JP2012120292A - 電動機ユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】電動機ユニットにおいて、車両への搭載性を向上させる。
【解決手段】電動機ユニット100は、潤滑油を循環させることで冷却可能な電動機130、131を収容するモータ室130r、133、134と、一方の端部にコネクタ部161を有すると共に、他方の端部が電動機に接続された電力ケーブル160と、コネクタ部及び電力ケーブルを収容すると共に、モータ室と連通し、モータ室で発生したオイルミストを気液分離するブリーザ室140rとを備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、電動車両又は電動ハイブリッド車両に搭載可能な油冷式電動機等の電動機ユニットの技術分野に関する。
この種の電動機ユニットとして、例えば特許文献1等では、電動車両のモータより電力ケーブルを引き出す構造に関する技術が開示されている。この技術は、モータケーシングに引き出し部を設け、そこにコネクタをモータ回転軸と平行、且つ、コネクタ経由後のケース外電力ケーブルがモータからのケース内電力ケーブル取り出し側と反対方向になるようにコネクタを取り付けることにより、電力ケーブル及びコネクタのモータケーシングからの張り出し量を抑える構造に関する。
特開2007−336675号公報 特開2003−161363号公報
しかしながら、車両に搭載する際の電動機ユニットの配置によっては、ケース外電源ケーブルを引き出す方向を、モータからケース内電源ケーブルを取り出す方向と、同じにする必要性が生じる場合がある。この場合、上述した特許文献1等によれば、ケース外電源ケーブルとケース内電源ケーブルとをコネクタを経由して電気的に接続した後、ケース外電源ケーブルをU字型に屈曲させたレイアウトとさせる必要があり、電動機ユニットの車両への搭載性が悪化してしまうという技術的な問題点が生じる。
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、車両への搭載性を向上することが可能な電動機ユニットを提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る電動機ユニットは、潤滑油を循環させることで冷却可能な電動機を収容するモータ室と、一方の端部にコネクタ部を有すると共に、他方の端部が前記電動機に接続された電力ケーブルと、前記コネクタ部及び前記電力ケーブルを収容すると共に、前記モータ室と連通し、前記モータ室で発生したオイルミストを気液分離するブリーザ室とを備えたことを特徴とする。
本発明に係る電動機ユニットによれば、モータ室は、潤滑油を循環させることで冷却可能な電動機、所謂、油冷式電動機を収容する。電力ケーブルは、一方の端部にコネクタ部を有すると共に、他方の端部が電動機に接続され、電動機へ電力を供給可能に構成される。ここに、本発明に係るコネクタ部とは、典型的には、当該電力ケーブルとは異なる他の電力ケーブルと電気的に接続するための接続部を意味する。ブリーザ室は、コネクタ部及び電力ケーブルを収容すると共に、モータ室と連通し、モータ室で発生したオイルミストを気液分離する機能を有する。ここに、本発明に係る気液分離とは、気体と霧状の液体とを所定の空間を通過させることにより霧状の液体の液化及び液化に伴う落下を促進させる現象を意味する。
このように、ブリーザ室が、電力ケーブルのコネクタ部及び電力ケーブルを収容する第1の機能と、モータ室で発生したオイルミストを気液分離する第2の機能を併せて有しているため、電動機ユニットの全体の容積を小さくさせ、電動機ユニットの小型化を実現することができる。
仮に、ブリーザ室が、上述した第1の機能しか有しない場合、次のような技術的な問題点が生じる。即ち、例えば、トランスミッションとモータ室とを一体構造とする場合、又は油冷式モータを採用する場合等において、例えばモータケーシングにより形成されるモータ室において、エアブリーザ装置を取り付ける必要がある場合、エアブリーザ装置の取り付け口にオイルの飛まつ等が飛んで来ないような新たな部品を備え付ける必要性が生じてしまう。このため、新たな部品を備え付ける空間に起因して、電動機ユニットの搭載性が悪化してしまうという技術的な問題点が生じる。
これに対して、本発明によれば、ブリーザ室が、電力ケーブルのコネクタ部及び電力ケーブルを収容する第1の機能と、モータ室で発生したオイルミストを気液分離する第2の機能を併せて有しているため、電動機ユニットの全体の容積を小さくさせ、電動機ユニットの小型化を実現することができる。
本発明によれば、好ましくは、前記ブリーザ室は、前記電力ケーブルが通る連通路を含み、前記連通路の形状は、衝突部及び変曲部を有する屈曲形状であることを特徴とすることが好ましい。
かかる発明によれば、連通路の屈曲形状に基づいて、電力ケーブルの一方の端部に有されるコネクタ部の接続面を所望の方向に向けることが可能である。ここに、本発明に係る「屈曲形状」とは、通路が少なくとも1回折れ曲がった形状を意味する。
典型的には、連通路の屈曲形状に基づいて、モータ室内に配置されるケース内電力ケーブルと、モータ室外に配置されるケース外電力ケーブルとを同じ方向に引き出すことができる。
これにより、例えばインバータ等の電力供給部の位置する方向に、電力ケーブルの一方の端部に有されるコネクタ部の接続面を向けることができるので、コネクタ部と電力供給部とを接続させる他の電力ケーブルを屈曲させることなくより最短距離に近付けて電気的に接続することができる。これにより、電動機ユニット、電力供給部、及び両者を接続させる電力ケーブルを車両により省スペースで搭載することができ、所謂、車両の搭載性を向上させることが可能である。
加えて、連通路の形状が屈曲形状であることにより、モータ室で発生したオイルミストを連通路の衝突部に衝突させることによって、オイルミストの気液分離を一層促進することができる。更に、オイルミストを連通路の変曲部を通過させ、オイルミストの流速を低減させることによって、オイルミストの気液分離を一層促進することができる。
仮に連通路が屈曲形状でなく、例えば直線形状である場合、例えばインバータ等の電力供給部の位置する方向に、電力ケーブルの一方の端部に有されるコネクタ部の接続面を向けることができなくなり、コネクタ部と電力供給部とを接続させる他の電力ケーブルを、例えばU字型等に大きく屈曲させる必要性が生じる。このため、電動機ユニット、電力供給部、及び両者を接続させる電力ケーブルを車両に搭載するために必要な空間が大きくなってしまい車両の搭載性が悪化してしまうという技術的な問題点が生じる。
これに対して、本発明によれば、連通路の屈曲形状に基づいて、電力ケーブルの一方の端部に有されるコネクタ部の接続面を所望の方向に向けることが可能である。これにより、例えばインバータ等の電力供給部の位置する方向に、電力ケーブルの一方の端部に有されるコネクタ部の接続面を向けることができるので、コネクタ部と電力供給部とを接続させる他の電力ケーブルを屈曲させることなくより最短距離に近付けて電気的に接続することができる。これにより、電動機ユニット、電力供給部、及び両者を接続させる電力ケーブルを車両により省スペースで搭載することができ、所謂、車両の搭載性を向上させることが可能である。
本発明によれば、好ましくは、前記ブリーザ室には、前記モータ室の余剰圧力を外部に逃がすエアブリーザが設けられることが好ましい。
かかる発明によれば、モータ室の余剰圧力を外部に逃すエアブリーザがブリーザ室に設けられることにより、電動機ユニットの内部の圧力、即ち、モータ室やブリーザ室等の圧力を大気と略同等に保つことができる。これにより、電動機ユニットの内部が高温、高圧な状態になるのを防止することができ、電動機ユニットに、物理的な不具合が発生することを効果的に防止することができる。
特に、ブリーザ室の上部にエアブリーザを設置しているため、電力ケーブルが通る路によって、モータ室内で発生したオイルミストの気液分離が行われるため、オイルが除去された気体のみがエアブリーザから排出される。これにより、エアブリーザからのオイル流出を防止することができる。
本発明によれば、好ましくは、前記モータ室は、エンジン、クラッチ、トランスミッション、及び、前記電動機に前記電力ケーブルを介して電力を供給する電力供給部を有する車両に搭載され、前記車両の前方側から後方側に向かって、前記エンジン、前記クラッチ、前記モータ室、前記トランスミッション、及び、前記電力供給部の順番で夫々配置され、前記コネクタ部において他の電力ケーブルと接続する接続面は、前記後方側に向いていることが好ましい。
例えばインバータやバッテリ等によって構成される電力供給部は、電動機に電力ケーブルを介して電力を供給する。
かかる発明によれば、電力ケーブルの一方の端部に有されるコネクタ部の接続面を車両の後方側に向けることが可能である。
これにより、例えばインバータやバッテリ等の電力供給部の位置する方向に、コネクタ部の接続面を向けることができるので、コネクタ部と電力供給部とを接続させる他の電力ケーブルを屈曲させることなくより最短距離に近付けて電気的に接続することができる。これにより、電動機ユニット、電力供給部、及び両者を接続させる電力ケーブルを車両により省スペースで搭載することができ、所謂、車両の搭載性を向上させることが可能である。
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
本実施形態に係る電動機ユニットを搭載した車両を概念的に示した平面図である。 本実施形態に係る電動機ユニットを図1中の切断面H−H’で切断した場合における、電動機を中心とした断面図である。 比較例に係る電動機ユニットを切断した場合における、電動機を中心とした断面図である。 本実施形態に係るブリーザ室を、ケース外電力ケーブルを挿入する方向から見た場合における外観斜視図である。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
(実施形態)
(全体構成)
本実施形態に係る電動機ユニット、所謂、モータユニットを搭載した車両について、図1乃至図4を参照して説明する。ここに、図1は、本実施形態に係る電動機ユニットを搭載した車両を概念的に示した平面図である。図2は、本実施形態に係る電動機ユニットを図1中の切断面H−H’で切断した場合における、電動機を中心とした断面図である。図3は、比較例に係る電動機ユニットを切断した場合における、電動機を中心とした断面図である。図4は、本実施形態に係るブリーザ室を、ケース外電力ケーブルを挿入する方向から見た場合における外観斜視図である。
図1に示されるように、本実施形態に係る車両1は、典型的には、潤滑油を循環させることで冷却可能な電動機、所謂、油冷式電動機を搭載した電動車両又は電動ハイブリッド車両である。本実施形態に係る車両1は、典型的には、運転席部2と、駆動輪FR、FL、RR、RLと、車体フレーム3R、3Lと、エンジン10と、湿式クラッチ20と、電動部100と、ケース外電力ケーブル70と、電力供給部80と、トランスミッション90と、回転軸95と、伝達部96と、駆動軸97とを備えて構成されている。電力供給部80は、インバータ81及びバッテリ82を備えて構成されている。
(詳細構成)
次に、図2を参照して、固定子と回転子とを備える電動機ユニットの一具体例である電動部100について説明する。
図2に示されるように、電動部100は、モータ130と、ブリーザ装置140と、ケース内電力ケーブル160とを備えて構成されている。
モータ130は、ロータ(所謂、回転子)131と、ステータ(所謂、固定子)132と、モータケーシング133と、モータカバー134と、回転軸135とを備えて構成されている。
ロータ(所謂、回転子)131は、回転軸135の周囲に固定される。
ステータ(所謂、固定子)132は、円筒状のモータケーシング133の内周面に固定されると共に、ロータ131に対向配置される。
回転軸135は、軸受136a、136bを介して、モータカバー134及びモータケーシング133に固定されている。
モータケーシング133は、ステータ132及びロータ131から構成される電動機を収納保持する。モータケーシング133は、ボルトB1によりモータカバー134に固定されている。
モータカバー134は、モータケーシング133に蓋をするように配置され、トランスミッションとモータ130との間を仕切ると共に、ロータ131を収納保持する。
尚、モータケーシング133と、モータカバー134とによって形成される空間によって本発明に係るモータ室の一例が構成されている。モータケーシング133と、モータカバー134とによって形成される空間を以下適宜、モータ室130rと称す。このモータ室130rにおいて、上述したロータ131及びステータ132が収容される。
ケース内電力ケーブル160は、雌型コネクタ161を含み、この雌型コネクタ161と、ケース外電力ケーブル70の雄型コネクタ71とを連結させることによりケース外電力ケーブル70と電気的に接続される。即ち、ケース内電力ケーブル160の他方の端部は、ステータ132に電気的に接続されると共に、ケース内電力ケーブル160の一方の端部は、モータケーシング133bに固定して取り付け可能な雌型コネクタ161を介して、ケース外電力ケーブル70と接続される。詳細には、ケース外電力ケーブル70の雄型コネクタ71が、ケース内電力ケーブル160の雌型コネクタ161に挿入され電気的に接続されることにより、電力供給部80からの電力が、ケース外電力ケーブル70及びケース内電力ケーブル160を経由して、ステータ132に供給される。また、雌型コネクタ161は、後述されるブリーザ室140r内のモータケーシング133bに取り付け可能である。
尚、ケース内電力ケーブル160によって本発明に係る「電力ケーブル」の一例が構成される。また、ケース外電力ケーブル70によって本発明に係る「他の電力ケーブル」の一例が構成される。
ブリーザ装置140は、コネクタカバー141、モータケーシング133a、133b、133c(即ち、モータケーシング133の一部)、モータカバー134a(即ち、モータカバー134の一部)、及び、エアブリーザ145を備えて構成されている。尚、コネクタカバー141と、モータケーシング133a、133b、133cと、モータカバー134aによって形成される空間をブリーザ室140rと称す。また、ブリーザ室140rは、説明の便宜上、連通路150を含む。
コネクタカバー141は、例えばアルミニウムの材質であり、雌型コネクタ161及びケース内電力ケーブル160を被うように固定して取り付けられる。
エアブリーザ145は、コネクタカバー141に固定して取り付けられる。エアブリーザ145は、モータケーシング133の内部の余剰圧力を外部に逃すことができる。これにより、モータケーシング133の内部の圧力やブリーザ室等の圧力を大気と略同等に保つことができる。これにより、モータ室130rが高温、高圧な状態になるのを防止することができ、モータ130に物理的な不具合が発生することを効果的に防止することができる。
より詳細には、図4は、モータケーシング133からモータカバー134aを外した後で、ケース外電力ケーブル70の雄型コネクタ71が挿入される側からブリーザ室140r、ケース内電力ケーブル160を見た場合における外観斜視図である。図4に示されるように、三相電流を夫々供給する3つのケース内電力ケーブル160a、160b及び160cが、モータケーシング133a、133cによって形成される空間を通り、ブリーザ室140r内を屈曲して雌型コネクタ161に接続させる様子が示されている。
トランスミッション90は、駆動ギヤ91及び従動ギヤ92を備えて構成される。
この駆動ギヤ91は、上述したモータ室130rの回転軸135の一方端側に設けられる。この駆動ギヤ91には、従動ギヤ92が噛み合い、伝達機構を構成している。駆動ギヤ91および従動ギヤ92は、モータカバー134にボルトB2、B3を用いて固定されるトランスミッションケース93により覆われている。
連通路150は、上述したモータ室130rにおけるモータカバー134側の上側に位置し、例えばL字形状、V字形状、又は、くの字形状等の屈曲形状をしている。
詳細には、連通路150は、モータカバー134a、モータケーシング133a、及びコネクタカバー141aによって形成される空間である。尚、この連通路150は、説明の便宜上、ブリーザ室140rに含まれる。モータカバー134aは、モータカバー134の一部(即ち、上側部)である。モータケーシング133aは、モータケーシング133の一部(即ち、中間部)である。コネクタカバー141aは、コネクタカバー141の一部(即ち、下側部)である。
(ブリーザ室140rによる気液分離の促進)
このようにブリーザ室140rは、雌型コネクタ161及びケース内電力ケーブル160を収容すると共に、モータ室と連通し、モータ室で発生したオイルミストを気液分離する。ここに、本実施形態に係る気液分離とは、気体と霧状の液体とを所定の空間を通過させることにより霧状の液体の液化及び液化に伴う落下を促進させる現象を意味する。
このように、ブリーザ室140rが、雌型コネクタ161及びケース内電力ケーブル160を収容する第1の機能と、モータ室で発生したオイルミストを気液分離する第2の機能を併せて有しているため、電動部100の全体の容積を小さくさせ、電動部100の小型化を実現することができる。
仮に、図3の比較例に示されるように、ブリーザ室140rを有しない場合、次のような技術的な問題点が生じる。即ち、例えば、トランスミッション90とモータ室とを一体構造とする場合、又は油冷式モータを採用する場合等において、例えばモータケーシング133により形成されるモータ室において、エアブリーザ145を取り付ける必要がある場合、エアブリーザ145の取り付け口にオイルの飛まつ等が飛んで来ないような新たな部品を備え付ける必要性が生じてしまう。このため、新たな部品を備え付ける空間に起因して、電動機ユニットの搭載性が悪化してしまうという技術的な問題点が生じる。
これに対して、本実施形態によれば、ブリーザ室140rは、雌型コネクタ161及びケース内電力ケーブル160を収容すると共に、モータ室と連通し、モータ室で発生したオイルミストを気液分離する。このように、ブリーザ室140rが、雌型コネクタ161及びケース内電力ケーブル160を収容する第1の機能と、モータ室で発生したオイルミストを気液分離する第2の機能を併せて有しているため、電動部100の全体の容積を小さくさせ、電動部100の小型化を実現することができる。
(電動機ユニットの小型化とエアブリーザからの油流出の防止)
特に、ブリーザ室140rの上部にエアブリーザ145を設置しているため、電力ケーブル160が通る路によって、モータ室内で発生したオイルミストの気液分離が行われるため、オイルが除去された気体のみがエアブリーザ145から排出される。これにより、エアブリーザ145からのオイル流出を防止することができる。
(整備性の向上)
加えて、上述したように、ブリーザ室140rは、コネクタカバー141と、モータケーシング133a、133b、133cと、モータカバー134aとによって形成された空間であり、このコネクタカバー141内に、ケース内電力ケーブル160及び雌型コネクタ161が収容される。これにより、このコネクタカバー141を外すだけで雌型コネクタ161を目視することができ、雌型コネクタ161の交換を行うことができる。この結果、コネクタカバー141のみを外すだけで雌型コネクタ161の点検や交換を行うことができるので、整備の際の手間を低減させ、整備作業を簡略化、容易化させるという整備性の向上を実現することができる。
仮に、図3の比較例に示されるように、コネクタカバー141を用いることなく、例えばモータケージング133に雌型コネクタ161を取り付ける構造とした場合、雌型コネクタ161の点検及び交換のために、モータケージング133やモータカバー134の分解が必要となってしまい、整備の際の手間が増大してしまい、整備性が悪化してしまうという技術的な問題点が生じる。
これに対して、本実施形態に係るブリーザ室140rは、コネクタカバー141と、モータケーシング133a、133b、133cと、モータカバー134aとによって形成された空間であり、このコネクタカバー141内に、ケース内電力ケーブル160及び雌型コネクタ161が収容される。これにより、このコネクタカバー141を外すだけで雌型コネクタ161を目視することができ、雌型コネクタ161の交換を行うことができる。この結果、コネクタカバー141のみを外すだけで雌型コネクタ161の点検や交換を行うことができるので、整備の際の手間を低減させ、整備作業を簡略化、容易化させるという整備性の向上を実現することができる。
(屈曲形状の連通路による気液分離の促進)
上述したように、連通路150は、例えばL字形状等の屈曲形状をしており、モータケーシング133a(即ち、モータケーシング133の一部)と、モータカバー134a(即ち、モータカバー134の一部)と、コネクタカバー141a(コネクタカバー141の一部)によって形成されて構成されている。
このように、連通路150の形状が屈曲形状であることにより、モータ室で発生したオイルミストを連通路の屈曲した部分に衝突させることによって、オイルミストの気液分離を一層促進することができる。
(車両の搭載性の向上)
以上のような構成により、モータ室130rのステータ132へ電力を供給するケース外電力ケーブル70を電動部100の車両の進行方向を基準にして後方側からモータ室のケース内電力ケーブル160に取り付けることができる。
これにより、例えばインバータ等の電力供給部80の位置する車両の後方側に、ケース内電力ケーブル160の雌型コネクタ161の接続面を向けることができるので、雌型コネクタ161と電力供給部80とを接続させるケース外電力ケーブル70を屈曲させることなくより最短距離に近付けて電気的に接続することができる。これにより、電動部100、電力供給部80、及び両者を接続させるケース外電力ケーブル70を車両1により省スペースで搭載することができ、所謂、車両の搭載性を向上させることが可能である。
仮に、図3の比較例に示されるように、上述したブリーザ室140rを備えない場合、電力供給部80の位置する方向に、ケース内電力ケーブル160の雌型コネクタ161の接続面を向けることができなくなり、雌型コネクタ161と電力供給部80とを接続させるケース外電力ケーブル70を、例えばU字型等に大きく屈曲させる必要性が生じる。このため、電動部100、電力供給部80、及び両者を接続させるケース外電力ケーブル70を車両に搭載するために必要な空間が大きくなってしまい車両の搭載性が悪化してしまうという技術的な問題点が生じる。
これに対して、本実施形態によれば、モータ室130rのステータ132へ電力を供給するケース外電力ケーブル70を電動部100の車両の進行方向を基準にして後方側からモータ室のケース内電力ケーブル160に取り付けることができる。これにより、例えばインバータ等の電力供給部80の位置する車両の後方側に、ケース内電力ケーブル160の雌型コネクタ161の接続面を向けることができるので、雌型コネクタ161と電力供給部80とを接続させるケース外電力ケーブル70を屈曲させることなくより最短距離に近付けて電気的に接続することができる。これにより、電動部100、電力供給部80、及び両者を接続させるケース外電力ケーブル70を車両1により省スペースで搭載することができ、所謂、車両の搭載性を向上させることが可能である。
本発明は、例えば電動車両又は電動ハイブリッド車両に搭載可能な油冷式電動機等の電動機ユニットに利用可能である。
10 エンジン
20 湿式クラッチ
70 ケース外電力ケーブル
71 雄型コネクタ
80 電力供給部
81 インバータ
82 バッテリ
90 トランスミッション
91 駆動ギヤ
92 従動ギヤ
93 トランスミッションケース
95 回転軸
96 伝達部
97 駆動軸
100 電動部
130 モータ
131 ロータ
132 ステータ
133、133a、133b、133c モータケーシング
134、134a モータカバー
135 回転軸
136a、136b 軸受
140 ブリーザ室
141、141a コネクタカバー
145 エアブリーザ
150 連通路
160 ケース内電力ケーブル
161 雌型コネクタ
B1、B2、B3 ボルト
本発明は、電動車両又は電動ハイブリッド車両に搭載可能な油冷式電動機等の電動機ユニットの技術分野に関する。
この種の電動機ユニットとして、例えば特許文献1等では、電動車両のモータより電力ケーブルを引き出す構造に関する技術が開示されている。この技術は、モータケーシングに引き出し部を設け、そこにコネクタをモータ回転軸と平行、且つ、コネクタ経由後のケース外電力ケーブルがモータからのケース内電力ケーブル取り出し側と反対方向になるようにコネクタを取り付けることにより、電力ケーブル及びコネクタのモータケーシングからの張り出し量を抑える構造に関する。
特開2007−336675号公報 特開2003−161363号公報
しかしながら、車両に搭載する際の電動機ユニットの配置によっては、ケース外電源ケーブルを引き出す方向を、モータからケース内電源ケーブルを取り出す方向と、同じにする必要性が生じる場合がある。この場合、上述した特許文献1等によれば、ケース外電源ケーブルとケース内電源ケーブルとをコネクタを経由して電気的に接続した後、ケース外電源ケーブルをU字型に屈曲させたレイアウトとさせる必要があり、電動機ユニットの車両への搭載性が悪化してしまうという技術的な問題点が生じる。
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、車両への搭載性を向上することが可能な電動機ユニットを提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る電動機ユニットは、潤滑油を循環させることで冷却可能な電動機を収容するモータ室と、一方の端部にコネクタ部を有すると共に、他方の端部が前記電動機に接続された電力ケーブルと、前記コネクタ部及び前記電力ケーブルを収容すると共に、前記モータ室と連通し、前記モータ室で発生したオイルミストを気液分離するブリーザ室とを備えたことを特徴とする。
本発明に係る電動機ユニットによれば、モータ室は、潤滑油を循環させることで冷却可能な電動機、所謂、油冷式電動機を収容する。電力ケーブルは、一方の端部にコネクタ部を有すると共に、他方の端部が電動機に接続され、電動機へ電力を供給可能に構成される。ここに、本発明に係るコネクタ部とは、典型的には、当該電力ケーブルとは異なる他の電力ケーブルと電気的に接続するための接続部を意味する。ブリーザ室は、コネクタ部及び電力ケーブルを収容すると共に、モータ室と連通し、モータ室で発生したオイルミストを気液分離する機能を有する。ここに、本発明に係る気液分離とは、気体と霧状の液体とを所定の空間を通過させることにより霧状の液体の液化及び液化に伴う落下を促進させる現象を意味する。
このように、ブリーザ室が、電力ケーブルのコネクタ部及び電力ケーブルを収容する第1の機能と、モータ室で発生したオイルミストを気液分離する第2の機能を併せて有しているため、電動機ユニットの全体の容積を小さくさせ、電動機ユニットの小型化を実現することができる。
仮に、ブリーザ室が、上述した第1の機能しか有しない場合、次のような技術的な問題点が生じる。即ち、例えば、トランスミッションとモータ室とを一体構造とする場合、又は油冷式モータを採用する場合等において、例えばモータケーシングにより形成されるモータ室において、エアブリーザ装置を取り付ける必要がある場合、エアブリーザ装置の取り付け口にオイルの飛まつ等が飛んで来ないような新たな部品を備え付ける必要性が生じてしまう。このため、新たな部品を備え付ける空間に起因して、電動機ユニットの搭載性が悪化してしまうという技術的な問題点が生じる。
これに対して、本発明によれば、ブリーザ室が、電力ケーブルのコネクタ部及び電力ケーブルを収容する第1の機能と、モータ室で発生したオイルミストを気液分離する第2の機能を併せて有しているため、電動機ユニットの全体の容積を小さくさせ、電動機ユニットの小型化を実現することができる。
本発明において、好ましくは、前記ブリーザ室は、前記電力ケーブルが通る連通路を含み、前記連通路の形状は、オイルミストが衝突する衝突部及びオイルミストの流れが変化する変曲部を有する屈曲形状であるとよい。
かかる発明によれば、連通路の屈曲形状に基づいて、電力ケーブルの一方の端部に有されるコネクタ部の接続面を所望の方向に向けることが可能である。ここに、本発明に係る「屈曲形状」とは、通路が少なくとも1回折れ曲がった形状を意味する。
典型的には、連通路の屈曲形状に基づいて、モータ室内に配置されるケース内電力ケーブルと、モータ室外に配置されるケース外電力ケーブルとを同じ方向に引き出すことができる。
これにより、例えばインバータ等の電力供給部の位置する方向に、電力ケーブルの一方の端部に有されるコネクタ部の接続面を向けることができるので、コネクタ部と電力供給部とを接続させる他の電力ケーブルを屈曲させることなくより最短距離に近付けて電気的に接続することができる。これにより、電動機ユニット、電力供給部、及び両者を接続させる電力ケーブルを車両により省スペースで搭載することができ、所謂、車両の搭載性を向上させることが可能である。
加えて、連通路の形状が屈曲形状であることにより、モータ室で発生したオイルミストを連通路の衝突部に衝突させることによって、オイルミストの気液分離を一層促進することができる。更に、オイルミストを連通路の変曲部を通過させ、オイルミストの流速を低減させることによって、オイルミストの気液分離を一層促進することができる。
仮に連通路が屈曲形状でなく、例えば直線形状である場合、例えばインバータ等の電力供給部の位置する方向に、電力ケーブルの一方の端部に有されるコネクタ部の接続面を向けることができなくなり、コネクタ部と電力供給部とを接続させる他の電力ケーブルを、例えばU字型等に大きく屈曲させる必要性が生じる。このため、電動機ユニット、電力供給部、及び両者を接続させる電力ケーブルを車両に搭載するために必要な空間が大きくなってしまい車両の搭載性が悪化してしまうという技術的な問題点が生じる。
これに対して、本発明によれば、連通路の屈曲形状に基づいて、電力ケーブルの一方の端部に有されるコネクタ部の接続面を所望の方向に向けることが可能である。これにより、例えばインバータ等の電力供給部の位置する方向に、電力ケーブルの一方の端部に有されるコネクタ部の接続面を向けることができるので、コネクタ部と電力供給部とを接続させる他の電力ケーブルを屈曲させることなくより最短距離に近付けて電気的に接続することができる。これにより、電動機ユニット、電力供給部、及び両者を接続させる電力ケーブルを車両により省スペースで搭載することができ、所謂、車両の搭載性を向上させることが可能である。
本発明において、好ましくは、前記ブリーザ室は、前記電動機を収納し、且つ、前記コネクタ部が取り付けられると共に、一側が開口するモータケーシングと、前記開口を塞ぐように前記モータケーシングに取り付けられるモータカバーと、前記コネクタ部を被うように前記モータケーシングに取り付けられるコネクタカバーと、により構成されるとよい。
かかる構成によれば、このコネクタカバーを外すだけで、コネクタカバー内の電力ケーブルやコネクタ部を目視することができ、コネクタ部の交換を行うことができる。この結果、コネクタカバーのみを外すだけでコネクタ部の点検や交換を行うことができるので、整備の際の手間を低減させ、整備作業を簡略化、容易化させるという整備性の向上を実現することができる。
本発明において、好ましくは、前記ブリーザ室には、前記モータ室の余剰圧力を外部に逃がすエアブリーザが設けられるとよい
かかる発明によれば、モータ室の余剰圧力を外部に逃すエアブリーザがブリーザ室に設けられることにより、電動機ユニットの内部の圧力、即ち、モータ室やブリーザ室等の圧力を大気と略同等に保つことができる。これにより、電動機ユニットの内部が高温、高圧な状態になるのを防止することができ、電動機ユニットに、物理的な不具合が発生することを効果的に防止することができる。
特に、ブリーザ室の上部にエアブリーザを設置しているため、電力ケーブルが通る路によって、モータ室内で発生したオイルミストの気液分離が行われるため、オイルが除去された気体のみがエアブリーザから排出される。これにより、エアブリーザからのオイル流出を防止することができる。
本発明において、好ましくは、前記モータ室は、エンジン、クラッチ、トランスミッション、及び、前記電動機に前記電力ケーブルを介して電力を供給する電力供給部を有する車両に搭載され、前記車両の前方側から後方側に向かって、前記エンジン、前記クラッチ、前記モータ室、前記トランスミッション、及び、前記電力供給部の順番で夫々配置され、前記コネクタ部において他の電力ケーブルと接続する接続面は、前記後方側に向いているとよい
例えばインバータやバッテリ等によって構成される電力供給部は、電動機に電力ケーブルを介して電力を供給する。
かかる発明によれば、電力ケーブルの一方の端部に有されるコネクタ部の接続面を車両の後方側に向けることが可能である。
これにより、例えばインバータやバッテリ等の電力供給部の位置する方向に、コネクタ部の接続面を向けることができるので、コネクタ部と電力供給部とを接続させる他の電力ケーブルを屈曲させることなくより最短距離に近付けて電気的に接続することができる。これにより、電動機ユニット、電力供給部、及び両者を接続させる電力ケーブルを車両により省スペースで搭載することができ、所謂、車両の搭載性を向上させることが可能である。
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
本実施形態に係る電動機ユニットを搭載した車両を概念的に示した平面図である。 本実施形態に係る電動機ユニットを図1中の切断面H−H’で切断した場合における、電動機を中心とした断面図である。 比較例に係る電動機ユニットを切断した場合における、電動機を中心とした断面図である。 本実施形態に係るブリーザ室を、ケース外電力ケーブルを挿入する方向から見た場合における外観斜視図である。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
(実施形態)
(全体構成)
本実施形態に係る電動機ユニット、所謂、モータユニットを搭載した車両について、図1乃至図4を参照して説明する。ここに、図1は、本実施形態に係る電動機ユニットを搭載した車両を概念的に示した平面図である。図2は、本実施形態に係る電動機ユニットを図1中の切断面H−H’で切断した場合における、電動機を中心とした断面図である。図3は、比較例に係る電動機ユニットを切断した場合における、電動機を中心とした断面図である。図4は、本実施形態に係るブリーザ室を、ケース外電力ケーブルを挿入する方向から見た場合における外観斜視図である。
図1に示されるように、本実施形態に係る車両1は、典型的には、潤滑油を循環させることで冷却可能な電動機、所謂、油冷式電動機を搭載した電動車両又は電動ハイブリッド車両である。本実施形態に係る車両1は、典型的には、運転席部2と、駆動輪FR、FL、RR、RLと、車体フレーム3R、3Lと、エンジン10と、湿式クラッチ20と、電動部100と、ケース外電力ケーブル70と、電力供給部80と、トランスミッション90と、回転軸95と、伝達部96と、駆動軸97とを備えて構成されている。電力供給部80は、インバータ81及びバッテリ82を備えて構成されている。
(詳細構成)
次に、図2を参照して、固定子と回転子とを備える電動機ユニットの一具体例である電動部100について説明する。
図2に示されるように、電動部100は、モータ130と、ブリーザ装置140と、ケース内電力ケーブル160とを備えて構成されている。
モータ130は、ロータ(所謂、回転子)131と、ステータ(所謂、固定子)132と、モータケーシング133と、モータカバー134と、回転軸135とを備えて構成されている。
ロータ(所謂、回転子)131は、回転軸135の周囲に固定される。
ステータ(所謂、固定子)132は、円筒状のモータケーシング133の内周面に固定されると共に、ロータ131に対向配置される。
回転軸135は、軸受136a、136bを介して、モータカバー134及びモータケーシング133に固定されている。
モータケーシング133は、ステータ132及びロータ131から構成される電動機を収納保持する。モータケーシング133は、ボルトB1によりモータカバー134に固定されている。
モータカバー134は、モータケーシング133に蓋をするように配置され、トランスミッションとモータ130との間を仕切ると共に、ロータ131を収納保持する。
尚、モータケーシング133と、モータカバー134とによって形成される空間によって本発明に係るモータ室の一例が構成されている。モータケーシング133と、モータカバー134とによって形成される空間を以下適宜、モータ室130rと称す。このモータ室130rにおいて、上述したロータ131及びステータ132が収容される。
ケース内電力ケーブル160は、雌型コネクタ161を含み、この雌型コネクタ161と、ケース外電力ケーブル70の雄型コネクタ71とを連結させることによりケース外電力ケーブル70と電気的に接続される。即ち、ケース内電力ケーブル160の他方の端部は、ステータ132に電気的に接続されると共に、ケース内電力ケーブル160の一方の端部は、モータケーシング133bに固定して取り付け可能な雌型コネクタ161を介して、ケース外電力ケーブル70と接続される。詳細には、ケース外電力ケーブル70の雄型コネクタ71が、ケース内電力ケーブル160の雌型コネクタ161に挿入され電気的に接続されることにより、電力供給部80からの電力が、ケース外電力ケーブル70及びケース内電力ケーブル160を経由して、ステータ132に供給される。また、雌型コネクタ161は、後述されるブリーザ室140r内のモータケーシング133bに取り付け可能である。
尚、ケース内電力ケーブル160によって本発明に係る「電力ケーブル」の一例が構成される。また、ケース外電力ケーブル70によって本発明に係る「他の電力ケーブル」の一例が構成される。
ブリーザ装置140は、コネクタカバー141、モータケーシング133a、133b、133c(即ち、モータケーシング133の一部)、モータカバー134a(即ち、モータカバー134の一部)、及び、エアブリーザ145を備えて構成されている。尚、コネクタカバー141と、モータケーシング133a、133b、133cと、モータカバー134aによって形成される空間をブリーザ室140rと称す。また、ブリーザ室140rは、説明の便宜上、連通路150を含む。
コネクタカバー141は、例えばアルミニウムの材質であり、雌型コネクタ161及びケース内電力ケーブル160を被うように固定して取り付けられる。
エアブリーザ145は、コネクタカバー141に固定して取り付けられる。エアブリーザ145は、モータケーシング133の内部の余剰圧力を外部に逃すことができる。これにより、モータケーシング133の内部の圧力やブリーザ室等の圧力を大気と略同等に保つことができる。これにより、モータ室130rが高温、高圧な状態になるのを防止することができ、モータ130に物理的な不具合が発生することを効果的に防止することができる。
より詳細には、図4は、モータケーシング133からモータカバー134aを外した後で、ケース外電力ケーブル70の雄型コネクタ71が挿入される側からブリーザ室140r、ケース内電力ケーブル160を見た場合における外観斜視図である。図4に示されるように、三相電流を夫々供給する3つのケース内電力ケーブル160a、160b及び160cが、モータケーシング133a、133cによって形成される空間を通り、ブリーザ室140r内を屈曲して雌型コネクタ161に接続させる様子が示されている。
トランスミッション90は、駆動ギヤ91及び従動ギヤ92を備えて構成される。
この駆動ギヤ91は、上述したモータ室130rの回転軸135の一方端側に設けられる。この駆動ギヤ91には、従動ギヤ92が噛み合い、伝達機構を構成している。駆動ギヤ91および従動ギヤ92は、モータカバー134にボルトB2、B3を用いて固定されるトランスミッションケース93により覆われている。
連通路150は、上述したモータ室130rにおけるモータカバー134側の上側に位置し、例えばL字形状、V字形状、又は、くの字形状等の屈曲形状をしている。
詳細には、連通路150は、モータカバー134a、モータケーシング133a、及びコネクタカバー141aによって形成される空間である。尚、この連通路150は、説明の便宜上、ブリーザ室140rに含まれる。モータカバー134aは、モータカバー134の一部(即ち、上側部)である。モータケーシング133aは、モータケーシング133の一部(即ち、中間部)である。コネクタカバー141aは、コネクタカバー141の一部(即ち、下側部)である。
(ブリーザ室140rによる気液分離の促進)
このようにブリーザ室140rは、雌型コネクタ161及びケース内電力ケーブル160を収容すると共に、モータ室と連通し、モータ室で発生したオイルミストを気液分離する。ここに、本実施形態に係る気液分離とは、気体と霧状の液体とを所定の空間を通過させることにより霧状の液体の液化及び液化に伴う落下を促進させる現象を意味する。
このように、ブリーザ室140rが、雌型コネクタ161及びケース内電力ケーブル160を収容する第1の機能と、モータ室で発生したオイルミストを気液分離する第2の機能を併せて有しているため、電動部100の全体の容積を小さくさせ、電動部100の小型化を実現することができる。
仮に、図3の比較例に示されるように、ブリーザ室140rを有しない場合、次のような技術的な問題点が生じる。即ち、例えば、トランスミッション90とモータ室とを一体構造とする場合、又は油冷式モータを採用する場合等において、例えばモータケーシング133により形成されるモータ室において、エアブリーザ145を取り付ける必要がある場合、エアブリーザ145の取り付け口にオイルの飛まつ等が飛んで来ないような新たな部品を備え付ける必要性が生じてしまう。このため、新たな部品を備え付ける空間に起因して、電動機ユニットの搭載性が悪化してしまうという技術的な問題点が生じる。
これに対して、本実施形態によれば、ブリーザ室140rは、雌型コネクタ161及びケース内電力ケーブル160を収容すると共に、モータ室と連通し、モータ室で発生したオイルミストを気液分離する。このように、ブリーザ室140rが、雌型コネクタ161及びケース内電力ケーブル160を収容する第1の機能と、モータ室で発生したオイルミストを気液分離する第2の機能を併せて有しているため、電動部100の全体の容積を小さくさせ、電動部100の小型化を実現することができる。
(電動機ユニットの小型化とエアブリーザからの油流出の防止)
特に、ブリーザ室140rの上部にエアブリーザ145を設置しているため、電力ケーブル160が通る路によって、モータ室内で発生したオイルミストの気液分離が行われるため、オイルが除去された気体のみがエアブリーザ145から排出される。これにより、エアブリーザ145からのオイル流出を防止することができる。
(整備性の向上)
加えて、上述したように、ブリーザ室140rは、コネクタカバー141と、モータケーシング133a、133b、133cと、モータカバー134aとによって形成された空間であり、このコネクタカバー141内に、ケース内電力ケーブル160及び雌型コネクタ161が収容される。これにより、このコネクタカバー141を外すだけで雌型コネクタ161を目視することができ、雌型コネクタ161の交換を行うことができる。この結果、コネクタカバー141のみを外すだけで雌型コネクタ161の点検や交換を行うことができるので、整備の際の手間を低減させ、整備作業を簡略化、容易化させるという整備性の向上を実現することができる。
仮に、図3の比較例に示されるように、コネクタカバー141を用いることなく、例えばモータケージング133に雌型コネクタ161を取り付ける構造とした場合、雌型コネクタ161の点検及び交換のために、モータケージング133やモータカバー134の分解が必要となってしまい、整備の際の手間が増大してしまい、整備性が悪化してしまうという技術的な問題点が生じる。
これに対して、本実施形態に係るブリーザ室140rは、コネクタカバー141と、モータケーシング133a、133b、133cと、モータカバー134aとによって形成された空間であり、このコネクタカバー141内に、ケース内電力ケーブル160及び雌型コネクタ161が収容される。これにより、このコネクタカバー141を外すだけで雌型コネクタ161を目視することができ、雌型コネクタ161の交換を行うことができる。この結果、コネクタカバー141のみを外すだけで雌型コネクタ161の点検や交換を行うことができるので、整備の際の手間を低減させ、整備作業を簡略化、容易化させるという整備性の向上を実現することができる。
(屈曲形状の連通路による気液分離の促進)
上述したように、連通路150は、例えばL字形状等の屈曲形状をしており、モータケーシング133a(即ち、モータケーシング133の一部)と、モータカバー134a(即ち、モータカバー134の一部)と、コネクタカバー141a(コネクタカバー141の一部)によって形成されて構成されている。
このように、連通路150の形状が、オイルミストが衝突する衝突部及びオイルミストの流れが変化する変曲部を有する屈曲形状であることにより、モータ室で発生したオイルミストを連通路の屈曲した部分に衝突させ、流れを変化させることによって、オイルミストの気液分離を一層促進することができる。
(車両の搭載性の向上)
以上のような構成により、モータ室130rのステータ132へ電力を供給するケース外電力ケーブル70を電動部100の車両の進行方向を基準にして後方側からモータ室のケース内電力ケーブル160に取り付けることができる。
これにより、例えばインバータ等の電力供給部80の位置する車両の後方側に、ケース内電力ケーブル160の雌型コネクタ161の接続面を向けることができるので、雌型コネクタ161と電力供給部80とを接続させるケース外電力ケーブル70を屈曲させることなくより最短距離に近付けて電気的に接続することができる。これにより、電動部100、電力供給部80、及び両者を接続させるケース外電力ケーブル70を車両1により省スペースで搭載することができ、所謂、車両の搭載性を向上させることが可能である。
仮に、図3の比較例に示されるように、上述したブリーザ室140rを備えない場合、電力供給部80の位置する方向に、ケース内電力ケーブル160の雌型コネクタ161の接続面を向けることができなくなり、雌型コネクタ161と電力供給部80とを接続させるケース外電力ケーブル70を、例えばU字型等に大きく屈曲させる必要性が生じる。このため、電動部100、電力供給部80、及び両者を接続させるケース外電力ケーブル70を車両に搭載するために必要な空間が大きくなってしまい車両の搭載性が悪化してしまうという技術的な問題点が生じる。
これに対して、本実施形態によれば、モータ室130rのステータ132へ電力を供給するケース外電力ケーブル70を電動部100の車両の進行方向を基準にして後方側からモータ室のケース内電力ケーブル160に取り付けることができる。これにより、例えばインバータ等の電力供給部80の位置する車両の後方側に、ケース内電力ケーブル160の雌型コネクタ161の接続面を向けることができるので、雌型コネクタ161と電力供給部80とを接続させるケース外電力ケーブル70を屈曲させることなくより最短距離に近付けて電気的に接続することができる。これにより、電動部100、電力供給部80、及び両者を接続させるケース外電力ケーブル70を車両1により省スペースで搭載することができ、所謂、車両の搭載性を向上させることが可能である。
本発明は、例えば電動車両又は電動ハイブリッド車両に搭載可能な油冷式電動機等の電動機ユニットに利用可能である。
10 エンジン
20 湿式クラッチ
70 ケース外電力ケーブル
71 雄型コネクタ
80 電力供給部
81 インバータ
82 バッテリ
90 トランスミッション
91 駆動ギヤ
92 従動ギヤ
93 トランスミッションケース
95 回転軸
96 伝達部
97 駆動軸
100 電動部
130 モータ
131 ロータ
132 ステータ
133、133a、133b、133c モータケーシング
134、134a モータカバー
135 回転軸
136a、136b 軸受
140 ブリーザ室
141、141a コネクタカバー
145 エアブリーザ
150 連通路
160 ケース内電力ケーブル
161 雌型コネクタ(コネクタ部)
B1、B2、B3 ボルト

Claims (4)

  1. 潤滑油を循環させることで冷却可能な電動機を収容するモータ室と、
    一方の端部にコネクタ部を有すると共に、他方の端部が前記電動機に接続された電力ケーブルと、
    前記コネクタ部及び前記電力ケーブルを収容すると共に、前記モータ室と連通し、前記モータ室で発生したオイルミストを気液分離するブリーザ室と
    を備えたことを特徴とする電動機ユニット。
  2. 前記ブリーザ室は、前記電力ケーブルが通る連通路を含み、
    前記連通路の形状は、衝突部及び変曲部を有する屈曲形状であることを特徴とする請求項1に記載の電動機ユニット。
  3. 前記ブリーザ室には、前記モータ室の余剰圧力を外部に逃がすエアブリーザが設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動機ユニット。
  4. 前記モータ室は、エンジン、クラッチ、トランスミッション、及び、前記電動機に前記電力ケーブルを介して電力を供給する電力供給部を有する車両に搭載され、
    前記車両の前方側から後方側に向かって、前記エンジン、前記クラッチ、前記モータ室、前記トランスミッション、及び、前記電力供給部の順番で夫々配置され、
    前記コネクタ部において他の電力ケーブルと接続する接続面は、前記後方側に向いていることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載の電動機ユニット。
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