JP7472897B2 - モータユニット - Google Patents
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Description
本願は、2019年3月6日に日本に出願された特願2019-040863号、2019年4月11日に日本に出願された特願2019-075237号および2019年6月13日に日本に出願された特願2019-110648号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
モータ2は、ハウジング6のモータ室81に収容される。モータ2は、水平方向に延びるモータ軸線J2を中心として回転するロータ20と、ロータ20の径方向外側に位置するステータ30と、ロータ20を回転可能に支持する第1のベアリング26および第2のベアリング27と、を備える。本実施形態のモータ2は、インナーロータ型モータである。
ギヤ部3は、ハウジング6のギヤ室82に収容される。ギヤ部3は、モータ軸線J2の軸方向他方側においてシャフト21に接続される。ギヤ部3は、減速装置4と差動装置5とを有する。モータ2から出力されるトルクは、減速装置4を介して差動装置5に伝達される。
減速装置4は、モータ2のロータ20に接続される。減速装置4は、モータ2の回転速度を減じて、モータ2から出力されるトルクを減速比に応じて増大させる機能を有する。減速装置4は、モータ2から出力されるトルクを差動装置5へ伝達する。
差動装置5は、減速装置4を介しモータ2に接続される。差動装置5は、モータ2から出力されるトルクを車両の車輪に伝達するための装置である。差動装置5は、車両の旋回時に、左右の車輪の速度差を吸収しつつ、左右両輪の出力シャフト55に同トルクを伝える機能を有する。差動装置5は、リングギヤ51と、ギヤハウジング(不図示)と、一対のピニオンギヤ(不図示)と、ピニオンシャフト(不図示)と、一対のサイドギヤ(不図示)と、を有する。
インバータ8は、モータ2と電気的に接続される。インバータ8は、モータ2に供給される電流を制御する。インバータ8は、ハウジング6のインバータハウジング63に固定される。
図3に示すようにインバータ8は、スイッチング素子(第1部材)8Aと、コンデンサ(第2部材)8Bと、パワー基板8Cと、インバータバスバー8dと、を有する。本実施形態のスイッチング素子8Aは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)である。スイッチング素子8Aおよびコンデンサ8Bは、それぞれパワー基板8Cに接続される。インバータ8は、車両に搭載されるバッテリ(不図示)に接続され、バッテリから供給された直流電流を交流電流に変換して、モータ2に供給する。
図4および図5は、互いに異なる方向から見たハウジング6の分解斜視図である。
ハウジング6は、ハウジング本体60、閉塞部61、ギヤハウジング62、インバータハウジング63と、を備える。
ハウジング本体60は、単一の部材である。ハウジング本体60は、軸方向に延びる筒状の周壁部60aと、軸方向と直交する平面に沿って延びる板状の第1側板部60bおよび第2側板部60cと、軸方向に沿って延びる板状の第1接続板部60dおよび第2接続板部60eと、を有する。
第1側板部60bには、閉塞部61が締結される。第1側板部60bは、閉塞部61に覆われる第1隔壁60baと、第1隔壁60baの車両後方側に位置し閉塞部61から露出する第1突出部60bbと、を有する。第1隔壁60baは、収容空間80をモータ室81とインバータ室83とに区画する。
図6に示すように、第1貫通孔60beには、第1コネクタ71が取り付けられる。第1コネクタ71は、軸方向一方側から第1貫通孔60beに挿入される。すなわち、第1コネクタ71は、インバータ室83の外側から第1貫通孔60beに取り付けられる。ポンプ96の制御ラインは、第1コネクタ71を介してインバータ8に接続される。
図4に示すように、閉塞部61は、ハウジング本体60のモータ側フランジ部60bcに固定される。閉塞部61は、モータ収容部6aの軸方向一方側の開口を塞ぐ。すなわち、閉塞部61は、モータ2の軸方向一方側を覆う。閉塞部61とモータ側フランジ部60bcとの間には、図示略のシール部材が挟み込まれる。シール部材は、モータ室81内のオイルが、閉塞部61とハウジング本体60との間から漏れ出ることを抑制する。
図7に示すように、閉塞部本体61aとカバー61bとの間には、回転角センサ50が収容されるセンサ収容部61hが設けられる。
ギヤハウジング62は、ギヤ側フランジ部60cdに固定される。ギヤハウジング62の形状は、軸方向一方側に開口する凹形状である。ギヤハウジング62の開口は、第2側板部60cに覆われる。ギヤハウジング62と第2側板部60cとで囲まれた空間は、ギヤ部3を収容するギヤ室82を構成する。
インバータハウジング63は、インバータ側フランジ部60fに固定される。インバータハウジング63の形状は、下側に開口する凹形状である。インバータハウジング63の開口は、ハウジング本体60に覆われる。より具体的には、インバータハウジング63の開口は、周壁部60aおよび第2接続板部60eに覆われる。
図9に示すように、変形例のインバータハウジング163は、給電線収容部163bを補強する補強部164をさらに有する。すなわち、ハウジング6は、給電線収容部163bと、当該給電線収容部163bを補強する補強部164を有していてもよい。補強部164は、ハウジング本体60の第2側板部60cに沿って延びる締結板164bと、複数のリブ164aとを有する。補強部164は、締結板164bにおいて、インバータ収容部6cに締結される。複数のリブ164aは、上下方向に沿って延びる。複数のリブ164aは、給電線収容部163bの下面と第2側板部60cとを繋ぐ。補強部164は、給電線収容部163bを補強して、給電線収容部163bの剛性を高める。これにより、給電線収容部163bの振動が抑制され振動発生時に給電用コネクタ8eに加わる負荷を軽減できる。
なお本変形例において、補強部164は、インバータハウジング163と一体的に設けられハウジング本体60に固定される。しかしながら、補強部164は、ハウジング本体60と一体的に設けられインバータハウジングに固定される構成であってもよい。
インバータ8は、予めインバータハウジング63に固定される。また、第2のバスバーユニット77は、予めハウジング本体60に固定される。さらに、第2のバスバー78と第1のバスバー75とは、予め接続される。この状態で、インバータハウジング63を、ハウジング本体60に固定する。次いで、インバータハウジング63の第2の窓部632から、工具を挿入し、第2のバスバー78とインバータバスバー8dとを接続する。次いで、第2の蓋部材8cbによって、第2の窓部632を覆う。以上の工程を経ることで、インバータハウジング63とハウジング本体60とが固定されるとともに、インバータ8とモータ2とが電気的に接続される。
図10は、モータユニット1の分解斜視図である。
モータユニット1は、モータ2とインバータ8とを電気的に繋ぐ第1のバスバーユニット70および第2のバスバーユニット77を有する。
第1のバスバーユニット70は、複数(3個)の第1のバスバー75と、複数の第1のバスバー75を保持する第1のバスバーホルダ76と、シール部材70Aと、を有する。
第2のバスバーユニット77は、複数(3個)の第2のバスバー78と、複数の第2のバスバー78を保持する第2のバスバーホルダ79と、を有する。
上述したように、第1のバスバー75の軸方向他方側(+Y側)の端部は、第3貫通孔60bgを通ってインバータ室83の内部に配置される。第2のバスバー78のモータ側端子接続部78dは、インバータ室83の内部で、第1のバスバー75の軸方向他方側の端部に接続される。
より具体的には、第1のバスバー75の軸方向他方側の端部と第2のバスバー78のモータ側端子接続部78dとは、板厚方向において互いに積層される。また、第1のバスバー75および第2のバスバー78の互いに積層された端部には、互いに重なり合う貫通孔がそれぞれ設けられる。貫通孔には、接続ネジ78fが挿入される。第1のバスバー75と第2のバスバー78とは、接続ネジ78fとナット(図示略)によって、互いに締結されて接続される。
図1に示すように、モータユニット1には、第1冷却経路としての油路90と、第2冷却経路としての水路10と、が設けられる。油路(第1冷却経路)90にはオイルOが流れる。オイルOは、モータ2を冷却する。また、油路90は、ハウジング本体60に設けられる。一方で、水路(第2冷却経路)10には、冷却水Wが流れる。冷却水Wは、インバータ8及びオイルOを冷却する。また、水路10は、インバータハウジング63に設けられる。
図1に示すように、油路90は、ハウジング6に設けられる。油路90は、ハウジング6内の収容空間80に位置する。油路90は、収容空間80のモータ室81とギヤ室82とに跨って構成される。油路90は、オイルOをモータ2の下側のオイル溜りP(すなわち、収容空間80内の下部領域)からモータ2を経て、再びモータ2の下側のオイル溜りPに導くオイルOの経路である。
まず、第1の油路91と第2の油路92との共通部分について説明する。第1の油路91および第2の油路92は、ともにオイル溜りPからオイルOをモータ2に供給して、再びオイル溜りPに回収する経路である。第1の油路91および第2の油路92において、オイルOは、モータ2から滴下して、モータ室81内の下部領域に溜る。モータ室81内の下部領域に溜ったオイルOは、隔壁開口68を介して、ギヤ室82内の下部領域(すなわち、オイル溜りP)に移動する。すなわち、第1の油路91および第2の油路92は、オイルOをモータ室81内の下部領域からギヤ室82内の下部領域に移動させる経路を含む。
(第1の油路)
第1の油路91において、オイルOは、オイル溜りPから差動装置5によりかき上げられてロータ20の内部に導かれる。オイルOには、ロータ20の内部で、ロータ20の回転に伴う遠心力が付与される。これにより、オイルOは、ロータ20を径方向外側から囲むステータ30に向かって均等に拡散されステータ30を冷却する。
第2の油路92は、第1の流路92aと、第2の流路92bと、第3の流路92cと、第4の流路92dを有する。第2の油路92の経路中には、ポンプ96と、クーラー97と、オイル配管(供給部)98と、が設けられる。ポンプ96は、オイルOをモータ2に供給する。また、クーラー97は、第2の油路92を通過するオイルOを冷却する。第2の油路92において、オイルOは、第1の流路92a、ポンプ96、第2の流路92b、クーラー97、第3の流路92c、第4の流路92d、オイル配管98の順で各部を通過して、モータ2に供給される。
油路90は、オイルOがステータ30の外周面を伝って流れる遮蔽流路95を有する。遮蔽流路95は、モータ収容部6aの内側面とステータ30の外周面との間の隙間に位置する。遮蔽流路95は、第2の噴出孔98bから噴出されたオイルOが流れる流路である。すなわち、遮蔽流路95を流れるオイルOは、コアバック部32aの外周面を伝って上側から下側に流れる。遮蔽流路95の少なくとも一部は、ステータ30の外周面とインバータ8との間を通過する。オイルOは、遮蔽流路95を通過する際にステータ30の外周面から熱を吸収する。本実施形態によれば、ステータ30の外周面とインバータ8との間に、ステータ30の外周面を冷却する遮蔽流路95が設けられることで、ステータ30の外周面がオイルOにより冷却され、ステータ30からインバータ8に熱が伝わることを抑制できる。さらに、インバータ8が高温となった場合においても、インバータ8からモータ2に熱が伝わることを抑制できる。すなわち、本実施形態によれば、遮蔽流路95が設けられることで、インバータ8およびモータ2のうち一方が他方を加熱し、加熱された他方の動作に支障をきたすことを抑制できる。
図1に示すように、水路10は、ハウジング6に設けられる。水路10は、ハウジング6の内部を通過する流路8bと、ハウジング6の外部を通過する冷却水用配管11と、を有する。また、水路10の経路中には、上述したようにクーラー97が配置されている。
Claims (7)
- モータ軸線を中心として回転するロータおよび前記ロータの径方向外側に位置するステータを有するモータと、
前記モータに供給される電流を制御するインバータと、
前記モータを収容するモータ収容部および前記インバータを収容するインバータ収容部を有するハウジング本体と、
前記インバータ収容部の開口を覆うとともに前記インバータを支持するインバータハウジングと、を備え、
前記ハウジング本体には、前記モータを冷却する第1の冷媒が流れる第1冷却経路が設けられ、
前記インバータハウジングには、前記インバータを冷却する第2の冷媒が流れる第2冷却経路が設けられ、
前記第1冷却経路は、前記ステータの外周面に沿って前記第1の冷媒が流れる遮蔽流路を含み、
前記遮蔽流路は、前記インバータ収容部の内部であるインバータ室と前記モータ収容部の内部であるモータ室とを区画する隔壁の内部を通過する、
モータユニット。 - 前記モータと前記インバータとを繋ぐバスバーを備え、
前記バスバーは、前記インバータ収容部の内部で、前記壁部に沿って配置される、
請求項1に記載のモータユニット。 - 前記第1冷却経路と前記第2冷却経路とは、互いに独立して設けられる、
請求項1又は2記載のモータユニット。 - 前記ハウジング本体は、前記壁部を有し、
前記インバータ収容部の内部において前記インバータと前記壁部との間には、隙間が設けられる、
請求項1~3の何れか一項に記載のモータユニット。 - 前記遮蔽流路は、前記モータ収容部の内側面と前記ステータの外周面と間の隙間に位置する、
請求項1~4の何れか一項に記載のモータユニット。 - 前記モータに接続されるギヤ部を備え、
前記ハウジング本体は、前記ギヤ部を収容するギヤ収容部を有し、
前記第1の冷媒は、オイルであり、
前記第1冷却経路は、前記ギヤ収容部の内部を通過する、
請求項1~5の何れか一項に記載のモータユニット。 - 前記第1の冷媒の熱を前記第2の冷媒に移動させる熱交換器を備える、
請求項1~6の何れか一項に記載のモータユニット。
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