JP2013126322A - Inverter unit and electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータユニット及び電動車両に関する。 The present invention relates to an inverter unit and an electric vehicle.
電動車両として様々なものが提案されており、その中の1つとして三輪電動車両が開発されている。例えば三輪電動車両の一種においては、駆動輪としての2つの後輪それぞれに対しモータユニットが設けられると共に、モータユニット駆動用の電力を生成するインバータユニットが各モータユニットに対し設けられる。この際、二輪電動車両用に設計されたインバータユニットを、そのまま三輪電動車両に適用することが考えられる。しかしながら、インバータ回路を保持するインバータケースの形状等、インバータユニットに必要な構造が左右後輪間で異なってくることがあるため、左後輪用、右後輪用のケース部品等を別々に設計及び生産する必要が生じうる。尚、後輪駆動用モータを内蔵したリヤアームを有する電動車両において、リヤアームに線対称の特徴を持たせた構造が提案されている(特許文献1参照)。 Various electric vehicles have been proposed, and a three-wheel electric vehicle has been developed as one of them. For example, in a kind of three-wheeled electric vehicle, a motor unit is provided for each of two rear wheels as drive wheels, and an inverter unit that generates electric power for driving the motor unit is provided for each motor unit. At this time, an inverter unit designed for a two-wheeled electric vehicle may be applied to a three-wheeled electric vehicle as it is. However, since the structure required for the inverter unit, such as the shape of the inverter case that holds the inverter circuit, may differ between the left and right rear wheels, the case parts for the left rear wheel and the right rear wheel are designed separately. And need to be produced. Incidentally, in an electric vehicle having a rear arm incorporating a rear wheel drive motor, a structure in which the rear arm has a line-symmetric characteristic has been proposed (see Patent Document 1).
左後輪用、右後輪用のケース部品等を共通化することができれば、生産コスト削減等に寄与することは言うまでも無い。また、三輪電動車両への適用に限らず、当該共通化を可能にする構造を実現できれば、例えば、インバータユニットを後輪の左側に配置した二輪電動車両と、インバータユニットを後輪の右側に配置した二輪電動車両とに対して、共通のケース部品等を用いることができ、有益である。尚、特許文献1に開示された構造はインバータユニットに関する構造ではない。
Needless to say, if the case parts for the left rear wheel and the right rear wheel can be shared, it will contribute to the production cost reduction. In addition, the present invention is not limited to application to three-wheel electric vehicles, and if a structure that enables the commonality can be realized, for example, a two-wheel electric vehicle having an inverter unit arranged on the left side of the rear wheel and an inverter unit arranged on the right side of the rear wheel Common case parts and the like can be used for the two-wheeled electric vehicle, which is beneficial. Note that the structure disclosed in
そこで本発明は、部品の共通化に寄与するインバータユニット及び電動車両を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an inverter unit and an electric vehicle that contribute to the sharing of parts.
本発明に係るインバータユニットは、電力源からの入力電力を車両の駆動用のモータユニットへの出力電力に変換するインバータ回路が実装された基板を保持するインバータケースを備え、前記インバータケースは、前記車両の前後方向に平行な対称軸に関し、前記車両の上下方向において線対称の構造を有することを特徴とする。 An inverter unit according to the present invention includes an inverter case that holds a substrate on which an inverter circuit that converts input power from a power source into output power to a motor unit for driving a vehicle is mounted, With respect to a symmetry axis parallel to the longitudinal direction of the vehicle, the vehicle has a line-symmetric structure in the vertical direction of the vehicle.
本発明によれば、部品の共通化に寄与するインバータユニット及び電動車両を提供することが可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to provide the inverter unit and electric vehicle which contribute to sharing of components.
以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In each of the drawings to be referred to, the same part is denoted by the same reference numeral, and redundant description regarding the same part is omitted in principle. In this specification, for simplification of description, a symbol or reference that refers to information, signal, physical quantity, state quantity, member, or the like is written to indicate information, signal, physical quantity, state quantity or Names of members and the like may be omitted or abbreviated.
本発明の実施形態に係る電動車両について説明する。電動車両は、電力を用いて走行可能な車両である限り、その種類は問わない。即ち例えば、電動車両は、バイク、自動車、自転車又はシニアカー(登録商標)に分類される車両であっても良い。電動車両に設けられる車輪の数は任意であって、その数は2又は4等であっても良いが、ここでは、3つの車輪を備えた三輪電動車両を例に挙げる。三輪電動車両は、1つの前輪と2つの後輪を備えた三輪電動車両であっても良いし、2つの前輪と1つの後輪を備えた三輪電動車両であっても良いが、ここでは前者の三輪自動車両を例に挙げる。図1は、本発明の実施形態に係る電動車両1を側方から見た、電動車両1の外観平面図である。図2は、電動車両1を左斜め後方から見た、電動車両1の外観平面図である。図1及び図2に示される電動車両1は、1つの前輪2と2つの後輪3を備えた三輪電動車両である。電動車両1は、符号2〜10及び100によって参照される各部位を備える。尚、図1及び図2の電動車両1では、スイングアーム5に後輪3が取り付けられているが、後輪3はメインフレーム4に直接取り付けられるものであっても良い。
An electric vehicle according to an embodiment of the present invention will be described. The type of the electric vehicle is not limited as long as it is a vehicle that can travel using electric power. That is, for example, the electric vehicle may be a vehicle classified as a motorcycle, an automobile, a bicycle, or a senior car (registered trademark). The number of wheels provided in the electric vehicle is arbitrary, and the number may be 2 or 4, but here, a three-wheel electric vehicle having three wheels is taken as an example. The three-wheel electric vehicle may be a three-wheel electric vehicle having one front wheel and two rear wheels, or may be a three-wheel electric vehicle having two front wheels and one rear wheel. Take the three-wheeled motor vehicle as an example. FIG. 1 is an external plan view of an
電動車両1に関し、前方向は、後輪3から見て前輪2が存在する方向に対応すると共に、電動車両1が直進するときの電動車両1の移動方向と一致する。電動車両1に関し、下方向は重力が働く方向に対応し、右方向は電動車両1の運転者から見た右方向(後から前を見たときの右方向)に対応する。当然であるが、前方向、下方向及び右方向の逆方向は、夫々、後方向、上方向及び左方向である。尚、前後方向、左右方向及び上下方向は、或る程度の幅を持った概念であると考えても良い。
Regarding the
電動車両1の主たる骨組みである車体は、メインフレーム4及びスイングアーム5を含んで形成される。メインフレーム4は、垂直面を断面にしたときの断面形状が概ねL字形状の樹脂材料又は金属材料で形成される。垂直方向は鉛直方向に相当する。メインフレーム4は、前端部が上方に向かって屈曲しており、その前端部で、運転者が前輪2及びハンドル6を操舵可能となるように前輪2及びハンドル6を支持している。メインフレーム4の後端側であって、電動車両1の前後方向の略中央部には、使用者が腰を掛けるシート7と、バッテリ収容部8とが備えられている。バッテリ収容部8は、シート7の下方に設けられ、内部に二次電池等から成るバッテリBAT(図3(c)参照)を収容することができる。シート7は、バッテリ収容部8の蓋の役目も果たし、バッテリ収容部8に対して開閉可能に取り付けられている。シート7の後方であって、後輪3の上方の箇所には、荷物台9が備えられている。
The vehicle body, which is the main framework of the
メインフレーム4の後部において、スイングアーム5がメインフレーム4に連結されている。スイングアーム5は、メインフレーム4の後部であって且つシート7及びバッテリ収容部8の下側部分から後方に向かって延びる樹脂材料又は金属材料から成る。スイングアーム5の後端部分において後輪3がスイングアーム5に支持されている。
A
電動車両1に設けられた2つの駆動/制動機能部15(図3(a)参照)がスイングアーム5に取り付けられ、スイングアーム5は、駆動/制動機能部15を介して、駆動輪である後輪3を支持する。更に、スイングアーム5に対してインバータユニット100が取り付けられている。尚、インバータユニット100をメインフレーム4に取り付けるようにしても良い。
Two driving / braking function units 15 (see FIG. 3A) provided in the
図3(a)は、電動車両1の構成部品の内、スイングアーム5、駆動/制動機能部15及び後輪3並びにその周辺部分のみを上方から見た平面図である。2つの後輪3を区別して説明する必要がある場合、左側の後輪3及び右側の後輪3を、それぞれ左後輪3及び右後輪3とも言う。スイングアーム5、駆動/制動機能部15、モータユニット20、ブレーキユニット40及びインバータユニット100等についても同様である。図3(a)に示す如く、電動車両1に、左後輪3を支持する左スイングアーム5と、右後輪3を支持する右スイングアーム5と、を設けておくことができる。各スイングアーム5がサスペンションユニット10を用いて上下方向に独立して揺れ動くことが可能なように、各スイングアーム5を、連結具16を用いてメインフレーム4に連結しておくことができる。駆動/制動機能部15は、左後輪3用の駆動/制動機能部15と、右後輪3用の駆動/制動機能部15とから成る。図3(b)に示す如く、各駆動/制動機能部15は、後輪3を駆動するための即ち後輪3に駆動力を与えるためのモータユニット20、及び、後輪3を制動するための即ち後輪3に制動力を与えるためのブレーキユニット40等を備え、対応する後輪3に駆動力及び制動力を与える。
FIG. 3A is a plan view of only the
各駆動/制動機能部15におけるモータユニット20は、インバータユニット100から出力される電力(以下、出力電力という)を駆動電力として用いて上記駆動力を発生させる。電動車両1には、左後輪3用のモータユニット20(即ち左モータユニット20)に出力電力を供給するインバータユニット100(即ち左インバータユニット100)と、右後輪3用のモータユニット20(即ち右モータユニット20)に出力電力を供給するインバータユニット100(即ち右インバータユニット100)とが設けられ、左インバータユニット100及び右インバータユニット100を夫々左スイングアーム5及び右スイングアーム5に取り付けることができる。電動車両1に提供されたバッテリBATは、上記駆動力を発生させるための元となる電力を蓄積及び出力する電力源の例である。図3(c)に示す如く、バッテリBATは、各インバータユニット100に対し、二次電池の蓄積電荷に基づく直流電力を入力電力として供給し、各インバータユニット100は入力電力に対して電力変換を行うことで交流の出力電力を生成する。本実施形態において出力電力は三相交流電力であるとする。
The
尚、各インバータユニット100は、各スイングアーム5内に配置されても良いし、左スイングアーム5と右スイングアーム5の間に配置されても良い。同様に、各駆動/制動機能部15は、各スイングアーム5内に配置されても良いし、左スイングアーム5と右スイングアーム5の間に配置されても良い。また、電動車両1に設けられるスイングアーム5の個数を1つにしてもよい。この場合、メインフレーム4に連結された1つのスイングアーム5に各駆動/制動機能部15を介して各後輪3が支持される。
Each
左後輪3用のインバータユニット100と右後輪3用のインバータユニット100は、同じ構造及び機能を有する。従って、以下の説明では、特に左右間で区別が必要にならない限り、左後輪3用のインバータユニット100に関する構造及び機能等を説明する。
The
図4は、インバータユニット100の主たる構成部品の分解斜視図である。但し、図4では、インバータユニット100の構成部品の形状を実際のものから簡略化して示している。図4に示す如く、インバータユニット100は、第1のケース部材101、第2のケース部材102及びインバータ回路が実装されるインバータ基板103を備える。ケース部材101及び102によって、インバータ基板103を保持するインバータケース110が形成される。
FIG. 4 is an exploded perspective view of main components of the
ケース部材101及び102の材質は任意であり、例えば、アルミ合金等の金属若しくは樹脂又はそれらの組み合わせにて、ケース部材101及び102を形成することができる。ネジ等の締結部品でケース部材101及び102を結合させたとき、ケース部材101及び102は中空の概略直方体の部材を形成する。ケース部材101及び102間にインバータ基板103を挟み込んだ状態で(ケース部材101内の所定位置にインバータ基板103を固定した状態で)ケース部材101及び102を互いに結合させることでインバータユニット100を形成することができる。
The materials of the
ケース部材101には、穴であるバッテリ側開口部104及びモータ側開口部105が設けられる。バッテリBATからの入力電力をインバータ基板103に対して送電するための動力線(以下、バッテリ動力線という)がバッテリ側開口部104に配置及び挿入され、インバータ基板103からの出力電力をモータユニット20に対して送電するための動力線(以下、モータ動力線という)がモータ側開口部105に配置及び挿入される。即ち、バッテリBAT及びインバータユニット100間の入力電力の送電はバッテリ側開口部104を介して行われ、インバータユニット100及びモータユニット20間の出力電力の送電はモータ側開口部105を介して行われる。また、後述の各種信号線(信号線203及び204を含む;図5(a)参照)も、開口部104又は105に配置及び挿入することができる。
The
バッテリBATは、インバータユニット100の前方部においてインバータユニット100に接続されることに適した位置に配置される。例えば、バッテリBATを、インバータユニット100及びインバータケース110よりも、前方又は上方に配置することができる。モータユニット20は、インバータユニット100の後方部においてインバータユニット100に接続されることに適した位置に配置される。例えば、モータユニット20を、インバータユニット100及びインバータケース110よりも、後方又は下方に配置することができる。これに鑑み、インバータユニット100内において(即ちインバータケース110内において)、バッテリ側開口部104を電動車両1の前方側に設けると共にモータ側開口部105を電動車両1の後方側に設けると良い(即ち、バッテリ側開口部104をモータ側開口部105よりも前方側に配置すると良い)。より具体的には例えば、インバータケース110の前端部(ケース部材101の前端部)に開口部104を設けて開口部104からバッテリ動力線を引き出すと良く、インバータケース110の後端部(ケース部材101の後端部)に開口部105を設けて開口部105からバッテリ動力線を引き出すと良い。これにより、不必要に動力線を引き回す必要がなく、バッテリBAT、インバータユニット100及びモータユニット20間の動力線を滑らかに接続することができる。結果、動力線の設置スペースの低減及び動力線の耐久性向上等が図られる。
The battery BAT is disposed at a position suitable for being connected to the
次に、図5(a)及び(b)等を参照して、インバータユニット100の各構成部品の詳細な構造例を示す。図5(a)、図5(b)、図6(a)、図6(b)、図7、図8、図9(a)、図9(b)及び図10に示される各部品は、左後輪3用のインバータユニット100の各構成部品又は左後輪3用のインバータユニット100に接続される各構成部品であり、それらの図面に示される各部品を電動車両1に設けておくことができると共に、インバータユニット100の構成要素に含めておくことができる。
Next, a detailed structural example of each component of the
ケース部材120、ケース部材130及びインバータ基板160は(図5(a)、図5(b)及び図8等参照)、夫々、図4のケース部材101、ケース部材102及びインバータ基板103の例であり、ケース部材101、ケース部材102及びインバータ基板103について上述した事項が、ケース部材120、ケース部材130及びインバータ基板160にも適用される。故に、ケース部材120及び130から成るケースも、インバータケース110(図4参照)と呼ぶ。
The
図5(a)は、ケース部材130を斜め方向から見たときの、インバータユニット100の外観斜視図であり、図5(b)は、その反対側(放熱フィン125側)から見たときの、インバータユニット100の外観斜視図である。図6(a)は、電動車両1の右側から左側をみたときの、インバータユニット100の平面図であり、図6(b)は、電動車両1の左側から右側をみたときの、インバータユニット100の平面図である。図7は、ケース部材130を除去した状態におけるインバータユニット100の斜視図である。図8は、ケース部材130を除去した状態において、電動車両1の右側から左側をみたときの、インバータユニット100の平面図である。図9(a)は、インバータ基板160の半田面側から見た、インバータ基板160の斜視図であり、図9(b)は、インバータ基板160の部品実装面側から見た、インバータ基板160の斜視図である。
FIG. 5A is an external perspective view of the
図5(a)及び図7等に示す如く、ケース部材120は、内部が中空であって且つ一面が開放された概ね箱状の主筐体に対し、主筐体の外側に向けて突出する突出片121〜124、141及び151並びに放熱フィン125が付加された部材である。ケース部材120において、上記主筐体から、電動車両1の下方に突出片121及び122が突出し、電動車両1の上方に突出片123及び124が突出し、電動車両1の前方に突出片141が突出し、電動車両1の後方に突出片151が突出している。ネジ等を用いて、ケース部材120内の所定位置にインバータ基板160を固定した後(図7参照)、上記主筐体の開放された一面を板状のケース部材130で塞ぎ、複数のネジ171(図5(a)参照)とケース部材120及び130に設けられた複数の穴(図7のネジ止め穴170を含む)を利用してケース部材120及び130を結合及び固定することでインバータユニット100が形成される。
As shown in FIG. 5A, FIG. 7, etc., the
放熱フィン125は、インバータ基板160上の電子部品の放熱に関与し、当該電子部品の放熱を促進させる機能を持つ。放熱フィン125が電子部品の放熱に関与するとは、放熱フィン125が存在しない場合と比べて、放熱フィン125があった場合の方が、当該電子部品の放熱の度合い(例えば単位時間当たりの放熱量)が大きくなることを意味する。放熱フィン125は、上記主筐体から電動車両1の左方向に突出した複数の金属片126から成り(図5(b)参照)、電動車両1の前後方向に伸びる各金属片126を空気中に晒すことで放熱効果を高めている。放熱フィン125が放熱に関与する電子部品には、インバータ基板160に実装されるインバータ回路161(図9(b)参照)を形成する電子部品が含まれ、特に、インバータ回路161における複数のスイッチング素子162が含まれる。各スイッチング素子162は、例えば、電界効果トランジスタ等の半導体スイッチング素子である。スイッチング素子162を含む各電子部品の放熱効果の向上等を目的として、放熱フィン125を形成する金属部分と各電子部品との間の空間に、絶縁性の放熱シート(不図示)を配置するようにしても良い。
The
図5(b)等に示されるインバータユニット100では、放熱フィン125がケース部材120と一体に形成されている(突出片121〜124、141及び151についても同様)。即ち、放熱フィン125は、ケース部材120に対して継ぎ目が無いようにケース部材120上に形成され、放熱フィン125及びケース部材120によって継ぎ目の無い1つの物体が形成される(突出片121〜124、141及び151についても同様)。従って、放熱フィン125の材質とケース部材120の材質は同じである。例えば、ケース部材100及び放熱フィン125を任意の金属材料(アルミ合金等)にて形成することができる。但し、ケース部材100と放熱フィン125を別体として用意し、それらを締結部品(ねじ等)を用いて互いに結合するようにしてもよい。
In the
図5(a)及び図6(a)等に示す如く、突出片121〜124には、夫々、電動車両1の左右方向に沿って貫通する穴121a〜124aが形成されている。一方において、めネジが形成された4つのネジ止め穴(不図示)が左スイングアーム5の左側面に設けられており、穴121a〜124aと当該4つのネジ止め穴に4本のねじを通した締結作業を行うことで、左インバータユニット100としてのインバータユニット100を左スイングアーム5に結合及び固定することができる。
As shown in FIG. 5A and FIG. 6A,
ケース部材120及び130を結合することで形成されるインバータケース110において、前端部にはバッテリ側開口部104(図4参照)に相当する開口部が存在し、その開口部から電動車両1の前方側に向かって、内部に空洞を持つバッテリ動力線引き出し部140が形成される。バッテリ動力線引き出し部140は、上述の突出片141に対し、電動車両1の右方向から、樹脂材料等から成るカバー142をネジ等を利用して取り付けることで形成される。引き出し部140が図4の開口部104に相当すると考えても良い。引き出し部140内の空洞に、上述のバッテリ動力線としての一対のバッテリ動力線201及び202と信号線203及び204が配置される。引き出し部140において、線201〜204は電動車両1の前後方向に沿って伸びる。バッテリ動力線201及び202の各一端が丸端子201a及び202a等を利用してインバータ基板160に接続される一方で(図7参照)、バッテリ動力線201及び202の各他端がバッテリBATに接続され、結果、バッテリBATの放電による入力電力がバッテリ動力線201及び202を介してインバータ基板160に供給される。尚、引き出し部140は、インバータケース110の構成要素であると考えてもよい。
In
インバータ基板160に設けられた図示されない制御回路は、信号線203を介して、バッテリBATの制御(充放電制御等)を行うブロック(不図示)と任意の情報を通信することができ、また、信号線203を含んで形成される電動車両1内のCAN(ControllerArea Network)を通じて、上位コントローラ等と任意の情報を通信することができる。また、上記制御回路は、モータユニット20に設けられたモータの状態を検出するセンサの出力信号等(ロータの磁極位置の検出結果信号等)を信号線204を介して受けることができ、信号線204を介して受けた信号に基づきインバータ回路161を制御することができる。
A control circuit (not shown) provided on the
インバータ回路161(図9(b)参照)は、複数のスイッチング素子162を用いて、バッテリBATからの入力電圧を電動車両1の駆動用のモータユニット20に対する出力電力、即ち三相交流電力に変換し、三相交流電力に応じた三相交流電圧を出力する。インバータ基板160には、金属板から成る所謂バスバー211〜213が接続されており(図7及び図8参照)、上記三相交流電圧がバスバー211〜213に印加される。
The inverter circuit 161 (see FIG. 9B) uses a plurality of switching
ケース部材120及び130を結合することで形成されるインバータケース110において、後端部にはモータ側開口部105(図4参照)に相当する開口部が存在し、その開口部から電動車両1の後方側に向かって、内部に空洞を持つモータ動力線結合部150が形成される。モータ動力線結合部150は、上述の突出片151に対して、電動車両1の右方向から、樹脂材料等から成る成形品152及びカバー153をネジ等を利用して取り付けることで形成される。結合部150の後端部には穴154が形成される(図5(a)及び(b)参照)。モータ動力線結合部150に図4の開口部105が含まれると考えても良いし、或いは、穴154が図4の開口部105に相当すると考えても良い。結合部150は、インバータケース110の構成要素であると考えてもよい。
In the
図10は、ケース部材130及びカバー153を除去した状態において、電動車両1の右側から左側をみたときの、インバータユニット100の平面図である。図10では、バスバー211〜213の部分をドット領域で表し、第2のバスバー221〜223の部分を斜線領域で表している。結合部150には端子台155が設けられている。インバータケース110の後端部から引き出されたバスバー211〜213は端子台155に導かれ、端子台155において、ネジ等を利用してバスバー211〜213が夫々金属板から成るバスバー221〜223に接続される。バスバー221〜223は、穴154を介してモータユニット20に接続される。結果、上記三相交流電力がバスバー211〜213及び221〜223を介してモータユニット20に伝達されて上記駆動力が発生する。このように、結合部150内において、上述のモータ動力線を形成するバスバー211〜213及び221〜223が配置及び連結される。結合部150において、モータ動力線は電動車両1の前後方向に沿って伸びている。尚、金属板のバスバーではなく、柔軟性を持ったケーブル(ハーネス)を用いてモータ動力線を形成するようにしても良い。同様に、バッテリ動力線201及び202を、柔軟性を持ったケーブル(ハーネス)にて形成しても良いし、金属板のバスバーにて形成しても良い。
FIG. 10 is a plan view of the
ところで、上述のように構成されたインバータユニット100に、一点鎖線AS(図6(a)等参照)を対称軸とした対称性を持たせることができる。そこで、以下、一点鎖線ASを対称軸と呼ぶ。対称軸ASは、電動車両1の前後方向に平行な軸であり、インバータケース110(ケース部材120及び130の夫々)及びインバータ基板160を電動車両1の上下方向に2等分する軸であっても良い。
By the way, the
例えば、インバータケース110は、対称軸ASに関し、電動車両1の上下方向において線対称の構造を有していると良い(換言すれば、線対称であると良い)。インバータケース110は、更に、対称軸ASを内包し且つ電動車両1の左右方向に平行な対称面に関して面対称の構造を有していると良い(換言すれば、面対称であると良い)。上記線対称は当該面対称の一側面である。
For example, the
このような対称性をインバータケース110に持たせておくことにより、共通のインバータケース110及びインバータユニット100を左右後輪3用のインバータケース及びインバータユニットとして共通使用することができる。左インバータケース110を、車体中心線の周りに180度だけ回転移動させれば、左インバータケース110をそのまま右インバータケース110として機能させることができるからである。ここにおける車体中心線とは、電動車両1の前後方向に平行な線であって、且つ、左右後輪3間の中心を通り、且つ、電動車両1の上下方向における位置が対称軸ASと同じ線を指す。上記対称性により、共通のインバータケース110を共通の条件で各スイングアーム5に取り付けることができるようになる。部品の共通化は、インバータケース、並びに、それを含んで形成されるインバータユニット及び電動車両の生産コスト削減等に寄与することは言うまでも無い。
By providing the
インバータケース110における対称性は、インバータケース110における複数の取り付け部の対称性を含んでいると良い。ここにおける取り付け部とは、インバータケース110及びインバータユニット100を、電動車両1の車体(本実施形態では、スイングアーム5)に取り付けるための部位を指す。本実施形態では、突出片121及び穴121a、突出片122及び穴122a、突出片123及び穴123a、突出片124及び穴124aが、夫々、第1、第2、第3、第4の取り付け部に相当する。第1、第2、第3及び第4の取り付け部は、互いに同一の構造及び形状を有しつつ互いに異なる位置に配置されているが、第1、第2、第3及び第4の取り付け部は、対称軸ASに関し、電動車両1の上下方向において対称の位置に配置されると良い。つまり、対称軸ASより上方に配置された取り付け部(図6(b)の突出片123及び124並びに穴123a及び124aに対応)の位置を対称軸ASを基準にして下方に折り返したとき、折り返された取り付け部の位置は、対称軸ASよりも下方に配置された取り付け部(図6(b)の突出片121及び122並びに穴121a及び122aに対応)の位置と一致していると良い。
The symmetry in the
インバータユニット100を右スイングアーム5に取り付ける場合には、右スイングアームの右側面に設けられた4つのネジ止め穴と穴121a〜124aに4本のねじを通した締結作業を行えば良い(左スイングアーム5においては、穴123a及び124aが対称軸ASの上方側に位置しているが、右スイングアーム5においては、穴121a及び122aが対称軸ASの上方側に位置することになる)。上述の如く取り付け部に対称性を持たせれば、インバータユニット100用の取り付け穴(ネジ止め穴)を左右スイングアーム5の一定位置に設けておくだけで、共通のインバータユニット100を各スイングアーム5に取り付けることが可能となる。
When the
また、インバータケース110における対称性は、放熱フィン125の対称性を含んでいると良い。即ち、放熱フィン125は、対称軸ASに関し、電動車両1の上下方向において線対称の構造を有していると良い(換言すれば、線対称であると良い)。放熱フィン125は、更に、対称軸ASを内包し且つ電動車両1の左右方向に平行な対称面に関して面対称の構造を有していると良い(換言すれば、面対称であると良い)。上記線対称は当該面対称の一側面である。図5(b)及び図6(b)等に示す例では、対称軸ASより上方に位置する複数の金属片126及び対称軸AS間の位置関係と、対称軸ASより下方に位置する複数の金属片126及び対称軸AS間の位置関係とが、互いに一致している。
Further, the symmetry in the
放熱フィン125を含む共通のインバータユニット100を左右モータユニット20用に用いた場合において、放熱フィン125に上記対称性を持たせることにより、放熱の条件が左右インバータユニット100間で同じとなる。これは、使用電子部品及びインバータケース構造の共通化(左右間における共通化)に繋がると共に、放熱の条件が左右間で異なる場合と比べて放熱設計等の手間を簡素化(単純には半減)することができ、メリットが高い。
When the
また、インバータケース110と同様、インバータ基板160にも、対称軸ASに関し、電動車両1の上下方向において線対称の構造を持たせると良い(換言すれば、線対称であると良い)。インバータ基板160における対称性は、複数のスイッチング素子162の対称性を含んでいると良く、複数のスイッチング素子162は、対称軸ASに関し、電動車両1の上下方向において対称の位置に配置されると良い(図9(b)参照)。
Similarly to the
より具体的には例えば、インバータ回路161を形成する複数のスイッチング素子162を、2以上のスイッチング素子162から成る第1スイッチング素子群と2以上のスイッチング素子162から成る第2スイッチング素子群に分ける。第1スイッチング素子群の各スイッチング素子162は、対称軸ASよりも上方に位置しつつ、電動車両1の前後方向に沿って並べられる。第2スイッチング素子群の各スイッチング素子162は、対称軸ASよりも下方に位置しつつ、電動車両1の前後方向に沿って並べられる。そして、第1スイッチング素子群のスイッチング素子162と第2スイッチング素子群のスイッチング素子162を、対称軸ASに関し、電動車両1の上下方向において対称の位置に配置すると良い。図9(b)に示す如く、第1及び第2スイッチング素子群の夫々が第1〜第6のスイッチング素子162から成る場合には、第1スイッチング素子群における第1〜第6のスイッチング素子162と第2スイッチング素子群における第1〜第6のスイッチング素子162を、対称軸ASに関し、電動車両1の上下方向において対称の位置に配置すると良い。
More specifically, for example, the plurality of switching
このような対称性を複数のスイッチング素子162に持たせることにより、インバータユニット100を左右どちらのスイングアーム5に取り付けた場合でも、インバータ回路161の放熱条件を同等にすることができる。これは、使用電子部品等の共通化(左右間における共通化)に繋がると共に、放熱条件が左右間で異なる場合と比べて放熱設計等の手間を簡素化(単純には半減)することができ、メリットが高い。
By giving such a symmetry to the plurality of switching
また、インバータユニット100の対称性を高めるべく、インバータユニット100の構成部品の内、複数の取り付け部、放熱フィン125及び複数のスイッチング素子162以外の部品(例えば、図4の開口部104及び105、図5(a)等の引き出し部140及び結合部150)も、対称軸ASに関し、電動車両1の上下方向において線対称の構造を有していると良い。また、インバータケース110内において、動力線201及び対称軸AS間の距離と動力線202及び対称軸AS間の距離を同じにしても良い。バスバー211及び213の内、電動車両1の前後方向に伸びる金属部分において、バスバー211及び対称軸AS間の距離とバスバー213及び対称軸AS間の距離を同じにしても良く、この際、バスバー211及び213間に位置するバスバー212を対称軸AS上に設けると良い。
Further, in order to increase the symmetry of the
また、言うまでも無いが、左後輪3及び右後輪3は、電動車両1の前後方向に沿った車体の中心軸に対し左側及び右側に配置された駆動輪である。電動車両1に設けられるモータユニット及びブレーキユニットは、左後輪3に対して駆動力及び制動力を与えるための左モータユニット20及び左ブレーキユニット40を含むと共に、右後輪3に対して駆動力及び制動力を与えるための右モータユニット20及び右ブレーキユニット40を含み、電動車両1に設けられるインバータユニットは、左モータユニット20に対する出力電力を生成する左インバータユニット100と右モータユニット20に対する出力電力を生成する右インバータユニット100を含む。上述の対称性から自ずと導かれる事項ではあるが、左インバータユニット100の対称構造部品と右インバータユニット100の対称構造部品は、電動車両1の左右方向に直交する対称面に関して面対称の構造を有していると良く(換言すれば当該対称面に関して面対称であると良く)、これによってインバータユニット100の左右間での共通化を促進することができる。インバータユニット100の対称構造部品には、インバータケース110及びインバータ基板160が含まれ、特に例えば、上述の複数の取り付け部、放熱フィン125、複数のスイッチング素子162を含んでいると良い。
Needless to say, the left
本発明を三輪電動車両に適用したときの実施形態の例を上述したが、本発明は、三輪電動車両以外の電動車両にも適用可能である。例えば、前輪2が左前輪及び右前輪から成る四輪電動車両に本発明を適用することも可能であるし、後輪3が1つしか設けられていない二輪電動車両に本発明を適用することも可能である。この種の二輪電動車両においては、モータユニット20、ブレーキユニット40及びインバータユニット100が1組しか設けられず、モータユニット20、ブレーキユニット40及びインバータユニット100が後輪3の左側及び右側の何れか一方に配置される。インバータユニットの構造に関して、上述したような対称性が備わっていない場合には、それを後輪3の左側に設けるときと右側に設けるときとで、インバータユニットの構成部品を変更する必要が生じる(左用の部品と右用の部品を別々に設計及び生産する必要が生じる)、或いは、放熱条件等が相違するおそれが生じる。本発明に係る対称性をインバータユニットに持たせれば、このような必要性等が回避され、部品が共通化される結果、生産コストの削減効果等が期待される。
Although the example of the embodiment when the present invention is applied to a three-wheel electric vehicle has been described above, the present invention can also be applied to an electric vehicle other than the three-wheel electric vehicle. For example, the present invention can be applied to a four-wheel electric vehicle in which the
<<変形等>>
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態に適用可能な注釈事項として、以下に、注釈1及び注釈2を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。
<< Deformation, etc. >>
The embodiment of the present invention can be appropriately modified in various ways within the scope of the technical idea shown in the claims. The above embodiment is merely an example of the embodiment of the present invention, and the meaning of the term of the present invention or each constituent element is not limited to that described in the above embodiment. The specific numerical values shown in the above description are merely examples, and as a matter of course, they can be changed to various numerical values. As annotations applicable to the above-described embodiment,
[注釈1]
上述の例では、インバータユニット100に設けられた取り付け部の個数が4つになっているが、その個数は2以上であれば幾つでもよい。
[Note 1]
In the above-described example, the number of attachment portions provided in the
[注釈2]
上述の実施形態の例とは異なるが、電動車両において、モータユニット20により駆動される車輪(即ち駆動輪)がインバータユニット100の前方に設けられ、結果、モータユニット20がインバータユニット100の前方に設けられ、且つ、モータユニット20に対する電力源(例えばバッテリBAT)がインバータユニット100の後方に設けられる場合もありうる(四輪電動車両において2つの前輪が駆動輪に含まれる場合など)。このような場合には、インバータユニット100内において(即ちインバータケース110内において)、バッテリ側開口部104を電動車両1の後方側に設けると共にモータ側開口部105を電動車両1の前方側に設けると良い(即ち、バッテリ側開口部104をモータ側開口部105よりも後方側に配置すると良い)。
[Note 2]
Although different from the above-described embodiment, in an electric vehicle, wheels driven by the motor unit 20 (that is, driving wheels) are provided in front of the
1 電動車両
3 後輪
5 スイングアーム
15 駆動/制動機能部
20 モータユニット
40 ブレーキユニット
100 インバータユニット
101、102、120、130 ケース部材
103、160 インバータ基板
104 バッテリ側開口部
105 モータ側開口部
110 インバータケース
125 放熱フィン
140 バッテリ動力線引き出し部
150 モータ動力線結合部
161 インバータ回路
162 スイッチング素子
201、202 バッテリ動力線
203、204 信号線
211〜213、221〜223 バスバー(モータ動力線)
AS 対称軸
DESCRIPTION OF
AS symmetry axis
Claims (7)
前記インバータケースは、前記車両の前後方向に平行な対称軸に関し、前記車両の上下方向において線対称の構造を有する
ことを特徴とするインバータユニット。 An inverter case that holds a substrate on which an inverter circuit that converts input power from a power source into output power to a motor unit for driving a vehicle is mounted;
The inverter unit has an axisymmetric structure in a vertical direction of the vehicle with respect to an axis of symmetry parallel to a longitudinal direction of the vehicle.
前記複数の取り付け部は、前記対称軸に関し、前記車両の上下方向において対称の位置に配置される
ことを特徴とする請求項1に記載のインバータユニット。 The inverter case includes a plurality of attachment portions for attaching the inverter unit to the vehicle body of the vehicle,
2. The inverter unit according to claim 1, wherein the plurality of attachment portions are arranged at symmetrical positions in the vertical direction of the vehicle with respect to the symmetry axis.
前記放熱フィンは、前記対称軸に関し、前記車両の上下方向において線対称の構造を有する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインバータユニット。 The inverter case includes heat dissipation fins that are involved in heat dissipation of the electronic components on the substrate
The inverter unit according to claim 1, wherein the radiating fin has a line-symmetric structure with respect to the axis of symmetry in a vertical direction of the vehicle.
前記複数のスイッチング素子は、前記対称軸に関し、前記車両の上下方向において対称の位置に配置される
ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のインバータユニット。 The inverter circuit includes a plurality of switching elements for converting the input power into the output power,
The inverter unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of switching elements are arranged at symmetrical positions in the vertical direction of the vehicle with respect to the symmetry axis.
前記インバータケースにおいて、前記第1開口部及び第2開口部の内、一方は前記車両の前方側に配置され、他方は前記車両の後方側に配置される
ことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れかに記載のインバータユニット。 The inverter case includes a first opening in which a first power line for transmitting the input power is disposed, and a second opening in which a second power line for transmitting the output power is disposed.
In the inverter case, one of the first opening and the second opening is disposed on the front side of the vehicle, and the other is disposed on the rear side of the vehicle. Item 5. The inverter unit according to any one of Items 4.
前記インバータケースにおいて、前記第1開口部は前記車両の前方側に配置されるとともに前記第2開口部は前記車両の後方側に配置される
ことを特徴とする請求項5に記載のインバータユニット。 With the inverter unit as a reference, the power source is disposed on the front side of the vehicle and the motor unit is disposed on the rear side of the vehicle.
6. The inverter unit according to claim 5, wherein, in the inverter case, the first opening is disposed on the front side of the vehicle and the second opening is disposed on the rear side of the vehicle.
前記駆動力を発生させるための入力電力を出力する電力源と、
前記入力電力を前記モータユニットに前記駆動力を発生させるための出力電力へ変換するインバータ回路及び前記インバータ回路が実装された基板を保持するインバータケースを有するインバータユニットと、
前記モータユニット及び前記インバータユニットが取り付けられた車体と、
前記駆動輪と、を備え、
前記インバータユニットとして請求項1〜請求項6の何れかに記載のインバータユニットを用いた
ことを特徴とする、前記車両としての電動車両。 A motor unit for applying driving force to the driving wheels of the vehicle;
A power source that outputs input power for generating the driving force;
An inverter circuit having an inverter case that holds the substrate on which the inverter circuit is mounted and an inverter circuit that converts the input power into output power for generating the driving force in the motor unit; and
A vehicle body to which the motor unit and the inverter unit are attached;
The drive wheel,
An electric vehicle as the vehicle, wherein the inverter unit according to any one of claims 1 to 6 is used as the inverter unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011274364A JP2013126322A (en) | 2011-12-15 | 2011-12-15 | Inverter unit and electric vehicle |
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JP (1) | JP2013126322A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016025793A (en) * | 2014-07-23 | 2016-02-08 | スズキ株式会社 | Attachment structure of inverter to swing arm |
WO2020202946A1 (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 日本電産株式会社 | Inverter unit and motor unit |
-
2011
- 2011-12-15 JP JP2011274364A patent/JP2013126322A/en active Pending
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WO2020202946A1 (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 日本電産株式会社 | Inverter unit and motor unit |
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