JPWO2017006429A1

JPWO2017006429A1 - ホィール駆動装置の配設構造

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Publication number: JPWO2017006429A1
Application number: JP2017526833A
Authority: JP
Inventors: 裕介中山; 幸雄水越
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2018-04-19
Anticipated expiration: 2035-07-07
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Abstract

ホィール駆動装置の配設構造であって、タイヤホィールと、タイヤホィールを駆動する駆動ユニットとを備え、タイヤホィールは、タイヤホィールの中空空間に配置されたブレーキ部品を有し、駆動ユニットは、モータと、モータを駆動させるインバータとを有し、インバータは、モータに電力を供給するパワーモジュールと、タイヤホィールの外部から供給される電力をパワーモジュールに供給するバスバーとを有し、バスバーは、パワーモジュールより前記ブレーキ部品側に配置されている。

Description

本発明は、ホィール駆動装置の配設構造に関するものである。

インホィールモータユニットを冷却するインホィールモータの冷却構造であって、ロードホィールの内方領域にモータユニットを装備し、インバータをモータの車幅方向内側で同軸状に配置し、モータユニットに熱伝導部材を設ける。そして、この熱伝導部材に下方に向けて延在する延在部が形成され、車両走行時に走行風が延在部に当たることで、延長部が放熱部材として作用する冷却構造が知られている（特許文献１）。

特開２０１３−６３７２７号公報

しかしながら、上記のインホィールモータにおいて、インバータをホィール内に配置した場合には、インバータがブレーキ部品に接近するため、ブレーキ部品の熱により、インバータ内のパワーモジュールの温度が高くなるという、問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、インバータ内のパワーモジュールが高温になることを防ぐ、ホィール駆動装置の配設構造を提供することである。

本発明は、タイヤホィールの中空空間に配置されたブレーキ部品を配置し、インバータに、パワーモジュール及びパワーモジュールに電力供給するバスバーを設け、当該バスバーをパワーモジュールよりブレーキ部品側に配置することによって上記課題を解決する。

本発明によれば、ブレーキ部品で発生した熱は、バスバーによって、パワーモジュールに伝わりに難くなるため、パワーモジュールが高温になることを防止できるという効果を奏する。

図１は本発明の実施形態に係るインホィールモータユニットの斜視図である。図２は本発明の実施形態に係るインホィールモータユニットの斜視図である。図３は本発明の実施形態に係るインホィールモータユニットの斜視図である。図４は図３の一部を拡大した斜視図である。図５は駆動ユニットの斜視図である。図６は、インバータの周囲を拡大した図であって、駆動ユニットの一部を示した斜視図である。図７は駆動ユニットのブロック図である。図８はブレーキ部品、インバータ、モータ、及び減速機の断面図である。図９はブレーキ部品、インバータ、モータ、及び減速機の断面図である。図１０は、本発明の他の実施形態に係るインホィールモータユニットにおいて、ブレーキ部品、インバータ、モータ、及び減速機の断面図である。図１１は、本発明の変形例に係るインホィールモータユニットにおいて、ブレーキ部品、インバータ、モータ、及び減速機の断面図である。図１２は、本発明の変形例に係るインホィールモータユニットにおいて、ブレーキ部品、インバータ、モータ、及び減速機の断面図である。図１３は、本発明の変形例に係るインホィールモータユニットにおいて、ブレーキ部品、インバータ、モータ、及び減速機の断面図である。図１４は、本発明の他の実施形態に係るインホィールモータユニットにおいて、ブレーキ部品、インバータ、モータ、及び減速機の断面図である。図１５は、本発明の変形例に係るインホィールモータユニットにおいて、ブレーキ部品、インバータ、モータ、及び減速機の断面図である。図１６は、本発明の他の実施形態に係るインホィールモータユニットにおいて、ブレーキ部品、インバータ、モータ、及び減速機の断面図である。図１７は、本発明の変形例に係るインホィールモータユニットにおいて、ブレーキ部品、インバータ、モータ、及び減速機の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

《第１実施形態》
図１〜図４は、本発明の実施形態に係るインホィールモータユニットの斜視図である。図２は、図１に示すインホィールモータの構成のうちタイヤを除いたユニットの斜視図である。図３は、図２に示すインホィールモータの構成のうちロードホィールを除いたユニットの斜視図である。図４は、図３の一部を拡大した斜視図である。

インホィールモータユニット１は、車輪２と、ハブ３と、ブレーキ部品４と、サスペンション５と、ボールジョイント６と、ステアリングナックル７と、ステアリングロッド８と、駆動ユニット１０とを備えている。車輪２は、ロードホィール２ａとタイヤ２ｂを備えている。ロードホィール２ａは円筒状に形成されている。タイヤ２ｂは、ロードホィール２ａの外周部２１ａに設けられたリムに取り付けられている。ロードホィール２ａのディスク部２１ｂの中心部にはハブ３が締結されている。ロードホィール２ａには、中空空間が形成されており、当該中空空間は外周部２１ａとディスク部２１ｂにより囲まれた空間である。中空空間内には、ハブ３、ブレーキ部品４、駆動ユニット１０が配置されている。なお、駆動ユニット１０の全ての構成が、ロードホィール２ａの中空空間内に配置される必要はなく、駆動ユニット１０の少なくとも一部の構成が、中空空間内に配置されていればよい。

車輪２は、車軸に回転自在に取り付けられている。車軸は、サスペンション５によって支持されており、サスペンション５及び車軸によって車体が路面に対して支えられている。

ブレーキ部品４は、ブレーキロータ４１と、キャリパ４２とを備えている。ブレーキロータ４１はハブ３に固定されている。ブレーキロータ４１にはキャリパ４２が取り付けられている。制動時には、キャリパ４２のブレーキパッド４２ａがブレーキロータ４１の両面を挟み込むことで、摩擦による抵抗が発生する。

サスペンション５は、トランスバースリンク５１とストラット５２とを備えている。トランスバースリンク５１は、車幅方向の内側の端部でゴムブッシュによって車体に連結されている。また、トランスバースリンク５１は、車幅方向の外側の端部でボールジョイント６に連結されている。ストラット５２は、ショックアブソーバを内蔵している。ショックアブソーバを内蔵した筒状の部分の下部には、ステアリングナックル７が固定されている。ステアリングナックル７は、車軸と一体となってナックルスピンドルを構成している。ステアリングナックル７には、ステアリングロッド８が連結されている。ステアリングナックル７の左右移動により、車輪が操舵される。

駆動ユニット１０は、車輪２を駆動するためのユニットである。駆動ユニット１０は、インバータ１１と、モータ１２と、減速機１３とを備えている。インバータ１１は、モータ１２を駆動するための電力変換装置であって、モータ１２に対して電気的に接続されている。インバータ１１に含まれるパワーモジュールが動作すると、電流がモータ１２に流れ、モータトルクが発生する。モータ１２で発生したトルクは、減速機１３を介して車輪２に伝わり、車両が動く。減速機１３は、モータ１２から出力される回転を減速し、駆動力を車輪２に伝達する。

インバータ１１は、ＤＣケーブル８１によりバッテリに接続されている。また、インバータ１１は、制御信号ハーネス８２により、ＥＣＵ（電子制御コントローラ）に接続されている。バッテリ及びＥＣＵは、車体に設けられている。

図１に示すように、ＤＣケーブル８１及び制御信号ハーネス８２は、インホィールモータユニット１の外部から、ショックアブソーバを内蔵した筒状の部分に沿うように掛けつつ、インバータ１１内のコントローラに接続されている。

次に、図５を用いて、駆動ユニット１０の構造について説明する。図５は、駆動ユニット１０の斜視図である。図５において、ｘ軸方向は、車両の進行方向を示し、ｙ軸方向は車両の車幅方向を示し、ｚ軸方向は車両の高さ（車高を規定する高さ）の方向を示す。また、ｙ軸の正方向は、車軸方向のうち外側の方向を示し、ｙ軸の負方向は、車軸方向のうち内側の方向を示す。

インバータ１１、モータ１２、及び減速機１３は、それぞれケースで覆われている。それぞれのケースが互いに結合することで、インバータ１１、モータ１２、及び減速機１３は一体になっている。インバータ１１及び減速機１３は、モータ１２よりも車軸方向の外側の位置に配置されている。インバータ１１及び減速機１３は、車軸方向で同じに位置に配置されている。モータ１２の回転軸は、減速機１３の軸に連結されている。

インバータ１１及び減速機１３は、ロードホィール２ａの中空空間内に配置されている（図１及び図２を参照）。モータ１２は、ロードホィール２ａの中空空間外に配置されている。また、インバータ１１は、モータ１２の回転軸に沿う方向であって、モータ１２の位置に対して車幅方向の外側に向けて、配置されている。これにより、インバータ１１は、モータ１２の熱の放熱部分との熱干渉を避けつつ、モータ１２に接合できるため、モータ１２及びインバータ１１の温度上昇を抑制できる。

ところで、本実施形態と異なり、インバータ１１がロードホィール２ａの中空空間外に配置された場合には、車両走行時に、飛散物がインバータ１１に衝突する可能性が高くなる。インバータ１１を保護するためには、インバータ１１のケースの剛性を高めることが考えられるが、駆動ユニット１０が大型になり質量も増加する。また、ケースの剛性を高めた場合には、ケース自体の熱抵抗が高くなるため、インバータ１１の冷却機能が低下する。

本実施形態では、インバータ１１がロードホィール２ａの中空空間内に配置されているため、車両走行時の飛散物がインバータ１１に衝突する可能性を低くできる。また、インバータ１１への飛散物の衝突の可能性が低くなる分、ケース１１ａの構成を必要以上に高めなくてもよいため、駆動ユニット１０の小型化を実現できる。

次に、図６を用いて、インバータ１１の各構成について説明する。図６は、インバータ１１の周囲を拡大した図であって、駆動ユニット１０の一部を示した斜視図である。ただし、図６では、インバータ１１のケースを外した状態が図示されている。図６に示すｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の表示は、図５と同様である。

インバータ１１は、パワーモジュール１１１と、駆動回路１１２と、平滑コンデンサ１１３と、モータコントローラ１１４と、バスバー１１５を備えている。パワーモジュール１１１は、バッテリ８３から供給される直流電力を三相の交流電力に変換するための電力変換回路であって、複数のスイッチング素子を有している。複数のスイッチング素子は、ＩＧＢＴ又はＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタであって、三相のブリッジ状に接続されている。パワーモジュール１１１は、複数のトランジスタをモジュール化したものであって、図６に示すように、矩形状に形成されている。パワーモジュール１１１は、モジュール化した３つのデバイスで構成されており、モータ１２の回転軸に対して垂直な面（図６に示すｘｚ面）に沿って並べられている。

駆動回路１１２は、パワーモジュール１１１に含まれるスイッチング素子を駆動させる回路である。駆動回路１１２は、パワーモジュール１１１の近傍に配置されている。平滑コンデンサ１１３は、バッテリ８３からパワーモジュール１１１に入力される電力を平滑するためのコンデンサである。モータコントローラ１１４は、パワーモジュール１１１のスイッチング素子のオン、オフを切り替えることで、モータ１２を制御するためのコントローラである。モータコントローラ１１４は、ＥＣＵ８４から制御信号を受信し、要求された出力トルクをモータ１２から出力するように、モータ１２の状態（モータ回転数、電流値、モータの発熱状態など）に応じて、パワーモジュール１１１の駆動信号を駆動回路１１２へ送信する。

バスバー１１５は、バッテリ８３からインバータ１１に入力された電力を、パワーモジュール１１１に供給する伝送線路であって、金属製の板状に形成されている。

ここで、インバータ１１の電気的な接続について、図７を用いて説明する。図７は、駆動ユニットのブロック図である。バッテリ８３は、二次電池であって、車体に配置されている。バッテリ８３は、ケーブル８１でインバータ１１に接続されている。ＥＣＵ８４は、車両の状態及びドライバーの操作に基づき、車両を制御するコントローラである。車両の状態は、車速やタイヤのスリップ状態等である。ドライバーの操作は、アクセル操作、ステアリング操作、及びブレーキ操作等である。ＥＣＵ８４は、車体に配置されており、制御信号用のハーネス８２により、インバータ１１に接続されている。

平滑コンデンサ１１３は、バッテリ８３とパワーモジュール１１１との間に接続されている。バッテリ８３からパワーモジュール１１１までのＤＣラインは、一対のラインになっており、平滑コンデンサ１１３はプラス側のラインと、マイナス側のラインとの間に接続されている。パワーモジュール１１１と平滑コンデンサ１１３との間を接続するＤＣラインがバスバー１１５に相当する。

パワーモジュール１１１とモータ１２との間は、三相の配線で接続されている。パワーモジュール１１１と駆動回路１１２との間、及び、駆動回路１１２とモータコントローラ１１４との間は、それぞれ制御用の配線で接続されている。

図８及び図９を用いて、ブレーキ部品４、インバータ１１の各構成、モータ１２、及び減速機１３の配置関係について説明する。図８及び図９は、ブレーキ部品４、インバータ１１、モータ１２、及び減速機１３の断面図である。なお、図８及び図９は、駆動ユニット１０の断面を切る方向は同じであるが、断面の位置が異なっている。

インバータ１１は、ブレーキ部品４と近接するように配置されている。インバータ１１のケース１１ａを形成する面のうち、ブレーキ部品４と近い面には、冷却器１１ｂが設けられている。冷却器１１ｂはフィンである。本実施形態では、冷却器１１ｂを設けることで、ブレーキ部品４で発生した熱がインバータ１１の内部の部品に伝わることを防止できる。

インバータ１１は減速機１３に接合されている。インバータ１１と減速機１３とを接合する接合面１００ａは、車軸又はモータ１２の回転軸に沿う面と平行な面である。

モータ１２は、ロータ１２ａ、ステータ１２ｂを有している。ロータ１２ａの回転軸が減速機１３に連結するように、ロータ１２ａは配置されている。ロータ１２ａの外周部には、ステータ１２ｂが配置されている。そして、ステータ１２ｂに巻回されたコイル１２ｃは、ＡＣ用の配線（バスバー）でパワーモジュール１１１に接続されている。

上記のように、本実施形態では、インバータ１１が、ブレーキ部品４の近くに配置されているため、インバータ１１とブレーキ部品４との間の距離が短くなり、ブレーキ部品４の熱がインバータ１１に伝わりやすくなっている。本実施形態では、パワーモジュール１１１をブレーキ部品４の熱から保護するために、以下に説明するように、インバータ１１の各構成を配置している。

バスバー１１５は、パワーモジュール１１１よりブレーキ部品４側に配置されている。言い換えると、ブレーキ部品４で発生した熱がパワーモジュール１１１まで伝わる伝熱経路でみたときに、バスバー１１５は、パワーモジュール１１１とブレーキ部品４との間に配置されており、インバータ１１の内部でブレーキ部品４に近い位置に配置されている。ブレーキ部品４で発生した熱は、減速機１３を伝わり、インバータ１１に伝わる。ブレーキ部品４から伝わる熱は、インバータ１１を構成する部品のうち、最も減速機１３に近い部品に伝わり易い。図９に示すように、インバータ１１は減速機１３に接合されているため、インバータ１１と減速機１３との接合面１００ａに近い部分が、最も熱を受けやすくなる。バスバー１１５は、部材１１５ａ〜１１５ｃを有している。部材１１５ａは、ケーブル８１を接続する接続端子からｘ方向及びｚ方向に延在しつつ、接合面１００ａの法線方向に沿った面をもった壁状に形成される金属製の板状の部材である。部材１１５ｂは、部材１１５ａとの接続点からｙ方向及びｚ方向に延在しつつ、接合面１００ａに沿った面をもった壁状に形成される金属製の板状の部材である。部材１１５ｃは、部材１１５ｂとの接続点からパワーモジュール１１１まで延在しつつ、接合面１００ａの法線方向に沿った面をもつ、金属製の板状の部材である。

バスバー１１５を構成する部材のうち、部材１１５ｂが接合面１００ａと近い位置に壁状に配置されている。すなわち、バスバー１１５の少なくとも一部分が、インバータ１１を構成する部品のうち最も減速機１３に近い位置に配置されている。また、バスバー１１５とパワーモジュール１１１との接続点が、部材１１５ｂから離れるように、部材１１５ｃは、部材１１５ｂとの接続点から延在している。これにより、部材１１５ｃの端部に接続されたパワーモジュール１１１は、バスバー１１５を介して、減速機１３に対して離間した位置に配置されている。

バスバー１１５の部材１１５ｂが減速機１３の近くに配置されることで、ブレーキ部品４から減速機１３に伝わる熱は、パワーモジュール１１１よりも先に、部材１１５ｂに伝わる。すなわち、ブレーキ部品４の熱が、バスバー１１５により遮断されるため、パワーモジュール１１１が高温になることを防ぐことができる。また、パワーモジュール１１１が減速機１３に対して離間して配置されることで、パワーモジュール１１１は熱源から離れるため、パワーモジュール１１１が高温になることを防ぐことができる。

バスバー１１５の部材１１５ａは、ｙ方向でみたときに、ブレーキ部品４とパワーモジュール１１１との間を隔てる壁になっている。すなわち、部材１１５ａは、ｘｚ面に沿って延在しつつ壁状に形成されることで、ブレーキ部品４からパワーモジュール１１１に向かって伝わる熱に対して、熱の障壁として機能している。

駆動回路１１２及びモータコントローラ１１４は、接合面１００ａの沿う面と平行な面上に並べて配置されている。また、駆動回路１１２及びモータコントローラ１１４は、接合面１００ａの法線方向からみて、バスバー１１５の部材１１５ｂに対して離れた位置に配置されている。平滑コンデンサ１１３は、バスバー１１５の部材１１５ａの主面に沿うように接合されている。

パワーモジュール１１１は、複数のケース１１ａに狭持されている。パワーモジュール１１１を狭持する部分のケース１１ａには、冷却器１１ｂがそれぞれ設けられている。すなわち、パワーモジュール１１１は、冷却器１１ｂの部分で狭持されている。複数のケース１１ａは、ネジなどの締結部材１０１で締結されている。複数のケースは、締結部材１０１で締結されている締結部と、締結部材１０１で締結されていない非締結部を有している。締結部には、締結部材１０１を通す通孔が形成されており、締結部材１０１で締結することで互いに接合する面である。締結部は、パワーモジュール１１１の位置から少し離れた位置に配置されている。パワーモジュール１１１は、非締結部を形成する面で囲われた空間内に配置されている。これにより、圧縮又は引っ張りにより減速機１３とモータ１２との間に力が加わった場合に、圧力はインバータ１１のケース１１ａに加わる。一方、圧力は、パワーモジュール１１１に加わり難くなる。その結果として、パワーモジュール１１１の保護を図ることができる。

接合面１００ａには、バスバー１１５を支持する支持部材１００ｂが設けられている。支持部材１００ｂは、バスバー１１５の屈曲した部分を支持する絶縁性の部材である。また一対の支持部材１００ｂの間には、空間が空けられている。減速機１３には、潤滑用の潤滑油が含まれており、潤滑油が減速機１３の回転より掻き上げられるように、減速機１３は構成されている。接合面１００ａの一部には空間が形成されているため、潤滑油が減速機１３の回転より掻き上げられると、潤滑油は、バスバー１５に付着する。これにより、バスバー１１５の熱が下がるため、熱がバスバー１１５からパワーモジュール１１１に伝わることを抑制できる。

また、バスバー１１５の部材１１５ｂは、接合面１００ａに沿うように配置されることで、インバータ１１と減速機１３との間を隔てている。これにより、減速機１３の回転より掻き上げられた潤滑油がバスバーに当たり、潤滑油が、パワーモジュール１１１、駆動回路１１２、平滑コンデンサ１１３、モータコントローラ１１４、及び制御信号ハーネス８２にかからないように構成できる。

バスバー１１５の部材１１５ｂは、ｘ方向（掻き上げられた油が飛散する方向）でみたときに、減速機１３とパワーモジュール１１１との間を隔てる壁になっている。すなわち、部材１１５ｂは、ｙｚ面に沿って延在しつつ壁状に形成されることで、減速機１３から掻き上げられる油に対して油の障壁として機能している。

上記のように、本実施形態では、バスバー１１５を、パワーモジュール１１１よりブレーキ部品４側に配置している。これにより、ブレーキ部品４で発生した熱は、バスバー１１５によって、パワーモジュール１１１に伝わりに難くなるため、パワーモジュール１１１が高温になることを防止できる。

また本実施形態では、パワーモジュール１１１を、バスバー１１５を介して、減速機１３に対して離間した位置に配置しつつ、バスバー１１５をインバータ１１と減速機１３との接合面に配置している。すなわち、パワーモジュール１１１とバスバー１１５との間には、空間が形成される。そして、パワーモジュール１１１とバスバー１１５との間の空間は、パワーモジュール１１１の熱を放熱する空間として機能するため、パワーモジュール１１１の放熱性能を高めることができる。

なお、バスバー１１５は、絶縁性部材を介しつつインバータ１１のケースに接してもよく、絶縁性部材を介しつつ減速機１３のケースに接してもよい。

《第２実施形態》
本発明の他の実施形態に係るインホィールモータユニットを説明する。図１０は、ブレーキ部品４、インバータ１１、モータ１２、及び減速機１３の断面図である。
本例では上述した第１実施形態に対して、隔壁１２０を備える点が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであり、その記載を援用する。

隔壁１２０は、インバータ１１と減速機１３との間に配置されている。隔壁１２０は、インバータ１１のケースの一部となって、インバータ１１の内部空間と減速機１３とを隔てる壁である。隔壁１２０は、熱伝導性の高い材料で板状に形成されている。隔壁１２０は、インバータ１１と減速機１３との接合面に相当する。インバータ１１は、隔壁１２０を介して、減速機１３に近接して配置されている。

バスバー１１５は、部材１１５ａ〜１１５ｃを有している。部材１１５ａは、第１実施形態と同様である。部材１１５ｂは屈曲した形状に形成されており、部材１１５ｂの一部が、隔壁１２０の表面に沿うように配置されており、隔壁１２０の表面に接している。部材１１５ｂが屈曲されることで形成される、隔壁１２０と部材１１５ｂとの間の空間には、駆動回路１１２及びモータコントローラ１１４が配置されている。

パワーモジュール１１１は、バスバー１１５及び隔壁１２０を介して、減速機１３に対して離間して配置されている。

上記のように、本実施形態では、インバータ１１と減速機１３との間に隔壁１２０を配置し、バスバー１１５の一部を隔壁１２０に接して、パワーモジュール１１１を、バスバー１１５及び隔壁１２０を介して減速機１３に対して離間して配置している。これにより、ブレーキ部品４で発生した熱は、隔壁１２０及びバスバー１１５によって、パワーモジュール１１１に伝わりに難くなるため、パワーモジュール１１１が高温になることを防止できる。

また、隔壁１２０がインバータ１１と減速機１３との間に配置されているため、減速機１３の回転より掻き上げられた潤滑油が隔壁１２０に当たり、潤滑油が、パワーモジュール１１１、駆動回路１１２、平滑コンデンサ１１３、モータコントローラ１１４、及び制御信号ハーネス８２にかからないように構成できる。ブレーキ部品４が高温になり、ブレーキ部品４の熱が隔壁１２０に伝わり易い状態において、潤滑油が減速機１３の回転より掻き上げられて、隔壁１２０に付着することで、隔壁１２０の温度上昇が抑制される。その結果として、熱が、隔壁１２０からバスバー１１５を介してパワーモジュール１１１に伝わり難くなるため、パワーモジュール１１１の保護を図ることができる。

なお、本実施形態に係るインホィールモータユニットの配設構造の変形例として、隔壁１２０は、インバータ１１と減速機１３との間の接合面の一部に設けられてもよい。図１１は、変形例に係るインホィールモータユニットにおいて、ブレーキ部品４、インバータ１１、モータ１２、及び減速機１３の断面を示す図である。

隔壁１２０は、一対の板状の部材で構成されている。一対の板状の部材のうち一方の部材は、バスバー１１５の部材１１５ａと部材１１５ｂとの接続点を支持している。一対の板状の部材のうち他方の部材は、駆動回路１１２及びモータコントローラ１１４の筐体になっており、当該他方の部材の先端は、部材１１５ｂの屈曲点に接続されている。そして、バスバー１１５の部材１１５ｂのうち、減速機１３と近接している部分には、隔壁１２０が設けられていない。インバータ１１と減速機１３との間の接合面において、隔壁１２０で覆われていない部分には、部材１１５ｂが設けられている。インバータ１１と減速機１３との間は、隔壁１２０とバスバー１１５の部材１１５ｂにより隔てられている。

これにより、ブレーキ部品４で発生した熱は、隔壁１２０及びバスバー１１５によって、パワーモジュール１１１に伝わりに難くなるため、パワーモジュール１１１が高温になることを防止できる。また、減速機１３の回転より掻き上げられた潤滑油は隔壁１２０又はバスバー１１５に当たるため、潤滑油が、パワーモジュール１１１、駆動回路１１２、平滑コンデンサ１１３、モータコントローラ１１４、及び制御信号ハーネス８２にかからないように構成できる。

また潤滑油が減速機１３の回転より掻き上げられて、隔壁１２０及び部材１１５ｂに付着することで、隔壁１２０及び部材１１５ｂの温度上昇が抑制される。その結果として、ブレーキ部品４の熱が、隔壁１２０及びバスバー１１５を介してパワーモジュール１１１に伝わり難くなるため、パワーモジュール１１１の保護を図ることができる。

また、本実施形態に係るインホィールモータユニットの配設構造の変形例として、部材１１５ｂの形状は、屈曲した形にする必要はなく、第１実施形態と同様に、一枚の板状でもよい。図１２は、変形例に係るインホィールモータユニットにおいて、ブレーキ部品４、インバータ１１、モータ１２、及び減速機１３の断面を示す図である。図１２に示すように、隔壁１２０は、バスバー１１５の部材１１５ｂの表面に沿うように、配置されている。

また、本実施形態に係るインホィールモータユニットの配設構造の変形例として、バスバー１１５と隔壁１２０との間に、高熱伝導部材１３０を設けてもよい。図１３は、変形例に係るインホィールモータユニットにおいて、ブレーキ部品４、インバータ１１、モータ１２、及び減速機１３の断面を示す図である。高熱伝導部材１３０は、バスバー１１５と隔壁１２０との間の熱伝導性を高める部材である。高熱伝導部材１３０は、熱伝導性の高い部材により形成され、板状に形成されている。

高熱伝導部材１３０が絶縁材料で形成されている場合には、バスバー１１５の部材１１５ｂは直接、高熱伝導部材１３０に接続してもよい。また、高熱伝導部材１３０が導電材料で形成されている場合には、部材１１５ｂを構成する部材のうち、少なくとも部材１１５ｂは、絶縁部材で覆われており、部材１１５ｂは高熱伝導部材１３０を介して隔壁１２０に近接している。

これにより、バスバー１１５の温度が高い状態で、減速機１３の回転より掻き上げられた潤滑油（温度が低い状態の時）が隔壁に当たると、バスバー１１５の熱が高熱伝導部材１３０を介して隔壁１２０に伝わり、バスバー１１５の温度を抑制できる。その結果として、バスバー１１５の絶縁性能を確保しつつ、パワーモジュール１１１が高温になることを防止できる。

なお、本実施形態において、絶縁材料で形成された高熱伝導部材１３０が本発明の「絶縁体」に相当し、導電材料で形成された高熱伝導部材１３０が本発明の「導電体」に相当する。

《第３実施形態》
本発明の他の実施形態に係るインホィールモータユニットを説明する。図１４は、ブレーキ部品４、インバータ１１、モータ１２、及び減速機１３の断面図である。
本例では上述した第２実施形態に対して、駆動回路１１２、平滑コンデンサ１１３、モータコントローラ１１４の位置が異なる。これ以外の構成は上述した第２実施形態と同じであり、その記載を援用する。

平滑コンデンサ１１３は、耐熱性の高いコンデンサである。平滑コンデンサ１１３には、例えばセラミックコンデンサが用いられる。平滑コンデンサ１１３は、バスバー１１５の部材１１５ｂの表面上に配置されている。

駆動回路１１２及びモータコントローラ１１４は、インバータ１１とモータ１２との間を接合する接合面と、バスバー１１５の部材１１５ａにより形成される空間内に配置されている。パワーモジュール１１１を囲うケース１１ａには、冷却器１１ｂが形成されている。

ブレーキ部品４の熱が、減速機１３及び隔壁１２０を伝わり、バスバー１１５の温度が高くなる可能性がある。平滑コンデンサ１１３はバスバー１１５に接合しているため、平滑コンデンサ１１３の温度も高くなる可能性がある。本実施形態では、平滑コンデンサ１１３として耐熱性の高いコンデンサを用いている。そのため、ブレーキ部品の熱が平滑コンデンサ１１３に伝わった場合に、平滑コンデンサ１１３の機能が損なわれることを抑制できる。

なお、本実施形態に係るインホィールモータユニットの配設構造の変形例として、隔壁１２０は、インバータ１１と減速機１３との間の接合面の一部に設けられてもよい。図１５は、変形例に係るインホィールモータユニットにおいて、ブレーキ部品４、インバータ１１、モータ１２、及び減速機１３の断面を示す図である。

隔壁１２０は、一対の板状の部材で構成されている。一対の板状の部材のうち一方の部材は、バスバー１１５の部材１１５ａと部材１１５ｂとの接続点を支持している。一対の板状の部材のうち他方の部材は、部材１１５ｂと部材１１５ｃとの接続点を支持している。バスバー１１５の部材１１５ｂのうち、減速機１３と近接している部分には、隔壁１２０が設けられていない。インバータ１１と減速機１３との間の接合面において、隔壁１２０で覆われていない部分には、部材１１５ｂが設けられている。インバータ１１と減速機１３との間は、隔壁１２０とバスバー１１５の部材１１５ｂにより隔てられている。

《第４実施形態》
本発明の他の実施形態に係るインホィールモータユニットを説明する。図１６は、ブレーキ部品４、インバータ１１、モータ１２、及び減速機１３の断面図である。
本例では上述した第３実施形態に対して、駆動回路１１２、モータコントローラ１１４の位置が異なる。これ以外の構成は上述した第３実施形態と同じであり、その記載を援用する。

駆動回路１１２及びモータコントローラ１１４は、ケース１１ａに接合している。複数のケース１１ａは締結部材１０１で締結されている。駆動回路１１２及びモータコントローラ１１４が結合されるケース１１ａと、パワーモジュール１１１が結合されているケース１１ａは同一のケースである。また、駆動回路１１２、モータコントローラ１１４、及びパワーモジュール１１１が結合されているケース１１ａには、冷却器１１ｂが設けられている。そのため、パワーモジュール１１１の熱は、ケース１１ａにより放熱され、同様に、駆動回路１１２の熱及びモータコントローラ１１４の熱も、ケース１１ａにより放熱される。すなわち、パワーモジュール１１１とケース１１ａとの接合面は放熱面として機能し、同様に、駆動回路１１２とケース１１ａとの接合面、及び、モータコントローラ１１４とケース１１ａとの接合面は放熱面として機能する。

パワーモジュール１１１と駆動回路１１２は互いに近接しつつ、ケース１１ａに接合されている。また、駆動回路１１２とモータコントローラ１１４は互いに近接しつつ、ケース１１ａに接合されている。これにより、パワーモジュール１１１と駆動回路１１２との間の配線長、及び、駆動回路１１２とモータコントローラ１１４との間の配線長を短くできる。すなわち、本実施形態では、パワーモジュール１１１、駆動回路１１２、及びモータコントローラ１１４の放熱性を高めつつ、低インダクタンス化を実現できる。

上記のように、本実施形態では、駆動回路１１２がケース１１ａの表面に接合されている。これにより、駆動回路１１２とケース１１ａとの接合面が放熱面として機能するため、駆動回路１１２の保護を図ることができる。

なお、本実施形態に係るインホィールモータユニットの配設構造の変形例として、隔壁１２０は、インバータ１１と減速機１３との間の接合面の一部に設けられてもよい。図１７は、変形例に係るインホィールモータユニットにおいて、ブレーキ部品４、インバータ１１、モータ１２、及び減速機１３の断面を示す図である。

１…インホィールモータユニット
２…車輪
３…ハブ
４…ブレーキ部品
５…サスペンション
６…ボールジョイント
７…ステアリングナックル
８…ステアリングロッド
１０…駆動ユニット
１１…インバータ
１１ａ…ケース
１１ｂ…冷却器
１２…モータ
１３…減速機
１５…バスバー
８１…ケーブル
８２…ハーネス
１０１…締結部材
１１１…パワーモジュール
１１２…駆動回路
１１３…平滑コンデンサ
１１４…モータコントローラ
１１５…バスバー
１１５ａ〜１１５ｃ…部材
１２０…隔壁
１３０…高熱伝導部材

Claims

タイヤホィールと、
前記タイヤホィールを駆動する駆動ユニットとを備え、
前記タイヤホィールは、前記タイヤホィールの中空空間に配置されたブレーキ部品を有し、
前記駆動ユニットは、モータと、前記モータを駆動させるインバータとを有し、
前記インバータは、前記モータに電力を供給するパワーモジュールと、前記タイヤホィールの外部から供給される電力を前記パワーモジュールに供給するバスバーとを有し、
前記バスバーは、前記パワーモジュールより前記ブレーキ部品側に配置されているホィール駆動装置の配設構造。
前記バスバーは、板状に形成されている
請求項１記載のホィール駆動装置の配設構造。
前記モータの動力を前記タイヤホィールに伝達する減速機を備え、
前記インバータは前記減速機に隣接して配置され、
前記バスバーの少なくとも一部分は、前記インバータに含まれる部品のうち、最も前記減速機に近い位置に配置され、
前記パワーモジュールは、前記バスバーを介して前記減速機に対して離間して配置されている
請求項１又は２記載のホィール駆動装置の配設構造。
前記モータの動力を前記タイヤホィールに伝達する減速機と、
前記減速機と前記インバータとの間に配置された隔壁とを備え、
前記インバータは前記隔壁を介して前記減速機に近接して配置され、
前記バスバーの少なくとも一部分は、前記隔壁に接しており、
前記パワーモジュールは、前記バスバー及び前記隔壁を介して前記減速機に対して離間して配置されている
請求項１又は２記載のホィール駆動装置の配設構造。
前記モータの動力を前記タイヤホィールに伝達する減速機と、
前記減速機と前記インバータとの間に配置された隔壁と、
前記隔壁と前記インバータとの間に配置され、高熱伝導部材により形成された絶縁体とを備え、
前記インバータは前記絶縁体及び隔壁を介して前記減速機に隣接して配置され、
前記バスバーの少なくとも一部分は、前記絶縁体を介して前記隔壁に近接しており、
前記パワーモジュールは、前記絶縁体、前記隔壁及び前記バスバーを介して前記減速機に対して離間して配置されている
請求項１又は２記載のホィール駆動装置の配設構造。
前記モータの動力を前記タイヤホィールに伝達する減速機と、
前記減速機と前記インバータとの間に配置された隔壁と、
前記隔壁と前記インバータとの間に配置され、高熱伝導部材により形成された導電体とを備え、
前記インバータは前記導電体及び隔壁を介して前記減速機に隣接して配置され、
前記バスバーの少なくとも一部分は、絶縁部材で覆われつつ、前記導電体を介して前記隔壁に近接しており、
前記パワーモジュールは、前記導電体、前記隔壁及び前記バスバーを介して前記減速機に対して離間して配置されている
請求項１又は２記載のホィール駆動装置の配設構造。
前記モータの動力を前記タイヤホィールに伝達する減速機を備え、
前記減速機は、潤滑油を含み、
前記ＤＣバスバーは、前記減速機の回転により掻き上げられた前記潤滑油が付着する位置に配置されている
請求項１〜３のいずれか一項に記載のホィール駆動装置の配設構造。
前記モータの動力を前記タイヤホィールに伝達する減速機を備え、
前記インバータは前記減速機に近接して配置され、
前記バスバーは、前記インバータと前記減速機との間を隔てるように配置されている
請求項６に記載のホィール駆動装置の配設構造。
前記パワーモジュールと前記バスバーと間には、前記パワーモジュールの熱を放熱するための空間が形成されている
請求項１〜８のいずれか一項に記載のホィール駆動装置の配設構造。
前記インバータは、前記パワーモジュール及び前記バスバーを収容するケースを有し、
前記ケースは、締結部材により締結された締結部材と、前記締結部材で締結されていない非締結部とを有し、
前記パワーモジュールは、前記非締結部で囲まれた空間内に配置されている
請求項１〜９のいずれか一項に記載のホィール駆動装置の配設構造。
前記モータの動力を前記タイヤホィールに伝達する減速機を備え、
前記インバータは、前記バスバーに電気的に接続された平滑コンデンサを有し、かつ、前記減速機に近接して配置され、
前記バスバーの少なくとも一部分は、前記インバータに含まれる部品のうち、最も前記減速機に近い位置に配置され、
前記平滑コンデンサは、前記減速機に最も近い位置に配置された前記バスバーの一部分の上に配置され、
前記パワーモジュールは、前記バスバーを介して前記減速機に対して離間して配置されている
請求項１又は２に記載のホィール駆動装置の配設構造。
前記インバータは、前記パワーモジュールを駆動させる駆動回路と、前記パワーモジュール、前記バスバー、前記駆動回路を収容するケースとを有し、
前記駆動回路は、前記ケースの表面に接合されている
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のホィール駆動装置の配設構造。
前記インバータは、前記モータの位置に対して、前記モータの回転軸に沿う方向に配置されている
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のホィール駆動装置の配設構造。