JP7435176B2 - 駆動装置およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、駆動装置およびその製造方法に関する。
モータを駆動するインバータを蓋部に取り付け、この蓋部を凹形状のインバータハウジングに固定する構成が開示されている(例えば特許文献1参照)。インバータハウジングに蓋部を固定すると、蓋部に取り付けたインバータは、インバータハウジング内に収容される。
国際公開WO2016/185575号
複数の電子モジュールを含むインバータは、寿命等の理由により、必要に応じて交換される。インバータを蓋部に設ける構成では、インバータの交換の際に、インバータハウジングから蓋部を取り外すことで、蓋部に取り付けたインバータを交換することが容易となる。したがって、駆動装置では、インバータを蓋部に設ける構成を採用することが望まれる。
しかし、インバータを蓋部に設ける場合、インバータハウジングにおける電気的接続が困難になる虞があった。
本発明は、上記の点に鑑み、インバータハウジングの内部に電子モジュールを収容した後でも、インバータハウジングにおける電気的接続の作業性を向上させることができる駆動装置と、その製造方法とを提供することを目的とする。
本発明の例示的な駆動装置は、モータと、前記モータを駆動するインバータユニットと、ハウジングと、を有し、前記ハウジングは、前記モータを収容するモータハウジングと、前記インバータユニットの少なくとも一部を収容するインバータハウジングと、を有し、前記インバータハウジングは、第1方向と交差して拡がる底部と、前記底部から前記第1方向に延び、前記インバータユニットの前記一部を、前記第1方向から見て囲む側壁部と、を有し、前記インバータユニットは、複数に分割される電子モジュールと、前記複数の電子モジュールが固定される基台と、を有し、前記複数の電子モジュールの少なくともいずれかのモジュール、および前記インバータハウジングに固定されるホルダーの少なくとも一方は、前記インバータハウジングの外部の配線と接続される端子台を有し、前記第1方向のうち、前記底部に近づく方向を第1方向一方側とし、前記底部から遠ざかる方向を第1方向他方側としたとき、前記インバータハウジングにおいて、前記インバータユニットの前記複数の電子モジュールは、前記基台に対して第1方向一方側に位置し、前記インバータハウジング、および前記インバータユニットの前記基台の少なくとも一方は、前記端子台と重なる位置に配置される開口部を有する。
本発明の例示的な駆動装置の製造方法は、モータハウジングにモータを取り付けるモータ取付工程と、前記モータを駆動するインバータユニットの複数の電子モジュールを、前記インバータユニットの基台に取り付けるモジュール取付工程と、インバータハウジングに、前記インバータユニットを固定するインバータユニット固定工程と、前記インバータハウジングの外部の配線を、前記インバータハウジングの貫通孔を介して内部に挿入する挿入工程と、前記インバータハウジング、および前記インバータユニットの前記基台の少なくとも一方に設けられる開口部を介して、前記配線と前記インバータユニットとを接続する接続工程と、を含み、前記インバータハウジングは、第1方向と交差して拡がる底部と、前記底部から前記第1方向に延び、前記インバータユニットの一部を、前記第1方向から見て囲む側壁部と、を有し、前記複数の電子モジュールの少なくともいずれかのモジュール、および前記インバータハウジングに固定されるホルダーの少なくとも一方は、前記インバータハウジングの外部の配線と接続される端子台を有し、前記第1方向のうち、前記底部に近づく方向を第1方向一方側とし、前記底部から遠ざかる方向を第1方向他方側としたとき、前記インバータユニット固定工程では、前記インバータユニットを前記インバータハウジングに固定することにより、前記複数の電子モジュールを前記基台に対して第1方向一方側に位置させ、前記接続工程では、前記端子台と重なる位置に配置される前記開口部を介して、前記配線と前記インバータユニットとを接続する。
本発明によると、インバータハウジングの内部に電子モジュールを収容した後でも、上記電子モジュールと外部の配線との接続作業を、インバータハウジングおよび電子モジュールを固定した基台の少なくとも一方に配置される開口部を介して行うことができる。これにより、インバータハウジングにおける電気的接続の作業性を向上させることができる。
図1は、本発明の一実施形態の駆動装置の概略の構成を示す斜視図である。 図2は、駆動装置の概念図である。 図3は、駆動装置の他の構成を示す斜視図である。 図4は、駆動装置が有するインバータユニットの平面図である。 図5は、天板を除去した状態でのインバータユニットの平面図である。 図6は、天板を除去した状態でのインバータユニットおよびインバータハウジングの概略の構成であって、インバータユニットとDCケーブルとの接続箇所付近の構成を模式的に示す断面図である。 図7は、インバータユニットおよびインバータハウジングの他の構成を模式的に示す断面図である。 図8は、インバータユニットおよびインバータハウジングのさらに他の構成を模式的に示す断面図である。 図9は、天板を除去した状態でのインバータユニットおよびインバータハウジングの概略の構成であって、バスバーとインバータユニットとの接続箇所付近の構成を模式的に示す断面図である。 図10は、インバータユニットおよびインバータハウジングのさらに他の構成を模式的に示す断面図である。 図11は、インバータユニットおよびインバータハウジングのさらに他の構成を模式的に示す断面図である。 図12は、駆動装置の製造工程の流れを示すフローチャートである。 図13は、天板をインバータユニットの基台に固定した状態での、インバータユニットおよびインバータハウジングの概略の構成を示す断面図である。 図14は、天板をインバータユニットの基台に固定した状態での、インバータユニットおよびインバータハウジングの概略の構成を示す断面図である。 図15は、天板を除去した状態でのインバータユニットおよびインバータハウジングの概略の構成であって、IGBTモジュールとコンデンサモジュールとの接続箇所付近の構成を模式的に示す断面図である。 図16は、コンデンサモジュールとIGBTモジュールとの大きさの関係の一例を模式的に示す断面図である。 図17は、コンデンサモジュールとIGBTモジュールとの大きさの関係の他の例を模式的に示す断面図である。 図18は、インバータユニットの主要部を拡大して示す平面図である。
以下、本発明の例示的な実施形態に係る駆動装置1について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面においては、適宜、3次元直交座標系としてXYZ座標系を示す。XYZ座標系において、Z軸方向は、鉛直方向(すなわち上下方向)を示し、+Z方向が上側(重力方向の反対側)であり、-Z方向が下側(重力方向)である。なお、後述する第1方向はZ軸方向に対応し、第1方向一方側は-Z方向に対応し、第1方向他方側は+Z方向に対応する。X軸方向は、Z軸方向と直交する方向を指し、その一方向および逆方向を、それぞれ+X方向および-X方向とする。Y軸方向は、Z軸方向およびX軸方向の両方向と直交する方向を指し、その一方向および逆方向を、それぞれ+Y方向および-Y方向とする。
以下の説明では、特に断りのない限り、モータ2の回転軸J1に平行な方向(Y方向)を単に「軸方向」と呼び、回転軸J1と直交する径方向を単に「径方向」と呼び、回転軸J1を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。また、X方向と、Y方向とを含む水平な方向を「横方向」と呼ぶ。なお、上述した「平行」は、完全に平行な場合のみならず、略平行な場合も含む。同様に、上述した「水平」は、完全に水平な場合のみならず、略水平な場合も含む。
<1.駆動装置の構成>
図1は、本実施形態の駆動装置1の概略の構成を示す斜視図である。図2は、駆動装置1の概念図である。なお、図2は、あくまでも概念図であり、各部の配置および寸法は、実際の駆動装置1と同じであるとは限らない。駆動装置1は、モータ2と、インバータユニット3と、ハウジング4と、を有する。
〔1-1.モータ〕
モータ2は、後述するモータハウジング41の内部に収容される。モータ2は、ロータ21と、ステータ25と、を有する。
ロータ21は、バッテリー5(図5参照)からインバータユニット3を介してステータ25に電力が供給されることで回転する。ロータ21は、モータシャフト22と、ロータコア23と、ロータマグネット(図示略)と、を有する。ロータ21は、水平方向に延びる回転軸J1回りに回転する。
モータシャフト22は、回転軸J1を中心として延び、回転軸J1回りに回転する。モータシャフト22の軸方向一方側(+Y方向側)の端部は、モータハウジング41の開口部41bを介して軸方向一方側に突出している。
ロータコア23は、珪素鋼板を積層して形成される。ロータコア23は、軸方向に沿って延びる円柱体である。ロータコア23には、複数のロータマグネット(図示略)が固定される。複数のロータマグネットは、磁極を交互にして周方向に沿って並ぶ。
ステータ25は、ロータ21の径方向外側に位置し、ロータ21を径方向外側から囲む。すなわち、モータ2は、ステータ25の内側にロータ21が回転可能に配置されたインナーロータ型モータである。ステータ25は、モータハウジング41に保持される。ステータ25は、ステータコア26と、コイル27と、インシュレータ(図示略)とを有する。インシュレータは、ステータコア26とコイル27との間に介在する。ステータコア26は、円環状のヨークの内周面から径方向内方に複数の磁極歯(図示略)を有する。
各磁極歯の間には、コイル線(図示略)が掛け回される。磁極歯に掛け回されたコイル線は、コイル27を構成する。コイル線は、引き出し線8(図9参照)およびバスバー81(図9参照)を介してインバータユニット3に接続される。コイル27は、ステータコア26の軸方向端面から突出するコイルエンド271を有する。コイルエンド271は、ロータ21のロータコア23の端部よりも軸方向外側に突出する。
〔1-2.ハウジング〕
ハウジング4は、モータハウジング41と、インバータハウジング42と、を有する。
(モータハウジング)
モータハウジング41は、モータ2を収容する。モータハウジング41は、軸方向一方側(+Y方向側)に開口部41bを有する。開口部41bの開口径は、モータ2の外径よりも小さく、モータシャフト22の外径よりも大きい。
モータハウジング41は、軸方向他方側(-Y方向側)に蓋部41aを有する。蓋部41aは、モータハウジング41の軸方向他方側に位置する開口部41cを閉じる。開口部41cの開口径は、モータ2の外径よりも大きい。開口部41cは、モータハウジング41の内部にモータ2を収容した後、蓋部41aによって閉じられる。
(インバータハウジング)
インバータハウジング42は、インバータユニット3の一部を収容する。例えば、図1および図2に示すように、インバータハウジング42は、IGBTモジュール31およびコンデンサモジュール32を収容する。このとき、IGBTモジュール31およびコンデンサモジュール32が固定される基台33の全ては、インバータハウジング42の内部には位置しない。つまり、基台33は、IGBTモジュール31およびコンデンサモジュール32がインバータハウジング42内に位置する状態で、インバータハウジング42で支持される。なお、IGBTモジュール31、コンデンサモジュール32および基台33の詳細については後述する。
図3は、駆動装置1の他の構成を示す斜視図である。別の例では、インバータハウジング42は、インバータユニット3の全部を収容する。このとき、インバータハウジング42の内側面には、上記の基台33の支持部(図示略)が設けられる。インバータハウジング42に収容されたインバータユニット3は、基台33側から蓋部43で覆われる。この場合、基台33はインバータハウジング42の内部に位置していてもよい。蓋部43は、ハウジング4の一部を構成し、インバータハウジング42の側壁部42bに固定される。
すなわち、本実施形態の駆動装置1は、モータ2と、モータ2を駆動するインバータユニット3と、ハウジング4と、を有する。ハウジング4は、モータ2を収容するモータハウジング41と、インバータユニット3の少なくとも一部を収容するインバータハウジング42と、を有する。
以下では、図1および図2に示すタイプの駆動装置1、つまり、インバータユニット3の一部がインバータハウジング42に収容される駆動装置1の詳細について説明する。なお、以下で示す構成および方法は、図3に示すタイプの駆動装置1、つまり、インバータユニット3の全部がインバータハウジング42に収容される駆動装置1についても勿論適用可能である。
図4は、インバータユニット3の平面図である。図5は、図4の天板331を除去した状態でのインバータユニット3の平面図である。なお、図5において、天板331を基台33に装着した状態での天板331の外形を表す外形線を、二点鎖線で示す。図6は、天板331を除去した状態でのインバータユニット3およびインバータハウジング42の概略の構成であって、インバータユニット3とDCケーブル6との接続箇所付近の構成を模式的に示す断面図である。
インバータハウジング42は、底部42aと、側壁部42bと、を有する。底部42aは、Z軸方向と交差するX軸方向およびY軸方向の両方向に拡がる。なお、底部42aは、Z軸方向に対して斜め方向に拡がってもよい。側壁部42bは、底部42aから+Z方向に延び、インバータユニット3のIGBTモジュール31およびコンデンサモジュール32を+Z方向から見て囲む。この結果、インバータハウジング42は、Z軸を含む任意の断面で凹形状に形成される。
すなわち、インバータハウジング42は、第1方向と交差して拡がる底部42aと、底部42aから第1方向に延び、インバータユニット3の一部を、第1方向から見て囲む側壁部42bと、を有する。特に、インバータユニット3の上記一部は、IGBTモジュール31およびコンデンサモジュール32である。
インバータハウジング42の側壁部42bには、貫通孔42cおよび貫通孔42d(図9参照)が設けられる。貫通孔42cには、後述するDCケーブル6が外部から挿入されて、インバータユニット3と接続される。貫通孔42dには、後述するバスバーホルダー82(図9参照)が挿入される。
〔1-3.インバータユニット〕
インバータユニット3は、モータ2と電気的に接続され、モータ2に電力を供給してモータ2を駆動する。また、インバータユニット3は、モータ2に供給する電流を制御することにより、モータ2の動作を制御する。
インバータユニット3は、IGBTモジュール31と、コンデンサモジュール32と、基台33と、端子台34と、を有する。IGBTモジュール31およびコンデンサモジュール32は、複数の電子モジュールMとして、Z軸方向に分割して形成されている。
(IGBTモジュール)
IGBTモジュール31は、モータ2に供給される電力を制御するIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を制御素子として有する。コンデンサモジュール32を第1電子モジュールM1としたとき、IGBTモジュール31は第2電子モジュールM2を構成する。上述のIGBTモジュール31は、Z軸方向において、基台33とコンデンサモジュール32の後述する第1本体部321との間に位置する。すなわち、複数の電子モジュールMは、基台33とコンデンサモジュール32との間に位置するIGBTモジュール31を有する。
(コンデンサモジュール)
コンデンサモジュール32は、電荷を一旦蓄積してバッテリー5からの電力を平滑化してIGBTモジュール31に供給する。
コンデンサモジュール32は、第1本体部321と、第2本体部322と、を有する。第1本体部321は、IGBTモジュール31を介して基台33とZ軸方向に対向する。これにより、第1本体部321は、コンデンサモジュール32において、Z軸方向から見て、IGBTモジュール31と重なる領域Rを構成する。
コンデンサモジュール32の第2本体部322は、端子台34の後述する第1端子台34aを有する。すなわち、複数の電子モジュールMは、第1端子台34aを有する第1電子モジュールM1を有する。
第2本体部322は、第1本体部321とY軸方向につながる。つまり、第2本体部322は、第1本体部321とY軸方向にずれて位置する。第2本体部322は、IGBTモジュール31に対して+Y方向側で、基台33における後述する開口部330を除く領域と、Z軸方向に直接対向する。
(基台)
基台33には、IGBTモジュール31およびコンデンサモジュール32が固定される。より具体的には、コンデンサモジュール32はIGBTモジュール31と例えばビス止めによって固定される。IGBTモジュール31は、基台33側の面に設けられたボス(図示略)を基台33の凹部(図示略)に挿入することにより、基台33に固定される。これにより、IGBTモジュール31およびコンデンサモジュール32は、基台33側からこの順で積層される。
すなわち、インバータユニット3は、複数に分割される電子モジュールMと、複数の電子モジュールMが固定される基台33とを有する。なお、基台33は開口部330を有するが、この点については後述する。
基台33は、インバータハウジング42の側壁部42bに対して例えばビス止めによって固定される。そして、ビス止めを解除することにより、基台33はインバータハウジング42から取り外される。つまり、基台33は、インバータハウジング42に着脱可能に取り付けられる。基台33をインバータハウジング42に固定した状態では、IGBTモジュール31およびコンデンサモジュール32は、基台33に対して-Z方向側に位置する。逆に、基台33は、IGBTモジュール31およびコンデンサモジュール32に対して+Z方向側に位置する。
すなわち、Z軸方向に対応する第1方向のうち、底部42aに近づく方向を第1方向一方側とし、底部42aから遠ざかる方向を第1方向他方側としたとき、インバータハウジング42において、インバータユニット3の複数の電子モジュールMは、基台33に対して第1方向一方側に位置する。
基台33は、冷却媒体が流れる水路33aを有する。水路33aは、少なくとも、IGBTモジュール31とZ軸方向から見て重なる位置にある。すなわち、基台33は、第2電子モジュールM2と第1方向から見て重なる位置に冷却媒体が流れる水路33aを有する。冷却媒体は、例えば水であるが、他の液体であってもよい。
IGBTモジュール31は、インバータユニット3の中で発熱量が多い。インバータユニット3において、IGBTモジュール31およびコンデンサモジュール32が基台33側からこの順で積層される構成では、基台33に水路33aを設けることにより、発熱量の多いIGBTモジュール31を、基台33の水路33aを流れる冷却媒体によって効率よく冷却することができる。
(端子台)
端子台34は、第1端子台34aを含む。第1端子台34aは、例えばコンデンサモジュール32に埋め込まれるナットで構成される。第1端子台34aは、DCケーブル6と導通する端子61と電気的に接続される。すなわち、端子台34は、DCケーブル6の端子61と接続される第1端子台34aを含む。なお、DCケーブル6の詳細については後述する。
第1端子台34aは、第1電子モジュールM1としてのコンデンサモジュール32に配置される。より詳しくは、第1端子台34aは、コンデンサモジュール32の第2本体部322に配置される。上述のように、第2本体部322は、第1本体部321とY軸方向にずれて位置する。このため、第2本体部322に配置された第1端子台34aは、第1本体部321に対してY軸方向にずれて位置する。よって、第1端子台34aは、Z軸方向から見て、領域Rの外側に位置する。
すなわち、第1端子台34aは、第1電子モジュールM1において、第1方向から見て、第2電子モジュールM2と重なる領域Rの外側に位置する。ここで、第1電子モジュールM1は、コンデンサモジュール32であり、コンデンサモジュール32が、第1端子台34aを有する。
また、コンデンサモジュール32の第1本体部321と基台33との間には、上述したIGBTモジュール31が位置する。したがって、コンデンサモジュール32において、第1端子台34aは、Z軸方向から見て、IGBTモジュール31と重なる領域Rの外側に位置する。
すなわち、第2電子モジュールM2は、IGBTモジュール31であり、IGBTモジュール31は、基台33とコンデンサモジュール32との間に位置し、第1端子台34aは、コンデンサモジュール32において、第1方向から見て、IGBTモジュール31と重なる領域Rの外側に位置する。
なお、第1端子台34aを含む端子台34は、IGBTモジュール31に配置されてもよく、IGBTモジュール31およびコンデンサモジュール32の両方に配置されてもよい。ただし、IGBTモジュール31は、スイッチング素子など、比較的繊細な部品を多く有しているため、端子台34の設置を容易にする点では、コンデンサモジュール32に端子台34を設置する構成が望ましい。
(DCケーブル)
DCケーブル6は、インバータハウジング42の外部で引き回される配線Wの1つである。DCケーブル6の上記した端子61は、例えば丸型端子で構成される。丸形端子とは、円形の孔61aを有する輪帯状の平らな端子のことである。両端にコネクタが取り付けられたDCケーブルは一般的に高価である。本実施形態では、端子61として片側に丸型端子が取り付けられたDCケーブル6を用いる。これにより、コスト低減が図られる。
DCケーブル6の端子61とは反対側は、コネクタを介してバッテリー5と接続される。これにより、インバータユニット3とバッテリー5とが、DCケーブル6を介して電気的に接続される。すなわち、配線Wは、インバータユニット3とバッテリー5とを接続するためのDCケーブル6を含む。
上記のDCケーブル6は、正極および負極に対応して2本あり、それぞれインバータハウジング42の貫通孔42cに挿入される。各DCケーブル6は、共通の固定部材7を介してインバータハウジング42に保持される。
(固定部材)
固定部材7は、DCケーブル6の外径と同等の内径を有する挿入孔7aを2つ有する。各挿入孔7aに各DCケーブル6を挿入した状態で、固定部材7をインバータハウジング42の側壁部42bにビス7bで固定することにより、各DCケーブル6がインバータハウジング42に保持される。また、ビス7bによる固定を解除して固定部材7をインバータハウジング42から取り外すことにより、各DCケーブル6をインバータハウジング42から取り出すことも可能となる。すなわち、DCケーブル6は、インバータハウジング42に対して着脱される固定部材7を介して、インバータハウジング42に保持される。
上記の固定部材7は、シール材7cを介してインバータハウジング42の側壁部42bに固定される。これにより、固定部材7と側壁部42bとの間のシール性が確保される。
〔1-4.基台の開口部について〕
基台33は、開口部330を有する。開口部330は、第1開口部330aを有する。第1開口部330aは、DCケーブル6の端子61と、端子台34の第1端子台34aとを接続するための作業窓となる開口である。基台33は、Z軸方向から見て、第1端子台34aと重なる位置に第1開口部330aを有する。すなわち、開口部330は、DCケーブル6の端子61と第1端子台34aとを接続するための作業窓となる第1開口部330aを含み、第1開口部330aが、第1方向から見て、第1端子台34aと重なる。
第1開口部330aのX軸方向の開口幅は、第1端子台34aを構成するナットの外径よりも大きい。第1開口部330aのY軸方向の開口幅は、2つのDCケーブル6の端子61に対応してY軸方向に並ぶ2つの第1端子台34aの外縁間の距離よりも大きい。このため、Z軸方向から見たときに、第1開口部330aの内側に第1端子台34aが位置する。
基台33に第1開口部330aが設けられることにより、第1開口部330aを利用して、DCケーブル6の端子61と第1端子台34aとを接続する作業を行うことができる。つまり、インバータハウジング42の貫通孔42cを介して、DCケーブル6の端子61をインバータハウジング42内に挿入し、端子61の孔61aを第1端子台34aのナットの孔に合わせる。この状態で、第1開口部330aを介してZ軸方向に沿ってビス35を挿入し、第1端子台34aにネジ止めする。これにより、DCケーブル6の端子61と第1端子台34aとがビス35によって固定されるとともに電気的に接続され、DCケーブル6と、第1端子台34aを有するコンデンサモジュール32とが電気的に接続される。
なお、基台33における第1開口部330aの位置は、Z軸方向から見て第1端子台34aと重なる位置、つまり、第1端子台34aの直上の位置には限定されない。例えば、基台33において、Z軸方向と所定角度(例えば10度)傾斜した方向から見て、第1端子台34aと重なる位置に、第1開口部330aが設けられてもよい。この場合、第1端子台34aを構成するナットの孔の中心軸が第1開口部330aを通るように、第1端子台34aをコンデンサモジュール32に傾けて配置することにより、第1開口部330aを介してビス35を斜め方向から挿入して、端子61と第1端子台34aとを接続する作業を行うことができる。なお、上記所定角度は10度に限定されるわけではなく、接続作業が可能な位置に第1開口部330aが設けられる角度であればよい。
ところで、上述した端子台34は、複数の電子モジュールMに加えて、または、複数の電子モジュールM以外の場所に設置される場合もある。その詳細については後述するが、例えば、外部の配線Wがモータ2の引き出し線8(図9参照)である場合、端子台34は、インバータハウジング42に対して着脱されるバスバーホルダー82に設置される場合もある。
したがって、本実施形態の駆動装置1では、複数の電子モジュールMの少なくともいずれかのモジュール、およびインバータハウジング42に固定されるホルダーの少なくとも一方は、インバータハウジング42の外部の配線Wと接続される端子台34を有する。ここで、上記のホルダーは、インバータハウジング42に対して着脱されるバスバーホルダー82である。
(1-5.インバータユニットおよびインバータハウジングの他の構成)
図7は、インバータユニット3およびインバータハウジング42の他の構成を模式的に示す断面図である。基台33に開口部330を設ける代わりに、インバータハウジング42に開口部330を設けてもよい。つまり、インバータハウジング42の底部42aは、Z軸方向から見て第1端子台34aと重なる位置に、第1開口部330aを有していてもよい。なお、この場合、DCケーブル6の端子61に対して+Z方向側に(第1開口部330aとは反対側に)第1端子台34aが位置するように、コンデンサモジュール32に第1端子台34aを設ける必要がある。
インバータハウジング42が第1開口部330aを有する構成であっても、第1開口部330aを介してビス35を-Z方向側から挿入して、端子61と第1端子台34aとを接続する作業を行うことができる。なお、インバータハウジング42の-Z方向側にモータハウジング41が位置する場合は、モータ2をモータハウジング41に取り付ける前、またはモータハウジング41からモータ2を取り出した後、上記の接続作業を行えばよい。
図8は、インバータユニット3およびインバータハウジング42のさらに他の構成を模式的に示す断面図である。上記の開口部330は、基台33およびインバータハウジング42の両方に設けられてもよい。つまり、インバータユニット3の基台33およびインバータハウジング42の底部42aは、Z軸方向から見て第1端子台34aと重なる位置に、第1開口部330aをそれぞれ有していてもよい。
この構成では、インバータハウジング42内でのDCケーブル6の端子61と第1端子台34aとのZ軸方向の位置関係に応じて、端子61と第1端子台34aとを接続する作業形態を変えることができる。つまり、端子61と第1端子台34aとのZ軸方向の位置関係によっては、基台33の第1開口部330aを介してビス35を+Z方向側から挿入して、端子61と第1端子台34aとを接続することができる。また、インバータハウジング42の第1開口部330aを介してビス35を-Z方向側から挿入して、端子61と第1端子台34aとを接続することもできる。
なお、インバータハウジング42において、Z軸方向と所定角度(例えば10度)傾斜した方向から見て、第1端子台34aと重なる位置に、第1開口部330aが設けられてもよいことは、基台33に第1開口部330aを設ける場合と同様である。
以上のように、本実施形態の駆動装置1では、インバータハウジング42、およびインバータユニット3の基台33の少なくとも一方は、端子台34と重なる位置に配置される開口部330を有する。特に、インバータハウジング42、およびインバータユニット3の基台33の少なくとも一方は、第1方向、または第1方向に対して傾斜した方向から見て、端子台34と重なる位置に配置される開口部330を有する。
<2.第2端子台および第2開口部について>
図9は、天板331を除去した状態でのインバータユニット3およびインバータハウジング42の概略の構成であって、バスバー81とインバータユニット3との接続箇所付近の構成を模式的に示す断面図である。上述した外部の配線Wは、モータ2の引き出し線8を含む。引き出し線8の一方の端部はモータ2と接続され、他方の端部はバスバー81を介してインバータユニット3と接続される。すなわち、配線Wは、インバータユニット3とモータ2とを接続するための引き出し線8を含み、引き出し線8は、インバータユニット3と接続されるバスバー81を含む。
駆動装置1は、ホルダーとしてのバスバーホルダー82を有する。バスバーホルダー82は、バスバー81を保持する。バスバーホルダー82は、インバータハウジング42の貫通孔42dに挿入されて、インバータハウジング42に固定される。また、インバータハウジング42からバスバーホルダー82を取り外すことにより、インバータユニット3に対するバスバー81の接続が解除される。
上記した端子台34は、第2端子台34bを有する。第2端子台34bは、バスバー81とインバータユニット3のIGBTモジュール31とを相互に接続するための端子台である。第2端子台34bは、例えばバスバーホルダー82に埋め込まれるナットで構成される。第2端子台34bは、上述したバスバーホルダー82に保持されるが、IGBTモジュール31に保持されてもよい。ただし、IGBTモジュール31は、上述したように、スイッチング素子などの比較的繊細な部品を多く有する。このため、第2端子台34bの設置を容易にする点では、バスバーホルダー82に第2端子台34bを設置する構成が望ましい。
なお、本実施形態において、バスバー81は3本設けられ、第2端子台34bはバスバー81に対応して3つ設けられる。3本のバスバー81は、1つのバスバーホルダー82によって保持される。なお、バスバーホルダー82は、バスバー81に対応して3つ設けられてもよい。
基台33は、Z軸方向から見て第2端子台34bと重なる位置に、第2開口部330bを有する。第2開口部330bは、開口部330の1つである。第2開口部330bは、バスバーホルダー82に保持された第2端子台34b上に位置するバスバー81と、IGBTモジュール31のモジュール端子31aとを接続するための作業窓となる。なお、第2端子台34bがIGBTモジュール31に保持された構成では、第2開口部330bは、IGBTモジュール31の第2端子台34bと、バスバーホルダー82に保持されたバスバー81とを接続するための作業窓となる。モジュール端子31aは、IGBTモジュール31の本体部311から例えばY軸方向(-Y方向側)に延び、第2端子台34bの+Z方向側の直上をY軸方向にまたいで位置する。本体部311は、基台33に固定されるIGBTモジュール31の一部である。
第2開口部330bのY軸方向の開口幅は、第2端子台34bを構成するナットの外径よりも大きい。第2開口部330bのX軸方向の開口幅は、3つのバスバー81に対応してX軸方向に並ぶ3つの第2端子台34bの両外側の第2端子台34bの外縁間の距離よりも大きい。このため、Z軸方向から見たときに、第2開口部330bの内側に第2端子台34bが位置する。
すなわち、端子台34は、バスバー81とインバータユニット3とを相互に接続するための第2端子台34bを有する。第2端子台34bは、バスバーホルダー82またはインバータユニット3に保持される。開口部330は、バスバー81とインバータユニット3とを接続するための作業窓となる第2開口部330bを含む。第2開口部330bは、第1方向から見て第2端子台34bと重なる。
IGBTモジュール31のモジュール端子31aと、バスバー81と、第2端子台34aとは、ビス36によって締結される。基台33に第2開口部330bを設けることにより、第2開口部330bを介してビス36を+Z方向側から挿入して、モジュール端子31aと、バスバー81と、第2端子台34bとを接続する作業を行うことができる。これにより、インバータユニット3とモータ2の引き出し線8とを電気的に接続することができる。
図10は、インバータユニット3およびインバータハウジング42のさらに他の構成を模式的に示す断面図である。インバータハウジング42の底部42aは、Z軸方向から見て第2端子台34bと重なる位置に、第2開口部330bを有していてもよい。なお、この場合、IGBTモジュール31のモジュール端子31aに対して+Z方向側に(第2開口部330bとは反対側に)第2端子台34bが位置するように、バスバーホルダー82に第2端子台34bを設ける必要がある。
インバータハウジング42が第2開口部330bを有する構成であっても、第2開口部330bを介してビス36を-Z方向側から挿入して、モジュール端子31aと、バスバー81と、第2端子台34bとを接続する作業を行うことができる。なお、インバータハウジング42の-Z方向側にモータハウジング41が位置する場合は、モータ2をモータハウジング41に取り付ける前、またはモータハウジング41からモータ2を取り出した後、上記の接続作業を行えばよい。
図11は、インバータユニット3およびインバータハウジング42のさらに他の構成を模式的に示す断面図である。インバータユニット3の基台33およびインバータハウジング42の底部42aの両方が、Z軸方向から見て第2端子台34bと重なる位置に、第2開口部330bをそれぞれ有していてもよい。
この構成では、インバータハウジング42内でのモジュール端子31aと第2端子台34bとのZ軸方向の位置関係に応じて、モジュール端子31aと第2端子台34bとを接続する作業形態を変えることができる。つまり、モジュール端子31aと第2端子台34bとのZ軸方向の位置関係によっては、基台33の第2開口部330bを介してビス36を+Z方向側から挿入して、モジュール端子31aと、バスバー81と、第2端子台34bとを接続することができる。また、インバータハウジング42の第2開口部330bを介してビス36を-Z方向側から挿入して、モジュール端子31aと、バスバー81と、第2端子台34bとを接続することもできる。
なお、インバータハウジング42において、Z軸方向と所定角度(例えば10度)傾斜した方向から見て、第2端子台34bと重なる位置に、第2開口部330bが設けられてもよいことは、基台33に第2開口部330bを設ける場合と同様である。なお、上記所定角度は10度に限定されるわけではなく、接続作業が可能な位置に第2開口部330bが設けられる角度であればよい。
<3.駆動装置の製造方法>
次に、上記した構成の駆動装置1の製造方法について説明する。図12は、駆動装置1の製造工程の流れを示すフローチャートである。駆動装置1の製造方法は、モータ取付工程(S1)と、モジュール取付工程(S2)と、インバータユニット固定工程(S3)と、挿入工程(S4)と、接続工程(S5)と、天板固定工程(S6)と、を含む。なお、図12において、Sはスタートを示し、Eはエンドを示す。なお、S1のモータ取付工程と、S2のモジュール取付工程は、順序が逆であってもよいし、並行して行われてもよい。
なお、ここでは、図6および図9のように、基台33のみに開口部330が設けられている場合の製造方法について説明するが、図7および図10のように、開口部330がインバータハウジング42のみに設けられている場合、図8および図11のように、開口部330が基台33およびインバータハウジング42の両方に設けられている場合でも、同様の手順で駆動装置1を製造することができる。
(S1;モータ取付工程)
モータ取付工程では、モータハウジング41にモータ2を取り付ける。より詳しくは、モータハウジング41の開口部41cを介して、モータハウジング41の内部にモータ2を挿入する。
(S2;モジュール取付工程)
モジュール取付工程では、インバータユニット3の複数の電子モジュールMを、インバータユニット3の基台33に取り付ける。より詳しくは、第2電子モジュールM2としてのIGBTモジュール31を基台33に取り付ける。例えば、上述したように、IGBTモジュール41の+Z方向側の面に設けたボス(図示略)を、基台33の凹部(図示略)に挿入することにより、IGBTモジュール41を基台33に取り付ける。
そして、基台33に取り付けたIGBTモジュール31に対して、第1電子モジュールM1としてのコンデンサモジュール32を固定する。例えば、後述するように、基台33の第3開口部330c(図15参照)を介して、+Z方向側からのビス止めによってIGBTモジュール31とコンデンサモジュール32とを固定する。
(S3;インバータユニット固定工程)
インバータユニット固定工程では、インバータユニット3をインバータハウジング42に固定する。例えば、インバータハウジング42の側壁部42bの+Z方向側の面に、インバータユニット3の基台33をビス止めによって固定する。基台33をインバータハウジング42に固定することにより、基台33に取り付けられた複数の電子モジュールMは、インバータハウジング42の内部に収容される。
(S4;挿入工程)
挿入工程では、配線WとしてのDCケーブル6を、固定部材7の挿入孔7aおよびインバータハウジング42の貫通孔42cを介して内部に挿入する。なお、DCケーブル6の挿入方向は、モータ2の回転軸J1の軸方向に沿ったY軸方向(-Y方向)である。そして、DCケーブル6の端子61を、コンデンサモジュール32の第1端子台34aの直上(+Z方向側)に位置させる。
また、配線Wとしての引き出し線8のバスバー81を固定したバスバーホルダー82を、インバータハウジング42の貫通孔42dに挿入する。なお、バスバーホルダー82の挿入方向は、モータ2の回転軸J1の軸方向に沿ったY軸方向(+Y方向)である。そして、バスバーホルダー82の第2端子台34bの直上(+Z方向側)に、IGBTモジュール31のモジュール端子31aと、バスバー81とを位置させる。
(S5;接続工程)
接続工程では、基台33の第1開口部330aを介して、DCケーブル6とインバータユニット3のコンデンサモジュール32とを接続する。より詳しくは、コンデンサモジュール32の第1端子台34aの直上に位置する端子61の孔61aに、第1開口部330aを介してビス35を挿入し、ドライバーでビス35を回転させて、第1端子台34aを構成するナットに嵌め込む。これにより、端子61が第1端子台34aに締結され、DCケーブル6とコンデンサモジュール32とが電気的に接続される。なお、DCケーブル6の反対側の端子(コネクタ)は、バッテリー5と接続される。
また、基台33の第2開口部330bを介して、モータ2の引き出し線8と、インバータユニット3のIGBTモジュール31とを接続する。より詳しくは、バスバーホルダー82の第2端子台34bの直上に位置するモジュール端子31aの孔およびバスバー81の孔に、第2開口部330bを介してビス36を挿入し、ドライバーでビス36を回転させて、第2端子台34bを構成するナットに嵌め込む。これにより、モジュール端子31aおよびバスバー81が第2端子台34bに締結され、バスバー81と導通する引き出し線8と、IGBTモジュール31とが電気的に接続される。なお、引き出し線8のバスバー81とは反対側は、モータ2のコイル27と接続される。
(S6;天板固定工程)
図13および図14は、それぞれ、天板331をインバータユニット3の基台33に固定した状態での、インバータユニット3およびインバータハウジング42の概略の構成を示す断面図である。上記の接続工程の後、図13に示すように、基台33に対して第1開口部330aを+Z方向側から覆うように、シール部材332を介して第1天板331aを固定する。なお、第1天板331aは、天板331の1つである。第1天板331aは基台33に対して例えばビス333によって固定される。
同様に、上記の接続工程の後、図14に示すように、基台33に対して第2開口部330bを+Z方向側から覆うように、シール部材334を介して第2天板331bを固定する。なお、第2天板331bは、天板331の1つである。第2天板331bは基台33に対して例えばビス335によって固定される。
<4.効果>
以上のように、本実施形態の駆動装置1において、インバータハウジング42、およびインバータユニット3の基台33の少なくとも一方は、開口部330を有する。
また、本実施形態の駆動装置1の製造方法は、モータハウジング41にモータ2を取り付けるモータ取付工程(S1)と、モータ2を駆動するインバータユニット3の複数の電子モジュールMを、インバータユニット3の基台33に取り付けるモジュール取付工程(S2)と、インバータハウジング42に、インバータユニット3を固定するインバータユニット固定工程(S3)と、インバータハウジング42の外部の配線Wを、インバータハウジング42の貫通孔42cおよび42dを介して内部に挿入する挿入工程(S4)と、インバータハウジング42、およびインバータユニット3の基台33の少なくとも一方に設けられる開口部330を介して、配線Wとインバータユニット3とを接続する接続工程(S5)と、を含む。インバータハウジング42は、第1方向と交差して拡がる底部42aと、底部42aから第1方向に延び、インバータユニット3の一部を、第1方向から見て囲む側壁部42bと、を有する。複数の電子モジュールMの少なくともいずれかのモジュール、およびインバータハウジング42に固定されるホルダーの少なくとも一方は、インバータハウジング42の外部の配線Wと接続される端子台34を有する。第1方向のうち、底部42aに近づく方向を第1方向一方側とし、底部42aから遠ざかる方向を第1方向他方側としたとき、インバータユニット固定工程(S3)では、インバータユニット3をインバータハウジング42に固定することにより、複数の電子モジュールMを基台33に対して第1方向一方側に位置させる。接続工程(S5)では、端子台34と重なる位置に配置される開口部330を介して、配線Wとインバータユニット3とを接続する。なお、上記ホルダーは、バスバーホルダー82である。
本実施形態の駆動装置1の構成、および駆動装置1の製造方法によれば、インバータハウジング42にインバータユニット3を固定した状態では、複数の電子モジュールMが基台33に対して相対的に第1方向一方側に位置し、かつ基台33が複数の電子モジュールMに対して相対的に第1方向他方側に位置する。インバータハウジング42および基台33の少なくとも一方が開口部330を有することにより、インバータハウジング42に基台33を固定した後でも、インバータユニット3の電子モジュールMと外部の配線Wとの接続作業を、上記の開口部330を介して行うことができる。例えば、第1電子モジュールM1の第1端子台34aとDCケーブル6の端子61との接続作業を、第1開口部330aからビス35を挿入して行うことができる。これにより、インバータハウジング42における電気的接続の作業性を向上させることができる。
特に、図6等のように、基台33が開口部330を有する場合、基台33に対してインバータハウジング42とは反対側の広い空間(+Z方向側の空間)を利用して、インバータユニット3と外部の配線Wとの接続作業を行うことができる。
なお、図7および図10で示したように、インバータハウジング42が開口部330を有する構成では、インバータハウジング42に対して-Z方向側の空間を利用して上記の接続作業を行うことができる。しかし、図1に示したように、インバータハウジング42に対して-Z方向側にモータハウジング41が位置する構成では、上記の接続作業を行うための作業空間が制限される。この点では、図6および図9のように、少なくとも基台33が開口部330を有する構成が望ましい。
本実施形態では、基台33の第1開口部330aは、Z軸方向から見て、第1端子台34aと重なって位置する。この場合、DCケーブル6の端子61と第1端子台34aを有する電子モジュールM(例えば第1電子モジュールM1)との接続作業を、基台33の第1開口部330aを介して第1端子台34aの直上(+Z方向側)から行うことができる。これにより、上記接続作業の作業性をさらに向上させることができる。
ところで、DCケーブル6は基台33に保持されてもよい。ただし、この場合、インバータユニット3の複数の電子モジュールMを新しい電子モジュールと交換すべく、インバータハウジング42から基台33を分離したときに、DCケーブル6が基台33とともに引き回される。その結果、DCケーブル6をハンドリングする必要が生じ、電子モジュールMの交換作業の作業性が低下するおそれがある。
本実施形態では、DCケーブル6は、固定部材7を介してインバータハウジング42に保持される。DCケーブル6が基台33に保持されないため、インバータハウジング42から基台33を分離したときでも、DCケーブル6が基台33とともに引き回されることがなく、DCケーブル6をハンドリングする必要がない。したがって、電子モジュールMの交換作業の作業性を向上させることができる。また、インバータハウジング42に対する固定部材7の着脱により、DCケーブル6のインバータハウジング42内への挿入またはインバータハウジング42からの取り出しを容易に行うことも可能となる。
第1電子モジュールM1において、第1端子台34aは、Z軸方向から見て、第2電子モジュールM2と重なる領域Rの外側に位置する。このため、基台33の第1開口部330aを介してDCケーブル6の端子61と第1端子台34aとの接続作業を行うときに、その接続作業が第2電子モジュールM2によって妨げられることがない。これにより、上記の接続作業の作業性を確実に向上させることができる。
第1端子台34aを有する第1電子モジュールM1は、コンデンサモジュール32であり、コンデンサモジュール32が第1端子台34aを有する。この構成では、コンデンサモジュール32が第1端子台34aを介してDCケーブル6の端子61と接続される。このため、コンデンサモジュール32を、電荷を蓄積する電子部品だけでなく、DCケーブル6との接続部品として有効活用することができる。また、コンデンサモジュール32が第1端子台34aを有することにより、インバータユニット3とは別に第1端子台34aを新たに設置する必要がない。このため、そのような新たな第1端子台34aを設置するための空間を不要とすることができる。
さらに、コンデンサモジュール32は、IGBTモジュール31よりも厚みがある。このため、コンデンサモジュール32は弾性変形しにくく、安定した端子台としての役割を果たすことができる。その結果、第1開口部330aを介して行う、DCケーブル6の端子61とインバータユニット3との接続作業を安定して行うことができる。
コンデンサモジュール32において、第1端子台34aは、第1方向から見て、IGBTモジュール31と重なる領域Rの外側に位置する。このため、基台33の第1開口部330aを介してDCケーブル6の端子61と第1端子台34aとの接続作業を行うときに、その接続作業がIGBTモジュール31によって妨げられることがない。これにより、上記の接続作業の作業性を確実に向上させることができる。
また、第2開口部330bは、インバータハウジング42および基台33の少なくとも一方に配置される。この第2開口部330bは、Z軸方向から見て、第2端子台34bと重なって位置する。この構成では、インバータハウジング42において、複数の電子モジュールMが-Z方向側に位置し、かつ基台33が+Z方向側に位置するように、インバータユニット3が配置された後でも、第2開口部330bを介して第2端子台34bのZ軸方向の直上または直下から行うことができる。これにより、バスバー81とインバータユニット3との接続作業の作業性を向上させることができる。
図13または図14に示すように、本実施形態の駆動装置1は、基台33が有する開口部330を覆う天板331と、基台33と天板331との間に位置するシール部材332または334と、をさらに含む。この構成では、基台33と、天板331と、シール部材332または334とで、基台33の開口部330を封止するシール構造を実現することができる。これにより、開口部330を介してインバータハウジング42の内部に異物が混入するおそれを低減することができる。
<5.駆動装置の他の構成>
(第3端子台および第3開口部)
図15は、天板331(第1天板331a)を除去した状態でのインバータユニット3およびインバータハウジング42の概略の構成であって、IGBTモジュール31とコンデンサモジュール32との接続箇所付近の構成を模式的に示す断面図である。第1電子モジュールM1としてのコンデンサモジュール32は、第3端子台37を有していてもよい。
第3端子台37は、IGBTモジュール31のモジュール端子31bと接続されるモジュール接続用端子台であり、例えばナットで構成される。IGBTモジュール31のモジュール端子31bは、IGBTモジュール31の本体部311からX軸方向(-X方向側)に延び、第3端子台37の+Z方向側の直上をX軸方向にまたいで位置する。コンデンサモジュール32は、IGBTモジュール31の本体部311およびモジュール端子31bに対して-Z方向側に位置する。
基台33は、Z軸方向から見て第3端子台37と重なる位置に、第3開口部330cを有する。第3開口部330cは、開口部330の1つであり、IGBTモジュール31のモジュール端子31bと第3端子台37とを接続するための作業窓となる。第3開口部330cのX軸方向の開口幅は、第3端子台37を構成するナットの外径よりも大きい。第3開口部330cのY軸方向の開口幅は、Y軸方向に並ぶ複数の第3端子台37の両外側の第3端子台37の外縁間の距離よりも大きい。このため、Z軸方向から見たときに、第3開口部330cの内側に複数の第3端子台37が位置する。
すなわち、第1電子モジュールM1は、第2電子モジュールM2と接続される第3端子台37を有する。開口部330は、第2電子モジュールM2と第3端子台37とを接続するための作業窓となる第3開口部330cを含む。第3開口部330cは、第1方向から見て、第3端子台37と重なる。
また、コンデンサモジュール32は、IGBTモジュール31と接続される第3端子台37を有する。開口部330は、IGBTモジュール31と第3端子台37とを接続するための作業窓となる第3開口部330cを含む。第3開口部330cは、第1方向から見て、第3端子台37と重なる。
基台33に第3開口部330cを設けることにより、第2電子モジュールM2と第1電子モジュールM1との接続作業を、第3開口部330cを介して第3端子台37の直上から行うことができる。つまり、第3開口部330cを介してビス38を+Z方向側から挿入して、第2電子モジュールM2のモジュール端子31bと、第1電子モジュールM1の第3端子台37とを接続することができる。これにより、第1電子モジュールM1と第2電子モジュールM2との接続作業の作業性を向上させることができる。
特に、第1電子モジュールM1は、コンデンサモジュール32であり、第2電子モジュールM2は、IGBTモジュール31である。この場合、IGBTモジュール31とコンデンサモジュール32とを接続する作業を、第3開口部330cを介して第3端子台37の直上から行うことができる。これにより、IGBTモジュール31とコンデンサモジュール32とを接続する際の作業性を向上させることができる。
なお、基台33における第3開口部330cの位置は、Z軸方向から見て第3端子台37と重なる位置、つまり、第3端子台37の直上の位置には限定されない。例えば、基台33において、Z軸方向と所定角度(例えば10度)傾斜した方向から見て、第3端子台37と重なる位置に、第3開口部330cが設けられてもよい。この場合、第3端子台37を構成するナットの孔の中心軸が第3開口部330cを通るように、第3端子台37をコンデンサモジュール32に傾けて配置することにより、第3開口部330cを介してビス38を斜め方向から挿入して、モジュール端子61bと第3端子台37とを接続する作業を行うことができる。なお、上記所定角度は10度に限定されるわけではなく、接続作業が可能な位置に第3開口部330cが設けられる角度であればよい。
以上より、本実施形態の他の駆動装置1は、以下の構成を備える。すなわち、他の駆動装置1は、モータ2と、モータ2を駆動するインバータユニット3と、ハウジング4と、を有する。ハウジング4は、モータ2を収容するモータハウジング41と、インバータユニット3の少なくとも一部を収容するインバータハウジング42と、を有する。インバータハウジング42は、第1方向と交差して拡がる底部42aと、底部42aから第1方向に延び、インバータユニット3の一部を、第1方向から見て囲む側壁部42bと、を有する。インバータユニット3は、複数に分割される電子モジュールMと、複数の電子モジュールMが固定される基台33と、を有する。複数の電子モジュールMは、第1電子モジュールM1と、基台33と第1電子モジュールM1との間に位置する第2電子モジュールM2と、を有する。第1電子モジュールM1は、第2電子モジュールM2と接続される第3端子台37を有する。第1方向のうち、底部42aに近づく方向を第1方向一方側とし、底部42aから遠ざかる方向を第1方向他方側としたとき、インバータハウジング42において、インバータユニット3の複数の電子モジュールMは基台33に対して第1方向一方側に位置する。インバータユニット3の基台33は、第3端子台37と重なる位置に配置される第3開口部330cを有する。
上記の構成によれば、インバータハウジング42において、複数の電子モジュールMが第1方向一方側に位置し、かつ基台33が第1方向他方側に位置するように、インバータユニット3が配置される構成において、インバータユニット3の第2電子モジュールM2と第1電子モジュールM1との接続作業を、基台33に配置された第3開口部330cを介して行うことができる。これにより、複数の電子モジュールM同士の接続作業の作業性を向上させることができる。
(第1電子モジュールおよび第2電子モジュールの大きさの関係)
図16は、第1電子モジュールM1としてのコンデンサモジュール32と、第2電子モジュールM2としてのIGBTモジュール31との大きさの関係の一例を模式的に示す断面図である。なお、図16では、上記のビス38および第3端子台37の図示を便宜的に省略する。IGBTモジュール31のモジュール端子31bはコンデンサモジュール32上に位置し、かつ、IGBTモジュール31はコンデンサモジュール32上からX軸方向に張り出す形状であってもよい。
このとき、Z軸方向から見たときの第2電子モジュールM2の底面積MS2は、第1電子モジュールM1の底面積MS1と同じであってもよい。つまり、Z軸方向から見たときのIGBTモジュール31の底面積MS2は、コンデンサモジュール32の底面積MS1と同じであってもよい。ここで、IGBTモジュール31の底面積MS2とは、IGBTモジュール31において、コンデンサモジュール32と接触する側(-Z方向側)の面31sの面積を指す。一方、コンデンサモジュール32の底面積MS1とは、コンデンサモジュール32において、IGBTモジュール31とは反対側(-Z方向側)の面32sの面積を指す。
また、図17は、第1電子モジュールM1としてのコンデンサモジュール32と、第2電子モジュールM2としてのIGBTモジュール31との大きさの関係の他の例を模式的に示す平面図および断面図である。なお、図17では、上記のビス38および第3端子台37の図示を便宜的に省略する。Z軸方向から見たときの第2電子モジュールM2の底面積MS2は、第1電子モジュールM1の底面積MS1よりも小さくてもよい。つまり、Z軸方向から見たときのIGBTモジュール31の底面積MS2は、コンデンサモジュール32の底面積MS1よりも小さくてもよい。
すなわち、図17の他の駆動装置1の構成では、第1電子モジュールM1を第1方向から見たときの第1電子モジュールM1の底面積MS1は、第2電子モジュールM2を第1方向から見たときの第2電子モジュールM2の底面積MS2よりも大きい。
図16の構成では、第1電子モジュールM1に対して第2電子モジュールM2がX軸方向にずれて位置する。このため、第1電子モジュールM1の第3端子台37とモジュール端子31bとをビス38で締結したときの安定性が低下するおそれがある。これに対して、図17の構成では、第1電子モジュールM1が、第1方向から見て、第2電子モジュールM2から、第1方向と垂直な方向(例えばX軸方向)に張り出す形状となる。このため、第2電子モジュールM2は、第1電子モジュールM1によって-Z方向から面31sの全体で支持される。したがって、第1電子モジュールM1の第3端子台37と第2電子モジュールM2のモジュール端子31bとをビス38で締結したときの安定性を向上させることができる。
また、第1電子モジュールM1を第1方向から見たときの第1電子モジュールM1の底面積MS1が、第2電子モジュールM2を第1方向から見たときの第2電子モジュールM2の底面積MS2よりも大きい場合、第1方向一方側から第1電子モジュールM1と第2電子モジュールM2とを電気的に接続することは困難となる。そのため、第1電子モジュールM1および第2電子モジュールM2に対して、第1方向他方側に位置する基台33に、第3開口部330cを設け、第1方向他方側から第1電子モジュールM1と第2電子モジュールM2との電気的接続を行うことで作業性を上げることができる。
(第1端子台と第3端子台との位置関係)
図18は、インバータユニット3の主要部を拡大して示す平面図である。なお、同図では、便宜上、DCケーブル6の端子61およびIGBTモジュール31のモジュール端子31bの図示を省略する。
上述のように、DCケーブル6は、正極および負極に対応して2本設けられる。このため、DCケーブル6と接続されるコンデンサモジュール32の第1端子台34aも2つ設けられる。上述のように、DCケーブル6の挿入方向は、モータ2の回転軸J1の軸方向に沿ったY軸方向(-Y方向)である。そして、DCケーブル6は、モータ2の回転軸J1の軸方向に沿ってインバータハウジング42の内部に貫通孔42cを介して挿通される。このため、各DCケーブル6に対応する各第1端子台34aは、コンデンサモジュール32において、回転軸J1に垂直な一方向(例えばX軸方向)に並んで位置する。
一方、IGBTモジュール31も、上述したモジュール端子31bを複数有する。したがって、コンデンサモジュール32も、モジュール端子31bと接続される第3端子台37を複数有する。本実施形態では、複数の第3端子台37は、コンデンサモジュール32において、モータ2の回転軸J1に沿った方向、つまり、Y軸方向に並んで位置する。
すなわち、本実施形態の他の駆動装置1において、第1電子モジュールM1は、コンデンサモジュール32であり、第2電子モジュールM2は、IGBTモジュール31である。コンデンサモジュール32は、モータ2の回転軸J1の軸方向に沿ってインバータハウジング42の内部に貫通孔42cを介して挿通されるDCケーブル6の端子61と接続される第1端子台34aをさらに有する。コンデンサモジュール32において、第1端子台34aは、回転軸J1の軸方向と交差する一方向に複数設けられる。第3端子台37は、上記一方向と直交する方向に複数設けられる。
IGBTモジュール31は通常、平面視で長方形の形状である。インバータハウジング42の小型化のためには、IGBTモジュール31の平面視で長方形の長辺に相当する部分をモータ2の回転軸J1の軸方向(例えばY軸方向)に沿わせるレイアウトが必要である。このため、IGBTモジュール31とコンデンサモジュール32とは、モータ2の軸方向に沿った複数箇所で接続される。つまり、IGBTモジュール31のモジュール端子31bは、モータ2の軸方向に沿って複数箇所に並んで位置して、コンデンサモジュール32の複数の第3端子台37とそれぞれ接続される。
一方、DCケーブル6の複数の端子61(例えば正極端子および負極端子)は、モータ2の軸方向と交差する一方向(例えばX軸方向)に並んで位置して、各第1端子台34aにそれぞれ接続される。したがって、複数の第1端子台34aが並ぶ方向と、複数の第3端子台37が並ぶ方向とは直交する。このようなレイアウトでは、IGBTモジュール31が平面視で長方形の形状であっても、インバータハウジング42がモータ2の軸方向に大型化することを抑制することができる。その結果、インバータハウジング42ひいては駆動装置1をコンパクトに構成することが可能となる。
(第1開口部と第3開口部との位置関係)
図18に示すように、上述した第1開口部330aは、基台33において、複数の第1端子台34aをZ軸方向から見て囲むように位置する。つまり、複数の第1端子台34aは、Z軸方向から見て、第1開口部330aの内側に位置する。同様に、上述した第3開口部330cは、基台33において、複数の第3端子台37をZ軸方向から見て囲むように位置する。つまり、複数の第3端子台37は、Z軸方向から見て、第3開口部330cの内側に位置する。このとき、第1開口部330aは、第3開口部330cと離れて位置する。
すなわち、上記した他の駆動装置1において、基台33は、第1方向から見て、複数の第1端子台34aと重なる位置に配置される第1開口部330aを有する。第3開口部330cは、第1方向から見て複数の第3端子台37と重なって位置する。第1開口部330aと第3開口部330cとは、基台33において離れて位置する。
例えば、第1開口部330aと第3開口部330cとが連結されて、基台33に大きな開口部330が形成されると、基台33の剛性が低下するおそれがある。また、開口部330が大きいと、例えばシール部材332または334を介して開口部330を天板331で覆うときのシール性も低下する。基台33において、第1開口部330aと第3開口部330cとが離れて位置することにより、第1開口部330aおよび第3開口部330cをそれぞれ小さく形成して、基台33の剛性を確保しつつ、シール性の低下を抑えることができる。
また、上記した他の駆動装置1は、図4と同じ天板331を有する。つまり、他の駆動装置1は、第1開口部330aおよび第3開口部330cを同時に覆う天板331をさらに有する。この構成では、1つの天板331の開閉作業によって第1開口部330aおよび第3開口部330cを同時に開閉することができる。これにより、第1開口部330aおよび第3開口部330cをそれぞれ別々の天板で覆う構成に比べて、天板の開閉作業のトータルでの工数を低減して、作業性を向上させることができる。
<6.その他>
なお、インバータユニット3の全体をインバータハウジング42で収容する構成では、インバータハウジング42に固定される蓋部43に上述した開口部330を設けてもよい。
上述した本実施形態の駆動装置1は、モータ2を動力源として対象となる物体を動かすことができる装置であればよく、特に限定されない。
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上記実施形態やその変形例は適宜任意に組み合わせることができる。
本発明は、例えばモータを有する駆動装置およびその製造方法に利用可能である。
1 駆動装置
2 モータ
3 インバータユニット
31 IGBTモジュール
32 コンデンサモジュール
33 基台
33a 水路
330 開口部
330a 第1開口部
330b 第2開口部
330c 第3開口部
331 天板
332 シール部材
334 シール部材
34 端子台
34a 第1端子台
34b 第2端子台
37 第3端子台
4 ハウジング
41 モータハウジング
42 インバータハウジング
42a 底部
42b 側壁部
5 バッテリー
6 DCケーブル
61 端子
7 固定部材
8 引き出し線
81 バスバー
82 バスバーホルダー
M 電子モジュール
M1 第1電子モジュール
M2 第2電子モジュール
R 領域
W 配線

Claims (15)

  1. モータと、
    前記モータを駆動するインバータユニットと、
    ハウジングと、を有し、
    前記ハウジングは、
    前記モータを収容するモータハウジングと、
    前記インバータユニットの少なくとも一部を収容するインバータハウジングと、を有し、
    前記インバータハウジングは、
    第1方向と交差して拡がる底部と、
    前記底部から前記第1方向に延び、前記インバータユニットの前記一部を、前記第1方向から見て囲む側壁部と、を有し、
    前記インバータユニットは、
    複数に分割される電子モジュールと、
    前記複数の電子モジュールが固定される基台と、を有し、
    前記複数の電子モジュールの少なくともいずれかのモジュール、および前記インバータハウジングに固定されるホルダーの少なくとも一方は、前記インバータハウジングの外部の配線と接続される端子台を有し、
    前記第1方向のうち、前記底部に近づく方向を第1方向一方側とし、前記底部から遠ざかる方向を第1方向他方側としたとき、
    前記インバータハウジングにおいて、前記インバータユニットの前記複数の電子モジュールは、前記基台に対して第1方向一方側に位置し、
    前記インバータハウジング、および前記インバータユニットの前記基台の少なくとも一方は、前記端子台と重なる位置に配置される開口部を有し、
    前記基台が前記開口部を有する、駆動装置。
  2. 前記配線は、前記インバータユニットとバッテリーとを接続するためのDCケーブルを含み、
    前記端子台は、前記DCケーブルの端子と接続される第1端子台を含み、
    前記開口部は、前記DCケーブルの端子と前記第1端子台とを接続するための作業窓となる第1開口部を含み、
    前記第1開口部が、前記第1方向から見て、前記第1端子台と重なる、請求項1に記載の駆動装置。
  3. 前記DCケーブルは、前記インバータハウジングに対して着脱される固定部材を介して、前記インバータハウジングに保持される、請求項2に記載の駆動装置。
  4. 前記複数の電子モジュールは、
    前記第1端子台を有する第1電子モジュールと、
    前記基台と前記第1電子モジュールとの間に位置する第2電子モジュールと、を有し、
    前記第1端子台は、前記第1電子モジュールにおいて、前記第1方向から見て、前記第2電子モジュールと重なる領域の外側に位置する、請求項2または3に記載の駆動装置。
  5. 前記第1電子モジュールは、コンデンサモジュールであり、
    前記コンデンサモジュールが、前記第1端子台を有する、請求項4に記載の駆動装置。
  6. 前記第2電子モジュールは、IGBTモジュールであり、
    前記IGBTモジュールは、前記基台と前記コンデンサモジュールとの間に位置し、
    前記第1端子台は、前記コンデンサモジュールにおいて、前記第1方向から見て、前記IGBTモジュールと重なる領域の外側に位置する、請求項5に記載の駆動装置。
  7. 前記基台は、前記第2電子モジュールと前記第1方向から見て重なる位置に冷却媒体が流れる水路を有する、請求項4から6のいずれかに記載の駆動装置。
  8. 前記配線は、前記インバータユニットと前記モータとを接続するための引き出し線を含み、
    前記引き出し線は、前記インバータユニットと接続されるバスバーを含み、
    前記ホルダーは、前記インバータハウジングに対して着脱されるバスバーホルダーであり、
    前記バスバーホルダーは、前記バスバーを保持し、
    前記端子台は、前記バスバーと前記インバータユニットとを相互に接続するための第2端子台を有し、
    前記第2端子台は、前記バスバーホルダーまたは前記インバータユニットに保持され、
    前記開口部は、前記バスバーと前記インバータユニットとを接続するための作業窓となる第2開口部を含み、
    前記第2開口部は、前記第1方向から見て、前記第2端子台と重なる、請求項1から7のいずれかに記載の駆動装置。
  9. 前記第1電子モジュールは、前記第2電子モジュールと接続される第3端子台を有し、
    前記開口部は、前記第2電子モジュールと前記第3端子台とを接続するための作業窓となる第3開口部を含み、
    前記第3開口部は、前記第1方向から見て、前記第3端子台と重なる、請求項4に記載の駆動装置。
  10. 前記コンデンサモジュールは、前記IGBTモジュールと接続される第3端子台を有し、
    前記開口部は、前記IGBTモジュールと前記第3端子台とを接続するための作業窓となる第3開口部を含み、
    前記第3開口部は、前記第1方向から見て、前記第3端子台と重なる、請求項6に記載の駆動装置。
  11. 前記基台が有する前記開口部を覆う天板と、
    前記基台と前記天板との間に位置するシール部材と、をさらに含む、請求項1から10のいずれかに記載の駆動装置。
  12. モータと、
    前記モータを駆動するインバータユニットと、
    ハウジングと、を有し、
    前記ハウジングは、
    前記モータを収容するモータハウジングと、
    前記インバータユニットの少なくとも一部を収容するインバータハウジングと、を有し、
    前記インバータハウジングは、
    第1方向と交差して拡がる底部と、
    前記底部から前記第1方向に延び、前記インバータユニットの前記一部を、前記第1方向から見て囲む側壁部と、を有し、
    前記インバータユニットは、
    複数に分割される電子モジュールと、
    前記複数の電子モジュールが固定される基台と、を有し、
    前記複数の電子モジュールの少なくともいずれかのモジュール、および前記インバータハウジングに固定されるホルダーの少なくとも一方は、前記インバータハウジングの外部の配線と接続される端子台を有し、
    前記第1方向のうち、前記底部に近づく方向を第1方向一方側とし、前記底部から遠ざかる方向を第1方向他方側としたとき、
    前記インバータハウジングにおいて、前記インバータユニットの前記複数の電子モジュールは、前記基台に対して第1方向一方側に位置し、
    前記インバータハウジング、および前記インバータユニットの前記基台の少なくとも一方は、前記端子台と重なる位置に配置される開口部を有し、
    前記配線は、前記インバータユニットと前記モータとを接続するための引き出し線を含み、
    前記引き出し線は、前記インバータユニットと接続されるバスバーを含み、
    前記ホルダーは、前記インバータハウジングに対して着脱されるバスバーホルダーであり、
    前記バスバーホルダーは、前記バスバーを保持し、
    前記端子台は、前記バスバーと前記インバータユニットとを相互に接続するための第2端子台を有し、
    前記第2端子台は、前記バスバーホルダーまたは前記インバータユニットに保持され、
    前記開口部は、前記バスバーと前記インバータユニットとを接続するための作業窓となる第2開口部を含み、
    前記第2開口部は、前記第1方向から見て、前記第2端子台と重なる、駆動装置。
  13. モータと、
    前記モータを駆動するインバータユニットと、
    ハウジングと、を有し、
    前記ハウジングは、
    前記モータを収容するモータハウジングと、
    前記インバータユニットの少なくとも一部を収容するインバータハウジングと、を有し、
    前記インバータハウジングは、
    第1方向と交差して拡がる底部と、
    前記底部から前記第1方向に延び、前記インバータユニットの前記一部を、前記第1方向から見て囲む側壁部と、を有し、
    前記インバータユニットは、
    複数に分割される電子モジュールと、
    前記複数の電子モジュールが固定される基台と、を有し、
    前記複数の電子モジュールの少なくともいずれかのモジュール、および前記インバータハウジングに固定されるホルダーの少なくとも一方は、前記インバータハウジングの外部の配線と接続される端子台を有し、
    前記第1方向のうち、前記底部に近づく方向を第1方向一方側とし、前記底部から遠ざかる方向を第1方向他方側としたとき、
    前記インバータハウジングにおいて、前記インバータユニットの前記複数の電子モジュールは、前記基台に対して第1方向一方側に位置し、
    前記インバータハウジング、および前記インバータユニットの前記基台の少なくとも一方は、前記端子台と重なる位置に配置される開口部を有し、
    前記配線は、前記インバータユニットとバッテリーとを接続するためのDCケーブルを含み、
    前記端子台は、前記DCケーブルの端子と接続される第1端子台を含み、
    前記開口部は、前記DCケーブルの端子と前記第1端子台とを接続するための作業窓となる第1開口部を含み、
    前記第1開口部が、前記第1方向から見て、前記第1端子台と重なり、
    前記複数の電子モジュールは、
    前記第1端子台を有する第1電子モジュールと、
    前記基台と前記第1電子モジュールとの間に位置する第2電子モジュールと、を有し、
    前記第1端子台は、前記第1電子モジュールにおいて、前記第1方向から見て、前記第2電子モジュールと重なる領域の外側に位置し、
    前記第1電子モジュールは、前記第2電子モジュールと接続される第3端子台を有し、
    前記開口部は、前記第2電子モジュールと前記第3端子台とを接続するための作業窓となる第3開口部を含み、
    前記第3開口部は、前記第1方向から見て、前記第3端子台と重なる、駆動装置。
  14. モータと、
    前記モータを駆動するインバータユニットと、
    ハウジングと、を有し、
    前記ハウジングは、
    前記モータを収容するモータハウジングと、
    前記インバータユニットの少なくとも一部を収容するインバータハウジングと、を有し、
    前記インバータハウジングは、
    第1方向と交差して拡がる底部と、
    前記底部から前記第1方向に延び、前記インバータユニットの前記一部を、前記第1方向から見て囲む側壁部と、を有し、
    前記インバータユニットは、
    複数に分割される電子モジュールと、
    前記複数の電子モジュールが固定される基台と、を有し、
    前記複数の電子モジュールの少なくともいずれかのモジュール、および前記インバータハウジングに固定されるホルダーの少なくとも一方は、前記インバータハウジングの外部の配線と接続される端子台を有し、
    前記第1方向のうち、前記底部に近づく方向を第1方向一方側とし、前記底部から遠ざかる方向を第1方向他方側としたとき、
    前記インバータハウジングにおいて、前記インバータユニットの前記複数の電子モジュールは、前記基台に対して第1方向一方側に位置し、
    前記インバータハウジング、および前記インバータユニットの前記基台の少なくとも一方は、前記端子台と重なる位置に配置される開口部を有し、
    前記配線は、前記インバータユニットとバッテリーとを接続するためのDCケーブルを含み、
    前記端子台は、前記DCケーブルの端子と接続される第1端子台を含み、
    前記開口部は、前記DCケーブルの端子と前記第1端子台とを接続するための作業窓となる第1開口部を含み、
    前記第1開口部が、前記第1方向から見て、前記第1端子台と重なり、
    前記複数の電子モジュールは、
    前記第1端子台を有する第1電子モジュールと、
    前記基台と前記第1電子モジュールとの間に位置する第2電子モジュールと、を有し、
    前記第1端子台は、前記第1電子モジュールにおいて、前記第1方向から見て、前記第2電子モジュールと重なる領域の外側に位置し、
    前記第1電子モジュールは、コンデンサモジュールであり、
    前記コンデンサモジュールが、前記第1端子台を有し、
    前記第2電子モジュールは、IGBTモジュールであり、
    前記IGBTモジュールは、前記基台と前記コンデンサモジュールとの間に位置し、
    前記第1端子台は、前記コンデンサモジュールにおいて、前記第1方向から見て、前記IGBTモジュールと重なる領域の外側に位置し、
    前記コンデンサモジュールは、前記IGBTモジュールと接続される第3端子台を有し、
    前記開口部は、前記IGBTモジュールと前記第3端子台とを接続するための作業窓となる第3開口部を含み、
    前記第3開口部は、前記第1方向から見て、前記第3端子台と重なる、駆動装置。
  15. モータハウジングにモータを取り付けるモータ取付工程と、
    前記モータを駆動するインバータユニットの複数の電子モジュールを、前記インバータユニットの基台に取り付けるモジュール取付工程と、
    インバータハウジングに、前記インバータユニットを固定するインバータユニット固定工程と、
    前記インバータハウジングの外部の配線を、前記インバータハウジングの貫通孔を介して内部に挿入する挿入工程と、
    前記インバータハウジング、および前記インバータユニットの前記基台の少なくとも一方に設けられる開口部を介して、前記配線と前記インバータユニットとを接続する接続工程と、を含み、
    前記インバータハウジングは、第1方向と交差して拡がる底部と、前記底部から前記第1方向に延び、前記インバータユニットの一部を、前記第1方向から見て囲む側壁部と、を有し、
    前記複数の電子モジュールの少なくともいずれかのモジュール、および前記インバータハウジングに固定されるホルダーの少なくとも一方は、前記インバータハウジングの外部の配線と接続される端子台を有し、
    前記第1方向のうち、前記底部に近づく方向を第1方向一方側とし、前記底部から遠ざかる方向を第1方向他方側としたとき、
    前記インバータユニット固定工程では、前記インバータユニットを前記インバータハウジングに固定することにより、前記複数の電子モジュールを前記基台に対して第1方向一方側に位置させ、
    前記接続工程では、前記端子台と重なる位置に配置される前記開口部を介して、前記配線と前記インバータユニットとを接続し、
    前記基台が前記開口部を有する、駆動装置の製造方法。
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