JP4665825B2 - 車両用のモータ駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、モータを収容するハウジングにモータ駆動用の電力変換制御部を配設してなる車両用のモータ駆動装置に関する。

モータを収容するハウジングにモータ駆動用の電力変換制御部を一体的に配設してなる車両用のモータ駆動装置の1つである電動コンプレッサとしては、例えば、特許文献1、2に開示されたものがある。
この特許文献1、2の電動コンプレッサは、電動モータによって駆動する圧縮機構をコンプレッサハウジング内に収容してなる。そして、コンプレッサハウジングの外側に、回路カバーを接合固定し、コンプレッサハウジングと回路カバーとによって囲まれた収容空間内に、電動モータを駆動するモータ駆動回路を収容している。

また、特許文献1、2においては、コンプレッサハウジングとスイッチング素子との間に弾性部材(シート)を配置し、回路カバーとモータ駆動回路の基板との間にスペーサ(基板サポート部材)を配置している。そして、回路カバーをコンプレッサハウジングに固定する力を利用して、モータ駆動回路におけるスイッチング素子を、弾性部材を介してコンプレッサハウジングへ押し付けている。また、スイッチング素子と基板との間にも、スペーサ(素子サポート部材)を配置しており、このスペーサの厚みを調節することによって、スイッチング素子の押付力を調節している。
こうして、特許文献1、2においては、スイッチング素子のコンプレッサハウジングへの放熱熱伝導性を確保すると共に、組付時のバラツキ等により、スイッチング素子の半田付け部分に応力が生じないようにしている。

しかしながら、特許文献1、2においては、上記基板サポート部材と上記素子サポート部材とを別々に設けている。そのため、部品点数が多くなるだけでなく、組付性も悪化してしまう。
また、基板サポート部材は、基板におけるカバー側表面に実装した各実装素子を避けるようにして設ける必要がある。そのため、この基板サポート部材の形状が複雑化してしまう。さらに、基板サポート部材の配設箇所を確保するためには、この配設箇所を避けて上記各実装部品を実装する必要が生じ、各実装素子の実装の自由度が制約されてしまう。

特開2004−100683号公報 特開2004−251161号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、放熱性の確保及び半田付け部分に生じる不要な応力の回避ができると共に、組付性及び実装自由度を向上させることができる車両用のモータ駆動装置を提供しようとするものである。

本発明は、モータをハウジング内に収容してなると共に、該ハウジングに上記モータを駆動する電力変換制御部を配設してなる車両用のモータ駆動装置において、
上記電力変換制御部は、パルス幅変調を行った交流電力を上記モータに供給するスイッチング素子を実装してなる電力変換基板と、該電力変換基板を覆う基板カバーとを有しており、
上記スイッチング素子は、上記電力変換基板において、スペーサを挟持した状態で上記ハウジングと対向する側の一方表面に実装してあり、
上記スペーサは、上記一方表面から上記基板カバーと対向する側の他方表面まで延設したスペーサ延設部を有しており、
上記電力変換基板は、上記スペーサ延設部を挟持した状態で上記基板カバーに取り付けてあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置にある(請求項1)。

本発明の車両用のモータ駆動装置は、電力変換基板及び基板カバーを備えた電力変換制御部を、モータを収容するハウジングに配設してなるものである。そして、本発明においては、スイッチング素子と電力変換基板との間に配設したスペーサに工夫を行っている。
すなわち、本発明のスペーサは、上記スペーサ延設部を有しており、このスペーサ延設部は、電力変換基板における一方表面から電力変換基板における他方表面まで延設してある。そして、電力変換基板は、スペーサ延設部を挟持した状態で基板カバーに取り付けてある。

そして、基板カバーをハウジングへ固定した際にスイッチング素子へ生じる反力は、スペーサ及びスペーサ延設部を介して、基板カバーによって直接受け止めることができる。これにより、上記反力が電力変換基板におけるスイッチング素子の半田付け部分に作用してしまうことを効果的に抑制することができる。そのため、スイッチング素子の半田付け部分に不要な応力が生じないようにすることができる。
また、基板カバーをハウジングへ固定する力を利用し、スペーサ及びスペーサ延設部を介して、スイッチング素子を適切な押付力でハウジングへ押し付けることができ、スイッチング素子からハウジングへの良好な放熱性を確保することができる。

また、スペーサ延設部をスペーサから延設したことにより、電力変換基板と基板カバーとの間に別のスペーサ等を配設する必要がなくなる。これにより、電力変換制御部における部品点数を少なくすることができ、その組付性を向上させることができる。
さらに、スペーサ延設部は、スペーサから部分的に延設したものであり、このスペーサ延設部が、電力変換基板における他方表面において占める面積をできるだけ小さくすることができる。これにより、電力変換基板における他方表面に実装する実装部品の実装自由度を向上させることができる。

それ故、本発明の車両用のモータ駆動装置によれば、放熱性の確保及び半田付け部分に生じる不要な応力の回避ができると共に、組付性及び実装自由度を向上させることができる。

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記スペーサ延設部は、上記スペーサにおける複数箇所から延設することが好ましい。この場合には、スペーサ延設部を一層小さく形成することができ、スペーサ延設部が、電力変換基板における他方表面において占める面積を一層小さくすることができる。

また、上記スペーサ延設部は、上記電力変換基板を上記基板カバーに取り付けるための基板用ボルトの外周において、上記電力変換基板に形成した貫通穴を介して、上記電力変換基板における上記他方表面に突出していることが好ましい(請求項2)。
この場合には、スペーサ延設部を、上記基板用ボルトによって支えることができ、スペーサ延設部を一層小さくすることができる。これにより、スペーサ延設部が、電力変換基板における他方表面において占める面積をより一層小さくすることができる。

また、上記スイッチング素子は、上記基板カバーを上記ハウジングに固定する力を受けて、熱伝導材を挟持した状態で上記ハウジングにおける素子対向面に押し付けてあることが好ましい(請求項3)。
この場合には、スイッチング素子において生じた熱を、熱伝導材を介してハウジングへ逃がすことができ、スイッチング素子からハウジングへの放熱性を向上させることができる。

また、上記熱伝導材は、流動性を有するゲル状物質からなることが好ましい(請求項4)。
この場合には、基板カバーをハウジングに固定する力によって、電力変換基板におけるスイッチング素子を、熱伝導材を介してハウジングにおける素子対向面に押し付けたときには、当該熱伝導材は、スイッチング素子と素子対向面との間の隙間に応じて、任意に流動し、その厚みを変化させることができる。これにより、組付、製造等のバラツキにより、スイッチング素子と素子対向面との間の隙間にバラツキが生じたときでも、モータ駆動装置の各個体毎に、熱伝導材の厚みを調整する必要がなくなり、モータ駆動装置の組付性を一層向上させることができる。

また、上記スペーサは樹脂材料からなることが好ましい(請求項5)。
この場合には、スペーサと電力変換基板における各種実装素子との電気絶縁性を容易に確保することができる。

また、上記スペーサは、上記電力変換基板に実装した電解コンデンサ又はコイルを保持する保持部を有していることが好ましい(請求項6)。
この場合には、スペーサを利用して、電力変換基板における大物の実装素子である電解コンデンサ又はコイルを保持することができる。これにより、電力変換制御部における部品点数を増加させることなく、効果的に電解コンデンサ又はコイルを保持することができる。

また、上記ハウジングには、上記電力変換基板に実装した電解コンデンサ又はコイルを挿入配置する挿入凹部が形成してあり、該挿入凹部内には、流動性を有するゲル状物質が保持してあり、上記電解コンデンサ又はコイルは、上記ゲル状物質を介して上記挿入凹部に密着していることが好ましい(請求項7)。
この場合には、基板カバーをハウジングに固定する力によって、電力変換基板における電解コンデンサ又はコイルを、熱伝導材を介してハウジングの挿入凹部における底面に押し付けたときには、当該熱伝導材は、電解コンデンサ又はコイルと挿入凹部における底面との間の隙間に応じて、任意に流動し、その厚みを変化させることができる。これにより、組付、製造等のバラツキにより、電解コンデンサ又はコイルと挿入凹部における底面との間の隙間にバラツキが生じたときでも、モータ駆動装置の各個体毎に、熱伝導材の厚みを調整する必要がなくなり、モータ駆動装置の組付性を一層向上させることができる。

また、上記スペーサには、放熱プレートが埋設してあり、該放熱プレートは、プレート本体部と、該プレート本体部から延設し上記スイッチング素子に当接する素子当接部と、上記プレート本体部から上記スペーサ延設部における先端面まで延設し上記基板カバーに当接するカバー当接部とを有していることが好ましい(請求項8)。
この場合には、スイッチング素子において生じた熱は、スペーサにおける素子当接部、プレート本体部及びカバー当接部を介して、基板カバーへ逃がすことができる。これにより、スイッチング素子において生じた熱を、一層効果的に放出することができる。

また、上記放熱プレートは金属材料からなることが好ましい(請求項9)。
この場合には、熱伝導性に優れた放熱プレートを容易に選定することができる。

また、上記基板カバーは、上記カバー当接部が当接する表面に、カバー側放熱プレートを有しており、該カバー側放熱プレートは、上記ハウジングに当接する位置まで延設してあることが好ましい(請求項10)。
この場合には、スイッチング素子において生じた熱を、上記カバー当接部から上記カバー側放熱プレートを介してハウジングへ逃がすことができる。そのため、スイッチング素子において生じた熱を、より一層効果的に放出することができる。

また、カバー側放熱プレートは金属材料からなることが好ましい(請求項11)。
この場合には、熱伝導性に優れたカバー側放熱プレートを容易に選定することができる。

また、上記電力変換基板における上記他方表面には、電源用の発熱素子が実装してあり、該発熱素子の周囲には、該発熱素子を囲む遮熱板を配設することもできる(請求項12)。
この場合には、上記遮熱板により、電源用の発熱素子において生じた熱が、その周囲へ拡散してしまうことを効果的に抑制することができる。
また、電源用の発熱素子としては、高い電圧からこれよりも低い電圧に電圧変換する素子とすることができる。

また、上記遮熱板は、上記基板カバーから突出形成することができる(請求項13)。
この場合には、遮熱板を容易に形成することができる。

また、上記基板カバーは、上記電力変換基板と対向する側の表面に、カバー側放熱プレートを有しており、該カバー側放熱プレートは、上記ハウジングに当接する位置まで延設してあり、上記遮熱板は、上記カバー側放熱プレートから突出形成することもできる(請求項14)。
この場合には、電源用の発熱素子において生じた熱を、遮熱板を介してカバー側放熱プレートへ逃がすことができる。また、この熱は、カバー側放熱プレートを介してハウジングへ逃がすことができる。そのため、電源用の発熱素子の放熱性を向上させることができる。

また、上記遮熱板は、上記電力変換基板から突出形成することもできる(請求項15)。
この場合にも、上記遮熱板により、電源用の発熱素子において生じた熱が、その周囲へ拡散してしまうことを効果的に抑制することができる。

また、上記遮熱板は、上記スペーサから上記電力変換基板を貫通した状態で突出形成することもできる(請求項16)。
この場合にも、上記遮熱板により、電源用の発熱素子において生じた熱が、その周囲へ拡散してしまうことを効果的に抑制することができる。

また、上記基板カバーは、上記電力変換基板と対向する側の表面に、カバー側放熱プレートを有しており、該カバー側放熱プレートは、上記ハウジングに当接する位置まで延設してあり、上記遮熱板は、上記カバー側放熱プレートに当接させることもできる(請求項17)。
この場合にも、電源用の発熱素子において生じた熱を、遮熱板を介してカバー側放熱プレートへ逃がすことができ、このカバー側放熱プレートからハウジングへ逃がすことができる。そのため、電源用の発熱素子の放熱性を向上させることができる。

また、上記遮熱板は金属材料からなることが好ましい(請求項18)。
この場合にも、熱伝導性に優れた遮熱板を容易に選定することができる。

また、上記カバー側放熱プレートは金属材料からなることが好ましい(請求項19)。
この場合にも、熱伝導性に優れたカバー側放熱プレートを容易に選定することができる。

また、上記スペーサ内には、上記電力変換基板に用いるバスバーを埋設することもできる(請求項20)。
この場合には、スペーサのスペースを利用してバスバーを形成することができる。これにより、電力変換基板におけるプリントパターンを簡略化することができ、電力変換基板における各実装素子の実装自由度を一層向上させることができる。

また、上記基板カバー内にも、上記電力変換基板に用いるバスバーを埋設することもできる(請求項21)。
この場合には、基板カバーのスペースを利用してバスバーを形成することができる。これにより、電力変換基板におけるプリントパターンを簡略化することができ、電力変換基板における各実装素子の実装自由度を一層向上させることができる。

また、上記バスバーは、上記電力変換基板に形成したプリントパターンと接続して回路配線を構成することができる(請求項22)。
この場合にも、電力変換基板における各実装素子の実装自由度を一層向上させることができる。

また、上記ハウジング内には、上記モータのリード線と上記電力変換基板における電力変換回路とを気密状態で電気接続するためのモータ接続端子を埋設し、上記スペーサには、上記モータ接続端子と電気的に接続するモータ用コネクタを一体形成し、該モータ用コネクタ内には、上記スペーサ内に埋設した上記バスバーと導通する導通部を形成することができる(請求項23)。
この場合には、スペーサのスペースを利用してモータ用コネクタを形成することができ、電力変換基板における各実装素子の実装自由度を一層向上させることができる。

また、上記スペーサ内には、該スペーサを構成する材料よりも強度が高い高剛性材を埋設することもできる(請求項24)。
この場合には、スペーサの剛性を向上させることができる。

また、上記高剛性材は金属材料からなることが好ましい(請求項25)。
この場合には、強度が高い高剛性材を容易に選定することができる。

以下に、本発明の車両用のモータ駆動装置にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
(実施例1)
本例の車両用のモータ駆動装置1は、図1、図2に示すごとく、モータ2をハウジング3内に収容してなると共に、このハウジング3の外側にモータ2を駆動する電力変換制御部4を配設してなる。この電力変換制御部4は、パルス幅変調を行った交流電力をモータ2に供給するスイッチング素子51を実装してなる電力変換基板5と、この電力変換基板5を覆う基板カバー6とを有している。

同図に示すごとく、スイッチング素子51は、電力変換基板5において、スペーサ7を挟持した状態でハウジング3と対向する側の一方表面501に実装してある。また、スペーサ7は、このスペーサ7から突出形成したスペーサ延設部71を有しており、このスペーサ延設部71は、電力変換基板5における一方表面501から基板カバー6と対向する側の他方表面502まで延設してある。
そして、電力変換基板5は、スペーサ延設部71を挟持した状態で基板カバー6に取り付けてある。

以下に、本例の車両用のモータ駆動装置1につき、図1〜図4と共に詳説する。
本例において、図1は、電力変換基板5及び基板カバー6をハウジング4へ取り付けた状態を示し、図2は、電力変換基板5及び基板カバー6をハウジング4へ取り付ける前の状態を示す。また、図3は、電力変換基板5における一方表面501を示し、図4は、電力変換基板5における他方表面502を示す。

図1に示すごとく、本例のモータ駆動装置1は、モータ2によって、冷媒を圧縮する回転式の圧縮機構(圧縮ポンプ)を作動させるよう構成した電動コンプレッサ1である。この電動コンプレッサ1は、車両における空調装置において、冷媒を圧縮して、高圧の圧縮冷媒を作り出すために用いるものである。
また、ハウジング3内には、圧縮機構へ送る圧縮前の冷媒を、モータ2に隣接して通過させるための冷媒流路30が形成してある。そして、この圧縮前の冷媒によって、ハウジング3の外側に配置した電力変換基板5を冷却することができる。

本例の電力変換基板5は、ハイブリッド車における駆動用モータ2を作動させるために用いる高電圧直流電源(高電圧バッテリー、約280V)を用いて、モータ2を駆動するよう構成してある。そして、本例のモータ2は、3相交流モータ2であり、電力変換基板5は、パルス幅変調を行って形成した3相交流電圧をモータ2に印加するよう構成したインバータである。

図3、図4に示すごとく、上記電力変換基板5には、上記スイッチング素子51以外にも、スイッチング素子51からモータ2へ流す電流を還流するダイオード素子、スイッチング素子51からモータ2へ供給する交流電力の平滑化を行う電解コンデンサ52及びコイル53が実装してある。また、電力変換基板5には、スイッチング素子51へパルス幅変調を行ったスイッチング信号を送信するモータ制御回路54、高電圧から低電圧への電圧変換を行う電源用の発熱素子55も実装してある。

また、スイッチング素子51、電解コンデンサ52及びコイル53は、電力変換基板5における一方表面501に実装してあり、モータ制御回路54及び発熱素子55は、電力変換基板5における他方表面502に実装してある。本例の発熱素子55は、上記高電圧直流電源から低電圧電源(約15V)を作り出すスイッチング電源である。
また、本例のスイッチング素子51は、3相のモータ2巻線(ステータ巻線)へ電力を供給するための6つの素子部を集積してパッケージ化したものである。

また、電解コンデンサ52は、電力変換基板5において、高電圧直流電源のプラス側配線とマイナス側配線との間に、複数個が並列接続してある。また、コイル53は、高電圧直流電源のプラス側配線とマイナス側配線とにそれぞれ配置してある。そして、図3に示すごとく、電解コンデンサ52及びコイル53は、ハウジング3において、モータ2の軸方向Lと平行になるよう電力変換基板5に複数個が並べて配置してある。
また、モータ制御回路54は、車両における上位制御装置(上位ECU)と通信を行うよう構成してあり、この上位ECUとの間でモータ2の回転速度指令、電力制限及び運転状況等のデータの受渡を行うよう構成してある。

本例のハウジング3及び基板カバー6は、アルミニウム材料からなり、本例のスペーサ7は熱可塑性樹脂等の樹脂材料からなる。
図1、図4に示すごとく、本例のスペーサ延設部71は、スペーサ7における複数箇所から延設してある。また、スペーサ延設部71は、電力変換基板5を基板カバー6に取り付けるための基板用ボルト56の外周において、電力変換基板5に形成した貫通穴を介して、電力変換基板5における他方表面502に突出している。複数(本例では4箇所)のスペーサ延設部71には、基板用ボルト56を相通する貫通穴711がそれぞれ形成してある。

そして、スペーサ7における複数のスペーサ延設部71は、電力変換基板5における各貫通穴内に挿通してあり、各基板用ボルト56は、電力変換基板5における一方表面501に位置するスペーサ7から、スペーサ7における各貫通穴711内に挿通して基板カバー6に螺合してある。これにより、スペーサ7及び電力変換基板5を基板カバー6に取り付けている。本例においては、複数のスペーサ延設部71を各基板用ボルト56によって支えることができる。

また、図1に示すごとく、スペーサ7には、電力変換基板5に形成した貫通穴に挿通して、電力変換基板5における他方表面502に突出させる熱かしめ用突起712が形成してある。そして、スペーサ7は、熱かしめ用突起712の先端を溶融させることにより、電力変換基板5に取り付けてある。

図1〜図3に示すごとく、本例の基板カバー6は、平板状の本体部61と、この本体部61の全周から突出形成した側壁部62とを有している。そして、側壁部62には、カバー用ボルトを用いて基板カバー6をハウジング3に固定する際に、当該カバー用ボルトを挿通配置するための貫通穴621が形成してある。
そして、基板カバー6は、その側壁部62をハウジング3に当接させ、貫通穴621に挿通したカバー用ボルトをハウジング3に螺合することにより、当該基板カバー6の内側に上記電力変換基板5を保持した状態で、ハウジング3に固定してある。

また、図1に示すごとく、スイッチング素子51は、基板カバー6をカバー用ボルトによってハウジング3に固定する力を受けて、熱伝導材311を挟持した状態でハウジング3における素子対向面31に押し付けてある。これにより、スイッチング素子51において生じた熱を、熱伝導材311を介してハウジング3へ逃がすことができる。

本例の熱伝導材311は、シリコーンを含有して流動性を有するゲル状物質からなる。このゲル状物質は、架橋シリコーンゲル中に、各種金属等の熱伝導性添加剤を分散してなり、流動性を有すると共に自己保形性を有している。また、この熱伝導材311は、熱硬化処理等の後処理を必要としないゲル状物質からなる。本例においては、熱伝導材311として、株式会社ジェルテック製のDP−100を用いた。

本例において、基板カバー6をハウジング3に固定する力によって、電力変換基板5におけるスイッチング素子51を、熱伝導材311を介してハウジング3における素子対向面31に押し付けたときには、当該熱伝導材311は、スイッチング素子51と素子対向面31との間の隙間に応じて、任意に流動し、その厚みを変化させることができる。これにより、組付、製造等のバラツキにより、スイッチング素子51と素子対向面31との間の隙間にバラツキが生じたときでも、電動コンプレッサ1の各個体毎に、熱伝導材311の厚みを調整する必要がなく、電動コンプレッサ1の組付性が優れている。

本例の車両用の電動コンプレッサ1においては、ハウジング3に配設した電力変換制御部4において、スイッチング素子51と電力変換基板5との間に配設したスペーサ7に工夫を行っている。
すなわち、本例の電力変換基板5は、スペーサ7から延長形成した複数のスペーサ延設部71を挟持した状態で基板カバー6に取り付けてある。そして、基板カバー6をハウジング3へ固定した際にスイッチング素子51へ生じる反力は、熱伝導材311、スペーサ7及びスペーサ延設部71を介して、基板カバー6によって直接受け止めることができる。また、スイッチング素子51と素子対向面31との間の隙間に挟持された熱伝導材311は、反発弾性力をほとんど発生させない。

これにより、上記反力が電力変換基板5におけるスイッチング素子51の半田付け部分511(図1参照)に作用してしまうことを効果的に抑制することができる。そのため、スイッチング素子51の半田付け部分511に不要な応力が生じないようにすることができる。
また、基板カバー6をハウジング3へ固定する力を利用し、熱伝導材311、スペーサ7及びスペーサ延設部71を介して、スイッチング素子51を適切な押付力でハウジング3へ押し付けることができる。これにより、スイッチング素子51からハウジング3への良好な放熱性を確保することができる。

また、複数のスペーサ延設部71をスペーサ7から延設したことにより、電力変換基板5と基板カバー6との間に別のスペーサ等を配設する必要がなくなる。これにより、電力変換制御部4における部品点数を少なくすることができ、その組付性を向上させることができる。
さらに、複数のスペーサ延設部71は、スペーサ7から部分的に延設したものであり、このスペーサ延設部71が、電力変換基板5における他方表面502において占める面積をできるだけ小さくすることができる。これにより、電力変換基板5における他方表面502に実装する実装部品の実装自由度を向上させることができる。

それ故、本例の電動コンプレッサ1によれば、放熱性の確保及び半田付け部分511に生じる不要な応力の回避ができると共に、組付性及び実装自由度を向上させることができる。

(実施例2)
本例は、図5に示すごとく、上記スイッチング素子51において生じた熱を一層効果的に放出させるために、上記スペーサ7にスペーサ側放熱プレート72を埋設した例である。
本例のスペーサ側放熱プレート72は、プレート本体部721と、このプレート本体部721から延設しスイッチング素子51に当接する素子当接部722と、プレート本体部721からスペーサ延設部71における先端面まで延設し基板カバー6に当接するカバー当接部723とを有している。このスペーサ側放熱プレート72は、スペーサ7内にインサート成形してなる。

また、本例の基板カバー6は、スペーサ側放熱プレート72におけるカバー当接部723が当接する表面に、カバー側放熱プレート63を有している。このカバー側放熱プレート63は、上記基板カバー6における本体部61及び側壁部62の内周側の表面の全体に配設してある。また、カバー側放熱プレート63は、側壁部62の先端面まで延設してあり、この延設部分は、ハウジング3に当接している。
また、本例のスペーサ側放熱プレート72及びカバー側放熱プレート63は、熱伝導性に優れた金属材料からなる。

本例においては、スイッチング素子51において生じた熱は、スペーサ7における素子当接部722、プレート本体部721及びカバー当接部723を介して、基板カバー6におけるカバー側放熱プレート63へ逃がすことができる。そして、この熱は、カバー側放熱プレート63からハウジング3へ逃がすことができる。これにより、スイッチング素子51において生じた熱を、一層効果的に放出することができる。
本例においても、その他は上記実施例1と同様であり、上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。

(実施例3)
本例は、図6に示すごとく、上記電力変換基板5における他方表面502に実装した発熱素子55において生じた熱が、その周囲へ拡散してしまうことを効果的に抑制するために、上記電力変換基板5における他方表面502に実装した発熱素子55の周囲に、この発熱素子55を囲む遮熱板631を配設した例である。
本例の基板カバー6は、電力変換基板5と対向する側の表面(基板カバー6における本体部61及び側壁部62の内周側の表面)の全体にカバー側放熱プレート63を有しており、本例の遮熱板631は、カバー側放熱プレート63から突出形成してある。
また、カバー側放熱プレート63は、側壁部62の先端面まで延設してあり、この延設部分は、ハウジング3に当接している。

本例の遮熱板631は、基板カバー6におけるカバー側放熱プレート63から、電力変換基板5及びスペーサ7を貫通して形成してある。また、本例の遮熱板631及びカバー側放熱プレート63は、熱伝導性に優れた金属材料からなる。
本例においては、電源用の発熱素子55において生じた熱を、遮熱板631を介してカバー側放熱プレート63へ逃がすことができる。そして、この熱は、カバー側放熱プレート63を介してハウジング3へ逃がすことができる。これにより、電源用の発熱素子55の放熱性を向上させることができる。

なお、図示は省略するが、遮熱板631は、電力変換基板5から突出形成することもでき、また、スペーサ7から電力変換基板5を貫通した状態で突出形成することもできる。これらの場合においても、遮熱板631を基板カバー6におけるカバー側放熱プレート63に当接させることにより、発熱素子55において生じた熱を、遮熱板631を介してカバー側放熱プレート63へ逃がすことができる。
本例においても、その他は上記実施例1と同様であり、上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。

(実施例4)
本例は、図7に示すごとく、電力変換基板5におけるプリントパターンを簡略化させるために、上記スペーサ7内に、上記電力変換基板5に用いるバスバー73を埋設した例である。
また、本例においては、本例の基板カバー6内にも、電力変換基板5に用いるバスバー64が埋設してある。そして、スペーサ7内に埋設したバスバー73及び基板カバー6内に埋設したバスバー64は、電力変換基板5に形成したプリントパターンと接続して回路配線を構成している。

本例においては、スペーサ7及び基板カバー6のスペースを利用してバスバー64、73を形成することができ、電力変換基板5におけるプリントパターンを簡略化させることができる。これにより、電力変換基板5における各実装素子の実装自由度を一層向上させることができる。
本例においても、その他は上記実施例1と同様であり、上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。

(実施例5)
本例は、図8に示すごとく、上記スペーサ7において、電力変換基板5に実装した電解コンデンサ52を保持するコンデンサ用保持部741と、電力変換基板5に実装したコイル53を保持するコイル用保持部742とを形成した例である。
また、本例のハウジング3には、上記電力変換基板5に実装した電解コンデンサ52を挿入配置するコンデンサ用挿入凹部32と、電力変換基板5に実装したコイル53を挿入配置するコイル用挿入凹部33が形成してある。

本例においては、スペーサ7を利用して、電力変換基板5における大物の実装素子である電解コンデンサ52及びコイル53を保持することができる。これにより、電力変換制御部4における部品点数を増加させることなく、効果的に電解コンデンサ52又はコイル53を保持することができる。
本例においても、その他は上記実施例1と同様であり、上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。

(実施例6)
本例は、図9に示すごとく、上記スペーサ7内に、このスペーサ7を構成する材料よりも強度が高い高剛性材75を埋設した例である。
本例の高剛性材75は、スペーサ7における上記コンデンサ用保持部741内、上記コイル53保持部内、及びスペーサ延設部71内にも延長して埋設してある。
本例のスペーサ7は、熱可塑性樹脂等の樹脂材料からなり、本例の高剛性材75は、金属材料からなる。

本例においては、スペーサ7内に上記スペーサ側放熱プレート72又はバスバー73等を埋設しない場合においても、スペーサ7内に高剛性材75を埋設することにより、スペーサ7の剛性を容易に向上させることができる。
本例においても、その他は上記実施例5と同様であり、上記実施例5と同様の作用効果を得ることができる。

(実施例7)
本例は、図10に示すごとく、上記ハウジング3に形成した上記コンデンサ用挿入凹部32及びコイル用挿入凹部33内に、流動性を有するゲル状物質34を保持させてなる例である。
本例の電解コンデンサ52又はコイル53は、上記ゲル状物質34を介して各挿入凹部32、33に密着している。また、本例のゲル状物質34は、上記実施例1における熱伝導材311に用いたものと同じものである。

本例においては、基板カバー6をハウジング3に固定する力によって、電力変換基板5における電解コンデンサ52及びコイル53を、ゲル状物質34を介してハウジング3の各挿入凹部32、33における底面に押し付けたときには、当該ゲル状物質34は、電解コンデンサ52又はコイル53と各挿入凹部32、33における底面との間の隙間に応じて、任意に流動し、その厚みを変化させることができる。これにより、電動コンプレッサ1の各個体毎に、ゲル状物質34の厚みを調整する必要がなくなり、電動コンプレッサ1の組付性を一層向上させることができる。
本例においても、その他は上記実施例5、6と同様であり、上記実施例5、6と同様の作用効果を得ることができる。

(実施例8)
本例は、図11に示すごとく、上記スペーサ7に、上記ハウジング3内に収容したモータ2のリード線21を、上記電力変換基板5における電力変換回路へ接続するためのモータ用コネクタ76を一体形成した例である。
本例のハウジング3内には、モータ2のリード線21と電力変換基板5における電力変換回路とを気密状態で電気接続するためのモータ接続端子22が埋設してある。また、スペーサ7には、モータ接続端子22と電気的に接続するモータ用コネクタ76が一体形成してある。そして、モータ用コネクタ76内には、スペーサ7内に埋設した上記バスバー73と導通する導通部761が形成してある。

本例においては、スペーサ7のスペースを利用してモータ用コネクタ76を形成することができ、電力変換基板5における各実装素子の実装自由度を一層向上させることができる。
本例においても、その他は上記実施例4と同様であり、上記実施例4と同様の作用効果を得ることができる。

実施例1における、電力変換基板及び基板カバーをハウジングへ固定した状態の電動コンプレッサを示す断面説明図。 実施例1における、電力変換基板及び基板カバーをハウジングへ固定する前の状態の電動コンプレッサを示す断面説明図。 実施例1における、電力変換基板における一方表面を示す平面図。 実施例1における、電力変換基板における他方表面を示す平面図。 実施例2における、電力変換基板及び基板カバーをハウジングへ固定した状態の電動コンプレッサを示す断面説明図。 実施例3における、電力変換基板及び基板カバーをハウジングへ固定した状態の電動コンプレッサを示す断面説明図。 実施例4における、電力変換基板及び基板カバーをハウジングへ固定した状態の電動コンプレッサを示す断面説明図。 実施例5における、電力変換基板及び基板カバーをハウジングへ固定した状態の電動コンプレッサを示す断面説明図。 実施例6における、電力変換基板及び基板カバーをハウジングへ固定した状態の電動コンプレッサを示す断面説明図。 実施例7における、電力変換基板及び基板カバーをハウジングへ固定した状態の電動コンプレッサを示す断面説明図。 実施例8における、電力変換基板及び基板カバーをハウジングへ固定した状態の電動コンプレッサを示す断面説明図。

符号の説明

1 モータ駆動装置(電動コンプレッサ)
2 モータ
3 ハウジング
31 素子対向面
311 熱伝導材
4 電力変換制御部
5 電力変換基板
501 一方表面
502 他方表面
51 スイッチング素子
6 基板カバー
63 カバー側放熱プレート
7 スペーサ
71 スペーサ延設部
72 スペーサ側放熱プレート

Claims (25)

  1. モータをハウジング内に収容してなると共に、該ハウジングに上記モータを駆動する電力変換制御部を配設してなる車両用のモータ駆動装置において、
    上記電力変換制御部は、パルス幅変調を行った交流電力を上記モータに供給するスイッチング素子を実装してなる電力変換基板と、該電力変換基板を覆う基板カバーとを有しており、
    上記スイッチング素子は、上記電力変換基板において、スペーサを挟持した状態で上記ハウジングと対向する側の一方表面に実装してあり、
    上記スペーサは、上記一方表面から上記基板カバーと対向する側の他方表面まで延設したスペーサ延設部を有しており、
    上記電力変換基板は、上記スペーサ延設部を挟持した状態で上記基板カバーに取り付けてあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  2. 請求項1において、上記スペーサ延設部は、上記電力変換基板を上記基板カバーに取り付けるための基板用ボルトの外周において、上記電力変換基板に形成した貫通穴を介して、上記電力変換基板における上記他方表面に突出していることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  3. 請求項1又は2において、上記スイッチング素子は、上記基板カバーを上記ハウジングに固定する力を受けて、熱伝導材を挟持した状態で上記ハウジングにおける素子対向面に押し付けてあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項において、上記熱伝導材は、流動性を有するゲル状物質からなることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項において、上記スペーサは樹脂材料からなることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項において、上記スペーサは、上記電力変換基板に実装した電解コンデンサ又はコイルを保持する保持部を有していることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項において、上記ハウジングには、上記電力変換基板に実装した電解コンデンサ又はコイルを挿入配置する挿入凹部が形成してあり、
    該挿入凹部内には、流動性を有するゲル状物質が保持してあり、上記電解コンデンサ又はコイルは、上記ゲル状物質を介して上記挿入凹部に密着していることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項において、上記スペーサには、放熱プレートが埋設してあり、
    該放熱プレートは、プレート本体部と、該プレート本体部から延設し上記スイッチング素子に当接する素子当接部と、上記プレート本体部から上記スペーサ延設部における先端面まで延設し上記基板カバーに当接するカバー当接部とを有していることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  9. 請求項8において、上記放熱プレートは金属材料からなることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  10. 請求項8又は9において、上記基板カバーは、上記カバー当接部が当接する表面に、カバー側放熱プレートを有しており、
    該カバー側放熱プレートは、上記ハウジングに当接する位置まで延設してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  11. 請求項10において、カバー側放熱プレートは金属材料からなることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  12. 請求項1〜7のいずれか一項において、上記電力変換基板における上記他方表面には、電源用の発熱素子が実装してあり、該発熱素子の周囲には、該発熱素子を囲む遮熱板が配設してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  13. 請求項12において、上記遮熱板は、上記基板カバーから突出形成してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  14. 請求項12において、上記基板カバーは、上記電力変換基板と対向する側の表面に、カバー側放熱プレートを有しており、該カバー側放熱プレートは、上記ハウジングに当接する位置まで延設してあり、
    上記遮熱板は、上記カバー側放熱プレートから突出形成してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  15. 請求項12において、上記遮熱板は、上記電力変換基板から突出形成してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  16. 請求項12において、上記遮熱板は、上記スペーサから上記電力変換基板を貫通した状態で突出形成してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  17. 請求項15又は16において、上記基板カバーは、上記電力変換基板と対向する側の表面に、カバー側放熱プレートを有しており、該カバー側放熱プレートは、上記ハウジングに当接する位置まで延設してあり、
    上記遮熱板は、上記カバー側放熱プレートに当接していることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  18. 請求項12〜17のいずれか一項において、上記遮熱板は金属材料からなることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  19. 請求項14又は17において、上記カバー側放熱プレートは金属材料からなることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  20. 請求項1〜7のいずれか一項において、上記スペーサ内には、上記電力変換基板に用いるバスバーが埋設してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  21. 請求項1〜7又は20のいずれか一項において、上記基板カバー内には、上記電力変換基板に用いるバスバーが埋設してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  22. 請求項20又は21において、上記バスバーは、上記電力変換基板に形成したプリントパターンと接続して回路配線を構成していることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  23. 請求項20〜22のいずれか一項において、上記ハウジング内には、上記モータのリード線と上記電力変換基板における電力変換回路とを気密状態で電気接続するためのモータ接続端子が埋設してあり、
    上記スペーサには、上記モータ接続端子と電気的に接続するモータ用コネクタが一体形成してあり、
    該モータ用コネクタ内には、上記スペーサ内に埋設した上記バスバーと導通する導通部が形成してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  24. 請求項1〜7のいずれか一項において、上記スペーサ内には、該スペーサを構成する材料よりも強度が高い高剛性材が埋設してあることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
  25. 請求項24において、上記高剛性材は金属材料からなることを特徴とする車両用のモータ駆動装置。
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