JP2024034954A - 駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】出力密度を向上させることができる駆動装置を提供する。【解決手段】EPU50は、モータ装置60、インバータ装置80、ユニットハウジング101及び冷却装置800を有している。モータ装置60は、モータ61及びモータハウジング70を有している。インバータ装置80は、インバータ81及びインバータハウジング90を有している。モータ61及びインバータ81は、ユニットハウジング101に収容されている。冷却装置800は、冷媒通路810及び冷媒ポンプ801を有している。冷媒ポンプ801は、冷媒RFが冷媒通路810を循環するように冷媒ポンプ801を流す。冷媒通路810を流れる冷媒RFは、モータ装置60及びインバータ装置80の両方を冷却する。【選択図】図1

Description

この明細書における開示は、駆動装置に関する。
特許文献1には、航空機を飛行させるために駆動する駆動装置について記載されている。この駆動装置は、モータ、インバータ及びケースを有している。モータ及びインバータは、ケースに収容されている。この駆動装置では、空気や液体を用いてモータやインバータの冷却が行われる。特許文献1では、航空機において駆動装置の交換作業が容易な構成になっている、とされている。
米国特許出願公開第2021/0276707号明細書
しかしながら、上記特許文献1では、駆動装置の交換作業が容易な構成になっていることなどにより、駆動装置の出力密度が低下することが懸念される。出力密度は、例えば単位質量当たりの出力である。
本開示の1つの目的は、出力密度を向上させることができる駆動装置を提供することである。
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
上記目的を達成するため、開示された態様は、
電力により駆動する駆動装置(50)であって、
電力が供給されるモータ(61)を有するモータ装置(60)と、
モータに供給される電力を変換するインバータ(81)を有するインバータ装置(80)と、
モータ及びインバータを収容している収容ハウジング(101)と、
冷媒(RF)を循環させる冷媒通路(810)と、冷媒を冷媒通路に流す冷媒ポンプ(801)と、を有し、冷媒通路を流れる冷媒によりモータ装置及びインバータ装置の両方を冷却する冷却装置(800)と、
を備えている駆動装置である。
上記態様によれば、冷媒通路を循環する冷媒によりモータ装置及びインバータ装置の両方が冷却される。この構成では、モータ装置の温度が上昇すること及びインバータ装置の温度が上昇することの両方を冷媒により抑制できる。このため、モータ装置及びインバータ装置のそれぞれにおいて、温度が上昇することで電流等の出力が低下する、ということが生じにくくなっている。したがって、駆動装置の出力密度を向上させることができる。
第1実施形態におけるEPUの縦断面図。 EPUの概略縦断面図。 インバータ装置の横断面図。 モータ装置の概略横断面図。 eVTOLの構成を示す図。 駆動システムの電気的な構成を示す図。 第2実施形態におけるEPUの概略縦断面図。 第3実施形態におけるEPUの概略縦断面図。 第4実施形態におけるEPUの概略縦断面図。 第5実施形態におけるEPUの概略縦断面図。 第6実施形態におけるEPUの概略縦断面図。 第7実施形態におけるEPUの概略縦断面図。 第8実施形態におけるEPUの概略縦断面図。 第9実施形態におけるEPUの概略縦断面図。 EPUの概略横断面図。 第10実施形態におけるEPUの概略横断面図。 第11実施形態におけるEPUの概略縦断面図。 EPUの概略横断面図。 第12実施形態におけるEPUの概略縦断面図。 インバータ装置の横断面図。 第13実施形態におけるEPUの概略縦断面図。 インバータ装置の横断面図。 第14実施形態におけるEPUの概略縦断面図。 EPUの概略縦断面図。 第15実施形態におけるインバータ装置の横断面図。
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
<第1実施形態>
図5に示す駆動システム30は、eVTOL10に搭載されている。eVTOL10は、電動垂直離着陸機であり、垂直方向に離着陸することが可能である。eVTOLは、electric Vertical Take-Off and Landing aircraftの略称である。eVTOL10は、大気中を飛行する航空機であり、飛行体に相当する。eVTOL10は、電動式の電動航空機でもあり、電動飛行体と称されることがある。eVTOL10は、乗員が乗る有人航空機である。駆動システム30は、eVTOL10を飛行させるために駆動するシステムである。
eVTOL10は、機体11及びプロペラ20を有している。機体11は、機体本体12及び翼13を有している。機体本体12は、機体11の胴体であり、例えば前後に延びた形状になっている。機体本体12は、乗員が乗るための乗員室を有している。翼13は、機体本体12から延びており、機体本体12に複数設けられている。翼13は固定翼である。複数の翼13には、主翼、尾翼などが含まれている。
プロペラ20は、機体11に複数設けられている。eVTOL10は、少なくとも3つのプロペラ20を有するマルチコプタである。例えばプロペラ20は、機体11に少なくとも4つ設けられている。プロペラ20は、機体本体12及び翼13のそれぞれに設けられている。プロペラ20は、プロペラ軸線を中心に回転する。プロペラ軸線は、例えばプロペラ20の中心線である。プロペラ20は、eVTOL10に推力や揚力を生じさせることが可能である。また、プロペラ20は、ロータや回転翼と称されることがある。
プロペラ20は、ブレード21及びボス22を有している。ブレード21は、プロペラ軸線の周方向に複数並べられている。ボス22は、複数のブレード21を連結している。ブレード21は、ボス22からプロペラ軸線の径方向に延びている。プロペラ20は、図示しないプロペラシャフトを有している。プロペラシャフトは、プロペラ20の回転軸であり、ボス22からプロペラ軸線に沿って延びている。プロペラシャフトは、プロペラ軸と称されることがある。
eVTOL10は、チルトロータ機である。eVTOL10においては、プロペラ20を傾けることが可能になっている。すなわち、プロペラ20のチルト角が調整可能になっている。例えば、eVTOL10が上昇する場合には、プロペラ軸線が上下方向に延びるようにプロペラ20の向きが設定される。この場合、プロペラ20は、eVTOL10に揚力を生じさせるためのリフト用ロータとして機能する。プロペラ20がリフト用ロータとして機能することで、eVTOL10のホバーや垂直離着陸が可能になる。eVTOL10が前方に進む場合には、プロペラ軸線が前後方向に延びるようにプロペラ20の向きが設定される。この場合、プロペラ20は、eVTOL10に推力を生じさせるためのクルーズ用ロータとして機能する。
eVTOL10は、バッテリ31、分配器32、飛行制御装置40及びEPU50を有している。バッテリ31、分配器32、飛行制御装置40及びEPU50は、駆動システム30に含まれている。バッテリ31は、複数のEPU50に通電可能に接続されている。バッテリ31は、EDS50に電力を供給する電力供給部であり、電源部に相当する。バッテリ31は、EDS50に直流電圧を印加する直流電圧源である。バッテリ31は、充放電可能な2次電池を有している。バッテリ31は、飛行制御装置40にも電力を供給する。なお、電源部としては、バッテリ31に加えて又は代えて、燃料電池や発電機などが用いられてもよい。
分配器32は、バッテリ31及び複数のEPU50に電気的に接続されている。分配器32は、バッテリ31からの電力を複数のEPU50に分配する。分配器32がEPU50に分配する電力は、EPU50を駆動させるための駆動電力である。
飛行制御装置40は、駆動システム30を制御する。飛行制御装置40は、eVTOL10を飛行させるための飛行制御を行う。飛行制御装置40は、複数のEPU50に通信可能に接続されている。飛行制御装置40は、複数のEPU50を個別に制御する。飛行制御装置40は、後述する制御回路160を介してEPU50の制御を行う。飛行制御装置40は、制御回路160の制御を行う。
EPU50は、プロペラ20を駆動回転させるために駆動する装置であり、駆動装置に相当する。EPUは、Electric Propulsion Unitの略称である。EPU50は、電駆動装置や電駆動システムと称されることがある。EPU50は、複数のプロペラ20のそれぞれに対して個別に設けられている。EPU50は、プロペラ軸線に沿ってプロペラ20に並べられている。複数のEPU50はいずれも、機体11に固定されている。EPU50は、プロペラ20を回転可能に支持している。EPU50は、プロペラ20に接続されている。プロペラ20は、EPU50を介して機体11に固定されている。プロペラ20のチルト角が変更される場合、EPU50の角度も変更される。
eVTOL10は、推進装置15を有している。推進装置15は、eVTOL10を推進させるための装置である。eVTOL10は、推進装置15による推進によりリフト等の飛行が可能になる。推進装置15は、プロペラ20及びEPU50を有している。推進装置15では、EPU50の駆動に伴ってプロペラ20が回転する。プロペラ20は回転体に相当する。eVTOL10は、プロペラ20の回転により飛行する。すなわち、eVTOL10は、プロペラ20の回転により移動する。eVTOL10は、移動体に相当する。
図5、図6に示すように、EPU50は、モータ装置60及びインバータ装置80を有している。例えば、EPU50は、モータ装置60及びインバータ装置80を1つずつ有している。モータ装置60はモータ61を有している。インバータ装置80はインバータ81を有している。モータ61は、インバータ81を介してバッテリ31に通電可能に接続されている。モータ61は、インバータ81を介してバッテリ31から供給される電力に応じて駆動する。
モータ61は、複数相の交流モータである。モータ61は、例えば3相交流方式のモータであり、U相、V相、W相を有している。モータ61は、移動体が移動するための移動駆動源であり、電動機として機能する。モータ61としては、例えばブラシレスモータが用いられている。モータ61は、回生時に発電機として機能する。モータ61は、複数相のモータコイル211(図1参照)を有している。モータコイル211は、巻線であり、電機子を形成している。モータコイル211は、U相、V相、W相のそれぞれに設けられている。なお、モータ61が回転電機に相当し、EPU50が回転電機ユニットに相当する。
図6において、インバータ81は、モータ61に供給する電力を変換することでモータ61を駆動する。インバータ81は、モータ61に供給される電力を直流から交流に変換する。インバータ81は、電力を変換する電力変換部である。インバータ81は、複数相の電力変換部であり、複数相のそれぞれについて電力変換を行う。インバータ81は、例えば3相インバータであり、U相、V相、W相のそれぞれについて電力変換を行う。インバータ装置80は、電力変換装置と称されることがある。
インバータ装置80は、Pライン141、Nライン142を有している。Pライン141及びNライン142は、バッテリ31とインバータ81とを電気的に接続している。Pライン141は、バッテリ31の正極に電気的に接続されている。Nライン142は、バッテリ31の負極に電気的に接続されている。バッテリ31においては、正極が高電位側の電極であり、負極が低電位側の電極である。Pライン141及びNライン142は、電力を供給するための電力ラインである。Pライン141は、高電位側の電力ラインであり、高電位ラインと称されることがある。Nライン142は、低電位側の電力ラインであり、低電位ラインと称されることがある。
EPU50は、出力ライン143を有している。出力ライン143は、モータ61に電力を供給するための電力ラインである。出力ライン143は、モータ61とインバータ81とを電気的に接続している。出力ライン143は、モータ装置60とインバータ装置80とにかけ渡された状態になっている。
インバータ装置80は、平滑コンデンサ145及びEMIフィルタ150を有している。平滑コンデンサ145は、バッテリ31から供給される直流電圧を平滑化するコンデンサである。平滑コンデンサ145は、バッテリ31とインバータ81との間において、Pライン141とNライン142とに接続されている。平滑コンデンサ145は、インバータ81に対して並列に接続されている。
EMIフィルタ150は、電磁ノイズを低減するフィルタ回路である。EMIフィルタ150は、バッテリ31とインバータ81との間において、Pライン141とNライン142とに接続されている。EMIフィルタ150は、例えば平滑コンデンサ145及びインバータ81に対して並列に接続されている。
EMIフィルタ150は、コモンモードコイル151、ノーマルモードコイル152、Yコンデンサ153、Xコンデンサ154及びバリスタ155を有している。コモンモードコイル151は、コモンモードチョークコイルであり、コモンモードノイズを低減可能である。ノーマルモードコイル152は、ノーマルモードチョークコイルであり、ノーマルモードノイズを低減可能である。Yコンデンサ153は、ラインバイパスコンデンサであり、コモンモードノイズを低減可能である。Xコンデンサ154は、アクロスザラインコンデンサであり、ノーマルモードノイズを低減可能である。バリスタ155は、サージ電圧を吸収可能であり、サージ電圧を低減する。なお、Yコンデンサ153及びバリスタ155は、グランドGNDに接地されている。
インバータ81は、電力変換回路であり、例えばDC-AC変換回路である。インバータ81は、複数相分の上下アーム回路83を有している。例えば、インバータ81は、U相、V相、W相のそれぞれについて上下アーム回路83を有している。上下アーム回路83は、レグやアーム回路と称されることがある。上下アーム回路83は、上アーム84と、下アーム85を有している。上アーム84及び下アーム85は、バッテリ31に対して直列に接続されている。上アーム84はPライン141に接続され、下アーム85はNライン142に接続されている。
出力ライン143は、複数相分のそれぞれについて上下アーム回路83に接続されている。出力ライン143は、上アーム84と下アーム85との間に接続されている。出力ライン143は、複数相のそれぞれにおいて、上下アーム回路83とコイルとを接続している。出力ライン143は、コイルにおいて中性点とは反対側に接続されている。
上アーム84及び下アーム85は、アームスイッチ86及びダイオード87を有している。アームスイッチ86は、例えばMOSFET等のトランジスタである。MOSFETは、Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistorの略称である。アームスイッチ86は、スイッチ素子であり、スイッチングにより電力を変換することが可能である。スイッチ素子は、パワー素子等の半導体素子であればよい。アームスイッチ86は、電力を変換するための変換スイッチである。
上アーム84においては、アームスイッチ86のドレインがPライン141に接続されている。下アーム85においては、アームスイッチ86のソースがNライン142に接続されている。そして、上アーム84におけるアームスイッチ86のソースと、下アーム85におけるアームスイッチ86のドレインが相互に接続されている。上アーム84及び下アーム85のそれぞれにおいて、ダイオード87が還流用としてアームスイッチ86に逆並列に接続されている。ダイオード87のアノードは対応するアームスイッチ86のソースに接続され、カソードはドレインに接続されている。なお、アームスイッチ86を半導体スイッチと称することもできる。
上アーム84及び下アーム85はいずれも、アームスイッチ86及びダイオード87を複数有している。上アーム84及び下アーム85のそれぞれにおいては、複数のアームスイッチ86が並列に接続され、且つ複数のダイオード87が並列に接続されている。アーム84,85においては、1つのアームスイッチ86と1つのダイオード87とを1セットとして、複数セットが並列に接続されている。例えば、上アーム84及び下アーム85のそれぞれにおいて、アームスイッチ86とダイオード87とが6個ずつ並列に接続されている。
EPU50は、制御回路160及び駆動回路161を有している。制御回路160及び駆動回路161は、インバータ装置80に含まれている。制御回路160は、インバータ81の駆動を制御する。制御回路160は、インバータ81を介してモータ61の駆動を制御する。制御回路160は、モータ制御部と称されることがある。図6では、制御回路160をCD、駆動回路161をDD、モータ61をMG、と図示している。
制御回路160は、ECU等の制御装置である。ECUは、Electronic Control Unitの略称である。制御回路160は、例えばプロセッサ、メモリ、I/O、これらを接続するバスを備えるマイクロコンピュータを主体として構成される。メモリは、コンピュータによって読み取り可能なプログラム及びデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。また、非遷移的実体的記憶媒体は、non-transitory tangible storage mediumであり、半導体メモリ又は磁気ディスクなどによって実現される。
制御回路160は、メモリに記憶された制御プログラムを実行することで、インバータ81の駆動に関する各種の処理を実行する。制御回路160は、外部装置、インバータ81及び各種センサに電気的に接続されている。外部装置は、例えば移動体に搭載された統合ECUなどの上位ECUである。各種センサは、例えばEPU50に設けられている。制御回路160は、インバータ81に対して指令信号を出力することでインバータ81の制御を行う。制御回路160は、外部装置から入力される制御信号、及び各種センサから入力される検出信号、などに応じて指令信号を生成する。制御回路160は、駆動回路161を介してインバータ81を制御する。制御回路160は、インバータ81に電力変換を行わせる。
駆動回路161は、インバータ81が有する複数のアームスイッチ86のそれぞれに電気的に接続されている。駆動回路161は、制御回路160からの指令信号に応じてインバータ81を駆動させる。駆動回路161は、指令信号に応じた駆動電圧をアームスイッチ86のゲートに印加することで、アームスイッチ86を駆動させる。駆動回路161は、アームスイッチ86をオン駆動させること及びオフ駆動させることが可能である。駆動回路161は、ドライバと称されることがある。
インバータ装置80は、モータ電流センサ146及びバッテリ電流センサ147を有している。モータ電流センサ146は、モータ61に流れる電流を検出する。モータ電流センサ146は、出力ライン143に対して設けられている。モータ電流センサ146は、出力ライン143を介してモータ61に流れる電流を検出する。モータ電流センサ146は、例えばU相、V相、W相のそれぞれに対して設けられている。モータ電流センサ146は、制御回路160に電気的に接続されており、制御回路160に対して検出信号を出力する。
バッテリ電流センサ147は、バッテリ31に流れる電流を検出する。バッテリ電流センサ147は、Pライン141に対して設けられている。バッテリ電流センサ147は、バッテリ31からPライン141を介してインバータ81に流れる電流を検出する。バッテリ電流センサ147は、制御回路160に電気的に接続されており、制御回路160に対して検出信号を出力する。
図1に示すように、EPU50は、EPUシャフト51を有している。EPUシャフト51は、モータ61とプロペラ20とを接続している。EPUシャフト51は、モータ61に駆動に伴ってプロペラ20と共に回転する。EPUシャフト51は、EPU軸線Cepuを中心に回転する。EPU軸線Cepuは、EPUシャフト51の中心線である。EPU軸線Cepuは、プロペラ軸線に一致している。
推進装置15では、プロペラ20とEPU50とがEPU軸線Cepuに沿って並べられている。推進装置15では、プロペラ20の回転に伴ってプロペラ風が生じる。プロペラ風は、プロペラ20からEPU50に向けてEPU軸線Cepuに沿うように流れる空気等の気体である。プロペラ風は回転風に相当する。EPU50は、プロペラ20よりもプロペラ風の風下側にある。
EPU50では、モータ装置60とインバータ装置80とがモータ軸線Cmに沿って軸方向ADに並べられている。モータ装置60は、インバータ装置80に対してプロペラ風の風上側にある。モータ装置60は、軸方向ADにおいてプロペラ20とインバータ装置80との間に設けられている。モータ軸線Cmは、モータ61の中心線であり、直線状に延びる仮想線である。モータ軸線Cmは、回転軸線に相当する。軸方向ADは、モータ軸線Cmが延びた方向である。
モータ軸線Cmについては、軸方向ADと径方向RDと周方向CDとが互いに直交している。周方向CDは、モータ61の回転方向である。径方向RDについては、外側が径方向外側や外周側と称され、内側が径方向内側や内周側と称されることがある。モータ軸線Cmは、EPU軸線Cepuに一致している。なお、モータ軸線Cmは、EPU軸線Cepuから径方向RDにずれた位置にあってもよい。図1には、EPU50をモータ軸線Cmに沿って切断した縦断面が図示されている。
EPU50は、モータユニット100を有している。モータユニット100は、モータ装置60及びインバータ装置80を有している。モータユニット100では、モータ装置60とインバータ装置80とが一体的にユニット化されている。図3には、インバータ装置80をモータ軸線Cmに直交するように切断した横断面が図示されている。図4には、モータ装置60をモータ軸線Cmに直交するように切断した横断面が図示されている。
モータユニット100は、ユニットハウジング101を有している。ユニットハウジング101は、モータ61及びインバータ81を収容している。ユニットハウジング101は、全体として筒状に形成されており、モータ軸線Cmに沿って軸方向ADに延びている。モータユニット100では、モータ61及びインバータ81がユニットハウジング101に収容されていることで、モータ装置60とインバータ装置80とが一体化されている。ユニットハウジング101は収容ハウジングに相当する。
ユニットハウジング101は、ユニット外面101os及びユニット内面101isを有している。ユニット外面101osは、ユニットハウジング101の外面である。ユニット内面101isは、ユニットハウジング101の内面である。ユニット外面101os及びユニット内面101isは、ユニットハウジング101の肉部分により形成されている。ユニット外面101osは収容ハウジング外面に相当する。
モータユニット100は、ユニット上流壁面101a、ユニット下流壁面101b及びユニット外周壁面101cを有している。壁面101a~101cは、ユニット外面101osに含まれている。ユニット上流壁面101a及びユニット下流壁面101bは、モータ軸線Cmに直交する方向に延びている。ユニット上流壁面101aは、プロペラ風にとっての上流側を向いている。ユニット下流壁面101bは、プロペラ風にとっての下流側を向いている。ユニット外周壁面101cは、径方向RDに直交する方向に延びている。プロペラ風は、ユニット外周壁面101cに沿って軸方向ADに流れやすい。
ユニットハウジング101は、ユニット外周壁105、上流プレート106、下流プレート107及び仕切プレート108を有している。ユニット外周壁105及びプレート106~108は、金属材料等により形成されており、熱伝導性を有している。ユニット外周壁105は、ユニット外周壁面101cを形成している。ユニット外周壁105は、周方向CDに環状に延びている。上流プレート106は、ユニット上流壁面101aを形成している。下流プレート107は、ユニット下流壁面101bを形成している。上流プレート106及び下流プレート107は、軸方向ADに直交する方向に板状に延びている。ユニット外周壁105は、上流プレート106と下流プレート107とにかけ渡された状態になっている。
ユニットハウジング101は、ユニット空間102を有している。ユニット空間102は、ユニットハウジング101の内部空間である。仕切プレート108は、ユニットハウジング101の内部に設けられている。仕切プレート108は、軸方向ADに直交する方向に延びている。仕切プレート108は、ユニット空間102を軸方向ADに分割するように仕切っている。仕切プレート108は、上流プレート106と下流プレート107との間に設けられている。仕切プレート108は、上流プレート106及び下流プレート107のいずれからも軸方向ADに離れた位置にある。
プレート106~108は、ユニット外周壁105から独立した部材である。プレート106~108は、ボルトや溶接等によりユニット外周壁105に固定されている。すなわち、プレート106~108は、ユニット外周壁105に後付けされている。なお、プレート106~108のうち1つとユニット外周壁105とが一体成形されていてもよい。例えば、仕切プレート108とユニット外周壁105とは一体成形されていてもよい。
ユニットハウジング101は、ユニット内壁面105aを有している。ユニット内壁面105aは、ユニットハウジング101の内面に含まれている。ユニット内壁面105aは、ユニット外周壁105により形成されている。ユニット外周壁105が有する一対の壁面のうち、径方向内側を向いた壁面がユニット内壁面105aであり、径方向外側を向いた壁面がユニット外周壁面101cである。
モータ装置60は、モータ61に加えてモータハウジング70を有している。モータハウジング70は、モータ61を収容している。モータハウジング70は、モータ空間74を有している。モータ空間74は、モータハウジング70の内部空間である。モータ空間74は、モータ61を収容した空間である。モータハウジング70は、モータ外周壁71を有している。モータ外周壁71は、周方向CDに環状に延びている。モータ空間74は、モータ外周壁71の内側空間である。モータ61は、モータ外周壁71の内側に収容されている。
モータハウジング70は、モータ上流壁78及びモータ下流壁79を有している。モータ上流壁78及びモータ下流壁79は、軸方向ADに直交する方向に延びている。モータ上流壁78とモータ下流壁79とは、モータ外周壁71を介して軸方向ADに並べられている。モータ上流壁78は、モータ下流壁79に対してプロペラ風の風上側に設けられている。モータ上流壁78は、上流プレート106の少なくとも一部を含んで形成されている。モータ下流壁79は、仕切プレート108の少なくとも一部を含んで形成されている。
モータハウジング70は、モータハウジング外面70os及びモータハウジング内面70isを有している。モータハウジング外面70osは、モータハウジング70の外面である。モータハウジング内面70isは、モータハウジング70の内面である。モータハウジング外面70os及びモータハウジング内面70isは、モータ外周壁71、モータ上流壁78及びモータ下流壁79により形成されている。
インバータ装置80は、インバータ81に加えてインバータハウジング90を有している。インバータハウジング90は、インバータ81を収容している。インバータハウジング90は、インバータ空間94を有している。インバータ空間94は、インバータハウジング90の内部空間である。インバータ空間94は、インバータ81を収容した空間である。インバータハウジング90は、インバータ外周壁91を有している。インバータ外周壁91は、周方向CDに環状に延びている。インバータ空間94は、インバータ外周壁91の内側空間である。インバータ81は、インバータ外周壁91の内側に収容されている。
インバータハウジング90は、インバータ上流壁98及びインバータ下流壁99を有している。インバータ上流壁98及びインバータ下流壁99は、軸方向ADに直交する方向に延びている。インバータ上流壁98とインバータ下流壁99とは、インバータ外周壁91を介して軸方向ADに並べられている。インバータ上流壁98は、インバータ下流壁99に対してプロペラ風の風上側に設けられている。インバータ上流壁98は、仕切プレート108の少なくとも一部を含んで形成されている。インバータ下流壁99は、下流プレート107の少なくとも一部を含んで形成されている。
インバータハウジング90は、インバータハウジング外面90os及びインバータハウジング内面90isを有している。インバータハウジング外面90osは、インバータハウジング90の外面である。インバータハウジング内面90isは、インバータハウジング90の内面である。インバータハウジング外面90os及びインバータハウジング内面90isは、インバータ外周壁91、インバータ上流壁98及びインバータ下流壁99により形成されている。
ユニットハウジング101では、モータハウジング70とインバータハウジング90とが一体化されている。モータハウジング70及びインバータハウジング90は、ユニットハウジング101に含まれている。例えば、モータ外周壁71及びインバータ外周壁91は、ユニット外周壁105に含まれている。また、ユニット外面101osには、モータハウジング外面70os及びインバータハウジング外面90osが含まれている。ユニット内面101isには、モータハウジング内面70is及びインバータハウジング内面90isが含まれている。
ユニットハウジング101では、モータハウジング70とインバータハウジング90とが軸方向ADに並べられている。インバータハウジング90は、モータハウジング70に対してプロペラ風の風下側にある。例えば、ユニット外周壁105では、風上側の部位がモータハウジング70であり、風下側の部位がインバータハウジング90である。
ユニットハウジング101では、モータ空間74を形成する部位がモータハウジング70である。例えば、ユニットハウジング101では、モータ外周壁71、上流プレート106及び仕切プレート108がモータハウジング70を形成している。モータハウジング70は、モータ上流壁面70a、モータ外周壁面70c及びモータ内壁面71aを有している。モータ上流壁面70a及びモータ外周壁面70cは、モータハウジング外面70osに含まれている。モータ内壁面71aは、モータハウジング内面70isに含まれている。モータ内壁面71aは、モータハウジング70の内壁面である。
また、モータ上流壁面70aは、ユニット上流壁面101aに含まれている。モータ外周壁面70cは、ユニット外周壁面101cに含まれている。モータ内壁面71aは、ユニット内壁面105aに含まれている。モータ外周壁面70c及びモータ内壁面71aは、モータ外周壁71により形成されている。
ユニットハウジング101では、インバータ空間94を形成している部位がインバータハウジング90である。例えば、ユニットハウジング101では、インバータ外周壁91、下流プレート107及び仕切プレート108がインバータハウジング90を形成している。インバータハウジング90は、インバータ下流壁面90b、インバータ外周壁面90c及びインバータ内壁面91aを有している。インバータ下流壁面90b及びインバータ外周壁面90cは、インバータハウジング外面90osに含まれている。インバータ内壁面91aは、インバータハウジング内面90isに含まれている。インバータ内壁面91aは、インバータハウジング90の内壁面である。
また、インバータ下流壁面90bは、ユニット下流壁面101bに含まれている。インバータ外周壁面90cは、ユニット外周壁面101cに含まれている。インバータ内壁面91aは、ユニット内壁面105aに含まれている。インバータ外周壁面90c及びインバータ内壁面91aは、インバータ外周壁91により形成されている。インバータ内壁面91aが内壁面に相当する。
モータ空間74とインバータ空間94とは、軸方向ADに並べられている。仕切プレート108は、モータ空間74とインバータ空間94との間にある。モータ空間74とインバータ空間94とは、仕切プレート108により仕切られている。モータ空間74は、上流プレート106と仕切プレート108との間の空間である。インバータ空間94は、下流プレート107と仕切プレート108との間の空間である。
モータ61は、ステータ200、第1ロータ300a、第2ロータ300b及びモータシャフト340を有している。ステータ200は固定子である。ステータ200は、モータコイル211及びコイル保護部250を有している。モータコイル211は、モータ内壁面71aに沿って周方向CDに延びている。モータコイル211は、全体として環状に形成されている。モータコイル211はコイルに相当する。
コイル保護部250は、モータコイル211を保護している。コイル保護部250は、樹脂材料等により形成されている。コイル保護部250は、モータコイル211を覆った状態でモータハウジング70に固定されている。例えば、コイル保護部250は、モータ内壁面71aに密着した状態になっている。コイル保護部250は、熱伝導性を有している。コイル保護部250は、モータコイル211の熱をモータハウジング70に伝えやすくなっている。
ロータ300a,300bは回転子である。ロータ300a,300bは、ステータ200に対して相対的に回転する。ロータ300a,300bは、モータ軸線Cmを中心に回転する。モータ軸線Cmは、ロータ300a,300bの中心線である。ステータ200及びモータコイルは、周方向CDに環状に延びている。ステータ200の中心線は、モータ軸線Cmに一致している。
モータ装置60は、アキシャルギャップ式の回転電機である。モータ61は、アキシャルギャップ式のモータである。モータ61では、ステータ200とロータ300a,300bとがモータ軸線Cmに沿って軸方向ADに並べられている。モータ装置60は、ダブルロータ式の回転電機である。モータ61は、ダブルロータ式のモータである。第1ロータ300aと第2ロータ300bとは、軸方向ADに並べられている。ステータ200は、第1ロータ300a及び第2ロータ300bという2つのロータの間に設けられている。ステータ200は、ロータ300a,300bから軸方向ADに離れた位置にある。本実施形態のモータ61は、ダブルアキシャルモータと称されることがある。
軸方向ADでは、第1ロータ300aが上流プレート106側に設けられている。第1ロータ300aは、上流プレート106から仕切プレート108側に離れた位置にある。第1ロータ300aは、上流プレート106に沿って周方向CDに延びている。軸方向ADでは、第2ロータ300bが仕切プレート108側に設けられている。第2ロータ300bは、仕切プレート108から上流プレート106側に離れた位置にある。第2ロータ300bは、仕切プレート108に沿って周方向CDに延びている。ロータ300a,300bは、モータ外周壁71から径方向内側に離れた位置にある。
モータシャフト340は、ロータ300a,300bを支持している。モータシャフト340は、ロータ300a,300bと共にモータ軸線Cmを中心に回転する。モータシャフト340の中心線は、モータ軸線Cmに一致している。モータシャフト340は、ロータ300a,300bとEPUシャフト51とを接続している。モータシャフト340とEPUシャフト51とは軸方向ADに並べられている。モータシャフト340の中心線は、EPU軸線Cepuに一致している。なお、モータシャフト340の中心線は、EPU軸線Cepuから径方向RDにずれた位置にあってもよい。
モータシャフト340は、シャフト本体341及びシャフトフランジ342を有している。シャフト本体341は、筒状に形成されており、モータ軸線Cmに沿って軸方向ADに延びている。シャフトフランジ342は、シャフト本体341から径方向外側に向けて延びている。シャフトフランジ342は、ロータ300a,300bに固定されている。シャフトフランジ342は、モータ空間74を軸方向ADに分割するように仕切っている。ロータ300a,300bは、シャフト本体341から径方向外側に離れた位置にある。
ロータ300a,300bは、磁石310及び磁石ホルダ320を有している。磁石310は、ロータ300a,300bのそれぞれにおいて周方向CDに複数並べられている。磁石310は、永久磁石であり、開示を形成している。第1ロータ300aの磁石310と第2ロータ300bの磁石310とは、ステータ200を介して軸方向ADに並べられている。ロータ300a,300bは、磁石310がモータコイル211に軸方向ADに並ぶように設けられている。磁石ホルダ320は、磁石310を支持している。磁石ホルダ320は、全体としてロータ300a,300bの外郭を形成している。磁石ホルダ320は、シャフトフランジ342に固定されている。
モータ装置60は、上流ベアリング360及び下流ベアリング361を有している。ベアリング360,361は、モータシャフト340を回転可能に支持している。上流ベアリング360と下流ベアリング361とは、シャフトフランジ342を介して軸方向ADに並べられている。上流ベアリング360は、上流プレート106に固定されている。下流ベアリング361は、下流プレート107に固定されている。
モータ装置60では、モータ61の少なくとも一部がモータ空間74に収容されている。モータ空間74には、ロータ300a,300b、ステータ200及びベアリング360,361が収容されている。また、モータ空間74には、モータシャフト340の少なくとも一部が収容されている。
インバータ装置80は、駆動基板510、フィルタ部品524、アームスイッチ部530、制御基板550及び平滑コンデンサ部580を有している。駆動基板510、フィルタ部品524、アームスイッチ部530、制御基板550及び平滑コンデンサ145は、インバータハウジング90に収容されている。駆動基板510及びアームスイッチ部530等は、インバータ81を形成している。制御基板550には、マイコン165が実装されている。制御基板550及びマイコン165等は、制御回路160を形成している。
駆動基板510及び制御基板550は、板状に形成されており、軸方向ADに直交する方向に延びている。駆動基板510及び制御基板550は、配線パターン等を有する回路基板である。駆動基板510と制御基板550とは、軸方向ADに並べられている。制御基板550は、駆動基板510と下流プレート107との間にある。軸方向ADでは、駆動基板510と制御基板550との距離が、駆動基板510と仕切プレート108との距離よりも小さい。
駆動基板510は、インバータ空間94を第1駆動空間94aと第2駆動空間94bとに仕切っている。第1駆動空間94a及び第2駆動空間94bは、インバータ空間94に含まれている。第1駆動空間94aと第2駆動空間94bとは、駆動基板510を介して軸方向ADに並んでいる。第1駆動空間94aは、駆動基板510と仕切プレート108との間の空間である。第2駆動空間94bは、駆動基板510と下流プレート107との間の空間である。制御基板550は、第2駆動空間94bに設けられている。
制御基板550は、基板開口553を有している。基板開口553は、制御基板550を軸方向ADに貫通している。基板開口553は、制御基板550の中央に設けられている。基板開口553の中心は、モータ軸線Cmが通る位置にある。基板開口553の内径は、例えばシャフト本体341の外径よりも大きい。
図1、図3に示すように、駆動基板510では、駆動外周端512がインバータ内壁面91aに沿って周方向CDに延びている。駆動外周端512は、駆動基板510の外周端である。駆動外周端512は、インバータ内壁面91aに接触又は接近した位置にある。制御基板550では、制御外周端552がインバータ内壁面91aに沿って周方向CDに延びている。制御外周端552は、制御基板550の外周端である。制御外周端552は、インバータ内壁面91aに接触又は接近した位置にある。
駆動基板510は、第1駆動面510a及び第2駆動面510bを有している。駆動基板510が有する一対の板面のうち、仕切プレート108側の板面が第1駆動面510aであり、下流プレート107側の板面が第2駆動面510bである。第2駆動面510bは、制御基板550に沿って延びている。
駆動基板510は、モータ61を駆動するための電力が供給される回路基板である。駆動基板510は、電力基板と称されることがある。フィルタ部品524及び平滑コンデンサ部580は、駆動基板510に複数ずつ設けられている。フィルタ部品524及び平滑コンデンサ部580は、第1駆動面510aから突出した状態で駆動基板510に実装されている。
平滑コンデンサ部580は、平滑コンデンサ145を有する部品である。平滑コンデンサ部580は、平滑コンデンサ145を形成する素子と、この素子を保護する樹脂等の保護部と、を有している。
図3に示すように、複数のフィルタ部品524には、コモンモードコイル部525、ノーマルモードコイル部526、Yコンデンサ部527、Xコンデンサ部528が含まれている。コモンモードコイル部525は、コモンモードコイル151を有している。コモンモードコイル部525は、コモンモードコイル151を形成する素子と、この素子を保護する樹脂等の保護部とを有している。コモンモードコイル部525は、駆動基板510に複数設けられている。ノーマルモードコイル部526は、ノーマルモードコイル152を有している。ノーマルモードコイル部526は、ノーマルモードコイル152を形成する素子と、この素子を保護する樹脂等の保護部とを有している。ノーマルモードコイル部526は、駆動基板510に複数設けられている。
Yコンデンサ部527は、Yコンデンサ153を有している。Yコンデンサ部527は、Yコンデンサ153を形成する素子と、この素子を保護する樹脂等の保護部とを有している。Yコンデンサ部527は、駆動基板510に複数設けられている。Xコンデンサ部528は、Xコンデンサ154を有している。Xコンデンサ部528は、Xコンデンサ154を形成する素子と、この素子を保護する樹脂等の保護部とを有している。Xコンデンサ部528は、駆動基板510に複数設けられている。
電流センサ146,147は、平滑コンデンサ部580等と共に駆動基板510に設けられている。電流センサ146、147は、第1駆動面510aから突出した状態で駆動基板510に実装されている。モータ電流センサ146は、U相、V相、W相に合わせて複数設けられている。バッテリ電流センサ147は、Pライン141に合わせて1つ設けられている。
図1、図3に示すように、インバータ装置80は、アームスイッチ部530を有している。アームスイッチ部530は、アームスイッチ86を有している。アームスイッチ部530は、アームスイッチ86を形成するMOSFET等の素子と、この素子を保護する樹脂等の保護部とを有している。アームスイッチ部530は、インバータ内壁面91aに沿って周方向CDに複数並べられている。アームスイッチ部530は、駆動基板510に対して第1駆動面510a側に設けられている。例えば、アームスイッチ部530は、駆動基板510から仕切プレート108側に離れた位置にある。
アームスイッチ部530は、スイッチ本体及びスイッチ端子を有している。スイッチ本体は、MOSFET等の素子及び保護部を有している。スイッチ本体は、例えば直方体状に形成されている。スイッチ端子は、スイッチ本体から延びたドレイン端子等の端子である。アームスイッチ部530は、駆動基板510に複数設けられている。アームスイッチ部530は、第1駆動面510aから突出した状態で駆動基板510に実装されている。
インバータ装置80では、インバータ81の少なくとも一部がインバータ空間94に収容されている。インバータ空間94には、フィルタ部品524、アームスイッチ部530及び平滑コンデンサ部580が収容されている。また、インバータ空間94には、駆動基板510、制御基板550及びマイコン165が収容されている。インバータ空間94には、通電に伴って発熱する発熱部品が収容されている。発熱部品としては、アームスイッチ部530、平滑コンデンサ部580及びフィルタ部品524などがある。
図3に示すように、駆動基板510では、アームスイッチ部530とフィルタ部品524と平滑コンデンサ部580とが径方向RDに並べられている。例えば、径方向RDにおいて、複数のフィルタ部品524と複数のアームスイッチ部530との間に、複数の平滑コンデンサ部580が設けられている。平滑コンデンサ部580は、フィルタ部品524とアームスイッチ部530との並び方向に直交する方向に複数並べられている。複数のアームスイッチ部530は、径方向RDに並べられている。複数のフィルタ部品524も、径方向RDに並べられている。
図1に示すように、インバータ装置80は、電力コネクタ96及び信号コネクタ97を有している。電力コネクタ96及び信号コネクタ97は、インバータ装置80を外部機器に接続するためのコネクタ部である。電力コネクタ96が接続される外部機器としては、バッテリ31などがある。例えば、電力コネクタ96は、電力ケーブル等を介してバッテリ31に通電可能に接続されている。信号コネクタ97が接続される外部機器としては、飛行制御装置40などがある。例えば、信号コネクタ97は、信号ケーブル等を介して飛行制御装置40に通信可能に接続されている。
電力コネクタ96及び信号コネクタ97は、インバータハウジング90の外面に設けられている。例えば、電力コネクタ96は、インバータ外周壁面90cに設けられている。信号コネクタ97は、インバータ下流壁面90bに設けられている。
EPU50では、モータ61の出力がEPU50の出力とされる。モータ装置60では、電流や電圧、仕事量、エネルギ、トルク、モータ回転数などがモータ61の出力とされる。モータ61では、モータ温度が高くなりすぎると出力が低下することが懸念される。モータ温度は、モータ装置60やモータ61の温度であり、モータコイル211やコイル保護部250、モータ空間74などの温度である。インバータ装置80では、電流や電圧などがインバータ81の出力とされる。インバータ81では、インバータ温度が高くなりすぎると出力が低下することが懸念される。インバータ温度は、インバータ装置80やインバータ81の温度であり、アームスイッチ部530やインバータ空間94などの温度である。
EPU50では、モータ装置60やインバータ装置80が冷却されることで、モータ装置60やインバータ装置80の出力が低下しにくくなっている。すなわち、EPU50の出力密度[kw/kg]が低下しにくくなっている。出力密度は、EPU50での単位質量当たりの出力である。EPU50では、モータ装置60やインバータ装置80が冷却されることで出力密度が上昇しやすくなっている。
図1、図2において、EPU50では、EPU50を冷却する冷却システムとして、空冷システム及び液冷システムが用いられている。EPU50では、空冷システムとして、外部からEPU50を冷却する外部冷却システムが用いられている。この外部冷却システムでは、EPU50の外部を流れる外気風FoによりEPU50が冷却される。外気風Foは、EPU50の外部に存在する外気等の気体である。EPU50では、モータ61やインバータ81の熱が外気風Foに放出されることでモータ61やインバータ81が冷却される。外気風Foは、ユニット外面101osに沿って流れる。例えば、外気風Foは、ユニット外周壁面101cに沿って軸方向ADに流れる。
EPU50は、外周壁フィン831を有している。外周壁フィン831は、モータユニット100に含まれている。外周壁フィン831は、ユニット外周壁面101cに設けられている。外周壁フィン831は、モータユニット100の熱を外部に放出する放熱フィンである。外周壁フィン831は、放熱によりモータユニット100を冷却する。外周壁フィン831は、金属材料等により形成されており、熱伝導性を有している。外周壁フィン831は、ユニット外周壁105から径方向外側に向けて突出している。外周壁フィン831は、板状に形成されており、周方向CDに直交する方向に延びている。外周壁フィン831は、軸方向ADに延びている。外周壁フィン831は、周方向CDに複数並べられている。
EPU50は、モータフィン72及びインバータフィン92を有している。モータフィン72及びインバータフィン92は、外周壁フィン831に含まれている。外周壁フィン831では、モータ外周壁面70cに設けられた部位がモータフィン72である。モータフィン72は、モータハウジング70に含まれている。外周壁フィン831では、インバータ外周壁面90cに設けられた部位がインバータフィン92である。インバータフィン92は、インバータハウジング90に含まれている。なお、外周壁フィン831では、モータフィン72とインバータフィン92とが一体的に設けられていてもよく、互いに離れて設けられていてもよい。
EPU50では、外気風Foによるモータユニット100の冷却効果が外周壁フィン831により高められている。外周壁フィン831が軸方向ADに延びていることで、外気風Foが外周壁フィン831に沿って流れやすくなっている。このため、モータユニット100の熱が外周壁フィン831から外気風Foに放出されやすくなっている。例えば、モータ装置60の熱がモータフィン72から外気風Foに放出されやすく、インバータ装置80の熱がインバータフィン92から外気風Foに放出されやすい。
EPU50は、送風ファン121を有している。送風ファン121は、モータユニット100に軸方向ADに並べられている。送風ファン121は、軸方向ADにおいてプロペラ20をモータユニット100との間に設けられている。送風ファン121は、モータユニット100に対してプロペラ風の風上側にある。送風ファン121は、外周壁フィン831に沿って外気風Foが流れるように送風する。例えば、送風ファン121は、プロペラ風の風下側に向けて送風することで外気風Foを流す。送風ファン121は、モータユニット100に向けて外気風Foを圧送する。送風ファン121は、圧送ファンと称されることがある。
送風ファン121は、モータ61の駆動に伴って送風を行う。送風ファン121は、EPUシャフト51に設けられている。送風ファン121は、EPUシャフト51を介してモータシャフト340に接続されている。送風ファン121は、モータシャフト340と共にモータ軸線Cmを中心に回転する。送風ファン121は、軸流ファンであり、軸方向ADに送風する。送風ファン121は、モータシャフト340により回転する機械式のファンである。
送風ファン121は、送風ブレード122及び送風ボス123を有している。送風ブレード122は、周方向CDに複数並べられている。送風ボス123は、複数の送風ブレード122を連結している。送風ブレード122は、送風ボス123から径方向外側に向けて延びている。送風ボス123は、EPUシャフト51に固定されている。送風ボス123は、EPUシャフト51の外周面に沿って周方向CDに延びている。送風ブレード122の少なくとも一部は、外周壁フィン831に軸方向ADに並ぶ位置にある。
EPU50は、冷却装置800を有している。冷却装置800は、液冷システムに含まれている。冷却装置800は、冷媒RFを用いてEPU50を冷却する。冷媒RFとしては、例えば冷却液などの液体が用いられる。冷媒RFは液冷媒と称されることがある。EPU50では、液却式として、冷媒RFを用いた冷却方式が用いられている。冷却装置800では、モータ61やインバータ81の熱が冷媒RFに放出されることでモータ61やインバータ81が冷却される。冷媒RFの熱は、例えば外周壁フィン831を介して外気風Foに放出される。
冷却装置800は、冷媒ポンプ801及び冷媒通路810を有している。冷媒通路810は、冷媒RFが流れる通路である。冷媒通路810は、冷却装置800において冷媒RFを循環させる循環通路である。冷媒通路810は、冷媒RFで満たれた状態になっている。冷媒通路810は、EPU50に含まれており、EPU50にて冷媒RFを循環させる。冷媒通路810は、冷媒RFがモータ装置60及びインバータ装置80の両方を冷却するように設けられている。EPU50は、冷媒通路810を形成した通路形成部を有している。通路形成部は、ユニットハウジング101等に含まれている。通路形成部は、冷却装置800と共に液冷システムに含まれている。
冷媒ポンプ801は、冷媒RFが冷媒通路810を流れるように、冷媒通路810内の冷媒RFを圧送する。冷媒ポンプ801は、冷媒通路810にて冷媒RFを循環させる循環ポンプである。冷媒ポンプ801は、例えば電動ポンプである。冷媒ポンプ801は、バッテリ31からの電力により駆動する。冷媒ポンプ801は、インバータ装置80に含まれている。冷媒ポンプ801は、例えば駆動基板510に設けられている。
図1、図2、図4に示すように、冷媒通路810は、モータ外周路811を有している。モータ外周路811は、モータ61を外周側から覆うように設けられている。モータ外周路811は、モータ61にとってのウォータジャケットである。モータ外周路811は、周方向CDに延びるように環状に形成されている。モータ外周路811は、モータハウジング70に設けられている。その一方で、モータ外周路811は、インバータハウジング90には設けられていない。
モータ外周路811は、モータコイル211を外周側から覆う位置に設けられている。モータ外周路811は、モータコイル211の外周面に沿って延びている。モータ外周路811は、モータ61の少なくともモータコイル211を冷却可能である。モータ外周路811は、モータコイル211を外周側から冷却する。モータ外周路811は、コイル冷却路に相当する。
モータ外周路811は、冷媒RFがユニット外面101osに沿って流れるように、ユニット外面101osに沿って延びている。モータ外周路811は、外面通路に相当する。モータ外周路811は、ユニットハウジング101に内蔵されている。モータ外周路811は、ユニットハウジング101においてユニット外面101osの内側に設けられている。モータ外周路811は、内蔵通路に相当する。モータ外周路811は、ユニットハウジング101においてユニット外面101osとユニット内面101isとの間に設けられている。
モータユニット100は、ユニット液冷部821及び液冷フィン835を有している。ユニット液冷部821は、ユニットハウジング101において冷媒RFによる液冷を行う部位である。ユニット液冷部821は、ユニットハウジング101においてモータ外周路811を形成した通路形成部である。ユニット液冷部821は、ユニット外面101os及びユニット内面101isを形成している。ユニット液冷部821は、モータ外周路811を内蔵している。ユニット液冷部821は、通路内蔵部に相当する。
液冷フィン835は、ユニット液冷部821の熱を外部に放出する放熱フィンである。液冷フィン835は、ユニット液冷部821の外側に設けられている。液冷フィン835は、ユニット液冷部821においてユニット外面101osに設けられている。液冷フィン835は、ユニット外面101osに沿って複数並べられている。液冷フィン835は、ユニット液冷部821から外側に向けて延びている。液冷フィン835は、ユニット液冷部821の内部を流れる冷媒RFの熱を外部に放出する。液冷フィン835は、冷媒フィン及び外側フィンに相当する。
本実施形態では、モータ外周路811は、モータ装置60に含まれている。モータ外周路811は、冷媒RFがモータハウジング外面70osに沿って流れるように、モータハウジング外面70osに沿って延びている。モータ外周路811は、モータハウジング70に内蔵されている。モータ外周路811は、モータハウジング70においてモータハウジング外面70osとモータハウジング内面70isとの間に設けられている。ユニット液冷部821は、モータハウジング70に含まれている。
モータ外周路811は、冷媒RFがモータ外周壁面70cに沿って流れるように、モータ外周壁面70cに沿って延びている。モータ外周路811は、モータ外周壁71に内蔵されている。モータ外周路811は、モータ上流壁78とモータ下流壁79とにかけ渡されるように軸方向ADに延びている。モータ外周路811は、モータ外周壁71においてモータ外周壁面70cとモータ内壁面71aとの間に設けられている。ユニット液冷部821は、モータ外周壁71の少なくとも一部を有している。例えば、モータ外周壁71がユニット液冷部821である。
液冷フィン835は、外周壁フィン831の少なくとも一部である。本実施形態では、液冷フィン835は、モータフィン72の少なくとも一部である。例えば、モータフィン72が液冷フィン835である。モータフィン72は、液冷フィン835として、モータ外周壁71の内部を流れる冷媒RFの熱を外部に放出する。
図1、図2に示すように、モータ外周路811は、周方向CDに直交する方向においてモータ装置60及びインバータ装置80の両方に並ぶ位置に設けられている。モータ外周路811は、共通通路に相当する。周方向CDに直交する方向のうち径方向RDでは、モータ外周路811とモータ装置60とが並んでいる。本実施形態では、モータ外周路811がモータハウジング70の径方向外側にあることで、モータ外周路811とモータ装置60とが径方向RDに並んでいる。モータ外周路811は、モータ装置60の外周側に設けられている。モータ外周路811は、モータハウジング内面70isに径方向RDに並んでいる。モータ外周路811を流れる冷媒RFは、モータ装置60を径方向外側から冷却する。例えば、モータ外周路811を流れる冷媒RFは、モータコイル211を外周側から冷却する。
周方向CDに直交する方向のうち軸方向ADでは、モータ外周路811とインバータ装置80とが並んでいる。モータ外周路811は、軸方向ADにおいてインバータハウジング内面90isとモータ上流壁面70aとの間に設けられている。モータ外周壁71がユニット液冷部821を有していることで、径方向RDでは、モータ内壁面71aがインバータ内壁面91aよりも径方向内側に設けられている。モータ外周路811の少なくとも一部は、インバータ内壁面91aよりも径方向内側にある。モータ外周路811を流れる冷媒RFは、インバータ装置80をインバータ上流壁面90a側から冷却する。
モータユニット100は、ユニット空冷部822及び空冷フィン836を有している。ユニット空冷部822は、ユニットハウジング101において空冷を行う部位である。ユニット空冷部822は、ユニット外面101osに沿ってユニット液冷部821に並べられている。例えば、ユニット空冷部822とユニット液冷部821とは、ユニット外面101osに沿って軸方向ADに並べられている。ユニット空冷部822は、ユニット液冷部821に対して外気風Foの風下側に設けられている。ユニット空冷部822は、冷媒通路810を形成していない。
空冷フィン836は、ユニット空冷部822の熱を外部に放出する放熱フィンである。空冷フィン836は、ユニット空冷部822の外側に設けられている。空冷フィン836は、ユニット空冷部822においてユニット外面101osに設けられている。空冷フィン836は、ユニット外面101osに沿って複数並べられている。空冷フィン836は、ユニット空冷部822から外側に向けて延びている。空冷フィン836は、ユニット外面101osに沿って液冷フィン835に並べられている。例えば、空冷フィン836と液冷フィン835とは、ユニット外面101osに沿って軸方向ADに並べられている。空冷フィン836は、液冷フィン835に対して外気風Foの風下側に設けられている。空冷フィン836は、ユニットハウジング101の熱を外部に放出する。空冷フィン836はハウジングフィンに相当する。なお、液冷フィン835と空冷フィン836とは、一体的に設けられていてもよく、互いに離れて設けられていてもよい。
ユニット空冷部822は、インバータハウジング90に含まれている。ユニット空冷部822は、インバータ外周壁91の少なくとも一部である。例えば、インバータ外周壁91がユニット空冷部822である。ユニット空冷部822は、ユニット液冷部821に軸方向ADに並べられている。空冷フィン836は、外周壁フィン831の少なくとも一部である。本実施形態では、空冷フィン836は、インバータフィン92の少なくとも一部である。例えば、インバータフィン92が空冷フィン836である。インバータフィン92は、空冷フィン836として、インバータ外周壁91の熱を外部に放出する。
図1、図2に示すように、インバータ装置80にてユニット空冷部822に伝わった熱は、熱Haとして空冷フィン836から外部に放出される。例えば、アームスイッチ部530等で発生した熱は、熱Haとしてインバータ空間94からインバータ外周壁91に伝わった後、インバータフィン92から外部に放出される。
モータユニット100にてユニット液冷部821に伝わった熱は、熱Hbとして冷媒RFに付与される。例えば、モータコイル211等で発生した熱は、熱Hbとしてモータ空間74から冷媒RFに伝わる。また、アームスイッチ部530等で発生した熱は、熱Hbとしてインバータ空間94から冷媒RFに伝わる。冷媒RFに伝わった熱Hbは、熱Hcとして、ユニット液冷部821にて液冷フィン835から外部に放出される。例えば、熱Hcは、モータ外周壁71において冷媒RFからモータフィン72に伝わり、モータフィン72から外部に放出される。
なお、モータユニット100では、ユニット液冷部821及びユニット空冷部822とは異なる部位からも熱が外部に放出される。例えば、モータ装置60やインバータ装置80の熱は、上流プレート106及び下流プレート107からも外部に放出される。
冷媒ポンプ801が駆動すると、冷媒RFがモータ外周路811を通過するように冷媒通路810を循環する。モータ外周路811では、冷媒RFが周方向CDに循環するように流れる。冷媒RFは、モータ外周路811においてモータ装置60やインバータ装置80の熱を吸収するとともに、その熱を液冷フィン835から外部に放出する。また、冷媒RFの熱は、液冷フィン835に加えて、ユニット外面101osや空冷フィン836からも外部に放出される。
送風ファン121が送風を行った場合、外気風Foが外周壁フィン831に沿って流れる。例えば、外気風Foは、液冷フィン835に沿って流れた後に空冷フィン836に沿って流れる。すなわち、外気風Foは、モータフィン72に沿って流れた後にインバータフィン92に沿って流れる。この場合、インバータフィン92から外気風Foへの熱Hcの放出が外気風Foにより促進される。また、モータフィン72から外気風Foへの熱Haの放出が外気風Foにより促進される。
ここまで説明した本実施形態によれば、冷媒通路810を循環する冷媒RFによりモータ装置60及びインバータ装置80の両方が冷却される。この構成では、モータ装置60の温度が上昇すること及びインバータ装置80の温度が上昇することの両方を冷媒RFにより抑制できる。このため、モータ装置60及びインバータ装置80のそれぞれにおいて、温度が上昇することで電流等の出力が低下する、ということが生じにくくなっている。したがって、EPU50の出力密度を向上させることができる。
しかも、冷媒RFは冷媒通路810を循環するため、冷媒RFを外部からEPU50に供給する必要がない。このため、EPU50に冷媒RFを供給する供給装置をeVTOL10に搭載する必要がない。したがって、供給装置を不要にできる分だけeVTOL10を軽量化できる。また、供給装置からEPU50に冷媒RFを供給するための供給配管をEPU50に接続する必要がない。したがって、供給配管を不要にできる分だけEPU50を軽量化できる。
例えば本実施形態とは異なり、モータ装置60及びインバータ装置80の一方だけが液冷システムにより冷却される比較例を想定する。この比較例では、液冷システムに要求される冷却性能は、モータ装置60及びインバータ装置80の一方だけを冷却できる冷却性能にとどまる。このように、比較例の液冷システムでは要求される冷却性能が高くないことで、EPU50の温度上昇に伴う出力低下が生じやすい。
これに対して、本実施形態では、モータ装置60及びインバータ装置80の両方が液冷システムにより冷却される。このため、本実施形態において液冷システムに要求される冷却性能は、比較例に比べて増大しやすい。ところが、本実施形態では、液冷システムの冷媒RFによりモータ装置60及びインバータ装置80の両方を効果的に冷却できる。このため、仮に液冷システムに要求される冷却性能が増大したとしても、モータ装置60及びインバータ装置80の冷却効果が高いことで、EPU50の温度上昇に伴う出力低下が生じにくい。したがって、EPU50の冷却効果を高めることによりEPU50の出力密度を向上させることができる。
本実施形態によれば、モータ外周路811は、周方向CDに直交する方向においてモータ装置60及びインバータ装置80の両方に並べられている。この構成では、冷媒通路810の少なくとも一部であるモータ外周路811により、モータ装置60及びインバータ装置80の両方を冷却できる。このため、モータ装置60及びインバータ装置80のそれぞれに個別にモータ外周路811を設ける必要がない。したがって、モータ外周路811の全長を短くすることが可能になる。モータ外周路811が短尺化されると、モータ外周路811を形成するユニット液冷部821などの小型化や、モータ外周路811を流れる冷媒RFの少量化などにより、EPU50の軽量化を図ることができる。このようにモータ外周路811の短尺化を図ることで、EPU50の出力密度を向上させることができる。
しかも、モータ外周路811が周方向CDに延びている。このため、モータ外周路811では、冷媒RFが周方向CDに流れやすい。したがって、モータ外周路811を流れる冷媒RFがモータ装置60及びインバータ装置80の両方をまとめて冷却できる。これにより、モータ装置60及びインバータ装置80のうち一方に対する冷媒RFの冷却効果が、他方に対する冷媒RFの冷却効果よりも低い、ということが生じにくい。したがって、モータ装置60及びインバータ装置80のうち一方の冷却効果が不足するということを抑制できる。
例えば本実施形態とは異なり、モータ外周路811を流れる冷媒RFがモータ装置60を冷却した後にインバータ装置80を冷却する構成を想定する。この構成では、冷媒RFは、モータ装置60の熱が付与された後にインバータ装置80を冷却することになる。このため、インバータ装置80に対する冷媒RFの冷却効果がモータ装置60に対する冷媒RFの冷却効果より低下することが懸念される。
本実施形態によれば、モータ外周路811は、インバータ装置80に軸方向ADに並べられ、且つモータ装置60の外周側に設けられている。この構成では、モータ外周路811をインバータ装置80の外周側に設ける必要がない。このため、例えばモータ外周路811がインバータ装置80の外周側に設けられた構成に比べて、周方向CDにおいてモータ外周路811を短くできる。上述したように、モータ外周路811の短尺化を図ることで、EPU50の軽量化によりEPU50の出力密度を向上させることができる。
本実施形態では、モータ外周路811がインバータ装置80の一部に軸方向ADに並べられていることで、インバータ装置80に対するモータ外周路811の冷却効果が、モータ装置60に対するモータ外周路811の冷却効果より低めになることが考えられる。その一方で、上述したようにモータ外周路811の短尺化によりEPU50の軽量化を図ることができる。これらのように、インバータ装置80に対するモータ外周路811の冷却効果を大きく低減させることなくEPU50の軽量化を図ることで、EPU50の出力密度を向上させることができる。
本実施形態によれば、モータ外周路811はモータコイル211を冷却する。この構成では、モータ装置60において最も熱が発生しやすいモータコイル211がモータ外周路811により冷却されるため、モータ装置60に対するモータ外周路811の冷却効果を有効に利用することができる。例えばモータ61を構成する部品のうち最も発熱量が大きい部品がモータコイル211であるモータ装置60では、モータ装置60を冷却する上で、モータ外周路811によりモータコイル211を冷却することが最も効果的である。
本実施形態によれば、液冷フィン835は、冷媒RFの熱を放出するようにユニット外面101osに設けられている。この構成では、モータ装置60やインバータ装置80の熱が冷媒RFに付与されても、その熱が液冷フィン835を介して外部に放出されやすい。すなわち、冷媒RFからの放熱が液冷フィン835により促進される。このため、冷媒RFに熱が溜まるということを液冷フィン835により抑制できる。したがって、冷媒RFに熱が溜まって冷媒RFの冷却効果が低下するということを回避できる。
本実施形態では、EPU50が液冷フィン835を有していることで、液冷フィン835の分だけEPU50の重量が増加することになる。その一方で、上述したように冷媒RFからの放熱が液冷フィン835により促進される。このため、液冷フィン835により冷媒RFの冷却効果を維持しつつ、モータ外周路811の小型化や、冷媒RFの少量化、冷媒ポンプ801の小型化などにより、EPU50の軽量化を図ることができる。したがって、液冷フィン835によりEPU50の出力密度を向上させることができる。
本実施形態によれば、送風ファン121は、液冷フィン835に沿って外気風Foが流れるように送風する。この構成では、冷媒RFの熱が液冷フィン835を介して外気風Foに放出されやすくなる。すなわち、冷媒RFからの放熱が送風ファン121の送風により促進される。このため、冷媒RFに熱が溜まって冷媒RFの冷却効果が低下するということを送風ファン121の送風により確実に抑制できる。
本実施形態では、EPU50が送風ファン121を有していることで、送風ファン121の分だけEPU50の重量が増加することになる。その一方で、上述したように冷媒RFからの放熱が送風ファン121の送風により促進される。このため、送風ファン121により冷媒RFの冷却効果を維持しつつ、モータ外周路811の小型化や、冷媒RFの少量化、冷媒ポンプ801の小型化などにより、EPU50の軽量化を図ることができる。したがって、送風ファン121によりEPU50の出力密度を向上させることができる。
本実施形態によれば、EPU50は、eVTOL10を飛行させるために駆動する。この構成では、EPU50の駆動によりeVTOL10が飛行している状態で、冷媒通路810を循環する冷媒RFによりEPU50の出力密度を向上させることができる。eVTOL10等の航空機では、作動不良の懸念抑制の要求がシビアであるとともに、EPU50の出力密度に対する要求もシビアである。これに対して、本実施形態では、EPU50の出力密度に対するシビアな要求を実現する上で、冷媒RFによるEPU50の出力密度向上の効果を有効に発揮することができる。
本実施形態によれば、例浴び冷媒通路810を循環する冷媒RFによりユニットハウジング101の内部が冷却される。この構成では、ユニットハウジング101の内部においてモータ61やインバータ81の温度上昇を冷媒RFにより抑制できる。このため、モータ61やインバータ81について電流等の出力が低下する、ということが生じにくくなっている。しかも、ユニット外面101osに設けられた液冷フィン835により冷媒RFの熱が外部に放出される。この構成では、冷媒RFがモータ61やインバータ81を冷却する冷却効果を液冷フィン835により高めることができる。したがって、EPU50の出力密度を液冷フィン835により向上させることができる。
しかも、上述したように、冷媒RFは冷媒通路810を循環するため、冷媒RFを外部からEPU50に供給する必要がない。これにより、供給装置を不要にできる分だけeVTOL10を軽量化することや、供給配管を不要にできる分だけEPU50を軽量化することが可能になる。
本実施形態では、液冷フィン835の分だけEPU50の重量が増加することになる。その一方で、EPU50では、冷媒RFに熱が溜まって冷媒RFの冷却効果が低下するということを液冷フィン835により抑制できる。このように冷媒RF及び液冷フィン835により効率的にEPU50が冷却されるため、EPU50の出力密度を液冷フィン835により向上させることができる。
本実施形態によれば、液冷フィン835は、モータ外周路811を流れる冷媒RFの熱を放出するようにモータ外周路811に沿って複数並べられている。この構成では、冷媒RFがモータ外周路811のどの位置を流れている場合でも、冷媒RFの熱が液冷フィン835に伝わりやすい。すなわち、モータ外周路811では、冷媒RFの位置に関係なく冷媒RFの熱が液冷フィン835から外部に放出されやすい。このため、冷媒RFに熱が溜まるということを液冷フィン835により確実に抑制できる。
本実施形態によれば、モータ外周路811を内蔵したユニット液冷部821がユニットハウジング101に含まれている。この構成では、モータ外周路811を流れる冷媒RFによりユニットハウジング101を直接的に冷却することができる。このため、モータ装置60やインバータ装置80の熱がユニットハウジング101に溜まるということをユニット液冷部821により抑制できる。しかも、液冷フィン835は、ユニット液冷部821の外側に設けられている。この構成では、冷媒RFからユニット液冷部821に付与された熱が液冷フィン835から外部に放出されやすい。このため、冷媒RFによるユニットハウジング101の冷却効果を液冷フィン835により更に高めることができる。
本実施形態によれば、空冷フィン836は、ユニット外面101osに沿って液冷フィン835に並べられ、ユニットハウジング101の熱を放出する。この構成では、ユニットハウジング101において、冷媒RFによる冷却効果が付与されにくいユニット空冷部822などの部位に熱が溜まることを空冷フィン836により抑制できる。このため、ユニットハウジング101においてユニット液冷部821ではない部位の冷却効果が低下する、ということを空冷フィン836により抑制できる。
また、この構成では、モータ装置60やインバータ装置80の熱が冷媒RFを介して液冷フィン835から外部に放出されること、及びこの熱が冷媒RFを介さずに空冷フィン836から外部に放出されることの両方が実現される。このため、EPU50では、冷却したい対象物に応じて液冷フィン835と空冷フィン836とを使い分けることができる。これにより、EPU50の出力密度の最適化をきめ細かく図ることができる。
本実施形態によれば、液冷フィン835と空冷フィン836とは、ユニット外面101osに沿って軸方向ADに並べられている。この構成では、例えば気体が外気風Foとしてユニット外面101osに沿って軸方向ADに流れている場合、この外気風Foは液冷フィン835及び空冷フィン836の両方に沿って流れやすい。この場合、外気風Foは、液冷フィン835及び空冷フィン836のそれぞれからの放熱を促進できる。このため、液冷フィン835及び空冷フィン836の放熱効果を高めることで、EPU50の冷却効果を維持しつつ、液冷フィン835や空冷フィン836の小型化や少数化を実現できる。このような液冷フィン835や空冷フィン836の小型化や少数化により、EPU50の軽量化を図ることでEPU50の出力密度を向上させることができる。
また、この構成では、液冷フィン835と空冷フィン836とで外気風Foを共用できる。このため、外気風Foにより液冷フィン835及び空冷フィン836をまとめて効率よく空冷できる。したがって、液冷フィン835及び空冷フィン836に対する外気風Foのロスを低減することができる。このように外気風Foのロスを低減することで、液冷フィン835及び空冷フィン836の小型化や少数化を実現できる。
<第2実施形態>
上記第1実施形態では、モータユニット100が空冷フィン836を有していた。これに対して、第2実施形態では、モータユニット100が空冷フィン836を有していない。第2実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第2本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図7に示すように、モータユニット100は、モータフィン72及び液冷フィン835を有している一方で、インバータフィン92及び空冷フィン836を有していない。外周壁フィン831には、モータフィン72及び液冷フィン835が含まれている一方で、インバータフィン92及び空冷フィン836が含まれていない。外周壁フィン831は、モータ外周壁面70cに設けられている一方で、インバータ外周壁面90cに設けられていない。本実施形態では、インバータ装置80にてユニット空冷部822に伝わった熱は、熱Hbとして空冷フィン836を介さずにユニット空冷部822から直接的に外部に放出される。
<第3実施形態>
上記第1実施形態では、モータ装置60がインバータ装置80に対して外気風Foの風上に設けられていた。これに対して、第3実施形態では、モータ装置60が風下側に設けられている。第3実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第3本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図8に示すように、モータ装置60は、インバータ装置80に対して外気風Foの風下側にある。軸方向ADでは、モータ装置60とプロペラ20との間にインバータ装置80が設けられている。ユニット液冷部821及び液冷フィン835は、ユニット空冷部822及び空冷フィン836に対して外気風Foの風下側にある。モータ外周壁71及びモータフィン72は、インバータ外周壁91及びインバータフィン92に対して外気風Foの風下側にある。
<第4実施形態>
上記第1実施形態では、冷媒通路810においてモータ外周路811がモータ装置60の外周側に設けられていた。これに対して、第4実施形態では、冷媒通路810がインバータ装置80の外周側に設けられている。第4実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第4本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図9に示すように、冷媒通路810は、インバータ外周路812を有している。インバータ外周路812は、インバータ81を外周側から覆うように設けられている。例えば、インバータ外周路812は、アームスイッチ部530を外周側から覆う位置に設けられている。インバータ外周路812は、インバータ81にとってのウォータジャケットである。インバータ外周路812は、周方向CDに延びるように環状に形成されている。インバータ外周路812は、インバータハウジング90に設けられている。その一方で、インバータ外周路812は、モータハウジング70には設けられていない。
インバータ外周路812は、冷媒RFがユニット外面101osに沿って流れるように、ユニット外面101osに沿って延びている。インバータ外周路812は、外面通路に相当する。インバータ外周路812は、ユニットハウジング101に内蔵されている。インバータ外周路812は、ユニットハウジング101においてユニット外面101osの内側に設けられている。インバータ外周路812は、内蔵通路に相当する。インバータ外周路812は、ユニットハウジング101においてユニット外面101osとユニット内面101isとの間に設けられている。
本実施形態では、インバータ外周路812は、インバータ装置80に含まれている。インバータ外周路812は、冷媒RFがインバータハウジング外面90osに沿って流れるように、インバータハウジング外面90osに沿って延びている。インバータ外周路812は、インバータハウジング90に内蔵されている。インバータ外周路812は、インバータハウジング90においてインバータハウジング外面90osとインバータハウジング内面90isとの間に設けられている。
インバータ外周路812は、冷媒RFがインバータ外周壁面90cに沿って流れるように、インバータ外周壁面90cに沿って延びている。インバータ外周路812は、インバータ外周壁91に内蔵されている。インバータ外周路812は、インバータ上流壁98とインバータ下流壁99とにかけ渡されるように軸方向ADに延びている。インバータ外周路812は、インバータ外周壁91においてインバータ外周壁面90cとインバータ内壁面91aとの間に設けられている。
本実施形態では、ユニット液冷部821がインバータ外周路812を形成している。ユニット液冷部821は、インバータハウジング90に含まれている。ユニット液冷部821は、インバータ外周壁91の少なくとも一部を有している。例えば、インバータ外周壁91がユニット液冷部821である。
本実施形態では、液冷フィン835は、インバータフィン92の少なくとも一部である。例えば、インバータフィン92が液冷フィン835である。インバータフィン92は、液冷フィン835として、インバータ外周壁91の内部を流れる冷媒RFの熱を外部に放出する。
インバータ外周路812は、周方向CDに直交する方向においてモータ装置60及びインバータ装置80の両方に並ぶ位置に設けられている。インバータ外周路812は、共通通路に相当する。周方向CDに直交する方向のうち径方向RDでは、インバータ外周路812とインバータ装置80とが並んでいる。本実施形態では、インバータ外周路812がインバータハウジング90の径方向外側にあることで、インバータ外周路812とインバータ装置80とが径方向RDに並んでいる。インバータ外周路812は、インバータ装置80の外周側に設けられている。インバータ外周路812は、インバータハウジング内面90isに径方向RDに並んでいる。インバータ外周路812を流れる冷媒RFは、インバータ装置80を径方向外側から冷却する。例えば、インバータ外周路812を流れる冷媒RFは、アームスイッチ部530を外周側から冷却する。
周方向CDに直交する方向のうち軸方向ADでは、インバータ外周路812とモータ装置60とが並んでいる。インバータ外周路812は、軸方向ADにおいてモータハウジング内面70isとインバータ下流壁面90bとの間に設けられている。インバータ外周壁91がユニット液冷部821を有していることで、径方向RDでは、インバータ内壁面91aがモータ内壁面71aよりも径方向内側に設けられている。インバータ外周路812の少なくとも一部は、モータ内壁面71aよりも径方向内側にある。インバータ外周路812を流れる冷媒RFは、モータ装置60をモータ下流壁面70b側から冷却する。
ユニット空冷部822は、モータハウジング70に含まれている。ユニット空冷部822は、モータ外周壁71の少なくとも一部である。例えば、モータ外周壁71がユニット空冷部822である。本実施形態では、空冷フィン836は、モータフィン72の少なくとも一部である。例えば、モータフィン72が空冷フィン836である。モータフィン72は、空冷フィン836として、モータ外周壁71の熱を外部に放出する。
図9に示すように、モータ装置60にてユニット空冷部822に伝わった熱は、熱Haとして空冷フィン836から外部に放出される。例えば、モータ61等で発生した熱は、熱Haとしてモータ空間74からモータ外周壁71に伝わった後、モータフィン72から外部に放出される。
例えば、アームスイッチ部530等で発生した熱は、熱Hbとしてインバータ空間94から冷媒RFに伝わる。また、モータコイル211等で発生した熱は、熱Hbとしてモータ空間74から冷媒RFに伝わる。冷媒RFに伝わった熱Hbは、熱Hcとして、インバータ外周壁91において冷媒RFからインバータフィン92に伝わり、インバータフィン92から外部に放出される。
本実施形態では、冷媒ポンプ801が駆動すると、冷媒RFがインバータ外周路812を通過するように冷媒通路810を循環する。インバータ外周路812では、冷媒RFが周方向CDに循環するように流れる。
本実施形態によれば、インバータ外周路812は、モータ装置60に軸方向ADに並べられ、且つインバータ装置80の外周側に設けられている。この構成では、インバータ外周路812をモータ装置60の外周側に設ける必要がない。このため、例えばインバータ外周路812がモータ装置60の外周側に設けられた構成に比べて、周方向CDにおいてインバータ外周路812を短くできる。上述したように、インバータ外周路812の短尺化を図ることで、EPU50の軽量化によりEPU50の出力密度を向上させることができる。
本実施形態では、インバータ外周路812がモータ装置60の一部に軸方向ADに並べられていることで、モータ装置60に対するインバータ外周路812の冷却効果が、インバータ装置80に対するインバータ外周路812の冷却効果より低めになることがある。その一方で、上述したようにインバータ外周路812の短尺化によりEPU50の軽量化を図ることができる。これらのように、モータ装置60に対するインバータ外周路812の冷却効果を大きく低減させることなくEPU50の軽量化を図ることで、EPU50の出力密度を向上させることができる。
<第5実施形態>
上記第4実施形態では、インバータ装置80がモータ装置60に対して外気風Foの風下側に設けられていた。これに対して、第5実施形態では、インバータ装置80がモータ装置60に対して外気風Foの風上側に設けられている。第5実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第4実施形態と同様である。第5本実施形態では、上記第4実施形態と異なる点を中心に説明する。
図10に示すように、インバータ装置80は、モータ装置60に対して外気風Foの風上側にある。軸方向ADでは、上記第3実施形態と同様に、モータ装置60とプロペラ20との間にインバータ装置80が設けられている。ユニット液冷部821及び液冷フィン835は、ユニット空冷部822及び空冷フィン836に対して外気風Foの風上側にある。インバータ外周壁91及びインバータフィン92は、モータ外周壁71及びモータフィン72に対して外気風Foの風上側にある。
<第6実施形態>
上記第5実施形態では、モータユニット100が空冷フィン836を有していた。これに対して、第6実施形態では、モータユニット100が空冷フィン836を有していない。第6実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第5実施形態と同様である。第6本実施形態では、上記第5実施形態と異なる点を中心に説明する。
本実施形態では、上記第2実施形態と同様に、モータユニット100は、モータフィン72及び液冷フィン835を有している一方で、インバータフィン92及び空冷フィン836を有していない。図11に示すように、外周壁フィン831には、インバータフィン92及び液冷フィン835が含まれている一方で、モータフィン72及び空冷フィン836が含まれていない。外周壁フィン831は、インバータ外周壁面90cに設けられている一方で、モータ外周壁面70cに設けられていない。本実施形態では、モータ装置60にてユニット空冷部822に伝わった熱は、熱Hbとして空冷フィン836を介さずにユニット空冷部822から直接的に外部に放出される。
<第7実施形態>
上記第1実施形態では、モータ外周路811がモータ装置60の外周側に設けられ、上記第4実施形態では、インバータ外周路812がインバータ装置80の外周側に設けられていた。これに対して、第7実施形態では、冷媒通路810がモータ装置60及びインバータ装置80の両方の外周側に設けられている。第7実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第7本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図12に示すように、冷媒通路810は、共通外周路813を有している。共通外周路813は、モータ61及びインバータ81の両方を外周側から覆うように設けられている。例えば、共通外周路813は、モータコイル211及びアームスイッチ部530の両方を外周側から覆う位置に設けられている。共通外周路813は、モータ61及びインバータ81の両方にとってのウォータジャケットである。共通外周路813は、周方向CDに延びるように環状に形成されている。共通外周路813は、モータハウジング70及びインバータハウジング90の両方に設けられている。共通外周路813は、モータハウジング70とインバータハウジング90とにかけ渡された状態になっている。
共通外周路813は、モータコイル211を外周側から覆う位置に設けられている。共通外周路813は、モータコイル211の外周面に沿って延びている。共通外周路813は、モータ61の少なくともモータコイル211を冷却可能である。共通外周路813は、モータコイル211を外周側から冷却する。共通外周路813は、コイル冷却路に相当する。
共通外周路813は、冷媒RFがユニット外面101osに沿って流れるように、ユニット外面101osに沿って延びている。共通外周路813は、外面通路に相当する。共通外周路813は、ユニットハウジング101に内蔵されている。共通外周路813は、ユニットハウジング101においてユニット外面101osの内側に設けられている。共通外周路813は、内蔵通路に相当する。共通外周路813は、ユニットハウジング101においてユニット外面101osとユニット内面101isとの間に設けられている。
本実施形態では、共通外周路813は、モータ装置60及びインバータ装置80の両方に含まれている。共通外周路813は、冷媒RFがモータハウジング外面70os及びインバータハウジング外面90osの両方に沿って流れるように、モータハウジング外面70os及びインバータハウジング外面90osに沿って延びている。共通外周路813は、モータハウジング70及びインバータハウジング90に内蔵されている。共通外周路813は、モータハウジング70においてモータハウジング外面70osとインバータハウジング外面90osとの間に設けられている。また、共通外周路813は、インバータハウジング90においてインバータハウジング外面90osとインバータハウジング内面90isとの間に設けられている。
共通外周路813は、冷媒RFがモータ外周壁面70c及びインバータ外周壁面90cの両方に沿って流れるように、モータ外周壁面70c及びインバータ外周壁面90cの両方に沿って延びている。共通外周路813は、モータ外周壁71及びインバータ外周壁91の両方に内蔵されている。共通外周路813は、モータ外周壁71とインバータ外周壁91との境界部を軸方向ADに跨いだ状態になっている。共通外周路813は、上流プレート106と下流プレート107とにかけ渡されるように軸方向ADに延びている。例えば、共通外周路813は、モータ上流壁78とインバータ下流壁99とにかけ渡された状態になっている。
共通外周路813は、モータ外周壁71においてモータ外周壁面70cとモータ内壁面71aとの間に設けられている。また、共通外周路813は、インバータ外周壁91においてインバータ外周壁面90cとインバータ内壁面91aとの間に設けられている。
本実施形態では、ユニット液冷部821が共通外周路813を形成している。ユニット液冷部821は、モータハウジング70及びインバータハウジング90の両方に含まれている。ユニット液冷部821は、モータ外周壁71の少なくとも一部と、インバータ外周壁91の少なくとも一部とを有している。例えば、モータ外周壁71及びインバータ外周壁91の両方がユニット液冷部821である。本実施形態では、モータユニット100がユニット空冷部822を有していない。
本実施形態では、液冷フィン835は、モータフィン72の少なくとも一部であるとともに、インバータフィン92の少なくとも一部である。例えば、モータフィン72及びインバータフィン92の両方が液冷フィン835である。モータフィン72及びインバータフィン92は、液冷フィン835として、モータ外周壁71及びインバータ外周壁91の内部を流れる冷媒RFの熱を外部に放出する。なお、本実施形態では、モータユニット100が空冷フィン836を有していない。
共通外周路813は、周方向CDに直交する方向においてモータ装置60及びインバータ装置80の両方に並ぶ位置に設けられている。共通外周路813は、共通通路に相当する。共通外周路813は、周方向CDに直交する方向のうち径方向RDにおいて、モータ装置60及びインバータ装置80の両方に並んでいる。本実施形態では、共通外周路813がモータハウジング70及びインバータハウジング90の両方の径方向外側にあることで、共通外周路813がモータ装置60及びインバータ装置80の両方に径方向RDに並んでいる。共通外周路813は、モータ装置60及びインバータ装置80の両方の外周側に設けられている。
共通外周路813は、モータハウジング内面70is及びインバータハウジング内面90isの両方に径方向RDに並んでいる。共通外周路813を流れる冷媒RFは、モータ装置60及びインバータ装置80を径方向外側から冷却する。例えば、共通外周路813を流れる冷媒RFは、モータコイル211及びアームスイッチ部530を外周側から冷却する。
図12に示すように、モータ装置60及びインバータ装置80のそれぞれにおいて、ユニット液冷部821に伝わった熱は、熱Hbとして冷媒RFに付与される。例えば、モータコイル211及びアームスイッチ部530等で発生した熱は、熱Hbとしてモータ空間74及びインバータ空間94から冷媒RFに伝わる。冷媒RFに伝わった熱Hbは、熱Hcとして、モータ外周壁71及びインバータ外周壁91において冷媒RFからモータフィン72及びインバータフィン92に伝わり、モータフィン72及びインバータフィン92から外部に放出される。
本実施形態では、冷媒ポンプ801が駆動すると、冷媒RFが共通外周路813を通過するように冷媒通路810を循環する。共通外周路813では、冷媒RFが周方向CDに循環するように流れる。
本実施形態によれば、共通外周路813は、モータ装置60とインバータ装置80とにかけ渡されるように軸方向ADに延び、モータ装置60及びインバータ装置80のそれぞれの外周側に設けられている。この構成では、モータ装置60に対する共通外周路813の冷却効果と、インバータ装置80に対する共通外周路813の冷却効果とがばらつくということが生じにくい。すなわち、モータ装置60及びインバータ装置80のうち一方に対する共通外周路813の冷却効果が不足する、ということを抑制できる。このようにモータ装置60及びインバータ装置80の両方について冷却効果の不足を抑制することで、EPU50の出力密度を向上させることができる。
本実施形態では、モータ装置60及びインバータ装置80の両方が共通外周路813により外周側から冷却されるため、モータ装置60及びインバータ装置80の両方について放熱量を十分に確保できる。したがって、モータ装置60及びインバータ装置80を大型化させることなく出力を向上させることができ、出力密度の向上を実現できる。
<第8実施形態>
上記第7実施形態では、冷媒RFがモータ装置60及びインバータ装置80の外周側を流れるように冷媒通路810が設けられていた。これに対して、第8実施形態では、冷媒RFがモータ装置60とインバータ装置80との間を流れるように冷媒通路810が設けられている。第8実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第7実施形態と同様である。第8本実施形態では、上記第7実施形態と異なる点を中心に説明する。
図13に示すように、冷媒通路810は、共通外周路813に加えて軸介在路814を有している。軸介在路814は、軸方向ADにおいてモータ61とインバータ81との間に設けられている。軸介在路814は、軸方向ADに直交する方向に延びている。軸介在路814は、冷媒RFがモータハウジング内面70is及びインバータハウジング内面90isの両方に沿って流れるように、モータハウジング内面70is及びインバータハウジング内面90isの両方に沿って延びている。
軸介在路814は、仕切プレート108に沿って延びるように仕切プレート108に設けられている。軸介在路814は、仕切プレート108に内蔵されている。軸介在路814は、モータハウジング70とインバータハウジング90との境界部に沿って延びている。例えば、軸介在路814は、モータ下流壁79及びインバータ上流壁98の少なくとも一方に内蔵されている。ユニット液冷部821は、仕切プレート108の少なくとも一部を有している。例えば、仕切プレート108がユニット液冷部821である。
軸介在路814は、周方向CDに直交する方向においてモータ装置60及びインバータ装置80の両方に並ぶ位置に設けられている。軸介在路814は、共通通路に相当する。軸介在路814は、周方向CDに直交する方向のうち軸方向ADにおいて、モータ装置60及びインバータ装置80の両方に並んでいる。本実施形態では、軸介在路814が軸方向ADにおいてモータハウジング70とインバータハウジング90との間にあることで、軸介在路814がモータ装置60及びインバータ装置80の両方に軸方向ADに並んでいる。
軸介在路814は、モータハウジング内面70is及びインバータハウジング内面90isの両方に軸方向ADに並んでいる。軸介在路814は、モータ装置60及びインバータ装置80を軸方向ADに冷却する。例えば、軸介在路814は、モータ装置60を外気風Foの風下側から冷却する。また、軸介在路814は、インバータ装置80を外気風Foの風上側から冷却する。
仕切プレート108は、下流ベアリング361を支持している。下流ベアリング361は軸受部に相当する。仕切プレート108は、軸受支持部に相当する。軸介在路814は、仕切プレート108に内蔵されていることで仕切プレート108を冷却する。軸介在路814は支持冷却路に相当する。
軸介在路814は、共通外周路813に接続されている。軸介在路814は、共通外周路813の径方向内側に設けられている。軸介在路814の外周端と共通外周路813の内周端とが接続されている。冷媒通路810では、冷媒RFが共通外周路813及び軸介在路814の両方を流れるように循環する。
本実施形態によれば、下流ベアリング361を支持する仕切プレート108が、軸介在路814により冷却される。この構成では、仕切プレート108の熱が、軸介在路814を流れる冷媒RFに放出されやすい。このため、仕切プレート108に熱が溜まることを軸介在路814により抑制できる。
仕切プレート108がベアリング保持部材として下流ベアリング361を保持した構成では、仕切プレート108は、高強度を得るために肉厚にならざるを得ず、ボリュームが大きい。このように仕切プレート108のボリュームが大きいと、仕切プレート108の熱マスが増加することになる。このため、モータユニット100では、モータ負荷が一時的に上昇した場合であっても、モータコイル211の熱を仕切プレート108で吸収することが可能である。したがって、仕切プレート108の熱マスが大きいことで、モータコイル211の温度が一時的に上昇することを抑制できる。熱マスは、熱を吸収できる容積である。
しかも、本実施形態では、仕切プレート108が軸介在路814により冷却されるため、仕切プレート108がモータコイル211から吸収した熱が冷媒RFに放出されやすい。モータ負荷の一時的な上昇に伴って仕切プレート108の温度が上昇しても、軸介在路814により仕切プレート108の温度を速やかに低下させることができる。このため、モータ負荷の一時的な上昇が繰り返し発生しても、仕切プレート108の熱マスとしての機能が低下することを軸介在路814により抑制できる。
なお、冷媒通路810は、軸介在路814に加えて、モータ外周路811やインバータ外周路812を有していてもよい。例えば、軸介在路814は、モータ外周路811やインバータ外周路812に接続されていてもよい。また、軸介在路814は、仕切プレート108を冷却可能であれば、仕切プレート108に内蔵されていなくてもよい。例えば、軸介在路814を形成する形成部が仕切プレート108に取り付けられていてもよい。
また、上流プレート106は、上流ベアリング360を支持している。このため、上流ベアリング360を軸受部とし、上流プレート106を軸受支持部として、上流プレート106を冷却する支持冷却路が設けられていてもよい。この支持冷却路は、例えば上流プレート106に内蔵されていてもよい。
<第9実施形態>
上記第1実施形態では、モータ装置60とインバータ装置80とが軸方向ADに並べられていた。これに対して、第9実施形態では、モータ装置60とインバータ装置80とが径方向RDに並べられている。第9実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第9本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図14、図15に示すように、インバータ装置80は、モータ装置60の外周側に設けられている。インバータ装置80は、モータ外周壁71に沿って周方向CDに延びている。ユニットハウジング101では、モータハウジング70とインバータハウジング90とが径方向RDに並べられている。モータハウジング70の外周側では、インバータハウジング90とモータフィン72とが周方向CDに並べられている。例えば、モータハウジング70の外周側には、1つのインバータハウジング90がモータ外周壁71に沿って周方向CDに延びている。モータハウジング70の外周側においてインバータハウジング90が設けられていない領域では、複数のモータハウジング70が周方向CDに並べられている。
ユニットハウジング101は、径仕切壁109を有している。径仕切壁109は、ユニット空間102を径方向RDに仕切っている。径仕切壁109は、径方向RDに直交する方向に延びている。ユニット空間102では、モータ空間74とインバータ空間94とが径方向RDに並んでいる。径仕切壁109は、モータ空間74とインバータ空間94との間に設けられており、モータ空間74とインバータ空間94とを仕切っている。径仕切壁109は、モータハウジング70及びインバータハウジング90の少なくとも一部を形成している。例えば、径仕切壁109は、モータ外周壁71の少なくとも一部を形成している。
冷媒通路810は、径介在路815及び介在延出路816を有している。径介在路815及び介在延出路816は、上記第1実施形態のモータ外周路811と同様に、モータ装置60の外周側に設けられている。径介在路815及び介在延出路816は、周方向CDに延びている。径介在路815及び介在延出路816は、モータ上流壁78とモータ下流壁79とにかけ渡されるように軸方向ADに延びている。径介在路815と介在延出路816とは、周方向CDに並べられている。径介在路815と介在延出路816とは、互いに接続されている。介在延出路816は、径介在路815から周方向CDに延出した状態になっている。
径介在路815及び介在延出路816は、モータコイル211を外周側から覆う位置に設けられている。径介在路815及び介在延出路816は、モータコイル211の外周面に沿って延びている。径介在路815及び介在延出路816は、モータ61の少なくともモータコイル211を冷却可能である。径介在路815及び介在延出路816は、モータコイル211を外周側から冷却する。径介在路815及び介在延出路816は、コイル冷却路に相当する。
径介在路815は、径方向RDにおいてモータ61とインバータ81との間に設けられている。径介在路815は、冷媒RFがモータ内壁面71a及びインバータ内壁面91aの両方に沿って流れるように、モータ内壁面71a及びインバータ内壁面91aの両方に沿って延びている。介在延出路816は、径方向RDにおいてモータ61とモータフィン72との間に設けられている。介在延出路816は、冷媒RFがモータ内壁面71aに沿って流れるように、モータ内壁面71aに沿って延びている。冷媒通路810では、冷媒RFが径介在路815及び介在延出路816の両方を流れるように循環する。
本実施形態では、ユニット液冷部821が径介在路815及び介在延出路816を形成している。ユニット液冷部821では、径介在路815を形成した部位が径仕切壁109に含まれている。径介在路815は、径仕切壁109に内蔵されている。ユニット液冷部821では、介在延出路816を形成した部位がモータ外周壁71に含まれている。介在延出路816は、モータ外周壁71に内蔵されている。介在延出路816は、外面通路及び内蔵通路に相当する。介在延出路816の外周側には、液冷フィン835としてモータフィン72が設けられている。
径介在路815は、周方向CDに直交する方向においてモータ装置60及びインバータ装置80の両方に並ぶ位置に設けられている。径介在路815は、共通通路に相当する。径介在路815は、周方向CDに直交する方向のうち径方向RDにおいて、モータ装置60及びインバータ装置80の両方に並んでいる。本実施形態では、径介在路815が径方向RDにおいてモータハウジング70とインバータハウジング90との間にあることで、径介在路815がモータ装置60及びインバータ装置80の両方に径方向RDに並んでいる。
本実施形態によれば、径介在路815は、径方向RDにおいてモータ装置60とインバータ装置80との間に設けられている。この構成では、モータ装置60とインバータ装置80との間で熱が授受されることを径介在路815により規制できる。このため、モータ装置60及びインバータ装置80のうち一方から他方に熱が伝わって他方の温度が過剰に高くなる、ということを抑制できる。
本実施形態では、径介在路815がインバータ装置80の内周側に設けられている。この構成では、径介在路815をインバータ装置80の外周側に設ける必要がない。また、径介在路815をインバータ装置80に径方向RDに並ぶ位置に設ける必要がない。したがって、周方向CDにおいて径介在路815を短くできる。このように、径介在路815の短尺化を図ることで、EPU50の軽量化が可能になり、EPU50の出力密度を向上させることができる。
また、EPU50では、モータ装置60がインバータ装置80よりも高温になりやすいと考えられる。この場合、モータ装置60の熱がインバータ装置80に伝わることで、インバータ装置80の温度が過剰に高くなることが懸念される。これに対して、本実施形態では、モータ装置60の熱がインバータ装置80に伝わる前に、モータ装置60の熱が径介在路815にて冷媒RFに放出される。このため、モータ装置60の熱によりインバータ装置80の温度が過剰に高くなるということを抑制できる。また、インバータ装置80の冷却を径介在路815により促進することで、EPU50の出力密度を向上させることができる。
<第10実施形態>
上記第9実施形態では、EPU50がモータハウジング70及びインバータハウジング90を1つずつ有していた。これに対して、第10実施形態では、EPU50が1つのモータハウジング70に対して複数のインバータハウジング90を有している。第10実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第9実施形態と同様である。第10本実施形態では、上記第9実施形態と異なる点を中心に説明する。
図16に示すように、モータ装置60の外周側には、インバータ装置80が複数設けられている。インバータ装置80は、モータ外周壁71に沿って周方向CDに複数並べられている。周方向CDに隣り合う2つのインバータ装置80は、互いに周方向CDに離れた位置にある。周方向CDに隣り合う2つのインバータ装置80の間には、モータフィン72が設けられている。
冷媒通路810では、径介在路815及び介在延出路816が周方向CDに複数ずつ並べられている。径介在路815と介在延出路816とは、周方向CDに交互に並べられている。ユニット液冷部821では、径介在路815を形成した部位と、介在延出路816を形成した部位とが、周方向CDに交互に並べられている。
<第11実施形態>
上記第9実施形態では、モータ装置60の外周側において、インバータ装置80が環状に形成されていなかった。これに対して、第11実施形態では、インバータ装置80が環状に形成されている。第11実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第9実施形態と同様である。第11本実施形態では、上記第9実施形態と異なる点を中心に説明する。
図17、図18に示すように、インバータ装置80及びインバータハウジング90は、モータ外周壁71に沿って周方向CDに環状に延びている。モータユニット100では、径介在路815、ユニット液冷部821及びユニット空冷部822が、インバータ装置80と共に周方向CDに環状に延びている。ユニット液冷部821及びユニット空冷部822は、上流プレート106及び下流プレート107に含まれている。上流プレート106及び下流プレート107では、径仕切壁109に軸方向ADに並んだ部位がユニット液冷部821であり、径仕切壁109から径方向RDにずれた位置にある部位がユニット空冷部822である。なお、モータユニット100は、モータフィン72及び外周壁フィン831を有していない。
図17に示すように、EPU50は、上流壁フィン832及び下流壁フィン833を有している。上流壁フィン832及び下流壁フィン833は、モータユニット100に含まれている。上流壁フィン832及び下流壁フィン833は、上記第1実施形態の外周壁フィン831と同様に、放熱フィンである。上流壁フィン832は、ユニット上流壁面101aに設けられている。下流壁フィン833は、ユニット下流壁面101bに設けられている。
上流壁フィン832及び下流壁フィン833は、周方向CDに直交する方向に延びている。上流壁フィン832及び下流壁フィン833は、径方向RDに延びている。上流壁フィン832及び下流壁フィン833は、径方向RDにおいて、径介在路815を介してモータハウジング70とインバータハウジング90とにかけ渡された状態になっている。上流壁フィン832及び下流壁フィン833は、周方向CDに複数並べられている。
上流壁フィン832及び下流壁フィン833には、液冷フィン835及び空冷フィン836が含まれている。上流壁フィン832及び下流壁フィン833では、ユニット液冷部821に設けられた部位が液冷フィン835であり、ユニット空冷部822に設けられた部位が空冷フィン836である。
本実施形態では、送風ファン121がモータユニット100の上流側及び下流側のそれぞれに設けられている。上流側の送風ファン121は、外気風Foが上流壁フィン832に沿って径方向RDに流れるように設けられている。上流側の送風ファン121が駆動した場合、上流壁フィン832の熱は、外気風Foと共に径方向外側に向けて放出される。下流側の送風ファン121は、外気風Foが下流壁フィン833に沿って径方向RDに流れるように設けられている。下流側の送風ファン121が駆動した場合、下流壁フィン833の熱は、外気風Foと共に径方向外側に向けて放出される。
<第12実施形態>
上記第1実施形態では、冷媒通路810がユニットハウジング101の外側には設けられていなかった。これに対して、第12実施形態では、冷媒通路810の一部がユニットハウジング101の外側に設けられている。第12実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第12本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図19、図20に示すように、EPU50は、ラジエータ850を有している。ラジエータ850は、冷却装置800に含まれている。ラジエータ850は、冷媒RFの熱を外部に放出するための放熱部である。ラジエータ850は、ユニットハウジング101の外周側に設けられている。ラジエータ850は、ユニット外面101osに沿って周方向CDに環状に延びている。
ラジエータ850は、ラジエータフィン851、ラジエータ管852及びラジエータ通路853を有している。ラジエータフィン851は、上記第1実施形態の外周壁フィン831と同様に、ユニット外周壁面101cに設けられている。ラジエータフィン851は、冷媒RFの熱を外部に放出する放熱フィンである。ラジエータフィン851は、金属材料等により形成されており、熱伝導性を有している。ラジエータフィン851は、ユニット外周壁面101cから径方向外側に向けて延びている。ラジエータフィン851は、板状に形成されており、周方向CDに直交する方向に延びている。ラジエータフィン851は、軸方向ADに延びている。ラジエータフィン851は、周方向CDに複数並べられている。ラジエータフィン851は、ユニットハウジング101に固定されている。
ラジエータ管852は、ユニット外面101osから外側に離れた位置に設けられている。ラジエータ管852は、離間管部に相当する。ラジエータ管852は、ユニット外周壁面101cから径方向外側に離れた位置に設けられている。ラジエータ管852は、ユニット外周壁面101cに沿って周方向CDに環状に延びている。ラジエータ管852は、金属材料等により形成されており、熱伝導性を有している。ラジエータ管852は、ラジエータフィン851を周方向CDに貫通した状態になっている。ラジエータ管852は、複数のラジエータフィン851にかけ渡された状態になっている。ラジエータ管852は、扁平状に形成されており、径方向RDに直交する方向に延びている。
ラジエータ通路853は、冷媒通路810に含まれている。ラジエータ通路853は、ラジエータ管852により形成されている。ラジエータ通路853は、ユニット外面101osに沿って延びている。ラジエータ通路853は、外面通路に相当する。ラジエータ通路853は、ユニット外面101osから外側に離れた位置に設けられている。ラジエータ通路853は、離間通路に相当する。ラジエータ通路853は、径方向RDに直交する方向に延びている。ラジエータ通路853は、ユニット外周壁面101cに沿って周方向CDに環状に延びている。ラジエータ通路853は、軸方向ADに延びている。
ラジエータフィン851は、冷媒通路810を流れる冷媒RFの熱を外部に放出する。ラジエータフィン851は、冷媒フィンに相当する。ラジエータフィン851は、ラジエータ管852を支持している。ラジエータフィン851は、支持フィンに相当する。
ラジエータフィン851は、内周フィン851a及び外周フィン851bを有している。内周フィン851aと外周フィン851bとは、ラジエータ管852を介して径方向RDに並べられている。内周フィン851aは、ラジエータ管852の内周側に設けられている。内周フィン851aは、ユニット外周壁面101cから径方向外側に向けて延びている。内周フィン851aは、ラジエータ管852を支持している。内周フィン851aは、支持フィン部に相当する。
外周フィン851bは、ラジエータ管852の外周側に設けられている。外周フィン851bは、ラジエータ管852から径方向外側に向けて延びている。外周フィン851bは、延出フィンに相当する。外周フィン851bは、ラジエータ管852を介して内周フィン851aに接続されている。なお、ラジエータフィン851では、内周フィン851aと外周フィン851bとが一体的に形成されていてもよい。また、内周フィン851aと外周フィン851bとは互いに独立して形成されていてもよい。
図19に示すように、冷媒通路810は、内部通路855を有している。内部通路855は、ラジエータ通路853に接続されている。内部通路855は、冷媒RFがユニットハウジング101の内部を流れるように設けられている。内部通路855は、ユニット内面101isの内側に設けられている。モータユニット100は、内部通路855を形成する通路形成部を有している。この通路形成部としては、ユニットハウジング101や配管部材などがある。内部通路855は、モータ61やインバータ81を冷却するように設けられている。内部通路855は、冷媒通路810においてユニット空間102に収容された部位である。
内部通路855は、モータ通路856及びインバータ通路857を有している。モータ通路856は、冷媒通路810においてモータ装置60を冷却する部位である。モータ通路856は、モータハウジング内面70isの内側に設けられている。モータ通路856は、内部通路855においてモータ空間74に収容された部位である。モータ通路856は、モータ61を冷却するように設けられている。例えば、モータ通路856は、モータコイル211を冷却するようにモータコイル211に沿って延びている。モータ通路856は、コイル冷却路に相当する。
インバータ通路857は、冷媒通路810においてインバータ装置80を冷却する部位である。インバータ通路857は、インバータハウジング内面90isの内側に設けられている。インバータ通路857は、内部通路855においてインバータ空間94に収容された部位である。インバータ通路857は、インバータ81を冷却するように設けられている。例えば、インバータ通路857は、フィルタ部品524、アームスイッチ部530及び平滑コンデンサ部580を冷却するように、フィルタ部品524、アームスイッチ部530及び平滑コンデンサ部580に沿って延びている。
冷媒通路810では、冷媒RFがラジエータ通路853及び内部通路855の両方を流れるように循環する。内部通路855では、冷媒RFがモータ通路856及びインバータ通路857の両方を流れる。冷媒通路810では、ラジエータ通路853で冷却された冷媒RFが、インバータ通路857を通過してからモータ通路856に到達し、モータ通路856を通過してラジエータ通路853に戻る。冷媒RFは、インバータ通路857にて熱を吸収した後に、更にモータ通路856にて熱を吸収し、その後、ラジエータ通路853にて熱を放出する。
本実施形態によれば、内部通路855は、冷媒RFがユニットハウジング101の内部を流れるように設けられている。この構成では、ユニットハウジング101の内部において、内部通路855を流れる冷媒RFによりアームスイッチ部530等の発熱部品を直接的に冷却できる。このため、発熱部品の放熱を促進できる。しかも、ユニットハウジング101の内部では、内部通路855の位置に関する自由度が高いため、冷媒RFが流れる位置に関する自由度も高い。このため、発熱部品の位置に合わせて内部通路855の位置を設定することが可能である。すなわち、発熱部品の位置に関する自由度を高めることができる。例えば、内部通路855がアームスイッチ部530を冷却できる位置に設けられているため、アームスイッチ部530を外気風Foにより冷却されるようにユニット内壁面105aに沿って複数並べるということが不要になる。したがって、アームスイッチ部530等の発熱部品についてレイアウト自由度を向上させることができる。
本実施形態によれば、内部通路855では、冷媒RFがインバータ通路857を流れてからモータ通路856を流れる。この構成では、冷媒RFは、モータ装置60の熱が付与されていない状態でインバータ装置80を冷却することができる。このため、インバータ装置80に対する冷媒RFの冷却効果を高めることができる。
EPU50では、モータ装置60がインバータ装置80よりも高温になりやすい。これに対して、本実施形態では、モータ装置60で加熱されていない状態の冷媒RFによりインバータ装置80を冷却できる。それでいて、それほど加熱されていない状態の冷媒RFでモータ装置60を冷却できる。このように、モータ装置60及びインバータ装置80の両方を効率よく冷却でき、冷媒RFの循環流量を低減できる。よって、冷媒RF及び冷媒ポンプ801の重量を軽量化でき、EPU50の出力密度を向上させることができる。
本実施形態によれば、ラジエータフィン851は、ラジエータ通路853を流れる冷媒RFの熱を放出するようにラジエータ管852を支持している。この構成では、ラジエータフィン851を利用してラジエータ通路853の位置を保持できる。しかも、ラジエータ通路853は、ユニット外面101osから外側に離れた位置に設けられている。この構成では、ラジエータ通路853をユニット外周壁105などユニットハウジング101に内蔵する必要がない。このため、ユニットハウジング101の設計自由度を高めることができる。したがって、EPU50の出力密度を向上させることができるユニットハウジング101を採用することができる。
本実施形態によれば、径方向RDでは、内周フィン851aがラジエータ管852の内側に設けられ、外周フィン851bがラジエータ管852の外側に設けられている。この構成では、内周フィン851a及び外周フィン851bをラジエータ管852の周囲を囲むように配置できる。このため、ラジエータ管852を流れる冷媒RFの熱が内周フィン851a及び外周フィン851bから放出されやすくなる。例えば、内周フィン851a及び外周フィン851bにより、周方向CDに直交する方向においてラジエータ管852から四方に熱を放出させることができる。したがって、EPU50の冷却効果を内周フィン851a及び外周フィン851bにより高めることができる。
なお、ラジエータフィン851は、内周フィン851a及び外周フィン851bのうち一方だけを有していてもよい。すなわち、ラジエータフィン851は、内周フィン851a及び外周フィン851bの少なくとも一方を有していればよい。また、ラジエータ850は、周方向CDに複数並べられていてもよい。この構成では、複数のラジエータ850のそれぞれが有するラジエータ通路853が互いに接続されていることが好ましい。
<第13実施形態>
上記第12実施形態では、EPU50がラジエータ850を有していた。これに対して、第13実施形態では、EPU50が共通通路を有している。第13実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第12実施形態と同様である。第13本実施形態では、上記第12実施形態と異なる点を中心に説明する。
図21、図22に示すように、EPU50は、上記第7実施形態と同様に、共通通路としての共通外周路813を有している。一方で、EPU50は、ラジエータ850を有していない。冷媒通路810は、共通外周路813及び内部通路855を有している。冷媒通路810では、共通外周路813と内部通路855とが接続されている。冷媒通路810では、冷媒RFが共通外周路813及び内部通路855の両方を流れるように循環する。EPU50では、共通外周路813及び内部通路855を流れる冷媒RFにより、モータユニット100が外側及び内側の両方から冷却される。
本実施形態では、上記第7実施形態とは異なり、EPU50が液冷フィン835を有していない。すなわち、共通外周路813を有するユニット液冷部821に液冷フィン835が設けられていない。この構成でも、共通外周路813を流れる冷媒RFの熱は、ユニット液冷部821にて外部に放出される。
<第14実施形態>
上記第1実施形態では、送風ファン121がモータユニット100に対して外気風Foの風上側に設けられていた。これに対して、第14実施形態では、送風ファン121がモータユニット100に対して外気風Foの風下側に設けられている。第14実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1実施形態と同様である。第14本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図23に示すように、送風ファン121は、モータユニット100に対して外気風Foの風下側だけに設けられている。この送風ファン121は、軸方向ADにおいてモータユニット100を介してプロペラ20とは反対側に設けられている。この送風ファン121は、モータユニット100とは反対側に向けて送風する。本実施形態では、風下側の送風ファン121により外気風Foが吸引されることで、外気風Foが軸方向ADに流れる。風下側の送風ファン121は、吸引ファンと称されることがある。送風ファン121は、モータユニット100に対して外気風Foの風上側には設けられていない。
また、図24に示すように、送風ファン121は、モータユニット100に対して外気風Foの風下側に加えて、風上側に設けられていてもよい。この構成では、2つの送風ファン121がモータユニット100を介して軸方向ADに並べられている。2つの送風ファン121のうち、風上側の送風ファン121は、上記第1実施形態と同様に、モータユニット100に向けて送風する。一方、風下側の送風ファン121は、図23に示した送風ファン121と同様に、モータユニット100とは反対側に向けて送風する。
<第15実施形態>
上記第1実施形態では、複数のアームスイッチ部530が径方向RDに並べられていた。これに対して、第15実施形態では、複数のアームスイッチ部530が周方向CDに並べられている。第15実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第1施形態と同様である。第15本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図25に示すように、アームスイッチ部530は、駆動外周端512に沿って周方向CDに複数並べられている。アームスイッチ部530は、インバータ内壁面91aに設けられている。アームスイッチ部530は、アームスイッチ部530の熱がインバータ外周壁91に伝わるようにインバータ内壁面91aに設けられている。アームスイッチ部530とインバータ外周壁91とは、直接的に熱交換が行われるようになっている。例えば、アームスイッチ部530は、インバータ内壁面91aに接触している。アームスイッチ部530は、ネジ等の固定具によりインバータ外周壁91に固定されている。
なお、アームスイッチ部530の熱がインバータ外周壁91に伝わるのであれば、アームスイッチ部530とインバータ内壁面91aとは接触していなくてもよい。例えば、伝熱ゲル等の伝熱部材がアームスイッチ部530とインバータ内壁面91aとの間に設けられていてもよい。
アームスイッチ部530は、アームスイッチ86に加えてダイオード87を有している。アームスイッチ部530では、ダイオード87を形成する素子が保護部により保護されている。
インバータ装置80では、平滑コンデンサ部580がアームスイッチ部530から径方向内側に離れた位置に設けられている。平滑コンデンサ部580は、駆動外周端512から径方向内側に離れた位置にある。平滑コンデンサ部580は、駆動外周端512に沿って周方向CDに複数並べられている。平滑コンデンサ部580は、径方向RDに延びるように全体として直方体状に形成されている。平滑コンデンサ部580では、長辺部が径方向RDに延びており、短辺部が周方向CDに延びている。
フィルタ部品524は、平滑コンデンサ部580と同様に、アームスイッチ部530から径方向内側に離れた位置に設けられている。フィルタ部品524は、平滑コンデンサ部580から径方向内側に離れた位置にある。フィルタ部品524は、平滑コンデンサ部580と同様に、周方向CDに複数並べられている。少なくとも一部のフィルタ部品524は、径方向RDに延びるように全体として直方体状に形成されている。少なくとも一部のフィルタ部品524は、長辺部が径方向RDに延びており、短辺部が周方向CDに延びている。
複数のフィルタ部品524では、Yコンデンサ部527及びXコンデンサ部528が周方向CDに複数ずつ並べられている。Yコンデンサ部527及びXコンデンサ部528は、径方向RDに延びるように全体として直方体状に形成されている。Yコンデンサ部527及びXコンデンサ部528では、長辺部が径方向RDに延びており、短辺部が周方向CDに延びている。
インバータ装置80では、径方向外側の部位ほど熱が発生しやすくなっている。アームスイッチ部530、平滑コンデンサ部580及びフィルタ部品524は、通電に伴って発熱する発熱部品である。インバータ装置80は、通電に伴って発熱しやすい部品ほど径方向外側に設けられている。アームスイッチ部530は、平滑コンデンサ部580及びフィルタ部品524よりも発熱しやすい。そこで、アームスイッチ部530は、平滑コンデンサ部580及びフィルタ部品524のいずれよりも径方向外側に設けられている。例えば、アームスイッチ部530は、平滑コンデンサ部580及びフィルタ部品524のいずれよりも発熱量が大きく、高温になりやすい。
フィルタ部品524は、アームスイッチ部530及び平滑コンデンサ部580のいずれよりも発熱しにくい。このため、フィルタ部品524は、アームスイッチ部530及び平滑コンデンサ部580のいずれよりも径方向内側に設けられている。例えば、フィルタ部品524は、アームスイッチ部530及び平滑コンデンサ部580のいずれよりも高温になりにくい。
複数のフィルタ部品524では、Xコンデンサ部528及びYコンデンサ部527が平滑コンデンサ部580よりも径方向内側にある。Xコンデンサ部528及びYコンデンサ部527は、平滑コンデンサ部580と共に、アームスイッチ部530よりも径方向内側にある。Xコンデンサ部528及びYコンデンサ部527は、平滑コンデンサ部580と同様に、アームスイッチ部530よりも発熱しにくい。アームスイッチ部530はスイッチ部品に相当する。平滑コンデンサ部580、Xコンデンサ部528及びYコンデンサ部527は、コンデンサ部品に相当する。
本実施形態によれば、アームスイッチ部530は、径方向RDにおいて平滑コンデンサ部580及びフィルタ部品524とインバータ内壁面91aとの間に設けられている。この構成では、アームスイッチ部530がインバータ外周壁91に近い位置にあるため、アームスイッチ部530の熱がインバータ外周壁91から外部に放出されやすい。また、この構成では、アームスイッチ部530の熱がインバータ内壁面91aに伝わる経路に、平滑コンデンサ部580及びフィルタ部品524が存在しない。このため、アームスイッチ部530の熱が、インバータ外周壁91から外部に放出される前に平滑コンデンサ部580及びフィルタ部品524にたまる、ということを抑制できる。したがって、アームスイッチ部530と平滑コンデンサ部580とフィルタ部品524との位置関係により、アームスイッチ部530、平滑コンデンサ部580及びフィルタ部品524の放熱効果を高めることができる。
本実施形態によれば、アームスイッチ部530は、アームスイッチ部530の熱がインバータ内壁面91aに伝わるようにインバータ内壁面91aに設けられている。この構成では、アームスイッチ部530の熱がインバータ外周壁91を介して外部に放出されやすい。このため、アームスイッチ部530の冷却効果を高めることができる。
なお、本実施形態では、上記第4実施形態のインバータ外周路812や、上記第7実施形態の共通外周路813のように、インバータ外周壁91に共通通路が設けられていてもよい。この構成では、共通通路に近い位置にアームスイッチ部530が設けられるため、共通通路を流れる冷媒RFによるアームスイッチ部530の冷却効果を高めることができる。
<他の実施形態>
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、又は組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
上記各実施形態において、冷媒通路810によりモータ装置60及びインバータ装置80の両方が冷却されるのであれば、冷媒通路810はどのような構成になっていてもよい。例えば、冷媒通路810は、モータ外周路811、インバータ外周路812及び共通外周路813の全てを有していてもよく、少なくとも1つを有していてもよい。
また、冷媒通路810では、内部通路855がどのように設けられていてもよい。例えば、内部通路855を形成する通路形成部がユニット空間102に設けられているのではなく、ユニット空間102そのものが内部通路855になっていてもよい。すなわち、ユニット内面101isが内部通路855を形成していてもよい。この構成では、冷媒RFがユニット空間102に直接的に流入する。このユニット空間102では、モータ61やインバータ81が冷媒RFに浸された状態になっていてもよい。例えば、モータ装置60では、モータコイル211が冷媒RFに浸されていてもよい。インバータ装置80では、アームスイッチ部530やバスバ、パワーカード、コンデンサなどが冷媒RFに浸されていてもよい。
上記各実施形態において、EPU50は、外周壁フィン831等の放熱フィンを有していなくてもよい。例えば、上記第13実施形態のように、ユニット液冷部821に対して液冷フィン835が設けられていなくてもよい。このようにEPU50が液冷フィン835を有していなくても、ユニット液冷部821を流れる冷媒RFによりモータ装置60及びインバータ装置80を冷却することが可能である。
上記各実施形態において、冷媒通路810は、ユニットハウジング101の内部を冷却するのであれば、モータ装置60及びインバータ装置80の少なくとも一方を冷却すればよい。例えば、冷媒通路810は、モータ装置60及びインバータ装置80のうち一方だけを冷却してもよい。冷媒通路810では、内部通路855がモータ空間74及びインバータ装置80の一方だけに設けられていてもよい。
上記各実施形態において、ユニットハウジング101等の収容ハウジングには、モータ61及びインバータ81の少なくとも一方が収容されていればよい。例えば、ユニットハウジング101は、モータ61及びインバータ81のうち一方だけを収容していてもよい。
上記各実施形態において、内部通路855は、モータ装置60及びインバータ装置80の少なくとも一方を冷却可能であればよい。例えば、内部通路855は、モータ装置60とインバータ装置80とをまとめて冷却するように設けられていてもよい。また、内部通路855は、モータ装置60を冷却してからインバータ装置80を冷却するように設けられていてもよい。
上記各実施形態において、インバータハウジング90の内部では、平滑コンデンサ部580やアームスイッチ部530等の部品がどのように配置されていてもよい。例えば、複数のアームスイッチ部530は、上記第1実施形態のように径方向RDに並べられていてもよく、上記第15実施形態のように周方向CDに並べられていてもよい。また、アームスイッチ部530と平滑コンデンサ部580とフィルタ部品524とが周方向CDに並べられていてもよい。
上記各実施形態において、モータ61は、ダブルロータ式のモータでなくてもよい。例えば、モータ61は、1つのロータを有するシングルロータ式のモータでもよい。また、モータ61は、アキシャルギャップ式のモータでなくてもよい。例えば、モータ61は、ラジアルギャップ式のモータでもよい。このモータ61では、例えばロータの径方向外側にステータが設けられている。
上記各実施形態において、冷媒ポンプ801は、電動ポンプでなくてもよい。例えば、冷媒ポンプ801は、遠心ポンプ等の機械式ポンプであってもよい。この構成では、冷媒ポンプ801がモータ61の駆動に伴って冷媒RFを流す。この冷媒ポンプ801は、例えばモータシャフト340に設けられている。
上記各実施形態において、送風ファン121は、機械式のファンでなくてもよい。例えば、送風ファン121は、電動モータを有する電動式の電動ファンであってもよい。この構成では、送風ファン121は、バッテリ31等から供給される電力により駆動する。この送風ファン121は、モータ61の駆動状態に関係なく送風することが可能である。
上記各実施形態において、EPU50は送風ファン121を有していなくてもよい。この構成でも、プロペラ風を外気風FoとしてEPU50の冷却に利用することが可能である。
上記各実施形態において、ユニットハウジング101では、ユニット空間102がモータ空間74とインバータ空間94とに仕切られていなくてもよい。すなわち、モータ空間74とインバータ空間94とが連続した空間になっていてもよい。例えば上記第1実施形態において、ユニットハウジング101は仕切プレート108を有していなくてもよい。
上記各実施形態において、eVTOL10では、少なくとも1つのプロペラ20が少なくとも1つのEPU50により駆動される構成であればよい。例えば、1つのプロペラ20が複数のEPU50により駆動される構成でもよく、複数のプロペラ20が1つのEPU50により駆動される構成でもよい。
上記各実施形態において、eVTOL10は、チルトロータ機でなくてもよい。例えば、eVTOL10において、複数のプロペラ20に、リフト用のプロペラ20とクルーズ用のプロペラ20とがそれぞれ含まれていてもよい。このeVTOL10では、例えば、上昇する場合にはリフト用のプロペラ20が駆動し、前方に進む場合にはクルーズ用のプロペラ20が駆動する。
上記各実施形態において、EPU50が搭載される飛行体は、電動式であれば、垂直離着陸機でなくてもよい。例えば、飛行体は、電動航空機として、滑走を伴う離着陸が可能な飛行体でもよい。さらに、飛行体は、回転翼機又は固定翼機でもよい。飛行体は、人が乗らない無人飛行体でもよい。
上記各実施形態において、EPU50が搭載される移動体は、回転体の回転により移動可能であれば、飛行体でなくてもよい。例えば、移動体は、車両、船舶、建設機械、農業機械であってもよい。例えば、移動体が車両や建設機械などである場合、回転体は移動用の車輪などであり、出力軸部は車軸などである。移動体が船舶である場合、回転体は推進用のスクリュープロペラなどであり、出力軸部はプロペラ軸などである。
(技術的思想の開示)
この明細書は、以下に列挙する複数の項に記載された複数の技術的思想を開示している。いくつかの項は、後続の項において先行する項を択一的に引用する多項従属形式(a multiple dependent form)により記載されている場合がある。さらに、いくつかの項は、他の多項従属形式の項を引用する多項従属形式(a multiple dependent form referring to another multiple dependent form)により記載されている場合がある。これらの多項従属形式で記載された項は、複数の技術的思想を定義している。
(技術的思想A1)
電力により駆動する駆動装置(50)であって、
電力が供給されるモータ(61)を有するモータ装置(60)と、
前記モータに供給される電力を変換するインバータ(81)を有するインバータ装置(80)と、
前記モータ及び前記インバータを収容している収容ハウジング(101)と、
冷媒(RF)を循環させる冷媒通路(810)と、前記冷媒を前記冷媒通路に流す冷媒ポンプ(801)と、を有し、前記冷媒通路を流れる前記冷媒により前記モータ装置及び前記インバータ装置の両方を冷却する冷却装置(800)と、
を備えている駆動装置。
(技術的思想A2)
前記冷媒通路は、
前記モータの回転軸線(Cm)に対して周方向(CD)に延び、前記冷媒が前記モータ装置及び前記インバータ装置の両方を冷却するように、前記周方向に直交する方向(AD,RD)において前記モータ装置及びインバータ装置の両方に並べられた共通通路(811,812,813,814,815)、を有している技術的思想A1に記載の駆動装置。
(技術的思想A3)
前記冷媒通路は、前記共通通路として、前記回転軸線の軸方向(AD)において前記インバータ装置に並べられ、前記モータ装置の外周側に設けられたモータ外周路(811)、を有している技術的思想A2に記載の駆動装置。
(技術的思想A4)
前記冷媒通路は、前記共通通路として、前記回転軸線の軸方向(AD)において前記モータ装置に並べられ、前記インバータ装置の外周側に設けられたインバータ外周路(812)、を有している技術的思想A2又はA3に記載の駆動装置。
(技術的思想A5)
前記冷媒通路は、前記共通通路として、前記回転軸線の軸方向(AD)において前記モータ装置と前記インバータ装置とにかけ渡されるように延び、前記モータ装置及び前記インバータ装置のそれぞれの外周側に設けられた共通外周路(813)、を有している技術的思想A2~A4のいずれか1つに記載の駆動装置。
(技術的思想A6)
前記冷媒通路は、前記共通通路として、前記回転軸線の径方向(RD)において前記モータ装置と前記インバータ装置との間に設けられた径介在路(815)、を有している技術的思想A2~A5のいずれか1つに記載の駆動装置。
(技術的思想A7)
前記冷媒通路は、前記冷媒が前記収容ハウジングの内部を流れるように設けられた内部通路(855,856,857)、を有している技術的思想A1~A6のいずれか1つに記載の駆動装置。
(技術的思想A8)
前記内部通路は、前記モータ装置を冷却するモータ通路(856)と、前記インバータ装置を冷却するインバータ通路(857)と、を有しており、前記冷媒が前記インバータ通路を流れてから前記モータ通路を流れるように設けられている、技術的思想A7に記載の駆動装置。
(技術的思想A9)
前記モータ装置は、
前記モータの駆動に伴って回転するモータシャフト(340)と、
前記モータシャフトを回転可能に支持する軸受部(361)と、
前記軸受部を支持する軸受支持部(108)と、
を有しており、
前記冷媒通路は、前記軸受支持部を冷却する支持冷却路(814)を有している、技術的思想A1~A8のいずれか1つに記載の駆動装置。
(技術的思想A10)
前記冷媒通路は、前記モータのコイル(211)を冷却するコイル冷却路(811,813,815,816,856)を有している、技術的思想A1~A9のいずれか1つに記載の駆動装置。
(技術的思想A11)
前記インバータと、前記収容ハウジングに含まれ且つ前記インバータを収容したインバータハウジング(90)と、を有するインバータ装置(80)、を備え、
前記インバータ装置は、
前記電力を変換するためのスイッチ部品(530)と、
前記スイッチ部品に通電可能に接続されたコンデンサ部品(527,528,580)と、
を有しており、
前記スイッチ部品は、前記モータの回転軸線(Cm)の径方向(RD)において、前記コンデンサ部品と前記インバータハウジングの内壁面(91a)との間に設けられている、技術的思想A1~A10のいずれか1つに記載の駆動装置。
(技術的思想A12)
前記スイッチ部品は、前記スイッチ部品の熱が前記内壁面に伝わるように前記内壁面に設けられている、技術的思想A11に記載の駆動装置。
(技術的思想A13)
前記収容ハウジングの外面(101os)に設けられ、前記冷媒の熱を放出する冷媒フィン(835,851)、を備えている技術的思想A1~A12のいずれか1つに記載の駆動装置。
(技術的思想A14)
前記収容ハウジングに設けられ、前記冷媒フィンに沿って気体(Fo)が流れるように送風する送風ファン(121)、を備えている技術的思想A13に記載の駆動装置。
(技術的思想A15)
飛行体(10)に設けられ、前記飛行体を飛行させるために電力により駆動する駆動装置である、技術的思想A1~A14のいずれか1つに記載の駆動装置。
(技術的思想B1)
電力により駆動する駆動装置(50)であって、
電力が供給されるモータ(61)を有するモータ装置(60)と、
前記モータに供給される電力を変換するインバータ(81)を有するインバータ装置(80)と、
前記モータ及び前記インバータの少なくとも一方を収容している収容ハウジング(101)と、
冷媒(RF)を循環させる冷媒通路(810)と、前記冷媒を前記冷媒通路に流す冷媒ポンプ(801)と、を有し、前記冷媒通路を流れる前記冷媒により前記収容ハウジングの内部を冷却する冷却装置(800)と、
前記収容ハウジングの外面である収容ハウジング外面(101os)に設けられ、前記冷媒の熱を放出する冷媒フィン(835,851)と、
を備えている駆動装置。
(技術的思想B2)
前記冷媒通路は、
前記冷媒が前記収容ハウジング外面に沿って流れるように、前記収容ハウジング外面に沿って延びた外面通路(811,812,813,816,853)、を有しており、
前記冷媒フィンは、前記外面通路を流れる前記冷媒の熱を放出するように前記外面通路に沿って複数並べられている、技術的思想B1に記載の駆動装置。
(技術的思想B3)
前記収容ハウジングに含まれ、前記収容ハウジングに内蔵された内蔵通路(811,812,813,816)を前記外面通路として形成している通路内蔵部(821)と、
前記冷媒フィンとして、前記通路内蔵部の外側に設けられた外側フィン(835)と、
を備えている技術的思想B2に記載の駆動装置。
(技術的思想B4)
前記収容ハウジング外面から外側に離れた位置に設けられた離間通路(853)を前記外面通路として形成している離間管部(852)と、
前記冷媒フィンとして、前記離間管部を支持し、前記離間通路を流れる前記冷媒の熱を放出する支持フィン(851)と、
を備えている技術的思想B2又はB3に記載の駆動装置。
(技術的思想B5)
前記支持フィンは、
前記モータの回転軸線(Cm)の径方向(RD)において前記離間管部の内側に設けられた内周フィン(851a)と、
前記径方向において前記離間管部の外側に設けられた外周フィン(851b)と、
を有している技術的思想B4に記載の駆動装置。
(技術的思想B6)
前記収容ハウジング外面に沿って前記冷媒フィンに並べられ、前記収容ハウジングの熱を放出するハウジングフィン(836)、を備えている技術的思想B1~B5のいずれか1つに記載の駆動装置。
(技術的思想B7)
前記冷媒フィンと前記ハウジングフィンとは、前記モータの回転軸線(Cm)が延びる軸方向(AD)に前記収容ハウジング外面に沿って並べられている、技術的思想B6に記載の駆動装置。
(技術的思想B8)
前記冷媒通路は、前記冷媒が前記収容ハウジングの内部を流れるように設けられた内部通路(855,856,857)、を有している技術的思想B1~B7のいずれか1つに記載の駆動装置。
(技術的思想B9)
前記内部通路は、前記モータ装置を冷却するモータ通路(856)と、前記インバータ装置を冷却するインバータ通路(857)と、を有しており、前記冷媒が前記インバータ通路を流れてから前記モータ通路を流れるように設けられている、技術的思想B8に記載の駆動装置。
(技術的思想B10)
前記モータ装置は、
前記モータの駆動に伴って回転するモータシャフト(340)と、
前記モータシャフトを回転可能に支持する軸受部(361)と、
前記軸受部を支持する軸受支持部(108)と、
を有しており、
前記冷媒通路は、前記軸受支持部を冷却する支持冷却路(814)を有している、技術的思想B1~B9のいずれか1つに記載の駆動装置。
(技術的思想B11)
前記冷媒通路は、前記モータのコイル(211)を冷却するコイル冷却路(811,813、815,816,856)を有している、技術的思想B1~B10のいずれか1つに記載の駆動装置。
(技術的思想B12)
前記インバータと、前記収容ハウジングに含まれ且つ前記インバータを収容したインバータハウジング(90)と、を有するインバータ装置(80)、を備え、
前記インバータ装置は、
前記電力を変換するためのスイッチ部品(530)と、
前記スイッチ部品に通電可能に接続されたコンデンサ部品(527,528,580)と、
を有しており、
前記スイッチ部品は、前記モータの回転軸線(Cm)の径方向(RD)において、前記コンデンサ部品と前記インバータハウジングの内壁面(91a)との間に設けられている、技術的思想B1~B10のいずれか1つに記載の駆動装置。
(技術的思想B13)
前記スイッチ部品は、前記スイッチ部品の熱が前記インバータハウジングの内壁面(91a)に伝わるように前記内壁面に設けられている、技術的思想B12に記載の駆動装置。
(技術的思想B14)
前記収容ハウジングに設けられ、前記冷媒フィンに沿って気体(Fo)が流れるように送風する送風ファン(121)、を備えている技術的思想B1~B13のいずれか1つに記載の駆動装置。
(技術的思想B15)
飛行体(10)に設けられ、前記飛行体を飛行させるために電力により駆動する駆動装置である、技術的思想B1~B14のいずれか1つに記載の駆動装置。
10…飛行体としてのeVTOL、50…駆動装置としてのEPU、60…モータ装置、61…モータ、80…インバータ装置、81…インバータ、90…インバータハウジング、91a…内壁面としてのインバータ内壁面、101…収容ハウジングとしてのユニットハウジング、101os…外面としてのユニット外面101os、108…軸受支持部としての仕切プレート、121…送風ファン、211…コイルとしてのモータコイル、340…モータシャフト、361…軸受部としての下流ベアリング、527…コンデンサ部品としてのYコンデンサ部、528…コンデンサ部品としてのXコンデンサ部、530…スイッチ部品としてのアームスイッチ部、580…コンデンサ部品としての平滑コンデンサ部、800…冷却装置、801…冷媒ポンプ、810…冷媒通路、811…共通通路及びコイル冷却路としてのモータ外周路、812…共通通路としてのインバータ外周路、813…共通通路及びコイル冷却路としての共通外周路、814…共通通路及び支持冷却路としての軸介在路、815…共通通路及びコイル冷却路としての径介在路、816…コイル冷却路としての介在延出路、835…冷媒フィンとしての液冷フィン、851…冷媒フィンとしてのラジエータフィン、855…内部通路、856…内部通路及びコイル冷却路としてのモータ通路、857…内部通路としてのインバータ通路、Cm…回転軸線、Fo…気体としての外気流、AD…軸方向、CD…周方向、RD…径方向、RF…冷媒。

Claims (15)

  1. 電力により駆動する駆動装置(50)であって、
    電力が供給されるモータ(61)を有するモータ装置(60)と、
    前記モータに供給される電力を変換するインバータ(81)を有するインバータ装置(80)と、
    前記モータ及び前記インバータを収容している収容ハウジング(101)と、
    冷媒(RF)を循環させる冷媒通路(810)と、前記冷媒を前記冷媒通路に流す冷媒ポンプ(801)と、を有し、前記冷媒通路を流れる前記冷媒により前記モータ装置及び前記インバータ装置の両方を冷却する冷却装置(800)と、
    を備えている駆動装置。
  2. 前記冷媒通路は、
    前記モータの回転軸線(Cm)に対して周方向(CD)に延び、前記冷媒が前記モータ装置及び前記インバータ装置の両方を冷却するように、前記周方向に直交する方向(AD,RD)において前記モータ装置及びインバータ装置の両方に並べられた共通通路(811,812,813,814,815)、を有している請求項1に記載の駆動装置。
  3. 前記冷媒通路は、前記共通通路として、前記回転軸線の軸方向(AD)において前記インバータ装置に並べられ、前記モータ装置の外周側に設けられたモータ外周路(811)、を有している請求項2に記載の駆動装置。
  4. 前記冷媒通路は、前記共通通路として、前記回転軸線の軸方向(AD)において前記モータ装置に並べられ、前記インバータ装置の外周側に設けられたインバータ外周路(812)、を有している請求項2又は3に記載の駆動装置。
  5. 前記冷媒通路は、前記共通通路として、前記回転軸線の軸方向(AD)において前記モータ装置と前記インバータ装置とにかけ渡されるように延び、前記モータ装置及び前記インバータ装置のそれぞれの外周側に設けられた共通外周路(813)、を有している請求項2又は3に記載の駆動装置。
  6. 前記冷媒通路は、前記共通通路として、前記回転軸線の径方向(RD)において前記モータ装置と前記インバータ装置との間に設けられた径介在路(815)、を有している請求項2又は3に記載の駆動装置。
  7. 前記冷媒通路は、前記冷媒が前記収容ハウジングの内部を流れるように設けられた内部通路(855,856,857)、を有している請求項1~3のいずれか1つに記載の駆動装置。
  8. 前記内部通路は、前記モータ装置を冷却するモータ通路(856)と、前記インバータ装置を冷却するインバータ通路(857)と、を有しており、前記冷媒が前記インバータ通路を流れてから前記モータ通路を流れるように設けられている、請求項7に記載の駆動装置。
  9. 前記モータ装置は、
    前記モータの駆動に伴って回転するモータシャフト(340)と、
    前記モータシャフトを回転可能に支持する軸受部(361)と、
    前記軸受部を支持する軸受支持部(108)と、
    を有しており、
    前記冷媒通路は、前記軸受支持部を冷却する支持冷却路(814)を有している、請求項1~3のいずれか1つに記載の駆動装置。
  10. 前記冷媒通路は、前記モータのコイル(211)を冷却するコイル冷却路(811,813,815,816,856)を有している、請求項1~3のいずれか1つに記載の駆動装置。
  11. 前記インバータと、前記収容ハウジングに含まれ且つ前記インバータを収容したインバータハウジング(90)と、を有するインバータ装置(80)、を備え、
    前記インバータ装置は、
    前記電力を変換するためのスイッチ部品(530)と、
    前記スイッチ部品に通電可能に接続されたコンデンサ部品(527,528,580)と、
    を有しており、
    前記スイッチ部品は、前記モータの回転軸線(Cm)の径方向(RD)において、前記コンデンサ部品と前記インバータハウジングの内壁面(91a)との間に設けられている、請求項1~3のいずれか1つに記載の駆動装置。
  12. 前記スイッチ部品は、前記スイッチ部品の熱が前記内壁面に伝わるように前記内壁面に設けられている、請求項11に記載の駆動装置。
  13. 前記収容ハウジングの外面(101os)に設けられ、前記冷媒の熱を放出する冷媒フィン(835,851)、を備えている請求項1~3のいずれか1つに記載の駆動装置。
  14. 前記収容ハウジングに設けられ、前記冷媒フィンに沿って気体(Fo)が流れるように送風する送風ファン(121)、を備えている請求項13に記載の駆動装置。
  15. 飛行体(10)に設けられ、前記飛行体を飛行させるために電力により駆動する駆動装置である、請求項1~3のいずれか1つに記載の駆動装置。
JP2022139554A 2022-09-01 2022-09-01 駆動装置 Pending JP2024034954A (ja)

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