JP2006014452A - Driving device - Google Patents
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本発明は、車両の駆動源として用いられる駆動装置に関し、特に電源からの電力を制御して出力するインバータ回路と、そのインバータ回路から電力線を介して供給される電力で回転駆動する電動機とを同一の筐体内に収納するのに好適なものである。 The present invention relates to a drive device used as a drive source of a vehicle, and in particular, an inverter circuit that controls and outputs power from a power supply and an electric motor that is rotationally driven by power supplied from the inverter circuit via a power line are the same. It is suitable for being housed in the housing.
電源から電動機、つまりモータに供給する駆動電力を制御して出力するインバータ回路を備えた駆動装置において、例えばインバータ回路と電動機とを接続する電力線の小型化を目的として、電動機とインバータ回路とを同一の筐体内に収納するものがある(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の駆動装置では、インバータ回路と電動機とを近接配置することができるので、その分だけ、電力線を短くできるというメリットがあるが、逆に短い電力線を介して電動機の熱がインバータ回路に伝達し易いというデメリットもある。例えば、インバータ回路よりも電動機全体の方が熱容量が大きいので、インバータ回路停止後、電動機に蓄えられた熱が、インバータ回路を経由してインバータケースに放熱され、その結果、インバータ回路が長時間、高温に晒される。また、そのような状態で、インバータ回路を再び作動すると、回路内のスイッチング素子を温度破壊から保護するためにインバータ回路内の通電電量を制限する、所謂電動機出力制限が行われてしまう。また、温度変化の変動増がインバータ回路内の半田の熱疲労を誘発し、これによってスイッチング素子の寿命に影響を及ぼす可能性もある。 However, in the conventional drive device, since the inverter circuit and the electric motor can be arranged close to each other, there is a merit that the power line can be shortened by that amount, but conversely, the heat of the electric motor is transferred to the inverter circuit via the short power line. There is also a demerit that it is easy to transmit to. For example, since the heat capacity of the entire motor is larger than that of the inverter circuit, after the inverter circuit is stopped, the heat stored in the motor is radiated to the inverter case via the inverter circuit. Exposed to high temperatures. In addition, when the inverter circuit is operated again in such a state, so-called motor output limitation is performed, which limits the amount of energization in the inverter circuit in order to protect the switching elements in the circuit from temperature destruction. In addition, an increase in temperature change may induce thermal fatigue of the solder in the inverter circuit, which may affect the life of the switching element.
本発明は、前記諸問題を解決すべく開発されたものであり、インバータ回路と電動機とを一つの筐体内に収納するにあたり、インバータ回路に電動機からの熱が伝わりにくい駆動装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been developed to solve the above-described problems, and provides a drive device in which heat from an electric motor is difficult to be transmitted to an inverter circuit when the inverter circuit and the electric motor are housed in a single casing. It is the purpose.
上記目的を達成するために、本発明の駆動装置は、電源から供給される電力を制御して出力するためのインバータ回路と、前記インバータ回路から電力線を介して供給される電力で回転駆動する電動機とを同一の筐体内に収納した駆動装置であって、前記電力線を冷却する冷却手段を備えたことを特徴とするものである。具体的には、筐体から電力線に向けて突出部を突設する。 In order to achieve the above object, a drive device according to the present invention includes an inverter circuit for controlling and outputting electric power supplied from a power supply, and an electric motor that is rotationally driven by electric power supplied from the inverter circuit via a power line. In the same housing, and is provided with a cooling means for cooling the power line. Specifically, a protrusion is provided so as to project from the housing toward the power line.
而して、本発明の駆動装置によれば、インバータ回路と電動機とを同一の筐体内に収納するに際し、インバータ回路と電動機とを接続する電力線を冷却手段で冷却する構成としたため、インバータ回路に電動機からの熱が伝わりにくい。また、筐体から電力線に向けて突設された突出部を冷却手段とすることにより、構成が簡潔で、実用化し易い。 Thus, according to the drive device of the present invention, when the inverter circuit and the electric motor are housed in the same casing, the power line connecting the inverter circuit and the electric motor is cooled by the cooling means. Heat from the motor is difficult to transfer. Further, by using the protruding portion protruding from the housing toward the power line as the cooling means, the configuration is simple and easy to put into practical use.
次いで本発明の駆動装置の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態の駆動装置の詳細を示す構成図であり、図1aは縦断面図、図1bは蓋部材の平面図、図1cは同図bの側面図である。この実施形態では、一つの筐体内にモータ(電動機)1と、それに供給する電力を制御して出力するインバータ回路2とを収納する。そして、この筐体3は、モータ1を収納するモータケース4と、インバータ回路2を収納するインバータケース5とに大きく分割される。これらのケースは、何れも有底の方形筒体であり、モータケース4は深く、インバータケース5は浅い。なお、モータケース4の底板6は、脱着自在な個別の平板からなり、その反対側の開口端部には、中間壁7が設けられている。また、モータケース4の開口端部の側面には、脱着可能な蓋部材8が取付けられている。また、インバータケース5の底板9のケース外部表面には複数の放熱フィン10が立設されている。
Next, a first embodiment of the drive device of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing details of the drive device of the present embodiment, in which FIG. 1a is a longitudinal sectional view, FIG. 1b is a plan view of a lid member, and FIG. 1c is a side view of FIG. In this embodiment, a motor (electric motor) 1 and an inverter circuit 2 that controls and outputs electric power supplied thereto are housed in a single housing. The
この駆動装置を組立てる場合には、例えばモータケース4の内側側面よりにステータ12を配設し、その内側にロータ13を配設すると共に、底板6と中間壁7に設けた二つのベアリング15でロータ軸14を回転自在に支持する。一方、ロータ軸14の中間壁7外側には、ロータ13の回転位置を検出するための歯車16やスリップリング17等を取付け、更にその外側にスリップリングカバー18を取付ける。また、前記歯車16の歯に対向するようにしてロータ回転センサ19も中間壁7に取付ける。なお、底板6とモータケース4本体との間にはシール材20を介装し、両者をボルト21・ナット22で固定する。
When assembling this drive device, for example, the
一方、インバータケース5の前記放熱フィン10が設けられた底板9には、伝熱グリス23を介してパワーモジュール24を搭載し、その上に制御基板25を搭載すると共に、前記パワーモジュール24を筐体3外部の端子26に接続する。また、端子26とパワーモジュール24との間には、電力変動を吸収するための平滑コンデンサ27を取付ける。このパワーモジュール24、制御基板25、平滑コンデンサ27などによってインバータ回路3が構成される。
On the other hand, the
前記中間壁7には、前記蓋部材8の筐体3内側部分に穴部28が形成されている。また、前記インバータ回路2のパワーモジュール24からは、インバータケース5とモータケース4とを組合せたときに、前記中間壁7の穴部28を貫通するようにインバータ電力線部材29が突設されている。また、モータ1のステータ12からも、モータケース4の中間壁7の穴部28に向けてモータ電力線部材30が突設されている。これらの電力線部材は、何れも薄い平板部材で構成されており、三相交流に相当するU相用、V相用、W相用として三枚ずつ設けられている。
A
そして、インバータケース5とモータケース4との間にシール材31を介装して、両者をボルト32・ナット33で固定すると、対応するインバータ電力線部材29及びモータ電力線部材30の端部が、前記中間壁7の穴部28近傍で重なり合う。このとき、二つのケース4、5が重合されて筐体3は略密閉状態となっているが、前記中間壁7の穴部28近傍には蓋部材8があるので、この蓋部材8を取外した状態でインバータ電力線部材29とモータ電力線部材30の端部重合部分をボルト34・ナット35で固定し接続する。
And when the sealing
一方、前記蓋部材8の裏面、つまり筐体内部表面には、四枚の冷却フィン37が突設されている。前述のようにしてインバータ電力線部材29とモータ電力線部材30とを接続して三本(三枚)の電力線36を構築した状態で、前記蓋部材8と筐体3との間にシール材38を介装して当該蓋部材8で筐体3の開口部を覆い、埋め込みボルト39にナット40を螺合し締付けて両者を固定する。すると、蓋部材8の筐体内部表面に突設された四枚の冷却フィン37が、夫々、前記三本の電力線36の夫々の間と外側に位置する。なお、冷却フィン37と電力線36との隙間は、絶縁距離を確保できる最近接距離とするのが望ましい。
On the other hand, four cooling fins 37 project from the rear surface of the
モータ1の熱は、電力線36を介してインバータ回路2に伝達されようとするが、電力線36の近傍に冷却フィン37が突設されているので、この冷却フィン37に熱が伝わり、そこから蓋部材8を介して外部に放出され、その結果、電力線36の温度が低下してインバータ回路2の加熱を抑制防止することができる。
このように、本実施形態の駆動装置によれば、電力線36を冷却する冷却手段を備えたことにより、モータ1の熱がインバータ回路2に伝わりにくい。勿論、モータ1とインバータ回路2とを一つの筐体3内に収納することで、電力線36の長さを短縮して小型化を図ることができる。
The heat of the
Thus, according to the drive device of the present embodiment, the heat of the
また、電力線の冷却手段として、筐体3から当該筐体内部の電力線36に向けて突設され且つ電力線36の熱を吸熱して冷却する冷却フィン(突出部)37を設けたことにより、電力線36の熱を効率よく吸熱して冷却することができると共に、構成が容易で、実用化し易い。
また、電力線36を、筐体3内に、所定の間隔を隔てて複数設け、冷却フィン(突出部)37は、それら複数の電力線36の間に突出するように設けたことにより、電力線36の熱をより一層効率よく吸熱して冷却することができる。
Further, as a power line cooling means, a cooling fin (protrusion) 37 that protrudes from the
In addition, a plurality of
また、インバータ回路2から導出されたインバータ電力線部材29とモータ1から導出されたモータ電力線部材30とを接続して電力線36を構成するようにすると共に、筐体1には、インバータ電力線部材29とモータ電力線部材30との接続部を覆う蓋部材8を設け、その蓋部材8の筐体内部表面から冷却フィン(突出部)37を筐体内部方向に突設したことにより、蓋部材8を外した状態でインバータ電力線部材29とモータ電力線部材30との接続作業ができ、その接続後、蓋部材8で筐体3の開口部を覆えば、電力線36の近傍に冷却フィン(突出部)37を配置することができ、作業効率も、電力線冷却効果も優れる。
Further, the inverter
次に、本発明の駆動装置の第2実施形態について、図2を用いて説明する。図2は、本実施形態の駆動装置の詳細を示す構成図であり、図2aは縦断面図、図2bは蓋部材の平面図、図2cは同図bの側面図である。この実施形態の駆動装置の構成は、前記第1実施形態の図1のものと略同じで、蓋部材の構成が異なる。具体的に、前記第1実施形態では、蓋部材8の裏側、つまり筐体内部表面にのみ、冷却フィン(突出部)37を形成したが、本実施形態では、蓋部材8の表側、つまり筐体外部表面にも複数の冷却フィン41を突設する。この種の冷却フィン41は、外部(外気)との接触面積を増大して熱交換効率を高める作用があるので、前述のように電力線36から筐体3内部の冷却フィン37を介して蓋部材8に伝達された熱は、この筐体外部の冷却フィン41を介して外部(外気)に放熱され、電力線36の冷却効果が高まる。
Next, a second embodiment of the drive device of the present invention will be described with reference to FIG. 2A and 2B are configuration diagrams showing details of the drive device of the present embodiment, in which FIG. 2a is a longitudinal sectional view, FIG. 2b is a plan view of a lid member, and FIG. 2c is a side view of FIG. The configuration of the drive device of this embodiment is substantially the same as that of FIG. 1 of the first embodiment, and the configuration of the lid member is different. Specifically, in the first embodiment, the cooling fins (projections) 37 are formed only on the back side of the
なお、筐体内部、筐体外部の冷却フィンとも、前記形態に限らず、例えばテーパ状、円柱、四角柱、円錐状の突起であってもよい。 Note that the cooling fins inside and outside the housing are not limited to the above-described forms, and may be, for example, tapered, cylindrical, quadrangular, or conical protrusions.
1はモータ(電動機)
2はインバータ回路
3は筐体
4はモータケース
5はインバータケース
7は中間壁
8は蓋部材
28は穴部
29はインバータ電力線部材
30はモータ電力線部材
36は電力線
37は冷却フィン
41は冷却フィン
1 is a motor.
2 is an
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JP2004186327A JP2006014452A (en) | 2004-06-24 | 2004-06-24 | Driving device |
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2004
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