WO2022097364A1 - インバータ一体型モータ - Google Patents

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WO2022097364A1
WO2022097364A1 PCT/JP2021/033119 JP2021033119W WO2022097364A1 WO 2022097364 A1 WO2022097364 A1 WO 2022097364A1 JP 2021033119 W JP2021033119 W JP 2021033119W WO 2022097364 A1 WO2022097364 A1 WO 2022097364A1
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WO
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flow path
inverter
forming body
power module
motor
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/033119
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English (en)
French (fr)
Inventor
隆樹 板谷
典幸 前川
英明 後藤
滋久 青柳
高志 平尾
Original Assignee
日立Astemo株式会社
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Filing date
Publication date
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Priority to JP2022560658A priority patent/JPWO2022097364A1/ja
Priority to US18/033,916 priority patent/US20230402904A1/en
Priority to DE112021004526.1T priority patent/DE112021004526T5/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/197—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/225—Heat pipes

Definitions

  • the present invention relates to an integrated motor integrally equipped with an inverter.
  • Patent Document 1 As a background technique in this technical field, the rotary electric machine unit described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-18904 (Patent Document 1) is known.
  • a power module is attached to the outer peripheral surface of the housing of the rotary electric machine unit, and the housing has an inner cooling portion forming the inner peripheral surface thereof, an outer cooling portion forming the outer peripheral surface, an inner cooling portion and an outer cooling portion.
  • the power module is cooled by the refrigerant flowing through the housing flow path (see summary).
  • paragraph 0180-0117 of Patent Document 1 describes a configuration in which a power module includes a semiconductor device and a cooler, and the inside of the power module is cooled by this cooler.
  • This cooler has a supply pipe, a discharge pipe, and a heat exchange section.
  • the heat exchange portion is composed of a pair of plates having a shallow pot bottom shape on at least one of them, and a flow path is formed between the plates.
  • the cooler has two heat exchange units, one of which is located on one side of the semiconductor device and the other of the heat exchange units is located on the back side, so that the semiconductor device has two heats. It is sandwiched by the exchange part.
  • the supply pipe is connected to each of the two heat exchange units, and the flow path of the supply pipe communicates with the flow path of the two heat exchange units. Specifically, one end of the supply pipe is open, the other end is connected to the second stage heat exchange portion, and the supply pipe is connected to the first stage heat exchange portion during the extension of the supply pipe.
  • a circuit portion including a power semiconductor element that converts DC power into AC power
  • a module including this power module is referred to as an inverter portion. Therefore, the power module of the present specification is different from the power module of Patent Document 1.
  • the power module of Patent Document 1 has a flat plate shape, and one of the pair of flat plate surfaces is referred to as a first surface (lower surface) and the other is referred to as a second surface (upper surface).
  • the "upper” and “lower” in the “upper surface” and “lower surface” are names for distinguishing the "upper surface” and “lower surface”, and do not specify the vertical direction in the mounted state of the device.
  • the first surface and the second surface correspond to the back surface and one surface of the semiconductor device in the rotary electric machine unit described in the background technique.
  • the rotary electric machine unit of Patent Document 1 distributes the refrigerant flowing in from the direction perpendicular to the first surface and the second surface of the semiconductor device to both the first surface side and the second surface side of the semiconductor device to form a semiconductor. Cool the device.
  • the supply pipe has a configuration in which one end is opened to the upstream side and the other end is connected to the second stage heat exchange portion. In this case, the amount of the refrigerant flowing into the flow path of the second stage heat exchange section increases, and it becomes difficult for the refrigerant to flow into the flow path of the first stage heat exchange section connected during the extension of the supply pipe. ..
  • the heat generation density increases as the size and density increase.
  • the temperature of the inverter section tends to rise due to the heat generated by the motor. Therefore, in the inverter-integrated motor, it is necessary to enhance the cooling effect of the power module in consideration of the heat generated by the motor.
  • An object of the present invention is to provide an inverter-integrated motor capable of effectively cooling the power module of the inverter section.
  • the inverter-integrated motor of the present invention is used.
  • a motor and an inverter unit connected to the motor unit including the motor are provided.
  • the inverter section is A power module that converts DC power to AC power,
  • the first flow path forming body and the second flow path forming body are configured so that the flow rate of the refrigerant flowing through the first flow path forming body is larger than the flow rate of the refrigerant flowing through the second flow path forming body. Will be done.
  • an inverter-integrated motor capable of effectively cooling the power module of the inverter section.
  • FIG. 1 It is a perspective view of the inverter integrated motor which concerns on this invention. It is a side view of the inverter integrated motor which concerns on this invention, seen from the direction perpendicular to the rotation axis of a motor. It is sectional drawing which shows the 1st Example of the power module cooling flow path which concerns on this invention by enlarging the cooling flow path cross section on the inlet side of a refrigerant. It is the schematic of the cross-sectional view shown in FIG. It is a perspective view which shows the outline of the structure of the 1st flow path and the 2nd flow path in the power module cooling flow path which concerns on this invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant with respect to the third embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • sectional drawing shows the 4th Example of the power module cooling flow path which concerns on this invention by enlarging the cooling flow path cross section on the inlet side of a refrigerant.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant with respect to the fifth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • 6 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant with respect to the sixth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant with respect to the seventh embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant with respect to the eighth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant with respect to a modified example of the eighth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • 9 is an enlarged perspective view showing a cooling flow path portion on the inlet side of the refrigerant with respect to the ninth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant with respect to the ninth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • 9 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path seen from the inlet side of the refrigerant with respect to the ninth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant with respect to the tenth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of an inverter-integrated motor according to the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the inverter-integrated motor according to the present invention as viewed from a direction perpendicular to the rotation axis of the motor.
  • the inverter-integrated motor 100 is configured by integrating the motor 110 and the inverter unit 120.
  • the rotor and the stator are housed in the cylindrical housing 110A, and the rotating shaft 111 projects to the outside of the housing 110A.
  • the inverter unit 120 is a module including a power module 121, a capacitor 122, and the like, and the power module 121 is composed of a circuit portion (inverter circuit) including a power semiconductor element, and converts DC power into AC power.
  • the housing 110A of the motor 110 and the power module 121 of the inverter unit 120 have refrigerant flow paths 210 and 220 through which the refrigerant that cools the motor 110 and the power module 121 flows.
  • the refrigerant flow path 210 is a refrigerant flow path provided in the housing 110A of the motor 110
  • the refrigerant flow path 220 is a refrigerant flow path provided in the power module 121.
  • the refrigerant flows into the refrigerant flow path 220 of the power module 121 from the opening (inlet) 201a of the inflow port forming body 201, flows through the refrigerant flow path 220 of the power module 121, and then the refrigerant of the motor housing 110A. It flows through the flow path 210.
  • the temperature of the power module 121 of the inverter unit 120 tends to rise due to heat generated by itself and the heat generated by the motor 110. Therefore, in the inverter-integrated motor 100 in which the motor 110 and the inverter unit 120 including the power module 121 are integrated, the heat generation density increases as the size and density increase. In this case, in the configuration in which the refrigerant flow path is shared between the motor 110 and the inverter section 120, the fanning heat from the motor 110 is transmitted to the inverter section 120 side when the motor generates heat due to the configuration of the refrigerant flow path, and the inverter section. There is a possibility that the cooling of 120 cannot be sufficiently performed.
  • the inflow port forming body 201 in which the inflow port (opening) 201a of the refrigerant flow paths 210 and 220 is formed is provided below the inverter portion 120. That is, the inflow port forming body 201 is arranged on the rotation shaft 111 side of the motor 110 with respect to the inverter unit 120.
  • the inverter portion 120 has a length L120 in the direction along the rotation shaft 111 of the motor 110 longer than the length L110 of the main body portion of the motor 110, and projects toward one end side in the direction along the rotation shaft 111 of the motor 110. It is provided in the motor housing 110A. Therefore, as shown in FIG. 2, an empty space S1 is formed between the inverter portion 120 projecting to one end side of the motor 110 and the rotating shaft 111 of the motor 110, and the inflow port forming body 201 is formed in the empty space S1. Arranged. This arrangement enables miniaturization of the inverter integrated motor 100 having the refrigerant flow paths 210 and 220.
  • Example 1 A first embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant for the first embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view shown in FIG. In FIGS. 3 and 4, "M” indicates the motor side, and "OM” indicates the anti-motor side.
  • the power module 121 has a flat plate shape, and one of the pair of flat plate surfaces is referred to as a first surface (lower surface) 121a and the other is referred to as a second surface (upper surface) 121b.
  • the "upper” and “lower” in the “upper surface” and “lower surface” are names for distinguishing the "upper surface” and "lower surface", and do not specify the vertical direction in the mounted state of the device.
  • the first surface 121a is a surface facing the motor 110 side M (motor side surface) and may be referred to as a back surface.
  • the second surface 121b is a surface facing the OM on the side opposite to the motor 110 side (anti-motor side surface) and may be referred to as a surface.
  • the cooling flow path (power module cooling flow path) 220 of the power module 121 includes a first flow path 221 and a second flow path 222 and a distribution flow path 223.
  • the distribution flow path (refrigerant distribution flow path) 223 is a refrigerant supply flow path that distributes and supplies the refrigerant to the first flow path (first refrigerant flow path) 221 and the second flow path (second refrigerant flow path) 222.
  • One end portion (upstream side end portion) communicates with the inflow port (refrigerant inflow port) 201a of the inflow port forming body 201.
  • the distribution flow path 223 is formed by a distribution flow path forming body (refrigerant distribution flow path forming body) 223a.
  • the first flow path 221 constitutes a refrigerant flow path for flowing a refrigerant that cools the power module 121 on the motor side M with respect to the power module 121.
  • the first flow path 221 is composed of a first flow path forming body (first refrigerant flow path forming body) 221a.
  • the second flow path 222 constitutes a refrigerant flow path through which the refrigerant that cools the power module 121 flows on the OM on the antimotor side with respect to the power module 121.
  • the second flow path 222 is composed of a second flow path forming body (second refrigerant flow path forming body) 222a.
  • one flow path (refrigerant flow path) is formed by the first flow path forming body 221a and the second flow path forming body 222a, and this one flow path is used as a power module.
  • the first flow path 221 and the second flow path 222 can be formed.
  • the first surface (lower surface) 121a of the power module 121 constitutes a part of the first flow path forming body 221a
  • the second surface (upper surface) 121b of the power module 121 is one of the second flow path forming bodies 223a. Make up the part.
  • the first flow path forming body 221a and the second flow path forming body 222a can be configured by one part, and the number of parts and the assembling man-hours can be reduced.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an outline of the configuration of the first flow path and the second flow path in the power module cooling flow path according to the present invention.
  • the first flow path forming body 221a is configured as an independent member forming the first flow path 221 and the second flow path forming body 222a is an independent member forming the second flow path 222.
  • first flow path forming body 221a and the second flow path forming body 222a may be configured by using a part of the housing (power module housing) for accommodating the power module 121.
  • the portion indicated by reference numeral 221a, 222a, 223a constitutes the power module housing
  • the portion indicated by reference numeral 221a is the first flow path forming body 221a
  • the portion indicated by reference numeral 222a is the second flow path. It is preferable to form the forming body 222a.
  • the wall surface forming the first surface (lower surface) 121a of the power module 121 constitutes a part of the first flow path forming body 221a
  • the wall surface forming the second surface (upper surface) 121b of the power module 121 is the second. It is preferable to form a part of the flow path forming body 223a.
  • the number of parts can be reduced, and the configurations of the first flow path forming body 221a and the second flow path forming body 222a can be simplified. Further, since the first surface 121a and the second surface 121b of the power module 121 serve as the flow path surfaces of the first flow path 221 and the second flow path 222, the heat dissipation effect for the refrigerant is improved.
  • the first flow path 221 and the second flow path 222 can be formed by various configurations in addition to the above-mentioned configurations.
  • the distribution flow path 223 allows the refrigerants F1 and F2 that flow in from the direction perpendicular to the first surface 121a and the second surface 121b of the power module 121 to the first flow path 221 and the second surface 121b on the first surface 121a side.
  • the power module 121 is cooled by distributing it to both refrigerant flow paths 221,222 with the second flow path 222.
  • one end (upstream side end) of the distribution flow path 223 opens to the inflow port (refrigerant inflow port) 201a side, and the other end side is connected to the second stage second flow path 222.
  • the first flow path 221 of the first stage is connected in the middle of extending the distribution flow path 223.
  • the refrigerant it becomes easy for the refrigerant to flow into the second flow path 222 of the second stage, and it becomes difficult for the refrigerant to flow into the first flow path 221 of the first stage.
  • the amount of the refrigerant F2 flowing into the second flow path 222 tends to increase, and the amount of the refrigerant F1 flowing into the first flow path 221 tends to decrease.
  • the fanning heat from the motor 110 is transmitted to the inverter unit 120 side, so that the inverter unit 120 may not be sufficiently cooled on the motor side M.
  • the first flow path 221 and the second flow path 222 are configured so that the flow rate of the first flow path 221 is larger than the flow rate of the second flow path 222.
  • the height direction of the first flow path 221 and the second flow path 222 is set to be the direction perpendicular to the first surface 121a and the second surface 121b of the power module 121.
  • the width direction of the first flow path 221 and the second flow path 222 is set to be perpendicular to the height direction and parallel to the first surface 121a and the second surface 121b.
  • the flow path resistance of the first flow path 221 may be smaller than the flow path resistance of the second flow path 222. Therefore, in this embodiment, the flow path cross section (flow path cross section) of the first flow path 221 is formed larger than the flow path cross section (flow path cross section) of the second flow path 222.
  • the height dimension h221 of the first flow path 221 is made larger than the height dimension h222 of the second flow path 222, and the width dimension w221 of the first flow path 221 and the width of the second flow path 222. It is the same size as the dimension w222.
  • the inverter-integrated motor 100 of this embodiment is configured as follows.
  • a motor 110 and an inverter unit 120 connected to the motor unit including the motor 110 are provided.
  • the inverter unit 120 A power module 121 that converts DC power to AC power,
  • the flow rate of the refrigerant F1 flowing through the first flow path forming body 221a is larger than the flow rate of the refrigerant F2 flowing through the second flow path forming body 222a. It is composed of.
  • the power module 121 is provided on the side of the first surface 121a located on the side of the first flow path 221 and facing the motor 110 and on the side opposite to the side facing the motor 110 and on the side of the second flow path 222.
  • Has a second surface 121b, located in A distribution flow path 223 for distributing the refrigerant to the first flow path 221 and the second flow path 222 is provided.
  • the distribution flow path 223 extends in a direction perpendicular to the first surface 121a and the second surface 121b of the power module 121. Further, one end side of the distribution flow path 223 is connected to the inflow port 201a, the other end side is connected to the second flow path 222, and the first flow path 221 is connected in the middle of extending the distribution flow path 223.
  • the distribution flow path 223 does not need to extend in a direction exactly perpendicular to the first surface 121a and the second surface 121b, and may be inclined with respect to the vertical direction.
  • the flow path cross section of the first flow path forming body 221a is formed larger than the flow path cross section of the second flow path forming body 222a.
  • first flow path forming body 221a and the second flow path forming body 222a form one flow path, and the first flow path 221 and the second flow path 222 have this one flow path in the power module 121. It should be formed separated.
  • the inverter unit 120 is integrally configured with the inverter unit 120 by being connected to the motor unit including the motor 110.
  • the cooling surfaces first surface 121a and second surface 121b
  • the flow paths (cooling passages) 221 and 222 for cooling the power module 121 are configured to face both sides 121a and 121b of the power module 121, so that the power module 121 is directly cooled by the refrigerants F1 and F2. As a result, it is possible to suppress the cooling bias of the power module 121. As a result, the area for heat transfer to the refrigerant in the power module 121 can be reduced, and the power module 121 can be miniaturized.
  • the height dimension h221 of the first flow path 221 facing the motor 110 By configuring the height dimension h221 of the first flow path 221 facing the motor 110 to be larger than the height dimension h222 of the second flow path 222 located on the side opposite to the motor 110 side via the power module 121. , The increase in pressure loss due to a sudden change in the flow direction in the first flow path 221 is suppressed, and the decrease in the flow rate of the refrigerant F1 flowing in the first flow path 221 is suppressed. As a result, the side of the power module 121 facing the motor 110 (first surface 121a) can be cooled in the same manner as the side not facing the motor 110 (second surface 121a). Further, since the height dimension h221 of the first flow path 221 on the motor 110 side is large, it is possible to suppress the transfer of heat from the motor 110 to the power module 121.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant for the second embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals as those in the above-described embodiment, and duplicate description will be omitted.
  • a configuration different from the above-described embodiment will be described.
  • the power module 121 is arranged so that one end is located at the boundary between the first flow path 221 and the second flow path 222 and the distribution flow path 223.
  • the power module 121 is arranged so that one end protrudes into the distribution flow path 223.
  • the inflow port 201a (inflow port).
  • the path area A2 of the distribution flow path 223 connecting the inflow port 201a to the second flow path forming body 222a is connected from the inflow port 201a to the first flow path forming body 221a. It is smaller than the path area A1 of the distribution flow path 223.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant for the third embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals as those in the above-described embodiment, and duplicate description will be omitted.
  • a configuration different from the above-described embodiment will be described.
  • a protruding portion 227 provided so as to project into the distribution flow path is formed on the flow path wall of the distribution flow path 223.
  • the protruding portion 227 is provided on the upstream side of the second flow path 222 in the extending direction of the distribution flow path 223, and constitutes a throttle-shaped portion that narrows the flow path cross-sectional area of the distribution flow path 223.
  • the diaphragm-shaped portion 227 projects from the flow path wall of the distribution flow path 223 toward the one end portion 121a of the power module 121 so as to face the one end portion 121a of the power module 121.
  • the protrusion dimension of the throttle-shaped portion 227 protruding into the distribution flow path is shown by B.
  • the throttle shape portion 227 is provided so as to divide the distribution flow path 223 into a distribution flow path portion 223-1 on the first flow path 221 side and a distribution flow path portion 223-2 on the second flow path 222 side.
  • a connecting flow path portion 223-3 for communicating the distribution flow path portion 223-1 and the distribution flow path portion 223-2 is provided between the distribution flow path portion 223-1 and the distribution flow path portion 223-2.
  • the flow path wall 223a of the distribution flow path 223 includes a protrusion 227 provided so as to project inward of the distribution flow path 223.
  • the protrusion 227 is provided on the upstream side of the second flow path 222 in the extension direction of the distribution flow path 223, and constitutes a throttle-shaped portion that narrows the flow path cross-sectional area of the distribution flow path 223.
  • the height dimension h221 of the first flow path 221 and the height dimension h222 of the second flow path 222 have the same size (dimension).
  • the throttle-shaped portion 227 increases the pressure loss for the refrigerant F2 toward the second flow path 222 and suppresses the decrease in the flow rate of the refrigerant F1 toward the first flow path 221.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant with respect to the fourth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals as those in the above-described embodiment, and duplicate description will be omitted.
  • a configuration different from the above-described embodiment will be described.
  • the height dimension h221 of the first flow path 221 and the height dimension h222 of the second flow path 222 are the same size (dimensions), whereas the height dimension h221 is the same as that of the first flow path.
  • the height dimension h221 of the road 221 is made larger than the height dimension h222 of the second flow path 222. That is, in the third embodiment, the relationship of the height dimensions h221 and h222 of the refrigerant flow paths 221,222 described in the first embodiment is adopted.
  • the flow rate of the refrigerant F1 flowing through the first flow path forming body 221a is not limited to the height dimensions h221 and h222 of the refrigerant flow paths 211 and 222, and the flow rate of the refrigerant F1 is the second flow path forming body 222a. It may be configured so as to be larger than the flow rate of the flowing refrigerant F2.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant for the fifth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals as those in the above-described embodiment, and duplicate description will be omitted.
  • a configuration different from the above-described embodiment will be described.
  • the fins 221c are provided inside the first flow path forming body 221a described with reference to FIG. 5 of the first embodiment, and the fins 222c are provided inside the second flow path forming body 223a.
  • Other configurations can be configured in the same manner as in the first embodiment, and can be further combined within a range consistent with other embodiments.
  • the density of the fins 221c of the first flow path forming body 221a is smaller than the density of the fins 222c of the second flow path forming body 223a.
  • the pressure loss with respect to the refrigerant F2 flowing through the second flow path 222 is increased, and the refrigerant easily flows into the first flow path 221.
  • the flow rate of the refrigerant F1 flowing through the first flow path 221 can be increased.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant for the sixth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals as those in the above-described embodiment, and duplicate description will be omitted.
  • a configuration different from the above-described embodiment will be described.
  • a structure 231 formed by a part of the flow path wall 223a of the distribution flow path 223 and promoting the flow to the first flow path 221 is provided. Since this structure guides the flow to the first flow path 221, it may be called an guiding member.
  • the inverter-integrated motor of this embodiment has a partition wall 231 in the distribution flow path 223 that promotes the flow so that the flow rate to the first flow path 221 increases.
  • the guide member 231 of this embodiment can be combined within a range consistent with other embodiments.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant for the seventh embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals as those in the above-described embodiment, and duplicate description will be omitted.
  • a configuration different from the above-described embodiment will be described.
  • the first flow path forming body 221a and the second flow path forming body 222a are configured so that the inlet of the first flow path 221 is wider than the entrance of the second flow path 222.
  • the flow rate to the first flow path 221 increases.
  • the height dimension h221b of the inlet 221b of the first flow path 221 may be larger than the height dimension h222 of the inlet of the second flow path.
  • the pressure loss for the refrigerant F1 flowing through the first flow path 221 becomes smaller than the pressure loss for the refrigerant F2 flowing through the second flow path 222, and the refrigerant easily flows into the first flow path 221.
  • the flow rate of the refrigerant F1 flowing through the first flow path 221 can be increased.
  • the configuration of the inlet 221b of the first flow path 221 of this embodiment can be combined within a range consistent with other embodiments.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant for the eighth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant with respect to the modified example of the eighth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals as those in the above-described embodiment, and duplicate description will be omitted.
  • a configuration different from the above-described embodiment will be described.
  • a gap is provided so as to obstruct the transfer of heat (heat) from the motor 110 side to a part of the first flow path forming body 221a on the side of the motor 110 with respect to the first flow path 221.
  • 233 is provided.
  • the gap 233 is not communicated with the outside, but as shown in FIG. 13, the gap 233 may be configured to communicate with the outside via the communication portion 233a.
  • the void 233 and the communication portion 233a of this embodiment can be combined within a range consistent with other embodiments.
  • FIG. 14A is an enlarged perspective view showing a cooling flow path portion on the inlet side of the refrigerant with respect to the tenth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • FIG. 14B is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant for the tenth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • FIG. 14C is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path seen from the inlet side of the refrigerant for the ninth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals as those in the above-described embodiment, and duplicate description will be omitted.
  • a configuration different from the above-described embodiment will be described.
  • first flow path forming body 221a and the second flow path forming body 222a form one flow path, and the first flow path and the second flow path have one flow path in the power module 121. Formed separated. Further, the first flow path 221 and the second flow path 222 have a communication flow path portion 224 in which a part of both flow paths 221 and 222 communicate with each other.
  • the configurations of the first flow path 221 and the second flow path 222 and the communication flow path portion 224 of this embodiment can be combined within a range consistent with other examples.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged cross section of the cooling flow path on the inlet side of the refrigerant for the tenth embodiment of the power module cooling flow path according to the present invention.
  • the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals as those in the above-described embodiment, and duplicate description will be omitted.
  • a configuration different from the above-described embodiment will be described.
  • the side of the first surface 121a of the power module 121 is formed of a substance or member 240 having a higher heat transfer coefficient than the side of the second surface 122a. As a result, heat transfer can be promoted from the side of the motor 110 of the power module 121 to the first flow path forming body 221a.
  • the configuration of the substance or member 240 having a high heat transfer coefficient in this embodiment can be combined within a range consistent with other embodiments.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modifications.
  • the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the configurations.
  • it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.

Landscapes

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Abstract

本発明の目的は、インバータ部のパワーモジュールを効果的に冷却することができるインバータ一体型モータを提供することにある。モータ部に接続されるインバータ部１２０は、直流電力を交流電力に変換するパワーモジュール１２１と、モータとパワーモジュール１２１との間に設けられ第１流路２２１を形成する第１流路形成体２２１ａと、パワーモジュール１２１を介して第１流路形成体２２１ａの側（モータ１１０の側）とは反対側に配置され第２流路２２２を形成する第２流路形成体２２２ａと、を有する。第１流路形成体２２１ａと第２流路形成体２２２ａとは、第１流路形成体２２１ａを流れる冷媒Ｆ１の流量が第２流路形成体２２２ａを流れる冷媒Ｆ２の流量よりも大きくなるように構成される。

Description

インバータ一体型モータ
　本発明は、インバータを一体に備えた一体型モータに関する。
　本技術分野の背景技術として、特開２０２０－１８０９４号公報（特許文献１）に記載された回転電機ユニットが知られている。特許文献１では、回転電機ユニットはハウジングの外周面にパワーモジュールが取り付けられ、ハウジングはその内周面を形成する内冷却部と、外周面を形成する外冷却部と、内冷却部と外冷却部との間に設けられたハウジング流路と、を有することで、パワーモジュールがハウジング流路を流れる冷媒により冷却される（要約参照）。
　また、特許文献１の段落０１８０－０１１７には、パワーモジュールが半導体装置と冷却器とを備え、この冷却器でパワーモジュール内を冷却する構成が記載されている。この冷却器は供給管と排出管と熱交換部とを有する。熱交換部は、少なくとも一方が浅い鍋底形状を成す一対のプレートにより構成され、プレートの間に流路が形成されている。冷却器は２つの熱交換部を有し、熱交換部の１つが半導体装置の一面側に配置され、熱交換部の別の１つが裏面側に配置されることで、半導体装置が２つの熱交換部により挟持される。供給管は、２つの熱交換部のそれぞれに接続され、供給管の流路が２つの熱交換部の流路に連通する。具体的には、供給管は、一端が開口し、他端が２段目の熱交換部に接続され、供給管の延設途中で１段目の熱交換部に接続される。
特開２０２０－１８０９４号公報
　本明細書では、直流電力を交流電力に変換する、パワー半導体素子を含む回路部分（インバータ回路）をパワーモジュールと呼び、このパワーモジュールを含むモジュールをインバータ部と呼んで説明する。このため、本明細書のパワーモジュールと特許文献１のパワーモジュールとは異なる。
　特許文献１のパワーモジュールは平板状を成し、平板状を成す一対の板面の一方を第１面（下面）、他方を第２面（上面）と呼んで説明する。なお、「上面」及び「下面」における「上」及び「下」は、「上面」及び「下面」を区別するための呼称であり、装置の実装状態における上下方向を指定するものではない。また、この第１面及び第２面は、背景技術で説明した回転電機ユニットでは、半導体装置の裏面及び一面に対応する。
　特許文献１の回転電機ユニットは、半導体装置の第１面及び第２面に垂直な方向から流入する冷媒を、半導体装置の第１面側及び第２面側の両面側に分配して、半導体装置を冷却する。この場合、供給管は、一端が上流側に開口し、他端が２段目の熱交換部に接続される構成である。この場合、２段目の熱交換部の流路に流入する冷媒の量が増え、供給管の延設途中に接続される１段目の熱交換部の流路には冷媒が流入し難くなる。
　モータとパワーモジュールを含むインバータ部とを一体化したインバータ一体型モータでは、小型・高密度化するほど発熱密度が高まる。特にインバータ部は、モータからの煽り熱によって、温度が上昇し易い。このため、インバータ一体型モータでは、モータからの煽り熱に配慮して、パワーモジュールの冷却効果を高めることが必要になる。
　本発明の目的は、インバータ部のパワーモジュールを効果的に冷却することができるインバータ一体型モータを提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明のインバータ一体型モータは、
　モータと、前記モータを含むモータ部に接続されるインバータ部と、を備え、
　前記インバータ部は、
　直流電力を前記交流電力に変換するパワーモジュールと、
　前記モータと前記パワーモジュールとの間に設けられ第１流路を形成する第１流路形成体と、
　前記パワーモジュールを介して前記第１流路形成体の側とは反対側に配置され第２流路を形成する第２流路形成体と、を有し、
　前記第１流路形成体と前記第２流路形成体とは、前記第１流路形成体を流れる冷媒の流量が前記第２流路形成体を流れる冷媒の流量よりも大きくなるように構成される。
　本発明によれば、インバータ部のパワーモジュールを効果的に冷却することができるインバータ一体型モータを提供することができる。
　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明に係るインバータ一体型モータの斜視図である。 本発明に係るインバータ一体型モータを、モータの回転軸に垂直な方向から見た側面図である。 本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第１実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す断面図である。 図３に示す断面図の概略図である。 本発明に係るパワーモジュール冷却流路における第１流路及び第２流路の構成の概略を示す斜視図である。 本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第２実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。 本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第３実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。 本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第４実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。 本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第５実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。 本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第６実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。 本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第７実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。 本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第８実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。 本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第８実施例の変更例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。 本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第９実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路部を拡大して示す斜視図である。 本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第９実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。 本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第９実施例について、冷媒の流入口側から見た冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。 本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第１０実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
  図１は、本発明に係るインバータ一体型モータの斜視図である。図２は、本発明に係るインバータ一体型モータを、モータの回転軸に垂直な方向から見た側面図である。
　インバータ一体型モータ１００は、モータ１１０とインバータ部１２０とが一体化されて構成される。モータ１１０は、回転子及び固定子が円筒状のハウジング１１０Ａに収容され、回転軸１１１がハウジング１１０Ａの外部に突出している。インバータ部１２０はパワーモジュール１２１やキャパシタ１２２等を含むモジュールであり、パワーモジュール１２１はパワー半導体素子を含む回路部分（インバータ回路）で構成され、直流電力を交流電力に変換する。
　モータ１１０のハウジング１１０Ａ及びインバータ部１２０のパワーモジュール１２１は、モータ１１０及びパワーモジュール１２１を冷却する冷媒の流れる冷媒流路２１０，２２０を有する。冷媒流路２１０はモータ１１０のハウジング１１０Ａに設けられた冷媒流路であり、冷媒流路２２０はパワーモジュール１２１に設けられた冷媒流路である。本実施例では、冷媒は流入口形成体２０１の開口（流入口）２０１ａからパワーモジュール１２１の冷媒流路２２０に流入し、パワーモジュール１２１の冷媒流路２２０を流れた後、モータハウジング１１０Ａの冷媒流路２１０を流れる。
　インバータ部１２０のパワーモジュール１２１は、自己が発熱するほか、モータ１１０からの煽り熱を受け、温度が上昇し易い。このため、モータ１１０とパワーモジュール１２１を含むインバータ部１２０とを一体化したインバータ一体型モータ１００では、小型・高密度化するほど発熱密度が高まる。この場合、モータ１１０とインバータ部１２０とで冷媒流路を共用化した構成では、冷媒流路の構成によって、モータが発熱した際にインバータ部１２０側へモータ１１０からの煽り熱が伝わり、インバータ部１２０の冷却を十分に行えなくなる可能性がある。
　また本実施例では、冷媒流路２１０，２２０の流入口（開口）２０１ａが形成される流入口形成体２０１は、インバータ部１２０の下側に設けられる。すなわち流入口形成体２０１は、インバータ部１２０に対して、モータ１１０の回転軸１１１側に配設される。
　インバータ部１２０は、モータ１１０の回転軸１１１に沿う方向における長さＬ１２０がモータ１１０の本体部の長さＬ１１０よりも長く、モータ１１０の回転軸１１１に沿う方向の一端側に張り出すように、モータハウジング１１０Ａに設けられている。このため、図２に示すように、モータ１１０の一端側に張り出したインバータ部１２０とモータ１１０の回転軸１１１との間に、空きスペースＳ１が形成され、流入口形成体２０１は空きスペースＳ１に配設される。この配置は、冷媒流路２１０，２２０を有するインバータ一体型モータ１００の小型化を可能にする。
　［実施例１］
　図３乃至図５を参照して、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第１実施例について説明する。
　図３は、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第１実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す断面図である。図４は、図３に示す断面図の概略図である。図３及び図４において、「Ｍ」はモータ側を、「ＯＭ」は反モータ側を示す。
　パワーモジュール１２１は平板状を成し、平板状を成す一対の板面の一方を第１面（下面）１２１ａ、他方を第２面（上面）１２１ｂと呼んで説明する。なお、「上面」及び「下面」における「上」及び「下」は、「上面」及び「下面」を区別するための呼称であり、装置の実装状態における上下方向を指定するものではない。第１面１２１ａはモータ１１０側Ｍを向く面（モータ側面）であり裏面と呼称される場合もある。第２面１２１ｂはモータ１１０側とは反対側ＯＭを向く面（反モータ側面）であり表面と呼称される場合もある。
　パワーモジュール１２１の冷却流路（パワーモジュール冷却流路）２２０は、第１流路２２１、第２流路２２２及び分配流路２２３を備える。
　分配流路（冷媒分配流路）２２３は、第１流路（第１冷媒流路）２２１と第２流路（第２冷媒流路）２２２とに冷媒を分配して供給する冷媒供給流路であり、一端部（上流側端部）は流入口形成体２０１の流入口（冷媒流入口）２０１ａに連通する。分配流路２２３は、分配流路形成体（冷媒分配流路形成体）２２３ａにより形成される。
　第１流路２２１は、パワーモジュール１２１に対してモータ側Ｍで、パワーモジュール１２１を冷却する冷媒を流す冷媒流路を構成する。第１流路２２１は、第１流路形成体（第１冷媒流路形成体）２２１ａにより構成される。
　第２流路２２２は、パワーモジュール１２１に対して反モータ側ＯＭで、パワーモジュール１２１を冷却する冷媒を流す冷媒流路を構成する。第２流路２２２は、第２流路形成体（第２冷媒流路形成体）２２２ａにより構成される。
　図３に示すように、冷媒流路は、第１流路形成体２２１ａと第２流路形成体２２２ａとで一つの流路（冷媒流路）を形成し、この一つの流路をパワーモジュール１２１によって２つの流路部に隔てることによって、第１流路２２１と第２流路２２２とを形成することができる。この場合、パワーモジュール１２１の第１面（下面）１２１ａは第１流路形成体２２１ａの一部を構成し、パワーモジュール１２１の第２面（上面）１２１ｂは第２流路形成体２２３ａの一部を構成する。
　これにより、第１流路形成体２２１ａと第２流路形成体２２２ａとを１部品で構成することができ、部品点数及び組付工数の削減が可能になる。
　ここで、図５を参照して、第１流路２２１及び第２流路２２２の構成について、他の例を説明する。図５は、本発明に係るパワーモジュール冷却流路における第１流路及び第２流路の構成の概略を示す斜視図である。
　図５に示すように、第１流路形成体２２１ａは第１流路２２１を形成する独立した部材として構成し、第２流路形成体２２２ａは第２流路２２２を形成する独立した部材として構成することができる。この場合、パワーモジュール１２１に対する水密性を容易に高めることができる。
　また、第１流路形成体２２１ａ及び第２流路形成体２２２ａはパワーモジュール１２１を収納するハウジング（パワーモジュールハウジング）の一部を利用して構成されてもよい。この場合、図３において、符号２２１ａ，２２２ａ，２２３ａで示す部位がパワーモジュールハウジングを構成し、かつ符号２２１ａで示す部位が第１流路形成体２２１ａを、符号２２２ａで示す部位が第２流路形成体２２２ａを構成するようにするとよい。さらに、パワーモジュール１２１の第１面（下面）１２１ａを構成する壁面は第１流路形成体２２１ａの一部を構成し、パワーモジュール１２１の第２面（上面）１２１ｂを構成する壁面は第２流路形成体２２３ａの一部を構成するようにするとよい。
　この場合、部品点数を削減し、第１流路形成体２２１ａ及び第２流路形成体２２２ａの構成を簡素化することが可能になる。また、パワーモジュール１２１の第１面１２１ａ及び第２面１２１ｂが第１流路２２１及び第２流路２２２の流路面となることで、冷媒に対する放熱効果が向上する。
　第１流路２２１及び第２流路２２２は、上述した構成のほか、様々な構成により形成することができる。
　再び図３及び図４に戻って、説明する。
  分配流路２２３は、パワーモジュール１２１の第１面１２１ａ及び第２面１２１ｂに垂直な方向から流入する冷媒Ｆ１，Ｆ２を、第１面１２１ａ側の第１流路２２１と第２面１２１ｂ側の第２流路２２２との両冷媒流路２２１，２２２に分配して、パワーモジュール１２１を冷却する。この場合、分配流路２２３は、一端（上流側端部）が流入口（冷媒流入口）２０１ａ側に開口し、他端側が２段目の第２流路２２２に接続される。１段目の第１流路２２１は、分配流路２２３の延設途中に接続される。
　このため、２段目の第２流路２２２に冷媒が流入し易くなり、１段目の第１流路２２１には冷媒が流入し難くなる。その結果、第２流路２２２に流入する冷媒Ｆ２の量が増え、第１流路２２１に流入する冷媒Ｆ１の量が減少する傾向にある。さらに本実施例では、上述した様に、インバータ部１２０側へモータ１１０からの煽り熱が伝わることで、モータ側Ｍにおいてインバータ部１２０の冷却を十分に行えなくなる可能性がある。
　そこで本実施例では、第１流路２２１及び第２流路２２２は、第１流路２２１の流量が第２流路２２２の流量よりも大きくなるように構成される。ここで、第１流路２２１及び第２流路２２２の高さ方向を、パワーモジュール１２１の第１面１２１ａ及び第２面１２１ｂに垂直な方向とする。また第１流路２２１及び第２流路２２２の幅方向を、高さ方向に垂直で、かつ第１面１２１ａ及び第２面１２１ｂに平行な方向とする。
　第１流路２２１の流量を第２流路２２２の流量よりも大きくするためには、第１流路２２１の流路抵抗を第２流路２２２の流路抵抗よりも小さくするとよい。このために本実施例では、第１流路２２１の流路断面（流路断面積）は、第２流路２２２の流路断面（流路断面積）よりも大きく形成される。図３乃至図５では、第１流路２２１の高さ寸法ｈ２２１を第２流路２２２の高さ寸法ｈ２２２よりも大きくし、第１流路２２１の幅寸法ｗ２２１と第２流路２２２の幅寸法ｗ２２２とは同じ大きさにしている。
　上述した様に、本実施例のインバータ一体型モータ１００は、下記のように構成される。
  モータ１１０と、モータ１１０を含むモータ部に接続されるインバータ部１２０と、を備え、
　インバータ部１２０は、
　直流電力を交流電力に変換するパワーモジュール１２１と、
　モータ１１０とパワーモジュール１２１との間に設けられ第１流路２２１を形成する第１流路形成体２２１ａと、
　パワーモジュール１２１を介して第１流路形成体２２１ａの側（モータ１１０の側）とは反対側に配置され第２流路２２２を形成する第２流路形成体２２２ａと、を有し、
　第１流路形成体２２１ａと第２流路形成体２２２ａとは、第１流路形成体２２１ａを流れる冷媒Ｆ１の流量が第２流路形成体２２２ａを流れる冷媒Ｆ２の流量よりも大きくなるように構成される。
　この場合、パワーモジュール１２１は、第１流路２２１の側に位置してモータ１１０に対向する第１面１２１ａと、モータ１１０に対向する側とは反対側に設けられ第２流路２２２の側に位置する第２面１２１ｂと、を有し、
　第１流路２２１と第２流路２２２とに冷媒を分配する分配流路２２３を備え、
　分配流路２２３は、パワーモジュール１２１の第１面１２１ａ及び前記第２面１２１ｂに垂直な方向に延設されており、
　さらに分配流路２２３は、一端側が流入口２０１ａに接続され、他端側が第２流路２２２に接続され、分配流路２２３の延設途中に第１流路２２１が接続されている。
　ここで、分配流路２２３は、第１面１２１ａ及び第２面１２１ｂに対して正確に垂直な方向に延設される必要はなく、垂直方向に対して傾斜していてもよい。
　第１流路形成体２２１ａの流路断面は、第２流路形成体２２２ａの流路断面よりも大きく形成されるとよい。
　また、第1流路形成体２２１ａと第２流路形成体２２２ａとは一つの流路を形成し、第１流路２２１と第２流路２２２とはこの一つの流路がパワーモジュール１２１に隔てられて形成されるとよい。
　本実施例では、インバータ部１２０は、モータ１１０を含むモータ部に接続されることで、インバータ部１２０と一体に構成される。冷却面（第１面１２１ａ及び第２面１２１ｂ）はパワーモジュール１２１の両側に設けられることで、モータ１１０からの煽り熱を抑制しながら、パワーモジュール１２１の冷却の偏りを抑制することができる。
　パワーモジュール１２１を冷却する流路（冷却通路）２２１，２２２は、パワーモジュール１２１の両面１２１ａ，１２１ｂに面して構成されることで、パワーモジュール１２１は冷媒Ｆ１，Ｆ２により直接冷却される。これによりパワーモジュール１２１の冷却の偏りを抑制することができる。これにより、パワーモジュール１２１における冷媒への熱伝達のための面積を小さくすることができ、パワーモジュール１２１を小型化することができる。
　モータ１１０に面する第１流路２２１の高さ寸法ｈ２２１を、パワーモジュール１２１を介してモータ１１０側とは反対側に位置する第２流路２２２の高さ寸法ｈ２２２よりも大きく構成することで、第１流路２２１における流れ方向の急激な変化による圧力損失の増加を抑制し、第１流路２２１に流れる冷媒Ｆ１の流量の低下を抑制する。これにより、パワーモジュール１２１のモータ１１０に面する側（第１面１２１ａ）を、モータ１１０に面さない側（第２面１２１ａ）と同等に冷却することができる。また、モータ１１０側の第１流路２２１の高さ寸法ｈ２２１が大きいことで、モータ１１０からパワーモジュール１２１への煽り熱の伝達を抑制することができる。
　［実施例２］
　図６を参照して、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第２実施例について説明する。図６は、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第２実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。前述した実施例と同様な構成については、前述した実施例と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。以下、前述した実施例と異なる構成について説明する。
　第１実施例では、図４に示すように、パワーモジュール１２１は、一端が第１流路２２１及び第２流路２２２と分配流路２２３との境界に位置するように配置されている。これに対して本実施例では、パワーモジュール１２１は、一端が分配流路２２３の中に突き出すように、配置される。
　すなわち本実施例では、流入口２０１ａの流路断面（流れ方向に垂直な流路断面）に垂直な方向から見た場合に、パワーモジュール１２１の一部（一端部）が流入口２０１ａ（流入口２０１ａの流路断面）と重なって配置されることにより、流入口２０１ａから第２流路形成体２２２ａに繋がる分配流路２２３の経路面積Ａ２が流入口２０１ａから第１流路形成体２２１ａに繋がる分配流路２２３の経路面積Ａ１よりも小さくなる。
　［実施例３］
　図７を参照して、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第３実施例について説明する。図７は、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第３実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。前述した実施例と同様な構成については、前述した実施例と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。以下、前述した実施例と異なる構成について説明する。
　本実施例では、分配流路２２３の流路壁に、分配流路内に突出するように設けられた突状部２２７を形成する。この突状部２２７は、分配流路２２３の延設方向において第２流路２２２の上流側に設けられ、分配流路２２３の流路断面積を絞る絞り形状部を構成する。絞り形状部２２７は、パワーモジュール１２１の一端部１２１ａと対向するように、パワーモジュール１２１の一端部１２１ａに向かって、分配流路２２３の流路壁から突出する。図７では、分配流路内に突出する絞り形状部２２７の突出寸法をＢで示す。
　絞り形状部２２７は、分配流路２２３を、第１流路２２１側の分配流路部２２３－１と第２流路２２２側の分配流路部２２３－２とに区分するように設けられ、分配流路部２２３－１と分配流路部２２３－２との間に分配流路部２２３－１と分配流路部２２３－２とを連通する接続流路部２２３－３が設けられる。
　すなわち本実施例では、分配流路２２３の流路壁２２３ａは、分配流路２２３の内側に向かって突出するように設けられた突出部２２７を備え、
　突出部２２７は、分配流路２２３の延設方向において第２流路２２２の上流側に設けられ、分配流路２２３の流路断面積を絞る絞り形状部を構成する。
　なお本実施例では、第１流路２２１の高さ寸法ｈ２２１と第２流路２２２の高さ寸法ｈ２２２とは同じ大きさ（寸法）である。
　本実施例では、絞り形状部２２７により、第２流路２２２に向かう冷媒Ｆ２に対する圧力損失を増加させ、第１流路２２１に向かう冷媒Ｆ１の流量の低下を抑制する。
　本実施例では、分配流路２２３の流路壁２２３ａ側に絞り形状部２２７を設けることで、パワーモジュール１２１の端部１２１ａの位置や形状に対する制約が少なくなり、パワーモジュール１２１の冷却性能を高めるための設計自由度が大きくなる。
　［実施例４］
　図８を参照して、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第４実施例について説明する。図８は、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第４実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。前述した実施例と同様な構成については、前述した実施例と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。以下、前述した実施例と異なる構成について説明する。
　本実施例では、第３実施例において、第１流路２２１の高さ寸法ｈ２２１と第２流路２２２の高さ寸法ｈ２２２とを同じ大きさ（寸法）にしたのに対して、第１流路２２１の高さ寸法ｈ２２１を第２流路２２２の高さ寸法ｈ２２２よりも大きくしたものである。すなわち、第３実施例において、第１実施例で説明した冷媒流路２２１，２２２の高さ寸法ｈ２２１，ｈ２２２の関係を、採用したものである。
　この場合、第１実施例と同様に、冷媒流路２２１，２２２の高さ寸法ｈ２２１，ｈ２２２に限らず、第１流路形成体２２１ａを流れる冷媒Ｆ１の流量が第２流路形成体２２２ａを流れる冷媒Ｆ２の流量よりも大きくなるように構成されればよい。
　［実施例５］
　図９を参照して、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第５実施例について説明する。図９は、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第５実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。前述した実施例と同様な構成については、前述した実施例と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。以下、前述した実施例と異なる構成について説明する。
　本実施例では、第１実施例の図５で説明した第１流路形成体２２１ａの内側にフィン２２１ｃを設け、第２流路形成体２２３ａの内側にフィン２２２ｃを設けたものである。その他の構成は第１実施例と同様に構成することができ、さらに他の実施例と矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
　第１流路形成体２２１ａのフィン２２１ｃの密度は、第２流路形成体２２３ａのフィン２２２ｃの密度よりも小さくする。これにより、第２流路２２２を流れる冷媒Ｆ２に対する圧力損失を増加させ、冷媒が第１流路２２１に流れ易くなる。これにより、第１流路２２１に流れる冷媒Ｆ１の流量を増やすことができる。
　またフィン２２１ｃの密度を小さくすることで、フィン２２１ｃを伝ってパワーモジュール１２１に伝達されるモータ１１０の煽り熱を低減することができる。
　［実施例６］
　図１０を参照して、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第６実施例について説明する。図１０は、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第６実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。前述した実施例と同様な構成については、前述した実施例と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。以下、前述した実施例と異なる構成について説明する。
　本実施例では、分配流路２２３の流路壁２２３ａの一部によって形成され、第１流路２２１への流れを促す構造２３１を設ける。この構造は、第１流路２２１への流れを誘導するため、誘導部材と呼ぶ場合もある。
　すなわち本実施例のインバータ一体型モータは、分配流路２２３に、第１流路２２１への流量が多くなるように流れを促す隔壁２３１を有する。
　本実施例の誘導部材２３１は、他の実施例と矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
　［実施例７］
　図１１を参照して、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第７実施例について説明する。図１１は、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第７実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。前述した実施例と同様な構成については、前述した実施例と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。以下、前述した実施例と異なる構成について説明する。
　本実施例では、第1流路形成体２２１ａと第２流路形成体２２２ａとは、第１流路２２１の入口が第２流路２２２の入口よりも広くなるように構成される。これにより、第１流路２２１への流量が多くなる。具体的には、第１流路２２１の入口２２１ｂの高さ寸法ｈ２２１ｂが第２流路の入口の高さ寸法ｈ２２２よりも大きくなるようにするとよい。
　これにより、第１流路２２１を流れる冷媒Ｆ１に対する圧力損失が、第２流路２２２を流れる冷媒Ｆ２に対する圧力損失よりも小さくなり、冷媒が第１流路２２１に流れ易くなる。これにより、第１流路２２１に流れる冷媒Ｆ１の流量を増やすことができる。
　本実施例の第１流路２２１の入口２２１ｂに係る構成は、他の実施例と矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
　［実施例８］
　図１２及び図１３を参照して、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第８実施例について説明する。図１２は、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第８実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。図１３は、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第８実施例の変更例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。前述した実施例と同様な構成については、前述した実施例と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。以下、前述した実施例と異なる構成について説明する。
　本実施例では、第１流路２２１に対してモータ１１０の側の第１流路形成体２２１ａの一部に、モータ１１０の側からの熱（煽り熱）の伝達を阻害するように、空隙２３３を設ける。図１２では、空隙２３３は外部と連通していない構成であるが、図１３に示すように、空隙２３３は連通部２３３ａを介して外部と連通するように構成されてもよい。
　これにより、モータ１１０の側からの熱（煽り熱）の伝達を阻害し、パワーモジュール１２１の温度上昇を抑制することができる。
　本実施例の空隙２３３及び連通部２３３ａは、他の実施例と矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
　［実施例９］
　図１４Ａ乃至図１４Ｃを参照して、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第９実施例について説明する。図１４Ａは、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第１０実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路部を拡大して示す斜視図である。図１４Ｂは、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第１０実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。図１４Ｃは、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第９実施例について、冷媒の流入口側から見た冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。前述した実施例と同様な構成については、前述した実施例と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。以下、前述した実施例と異なる構成について説明する。
　本実施例では、第１流路形成体２２１ａと第２流路形成体２２２ａとは一つの流路を形成し、第１流路と第２流路とは一つの流路がパワーモジュール１２１に隔てられて形成される。さらに第１流路２２１と第２流路２２２とは、両流路２２１，２２２の一部が連通する連通流路部２２４を有する。
　本実施例の第１流路２２１、第２流路２２２及び連通流路部２２４に係る構成は、他の実施例と矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
　［実施例１０］
　図１５を参照して、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第１０実施例について説明する。図１５は、本発明に係るパワーモジュール冷却流路の第１０実施例について、冷媒の流入口側の冷却流路断面を拡大して示す概略断面図である。前述した実施例と同様な構成については、前述した実施例と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。以下、前述した実施例と異なる構成について説明する。
　本実施例では、パワーモジュール１２１の第１面１２１ａの側は、第２面１２２ａの側よりも熱伝達率の高い物質又は部材２４０で形成される。これにより、パワーモジュール１２１のモータ１１０の側から第１流路形成体２２１ａへ熱伝達を促すことができる。
　本実施例の熱伝達率の高い物質又は部材２４０に係る構成は、他の実施例と矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
　なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
  １１０…モータ、１２０…インバータ部、１２１…パワーモジュール、１２１ａ…パワーモジュール１２１の第１面、１２１ｂ…パワーモジュール１２１の第２面、２０１ａ…流入口、２２１…第１流路、２２１ａ…第１流路形成体、２２１ｂ…第１流路２２１の入口、２２２…第２流路、２２２ａ…第２流路形成体、２２３…分配流路、２２３ａ…分配流路２２３の流路壁、２２７…突状部（絞り形状部）、２３１…隔壁、２３３…空隙、２２４…連通流路部、２４０…熱伝達率の高い物質又は部材。

Claims (11)

  1. 　モータと、前記モータを含むモータ部に接続されるインバータ部と、を備え、
    　前記インバータ部は、
    　直流電力を交流電力に変換するパワーモジュールと、
    　前記モータと前記パワーモジュールとの間に設けられ第１流路を形成する第１流路形成体と、
    　前記パワーモジュールを介して前記第１流路形成体の側とは反対側に配置され第２流路を形成する第２流路形成体と、を有し、
    　前記第１流路形成体と前記第２流路形成体とは、前記第１流路形成体を流れる冷媒の流量が前記第２流路形成体を流れる冷媒の流量よりも大きくなるように構成されるインバータ一体型モータ。
  2. 　請求項１に記載のインバータ一体型モータであって、
    　前記パワーモジュールは、前記第１流路の側に位置して前記モータに対向する第１面と、前記モータに対向する側とは反対側に設けられ前記第２流路の側に位置する第２面と、を有し、
    　前記第１流路と前記第２流路とに冷媒を分配する分配流路を備え、
    　前記分配流路は、前記パワーモジュールの前記第１面及び前記第２面に垂直な方向に延設されており、
    　さらに前記分配流路は、一端側が流入口に接続され、他端側が前記第２流路に接続され、当該分配流路の延設途中に前記第１流路が接続されているインバータ一体型モータ。
  3. 　請求項２に記載のインバータ一体型モータであって、
    　前記第１流路形成体の流路断面は、前記第２流路形成体の流路断面よりも大きく形成されるインバータ一体型モータ。
  4. 　請求項２に記載のインバータ一体型モータであって、
    　前記流入口の流路断面に垂直な方向から見た場合、
    　前記パワーモジュールの一部が前記流入口と重なって配置されることにより、前記流入口から前記第２流路形成体に繋がる前記分配流路の経路面積が前記流入口から前記第１流路形成体に繋がる前記分配流路の経路面積よりも小さくなるインバータ一体型モータ。 
  5. 　請求項１に記載のインバータ一体型モータであって、
    　前記第1流路形成体と前記第２流路形成体とは、一つの流路を形成し、
    　前記第１流路と前記第２流路とは、前記一つの流路が前記パワーモジュールに隔てられて形成されるインバータ一体型モータ。
  6. 　請求項２に記載のインバータ一体型モータであって、
    　前記分配流路の流路壁は、前記第２流路に対して上流側の流路壁に、前記分配流路の内側に向かって突出するように設けられた突出部を備え、
    　前記突出部は、前記分配流路の延設方向において前記第２流路の上流側に設けられ、前記分配流路の流路断面積を絞る絞り形状部を構成するインバータ一体型モータ。
  7. 　請求項２に記載のインバータ一体型モータであって、
    　前記分配流路に、前記第１流路への流量が多くなるように流れを促す隔壁を有するインバータ一体型モータ。
  8. 　請求項２に記載のインバータ一体型モータであって、
    　前記第1流路形成体と前記第２流路形成体とは、前記第１流路の入口が前記第２流路の入口よりも広くなるように構成されたインバータ一体型モータ。
  9. 　請求項１に記載のインバータ一体型モータであって、
    　前記第１流路に対して前記モータの側の第１流路形成体の一部に、前記モータの側からの熱の伝達を阻害するように、空隙を設けたインバータ一体型モータ。
  10. 　請求項５に記載のインバータ一体型モータであって、
    　前記第１流路と前記第２流路とは、一部が連通する連通流路部を有するインバータ一体型モータ。
  11. 　請求項２に記載のインバータ一体型モータであって、
    　前記パワーモジュールの前記第１面の側は、前記第２面の側よりも熱伝達率の高い物質で形成されるインバータ一体型モータ。
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