JPH07288949A - 車両駆動用電動機 - Google Patents

車両駆動用電動機

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JPH07288949A
JPH07288949A JP6101944A JP10194494A JPH07288949A JP H07288949 A JPH07288949 A JP H07288949A JP 6101944 A JP6101944 A JP 6101944A JP 10194494 A JP10194494 A JP 10194494A JP H07288949 A JPH07288949 A JP H07288949A
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JP
Japan
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electric motor
refrigerant
inverter
heat
casing
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JP6101944A
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Akio Yasuda
彰男 安田
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動系と冷却システムを含めた全体構成を小
型軽量化した車両駆動用電動機を提供する。 【構成】 インバータ装着室9、インバータ冷却室8、
誘導電動機15及び冷媒圧送用の電動ポンプ18を一体
に組み込む。インバータ冷却室8を通過する冷媒は、放
熱金属板10から放熱フィン13に伝わるインバータ1
1の発熱を吸収して冷却する。螺旋状の冷媒経路17を
通る冷媒は、ケーシング2の外周の熱交換面20及び下
部の熱交換面22の放熱フィン21から大気に放熱して
温度を下げ、誘導電動機15を冷却して、インバータ冷
却室8に流入する。同時にケイシング2の外周面から
も、通電駆動による誘導電動機15の発熱が大気に放出
されている。車両の走行に伴う強い風をケーシング2の
下部に当てることにより、熱交換面22の放熱フィン2
1からの放熱が促進され熱交換効率が高まる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車に搭載する
車両駆動用電動機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電気自動車の駆動系を構成する電動機や
機器等の小型軽量化の試みは、特開平5−219607
号公報及び実開平5−25988号公報等によりなされ
ている。しかしながら、駆動系とこの駆動系を冷却する
冷却システムとを含めた総合的な小型軽量化の試みはな
されていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】電気自動車の駆動系の
冷却システムは、車両の居住性を高めるために、広い放
熱面積を必要としない液冷方式が採用されつつある。と
ころが、図7に示すように、冷媒を用いる液冷却方式に
より蓄電池aの直流電力を交流電力に変換するインバー
タbを冷却する場合は、冷却装置cと冷媒の熱を放出す
る熱交換器dとの間に冷媒循環経路eを構成するととも
に、冷媒循環用の電動ポンプf等を必須とする。このた
め、冷却システムの車両に対する占有容積が大きくなる
ばかりでなく、居住区画への熱伝導を遮断する対策が必
要となって小型化が容易でない。さらに、車両駆動用電
動機gをも上記液冷却方式で冷却しようとすると、電動
ポンプfや熱交換器dが大型化してしまい、車両駆動用
電動機gとインバータbを一体化し、さらに減速機hや
デファレンシャルギヤi等の動力伝達機構をコンパクト
に纏めて配置しても、前記冷却システムを含めた駆動系
全体の小型化は一層困難になる等の問題点がある。本発
明は上記問題点を解決するためになされたもので、駆動
系とこれを冷却する冷却システムを含めた全体構成を小
型軽量化した電気自動車の駆動用電動機を提供すること
を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項1に記載の本発明の車両駆動用電動機は、直流
電力を交流電力に変換するインバータと、該インバータ
から供給される交流電力により回転する電動機と、該電
動機に接して前記インバータを冷却する冷却装置とを一
体に組み込むとともに、前記冷却装置の冷媒を循環させ
る冷媒循環経路を前記電動機のケイシングの外周面に沿
って形成したことを特徴とする。
【0005】上記目的を達成するための請求項2に記載
の本発明の車両駆動用電動機は、上記請求項1記載の構
成において、前記電動機のケイシングの外周面を、該電
動機と大気及び前記冷媒循環経路を循環する冷媒と大気
との熱交換面としたことを特徴とする。
【0006】上記目的を達成するための請求項3に記載
の本発明の車両駆動用電動機は、上記請求項1又は請求
項2記載の構成において、車両に搭載された姿勢におい
て、下方となる前記電動機のケイシングの外周面に放熱
フィンを形成したことを特徴とする。
【0007】
【作用及び発明の効果】請求項1に記載の本発明の車両
駆動用電動機によれば、インバータと電動機とインバー
タを冷却する冷却装置とが一体に組み込まれ、前記冷却
装置の冷媒が前記電動機の外周面に沿って形成された冷
媒循環経路を循環する。従って、インバータとともに電
動機が冷却される。また、上記一体化により冷媒循環経
路を短縮化でき、冷却装置を含めた駆動系全体の構成が
小型化されて、車両の車室区画の拡大に寄与することが
できる。また、上記一体化により冷媒循環経路を、車両
の衝撃や振動を吸収する可撓性のパイプにより形成する
必要がなくコスト高となることもなく、保守点検等のメ
インテナンスも能率的に行うことができる等の効果があ
る。
【0008】請求項2に記載の本発明の車両駆動用電動
機によれば、 電動機のケイシングの外周面が熱交換面
となって、該電動機と大気及び冷媒循環経路を循環する
冷媒と大気との間で熱交換される。従って、熱交換面か
らの放熱量が多くなって熱交換効率を高めることができ
る効果がある。
【0009】請求項3に記載の本発明の車両駆動用電動
機によれば、車両に搭載された姿勢において、下方とな
る前記電動機のケイシングの外周面の熱交換面に形成し
た放熱フィンから放熱する。従って、車両の走行に伴う
強い風を導いて冷媒と大気との熱交換を促進でき熱交換
効率を一層高めることができる効果がある。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図1は本発明に係る車両駆動用電動機1の概略の斜視図
である。図2は同縦断面図であり一部を省略してある。
円筒状のケイシング2の両側にはそれぞれエンドフレー
ム3が嵌着されている。そのエンドフレーム3の中心に
嵌着したベアリング4により回転子5の回転子軸6が支
承されている。一方のエンドフレーム3には、回転子軸
6を挿通する挿通孔7の外周にドーナツ状のインバータ
冷却室8が形成されている。該インバータ冷却室8には
半径方向に数箇所補強用のリブ8aが形成されている。
そして、そのインバータ冷却室8の一側面には、中心に
前記回転子軸6を挿通するインバータ装着室9が固定さ
れ、インバータ冷却室8を液密に封止している。
【0011】インバータ装着室9には、樹脂ケース内に
半導体素子を封入するとともに、放熱金属板10を固定
して、インバータ11を構成してなる複数個の半導体素
子パック12が配置されている。インバータ11は直流
電力を交流電力に変換する。前記半導体素子パック12
の放熱金属板10は、前記インバータ冷却室8を塞ぐイ
ンバータ装着室9の壁9aに当接されている。そして、
その壁9aからは前記インバータ冷却室8内に突出する
多数の放熱フィン13が同心円状に一体形成されてい
る。同心円状の放熱フィン13には、円周方向で数箇所
不連続部13aが形成され、前記補強用のリブ8aが対
応している。
【0012】ケーシング2の内周には、前記回転子5に
対向して固定子14が配設され、誘導電動機15が構成
されている。また、ケーシング2の外周には、螺旋状の
溝2aを形成し、該溝2aにパイプ16を巻回するとと
もに、そのパイプ16の円形断面の略半分を該ケーシン
グ2の外周面から露出させた冷媒経路17が形成されて
いる。そして、その冷媒経路17の一端は、冷媒流入管
17aにより前記インバータ冷却室8の下部に固定した
冷媒圧送用の電動ポンプ18に連結されている。また、
冷媒経路17の他端は、前記インバータ冷却室8に連結
されている。電動ポンプ18とインバータ冷却室8と
は、冷媒圧送管17bにより連結されている。インバー
タ冷却室8が形成された反対側のエンドフレーム3に
は、該エンドフレーム3に支持される回転子軸6に連結
される減速歯車機構(図示せず)等を設けた減速ユニッ
ト19が固定されている。
【0013】また、ケーシング2の外周面は、誘導電動
機15の発熱を大気に放出するとともに、冷媒経路17
を通る冷媒とケーシング2の外周面に接する大気とが熱
交換する熱交換面20となっている。そしてケーシング
2の下部外周には、多数の放熱フィン21を一体状に形
成して、一層効率のよい熱交換面22が形成されてい
る。
【0014】上記車両駆動用電動機1の作動を説明す
る。車両駆動用電動機1は、図1及び図2に示すよう
に、放熱フィン21を形成した熱交換面22が下方にな
る姿勢で車両に搭載される。インバータ11により直流
電力を交流電力に変換して、誘導電動機15の固定子1
4に印加すると、回転子5が回転する。そして、冷媒圧
送用の電動ポンプ18が駆動すると、充填された冷媒は
インバータ冷却室8→螺旋状の冷媒経路17→冷媒流入
管17a→電動ポンプ18→冷媒圧送管17bと連なる
冷媒循環経路Rを循環してインバータ冷却室8に戻る。
【0015】インバータ冷却室8を通過する冷媒は、放
熱金属板10から放熱フィン13に伝わるインバータ1
1の発熱を吸収して冷却する。そして、インバータ11
の発熱を吸収して螺旋状の冷媒経路17を流通する冷媒
は、ケーシング2の外周の熱交換面20及び下部の熱交
換面22の放熱フィン21から大気に放熱して温度を下
げ誘導電動機15を冷却して、インバータ冷却室8に流
入する。このとき、同時にケイシング2の外周面の熱交
換面20からも、通電駆動による誘導電動機15の発熱
が大気に放出されている。車両の走行に伴う強い風をケ
ーシング2の下部に当てることにより、熱交換面22の
放熱フィン21からの放熱が促進され熱交換効率が高ま
る。
【0016】上記したように、空冷により十分冷却され
た冷媒がインバータ冷却室8に流入して、先ずインバー
タ11を冷却し、続いて誘導電動機15を冷却するもの
で、インバータ11を構成する半導体素子の昇温により
特性の変化や熱破壊を防止できる。
【0017】図4は、上記構成の車両駆動用電動機1を
搭載した電気自動車の概略平面図である。車両駆動用電
動機1の減速ユニット19と車軸23との間にデファレ
ンシャルギヤユニット24が配設されている。インバー
タ装着室9、インバータ冷却室8、誘導電動機15及び
冷媒圧送用の電動ポンプ18を一体に組み込み、さら
に、螺旋状の冷媒経路17をケーシング2の外周に一体
状に形成したことにより、コンパクトな外観形状に纏め
て小型軽量化できるとともに、搭載に必要な容積も少な
くてすみ、電気自動車の車室や積載区画を拡大できる。
【0018】(他の実施例)上記した車両駆動用電動機
1の外周に沿って形成する冷媒経路は、図5及び図6に
示すような形状に形成することもできる。図5の場合
は、ケイシング2の外周面に沿って形成した軸方向で平
行なパイプ27aの各両端部を、湾曲管27bで順次連
結して冷媒経路27を形成したものである。図6の場合
は、ケイシング2の外周面に沿う曲率で形成した円周方
向で平行なパイプ37aの各両端部を、湾曲管37bで
順次連結して冷媒経路37を形成したものである。ま
た、冷媒経路はケイシング2の円筒状の隔壁内に形成す
ることもできる。
【0019】上記各実施例は、ケイシング2の外周面に
沿って冷媒経路17、27又は37を形成するととも
に、該ケイシング2の外周面を冷媒と大気とが熱交換す
る熱交換面20としたから、通電駆動の発熱により低温
時に冷媒が凍結して冷媒が循環しなくなるような虞れが
ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両駆動用電動機の概要斜視図で
ある。
【図2】一部を省略した車両駆動用電動機断面図であ
る。
【図3】図2における略A−A線断面図である。
【図4】車両駆動用電動機を搭載した電気自動車の概略
平面図である。
【図5】他の実施例の車両駆動用電動機の概要斜視図で
ある。
【図6】他の実施例の車両駆動用電動機の概要斜視図で
ある。
【図7】従来例の電気自動車の概略平面図である。
【符号の説明】
1 車両駆動用電動機 2 ケイシング 8 インバータ冷却室 11 インバータ 15 誘導電動機 17,27,37 冷媒経路 20,22 熱交換面 21 放熱フィン R 冷媒循環経路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電力を交流電力に変換するインバー
    タと、該インバータから供給される交流電力により回転
    する電動機と、該電動機に接して前記インバータを冷却
    する冷却装置とを一体に組み込むとともに、前記冷却装
    置の冷媒を循環させる冷媒循環経路を前記電動機のケイ
    シングの外周面に沿って形成したことを特徴とする車両
    駆動用電動機。
  2. 【請求項2】 前記電動機のケイシングの外周面を、該
    電動機と大気及び前記冷媒循環経路を循環する冷媒と大
    気との熱交換面としたことを特徴とする請求項1記載の
    車両駆動用電動機。
  3. 【請求項3】 車両に搭載された姿勢において、下方と
    なる前記電動機のケイシングの外周面に放熱フィンを形
    成したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車
    両駆動用電動機。
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