電力變換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將電力從直流變換為交流或者從交流變換為直流的電力變換裝置，特別涉及直接連接馬達(dá)以及逆變器的框體、或者在同一框體內(nèi)設(shè)置這雙方的機(jī)電一體方式中的功率模塊的安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為本技術(shù)領(lǐng)域的【背景技術(shù)】有專利文獻(xiàn)1、2。在專利文獻(xiàn)I中，記載了“一種模制模塊，是通過模具樹脂對(duì)形成布線的多個(gè)接線柱和安裝在各個(gè)所述接線柱上的多個(gè)電子部件進(jìn)行模塑而成的，其中，所述多個(gè)接線柱的至少一部分露出到所述模樹脂的背面，連接模具模塊的電動(dòng)機(jī)的殼體是固定于減速機(jī)構(gòu)的減速機(jī)構(gòu)側(cè)的殼體”。
[0003]另外，在專利文獻(xiàn)2中，記載了“一種功率模塊，具備:散熱層，具有第I主面以及與該第I主面相反一側(cè)的第2主面；絕緣層，配置于所述散熱層的所述第I主面之上；電流電路用布線部，設(shè)置于所述絕緣層；多個(gè)開關(guān)元件，配置于所述絕緣層之上，與所述電流電路用布線部電連接；多個(gè)外部端子，與所述電流電路用布線部電連接；以及樹脂，對(duì)所述絕緣層、所述電流電路用布線部、所述開關(guān)元件、所述散熱層的所述第I主面的全部、以及該散熱層的所述第2主面的一部分進(jìn)行密封，其特征在于，所述功率模塊與馬達(dá)的所述功率模塊安裝部連接”。
[0004]專利文獻(xiàn)1:W02012-137333號(hào)公報(bào)
[0005]專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-118067號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在以往的將馬達(dá)和逆變器的框體直接連接、或者共用I個(gè)框體的機(jī)電一體構(gòu)造中，在例如專利文獻(xiàn)I所示那樣的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，模塊的金屬布線的下表面露出，所以在將模塊連接到金屬框體時(shí)，需要準(zhǔn)備高熱傳導(dǎo)的絕緣材料。進(jìn)而，為了使用具有粘結(jié)力的絕緣材料，需要使絕緣材料硬化的工藝，所以制造時(shí)間延長。另外，在專利文獻(xiàn)I以及2記載的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，模塊的冷卻面是一個(gè)部位，為了使模塊內(nèi)部設(shè)置的半導(dǎo)體元件中發(fā)生的熱良好地傳導(dǎo)到金屬框體側(cè)，在模塊側(cè)需要大的散熱面積，所以模塊難易小型化。
[0007]如以上那樣，在以往技術(shù)中，為了散熱而使功率模塊的金屬布線露出，在其面上需要絕緣構(gòu)件。進(jìn)而，冷卻面僅為一個(gè)，所以如果減少模塊的散熱面積，則熱阻增加，半導(dǎo)體元件的溫度上升量變?yōu)槿菰S以上，所以存在模塊難易小型化的課題。
[0008]為了解決上述課題，采用例如權(quán)利要求書記載的結(jié)構(gòu)。
[0009]本申請(qǐng)包括多個(gè)解決上述課題的手段，如果例舉出其一個(gè)例子，則其特征在于，“在具備馬達(dá)和逆變器的電力變換裝置中，在所述馬達(dá)的金屬框體上配置有至少I個(gè)以上的所述逆變器的功率模塊，在所述功率模塊的和與所述金屬框體的接觸面相反的面中，分別設(shè)置有散熱用的金屬板”。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，逆變器具備的功率模塊的一個(gè)面與馬達(dá)的金屬框體相接，另一個(gè)面與散熱用的金屬板相接，能夠從兩個(gè)面釋放功率模塊中發(fā)生的熱，所以能夠?qū)崿F(xiàn)散熱性高的電力變換裝置。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)功率模塊的大幅小型化。
[0011]上述以外的結(jié)構(gòu)以及效果通過以下的實(shí)施方式的說明將更加明確。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1中的電力變換裝置的剖面圖。
[0013]圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1中的電力變換裝置中具備的功率模塊內(nèi)部的電路圖。
[0014]圖3是本發(fā)明的實(shí)施例1中的電力變換裝置中具備的功率模塊的俯視圖。
[0015]圖4是本發(fā)明的實(shí)施例1中的電力變換裝置中具備的功率模塊的剖面圖。
[0016]圖5是示出本發(fā)明的實(shí)施例1中的功率模塊的安裝例的主要部分俯視圖。
[0017]圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施例1中的散熱用的金屬板的其他方式的主要部分剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖7是本發(fā)明的實(shí)施例2中的電力變換裝置的剖面圖。
[0019]圖8是本發(fā)明的實(shí)施例3中的電力變換裝置的剖面圖。
[0020]圖9是本發(fā)明的實(shí)施例3中的電力變換裝置中具備的功率模塊的俯視圖。
[0021]圖10是示出本發(fā)明的實(shí)施例3中的電力變換裝置中具備的接線柱匯流條的前端的俯視圖。
[0022]圖11是本發(fā)明的實(shí)施例4中的電力變換裝置的剖面圖。
[0023]圖12是本發(fā)明的實(shí)施例5中的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的剖面圖。
[0024]圖13是本發(fā)明的實(shí)施例6中的逆變器裝置的剖面圖。
[0025]圖14是本發(fā)明的實(shí)施例7中的機(jī)電一體型驅(qū)動(dòng)裝置的剖面圖。
[0026](符號(hào)說明)
[0027]100:電力變換裝置；200:馬達(dá)；201:馬達(dá)側(cè)金屬框體；201s、201ss:閉塞部；202:定子;203、208:軸承；204:轉(zhuǎn)子；205:軸；206:定子繞組輸出部；207:金屬罩；209:凹坑構(gòu)造；210:接線柱匯流條；11:金屬罩孔部；212:位置檢測(cè)用磁鐵；213:金屬布線；14:孔；300:逆變器；301:功率模塊；302a?302c:半導(dǎo)體元件；304:樹脂；305:樹脂厚度；306、306’:金屬板;307、612:連接器;308、311:印刷基板;309、610:電容器;310、611:電感器；312:蓋；313:逆變器側(cè)金屬框體；313a:—個(gè)板；313aa:厚壁部；314:臺(tái)座；331:正極布線端子；332:負(fù)極布線端子；333:相輸出端子；334、335:柵極端子；350:功率模塊窗部；353:輸出布線；390:接線柱部；400:減速機(jī)構(gòu)；401:轉(zhuǎn)向軸；402:蝸輪；403:蝸輪蝸桿；404:蝸齒輪；405:減速機(jī)構(gòu)的金屬框體；500:樹脂殼體；501:冷卻風(fēng)扇；503:隔離物；504:薄膜電容器；505:端子臺(tái)；506:樹脂；600:機(jī)電一體型驅(qū)動(dòng)裝置；601:散熱器；602:殼體；603:孔;604:吸入部；605:吐出部。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下，參照附圖，說明本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明不限于下述實(shí)施方式例。
[0029]實(shí)施例1
[0030]在本實(shí)施例中，說明具備對(duì)電力進(jìn)行變換的逆變器以及將電能變換為機(jī)械能的馬達(dá)的電力變換裝置的例子。
[0031]圖1是示出本實(shí)施例的電力變換裝置100的結(jié)構(gòu)的圖，是以馬達(dá)200的軸方向剖面表示的圖。電力變換裝置100具備具有定子202和轉(zhuǎn)子204的馬達(dá)200、以及包括馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的逆變器300。
[0032]馬達(dá)200的定子202是在電磁鋼板上安裝有定子繞組的構(gòu)造，在圓筒狀的馬達(dá)側(cè)金屬框體201的內(nèi)表面?zhèn)扰渲脼閳A形形狀，通過壓裝、熱壓配合等被固定。另外，在馬達(dá)側(cè)金屬框體201的塞住軸方向一端側(cè)開口部的閉塞部201s的中心部，設(shè)置有用于固定軸承203的空間，通過壓裝固定了軸承203。
[0033]在馬達(dá)側(cè)金屬框體201的軸方向另一端側(cè)開口部，設(shè)置有用于固定另一方的軸承208的金屬罩207、和用于連接金屬罩207的凹坑構(gòu)造209。軸承208通過壓裝被固定到金屬罩207，并且金屬罩207通過擰緊、壓裝等被固定到馬達(dá)側(cè)金屬框體201。
[0034]另外，雖然未圖示，但在馬達(dá)200側(cè)的金屬框體201的軸方向另一端，具備用于連接逆變器300側(cè)的蓋312的擰緊部，設(shè)置于例如配置金屬罩207的凹坑構(gòu)造209的外側(cè)(外周部)。另外，金屬框體201的逆變器300側(cè)(250)也可以是與金屬框體201獨(dú)立的構(gòu)件。
[0035]從金屬罩207在馬達(dá)側(cè)金屬框體201的軸方向另一端側(cè)配設(shè)有逆變器300。在從金屬罩207向馬達(dá)側(cè)金屬框體201的軸方向另一端側(cè)隔開了規(guī)定距離的部位，配設(shè)有印刷基板308，在印刷基板308以及軸205的軸方向另一端部與蓋312之間，配設(shè)有印刷基板311。
[0036]所述定子202的定子繞組由U、V、W相的三相繞組構(gòu)成，通過利用絕緣性的樹脂而模制的接線柱匯流條210，各定子繞組的布線被電接線。另外，作為定子繞組的接線方法，例舉出Y接線或者Δ接線。進(jìn)而，U、V、W相各自的金屬布線213從接線柱匯流條210在軸方向上延長，貫通設(shè)置在金屬罩207的孔211。
[0037]轉(zhuǎn)子204由軸205和固定在其外周的永久磁鐵構(gòu)成，能夠利用通過在定子繞組中流過電流而發(fā)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以及軸承203、208而旋轉(zhuǎn)。另外，作為永久磁鐵的材料，可以舉出釹、鐵素體等。
[0038]在金屬罩207上配置有逆變器300的功率模塊301。圖2示出功率模塊301的電路圖。在功率模塊中，內(nèi)置有用于變換電力的半導(dǎo)體元件302a以及302b(圖2(a))、或者302a?302c (圖2(b))。作為半導(dǎo)體元件302a?302c，可以例舉出IGBT、MOSFET。
[0039]另外，例如如圖3那樣，圖2(a)的半導(dǎo)體元件302a、302b以及與它們電連接的金屬布線303 (圖示省略)被絕緣性的樹脂304覆蓋，與該金屬布線