JP6337579B2 - Electronic device and electric motor provided with the same - Google Patents

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Description

本発明は、電子装置及びそれを備えた電動モータに関し、特に、高さが異なる電子部品が実装された配線基板を筐体内に収納する電子装置及びそれを備えた電動モータに適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to an electronic device and an electric motor including the electronic device, and more particularly to an electronic device that stores therein a wiring board on which electronic components having different heights are mounted and an electric motor including the electronic device. It is about technology.

様々な機器の駆動源に用いられる電動モータにおいては、電子装置としての電力変換装置を備えた電動モータが知られている。特許文献１には、電力変換装置としてのインバータモジュールを一体化したインバータ一体型交流モータが開示されている。また、特許文献２には、電動モータに一体化される電力変換装置にも適用が可能な電子機器装置が開示されている。
この電子機器装置は、筐体としてのケース内にケース底面から離間する状態で配線基板としてのプリント基板を収納した構造になっている。そして、プリント基板には、回路を構成する発熱部品及びその他の電子部品が実装されている。そして、発熱部品としてのスイッチング素子は、プリント基板にケース底面側から実装されていると共に、ケース底面に取り付けネジによって固定されている。そして、回路の動作によりスイッチング素子が発する熱は、ケースに伝達され、ケースから外部に放散されるようになっている。 As an electric motor used as a drive source for various devices, an electric motor including a power conversion device as an electronic device is known. Patent Document 1 discloses an inverter-integrated AC motor in which an inverter module as a power converter is integrated. Further, Patent Document 2 discloses an electronic apparatus device that can be applied to a power conversion device integrated with an electric motor.
This electronic device apparatus has a structure in which a printed circuit board as a wiring board is housed in a case separated from the bottom of the case in a case as a housing. The printed circuit board is mounted with heat-generating components and other electronic components that constitute the circuit. The switching element as the heat generating component is mounted on the printed circuit board from the case bottom side, and is fixed to the case bottom surface with an attachment screw. The heat generated by the switching element due to the operation of the circuit is transmitted to the case and dissipated from the case to the outside.

特開２００７−１１６８４０号公報JP 2007-116840 A 特開２００６−１９６５１７号公報JP 2006-196517 A

ところで、特許文献２に開示の電子機器装置のように、回路を構成する複数の電子部品が実装された配線基板を筐体の収納部内に収納する電子装置においては、回路の動作により電子部品が発する熱のうち、特に発熱量が大きい電子部品が発する熱を如何にして筐体の外部に効率良く放散させるかが技術的な課題の１つになっている。
特許文献２に開示の電子機器装置では、発熱量の大きいスイッチング素子がプリント基板にケース底面側から実装されていると共にケース底面に固定された構造になっているので、スイッチング素子が発する熱を筐体の外部に効率よく放散させることができる。 By the way, in an electronic device in which a wiring board on which a plurality of electronic components constituting a circuit are mounted is housed in a housing portion, as in the electronic device device disclosed in Patent Document 2, the electronic components are moved by the operation of the circuit. One of the technical problems is how to efficiently dissipate heat generated by electronic components having a large calorific value out of the housing.
In the electronic device device disclosed in Patent Document 2, since the switching element having a large heat generation is mounted on the printed circuit board from the bottom face side of the case and is fixed to the bottom face of the case, the heat generated by the switching element is enclosed. Efficiently dissipate outside the body.

しかしながら、配線基板に実装される電子部品の中には、他の電子部品と比較して極端に背丈が高い電子部品がある。例えば、円柱形状のコンデンサは背丈が高く、容量の大きさに伴って背丈も高くなる。
このような背丈の高い電子部品が配線基板の筐体底部側の面に実装されている場合、配線基板から筐体底部までの距離が長くなるため、この背丈の高い電子部品よりも背丈の低い電子部品においては、特許文献２に開示のスイッチング素子のように、筐体底部に連結させることが困難になり、背丈の低い電子部品が発する熱を筐体の外部に放散させる放散効率が低下する。この放散効率の低下は、電子装置及びそれを備えた電動モータの熱に対する信頼性の低下を意味する。 However, some electronic components mounted on the wiring board are extremely tall compared to other electronic components. For example, a cylindrical capacitor has a high height, and the height increases as the capacity increases.
When such a tall electronic component is mounted on the case bottom side surface of the wiring board, the distance from the wiring board to the bottom of the case becomes longer, so the height is lower than this tall electronic component. In the electronic component, like the switching element disclosed in Patent Document 2, it is difficult to connect to the bottom of the housing, and the efficiency of dissipating the heat generated by the low-height electronic component to the outside of the housing is reduced. . This reduction in dissipation efficiency means a reduction in the reliability of the electronic device and the electric motor including the electronic device against heat.

特に、電力変換装置では、電力変換回路を構成する複数の電子部品が配線基板に実装されるが、この複数の電子部品の中には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などのパワートランジスタからなるスイッチンク素子が搭載されたパワー半導体装置や、ダイオード素子が搭載されたダイオード用半導体装置が含まれている。このような半導体装置は、扱う電力が大きく、発熱量も大きいため、熱に対する信頼性を高めるうえで筐体に連結させることが有用である。   In particular, in a power conversion device, a plurality of electronic components constituting a power conversion circuit are mounted on a wiring board. Among the plurality of electronic components, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field). The power semiconductor device includes a switching device including a power transistor such as an effect transistor, and the semiconductor device for a diode includes a diode element. Since such a semiconductor device handles a large amount of power and generates a large amount of heat, it is useful to be connected to a housing in order to improve reliability against heat.

そこで、本発明者は、筐体の形状に着目し、本発明をなした。
なお、特許文献２には、発熱部品としてのスイッチング素子よりも背丈の高い電子部品が実装された場合についての記載はない。
本発明の目的は、熱に対する信頼性の高い電子装置及びそれを備えた電動モータを提供することにある。 Therefore, the present inventor made the present invention paying attention to the shape of the housing.
Note that Patent Document 2 does not describe a case where an electronic component having a height higher than that of a switching element as a heat generating component is mounted.
An object of the present invention is to provide an electronic device with high reliability against heat and an electric motor including the same.

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電子装置は、底部及び側壁部を有する筐体と、底部から離間する状態で筐体に収納された配線基板と、底部と対向する配線基板の第１の面と、第１の面に実装された第１の電子部品と、第１の面に実装され、第１の電子部品よりも実装高さの低い第２の電子部品とを備え、底部は、第１の電子部品の先端よりも配線基板側まで突出し、第２の電子部品が連結された突出部を有する。そして、筐体は、突出部と重畳する位置の外側に底部から側壁部に亘って連通する溝部を有し、溝部は、底部から配線基板側に傾斜する底面を有する。 In order to achieve the above object, an electronic device according to one embodiment of the present invention includes a housing having a bottom portion and a side wall portion, a wiring substrate housed in the housing in a state of being separated from the bottom portion, and a wiring facing the bottom portion. A first surface of a substrate, a first electronic component mounted on the first surface, and a second electronic component mounted on the first surface and having a mounting height lower than that of the first electronic component. includes, bottom, protrudes to the first wiring board-side than the tip of the electronic components, that have a protruding portion which the second electronic component are connected. The housing has a groove portion that communicates from the bottom portion to the side wall portion outside the position overlapping the protruding portion, and the groove portion has a bottom surface that is inclined from the bottom portion to the wiring board side .

また、本発明の一態様に係る電子装置において、溝部は、溝部の幅方向に並列配置で複数設けられていることが好ましい。 Also, in the electronic device according to one embodiment of the present invention, the groove is preferably provided with a plurality in a parallel arrangement in the width direction of the groove.

また、本発明の一態様に係る電子装置において、第２の電子部品は、突出部に直に、若しくは熱伝導性部材を介在して間接的に連結されていることが好ましい。
また、本発明の一態様に係る電子装置において、第１の電子部品はコンデンサ、第２の電子部品は半導体装置であることが好ましい。
更に、本発明の一態様に係る電動モータは、上述の何れかの電子装置を備えていることを特徴としている。 In the electronic device according to one embodiment of the present invention, it is preferable that the second electronic component is connected directly to the protruding portion or indirectly through a heat conductive member.
In the electronic device according to one embodiment of the present invention, it is preferable that the first electronic component is a capacitor and the second electronic component is a semiconductor device.
Furthermore, an electric motor according to one embodiment of the present invention includes any one of the above-described electronic devices.

本発明によれば、熱に対する信頼性の高い電子装置及びそれを備えた電動モータを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reliable electronic device with respect to a heat | fever and an electric motor provided with the same can be provided.

本発明の一実施形態に係るインバータモジュールを備えた電動モータの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the electric motor provided with the inverter module which concerns on one Embodiment of this invention. 図１の電動モータの平面図である。It is a top view of the electric motor of FIG. 図１の電動モータの底面図である。It is a bottom view of the electric motor of FIG. 図１の一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of FIG. 図１の電力変換装置の平面図である。It is a top view of the power converter device of FIG. 図５のＡ−Ａ線に沿った断面構造を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure along the line AA in FIG. 5. 図１の電力変換部筐体の内側の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure inside the power converter housing | casing of FIG. 図１の電力変換部筐体の外側の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the outer side of the power converter housing | casing of FIG. 図１の電動モータを備えた排気ファンの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the exhaust fan provided with the electric motor of FIG.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１乃至図３に示すように、本実施形態に係る電動モータ１は、モータ部１０ａとインバータ部１０ｂとを備えたインバータ一体型電動モータである。
モータ部１０ａは、モータ筐体１１と、このモータ筐体１１の収納部に収納されたロータコア１２及びマグネット１３とを備えている。また、モータ部１０ａは、モータ筐体１１の内外に亘って延在し、かつ軸方向に互いに離間する２つのベアリング１５，１６を介してモータ筐体１１に軸支されたシャフト１４を備えている。そして、モータ部１０ａは、ロータコア１２及びマグネット１３より得られる回転力をシャフト１４により外部へ伝達するように構成されている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments of the invention, and the repetitive description thereof is omitted.
As shown in FIGS. 1 to 3, the electric motor 1 according to the present embodiment is an inverter-integrated electric motor including a motor unit 10a and an inverter unit 10b.
The motor unit 10 a includes a motor housing 11 and a rotor core 12 and a magnet 13 housed in the housing portion of the motor housing 11. The motor unit 10a includes a shaft 14 that is supported on the motor casing 11 via two bearings 15 and 16 that extend in and out of the motor casing 11 and that are separated from each other in the axial direction. Yes. The motor unit 10 a is configured to transmit the rotational force obtained from the rotor core 12 and the magnet 13 to the outside through the shaft 14.

モータ筐体１１は、円形筒型形状からなり、金属製の材料で形成されている。モータ筐体１１の側壁部の外側には、モータ部１０ａを外気により冷却するための複数の凸状フィン１７が放射状に設けられている。
インバータ部１０ｂには、電子装置としてのインバータモジュール（電力変換装置）２０が搭載されている。インバータモジュール２０は、電力を直流から交流に変換してモータ部１０ａに供給する電力変換回路を備えている。また、インバータモジュール２０は、モータ部１０ａのシャフト１４の回転数及びトルクなどの運転を制御する制御回路も備えている。 The motor housing 11 has a circular cylindrical shape and is made of a metal material. A plurality of convex fins 17 are provided radially on the outside of the side wall portion of the motor housing 11 for cooling the motor portion 10a with outside air.
An inverter module (power conversion device) 20 as an electronic device is mounted on the inverter unit 10b. The inverter module 20 includes a power conversion circuit that converts electric power from DC to AC and supplies the electric power to the motor unit 10a. The inverter module 20 also includes a control circuit that controls operations such as the rotational speed and torque of the shaft 14 of the motor unit 10a.

インバータモジュール２０は、図１、図４乃至図６に示すように、配線基板２３と、この配線基板２３を収納する筐体としてのインバータ筐体２１とを備えている。インバータ筐体２１は、底部２１ａ及び側壁部２１ｂと、この底部２１ａ及び側壁部２１ｂで囲まれた収納部２２と、底部２１ａとは反対側に設けられた開口部とを有している。インバータ筐体２１は、モータ筐体１１と同様に、円形筒型形状で形成されている。すなわち、収納部２２は、インバータ筐体２１をその深さ方向に向かって平面視したときの平面形状が円形状で形成されている。ここで、インバータ筐体２１の深さ方向とは、底部２１ａと直交する方向、即ち厚さ方向、換言すれば高さ方向を意味する。   As shown in FIGS. 1, 4 to 6, the inverter module 20 includes a wiring board 23 and an inverter housing 21 as a housing for housing the wiring board 23. The inverter housing 21 has a bottom portion 21a and a side wall portion 21b, a storage portion 22 surrounded by the bottom portion 21a and the side wall portion 21b, and an opening provided on the opposite side of the bottom portion 21a. Similar to the motor housing 11, the inverter housing 21 is formed in a circular cylindrical shape. That is, the storage unit 22 has a circular planar shape when the inverter housing 21 is viewed in plan in the depth direction. Here, the depth direction of the inverter casing 21 means a direction orthogonal to the bottom portion 21a, that is, a thickness direction, in other words, a height direction.

インバータ筐体２１は、側壁部２１ｂの開口部側にシール部２１ｃを有している。このシール部２１ｃには、側壁部２１ｂの外側にインバータ筐体２１の外周に沿ってゴム状のオーリング２８が設けられている。このシール部２１ｃは、モータ筐体１１の開口部内に挿入されている。すなわち、モータ筐体１１とインバータ筐体２１とは、モータ筐体１１の開口部内にインバータ筐体２１のシール部２１ｃを挿入することによって直列に連結され、両者の連結部はシール部２１ｃにより水密構造となる。このため、モータ筐体１１の収納部及びインバータ筐体２１の収納部２２は密閉状態となる。また、インバータ筐体２１は、インバータ筐体２１がモータ筐体１１と連結されることにより、収納部２２が底部２１ａ及び側壁部２１ｂと共にモータ筐体１１で囲まれた構造になる。   The inverter housing 21 has a seal portion 21c on the opening side of the side wall portion 21b. This seal portion 21c is provided with a rubber-like O-ring 28 along the outer periphery of the inverter housing 21 outside the side wall portion 21b. The seal portion 21 c is inserted into the opening of the motor housing 11. That is, the motor casing 11 and the inverter casing 21 are connected in series by inserting the seal portion 21c of the inverter casing 21 into the opening of the motor casing 11, and the connecting portion of both is watertight by the seal portion 21c. It becomes a structure. For this reason, the storage part of the motor housing | casing 11 and the storage part 22 of the inverter housing | casing 21 will be in a sealed state. In addition, the inverter housing 21 is connected to the motor housing 11 so that the storage portion 22 is surrounded by the motor housing 11 together with the bottom portion 21a and the side wall portion 21b.

インバータ筐体２１及びモータ筐体１１の各々は、導電性及び熱伝導性が良好な金属材料、例えばアルミダイキャスト（ＡＤＣ）で形成されている。
配線基板２３は、その厚さ方向において互いに反対側に位置する第１及び第２の面２３ｘ，２３ｙを有している。また、配線基板２３の平面形状は、インバータ筐体２１の収納部２２の平面形状に合わせて円形状で形成されている。配線基板２３は、インバータ筐体２１の収納部２２の平面サイズよりも小さい平面サイズで形成されている。これは、後述するが、配線基板２３とインバータ筐体２１の側壁部２１ｂとの間に隙間部４０を設けるためである。配線基板２３は、例えばガラスエポキシなどの樹脂からなる基材の表裏面に配線パターンが形成された構成になっている。 Each of the inverter casing 21 and the motor casing 11 is formed of a metal material having good conductivity and thermal conductivity, for example, aluminum die cast (ADC).
The wiring board 23 has first and second surfaces 23x and 23y positioned on opposite sides in the thickness direction. Further, the planar shape of the wiring board 23 is formed in a circular shape in accordance with the planar shape of the storage portion 22 of the inverter housing 21. The wiring board 23 is formed in a plane size smaller than the plane size of the storage portion 22 of the inverter housing 21. This is because a gap 40 is provided between the wiring board 23 and the side wall 21b of the inverter housing 21 as described later. The wiring board 23 has a configuration in which a wiring pattern is formed on the front and back surfaces of a base material made of a resin such as glass epoxy.

配線基板２３の第１及び第２の面２３ｘ，２３ｙの各々には、電力変換回路や制御回路を構成する複数の電子部品２４，２５が実装されている。配線基板２３の第１の面２３ｘに実装された複数の電子部品２４の中には、円柱形状の電解コンデンサ２４ａが含まれている。また、複数の電子部品２４の中には、扱う電力が大きく、発熱量も大きい半導体装置としてのダイオード用半導体装置２４ｂ及びパワー半導体装置２４ｃも含まれている。
電解コンデンサ２４ａは、ダイオード用半導体装置２４ｂ及びパワー半導体装置２４ｃを含む他の電子部品２４と比較して、配線基板２３に実装した後の背丈、即ち配線基板２３からその厚さ方向に突出する高さが極端に高くなっている。 A plurality of electronic components 24 and 25 constituting a power conversion circuit and a control circuit are mounted on each of the first and second surfaces 23x and 23y of the wiring board 23. A plurality of electronic components 24 mounted on the first surface 23x of the wiring board 23 includes a cylindrical electrolytic capacitor 24a. The plurality of electronic components 24 also include a diode semiconductor device 24b and a power semiconductor device 24c as semiconductor devices that handle a large amount of power and generate a large amount of heat.
The electrolytic capacitor 24a is taller than the other electronic component 24 including the diode semiconductor device 24b and the power semiconductor device 24c after being mounted on the wiring board 23, that is, the height protruding from the wiring board 23 in the thickness direction. Is extremely high.

ダイオード用半導体装置２４ｂ及びパワー半導体装置２４ｃは、配線基板２３に実装した後の背丈が電解コンデンサ２４ａよりも低くなっている。ダイオード用半導体装置２４ｂはダイオード素子が搭載された半導体チップを有している。パワー半導体装置２４ｃは、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどのパワートランジスタからなるスイッチング素子が搭載された半導体チップを有している。このダイオード用半導体装置２４ｂ及びパワー半導体装置２４ｃは、扱う電力が大きく、発熱量も大きいため、インバータモジュール２０及びそれを備えた電動モータ１の熱に対する信頼性を高める上でインバータ筐体２１に連結させることが有用である。   The diode semiconductor device 24b and the power semiconductor device 24c have a height lower than that of the electrolytic capacitor 24a after being mounted on the wiring board 23. The diode semiconductor device 24b includes a semiconductor chip on which a diode element is mounted. The power semiconductor device 24c has a semiconductor chip on which switching elements made of power transistors such as IGBTs and MOSFETs are mounted. Since the diode semiconductor device 24b and the power semiconductor device 24c handle a large amount of power and generate a large amount of heat, the diode semiconductor device 24b and the power semiconductor device 24c are connected to the inverter housing 21 in order to increase the reliability of the inverter module 20 and the electric motor 1 including the same. It is useful to let

インバータ筐体２１は、配線基板２３の周縁部を支持する複数の基板支持部２６を有している。本実施形態では、４つの基板支持部２６を有している。４つの基板支持部２６の各々は、インバータ筐体２１の側壁部２１ｂから側壁部２１ｂの内側に突出するようにして形成され、配線基板２３が固定される基板固定部を有している。４つの基板支持部２６の各々は、インバータ筐体２１をその深さ方向に向かって平面視したとき、インバータ筐体２１の中心を軸にして時計回りで９０°ずらした位置に配置されている。即ち、４つの基板支持部２６の各々は、インバータ筐体２１の中心を直交して通る２つの直線状に配置されている。４つの基板支持部２６の各々は、インバータ筐体２１の内側において、例えばインバータ筐体２１の底部２１ａ及び側壁部２１ｂと一体に形成されている。   The inverter housing 21 has a plurality of substrate support portions 26 that support the peripheral edge portion of the wiring substrate 23. In the present embodiment, four substrate support portions 26 are provided. Each of the four substrate support portions 26 is formed so as to protrude from the sidewall portion 21b of the inverter housing 21 to the inside of the sidewall portion 21b, and has a substrate fixing portion to which the wiring substrate 23 is fixed. Each of the four substrate support portions 26 is disposed at a position shifted 90 ° clockwise around the center of the inverter housing 21 when the inverter housing 21 is viewed in plan in the depth direction. . That is, each of the four substrate support portions 26 is arranged in two straight lines that pass perpendicularly through the center of the inverter housing 21. Each of the four substrate support portions 26 is formed integrally with, for example, the bottom portion 21 a and the side wall portion 21 b of the inverter housing 21 inside the inverter housing 21.

配線基板２３は、インバータ筐体２１の収納部２２の中に４つの基板支持部２６に支持された状態で収納されている。具体的には、配線基板２３は、その第１の面２３ｘがインバータ筐体２１の底部２１ａと向かい合うと共に、インバータ筐体２１の底部２１ａ及び側壁部２１ｂから離間するように４つの基板支持部２６に支持された状態で収納部２２内に収納されている。配線基板２３は、その周縁部が４つの基板支持部２６の各々の基板固定部に締結部材４２によって締結固定されている。
配線基板２３とインバータ筐体２１の側壁部２１ｂとの間には、上述した隙間部４０が設けられている。この隙間部４０は、配線基板２３の外周に沿って環状に形成されている。 The wiring board 23 is housed in the housing part 22 of the inverter housing 21 in a state where it is supported by the four board support parts 26. Specifically, the wiring board 23 has four substrate support portions 26 such that the first surface 23x faces the bottom portion 21a of the inverter housing 21 and is separated from the bottom portion 21a and the side wall portion 21b of the inverter housing 21. It is accommodated in the accommodating part 22 in the state supported by. The peripheral edge of the wiring board 23 is fastened and fixed to the board fixing parts of the four board support parts 26 by fastening members 42.
The gap 40 described above is provided between the wiring board 23 and the side wall 21 b of the inverter housing 21. The gap 40 is formed in an annular shape along the outer periphery of the wiring board 23.

インバータ筐体２１の収納部２２は、配線基板２３を収納することにより、配線基板２３を境にして配線基板２３の第１の面２３ｘ側の第１の空間領域２２ａと、配線基板２３の第２の面２３ｙ側の第２の空間領域２２ｂとに区分けされる。第１の空間領域２２ａは、主に、インバータ筐体２１の底部２１ａ及び側壁部２１ｂと、配線基板２３とで周囲を囲まれている。第２の空間領域２２ｂは、インバータ筐体２１がモータ筐体１１に直列に連結されているので、主に、インバータ筐体２１の側壁部２１ｂと、配線基板２３と、モータ筐体１１とで周囲を囲まれている。
インバータ筐体２１の側壁部２１ｂの外側には、インバータ部１０ｂを外気により冷却するための複数の凸状フィン２７が放射状に設けられている。 The storage unit 22 of the inverter housing 21 stores the wiring board 23, thereby the first space area 22 a on the first surface 23 x side of the wiring board 23 and the first of the wiring board 23 with the wiring board 23 as a boundary. 2 and the second space region 22b on the surface 23y side. The first space region 22 a is surrounded mainly by the bottom 21 a and the side wall 21 b of the inverter housing 21 and the wiring board 23. Since the inverter housing 21 is connected in series with the motor housing 11 in the second space region 22b, the side wall portion 21b of the inverter housing 21, the wiring board 23, and the motor housing 11 are mainly used. Surrounded.
A plurality of convex fins 27 are provided radially on the outside of the side wall portion 21b of the inverter housing 21 for cooling the inverter portion 10b with outside air.

インバータ筐体２１は、図１、図４乃至図７に示すように、底部２１ａからその上方の配線基板２３に向かって突出し、かつ電解コンデンサ２４ａの先端（配線基板２３側とは反対側の先端）よりも配線基板２３側でダイオード用半導体装置２４ｂが連結された突出部５１を有している。また、インバータ筐体２１は、詳細に図示していないが、突出部５１と同様に、底部２１ａからその上方の配線基板２３に向かって突出し、かつ電解コンデンサ２４ａの先端よりも配線基板２３側でパワー半導体装置２４ｃが連結された突出部５２（図５及び図７参照）を有している。   As shown in FIGS. 1, 4 to 7, the inverter casing 21 protrudes from the bottom 21 a toward the wiring board 23 thereabove, and the tip of the electrolytic capacitor 24 a (tip opposite to the wiring board 23 side). ) On the side of the wiring board 23, the protrusion 51 is connected to the diode semiconductor device 24b. Although not shown in detail, the inverter casing 21 protrudes from the bottom 21a toward the wiring board 23 above the bottom 21a, and is closer to the wiring board 23 than the tip of the electrolytic capacitor 24a. It has a protrusion 52 (see FIGS. 5 and 7) to which the power semiconductor device 24c is connected.

ここで、電解コンデンサ２４ａは、本発明の第１の電子部品に対応する。また、ダイオード用半導体装置２４ｂ及びパワー半導体装置２４ｃは、本発明の第１の電子部品よりも高さ（背丈）が低い第２の電子部品に対応する。また、突出部５１及び５２は本発明の突出部に対応する。したがって、本実施形態では、主に、ダイオード用半導体装置２４ｂ及び突出部５１について説明し、パワー半導体装置２４ｃ及び突出部５２についての詳細な説明は省略する。
電解コンデンサ２４ａは、図４に示すように、コンデンサ筐体の内外に亘って延在する２本のリード６０を有し、この２本のリード６０の各々は配線基板２３に設けられたスルーホール電極２３ｃに配線基板２３の第１の面２３ｘ側から個別に挿入され、このスルーホール電極２３ｃと半田４５によって電気的にかつ機械的に接続されている。 Here, the electrolytic capacitor 24a corresponds to the first electronic component of the present invention. The diode semiconductor device 24b and the power semiconductor device 24c correspond to a second electronic component having a height (height) lower than that of the first electronic component of the present invention. The protrusions 51 and 52 correspond to the protrusions of the present invention. Therefore, in this embodiment, the diode semiconductor device 24b and the protruding portion 51 will be mainly described, and a detailed description of the power semiconductor device 24c and the protruding portion 52 will be omitted.
As shown in FIG. 4, the electrolytic capacitor 24 a has two leads 60 extending inside and outside the capacitor housing, and each of the two leads 60 is a through hole provided in the wiring board 23. The electrodes 23 c are individually inserted from the first surface 23 x side of the wiring board 23, and are electrically and mechanically connected by the through-hole electrodes 23 c and the solder 45.

ダイオード用半導体装置２４ｂは、図４に示すように、主に、ダイオード素子が搭載された半導体チップ６１と、半導体チップ６１が固定された支持板６２と、半導体チップ６１を封止する封止体６３と、封止体６３の内外に亘って延在する複数のリード６４とを有している。封止体６３は例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂で形成されている。
支持板６２は、半導体チップ６１が固定されたチップ固定面（図示せず）と、このチップ固定面とは反対側に位置する放熱面（図示せず）とを有し、この放熱面が封止体６３から露出している。半導体チップ６１は、例えば支持板６２に対して電気的に絶縁された状態で支持板６２のチップ固定面に固定されている。 As shown in FIG. 4, the diode semiconductor device 24 b mainly includes a semiconductor chip 61 on which a diode element is mounted, a support plate 62 to which the semiconductor chip 61 is fixed, and a sealing body that seals the semiconductor chip 61. 63 and a plurality of leads 64 extending inside and outside of the sealing body 63. The sealing body 63 is made of, for example, an epoxy thermosetting resin.
The support plate 62 has a chip fixing surface (not shown) to which the semiconductor chip 61 is fixed, and a heat radiating surface (not shown) located on the opposite side of the chip fixing surface. It is exposed from the stop 63. The semiconductor chip 61 is fixed to the chip fixing surface of the support plate 62 in a state of being electrically insulated from the support plate 62, for example.

複数のリード６４の各々は、封止体６３の内部に位置する内部リード部が半導体チップ６１の電極と電気的に接続されている。また、複数のリード６４の各々は、封止体６３の外部に位置する外部リード部が、封止体６３の側面から突出する第１の部分６４ａと、この第１の部分６４ａから封止体６３の厚さ方向に折れ曲がる第２の部分６４ｂとを有している。即ち、複数のリード６４の各々は、封止体６３の外部において、Ｌ字形状に折り曲げ成形されている。
複数のリード６４の各々の第２の部分６４ｂの先端側は、配線基板２３に設けられた複数のスルーホール電極２３ｄに配線基板２３の第１の面２３ｘ側から個別に挿入され、このスルーホール電極２３ｄと半田４５によって電気的にかつ機械的に接続されている。
支持板６２及び複数のリード６４の各々は、例えば熱伝導性及び電気導電性が良好な鉄、鉄−ニッケル合金、若しくは銅、或いは銅合金等の金属製材料で形成されている。 In each of the plurality of leads 64, the internal lead portion located inside the sealing body 63 is electrically connected to the electrode of the semiconductor chip 61. In addition, each of the plurality of leads 64 includes a first portion 64a in which an external lead portion located outside the sealing body 63 protrudes from a side surface of the sealing body 63, and a sealing body from the first portion 64a. 63, and a second portion 64b that bends in the thickness direction. That is, each of the plurality of leads 64 is bent into an L shape outside the sealing body 63.
The distal end side of each second portion 64b of the plurality of leads 64 is individually inserted into the plurality of through-hole electrodes 23d provided on the wiring board 23 from the first surface 23x side of the wiring board 23, and this through-hole. The electrode 23d and the solder 45 are electrically and mechanically connected.
Each of the support plate 62 and the plurality of leads 64 is made of, for example, a metal material such as iron, iron-nickel alloy, copper, or copper alloy having good thermal conductivity and electrical conductivity.

パワー半導体装置２４ｃは、ダイオード用半導体装置２４ｂとはパッケージ形態が異なるが、主に、スイッチング素子が搭載された複数の半導体チップと、この半導体チップが固定された支持板と、半導体チップを封止する封止体と、この封止体の内外に亘って延在し、半導体チップの電極と電気的に接続された複数のリードとを有している。このパワー半導体装置２４ｃにおいても、ダイオード用半導体装置２４ｂと同様に、複数のリードの各々が封止体の外部においてＬ字形状に折り曲げ成形されている。また、支持板のチップ固定面とは反対側の放熱面が封止体から露出している。なお、パワー半導体装置２４ｃは、複数の半導体チップを搭載しているので、パワーモジュールと呼称されることもある。
また、パワー半導体装置２４ｃにおいても、複数のリードの各々の先端側が配線基板２３に設けられた複数のスルーホール電極（図示せず）に配線基板２３の第１の面２３ｘ側から個別に挿入され、このスルーホール電極と半田によって電気的にかつ機械的に接続されている。 The power semiconductor device 24c is different in package form from the diode semiconductor device 24b, but mainly includes a plurality of semiconductor chips on which switching elements are mounted, a support plate on which the semiconductor chips are fixed, and the semiconductor chips are sealed. And a plurality of leads extending in and out of the sealing body and electrically connected to the electrodes of the semiconductor chip. In the power semiconductor device 24c as well, like the diode semiconductor device 24b, each of the plurality of leads is bent into an L shape outside the sealing body. Moreover, the heat radiating surface opposite to the chip fixing surface of the support plate is exposed from the sealing body. The power semiconductor device 24c is sometimes referred to as a power module because it includes a plurality of semiconductor chips.
Also in the power semiconductor device 24 c, the leading ends of the plurality of leads are individually inserted into the plurality of through-hole electrodes (not shown) provided on the wiring board 23 from the first surface 23 x side of the wiring board 23. The through-hole electrode and the solder are electrically and mechanically connected.

突出部５１は、ダイオード用半導体装置２４ｂが連結される部品連結面５１ａを有している。この部品連結面５１ａは、電解コンデンサ２４ａの先端（配線基板２３側とは反対側の先端）よりも配線基板２３側に位置している。本実施形態において、部品連結面５１ａは、インバータ筐体２１の側壁部２１ｂに対して略直交し、配線基板２３の第１の面２３ｘに対して略平行になっている。
突出部５２は、詳細に図示していないが、パワー半導体装置２４ｃが連結される部品連結面を有している。この突出部５２の部品連結面も、突出部５１の部品連結面５１ａと同様に、インバータ筐体２１の側壁部２１ｂに対して略直交し、配線基板２３の第１の面２３ｘに対して略平行になっている。 The protrusion 51 has a component connection surface 51a to which the diode semiconductor device 24b is connected. The component connection surface 51a is located closer to the wiring board 23 than the tip of the electrolytic capacitor 24a (tip opposite to the wiring board 23). In the present embodiment, the component connection surface 51 a is substantially orthogonal to the side wall portion 21 b of the inverter housing 21 and is substantially parallel to the first surface 23 x of the wiring board 23.
Although not shown in detail, the protrusion 52 has a component connection surface to which the power semiconductor device 24c is connected. Similarly to the component connection surface 51 a of the protrusion 51, the component connection surface of the protrusion 52 is substantially orthogonal to the side wall portion 21 b of the inverter housing 21, and is approximately the first surface 23 x of the wiring board 23. It is parallel.

ダイオード用半導体装置２４ｂは、封止体６３が熱伝導性部材４６を介在して突出部５１の部品連結面５１ａに連結されている。本実施形態のダイオード用半導体装置２４ｂは、半導体チップ６１が固定されるチップ固定面とは反対側に位置する放熱面が封止体６３から露出する支持板６２を有するパッケージ構造になっているので、支持板６２の放熱面が熱伝導性部材４６を介在して突出部５１の部品連結面５１ａに間接的に連結されている。そして、ダイオード用半導体装置２４ｂは、封止体６３が突出部５１の部品連結面５１ａに締結部材４４によって締結固定されている。熱伝導性部材４６としては、例えば、サーマルグリス、サーマルペースト、シリコングリス、ヒートシンクコンパウンドなどのペースト状熱伝導性物質やシート状に加工されたシート状熱伝導性物質を用いることができる。   In the diode semiconductor device 24 b, the sealing body 63 is connected to the component connection surface 51 a of the protruding portion 51 with the heat conductive member 46 interposed therebetween. Since the semiconductor device for diode 24b of the present embodiment has a package structure having a support plate 62 having a heat radiation surface located on the opposite side of the chip fixing surface to which the semiconductor chip 61 is fixed exposed from the sealing body 63. The heat radiating surface of the support plate 62 is indirectly connected to the component connecting surface 51a of the protruding portion 51 with the heat conductive member 46 interposed therebetween. In the diode semiconductor device 24 b, the sealing body 63 is fastened and fixed to the component connecting surface 51 a of the protruding portion 51 by the fastening member 44. As the thermally conductive member 46, for example, a paste-like thermally conductive material such as thermal grease, thermal paste, silicon grease, heat sink compound, or a sheet-like thermally conductive material processed into a sheet shape can be used.

パワー半導体装置２４ｃにおいても、ダイオード用半導体装置と同様に、封止体が熱伝導性部材４６を介在して突出部５２の部品連結面に間接的に連結されている。そして、パワー半導体装置２４ｃは、封止体が突出部５２の部品連結面に締結部材（図示せず）によって締結固定されている。
配線基板２３には、インバータ筐体２１の突出部５１の部品連結面５１ａにダイオード用半導体装置２４ｂを締結部材４４で締結固定する際、締結部材４４を回す工具を挿入するための貫通孔２３ｂが設けられている。また、配線基板２３には、インバータ筐体２１の突出部５２の部品連結面にパワー半導体装置２４ｃを締結部材で締結固定する際、締結部材を回す工具を挿入するための貫通孔（図示せず）も設けられている。 In the power semiconductor device 24c as well as the diode semiconductor device, the sealing body is indirectly connected to the component connection surface of the protruding portion 52 with the heat conductive member 46 interposed therebetween. In the power semiconductor device 24c, the sealing body is fastened and fixed to the component connection surface of the protrusion 52 by a fastening member (not shown).
The wiring board 23 has a through hole 23b for inserting a tool for turning the fastening member 44 when the diode semiconductor device 24b is fastened and fixed to the component connection surface 51a of the protrusion 51 of the inverter housing 21 by the fastening member 44. Is provided. Further, when the power semiconductor device 24c is fastened and fixed to the component connecting surface of the protruding portion 52 of the inverter housing 21 with a fastening member, a through hole (not shown) for inserting a tool for turning the fastening member is formed in the wiring board 23. ) Is also provided.

インバータ筐体２１は、図１、図３、図４、図６及び図８に示すように、インバータ筐体２１をその深さ方向に向かって平面視したとき、突出部５１と重畳する位置に底部２１ａから側壁部２１ｂに亘って連通する溝部５５を有している。このような溝部５５が設けられた部分ではインバータ筐体２１の突出部５１における肉厚が薄くなっている。この溝部５５は、後で詳細に説明するが、外気が風となって通流する風路として使用される。
溝部５５は、インバータ筐体２１の底部２１ａから側壁部２１ｂに亘って延在すると共に底部２１ａから配線基板２３側に傾斜する底面５６（図１、図４及び図６参照）を有している。本実施形態において、溝部５５の底面５６は、底部２１ａから側壁部２１ｂに亘って直線状で形成されている。また、溝部５５は、インバータ筐体２１をその深さ方向に向かって平面視したとき、溝部５５の幅方向に並列配置で複数設けられている（図３及び図８参照）。 As shown in FIGS. 1, 3, 4, 6, and 8, the inverter housing 21 is located at a position that overlaps the protruding portion 51 when the inverter housing 21 is viewed in plan in the depth direction. It has the groove part 55 connected from the bottom part 21a to the side wall part 21b. In the portion where such a groove portion 55 is provided, the thickness of the protruding portion 51 of the inverter housing 21 is thin. Although described in detail later, the groove portion 55 is used as an air passage through which the outside air flows as wind.
The groove 55 has a bottom surface 56 (see FIGS. 1, 4, and 6) that extends from the bottom 21 a of the inverter housing 21 to the side wall 21 b and is inclined from the bottom 21 a toward the wiring board 23. . In the present embodiment, the bottom surface 56 of the groove portion 55 is formed linearly from the bottom portion 21a to the side wall portion 21b. Further, when the inverter housing 21 is viewed in plan in the depth direction, a plurality of the groove portions 55 are provided in parallel with each other in the width direction of the groove portion 55 (see FIGS. 3 and 8).

なお、溝部５５は、突出部５１と同様に、インバータ筐体２１をその深さ方向に向かって平面視したとき、突出部５２と重畳する位置にも設けられている。
なお、本実施形態のインバータモジュール２０は、図示していないが、外部から電源供給及び制御信号を配線基板２３に伝送するケーブルや、このケーブルをインバータ筐体２１に挿入して水密保持する継手や、インバータ部１０ｂからモータ部１０ａに電源供給及び制御信号を転送するケーブル等も備えている。
また、締結部材４２，４４としては、ボルトとナットとを組み合わせた部材、若しくはネジ部材を用いることができる。 Similarly to the protruding portion 51, the groove portion 55 is also provided at a position overlapping the protruding portion 52 when the inverter housing 21 is viewed in plan in the depth direction.
Although not shown, the inverter module 20 according to the present embodiment includes a cable for transmitting power supply and control signals from the outside to the wiring board 23, a joint for inserting the cable into the inverter housing 21 and maintaining watertightness, A cable for transferring power supply and control signals from the inverter unit 10b to the motor unit 10a is also provided.
Further, as the fastening members 42 and 44, a member in which a bolt and a nut are combined, or a screw member can be used.

次に、配線基板２３の組み付け手順について、図４を用いて説明する。
まず、インバータ筐体２１及び配線基板２３を準備する。配線基板２３には、電力変換回路や制御回路を構成する複数の電子部品２４，２５が実装されている。配線基板２３の第１の面２３ｘ側には、背丈が高い円柱形状の電解コンデンサ２４ａが実装されている。一方、電解コンデンサ２４ａよりも背丈が低い電子部品のうち、発熱量が大きく、インバータ筐体２１の突出部５１，５２に連結されるダイオード用半導体装置２４ｂ及びパワー半導体装置２４ｃは実装されていない。 Next, the procedure for assembling the wiring board 23 will be described with reference to FIG.
First, the inverter housing 21 and the wiring board 23 are prepared. A plurality of electronic components 24 and 25 constituting a power conversion circuit and a control circuit are mounted on the wiring board 23. A cylindrical electrolytic capacitor 24 a having a high height is mounted on the first surface 23 x side of the wiring board 23. On the other hand, among the electronic components having a height shorter than that of the electrolytic capacitor 24a, the amount of heat generation is large, and the diode semiconductor device 24b and the power semiconductor device 24c connected to the protruding portions 51 and 52 of the inverter housing 21 are not mounted.

次に、インバータ筐体２１の突出部５１の部品連結面５１ａに熱伝導性部材４６を介在してダイオード用半導体装置２４ｂを締結部材４４で仮締結固定する。パワー半導体装置２４ｃにおいても、ダイオード用半導体装置と同様に、インバータ筐体２１の突出部５２の部品連結面に熱伝導性部材を介在して締結部材で仮固定する。この仮固定において、ダイオード用半導体装置２４ｂは、インバータ筐体２１の基板支持部２６の基板固定面に配線基板２３を締結固定する際に、配線基板２３のスルーホール電極２３ｄにダイオード用半導体装置２４ｂのリード６４がスムーズに挿通されるように位置合わせが行われる。また、パワー半導体装置２４ｃにおいても配線基板２３のスルーホール電極にパワー半導体装置２４ｃのリードがスムーズに挿通されるように位置合わせが行われる。   Next, the diode semiconductor device 24 b is temporarily fastened and fixed by the fastening member 44 with the heat conductive member 46 interposed between the component connection surfaces 51 a of the protrusion 51 of the inverter housing 21. Also in the power semiconductor device 24c, similarly to the diode semiconductor device, a heat conductive member is interposed on the component connection surface of the protruding portion 52 of the inverter housing 21 and temporarily fixed with a fastening member. In this temporary fixing, the diode semiconductor device 24 b is fixed to the through-hole electrode 23 d of the wiring substrate 23 when the wiring substrate 23 is fastened and fixed to the substrate fixing surface of the substrate support portion 26 of the inverter housing 21. Positioning is performed so that the lead 64 is smoothly inserted. Also in the power semiconductor device 24c, alignment is performed so that the leads of the power semiconductor device 24c are smoothly inserted into the through-hole electrodes of the wiring board 23.

次に、インバータ筐体２１の底部２１ａに配線基板２３の第１の面２３ｘが向かい合う状態で配線基板２３をインバータ筐体２１の基板支持部２６の基板固定面に締結部材４２で締結固定する。この配線基板２３の締結固定では、ダイオード用半導体装置２４ｂのリード６４を配線基板２３のスルーホール電極２３ｄに、そしてパワー半導体装置２４ｃのリードを配線基板２３の他のスルーホール電極に、それぞれ挿通させて行う。
次に、ダイオード用半導体装置２４ｂを仮固定している締結部材４４を緩めて、ダイオード用半導体装置２４のリード６４に加わっているストレスを解消した後、再度、締結部材４４を締め付けて突出部５１の部品連結面５１ａにダイオード用半導体装置２４ｂを本締結固定する。この締結部材４４の緩め及び締め付けは、配線基板２３の貫通孔２３ｂに工具を挿通させて行われる。この一連の作業は、パワー半導体装置２４ｃにおいても行われる。 Next, the wiring board 23 is fastened and fixed to the board fixing surface of the board support part 26 of the inverter casing 21 by the fastening member 42 with the first surface 23x of the wiring board 23 facing the bottom 21a of the inverter casing 21. In fastening and fixing the wiring board 23, the lead 64 of the diode semiconductor device 24b is inserted into the through-hole electrode 23d of the wiring board 23, and the lead of the power semiconductor device 24c is inserted into the other through-hole electrode of the wiring board 23. Do it.
Next, after loosening the fastening member 44 temporarily fixing the diode semiconductor device 24b to eliminate the stress applied to the lead 64 of the diode semiconductor device 24, the fastening member 44 is tightened again to project the protrusion 51. The diode semiconductor device 24b is finally fixed to the component connecting surface 51a. The fastening member 44 is loosened and tightened by inserting a tool through the through hole 23b of the wiring board 23. This series of operations is also performed in the power semiconductor device 24c.

次に、配線基板２３のスルーホール電極２３ｄと、このスルーホール電極２３ｄに挿通されたダイオード用半導体装置２４ｂのリード６４とを配線基板２３の第２の面２３ｙ側から半田４５で電気的にかつ機械的に接続する。この半田付けは、パワー半導体装置２３ｃにおいても同様に行う。これにより、インバータ筐体２１の収納部２２への配線基板２３の組み付けがほぼ完了する。
この配線基板２３の組み付けにおいて、配線基板２３の第１の面２３ｘ側に背丈の高い円柱形状の電解コンデンサが実装、即ち配線基板２３とインバータ筐体２１の底部２１ａとの間に背丈の高い円柱形状の電解コンデンサ２４ａが配置されているが、インバータ筐体２１は、底部２１ａからその上方の配線基板２３に向かって突出し、かつ電解コンデンサ２４ａの先端よりも配線基板２３側でダイオード用半導体装置２４ｂが連結される突出部５１を有しているので、電解コンデンサ２４ａよりも背丈の低いダイオード用半導体装置２４ｂをインバータ筐体２１に連結することができると共に配線基板２３に実装（半田付け）することができる。 Next, the through-hole electrode 23d of the wiring board 23 and the lead 64 of the diode semiconductor device 24b inserted through the through-hole electrode 23d are electrically and soldered from the second surface 23y side of the wiring board 23 with the solder 45. Connect mechanically. This soldering is similarly performed in the power semiconductor device 23c. Thereby, the assembly of the wiring board 23 to the storage part 22 of the inverter housing 21 is almost completed.
In assembling the wiring board 23, a tall columnar electrolytic capacitor is mounted on the first surface 23 x side of the wiring board 23, that is, a tall column between the wiring board 23 and the bottom portion 21 a of the inverter housing 21. Although the electrolytic capacitor 24a having the shape is arranged, the inverter housing 21 protrudes from the bottom portion 21a toward the wiring substrate 23 above the bottom portion 21a, and the semiconductor device 24b for diodes is closer to the wiring substrate 23 than the tip of the electrolytic capacitor 24a. Therefore, the diode semiconductor device 24b, which is shorter than the electrolytic capacitor 24a, can be connected to the inverter housing 21 and mounted (soldered) on the wiring board 23. Can do.

また、インバータ筐体２１は、底部２１ａからその上方の配線基板２３に向かって突出し、かつ電解コンデンサ２４ａの先端よりも配線基板２３側でパワー半導体装置２４ｃが連結される突出部５２を有しているので、この背丈の低いパワー半導体装置２４ｃにおいても、インバータ筐体２１に連結することができると共に配線基板２３に実装（半田付け）することができる。
次に、インバータ筐体２１の溝部５５における風の通流について、図９を用いて説明する。 Further, the inverter housing 21 has a protruding portion 52 that protrudes from the bottom portion 21a toward the wiring board 23 above the bottom portion 21a and to which the power semiconductor device 24c is connected on the wiring board 23 side from the tip of the electrolytic capacitor 24a. Therefore, even the power semiconductor device 24c having a low height can be connected to the inverter housing 21 and mounted (soldered) on the wiring board 23.
Next, wind flow in the groove 55 of the inverter housing 21 will be described with reference to FIG.

図９に示す排気ファン７０は、風洞部７１内に電動モータ１を備えている。電動モータ１は、支持部材７２を介して風洞部７１に支持されている。電動モータ１のシャフト１４の一端側にはファン７３が取り付けられており、電動モータ１がファン７３を回転させることで、風洞部７１内を電動モータ１のインバータ部１０ｂ側（上流側）からモータ部１０ａ側（下流側）に向かって外気（空気）が流れる。すなわち、外気が風７４となって風洞部７１内を流れる。
このとき、インバータ筐体２１の突出部５１及び５２における溝部５５にも底部２１ａ側から側壁部２１ｂ側に向かって風７４が通流するが、溝部５５の底面５６がインバータ筐体２１の底部２１ａから側壁部２１ｂに亘って連通すると共に底部２１ａ側からその内側（配線基板２３側）に傾斜しているので、溝部５５に淀むことなくスムーズに風７４が通り抜ける。 The exhaust fan 70 shown in FIG. 9 includes the electric motor 1 in the wind tunnel 71. The electric motor 1 is supported by the wind tunnel 71 via a support member 72. A fan 73 is attached to one end of the shaft 14 of the electric motor 1, and the electric motor 1 rotates the fan 73 so that the inside of the wind tunnel 71 is driven from the inverter 10 b side (upstream side) of the electric motor 1. Outside air (air) flows toward the portion 10a side (downstream side). That is, the outside air becomes the wind 74 and flows in the wind tunnel 71.
At this time, the wind 74 also flows from the bottom 21 a side to the side wall 21 b side in the groove portions 55 in the protrusions 51 and 52 of the inverter housing 21, but the bottom surface 56 of the groove portion 55 is the bottom portion 21 a of the inverter housing 21. From the bottom 21a side to the inner side (wiring board 23 side), the air flow 74 passes smoothly without being trapped in the groove portion 55.

また、溝部５５は、溝部５５の幅方向に並列配置で複数設けられているので、突出部において風７４と接する面積が増加している。
ここで、従来のインバータモジュールについて本実施形態の図面を参照して説明すると、従来のインバータモジュールは、インバータ筐体２１の底部２１ａが平坦（フラット）になっている（特許文献２の図３参照）。このため、背丈の高い電解コンデンサ２４ａが配線基板２３の第１の面２３ｘ側に実装される場合、配線基板から底部までの距離が長くなり、電解コンデンサ２４ａよりも背丈の低いダイオード用半導体装置２４ｂにおいてはインバータ筐体２１の底部２１ａ、即ちインバータ筐体２１に連結することが困難となるので、背丈の低いダイオード用半導体装置２４ｂが発する熱をインバータ筐体２１の外部に放散させる熱放散効果が低下し、熱冷却効果が低下する。 Further, since a plurality of the groove portions 55 are provided in parallel arrangement in the width direction of the groove portion 55, the area in contact with the wind 74 in the protruding portion is increased.
Here, the conventional inverter module will be described with reference to the drawings of this embodiment. In the conventional inverter module, the bottom 21a of the inverter housing 21 is flat (see FIG. 3 of Patent Document 2). ). For this reason, when the electrolytic capacitor 24a having a high height is mounted on the first surface 23x side of the wiring substrate 23, the distance from the wiring substrate to the bottom becomes longer, and the semiconductor device 24b for a diode having a lower height than the electrolytic capacitor 24a. Since it is difficult to connect to the bottom 21a of the inverter casing 21, that is, the inverter casing 21, the heat dissipation effect of radiating the heat generated by the low-height diode semiconductor device 24b to the outside of the inverter casing 21 is achieved. The heat cooling effect is reduced.

これに対し、本実施形態のインバータモジュール２０及びそれを備えた電動モータ１によれば、以下の効果が得られる。
（１）本実施形態のインバータモジュール２０のインバータ筐体２１は、底部２１ａからその上方の配線基板２３に向かって突出し、かつ電解コンデンサ２４ａの先端よりも配線基板２３側で電解コンデンサ２４ａよりも背丈の低いダイオード用半導体装置２４ｂが連結される突出部５１を有している。
したがって、本実施形態のインバータモジュール２０によれば、配線基板２３からインバータ筐体２１の底部２１ａまでの距離よりも配線基板２３から突出部５１までの距離が短くなるので、背丈の高い電解コンデンサ２４ａが配線基板２３の第１の面２３ｘ側に実装されていても、電解コンデンサ２４ａよりも背丈の低いダイオード用半導体装置２４ｂを突出部５１に連結、すなわちインバータ筐体２１に連結することができる。 On the other hand, according to the inverter module 20 of the present embodiment and the electric motor 1 including the same, the following effects can be obtained.
(1) The inverter housing 21 of the inverter module 20 of the present embodiment protrudes from the bottom 21a toward the wiring board 23 above the bottom 21a, and is taller than the electrolytic capacitor 24a on the wiring board 23 side than the tip of the electrolytic capacitor 24a. The protrusion 51 is connected to the low-diode semiconductor device 24b.
Therefore, according to the inverter module 20 of the present embodiment, the distance from the wiring board 23 to the protruding portion 51 is shorter than the distance from the wiring board 23 to the bottom 21a of the inverter housing 21, so that the electrolytic capacitor 24a having a high height is provided. Is mounted on the first surface 23 x side of the wiring board 23, the diode semiconductor device 24 b having a height shorter than that of the electrolytic capacitor 24 a can be connected to the protruding portion 51, that is, connected to the inverter housing 21.

これにより、背丈の低いダイオード用半導体装置２４ｂが発する熱はインバータ筐体２１に伝達され、インバータ筐体２１から外部に放散されるので、背丈の低いダイオード用半導体装置２４ｂが発する熱をインバータ筐体２１の外部に放散させる熱放散効果を高めることができ、熱冷却を促進することができる。この結果、熱に対する信頼性の高いインバータモジュール２０及びそれを備えた電動モータ１を提供することができる。
ここで、ダイオード用半導体装置２４ｂのリード６４に別部品のリードを接続してリード長を長くすることで、インバータ筐体２１の底部２１ａが平坦になっている場合でも背丈の低いダイオード用半導体装置２４ｂをインバータ筐体２１に連結させることができる。しかしながら、このような手法はコストの増加を招く。
これに対し、本実施形態のインバータモジュール２０ではダイオード用半導体装置２４ｂのリード６４を追加部品により延長することなく、熱放散効果を高めることができるので、高コスト化を抑制することができる。 As a result, the heat generated by the short semiconductor diode device 24b is transmitted to the inverter housing 21 and dissipated from the inverter housing 21 to the outside, so that the heat generated by the low semiconductor diode device 24b is converted to the inverter housing. The heat dissipation effect to be diffused to the outside of 21 can be enhanced, and thermal cooling can be promoted. As a result, it is possible to provide the inverter module 20 with high reliability against heat and the electric motor 1 including the same.
Here, by connecting a lead of another component to the lead 64 of the semiconductor device for diode 24b and increasing the lead length, the semiconductor device for diode having a low height even when the bottom portion 21a of the inverter housing 21 is flat. 24 b can be connected to the inverter housing 21. However, such a method causes an increase in cost.
On the other hand, in the inverter module 20 of the present embodiment, the heat dissipation effect can be enhanced without extending the leads 64 of the diode semiconductor device 24b with additional components, so that the cost increase can be suppressed.

（２）本実施形態のインバータモジュール２０のインバータ筐体２１は、インバータ筐体２１をその深さ方向に向かって平面視したとき、突出部５１と重畳する位置に底部２１ａから側壁部２１ｂに亘って連通する溝部５５を有している。
したがって、本実施形態のインバータモジュール２０によれば、溝部５５が設けられた部分ではインバータ筐体２１の突出部５１における肉厚が薄くなるので、溝部５５を設けない場合と比較して突出部５１の熱伝導性が良くなる。この結果、背丈の低いダイオード用半導体装置２４ｂが発する熱をインバータ筐体２１の外部に放散させる熱放散効果をより高めることができるので、更に熱に対する信頼性の高いインバータモジュール２０及びそれを備えた電動モータ１を提供することができる。 (2) The inverter housing 21 of the inverter module 20 of the present embodiment extends from the bottom portion 21a to the side wall portion 21b at a position overlapping with the protruding portion 51 when the inverter housing 21 is viewed in plan in the depth direction. And a groove portion 55 communicating therewith.
Therefore, according to the inverter module 20 of the present embodiment, the thickness of the protruding portion 51 of the inverter housing 21 is reduced in the portion where the groove portion 55 is provided, so that the protruding portion 51 is compared with the case where the groove portion 55 is not provided. The thermal conductivity of is improved. As a result, the heat dissipation effect of dissipating the heat generated by the short semiconductor device 24b for the diode to the outside of the inverter housing 21 can be further enhanced, and thus the inverter module 20 with higher heat reliability and the same are provided. The electric motor 1 can be provided.

（３）本実施形態のインバータモジュール２０において、溝部５５は、インバータ筐体２１の底部２１ａから側壁部２１ｂに亘って延在すると共に底部２１ａから配線基板２３側に傾斜する底面５６（図１、図４及び図６参照）を有している。
したがって、本実施形態のインバータモジュール２０によれば、電動モータ１のインバータ部１０ｂ側（上流側）からモータ部１０ａ側（下流側）に向かって外気（空気）が風７４となって流れる際、インバータ筐体２１の突出部５１における溝部５５にも底部２１ａ側から側壁部２１ｂ側に向かって風７４が通流するが、溝部５５の底面５６が底部２１ａ側からその内側（配線基板２３側）に傾斜しているので、溝部５５に淀むことなくスムーズに風７４が通り抜ける。
これにより、背丈の低いダイオード用半導体装置２４ｂが発する熱は突出部５１に伝達され、突出部５１に伝達された熱は溝部５５を通り抜ける外気（風７４）に効率良く伝達されるので、背丈の低いダイオード用半導体装置２４ｂが発する熱をインバータ筐体２１の外部に放散させる熱放散効果を更に高めることができる。この結果、更に熱に対する信頼性の高いインバータモジュール２０及びそれを備えた電動モータ１を提供することができる。 (3) In the inverter module 20 of the present embodiment, the groove portion 55 extends from the bottom portion 21a of the inverter housing 21 to the side wall portion 21b and is inclined from the bottom portion 21a to the wiring board 23 side (see FIG. 1). 4 and 6).
Therefore, according to the inverter module 20 of the present embodiment, when the outside air (air) flows as the wind 74 from the inverter unit 10b side (upstream side) of the electric motor 1 toward the motor unit 10a side (downstream side), The wind 74 also flows from the bottom 21a side to the side wall 21b side in the groove portion 55 in the protruding portion 51 of the inverter housing 21, but the bottom surface 56 of the groove portion 55 is located on the inner side (wiring board 23 side) from the bottom portion 21a side. Therefore, the wind 74 smoothly passes through the groove 55 without being trapped.
Thereby, the heat generated by the semiconductor device 24b having a low height is transmitted to the protrusion 51, and the heat transmitted to the protrusion 51 is efficiently transferred to the outside air (wind 74) passing through the groove 55. The heat dissipation effect of dissipating the heat generated by the low diode semiconductor device 24b to the outside of the inverter housing 21 can be further enhanced. As a result, it is possible to provide the inverter module 20 with higher reliability against heat and the electric motor 1 including the same.

（４）本実施形態のインバータモジュール２０において、溝部５５は、インバータ筐体２１をその深さ方向に向かって平面視したとき、溝部５５の幅方向に並列配置で複数設けられている。
したがって、本実施形態のインバータモジュール２０によれば、インバータ筐体２１の突出部５１において外気（風７４）と接する面積が増加するので、背丈の低いダイオード用半導体装置２４ｂが発する熱をインバータ筐体２１の外部に放散させる熱放散効果を更に高めることができる。この結果、更に熱に対する信頼性の高いインバータモジュール２０及びそれを備えた電動モータ１を提供することができる。
ここで、上記の効果の説明では、背丈の低いダイオード用半導体装置２４ｂが連結される突出部５１について説明したが、背丈の低いパワー半導体装置２４ｃが連結される突出部５２においても、突出部５１と同様の効果が得られる。 (4) In the inverter module 20 of this embodiment, when the inverter housing 21 is viewed in plan in the depth direction, a plurality of grooves 55 are provided in parallel in the width direction of the grooves 55.
Therefore, according to the inverter module 20 of the present embodiment, the area in contact with the outside air (wind 74) in the protrusion 51 of the inverter casing 21 increases, so that the heat generated by the low-height diode semiconductor device 24b is generated in the inverter casing. The heat dissipating effect dissipated to the outside of 21 can be further enhanced. As a result, it is possible to provide the inverter module 20 with higher reliability against heat and the electric motor 1 including the same.
Here, in the description of the above-described effect, the protruding portion 51 to which the diode semiconductor device 24b having a low height is connected has been described, but the protruding portion 51 is also included in the protruding portion 52 to which the power semiconductor device 24c having a low height is connected. The same effect can be obtained.

なお、前述の実施形態では、突出部５１の部品連結面５１ａに熱伝導性部材４６を介在して間接的にダイオード用半導体装置２４ｂを連結させた場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、突出部５１の部品連結面５１ａに直にダイオード用半導体装置２４ｂを連結させてもよい。そして、パワー半導体装置２４ｃにおいても同様に突出部５２の部品連結面に直に連結させてもよい。
また、前述の実施形態では、突出部５１の部品連結面５１ａがインバータ筐体２１の側壁部２１ｂに対して略直交し、配線基板２３の第１の面２３ｘに対して略平行となるように構成した場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、突出部５１の部品連結面５１ａは、インバータ筐体２１の側壁部２１ｂ及び配線基板２３の第１の面２３ｘに対して傾斜するように構成してもよい。そして、突出部５２の部品連結面においても同様にインバータ筐体２１の側壁部２１ｂ及び配線基板２３の第１の面２３ｘに対して傾斜するように構成してもよい。 In the above-described embodiment, the case where the diode semiconductor device 24b is indirectly connected to the component connection surface 51a of the protrusion 51 via the heat conductive member 46 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the diode semiconductor device 24b may be directly coupled to the component coupling surface 51a of the protrusion 51. Similarly, in the power semiconductor device 24c, the power semiconductor device 24c may be directly connected to the component connection surface of the protrusion 52.
Further, in the above-described embodiment, the component connecting surface 51 a of the protruding portion 51 is substantially orthogonal to the side wall portion 21 b of the inverter housing 21 and substantially parallel to the first surface 23 x of the wiring board 23. The case where it is configured has been described. However, the present invention is not limited to this, and the component connecting surface 51a of the protruding portion 51 is configured to be inclined with respect to the side wall portion 21b of the inverter housing 21 and the first surface 23x of the wiring board 23. May be. Similarly, the component connection surface of the protruding portion 52 may be configured to be inclined with respect to the side wall portion 21b of the inverter housing 21 and the first surface 23x of the wiring board 23.

また、前述の実施形態では、突出部５１の配線基板２３と向かい合う上面にダイオード用半導体装置２４ｂを連結した場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、突出部５１の突出方向に沿う側面にダイオード用半導体装置２４ｂを連結してもよい。そして、パワー半導体装置２４ｃにおいても同様に、突出部５２の突出方向に沿う側面に連結させてもよい。
また、前述の実施形態では、溝部５５の底面５６を直線状に形成した場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、溝部５５の底面５６は、インバータ筐体２１の底部２１ａから側壁部２１ｂに亘って内側に湾曲する湾曲形状、若しくは一段又は複数段に屈曲する屈曲形状で形成してもよい。 In the above-described embodiment, the case where the diode semiconductor device 24b is connected to the upper surface of the protruding portion 51 facing the wiring board 23 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the diode semiconductor device 24b may be connected to the side surface of the protruding portion 51 along the protruding direction. Similarly, in the power semiconductor device 24c, the power semiconductor device 24c may be connected to a side surface along the protruding direction of the protruding portion 52.
In the above-described embodiment, the case where the bottom surface 56 of the groove portion 55 is formed in a straight line has been described. However, the present invention is not limited to this, and the bottom surface 56 of the groove portion 55 is curved inwardly from the bottom portion 21a to the side wall portion 21b of the inverter housing 21 or bent in one or more steps. It may be formed in a bent shape.

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
以上説明したように、本発明に係る電子装置及び電動モータは、熱に対する信頼性を高めることができるという効果を有し、回路を構成する複数の電子部品が実装された配線基板を筐体内に収納する電子装置及びそれを備えた電動モータに有用である。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.
As described above, the electronic device and the electric motor according to the present invention have an effect of improving reliability against heat, and a wiring board on which a plurality of electronic components constituting a circuit are mounted is provided in the housing. It is useful for an electronic device to be stored and an electric motor including the electronic device.

１…電動モータ
１０ａ…モータ部、１０ｂ…インバータ部、１１…モータ筐体、１２…ロータコア、１３…マグネット、１４…シャフト、１５，１６…ベアリング、１７…凸状フィン
２０…インバータ（電力変換装置）、２１…インバータ筐体、２１ａ…底部、２１ｂ…側壁部、２２…収納部、２２ａ…第１の空間領域、２２ｂ…第２の空間領域
２３…配線基板、２３ｂ…貫通孔、２３ｃ，２３ｄ…スルーホール電極、２３ｘ…第１の面（下面）、２３ｙ…第２の面（上面）、２４…電子部品、２４ａ…コンデンサ（第１の電子部品）、２４ｂ…ダイオード用半導体装置（第２の電子部品）、２４ｃ…パワー半導体装置（第２の電子部品）、２５…電子部品、２６…基板支持部、２７…凸状フィン
４０…隙間部、４２，４４…締結部材、４５…半田
５１，５２…突出部、５１ａ…部品連結面
６０…リード、６１…半導体チップ、６２…支持板、６３…封止体、６４…リード、６４ａ…第１の部分、６４ｂ…第２の部分
７０…排気ファン、７１…風洞、７２…支持部、７３…ファン、７４…風 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric motor 10a ... Motor part, 10b ... Inverter part, 11 ... Motor housing, 12 ... Rotor core, 13 ... Magnet, 14 ... Shaft, 15, 16 ... Bearing, 17 ... Convex fin 20 ... Inverter (power converter) , 21... Inverter housing, 21 a... Bottom part, 21 b .. side wall part, 22 .. storage part, 22 a... First space region, 22 b .. second space region 23 .. wiring board, 23 b. ... through-hole electrode, 23x ... first surface (lower surface), 23y ... second surface (upper surface), 24 ... electronic component, 24a ... capacitor (first electronic component), 24b ... semiconductor device for diode (second 24c: power semiconductor device (second electronic component), 25: electronic component, 26: substrate support part, 27: convex fin 40: gap part, 42, 44 ... fastening member, 4 DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Solder 51, 52 ... Projection part, 51a ... Component connection surface 60 ... Lead, 61 ... Semiconductor chip, 62 ... Support plate, 63 ... Sealing body, 64 ... Lead, 64a ... First part, 64b ... Second 70 ... exhaust fan, 71 ... wind tunnel, 72 ... support part, 73 ... fan, 74 ... wind

Claims (5)

底部及び側壁部を有する筐体と、
前記底部から離間する状態で前記筐体に収納された配線基板と、
前記底部と対向する前記配線基板の第１の面と、
前記第１の面に実装された第１の電子部品と、
前記第１の面に実装され、前記第１の電子部品よりも実装高さの低い第２の電子部品とを備え、
前記底部は、前記第１の電子部品の先端よりも前記配線基板側まで突出し、前記第２の電子部品が連結された突出部を有し、
前記筐体は、前記突出部と重畳する位置の外側に前記底部から前記側壁部に亘って連通する溝部を有し、
前記溝部は、前記底部から前記配線基板側に傾斜する底面を有していることを特徴とする電子装置。 A housing having a bottom and a side wall;
A wiring board housed in the housing in a state of being separated from the bottom,
A first surface of the wiring board facing the bottom;
A first electronic component mounted on the first surface;
A second electronic component mounted on the first surface and having a mounting height lower than that of the first electronic component;
The bottom portion protrudes to the wiring board side from the tip of the first electronic component, and has a protruding portion to which the second electronic component is connected ,
The housing has a groove portion that communicates from the bottom portion to the side wall portion outside the position overlapping the protruding portion,
The electronic device according to claim 1, wherein the groove portion has a bottom surface that is inclined from the bottom portion toward the wiring board . 請求項１に記載の電子装置において、
前記溝部は、前記溝部の幅方向に並列配置で複数設けられていることを特徴とする電子装置。 The electronic device according to claim 1 ,
2. The electronic device according to claim 1, wherein a plurality of the groove portions are arranged in parallel in the width direction of the groove portions. 請求項１又は請求項２に記載の電子装置において、
前記第２の電子部品は、前記突出部に直に、若しくは熱伝導性部材を介在して間接的に連結されていることを特徴とする電子装置。 The electronic device according to claim 1 or 2 ,
The electronic device is characterized in that the second electronic component is connected to the protrusion directly or indirectly through a heat conductive member. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の電子装置において、
前記第１の電子部品はコンデンサ、前記第２の電子部品は半導体装置であることを特徴とする電子装置。 The electronic device according to any one of claims 1 to 3 ,
The first electronic component is a capacitor, and the second electronic component is a semiconductor device. 請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の電子装置を備えていることを特徴とする電動モータ。 An electric motor comprising the electronic device according to any one of claims 1 to 4 .
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