JP2018183001A - Motor unit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor unit which enables the downsizing of an inverter.SOLUTION: A motor unit 1 comprises: a motor 2; and an inverter 4 integrated with the motor 2 and arranged for controlling the motor 2. The inverter 4 has: a case 8; a MOS substrate 12 disposed in the case 8, on which a MOS element 20 is mounted; a capacitor substrate 13 disposed in the case 8, on which a capacitor 18 is mounted; and a heat sink 16 attached to a face 12b of the MOS substrate 12 on a motor 2-side and serving to cool the MOS substrate 12. The capacitor 18 is mounted on a face 13b of the capacitor substrate 13 on the motor 2-side so as to be opposed to the heat sink 16 in a direction perpendicular to an array direction of the motor 2 and the inverter 4.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、モータユニットに関する。   The present invention relates to a motor unit.

従来のモータユニットとしては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載のモータユニットは、回転電機と、この回転電機と一体化され、回転電機の駆動を制御する制御部とを備えている。制御部は、直流電源により供給される直流電流を交流電流に変換する電力変換器と、この電力変換器と並列に接続されたコンデンサと、電力変換器を制御する電子制御装置とを有している。電力変換器は、複数のパワー素子と複数の還流ダイオードとを有している。パワー素子は、フレーム上に実装されている。フレームにおけるパワー素子が接続された面と反対側の第１面には、第１放熱フィンが形成されている。電子制御装置は、筐体に収容された基板上に実装されている。筐体における電子制御装置が接続された面と反対側の第２面には、第２放熱フィンが形成されている。   As a conventional motor unit, for example, the technology described in Patent Document 1 is known. The motor unit described in Patent Document 1 includes a rotating electrical machine, and a control unit that is integrated with the rotating electrical machine and controls the drive of the rotating electrical machine. The control unit includes a power converter that converts a direct current supplied by a DC power source into an alternating current, a capacitor connected in parallel to the power converter, and an electronic control unit that controls the power converter. There is. The power converter has a plurality of power elements and a plurality of free wheeling diodes. The power element is mounted on the frame. A first heat dissipating fin is formed on a first surface of the frame opposite to the surface to which the power element is connected. The electronic control unit is mounted on a substrate housed in a housing. A second radiation fin is formed on a second surface of the housing opposite to the surface to which the electronic control device is connected.

特開２０１５−１２２８５６号公報JP, 2015-122856, A

しかしながら、上記従来技術においては、第１放熱フィン及び第２放熱フィンは、回転軸を中心として放射状に形成されている。このため、第１放熱フィン及び第２放熱フィンは、制御部の径方向に広い領域にわたって配置されることとなる。また、上記従来技術では、コンデンサの配置については特に考慮されていないが、例えばコンデンサがフレーム上にパワー素子と共に実装される場合には、制御部の寸法が回転電機の軸方向に対して大きくならざるを得ない。以上により、制御部（インバータ）の大型化につながる。   However, in the above-mentioned prior art, the first heat dissipating fins and the second heat dissipating fins are radially formed around the rotation axis. For this reason, the first heat dissipating fins and the second heat dissipating fins are disposed over a wide area in the radial direction of the control unit. Further, in the above prior art, the arrangement of the capacitor is not particularly considered, but if, for example, the capacitor is mounted together with the power element on the frame, the dimensions of the control unit are large in the axial direction of the rotating electrical machine I have no choice. This leads to the enlargement of the control unit (inverter).

本発明の目的は、インバータの小型化を図ることができるモータユニットを提供することである。   An object of the present invention is to provide a motor unit capable of achieving downsizing of an inverter.

本発明の一態様は、モータと、モータと一体化され、モータを制御するインバータとを備えたモータユニットにおいて、インバータは、ケースと、ケース内に配置され、半導体素子が実装される半導体基板と、ケース内に配置され、コンデンサが実装されるコンデンサ基板と、半導体基板のモータ側の面に取り付けられ、半導体基板を冷却するヒートシンクと、を有し、コンデンサは、モータとインバータとの配列方向に垂直な方向においてヒートシンクと対向するように、コンデンサ基板のモータ側の面に実装されていることを特徴とする。   One embodiment of the present invention is a motor unit including a motor and an inverter integrated with the motor and controlling the motor, the inverter being disposed in the case and the semiconductor substrate on which the semiconductor element is mounted. A capacitor substrate disposed in the case, on which the capacitor is mounted, and a heat sink attached to the motor side surface of the semiconductor substrate for cooling the semiconductor substrate, wherein the capacitor is in the arrangement direction of the motor and the inverter It is characterized in that it is mounted on the motor side surface of the capacitor substrate so as to face the heat sink in the vertical direction.

このようなモータユニットにおいては、半導体素子は半導体基板に実装され、コンデンサはコンデンサ基板に実装される。ここでの半導体素子は、コンデンサよりも発熱しやすい。そこで、半導体基板のモータ側の面には、半導体基板を冷却するヒートシンクが取り付けられている。このとき、ヒートシンクは半導体基板のみを冷却すればよいため、ヒートシンクの寸法を必要以上に大きくしなくて済む。また、コンデンサは、モータとインバータとの配列方向に垂直な方向においてヒートシンクと対向するように、コンデンサ基板のモータ側の面に実装されている。従って、インバータの寸法がモータとインバータとの配列方向に大きくなることが防止される。以上により、インバータの小型化を図ることができる。   In such a motor unit, the semiconductor element is mounted on a semiconductor substrate, and the capacitor is mounted on a capacitor substrate. The semiconductor element here generates heat more easily than the capacitor. Therefore, a heat sink for cooling the semiconductor substrate is attached to the surface of the semiconductor substrate on the motor side. At this time, since the heat sink only needs to cool the semiconductor substrate, it is not necessary to enlarge the size of the heat sink more than necessary. Also, the capacitor is mounted on the motor side surface of the capacitor substrate so as to face the heat sink in a direction perpendicular to the arrangement direction of the motor and the inverter. Therefore, the dimensions of the inverter can be prevented from increasing in the arrangement direction of the motor and the inverter. Thus, the size of the inverter can be reduced.

コンデンサとケースとの間には、放熱部材が配置されていてもよい。このような構成では、コンデンサから発生した熱が放熱部材によりケースに放熱される。   A heat dissipation member may be disposed between the capacitor and the case. In such a configuration, the heat generated from the capacitor is dissipated to the case by the heat dissipation member.

モータには、インバータを冷却するファンが取り付けられていてもよい。このような構成では、ファンによってインバータが冷却されるため、ヒートシンクが冷却されることとなる。   The motor may have a fan attached thereto for cooling the inverter. In such a configuration, the fan cools the inverter, thereby cooling the heat sink.

ヒートシンク及び半導体基板の互いに対向する取付面の外形寸法が同等であってもよい。このような構成では、ヒートシンクの取付面の外形寸法が必要最小限に抑えられるため、ヒートシンクの寸法を小さくすることができる。   The external dimensions of the mounting surfaces of the heat sink and the semiconductor substrate facing each other may be equal. In such a configuration, the dimensions of the heat sink can be reduced because the external dimensions of the mounting surface of the heat sink can be minimized.

本発明によれば、インバータの小型化を図ることができる。   According to the present invention, the inverter can be miniaturized.

本発明の一実施形態に係るモータユニットを示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view showing a motor unit concerning one embodiment of the present invention. 図１に示されたインバータの全体構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the whole structure of the inverter shown by FIG. 図２に示されたヒートシンクとケースとの固定構造を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the fixing structure of the heat sink shown by FIG. 2, and a case. 図１に示されたファンによる冷却風の流れを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the flow of the cooling air by the fan shown by FIG.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係るモータユニットを示す分解斜視図である。図１において、本実施形態のモータユニット１は、モータ２と、このモータ２とダクト３を介して一体化され、モータ２を制御するインバータ４とを備えている。   FIG. 1 is an exploded perspective view showing a motor unit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a motor unit 1 according to the present embodiment includes a motor 2 and an inverter 4 integrated with the motor 2 via a duct 3 and controlling the motor 2.

モータ２は、三相交流モータである。モータ２は、ロータ及びステータを有するモータ本体３２（図４参照）と、このモータ本体３２を収容するモータケース５と、ステータに巻かれているコイルから引き出された３つのモータ端子６とを有している。モータ２には、インバータ４を冷却するファン７が取り付けられている。ファン７は、モータケース５よりもインバータ４側においてモータ本体３２の回転軸３２ａにナット３３により取り付けられている（図４参照）。回転軸３２ａの先端部の外周面には、ナット３３と螺合するネジが切られている。従って、モータ本体３２が回転すると、ファン７が回転する。   The motor 2 is a three-phase alternating current motor. The motor 2 has a motor body 32 (see FIG. 4) having a rotor and a stator, a motor case 5 for housing the motor body 32, and three motor terminals 6 drawn from a coil wound on the stator. doing. A fan 7 for cooling the inverter 4 is attached to the motor 2. The fan 7 is attached to the rotary shaft 32a of the motor main body 32 by a nut 33 on the side closer to the inverter 4 than the motor case 5 (see FIG. 4). A screw threadably engaged with the nut 33 is cut on the outer peripheral surface of the tip of the rotary shaft 32a. Therefore, when the motor body 32 rotates, the fan 7 rotates.

ダクト３は、モータケース５のインバータ４側の部分をファン７と共に覆う。インバータ４は、複数のボルト（図示せず）によりダクト３を介してモータ２に固定されている。インバータ４は、バッテリ（図示せず）からの直流電流を交流電流に変換して、モータ２のモータ本体３２の回転動作を制御する。   The duct 3 covers the portion of the motor case 5 on the side of the inverter 4 together with the fan 7. The inverter 4 is fixed to the motor 2 via a duct 3 by a plurality of bolts (not shown). The inverter 4 converts a direct current from a battery (not shown) into an alternating current to control the rotational operation of the motor body 32 of the motor 2.

図２は、インバータ４の全体構造を示す概略断面図である。図２において、インバータ４は、アルミニウム製のケース８を備えている。ケース８は、アルミダイカストにより形成されている。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the entire structure of inverter 4. In FIG. 2, the inverter 4 is provided with a case 8 made of aluminum. The case 8 is formed by aluminum die casting.

ケース８におけるモータ２とは反対側には、ケース８内を覆うカバー９が取り付けられている。また、ケース８の一端部には、バッテリ（図示せず）と電気的に接続されたバッテリケーブル（図示せず）が取り付けられるバッテリケーブル取付部１０が固定されている。   On the opposite side to the motor 2 in the case 8, a cover 9 that covers the inside of the case 8 is attached. Further, a battery cable attachment portion 10 to which a battery cable (not shown) electrically connected to a battery (not shown) is attached is fixed to one end of the case 8.

ケース８内には、モータ２の各モータ端子６が収容されるモータ端子収容部１１と、半導体基板であるＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）基板１２、コンデンサ基板１３及び制御基板１４が収容される基板収容部１５と、ヒートシンク１６が収容されるヒートシンク収容部１７と、コンデンサ１８が収容されるコンデンサ収容部１９とが設けられている。   In the case 8, there are provided a motor terminal accommodating portion 11 in which the motor terminals 6 of the motor 2 are accommodated, and a substrate accommodating the MOS (Metal Oxide Semiconductor) substrate 12 as a semiconductor substrate, the capacitor substrate 13 and the control substrate 14 A portion 15, a heat sink accommodating portion 17 in which the heat sink 16 is accommodated, and a capacitor accommodating portion 19 in which the capacitor 18 is accommodated are provided.

モータ端子収容部１１は、ケース８の他端側（バッテリケーブル取付部１０とは反対側）に配置されている。基板収容部１５は、モータ端子収容部１１よりもバッテリケーブル取付部１０側で且つカバー９側に配置されている。ヒートシンク収容部１７は、バッテリケーブル取付部１０側で且つモータ２側（カバー９とは反対側）に配置されている。コンデンサ収容部１９は、モータ端子収容部１１とヒートシンク収容部１７との間に配置されている。   The motor terminal accommodating portion 11 is disposed on the other end side of the case 8 (opposite to the battery cable attachment portion 10). The board accommodation portion 15 is disposed closer to the battery cable attachment portion 10 than the motor terminal accommodation portion 11 and on the cover 9 side. The heat sink accommodating portion 17 is disposed on the side of the battery cable attachment portion 10 and on the side of the motor 2 (the side opposite to the cover 9). The capacitor housing 19 is disposed between the motor terminal housing 11 and the heat sink housing 17.

ＭＯＳ基板１２には、半導体素子であるＭＯＳ素子２０が実装されている。ＭＯＳ素子２０には、スイッチング素子等が含まれる。コンデンサ基板１３には、上記のコンデンサ１８が実装されている。制御基板１４には、電子制御部品２１が実装されている。   A MOS element 20 which is a semiconductor element is mounted on the MOS substrate 12. The MOS element 20 includes a switching element and the like. The capacitor 18 described above is mounted on the capacitor substrate 13. An electronic control component 21 is mounted on the control board 14.

ＭＯＳ基板１２は、複数のボルト２２によりケース８に固定されている。ＭＯＳ素子２０は、ＭＯＳ基板１２の上面１２ａ（カバー９側の面）に実装されている。また、ＭＯＳ基板１２の上面１２ａには、端子２３を介してバスバー２４が取り付けられている。端子２３は、バッテリの端子（図示せず）と電気的に接続されている。バスバー２４は、複数のボルト２５により端子２３及びＭＯＳ基板１２を介してヒートシンク１６に固定されている。バスバー２４は、モータ端子収容部１１と基板収容部１５とを画成する壁部２６を貫通してモータ端子収容部１１まで延びて、モータ端子６と連結されている。   The MOS substrate 12 is fixed to the case 8 by a plurality of bolts 22. The MOS element 20 is mounted on the upper surface 12 a (the surface on the cover 9 side) of the MOS substrate 12. Further, a bus bar 24 is attached to the upper surface 12 a of the MOS substrate 12 via a terminal 23. The terminal 23 is electrically connected to a terminal (not shown) of the battery. The bus bar 24 is fixed to the heat sink 16 via the terminals 23 and the MOS substrate 12 by a plurality of bolts 25. The bus bar 24 extends through the wall 26 defining the motor terminal accommodating portion 11 and the substrate accommodating portion 15 to the motor terminal accommodating portion 11 and is connected to the motor terminal 6.

コンデンサ基板１３は、ＭＯＳ基板１２よりもカバー９側に配置されている。つまり、コンデンサ基板１３は、ＭＯＳ基板１２に対してモータ２の反対側に配置されている。また、コンデンサ基板１３は、ＭＯＳ基板１２に対してモータ端子収容部１１側にずれて配置されている。これにより、ＭＯＳ基板１２及びコンデンサ基板１３をケース８内にスペース効率良く配置することができる。コンデンサ基板１３は、複数のボルト２７によりケース８に固定されている。コンデンサ１８は、コンデンサ基板１３の下面１３ｂ（モータ２側の面）に実装されている。   The capacitor substrate 13 is disposed closer to the cover 9 than the MOS substrate 12. That is, the capacitor substrate 13 is disposed on the opposite side of the motor 2 with respect to the MOS substrate 12. In addition, the capacitor substrate 13 is disposed to be shifted to the motor terminal accommodating portion 11 side with respect to the MOS substrate 12. Thereby, the MOS substrate 12 and the capacitor substrate 13 can be arranged in the case 8 with good space efficiency. The capacitor substrate 13 is fixed to the case 8 by a plurality of bolts 27. The capacitor 18 is mounted on the lower surface 13 b (surface on the motor 2 side) of the capacitor substrate 13.

制御基板１４は、コンデンサ基板１３よりもカバー９側に配置されている。制御基板１４は、複数のボルト２８によりケース８に固定されている。電子制御部品２１は、制御基板１４の上面１４ａ（カバー９側の面）及び下面１４ｂ（コンデンサ基板１３側の面）に実装されている。なお、図２では、制御基板１４の下面１４ｂに実装された電子制御部品２１のみが示されている。   The control substrate 14 is disposed closer to the cover 9 than the capacitor substrate 13. The control board 14 is fixed to the case 8 by a plurality of bolts 28. The electronic control component 21 is mounted on the upper surface 14 a (the surface on the cover 9 side) and the lower surface 14 b (the surface on the capacitor substrate 13 side) of the control substrate 14. In FIG. 2, only the electronic control component 21 mounted on the lower surface 14 b of the control substrate 14 is shown.

ヒートシンク１６は、ＭＯＳ基板１２の下面１２ｂ（モータ２側の面）に接触するように取り付けられ、ＭＯＳ基板１２を冷却する。ヒートシンク１６は、ケース８の一部に嵌め込まれている。ヒートシンク１６の材質は、ケース８と同様に、アルミニウムである。ヒートシンク１６は、図３に示されるように、複数の放熱フィン２９を有している。   The heat sink 16 is attached to be in contact with the lower surface 12 b (the surface on the motor 2 side) of the MOS substrate 12 and cools the MOS substrate 12. The heat sink 16 is fitted into a part of the case 8. The material of the heat sink 16 is aluminum as in the case 8. The heat sink 16 has a plurality of heat radiation fins 29 as shown in FIG.

ヒートシンク１６の上面１６ａ（モータ２とは反対側の面）の外形寸法は、ＭＯＳ基板１２の下面１２ｂの外形寸法と同等である。なお、ここでいう同等とは、完全に等しい場合だけでなく、実質的に等しい場合も含む概念である。ヒートシンク１６の上面１６ａ及びＭＯＳ基板１２の下面１２ｂは、ヒートシンク１６及びＭＯＳ基板１２の互いに対向する取付面を構成している。   The outer dimension of the upper surface 16 a (the surface opposite to the motor 2) of the heat sink 16 is equal to the outer dimension of the lower surface 12 b of the MOS substrate 12. Here, the term "equivalent" is a concept including not only completely equal but also substantially equal. The upper surface 16 a of the heat sink 16 and the lower surface 12 b of the MOS substrate 12 constitute mounting surfaces facing each other of the heat sink 16 and the MOS substrate 12.

ヒートシンク１６は、押出成形により形成されている。これにより、ヒートシンク１６がダイカストにより形成される場合に比べて、放熱フィン２９のピッチを狭くしたり、放熱フィン２９の高さを大きくすることができる。その結果、ヒートシンク１６の放熱性能を向上させることが可能となる。   The heat sink 16 is formed by extrusion molding. Thus, the pitch of the heat dissipating fins 29 can be narrowed, and the height of the heat dissipating fins 29 can be increased, as compared to the case where the heat sink 16 is formed by die casting. As a result, the heat dissipation performance of the heat sink 16 can be improved.

ヒートシンク１６は、図３に示されるように、複数のボルト２２によりケース８に固定されている。このとき、ヒートシンク１６は、ボルト２２によりＭＯＳ基板１２と一緒にケース８に締結されている。なお、ヒートシンク１６及びＭＯＳ基板１２は、ボルト２２で共締めされていなくてもよい。このようにボルト２２を用いることにより、ヒートシンク１６とケース８との固定構造を安価に実現することができる。   The heat sink 16 is fixed to the case 8 by a plurality of bolts 22 as shown in FIG. At this time, the heat sink 16 is fastened to the case 8 together with the MOS substrate 12 by the bolts 22. The heat sink 16 and the MOS substrate 12 may not be fastened together by the bolts 22. By using the bolt 22 as described above, the fixing structure between the heat sink 16 and the case 8 can be realized at low cost.

ヒートシンク１６とケース８との間には、シール部３０が介在されている。シール部３０は、シールゴムまたは液状シール剤等により形成されている。これにより、ヒートシンク１６とケース８とが密封される。   A seal 30 is interposed between the heat sink 16 and the case 8. The seal portion 30 is formed of a seal rubber, a liquid seal agent, or the like. Thereby, the heat sink 16 and the case 8 are sealed.

コンデンサ１８は、上述したように、コンデンサ基板１３の下面１３ｂに実装されている。このため、コンデンサ１８は、モータ２側、つまりヒートシンク１６と同じ側に延びている。このとき、コンデンサ１８は、モータ２とインバータ４との配列方向（Ｘ方向）に垂直な方向においてケース８を挟んでヒートシンク１６と対向するように配置されている。コンデンサ１８の先端面とケース８との間には、コンデンサ１８からの熱を放散する放熱部材３１が配置されている。   The capacitor 18 is mounted on the lower surface 13 b of the capacitor substrate 13 as described above. Therefore, the capacitor 18 extends on the motor 2 side, that is, on the same side as the heat sink 16. At this time, the capacitor 18 is disposed to face the heat sink 16 across the case 8 in a direction perpendicular to the arrangement direction (X direction) of the motor 2 and the inverter 4. A heat dissipation member 31 for dissipating heat from the capacitor 18 is disposed between the end face of the capacitor 18 and the case 8.

以上のようなモータユニット１において、ＭＯＳ素子２０から発生した熱がＭＯＳ基板１２を通ってヒートシンク１６により放熱されるため、ＭＯＳ基板１２が熱くなりにくくなる。また、コンデンサ１８から発生した熱が放熱部材３１によりケース８に放熱されるため、コンデンサ１８が熱くなりにくくなる。   In the motor unit 1 as described above, the heat generated from the MOS element 20 passes through the MOS substrate 12 and is dissipated by the heat sink 16, so the MOS substrate 12 is unlikely to become hot. Further, since the heat generated from the capacitor 18 is dissipated to the case 8 by the heat dissipation member 31, the capacitor 18 is unlikely to become hot.

さらに、図４に示されるように、ファン７の回転により発生した冷却風の流れによって、インバータ４が冷却される。なお、図４では、便宜上インバータ４の一部が省略されている。このとき、ヒートシンク１６が冷却風により冷却されるため、ＭＯＳ基板１２が一層熱くなりにくくなる。また、ケース８におけるコンデンサ１８の近傍部分及び放熱部材３１が冷却風により冷却されるため、コンデンサ１８が一層熱くなりにくくなる。   Furthermore, as shown in FIG. 4, the inverter 4 is cooled by the flow of the cooling air generated by the rotation of the fan 7. In FIG. 4, part of the inverter 4 is omitted for convenience. At this time, since the heat sink 16 is cooled by the cooling air, the MOS substrate 12 is less likely to become hot. Further, since the heat dissipating member 31 and the portion near the capacitor 18 in the case 8 are cooled by the cooling air, the capacitor 18 is less likely to become hot.

以上のように本実施形態にあっては、ＭＯＳ素子２０はＭＯＳ基板１２に実装され、コンデンサ１８はコンデンサ基板１３に実装される。ＭＯＳ素子２０は、コンデンサ１８よりも発熱しやすい。そこで、ＭＯＳ基板１２の下面１２ｂには、ＭＯＳ基板１２を冷却するヒートシンク１６が取り付けられている。このとき、ヒートシンク１６はＭＯＳ基板１２のみを冷却すればよいため、ヒートシンク１６の寸法を必要以上に大きくしなくて済む。また、コンデンサ１８は、モータ２とインバータ４との配列方向に垂直な方向においてヒートシンク１６と対向するように、コンデンサ基板１３の下面１３ｂに実装されている。従って、インバータ４の寸法がモータ２とインバータ４との配列方向に大きくなることが防止される。以上により、インバータ４の小型化を図ることができる。   As described above, in the present embodiment, the MOS element 20 is mounted on the MOS substrate 12, and the capacitor 18 is mounted on the capacitor substrate 13. The MOS element 20 generates heat more easily than the capacitor 18. Therefore, a heat sink 16 for cooling the MOS substrate 12 is attached to the lower surface 12 b of the MOS substrate 12. At this time, since the heat sink 16 only needs to cool the MOS substrate 12, the size of the heat sink 16 does not have to be larger than necessary. The capacitor 18 is mounted on the lower surface 13 b of the capacitor substrate 13 so as to face the heat sink 16 in the direction perpendicular to the direction in which the motor 2 and the inverter 4 are arranged. Therefore, the dimensions of the inverter 4 are prevented from increasing in the arrangement direction of the motor 2 and the inverter 4. Thus, the inverter 4 can be miniaturized.

また、ケース８は、ダイカストにより形成されている。このため、ケース８の形状及び内部レイアウトの自由度が向上する。従って、インバータ４を更に小型化することが可能となる。   The case 8 is formed by die casting. For this reason, the degree of freedom of the shape and internal layout of the case 8 is improved. Therefore, the inverter 4 can be further miniaturized.

また、本実施形態では、コンデンサ１８とケース８との間には、放熱部材３１が配置されている。従って、コンデンサ１８から発生した熱が放熱部材３１によりケース８に放熱される。これにより、コンデンサ１８を冷却することができる。   Further, in the present embodiment, the heat dissipation member 31 is disposed between the capacitor 18 and the case 8. Therefore, the heat generated from the capacitor 18 is dissipated to the case 8 by the heat dissipation member 31. Thereby, the capacitor 18 can be cooled.

また、本実施形態では、モータ２には、インバータ４を冷却するファン７が取り付けられている。従って、ファン７によってインバータ４が冷却されるため、ヒートシンク１６及び放熱部材３１が冷却されることとなる。これにより、ＭＯＳ基板１２及びコンデンサ１８をより冷却することができる。   Further, in the present embodiment, the motor 2 is provided with a fan 7 for cooling the inverter 4. Therefore, since the inverter 4 is cooled by the fan 7, the heat sink 16 and the heat radiation member 31 are cooled. Thereby, the MOS substrate 12 and the capacitor 18 can be further cooled.

また、本実施形態では、ヒートシンク１６の上面１６ａ及びＭＯＳ基板１２の下面１２ｂの外形寸法が同等である。従って、ヒートシンク１６の上面１６ａの外形寸法が必要最小限に抑えられるため、ヒートシンク１６の寸法を小さくすることができる。   Further, in the present embodiment, the outer dimensions of the upper surface 16 a of the heat sink 16 and the lower surface 12 b of the MOS substrate 12 are equal. Accordingly, the external dimensions of the upper surface 16 a of the heat sink 16 can be minimized, so that the size of the heat sink 16 can be reduced.

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、ボルト２２によりヒートシンク１６をケース８に固定しているが、特にその形態には限られず、接着剤等による化学的接合、或いは溶接や固相接合のような材料的接合を用いて、ヒートシンク１６をケース８に固定してもよい。この場合には、ヒートシンク１６とケース８との接合と同時に、ヒートシンク１６とケース８とのシール性を確保することができる。また、ボルト２２及びシール部３０が不要となるため、インバータ４の簡素化を図ることができる。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, although the heat sink 16 is fixed to the case 8 by the bolt 22 in the above embodiment, it is not particularly limited to that form, and chemical bonding with an adhesive or the like or material bonding such as welding or solid phase bonding may be used. The heat sink 16 may be fixed to the case 8 by using it. In this case, the sealing property between the heat sink 16 and the case 8 can be secured simultaneously with the bonding between the heat sink 16 and the case 8. Moreover, since the bolt 22 and the seal part 30 become unnecessary, the inverter 4 can be simplified.

また、上記実施形態では、ヒートシンク１６の上面１６ａの外形寸法がＭＯＳ基板１２の下面１２ｂの外形寸法と同等であるが、特にその形態には限られず、ヒートシンク１６の上面１６ａの外形寸法は、ＭＯＳ基板１２の下面１２ｂの外形寸法と異なっていてもよい。この場合でも、ヒートシンク１６はＭＯＳ基板１２のみを冷却すればよいため、従来に比べてヒートシンク１６の寸法を小さくすることができる。   In the above embodiment, although the outer dimension of the upper surface 16a of the heat sink 16 is equal to the outer dimension of the lower surface 12b of the MOS substrate 12, the present invention is not particularly limited to that form, the outer dimension of the upper surface 16a of the heat sink 16 is MOS The outer dimensions of the lower surface 12 b of the substrate 12 may be different. Even in this case, since the heat sink 16 only needs to cool the MOS substrate 12, the size of the heat sink 16 can be reduced as compared with the conventional case.

また、上記実施形態では、ヒートシンク１６がＭＯＳ基板１２の下面１２ｂに接触するように取り付けられているが、特にその形態には限られず、ヒートシンク１６は、ＭＯＳ基板１２の下面１２ｂに伝熱部材を介して取り付けられていてもよい。   Although the heat sink 16 is attached to be in contact with the lower surface 12b of the MOS substrate 12 in the above embodiment, the present invention is not particularly limited to that configuration. The heat sink 16 has a heat transfer member on the lower surface 12b of the MOS substrate 12 It may be attached via.

さらに、上記実施形態では、コンデンサ基板１３がＭＯＳ基板１２に対してモータ２の反対側に配置されているが、特にその形態には限られず、コンデンサ基板１３は、ＭＯＳ基板１２よりもモータ２側に配置されていてもよい。   Furthermore, although the capacitor substrate 13 is disposed on the opposite side of the motor 2 with respect to the MOS substrate 12 in the above embodiment, the present invention is not particularly limited to that configuration. The capacitor substrate 13 is closer to the motor 2 than the MOS substrate 12 It may be arranged in

１…モータユニット、２…モータ、４…インバータ、７…ファン、８…ケース、１２…ＭＯＳ基板（半導体基板）、１２ｂ…下面（取付面）、１３…コンデンサ基板、１３ｂ…下面、１６…ヒートシンク、１６ａ…上面（取付面）、１８…コンデンサ、２０…ＭＯＳ素子（半導体素子）、３１…放熱部材。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 motor unit 2 motor 4 inverter 7 fan 8 case 12 MOS substrate (semiconductor substrate) 12 b lower surface (mounting surface) 13 capacitor substrate 13 b lower surface 16 heat sink , 16a: upper surface (mounting surface), 18: capacitor, 20: MOS device (semiconductor device), 31: heat dissipation member.

Claims (4)

モータと、前記モータと一体化され、前記モータを制御するインバータとを備えたモータユニットにおいて、
前記インバータは、
ケースと、
前記ケース内に配置され、半導体素子が実装される半導体基板と、
前記ケース内に配置され、コンデンサが実装されるコンデンサ基板と、
前記半導体基板の前記モータ側の面に取り付けられ、前記半導体基板を冷却するヒートシンクと、
を有し、
前記コンデンサは、前記モータと前記インバータとの配列方向に垂直な方向において前記ヒートシンクと対向するように、前記コンデンサ基板の前記モータ側の面に実装されていることを特徴とするモータユニット。 A motor unit comprising: a motor; and an inverter integrated with the motor to control the motor,
The inverter is
With the case,
A semiconductor substrate disposed in the case and on which a semiconductor element is mounted;
A capacitor substrate disposed in the case and having a capacitor mounted thereon;
A heat sink attached to a surface of the semiconductor substrate on the motor side to cool the semiconductor substrate;
Have
A motor unit characterized in that the capacitor is mounted on the motor side surface of the capacitor substrate so as to face the heat sink in a direction perpendicular to the arrangement direction of the motor and the inverter. 前記コンデンサと前記ケースとの間には、放熱部材が配置されていることを特徴とする請求項１記載のモータユニット。   The motor unit according to claim 1, wherein a heat dissipation member is disposed between the capacitor and the case. 前記モータには、前記インバータを冷却するファンが取り付けられていることを特徴とする請求項１または２記載のモータユニット。   The motor unit according to claim 1 or 2, wherein a fan for cooling the inverter is attached to the motor. 前記ヒートシンク及び前記半導体基板の互いに対向する取付面の外形寸法が同等であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載のモータユニット。   The motor unit according to any one of claims 1 to 3, wherein external dimensions of the heat sink and the semiconductor substrate facing each other are equal.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019122511A1 (en) * 2019-08-21 2021-02-25 Seg Automotive Germany Gmbh Converter unit and electrical machine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008011661A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Hitachi Ltd Electric power steering motor and resolver device
JP2010047238A (en) * 2008-08-25 2010-03-04 Honda Motor Co Ltd Electric power-steering device
JP2010178537A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Invrter housing part, and inverter-integrated electric compressor with the same
JP2011205846A (en) * 2010-03-26 2011-10-13 Denso Corp Power converter
JP2014236660A (en) * 2013-06-05 2014-12-15 株式会社豊田自動織機 Inverter built-in rotary electric machine
JP2015126674A (en) * 2013-12-27 2015-07-06 トヨタ自動車株式会社 Electric power conversion system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008011661A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Hitachi Ltd Electric power steering motor and resolver device
JP2010047238A (en) * 2008-08-25 2010-03-04 Honda Motor Co Ltd Electric power-steering device
JP2010178537A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Invrter housing part, and inverter-integrated electric compressor with the same
JP2011205846A (en) * 2010-03-26 2011-10-13 Denso Corp Power converter
JP2014236660A (en) * 2013-06-05 2014-12-15 株式会社豊田自動織機 Inverter built-in rotary electric machine
JP2015126674A (en) * 2013-12-27 2015-07-06 トヨタ自動車株式会社 Electric power conversion system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019122511A1 (en) * 2019-08-21 2021-02-25 Seg Automotive Germany Gmbh Converter unit and electrical machine

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