JP5404836B2 - Power converter - Google Patents

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JP5404836B2 JP2012054243A JP2012054243A JP5404836B2 JP 5404836 B2 JP5404836 B2 JP 5404836B2 JP 2012054243 A JP2012054243 A JP 2012054243A JP 2012054243 A JP2012054243 A JP 2012054243A JP 5404836 B2 JP5404836 B2 JP 5404836B2
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Description

この発明は、直流電力を交流電力に変換するインバータと、このインバータで変換された交流電力で駆動される電動機とが一体の電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device in which an inverter that converts DC power into AC power and an electric motor driven by AC power converted by the inverter are integrated.

近年、内燃機関の出力を増加させるために吸気通路上に電動機で駆動する過給機を設けた車両や、電気自動車など電動機により駆動する車両が開発されている。
また、小型化や搭載性向上のために電動機とインバータとを一体化した電力変換装置が提案されている。
In recent years, in order to increase the output of an internal combustion engine, a vehicle provided with a supercharger driven by an electric motor on an intake passage, or a vehicle driven by an electric motor such as an electric vehicle has been developed.
In addition, a power conversion device in which an electric motor and an inverter are integrated has been proposed in order to reduce the size and improve the mountability.

上記電力変換装置を駆動する際、駆動時に必要となる大電流により、スイッチング素子や電動機のコイルが発熱し、一体化構造により発熱部品が密集することで、電力変換装置が短時間の駆動で動作制限温度に達する可能性がある。   When driving the power converter, the switching element and the motor coil generate heat due to the large current required at the time of driving, and the heat generating parts are concentrated in an integrated structure, so that the power converter operates in a short time. The limit temperature may be reached.

例えば、特許文献1には、スイッチング素子と接続されるバスバーの一方をモータの軸受やギア機構等に用いられる電気絶縁性の潤滑油と接触させ、スイッチング素子を冷却した電力変換装置が記載されている。
また、例えば、特許文献2には、インバータからの電力線を端子台経由で電動機と接続し、端子台に突出部を設けて、その突出部の内部に冷媒を流して冷却したモータユニットが記載されている。
For example, Patent Document 1 describes a power conversion device in which one of bus bars connected to a switching element is brought into contact with an electrically insulating lubricating oil used for a motor bearing, a gear mechanism or the like, and the switching element is cooled. Yes.
Further, for example, Patent Document 2 describes a motor unit in which a power line from an inverter is connected to an electric motor via a terminal block, a protrusion is provided on the terminal block, and a coolant is allowed to flow inside the protrusion to cool the motor unit. ing.

特開2009−273276号公報JP 2009-273276 A 特開2010−268633号公報JP 2010-268633 A

しかしながら、上記特許文献1の電力変換装置では、潤滑油を用いて冷却するため、潤滑油の配管が必要となり、またハウジングを油密構造にする等で装置が増大、煩雑化するという問題点があった。
また、上記特許文献2のモータユニットでは、端子台を冷却することで近傍の部品を冷却しているために、スイッチング素子及び電動機のコイルの冷却効率が低いという問題点があった。
However, since the power conversion device of Patent Document 1 is cooled using lubricating oil, lubricating oil piping is required, and the device is increased and complicated due to the oil-tight structure of the housing. there were.
Further, the motor unit of Patent Document 2 has a problem that the cooling efficiency of the switching element and the coil of the electric motor is low because the nearby parts are cooled by cooling the terminal block.

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、簡単な構成で効率良く電動機本体及びインバータを冷却することができる電力変換装置を得ることを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a power conversion device that can cool an electric motor body and an inverter efficiently with a simple configuration.

この発明に係る電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換するインバータと、このインバータで変換された交流電力で駆動される電動機本体と、前記インバータと前記電動機本体とを電気的に接続した交流出力バスバーと、前記インバータと直流電源とを電気的に接続した電源バスバーと、前記インバータ及び前記電動機本体を収納するとともに外側に放熱フィンを有するハウジングとを備え、
前記インバータは、前記電動機本体の軸線方向の片側に配置された基板と、この基板の前記電動機本体側と反対側の面に搭載された複数のスイッチング素子とを有し、
前記基板の外周部及び前記ハウジングを貫通して設けられた締結部材により、基板とハウジングとを締結することで、基板の前記電動機本体側の面で、前記交流出力バスバー及び前記電源バスバーの各一端部と、前記スイッチング素子とが電気的に接続された電力変換装置であって、
前記締結部材は、前記交流出力バスバー及び前記電源バスバーの各前記一端部を貫通しているとともにその先端部が前記放熱フィン間の冷媒流路まで突出している。
The power converter according to the present invention includes an inverter that converts DC power into AC power, an electric motor body that is driven by the AC power converted by the inverter, and an AC that electrically connects the inverter and the electric motor body. An output bus bar, a power bus bar electrically connected to the inverter and a DC power source, and a housing that houses the inverter and the electric motor body and has heat radiation fins on the outside.
The inverter has a substrate disposed on one side of the electric motor body in the axial direction, and a plurality of switching elements mounted on the surface of the substrate opposite to the electric motor body side,
By fastening the board and the housing by the fastening member provided penetrating the outer peripheral part of the board and the housing, each end of the AC output bus bar and the power bus bar on the surface of the board on the motor body side And a power converter in which the switching element is electrically connected,
The fastening member penetrates through each of the one end portions of the AC output bus bar and the power bus bar, and its tip portion projects to the refrigerant flow path between the heat radiating fins.

この発明に係る電力変換装置によれば、交流出力バスバー及び電源バスバーの各一端部を貫通した締結部材は、その先端部が放熱フィン間の冷媒流路まで突出しており、この締結部材には、冷媒流路に流れる冷却媒体が直接接触するので、簡単な構成で効率良くインバータ及び電動機本体が冷却される。   According to the power conversion device according to the present invention, the fastening member penetrating each one end of the AC output bus bar and the power bus bar protrudes to the refrigerant flow path between the radiating fins of the fastening member. Since the cooling medium flowing through the refrigerant flow path is in direct contact, the inverter and the electric motor main body are efficiently cooled with a simple configuration.

この発明の実施の形態1に係る電力変換装置の概略構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows schematic structure of the power converter device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1のインバータを示す平面図である。It is a top view which shows the inverter of FIG. 図1のハウジングを電動機本体側から視たときの斜面図である。It is a perspective view when the housing of FIG. 1 is seen from the electric motor main body side. 図1の放熱フィンと異なる例であって、ハウジングを電動機本体側から視たときの斜視図である。It is an example different from the radiation fin of FIG. 1, Comprising: It is a perspective view when a housing is seen from the electric motor main body side. 図1のインバータの変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the inverter of FIG. この発明の実施の形態2に係る電力変換装置の概略構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows schematic structure of the power converter device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図6のハウジングを電動機本体側から視たときの斜視図である。It is a perspective view when the housing of FIG. 6 is seen from the electric motor main body side.

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent members and parts will be described with the same reference numerals.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る電力変換装置の概略構成を示す側断面図、図2は図1のインバータを示す平面図、図3は図1のハウジング2を電動機本体6側から視たときの斜視図である。
電力変換装置1は、直流電力を交流電力に変換するインバータ10と、このインバータ10で変換された交流電力で駆動される電動機本体6と、インバータ10と電動機本体6とを電気的に接続した交流出力バスバー3U,3V,3Wと、インバータ10と直流電源(図示せず)と電気的に接続した電源バスバー3P,3Nと、インバータ10及び電動機本体6を収納したハウジング2とを備えている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a side sectional view showing a schematic configuration of a power converter according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the inverter of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view showing the housing 2 of FIG. It is a perspective view when it sees.
The power converter 1 includes an inverter 10 that converts DC power into AC power, an electric motor body 6 that is driven by the AC power converted by the inverter 10, and an AC that electrically connects the inverter 10 and the electric motor body 6. Output bus bars 3U, 3V, 3W, power supply bus bars 3P, 3N electrically connected to an inverter 10 and a DC power supply (not shown), and a housing 2 housing the inverter 10 and the electric motor body 6 are provided.

ハウジング2は、電動機本体6を収容する部位は空洞であり、その外周部には、インバータ10の基板13に対して垂直方向に先端部が延びた複数の放熱フィン21が林立している。また、その内部にはインバータ10の基板13が1W/m・K以上の熱伝導率を有する電気絶縁性の放熱部材である放熱シート14を介してハウジング2と接合されている。ハウジング2の片側には、インバータ10を覆ったカバー23がねじ24で固定されている。
なお、基板13の外周端面とハウジング2の内壁面との間には空隙があり空気層が介在している。
The housing 2 has a hollow portion for housing the electric motor main body 6, and a plurality of radiating fins 21 whose front end portions extend in a direction perpendicular to the substrate 13 of the inverter 10 stand on the outer periphery thereof. Moreover, the board | substrate 13 of the inverter 10 is joined with the housing 2 through the inside via the heat dissipation sheet | seat 14 which is an electrically insulating heat dissipation member which has the heat conductivity of 1 W / m * K or more. A cover 23 that covers the inverter 10 is fixed to one side of the housing 2 with screws 24.
Note that there is a gap between the outer peripheral end surface of the substrate 13 and the inner wall surface of the housing 2, and an air layer is interposed.

電動機本体6は、三相交流モータであって、ハウジング2の内壁面には、電磁鋼板が積層して構成されたステータコア61が固定されている。このステータコア61にはスロットが形成されており、このスロットには各相のコイル62が巻装されている。
ステータコア61及びコイル62で構成されたステータの内側には、シャフト65に固定されたロータ63が設けられている。このロータ63は、シャフト65の両端部に設けられた軸受64で回転自在に支持されている。シャフト65の端部には回転体(図示せず)が固定されており、コイル62に流れる電流により生じてステータの回転磁界により、コイル62とともにシャフト65及び回転体が回転、駆動する。
The electric motor body 6 is a three-phase AC motor, and a stator core 61 formed by laminating electromagnetic steel plates is fixed to the inner wall surface of the housing 2. A slot is formed in the stator core 61, and a coil 62 of each phase is wound around the slot.
A rotor 63 fixed to a shaft 65 is provided inside the stator constituted by the stator core 61 and the coil 62. The rotor 63 is rotatably supported by bearings 64 provided at both ends of the shaft 65. A rotating body (not shown) is fixed to the end of the shaft 65, and the shaft 65 and the rotating body are rotated and driven together with the coil 62 by the rotating magnetic field of the stator generated by the current flowing in the coil 62.

ステータの片側の側面には、ハウジング2の段差部22に基板13側から結線板4が嵌着されて配設されている。この結線板4は、積層された各相のコイル62が絶縁樹脂材料でインサート成形されて構成されている。各相のコイル62の一方の端部は、互いに中性点として結線板4内で溶接により結線され、他方の端部は、交流出力バスバー3U,3V,3WのL字形状に折曲された一端部Aで溶接により電気的に接続されている。   On one side surface of the stator, the connection plate 4 is fitted and disposed on the step portion 22 of the housing 2 from the substrate 13 side. The connection plate 4 is formed by insert-molding laminated coils 62 of respective phases with an insulating resin material. One end of each phase coil 62 is connected by welding within the connection plate 4 as a neutral point, and the other end is bent into an L-shape of AC output bus bars 3U, 3V, 3W. One end A is electrically connected by welding.

この結線板4には、外周側縁部に周方向に間隔をあけて7箇所に内部に雌ねじが形成された止め具41が埋め込まれている。この各止め具41には、ハウジング2と基板13とを締結する締結部材であるボルト5U,5V,5W,5P,5Nが螺着している。
ボルト5U,5V,5Wは、交流出力バスバー3U,3V,3Wの一端部を貫通している。また、ボルト5P,5Nは、正極電源バスバー3P、負極電源バスバー3Nの各一端部をそれぞれ貫通している。
各ボルト5U,5V,5W,5P,5Nは、その先端部が放熱フィン21間の冷媒流路である空気流路まで延びている。
ここで、バスバー3U,3V,3W,3P,3Nは、高熱伝導性である銅等で形成され、それらの各端部が結線板4の表面で露出し、この露出部がりん青銅やアルミニウム等の100W/m・K以上の熱伝導率を有する材料で形成された止め具41の円周端面と面接触している。
In this connection plate 4, stoppers 41 having internal threads formed therein are embedded at seven positions at intervals on the outer peripheral side edge in the circumferential direction. Bolts 5U, 5V, 5W, 5P, and 5N, which are fastening members for fastening the housing 2 and the substrate 13, are screwed to the stoppers 41.
Bolts 5U, 5V, 5W penetrate through one end of AC output bus bars 3U, 3V, 3W. Further, the bolts 5P and 5N penetrate through one end portions of the positive power supply bus bar 3P and the negative power supply bus bar 3N, respectively.
Each of the bolts 5U, 5V, 5W, 5P, 5N has an end portion extending to an air flow path that is a refrigerant flow path between the radiation fins 21.
Here, the bus bars 3U, 3V, 3W, 3P, 3N are formed of copper or the like having high thermal conductivity, and their respective end portions are exposed on the surface of the connection plate 4, and the exposed portions are phosphor bronze, aluminum, or the like. In contact with the circumferential end surface of the stopper 41 made of a material having a thermal conductivity of 100 W / m · K or more.

インバータ10は、3相インバータである。このインバータでは、円板形状の基板13の電動機本体6と反対側の面(表面)であってその周縁側に、U相上アーム側スイッチング素子11U、U相下アーム側スイッチング素子12U、V相上アーム側スイッチング素子11V、V相下アーム側スイッチング素子12V、W相上アーム側スイッチング素子11W及びW相下アーム側スイッチング素子12Wの6つのスイッチング素子がそれぞれ配置されている。
ボルト5U,5V,5Wの締結力により、基板13の電動機本体6側の面(裏面)と結線板4の表面とは面接触している。この結果、各相の上アーム側スイッチング素子11U,11V,11W、下アーム側スイッチング素子12U,12V,12Wは、基板13の裏面で各相の交流出力バスバー3U,3V,3Wと電気的に接続されている。
また、V相の上アーム側スイッチング素子11VとW相の上アーム側スイッチング素子11Wとの間には、基板13の表面に正極電源バスバー3Pがボルト5Pで締結されている。
The inverter 10 is a three-phase inverter. In this inverter, the U-phase upper arm side switching element 11U, the U phase lower arm side switching element 12U, and the V phase are disposed on the surface (surface) opposite to the electric motor body 6 of the disk-shaped substrate 13 and on the peripheral side thereof. Six switching elements of an upper arm side switching element 11V, a V phase lower arm side switching element 12V, a W phase upper arm side switching element 11W, and a W phase lower arm side switching element 12W are arranged.
Due to the fastening force of the bolts 5U, 5V, and 5W, the surface (rear surface) of the substrate 13 on the motor body 6 side and the surface of the connection plate 4 are in surface contact. As a result, the upper arm side switching elements 11U, 11V, 11W and the lower arm side switching elements 12U, 12V, 12W of each phase are electrically connected to the AC output bus bars 3U, 3V, 3W of the respective phases on the back surface of the substrate 13. Has been.
A positive power supply bus bar 3P is fastened to the surface of the substrate 13 with a bolt 5P between the V-phase upper arm switching element 11V and the W-phase upper arm switching element 11W.

V相の下アーム側スイッチング素子12Vの近傍には、基板13の表面に負極電源バスバー3Nがボルト5Nで締結されている。
正極電源バスバー3Pの端部には、接続端子51Pが設けられ、負極電源バスバー3Nの端部には、接続端子51Nが設けられている。これらの接続端子51P,51Nは、直流電源(図示せず)と電気的に接続されている。
また、U相の下アーム側スイッチング素子12U及びW相の下アーム側スイッチング素子12Wの近傍には、基板13の裏面に負極電源バー3Nがボルト5Nで締結されている。
A negative power source bus bar 3N is fastened to the surface of the substrate 13 with bolts 5N in the vicinity of the V-phase lower arm side switching element 12V.
A connection terminal 51P is provided at the end of the positive power supply bus bar 3P, and a connection terminal 51N is provided at the end of the negative power supply bus bar 3N. These connection terminals 51P and 51N are electrically connected to a DC power source (not shown).
In addition, a negative power supply bar 3N is fastened to the back surface of the substrate 13 with a bolt 5N in the vicinity of the U-phase lower arm side switching element 12U and the W phase lower arm side switching element 12W.

図2において、太線の点線は、正極電源バスバー3Pから入力した各相の電流が各相のコイル62に流れる様子を示し、細線の点線は、各相のコイル62からの電流が負極電源バスバー3Nに流れる様子を示している。
例えば、正極電源バスバー3Pから入力したU相の電流は、U相上アーム側スイッチング素子11U、交流出力バスバー3Uを通過してステータのU相のコイル62に流れる。この後、このU相の電流は、交流出力バスバー3U、U相下アーム側スイッチング素子12U、基板13の外周縁部を通って負極電源バスバー3Nに流れる。
In FIG. 2, a thick dotted line indicates a state in which the current of each phase input from the positive power supply bus bar 3P flows to the coil 62 of each phase, and a thin dotted line indicates that the current from the coil 62 of each phase flows in the negative power supply bus bar 3N. It shows how it flows.
For example, the U-phase current input from the positive power supply bus bar 3P flows through the U-phase upper arm side switching element 11U and the AC output bus bar 3U and flows to the U-phase coil 62 of the stator. Thereafter, the U-phase current flows to the negative power supply bus bar 3N through the AC output bus bar 3U, the U-phase lower arm switching element 12U, and the outer peripheral edge of the substrate 13.

なお、上アーム側スイッチング素子11U,11V,11W、下アーム側スイッチング素子12U,12V,12Wは、PチャネルのMOSFETやIGBTであり、電力量に応じてスイッチング素子の並列数が増減する。   The upper arm side switching elements 11U, 11V, and 11W and the lower arm side switching elements 12U, 12V, and 12W are P-channel MOSFETs and IGBTs, and the number of switching elements in parallel increases or decreases according to the amount of power.

この実施の形態による電力変換装置によれば、交流出力バスバー3U,3V,3W及び電源バスバー,3P,3Nの各一端部を貫通した締結部材であるボルト5U,5V,5W,5P,5Nは、その先端部が放熱フィン21間の空気流路まで突出しており、このボルト5U,5V,5W,5P,5Nは、冷却媒体である冷却空気と直接接触するようになっている。
従って、ボルト5U,5V,5W,5P,5Nと接続された、交流出力バスバー3U,3V,3W、電源バスバー3P,3N、止め具41及び基板13は、冷却され、交流出力バスバー3U,3V,3Wに接続され、また基板13に接続されたスイッチング素子11U,11V,11W,12U,12V,12Wの高温化が抑制される。
また、交流出力バスバー3U,3V,3Wに接続された電動機本体6のコイル62の発熱も抑制される。
According to the power conversion device according to this embodiment, the bolts 5U, 5V, 5W, 5P, 5N, which are fastening members penetrating each one end of the AC output bus bars 3U, 3V, 3W and the power bus bars, 3P, 3N, The tip portion projects to the air flow path between the radiating fins 21, and the bolts 5U, 5V, 5W, 5P, and 5N are in direct contact with cooling air that is a cooling medium.
Therefore, the AC output bus bars 3U, 3V, 3W, the power supply bus bars 3P, 3N, the stopper 41, and the substrate 13 connected to the bolts 5U, 5V, 5W, 5P, 5N are cooled, and the AC output bus bars 3U, 3V, The switching elements 11U, 11V, 11W, 12U, 12V, and 12W connected to 3W and connected to the substrate 13 are prevented from being heated.
Further, heat generation of the coil 62 of the electric motor main body 6 connected to the AC output bus bars 3U, 3V, 3W is also suppressed.

また、この実施の形態によれば、交流出力バスバー3U,3V,3Wは、上アーム側スイッチング素子11U,11V,11Wと下アーム側スイッチング素子12U,12V,12Wとの間に配置されている、即ち両発熱源の間に配置されているので、これらの熱は、ボルト5U,5V,5Wを通じて効率よく外部に放出される。   Further, according to this embodiment, the AC output bus bars 3U, 3V, 3W are arranged between the upper arm side switching elements 11U, 11V, 11W and the lower arm side switching elements 12U, 12V, 12W. That is, since it is arranged between both heat sources, these heats are efficiently released to the outside through the bolts 5U, 5V, 5W.

また、正側の電源バスバー3Pは、この電源バスバー3Pと電気的に接続される、上アーム側スイッチング素子11V及び上アーム側スイッチング素子11Wの近傍に配置され、負側の電源バスバー3Nは、この電源バスバー3Nと電気的に接続される下アーム側スイッチング素子12V及び上アーム側スイッチング素子11Uの近傍に配置されているので、上アーム側スイッチング素子11V、上アーム側スイッチング素子11W、下アーム側スイッチング素子12V、上アーム側スイッチング素子11Uのそれぞれの熱はボルト5P,5Nを通じて効率よく外部に放出される。   The positive power bus bar 3P is disposed in the vicinity of the upper arm side switching element 11V and the upper arm side switching element 11W electrically connected to the power bus bar 3P, and the negative power bus bar 3N Since it is arranged in the vicinity of the lower arm side switching element 12V and the upper arm side switching element 11U that are electrically connected to the power bus bar 3N, the upper arm side switching element 11V, the upper arm side switching element 11W, and the lower arm side switching The heat of the element 12V and the upper arm side switching element 11U is efficiently released to the outside through the bolts 5P and 5N.

また、ボルト5U,5V,5W,5P,5Nは、絶縁材で形成された結線板4の周縁部を貫通しているので、ボルト5U,5V,5W,5P,5Nとハウジング2との間の電気的な絶縁が確保されている。   Further, since the bolts 5U, 5V, 5W, 5P, 5N pass through the peripheral edge of the connection plate 4 formed of an insulating material, the bolts 5U, 5V, 5W, 5P, 5N and the housing 2 are interposed between them. Electrical insulation is ensured.

また、ボルト5U,5V,5W,5P,5N及びこのボルト5U,5V,5W,5P,5Nが螺着した止め具41は、100W/m・K以上の熱伝導率を有する材料で形成されており、この円筒形状の止め具41の端面とバスバー3U,3V,3W,3P,3Nとが面接触しているので、それだけ熱伝導経路の断面積が増大し、放熱効率が増大する。   The bolts 5U, 5V, 5W, 5P, and 5N and the stoppers 41 to which the bolts 5U, 5V, 5W, 5P, and 5N are screwed are formed of a material having a thermal conductivity of 100 W / m · K or more. In addition, since the end face of the cylindrical stopper 41 and the bus bars 3U, 3V, 3W, 3P, 3N are in surface contact with each other, the cross-sectional area of the heat conduction path is increased accordingly, and the heat radiation efficiency is increased.

また、ハウジング2と基板13とは、1W/m・K以上の熱伝導率を有する電気絶縁性の放熱シート14を介してボルト5U,5V,5W,5P,5Nにより締結されているので、基板13からの熱は、ハウジング2に効率よく伝達される。   Further, since the housing 2 and the substrate 13 are fastened by bolts 5U, 5V, 5W, 5P, 5N through an electrically insulating heat dissipation sheet 14 having a thermal conductivity of 1 W / m · K or more, the substrate The heat from 13 is efficiently transferred to the housing 2.

また、スイッチング素子11U,11V,11W,12U,12V,12Wの領域においては、それぞれの隣接したボルト5U,5V,5W,5P,5N間の周方向の距離は、ほぼ等しいので、基板13での温度分布が偏るのを抑制することができる。   Further, in the regions of the switching elements 11U, 11V, 11W, 12U, 12V, and 12W, the circumferential distances between the adjacent bolts 5U, 5V, 5W, 5P, and 5N are substantially equal. It is possible to prevent the temperature distribution from being biased.

また、複数のボルト5U,5V,5W,5P,5Nは、その先端部が放熱フィン21と同様に、それぞれ基板13に対して垂直方向に延びているので、放熱フィン21間の冷媒流路の流れ抵抗の増大を抑制できる。   Further, since the tips of the plurality of bolts 5U, 5V, 5W, 5P, and 5N extend in the direction perpendicular to the substrate 13 in the same manner as the radiation fins 21, the refrigerant flow paths between the radiation fins 21 An increase in flow resistance can be suppressed.

なお、上記実施の形態では、ハウジング2の放熱フィン21は、基板13に対して垂直方向に先端部が延びているが、図4に示すように、基板13に対して各放熱フィン21Aが互いに平行であってもよい。   In the above embodiment, the radiating fins 21 of the housing 2 have tips extending in the direction perpendicular to the substrate 13. However, as shown in FIG. It may be parallel.

なお、ボルト5Nは、ハウジング2をインバータ10と共通接地とし、ハウジング2に止め具(図示せず)を形成することで、図5に示すように、負極電源バスバー3Nを省略することができ、この結果結線板4の簡易化が可能となる。
なお、図5の太線の点線、細線の点線は、図2に示したのと同様に、太線の点線は、正極電源バスバー3Pから入力した各相の電流が各相のコイル62に流れる様子を示し、細線の点線は、各相のコイル62からの電流が負極電源バスバー3Nに流れる様子を示している。
The bolt 5N has the housing 2 as the common ground with the inverter 10, and a stopper (not shown) is formed in the housing 2, so that the negative power bus bar 3N can be omitted as shown in FIG. As a result, the connection plate 4 can be simplified.
In addition, the thick dotted line and the thin dotted line in FIG. 5 are the same as those shown in FIG. 2, and the thick dotted line indicates that the current of each phase input from the positive power supply bus bar 3 </ b> P flows through the coil 62 of each phase. The thin dotted line shows how the current from the coil 62 of each phase flows to the negative power supply bus bar 3N.

実施の形態2.
図6はこの発明の実施の形態2に係る電力変換装置の概略構成を示す側断面図、図7は図6のハウジング2を電動機本体6側から視たときの斜視図である。
この実施の形態では、複数の放熱フィン21Bは、それぞれ電動機本体6の径方向の外側であって、その軸線に沿って間隔を空けて径方向に延びている。
各ボルト5U,5V,5W,5P,5Nは、その先端部が放熱フィン21Bを貫通している。
他の構成は、実施の形態1の電力変換装置と同じである。
Embodiment 2. FIG.
6 is a side sectional view showing a schematic configuration of a power conversion device according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 7 is a perspective view when the housing 2 of FIG. 6 is viewed from the motor body 6 side.
In this embodiment, the plurality of radiating fins 21 </ b> B are radially outward of the electric motor body 6 and extend in the radial direction at intervals along the axis.
Each bolt 5U, 5V, 5W, 5P, 5N has its tip portion penetrating through the radiation fin 21B.
Other configurations are the same as those of the power conversion apparatus according to the first embodiment.

この実施の形態では、実施の形態1と同様の効果を得ることができるとともに、電動機本体6の周囲に放熱フィン21Bを配置することで、実施の形態1の電力変換装置と比較して電動機本体6からの熱をより効率良く外部に放出することができる。   In this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and by disposing the radiating fins 21 </ b> B around the motor main body 6, the motor main body can be compared with the power conversion device in the first embodiment. The heat from 6 can be released to the outside more efficiently.

なお、各実施の形態の放熱フィン21,21A,21Bの外周を囲った流路用カバーを設け、この流路用カバーにより冷却風を放熱フィン21,21A,21Bに効率良く導くようにしてもよい。
また、上記各実施の形態では、冷却媒体として冷却空気を用いた場合について説明したが、冷却媒体が冷却水であってもこの発明は適用することができる。
It should be noted that a flow path cover surrounding the outer periphery of the heat radiation fins 21, 21A, 21B of each embodiment is provided, and the cooling air is efficiently guided to the heat radiation fins 21, 21A, 21B by the flow path cover. Good.
In each of the above embodiments, the case where cooling air is used as the cooling medium has been described. However, the present invention can be applied even if the cooling medium is cooling water.

1 電力変換装置、10 インバータ、11U,11V,11W 上アーム側スイッチング素子、12U,12V,12W 下アーム側スイッチング素子、13 基板、14 放熱シート(放熱部材)、2 ハウジング、21,21A,21B 放熱フィン、22 段差部、23 カバー、24 ねじ、3U,3V,3W 交流出力バスバー、3P,3N 電源バスバー、4 結線板、41 止め具、5U,5V,5W,5P,5N ボルト(締結部材)、6 電動機本体、61 ステータコア、62 コイル、63 ロータ、64 軸受、65 シャフト。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter, 10 Inverter, 11U, 11V, 11W Upper arm side switching element, 12U, 12V, 12W Lower arm side switching element, 13 Substrate, 14 Heat radiation sheet (heat radiation member), 2 Housing, 21, 21A, 21B Heat radiation Fin, 22 Stepped portion, 23 Cover, 24 Screw, 3U, 3V, 3W AC output bus bar, 3P, 3N Power bus bar, 4 Connection plate, 41 Stopper, 5U, 5V, 5W, 5P, 5N Bolt (fastening member), 6 Motor body, 61 Stator core, 62 Coil, 63 Rotor, 64 Bearing, 65 Shaft.

Claims (11)

直流電力を交流電力に変換するインバータと、このインバータで変換された交流電力で駆動される電動機本体と、前記インバータと前記電動機本体とを電気的に接続した交流出力バスバーと、前記インバータと直流電源とを電気的に接続した電源バスバーと、前記インバータ及び前記電動機本体を収納するとともに外側に放熱フィンを有するハウジングとを備え、
前記インバータは、前記電動機本体の軸線方向の片側に配置された基板と、この基板の前記電動機本体側と反対側の面に搭載された複数のスイッチング素子とを有し、
前記基板の外周部及び前記ハウジングを貫通して設けられた締結部材により、基板とハウジングとを締結することで、基板の前記電動機本体側の面で、前記交流出力バスバー及び前記電源バスバーの各一端部と、前記スイッチング素子とが電気的に接続された電力変換装置であって、
前記締結部材は、前記交流出力バスバー及び前記電源バスバーの各前記一端部を貫通しているとともにその先端部が前記放熱フィン間の冷媒流路まで突出していることを特徴とする電力変換装置。
An inverter for converting DC power into AC power, an electric motor body driven by the AC power converted by the inverter, an AC output bus bar electrically connecting the inverter and the electric motor body, the inverter and the DC power source A power bus bar electrically connected to each other, and a housing that houses the inverter and the electric motor main body and has heat radiation fins on the outside,
The inverter has a substrate disposed on one side of the electric motor body in the axial direction, and a plurality of switching elements mounted on the surface of the substrate opposite to the electric motor body side,
By fastening the board and the housing by the fastening member provided penetrating the outer peripheral part of the board and the housing, each end of the AC output bus bar and the power bus bar on the surface of the board on the motor body side And a power converter in which the switching element is electrically connected,
The said fastening member penetrates each said one end part of the said alternating current output bus bar and the said power supply bus bar, and the front-end | tip part protrudes to the refrigerant | coolant flow path between the said radiation fins, The power converter device characterized by the above-mentioned.
前記交流出力バスバーは、前記スイッチング素子のうち上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子との間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 1, wherein the AC output bus bar is disposed between an upper arm side switching element and a lower arm side switching element of the switching elements. 前記電源バスバーは、その正側が前記スイッチング素子のうち前記上アーム側スイッチング素子の近傍で配置され、その負側が前記スイッチング素子のうち前記下アーム側スイッチング素子の近傍に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。   The power bus bar has a positive side disposed in the vicinity of the upper arm side switching element among the switching elements, and a negative side disposed in the vicinity of the lower arm side switching element among the switching elements. The power conversion device according to claim 1 or 2. 前記基板の外周縁部に周方向に沿って配列された複数の前記スイッチング素子の領域においては、それぞれの隣接した前記締結部材間の周方向の距離はほぼ等しいことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の電力変換装置。   The circumferential distance between the adjacent fastening members is substantially equal in a plurality of the switching element regions arranged along the circumferential direction on the outer peripheral edge of the substrate. 4. The power conversion device according to claim 1. 前記電動機本体と前記基板の間に、前記電動機本体のコイルと前記交流出力バスバーの他端部とを電気的に接続するとともに絶縁材で形成された結線板が設けられており、
前記締結部材は、前記絶縁材で形成された周縁部を貫通していることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の電力変換装置。
Between the electric motor main body and the substrate, a connection plate formed of an insulating material and electrically connecting the coil of the electric motor main body and the other end of the AC output bus bar is provided,
5. The power conversion device according to claim 1, wherein the fastening member penetrates a peripheral edge portion formed of the insulating material.
前記周縁部には、雌ねじが形成された高熱伝導性の止め具が設けられており、
前記締結部材は、この止め具に螺着されており、
前記止め具は、その端面が、前記交流出力バー及び前記電源バスバーのそれぞれの一端部と面接触していることを特徴とする請求項5に記載の電力変換装置。
The peripheral portion is provided with a high thermal conductivity stopper with a female thread formed thereon,
The fastening member is screwed to the stopper,
The power converter according to claim 5, wherein an end surface of the stopper is in surface contact with one end of each of the AC output bar and the power bus bar.
前記ハウジングと前記基板との間には、1W/m・K以上の熱伝導率を有する電気絶縁性の放熱部材が介在していることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の電力変換装置。   The electrical insulation heat radiating member which has a heat conductivity of 1 W / m * K or more is interposed between the housing and the substrate. The power converter described. 前記締結部材及び前記止め具は、100W/m・K以上の熱伝導率を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項6に記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 6, wherein the fastening member and the stopper are made of a material having a thermal conductivity of 100 W / m · K or more. 複数の前記放熱フィンは、その先端部がそれぞれ前記締結部材と同じく前記基板に対して垂直方向に延びていることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の電力変換装置。   The power converter according to any one of claims 1 to 8, wherein tip ends of the plurality of heat radiating fins extend in a direction perpendicular to the substrate in the same manner as the fastening member. 複数の前記放熱フィンは、その先端部がそれぞれ前記基板に対して平行に延びており、
複数の前記締結部材は、その先端部がそれぞれ前記基板に対して垂直方向に延びていることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の電力変換装置。
The plurality of the heat radiating fins each have a tip portion extending in parallel to the substrate,
The power converter according to any one of claims 1 to 8, wherein tip ends of the plurality of fastening members each extend in a direction perpendicular to the substrate.
複数の前記放熱フィンは、それぞれ前記電動機本体の径方向の外側であってその軸線に沿って間隔を空けて径方向に延びており、
複数の前記締結部材は、その先端部がそれぞれ前記基板に対して垂直方向に延びて前記放熱フィンを貫通していることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の電力変換装置。
The plurality of heat dissipating fins are radially outward of the electric motor body and extending in the radial direction at intervals along the axis thereof,
The power conversion according to any one of claims 1 to 8, wherein the plurality of fastening members have tip portions extending in a direction perpendicular to the substrate and penetrating through the radiating fins. apparatus.
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