(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータが収容されるモータハウジング部と、インバータが収容されるインバータハウジング部と、を一体に有する共通ハウジングと、
前記インバータが取り付けられるトレイと、
を備えた機電一体駆動ユニットにおいて、
前記モータのステータは、前記モータハウジング部の内径を拡大する圧入嵌合状態で固定され、
前記トレイは、前記モータハウジング部の外周面から突出し、トレイ固定面を有する複数のトレイ取付部に取り付けられ、
前記複数のトレイ取付部は、前記モータのモータ中心軸と平行な平行線の線上位置に配置される
ことを特徴とする機電一体駆動ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載された機電一体駆動ユニットにおいて、
前記インバータのインバータ強電端子の強電接続位置は、前記平行線の線上位置に配置される
ことを特徴とする機電一体駆動ユニット。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された機電一体駆動ユニットにおいて、
前記インバータに形成されるインバータ冷媒流路の流路接続位置は、前記平行線の線上位置に配置される
ことを特徴とする機電一体駆動ユニット。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか一項に記載された機電一体駆動ユニットにおいて、
前記トレイ取付部のトレイ拘束点は、前記平行線の線上位置に配置され、
前記トレイ取付部は、前記トレイ拘束点を通る取付中心軸線が、前記モータ中心軸と交差する位置に配置される
ことを特徴とする機電一体駆動ユニット。
【請求項５】
請求項１から請求項３までの何れか一項に記載された機電一体駆動ユニットにおいて、
前記トレイ取付部のトレイ拘束点は、前記平行線の線上位置に配置され、
前記トレイ取付部は、前記トレイ拘束点を通る取付中心軸線が前記モータ中心軸から径方向へオフセットした位置に配置される
ことを特徴とする機電一体駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータとインバータを一体に有する機電一体駆動ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動車両において、インバータ一体型モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。即ち、その電動車両において、インバータ部とモータ部は一つのアウターハウジングを共有することで、一体化されている。そのアウターハウジングの内側には、別体になったインナーハウジングがあり、その内側にはモータのコイル（ステータコイル）が備わっている。また、インバータ部の内部がインバータ室になっている。インバータは、直方体形状の放熱板（トレイ）に取り付けられている。また、放熱板の各角部は、インバータ室の床面にボルトがボルト穴と締結されることにより固定されている。そのボルト穴は、インナーハウジングの周方向の異なる位置に配置されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2011-182480号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、モータハウジングにステータを取り付ける際、焼嵌めや圧入等によって取り付ける。例えば、焼嵌めの場合、熱によって膨張させたモータハウジングの収縮を利用して、モータハウジングの内周面にステータを固定するので、モータハウジングの内径が拡大する（変形する）おそれがある。その焼嵌めを、従来の車両に適用して、インナーハウジングの内径面にステータコイルを固定するとき、熱によってアウターハウジングの内径が拡大するおそれがある。このようにアウターハウジングの内径が拡大してしまうと、ボルト穴がインナーハウジングの周方向の異なる位置に配置されているので、各ボルト穴の位置にズレが発生する。そして、放熱板を固定する固定面の平面度が保たれなくなり、トレイ固定時、トレイに歪みが生じるおそれがある、という問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、トレイ固定時、トレイに生じる歪みを軽減することができる機電一体駆動ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の機電一体駆動ユニットは、共通ハウジングと、トレイと、を備えている。前記共通ハウジングは、モータが収容されるモータハウジング部と、インバータが収容されるインバータハウジング部と、を一体に有している。前記トレイには、インバータが取り付けられる。
この機電一体駆動ユニットにおいて、モータのステータは、モータハウジング部の内径を拡大する圧入嵌合状態で固定される。トレイは、モータハウジング部の外周面から突出し、トレイ固定面を有する複数のトレイ取付部に取り付けられる。その複数のトレイ取付部は、モータのモータ中心軸と平行な平行線の線上位置に配置される。
【発明の効果】
【０００７】
この結果、トレイ固定時、トレイに生じる歪みを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の機電一体駆動ユニットを示す分解斜視図である。
【図２】実施例１の機電一体駆動ユニットにおいて共通ハウジングの内部構造を示す断面図であって、図１のI−I線における断面図である。
【図３】実施例１の機電一体駆動ユニットにおけるパワーモジュール・モータ端子・平滑コンデンサ端子をモータハウジング側からＺ方向に向かって見たときの状態を示す図である。
【図４】実施例１の機電一体駆動ユニットにおけるインバータハウジング部に収容されるトレイ取付部・パワーモジュール・トレイ・ボルト・連通流路部・モータ端子・平滑コンデンサ端子をＹ方向から見たときの状態を示す図である。
【図５】実施例１の機電一体駆動ユニットにおけるトレイ取付部のレイアウト構成を示す概略斜視図である。
【図６】実施例１の機電一体駆動ユニットにおけるトレイ取付部のレイアウト構成を示す概略断面図であって、図５のII−II線における概略断面図である。
【図７】比較例の機電一体システムのステータ圧入前とステータ圧入後を示す概略斜視図と概略断面図である。
【図８】実施例１の機電一体駆動ユニットのステータ圧入前とステータ圧入後を示す概略斜視図と概略断面図である。
【図９】実施例２の機電一体駆動ユニットにおけるトレイ取付部のレイアウト構成を示す概略斜視図である。
【図１０】実施例２の機電一体駆動ユニットにおけるトレイ取付部のレイアウト構成を示す概略断面図であって、図９のIII−III線における概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の機電一体駆動ユニットを実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例２に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
実施例１における機電一体駆動ユニットは、電気自動車において走行用駆動源として搭載されるモータ/ジェネレータに適用したものである。以下、実施例１の機電一体駆動ユニットの構成を、「全体構成」と、「機電一体駆動ユニットの要部レイアウト構成」に分けて説明する。
【００１１】
［全体構成］
図１は、実施例１の機電一体駆動ユニットを示す。図２は、実施例１の機電一体駆動ユニットにおいて共通ハウジングの内部構造を示す。図３と図４は、実施例１の機電一体駆動ユニットにおけるパワーモジュールを示す。図５は、実施例１の機電一体駆動ユニットにおけるトレイ取付部のレイアウト構成を示す。以下、図１〜図５に基づいて、実施例１の機電一体駆動ユニットの全体構成を説明する。
【００１２】
機電一体駆動ユニット１は、図１に示すように、共通ハウジング２と、モータ３と、インバータ４（電力変換部）と、トレイ５（基礎部品）と、エンドプレート１０と、減速機１１と、カバー１２と、を備える。機電一体駆動ユニット１は、モータ３とインバータ４とが一体化した機電一体型のユニットである。
【００１３】
前記共通ハウジング２は、図１と図２に示すように、モータハウジング部２１と、インバータハウジング部２２と、を一体に有する。モータハウジング部２１とインバータハウジング部２２は、図１と図２に示すように、Ｚ方向に並べられる。即ち、モータハウジング部２１とインバータハウジング部２２は、図１と図２に示すように、Ｚ方向の重なる位置に配置される。言い換えると、図１と図２において、共通ハウジング２をカバー１２からＺ方向に向かって見たとき、インバータハウジング部２２の全体がモータハウジング部２１と重なり合う状態に配置される。なお、共通ハウジング２は、不図示の冷媒流入口と冷媒流出口を有する。冷媒流入口と冷媒流出口には、冷媒（例えば、冷却水）が流れる。
【００１４】
前記モータハウジング部２１は、図１に示すように、ほぼ円筒形状である。モータハウジング部２１は、図１に示すように、第１MH開口部211と第２MH開口部212を有する。モータハウジング部２１は、図１と図２に示すように、トレイ取付部213と、複数のMH冷媒流路部214と、を有する。モータハウジング部２１には、図１と図２に示すように、モータ３が収容される。
【００１５】
前記第１MH開口部211と前記第２MH開口部212は、図１に示すように、Ｘ方向に開口される。第１MH開口部211は、図１に示すように、Ｘ方向においてエンドプレート１０側に形成される。第２MH開口部212は、図１に示すように、Ｘ方向において減速機１１側に形成される。第１MH開口部211は、エンドプレート１０により閉塞される。第２MH開口部212は、図１に示すように、減速機１１の減速機ハウジング11aにより閉塞される。
【００１６】
前記トレイ取付部213は、図１等に示すように、ほぼ円柱形状である。トレイ取付部213は、図１と図２に示すように、モータハウジング部２１の外周面21aからＺ方向へ２つ突出している。各トレイ取付部213には、図２に示すように、トレイ５が取り付けられる。各トレイ取付部213は、図５に示すように、Ｚ方向にトレイ固定面213aを有する。各トレイ固定面213aには、図２に示すように、トレイ５が載置されると共にトレイ５が固定される。各トレイ固定面213aは、平面である。各トレイ取付部213には、図４と図５等に示すように、ボルト穴部213bが開穴される。
【００１７】
前記複数のMH冷媒流路部214は、MH冷媒流路を形成する。MH冷媒流路には、冷媒（例えば、冷却水）が流れる。複数のMH冷媒流路部214は、図１と図２に示すように、周方向に等間隔に８つ配置される。複数のMH冷媒流路部214は、図１に示すように、モータハウジング部２１の外周面21aと内周面21bとの間に形成される。複数のMH冷媒流路部214は、図１に示すように、第１MH開口部211から第２MH開口部212まで、モータハウジング部２１のＸ方向に沿ってそれぞれ延びる。複数のMH冷媒流路部214のうちモータハウジング部２１の周方向に隣り合うMH冷媒流路部214は、モータハウジング部２１の外周面21aと内周面21bとの間で連通される。複数のMH冷媒流路部214のうち１つのMH冷媒流路部214は、後述する連通流路部８（図２参照）と連通される。また、複数のMH冷媒流路部214のうち後述する連通流路部８と連通されない１つのMH冷媒流路部214は、不図示の冷媒流出口に連通される。
【００１８】
前記インバータハウジング部２２は、図１と図２に示すように、モータハウジング部２１の外周面21aの一部と側面部22aから構成される。インバータハウジング部２２の側面部22aは、図１と図２に示すように、プレート形状である。インバータハウジング部２２の側面部22aは、図１と図２に示すように、モータハウジング部２１の外周面21aからＺ方向に突出している。インバータハウジング部２２のＸ方向の長さは、図１に示すように、モータハウジング部２１のＸ方向の長さと同等である。また、インバータハウジング部２２のＹ方向の長さは、図２に示すように、モータハウジング部２１のＹ方向の長さ（径の長さ）よりも短い。つまり、図１と図２において、共通ハウジング２をカバー１２からＺ方向に向かって見たとき、インバータハウジング部２２の全体がモータハウジング部２１と重なり合う状態に配置される。インバータハウジング部２２は、図１に示すように、IH開口部221を有する。インバータハウジング部２２には、図１に示すように、ボルト穴部22bが開穴される。インバータハウジング部２２には、図１と図２に示すように、トレイ取付部213と、インバータ４と、トレイ５と、ボルト６、連通流路部８と、が収容される。
【００１９】
前記IH開口部221は、図１に示すように、Ｚ方向のカバー１２側に開口される。IH開口部221は、図１と図２に示すように、カバー１２により閉塞される。カバー１２は、図２に示すように、ボルト12aによりインバータハウジング部２２に取り付けられる。なお、カバー１２は、図１に示すように、プレート形状である。
【００２０】
前記モータ３は、三相交流同期型モータである。モータ３は、図１と図２に示すようにモータシャフト３１（モータ中心軸）と、ロータ３２と、ステータ３３と、モータ端子３４（図３と図４参照）等と、を備える。モータシャフト３１は、エンドプレート１０と減速機１１に接続される。ロータ３２は、モータシャフト３１に固定される。ステータ３３は、圧入嵌合状態により、モータハウジング部２１の内周面21bに固定される。モータ端子３４は、図３と図４に示すように、ステータ３３におけるステータコイルのＵ相・Ｖ相・Ｗ相の各相に対応するモータ端子34U，34V，34Wを有する。モータ端子34U，34V，34Wの一端のそれぞれは、不図示のステータコイルのＵ相・Ｖ相・Ｗ相に接続される。モータ端子34U，34V，34Wの他端は、図３と図４に示すように、後述する交流バスバー411に接続される。
ここで、「圧入嵌合状態」とは、焼嵌めや圧入等の手段を用いて、モータハウジング部２１の内径21R（図２参照）を拡大する状態のことである。
【００２１】
前記インバータ４は、不図示の電源からの電力を変換して、モータ３へ供給するための電力を出力する。具体的には、インバータ４は、直流電流を三相交流電流に変換して、モータ３へ供給する。なお、直流電流は、車両の駆動用高電圧バッテリからジャンクションボックスを介して給電される。また、直流電流は、後述するパワーモジュール４１によって三相交流電流に変換される。その三相交流電流は、モータ３のモータ回転数に同期した周波数で目標トルクに応じた値の電流である。三相交流電流は、ＰＷＭ信号によって、半導体スイッチング素子をスイッチングすることにより生成される。インバータ４は、図１と図２に示すように、トレイ５に支持された状態で取り付けられる。インバータ４は、図１と図２に示すように、パワーモジュール４１と、平滑コンデンサ４２と、不図示の制御基板等の各種電子部品と、を有する。インバータ４は、トレイ５にパワーモジュール４１や平滑コンデンサ４２等を配置するモジュール構造である。
【００２２】
パワーモジュール４１は、図３と図４に示すように、半導体スイッチング素子等を樹脂モールド成形して一体化したものである。パワーモジュール４１は、図２に示すように、ボルト６によりトレイ取付部213に取り付けられる。パワーモジュール４１は、図３と図４に示すように、交流バスバー411（インバータ強電端子）と、直流バスバー412（インバータ強電端子）と、PM冷媒流路部413（インバータ冷媒流路）と、PM取付穴部414と、を有する。
【００２３】
前記交流バスバー411は、図３と図４に示すように、ステータ３３におけるステータコイルのＵ相・Ｖ相・Ｗ相の各相に対応する交流バスバー41U，41V，41W（インバータ強電端子）を有する。図３と図４に示すように、交流バスバー41U，41V，41Wの一端はパワーモジュール４１に接続され、交流バスバー41U，41V，41Wのそれぞれの他端はステータ３３側のモータ端子34U，34V，34Wのそれぞれに接続される。つまり、交流バスバー41U，41V，41Wの他端が、強電接続位置となる。
【００２４】
前記直流バスバー412は、図３と図４に示すように、平滑コンデンサ４２のＰ相・Ｎ相の各相に対応する直流バスバー41P，41Nを有する。図３と図４に示すように、直流バスバー41P，41Nの一端はパワーモジュール４１に接続され、直流バスバー41P，41Nのそれぞれの他端は平滑コンデンサ４２の平滑コンデンサ端子421（42P、42N）のそれぞれに接続される。つまり、直流バスバー41P，41Nの他端が、強電接続位置となる。
【００２５】
前記PM冷媒流路部413は、PM冷媒流路（インバータ冷媒流路）を形成する。PM冷媒流路には、冷媒（例えば、冷却水）が流れる。PM冷媒流路部413は、図３と図４に示すように、樹脂モールド成形により樹脂モールド部41aの内部に形成される。PM冷媒流路部413は、図４に示すように、PM冷媒流入口413aと、PM冷媒連通流路部413bと、PM冷媒流出口413cと、を有する。
【００２６】
前記PM冷媒流入口413aと前記PM冷媒流出口413cは、図３と図４に示すように、樹脂モールド部41aにおいてPM冷媒連通流路部413bよりもＺ方向のモータハウジング部２１側に設けられる。PM冷媒流入口413aは、図４に示すように、樹脂モールド部41aにおいてＸ方向の直流バスバー412側に設けられる。PM冷媒流出口413cは、図４に示すように、樹脂モールド部41aにおいてＸ方向の交流バスバー411側に設けられる。PM冷媒流入口413aとPM冷媒流出口413cのそれぞれは、Ｏリング７を介して、後述するトレイ冷媒流路部５２と接続される。つまり、PM冷媒流入口413aとPM冷媒流出口413cのそれぞれが、インバータ４に形成されるPM冷媒流路の流路接続位置となる。
【００２７】
前記PM冷媒連通流路部413bは、図４に示すように、PM冷媒流入口413aとPM冷媒流出口413cに連通される。PM冷媒連通流路部413bは、図３に示すように、樹脂モールド部41aにおいてＹ方向に広がっている。PM冷媒連通流路部413bは、図４に示すように、樹脂モールド部41aにおいてＸ方向に沿って延びる。
【００２８】
前記PM取付穴部414は、図３と図４に示すように、樹脂モールド部41aのＸ方向の両端部に１つずつ設けられる。PM取付穴部414は、図４に示すように、Ｚ方向に開穴される。
【００２９】
前記平滑コンデンサ４２は、電圧変動を平滑にする。平滑コンデンサ４２は、パワーモジュール４１と不図示の電源との間に設けられる。平滑コンデンサ４２は、パワーモジュール４１と不図示の電源のそれぞれと接続される。平滑コンデンサ４２は、図３と図４に示すように、平滑コンデンサ端子421（インバータ強電端子）を有する。
【００３０】
前記平滑コンデンサ端子421は、図３と図４に示すように、直流バスバー412のＰ相・Ｎ相の各相に対応する平滑コンデンサ端子42P，42Nを有する。図３と図４に示すように、平滑コンデンサ端子42P，42Nの一端は平滑コンデンサ４２に接続され、平滑コンデンサ端子42P，42Nのそれぞれの他端は直流バスバー41P，41Nのそれぞれに接続される。なお、平滑コンデンサ４２と電源は、不図示の端子によって接続される。
【００３１】
前記トレイ５は、図１と図２に示すように、インバータ４を支持する。トレイ５は、図１と図５等に示すように、プレート形状である。トレイ５は、図２等に示すように、トレイ固定面213aに固定される。トレイ５は、図２等に示すように、ボルト６によりトレイ取付部213に取り付けられる。トレイ５は、図４と図５に示すように、トレイ取付穴部５１とトレイ冷媒流路部５２を２つずつ有する。トレイ冷媒流路部５２は、トレイ冷媒流路を形成する。トレイ冷媒流路には、冷媒（例えば、冷却水）が流れる。トレイ冷媒流路部５２は、図４と図５に示すように、Ｘ方向において２つのトレイ取付穴部５１の間に配置される。トレイ取付穴部５１とトレイ冷媒流路部５２は、図５に示すように、Ｚ方向に開穴される。トレイ冷媒流路部５２のそれぞれには、図４等に示すように、後述する連通流路部８が連通される。
【００３２】
前記連通流路部８は、連通流路を形成する。連通流路には、冷媒（例えば、冷却水）が流れる。連通流路部８は、図４に示すように、第１連通流路部８１と第２連通流路部８２を有する。第１連通流路部８１と第２連通流路部８２は、Ｘ方向において２つのトレイ取付部213の間に配置される。第１連通流路部８１の一端は、不図示の冷媒流入口に接続される。第１連通流路部８１の他端は、トレイ冷媒流路部５２とＯリング７を介してPM冷媒流入口413aに接続される。また、第２連通流路部８２の一端は、トレイ冷媒流路部５２とＯリング７を介してPM冷媒流出口413cに接続される。第２連通流路部８２の他端は、図２に示すように、複数のMH冷媒流路部214のうち１つのMH冷媒流路部214に連通される。
【００３３】
［機電一体駆動ユニットの要部レイアウト構成］
図５と図６は、実施例１の機電一体駆動ユニットにおけるトレイ取付部のレイアウト構成を示す。以下、図３〜６に基づいて、実施例１の機電一体駆動ユニットの要部レイアウト構成を説明する。
【００３４】
各トレイ取付部213は、図５に示すように、トレイ５を拘束するトレイ拘束点213c（ボルト穴部213bの一部）を有する。図５に示すように、２つのトレイ拘束点213cを結んだ線をラインL1（平行線）とする。共通ハウジング２をＹ方向から見たとき、そのラインL1は、モータシャフト３１と平行である。言い換えると、共通ハウジング２をＺ方向から見たとき、そのラインL1は、モータシャフト３１と重なり合う。つまり、複数のトレイ取付部213は、図５に示すように、モータシャフト３１と平行なラインL1の線上位置に配置される。各トレイ拘束点213cには、図５と図６に示すように、取付中心軸線L2が通る。
ここで、「ラインL1の線上位置」とは、厳密にラインL1の線上である必要はなく、ラインL1と平行であって、ラインL1から僅かに離れた位置に配置されるものも線上位置とする。つまり、ラインL1が、円柱状ラインと想定した場合、円柱状の領域に含む位置であれば良い。
【００３５】
前記取付中心軸線L2は、図６に示すように、モータシャフト３１と交差する。図６において、取付中心軸線L2は、モータシャフト３１と直交する。つまり、トレイ取付部213は、図５と図６に示すように、取付中心軸線L2がモータシャフト３１と直交する位置に配置される。
【００３６】
図３に示すように、パワーモジュール４１をモータハウジング部２１側からＺ方向に向かって見たとき、交流バスバー41U，41V，41Wの他端と、直流バスバー41P，41Nの他端と、PM冷媒流入口413aと、PM冷媒流出口413cと、PM取付穴部414と、はＸ方向に沿って直線状に配置される。このうち、図４に示すように、強電接続位置である交流バスバー41U，41V，41Wのそれぞれの他端を結んだ線を強電接続線L3とする。なお、この強電接続線L3の延長線上には、強電接続位置である直流バスバー41P，41Nのそれぞれの他端が配置される。また、図４に示すように、流路接続位置であるPM冷媒流入口413aと流路接続位置であるPM冷媒流出口413cを結んだ線を流路接続線L4とする。
【００３７】
図４に示すように、パワーモジュール４１等をＹ方向から見たとき、強電接続線L3と流路接続線L4は、ラインL1と平行である。言い換えると、図３に示すように、パワーモジュール４１をモータハウジング部２１側からＺ方向に向かって見たとき、その強電接続線L3と流路接続線L4は、ラインL1と重なり合う。また、図４に示すように、強電接続線L3と流路接続線L4は、ラインL1から僅かにＺ方向へ離れた位置に配置される。つまり、交流バスバー41U，41V，41Wの他端と、直流バスバー41P，41Nの他端と、PM冷媒流入口413aと、PM冷媒流出口413cと、はラインL1の線上位置に配置される。
【００３８】
ボルト穴部213bとトレイ取付穴部５１とPM取付穴部414は、図４に示すように、取付中心軸線L2（Ｚ方向）に沿って配置される。図４に示すように、ボルト穴部213bとトレイ取付穴部５１とPM取付穴部414にボルト６が通され、トレイ取付部213にパワーモジュール４１とトレイ５が固定される。
【００３９】
次に作用を説明する。
実施例１の機電一体駆動ユニットにおける作用を、「冷却水の流れ作用」と、「機電一体駆動ユニットの基本特徴作用」と、「機電一体駆動ユニットの特徴作用」と、に分けて説明する。
【００４０】
［冷却水の流れ作用］
以下、冷却水の流れについて説明する。
冷却水は、共通ハウジング２の外部から冷媒流入口へ流入される。次いで、冷媒流入口から流入された冷却水は、第１連通流路部８１の一端を介して、連通流路（第１連通流路部８１）へ流入される。次いで、連通流路へ流入された冷却水は、第１連通流路部８１の他端を介して、平滑コンデンサ４２側のトレイ冷媒流路（トレイ冷媒流路部５２）へ流入される。次いで、平滑コンデンサ４２側のトレイ冷媒流路へ流入された冷却水は、Ｏリング７とPM冷媒流入口413aを介して、PM冷媒流路（PM冷媒流路部413）へ流入される。次いで、PM冷媒流路へ流入された冷却水は、PM冷媒連通流路部413bとPM冷媒流出口413cとＯリング７を介して、モータ端子３４側のトレイ冷媒流路（トレイ冷媒流路部５２）へ流入される。つまり、PM冷媒流路へ冷却水が流入される。これにより、パワーモジュール４１が冷却される。
【００４１】
次いで、トレイ冷媒流路へ流入された冷却水は、第２連通流路部８２の一端を介して、連通流路（第２連通流路部８２）へ流入される。次いで、連通流路へ流入された冷却水は、第２連通流路部８２の他端と複数のMH冷媒流路部214のうち１つのMH冷媒流路部214を介して、MH冷媒流路へ流入される（図２参照）。次いで、その１つのMH冷媒流路部214を介してMH冷媒流路へ流入された冷却水は、各MH冷媒流路部214へ流入されながら、全てのMH冷媒流路へ流入される。次いで、MH冷媒流路へ流入された冷却水は、複数のMH冷媒流路部214のうち第２連通流路部８２と連通されない１つのMH冷媒流路部214を介して、冷媒流出口へ流入される。次いで、冷媒流出口へ流入された冷却水は、共通ハウジング２の外部へ流出される。つまり、MH冷媒流路へ冷却水が流入される。これにより、モータ３が冷却される。
【００４２】
［機電一体駆動ユニットの基本特徴作用］
実施例１のような電気自動車では、モータ３とインバータ４とが一体化した機電一体型のユニットとされる。このため、強電ハーネスや冷却水ホースの廃止、筺体の統合による大物部品削減のメリットがある。
【００４３】
実施例１では、インバータ４はモジュール構造とされる。このようにインバータ４の構造をモジュール構造とすることにより、生産工程における組立てメインライン工程の短縮や、複数のサプライヤーからの供給を受けることができ、商品力が向上するメリットがある。
【００４４】
実施例１では、トレイ５に、パワーモジュール４１や平滑コンデンサ４２等の部品が配置される。
例えば、トレイが無い機電一体型のユニットでは、モータハウジングは、インバータ設計に合わせて形状を設計する。しかし、インバータが有するパワーモジュールやコンデンサ等の部品は、技術進歩が速く、小型化などの形状変更が生じやすい。このため、その都度、インバータに合わせたモータハウジングを用意する必要がある。
これに対し、実施例１では、トレイ５を有する機電一体型のユニットであるので、モータハウジング部２１の種類を増やさずに、インバータ４の変更が可能となる。
【００４５】
［機電一体駆動ユニットの特徴作用］
例えば、従来、トレイ取付部が、モータハウジングの周方向の異なる位置に配置される機電一体システムを比較例とする。以下、図７に基づいて、比較例について説明する。図７は、比較例の機電一体システムのステータ圧入前とステータ圧入後を示す。
【００４６】
比較例の機電一体システムは、図７に示すように、モータハウジングとトレイ取付部（４つ）を有する。トレイ取付部は、モータハウジングの周方向の異なる位置に配置される。トレイ取付部は、トレイ固定面を有する。このトレイ固定面は、図７のステータ圧入前（下図）に示すように、平面である。
【００４７】
しかし、モータハウジングにステータを取り付ける際、焼嵌めや圧入等によって取り付ける。例えば、圧入の場合、ステータに圧力を加え、モータハウジングへ押し込む。そして、モータハウジングの内周面にステータを固定するので、モータハウジングが変形するおそれがある。
【００４８】
その圧入を比較例の機電一体システムに適用して、モータハウジングの内周面にステータを固定するとき、図７のステータ圧入後に示すように、圧入嵌合によってモータハウジングの内径が拡大される。即ち、図７のステータ圧入後に示すように、モータハウジング部２１が周方向（図７の矢印方向）に広がる歪みが生じる。このため、各トレイ取付部の位置にズレが発生して、図７のステータ圧入後に示すように、各トレイ固定面の平面度が保たれなくなる。これにより、トレイ固定時、トレイに歪みが生じてしまう。加えて、各トレイ固定面の平面度が保たれなくなるので、トレイの固定位置の相対的穴位置および穴ピッチが変化してしまう。
【００４９】
これに対し、実施例１では、モータ３のステータ３３は、モータハウジング部２１の内径を拡大する圧入嵌合状態で固定される。また、トレイ５は、複数のトレイ取付部213に取り付けられる。この複数のトレイ取付部213は、モータハウジング部２１の外周面21aから突出し、トレイ固定面213aを有する。そして、複数のトレイ取付部213は、モータ３のモータシャフト３１と平行なラインL1の線上位置に配置される（図１と図５）。
即ち、圧入嵌合状態によりモータハウジング部の内径が拡大されても、各トレイ固定面の平面度が保たれる。以下、図８に基づいて、平面度保持作用を説明する。図８は、実施例１の機電一体駆動ユニットステータ圧入前とステータ圧入後を示す。
【００５０】
実施例１において、複数のトレイ取付部213は、図８のステータ圧入前に示すように、モータ３のモータシャフト３１と平行なラインL1の線上位置に配置される。トレイ固定面213aは、図８のステータ圧入前（下図）に示すように、平面である。
【００５１】
そして、ステータ３３をモータハウジング部２１の内周面21bに固定する際、図８のステータ圧入後に示すように、圧入嵌合状態によりモータハウジング部２１の内径21Rが拡大される。即ち、図８のステータ圧入後に示すように、モータハウジング部２１が周方向（図８の矢印方向）に広がる歪みが生じる。しかし、複数のトレイ取付部がモータシャフト３１と平行なラインL1の線上位置に配置されているので、そのような歪みが生じても、図８のステータ圧入後に示すように、各トレイ固定面の平面度が保たれる。
この結果、トレイ固定時、トレイ５に生じる歪みが軽減される。加えて、各トレイ固定面の平面度が保たれるので、トレイの固定位置の相対的穴位置および穴ピッチの変化を抑制できる。
【００５２】
実施例１では、強電接続線L3は、ラインL1と平行である。つまり、交流バスバー41U，41V，41Wの他端（強電接続位置）は、ラインL1の線上位置に配置される（図４）。
【００５３】
例えば、圧入嵌合によってモータハウジングの内径が拡大され、モータハウジングが変形する。これにより、インバータとモータを電気的に接続する接続位置が予定していた位置からズレてしまうと、インバータとモータとを電気的に接続できないおそれがある。このような場合には、位置ズレを吸収する位置調整機構が必要となる。このため、位置調整機構の分のコストがかかると共に、その機構を設けるためのスペースが必要になってしまう。また、接続位置がズレたまま、インバータの端子にモータ側の端子をネジなどで固定すると、端子が曲がってしまうおそれもある。
【００５４】
これに対し、実施例１では、交流バスバー41U，41V，41Wの他端は、モータシャフト３１と平行なラインL1の線上位置に配置される。
即ち、圧入嵌合状態によりモータハウジング部２１の内径21Rが拡大され、モータハウジング部２１が周方向に広がる歪みが生じる。しかし、交流バスバー41U，41V，41Wの他端は、モータシャフト３１と平行なラインL1の線上位置に配置されているので、強電接続位置が保たれる。
従って、機電一体駆動ユニットにおける強電接続位置に、端子位置ズレを吸収する位置調整機構が不要となる。加えて、強電接続位置が保たれるので、交流バスバー41U，41V，41Wの他端とモータ端子34U，34V，34Wを接続する際、端子が曲がることを抑制できる。
【００５５】
実施例１では、流路接続線L4は、ラインL1と平行である。つまり、PM冷媒流路（PM冷媒流路部413PM）の冷媒流入口413a，PM冷媒流出口413c（流路接続位置）は、ラインL1の線上位置に配置される（図４）。
即ち、圧入嵌合状態によりモータハウジング部２１の内径21Rが拡大され、モータハウジング部２１が周方向に広がる歪みが生じる。しかし、流路接続位置は、モータシャフト３１と平行なラインL1の線上位置に配置されているので、流路接続位置が保たれる。つまり、流路接続位置の位置精度が高まる。
従って、流路接続位置の位置精度が高まることにより、水密信頼性が向上される。
【００５６】
実施例１では、トレイ取付部213のトレイ拘束点213cは、ラインL1の線上位置に配置される。また、トレイ取付部213は、トレイ拘束点213cを通る取付中心軸線L2が、モータシャフト３１と交差する位置に配置される（図５と図６）。
即ち、モータハウジング部２１のＺ方向の位置に、トレイ取付部213が配置される。このため、モータハウジング部２１のＺ方向の位置に、インバータ４と共にトレイ５が取り付けられる。これにより、モータハウジング部２１のＺ方向の位置に、インバータハウジング部２２が配置される。
従って、モータハウジング部２１のＺ方向にスペースがあるとき、このＺ方向のスペースを有効利用して、インバータハウジング部２２を設けることができる。
加えて、共通ハウジング２をカバー１２からＺ方向に向かって見たとき、インバータハウジング部２２の全体がモータハウジング部２１と重なり合う状態に配置される（図１や図２）。このため、モータハウジング部２１のＸ方向及びＹ方向にスペースがない構成において、共通ハウジング２を設けることができる。言い換えると、共通ハウジング２のＸ方向やＹ方向にスペースを確保することができる。
【００５７】
次に、効果を説明する。
実施例１の機電一体駆動ユニット１にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５８】
(1) モータ３が収容されるモータハウジング部２１と、インバータ４が収容されるインバータハウジング部２２と、を一体に有する共通ハウジング２と、
インバータ４が取り付けられるトレイ５と、
を備えた機電一体駆動ユニット１において、
モータ３のステータ３３は、モータハウジング部２１の内径21Rを拡大する圧入嵌合状態で固定され、
トレイ５は、モータハウジング部２１の外周面21aから突出し、トレイ固定面213aを有する複数のトレイ取付部213に取り付けられ、
複数のトレイ取付部213は、モータ３のモータ中心軸（モータシャフト３１）と平行な平行線（ラインL1）の線上位置に配置される（図１と図５）。
このため、トレイ固定時、トレイ５に生じる歪みを軽減することができる。
【００５９】
(2) インバータ４のインバータ強電端子（交流バスバー41U，41V，41W）の強電接続位置（交流バスバー41U，41V，41Wの他端）は、平行線（ラインL1）の線上位置に配置される（図４）。
このため、(1)の効果に加え、機電一体駆動ユニット１における強電接続位置（交流バスバー41U，41V，41Wの他端）に、端子位置ズレを吸収する位置調整機構が不要となる。
【００６０】
(3) インバータ４に形成されるインバータ冷媒流路（PM冷媒流路、PM冷媒流路部413）の流路接続位置（PM冷媒流入口413a，PM冷媒流出口413c）は、平行線（ラインL1）の線上位置に配置される（図４）。
このため、(1)または(2)の効果に加え、流路接続位置（PM冷媒流入口413a，PM冷媒流出口413c）の位置精度が高まることにより、水密信頼性を向上することができる。
【００６１】
(4) トレイ取付部213のトレイ拘束点213cは、平行線（ラインL1）の線上位置に配置され、
トレイ取付部213は、トレイ拘束点213cを通る取付中心軸線L2が、モータ中心軸（モータシャフト３１）と交差する位置に配置される（図５と図６）。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、モータハウジング部２１のＺ方向にスペースがあるとき、このＺ方向のスペースを有効利用して、インバータハウジング部２２を設けることができる。
【実施例２】
【００６２】
実施例２は、インバータハウジング部２２とトレイ取付部213の変形例である。図９と図１０に基づいて、実施例２の要部構成を以下に説明する。
【００６３】
まず、構成を説明する。
実施例２における機電一体駆動ユニットは、実施例１と同様に電気自動車において走行用駆動源として搭載されるモータ/ジェネレータに適用したものである。以下、実施例２の機電一体駆動ユニットの構成を、「全体構成」と、「機電一体駆動ユニットの要部レイアウト構成」に分けて説明する。
【００６４】
［全体構成］
図９と図１０は、実施例２の機電一体駆動ユニットにおけるトレイ取付部のレイアウト構成を示す。以下、図９と図１０に基づいて、実施例２の機電一体駆動ユニットの全体構成を説明する。
【００６５】
共通ハウジング２Ａは、図９に示すように、モータハウジング部２１と、インバータハウジング部２３と、を一体に有する。インバータハウジング部２３は、図９に示すように、実施例１とは異なり、モータハウジング部２１のＹ方向側へオフセットした位置に配置される。
【００６６】
前記インバータハウジング部２３は、図９に示すように、モータハウジング部２１の外周面21aの一部と側面部23aと底面部23bから構成される。インバータハウジング部２３の側面部23aと底面部23bは、図９に示すように、プレート形状である。インバータハウジング部２３の側面部23aのＸ方向に位置する２つは、図９に示すように、モータハウジング部２１の外周面21aと底面部23bからＺ方向に突出している。インバータハウジング部２３の側面部23aのＹ方向に位置する１つは、図９に示すように、モータハウジング部２１の外周面21aからＺ方向に突出している。また、インバータハウジング部２３の側面部23aのＹ方向に位置するもう１つは、図９に示すように、底面部23bからＺ方向に突出している。インバータハウジング部２３のＸ方向の長さは、図９に示すように、モータハウジング部２１のＸ方向の長さと同等である。また、インバータハウジング部２２のＹ方向の長さは、図９に示すように、共通ハウジング２をカバー１２からＺ方向に向かって見たとき、インバータハウジング部２３の一部がモータハウジング部２１と重なり合う状態に配置される。インバータハウジング部２３は、図９に示すように、実施例１のIH開口部221と同様のIH開口部231を有する。なお、インバータハウジング部２３には、実施例１のインバータハウジング部２２と同様にボルト穴部が開穴されるが、図示を省略する。インバータハウジング部２３には、実施例１と同様に、トレイ取付部213と、インバータ４と、トレイ５と、ボルト６、連通流路部８と、が収容される。
なお、図９と図１０に図示する他の構成は、実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。また、図９と図１０に図示しない他の構成は、実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００６７】
［機電一体駆動ユニットの要部レイアウト構成］
以下、図９〜１０に基づいて、実施例２の機電一体駆動ユニットの要部レイアウト構成を説明する。なお、図１０には、実施例１の強電接続線L3に相当する強電接続線L13と、実施例１の流路接続線L4に相当する流路接続線L14と、を示す。
【００６８】
各トレイ取付部213は、図９に示すように、トレイ９を拘束するトレイ拘束点213c（ボルト穴部213b）を有する。図９に示すように、２つのトレイ拘束点213cを結んだ線をラインL11（平行線）とする。共通ハウジング２ＡをＹ方向から見たとき、そのラインL11は、モータシャフト３１と平行である。つまり、複数のトレイ取付部213は、図９に示すように、モータシャフト３１と平行なラインL11の線上位置に配置される。各トレイ拘束点213cには、図９と図１０に示すように、取付中心軸線L12が通る。
ここで、「ラインL11の線上位置」とは、厳密にラインL11の線上である必要はなく、ラインL11と平行であって、ラインL11から僅かに離れた位置に配置されるものも線上位置とする。つまり、ラインL11が、円柱状ラインと想定した場合、円柱状の領域に含む位置であれば良い。
【００６９】
前記取付中心軸線L12は、図１０に示すように、モータシャフト３１と交差しない。図１０において、取付中心軸線L12は、モータシャフト３１から径方向へオフセットした位置となる。つまり、トレイ取付部213は、図９と図１０に示すように、取付中心軸線L12がモータシャフト３１から径方向へオフセットした位置に配置される。
【００７０】
強電接続線L13と流路接続線L14は、トレイ９をＹ方向から見たとき、ラインL11と平行である。言い換えると、図１０に示すように、トレイ９をモータハウジング部２１側からＺ方向に向かって見たとき、強電接続線L13と流路接続線L14は、ラインL11と重なり合う。また、図１０に示すように、強電接続線L13と流路接続線L14は、ラインL11から僅かにＺ方向へ離れた位置に配置される。つまり、交流バスバー41U，41V，41Wの他端と、直流バスバー41P，41Nの他端と、PM冷媒流入口413aと、PM冷媒流出口413cと、は実施例１と同様にラインL11の線上位置に配置される。
なお、他の「機電一体駆動ユニットの要部レイアウト構成」は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００７１】
次に作用を説明する。
実施例２の機電一体駆動ユニットにおける作用を、「機電一体駆動ユニットの特徴作用」について説明する。なお、「冷却水の流れ作用」と「機電一体駆動ユニットの基本特徴作用」は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００７２】
実施例２では、トレイ取付部213のトレイ拘束点213cは、ラインL11の線上位置に配置される。また、トレイ取付部213は、トレイ拘束点213cを通る取付中心軸線L12が、モータシャフト３１から径方向へオフセットした位置に配置される（図９と図１０）。
即ち、トレイ取付部213がオフセットした位置に配置されることにより、共通ハウジング２ＡのＺ方向の長さを、実施例１の共通ハウジング２よりも短くすることができる。
従って、共通ハウジング２のＺ方向にスペースが確保される。言い換えると、共通ハウジング２のＸ方向やＹ方向にスペースがあるとき、このＸ方向やＹ方向のスペースを有効利用して、インバータハウジング部２３を設けることができる。
なお、その他の「平面度保持作用」と「強電接続位置及び流路接続位置に関する作用」については、実施例１の「後退用発進クラッチ制御作用」と同様であるから説明を省略する。
【００７３】
次に、効果を説明する。
実施例２の機電一体駆動ユニット１にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７４】
(5) トレイ取付部213のトレイ拘束点213cは、平行線（ラインL11）の線上位置に配置され、
トレイ取付部213は、トレイ拘束点213cを通る取付中心軸線L12がモータ中心軸（モータシャフト３１）から径方向へオフセットした位置に配置される（図９と図１０）。
このため、上記(1)〜(3)の効果に加え、共通ハウジング２のＺ方向にスペースを確保することができる。
【００７５】
以上、本発明の機電一体駆動ユニットを実施例１〜実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、実施例１〜実施例２に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００７６】
実施例１〜実施例２では、トレイ取付部213が、モータハウジング部２１の外周面21aからＺ方向に突出する例を示した。具体的には、実施例１では、トレイ取付部213が、モータシャフト３１と平行なラインL1の線上位置に配置され、かつ、モータシャフト３１と取付中心軸線L2が交差する位置に配置される例を示した。また、実施例２では、トレイ取付部213が、モータシャフト３１と平行なラインL11の線上位置に配置され、かつ、取付中心軸線L12がモータシャフト３１から径方向へオフセットした位置に配置される例を示した。しかし、トレイ取付部213の配置は、実施例１と実施例２に限られない。例えば、実施例１において、トレイ取付部213が、モータハウジング部２１の外周面21aからＹ方向に突出しても良い。この場合にも、トレイ取付部213が、モータシャフト３１と平行なラインL1の線上位置に配置され、かつ、モータシャフト３１と取付中心軸線L2が交差する位置に配置される。要するに、トレイ取付部213が、モータシャフト３１と平行なラインL1，L11の線上位置に配置されていれば良い。言い換えると、トレイ取付部213が、モータシャフト３１の径方向の位置に配置されていれば良い。これにより、インバータハウジング部２１，２３のレイアウト自由度を増すことができる。
【００７７】
実施例１〜実施例２では、複数のトレイ取付部213を２つとする例を示した。しかし、トレイ取付部213の数は、３つでも、４つでも良い。要するに、トレイ取付部213は複数設けられていれば良い。
【００７８】
実施例１〜実施例２では、複数のトレイ取付部213がほぼ円柱形状である例を示した。しかし、トレイ取付部213は、直方体形状等の形状であっても良い。要するに、トレイ取付部213にトレイ５を取り付けることができれば良い。
【００７９】
実施例１〜実施例２では、強電接続位置と流路接続位置は、ラインL1，L11の線上位置に配置される例を示した。しかし、強電接続位置も流路接続位置も、ラインL1，L11の線上位置に配置されなくても良い。
【００８０】
実施例１〜実施例２では、冷媒を冷却水とする例を示した。しかし、冷媒は、冷却風（空気）等でも良い。要するに、モータ３やパワーモジュール４１等を冷却することができるものであれば良い。
【００８１】
実施例１〜実施例２では、本発明の機電一体駆動ユニットを、電気自動車において走行用駆動源として搭載されるモータに適用する例を示した。しかし、燃料電池車やハイブリッド車両等において走行用駆動源として搭載されるモータやインホイールモータ等に対しても、本発明の機電一体駆動ユニットを適用しても良い。その他、車両に限らず乗り物等に用いられるモータ等に対しても、本発明の機電一体駆動ユニットを適用しても良い。
【符号の説明】
【００８２】
１  機電一体駆動ユニット
２，２Ａ  共通ハウジング
２１  モータハウジング部
21a  モータハウジング部の外周面
21R  モータハウジング部の内径
２２  インバータハウジング部
213  トレイ取付部
213a  トレイ固定面
213c  トレイ拘束点
３  モータ
３１  モータシャフト（モータ中心軸）
３３  ステータ
４  インバータ
411  交流バスバー（インバータ強電端子）
413  PM冷媒流路部（PM冷媒流路、インバータ冷媒流路）
L1，L11  ライン（平行線）
L2，L12  取付中心軸線
【図１】
0006680083.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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