JP7059641B2 - インバータの冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、電動機としてのモータと、インバータとを一体的に配設したモータユニットにおけるインバータの冷却構造に関する。

特許文献１には、電動機としてのモータと、直流電流を交流電流に変換して当該モータに供給するインバータ装置とを一体的に配設したモータユニットが開示されている。モータユニットのインバータ装置内には、半導体モジュールを冷却する第１流路と、コンデンサモジュールを冷却する第２流路と、第１流路と第２流路を繋ぐ中継流路とが設けられている。これにより、半導体モジュールの冷却とコンデンサモジュールの冷却をインバータ装置内の同一経路上の流路で行っている（特許文献１参照）。

特開２０１７－１７８６３号公報

特許文献１に記載された冷却構造では、半導体モジュール冷却後の同一経路上の流路で他の部品（コンデンサモジュール）を冷却するが、１つのインバータ装置内に中継流路を形成しようとすると、流路の取り回しが複雑になって、部品配置が制約されてしまうという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑み、簡素で冷却部品の配置の自由度が高いインバータの冷却構造を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、ハウジングに収容された回転電機とインバータを一体的に配設した回転電機ユニットにおいて、インバータを構成する複数の電気部品の冷却を行う冷却構造が提供される。インバータは、ハウジングに取り付けられるベース部と、ベース部に独立して形成される２つ以上の冷却流路とを備え、複数の電気部品は、それぞれベース部の異なる冷却流路上に設けられる。２つ以上の冷却流路のうち少なくとも２つの冷却流路は、ハウジング内に設けられた回転電機冷却用流路を介して連結している。

本発明によれば、インバータは、ハウジングに取り付けられるベース部と、ベース部に独立して形成される２つ以上の冷却流路とを備える。そして、複数の電気部品は、それぞれベース部の異なる冷却流路上に設けられる。そのため、インバータ内の複数の電気部品を１つの冷却流路で直列に冷やす場合に比べて、インバータ内の冷却流路を簡素化でき、電気部品の配置自由度が向上する。

図１Ａは、第１実施形態のインバータ冷却構造を示す模式図である。 図１Ｂは、第１実施形態のインバータ冷却構造を示す斜視図である。 図２Ａは、第１実施形態のインバータの上面図である。 図２Ｂは、第１実施形態のインバータの斜視図である。 図３Ａは、第１実施形態のインバータ冷却構造を示す模式図である。 図３Ｂは、第１実施形態のインバータ冷却構造の斜視図である。 図４Ａは、第１実施形態のインバータ冷却構造を示す模式図である。 図４Ｂは、第１実施形態のインバータ冷却構造を示す斜視図である。 図５Ａは、２つの冷却水路を連結しない構成によるインバータの上面図である。 図５Ｂは、２つの冷却水路を連結しない構成によるインバータの斜視図である。 図６は、第１実施形態のインバータ冷却構造の変形例を示す斜視図である。 図７Ａは、第２実施形態のインバータ冷却構造を示す模式図である。 図７Ｂは、第２実施形態のインバータ冷却構造を示す斜視図である。 図８Ａは、第２実施形態のインバータの上面図である。 図８Ｂは、第２実施形態のインバータの斜視図である。 図９Ａは、３つの冷却水路を連結しない構成によるインバータの上面図である。 図９Ｂは、３つの冷却水路を連結しない構成によるインバータの斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１Ａ及び図１Ｂを参照して、第１実施形態によるインバータ冷却構造について説明する。図１Ａは、第１実施形態によるインバータ冷却構造の断面を示した模式図、図１Ｂは第１実施形態によるインバータ冷却構造の斜視図である。

図１Ａ及び図１Ｂに示すモータユニット１は、電動機としてのモータ２と、インバータ３とが一体的に配設される機電一体型モータである。

モータ２は、円筒形状のモータハウジング４（ケース）を備え、モータハウジング４はロータ及びステータ（図示しない）を収容する収容室５を有している。

インバータ３は、バッテリ（図示しない）とモータ２との間で電力を変換する電力変換装置である。インバータ３は、ベース部１０、パワーモジュール１１、平滑コンデンサ１２から構成される。

インバータ３のベース部１０は、一方の端面（ベース部１０の底面１８）と、モータ２の一方の軸方向（図１Ａ及び図１Ｂの矢印で示される方向）端面とを、ガスケット等を介して当接させた状態で、ボルト等によってモータハウジング４に固定される。

モータハウジング４は、アルミニウム合金等によって鋳造されたケース部材である。モータハウジング４内には、モータ冷却用水路６（回転電機冷却用水路）が設けられる。

モータ冷却用水路６は、モータ冷却部７、導入路８及び導出路９から構成される。モータ冷却部７は、モータ２の外形に沿って周方向に延設され、収容室５の周囲を取り囲むように形成される。導入路８は、モータ冷却部７からモータ軸方向に延設され、モータ冷却部７と、後述する半導体冷却用水路１４の導出孔２１とを接続する。導出路９は、モータ冷却部７からモータ軸方向に延設され、モータ冷却部７と、後述する平滑コンデンサ冷却用水路１５の導入孔２３とを接続する。

パワーモジュール１１は半導体素子を内蔵し、モータ２と電気的に接続される。平滑コンデンサ１２は、バッテリ（図示しない）に接続され、バッテリからの直流電流を平滑化する。パワーモジュール１１及び平滑コンデンサ１２は、それぞれベース部１０のモータ２が設置されない側の端面（ベース部１０の上面１３）に設置され、ボルト等でベース部１０に固定される。

ベース部１０はアルミプレート等により構成され、モータ２の外形に対応した円板形状に形成される。ベース部１０には、半導体冷却用水路１４（第１の冷却流路）と、平滑コンデンサ冷却用水路１５（第２の冷却流路）が形成されている。

半導体冷却用水路１４は、半導体冷却部１９、導入孔２０（第１導入孔）及び導出孔２１（第１導出孔）から構成される。半導体冷却部１９は、ベース部１０の上面１３のパワーモジュール１１が設置される位置に設けた凹状の溝である。導入孔２０は、半導体冷却部１９からベース部１０の周方向表面（外周面）に向かって径方向に延設され、ベース部１０の外周面において、モータユニット１外部の冷却水供給路１６に接続する。導出孔２１は、半導体冷却部１９からベース部１０の底面１８に向かって軸方向に延設され、ベース部１０の底面１８においてモータ冷却用水路６の導入路８に接続する。

平滑コンデンサ冷却用水路１５は、平滑コンデンサ冷却部２２、導入孔２３（第２導入孔）及び導出孔２４（第２導出孔）から構成される。平滑コンデンサ冷却部２２は、ベース部１０の上面１３の平滑コンデンサ１２が設置される位置に設けた凹状の溝であり、溝の上部はアルミ材からなる蓋部材２５で閉じられている。導入孔２３は、平滑コンデンサ冷却部２２からベース部１０の底面１８に向かって軸方向に延設され、モータ冷却用水路６の導出路９に接続する。導出孔２４は、平滑コンデンサ冷却部２２からベース部１０の外周面に向かって径方向に延設され、モータユニット１外部の冷却水排出路１７に接続する。

図２Ａは、インバータ３の上面図、図２Ｂはインバータ３の斜視図である。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、半導体冷却部１９は、ベース部１０の上面１３に設けた凹状の溝である。平滑コンデンサ冷却部２２は、ベース部１０の上面１３に設けた凹状の溝であり、溝の上部はアルミ材からなる蓋部材２５で閉じられている。なお、半導体冷却部１９の上部は閉じられていない。

上部が閉じられていない半導体冷却部１９の大きさ（外形）は、パワーモジュール１１の大きさ（外形）よりわずかに小さく、上部が閉じられている平滑コンデンサ冷却部２２の大きさ（外形）は、平滑コンデンサ１２の大きさ（外形）に略等しい。

パワーモジュール１１は半導体冷却部１９上に、半導体冷却部１９を覆うように設置され、平滑コンデンサ１２は平滑コンデンサ冷却部２２上の蓋部材２５の上に設置され、それぞれボルト等でベース部１０に固定される。パワーモジュール１１は、下部にフィンを設け、フィンを半導体冷却部１９内の冷却水に接触させてもよい。なお、本実施形態では、半導体冷却部１９の上部は開口し、平滑コンデンサ冷却部２２の上部は閉口しているが、これに限らない。例えば、半導体冷却部１９の上部を閉口し、平滑コンデンサ冷却部２２の上部は開口したままにしてもよく、また、半導体冷却部１９及び平滑コンデンサ冷却部２２のどちらの上部も開口したまま或いはどちらの上部も閉口してもよい。

半導体冷却用水路１４は、半導体冷却部１９からベース部１０の外周面に径方向に延設される導入孔２０と、半導体冷却部１９からベース部１０の底面１８に向かって軸方向に延設される導出孔２１を備える。

平滑コンデンサ冷却用水路１５は、平滑コンデンサ冷却部２２からベース部１０の底面１８に向かって軸方向に延設される導入孔２３と、平滑コンデンサ冷却部２２からベース部１０の外周面に向かって径方向に延設される導出孔２４を備える。

なお、本実施形態では、図１Ｂに示すように、冷却水供給路１６と冷却水排出路１７は、ベース部１０の外周面において、約１８０°離れた位置でそれぞれ導入孔２０及び導出孔２４に接続しているが、冷却水供給路１６及び冷却水排出路１７はそれぞれ半導体冷却用水路１４、平滑コンデンサ冷却用水路１５に接続されていればよく、その位置はこれに限定されない。

図３Ａは、インバータの冷却構造を示す模式図、図３Ｂはインバータの冷却構造を示す斜視図である。また、図４Ａはインバータ３の上面図、図４Ｂは、インバータ３の斜視図である。これらの図において、矢印の方向は、それぞれ冷却水が流れる方向を示している。

半導体冷却用水路１４の導入孔２０は、モータユニット１外部においてラジエータ等により冷却された冷却水を、冷却水供給路１６からインバータ３内に導入する。インバータ３内に導入された冷却水は、導入孔２０を介して、半導体冷却部１９に導入され、パワーモジュール１１を冷却する。パワーモジュール１１を冷却した冷却水は、半導体冷却用水路１４の導出孔２１を介して、モータ冷却用水路６の導入路８からモータ冷却部７に導入され、モータ２を冷却する。モータ２を冷却した冷却水は、モータ冷却用水路６の導出路９から平滑コンデンサ冷却用水路１５の導入孔２３を介して、インバータ３内の平滑コンデンサ冷却部２２に導入され、平滑コンデンサ１２を冷却する。平滑コンデンサ１２を冷却した冷却水は、平滑コンデンサ冷却用水路１５の導出孔２４を介して、モータユニット１外部の冷却水排出路１７へと導出される。

なお、本実施形態では、インバータの電気部品として、パワーモジュールと平滑コンデンサを用いたが、これに限るものではなく、例えばバスバー等、冷却が必要な電気部品であればよい。

また、本実施形態では、冷却水路を用いたが、これに限るものではなく、例えば冷媒ガス等の流路にしてもよく、インバータの電気部品及びモータを冷却できる冷却流路であればよい。

また、本実施形態では、第１の冷却流路（半導体冷却用水路１４）上にパワーモジュール１１を、第２の冷却流路（平滑コンデンサ冷却用水路１５）上に平滑コンデンサ１２を配置したが、第１の冷却流路と第２の冷却流路に配置される電気部品を逆にして、第１の冷却流路上に平滑コンデンサ１２を、第２の冷却流路上にパワーモジュール１１を配置してもよい。

上記の第１実施形態のインバータ冷却構造によれば、以下の効果を得ることができる。

インバータ３は、ベース部１０に、半導体冷却用水路１４と平滑コンデンサ冷却用水路１５という独立した２つの冷却水路を備え、インバータ内に半導体冷却用水路１４と平滑コンデンサ冷却用水路１５を繋ぐ中継流路は存在しない。そのため、インバータ内の複数の電気部品を１つの冷却流路で直列に冷やす場合に比べて、インバータ内の冷却水路を簡素化でき、電気部品の配置自由度が向上する。

また、インバータ３とモータ２を一体的に設け、冷却水をインバータ３内の半導体冷却用水路１４からモータ冷却用水路６を通り、再度インバータ３内の平滑コンデンサ冷却用水路１５に直列に接続するように構成している。即ち、インバータ３とモータ２を一体的に設け、インバータ内の２つの冷却水路、半導体冷却用水路１４と平滑コンデンサ冷却用水路１５をモータハウジング４内でモータ冷却用水路６を活用して繋いでいる。このようにモータ冷却用水路６を活用することで、インバータ３内の２つの冷却水路を繋ぐ構造をモータユニット１外部に設ける場合に比べ、構造をコンパクトにでき、且つコストを低く抑えることができる。

次に、インバータ３とモータ２をモータ２の回転軸方向において一体的に設け、インバータ３の半導体冷却用水路１４及び平滑コンデンサ冷却用水路１５と、モータ２のモータ冷却用水路６をモータ２の回転軸方向に接続している。そして、モータユニット１外部の冷却水をモータユニット１内に導入する導入孔２０、及び冷却水をモータユニット１外部へと導出する導出孔２４をインバータ３のベース部１０に設け、それぞれベース部１０の外周面においてモータユニット１外部の冷却水供給路１６及び冷却水排出路１７に接続させている。このように、インバータ３内の２つの冷却水路とモータ２の冷却水路６をモータ２の回転軸方向に接続し、モータユニット１外部の冷却水を導入する導入孔２０及びモータユニット１外部へと冷却水を導出する導出孔２４をインバータ側に設けている。そのため、モータハウジング４内のモータ冷却用水路６とモータユニット１外部の冷却水供給路１６及び冷却水排出路１７とを、モータハウジング４の外周面において接続する必要がなく、モータ２の構造をシンプルにすることができる。

更に、モータユニット１外部のラジエータ等で冷却された冷却水は、インバータ３のパワーモジュール１１を冷却する半導体冷却用水路１４、モータ２を冷却するモータ冷却用水路６、平滑コンデンサ１２を冷却する平滑コンデンサ冷却用水路１５の順に通ってモータユニット１外部へと導出される。このように半導体を含むパワーモジュール１１を先に冷却するように冷却水路を構成することで、半導体の温度制御がしやすくなる。

なお、本実施形態では、インバータ３内の２つの冷却水路、半導体冷却用水路１４と平滑コンデンサ冷却用水路１５とをモータハウジング４内で繋ぐ構成としているが、インバータ３内の２つの冷却水路を連結させずに、完全に別個の水路としてもよい。この場合、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、半導体冷却用水路１４は導入孔２０ａ（第１導入孔）及び導出孔２４a（第１導出孔）を備え、平滑コンデンサ冷却用水路１５は導入孔２０ｂ（第２導入孔）及び導出孔２４ｂ（第２導出孔）を備える。半導体冷却用水路１４、平滑コンデンサ冷却用水路１５はそれぞれモータユニット１外部から導入孔２０ａ、２０ｂを介して冷却水を導入し、冷却水はモータ冷却用水路６を介さずに、導出孔２４ａ、２４ｂからそのままモータユニット１外部へと導出される。モータ冷却用水路６には、別途外部から冷却水が供給される。

上記のような構成にすることで、インバータ内の冷却水路を簡素化でき、電気部品の配置自由度が更に向上し、且つ平滑コンデンサの冷却効率が向上するという効果を得られる。

（第１実施形態の変形例）
図６を参照して、第１実施形態のインバータ冷却構造の変形例を説明する。

図６に示すように、本変形例では、インバータ３がモータ２の径方向に、モータハウジング４と一体的に設けられ、１つのモータユニット１を構成する。

本変形例において、インバータ３のベース部１０は、長方形の板状に形成され、ベース部１０の短手方向の一端には、モータ２方向に延びる延設部２６を有している。ベース部１０は、長手方向側から見た場合に、Ｌ字型に構成されている。

モータハウジング４は、モータ２の軸方向に略三角柱形状の補助部材２７を備えている。補助部材２７は、ベース部１０の延設部２６の底面１８の長さと幅に対応する上面２８を有する。補助部材２７の上面２８は、ベース部１０の延設部２６の底面１８とガスケット等を介して当接した状態で、ボルト等によってベース部１０の底面１８に固定されている。

モータ冷却用水路６は、モータ冷却部７から補助部材２７の上面２８に向かってモータハウジング４の周方向に延設される導入路８及び導出路９を備える。

半導体冷却用水路１４の導入孔２０は、半導体冷却部１９からベース部１０の短手方向の延設部２６が無い側の側面に向かって、モータ２の径方向に延設されている。また、平滑コンデンサ冷却用水路１５の導出孔２４は、平滑コンデンサ冷却部２２からベース部１０の短手方向の延設部２６が無い側の側面に向かって、モータ２の径方向に延設されている。モータユニット１外部の冷却水供給路１６と半導体冷却用水路１４の導入孔２０、及びモータユニット１外部の冷却水排出路１７と平滑コンデンサ冷却用水路１５の導出孔２４は、ベース部１０の短手方向の延設部２６が無い側の側面において接続している。

半導体冷却用水路１４の導出孔２１は、半導体冷却部１９からモータ２方向に向かって延設部２６内に径方向に延設され、ベース部１０の延設部２６の底面１８においてモータ冷却用水路６の導入路８に接続する。平滑コンデンサ冷却用水路１５の導入孔２３は、平滑コンデンサ冷却部２２からモータ２方向に向かって延設部２６内に径方向に延設され、ベース部１０の延設部２６の底面１８においてモータ冷却用水路６の導出路９に接続する。

本変形例では、半導体冷却用水路１４の冷却水は、モータハウジング４の補助部材２７内に設けられた導入路８を介してモータ冷却部７に導入され、モータ冷却部７の冷却水は、モータハウジング４の補助部材２７内に設けられた導出路９を介して平滑コンデンサ冷却用水路１５に導入される。このような構成によっても、インバータ内の冷却水路に半導体冷却用水路１４と平滑コンデンサ冷却用水路１５を繋ぐ中継流路を設ける必要がないため、電気部品の配置自由度を向上させることが可能となる。

（第２実施形態）
図７Ａ、図７Ｂ及び図８Ａ、図８Ｂを参照して、第２実施形態のインバータ冷却構造を説明する。

第２実施形態のインバータ冷却構造は、インバータ３が２つのパワーモジュール（第１パワーモジュール２９、第２パワーモジュール３０）と１つの平滑コンデンサ１２を備え、ベース部１０に、それぞれ独立した３つの冷却水路が形成されている点が第１の実施形態と異なる。なお、以下の実施形態では第１実施形態と同じ機能を果たす構成には同一の符号を用い、重複する記載を適宜省略して説明する。

本実施形態では、モータハウジング４は、モータ冷却用水路６の他に、連結用水路３３を備える。連結用水路３３は、モータハウジング４のインバータ３が設置される側の端面に設けられた凹状の溝である。

インバータ３は、２つのパワーモジュール（第１パワーモジュール２９、第２パワーモジュール３０）と、１つの平滑コンデンサ１２、及びベース部１０から構成される。

第１パワーモジュール２９、第２パワーモジュール３０、平滑コンデンサ１２は、それぞれベース部１０の上面１３に設置され、ボルト等でベース部１０に固定される。

ベース部１０には、３つの独立した冷却水路、即ち、第１の半導体冷却用水路３１（第１の冷却流路）、第２の半導体冷却用水路３２（第２の冷却流路）及び平滑コンデンサ冷却用水路１５（第３の冷却流路）が形成されている。

第１の半導体冷却用水路３１は、第１の半導体冷却部３４、導入孔３５（第１導入孔）及び導出孔３６（第１導出孔）から構成され、第２の半導体冷却用水路３２は、第２の半導体冷却部３７、導入孔３８（第２導入孔）及び導出孔３９（第２導出孔）から構成される。平滑コンデンサ冷却用水路１５は、平滑コンデンサ冷却部２２、導入孔２３（第３導入孔）及び導出孔２４（第３導出孔）から構成される。

第１の半導体冷却部３４は、第１パワーモジュール２９が設置される位置に、ベース部１０の上面１３の一部に凹状の溝を開口して設けられる。第１の半導体冷却用水路３１の導入孔３５は、第１の半導体冷却部３４からベース部１０の外周面に向かって径方向に延設され、ベース部１０の外周面においてモータユニット１外部の冷却水供給路１６に接続する。第１の半導体冷却用水路３１の導出孔３６は、第１の半導体冷却部３４からベース部１０の底面１８に向かって軸方向に延設され、ベース部１０の底面１８においてモータハウジング４に設けられた連結用水路３３に接続する。

第２の半導体冷却部３７は、ベース部１０の上面１３の第２パワーモジュール３０が設置される位置に設けた凹状の溝である。第２の半導体冷却用水路３２の導入孔３８は、第２の半導体冷却部３７からベース部１０の底面１８に向かって軸方向に延設され、ベース部１０の底面１８においてモータハウジング４に設けられた連結用水路３３に接続する。第２の半導体冷却用水路３２の導出孔３９は、第２の半導体冷却部３７からベース部１０の底面１８に向かって軸方向に延設され、ベース部１０の底面１８においてモータ冷却用水路６の導入路８に接続する。

平滑コンデンサ冷却部２２は、ベース部１０の上面１３の平滑コンデンサ１２が設置される位置に設けた凹状の溝であり、溝の上部は蓋部材２５で閉じられている。平滑コンデンサ冷却用水路１５の導入孔２３は、平滑コンデンサ冷却部２２からベース部１０の底面１８に向かって軸方向に延設され、ベース部１０の底面１８においてモータ冷却用水路６の導出路９に接続する。平滑コンデンサ冷却用水路１５の導出孔２４は、平滑コンデンサ冷却部２２からベース部１０の外周面に向かって径方向に延設され、ベース部１０の外周面においてモータユニット１外部の冷却水排出路１７に接続する。

第１の半導体冷却用水路３１の導入孔３５は、モータユニット１外部においてラジエータ等により冷却された冷却水を、冷却水供給路１６からインバータ３内に導入する。インバータ３内に導入された冷却水は、導入孔３５を介して、第１の半導体冷却部３４に導入され、第１パワーモジュール２９を冷却する。第１パワーモジュール２９を冷却した冷却水は、第１の半導体冷却用水路３１の導出孔３６を介して、モータハウジング４に設けられた連結用水路３３に流入する。連結用水路３３に流入した冷却水は、第２の半導体冷却用水路３２の導入孔３８を介して、インバータ３内の第２の半導体冷却部３７に導入され、第２パワーモジュール３０を冷却する。第２パワーモジュール３０を冷却した冷却水は、第２の半導体冷却用水路３２の導出孔３９を介して、モータ冷却用水路６の導入路８からモータ冷却部７に導入され、モータ２を冷却する。モータ２を冷却した冷却水は、モータ冷却用水路６の導出路９から平滑コンデンサ冷却用水路１５の導入孔２３を介して、インバータ３内の平滑コンデンサ冷却部２２に導入され、平滑コンデンサ１２を冷却する。平滑コンデンサ１２を冷却した冷却水は、平滑コンデンサ冷却用水路１５の導出孔２４を介して、モータユニット１外部の冷却水排出路１７へと導出される。

第２実施形態のインバータ冷却構造によれば、インバータ内に第１の半導体冷却用水路３１と第２の半導体冷却用水路３２を繋ぐ中継流路、及び第２の半導体冷却用水路３２と平滑コンデンサ冷却用水路１５を繋ぐ中継流路は存在しない。そのため、第１実施形態と同様に、インバータ内の冷却水路を簡素化でき、電気部品の配置自由度が向上する。

なお、本実施形態では、インバータ内の３つの冷却水路、第１の半導体冷却用水路３１、第２の半導体冷却用水路３２及び平滑コンデンサ冷却用水路１５をそれぞれモータハウジング４内で繋ぐ構成としているが、インバータ内の３つの冷却水路を連結させずに、完全に別個の水路としてもよい。この場合、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、第１の半導体冷却用水路３１は導入孔３５ａ及び導出孔２４ａを備え、第２の半導体冷却用水路３２は導入孔３５ｂ及び導出孔２４ｂを備え、平滑コンデンサ冷却用水路１５は、導入孔３５ｃ及び導出孔２４ｃを備える。３つの冷却水路（第１の半導体冷却用水路３１、第２の半導体冷却用水路３２、平滑コンデンサ冷却用水路１５）はそれぞれモータユニット１外部から導入孔３５ａ、３５ｂ、３５ｃを介して冷却水を導入し、冷却水は連結用水路３３及びモータ冷却用水路６を介さずに、導出孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃからそのままモータユニット１外部へと導出される。

上記のような構成にすることで、インバータ内の冷却水路を簡素化でき、電気部品の配置自由度が更に向上し、且つそれぞれの部品の冷却効率が向上するという効果を得られる。

また、インバータ内の３つの冷却水路のうち、２つの冷却水路はモータハウジング４内で繋ぎ、１つは完全に別個の水路としてもよい。

また、本実施形態では、インバータ内の３つの電気部品を冷却する場合について説明したが、電気部品数はこれに限られるものではない。モータ２の軸方向端面において、モータハウジング４に連結用水路を追加することで、更に多くの電気部品を冷却する構造が可能である。

また、本実施形態では、第１の冷却流路を半導体冷却用水路３１、第２の冷却流路を半導体冷却用水路３２、第３の冷却流路を平滑コンデンサ冷却用水路１５としたが、第１～第３の流路上に配置される電気部品は適宜変更することが可能である。例えば第１の冷却流路上に平滑コンデンサ１２を、第２及び第３の冷却流路上にそれぞれ第１パワーモジュール２９、第２パワーモジュール３０を配置してもよい。

また、いずれの実施形態でも、モータの軸方向の一方側端面にのみインバータを設置しているが、モータの軸方向端面両側にインバータを設置してもよい。

また、いずれの実施形態でも、モータを電動機としたが、当該モータは発電機であってもよい。つまり、本発明の冷却構造は、電動機及び発電機として機能するいわゆるモータジェネレータとしての回転電機と、インバータとを一体的に配設した回転電機ユニットに用いてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１ モータユニット
２ モータ
３ インバータ
４ モータハウジング
６ モータ冷却用水路
１０ ベース部
１１ パワーモジュール
１２ 平滑コンデンサ
１４ 半導体冷却用水路
１５ 平滑コンデンサ冷却用水路
２９ 第１パワーモジュール
３０ 第２パワーモジュール
３１ 第１の半導体冷却用水路
３２ 第２の半導体冷却用水路
３３ 連結用水路

Claims (7)

1. ハウジングに収容された回転電機とインバータとを一体的に配設した回転電機ユニットにおいて、前記インバータを構成する複数の電気部品の冷却を行うインバータの冷却構造であって、
   前記インバータは、前記ハウジングに取り付けられるベース部と、前記ベース部に独立して形成される２つ以上の冷却流路とを備え、
   前記複数の電気部品は、それぞれ前記ベース部の異なる冷却流路上に設けられ、
   ２つ以上の前記冷却流路のうち少なくとも２つの冷却流路は、前記ハウジング内に設けられた回転電機冷却用流路を介して連結している、
   インバータの冷却構造。
2. 請求項１に記載のインバータの冷却構造であって、
   前記インバータは、前記ベース部に独立して形成された第１及び第２の冷却流路を備え、
   前記第１の冷却流路は、前記インバータ外部から冷媒を導入する第１導入孔と、前記ハウジング内に設けられた回転電機冷却用流路に冷媒を導出する第１導出孔を有し、
   前記第２の冷却流路は、前記回転電機冷却用流路から冷媒を導入する第２導入孔と、前記インバータ外部に冷媒を導出する第２導出孔を有し、
   前記第１の冷却流路と前記第２の冷却流路は、前記回転電機冷却用流路を介して連結している、
   インバータの冷却構造。
3. 請求項２に記載のインバータの冷却構造であって、
   前記インバータの前記ベース部は、前記回転電機の回転軸方向において前記ハウジングに取り付けられ、
   前記第１導出孔及び前記第２導入孔は、前記回転電機の回転軸方向に延設されている、
   インバータの冷却構造。
4. 請求項２に記載のインバータの冷却構造であって、
   前記インバータの前記ベース部は、前記回転電機の周方向において前記ハウジングに取り付けられ、
   前記第１導出孔及び前記第２導入孔は、前記回転電機の周方向に延設されている、
   インバータの冷却構造。
5. 請求項２から４のいずれか一つに記載のインバータの冷却構造であって、
   冷却される前記電気部品はパワーモジュール及び平滑コンデンサである、
   インバータの冷却構造。
6. 請求項１に記載のインバータの冷却構造であって、
   前記インバータは、前記ベース部に独立して形成された第１、第２、第３の３つの冷却流路を備え、
   前記第１の冷却流路は、前記インバータ外部から冷媒を導入する第１導入孔と、前記ハウジングに設けられた連結用流路に冷媒を導出する第１導出孔を有し、
   前記第２の冷却流路は、前記ハウジングに設けられた前記連結用流路から冷媒を導入する第２導入孔と、前記ハウジングに設けられた回転電機冷却用流路に冷媒を導出する第２導出孔を有し、
   前記第３の冷却流路は、前記回転電機冷却用流路から冷媒を導入する第３導入孔と、前記インバータ外部に冷媒を導出する第３導出孔を有し、
   前記第１の冷却流路と前記第２の冷却流路は前記ハウジングに設けられた前記連結用流路を介して連結し、
   前記第２の冷却流路と前記第３の冷却流路は前記回転電機冷却用流路を介して連結する、
   インバータの冷却構造。
7. 請求項６に記載のインバータの冷却構造であって、
   冷却される前記電気部品は、２つのパワーモジュールと１つの平滑コンデンサである、
   インバータの冷却構造。

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