JP6458435B2 - 車両用モータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両駆動用のモータ装置（電気モータ式原動機）に関する。

駆動源として電動機（以下、単にモータという）を備えた電気自動車やハイブリッド車のような電動車両には、モータを駆動するための交流電力を生成するインバータと、モータやインバータ等を冷却する冷却装置とが搭載される。モータ及びインバータは、互いに近接して配置され、例えば高電圧ケーブルによって電気的に接続されて、一つのモータパワープラント（動力装置）を構成する。例えば特許文献１には、モータとインバータとを単一のケース部に収容したモータ駆動装置が開示されている。

また、一般的に冷却装置は、冷却すべき部位の近傍を通って設けられる冷却通路と、冷却通路内で冷却媒体を循環させるポンプと、冷却媒体を放熱するラジエータと、冷却媒体を貯留するタンクとを備える。このタンクは、冷却媒体内に発生した気泡を冷却媒体から分離する、いわゆる気水分離タンクであり、タンク上部に設けられる冷却媒体の補給口には、圧力調整弁が装着されたキャップが取り付けられる。これに関して、例えば特許文献２には、車両の姿勢変化などでタンク内の水面が変動しても、冷却媒体に含まれる気泡がタンク出口から排出されないようにしたタンクの構造が開示されている。

特開２０１３−１９２３７４号公報 特開２０１４−６６２５０号公報

上記の特許文献１の技術では、省スペース化を図るという観点から、モータとインバータとを単一のケース部内で近接させて配置することが望ましい。しかしながら、モータ及びインバータは何れも作動時に発熱するため、これらを近接させて配置することは両者の放熱性の低下を招きかねない。このため、モータ及びインバータを含む動力装置（以下、モータ装置という）の小型化，省スペース化を実現しながら、さらにモータ及びインバータを冷却する冷却装置の冷却性能を高めることが求められる。

本件は上記のような課題に鑑み創案されたもので、本件の目的の一つは、省スペース化と冷却性能の向上とを両立させることができるようにした、車両用モータ装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

（１）ここで開示する車両用モータ装置は、車両駆動源としてのモータ部と、交流電力を生成するインバータ部とを備える。また、前記モータ部が収容されるモータ空間と、前記インバータ部が収容されるインバータ空間と、前記モータ部及び前記インバータ部を冷却するための冷却部と、を内部に有する金属製のケーシングと、前記冷却部へ冷却媒体を送るポンプとを備える。前記ケーシングは、冷却媒体を貯留するとともに気水分離を行うタンクの容器部を一体で有し、前記容器部と前記インバータ空間とが壁部を介して隣接するようにダイカスト成形される。

（２）前記ケーシングは、車両搭載時に前記モータ空間の上方に隔壁部を介して前記インバータ空間を有し、前記インバータ空間の側方に前記壁部を介して隣接配置された前記容器部を有することが好ましい。この場合、前記インバータ部は、直流電力を平滑化するコンデンサ部と、複数のスイッチング素子を有する電力変換部と、を有することが好ましく、前記電力変換部は、前記インバータ空間内において、前記コンデンサ部よりも前記壁部寄りに配置されることが好ましい。

（３）前記ケーシングは、アルミニウム合金で成形されることが好ましい。
（４）前記容器部は、上面全体が開放した箱型に形成されることが好ましい。この場合、前記タンクは、前記容器部の上縁部に固定され、前記上面全体を閉塞する樹脂製の蓋部を有することが好ましく、前記蓋部は、前記タンクの内部と外部とを連通する補給口に装着される圧力調整弁付きのキャップを有することが好ましい。なお、ここでいう「上面」や「上端部」は、前記車両用モータ装置が前記車両に搭載された状態での上面，上端部を意味する。

（５）前記タンクは、内部に貯留する冷却媒体の水位を外部から視認可能な水位確認部を有することが好ましい。前記水位確認部は、例えば前記容器部の側面に縦長の孔部を形成し、この孔部を透明又は半透明の樹脂部材で閉塞したのぞき窓として構成されていてもよいし、前記容器部の側面に上下二箇所に孔部を形成し、前記容器部の側方に上下方向に延びる透明又は半透明のパイプを設け、このパイプの上下端の開口をそれぞれ前記孔部に接続した水位計として構成されていてもよい。

（６）前記ポンプは、前記ケーシングに一体的に設けられることが好ましい。例えば、前記ポンプの全体又は一部が前記ケーシング内に収容されることで前記ケーシングと一体的に設けられてもよいし、前記ケーシングの外表面に固定されることで前記ケーシングと一体的に設けられていてもよい。
（７）この場合、前記ケーシングは、前記容器部の底面部に貫設され、前記容器部内に貯留された冷却媒体を排出する排出口を有することが好ましく、さらに前記ポンプは、前記排出口の直下方に配置され、前記排出口から排出される冷却媒体を取り入れることが好ましい。

（８）前記車両用モータ装置は、前記ケーシングとは別体で設けられ、前記冷却部を流通後の冷却媒体を放熱させるラジエータを備えることが好ましい。この場合、前記ケーシングは、前記容器部の側面部に貫設されるとともに前記ラジエータの出口部と接続され、前記容器部内へ冷却媒体が流入する流入口を有することが好ましい。

開示の車両用モータ装置によれば、モータ部及びインバータ部を収容するケーシングと気水分離タンクの容器部とをダイカスト成形により一体成型するため、車両用モータ装置をコンパクトにすることができ、省スペース化を実現することができる。また、容器内に貯留されている冷却媒体がケーシングの熱を奪うため、車両用モータ装置の冷却性能を向上させることができる。さらに、ケーシングが、容器部とインバータ空間とが壁部を介して隣接するようにダイカスト成形されるため、容器内に貯留されている冷却媒体によって、インバータ空間に収容されるインバータ部の冷却性能を高めることができる。したがって、省スペース化と冷却性能の向上とを両立させることができる。

一実施形態に係る車両用モータ装置の模式的な縦断面図である。 図１の車両用モータ装置の模式的な分解斜視図である。 図１の車両用モータ装置の構成を例示するブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

［１．構成］
［１−１．全体構成］
本実施形態に係る車両用モータ装置（電気モータ式原動機、以下、単にモータ装置という）は、電気自動車やハイブリッド車のような電動車両に搭載され、バッテリに蓄えられた電気エネルギを機械エネルギに変換するものである。モータ装置は、バッテリと電気的に接続されるとともに、車輪と機械的に接続されて、バッテリの電力から生成した回転力を車輪へと伝達する。

図１は、本モータ装置１の軸心Ｏを通る鉛直面で切断したモータ装置１の模式的な縦断面図である。なお、図１では、後述のモータ部２０の軸部２１，インバータ部３０，レゾルバ３，軸受４Ａ，４Ｂについては、断面を示すハッチを省略して示す。図２は、モータ装置１の模式的な分解斜視図であり、後述の上蓋部４３は省略し、インバータ部３０の制御回路部３３は二点鎖線で示す。図３は、図１及び図２に示すモータ装置１の構成を示すブロック図である。

以下の説明では、重力の方向を下方とし、その逆方向を上方とする。モータ装置１は、図１及び図２に示す向き（上下方向）のまま車両に搭載される。
図３に示すように、モータ装置１は、車両駆動用の動力を生成するモータ部２０と、交流電力を生成するインバータ部３０と、モータ部２０及びインバータ部３０を収容する金属製のケーシング４０と、モータ部２０及びインバータ部３０を冷却する冷却装置５とを備える。

冷却装置５は、モータ部２０及びインバータ部３０の近傍を通って設けられる冷却通路５０と、冷却通路５０内で冷却水（冷却媒体）を循環させるポンプ５５と、冷却水を放熱するラジエータ５６と、冷却水を貯留するとともに気水分離を行うタンク５７とを備える。ポンプ５５は、例えば電動のウォータポンプである。冷却通路５０は、ラジエータ５６の出口部５６ｂとタンク５７の流入口５７ａとを繋ぐ第一通路５１と、タンク５７の排出口５７ｂとポンプ５５の取入部５５ａとを繋ぐ第二通路５２と、ポンプ５５の吐出部５５ｂとラジエータ５６の入口部５６ａとを繋ぐ第三通路５３とを有する。

第一通路５１及び第二通路５２と第三通路５３のニップル５３Ｎよりも下流部分とは、ホースや配管などで構成される。一方、第三通路５３のニップル５３Ｎよりも上流部分は、ケーシング４０内に形成される。冷却水は、ラジエータ５６で冷却された後、第一通路５１を通ってタンク５７へ流入してタンク５７内に貯留される。この冷却水は、第二通路５２を介してポンプ５５へ取り入れられた後、第三通路５３へと吐出され、モータ部２０及びインバータ部３０の近傍を流通することでモータ部２０及びインバータ部３０の熱を奪ってこれらを冷却する。モータ部２０及びインバータ部３０の熱により温度上昇した冷却水は、ケーシング４０とは別体で設けられたラジエータ５６に流入して冷却される。

図１及び図２に示すように、ケーシング４０は、内部に複数の空間を有する。本実施形態では、インバータ部３０がケーシング４０の上部に設けられた空間４５（以下、インバータ空間４５という）に収容され、モータ部２０がケーシング４０の下部（インバータ空間４５の下方）に設けられた空間４４（以下、モータ空間４４という）に収容される。

まず、モータ部２０及びインバータ部３０の構成について説明する。モータ部２０は、インバータ部３０で生成された交流電力を用いて回転子を回転させることで、図示しない車輪へと伝達される回転力を生成するものであり、三相交流モータを構成する部分である。図１に示すように、モータ部２０は、回転子として、軸部２１と、軸部２１の外周に固定されるとともに磁石２５を内蔵したロータ鉄心２４とを有する。さらに、モータ部２０は、固定子として、ロータ鉄心２４の外周面に沿って周方向に等間隔に配置された複数のステータ鉄心２３と、各ステータ鉄心２３に巻き付けられたコイル２２とを有する。各ステータ鉄心２３は、ケーシング４０のモータ空間４４を囲む内壁に対して固定されている。

本実施形態の軸部２１は、その軸心Ｏが水平方向に延びるように配置され、ケーシング４０に固定された二つの軸受４Ａ，４Ｂによって回転可能に支持される。軸部２１の一端部２１ａ（図１中の左端部、以下、出力側端部２１ａという）は、ケーシング４０の外側へ突設され、例えば図示しないギヤボックスを介して車軸に接続される。一方、軸部２１の他端部２１ｂ（図１中の右端部、以下、センサ側端部２１ｂという）は、モータ空間４４内に設けられた後述の隆起部４２ｂに収容される。このセンサ側端部２１ｂには、軸部２１の回転角を検出するレゾルバ（回転角センサ）３が装着される。

レゾルバ３は、レゾルバロータ３Ａとレゾルバステータ３Ｂと図示しない出力端子部とを有し、レゾルバステータ３Ｂに対するレゾルバロータ３Ａの回転角を出力端子部から図示しない制御装置に出力するものである。レゾルバロータ３Ａは、軸部２１のセンサ側端部２１ｂの外周面に固定され、レゾルバステータ３Ｂに対して相対回転可能に設けられて軸部２１とともに回転する。レゾルバステータ３Ｂは、レゾルバロータ３Ａの外周に配置され、隆起部４２ｂに固定される。

インバータ部３０は、図示しないバッテリの電力を動力源として作動し、バッテリから供給された直流電力を、モータ部２０を駆動するための交流電力に変換することで交流電力を生成し、この交流電力をモータ部２０へ供給するものである。インバータ部３０は、図１及び図２に示すように、電力変換部３１と、コンデンサ部３２と、制御回路部３３とを有する。

電力変換部３１は、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）と呼ばれるトランジスタやサイリスタ等のスイッチング素子を複数有し、これらのスイッチング素子をオンオフさせることで直流電力を交流電力に変換するものである。コンデンサ部３２は、バッテリと電力変換部３１とを接続する電気回路上に介装され、バッテリから供給される直流電力を平滑化するものである。制御回路部３３は、制御基板として形成され、電力変換部３１のスイッチング素子をオンオフ制御するものである。

インバータ部３０のうち、特に電力変換部３１及びコンデンサ部３２は、バッテリから流れ込む大電流によって発熱量が大きくなるため、高温になりやすい。このため、図１に示すように、電力変換部３１及びコンデンサ部３２には、これらを冷却するための冷却部５３Ａ，５３Ｂが近設される。

［１−２．要部構成］
次に、図１及び図２を用いてケーシング４０の構造とモータ部２０及びインバータ部３０の配置とについて詳述する。ケーシング４０は、その外観が、大きな直方体の一側面の上部に小さな直方体が組み合わされたような形状に形成された箱型部品であり、側蓋部４２と上蓋部４３とが組み付けられる。ケーシング４０は、アルミニウム合金を原料とし、ダイカストによって成形される。なお、側蓋部４２及び上蓋部４３は、ケーシング４０と同様にダイカストにより成形されてもよいし、これ以外の手法により成形されてもよい。

ケーシング４０は、モータ空間４４及びインバータ空間４５として機能する空間を内部に有するメインケース部４０Ａと、上記のタンク５７として機能する空間４６を内部に有するサブケース部４０Ｂとが一体成型される。メインケース部４０Ａ及びサブケース部４０Ｂは、何れも外形が直方体形状であり、メインケース部４０Ａの方がサブケース部４０Ｂよりも大きい。

メインケース部４０Ａは、上面視で矩形状の上面全体が開放されるとともに、上縁部４１Ｅよりもやや下方に水平面状の隔壁部４１Ａを有する。メインケース部４０Ａは、この隔壁部４１Ａによって内部の空間が上下二つの空間４４，４５に区画される。なお、メインケース部４０Ａは、軸部２１の一端側の側面部４１Ｂに、軸部２１が挿通される孔部４１ｈが形成され、軸部２１の他端側の側面部（壁部）４１Ｃに開口部４１ｇが形成されている。開口部４１ｇは、側面視で円形の上部が水平方向に切断された形状となっている。なお、これら孔部４１ｈ及び開口部４１ｇは、側面部４１Ｂ，４１Ｃのうち下方の空間４４（すなわちモータ空間４４）を囲む部分に設けられる。

側蓋部４２は、メインケース部４０Ａの他端側の側面部４１Ｃに形成された開口部４１ｇを塞ぐ蓋部材であり、側面部４１Ｃに複数のボルト７で固定される。上蓋部４３は、メインケース部４０Ａの開放された上面全体を塞ぐ蓋部材であり、メインケース部４０Ａの上縁部４１Ｅに図示しないボルトで固定される。側蓋部４２は、メインケース部４０Ａとともにモータ部２０が収容されるモータ空間４４を画設するものであり、上蓋部４３は、メインケース部４０Ａとともにインバータ部３０が収容されるインバータ空間４５を画設するものである。

本実施形態のインバータ空間４５は略直方体形状に形成されている。インバータ空間４５には、インバータ部３０の電力変換部３１，コンデンサ部３２及び制御回路部３３が互いに隙間をあけて配置される。電力変換部３１及びコンデンサ部３２は、インバータ空間４５とモータ空間４４との間を仕切る隔壁部４１Ａの上面に固定され、制御回路部３３は、電力変換部３１及びコンデンサ部３２の上方に図示しないブラケットを介して固定される。なお、本実施形態では、電力変換部３１が側面部４１Ｃ側に配置され、コンデンサ部３２が側面部４１Ｂ側に配置される。

モータ空間４４は、メインケース部４０Ａの下部において、水平方向に延びる軸心を有する略円柱形状に形成されている。モータ空間４４には、モータ部２０の軸心Ｏとモータ空間４４の軸心とが略一致するようにモータ部２０が収容される。モータ空間４４の内径は、モータ部２０の軸心Ｏを中心とした直径よりもやや大きく設定され、モータ空間４４の軸方向長さは、モータ部２０のロータ鉄心２４，ステータ鉄心２３及びコイル２２の軸方向長さに、レゾルバ３が配置される空間を加えた長さに設定される。つまり、モータ空間４４のうち、軸部２１のセンサ側端部２１ｂが収容される側には、レゾルバ３を配置するための空間（以下、周囲空間４４Ｄという）が設けられる。この周囲空間４４Ｄには、側蓋部４２が配置される。

側蓋部４２は、円板状に形成された円板部４２ａと、円板部４２ａの中心部から略円錐台形状に隆起した隆起部４２ｂと、隆起部４２ｂの周方向の一部における径方向外側に設けられたポンプ収容部４２ｃとを有する。円板部４２ａは、開口部４１ｇを塞ぐ部位であり、モータ空間４４の内径よりもやや大きい直径を有するように形成され、モータ空間４４の外側からメインケース部４０Ａに固定される。一方、隆起部４２ｂ及びポンプ収容部４２ｃは、モータ空間４４の周囲空間４４Ｄ内に配置される。

隆起部４２ｂは、軸部２１を軸支するとともにレゾルバ３を固定するための部位であり、軸心Ｏと同軸上に設けられる。隆起部４２ｂには、軸部２１を回転可能に支持する一方の軸受４Ｂと、レゾルバステータ３Ｂとが固定される。隆起部４２ｂの外径は、レゾルバ３の外径よりもやや大きく、且つモータ空間４４の直径よりも十分小さく設定される。

モータ空間４４内であって、レゾルバ３の外周（すなわち、メインケース部４０Ａの円筒状の内壁面と、隆起部４２ｂの外周面との間）には、周囲空間４４Ｄが存在する。この周囲空間４４Ｄは、レゾルバ３を軸部２１の軸心Ｏ上に配置することで生じた空間であり、デッドスペースである。そこで、このデッドスペースである周囲空間４４Ｄを有効活用すべく、周囲空間４４Ｄには、冷却通路５０に冷却水を送り込むポンプ５５が配置される。本実施形態では、周囲空間４４Ｄのやや上部にポンプ収容部４２ｃが配置され、このポンプ収容部４２ｃにポンプ５５が配置される。つまり、ポンプ５５は、ケーシング４０に一体的に設けられる。

ポンプ収容部４２ｃは、円板部４２ａから隆起部４２ｂと同方向に凹設された部位であり、ポンプ５５の外形に対応した形状に形成される。ポンプ５５は、取入部５５ａがケーシング４０の外部に突出した状態でポンプ収容部４２ｃに配置され、フランジ部５５ｆが側蓋部４２にボルト締結されることで固定される。なお、吐出部５５ｂは、メインケース部４０Ａ内に設けられる。

メインケース部４０Ａは、第三通路５３のニップル５３Ｎよりも上流部分（以下、ケース内通路５３′という）として機能する空間を、モータ空間４４及びインバータ空間４５を囲む壁部の内部に有する。ケース内通路５３′は、ポンプ５５の取入部５５ａに接続される部分から、図２に示すメインケース部４０Ａの一側面（軸心Ｏと平行な鉛直面である側面）に取り付けられたニップル５３Ｎに繋がる部分まで、連続して設けられた一つの流路として形成されている。

ケース内通路５３′は、図３に示すように、上流側から順に、電力変換部３１を冷却するための第一冷却部５３Ａと、コンデンサ部３２を冷却するための第二冷却部５３Ｂと、モータ部２０を冷却するための第三冷却部５３Ｃとを有する。図１に示すように、第一冷却部５３Ａは、電力変換部３１の表面形状に沿うように、隔壁部４１Ａの内部で電力変換部３１の下面と平行な水平面状に延設される。同様に、第二冷却部５３Ｂは、コンデンサ部３２の表面形状に沿うように、隔壁部４１Ａの内部でコンデンサ部３２の下面と平行な水平面状に延設される。本実施形態では、第一冷却部５３Ａ及び第二冷却部５３Ｂが何れも、隔壁部４１Ａの内部の上面寄りの位置に形成されている。また、第三冷却部５３Ｃは、メインケース部４０Ａのモータ空間４４を囲む壁部の内部でモータ部２０の外周面に沿って円筒面状に形成される。

図１及び図２に示すように、サブケース部４０Ｂは、上面視で矩形状の上面全体が開放された箱型に形成されており、タンク５７の容器部として機能する。サブケース部４０Ｂは、メインケース部４０Ａの側面部４１Ｃの上部であって、インバータ空間４５と反対側の面に一体で設けられる。つまり、ケーシング４０は、サブケース部４０Ｂとインバータ空間４５とが側面部４１Ｃを介して隣接するように成形される。サブケース部４０Ｂは、その底面部４１Ｄの下面が隔壁部４１Ａの下面と同じ高さに位置するように設けられる。つまり、サブケース部４０Ｂは、モータ空間４４よりも高い位置に設けられ、側蓋部４２の上方に位置する。なお、サブケース部４０Ｂの底面部４１Ｄは、隔壁部４１Ａよりも上下方向長さ（厚み）が薄く形成されている。

また、サブケース部４０Ｂの上縁部４１Ｆは、メインケース部４０Ａの上縁部４１Ｅよりも上方に位置するように設けられる。つまり、メインケース部４０Ａとサブケース部４０Ｂとに共通する側面部４１Ｃは、図１に示すように、厚み方向に段差が設けられている。サブケース部４０Ｂの上縁部４１Ｆには、上面全体を閉塞する樹脂製の蓋部５７Ｄが、ボルトや螺子などの締結部材により固定される。

蓋部５７Ｄは、タンク５７の内部と外部とを連通するように貫通して形成された補給口５７ｃを有する。補給口５７ｃには、図示しない圧力調整弁を有するキャップ５７Ｅが装着される。なお、キャップ５７Ｅは取り外し可能であり、冷却水をタンク５７内に補充する場合に補給口５７ｃから取り外される。また、キャップ５７Ｅに設けられた圧力調整弁は、タンク５７内の圧力が上昇すると開弁してタンク５７内の圧力を低減する。すなわち、タンク５７は、容器部としてのサブケース部４０Ｂと、蓋部５７Ｄと、キャップ５７Ｅとから構成され、サブケース部４０Ｂ内に冷却水を貯留するとともに冷却水に含まれる気泡を冷却水から分離するものであり、タンク内圧が高まった際には圧力調整弁が開弁してタンク内圧が調整される。

図２に示すように、サブケース部４０Ｂの側面部４１Ｇには、タンク５７内に冷却水が流入する流入口５７ａが貫通して設けられる。流入口５７ａは、サブケース部４０Ｂの上縁部４１Ｆに近い比較的高い位置に設けられる。図１及び図２に示すように、サブケース部４０Ｂの底面部４１Ｄには、タンク５７内に貯留された冷却水が排出される排出口５７ｂが貫通して設けられる。排出口５７ｂは、側面部４１Ｃに対向する側面部４１Ｈと、流入口５７ａを有する側面部４１Ｇに対向する側面部とで形成される角部の近くであって、ポンプ５５の直上方に設けられる。排出口５７ｂには、第二通路５２としてのＬ字状の配管５２の一端が接続され、この配管５２の他端にはポンプ５５の取入部５５ａが接続される。本実施形態では、ポンプ５５が排出口５７ｂの直下方に配置されているため、短い配管５２（第二通路５２）で排出口５７ｂと取入部５５ａとを接続できる。

サブケース部４０Ｂの側面部４１Ｈには、タンク５７に貯留された冷却水の水位を外部から視認可能な水位確認部５７Ｈが設けられる。本実施形態の水位確認部５７Ｈは、側面部４１Ｈに形成された上下方向に延びる縦長の孔部に、透明又は半透明の樹脂部材が嵌合されて内部の冷却水が漏れないように閉塞されたのぞき窓として構成されている。なお、水位確認部５７Ｈとしてののぞき窓の位置は側面部４１Ｈに限られず、サブケース部４０Ｂの他の側面部であってもよい。

［２．効果］
したがって、上述のモータ装置１によれば、タンク５７の容器部としてのサブケース部４０Ｂをケーシング４０に一体で設けるので、サブケース部４０Ｂに貯留されている冷却水がケーシング４０の熱を奪うことができる。特に、従来の気水分離タンクは一般的に樹脂製であったが、上述のモータ装置１では、サブケース部４０Ｂはケーシング４０と同じく金属製であり、ダイカスト成形される。

これにより、サブケース部４０Ｂの熱伝導率が樹脂に比べて飛躍的に高くなるため、サブケース部４０Ｂ内の冷却水によってケーシング４０の熱をより奪いやすくすることができる。また、ポンプ５５が停止している状態でも、サブケース部４０Ｂ内に貯留されている冷却水により、ケーシング４０の熱を奪うこともできる。したがって、ケーシング４０と、ケーシング４０に収容されるモータ部２０及びインバータ部３０との冷却性能を向上させることができ、モータ装置１の冷却性能の向上に寄与することができる。

また、モータ部２０及びインバータ部３０を収容するケーシング４０と、気水分離の機能を持ったタンク５７のサブケース部４０Ｂとをダイカスト成形により一体成型するため、モータ装置１をコンパクトにすることができ、省スペース化を実現することができる。
さらに、個別に気水分離タンクを搭載する場合と比較して、タンクを固定するための固定具（例えばフランジやボルトなど）やタンク成型用の型が不要となり、製品コストを低減することができる。また、ケーシング４０とタンク５７のサブケース部４０Ｂとが一体なので、製造コストも抑制することができる。なお、タンク５７のサブケース部４０Ｂをケーシング４０と一体にすることで、タンクを別体で設ける場合と比べて容器部の重量が増大するため、ポンプ５５からタンク５７へ伝わる振動の影響を軽減することができる。

上述のモータ装置１は、ケーシング４０が、サブケース部４０Ｂとインバータ空間４５とが側面部４１Ｃを介して隣接するように成形されているため、サブケース部４０Ｂに貯留される冷却水によって、インバータ空間４５に配置されるインバータ部３０の冷却性能を高めることができる。

特に、高温化しやすい電力変換部３１が、コンデンサ部３２よりも側面部４１Ｃ寄りに配置されるため、電力変換部３１の冷却性能を高めることができ、モータ装置１の信頼性を向上させることができる。また、インバータ空間４５がモータ空間４４の上方に設けられ、このインバータ空間４５の側方に側面部４１Ｃを介してサブケース部４０Ｂが設けられることで、タンク５７をケーシング４０の上部に設けることができる。これにより、気水分離タンクとしての機能を確保しながら、冷却性能を向上させることができる。
また、本実施形態のケーシング４０はアルミニウム合金で成形されるため、製品コストを低減することができる。また、ケーシング４０を軽量にすることができる。

上述のモータ装置１では、タンク５７は、容器部としてのサブケース部４０Ｂの上面全体が開放されており、この上面全体を塞ぐ樹脂製の蓋部５７Ｄを有するため、ケーシング４０を軽量にすることができる。また、樹脂製の蓋部５７Ｄであればタンク５７内の圧力が変化した場合に変形することができるため、圧力調整弁が頻繁に開弁することを防ぐことができる。
また、タンク５７には、内部に貯留する冷却水の水位を外部から視認可能な水位確認部５７Ｈが設けられているため、冷却水の補充が必要か否かを簡単に確認することができ、利便性を向上させることができる。

上述のモータ装置１では、ポンプ５５がケーシング４０に一体的に設けられるため、タンク５７からポンプ５５までの冷却通路５０の経路長と、ポンプ５５から冷却部５３Ａ，５３Ｂまでの冷却通路５０の経路長とを短くすることができる。これにより、通水抵抗が低減されるため、冷却性能をより向上させることができる。また、冷却通路５０を配管やホースで形成する場合には、経路長を短くすることでコスト削減にも繋がる。

さらに、上述のモータ装置１では、ケーシング４０がサブケース部４０Ｂの底面部４１に排出口５７ｂを有し、この排出口５７ｂの直下方にポンプ５５が配置されて、排出口５７ｂから冷却水をポンプ５５内に取り入れるため、タンク５７からポンプ５５までの経路長をさらに短くすることができる。
上述のモータ装置１では、ケーシング４０が、サブケース部４０Ｂの側面部４１Ｇに流入口５７ａを有し、この流入口５７ａにはラジエータ５６の出口部５６ｂが第一通路５１を介して接続されるため、ラジエータ５６を通過直後の最も冷えた冷却水がタンク５７内に貯留される。これにより、モータ装置１の冷却性能をさらに向上させることができる。

［３．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上記実施形態では、ポンプ５５によって冷却通路５０に送り込まれる冷却媒体として冷却水を例示したが、この冷却水は、単なる水であってもよいし、不凍液であってもよい。また、本モータ装置１に適用される冷却媒体は冷却水に限定されず、例えば冷却オイルであってもよい。

また、ポンプ５５の配置や構造、ポンプ５５の個数は上記のものに限られない。例えば、ポンプ５５がケーシング４０の外表面に固定されていてもよいし、ケーシング４０とは別体で（ケーシング４０と離隔して）車両に搭載されてもよい。また、ポンプ５５を二つ以上設けて流量を増大させてもよい。
また、タンク５７の容器部としてのサブケース部４０Ｂの位置や形状、大きさは上記のものに限られず、少なくとも気水分離タンクの容器部としての機能をもち、ケーシング４０と一体でダイカスト成形されるものであればよい。例えば、モータ空間４４と壁部を介して隣接配置されていてもよいし、モータ空間４４の直上方にインバータ空間４４と並んで配置されていてもよい。また、外観が直方体でなくてもよい。さらに、タンク５７が冷却媒体から気泡を分離しやすくする構造を備えていてもよい。例えば、特開２０１４−６６２５０号公報に記載の構造を備えたタンクであってもよい。

上記実施形態では、タンク５７が、水位確認部５７Ｈとしてサブケース部４０Ｂの側面部４１Ｈに設けられたのぞき窓として構成されているが、水位確認部５７Ｈはこれに限られない。例えば、容器部としてのサブケース部４０Ｂの側面部において、上下二箇所に孔部を形成し、サブケース部４０Ｂの側方に上下方向に延びる透明又は半透明のパイプを設け、このパイプの上下端の開口をそれぞれ孔部に接続した水位計として構成されていてもよい。また、例えばタンク５７の蓋部５７Ｄを透明の樹脂で成形し、容器部としてのサブケース部４０Ｂの内面に目盛りをつけて、蓋部５７Ｄを透かして内部の目盛りが読み取れるように構成してもよい。なお、水位確認部５７Ｈは必須ではなく、省略することも可能である。

また、ケーシング４０は、アルミニウム合金ではなく、他の金属（例えばマグネシウム合金）であってもよい。また、タンク５７の蓋部５７Ｅは樹脂製に限られず、ケーシング４０と同じ金属製であってもよい。また、ケーシング４０に設けられるモータ空間４４及びインバータ空間４５の形状や配置は、上記のものに限られない。例えば、モータ空間４４及びインバータ空間４５が、何れも略直方体形状に形成されてもよいし、水平方向に並んで配置されてもよい。

また、上記したインバータ部３０の各部３１〜３３のレイアウトは一例であり、変更可能である。例えば、電力変換部３１が軸部２１の出力側端部２１ａの側に配置され、コンデンサ部３２がセンサ側端部２１ｂの側に配置されてもよいし、電力変換部３１とコンデンサ部３２とが、軸心Ｏに対して交差する方向に並んで配置されてもよい。あるいは、ケーシング４０にインバータ空間４５を二つ又は三つ設け、電力変換部３１，コンデンサ部３２及び制御回路部３３を別々の空間に配置してもよい。

１ モータ装置（車両用モータ装置）
５ 冷却装置
２０ モータ部
３０ インバータ部
３１ 電力変換部
３２ コンデンサ部
４０ ケーシング
４０Ａ メインケース部
４０Ｂ サブケース部（容器部）
４１Ａ 隔壁部
４１Ｃ 他端側の側面部（壁部）
４１Ｄ 容器部の底面部
４１Ｆ 容器部の上縁部
４１Ｇ 容器部の側面部
４４ モータ空間
４５ インバータ空間
５３Ａ 第一冷却部（冷却部）
５３Ｂ 第二冷却部（冷却部）
５３Ｃ 第三冷却部（冷却部）
５５ ポンプ
５６ ラジエータ
５６ｂ 出口部
５７ タンク
５７ａ 流入口
５７ｂ 排出口
５７ｃ 補給口
５７Ｄ 蓋部
５７Ｅ キャップ

Claims (8)

1. 車両駆動源としてのモータ部と、
   交流電力を生成するインバータ部と、
   前記モータ部が収容されるモータ空間と、前記インバータ部が収容されるインバータ空間と、前記モータ部及び前記インバータ部を冷却するための冷却部と、を内部に有する金属製のケーシングと、
   前記冷却部へ冷却媒体を送るポンプと、を備え、
   前記ケーシングは、冷却媒体を貯留するとともに気水分離を行うタンクの容器部を一体で有し、前記容器部と前記インバータ空間とが壁部を介して隣接するようにダイカスト成形される
   ことを特徴とする、車両用モータ装置。
2. 前記ケーシングは、車両搭載時に前記モータ空間の上方に隔壁部を介して前記インバータ空間を有し、前記インバータ空間の側方に前記壁部を介して隣接配置された前記容器部を有し、
   前記インバータ部は、直流電力を平滑化するコンデンサ部と、複数のスイッチング素子を有する電力変換部と、を有し、
   前記電力変換部は、前記インバータ空間内において、前記コンデンサ部よりも前記壁部寄りに配置される
   ことを特徴とする、請求項１記載の車両用モータ装置。
3. 前記ケーシングは、アルミニウム合金で成形される
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の車両用モータ装置。
4. 前記容器部は、上面全体が開放した箱型に形成され、
   前記タンクは、前記容器部の上縁部に固定され、前記上面全体を閉塞する樹脂製の蓋部を有し、
   前記蓋部は、前記タンクの内部と外部とを連通する補給口に装着される圧力調整弁付きのキャップを有する
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用モータ装置。
5. 前記タンクは、内部に貯留する冷却媒体の水位を外部から視認可能な水位確認部を有する
   ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用モータ装置。
6. 前記ポンプは、前記ケーシングに一体的に設けられる
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の車両用モータ装置。
7. 前記ケーシングは、前記容器部の底面部に貫設され、前記容器部内に貯留された冷却媒体を排出する排出口を有し、
   前記ポンプは、前記排出口の直下方に配置され、前記排出口から排出される冷却媒体を取り入れる
   ことを特徴とする、請求項６記載の車両用モータ装置。
8. 前記ケーシングとは別体で設けられ、前記冷却部を流通後の冷却媒体を放熱させるラジエータを備え、
   前記ケーシングは、前記容器部の側面部に貫設されるとともに前記ラジエータの出口部と接続され、前記容器部内へ冷却媒体が流入する流入口を有する
   ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の車両用モータ装置。

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