JP2014189036A - Vehicle propulsion unit - Google Patents

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Kazumichi Kayama
和道 香山
Nobuhiro Hosoi
宣宏 細井
Mitsugi Yamashita
貢 山下
Tomoaki Suzuki
友暁 鈴木
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Aisin AW Co Ltd
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Aisin AW Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure the cooling performance of a power module of an inverter unit in a device where the inverter unit is attached to an in-wheel motor type motor case.SOLUTION: An inverter unit 3 is attached to a side surface 27 of a motor case 7 which is opposite to an axle 11. An oil for cooling a motor and lubricating a planetary gear 13 is stored in the motor case 7. A power module 25 is disposed in an outer side position of the side surface 27 which corresponds to an oil reservoir 20.

Description

本発明は、電気モータで車輪を駆動する車両用推進装置に係り、詳しくは車輪内に電気モータを配置したインホイールモータタイプの車両用推進装置に関する。   The present invention relates to a vehicle propulsion device that drives a wheel with an electric motor, and more particularly to an in-wheel motor type vehicle propulsion device in which an electric motor is disposed in the wheel.

従来、電気自動車、ハイブリッド車両等にあって、車輪内に電気モータを配置し、該電気モータにより直接的(ギヤを介することを含む)に車輪を駆動するインホイールモータタイプの車両用推進装置が存在する。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is an in-wheel motor type vehicle propulsion device for an electric vehicle, a hybrid vehicle, etc., in which an electric motor is disposed in a wheel and the wheel is directly driven (including through a gear) by the electric motor. Exists.

該インホイールモータタイプの車両用推進装置にあって、モータ駆動用のインバータユニットを電気モータと一体に車輪内に配置されるものも提案されている(特許文献1参照)。   There has been proposed an in-wheel motor type vehicle propulsion device in which an inverter unit for driving a motor is disposed in a wheel integrally with an electric motor (see Patent Document 1).

一般に、インバータユニットは、高速スイッチング手段であるIGBT素子と平滑化用のコンデンサを有するが、該インバータユニット、特にIGBT素子部分(パワーモジュール)は、熱による影響を受けやすい。   In general, an inverter unit includes an IGBT element serving as a high-speed switching means and a smoothing capacitor, but the inverter unit, particularly the IGBT element part (power module) is easily affected by heat.

特開2005−269735号公報JP 2005-269735 A

上記特許文献1には(図11〜図13参照)、インバータユニットを電気モータのモータケースの外側に取付けたものにあって、上記パワーモジュールにフィン付放熱板を設け、該フィン付放熱板のフィンを、モータケースに形成された水路内に配置して、上記パワーモジュールを水冷により放熱する実施の形態が記載されている。   In the above-mentioned Patent Document 1 (see FIGS. 11 to 13), an inverter unit is attached to the outside of a motor case of an electric motor. The power module is provided with a finned heat sink, An embodiment is described in which fins are arranged in a water passage formed in a motor case and the power module is radiated by water cooling.

このものは、パワーモジュールの放熱性は確保されるとしても、モータケースに水路を形成したり、該水路に冷却水を循環する等の大掛かりな装置となり、電気モータ及びインバータユニットからなるモータユニットが大型で高価なものになってしまう。   Even if the heat dissipation of the power module is ensured, this device becomes a large-scale device such as forming a water channel in the motor case or circulating cooling water through the water channel. It becomes large and expensive.

そこで、本発明は、モータケース内のオイルを利用して、コンパクトで簡単な構成でもってパワーモジュールを冷却し、もって上述した課題を解消したインホイールモータユニットからなる車両用推進装置を提供することを目的とするものである。   Accordingly, the present invention provides a vehicle propulsion device including an in-wheel motor unit that uses the oil in the motor case to cool the power module with a compact and simple configuration, thereby eliminating the above-described problems. It is intended.

例えば図1及び図2を参照して、本発明は、車輪(W)内に配置されるモータケース(7)に収納され、車軸(11)と連動しているロータ(6)と前記モータケース(7)に固定されるステータ(5)とを有する電気モータ(2)と、
該電気モータ(2)と電気的に連結し、コンデンサ(26)とスイッチング素子からなるパワーモジュール(25)とを有するインバータユニット(3)と、を備えてなる車両用推進装置(1)において、
前記モータケース(7)に、前記電気モータを潤滑・冷却するオイルが油密状に収納され、
前記モータケースの前記車軸(11)と反対側の側面(27)に、前記パワーモジュール(25)が前記モータケース(7)内のオイル溜り(20)に対応する位置になるように前記インバータユニット(3)を取付けてなる、
ことを特徴とする車両用推進装置にある。
For example, referring to FIG. 1 and FIG. 2, the present invention includes a rotor (6) housed in a motor case (7) disposed in a wheel (W) and interlocked with an axle (11) and the motor case. An electric motor (2) having a stator (5) fixed to (7);
In a vehicle propulsion device (1) comprising: an inverter unit (3) electrically connected to the electric motor (2) and having a capacitor (26) and a power module (25) comprising a switching element;
In the motor case (7), oil for lubricating and cooling the electric motor is stored in an oil-tight manner,
On the side surface (27) opposite to the axle (11) of the motor case, the inverter unit is arranged such that the power module (25) is in a position corresponding to the oil sump (20) in the motor case (7). (3) is attached,
This is a vehicle propulsion device.

例えば図1を参照して、前記ロータ(6)と前記車軸(11)の間に、前記ロータの回転を減速して前記車軸に伝達するプラネタリギヤ(13)を介在し、
前記プラネタリギヤ(13)は、前記ロータの内径側にて前記ロータ(6)及び前記ステータ(5)と径方向からみて軸方向に少なくとも一部が重なるように配置され、前記モータケース(7)内のオイルにて潤滑されてなる。
For example, referring to FIG. 1, a planetary gear (13) that decelerates the rotation of the rotor and transmits it to the axle is interposed between the rotor (6) and the axle (11).
The planetary gear (13) is disposed on the inner diameter side of the rotor so as to at least partially overlap the rotor (6) and the stator (5) in the axial direction when viewed from the radial direction, and is disposed in the motor case (7). It is lubricated with oil.

例えば図3(B)を参照して、前記モータケース(7)の前記側面(27)内側に、前記ステータ(5)を支持するステータ固定用座面(40)が一体に形成され、
該ステータ固定用座面(40)は、前記オイル溜り(20)側が切欠かれて開放(D)されてなる。
For example, referring to FIG. 3B, a stator fixing seating surface (40) for supporting the stator (5) is integrally formed on the inner side of the side surface (27) of the motor case (7).
The stator fixing seat surface (40) is opened (D) by notching the oil reservoir (20) side.

例えば図4(A)を参照して、前記モータケース(7)の前記側面(27)内側における前記パワーモジュール(25)と対応する位置に、冷却用フィン(45)を一体に形成してなる。   For example, referring to FIG. 4A, a cooling fin (45) is integrally formed at a position corresponding to the power module (25) inside the side surface (27) of the motor case (7). .

前記パワーモジュール(25)は、前記モータケース(7)の前記側面(27)外側に、直接張り付くように取付けられてなる。   The power module (25) is attached so as to stick directly to the outside of the side surface (27) of the motor case (7).

例えば図4(B)を参照して、前記モータケース(7)の前記側面(27)における前記パワーモジュール(25)と対応する部分に貫通孔(46)が形成され、
該貫通孔を塞ぐように、熱伝導性の高い材料からなる熱伝導板(47)が固定され、該熱伝導板に前記パワーモジュール(25)が取付けられてなる。
For example, referring to FIG. 4B, a through hole (46) is formed in a portion corresponding to the power module (25) in the side surface (27) of the motor case (7),
A heat conduction plate (47) made of a material having high heat conductivity is fixed so as to close the through hole, and the power module (25) is attached to the heat conduction plate.

前記熱伝導板の前記モータケース内側に、放熱部(47a)が一体に設けられてなる。   A heat radiating portion (47a) is integrally provided inside the motor case of the heat conducting plate.

例えば図5を参照して、前記貫通孔(46)と前記熱伝導板(47)との間に、熱伝導率の低い材料からなるシール部材(49)を介在してなる。   For example, referring to FIG. 5, a seal member (49) made of a material having low thermal conductivity is interposed between the through hole (46) and the heat conductive plate (47).

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲に記載の構成に影響を及ぼすものではない。   In addition, although the code | symbol in the said parenthesis is for contrast with drawing, it does not affect the structure as described in a claim by this.

請求項1に係る本発明によると、インバータユニットが、モータケースの車軸と反対側の側面に取付けられるので、インホイールタイプのモータユニットをコンパクトにして車両の搭載性を向上し得るものでありながら、インバータユニットのパワーモジュールは、上記モータケース内のオイル溜りのオイルにより冷却されて、簡単でコンパクトな構成で冷却性を確保することができる。   According to the first aspect of the present invention, since the inverter unit is attached to the side surface of the motor case opposite to the axle, the in-wheel type motor unit can be made compact to improve the mountability of the vehicle. The power module of the inverter unit is cooled by the oil in the oil reservoir in the motor case, so that the cooling performance can be secured with a simple and compact configuration.

請求項2に係る本発明によると、電気モータのロータの回転は、プラネタリギヤを介して減速して車軸に伝達されるので、電気モータから車輪に車両に応じた適正な回転及びトルクを伝達することができ、かつモータケース内のオイルにより電気モータ及びプラネタリギヤを潤滑するので、簡単でコンパクトなモータユニットを提供することができる。   According to the second aspect of the present invention, since the rotation of the rotor of the electric motor is decelerated via the planetary gear and transmitted to the axle, the appropriate rotation and torque corresponding to the vehicle are transmitted from the electric motor to the wheels. In addition, since the electric motor and the planetary gear are lubricated by the oil in the motor case, a simple and compact motor unit can be provided.

請求項3に係る本発明によると、モータケースのステータ固定用座面は、オイル溜り側が切欠かれて開放されているので、ステータからの熱がステータ固定用座面から直接パワーモジュールに伝導されることはなく、かつモータケース内のオイル溜りによりパワーモジュールが冷却される割合いを高めることができる。   According to the third aspect of the present invention, since the stator fixing seat surface of the motor case is opened by notching the oil reservoir side, the heat from the stator is conducted directly from the stator fixing seat surface to the power module. In addition, the rate at which the power module is cooled by the oil reservoir in the motor case can be increased.

請求項4に係る本発明によると、モータケースの側面内側におけるパワーモジュールと対応する位置に冷却用フィンを一体に形成したので、パワーモジュールの上記オイルによる冷却効率を高めることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the cooling fins are integrally formed at a position corresponding to the power module inside the side surface of the motor case, so that the cooling efficiency of the power module by the oil can be increased.

請求項5に係る本発明によると、パワーモジュールは、モータケースの前記側面外側に直接張り付くように取付けられるので、モータケース等をそのまま用いる等の簡単な構成で足りる。   According to the fifth aspect of the present invention, since the power module is attached so as to stick directly to the outside of the side surface of the motor case, a simple configuration such as using the motor case or the like is sufficient.

請求項6に係る本発明によると、パワーモジュールを取付ける部分を、モータケースとは別部材からなる熱伝導性の高い材料からなる熱伝導板を埋込んで構成したので、パワーモジュールは、該熱伝導板を介して効率よく冷却することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the power module mounting portion is configured by embedding a heat conductive plate made of a material having high thermal conductivity, which is a member different from the motor case, so that the power module It can cool efficiently through the conductive plate.

請求項7に係る本発明によると、上記熱伝導板は、モータケースとは別部材からなり、高い精度で容易に放熱部を加工することが可能となり、該高い加工により形成された接触面積の大きい放熱部によりパワーモジュールを効率よく冷却することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, the heat conducting plate is made of a member different from the motor case, and can easily process the heat radiating portion with high accuracy, and the contact area formed by the high processing. The power module can be efficiently cooled by the large heat radiation part.

請求項8に係る本発明によると、モータケースの貫通孔と上記放熱板との間にシール部材を介在したので、電気モータからモータケースを伝ってくる熱を熱伝導率の低い上記シール部材で遮断して、パワーモジュールの冷却性を保持することができる。   According to the eighth aspect of the present invention, since the seal member is interposed between the through hole of the motor case and the heat radiating plate, the heat transmitted from the electric motor to the motor case is transferred to the seal member having a low thermal conductivity. By shutting off, the cooling performance of the power module can be maintained.

本発明による車両用推進装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the vehicle propulsion apparatus by this invention. そのインバータユニットを示す側面図。The side view which shows the inverter unit. モータケースの第2ケース部を示す、合せ面からみた側面図で、(A)は、ステータ固定用座面を全周に設けたもの、(B)は、その下側を切欠き、開放した実施の形態を示す。It is the side view seen from the mating surface which shows the 2nd case part of a motor case, (A) is what provided the seat surface for stator fixation in the perimeter, and (B) cut and opened the lower side. Embodiments are shown. (A)(B)は、それぞれ異なる第2ケース部を示す側面図。(A) (B) is a side view which shows a different 2nd case part, respectively. 図4(B)のA−A断面図。AA sectional view of Drawing 4 (B).

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。車両用推進装置は、図1に示すように、ホイールW内に配置されたインホイールタイプからなり、懸架装置により上下方向回動自在に支持されるアームに固定されて、バネ下に配置されるモータユニット1を有する。モータユニット(車両用推進装置)1は、モータ・ジェネレータ(回転電機;単に電気モータと称する)2と、該モータ駆動用のインバータユニット3とを有する。電気モータ2は、鋼板にコイル5aを巻いたステータ5と、永久磁石を埋設したロータ6と、を有するIPMモータからなり、モータケース7内に収納される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the vehicle propulsion device is an in-wheel type disposed in a wheel W, and is fixed to an arm supported by a suspension device so as to be pivotable in the vertical direction, and is disposed under a spring. A motor unit 1 is included. The motor unit (vehicle propulsion device) 1 includes a motor / generator (rotary electric machine; simply referred to as an electric motor) 2 and an inverter unit 3 for driving the motor. The electric motor 2 includes an IPM motor having a stator 5 in which a coil 5 a is wound around a steel plate and a rotor 6 in which a permanent magnet is embedded, and is housed in a motor case 7.

モータケース7は、第1ケース部7a及び第2ケース部7bによる合せケースからなり、上記バネ下であるアームに固定されている。第1ケース部7aには、カラー9及びボス10がボルトにより固定されており、該ボス10に、ベアリングを介して車軸11が固定自在に支持されている。該車軸11には、ホイールハブ12がスプライン及びナットにより一体に固定されており、該ホイールハブ12に上記ホイール(車両)Wが装着されている。上記ロータ6と車軸11との間には、ロータの回転を減速して車軸に伝達するプラネタリギヤ13が介在している。プラネタリギヤ13は、サンギヤS、リングギヤR及び2個の異なる歯数からなるステップピニオンギヤP1,P2を支持するキャリヤCRからなる。   The motor case 7 comprises a mating case composed of a first case portion 7a and a second case portion 7b, and is fixed to the arm that is under the spring. A collar 9 and a boss 10 are fixed to the first case portion 7a by bolts, and an axle 11 is supported by the boss 10 via a bearing so as to be freely fixed. A wheel hub 12 is integrally fixed to the axle 11 by a spline and a nut, and the wheel (vehicle) W is mounted on the wheel hub 12. A planetary gear 13 is interposed between the rotor 6 and the axle 11 to decelerate the rotation of the rotor and transmit it to the axle. The planetary gear 13 includes a sun gear S, a ring gear R, and a carrier CR that supports step pinion gears P1 and P2 having two different numbers of teeth.

前記ロータ6は、ドラム部材15の鍔部15a外周に装着、固定されており、該鍔部15aの内径側に上記プラネタリギヤ13が配置されている。従って、該プラネタリギヤ13は、上記ロータ6の内径側にてロータ6及びステータ5と径方向からみて軸方向に少なくとも一部が重なるように配置されている。該プラネタリギヤ13の中心部には、上記サンギヤSを有する回転軸16が両端を上記車軸11及び第2ケース部7bにそれぞれベアリングを介して回転自在に支持されている。該回転軸16には、上記ロータ6を装着したドラム部材15が一体に固定されており、従って、回転軸16及び車軸11は、同一軸線上に整列して配置され、かつ該同一軸線を中心として上記ロータ6及びステータ5が配置されている。   The rotor 6 is mounted and fixed on the outer periphery of the flange portion 15a of the drum member 15, and the planetary gear 13 is disposed on the inner diameter side of the flange portion 15a. Accordingly, the planetary gear 13 is disposed on the inner diameter side of the rotor 6 so as to at least partially overlap the rotor 6 and the stator 5 in the axial direction when viewed from the radial direction. At the center of the planetary gear 13, a rotating shaft 16 having the sun gear S is rotatably supported at both ends by the axle 11 and the second case portion 7b via bearings. The drum member 15 on which the rotor 6 is mounted is integrally fixed to the rotary shaft 16. Therefore, the rotary shaft 16 and the axle 11 are arranged in alignment on the same axis and are centered on the same axis. The rotor 6 and the stator 5 are arranged as follows.

前記プラネタリギヤ13のキャリヤCRは、上記車軸11に連結し、リングギヤRは、モータケース7と一体のカラー9に固定されている。従って、該プラネタリギヤ13は、ロータ6と一体の回転軸16の回転が、大ピニオンギヤP2に伝達され、小ピニオンギヤP1が固定リングギヤRに噛合していることにより、キャリヤCRが減速公転して、車軸11に出力される。同軸上に配置されたステップピニオンP1,P2は、そのステップ比を変更することにより、異なる減速比が得られる。   The carrier CR of the planetary gear 13 is connected to the axle 11, and the ring gear R is fixed to a collar 9 integrated with the motor case 7. Therefore, in the planetary gear 13, the rotation of the rotary shaft 16 integral with the rotor 6 is transmitted to the large pinion gear P2, and the small pinion gear P1 meshes with the fixed ring gear R, whereby the carrier CR decelerates and revolves, and the axle 11 is output. The step pinions P1 and P2 arranged on the same axis can obtain different reduction ratios by changing their step ratios.

第2ケース部7bとドラム部材15との間にはレゾルバ19が配置されており、該レゾルバ19は、ロータ6の回転位置(位相)を検出して、上記電気モータの制御に用いられる。上記第1及び第2ケース部7a,7bからなるモータケース7は、油密状に構成され、その内部にオイルが所定量充填され、該ケース7の下部がオイル溜り20となっている。なお、20aは、オイルレベルを示す。前記ドラム部材15の鍔部15aの先端には、外径方向に延びる環状部材21が一体に固定されており、該環状部材21は、その先端が羽根状になって上記オイル溜り20に浸り、オイル跳ね上げ片となっている。   A resolver 19 is disposed between the second case portion 7b and the drum member 15. The resolver 19 detects the rotational position (phase) of the rotor 6 and is used for controlling the electric motor. The motor case 7 including the first and second case portions 7a and 7b is configured to be oil-tight, and a predetermined amount of oil is filled therein, and a lower portion of the case 7 serves as an oil reservoir 20. 20a indicates the oil level. An annular member 21 extending in the outer diameter direction is integrally fixed to the tip of the flange portion 15a of the drum member 15, and the tip of the annular member 21 is immersed in the oil reservoir 20 with a blade shape. It is an oil splash piece.

従って、電気モータ2が駆動されてロータ6が回転すると、プラネタリギヤ13を介して減速した回転が車軸11に伝達され、ホイール(車輪)Wを回転して車両を走行する。この際、ロータ6の回転により、オイル跳ね上げ片21も一体に回転し、オイル溜り20のオイルを跳ね上げ、該オイルは、ステータ5のコイル5aを始めとして電気モータ2を潤滑冷却し、更に該オイルは、流下しつつプラネタリギヤ13の各ギヤ及びベアリング等の潤滑必要箇所を潤滑して、オイル溜り20に戻される。   Therefore, when the electric motor 2 is driven and the rotor 6 rotates, the rotation decelerated via the planetary gear 13 is transmitted to the axle 11 and the wheel (wheel) W is rotated to travel the vehicle. At this time, by the rotation of the rotor 6, the oil splashing piece 21 also rotates integrally, splashing up the oil in the oil reservoir 20, and the oil lubricates and cools the electric motor 2 including the coil 5 a of the stator 5, and further The oil is returned to the oil reservoir 20 after flowing down, lubricating the planetary gears 13 such as gears and bearings where lubrication is required.

前記インバータユニット3は、IGBT素子及びダイオード等からなるパワーモジュール25とコンデンサ26とを有し、前記モータケース7の車軸11と反対側の側面27の外側に取付けられている。パワーモジュール25は、絶縁層29に実装されてスイッチング素子となるIGBT素子等からなり、上記絶縁層29がモータケース側面27に直接張り付けるように取付けられる。コンデンサ26は、モータケース側面27に直接取付けられる。上記パワーモジュール25は、図2に示すように、ステータコイル5aのU相、V相及びW相にそれぞれ接続するように複数個あり、またコンデンサ26も複数個あり、これらからなるインバータユニット3は、合成樹脂等からなるインバータケース30に覆われている。   The inverter unit 3 includes a power module 25 made of an IGBT element, a diode, and the like, and a capacitor 26, and is attached to the outside of a side surface 27 of the motor case 7 opposite to the axle 11. The power module 25 includes an IGBT element or the like that is mounted on the insulating layer 29 and serves as a switching element, and is attached so that the insulating layer 29 is directly attached to the side surface 27 of the motor case. The capacitor 26 is directly attached to the motor case side surface 27. As shown in FIG. 2, there are a plurality of power modules 25 connected to the U-phase, V-phase and W-phase of the stator coil 5a, and a plurality of capacitors 26. The inverter case 30 is made of synthetic resin or the like.

上記パワーモジュール25は、モータケース7の下部において上記側面27を貫通する接続端子31にそれぞれ接続しており、該接続端子31は、合成樹脂,ゴム等からなるシール材32により絶縁、シールされてモータケース7内に導かれ、ステータの各相コイルに接続している。上記コンデンサ26は、モータケース7の上部において上記側面27を貫通する接続端子33に接続しており、該接続端子33は、合成樹脂,ゴム等からなるシール材35により絶縁、シールされて、モータケース7内に導かれている。上記インバータケース30は、一方が開放されたカバー形状からなり、上記インバータユニット3及び各端子31,33部分を覆うようにして、取付け部43によりモータケース7の上記側面27の外側に取付けられ、インバータユニット3を塵埃及び水等から保護している。   The power module 25 is connected to a connection terminal 31 penetrating the side surface 27 at the lower part of the motor case 7, and the connection terminal 31 is insulated and sealed by a sealing material 32 made of synthetic resin, rubber or the like. It is led into the motor case 7 and connected to each phase coil of the stator. The capacitor 26 is connected to a connection terminal 33 penetrating the side surface 27 in the upper part of the motor case 7, and the connection terminal 33 is insulated and sealed by a sealing material 35 made of synthetic resin, rubber, etc. It is guided in the case 7. The inverter case 30 has a cover shape with one open, and is attached to the outside of the side surface 27 of the motor case 7 by a mounting portion 43 so as to cover the inverter unit 3 and the terminals 31 and 33. The inverter unit 3 is protected from dust and water.

前記パワーモジュール25を下方にして、コンデンサ26を上方にして、上記インバータユニット3はモータケース7に取付けられており、更に上記パワーモジュール25が、モータケース7のオイルレベル20aの下側であるオイル溜り20に対応するように配置されている。   The inverter unit 3 is attached to the motor case 7 with the power module 25 facing down and the capacitor 26 facing up, and the power module 25 is an oil that is below the oil level 20a of the motor case 7. Arranged so as to correspond to the reservoir 20.

車両に搭載されたバッテリ等の電力供給部から、直流電流生成回路を介して、前記インバータユニット3に電力が供給される。そして、インバータユニット3により、運転者の要求トルク及び車速等に基づく所定波形に制御されて、電気モータ2のステータ5に供給され、電気モータ2を所定の回転数及びトルクにより回転する。この際、上記パワーモジュール25は、高速でスイッチングするため、高温になり易いが、上記パワーモジュール25が、モータケース7の側面27を介してモータケース内のオイル溜り20と接触しており、パワーモジュール25は、該オイルにより放熱、冷却される。なお、パワーモジュール25は、発熱量の低いSiC半導体を用いることが好ましい。   Electric power is supplied to the inverter unit 3 from a power supply unit such as a battery mounted on the vehicle via a direct current generation circuit. Then, the inverter unit 3 is controlled to have a predetermined waveform based on the driver's required torque, vehicle speed, and the like, and is supplied to the stator 5 of the electric motor 2 to rotate the electric motor 2 at a predetermined rotational speed and torque. At this time, since the power module 25 is switched at a high speed, the power module 25 is likely to reach a high temperature. However, the power module 25 is in contact with the oil reservoir 20 in the motor case via the side surface 27 of the motor case 7. The module 25 is radiated and cooled by the oil. The power module 25 is preferably made of a SiC semiconductor with a low calorific value.

図3は、モータケース7の第2ケース部7bを、その合せ面側からみた側面図である。該第2ケース部7bにはステータ5の外周面に当接して、該ステータ5を第2ケース部7bに装着、固定する座面40,40’が一体に形成されている。該第2ケース部7bには、上記ステータ固定用座面40と、ロータ6を装着したドラム部材15と一体の回転軸16を回転自在に支持するベアリング用ハブ41とが形成されており、ステータ5とロータ6とを高い精度で位置決めすることができ、ステータ5とロータ6とのギャップを小さい量に管理することができ、電気モータ2の効率を向上し得る。   FIG. 3 is a side view of the second case portion 7b of the motor case 7 as seen from the mating surface side. The second case portion 7b is integrally formed with seating surfaces 40, 40 'that contact the outer peripheral surface of the stator 5 and attach and fix the stator 5 to the second case portion 7b. The second case portion 7b is formed with the stator fixing seat surface 40 and a bearing hub 41 that rotatably supports the rotating shaft 16 integral with the drum member 15 on which the rotor 6 is mounted. 5 and the rotor 6 can be positioned with high accuracy, the gap between the stator 5 and the rotor 6 can be managed to a small amount, and the efficiency of the electric motor 2 can be improved.

一般に、第2ケース部7b’は、図3(A)に示すように、上記ステータ固定用座面40’がステータ5に合せて全周に亘って円環状に形成され、ステータ5の全周を支持する。本実施の形態にあっては、図3(B)に示すように、上記ステータ固定用座面40は、下部接続端子31の装着部42に対向する下側部分D、即ちオイル溜り20側が切欠かれて開放されている。これにより、電気モータ2、特にコイル5aを有するステータ5が発する熱が、ステータ固定用座面40の下側部分を通ってパワーモジュール25に伝わることを防止できると共に、上記パワーモジュール25の熱をオイル溜り20のオイルに放熱する割合を向上し得る。   In general, as shown in FIG. 3A, the second case portion 7 b ′ is configured such that the stator fixing seat surface 40 ′ is formed in an annular shape over the entire circumference in accordance with the stator 5. Support. In the present embodiment, as shown in FIG. 3B, the stator fixing seat surface 40 has a lower portion D facing the mounting portion 42 of the lower connection terminal 31, that is, the oil reservoir 20 side is cut away. It has been released. As a result, heat generated by the electric motor 2, particularly the stator 5 having the coil 5 a, can be prevented from being transmitted to the power module 25 through the lower portion of the stator fixing seat surface 40 and the heat of the power module 25 can be prevented. The ratio of heat radiation to the oil in the oil reservoir 20 can be improved.

図4(A),(B)は、それぞれ一部変更した第2ケース部の合せ面側からみた側面図である。図4(A)は、上記ステータ固定用座面40の切欠いた開放部分[図2(B)のD部分]に冷却用フィン(放熱板)45を設けたものである。該第2ケース部7bは、レゾルバ取付け用の環状のリブ44と上記下部接続端子装着部42との間に、縦方向に延びる多数の冷却用フィン45が形成されている。該冷却用フィン45部分は、概ね、オイルレベル20aの下方のオイル溜り20に位置しており、かつ該冷却用フィン45と反対面である上記側面27の外側に、前記パワーモジュール25が取付けられる。 4 (A) and 4 (B) are side views of the second case part, which are partially changed, as seen from the mating surface side. 4A is a view in which a cooling fin (heat radiating plate) 45 is provided in the notched open portion [D portion of FIG. 2B] of the stator fixing seat surface 40. In FIG. In the second case portion 7b 2 , a large number of cooling fins 45 extending in the vertical direction are formed between the annular rib 44 for attaching the resolver and the lower connection terminal mounting portion 42. The cooling fin 45 portion is generally located in the oil reservoir 20 below the oil level 20a, and the power module 25 is attached to the outside of the side surface 27 opposite to the cooling fin 45. .

これにより、パワーモジュール25からの発熱は、モータケースの第2ケース7部bの側面27を介して冷却用フィン45に伝達され、該冷却用フィンから効率よくオイル溜り20のオイルに放熱される。 Thus, the heat generated from the power module 25 is transmitted to the cooling fin 45 via the side surface 27 of the second case 7 part b 2 of the motor case, and is efficiently radiated from the cooling fin to the oil in the oil reservoir 20. The

図4(B)は、更に変更した第2ケース部7bを示す。該第2ケース部7bは、前記ステータ固定用座面40の切欠き開放部分[図2(B)のD参照]の前記側面27に矩形状の貫通孔46が形成される。そして、該貫通孔46に、例えば銅等の熱伝導性の高い材料からなるプレート(熱伝導板)47を嵌込み、埋込んで油密状に密閉される。該プレート47は、ケース部7bとは別部品からなるので、細かい加工が可能であり、モータケース7の内側となる面に例えば多数のピン状等の放熱部(冷却用フィン)47aを加工することが可能となる。 FIG. 4B shows a second case portion 7b 3 that is further modified. In the second case portion 7b 3 , a rectangular through hole 46 is formed in the side surface 27 of the notch opening portion of the stator fixing seat surface 40 (see D in FIG. 2B). Then, a plate (thermal conductive plate) 47 made of a material having high thermal conductivity such as copper is fitted into the through hole 46, and is embedded and hermetically sealed. The plate 47, since a separate part from the casing part 7b 3, fine processing is possible, the heat radiating portion of the inner the surface from such example multiple pin-shaped motor case 7 processing (cooling fins) 47a It becomes possible to do.

図5に示すように、該プレート47の外側は、平坦面からなり、該平坦面にパワーモジュール25が張り付くように取付けられる。上記プレート47の全周に亘って合成樹脂又はゴム等の熱伝導性の低いシール部材49が取付けられ、上記第2ケース部7bの貫通孔46との間に該シール部材49が介在するようにプレート47が貫通孔46に嵌合される。 As shown in FIG. 5, the outside of the plate 47 is a flat surface, and is attached so that the power module 25 sticks to the flat surface. Low thermal conductivity sealing member 49 such as synthetic resin or rubber over the entire periphery of the plate 47 is attached, so that the seal member 49 is interposed between the through-hole 46 of the second case portion 7b 3 The plate 47 is fitted into the through hole 46.

従って、本第2ケース部7bによると、パワーモジュール25からの発熱は、プレート47を介して放熱部47aに伝達され、モータケース7内部のオイル溜り20のオイルに放熱される。この際、プレート47は、熱伝導性の高い材料及び表面積の大きい放熱部47aの形状が相俟って、高い効率で放熱され、パワーモジュール25は、効率よく冷却される。また、ステータ5等からの熱は、第2ケース部7bの側面27(46,42)に伝達されるが、低い熱伝導性のシール部材49により遮断され、プレート47に伝わりにくくなっている。 Therefore, according to the second case portion 7 b 3 , the heat generated from the power module 25 is transmitted to the heat radiating portion 47 a via the plate 47 and is radiated to the oil in the oil reservoir 20 inside the motor case 7. At this time, the plate 47 is radiated with high efficiency in combination with the material having high thermal conductivity and the shape of the heat radiating portion 47a having a large surface area, and the power module 25 is efficiently cooled. Also, heat from the stator 5 etc. is transmitted to the side surface 27 of the second case portion 7b 3 (46,42), is blocked by the low thermal conductivity of the sealing member 49, and is easily transmitted to the plate 47 .

なお、上記インホイールモータユニット1は、1個のホイールWについて説明したが、2輪又は4輪に同様に適用される。   In addition, although the said in-wheel motor unit 1 demonstrated one wheel W, it is applied similarly to 2 wheels or 4 wheels.

1 車両用推進装置(モータユニット)
2 電気モータ
3 インバータユニット
5 ステータ
6 ロータ
7 モータケース
11 車軸
13 プラネタリギヤ
20 オイル溜り
25 パワーモジュール
26 コンデンサ
27 側面
40 ステータ固定用座面
45 冷却用フィン
46 貫通孔
47 熱伝導板(プレート)
47a 放熱部
49 シール部材
W 車輪(ホイール)
1 Vehicle propulsion device (motor unit)
2 Electric Motor 3 Inverter Unit 5 Stator 6 Rotor 7 Motor Case 11 Axle 13 Planetary Gear 20 Oil Pool 25 Power Module 26 Capacitor 27 Side 40 Stator Fixing Seat 45 Cooling Fin 46 Through Hole 47 Heat Conducting Plate (Plate)
47a Heat radiation part 49 Seal member W Wheel

Claims (8)

車輪内に配置されるモータケースに収納され、車軸と連動しているロータと前記モータケースに固定されるステータとを有する電気モータと、
該電気モータと電気的に連結し、コンデンサとスイッチング素子からなるパワーモジュールとを有するインバータユニットと、を備えてなる車両用推進装置において、
前記モータケースに、前記電気モータを潤滑・冷却するオイルが油密状に収納され、
前記モータケースの前記車軸と反対側の側面に、前記パワーモジュールが前記モータケース内のオイル溜りに対応する位置になるように前記インバータユニットを取付けてなる、
ことを特徴とする車両用推進装置。
An electric motor having a rotor housed in a motor case disposed in a wheel and interlocking with an axle and a stator fixed to the motor case;
In a vehicle propulsion device comprising: an inverter unit electrically connected to the electric motor and having a power module including a capacitor and a switching element;
Oil that lubricates and cools the electric motor is stored in the motor case in an oil-tight manner,
The inverter unit is attached to the side surface of the motor case opposite to the axle so that the power module is in a position corresponding to an oil reservoir in the motor case.
A vehicle propulsion device characterized by that.
前記ロータと前記車軸の間に、前記ロータの回転を減速して前記車軸に伝達するプラネタリギヤを介在し、
前記プラネタリギヤは、前記ロータの内径側にて前記ロータ及び前記ステータと径方向からみて軸方向に少なくとも一部が重なるように配置され、前記モータケース内のオイルにて潤滑されてなる、
請求項1記載の車両用推進装置。
Between the rotor and the axle, there is a planetary gear that decelerates the rotation of the rotor and transmits it to the axle,
The planetary gear is arranged on the inner diameter side of the rotor so as to overlap at least partly in the axial direction when viewed from the radial direction with the rotor and the stator, and is lubricated with oil in the motor case.
The vehicle propulsion device according to claim 1.
前記モータケースの前記側面内側に、前記ステータを支持するステータ固定用座面が一体に形成され、
該ステータ固定用座面は、前記オイル溜り側が切欠かれて開放されてなる、
請求項1又は2記載の車両用推進装置。
A stator fixing seating surface for supporting the stator is integrally formed on the inner side of the motor case,
The stator fixing seating surface is formed by cutting out the oil reservoir side and opening it.
The vehicle propulsion device according to claim 1 or 2.
前記モータケースの前記側面内側における前記パワーモジュールと対応する位置に、冷却用フィンを一体に形成してなる、
請求項1ないし3のいずれか記載の車両用推進装置。
A cooling fin is integrally formed at a position corresponding to the power module inside the side surface of the motor case.
The vehicle propulsion device according to any one of claims 1 to 3.
前記パワーモジュールは、前記モータケースの前記側面外側に、直接張り付くように取付けられてなる、
請求項1ないし4のいずれか記載の車両用推進装置。
The power module is attached so as to stick directly to the outside of the side surface of the motor case.
The vehicle propulsion device according to any one of claims 1 to 4.
前記モータケースの前記側面における前記パワーモジュールと対応する部分に貫通孔が形成され、
該貫通孔を塞ぐように、熱伝導性の高い材料からなる熱伝導板が固定され、該熱伝導板に前記パワーモジュールが取付けられてなる、
請求項1ないし3のいずれか記載の車両用推進装置。
A through hole is formed in a portion corresponding to the power module on the side surface of the motor case,
A heat conduction plate made of a material having high heat conductivity is fixed so as to close the through hole, and the power module is attached to the heat conduction plate.
The vehicle propulsion device according to any one of claims 1 to 3.
前記熱伝導板の前記モータケース内側に、放熱部が一体に設けられてなる、
請求項6記載の車両用推進装置。
A heat radiating part is integrally provided inside the motor case of the heat conducting plate,
The vehicle propulsion device according to claim 6.
前記貫通孔と前記熱伝導板との間に、熱伝導率の低い材料からなるシール部材を介在してなる、
請求項6又は7記載の車両用推進装置。
A seal member made of a material having low thermal conductivity is interposed between the through hole and the heat conductive plate.
The vehicle propulsion device according to claim 6 or 7.
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