JP2005143151A - 環状パワーモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】パワーモジュール及びモータが設置される部位のスペース効率を向上するとともに、モータの相数を容易に変更できるようにする。
【解決手段】例えば電源側の第１環状導体２１と設置側の第２環状導体２２とを同心円上に配置し、第１環状導体２１と第２環状導体２２との間にインバータのハイアーム側スイッチング素子とローアーム側スイッチング素子を備えるパワー素子部２３ａ〜２３ｆを接続し、各相毎に、両スイッチング素子３１，３２同士の接続点から金属部材等で直接モータコイル１２ａ〜１２ｆの接続端子９に接続する。モータとインバータとの間の配線を省略でき、またこれらの冷却装置を共用できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータを駆動するためのパワー素子部を備える環状パワーモジュールに関するものである。

従来、例えばハイブリッドカーのエンジンモータを駆動するために、パワーモジュールとして図２１のようなインバータ装置１が使用されていた。このインバータ装置１は、車両走行用の三相交流電動機であるモータ２を駆動する三相インバータであって、モータ２のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各相におけるそれぞれのハイアーム側スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃとして例えばＳｉＣ、ＧａＮ、Ｃなどの高温動作可能なワイドバンドギャップデバイスやＮチャネルのパワーＭＯＳＦＥＴ等を有し、また各相におけるそれぞれのローアーム側スイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃとして例えばＳｉＣ、ＧａＮ、Ｃなどの高温動作可能なワイドバンドギャップデバイスやＮチャネルのパワーＭＯＳＦＥＴ等を有する。

ハイアーム側スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃのドレインはプラス（＋）側電源Ｐに共に接続され、同じくその各ソースはそれぞれ同相のローアーム側スイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃの各ドレインに接続されている。また、ローアーム側スイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃのソースは共にマイナス（−）側Ｎに接続されている。さらに、各スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃに対して、これらが電流を流す方向とは反対側に電流を流すフリーホイールダイオード５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃがそれぞれ並列に接続されている。そして、ハイアーム側スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃの各ソースとローアーム側スイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃの各ドレインとの接続点の電圧が、モータ２のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各相に接続される。

ここで、図２１中の符号７ａ，７ｂ，７ｃ，８ａ，８ｂ，８ｃは、各スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃの制御入力端子であるゲート端子を示しており、所定の制御部からゲート端子７ａ，７ｂ，７ｃ，８ａ，８ｂ，８ｃに与えられる制御信号に応じたタイミングで、各スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃがオンオフする。

尚、各スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃとしては、一般的なインバータで使用されているものであれば図２１のようなパワーＭＯＳＦＥＴに限られず、パワー接合トランジスタまたはＩＧＢＴなどの他のスイッチング素子が使用されることもある。

ここで、従来においては、図２２の如く、インバータ装置１とモータ２とを互いに別個独立したユニットとして個別に構成し、インバータ装置１の各相の出力端子９ａ，９ｂ，９ｃとモータ２との間にパワーケーブル１０ａ，１０ｂ，１０ｃを配線していた。

また、一般にインバータ装置１とモータ２は双方とも発熱するため、それぞれに冷却装置（図示省略）を設置していた。

従来では、上述のように、図２２の如く、パワーモジュールとしてのインバータ装置１とモータ２とを互いに別個独立したユニットとして個別に構成していたため、インバータ装置１の各相の出力端子９ａ，９ｂ，９ｃとモータ２との間にパワーケーブル１０ａ，１０ｂ，１０ｃを配線する必要があった。このため、大きな配線スペースを必要とした。

また、従来では、パワーモジュールとしてのインバータ装置１とモータ２のそれぞれに冷却装置を設置する必要があったため、スペース効率が悪かった。例えば、水または油等の冷媒を配管を通じて供給する場合は、その配管の設置スペースが必要であり、また配策レイアウトも煩雑となっていた。

あるいは、空冷によりインバータ装置（パワーモジュール）１及びモータ２を冷却する場合、空冷スペースが多大に必要となっていた。

さらにまた、従来においては、通常、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の制御をインバータ装置１で行っていたが、相数を増加するなどの回路設計上の変更を行う場合には、その分パワーケーブル１０ａ，１０ｂ，１０ｃを新たに配線しなければならず、不便であった。

そこで、本発明の課題は、パワーモジュール及びモータが設置される部位のスペース効率を向上するとともに、モータの相数を容易に変更し得る環状パワーモジュールを提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、モータを駆動するためのパワー素子部を備える環状パワーモジュールであって、前記モータの外周に沿って環状に形成された環状導体と、前記モータ内のモータコイルと同数、その数を整数で割った数または整数倍の数に設けられ、前記環状導体に接続され、前記モータコイルに近傍する位置に配置されて当該モータコイルにそれぞれ接続される前記パワー素子部とを備えるものである。

請求項２に記載の発明は、前記環状導体が、前記モータの外周に沿って環状に形成されて第１の電位に設定される第１環状導体と、前記第１環状導体に非接続とされ、且つ前記モータの外周に沿って環状に形成されて第２の電位に設定される第２環状導体とを含み、前記各パワー素子部が、前記第１環状導体と前記第２環状導体との間に接続されるものである。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の環状パワーモジュールであって、前記各パワー素子部が、前記第１環状導体と前記前記モータ内のモータコイルとの接続と遮断とを切り替える第１のスイッチング素子と、前記第２環状導体と前記前記モータ内のモータコイルとの接続と遮断とを切り替える第２のスイッチング素子とをそれぞれ備えるものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の環状パワーモジュールであって、前記モータの外装の内部に組み込まれるものである。

請求項５に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の環状パワーモジュールであって、前記モータがバスリング型モータであって、前記第１環状導体及び前記第２環状導体の少なくとも一方が、前記モータのバスリングである。

請求項６に記載の発明は、請求項２、請求項３または請求項５に記載の環状パワーモジュールであって、前記第１環状導体と前記第２環状導体との間で、前記パワー素子部が設置された領域以外の部分に接続された他の電気部品をさらに備えるものである。

請求項７に記載の発明は、請求項２に記載の環状パワーモジュールであって、前記第２の電位が接地電位であり、前記第２環状導体が、最も外周に配置されるものである。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の環状パワーモジュールであって、前記モータに対する各相毎に、複数の前記パワー素子部が並列に設けられ、各相における複数の前記パワー素子部が、前記環状導体の環形状に沿って均等距離に離間配置されたものである。

請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の環状パワーモジュールであって、前記パワー素子部の各相同士の離間距離が、前記環状導体の環形状に沿って均等に設定されたものである。

請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の環状パワーモジュールであって、前記モータに対する各相毎に、複数の前記パワー素子部が並列に設けられ、各相における複数の前記パワー素子部が、前記環状導体の環形状に沿って均等距離に離間配置され、且つ、前記パワー素子部の各相同士の離間距離が、各相における複数の前記パワー素子部同士の離間距離に等しい距離で、前記環状導体の環形状に沿って均等に設定されたものである。

請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の環状パワーモジュールであって、前記環状導体及び前記パワー素子部を保持するとともに、内部に冷媒流路が形成された保持体をさらに備えるものである。

請求項１２に記載の発明は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の環状パワーモジュールであって、前記環状導体の内部に、冷媒流路が形成されたものである。

尚、本明細書及び特許請求の範囲において、「均等」及び「等しい」という用語は、必ずしも厳密に「完全な均等」を意味するだけでなく、ある程度のばらつきを許容しつつ大まかな意味で均等であり、または等しければよい。この場合に許容されるばらつきは、製造上の寸法誤差によるばらつきと、設計上の意図的な寸法上のばらつきとの両方が含まれる。したがって、本明細書及び特許請求の範囲において、「均等距離」及び「等しい距離」という用語も、厳密に均等な寸法で設定された距離を意味するだけでなく、ある程度の寸法上のばらつきを許容しつつ大まかな意味で均等に設定された距離をも含むものである。

請求項１及び請求項２に記載の発明の環状パワーモジュールは、環状導体（請求項２では第１環状導体及び第２環状導体）にパワー素子部を接続して環状に形成し、このパワー素子部をモータ内の各モータコイルに近傍する位置で当該各モータコイルにそれぞれ接続しているので、パワー素子部からモータコイルまでを接続するためのパワーケーブルを省略でき、配線省略によってスペース効率を大幅に向上することができる。

また、モータとパワー素子部を近接配置しているので、モータに対する冷却装置と環状パワーモジュールに対する冷却装置とを共用することができる。例えば、水または油等の冷媒を配管を通して冷却する場合の配管の設置スペースが少なくて済み、あるいは、空冷する場合は空冷スペースが少なくて済む。したがって、冷却装置についてのスペース効率をも向上することができる。

さらに、環状導体（請求項２では第１環状導体及び第２環状導体）が環状に形成されるので、パワー素子部の冷却部材として空気接触面積を大きくとることができ便利である。

さらにまた、環状パワーモジュール内で環状導体の任意の位置にパワー素子部を設置することが可能であるので、モータコイルの個数変更（モータの相数の変更）等の回路設計上の変更を行う場合に、製造工程においてその設計変更に容易に対応できるだけでなく、従来のようにパワーケーブルを新たに配線する必要がないため、便利である。

また、請求項２に記載の発明の環状パワーモジュールは、環状導体が、モータの外周に沿って環状に形成されて第１の電位に設定される第１環状導体と、第１環状導体に非接続とされ、且つモータの外周に沿って環状に形成されて第２の電位に設定される第２環状導体とを含んでいるため、両環状導体の間の間隙や、モータと環状導体との間の間隙を空冷スペースとして利用できる利点がある。

請求項３に記載の発明の環状パワーモジュールは、各パワー素子部が、第１環状導体とモータ内のモータコイルとの接続と遮断とを切り替える第１のスイッチング素子と、第２環状導体とモータ内のモータコイルとの接続と遮断とを切り替える第２のスイッチング素子とをそれぞれ備えるよう構成されるので、この環状パワーモジュールをインバータ装置として利用することが可能である。この場合、インバータ装置とモータとの配線を省略でききることによるスペース効率の向上を図ることができ、またインバータ装置の発熱とモータの発熱とを単一の冷却装置で冷却できる。

請求項４に記載の発明では、環状パワーモジュールがモータの外装の内部に組み込まれるので、スペース効率が向上するだけでなく、環状パワーモジュール一体型のモータとして取り扱いが便利である。特に、請求項３のように環状パワーモジュールがインバータ装置である場合に有効である。

請求項５に記載の発明の環状パワーモジュールは、モータがバスリング型モータであって、第１環状導体及び第２環状導体の少なくとも一方を、モータのバスリングで兼用しているので、部品コストが低減するとともに、スペース効率をさらに向上することができる。

請求項６に記載の発明の環状パワーモジュールは、第１の電位と第２の電位との間に接続される他の電気部品がある場合に、第１環状導体と第２環状導体との間の領域であって、パワー素子部を接地した以外の余ったスペースに他の電気部品を接地することができるので、さらにスペース効率を向上することができる。特に、請求項３のように環状パワーモジュールがインバータ装置である場合に、直流電源側であるＰ（＋）端子とローアーム側スイッチング素子の接地側であるＮ端子との間にダイオードやコンデンサ等の他の電気部品が接続されるのが通常であるため、この電気部品を、外付けではなく第１環状導体と第２環状導体との間の余った領域に容易に接続することができ便利である。

請求項７に記載の発明の環状パワーモジュールは、第２の電位が接地電位であり、第２環状導体が最も外周に配置されるので、この第２環状導体を自動車のボディ等の接地部位に容易に接続でき、マイナス（−）側Ｎを接地と共用することにより配線効率が向上する。

請求項８に記載の発明の環状パワーモジュールは、各相において同時に動作するパワー素子部同士が均等な間隔で互いに離間しているので、発熱分布を分散させることができる。したがって、各相において同時に動作するパワー素子部同士を不均等な間隔で離間させる場合に比べて、放熱効率を向上できる。

請求項９に記載の発明の環状パワーモジュールは、各相同士の離間間隔を均等にしているので、発熱分布を分散させることができる。したがって、各相同士の間隔を不均等に設定する場合に比べて、放熱効率を向上できる。

請求項１０に記載の発明の環状パワーモジュールは、全てのパワー素子部を環状パワーモジュールの全体に亘って均等な離間間隔で配置することができ、発熱分布を均等に分散させることができる。したがって、放熱効率を大幅に向上できる。

請求項１１に記載の発明の環状パワーモジュールは、保持体内に冷媒流路を形成し、また請求項１２に記載の発明の環状パワーモジュールは、環状導体の内部に冷媒流路を形成しているので、この冷媒流路に冷媒を流すことで、冷却効果を向上することができる。

｛第１の実施の形態｝
＜構成＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係る環状パワーモジュール１１の一例を示す図、図２はこの環状パワーモジュール１１が適用される自動車を示すブロック図、図３は環状パワーモジュール１１の一部拡大破断斜視図である。尚、この実施形態では、理解の容易という便宜上の理由から、環状パワーモジュール１１をモータ１２と別体に構成している例を説明する。

この環状パワーモジュール１１は、図１の如く、断面円形に形成された例えば三相交流電動機であるモータ１２の外周の全周に亘って設置されたものであり、例えば図２の如く、ハイブリッドカー１３の走行用のモータ（エンジンモータ）１２を駆動するインバータ装置として適用される。尚、図２中の符号１４はタイヤ、符号１５はガソリンエンジン、符号１６は発電機、符号１７はバッテリ、符号１８は高電圧リレー、符号１９は昇圧コンバータをそれぞれ示している。また、モータ１２の例として、この実施形態では、図１の如く、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の三相それぞれに２個ずつの合計６個のモータコイル１２ａ〜１２ｆを有したものを適用している。

そして、この環状パワーモジュール１１は、直流電源を供給するよう互いに離間して近接配置された一対の環状導体２１，２２と、両環状導体２１，２２の間に接続される複数（６個のモータコイル１２ａ〜１２ｆを備えるモータ１２の場合は６個）のパワー素子部２３ａ〜２３ｆとを備える。

各環状導体２１，２２は、例えば銅または銅合金等の導電材料が使用されて、モータ１２の外周形状に対応して円環形状に形成されたバスバーである。両環状導体２１，２２は、同心円状に２重に配置され、且つ互いに離間した状態で設置される。

一方の環状導体（第１環状導体）２１は、図２１においてハイアーム側スイッチング素子３ａ，３ｂ，３ｃのドレインをプラス（＋）側電源Ｐの電位（第１の電位）に共通に接続するため配線に相当するバスバーであり、他方の環状導体（第２環状導体）２２は、図２１においてローアーム側スイッチング素子４ａ，４ｂ，４ｃのソースを共通にマイナス（−）側の電位（第２の電位）に設定するため配線に相当するバスバーである。そして、図３のように第１環状導体２１の同心円上の外周側に第２環状導体２２が配置される。

個々のパワー素子部２３ａ〜２３ｆは、それぞれ少なくとも１組のスイッチング素子３１，３２を備える。各パワー素子部２３ａ〜２３ｆの例として、１個のパワー素子部２３ａを図４に示す。このパワー素子部２３ａは、図４の如く、図２１中の符号３ａ，３ｂ，３ｃに相当するハイアーム側スイッチング素子（第１のスイッチング素子）３１と、同じく符号４ａ，４ｂ，４ｃに相当するローアーム側スイッチング素子（第２のスイッチング素子）３２とが対になってそれぞれ構成され、この一対のスイッチング素子３１，３２から構成される各パワー素子部２３ａ〜２３ｆが、モータ１２の６個の各モータコイル１２ａ〜１２ｆにそれぞれ一対一に対応して、当該各モータコイル１２ａ〜１２ｆの接続端子９に近傍する位置にそれぞれ設置される。また、他のパワー素子部２３ｂ〜２３ｆも図４に示したパワー素子部２３ａと同様の構成である。各パワー素子部２３ａ〜２３ｆの各スイッチング素子３１，３２は、例えばＮチャネルのパワーＭＯＳＦＥＴ、ＪＦＥＴ、ＩＧＢＴまたはＳｉＣ、ＧａＮ、Ｃなどの高温動作可能なワイドバンドギャップデバイス等が使用される。

これらのスイッチング素子３１，３２は、ベアチップを適用しても差し支えないが、組立性を考慮し、組み立て構造のパッケージが用いられる。このようにパッケージ構造を採用することにより、パッケージ間の空間を空冷スペースとして利用できる利点がある。

この各パワー素子部２３ａ〜２３ｆ内の一対のスイッチング素子３１，３２は、ソースとドレインの関係が逆転すること以外は、互いに同一の素子構造を有している。具体的に、図４に示したパワー素子部２３ａのハイアーム側スイッチング素子３１は、底面にドレイン電極３３が形成され、一側面にソース電極３４が形成され、他の側面にゲート電極３５が形成された箱形の部材として構成されており、また、ローアーム側スイッチング素子３２は、上面にソース電極３６が形成され、一側面にドレイン電極３７が形成され、他の側面にゲート電極３８が形成された箱形の部材として構成されている。ただし、ハイアーム側スイッチング素子３１のドレイン電極３３とローアーム側スイッチング素子３２のソース電極３６とは実際には同一の構成であって、また、ハイアーム側スイッチング素子３１のソース電極３４とローアーム側スイッチング素子３２ドレイン電極３７とも実際には同一の構成である。即ち、両スイッチング素子３１，３２は同一の構造を有する部品を、互いに天地が逆転するように設置されるだけで、それぞれのスイッチング素子３１，３２がハイアーム側スイッチング素子３１とローアーム側スイッチング素子３２として機能するものである。この点について、他のパワー素子部２３ｂ〜２３ｆも、図４に示したパワー素子部２３ａと同様である。

そして、ハイアーム側スイッチング素子３１のソース電極３４と、ローアーム側スイッチング素子３２のドレイン電極３７とが同一方向に臨むように並置され、さらにハイアーム側スイッチング素子３１のソース電極３４とローアーム側スイッチング素子３２のドレイン電極３７とが、図３に示した出力端子３９に共に接続される。

そして、出力端子３９は、モータ１２の６個のモータコイル１２ａ〜１２ｆのうち最も近傍に配置されるモータコイル１２ａ〜１２ｆ（図１）の接続端子９に直接に係合するなどして接続される。

また、ハイアーム側スイッチング素子３１のドレイン電極３７は、ハンダまたは導電接着材により第１環状導体２１に面接続され、またローアーム側スイッチング素子３２のソース電極３４はハンダまたは導電接着材により第２環状導体２２に面接続される。

さらに、各スイッチング素子３１，３２のゲート３５，３８は、図２１中の制御入力端子であるゲート端子７ａ，７ｂ，７ｃ，８ａ，８ｂ，８ｃに相当する接続部材４１（図３）を通じて、個別にフラットケーブル等の電線束４２として束ねられた複数の制御線４２ａ〜４２ｆ（図４）のいずれかに個々に接続される。

この環状パワーモジュール１１のモータ１２が６個のモータコイル１２ａ〜１２ｆを有する回路構成例を示した図が図５である。尚、ハイアーム側スイッチング素子３１及びローアーム側スイッチング素子３２の符号を１個のパワー素子部２３ａのみ表示し、他のパワー素子部２３ｂ〜２３ｆについては符号３１，３２を省略しているが、他のパワー素子部２３ｂ〜２３ｆも同様にハイアーム側スイッチング素子３１及びローアーム側スイッチング素子３２を備えていることに変わりはない。

図５において、第１のパワー素子部２３ａと第４のパワー素子部２３ｄがモータ１２のＵ相のスイッチ切替を行い、第２のパワー素子部２３ｂと第５のパワー素子部２３ｅがモータ１２のＶ相のスイッチ切替を行い、第３のパワー素子部２３ｃと第６のパワー素子部２３ｆがモータ１２のＷ相のスイッチ切替を行うよう、各相のモータコイル１２ａ〜１２ｆに近傍して配置されている。

また、全てのパワー素子部２３ａ〜２３ｆにおいて、ハイアーム側スイッチング素子３１のドレイン電極３３が第１環状導体２１に共通に接続され、さらに、全てのパワー素子部２３ａ〜２３ｆにおいて、ローアーム側スイッチング素子３２のソース電極３６が第２環状導体２２に共通に接続されている。そして、第１環状導体２１は直流電源側であるＰ（＋）端子４５（図６参照）に接続され、第２環状導体２２は接地側であるＮ（−）端子４６（図６参照）に接続される。

そして、図５の如く、Ｕ相の第１及び第４のパワー素子部２３ａ，２３ｄは、そのハイアーム側スイッチング素子３１の各ゲート電極３５が共に第１の制御線４２ａに接続され、同じくそのローアーム側スイッチング素子３２の各ゲート電極３８が共に第２の制御線４２ｂに接続される。また、Ｖ相の第２及び第５のパワー素子部２３ｂ，２３ｅは、そのハイアーム側スイッチング素子３１の各ゲート電極３５が共に第３の制御線４２ｃに接続され、同じくそのローアーム側スイッチング素子３２の各ゲート電極３８が共に第４の制御線４２ｄに接続される。さらにＷ相の第３及び第６のパワー素子部２３ｃ，２３ｆは、そのハイアーム側スイッチング素子３１の各ゲート電極３５が共に第５の制御線４２ｅに接続され、同じくそのローアーム側スイッチング素子３２の各ゲート電極３８が共に第６の制御線４２ｆに接続される。このように構成することで、インバータ装置としての環状パワーモジュール１１では、各制御線４２ａ〜４２ｆからの信号により、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の三相毎に、ハイアーム側スイッチング素子３１のオンオフとローアーム側スイッチング素子３２のオンオフを行うことができる。尚、図５中の符号ＵＨはＵ相のハイアーム側スイッチング素子３１をオンオフするための制御信号、符号ＵＬはＵ相のローアーム側スイッチング素子３２をオンオフするための制御信号、符号ＶＨはＶ相のハイアーム側スイッチング素子３１をオンオフするための制御信号、符号ＶＬはＶ相のローアーム側スイッチング素子３２をオンオフするための制御信号、符号ＷＨはＷ相のハイアーム側スイッチング素子３１をオンオフするための制御信号、符号ＷＬはＷ相のローアーム側スイッチング素子３２をオンオフするための制御信号をそれぞれ示している。これらの制御信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬは、ＰＷＭ制御信号として与えられる。

そして、環状パワーモジュール１１は、同心円上に配置された一対の環状導体２１，２２と、６個のパワー素子部２３ａ〜２３ｆと、制御線４２ａ〜４２ｆ用の電線束４２とが、例えば図６に示したような絶縁樹脂製の封止保護体４７によって封止される。尚、図６中の符号４９ａは、図５に示した電線束４２の各制御線４２ａ〜４２ｆに制御信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを入力するための制御信号入力端子４８が設置される制御信号入力コネクタである。そして、図５に示した外部接続用のＰ（＋）端子４５、Ｎ（−）端子４６及び制御信号入力端子４８が備えられたコネクタ部４９ａのみが、封止保護体４７から外部に対して接続可能に露出されるように構成される。

尚、望ましくは、制御信号入力端子４８のコネクタ部４９ａに、制御信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを入力するための外部の制御部（図示省略）のユニットが直接嵌合接続される。これにより、環状パワーモジュール１１と制御部との間の配線が省略され、更に省スペース化が実現できるものである。

＜使用方法＞
上記構成の環状パワーモジュール１１は、図１及び図５の如く、モータ１２の外周に設置され、各パワー素子部２３ａ〜２３ｆの出力端子３９（図３）が、モータ１２の６個のモータコイル１２ａ〜１２ｆのうち最も近傍に配置されるモータコイル１２ａ〜１２ｆ（図１）の接続端子９に直接係合するなどして接続される。

そして、所定の制御部（図示省略）からの制御信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬが制御信号入力端子４８に与えられると、この制御信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬは、電線束４２の制御線４２ａ〜４２ｆ（図４及び図５）を通じて各パワー素子部２３ａ〜２３ｆの各スイッチング素子３１，３２にゲート入力され、この制御信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬに応じたタイミングで、各パワー素子部２３ａ〜２３ｆの各スイッチング素子３１，３２がオンオフする。

そして、この環状パワーモジュール１１がモータ１２の外周の全周に亘って配置され、さらに各パワー素子部２３ａ〜２３ｆの出力端子３９（図３）が、モータ１２の６個のモータコイル１２ａ〜１２ｆのうち最も近傍に配置されるモータコイル１２ａ〜１２ｆ（図１）の接続端子９に直接接続されるため、図２２のようにインバータ装置１とモータ２とを互いに別個独立したユニットとして個別に構成していた従来例に比べて、パワーケーブル１０ａ，１０ｂ，１０ｃを配線する必要がなくなる。したがって、パワーケーブル１０ａ，１０ｂ，１０ｃの省略によりスペース効率を大幅に向上することができる。

また、従来では、インバータ装置１とモータ２のそれぞれに冷却装置を設置する必要があったが、この実施形態では、環状パワーモジュール１１をモータ１２の外周に近接配置しているので、モータ１２に対する冷却装置と環状パワーモジュール１１に対する冷却装置とを共用することができる。例えば、水または油等の冷媒を配管を通して冷却する場合の配管の設置スペースが少なくて済み、あるいは、空冷する場合は空冷スペースが少なくて済む。したがって、冷却装置についてのスペース効率をも向上することができる。

そして、両環状導体２１，２２の間の間隙や、モータ１２と第１環状導体２１との間の間隙を空冷スペースとして利用できる利点もある。

さらに、両環状導体２１，２２が、モータ１２の外周の全周に亘って形成されているので、パワー素子部２３ａ〜２３ｆの冷却部材として空気接触面積を大きくとることができ便利である。

さらにまた、環状パワーモジュール１１内で環状導体２１，２２の任意の位置にパワー素子部２３ａ〜２３ｆを設置することが可能であるので、相数を増加するなどの回路設計上の変更を行う場合に、製造工程においてその設計変更に容易に対応できるだけでなく、従来のようにパワーケーブルを新たに配線する必要がないため、便利である。

これらのことから、パワーモジュール１１及びモータ１２が設置される部位のスペース効率を向上するとともに、モータ１２の相数を容易に変更することが可能となる。

また、接地側の第２環状導体２２を第１環状導体２１より外周側に配置しているので、この第２環状導体２２を自動車のボディ等の接地部位に容易に接続でき、配線効率が向上する。

さらに、制御信号入力端子４８のコネクタ部４９ａに、制御信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを入力するための外部の制御部（図示省略）のユニットが直接嵌合接続される場合は、環状パワーモジュール１１と制御部との間の配線が省略され、更に省スペース化が実現できる。

さらにまた、スイッチング素子３１，３２のパッケージ間の空間を空冷スペースとして利用できる利点がある。

尚、この実施形態において、各パワー素子部２３ａ〜２３ｆの各スイッチング素子３１，３２の配置構成が、図４のように互いに側方に並置するようになっているが、その他、図７のように、上下方向に積層して配置してもよい。この場合においても、ハイアーム側スイッチング素子３１のソース電極３４と、ローアーム側スイッチング素子３２のドレイン電極３７とが同一方向に臨むように積層され、さらにハイアーム側スイッチング素子３１のソース電極３４とローアーム側スイッチング素子３２のドレイン電極３７とが、図３に示した出力端子３９に共に接続される。また、ハイアーム側スイッチング素子３１のドレイン電極３７は、ハンダまたは導電接着材により第１環状導体２１に面接続され、またローアーム側スイッチング素子３２のソース電極３４はハンダまたは導電接着材により第２環状導体２２に面接続される。

かかる図７の構成を採用しても、図４の構成と同様の効果を得ることができる。

｛第２の実施の形態｝
図８は本発明の第２の実施の形態に係る環状パワーモジュール１１の複数のパワー素子部２３ａ〜２３ｆのうちの１個（２３ａ）を示す側面視断面図、図９は同じくその金属配線を中心とした展開図である。尚、この実施形態においては、上記の第１の実施の形態と同様の機能を有する要素については同一符号を付している。

このパワー素子部２３ａは、図８及び図９の如く、組み立て構造のパッケージ構造としたもので、ハイアーム側スイッチング素子である第１のスイッチング素子（パワーＭＯＳＦＥＴ、ＪＦＥＴ、ＩＧＢＴまたはＳｉＣ、ＧａＮ、Ｃなどの高温動作可能なワイドバンドギャップデバイス等）５１の下面に形成されたドレイン電極が、第１の導電板５２の上面にハンダまたは導電接着材を用いてマウント接続され、またローアーム側スイッチング素子である第２のスイッチング素子（パワーＭＯＳＦＥＴ、ＪＦＥＴ、ＩＧＢＴまたはＳｉＣ、ＧａＮ、Ｃなどの高温動作可能なワイドバンドギャップデバイス等）５３の下面に形成されたドレイン電極が、第２の導電板５４の上面にハンダまたは導電接着材を用いてマウント接続されている。第１の導電板５２と第２の導電板５４とは、非接続で並置される。

また、第１のスイッチング素子５１の上面に形成されたソース電極は、金属片等の接続部材５５を通じて第２の導電板５４に接続される。これにより、ハイアーム側スイッチング素子（パワーＭＯＳＦＥＴ、ＪＦＥＴ、ＩＧＢＴまたはＳｉＣ、ＧａＮ、Ｃなどの高温動作可能なワイドバンドギャップデバイス等）５１のソースとローアーム側スイッチング素子（パワーＭＯＳＦＥＴ、ＪＦＥＴ、ＩＧＢＴまたはＳｉＣ、ＧａＮ、Ｃなどの高温動作可能なワイドバンドギャップデバイス等）５３のドレインとが第２の導電板５４を通じて接続されていることになる。

そして、この第２の導電板５４には、その一方向（図９中の右方向）に向けて、モータ１２に接続するための出力端子５６が一体的に延設されている。

また、このパワー素子部２３ａには、第１の導電板５２及び第２の導電板５４のいずれにも非接続に並置された第３の導電板５７が設けられている。この第３の導電板５７は、金属片等の接続部材５８を通じて、第２のスイッチング素子５３のソース電極に接続されている。また、この第３の導電板５７には、その他方向（図９中の上方向）に向けて、第２のスイッチング素子５３のソース電極を接地するための接地用金属部材５９が一体的に延設され、この接地用金属部材５９が２箇所の折曲線６１，６２で上面視谷折りに折曲されることにより、接地用金属部材５９の一部６３が図８のように第１の導電板５２と平行に且つ上下逆方向に配置される。

さらに、第１のスイッチング素子５１のゲート電極は、リード線等の電線６５で一のゲート入力用端子６６に接続され、また第２のスイッチング素子５３のゲート電極は、リード線等の電線６７で一のゲート入力用端子６８に接続されている。

かかる状態で、例えばエポキシ樹脂等の絶縁樹脂により、第１の導電板５２の下面、接地用金属部材５９の一部６３の上面及び出力端子５６が外部に露出するよう、略矩形状にモールド成形されて、図８に示したパワー素子部２３ａが完成する。尚、図８及び図９では、例として一のパワー素子部２３ａのみを図示しているが、他のパワー素子部２３ｂ〜２３ｆも同様の構成とされる。

ここで、この実施形態のパワー素子部２３ａ〜２３ｆの下面には、ハイアーム側スイッチング素子である第１のスイッチング素子５１のドレイン電極が接続された第１の導電板５２が露出されており、この第１の導電板５２は、図７に示したパワー素子部２３ａの符号３３（ハイアーム側スイッチング素子３１ドレイン電極）に相当する。

また、この実施形態のパワー素子部２３ａ〜２３ｆの上面には、ローアーム側スイッチング素子である第２のスイッチング素子５３のソース電極が接続された接地用金属部材５９が露出されており、この接地用金属部材５９は、図７に示したパワー素子部２３ａの符号３６（ローアーム側スイッチング素子３２のソース電極）に相当する。

また、この実施形態のパワー素子部２３ａ〜２３ｆの出力端子５６は、図７に示したパワー素子部２３ａの出力端子３９に相当する。

そして、図１及び図５に示した第１の実施の形態と同様に、各パワー素子部２３ａ〜２３ｆのハイアーム側スイッチング素子である第１のスイッチング素子５１のドレインに接続された第１の導電板５２が、第１環状導体２１に面接続されて直流電源側であるＰ（＋）端子４５に接続され、またローアーム側スイッチング素子である第２のスイッチング素子５３のソースに接続された接地用金属部材５９が、接地側であるＮ（−）端子４６に接続される。

その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

このような構成の第２の実施の形態によると、第１の実施の形態と同様の回路構造を取ることができ、よって同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、第１のスイッチング素子５１と第２のスイッチング素子５３とを同一のパッケージとして一体的に構成しているので、各パワー素子部２３ａ〜２３ｆとしての取り扱いに便利である。

尚、この実施形態では、絶縁樹脂等によりモールドしていたが、両スイッチング素子５１，５３を一体的にパッケージとして取り扱うことが可能であれば、どのような構成であってもよい。

｛第３の実施の形態｝
図１０は本発明の第３の実施の形態に係る環状パワーモジュール１１の一部拡大側面図である。なお、図１０では第１の実施の形態と同様の機能を有する要素については同一符号を付している。

この実施の形態の環状パワーモジュール１１は、各パワー素子部２３ａ〜２３ｆにおいて、ハイアーム側スイッチング素子（第１のスイッチング素子）３１とローアーム側スイッチング素子（第２のスイッチング素子）３２とを、出力端子７１を介装して縦方向に積層した構成となっている。尚、図１０では、例として一のパワー素子部２３ａについてのみ図示しているが、他のパワー素子部２３ｂ〜２３ｆにおいても同様の構成となる。

ハイアーム側スイッチング素子３１の下面には、ドレイン電極Ｄが形成され、このドレイン電極Ｄが、ハンダまたは導電接着材等により第１環状導体２１の外周面に面接続されている。

またハイアーム側スイッチング素子３１の上面にはソース電極Ｓが形成されており、そのソース電極Ｓが、ハンダまたは導電接着材等により出力端子７１の下面に面接続されている。

さらに、ローアーム側スイッチング素子３２の上面には、ソース電極Ｓが形成され、このソース電極Ｓが、ハンダまたは導電接着材等により第２環状導体２２の内周面に面接続されている。

さらにまた、ローアーム側スイッチング素子３２の下面には、ドレイン電極Ｄが形成され、このドレイン電極Ｄが、ハンダまたは導電接着材等により出力端子７１の上面に面接続されている。

各スイッチング素子３１，３２のゲート電極は、それぞれの側面に形成されており、第１の実施の形態と同様に、これらのゲート電極はフラットケーブル等の電線束を通じて外部の制御部からの制御信号を受けるように構成される。ただし、各スイッチング素子３１，３２のゲート電極、電線束及び外部の制御部は、図１０においては図示省略している。

出力端子７１は、図１１に示すような形状の金属片で構成されており、その両面で両スイッチング素子３１，３２に面接続するための基部７２と、この基部の中央部から側方に張り出して形成されてリード線等に接続するための接続部７３とが一体的に形成されてなる。接続部７３は、リード線等を通じてモータ１２の各相に接続される。

その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

この実施形態においても、第１の実施の形態と同様の回路構造を取ることができ、よって同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、極めて簡単な構成を実現できる利点がある。

尚、この実施形態では、各パワー素子部２３ａ〜２３ｆにおいて、ハイアーム側スイッチング素子３１とローアーム側スイッチング素子３２とを、出力端子７１を介装して縦方向に積層した構成としているが、例えば、図１２の如く、ハイアーム側スイッチング素子３１とローアーム側スイッチング素子３２とを出力端子７１の基部７２の長手方向にずらして配置しても差し支えない。この場合は、各スイッチング素子３１，３２の外径の寸法誤差や、両環状導体２１，２２の配置状の寸法誤差が生じた場合でも、これらの寸法誤差を、出力端子７１の配置角度が僅かに変わるだけで吸収することができ便利である。

｛第４の実施の形態｝
図１３は本発明の第４の実施の形態に係る環状パワーモジュール１１を示す図である。なお、図１３では第１の実施の形態及び第３の実施の形態と同様の機能を有する要素については同一符号を付している。この実施の形態の環状パワーモジュール１１は、ハイアーム側スイッチング素子（第１のスイッチング素子）３１の下面のドレイン電極Ｄと第１環状導体２１の内周面との間に、側面視コ字形の導電性の緩衝部材７５を設けるとともに、ローアーム側スイッチング素子（第２のスイッチング素子）３２の下面のドレイン電極Ｄと出力端子７１の上面との間にも、同様の緩衝部材７６を設ける。緩衝部材７５，７６としては、例えば１枚の金属片を側面視コ字形になるよう折曲形成したものが適用される。その他の構成は第３の実施の形態と同様である。

かかる構成によると、自動車に環状パワーモジュール１１を搭載する場合、走行中に生じる振動を緩衝部材７５，７６が吸収するため、耐久性に優れた環状パワーモジュール１１を提供することができる。

また、第１環状導体２１と第２環状導体２２との間隙に対して、各スイッチング素子３１，３２の高さ寸法が低すぎる場合に、これらの間隙内で両スイッチング素子３１，３２を支障なく接続するための中継端子として機能する。このため、スイッチング素子３１，３２の高さ寸法を気にすることなく両環状導体２１，２２を配置することができ、設計が容易になる。

尚、この実施形態では、各パワー素子部２３ａ〜２３ｆとして、１個のハイアーム側スイッチング素子３１と１個のローアーム側スイッチング素子３２を使用していたが、例えば図１４のように、複数のハイアーム側スイッチング素子３１ａ，３１ｂと複数のローアーム側スイッチング素子３２ａ，３２ｂをそれぞれ並列に接続してもよい。この場合であっても、緩衝部材７５，７６を用いて振動を吸収し、また高さ寸法の調整を容易に行うことができる。

また、この実施形態では、緩衝部材７５，７６を、各スイッチング素子３１，３２のドレイン電極Ｄ側に接続していたが、それぞれのスイッチング素子３１，３２のソース電極Ｓ側に接続しても差し支えないことは言うまでもない。

｛第５の実施の形態｝
図１５は本発明の第５の実施の形態に係る環状パワーモジュール１１を示す模式図、図１６は同じくその回路図である。なお、図１５及び図１６では第１の実施の形態〜第４の実施の形態と同様の機能を有する要素については同一符号を付している。

この実施の形態の環状パワーモジュール１１は、三相交流電動機であるモータ１２の外周の全周に亘って設置される点で、上記した第１の実施の形態〜第４の実施の形態と同様であるが、図１５及び図１６の如く、プラス（＋）側電源Ｐの電位（第１の電位）に接続するバスバーである第１環状導体２１と、マイナス（−）側電源Ｎの電位（第２の電位）に接続するバスバーである第２環状導体２２とが互いに同径に形成されて平行に配置され、この平行配置された両環状導体２１，２２の間に複数のパワー素子部２３１ａ〜２３１ｄ，２３２ａ〜２３２ｄ，２３３ａ〜２３３ｄが、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれにおいて複数個ずつ並列に接続されている。

例えばＵ相２３１においては、ハイアーム側スイッチング素子（第１のスイッチング素子）３１とローアーム側スイッチング素子（第２のスイッチング素子）３２とをそれぞれ備えた４個のパワー素子部２３１ａ〜２３１ｄが第１環状導体２１と第２環状導体２２との間に並列に接続され、これらの４個のパワー素子部２３１ａ〜２３１ｄにおいて、ハイアーム側スイッチング素子（第１のスイッチング素子）３１とローアーム側スイッチング素子（第２のスイッチング素子）３２との接続点が、Ｕ相２３１用の出力配線７１ａを通じて出力端子９に接続される。

また、Ｖ相２３２及びＷ相２３３においても同様であり、それぞれ４個ずつのパワー素子部２３２ａ〜２３２ｄ，２３３ａ〜２３３ｄが第１環状導体２１と第２環状導体２２との間に並列に接続され、各パワー素子部２３２ａ〜２３２ｄ，２３３ａ〜２３３ｄのハイアーム側スイッチング素子（第１のスイッチング素子）３１とローアーム側スイッチング素子（第２のスイッチング素子）３２との接続点がＶ相２３２及びＷ相２３３用の出力配線７１ａに接続される。

ここで、各パワー素子部２３１ａ〜２３１ｄ，２３２ａ〜２３２ｄ，２３３ａ〜２３３ｄは、図４、図７、図８、図１０、図１２、図１３及び図１４に示したうちのいずれの構成であっても差し支えない。

そして、図１７の如く、各相２３１，２３２，２３３において、それぞれのパワー素子部２３１ａ〜２３１ｄ，２３２ａ〜２３２ｄ，２３３ａ〜２３３ｄは、環状パワーモジュール１１の円周方向に沿って均等距離Ｌａだけ離間した状態で一列に配列されている。

また、各相２３１，２３２，２３３同士の離間距離Ｌｂも均等とされている。

このように、円環形の環状パワーモジュール１１において各相２３１，２３２，２３３の配置を均等距離Ｌｂで離間させ、さらに各相２３１，２３２，２３３の内部のパワー素子部２３１ａ〜２３１ｄ，２３２ａ〜２３２ｄ，２３３ａ〜２３３ｄ同士も均等距離Ｌａで離間させて配置しているので、このように均等距離Ｌａ，Ｌｂでなく離間させる場合に比べて、環状パワーモジュール１１全体の発熱を円周方向に均等に分布させることができ、故に、放熱効率を向上できる。

尚、放熱のための構成としては、図１８のように、両環状導体２１，２２及びパワー素子部２３１ａ〜２３１ｄ，２３２ａ〜２３２ｄ，２３３ａ〜２３３ｄを封止するための絶縁樹脂製の保持体（封止保護体）４７の内部に、両環状導体２１，２２及びパワー素子部２３１ａ〜２３１ｄ，２３２ａ〜２３２ｄ，２３３ａ〜２３３ｄから気密状及び水密状に隔離された中空状の冷媒流路８１を形成し、その冷媒流路８１の一端の冷媒供給孔８２から冷媒を供給するとともに、冷媒流路８１の他端の冷媒排出孔８３から冷媒を排出するようにすればよい。この場合、冷媒は液状のものであっても気体であっても差し支えない。

あるいは、図１９のように、第１環状導体２１及び第２環状導体２２のいずれか一方または両方の内部に、気密状及び水密状に隔離された中空状の冷媒流路８５を形成し、その冷媒流路８５の一端の冷媒供給孔８６から冷媒を供給するとともに、冷媒流路８５の他端の冷媒排出孔８７から冷媒を排出するようにしてもよい（図１９では第２環状導体２２の内部にのみ冷媒流路８５を形成した例を示している）。この場合も、冷媒は液状のものであっても気体であっても差し支えない。

このようにすれば、環状パワーモジュール１１の冷却効果を大幅に向上することが可能である。

以上の各実施形態においては、理解の容易という便宜上の理由から、環状パワーモジュール１１をモータ１２と別体に構成している例を説明したが、モータ１２の外装の内部に環状パワーモジュール１１を一体的に形成してもよいことは勿論である。この場合において、モータ１２がバスリング型モータである場合、モータ１２内のバスリングを、第１環状導体２１及び／または第２環状導体２２としてそのまま流用すれば、部材の共用化によりコストを削減でき、且つスペース効率が大幅に効率するとともに、単体としてのモータ１２にインバータ装置（環状パワーモジュール１１）を組み込んだ構成となって取り扱いが極めて便利になる利点がある。

また、上記各実施形態では、第１環状導体２１の径を第２環状導体２２より小さく設定し、第１環状導体２１の外周に第２環状導体２２を同心円上に配置していたが、逆に、第１環状導体２１の径を第２環状導体２２より大きく設定し、第１環状導体２１の内周に第２環状導体２２を同心円上に配置してもよい。

さらに、上記各実施形態では、第１環状導体２１と第２環状導体２２とを同心円状に配置していたが、第１環状導体２１と第２環状導体２２とを同径に形成し、これらを互いに側方に並べて設置して、その間の間隙部分にパワー素子部２３ａ〜２３ｆを介在させるように接続してもよい。

さらにまた、上記実施形態では、モータ１２として三相交流電動機を例にあげて説明したが、それ以外のＮ相（２相または４相以上）の交流電動機であっても差し支えない。

また、環状パワーモジュール１１をインバータ装置として適用する場合、ハイアーム側スイッチング素子３１の直流電源側であるＰ（＋）端子４５とローアーム側スイッチング素子３２の接地側であるＮ（−）端子４６との間にコンデンサ等の他の部品を接続することが通常行われるが、第１環状導体２１と第２環状導体２２との間隙部分を利用して、この間隙部分にコンデンサ等の他の部品を容易に形成または設置することが可能である。この場合、第１環状導体２１と第２環状導体２２とがモータ１２の全周に亘って配置されているにも拘わらず、その全周のうちでパワー素子部２３ａ〜２３ｆが設置される領域が限られるため、全周のうちで余った領域に、ダイオード等の他の部品を容易に設置したり、コンデンサを形成することができる。

さらに、上記実施形態では、パワー素子部２３ａ〜２３ｆが、モータ１２内のモータコイル１２ａ〜１２ｆと同数に設けられていたが、その数を整数で割った数または整数倍の数に設けられてもよい。

さらにまた、図１８に示した保持体（封止保護体）４７の内冷媒流路８１及び図１９に示した環状導体２１，２２内の冷媒流路８５は、第５の実施の形態に限って形成される必要はなく、第１の実施の形態〜第４の実施の形態の構成において形成されても差し支えない。

また、図１７に示した第５の実施の形態では、各相２３１，２３２，２３３内のパワー素子部２３１ａ〜２３１ｄ，２３２ａ〜２３２ｄ，２３３ａ〜２３３ｄ同士の離間距離を均等距離Ｌａとし、各相２３１，２３２，２３３同士の離間距離をも均等距離Ｌｂとしていたものの、ＬａとＬｂとが等しく設定されていない状態を図１７に図示して説明していた。しかしながら、例えば図２０の如く、各相２３１，２３２，２３３内のパワー素子部２３１ａ〜２３１ｄ，２３２ａ〜２３２ｄ，２３３ａ〜２３３ｄ同士の離間距離Ｌａと、各相２３１，２３２，２３３同士の離間距離Ｌｂとを、全て等しく設定してもよい。こうすることにより、円環形の環状パワーモジュール１１内における全てのパワー素子部２３１ａ〜２３１ｄ，２３２ａ〜２３２ｄ，２３３ａ〜２３３ｄが全て均等ピッチで配列されることになり、環状パワーモジュール１１全体の発熱を円周方向に均等に分布させることができ、さらに放熱効率を大幅に向上できる利点がある。

本発明の第１の実施の形態に係る環状パワーモジュールとモータとの配置関係を示す模式図である。 本発明の第１の実施の形態に係る環状パワーモジュールとしてのインバータ装置が設置された自動車を示す概念図である。 本発明の第１の実施の形態に係る環状パワーモジュールを示す一部拡大破断斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る環状パワーモジュールのパワー素子部の一対ののスイッチング素子を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る環状パワーモジュール及びモータを示す接続配線図である。 本発明の第１の実施の形態に係る環状パワーモジュールの外観を示す斜視図である。 本発明の他の実施例に係る環状パワーモジュールのパワー素子部の一対ののスイッチング素子を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る環状パワーモジュールのパワー素子部を示す側面視断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る環状パワーモジュールのパワー素子部を示す展開図である。 本発明の第３の実施の形態に係る環状パワーモジュールのパワー素子部を示す一部拡大断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る環状パワーモジュールのパワー素子部の出力端子を示す平面図である。 本発明の他の実施例に係る環状パワーモジュールのパワー素子部を示す一部拡大断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る環状パワーモジュールのパワー素子部を示す一部拡大断面図である。 本発明の他の実施例に係る環状パワーモジュールのパワー素子部を示す一部拡大断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る環状パワーモジュールを示す模式図である。 本発明の第５の実施の形態に係る環状パワーモジュールを示す回路図である。 本発明の第５の実施の形態に係る環状パワーモジュールのパワー素子部の配列状態を示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係る環状パワーモジュールの冷媒流路の一例を示す模式図である。 本発明の第５の実施の形態に係る環状パワーモジュールの冷媒流路の他の例を示す模式図である。 本発明の第５の実施の形態に係る環状パワーモジュールのパワー素子部の配列状態の変形例を示す図である。 一般的なモータのパワーモジュールとしてのインバータ装置を示す回路図である。 従来のパワーモジュールとしてのインバータとモータとの接続関係を示す図である。

符号の説明

１１ 環状パワーモジュール
１２ モータ
１２ａ〜１２ｆ モータコイル
２１，２２ 環状導体
２３ａ〜２３ｆ パワー素子部
３１ ハイアーム側スイッチング素子
３２ ローアーム側スイッチング素子
３３，３７ ドレイン電極
３４，３６ ソース電極
３５，３８ ゲート電極
３９ 出力端子
４１ 接続部材
４２ 電線束
４２ａ〜４２ｆ 制御線
４２ｂ 制御線
４２ｃ 制御線
４２ｄ 制御線
４２ｅ 制御線
４７ 封止保護体
４８ 制御信号入力端子
４９ａ コネクタ部
２３１，２３２，２３３ 各相
２３１ａ〜２３１ｄ，２３２ａ〜２３２ｄ，２３３ａ〜２３３ｄ パワー素子部
８１ 冷媒流路
８２ 冷媒供給孔
８３ 冷媒排出孔
８５ 冷媒流路
８６ 冷媒供給孔
８７ 冷媒排出孔

Claims (12)

1. モータを駆動するためのパワー素子部を備える環状パワーモジュールであって、
   前記モータの外周に沿って環状に形成された環状導体と、
   前記モータ内のモータコイルと同数、その数を整数で割った数または整数倍の数に設けられ、前記環状導体に接続され、前記モータコイルに近傍する位置に配置されて当該モータコイルにそれぞれ接続される前記パワー素子部と
   を備える環状パワーモジュール。
2. 前記環状導体が、
   前記モータの外周に沿って環状に形成されて第１の電位に設定される第１環状導体と、
   前記第１環状導体に非接続とされ、且つ前記モータの外周に沿って環状に形成されて第２の電位に設定される第２環状導体と
   を含み、
   前記各パワー素子部が、前記第１環状導体と前記第２環状導体との間に接続されることを特徴とする環状パワーモジュール。
3. 請求項２に記載の環状パワーモジュールであって、
   前記各パワー素子部が、
   前記第１環状導体と前記前記モータ内のモータコイルとの接続と遮断とを切り替える第１のスイッチング素子と、
   前記第２環状導体と前記前記モータ内のモータコイルとの接続と遮断とを切り替える第２のスイッチング素子と
   をそれぞれ備える、環状パワーモジュール。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の環状パワーモジュールであって、
   前記モータの外装の内部に組み込まれることを特徴とする、環状パワーモジュール。
5. 請求項２または請求項３に記載の環状パワーモジュールであって、
   前記モータがバスリング型モータであって、
   前記第１環状導体及び前記第２環状導体の少なくとも一方が、前記モータのバスリングであることを特徴とする環状パワーモジュール。
6. 請求項２、請求項３または請求項５に記載の環状パワーモジュールであって、
   前記第１環状導体と前記第２環状導体との間で、前記パワー素子部が設置された領域以外の部分に接続された他の電気部品をさらに備える、環状パワーモジュール。
7. 請求項２に記載の環状パワーモジュールであって、
   前記第２の電位が接地電位であり、
   前記第２環状導体が、最も外周に配置されることを特徴とする、環状パワーモジュール。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の環状パワーモジュールであって、
   前記モータに対する各相毎に、複数の前記パワー素子部が並列に設けられ、
   各相における複数の前記パワー素子部が、前記環状導体の環形状に沿って均等距離に離間配置されたことを特徴とする環状パワーモジュール。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の環状パワーモジュールであって、
   前記パワー素子部の各相同士の離間距離が、前記環状導体の環形状に沿って均等に設定されたことを特徴とする環状パワーモジュール。
10. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の環状パワーモジュールであって、
    前記モータに対する各相毎に、複数の前記パワー素子部が並列に設けられ、
    各相における複数の前記パワー素子部が、前記環状導体の環形状に沿って均等距離に離間配置され、且つ、前記パワー素子部の各相同士の離間距離が、各相における複数の前記パワー素子部同士の離間距離に等しい距離で、前記環状導体の環形状に沿って均等に設定されたことを特徴とする環状パワーモジュール。
11. 請求項１から請求項１０のいずれかに記載の環状パワーモジュールであって、
    前記環状導体及び前記パワー素子部を保持するとともに、内部に冷媒流路が形成された保持体をさらに備える、環状パワーモジュール。
12. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の環状パワーモジュールであって、
    前記環状導体の内部に、冷媒流路が形成されたことを特徴とする環状パワーモジュール。
    

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