JP2024014402A - インバータ装置の取り付け構造、電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 予め電力用半導体素子と回路基板とがモジュール化されたインバータ装置を冷却部材に取り付ける場合であっても、電力用半導体素子の端子と回路基板との固着部に生じる応力を緩和し、電気的接続不良を回避又は低減可能な、インバータ装置の取り付け構造、電動圧縮機を提供する。【解決手段】 インバータ装置の取り付け構造１０は、インバータ装置９は、電力用半導体素子６３と、電力用半導体素子６３の第１の面ＵＳに対向して配置される回路基板８と、回路基板８と電力用半導体素子６３の端子６３Ｃとを電気的に固着する導電性接着剤９０と、電力用半導体素子６３と回路基板８とを所定距離に維持する移動規制部材１００と、を有し、放熱材２０１を介して電力用半導体素子６３の第２の面ＤＳを冷却部材２３に対向させ、回路基板８を冷却部材２３に取り付ける。【選択図】図３

Description

本発明は、インバータ装置の取り付け構造、電動圧縮機に関するものである。

従来、車両用の空気調和装置に用いられる電動圧縮機として、モータが収容される筐体内に、インバータ装置を取り付けたインバータ一体型の電動圧縮機が用いられている。また、この場合、回路基板と、電力用半導体素子を含むインバータ回路部とがモジュール化されたインバータ装置が用いられることが多い。

具体的に、特許文献１に記載の電動圧縮機では、予め、複数の電力用半導体素子（パワーモジュール）を一の設置プレートにねじにより固定し、その設置プレートと回路基板（インバータ制御基板）をサブラインにて一体化してインバータ回路部を形成している。そしてそのインバータ回路部を、筐体の回路収容部にボルトにて着脱可能に取り付けている。筐体はその内部に低温のガス冷媒が流通されていることで冷却部材として機能するため、設置プレートと筐体の密着で熱交換が進行し、パワーモジュールが放熱される構成となっている。

また、電力用半導体素子をねじの締結によらず筐体に固定する方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２記載の電動圧縮機では、ガイド部の内部にＩＧＢＴを収容する際、ガイド部とＩＧＢＴの間に弾性体として板バネを配置する構成を開示している。ガイド部材は、この板バネを介して、ＩＧＢＴ２０を冷却部材である筺体に向けて付勢される。

このように、従来では電力用半導体素子の放熱性を高めるために、ねじや板バネなどの外力を付与して、冷却部材である筺体に押し付ける構成が一般的であった。

特開２０１９－１４３６０３号公報 特許第５６４４７０６号公報

しかしながら、特に、特許文献１のように回路基板とインバータ回路部とがモジュール化されたインバータ装置においては、電力用半導体素子を放熱させるべく、当該電力用半導体素子または回路基板を筐体に押し付けて固定すると、電力用半導体素子と回路基板の電気的接続部に負荷が係る問題がある。

具体的に、インバータ装置は予め、サブラインにおいて電力用半導体素子の端子（リード）と回路基板の配線がはんだなどの導電性接着剤によって電気的に固着されている。

この状態で電力用半導体装置、あるいは回路基板をねじで筐体に締結して押し付けると、その締結力に対応して電力用半導体装置および回路基板は筐体からの反力をうける。この反力が、はんだなどの電気的な固着部に作用し、当該固着部に応力が発生する。導電性接着剤が特にはんだの場合は、品質のばらつきや、固着部としての形状ばらつきなども影響し、応力によって固着部（はんだ接続部）にクラックが生じる場合がある。その結果、インバータ装置において接続不良が生じる懸念がある。

これは例えば、特許文献２のように、板ばねによって電力用半導体素子を筐体に付勢する場合においても同様の問題が生じる。

本発明は、斯かる実情に鑑み、予め電力用半導体素子と回路基板とがモジュール化されたインバータ装置を冷却部材に取り付ける場合であっても、電力用半導体素子の端子と回路基板との固着部に生じる応力を緩和し、電気的接続不良を回避又は低減可能な、インバータ装置の取り付け構造、電動圧縮機を提供しようとするものである。

本発明は、インバータ装置を冷却部材に取り付けるインバータ装置の取り付け構造であって、前記インバータ装置は、電力用半導体素子と、前記電力用半導体素子の第１の面に対向して配置される回路基板と、前記回路基板と前記電力用半導体素子の端子とを電気的に固着する導電性接着剤と、前記電力用半導体素子と前記回路基板とを所定距離に維持する移動規制部材と、を有し、放熱材を介して前記電力用半導体素子の第２の面を前記冷却部材に対向させ、前記回路基板を前記冷却部材に取り付ける、ことを特徴とする、インバータ装置の取り付け構造にかかるものである。

また、本発明は、上記のインバータ装置の取り付け構造を有し、筐体内にモータが内蔵される電動圧縮機であって、前記冷却部材は前記筐体の一部である、ことを特徴とする電動圧縮機に係るものである。

本発明によれば、予め電力用半導体素子と回路基板とがモジュール化されたインバータ装置を冷却部材に取り付ける場合であっても、電力用半導体素子の端子と回路基板との固着部に生じる応力を緩和し、電気的接続不良を回避又は低減可能な、インバータ装置の取り付け構造、電動圧縮機を提供できる、という優れた効果を奏し得る。

本発明の実施形態に係る電動圧縮機の概要を示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係る電動圧縮機の回路ブロック図である。 本実施形態のインバータ回路部の概略を示す図であり（Ａ）断面概要図、（Ｂ）電力用半導体素子の外観斜視図、（Ｃ）電力用半導体素子の断面概略図である。 本実施形態のインバータ装置の組み立て方法を説明する断面概略図である。 本実施形態のインバータ装置の取り付け方法を説明する断面概略図である。 本実施形態の電動圧縮機の組み立て方法を説明する断面概略図である。 本実施形態のインバータ装置の取り付け構造を説明する断面概要図である。 本実施形態のインバータ装置の取り付け構造を説明する図であり、（Ａ）取り付け構造を示す断面概要図、（Ｂ）、（Ｃ）電力用半導体素子の平面図、（Ｄ）取り付け構造を示す断面概要図である。 本実施形態の（Ａ）電力用半導体モジュールの外観斜視図、（Ｂ）断面概要図である。 本実施形態のインバータ装置の組み立て方法を説明する外観斜視図である。 本実施形態のインバータ装置の取り付け方法を説明する断面概要図である。 本実施形態のインバータ装置の取り付け方法を説明する断面概要図である。

以下、本発明の実施の形態について図１～１２を参照して説明する。図１～図１２は本発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一構成を表わす。また、各図において一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。また、各図において一部の構成について形状や寸法を適宜誇張して表現する。

＜電動圧縮機の全体構成＞
図１を参照して、本実施形態の電動圧縮機１の全体構成について説明する。同図は、本実施形態に係るインバータ装置９の取り付け構造を有する電動圧縮機１の概要を示す縦断面図であり、説明の便宜上、主要な構成のみを模式的に示している。

本実施形態の電動圧縮機１は、所謂インバータ一体型の電動圧縮機であり、図示しない車両の車室内を空調する車両用空気調和装置の冷媒回路の一部を構成するものである。電動圧縮機１は、筐体２と、筐体２に内蔵されるモータ３と、このモータ３の回転軸４により駆動される圧縮機構５と、インバータ装置９などを有する。インバータ装置９は、少なくとも、回路基板（プリント基板）８と、モータ３を駆動するインバータ回路部６を有し、この例では、スイッチング電流の高周波成分を吸収するためのフィルタ回路部７と、インバータ制御部１６などを含む。

筐体２は、例えば、モータ３の収容部であるハウジング２１と、回路収容部２２と、回路収容部２２を覆う蓋部材２５を有する。ハウジング２１にはモータ３、回転軸４および圧縮機構５が収容され、回路収容部２２には、インバータ装置９（インバータ回路部６、フィルタ回路部７、インバータ制御部１６および回路基板８など）が収容される。

回路収容部２２は、一例として、第１空間２２１と第２空間２２２を有する。第１空間２２１はモータ３の回転軸４の軸方向における一端側において隔壁２３を介してハウジング２１と隣接する空間であり、インバータ回路部６が収容される。第２空間２２２は、ハウジング２１よりも、モータ３のステータ径方向外側に突出する空間であり、フィルタ回路部７が収容される。本実施形態では一例として、一つの回路基板８にインバータ回路部６とフィルタ回路部７が構成され、インバータ回路部６とフィルタ回路部７を筐体２の内部（回路収容部２２）に収めるように、回路基板８が筐体２に着脱可能に組み付けられている。回路収容部２２は隔壁２３の対向面が開口２４となり、蓋部材２５により開閉可能に閉塞される。尚、本実施形態における各図では回路収容部２２を上にした状態で電動圧縮機１を示しているが、車両用空気調和装置として実際には回路収容部２２が一側となるように横方向で配置される。本実施形態では説明の便宜上、電動圧縮機１における方向の定義として、回路収容部２２側を上方、モータ３側を下方とし、各構成におけるモータ３の回転軸４の方向（モータ軸方向）を「高さ方向」とする。

インバータ装置９は、インバータ回路部６およびフィルタ回路部７を構成する各電子部品が回路基板（プリント基板）８に実装され、または電気的に接続されて構成される。本実施形態では、一つの回路基板８にインバータ回路部６とフィルタ回路部７が一体的に設けられて（モジュール化されて）、インバータ装置９が構成されている場合を例示する。具体的に、回路基板８の第１の面Ｓｆ１にインバータ制御部１６を構成する電子部品が直接装着(実装)されて電気的に接続される。そして回路基板８の第２の面Ｓｆ２の所定の領域にインバータ回路部６が設けられ、同じ第２の面Ｓｆ２の別の所定の領域にフィルタ回路部７が設けられる。

インバータ回路部６は、これを構成する複数の電力用半導体素子６３の端子６３Ｃが回路基板８と電気的に接続・固着する。フィルタ回路部７では、これを構成するノイズフィルタ７２および平滑コンデンサ７１などのフィルタ回路部品７０が例えば絶縁樹脂部７３により一体化され、回路基板８に直接装着（実装）されて回路基板８と電気的に接続する。

なお、この例に限らず、回路基板８はインバータ回路部６用の回路基板と、フィルタ回路部７用の回路基板とに分離されているものであってもよい。この場合、本実施形態のインバータ装置９とは、少なくともインバータ回路部６と、これに電気的に接続する（インバータ回路部６用の）回路基板とを含み、両者が一体化されている構成をいう。

モータ３は、三相同期モータ（ブラシレスＤＣモータ）から構成されており、圧縮機構５は例えばスクロール式の圧縮機構である。圧縮機構５はモータ３の回転軸４により駆動され、冷媒を圧縮して冷媒回路内に吐出する。そして、ハウジング２１には、これも冷媒回路の一部を構成するエバポレータ（吸熱器とも称される）から吸入された低温のガス冷媒が流通される。そのため、ハウジング２１内は冷却され、それに伴い回路収容部２２の下部（底部２２Ｂ）の一部を構成する隔壁２３も低温のガス冷媒により冷却される。

隔壁２３（第１空間２２１側の回路収容部２２の底部２２Ｂ）の上面２３Ｕには、放熱材２０１を介在させてインバータ回路部６の電力用半導体素子（パワー半導体素子）６３が密着する。放熱材２０１は例えば、ペースト状のシリコンなどや、常温、高温、湿度などを条件に１液または２液で硬化するもの、またはシリコーングリスなど流動性の低いものである。第２空間２２２側の回路収容部２２の底部２２Ｂの上面には、放熱材（例えば、絶縁シート）３０２を介在させてフィルタ回路部７の絶縁樹脂部７３が密着する。回路基板８は、ボルト８５により筐体２（回路収容部２２の底部２２Ｂ）に固定される。

図２は、電動圧縮機１のモータ駆動制御用の電気回路の概略を示す回路図である。インバータ回路部６は、スイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）６１と還流ダイオード６２からなる電力用半導体素子６３を複数（ここでは一例として３組合計６個）含む。また、フィルタ回路部７は、フィルタ回路部品７０を有する。フィルタ回路部品７０はこの例では、インバータ回路部６への供給電力を平滑化する平滑コンデンサ７１とノイズフィルタ７２を構成するコイルおよびコンデンサを含む。

インバータ装置９には、電源１２からの電力が、高電力用コネクタ１３を介して給電され、ノイズフィルタ７２、平滑コンデンサ７１を介してインバータ回路部６に供給される。

また、車両の空調制御装置１８から、低電圧の電力が制御信号用コネクタ１９を介してインバータ制御部１６へ供給される。インバータ制御部１６は、回路基板８に実装されるマイクロコンピュータ（プロセッサ）により構成され、不図示のモータ制御部、ＰＷＭ制御部、電力用半導体素子６３のゲートドライバなどを含み、外部からの指令に基づいてインバータ回路部６の各電力用半導体素子６３をスイッチング制御する。またインバータ制御部１６は、モータ３の駆動状態を外部に送信する機能を有している。

インバータ回路部６では電源１２からの直流が疑似三相交流に変換されてインバータ装置９から出力される。この出力がモータ側接続端子１１を介してモータ３の各巻線３ａに給電されることによりモータ３が回転駆動され、圧縮機構５による圧縮が行われる。

＜インバータ装置の取り付け構造／第１実施形態＞
図３を参照してインバータ装置９の取り付け構造１０について説明する。図３（Ａ）がインバータ装置９と冷却部材２３との取り付け構造１０を示す断面概要図であり、同図（Ｂ）がインバータ回路部６を構成する電力用半導体素子６３の外観斜視図、同図（Ｃ）が電力用半導体素子６３の断面概要図である。なお、図３以降（図６を除く）においてはインバータ装置９におけるインバータ回路部６部分を抜き出して示し、他の構成（フィルタ回路部７等）の図示は省略している。

図３（Ａ）に示すように、本実施形態のインバータ装置９は、電力用半導体素子６３と、回路基板８と、回路基板８と電力用半導体素子６３の端子６３Ｃとを電気的に固着する導電性接着剤９０と、移動規制部材１００と、を有する。

インバータ装置９を構成するインバータ回路部６は、図３（Ｂ）に示すような三相インバータ回路の各相のアームを構成する複数（ここでは６個）の電力用半導体素子６３を、同図（Ａ）に示すように回路基板８に電気的に接続してなる。

同図（Ａ）、同図（Ｃ）に示すように、各電力用半導体素子６３は、それぞれ、スイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）６１と還流ダイオード６２（図２参照）を接続した半導体チップ６３Ｓを、放熱板６４の一方の面（上面）側に載置して一つの樹脂パッケージ６３Ｐに収容したモールド型素子である。樹脂パッケージ６３Ｐはその外形が略直方体形状であり、以下の説明では、冷却部材２３に載置した場合にこれに平行（水平）となる２面を電力用半導体素子６３の上面ＵＳ、下面ＤＳと称し、残りの４つの面を側面ＳＳと称する。

電力用半導体素子６３の３本の端子（リード）６３Ｃは樹脂パッケージ６３Ｐの側面ＳＳから放熱板６４と水平方向に外部に導出され、断面視において略Ｌ字状に上方に曲折される。樹脂パッケージ６３Ｐの下面ＤＳには放熱板６４の他方の面（下面）が露出する。なお、本実施形態では従来既知の電力用半導体素子６３を採用しており、樹脂パッケージ６３Ｐには、その上面ＵＳから下面ＤＳまで貫通する固定用孔部６３Ｈが設けられている。固定用孔部６３Ｈは、従来、電力用半導体素子６３を回路基板その他の基板にねじ止めする場合に、ねじの挿通孔として利用されていた孔部であり、放熱板６４も固定用孔部６３Ｈに対応して円形に繰り抜かれている。しかしながら本実施形態では電力用半導体素子６３と他の部材とのねじによる締結は行わない。

図３（Ａ）を参照して、回路基板８は、その第２の面Ｓｆ２が電力用半導体素子６３の第１の面（上面ＵＳ）に対向するように配置される。ここで電力用半導体素子６３の第１の面ＵＳと回路基板８の第２の面Ｓｆ２間には、両者を所定の距離ｔ１に維持する移動規制部材１００が配置される。移動規制部材１００は、この例では、大経の略円柱形状の台座部１０４の上に小径の略円柱形状の基板係合部１０３を両者の円筒の軸方向が同方向になるように積層した形状を有している。台座部１０４の下面（底面）は電力用半導体素子６３の上面ＵＳ（樹脂パッケージ６３Ｐの上面と同意、以下同様）と当接するパッケージ当接部１０１となり、台座部１０４から突出する基板係合部１０３の段差部（肩部）は回路基板８と当接する基板当接部１０２となる。基板係合部１０３は、回路基板８に設けられた係合孔８８に挿通され、回路基板８と係合する部位である。係合孔８８の直径は基板係合部１０３の径より大きく台座部１０４の径より小さい。これにより、係合孔８８には基板係合部１０３が挿通可能となり、基板係合部１０３を挿通した状態で基板当接部１０２に回路基板８の第２の面Ｓｆ２が当接する。

移動規制部材１００は、電動圧縮機１の通常の（一般的な）使用（運転）では変形しにくい硬質な樹脂材料（例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＢＴ(ポリブチレンテレフタレート、その他のスーパーエンジニアリングプラスチック、エンジニアリングプラスチックなど）や金属材料などにより構成される。この移動規制部材１００のパッケージ当接部１０１を電力用半導体素子６３の上面ＵＳに載置し、肩部である基板当接部１０２の上に回路基板８を載置することで、電力用半導体素子６３と回路基板８とは、高さ（図示上下）方向（モータ軸方向）において距離ｔ１に維持される。

図３（Ｂ）に示すように、この例では６個の電力用半導体素子６３は、それぞれ独立して回路基板８に接続（固定）される。この場合、６個の電力用半導体素子６３のそれぞれの上面ＵＳに移動規制部材１００が配置されることが望ましい。しかしながら移動規制部材１００が配置されない電力用半導体素子６３が含まれていてもよい。また一つのインバータ装置９において、複数の移動規制部材１００の形状は同一であってもよいし異なるものがあってもよいが、少なくとも台座部１０４のモータ軸方向における高さｔ１は同一とする。

移動規制部材１００は、電力用半導体素子６３と回路基板８の間のスペーサとして機能し、両者を距離ｔ１に維持するとともに、両者が距離ｔ１よりも近づく方向に移動することを規制する。また、基板係合部１０３を係合孔８８に挿通することにより、移動規制部材１００と回路基板８のモータ軸方向に直交する水平方向（図示左右方向）の相対移動も規制される。

ここで、移動規制部材１００は、回路基板８と係合はするが、固定・固着はされておらず離脱が許容される。また、この例の移動規制部材１００は、台座部１０４が電力用半導体素子６３の上面ＵＳに載置されているが、固定・固着はされていない。移動規制部材１００は、ねじによる締結や板ばねによる押圧のように電力用半導体素子６３に外力として下方向（冷却部材２３方向）への押さえつけをするものではないが、電力用半導体素子６３が回路基板８方向に移動することを規制する。

なお、移動規制部材１００は、電力用半導体素子６３と回路基板８とをモータ軸方向において距離ｔ１に維持し、両者が距離ｔ１より近づく方向に移動することを規制する構成であれば図示の形状に限らず、例えば台座部１０４のみ（基板係合部１０３を有さない）形状であってもよい。

回路基板８には、電力用半導体素子６３の端子（リード）６３Ｃの先端が挿通可能な端子挿通孔８３が、端子６３Ｃの数（例えば１８）と同数設けられている。端子６３Ｃの先端は、回路基板８の第２の面Ｓｆ２から端子挿通孔８３に挿通され、第１の面Ｓｆ１に導出される。そして、端子挿通孔８３付近において、端子６３Ｃと回路基板８の配線が電気的に接続するよう、導電性接着剤９０により両者が固着・固定される。導電性接着剤９０が塗布され、端子６３Ｃと回路基板８（の配線）が固定される領域を固着部９１という。導電性接着剤９０はこの例では、はんだであるがこれに限らず、導電性ペーストであってもよい。回路基板８と電力用半導体素子６３とは、導電性接着剤９０による端子６３Ｃと回路基板８の固着部９１のみで接続されている。

このように、本実施形態のインバータ装置９は、予め（サブラインにより）、電力用半導体素子６３と回路基板８とが、固着部９１（のみ）によって一体化（モジュール化）されており、その状態で筐体２の回路収容部２２に収容される。詳細には、インバータ回路部６は回路収容部２２の第１空間２２１に収容され、電力用半導体素子６３の下面ＤＳ（放熱板６４）と隔壁２３とが放熱材２０１を介して対向配置される。そしてインバータ装置９の自重により電力用半導体素子６３の下面ＤＳが放熱材２０１と密着し、放熱材２０１を介して隔壁２３と面接触する。

放熱材２０１は、放熱板６４に生じる熱を効率的に冷却部材２３に伝達する手段であることに加え、放熱板６４を含む電力用半導体素子６３の下面ＤＳと冷却部材２３の上面２３Ｕの表面形状ばらつき（意図しない凹凸など）、及び組立公差を吸収する手段としても機能する。

一方で放熱材２０１は、電力用半導体素子６３が載置された場合に、当該電力用半導体素子６３に対して生じる反力（反発力）が可能な限り小さくなる材料であることが望ましい。

これらのことより、放熱材２０１は、或る程度の流動性および／又は柔軟性（粘性）を有する一方、自身の弾性力は低い材料が選択される。放熱材２０１は具体的には、上述のとおり、例えば、ペースト状のシリコンなどや、常温、高温、湿度などを条件に１液または２液で硬化するもの、またはシリコーングリスなど流動性の低いものなどである。

本実施形態では、従来のねじや板ばねなど、外力によって電力用半導体素子６３を隔壁２３に押し付ける手段を有さない。つまり電力用半導体素子６３は、隔壁２３から受ける反力が従来と比較して小さくできる。これにより）電力用半導体素子６３の端子６３Ｃと回路基板８との固着部９１に生じる応力を緩和でき、導電性接着剤９０のクラックなどによる接続不良を回避できる。

また、回路基板８と電力用半導体素子６３の間に、両者を距離ｔ１に維持する移動規制部材１００が設けられている。回路基板８に特にフィルタ回路部７などが一体化されている場合、回路基板８の重量が増すため、インバータ装置９を回路収容部２２に収容、取り付ける際に（意図せず）電力用半導体素子６３の端子６３Ｃと固着部９１に過剰な負荷が係る恐れがある。またこれに限らず回路基板８や電力用半導体素子６３に外力（特に上向きあるいは下向きの力）が加わる可能性もある。本実施形態では移動規制部材１００によってモータ軸方向において電力用半導体素子６３と回路基板８とが近づく方向に移動することを規制できるので、端子６３Ｃや固着部９１に過剰な負荷が集中することを回避できる。

筐体２はモータ３を収容するハウジング２１の内部に低温のガス冷媒が流通しており、ハウジング２１との境界となる隔壁２３は冷却部材として機能する。このため、放熱板６４が放熱材２０１を介して冷却部材である隔壁２３と密着して熱交換が進行し、電力用半導体素子６３が効率良く放熱される。

回路基板８は、ボルト８５によって隔壁２３（筐体２）に着脱可能に取り付けられる。ここで、図３（Ａ）に示すように、本実施形態では上述した移動規制部材（以下、第１移動規制部材）１００に加えて、他の移動規制部材（以下、第２移動規制部材）１１０を有している。第２移動規制部材１１０は、冷却部材（隔壁）２３と、回路基板８を所定の距離ｔ２に維持する部材であり、冷却部材当接部１１１と基板当接部１１２を有する。移動規制部材１１０はこの例では、その内部が中空でボルト８５を挿通可能なスリーブ部品である。スリーブ部品の下側の開口端は冷却部材２３と当接する冷却部材当接部１１１となり、スリーブ部品の上側の開口端は回路基板８と当接する基板当接部１１２となる。

第２移動規制部材１１０も、電動圧縮機１の通常の（一般的な）使用（運転）では略変形しない（変形が困難な）硬質な樹脂材料（例えば、ポリカーボネイト、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックなど）や金属材料などにより構成される。

第２移動規制部材１１０の高さ（モータ軸方向の長さ）ｔ２は、電力用半導体素子６３の高さｔ３と第１移動規制部材１００の台座部１０４の高さｔ１の合計より大きい。つまり、インバータ装置９を冷却部材２３に取り付ける際（回路収容部２２に収容する際）、回路基板８は、ボルト８５によって冷却部材２３に締結固定されるが、第２移動規制部材１１０の存在により、回路基板８および電力用半導体素子６３が冷却部材２３方向に押し込まれることはなく、冷却部材２３からの反力も最小限に留めることができる。

このように第２移動規制部材１１０は、冷却部材２３と回路基板８の間のスペーサとして機能し、両者を距離ｔ２に維持するとともに、両者が距離ｔ２より近づく方向に移動することを規制する。

第２移動規制部材１１０は、回路基板８と冷却部材２３の間に配置されるが、いずれとも固定・固着はされない。なお、基板当接部１１２に係合突起などを設け、回路基板８の対応する位置に係合孔部を設けるなどして第２移動規制部材１１０と回路基板８を係合可能としてもよい。これに加えて、あるいはこれに代えて、冷却部材当接部１１１に係合突起などを設け、冷却部材２３の対応する位置に係合孔部を設けるなどして第２移動規制部材１１０と冷却部材２３を係合可能としてもよい。

また、第２移動規制部材１１０は、冷却部材２３と回路基板８とをモータ軸方向において所定の距離ｔ２に維持し、両者が近づく方向に移動することを規制する構成であれば図示の形状に限らない。例えば、第２移動規制部材１１０は、その内部にボルト８５を挿通しないスリーブ部品であってもよいし、内部が中空でない（中実の）柱状部材であってもよい。この場合、第２移動規制部材１１０は、ボルト８５に隣接させるなど、ボルト８５とは異なる位置に配置する。

また一つのインバータ装置９において第２移動規制部材１１０は複数配置される。複数の第２移動規制部材１１０の形状は同一であってもよいし異なるものがあってもよいが、少なくともモータ軸方向における高さｔ２が同一のものが複数（少なくとも２つ）配置される。複数の第２移動規制部材１００は、例えば６個の電力用半導体素子６３を囲むように、可能な限り等し間隔で離間して配置すると望ましい。

第２移動規制部材１１０は、電力用半導体素子６３が電気的に固着されている回路基板８を支持するものであり、その高さｔ２は、回路基板８を支持した場合に、電力用半導体素子６３の下面ＤＳと冷却部材２３の上面２３Ｕが直接的には非接触であり、且つ、電力用半導体素子６３の下面ＤＳが放熱材２０１のみに直接的に接触する状態を維持するように設定されている。

これにより、図３（Ａ）に示すようにインバータ装置９を回路収容部２２に収容した場合、電力用半導体素子６３の下面ＤＳ（放熱板６４）と冷却部材２３との間は第２移動規制部材１１０によって極僅かな隙間が生じる。本実施形態では放熱板６４と冷却部材２３との間に放熱材２０１を配置して、両者間の隙間を埋め、これを介して放熱板６４と冷却部材２３とを間接的に、十分に面接触させる。隙間（放熱材２０１の塗布厚）は、一例として、０．５ｍｍ～１０ｍｍ、望ましくは、０．５ｍｍ～５ｍｍ、好適には０．５ｍｍ～３ｍｍ、より好適には、０．５ｍｍ～２ｍｍである。あるいは、隙間（放熱材２０１の塗布厚）は、一例として、０．５ｍｍ～１．５ｍｍ、１．０ｍｍ～１．５ｍｍ、１．０ｍｍ～１．５ｍｍ、１．０ｍｍ～２．０ｍｍなどであってもよい。

つまり、放熱材２０１は、放熱板６４に生じる熱を効率的に冷却部材２３に伝達する手段であることに加え、第２移動規制部材１１０によって電力用半導体素子６３の放熱板６４と冷却部材２３との間に生じる極僅かな隙間を埋めるとともに、放熱板６４を含む電力用半導体素子６３の下面ＤＳと冷却部材２３の上面２３Ｕの表面形状ばらつき（意図しない凹凸など）、及び組立公差を吸収する手段としても機能する。

第２移動規制部材１１０によって、電力用半導体素子６３および回路基板８はそれらの自重を超えて冷却部材２３方向に押し込まれることはない構成ではあるが、組立公差のばらつきや、電力用半導体素子６３および回路基板８の対向面の表面形状のばらつきにより、多少の押し込みが生じる可能性もある。この場合に放熱材２０１として弾性力の大きい材料を採用すると、冷却部材２３からの反力は増加することとなり、固着部９１に応力が生じる可能性がある。

これらのことより、上述したように放熱材２０１は、或る程度の流動性および／又は柔軟性（粘性）を有する一方、自身の弾性力は低い材料が選択される。

放熱材２０１は、第２移動規制部材１１０によって電力用半導体素子６３の放熱板６４と冷却部材２３との間に生じる極僅かな隙間を埋めるとともに、放熱板６４を含む電力用半導体素子６３の下面ＤＳと冷却部材２３の表面形状ばらつき（意図しない凹凸など）や組立公差を吸収可能であること、および部品形状など考慮してその材料および厚み（塗布厚）が適宜選択される。放熱材２０１は、更に絶縁性を有する材料が望ましいが、絶縁性を有さなくてもよい。

また、放熱材２０１は、インバータ装置９を冷却部材２３に組み付ける際に流動性を有している材料であればよく、組み付け後に硬化可能な材料であってもよい。

このようにして、インバータ装置９を冷却部材２３に取り付けるインバータ装置９の取り付け構造１０が実現できる。また冷却部材２３は、既に述べているように、電動圧縮機１のモータが内蔵される筐体２の一部（隔壁）である。従って上記インバータ装置９の取り付け構造１０により、インバータ装置９を一体的に収容する電動圧縮機１を実現できる（図１参照）。

なお、第２移動規制部材１１０は、隔壁２３と一体の（隔壁２３から立接する）柱（円筒）部材とし、その上端にねじ溝２６を設け、これと螺合するボルト２５にて固定してもよい。

＜インバータ装置の取り付け方法／第１実施形態＞
図４および図５を参照して、本実施形態のインバータ装置９の組み立て方法、およびインバータ装置９の冷却部材２３への取り付け方法について説明する。図４はインバータ装置９の組み立て方法を、図５は、インバータ装置９を冷却部材２３に取り付けるインバータ装置９の取り付け方法を時系列で示す断面概要図である。図４および図５においてはインバータ装置９におけるインバータ回路部６部分を抜き出して示し、他の構成（フィルタ回路部７等）の図示は省略している。

まず、図４（Ａ）に示すように所定の治具（不図示）によりインバータ回路部６を構成する電力用半導体素子６３を保持（支持）する。図４および図５においては１つの電力用半導体素子６３を示しているが、インバータ回路部６は複数（この例では６個）の電力用半導体素子６３を有する。すなわち６個の電力用半導体素子６３は治具によって３個を１組とし、各組の端子６３Ｃは互いに導出方向を揃えるとともに２組の端子６３Ｃは向かい合わせとなるように保持される（図３（Ｂ）参照）。

図４（Ｂ）に示すように、６個の電力用半導体素子６３の第１の面（上面ＵＳ）に第１位置規制部材１００を配置する。この例では６個の電力用半導体素子６３はそれぞれ独立して治具に保持されており、第１位置規制部材１００は６個の電力用半導体素子６３のそれぞれの上面ＵＳに、パッケージ当接部１０１が当接するように載置される。

同図（Ｃ）に示すように、第１移動規制部材１００によって所定の距離ｔ１が確保された状態で、電力用半導体素子の第１の面（上面ＵＳ）と回路基板８の第２の面Ｓｆ２とが対向するように回路基板８を配置する。回路基板８の所定の領域には、６個の第１位置規制部材１００の基板係合部１０３に対応する位置に係合孔８８が設けられている。

同図（Ｄ）に示すように、係合孔８８に基板係合部１０３を挿通して回路基板８の第２の面Ｓｆ２を第１位置規制部材１００の基板当接部１０２に当接させる。回路基板８は第１移動規制部材１００の肩部となる基板当接部１０２に載置され、電力用半導体素子６３の上面ＵＳから距離ｔ１の位置に支持される。第１移動規制部材１００回路基板８および電力用半導体素子６３のいずれとも固着（接着）はさせないが、第１移動規制部材１００の基板係合部１０３を回路基板８と係合させる。

回路基板８には、端子挿通孔８３が設けられており、この状態で電力用半導体素子６３の端子６３Ｃの先端は、回路基板８の第２の面Ｓｆ２側から端子挿通孔８３を介して第１の面Ｓｆ１側に導出される。

この状態で、回路基板８の第１の面Ｓｆ１に設けられた配線（不図示）と電力用半導体素子６３の端子６３Ｃとを導電性接着剤９０により電気的に固着（接続）し、固着部９１を形成する。電力用半導体素子６３は固着部９１のみによって回路基板８に固定されている。このようにしてインバータ回路部６が組み立てられる。

また、ここでの図示は省略しているが、回路基板８の別の領域においてもフィルタ回路部７を構成するフィルタ回路部品７０を絶縁樹脂部７３などによって回路基板８と一体化する。そしてフィルタ回路部品７０の端子（リード）を、回路基板８の第２の面Ｓｆ２から端子挿通孔を介して第１の面Ｓｆ１側に導出し、導電性接着剤９０によって回路基板８の第１の面Ｓｆ１に設けられた配線（不図示）と電気的に固着（接続）し、フィルタ回路部７を形成する。このようにして、一枚の回路基板８にインバータ回路部６とフィルタ回路部７が一体化（モジュール化）されたインバータ装置９が組み立てられる。

その後、インバータ装置９を冷却部材２３に取り付ける。すなわち、図５（Ａ）に示すように、冷却部材２３の上面に放熱材２０１を塗布などにより設ける。放熱材２０１は、冷却部材２３の上面の、少なくとも電力用半導体素子６３の放熱板６４と接触する位置に塗布する。

その後図５（Ｂ）に示すように、冷却部材２３の所定の位置にインバータ装置９を載置する。この時、まず複数の第２移動規制部材１１０を所定位置に配置する。この例では、第２移動規制部材１１０は中空のスリーブ部品であり、その下方側の開口端（冷却部材当接部１１１）が冷却部材２３のねじ孔２６の周囲と当接するように冷却部材２３上に載置する。

そして図５（Ｃ）に示すように、第２移動規制部材１１０の上方側の開口端（基板当接部１１２）の上にインバータ装置９を、詳細には、回路基板８の第２の面Ｓｆ２を載置する。回路基板８は、第２移動規制部材１１０によって支持され、電力用半導体素子６３の第２の面（下面ＤＳ）は冷却部材２３に対向する。

第２移動規制部材１１０により電力用半導体素子６３の下面ＤＳと冷却部材２３の間には隙間が生じるが、放熱材２０１により当該隙間が埋められる。またモータ軸方向の組立公差、および電力用半導体素子６３（樹脂パッケージ６３Ｐや放熱板６４）と冷却部材２３の上面２３Ｕの表面形状のばらつき（凹凸など）が吸収される。これにより、電力用半導体素子６３の第２の面（下面ＤＳ、放熱板６４）は、放熱材２０１を介して、冷却部材２３の上面と面接触する。

そして図５（Ｃ）に示すように、回路基板８に設けたボルト挿通孔８６にボルト８５を挿通し、冷却部材２３のねじ孔２６と締結固定する。この例では第２移動規制部材１１０はボルト挿通孔８６と冷却部材２３のねじ孔２６の両方に連通するように配置される。つまりボルト８５は第２移動規制部材１１０の内部に挿通されてねじ孔２６に締結され、回路基板８は着脱自在に冷却部材２３に固定される。

この時、第２移動規制部材１１０の存在により、ボルト８５で締結した場合でも回路基板８および電力用半導体素子６３のいずれも、ボルト８５の強い締結力で冷却部材２３に押し付けられることが回避される。また、放熱材２０１も弾性力が小さい材料である。従って、冷却部材２３からの反力（モータ軸方向の上向きの力）を小さくでき、固着部９１に係る応力を緩和できる。

このようにして、インバータ装置９を冷却部材２３へ取り付けることができる。ここで、上記の冷却部材２３は、図６に示すように電動圧縮機１のモータが内蔵される筐体２の一部である。従って上記方法を用いて、電動圧縮機１を組み立てることができる。すなわち、予めサブラインなどで回路基板８とインバータ回路部６およびフィルタ回路部７を一体化したインバータ装置９を製造する。そしてインバータ装置９を筐体２内に区画される回路収容部２２に収容し、上述した方法によって回路基板８をボルト８５により筐体２に固定し、電動圧縮機１が組み立てられる。

インバータ一体型の電動圧縮機１において、回路収容部２２に収容される電力用半導体素子６３の放熱性を高めるには、冷却部材である回路収容部２２の底部２２Ｂと、放熱板６４とを（放熱材２０１を介して）均一かつ十分に面接触（密着）させることが望ましい。

従来では、ねじや板ばねなどによって、電力用半導体素子を冷却部材である筺体に押し付ける（付勢する）、あるいは、電力用半導体素子が固着された回路基板を冷却部材である筺体に押し付ける（付勢する）などして、放熱板と冷却部材を面接触させていた。

しかしながら本実施形態のように、予め回路基板８とインバータ回路部６を一体化（モジュール化）したインバータ装置９を回路収容部２２（冷却部材２３）に取り付ける際には上記の従来方法では問題が生じる。

具体的に本実施形態では、インバータ装置９を回路収容部２２へ収容する際、すなわち電力用半導体素子６３と回路収容部２２の底部２２Ｂとを面接触させる際、それに先立ち回路基板８と電力用半導体素子６３の端子６３Ｃとは、導電性接着剤９０によって固着されている。

従って、電力用半導体素子６３と回路収容部２２の底部２２Ｂとの密着性を高めるべく、従来のようにねじや板ばねなどの固定手段によって回路基板８、或いは電力用半導体素子６３を回路収容部２２に押し付けて固定すると、その反力により端子６３Ｃと回路基板８の固着部９１に応力が生じる問題がある。特に、導電性接着剤９０がはんだなどの場合は、その品質や固着部９１としての形状にばらつきが生じる場合もあり、応力によって固着部９１にクラックが生じ、接合不良となる恐れがある。

本実施形態では第１移動規制部材１００によって電力用半導体素子６３と回路基板８をモータ軸方向において所定の距離ｔ１に維持した状態で、導電性接着剤９０により端子６３Ｃと回路基板８の電気的接続を行う。つまり、導電性接着剤９０による固着後に、仮に回路基板８と電力用半導体素子６３とがモータ軸方向において近づくような外力がかかった場合であっても、第１移動規制部材１００によって両者が距離ｔ１以上に近づく方向に移動することはなく、固着部９１に係る応力を緩和できる。

またボルト８５で回路基板８を冷却部材２３に締結する際には、第２移動規制部材１１０によって回路基板８と冷却部材２３は距離ｔ２より近づくことが規制された状態で、締結固定される。第２移動規制部材１１０を配置しない場合、ボルト８５の締結力により回路基板８が冷却部材２３に強力に押し付けられることになり、その反力が応力として固着部９１に作用し、クラックの発生原因となる。本実施形態では回路基板８が冷却部材２３側に押し付けられることが規制され、これによっても固着部９１に係る応力を緩和できる。

更に、放熱材２０１を介して電力用半導体素子６３の第２の面（下面ＤＳ，放熱板６４）を冷却部材２３に対向させ、回路基板８を冷却部材２３に取り付ける。この放熱材２０１は、或る程度の流動性および／又は柔軟性（粘性）が有る一方、弾性力は小さい材料を採用する。第２移動規制部材１１０によって冷却部材２３と電力用半導体素子６３の間には隙間が生じているが、放熱材２０１によってその隙間を埋め、組立公差や電力用半導体素子６３と冷却部材２３の表面形状のばらつき（凹凸など）を吸収する。一方で放熱材２０１は弾力性が小さいものが採用されるため、冷却部材２３が電力用半導体素子６３を上方に付勢する力を相当程度小さくできる。これによっても固着部９１に係る応力を緩和できる。

図７および図８を参照して、上述したインバータ装置の取り付け構造１０の変形例を説明する。

＜変形例＞
図７（Ａ）に示すように、冷却部材２３の上面２３Ｕ（回路収容部２２の底部２２Ｂ）に放熱材充填部２１０を備えてもよい。放熱材充填部２１０は、放熱材２０１を充填可能な凹部形状を有する。放熱材２０１の流動性が高い場合には放熱材充填部２１０に充填することで所定の領域に放熱材２０１を滞留させることができる。

また図７（Ｂ）に示すように、第１移動規制部材１００は、台座部１０４から回路基板８方向（上方）に突出する基板係合部（第１係合部）１０３Ａだけでなく、台座部１０４から冷却部材２３方向（下方）に突出する他の係合部（第２係合部）１０３Ｂを有してもよい。この場合、第２係合部１０３Ｂは例えば電力用半導体素子６３の固定用孔部６３Ｈなどと係合するようにすると好ましい。

また、図８（Ａ）に示すように電力用半導体素子６３は、インテリジェントパワーモジュール（Intelligent Power Module：ＩＰＭ）であってもよい。図８（Ｂ）、同図（Ｃ）はＩＰＭ６３を放熱板６４側から視た平面図である。ＩＰＭは、電力を制御するパワーＭＯＳＦＥＴや絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのスイッチング素子と、これらの駆動回路や自己保護機能を１つの樹脂パッケージ６３Ｐ内に組み込んだ電力用半導体素子である。

図８（Ｄ）は、図７（Ｂ）と同様に第１移動規制部材１００に、上方に突出する第１係合部１０３Ａと下方に突出する第２係合部１０３Ｂを設ける例である。図８（Ｂ）、同図（Ｃ）に示すように、ＩＰＭ６３は既知の構成であり、例えば、樹脂パッケージ６３Ｐに固定用の固定用孔部６３Ｈや切り欠き６３Ｄが設けられている。本実施形態では、ねじや板ばねなどによりＩＰＭ６３を冷却部材２３に押し付け固定するものではないが、第２基板係合部１０３Ｂはこれらの固定用孔部６３Ｈや切り欠き６３Ｄに係合させると好ましい。また図８に示す冷却部材２３は図７（Ａ）に示すような放熱材充填部２１０を備えてもよい。

＜インバータ装置の取り付け構造／第２実施形態＞
図９から図１２を参照して、インバータ装置９の取り付け構造の第２実施形態について説明する。

第２実施形態は、インバータ回路部６を構成する複数（例えば６個)の電力用半導体素子６３が一体化されてインバータ回路モジュールを構成し、更にそのインバータ回路モジュールが回路基板８と一体化される例である。

＜インバータ回路部＞
図９を参照してインバータ回路部６の構成について説明する。図９はインバータ回路部６（電力用半導体モジュール６３´）を説明する図であり、同図（Ａ）が電力用半導体モジュール６３´の外観斜視図である。同図（Ｂ）はインバータ回路部６（インバータ装置９）の一部を抜き出して示す図であり、同図（Ａ）のＡ－Ａ線断面に対応する断面概要図である。以下、主に第１実施形態と異なる構成について説明し、第１実施形態と同様の構成については詳細な説明を省略する。

電力用半導体モジュール６３´は６個の電力用半導体素子６３と、これらを一体的に載置するベースプレート５６と、電力用半導体素子６３の少なくとも一部を覆うとともに電力用半導体素子６３とベースプレート５６とを一体化する絶縁樹脂部６７を有する。電力用半導体素子６３は第１実施形態と同様である。

ベースプレート５６は、例えば略矩形状の高放熱性の金属（例えば、アルミニウム）の平板であり、一方の面（載置面）Ｓｆ３に６個の電力用半導体素子６３が、３個ずつ２列で載置される。各列の電力用半導体素子６３の各端子６３Ｃはベースプレート５６の概ね中央部で相互に隣接する。そして各列ごとに電力用半導体素子６３が絶縁樹脂部６７によって一体化(モールド)されるとともに、ベースプレート５６とも一体化される。絶縁樹脂部６７は例えば射出成形が可能な樹脂材であり、ここでは一例として熱可塑性樹脂材である。本実施形態では、熱可塑性樹脂材の射出成形（ホットメルト）により、３個の電力用半導体素子６３を一組としてこれらの少なくとも一部を覆うように一体化してパワー半導体素子群６３１、６３２を形成するとともにこれらをベースプレート５６に固定する。あるいは、ベースプレート５６をパワー半導体素子群６３１，６３２（電力用半導体素子６３）に固定する。この場合の「固定」（樹脂材による固定）とは、軟化（または液体化）した樹脂が硬化する際に電力用半導体素子６３とベースプレート５６の双方に当接（介在）して両者を一体化することをいう。つまり、電力用半導体素子６３は、少なくとも４つの側面ＳＳがまとめて絶縁樹脂部６７を構成する樹脂で取り囲まれ、当該樹脂がベースプレート５６まで連続している。本実施形態では、パワー半導体素子群６３１，６３２のそれぞれを構成する３個の電力用半導体素子６３は、互いに少なくとも４つの側面ＳＳがまとめて絶縁樹脂部６７を構成する樹脂で取り囲まれ、当該樹脂がベースプレート５６まで連続しているが、複数の電力用半導体素子６３は一体化されていなくてもよい。すなわち、少なくとも１個の電力用半導体素子６３がベースプレート５６と一体化する構成であればよい。

さらに、図９（Ｂ）に示すように、パワー半導体素子群６３１、６３２とベースプレート５６の間には、絶縁樹脂シート６９（例えば、シリコーン樹脂シート）を介在させている。各電力用半導体素子６３の樹脂パッケージ６３Ｐの下面ＤＳに露出する放熱板６４は絶縁樹脂シート６９と当接し、これを介して、平坦性の良好なベースプレート５６と密着する。また、各電力用半導体素子６３の端子６３Ｃは、樹脂パッケージ６３Ｐからの導出部を含む一部が絶縁樹脂部６７に覆われるが、先端部を含む他の部分は絶縁樹脂部６７から露出する。

また、ベースプレート５６の周辺部分の複数個所（この例では４か所）には、インバータ回路部６を筐体２に固定するためのボルトを挿通可能なボルト挿通孔８６が設けられるとともに、それぞれのボルト挿通孔８６に内部空間が連通するスリーブ部品６５が立設される。スリーブ部品６５もまた、絶縁樹脂部６７により電力用半導体素子６３およびベースプレート５６と一体化される。

更に第２実施形態では、この絶縁樹脂部６７によって、第１位置規制部材（第１位置規制部）１５０を構成する。第１位置規制部材１５０の形状は第１実施形態と概ね同様であり、台座部１５１と台座部１５１からモータ軸方向の上方に突出する基板係合部１５２を有する。この場合、台座部１５１は、パワー半導体素子群６３１，６３２の樹脂部上面６７Ｕから、モータ軸方向の上方に突出する略円錐台形に設けられ、台座部１５１の上面から更にモータ軸方向の上方に突出するように略円筒形状の基板係合部１５２が設けられる。そして台座部１５１と基板係合部１５２の段差部（肩部）は回路基板８と当接する基板当接部１５３となる。この場合台座部１５１は絶縁樹脂部６７の一部として設けられ、台座部１５１の下面において電力用半導体素子６３と直接的に当接するパッケージ当接部は存在しない。

スリーブ部品６５は金属（例えばアルミニウム）製の円筒部材であり、その表面に凹凸加工が施されて絶縁樹脂部６７との密着性が高いものが採用されると望ましい。また、インバータ回路部６における複数のスリーブ部品６５の高さ（軸方向長さ）は同等であり、ベースプレート５６の周辺部分に互いに離間して（この場合は概ね四隅に）配置される。スリーブ部品６５はその軸方向がモータ軸方向と平行するように配置され、ベースプレート５６の表面からのスリーブ部品６５の上端部までの高さｔ４は、パワー半導体素子群６３１、６３２の樹脂部上面６７Ｕ、または電力用半導体素子６３の樹脂パッケージ６３Ｐのうちいずれか大きい高さｔ５より高い。また、スリーブ部品の高さｔ４は、ベースプレート５６の表面からの台座部１０４の基板当接部１０２までの高さｔ６より低い。

本実施形態ではこのように、例えば、熱可塑性樹脂の射出成形によって複数の電力用半導体素子６３とベースプレート５６およびスリーブ部品６５を一体的に互いに固定して一纏まりの電子部品である電力用半導体モジュール６３´を構成し、また、絶縁樹脂部６７によって、第１位置規制部材１５０を構成する。第１位置規制部材１５０は少なくとも絶縁樹脂部６７部毎に（少なくとも、パワー半導体素子群６３１，６３２のそれぞれに１個ずつ）設ければよい。また樹脂の射出成形などにより絶縁樹脂部６７の一部として成形できるので、第１実施形態のように電力用半導体素子６３のそれぞれに第１位置規制部材１００を配置する場合と比較して、組み立ての煩雑さが低減する。

そして図９（Ｂ）に示すように、当該電力用半導体モジュール６３´と回路基板８は予めサブライン等で一体化されインバータ装置９を構成する。回路基板８は、基板当接部１５３に当接してこれに支持され、電力用半導体素子６３と回路基板８とは、モータ軸方向（図示上下方向）において所定の距離ｔ１に維持される。

このように第１移動規制部材１５０は、電力用半導体素子６３と回路基板８の間のスペーサとして機能し、両者を距離ｔ１に維持するとともに、両者が距離ｔ１より近づく方向に移動することを規制する。なお、図９（Ｂ）において図示は省略しているが、回路基板８にはフィルタ回路部７等、所望の電子部品も適宜設けられている。

＜インバータ回路部の製造方法＞
図１０を参照して、第２実施形態におけるインバータ回路部６の製造方法の一例を説明する。図１０（Ａ）～同図（Ｄ）は、インバータ回路部６の製造方法の一例を示す外観斜視図である。図１０の説明において、ベースプレート５６側を下方とし、回路基板８側を上方として説明する。

まず図１０（Ａ）に示すように、ベースプレート５６の載置面Ｓｆ３の所定の領域に絶縁樹脂シート６９を配置し、その上に複数（ここでは６個）の電力用半導体素子６３を３個を一組として二列で載置する（図１０（Ｂ））。そして例えば熱可塑性樹脂材の射出成形により、３個の電力用半導体素子６３とベースプレート５６を一体化する絶縁樹脂部６７を形成する。（図１０（Ｃ））。また、絶縁樹脂部６７によってスリーブ部品６５も電力用半導体素子６３およびベースプレート５６と一体化され、第１移動規制部材（第１移動規制部）１５０が成型される。

このようにして製造された電力用半導体モジュール６３´を、回路基板８に接続する。すなわち、図１０（Ｄ）に示すように、ベースプレート５６の載置面Ｓｆ３と回路基板８の第２の面Ｓｆ２とが対向するように回路基板８を配置する。回路基板８の所定の領域には、２か所の第１位置規制部材１５０の基板係合部１５２に対応する位置に係合孔８８が設けられている（図９（Ｂ）参照）。

そして、係合孔８８に基板係合部１５２を挿通して回路基板８の第２の面Ｓｆ２を第１位置規制部材１５０の基板当接部１５３に当接させる。回路基板８は基板当接部１５３に支持され、電力用半導体素子６３の上面ＵＳ（電力用半導体モジュール６３´の樹脂部上面６７Ｕ）から距離ｔ１に維持される（図９（Ｂ）参照）。

また、回路基板８には、端子挿通孔８３が設けられており(図９（Ｂ）参照)、電力用半導体素子６３の端子６３Ｃの先端は、回路基板８の第２の面Ｓｆ２側から端子挿通孔８３を介して第１の面Ｓｆ１側に導出される。

この状態で、回路基板８の第２の面Ｓｆ２に設けられた配線（不図示）と電力用半導体素子６３の端子６３Ｃとを導電性接着剤９０により電気的に固着（接続）する。これによりインバータ回路部６が形成される。また、ここでの図示は省略しているが、回路基板８の別の領域においてもフィルタ回路部７を構成する電子部品の端子（リード）を、回路基板８の第２の面Ｓｆ２から端子挿通孔を介して第１の面Ｓｆ１側に導出し、導電性接着剤９０によって回路基板８の第２の面Ｓｆ２に設けられた配線（不図示）と電気的に固着（接続）し、フィルタ回路部７を形成する。このようにして、一枚の回路基板８にインバータ回路部６とフィルタ回路部７が一体化（モジュール化）されたインバータ装置９を形成する。

＜インバータ装置の取り付け方法／第２実施形態＞
図１１および図１２を参照して、上記（図９、図１０）のごとく構成されたインバータ装置９を冷却部材２３に取り付ける取り付け方法について説明する。

図１１（Ａ）に示すように、まず、冷却部材２３の上面２３Ｕに放熱材２０１を塗布などにより設ける。放熱材２０１は、第１実施形態と同様である。放熱材２０１は、冷却部材２３の上面２３Ｕの、少なくとも電力用半導体素子６３の放熱板６４と対向し、且つベースプレート５６と接触可能な位置に塗布する。

また、第２実施形態においても第２移動規制部材１６０を設ける。第２移動規制部材１６０は例えば、内部が中空でボルト８５を挿通可能なスリーブ部品であり、第２移動規制部材１６０は冷却部材当接部１６１および基板当接部１６２を有する。この例では、第２移動規制部材１６０は、冷却部材２３のねじ孔２６の周囲を囲む位置に載置する。

電力用半導体素子モジュール６３´のスリーブ部品６５は、絶縁樹脂部６７によって電力用半導体素子６３やベースプレート５６と一体化しているが、第２移動規制部材１６０は、絶縁樹脂部６７およびスリーブ部品６５とは別体（いずれからも独立した部品）であり、いずれとも固着はされていない。

そして、図１１（Ｂ）に示すようにインバータ装置９を回路収容部２２に収容する。第２移動規制部材１６０は、電力用半導体素子モジュール６３´のスリーブ部品６５内に挿入され、電力用半導体素子６３の第２の面（下面ＤＳ，放熱板６４）は、絶縁樹脂シート６９、ベースプレート５６および放熱材２０１を介して冷却部材２３に対向配置される。なお、インバータ装置９を回路収容部２２に収容した後、第２移動規制部材１６０を電力用半導体素子モジュール６３´のスリーブ部品６５内に挿入してもよい。

同図（Ｃ）に示すように、第２移動規制部材１６０の高さｔ６は、スリーブ部品６５の高さｔ４より大きい。これにより、インバータ装置９を冷却部材２３に取り付ける際（回路収容部２２に収容する際）、回路基板８は、第２移動規制部材１１０によって支持され、冷却部材２３と回路基板８とは、モータ軸方向（図示上下方向）において所定の距離ｔ６（第２移動規制部材１６０の高さ）に維持される。つまり第２移動規制部材１６０は、冷却部材２３と回路基板８の間のスペーサとして機能し、両者を所定の距離ｔ６に維持するとともに、両者が距離ｔ６より近づく方向に移動することを規制する。

第２移動規制部材１６０の高さｔ６は、回路基板８を支持した場合に、ベースプレート５６の下面５６ＤＳと上面２３Ｕが直接的には非接触であり、且つ、ベースプレート５６の下面５６ＤＳは放熱材２０１のみに直接的に接触する状態を維持するように設定されている。これにより、ベースプレート５６と冷却部材２３との間は第２移動規制部材１６０によって極僅かな隙間が生じる。

放熱材２０１は、この隙間を埋め、これによりベースプレート５６の下面５６ＤＳが確実かつ十分に、放熱材２０１と接触し、これを介して冷却部材２３と面接触可能となる。つまり放熱材２０１は、放熱板６４に生じる熱を、絶縁樹脂シート６９およびベースプレート５６を介して効率的に冷却部材２３に伝達する手段であることに加え、第２移動規制部材１６０によってベースプレート５６と冷却部材２３との間に生じる極僅かな隙間を埋めるとともに、組立公差や両者の表面形状ばらつき（意図しない凹凸など）を吸収する手段としても機能する。

つまり放熱材２０１はこれらの機能を発揮できること、および部品形状など考慮してその材料および厚み（塗布厚）が適宜選択される。

そして図１２（Ａ）に示すように、回路基板８に設けたボルト挿通孔８６にボルト８５を挿通し、冷却部材２３のねじ孔２６と締結固定する。この例では第２移動規制部材１６０はボルト挿通孔８６と冷却部材２３のねじ孔２６の両方に連通するように配置される。つまりボルト８５は第２移動規制部材１６０の内部に挿通されてねじ孔２６に締結される。この時、第２移動規制部材１５０により、ベースプレート５６と冷却部材２３が直接接触しない状態で回路基板８が支持され、ベースプレート５６と冷却部材２３の間に生じた隙間は放熱材２０１によって埋められ、組立公差や両者の表面形状ばらつきは吸収される。

つまり、回路基板８をボルト８５で冷却部材２３に締結固定しているが、その締結力により回路基板８および電力用半導体素子６３（電力用半導体モジュール６３´）が直接的に冷却部材２３に押し付けられことはない。放熱材２０１は弾性力が小さい材料であるため冷却部材２３からの反力（モータ軸方向の上向きの反力）は、非常に小さくなる。従って、電力用半導体素子６３の端子Ｃ６３と回路基板８の固着部９１に生じる応力を緩和できる。
したがって、回路基板８と電力用半導体素子６３の端子６３Ｃとの固着部９１に生じる応力を緩和でき、クラックの発生を抑制できる。

また、電力用半導体素子６３の第２の面（下面ＤＳ、放熱板６４）は、絶縁樹脂シート６９、ベースプレート５６および放熱材２０１を介して、冷却部材２３の上面と十分な面接触が図れ、放熱性が向上する。

このようにして、インバータ装置９を着脱可能に冷却部材２３へ取り付けることができる。ここで、上記の冷却部材２３は、図６に示すように電動圧縮機１のモータが内蔵される筐体２の一部である。従って上記方法を用いて、電動圧縮機１を組み立てることができる。すなわち、予めサブラインなどで回路基板８とインバータ回路部６およびフィルタ回路部７を一体化したインバータ装置９を製造する。そしてインバータ装置９を筐体２内に区画される回路収容部２２に収容し、上述した方法によって回路基板８をボルト８５により筐体２に固定し、電動圧縮機１が組み立てられる。

なお、図１２に示すように、第１移動規制部材１５０において基板係合部１５２を回路基板８と係合させた後、当該基板係合部１５２を熱かしめして回路基板８に固定するようにしてもよい。また、第２実施形態において、ベースプレート５６を設けず、絶縁樹脂部６７によって複数の電力用半導体素子６３を一体的にモールドしてもよい。

また、第１移動規制部材１００の台座部１０４を例えばプレート状に形成してもよい。プレート状の台座部１０４は、独立した（一体化されていない）複数（例えば３個、または６個）の電力用半導体素子６３を上方から纏めて覆うことが可能（保持可能）な形状とし、その表面から突出する１または複数の係合部１０３（第１係合部１０３Ａ，第２係合部１０３Ｂ）を設けてもよい。

また上記の例ではスイッチング素子としてＩＧＢＴを例示したが、これに限らず、ＳｉＣ素子，ＭＯＳＦＥＴなどであってもよい。

尚、本発明の電動圧縮機１は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明は、電動圧縮機の分野に利用できる。

１ 電動圧縮機
２ 筐体
３ モータ
３ａ 巻線
４ 回転軸
５ 圧縮機構
６ インバータ回路部
７ フィルタ回路部
８ 回路基板（プリント基板）
９ インバータ装置
２１ ハウジング
２２ 回路収容部
２３ 隔壁（冷却部材）
５６ ベースプレート
６３ 電力用半導体素子
６３Ｃ 端子
６３´ 電力用半導体素子モジュール
６３Ｈ 固定用孔部
６３Ｐ 樹脂パッケージ
６４ 放熱板
６５ スリーブ部品
６７ 絶縁樹脂部
６７Ｕ 樹脂部上面
６９ 絶縁樹脂シート
７０ フィルタ回路部品
８３ 端子挿通孔
８５ ボルト
８６ ボルト挿通孔
８８ 係合孔
９０ 導電性接着剤
９１ 固着部
１００ 第１移動規制部材
１０２ 基板当接部
１０３ 基板係合部
１０４ 台座部
１１０ 第２移動規制部材
１５１ 台座部
１５２ 基板係合部
１５３ 基板当接部
１６１ 冷却部材当接部
１６２ 基板当接部
２０１ 放熱材
２１０ 放熱材充填部

Claims (9)

1. インバータ装置を冷却部材に取り付けるインバータ装置の取り付け構造であって、
   前記インバータ装置は、
   電力用半導体素子と、
   前記電力用半導体素子の第１の面に対向して配置される回路基板と、
   前記回路基板と前記電力用半導体素子の端子とを電気的に固着する導電性接着剤と、
   前記電力用半導体素子と前記回路基板とを所定距離に維持する移動規制部材と、を有し、
   放熱材を介して前記電力用半導体素子の第２の面を前記冷却部材に対向させ、前記回路基板を前記冷却部材に取り付ける、
   ことを特徴とする、インバータ装置の取り付け構造。
2. 前記回路基板と前記冷却部材とを所定距離に維持可能な他の移動規制部材を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置の取り付け構造。
3. 前記移動規制部材は、少なくとも前記電力用半導体素子とは固着されることなく、該電力用半導体素子および前記回路基板のそれぞれの一部と当接する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置の取り付け構造。
4. 前記移動規制部材は、該電力用半導体素子および前記回路基板のそれぞれの一部と当接可能な台座部と、該台座部から突出し前記回路基板と係合する係合部を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置の取り付け構造。
5. 前記移動規制部材は、前記台座部から突出し前記電力用半導体素子と係合する他の係合部を有する、
   ことを特徴とする請求項４に記載のインバータ装置の取り付け構造。
6. 前記放熱材は流動性および／または柔軟性を有する材料である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置の取り付け構造。
7. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のインバータ装置の取り付け構造を有し、
   筐体内にモータが内蔵される電動圧縮機であって、
   前記冷却部材は前記筐体の一部である、
   ことを特徴とする電動圧縮機。
8. 前記筐体内に区画される回路収容部に前記インバータ装置を収容する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の電動圧縮機。
9. 前記冷却部材は前記回路収容部の底面であり、該底面に前記放熱材の充填部を備える、
   ことを特徴とする請求項８に記載の電動圧縮機。

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