JP2005333782A - インバータ一体型回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転電機が発生する熱からインバータ装置を保護することができるインバータ一体型回転電機を提供する。
【解決手段】 パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１４は、インターフェース部１６を介してモータジェネレータ１２上に据付けられる。インターフェース部１６は、網構造のラジエータを有し、その側面にはインターフェース部１６に冷却風を供給する冷却ファン１８が設けられる。インターフェース部１６は、ラジエータによって冷却風との間で熱交換を行ない、モータジェネレータ１２から受ける熱を外部へ放出することによってモータジェネレータ１２からＰＣＵ１４への伝熱を抑制する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、回転電機を駆動するインバータ装置がその回転電機に据付けられるインバータ一体型回転電機に関する。

従来より、モータを駆動するインバータ装置がそのモータに据付けられたインバータ一体型モータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。このようなインバータ一体型モータは、モータとインバータとの間に設けられる冷却系統や配線系統を簡素化できるので、小型化や高効率化が要求されるハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）や電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等においては、特に有用なものとして期待されている。

特許文献１は、小型かつ低ノイズを実現する端子箱を備えたインバータ一体型モータを開示する。この特許文献１に開示されたインバータ一体型モータは、モータの外周面に設けられる端子座と、その端子座に据付けられる金属製端子箱と、この端子箱に収容されるインバータ回路とを備え、端子箱内面の一部が絶縁性樹脂でコーティングされる。

この特許文献１に開示されたインバータ一体型回転電機によれば、端子箱の内面が絶縁性樹脂でコーティングされているので、インバータ回路の電子部品と端子箱との間の絶縁空間距離を極力小さくすることができ、その結果、インバータが収容される端子箱を小型化できる。
特開平１０−２５７７０８号公報

インバータ装置がモータに据付けられるインバータ一体型モータにおいては、特許文献１で示されるように、小型化やノイズ除去は、重要な課題であるが、それに加えて、モータが発生する熱からインバータ装置を保護することも重要な課題の１つである。すなわち、モータとインバータとでは、駆動時の温度や熱容量に大きな差異があるため、インバータをモータに据付けることによって、高温かつ熱容量の大きいモータからインバータが受熱し、インバータが正常に動作しなくなる可能性がある。

上述した特許文献１に開示されるインバータ一体型モータは、小型化やノイズ除去を実現できるモータとして有用であるが、モータが発生する熱からインバータ装置を保護するという課題を解決することはできない。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回転電機が発生する熱からインバータ装置を保護することができるインバータ一体型回転電機を提供することである。

この発明によれば、インバータ一体型回転電機は、回転駆動部と、回転駆動部に据付けられ、回転駆動部を駆動制御するインバータ装置と、回転駆動部とインバータ装置との間に設けられ、回転駆動部からインバータ装置への伝熱を抑制する防熱部とを備える。

好ましくは、防熱部は、回転駆動部から受ける熱を外部へ放熱する。

好ましくは、防熱部は、ラジエータを含む。

好ましくは、ラジエータは、網構造からなる。

好ましくは、ラジエータは、回転駆動部および／またはインバータ装置の外周の一部に拡張して設けられる。

好ましくは、防熱部は、冷却フィンを含む。

好ましくは、冷却フィンは、回転駆動部および／またはインバータ装置の外周の一部に拡張して設けられる。

好ましくは、防熱部は、一部が外部に突出した熱輸送パイプを含む。

好ましくは、防熱部は、インバータ装置から回転駆動部へ通流する冷媒をさらに冷却する。

好ましくは、防熱部に外気を取込むための入風口の面積は、防熱部内部の通風路の面積よりも大きい。

好ましくは、インバータ一体型回転電機は、防熱部の入風口または出風口に設けられるファンをさらに備える。

この発明によるインバータ一体型回転電機においては、回転駆動部とインバータ装置との間に設けられる防熱部を備えるので、回転駆動部からインバータ装置への伝熱が抑制される。

したがって、この発明によれば、回転駆動部に据付けられるインバータ装置を回転駆動部の熱から保護することができる。

また、この発明によるインバータ一体型回転電機においては、防熱部は、網構造からなるラジエータを含むので、回転駆動部からインバータ装置への振動伝播が抑制される。

したがって、この発明によれば、回転駆動部に据付けられるインバータ装置を回転駆動部の振動から保護することができる。

また、この発明によるインバータ一体型回転電機においては、ラジエータは、回転駆動部および／またはインバータ装置の外周の一部に拡張して設けられるので、ラジエータにおける熱交換面積が拡大される。

したがって、この発明によれば、防熱部の防熱性をさらに高めることができる。

また、この発明によるインバータ一体型回転電機においては、防熱部は、インバータ装置から防熱部を介して回転駆動部へ通流する冷媒をさらに冷却するので、回転駆動部には十分に冷却された冷媒が供給される。

したがって、この発明によれば、回転駆動部の冷却性が向上する。また、その結果、回転駆動部から防熱部への伝熱量自体が抑制されるので、インバータ装置への伝熱がさらに抑制される。さらには、冷媒の冷却用として別途設けられている本来のラジエータを小型化することができる。

また、この発明によるインバータ一体型回転電機においては、防熱部に外気を取込むための入風口の面積を防熱部内部の通風路の面積よりも大きくしたので、より多くの外気が防熱部に取込まれる。

したがって、この発明によれば、防熱部の防熱性をさらに高めることができる。

また、この発明によるインバータ一体型回転電機においては、防熱部の入風口または出風口にファンを設けたので、外気が防熱部に積極的に取込まれる。

したがって、この発明によれば、このインバータ一体型回転電機が搭載される車両などが停止していて走行風などが存在しない状態においても防熱部に外気が供給され、回転駆動部の熱からインバータ装置を保護することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明によるインバータ一体型回転電機が搭載された車両の一例として示されるハイブリッド自動車の構成を示す概略図である。この図１では、ハイブリッド自動車を前面から見た図が示される。

図１を参照して、ハイブリッド自動車１０は、モータジェネレータ１２と、パワーコントロールユニット（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、以下「ＰＣＵ」と称する。）１４と、インターフェース部１６と、回転ファン１８と、エンジン２０と、ディファレンシャルギア（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｇｅａｒ、以下「ＤＧ」と称する。）２２と、駆動軸２４と、駆動輪２６Ｒ，２６Ｌとを備える。

モータジェネレータ１２、ＰＣＵ１４、インターフェース部１６、回転ファン１８、およびエンジン２０は、たとえば、車両前方のエンジンルームに設けられる。モータジェネレータ１２およびエンジン２０は、隣接して配設されて動力出力装置を構成する。ＰＣＵ１４は、インターフェース部１６を介してモータジェネレータ１２の上部に据付けられ、モータジェネレータ１２と一体的に形成される。そして、モータジェネレータ１２およびエンジン２０からなる動力出力装置は、ＤＧ２２に連結される。

モータジェネレータ１２は、たとえば３相交流同期電動発電機であって、ＰＣＵ１４からインターフェース部１６を介して受ける交流電力によって駆動力を発生する。また、モータジェネレータ１２は、ハイブリッド自動車１０の減速時には発電機としても使用され、減速時の発電作用（回生発電）により交流電力を発電し、その発電した交流電力をインターフェース部１６を介してＰＣＵ１４へ出力する。

ＰＣＵ１４は、二次電池からなるバッテリ（図示せず）から受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１２へ出力し、モータジェネレータ１２を駆動制御する。また、ＰＣＵ１２は、モータジェネレータ１２が発電した交流電圧を直流電圧に変換してバッテリを充電する。

インターフェース部１６は、エンジン１２とＰＣＵ１４との間に設けられ、エンジン１２とＰＣＵ１４との間で電力や各種信号のインターフェースを行なう。インターフェース部１６は、後述する回転ファン１８から受ける冷却風によって冷却され、これによってモータジェネレータ１２からＰＣＵ１４への伝熱を抑制する。また、インターフェース部１６は、ＰＣＵ１４から冷却水を受け、回転ファン１８から受ける冷却風によりその受けた冷却水を冷却してモータジェネレータ１２へ出力する。回転ファン１８は、回転によって冷却風を発生し、その発生した冷却風をインターフェース部１６に供給する。

モータジェネレータ１２およびエンジン２０は、動力取出ギア（図示せず）を介して、発生した動力をＤＧ２２へ出力する。また、モータジェネレータ１２は、駆動輪２６Ｒ，２６Ｌの回転力によって発電し、その発電した電力をインターフェース部１６を介してＰＣＵ１４へ出力する。また、モータジェネレータ１２は、エンジン２０の動力によって発電し、その発電した電力をＰＣＵ１４へ出力する。

ＤＧ２２は、モータジェネレータ１２およびエンジン２０によって発生された動力を駆動輪２６Ｒ，２６Ｌに伝達するとともに、駆動輪２６Ｒ，２６Ｌの回転力をモータジェネレータ１２に伝達する。

なお、モータジェネレータ１２は、「回転駆動部」を構成し、ＰＣＵ１４は、「インバータ装置」を構成する。また、インターフェース部１６は、「防熱部」を構成し、回転ファン１８は、「ファン」を構成する。そして、モータジェネレータ１２、ＰＣＵ１４およびインターフェース部１６は、「インバータ一体型回転電機」を構成する。

図２は、図１に示したＰＣＵ１４の主要部の構成を示す回路図である。

図２を参照して、ＰＣＵ１４は、コンバータ３２と、インバータ３４と、制御装置３６と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３と、出力ライン５２〜５６とを含む。コンバータ３２は、バッテリＢとインバータ３４との間に接続され、インバータ３４は、出力ライン５２〜５６を介してモータジェネレータ１２と接続される。

コンバータ３２に接続されるバッテリＢは、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池である。バッテリＢは、発生した直流電圧をコンバータ３２に供給し、また、コンバータ３２から受ける直流電圧によって充電される。

コンバータ３２は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとからなる。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続され、制御装置３６からの制御信号をベースに受ける。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれパワートランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。リアクトルＬは、バッテリＢの正極と接続される電源ラインＰＬ１に一端が接続され、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端が接続される。

このコンバータ３２は、バッテリＢから受ける直流電圧をリアクトルＬを用いて昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。また、コンバータ３２は、インバータ３４から受ける直流電圧を降圧してバッテリＢを充電する。

インバータ３４は、Ｕ相アーム４２、Ｖ相アーム４４およびＷ相アーム４６からなる。各相アームは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に並列に接続される。Ｕ相アーム４２は、直列に接続されたパワートランジスタＱ３，Ｑ４からなり、Ｖ相アーム４４は、直列に接続されたパワートランジスタＱ５，Ｑ６からなり、Ｗ相アーム４６は、直列に接続されたパワートランジスタＱ７，Ｑ８からなる。ダイオードＤ３〜Ｄ８は、それぞれパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。そして、各相アームにおける各パワートランジスタの接続点は、出力ライン５２〜５６を介してモータジェネレータ１２の各相コイルの反中性点側にそれぞれ接続されている。

このインバータ３４は、制御装置３６からの制御信号に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１２へ出力する。また、インバータ３４は、モータジェネレータ１２によって発電された交流電圧を直流電圧に整流して電源ラインＰＬ２に供給する。

コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ１の電圧レベルを平滑化する。また、コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ２の電圧レベルを平滑化する。

制御装置３６は、モータトルク指令値、モータジェネレータ１２の各相電流値、およびインバータ３４の入力電圧に基づいてモータジェネレータ１２の各相コイル電圧を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成してインバータ３４へ出力する。

また、制御装置３６は、上述したモータトルク指令値およびモータ回転数に基づいてインバータ３４の入力電圧を最適にするためのパワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするＰＷＭ信号を生成してコンバータ３２へ出力する。

さらに、制御装置３６は、モータジェネレータ１２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリＢを充電するため、コンバータ３２およびインバータ３４におけるパワートランジスタＱ１〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。

このＰＣＵ１４においては、コンバータ３２は、制御装置３６からの制御信号に基づいて、バッテリＢから受ける直流電圧を昇圧して電源ラインＰＬ２に供給する。そして、インバータ３４は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１２へ出力する。

また、インバータ３４は、モータジェネレータ１２の回生動作によって発電された交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインＰＬ２へ出力する。そして、コンバータ３２は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を降圧してバッテリＢを充電する。

このＰＣＵ１４およびモータジェネレータ１２は、その性能を維持するために冷却が必要であり、ＰＣＵ１４およびモータジェネレータ１２は、冷却水によって冷却される。ＰＣＵ１４およびモータジェネレータ１２は、共通の冷却水路において直列に配設され、ＰＣＵ１４がモータジェネレータ１２の上流に配設される。

ここで、上述したように、ＰＣＵ１４は、モータジェネレータ１２の上部に据付けられるので、モータジェネレータ１２からの受熱に配慮する必要がある。すなわち、モータジェネレータ１２は、駆動時に高温となり、熱容量もＰＣＵ１４に比べて大きいので、ＰＣＵ１４がモータジェネレータ１２と一体化されると、モータジェネレータ１２からの受熱によってＰＣＵ１４の温度が許容温度以上に上昇してしまう。

そこで、この発明においては、モータジェネレータ１２とＰＣＵ１４との間に設けられるインターフェース部１６を積極的に冷却し、モータジェネレータ１２からＰＣＵ１４への伝熱を抑制する。

図３は、図１に示したインバータ一体型回転電機をその回転軸方向からみた側面図である。

図３を参照して、このインバータ一体型回転電機は、モータジェネレータ１２と、その上部に配設されるＰＣＵ１４と、ＰＣＵ１４をモータジェネレータ１２と接続するインターフェース部１６と、回転ファン１８と、入風口６２と、拡張フィン６４と、冷却水路６６，６８とを含む。

インターフェース部１６は、網構造のラジエータを有し、モータジェネレータ１２およびＰＣＵ１４から受ける熱を外部へ放熱する。また、インターフェース部１６は、ＰＣＵ１４からモータジェネレータ１２へ冷却水を通流する冷却水路を内部に含み、ＰＣＵ１４からの冷却水を冷却してモータジェネレータ１２に供給する。さらに、インターフェース部１６は、その網構造によってモータジェネレータ１２からの振動を吸収し、モータジェネレータ１２からＰＣＵ１４への振動伝播を抑制する。

入風口６２は、インターフェース部１６の側面であって、このインバータ一体型回転電機が搭載されるハイブリッド自動車１０の前方方向に設けられる。入風口６２は、取入口側が大きく開口しており、より多くの冷却風をインターフェース部１６に取込むことができる構造を有している。回転ファン１８は、入風口６２に取付けられる。回転ファン１８は、ハイブリッド自動車１０が走行していなくても冷却風を発生することができ、その発生した冷却風を入風口６２に供給する。

拡張フィン６４は、ラジエータフィンからなる。拡張フィン６４は、インターフェース部１６のラジエータがモータジェネレータ１２の外周の一部に拡張されたもので、ラジエータ面積を拡大するために設けられる。冷却水路６６は、ＰＣＵ１４に接続され、冷却水をＰＣＵ１４に供給する。冷却水路６８は、モータジェネレータ１２に接続され、モータジェネレータ１２から冷却水を排出する。

このインバータ一体型回転電機においては、大きく開口した入風口６２に取付けられた回転ファン１８が冷却風を発生し、その発生された冷却風が入風口６２を介してインターフェース部１６に供給される。インターフェース部１６は、ラジエータによって冷却風との間で熱交換を行ない、モータジェネレータ１２から受けた熱を冷却風に放熱して外部へ放出する。したがって、モータジェネレータ１２からＰＣＵ１４への伝熱が抑制される。

ここで、このインバータ一体型回転電機においては、より多くの冷却風をインターフェース部１６内に取り込むために入風口６２は大きく開口し、また、入風口６２には、ハイブリッド自動車１０の走行による走行風が存在しなくても冷却風を積極的に発生する回転ファン１８が設けられている。さらに、モータジェネレータ１２の外周の一部には、インターフェース部１６のラジエータを拡張した拡張フィン６４が設けられている。したがって、このインターフェース部１６は、高い放熱性能を有する。

また、このインバータ一体型回転電機においては、ＰＣＵ１４およびモータジェネレータ１２を冷却する冷却水は、冷却水路６６、ＰＣＵ１４、インターフェース部１６、モータジェネレータ１２、および冷却水路６８の順に流される。そして、インターフェース部１６は、モータジェネレータ１２からの熱を放熱するだけでなく、内部を通流する冷却水も冷却する。したがって、ＰＣＵ１４によって加熱された冷却水は、インターフェース部１６によって冷却されてモータジェネレータ１２に供給される。

さらに、このインバータ一体型回転電機においては、モータジェネレータ１２は、その回転動作によって振動を発生し、その振動は、インターフェース部１６に伝播する。ここで、インターフェース部１６は、網構造からなるラジエータによって構成されているので、モータジェネレータ１２から受ける振動をその網構造によって吸収する。したがって、モータジェネレータ１２からの振動がＰＣＵ１４に直接伝播することはない。

以上のように、この実施の形態１によれば、インターフェース部１６によってモータジェネレータ１２からＰＣＵ１４への伝熱が抑制されるので、モータジェネレータ１２に据付けられるＰＣＵ１４をモータジェネレータ１２の熱から保護することができる。

また、インターフェース部１６は、網構造のラジエータからなり、その網構造によりモータジェネレータ１２からＰＣＵ１４への振動伝播が抑制されるので、モータジェネレータ１２に据付けられるＰＣＵ１４をモータジェネレータ１２の振動から保護することができる。

さらに、モータジェネレータ１２の外周の一部にラジエータフィンを拡張してラジエータ面積を拡大したので、インターフェース部１６の放熱性が向上し、その結果、インターフェース部１６によるモータジェネレータ１２からＰＣＵ１４への防熱性が向上する。

また、さらに、インターフェース部１６は、ＰＣＵ１４からモータジェネレータ１２へ通流する冷却水を冷却するので、モータジェネレータ１２の冷却性が向上する。また、モータジェネレータ１２の冷却性が向上することにより、モータジェネレータ１２からインターフェース部１６への伝熱量が抑制されるので、ＰＣＵ１４への伝熱も抑制される。さらには、冷却水の冷却用として別途設けられている本来のラジエータも小型化できる。

また、さらに、入風口６２における外気の取入口を大きく開口し、より多くの外気がインターフェース部１６に取込まれるようにしたので、インターフェース部１６によるモータジェネレータ１２からＰＣＵ１４への防熱性がさらに向上する。

また、さらに、冷却風を積極的に発生する回転ファン１８を設けたので、ハイブリッド自動車１０が停止していてもインターフェース部１６に冷却風を供給することができる。したがって、モータジェネレータ１２の熱からＰＣＵ１４を確実に保護できる。

なお、上記においては、拡張フィン６４は、モータジェネレータ１２の外周の一部に設けられるものとしたが、ＰＣＵ１４の外周の一部にも設けてもよい。

［実施の形態２］
図４，図５は、この発明の実施の形態２によるインバータ一体型回転電機の構成を示す側面図である。図４は、モータジェネレータ１２をその回転軸方向から見た図であり、図５は、モータジェネレータ１２をハイブリッド自動車１０の前方方向から見た図である。なお、図示の関係上、図５では、図４に示される回転ファン１８および入風口６２を図示していない。

図４，図５を参照して、この実施の形態２によるインバータ一体型回転電機は、図３に示した実施の形態１によるインバータ一体型回転電機の構成において、インターフェース部１６に代えてインターフェース部１６Ａを含む。インターフェース部１６Ａは、冷却フィン構造を有し、モータジェネレータ１２およびＰＣＵ１４から受ける熱を外部へ放熱する。インターフェース部１６Ａは、複数の脚部７２を含み、各脚部７２は、ＰＣＵ１４からモータジェネレータ１２へ冷却水を通流する。

このインバータ一体型回転電機においては、回転ファン１８によって発生した冷却風が各脚部７２の間に構成される通風路７４を通流する。そうすると、インターフェース部１６Ａは、その冷却フィン構造によって冷却風との間で熱交換を行ない、モータジェネレータ１２から受けた熱を冷却風に放熱して外部へ放出する。したがって、モータジェネレータ１２からＰＣＵ１４への伝熱が抑制される。

また、このインバータ一体型回転電機においても、ＰＣＵ１４およびモータジェネレータ１２を冷却する冷却水は、冷却水路６６、ＰＣＵ１４、インターフェース部１６Ａ、モータジェネレータ１２、および冷却水路６８の順に流される。そして、インターフェース部１６Ａは、モータジェネレータ１２からの熱を放熱するだけでなく、各脚部７２を通流する冷却水も冷却する。したがって、ＰＣＵ１４によって加熱された冷却水は、インターフェース部１６Ａによって冷却されてモータジェネレータ１２に供給される。

なお、この実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、インターフェース部１６Ａの冷却フィンをモータジェネレータ１２の外周の一部やＰＣＵ１４の外周の一部に拡張してもよい。

図６は、図４に示したインターフェース部１６Ａの冷却フィンがモータジェネレータ１２の外周の一部に拡張された様子を示す図である。図６を参照して、モータジェネレータ１２およびＰＣＵ１４から受ける熱を外部へ放熱する熱交換部の面積を拡大するために、拡張冷却フィン７６がモータジェネレータ１２の外周の一部に拡張されている。これによって、インターフェース部１６Ａの放熱性が向上する。

以上のように、この実施の形態２によっても、インターフェース部１６Ａによってモータジェネレータ１２からＰＣＵ１４への伝熱が抑制されるので、モータジェネレータ１２に据付けられるＰＣＵ１４をモータジェネレータ１２の熱から保護することができる。

また、インターフェース部１６Ａは、ＰＣＵ１４からモータジェネレータ１２へ通流する冷却水を冷却するので、モータジェネレータ１２の冷却性が向上し、モータジェネレータ１２も保護することができる。

［実施の形態３］
図７，図８は、この発明の実施の形態３によるインバータ一体型回転電機の構成を示す側面図である。図７は、モータジェネレータ１２をその回転軸方向から見た図であり、図８は、モータジェネレータ１２をハイブリッド自動車１０の前方方向から見た図である。

図７，図８を参照して、この実施の形態３によるインバータ一体型回転電機は、図３に示した実施の形態１によるインバータ一体型回転電機の構成において、インターフェース部１６に代えてインターフェース部１６Ｂを含む。インターフェース部１６Ｂは、複数の熱輸送パイプ８２を含む。各熱輸送パイプ８２は、両端が外部へ突出しており、モータジェネレータ１２から受ける熱をその両端に輸送して外部へ放熱する。

このインバータ一体型回転電機においては、インターフェース部１６Ｂは、複数の熱輸送パイプ８２によって外気との間で熱交換を行ない、モータジェネレータ１２から受けた熱を各熱輸送パイプ８２の両端から外部へ放出する。したがって、モータジェネレータ１２からＰＣＵ１４への伝熱が抑制される。

また、このインバータ一体型回転電機においても、ＰＣＵ１４およびモータジェネレータ１２を冷却する冷却水は、冷却水路６６、ＰＣＵ１４、インターフェース部１６Ｂ、モータジェネレータ１２、および冷却水路６８の順に流される。そして、インターフェース部１６Ｂは、モータジェネレータ１２からの熱を放熱するだけでなく、内部を通流する冷却水も冷却する。したがって、ＰＣＵ１４によって加熱された冷却水は、インターフェース部１６Ｂによって冷却されてモータジェネレータ１２に供給される。

なお、特に図示しないが、上記において、熱輸送パイプ８２の突出部を冷却するための冷却ファンなどを別途設けてもよい。

以上のように、この実施の形態３によっても、インターフェース部１６Ｂによってモータジェネレータ１２からＰＣＵ１４への伝熱が抑制されるので、モータジェネレータ１２に据付けられるＰＣＵ１４をモータジェネレータ１２の熱から保護することができる。

なお、上記の各実施の形態においては、ＰＣＵ１４およびモータジェネレータ１２は、冷却水によって冷却されるものとしたが、ＰＣＵ１４およびモータジェネレータ１２の冷却方法は、冷却水によるものに限られるものではなく、密閉型の油冷によるものや空冷によるものであってもよい。

また、上記の実施の形態１，２においては、インターフェース部１６，１６Ａに冷却風を供給するための回転ファン１８は、入風口６２側に設けられるものとしたが、出風口側に配設してもよい。また、回転ファン１８を設けることなく、ハイブリッド自動車１０の走行時における走行風のみや、エンジン冷却用のラジエータなどにおいて発生される冷却風をインターフェース部１６，１６Ａに供給するようにしてもよい。

また、上記の各実施の形態においては、この発明によるインバータ一体型回転電機が搭載される車両としてハイブリッド自動車１０の場合を代表的に例示して説明したが、この発明の適用範囲は、ハイブリッド自動車に限られるものではなく、電気自動車や電車など他の車両システムにおいてもこの発明を適用することができる。

今回開示された実施の形態は、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、上記した実施の形態の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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明によるインバータ一体型回転電機が搭載された車両の一例として示されるハイブリッド自動車の構成を示す概略図である。 図１に示すＰＣＵの主要部の構成を示す回路図である。 図１に示すインバータ一体型回転電機をその回転軸方向からみた側面図である。 この発明の実施の形態２によるインバータ一体型回転電機の構成を示す第１の側面図である。 この発明の実施の形態２によるインバータ一体型回転電機の構成を示す第２の側面図である。 図４に示すインターフェース部の冷却フィンがモータジェネレータの外周の一部に拡張された様子を示す図である。 この発明の実施の形態３によるインバータ一体型回転電機の構成を示す第１の側面図である。 この発明の実施の形態３によるインバータ一体型回転電機の構成を示す第２の側面図である。

符号の説明

１０ ハイブリッド自動車、１２ モータジェネレータ、１４ ＰＣＵ、１６，１６Ａ，１６Ｂ インターフェース部、１８ 回転ファン、２０ エンジン、２２ ＤＧ、２４ 駆動軸、２６Ｒ，２６Ｌ 駆動輪、３２ コンバータ、３４ インバータ、３６ 制御装置、４２ Ｕ相アーム、４４ Ｖ相アーム、４６ Ｗ相アーム、５２〜５６ 出力ライン、６２ 入風口、６４ 拡張フィン、６６，６８ 冷却水路、７２ 脚部、７４ 通風路、７６ 拡張冷却フィン、８２ 熱輸送パイプ、Ｂ バッテリ、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｌ リアクトル、ＰＬ１〜ＰＬ３ 電源ライン、Ｑ１〜Ｑ８ パワートランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード。

Claims (11)

1. 回転駆動部と、
   前記回転駆動部に据付けられ、前記回転駆動部を駆動制御するインバータ装置と、
   前記回転駆動部と前記インバータ装置との間に設けられ、前記回転駆動部から前記インバータ装置への伝熱を抑制する防熱部とを備えるインバータ一体型回転電機。
2. 前記防熱部は、前記回転駆動部から受ける熱を外部へ放熱する、請求項１に記載のインバータ一体型回転電機。
3. 前記防熱部は、ラジエータを含む、請求項２に記載のインバータ一体型回転電機。
4. 前記ラジエータは、網構造からなる、請求項３に記載のインバータ一体型回転電機。
5. 前記ラジエータは、前記回転駆動部および／または前記インバータ装置の外周の一部に拡張して設けられる、請求項３または請求項４に記載のインバータ一体型回転電機。
6. 前記防熱部は、冷却フィンを含む、請求項２に記載のインバータ一体型回転電機。
7. 前記冷却フィンは、前記回転駆動部および／または前記インバータ装置の外周の一部に拡張して設けられる、請求項６に記載のインバータ一体型回転電機。
8. 前記防熱部は、一部が外部に突出した熱輸送パイプを含む、請求項２に記載のインバータ一体型回転電機。
9. 前記防熱部は、前記インバータ装置から前記回転駆動部へ通流する冷媒をさらに冷却する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のインバータ一体型回転電機。
10. 前記防熱部に外気を取込むための入風口の面積は、前記防熱部内部の通風路の面積よりも大きい、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のインバータ一体型回転電機。
11. 前記防熱部の入風口または出風口に設けられるファンをさらに備える、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のインバータ一体型回転電機。

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