JP6599562B2 - 電源装置 - Google Patents

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（特開２００２−１２０７３９号）。

このようなスイッチング素子等の電子素子を用いる場合には、電子素子を含むパワーモジュールと、パワーモジュールを制御するための制御基板を用いることが考えられる。一般的には制御基板による発熱と比較してパワーモジュールによる発熱が大きいことから、パワーモジュールを冷却するための放熱部が用いられているが、制御基板に載置された電子素子からの発熱は考慮されていないことが多い。

このような点に鑑み、本発明は、制御基板に載置された電子素子の少なくとも一部に対して放熱効果を有する電源装置を提供する。

本発明による電源装置は、
ヒートシンクと、
前記ヒートシンクの一方側に載置されたパワーモジュールと、
前記パワーモジュールの一方側に配置された放熱部と、
前記放熱部の一方側に配置され、前記パワーモジュールを制御し、複数の電子素子を有する制御基板と、
を備え、
前記電子素子の少なくとも１つが前記制御基板の他方側に配置され、
前記放熱部の少なくとも一部は、前記制御基板の他方側に配置された前記電子素子と直接又は間接的に接触してもよい。

本発明による電源装置において、
前記放熱部と直接又は間接的に接触する電子素子は、前記制御基板に含まれる前記電子素子の平均発熱量よりも高い発熱を行う電子素子だけを含んでもよい。

本発明による電源装置において、
前記放熱部と直接又は間接的に接触する電子素子は、前記電子素子のうち最も発熱性の高い１つ又は複数の電子素子を含んでもよい。

本発明による電源装置において、
前記放熱部は、前記電子素子のうち最も発熱性の高い電子素子とだけ直接又は間接的に接触してもよい。

本発明による電源装置において、
前記放熱部は、前記制御基板の他方側に配置された前記電子素子と接触する放熱凸部を有してもよい。

本発明による電源装置において、
前記放熱凸部は、放熱性を有する材料又は部材が載置される放熱凹部を有してもよい。

本発明による電源装置において、
前記放熱部は放熱板であり、
前記放熱板は、肉厚になるとともに、締結部材を挿入するための挿入部を有してもよい。

本発明による電源装置において、
前記ヒートシンクは他方側に突出した突出部を有し、
前記突出部に対応する一方側の領域で、前記放熱部の一部が前記制御基板の他方側に配置された前記電子素子と直接又は間接的に接触してもよい。

本発明による電源装置において、
前記パワーモジュールは複数のパワー素子を含み、
前記ヒートシンクは他方側に突出した突出部を有し、
前記突出部に対応する一方側の領域内の前記パワー素子の総発熱量は、前記一方側の領域に位置づけられていない前記パワー素子の総発熱量よりも大きくなり、
前記突出部に対応する一方側の領域以外で、前記放熱部の一部が前記制御基板の他方側に配置された前記電子素子と直接又は間接的に接触してもよい。

本発明によれば、放熱部及びヒートシンクによってパワーモジュールから発生する熱を放熱し、かつ、制御基板に設けられた電子素子を放熱部で冷却する。このため、放熱部により、パワーモジュールを冷却するとともに、制御基板の電子素子を冷却することができる。また、放熱部は、パワーモジュールと制御基板との間に配置されていることから、一つの部材で必要な冷却を行うことができ、省スペース化を期待できる。

図１は、本発明の第１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、本発明の第１の実施の形態による電源装置の別の例を示した側方図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態で用いられうる放熱部を示した平面図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態で用いられうる放熱部を示した側方断面図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態で用いられうる別の放熱部を示した斜視図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態で用いられうるパワーモジュールと突出部との関係を示した平面図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態で用いられうるパワーモジュール、放熱部及びヒートシンクの断面図である。 図８は、本発明の実施の形態で用いられうる第１のヒートシンク及び電流モジュールの平面図である。 図９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１０は、本発明の第２の実施の形態による電源装置を示した側方図である。 図１１は、本発明の第２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１２（ａ）は、本発明の第２の実施の形態で用いられうる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１２（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態で用いられうる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１３（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１３（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１４は、図１０に示す電源装置を回転駆動部側（図１０の右側）から見た図である。

第１の実施の形態
《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を制御する制御部とを有してもよい。パワー部は、後述する電流モジュール６１０とパワーモジュール５３０を有してもよい。また、制御部は、後述する制御基板６３０を有してもよい。

本実施の形態の電源装置は、ヒートシンク５１０と、ヒートシンク５１０の一方側に載置されたパワーモジュール５３０と、パワーモジュール５３０の一方側に配置された放熱部５５０と、放熱部５５０の一方側に配置され、パワーモジュール５３０を制御し、複数の電子素子を有する制御基板６３０と、を有してもよい。電子素子の少なくとも１つが制御基板６３０の他方側に配置されてもよい。放熱部５５０の一部は、制御基板６３０の他方側に配置された電子素子と直接又は間接的に接触してもよい。本実施の形態では、制御基板６３０に含まれる電子素子を「制御素子」と呼ぶ。なお、「制御素子」は制御基板６３０に含まれていることだけを意味し、制御系の電子素子であることを意味しない点には留意が必要である。

ヒートシンク５１０とパワーモジュール５３０が接触する態様には、放熱シート、放熱絶縁シート、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５５０とパワーモジュール５３０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。本実施の形態では、このような第三部材を介して接触する態様を「間接的に接触」するという。以下、特に断らない限り、「接触」には直接的に接触する態様と間接的に接触する態様の両方が含まれている。

放熱部５５０と接触する制御素子６３５は、制御素子６３５のうち最も発熱性の高い制御素子６３５を含んでもよい。放熱部５５０と接触する最も発熱性の高い制御素子６３５は複数存在してもよい。放熱部５５０は、制御素子６３５のうち最も発熱性の高い制御素子６３５とだけ直接又は間接的に接触してもよい。また、放熱部５５０は、制御素子６３５のうち最も発熱性の高い制御素子６３５のうちの全てと直接又は間接的に接触してもよいし、その一部と直接又は間接的に接触してもよい。なお、放熱部５５０と接触する制御素子６３５には最も発熱性の高い制御素子６３５が含まれていなくてもよい。また、放熱部５５０と接触する制御素子６３５には、制御素子６３５の平均発熱量よりも高い発熱を示す制御素子６３５が含まれてもよい。

図３乃至図５に示すように、放熱部５５０は、制御基板６３０の他方側に配置された制御素子６３５と接触する放熱凸部５５１を有してもよい。放熱凸部５５１は後述する周縁部５５８よりも肉厚になっており、周縁部５５８よりも制御基板６３０側に突出してもよい。制御基板６３０は制御基板本体６３１の一方側に複数の制御素子６３５を有してもよく、他方側に位置する制御素子６３５の数よりも一方側に位置する制御素子６３５の数が多くてもよい。

放熱凸部５５１は放熱性を有する材料又は部材が載置される放熱凹部５５２を有してもよい。放熱性を有する材料とは、例えば放熱グリス、放熱ゲル、放熱絶縁グリス、放熱絶縁ゲル等であり、放熱性を有する部材とは例えば放熱絶縁シートである。図３に示すように、放熱凸部５５１は放熱凹部５５２が設けられているものと放熱凹部５５２が設けられていないものが混在してもよい。

放熱部５５０は板形状からなってもよく、放熱部５５０が放熱板で構成されてもよい。放熱板は、肉厚になるとともに、締結部材を挿入するための挿入部５５９を有してもよい。この挿入部５５９は、放熱板の周縁部５５８に設けられてもよい。放熱板の周縁部５５８が全体にわたって肉厚になってもよい。

図１に示すように、ヒートシンク５１０は他方側に突出した突出部５１１を有してもよい。突出部５１１に対応する一方側の領域（以下「高放熱領域」ともいう。）で、放熱部５５０の一部が制御基板６３０の他方側に配置された制御素子６３５と直接又は間接的に接触してもよい。この態様とは異なり、図２に示すように、突出部５１１に対応する一方側の領域以外（高放熱領域外）で、放熱部５５０の一部が制御基板６３０の他方側に配置された制御素子６３５と直接又は間接的に接触してもよい。

パワーモジュール５３０は複数の電子素子５３８を含んでもよい（図６参照）。本実施の形態では、パワーモジュール５３０に含まれる電子素子を「パワー素子」と呼ぶ。なお、「パワー素子」はパワーモジュール５３０に含まれていることだけを意味し、パワー系の電子素子であることを意味しない点には留意が必要である。

突出部５１１の一方側の領域（高放熱領域）にパワーモジュール５３０の一部が配置されてもよい。突出部５１１に対応する一方側の領域に位置づけられたパワー素子５３８の総発熱量は、一方側の領域に位置づけられていないパワー素子５３８の総発熱量よりも大きくなってもよい（図６参照）。また、一方側の領域に配置されたスイッチング素子の数は、一方側の領域に配置されていないスイッチング素子の数よりも多くなってもよい。

パワーモジュール５３０は、近位基板と、近位基板に設けられた近位パワー素子と、近位パワー素子よりもヒートシンク５１０と反対側に配置された遠位基板と、遠位基板に設けられた遠位パワー素子と、を有してもよい（図７参照）。近位パワー素子による総発熱量は、遠位パワー素子による総発熱量よりも大きくなってもよい。なお、本実施の形態では、近位基板をヒートシンク側基板５３２ａと呼び、近位パワー素子をヒートシンク側電子素子５３６と呼び、遠位基板を放熱部側基板５３２ｂと呼び、遠位パワー素子を放熱部側電子素子５３７と呼ぶ。

また、図１に示すように、パワーモジュール５３０に電気的に接続された電流モジュール６１０が設けられてもよい。ヒートシンク５１０は突出部５１１に隣接した凹部５１６を有してもよい。凹部５１６内に電流モジュール６１０の少なくとも一部が設けられてもよい。

パワーモジュール５３０の一方側に、パワーモジュール５３０と電気的に接続されるとともにパワーモジュール５３０を制御する制御基板６３０が配置されてもよい。

パワーモジュール５３０は、制御基板６３０側及び電流モジュール６１０側に延び、制御基板６３０及び電流モジュール６１０と電気的に接続されたモジュール端子５３１を有してもよい。

図９に示すように、電流モジュール６１０は、電流基板６１１と、電流基板６１１の一方側及び他方側に設けられた電流装置６１５とを有してもよい。

図１に示すように、電流モジュール６１０は、爪部材のような電流モジュール固定部材６１９によって、制御基板６３０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電流モジュール固定部材６１９が設けられてもよい（図９参照）。この場合には、一対の電流モジュール固定部材６１９によって制御基板６３０が挟持されることで、電流モジュール固定部材６１９が制御基板６３０に対して固定されることになる。

図８に示す電流基板６１１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。

側面（第三方向）において、ヒートシンク５１０は露出してもよい。より具体的には、ヒートシンク５１０の図１の紙面のおもて面及び裏面側には制御基板６３０が設けられていない態様を採用してもよい。

図８に示すように、突出部５１１の他方側端部（例えば平坦面）は切欠き５１１ａを有してもよい。この場合には、切欠き５１１ａ内に電流装置６１５が設けられてもよい。図８に示す態様では、突出部５１１が切欠き５１１ａを有し、この切欠き５１１ａ内にチョークコイルのような電流装置６１５が設けられている。

電流装置６１５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８及び図９参照）。

図１に示すように、電流モジュール６１０は、モジュール端子５３１を介してパワーモジュール５３０と電気的に接続され、電流端子６１６を介して制御基板６３０と電気的に接続されてもよい。

図７に示すパワーモジュール５３０は、ヒートシンク側基板５３２ａと、ヒートシンク側基板５３２ａに設けられたヒートシンク５１０側導体層５３３ａと、放熱部側基板５３２ｂと、放熱部側基板５３２ｂに設けられた放熱部５５０側導体層５３３ｂと、ヒートシンク側電子素子５３６と放熱部側電子素子５３７の間に設けられた接続体５３９とを有している。図７に示すような態様に限られることはなく、例えば接続体５３９の図７上側に放熱部５５０側導体層５３３ｂが設けられ、放熱部５５０側導体層５３３ｂの図７上側に放熱部側電子素子５３７が設けられる態様を採用してもよい。

《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、放熱部５５０及びヒートシンク５１０によってパワーモジュール５３０から発生する熱を放熱し、かつ、制御基板６３０に設けられた制御素子６３５を放熱部５５０で冷却する態様を採用した場合には、放熱部５５０により、パワーモジュール５３０を冷却するとともに、制御基板６３０の制御素子６３５を冷却することができる。また、放熱部５５０は、パワーモジュール５３０と制御基板６３０との間に配置されていることから、一つの部材で必要な冷却を行うことができ、省スペース化を期待できる。

放熱部５５０と接触する制御素子６３５に、制御素子６３５の平均発熱量よりも高い発熱を示す制御素子６３５だけが含まれる態様を採用した場合には、比較的発熱量の多い制御素子６３５を冷却することができる点で有益である。

放熱部５５０と接触する制御素子６３５が制御素子６３５のうち最も発熱性の高い制御素子６３５を含んでいる場合には、制御素子６３５の中でも発熱性の高い制御素子６３５を冷却することができる点で有益である。

放熱部５５０と接触する最も発熱性の高い制御素子６３５は複数存在している場合には、制御素子６３５の中でも発熱性の高い複数の制御素子６３５を冷却することができる点で有益である。

図３乃至図５に示すように、放熱部５５０が制御基板６３０の他方側に配置された制御素子６３５と接触する放熱凸部５５１を有する態様を採用した場合には、制御素子６３５と放熱部５５０とをより確実に接触させることができる点で有益である。また、放熱凸部５５１によって肉厚にすることができ、放熱効果を高めることができる。なお、放熱凸部５５１が周縁部５５８よりも肉厚になっており、周縁部５５８よりも制御基板６３０側に突出する態様となっている場合には、放熱凸部５５１において、周縁部５５８と比較しても単位面積当たりの放熱効果を高めることができる点で有益である。

放熱凸部５５１が放熱性を有する材料又は部材が載置される放熱凹部５５２を有する態様を採用した場合には、放熱性を有する材料又は部材を放熱凸部５５１内に確実に位置づけることができる点で有益である。

放熱板が肉厚になるとともに締結部材を挿入するための挿入部５５９を有する態様を採用した場合には、挿入部５５９において冷却効果を高めることができる。締結部材を挿入する部分では、ある程度の厚みが必要であることから、厚みを出しつつ冷却効果を実現できる点で有益である。また、挿入部５５９が放熱板の周縁部５５８に設けられ、放熱板の周縁部５５８が全体にわたって肉厚になっている態様を採用した場合には、全周にわたって肉厚にすることで放熱効果を高めることができる点で有益である。

図１に示すように、突出部５１１に対応する一方側の領域（高放熱領域）で、放熱部５５０の一部が制御基板６３０の他方側に配置された制御素子６３５と接触する態様を採用した場合には、突出部５１１によってパワーモジュール５３０に対して高い冷却効果を期待でき、放熱部５５０による冷却に対して負荷のかかり難い領域で放熱することができる。このため、制御素子６３５の放熱部５５０による高い放熱効果を期待できる点で有益である。

本実施の形態において、パワーモジュール５３０が複数のパワー素子５３８を有し、突出部５１１に対応する高放熱領域内に位置づけられたパワー素子５３８の総発熱量が、高放熱領域外のパワー素子５３８の総発熱量よりも大きくなる態様を採用した場合には（図６参照）、パワーモジュール５３０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、突出部５１１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。

このように突出部５１１に対応する高放熱領域内に位置づけられたパワー素子５３８の総発熱量が高放熱領域外のパワー素子５３８の総発熱量よりも大きくなる態様を採用した場合、パワー素子５３８の発熱によって突出部５１１による高い冷却効果を期待できないことがある。このため、この場合には、図２に示すように、突出部５１１に対応する一方側の領域以外（高放熱領域外）で、放熱部５５０の一部が制御基板６３０の他方側に配置された制御素子６３５と接触する態様を採用してもよい。この態様によれば、パワー素子５３８の発熱による影響をあまり受けておらず、相対的に、放熱部５５０による冷却に対して負荷のかかり難い領域で制御素子６３５を放熱することができる。したがって、制御素子６３５に対して、放熱部５５０による高い放熱効果を期待できる点で有益である。

図１及び図２に示すように、ヒートシンク５１０と放熱部５５０の両方を用いてパワーモジュール５３０を冷却する態様を採用した場合には、パワーモジュール５３０に対して高い冷却効果を実現できる点で有益である。

ヒートシンク５１０と放熱部５５０の両方を利用する態様によれば、ヒートシンク５１０による放熱の方が放熱部５５０（特に放熱板）５０による放熱よりも効果的に行われる。このため、パワーモジュール５３０が、図７に示すようにヒートシンク側電子素子５３６を有する場合には、ヒートシンク側電子素子５３６による総発熱量が放熱部側電子素子５３７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、パワーモジュール５３０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。また、この場合には、放熱部５５０に加わる放熱の負荷を低減でき、ひいては、制御素子６３５を効率よく放熱することができる。

図１及び図２に示すように、ヒートシンク５１０の凹部１６内に電流モジュール６１０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）大きさが大きくなることを防止することができる。図１及び図２に示す態様では、凹部１６内に電流モジュール６１０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内に配置されてもよい。

電流基板６１１が低熱伝導性材料からなる態様を採用した場合には、電流基板６１１の他方側に設けられた電流装置６１５による発熱を電流基板１１によって遮断できる点で有益である。

特に、電流モジュール６１０の一部が凹部１６内に設けられている場合に、電流基板６１１が低熱伝導性材料からなる態様を採用した場合には、電流基板６１１の他方側に設けられた電流装置６１５による発熱が、ヒートシンク５１０に伝わることを低減でき、ひいては、パワーモジュール５３０を効率よく冷却できる点で有益である。

図８に示すように、突出部５１１が切欠き５１１ａを有し、切欠き５１１ａ内に電流装置６１５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、電流装置６１５を配置することができる点で有益である。

図１及び図２に示すように、パワーモジュール５３０の一方側に、パワーモジュール５３０と電気的に接続されるとともにパワーモジュール５３０を制御する制御基板６３０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５３０に近接した位置に制御基板６３０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。

特に放熱部５５０として放熱板を採用した場合には、制御基板６３０をパワーモジュール５３０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。

なお、パワーモジュール５３０が制御基板６３０側に延びて制御基板６３０と接続されたモジュール端子５３１を有する態様を採用する場合には、モジュール端子５３１の第一方向での長さよりも放熱板の厚みが薄くなる。

パワーモジュール５３０は図７に示すようなスタック構造とならなくてもよい。他方、パワーモジュール５３０がスタック構造となる場合には、パワー素子５３８の各々がヒートシンク側電子素子５３６又は放熱部側電子素子５３７となってもよい。

図１及び図２に示すように、側面（第三方向）において、ヒートシンク５１０が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５１０及び放熱部５５０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。

第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

第１の実施の形態では、一つのヒートシンク５１０が設けられた態様を用いて説明したが、これに限られることはない。第２の実施の形態では、二つのヒートシンク１０，２０が対向して設けられる態様を用いて説明する。

本実施の形態の電源装置も、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４００（図１０参照）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４００を制御する制御部とを有してもよい。パワー部は、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１０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、他方側に第一凹部１６を有する第一ヒートシンク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、一方側に第二凹部２６を有する第二ヒートシンク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。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。

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１０に示すように、第一制御基板１３０は他方側に一つ以上の第一制御素子１３５を有し、第二制御基板１４０は一方側に一つ以上の第二制御素子１４５を有してもよい。第一制御基板１３０は第一制御基板本体１３１の一方側に複数の第一制御素子１３５を有してもよく、他方側に位置する第一制御素子１３５の数よりも一方側に位置する第一制御素子１３５の数が多くてもよい。第二制御基板１４０は第二制御基板本体１４１の他方側に複数の第二制御素子１４５を有してもよく、一方側に位置する第二制御素子１４５の数よりも他方側に位置する第二制御素子１４５の数が多くてもよい。

第一放熱部５０及び第二放熱部６０としては、第１の実施の形態における放熱部５５０のあらゆる態様を採用することができる。また、突出部５１１と放熱部５５０との位置関係も、第１の実施の形態におけるあらゆる態様を採用することができる。

例えば、第一放熱部５０の一部は、第一制御基板１３０の他方側に配置された第一制御素子１３５と直接又は間接的に接触してもよい。第二放熱部６０の一部は、第二制御基板１４０の一方側に配置された第二制御素子１４５と直接又は間接的に接触してもよい。

放熱部５０，６０と接触する制御素子１３５，１４５は、制御素子１３５，１４５のうち最も発熱性の高い制御素子１３５，１４５を含んでもよい。放熱部５０，６０と接触する最も発熱性の高い制御素子１３５，１４５は複数存在してもよい。放熱部５０，６０は、制御素子１３５，１４５のうち最も発熱性の高い制御素子１３５，１４５とだけ直接又は間接的に接触してもよい。また、放熱部５０，６０は、制御素子１３５，１４５のうち最も発熱性の高い制御素子１３５，１４５のうちの全てと直接又は間接的に接触してもよいし、その一部と直接又は間接的に接触してもよい。なお、放熱部５０，６０と接触する制御素子１３５，１４５には最も発熱性の高い制御素子１３５，１４５が含まれていなくてもよい。また、放熱部５０，６０と接触する制御素子１３５，１４５には、制御素子１３５，１４５の平均発熱量よりも高い発熱を示す制御素子１３５，１４５が含まれてもよい。

放熱部５０，６０は、制御素子１３５，１４５と接触する放熱凸部を有してもよい（図３乃至図５参照）。放熱凸部は周縁部よりも肉厚になっており、周縁部よりも制御基板１３０，１４０側に突出してもよい。

放熱凸部は放熱性を有する材料又は部材が載置される放熱凹部を有してもよい（図３及び図５参照）。放熱性を有する材料とは、例えば放熱グリス、放熱ゲル、放熱絶縁グリス、放熱絶縁ゲル等であり、放熱性を有する部材とは例えば放熱絶縁シートである。

放熱部５０，６０は板形状からなってもよく、放熱部５０，６０が放熱板で構成されてもよい。放熱板は、肉厚になるとともに、締結部材を挿入するための挿入部を有してもよい（図３及び図５参照）。この挿入部は、放熱板の周縁部に設けられてもよい。放熱板の周縁部が全体にわたって肉厚になってもよい。

図１０に示すように、第一突出部１１に対応する一方側の領域（高放熱領域）で第一放熱部５０の一部が第一制御素子１３５と直接又は間接的に接触し、第二突出部２１に対応する他方側の領域（高放熱領域）で第二放熱部６０の一部が第二制御素子１４５と直接又は間接的に接触してもよい。この態様とは異なり、第一突出部１１に対応する一方側の領域以外（高放熱領域外）で第一放熱部５０の一部が第一制御素子１３５と直接又は間接的に接触し、第二突出部２１に対応する他方側の領域以外（高放熱領域外）で第二放熱部６０の一部が第二制御素子１４５と直接又は間接的に接触してもよい。

図１０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１０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４００が配置されてもよい（図１０参照）。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４００側（図１０の右側）に、回転駆動部４００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。

図１０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１２（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１２（ｂ）参照）。

図１０に示すように、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１０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４００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４００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１０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４００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。

位置検出基板１５０は面方向（図１４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４００の回転位置を検出することができる。

第一制御基板１３０及び第二制御基板１４０は、回転駆動部４００側の端部（図１０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１４参照）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１４参照）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。また、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、この締結穴１５３に締結部材が挿入されることで、位置検出本体板１５４がヒートシンク１０，２０に固定されてもよい。

図１０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１０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。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１０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。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。

第一ヒートシンク１０は、第一突出部１１の回転駆動部４００側と反対側（図１０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４００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１０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１０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１０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もよい。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もよい。

図１３（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１３（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１３（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１３（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１３（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１３（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１３（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１３（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１３（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１３（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。

第一パワーモジュール３０が複数の第一パワー素子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パワー素子３８の総発熱量が、高放熱領域外の第一パワー素子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。同様に、第二パワーモジュール４０が複数の第二パワー素子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パワー素子４８の総発熱量が、高放熱領域外の第二パワー素子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。なお、これらの態様では、第１の実施の形態で述べたのと同様の理由から、第一突出部１１に対応する一方側の領域以外（高放熱領域外）で第一放熱部５０の一部が第一制御素子１３５と直接又は間接的に接触し、第二突出部２１に対応する他方側の領域以外（高放熱領域外）で第二放熱部６０の一部が第二制御素子１４５と直接又は間接的に接触する態様を採用してもよい。

図１０に示すように、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１３（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１３（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。また、この場合には、放熱部５０，６０に加わる放熱の負荷を低減でき、ひいては、制御素子１３５、１４５を効率よく放熱することができる点でも有益である。

上述した各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
４０ 第二パワーモジュール
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
５１０ ヒートシンク
５１１ 突出部
５１６ 凹部
５３０ パワーモジュール
５３８ パワー素子（電子素子）
５５０ 放熱部
５５１ 放熱凸部
５５２ 放熱凹部
５５８ 周縁部
５５９ 挿入部
６１０ 電流モジュール
６３０ 制御基板
６３５ 制御素子（電子素子）

Claims (9)

1. ヒートシンクと、
   前記ヒートシンクの一方側に載置されたパワーモジュールと、
   前記パワーモジュールの一方側に配置された放熱部と、
   前記放熱部の一方側に配置され、前記パワーモジュールを制御し、複数の電子素子を有する制御基板と、
   を備え、
   前記電子素子の少なくとも１つが前記制御基板の他方側に配置され、
   前記放熱部の少なくとも一部は、前記制御基板の他方側に配置された前記電子素子と直接又は間接的に接触することを特徴とする電源装置。
2. 前記放熱部と直接又は間接的に接触する電子素子は、前記制御基板に含まれる前記電子素子の平均発熱量よりも高い発熱を行う電子素子だけを含むことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記放熱部と直接又は間接的に接触する電子素子は、前記電子素子のうち最も発熱性の高い１つ又は複数の電子素子を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の電源装置。
4. 前記放熱部は、前記電子素子のうち最も発熱性の高い電子素子とだけ直接又は間接的に接触することを特徴とする請求項２又は３に記載の電源装置。
5. 前記放熱部は、前記制御基板の他方側に配置された前記電子素子と接触する放熱凸部を有する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. 前記放熱凸部は、放熱性を有する材料又は部材が載置される放熱凹部を有することを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
7. 前記放熱部は放熱板であり、
   前記放熱板は、肉厚になるとともに、締結部材を挿入するための挿入部を有す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。
8. 前記ヒートシンクは他方側に突出した突出部を有し、
   前記突出部に対応する一方側の領域で、前記放熱部の一部が前記制御基板の他方側に配置された前記電子素子と直接又は間接的に接触することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電源装置。
9. 前記パワーモジュールは複数のパワー素子を含み、
   前記ヒートシンクは他方側に突出した突出部を有し、
   前記突出部に対応する一方側の領域内の前記パワー素子の総発熱量は、前記一方側の領域に位置づけられていない前記パワー素子の総発熱量よりも大きくなり、
   前記突出部に対応する一方側の領域以外で、前記放熱部の一部が前記制御基板の他方側に配置された前記電子素子と直接又は間接的に接触することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電源装置。

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