JP6458436B2 - 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。

電気自動車やハイブリッド車には、走行用（車両駆動用）のモータと、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が搭載される。モータとインバータとは、互いに近接して配置され、例えば高電圧ケーブルを介して電気的に接続されて、一つのパワープラントを構成する。

これに関して、例えば特許文献１には、モータとインバータ装置とが一体的に設けられ、この一体型構造内に両者を冷却するための冷却回路が備えられたインバータ一体型電動機ユニットが記載されている。この冷却回路は、モータよりも先にインバータ装置（インバータ回路部及びコンデンサ）が冷却されるように冷却水の流路が構成され、モータよりも許容温度の低いインバータ装置に対して相対的に温度の低い冷却水が供給されるようになっている。

特開2006-197781号公報

上記の特許文献１のように、車両のモータパワープラントにおいては、モータよりも許容温度の低いインバータの冷却性能を高めることが求められる。インバータの温度が許容温度を超えてしまうと、部品の破損を招いたり、過熱保護によってモータが強制停止したりして、車両が走行できなくなる虞がある。また、一般的にインバータは、スイッチング用のパワー素子（所謂スイッチング素子）と制御回路とコンデンサとを有して構成され、これらの構成要素のうちスイッチング素子は特に発熱量が多く高温になりやすいことが知られている。そのため、スイッチング素子の冷却性能をいかに高めるかが重要となる。

本件は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、インバータの冷却性能を向上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を目的の一つとする。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、車両駆動用の動力を生成するモータ部、及び、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前記電力変換部を制御する制御回路部とを有するインバータ部を備える。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少なくとも二つのインバータ空間と、前記モータ部及び前記インバータ部を冷却する冷却媒体が流れる冷却通路と、を内部に有する単一のケーシング、及び、前記冷却通路に前記冷却媒体を送り込む少なくとも一つのポンプを備える。
前記各インバータ空間は、いずれも異なる壁部を介して前記モータ空間に隣接して設けられ、前記コンデンサ部，前記電力変換部及び前記制御回路部のうち少なくとも一つを収容する。前記冷却通路は、前記電力変換部を冷却するための第一冷却部と前記コンデンサ部を冷却するための第二冷却部とを含み、前記ポンプの吐出部から前記第一冷却部までの長さが前記ポンプの吐出部から前記第二冷却部までの長さよりも短く設けられ、前記ケーシングは、前記インバータ空間の一つに隣接して設けられるとともに前記ポンプが配置されるポンプ収容部を有する。

例えば、前記ケーシングが二つの前記インバータ空間を備える場合、前記コンデンサ部，前記電力変換部及び前記制御回路部のうち二つが一方の前記インバータ空間に収容され、残りの一つが他方の前記インバータ空間に収容される。また、前記ケーシングが三つの前記インバータ空間を備える場合、前記コンデンサ部，前記電力変換部及び前記制御回路部は互いに別々の前記インバータ空間に収容される。なお、前記第一冷却部と第二冷却部とは、前記冷却通路上に直列配置されてもよいし、並列配置されてもよい。

（２）前記コンデンサ部及び前記電力変換部は、互いに異なる前記インバータ空間に収容されることが好ましい。
（３）前記電力変換部は、前記モータ空間よりも上方に設けられた前記インバータ空間内に収容され、前記ポンプ収容部は、前記電力変換部が収容される前記インバータ空間に隣接して設けられており、前記ポンプは、車両搭載時に前記モータ部よりも上方に配置されることが好ましい。

（４）前記制御回路部は、前記電力変換部及び前記コンデンサ部が収容される前記インバータ空間とは別の前記インバータ空間に収容されることが好ましい。
（５）前記車両用モータ装置は、前記ケーシング内に配置され、前記冷却通路上に直列に接続された前記ポンプを二つ備えることが好ましい。

開示の車両用モータ装置によれば、ケーシングに少なくとも二つのインバータ空間が設けられ、各インバータ空間には電力変換部，コンデンサ部及び制御回路部のうち少なくとも一つが収容されるため、温度上昇しやすい部品を分離することでインバータ部の放熱性を向上させることができる。また、ポンプの吐出部から第一冷却部までの長さが、ポンプの吐出部から第二冷却部までの長さよりも短く設けられるため、冷却媒体がポンプの吐出部から第一冷却部に到達するまでに受ける抵抗を、第二冷却部に到達するまでに受ける抵抗よりも小さくすることができ、電力変換部の冷却性能をコンデンサ部の冷却性能よりも高めることができる。したがって、インバータ部の放熱性を向上させながら、特に高温になりやすい電力変換部の冷却性能を高めることで、インバータ部を効率よく冷却して冷却性能を向上させることができる。

一実施形態及び第二変形例に係る車両用モータ装置の構成を冷却装置とともに例示するブロック図である。 図１の車両用モータ装置の第一蓋部，第二蓋部を省略した模式的な斜視図である。 図１の車両用モータ装置の模式的な縦断面図であり、図４のＡ−Ａ矢視断面図である。 図１の車両用モータ装置の模式的な縦断面図であり、図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。 第一変形例に係る車両用モータ装置の第一蓋部，第二蓋部を省略した模式的な斜視図である。 第三変形例に係る車両用モータ装置の構成を冷却装置とともに例示するブロック図である。

図面を参照して、実施形態としての車両用モータ装置について説明する。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。本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］
本実施形態に係る車両用モータ装置（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（電気モータ式原動機）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に示すように、本モータ装置１は、車両駆動用の動力を生成するモータ部２０と、図示しないバッテリからの直流電力を交流電力に変換してモータ部２０へ供給するインバータ部３０とを備える。モータ部２０及びインバータ部３０は、作動時に生じる電気抵抗や機械的な摩擦などによって発熱するため、モータ装置１にはこれらを冷却するための冷却装置４が付設される。

冷却装置４は、ラジエータ４ａと、ラジエータ４ａとモータ装置１とを直列に接続する上流路４ｂ及び下流路４ｃとを有し、ラジエータ４ａとモータ装置１との間で冷却水（冷却媒体）を循環させることで、モータ装置１を冷却するものである。ラジエータ４ａは、冷却水から熱を奪う放熱器であり、上流路４ｂ及び下流路４ｃは、例えばパイプやホースなどで形成され、冷却水が流通する通路として機能する。

冷却装置４のラジエータ４ａで冷却された冷却水は、上流路４ｂを通ってモータ装置１へと供給され、モータ装置１から排出されると下流路４ｃを通じてラジエータ４ａに再び流入して冷却される。モータ装置１の内部では、モータ部２０及びインバータ部３０の近傍に形成された冷却通路７０を冷却水が流れることによって、モータ部２０及びインバータ部３０が冷却される。言い換えると、この冷却水は、冷却通路７０を流れてモータ装置１のモータ部２０及びインバータ部３０を冷却する。

以下、モータ装置１の構成を説明する。図２は、モータ装置１の斜視図であり、後述する第一蓋部４３及び第二蓋部４４は省略して示している。図３は、モータ装置１を後述の軸心Ｏを通る鉛直面で切断した断面図（図４のＡ−Ａ矢視断面図）である。図４は、モータ装置１を軸心Ｏに垂直な鉛直面で切断した断面図（図３のＢ−Ｂ矢視断面図）である。なお、図３及び図４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５，６については、断面を示すハッチを省略して示している。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し、軸心Ｏに向かう側を内側（内方）といい、この逆側を外側（外方）という。モータ装置１は、図２〜図４に示す上下方向の向きのまま車両に搭載される。

図２及び図３に示すように、モータ装置１は、モータ部２０及びインバータ部３０に加え、内部に複数の空間を有しモータ部２０及びインバータ部３０を収容する単一のケーシング４０と、ケーシング４０に固定されるポンプ５０とを備える。本実施形態では、インバータ部３０が、ケーシング４０内の上部に設けられた空間６２（以下、第一空間６２という）及びケーシング４０内の側部に設けられた空間６３（以下、第二空間６３という）に収容され、モータ部２０が、第一空間６２の下方であって第二空間６３と水平方向に並ぶ位置に設けられた空間６１（以下、モータ空間６１という）に収容される。つまり、本実施形態のケーシング４０は、インバータ部３０が収容される空間（インバータ空間）として、第一空間６２及び第二空間６３の二つの空間を内部に有している。以下、第一及び第二空間６２，６３をまとめて「インバータ空間６２，６３」ともいう。

まず、インバータ部３０の構成について説明する。インバータ部３０は、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へと供給するものである。インバータ部３０は、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。本実施形態では、電力変換部３１が第一空間６２に収容され、コンデンサ部３２及び制御回路部３３が第二空間６３に収容されている。つまり、インバータ部３０は、互いに異なる二つのインバータ空間６２，６３に分離されて収容されている。

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、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通路７０（後述の第一冷却部７１及び第二冷却部７２）が近設される。

次に、モータ部２０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３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６１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５，６によって回転可能に支持される。軸部２１の一端部２１ａ（図３では左端部）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３では右端部）は、モータ空間６１内に設けられた後述の隆起部４２ｂに収容される。この他端部２１ｂには、軸部２１の回転角を検出するレゾルバ３（回転角センサ）が装着されている。以下、軸部２１の軸心Ｏ方向について、軸部２１の一端部２１ａが配置される側を「一端側」ともいい、他端部２１ｂが配置される側を「他端側」ともいう。

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の他端部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。

次に、ケーシング４０の構造について詳述する。図２〜図４に示すように、ケーシング４０は、その外観が、大きな直方体の一側面に、この直方体と共通の底面部を有する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、本体部４１と側蓋部４２と第一蓋部４３と第二蓋部４４とから構成される。

ケーシング４０の本体である本体部４１は、上面視で矩形状の上面部（上記の大きな直方体の上面部）の一部（後述のポンプ収容部４１ｃ）を除いた部分が開放されるとともに、側面視で矩形状の側面部（上記の小さな直方体の側面部であって軸心Ｏと平行な鉛直面部）の全体が開放されている。以下、図２及び図４に示すように、軸部２１の軸心Ｏと直交する水平方向について、開放された一側面部側を「右側」ともいい、他側面部側を「左側」ともいう。

本体部４１は、上縁部よりもやや下方に水平面状の第一隔壁部４１ａ（壁部）と、右側の縁部よりもやや内側に鉛直面状の第二隔壁部４１ｂ（壁部）とを有する。本体部４１の内部の空間は、第一隔壁部４１ａによって上下二つの空間６１，６２に区画され、第二隔壁部４１ｂによって左右二つの空間６１，６３に区画される。つまり、インバータ空間６２，６３は、互いに異なる壁部４１ａ，４１ｂを介してモータ空間６１に隣接して設けられる。なお、本体部４１は、軸部２１の一端側の側面部に、軸部２１の出力側端部２１ａが挿通される孔部が形成され、軸部２１の他端側の側面部４１ｄに、略円形の開口部が形成されている。これら孔部及び開口部は、モータ空間６１を囲む側面部に設けられる。

さらに本体部４１は、他端側から見た側面視において開口部の斜め上方であって、左上端部（左側の側面部と他端側の側面部４１ｄとで形成される角部の上端部）に、ポンプ５０が嵌め込まれて固定されるポンプ収容部４１ｃを有する。本実施形態のポンプ収容部４１ｃは、他端側の側面部４１ｄから軸心Ｏに沿って内側に凹設され、ポンプ５０の外形に対応した形状に形成されている。なお、ポンプ収容部４１ｃの上面部は、本体部４１の上縁部と連続した滑らかな水平面状に形成される。ポンプ収容部４１ｃには、ポンプ５０の後述する吐出部５１と対応する位置に冷却通路７０の上流端部７０ａを成す図示しない開口が形成される。

図３及び図４に示すように、第一蓋部４３は、本体部４１の開放された上面部を塞ぐ蓋部材であり、本体部４１の上縁部及びポンプ収容部４１ｃの上面部に図示しないボルトで固定されることでケーシング４０の上面部を成す。第二蓋部４４は、本体部４１の開放された一側面部を塞ぐ蓋部材であり、本体部４１の右側の端縁部に図示しないボルトで固定されることでケーシング４０の一側面部を成す。側蓋部４２は、本体部４１の開口部を塞ぐ蓋部材であり、本体部４１の他端側の側面部４１ｄに複数の（図２では六つの）ボルト７で固定されることで本体部４１の他端側の側面部４１ｄとともにケーシング４０の他端側の側面部を成す。

第一蓋部４３は、本体部４１とともに、インバータ部３０の電力変換部３１が収容される第一空間６２を画設するものであり、第二蓋部４４は、本体部４１とともに、インバータ部３０のコンデンサ部３２及び制御回路部３３が収容される第二空間６３を画設するものである。また、側蓋部４２は、本体部４１とともに、モータ部２０が収容されるモータ空間６１を画設するものである。

本実施形態の第一空間６２は、上面視で略Ｌ字状に形成され、略一定の高さ（上下方向の長さ）を有する。第一空間６２には、インバータ部３０の電力変換部３１が、ポンプ収容部４１ｃとの間に隙間をあけて配置される。電力変換部３１は、第一空間６２とモータ空間６１との間を仕切る第一隔壁部４１ａの上面に固定される。

一方、本実施形態の第二空間６３は、略直方体形状に形成され、略一定の奥行き（水平方向の長さ）を有する。第二空間６３には、インバータ部３０のコンデンサ部３２及び制御回路部３３が互いに隙間をあけて配置される。コンデンサ部３２及び制御回路部３３は、第二空間６３とモータ空間６１との間を仕切る第二隔壁部４１ｂの右側を向く面上に固定される。なお、本実施形態では、コンデンサ部３２が他端側に配置され、制御回路部３３が一端側に配置される。

本実施形態のモータ空間６１は、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６１には、モータ部２０の軸心Ｏとモータ空間６１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６１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６１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６１のうち他端側には、レゾルバ３を配置するための空間６１ａ（以下、周囲空間６１ａという）が設けられる。この周囲空間６１ａ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とを有する。円板部４２ａは、本体部４１の開口部を塞ぐ部位であり、モータ空間６１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６１の外側から本体部４１に固定される。一方、隆起部４２ｂは、モータ空間６１の周囲空間６１ａ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６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６１の直径よりも十分小さく設定される。

ケーシング４０は、インバータ空間６２，６３及びモータ空間６１として機能する空間に加え、これら空間６１，６２，６３を囲む壁部の内部に形成された冷却通路７０を有する。冷却通路７０には、ポンプ５０によって冷却水が送り込まれる。

図２に示すように、ポンプ５０は、例えば電動のウォータポンプであり、冷却水をポンプ５０内に取り入れる取入部５２と、取入部５２から取り入れた冷却水を冷却通路７０に送り込む吐出部５１と、電力供給源と接続されるコネクタ部（図示略）とを有する。取入部５２は、ケーシング４０の外部に突設され、吐出部５１は、ポンプ５０の本体側面に突設されてケーシング４０の外表面よりも内側に配置される。コネクタ部は、ポンプ５０の本体側面の吐出部５１とは逆側に突設され、本体部４１の左側の側面部に穿孔された図示しない孔部を通じて配線される。

ポンプ５０は、吐出部５１が右側を向いた状態で、ケーシング４０の外側からポンプ収容部４１ｃに配置される。つまり、ポンプ５０は、ケーシング４０に一体的に設けられる。取入部５２はケーシング４０の外側に配置され、その突出方向が軸心Ｏと平行に設けられる。一方、吐出部５１は、ポンプ収容部４１ｃに収容され、ケーシング４０の外表面よりも内側に配置される。

冷却通路７０は、モータ装置１の内部で冷却水の流路として機能する空間であり、第一隔壁部４１ａ及び第二隔壁部４１ｂを含む壁部の内部に形成される。本実施形態の冷却通路７０は、ポンプ収容部４１ｃに開口した上流端部７０ａから、図２に示す本体部４１の右側の側面部（第二空間６３の上方に位置する側面部）に開口した下流端部７０ｂ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。なお、下流端部７０ｂの位置は特に限定されない。

この冷却通路７０には、図１〜図４に示すように、電力変換部３１を冷却するための第一冷却部７１と、コンデンサ部３２を冷却するための第二冷却部７２と、モータ部２０を冷却するための第三冷却部７３とが含まれる。第一冷却部７１は、電力変換部３１の表面形状に沿うように、第一隔壁部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。また、第二冷却部７２は、コンデンサ部３２の表面形状に沿うように、第二隔壁部４１ｂの内部でコンデンサ部３２の側面と平行な鉛直面状に延設される。本実施形態では、図３に示すように第一冷却部７１が第一隔壁部４１ａの内部の上面寄りの位置に形成され、図４に示すように第二冷却部７２が第二隔壁部４１ｂの内部の右寄り（外側）の位置に形成されている。

また、第三冷却部７３は、本体部４１のモータ空間６１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。本実施形態では、第三冷却部７３の上部は、第一隔壁部４１ａの内部の下面寄りであって第一冷却部７１の鉛直下方に形成され、第三冷却部７３の右側の部分は、第二隔壁部４１ｂの内部の左寄り（内側）であって第二冷却部７２の左方に形成される。

なお、ポンプ５０が本体部４１の上端部（モータ部２０よりも上方）に配置されることで、冷却通路７０の上流端部７０ａがケーシング４０の高い位置に設けられる。これにより、上流端部７０ａに送り込まれる冷却水は、高い位置エネルギを有し、ポンプ５０による吐出力に加えて、重力の作用によっても冷却通路７０を流下する。また、インバータ部３０の電力変換部３１がモータ空間６１よりも上方に配置され、ポンプ５０が本体部４１の上端部に配置されることで、ポンプ５０と電力変換部３１との距離が近づき、図１に示すポンプ５０の吐出部５１から第一冷却部７１までの長さ（通路長さ）Ｌ１が短くなる。

冷却通路７０の上流端部７０ａは、ポンプ５０の吐出部５１に接続され、冷却通路７０の下流端部７０ｂは、下流路４ｃに接続される。また、冷却通路７０には、上流側から順に、第一冷却部７１，第二冷却部７２及び第三冷却部７３が設けられる。つまり、本実施形態では、第一冷却部７１，第二冷却部７２及び第三冷却部７３は直列に設けられ、第二冷却部７２は、ポンプ５０の吐出部５１を基準にして第一冷却部７１の下流に配置される。これにより冷却通路７０では、ポンプ５０の吐出部５１から第一冷却部７１までの長さＬ１が、ポンプ５０の吐出部５１から第二冷却部７２までの長さＬ２よりも短くなる。そのため、第一冷却部７１には、ポンプ５０の吐出部５１から送り出された冷却水が、第二冷却部７２に到達するよりも先に到達する。

したがって、ラジエータ４ａで冷やされた冷却水は、ポンプ５０により冷却通路７０に送り込まれ、最初に第一冷却部７１を流通して電力変換部３１を冷却する。次に、第二冷却部７２を流通してコンデンサ部３２を冷却し、その後、第三冷却部７３を流通してモータ部２０を冷却して、下流端部７０ｂから下流路４ｃに排出される。これにより、ラジエータ４ａを通過した直後の最も低温な冷却水が、第二冷却部７２や第三冷却部７３よりも先に第一冷却部７１に供給されるため、電力変換部３１の冷却性能が特に高められる。

［２．効果］
（１）上記のモータ装置１によれば、二つのインバータ空間６２，６３が、互いに異なる壁部４１ａ，４１ｂを介してモータ空間６１に隣接して設けられ、第一空間６２には電力変換部３１が、第二空間６３にはコンデンサ部３２及び制御回路部３３がそれぞれ収容されるため、温度上昇しやすい部品を分離することができ、インバータ部３０の放熱性を向上させることができる。

また、冷却通路７０では、ポンプ５０の吐出部５１から第一冷却部７１までの長さＬ１が、ポンプ５０の吐出部５１から第二冷却部７２までの長さＬ２よりも短く設けられるため、冷却水がポンプ５０の吐出部５１から第一冷却部７１に到達するまでに受ける抵抗を、第二冷却部７２に到達するまでに受ける抵抗よりも小さくすることができ、電力変換部３１の冷却性能をコンデンサ部３２の冷却性能よりも高めることができる。
したがって、コンデンサ部３２よりも高温になりやすい電力変換部３１の冷却性能を高めることができ、インバータ部３０を効率よく冷却して冷却性能を向上させることができる。これによって、モータ装置１の過熱を抑制でき、モータ装置１の性能及び信頼性を高めることができる。

（２）また、上記のモータ装置１によれば、電力変換部３１及びコンデンサ部３２が、互いに異なるインバータ空間６２，６３に収容されるため、特に高温になりやすい電力変換部３１，コンデンサ部３２を互いに離隔させて配置することができ、両者の放熱性をより向上させることができる。これにより、インバータ部３０の冷却性能をより向上させることができる。

（３）また、上記のモータ装置１によれば、ポンプ５０が車両搭載時にモータ部２０よりも上方に配置され、電力変換部３１がモータ空間６１よりも上方に設けられた第一空間６２内に収容されるため、ポンプ５０と電力変換部３１との距離を近づけて配置することができ、ポンプ５０の吐出部５１から第一冷却部７１までの長さＬ１を短くすることができる。これにより、冷却水がポンプ５０の吐出部５１から第一冷却部７１に到達するまでに受ける抵抗をより低減させることができ、第一冷却部７１に対してより低温な冷却水を供給することができる。したがって、インバータ部３０の冷却性能をより向上させることができる。

また、ポンプ５０を比較的高い位置に配置することができるため、冷却通路７０に送り込まれる冷却水の位置エネルギを高めることができる。これにより、例えば冷却水が冷却通路７０を下方に向かって流れる場合、重力が冷却水の流下を促進するように働くため、冷却性能を向上させることができる。また、ポンプ５０を路面から離して配置することができるため、路面からの飛び石に対してポンプ５０を保護することができる。

（４）また、上記のモータ装置１によれば、ポンプ５０がケーシング４０内に配置されるため、ポンプ５０の吐出部５１から冷却水を冷却通路７０に直接的に送り込むことができ、冷却水が受ける抵抗（通水抵抗）を低減させることができる。このため、モータ部２０及びインバータ部３０に対する冷却性能を向上させることができ、例えばポンプ５０をサイズダウンさせることでコスト及び重量を削減しながら、従来と同等の冷却性能を得ることができる。

［３．変形例］
［３−１．第一変形例］
次に、第一変形例に係るモータ装置１１について、図５を参照して説明する。なお、図５に示すモータ装置１１についても、上記実施形態と同様に各方向（一端側，他端側及び右側，左側）を定める。また、上記実施形態と同様の構成については、上記実施形態と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本変形例に係るモータ装置１１は、上記実施形態に係るモータ装置１に対して、インバータ部３０の各部３１〜３３の配置及び冷却通路７０の各部７１〜７３の配置（すなわちケーシング４０の壁部の内部）を変更したものであり、それ以外は同一の構成である。図５に示すように、本変形例では、インバータ部３０の制御回路部３３が第一空間６２に収容され、電力変換部３１及びコンデンサ部３２が第二空間６３に収容されている。つまり、本変形例の制御回路部３３は、電力変換部３１及びコンデンサ部３２が収容される空間６３とは別の空間６２に収容されている。

また、このインバータ部３０の各部３１〜３３の配置に伴って、本変形例に係るケーシング１４０は、上記実施形態のケーシング４０に対して、壁部の内部に形成された冷却通路７０の配置が異なる。すなわち本変形例に係るケーシング１４０の本体部１４１は、モータ空間６１と第一空間６２とを区画する第一隔壁部１４１ａ（壁部）と、モータ空間６１と第二空間６３とを区画する第二隔壁部１４１ｂ（壁部）とを有し、これらの壁部１４１ａ，１４１ｂの内部の構造が、上記実施形態の壁部４１ａ，４１ｂと異なるが、他の構成は上記実施形態の本体部４１と同一である。

第一空間６２には、制御回路部３３がポンプ収容部４１ｃとの間に隙間をあけて配置され、第一隔壁部１４１ａの上面に固定される。一方、第二空間６３には、電力変換部３１及びコンデンサ部３２が互いに隙間をあけて配置され、ケーシング１４０の第二隔壁部１４１ｂの右側を向く面上に固定される。本変形例では、電力変換部３１が他端側に配置され、コンデンサ部３２が一端側に配置される。
本変形例では、冷却通路７０の第一冷却部７１及び第二冷却部７２が何れも、第二隔壁部１４１ｂの内部に形成されている。なお、冷却通路７０の第三冷却部７３は、上記実施形態と同様の配置とされている。

本変形例に係るモータ装置１１によれば、制御回路部３３が、電力変換部３１及びコンデンサ部３２が収容される第二空間６３とは別の第一空間６２に収容されるため、制御回路部３３を、特に高温になりやすい電力変換部３１，コンデンサ部３２から離隔させて（分離して）配置することができる。このため、制御回路部３３が電力変換部３１及びコンデンサ部３２の熱を受けて高温化することを抑制することができる。
なお、本変形例に係るモータ装置１１によっても、上記実施形態と同様の構成からは上記実施形態と同様の作用，効果を得ることができる。

［３−２．第二変形例］
次に、第二変形例に係るモータ装置１２について、図１及び図２を流用して説明する。なお、このモータ装置１２についても、上記実施形態と同様に各方向（一端側，他端側及び右側，左側）を定め、上記実施形態と同様の構成については、上記実施形態と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本変形例に係るモータ装置１２は、上記実施形態に係るモータ装置１に対してポンプ１５０が追加されたものであり、これに伴って冷却通路７０の構成も一部変更される。なお、図１及び図２ではポンプ１５０を二点鎖線で示し、冷却通路７０の変更箇所については省略している。言い換えると、本変形例に係るモータ装置１２は、上記実施形態に係るモータ装置１に対して、ポンプ５０の個数及び冷却通路７０の一部が異なるが、それ以外は同一の構成である。

図１及び図２に示すように、本変形例に係るモータ装置１２は、ケーシング４０内に配置された二つのポンプ５０，１５０を備える。図１に二点鎖線で示すように、ポンプ１５０は、冷却通路７０上に配置され、ポンプ５０の直下流でポンプ５０と直列に接続される。つまり、ポンプ１５０は、冷却通路７０上においてポンプ５０と第一冷却部７１との間に配置される。これにより、各冷却部７１，７２，７３には、ポンプ５０の吐出部５１から送り出された冷却水が、ポンプ１５０によってさらに加圧されて供給される。

したがって、ラジエータ４ａで冷やされた冷却水は、ポンプ５０によって冷却通路７０に送り込まれた後、ポンプ１５０によってさらに加圧されてから第一冷却部７１を流通して、電力変換部３１を冷却する。そのため、第一冷却部７１には、二つのポンプ５０，１５０によって大きな流量（単位時間当たりの流量）の冷却水が供給される。

ポンプ１５０の配置について、図２に二点鎖線で例示する。ポンプ１５０は、ポンプ５０から冷却通路７０に送り込まれた冷却水を取り入れる取入部１５２と、取入部１５２から取り入れた冷却水を第一冷却部７１に向けて送り出す吐出部１５１とを有する。ポンプ１５０の取入部１５２及び吐出部１５１は何れも、ケーシング４０内に配置される。

本変形例のポンプ１５０は、本体部４１の左上端部（左側の側面部と一端側の側面部とで形成される角部の上端部）に固定されている。これにより、ポンプ１５０から第一冷却部７１に向けて送り込まれる冷却水は、高い位置エネルギを有し、ポンプ１５０による吐出力に加えて、重力の作用によっても冷却通路７０を流下する。なお、ポンプ１５０の固定方法は特に限定されないが、例えば上記実施形態で説明したポンプ５０と同様に、ケーシング４０の本体部４１に形成されたポンプ収容部（図示略）に嵌め込まれて固定される。

本変形例に係るモータ装置１２によれば、冷却通路７０上に直列に接続された二つのポンプポンプ５０，１５０を備えることで、吐出流量を増加させて冷却性能をさらに向上させることができる。また、ポンプ５０，１５０が何れもケーシング４０内に配置されるため、ポンプ５０，１５０から送り出される冷却水をケーシング４０内の冷却通路７０に直接的に流し込むことができ、冷却水が受ける抵抗を低減させることができる。このため、モータ部２０及びインバータ部３０の冷却性能を向上させることができる。さらに、二つのポンプ５０，１５０を備えることで、一つの容量の大きいポンプをケーシング４０内に配置する場合と比較して、レイアウトの自由度を高めながら冷却水の流量を増大することができる。
なお、本変形例に係るモータ装置１２によっても、上記実施形態と同様の構成からは上記実施形態と同様の作用，効果を得ることができる。

［３−３．第三変形例］
次に、第三変形例に係るモータ装置１３について、図６を参照して説明する。本変形例でも、上記実施形態と同様の構成については、上記実施形態と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本変形例に係るモータ装置１３は、上記実施形態に係るモータ装置１に対して冷却通路７０の構成を変更したものであり、それ以外は同一の構成である。以下、本変形例に係るモータ装置１３の冷却通路１７０について説明する。

図６に示すように、冷却通路１７０は、上記実施形態の冷却通路７０に対して第一冷却部７１と第二冷却部７２とが並列に配置された点が異なり、他の点は共通である。つまり、本変形例に係る冷却通路１７０は、上流端部７０ａから下流端部７０ｂまで連続して設けられた第一冷却通路７０Ａと、第一冷却通路７０Ａから分岐して、下流側で再び第一冷却通路７０Ａと合流する第二冷却通路７０Ｂとを有する。第二冷却通路７０Ｂは、第一冷却通路７０Ａの上流端部７０ａと第一冷却部７１との間から分岐して、第一冷却部７１と第三冷却部７３との間で再び合流する流路である。

第一冷却通路７０Ａには、上流側から順に、第一冷却部７１，第三冷却部７３が設けられる。また、第二冷却通路７０Ｂには、第二冷却部７２が設けられる。
本変形例では、ポンプ５０の吐出部５１から第一冷却部７１までの長さＬ１が、ポンプ５０の吐出部５１から第二冷却部７２までの長さＬ２よりも短くなるように、第一冷却通路７０Ａ及び第二冷却通路７０Ｂが形成される。あるいは、上記の長さの関係（Ｌ１＜Ｌ２）が満たされるように、ポンプ５０の配置が決定される。これにより、本変形例に係るモータ装置１３によってもポンプ５０の吐出部５１から送り出された冷却水が、まず第一冷却部７１に到達することになるため、上記実施形態と同様に、特に高温化しやすい電力変換部３１の冷却性能を高めることができ、上記実施形態と同様の作用，効果を得ることができる。

［３−４．その他の変形例］
上記の実施形態及び各変形例では、冷却媒体として冷却水を例示したが、本モータ装置１，１１，１２，１３に適用される冷却媒体は冷却水に限定されない。例えば、単なる水や不凍液であってもよいし、冷却オイルや空気であってもよい。

また、上記したポンプ５０，１５０の配置，構造，個数は変更可能である。例えば、ポンプ５０，１５０はケーシング４０内の左側の上端部に限らず、下側や右側に固定してもよいし、ケーシング４０の外表面に固定してもよい。あるいは、ケーシング４０から離して配置し、パイプやホース等でケーシング４０内の冷却通路７０，１７０と接続してもよい。また、ポンプ５０，１５０の各容量は任意に設定することができ、例えばケーシング４０内のレイアウトに応じて設定してもよい。さらに、三つ以上のポンプが冷却通路７０，１７０上に配置されてもよい。
また、上記のポンプ５０，１５０の固定方法は変更可能であり、例えばポンプ５０，１５０に固定用のフランジ部を形成して、このフランジ部をケーシング４０に固定するようにしてもよい。この場合、ポンプ収容部４１ｃは省略可能である。

また、ケーシング４０の形状や、モータ空間６１及びインバータ空間６２，６３の形状，位置は、上記のものに限定されない。例えば、モータ空間及びインバータ空間が、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、第二空間６３において電力変換部３１又は制御回路部３３が一端側に配置され、コンデンサ部３２が他端側に配置されてもよいし、電力変換部３１又は制御回路部３３とコンデンサ部３２とが、上下に並んで配置されてもよい。さらに、コンデンサ部３２が第一空間６２に収容され、電力変換部３１と制御回路部３３とが第二空間６３に収容されてもよい。あるいは、ケーシング４０にインバータ空間を三つ設け、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。

また、図１及び図６に示した冷却通路７０，１７０は、少なくともポンプ５０の吐出部５１から第一冷却部７１までの長さＬ１が、ポンプ５０の吐出部５１から第二冷却部７２までの長さＬ２よりも短く形成されればよく、具体的な経路は特に限定されない。例えば、冷却通路７０，１７０上に、インバータ部３０の制御回路部３３を冷却するための冷却部をさらに設けてもよいし、冷却通路１７０の第二冷却通路７０Ｂ上に第三冷却部７３を設けたり、第一冷却通路７０Ａをさらに分岐させて各冷却部７１〜７３を並列に配置してもよい。

また、上記実施形態及び各変形例のモータ部２０は、軸部２１の軸心Ｏが水平方向に延びるように配置される場合を例示したが、軸部２１の軸心Ｏが延びる方向は水平方向に限定されるものではなく、変更可能である。
また、本モータ装置の軸部に装着される回転角センサは、上記したレゾルバ３に限らず、例えばロータリエンコーダであってもよい。

１，１１，１２，１３ モータ装置（車両用モータ装置）
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
３３ 制御回路部
４０，１４０ ケーシング
４１ａ，１４１ａ 第一隔壁部（壁部）
４１ｂ，１４１ｂ 第二隔壁部（壁部）
５０，１５０ ポンプ
５１，１５１ 吐出部
６１ モータ空間
６２ 第一空間（インバータ空間）
６３ 第二空間（インバータ空間）
７０，１７０ 冷却通路
７１ 第一冷却部
７２ 第二冷却部
７３ 第三冷却部

Claims (5)

1. 車両駆動用の動力を生成するモータ部と、
   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、前記電力変換部を制御する制御回路部と、を有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少なくとも二つのインバータ空間と、前記モータ部及び前記インバータ部を冷却する冷却媒体が流れる冷却通路と、を内部に有する単一のケーシングと、
   前記冷却通路に前記冷却媒体を送り込む少なくとも一つのポンプと、を備え、
   前記各インバータ空間は、いずれも異なる壁部を介して前記モータ空間に隣接して設けられ、前記コンデンサ部，前記電力変換部及び前記制御回路部のうち少なくとも一つを収容し、
   前記冷却通路は、前記電力変換部を冷却するための第一冷却部と前記コンデンサ部を冷却するための第二冷却部とを含み、前記ポンプの吐出部から前記第一冷却部までの長さが前記ポンプの吐出部から前記第二冷却部までの長さよりも短く設けられ、
   前記ケーシングは、前記インバータ空間の一つに隣接して設けられるとともに前記ポンプが配置されるポンプ収容部を有する
   ことを特徴とする、車両用モータ装置。
2. 前記コンデンサ部及び前記電力変換部は、互いに異なる前記インバータ空間に収容される
   ことを特徴とする、請求項１記載の車両用モータ装置。
3. 前記電力変換部は、前記モータ空間よりも上方に設けられた前記インバータ空間内に収容され、
   前記ポンプ収容部は、前記電力変換部が収容される前記インバータ空間に隣接して設けられており、
   前記ポンプは、車両搭載時に前記モータ部よりも上方に配置される
   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. 前記制御回路部は、前記電力変換部及び前記コンデンサ部が収容される前記インバータ空間とは別の前記インバータ空間に収容される
   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. 前記ケーシング内に配置され、前記冷却通路上に直列に接続された前記ポンプを二つ備える
   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。

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