WO2013046412A1 - モータ駆動装置および車両 - Google Patents

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WO2013046412A1
WO2013046412A1 PCT/JP2011/072477 JP2011072477W WO2013046412A1 WO 2013046412 A1 WO2013046412 A1 WO 2013046412A1 JP 2011072477 W JP2011072477 W JP 2011072477W WO 2013046412 A1 WO2013046412 A1 WO 2013046412A1
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winding
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朗 相馬
原 英則
悠史 高塚
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株式会社安川電機
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Definitions

  • the present invention relates to a motor drive device and a vehicle, and more particularly to a motor drive device and a vehicle including a motor including a high-speed drive winding and a low-speed drive winding.
  • a motor driving device including a motor including a high-speed driving winding and a low-speed driving winding is known.
  • Such a motor drive device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-17055.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-17055 discloses a motor including a high-speed driving winding and a low-speed driving winding, a winding switching unit that switches a connection state between two windings of the motor, and an inverter connected to the motor A motor drive device provided with (electric power conversion part) is indicated.
  • a motor, a winding switching unit, and a power conversion unit as disclosed in JP 2010-17055 A
  • a motor, a winding switching unit, a power conversion unit are housed in separate case parts and installed separately.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a motor drive device and a vehicle that can save space.
  • a motor driving apparatus includes a motor including a high-speed driving winding and a low-speed driving winding, and a high-speed driving winding and a low-speed driving winding of the motor.
  • a winding switching unit that switches the connection state, a power conversion unit that is connected to the motor, and a plurality of case units that accommodate at least the motor, the winding switching unit, and the power conversion unit, and a plurality of case units Are connected to each other.
  • a plurality of case portions that accommodate at least the motor, the winding switching portion, and the power conversion portion are provided, and the plurality of case portions are coupled to each other.
  • a plurality of case parts accommodating at least the motor, the winding switching part and the power conversion part can be combined and integrated with each other, so that at least the motor, the winding switching part and the power conversion part are accommodated.
  • Generation of a dead space between the case portions can be suppressed.
  • space saving can be achieved.
  • a vehicle includes a vehicle main body portion and a motor driving portion provided inside the vehicle main body portion, and the motor driving portion includes a high-speed driving winding and a low-speed driving winding.
  • a winding switching unit that switches a connection state between the high-speed driving winding and the low-speed driving winding of the motor, a power conversion unit connected to the motor, and at least the motor, the winding switching unit, and the power conversion unit.
  • a plurality of case portions to be accommodated, and the plurality of case portions are coupled to each other.
  • a plurality of case portions that accommodate at least the motor, the winding switching portion, and the power conversion portion of the motor driving portion are provided, and the plurality of case portions are coupled to each other.
  • a plurality of case parts accommodating at least the motor, winding switching part and power conversion part of the motor driving part can be combined and integrated with each other, so that at least the motor, winding switching part and It can suppress that a dead space arises between each case part in which a power converter part is accommodated.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is a perspective view illustrating an overall configuration of a motor driving unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the motor driving unit shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the motor driving unit shown in FIG. 3 as viewed from the side opposite to FIG. 3. It is the perspective view which showed the 1st case part among the motor drive parts shown in FIG. It is the perspective view which looked at the 1st case part shown in FIG. 5 from the opposite side to FIG. It is the figure which looked at the 1st case part shown in FIG.5 and FIG.6 planarly from the arrow A1 direction side.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an overall configuration of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the motor driving unit shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the motor driving unit
  • FIG. 6 is a perspective view for explaining a first cooling pipe provided inside the first case portion shown in FIG. 5. It is the perspective view which showed the 2nd case part among the motor drive parts shown in FIG. It is the perspective view which looked at the 2nd case part shown in FIG. 9 from the opposite side to FIG. It is the figure which looked at the 2nd case part shown in FIG.9 and FIG.10 planarly from the arrow A1 direction side. It is the figure which looked at the 2nd case part shown in FIG.9 and FIG.10 planarly from the arrow A2 direction side.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a state in which the inverter module is removed from the second case unit illustrated in FIG. 9.
  • FIG. 3 is a perspective view for explaining a connection relation of each part inside the motor driving unit shown in FIG. 2.
  • FIG. 1 is a representative example of the configuration of a vehicle including a winding switching type motor drive unit, and the present invention is not limited to this.
  • the vehicle 100 includes a vehicle main body 101, a motor driving unit 10 provided inside the vehicle main body 101, and a battery unit 20 connected to the motor driving unit 10.
  • the motor drive unit 10 is an example of the “motor drive device” in the present invention.
  • the motor drive unit 10 is configured to include an inverter unit 1, a smoothing capacitor 2, a motor 3, a winding switching unit 4, a control unit 5, and a power supply unit 6.
  • the inverter unit 1 is an example of the “power conversion unit” in the present invention.
  • the inverter unit 1 is configured to convert the DC power input from the battery unit 20 into AC power of three phases (U phase, V phase, and W phase) and output it to the motor 3. Further, the inverter unit 1 has DC input terminals TP1 and TN1 connected to the battery unit 20 and AC output terminals TU1, TV1 and TW1 connected to the motor 3. The terminals TP2 and TN2 of the smoothing capacitor 2 are connected to the DC input terminals TP1 and TN1 of the inverter unit 1, respectively. The smoothing capacitor 2 is provided to smooth DC power input from the battery unit 20.
  • the inverter unit 1 is configured to include six switch elements Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 and Q6 for power conversion.
  • Switch elements Q1 and Q2 are configured to perform U-phase power conversion.
  • the switch elements Q3 and Q4 are configured to perform V-phase power conversion.
  • Switch elements Q5 and Q6 are configured to perform W-phase power conversion.
  • the switch elements Q1 to Q6 are each made of a semiconductor made of SiC.
  • the motor 3 is configured to be driven corresponding to the three-phase AC power supplied from the inverter unit 1.
  • the motor 3 includes a three-phase winding 3a for high-speed driving and a three-phase winding 3b for low-speed driving.
  • the windings 3a and 3b are examples of the “high-speed driving winding” and the “low-speed driving winding” in the present invention, respectively.
  • the windings 3a and 3b are electrically connected in series.
  • Terminals TU2, TV2 and TW2 of each phase (U phase, V phase and W phase) on one side of winding 3a are connected to inverter unit 1.
  • the terminals TU3, TV3, and TW3 of each phase on the other side of the winding 3a and on one side of the winding 3b are connected to a diode bridge DB1 described later of the winding switching unit 4.
  • the terminals TU4, TV4, and TW4 on the other side of the winding 3b are connected to a diode bridge DB2 described later of the winding switching unit 4.
  • the winding switching unit 4 has a function of switching the connection state of the windings 3 a and 3 b of the motor 3.
  • the winding switching unit 4 includes a high-speed winding switch SW1 for short-circuiting the terminals TU3, TV3, and TW3 of the motor 3, and a low-speed winding for short-circuiting the terminals TU4, TV4, and TW4 of the motor 3.
  • the line changeover switch SW2 is included.
  • Each of the high-speed winding changeover switch SW1 and the low-speed winding changeover switch SW2 is an example of the “switch element” in the present invention.
  • Each of the high-speed winding changeover switch SW1 and the low-speed winding changeover switch SW2 is made of a semiconductor made of SiC.
  • the winding switching unit 4 includes a diode bridge DB1 having terminals TU5, TV5, and TW5 connected to terminals TU3, TV3, and TW3 of the motor 3, respectively, and a capacitor C1 for protecting the winding 3a of the motor 3. It is comprised so that it may contain. Note that the high-speed winding changeover switch SW1, the diode bridge DB1, the capacitor C1, and the smoothing capacitor 2 are electrically connected to each other in parallel.
  • the winding switching unit 4 includes a diode bridge DB2 having terminals TU6, TV6, and TW6 connected to terminals TU4, TV4, and TW4 of the motor 3, respectively, and a capacitor C2 for protecting the winding 3b of the motor 3. It is comprised so that it may contain.
  • the low-speed winding changeover switch SW2, the diode bridge DB2, the capacitor C2, and the smoothing capacitor 2 are electrically connected to each other in parallel.
  • the diode bridge DB1 includes six diodes D11, D12, D13, D14, and D15 for rectifying three-phase (U-phase, V-phase, and W-phase) alternating currents output from the terminals TU3, TV3, and TW3 of the motor 3. And D16.
  • Diodes D11 and D12 are configured to rectify U-phase alternating current.
  • the diodes D13 and D14 are configured to rectify V-phase alternating current.
  • the diodes D15 and D16 are configured to rectify W-phase alternating current.
  • Two diodes D17 and D18 are provided on the DC output side of the diode bridge DB1.
  • the diode bridge DB2 includes six diodes D21, D22, D23, for rectifying three-phase (U-phase, V-phase, and W-phase) alternating currents output from the terminals TU4, TV4, and TW4 of the motor 3. It is comprised by D24, D25, and D26. Diodes D21 and D22 are configured to rectify U-phase alternating current. The diodes D23 and D24 are configured to rectify V-phase alternating current. The diodes D25 and D26 are configured to rectify W-phase alternating current. Two diodes D27 and D28 are provided on the DC output side of the diode bridge DB2.
  • the control unit 5 outputs control signals (inverter control signal, high-speed winding switching control signal and low-speed winding switching control signal) to the inverter unit 1 and the winding switching unit 4, so that the inverter unit 1 and the winding switching unit 4 is performed.
  • the power source unit 6 includes a power source (inverter gate power source) for operating the switch elements Q1 to Q6 of the inverter unit 1, and a high-speed winding switching switch SW1 and a low-speed winding switching switch SW2 of the winding switching unit 4. Power supplies for operation (high-speed winding switching gate power source and low-speed winding switching gate power source) are configured to be supplied to the inverter unit 1 and the winding switching unit 4, respectively.
  • the motor drive unit 10 includes a first case unit 11 in which the motor 3 is accommodated, a second case unit 12 in which the inverter unit 1 and the winding switching unit 4 are accommodated, A third case part 13 in which the capacitor 2, the control part 5 and the power supply part 6 are accommodated, and a fourth case part 14 disposed between the first case part 11 and the second case part 12 are provided.
  • the 1st case part 11, the 4th case part 14, the 2nd case part 12, and the 3rd case part 13 are formed with metals, such as aluminum.
  • the first case portion 11, the second case portion 12, the third case portion 13, and the fourth case portion 14 are examples of the “case portion” in the present invention.
  • the 1st case part 11, the 4th case part 14, the 2nd case part 12, and the 3rd case part 13 are along the direction (the axial direction (A direction) of the motor 3) of the rotating shaft 31 which the motor 3 mentions later. They are arranged in this order. As shown in FIGS. 3 and 4, the first case portion 11, the fourth case portion 14, the second case portion 12, and the third case portion 13 are formed in a cylindrical shape that extends along the A direction. . In addition, the 1st case part 11, the 4th case part 14, the 2nd case part 12, and the 3rd case part 13 which were formed in the cylindrical shape have the mutually substantially equal outer diameter.
  • the first case portion 11, the fourth case portion 14, the second case portion 12 and the third case portion 13 are provided with hexagon socket screws 41, 42. And 43 by being fastened to each other in the A direction.
  • the first case portion 11 and the fourth case portion 14 are coupled to each other by being fastened by a hexagon socket screw 41.
  • the fourth case portion 14 and the second case portion 12 are coupled by being fastened to each other by a hexagon socket screw 42.
  • the second case portion 12 and the third case portion 13 are coupled by being fastened together by a hexagon socket screw 43.
  • the hexagon socket screws 41 to 43 are examples of the “fastening member” in the present invention.
  • the third case portion 13 has a third case portion 13 on the side opposite to the first case portion 11, the second case portion 12 and the fourth case portion 14 (arrow A1 direction side).
  • a disc-shaped first lid portion 15 configured to seal the case portion 13 is provided.
  • the fourth case portion 14 is provided with three substantially rectangular second lid portions 16 that are openable and closable so as to cover openings 141c and 141d (described later) of the fourth case portion 14.
  • the third case portion 13 and the first lid portion 15 are coupled to each other by being fastened together by a screw member 44.
  • the fourth case portion 14 and the second lid portion 16 are coupled to each other by being fastened by a screw member 45.
  • the first case portion 11, the fourth case portion 14, the second case portion 12, and the third case portion 13 are connected to each other, and the third case portion 13
  • the portion between the first lid portion 15 and the portion between the fourth case portion 14 and the second lid portion 16 are liquids having a waterproof function. It is sealed with a sealing member 50 formed by applying and drying the sealing agent.
  • the first case portion 11 is provided on the cylindrical side surface portion 111 extending in the A direction (the axial direction of the motor 3) and the end portion of the side surface portion 111 on the arrow A2 direction side. And a bottom surface portion 112.
  • the side surface portion 111 has a hexagon socket head screw 41 (FIG. 3 and FIG. 4) for screwing the first case portion 11 and the fourth case portion 14.
  • a screw hole 111a that is screwed into (see) is provided.
  • the screw hole 111a is provided so as to extend in the arrow A2 direction from the end surface of the side surface portion 111 in the arrow A1 direction. Further, as shown in FIG.
  • the screw holes 111 a are formed in a plurality (five in this embodiment) of screw insertion holes 141 a (see FIG. 23) provided in a side surface portion 141 described later of the fourth case portion 14.
  • a plurality (five in the present embodiment) are provided at intervals along the circumferential direction.
  • a breathing valve (not shown) is provided to suppress this.
  • the motor 3 accommodated in the first case portion includes a rotating shaft 31, a rotor core 32, and a stator core 33.
  • the rotating shaft 31 is provided in the vicinity of the central portion of the motor 3 so as to penetrate the bottom surface portion 112 and extend in the A direction.
  • the rotor core 32 is provided so as to surround the rotating shaft 31.
  • the stator core 33 is disposed so as to face the outer peripheral portion of the rotor core 32.
  • a plurality of slots 34 are provided on the inner peripheral side of the stator core 33. Inside the plurality of slots 34, a winding 3a for high-speed driving and a winding 3b for low-speed driving (see FIG. 1) are wound and accommodated by lap winding or the like.
  • the motor 3 accommodated in the first case portion 11 includes terminals TU2, TV2, TW2, TU3, TV3, TW3, TU4, TV4, and TW4 of the windings 3a and 3b.
  • Nine connection wirings 62 having nine connection terminal portions 61 corresponding to (see FIG. 1) are connected. These nine connection wirings 62 are provided so as to protrude from the end surface on the arrow A1 direction side of the first case portion 11 and extend in the A direction.
  • the first case portion 11 is provided with a first cooling pipe 113 through which a coolant for cooling the motor 3 flows.
  • One end (the end on the side into which the coolant flows) and the other end (the end on the side from which the coolant flows) of the first cooling pipe 113 are in the vicinity of the end of the side surface 111 on the arrow A1 direction side. And it protrudes outward from the surface on the arrow C2 direction side.
  • the first cooling pipe 113 is an example of the “first cooling section” in the present invention.
  • the first cooling pipe 113 is provided over the entire inside of the side surface portion 111 so as to surround the space inside the side surface portion 111 (the space in which the motor 3 is accommodated) circumferentially.
  • the first cooling pipe 113 has a plurality of linear portions extending in the A direction from the vicinity of the end portion on the arrow A1 direction side to the vicinity of the end portion on the arrow A2 direction side inside the side surface portion 111. Is formed.
  • the plurality of linear portions extending in the A direction are alternately bent and connected to each other at the end on the arrow A1 direction side and the end on the arrow A2 direction side. Thereby, a series of flow paths through which the coolant flows from one end of the first cooling pipe 113 to the other end is configured.
  • the second case portion 12 includes a cylindrical side surface portion 121 extending in the A direction (the axial direction of the motor 3), and along a surface orthogonal to the A direction (the B direction and the C direction).
  • Disc-shaped first partition wall 122 extending along the direction).
  • the first partition 122 is disposed at the end of the side surface 121 on the arrow A2 direction side.
  • a hexagon socket head screw 42 (see FIGS. 3 and 4) for screwing the second case portion 12 and the fourth case portion 14 is inserted into the side surface portion 121.
  • a screw insertion hole 121a is provided.
  • the screw insertion hole 121a is provided so as to penetrate the side surface portion 121 in the A direction.
  • the screw insertion hole 121a has a plurality of (seven in this embodiment) provided in a side surface portion 141 described later of the fourth case portion 14 when viewed from the axial direction of the motor 3.
  • a plurality (seven in this embodiment) are provided at intervals along the circumferential direction so as to correspond to the screw holes 141b (see FIG. 23).
  • a hexagon socket screw 43 (FIG. 3 and FIG. 4) is attached to the side surface portion 121 for screwing the second case portion 12 and the third case portion 13.
  • a screw hole 121b is provided to be screwed with the screw.
  • the screw hole 121b is provided so as to extend in the arrow A2 direction from the end surface of the side surface part 121 in the arrow A1 direction.
  • the screw hole 121b has a plurality (six in this embodiment) of screw insertion holes 131a (FIGS. 17 and 18) provided in a side surface portion 131 to be described later of the third case portion 13.
  • a plurality (six in this embodiment) are provided at intervals along the circumferential direction.
  • a breathing valve (not shown) is provided for suppressing damage to the electronic components to be installed.
  • the first partition wall 122 is provided to isolate the winding switching unit 4 and the inverter unit 1 in the second case unit 12.
  • electronic components including switch elements Q1 to Q6 (see FIG. 1) are mounted on the wiring board on the surface of the first partition 122 on the arrow A1 direction side.
  • the inverter module 1a is arranged, and the inverter unit 1 is configured.
  • the wiring board includes an electron including a high-speed winding switch SW1 and a low-speed winding switch SW2 (see FIG. 1).
  • the inverter part 1 is arrange
  • the winding switching unit 4 is disposed in a region opposite to the inverter unit 1 (arrow A2 direction side) with respect to the first partition 122 of the second case unit 12.
  • an insulating heat dissipating sheet may be provided in a portion between the switch elements Q1 to Q6 of the inverter module 1a and the surface of the first partition 122 on the arrow A1 direction side.
  • the inverter module 1a is provided with three plate-like connection terminal portions 63 corresponding to the terminals TU1, TV1 and TW1 (see FIG. 1) of the inverter portion 1. These three connection terminal portions 63 are provided so as to protrude from the end surface on the arrow C1 direction side of the inverter module 1a.
  • a pair of connection terminal portions 64 corresponding to the terminals TP1 and TN1 (see FIG. 1) of the inverter portion 1 are disposed adjacent to the inverter module 1a on the surface of the first partition 122 on the arrow A1 direction side. Yes.
  • connection terminal portion 64 has a portion extending in the axial direction (A direction), and one end side and the other end side are each formed in a U shape extending in the C direction.
  • a direction axial direction
  • the connection terminal portion 64 has a portion on one end side of the connection terminal portion 64 (a long portion extending in the C direction on the arrow A2 direction side) is disposed on the surface of the first partition 122 on the arrow A1 direction side.
  • the portion on the other end side of the connection terminal portion 64 (a short portion extending in the C direction on the arrow A1 direction side) will be described later of the smoothing capacitor 2 accommodated in the third case portion 13. It is configured to be electrically connected to the plate-like connection terminal portion 66 by screwing.
  • the winding switching module 4a has six connections corresponding to terminals TU5, TV5, TW5, TU6, TV6 and TW6 (see FIG. 1) of the winding switching unit 4.
  • a terminal portion 65 is provided. Three of these six connection terminal portions 65 are arranged on each of the arrow B1 direction side and the arrow B2 direction side on the surface of the winding switching module 4a on the arrow A2 direction side.
  • connection terminal portion 65 is formed in an L shape having a portion extending in the A direction and a portion extending in the B direction.
  • a portion extending in the B direction of the connection terminal portion 65 is disposed on the surface of the winding switching module 4a on the arrow A2 direction side.
  • the portion extending in the A direction of the connection terminal portion 65 includes a connection terminal portion 61 and a screw corresponding to the terminals TU3, TV3, TW3, TU4, TV4, and TW4 (see FIG. 1) of the motor 3. It is configured to be electrically connected by being stopped.
  • the second case portion 12 includes an inverter module 1a (inverter portion 1) and a winding switching module disposed on the surface of the first partition wall 122.
  • a second cooling pipe 123 for cooling 4a (winding switching unit 4) is provided.
  • One end of the second cooling pipe 123 (the end on the side into which the coolant flows) and the other end (the end on the side from which the coolant flows) are near the center of the side surface 121 in the C direction. And it protrudes outside from the surface of the arrow B2 direction side.
  • the second cooling pipe 123 is an example of the “second cooling section” in the present invention.
  • the second cooling pipe 123 has a U-shaped portion extending from the end on the arrow B2 direction side to the vicinity of the end on the arrow B1 direction inside the first partition wall 122. Is formed. Thereby, a series of flow paths in which the coolant flows from one end of the second cooling pipe 123 to the other end is configured.
  • one end of the second cooling pipe 123 of the second case portion and the other end of the first cooling pipe 113 of the first case portion 11 are connected to each other by a connecting portion 70 made of a tube or the like. Are connected to each other.
  • the second cooling pipe 123 overlaps with the switching elements Q1 to Q6 (see FIG. 1) of the inverter unit 1 mounted on the inverter module 1a when viewed from the axial direction of the motor 3. It is provided as follows. As shown in FIG. 12, the second cooling pipe 123 includes a high-speed winding switch SW1 and a low-speed winding of the winding switching unit 4 mounted on the winding switching module 4a as viewed from the axial direction of the motor 3. It is provided so as to overlap with the changeover switch SW2.
  • the switch elements Q1 to Q6 are indicated by a dashed-dotted rectangle.
  • the high-speed winding changeover switch SW1 and the low-speed winding changeover switch SW2 are indicated by a two-dot chain line rectangle.
  • the first partition wall 122 has a first hole for allowing the wiring connected to the inverter unit 1 of the inverter module 1a and the winding switching unit 4 of the winding switching module 4a to pass therethrough.
  • Three 122a are provided.
  • the first case portion 11, the fourth case portion 14, and the second case portion 12 are coupled to one first hole portion 122 a provided in the vicinity of the end portion on the arrow C ⁇ b> 1 direction side of the first partition wall 122.
  • the two first holes 122a provided near the end of the first partition wall 122 on the arrow B1 direction side transmit the control signal from the control unit 5 to the inverter unit 1 and the winding switching unit 4.
  • the wiring (not shown) and the like are provided.
  • two concave portions 122b are provided on the surface of the first partition wall 122 on the arrow A2 direction side.
  • two capacitor modules 4b corresponding to capacitors C1 and C2 are arranged. Is done.
  • the third case portion 13 includes a cylindrical side surface portion 131 extending in the A direction (the axial direction of the motor 3), and along a plane orthogonal to the A direction (the B direction and the C direction). Disk-shaped second partition wall 132 extending in the direction). Note that, as shown in FIGS. 19 and 20, the second partition wall 132 extends in a planar shape in the B direction and the C direction inside the side surface portion 131.
  • a hexagon socket head screw 43 (see FIGS. 3 and 4) for screwing the third case portion 13 and the second case portion 12 is inserted into the side surface portion 131.
  • a screw insertion hole 131a is provided.
  • the screw insertion hole 131a is provided so as to penetrate the side surface portion 131 in the A direction.
  • the screw insertion hole 131 a has a plurality (six in this embodiment) of screw holes 121 b (see FIG. 11) provided in the side surface portion 121 of the second case portion 12.
  • a plurality (six in this embodiment) are provided at intervals along the circumferential direction.
  • a screw member 44 for screwing the third case portion 13 and the first lid portion 15 to the side surface portion 131 As shown in FIGS. 15, 17, and 19, a screw member 44 for screwing the third case portion 13 and the first lid portion 15 to the side surface portion 131 (see FIGS. 3 and 4).
  • a screw hole 131b is provided for screwing into the screw hole 131b.
  • the screw hole 131b is provided so as to extend in the arrow A2 direction from the end surface of the side surface portion 131 in the arrow A1 direction.
  • the screw holes 131b correspond to a plurality (eight in this embodiment) of screw insertion holes 15a (see FIGS. 3 and 4) provided in the first lid portion 15.
  • a plurality (eight in the present embodiment) are provided at intervals along the circumferential direction.
  • the side surface 131 has a control board 5 a (described later) disposed in the third case portion 13 and the entire vehicle 100 provided outside the motor driving unit 10.
  • a through hole 131c is provided for allowing the connection wiring 60 to connect to the control unit (not shown) to pass therethrough.
  • the part which the connection wiring 60 penetrates among the side parts 131 of the 3rd case part 13 is sealed with the sealing agent.
  • a breathing valve (not shown) is provided for suppressing damage to the electronic components to be installed.
  • the second partition wall 132 is provided in the third case portion 13 to isolate the smoothing capacitor 2 and the control portion 5 from the power source portion 6.
  • the smoothing capacitor 2 in which a film capacitor or an electrolytic capacitor is incorporated and the control unit 5 are mounted on the surface of the second partition wall 132 on the arrow A1 direction side.
  • the control board 5a is disposed adjacent to the B direction.
  • a power supply board 6 a on which the power supply unit 6 is mounted is disposed on the surface of the second partition wall 132 on the arrow A2 direction side.
  • the smoothing capacitor 2 and the control unit 5 are located in a region opposite to the motor 3, the winding switching unit 4 and the inverter unit 1 (arrow A1 direction side) with respect to the second partition wall 132 of the third case unit 13.
  • the power supply unit 6 is arranged in a region opposite to the smoothing capacitor 2 and the control unit 5 (arrow A2 direction side) with respect to the second partition wall 132 of the third case unit 13.
  • the smoothing capacitor 2 is provided with two plate-like connection terminal portions 66 corresponding to the terminals TP2 and TN2 (see FIG. 1). These two connection terminal portions 66 are provided so as to protrude from the surface on the arrow B2 direction side of the smoothing capacitor 2 having a rectangular parallelepiped shape. As shown in FIG. 24, the connection terminal portion 66 is a portion on the other end side of the pair of connection terminal portions 64 corresponding to the terminals TP1 and TN1 (see FIG. 1) of the inverter portion 1 (on the arrow A2 direction side). A short portion extending in the direction B) is electrically connected by screwing. Further, as shown in FIGS. 15 and 17, a connection wiring 67 connected to the battery unit 20 (see FIG.
  • connection terminal unit 66 1 is screwed to the connection terminal unit 66.
  • connection wirings 67 are provided in the vicinity of the center portion in the C direction of the side surface portion 131 of the third case portion 13 so as to penetrate the portion on the arrow B2 direction side and extend in the B direction.
  • the part which the connection wiring 67 penetrates among the side parts 131 of the 3rd case part 13 is sealed with the sealing agent.
  • the second partition wall 132 of the third case portion 13 is connected to the control unit 5 mounted on the control board 5a and the power supply unit 6 mounted on the power supply board 6a.
  • Three second holes 132a are provided for allowing the wiring to be connected to pass therethrough.
  • one second hole 132a provided near the end of the second partition wall 132 on the arrow B2 direction side is connected to the second case portion 12 and the third case portion 13.
  • the two second holes 132a provided in the vicinity of both ends in the C direction of the second partition wall 132 pass through wiring (not shown) for transmitting a control signal from the control unit 5 or the like. It is provided to make it.
  • the fourth case portion 14 is provided at the cylindrical side surface portion 141 extending in the A direction (axial direction of the motor 3) and the end portion of the side surface portion 141 on the arrow A2 direction side. And a bottom surface portion 142. As shown in FIGS. 21 to 23, at the center portion of the bottom surface portion 142, the end portion on the arrow A1 direction side of the rotating shaft 31 of the motor 3 housed in the first case portion 11 (see FIG. 5). A bearing 142a to be connected is provided.
  • a hexagon socket head screw 41 (see FIGS. 3 and 4) for screwing the fourth case portion 14 and the first case portion 11 is inserted into the side surface portion 141.
  • Screw insertion hole 141a is provided.
  • the screw insertion hole 141a is provided so as to penetrate the side surface portion 141 in the A direction.
  • the screw insertion holes 141a correspond to a plurality (five in this embodiment) of screw holes 111a (see FIG. 7) provided in the side surface portion 111 of the first case portion 11.
  • a plurality (five in this embodiment) are provided at intervals along the circumferential direction.
  • a hexagon socket head screw 42 (see FIGS. 3 and 4) for screwing the fourth case portion 14 and the second case portion 12 is provided on the side surface portion 141.
  • a screw hole 141b to be screwed is provided.
  • the screw hole 141b is provided so as to extend in the arrow A2 direction from the end surface of the side surface part 141 in the arrow A1 direction.
  • the screw hole 141b corresponds to a plurality (seven in this embodiment) of screw insertion holes 121a (see FIG. 11) provided in the side surface portion 121 of the second case portion 12.
  • a plurality are provided at intervals along the circumferential direction.
  • a breathing valve (not shown) is provided to suppress this.
  • the fourth case portion 14 has an L-shaped configuration having a portion extending in the A direction and a portion extending in the C direction.
  • a connection terminal portion 68 is provided.
  • the portion extending in the C direction of the connection terminal portion 68 is an insulating member (not shown) made of resin on the surface of the bottom surface portion 142 of the fourth case portion 14 on the arrow A1 direction side. Z).
  • the portion extending in the A direction of the connection terminal portion 68 is connected to the terminals TU2, TV2 and TW2 (FIG. 1) of the motor 3 when the first case portion 11 and the fourth case portion 14 are coupled. It is configured to be electrically connected by screwing to the three connection terminal portions 61 corresponding to the reference). Further, the portion extending in the A direction of the connection terminal portion 68 is connected to the L-shaped connection terminal portion 69 and the screw when the first case portion 11, the fourth case portion 14, and the second case portion 12 are coupled. Thus, the connection terminal portion 69 is electrically connected to the connection terminal portion 63 corresponding to the terminals TU1, TV1, and TW1 (see FIG.
  • connection terminal portion 69 1) of the inverter portion 1 of the second case portion 12 through the connection terminal portion 69. It is configured. Thereby, in this embodiment, when the 1st case part 11, the 4th case part 14, and the 2nd case part 12 are couple
  • 6 connection terminal portions 65 corresponding to 1) are accommodated in a state where they are screwed together. That is, in the present embodiment, when the first case portion 11, the fourth case portion 14, and the second case portion 12 are coupled, the motor 3 and the winding switching portion 4 are disposed inside the fourth case portion 14. Connection terminal portions 61 and 65 for electrical connection are accommodated.
  • the side surface portion 141 of the fourth case portion 14 is provided with openings 141c and 141d having a rectangular shape.
  • One opening 141c is provided in the vicinity of the central portion in the B direction of the side surface portion 141 and at a portion on the arrow C1 direction side.
  • One opening 141d is provided in the vicinity of the central portion in the C direction of the side surface portion 141, and at each of the portions on the arrow B1 direction side and the arrow B2 direction side.
  • three plate-like second lid portions 16 are attached to the side surface portion 141 of the fourth case portion 14 so as to cover the openings 141c and 141d.
  • the second lid portion 16 is configured to be screwed to the side surface portion 141 by a screw member 45.
  • the opening 141c is provided in a portion corresponding to the connection terminal portions 68 and 69 accommodated in the fourth case portion 14 when the fourth case portion 14 and the second case portion 12 are coupled. It has been. Thereby, when the 4th case part 14 and the 2nd case part 12 are couple
  • the opening 141 d has a connection terminal portion 61 that is accommodated in the fourth case portion 14 when the first case portion 11, the fourth case portion 14, and the second case portion 12 are coupled. And 65 are provided.
  • the first case portion 11, the fourth case portion 14, and the second case portion 12 are coupled, they correspond to the terminals TU3, TV3, TW3, TU4, TV4, and TW4 (see FIG. 1) of the motor 3. Screwing operation of the six connection terminal portions 61 and the six connection terminal portions 65 corresponding to TU5, TV5, TW5, TU6, TV6, and TW6 (see FIG. 1) of the winding switching portion 4 is performed in the opening 141d. It is possible to carry out from the outside of the fourth case part 14 via
  • the first case part 11 in which the motor 3 is accommodated and the fourth case part 14 are coupled by fastening them in the A direction using a hexagon socket screw 41.
  • the positions of the screw insertion holes 141a of the fourth case part 14 and the screw holes 111a of the first case part 11 are aligned.
  • the hexagon socket head screw 41 is inserted into the screw insertion hole 141a, and the hexagon socket head screw 41 is screwed into the screw hole 111a.
  • the sealing member 50 is formed by applying a liquid sealing agent to the boundary portion between the first case portion 11 and the fourth case portion 14 (see the hatched portion in FIGS. 3 and 4) and drying it. Form.
  • the end of the rotating shaft 31 of the motor 3 on the arrow A1 direction side is connected to the bearing 142a of the bottom surface portion 142 of the fourth case portion 14.
  • connection terminal portions 61 corresponding to the terminals TU2, TV2 and TW2 (see FIG. 1) of the motor 3 are connected to the third hole portion 142b of the fourth case portion 14. And introduced into the fourth case portion 14. And the connection terminal part 61 introduced in this way and the connection terminal part 68 attached to the inside of the fourth case part 14 via an insulating member (not shown) are connected by screwing.
  • the six connection terminal portions 61 corresponding to the terminals TU3, TV3, TW3, TU4, TV4, and TW4 (see FIG. 1) of the motor 3 are also connected to the fourth case portion 14 through the third hole portion 142c. Introduce inside.
  • the fourth case portion 14 in a state of being coupled to the first case portion 11 and the second case portion 12 to which the inverter module 1 a and the winding switching module 4 a are attached. They are coupled by fastening in the A direction using a hexagon socket head screw 42. Specifically, first, the positions of the screw insertion holes 121a of the second case portion 12 and the screw holes 141b of the fourth case portion 14 are aligned. Then, the hexagon socket head screw 42 is inserted into the screw insertion hole 121a, and the hexagon socket head screw 42 is screwed into the screw hole 141b.
  • the sealing member 50 is formed by applying a liquid sealing agent to the boundary portion between the second case portion 12 and the fourth case portion 14 (see the hatched portion in FIGS. 3 and 4) and drying it. Form.
  • a connection terminal portion 63 corresponding to terminals TU1, TV1 and TW1 (see FIG. 1) of the inverter portion 1 of the inverter module 1a and an L-shaped connection terminal portion 69 are provided. Connect by screwing.
  • connection terminal portion 69 connected to the connection terminal portion 63 corresponding to the terminals TU1, TV1 and TW1 (see FIG. 1) of the inverter portion 1, and the fourth case portion 14 are provided inside.
  • the provided connection terminal portion 68 is connected by screwing through the opening 141c.
  • the terminals TU1, TV1, and TW1 (see FIG. 1) of the inverter unit 1 and the terminals TU2, TV2, and TW2 (see FIG. 1) of the motor 3 are electrically connected.
  • a connection terminal portion 65 corresponding to terminals TU5, TV5, TW5, TU6, TV6 and TW6 (see FIG.
  • connection terminal portions 61 corresponding to TU4, TV4, and TW4 are connected by screwing through the opening 141d.
  • the 2nd cover part 16 is attached to the 4th case part 14 using the screw member 45 so that the opening 141c and 141d may be covered.
  • the liquid sealant is applied to the portion between the fourth case portion 14 and the second lid portion 16 (see the hatched portion in FIGS. 3 and 4) and dried, so that the seal member 50 is dried.
  • the second case portion 12 coupled with the first case portion 11 and the fourth case portion 14, the smoothing capacitor 2, the control board 5 a and the power supply board 6 a are attached.
  • the third case portion 13 is coupled by fastening in the A direction using a hexagon socket head screw 43. Specifically, first, the positions of the screw insertion holes 131a of the third case portion 13 and the screw holes 121b of the second case portion 12 are matched. Then, the hexagon socket head screw 43 is inserted into the screw insertion hole 131a, and the hexagon socket head screw 43 is screwed into the screw hole 121b.
  • the sealing member 50 is formed by applying a liquid sealing agent to the boundary portion between the second case portion 12 and the third case portion 13 (see the hatched portion in FIGS. 3 and 4) and drying it. Form. Then, as shown in FIG. 24, the connection terminal portion 64 inside the second case portion 12 and the connection terminal portion 66 of the smoothing capacitor 2 inside the third case portion 13 are connected by screwing. At this time, the inverter module 1a and the winding switching module 4a in the second case portion 12 and the control board 5a and the power supply board 6a in the third case portion 13 are connected to the first hole portion 122a of the first partition wall 122. And it connects via the connection wiring (not shown) which let the 2nd hole part 132a of the 2nd partition 132 pass. Further, the connection wiring 60 in which the control board 5a and the control unit (not shown) of the entire vehicle 100 provided outside the motor driving unit 10 are passed through the through hole 131c of the side surface part 131 of the third case part 13. Connect through.
  • the first case portion 11, the fourth case portion 14, and the third case portion 13 coupled to the second case portion 12 are sealed so that the arrow A1 direction side is sealed.
  • the first lid portion 15 is attached to the three case portion 13. Specifically, first, the positions of the screw insertion holes 15 a of the first lid portion 15 and the screw holes 131 b of the third case portion 13 are aligned. Then, the screw member 44 is inserted into the screw insertion hole 15a, and the screw member 44 is screwed into the screw hole 131b. At this time, the liquid sealant is applied to the portion between the third case portion 13 and the first lid portion 15 (see the hatched portion in FIGS. 3 and 4) and dried, whereby the seal member 50 is removed. Form.
  • the motor drive unit 10 (see FIG. 2) according to the embodiment of the present invention is assembled.
  • the first case portion 11, the second case portion 12, the third case portion 13 and the fourth case portion 14 that house the inverter portion 1, the motor 3, and the winding switching portion 4 are provided.
  • the first case portion 11, the fourth case portion 14, the third case portion 13 and the second case portion 12 are coupled to each other.
  • the first case part 11, the second case part 12, the third case part 13 and the fourth case part 14 that house the inverter part 1, the motor 3, and the winding switching part 4 are coupled and integrated with each other. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of dead space between the case portions in which the inverter unit 1, the motor 3, and the winding switching unit 4 are accommodated.
  • the vehicle 100 capable of saving the space of the motor drive unit 10. In particular, this effect is effective in the vehicle 100 in which a large number of members need to be arranged in a limited arrangement space.
  • the motor 3 is accommodated in the single first case portion 11 different from the inverter portion 1 and the winding switching portion 4.
  • the inverter part 1 and the coil switching part 4 can be separated from the motor 3 which is a heat generating body, and it becomes difficult to receive the influence by heat, the inverter part 1 and the coil switching part 4 are operated favorably. be able to.
  • disassembly and assembly are facilitated, so that maintenance work can be performed quickly (or maintenance work time). (Shortening).
  • the motor 3 is accommodated in the first case portion 11 and the inverter portion 1 and the winding switching portion 4 are accommodated in the second case portion 12.
  • a simple device outline including the inverter unit 1, the motor 2, and the winding switching unit 4 is formed. be able to.
  • the first case 122 that isolates the inverter unit 1 and the winding switching unit 4 is provided in the second case unit 12.
  • the inverter part 1 is arrange
  • the winding switching unit 4 is arranged in a region opposite to the inverter unit 1 (arrow A2 direction side).
  • the second case portion is separated from the inverter portion 1 and the winding switching portion 4 by using spaces (regions) on both sides (arrow A1 direction side and arrow A2 direction side) of the first partition wall 122. 12 can be easily arranged inside.
  • the inverter unit 1 is disposed in a region opposite to the motor 3 (arrow A1 direction side) with respect to the first partition wall 122 of the second case unit 12, and with respect to the first partition wall 122 of the second case unit 12.
  • the winding switching unit 4 By disposing the winding switching unit 4 in a region opposite to the inverter unit 1 (arrow A2 direction side), the number of terminals connected to the motor 3 (terminals TU1, TV1, and TW1 (see FIG.
  • the inverter unit 1 having a smaller number than the winding switching unit 4 can be arranged at a position farther from the motor 3 and terminals (terminals TU5, TV5, TW5, TU6, TV6 and TW6 (connected to the motor 3)
  • the winding switching unit 4 having a larger number of 6) than the inverter unit 1 can be disposed at a position closer to the motor 3 (see FIG. 1).
  • the wiring connected to the inverter unit 1 and the winding switching unit 4 (for example, the connection terminal unit connected by being screwed to the connection terminal unit 63 of the inverter unit 1) 69 (see FIG. 24) and a first partition 122a through which a wiring (not shown) for transmitting a control signal from the control unit 5 to the inverter unit 1 and the winding switching unit 4 passes. 122.
  • the wiring connected to the inverter part 1 and the coil switching part 4 can be accommodated in the 2nd case part 12 through the 1st hole part 122a, the inverter part 1 and the coil switching part It is not necessary to secure a space for arranging the wiring connected to 4 outside the second case portion 12. As a result, further space saving of the motor drive unit 10 can be achieved.
  • the first case pipe 11 for cooling the motor 3, the inverter section 1, and the winding switching section are provided in the first case section 11 and the second case section 12, respectively.
  • a second cooling pipe 123 for cooling 4 is provided. Accordingly, the motor 3 can be easily cooled by the first cooling pipe 113, and the inverter unit 1 and the winding switching unit 4 can be easily cooled by the second cooling pipe 123.
  • the second switching element Q1 to Q6 of the inverter unit 1 and the high-speed winding switching switch SW1 and the low-speed winding switching switch SW2 of the winding switching unit 4 are overlapped with each other.
  • a cooling pipe 123 is provided.
  • the switch elements Q1 to Q6, which are heating elements, and the high-speed winding changeover switch SW1 and the low-speed winding changeover switch SW2 can be effectively cooled by the second cooling pipe 123.
  • the control unit 5 in addition to the motor 3, the inverter unit 1, and the winding switching unit 4, the control unit 5 also includes the first case unit 11, the fourth case unit 14, and the second unit that are coupled to each other.
  • the case portion 12 and the third case portion 13 are accommodated.
  • a dedicated case part for accommodating the control part 5 there is a dead space between the case parts in which the inverter part 1, the motor 3, the winding switching part 4 and the control part 5 are accommodated. This can be further suppressed.
  • the power source unit 6 is also coupled to the first case unit 11 and the fourth case unit. 14, and accommodated in the second case portion 12 and the third case portion 13.
  • the inverter part 1, the motor 3, the winding switching part 4, the control part 5, and between the case parts in which the power supply part 6 are accommodated It is possible to further suppress the occurrence of dead space.
  • control unit 5 and the power supply unit 6 are accommodated in the third case unit 13 as described above. Thereby, unlike the case where the control part 5 and the power supply part 6 are accommodated in two different case parts, the apparatus configuration can be simplified.
  • the second case 132 is provided in the third case portion 13 to separate the control unit 5 and the power source unit 6.
  • the control part 5 is arrange
  • the power supply unit 6 is disposed in a region opposite to the control unit 5 (arrow A2 direction side) with respect to the second partition wall 132 of the unit 13.
  • the control part 5 and the power supply part 6 are easily arranged inside the third case part 13 by using spaces (regions) on both sides (arrow A1 direction side and arrow A2 direction side) of the second partition wall 132. can do.
  • the second partition wall 132 allows the control unit 5 to be separated from the motor 3, the inverter unit 1, and the winding switching unit 4, which are heating elements, so that the control unit 5 is not affected by heat. Can be operated.
  • connection terminal portions 64 corresponding to the terminals TP1 and TN1 (see FIG. 1) of the inverter unit 1 (see FIG. 1) connected to the control unit 5 and the power supply unit 6, for example. 9, 11, and 24
  • a second hole 132 a through which wiring (not shown) for transmitting a control signal from the control unit 5 passes is provided in the second partition wall 132.
  • the smoothing capacitor 2 is arranged in a region on the same side (arrow A1 direction side) as the control unit 5 with respect to the second partition wall 132 of the third case unit 13.
  • the smoothing capacitor 2 can be separated from the motor 3, the inverter unit 1, and the winding switching unit 4, which are heating elements, by the second partition wall 132, so that it is not easily affected by heat. It is possible to further improve the reliability (lifetime) by suppressing a decrease in performance due to heat.
  • the third case part 13 that accommodates the motor 3 are coupled together along the direction (A direction) in which the rotation shaft 31 of the motor 3 extends.
  • the first case portion 11, the second case portion 12, and the third case portion 13 are coupled to each other and configured in a linear shape extending along the direction (A direction) in which the rotation shaft 31 of the motor 3 extends. Therefore, the device configuration can be simplified.
  • the first case portion 11, the second case portion 12, and the third case portion 13 are coupled to each other and are not configured linearly, it is possible to further suppress the occurrence of dead space.
  • the first case portion 11, the second case portion 12, and the third case portion 13 extend along the direction (A direction) in which the rotation shaft 31 of the motor 3 extends. It is formed in a cylindrical shape. Thereby, the cylindrical first case part 11, second case part 12, and third case part 13 can be easily coupled along the direction (A direction) in which the rotation shaft 31 of the motor 3 extends.
  • the first case part 11 is hermetically sealed on the opposite side (arrow A1 direction side) of the third case part 13 from the first case part 11 and the second case part 12.
  • One lid 15 is provided.
  • the first lid portion 15 can prevent foreign matter from entering from the opposite side (arrow A1 direction side) of the third case portion 13 to the first case portion 11 and the second case portion 12.
  • the fourth case that accommodates the connection terminal portions 61, 65, 68, and 69 for electrically connecting the motor 3 to the inverter unit 1 and the winding switching unit 4.
  • the connection terminal portions 61, 65, 68 and 69 for electrically connecting the motor 3 to the inverter portion 1 and the winding switching portion 4 can be accommodated in the fourth case portion 14. It is not necessary to secure a space for arranging the connection terminal portions 61, 65, 68 and 69 outside the fourth case portion 14. As a result, further space saving of the motor drive unit 10 can be achieved.
  • the fourth case portion 14 between the first case portion 11 and the second case portion 12, the inverter portion 1 and the winding switching portion 4 housed in the second case portion 12, and the third Since the control unit 5 and the power supply unit 6 accommodated in the case unit 13 can be separated from the motor 3 which is a heating element accommodated in the first case unit 11 and can be made less susceptible to heat, the inverter unit 1, the winding switching unit 4, the control unit 5 and the power source unit 6 can be operated satisfactorily.
  • the portion corresponding to the connection terminal portions 61, 68 and 69, and the portion corresponding to the connection terminal portions 61 and 65 Openings 141c and 141d are provided in each of them, and an openable / closable second lid portion 16 that covers the openings 141c and 141d is provided.
  • an openable / closable second lid portion 16 that covers the openings 141c and 141d is provided.
  • the first case portion 11, the fourth case portion 14, the second case portion 12, and the third case portion 13 are connected to each other, and the third case portion 13 A portion between the first lid portion 15 and a portion between the fourth case portion 14 and the second lid portion 16 (refer to the portion indicated by hatching in FIGS. 3 and 4) are sealed by the seal member 50.
  • the first case portion 11, the fourth case portion 14, the second case portion 12, and the third case portion 13 that are coupled to each other by the seal member 50, the third case portion 13 and the first lid portion 15. It is possible to prevent foreign matter from entering from a portion between the fourth case portion 14 and the second lid portion 16.
  • the switching elements Q1 to Q6 of the inverter unit 1 and the high-speed winding switch SW1 and the low-speed winding switch SW2 of the winding switching unit 4 are configured by a semiconductor made of SiC. .
  • the switch elements Q1 to Q6, the high-speed winding switch SW1 and the low-speed winding switch SW2 are made of a semiconductor made of SiC having excellent heat resistance, so that the switching elements Q1 to Q6, the high-speed winding switch SW1 and For the heat generated by the operation of the low-speed winding switch SW2 itself and the heat transmitted from the windings 3a and 3b of the motor 3 via the connection wiring 62 and the like, the switching elements Q1 to Q6 of the inverter unit 1 and the winding The high-speed winding switch SW1 and the low-speed winding switch SW2 of the switching unit 4 can be operated satisfactorily.
  • the first case portion 11, the fourth case portion 14, the second case portion 12, and the third case portion 13 are fastened to each other by the hexagon socket head screws 41 to 43. Join.
  • the first case portion 11, the fourth case portion 14, the second case portion 12, and the third case portion 13 can be easily coupled by the hexagon socket head screws 41 to 43.
  • the motor drive device of the present invention is applied to a motor drive unit mounted on a vehicle, but the present invention is not limited to this.
  • the motor drive device of the present invention can also be applied to a general motor drive device other than a motor drive unit mounted on a vehicle.
  • the control unit and the power source unit are also coupled to each other, the first case unit, the second case unit, and the third case unit.
  • the fourth case portion four (plural) case portions
  • the present invention is not limited to this.
  • at least the motor, the winding switching unit, and the power conversion unit among the motor, the winding switching unit, the power conversion unit, the control unit, and the power supply unit are accommodated in a plurality of case units coupled to each other. Good.
  • at least the motor, the winding switching unit, and the power conversion unit may be accommodated in two or three case units coupled to each other, or in five or more case units coupled to each other. It may be accommodated.
  • the said embodiment showed the example which provides the 4th case part which accommodates the connection terminal part for taking an electrical connection with a motor, a coil
  • the invention is not limited to this.
  • only the first case portion, the second case portion, and the third case portion may be coupled to each other without providing the fourth case portion.
  • the motor is housed in a single case part different from the winding switching part and the inverter part (power conversion part), but the present invention is not limited thereto.
  • the motor and the winding switching unit may be housed in the same case unit, and the power conversion unit may be housed in a case unit different from the motor and the winding switching unit.
  • the motor and the power conversion unit may be accommodated in the same case part, and the winding switching part may be accommodated in a case part different from the motor and the power conversion part.
  • winding switching part and an inverter part (power conversion part) in the 2nd case part was shown in the said embodiment, this invention is not limited to this.
  • one of the winding switching unit and the power conversion unit may be accommodated in the second case unit, and the other of the winding switching unit and the power conversion unit may be accommodated in a case unit other than the second case unit.
  • winding switching part and an inverter part (electric power conversion part), and the 1st cooling pipe for cooling a motor Although the example which connects the other end part of (1st cooling part) was shown, this invention is not limited to this.
  • the motor, the winding switching unit, and the power conversion unit may be separately cooled by the first cooling unit and the second cooling unit without connecting the first cooling unit and the second cooling unit, respectively. Good.
  • first case portion, the second case portion, the third case portion, and the fourth case portion are coupled along the direction in which the rotation shaft of the motor extends.
  • first case portion, the second case portion, the third case portion, and the fourth case portion may be coupled, for example, along a direction orthogonal to the direction in which the rotation shaft of the motor extends.
  • the 1st case part, the 4th case part, the 2nd case part, and the 3rd case part each showed the example formed in the cylindrical shape extended along the direction where the rotating shaft of a motor is extended.
  • the present invention is not limited to this.
  • the first case portion, the fourth case portion, the second case portion, and the third case portion may each be formed in a shape other than a cylindrical shape (for example, a box shape).
  • the first case portion, the fourth case portion, the second case portion, and the third case portion are connected to each other, and the portion between the third case portion and the first lid portion
  • a seal member formed by drying a liquid sealant as the seal member for sealing the portion between the fourth case portion and the second lid portion
  • the present invention is not limited to this. Absent.
  • an O-ring, a gasket, grease, or the like may be used as the seal member.
  • a heat insulating member may be provided in a portion where the first case portion, the fourth case portion, the second case portion, and the third case portion are coupled to each other.
  • the first case portion, the fourth case portion, the second case portion, and the third case portion can be thermally separated from each other, so that the first case portion, the fourth case portion, and the second case
  • the cooling effect in the case where the part and the third case part are individually cooled can be further enhanced.
  • the switch elements of the power conversion unit and the winding switching unit may be constituted by a semiconductor other than a semiconductor made of SiC (for example, a semiconductor made of Si), or may be constituted by a switch element other than a semiconductor. .
  • the first case portion, the second case portion, the third case portion, and the fourth case portion are coupled by being fastened together using a fastening member (for example, a caulking member) other than a hexagon socket head screw. May be.
  • the first case portion, the second case portion, the third case portion, and the fourth case portion may be coupled without using a fastening member.
  • the first case part, the second case part, the third case part, and the fourth case part may be joined by welding to each other, or may be joined by bonding with an adhesive.

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Abstract

 このモータ駆動装置(10)は、高速駆動用巻線(3a)および低速駆動用巻線(3b)を含むモータ(3)と、モータの高速駆動用巻線および低速駆動用巻線の接続状態の切り替えを行う巻線切替部(4)と、モータに接続される電力変換部(1)と、少なくともモータ、巻線切替部および電力変換部が収容される複数のケース部(11、12、13、14)とを備え、複数のケース部は、互いに結合されている。

Description

モータ駆動装置および車両
 この発明は、モータ駆動装置および車両に関し、特に、高速駆動用巻線および低速駆動用巻線を含むモータを備えるモータ駆動装置および車両に関する。
 従来、高速駆動用巻線および低速駆動用巻線を含むモータを備えるモータ駆動装置が知られている。このようなモータ駆動装置は、たとえば、特開2010-17055号公報に開示されている。
 上記特開2010-17055号公報には、高速駆動用巻線および低速駆動用巻線を含むモータと、モータの2つの巻線の接続状態を切り替える巻線切替部と、モータに接続されるインバータ(電力変換部)とを備えるモータ駆動装置が開示されている。
 ここで、一般に、上記特開2010-17055号公報に開示されたようなモータと巻線切替部と電力変換部とを備える従来のモータ駆動装置では、モータと巻線切替部と電力変換部とがそれぞれ別々のケース部に収容されて別々に設置される。
特開2010-17055号公報
 しかしながら、上記したような従来のモータ駆動装置では、モータと巻線切替部と電力変換部とがそれぞれ別々のケース部に収容されて別々に設置されるため、モータと巻線切替部と電力変換部とが収容される各ケース部間にデッドスペースが生じる場合がある。この場合には、省スペース化を図るのが困難であるという問題点がある。
 この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、省スペース化を図ることが可能なモータ駆動装置および車両を提供することである。
課題を解決するための手段および発明の効果
 上記目的を達成するために、この発明の第1の局面によるモータ駆動装置は、高速駆動用巻線および低速駆動用巻線を含むモータと、モータの高速駆動用巻線および低速駆動用巻線の接続状態の切り替えを行う巻線切替部と、モータに接続される電力変換部と、少なくともモータ、巻線切替部および電力変換部が収容される複数のケース部とを備え、複数のケース部は、互いに結合されている。
 この発明の第1の局面によるモータ駆動装置では、上記のように、少なくともモータ、巻線切替部および電力変換部を収容する複数のケース部を設け、複数のケース部を互いに結合する。これにより、少なくともモータ、巻線切替部および電力変換部を収容した複数のケース部を互いに結合して一体化することができるので、少なくともモータ、巻線切替部および電力変換部が収容される各ケース部間にデッドスペースが生じるのを抑制することができる。その結果、省スペース化を図ることができる。
 この発明の第2の局面による車両は、車両本体部と、車両本体部の内部に設けられるモータ駆動部とを備え、モータ駆動部は、高速駆動用巻線および低速駆動用巻線を含むモータと、モータの高速駆動用巻線および低速駆動用巻線の接続状態の切り替えを行う巻線切替部と、モータに接続される電力変換部と、少なくともモータ、巻線切替部および電力変換部が収容される複数のケース部とを含み、複数のケース部は、互いに結合されている。
 この発明の第2の局面による車両では、上記のように、モータ駆動部の少なくともモータ、巻線切替部および電力変換部を収容する複数のケース部を設け、複数のケース部を互いに結合する。これにより、モータ駆動部の少なくともモータ、巻線切替部および電力変換部を収容した複数のケース部を互いに結合して一体化することができるので、モータ駆動部の少なくともモータ、巻線切替部および電力変換部が収容される各ケース部間にデッドスペースが生じるのを抑制することができる。その結果、モータ駆動部の省スペース化を図ることが可能な車両を提供することができる。特に、限られた配置スペース内に多数の部材を配置する必要のある車両において、この効果は有効である。
本発明の一実施形態による車両の全体構成を示したブロック図である。 本発明の一実施形態によるモータ駆動部の全体構成を示した斜視図である。 図2に示したモータ駆動部の分解斜視図である。 図3に示したモータ駆動部を図3とは反対側から見た分解斜視図である。 図3に示したモータ駆動部のうちの第1ケース部を示した斜視図である。 図5に示した第1ケース部を図5とは反対側から見た斜視図である。 図5および図6に示した第1ケース部を矢印A1方向側から平面的に見た図である。 図5に示した第1ケース部の内部に設けられた第1冷却管を説明するための透視図である。 図3に示したモータ駆動部のうちの第2ケース部を示した斜視図である。 図9に示した第2ケース部を図9とは反対側から見た斜視図である。 図9および図10に示した第2ケース部を矢印A1方向側から平面的に見た図である。 図9および図10に示した第2ケース部を矢印A2方向側から平面的に見た図である。 図9に示した第2ケース部からインバータモジュールを取り外した状態を示した斜視図である。 図10に示した第2ケース部から巻線切替モジュールおよびコンデンサモジュールを取り外した状態を示した斜視図である。 図3に示したモータ駆動部のうちの第3ケース部を示した斜視図である。 図15に示した第3ケース部を図15とは反対側から見た斜視図である。 図15および図16に示した第3ケース部を矢印A1方向側から平面的に見た図である。 図15および図16に示した第3ケース部を矢印A2方向側から平面的に見た図である。 図15に示した第3ケース部から制御基板および平滑コンデンサを取り外した状態を示した斜視図である。 図16に示した第3ケース部から電源基板を取り外した状態を示した斜視図である。 図3に示したモータ駆動部のうちの第4ケース部を示した斜視図である。 図21に示した第4ケース部を図21とは反対側から見た斜視図である。 図21および図22に示した第4ケース部を矢印A1方向側から平面的に見た図である。 図2に示したモータ駆動部の内部の各部の接続関係を説明するための透視図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
 まず、図1を参照して、本発明の一実施形態による車両100の構成について説明する。なお、図1に示した構成は、巻線切替方式のモータ駆動部を備えた車両の構成の一例を示した代表的なものであり、本発明はこれに限られるものではない。
 図1に示すように、車両100は、車両本体部101と、車両本体部101の内部に設けられたモータ駆動部10と、モータ駆動部10に接続されたバッテリ部20とを備えている。なお、モータ駆動部10は、本発明の「モータ駆動装置」の一例である。
 モータ駆動部10は、インバータ部1と、平滑コンデンサ2と、モータ3と、巻線切替部4と、制御部5と、電源部6とを含むように構成されている。なお、インバータ部1は、本発明の「電力変換部」の一例である。
 インバータ部1は、バッテリ部20から入力される直流電力を3相(U相、V相およびW相)の交流電力に変換してモータ3に出力するように構成されている。また、インバータ部1は、バッテリ部20に接続される直流入力端子TP1およびTN1と、モータ3に接続される交流出力端子TU1、TV1およびTW1とを有している。なお、インバータ部1の直流入力端子TP1およびTN1には、それぞれ、平滑コンデンサ2の端子TP2およびTN2が接続されている。この平滑コンデンサ2は、バッテリ部20から入力される直流電力を平滑化するために設けられている。
 また、インバータ部1は、電力変換用の6個のスイッチ素子Q1、Q2、Q3、Q4、Q5およびQ6を含むように構成されている。スイッチ素子Q1およびQ2は、U相の電力変換を行うように構成されている。また、スイッチ素子Q3およびQ4は、V相の電力変換を行うように構成されている。また、スイッチ素子Q5およびQ6は、W相の電力変換を行うように構成されている。なお、スイッチ素子Q1~Q6は、それぞれ、SiCからなる半導体により構成されている。
 モータ3は、インバータ部1から供給される3相の交流電力に対応して駆動するように構成されている。また、モータ3は、高速駆動用の3相の巻線3aと、低速駆動用の3相の巻線3bとを含むように構成されている。なお、巻線3aおよび3bは、それぞれ、本発明の「高速駆動用巻線」および「低速駆動用巻線」の一例である。
 巻線3aおよび3bは、電気的に直列に接続されている。巻線3aの一方側の各相(U相、V相およびW相)の端子TU2、TV2およびTW2は、インバータ部1に接続されている。また、巻線3aの他方側で、かつ、巻線3bの一方側の各相の端子TU3、TV3およびTW3は、巻線切替部4の後述するダイオードブリッジDB1に接続されている。また、巻線3bの他方側の端子TU4、TV4およびTW4は、巻線切替部4の後述するダイオードブリッジDB2に接続されている。
 巻線切替部4は、モータ3の巻線3aおよび3bの接続状態を切り替える機能を有している。具体的には、巻線切替部4は、モータ3の端子TU3、TV3およびTW3を短絡させるための高速巻線切替スイッチSW1と、モータ3の端子TU4、TV4およびTW4を短絡させるための低速巻線切替スイッチSW2とを含むように構成されている。なお、高速巻線切替スイッチSW1および低速巻線切替スイッチSW2は、それぞれ、本発明の「スイッチ素子」の一例である。また、高速巻線切替スイッチSW1および低速巻線切替スイッチSW2は、それぞれ、SiCからなる半導体により構成されている。
 また、巻線切替部4は、モータ3の端子TU3、TV3およびTW3にそれぞれ接続される端子TU5、TV5およびTW5を有するダイオードブリッジDB1と、モータ3の巻線3aを保護するためのコンデンサC1とを含むように構成されている。なお、高速巻線切替スイッチSW1と、ダイオードブリッジDB1と、コンデンサC1と、平滑コンデンサ2とは、互いに電気的に並列に接続されている。
 また、巻線切替部4は、モータ3の端子TU4、TV4およびTW4にそれぞれ接続される端子TU6、TV6およびTW6を有するダイオードブリッジDB2と、モータ3の巻線3bを保護するためのコンデンサC2とを含むように構成されている。なお、低速巻線切替スイッチSW2と、ダイオードブリッジDB2と、コンデンサC2と、平滑コンデンサ2とは、互いに電気的に並列に接続されている。
 ダイオードブリッジDB1は、モータ3の端子TU3、TV3およびTW3から出力される3相(U相、V相およびW相)の交流を整流するための6個のダイオードD11、D12、D13、D14、D15およびD16により構成されている。ダイオードD11およびD12は、U相の交流を整流するように構成されている。また、ダイオードD13およびD14は、V相の交流を整流するように構成されている。また、ダイオードD15およびD16は、W相の交流を整流するように構成されている。なお、ダイオードブリッジDB1の直流出力側には、2つのダイオードD17およびD18が設けられている。
 同様に、ダイオードブリッジDB2は、モータ3の端子TU4、TV4およびTW4から出力される3相(U相、V相およびW相)の交流を整流するための6個のダイオードD21、D22、D23、D24、D25およびD26により構成されている。ダイオードD21およびD22は、U相の交流を整流するように構成されている。また、ダイオードD23およびD24は、V相の交流を整流するように構成されている。また、ダイオードD25およびD26は、W相の交流を整流するように構成されている。なお、ダイオードブリッジDB2の直流出力側には、2つのダイオードD27およびD28が設けられている。
 制御部5は、インバータ部1および巻線切替部4に制御信号(インバータ制御信号、高速巻線切替制御信号および低速巻線切替制御信号)を出力することによって、インバータ部1および巻線切替部4の制御を行うように構成されている。また、電源部6は、インバータ部1のスイッチ素子Q1~Q6を動作させるための電源(インバータ用ゲート電源)と、巻線切替部4の高速巻線切替スイッチSW1および低速巻線切替スイッチSW2を動作させるための電源(高速巻線切替用ゲート電源および低速巻線切替用ゲート電源)とを、それぞれ、インバータ部1と巻線切替部4とに供給するように構成されている。
 次に、図2~図4を参照して、本発明の一実施形態によるモータ駆動部10の概略的な構成(構造)について説明する。
 図2~図4に示すように、モータ駆動部10は、モータ3が収容された第1ケース部11と、インバータ部1および巻線切替部4が収容された第2ケース部12と、平滑コンデンサ2、制御部5および電源部6が収容された第3ケース部13と、第1ケース部11と第2ケース部12との間に配置された第4ケース部14とを備えている。第1ケース部11、第4ケース部14、第2ケース部12および第3ケース部13は、アルミニウムなどの金属により形成されている。なお、第1ケース部11、第2ケース部12、第3ケース部13および第4ケース部14は、本発明の「ケース部」の一例である。
 第1ケース部11、第4ケース部14、第2ケース部12および第3ケース部13は、モータ3の後述する回転軸31の延びる方向(モータ3の軸方向(A方向))に沿ってこの順番で配置されている。また、図3および図4に示すように、第1ケース部11、第4ケース部14、第2ケース部12および第3ケース部13は、A方向に沿って延びる円筒状に形成されている。なお、円筒状に形成された第1ケース部11、第4ケース部14、第2ケース部12および第3ケース部13は、互いに略等しい外径を有している。
 ここで、本実施形態では、図2~図4に示すように、第1ケース部11、第4ケース部14、第2ケース部12および第3ケース部13は、六角穴付きねじ41、42および43によってA方向に互いに締結されることにより結合されている。具体的には、図3および図4に示すように、第1ケース部11と第4ケース部14とは、六角穴付きねじ41によって互いに締結されることにより結合されている。また、第4ケース部14と第2ケース部12とは、六角穴付きねじ42によって互いに締結されることにより結合されている。また、第2ケース部12と第3ケース部13とは、六角穴付きねじ43によって互いに締結されることにより結合されている。なお、六角穴付きねじ41~43は、本発明の「締結部材」の一例である。
 また、図2~図4に示すように、第3ケース部13の第1ケース部11、第2ケース部12および第4ケース部14とは反対側(矢印A1方向側)には、第3ケース部13を密閉するように構成された円板状の第1蓋部15が設けられている。また、第4ケース部14には、第4ケース部14の後述する開口141cおよび141dを覆うように構成された開閉可能な略矩形形状の3個の第2蓋部16が設けられている。図3および図4に示すように、第3ケース部13と第1蓋部15とは、ねじ部材44によって互いに締結されることにより結合されている。また、第4ケース部14と第2蓋部16とは、ねじ部材45によって互いに締結されることにより結合されている。
 なお、図3および図4に示すように、第1ケース部11、第4ケース部14、第2ケース部12および第3ケース部13の互いに結合されている部分と、第3ケース部13と第1蓋部15との間の部分と、第4ケース部14と第2蓋部16との間の部分(図3および図4の斜線で示した部分参照)とは、防水機能を有する液状のシール剤が塗布されて乾燥されることによって形成されたシール部材50により封止されている。
 次に、図5~図8を参照して、本発明の一実施形態によるモータ駆動部10のモータ3(図1参照)が収容される第1ケース部11の詳細な構成(構造)について説明する。
 図5~図8に示すように、第1ケース部11は、A方向(モータ3の軸方向)に延びる円筒状の側面部111と、側面部111の矢印A2方向側の端部に設けられる底面部112とを有している。また、図5、図7および図8に示すように、側面部111には、第1ケース部11と第4ケース部14とをねじ止めするための六角穴付きねじ41(図3および図4参照)に螺合するねじ穴111aが設けられている。ねじ穴111aは、側面部111の矢印A1方向の端面から矢印A2方向に延びるように設けられている。また、図7に示すように、ねじ穴111aは、第4ケース部14の後述する側面部141に設けられた複数(本実施形態では、5個)のねじ挿入穴141a(図23参照)に対応するように、モータ3の軸方向から見て、円周方向に沿って間隔を隔てて複数(本実施形態では、5個)設けられている。なお、側面部111には、温度の上昇などに起因して第1ケース部11内の圧力が過度に大きくなった場合に、その過度に大きくなった圧力によって第1ケース部11が損傷されるのを抑制するための呼吸弁(図示せず)が設けられている。
 図5~図8に示すように、第1ケース部に収容されたモータ3は、回転軸31と、ロータコア32と、ステータコア33とを備えている。回転軸31は、モータ3の中央部近傍において底面部112を貫通してA方向に延びるように設けられている。また、ロータコア32は、回転軸31を取り囲むように設けられている。また、ステータコア33は、ロータコア32の外周部に対向するように配置されている。なお、ステータコア33の内周部側には、複数のスロット34が設けられている。複数のスロット34の内部には、高速駆動用の巻線3aおよび低速駆動用の巻線3b(図1参照)が重ね巻きなどにより巻回されて収容されている。
 また、図5および図7に示すように、第1ケース部11に収容されたモータ3には、巻線3aおよび3bの端子TU2、TV2、TW2、TU3、TV3、TW3、TU4、TV4およびTW4(図1参照)に対応する9個の接続端子部61を有する9本の接続配線62が接続されている。これら9本の接続配線62は、第1ケース部11の矢印A1方向側の端面から突出してA方向に延びるように設けられている。
 ここで、本実施形態では、図8に示すように、第1ケース部11には、モータ3を冷却するための冷却液が流れる第1冷却管113が設けられている。この第1冷却管113の一方端部(冷却液が流入する側の端部)および他方端部(冷却液が流出する側の端部)は、側面部111の矢印A1方向側の端部近傍で、かつ、矢印C2方向側の表面から外側に突出して設けられている。なお、第1冷却管113は、本発明の「第1冷却部」の一例である。
 第1冷却管113は、側面部111の内側の空間(モータ3が収容される空間)を周状に取り囲むように、側面部111の内部の全体に渡って設けられている。具体的には、第1冷却管113は、側面部111の内部において矢印A1方向側の端部近傍から矢印A2方向側の端部近傍までA方向に延びる複数の直線状の部分を有するように形成されている。これらA方向に延びる複数の直線状の部分は、矢印A1方向側の端部および矢印A2方向側の端部において交互にU字形状に折り曲げられて互いに接続されている。これにより、第1冷却管113の一方端部から他方端部まで冷却液が流れる一連の流路が構成されている。
 次に、図9~図14および図24を参照して、本発明の一実施形態によるモータ駆動部10のインバータ部1および巻線切替部4(図1参照)が収容される第2ケース部12の詳細な構成(構造)について説明する。
 図9~図14に示すように、第2ケース部12は、A方向(モータ3の軸方向)に延びる円筒状の側面部121と、A方向に直交する面に沿って(B方向およびC方向に沿って)延びる円板状の第1隔壁122とを有している。なお、図10および図14に示すように、第1隔壁122は、側面部121の矢印A2方向側の端部に配置されている。
 図9~図14に示すように、側面部121には、第2ケース部12と第4ケース部14とをねじ止めするための六角穴付きねじ42(図3および図4参照)が挿入されるねじ挿入穴121aが設けられている。ねじ挿入穴121aは、側面部121をA方向に貫通するように設けられている。また、図11に示すように、ねじ挿入穴121aは、モータ3の軸方向から見て、第4ケース部14の後述する側面部141に設けられた複数(本実施形態では、7個)のねじ穴141b(図23参照)に対応するように、円周方向に沿って間隔を隔てて複数(本実施形態では、7個)設けられている。
 また、図9、図11および図13に示すように、側面部121には、第2ケース部12と第3ケース部13とをねじ止めするための六角穴付きねじ43(図3および図4参照)と螺合するねじ穴121bが設けられている。ねじ穴121bは、側面部121の矢印A1方向の端面から矢印A2方向に延びるように設けられている。また、図11に示すように、ねじ穴121bは、第3ケース部13の後述する側面部131に設けられた複数(本実施形態では、6個)のねじ挿入穴131a(図17および図18参照)に対応するように、モータ3の軸方向から見て、円周方向に沿って間隔を隔てて複数(本実施形態では、6個)設けられている。
 なお、側面部121には、温度の上昇などに起因して第2ケース部12内の圧力が過度に大きくなった場合に、その過度に大きくなった圧力によって第2ケース部12およびその内部に設置される電子部品が損傷されるのを抑制するための呼吸弁(図示せず)が設けられている。
 第1隔壁122は、第2ケース部12において、巻線切替部4とインバータ部1とを隔離するために設けられている。具体的には、図9および図11に示すように、第1隔壁122の矢印A1方向側の表面上には、配線基板にスイッチ素子Q1~Q6(図1参照)を含む電子部品が実装されたインバータモジュール1aが配置され、インバータ部1が構成されている。また、図10および図12に示すように、第1隔壁122の矢印A2方向側の表面上には、配線基板に高速巻線切替スイッチSW1および低速巻線スイッチSW2(図1参照)を含む電子部品が実装された巻線切替モジュール4aと、2個のコンデンサモジュール4bとが配置され、巻線切替部4が構成されている。これにより、インバータ部1は、第2ケース部12の第1隔壁122に対してモータ3とは反対側(矢印A1方向側)の領域に配置されている。また、巻線切替部4は、第2ケース部12の第1隔壁122に対してインバータ部1とは反対側(矢印A2方向側)の領域に配置されている。なお、本実施形態では、インバータモジュール1aのスイッチ素子Q1~Q6と、第1隔壁122の矢印A1方向側の表面との間の部分に、絶縁性を有する放熱シートを設けてもよい。
 図9および図11に示すように、インバータモジュール1aには、インバータ部1の端子TU1、TV1およびTW1(図1参照)に対応する3個の板状の接続端子部63が設けられている。これら3個の接続端子部63は、インバータモジュール1aの矢印C1方向側の端面から突出するように設けられている。また、第1隔壁122の矢印A1方向側の表面上には、インバータ部1の端子TP1およびTN1(図1参照)に対応する一対の接続端子部64がインバータモジュール1aに隣接して配置されている。
 図9および図24に示すように、接続端子部64は、軸方向(A方向)に延びる部分を有するとともに、一方端部側と他方端部側とがそれぞれC方向に延びるU字形状に形成されている。図9に示すように、接続端子部64の一方端部側の部分(矢印A2方向側においてC方向に延びる長い部分)は、第1隔壁122の矢印A1方向側の表面上に配置されている。また、図24に示すように、接続端子部64の他方端部側の部分(矢印A1方向側においてC方向に延びる短い部分)は、第3ケース部13に収容された平滑コンデンサ2の後述する板状の接続端子部66とねじ止めされることにより電気的に接続されるように構成されている。
 また、図10および図12に示すように、巻線切替モジュール4aには、巻線切替部4の端子TU5、TV5、TW5、TU6、TV6およびTW6(図1参照)に対応する6個の接続端子部65が設けられている。これら6個の接続端子部65は、巻線切替モジュール4aの矢印A2方向側の表面上の矢印B1方向側と矢印B2方向側とにそれぞれ3個ずつ配置されている。
 図10に示すように、接続端子部65は、A方向に延びる部分と、B方向に延びる部分とを有するL字形状に形成されている。この接続端子部65のB方向に延びる部分は、巻線切替モジュール4aの矢印A2方向側の表面上に配置されている。なお、図24に示すように、接続端子部65のA方向に延びる部分は、モータ3の端子TU3、TV3、TW3、TU4、TV4およびTW4(図1参照)に対応する接続端子部61とねじ止めされることにより電気的に接続されるように構成されている。
 ここで、本実施形態では、図9~図14に示すように、第2ケース部12には、第1隔壁122の表面上に配置されたインバータモジュール1a(インバータ部1)および巻線切替モジュール4a(巻線切替部4)を冷却するための第2冷却管123が設けられている。この第2冷却管123の一方端部(冷却液が流入する側の端部)および他方端部(冷却液が流出する側の端部)は、側面部121のC方向の中央部近傍で、かつ、矢印B2方向側の表面から外側に突出して設けられている。なお、第2冷却管123は、本発明の「第2冷却部」の一例である。
 図11~図14に示すように、第2冷却管123は、第1隔壁122の内部において矢印B2方向側の端部から矢印B1方向側の端部近傍まで延びるU字形状の部分を有するように形成されている。これにより、第2冷却管123の一方端部から他方端部まで冷却液が流れる一連の流路が構成されている。なお、図2に示すように、第2ケース部の第2冷却管123の一方端部と、第1ケース部11の第1冷却管113の他方端部とは、チューブなどからなる連結部70を介して互いに接続されている。
 なお、図11に示すように、第2冷却管123は、モータ3の軸方向から見て、インバータモジュール1aに搭載されたインバータ部1のスイッチ素子Q1~Q6(図1参照)とオーバラップするように設けられている。また、図12に示すように、第2冷却管123は、モータ3の軸方向から見て、巻線切替モジュール4aに搭載された巻線切替部4の高速巻線切替スイッチSW1および低速巻線切替スイッチSW2とオーバラップするように設けられている。ここで、図11では、スイッチ素子Q1~Q6を一点鎖線の矩形で示している。また、図12では、高速巻線切替スイッチSW1および低速巻線切替スイッチSW2を二点鎖線の矩形で示している。
 図11および図12に示すように、第1隔壁122には、インバータモジュール1aのインバータ部1および巻線切替モジュール4aの巻線切替部4に接続される配線を通過させるための第1穴部122aが3個設けられている。たとえば、第1隔壁122の矢印C1方向側の端部近傍に設けられた1個の第1穴部122aは、第1ケース部11と第4ケース部14と第2ケース部12とが結合された際にインバータ部1の接続端子部63に接続される後述する接続端子部69(図24参照)を通過させるために設けられている。また、第1隔壁122の矢印B1方向側の端部近傍に設けられた2個の第1穴部122aは、制御部5からの制御信号をインバータ部1および巻線切替部4に伝送するための配線(図示せず)などを通過させるために設けられている。
 なお、図10、図12および図14に示すように、第1隔壁122の矢印A2方向側の表面には、2つの凹部122bが設けられている。これら2つの凹部122bには、巻線切替部4の高速巻線切替スイッチSW1および低速巻線切替スイッチSW2に接続されるコンデンサC1およびC2(図1参照)に対応する2つのコンデンサモジュール4bが配置される。
 次に、図15~図20および図24を参照して、本発明の一実施形態によるモータ駆動部10の平滑コンデンサ2、制御部5および電源部6(図1参照)が収容される第3ケース部13の詳細な構成(構造)について説明する。
 図15~図20に示すように、第3ケース部13は、A方向(モータ3の軸方向)に延びる円筒状の側面部131と、A方向と直交する面に沿って(B方向およびC方向に)延びる円板状の第2隔壁132とを有している。なお、図19および図20に示すように、第2隔壁132は、側面部131の内側においてB方向およびC方向に面状に延びている。
 図15~図20に示すように、側面部131には、第3ケース部13と第2ケース部12とをねじ止めするための六角穴付きねじ43(図3および図4参照)が挿入されるねじ挿入穴131aが設けられている。ねじ挿入穴131aは、側面部131をA方向に貫通するように設けられている。また、図17および図18に示すように、ねじ挿入穴131aは、第2ケース部12の側面部121に設けられた複数(本実施形態では、6個)のねじ穴121b(図11参照)に対応するように、モータ3の軸方向から見て、円周方向に沿って間隔を隔てて複数(本実施形態では、6個)設けられている。
 また、図15、図17および図19に示すように、側面部131には、第3ケース部13と第1蓋部15とをねじ止めするためのねじ部材44(図3および図4参照)に螺合するねじ穴131bが設けられている。このねじ穴131bは、側面部131の矢印A1方向の端面から矢印A2方向に延びるように設けられている。また、図17に示すように、ねじ穴131bは、第1蓋部15に設けられた複数(本実施形態では、8個)のねじ挿入穴15a(図3および図4参照)に対応するように、モータ3の軸方向から見て、円周方向に沿って間隔を隔てて複数(本実施形態では、8個)設けられている。
 また、図15、図17および図19に示すように、側面部131には、第3ケース部13内に配置される後述する制御基板5aと、モータ駆動部10の外部に設けられる車両100全体の制御部(図示せず)とを接続する接続配線60を通過させるための貫通穴131cが設けられている。なお、第3ケース部13の側面部131のうちの接続配線60が貫通する部分は、シール剤によって封止されている。
 なお、側面部131には、温度の上昇などに起因して第3ケース部13内の圧力が過度に大きくなった場合に、その過度に大きくなった圧力によって第3ケース部13およびその内部に設置される電子部品が損傷されるのを抑制するための呼吸弁(図示せず)が設けられている。
 第2隔壁132は、第3ケース部13内において、平滑コンデンサ2および制御部5と、電源部6とを隔離するために設けられている。具体的には、図15および図17に示すように、第2隔壁132の矢印A1方向側の表面上には、フィルムコンデンサまたは電解コンデンサが内蔵された平滑コンデンサ2と、制御部5が搭載された制御基板5aとがB方向に隣接して配置されている。また、図16および図18に示すように、第2隔壁132の矢印A2方向側の表面上には、電源部6が搭載された電源基板6aが配置されている。これにより、平滑コンデンサ2および制御部5は、第3ケース部13の第2隔壁132に対してモータ3、巻線切替部4およびインバータ部1とは反対側(矢印A1方向側)の領域に配置されている。また、電源部6は、第3ケース部13の第2隔壁132に対して平滑コンデンサ2および制御部5とは反対側(矢印A2方向側)の領域に配置されている。
 図15および図17に示すように、平滑コンデンサ2には、端子TP2およびTN2(図1参照)に対応する2個の板状の接続端子部66が設けられている。これら2個の接続端子部66は、直方体形状を有する平滑コンデンサ2の矢印B2方向側の面から突出するように設けられている。なお、接続端子部66は、図24に示すように、インバータ部1の端子TP1およびTN1(図1参照)に対応する一対の接続端子部64の他方端部側の部分(矢印A2方向側においてB方向に延びる短手部分)とねじ止めされることにより電気的に接続されるように構成されている。また、図15および図17に示すように、接続端子部66には、バッテリ部20(図1参照)に接続される接続配線67がねじ止めされている。これら2本の接続配線67は、第3ケース部13の側面部131のC方向の中央部近傍で、かつ、矢印B2方向側の部分を貫通してB方向に延びるように設けられている。なお、第3ケース部13の側面部131のうちの接続配線67が貫通する部分は、シール剤によって封止されている。
 本実施形態では、図15~図20に示すように、第3ケース部13の第2隔壁132には、制御基板5aに搭載された制御部5および電源基板6aに搭載された電源部6に接続される配線を通過させるための第2穴部132aが3個設けられている。たとえば、第2隔壁132の矢印B2方向側の端部近傍に設けられた1個の第2穴部132aは、図24に示すように、第2ケース部12と第3ケース部13とが結合された際において、インバータ部1の端子TP1およびTN1(図1参照)に対応する一対の接続端子部64を通過させるために設けられている。また、第2隔壁132のC方向の両側の端部近傍に設けられた2個の第2穴部132aは、制御部5からの制御信号を伝送するための配線(図示せず)などを通過させるために設けられている。
 次に、図21~図24を参照して、本発明の一実施形態によるモータ駆動部10の第4ケース部14の詳細な構成(構造)について説明する。
 図21~図24に示すように、第4ケース部14は、A方向(モータ3の軸方向)に延びる円筒状の側面部141と、側面部141の矢印A2方向側の端部に設けられる底面部142とを有している。なお、図21~図23に示すように、底面部142の中央部には、第1ケース部11に収容されたモータ3の回転軸31の矢印A1方向側の端部(図5参照)に接続される軸受142aが設けられている。
 図21~図23に示すように、側面部141には、第4ケース部14と第1ケース部11とをねじ止めするための六角穴付きねじ41(図3および図4参照)が挿入されるねじ挿入穴141aが設けられている。ねじ挿入穴141aは、側面部141をA方向に貫通するように設けられている。また、図23に示すように、ねじ挿入穴141aは、第1ケース部11の側面部111に設けられた複数(本実施形態では、5個)のねじ穴111a(図7参照)に対応するように、モータ3の軸方向から見て、円周方向に沿って間隔を隔てて複数(本実施形態では、5個)設けられている。
 また、図21および図23に示すように、側面部141には、第4ケース部14と第2ケース部12とをねじ止めするための六角穴付きねじ42(図3および図4参照)に螺合するねじ穴141bが設けられている。このねじ穴141bは、側面部141の矢印A1方向の端面から矢印A2方向に延びるように設けられている。また、図23に示すように、ねじ穴141bは、第2ケース部12の側面部121に設けられた複数(本実施形態では、7個)のねじ挿入穴121a(図11参照)に対応するように、モータ3の軸方向から見て、円周方向に沿って間隔を隔てて複数(本実施形態では、7個)設けられている。
 なお、側面部141には、温度の上昇などに起因して第4ケース部14内の圧力が過度に大きくなった場合に、その過度に大きくなった圧力によって第4ケース部14が損傷されるのを抑制するための呼吸弁(図示せず)が設けられている。
 ここで、本実施形態では、図21、図23および図24に示すように、第4ケース部14の内部には、A方向に延びる部分と、C方向に延びる部分とを有するL字形状の接続端子部68が設けられている。なお、図21および図23に示すように、接続端子部68のC方向に延びる部分は、第4ケース部14の底面部142の矢印A1方向側の表面上に樹脂からなる絶縁部材(図示せず)を介して取り付けられている。
 図24に示すように、接続端子部68のA方向に延びる部分は、第1ケース部11と第4ケース部14とが結合された際において、モータ3の端子TU2、TV2およびTW2(図1参照)に対応する3個の接続端子部61とねじ止めされることにより電気的に接続されるように構成されている。また、接続端子部68のA方向に延びる部分は、第1ケース部11と第4ケース部14と第2ケース部12とが結合された際において、L字形状の接続端子部69とねじ止めされることによって、接続端子部69を介して、第2ケース部12のインバータ部1の端子TU1、TV1およびTW1(図1参照)に対応する接続端子部63に電気的に接続されるように構成されている。これにより、本実施形態では、第1ケース部11と第4ケース部14と第2ケース部12とが結合された際において、第4ケース部14の内部には、モータ3とインバータ部1との電気的な接続をとるための接続端子部61、68および69が収容されている。
 また、本実施形態では、図24に示すように、第1ケース部11と第4ケース部14と第2ケース部12とが結合された際において、第4ケース部14の内部には、モータ3の端子TU3、TV3、TW3、TU4、TV4およびTW4(図1参照)に対応する6個の接続端子部61と、巻線切替部4のTU5、TV5、TW5、TU6、TV6およびTW6(図1参照)に対応する6個の接続端子部65とが互いにねじ止めされた状態で収容されている。すなわち、本実施形態では、第1ケース部11と第4ケース部14と第2ケース部12とが結合された際において、第4ケース部14の内部には、モータ3と巻線切替部4との電気的な接続をとるための接続端子部61および65が収容されている。
 また、本実施形態では、図21および図22に示すように、第4ケース部14の側面部141には、矩形形状を有する開口141cおよび141dが設けられている。開口141cは、側面部141のB方向の中央部近傍で、かつ、矢印C1方向側の部分に1個設けられている。また、開口141dは、側面部141のC方向の中央部近傍で、かつ、矢印B1方向側および矢印B2方向側の部分にそれぞれ1個ずつ設けられている。ここで、第4ケース部14の側面部141には、開口141cおよび141dを覆うように、板状の第2蓋部16が3個取り付けられる。この第2蓋部16は、ねじ部材45によって側面部141にねじ止めされるように構成されている。
 図24に示すように、開口141cは、第4ケース部14と第2ケース部12とが結合された際に第4ケース部14に収容される接続端子部68および69に対応する部分に設けられている。これにより、第4ケース部14と第2ケース部12とを結合した際に、第2ケース部12のインバータ部1の端子TU1、TV1およびTW1(図1参照)に対応する接続端子部63に接続される接続端子部69と、第4ケース部14の内部の接続端子部68とのねじ止め作業を、開口141cを介して第4ケース部14の外部から行うことが可能である。
 また、図24に示すように、開口141dは、第1ケース部11と第4ケース部14と第2ケース部12とが結合された際に第4ケース部14に収容される接続端子部61および65に対応する部分に設けられている。これにより、第1ケース部11と第4ケース部14と第2ケース部12とを結合した際に、モータ3の端子TU3、TV3、TW3、TU4、TV4およびTW4(図1参照)に対応する6個の接続端子部61と、巻線切替部4のTU5、TV5、TW5、TU6、TV6およびTW6(図1参照)に対応する6個の接続端子部65とのねじ止め作業を、開口141dを介して第4ケース部14の外部から行うことが可能である。
 なお、本実施形態では、図23および図24に示すように、底面部142には、第4ケース部14と第1ケース部11とを結合した際に、モータ3の端子TU2、TV2およびTW2(図1参照)に対応する3個の接続端子部61と、モータ3の端子TU3、TV3、TW3、TU4、TV4およびTW4(図1参照)に対応する6個の接続端子部61とを通過させるための3個の第3穴部142bが設けられている。
 次に、図2~図4および図24を参照して、本発明の一実施形態によるモータ駆動部10の組み立て手順について説明する。
 まず、図3および図4に示すように、内部にモータ3を収容した第1ケース部11と、第4ケース部14とを、六角穴付きねじ41を用いてA方向に締結することにより結合する。具体的には、まず、第4ケース部14のねじ挿入穴141aと、第1ケース部11のねじ穴111aとの位置を合わせる。そして、ねじ挿入穴141aに六角穴付きねじ41を挿入して、ねじ穴111aに六角穴付きねじ41を螺合する。なお、このとき、第1ケース部11と第4ケース部14との間の境界部分(図3および図4の斜線部参照)に、液状のシール剤を塗布して乾燥させることによってシール部材50を形成する。また、このとき、第4ケース部14の底面部142の軸受142aに、モータ3の回転軸31の矢印A1方向側の端部を接続する。
 また、このとき、図24に示すように、モータ3の端子TU2、TV2およびTW2(図1参照)に対応する3個の接続端子部61を、第4ケース部14の第3穴部142bを介して第4ケース部14の内部に導入する。そして、このように導入した接続端子部61と、第4ケース部14の内部に絶縁部材(図示せず)を介して取り付けられた接続端子部68とをねじ止めすることにより接続する。また、このとき、モータ3の端子TU3、TV3、TW3、TU4、TV4およびTW4(図1参照)に対応する6個の接続端子部61も、第3穴部142cを介して第4ケース部14の内部に導入する。
 次に、図3および図4に示すように、上記第1ケース部11と結合した状態の第4ケース部14と、インバータモジュール1aおよび巻線切替モジュール4aを取り付けた第2ケース部12とを、六角穴付きねじ42を用いてA方向に締結することにより結合する。具体的には、まず、第2ケース部12のねじ挿入穴121aと、第4ケース部14のねじ穴141bとの位置を合わせる。そして、ねじ挿入穴121aに六角穴付きねじ42を挿入して、ねじ穴141bに六角穴付きねじ42を螺合する。なお、このとき、第2ケース部12と第4ケース部14との間の境界部分(図3および図4の斜線部参照)に、液状のシール剤を塗布して乾燥させることによってシール部材50を形成する。また、このとき、図24に示すように、インバータモジュール1aのインバータ部1の端子TU1、TV1およびTW1(図1参照)に対応する接続端子部63と、L字形状の接続端子部69とをねじ止めすることにより接続する。
 そして、図24に示すように、上記インバータ部1の端子TU1、TV1およびTW1(図1参照)に対応する接続端子部63に接続された接続端子部69と、第4ケース部14の内部に設けられた接続端子部68とを、開口141cを介してねじ止めすることにより接続する。これにより、インバータ部1の端子TU1、TV1およびTW1(図1参照)と、モータ3の端子TU2、TV2およびTW2(図1参照)とを電気的に接続する。また、巻線切替モジュール4aの巻線切替部4の端子TU5、TV5、TW5、TU6、TV6およびTW6(図1参照)に対応する接続端子部65と、モータ3の端子TU3、TV3、TW3、TU4、TV4およびTW4(図1参照)に対応する6個の接続端子部61とを、開口141dを介してねじ止めすることにより接続する。そして、開口141cと141dとを覆うように、ねじ部材45を用いて第4ケース部14に第2蓋部16を取り付ける。なお、このとき、第4ケース部14と第2蓋部16との間の部分(図3および図4の斜線部参照)に、液状のシール剤を塗布して乾燥させることによってシール部材50を形成する。
 次に、図3および図4に示すように、上記第1ケース部11および第4ケース部14と結合した状態の第2ケース部12と、平滑コンデンサ2、制御基板5aおよび電源基板6aを取り付けた第3ケース部13とを、六角穴付きねじ43を用いてA方向に締結することにより結合する。具体的には、まず、第3ケース部13のねじ挿入穴131aと、第2ケース部12のねじ穴121bとの位置を合わせる。そして、ねじ挿入穴131aに六角穴付きねじ43を挿入して、ねじ穴121bに六角穴付きねじ43を螺合する。なお、このとき、第2ケース部12と第3ケース部13との間の境界部分(図3および図4の斜線部参照)に、液状のシール剤を塗布して乾燥させることによってシール部材50を形成する。そして、図24に示すように、第2ケース部12の内部の接続端子部64と、第3ケース部13の内部の平滑コンデンサ2の接続端子部66とをねじ止めすることにより接続する。また、このとき、第2ケース部12内のインバータモジュール1aおよび巻線切替モジュール4aと、第3ケース部13内の制御基板5aおよび電源基板6aとを、第1隔壁122の第1穴部122aおよび第2隔壁132の第2穴部132aを通過させた接続配線(図示せず)を介して接続する。また、制御基板5aと、モータ駆動部10の外部に設けられる車両100全体の制御部(図示せず)とを、第3ケース部13の側面部131の貫通孔131cを通過させた接続配線60を介して接続する。
 最後に、図3および図4に示すように、第1ケース部11、第4ケース部14および第2ケース部12と結合した第3ケース部13の矢印A1方向側を密閉するように、第3ケース部13に第1蓋部15を取り付ける。具体的には、まず、第1蓋部15のねじ挿入穴15aと、第3ケース部13のねじ穴131bとの位置を合わせる。そして、ねじ挿入穴15aにねじ部材44を挿入して、ねじ穴131bにねじ部材44を螺合する。なお、このとき、第3ケース部13と第1蓋部15との間の部分(図3および図4の斜線部参照)に、液状のシール剤を塗布して乾燥させることによってシール部材50を形成する。
 以上のようにして、本発明の一実施形態によるモータ駆動部10(図2参照)の組み立てが行われる。
 本実施形態では、上記のように、インバータ部1、モータ3および巻線切替部4を収容する第1ケース部11、第2ケース部12、第3ケース部13および第4ケース部14を設け、第1ケース部11、第4ケース部14、第3ケース部13および第2ケース部12を互いに結合する。これにより、インバータ部1、モータ3および巻線切替部4を収容した第1ケース部11、第2ケース部12、第3ケース部13および第4ケース部14を互いに結合して一体化することができるので、インバータ部1、モータ3および巻線切替部4が収容される各ケース部間にデッドスペースが生じるのを抑制することができる。その結果、モータ駆動部10の省スペース化を図ることが可能な車両100を提供することができる。特に、限られた配置スペース内に多数の部材を配置する必要のある車両100においてこの効果は有効である。
 また、本実施形態では、上記のように、モータ3を、インバータ部1および巻線切替部4とは別の単一の第1ケース部11に収容する。これにより、インバータ部1および巻線切替部4を、発熱体であるモータ3から離間させて熱による影響を受けにくくすることができるので、インバータ部1および巻線切替部4を良好に動作させることができる。また、インバータ部1とモータ3と巻線切替部4とを全て同じ単一のケース部に収容する場合と比較すると、分解や組み立てが容易になるので、メンテナンス作業を迅速(またはメンテナンス作業時間が短縮)に行うことができる。
 また、本実施形態では、上記のように、モータ3を第1ケース部11に収容するともに、インバータ部1および巻線切替部4を第2ケース部12に収容する。これにより、インバータ部1と巻線切替部4とをそれぞれ異なる2つのケース部に収容する場合と異なり、インバータ部1とモータ2と巻線切替部4とを含めた簡素な装置外形を形成することができる。
 また、本実施形態では、上記のように、インバータ部1と巻線切替部4とを隔離する第1隔壁122を第2ケース部12に設ける。そして、第2ケース部12の第1隔壁122に対してモータ3とは反対側(矢印A1方向側)の領域にインバータ部1を配置し、第2ケース部12の第1隔壁122に対してインバータ部1とは反対側(矢印A2方向側)の領域に巻線切替部4を配置する。これにより、第1隔壁122の両側(矢印A1方向側および矢印A2方向側)のスペース(領域)を利用して、インバータ部1と巻線切替部4とを互いに分離した状態で第2ケース部12の内部に容易に配置することができる。
 また、第2ケース部12の第1隔壁122に対してモータ3とは反対側(矢印A1方向側)の領域にインバータ部1を配置し、第2ケース部12の第1隔壁122に対してインバータ部1とは反対側(矢印A2方向側)の領域に巻線切替部4を配置することにより、モータ3に接続される端子の数(端子TU1、TV1およびTW1(図1参照)の3個)が巻線切替部4よりも少ないインバータ部1をモータ3からより遠い位置に配置することができるとともに、モータ3に接続される端子(端子TU5、TV5、TW5、TU6、TV6およびTW6(図1参照)の6個)の数がインバータ部1よりも多い巻線切替部4をモータ3により近い位置に配置することができる。これにより、モータ3とインバータ部1および巻線切替部4との端子間の配線の全体の長さを小さくすることができるので、その分、配線インダクタンスを低減することができる。
 また、本実施形態では、上記のように、インバータ部1および巻線切替部4に接続される配線(たとえば、インバータ部1の接続端子部63にねじ止めされることにより接続される接続端子部69(図24参照)や、制御部5からの制御信号をインバータ部1および巻線切替部4に伝送するための配線(図示せず)など)を通過させる第1穴部122aを第1隔壁122に設ける。これにより、インバータ部1および巻線切替部4に接続される配線を第1穴部122aを通過させて第2ケース部12の内部に収容することができるので、インバータ部1および巻線切替部4に接続される配線を配置するためのスペースを第2ケース部12の外部に確保する必要がない。その結果、モータ駆動部10の更なる省スペース化を図ることができる。
 また、本実施形態では、上記のように、第1ケース部11および第2ケース部12に、それぞれ、モータ3を冷却するための第1冷却管113、および、インバータ部1および巻線切替部4を冷却するための第2冷却管123を設ける。これにより、第1冷却管113によってモータ3を容易に冷却することができるとともに、第2冷却管123によってインバータ部1および巻線切替部4を容易に冷却することができる。
 また、本実施形態では、上記のように、インバータ部1のスイッチ素子Q1~Q6と、巻線切替部4の高速巻線切替スイッチSW1および低速巻線切替スイッチSW2とオーバラップするように第2冷却管123を設ける。これにより、発熱体であるスイッチ素子Q1~Q6と、高速巻線切替スイッチSW1および低速巻線切替スイッチSW2とを第2冷却管123によって効果的に冷却することができる。
 また、本実施形態では、上記のように、モータ3、インバータ部1および巻線切替部4に加えて、制御部5も、互いに結合した第1ケース部11、第4ケース部14、第2ケース部12および第3ケース部13内に収容する。これにより、制御部5を収容するための専用のケース部を別途設ける場合と異なり、インバータ部1、モータ3、巻線切替部4および制御部5が収容される各ケース部間にデッドスペースが生じるのをより抑制することができる。
 また、本実施形態では、上記のように、モータ3、インバータ部1、巻線切替部4および制御部5に加えて、電源部6も、互いに結合した第1ケース部11、第4ケース部14、第2ケース部12および第3ケース部13内に収容する。これにより、電源部6を収容するための専用のケース部を別途設ける場合と異なり、インバータ部1、モータ3、巻線切替部4、制御部5および電源部6が収容される各ケース部間にデッドスペースが生じるのをさらに抑制することができる。
 また、本実施形態では、上記のように、制御部5および電源部6を第3ケース部13に収容する。これにより、制御部5と電源部6とをそれぞれ異なる2つのケース部に収容する場合と異なり、装置構成を簡素化することができる。
 また、本実施形態では、上記のように、制御部5と電源部6とを隔離する第2隔壁132を第3ケース部13に設ける。そして、第3ケース部13の第2隔壁132に対してモータ3、インバータ部1および巻線切替部4とは反対側(矢印A1方向側)の領域に制御部5を配置し、第3ケース部13の第2隔壁132に対して制御部5とは反対側(矢印A2方向側)の領域に電源部6を配置する。これにより、第2隔壁132の両側(矢印A1方向側および矢印A2方向側)のスペース(領域)を利用して、制御部5と電源部6とを第3ケース部13の内部に容易に配置することができる。また、第2隔壁132により、制御部5を、発熱体であるモータ3、インバータ部1および巻線切替部4から離間させて熱による影響を受けにくくすることができるので、制御部5を良好に動作させることができる。
 また、本実施形態では、上記のように、制御部5および電源部6に接続される配線(たとえば、インバータ部1の端子TP1およびTN1(図1参照)に対応する一対の接続端子部64(図9、図11および図24参照)や、制御部5からの制御信号を伝送するための配線(図示せず)など)を通過させる第2穴部132aを第2隔壁132に設ける。これにより、制御部5および電源部6に接続される配線を、第2穴部132aを通過させて第3ケース部13の内部に収容することができるので、制御部5および電源部6に接続される配線を配置するためのスペースを第3ケース部13の外部に確保する必要がない。その結果、モータ駆動部10の更なる省スペース化を図ることができる。
 また、本実施形態では、上記のように、第3ケース部13の第2隔壁132に対して制御部5と同じ側(矢印A1方向側)の領域に平滑コンデンサ2を配置する。これにより、第2隔壁132により、平滑コンデンサ2を、発熱体であるモータ3、インバータ部1および巻線切替部4から離間させて熱による影響を受けにくくすることができるので、平滑コンデンサ2の熱による性能の低下を抑制して信頼性(寿命)をより向上させることができる。
 また、本実施形態では、上記のように、モータ3を収容した第1ケース部11と、インバータ部1および巻線切替部4を収容した第2ケース部12と、制御部5および電源部6を収容した第3ケース部13とを、互いにモータ3の回転軸31の延びる方向(A方向)に沿って結合する。これにより、第1ケース部11と第2ケース部12と第3ケース部13とを互いに結合してモータ3の回転軸31の延びる方向(A方向)に沿って延びる直線状に構成することができるので、装置構成を簡素化することができる。また、第1ケース部11と第2ケース部12と第3ケース部13とを互いに結合して直線状に構成しない場合と異なり、デッドスペースが生じるのをより抑制することができる。
 また、本実施形態では、上記のように、第1ケース部11、第2ケース部12および第3ケース部13を、それぞれ、モータ3の回転軸31の延びる方向(A方向)に沿って延びる円筒状に形成する。これにより、円筒状の第1ケース部11と第2ケース部12と第3ケース部13とをモータ3の回転軸31の延びる方向(A方向)に沿って容易に結合することができる。
 また、本実施形態では、上記のように、第3ケース部13の第1ケース部11および第2ケース部12とは反対側(矢印A1方向側)に、第1ケース部11を密閉する第1蓋部15を設ける。これにより、第1蓋部15によって、第3ケース部13の第1ケース部11および第2ケース部12とは反対側(矢印A1方向側)から異物が侵入するのを抑制することができる。
 また、本実施形態では、上記のように、モータ3とインバータ部1および巻線切替部4との電気的な接続をとるための接続端子部61、65、68および69を収容する第4ケース部14を設け、第4ケース部14を第1ケース部11と第2ケース部12との間に配置した状態で、第1ケース部11、第4ケース部14、第2ケース部12および第3ケース部13を互いにモータ3の回転軸31の延びる方向(A方向)に沿って結合する。これにより、モータ3とインバータ部1および巻線切替部4との電気的な接続をとるための接続端子部61、65、68および69を第4ケース部14の内部に収容することができるので、接続端子部61、65、68および69を配置するためのスペースを第4ケース部14の外部に確保する必要がない。その結果、モータ駆動部10の更なる省スペース化を図ることができる。
 また、第4ケース部14を第1ケース部11と第2ケース部12との間に配置することにより、第2ケース部12に収容されたインバータ部1および巻線切替部4と、第3ケース部13に収容された制御部5および電源部6とを、第1ケース部11に収容された発熱体であるモータ3から離間させて熱による影響を受けにくくすることができるので、インバータ部1、巻線切替部4、制御部5および電源部6を良好に動作させることができる。
 また、本実施形態では、上記のように、第4ケース部14の側面部141のうちの接続端子部61、68および69に対応する部分、および、接続端子部61および65に対応する部分のそれぞれに開口141cおよび141dを設け、開口141cおよび141dを覆う開閉可能な第2蓋部16を設ける。これにより、接続端子部61、65、68および69の接続作業およびメンテナンス作業を、開口141cおよび141dを介して容易に行うことができる。また、開口141cおよび141dを第2蓋部16により覆うことによって、開口141cおよび141dを介して異物が侵入するのを抑制することができる。
 また、本実施形態では、上記のように、第1ケース部11、第4ケース部14、第2ケース部12および第3ケース部13の互いに結合されている部分と、第3ケース部13と第1蓋部15との間の部分と、第4ケース部14と第2蓋部16との間の部分(図3および図4の斜線で示した部分参照)とをシール部材50により封止する。これにより、シール部材50によって、第1ケース部11、第4ケース部14、第2ケース部12および第3ケース部13の互いに結合されている部分、第3ケース部13と第1蓋部15との間の部分、および、第4ケース部14と第2蓋部16との間の部分から異物が侵入するのを抑制することができる。
 また、本実施形態では、上記のように、インバータ部1のスイッチ素子Q1~Q6と、巻線切替部4の高速巻線スイッチSW1および低速巻線スイッチSW2とを、SiCからなる半導体により構成する。これにより、スイッチ素子Q1~Q6と、高速巻線スイッチSW1および低速巻線スイッチSW2とが耐熱性に優れたSiCからなる半導体により構成されるので、スイッチ素子Q1~Q6、高速巻線スイッチSW1および低速巻線スイッチSW2自身の動作による発熱、および、モータ3の巻線3aおよび3bから接続配線62などを介して伝達される熱に対して、インバータ部1のスイッチ素子Q1~Q6と、巻線切替部4の高速巻線スイッチSW1および低速巻線スイッチSW2とを良好に動作させることができる。
 また、本実施形態では、上記のように、第1ケース部11、第4ケース部14、第2ケース部12および第3ケース部13を、六角穴付きねじ41~43によって互いに締結することにより結合する。これにより、六角穴付きねじ41~43によって、第1ケース部11と第4ケース部14と第2ケース部12と第3ケース部13とを容易に結合することができる。
 なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
 たとえば、上記実施形態では、本発明のモータ駆動装置を、車両に搭載されたモータ駆動部に適用する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明のモータ駆動装置は、車両に搭載されたモータ駆動部以外の一般的なモータ駆動装置にも適用可能である。
 また、上記実施形態では、モータ、巻線切替部およびインバータ部(電力変換部)に加えて、制御部および電源部も、互いに結合された第1ケース部、第2ケース部、第3ケース部および第4ケース部(4個(複数)のケース部)に収容される例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、モータ、巻線切替部、電力変換部、制御部および電源部のうちの少なくともモータ、巻線切替部および電力変換部が、互いに結合された複数のケース部に収容されていればよい。なお、この場合、少なくともモータ、巻線切替部および電力変換部が、互いに結合された2個または3個のケース部に収容されていてもよいし、互いに結合された5個以上のケース部に収容されていてもよい。
 また、上記実施形態では、モータと巻線切替部およびインバータ部(電力変換部)との電気的な接続をとるための接続端子部を収容する第4ケース部を設ける例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第4ケース部を設けずに、第1ケース部、第2ケース部および第3ケース部のみを互いに結合するようにしてもよい。
 また、上記実施形態では、巻線切替部およびインバータ部(電力変換部)とは別の単一のケース部にモータを収容する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、たとえば、モータと巻線切替部とを同じケース部に収容して、電力変換部をモータおよび巻線切替部とは別のケース部に収容してもよい。また、モータと電力変換部とを同じケース部に収容して、巻線切替部をモータおよび電力変換部とは別のケース部に収容してもよい。
 また、上記実施形態では、第2ケース部に巻線切替部とインバータ部(電力変換部)とを収容する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第2ケース部に巻線切替部および電力変換部の一方を収容して、第2ケース部以外のケース部に巻線切替部および電力変換部の他方を収容してもよい。
 また、上記実施形態では、本発明の第1冷却部および第2冷却部として、それぞれ、冷却液が流れる第1冷却管および第2冷却管を用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第1冷却部および第2冷却部として、液冷以外の冷却手段(たとえば、空冷や、冷却素子など)を用いてもよい。
 また、上記実施形態では、巻線切替部およびインバータ部(電力変換部)を冷却するための第2冷却管(第2冷却部)の一方端部と、モータを冷却するための第1冷却管(第1冷却部)の他方端部とを接続する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第1冷却部と第2冷却部とを接続せずに、第1冷却部と第2冷却部とによってモータと巻線切替部および電力変換部とをそれぞれ別個に冷却してもよい。
 また、上記実施形態では、第1ケース部、第2ケース部、第3ケース部および第4ケース部を、モータの回転軸の延びる方向に沿って結合する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第1ケース部、第2ケース部、第3ケース部および第4ケース部を、たとえばモータの回転軸の延びる方向と直交する方向に沿って結合してもよい。
 また、上記実施形態では、第1ケース部、第4ケース部、第2ケース部および第3ケース部を、それぞれ、モータの回転軸の延びる方向に沿って延びる円筒状に形成する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第1ケース部、第4ケース部、第2ケース部および第3ケース部を、それぞれ、円筒状以外の形状(たとえば、箱形状)に形成してもよい。
 また、上記実施形態では、第1ケース部、第4ケース部、第2ケース部および第3ケース部の互いに結合されている部分と、第3ケース部と第1蓋部との間の部分と、第4ケース部と第2蓋部との間の部分とを封止するシール部材として、液状のシール剤を乾燥させて形成したシール部材を用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、シール部材として、O-リング、ガスケットおよびグリースなどを用いてもよい。
 また、本発明では、第1ケース部、第4ケース部、第2ケース部および第3ケース部の互いに結合されている部分に、断熱部材を設けてもよい。このようにすれば、第1ケース部、第4ケース部、第2ケース部および第3ケース部を互いに熱的に分離することができるので、第1ケース部、第4ケース部、第2ケース部および第3ケース部を個別に冷却する場合における冷却効果をより高めることができる。
 また、上記実施形態では、インバータ部(電力変換部)のスイッチ素子と、巻線切替部の高速巻線切替スイッチおよび低速巻線切替スイッチ(スイッチ素子)とを、SiCからなる半導体により構成する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、電力変換部および巻線切替部のスイッチ素子をSiCからなる半導体以外の半導体(たとえば、Siからなる半導体)により構成してもよいし、半導体以外のスイッチ素子により構成してもよい。
 また、上記実施形態では、第1ケース部、第2ケース部、第3ケース部および第4ケース部を、六角穴付きねじ(締結部材)によって互いに締結することにより結合する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第1ケース部、第2ケース部、第3ケース部および第4ケース部を、六角穴付きねじ以外の締結部材(たとえば、カシメ部材など)を用いて互いに締結することにより結合してもよい。また、本発明では、第1ケース部、第2ケース部、第3ケース部および第4ケース部を締結部材を用いずに結合してもよい。たとえば、第1ケース部、第2ケース部、第3ケース部および第4ケース部を互いに溶接することにより結合してもよいし、接着剤によって接着することにより結合してもよい。

Claims (24)

  1.  高速駆動用巻線(3a)および低速駆動用巻線(3b)を含むモータ(3)と、
     前記モータの前記高速駆動用巻線および前記低速駆動用巻線の接続状態の切り替えを行う巻線切替部(4)と、
     前記モータに接続される電力変換部(1)と、
     少なくとも前記モータ、前記巻線切替部および前記電力変換部が収容される複数のケース部(11、12、13、14)とを備え、
     前記複数のケース部は、互いに結合されている、モータ駆動装置(10)。
  2.  前記モータは、前記巻線切替部および前記電力変換部とは別の単一の前記ケース部に収容されている、請求項1に記載のモータ駆動装置。
  3.  前記複数のケース部は、前記モータが収容される第1ケース部(11)と、前記巻線切替部および前記電力変換部が収容される第2ケース部(12)とを含む、請求項2に記載のモータ駆動装置。
  4.  前記第2ケース部には、前記巻線切替部と前記電力変換部とを隔離する第1隔壁(122)が設けられており、
     前記電力変換部は、前記第2ケース部の前記第1隔壁に対して前記モータとは反対側の領域に配置されており、
     前記巻線切替部は、前記第2ケース部の前記第1隔壁に対して前記電力変換部とは反対側の領域に配置されている、請求項3に記載のモータ駆動装置。
  5.  前記第1隔壁には、前記巻線切替部および前記電力変換部に接続される配線を通過させる第1穴部(122a)が設けられている、請求項4に記載のモータ駆動装置。
  6.  前記第1ケース部および前記第2ケース部には、それぞれ、前記モータを冷却するための第1冷却部(113)、および、前記巻線切替部および前記電力変換部を冷却するための第2冷却部(123)が設けられている、請求項3~5のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。
  7.  前記巻線切替部および前記電力変換部は、スイッチ素子(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、SW1、SW2)を含み、
     前記第2冷却部は、前記スイッチ素子とオーバラップするように設けられている、請求項6に記載のモータ駆動装置。
  8.  前記巻線切替部および前記電力変換部の制御を行う制御部(5)をさらに備え、
     前記モータ、前記巻線切替部および前記電力変換部に加えて、前記制御部も、前記複数のケース部に収容されている、請求項1~7のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。
  9.  前記巻線切替部および前記電力変換部は、スイッチ素子を含み、
     前記スイッチ素子を動作させるための電源を供給する電源部(6)をさらに備え、
     前記モータ、前記巻線切替部、前記電力変換部および前記制御部に加えて、前記電源部も、前記複数のケース部に収容されている、請求項8に記載のモータ駆動装置。
  10.  前記複数のケース部は、前記制御部および前記電源部が収容される第3ケース部(13)を含む、請求項9に記載のモータ制御装置。
  11.  前記第3ケース部には、前記制御部と前記電源部とを隔離する第2隔壁(132)が設けられており、
     前記制御部は、前記第3ケース部の前記第2隔壁に対して前記モータ、前記巻線切替部および前記電力変換部とは反対側の領域に配置されており、
     前記電源部は、前記第3ケース部の前記第2隔壁に対して前記制御部とは反対側の領域に配置されている、請求項10に記載のモータ駆動装置。
  12.  前記第2隔壁には、前記制御部および前記電源部に接続される配線を通過させる第2穴部(132a)が設けられている、請求項11に記載のモータ駆動装置。
  13.  前記電力変換部に入力される電力を平滑化する平滑コンデンサ(2)をさらに備え、
     前記平滑コンデンサは、前記第3ケース部の前記第2隔壁に対して前記制御部と同じ側の領域に配置されている、請求項11または12に記載のモータ駆動装置。
  14.  前記巻線切替部および前記電力変換部は、スイッチ素子を含み、
     前記巻線切替部および前記電力変換部の制御を行う制御部と、
     前記スイッチ素子を動作させるための電源を供給する電源部とをさらに備え、
     前記複数のケース部は、前記モータが収容される第1ケース部と、前記巻線切替部および前記電力変換部が収容される第2ケース部と、前記制御部および前記電源部が収容される第3ケース部とを含み、
     前記第1ケース部、前記第2ケース部および前記第3ケース部は、互いに前記モータの回転軸(31)の延びる方向に沿って結合されている、請求項1~13のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。
  15.  前記第1ケース部、前記第2ケース部および前記第3ケース部は、それぞれ、前記モータの回転軸の延びる方向に沿って延びる筒状に形成されている、請求項14に記載のモータ駆動装置。
  16.  前記第3ケース部の前記第1ケース部および前記第2ケース部とは反対側には、前記第3ケース部を密閉する第1蓋部(15)が設けられている、請求項14または15に記載のモータ駆動装置。
  17.  前記複数のケース部は、前記モータと前記巻線切替部および前記電力変換部との電気的な接続をとるための接続端子部(61、65、68、69)が収容される第4ケース部(14)をさらに含み、
     前記第4ケース部が前記第1ケース部と前記第2ケース部との間に配置された状態で、前記第1ケース部、前記第4ケース部、前記第2ケース部および前記第3ケース部が互いに前記モータの回転軸の延びる方向に沿って結合されている、請求項14~16のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。
  18.  前記第4ケース部の側面のうちの前記接続端子部に対応する部分には、開口(141c、141d)が設けられており、
     前記第4ケース部には、前記開口を覆う開閉可能な第2蓋部(16)が設けられている、請求項17に記載のモータ制御装置。
  19.  少なくとも前記複数のケース部の互いに結合されている部分は、シール部(50)により封止されている、請求項1~18のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。
  20.  前記巻線切替部および前記電力変換部は、スイッチ素子を含み、
     前記巻線切替部および前記電力変換部の制御を行う制御部と、
     前記スイッチ素子を動作させるための電源を供給する電源部とをさらに備え、
     前記複数のケース部は、前記モータが収容される第1ケース部と、前記巻線切替部および前記電力変換部が収容される第2ケース部と、前記制御部および前記電源部が収容される第3ケース部と、前記モータと前記巻線切替部および前記電力変換部との電気的な接続をとるための接続端子部が収容される第4ケース部とを含み、
     前記第3ケース部の前記第1ケース部および前記第2ケース部とは反対側には、前記第3ケース部を密閉する第1蓋部が設けられており、
     前記第4ケース部の側面のうちの前記接続端子部に対応する部分には、開口が設けられており、
     前記第4ケース部には、前記開口を覆う開閉可能な第2蓋部が設けられており、
     前記第1ケース部、前記第2ケース部、前記第3ケース部および前記第4ケース部の互いに結合されている部分に加えて、前記第3ケース部と前記第1蓋部との間の部分、および、前記第4ケース部と前記第2蓋部との間の部分も、前記シール部により封止されている、請求項19に記載のモータ駆動装置。
  21.  前記巻線切替部および前記電力変換部は、スイッチ素子を含み、
     前記スイッチ素子は、SiCからなる半導体により構成されている、請求項1~20のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。
  22.  前記電力変換部は、直流電力を交流電力に変換するインバータ部(1)を含む、請求項1~21のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。
  23.  前記複数のケース部は、締結部材(41、42、43)によって互いに締結されることにより結合されている、請求項1~22のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。
  24.  車両本体部(101)と、
     前記車両本体部の内部に設けられるモータ駆動部(10)とを備え、
     前記モータ駆動部は、
     高速駆動用巻線(3a)および低速駆動用巻線(3b)を含むモータ(3)と、
     前記モータの前記高速駆動用巻線および前記低速駆動用巻線の接続状態の切り替えを行う巻線切替部(4)と、
     前記モータに接続される電力変換部(1)と、
     少なくとも前記モータ、前記巻線切替部および前記電力変換部が収容される複数のケース部(11、12、13、14)とを含み、
     前記複数のケース部は、互いに結合されている、車両(100)。
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