JP2004023877A - インバータ付き電気機械 - Google Patents
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Abstract
【課題】全体を小型化して組立時の作業性を向上できると共に、インバータ装置からの発熱をハウジングを通じて効率的に放熱できるようにする。
【解決手段】インバータ付き電気機械のハウジング１を、電動モータ８を収容するモータケース２と、自動変速機５を収容する筒状の変速機ケース３と、モータケース２と変速機ケース３との間に設けられた仕切板４とにより構成する。モータケース２のテーパ筒部２Ｂおよび小径筒部２Ｃ内には、電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に位置して環状の空きスペースＳａ が形成される。そして、この空きスペースＳａ 内には、インバータ装置１１のパワーモジュール１３、電源コンデンサ１５および通電用バスバ１６，１７等をコンパクトに配置する。
【選択図】 図１
【解決手段】インバータ付き電気機械のハウジング１を、電動モータ８を収容するモータケース２と、自動変速機５を収容する筒状の変速機ケース３と、モータケース２と変速機ケース３との間に設けられた仕切板４とにより構成する。モータケース２のテーパ筒部２Ｂおよび小径筒部２Ｃ内には、電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に位置して環状の空きスペースＳａ が形成される。そして、この空きスペースＳａ 内には、インバータ装置１１のパワーモジュール１３、電源コンデンサ１５および通電用バスバ１６，１７等をコンパクトに配置する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用自動変速機、制動装置または操舵装置等の回転源として好適に用いられるインバータ付き電気機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、乗用車等の車両には、油圧ポンプ、制動装置または操舵装置等の回転源として誘導電動機が搭載される。そして、このような誘導電動機は多相交流式の電動モータであるから、この電動モータに給電を行うためには、バッテリ等の直流電源を交流に変換するインバータ装置が必要となる。
【０００３】
そして、従来技術によるインバータ装置は、電動モータの外殻を構成するハウジングの外側面に取付けられ、外部の直流電源から供給される電流または電圧を交流に変換して前記電動モータの巻線部（通常はステータ）へと給電する構成となっている（例えば、特開平７−１１５７７８号公報等）。
【０００４】
この場合、インバータ装置は、直流電源を交流に変換する大電流型の半導体素子が実装された所謂パワー部としてのパワーモジュールと、電流の脈動を抑制する電源コンデンサと、該電源コンデンサおよびパワーモジュールを前記直流電源に接続する通電用の配線部等とを備えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、ハウジングの外側面等にインバータ装置を取付ける構成としているため、ハウジング内に設けた電動モータの巻線部と外部のインバータ装置との配線構造が複雑化し、これにより装置全体が大型化する上に、配線作業に手間がかかり、組立時の作業性が低下するという問題がある。
【０００６】
また、インバータ装置のパワーモジュールおよび電源コンデンサは、外部の直流電源を通じて大電流が供給されるので発熱源となる。そして、これらの発熱を抑えるためには放熱フィン等をインバータ装置に付設する必要があり、これによってもインバータ装置がハウジングの外部に大きく張り出すことになり、装置全体を小型化するのが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、全体を小型化することができ、組立時の作業性を向上できるようにしたインバータ付き電気機械を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、インバータ装置からの発熱をハウジングを通じて効率的に放熱することができ、全体をコンパクトに形成して小型化を図ることができるようにしたインバータ付き電気機械を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、インバータ装置は、大電流型の半導体素子が実装されたパワーモジュールと、電流の脈動を抑制する電源コンデンサと、該電源コンデンサおよび前記パワーモジュールを直流電源に接続する通電用バスバとを備え、前記パワーモジュールは、ハウジング内の空きスペースに前記通電用バスバと共に配置する構成としたことにある。
【００１０】
このように構成することにより、インバータ装置の少なくともパワーモジュールをハウジング内の空きスペースを利用して収納でき、電気機械のハウジングから外部へとインバータ装置が大きく張り出すのを防止することができる。また、パワーモジュールをハウジング内で電動モータの巻線部（例えば、ステータ）に接続することができ、配線構造等を簡略化できると共に、ハウジング内での配線作業を容易に行うことができる。このため、組立時の作業性を向上することができ、インバータ付き電気機械全体を小型化することができる。
【００１１】
また、請求項２の発明によると、パワーモジュールは、多相交流式の電動モータに対応して各相毎に分割された複数の分割モジュールからなり、ハウジング内の空きスペースには、これらの分割モジュールを互いに離間して配置する構成としている。
【００１２】
これにより、インバータ装置のパワーモジュールを各分割モジュール毎に互いに離した状態で、それぞれをハウジング内の空きスペースに収納でき、ハウジング内の空きスペースを有効に活用できると共に、設計の自由度を高めることができる。
【００１３】
また、請求項３の発明によると、ハウジングは、電動モータを収容したモータ室を他の室から分離する金属製の仕切板を有し、該仕切板にはモータ室内に位置してパワーモジュールを通電用バスバと共に取付ける構成としている。
【００１４】
これにより、金属製の仕切板を放熱板として活用でき、大電流型の半導体素子が実装されたパワーモジュールが発熱源となっても、該パワーモジュールからの熱を仕切板を介してハウジング側へと効率的に放熱することができる。
【００１５】
一方、請求項４の発明によると、ハウジングには、通電用バスバの一部をハウジングの内，外に引出すための切欠開口を設ける構成としている。これにより、ハウジングには仕切板との衝合面側に切欠開口を設けるだけで、通電用バスバの一部を仕切板に沿って切欠開口からハウジングの内，外に引出すことができ、これによっても配線構造を簡略化できると共に、ハウジングの構造を簡素化することができる。
【００１６】
また、請求項５の発明によると、電源コンデンサは、パワーモジュールの近傍に位置してハウジング内の空きスペースに配置する構成としている。これによって、インバータ装置の電源コンデンサをパワーモジュールと共にハウジング内の空きスペースに配置することができる。
【００１７】
また、請求項６の発明によると、ハウジングには電源コンデンサを収納する収納ポケットを設けてなる構成としている。これにより、ハウジングに設けた収納ポケット内に電源コンデンサをコンパクトに収容することができる。
【００１８】
また、請求項７の発明によると、電源コンデンサはハウジングの外側面にバンドを用いて固定する構成としている。これにより、電源コンデンサをハウジングの外側面にバンドを用いて固定でき、例えばハウジングと別体の収納ポケットを用いた場合には、この収納ポケットと共に電源コンデンサをハウジングの外側面にバンドを用いて固定することができる。
【００１９】
さらに、請求項８の発明によると、電動モータは、ハウジング内に固定して設けられるステータと、該ステータと対向して回転軸に設けられ該回転軸と一体に回転するロータとにより構成し、インバータ装置のうち少なくともパワーモジュールは、電動モータのステータとロータとの間に位置して前記ハウジング内の空きスペースに配置する構成としている。
【００２０】
これにより、インバータ装置のうち少なくともパワーモジュールを、ハウジング内で電動モータのステータとロータとの間に形成される空きスペースを活用して配置でき、インバータ付き電気機械全体をコンパクトに形成して小型化を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるインバータ付き電気機械を、車両用の自動変速装置に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２２】
ここで、図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１はインバータ付き電気機械の外殻となる筒状のハウジングで、このハウジング１は、図１に示す如く段付筒状に形成され、後述の電動モータ８を収容するモータケース２と、後述の自動変速機５を収容する筒状の変速機ケース３と、モータケース２と変速機ケース３との間に設けられた仕切板４とにより大略構成されている。
【００２３】
そして、ハウジング１のモータケース２、変速機ケース３および仕切板４は、それぞれ良好な熱伝導性を有する金属材料、例えばアルミニウム合金または鉄系合金等を用いて形成され、内部の発熱源から発生する熱を外部に放熱する構成となっている。
【００２４】
また、ハウジング１のモータケース２は、軸方向の一側が車両用エンジンのフライホイールケース（図示せず）に連結される大径筒部２Ａとなり、軸方向の他側は、該大径筒部２Ａの端部からテーパ筒部２Ｂを介して縮径された小径筒部２Ｃとなっている。そして、小径筒部２Ｃの端部には、径方向外向きに突出した環状のフランジ部２Ｄが形成され、このフランジ部２Ｄは仕切板４の外周側に衝合されている。
【００２５】
一方、ハウジング１の変速機ケース３には、軸方向一側の端部から径方向外向きに突出した環状のフランジ部３Ａが形成され、このフランジ部３Ａも仕切板４の外周側に衝合されている。そして、仕切板４は、これらのフランジ部２Ｄ，３Ａ間に挟持された状態で複数のボルト（図示せず）等によりモータケース２と変速機ケース３との間に着脱可能に固着されている。
【００２６】
そして、仕切板４は、ハウジング１内をモータケース２側のモータ室（以下、室Ａという）と変速機ケース３側の他の室Ｂとに画成（分離）し、例えば自動変速機５内に収容した潤滑油（図示せず）の一部等が、室Ｂから室Ａ（後述の空きスペースＳａ を含む）内へと浸入するの防止している。
【００２７】
また、モータケース２のテーパ筒部２Ｂおよび小径筒部２Ｃ内には、図１に示すように後述する電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に位置して環状空間（以下、空きスペースＳａ という）が形成され、この空きスペースＳａ 内には、後述のインバータ装置１１が配置されるものである。
【００２８】
５は変速機ケース３内に収容された自動変速機を示し、該自動変速機５は、公知のトルクコンバータおよび変速歯車機構（いずれも図示せず）等からなり、ハウジング１内に設けた回転軸としての入力軸６の回転を、外部からの制御信号等に応じて変速しつつ、変速した回転を出力軸７に伝達するものである。
【００２９】
この場合、回転軸としての入力軸６は、モータケース２内を軸方向に伸び、前記フライホイールケース側でエンジンのクランク軸またはフライホイールにクラッチ（いずれも図示せず）等を介して連結される。そして、このクラッチが連結状態のときには、前記エンジンの回転出力が入力軸６に伝えられるものである。
【００３０】
また、前記クラッチの連結を解除したときには、後述する電動モータ８の回転が入力軸６に伝えられ、このときには電動モータ８が入力軸６の回転駆動源となるものである。そして、自動変速機５の出力軸７は、車両の駆動輪（図示せず）に連結され、これらの駆動輪を回転駆動することにより車両を路上走行させるものである。
【００３１】
８はハウジング１のモータケース２内に設けられた多相交流式の電動モータを示し、該電動モータ８は、例えば誘導電動機等の３相交流モータにより構成されている。そして、電動モータ８は、モータケース２の大径筒部２Ａに固定して設けられた複数の巻線部からなる環状のステータ９と、該ステータ９の径方向内側に位置して入力軸６の外周側に設けられた永久磁石等からなるロータ１０とにより構成されている。
【００３２】
そして、電動モータ８のロータ１０は、ステータ９と径方向で小さな隙間を介して対向するように配設され、入力軸６と一体回転するものである。この場合、入力軸６が前記エンジンによって駆動される間は、ロータ１０がステータ９に対して回転されることによりステータ９には誘導起電力が発生し、電動モータ８は後述のバッテリ１２に対する充電器として機能する。
【００３３】
また、前記エンジンを停止させてクラッチを解除し、電動モータ８を回転源として用いる場合には、後述のインバータ装置１１から電動モータ８のステータ９に交流が給電されてロータ１０が駆動されることにより、このロータ１０と一緒に入力軸６が回転されるものである。
【００３４】
１１はモータケース２内に設けたインバータ装置で、このインバータ装置１１は、図３に示す如く直流電源としてのバッテリ１２と電動モータ８との間に配設され、バッテリ１２からの直流電源を交流に変換して電動モータ８に給電を行うものである。そして、インバータ装置１１は、後述のパワーモジュール１３、電源コンデンサ１５および通電用バスバ１６，１７等により構成されている。
【００３５】
また、これらのパワーモジュール１３、電源コンデンサ１５および通電用バスバ１６，１７は、図１に示すようにモータケース２のテーパ筒部２Ｂおよび小径筒部２Ｃ内に位置する空きスペースＳａ （具体的には、電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間の空きスペースＳａ ）内にコンパクトに配置されているものである。
【００３６】
１３はインバータ装置１１の主要部を構成するパワーモジュールで、該パワーモジュール１３は、図１、図２に示すように３相交流モータである電動モータ８に対応して各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に分割された３個の分割モジュール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃにより構成されている。
【００３７】
そして、これらの分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃは、それぞれ直方体状に形成され、仕切板４上に絶縁性の放熱シート（図示せず）等を介して取付けられている。この場合、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃは、モータケース２の小径筒部２Ｃ内に位置してロータ１０の周囲に、例えば９０度程度の間隔をもって互いに離間した状態で配設されている。
【００３８】
また、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃは、図３に例示するように大電流型の半導体素子であるＦＥＴ等のパワートランジスタ１４，１４をそれぞれの基板（図示せず）に実装することにより構成されている。そして、これらのパワートランジスタ１４は、図３に示す如くゲートＧ、ドレインＤおよびソースＳを有し、ドレインＤとソースＳが後述の通電用バスバ１６，１７を介してバッテリ１２に接続されている。
【００３９】
また、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ内にそれぞれ設けた各パワートランジスタ１４は、バッテリ１２から後述の通電用バスバ１６，１７を介して大電流が供給されることにより発熱する。そして、これらの分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃに発生する熱は、前記放熱シート等を通じて仕切板４、モータケース２および変速機ケース３側へと伝えられ、放熱されるものである。
【００４０】
１５はインバータ装置１１の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ１５は、図３に示す如く後述の通電用バスバ１６，１７等を介してバッテリ１２に接続され、バッテリ１２からパワーモジュール１３に通電する電流に脈動が発生するのを抑制するものである。
【００４１】
また、電源コンデンサ１５は、図２に示す如く丸みをもった略直方体として形成され、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと同様に仕切板４上に絶縁性の放熱シート等を介して取付けられている。なお、電源コンデンサ１５は、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃよりも大なる高さ寸法（入力軸６の軸方向に沿った寸法）をもって形成されている。
【００４２】
そして、電源コンデンサ１５は、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと共にモータケース２の小径筒部２Ｃ内でロータ１０の周囲に間隔をもって配設され、分割モジュール１３Ａ，１３Ｃと電源コンデンサ１５との間の間隔は、例えば９０度程度となっている。また、電源コンデンサ１５からの発熱も、前記放熱シート等を通じて仕切板４、モータケース２および変速機ケース３側へと放熱されるものである。
【００４３】
１６，１７は分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび電源コンデンサ１５をバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ１６，１７は、例えば導電性の金属板等を用いて図１、図２に示すように互いに同心円状をなすリングとして形成されている。そして、通電用バスバ１６は、例えば図３に示すようにバッテリ１２の陽極側に接続され、通電用バスバ１７はバッテリ１２の陰極側に接続されるものである。
【００４４】
また、通電用バスバ１６，１７は、図１、図２に示す如くそれぞれの外径寸法がモータケース２の小径筒部２Ｃよりも小径に形成され、内径寸法はロータ１０の外径よりも大径に形成されている。そして、通電用バスバ１６，１７は、分割モジュール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃにそれぞれ接続ピン１８，１９を介して連結され、電源コンデンサ１５には図２に示す如く接続ピン２０，２１を介して連結されている。
【００４５】
この場合、これらの接続ピン１８〜２１は、図１に示す如くそれぞれ入力軸６とほぼ平行に配設され、その両端側が通電用バスバ１６，１７と分割モジュール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ、電源コンデンサ１５とに接続されている。また、これらの接続ピン１８〜２１のうち接続ピン２０，２１は、残りの接続ピン１８，１９に比較して電源コンデンサ１５の高さ寸法分だけ短尺に形成されている。
【００４６】
そして、通電用バスバ１６，１７は、分割モジュール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃおよび電源コンデンサ１５と共に各接続ピン１８，１９，２０，２１を介してモータケース２のテーパ筒部２Ｂ内に位置決めされ、ロータ１０を径方向外側から取囲む配置となっている。
【００４７】
本実施の形態によるインバータ付き電気機械は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
【００４８】
まず、ハウジング１内の入力軸６を車両用エンジン（内燃機関）で回転駆動するときには、入力軸６の回転が自動変速機５により変速され、変速した回転が出力軸７から車両の駆動輪に伝達される。これにより、車両は前記エンジンの回転出力（トルク）に従って路上走行を行う。
【００４９】
また、このように入力軸６が前記エンジンによって回転駆動される間は、電動モータ８のロータ１０がステータ９に対して回転されることにより、ステータ９側には誘導起電力が発生する。そして、この誘導起電力を利用してバッテリ１２への充電が行われるものである。
【００５０】
一方、前記エンジンと入力軸６との間のクラッチ等を解除し、電動モータ８を回転源として用いる場合には、バッテリ１２からの直流電源がインバータ装置１１のパワーモジュール１３（分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ）により交流に変換され、３相交流モータからなる電動モータ８には、ステータ９に交流が給電されてロータ１０が駆動される。
【００５１】
これにより、電動モータ８のロータ１０は、前記エンジンに替わって入力軸６を回転駆動するようになり、このときには電動モータ８が入力軸６の回転駆動源となって、自動変速機５の出力軸７を回転させつつ、車両を路上走行させる。そして、インバータ装置１１の電源コンデンサ１５は、図３に示すようにバッテリ１２からパワーモジュール１３の各パワートランジスタ１４に通電する電流に脈動が発生するのを抑制し、電動モータ８への給電を安定した状態に保つ機能を有する。
【００５２】
ここで、本実施の形態にあっては、電動モータ８をステータ９とロータ１０とにより構成し、インバータ装置１１のパワーモジュール１３を３つの分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃに分割すると共に、該分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ、電源コンデンサ１５および通電用バスバ１６，１７を、電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に位置してモータケース２内の空きスペースＳａ に配置する構成としている。
【００５３】
これにより、ハウジング１のモータケース２内でステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に形成される空きスペースＳａ を活用して、インバータ装置１１の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ、電源コンデンサ１５および通電用バスバ１６，１７を空きスペースＳａ 内にコンパクトに配置することができ、ハウジング１からインバータ装置１１が外部に張り出すのを防止できる。
【００５４】
特に、モータケース２内の空きスペースＳａ には、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと電源コンデンサ１５とを互いにほぼ９０度程度の間隔をもって配置する構成としているので、モータケース２の空きスペースＳａ を有効に活用でき、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび電源コンデンサ１５を通電用バスバ１６，１７と共に空きスペースＳａ 内にコンパクトに配置できると共に、設計の自由度を高めることができる。
【００５５】
また、パワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃを、モータケース２の室Ａ内で電動モータ８の巻線部（例えば、ステータ９側）に近付けて配置できるので、両者の接続作業、配線作業を容易に行うことができ、配線構造等の簡略化も図ることができる。
【００５６】
従って、本実施の形態によれば、車両用の自動変速機５を内蔵するインバータ付き電気機械全体を、コンパクトに形成して小型化を図ることができると共に、組立時の作業性を大幅に向上することができる。
【００５７】
また、当該機械のハウジング１をモータケース２、変速機ケース３および仕切板４により構成し、インバータ装置１１の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび電源コンデンサ１５を、モータケース２の室Ａ（空きスペースＳａ ）内で金属製の仕切板４上に放熱シート等を介して取付ける構成としている。
【００５８】
このため、金属製の仕切板４を放熱板として活用でき、パワートランジスタ１４等が実装されたパワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃが発熱源となっても、各分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび電源コンデンサ１５からの熱を仕切板４を介してモータケース２、変速機ケース３側へと効率的に放熱することができ、これによっても全体をコンパクトに形成して小型化を図ることができる。
【００５９】
次に、図４および図５は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態にあっては、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６０】
しかし、本実施の形態の特徴は、インバータ装置３１を、パワーモジュール３２、電源コンデンサ３３および通電用バスバ１６，１７等によって構成すると共に、パワーモジュール３２の分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを、モータケース２内での空きスペースＳａ の形状に合わせて多角形状または円弧状に湾曲させる形状としたことにある。
【００６１】
ここで、インバータ装置３１のパワーモジュール３２は、第１の実施の形態で述べたパワーモジュール１３とほぼ同様に３つの分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃにより構成され、通電用バスバ１６，１７に対し接続ピン１８，１９を介して接続（連結）されている。
【００６２】
また、電源コンデンサ３３は、第１の実施の形態で述べた電源コンデンサ１５とほぼ同様に構成され、通電用バスバ１６，１７に対し接続ピン２０，２１を介して連結されている。
【００６３】
しかし、この場合の分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃは、図５に示す如くモータケース２内で空きスペースＳａ の形状に合わせて多角形状または円弧状に湾曲して形成されている。
【００６４】
そして、これらの分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃおよび電源コンデンサ３３は、仕切板４上に互いに離間して取付けられ、モータケース２の小径筒部２Ｃ内で電動モータ８のロータ１０を外側から取囲むように配置されているものである。
【００６５】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００６６】
しかし、本実施の形態では、パワーモジュール３２の分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを、空きスペースＳａ の形状に合わせて多角形状または円弧状に湾曲させて形成し、モータケース２の小径筒部２Ｃ内で電源コンデンサ３３と共に電動モータ８のロータ１０を外側から取囲むように配置している。
【００６７】
このため、パワーモジュール３２の各分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃは、モータケース２の小径筒部２Ｃ内で径方向の寸法、高さ方向（軸方向）の寸法等をより小さくして形成でき、モータケース２の空きスペースＳａ をより有効に活用することができる。
【００６８】
また、これによって仕切板４に対する分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの接触面積（取付面積）を増大できるので、分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃから発生する熱を仕切板４を通じて良好に放熱させ、分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに対する冷却性能を高めることができる。
【００６９】
次に、図６および図７は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、電源コンデンサをパワーモジュールの各分割モジュールと同様に３つに分割する構成としたことにある。なお、本実施の形態でも、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７０】
図中、４１は本実施の形態で採用したインバータ装置で、該インバータ装置４１は、第１の実施の形態で述べたインバータ装置１１とほぼ同様に構成され、通電用バスバ１６，１７と共に後述のパワーモジュール４２、電源コンデンサ４３等を有している。
【００７１】
４２はインバータ装置４１の主要部を構成するパワーモジュールで、該パワーモジュール４２は、第１の実施の形態で述べたパワーモジュール１３とほぼ同様に構成され、３相交流モータである電動モータ８に対応して各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に分割された３個の分割モジュール４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを有している。
【００７２】
しかし、これらの分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃは、図６に示す如くモータケース２内で空きスペースＳａ の形状に合わせて多角形状または円弧状に湾曲して形成されている。そして、これらの分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃは、後述の各分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃと共に仕切板４上に互いに離間して取付けられ、モータケース２の小径筒部２Ｃ内でロータ１０を外側から取囲むように配置されている。
【００７３】
４３はインバータ装置４１の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ４３は、第１の実施の形態で述べた電源コンデンサ１５とほぼ同様に構成されるものの、３個の分割コンデンサ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃからなる点で異なっている。
【００７４】
この場合、３個の分割コンデンサ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃは、図６、図７に示す如くパワーモジュール４２の分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃに対応して３個に分離され、それぞれが分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃと同様に仕切板４上に絶縁性の放熱シート等を介して取付けられている。
【００７５】
そして、電源コンデンサ４３の分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃは、図６に示す如く丸みをもった扇形状体として形成され、分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃと共にモータケース２の小径筒部２Ｃ内でロータ１０の周囲に、例えば１２０度の間隔をもって配設されている。
【００７６】
即ち、電源コンデンサ４３の分割コンデンサ４３Ａは分割モジュール４２Ａ，４２Ｃ間に配置され、分割コンデンサ４３Ｂは分割モジュール４２Ａ，４２Ｂ間に配置され、分割コンデンサ４３Ｃは分割モジュール４２Ｂ，４２Ｃ間に配置されている。そして、これらの分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃからの発熱も、前記放熱シート等を通じて仕切板４側へと放熱されるものである。
【００７７】
ここで、電源コンデンサ４３の分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃは、図７に示す如く通電用バスバ１６，１７間に分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃと並列になるように接続され、バッテリ１２から分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃに通電する電流に脈動が発生するのを抑制するものである。
【００７８】
４４，４４，…は通電用バスバ１６を分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃにそれぞれ接続した接続ピンを示している。また、４５，４５，…は他の通電用バスバ１７を分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃにそれぞれ接続した他の接続ピンを示している。そして、これらの各接続ピン４４，４５は、第１の実施の形態で述べた接続ピン１８，１９とほぼ同様に構成されるものである。
【００７９】
４６，４６，…は通電用バスバ１６を分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃにそれぞれ接続した接続ピンを示している。また、４７，４７，…は他の通電用バスバ１７を分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃにそれぞれ接続した他の接続ピンを示している。そして、これらの各接続ピン４６，４７は、第１の実施の形態で述べた接続ピン２０，２１とほぼ同様に構成されるものである。
【００８０】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１，第２の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００８１】
特に、本実施の形態では、電源コンデンサ４３を、パワーモジュール４２の分割モジュール４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃに対応して３つの分割コンデンサ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃに分離すると共に、これらの分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃ、分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃを、モータケース２の小径筒部２Ｃ内でロータ１０を外側から取囲むように配置している。
【００８２】
このため、分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃを分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃと同様に、モータケース２の小径筒部２Ｃ内で径方向の寸法、高さ方向（軸方向）の寸法等を小さく形成でき、モータケース２の空きスペースＳａ をより有効に活用することができる。
【００８３】
また、これによって仕切板４に対する分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃの接触面積（取付面積）を増大できるので、分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃから発生する熱を仕切板４を通じて良好に放熱させ、分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃに対する冷却性能を高めることができる。
【００８４】
また、３つの分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃを用いることにより、電源コンデンサ４３全体の容量を大きくすることができ、所謂寄生インピーダンス（寄生抵抗）を低減できると共に、ジュール熱の発生を良好に抑えることができる。さらに、分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃを分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃと近付けて通電用バスバ１６，１７に接続できるので、分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃと分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃの間隔が開くことがなく、接続部の寄生インピーダンスを低減することができる。これにより、分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃ内でのパワートランジスタ１４等の素子動作に伴うサージ電圧を低く抑えることができる。
【００８５】
次に、図８および図９は本発明の第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、パワーモジュールの各分割モジュールをハウジング内に配置し、電源コンデンサをハウジングの外部に設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態でも、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８６】
図中、５１はインバータ付き電気機械の外殻となる筒状のハウジングを示し、該ハウジング５１は、前記第１の実施の形態で述べたハウジング１とほぼ同様に構成され、変速機ケース３および仕切板４と共に後述のモータケース５２を有している。
【００８７】
５２は本実施の形態で採用したモータケースで、該モータケース５２は、第１の実施の形態で述べたモータケース２とほぼ同様に構成され、大径筒部５２Ａ、テーパ筒部５２Ｂ、小径筒部５２Ｃおよびフランジ部５２Ｄを有している。しかし、この場合のモータケース５２は、テーパ筒部５２Ｂの軸方向寸法を短くし、小径筒部５２Ｃの軸方向寸法を長く形成している点で異なっている。
【００８８】
また、モータケース５２のフランジ部５２Ｄは、後述の電源コンデンサ６０をハウジング５１の外周側に取付けるために図９に示す如く部分的に切欠かれ、変速機ケース３のフランジ部３Ａおよび仕切板４についても、これと同様に部分的に切欠かれているものである。
【００８９】
５３はモータケース５２の小径筒部５２Ｃに形成された径方向の開口部で、該開口部５３は、図８および図９に示すように小径筒部５２Ｃの軸方向途中部位を四角形状に切取ることにより形成されている。そして、この開口部５３は、後述する通電用バスバ５６，５７の突出部５６Ａ，５７Ａをモータケース５２の外部に引出すために用いられるものである。
【００９０】
５４は本実施の形態で採用したインバータ装置で、該インバータ装置５４は、第１の実施の形態で述べたインバータ装置１１とほぼ同様に、後述のパワーモジュール５５、通電用バスバ５６，５７および電源コンデンサ６０等により構成されている。
【００９１】
５５はインバータ装置５４の主要部を構成するパワーモジュールで、該パワーモジュール５５は、第１の実施の形態で述べたパワーモジュール１３とほぼ同様に構成され、３相交流モータである電動モータ８に対応して各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に分割された３個の分割モジュール５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃを有している。
【００９２】
しかし、これらの分割モジュール５５Ａ〜５５Ｃは、図９に示す如くモータケース５２の小径筒部５２Ｃ内で空きスペースＳａ の形状に合わせて多角形状または円弧状に湾曲して形成されている。そして、これらの分割モジュール５５Ａ〜５５Ｃは、仕切板４上に互いに離間して取付けられ、モータケース５２の小径筒部５２Ｃ内でロータ１０を外側から取囲むように配置されている。
【００９３】
５６，５７は分割モジュール５５Ａ〜５５Ｃおよび電源コンデンサ６０をバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ５６，５７は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６，１７とほぼ同様に構成され、導電性の金属板等を用いて互いに同心円状をなすリングとして形成されている。
【００９４】
しかし、この場合の通電用バスバ５６、５７には、細長い長方形状をなした径方向の突出部５６Ａ，５７Ａが一体に形成され、これらの突出部５６Ａ，５７Ａは、モータケース５２の外部へと開口部５３を介して引出されている。そして、突出部５６Ａ，５７Ａの先端側には、後述の電源コンデンサ６０が接続されるものである。
【００９５】
また、通電用バスバ５６，５７は、分割モジュール５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃにそれぞれ接続ピン５８，５９を介して連結され、これらの各接続ピン５８，５９は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６，１７とほぼ同様に構成されている。
【００９６】
６０はインバータ装置５４の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ６０は、第１の実施の形態で述べた電源コンデンサ１５とほぼ同様に構成されているものの、この電源コンデンサ６０は、ハウジング５１の外側面に設けられている点で異なるものである。
【００９７】
そして、電源コンデンサ６０は、ハウジング５１の外側に突出した通電用バスバ５６、５７の突出部５６Ａ，５７Ａに接続ピン６１，６２を介して接続されている。また、電源コンデンサ６０は、ハウジング５１の外側面にバンド（図示せず）等を用いて着脱可能に取付けられている。
【００９８】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、電源コンデンサ６０をハウジング５１の外部に配設したから、パワーモジュール５５の分割モジュール５５Ａ〜５５Ｃをモータケース５２の空きスペースＳａ 内によりコンパクトに配置することができる。
【００９９】
次に、図１０ないし図１２は本発明の第５の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ハウジングのモータケースに仕切板との衝合面側に位置して切欠開口を設け、該切欠開口から通電用バスバの一部を仕切板に沿ってハウジングの内，外に引出す構成としたことにある。なお、本実施の形態でも、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１００】
図中、７１はインバータ付き電気機械の外殻となる筒状のハウジングを示し、該ハウジング７１は、前記第１の実施の形態で述べたハウジング１とほぼ同様に構成され、変速機ケース３および仕切板４と共に後述のモータケース７２を有している。
【０１０１】
７２は本実施の形態で採用したモータケースで、該モータケース７２は、第１の実施の形態で述べたモータケース２とほぼ同様に構成され、大径筒部７２Ａ、テーパ筒部７２Ｂ、小径筒部７２Ｃおよびフランジ部７２Ｄを有している。しかし、この場合のモータケース７２は、テーパ筒部７２Ｂの軸方向寸法を短くし、小径筒部７２Ｃの軸方向寸法を長く形成している点で異なっている。
【０１０２】
７３，７３，…はモータケース７２と仕切板４との衝合面側に形成された切欠開口で、これらの各切欠開口７３は、図１０および図１１に示すように小径筒部７２Ｃの軸方向端部をフランジ部７２Ｄと共に部分的に切欠くことにより形成されている。
【０１０３】
そして、各切欠開口７３は、図１１に示す如くモータケース７２の小径筒部７２Ｃの周囲に、例えば１２０度の間隔をもって配設され、後述する通電用バスバ７６，７７の突出部７６Ａ，７７Ａ、突出部７６Ｂ，７７Ｂ、突出部７６Ｃ，７７Ｃは、これらの切欠開口７３を介してモータケース７２の外部に引出されるものである。
【０１０４】
７４は本実施の形態で採用したインバータ装置で、該インバータ装置７４は、第１の実施の形態で述べたインバータ装置１１とほぼ同様に、後述のパワーモジュール７５、通電用バスバ７６，７７および電源コンデンサ８１等により構成されている。
【０１０５】
７５はインバータ装置７４の主要部を構成するパワーモジュールで、該パワーモジュール７５は、第１の実施の形態で述べたパワーモジュール１３とほぼ同様に構成され、３相交流モータである電動モータ８に対応して各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に分割された３個の分割モジュール７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃを有している。
【０１０６】
しかし、これらの分割モジュール７５Ａ〜７５Ｃは、図１１に示す如くモータケース７２の小径筒部７２Ｃ内で空きスペースＳａ の形状に合わせて多角形状または円弧状に湾曲して形成されている。そして、これらの分割モジュール７５Ａ〜７５Ｃは、後述の通電用バスバ７６，７７等を介して仕切板４上に互いに離間して取付けられ、モータケース７２の小径筒部７２Ｃ内でロータ１０を外側から取囲むように配置されている。
【０１０７】
７６，７７は分割モジュール７５Ａ〜７５Ｃおよび電源コンデンサ８１をバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ７６，７７は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６，１７とほぼ同様に構成され、導電性の金属板等を用いてほぼ同一形状のリングとして形成されている。
【０１０８】
しかし、通電用バスバ７６、７７は、図１２に示す如く絶縁材７８を介して互いに積層化され、仕切板４上に絶縁性の放熱シート７９を介して取付けられている。また、通電用バスバ７６，７７には、図１１に示す如く細長い長方形状をなした径方向の突出部７６Ａ，７７Ａ、突出部７６Ｂ，７７Ｂおよび突出部７６Ｃ，７７Ｃが、互いに約１２０度の間隔をもって一体に形成されている。
【０１０９】
この場合、突出部７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃは、図１２に例示する突出部７７Ｂの如くクランク状に折曲げられ、突出部７６Ａ〜７６Ｃとほぼ同一の平面上に配設されている。そして、これらの突出部７６Ａ〜７６Ｃおよび突出部７７Ａ〜７７Ｃは、それぞれモータケース７２の外部に各切欠開口７３を介して引出され、その先端側には後述の分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃが接続ピン８２，８３等を介して接続されるものである。
【０１１０】
また、通電用バスバ７６，７７は、図１２に示す如く絶縁材７８を介して互いに絶縁されると共に、仕切板４に対しても絶縁性の放熱シート７９を介して絶縁されている。そして、通電用バスバ７６，７７は、分割モジュール７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃに対しそれぞれ接続ピン（図示せず）等を介して連結されている。
【０１１１】
８０はモータケース７２の各切欠開口７３に装着されたシール部材（図１２中に１個のみ図示）で、該シール部材８０は、モータケース７２の各切欠開口７３と通電用バスバ７６，７７の突出部７６Ｂ，７７Ｂ（７６Ａ，７７Ａおよび７６Ｃ，７７Ｃ）との間を液密にシールするものである。
【０１１２】
８１はインバータ装置７４の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ８１は、第１の実施の形態で述べた電源コンデンサ１５とほぼ同様に構成されているものの、この電源コンデンサ８１は、モータケース７２の外側に互いに離間して配設された３個の分割コンデンサ８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃにより構成されている。
【０１１３】
そして、電源コンデンサ８１の分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃは、図１１に示す如くモータケース７２の外側に突出した通電用バスバ７６、７７の突出部７６Ａ〜７６Ｃ，７７Ａ〜７７Ｃにそれぞれ接続ピン８２，８３を介して接続されている。また、これらの分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃは、モータケース７２の小径筒部７２Ｃ外側面にバンド（図示せず）等を用いて着脱可能に取付けられるものである。
【０１１４】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、電源コンデンサ８１の分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃをモータケース７２の外部に配設したから、パワーモジュール７５の分割モジュール７５Ａ〜７５Ｃをモータケース７２の空きスペースＳａ 内によりコンパクトに配置することができる。
【０１１５】
また、モータケース７２には仕切板４との衝合面側に切欠開口７３を設けるだけで、通電用バスバ７６，７７の突出部７６Ａ〜７６Ｃ，７７Ａ〜７７Ｃを仕切板４に沿って各切欠開口７３からモータケース７２の内，外へと引出すことができ、これによって配線構造を簡略化できると共に、モータケース７２の軸方向途中部位に開口（例えば、図８に示す開口部５３）等を設ける必要がなくなり、ハウジング７１、モータケース７２の構造を簡素化することができる。
【０１１６】
さらに、３つの分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃを用いることにより、電源コンデンサ８１全体の容量を大きくすることができ、所謂寄生インピーダンス（寄生抵抗）を低減できると共に、ジュール熱の発生を良好に抑えることができる。
【０１１７】
次に、図１３および図１４は本発明の第６の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ハウジングのモータケースに電源コンデンサを収納するための収納ポケットを設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した図１０ないし図１２に示す第５の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１１８】
図中、９１，９１，…はモータケース７２の外周側に設けた収納ポケットで、該各収納ポケット９１は、モータケース７２と一体または別体に形成され、図１３、図１４に示すようにモータケース７２のテーパ筒部７２Ｂおよび小径筒部７２Ｃの外周側に配設されている。
【０１１９】
そして、これらの収納ポケット９１内には、図１４に示すように電源コンデンサ８１の分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃが個別に収納されている。また、これらの収納ポケット９１内には、分割コンデンサ８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃとの間に放熱材９２がそれぞれ充填され、これらの放熱材９２は、分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃからの熱をモータケース７２側に放熱するものである。
【０１２０】
９３，９４は分割モジュール７５Ａ〜７５Ｃおよび電源コンデンサ８１をバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ９３，９４は、第５の実施の形態で述べた通電用バスバ７６，７７とほぼ同様に構成され、絶縁材等を介して互いに積層化されると共に、仕切板４上に絶縁性の放熱シート等を介して取付けられている。
【０１２１】
また、通電用バスバ９３，９４には、図１４に示す如く細長い長方形状をなした径方向の突出部９３Ａ，９４Ａ、突出部９３Ｂ，９４Ｂおよび突出部９３Ｃ，９４Ｃが、互いに約１２０度の間隔をもって一体に形成されている。そして、これらの突出部９３Ａ〜９３Ｃおよび突出部９４Ａ〜９４Ｃは、それぞれモータケース７２の外部に各切欠開口７３を介して引出され、その先端側には分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃが接続ピン８２，８３等を介して接続されている。
【０１２２】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第５の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、モータケース７２の小径筒部７２Ｃ側に設けた各収納ポケット９１内に電源コンデンサ８１の分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃをコンパクトに収容することができる。
【０１２３】
また、これらの収納ポケット９１内には分割コンデンサ８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃとの間に放熱材９２をそれぞれ配置することにより、分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃからの熱をモータケース７２側に良好に伝え、分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃに対する冷却性能を高めることができる。
【０１２４】
次に、図１５および図１６は本発明の第７の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、モータケースの外側面に電源コンデンサの収納ポケットを締付用のバンド等により固定する構成としたことにある。なお、本実施の形態でも、前記第５の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１２５】
図中、１０１はインバータ付き電気機械の外殻となる筒状のハウジングで、該ハウジング１０１は、前記第５の実施の形態で述べたハウジング７１とほぼ同様に構成され、変速機ケース３および仕切板４と共に後述のモータケース１０２を有している。
【０１２６】
１０２は本実施の形態で採用したモータケースで、該モータケース１０２は、第５の実施の形態で述べたモータケース７２とほぼ同様に構成され、大径筒部１０２Ａ、テーパ筒部１０２Ｂ、小径筒部１０２Ｃおよびフランジ部１０２Ｄを有している。
【０１２７】
しかし、モータケース１０２の小径筒部１０２Ｃには、図１６に示す如くほぼ１２０度の間隔をもって平坦面部１０２Ｅ，１０２Ｅ，…が形成され、これらの平坦面部１０２Ｅには、後述の収納ポケット１０６が衝合して取付けられるものである。
【０１２８】
１０３，１０３，…はモータケース１０２と仕切板４との衝合面側に形成された切欠開口で、これらの各切欠開口１０３は、図１５および図１６に示すように小径筒部１０２Ｃの軸方向端部をフランジ部１０２Ｄと共に部分的に切欠くことにより形成されている。
【０１２９】
そして、各切欠開口１０３は、図１６に示す如くモータケース１０２の小径筒部１０２Ｃの周囲で各平坦面部１０２Ｅと同様に、例えば１２０度の間隔をもって配設されている。また、これらの切欠開口１０３からは、後述する通電用バスバ１０４，１０５の突出部１０４Ａ，１０５Ａ、突出部１０４Ｂ，１０５Ｂ、突出部１０４Ｃ，１０５Ｃがモータケース１０２の外部に引出されるものである。
【０１３０】
１０４，１０５は本実施の形態で採用した通電用バスバで、該通電用バスバ１０４，１０５は、第５の実施の形態で述べた通電用バスバ７６，７７とほぼ同様に構成され、絶縁材等を介して互いに積層化されると共に、仕切板４上に絶縁性の放熱シート等を介して取付けられている。
【０１３１】
また、通電用バスバ１０４，１０５には、図１６に示す如く細長い長方形状をなした径方向の突出部１０４Ａ，１０５Ａ、突出部１０４Ｂ，１０５Ｂおよび突出部１０４Ｃ，１０５Ｃが、互いに約１２０度の間隔をもって一体に形成されている。
【０１３２】
そして、これらの突出部１０４Ａ〜１０４Ｃおよび突出部１０５Ａ〜１０５Ｃは、それぞれモータケース１０２の外部に各切欠開口１０３を介して引出され、その先端側には分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃが接続ピン８２，８３等を介して接続されている。
【０１３３】
１０６，１０６，…はモータケース１０２の外周側に設けた収納ポケットで、該各収納ポケット１０６は、モータケース１０２と別体に形成された断面コ字形状の箱体からなり、図１５、図１６に示すようにモータケース１０２の小径筒部１０２Ｃの外周側で、各平坦面部１０２Ｅに衝合されている。
【０１３４】
そして、これらの収納ポケット１０６内には、電源コンデンサ８１の分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃが放熱材１０７と共に個別に収納されている。また、これらの放熱材１０７は、各収納ポケット１０６と分割コンデンサ８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃとの間に充填され、分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃからの熱をモータケース１０２側に放熱するものである。
【０１３５】
１０８は各収納ポケット１０６を小径筒部１０２Ｃの外周側に締結した締付用のバンドで、該バンド１０８は、例えば可撓性材料を用いて形成され、各収納ポケット１０６をモータケース１０２の小径筒部１０２Ｃ（各平坦面部１０２Ｅ）に外周側から着脱可能に締付けるものである。
【０１３６】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第５の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、バンド１０８により各収納ポケット１０６をモータケース１０２の小径筒部１０２Ｃ外周側に締結しているから、下記のような作用効果を得ることができる。
【０１３７】
即ち、各収納ポケット１０６は、放熱材１０７と一緒にモータケース１０２の小径筒部１０２Ｃ（各平坦面部１０２Ｅ）外周に締結状態で保持されるため、分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃからの熱を放熱材１０７を通じてモータケース１０２側に良好に伝えることができ、分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃに対する冷却性能を高めることができる。
【０１３８】
次に、図１７および図１８は本発明の第８の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、パワーモジュールをハウジング内に配置し、電源コンデンサをハウジングの外部に設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態でも、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１３９】
図中、１１１はインバータ付き電気機械の外殻となる筒状のハウジングで、該ハウジング１１１は、前記第１の実施の形態で述べたハウジング１とほぼ同様に構成され、変速機ケース３および仕切板４と共に後述のモータケース１１２を有している。
【０１４０】
１１２は本実施の形態で採用したモータケースで、該モータケース１１２は、第１の実施の形態で述べたモータケース２とほぼ同様に構成され、大径筒部１１２Ａ、テーパ筒部１１２Ｂ、小径筒部１１２Ｃおよびフランジ部１１２Ｄを有している。しかし、この場合のモータケース１１２は、テーパ筒部１１２Ｂの軸方向寸法を短くし、小径筒部１１２Ｃの軸方向寸法を長く形成している点で異なっている。
【０１４１】
１１３はモータケース１１２の小径筒部１１２Ｃに形成された径方向の開口部で、該開口部１１３は、図１７および図１８に示すように小径筒部１１２Ｃの軸方向途中部位を四角形状に切取ることにより形成されている。そして、この開口部１１３は、後述する通電用バスバ１１６，１１７の延長部１１６Ａ，１１７Ａをモータケース１１２の内，外に引出すために用いられるものである。
【０１４２】
１１４は本実施の形態で採用したインバータ装置で、該インバータ装置１１４は、第１の実施の形態で述べたインバータ装置１１とほぼ同様に、後述のパワーモジュール１１５、通電用バスバ１１６，１１７および電源コンデンサ１２０等により構成されている。
【０１４３】
１１５はインバータ装置１１４の主要部を構成するパワーモジュールで、該パワーモジュール１１５は、第１の実施の形態で述べたパワーモジュール１３とは異なり単一のモジュールとして形成されている。そして、パワーモジュール１１５は、モータケース１１２の小径筒部１１２Ｃ内で空きスペースＳａ を利用して配置され、仕切板４上に固定して取付けられている。
【０１４４】
１１６，１１７はパワーモジュール１１５および電源コンデンサ１２０をバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ１１６，１１７は、例えば第５の実施の形態で述べた通電用バスバ７６，７７とほぼ同様に絶縁材（図示せず）を介して積層構造に形成されている。
【０１４５】
しかし、この場合の通電用バスバ１１６、１１７は、図１８に示す如くモータケース１１２の外側で略長方形状をなして形成され、細長い延長部１１６Ａ，１１７Ａが一体に形成されている。そして、通電用バスバ１１６、１１７の延長部１１６Ａ，１１７Ａは、モータケース１１２の小径筒部１１２Ｃ内へと開口部１１３を介して挿入され、その先端側にはパワーモジュール１１５が接続ピン１１８，１１９を介して連結（接続）されている。
【０１４６】
１２０はインバータ装置１１４の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ１２０は、合計３個の分割コンデンサ１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃからなり、これらの分割コンデンサ１２０Ａ〜１２０Ｃは、それぞれ円柱状のコンデンサとして形成されている。
【０１４７】
そして、分割コンデンサ１２０Ａ〜１２０Ｃは、モータケース１１２の外側で通電用バスバ１１６、１１７にそれぞれ接続ピン１２１，１２２を介して接続されているものである。
【０１４８】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、電源コンデンサ１２０の分割コンデンサ１２０Ａ〜１２０Ｃをモータケース１１２の外部に配設しているので、パワーモジュール１１５をモータケース１１２の空きスペースＳａ 内に隙間をもって配置することができる。
【０１４９】
なお、前記第１の実施の形態では、通電用バスバ１６，１７を互いに離間させて配置する構成としている。しかし、これらの通電用バスバ１６，１７を、第５の実施の形態で述べた通電用バスバ７６，７７のように絶縁材等を介して積層化する構成としてもよい。そして、この点は、第２〜第４の実施の形態で述べた通電用バスバ１６，１７（５６，５７）についても同様である。
【０１５０】
また、前記第１の実施の形態では、電動モータ８のステータ９をモータケース２の大径筒部２Ａに固定して設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばモータケース２のテーパ筒部２Ｂ内に電動モータ８のステータ９を固定して設ける構成としてもよい。そして、この点は第２〜第８の実施の形態についても同様である。
【０１５１】
また、前記各実施の形態では、インバータ付き電気機械を車両用自動変速機に適用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば制動装置または操舵装置等の回転源として用いられるインバータ付き電気機械に適用してもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図２】モータケース内に配置したインバータ装置を図１中の矢示ＩＩ−ＩＩ方向からみた拡大断面図である。
【図３】図１中のインバータ装置を介して電動モータにバッテリを接続した状態を示す電気回路図である。
【図４】第２の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図５】モータケース内に配置したインバータ装置を図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた拡大断面図である。
【図６】第３の実施の形態によるインバータ装置を示す図５と同様位置での拡大断面図である。
【図７】図６中のインバータ装置を介して電動モータにバッテリを接続した状態を示す電気回路図である。
【図８】第４の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図９】モータケース内に配置したインバータ装置等を図８中の矢示ＩＸ−ＩＸ方向からみた拡大断面図である。
【図１０】第５の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図１１】モータケース内に配置したインバータ装置等を図１０中の矢示ＸＩ−ＸＩ方向からみた拡大断面図である。
【図１２】インバータ装置の通電用バスバ等を拡大して示す図１０中の要部拡大断面図である。
【図１３】第６の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図１４】モータケースに設けた収納ポケット等を図１３中の矢示ＸＩＶ−ＸＩＶ方向からみた拡大断面図である。
【図１５】第７の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図１６】モータケースの外周側にバンドを用いて取付けられた各収納ポケット等を図１５中の矢示ＸＶＩ−ＸＶＩ方向からみた拡大断面図である。
【図１７】第８の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図１８】モータケースに設けたインバータ装置等を図１７中の矢示ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ方向からみた拡大断面図である。
【符号の説明】
１，５１，７１，１０１，１１１ ハウジング
２，５２，７２，１０２，１１２ モータケース
３ 変速機ケース
４ 仕切板
５ 自動変速機
６ 入力軸（回転軸）
７ 出力軸
８ 電動モータ
９ ステータ
１０ ロータ
１１，３１，４１，５４，７４，１１４ インバータ装置
１２ バッテリ（直流電源）
１３，３２，４２，５５，７５，１１５ パワーモジュール
１３Ａ〜１３Ｃ，３２Ａ〜３２Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃ，５５Ａ〜５５Ｃ，７５Ａ〜７５Ｃ 分割モジュール
１４ パワートランジスタ（半導体素子）
１５，３３，４３，６０，８１，１２０ 電源コンデンサ
１６，５６，７６，９３，１０４，１１６ 通電用バスバ
１６Ａ，５６Ａ，７６Ａ，９３Ａ，１０４Ａ 突出部
１７，５７，７７，９４，１０５，１１７ 通電用バスバ
５７Ａ，７７Ａ，９４Ａ，１０５Ａ 突出部
１８，１９，４４，４５，５８，５９，１１８，１１９ 接続ピン
２０，２１，４６，４７，６１，６２，８２，８３，１２１，１２２ 接続ピン
４３Ａ〜４３Ｃ，８１Ａ〜８１Ｃ，１２０Ａ〜１２０Ｃ 分割コンデンサ
１１６Ａ，１１７Ａ 延長部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用自動変速機、制動装置または操舵装置等の回転源として好適に用いられるインバータ付き電気機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、乗用車等の車両には、油圧ポンプ、制動装置または操舵装置等の回転源として誘導電動機が搭載される。そして、このような誘導電動機は多相交流式の電動モータであるから、この電動モータに給電を行うためには、バッテリ等の直流電源を交流に変換するインバータ装置が必要となる。
【０００３】
そして、従来技術によるインバータ装置は、電動モータの外殻を構成するハウジングの外側面に取付けられ、外部の直流電源から供給される電流または電圧を交流に変換して前記電動モータの巻線部（通常はステータ）へと給電する構成となっている（例えば、特開平７−１１５７７８号公報等）。
【０００４】
この場合、インバータ装置は、直流電源を交流に変換する大電流型の半導体素子が実装された所謂パワー部としてのパワーモジュールと、電流の脈動を抑制する電源コンデンサと、該電源コンデンサおよびパワーモジュールを前記直流電源に接続する通電用の配線部等とを備えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、ハウジングの外側面等にインバータ装置を取付ける構成としているため、ハウジング内に設けた電動モータの巻線部と外部のインバータ装置との配線構造が複雑化し、これにより装置全体が大型化する上に、配線作業に手間がかかり、組立時の作業性が低下するという問題がある。
【０００６】
また、インバータ装置のパワーモジュールおよび電源コンデンサは、外部の直流電源を通じて大電流が供給されるので発熱源となる。そして、これらの発熱を抑えるためには放熱フィン等をインバータ装置に付設する必要があり、これによってもインバータ装置がハウジングの外部に大きく張り出すことになり、装置全体を小型化するのが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、全体を小型化することができ、組立時の作業性を向上できるようにしたインバータ付き電気機械を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、インバータ装置からの発熱をハウジングを通じて効率的に放熱することができ、全体をコンパクトに形成して小型化を図ることができるようにしたインバータ付き電気機械を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、インバータ装置は、大電流型の半導体素子が実装されたパワーモジュールと、電流の脈動を抑制する電源コンデンサと、該電源コンデンサおよび前記パワーモジュールを直流電源に接続する通電用バスバとを備え、前記パワーモジュールは、ハウジング内の空きスペースに前記通電用バスバと共に配置する構成としたことにある。
【００１０】
このように構成することにより、インバータ装置の少なくともパワーモジュールをハウジング内の空きスペースを利用して収納でき、電気機械のハウジングから外部へとインバータ装置が大きく張り出すのを防止することができる。また、パワーモジュールをハウジング内で電動モータの巻線部（例えば、ステータ）に接続することができ、配線構造等を簡略化できると共に、ハウジング内での配線作業を容易に行うことができる。このため、組立時の作業性を向上することができ、インバータ付き電気機械全体を小型化することができる。
【００１１】
また、請求項２の発明によると、パワーモジュールは、多相交流式の電動モータに対応して各相毎に分割された複数の分割モジュールからなり、ハウジング内の空きスペースには、これらの分割モジュールを互いに離間して配置する構成としている。
【００１２】
これにより、インバータ装置のパワーモジュールを各分割モジュール毎に互いに離した状態で、それぞれをハウジング内の空きスペースに収納でき、ハウジング内の空きスペースを有効に活用できると共に、設計の自由度を高めることができる。
【００１３】
また、請求項３の発明によると、ハウジングは、電動モータを収容したモータ室を他の室から分離する金属製の仕切板を有し、該仕切板にはモータ室内に位置してパワーモジュールを通電用バスバと共に取付ける構成としている。
【００１４】
これにより、金属製の仕切板を放熱板として活用でき、大電流型の半導体素子が実装されたパワーモジュールが発熱源となっても、該パワーモジュールからの熱を仕切板を介してハウジング側へと効率的に放熱することができる。
【００１５】
一方、請求項４の発明によると、ハウジングには、通電用バスバの一部をハウジングの内，外に引出すための切欠開口を設ける構成としている。これにより、ハウジングには仕切板との衝合面側に切欠開口を設けるだけで、通電用バスバの一部を仕切板に沿って切欠開口からハウジングの内，外に引出すことができ、これによっても配線構造を簡略化できると共に、ハウジングの構造を簡素化することができる。
【００１６】
また、請求項５の発明によると、電源コンデンサは、パワーモジュールの近傍に位置してハウジング内の空きスペースに配置する構成としている。これによって、インバータ装置の電源コンデンサをパワーモジュールと共にハウジング内の空きスペースに配置することができる。
【００１７】
また、請求項６の発明によると、ハウジングには電源コンデンサを収納する収納ポケットを設けてなる構成としている。これにより、ハウジングに設けた収納ポケット内に電源コンデンサをコンパクトに収容することができる。
【００１８】
また、請求項７の発明によると、電源コンデンサはハウジングの外側面にバンドを用いて固定する構成としている。これにより、電源コンデンサをハウジングの外側面にバンドを用いて固定でき、例えばハウジングと別体の収納ポケットを用いた場合には、この収納ポケットと共に電源コンデンサをハウジングの外側面にバンドを用いて固定することができる。
【００１９】
さらに、請求項８の発明によると、電動モータは、ハウジング内に固定して設けられるステータと、該ステータと対向して回転軸に設けられ該回転軸と一体に回転するロータとにより構成し、インバータ装置のうち少なくともパワーモジュールは、電動モータのステータとロータとの間に位置して前記ハウジング内の空きスペースに配置する構成としている。
【００２０】
これにより、インバータ装置のうち少なくともパワーモジュールを、ハウジング内で電動モータのステータとロータとの間に形成される空きスペースを活用して配置でき、インバータ付き電気機械全体をコンパクトに形成して小型化を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるインバータ付き電気機械を、車両用の自動変速装置に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２２】
ここで、図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１はインバータ付き電気機械の外殻となる筒状のハウジングで、このハウジング１は、図１に示す如く段付筒状に形成され、後述の電動モータ８を収容するモータケース２と、後述の自動変速機５を収容する筒状の変速機ケース３と、モータケース２と変速機ケース３との間に設けられた仕切板４とにより大略構成されている。
【００２３】
そして、ハウジング１のモータケース２、変速機ケース３および仕切板４は、それぞれ良好な熱伝導性を有する金属材料、例えばアルミニウム合金または鉄系合金等を用いて形成され、内部の発熱源から発生する熱を外部に放熱する構成となっている。
【００２４】
また、ハウジング１のモータケース２は、軸方向の一側が車両用エンジンのフライホイールケース（図示せず）に連結される大径筒部２Ａとなり、軸方向の他側は、該大径筒部２Ａの端部からテーパ筒部２Ｂを介して縮径された小径筒部２Ｃとなっている。そして、小径筒部２Ｃの端部には、径方向外向きに突出した環状のフランジ部２Ｄが形成され、このフランジ部２Ｄは仕切板４の外周側に衝合されている。
【００２５】
一方、ハウジング１の変速機ケース３には、軸方向一側の端部から径方向外向きに突出した環状のフランジ部３Ａが形成され、このフランジ部３Ａも仕切板４の外周側に衝合されている。そして、仕切板４は、これらのフランジ部２Ｄ，３Ａ間に挟持された状態で複数のボルト（図示せず）等によりモータケース２と変速機ケース３との間に着脱可能に固着されている。
【００２６】
そして、仕切板４は、ハウジング１内をモータケース２側のモータ室（以下、室Ａという）と変速機ケース３側の他の室Ｂとに画成（分離）し、例えば自動変速機５内に収容した潤滑油（図示せず）の一部等が、室Ｂから室Ａ（後述の空きスペースＳａ を含む）内へと浸入するの防止している。
【００２７】
また、モータケース２のテーパ筒部２Ｂおよび小径筒部２Ｃ内には、図１に示すように後述する電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に位置して環状空間（以下、空きスペースＳａ という）が形成され、この空きスペースＳａ 内には、後述のインバータ装置１１が配置されるものである。
【００２８】
５は変速機ケース３内に収容された自動変速機を示し、該自動変速機５は、公知のトルクコンバータおよび変速歯車機構（いずれも図示せず）等からなり、ハウジング１内に設けた回転軸としての入力軸６の回転を、外部からの制御信号等に応じて変速しつつ、変速した回転を出力軸７に伝達するものである。
【００２９】
この場合、回転軸としての入力軸６は、モータケース２内を軸方向に伸び、前記フライホイールケース側でエンジンのクランク軸またはフライホイールにクラッチ（いずれも図示せず）等を介して連結される。そして、このクラッチが連結状態のときには、前記エンジンの回転出力が入力軸６に伝えられるものである。
【００３０】
また、前記クラッチの連結を解除したときには、後述する電動モータ８の回転が入力軸６に伝えられ、このときには電動モータ８が入力軸６の回転駆動源となるものである。そして、自動変速機５の出力軸７は、車両の駆動輪（図示せず）に連結され、これらの駆動輪を回転駆動することにより車両を路上走行させるものである。
【００３１】
８はハウジング１のモータケース２内に設けられた多相交流式の電動モータを示し、該電動モータ８は、例えば誘導電動機等の３相交流モータにより構成されている。そして、電動モータ８は、モータケース２の大径筒部２Ａに固定して設けられた複数の巻線部からなる環状のステータ９と、該ステータ９の径方向内側に位置して入力軸６の外周側に設けられた永久磁石等からなるロータ１０とにより構成されている。
【００３２】
そして、電動モータ８のロータ１０は、ステータ９と径方向で小さな隙間を介して対向するように配設され、入力軸６と一体回転するものである。この場合、入力軸６が前記エンジンによって駆動される間は、ロータ１０がステータ９に対して回転されることによりステータ９には誘導起電力が発生し、電動モータ８は後述のバッテリ１２に対する充電器として機能する。
【００３３】
また、前記エンジンを停止させてクラッチを解除し、電動モータ８を回転源として用いる場合には、後述のインバータ装置１１から電動モータ８のステータ９に交流が給電されてロータ１０が駆動されることにより、このロータ１０と一緒に入力軸６が回転されるものである。
【００３４】
１１はモータケース２内に設けたインバータ装置で、このインバータ装置１１は、図３に示す如く直流電源としてのバッテリ１２と電動モータ８との間に配設され、バッテリ１２からの直流電源を交流に変換して電動モータ８に給電を行うものである。そして、インバータ装置１１は、後述のパワーモジュール１３、電源コンデンサ１５および通電用バスバ１６，１７等により構成されている。
【００３５】
また、これらのパワーモジュール１３、電源コンデンサ１５および通電用バスバ１６，１７は、図１に示すようにモータケース２のテーパ筒部２Ｂおよび小径筒部２Ｃ内に位置する空きスペースＳａ （具体的には、電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間の空きスペースＳａ ）内にコンパクトに配置されているものである。
【００３６】
１３はインバータ装置１１の主要部を構成するパワーモジュールで、該パワーモジュール１３は、図１、図２に示すように３相交流モータである電動モータ８に対応して各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に分割された３個の分割モジュール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃにより構成されている。
【００３７】
そして、これらの分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃは、それぞれ直方体状に形成され、仕切板４上に絶縁性の放熱シート（図示せず）等を介して取付けられている。この場合、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃは、モータケース２の小径筒部２Ｃ内に位置してロータ１０の周囲に、例えば９０度程度の間隔をもって互いに離間した状態で配設されている。
【００３８】
また、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃは、図３に例示するように大電流型の半導体素子であるＦＥＴ等のパワートランジスタ１４，１４をそれぞれの基板（図示せず）に実装することにより構成されている。そして、これらのパワートランジスタ１４は、図３に示す如くゲートＧ、ドレインＤおよびソースＳを有し、ドレインＤとソースＳが後述の通電用バスバ１６，１７を介してバッテリ１２に接続されている。
【００３９】
また、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ内にそれぞれ設けた各パワートランジスタ１４は、バッテリ１２から後述の通電用バスバ１６，１７を介して大電流が供給されることにより発熱する。そして、これらの分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃに発生する熱は、前記放熱シート等を通じて仕切板４、モータケース２および変速機ケース３側へと伝えられ、放熱されるものである。
【００４０】
１５はインバータ装置１１の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ１５は、図３に示す如く後述の通電用バスバ１６，１７等を介してバッテリ１２に接続され、バッテリ１２からパワーモジュール１３に通電する電流に脈動が発生するのを抑制するものである。
【００４１】
また、電源コンデンサ１５は、図２に示す如く丸みをもった略直方体として形成され、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと同様に仕切板４上に絶縁性の放熱シート等を介して取付けられている。なお、電源コンデンサ１５は、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃよりも大なる高さ寸法（入力軸６の軸方向に沿った寸法）をもって形成されている。
【００４２】
そして、電源コンデンサ１５は、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと共にモータケース２の小径筒部２Ｃ内でロータ１０の周囲に間隔をもって配設され、分割モジュール１３Ａ，１３Ｃと電源コンデンサ１５との間の間隔は、例えば９０度程度となっている。また、電源コンデンサ１５からの発熱も、前記放熱シート等を通じて仕切板４、モータケース２および変速機ケース３側へと放熱されるものである。
【００４３】
１６，１７は分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび電源コンデンサ１５をバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ１６，１７は、例えば導電性の金属板等を用いて図１、図２に示すように互いに同心円状をなすリングとして形成されている。そして、通電用バスバ１６は、例えば図３に示すようにバッテリ１２の陽極側に接続され、通電用バスバ１７はバッテリ１２の陰極側に接続されるものである。
【００４４】
また、通電用バスバ１６，１７は、図１、図２に示す如くそれぞれの外径寸法がモータケース２の小径筒部２Ｃよりも小径に形成され、内径寸法はロータ１０の外径よりも大径に形成されている。そして、通電用バスバ１６，１７は、分割モジュール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃにそれぞれ接続ピン１８，１９を介して連結され、電源コンデンサ１５には図２に示す如く接続ピン２０，２１を介して連結されている。
【００４５】
この場合、これらの接続ピン１８〜２１は、図１に示す如くそれぞれ入力軸６とほぼ平行に配設され、その両端側が通電用バスバ１６，１７と分割モジュール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ、電源コンデンサ１５とに接続されている。また、これらの接続ピン１８〜２１のうち接続ピン２０，２１は、残りの接続ピン１８，１９に比較して電源コンデンサ１５の高さ寸法分だけ短尺に形成されている。
【００４６】
そして、通電用バスバ１６，１７は、分割モジュール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃおよび電源コンデンサ１５と共に各接続ピン１８，１９，２０，２１を介してモータケース２のテーパ筒部２Ｂ内に位置決めされ、ロータ１０を径方向外側から取囲む配置となっている。
【００４７】
本実施の形態によるインバータ付き電気機械は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
【００４８】
まず、ハウジング１内の入力軸６を車両用エンジン（内燃機関）で回転駆動するときには、入力軸６の回転が自動変速機５により変速され、変速した回転が出力軸７から車両の駆動輪に伝達される。これにより、車両は前記エンジンの回転出力（トルク）に従って路上走行を行う。
【００４９】
また、このように入力軸６が前記エンジンによって回転駆動される間は、電動モータ８のロータ１０がステータ９に対して回転されることにより、ステータ９側には誘導起電力が発生する。そして、この誘導起電力を利用してバッテリ１２への充電が行われるものである。
【００５０】
一方、前記エンジンと入力軸６との間のクラッチ等を解除し、電動モータ８を回転源として用いる場合には、バッテリ１２からの直流電源がインバータ装置１１のパワーモジュール１３（分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ）により交流に変換され、３相交流モータからなる電動モータ８には、ステータ９に交流が給電されてロータ１０が駆動される。
【００５１】
これにより、電動モータ８のロータ１０は、前記エンジンに替わって入力軸６を回転駆動するようになり、このときには電動モータ８が入力軸６の回転駆動源となって、自動変速機５の出力軸７を回転させつつ、車両を路上走行させる。そして、インバータ装置１１の電源コンデンサ１５は、図３に示すようにバッテリ１２からパワーモジュール１３の各パワートランジスタ１４に通電する電流に脈動が発生するのを抑制し、電動モータ８への給電を安定した状態に保つ機能を有する。
【００５２】
ここで、本実施の形態にあっては、電動モータ８をステータ９とロータ１０とにより構成し、インバータ装置１１のパワーモジュール１３を３つの分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃに分割すると共に、該分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ、電源コンデンサ１５および通電用バスバ１６，１７を、電動モータ８のステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に位置してモータケース２内の空きスペースＳａ に配置する構成としている。
【００５３】
これにより、ハウジング１のモータケース２内でステータ９、ロータ１０と仕切板４との間に形成される空きスペースＳａ を活用して、インバータ装置１１の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃ、電源コンデンサ１５および通電用バスバ１６，１７を空きスペースＳａ 内にコンパクトに配置することができ、ハウジング１からインバータ装置１１が外部に張り出すのを防止できる。
【００５４】
特に、モータケース２内の空きスペースＳａ には、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃと電源コンデンサ１５とを互いにほぼ９０度程度の間隔をもって配置する構成としているので、モータケース２の空きスペースＳａ を有効に活用でき、分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび電源コンデンサ１５を通電用バスバ１６，１７と共に空きスペースＳａ 内にコンパクトに配置できると共に、設計の自由度を高めることができる。
【００５５】
また、パワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃを、モータケース２の室Ａ内で電動モータ８の巻線部（例えば、ステータ９側）に近付けて配置できるので、両者の接続作業、配線作業を容易に行うことができ、配線構造等の簡略化も図ることができる。
【００５６】
従って、本実施の形態によれば、車両用の自動変速機５を内蔵するインバータ付き電気機械全体を、コンパクトに形成して小型化を図ることができると共に、組立時の作業性を大幅に向上することができる。
【００５７】
また、当該機械のハウジング１をモータケース２、変速機ケース３および仕切板４により構成し、インバータ装置１１の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび電源コンデンサ１５を、モータケース２の室Ａ（空きスペースＳａ ）内で金属製の仕切板４上に放熱シート等を介して取付ける構成としている。
【００５８】
このため、金属製の仕切板４を放熱板として活用でき、パワートランジスタ１４等が実装されたパワーモジュール１３の分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃが発熱源となっても、各分割モジュール１３Ａ〜１３Ｃおよび電源コンデンサ１５からの熱を仕切板４を介してモータケース２、変速機ケース３側へと効率的に放熱することができ、これによっても全体をコンパクトに形成して小型化を図ることができる。
【００５９】
次に、図４および図５は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態にあっては、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６０】
しかし、本実施の形態の特徴は、インバータ装置３１を、パワーモジュール３２、電源コンデンサ３３および通電用バスバ１６，１７等によって構成すると共に、パワーモジュール３２の分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを、モータケース２内での空きスペースＳａ の形状に合わせて多角形状または円弧状に湾曲させる形状としたことにある。
【００６１】
ここで、インバータ装置３１のパワーモジュール３２は、第１の実施の形態で述べたパワーモジュール１３とほぼ同様に３つの分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃにより構成され、通電用バスバ１６，１７に対し接続ピン１８，１９を介して接続（連結）されている。
【００６２】
また、電源コンデンサ３３は、第１の実施の形態で述べた電源コンデンサ１５とほぼ同様に構成され、通電用バスバ１６，１７に対し接続ピン２０，２１を介して連結されている。
【００６３】
しかし、この場合の分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃは、図５に示す如くモータケース２内で空きスペースＳａ の形状に合わせて多角形状または円弧状に湾曲して形成されている。
【００６４】
そして、これらの分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃおよび電源コンデンサ３３は、仕切板４上に互いに離間して取付けられ、モータケース２の小径筒部２Ｃ内で電動モータ８のロータ１０を外側から取囲むように配置されているものである。
【００６５】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００６６】
しかし、本実施の形態では、パワーモジュール３２の分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを、空きスペースＳａ の形状に合わせて多角形状または円弧状に湾曲させて形成し、モータケース２の小径筒部２Ｃ内で電源コンデンサ３３と共に電動モータ８のロータ１０を外側から取囲むように配置している。
【００６７】
このため、パワーモジュール３２の各分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃは、モータケース２の小径筒部２Ｃ内で径方向の寸法、高さ方向（軸方向）の寸法等をより小さくして形成でき、モータケース２の空きスペースＳａ をより有効に活用することができる。
【００６８】
また、これによって仕切板４に対する分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの接触面積（取付面積）を増大できるので、分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃから発生する熱を仕切板４を通じて良好に放熱させ、分割モジュール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに対する冷却性能を高めることができる。
【００６９】
次に、図６および図７は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、電源コンデンサをパワーモジュールの各分割モジュールと同様に３つに分割する構成としたことにある。なお、本実施の形態でも、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７０】
図中、４１は本実施の形態で採用したインバータ装置で、該インバータ装置４１は、第１の実施の形態で述べたインバータ装置１１とほぼ同様に構成され、通電用バスバ１６，１７と共に後述のパワーモジュール４２、電源コンデンサ４３等を有している。
【００７１】
４２はインバータ装置４１の主要部を構成するパワーモジュールで、該パワーモジュール４２は、第１の実施の形態で述べたパワーモジュール１３とほぼ同様に構成され、３相交流モータである電動モータ８に対応して各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に分割された３個の分割モジュール４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを有している。
【００７２】
しかし、これらの分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃは、図６に示す如くモータケース２内で空きスペースＳａ の形状に合わせて多角形状または円弧状に湾曲して形成されている。そして、これらの分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃは、後述の各分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃと共に仕切板４上に互いに離間して取付けられ、モータケース２の小径筒部２Ｃ内でロータ１０を外側から取囲むように配置されている。
【００７３】
４３はインバータ装置４１の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ４３は、第１の実施の形態で述べた電源コンデンサ１５とほぼ同様に構成されるものの、３個の分割コンデンサ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃからなる点で異なっている。
【００７４】
この場合、３個の分割コンデンサ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃは、図６、図７に示す如くパワーモジュール４２の分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃに対応して３個に分離され、それぞれが分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃと同様に仕切板４上に絶縁性の放熱シート等を介して取付けられている。
【００７５】
そして、電源コンデンサ４３の分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃは、図６に示す如く丸みをもった扇形状体として形成され、分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃと共にモータケース２の小径筒部２Ｃ内でロータ１０の周囲に、例えば１２０度の間隔をもって配設されている。
【００７６】
即ち、電源コンデンサ４３の分割コンデンサ４３Ａは分割モジュール４２Ａ，４２Ｃ間に配置され、分割コンデンサ４３Ｂは分割モジュール４２Ａ，４２Ｂ間に配置され、分割コンデンサ４３Ｃは分割モジュール４２Ｂ，４２Ｃ間に配置されている。そして、これらの分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃからの発熱も、前記放熱シート等を通じて仕切板４側へと放熱されるものである。
【００７７】
ここで、電源コンデンサ４３の分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃは、図７に示す如く通電用バスバ１６，１７間に分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃと並列になるように接続され、バッテリ１２から分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃに通電する電流に脈動が発生するのを抑制するものである。
【００７８】
４４，４４，…は通電用バスバ１６を分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃにそれぞれ接続した接続ピンを示している。また、４５，４５，…は他の通電用バスバ１７を分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃにそれぞれ接続した他の接続ピンを示している。そして、これらの各接続ピン４４，４５は、第１の実施の形態で述べた接続ピン１８，１９とほぼ同様に構成されるものである。
【００７９】
４６，４６，…は通電用バスバ１６を分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃにそれぞれ接続した接続ピンを示している。また、４７，４７，…は他の通電用バスバ１７を分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃにそれぞれ接続した他の接続ピンを示している。そして、これらの各接続ピン４６，４７は、第１の実施の形態で述べた接続ピン２０，２１とほぼ同様に構成されるものである。
【００８０】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１，第２の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００８１】
特に、本実施の形態では、電源コンデンサ４３を、パワーモジュール４２の分割モジュール４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃに対応して３つの分割コンデンサ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃに分離すると共に、これらの分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃ、分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃを、モータケース２の小径筒部２Ｃ内でロータ１０を外側から取囲むように配置している。
【００８２】
このため、分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃを分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃと同様に、モータケース２の小径筒部２Ｃ内で径方向の寸法、高さ方向（軸方向）の寸法等を小さく形成でき、モータケース２の空きスペースＳａ をより有効に活用することができる。
【００８３】
また、これによって仕切板４に対する分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃの接触面積（取付面積）を増大できるので、分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃから発生する熱を仕切板４を通じて良好に放熱させ、分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃに対する冷却性能を高めることができる。
【００８４】
また、３つの分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃを用いることにより、電源コンデンサ４３全体の容量を大きくすることができ、所謂寄生インピーダンス（寄生抵抗）を低減できると共に、ジュール熱の発生を良好に抑えることができる。さらに、分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃを分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃと近付けて通電用バスバ１６，１７に接続できるので、分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃと分割コンデンサ４３Ａ〜４３Ｃの間隔が開くことがなく、接続部の寄生インピーダンスを低減することができる。これにより、分割モジュール４２Ａ〜４２Ｃ内でのパワートランジスタ１４等の素子動作に伴うサージ電圧を低く抑えることができる。
【００８５】
次に、図８および図９は本発明の第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、パワーモジュールの各分割モジュールをハウジング内に配置し、電源コンデンサをハウジングの外部に設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態でも、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８６】
図中、５１はインバータ付き電気機械の外殻となる筒状のハウジングを示し、該ハウジング５１は、前記第１の実施の形態で述べたハウジング１とほぼ同様に構成され、変速機ケース３および仕切板４と共に後述のモータケース５２を有している。
【００８７】
５２は本実施の形態で採用したモータケースで、該モータケース５２は、第１の実施の形態で述べたモータケース２とほぼ同様に構成され、大径筒部５２Ａ、テーパ筒部５２Ｂ、小径筒部５２Ｃおよびフランジ部５２Ｄを有している。しかし、この場合のモータケース５２は、テーパ筒部５２Ｂの軸方向寸法を短くし、小径筒部５２Ｃの軸方向寸法を長く形成している点で異なっている。
【００８８】
また、モータケース５２のフランジ部５２Ｄは、後述の電源コンデンサ６０をハウジング５１の外周側に取付けるために図９に示す如く部分的に切欠かれ、変速機ケース３のフランジ部３Ａおよび仕切板４についても、これと同様に部分的に切欠かれているものである。
【００８９】
５３はモータケース５２の小径筒部５２Ｃに形成された径方向の開口部で、該開口部５３は、図８および図９に示すように小径筒部５２Ｃの軸方向途中部位を四角形状に切取ることにより形成されている。そして、この開口部５３は、後述する通電用バスバ５６，５７の突出部５６Ａ，５７Ａをモータケース５２の外部に引出すために用いられるものである。
【００９０】
５４は本実施の形態で採用したインバータ装置で、該インバータ装置５４は、第１の実施の形態で述べたインバータ装置１１とほぼ同様に、後述のパワーモジュール５５、通電用バスバ５６，５７および電源コンデンサ６０等により構成されている。
【００９１】
５５はインバータ装置５４の主要部を構成するパワーモジュールで、該パワーモジュール５５は、第１の実施の形態で述べたパワーモジュール１３とほぼ同様に構成され、３相交流モータである電動モータ８に対応して各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に分割された３個の分割モジュール５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃを有している。
【００９２】
しかし、これらの分割モジュール５５Ａ〜５５Ｃは、図９に示す如くモータケース５２の小径筒部５２Ｃ内で空きスペースＳａ の形状に合わせて多角形状または円弧状に湾曲して形成されている。そして、これらの分割モジュール５５Ａ〜５５Ｃは、仕切板４上に互いに離間して取付けられ、モータケース５２の小径筒部５２Ｃ内でロータ１０を外側から取囲むように配置されている。
【００９３】
５６，５７は分割モジュール５５Ａ〜５５Ｃおよび電源コンデンサ６０をバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ５６，５７は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６，１７とほぼ同様に構成され、導電性の金属板等を用いて互いに同心円状をなすリングとして形成されている。
【００９４】
しかし、この場合の通電用バスバ５６、５７には、細長い長方形状をなした径方向の突出部５６Ａ，５７Ａが一体に形成され、これらの突出部５６Ａ，５７Ａは、モータケース５２の外部へと開口部５３を介して引出されている。そして、突出部５６Ａ，５７Ａの先端側には、後述の電源コンデンサ６０が接続されるものである。
【００９５】
また、通電用バスバ５６，５７は、分割モジュール５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃにそれぞれ接続ピン５８，５９を介して連結され、これらの各接続ピン５８，５９は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６，１７とほぼ同様に構成されている。
【００９６】
６０はインバータ装置５４の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ６０は、第１の実施の形態で述べた電源コンデンサ１５とほぼ同様に構成されているものの、この電源コンデンサ６０は、ハウジング５１の外側面に設けられている点で異なるものである。
【００９７】
そして、電源コンデンサ６０は、ハウジング５１の外側に突出した通電用バスバ５６、５７の突出部５６Ａ，５７Ａに接続ピン６１，６２を介して接続されている。また、電源コンデンサ６０は、ハウジング５１の外側面にバンド（図示せず）等を用いて着脱可能に取付けられている。
【００９８】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、電源コンデンサ６０をハウジング５１の外部に配設したから、パワーモジュール５５の分割モジュール５５Ａ〜５５Ｃをモータケース５２の空きスペースＳａ 内によりコンパクトに配置することができる。
【００９９】
次に、図１０ないし図１２は本発明の第５の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ハウジングのモータケースに仕切板との衝合面側に位置して切欠開口を設け、該切欠開口から通電用バスバの一部を仕切板に沿ってハウジングの内，外に引出す構成としたことにある。なお、本実施の形態でも、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１００】
図中、７１はインバータ付き電気機械の外殻となる筒状のハウジングを示し、該ハウジング７１は、前記第１の実施の形態で述べたハウジング１とほぼ同様に構成され、変速機ケース３および仕切板４と共に後述のモータケース７２を有している。
【０１０１】
７２は本実施の形態で採用したモータケースで、該モータケース７２は、第１の実施の形態で述べたモータケース２とほぼ同様に構成され、大径筒部７２Ａ、テーパ筒部７２Ｂ、小径筒部７２Ｃおよびフランジ部７２Ｄを有している。しかし、この場合のモータケース７２は、テーパ筒部７２Ｂの軸方向寸法を短くし、小径筒部７２Ｃの軸方向寸法を長く形成している点で異なっている。
【０１０２】
７３，７３，…はモータケース７２と仕切板４との衝合面側に形成された切欠開口で、これらの各切欠開口７３は、図１０および図１１に示すように小径筒部７２Ｃの軸方向端部をフランジ部７２Ｄと共に部分的に切欠くことにより形成されている。
【０１０３】
そして、各切欠開口７３は、図１１に示す如くモータケース７２の小径筒部７２Ｃの周囲に、例えば１２０度の間隔をもって配設され、後述する通電用バスバ７６，７７の突出部７６Ａ，７７Ａ、突出部７６Ｂ，７７Ｂ、突出部７６Ｃ，７７Ｃは、これらの切欠開口７３を介してモータケース７２の外部に引出されるものである。
【０１０４】
７４は本実施の形態で採用したインバータ装置で、該インバータ装置７４は、第１の実施の形態で述べたインバータ装置１１とほぼ同様に、後述のパワーモジュール７５、通電用バスバ７６，７７および電源コンデンサ８１等により構成されている。
【０１０５】
７５はインバータ装置７４の主要部を構成するパワーモジュールで、該パワーモジュール７５は、第１の実施の形態で述べたパワーモジュール１３とほぼ同様に構成され、３相交流モータである電動モータ８に対応して各相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に分割された３個の分割モジュール７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃを有している。
【０１０６】
しかし、これらの分割モジュール７５Ａ〜７５Ｃは、図１１に示す如くモータケース７２の小径筒部７２Ｃ内で空きスペースＳａ の形状に合わせて多角形状または円弧状に湾曲して形成されている。そして、これらの分割モジュール７５Ａ〜７５Ｃは、後述の通電用バスバ７６，７７等を介して仕切板４上に互いに離間して取付けられ、モータケース７２の小径筒部７２Ｃ内でロータ１０を外側から取囲むように配置されている。
【０１０７】
７６，７７は分割モジュール７５Ａ〜７５Ｃおよび電源コンデンサ８１をバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ７６，７７は、第１の実施の形態で述べた通電用バスバ１６，１７とほぼ同様に構成され、導電性の金属板等を用いてほぼ同一形状のリングとして形成されている。
【０１０８】
しかし、通電用バスバ７６、７７は、図１２に示す如く絶縁材７８を介して互いに積層化され、仕切板４上に絶縁性の放熱シート７９を介して取付けられている。また、通電用バスバ７６，７７には、図１１に示す如く細長い長方形状をなした径方向の突出部７６Ａ，７７Ａ、突出部７６Ｂ，７７Ｂおよび突出部７６Ｃ，７７Ｃが、互いに約１２０度の間隔をもって一体に形成されている。
【０１０９】
この場合、突出部７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃは、図１２に例示する突出部７７Ｂの如くクランク状に折曲げられ、突出部７６Ａ〜７６Ｃとほぼ同一の平面上に配設されている。そして、これらの突出部７６Ａ〜７６Ｃおよび突出部７７Ａ〜７７Ｃは、それぞれモータケース７２の外部に各切欠開口７３を介して引出され、その先端側には後述の分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃが接続ピン８２，８３等を介して接続されるものである。
【０１１０】
また、通電用バスバ７６，７７は、図１２に示す如く絶縁材７８を介して互いに絶縁されると共に、仕切板４に対しても絶縁性の放熱シート７９を介して絶縁されている。そして、通電用バスバ７６，７７は、分割モジュール７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃに対しそれぞれ接続ピン（図示せず）等を介して連結されている。
【０１１１】
８０はモータケース７２の各切欠開口７３に装着されたシール部材（図１２中に１個のみ図示）で、該シール部材８０は、モータケース７２の各切欠開口７３と通電用バスバ７６，７７の突出部７６Ｂ，７７Ｂ（７６Ａ，７７Ａおよび７６Ｃ，７７Ｃ）との間を液密にシールするものである。
【０１１２】
８１はインバータ装置７４の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ８１は、第１の実施の形態で述べた電源コンデンサ１５とほぼ同様に構成されているものの、この電源コンデンサ８１は、モータケース７２の外側に互いに離間して配設された３個の分割コンデンサ８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃにより構成されている。
【０１１３】
そして、電源コンデンサ８１の分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃは、図１１に示す如くモータケース７２の外側に突出した通電用バスバ７６、７７の突出部７６Ａ〜７６Ｃ，７７Ａ〜７７Ｃにそれぞれ接続ピン８２，８３を介して接続されている。また、これらの分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃは、モータケース７２の小径筒部７２Ｃ外側面にバンド（図示せず）等を用いて着脱可能に取付けられるものである。
【０１１４】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、電源コンデンサ８１の分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃをモータケース７２の外部に配設したから、パワーモジュール７５の分割モジュール７５Ａ〜７５Ｃをモータケース７２の空きスペースＳａ 内によりコンパクトに配置することができる。
【０１１５】
また、モータケース７２には仕切板４との衝合面側に切欠開口７３を設けるだけで、通電用バスバ７６，７７の突出部７６Ａ〜７６Ｃ，７７Ａ〜７７Ｃを仕切板４に沿って各切欠開口７３からモータケース７２の内，外へと引出すことができ、これによって配線構造を簡略化できると共に、モータケース７２の軸方向途中部位に開口（例えば、図８に示す開口部５３）等を設ける必要がなくなり、ハウジング７１、モータケース７２の構造を簡素化することができる。
【０１１６】
さらに、３つの分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃを用いることにより、電源コンデンサ８１全体の容量を大きくすることができ、所謂寄生インピーダンス（寄生抵抗）を低減できると共に、ジュール熱の発生を良好に抑えることができる。
【０１１７】
次に、図１３および図１４は本発明の第６の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ハウジングのモータケースに電源コンデンサを収納するための収納ポケットを設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した図１０ないし図１２に示す第５の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１１８】
図中、９１，９１，…はモータケース７２の外周側に設けた収納ポケットで、該各収納ポケット９１は、モータケース７２と一体または別体に形成され、図１３、図１４に示すようにモータケース７２のテーパ筒部７２Ｂおよび小径筒部７２Ｃの外周側に配設されている。
【０１１９】
そして、これらの収納ポケット９１内には、図１４に示すように電源コンデンサ８１の分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃが個別に収納されている。また、これらの収納ポケット９１内には、分割コンデンサ８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃとの間に放熱材９２がそれぞれ充填され、これらの放熱材９２は、分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃからの熱をモータケース７２側に放熱するものである。
【０１２０】
９３，９４は分割モジュール７５Ａ〜７５Ｃおよび電源コンデンサ８１をバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ９３，９４は、第５の実施の形態で述べた通電用バスバ７６，７７とほぼ同様に構成され、絶縁材等を介して互いに積層化されると共に、仕切板４上に絶縁性の放熱シート等を介して取付けられている。
【０１２１】
また、通電用バスバ９３，９４には、図１４に示す如く細長い長方形状をなした径方向の突出部９３Ａ，９４Ａ、突出部９３Ｂ，９４Ｂおよび突出部９３Ｃ，９４Ｃが、互いに約１２０度の間隔をもって一体に形成されている。そして、これらの突出部９３Ａ〜９３Ｃおよび突出部９４Ａ〜９４Ｃは、それぞれモータケース７２の外部に各切欠開口７３を介して引出され、その先端側には分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃが接続ピン８２，８３等を介して接続されている。
【０１２２】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第５の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、モータケース７２の小径筒部７２Ｃ側に設けた各収納ポケット９１内に電源コンデンサ８１の分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃをコンパクトに収容することができる。
【０１２３】
また、これらの収納ポケット９１内には分割コンデンサ８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃとの間に放熱材９２をそれぞれ配置することにより、分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃからの熱をモータケース７２側に良好に伝え、分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃに対する冷却性能を高めることができる。
【０１２４】
次に、図１５および図１６は本発明の第７の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、モータケースの外側面に電源コンデンサの収納ポケットを締付用のバンド等により固定する構成としたことにある。なお、本実施の形態でも、前記第５の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１２５】
図中、１０１はインバータ付き電気機械の外殻となる筒状のハウジングで、該ハウジング１０１は、前記第５の実施の形態で述べたハウジング７１とほぼ同様に構成され、変速機ケース３および仕切板４と共に後述のモータケース１０２を有している。
【０１２６】
１０２は本実施の形態で採用したモータケースで、該モータケース１０２は、第５の実施の形態で述べたモータケース７２とほぼ同様に構成され、大径筒部１０２Ａ、テーパ筒部１０２Ｂ、小径筒部１０２Ｃおよびフランジ部１０２Ｄを有している。
【０１２７】
しかし、モータケース１０２の小径筒部１０２Ｃには、図１６に示す如くほぼ１２０度の間隔をもって平坦面部１０２Ｅ，１０２Ｅ，…が形成され、これらの平坦面部１０２Ｅには、後述の収納ポケット１０６が衝合して取付けられるものである。
【０１２８】
１０３，１０３，…はモータケース１０２と仕切板４との衝合面側に形成された切欠開口で、これらの各切欠開口１０３は、図１５および図１６に示すように小径筒部１０２Ｃの軸方向端部をフランジ部１０２Ｄと共に部分的に切欠くことにより形成されている。
【０１２９】
そして、各切欠開口１０３は、図１６に示す如くモータケース１０２の小径筒部１０２Ｃの周囲で各平坦面部１０２Ｅと同様に、例えば１２０度の間隔をもって配設されている。また、これらの切欠開口１０３からは、後述する通電用バスバ１０４，１０５の突出部１０４Ａ，１０５Ａ、突出部１０４Ｂ，１０５Ｂ、突出部１０４Ｃ，１０５Ｃがモータケース１０２の外部に引出されるものである。
【０１３０】
１０４，１０５は本実施の形態で採用した通電用バスバで、該通電用バスバ１０４，１０５は、第５の実施の形態で述べた通電用バスバ７６，７７とほぼ同様に構成され、絶縁材等を介して互いに積層化されると共に、仕切板４上に絶縁性の放熱シート等を介して取付けられている。
【０１３１】
また、通電用バスバ１０４，１０５には、図１６に示す如く細長い長方形状をなした径方向の突出部１０４Ａ，１０５Ａ、突出部１０４Ｂ，１０５Ｂおよび突出部１０４Ｃ，１０５Ｃが、互いに約１２０度の間隔をもって一体に形成されている。
【０１３２】
そして、これらの突出部１０４Ａ〜１０４Ｃおよび突出部１０５Ａ〜１０５Ｃは、それぞれモータケース１０２の外部に各切欠開口１０３を介して引出され、その先端側には分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃが接続ピン８２，８３等を介して接続されている。
【０１３３】
１０６，１０６，…はモータケース１０２の外周側に設けた収納ポケットで、該各収納ポケット１０６は、モータケース１０２と別体に形成された断面コ字形状の箱体からなり、図１５、図１６に示すようにモータケース１０２の小径筒部１０２Ｃの外周側で、各平坦面部１０２Ｅに衝合されている。
【０１３４】
そして、これらの収納ポケット１０６内には、電源コンデンサ８１の分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃが放熱材１０７と共に個別に収納されている。また、これらの放熱材１０７は、各収納ポケット１０６と分割コンデンサ８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃとの間に充填され、分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃからの熱をモータケース１０２側に放熱するものである。
【０１３５】
１０８は各収納ポケット１０６を小径筒部１０２Ｃの外周側に締結した締付用のバンドで、該バンド１０８は、例えば可撓性材料を用いて形成され、各収納ポケット１０６をモータケース１０２の小径筒部１０２Ｃ（各平坦面部１０２Ｅ）に外周側から着脱可能に締付けるものである。
【０１３６】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第５の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、バンド１０８により各収納ポケット１０６をモータケース１０２の小径筒部１０２Ｃ外周側に締結しているから、下記のような作用効果を得ることができる。
【０１３７】
即ち、各収納ポケット１０６は、放熱材１０７と一緒にモータケース１０２の小径筒部１０２Ｃ（各平坦面部１０２Ｅ）外周に締結状態で保持されるため、分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃからの熱を放熱材１０７を通じてモータケース１０２側に良好に伝えることができ、分割コンデンサ８１Ａ〜８１Ｃに対する冷却性能を高めることができる。
【０１３８】
次に、図１７および図１８は本発明の第８の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、パワーモジュールをハウジング内に配置し、電源コンデンサをハウジングの外部に設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態でも、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１３９】
図中、１１１はインバータ付き電気機械の外殻となる筒状のハウジングで、該ハウジング１１１は、前記第１の実施の形態で述べたハウジング１とほぼ同様に構成され、変速機ケース３および仕切板４と共に後述のモータケース１１２を有している。
【０１４０】
１１２は本実施の形態で採用したモータケースで、該モータケース１１２は、第１の実施の形態で述べたモータケース２とほぼ同様に構成され、大径筒部１１２Ａ、テーパ筒部１１２Ｂ、小径筒部１１２Ｃおよびフランジ部１１２Ｄを有している。しかし、この場合のモータケース１１２は、テーパ筒部１１２Ｂの軸方向寸法を短くし、小径筒部１１２Ｃの軸方向寸法を長く形成している点で異なっている。
【０１４１】
１１３はモータケース１１２の小径筒部１１２Ｃに形成された径方向の開口部で、該開口部１１３は、図１７および図１８に示すように小径筒部１１２Ｃの軸方向途中部位を四角形状に切取ることにより形成されている。そして、この開口部１１３は、後述する通電用バスバ１１６，１１７の延長部１１６Ａ，１１７Ａをモータケース１１２の内，外に引出すために用いられるものである。
【０１４２】
１１４は本実施の形態で採用したインバータ装置で、該インバータ装置１１４は、第１の実施の形態で述べたインバータ装置１１とほぼ同様に、後述のパワーモジュール１１５、通電用バスバ１１６，１１７および電源コンデンサ１２０等により構成されている。
【０１４３】
１１５はインバータ装置１１４の主要部を構成するパワーモジュールで、該パワーモジュール１１５は、第１の実施の形態で述べたパワーモジュール１３とは異なり単一のモジュールとして形成されている。そして、パワーモジュール１１５は、モータケース１１２の小径筒部１１２Ｃ内で空きスペースＳａ を利用して配置され、仕切板４上に固定して取付けられている。
【０１４４】
１１６，１１７はパワーモジュール１１５および電源コンデンサ１２０をバッテリ１２に接続する通電用バスバで、該通電用バスバ１１６，１１７は、例えば第５の実施の形態で述べた通電用バスバ７６，７７とほぼ同様に絶縁材（図示せず）を介して積層構造に形成されている。
【０１４５】
しかし、この場合の通電用バスバ１１６、１１７は、図１８に示す如くモータケース１１２の外側で略長方形状をなして形成され、細長い延長部１１６Ａ，１１７Ａが一体に形成されている。そして、通電用バスバ１１６、１１７の延長部１１６Ａ，１１７Ａは、モータケース１１２の小径筒部１１２Ｃ内へと開口部１１３を介して挿入され、その先端側にはパワーモジュール１１５が接続ピン１１８，１１９を介して連結（接続）されている。
【０１４６】
１２０はインバータ装置１１４の一部を構成する電源コンデンサで、該電源コンデンサ１２０は、合計３個の分割コンデンサ１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃからなり、これらの分割コンデンサ１２０Ａ〜１２０Ｃは、それぞれ円柱状のコンデンサとして形成されている。
【０１４７】
そして、分割コンデンサ１２０Ａ〜１２０Ｃは、モータケース１１２の外側で通電用バスバ１１６、１１７にそれぞれ接続ピン１２１，１２２を介して接続されているものである。
【０１４８】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、電源コンデンサ１２０の分割コンデンサ１２０Ａ〜１２０Ｃをモータケース１１２の外部に配設しているので、パワーモジュール１１５をモータケース１１２の空きスペースＳａ 内に隙間をもって配置することができる。
【０１４９】
なお、前記第１の実施の形態では、通電用バスバ１６，１７を互いに離間させて配置する構成としている。しかし、これらの通電用バスバ１６，１７を、第５の実施の形態で述べた通電用バスバ７６，７７のように絶縁材等を介して積層化する構成としてもよい。そして、この点は、第２〜第４の実施の形態で述べた通電用バスバ１６，１７（５６，５７）についても同様である。
【０１５０】
また、前記第１の実施の形態では、電動モータ８のステータ９をモータケース２の大径筒部２Ａに固定して設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばモータケース２のテーパ筒部２Ｂ内に電動モータ８のステータ９を固定して設ける構成としてもよい。そして、この点は第２〜第８の実施の形態についても同様である。
【０１５１】
また、前記各実施の形態では、インバータ付き電気機械を車両用自動変速機に適用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば制動装置または操舵装置等の回転源として用いられるインバータ付き電気機械に適用してもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図２】モータケース内に配置したインバータ装置を図１中の矢示ＩＩ−ＩＩ方向からみた拡大断面図である。
【図３】図１中のインバータ装置を介して電動モータにバッテリを接続した状態を示す電気回路図である。
【図４】第２の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図５】モータケース内に配置したインバータ装置を図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた拡大断面図である。
【図６】第３の実施の形態によるインバータ装置を示す図５と同様位置での拡大断面図である。
【図７】図６中のインバータ装置を介して電動モータにバッテリを接続した状態を示す電気回路図である。
【図８】第４の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図９】モータケース内に配置したインバータ装置等を図８中の矢示ＩＸ−ＩＸ方向からみた拡大断面図である。
【図１０】第５の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図１１】モータケース内に配置したインバータ装置等を図１０中の矢示ＸＩ−ＸＩ方向からみた拡大断面図である。
【図１２】インバータ装置の通電用バスバ等を拡大して示す図１０中の要部拡大断面図である。
【図１３】第６の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図１４】モータケースに設けた収納ポケット等を図１３中の矢示ＸＩＶ−ＸＩＶ方向からみた拡大断面図である。
【図１５】第７の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図１６】モータケースの外周側にバンドを用いて取付けられた各収納ポケット等を図１５中の矢示ＸＶＩ−ＸＶＩ方向からみた拡大断面図である。
【図１７】第８の実施の形態によるインバータ付き電気機械を示す縦断面図である。
【図１８】モータケースに設けたインバータ装置等を図１７中の矢示ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ方向からみた拡大断面図である。
【符号の説明】
１，５１，７１，１０１，１１１ ハウジング
２，５２，７２，１０２，１１２ モータケース
３ 変速機ケース
４ 仕切板
５ 自動変速機
６ 入力軸（回転軸）
７ 出力軸
８ 電動モータ
９ ステータ
１０ ロータ
１１，３１，４１，５４，７４，１１４ インバータ装置
１２ バッテリ（直流電源）
１３，３２，４２，５５，７５，１１５ パワーモジュール
１３Ａ〜１３Ｃ，３２Ａ〜３２Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃ，５５Ａ〜５５Ｃ，７５Ａ〜７５Ｃ 分割モジュール
１４ パワートランジスタ（半導体素子）
１５，３３，４３，６０，８１，１２０ 電源コンデンサ
１６，５６，７６，９３，１０４，１１６ 通電用バスバ
１６Ａ，５６Ａ，７６Ａ，９３Ａ，１０４Ａ 突出部
１７，５７，７７，９４，１０５，１１７ 通電用バスバ
５７Ａ，７７Ａ，９４Ａ，１０５Ａ 突出部
１８，１９，４４，４５，５８，５９，１１８，１１９ 接続ピン
２０，２１，４６，４７，６１，６２，８２，８３，１２１，１２２ 接続ピン
４３Ａ〜４３Ｃ，８１Ａ〜８１Ｃ，１２０Ａ〜１２０Ｃ 分割コンデンサ
１１６Ａ，１１７Ａ 延長部
Claims (8)
- 軸方向に伸びて回転軸が設けられる筒状のハウジングと、該ハウジング内に設けられ前記回転軸を駆動する多相交流式の電動モータと、直流電源と該電動モータとの間に設けられ直流電源を交流に変換するインバータ装置とからなるインバータ付き電気機械において、
前記インバータ装置は、大電流型の半導体素子が実装されたパワーモジュールと、電流の脈動を抑制する電源コンデンサと、該電源コンデンサおよび前記パワーモジュールを前記直流電源に接続する通電用バスバとを備え、
前記パワーモジュールは、前記ハウジング内の空きスペースに前記通電用バスバと共に配置する構成としたことを特徴とするインバータ付き電気機械。 - 前記パワーモジュールは、前記多相交流式の電動モータに対応して各相毎に分割された複数の分割モジュールからなり、前記ハウジング内の空きスペースには、これらの分割モジュールを互いに離間して配置する構成としてなる請求項１に記載のインバータ付き電気機械。
- 前記ハウジングは、前記電動モータを収容したモータ室を他の室から分離する金属製の仕切板を有し、該仕切板にはモータ室内に位置して前記パワーモジュールを通電用バスバと共に取付ける構成としてなる請求項１または２に記載のインバータ付き電気機械。
- 前記ハウジングには、前記通電用バスバの一部を前記ハウジングの内，外に引出すための切欠開口を設ける構成としてなる請求項１，２または３に記載のインバータ付き電気機械。
- 前記電源コンデンサは、前記パワーモジュールの近傍に位置して前記ハウジング内の空きスペースに配置する構成としてなる請求項１，２，３または４に記載のインバータ付き電気機械。
- 前記ハウジングには前記電源コンデンサを収納する収納ポケットを設けてなる請求項１，２，３または４に記載のインバータ付き電気機械。
- 前記電源コンデンサは前記ハウジングの外側面にバンドを用いて固定する構成としてなる請求項１，２，３，４または６に記載のインバータ付き電気機械。
- 前記電動モータは、前記ハウジング内に固定して設けられるステータと、該ステータと対向して前記回転軸に設けられ該回転軸と一体に回転するロータとにより構成し、前記インバータ装置のうち少なくともパワーモジュールは、前記電動モータのステータとロータとの間に位置して前記ハウジング内の空きスペースに配置する構成としてなる請求項１，２，３，４，５，６または７に記載のインバータ付き電気機械。
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