JP7222406B2 - インバータユニット - Google Patents

Description

本発明は、インバータユニットに関する。

車輪の駆動力源として内燃機関と回転電機とを併用するハイブリッド車両が利用されている。このようなハイブリッド車両用の駆動装置では、回転電機を制御するためのインバータユニットが併設される。インバータユニットは、回転電機を収容する回転電機ケースとは分離して設けられても良いが、配線長を短く抑えるためには回転電機ケースと一体化されることが好ましい。

回転電機ケースとインバータユニットとが一体化された駆動ユニットの一例が、特開２０１１－１８２４８０号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１の装置では、回転電機ケース〔アウターハウジング１０，インナーハウジング１１〕に冷媒流路〔冷却通路３７〕が形成され、この冷媒流路を流れる冷媒によってスイッチング素子ユニット〔パワーモジュール２３〕等が冷却されるようになっている。そして、スイッチング素子ユニット、第１の制御基板〔ゲートドライブ基板２２〕、コンデンサ〔平滑コンデンサ２１〕、及び第２の制御基板〔モータ制御基板２０〕は、冷媒流路が形成された回転電機ケース側から、記載の順に配置されている。

特開２０１１－１８２４８０号公報

しかし、特許文献１の装置では、回転電機ケースに冷媒流路が形成されているため、最初に、回転電機ケースにスイッチング素子ユニットを組み付ける必要がある。回転電機を収容する回転電機ケースは比較的大型である場合が多く、組付時の回転電機ケースの取り回しが大きくなる結果、組付性が良くないという課題があった。

そこで、回転電機ケースに対して一体化されるインバータユニットにおいて、回転電機ケースへの組付性を向上させることが望まれている。

本開示に係るインバータユニットは、
回転電機を制御するためのインバータユニットであって、
インバータ回路を形成するスイッチング素子を備えるスイッチング素子ユニットと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御基板と、
内部に冷媒が流通する冷媒流路を備える冷却器と、
前記スイッチング素子ユニット、前記制御基板、及び前記冷却器を収容するインバータケースと、を備え、
前記インバータケースが、前記回転電機を収容する回転電機ケースに対して一体的に固定され、
前記冷却器が、前記スイッチング素子ユニットに対して前記回転電機側とは反対側で、前記スイッチング素子ユニットに接するように配置され、
前記制御基板が、前記スイッチング素子ユニットに対して前記回転電機側に配置されている。

この構成によれば、冷却器に対してスイッチング素子ユニットが接する状態で配置されるので、スイッチング素子を効率的に冷却することができる。また、冷却器に対してスイッチング素子ユニットと同じ側となる回転電機側に制御基板が配置されるので、スイッチング素子と制御基板とを短距離で容易に接続することができる。よって、インバータユニットとしての性能を適切に確保することができる。さらに、スイッチング素子ユニット、制御基板、及び冷却器がインバータケースに収容された状態で、これらをまとめて取り扱うことができる。そして、スイッチング素子ユニット、制御基板、及び冷却器を収容したインバータケースを回転電機ケースに対して一体的に固定することで、インバータユニットの回転電機ケースへの組付性を向上させることができる。

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。

実施形態に係る駆動ユニットの概略図 インバータユニットの回路図 駆動ユニットの斜視図 インバータユニットの分解斜視図 インバータユニットの模式配置図 駆動ユニットを軸方向から見た模式図 図６におけるＶＩＩ－ＶＩＩ断面図 別態様のインバータユニットの模式配置図

インバータユニットの実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態のインバータユニット１は、車両用駆動装置８に備えられる回転電機８３を制御するものであり、車両用駆動装置８の駆動装置ケース９と一体化されて用いられる。本実施形態では、車両用駆動装置８と、これと一体化されるインバータユニット１とを備えて、駆動ユニット１００が構成されている（図３を参照）。

図１に示すように、車両用駆動装置８は、内燃機関ＥＧに駆動連結される入力部材８１と、係合装置８２と、回転電機８３と、変速機８４と、車輪Ｗに駆動連結される出力部材８５とを備えている。また、車両用駆動装置８は、ギヤ機構８６と、差動歯車装置８７とを備えている。入力部材８１、係合装置８２、回転電機８３、変速機８４、出力部材８５、ギヤ機構８６、差動歯車装置８７は、内燃機関ＥＧと車輪Ｗとを結ぶ動力伝達経路に、内燃機関ＥＧの側から記載の順に設けられている。

また、入力部材８１、係合装置８２、回転電機８３、変速機８４、及び出力部材８５は、共通の第一軸Ｘ１上に配置されている。ギヤ機構８６は、第一軸Ｘ１とは異なる第二軸Ｘ２上に配置されている。差動歯車装置８７は、第一軸Ｘ１及び第二軸Ｘ２とは異なる第三軸Ｘ３上に配置されている。第一軸Ｘ１、第二軸Ｘ２、及び第三軸Ｘ３は互いに平行であり、これらの各軸に平行な方向が軸方向Ｌである。

入力部材８１は、内燃機関ＥＧに駆動連結される。内燃機関ＥＧは、機関内部における燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す原動機（ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等）である。入力部材８１は、内燃機関ＥＧの出力軸である内燃機関出力軸（クランクシャフト等）と一体的に回転するように駆動連結される。なお、入力部材８１と内燃機関出力軸とは、直接的に連結されても良いし、ダンパ等の他の部材を介して連結されても良い。入力部材８１は、係合装置８２を介して回転電機８３に駆動連結されている。

係合装置８２は、入力部材８１（内燃機関ＥＧ）と回転電機８３とを選択的に連結する。言い換えれば、係合装置８２は、入力部材８１（内燃機関ＥＧ）と回転電機８３との間の連結を解除可能に設けられている。本実施形態では、係合装置８２は摩擦クラッチであり、例えば湿式多板クラッチ等を用いることができる。

回転電機８３は、非回転部材である駆動装置ケース９に固定されたステータと、このステータの径方向内側に回転自在に支持されたロータとを備えている。回転電機８３は、インバータユニット１を介して直流電源Ｂに電気的に接続されている（図２を参照）。回転電機８３は、直流電源Ｂから電力の供給を受けて力行し、或いは、内燃機関ＥＧのトルクや車両の慣性力等によって発電した電力を直流電源Ｂに供給して蓄電させる。回転電機８３のロータは、変速機８４に駆動連結されている。

本実施形態の変速機８４は、有段自動変速機として構成されている。この変速機８４は、例えば、遊星歯車機構と複数の変速用係合装置とを備えている（図示せず）。変速用係合装置には、１つ又は複数のクラッチと、１つ又は複数のブレーキとが含まれる。これらは摩擦クラッチや摩擦ブレーキであり、例えば湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキ等を用いることができる。変速機８４は、変速用係合装置のそれぞれの係合の状態に応じて、複数の変速段のいずれかを選択的に形成可能である。変速機８４は、入力された回転を、形成された変速段に応じた変速比に基づいて変速して出力部材８５から出力する。

出力部材８５は、ギヤ機構８６と差動歯車装置８７とを介して、左右一対の車輪Ｗに駆動連結されている。出力部材８５から出力されたトルクは、ギヤ機構８６及び差動歯車装置８７を介して左右２つの車輪Ｗに分配されて伝達される。これにより、車両用駆動装置８は、内燃機関ＥＧ及び回転電機８３の一方又は双方のトルクを車輪Ｗに伝達させて車両を走行させることができる。

入力部材８１、係合装置８２、回転電機８３、変速機８４、出力部材８５、ギヤ機構８６、及び差動歯車装置８７は、駆動装置ケース９内に収容されている。本実施形態では、駆動装置ケース９が「回転電機ケース」に相当する。図３に示すように、駆動装置ケース９は、第一ケース部９１と第二ケース部９２とを備えている。第一ケース部９１と第二ケース部９２とは、軸方向Ｌに接する状態で接合されている。また、駆動装置ケース９は、軸方向Ｌの一方側（変速機８４側）の端部を覆う端壁部９３と、回転電機８３、変速機８４、ギヤ機構８６、及び差動歯車装置８７等の周囲を覆う周壁部９４とを備えている。

周壁部９４は、大径部９４Ａと、この大径部９４Ａよりも小径の小径部９４Ｂとを備えている（図７を参照）。また、駆動装置ケース９は、周壁部９４から外周側に向かって突出する突出壁部９５を備えている。突出壁部９５は、概ね、鉛直方向（図３における上下方向）に沿って上方に突出するように形成されている。この突出壁部９５を台座として、当該突出壁部９５の上部に、インバータユニット１が一体的に固定されている。

図２に示すように、回転電機８３は、インバータユニット１を介して直流電源Ｂに電気的に接続されている。直流電源Ｂは、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池（バッテリ）や、電気二重層キャパシタ等である。直流電源Ｂとインバータユニット１とは、電源端子１４を介して電気的に接続されている。

インバータユニット１は、正極バスバー１１と、負極バスバー１２と、コンデンサ２０と、スイッチング素子ユニット３０と、三相バスバー３６と、電流センサ４２と、制御基板５０とを備えている。正極バスバー１１は、直流電源Ｂの正極に接続されている。負極バスバー１２は、直流電源Ｂの負極に接続されている。コンデンサ２０は、正極バスバー１１と負極バスバー１２とに接続されており、正負両極間電圧を平滑化する。本実施形態では、コンデンサ２０は、複数のコンデンサ素子２１を備えている（図５を参照）。

スイッチング素子ユニット３０は、複数のスイッチング素子３１を備えている。これら複数のスイッチング素子３１により、インバータ回路３２が形成されている。インバータ回路３２は、複数相のそれぞれに対応するアームを備えるブリッジ回路により構成されている。本実施形態では、回転電機８３は三相交流の回転電機であり、インバータ回路３２は、回転電機８３のステータコイルのＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対応する三相のアームを備えるブリッジ回路により構成されている。正負両極間に直列に接続される２つのスイッチング素子３１により各相のアームが構成され、それらが並列接続されてインバータ回路３２（ブリッジ回路）が構成されている。

なお、スイッチング素子３１としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴ（Silicon Carbide - Metal Oxide Semiconductor FET）、及びＳｉＣ－ＳＩＴ（SiC - Static Induction Transistor）等のパワー半導体素子を用いることができる。また、各スイッチング素子３１には、フリーホイールダイオードが並列に接続されている。そして、本実施形態では、スイッチング素子３１及びフリーホイールダイオードを備えて構成される三相アームのインバータ回路３２が、スイッチング素子ユニット３０としてユニット化されている。

三相バスバー３６は、インバータ回路３２と回転電機８３とを接続する。三相バスバー３６は、各相のアームを構成する２つのスイッチング素子３１の中間点と、回転電機８３の各相のステータコイルとを電気的に接続するための役割の一部を担う。本実施形態では、三相バスバー３６は、各相のアームを構成する２つのスイッチング素子３１の中間点と三相端子３８とを電気的に接続する。三相バスバー３６は、三相端子３８及びこれに接続される三相ケーブルを介して、回転電機８３の各相のステータコイルに接続される。本実施形態では、三相バスバー３６が「配線部材」に相当する。

電流センサ４２は、三相バスバー３６を流れる電流を検出する。電流センサ４２は、回転電機８３の三相のステータコイルに対応する三相バスバー３６のそれぞれを流れる電流を個別に検出しても良いし、二相分の電流だけを検出して残りの一相分の電流は演算によって取得しても良い。

制御基板５０は、スイッチング素子３１のスイッチング動作を制御する。制御基板５０上には、マイクロコンピュータ等の論理回路を中核部材としてインバータ制御部（CONTROL）が構築されている。制御基板５０（インバータ制御部）には、電流センサ４２で検出される三相バスバー３６のそれぞれを流れる電流が入力される。また、例えばレゾルバ等の回転センサ４４により、回転電機８３のロータの各時点での磁極位置や回転速度が検出され、その検出結果の情報も制御基板５０（インバータ制御部）に入力される。制御基板５０（インバータ制御部）は、これらの情報や車両要求トルクに基づき、例えばベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御を行って、各スイッチング素子３１のオン／オフを制御する。

図４及び図５に示すように、コンデンサ２０、スイッチング素子ユニット３０、三相バスバー３６、電流センサ４２、及び制御基板５０は、駆動装置ケース９に対して一体的に固定されるインバータケース６０内に収容されている。ここで、インバータケース６０は、ケース本体６１と、このケース本体６１に取り付けられるケースカバー６８とを備えている。ケース本体６１は、スイッチング素子ユニット３０等の収容空間の周囲を取り囲む周壁部６２と、下端部に設けられて駆動装置ケース９（突出壁部９５）に取り付けられる部位となるフランジ部６３とを備えている。

また、ケース本体６１は、その中間領域にヒートシンク部６４を備えている。ヒートシンク部６４の内部には、冷媒が流通する冷媒流路６５が形成されている。本実施形態では、ヒートシンク部６４が「冷却器」に相当する。冷媒流路６５を備えたヒートシンク部６４は、空冷式・水冷式のいずれでも良いが、冷却効率の点からは水冷式が好ましい。なお、本実施形態のように、インバータケース６０を構成するケース本体６１の一部がヒートシンク部６４であるような構成であっても、当該ヒートシンク部６４はインバータケース６０内に収容されていると考えるものとする。

本実施形態では、ケース本体６１の内部空間は、ヒートシンク部６４を境界として２つの空間（第一収容空間Ｐ１及び第二収容空間Ｐ２）に分けられる。第一収容空間Ｐ１は、ヒートシンク部６４よりも駆動装置ケース９側（回転電機８３側）に位置する空間である。第二収容空間Ｐ２は、ヒートシンク部６４よりも外側（駆動装置ケース９及び回転電機８３側とは反対側）に位置する空間である。そして、本実施形態では、第一収容空間Ｐ１にスイッチング素子ユニット３０、三相バスバー３６、電流センサ４２、及び制御基板５０が収容され、第二収容空間Ｐ２にコンデンサ２０が収容されている。

第一収容空間Ｐ１において、スイッチング素子ユニット３０は、ヒートシンク部６４の駆動装置ケース９側（回転電機８３側）の面に接するように配置されている。これを、ヒートシンク部６４を主体として見れば、ヒートシンク部６４は、スイッチング素子ユニット３０に対して駆動装置ケース９側（回転電機８３側）とは反対側で、スイッチング素子ユニット３０に接するように配置されている。

電流センサ４２は、ヒートシンク部６４の駆動装置ケース９側（回転電機８３側）の面から僅かに離間して配置されている。また、電流センサ４２は、インバータユニット１を構成する各部品が積層された方向（積層方向Ｓ）において、スイッチング素子ユニット３０と同じ位置を含み、かつ、駆動装置ケース９側（回転電機８３側）に位置するように配置されている。また、電流センサ４２は、積層方向Ｓに見て、スイッチング素子ユニット３０とは重複することなく、スイッチング素子ユニット３０に対して隣接する位置に配置されている。

三相バスバー３６は、スイッチング素子ユニット３０の駆動装置ケース９側（回転電機８３側）の面に接するように配置されている。また、三相バスバー３６は、電流センサ４２によってその周囲を包囲された状態で配置されている。三相端子３８（図４を参照）に接続される三相バスバー３６は、インバータケース６０と駆動装置ケース９とに囲まれた内部空間の外には出ることなく、インバータケース６０と駆動装置ケース９とに囲まれた内部空間だけに配置されている。さらに本実施形態では、三相バスバー３６は、インバータケース６０側の空間だけに配置されている。

制御基板５０は、スイッチング素子ユニット３０及び電流センサ４２の両方に対して、駆動装置ケース９側（回転電機８３側）に配置されている。言い換えれば、制御基板５０は、積層方向Ｓにおいて、インバータユニット１を構成する各部品の中で最も駆動装置ケース９側（回転電機８３側）に配置されている。また、制御基板５０は、スイッチング素子ユニット３０及び電流センサ４２のうち、より駆動装置ケース９側（回転電機８３側）に位置している方である電流センサ４２に対して、積層方向Ｓに僅かに離間して配置されている。制御基板５０は、ヒートシンク部６４と同程度の大きさに形成されて、当該ヒートシンク部６４に平行に配置されている。

こうして、スイッチング素子ユニット３０及び電流センサ４２は、積層方向Ｓに所定間隔を隔てて互いに平行に配置されるヒートシンク部６４と制御基板５０との間に、積層方向Ｓに対して直交する方向に隣接して配置されている。これを、電流センサ４２を主体として見れば、電流センサ４２は、制御基板５０に対してスイッチング素子ユニット３０側に配置されている。

また、図６に示すように、制御基板５０は、軸方向Ｌに見て、回転電機８３における当該制御基板５０から最も近い点での接線方向（図６において２点鎖線で表示）に交差する方向に沿って配置されている。本実施形態では、回転電機８３における当該制御基板５０から最も近い点での接線方向は、軸方向Ｌに見て、鉛直方向（図６における上下方向）に対して傾斜する方向となっている。これに対して、制御基板５０、スイッチング素子ユニット３０、及びヒートシンク部６４等は、略水平方向（鉛直方向に直交する方向）に沿って配置されている。これにより、上述したようにインバータユニット１を構成する各部品の中で制御基板５０が最も駆動装置ケース９側に配置されるような構成でありながら、制御基板５０に熱が伝わりにくくすることができる。

また、制御基板５０等は、軸方向Ｌに見て、回転電機８３等が配置された第一軸Ｘ１と差動歯車装置８７が配置された第三軸Ｘ３との間の領域を含むように配置されている。これにより、制御基板５０に熱が伝わりにくくしながら、駆動ユニット１００の全体の大型化を抑制することができる。

図７に示すように、制御基板５０において、論理回路を構築するための各種の回路部品５１は、当該制御基板５０における駆動装置ケース９側（回転電機８３側）の面に実装されている。さらに、複数の回路部品５１のうち、制御基板５０からの突出高さ（駆動装置ケース９側に向かう突出高さ）が最も高い最突出部品５１ｈが、駆動装置ケース９の周壁部９４の大径部９４Ａ及び小径部９４Ｂのうちの小径部９４Ｂに配置されている。このように、駆動装置ケース９（周壁部９４）の外形形状と回路部品５１も含めた制御基板５０の概略形状とを相補的とすることで、インバータユニット１の全体を駆動装置ケース９に極力近づけて配置することができる。よって、駆動ユニット１００の全体の小型化を図ることができる。

コンデンサ２０は、ヒートシンク部６４に対して第一収容空間Ｐ１に配置された側とは反対側に形成された第二収容空間Ｐ２に配置されている。コンデンサ２０は、槽状の第二収容空間Ｐ２において、樹脂モールドされた状態で配置されている。コンデンサ２０は、ヒートシンク部６４に対してスイッチング素子ユニット３０側とは反対側に配置されている。言い換えれば、コンデンサ２０は、積層方向Ｓにおいて、インバータユニット１を構成する各部品の中で最も外側の位置（駆動装置ケース９から離れた位置）に配置されている。コンデンサ２０は、複数のコンデンサ素子２１が集まって構成される場合が多く、他の構成部品に比べて配置自由度が高いため、コンデンサ２０を最も外側の位置に配置することで、インバータユニット１の外形形状の自由度を高めることができる。

車両側の仕様から、駆動ユニット１００を車両に搭載する際に、例えば図８に示すように、車載部品や車体フレーム等の障害物ＯＢがインバータユニット１の上部領域と干渉することになる場合がある。このような場合には、同図に示すように、コンデンサ２０を構成する複数のコンデンサ素子２１の一部を、障害物ＯＢとは干渉しない位置に移動させ、その場合の配置に応じた形状にインバータケース６０を形成すれば良い。このように、車両側の仕様に応じてインバータユニット１の外形形状を適宜変更することができるので、搭載可能な車種の幅を広げることができる。

さらに、上述した各部品の配置構成は、インバータユニット１における、「コンデンサ２０→スイッチング素子ユニット３０→電流センサ４２→回転電機８３」という電力の流れにも沿ったものとなっている。よって、スイッチング素子ユニット３０から回転電機８３側へと延びる三相バスバー３６の長さを極力短く抑えることができる。

インバータユニット１と駆動装置ケース９とを一体化するにあたっては、各部品をインバータケース６０に固定した状態で、そのインバータケース６０を駆動装置ケース９に固定するという組付方法を採用することができる。この場合、スイッチング素子ユニット３０、三相バスバー３６、電流センサ４２、及び制御基板５０をインバータケース６０の第一収容空間にＰ１に固定し、正極バスバー１１、負極バスバー１２、及びコンデンサ２０を第二収容空間にＰ２に固定する。そして、各部品が固定されたインバータケース６０を、最後に駆動装置ケース９に固定すれば良い。インバータユニット１を単独で組み付け、最後に駆動装置ケース９に固定するだけなので、インバータユニット１の駆動装置ケース９への組付性を向上させることができる。

〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、コンデンサ２０が、ヒートシンク部６４に対してスイッチング素子ユニット３０側とは反対側に配置されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、コンデンサ２０が、ヒートシンク部６４に対してスイッチング素子ユニット３０側（駆動装置ケース９及び回転電機８３側）に配置されても良い。

（２）上記の実施形態では、電流センサ４２が、制御基板５０に対してスイッチング素子ユニット３０側に配置されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、電流センサ４２が、制御基板５０に対してスイッチング素子ユニット３０側とは反対側（駆動装置ケース９及び回転電機８３側）に配置されても良い。

（３）上記の実施形態では、制御基板５０が、軸方向Ｌに見て、回転電機８３における当該制御基板５０から最も近い点での接線方向に交差する方向に沿って配置されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、制御基板５０が、軸方向Ｌに見て、上記接線方向に平行な方向に沿って配置されても良い。

（４）上記の実施形態では、インバータケース６０を構成するケース本体６１の一部がヒートシンク部６４となっている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、ヒートシンク部６４がケース本体６１とは完全に別体で構成されても良い。

（５）上記の実施形態では、三相バスバー３６がインバータケース６０内だけに配置されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、三相バスバー３６の少なくとも一部がインバータケース６０外に配置されても良い。例えば、三相バスバー３６が、インバータケース６０側の空間と駆動装置ケース９側の空間とに跨って配置されても良い。或いは、三相バスバー３６の少なくとも一部が、インバータケース６０と駆動装置ケース９とに囲まれた内部空間の外に配置されても良い。

（６）上記の実施形態では、制御基板５０に実装された複数の回路部品５１のうちの最突出部品５１ｈが、駆動装置ケース９の周壁部９４の小径部９４Ｂに配置されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、最突出部品５１ｈが、周壁部９４の大径部９４Ａに配置されても良い。また、駆動装置ケース９の周壁部９４がそもそも大径部９４Ａと小径部９４Ｂとを備えていなくても良い。このように、駆動装置ケース９（周壁部９４）の外形形状と回路部品５１も含めた制御基板５０の概略形状とは、必ずしも相補的でなくても良い。

（７）上記の実施形態では、制御基板５０における駆動装置ケース９側（回転電機８３側）の面に回路部品５１が実装されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、制御基板５０におけるヒートシンク部６４側（駆動装置ケース９及び回転電機８３側とは反対側）の面に回路部品５１が実装されても良い。

（８）上述した各実施形態（上記の実施形態及びその他の実施形態を含む；以下同様）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される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例示であって、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

〔実施形態の概要〕
以上をまとめると、本開示に係るインバータユニット（１）は、好適には、以下の各構成を備える。

回転電機（８３）を制御するためのインバータユニット（１）であって、
インバータ回路（３２）を形成するスイッチング素子（３１）を備えるスイッチング素子ユニット（３０）と、
前記スイッチング素子（３１）のスイッチング動作を制御する制御基板（５０）と、
内部に冷媒が流通する冷媒流路（６５）を備える冷却器（６４）と、
前記スイッチング素子ユニット（３０）、前記制御基板（５０）、及び前記冷却器（６４）を収容するインバータケース（６０）と、を備え、
前記インバータケース（６０）が、前記回転電機（８３）を収容する回転電機ケース（９）に対して一体的に固定され、
前記冷却器（６４）が、前記スイッチング素子ユニット（３０）に対して前記回転電機（８３）側とは反対側で、前記スイッチング素子ユニット（３０）に接するように配置され、
前記制御基板（５０）が、前記スイッチング素子ユニット（３０）に対して前記回転電機（８３）側に配置されている。

この構成によれば、冷却器（６４）に対してスイッチング素子ユニット（３０）が接する状態で配置されるので、スイッチング素子（３１）を効率的に冷却することができる。また、冷却器（６４）に対してスイッチング素子ユニット（３０）と同じ側となる回転電機（８３）側に制御基板（５０）が配置されるので、スイッチング素子（３１）と制御基板（５０）とを短距離で容易に接続することができる。よって、インバータユニット（１）としての性能を適切に確保することができる。さらに、スイッチング素子ユニット（３０）、制御基板（５０）、及び冷却器（６４）がインバータケース（６０）に収容された状態で、これらをまとめて取り扱うことができる。そして、スイッチング素子ユニット（３０）、制御基板（５０）、及び冷却器（６４）を収容したインバータケース（６０）を回転電機ケース（９）に対して一体的に固定することで、インバータユニット（１）の回転電機ケース（９）への組付性を向上させることができる。

一態様として、
前記インバータ回路（３２）と前記回転電機（８３）とを接続する配線部材（３６）を流れる電流を検出する電流センサ（４２）をさらに備え、
前記電流センサ（４２）が、前記制御基板（５０）に対して前記スイッチング素子ユニット（３０）側に配置されていることが好ましい。

この構成によれば、インバータ回路（３２）と回転電機（８３）とを接続する配線部材（３６）を合理的な経路に沿って配置することができる。よって、配線部材（３６）の全長を短く抑えることができる。

一態様として、
前記配線部材（３６）が、前記インバータケース（６０）及び前記回転電機ケース（９）に囲まれた内部空間だけに配置されていることが好ましい。

この構成によれば、配線部材（３６）がインバータケース（６０）と回転電機ケース（９）とで囲まれた内部空間だけに配置されて外部に出ないので、配線部材（３６）の全長をさらに短く抑えることができる。

一態様として、
直流電源と前記インバータ回路（３２）との間に電気的に接続されるコンデンサ（２０）をさらに備え、
前記コンデンサ（２０）が、前記冷却器（６４）に対して前記スイッチング素子ユニット（３０）側とは反対側に配置されていることが好ましい。

この構成によれば、冷却器（６４）によってスイッチング素子ユニット（３０）側からの熱をコンデンサ（２０）側に伝わりにくくし、或いは、冷却器（６４）によってコンデンサ（２０）を冷却することが可能となる。また、配置自由度の高いコンデンサ（２０）を回転電機ケース（９）から最も離れた位置に設けることで、一体化されたインバータユニット（１）及び回転電機ケース（９）の全体の外形形状を変更することが容易となっている。

一態様として、
前記制御基板（５０）が、軸方向（Ｌ）に見て、前記回転電機（８３）における当該制御基板（５０）から最も近い点での接線方向に交差する方向に沿って配置されていることが好ましい。

この構成によれば、制御基板（５０）が回転電機（８３）における最近接点での接線方向に沿って配置される構成に比べて、制御基板（５０）の回転電機（８３）からの離間距離を大きく確保することができる。よって、回転電機（８３）が駆動されることによって生じる熱を、制御基板（５０）に伝わりにくくすることができる。

一態様として、
前記回転電機ケース（９）は、大径部（９４Ａ）と、前記大径部（９４Ａ）よりも小径の小径部（９４Ｂ）と、を備え、
前記制御基板（５０）上に実装された回路部品（５１）のうち、前記制御基板（５０）からの突出高さが最も高い最突出部品（５１ｈ）が、前記小径部（９４Ｂ）に配置されていることが好ましい。

この構成によれば、回転電機ケース（９）の小径部（９４Ｂ）による窪みを利用して制御基板（５０）上の最突出部品（５１ｈ）を配置することで、制御基板（５０）ひいてはインバータユニット（１）の全体を回転電機ケース（９）側に極力近づけて配置することができる。よって、一体化されたインバータユニット（１）及び回転電機ケース（９）の全体の小型化を図ることができる。

本開示に係るインバータユニットは、上述した各効果のうち、少なくとも１つを奏することができれば良い。

１ インバータユニット
９ 駆動装置ケース（回転電機ケース）
２０ コンデンサ
３０ スイッチング素子ユニット
３１ スイッチング素子
３２ インバータ回路
３６ 三相バスバー（配線部材）
４２ 電流センサ
５０ 制御基板
５１ 回路部品
５１ｈ 最突出部品
６０ インバータケース
６４ ヒートシンク部（冷却器）
６５ 冷媒流路
８３ 回転電機
９４Ａ 大径部
９４Ｂ 小径部
Ｂ 直流電源
Ｌ 軸方向

Claims (5)

1. 回転電機を制御するためのインバータユニットであって、
   インバータ回路を形成するスイッチング素子を備えるスイッチング素子ユニットと、
   前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御基板と、
   内部に冷媒が流通する冷媒流路を備える冷却器と、
   前記スイッチング素子ユニット、前記制御基板、及び前記冷却器を収容するインバータケースと、を備え、
   前記インバータケースが、前記回転電機を収容する回転電機ケースに対して一体的に固定され、
   前記冷却器が、前記スイッチング素子ユニットに対して前記回転電機側とは反対側で、前記スイッチング素子ユニットに接するように配置され、
   前記制御基板が、前記スイッチング素子ユニットに対して前記回転電機側に配置され、 前記回転電機ケースは、大径部と、前記大径部よりも小径の小径部と、を備え、
   前記制御基板上に実装された回路部品は、低突出部品と、前記低突出部品よりも前記制御基板からの突出高さが高い高突出部品と、を含み、
   前記高突出部品が前記小径部に対向するとともに前記低突出部品が前記大径部に対向するように配置されている、インバータユニット。
2. 前記インバータ回路と前記回転電機とを接続する配線部材を流れる電流を検出する電流センサをさらに備え、
   前記電流センサが、前記制御基板に対して前記スイッチング素子ユニット側に配置されている、請求項１に記載のインバータユニット。
3. 前記配線部材が、前記インバータケース及び前記回転電機ケースに囲まれた内部空間だけに配置されている、請求項２に記載のインバータユニット。
4. 直流電源と前記インバータ回路との間に電気的に接続されるコンデンサをさらに備え、
   前記コンデンサが、前記冷却器に対して前記スイッチング素子ユニット側とは反対側に配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のインバータユニット。
5. 前記制御基板が、軸方向に見て、前記回転電機における当該制御基板から最も近い点での接線方向に交差する方向に沿って配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のインバータユニット。

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