JP2013201878A - 機電一体型電動機、及び機電一体型電動機の組付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組付け作業性が向上した機電一体型電動機を提供する。
【解決手段】電力変換器ケース２を、電動機ケース１０側の面に電力変換モジュールが取り付けられる放熱壁１８と、放熱壁１８よりも上記電動機ケース１０側に延在し上記電力変換モジュールの外周に配置される外筒壁１５と、を備える。上記放熱壁１８と外筒壁１５とを別部材とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ステータ及びロータを収納する電動機ケースと、電力変換モジュールを収納する電力変換器ケースとが連結された機電一体型電動機及び機電一体型電動機の組付け方法に関する。

機電一体型電動機は、例えば特許文献１に記載の構造となっている。この特許文献１に記載の機電一体型電動機は、電動機ケースを構成する仕切板２０２に対し、有底筒状のインバータハウジング３０１が同軸に連結している。そして、そのインバータハウジング３０１のうち、仕切板２０２と対向する放熱板３０２の内面に対し、電力変換モジュールとしてのパワーモジュールが固定されている。
また、インバータフレーム３０１ａには、インバータハウジング３０１内を目視するための開放部３０４が形成されている。そして、その開放部３０４からなる作業用貫通穴を利用して、モータからの引出導体２１３とパワーモジュールの出力端子３１６とをボルトによって締結可能となっている。これによって、引出導体２１３と出力端子３１６との接続作業が容易になると記載されている。

特開２００８−２１１９４５号公報

パワーモジュールの外周側に位置するインバータフレーム３０１ａに設けた作業用貫通穴（開放部３０４）だけでは、インバータハウジング３０１の内部にある接続部を容易に確認できない場合も想定される。このため場合によっては、上記接続作業が薄暗い状況での困難な作業となることも想定される。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、組付け作業性が向上した機電一体型電動機及び機電一体型電動機の組付け方法の提供を目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の機電一体型電動機の一態様は、電力変換器ケースを、電動機ケース側の面に電力変換モジュールが取り付けられる放熱壁と、放熱壁よりも上記電動機ケース側に延在し上記電力変換モジュールの外周に配置される筒状の外周壁と、を備える。そして、上記放熱壁と外周壁とを別部材とした。

本発明の一態様によれば、放熱壁と外周壁とを分離可能な構造とすることで、外周壁に貫通穴を設けることなく、組付けための作業スペースを大きく取ることが可能となる。この結果、組付け作業性が向上した機電一体型電動機の提供となる。

本発明に基づく実施形態に係る電動ユニットの断面図である。 パワー素子の配置例を示す図である。 電力変換器室の組み立て例を説明する図である。 変形例１を説明する図である。 変形例２を説明する図である。 変形例２における電動機室壁部詳細を示す図である。 変形例３を説明する図である。 変形例３におけるパワー素子の配置例を示す図である。 電動ユニットのインホイールモータへの適用例を示す図である。 放熱壁の回動変位を説明する図である。 拘束部品の例を説明する図である。 端子の例を説明する図である。 端子の別の例を説明する図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（電動ユニットの構造）
図１は、本実施形態の機電一体型電動機を有する電動ユニットの断面図である。
本実施形態の電動ユニットは、図１に示すように、電動機１と、電力変換器ケース２で形成される電力変換器室Ｓ１と、減速機３とが連結して構成されている。そして、電動機１と電力変換器室Ｓ１とのユニット部分が、機電一体型電動機を構成する。

電動機１は、電動機コイル４を備えたステータ５（固定子）、ロータ６（回転子）、及びロータ６を回転支持するロータ軸７を備え、上記ステータ５及びロータ６が電動機ケース１０内に収納されている。
上記電動機ケース１０は、有底筒状の電動機ケース本体８と、電動機ケース本体８の開口を閉じる電動機室壁９と、を備える。電動機室壁９は、電動機ケース本体８の開口側に対向配置されて、電動機ケース本体８にボルト締結によって固定される。そして、電動機室Ｓ２は、電動機ケース本体８及び電動機室壁９で囲まれた収納空間として形成される。

上記ロータ軸７は、上記電動機ケース本体８の底壁８ａの中央部及び電動機室壁９の中央部を貫通するように配置され、そのロータ軸７の一端部側が、電動機室壁９の中央の開口部に対し、第１軸受１１を介して回転自在に支持されている。またロータ軸７の他端部側は、減速機３側に延びて、第２軸受１２によって回転自在に支持されている。上記電動機ケース本体８の底壁８ａは、減速機室Ｓ３の壁も兼ねる。

上記ロータ６及びステータ５は、電動機室Ｓ２内において、上記ロータ軸７の外周側に配置されている。また、引出線用の貫通穴９ａが、上記電動機室壁９の外周側に開口しており、上記ステータ５の電動機コイル４から延びるコイル口出し線１３が、上記引出線用の貫通穴９ａを貫通して、電力変換器室Ｓ１内に延びている。上記コイル口出し線１３の先端部からなるステータコイル端子１３ａは、電力変換器室Ｓ１で、後述のパワー素子２５の出力端子を構成するＡＣ端子１４に接続される。

電力変換器室Ｓ１は、パワー素子２５、コンデンンサ、ＰＷＭ駆動回路（図示せず）、それら各部品に電力を供給するバスバー（図示せず）、等で構成される電力変換モジュールを収納する空間である。その電力変換器室Ｓ１は、上記電動機室壁９と電力変換器ケース２とで囲まれた収納空間である。電力供給ケーブルとしてのＤＣケーブル４７の一端部が、パワー素子２５等に電気的に接続するバスバーに接続されている。ＤＣケーブル４７は、電力変換器ケース２に形成したケーブル取出部１８ｄから電力変換器室Ｓ１に引き出されている。なお上記ケーブル取出部１８ｄは、後述する放熱壁１８に形成されている。

電力変換器ケース２は、外筒壁１５と、外筒壁１５に接続する放熱壁１８との２つの個別の部材を備える。本実施形態の電力変換器ケース２は、外筒壁１５と放熱壁１８とが着脱可能に接続することで、電動機ケース１０側に開口した有底筒状の形状となる。
外筒壁１５は、電力変換器室Ｓ１の外周位置を区画する筒状の部材である。本実施形態の外筒壁１５は円筒状の筒形状となっている。外筒壁１５は、上記電動機ケース１０と同軸に配置され、右端開口側が上記電動機ケース１０にボルト締結によって連結している。本実施形態では、外筒壁１５は、電動機室壁９にボルト止めされている。

ここで、電動機室壁９と放熱壁１８とは同軸に対向配置されている。電動機室壁９の外周側には、外筒壁１５の内径面を受けるフランジ部９ｂを有すると共に、そのフランジ部９ｂよりも外径方向に張り出す外筒壁当接部９ｃを備える。上記フランジ部９ｂが形成されている位置の径は、放熱壁１８の外周径と同径又は大径になっている。
また、上記放熱壁１８の外周側には、ＤＣケーブル４７を外に引き出すケーブル取出部１８ｄが形成されている。ケーブル取出部１８ｄは、上述のように、貫通穴若しくは切欠き部で形成され、そのケーブル取出部１８ｄで形成される空間は、ケーブルを配置した後に、不図示のシール部材で密封される。

また、上記筒形状の外筒壁１５は、電動機室壁９側の外筒壁本体１６と、その外筒壁本体１６に連続すると共に上記放熱壁１８の外周端面に接触する放熱壁接続部１７とを備える。上記放熱壁接続部１７の内径は、上記放熱壁１８の外周端面の径と同径若しくは略同径に形成されている。但し、放熱壁接続部１７の端部は、上記放熱壁１８の外周端面の径よりも小径となって内周面折り返し部１７ａが形成されている。また、上記外筒壁本体１６の内径は、放熱壁接続部１７の内径と同径以上の径に設定されている。これによって、外筒壁１５は、放熱壁１８を電動機室壁９に取り付けた後に、組み付け可能となっている。図１では、上記外筒壁本体１６の内径が、放熱壁接続部１７の内径よりも大径の場合を例示している。

また上記外筒壁本体１６の端部には、電動機室壁９の外筒壁当接部９ｃに当接するフランジ部１６ａを備え、そのフランジ部１６ａ及び上記外筒壁当接部９ｃにボルト穴が設けられ、そのボルト穴にボルトを螺合させて締め付けることで、外筒壁１５は、電動機室壁９に固定されている。なお、外筒壁１５の外周部の一部にも放熱用のフィン１５ａが設けられている。
また、放熱壁１８の外周端面及び電動機室壁９のフランジ部９ｂ上面には、それぞれＯリングなどのシール材２０，２１が取り付けられることで、電力変換器室Ｓ１の防水機能を確保している。なお、後述の放熱壁１８を信号線が貫通する穴は、パッキンなどのシール材によって防水を確保してある。

上記放熱壁１８は、電動機室壁９と対向する内面と、その反対側（外側）の外面とを有する。
上記放熱壁１８の内面には、支持用突起部２２と電力変換モジュールの取付け面２３とが形成されている。上記支持用突起部２２は、放熱壁１８の中央部から上記電動機室壁９側に突出している。また、放熱壁１８の内面のうち、上記支持用突起部２２の外周側に位置する円環状の面部分が、電力変換モジュールの取付け面２３を構成する。
また、上記放熱壁１８の外面には、電力変換モジュールからの熱を外部に放熱するためのフィン２４が形成されている。

そして、電力変換モジュールを構成するパワー素子２５、コンデンサ等の高発熱部品が、上記放熱壁１８の取付け面２３に取り付けられる。図１及び図２では、取付け面２３に取り付けられる電力変換モジュールとしてパワー素子２５が例示されている。
ここで、符号１４はＡＣ端子、２５ａはアース端子、２５ｂはＤＣ端子である。
放熱壁１８と外筒壁１５とを接続した状態では、上記電力変換モジュールは、電力変換器室Ｓ１に位置し、放熱壁１８に取り付けられた電力変換モジュールの外周側に上記外筒壁１５が配置された状態となる。

ここで、上記パワー素子２５は、電動機１の極数、並列数に応じて複数個用意され、放熱壁１８の内面に接着またはネジ等を利用して固定される。図２は、そのパワー素子２５配置の一例を示す図である。図２に示すように、複数のパワー素子２５を効率良く配置するには、その複数のパワー素子２５を円環状、例えば、放熱壁１８の中心Ｐとした仮想の円Ｖｃに沿って予め設定した角度で位置をずらして配列するように配置することが望ましい。本実施形態では、ＡＣ端子１４の位置が放熱壁１８の中心Ｐとした仮想の円Ｖｃ１上に配置されるように設定した。この場合、放熱壁１８の中心部が無駄スペースとなる可能性が高くなるが、本実施形態では、放熱壁１８の中心部を、放熱壁１８を回転変位可能に支持する機能に有効利用することで、電動ユニットの小型化に貢献できる構造となっている。

上記複数のパワー素子２５のＤＣ端子は、不図示のバスバーに電気的に接続している。そのバスバーにＤＣケーブル４７の一端が接続する。ＤＣケーブル４７は、放熱壁１８に形成されたケーブル取出部１８ｄを通って外部に引き出されている。
ここで、本実施形態では、図２に示すように、放熱壁１８の回転中心Ｐと上記ケーブル取出部１８ｄの中央部を通過する直線Ｌに対し、上記複数のパワー素子２５が線対称の配置となるように配列となるように、当該各パワー素子２５は、上記放熱壁１８に取り付けられている。
本実施形態の放熱壁１８は、外周側が上記外筒壁１５に接続すると共に、その中央部が電動機ケース１０の電動機室壁９に支持された構造となっている。

次に、その放熱壁１８の支持構成などについて説明する。
上記ロータ軸７の右端部側は、上記第１軸受１１を介して上記電動機室壁９に支持されていると共に、先端部が電動機室壁９側に位置している。そのロータ軸７の先端部の外周側に回転検出器２６が配置され、その回転検出器２６は、回転検出器保持ブラケット２７を介して電動機室壁９に取り付けられている。

上記回転検出器保持ブラケット２７は、内径が上記ロータ軸７の先端部よりも大径の筒体からなるブラケット本体２７ａと、そのブラケット本体２７ａの右端開口に形成された外向きフランジ２７ｂと、からなる。そして、上記回転検出器２６は、上記ブラケット本体２７ａの内径面に取り付けられている。回転検出器２６が取り付けられた回転検出器保持ブラケット２７は、内径側に上記ロータ軸７の先端部を同軸に挿入した状態に配置されて、上記外向きフランジ２７ｂが上記電動機室壁９にボルト締結によって固定されている。すなわち、上記回転検出器保持ブラケット２７は、電動機室壁９の中央部に設けられている。

上記回転検出器保持ブラケット２７のブラケット本体２７ａに対し、筒体からなる延伸支柱２８が同軸に取り付けられている。延伸支柱２８は、上記ブラケット本体２７ａの外周面に取り付けられる大径部２８ａと、その大径部２８ａから上記放熱壁１８に向けて延びている延伸部本体２８ｂと、を備える。上記大径部２８ａは、例えばブラケット本体２７ａの外径面に対し圧入などによって固定されている。ブラケット本体２７ａと大径部２８ａとは一体構造となっていることが好ましい。上記延伸部本体２８ｂは、上記放熱壁１８内面の配置位置まで延びている。その延伸部本体２８ｂの先端部に断面円形の凹部が形成され、その凹部の径は、上記支持用突起部２２を圧入可能な径となっていている。

そして、上記延伸部本体２８ｂの先端部の凹部に、上記支持用突起部２２を挿入するように放熱壁１８を取り付けることで、当該放熱壁１８は、延伸支柱２８を介して電動機室壁９に支持された構造となっている。例えば、上記延伸部本体２８ｂの内径（凹部の径）を、上記支持用突起部２２を圧入で連結可能な同径に設定しておけば、支持用突起部２２を延伸部本体２８ｂに圧入することで、放熱壁１８は、延伸支柱２８を介して電動機室壁９に回転変位可能に支持される。なお、挿入して位置調整をした後に、支持用突起部２２と延伸部本体２８ｂとを、軸直方向に軸を向けたボルトなどによって固定しても良い。

ここで、延伸部本体２８ｂと持用突起部の連結は、上記構成に限定されない。延伸部本体２８ｂと持用突起部とを、ボルトによって締結しても良い。また、支持用突起部２２を筒形状として、その支持用突起部２２内に延伸部本体２８ｂを圧入する構造などとしても良い。もっとも、上記のように回転変位可能な状態とすることが好ましい。
なお、支持用突起部２２と延伸部本体２８ｂの断面形状は円形でも良いし、多角形などであっても良い。円形の場合には、位置決め用のキーを使用してもよい。

また、上記放熱壁１８は、外周端面が上記外筒壁１５の内径面に接触する形状となっている。これによって、放熱壁１８は、外筒壁１５内に同軸に配置されると共に、その放熱壁１８の外周端面は、外筒壁１５面に当接した状態となっている。
ここで、本実施形態の放熱壁１８は、その外周部に、外筒壁１５内面に沿って延びる軸方向延伸筒部１８ａを有する。そして、その軸方向延伸筒部１８ａの外周面が上記外筒壁１５の放熱壁接続部１７の内面に接触する構成となっている。これによって外周壁と外筒壁１５との接触面積を稼ぐと共に、外筒壁１５が放熱壁１８の取付けの際のスライドの案内を容易にしている。

また、図１中、電動機１の右側に減速機３が設けられている。
上記減速機３は、電動機１の出力回転数を所定減速比に減速する機構を備える。本実施形態では減速機構として遊星歯車を例に挙げて説明する。遊星歯車が、減速機ケース内に収納されている。すなわち、上記ロータ軸７の他端部側には、減速機３へ動力を伝達する歯車（サン歯車３０）が一体的に形成されている。また、出力軸を兼ねるキャリア３１にピニオン軸３２上を回転自在にピニオン歯車３３が取り付けられると共に、リング歯車３４が、減速機３ケースに多少の自由度を持って固定されている。そして、電動機１の回転は、サン歯車３０から減速機３に入力され、ピニオン歯車３３に伝達される。ピニオン歯車３３はリング歯車３４とも噛み合っておりピニオン歯車３３の回転がリング歯車３４上で減速公転することでキャリア３１（出力軸）の回転となり所定減速比に減速される。図１中、符号３５は、ハブ軸受を表している。

（電力変換器ケース２の取付け作業（電力変換器室Ｓ１側の組付け作業））
次に、電動機１への電力変換器ケース２の取付け作業、及び電力変換器室Ｓ１側の組付け作業について説明する。
ここで、上記延伸支柱２８には、大径部２８ａから延伸部本体２８ｂに移行する傾斜部に、配線用の貫通穴２８ｃが開口している。
回転検出器２６が取り付けられた回転検出器保持ブラケット２７を、上記ロータ軸７と同軸に電動機室壁９に取り付ける。回転検出器保持ブラケット２７を取付け後に、当該回転検出器保持ブラケット２７に回転検出器２６を取り付けても良い。

次に、上記回転検出器保持ブラケット２７に対し、延伸支柱２８を同軸に取り付ける。この際、回転検出器２６の信号線４０を、延伸支柱２８に形成した配線用の貫通穴２８ｃに通してから、上記延伸支柱２８の取付けを実施する。延伸支柱２８を予め回転検出器保持ブラケット２７に取り付けておいても良い。
次に、図３に示すように、電力変換モジュールを取り付けた放熱壁１８について、放熱壁１８の支持用突起部２２を上記延伸支柱２８の延伸部本体２８ｂに連結する。これによって、放熱壁１８は、延伸支柱２８を介して電動機室壁９に支持された状態となる。
またこのとき、上記回転検出器２６の信号線４０を、放熱壁１８に形成されている貫通穴に通して、当該信号線４０を外部に配索しておく。

次に、電力変換器室Ｓ１内に位置する配線の接続作業を行う。
このとき、図３に示すように、外筒壁１５が無い状態であるので、電力変換器室Ｓ１は、周方向３６０度全周が開放された状態となる。このため、配線の接続作業など、電力変換器室Ｓ１内で実施する必要のある作業が容易に実施可能となる。

またこのとき、放熱壁１８を、図１０に示すように、上記延伸部本体２８ｂを中心に、つまり上記延伸部本体２８ｂを軸にして回動変位させることで、電力変換モジュールの周方向位置を調整する。すなわち、各パワー素子２５のＡＣ端子１４とステータコイル端子１３ａとの周方向位置がずれている場合には、放熱壁１８をずれに応じた角度だけ回転変位させることで、各パワー素子２５のＡＣ端子１４とステータコイル端子１３ａとの周方向位置を一致させる。これによって、当該ＡＣ端子１４とステータコイル端子１３ａとを確実に接触した状態とする。なお、放熱壁１８を回動変位させて放熱壁１８の周方向位置を調整した後、必要に応じて、各パワー素子２５の導体とステータコイル端子１３ａとを圧接、ボルト、クリップなどで固定しても良い。

そして、上記のような配線接続作業等が終了した時点で、外筒壁１５を取り付けて組立て作業を完了する。その外筒壁１５の組み付けは、図３に示すように、外筒壁１５を、図３における左側からスライドさせることで、放熱壁１８の外周面上を通過させて、外筒壁１５を上記電動機室壁９にボルト締結によって取り付ける。
このとき、外筒壁本体１６の端部に形成されているフランジ部９ｂが電動機室壁９の外筒壁当接部９ｃに当接すると共に、外筒壁本体１６の電動機室壁９側の内径面が、電動機室壁９のフランジ部９ｂで受けられて支持された状態となる。

そして、上記外筒壁本体１６のフランジ部１６ａ及び上記外筒壁当接部９ｃをボルトで締め付けることで、外筒壁１５は、電動機室壁９に固定される。
また上記のように外筒壁１５を取り付けた状態では、上記内周面折り返し部１７ａが、放熱壁１８の外れ方向への移動を規制して、仮に、上記延伸支柱２８の圧入部が突発的に緩んだとしても、放熱壁１８が外れないようになっている。

以上のように、本実施形態の電動ユニットの構造によれば、電力変換器室Ｓ１の外周部に放熱壁１８を支持する機能が不要となるので、外筒壁１５を組み付ける前に放熱壁１８を電動機ケース１０に組み付けることが可能となる。このため、放熱壁１８を組み付けた段階では、電力変換器室Ｓ１の外周位置が全周に亘って開放された状態とすることができる。これによって、パワー素子２５（電力変換モジュール）と電動機コイル４との間のＡＣ電源線の接続作業等に邪魔となる部材が無くなり作業効率が向上する。また、接続作業を目視確認できるので不良品の発生を防止できる、等の効果が得られる。

更に、回転検出器２６の信号線４０を回転検出器保持ブラケット２７外に出して配索することで、回転するロータ軸７との接触による断線等の不具合発生を防止できる。
ここで、上記のように外筒壁１５を上記電動機室壁９にボルト締結によって取り付けた後に、外筒壁１５に対する放熱壁１８の回転変位を拘束部品で拘束することが好ましい。

図１１は、拘束部品で、外筒壁１５に対する放熱壁１８の回転変位を拘束する一例である。この例では、拘束部品は、Ｌ字状ブラケット４８とボルト４９とを備える。
そして、図１１に示すように、Ｌ字状ブラケット４８を、そのＬ字形状の一片４８ａを外筒壁１５に当接すると共に、Ｌ字形状の他片４８ｂを放熱壁１８の外面に押圧するように取り付けた状態で、外筒壁１５の径方向から、Ｌ字状ブラケット４８の一片４８ａ、当該外筒壁１５、及び放熱壁１８をボルト４９で締結する。
これによって、外筒壁１５に対する放熱壁１８の回転変位を拘束する。Ｌ字状ブラケット４８の他片４８ｂと放熱壁１８の外面とに凹凸などを設けることで、両者４８ｂ、１８の間の滑りを規制するようにしておくことが好ましい。

（変形例１）
次に、本実施形態の変形例１を説明する。
上述の実施形態では、回転検出器保持ブラケット２７と延伸支柱２８とを別部材で構成し、回転検出器保持ブラケット２７に延伸支柱２８を取り付ける場合を例示した。
この変形例１では、回転検出器保持ブラケット２７と延伸支柱２８とは、図４に示すように、一体に形成されていても良い。
すなわち、この変形例１では、筒状の回転検出器保持ブラケット２７に対して、放熱壁１８に向けて延びる延伸支柱２８が一体に形成している。

この場合、回転検出器保持ブラケット２７と延伸支柱２８とを一体形成して一体構造とすることで、回転検出器保持ブラケット２７の形状が多少複雑になるものの、加工箇所および組付け箇所が減少する。この結果、部品コストの低減、放熱壁１８の（軸方向、径方向）保持精度が向上し外周壁の装着が容易になる、等の効果が得られる。

また、延伸支柱２８と放熱壁１８との連結構造は、上述の実施形態で説明した構造を採用しても良いが、ここでは、図４では、別の連結構造の例を示している。
図４に示す連結構造では、放熱壁１８の中央部に設ける支持用突起部２２を筒状に形成し、その筒状の支持用突起部２２に、上記延伸支柱２８の先端部を嵌め込み、放熱壁１８の外部から、放熱壁１８と延伸支柱２８の先端部とをボルト４１での締結によって連結した構造である。

上述のように回転検出器保持ブラケット２７と延伸支柱２８とを一体構造とすることに併せて、放熱壁１８と延伸支柱２８とをボルト４１にて確実に締結する構造とすることで、圧入固定等の外力に影響され易い取付け構造部が無くなり、電動ユニットとしての信頼性がより向上する。
ここで、本変形例でも、回転検出器２６の信号線４０を回転検出器保持ブラケット２７外に出して配索することで、ロータ軸７周りでの信号線４０の緩みを抑えられて、回転するロータ軸７との接触による断線等の不具合発生を防止できる。

（変形例２）
次に、本実施形態の変形例２を説明する。
この変形例２は、図５及び図６に示すように、電動機室壁９自体に、回転検出器２６の取付け部及び延伸支柱２８を一体形成で構成する例である。
すなわち、図６に示すように、電動機室壁９の中央部を放熱壁１８側に張り出させた形状に加工することで、その張出部９Ａの内周側に袋状空間を設け、その袋状空間に、第１軸受１１及び回転検出器２６の取付け部を形成すると共に、その張出部４３の先端部をさらに放熱壁１８側に延伸させて上記延伸支柱２８を構成する。

図６中、符号４３は回転検出器抜け止リングを示す。回転検出器抜け止リング４３は、回転検出器２６が軸方向に動くのを防止する部品である。また電動機室壁９の内面側に第１軸受押さえプレート４４を配置し、その第１軸受押さえプレート４４を電動機室壁９にボルト締結する。この第１軸受１１押さえプレートは、第１軸受１１が軸方向に抜け出るのを防止する。ここで、上記袋状空間への組付けは、袋状空間の内部奥側から回転検出器２６、回転検出器抜け止リング４３、第１軸受１１、第１軸受押さえプレート４４の順に組み込めば良い。

ここで、回転検出器抜け止リング４３は、電動機室壁９に対して軽圧入とし軸方向に動かないことが望ましい。
この変形例２の構造では、放熱壁１８を支持する延伸支柱２８を電動機室壁９と一体に形成することで、部品点数を最小にできる。この結果、コスト面で有利な構造になる。また、部品加工公差を積み上げる必要が無いので、放熱壁１８の保持精度が大幅に向上する。

（変形例３）
次に、本実施形態の変形例３を説明する。
基本構造は、上記実施形態と同様な構造となっている。但し、放熱壁１８に対して、電動機ケース１０側に延びる複数の支柱４５を設けた点が異なる。
上記複数の支柱４５は、図７及び図８に示すように、上記電力変換モジュールよりも外周側かつ外周壁の内側に配置される。また、その支柱４５の先端部は、電動機室壁９に支持されている。具体的には、支柱４５の先端部の外面が、電動機室壁９のフランジ部９ｂ内面に当接することで、支柱４５の先端部は、電動機室壁９に支持される。

上記複数の支柱４５は、周方向に沿って等間隔に配置されることが好ましい。また、支柱４５の数は、電力変換器室Ｓ１内での作業性も考慮して設定すればよい。
この構造によれば、放熱壁１８の中心部を支持する構造に加えて、放熱壁１８の外周側にも電動機室壁９に支持された構造となる。このため、例えば図示左方向から予期せぬ外力が作用した場合でも、放熱壁１８が傾くのを防止し、防水性等の機能を守ることができる。
ここで、放熱壁１８の外周部側に軸方向に延びる複数の円筒片を上記支柱４５としている。これによって、外筒壁１５との接触長（接触面積）を確保して、放熱壁１８の倒れを防止するとともに、放熱壁１８から外筒壁１５への熱伝達を改善しユニット全体での外部への放熱性能を向上できる効果が得られる。

（変形例４）
上記コイル口出し線１３の先端部からなるステータコイル端子１３ａと、電力変換器室Ｓ１で、パワー素子２５の出力端子を構成するＡＣ端子１４との接続は、図１に示すような接触構成に限定されない。
図１２に示す構成では、ステータコイル端子１３ａとパワー素子２５のＡＣ端子１４とが、放熱壁１８の回転変位の回転軸を中心とする円の径方向で対向して接続するように配置した場合を例示している。

なお、図１２では、外筒壁１５が図示されているが、放熱壁１８を回動変位する際には、外筒壁１５はまだ組み付けられていない。また、図１２は、透視的に図示した外側からみた概要図で、実際には、パワー素子２５及びＡＣ端子１４は見えない。また符号５６は、外筒壁１５を組み付けた後に、放熱壁１８と外筒壁１５との間に差し込まれる楔状のキーである。図１２は、このキー５６を差し込むことで、外筒壁１５に対する放熱壁１８の回動変位を規制する例である。

ここで、本実施形態では、放熱壁１８の回転変位の回転軸をロータ軸７の軸線と一致させている。回転変位の回転軸をロータ軸７の軸線とは一致していなくても良いが、一致していることが好ましい。
本変形例では、図１２に示すように、ステータコイル端子１３ａとパワー素子２５のＡＣ端子１４とが、放熱壁１８の回転変位の回転軸を中心とする円の周方向で、つまり、複数のパワー素子２５の配列と同方向で対向配置している。

このとき、ステータコイル端子１３ａを板形状として板厚方向を上記配列方向に向けると共に、当該ステータコイル端子１３ａを多角形形状に屈曲成形している。図３では、配列方向にくの字形状に成形した場合を例示している。
この場合には、放熱壁１８を回転変位させるだけで、パワー素子２５のＡＣ端子１４をステータコイル端子１３ａに押し付けた状態となって、確実にパワー素子２５のＡＣ端子１４をステータコイル端子１３ａとが接続状態となる。両者の間にバネが発生するだけ押圧した状態としても良い。

またステータコイル端子１３ａを多角形形状に屈曲成形することで、当該ステータコイル端子１３ａの剛性が向上して、より確実にパワー素子２５のＡＣ端子１４とステータコイル端子１３ａとが接触した状態とすることが出来る。
ここで、出力端子側も屈曲成形して剛性を向上させても良い。但し、コイル口出し線１３が引き出されて長く伸びている分、ステータコイル端子１３ａ側の剛性を高めることが好ましい。なお、電力変換室Ｓ１に引き出されたコイル口出し線１３の部分についても剛性が高くなるように多角形形状に屈曲成形しておいても良い。

（変形例５）
上記変形例５では、板状の端子を多角形形状に屈曲成形することで、端子剛性を向上させる場合を例示した。
この変形例５では、図１３に示すように、各端子を断面が多角形形状に加工した場合の例である。すなわち、図１３は、ＡＣ端子１４を断面三角形形状に加工し、ステータコイル端子１３ａを断面矩形形状に加工した例である。この例では、上記変形例３よりも更に端子の剛性を高く設定することが可能となる。なお、図１３の例では、端子間が面接触するように設定している。

（応用例）
図９は、上記のような構造の機電一体型電動機を有する電動ユニットの使用例を示す図である。
この例は、機電一体型電動機を有する電動ユニットをインホイールモータに適用した場合を例示したものである。ここで、符号５０はブレーキディスクを、符号５１はハブフランジを、符号５２はホイールを、符号５３はタイヤをそれぞれ示している。
ここで、上記実施形態では、減速機３も機電一体型電動機と連結した電動ユニットの例で説明しているが、減速機３を持たない機電一体型電動機としても本構造は適用できる。
ここで、外筒壁１５は、外周壁に対応する。延伸支柱２８は延伸部を構成する。軸方向延伸筒部１８ａは延在部を構成する。ＤＣケーブル４７は電力供給ケーブルを構成する。パワー素子２５は電力変換モジュールを構成する。

（本実施形態の効果）
次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）パワー素子２５などの電力変換モジュールが取り付けられる放熱壁１８と、電力変換器室Ｓ１の外周側を区画する外筒壁１５とを別部材とする。
この構成によれば、発熱体であるパワー素子２５やコンデンサ等の電力変換モジュールを、同じく発熱源である電動機室Ｓ２から離れ且つ外部への放熱に有利な最外部に配置される。
更に、その放熱壁１８と外筒壁１５とを分離構造とすることで、作業スペースを大きく取れるため、組付け作業性が向上する。

（２）上記電動機ケース１０は、上記放熱壁１８と対向する電動機室壁９と、上記電動機室壁９から上記放熱壁１８に向けて延びる延伸支柱２８と、を備える。そして、上記延伸支柱２８を、上記放熱壁１８の上記電力変換モジュール取付け位置２３よりも中心側の位置で当該放熱壁１８に連結する。
この構成によれば、放熱壁１８を、延伸支柱２８を介して電動機室壁９に支持させることが可能となるので、外筒壁１５を放熱壁１８よりも後に取付け可能となる。

この結果、パワー素子２５と電動機コイル４間のＡＣ線接続作業を目視しながら確実に進めることができるので、作業効率を向上できる。また、周方向全周が開放されていることから、接続作業のミスによる不良品発生を防止できる。また、外筒壁１５に、作業用の貫通穴を開ける必要がない分、ケースの剛性低下を防止できる。また、複数の作業用の貫通穴の加工を不要とすることで部品コストを低減できる。更には接続作業後の封止（防水処理）作業箇所を減らせることで駆動ユニットの耐久信頼性を向上できる、等の効果が得られる。
更に、放熱壁１８を支持固定する部材を放熱壁１８の中心部に配置している。この結果、複数のパワー素子２５を円環状に配置した状態では使いにくく無駄スペースになる場合が想定される放熱壁１８の中心部の有効活用出来て、機電一体型電動機の小型化が可能となる。

（３）電動機室壁９に対して、ロータ６回転検出器２６を保持するロータ６回転検出器保持ブラケット２７が設けられ、そのロータ６回転検出器保持ブラケット２７に、上記延伸支柱２８を設ける。
この構成によれば、電動機室壁９に取り付けられる回転検出器保持ブラケット２７に延伸支柱２８を追加するだけで放熱壁１８を支持できる。この結果、大きな設計変更や大幅なコストアップ無しで本構造を実現できる。

（４）上記ロータ６回転検出器保持ブラケット２７と上記延伸支柱２８とは一体に形成されている。
この構成によれば、電動機室壁９に取り付けられる回転検出器保持ブラケット２７から一体的に延伸支柱２８を突出させる構造としたので、部品点数を増やさずに済む。この結果、コストアップを抑えつつ、組付け作業の悪化も抑制可能となる。

（５）上記電動機室壁９に上記延伸支柱２８を一体に形成する。
この構成によれば、電動機室壁９から直接かつ一体的に放熱壁１８の支持部材を延伸させる構造となる。この結果、回転検出器保持ブラケット２７も不要となる分、低コストを実現できると共に、組付け誤差要因となる加工箇所が低減できる。従って、放熱壁１８を保持する位置精度も向上し、外筒壁１５を装着し易くなる。

（６）上記放熱壁１８は、電動機ケース１０側に延びる複数の支柱４５を有する。その複数の支柱４５は、上記電力変換モジュールよりも外周側かつ外筒壁１５の内側に配置されると共に、その支柱４５の先端部を電動機室壁９に支持させた。
この構成により、放熱壁１８から一体的に外筒壁１５内側を通る支柱４５を設ける構造となる。この結果、パワー素子２５と電動機コイル４間の接続作業性が多少悪化する可能性があるものの、多点支持により放熱壁１８の支持剛性が向上する。この結果、外部からの衝撃荷重が放熱壁１８に作用する等の万が一の事態にダメージを受けにくい構造とすることが可能となる。

（７）上記延伸支柱２８は中空部を有し、その中空部側にロータ６回転検出器２６が位置する。ロータ６回転検出器２６の信号線４０は、上記延伸支柱２８を貫通して、当該延伸支柱２８の外側に延びている。
この構成によれば、回転検出器保持ブラケット２７および放熱壁１８を支持固定する部材を利用して回転検出器２６の信号線４０と回転軸（ロータ軸７）を分離する構成となる。この結果、信号線４０が弛む等により回転体と接触し断線する不具合を未然に防止することが可能となる。

（８）放熱壁１８は、上記電力変換モジュールよりも外周側で外筒壁１５に沿って延びる軸方向延伸筒部１８ａを有し、その軸方向延伸筒部１８ａと上記外筒壁１５とが接触している。
この構成によれば、放熱壁１８外周部に円筒状などの軸方向に延びる軸方向延伸筒部１８ａを設けた構造となる。これによって、放熱壁１８と外筒壁１５との接触面積を稼ぐことが可能となる。この結果、放熱壁１８と外筒壁１５を分割したことによる放熱壁１８から外筒壁１５への伝熱悪化を補うことが可能となり、外部への放熱効率を維持向上することができる。

（９）電動ユニットは、電動機１の出力回転数（出力トルク）を調整する減速機３を備える。
この構成によれば、電気自動車等の走行用駆動装置として使用することも可能となり本構造の適用範囲を広げる効果が得られる。

（１０）放熱壁１８は、電動機ケース１０に対し回転変位可能な状態で支持されている。上記放熱壁１８の電動機ケース１０側の面に、複数のパワー素子２５（電力変換モジュール）が、上記回転変位の回転中心Ｐを中心とした仮想の円Ｖｃに沿って配列して取り付けられている。
この構成によれば、放熱壁１８を回転することで、角度違いで取り付けられている複数のパワー素子２５の周方向位置を容易に微調整することが可能となる。
すなわち、ステータ５の周方向に対して複数の角度でパワー素子２５が組み付けつられた構成により、ステータコイル端子１３ａとパワー素子２５のＡＣ端子１４の周方向の位置ずれを容易に修正することが出来る。
また、ケース外への配線取り出し位置が異なるユニットに対しても、放熱壁１８を回転変位させることで対応可能となる。

（１１）放熱壁１８には、パワー素子２５などの電力変換モジュールに電力を供給するためのＤＣケーブル４７を通すケーブル取出部１８ｄが設けられている。複数のパワー素子２５は、上記回転変位の回転中心Ｐと上記ケーブル取出部１８ｄとを通過する直線Ｌに対し線対称に配置されている。
この構成によれば、複数のパワー素子２５がケーブル取出部１８ｄを基準に線対称配置となることで、左右反転したような勝手違いのユニットに共用して適用することが出来る。すなわち、車両左右両側に適用するユニットへの共用ができる。

（１２）外筒壁１５に対する上記放熱壁１８の回転変位を拘束する拘束手段を備える。
この構成によれば、放熱壁１８と外筒壁１５とが別体であり、放熱壁１８が回転変位可能となっていても、放熱壁１８と外筒壁１５とを組み付けた後における放熱壁１８が回転変位して、ステータコイル端子１３ａとパワー素子２５のＡＣ端子１４との間の位置ずれ発生をより確実に防止することが出来る。
更に、別体の放熱壁１８と外筒壁１５とを連結することで、組付け後の電力変換器ケースの支持剛性が高くなる。

（１３）ステータ５から電力変換器ケース２内に導出したステータコイル端子１３ａと、電力変換モジュールのＡＣ端子１４とは、上記複数の電力変換モジュールの配列向で対向する部分を有する。
この構成によれば、外筒壁１５を回転変位させることで、ステータコイル端子１３ａとパワーモジュールのＡＣ端子１４とが押圧力をもって当接させることが可能となる。これによって、ステータコイル端子１３ａとパワーモジュールのＡＣ端子１４とを接合のための加圧作業などを省略することが出来る。このことは、接合作業のための作業空間を不要とすることに繋がる。

（１４）上記ステータコイル端子１３ａ及び上記ＡＣ端子１４の少なくとも一方の端子は、断面多角形形状に成形されている。
この構成によれば、端子の剛性が高くなることで、端子間の押圧力を高く設定出来る。この結果、より確実にステータコイル端子１３ａとパワーモジュールのＡＣ端子１４とを接合することが可能となる。
なお、ステータコイル端子１３ａと上記ＡＣ端子１４とは面接触させることが好ましい。

（１５）電動機ケースの電力変換器ケース２側の電動機室壁９から当該電動機ケースから離れる方向に延びる延伸支柱２８の先端部に対し、放熱壁１８を上記電動機室壁と対向配置した状態に連結する。その後に、電力変換器ケース内に形成される電力変換器室内での上記ステータコイル端子１３ａと電力変換モジュールのＡＣ端子１４との接続を実施する。またその後に、放熱壁１８側から電動機室壁９側に向けて上記外筒壁１５を移動させて、当該外筒壁１５で上記電力変換モジュールの外周を覆う。
この構成によれば、作業スペースを大きく取れるため、組付け作業性が向上する。

（１６）上記延伸支柱２８は、上記放熱壁１８の上記電力変換モジュール取付け位置よりも中心側の位置で当該放熱壁１８に連結する。
この構成によれば、放熱壁１８を電動機ケースに支持させる構成としても、周方向全周が解放された状態で、組付け作業が可能となる。このため、組付け効率が向上する。

（１７）上記放熱壁１８は延伸支柱２８に回転変位可能に連結され、上記ステータコイル端子１３ａと電力変換モジュールのＡＣ端子１４とを接続する際に、当該ステータコイル端子１３ａと電力変換モジュールのＡＣ端子１４と間の位置ずれに応じて、上記放熱壁１８を回転変位してステータコイル端子１３ａと電力変換モジュールのＡＣ端子１４と間の位置を調整する。
この構成によれば、ステータコイル端子１３ａと電力変換モジュールのＡＣ端子１４の接続作業が容易となる。

１ 電動機
２ 電力変換器ケース
３ 減速機
４ 電動機コイル
５ ステータ
６ ロータ
７ ロータ軸
８ 電動機ケース本体
８ａ 底壁
９ 電動機室壁
９ａ 貫通穴
９ｂ フランジ部
９ｃ 外筒壁当接部
１０ 電動機ケース
１１ 第１軸受
１２ 第２軸受
１３ コイル口引き線
１３ａ ステータコイル端子
１４ ＡＣ端子（出力端子）
１５ 外筒壁
１６ 外筒壁本体
１６ａ フランジ部
１７ 放熱壁接続部
１７ａ 内周面折り返し部
１８ 放熱壁
１８ａ 軸方向延伸筒部
２０，２１ シール材
２２ 支持用突起部
２３ 取付け面
２４ フィン
２５ パワー素子（電力変換モジュール）
２６ 回転検出器
２７ 回転検出器保持ブラケット
２７ａ ブラケット本体
２７ｂ フランジ
２８ 延伸支柱
２８ａ 大径部
２８ｂ 延伸支柱２８本体
２８ｃ 貫通穴
４０ 信号線
４１ ボルト
４３ 張出部
４５ 支柱
４７ Ｌ字状ブラケット
４９ ボルト
５６ キー
Ｌ 直線
Ｐ 回転中心
Ｖｃ、Ｖｃ１ 仮想の円
Ｓ１ 電力変換器室
Ｓ２ 電動機室
Ｓ３ 減速機室

Claims (16)

1. ステータ及びロータを収納する電動機ケースと、電力変換モジュールを収納する電力変換器ケースとが連結された機電一体型電動機であって、
   上記電力変換器ケースは、
   上記電動機ケース側の面に電力変換モジュールが取り付けられる放熱壁と、
   その放熱壁よりも上記電動機ケース側に延在し、上記電力変換モジュールの外周側に配置される筒状の外周壁と、を備え、
   上記放熱壁と外周壁とは別部材であることを特徴とする機電一体型電動機。
2. 上記放熱壁は、上記電動機ケースに回転変位可能な状態で支持され、
   上記放熱壁の電動機ケース側の面に、複数の上記電力変換モジュールが、上記回転変位の回転中心を中心とした仮想の円に沿って配列して取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載した機電一体型電動機。
3. 上記放熱壁には、上記電力変換モジュールに電力を供給するための電力供給ケーブルを通すケーブル取出部が設けられ、
   上記複数の電力変換モジュールは、上記回転変位の回転中心と上記ケーブル取出部とを通過する直線に対し線対称に配置されていることを特徴とする請求項２に記載した機電一体型電動機。
4. 上記外周壁に対する上記放熱壁の回転変位を拘束する拘束部品を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載した機電一体型電動機。
5. 上記ステータから電力変換器ケース内に導出したステータコイル端子と、電力変換モジュールの出力端子とは、上記複数の電力変換モジュールの配列方向で対向する部分を有することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載した機電一体型電動機。
6. 上記ステータコイル端子及び上記出力端子の少なくとも一方の端子は、断面多角形形状に成形されていることを特徴とする請求項５に記載した機電一体型電動機。
7. 上記電動機ケースは、上記放熱壁と対向配置する電動機室壁と、上記電動機室壁から上記放熱壁に向けて延びる延伸部と、を備え、
   上記延伸部を、上記放熱壁の上記電力変換モジュール取付け位置よりも中心側の位置で当該放熱壁に連結することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載した機電一体型電動機。
8. 上記電動機室壁に対して、ロータ回転検出器を保持するロータ回転検出器保持ブラケットが設けられ、そのロータ回転検出器保持ブラケットに、上記延伸部を設けることを特徴とする請求項７に記載した機電一体型電動機。
9. 上記ロータ回転検出器保持ブラケットと上記延伸部とは一体に形成されていることを特徴とする請求項８に記載した機電一体型電動機。
10. 上記電動機室壁に上記延伸部を一体に形成することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載した機電一体型電動機。
11. 上記放熱壁は、電動機ケース側に延びる複数の支柱を有し、
    上記複数の支柱は、上記電力変換モジュールよりも外周側かつ外周壁の内側に配置されると共に、その支柱の先端部を電動機室壁に支持させたことを特徴とする請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載した機電一体型電動機。
12. 上記延伸部は中空部を有し、その中空部側にロータ回転検出器が位置され、
    そのロータ回転検出器の信号線は、上記延伸部を貫通して、当該延伸部の外側に延びていることを特徴とする請求項７〜請求項１１のいずれか１項に記載に記載した機電一体型電動機。
13. 放熱壁は、上記電力変換モジュールよりも外周側で外周壁に沿って延びる延在部を有し、その延在部と上記外周壁とが接触していることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載した機電一体型電動機。
14. ステータ及びロータを収納する電動機ケースに対し、上記ステータから導出したステータコイル端子と電気的に接続する電力変換モジュールを収納する電力変換器ケースを組み付ける機電一体型電動機の組付け方法であって、
    上記電力変換器ケースは、電動機ケース側の面に電力変換モジュールが取り付けられる放熱壁と、その放熱壁よりも上記電動機ケース側に延在して上記電力変換モジュールの外周側に配置される筒状の外周壁とを備え、
    上記電動機ケースの電力変換器ケース側の電動機室壁から当該電動機ケースから離れる方向に延びる延伸部の先端部に対し、上記放熱壁を上記電動機室壁と対向配置した状態に連結した後に、
    電力変換器ケース内に形成される電力変換器室内での上記ステータコイル端子と電力変換モジュールの出力端子との接続を実施し、
    その後に、放熱壁側から電動機室壁側に向けて上記外筒壁を移動させて、当該外筒壁で上記電力変換モジュールの外周を覆うことを特徴とする機電一体型電動機の組付け方法。
15. 上記延伸部は、上記放熱壁の上記電力変換モジュール取付け位置よりも中心側の位置で当該放熱壁に連結することを特徴とする請求項１４に記載した機電一体型電動機の組付け方法。
16. 上記放熱壁は延伸部に回転変位可能に連結され、上記ステータコイル端子と電力変換モジュールの出力端子とを接続する際に、当該ステータコイル端子と電力変換モジュールの出力端子と間の位置ずれに応じて、上記放熱壁を回転変位してステータコイル端子と電力変換モジュールの出力端子と間の位置を調整することを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載した機電一体型電動機の組付け方法。

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