(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを収容する第１の空間を形成する第１ハウジングと、
前記モータを制御するインバータを収容する第２の空間を形成する第２ハウジングと、
前記モータと前記インバータの間で前記第１の空間と前記第２の空間を仕切る隔壁部と、を備え、
前記第２ハウジングは、前記モータの回転軸の反負荷側に臨むように前記第１ハウジングに取り付けられ、
前記隔壁部は、センサ配置部を有するとともに前記第２ハウジングと一体に形成される主壁と、前記センサ配置部を前記第２の空間側から塞ぐカバー部とを有し、
前記センサ配置部は、前記第１の空間と連通するとともに、前記第２の空間側が開放されており、前記モータの回転角を検出するレゾルバが収容され、
前記カバー部は、前記インバータと前記レゾルバを接続する複数の第１の信号線を挿通させる開口を有し、
前記開口に、前記第１の信号線と前記開口の隙間を塞ぎ、前記第１の空間内の冷却油または潤滑油が前記第２の空間へ侵入することを抑止するシール部材が配置され、
前記シール部材は、弾性変形可能な樹脂材料で一体形成され、前記第１の信号線を個別にそれぞれ挿通させる複数の孔を有し、
各々の前記孔は、個別に挿通された前記第１の信号線との隙間をシールするように内周側に突出する環状の段差部を有する
ことを特徴とするモータ組立体。
【請求項２】
前記レゾルバは、前記モータの回転軸の反負荷側に設けられ、前記カバー部に対向して配置される
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ組立体。
【請求項３】
前記第１の空間において前記モータのコイルは、冷却油で冷却される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ組立体。
【請求項４】
前記開口には、前記モータの温度を検知するサーミスタからの第２の信号線がさらに挿通され、
前記シール部材は、前記第２の信号線を挿通させる前記孔をさらに有する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモータ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境負荷低減の観点から、ＥＶ，ＨＥＶ，ＰＨＥＶ，ＦＣＶ等のように動力源としてモータを搭載した電動車両の開発や普及が進んでいる。
【０００３】
電動車両用のモータにおいては、車両の組立作業性の向上や省スペース化のために、モータと当該モータを制御するためのインバータ回路を一体化し、モジュール化されたモータ組立体とすることが提案されている。また、電動車両用のモータでは、冷却効率を高めるために、コイルを冷却油で冷却する構成が採用されることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２１９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種のモータ組立体において、モータ組立体の小型化や製造コストの抑制のためには、インバータとモータの筐体をできるだけ一体化することが好ましい。しかし、インバータはコイルの冷却油やモータの潤滑油などから確実にシールされる必要があるので、モータ組立体の筐体の構成やオイルシールの配置などにはさらなる工夫が求められている。
【０００６】
例えば、モータの回転軸にはモータの回転位置を検出するレゾルバが設けられ、当該レゾルバのハーネスはインバータに接続される。上記のインバータとレゾルバのハーネスの接続では、筐体やオイルシールの構成を簡素化しつつ、モータ側の油からインバータをシールすることが要望される。
【０００７】
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであって、モータ側の油からインバータをシールしつつインバータとレゾルバのハーネスを接続でき、かつ小型化や製造コストの抑制を図ることのできるモータ組立体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様であるモータ組立体は、モータを収容する第１の空間を形成する第１ハウジングと、モータを制御するインバータを収容する第２の空間を形成する第２ハウジングと、モータとインバータの間で第１の空間と第２の空間を仕切る隔壁部と、を備える。第２ハウジングは、モータの回転軸の反負荷側に臨むように第１ハウジングに取り付けられる。隔壁部は、センサ配置部を有するとともに第２ハウジングと一体に形成される主壁と、センサ配置部を第２の空間側から塞ぐカバー部とを有する。センサ配置部は、第１の空間と連通するとともに、第２の空間側が開放されており、前記モータの回転角を検出するレゾルバが収容される。カバー部は、インバータとレゾルバを接続する複数の第１の信号線を挿通させる開口を有し、開口に、第１の信号線と開口の隙間を塞ぎ、前記第１の空間内の冷却油または潤滑油が前記第２の空間へ侵入することを抑止するシール部材が配置される。シール部材は、弾性変形可能な樹脂材料で一体形成され、第１の信号線を個別にそれぞれ挿通させる複数の孔を有する。各々の孔は、個別に挿通された第１の信号線との隙間をシールするように内周側に突出する環状の段差部を有する。
【０００９】
上記のモータ組立体において、レゾルバは、モータの回転軸の反負荷側に設けられ、カバー部に対向して配置されてもよい。
上記のモータ組立体において、第１の空間においてモータのコイルは、冷却油で冷却されてもよい。
上記のモータ組立体において、開口には、モータの温度を検知するサーミスタからの第２の信号線がさらに挿通されてもよい。また、シール部材は、第２の信号線を挿通させる孔をさらに有していてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様のモータ組立体によれば、モータ側の油からインバータをシールしつつインバータとレゾルバのハーネスを接続でき、かつモータ組立体の小型化や製造コストの抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態のモータ組立体の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のII-II線断面図である。
【図３】モータハウジングを他方側から見た図である。
【図４】モータ組立体において、回路ハウジングの蓋部およびインバータを外した状態を示す斜視図である。
【図５】図４の正面図である。
【図６】図５のセンサカバーを外した状態を示す図である。
【図７】（ａ）は膜付きグロメットの斜視図であり、（ｂ）は図７（ａ）のVIIb-VIIb線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
実施形態では説明を分かり易くするため、本発明の主要部以外の構造や要素については、簡略化または省略して説明する。また、図面において、同じ要素には同じ符号を付す。なお、図面に示す各要素の形状、寸法などは模式的に示したもので、実際の形状、寸法などを示すものではない。
【００１３】
また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ方向はモータの回転軸の延長方向（軸方向）と平行な方向とする。Ｘ方向は、Ｚ方向と直交する方向であって、図２の紙面奥行方向に対応する。Ｙ方向は、Ｘ方向とＺ方向との両方と直交する方向であって、図２の上下方向に対応する。
【００１４】
図１は、本実施形態の電動車両用のモータ組立体１の一例を示す斜視図である。図２は、図１のII-II線断面図である。
【００１５】
モータ組立体１は、モータ２と、レゾルバ３と、インバータ４と、筐体５とを備えている。筐体５は、モータハウジング６と、回路ハウジング７を有する。なお、モータハウジング６および回路ハウジング７は、例えば鋳造によって製造される。
【００１６】
モータハウジング６は、第１ハウジングの一例であって、軸方向（Ｚ方向）の一方側および他方側が開口した筒状の本体部６ａと、モータ２の負荷側となる本体部６ａの一方側の開口を塞ぐ蓋部６ｂを有する。モータハウジング６は、軸方向の他方側が開口した有底筒状の内部空間を全体として有し、モータ２はその内部空間に収容される。筐体５において、モータ２が配置されている側の内部空間を第１の空間とも称する。
また、図３は、モータハウジング６を他方側から見た図（正面図）である。
【００１７】
モータハウジング６に配置されるモータ２は、コイルが巻回されたステータ１１と、永久磁石（不図示）が配置されたロータ１２と、モータ２の回転軸であるモータシャフト１３と、を備える。本実施形態のモータ２はインナーロータ型のモータであって、ロータ１２の外周には僅かなエアギャップを隔ててステータ１１が配置される。モータシャフト１３は、軸方向に沿ってロータ１２の鉄心に嵌入されており、負荷側および反負荷側に配置された軸受１４ａ、１４ｂにより回転自在に支持されている。また、モータシャフト１３の負荷側である一方側は、モータハウジング６の蓋部６ｂを挿通して筐体５の外側に突出している。
【００１８】
モータ２においては、コイルの電流制御によりステータ１１の磁界を順番に切り替えることで、ロータ１２の磁界との吸引力または反発力が生じる。これにより、ロータ１２およびモータシャフト１３が回転する。なお、モータ組立体１を電動車両に搭載したときには、モータシャフト１３の負荷側に減速機構およびドライブシャフト（いずれも不図示）が接続される。
【００１９】
また、モータハウジング６の本体部６ａは、モータ２のコイルを冷却するための冷却油を流通させる第１油路１５と、第１油路１５に接続される２つの第２油路１６を有している。図２に示すように、第１油路１５は、モータ２よりも図２中上側に配置され、軸方向に延長している。各々の第２油路１６は、第１油路１５の両端部にそれぞれ接続され、いずれもステータ１１のコイルエンド１１ａの位置においてモータ２の周方向に延長している（図３参照）。また、第２油路１６の下面には、モータハウジング６の内部空間に冷却油を吐出する複数の吐出口１６ａが形成されている。
【００２０】
また、モータハウジング６の内部空間において、図２中下側に位置する底面近傍の領域Ｂは、冷却油を貯留するオイルパンとして機能する。冷却油は、オイルポンプ（不図示）の駆動によって底面側のオイルパンから第１油路１５に供給される。第１油路１５に供給された冷却油は第２油路１６に流入し、第２油路１６の吐出口１６ａからステータ１１のコイルエンド１１ａに向けて冷却油が吐出される。ステータ１１のコイルエンド１１ａに接触した冷却油はコイルから熱を奪い、その後に滴下してオイルパンに貯留される。以上のようにして、ステータ１１のコイルは冷却油で冷却される。
【００２１】
レゾルバ３は、モータ２におけるモータシャフト１３の回転角を検出する検出器であり、モータシャフト１３の反負荷側に取り付けられている。レゾルバ３の出力から時間当たりの回転角を求めることで、車両の速度を検出することも可能である。なお、レゾルバ３は信号線を介してインバータ４と接続される。
【００２２】
回路ハウジング７は、第２ハウジングの一例であって、軸方向の他方側が開口された箱体状の本体部８と、本体部８の他方側の開口面を覆う蓋部９とを有する。
図４は、モータ組立体１において、回路ハウジング７の蓋部９およびインバータ４を外した状態を示す斜視図である。図５は、図４の正面図である。
【００２３】
回路ハウジング７は、モータ２の反負荷側となるモータハウジング６の他方側に取り付けられる。また、回路ハウジング７は、インバータ４をその内部に収容する。なお、筐体５において、インバータ４が配置されている側の内部空間を第２の空間とも称する。
【００２４】
また、回路ハウジング７の本体部８においてモータハウジング６の他方側に臨む主壁８ａは、回路ハウジング７の内部と外部を仕切るだけでなく、筐体５の組立状態のときにモータハウジング６の他方側の開口部分を塞ぐ機能も担う。
【００２５】
インバータ４は、モータ２を制御するためのコントローラである。インバータ４は、例えば、高速スイッチング素子（ＩＧＢＴなど）、ゲート基板、コンデンサ、放電抵抗および制御基板などの要素を含む。インバータ４は、力行時にはバッテリ（不図示）からの直流電圧を交流に変換してモータ２のコイルに供給し、回生時にはモータ２からの交流をバッテリへの直流に変換する機能を担う。
【００２６】
また、回路ハウジング７の本体部８の主壁８ａには、モータシャフト１３の位置を中心としてセンサ配置部８ｂが設けられている。センサ配置部８ｂの周囲には、他方側に向けて隆起するカバー受け８ｃが環状に形成されている（図５参照）。このカバー受け８ｃには、センサ配置部８ｂの全面を他方側から覆うセンサカバー１７が取り付けられる。
【００２７】
図６は、図５のセンサカバー１７を外した状態を示す図である。
センサ配置部８ｂの内側には、センサカバー１７と対向するようにレゾルバ３が取り付けられる。また、ステータ１１のコイルの温度を検知するサーミスタ（不図示）からの信号線１９をセンサ配置部８ｂに通すために、センサ配置部８ｂの一部は切り欠かれて開口部８ｄが形成されている。このように、センサ配置部８ｂは、開口部８ｄを介してサーミスタの信号線１９をモータハウジング６側からインバータ４に中継する。
【００２８】
センサ配置部８ｂの空間は、開口部８ｄによりモータハウジング６の内部空間と連通した状態となる。一方、センサ配置部８ｂは、環状のカバー受け８ｃに取り付けられたセンサカバー１７によって他方側から塞がれる。これにより、第１の空間と第２の空間は、回路ハウジング７における本体部８の主壁８ａとセンサカバー１７によって仕切られる。本体部８の主壁８ａおよびセンサカバー１７は、モータ２とインバータ４の間で第１の空間と第２の空間を仕切る隔壁部の一例である。
【００２９】
また、センサカバー１７には、センサ配置部８ｂからレゾルバ３の信号線１８とサーミスタの信号線１９をインバータ４側に通すための開口１７ａが設けられている。開口１７ａには、信号線１８、１９と開口１７ａとの隙間を塞ぐシール部材としての膜付きグロメット２０が配置されている。
【００３０】
図７（ａ）は、膜付きグロメット２０の斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のVIIb-VIIb線断面図である。
膜付きグロメット２０は、例えば、ゴムやエラストマ、プラスチック等のように、耐油性を有するとともに弾性変形可能な樹脂材料で一体形成されている。膜付きグロメット２０は、センサカバー１７の開口１７ａに装着される円筒部２１と、円筒部２１の中心側を塞ぐ膜部２２を有している。
【００３１】
円筒部２１の外周には周方向に沿って環状の溝２１ａが形成されている。センサカバー１７の開口１７ａに膜付きグロメット２０が装着された状態において、溝２１ａの内部には開口１７ａの内周縁が受容される。膜付きグロメット２０の溝２１ａに開口１７ａの内周縁が受容されることで、膜付きグロメット２０がセンサカバー１７から抜け止めされるとともに、円筒部２１の外周から第２の空間に油が侵入することを抑止できる。
【００３２】
膜部２２には、円筒部２１の軸方向に沿って信号線１８、１９を通すための孔２２ａが複数形成されている。膜部２２の孔２２ａは信号線１８、１９の数に応じて設けられ、各々の孔２２ａには信号線が一本ずつ挿入される。また、各々の孔２２ａには、内周側に突出する環状の段差部２２ｂが設けられている。そのため、信号線１８、１９を孔２２ａに挿通した状態において、信号線１８、１９と孔２２ａの隙間が段差部２２ｂによってシールされ、膜部２２の孔２２ａから第２の空間に油が侵入することを抑止できる。
【００３３】
以下、本実施形態の効果を述べる。
本実施形態では、モータハウジング６の反負荷側に臨むように回路ハウジング７が配置される。モータハウジング６により形成される第１の空間と、回路ハウジング７により形成される第２の空間は、モータ２とインバータ４の間に位置する隔壁部（８ａ、１７）で仕切られ、第１の空間と第２の空間は隔壁部を共有する。そのため、モータハウジング６と回路ハウジング７を一体化しない構成と比べて、モータ組立体１の小型化や製造コストの低減を図ることができる。また、回路ハウジング７の主壁８ａでモータハウジング６の他方側の開口を塞ぐ構成とすることで、回路ハウジング７に隔壁部の機能を持たせることができ、筐体５の構成をより簡素にできる。
【００３４】
また、本実施形態では、第１の空間にモータ２とレゾルバ３が収容される。インバータ４を収容する第２の空間にレゾルバ３を配置する場合、レゾルバ３に接続されるモータシャフト１３の端部を回路ハウジング７内に挿通させるとともに、回路ハウジング７との隙間をシールする必要が生じる。しかし、本実施形態では、第２の空間において上記のようなモータシャフト１３とのシール構造は不要となるので、モータ組立体１の製造コストを抑制できる。
【００３５】
また、本実施形態では、第１の空間と第２の空間を仕切る隔壁部に開口１７ａを設けてインバータ４とレゾルバ３を接続する信号線１８を挿通させる。上記の開口１７ａには、信号線１８と開口１７ａの隙間を塞ぐ膜付きグロメット２０が装着される。そのため、第２の空間のインバータ４と第１の空間のレゾルバ３のハーネスの接続を可能にするとともに、膜付きグロメット２０によって隔壁部の開口１７ａから第２の空間への油の侵入が抑止される。例えば、モータ２のコイルを油冷する場合、第１の空間は冷却油のオイルミストや油滴等を含む雰囲気となるが、本実施形態によればインバータ４を第１の空間の冷却油からシールできる。
【００３６】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行ってもよい。
【００３７】
上記実施形態においては、モータ組立体が電動車両に搭載される場合について説明した。しかし、本発明のモータ組立体は電動車両用に限定されるものではなく、他の用途に使用されるものであってもよい。
また、上記実施形態では、モータ組立体においてコイルを油冷する構成について説明したが、本発明においてモータのコイルは油冷されていなくてもよい。例えば、第１の空間におけるモータの潤滑油からインバータをシールする場合にも本発明の構成を適用することができる。
【００３８】
加えて、今回開示された実施形態は、全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、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３９】
１…モータ組立体、２…モータ、３…レゾルバ、４…インバータ、５…筐体、６…モータハウジング、７…回路ハウジング、８…本体部、８ａ…主壁、８ｂ…センサ配置部、９…蓋部、１１…ステータ、１２…ロータ、１３…モータシャフト、１７…センサカバー、１７ａ…開口、１８，１９…信号線、２０…膜付きグロメット
【図１】
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【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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