JP2005123265A - パワーデバイス冷却装置及びモータ駆動用インバータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】パワーデバイスを効率よく冷却することが可能な技術を提供することにある。
【解決手段】パワーデバイス１０１が導電部材１１０に接続されており、パワーデバイス１０１は導電部材１１０を介して他の電気要素に接続される。導電部材１１０には、ヒートパイプ構造等の冷却機構が組込まれている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、高圧化が進むハイブリッド自動車用のインバータユニット等に適用される技術に関する。

近年、トランジスタ等のパワーデバイスの高圧化、高周波数化が進んでいる。そして、電流が増加することにより、導線や半導体チップからの熱の発生が大きくなる。また、高周波数化が進むことにより、トランジスタでのスイッチングロスが大きくなり、そのロスにより熱が発生する。

従来では、パワーデバイスを組込んだパワーモジュールのケースを、ヒートシンクや、冷却管を組込んだ水冷ジャケットで冷却する構成が採用されている。

しかしながら、上述したように、パワーモジュールのケースを冷却する構成では、効率的な冷却が行えないという問題があった。

すなわち、モジュールのケースを冷却する構成では、主な熱発生源であるパワーモジュールと直接的な冷却対象となるケースとの間に比較的大きな熱抵抗がある。このため、パワーモジュールからの熱が伝達されるケースと、ヒートシンクや水冷ジャケット等の熱交換部位における冷媒との間で効率的な熱交換を行うことができない。

十分な熱交換を行うためには、熱冷却機構とケースとの接触面積を大きくしたり、ヒートシンクの放熱面積等を大きくすることでカバーする必要がある。しかしながら、このような対応策は、冷却機構の大型化を招く。

一方、自動車用のインバータやパワーディストリビュータユニット（ＰＤＵ）では更なる小型化、軽量化が要請されている。冷却機構の大型化はかかる要請に反することとなる。

そこで、この発明の課題は、パワーデバイスを効率よく冷却することが可能な技術を提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、素子本体と接続子とを有するパワーデバイスと、前記接続子が接続され、前記パワーデバイスを他の電気要素に電気的に接続するための導電部材と、を備え、前記導電部材は、冷却構造を持つものである。

請求項２記載の発明は、前記導電部材が、前記冷却構造として、その内部に形成された封入空間内に液体を封入し、前記封入空間内における液体の気化及び気化を利用して冷却を行うヒートパイプ構造、又は、その内部に形成された流路内に冷媒を流して冷却を行う構造を持つものである。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のパワーデバイス冷却装置を組込んだモータ駆動用インバータユニットである。

請求項４記載の発明は、モータを駆動するための回路と、前記モータ側の受電端子に直接接続されて前記モータに駆動用電流を流すための給電端子と、を一体化した形態で単一のケースに組込んだモータ駆動用インバータユニットである。

請求項５記載の発明は、請求項４記載のモータ駆動用インバータユニットであって、モータを駆動するための回路に使用されるパワーデバイス及びそれに接続される導電部材に、請求項１又は請求項２記載のパワーデバイス冷却装置を適用したものである。

この発明の請求項１記載のパワーデバイス冷却装置によると、パワーデバイスの接続子が、冷却構造を持つ導電部材に接続されているため、パワーデバイスを効率よく冷却することができる。

また、請求項２記載の発明によれば、導電部材がヒートパイプ構造又は内部の流路内を流れる冷媒によって冷却されるため、より効率的な冷却を行える。

さらに、請求項３記載の発明によれば、モータを駆動するためのインバータユニットのパワーデバイスを効率的に冷却することができる。

また、請求項４記載のモータ駆動用インバータユニットによれば、モータを駆動するための回路と、モータ側の受電端子に直接接続されて前記モータに駆動用電流を流すための給電端子とが一体化された形態でケースに組込まれているため、駆動用の回路とモータ間とを接続する外部配線を省くことができる上、それらの接続を容易に行える。

請求項５記載の発明によれば、モータ自体の冷却用の構成と、パワーデバイス冷却装置に係る冷却用の構成とを共用し易いという利点がある。

｛発明の基本的原理｝
例えば、自動車用のインバータやパワーディストリビューションユニット（ＰＤＵ）などでは、小型化のため半導体のベアチップを直接導線（バスバを含む）に取付けることが行われている。ここで、高圧化により発熱するのは、半導体チップや導線であることを考えると、導線を直接冷却することで、効率のよい冷却が可能となる。

本発明は、かかる発想に基づくものである。

｛第１実施形態｝
以下、この発明の第１実施形態に係るパワーデバイス冷却装置について説明する。

図１は、パワーデバイス冷却装置を示す斜視図である。このパワーデバイス冷却装置は、パワーデバイス１０１と、導電部材１１０とを備えている。

パワーデバイス１０１は、モータ等の負荷加を駆動するための回路（例えば、インバータ回路）や電源回路、電源分配回路等に使用される大電力用のスイッチング素子やダイオード等の半導体素子である。ここでは、パワーデバイス１０１が、パワーＭＯＳＦＥＴである場合を想定して説明する。

パワーデバイス１０１は、ベアチップであり、扁平筺状であるチップ状に形成された素子本体１０２と、この素子本体１０２の表面に露出配置された接続子としてゲート電極、ソース電極及びドレイン電極とを備えている（図１において、ゲート電極１０２ａのみ図示）。より具体的には、素子本体１０２の一方面側（図１の上面側）にゲート電極１０２ａ，ソース電極が露出配置されると共に、素子本体１０２の他方面（図１の下面側）にドレイン電極が露出配置されている。なお、パワーデバイス１０１は、必ずしもベアチップである必要はなく、素子本体が樹脂等で封入され、電極がリード端子を介して外部に引出されたものであってもよい。

導電部材１１０は、金属等の導電性材料により形成されるバスバー状の部材であり、長尺形状に形成されている。より具体的には、導電部材１１０は、所定の厚みを持つ長尺板状の基体１１２と、基体１１２の一端側に前記基体１１２の幅方向に広がるようにして形成された扁平板状の放熱部１１４とを備えている。

導電部材１１０内には、基体１１２の長手方向に沿って延びる封入空間１１３が形成されている。この封入空間１１３内には、適量の液体が封入されおり、その封入空間１１３内における液体の気化及び気化を利用して冷却を行う一種のヒートパイプ構造が構成されている。

なお、封入空間１１３は、基体１１２から放熱部１１４にかけて略同一の断面積形状で延在する略直方体空間であってもよいし、また、その放熱部１１４部分において、当該放熱部１１４の外周形状に倣って広がる空間形状を有していてもよい。

また、上記パワーデバイス１０１のゲート電極は、導電部材１１０の基体１１２の一方面側に、半田付け等により接続されている。チップ状のパワーデバイス１０１を接続するため、基体１１２は、平面状に広がる部分を有していることが好ましい。例えば、基体１１２は、扁平断面形状等に形成されていることが好ましい。

また、導電部材１１０は、前記ゲート電極に接続される他の電気部品にも接続されている。例えば、導電部材１１０の他端部が他の電気部品に接続される。これにより、導電部材１１０が配線の一部を構成し、パワーデバイス１０１のゲート電極が導電部材１１０を介して当該他の電気部品に電気的に接続されるようになっている。そして、例えば、当該導電部材１１０を通じて電力の入力或は電力の出力がなされるようになっている。なお、パワーデバイス１０１のゲート電極１０２ａやソース電極は、適宜リード線やバスバ等を介して他の電気部品に接続される。

上記導電部材１１０のうちパワーデバイス１０１のゲート電極が接続された部分は、当該パワーデバイス１０１からの熱を受けるので、ヒートパイプ構造における放熱部として機能することになる。

また、上記放熱部１１４は、外部からの冷媒雰囲気中や外気に触れる部分等に配設され、ヒートパイプ構造における冷却部として機能する。なお、放熱部１１４は、放熱面積を可及的に大きくするため、基体１１２よりも幅広な板状の形状に形成されている。この放熱部１１４に放熱フィンを形成したり、或は、渦巻状に形成する等して、放熱面積を大きくするための形状に形成してもよい。

このパワーデバイス冷却装置では、パワーデバイス１０１に電流が流れて、当該パワーデバイス１０１が発熱すると、その熱は、ゲート電極から直接的に導電部材１１０に伝達される。これにより、パワーデバイス１０１が接続された部分において封入空間１１３内の液体が気化して、放熱部１１４側に流れ込み、放熱部１１４で放熱して液化する。この液体は、毛細管現象等により、パワーデバイス１０１が接続された側の部分に戻る。この繰返しにより、パワーデバイス１０１の冷却が行われることになる。

以上のように構成されたパワーデバイス冷却装置によると、パワーデバイス１０１のドレイン電極が、冷却構造を持つ導電部材１１０に接続されているため、パワーデバイス１０１から導電部材１１０への熱伝導が効率的に行われ、当該パワーデバイス１０１を効率よく冷却することができる。

なお、本実施形態では、導電部材１１０が一種のヒートパイプ構造を採用している例について説明したが、その他の冷却構造を備えたものであってもよい。例えば、導電部材内に、流路を形成し、この流路内に水や油、空気、代替フロン等の冷媒を流して冷却を行う構成であってもよい。また、導電部材１１０に複数の放熱フィン等の放熱面積を大きくするための形状を形成したものであってもよい。

もっとも、導電部材１１０が、ヒートパイプ構造や、その内部に形成された流路内に水や油、空気、代替フロン等の冷媒を流して冷却を行う構成を適用することで、効率のよい冷却を行うことができる。特に、ヒートパイプ構造を適用することで、冷媒を通流させるための機構を不要として比較的簡易な構成で、冷却を図ることができる。

なお、かかるパワーデバイス冷却装置は、下記実施形態で説明するようなモータ駆動用インバータユニットの他、各種電源ユニットや電源分配ユニット（ＰＤＵ等）等に適用できる。

｛第２実施形態｝
この発明の第２実施形態に係るパワーデバイス冷却装置を組込んだモータ駆動用インバータユニットについて説明する。ここでは、ハイブリッドカーに搭載されるインバータに適用された例について説明する。

図２は、ハイブリッドカーにおける電力系の電気的構成を示すブロック図である。同図に示すように、インバータ１１は、ハイブリッドカー１３の走行用のモータ（エンジンモータ）１２を駆動するインバータ装置として適用される。

なお、図２中の符号１４はタイヤ、符号１５はガソリンエンジン、符号１６は発電機、符号１７はバッテリ、符号１８は高電圧リレー、符号１９は昇圧コンバータをそれぞれ示している。

図３に、インバータ１１の電気回路図を示す。

インバータ１１は、車両走行用の三相交流電動機であるモータ１２を駆動する三相インバータであって、モータ１２のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各相におけるそれぞれのハイアーム側スイッチング素子として例えばＮチャネルのパワーＭＯＳＦＥＴ３ａ，３ｂ，３ｃを有し、また各相におけるそれぞれのローアーム側スイッチング素子として例えばＮチャネルのパワーＭＯＳＦＥＴ４ａ，４ｂ，４ｃを有する。

ハイアーム側スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃのドレインは電源＋側（Ｐ）に共に接続され、同じくその各ソースはそれぞれ同相のローアーム側スイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃの各ドレインに接続されている。また、ローアーム側スイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃのソースは共に電源−側（Ｎ）に接続されている。さらに、各スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃに対して、これらが電流を流す方向とは反対側に電流を流すフリーホイールダイオード５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃがそれぞれ並列に接続されている。そして、ハイアーム側スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃの各ソースとローアーム側スイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃの各ドレインとの接続点が、モータ２のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各相（９ａ〜９ｂ）に接続される。

ここで、図３中の符号７ａ，７ｂ，７ｃ，８ａ，８ｂ，８ｃは、各スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃの制御入力端子であるゲート端子を示しており、所定の制御部からゲート端子７ａ，７ｂ，７ｃ，８ａ，８ｂ，８ｃに与えられる指令信号に応じたタイミングで、各スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃがオンオフする。

なお、各スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃとしては、一般的なインバータで使用されているものであれば図３のようなパワーＭＯＳＦＥＴに限られず、パワー接合トランジスタまたはＩＧＢＴ，ＪＦＥＴ、さらには、ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｃなどの高温動作可能なワイドバンドギャップデバイスなどの他のスイッチング素子が使用されることもある。

図４は、上記インバータ１１及びパワーデバイス冷却装置を組込んだインバータユニット２０の全体構成を示す一部破断斜視図である。

このインバータユニット２０は、ケース体２２内に、導電部材３０Ａ，３０Ｂ及び複数のスイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃが組込まれてなる。

ケース体２２は、略筺状体に形成されており、その内部は、仕切壁２３によって第１空間２４と第２空間２５とに仕切られている。そのうち、第１空間２４内に、スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃ等が収容されて所定のインバータ回路が形成されている。また、第２空間２５は、内部に冷媒が導入される冷却用の空間とされている。

導電部材３０Ａ，３０Ｂは、基体３２Ａ，３２Ｂと放熱部３４Ａ，３４Ｂとを備えている。基体３２Ａ，３２Ｂは、細長板状に形成されており、放熱部３４Ａ，３４Ｂは、基体３２Ａ，３２Ｂよりも幅広でかつ渦巻状に巻込んだ形状を有している。この基体３２Ａ，３２Ｂから放熱部３４Ａ，３４Ｂにかけて、上記第１実施形態における導電部材１１０と同様態様にて、基体３２Ａ，３２Ｂの長手方向に沿って延びる封入空間（図示省略）が形成されると共に、当該封入空間内に適宜液体が封入されている。そして、この導電部材３０Ａ，３０Ｂは、上記導電部材１１０と同様に、基体３２Ａ，３２Ｂ部分を加熱部、放熱部３４Ａ，３４Ｂを冷却部とする一種のヒートパイプ構造によって基体３２Ａ，３２Ｂ側を冷却する構成となっている。

各スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃは、それぞれ第１実施形態におけるパワーデバイス１０１と同様構成とされている。そして、ハイアーム側スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃは、それぞれ第１実施形態で説明したのと同様態様にて、一方側の導電部材３０Ａに実装固定されており、ローアーム側スイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃは、それぞれソース電極とドレイン電極とを逆にした点を除いて第１実施形態で説明したのと同様態様にて、他方側の導電部材３０Ｂに実装固定されている。

また、各導電部材３０Ａ，３０Ｂは、仕切壁２３を貫通して、それぞれの基体３２Ａ，３２Ｂ部分を第１空間２４内に掛渡すように配設すると共に、それぞれの放熱部３４Ａ，３４Ｂを第２空間２５内に配設するようにして、ケース体２２内に固定されている。

さらに、各ハイアーム側スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃのソース電極とローアーム側スイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃのドレイン電極とは、それぞれバスバ部材３５を介して接続されている。各バスバ部材３５には、ケース体２２の底面側に向けて給電端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃが延出形成されている。各給電端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、ケース体２２の底面側から外部に突出しており、それぞれモータ１２側の受電端子に接続可能とされている。

また、各導電部材３０Ａ，３０Ｂは、それぞれ外部に引出された＋／−の電源ケーブル４０に接続されており、当該電源ケーブル４０を介して外部の電源に接続される。

さらに、ケース体２２には、ゲート信号入力用のコネクタ部２６と、冷媒を導入するための導入管２７及び冷媒を排出するための排出管２８が設けられている。

コネクタ部２６の端子は、リード線を介してそれぞれケース体２２内の各スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃのゲート電極に接続されている。そして、外部のゲートドライブ回路からの指令信号がコネクタ部２６からリード線を介して各スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃに与えられるようになっている。

また、上記導入管２７及び排出管２８は、それぞれ上記第２空間２５内に連通している。導入管２７は、図示省略の供給パイプを介して水や油、空気、代替フロン等の冷媒の供給源に接続され、排出管２８は、排出パイプに接続されている。そして、冷媒の供給源からの冷媒が、導入管２７より第２空間２５内に導入される。第２空間２５内に導入された冷媒は、各放熱部３４Ａ，３４Ｂから熱を奪った後、排出管２８より排出されるようになっている。なお、冷媒は、図示省略の冷却機構を介して循環するものであってもよいし、また、外部から導入した空気等の冷媒を導入するものであってもよい。

このように構成されたモータ駆動用インバータユニット２０では、上記第１実施形態で説明したのと同様の動作により、スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃが効率よく冷却される。

特に、放熱部３４Ａ，３４Ｂが外部からの冷媒によって冷却されるため、スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃがより効率よく冷却される。

なお、放熱部３４Ａ，３４Ｂを冷媒によって冷却する代りに、該放熱部３４Ａ，３４Ｂを車両のグリルの後側等、風の流れがよい箇所等に設置するようにしてもよい。

｛第３実施形態｝
次に、この発明の第３実施形態に係るパワーデバイス冷却装置を組込んだモータ駆動用インバータユニットについて説明する。なお、上記第２実施形態で説明した要素と同一構成要素については同一符号を付してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。

図５は、第３実施形態に係るモータ駆動用インバータユニットを示す斜視図であり、図６はモータ駆動用インバータユニットの要部拡大説明図である。

このモータ駆動用インバータユニット５０は、上述のようにヒートパイプ構造を持つ各導電部材３０Ａ，３０Ｂに代えて、冷媒を流すことで冷却を行う構造を持つ導電部材６０Ａ，６０Ｂを備えている。

各導電部材６０Ａ，６０Ｂは、金属等の導電性材料により形成されるものであり、基体６２Ａ，６２Ｂと、引出片６４Ａ，６４Ｂとを備えている。

基体６２Ａ，６２Ｂは、細長板状に形成されている。この基体６２Ａ，６２Ｂ内にその長手方向に沿って流路６３Ａ，６３Ｂが形成されており、この流路６３Ａ，６３Ｂ内に、所定の冷媒が流される。

基体６２Ａの一方面側に、各ハイアーム側スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃが、また、基体６２Ｂの一方面側にローアーム側スイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃが、上記第２実施形態で説明したのと同様態様にて実装固定されている。

なお、基体６２Ａ，６２Ｂは、必ずしも板状に形成されている必要はないが、それらスイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃの実装固定のし易さという点からすると、所定の平面を持つ形状、例えば、板状形状であることが好ましい。

また、この基体６２Ａ，６４Ｂの側方へ適宜屈曲しつつ延出するように、引出片６４Ａ，６４Ｂが形成されている。そして、基体６２Ａ，６２Ｂがケース体２２内の所定位置に取付け固定された状態で、各引出片６４Ａ，６４Ｂは周辺部材との接触を避けるように適宜屈曲しつつケース体２２の一側面に達し、そこからケース体２２の外部に延出する。この引出片６４Ａ，６４Ｂの延出端部は、それぞれ図示省略の電源ケーブルを介して外部の電源に接続される。

この導電部材６０Ａ，６０Ｂは、基体６２Ａ，６２Ｂ部分をケース体２２の第１空間２４内に掛渡すと共に、引出片６４Ａ，６４Ｂの先端部をケース体２２の側面より外方へ延出させた状態で、ケース体２２内に固定されている。

また、この状態で、各基体６２Ａ，６２Ｂの一端部に、冷媒を導入するための導入管７７及び冷媒を排出するための排出管７８が連結されている。これらの導入管７７及び排出管７８は、それぞれケース体２２の一側面に、外方に突出するように固定されている。

また、各基体６２Ａ，６２Ｂの他端部には、第２空間２５内に配設された絶縁チューブ７９の一端部及び他端部が接続されている。

そして、外部からの冷媒の供給パイプが導入管７７に接続されると共に、排出管２８に、排出パイプが接続されている。そして、冷媒の供給源からの冷媒が、供給パイプから導入管２７を介して一方側の基体６２Ａ内の流路６３Ａ内に導入される。この冷媒は、流路６３Ａを所定方向に流れて、絶縁チューブ７９内を通って、他方側の基体６２Ｂ内の流路６３Ｂ内に導入される。さらに、冷媒は、流路６３Ｂ内を流れて、排出管２８から排出パイプを流れて外部に排出される。冷媒は、冷媒が流路６３Ａ，６３Ｂを流れる際に、各基体６２Ａ，６２Ｂを冷却する。

なお、冷媒は、図示省略の冷却機構を介して循環するものであってもよいし、また、外部から導入した空気等の冷媒を導入するものであってもよい。

このように構成されたモータ駆動用インバータユニット５０では、各スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃで生じた熱は、基体６２Ａ，６２Ｂに伝わり、そこで冷却される。従って、スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃが効率よく冷却される。

特に、基体６２Ａ，６２Ｂが冷媒の通流によって冷却されるため、スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃがより効率よく冷却される。

｛第４実施形態｝
この第４実施形態では、モータ駆動用インバータユニットをモータ周りに組付ける形態について説明する。

図７は、モータ駆動用インバータユニット８０をモータのハウジング１２Ｈに組付けた状態を示す斜視図である。

インバータユニット８０は、上記第２実施形態或は第３実施形態で説明したように、ケース体２２内に、図３に示すインバータ回路を形成する諸要素であるスイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃや導電部材３０Ａ，３０Ｂ或は導電部材６０Ａ，６０Ｂ、さらに、冷却用の構成が組込まれた構成となっている。

ケース体２２の外周囲には、ゲート信号入力用のコネクタ部８２、冷媒の出入口となる導入管８３、排出管８４、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各相に対応する給電端子８５ａ，８５ｂ，８５ｃが設けられると共に、外部の電源ケーブル８６が引出されている。なお、このケース体２２には、電源の各線間に介装されて供給電源の安定化と発電時の平滑化等を図るためのコンデンサを接続するためのコネクタ部８８が設けられている。

また、モータのハウジング１２Ｈ側には、上記各給電端子８５ａ，８５ｂ，８５ｃと直接接続可能な受電端子（図示省略）が設けられている。

そして、各給電端子８５ａ，８５ｂ，８５ｃを、モータのハウジング１２Ｈ側の受電端子に接続するようにして、インバータユニット８０を該ハウジング１２Ｈにねじ止等の周知の取付け構成を用いて取付け可能となっている。

このインバータユニット８０では、モータを駆動するための回路と、モータ側の受電端子に直接接続されてモータに駆動用電流を流すための給電端子８５ａ，８５ｂ，８５ｃとが一体化されているため、駆動用の回路とモータ間とを接続する外部配線を省くことができる上、それらの接続を容易に行える。

なお、かかる利点に着目すると、インバータユニット８０には、第２及び第３実施形態で述べたような冷却に係る構成が組込まれていなくともよい。

また、一般的に、ハイブリッドカーの走行用のモータ（エンジンモータ）には、冷却水等の冷媒を用いた冷却機構が組込まれているところ、本実施形態では、モータのハウジング１２Ｈにインバータユニット８０が取付けられるため、モータの冷却に用いられる冷媒の流路を分岐させてインバータユニット８０側の導入管８３側に導いたり（並列的な接続）、或は、モータ用の冷媒の流路の上流側或は下流側で冷媒をインバータユニット８０側に導いたり（直列的な接続）することができる。これにより、冷媒の供給路や排出路（或は還流路）を共用することができ、構成の簡易化を図ることができる。

なお、ケース体２２にゲート信号入力用のコネクタ部８２やコンデンサを接続するためのコネクタ部８８を設ける代りに、図８に示すインバータユニット８０Ｂのように、ケース体２２から、先端部にコネクタを有するケーブル８２Ｋ、８８Ｋを引出し、このケーブル８２Ｋ、８８Ｋを外部のゲートドライブ回路やコンデンサ等に接続するようにしてもよい。

この発明の第１実施形態に係るパワーデバイス冷却装置を示す斜視図である。 ハイブリッドカーにおける電力系の電気的構成を示すブロック図である。 インバータの電気回路図である。 この発明の第３実施形態に係るモータ駆動用インバータユニットの全体構成を示す一部破断斜視図である。 第３実施形態に係るモータ駆動用インバータユニットを示す斜視図である。 同上のモータ駆動用インバータユニットの要部拡大説明図である。 モータ駆動用インバータユニットをモータのハウジングに組付けた状態を示す斜視図である。 変形例を示す斜視図である。

符号の説明

３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃ スイッチング素子
１１ インバータ
１２ モータ
２０ モータ駆動用インバータユニット
２２ ケース体
３０Ａ，３０Ｂ 導電部材
３２Ａ，３２Ｂ 基体
３４Ａ，３４Ｂ 放熱部
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ 給電端子
５０ モータ駆動用インバータユニット
６０Ａ，６０Ｂ 導電部材
６２Ａ，６２Ｂ 基体
６３Ａ，６３Ｂ 流路
８０ モータ駆動用インバータユニット
８５ａ，８５ｂ，８５ｃ 給電端子
１０１ パワーデバイス
１０２ 素子本体
１１０ 導電部材
１１２ 基体
１１３ 封入空間
１１４ 放熱部

Claims (5)

1. 素子本体と接続子とを有するパワーデバイスと、
   前記接続子が接続され、前記パワーデバイスを他の電気要素に電気的に接続するための導電部材と、
   を備え、
   前記導電部材は、冷却構造を持つパワーデバイス冷却装置。
2. 請求項１記載のパワーデバイス冷却装置であって、
   前記導電部材は、前記冷却構造として、
   その内部に形成された封入空間内に液体を封入し、前記封入空間内における液体の気化及び気化を利用して冷却を行うヒートパイプ構造、
   又は、
   その内部に形成された流路内に冷媒を流して冷却を行う構造、を持つ、パワーデバイス冷却装置。
3. 請求項１又は請求項２記載のパワーデバイス冷却装置を組込んだモータ駆動用インバータユニット。
4. モータを駆動するための回路と、
   前記モータ側の受電端子に直接接続されて前記モータに駆動用電流を流すための給電端子と、
   を一体化した形態で単一のケースに組込んだモータ駆動用インバータユニット。
5. 請求項４記載のモータ駆動用インバータユニットであって、
   モータを駆動するための回路に使用されるパワーデバイス及びそれに接続される導電部材に、請求項１又は請求項２記載のパワーデバイス冷却装置を適用したモータ駆動用インバータユニット。

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