(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
前記ケースの底床に固定され、電源から供給される直流電流を交流電流に変換して電動機に印加するパワー基板と、
前記ケースの内部に前記パワー基板と対向して配置され、前記電動機への前記交流電力の印加を制御するコントロール基板と、
前記パワー基板にはんだ付けによって実装されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子および前記パワー基板を貫通して前記底床に固定する固定具と、
前記スイッチング素子から前記パワー基板に架けて設けられ、前記固定具が貫通する位置決めスリーブと、
を備えることを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記スイッチング素子および前記パワー基板に加え、前記コントロール基板も前記固定具により前記ケースの前記底床に固定される、
請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記ケースの一端に形成された開口を閉じる蓋を前記ケースが備え、
前記スイッチング素子、前記パワー基板および前記コントロール基板に加え、前記蓋も前記固定具により前記底床に固定される、
請求項２に記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記位置決めスリーブは、円筒状の絶縁体からなる、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のインバータ装置。
【請求項５】
前記位置決めスリーブは、前記スイッチング素子および前記パワー基板とは別体である、
請求項１から４のいずれか一項に記載のインバータ装置。
【請求項６】
前記パワー基板は、厚さ方向に貫通し前記底床と接する熱伝導部材を備え、
前記スイッチング素子は、前記熱伝導部材に前記はんだ付けによって実装される、
請求項１から５のいずれか一項に記載のインバータ装置。
【請求項７】
前記パワー基板に前記スイッチング素子を前記はんだ付けによって実装する前に、前記位置決めスリーブが配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載のインバータ装置。
【請求項８】
圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する電動機と、
前記圧縮機構と前記電動機を収容するハウジングと、を備え、
前記ハウジングの一部が前記ケースを構成することで、請求項１から７のいずれか一項に記載の前記インバータ装置が一体的に組み込まれている、
ことを特徴とする一体型電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ装置に関し、例えば圧縮機構とこれを駆動する電動機と一体となって電動圧縮機を構成するのに好適なインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを搭載しない電気自動車や燃料電池車等における車載空気調和装置は、冷媒を圧縮循環させる動力源として、電動機を内蔵した圧縮機を有する。この圧縮機は、車載電源であるバッテリから供給された直流電流を三相交流電力に変換して電動機に供給するインバータ装置を備える。省スペース化の要請から、このインバータ装置が圧縮機構、電動機とともに一つのハウジング内に組み込まれた一体型電動圧縮機が存在する。
【０００３】
図８は、従来のインバータ装置の一例を示す概略断面図である。
図８に示すように、インバータ装置１１０は、電動機（図示無し）への高圧交流電流の印加を制御するためのコントロール基板１１５と、高圧電源から供給される直流電流を交流電流に変換してモータに印加し、モータを回転駆動させるパワー基板１１６と、コントロール基板１１５およびパワー基板１１６を収容するインバータケース１２０とを含む。コントロール基板１１５とパワー基板１１６は、互いに間隔を隔てた状態で対向するように設けられている。パワー基板１１６には、スイッチング素子として機能する複数のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子１１７が例えばリードフレーム１１８を介して実装されている。
発熱素子であるＩＧＢＴ素子１１７を、インバータケース１２０の底床側であり、かつ電動機を内蔵した圧縮機を収容するハウジング３００の外周に形成される冷却面Ｃ上に配置する構成が、従来より採用されている（例えば、特許文献１）。
図８に示すように、放熱性絶縁シート１１９を挟んで、ＩＧＢＴ素子１１７は冷却面ＣにボルトＢ２によって固定されている。ハウジング３００の内部を流れる低温の冷媒ガスによって冷却面Ｃを介してＩＧＢＴ素子１１７が冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５７１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図８に示したインバータ装置１１０では、冷却面Ｃとパワー基板１１６との間に、ＩＧＢＴ素子１１７を設置するための十分な空間Ｓ１が必要となるため、インバータ装置の小型化、特に低背化の妨げとなる。
また、冷却面Ｃに対して間隔を隔ててパワー基板１１６を設置するためのボルトＢ１および冷却面ＣとＩＧＢＴ素子１１７を締結するためのボルトＢ２がそれぞれ必要となるため、ボルト点数が多くなってしまう。
さらに、インバータ装置１１０では、振動負荷時に、ＩＧＢＴ素子１１７とパワー基板１１６との間に相対変位が生じる。この相対変位を抑制するために、パワー基板１１６と冷却面Ｃとの間の空間を含め、インバータケース１２０の内部空間全体に例えばゲル状の制振材Ｇを注入することが行われているが、制振材Ｇの注入は手間であり、また、インバータ装置１１０全体の重量が大きくなってしまう。
本発明は、以上の背景に鑑み、小型かつ軽量であって、ボルト等の部品点数が従来よりも少なく、かつ耐振性に優れたインバータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のインバータ装置では、はんだ付けによってパワー基板上にスイッチング素子を実装する。本発明では、このはんだ付けの際に、パワー基板とスイッチング素子との相対的な位置ずれを防止するために、両者の位置決めを行う位置決めスリーブを用いる。すなわち、本発明のインバータ装置は、ケースと、ケースの底床に固定され、電源から供給される直流電流を交流電流に変換して電動機に印加するパワー基板と、ケースの内部にパワー基板と対向して配置され、電動機への交流電力の印加を制御するコントロール基板と、パワー基板にはんだ付けによって実装されるスイッチング素子と、スイッチング素子およびパワー基板を貫通してケースの底床に固定する固定具と、スイッチング素子からパワー基板に架けて（わたって）設けられ、固定具が貫通する位置決めスリーブと、を備えることを特徴とする。スイッチング素子をはんだ付けによってパワー基板上に実装することで、インバータ装置の小型化、特に低背化を図ることができる。また、スイッチング素子およびパワー基板は、はんだ付けおよびボルト等の固定具によって互いに接合されるため、振動負荷時にも、スイッチング素子およびパワー基板の相対変位は生じにくい。位置決めスリーブをスイッチング素子からパワー基板に架けて設けるとは、位置決めスリーブの外周が、スイッチング素子の厚さ方向に形成された貫通孔の少なくとも一部に接し、かつパワー基板の厚さ方向に形成された貫通孔の少なくとも一部に接することを意味する。
【０００７】
他の形態として、スイッチング素子およびパワー基板に加え、コントロール基板も上記固定具によりケースの底床に固定してもよい。これにより、インバータ装置のより一層の低背化を図ることができる。
さらに他の形態として、ケースの一端に形成された開口を閉じる蓋をケースが備え、スイッチング素子、パワー基板およびコントロール基板に加え、上記蓋も上記固定具によりケースの底床に固定してもよい。
位置決めスリーブは、例えば円筒状の絶縁体から構成することができる。
位置決めスリーブは、スイッチング素子およびパワー基板とは別体であってもよく、一体であってもよい。
【０００８】
パワー基板は、厚さ方向に貫通しケースの底床と接する熱伝導部材を備えることが好ましい。そして、スイッチング素子を、熱伝導部材にはんだ付けによって実装することで、発熱素子であるスイッチング素子を効果的に冷却することができる。
上述したように、位置決めスリーブは、はんだ付けの際に、パワー基板とスイッチング素子との相対的な位置ずれを防止するためのものである。よって、本発明では、パワー基板にスイッチング素子をはんだ付けによって実装する前に、位置決めスリーブを配置する。
【０００９】
上述したインバータ装置は、圧縮機構とこれを駆動する電動機と一体となって電動圧縮機を構成するのに好適である。そこで、本発明は、圧縮機構と、圧縮機構を駆動する電動機と、圧縮機構と電動機を収容するハウジングと、を備え、ハウジングの一部が上記ケースを構成することで、上述したインバータ装置が一体的に組み込まれていることを特徴とする一体型電動圧縮機も提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のインバータ装置では、ＩＧＢＴ素子から構成されるスイッチング素子とパワー基板とを位置決めスリーブを用いてはんだ付けした上で、共通の固定具によって冷却面に固定する。このため、振動負荷時に、スイッチング素子とパワー基板との間に相対変位が生じにくい。よって、インバータケース内にゲル状の制振材を注入する必要がなく、インバータ装置全体の軽量化を図りつつ、耐振性に優れたインバータ装置を提供することができる。
また、本発明によれば、スイッチング素子とパワー基板とが互いに接した状態で共通の固定具によって冷却面に固定されるので、インバータ装置の小型化、特に低背化を図りつつ、発熱素子であるスイッチング素子を効果的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態におけるインバータ装置の断面図である。
【図２】スリーブ部材の変形例を示す断面図である。
【図３】第１実施形態におけるインバータ装置のケース内にパワー基板およびスイッチング素子を組み付ける手順を説明するための概略断面図である。
【図４】スリーブ部材を用いずにリフロー炉を通過させた場合の不具合を説明するための概略断面図である。
【図５】パワー基板に設けられた銅インレイが、スイッチング素子の投影面内の一部に配置されたインバータ装置の断面図である。
【図６】第２実施形態におけるインバータ装置の断面図である。
【図７】第３実施形態におけるインバータ装置の断面図である。
【図８】従来のインバータ装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
以下、第１実施形態によるインバータ装置１０の構成および製造方法を図１〜図５を参照して説明する。
インバータ装置１０は、電動機を車両の駆動源とする電気自動車や、内燃機関であるエンジンと電動機とを車両の駆動源とするハイブリッド自動車などの電動車両に搭載されるものであって、車載電源であるバッテリから供給された直流電力を三相交流電力に変換して電動機に供給する電力変換装置である。
インバータ装置１０は、ケース１１と、ケース１１の底床１３に突起１４を介して固定されるパワー基板２０と、ケース１１の内部にパワー基板２０と対向してその上側に配置されるコントロール基板３０とを備えている。
パワー基板２０は、高電圧電源（図示無し）から供給される直流電力を交流電力に変換して、コントロール基板３０の制御に従って、電動機（図示無し）に印加し、電動機を回転駆動させる。
コントロール基板３０は、パワー基板２０で変換された交流電力を電動機へ印加するのを制御する。
上記のような回路構成において、パワー基板２０に対する高電圧電源からの電力供給は、入出力端子（図示無し）を介して行われるが、この入出力端子は、パワー基板２０上に実装されたピン状の複数のＰＮ端子（図示無し）によって構成される。
これらＰＮ端子に対しては、高電圧電源側から例えばバスバー（パワー基板２０に電圧を印加するための配線、図示無し）が接続されることで、電気的導通がなされている。
【００１３】
図１に示すように、インバータ装置１０は、上部に開口を有する箱状のケース１１を備えている。ケース１１は、底床１３と、底床１３から立ち上る側壁１１ａと、カバー（蓋）１２とを備える。側壁１１ａ、底床１３には、図示を省略しているバスバー等からなる配線、端子の類が埋め込まれている。ケース１１の開口は、カバー１２によって覆われている。カバー１２は、ボルト１６によって、側壁１１ａの上縁に固定されている。
インバータ装置１０は、電動機を内蔵した圧縮機を収容するハウジング２００に設けられるものであり、底床１３および側壁１１ａは、例えばアルミニウム合金による鋳物からなるハウジング２００と一体的に形成することができる。
底床１３は、その外周面が冷却面として機能する。つまり、ハウジング２００の内部（底床１３の下部）を流れる低温の冷媒ガスによって底床１３が冷却され、底床１３を介して発熱素子であるスイッチング素子２１が冷却される。
底床１３には複数の突起１４が一体的に形成されている。突起１４は、底床１３からの冷熱を、後述する銅インレイ２５を介してスイッチング素子２１に効率的に伝えるためのものである。突起１４の形状および数は、スイッチング素子２１の形状および数に応じて適宜設定される。スイッチング素子２１が矩形状であれば、突起１４もほぼ同一の矩形状とすることができる。本実施形態では、突起１４の数は、スイッチング素子２１の数と一致している。
突起１４はケース１１の底床１３、換言すればハウジング２００と一体に形成されており、突起１４にはボルト４０の雄ねじ４１と噛み合う雌ねじが形成されている。
突起１４の一面側（パワー基板２０と対向する側の面）には、放熱性絶縁シート６０が配置される。放熱性絶縁シート６０は、パワー基板２０と突起１４との絶縁性を確保しつつ、スイッチング素子２１から放出される熱を効果的に排熱するために用いられる。
突起１４は、厚さ方向に貫通孔１５を有する。貫通孔１５には、ボルト４０が挿入されるので、貫通孔１５の孔径は、ボルト４０の雄ねじ４１の最大径とほぼ一致するように設定される。
【００１４】
パワー基板２０には、高電圧電源から例えば３００Ｖといった高電圧の電力が供給されるようになっている。パワー基板２０上には、複数（通常、４〜６個）のＩＧＢＴによって構成されるスイッチング素子２１およびゲート回路（図示無し）が実装されている。
パワー基板２０には、直流電力の脈動を平滑化する平滑用コンデンサ（図示無し）が電気的に並列接続されている。高周波域のノイズを除去するためのスナバコンデンサをパワー基板２０に設けることが行なわれるが、コンデンサをパワー基板２０に設けることにより、高周波域のノイズを除去することもできるため、パワー基板２０はスナバコンデンサを省略できる。
【００１５】
コントロール基板３０は、ボルト３２によって、底床１３から延びる側壁３１に固定されている。
コントロール基板３０には、スイッチング素子２１の動作を制御するためのマイクロコンピュータ（以下、マイコン、図示無し）が設けられている。マイコンの制御信号がコントロール基板３０からパワー基板２０に伝達され、ゲート回路が駆動されて、スイッチング素子２１に入力されると、スイッチング素子２１が動作する。これによって、高電圧電源から供給される高電圧の直流電力が三相交流となって電動機に印加され、電動機を回転駆動させる。電動機は誘導電動機や同期電動機などの交流機である。
【００１６】
本実施形態のパワー基板２０は、発熱部品であるスイッチング素子２１が配置される領域に、銅インレイ（熱伝導部材）２５が設けられている。銅インレイ２５はパワー基板２０の厚さ方向に貫通し、表裏面が露出している。このように銅インレイ２５を設けることにより、突起１４および放熱性絶縁シート６０と共働して効果的な排熱を行うことができる。
銅インレイ２５は、放熱性絶縁シート６０を介して底床１３上に設けられた突起１４と接触する。
銅インレイ２５は、厚さ方向に貫通孔２２を有する。
【００１７】
スイッチング素子２１は、パワー基板２０におけるコントロール基板３０と対向する面上に、はんだ付けによって固定される。スイッチング素子２１とパワー基板２０との導通は、リードフレームＬおよびはんだ付けによって行われる。
スイッチング素子２１は厚さ方向に貫通孔２３を有する。
【００１８】
貫通孔２２、２３には、貫通孔２２と貫通孔２３との位置合わせを行うスリーブ部材（位置決めスリーブ）５０が配置される。
スリーブ部材５０は、絶縁体である例えば樹脂、セラミックスにより形成される。スリーブ部材５０は、コントロール基板３０またはパワー基板２０の基地を構成する樹脂と同じ材料で形成されていてもよい。
スリーブ部材５０は好ましくは円筒状であるが、スリーブ部材５０内の孔の形状を円形としつつ、スリーブ部材５０の外形を他の形状（例えば矩形）としてもよい。
スリーブ部材５０の内径は、ボルト４０の雄ねじ４１が抜き差しできる程度に設定される。
スリーブ部材５０の高さＴ２は、パワー基板２０の厚さとスイッチング素子２１の厚さとの合計Ｔ１と一致していることが好ましい。ただし、Ｔ２がＴ１より小さい形態を本発明は排除するものではない。すなわち、スリーブ部材５０の高さＴ２は、Ｔ２≦パワー基板２０の厚さとスイッチング素子２１の厚さとの合計Ｔ１の範囲内で適宜設定することができる。スリーブ部材５０の高さＴ２が上記Ｔ１よりも大きいと、インバータ装置１０の低背化を妨げる。
【００１９】
ここで、図２を参照して、スリーブ部材５０の変形例を示す。
図１では、スリーブ部材５０の高さＴ２は、パワー基板２０の厚さとスイッチング素子２１の厚さとの合計Ｔ１とほぼ一致していた。図２に示すスリーブ部材５０Ａの高さは、パワー基板２０の厚さおよびスイッチング素子２１の厚さよりも低く設定されている。このような場合でも、スリーブ部材５０Ａの外周と、スイッチング素子２１側の貫通孔２２およびパワー基板２０側の貫通孔２２との間に隙間が生じないようにスリーブ部材５０Ａを配置し、かつスイッチング素子２１からパワー基板２０に架けてスリーブ部材５０Ａを配置することで、はんだ付けの際に、パワー基板２０とスイッチング素子２１との相対的な位置ずれを防止することができる。
【００２０】
ボルト４０の雄ねじ４１は、貫通孔２２と貫通孔２３との位置合わせを行うように配置されたスリーブ部材５０を貫通して、ケース１１の突起１４および底床１３に形成された雌ねじと噛み合わされる。
【００２１】
次に、図３を参照して、インバータ装置１０のケース１１内にパワー基板２０およびスイッチング素子２１を組み付ける手順を説明する。なお、図３では、パワー基板２０について銅インレイ２５のみを示し、銅インレイ２５が形成されていない他の部分を省略している。
まず、図３（ａ）に示すように、パワー基板２０の銅インレイ２５の上面にはんだペースト７０を塗布する。
このとき、銅インレイ２５に形成された貫通孔２２内にははんだペーストを塗布しない。
次いで、はんだペースト７０を挟むようにして、スイッチング素子２１を銅インレイ２５上に載せる。このとき、スイッチング素子２１に形成された貫通孔２３と銅インレイ２５に形成された貫通孔２２とを位置合わせする。
【００２２】
続いて、貫通孔２２、２３内にスリーブ部材５０を挿入し、そのままの状態（図３（ｂ）に示す状態）でリフロー炉を通過させてはんだ付けを行う。リフロー炉通過中にはんだペースト７０が溶融し、その後凝固することで、スイッチング素子２１が銅インレイ２５にはんだ付けにより接合されたパワー基板２０が得られる。
ここで、スリーブ部材５０は貫通孔２２、２３内に径方向に隙間なく挿入されることが必要である。スリーブ部材５０は、はんだ付けの過程において、パワー基板２０とスイッチング素子２１との位置ずれを防ぐ目的のものだからである。したがって、スリーブ部材５０を挿入した状態で、貫通孔２２と貫通孔２３の孔径が一致し、かつ、これらの孔径とスリーブ部材５０の外径とが一致するように設定されればよい。なお、第２実施形態、第３実施形態における貫通孔の孔径、および、スリーブ部材５０の外径との関係も同様である。
【００２３】
次に、図３（ｃ）に示すように、底床１３上に設けられた突起１４に銅インレイ２５を位置合わせしながら、パワー基板２０を配置する。このとき、スリーブ部材５０の孔を突起１４に形成された貫通孔１５に位置合わせする。なお、図３（ｃ）では放熱性絶縁シート６０を省略している。
次いで、ボルト４０の雄ねじ４１を、スリーブ部材５０、貫通孔１５を貫通させてから、雄ねじ４１と突起１４を含めた底床１３に形成された雌ねじとを噛み合わせることで、ボルト４０を底床１３と締結する。
ボルト４０の締結が完了すると、図１に示すようにコントロール基板３０を側壁３１上に載せてから、ボルト３２により固定する。さらに、ケース１１の開口をカバー１２によって覆うように側壁１１ａ上に載せ、ボルト１６により固定する。これにより、図１に示したインバータ装置１０を得ることができる。
なお、図３では、スイッチング素子２１をパワー基板２０（銅インレイ２５）上に載せた後にスリーブ部材５０を配置する例を示したが、スリーブ部材５０を配置するタイミングはこれに限定されない。例えば、以下のタイミングでスリーブ部材５０を配置してもよい。
（１）パワー基板２０にスリーブ部材５０を配置した後に、パワー基板２０の上面にはんだペースト７０を塗布する。次いで、はんだペースト７０を挟むようにして、スイッチング素子２１をパワー基板２０上に載せる。
（２）パワー基板２０の上面にはんだペースト７０を塗布する。次いで、予めスリーブ部材５０を挿入したスイッチング素子２１を、はんだペースト７０を挟むようにして、パワー基板２０上に載せる。
上記（１）、（２）のタイミングでスリーブ部材５０を配置する場合には、スリーブ部材５０がガイドとして機能するため、パワー基板２０とスイッチング素子２１とを積層する際の位置決めがより容易になる。
【００２４】
以下、第１実施形態の効果について説明する。
本実施の形態では、貫通孔２２、２３内にスリーブ部材５０を挿入しているので、リフロー炉通過時のはんだ溶融、凝固の過程で、スイッチング素子２１とパワー基板２０との相対的な位置ずれを防止することができる。この位置ずれは、平面方向および高さ方向に生じうる。
これに対し、スリーブ部材５０を用いない場合には、リフロー炉を通過中にはんだが溶融すると、スイッチング素子２１がパワー基板２０に対して滑ることで、スイッチング素子２１がパワー基板２０（銅インレイ２５）に対して容易に移動してしまい、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、平面方向および高さ方向に相対的な位置ずれを起すおそれがある。そのままで両者が接合されると、スイッチング素子２１に形成した貫通孔２３と銅インレイ２５に形成した貫通孔２２の位置がずれるという問題が生じる。これでは、ボルト４０を貫通孔２２、２３内に挿入することができないので、ボルト４０によってスイッチング素子２１およびパワー基板２０を底床１３（突起１４）に固定することができない。
平面方向の位置ずれを防ぐには、例えばパワー基板２０上に、スイッチング素子２１の位置ずれを防ぐ枠を形成しておき、この枠内にスイッチング素子２１を配置した状態でリフロー炉を通過させることも考えられる。しかしながら、この対策を講じても、パワー基板２０に対してスイッチング素子２１が傾く高さ方向の位置ずれを完全に防止することは困難である。
【００２５】
以上説明した第１実施形態では、スイッチング素子２１と銅インレイ２５の互いの接触面の面積が一致している例を示したが、本発明はこれに限らない。例えば、図５に示すように、銅インレイ２５Ａがスイッチング素子２１Ａの投影面内の一部に配置されていてもよい。図５では、パワー基板２０Ａにおいて銅インレイ２５Ａが形成されていない領域に、貫通孔２２Ａが形成されている。そして、図５に示すように、スイッチング素子２１Ａに形成する貫通孔２３Ａの位置も、スイッチング素子２１Ａの幅方向中央から偏心している。
但し、図１に示したスイッチング素子２１と銅インレイ２５の接触面積が一致している方が、図５に示した構成よりも接触面積を大きくできるので、スイッチング素子２１を効果的に冷却することができる。
【００２６】
また、第１実施形態によるインバータ装置１０では、ボルト４０が、スイッチング素子２１とパワー基板２０とを底床１３に固定するので、スイッチング素子２１とパワー基板２０の各々を底床１３にボルトで固定する図８に示した従来の構成よりもボルト点数を少なくできる。
さらに、インバータ装置１０では、スイッチング素子２１とパワー基板２０とが、それを貫通するボルト４０によって底床１３に固定されるため、振動負荷時に、スイッチング素子２１とパワー基板２０との間に相対変位は生じにくい。このため、図８に示した従来構成のように、ケース１１の内部にゲル状の制振材Ｇを注入する必要がない。よって、第１実施形態によれば、全体の軽量化を図りつつ、耐振性に優れたインバータ装置１０を提供することができる。
【００２７】
＜第２実施形態＞
第２実施形態によるインバータ装置１０Ａは、コントロール基板３０Ａをパワー基板２０とともにボルト４０Ａにより底床１３（突起１４）に固定する。
図６に示すように、インバータ装置１０Ａは、厚さ方向に貫通孔３３が形成されたコントロール基板３０Ａを備える。このインバータ装置１０Ａでは、コントロール基板３０Ａをスイッチング素子２１上に重ね、コントロール基板３０Ａ、スイッチング素子２１、パワー基板２０および放熱性絶縁シート６０をボルト４０Ａにより底床１３に固定する。したがって、インバータ装置１０Ａは、図１に示した側壁３１、ボルト３２を省くことができる。その他の点については、第２実施形態におけるインバータ装置１０Ａは、図１に示した第１実施形態におけるインバータ装置１０と同一の構成を有する。よって、図１に示したのと同一の要素については、同一の符号を用いて説明は割愛する。機能が同じであるが、構成が若干相違する要素については、同一の符号の末尾にアルファベット記号を付し、その詳細な説明は割愛する。
【００２８】
インバータ装置１０Ａでは、ボルト４０Ａが、コントロール基板３０Ａ、スイッチング素子２１およびパワー基板２０を貫通して底床１３に固定する。したがって、第１実施形態におけるインバータ装置１０と同じ効果を享受しつつ、スイッチング素子２１、パワー基板２０およびコントロール基板３０Ａからなる基板全体の剛性が高くなり、耐振性が向上する。
また、スイッチング素子２１の上にコントロール基板３０Ａが隙間なく重ねられているので、底床１３からコントロール基板３０Ａまでの高さＨ４を図に示した第１実施形態の高さＨ３よりも小さくすることができ、一層の低背化につながる。
また、インバータ装置１０Ａは、図１に示した側壁３１、ボルト３２を省けるため、部品点数をさらに減らすことができるとともに、側壁３１を省いた分だけケース１１の幅Ｗ２を図１に示した第１実施形態の幅Ｗ１よりも小さくすることができる。
以上の通りであるから、第２実施形態におけるインバータ装置１０Ａによれば、第１実施形態におけるインバータ装置１０と同じ効果を享受しつつ、装置全体の小型化、軽量化、高剛性化をさらに図ることができる。
【００２９】
＜第３実施形態＞
第３実施形態によるインバータ装置１０Ｂは、ケース１１のカバー１２Ａも、コントロール基板３０Ｂおよびパワー基板２０とともにボルト４０Ｂにより底床１３（突起１４）に固定する。
図７に示すように、第３実施形態におけるインバータ装置１０Ｂでは、コントロール基板３０Ｂにも銅インレイ２５Ａが埋め込まれている。この銅インレイ２５Ａには、厚さ方向に貫通孔３３Ａが形成される。貫通孔３３Ａ内には、スリーブ部材５０Ａが配置される。
また、カバー１２Ａには、厚さ方向に貫通する貫通孔１２Ｂが形成されている。なお、図７において、図１に示したのと同一の要素については、同一の符号を用いて説明は割愛する。機能が同じであるが、構成が若干相違する要素については、同一の符号の末尾にアルファベット記号を付し、その詳細な説明は割愛する。
【００３０】
第３実施形態におけるインバータ装置１０Ｂは、以下の手順で組み付けられる。
まず、パワー基板２０の銅インレイ２５の上面にはんだペースト７０を塗布する。このとき、銅インレイ２５に形成された貫通孔２２内にははんだペーストを塗布しない。
次いで、はんだペースト７０を挟むようにして、スイッチング素子２１を銅インレイ２５上に載せる。このとき、スイッチング素子２１に形成された貫通孔２３と銅インレイ２５に形成された貫通孔２２とを位置合わせする。
続いて、スイッチング素子２１の上面に、はんだペースト７０を塗布する。このときスイッチング素子２１に形成された貫通孔２３内にははんだペーストを塗布しない。
次いで、はんだペースト７０を挟むようにして、コントロール基板３０Ｂをスイッチング素子２１上に載せる。このときも、銅インレイ２５Ａの貫通孔３３Ａとスイッチング素子２１の貫通孔２３とを位置合わせする。
続いて、貫通孔２２、２３、３３Ａ内にスリーブ部材５０Ａを挿入し、そのままの状態で、リフロー炉を通過させてはんだ付けを行う。リフロー炉通過中に、はんだペースト７０が溶融し、その後凝固することで、パワー基板２０とスイッチング素子２１とコントロール基板３０Ｂとが接合される。
次に、底床１３上に設けられた突起１４の上に、放熱性絶縁シート６０を介して、パワー基板２０を下向きにして、接合されたパワー基板２０等を載せる。そうしたら、コントロール基板３０Ｂの銅インレイ２５Ａに、放熱性絶縁シート６０Ａを載せる。
次に、放熱性絶縁シート６０Ａが配置されたコントロール基板３０Ｂを覆うようにして、側壁１１ａ上にカバー１２Ａを載せる。このとき、カバー１２Ａに形成された貫通孔１２Ｂとスリーブ部材５０Ａとを位置合わせする。
最後に、ボルト４０Ｂを側壁１１ａの上縁に締結し、さらにボルト１６を底床１３に締結することで、図７に示したインバータ装置１０Ｂを得ることができる。
【００３１】
第３実施形態におけるインバータ装置１０Ｂは、第１実施形態におけるインバータ装置１０、第２実施形態におけるインバータ装置１０Ａと同じ効果を享受するのに加え、以下の効果を奏する。
スイッチング素子２１を含むパワー基板２０、コントロール基板３０Ｂおよびカバー１２Ａがボルト４０Ｂによって底床１３に固定され、さらにカバー１２Ａが側壁１１ａにボルト１６で固定されているので、スイッチング素子２１、パワー基板２０およびコントロール基板３０Ｂからなる基板全体の剛性が高くなり、耐振性がさらに向上する。
インバータ装置１０Ｂでは、コントロール基板３０Ｂとカバー１２Ａとの間には、放熱性絶縁シート６０Ａを配置する隙間があればたりる。よって、底床１３からカバー１２Ａまでの高さを最小限に抑えることができ、より一層の低背化につながる。
また、インバータ装置１０Ｂでは、カバー１２Ａ側からもスイッチング素子２１に冷熱を伝達することができる。これにより、スイッチング素子２１をより効果的に冷却することが可能となり、放熱性がさらに向上する。
【００３２】
以上の第１〜３実施形態では、インバータ装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）を、一体型電動圧縮機に適用する例について示したが、インバータ装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）の用途はこれに限定されるものではなく、他の電動機と組み合わせて用いてもよい。
また、スリーブ部材５０（５０Ｂ）が、スイッチング素子２１、パワー基板２０（２０Ａ）およびコントロール基板３０（３０Ａ、３０Ｂ）とは別体である例を示したが、スリーブ部材５０と同様の機能を有する要素を、スイッチング素子２１等に一体的に設けてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  インバータ装置
１１，１１Ａ  ケース
１２，１２Ａ  カバー（蓋）
１３  底床
２０  パワー基板
２１  スイッチング素子
２５  銅インレイ（熱伝導部材）
３０  コントロール基板
４０，４０Ａ，４０Ｂ  ボルト（固定具）
５０，５０Ａ  スリーブ部材（位置決めスリーブ）
【図１】
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【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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