JP2021151050A - Motor assembly - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ組立体に関する。 The present invention relates to a motor assembly.
近年、環境負荷低減の観点から、EV,HEV,PHEV,FCV等のように動力源としてモータを搭載した電動車両の開発や普及が進んでいる。 In recent years, from the viewpoint of reducing the environmental load, electric vehicles equipped with a motor as a power source, such as EVs, HEVs, PHEVs, and FCVs, have been developed and popularized.
電動車両用のモータにおいては、車両の組立作業性の向上や省スペース化のために、モータと当該モータを制御するためのインバータ回路を一体化し、モジュール化されたモータ組立体とすることが提案されている。また、電動車両用のモータでは、冷却効率を高めるために、コイルを冷却油で冷却する構成が採用されることもある。 For motors for electric vehicles, it is proposed to integrate the motor and the inverter circuit for controlling the motor into a modular motor assembly in order to improve vehicle assembly workability and save space. Has been done. Further, in a motor for an electric vehicle, a configuration in which a coil is cooled with cooling oil may be adopted in order to improve cooling efficiency.
この種のモータ組立体において、モータ組立体の小型化や製造コストの抑制のためには、インバータとモータの筐体をできるだけ一体化することが好ましい。しかし、インバータはコイルの冷却油やモータの潤滑油などから確実にシールされる必要があるので、モータ組立体の筐体の構成やオイルシールの配置などにはさらなる工夫が求められている。 In this type of motor assembly, in order to reduce the size of the motor assembly and reduce the manufacturing cost, it is preferable to integrate the inverter and the motor housing as much as possible. However, since the inverter needs to be securely sealed from the cooling oil of the coil and the lubricating oil of the motor, further ingenuity is required for the configuration of the housing of the motor assembly and the arrangement of the oil seals.
例えば、モータの回転軸にはモータの回転位置を検出するレゾルバが設けられ、当該レゾルバのハーネスはインバータに接続される。上記のインバータとレゾルバのハーネスの接続では、筐体やオイルシールの構成を簡素化しつつ、モータ側の油からインバータをシールすることが要望される。 For example, the rotating shaft of the motor is provided with a resolver that detects the rotational position of the motor, and the harness of the resolver is connected to the inverter. In the connection between the inverter and the harness of the resolver, it is required to seal the inverter from the oil on the motor side while simplifying the configuration of the housing and the oil seal.
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであって、モータ側の油からインバータをシールしつつインバータとレゾルバのハーネスを接続でき、かつ小型化や製造コストの抑制を図ることのできるモータ組立体を提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a motor capable of connecting the inverter and the harness of the resolver while sealing the inverter from the oil on the motor side, and also reducing the size and manufacturing cost. Provide an assembly.
本発明の一態様であるモータ組立体は、モータを収容する第1の空間を形成する第1ハウジングと、モータを制御するインバータを収容する第2の空間を形成する第2ハウジングと、モータとインバータの間で第1の空間と第2の空間を仕切る隔壁部と、を備える。第2ハウジングは、モータの回転軸の反負荷側に臨むように第1ハウジングに取り付けられる。第1の空間に、モータの回転角を検出するレゾルバがさらに収容される。隔壁部は、インバータとレゾルバを接続する第1の信号線を挿通させる開口を有し、開口に、第1の信号線と開口の隙間を塞ぐシール部材が配置される。 A motor assembly according to an aspect of the present invention includes a first housing that forms a first space for accommodating a motor, a second housing that forms a second space for accommodating an inverter that controls a motor, and a motor. A partition wall portion that separates the first space and the second space between the inverters is provided. The second housing is attached to the first housing so as to face the opposite load side of the rotation shaft of the motor. A resolver for detecting the rotation angle of the motor is further housed in the first space. The partition wall has an opening through which the first signal line connecting the inverter and the resolver is inserted, and a seal member for closing the gap between the first signal line and the opening is arranged in the opening.
上記のモータ組立体において、レゾルバは、モータの回転軸の反負荷側に設けられ、隔壁部に対向して配置されてもよい。
上記のモータ組立体において、第1の空間においてモータのコイルは、冷却油で冷却されてもよい。
上記のモータ組立体において、開口には、モータの温度を検知するサーミスタからの第2の信号線がさらに挿通されてもよい。また、シール部材は、第2の信号線と開口の隙間を塞いでもよい。
In the above motor assembly, the resolver may be provided on the opposite load side of the rotation shaft of the motor and may be arranged so as to face the partition wall portion.
In the motor assembly described above, the coil of the motor may be cooled with cooling oil in the first space.
In the above motor assembly, a second signal line from a thermistor that detects the temperature of the motor may be further inserted into the opening. Further, the seal member may close the gap between the second signal line and the opening.
本発明の一態様のモータ組立体によれば、モータ側の油からインバータをシールしつつインバータとレゾルバのハーネスを接続でき、かつモータ組立体の小型化や製造コストの抑制を図ることができる。 According to the motor assembly of one aspect of the present invention, the harness of the inverter and the resolver can be connected while sealing the inverter from the oil on the motor side, and the size of the motor assembly can be reduced and the manufacturing cost can be suppressed.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
実施形態では説明を分かり易くするため、本発明の主要部以外の構造や要素については、簡略化または省略して説明する。また、図面において、同じ要素には同じ符号を付す。なお、図面に示す各要素の形状、寸法などは模式的に示したもので、実際の形状、寸法などを示すものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the embodiment, in order to make the description easy to understand, the structures and elements other than the main part of the present invention will be described in a simplified or omitted manner. Further, in the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals. It should be noted that the shapes, dimensions, etc. of each element shown in the drawings are schematically shown, and do not indicate the actual shapes, dimensions, etc.
また、図面においては、適宜3次元直交座標系としてXYZ座標系を示す。XYZ座標系において、Z方向はモータの回転軸の延長方向(軸方向)と平行な方向とする。X方向は、Z方向と直交する方向であって、図2の紙面奥行方向に対応する。Y方向は、X方向とZ方向との両方と直交する方向であって、図2の上下方向に対応する。 Further, in the drawings, the XYZ coordinate system is shown as a three-dimensional Cartesian coordinate system as appropriate. In the XYZ coordinate system, the Z direction is a direction parallel to the extension direction (axial direction) of the rotation axis of the motor. The X direction is a direction orthogonal to the Z direction and corresponds to the paper depth direction of FIG. The Y direction is a direction orthogonal to both the X direction and the Z direction, and corresponds to the vertical direction in FIG.
図1は、本実施形態の電動車両用のモータ組立体1の一例を示す斜視図である。図2は、図1のII-II線断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a
モータ組立体1は、モータ2と、レゾルバ3と、インバータ4と、筐体5とを備えている。筐体5は、モータハウジング6と、回路ハウジング7を有する。なお、モータハウジング6および回路ハウジング7は、例えば鋳造によって製造される。
The
モータハウジング6は、第1ハウジングの一例であって、軸方向(Z方向)の一方側および他方側が開口した筒状の本体部6aと、モータ2の負荷側となる本体部6aの一方側の開口を塞ぐ蓋部6bを有する。モータハウジング6は、軸方向の他方側が開口した有底筒状の内部空間を全体として有し、モータ2はその内部空間に収容される。筐体5において、モータ2が配置されている側の内部空間を第1の空間とも称する。
また、図3は、モータハウジング6を他方側から見た図(正面図)である。
The
Further, FIG. 3 is a view (front view) of the
モータハウジング6に配置されるモータ2は、コイルが巻回されたステータ11と、永久磁石(不図示)が配置されたロータ12と、モータ2の回転軸であるモータシャフト13と、を備える。本実施形態のモータ2はインナーロータ型のモータであって、ロータ12の外周には僅かなエアギャップを隔ててステータ11が配置される。モータシャフト13は、軸方向に沿ってロータ12の鉄心に嵌入されており、負荷側および反負荷側に配置された軸受14a、14bにより回転自在に支持されている。また、モータシャフト13の負荷側である一方側は、モータハウジング6の蓋部6bを挿通して筐体5の外側に突出している。
The
モータ2においては、コイルの電流制御によりステータ11の磁界を順番に切り替えることで、ロータ12の磁界との吸引力または反発力が生じる。これにより、ロータ12およびモータシャフト13が回転する。なお、モータ組立体1を電動車両に搭載したときには、モータシャフト13の負荷側に減速機構およびドライブシャフト(いずれも不図示)が接続される。
In the
また、モータハウジング6の本体部6aは、モータ2のコイルを冷却するための冷却油を流通させる第1油路15と、第1油路15に接続される2つの第2油路16を有している。図2に示すように、第1油路15は、モータ2よりも図2中上側に配置され、軸方向に延長している。各々の第2油路16は、第1油路15の両端部にそれぞれ接続され、いずれもステータ11のコイルエンド11aの位置においてモータ2の周方向に延長している(図3参照)。また、第2油路16の下面には、モータハウジング6の内部空間に冷却油を吐出する複数の吐出口16aが形成されている。
Further, the
また、モータハウジング6の内部空間において、図2中下側に位置する底面近傍の領域Bは、冷却油を貯留するオイルパンとして機能する。冷却油は、オイルポンプ(不図示)の駆動によって底面側のオイルパンから第1油路15に供給される。第1油路15に供給された冷却油は第2油路16に流入し、第2油路16の吐出口16aからステータ11のコイルエンド11aに向けて冷却油が吐出される。ステータ11のコイルエンド11aに接触した冷却油はコイルから熱を奪い、その後に滴下してオイルパンに貯留される。以上のようにして、ステータ11のコイルは冷却油で冷却される。
Further, in the internal space of the
レゾルバ3は、モータ2におけるモータシャフト13の回転角を検出する検出器であり、モータシャフト13の反負荷側に取り付けられている。レゾルバ3の出力から時間当たりの回転角を求めることで、車両の速度を検出することも可能である。なお、レゾルバ3は信号線を介してインバータ4と接続される。
The
回路ハウジング7は、第2ハウジングの一例であって、軸方向の他方側が開口された箱体状の本体部8と、本体部8の他方側の開口面を覆う蓋部9とを有する。
図4は、モータ組立体1において、回路ハウジング7の蓋部9およびインバータ4を外した状態を示す斜視図である。図5は、図4の正面図である。
The
FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the
回路ハウジング7は、モータ2の反負荷側となるモータハウジング6の他方側に取り付けられる。また、回路ハウジング7は、インバータ4をその内部に収容する。なお、筐体5において、インバータ4が配置されている側の内部空間を第2の空間とも称する。
The
また、回路ハウジング7の本体部8においてモータハウジング6の他方側に臨む主壁8aは、回路ハウジング7の内部と外部を仕切るだけでなく、筐体5の組立状態のときにモータハウジング6の他方側の開口部分を塞ぐ機能も担う。
Further, the
インバータ4は、モータ2を制御するためのコントローラである。インバータ4は、例えば、高速スイッチング素子(IGBTなど)、ゲート基板、コンデンサ、放電抵抗および制御基板などの要素を含む。インバータ4は、力行時にはバッテリ(不図示)からの直流電圧を交流に変換してモータ2のコイルに供給し、回生時にはモータ2からの交流をバッテリへの直流に変換する機能を担う。
The
また、回路ハウジング7の本体部8の主壁8aには、モータシャフト13の位置を中心としてセンサ配置部8bが設けられている。センサ配置部8bの周囲には、他方側に向けて隆起するカバー受け8cが環状に形成されている(図5参照)。このカバー受け8cには、センサ配置部8bの全面を他方側から覆うセンサカバー17が取り付けられる。
Further, a
図6は、図5のセンサカバー17を外した状態を示す図である。
センサ配置部8bの内側には、センサカバー17と対向するようにレゾルバ3が取り付けられる。また、ステータ11のコイルの温度を検知するサーミスタ(不図示)からの信号線19をセンサ配置部8bに通すために、センサ配置部8bの一部は切り欠かれて開口部8dが形成されている。このように、センサ配置部8bは、開口部8dを介してサーミスタの信号線19をモータハウジング6側からインバータ4に中継する。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which the
A
センサ配置部8bの空間は、開口部8dによりモータハウジング6の内部空間と連通した状態となる。一方、センサ配置部8bは、環状のカバー受け8cに取り付けられたセンサカバー17によって他方側から塞がれる。これにより、第1の空間と第2の空間は、回路ハウジング7における本体部8の主壁8aとセンサカバー17によって仕切られる。本体部8の主壁8aおよびセンサカバー17は、モータ2とインバータ4の間で第1の空間と第2の空間を仕切る隔壁部の一例である。
The space of the
また、センサカバー17には、センサ配置部8bからレゾルバ3の信号線18とサーミスタの信号線19をインバータ4側に通すための開口17aが設けられている。開口17aには、信号線18、19と開口17aとの隙間を塞ぐシール部材としての膜付きグロメット20が配置されている。
Further, the
図7(a)は、膜付きグロメット20の斜視図であり、図7(b)は、図7(a)のVIIb-VIIb線断面図である。
膜付きグロメット20は、例えば、ゴムやエラストマ、プラスチック等のように、耐油性を有するとともに弾性変形可能な樹脂材料で一体形成されている。膜付きグロメット20は、センサカバー17の開口17aに装着される円筒部21と、円筒部21の中心側を塞ぐ膜部22を有している。
7 (a) is a perspective view of the
The
円筒部21の外周には周方向に沿って環状の溝21aが形成されている。センサカバー17の開口17aに膜付きグロメット20が装着された状態において、溝21aの内部には開口17aの内周縁が受容される。膜付きグロメット20の溝21aに開口17aの内周縁が受容されることで、膜付きグロメット20がセンサカバー17から抜け止めされるとともに、円筒部21の外周から第2の空間に油が侵入することを抑止できる。
An
膜部22には、円筒部21の軸方向に沿って信号線18、19を通すための孔22aが複数形成されている。膜部22の孔22aは信号線18、19の数に応じて設けられ、各々の孔22aには信号線が一本ずつ挿入される。また、各々の孔22aには、内周側に突出する環状の段差部22bが設けられている。そのため、信号線18、19を孔22aに挿通した状態において、信号線18、19と孔22aの隙間が段差部22bによってシールされ、膜部22の孔22aから第2の空間に油が侵入することを抑止できる。
A plurality of
以下、本実施形態の効果を述べる。
本実施形態では、モータハウジング6の反負荷側に臨むように回路ハウジング7が配置される。モータハウジング6により形成される第1の空間と、回路ハウジング7により形成される第2の空間は、モータ2とインバータ4の間に位置する隔壁部(8a、17)で仕切られ、第1の空間と第2の空間は隔壁部を共有する。そのため、モータハウジング6と回路ハウジング7を一体化しない構成と比べて、モータ組立体1の小型化や製造コストの低減を図ることができる。また、回路ハウジング7の主壁8aでモータハウジング6の他方側の開口を塞ぐ構成とすることで、回路ハウジング7に隔壁部の機能を持たせることができ、筐体5の構成をより簡素にできる。
Hereinafter, the effects of this embodiment will be described.
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、第1の空間にモータ2とレゾルバ3が収容される。インバータ4を収容する第2の空間にレゾルバ3を配置する場合、レゾルバ3に接続されるモータシャフト13の端部を回路ハウジング7内に挿通させるとともに、回路ハウジング7との隙間をシールする必要が生じる。しかし、本実施形態では、第2の空間において上記のようなモータシャフト13とのシール構造は不要となるので、モータ組立体1の製造コストを抑制できる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、第1の空間と第2の空間を仕切る隔壁部に開口17aを設けてインバータ4とレゾルバ3を接続する信号線18を挿通させる。上記の開口17aには、信号線18と開口17aの隙間を塞ぐ膜付きグロメット20が装着される。そのため、第2の空間のインバータ4と第1の空間のレゾルバ3のハーネスの接続を可能にするとともに、膜付きグロメット20によって隔壁部の開口17aから第2の空間への油の侵入が抑止される。例えば、モータ2のコイルを油冷する場合、第1の空間は冷却油のオイルミストや油滴等を含む雰囲気となるが、本実施形態によればインバータ4を第1の空間の冷却油からシールできる。
Further, in the present embodiment, an
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行ってもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and design changes may be made without departing from the spirit of the present invention.
上記実施形態においては、モータ組立体が電動車両に搭載される場合について説明した。しかし、本発明のモータ組立体は電動車両用に限定されるものではなく、他の用途に使用されるものであってもよい。
また、上記実施形態では、モータ組立体においてコイルを油冷する構成について説明したが、本発明においてモータのコイルは油冷されていなくてもよい。例えば、第1の空間におけるモータの潤滑油からインバータをシールする場合にも本発明の構成を適用することができる。
In the above embodiment, the case where the motor assembly is mounted on the electric vehicle has been described. However, the motor assembly of the present invention is not limited to the electric vehicle, and may be used for other purposes.
Further, in the above embodiment, the configuration in which the coil is oil-cooled in the motor assembly has been described, but in the present invention, the coil of the motor may not be oil-cooled. For example, the configuration of the present invention can also be applied when the inverter is sealed from the lubricating oil of the motor in the first space.
加えて、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 In addition, the embodiments disclosed this time should be considered to be exemplary and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1…モータ組立体、2…モータ、3…レゾルバ、4…インバータ、5…筐体、6…モータハウジング、7…回路ハウジング、8…本体部、8a…主壁、8b…センサ配置部、9…蓋部、11…ステータ、12…ロータ、13…モータシャフト、17…センサカバー、17a…開口、18,19…信号線、20…膜付きグロメット
1 ... Motor assembly, 2 ... Motor, 3 ... Resolver, 4 ... Inverter, 5 ... Housing, 6 ... Motor housing, 7 ... Circuit housing, 8 ... Main body, 8a ... Main wall, 8b ... Sensor arrangement, 9 ... lid, 11 ... stator, 12 ... rotor, 13 ... motor shaft, 17 ... sensor cover, 17a ... opening, 18,19 ... signal line, 20 ... grommet with film
本発明の一態様であるモータ組立体は、モータを収容する第1の空間を形成する第1ハウジングと、モータを制御するインバータを収容する第2の空間を形成する第2ハウジングと、モータとインバータの間で第1の空間と第2の空間を仕切る隔壁部と、を備える。第2ハウジングは、モータの回転軸の反負荷側に臨むように第1ハウジングに取り付けられる。第1の空間に、モータの回転角を検出するレゾルバがさらに収容される。隔壁部は、インバータとレゾルバを接続する複数の第1の信号線を挿通させる開口を有し、開口に、第1の信号線と開口の隙間を塞ぐシール部材が配置される。シール部材は、弾性変形可能な樹脂材料で一体形成され、第1の信号線を個別にそれぞれ挿通させる複数の孔を有する。
各々の孔は、個別に挿通された第1の信号線との隙間をシールするように内周側に突出する環状の段差部を有する。
A motor assembly according to an aspect of the present invention includes a first housing that forms a first space for accommodating a motor, a second housing that forms a second space for accommodating an inverter that controls a motor, and a motor. A partition wall portion that separates the first space and the second space between the inverters is provided. The second housing is attached to the first housing so as to face the opposite load side of the rotation shaft of the motor. A resolver for detecting the rotation angle of the motor is further housed in the first space. The partition wall portion has an opening through which a plurality of first signal lines connecting the inverter and the resolver are inserted, and a seal member for closing the gap between the first signal line and the opening is arranged in the opening. The sealing member is integrally formed of an elastically deformable resin material, and has a plurality of holes through which the first signal lines are individually inserted.
Each hole has an annular step portion that projects inwardly so as to seal a gap with a first signal line that is individually inserted.
上記のモータ組立体において、レゾルバは、モータの回転軸の反負荷側に設けられ、隔壁部に対向して配置されてもよい。
上記のモータ組立体において、第1の空間においてモータのコイルは、冷却油で冷却されてもよい。
上記のモータ組立体において、開口には、モータの温度を検知するサーミスタからの第2の信号線がさらに挿通されてもよい。また、シール部材は、第2の信号線を挿通させる孔をさらに有していてもよい。
In the above motor assembly, the resolver may be provided on the opposite load side of the rotation shaft of the motor and may be arranged so as to face the partition wall portion.
In the motor assembly described above, the coil of the motor may be cooled with cooling oil in the first space.
In the above motor assembly, a second signal line from a thermistor that detects the temperature of the motor may be further inserted into the opening. Further, the seal member may further have a hole through which the second signal line is inserted.
Claims (4)
前記モータを制御するインバータを収容する第2の空間を形成する第2ハウジングと、
前記モータと前記インバータの間で前記第1の空間と前記第2の空間を仕切る隔壁部と、を備え、
前記第2ハウジングは、前記モータの回転軸の反負荷側に臨むように前記第1ハウジングに取り付けられ、
前記第1の空間に、前記モータの回転角を検出するレゾルバがさらに収容され、
前記隔壁部は、前記インバータと前記レゾルバを接続する第1の信号線を挿通させる開口を有し、
前記開口に、前記第1の信号線と前記開口の隙間を塞ぐシール部材が配置される
ことを特徴とするモータ組立体。 A first housing that forms a first space to house the motor,
A second housing forming a second space for accommodating the inverter that controls the motor, and
A partition wall portion that partitions the first space and the second space between the motor and the inverter is provided.
The second housing is attached to the first housing so as to face the opposite load side of the rotation shaft of the motor.
A resolver for detecting the rotation angle of the motor is further housed in the first space.
The partition wall has an opening through which a first signal line connecting the inverter and the resolver is inserted.
A motor assembly characterized in that a seal member that closes a gap between the first signal line and the opening is arranged in the opening.
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ組立体。 The motor assembly according to claim 1, wherein the resolver is provided on the opposite load side of the rotation shaft of the motor and is arranged so as to face the partition wall portion.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のモータ組立体。 The motor assembly according to claim 1 or 2, wherein the coil of the motor is cooled by cooling oil in the first space.
前記シール部材は、前記第2の信号線と前記開口の隙間を塞ぐ
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のモータ組立体。
A second signal line from the thermistor that detects the temperature of the motor is further inserted into the opening.
The motor assembly according to any one of claims 1 to 3, wherein the seal member closes a gap between the second signal line and the opening.
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