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JP7580293B2 - Motor Unit - Google Patents
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JP7580293B2 - Motor Unit - Google Patents

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JP7580293B2 JP2021022746A JP2021022746A JP7580293B2 JP 7580293 B2 JP7580293 B2 JP 7580293B2 JP 2021022746 A JP2021022746 A JP 2021022746A JP 2021022746 A JP2021022746 A JP 2021022746A JP 7580293 B2 JP7580293 B2 JP 7580293B2
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Description

本発明は、モータユニットに関する。 The present invention relates to a motor unit.

特許文献1には、固定子の巻線に流れる電流を制御する電力モジュールと、電力モジュールと電気的に接続される制御基板と、電力モジュールのスイッチングノイズを低減するコンデンサと、電流を検出する電流検出器と、を備えたモータユニットが開示されている。 Patent document 1 discloses a motor unit that includes a power module that controls the current flowing through the stator windings, a control board that is electrically connected to the power module, a capacitor that reduces the switching noise of the power module, and a current detector that detects the current.

特開2015-89298号公報JP 2015-89298 A

特許文献1に記載されたモータユニットでは、インバータ装置を構成する各構成部品をモータの回転軸方向に積層している。特許文献1に記載されたモータユニットにおいて、インバータ装置を構成する各構成部品を高出力化のために大きくしようとすると、その分、モータユニットの回転軸方向のサイズが大きくなってしまうおそれがある。 In the motor unit described in Patent Document 1, the components that make up the inverter device are stacked in the direction of the motor's rotation axis. In the motor unit described in Patent Document 1, if the components that make up the inverter device are made larger to increase output, there is a risk that the size of the motor unit in the direction of the rotation axis will increase accordingly.

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、モータを制御する制御部品を高出力化した場合に、モータユニットの回転軸方向のサイズが大きくなることを抑制することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these technical issues, and aims to prevent the size of the motor unit in the direction of the rotation axis from increasing when the control components that control the motor are made high-output.

本発明のある態様によれば、モータユニットは、回転軸を有するモータと、モータの回転軸方向の端部に設けられ、モータの動作を制御するインバータユニットと、モータとインバータユニットとを電気的に接続する導電部材と、を備える。インバータユニットは、モータに供給される電流を平滑化する平滑コンデンサと、モータに供給される電流を検出する電流センサと、を有し、平滑コンデンサと電流センサとはモータの径方向に並んで一体に形成される。インバータユニットは電力変換モジュールをさらに有し、平滑コンデンサと電力変換モジュールとの間には、平滑コンデンサ及び電力変換モジュールを冷却する第1冷却プレートが設けられる。第1冷却プレートは電力変換モジュールの回転軸方向の一端面に当接する。電力変換モジュールの回転軸方向の他端面には、電力変換モジュールを冷却する第2冷却プレートが当接する。 According to one aspect of the present invention, the motor unit includes a motor having a rotating shaft, an inverter unit provided at an end of the motor in the direction of the rotating shaft and controlling the operation of the motor, and a conductive member electrically connecting the motor and the inverter unit. The inverter unit includes a smoothing capacitor that smoothes a current supplied to the motor and a current sensor that detects the current supplied to the motor, the smoothing capacitor and the current sensor being integrally formed side by side in the radial direction of the motor. The inverter unit further includes a power conversion module, and a first cooling plate that cools the smoothing capacitor and the power conversion module is provided between the smoothing capacitor and the power conversion module. The first cooling plate abuts against one end face of the power conversion module in the direction of the rotating shaft. A second cooling plate that cools the power conversion module abuts against the other end face of the power conversion module in the direction of the rotating shaft.

本発明によれば、平滑コンデンサと電流センサとがモータの径方向に並んで一体に形成されるので、平滑コンデンサと電流センサとの間に無駄なスペースが生じることがない。さらに、モータの回転軸方向にスペースを確保することができるので、モータを制御するインバータユニットを高出力化する場合にモータユニットが大型化しても、モータユニットの回転軸方向のサイズが大きくなることを抑制できる。 According to the present invention, the smoothing capacitor and the current sensor are integrally formed side by side in the radial direction of the motor, so no wasted space is generated between the smoothing capacitor and the current sensor. Furthermore, because space can be secured in the direction of the motor's rotation axis, even if the motor unit becomes larger when the inverter unit that controls the motor is made to have a higher output, the size of the motor unit in the direction of the rotation axis can be prevented from increasing.

図1は、本発明に係るモータユニットの全体図である。FIG. 1 is an overall view of a motor unit according to the present invention. 図2は、本発明に係るモータユニットのインバータユニットの部分拡大図である。FIG. 2 is a partial enlarged view of the inverter unit of the motor unit according to the present invention. 図3は、本実施形態のモータユニットにおける平滑コンデンサの径方向の断面図である。FIG. 3 is a radial cross-sectional view of a smoothing capacitor in the motor unit of the present embodiment.

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態のモータユニット1の全体図である。図2は、インバータユニット3の近傍の拡大図である。図3は、平滑コンデンサ31の径方向の断面図である。 Figure 1 is an overall view of a motor unit 1 according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is an enlarged view of the vicinity of the inverter unit 3. Figure 3 is a radial cross-sectional view of the smoothing capacitor 31.

図1に示すように、モータユニット1は、モータ2と、モータ2の回転軸方向の端部(コイルエンド)に配置され、モータ2の動作を制御するインバータユニット3と、モータ2とインバータユニット3とを電気的に接続するACバスバー30と、を備える。モータユニット1は、車両に搭載され、モータ2の回転軸11を回転駆動することで車両を駆動する。ACバスバー30は、一端が後述する電力変換モジュール32の出力端子に接続され、他端がモータ2のコイルの端子(図示せず)に接続される。 As shown in FIG. 1, the motor unit 1 includes a motor 2, an inverter unit 3 that is disposed at the end (coil end) of the motor 2 in the rotational shaft direction and controls the operation of the motor 2, and an AC bus bar 30 that electrically connects the motor 2 and the inverter unit 3. The motor unit 1 is mounted on a vehicle and drives the vehicle by rotating the rotation shaft 11 of the motor 2. One end of the AC bus bar 30 is connected to the output terminal of a power conversion module 32 (described later), and the other end is connected to a terminal (not shown) of the coil of the motor 2.

モータ2は、回転軸11と、図示しないロータ及びステータを備えている。モータ2は、インバータユニット3から電力を供給されることでロータを回転させて、回転軸11を回転駆動する。 The motor 2 includes a rotating shaft 11 and a rotor and a stator (not shown). The motor 2 receives power from the inverter unit 3 to rotate the rotor, thereby driving the rotating shaft 11 to rotate.

モータユニット1のハウジング10は、その外周がモータ2の外周に沿った円筒形状の第1ハウジング10aと、第1ハウジング10aの開口を塞ぐ第2ハウジング10bと、を備える。第2ハウジング10bの中心には、モータ2の回転軸11が貫通する貫通孔10cが設けられる。モータ2及びインバータユニット3は、第1ハウジング10a及び第2ハウジング10bによって形成された空間内に収容される。 The housing 10 of the motor unit 1 comprises a cylindrical first housing 10a whose outer periphery follows the outer periphery of the motor 2, and a second housing 10b that closes the opening of the first housing 10a. A through hole 10c through which the rotating shaft 11 of the motor 2 passes is provided at the center of the second housing 10b. The motor 2 and the inverter unit 3 are housed in the space formed by the first housing 10a and the second housing 10b.

インバータユニット3は、図示しないバッテリから供給される直流電力を交流電力に変換してモータ2に供給し、モータ2を駆動する。また、インバータユニット3は、車両の減速時にはモータ2の回生電力をバッテリに充電する。インバータユニット3は、平滑コンデンサ31と、電力変換モジュール32と、制御基板33と、電流センサ34と、を備える。図1及び図2に示すように、インバータユニット3では、モータ2の端部から、平滑コンデンサ31、電力変換モジュール32及び制御基板33が順に積層して配置される。 The inverter unit 3 converts DC power supplied from a battery (not shown) into AC power and supplies it to the motor 2 to drive the motor 2. The inverter unit 3 also charges the battery with regenerative power from the motor 2 when the vehicle is decelerating. The inverter unit 3 includes a smoothing capacitor 31, a power conversion module 32, a control board 33, and a current sensor 34. As shown in Figures 1 and 2, in the inverter unit 3, the smoothing capacitor 31, the power conversion module 32, and the control board 33 are stacked in this order from the end of the motor 2.

平滑コンデンサ31は、電力変換モジュール32に供給される直流電流のノイズやリップルを平滑化する。図3に示すように、平滑コンデンサ31は、モータ2の回転軸方向から見た断面が、略円環状となるように形成される。平滑コンデンサ31は、ハウジング10に固定されたブラケット36(図1参照)に取り付けられる。 The smoothing capacitor 31 smoothes out noise and ripples in the DC current supplied to the power conversion module 32. As shown in FIG. 3, the smoothing capacitor 31 is formed so that its cross section viewed from the direction of the rotation axis of the motor 2 is substantially annular. The smoothing capacitor 31 is attached to a bracket 36 (see FIG. 1) fixed to the housing 10.

図3に示すように、平滑コンデンサ31は、例えば、フィルム状の誘電体からなる複数のコンデンサ素子31aと、複数のコンデンサ素子31aを電流センサ34とともに収容する円環状のケース31bと、を備える。複数のコンデンサ素子31aは、ケース31b内に配置され収容される。ケース31b内には硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂31c)が充填され、コンデンサ素子31a及び電流センサ34は、ケース31b内でエポキシ樹脂31cによって封止される。平滑コンデンサ31と電流センサ34は、ケース31b内において径方向に並んで設けられ、一体に形成される。なお、本実施形態では、コンデンサ素子31aを8個設けた場合を例に示しているが、個数はこれに限られず、必要とする容量や大きさなどに応じて適宜変更することができる。 3, the smoothing capacitor 31 includes, for example, a plurality of capacitor elements 31a made of a film-like dielectric, and an annular case 31b that houses the plurality of capacitor elements 31a together with the current sensor 34. The plurality of capacitor elements 31a are arranged and housed in the case 31b. The case 31b is filled with a hardening resin (e.g., epoxy resin 31c), and the capacitor elements 31a and the current sensor 34 are sealed in the case 31b with the epoxy resin 31c. The smoothing capacitor 31 and the current sensor 34 are arranged radially side by side in the case 31b and are integrally formed. Note that, in this embodiment, an example in which eight capacitor elements 31a are provided is shown, but the number is not limited to this and can be changed as appropriate according to the required capacity, size, etc.

図2に示すように、電力変換モジュール32は、バッテリから供給された直流電力をU,V,Wの三相の高周波電力に変換し、ACバスバー30を介してモータ2に供給する。電力変換モジュール32は、平滑コンデンサ31の上面に円環状に形成される。電力変換モジュール32は、三相それぞれに対応する複数のスイッチング素子(図示せず)などの半導体素子を備えて構成される。 As shown in FIG. 2, the power conversion module 32 converts the DC power supplied from the battery into three-phase high-frequency power of U, V, and W, and supplies it to the motor 2 via the AC bus bar 30. The power conversion module 32 is formed in a circular ring shape on the upper surface of the smoothing capacitor 31. The power conversion module 32 is configured with semiconductor elements such as multiple switching elements (not shown) corresponding to each of the three phases.

DCバスバー37は、一端が電力変換モジュール32の入力端子38に接続され、他端が平滑コンデンサ31の入力端子38に接続される。DCバスバー37は、さらにDCバスバー37のいずれかの位置で図示しないバッテリからの給電線に接続されている。 One end of the DC bus bar 37 is connected to the input terminal 38 of the power conversion module 32, and the other end is connected to the input terminal 38 of the smoothing capacitor 31. The DC bus bar 37 is further connected to a power supply line from a battery (not shown) at any position on the DC bus bar 37.

制御基板33は、図示しない車両コントロールユニットからの指示を受けて、電力変換モジュール32の動作を制御して、モータ2に供給する電力を調整する。制御基板33は、電力変換モジュール32と電気的に接続され、電力変換モジュール32のスイッチング素子に対して制御信号を出力する。制御基板33上には、マイコンや各種電気部品が実装される。 The control board 33 receives instructions from a vehicle control unit (not shown) and controls the operation of the power conversion module 32 to adjust the power supplied to the motor 2. The control board 33 is electrically connected to the power conversion module 32 and outputs control signals to the switching elements of the power conversion module 32. A microcomputer and various electrical components are mounted on the control board 33.

電流センサ34は、例えば、ホール素子方式の電流センサによって構成される。図1及び図2に示すように、電流センサ34の中心部には、ACバスバー30が挿通され、電流センサ34は、ACバスバー30を流れる電流値を検出する。電流センサ34は、ハーネス等により制御基板33に接続されており、電流センサ34によって検出された電流値は、制御基板33に入力される。 The current sensor 34 is, for example, a Hall element type current sensor. As shown in Figs. 1 and 2, the AC bus bar 30 is inserted into the center of the current sensor 34, and the current sensor 34 detects the value of the current flowing through the AC bus bar 30. The current sensor 34 is connected to the control board 33 by a harness or the like, and the current value detected by the current sensor 34 is input to the control board 33.

ACバスバー30は、モータ2のU,V,Wの三相に対応した3つのACバスバー30からなる(図3参照)。ACバスバー30は、回転軸11の周囲に近接して、つまり、平滑コンデンサ31の径方向内側に等間隔に配置され、モータ2の端部から回転軸11に沿って軸方向に延設される。 The AC bus bars 30 consist of three AC bus bars 30 corresponding to the three phases U, V, and W of the motor 2 (see FIG. 3). The AC bus bars 30 are arranged close to the circumference of the rotating shaft 11, that is, at equal intervals on the radial inside of the smoothing capacitor 31, and extend axially from the end of the motor 2 along the rotating shaft 11.

図1及び図2に示すように、インバータユニット3は、電力変換モジュール32の両側面に当接するように設けられる冷却プレート35a,35bをさらに備える。冷却プレート35a、35b内には、外部から導かれる冷媒が流れる流路が設けられる(図示せず)。冷却プレート35bは、ブラケット36を介して平滑コンデンサ31と対向するように設けられる。これにより、冷却プレート35bによって平滑コンデンサ31を効率よく冷却することができる。また、冷却プレート35bは、少なくとも電力変換モジュール32のスイッチング素子(図示せず)に対向するように設けられる。スイッチング素子は、発熱量が大きいので、冷却プレート35bをスイッチング素子に対向するように設けることにより、スイッチング素子を効率よく冷却することができる。 As shown in Figs. 1 and 2, the inverter unit 3 further includes cooling plates 35a, 35b that are provided to abut against both side surfaces of the power conversion module 32. A flow path (not shown) is provided within the cooling plates 35a, 35b through which a refrigerant introduced from the outside flows. The cooling plate 35b is provided to face the smoothing capacitor 31 via the bracket 36. This allows the smoothing capacitor 31 to be efficiently cooled by the cooling plate 35b. The cooling plate 35b is also provided to face at least the switching element (not shown) of the power conversion module 32. Since the switching element generates a large amount of heat, the switching element can be efficiently cooled by providing the cooling plate 35b to face the switching element.

モータユニット1において、モータ2を高出力化する場合に、インバータユニット3の各部品が大型化する。このため、モータユニット1がモータ2の回転軸方向に大型化してしまう。そこで、本実施形態では、平滑コンデンサ31と電流センサ34とモータ2の径方向に並んで一体に形成している。これにより、平滑コンデンサ31と電流センサ34との間に無駄なスペースを削減し、モータ2の回転軸方向にスペースを確保することができる。よって、モータ2を制御する制御部品を高出力化する場合にモータユニット1(インバータユニット3)が大型化しても、モータユニット1の回転軸方向のサイズが大きくなることを抑制できる。 In the motor unit 1, when the motor 2 is made to have a high output, each component of the inverter unit 3 becomes larger. This results in the motor unit 1 becoming larger in the direction of the rotational axis of the motor 2. Therefore, in this embodiment, the smoothing capacitor 31 and the current sensor 34 are integrally formed side by side in the radial direction of the motor 2. This reduces wasted space between the smoothing capacitor 31 and the current sensor 34, and ensures space in the direction of the rotational axis of the motor 2. Therefore, even if the motor unit 1 (inverter unit 3) becomes larger when the control components that control the motor 2 are made to have a high output, the size of the motor unit 1 in the direction of the rotational axis can be prevented from increasing.

特に、本実施形態のように、電流センサ34及びACバスバー30を平滑コンデンサ31の径方向内側に設けることにより、平滑コンデンサ31と回転軸11との間のデッドスペースを有効的に利用することができる。さらに、平滑コンデンサ31をハウジング10の内周壁付近まで拡大することができるので、インバータユニット3の回転軸11方向への大型化を抑制できる。なお、本実施形態では、電流センサ34が平滑コンデンサ31の径方向内側に設けられている場合を例に説明しているが、電流センサ34は、平滑コンデンサ31の径方向外側に設けられていてもよい。 In particular, by providing the current sensor 34 and the AC bus bar 30 radially inside the smoothing capacitor 31 as in this embodiment, the dead space between the smoothing capacitor 31 and the rotating shaft 11 can be effectively utilized. Furthermore, since the smoothing capacitor 31 can be expanded to the vicinity of the inner peripheral wall of the housing 10, the size of the inverter unit 3 in the direction of the rotating shaft 11 can be suppressed. Note that, although this embodiment has been described taking as an example a case in which the current sensor 34 is provided radially inside the smoothing capacitor 31, the current sensor 34 may also be provided radially outside the smoothing capacitor 31.

また、平滑コンデンサ31の充填剤として硬化性樹脂(エポキシ樹脂31c)を例に説明したがこれに限らない。また、エポキシ樹脂31cにエポキシ樹脂31cより熱伝導率の高いフィラー(例えば、ガラス繊維)を添加するようにしてもよい。ホール素子形式の電流センサ34を用いた場合には、構造上、冷却プレート35bに接するように配置することができないが、エポキシ樹脂31cより熱伝導率の高いフィラーを添加することにより、電流センサ34において発生した熱をエポキシ樹脂31cを通じて冷却プレート35bに導くことができる。これにより、電流センサ34によって発生した熱をより多く放熱することができる。 Although the example has been described using a hardening resin (epoxy resin 31c) as the filler for the smoothing capacitor 31, this is not limiting. A filler (e.g., glass fiber) with a higher thermal conductivity than the epoxy resin 31c may be added to the epoxy resin 31c. When a Hall element type current sensor 34 is used, due to its structure, it cannot be placed in contact with the cooling plate 35b. However, by adding a filler with a higher thermal conductivity than the epoxy resin 31c, the heat generated in the current sensor 34 can be conducted to the cooling plate 35b through the epoxy resin 31c. This allows more heat generated by the current sensor 34 to be dissipated.

また、インバータユニット3では、平滑コンデンサ31、電力変換モジュール32及び制御基板33が積層して配置される。このような構成とすることにより、これらの間に生じるデッドスペースを小さくすることができるので、インバータユニット3を小型化することができる。さらに、モータユニット1を高出力化する場合には、このようなデッドスペースを小さくできた分、インバータユニット3の構成部品が大型化してもモータユニット1の回転軸方向への大型化を抑制できる。 In addition, in the inverter unit 3, the smoothing capacitor 31, the power conversion module 32, and the control board 33 are arranged in a stacked manner. This configuration can reduce the dead space between them, making it possible to miniaturize the inverter unit 3. Furthermore, when increasing the output of the motor unit 1, the reduction in this dead space can be achieved, thereby preventing the motor unit 1 from becoming larger in the direction of the rotation axis, even if the components of the inverter unit 3 become larger.

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。 The configuration, operation, and effects of the embodiment of the present invention configured as described above are summarized below.

モータユニット1は、回転軸11を有するモータ2と、モータ2の回転軸11方向の端部に設けられ、モータ2の動作を制御するインバータユニット3と、モータ2とインバータユニット3とを電気的に接続するACバスバー30(導電部材)と、を備える。インバータユニット3は、モータ2に供給される電流を平滑化する平滑コンデンサ31と、モータ2に供給される電流を検出する電流センサ34と、を有し、平滑コンデンサ31と電流センサ34とをモータ2の径方向に並んで一体に形成する。 The motor unit 1 includes a motor 2 having a rotating shaft 11, an inverter unit 3 that is provided at the end of the motor 2 in the direction of the rotating shaft 11 and controls the operation of the motor 2, and an AC bus bar 30 (conductive member) that electrically connects the motor 2 and the inverter unit 3. The inverter unit 3 includes a smoothing capacitor 31 that smoothes the current supplied to the motor 2, and a current sensor 34 that detects the current supplied to the motor 2, and the smoothing capacitor 31 and the current sensor 34 are aligned in the radial direction of the motor 2 and integrally formed.

この構成では、平滑コンデンサ31と電流センサ34とがモータ2の径方向に並んで一体に形成されるので、平滑コンデンサ31と電流センサ34との間に無駄なスペースが生じることがない。さらに、モータ2の回転軸11方向にスペースを確保することができるので、モータ2を制御するインバータユニット3を高出力化する場合にモータユニット1が大型化しても、モータユニット1の回転軸方向のサイズが大きくなることを抑制できる。 In this configuration, the smoothing capacitor 31 and the current sensor 34 are integrally formed side by side in the radial direction of the motor 2, so no wasted space is generated between the smoothing capacitor 31 and the current sensor 34. Furthermore, because space can be secured in the direction of the rotating shaft 11 of the motor 2, even if the motor unit 1 is enlarged when the inverter unit 3 that controls the motor 2 is made to have a high output, the size of the motor unit 1 in the rotating shaft direction can be prevented from increasing.

また、平滑コンデンサ31と電流センサ34とを一体に形成することにより、モータユニット1が振動した際に、平滑コンデンサ31と電流センサ34とが一体となって振動するので、振動による影響を抑制することができる。 In addition, by forming the smoothing capacitor 31 and the current sensor 34 as a single unit, when the motor unit 1 vibrates, the smoothing capacitor 31 and the current sensor 34 vibrate together, thereby suppressing the effects of vibration.

モータユニット1では、平滑コンデンサ31と電流センサ34とは、一つのケース31b内に設けられる。 In the motor unit 1, the smoothing capacitor 31 and the current sensor 34 are provided in a single case 31b.

この構成では、平滑コンデンサ31と電流センサ34とを一つのケース31b内に設けることで、平滑コンデンサ31と電流センサ34とを一体にする作業を不要にすることができる。 In this configuration, the smoothing capacitor 31 and the current sensor 34 are provided in a single case 31b, eliminating the need to integrate the smoothing capacitor 31 and the current sensor 34.

モータユニット1では、電流センサ34は、平滑コンデンサ31よりモータ2の径方向内側に配置される。 In the motor unit 1, the current sensor 34 is positioned radially inward of the motor 2 from the smoothing capacitor 31.

この構成では、平滑コンデンサ31と回転軸11の間のデッドスペースを有効的に利用することができる。 This configuration makes it possible to effectively utilize the dead space between the smoothing capacitor 31 and the rotating shaft 11.

モータユニット1では、インバータユニット3は、電力変換モジュール32をさらに有し、平滑コンデンサ31と電力変換モジュール32との間には、平滑コンデンサ31及び電力変換モジュール32を冷却する冷却プレート35bが設けられる。 In the motor unit 1, the inverter unit 3 further includes a power conversion module 32, and a cooling plate 35b is provided between the smoothing capacitor 31 and the power conversion module 32 to cool the smoothing capacitor 31 and the power conversion module 32.

この構成では、平滑コンデンサ31及び電力変換モジュール32の間に冷却プレート35bを設けることで、1つの冷却プレート35bによって平滑コンデンサ31及び電力変換モジュール32を冷却することができる。よって、モータユニット1の大型化を抑制できる。 In this configuration, by providing a cooling plate 35b between the smoothing capacitor 31 and the power conversion module 32, the smoothing capacitor 31 and the power conversion module 32 can be cooled by a single cooling plate 35b. This makes it possible to prevent the motor unit 1 from becoming too large.

モータユニット1では、電力変換モジュール32は、スイッチング素子を有し、スイッチング素子は、冷却プレート35bに対向するように設けられる。 In the motor unit 1, the power conversion module 32 has a switching element, and the switching element is arranged to face the cooling plate 35b.

この構成では、スイッチング素子が冷却プレート35bに対向するように設けられているので、発熱量の多いスイッチング素子を冷却プレート35bによって効率よく冷却することができる。 In this configuration, the switching elements are arranged to face the cooling plate 35b, so that the switching elements that generate a large amount of heat can be efficiently cooled by the cooling plate 35b.

モータユニット1では、平滑コンデンサ31は、フィルム状の誘電体からなるコンデンサ素子31aと、コンデンサ素子31aをケース31b内に封止するためのエポキシ樹脂31c(封止樹脂)と、を有する。コンデンサ素子31aは、冷却プレート35bに対向するように設けられる。 In the motor unit 1, the smoothing capacitor 31 has a capacitor element 31a made of a film-like dielectric and an epoxy resin 31c (sealing resin) for sealing the capacitor element 31a in the case 31b. The capacitor element 31a is disposed so as to face the cooling plate 35b.

この構成では、コンデンサ素子31aが冷却プレート35bに対向するように設けられているので、コンデンサ素子31aを冷却プレート35bによって効率よく冷却することができる。 In this configuration, the capacitor element 31a is arranged to face the cooling plate 35b, so that the capacitor element 31a can be efficiently cooled by the cooling plate 35b.

モータユニット1では、エポキシ樹脂31c(封止樹脂)には、エポキシ樹脂31c(封止樹脂)より熱伝導率の高いフィラーが含有されている。 In the motor unit 1, the epoxy resin 31c (sealing resin) contains a filler that has a higher thermal conductivity than the epoxy resin 31c (sealing resin).

この構成では、ケース31b内の熱伝導率を高めることができるので、コンデンサ素子31a及び電流センサ34を効率よく冷却することができる。 This configuration increases the thermal conductivity within the case 31b, allowing the capacitor element 31a and the current sensor 34 to be cooled efficiently.

以上、本発明の実施形態、上記実施形態及び変形例は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The above-described embodiments of the present invention, the above-described embodiments, and the modified examples are merely examples of applications of the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention to the specific configurations of the above-described embodiments.

本実施形態では、電流センサ34として、ホール素子形式の電流センサを例に説明したが、これに限らず、シャント抵抗など他の形式の電流センサであってもよい。 In this embodiment, a Hall element type current sensor is used as an example of the current sensor 34, but this is not limiting and other types of current sensors, such as shunt resistors, may also be used.

本実施形態のモータユニット1は、車両に搭載されたバッテリの電力によりモータユニット1を駆動して走行する電気自動車に搭載されるものであってもよいし、エンジンを備え、エンジンが発電した電力により、モータユニット1を駆動するシリーズハイブリッド式の自動車に搭載されるものであってもよい。さらに、モータユニット1は、車両以外の装置に適用してもよい。 The motor unit 1 of this embodiment may be mounted on an electric vehicle that runs by driving the motor unit 1 with the power of a battery mounted on the vehicle, or may be mounted on a series hybrid vehicle that has an engine and drives the motor unit 1 with the power generated by the engine. Furthermore, the motor unit 1 may be applied to devices other than vehicles.

また、本実施形態では、インバータユニット3の制御部品である平滑コンデンサ31、電力変換モジュール32及び制御基板33を円環状となるように構成した場合を例に説明したが、これに限られない。径方向内側あるいは径方向外側にACバスバー30及び電流センサ34を配置できれば、どのような形状であってもよく、多角形であってもよいし曲面と多角形の組み合わせであってもよい。それぞれを構成する素子や配線等の形状に対応して、適切な形状であればよい。 In addition, in this embodiment, the smoothing capacitor 31, power conversion module 32, and control board 33, which are the control components of the inverter unit 3, are configured to have a circular ring shape, but this is not limited to this. As long as the AC bus bar 30 and the current sensor 34 can be arranged radially inside or outside, they may have any shape, including a polygonal shape or a combination of a curved surface and a polygonal shape. Any shape may be used as long as it corresponds to the shapes of the elements and wiring that make up each of them.

コンデンサ素子31aはフィルム状のものに限らず、積層セラミック構造のものなどコンデンサの種類は変更することができる。また、電流センサ34は、ケース31b内で樹脂によって充填されるとしたが、平滑コンデンサ31と電流センサ34とを別体にして、機械的に接合する形をとってもよい。 The capacitor element 31a is not limited to a film-shaped one, and the type of capacitor can be changed, such as a laminated ceramic structure. In addition, although the current sensor 34 is filled with resin inside the case 31b, the smoothing capacitor 31 and the current sensor 34 may be separate and mechanically joined.

また、上記実施形態では、ケース31b内に設けた平滑コンデンサ31と電流センサ34の周囲に熱伝導率の高いエポキシ樹脂31c等の充填材を設ける構造としたが、平滑コンデンサ31と電流センサ34は、インバータ駆動時の発熱の割合が異なるため、放熱性の高い充填剤を平滑コンデンサ31側のみ充填するようにしてもよい。さらに、コンデンサ素子31aとしてフィルム状以外の、例えば、積層セラミックコンデンサのような耐熱性の高いコンデンサを用いる場合には、充填剤を使用しないようにする変更も可能である。さらに、電流センサ34と平滑コンデンサ31は別部品として、インバータユニット3を組み上げる際に機械的に固定する方法をとってもよい。 In the above embodiment, a filler such as epoxy resin 31c with high thermal conductivity is provided around the smoothing capacitor 31 and the current sensor 34 provided in the case 31b. However, since the smoothing capacitor 31 and the current sensor 34 generate heat at different rates when the inverter is running, a filler with high heat dissipation properties may be filled only on the smoothing capacitor 31 side. Furthermore, if a capacitor with high heat resistance other than a film-shaped one, such as a multilayer ceramic capacitor, is used as the capacitor element 31a, it is possible to change so that no filler is used. Furthermore, the current sensor 34 and the smoothing capacitor 31 may be separate components and mechanically fixed when assembling the inverter unit 3.

1 モータユニット
2 モータ
3 インバータユニット
11 回転軸
30 ACバスバー(導電部材)
31 平滑コンデンサ
31a コンデンサ素子
31b ケース
31c エポキシ樹脂(封止樹脂)
32 電力変換モジュール
33 制御基板
34 電流センサ
35a 冷却プレート
35b 冷却プレート
REFERENCE SIGNS LIST 1 Motor unit 2 Motor 3 Inverter unit 11 Rotating shaft 30 AC bus bar (conductive member)
31 Smoothing capacitor 31a Capacitor element 31b Case 31c Epoxy resin (sealing resin)
32 Power conversion module 33 Control board 34 Current sensor 35a Cooling plate 35b Cooling plate

Claims (6)

回転軸を有するモータと、
前記モータの回転軸方向の端部に設けられ、前記モータの動作を制御するインバータユニットと、
前記モータと前記インバータユニットとを電気的に接続する導電部材と、を備え、
前記インバータユニットは、
前記モータに供給される電流を平滑化する平滑コンデンサと、
前記モータに供給される電流を検出する電流センサと、を有し、
前記平滑コンデンサと前記電流センサとは、前記モータの径方向に並んで一体に形成され
前記インバータユニットは、電力変換モジュールをさらに有し、
前記平滑コンデンサと前記電力変換モジュールとの間には、前記平滑コンデンサ及び前記電力変換モジュールを冷却する第1冷却プレートが設けられ、
前記第1冷却プレートは前記電力変換モジュールの前記回転軸方向の一端面に当接し、
前記電力変換モジュールの前記回転軸方向の他端面には、前記電力変換モジュールを冷却する第2冷却プレートが当接することを特徴とするモータユニット。
A motor having a rotating shaft;
an inverter unit provided at an end of the motor in a rotation shaft direction and controlling an operation of the motor;
a conductive member electrically connecting the motor and the inverter unit,
The inverter unit includes:
a smoothing capacitor for smoothing a current supplied to the motor;
a current sensor for detecting a current supplied to the motor;
The smoothing capacitor and the current sensor are integrally formed and aligned in a radial direction of the motor ,
The inverter unit further includes a power conversion module,
a first cooling plate that cools the smoothing capacitor and the power conversion module is provided between the smoothing capacitor and the power conversion module;
the first cooling plate is in contact with one end surface of the power conversion module in the rotation axis direction,
A motor unit, comprising : a second cooling plate that cools the power conversion module, the second cooling plate being in contact with the other end face of the power conversion module in the rotational axis direction .
請求項1に記載のモータユニットであって、
前記平滑コンデンサと前記電流センサとは、一つのケース内に設けられることを特徴とするモータユニット。
2. The motor unit according to claim 1,
The motor unit according to claim 1, wherein the smoothing capacitor and the current sensor are provided within a single case.
請求項1または2に記載のモータユニットであって、
前記電流センサは、前記平滑コンデンサより前記モータの径方向内側に配置されることを特徴とするモータユニット。
3. The motor unit according to claim 1,
The motor unit according to claim 1, wherein the current sensor is disposed radially inward of the smoothing capacitor.
請求項1に記載のモータユニットであって、
前記電力変換モジュールは、スイッチング素子を有し、
前記スイッチング素子は、前記第1冷却プレート及び前記第2冷却プレートに対向するように設けられることを特徴とするモータユニット。
2. The motor unit according to claim 1 ,
The power conversion module includes a switching element.
The motor unit according to claim 1, wherein the switching element is provided so as to face the first cooling plate and the second cooling plate .
請求項2に記載のモータユニットであって、
前記平滑コンデンサは、
フィルム状の誘電体からなるコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子を前記ケース内に封止するための封止樹脂と、を有し、
前記コンデンサ素子は、前記第1冷却プレートに対向するように設けられることを特徴とするモータユニット。
The motor unit according to claim 2 ,
The smoothing capacitor is
a capacitor element made of a film-like dielectric;
a sealing resin for sealing the capacitor element in the case,
The motor unit according to claim 1, wherein the capacitor element is disposed so as to face the first cooling plate .
請求項5に記載のモータユニットであって、
前記封止樹脂には、前記封止樹脂より熱伝導率の高いフィラーが含有されていることを特徴とするモータユニット。
6. The motor unit according to claim 5 ,
The motor unit according to claim 1, wherein the sealing resin contains a filler having a higher thermal conductivity than the sealing resin .
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