などの部品を1つの接触面を利用して冷却すると、接触面の面積を広く取る必要が生じる。この点に考慮して、特開2009−162091号公報(特許文献3)には、インバータ装置を三角柱構造として、同じく三角柱構造のフィン付きヒートシンク(11)の各内側面に1相ずつの部品(金属基板(12))を接触させる冷却構造が例示されている(図1、第25〜26段落等)。   The technology exemplified in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 is a technology that can promote downsizing by integrating a driving device (rotating electric machine) and an inverter device. However, for example, a three-phase inverter device is used for a rotating electrical machine driven by a three-phase alternating current. When components such as all three-phase switching elements are cooled using one contact surface, it is necessary to increase the area of the contact surface. In consideration of this point, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-162091 (Patent Document 3) describes that the inverter device has a triangular prism structure, and each phase has a component (one phase on each inner surface of the finned heat sink (11) having a triangular prism structure). The cooling structure which contacts a metal substrate (12) is illustrated (FIG. 1, 25th-26th paragraph etc.).

特開2001−354040号公報JP 2001-354040 A 特開2003−23777号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-23777 特開2009−162091号公報JP 2009-162091 A

上述したように、インバータ装置や回転電機を含む駆動装置を小型軽量化するための種々の試みが実施されているが、特許文献1や特許文献2のように、駆動装置に外付けするためには、駆動装置のケースの形状を工夫したり、ケースを大きくしたりする必要が生じる場合がある。また、駆動装置を構成する各部品とインバータ装置との組み付け方向が異なる場合には、組み立て工数を増加させる可能性がある。また、特許文献1〜3の構成では、より高い冷却効果を得るために、液体の冷媒を用いた冷却への対応が困難である。さらに、高速(高周波数)動作に対応するための、ノイズ耐性や伝送路のインダクタンス等を考慮すると、回転電機や制御装置と、インバータ装置とを近接することが好ましく、回転電機や制御装置に対するインバータ装置のレイアウトには改善の余地がある。   As described above, various attempts have been made to reduce the size and weight of the drive device including the inverter device and the rotating electrical machine. However, as in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, the drive device is externally attached. In some cases, it may be necessary to devise the shape of the case of the driving device or to enlarge the case. Moreover, when the assembly direction of each component which comprises a drive device, and an inverter apparatus differs, there exists a possibility of increasing an assembly man-hour. In the configurations of Patent Documents 1 to 3, it is difficult to cope with cooling using a liquid refrigerant in order to obtain a higher cooling effect. Furthermore, in consideration of noise resistance, transmission path inductance, and the like to cope with high-speed (high frequency) operation, it is preferable that the rotating electrical machine and the control device are close to the inverter device, and the inverter for the rotating electrical machine and the control device is used. There is room for improvement in the layout of the device.

上記背景に鑑みて、冷却機構を含めて省スペースで搭載することが可能なインバータ装置の実現が望まれる。   In view of the above background, it is desired to realize an inverter device that can be mounted in a space-saving manner including a cooling mechanism.

上記課題に鑑みた本発明に係るインバータ装置の特徴構成は、
軸方向に直交する断面が多角形の柱状体により構成され、冷媒の流入口と排出口とを有して前記柱状体の内部に前記冷媒を流通可能な冷却部材と、
直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路を構成するスイッチング素子と、前記インバータ回路の直流側の電圧を平滑化するコンデンサとを少なくとも含む回路構成部材と、を備え、
前記回路構成部材は、前記冷却部材における前記軸方向に平行状であって外側を向く外側面に分かれて配置され、
前記流入口及び前記排出口は、前記冷却部材の前記軸方向の一方側の端面である第1端面に設けられ、
前記インバータ回路の直流側端子は、前記回路構成部材よりも前記第1端面の側に突出するように設けられ、
前記インバータ回路の交流側端子は、前記回路構成部材よりも、前記冷却部材の前記軸方向の他方側の端面である第2端面の側に突出するように設けられている点にある。
In view of the above problems, the characteristic configuration of the inverter device according to the present invention is as follows.
A cooling member that has a cross section orthogonal to the axial direction and is configured by a polygonal columnar body, and has a refrigerant inlet and outlet and allows the refrigerant to flow through the columnar body;
A switching element that constitutes an inverter circuit that converts power between direct current and alternating current, and a circuit component that includes at least a capacitor that smoothes the voltage on the direct current side of the inverter circuit,
The circuit component member is arranged separately on an outer surface parallel to the axial direction of the cooling member and facing outward.
The inflow port and the discharge port are provided on a first end surface which is an end surface on one side of the cooling member in the axial direction,
The direct current side terminal of the inverter circuit is provided so as to protrude to the first end face side from the circuit constituent member,
The AC side terminal of the inverter circuit is provided so as to protrude toward the second end surface, which is the other end surface in the axial direction of the cooling member, rather than the circuit constituent member.

この構成によれば、内部に冷媒を流通可能な冷却部材の外側面に回路構成部材を配置することによって、空冷よりも冷却力の高い、液体の冷媒を用いた冷却機構を実現することができる。また、多角形の柱状体の冷却部材は複数の外側面を有するので、複数の回路構成部材を複数の外側面に分けて配置することもできる。さらに、柱状体の冷却部材の軸方向の両端面の側に、直流側端子と交流側端子とが分かれて配置されるので、インバータ回路の周辺装置との接続方向に応じた端子配置が実現できる。その結果、電源や交流機器などの周辺機器に対して、インバータ装置を好適に配置させることができ、省スペース化や組み立て工数の低減が実現できる。また、電源や交流機器などの周辺機器とインバータ装置との距離が短くなることによって、伝送路におけるインダクタンスの増加やノイズの発生を抑制することができ、損失を低減させることができる。さらに、同一の端面(第1端面)に冷媒の流入口及び排出口が設けられているので、冷媒の循環機構との接続も一方側の端面で完結させることができ、インバータ装置を好適に配置させることができる。このように、本構成によれば、冷却機構を含めて省スペースで搭載することが可能なインバータ装置を実現することができる。   According to this configuration, by arranging the circuit constituent member on the outer surface of the cooling member capable of circulating the refrigerant therein, a cooling mechanism using a liquid refrigerant having a higher cooling power than air cooling can be realized. . In addition, since the polygonal columnar cooling member has a plurality of outer surfaces, the plurality of circuit components can be divided into a plurality of outer surfaces. Furthermore, since the DC side terminal and the AC side terminal are separately arranged on both end surfaces in the axial direction of the cooling member of the columnar body, the terminal arrangement corresponding to the connection direction with the peripheral device of the inverter circuit can be realized. . As a result, the inverter device can be suitably arranged for peripheral devices such as a power supply and an AC device, and space saving and assembly man-hours can be reduced. Further, since the distance between the peripheral device such as the power source and the AC device and the inverter device is shortened, an increase in inductance and noise generation in the transmission path can be suppressed, and loss can be reduced. Furthermore, since the refrigerant inlet and outlet are provided on the same end face (first end face), the connection with the refrigerant circulation mechanism can be completed at one end face, and the inverter device is suitably arranged. Can be made. Thus, according to this configuration, an inverter device that can be mounted in a space-saving manner including the cooling mechanism can be realized.

ここで、1つの態様として、前記インバータ回路が、直流と複数相の交流との間で電力を変換するものであり、前記回路構成部材には、前記複数相の交流の各相に対応する回路構成部材ユニットが複数含まれ、前記回路構成部材ユニットのそれぞれが1つの前記外側面に配置されるように、複数の前記回路構成ユニットが前記冷却部材の互いに異なる前記外側面に配置されていると好適である。多角形の柱状体の冷却部材は複数の外側面を有し、それぞれの外側面は、柱状体の軸心の周囲に存在している。複数相の交流の各相に対応する回路構成部材ユニットのそれぞれが、1つの外側面に配置されることによって、各相に対応する回路構成部材ユニットは、柱状体の軸心の周囲に効率的に配置されることになる。つまり、インバータ装置を、冷却機構を含めて小規模に構成することができる。   Here, as one aspect, the inverter circuit converts power between a direct current and a plurality of phases of alternating current, and the circuit constituent member includes a circuit corresponding to each phase of the plurality of phases of alternating current. When a plurality of circuit component units are included, and a plurality of the circuit component units are arranged on different outer surfaces of the cooling member so that each of the circuit component member units is arranged on one outer surface. Is preferred. The cooling member of the polygonal columnar body has a plurality of outer surfaces, and each outer surface exists around the axis of the columnar body. By arranging each of the circuit component member units corresponding to each phase of the multiple-phase alternating current on one outer surface, the circuit component member unit corresponding to each phase can be efficiently disposed around the axis of the columnar body. Will be placed. That is, the inverter device can be configured on a small scale including the cooling mechanism.

ここで、1つの態様として、前記回路構成部材ユニットには、前記複数相の交流の各相に対応する、前記スイッチング素子と前記コンデンサとが含まれていると共に、前記スイッチング素子をスイッチング制御する制御信号を駆動するドライブ回路と、前記複数相の交流の各相に対応する交流側端子を流れる電流を検出する電流センサとを備えたドライブ基板が含まれており、前記外側面のそれぞれに、前記第1端面の側から前記第2端面の側へ向かって、前記コンデンサ、前記スイッチング素子、前記ドライブ基板の順に並んで配置されていると好適である。コンデンサは、インバータ回路の直流側の電圧を平滑化するものであり、スイッチング素子は、直流と交流との変換を行うものである。また、ドライブ基板には交流側端子を流れる電流を検出電流センサが備えられている。つまり、第1端面から第2端面に向かって、直流側端子、コンデンサ、スイッチング素子、ドライブ基板、交流側端子という順序での配置は、直流から交流へのインバータ回路の回路動作に対応した配置である。従って、インバータ回路の回路動作の流れに沿った回路構成部材の配置を実現することができる。   Here, as one aspect, the circuit component unit includes the switching element and the capacitor corresponding to each phase of the plurality of phases of AC, and controls the switching control of the switching element. A drive board including a drive circuit for driving a signal and a current sensor for detecting a current flowing through an AC-side terminal corresponding to each phase of the plurality of phases of alternating current; and It is preferable that the capacitor, the switching element, and the drive substrate are arranged in this order from the first end face side to the second end face side. The capacitor smoothes the voltage on the DC side of the inverter circuit, and the switching element converts DC to AC. Further, the drive substrate is provided with a current sensor for detecting a current flowing through the AC side terminal. That is, the arrangement in the order of the DC side terminal, capacitor, switching element, drive board, AC side terminal from the first end face to the second end face is an arrangement corresponding to the circuit operation of the inverter circuit from DC to AC. is there. Accordingly, it is possible to realize the arrangement of the circuit components along the flow of the circuit operation of the inverter circuit.

また、本発明に係るインバータ装置は、1つの態様として、前記冷却部材の軸心から、前記回路構成部材ユニットを構成する部材の内、最も外側へ突出した部材の最外端部までの距離が、複数の前記外側面のそれぞれに配置された複数の前記回路構成部材ユニットについて互いに同等となるように構成されていると好適である。冷却部材の軸心から、回路構成部材ユニットを構成する部材の内、最も外側へ突出した部材の最外端部までの距離が複数の回路構成部材ユニットについて互いに同等であると、各外側面における最外端部は、軸心を中心とした円周上にほぼ位置することになる。その結果、空間の利用効率の高い、例えば円筒形状の収容空間にインバータ装置を収容することが可能となる。   Moreover, the inverter apparatus which concerns on this invention is the distance from the axial center of the said cooling member to the outermost end part of the member which protrudes to the outermost side among the members which comprise the said circuit component member unit as one aspect | mode. It is preferable that the plurality of circuit component member units arranged on each of the plurality of outer surfaces are configured to be equivalent to each other. When the distance from the axial center of the cooling member to the outermost end portion of the member constituting the circuit constituent member unit that protrudes to the outermost side is the same for each of the plurality of circuit constituent member units, The outermost end portion is almost located on the circumference around the axis. As a result, it is possible to accommodate the inverter device in a cylindrical accommodation space with high space utilization efficiency.

また、本発明に係るインバータ装置は、1つの態様として、前記冷却部材の前記断面が正多角形であり、複数の前記外側面のそれぞれには、前記軸方向に直交し前記外側面に沿った幅方向に均等な位置に前記回路構成部材ユニットを構成する部材が配置されていると好適である。例えば、回路構成部材ユニットを構成する部材の内、最も外側へ突出した部材が、幅方向において(幅方向に直交する直線を対称軸として)線対称である場合、幅方向に均等な位置に当該部材が配置されると、最も外側へ突出した部材の最外端部までの距離を最も短くすることができる。その結果、冷却部材の軸心を中心として、最も外側に存在する最外端部を通る円の径を小さくすることができる。例えば、インバータ装置を円筒状の収容空間に収容する場合に、当該収容空間の容積を小さくすることができ、冷却機構を含めて省スペースで搭載することが可能なインバータ装置を実現することができる。   Moreover, the inverter apparatus which concerns on this invention as one aspect | mode WHEREIN: The said cross section of the said cooling member is a regular polygon, and each of the said some outer surface is orthogonal to the said axial direction, and followed the said outer surface. It is preferable that the members constituting the circuit component unit are disposed at equal positions in the width direction. For example, among the members constituting the circuit component unit, the member that protrudes to the outermost side is symmetrical in the width direction (with a straight line orthogonal to the width direction as the axis of symmetry). When a member is arrange | positioned, the distance to the outermost edge part of the member protruded to the outermost side can be made the shortest. As a result, it is possible to reduce the diameter of a circle passing through the outermost end existing on the outermost side with the axis of the cooling member as the center. For example, when the inverter device is housed in a cylindrical housing space, the capacity of the housing space can be reduced, and an inverter device that can be mounted in a space-saving manner including a cooling mechanism can be realized. .

ここで、本発明に係る車両駆動装置は、1つの態様として、上述した種々の態様の内の何れかのインバータ装置と、回転電機と、変速機構とを備えた車両用駆動装置であって、前記回転電機及び前記変速機構を収容する駆動装置ケースを備え、前記インバータ装置が、前記変速機構を構成するギヤ部材の回転軸と、前記冷却部材の前記軸方向とが平行状となる状態で前記駆動装置ケース内に配置されていると好適である。上述したように、インバータ装置は、柱状体の冷却部材の外側面に回路構成部材が配置されたものであるから、その外形は柱状体に沿った形状である。駆動装置ケース内において、ギヤ部材の回転軸と平行する領域は、空間に比較的余裕がある、若しくは空間の拡張が比較的容易である。従って、インバータ装置を収容するための空間の確保が比較的容易である。また、駆動装置を構成する各部品とインバータ装置との組み付け方向が同一となるため、組み立て性も高くすることができる。   Here, the vehicle drive device according to the present invention is, as one aspect, a vehicle drive device including any one of the above-described inverter devices, a rotating electrical machine, and a speed change mechanism, A drive device case that houses the rotating electrical machine and the speed change mechanism, and the inverter device is configured so that a rotation shaft of a gear member constituting the speed change mechanism and the axial direction of the cooling member are parallel to each other. It is suitable if it is arranged in the drive device case. As described above, since the circuit device is arranged on the outer surface of the cooling member of the columnar body, the outer shape of the inverter device is a shape along the columnar body. In the drive device case, the region parallel to the rotation axis of the gear member has a relatively large space or is relatively easy to expand. Therefore, it is relatively easy to secure a space for accommodating the inverter device. Moreover, since the assembly direction of each component which comprises a drive device, and an inverter apparatus becomes the same, an assembly property can also be made high.

ここで、1つの態様として、前記インバータ装置は、前記第2端面を前記回転電機の側に向け、前記冷却部材の前記軸方向に沿った方向に見て、前記インバータ装置と前記回転電機とが重複するように配置されていると好適である。上述したように、インバータ装置において交流側端子は、回路構成部材よりも、冷却部材の第2端面の側に突出するように設けられている。第2端面が回転電機の側に向けて配置されることにより、交流側端子と回転電機との接続が効率的且つ容易となる。   Here, as one aspect, the inverter device includes the inverter device and the rotating electrical machine as viewed in a direction along the axial direction of the cooling member with the second end face facing the rotating electrical machine. It is preferable that they are arranged so as to overlap. As described above, in the inverter device, the AC side terminal is provided so as to protrude toward the second end face of the cooling member rather than the circuit constituent member. By arranging the second end face toward the rotating electrical machine, the connection between the AC side terminal and the rotating electrical machine becomes efficient and easy.

また、1つの態様として、前記駆動装置ケースが開口部を有し、前記流入口、前記排出口、及び前記直流側端子が当該開口部に位置するように、前記インバータ装置が配置されていると好適である。流入口や排出口は、車両用駆動装置とは別の冷媒の循環機構に接続される場合が多い。また、直流側端子は、直流電源と接続される場合が多い。つまり、流入口、排出口、及び直流側端子は、車両用駆動装置とは別の周辺装置と接続される場合が多く、駆動装置ケースに設けられた開口部を通って、車両用駆動装置とは別の周辺装置との接続が容易なように構成されていると好適である。   Moreover, as one aspect, the drive device case has an opening, and the inverter device is arranged so that the inflow port, the discharge port, and the DC side terminal are located in the opening. Is preferred. In many cases, the inlet and the outlet are connected to a refrigerant circulation mechanism that is different from the vehicle drive device. Further, the DC side terminal is often connected to a DC power source. In other words, the inflow port, the discharge port, and the DC side terminal are often connected to a peripheral device different from the vehicle drive device, and the vehicle drive device passes through the opening provided in the drive device case. Is preferably configured so that it can be easily connected to another peripheral device.

また、1つの態様として、前記駆動装置ケースは、内部に液密構造のインバータ収容室を備え、前記インバータ装置の少なくとも前記回路構成部材は、前記インバータ収容室の中に配置されていると好適である。変速機構などは、一般的に潤滑油などの液体を浴びながら動作しているため、駆動装置ケースの中は当該潤滑油などが飛散している。このような液体が、インバータ装置の、特に回路構成部材を濡らすことは好ましくない。従って、インバータ装置の回路構成部材は、液密構造のインバータ収容室の中に配置されていると好適である。   Further, as one aspect, it is preferable that the drive device case includes an inverter accommodating chamber having a liquid-tight structure therein, and at least the circuit constituent member of the inverter device is disposed in the inverter accommodating chamber. is there. Since the speed change mechanism or the like is generally operated while being exposed to a liquid such as lubricating oil, the lubricating oil or the like is scattered in the drive device case. It is not preferable that such a liquid wets an inverter device, particularly a circuit component. Therefore, it is preferable that the circuit constituent member of the inverter device is disposed in the inverter housing chamber having a liquid-tight structure.

インバータ装置の一例を示す模式的な回路ブロック図Schematic circuit block diagram showing an example of an inverter device インバータ装置の模式的な分解構成図Schematic exploded configuration diagram of the inverter device インバータ装置を軸方向から見た模式的な平面図Schematic plan view of the inverter viewed from the axial direction 車両用駆動装置を車両の側面から見た模式的な側面図Schematic side view of the vehicle drive device viewed from the side of the vehicle 車両用駆動装置を車両の上方から見た模式的な上面図Schematic top view of the vehicle drive device viewed from above the vehicle インバータ装置の収容空間の拡大図Enlarged view of the accommodation space of the inverter device 図6における収容空間の液密状態を実現する構造の模式図The schematic diagram of the structure which implement | achieves the liquid-tight state of the accommodation space in FIG. 収容空間の液密状態を実現する他の構造の模式図Schematic diagram of another structure that realizes liquid tightness in the storage space 収容空間の液密状態を実現する他の構造の模式図Schematic diagram of another structure that realizes liquid tightness in the storage space 収容空間の液密状態を実現する他の構造の模式図Schematic diagram of another structure that realizes liquid tightness in the storage space 収容空間の液密状態を実現する他の構造の模式図Schematic diagram of another structure that realizes liquid tightness in the storage space 図2における回路構成部材の配置形態を示す模式図The schematic diagram which shows the arrangement | positioning form of the circuit component member in FIG. 回路構成部材の他の配置形態を示す模式図Schematic diagram showing another arrangement of circuit components 回路構成部材の他の配置形態を示す模式図Schematic diagram showing another arrangement of circuit components 回路構成部材の他の配置形態を示す模式図Schematic diagram showing another arrangement of circuit components 回路構成部材の他の配置形態を示す模式図Schematic diagram showing another arrangement of circuit components

以下、本発明に係るインバータ装置、及びこのインバータ装置を備えた車両用駆動装置の実施形態の一例を、図面を参照して説明する。本実施形態において、インバータ装置は、液密構造のインバータ収容室を備えた駆動装置ケースに、回転電機及び変速機構と共に収容されて、車両用駆動装置を構成する。以下、インバータ装置、車両用駆動装置の順に説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of an inverter device according to the present invention and a vehicle drive device including the inverter device will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the inverter device is housed together with the rotating electrical machine and the speed change mechanism in a drive device case having a liquid-tight inverter housing chamber to constitute a vehicle drive device. Hereinafter, the inverter device and the vehicle drive device will be described in this order.

図1は、インバータ装置の一例を示す模式的な回路ブロック図である。ここでは、ハイブリッド車両や電動車両等の駆動力源となる回転電機MGを制御する回転電機駆動装置に適用されるインバータ装置100を例示する。この回転電機MGは、多相交流(ここでは3相交流)により動作する回転電機であり、電動機としても発電機としても機能することができる。   FIG. 1 is a schematic circuit block diagram illustrating an example of an inverter device. Here, an inverter device 100 applied to a rotating electrical machine drive device that controls a rotating electrical machine MG serving as a driving force source for a hybrid vehicle, an electric vehicle, or the like is illustrated. The rotating electrical machine MG is a rotating electrical machine that operates by multiphase alternating current (here, three-phase alternating current), and can function as both an electric motor and a generator.

鉄道のように架線から電力の供給を受けることができない自動車のような車両では、回転電機を駆動するための電力源としてニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池(バッテリ)や、電気二重層キャパシタなどの直流電源を搭載している。本実施形態では、回転電機MGに電力を供給するための大電圧大容量の直流電源として、例えば電源電圧200〜400[V]の高圧バッテリ11(高圧直流電源)が備えられている。回転電機MGは、交流の回転電機であるから、高圧バッテリ11と回転電機MGとの間には、直流と交流との間で電力変換を行うインバータ回路10が備えられている。インバータ回路10の直流側の正極電源ラインPと負極電源ラインNとの間の直流電圧は、以下“システム電圧Vdc”と称する。高圧バッテリ11は、インバータ回路10を介して回転電機MGに電力を供給可能であると共に、回転電機MGが発電して得られた電力を蓄電可能である。   In a vehicle such as an automobile that cannot receive power supply from an overhead line such as a railway, a secondary battery (battery) such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery or an electric battery is used as a power source for driving a rotating electric machine. A DC power supply such as a multilayer capacitor is installed. In the present embodiment, for example, a high-voltage battery 11 (high-voltage DC power supply) having a power supply voltage of 200 to 400 [V] is provided as a high-voltage and large-capacity DC power supply for supplying power to the rotating electrical machine MG. Since the rotating electrical machine MG is an AC rotating electrical machine, an inverter circuit 10 that performs power conversion between direct current and alternating current is provided between the high voltage battery 11 and the rotating electrical machine MG. The DC voltage between the positive power supply line P and the negative power supply line N on the DC side of the inverter circuit 10 is hereinafter referred to as “system voltage Vdc”. The high voltage battery 11 can supply electric power to the rotating electrical machine MG via the inverter circuit 10 and can store the electric power obtained by the electric power generation by the rotating electrical machine MG.

インバータ回路10と高圧バッテリ11との間には、直流電圧(システム電圧Vdc)を平滑化する平滑コンデンサ40が備えられている。平滑コンデンサ40は、回転電機MGの消費電力の変動に応じて変動する直流電圧を安定化させる。本実施形態では、多相交流(3相交流)の総数に合わせ、静電容量“C/3”の3つのコンデンサを並列接続することによって、静電容量“C”の平滑コンデンサ40が構成されている。尚、インバータ回路10並びに平滑コンデンサ40へは、例えばバスバーとして構成された直流側端子BDを介して高圧バッテリ11から直流電力が供給される。   Between the inverter circuit 10 and the high voltage battery 11, a smoothing capacitor 40 for smoothing a DC voltage (system voltage Vdc) is provided. Smoothing capacitor 40 stabilizes the DC voltage that fluctuates according to fluctuations in power consumption of rotating electrical machine MG. In the present embodiment, a smoothing capacitor 40 having a capacitance “C” is configured by connecting three capacitors having a capacitance “C / 3” in parallel in accordance with the total number of multiphase alternating currents (three-phase alternating current). ing. The inverter circuit 10 and the smoothing capacitor 40 are supplied with DC power from the high voltage battery 11 via a DC side terminal BD configured as a bus bar, for example.

インバータ回路10は、システム電圧Vdcを有する直流電力を複数相(nを自然数としてn相、ここでは3相)の交流電力に変換して回転電機MGに供給すると共に、回転電機MGが発電した交流電力を直流電力に変換して直流電源に供給する。インバータ回路10は、複数のスイッチング素子を有して構成される。スイッチング素子には、IGBT(insulated gate bipolar transistor)やパワーMOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)などのパワー半導体素子を適用すると好適である。図1に示すように、本実施形態では、スイッチング素子としてIGBT3が用いられる。   The inverter circuit 10 converts DC power having the system voltage Vdc into AC power of a plurality of phases (n is a natural number, n-phase, here 3 phases) and supplies the AC power to the rotating electrical machine MG, and AC power generated by the rotating electrical machine MG. The power is converted to DC power and supplied to the DC power supply. The inverter circuit 10 includes a plurality of switching elements. A power semiconductor element such as an IGBT (insulated gate bipolar transistor) or a power MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor) is preferably applied to the switching element. As shown in FIG. 1, in this embodiment, IGBT3 is used as a switching element.

例えば直流と多相交流(ここでは3相交流)との間で電力変換するインバータ回路10は、よく知られているように多相(ここでは3相)のそれぞれに対応する数のアームを有するブリッジ回路により構成される。つまり、図1に示すように、インバータ回路10の直流正極側(直流電源の正極側の正極電源ラインP)と直流負極側(直流電源の負極側の負極電源ラインN)との間に2つのIGBT3が直列に接続されて1つのアーム10Lが構成される。ここで、正極電源ラインPに接続されるIGBT3を上段側IGBT3U(上段側スイッチング素子又はハイサイドスイッチ)と称し、負極電源ラインNに接続されるIGBT3を下段側IGBT3L(負極側スイッチング素子又はローサイドスイッチ)と称する。   For example, the inverter circuit 10 for converting power between direct current and multiphase alternating current (here, three-phase alternating current) has a number of arms corresponding to each of the multiple phases (here, three phases) as is well known. Consists of a bridge circuit. That is, as shown in FIG. 1, there are two between the DC positive side (positive power supply line P on the positive side of the DC power supply) and the DC negative side (negative power supply line N on the negative side of the DC power supply) of the inverter circuit 10. IGBT3 is connected in series and one arm 10L is comprised. Here, the IGBT 3 connected to the positive power supply line P is referred to as an upper stage IGBT 3U (upper stage switching element or high side switch), and the IGBT 3 connected to the negative power supply line N is referred to as a lower stage IGBT 3L (negative electrode side switching element or low side switch). ).

3相交流の場合には、この直列回路(1つのアーム10L)が3回線(3相:10U,10V,10W)並列接続される。つまり、回転電機MGのU相、V相、W相に対応するステータコイルのそれぞれに一組の直列回路(アーム10L)が対応したブリッジ回路が構成される。各相の上段側IGBT3Uのコレクタ端子は正極電源ラインPに接続され、エミッタ端子は各相の下段側IGBT3Lのコレクタ端子に接続される。また、各相の下段側IGBT3Lのエミッタ端子は、負極電源ラインN(例えば、高圧系回路のグラウンド)に接続される。対となる各相のIGBT3による直列回路(アーム10L)の中間点、つまり、上段側IGBT3Uと下段側IGBT3Lとの接続点は、例えばバスバーとして構成された交流側端子BAを介して、回転電機MGのステータコイルにそれぞれ接続される。   In the case of three-phase alternating current, this series circuit (one arm 10L) is connected in parallel with three lines (three phases: 10U, 10V, 10W). That is, a bridge circuit in which a set of series circuits (arms 10L) corresponds to the stator coils corresponding to the U phase, V phase, and W phase of the rotating electrical machine MG is configured. The collector terminal of the upper stage IGBT 3U of each phase is connected to the positive power supply line P, and the emitter terminal is connected to the collector terminal of the lower stage IGBT 3L of each phase. In addition, the emitter terminal of the lower stage IGBT 3L of each phase is connected to the negative power supply line N (for example, the ground of the high-voltage circuit). The intermediate point of the series circuit (arm 10L) by the IGBTs 3 of each phase that is a pair, that is, the connection point between the upper IGBT 3U and the lower IGBT 3L is, for example, via the AC terminal BA configured as a bus bar. The stator coils are respectively connected.

尚、IGBT3には、それぞれフリーホイールダイオード39(回生ダイオード)が並列に接続される。フリーホイールダイオード39は、カソード端子がIGBT3のコレクタ端子に接続され、アノード端子がIGBT3のエミッタ端子に接続される形で、各IGBT3に対して並列に接続される。   A free wheel diode 39 (regenerative diode) is connected to the IGBT 3 in parallel. The freewheel diode 39 is connected in parallel to each IGBT 3 such that the cathode terminal is connected to the collector terminal of the IGBT 3 and the anode terminal is connected to the emitter terminal of the IGBT 3.

図1に示すように、インバータ回路10は、インバータ制御部8により制御される。インバータ制御部8は、マイクロコンピュータ等の論理回路を中核部材とするECU(electronic control unit)として構成されている。本実施形態では、ECUは、不図示の車両ECU等の他の制御装置等からの要求信号としてインバータ制御部8に提供される回転電機MGの目標トルクに基づいて、ベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御を行って、インバータ回路10を介して回転電機MGを制御する。インバータ制御部8は、電流フィードバック制御のために種々の機能部を有して構成されており、各機能部は、マイクロコンピュータ等のハードウエアとソフトウエア(プログラム)との協働により実現される。   As shown in FIG. 1, the inverter circuit 10 is controlled by the inverter control unit 8. The inverter control unit 8 is configured as an ECU (electronic control unit) having a logic circuit such as a microcomputer as a core member. In the present embodiment, the ECU uses a vector control method based on the target torque of the rotating electrical machine MG provided to the inverter control unit 8 as a request signal from another control device such as a vehicle ECU (not shown). Feedback control is performed to control the rotating electrical machine MG via the inverter circuit 10. The inverter control unit 8 includes various functional units for current feedback control, and each functional unit is realized by cooperation of hardware such as a microcomputer and software (program). .

回転電機MGの各相のステータコイル(各交流側端子BA)を流れる実電流は電流センサ12により検出され、インバータ制御部8はその検出結果を取得する。また、回転電機MGのロータの各時点での磁極位置は、回転センサ13により検出され、インバータ制御部8はその検出結果を取得する。回転センサ13は、例えばレゾルバ等により構成される。ここで、磁極位置は、電気角上でのロータの回転角度を表している。インバータ制御部8は、電流センサ12及び回転センサ13の検出結果を用いて、回転電機MGをフィードバック制御する。   The actual current flowing through the stator coils (each AC terminal BA) of each phase of the rotating electrical machine MG is detected by the current sensor 12, and the inverter control unit 8 acquires the detection result. Moreover, the magnetic pole position at each time of the rotor of the rotating electrical machine MG is detected by the rotation sensor 13, and the inverter control unit 8 acquires the detection result. The rotation sensor 13 is configured by, for example, a resolver. Here, the magnetic pole position represents the rotation angle of the rotor on the electrical angle. The inverter control unit 8 feedback-controls the rotating electrical machine MG using the detection results of the current sensor 12 and the rotation sensor 13.

インバータ回路10を構成する各IGBT3の制御端子であるゲート端子は、ドライブ回路9を介してインバータ制御部8(ECU)に接続されており、それぞれ個別にスイッチング制御される。回転電機MGを駆動するための高圧系回路と、マイクロコンピュータなどを中核とするECUなどの低圧系回路とは、動作電圧(回路の電源電圧)が大きく異なる。このため、低圧系回路のインバータ制御部8(ECU)により生成されたIGBT3の制御信号は、ドライブ回路9を介して高圧回路系のゲート駆動信号(制御信号S)としてインバータ回路10に供給される。ドライブ回路9は、例えばフォトカプラやトランスなどの絶縁素子を利用して構成されている。   A gate terminal which is a control terminal of each IGBT 3 constituting the inverter circuit 10 is connected to the inverter control unit 8 (ECU) via the drive circuit 9 and is individually controlled to be switched. The operating voltage (power supply voltage of the circuit) is greatly different between a high voltage system circuit for driving the rotating electrical machine MG and a low voltage system circuit such as an ECU having a microcomputer as a core. For this reason, the control signal of the IGBT 3 generated by the inverter control unit 8 (ECU) of the low-voltage circuit is supplied to the inverter circuit 10 as the gate drive signal (control signal S) of the high-voltage circuit system via the drive circuit 9. . The drive circuit 9 is configured by using an insulating element such as a photocoupler or a transformer.

上述したインバータ回路10は、後述するように平滑コンデンサ40やドライブ回路9、冷却部材などと共に一体化されてインバータ装置100として構成される。図2の分解構成図は、インバータ装置100の構成を模式的に示している。図2に示すように、本実施形態において、インバータ装置100は、平滑コンデンサ40やドライブ回路9と共に回路構成部材ユニット4に実装されたIGBT3(スイッチング素子)と、冷却部材5とを有して構成される。冷却部材5は、熱伝導性の高いアルミニウムなどの金属製であり、軸方向Lに直交する断面が多角形の柱状体により構成されている。本実施形態では、断面が三角形状(ここでは正三角形)の三角柱として形成されている。また、冷却部材5は、液体の冷媒を用いた冷却が可能なように、冷媒の流入口5fと排出口5dとを有して柱状体の内部に冷媒を流通可能に構成されている(図6参照)。流入口5f及び排出口5dは、冷却部材5の軸方向Lの一方側の端面である第1端面51に設けられている。   The inverter circuit 10 described above is integrated with a smoothing capacitor 40, a drive circuit 9, a cooling member, and the like, as will be described later, and is configured as an inverter device 100. The exploded configuration diagram of FIG. 2 schematically shows the configuration of the inverter device 100. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the inverter device 100 includes an IGBT 3 (switching element) mounted on the circuit component unit 4 together with the smoothing capacitor 40 and the drive circuit 9, and a cooling member 5. Is done. The cooling member 5 is made of a metal such as aluminum having high thermal conductivity, and is configured by a columnar body having a polygonal cross section perpendicular to the axial direction L. In the present embodiment, the cross section is formed as a triangular prism having a triangular shape (here, a regular triangle). Further, the cooling member 5 has a refrigerant inlet 5f and an outlet 5d so that cooling using a liquid refrigerant is possible, and the refrigerant can flow through the columnar body (see FIG. 6). The inlet 5f and the outlet 5d are provided on a first end surface 51 that is an end surface on one side of the cooling member 5 in the axial direction L.

回路構成部材ユニット4は、少なくとも、IGBT3(スイッチング素子)と、平滑コンデンサ40(コンデンサ)とを含む回路構成部材を備えて構成されている。本実施形態では、さらに、IGBT3(スイッチング素子)をスイッチング制御する制御信号を駆動するドライブ回路9と、複数相の交流の各相に対応する交流側端子BAを流れる電流を検出する電流センサ12とを備えたドライブ基板90も回路構成部材として備えられている。これらの回路構成部材は、冷却部材5における軸方向Lに平行状であって外側を向く外側面5sに分かれて配置されている。   The circuit component unit 4 includes at least a circuit component including an IGBT 3 (switching element) and a smoothing capacitor 40 (capacitor). In the present embodiment, a drive circuit 9 that drives a control signal that controls switching of the IGBT 3 (switching element), and a current sensor 12 that detects a current flowing through the AC-side terminal BA corresponding to each phase of a plurality of phases are provided. A drive board 90 including the circuit board is also provided as a circuit component. These circuit components are arranged separately on an outer surface 5s that is parallel to the axial direction L of the cooling member 5 and faces outward.

本実施形態では、図2に示すように、各回路構成部材が、冷却プレート20の上に分かれて配置され、当該冷却プレート20が外側面5sに配置されている。また、IGBT3は、素子ベースプレート30の上に形成されている。素子ベースプレート30には、IGBT3と共に、フリーホイールダイオード39が形成されていると好適である。本実施形態では、1つの素子ベースプレート30に、1つのアーム10Lが構成されている。また、ドライブ基板90は、例えばプリント配線基板91にドライブ回路9と電流センサ12を実装することによって構成されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, each circuit component is arranged separately on the cooling plate 20, and the cooling plate 20 is arranged on the outer surface 5 s. The IGBT 3 is formed on the element base plate 30. It is preferable that a free wheel diode 39 is formed on the element base plate 30 together with the IGBT 3. In the present embodiment, one arm 10 </ b> L is configured on one element base plate 30. The drive board 90 is configured by mounting the drive circuit 9 and the current sensor 12 on a printed wiring board 91, for example.

上述したように、冷媒の流入口5f及び排出口5dは、冷却部材5の軸方向Lの一方側の端面である第1端面51に設けられている。また、インバータ回路10の直流側端子BDも、冷却部材5に配置された状態で、回路構成部材(平滑コンデンサ40、IGBT3、ドライブ基板90)よりも第1端面51の側に突出するように設けられている。一方、インバータ回路10の交流側端子BAは、これらの回路構成部材よりも、冷却部材5の軸方向Lの他方側の端面である第2端面52の側に突出するように設けられている。   As described above, the refrigerant inlet 5f and the outlet 5d are provided on the first end surface 51 which is one end surface of the cooling member 5 in the axial direction L. Further, the DC side terminal BD of the inverter circuit 10 is also provided so as to protrude to the first end face 51 side with respect to the circuit constituent members (smoothing capacitor 40, IGBT 3, drive board 90) in a state where it is disposed on the cooling member 5. It has been. On the other hand, the AC side terminal BA of the inverter circuit 10 is provided so as to protrude from the circuit component member to the second end surface 52 side, which is the other end surface in the axial direction L of the cooling member 5.

図4〜図6等を参照して後述するように、車両用駆動装置200にインバータ装置100を組み込む際に、高圧バッテリ11や回転電機MGとの接続が効率的且つ容易となるように、直流側端子BDや交流側端子BAが配置されている。冷媒の流入口5f及び排出口5dも同様に、冷媒の循環機構との接続が効率的且つ容易となるように配置されている。尚、回路構成部材の配置順序も同様に、高圧バッテリ11や回転電機MGとの接続が回路動作に応じた順序に沿ったものとなるように設定されている。具体的には、回路構成部材は、冷却部材5に配置された状態で、外側面5sにおいて、第1端面51の側から第2端面52の側へ向かって、平滑コンデンサ40、IGBT3、ドライブ基板90の順に並んで配置されている。   As will be described later with reference to FIGS. 4 to 6 and the like, when incorporating the inverter device 100 into the vehicle drive device 200, direct current is connected so that the connection to the high voltage battery 11 and the rotating electrical machine MG is efficient and easy. A side terminal BD and an AC side terminal BA are arranged. Similarly, the refrigerant inlet 5f and the outlet 5d are arranged so as to be efficiently and easily connected to the refrigerant circulation mechanism. Similarly, the arrangement order of the circuit constituent members is set so that the connection with the high voltage battery 11 and the rotating electrical machine MG is in accordance with the order corresponding to the circuit operation. Specifically, the circuit component member is disposed on the cooling member 5, and the smoothing capacitor 40, the IGBT 3, and the drive board are arranged on the outer surface 5 s from the first end surface 51 side toward the second end surface 52 side. They are arranged in order of 90.

ところで、上述したように、インバータ回路10は、直流と複数相の交流(ここでは3相交流)との間で電力変換する。そして、各相は、1つのアーム10Lとして構成されている。従って、回路構成部材には、複数相の交流の各相に対応する回路構成部材ユニット4が複数含まれている。本実施形態では、3相に対応して3つの回路構成部材ユニット4が備えられている。本実施形態では、平滑コンデンサ40も3つ(又は3の自然数倍)のコンデンサの並列接続によって構成されており、それぞれの回路構成部材ユニット4には、複数相の交流の各相に対応する、IGBT3と平滑コンデンサ40とが含まれている。   By the way, as described above, the inverter circuit 10 performs power conversion between a direct current and a plurality of phases of alternating current (three-phase alternating current here). Each phase is configured as one arm 10L. Therefore, the circuit constituent member includes a plurality of circuit constituent member units 4 corresponding to each phase of a plurality of phases of alternating current. In the present embodiment, three circuit component member units 4 are provided corresponding to the three phases. In the present embodiment, the smoothing capacitor 40 is also configured by parallel connection of three (or a natural number multiple of 3) capacitors, and each circuit component member unit 4 corresponds to each phase of a plurality of phases of alternating current. , IGBT3 and smoothing capacitor 40 are included.

また、冷却部材5は三角柱として構成されており、3つの外側面5sを有する。従って、回路構成部材ユニット4のそれぞれが1つの外側面5sに配置されるように、複数の回路構成部材ユニット4が冷却部材5の互いに異なる外側面5sに配置されている。回路構成部材は、冷却部材5に配置された状態で、上述した第1端面51の側から第2端面52の側へ向かう配置条件を、全ての回路構成部材ユニット4が満足するように配置されている。即ち、回路構成部材は、冷却部材5に配置された状態で、外側面5sのそれぞれに、第1端面51の側から第2端面52の側へ向かって、平滑コンデンサ40、IGBT3、ドライブ基板90の順に並んで配置されている。   The cooling member 5 is configured as a triangular prism and has three outer surfaces 5s. Accordingly, the plurality of circuit component member units 4 are arranged on the outer surfaces 5 s different from each other so that each circuit component member unit 4 is arranged on one outer surface 5 s. The circuit component members are arranged so that all the circuit component member units 4 satisfy the above-described arrangement conditions from the first end surface 51 side to the second end surface 52 side in the state of being arranged on the cooling member 5. ing. That is, the circuit components are arranged on the cooling member 5, and the smoothing capacitors 40, IGBTs 3, and drive boards 90 are arranged on the outer side surfaces 5 s from the first end surface 51 side to the second end surface 52 side. Are arranged in the order of.

図3は、インバータ装置100を軸方向Lに沿った方向から(第1端面51の側から)見た様子を模式的に示している。図3において、符号“Lx”は、冷却部材5の軸心を示している。軸心Lxは、冷却部材5の断面における中心であり、断面形状が正三角形である本実施形態では、当該正三角形の重心に対応する。インバータ装置100は、冷却部材5の軸心Lxから、回路構成部材ユニット4を構成する部材の内、最も外側へ突出した部材の最外端部までの距離が、複数の外側面5sのそれぞれに配置された複数の回路構成部材ユニット4について互いに同等となるように構成されている。   FIG. 3 schematically shows the inverter device 100 as viewed from the direction along the axial direction L (from the first end face 51 side). In FIG. 3, the symbol “Lx” indicates the axis of the cooling member 5. The axis Lx is the center of the cross section of the cooling member 5, and corresponds to the center of gravity of the equilateral triangle in the present embodiment whose cross sectional shape is an equilateral triangle. In the inverter device 100, the distance from the axis Lx of the cooling member 5 to the outermost end portion of the member constituting the circuit constituent member unit 4 that protrudes to the outermost side is in each of the plurality of outer side surfaces 5s. The plurality of circuit component member units 4 arranged are configured to be equivalent to each other.

本実施形態では、“最も外側へ突出した部材”は平滑コンデンサ40であり、“最外端部までの距離”は、それぞれ、“D1又はD2”、“D3又はD4”、“D5又はD6”である。本実施形態では、“D1=D2”、“D3=D4”、“D5=D6”であり、“D1〜D6”は等しい。従って、“最外端部までの距離(D1〜D6)”は、複数の外側面5sのそれぞれに配置された複数の回路構成部材ユニット4について互いに同等である。6ケ所の最外端部は、軸心Lxを中心した円周上に存在することになる。このように、構成されることによって、インバータ装置100は、円筒形状のインバータ収容室300に効率よく収容可能となる。よって、図4〜図6等を参照して後述するように、車両用駆動装置200にインバータ装置100を組み込む際の空間利用の効率が高くなり、車両用駆動装置200の小規模化が実現できる。   In the present embodiment, the “member protruding outwards” is the smoothing capacitor 40, and the “distance to the outermost end” is “D1 or D2”, “D3 or D4”, “D5 or D6”, respectively. It is. In this embodiment, “D1 = D2”, “D3 = D4”, “D5 = D6”, and “D1 to D6” are equal. Accordingly, the “distances to the outermost ends (D1 to D6)” are equal to each other for the plurality of circuit component member units 4 disposed on the plurality of outer surfaces 5s. The six outermost ends are present on the circumference centered on the axis Lx. Thus, by comprising, the inverter apparatus 100 can be efficiently accommodated in the cylindrical inverter accommodating chamber 300. Therefore, as will be described later with reference to FIGS. 4 to 6 and the like, the efficiency of space utilization when incorporating the inverter device 100 into the vehicle drive device 200 is increased, and the vehicle drive device 200 can be reduced in size. .

また、本実施形態では、冷却部材5の断面の形状が正多角形(正三角形)である。このような場合、複数の外側面5sのそれぞれには、軸方向Lに直交し外側面5sに沿った幅方向Wに均等な位置に回路構成部材ユニット4を構成する部材が配置されていると好適である。例えば、回路構成部材ユニット4を構成する部材の内、最も外側へ突出した部材が、図3に示す平滑コンデンサ40のように、幅方向Wにおいて(幅方向Wに直交する直線を対称軸として)線対称である場合、幅方向Wに均等な位置に当該部材が配置されると、最も外側へ突出した部材の最外端部までの距離を最も短くすることができる。つまり、図3において“D1=D2”、“D3=D4”、“D5=D6”とすることができる。その結果、円筒形状のインバータ収容室300の直径を小さくすることができ、車両用駆動装置200にインバータ装置100を組み込む際の空間利用の効率が高くなり、車両用駆動装置200の小規模化が実現できる。   In the present embodiment, the cross-sectional shape of the cooling member 5 is a regular polygon (regular triangle). In such a case, each of the plurality of outer surfaces 5s is provided with a member that constitutes the circuit component member unit 4 at a position that is orthogonal to the axial direction L and is equal to the width direction W along the outer surface 5s. Is preferred. For example, among the members constituting the circuit component unit 4, the member that protrudes to the outermost side is in the width direction W (with a straight line perpendicular to the width direction W as a symmetry axis) as in the smoothing capacitor 40 shown in FIG. 3. In the case of line symmetry, the distance to the outermost end portion of the member that protrudes to the outermost side can be made the shortest when the member is arranged at an equal position in the width direction W. That is, in FIG. 3, “D1 = D2”, “D3 = D4”, and “D5 = D6” can be set. As a result, the diameter of the cylindrical inverter housing chamber 300 can be reduced, the efficiency of space utilization when the inverter device 100 is incorporated into the vehicle drive device 200 is increased, and the vehicle drive device 200 is reduced in scale. realizable.

以下、上述したインバータ装置100を組み込んだ車両用駆動装置200について説明する。図4〜図6は、車両用駆動装置200にインバータ装置100を組み込んだ状態を示している。図4は、車両用駆動装置200を車両に取り付けた状態で車両の側面から見た模式的な側面図である。換言すれば、車両用駆動装置200の一部としてインバータ装置100が車両に取り付けられた状態で、冷却部材5の軸方向Lに沿った方向から見た車両用駆動装置200の模式的な側面図である。図5は、車両用駆動装置200を車両に取り付けた状態で車両の上方から見た模式的な上面図である。図6は、車両用駆動装置200を車両に取り付けた状態で車両の前後方向に沿った方向に見た(図5の下方から上方を見た)インバータ装置100のインバータ収容室300の拡大図である。   Hereinafter, the vehicle drive device 200 incorporating the inverter device 100 described above will be described. 4 to 6 show a state in which the inverter device 100 is incorporated in the vehicle drive device 200. FIG. 4 is a schematic side view seen from the side of the vehicle with the vehicle drive device 200 attached to the vehicle. In other words, a schematic side view of the vehicle drive device 200 as viewed from a direction along the axial direction L of the cooling member 5 in a state where the inverter device 100 is attached to the vehicle as a part of the vehicle drive device 200. It is. FIG. 5 is a schematic top view as seen from above the vehicle with the vehicle drive device 200 attached to the vehicle. FIG. 6 is an enlarged view of the inverter housing chamber 300 of the inverter device 100 as viewed in a direction along the front-rear direction of the vehicle with the vehicle drive device 200 attached to the vehicle (viewed from the lower side of FIG. 5). is there.

図4及び図5に示すように、車両用駆動装置200は、インバータ装置100と回転電機MGと、変速機構TMとを備えて構成されている。本実施形態では、さらにカウンターギヤ機構CGとディファレンシャルDFを備えて構成されている。インバータ装置100、回転電機MG、変速機構TM、カウンターギヤ機構CG、ディファレンシャルDFは、駆動装置ケース210に収容されて、車両用駆動装置200を構成する。インバータ装置100は、変速機構TMを構成するギヤ部材の回転軸X1と、冷却部材5の軸方向Lとが平行状となる状態で駆動装置ケース210内に配置されている。また、車両用駆動装置200にインバータ装置100が取り付けられた状態において、冷却部材5の軸方向Lに沿った方向に見て、インバータ装置100は、インバータ装置100と回転電機MGとが重複するように配置されている。ここで、重複とは、両者の一部が重複する状態、或いは、一方の全てが他方に重複する状態の双方を含む。   As shown in FIGS. 4 and 5, the vehicle drive device 200 includes an inverter device 100, a rotating electrical machine MG, and a speed change mechanism TM. In the present embodiment, a counter gear mechanism CG and a differential DF are further provided. The inverter device 100, the rotating electrical machine MG, the speed change mechanism TM, the counter gear mechanism CG, and the differential DF are accommodated in the drive device case 210 and constitute the vehicle drive device 200. The inverter device 100 is disposed in the drive device case 210 in a state where the rotation axis X1 of the gear member constituting the speed change mechanism TM and the axial direction L of the cooling member 5 are parallel to each other. Further, in a state where the inverter device 100 is attached to the vehicle drive device 200, the inverter device 100 is configured such that the inverter device 100 and the rotating electrical machine MG overlap when viewed in the direction along the axial direction L of the cooling member 5. Is arranged. Here, the term “overlap” includes both a state where a part of both overlaps, or a state where all of one overlaps the other.

また、インバータ装置100は、図6に示すように、第2端面52を回転電機MGの側に向けて配置される。上述したように、インバータ装置100において交流側端子BAは、回路構成部材よりも、冷却部材5の第2端面52の側に突出するように設けられている。第2端面52が回転電機MGの側に向けて配置されることにより、交流側端子BAと回転電機MGとの接続が効率的且つ容易となる。図6において符号“R”は回転電機MGのロータを、符号“ST”は回転電機MGのステータを示しており、符号“E”はステータSTに巻き回されたステータコイルのコイルエンド部を示している。交流側端子BAは、交流側コネクタCN2を介してコイルエンド部Eのステータコイルに接続される。   Further, as shown in FIG. 6, the inverter device 100 is arranged with the second end face 52 facing the rotating electrical machine MG side. As described above, in the inverter device 100, the AC side terminal BA is provided so as to protrude toward the second end face 52 of the cooling member 5 rather than the circuit constituent member. By disposing the second end surface 52 toward the rotating electrical machine MG, the connection between the AC side terminal BA and the rotating electrical machine MG becomes efficient and easy. In FIG. 6, “R” indicates the rotor of the rotating electrical machine MG, “ST” indicates the stator of the rotating electrical machine MG, and “E” indicates the coil end portion of the stator coil wound around the stator ST. ing. The AC side terminal BA is connected to the stator coil of the coil end portion E via the AC side connector CN2.

また、図6に示すように、駆動装置ケース210は開口部203を有しており、インバータ装置100は、流入口5f、排出口5d、直流側端子BDが、開口部203に位置するように配置されている。尚、図6では、直流側端子BDに導通する直流側コネクタCN1が開口部203に位置する形態を例示している。流入口5f及び排出口5dは、不図示のポンプなどの冷媒循環機構に接続される。流入口5fを介して冷却部材5の内部に供給された冷媒は、冷却部材5の中を循環して排出口5dから排出される。冷却部材5の内部には、流入口5fに接続された冷媒循環路(流入路)が外側面5sの反対側の内壁に沿って設けられており、内壁(外側面5s、外側面5sに配置された回路構成部材)と冷媒との間で熱交換を行う。熱を吸収した冷媒は、冷却部材5の軸心近傍に沿って設けられ、排出口5dに接続された冷媒循環路(排出路)を通って排出口5dから排出される。   Further, as shown in FIG. 6, the drive device case 210 has an opening 203, and the inverter device 100 is arranged such that the inlet 5 f, the outlet 5 d, and the DC side terminal BD are located in the opening 203. Has been placed. In FIG. 6, the DC side connector CN <b> 1 that conducts to the DC side terminal BD is illustrated in the opening 203. The inlet 5f and the outlet 5d are connected to a refrigerant circulation mechanism such as a pump (not shown). The refrigerant supplied into the cooling member 5 through the inflow port 5f circulates in the cooling member 5 and is discharged from the discharge port 5d. Inside the cooling member 5, a refrigerant circulation path (inflow path) connected to the inflow port 5f is provided along the inner wall opposite to the outer side surface 5s, and is disposed on the inner wall (outer side surface 5s, outer side surface 5s). Heat exchange is performed between the refrigerant and the refrigerant. The refrigerant that has absorbed heat is provided along the vicinity of the axial center of the cooling member 5 and is discharged from the discharge port 5d through the refrigerant circulation path (discharge path) connected to the discharge port 5d.

尚、駆動装置ケース210は、内部に液密構造のインバータ収容室300を備えている。インバータ装置100の少なくとも回路構成部材は、インバータ収容室300の中に配置されている。図6に示すように、駆動装置ケース210は、変速機構TMの側にあって主として変速機構TMやカウンターギヤ機構CGを収容する第1ケース201と、主として回転電機MGを収容する第2ケース202とを有して構成されている。本実施形態では、インバータ収容室300は、第1ケース201の側に形成されている。   The driving device case 210 includes a liquid-tight inverter housing chamber 300 therein. At least circuit constituent members of the inverter device 100 are arranged in the inverter accommodating chamber 300. As shown in FIG. 6, the drive device case 210 is on the transmission mechanism TM side, and mainly includes a first case 201 that mainly accommodates the transmission mechanism TM and the counter gear mechanism CG, and a second case 202 that mainly accommodates the rotating electrical machine MG. And is configured. In the present embodiment, the inverter accommodating chamber 300 is formed on the first case 201 side.

インバータ収容室300の液密構造を実現するためには、インバータ装置100と第1ケース201とをシール部材(301,302)を介して密着させる必要がある。上述したように、インバータ収容室300は、円筒形の空間であるから、冷却部材5の第1端面51及び第2端面52には、円形状のプレート部材(51p、52p)が備えられている。インバータ収容室300の開口部203(第1開口部)は、インバータ収容室300の内径よりも小さい径の円形状に開口している。その径方向の開口端部には、インバータ収容室300の内壁が径方向内側に屈曲し、再び軸方向Lに屈曲する形態で延伸されている。図6に示すように、第1端面51の側に備えられた第1円形プレート部材51pの側面と、開口部203の径方向の開口端部の内壁とが第1シール部材301を介して当接している。つまり、第1円形プレート部材51pの周方向(軸心周り)において当接している。これによって、第1端面51の側の液密構造が実現される。   In order to realize the liquid-tight structure of the inverter housing chamber 300, the inverter device 100 and the first case 201 need to be in close contact with each other via seal members (301, 302). As described above, since the inverter accommodating chamber 300 is a cylindrical space, the first end surface 51 and the second end surface 52 of the cooling member 5 are provided with circular plate members (51p, 52p). . The opening 203 (first opening) of the inverter housing chamber 300 opens in a circular shape having a diameter smaller than the inner diameter of the inverter housing chamber 300. At the opening end in the radial direction, the inner wall of the inverter housing chamber 300 is bent inward in the radial direction, and is extended in such a manner that it is bent in the axial direction L again. As shown in FIG. 6, the side surface of the first circular plate member 51 p provided on the first end surface 51 side and the inner wall of the opening end portion in the radial direction of the opening 203 are brought into contact with each other via the first seal member 301. It touches. That is, the first circular plate member 51p is in contact in the circumferential direction (around the axis). Thereby, a liquid-tight structure on the first end face 51 side is realized.

インバータ収容室300の第2端面52の側の開口部204(第2開口部)においては、インバータ収容室300の内壁が径方向外側に屈曲する形態で延伸され、駆動装置ケース210にフランジ部209が形成されている。図6に示すように、第2端面52の側に備えられた第2円形プレート部材52pは、インバータ収容室300よりも大径である。第2円形プレート部材52pの外縁部と、駆動装置ケース210にフランジ部209とが、第2シール部材302を介して当接している。つまり、第2円形プレート部材52pの面方向(軸方向L)において当接している。これによって、第2端面52の液密構造が実現される。   In the opening 204 (second opening) on the second end face 52 side of the inverter housing chamber 300, the inner wall of the inverter housing chamber 300 is extended in a form of bending radially outward, and the flange portion 209 is formed in the drive device case 210. Is formed. As shown in FIG. 6, the second circular plate member 52 p provided on the second end face 52 side has a larger diameter than the inverter accommodating chamber 300. The outer edge portion of the second circular plate member 52 p and the flange portion 209 are in contact with the drive device case 210 via the second seal member 302. That is, they are in contact with each other in the surface direction (axial direction L) of the second circular plate member 52p. Thereby, a liquid-tight structure of the second end face 52 is realized.

つまり、本実施形態においては、軸心周りの密閉と、面方向の密閉とを組み合わせた“軸−面”での液密構造が採用されている。当然ながら液密構造を実現する構成は、この構成に限定されるものではなく、以下に例示するような種々の形態を採用することが可能である。図7は、他の構成との比較のために、図6と同様の液密構造を模式的に示している。図8〜図11は、図6及び図7とは異なる別の液密構造を例示している。   That is, in the present embodiment, a “shaft-plane” liquid-tight structure that combines sealing around the axis and sealing in the surface direction is employed. Naturally, the configuration for realizing the liquid-tight structure is not limited to this configuration, and various forms exemplified below can be adopted. FIG. 7 schematically shows a liquid-tight structure similar to FIG. 6 for comparison with other configurations. 8 to 11 illustrate another liquid-tight structure different from FIGS. 6 and 7.

図8は、図6及び図7と同様に、“軸−面”での液密構造を例示している。図6及び図7では、第1端面51の側が“軸”、第2端面52の側が“面”であったのに対して、図8に示す構成では、第1端面51の側が“面”、第2端面52の側が“軸”である。図6〜図8に示す“軸−面”での液密構造では、第1シール部材301及び第2シール部材302による密封の寸法公差が図9〜図11に例示する他の形態と比べて緩やかであり、位置決め等も比較的容易となり、組付性がよい。   FIG. 8 illustrates a liquid-tight structure on the “axis-plane” as in FIGS. 6 and 7. 6 and 7, the first end surface 51 side is “axis” and the second end surface 52 side is “surface”, whereas in the configuration shown in FIG. 8, the first end surface 51 side is “surface”. The second end face 52 side is an “axis”. In the liquid tight structure on the “shaft-plane” shown in FIGS. 6 to 8, the dimensional tolerance of sealing by the first seal member 301 and the second seal member 302 is larger than that of the other forms illustrated in FIGS. 9 to 11. It is loose, positioning is relatively easy, and assembly is good.

図9及び図10は、第1端面51の側、及び第2端面52の側が共に“面”での液密構造を採用した“面−面”構造を例示している。この液密構造では、両端面の側が共に“面”で支持されるため、インバータ収容室300に対するインバータ装置100の平行度を保つことが、図7及び図8の構造に比べて難しくなり、第1シール部材301及び第2シール部材302による密封の寸法公差も厳しくなる。また、軸心に対する位置決めも、図7及び図8の構造に比べて難しくなり、組付性はやや低下する。一方、当然ながら軸心周りでの密閉は不要であるから、インバータ収容室300において回路構成部材を収容可能な有効容積を大きくすることができる。   9 and 10 exemplify a “surface-surface” structure in which a liquid-tight structure is adopted in which both the first end surface 51 side and the second end surface 52 side are “surfaces”. In this liquid-tight structure, both end surfaces are supported by “surfaces”, so that it is difficult to maintain the parallelism of the inverter device 100 with respect to the inverter accommodating chamber 300 as compared with the structures of FIGS. The dimensional tolerance of sealing by the first seal member 301 and the second seal member 302 also becomes severe. Further, positioning with respect to the shaft center becomes difficult as compared with the structures of FIGS. 7 and 8, and the assembling property is slightly lowered. On the other hand, naturally, sealing around the shaft center is unnecessary, so that the effective volume capable of accommodating the circuit components in the inverter accommodating chamber 300 can be increased.

図11は、第1端面51の側、及び第2端面52の側が共に“軸”での液密構造を採用した“軸−軸”構造を例示している。この液密構造では、両端面の側が共に“軸”で支持されるため、インバータ収容室300に対するインバータ装置100の同軸度を保つことが上述した他の構造に比べて難しくなる。また、インバータ収容室300に対するインバータ装置100の奥行き方向(軸方向L)での位置決めも、図7及び図8の構造に比べて難しくなり、組付性はやや低下するがこの構成を採用することを妨げるものではない。   FIG. 11 exemplifies an “axis-axis” structure in which a liquid-tight structure in which the first end surface 51 side and the second end surface 52 side are both “axis” is adopted. In this liquid-tight structure, both end surfaces are supported by “shafts”, so that it is difficult to maintain the coaxiality of the inverter device 100 with respect to the inverter accommodating chamber 300 as compared with the other structures described above. Further, positioning in the depth direction (axial direction L) of the inverter device 100 with respect to the inverter accommodating chamber 300 becomes difficult as compared with the structures of FIGS. 7 and 8, and this structure is adopted although the assemblability is slightly lowered. It does not prevent.

ところで、上記における説明では、図2に示したように、回路構成部材(平滑コンデンサ40、IGBT3、ドライブ基板90)が、冷却プレート20の上に配置され、当該冷却プレート20が冷却部材5の外側面5sに配置されている形態を例示した。この形態では、全ての回路構成部材を冷却プレート20の上に配置して、当該冷却プレート20を冷却部材5に配置するので、高い生産性を実現することができる。しかし、外側面5sへの配置形態は、この形態に限定されるものではなく、以下に例示するような種々の形態を採用することが可能である。図12は、他の構成との比較のために、図2と同様の配置形態を模式的に示している。図13〜図16は、図12とは異なる別の配置形態を例示している。   By the way, in the above description, as shown in FIG. 2, the circuit constituent members (smoothing capacitor 40, IGBT 3, drive board 90) are arranged on the cooling plate 20, and the cooling plate 20 is outside the cooling member 5. The form arrange | positioned at 5 s of side surfaces was illustrated. In this embodiment, since all the circuit components are arranged on the cooling plate 20 and the cooling plate 20 is arranged on the cooling member 5, high productivity can be realized. However, the arrangement form on the outer surface 5s is not limited to this form, and various forms exemplified below can be adopted. FIG. 12 schematically shows an arrangement similar to FIG. 2 for comparison with other configurations. 13 to 16 illustrate another arrangement different from that in FIG.

図13及び図14は、回路構成部材の内の一部が冷却プレート20を介して冷却部材5の外側面5sに配置される形態を示している。図13では、IGBT3及びドライブ基板90は、冷却プレート20の上に配置され、当該冷却プレート20が冷却部材5の外側面5sに配置され、平滑コンデンサ40は、直接、外側面5sに配置されている。また、図14では、IGBT3のみが冷却プレート20を介して冷却部材5の外側面5sに配置され、平滑コンデンサ40及びドライブ基板90は、直接、外側面5sに配置されている。   FIGS. 13 and 14 show a form in which a part of the circuit constituent member is disposed on the outer surface 5 s of the cooling member 5 via the cooling plate 20. In FIG. 13, the IGBT 3 and the drive substrate 90 are disposed on the cooling plate 20, the cooling plate 20 is disposed on the outer surface 5 s of the cooling member 5, and the smoothing capacitor 40 is directly disposed on the outer surface 5 s. Yes. In FIG. 14, only the IGBT 3 is disposed on the outer surface 5s of the cooling member 5 via the cooling plate 20, and the smoothing capacitor 40 and the drive board 90 are directly disposed on the outer surface 5s.

軸方向Lの長さを短くする必要があるような場合には、回路構成部材として、IGBT3及び平滑コンデンサ40のみを冷却部材5に配置してもよい。図15及び図16は、そのような形態を例示している。図15は、その場合において、全ての回路構成部材(IGBT3及び平滑コンデンサ40)が、冷却プレート20を介して冷却部材5の外側面5sに配置される形態を例示している。また、図16は、IGBT3のみが冷却プレート20を介して冷却部材5の外側面5sに配置され、平滑コンデンサ40は、直接、外側面5sに配置される形態を例示している。   When it is necessary to shorten the length in the axial direction L, only the IGBT 3 and the smoothing capacitor 40 may be arranged on the cooling member 5 as circuit constituent members. 15 and 16 illustrate such a form. FIG. 15 illustrates a form in which all circuit components (IGBT 3 and smoothing capacitor 40) are arranged on the outer surface 5 s of the cooling member 5 via the cooling plate 20 in that case. FIG. 16 illustrates a form in which only the IGBT 3 is disposed on the outer surface 5s of the cooling member 5 via the cooling plate 20, and the smoothing capacitor 40 is directly disposed on the outer surface 5s.

〔その他の実施形態〕
以下、本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Other Embodiments]
Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described. Note that the configuration of each embodiment described below is not limited to being applied independently, and can be applied in combination with the configuration of other embodiments as long as no contradiction arises.

(1)上記説明においては、冷却部材5の断面形状が三角形である場合を例示したが、当然ながら四角形や六角形など、他の多角形であってもよい。 (1) In the above description, the case where the cross-sectional shape of the cooling member 5 is a triangle is exemplified, but it is needless to say that the cooling member 5 may be another polygon such as a quadrangle or a hexagon.

(2)また、上記説明においては、冷却部材5の断面形状が正三角形である場合を例示したが、断面の形状は正多角形でなくてもよい。例えば、正三角形の各頂点を切り取り、六角形状とした断面形状であってもよい。また、冷却部材5の外側面5sに搭載する回路構成部材の多少によって外側面5sの面積を異ならせ、例えば、二等辺三角形の断面形状であってもよい。 (2) Moreover, in the said description, although the case where the cross-sectional shape of the cooling member 5 was a regular triangle was illustrated, the cross-sectional shape may not be a regular polygon. For example, the cross-sectional shape may be a hexagonal shape by cutting each vertex of the regular triangle. Further, the area of the outer surface 5s may be varied depending on the number of circuit components mounted on the outer surface 5s of the cooling member 5, for example, an isosceles triangular cross-sectional shape.

(3)上記においては、1つの回路構成部材ユニット4に、1つのアーム10Lが構成されている形態を例示して説明した。しかし、1つのアーム10Lの上段側IGBT3U(上段側スイッチング素子又はハイサイドスイッチ)と、下段側IGBT3L(負極側スイッチング素子又はローサイドスイッチ)とが別の回路構成部材ユニット4として構成されてもよい。例えば、3相のインバータ回路10を、断面が六角形状の冷却部材5の6つの外側面5sのそれぞれに6つの回路構成部材ユニット4を配置することによってインバータ装置100を構成してもよい。また、1つの回路構成部材ユニット4に、それぞれ、全相の上段側IGBT3U、及び下段側IGBT3Lを備えてもよい。 (3) In the above description, an example in which one arm 10L is configured in one circuit component unit 4 has been described. However, the upper stage IGBT 3U (upper stage side switching element or high side switch) and the lower stage IGBT 3L (negative electrode side switching element or low side switch) of one arm 10L may be configured as separate circuit constituent member units 4. For example, the inverter device 100 may be configured by disposing the three-phase inverter circuit 10 on each of the six outer surfaces 5s of the cooling member 5 having a hexagonal cross section. Further, one circuit component member unit 4 may be provided with an upper-stage IGBT 3U and a lower-stage IGBT 3L of all phases, respectively.

(4)尚、冷却部材5には、インバータ回路10や平滑コンデンサ40、ドライブ回路9、電流センサ12に限らず、インバータ制御部8の全て又は一部も搭載されてもよい。例えば、冷却部材5を四角柱で構成し、3つの外側面5sには、それぞれ3相のインバータ回路10の各相に対応する回路構成部材を配置し、残りの1つの外側面5sにインバータ制御部8を構成する回路構成部材を配置することも好適な実施態様である。 (4) The cooling member 5 is not limited to the inverter circuit 10, the smoothing capacitor 40, the drive circuit 9, and the current sensor 12, and all or part of the inverter control unit 8 may be mounted. For example, the cooling member 5 is formed of a quadrangular prism, circuit constituent members corresponding to the respective phases of the three-phase inverter circuit 10 are arranged on the three outer surfaces 5s, and inverter control is performed on the remaining one outer surface 5s. It is also a preferred embodiment to arrange circuit constituent members constituting the portion 8.

冷却部材と回路構成部材とを備えたインバータ装置、及びインバータ装置と回転電機と変速機構とを備えた車両用駆動装置に利用することができる。   The present invention can be used in an inverter device provided with a cooling member and a circuit constituent member, and a vehicle drive device provided with an inverter device, a rotating electrical machine, and a transmission mechanism.

3 :IGBT(スイッチング素子)
4 :回路構成部材ユニット
5 :冷却部材
5d :排出口
5f :流入口
5s :外側面
9 :ドライブ回路
10 :インバータ回路
12 :電流センサ
40 :平滑コンデンサ(コンデンサ)
51 :第1端面
52 :第2端面
90 :ドライブ基板
100 :インバータ装置
200 :車両用駆動装置
203 :開口部
210 :駆動装置ケース
300 :インバータ収容室
BA :交流側端子
BD :直流側端子
L :冷却部材の軸方向
Lx :冷却部材の軸心
MG :回転電機
S :制御信号
TM :変速機構
W :軸方向に直交し外側面に沿った幅方向
X1 :変速機構を構成するギヤ部材の回転軸
3: IGBT (switching element)
4: Circuit component unit 5: Cooling member 5d: Discharge port 5f: Inlet 5s: Outer surface 9: Drive circuit 10: Inverter circuit 12: Current sensor 40: Smoothing capacitor (capacitor)
51: 1st end surface 52: 2nd end surface 90: Drive board 100: Inverter device 200: Vehicle drive device 203: Opening part 210: Drive device case 300: Inverter accommodation chamber BA: AC side terminal BD: DC side terminal L: Cooling member axial direction Lx: Cooling member axis MG: Rotating electrical machine S: Control signal TM: Transmission mechanism W: Width direction X1 orthogonal to the axial direction and along the outer surface X1: Rotating shaft of gear member constituting the transmission mechanism

Claims (9)

軸方向に直交する断面が多角形の柱状体により構成され、冷媒の流入口と排出口とを有して前記柱状体の内部に前記冷媒を流通可能な冷却部材と、
直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路を構成するスイッチング素子と、前記インバータ回路の直流側の電圧を平滑化するコンデンサとを少なくとも含む回路構成部材と、を備え、
前記回路構成部材は、前記冷却部材における前記軸方向に平行状であって外側を向く外側面に分かれて配置され、
前記流入口及び前記排出口は、前記冷却部材の前記軸方向の一方側の端面である第1端面に設けられ、
前記インバータ回路の直流側端子は、前記回路構成部材よりも前記第1端面の側に突出するように設けられ、
前記インバータ回路の交流側端子は、前記回路構成部材よりも、前記冷却部材の前記軸方向の他方側の端面である第2端面の側に突出するように設けられているインバータ装置。
A cooling member that has a cross section orthogonal to the axial direction and is configured by a polygonal columnar body, and has a refrigerant inlet and outlet and allows the refrigerant to flow through the columnar body;
A switching element that constitutes an inverter circuit that converts power between direct current and alternating current, and a circuit component that includes at least a capacitor that smoothes the voltage on the direct current side of the inverter circuit,
The circuit component member is arranged separately on an outer surface parallel to the axial direction of the cooling member and facing outward.
The inflow port and the discharge port are provided on a first end surface which is an end surface on one side of the cooling member in the axial direction,
The direct current side terminal of the inverter circuit is provided so as to protrude to the first end face side from the circuit constituent member,
The inverter device provided with the AC side terminal of the inverter circuit so as to protrude toward the second end face, which is the other end face in the axial direction of the cooling member, rather than the circuit constituent member.
前記インバータ回路は、直流と複数相の交流との間で電力を変換し、
前記回路構成部材には、前記複数相の交流の各相に対応する回路構成部材ユニットが複数含まれ、
前記回路構成部材ユニットのそれぞれが1つの前記外側面に配置されるように、複数の前記回路構成ユニットが前記冷却部材の互いに異なる前記外側面に配置されている請求項1に記載のインバータ装置。
The inverter circuit converts power between direct current and multiple-phase alternating current,
The circuit component member includes a plurality of circuit component member units corresponding to each phase of the plurality of phases of alternating current,
2. The inverter device according to claim 1, wherein a plurality of the circuit component units are arranged on different outer surfaces of the cooling member such that each of the circuit component member units is arranged on one outer surface.
前記回路構成部材ユニットには、前記複数相の交流の各相に対応する、前記スイッチング素子と前記コンデンサとが含まれていると共に、前記スイッチング素子をスイッチング制御する制御信号を駆動するドライブ回路と、前記複数相の交流の各相に対応する交流側端子を流れる電流を検出する電流センサとを備えたドライブ基板が含まれ、
前記外側面のそれぞれに、前記第1端面の側から前記第2端面の側へ向かって、前記コンデンサ、前記スイッチング素子、前記ドライブ基板の順に並んで配置されている請求項2に記載のインバータ装置。
The circuit component unit includes the switching element and the capacitor corresponding to each phase of the multiple-phase alternating current, and a drive circuit for driving a control signal for controlling the switching of the switching element, A drive board comprising a current sensor for detecting a current flowing through an AC side terminal corresponding to each phase of the AC of the plurality of phases;
3. The inverter device according to claim 2, wherein the capacitor, the switching element, and the drive substrate are arranged in this order on each of the outer surfaces from the first end surface side to the second end surface side. .
前記冷却部材の軸心から、前記回路構成部材ユニットを構成する部材の内、最も外側へ突出した部材の最外端部までの距離が、複数の前記外側面のそれぞれに配置された複数の前記回路構成部材ユニットについて互いに同等となるように構成されている請求項2又は3に記載のインバータ装置。   The distance from the axial center of the cooling member to the outermost end portion of the member that protrudes to the outermost side among the members constituting the circuit component unit is a plurality of the plurality of the plurality of the outer surfaces arranged on each of the outer surfaces. The inverter device according to claim 2, wherein the circuit component unit is configured to be equivalent to each other. 前記冷却部材の前記断面は正多角形であり、複数の前記外側面のそれぞれには、前記軸方向に直交し前記外側面に沿った幅方向に均等な位置に前記回路構成部材ユニットを構成する部材が配置されている請求項2から4の何れか一項に記載のインバータ装置。   The cross-section of the cooling member is a regular polygon, and each of the plurality of outer surfaces includes the circuit component member unit at a position that is orthogonal to the axial direction and is equal in the width direction along the outer surface. The inverter apparatus as described in any one of Claim 2 to 4 with which the member is arrange | positioned. 請求項1から5の何れか一項に記載のインバータ装置と、回転電機と、変速機構とを備えた車両用駆動装置であって、
前記回転電機及び前記変速機構を収容する駆動装置ケースを備え、
前記インバータ装置は、前記変速機構を構成するギヤ部材の回転軸と、前記冷却部材の前記軸方向とが平行状となる状態で前記駆動装置ケース内に配置されている車両用駆動装置。
A vehicle drive device comprising the inverter device according to any one of claims 1 to 5, a rotating electrical machine, and a speed change mechanism,
A drive case that houses the rotating electrical machine and the speed change mechanism;
The inverter device is a vehicle drive device that is disposed in the drive device case in a state in which a rotation shaft of a gear member constituting the transmission mechanism and the axial direction of the cooling member are parallel to each other.
前記インバータ装置は、前記第2端面を前記回転電機の側に向け、前記冷却部材の前記軸方向に沿った方向に見て、前記インバータ装置と前記回転電機とが重複するように配置されている請求項6に記載の車両用駆動装置。   The inverter device is arranged such that the inverter device and the rotating electrical machine overlap each other when the second end surface is directed toward the rotating electrical machine and viewed in a direction along the axial direction of the cooling member. The vehicle drive device according to claim 6. 前記駆動装置ケースは開口部を有し、前記流入口、前記排出口、及び前記直流側端子が当該開口部に位置するように、前記インバータ装置が配置されている請求項6又は7に記載の車両用駆動装置。   The said drive device case has an opening part, The said inverter apparatus is arrange | positioned so that the said inflow port, the said discharge port, and the said DC side terminal may be located in the said opening part. Vehicle drive device. 前記駆動装置ケースは、内部に液密構造のインバータ収容室を備え、前記インバータ装置の少なくとも前記回路構成部材は、前記インバータ収容室の中に配置されている請求項6から8の何れか一項に記載の車両用駆動装置。   The said drive device case is equipped with the inverter accommodating chamber of a liquid-tight structure inside, and at least the said circuit component member of the said inverter apparatus is arrange | positioned in the said inverter accommodating chamber. The vehicle drive device described in 1.
JP2013178294A 2013-08-29 2013-08-29 Inverter device and vehicle drive device Expired - Fee Related JP6149611B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013178294A JP6149611B2 (en) 2013-08-29 2013-08-29 Inverter device and vehicle drive device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013178294A JP6149611B2 (en) 2013-08-29 2013-08-29 Inverter device and vehicle drive device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015047050A true JP2015047050A (en) 2015-03-12
JP2015047050A5 JP2015047050A5 (en) 2016-03-03
JP6149611B2 JP6149611B2 (en) 2017-06-21

Family

ID=52672113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013178294A Expired - Fee Related JP6149611B2 (en) 2013-08-29 2013-08-29 Inverter device and vehicle drive device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6149611B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017038454A (en) * 2015-08-07 2017-02-16 株式会社神戸製鋼所 Inverter device
DE102018203362A1 (en) * 2018-03-07 2019-09-12 Robert Bosch Gmbh Cooling device for cooling a power device
US20190334448A1 (en) * 2018-04-25 2019-10-31 Nidec Corporation Inverter control device
WO2022209623A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 株式会社アイシン Vehicle drive device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002528028A (en) * 1998-10-07 2002-08-27 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Multi-phase inverter device
JP2004023877A (en) * 2002-06-14 2004-01-22 Hitachi Unisia Automotive Ltd Electric machine with inverter
US20070165376A1 (en) * 2006-01-17 2007-07-19 Norbert Bones Three phase inverter power stage and assembly
JP2009162091A (en) * 2007-12-28 2009-07-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Circuit part cooling structure in electric turbo-charger for engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002528028A (en) * 1998-10-07 2002-08-27 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Multi-phase inverter device
JP2004023877A (en) * 2002-06-14 2004-01-22 Hitachi Unisia Automotive Ltd Electric machine with inverter
US20070165376A1 (en) * 2006-01-17 2007-07-19 Norbert Bones Three phase inverter power stage and assembly
JP2009162091A (en) * 2007-12-28 2009-07-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Circuit part cooling structure in electric turbo-charger for engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017038454A (en) * 2015-08-07 2017-02-16 株式会社神戸製鋼所 Inverter device
DE102018203362A1 (en) * 2018-03-07 2019-09-12 Robert Bosch Gmbh Cooling device for cooling a power device
US11355284B2 (en) 2018-03-07 2022-06-07 Robert Bosch Gmbh Cooling device for cooling a power component
US20190334448A1 (en) * 2018-04-25 2019-10-31 Nidec Corporation Inverter control device
JP2019195260A (en) * 2018-04-25 2019-11-07 日本電産株式会社 Inverter controller
JP7314602B2 (en) 2018-04-25 2023-07-26 ニデック株式会社 Inverter controller
WO2022209623A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 株式会社アイシン Vehicle drive device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6149611B2 (en) 2017-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10391849B2 (en) Vehicle drive device
WO2007094508A1 (en) Semiconductor module and drive device for hybrid vehicle having the same
JP2016077116A (en) Vehicle motor apparatus
JP2006304522A (en) Power unit device and power converter
JP2009247119A (en) Drive device
JP6149611B2 (en) Inverter device and vehicle drive device
JP6750549B2 (en) Electric compressor
JP2013198367A (en) Capacitor and inverter integrated type three-phase synchronous motor device
JP7222406B2 (en) inverter unit
JP2018042309A (en) Power conversion device
JP2012239255A (en) Power conversion apparatus
WO2013065847A1 (en) Inverter device
WO2022059427A1 (en) Rotary electric machine unit
JP7314892B2 (en) Rotating electric machine unit
WO2022059426A1 (en) Rotating electrical machine unit
JP2019126137A (en) Power converter
CN116073682A (en) Electric drive unit
JP2023067151A (en) Inverter structure
JP2023067154A (en) Inverter structure
JP2023067149A (en) Inverter structure
CN116073685A (en) Electric drive unit
JP2023067172A (en) Drive unit for vehicles
JP2023067204A (en) Electrical drive unit
JP2023067173A (en) Drive unit for vehicles
CN116073683A (en) Electric drive unit

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160114

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160114

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170407

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170425

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170508

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6149611

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees