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JP6961990B2 - Motor unit - Google Patents

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JP6961990B2
JP6961990B2 JP2017083916A JP2017083916A JP6961990B2 JP 6961990 B2 JP6961990 B2 JP 6961990B2 JP 2017083916 A JP2017083916 A JP 2017083916A JP 2017083916 A JP2017083916 A JP 2017083916A JP 6961990 B2 JP6961990 B2 JP 6961990B2
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Japan
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motor
capacitor
heat sink
inverter
substrate
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JP2017083916A
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薫 吉川
一善 紺谷
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Toyota Industries Corp
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Toyota Industries Corp
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Publication date
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Description

本発明は、モータユニットに関する。 The present invention relates to a motor unit.

従来のモータユニットとしては、例えば特許文献1に記載されている技術が知られている。特許文献1に記載のモータユニットは、回転電機と、この回転電機と一体化され、回転電機の駆動を制御する制御部とを備えている。制御部は、直流電源により供給される直流電流を交流電流に変換する電力変換器と、この電力変換器と並列に接続されたコンデンサと、電力変換器を制御する電子制御装置とを有している。電力変換器は、複数のパワー素子と複数の還流ダイオードとを有している。パワー素子は、フレーム上に実装されている。フレームにおけるパワー素子が接続された面と反対側の第1面には、第1放熱フィンが形成されている。電子制御装置は、筐体に収容された基板上に実装されている。筐体における電子制御装置が接続された面と反対側の第2面には、第2放熱フィンが形成されている。 As a conventional motor unit, for example, the technique described in Patent Document 1 is known. The motor unit described in Patent Document 1 includes a rotary electric machine and a control unit integrated with the rotary electric machine to control the drive of the rotary electric machine. The control unit has a power converter that converts a direct current supplied by a direct current power source into an alternating current, a capacitor connected in parallel with the power converter, and an electronic control device that controls the power converter. There is. The power converter has a plurality of power elements and a plurality of freewheeling diodes. The power element is mounted on the frame. A first heat radiation fin is formed on a first surface of the frame opposite to the surface to which the power element is connected. The electronic control device is mounted on a substrate housed in a housing. A second heat radiation fin is formed on the second surface of the housing opposite to the surface to which the electronic control device is connected.

特開2015−122856号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-122856

しかしながら、上記従来技術においては、第1放熱フィン及び第2放熱フィンは、回転軸を中心として放射状に形成されている。このため、第1放熱フィン及び第2放熱フィンは、制御部の径方向に広い領域にわたって配置されることとなる。また、上記従来技術では、コンデンサの配置については特に考慮されていないが、例えばコンデンサがフレーム上にパワー素子と共に実装される場合には、制御部の寸法が回転電機の軸方向に対して大きくならざるを得ない。以上により、制御部(インバータ)の大型化につながる。 However, in the above-mentioned prior art, the first heat radiation fin and the second heat radiation fin are formed radially around the rotation axis. Therefore, the first heat radiation fin and the second heat radiation fin are arranged over a wide area in the radial direction of the control unit. Further, in the above-mentioned prior art, the arrangement of the capacitor is not particularly considered, but for example, when the capacitor is mounted on the frame together with the power element, if the dimension of the control unit is large with respect to the axial direction of the rotary electric machine. I have no choice but to do it. The above leads to an increase in the size of the control unit (inverter).

本発明の目的は、インバータの小型化を図ることができるモータユニットを提供することである。 An object of the present invention is to provide a motor unit capable of miniaturizing an inverter.

本発明の一態様は、モータと、モータと一体化され、モータを制御するインバータとを備えたモータユニットにおいて、インバータは、ケースと、ケース内に配置され、半導体素子が実装される半導体基板と、ケース内に配置され、コンデンサが実装されるコンデンサ基板と、半導体基板のモータ側の面に取り付けられ、半導体基板を冷却するヒートシンクと、を有し、コンデンサは、モータとインバータとの配列方向に垂直な方向においてヒートシンクと対向するように、コンデンサ基板のモータ側の面に実装されていることを特徴とする。 One aspect of the present invention is a motor unit including a motor and an inverter integrated with the motor and controlling the motor. It has a capacitor board that is placed inside the case and mounts a capacitor, and a heat sink that is attached to the motor side surface of the semiconductor board and cools the semiconductor board. The capacitors are arranged in the arrangement direction of the motor and the inverter. It is characterized in that it is mounted on the surface of the capacitor substrate on the motor side so as to face the heat sink in the vertical direction.

このようなモータユニットにおいては、半導体素子は半導体基板に実装され、コンデンサはコンデンサ基板に実装される。ここでの半導体素子は、コンデンサよりも発熱しやすい。そこで、半導体基板のモータ側の面には、半導体基板を冷却するヒートシンクが取り付けられている。このとき、ヒートシンクは半導体基板のみを冷却すればよいため、ヒートシンクの寸法を必要以上に大きくしなくて済む。また、コンデンサは、モータとインバータとの配列方向に垂直な方向においてヒートシンクと対向するように、コンデンサ基板のモータ側の面に実装されている。従って、インバータの寸法がモータとインバータとの配列方向に大きくなることが防止される。以上により、インバータの小型化を図ることができる。 In such a motor unit, the semiconductor element is mounted on the semiconductor substrate, and the capacitor is mounted on the capacitor substrate. The semiconductor element here is more likely to generate heat than a capacitor. Therefore, a heat sink for cooling the semiconductor substrate is attached to the surface of the semiconductor substrate on the motor side. At this time, since the heat sink only needs to cool the semiconductor substrate, it is not necessary to increase the size of the heat sink more than necessary. Further, the capacitor is mounted on the surface of the capacitor substrate on the motor side so as to face the heat sink in the direction perpendicular to the arrangement direction of the motor and the inverter. Therefore, it is prevented that the dimensions of the inverter increase in the arrangement direction of the motor and the inverter. As described above, the size of the inverter can be reduced.

コンデンサとケースとの間には、放熱部材が配置されていてもよい。このような構成では、コンデンサから発生した熱が放熱部材によりケースに放熱される。 A heat radiating member may be arranged between the capacitor and the case. In such a configuration, the heat generated from the capacitor is dissipated to the case by the heat radiating member.

モータには、インバータを冷却するファンが取り付けられていてもよい。このような構成では、ファンによってインバータが冷却されるため、ヒートシンクが冷却されることとなる。 The motor may be equipped with a fan that cools the inverter. In such a configuration, the fan cools the inverter, which in turn cools the heat sink.

ヒートシンク及び半導体基板の互いに対向する取付面の外形寸法が同等であってもよい。このような構成では、ヒートシンクの取付面の外形寸法が必要最小限に抑えられるため、ヒートシンクの寸法を小さくすることができる。 The external dimensions of the mounting surfaces of the heat sink and the semiconductor substrate facing each other may be the same. In such a configuration, the external dimensions of the mounting surface of the heat sink can be minimized, so that the dimensions of the heat sink can be reduced.

本発明によれば、インバータの小型化を図ることができる。 According to the present invention, the size of the inverter can be reduced.

本発明の一実施形態に係るモータユニットを示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the motor unit which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示されたインバータの全体構造を示す概略断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the whole structure of the inverter shown in FIG. 図2に示されたヒートシンクとケースとの固定構造を示す拡大断面図である。It is an enlarged cross-sectional view which shows the fixing structure of the heat sink and a case shown in FIG. 図1に示されたファンによる冷却風の流れを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the flow of the cooling air by the fan shown in FIG.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係るモータユニットを示す分解斜視図である。図1において、本実施形態のモータユニット1は、モータ2と、このモータ2とダクト3を介して一体化され、モータ2を制御するインバータ4とを備えている。 FIG. 1 is an exploded perspective view showing a motor unit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the motor unit 1 of the present embodiment includes a motor 2 and an inverter 4 that is integrated with the motor 2 via a duct 3 to control the motor 2.

モータ2は、三相交流モータである。モータ2は、ロータ及びステータを有するモータ本体32(図4参照)と、このモータ本体32を収容するモータケース5と、ステータに巻かれているコイルから引き出された3つのモータ端子6とを有している。モータ2には、インバータ4を冷却するファン7が取り付けられている。ファン7は、モータケース5よりもインバータ4側においてモータ本体32の回転軸32aにナット33により取り付けられている(図4参照)。回転軸32aの先端部の外周面には、ナット33と螺合するネジが切られている。従って、モータ本体32が回転すると、ファン7が回転する。 The motor 2 is a three-phase AC motor. The motor 2 has a motor body 32 having a rotor and a stator (see FIG. 4), a motor case 5 accommodating the motor body 32, and three motor terminals 6 drawn from a coil wound around the stator. doing. A fan 7 for cooling the inverter 4 is attached to the motor 2. The fan 7 is attached to the rotating shaft 32a of the motor body 32 by a nut 33 on the inverter 4 side of the motor case 5 (see FIG. 4). A screw to be screwed with the nut 33 is cut on the outer peripheral surface of the tip of the rotating shaft 32a. Therefore, when the motor body 32 rotates, the fan 7 rotates.

ダクト3は、モータケース5のインバータ4側の部分をファン7と共に覆う。インバータ4は、複数のボルト(図示せず)によりダクト3を介してモータ2に固定されている。インバータ4は、バッテリ(図示せず)からの直流電流を交流電流に変換して、モータ2のモータ本体32の回転動作を制御する。 The duct 3 covers the portion of the motor case 5 on the inverter 4 side together with the fan 7. The inverter 4 is fixed to the motor 2 via a duct 3 by a plurality of bolts (not shown). The inverter 4 converts a direct current from a battery (not shown) into an alternating current to control the rotational operation of the motor body 32 of the motor 2.

図2は、インバータ4の全体構造を示す概略断面図である。図2において、インバータ4は、アルミニウム製のケース8を備えている。ケース8は、アルミダイカストにより形成されている。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the overall structure of the inverter 4. In FIG. 2, the inverter 4 includes a case 8 made of aluminum. The case 8 is formed of aluminum die casting.

ケース8におけるモータ2とは反対側には、ケース8内を覆うカバー9が取り付けられている。また、ケース8の一端部には、バッテリ(図示せず)と電気的に接続されたバッテリケーブル(図示せず)が取り付けられるバッテリケーブル取付部10が固定されている。 A cover 9 that covers the inside of the case 8 is attached to the side of the case 8 opposite to the motor 2. Further, a battery cable attachment portion 10 to which a battery cable (not shown) electrically connected to the battery (not shown) is attached is fixed to one end of the case 8.

ケース8内には、モータ2の各モータ端子6が収容されるモータ端子収容部11と、半導体基板であるMOS(Metal Oxide Semiconductor)基板12、コンデンサ基板13及び制御基板14が収容される基板収容部15と、ヒートシンク16が収容されるヒートシンク収容部17と、コンデンサ18が収容されるコンデンサ収容部19とが設けられている。 In the case 8, a motor terminal accommodating portion 11 accommodating each motor terminal 6 of the motor 2, a substrate accommodating a MOS (Metal Oxide Semiconductor) substrate 12, a capacitor substrate 13, and a control substrate 14 which are semiconductor substrates are accommodated. A heat sink accommodating portion 17 accommodating a heat sink 16, a heat sink accommodating portion 17 accommodating the heat sink 16, and a capacitor accommodating portion 19 accommodating a capacitor 18 are provided.

モータ端子収容部11は、ケース8の他端側(バッテリケーブル取付部10とは反対側)に配置されている。基板収容部15は、モータ端子収容部11よりもバッテリケーブル取付部10側で且つカバー9側に配置されている。ヒートシンク収容部17は、バッテリケーブル取付部10側で且つモータ2側(カバー9とは反対側)に配置されている。コンデンサ収容部19は、モータ端子収容部11とヒートシンク収容部17との間に配置されている。 The motor terminal accommodating portion 11 is arranged on the other end side of the case 8 (the side opposite to the battery cable mounting portion 10). The board accommodating portion 15 is arranged on the battery cable mounting portion 10 side and the cover 9 side with respect to the motor terminal accommodating portion 11. The heat sink accommodating portion 17 is arranged on the battery cable mounting portion 10 side and on the motor 2 side (opposite side of the cover 9). The capacitor accommodating portion 19 is arranged between the motor terminal accommodating portion 11 and the heat sink accommodating portion 17.

MOS基板12には、半導体素子であるMOS素子20が実装されている。MOS素子20には、スイッチング素子等が含まれる。コンデンサ基板13には、上記のコンデンサ18が実装されている。制御基板14には、電子制御部品21が実装されている。 A MOS element 20 which is a semiconductor element is mounted on the MOS substrate 12. The MOS element 20 includes a switching element and the like. The above-mentioned capacitor 18 is mounted on the capacitor board 13. An electronic control component 21 is mounted on the control board 14.

MOS基板12は、複数のボルト22によりケース8に固定されている。MOS素子20は、MOS基板12の上面12a(カバー9側の面)に実装されている。また、MOS基板12の上面12aには、端子23を介してバスバー24が取り付けられている。端子23は、バッテリの端子(図示せず)と電気的に接続されている。バスバー24は、複数のボルト25により端子23及びMOS基板12を介してヒートシンク16に固定されている。バスバー24は、モータ端子収容部11と基板収容部15とを画成する壁部26を貫通してモータ端子収容部11まで延びて、モータ端子6と連結されている。 The MOS substrate 12 is fixed to the case 8 by a plurality of bolts 22. The MOS element 20 is mounted on the upper surface 12a (the surface on the cover 9 side) of the MOS substrate 12. Further, a bus bar 24 is attached to the upper surface 12a of the MOS substrate 12 via the terminal 23. The terminal 23 is electrically connected to a terminal (not shown) of the battery. The bus bar 24 is fixed to the heat sink 16 by a plurality of bolts 25 via the terminal 23 and the MOS substrate 12. The bus bar 24 penetrates the wall portion 26 that defines the motor terminal accommodating portion 11 and the substrate accommodating portion 15 and extends to the motor terminal accommodating portion 11 and is connected to the motor terminal 6.

コンデンサ基板13は、MOS基板12よりもカバー9側に配置されている。つまり、コンデンサ基板13は、MOS基板12に対してモータ2の反対側に配置されている。また、コンデンサ基板13は、MOS基板12に対してモータ端子収容部11側にずれて配置されている。これにより、MOS基板12及びコンデンサ基板13をケース8内にスペース効率良く配置することができる。コンデンサ基板13は、複数のボルト27によりケース8に固定されている。コンデンサ18は、コンデンサ基板13の下面13b(モータ2側の面)に実装されている。 The capacitor substrate 13 is arranged closer to the cover 9 than the MOS substrate 12. That is, the capacitor substrate 13 is arranged on the opposite side of the motor 2 with respect to the MOS substrate 12. Further, the capacitor substrate 13 is arranged so as to be offset from the MOS substrate 12 toward the motor terminal accommodating portion 11. As a result, the MOS substrate 12 and the capacitor substrate 13 can be arranged in the case 8 in a space-efficient manner. The capacitor board 13 is fixed to the case 8 by a plurality of bolts 27. The capacitor 18 is mounted on the lower surface 13b (the surface on the motor 2 side) of the capacitor substrate 13.

制御基板14は、コンデンサ基板13よりもカバー9側に配置されている。制御基板14は、複数のボルト28によりケース8に固定されている。電子制御部品21は、制御基板14の上面14a(カバー9側の面)及び下面14b(コンデンサ基板13側の面)に実装されている。なお、図2では、制御基板14の下面14bに実装された電子制御部品21のみが示されている。 The control board 14 is arranged closer to the cover 9 than the capacitor board 13. The control board 14 is fixed to the case 8 by a plurality of bolts 28. The electronic control component 21 is mounted on the upper surface 14a (the surface on the cover 9 side) and the lower surface 14b (the surface on the capacitor substrate 13 side) of the control board 14. Note that FIG. 2 shows only the electronic control component 21 mounted on the lower surface 14b of the control board 14.

ヒートシンク16は、MOS基板12の下面12b(モータ2側の面)に接触するように取り付けられ、MOS基板12を冷却する。ヒートシンク16は、ケース8の一部に嵌め込まれている。ヒートシンク16の材質は、ケース8と同様に、アルミニウムである。ヒートシンク16は、図3に示されるように、複数の放熱フィン29を有している。 The heat sink 16 is attached so as to come into contact with the lower surface 12b (the surface on the motor 2 side) of the MOS substrate 12 to cool the MOS substrate 12. The heat sink 16 is fitted in a part of the case 8. The material of the heat sink 16 is aluminum as in the case 8. As shown in FIG. 3, the heat sink 16 has a plurality of heat radiation fins 29.

ヒートシンク16の上面16a(モータ2とは反対側の面)の外形寸法は、MOS基板12の下面12bの外形寸法と同等である。なお、ここでいう同等とは、完全に等しい場合だけでなく、実質的に等しい場合も含む概念である。ヒートシンク16の上面16a及びMOS基板12の下面12bは、ヒートシンク16及びMOS基板12の互いに対向する取付面を構成している。 The external dimensions of the upper surface 16a (the surface opposite to the motor 2) of the heat sink 16 are the same as the external dimensions of the lower surface 12b of the MOS substrate 12. The term "equivalent" as used herein is a concept that includes not only the case of being completely equal but also the case of being substantially equal. The upper surface 16a of the heat sink 16 and the lower surface 12b of the MOS substrate 12 form mounting surfaces of the heat sink 16 and the MOS substrate 12 facing each other.

ヒートシンク16は、押出成形により形成されている。これにより、ヒートシンク16がダイカストにより形成される場合に比べて、放熱フィン29のピッチを狭くしたり、放熱フィン29の高さを大きくすることができる。その結果、ヒートシンク16の放熱性能を向上させることが可能となる。 The heat sink 16 is formed by extrusion molding. As a result, the pitch of the heat radiating fins 29 can be narrowed and the height of the heat radiating fins 29 can be increased as compared with the case where the heat sink 16 is formed by die casting. As a result, the heat dissipation performance of the heat sink 16 can be improved.

ヒートシンク16は、図3に示されるように、複数のボルト22によりケース8に固定されている。このとき、ヒートシンク16は、ボルト22によりMOS基板12と一緒にケース8に締結されている。なお、ヒートシンク16及びMOS基板12は、ボルト22で共締めされていなくてもよい。このようにボルト22を用いることにより、ヒートシンク16とケース8との固定構造を安価に実現することができる。 As shown in FIG. 3, the heat sink 16 is fixed to the case 8 by a plurality of bolts 22. At this time, the heat sink 16 is fastened to the case 8 together with the MOS substrate 12 by bolts 22. The heat sink 16 and the MOS substrate 12 do not have to be fastened together with the bolts 22. By using the bolts 22 in this way, a fixed structure between the heat sink 16 and the case 8 can be realized at low cost.

ヒートシンク16とケース8との間には、シール部30が介在されている。シール部30は、シールゴムまたは液状シール剤等により形成されている。これにより、ヒートシンク16とケース8とが密封される。 A seal portion 30 is interposed between the heat sink 16 and the case 8. The seal portion 30 is formed of a seal rubber, a liquid sealant, or the like. As a result, the heat sink 16 and the case 8 are sealed.

コンデンサ18は、上述したように、コンデンサ基板13の下面13bに実装されている。このため、コンデンサ18は、モータ2側、つまりヒートシンク16と同じ側に延びている。このとき、コンデンサ18は、モータ2とインバータ4との配列方向(X方向)に垂直な方向においてケース8を挟んでヒートシンク16と対向するように配置されている。コンデンサ18の先端面とケース8との間には、コンデンサ18からの熱を放散する放熱部材31が配置されている。 As described above, the capacitor 18 is mounted on the lower surface 13b of the capacitor substrate 13. Therefore, the capacitor 18 extends to the motor 2 side, that is, to the same side as the heat sink 16. At this time, the capacitor 18 is arranged so as to face the heat sink 16 with the case 8 sandwiched in a direction perpendicular to the arrangement direction (X direction) of the motor 2 and the inverter 4. A heat radiating member 31 that dissipates heat from the capacitor 18 is arranged between the tip surface of the capacitor 18 and the case 8.

以上のようなモータユニット1において、MOS素子20から発生した熱がMOS基板12を通ってヒートシンク16により放熱されるため、MOS基板12が熱くなりにくくなる。また、コンデンサ18から発生した熱が放熱部材31によりケース8に放熱されるため、コンデンサ18が熱くなりにくくなる。 In the motor unit 1 as described above, the heat generated from the MOS element 20 is dissipated by the heat sink 16 through the MOS substrate 12, so that the MOS substrate 12 is less likely to become hot. Further, since the heat generated from the capacitor 18 is dissipated to the case 8 by the heat radiating member 31, the capacitor 18 is less likely to become hot.

さらに、図4に示されるように、ファン7の回転により発生した冷却風の流れによって、インバータ4が冷却される。なお、図4では、便宜上インバータ4の一部が省略されている。このとき、ヒートシンク16が冷却風により冷却されるため、MOS基板12が一層熱くなりにくくなる。また、ケース8におけるコンデンサ18の近傍部分及び放熱部材31が冷却風により冷却されるため、コンデンサ18が一層熱くなりにくくなる。 Further, as shown in FIG. 4, the inverter 4 is cooled by the flow of the cooling air generated by the rotation of the fan 7. In FIG. 4, a part of the inverter 4 is omitted for convenience. At this time, since the heat sink 16 is cooled by the cooling air, the MOS substrate 12 is less likely to become hot. Further, since the portion near the condenser 18 and the heat radiating member 31 in the case 8 are cooled by the cooling air, the condenser 18 is less likely to become hot.

以上のように本実施形態にあっては、MOS素子20はMOS基板12に実装され、コンデンサ18はコンデンサ基板13に実装される。MOS素子20は、コンデンサ18よりも発熱しやすい。そこで、MOS基板12の下面12bには、MOS基板12を冷却するヒートシンク16が取り付けられている。このとき、ヒートシンク16はMOS基板12のみを冷却すればよいため、ヒートシンク16の寸法を必要以上に大きくしなくて済む。また、コンデンサ18は、モータ2とインバータ4との配列方向に垂直な方向においてヒートシンク16と対向するように、コンデンサ基板13の下面13bに実装されている。従って、インバータ4の寸法がモータ2とインバータ4との配列方向に大きくなることが防止される。以上により、インバータ4の小型化を図ることができる。 As described above, in the present embodiment, the MOS element 20 is mounted on the MOS substrate 12, and the capacitor 18 is mounted on the capacitor substrate 13. The MOS element 20 is more likely to generate heat than the capacitor 18. Therefore, a heat sink 16 for cooling the MOS substrate 12 is attached to the lower surface 12b of the MOS substrate 12. At this time, since the heat sink 16 only needs to cool the MOS substrate 12, the dimensions of the heat sink 16 need not be made larger than necessary. Further, the capacitor 18 is mounted on the lower surface 13b of the capacitor substrate 13 so as to face the heat sink 16 in a direction perpendicular to the arrangement direction of the motor 2 and the inverter 4. Therefore, it is prevented that the dimensions of the inverter 4 increase in the arrangement direction of the motor 2 and the inverter 4. As described above, the size of the inverter 4 can be reduced.

また、ケース8は、ダイカストにより形成されている。このため、ケース8の形状及び内部レイアウトの自由度が向上する。従って、インバータ4を更に小型化することが可能となる。 Further, the case 8 is formed by die casting. Therefore, the degree of freedom in the shape and internal layout of the case 8 is improved. Therefore, the inverter 4 can be further miniaturized.

また、本実施形態では、コンデンサ18とケース8との間には、放熱部材31が配置されている。従って、コンデンサ18から発生した熱が放熱部材31によりケース8に放熱される。これにより、コンデンサ18を冷却することができる。 Further, in the present embodiment, the heat radiating member 31 is arranged between the capacitor 18 and the case 8. Therefore, the heat generated from the capacitor 18 is dissipated to the case 8 by the heat radiating member 31. As a result, the capacitor 18 can be cooled.

また、本実施形態では、モータ2には、インバータ4を冷却するファン7が取り付けられている。従って、ファン7によってインバータ4が冷却されるため、ヒートシンク16及び放熱部材31が冷却されることとなる。これにより、MOS基板12及びコンデンサ18をより冷却することができる。 Further, in the present embodiment, the motor 2 is equipped with a fan 7 for cooling the inverter 4. Therefore, since the inverter 4 is cooled by the fan 7, the heat sink 16 and the heat radiating member 31 are cooled. As a result, the MOS substrate 12 and the capacitor 18 can be further cooled.

また、本実施形態では、ヒートシンク16の上面16a及びMOS基板12の下面12bの外形寸法が同等である。従って、ヒートシンク16の上面16aの外形寸法が必要最小限に抑えられるため、ヒートシンク16の寸法を小さくすることができる。 Further, in the present embodiment, the outer dimensions of the upper surface 16a of the heat sink 16 and the lower surface 12b of the MOS substrate 12 are the same. Therefore, since the external dimensions of the upper surface 16a of the heat sink 16 are suppressed to the minimum necessary, the dimensions of the heat sink 16 can be reduced.

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、ボルト22によりヒートシンク16をケース8に固定しているが、特にその形態には限られず、接着剤等による化学的接合、或いは溶接や固相接合のような材料的接合を用いて、ヒートシンク16をケース8に固定してもよい。この場合には、ヒートシンク16とケース8との接合と同時に、ヒートシンク16とケース8とのシール性を確保することができる。また、ボルト22及びシール部30が不要となるため、インバータ4の簡素化を図ることができる。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the heat sink 16 is fixed to the case 8 by a bolt 22, but the heat sink 16 is not particularly limited to that form, and chemical bonding with an adhesive or the like, or material bonding such as welding or solid phase bonding is performed. You may use it to fix the heat sink 16 to the case 8. In this case, the sealing property between the heat sink 16 and the case 8 can be ensured at the same time as the heat sink 16 and the case 8 are joined. Further, since the bolt 22 and the seal portion 30 are not required, the inverter 4 can be simplified.

また、上記実施形態では、ヒートシンク16の上面16aの外形寸法がMOS基板12の下面12bの外形寸法と同等であるが、特にその形態には限られず、ヒートシンク16の上面16aの外形寸法は、MOS基板12の下面12bの外形寸法と異なっていてもよい。この場合でも、ヒートシンク16はMOS基板12のみを冷却すればよいため、従来に比べてヒートシンク16の寸法を小さくすることができる。 Further, in the above embodiment, the external dimensions of the upper surface 16a of the heat sink 16 are the same as the external dimensions of the lower surface 12b of the MOS substrate 12, but the external dimensions are not particularly limited to that form, and the external dimensions of the upper surface 16a of the heat sink 16 are MOS. It may be different from the external dimensions of the lower surface 12b of the substrate 12. Even in this case, since the heat sink 16 only needs to cool the MOS substrate 12, the size of the heat sink 16 can be reduced as compared with the conventional case.

また、上記実施形態では、ヒートシンク16がMOS基板12の下面12bに接触するように取り付けられているが、特にその形態には限られず、ヒートシンク16は、MOS基板12の下面12bに伝熱部材を介して取り付けられていてもよい。 Further, in the above embodiment, the heat sink 16 is attached so as to be in contact with the lower surface 12b of the MOS substrate 12, but the present invention is not particularly limited to that form, and the heat sink 16 has a heat transfer member attached to the lower surface 12b of the MOS substrate 12. It may be attached via.

さらに、上記実施形態では、コンデンサ基板13がMOS基板12に対してモータ2の反対側に配置されているが、特にその形態には限られず、コンデンサ基板13は、MOS基板12よりもモータ2側に配置されていてもよい。 Further, in the above embodiment, the capacitor substrate 13 is arranged on the opposite side of the motor 2 with respect to the MOS substrate 12, but the embodiment is not particularly limited, and the capacitor substrate 13 is closer to the motor 2 than the MOS substrate 12. It may be arranged in.

1…モータユニット、2…モータ、4…インバータ、7…ファン、8…ケース、12…MOS基板(半導体基板)、12b…下面(取付面)、13…コンデンサ基板、13b…下面、16…ヒートシンク、16a…上面(取付面)、18…コンデンサ、20…MOS素子(半導体素子)、31…放熱部材。 1 ... Motor unit, 2 ... Motor, 4 ... Inverter, 7 ... Fan, 8 ... Case, 12 ... MOS substrate (semiconductor substrate), 12b ... Bottom surface (mounting surface), 13 ... Capacitor substrate, 13b ... Bottom surface, 16 ... Heat sink , 16a ... Top surface (mounting surface), 18 ... Capacitor, 20 ... MOS element (semiconductor element), 31 ... Heat dissipation member.

Claims (5)

モータと、前記モータと一体化され、前記モータを制御するインバータとを備えたモータユニットにおいて、
前記インバータは、
ケースと、
前記ケース内に配置され、半導体素子が実装される半導体基板と、
前記ケース内に配置され、コンデンサが実装されるコンデンサ基板と、
前記半導体基板の前記モータ側の面に接触するように取り付けられ、前記半導体基板を冷却するヒートシンクと、
を有し、
前記コンデンサは、前記モータと前記インバータとの配列方向に垂直な方向において前記ヒートシンクと対向するように、前記コンデンサ基板の前記モータ側の面に実装されており、
前記ヒートシンクは、前記半導体基板に対して前記モータと前記インバータとの配列方向に垂直な方向に突出していないと共に、前記モータと前記インバータとの配列方向に前記コンデンサ基板と重なっている領域を有し、前記モータと前記インバータとの配列方向に前記コンデンサと重なっている領域を有しないことを特徴とするモータユニット。
In a motor unit including a motor and an inverter integrated with the motor and controlling the motor.
The inverter
With the case
A semiconductor substrate arranged in the case and on which a semiconductor element is mounted,
A capacitor board that is placed inside the case and mounts a capacitor,
A heat sink that is attached so as to come into contact with the surface of the semiconductor substrate on the motor side and cools the semiconductor substrate.
Have,
The capacitor is mounted on the surface of the capacitor substrate on the motor side so as to face the heat sink in a direction perpendicular to the arrangement direction of the motor and the inverter.
The heat sink does not project in a direction perpendicular to the arrangement direction of the motor and the inverter with respect to the semiconductor substrate, and has a region overlapping the capacitor substrate in the arrangement direction of the motor and the inverter. , A motor unit characterized in that it does not have a region overlapping the capacitor in the arrangement direction of the motor and the inverter.
前記ヒートシンクは、前記半導体基板の前記モータ側の面に接触するように取り付けられた本体部と、前記本体部の前記モータ側に設けられた複数の放熱フィンとを有し、
前記本体部及び前記放熱フィンは、前記半導体基板に対して前記モータと前記インバータとの配列方向に垂直な方向に突出していないと共に、前記モータと前記インバータとの配列方向に前記コンデンサと重なっている領域を有しないことを特徴とする請求項1記載のモータユニット。
The heat sink has a main body portion attached so as to come into contact with the surface of the semiconductor substrate on the motor side, and a plurality of heat radiation fins provided on the motor side of the main body portion.
The main body and the heat radiating fin do not project in a direction perpendicular to the arrangement direction of the motor and the inverter with respect to the semiconductor substrate, and overlap the capacitor in the arrangement direction of the motor and the inverter. The motor unit according to claim 1, wherein the motor unit does not have a region.
前記コンデンサと前記ケースとの間には、放熱部材が配置されていることを特徴とする請求項1または2記載のモータユニット。 The motor unit according to claim 1 or 2, wherein a heat radiating member is arranged between the capacitor and the case. 前記モータには、前記インバータを冷却するファンが取り付けられていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項記載のモータユニット。 The motor unit according to any one of claims 1 to 3, wherein a fan for cooling the inverter is attached to the motor. 前記ヒートシンク及び前記半導体基板の互いに対向する取付面の外形寸法が同等であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項記載のモータユニット。 The motor unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the external dimensions of the mounting surfaces of the heat sink and the semiconductor substrate facing each other are the same.
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