JP2018207746A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い冷却効果を有し、高い信頼性を実現できる電源装置を提供する。【解決手段】電源装置は、第一ヒートシンク１０と、前記第一ヒートシンク１０の一方側に配置された第一パワーモジュール３０と、前記第一パワーモジュール３０の一方側に配置された第一放熱部５０と、前記第一放熱部５０の一方側に配置され、前記第一パワーモジュール３０と電気的に接続された第一制御基板１３０とを有する第一組立体と、第二ヒートシンク２０と、前記第二ヒートシンク２０の他方側に配置された第二パワーモジュール４０と、前記第二パワーモジュール４０の他方側に配置された第二放熱部６０と、前記第二放熱部６０の他方側に配置され、前記第二パワーモジュール４０と電気的に接続された第二制御基板１４０とを有する第二組立体と、を有する。前記第一ヒートシンク１０の他方側と前記第二ヒートシンク２０の一方側とは互いに対向して配置される。【選択図】 図１

Description

本発明は、ヒートシンクを有する電源装置に関する。

従来から、発熱性の高いスイッチング素子等の電子素子からの熱を効率よく逃がすためにヒートシンクに電子素子を載置することは知られている。一般的には、ヒートシンクは平坦面を有しており、この平坦面上にスイッチング素子等の電子素子が設けられている（特許文献１）。

近年、自動車の自動運転化が着目されてきている。このような自動運転化を可能にするためには、従前よりも高い信頼性が要求される。高い信頼性を実現するためには、一例として、同じ機能を果たす機構を重複して設けておき、仮に一方の機構にトラブルが発生したとしてもの、暫定的に、他方の機構によって自動車を運転させることが考えられる。

しかしながら、このように重複して機構を設ける場合には、単純には従来と比較して２倍の体積を必要とすることから、装置を小型化することが強く要望される。

また、一方の機構にトラブルが発生する場合には、かなりの熱が発生することがある。この点、ヒートシンクとして共通のものを利用した場合には、一方の機構から発生した熱が他方の機構へ影響を及ぼすこともある。

特開２００２−１２０７３９号

このような点に鑑み、本発明は、高い冷却効果を有し、高い信頼性を実現できる電源装置を提供する。

本発明による電源装置は、
第一ヒートシンクと、前記第一ヒートシンクの一方側に配置された第一パワーモジュールと、前記第一パワーモジュールの一方側に配置された第一放熱部と、前記第一放熱部の一方側に配置され、前記第一パワーモジュールと電気的に接続された第一制御基板と、を有する第一組立体と、
第二ヒートシンクと、前記第二ヒートシンクの他方側に配置された第二パワーモジュールと、前記第二パワーモジュールの他方側に配置された第二放熱部と、前記第二放熱部の他方側に配置され、前記第二パワーモジュールと電気的に接続された第二制御基板と、を有する第二組立体と、
を備え、
前記第一ヒートシンクの他方側と前記第二ヒートシンクの一方側とは互いに対向して配置されてもよい。

本発明による電源装置において、
前記第一ヒートシンクは他方側に突出した第一突出部を有し、
前記第二ヒートシンクは一方側に突出した第二突出部を有し、
前記第一突出部の一方側の領域に前記第一パワーモジュールの一部が設けられ、
前記第二突出部の他方側の領域に前記第二パワーモジュールの一部が設けられてもよい。

本発明による電源装置において、
前記第一放熱部は、前記第一突出部の一方側の領域外に第一肉厚部を有し、
前記第二放熱部は、前記第二突出部の他方側の領域外に第二肉厚部を有してもよい。

本発明による電源装置において、
前記第一放熱部は第一放熱板であり、
前記第二放熱部は第二放熱板であり、
前記第一パワーモジュールは、第一制御基板側に延び、前記第一制御基板と電気的に接続された第一モジュール端子を有し、
前記第二パワーモジュールは、第二制御基板側に延び、前記第二制御基板と電気的に接続された第二モジュール端子を有してもよい。

本発明による電源装置において、
前記第一パワーモジュールは複数の第一電子素子を有し、
前記第二パワーモジュールは複数の第二電子素子を有し、
前記第一突出部に対応する一方側の対応位置に位置づけられた前記第一電子素子の総発熱量は、前記一方側の対応位置に位置づけられていない前記第一電子素子の総発熱量よりも大きく、
前記第二突出部に対応する他方側の対応位置に位置づけられた前記第二電子素子の総発熱量は、前記他方側の対応位置に位置づけられていない前記第二電子素子の総発熱量よりも大きくなってもよい。

本発明による電源装置において、
前記第一放熱部は第一放熱板であり、
前記第二放熱部は第二放熱板であり、
前記第一パワーモジュールは、第一ヒートシンク側基板と、前記第一ヒートシンク側基板に設けられた第一ヒートシンク側電子素子と、第一放熱部側基板と、前記第一放熱部側基板に設けられた第一放熱部側電子素子と、を有し、
前記第二パワーモジュールは、第二ヒートシンク側基板と、前記第二ヒートシンク側基板に設けられた第二ヒートシンク側電子素子と、第二放熱部側基板と、前記第二放熱部側基板に設けられた第二放熱部側電子素子と、を有し、
前記第一ヒートシンク側電子素子による総発熱量は、前記第一放熱部側電子素子による総発熱量よりも大きく、
前記第二ヒートシンク側電子素子による総発熱量は、前記第二放熱部側電子素子による総発熱量よりも大きくなってもよい。

本発明による電源装置は、
前記第一制御基板と電気的に接続された第一電流モジュールと、
前記第二制御基板と電気的に接続された第二電流モジュールと、をさらに備え、
前記第一ヒートシンクが、前記第一突出部のモータ側と反対側に第一凹部を有し、
前記第二ヒートシンクが、前記第二突出部のモータ側と反対側に第二凹部を有し、
前記第一凹部内に前記第一電流モジュールの少なくとも一部が設けられ、
前記第二凹部内に前記第二電流モジュールの少なくとも一部が設けられてもよい。

本発明では、同様の機能を果たすことができる第一組立体及び第二組立体が用いられている。このため、高い信頼性を実現できる。また、パワーモジュールをヒートシンクと放熱部の両方で冷却でき、高い冷却効果を期待できる。

本発明では、第一ヒートシンクと第二ヒートシンクとが別体となっていることから、第一組立体及び第二組立体のいずれか一方で発熱が生じたとしても、他方への影響を低減することができる。

図１は、本発明の実施の形態による電源装置を示した側方図である。 図２は、図１に示す電源装置を回転駆動部側（図１の右側）から見た図である。 図３（ａ）は第一ヒートシンク及び第一電流モジュールの平面図であり、図３（ｂ）は第二ヒートシンク及び第二電流モジュールの平面図である。 図４は、本発明の実施の形態による電源装置及び回転駆動部を示した側方図である。 図５は、図１に示す電源装置の一部を回転駆動部と反対側（図１の左側）から見た図である。 図６（ａ）は、本実施の形態で用いられうる第一パワーモジュール、第一放熱部及び第一ヒートシンクの断面図であり、図６（ｂ）は、本実施の形態で用いられうる第二パワーモジュール、第二放熱部及び第二ヒートシンクの断面図である。 図７（ａ）は、本実施の形態で用いられうる第一パワーモジュールと第一突出部との関係を示した平面図であり、図７（ｂ）は、本実施の形態で用いられうる第二パワーモジュールと第二突出部との関係を示した平面図である。 図８は、本発明の実施の形態の変形例による電源装置を示した側方図である。 図９は、本発明の実施の形態の別の変形例による電源装置を示した側方図である。 図１０（ａ）は、本実施の形態で用いられうる第一肉厚部と第一切欠きとの関係を示した平面図であり、図１０（ｂ）は、本実施の形態で用いられうる第二肉厚部と第二切欠きとの関係を示した平面図である。

実施の形態
《構成》
本実施の形態で「一方側」とは図１の上方側を意味し、「他方側」とは図１の下方側を意味する。また、図１の上下方向（他方から一方に向かう方向及び一方から他方に向かう方向）を「第一方向」とし、図１の左右方向を「第二方向」とし、図１の紙面表裏方向を「第三方向」とする。

本実施の形態の電源装置は、例えば電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に利用されてもよい。電源装置は、モータ等の回転駆動部５００（図４参照）を駆動する駆動電流が通電されるパワー部と、モータ等の回転駆動部５００を制御する制御部とを有してもよい。パワー部は、図１に示すように、後述する第一電流モジュール１１０及び第二電流モジュール１２０と、第一パワーモジュール３０及び第二パワーモジュール４０とを有してもよい。また、制御部は、後述する第一制御基板１３０及び第二制御基板１４０を有してもよい。

図１に示すように、本実施の形態の電源装置は第一組立体と第二組立体とを有してもよい。第一組立体は、第一ヒートシンク１０と、第一ヒートシンク１０の一方側に配置された第一パワーモジュール３０と、第一パワーモジュール３０の一方側に配置され、第一パワーモジュール３０と電気的に接続されるとともに第一パワーモジュール３０を制御する第一制御基板１３０と、を有してもよい。第二組立体は、第二ヒートシンク２０と、第二ヒートシンク２０の他方側に配置された第二パワーモジュール４０と、第二パワーモジュール４０の他方側に配置され、第二パワーモジュール４０と電気的に接続されるとともに第二パワーモジュール４０を制御する第二制御基板１４０と、を有してもよい。

第一パワーモジュール３０と第一制御基板１３０との間に第一放熱部５０が配置されてもよい。より具体的には、第一パワーモジュール３０の一方側であって第一制御基板１３０の他方側に第一放熱部５０が設けられてもよい。また、第二パワーモジュール４０と第二制御基板１４０との間に第二放熱部６０が配置されてもよい。より具体的には、第二パワーモジュール４０の他方側であって第二制御基板１４０の一方側に第二放熱部６０が設けられてもよい。第一放熱部５０及び第二放熱部６０は板形状からなってもよく、第一放熱部５０が第一放熱板で構成され、第二放熱部６０が第二放熱板で構成されてもよい。

図１に示すように、第一ヒートシンク１０の他方側と第二ヒートシンク２０の一方側とは互いに対向して配置されてもよい。第一ヒートシンク１０及び第二ヒートシンク２０の図１の右側には自動車、二輪等の乗り物で利用されるモータ等の回転駆動部５００が配置されてもよい（図４参照）。そして、第一ヒートシンク１０及び第二ヒートシンク２０の回転駆動部５００側（図１の右側）に、回転駆動部５００の回転位置に関する情報を取得する位置検出基板１５０が設けられてもよい。

第一ヒートシンク１０は、他方側に突出した第一突出部１１を有し、第二ヒートシンク２０は、一方側に突出した第二突出部２１を有してもよい。第一突出部１１の他方側の面は平坦面となり、第二突出部２１の一方側の面は平坦面となってもよい（図３参照）。第一突出部１１の他方側の平坦面と第二突出部の一方側の平坦面が面で当接してもよい。

図１に示すように、第一突出部１１の一方側には第一パワーモジュール３０の一部が設けられ（図７（ａ）参照）、第二突出部２１の他方側には第二パワーモジュール４０の一部が設けられてもよい（図７（ｂ）参照）。

図１に示すように、第一ヒートシンク１０は他方側に第一凹部１６を有し、第二ヒートシンク２０は一方側に第二凹部２６を有してもよい。第一組立体は、少なくとも一部が第一凹部１６内に配置され、第一パワーモジュール３０と電気的に接続された第一電流モジュール１１０を有してもよい。第二組立体は、少なくとも一部が第二凹部２６内に配置され、第二パワーモジュール４０と電気的に接続された第二電流モジュール１２０を有してもよい。

第一パワーモジュール３０は、第一制御基板１３０側及び第一電流モジュール１１０側に延び、第一制御基板１３０及び第一電流モジュール１１０と電気的に接続された第一モジュール端子３１を有してもよい。第二パワーモジュール４０は、第二制御基板１４０側及び第二電流モジュール１２０側に延び、第二制御基板１４０及び第二電流モジュール１２０と電気的接続された第二モジュール端子４１を有してもよい。

図１に示すように、第一制御基板１３０と位置検出基板１５０は第一制御基板１３０の回転駆動部５００側の端部で互いに隣接して配置され、第二制御基板１４０と位置検出基板１５０は第二制御基板１４０の回転駆動部５００側の端部で互いに隣接して配置されてもよい。ここで「隣接」とは、間隙なく配置される態様又は一定距離以下（例えば１ｃｍ以下又は数ミリ以下）の間隙をもって配置される態様を意味する。図１に示す態様では、第一制御基板１３０及び第二制御基板１４０の回転駆動部５００側の端部に隣接して、位置検出基板１５０の径方向における周縁部が位置する構成となっている。

図２に示すように、第一ヒートシンク１０及び第二ヒートシンク２０のいずれか１つだけに位置検出基板１５０の位置を位置決めする位置決め部が設けられてもよい。位置決め部は２つ以上の位置決め突出部（位置決めピン）を有し、位置検出基板１５０は位置決め突出部が間隙なく挿入される位置決め穴を有してもよい。図２に示す態様では、位置検出基板１５０は位置検出本体板１５４を有し、この位置検出本体板１５４に、位置決め突出部２９が挿入される一対の位置決め穴１５２が設けられている。図２及び図３に示す態様では、第二ヒートシンク２０の回転駆動部５００側の面に一対の位置決め突出部２９が設けられているが、これに限られることはなく、第一ヒートシンク１０の回転駆動部５００側の面に一対の位置決め突出部又は３つ以上の位置決め突出部が設けられてもよい。なお、「間隙なく」という文言は実質的に間隙がないことを意味し、微小な間隙が存在する態様は「間隙なく」という態様に含まれていることには留意が必要である。

位置検出基板１５０は面方向（図２の紙面方向）の中心位置に位置検出素子１５１を有してもよい。この位置検出素子１５１によって、モータ等の回転駆動部５００の回転位置を検出することができる。

位置検出基板１５０は第一ヒートシンク１０の回転駆動部５００側の面及び第二ヒートシンク２０の回転駆動部５００側の各々の面に対して固定されてもよい。この態様では、図２に示すように位置検出本体板１５４にネジ等の締結部材を挿入するための締結穴１５３が設けられてもよい。このような締結穴１５３と締結部材とでは一定程度の「遊び」が設けられており、正確な位置決めを行うことはできないことには留意が必要である。

側面（第三方向）において、第一ヒートシンク１０及び第二ヒートシンク２０は露出してもよい。より具体的には、第一ヒートシンク１０及び第二ヒートシンク２０の図１の紙面のおもて面及び裏面側には制御基板や位置検出基板１５０等が設けられていない態様を採用してもよい。

図３に示すように、第一ヒートシンク１０は他方側に突出した第一位置決め突出部（例えば位置決めピン）１８ａのような第一位置決め部材を有し、第二ヒートシンク２０は一方側に突出した第二位置決め突出部（例えば位置決めピン）２８ａのような第二位置決め部材を有してもよい。そして、第一ヒートシンク１０は第二位置決め突出部２８ａが間隙なく挿入される第一位置決め孔１８を有し、第二ヒートシンク２０は第一位置決め突出部１８ａが間隙なく挿入される第二位置決め孔２８を有してもよい。より具体的には、第一位置決め突出部１８ａは第一ヒートシンク１０の平坦面から他方側に突出し、第二位置決め突出部２８ａは第二ヒートシンク２０の平坦面から一方側に突出してもよい。そして、第一位置決め孔１８は第二ヒートシンク２０の平坦面に設けられ、第二位置決め孔２８は第一ヒートシンク１０の平坦面に設けられてもよい。

第一制御基板１３０及び第二制御基板１４０は、回転駆動部５００側の端部（図１の右側端部）で位置検出基板１５０に対して固定されてもよい。より具体的には、第一制御基板１３０の第一制御固定部１３９が位置検出基板１５０に設けられた固定穴１５９（図２参照）に挿入されることで第一制御基板１３０が位置検出基板１５０に対して固定され、第二制御基板１４０の第二制御固定部１４９が位置検出基板１５０に設けられた固定穴１５９（図２参照）に挿入されることで第二制御基板１４０が位置検出基板１５０に対して固定されてもよい。

図３（ａ）に示すように、第一電流モジュール１１０は、第一電流基板１１１と、第一電流基板１１１の他方側（図３（ａ）の紙面おもて面側、図１の下方側）に設けられた第一電流装置１１５とを有し、第二電流モジュール１２０は、第二電流基板１２１と、第二電流基板１２１の一方側（図３（ｂ）の紙面おもて面側、図１の上方側）に設けられた第二電流装置１２５とを有してもよい。図５に示すように、第一電流基板１１１の他方側（図５の下方側）に設けられた第一電流装置１１５と、第二電流基板１２１の一方側（図５の上方側）に設けられた第二電流装置１２５とは入れ子状に配置され、一方側から他方側に沿った第一方向で重複してもよい。図５に示すように、第一電流モジュール１１０は、複数の第一電流装置１１５を有し、その一部が第一電流基板１１１の他方側に設けられ、その残部が第一電流基板１１１の一方側に設けられてもよい。また、第二電流モジュール１２０は、複数の第二電流装置１２５を有し、その一部が第二電流基板１２１の一方側に設けられ、その残部が第二電流基板１２１の他方側に設けられてもよい。

図１に示すように、第一電流モジュール１１０は、爪部材のような第一電流モジュール固定部材１１９によって、第一制御基板１３０に対して固定されてもよい。同様に、第二電流モジュール１２０は、爪部材のような第二電流モジュール固定部材１２９によって、第二制御基板１４０に対して固定されてもよい。図１に示す態様において、紙面裏面側にもう一つの第一電流モジュール固定部材１１９が設けられてもよい（図５参照）。この場合には、一対の第一電流モジュール固定部材１１９によって第一制御基板１３０が挟持されることで、第一電流モジュール固定部材１１９が第一制御基板１３０に対して固定されることになる。同様に、図１に示す態様において、紙面裏面側にもう一つの第二電流モジュール固定部材１２９が設けられてもよい（図５参照）。この場合には、一対の第二電流モジュール固定部材１２９によって第二制御基板１４０が挟持されることで、第二電流モジュール固定部材１２９が第二制御基板１４０に対して固定されることになる。

図３に示す第一電流基板１１１は低熱伝導性材料からなってもよい。同様に、第二電流基板１２１は低熱伝導性材料からなってもよい。低熱伝導性材料としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等を用いることができる。

図３に示すように、第一突出部１１の他方側端部（例えば平坦面）は、回転駆動部５００側と反対側（図３の左側）で第一切欠き１１ａを有してもよい。第二突出部２１の一方側端部（例えば平坦面）は、回転駆動部５００側と反対側で第二切欠き２１ａを有してもよい。この場合には、第一切欠き１１ａ内に第一電流装置１１５が設けられ、第二切欠き２１ａ内に第二電流装置１２５が設けられてもよい。図３に示す態様では、第一突出部１１が第一切欠き１１ａを有し、この第一切欠き１１ａ内にチョークコイルのような第一電流装置１１５が設けられており、第二突出部２１が第二切欠き２１ａを有し、この第二切欠き２１ａ内にチョークコイルのような第二電流装置１２５が設けられている。

第一電流装置１１５及び第二電流装置１２５は、前述したチョークコイルの他に、コンデンサ、パワーコネクタ等を含んでもよい。コンデンサは例えば、第二方向に沿って延在するように配置されてもよい（図３及び図５参照）。

図３（ａ）において、第一ヒートシンク１０は反転されて、図３（ａ）における第一ヒートシンク１０の上側の辺が、図３（ｂ）における第二ヒートシンク２０の下側の辺に合わされて、図１のような態様になる。なお、第一突出部１１及び第二突出部２１にはネジ等の締結部材１５（図１参照）を挿入するための締結孔１７，２７が設けられてもよいが、このような締結孔１７，２７と締結部材とでは一定程度の「遊び」が設けられており、正確な位置決めを行うことはできない。

第一ヒートシンク１０は、第一突出部１１の回転駆動部５００側と反対側（図１の左側）に第一延在部１２を有し、第二ヒートシンク２０は、第二突出部２１の回転駆動部５００側と反対側に第二延在部２２を有してもよい。第一延在部１２の他方側の面は平坦面となっており、第二延在部２２の一方側の面は平坦面となっていてもよい。第一延在部１２の他方側の平坦面と第二延在部２２の一方側の平坦面とは当接してもよい。第一延在部１２及び第二延在部２２内にはネジ等の締結部材１５を挿入するための締結孔が設けられてもよく、締結孔に締結部材１５が挿入されることで、第一ヒートシンク１０が第二ヒートシンク２０に対して固定されてもよい。図１では第一延在部１２に挿入された締結部材１５が示されているが、図１の紙面裏側では、第二延在部２２に締結部材が挿入されている。

図１に示すように、第一制御基板１３０の他方側には一つ以上の第一制御素子１３５が設けられてもよい。そして、この第一制御素子１３５と第一放熱部５０とが接触し、第一制御素子１３５からの発熱を第一放熱部５０によって放熱させるようにしてもよい。第二制御基板１４０の一方側には一つ以上の第二制御素子１４５が設けられてもよい。この第二制御素子１４５と第二放熱部６０とが接触し、第二制御素子１４５からの発熱を第二放熱部６０によって放熱させるようにしてもよい。

ヒートシンク１０，２０とパワーモジュール３０，４０が接触する態様には、放熱シート、放熱絶縁シート、放熱グリス、放熱絶縁グリス等の第三部材又は第三材料を介在させて接触する態様も含まれている。同様に、放熱部５０，６０とパワーモジュール３０，４０又は制御素子１３５，１４５が接触する態様には、放熱シート、絶縁シート、放熱絶縁シート、放熱グリス、放熱絶縁グリス等の第三部材又は第三材料を介在させて接触する態様も含まれている。

図１に示すように、第一電流モジュール１１０は、第一モジュール端子３１を介して第一パワーモジュール３０と電気的に接続され、第一電流端子１１６を介して第一制御基板１３０と電気的に接続されている。第二電流モジュール１２０は、第二モジュール端子４１を介して第二パワーモジュール４０と電気的に接続され、第二電流端子１２６を介して第二制御基板１４０と電気的に接続されている。

図６（ａ）に示すように、第一パワーモジュール３０は、積層した半導体素子等からなる電子素子を有するスタック構造となってもよい。つまり、第一パワーモジュール３０は、第一ヒートシンク側電子素子３６と、第一ヒートシンク側電子素子３６の一方側に配置された第一放熱部側電子素子３７と、を有してもよい。図６（ｂ）に示すように、第二パワーモジュール４０も、積層した半導体素子等からなる電子素子を有するスタック構造となってもよい。つまり、第二パワーモジュール４０は、第二ヒートシンク側電子素子４６と、第二ヒートシンク側電子素子４６の他方側に配置された第二放熱部側電子素子４７と、を有してもよい。このような態様を採用する場合には、第一ヒートシンク側電子素子３６による総発熱量が第一放熱部側電子素子３７による総発熱量よりも大きくなってもよい。また、第二ヒートシンク側電子素子４６による総発熱量が第二放熱部側電子素子４７による総発熱量よりも大きくなってもよい。

図６（ａ）に示す第一パワーモジュール３０は、第一ヒートシンク側基板３２ａと、第一ヒートシンク側基板３２ａに設けられた第一ヒートシンク側導体層３３ａと、第一放熱部側基板３２ｂと、第一放熱部側基板３２ｂに設けられた第一放熱部側導体層３３ｂと、第一ヒートシンク側電子素子３６と第一放熱部側電子素子３７の間に設けられた第一接続体３９とを有している。図６（ａ）に示すような態様に限られることはなく、例えば第一接続体３９の図６（ａ）上側に第一放熱部側導体層３３ｂが設けられ、第一放熱部側導体層３３ｂの図６（ａ）上側に第一放熱部側電子素子３７が設けられる態様を採用してもよい。図６（ｂ）に示す第二パワーモジュール４０は、第二ヒートシンク側基板４２ａと、第二ヒートシンク側基板４２ａに設けられた第二ヒートシンク側導体層４３ａと、第二放熱部側基板４２ｂと、第二放熱部側基板４２ｂに設けられた第二放熱部側導体層４３ｂと、第二ヒートシンク側電子素子４６と第二放熱部側電子素子４７の間に設けられた第二接続体４９とを有している。図６（ｂ）に示すような態様に限られることはなく、例えば第二接続体４９の図６（ｂ）下側に第二放熱部側導体層４３ｂが設けられ、第二放熱部側導体層４３ｂの図６（ｂ）下側に第二放熱部側電子素子４７が設けられる態様を採用してもよい。

図１に示すような態様はあくまでも一例であり、例えば図８に示すように、電流モジュール１１０，１２０が設けられていなくてもよいし、突出部１１，２１や凹部１６，２６が設けられなくてもよいし、第一放熱部５０によって放熱される第一制御素子１３５及び第二放熱部６０によって放熱される第二制御素子１４５は設けられなくてもよい。

《作用・効果》
次に、上述した構成からなる本実施の形態による作用・効果の一例について説明する。なお、「作用・効果」で説明するあらゆる態様を、上記構成で採用することができる。

本実施の形態において、同様の機能を果たすことができる第一組立体及び第二組立体が用いられる態様を採用した場合には、一方の組立体で不都合があったとしても他方の組立体で補完機能を果たすことができるので、高い信頼性を実現できる。

また、第一ヒートシンク１０と第二ヒートシンク２０とが別体となっている態様を採用した場合には、第一組立体及び第二組立体のいずれか一方で発熱が生じたとしても、他方への影響を低減することができる。

図１に示すように、第一ヒートシンク１０と第一放熱部５０の両方を用いて第一パワーモジュール３０を冷却する態様を採用した場合には、第一パワーモジュール３０に対して高い冷却効果を実現できる点で有益である。同様に、第二ヒートシンク２０と第二放熱部６０の両方を用いて第二パワーモジュール４０を冷却する態様を採用した場合には、第二パワーモジュール４０に対して高い冷却効果を実現できる点で有益である。なお、第一放熱部５０によって放熱される第一制御素子１３５及び第二放熱部６０によって放熱される第二制御素子１４５は設けられなくてもよく、これら第一制御素子１３５及び第二制御素子１４５を用いない場合には、放熱部５０，６０によって、より高い放熱効果を期待できる。

図１に示すように、第一パワーモジュール３０の一方側に、第一パワーモジュール３０と電気的に接続されるとともに第一パワーモジュール３０を制御する第一制御基板１３０が設けられ、第二パワーモジュール４０の他方側に、第二パワーモジュール４０と電気的に接続されるとともに第二パワーモジュール４０を制御する第二制御基板１４０が設けられる態様を採用した場合には、パワーモジュールに近接した位置に制御基板を位置づけることができ、ノイズ等の影響を受け難くすることができる点で有益である。

図１及び図７（ａ）に示すように、第一突出部１１の一方側（図７（ａ）の紙面おもて側）に第一パワーモジュール３０の一部が設けられる態様を採用した場合には、第一突出部１１に対応する領域（第一突出部１１の一方側の領域）において高い放熱効果を期待でき、第一パワーモジュール３０内の配置関係を調整することで高い放熱効果を実現できる。図１及び図７（ｂ）に示すように、第二突出部２１の他方側に第二パワーモジュール４０の一部が設けられる態様を採用した場合には、第二突出部２１に対応する領域（第二突出部２１の他方側の領域）において高い放熱効果を期待でき、第二パワーモジュール４０内の配置関係を調整することで高い放熱効果を実現できる。図７（ｂ）において、第二ヒートシンク２０は反転されて、図７（ｂ）における第二ヒートシンク２０の上側の辺が、図７（ａ）における第一ヒートシンク１０の下側の辺に合わされて、図１のような態様になる。

第一放熱部５０として第一放熱板を採用した場合には、第一制御基板１３０を第一パワーモジュール３０に対して比較的近い位置に位置づけることができるので、ノイズの発生をより抑制でき、さらには径方向の大きさを小さくすることもできる。同様に、第二放熱部６０として第二放熱板を採用した場合には、第二制御基板１４０を第二パワーモジュール４０に対して比較的近い位置に位置づけることができるので、ノイズの発生をより抑制でき、さらには径方向の大きさを小さくすることができる。なお、放熱板の厚みとしては、例えば１ｍｍ〜１２ｍｍであるものを採用できる。

第一パワーモジュール３０が第一制御基板１３０側に延びて第一制御基板１３０と接続された第一モジュール端子３１を有する態様を採用する場合には、第一モジュール端子３１の第一方向での長さよりも第一放熱板の厚みが薄くなる。同様に、第二パワーモジュール４０が第二制御基板１４０側に延びて第二制御基板１４０と接続された第二モジュール端子４１を有する態様を採用する場合には、第二モジュール端子４１の第一方向での長さよりも第二放熱板の厚みが薄くなる。

また、図９に示すように、第一放熱部５０は均一な厚みの放熱板とはなっておらず、第一突出部１１の一方側に位置しない高放熱領域外において肉厚になった第一肉厚部５１を有してもよい。同様に、第二放熱部６０は均一な厚みの放熱板とはなっておらず、第二突出部２１の他方側に位置しない高放熱領域外において肉厚になった第二肉厚部６１を有してもよい。このような態様を採用した場合には、高放熱領域外においては肉厚部５１，６１によって放熱効果を高めることができ、パワーモジュール３０，４０に対してバランスよく放熱効果をもたらすことができる点で有益である。

図３に示すように、第一突出部１１が回転駆動部５００側と反対側で第一切欠き１１ａを有し、第二突出部２１が回転駆動部５００側と反対側で第二切欠き２１ａを有し、第一切欠き１１ａ内に第一電流装置１１５が設けられ、第二切欠き２１ａ内に第二電流装置１２５が設けられる態様を採用した場合には、長手方向（第二方向）における大きさが大きくなるのを抑えつつ、第一電流装置１１５及び第二電流装置１２５を配置することができる点で有益である。特に、図３に示すように、第一突出部１１の一側面（図３（ａ）の下側面であり反転させた場合には上側面）に第一切欠き１１ａが設けられ、第二突出部２１の他側面（図３（ｂ）の下側面）に第二切欠き２１ａが設けられる態様を採用した場合には、発熱性のあるチョークコイルのような第一電流装置１１５及び第二電流装置１２５を第三方向において離間した位置に設けて放熱性を高めつつ、第二方向における大きさが大きくなることを防止できる点で有益である。また、図１０に示すように、第一切欠き１１ａの一方側の対応する領域に第一肉厚部５１が設けられ、第二切欠き２１ａの他方側の対応する領域に第二肉厚部６１が設けられてもよい。切欠き１１ａ，２１ａが設けられた箇所では切欠き１１ａ，２１ａ内に設けられた電流装置１１５，１２５からの発熱及び切欠き１１ａ，２１ａを設けたことによる突出部１１，２１の厚みの減少から、突出部１１，２１による冷却効率が下がることが考えられるが、切欠き１１ａ，２１ａに対応させて肉厚部５１，６１を設けることで下がる冷却効率を補填できる点で有益である。

なお、図９及び図１０に示す態様の両方を採用する場合には、高放熱領域外に位置する肉厚部５１，６１の厚みと、切欠き１１ａ，２１ａに対応する肉厚部５１，６１の厚みは異なってもよい。高放熱領域外に位置する肉厚部の厚みは切欠き１１ａ，２１ａに対応する肉厚部５１，６１の厚みよりも厚くなってもよいし、高放熱領域外に位置する肉厚部５１，６１の厚みは切欠き１１ａ，２１ａに対応する肉厚部の厚みよりも薄くなってもよい。但し、図１に示すように突出部１１，２１の厚みが大きい場合には、高放熱領域外におけるヒートシンク１０，２０の放熱効率の方が切欠き１１ａ，２１ａに対応する箇所におけるヒートシンク１０，２０の放熱効率よりも小さくなると考えられることから、高放熱領域外に位置する肉厚部５１，６１の厚みが切欠き１１ａ，２１ａに対応する肉厚部５１，６１の厚みよりも厚くなる態様を採用することが考えられる。

図１に示すように、位置検出基板１５０を第一組立体及び第二組立体の回転駆動部５００側に配置し、第一制御基板１３０を第一パワーモジュール３０の一方側に配置し、第二制御基板１４０をパワーモジュールの他方側に配置する態様を採用した場合には、長手方向（第二方向）において大きな制御基板を設ける必要がなくなることから、長手方向における大きさが大きくなることを防止できる。

図１に示すように、第一制御基板１３０の回転駆動部５００側に位置検出基板１５０の周縁部が設けられ、第二制御基板１４０の回転駆動部５００側に位置検出基板１５０の周縁部が設けられる態様を採用した場合には、第一制御基板１３０及び第二制御基板１４０の厚み分だけ径方向の大きさ（とりわけ第一方向の大きさ）を小さくできる点で有益である。

第一パワーモジュール３０が複数の第一電子素子３８を有し、第一突出部１１に対応する高放熱領域内に位置づけられた第一電子素子３８の総発熱量が、高放熱領域外の第一電子素子３８の総発熱量よりも大きくなる態様を採用した場合には、第一パワーモジュール３０内において発熱の大きな場所における放熱効率を高めることができ、ひいては、バランスよく放熱できる点で有益である。第二パワーモジュール４０が複数の第二電子素子４８を有し、第二突出部２１に対応する高放熱領域内に位置づけられた第二電子素子４８の総発熱量が、高放熱領域外の第二電子素子４８の総発熱量よりも大きくなる態様を採用した場合には、第二パワーモジュール４０内において発熱の大きな場所における放熱効率を高めることができ、ひいては、バランスよく放熱できる点で有益である。一例として、スイッチング素子の発熱は大きいことから、第一突出部１１に対応する高放熱領域内に位置づけられたスイッチング素子の数は、高放熱領域外のスイッチング素子の数よりも多くなってもよい。また、第二突出部２１に対応する高放熱領域内に位置づけられたスイッチング素子の数は、高放熱領域外のスイッチング素子の数よりも多くなってもよい。

ヒートシンク１０，２０と放熱部５０，６０の両方を利用する態様によれば、ヒートシンク１０，２０による放熱の方が放熱部（特に放熱板）５０，６０による放熱よりも効果的に行われる。このため、第一パワーモジュール３０が、図６（ａ）に示すように第一ヒートシンク側電子素子３６及び第一放熱部側電子素子３７を有する場合には、第一ヒートシンク側電子素子３６による総発熱量が第一放熱部側電子素子３７による総発熱量よりも大きくなる態様を採用することが考えられる。この場合には、第一パワーモジュール３０で発生する熱を効率よく逃がすことができる点で有益である。同様に、第二パワーモジュール４０が、図６（ｂ）に示すように第二ヒートシンク側電子素子４６及び第二放熱部側電子素子４７を有する場合には、第二ヒートシンク側電子素子４６による総発熱量が第二放熱部側電子素子４７による総発熱量よりも大きくなる態様を採用することが考えられる。この場合には、第二パワーモジュール４０で発生する熱を効率よく逃がすことができる点で有益である。一例として、スイッチング素子の発熱は大きいことから、第一ヒートシンク側電子素子３６に含まれるスイッチング素子の数は、第一放熱部側電子素子３７に含まれるスイッチング素子の数よりも多くなってもよい。また、第二ヒートシンク側電子素子４６に含まれるスイッチング素子の数は、第二放熱部側電子素子４７に含まれるスイッチング素子の数よりも多くなってもよい。

第一パワーモジュール３０は図６に示すようなスタック構造とならなくてもよく、同様に第二パワーモジュール４０はスタック構造とならなくてもよい。他方、第一パワーモジュール３０がスタック構造となる場合には、第一電子素子３８の各々が第一ヒートシンク側電子素子３６又は第一放熱部側電子素子３７となり、第二パワーモジュール４０がスタック構造となる場合には、第二電子素子４８の各々が第二ヒートシンク側電子素子４６又は第二放熱部側電子素子４７となってもよい。

第一ヒートシンク１０及び第二ヒートシンク２０の回転駆動部５００側（図１の右側）に、回転駆動部５００の回転位置に関する情報を取得する位置検出基板１５０が設けられ、図２及び図３に示すように、第一ヒートシンク１０及び第二ヒートシンク２０のいずれか１つだけに位置検出基板１５０の位置を位置決めする位置決め突出部２９が設けられる態様を採用した場合には、第一ヒートシンク１０及び第二ヒートシンク２０のいずれか１つだけを基準として位置検出基板１５０の位置を位置決めすることができる。位置検出基板１５０の位置がずれてしまうとモータ等の回転駆動部５００の回転位置を正確に測定できない可能性があることから、位置検出基板１５０の位置を正確に位置決めできる点は非常に有益である。

図２に示すように、位置決め突出部２９が２つ設けられ、２つの位置決め突出部２９の間の中心線上に位置検出素子１５１が設けられる態様を採用した場合には、２つの位置決め突出部２９の間の中心線上に位置検出素子１５１を位置づけることができる。この態様を採用した場合には、位置検出基板１５０の位置検出本体板１５４に設けられた位置決め穴１５２の膨張・収縮等の様々な要因で位置検出素子１５１の位置がずれる可能性を低減できる点で有益である。

図１に示すように、側面（第三方向）において、第一ヒートシンク１０及び第二ヒートシンク２０は露出している態様を採用した場合には、径方向の大きさ（とりわけ第三方向の大きさ）を小さくできる点で有益である。また、このように側面を露出させることで、ヒートシンク１０，２０及び放熱部５０，６０による放熱効率を高めることができる点でも有益である。

図１に示すように、第一ヒートシンク１０の第一凹部１６内に第一電流モジュール１１０といった部材を配置し、第二ヒートシンク２０の第二凹部２６内に第二電流モジュール１２０といった部材を配置する態様を採用した場合には、長手方向に直交する径方向（第一方向及び第三方向を含む面方向）の大きさが大きくなることを防止することができる。図１に示す態様では、第一凹部１６内に第一電流モジュール１１０が配置され、第二凹部２６内に第二電流モジュール１２０が配置される態様となっているが、これに限られることはなく、別の部材が凹部１６，２６内に配置されてもよい。

図５に示すように、第一電流基板１１１の他方側に設けられた第一電流装置１１５と第二電流基板１２１の一方側に設けられた第二電流装置１２５とが入れ子状に配置され、一方側から他方側に沿った第一方向で重複する態様を採用した場合には、径方向の大きさを小さくすることができる点で有益である。このように入れ子状に第一電流装置１１５及び第二電流装置１２５が配置された場合には、第一ヒートシンク１０及び第二ヒートシンク２０へも熱が伝わりやすくなり得、第一ヒートシンク１０及び第二ヒートシンク２０による放熱効果も下がり得るが、図１に示すような第一放熱部５０及び第二放熱部６０を採用することで、第一パワーモジュール３０及び第二パワーモジュール４０からの放熱を促進できる点で有益である。

第一電流基板１１１が低熱伝導性材料からなる、及び／又は、第二電流基板１２１が低熱伝導性材料からなる態様を採用した場合には、第一電流基板１１１の他方側に設けられた第一電流装置１１５及び／又は第二電流基板１２１の一方側に設けられた第二電流装置１２５による発熱を第一電流基板１１１及び／又は第二電流基板１２１によって遮断し、第一ヒートシンク１０及び第二ヒートシンク２０へ伝達することを防止できる点で有益である。

特に、第一電流モジュール１１０の一部が第一凹部１６内に設けられ、第二電流モジュール１２０の一部が第二凹部２６内に設けられており、熱が比較的籠りやすい態様を採用した場合に、第一電流基板１１１が低熱伝導性材料からなる、及び／又は、第二電流基板１２１が低熱伝導性材料からなる態様を採用した場合には、第一電流基板１１１の他方側に設けられた第一電流装置１１５及び／又は第二電流基板１２１の一方側に設けられた第二電流装置１２５による発熱が、第一ヒートシンク１０及び第二ヒートシンク２０に伝わることを低減でき、ひいては、第一パワーモジュール３０及び第二パワーモジュール４０を効率よく冷却できる点で有益である。

上述した実施の形態の記載及び図面の開示は、請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した実施の形態の記載又は図面の開示によって請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。また、出願当初の請求項の記載はあくまでも一例であり、明細書、図面等の記載に基づき、請求項の記載を適宜変更することもできる。

１０ 第一ヒートシンク
１１ 第一突出部
１６ 第一凹部
２０ 第二ヒートシンク
２１ 第二突出部
２６ 第二凹部
３０ 第一パワーモジュール
３１ 第一モジュール端子
３２ａ 第一ヒートシンク側基板
３２ｂ 第一放熱部側基板
３６ 第一ヒートシンク側電子素子
３７ 第一放熱部側電子素子
３８ 第一電子素子
４０ 第二パワーモジュール
４１ 第二モジュール端子
４２ａ 第二ヒートシンク側基板
４２ｂ 第二放熱部側基板
４６ 第二ヒートシンク側電子素子
４７ 第二放熱部側電子素子
４８ 第二電子素子
５０ 第一放熱部
５１ 第一肉厚部
６０ 第二放熱部
６１ 第二肉厚部
１１０ 第一電流モジュール
１２０ 第二電流モジュール
１３０ 第一制御基板
１４０ 第二制御基板

Claims (7)

1. 第一ヒートシンクと、前記第一ヒートシンクの一方側に配置された第一パワーモジュールと、前記第一パワーモジュールの一方側に配置された第一放熱部と、前記第一放熱部の一方側に配置され、前記第一パワーモジュールと電気的に接続された第一制御基板と、を有する第一組立体と、
   第二ヒートシンクと、前記第二ヒートシンクの他方側に配置された第二パワーモジュールと、前記第二パワーモジュールの他方側に配置された第二放熱部と、前記第二放熱部の他方側に配置され、前記第二パワーモジュールと電気的に接続された第二制御基板と、を有する第二組立体と、
   を備え、
   前記第一ヒートシンクの他方側と前記第二ヒートシンクの一方側とは互いに対向して配置されることを特徴とする電源装置。
2. 前記第一ヒートシンクは他方側に突出した第一突出部を有し、
   前記第二ヒートシンクは一方側に突出した第二突出部を有し、
   前記第一突出部の一方側の領域に前記第一パワーモジュールの一部が設けられ、
   前記第二突出部の他方側の領域に前記第二パワーモジュールの一部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記第一放熱部は、前記第一突出部の一方側の領域外に第一肉厚部を有し、
   前記第二放熱部は、前記第二突出部の他方側の領域外に第二肉厚部を有することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
4. 前記第一放熱部は第一放熱板であり、
   前記第二放熱部は第二放熱板であり、
   前記第一パワーモジュールは、第一制御基板側に延び、前記第一制御基板と電気的に接続された第一モジュール端子を有し、
   前記第二パワーモジュールは、第二制御基板側に延び、前記第二制御基板と電気的に接続された第二モジュール端子を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源装置。
5. 前記第一パワーモジュールは複数の第一電子素子を有し、
   前記第二パワーモジュールは複数の第二電子素子を有し、
   前記第一突出部に対応する一方側の対応位置に位置づけられた前記第一電子素子の総発熱量は、前記一方側の対応位置に位置づけられていない前記第一電子素子の総発熱量よりも大きく、
   前記第二突出部に対応する他方側の対応位置に位置づけられた前記第二電子素子の総発熱量は、前記他方側の対応位置に位置づけられていない前記第二電子素子の総発熱量よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電源装置。
6. 前記第一放熱部は第一放熱板であり、
   前記第二放熱部は第二放熱板であり、
   前記第一パワーモジュールは、第一ヒートシンク側基板と、前記第一ヒートシンク側基板に設けられた第一ヒートシンク側電子素子と、第一放熱部側基板と、前記第一放熱部側基板に設けられた第一放熱部側電子素子と、を有し、
   前記第二パワーモジュールは、第二ヒートシンク側基板と、前記第二ヒートシンク側基板に設けられた第二ヒートシンク側電子素子と、第二放熱部側基板と、前記第二放熱部側基板に設けられた第二放熱部側電子素子と、を有し、
   前記第一ヒートシンク側電子素子による総発熱量は、前記第一放熱部側電子素子による総発熱量よりも大きく、
   前記第二ヒートシンク側電子素子による総発熱量は、前記第二放熱部側電子素子による総発熱量よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電源装置。
7. 前記第一制御基板と電気的に接続された第一電流モジュールと、
   前記第二制御基板と電気的に接続された第二電流モジュールと、をさらに備え、
   前記第一ヒートシンクは、前記第一突出部のモータ側と反対側に第一凹部を有し、
   前記第二ヒートシンクは、前記第二突出部のモータ側と反対側に第二凹部を有し、
   前記第一凹部内に前記第一電流モジュールの少なくとも一部が設けられ、
   前記第二凹部内に前記第二電流モジュールの少なくとも一部が設けられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電源装置。