(57)【要約】【課題】２つのスイッチング素子ユニットを接近させて配置した場合であっても、各スイッチング素子ユニット間での熱干渉を低減することが可能なインバータ装置を提供する。【解決手段】第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとが並んで配置される第１面Ｆ１と、当該第１面Ｆ１とは反対側の面であって複数の放熱フィン３３が設けられた第２面Ｆ２と、を有するヒートシンク３を備え、ヒートシンク３は、第１面Ｆ１に直交する対面方向Ｚから見て、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑが配置された第１配置領域３１Ｑと、第２スイッチング素子ユニット２０Ｒが配置された第２配置領域３１Ｒとの間の中間領域３１Ｍに、第１配置領域３１Ｑ及び第２配置領域３１Ｒの双方に比べて、第１面Ｆ１と第２面Ｆ２との間の肉厚が薄い薄肉部４を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のインバータ回路を構成する複数のスイッチング素子を含む第１スイッチング素子ユニットと、
第２のインバータ回路を構成する複数のスイッチング素子を含む第２スイッチング素子ユニットと、
前記第１スイッチング素子ユニットと前記第２スイッチング素子ユニットとが並んで配置される第１面と、当該第１面とは反対側の面であって複数の放熱フィンが設けられた第２面と、を有するヒートシンクと、を備え、
前記ヒートシンクは、前記第１面に直交する対面方向から見て、前記第１スイッチング素子ユニットが配置された第１配置領域と、前記第２スイッチング素子ユニットが配置された第２配置領域との間の中間領域に、前記第１配置領域及び前記第２配置領域の双方に比べて、前記第１面と前記第２面との間の肉厚が薄い薄肉部を有するインバータ装置。
【請求項２】
前記薄肉部は、前記第１面に開口すると共に前記第２面側に窪み、前記第１配置領域と前記第２配置領域との配列方向に直交する方向である配列直交方向に沿って延びた凹溝状の凹溝部によって形成されている請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記薄肉部は、前記配列直交方向における前記第１配置領域と前記第２配置領域とに挟まれた領域の全域に形成されている請求項２に記載のインバータ装置。
【請求項４】
複数の前記放熱フィンが前記配列方向に並んで配置されていると共に、前記放熱フィンのそれぞれが前記配列直交方向に沿って延びた形状とされ、
前記第２面には、隣り合う２つの前記放熱フィンに挟まれた溝状の部分である底溝部が複数形成され、
複数の前記底溝部の一部と前記凹溝部とが、前記対面方向から見て重なる位置に配置されている請求項２又は３に記載のインバータ装置。
【請求項５】
複数の前記底溝部のうちの、前記対面方向から見て前記凹溝部と重なる位置に配置された前記底溝部を対象底溝部として、
前記対面方向から見て、前記対象底溝部の全体が、前記凹溝部が形成された領域内に含まれている請求項４に記載のインバータ装置。
【請求項６】
複数の前記底溝部のうちの、前記対面方向から見て前記凹溝部と重なる位置に配置された前記底溝部を対象底溝部として、
前記対面方向から見て、前記対象底溝部と重なる領域における前記薄肉部の肉厚が、前記配列方向における前記放熱フィンの幅よりも小さい請求項４又は５に記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのスイッチング素子ユニットを備えたインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記の特許文献１（特開２０１５−８９２４５号公報）には、１個の筐体（１２）の内部に、複数のスイッチング素子を組み合わせてなるスイッチング素子ユニット（インバータ１３）が２つ並んで配置されたインバータ装置（１０）が開示されている。特許文献１のインバータ装置（１０）では、このような構成によって、２つのスイッチング素子ユニット（１３）が個別に配置される場合に比べて、装置全体の小型化が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−８９２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のインバータ装置（１０）では、２つのスイッチング素子ユニット（１３）の配列方向における当該２つのスイッチング素子ユニット（１３）の間に、スイッチング素子の過電圧を抑制するためのコンデンサ（１５）が配置されている。そのため、コンデンサ（１５）の配置位置を２つのスイッチング素子ユニット（１３）の間から別の場所に移動させれば、２つのスイッチング素子ユニットを互いに接近させて配置することができ、その結果、スイッチング素子ユニット（１３）の配列方向において、装置の更なる小型化を図ることができる。
【０００５】
しかし、これには次のような問題がある。すなわち、２つのスイッチング素子ユニットが互いに接近して配置されているために、一方のスイッチング素子ユニットが発熱した場合に、この熱が筐体を介して他方のスイッチング素子ユニットに伝わり、２つのスイッチング素子ユニット間で熱干渉が生じる可能性がある。このような熱干渉は、例えば、各スイッチング素子ユニットがサーミスタ等の温度センサを備える場合に、当該温度センサの誤検知の原因となったり、各スイッチング素子を制御する制御装置の誤作動の原因となることがある。
【０００６】
そこで、２つのスイッチング素子ユニットを接近させて配置した場合であっても、各スイッチング素子ユニット間での熱干渉を低減することが可能なインバータ装置の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係るインバータ装置は、
第１のインバータ回路を構成する複数のスイッチング素子を含む第１スイッチング素子ユニットと、
第２のインバータ回路を構成する複数のスイッチング素子を含む第２スイッチング素子ユニットと、
前記第１スイッチング素子ユニットと前記第２スイッチング素子ユニットとが並んで配置される第１面と、当該第１面とは反対側の面であって複数の放熱フィンが設けられた第２面と、を有するヒートシンクと、を備え、
前記ヒートシンクは、前記第１面に直交する対面方向から見て、前記第１スイッチング素子ユニットが配置された第１配置領域と、前記第２スイッチング素子ユニットが配置された第２配置領域との間の中間領域に、前記第１配置領域及び前記第２配置領域の双方に比べて、前記第１面と前記第２面との間の肉厚が薄い薄肉部を有する。
【０００８】
本構成によれば、薄肉部により、中間領域の少なくとも一部においてヒートシンクの肉厚を薄くすることができる。そのため、第１スイッチング素子ユニットと第２スイッチング素子ユニットとの間における熱が伝導する経路中の少なくとも一部の断面積を小さくすることができる。これにより、第１スイッチング素子ユニットと第２スイッチング素子ユニットとの間の薄肉部を通る熱伝導を制限し、他の部分に熱が伝導され易くすることができる。従って、このような薄肉部を備えない場合に比べて、各スイッチング素子ユニット間での熱干渉を低減することができる。
【０００９】
本開示に係る技術のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】インバータ装置の模式的回路図。
【図２】インバータ装置の各部の配置関係を模式的に示す平面図。
【図３】インバータ装置の断面図。
【図４】図３の要部拡大図。
【図５】インバータ装置のケース及びスイッチング素子ユニットを示す平面図。
【図６】図５の要部拡大図。
【図７】他の実施形態に係るインバータ装置の要部拡大断面図。
【図８】他の実施形態に係るインバータ装置の要部拡大断面図。
【図９】他の実施形態に係るインバータ装置の要部拡大断面図。
【図１０】他の実施形態に係るインバータ装置の要部拡大断面図。
【図１１】比較例に係るインバータ装置の断面図。
【図１２】図１１の要部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．第一実施形態
第一実施形態に係るインバータ装置１について、図面を参照して説明する。以下では、インバータ装置１が、２つの回転電機を駆動する回転電機駆動装置に適用される場合を例に、図面を参照して説明する。
【００１２】
１−１．回路構成
図１に示すように、インバータ装置１は、第１回転電機８Ｑを駆動する第１インバータユニット２Ｑと、第２回転電機８Ｒを駆動する第２インバータユニット２Ｒと、を備えている。本実施形態では、第１インバータユニット２Ｑが有する第１のインバータ回路２１Ｑ、及び、第２インバータユニット２Ｒが有する第２のインバータ回路２１Ｒの双方を、１つのインバータ制御装置ＣＵが制御する。但し、２つのインバータ制御装置により各インバータ回路２１Ｑ，２１Ｒを個別に制御するように構成しても良い。
【００１３】
このように、インバータ装置１は、第１のインバータ回路２１Ｑを構成する複数のスイッチング素子２１を含む第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと、第２のインバータ回路２１Ｒを構成する複数のスイッチング素子２１を含む第２スイッチング素子ユニット２０Ｒと、を備えている。各インバータ回路２１Ｑ，２１Ｒは、直流電力と複数相の交流電力との間で電力を変換する。
【００１４】
図１には、交流の第１回転電機８Ｑ及び直流電源９に接続されて複数相の交流と直流との間で電力を変換する第１のインバータ回路２１Ｑと、交流の第２回転電機８Ｒ及び直流電源９に接続されて複数相の交流と直流との間で電力を変換する第２のインバータ回路２１Ｒと、を例示している。本実施形態では、直流電源９はバッテリである。なお、直流電源９としてキャパシタ等の他の蓄電装置を用いても良い。
【００１５】
第１のインバータ回路２１Ｑの直流側には、当該第１のインバータ回路２１Ｑの直流側の電圧を平滑化する第１コンデンサ６Ｑ（直流リンクコンデンサ）が備えられている。また、第２のインバータ回路２１Ｒの直流側には、当該第２のインバータ回路２１Ｒの直流側の電圧を平滑化する第２コンデンサ６Ｒ（直流リンクコンデンサ）が備えられている。
【００１６】
第１回転電機８Ｑ及び第２回転電機８Ｒは、例えばハイブリッド自動車や電気自動車等の車両における車輪の駆動力源とすることができる。なお、本実施形態に係るインバータ装置１は、一対のインバータユニット２Ｑ、２Ｒをケース５内に並列配置した構成を備えるため、例えば、車両における左右一対の車輪のそれぞれを一対の回転電機８Ｑ、８Ｒにより駆動する構成において、これら一対の回転電機８Ｑ、８Ｒを駆動するためのインバータ装置などに特に適している。ここで、第１回転電機８Ｑ及び第２回転電機８Ｒは、電動機としても発電機としても機能することができる。第１回転電機８Ｑは、第１のインバータ回路２１Ｑを介して直流電源９から供給される電力を、車輪を駆動する動力に変換する（力行）。或いは、第１回転電機８Ｑは、内燃機関や車輪から伝達される回転駆動力を電力に変換し、第１のインバータ回路２１Ｑを介して直流電源９を充電する（回生）。このような力行及び回生の動作は、第２回転電機８Ｒも同様に行うことができる。
【００１７】
本実施形態では、第１インバータユニット２Ｑと第２インバータユニット２Ｒとの回路構成は同じである。以下では、第１インバータユニット２Ｑについて説明し、第２インバータユニット２Ｒについては必要に応じて説明するものとする。
【００１８】
第１のインバータ回路２１Ｑは、直流電源９の直流電力を複数相（ここでは３相）の交流電力に変換して第１回転電機８Ｑに供給すると共に、第１回転電機８Ｑが発電した交流電力を直流電力に変換して直流電源９に供給する。
【００１９】
第１のインバータ回路２１Ｑは、複数のスイッチング素子２１を有して構成される。図１に示す例では、スイッチング素子２１は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）によって構成されている。但し、ＩＧＢＴに限らず、スイッチング素子２１として、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ（Silicon Carbide - Metal Oxide Semiconductor FET）やＳｉＣ−ＳＩＴ（SiC - Static Induction Transistor）、ＧａＮ−ＭＯＳＦＥＴ（Gallium Nitride - MOSFET）などの各種のパワー半導体素子を適用することができる。
【００２０】
図１に示すように、第１のインバータ回路２１Ｑは、交流電力の複数相のそれぞれに対応する数（ここでは３つ）のアーム２１Ａを有するブリッジ回路により構成されている。３相の第１回転電機８Ｑの場合には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するステータコイル８１のそれぞれに一組の直列回路（アーム２１Ａ）が対応したブリッジ回路が構成される。各アーム２１Ａは、上段側スイッチング素子２１Ｈと下段側スイッチング素子２１Ｌとの直列回路により構成されている。各アーム２１Ａの中間点、つまり、直流電源９の正極Ｐ側のスイッチング素子２１（上段側スイッチング素子２１Ｈ）と直流電源９の負極Ｎ側のスイッチング素子２１（下段側スイッチング素子２１Ｌ）との接続点が、第１回転電機８Ｑの３相のステータコイル８１にそれぞれ接続される。また、各スイッチング素子２１には、直流電源９の負極“Ｎ”から正極“Ｐ”へ向かう方向（下段側から上段側へ向かう方向）を順方向として、並列にフリーホイールダイオード２１Ｄが備えられている。
【００２１】
本実施形態では、フリーホイールダイオード２１Ｄも含め、３相分のアーム２１Ａを構成するスイッチング素子２１が１つのパワーモジュールに一体化されて、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑが構成されている。同様に、第２インバータユニット２Ｒについては、第２スイッチング素子ユニット２０Ｒが構成されている。
【００２２】
図１に示すように、第１のインバータ回路２１Ｑは、インバータ制御装置ＣＵにより制御される。第１回転電機８Ｑの各相のステータコイル８１を流れる実電流は電流センサ８２により検出され、インバータ制御装置ＣＵはその検出結果を取得する。また、第１回転電機８Ｑのロータの各時点での磁極位置は、例えばレゾルバなどの回転センサ８３により検出され、インバータ制御装置ＣＵはその検出結果を取得する。インバータ制御装置ＣＵは、電流センサ８２及び回転センサ８３の検出結果等を用いて電流フィードバック制御を実行し、第１のインバータ回路２１Ｑを介して第１回転電機８Ｑを制御する。前述のように、本実施形態では、１つのインバータ制御装置ＣＵが、第１のインバータ回路２１Ｑ及び第２のインバータ回路２１Ｒを介して、第１回転電機８Ｑ及び第２回転電機８Ｒの双方を制御する。第２のインバータ回路２１Ｒを介した第２回転電機８Ｒの制御も、第１のインバータ回路２１Ｑ及び第１回転電機８Ｑと同様である。
【００２３】
１−２．インバータ装置の機械的構成
図２に示すように、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとは、ケース５の内部に収容されている。本実施形態では、これらの他、第１コンデンサ６Ｑ及び第２コンデンサ６Ｒと、第１のインバータ回路２１Ｑ及び第２のインバータ回路２１Ｒ（図１参照）を制御するインバータ制御装置ＣＵがケース５の内部に収容されている。ここでは、インバータ制御装置ＣＵは、制御基板とされている。
【００２４】
図２に示すように、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第１コンデンサ６Ｑとは、ケース５内で電気的に接続されている。そして、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑはケース５外の第１回転電機８Ｑと電気的に接続されており、第１コンデンサ６Ｑはケース５外の直流電源９と電気的に接続されている。
【００２５】
これと同様に、第２スイッチング素子ユニット２０Ｒと第２コンデンサ６Ｒとも、ケース５内で電気的に接続されている。そして、第２スイッチング素子ユニット２０Ｒはケース５外の第２回転電機８Ｒと電気的に接続されており、第２コンデンサ６Ｒはケース５外の直流電源９と電気的に接続されている。
【００２６】
このように、本実施形態では、第１コンデンサ６Ｑと第１スイッチング素子ユニット２０Ｑとを含んで構成される第１インバータユニット２Ｑと、第２コンデンサ６Ｒと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとを含んで構成される第２インバータユニット２Ｒとは、同様の構成を備えて、ケース５内に並列配置されている。以下では、図２に示す平面視、すなわち後述するケース５の素子配置面となるヒートシンク３の第１面Ｆ１に直交する対面方向Ｚから見て、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとが並ぶ方向を配列方向Ｘとし、当該配列方向Ｘに直交する方向を配列直交方向Ｙとして説明する。
【００２７】
第１インバータユニット２Ｑは、直流側端子６１、第１コンデンサ６Ｑ、接続端子２２Ｄ、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑ、交流側端子２２Ａを備え、これらは、ケース５における配列直交方向Ｙの一方側から他方側に向かって、記載の順に配置されている。ここで、直流側端子６１は、直流電源９の正極Ｐと負極Ｎとのそれぞれに電気的に接続される一対の端子である。接続端子２２Ｄは、第１コンデンサ６Ｑと第１スイッチング素子ユニット２０Ｑとを電気的に接続する正負２極の直流の端子である。交流側端子２２Ａは、第１回転電機８Ｑの各相（３相）のステータコイル８１のそれぞれに電気的に接続される交流の端子である。
【００２８】
第２インバータユニット２Ｒも同様に、直流側端子６１、第２コンデンサ６Ｒ、接続端子２２Ｄ、第２スイッチング素子ユニット２０Ｒ、交流側端子２２Ａを備え、これらは、ケース５における配列直交方向Ｙの一方側から他方側に向かって、記載の順に配置されている。そして、第１インバータユニット２Ｑと第２インバータユニット２Ｒとは、ケース５内で、配列方向Ｘに並ぶように、並列に配置されている。また、第１インバータユニット２Ｑ及び第２インバータユニット２Ｒの双方の直流側端子６１が、ケース５の配列直交方向Ｙの一方側の辺に沿って配置され、第１インバータユニット２Ｑ及び第２インバータユニット２Ｒの双方の交流側端子２２Ａが、ケース５の配列直交方向Ｙの他方側の辺に沿って配置されている。直流側端子６１及び交流側端子２２Ａをこのように配置したことにより、インバータ装置１を直流電源９及び２つの回転電機８Ｑ、８Ｒに接続するための配線を容易に行うことができるようになっている。
【００２９】
また、本実施形態では、図３に示すように、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとが、これらが配列される配列方向Ｘにおいて隣り合うと共に、互いに接近して配置されている。これにより、配列方向Ｘにおけるインバータ装置１の小型化を図ることが可能となっている。
【００３０】
ここで、スイッチング素子ユニット２０Ｑ，２０Ｒは、回転電機８Ｑ、８Ｒを駆動するための大電流が流れることや、高速でオンオフされることなどによって発熱量が大きくなり易い。そこで、図３に示すように、インバータ装置１は、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとが並んで配置される第１面Ｆ１と、当該第１面Ｆ１とは反対側の面であって複数の放熱フィン３３が設けられた第２面Ｆ２と、を有するヒートシンク３と、を備えている。これにより、発熱したスイッチング素子２１を冷却することができる。なお、図３には、説明を容易にするため、ケース５と、ヒートシンク３と、各スイッチング素子ユニット２０Ｑ，２０Ｒのみを示している。
【００３１】
本実施形態では、ヒートシンク３は、ケース５に一体化されている。図３に示す例では、第１面Ｆ１はケース５の内部に配置され、第２面Ｆ２はケース５の外部に配置されている。そして、第１面Ｆ１は、ケース５の内面５１Ｆにおける、コンデンサ６Ｑ、６Ｒやスイッチング素子ユニット２０Ｑ、２０Ｒ等が配置される素子配置面に形成された、スイッチング素子ユニット２０Ｑ、２０Ｒの配置面である。このため、第１面Ｆ１は、配列方向Ｘ及び配列直交方向Ｙの双方に沿う平面となっている。一方、第２面Ｆ２は、ヒートシンク３における第１面Ｆ１とは反対側の、放熱フィン３３が設けられた面である。ここで、第２面Ｆ２を放熱フィン３３による突出部分を含まない平面と定義することも可能であるが、本例では、第２面Ｆ２を、放熱フィン３３の凹凸も含むすべての面と定義する。
【００３２】
本実施形態では、第１面Ｆ１は、ケース５の内面５１Ｆにおける、内方（図３では上側）に突出した台形状部の内側面（図３では上面）に形成されている。従って、第１面Ｆ１に直交する対面方向Ｚにおけるヒートシンク３の肉厚は、第１面Ｆ１が形成されている領域では、ケース５の内面５１Ｆの他の領域に比べて厚くなっている。これにより、第１面Ｆ１が設けられた領域におけるヒートシンク３の熱容量を大きく確保して、スイッチング素子２１が発熱した場合にヒートシンク３が局所的に急激に温度上昇することを緩和できるようになっている。
【００３３】
図３〜図６に示すように、ヒートシンク３は、対面方向Ｚから見て、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑが配置された第１配置領域３１Ｑと、第２スイッチング素子ユニット２０Ｒが配置された第２配置領域３１Ｒと、これら第１配置領域３１Ｑと第２配置領域３１Ｒとの間に位置する中間領域３１Ｍと、を有している。本実施形態では、第１配置領域３１Ｑと第２配置領域３１Ｒとは、第１面Ｆ１に形成されていると共に、互いに配列方向Ｘに並んでいる。
【００３４】
図３に示すように、第２面Ｆ２には、複数の放熱フィン３３が配列方向Ｘに並んで配置されている。そして、複数の放熱フィン３３のそれぞれが、第１配置領域３１Ｑと第２配置領域３１Ｒとの配列方向Ｘに直交する方向である配列直交方向Ｙに沿って延びた形状とされている。また、第２面Ｆ２には、隣り合う２つの放熱フィン３３に挟まれた溝状の部分であるフィン底溝部３５が、配列方向Ｘに並んで複数形成されている。従って、複数のフィン底溝部３５のそれぞれも、配列直交方向Ｙに沿って延びた形状とされている。そして、放熱フィン３３に沿って冷媒が通流し、スイッチング素子２１等で発生した熱が放熱フィン３３から放熱される。冷媒としては、気体であっても液体であっても良い。本実施形態では、フィン底溝部３５が、放熱フィン３３の「底溝部」に相当する。
【００３５】
ここで、各スイッチング素子ユニット２０Ｑ，２０Ｒには、各スイッチング素子２１の温度を検知するサーミスタ等の温度センサ（不図示）が備えられている。そして、温度センサによってスイッチング素子２１或いはスイッチング素子ユニット２０がしきい値以上の高温になっていることが検知されると、この検知情報がインバータ制御装置ＣＵに送信される。そして、インバータ制御装置ＣＵでは、スイッチング素子２１或いはスイッチング素子ユニット２０の温度上昇を抑制してスイッチング素子２１を保護するために、インバータ回路２１Ｑ、２１Ｒの全てのスイッチング素子２１をオフにする等の保護制御が実行される。
【００３６】
ところで、このような保護制御が実行されると、インバータ装置１を保護することはできるが、正常時と同様の回転電機８Ｑ、８Ｒの駆動はできなくなるため、このような保護制御は、本当に必要な場合にのみ実行されるべきである。しかしながら、上記のように、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとが、互いに接近して配置される場合には、一方が発生した熱の影響により、他方の温度センサが実際よりも高い温度を検出し、実際には必要でないにも関わらず保護制御が実行される可能性があった。本実施形態に係るインバータ装置１は、このような、いわゆる熱干渉が発生する可能性を低減するために、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑが配置された第１配置領域３１Ｑと、第２スイッチング素子ユニット２０Ｒが配置された第２配置領域３１Ｒとの間の中間領域３１Ｍに薄肉部４を備え、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとの間の熱伝導を制限するように構成している。
【００３７】
図１１及び図１２に、このような薄肉部４を備えない比較例を示す。この比較例のインバータ装置１００では、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑが配置された第１配置領域３０１Ｑと、第２スイッチング素子ユニット２０Ｒが配置された第２配置領域３０１Ｒと、これら第１配置領域３０１Ｑと第２配置領域３０１Ｒとの間に位置する中間領域３０１Ｍとの全てにわたって、ヒートシンク３の肉厚が均一になっている。このため、例えば、図１２に示すように、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑのスイッチング素子２１から発生した熱は、特に制限されることなく中間領域３０１Ｍを伝わり、第２スイッチング素子ユニット２０Ｒに到達する。すなわち、ヒートシンク３００における第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとの間の中間領域３０１Ｍが、熱伝導経路９９となって熱伝導を行う。このため、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとの一方が発生した熱が他方の温度センサの検出値に影響を与える、いわゆる熱干渉が発生する可能性が高くなっている。
【００３８】
そこで、本実施形態に係るインバータ装置１では、図３〜図６に示すように、ヒートシンク３は、対面方向Ｚから見て、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑが配置された第１配置領域３１Ｑと、第２スイッチング素子ユニット２０Ｒが配置された第２配置領域３１Ｒと、の間の中間領域３１Ｍに、第１配置領域３１Ｑ及び第２配置領域３１Ｒの双方に比べて、第１面Ｆ１と第２面Ｆ２との間の肉厚が薄い薄肉部４を有している。これにより、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとの間における熱伝導経路９９中の少なくとも一部の断面積を小さくすることができる。そのため、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとの間の薄肉部４を通る熱伝導を制限し、他の部分に熱が伝導され易くすることができる。従って、このような薄肉部４を備えない場合に比べて、各スイッチング素子ユニット２０Ｑ，２０Ｒ間での熱干渉を低減することができるようになっている。
【００３９】
図５に示すように、第１配置領域３１Ｑは、第１面Ｆ１における、対面方向Ｚから見て第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと重複する領域である。より具体的には、第１配置領域３１Ｑは、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑの第１ユニット前壁２４Ｑと、第１ユニット後壁２５Ｑと、一対の第１ユニット側壁２３Ｑ，２３Ｑと、によって囲まれた領域である。
【００４０】
また、第２配置領域３１Ｒは、第１面Ｆ１における、対面方向Ｚから見て第２スイッチング素子ユニット２０Ｒと重複する領域である。より具体的には、第２配置領域３１Ｒは、第２スイッチング素子ユニット２０Ｒの第２ユニット前壁２４Ｒと、第２ユニット後壁２５Ｒと、一対の第２ユニット側壁２３Ｒ，２３Ｒと、によって囲まれた領域である。
【００４１】
中間領域３１Ｍは、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑが配置された第１配置領域３１Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒが配置された第２配置領域３１Ｒとの間に挟まれた領域である。従って、本実施形態では、中間領域３１Ｍは、互いに対向する第１ユニット側壁２３Ｑと第２ユニット側壁２３Ｒとによって挟まれた領域である。すなわち、図５を参照すればわかるように、本例では、配列直交方向Ｙにおける中間領域３１Ｍの長さは、第１ユニット前壁２４Ｑ（第２ユニット前壁２４Ｒ）と、第１ユニット後壁２５Ｑ（第２ユニット後壁２５Ｒ）と、の間の長さと等しい長さとなっている。
【００４２】
図３〜図６に示すように、本実施形態では、薄肉部４は、第１面Ｆ１に開口すると共に第２面Ｆ２側に窪み、且つ、配列直交方向Ｙに沿って延びた凹溝状の凹溝部７によって形成されている。すなわち、図３及び図４に示すように、薄肉部４は、対面方向Ｚから見て、凹溝部７と重なる領域に形成されている。このように、本実施形態に係る薄肉部４は、複数の放熱フィン３３が設けられている第２面Ｆ２とは反対側の第１面Ｆ１の一部を凹溝状に加工することにより形成されている。また、薄肉部４を、凹溝部７沿って配列直交方向Ｙに長い形状とすることができるため、薄肉部４による、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとの間の熱伝導を抑制する効果を高いものにできている。
【００４３】
図４に示す例では、凹溝部７は、配列方向Ｘの幅が一定に形成されている。また、凹溝部７は、互いに対向すると共に配列方向Ｘを向く一対の凹溝壁部７１と、一対の凹溝壁部７１の第２面Ｆ２側の端部同士を繋ぐ凹溝底部７２と、を有している。そして、薄肉部４は、対面方向Ｚにおける凹溝底部７２と第２面Ｆ２との間に形成されている。なお、凹溝部７の配列方向Ｘの幅が、配列直交方向Ｙの位置によって異なる構成であってもよい。
【００４４】
図５に示すように、本実施形態では、薄肉部４は、配列直交方向Ｙにおける第１配置領域３１Ｑと第２配置領域３１Ｒとに挟まれた領域の全域に形成されている。つまり、薄肉部４は、配列直交方向Ｙにおける中間領域３１Ｍの全域に形成されている。これにより、配列直交方向Ｙにおける第１配置領域３１Ｑと第２配置領域３１Ｒとに挟まれた領域の全域に亘って、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとの間の熱伝導を抑制する効果を得ることができる。但し、薄肉部４は、配列直交方向Ｙにおける第１配置領域３１Ｑと第２配置領域３１Ｒとに挟まれた領域の一部にだけ形成されていても良い。この場合であっても、薄肉部４が形成された範囲内において、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとの間での熱伝導を抑制する効果を得ることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、図４に示すように、複数のフィン底溝部３５のうちの、対面方向Ｚから見て凹溝部７と重なる位置に配置されたフィン底溝部３５を対象底溝部３５Ｓとして、対面方向Ｚから見て、対象底溝部３５Ｓの全体が、凹溝部７が形成された領域内に含まれるように配置されている。ここで、配列方向Ｘにおけるフィン底溝部３５の幅Ｗ３が凹溝部７の幅Ｗ１以下である。これにより、凹溝部７及び放熱フィン３３の凹凸形状を効果的に利用して、薄肉部４の配列方向Ｘの幅を容易に確保することができる。図４に示す例では、対面方向Ｚから見て対象底溝部３５Ｓと重なる領域における薄肉部４の肉厚Ｌ１は、凹溝底部７２と対象底溝部３５Ｓとの間隔に等しい厚さとなる。
【００４６】
なお、図４に示す例では、配列方向Ｘにおける対象底溝部３５Ｓの幅Ｗ３は、凹溝底部７２の幅Ｗ１よりも小さい。但し、凹溝底部７２の幅Ｗ１と対象底溝部３５Ｓの幅Ｗ３とが、同じであっても良い。
【００４７】
また、本実施形態では、図４に示すように、対面方向Ｚから見て、対象底溝部３５Ｓと重なる領域における薄肉部４の肉厚Ｌ１が、配列方向Ｘにおける放熱フィン３３の幅Ｗ２よりも小さい。これにより、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとの間の薄肉部４を通る熱伝導を制限し、当該薄肉部４よりも幅Ｗ２が広い放熱フィン３３に熱が伝導され易くなっている。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態に係るインバータ装置１によれば、第１スイッチング素子ユニット２０Ｑと第２スイッチング素子ユニット２０Ｒとの間の薄肉部４を通る熱伝導を制限し、他の部分に熱が伝導され易くすることができる。従って、このような薄肉部４を備えない場合に比べて、各スイッチング素子ユニット２０Ｑ，２０Ｒ間での熱干渉を低減することができる。
【００４９】
２．その他の実施形態
次に、インバータ装置のその他の実施形態について説明する。
【００５０】
（１）上記の実施形態では、対面方向Ｚから見て、対象底溝部３５Ｓの全体が、凹溝部７が形成された領域内に含まれている例について説明した。しかし、本発明はこのような例に限定されない。図７に示すように、複数のフィン底溝部３５の一部と凹溝部７とが、対面方向Ｚから見て重なる位置に配置されていても良い。図７に示す例では、対面方向Ｚから見て、２つのフィン底溝部３５のそれぞれが、部分的に凹溝部７と重なっている。この場合には、当該２つのフィン底溝部３５が対象底溝部３５Ｓとされる。
【００５１】
（２）上記の実施形態では、薄肉部４を形成する凹溝部７が、第１面Ｆ１に開口すると共に第２面Ｆ２側に窪んでいる例について説明した。しかし、本発明はこのような例に限定されない。図８に示すように、凹溝部７は、第２面Ｆ２に開口すると共に第１面Ｆ１側に窪んで形成されていても良い。図８に示す例では、凹溝部７は、一部のフィン底溝部３５と一体的に形成されており、他のフィン底溝部３５よりも第１面Ｆ１に窪んで形成されている。この場合、対面方向Ｚにおける凹溝部７と第１面Ｆ１との間に薄肉部４が形成される。
【００５２】
（３）上記の実施形態では、薄肉部４を形成する凹溝部７が、一対の凹溝壁部７１と、これら一対の凹溝壁部７１の第２面Ｆ２側の端部同士を繋ぐ凹溝底部７２と、を有する凹溝状に形成されている例について説明した。しかし、本発明はこのような例に限定されない。例えば、図９に示すように、凹溝部７は、配列直交方向Ｙから見て、Ｕ字状に形成されていても良い。この他、図１０に示すように、凹溝部７は、配列直交方向Ｙから見て、Ｖ字状に形成されていても良い。また、これら何れの場合であっても、凹溝部７は、第１面Ｆ１及び第２面Ｆ２の何れかに開口する凹溝状であると良い。
【００５３】
（４）上記の実施形態では、凹溝部７が配列直交方向Ｙに延びた形状とされていることにより、薄肉部４も配列直交方向Ｙに延びた領域に形成されている例について説明した。しかし、本発明はこのような例に限定されない。凹溝部７は、中間領域３１Ｍにおいて、第１面Ｆ１又は第２面Ｆ２から窪んで形成されていれば良く、凹溝部７が延びる方向は特定の方向に限定されない。更に言えば、薄肉部４を形成するためにヒートシンク３に形成される凹部が、溝状に形成されている必要もない。
【００５４】
（５）上記の実施形態では、第１インバータユニット２Ｑと第２インバータユニット２Ｒとの回路構成が同じである場合の例について説明した。しかしながら、例えば、各素子の容量や数等の回路構成が、第１インバータユニット２Ｑと第２インバータユニット２Ｒとで異なる構成としてもよい。例えば、第１インバータユニット２Ｑが車両の車輪駆動用の回転電機を駆動し、第２インバータユニット２Ｒが車両が備える電動オイルポンプやエアーコンディショナー等を駆動する構成とする場合などには、それぞれの駆動対象の特性や消費電力等に応じて異なる回路構成としても好適である。
【００５５】
（６）なお、前述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
【００５６】
３．上記実施形態の概要
以下、上記実施形態の概要について説明する。
【００５７】
第１のインバータ回路（２１Ｑ）を構成する複数のスイッチング素子（２１）を含む第１スイッチング素子ユニット（２０Ｑ）と、
第２のインバータ回路（２１Ｒ）を構成する複数のスイッチング素子（２１）を含む第２スイッチング素子ユニット（２０Ｒ）と、
前記第１スイッチング素子ユニット（２０Ｑ）と前記第２スイッチング素子ユニット（２０Ｒ）とが並んで配置される第１面（Ｆ１）と、当該第１面（Ｆ１）とは反対側の面であって複数の放熱フィン（３３）が設けられた第２面（Ｆ２）と、を有するヒートシンク（３）と、を備え、
前記ヒートシンク（３）は、前記第１面（Ｆ１）に直交する対面方向（Ｚ）から見て、前記第１スイッチング素子ユニット（２０Ｑ）が配置された第１配置領域（３１Ｑ）と、前記第２スイッチング素子ユニット（２０Ｒ）が配置された第２配置領域（３１Ｒ）との間の中間領域（３１Ｍ）に、前記第１配置領域（３１Ｑ）及び前記第２配置領域（３１Ｒ）の双方に比べて、前記第１面（Ｆ１）と前記第２面（Ｆ２）との間の肉厚が薄い薄肉部（４）を有する。
【００５８】
本構成によれば、薄肉部（４）により、中間領域（３１Ｍ）の少なくとも一部においてヒートシンク（３）の肉厚を薄くすることができる。そのため、第１スイッチング素子ユニット（２０Ｑ）と第２スイッチング素子ユニット（２０Ｒ）との間における熱が伝導する経路中の少なくとも一部の断面積を小さくすることができる。これにより、第１スイッチング素子ユニット（２０Ｑ）と第２スイッチング素子ユニット（２０Ｒ）との間の薄肉部（４）を通る熱伝導を制限し、他の部分に熱が伝導され易くすることができる。従って、このような薄肉部（４）を備えない場合に比べて、各スイッチング素子ユニット（２０Ｑ，２０Ｒ）間での熱干渉を低減することができる。
【００５９】
また、前記薄肉部（４）は、前記第１面（Ｆ１）に開口すると共に前記第２面（Ｆ２）側に窪み、前記第１配置領域（３１Ｑ）と前記第２配置領域（３１Ｒ）との配列方向（Ｘ）に直交する方向である配列直交方向（Ｙ）に沿って延びた凹溝状の凹溝部（７）によって形成されていると好適である。
【００６０】
本構成によれば、複数の放熱フィン（３３）が設けられている第２面（Ｆ２）とは反対側の第１面（Ｆ１）の一部を凹溝状に加工することにより、容易に薄肉部（４）を形成することができる。また、凹溝部（７）が配列直交方向（Ｙ）に沿って延びているため、薄肉部（４）を、配列直交方向（Ｙ）に長い形状とすることができる。従って、薄肉部（４）による、第１スイッチング素子ユニット（２０Ｑ）と第２スイッチング素子ユニット（２０Ｒ）との間の熱伝導を抑制する効果を高めることができる。
【００６１】
また、前記薄肉部（４）は、前記配列直交方向（Ｙ）における前記第１配置領域（３１Ｑ）と前記第２配置領域（３１Ｒ）とに挟まれた領域の全域に形成されていると好適である。
【００６２】
本構成によれば、配列直交方向（Ｙ）における第１配置領域（３１Ｑ）と第２配置領域（３１Ｒ）とに挟まれた領域の全域に亘って、薄肉部（４）による、第１スイッチング素子ユニット（２０Ｑ）と第２スイッチング素子ユニット（２０Ｒ）との間の熱伝導を抑制する効果を得ることができる。
【００６３】
また、複数の前記放熱フィン（３３）が前記配列方向（Ｘ）に並んで配置されていると共に、前記放熱フィン（３３）のそれぞれが前記配列直交方向（Ｙ）に沿って延びた形状とされ、
前記第２面（Ｆ２）には、隣り合う２つの前記放熱フィン（３３）に挟まれた溝状の部分である底溝部（３５）が複数形成され、
複数の前記底溝部（３５）の一部と前記凹溝部（７）とが、前記対面方向（Ｚ）から見て重なる位置に配置されていると好適である。
【００６４】
本構成によれば、凹溝部（７）及び放熱フィン（３３）の凹凸形状を利用して、容易に薄肉部（４）の肉厚を薄く形成することができる。
【００６５】
また、複数の前記底溝部（３５）のうちの、前記対面方向（Ｚ）から見て前記凹溝部（７）と重なる位置に配置された前記底溝部（３５）を対象底溝部（３５Ｓ）として、
前記対面方向（Ｚ）から見て、前記対象底溝部（３５Ｓ）の全体が、前記凹溝部（７）が形成された領域内に含まれていると好適である。
【００６６】
本構成によれば、配列方向（Ｘ）における底溝部（３５）の幅が凹溝部（７）の幅以下である場合において、凹溝部（７）及び放熱フィン（３３）の凹凸形状を効果的に利用して、薄肉部（４）の配列方向（Ｘ）の幅を容易に確保することができる。
【００６７】
また、複数の前記底溝部（３５）のうちの、前記対面方向（Ｚ）から見て前凹溝部（７）と重なる位置に配置された前記底溝部（３５）を対象底溝部（３５Ｓ）として、
前記対面方向（Ｚ）から見て、前記対象底溝部（３５Ｓ）と重なる領域における前記薄肉部（４）の肉厚（Ｌ１）が、前記配列方向（Ｘ）における前記放熱フィン（３３）の幅（Ｗ２）よりも小さいと好適である。
【００６８】
本構成によれば、第１スイッチング素子ユニット（２０Ｑ）と第２スイッチング素子ユニット（２０Ｒ）との間の薄肉部（４）を通る熱伝導を制限し、当該薄肉部（４）よりも幅（Ｗ２）が広い放熱フィン（３３）に熱が伝導され易くすることができる。従って、各スイッチング素子ユニット（２０Ｑ，２０Ｒ）間での熱干渉を一層低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本開示に係る技術は、２つのスイッチング素子ユニットを備えたインバータ装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１      ：インバータ装置
３      ：ヒートシンク
４      ：薄肉部
７      ：凹溝部
２０Ｑ  ：第１スイッチング素子ユニット
２０Ｒ  ：第２スイッチング素子ユニット
２１    ：スイッチング素子
２１Ｑ  ：第１のインバータ回路
２１Ｒ  ：第２のインバータ回路
３１Ｍ  ：中間領域
３１Ｑ  ：第１配置領域
３１Ｒ  ：第２配置領域
３３    ：放熱フィン
３５    ：フィン底溝部（底溝部）
３５Ｓ  ：対象底溝部
Ｆ１    ：第１面
Ｆ２    ：第２面
Ｘ      ：配列方向
Ｙ      ：配列直交方向
Ｚ      ：対面方向
【図１】
2018166371.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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