JP2014189036A

JP2014189036A - Vehicle propulsion unit

Info

Publication number: JP2014189036A
Application number: JP2013063684A
Authority: JP
Inventors: Kazumichi Kayama; 和道香山; Nobuhiro Hosoi; 宣宏細井; Mitsugi Yamashita; 貢山下; Tomoaki Suzuki; 友暁鈴木
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-10-06

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure the cooling performance of a power module of an inverter unit in a device where the inverter unit is attached to an in-wheel motor type motor case.SOLUTION: An inverter unit 3 is attached to a side surface 27 of a motor case 7 which is opposite to an axle 11. An oil for cooling a motor and lubricating a planetary gear 13 is stored in the motor case 7. A power module 25 is disposed in an outer side position of the side surface 27 which corresponds to an oil reservoir 20.

Description

本発明は、電気モータで車輪を駆動する車両用推進装置に係り、詳しくは車輪内に電気モータを配置したインホイールモータタイプの車両用推進装置に関する。 The present invention relates to a vehicle propulsion device that drives a wheel with an electric motor, and more particularly to an in-wheel motor type vehicle propulsion device in which an electric motor is disposed in the wheel.

従来、電気自動車、ハイブリッド車両等にあって、車輪内に電気モータを配置し、該電気モータにより直接的（ギヤを介することを含む）に車輪を駆動するインホイールモータタイプの車両用推進装置が存在する。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an in-wheel motor type vehicle propulsion device for an electric vehicle, a hybrid vehicle, etc., in which an electric motor is disposed in a wheel and the wheel is directly driven (including through a gear) by the electric motor. Exists.

該インホイールモータタイプの車両用推進装置にあって、モータ駆動用のインバータユニットを電気モータと一体に車輪内に配置されるものも提案されている（特許文献１参照）。 There has been proposed an in-wheel motor type vehicle propulsion device in which an inverter unit for driving a motor is disposed in a wheel integrally with an electric motor (see Patent Document 1).

一般に、インバータユニットは、高速スイッチング手段であるＩＧＢＴ素子と平滑化用のコンデンサを有するが、該インバータユニット、特にＩＧＢＴ素子部分（パワーモジュール）は、熱による影響を受けやすい。 In general, an inverter unit includes an IGBT element serving as a high-speed switching means and a smoothing capacitor, but the inverter unit, particularly the IGBT element part (power module) is easily affected by heat.

特開２００５−２６９７３５号公報JP 2005-269735 A

上記特許文献１には（図１１〜図１３参照）、インバータユニットを電気モータのモータケースの外側に取付けたものにあって、上記パワーモジュールにフィン付放熱板を設け、該フィン付放熱板のフィンを、モータケースに形成された水路内に配置して、上記パワーモジュールを水冷により放熱する実施の形態が記載されている。 In the above-mentioned Patent Document 1 (see FIGS. 11 to 13), an inverter unit is attached to the outside of a motor case of an electric motor. The power module is provided with a finned heat sink, An embodiment is described in which fins are arranged in a water passage formed in a motor case and the power module is radiated by water cooling.

このものは、パワーモジュールの放熱性は確保されるとしても、モータケースに水路を形成したり、該水路に冷却水を循環する等の大掛かりな装置となり、電気モータ及びインバータユニットからなるモータユニットが大型で高価なものになってしまう。 Even if the heat dissipation of the power module is ensured, this device becomes a large-scale device such as forming a water channel in the motor case or circulating cooling water through the water channel. It becomes large and expensive.

そこで、本発明は、モータケース内のオイルを利用して、コンパクトで簡単な構成でもってパワーモジュールを冷却し、もって上述した課題を解消したインホイールモータユニットからなる車両用推進装置を提供することを目的とするものである。 Accordingly, the present invention provides a vehicle propulsion device including an in-wheel motor unit that uses the oil in the motor case to cool the power module with a compact and simple configuration, thereby eliminating the above-described problems. It is intended.

例えば図１及び図２を参照して、本発明は、車輪（Ｗ）内に配置されるモータケース（７）に収納され、車軸（１１）と連動しているロータ（６）と前記モータケース（７）に固定されるステータ（５）とを有する電気モータ（２）と、
該電気モータ（２）と電気的に連結し、コンデンサ（２６）とスイッチング素子からなるパワーモジュール（２５）とを有するインバータユニット（３）と、を備えてなる車両用推進装置（１）において、
前記モータケース（７）に、前記電気モータを潤滑・冷却するオイルが油密状に収納され、
前記モータケースの前記車軸（１１）と反対側の側面（２７）に、前記パワーモジュール（２５）が前記モータケース（７）内のオイル溜り（２０）に対応する位置になるように前記インバータユニット（３）を取付けてなる、
ことを特徴とする車両用推進装置にある。 For example, referring to FIG. 1 and FIG. 2, the present invention includes a rotor (6) housed in a motor case (7) disposed in a wheel (W) and interlocked with an axle (11) and the motor case. An electric motor (2) having a stator (5) fixed to (7);
In a vehicle propulsion device (1) comprising: an inverter unit (3) electrically connected to the electric motor (2) and having a capacitor (26) and a power module (25) comprising a switching element;
In the motor case (7), oil for lubricating and cooling the electric motor is stored in an oil-tight manner,
On the side surface (27) opposite to the axle (11) of the motor case, the inverter unit is arranged such that the power module (25) is in a position corresponding to the oil sump (20) in the motor case (7). (3) is attached,
This is a vehicle propulsion device.

例えば図１を参照して、前記ロータ（６）と前記車軸（１１）の間に、前記ロータの回転を減速して前記車軸に伝達するプラネタリギヤ（１３）を介在し、
前記プラネタリギヤ（１３）は、前記ロータの内径側にて前記ロータ（６）及び前記ステータ（５）と径方向からみて軸方向に少なくとも一部が重なるように配置され、前記モータケース（７）内のオイルにて潤滑されてなる。 For example, referring to FIG. 1, a planetary gear (13) that decelerates the rotation of the rotor and transmits it to the axle is interposed between the rotor (6) and the axle (11).
The planetary gear (13) is disposed on the inner diameter side of the rotor so as to at least partially overlap the rotor (6) and the stator (5) in the axial direction when viewed from the radial direction, and is disposed in the motor case (7). It is lubricated with oil.

例えば図３（Ｂ）を参照して、前記モータケース（７）の前記側面（２７）内側に、前記ステータ（５）を支持するステータ固定用座面（４０）が一体に形成され、
該ステータ固定用座面（４０）は、前記オイル溜り（２０）側が切欠かれて開放（Ｄ）されてなる。 For example, referring to FIG. 3B, a stator fixing seating surface (40) for supporting the stator (5) is integrally formed on the inner side of the side surface (27) of the motor case (7).
The stator fixing seat surface (40) is opened (D) by notching the oil reservoir (20) side.

例えば図４（Ａ）を参照して、前記モータケース（７）の前記側面（２７）内側における前記パワーモジュール（２５）と対応する位置に、冷却用フィン（４５）を一体に形成してなる。 For example, referring to FIG. 4A, a cooling fin (45) is integrally formed at a position corresponding to the power module (25) inside the side surface (27) of the motor case (7). .

前記パワーモジュール（２５）は、前記モータケース（７）の前記側面（２７）外側に、直接張り付くように取付けられてなる。 The power module (25) is attached so as to stick directly to the outside of the side surface (27) of the motor case (7).

例えば図４（Ｂ）を参照して、前記モータケース（７）の前記側面（２７）における前記パワーモジュール（２５）と対応する部分に貫通孔（４６）が形成され、
該貫通孔を塞ぐように、熱伝導性の高い材料からなる熱伝導板（４７）が固定され、該熱伝導板に前記パワーモジュール（２５）が取付けられてなる。 For example, referring to FIG. 4B, a through hole (46) is formed in a portion corresponding to the power module (25) in the side surface (27) of the motor case (7),
A heat conduction plate (47) made of a material having high heat conductivity is fixed so as to close the through hole, and the power module (25) is attached to the heat conduction plate.

前記熱伝導板の前記モータケース内側に、放熱部（４７ａ）が一体に設けられてなる。 A heat radiating portion (47a) is integrally provided inside the motor case of the heat conducting plate.

例えば図５を参照して、前記貫通孔（４６）と前記熱伝導板（４７）との間に、熱伝導率の低い材料からなるシール部材（４９）を介在してなる。 For example, referring to FIG. 5, a seal member (49) made of a material having low thermal conductivity is interposed between the through hole (46) and the heat conductive plate (47).

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲に記載の構成に影響を及ぼすものではない。 In addition, although the code | symbol in the said parenthesis is for contrast with drawing, it does not affect the structure as described in a claim by this.

請求項１に係る本発明によると、インバータユニットが、モータケースの車軸と反対側の側面に取付けられるので、インホイールタイプのモータユニットをコンパクトにして車両の搭載性を向上し得るものでありながら、インバータユニットのパワーモジュールは、上記モータケース内のオイル溜りのオイルにより冷却されて、簡単でコンパクトな構成で冷却性を確保することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the inverter unit is attached to the side surface of the motor case opposite to the axle, the in-wheel type motor unit can be made compact to improve the mountability of the vehicle. The power module of the inverter unit is cooled by the oil in the oil reservoir in the motor case, so that the cooling performance can be secured with a simple and compact configuration.

請求項２に係る本発明によると、電気モータのロータの回転は、プラネタリギヤを介して減速して車軸に伝達されるので、電気モータから車輪に車両に応じた適正な回転及びトルクを伝達することができ、かつモータケース内のオイルにより電気モータ及びプラネタリギヤを潤滑するので、簡単でコンパクトなモータユニットを提供することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the rotation of the rotor of the electric motor is decelerated via the planetary gear and transmitted to the axle, the appropriate rotation and torque corresponding to the vehicle are transmitted from the electric motor to the wheels. In addition, since the electric motor and the planetary gear are lubricated by the oil in the motor case, a simple and compact motor unit can be provided.

請求項３に係る本発明によると、モータケースのステータ固定用座面は、オイル溜り側が切欠かれて開放されているので、ステータからの熱がステータ固定用座面から直接パワーモジュールに伝導されることはなく、かつモータケース内のオイル溜りによりパワーモジュールが冷却される割合いを高めることができる。 According to the third aspect of the present invention, since the stator fixing seat surface of the motor case is opened by notching the oil reservoir side, the heat from the stator is conducted directly from the stator fixing seat surface to the power module. In addition, the rate at which the power module is cooled by the oil reservoir in the motor case can be increased.

請求項４に係る本発明によると、モータケースの側面内側におけるパワーモジュールと対応する位置に冷却用フィンを一体に形成したので、パワーモジュールの上記オイルによる冷却効率を高めることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the cooling fins are integrally formed at a position corresponding to the power module inside the side surface of the motor case, so that the cooling efficiency of the power module by the oil can be increased.

請求項５に係る本発明によると、パワーモジュールは、モータケースの前記側面外側に直接張り付くように取付けられるので、モータケース等をそのまま用いる等の簡単な構成で足りる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the power module is attached so as to stick directly to the outside of the side surface of the motor case, a simple configuration such as using the motor case or the like is sufficient.

請求項６に係る本発明によると、パワーモジュールを取付ける部分を、モータケースとは別部材からなる熱伝導性の高い材料からなる熱伝導板を埋込んで構成したので、パワーモジュールは、該熱伝導板を介して効率よく冷却することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the power module mounting portion is configured by embedding a heat conductive plate made of a material having high thermal conductivity, which is a member different from the motor case, so that the power module It can cool efficiently through the conductive plate.

請求項７に係る本発明によると、上記熱伝導板は、モータケースとは別部材からなり、高い精度で容易に放熱部を加工することが可能となり、該高い加工により形成された接触面積の大きい放熱部によりパワーモジュールを効率よく冷却することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the heat conducting plate is made of a member different from the motor case, and can easily process the heat radiating portion with high accuracy, and the contact area formed by the high processing. The power module can be efficiently cooled by the large heat radiation part.

請求項８に係る本発明によると、モータケースの貫通孔と上記放熱板との間にシール部材を介在したので、電気モータからモータケースを伝ってくる熱を熱伝導率の低い上記シール部材で遮断して、パワーモジュールの冷却性を保持することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, since the seal member is interposed between the through hole of the motor case and the heat radiating plate, the heat transmitted from the electric motor to the motor case is transferred to the seal member having a low thermal conductivity. By shutting off, the cooling performance of the power module can be maintained.

本発明による車両用推進装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the vehicle propulsion apparatus by this invention. そのインバータユニットを示す側面図。The side view which shows the inverter unit. モータケースの第２ケース部を示す、合せ面からみた側面図で、（Ａ）は、ステータ固定用座面を全周に設けたもの、（Ｂ）は、その下側を切欠き、開放した実施の形態を示す。It is the side view seen from the mating surface which shows the 2nd case part of a motor case, (A) is what provided the seat surface for stator fixation in the perimeter, and (B) cut and opened the lower side. Embodiments are shown. （Ａ）（Ｂ）は、それぞれ異なる第２ケース部を示す側面図。(A) (B) is a side view which shows a different 2nd case part, respectively. 図４（Ｂ）のＡ−Ａ断面図。AA sectional view of Drawing 4 (B).

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。車両用推進装置は、図１に示すように、ホイールＷ内に配置されたインホイールタイプからなり、懸架装置により上下方向回動自在に支持されるアームに固定されて、バネ下に配置されるモータユニット１を有する。モータユニット（車両用推進装置）１は、モータ・ジェネレータ（回転電機；単に電気モータと称する）２と、該モータ駆動用のインバータユニット３とを有する。電気モータ２は、鋼板にコイル５ａを巻いたステータ５と、永久磁石を埋設したロータ６と、を有するＩＰＭモータからなり、モータケース７内に収納される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the vehicle propulsion device is an in-wheel type disposed in a wheel W, and is fixed to an arm supported by a suspension device so as to be pivotable in the vertical direction, and is disposed under a spring. A motor unit 1 is included. The motor unit (vehicle propulsion device) 1 includes a motor / generator (rotary electric machine; simply referred to as an electric motor) 2 and an inverter unit 3 for driving the motor. The electric motor 2 includes an IPM motor having a stator 5 in which a coil 5 a is wound around a steel plate and a rotor 6 in which a permanent magnet is embedded, and is housed in a motor case 7.

モータケース７は、第１ケース部７ａ及び第２ケース部７ｂによる合せケースからなり、上記バネ下であるアームに固定されている。第１ケース部７ａには、カラー９及びボス１０がボルトにより固定されており、該ボス１０に、ベアリングを介して車軸１１が固定自在に支持されている。該車軸１１には、ホイールハブ１２がスプライン及びナットにより一体に固定されており、該ホイールハブ１２に上記ホイール（車両）Ｗが装着されている。上記ロータ６と車軸１１との間には、ロータの回転を減速して車軸に伝達するプラネタリギヤ１３が介在している。プラネタリギヤ１３は、サンギヤＳ、リングギヤＲ及び２個の異なる歯数からなるステップピニオンギヤＰ１，Ｐ２を支持するキャリヤＣＲからなる。 The motor case 7 comprises a mating case composed of a first case portion 7a and a second case portion 7b, and is fixed to the arm that is under the spring. A collar 9 and a boss 10 are fixed to the first case portion 7a by bolts, and an axle 11 is supported by the boss 10 via a bearing so as to be freely fixed. A wheel hub 12 is integrally fixed to the axle 11 by a spline and a nut, and the wheel (vehicle) W is mounted on the wheel hub 12. A planetary gear 13 is interposed between the rotor 6 and the axle 11 to decelerate the rotation of the rotor and transmit it to the axle. The planetary gear 13 includes a sun gear S, a ring gear R, and a carrier CR that supports step pinion gears P1 and P2 having two different numbers of teeth.

前記ロータ６は、ドラム部材１５の鍔部１５ａ外周に装着、固定されており、該鍔部１５ａの内径側に上記プラネタリギヤ１３が配置されている。従って、該プラネタリギヤ１３は、上記ロータ６の内径側にてロータ６及びステータ５と径方向からみて軸方向に少なくとも一部が重なるように配置されている。該プラネタリギヤ１３の中心部には、上記サンギヤＳを有する回転軸１６が両端を上記車軸１１及び第２ケース部７ｂにそれぞれベアリングを介して回転自在に支持されている。該回転軸１６には、上記ロータ６を装着したドラム部材１５が一体に固定されており、従って、回転軸１６及び車軸１１は、同一軸線上に整列して配置され、かつ該同一軸線を中心として上記ロータ６及びステータ５が配置されている。 The rotor 6 is mounted and fixed on the outer periphery of the flange portion 15a of the drum member 15, and the planetary gear 13 is disposed on the inner diameter side of the flange portion 15a. Accordingly, the planetary gear 13 is disposed on the inner diameter side of the rotor 6 so as to at least partially overlap the rotor 6 and the stator 5 in the axial direction when viewed from the radial direction. At the center of the planetary gear 13, a rotating shaft 16 having the sun gear S is rotatably supported at both ends by the axle 11 and the second case portion 7b via bearings. The drum member 15 on which the rotor 6 is mounted is integrally fixed to the rotary shaft 16. Therefore, the rotary shaft 16 and the axle 11 are arranged in alignment on the same axis and are centered on the same axis. The rotor 6 and the stator 5 are arranged as follows.

前記プラネタリギヤ１３のキャリヤＣＲは、上記車軸１１に連結し、リングギヤＲは、モータケース７と一体のカラー９に固定されている。従って、該プラネタリギヤ１３は、ロータ６と一体の回転軸１６の回転が、大ピニオンギヤＰ２に伝達され、小ピニオンギヤＰ１が固定リングギヤＲに噛合していることにより、キャリヤＣＲが減速公転して、車軸１１に出力される。同軸上に配置されたステップピニオンＰ１，Ｐ２は、そのステップ比を変更することにより、異なる減速比が得られる。 The carrier CR of the planetary gear 13 is connected to the axle 11, and the ring gear R is fixed to a collar 9 integrated with the motor case 7. Therefore, in the planetary gear 13, the rotation of the rotary shaft 16 integral with the rotor 6 is transmitted to the large pinion gear P2, and the small pinion gear P1 meshes with the fixed ring gear R, whereby the carrier CR decelerates and revolves, and the axle 11 is output. The step pinions P1 and P2 arranged on the same axis can obtain different reduction ratios by changing their step ratios.

第２ケース部７ｂとドラム部材１５との間にはレゾルバ１９が配置されており、該レゾルバ１９は、ロータ６の回転位置（位相）を検出して、上記電気モータの制御に用いられる。上記第１及び第２ケース部７ａ，７ｂからなるモータケース７は、油密状に構成され、その内部にオイルが所定量充填され、該ケース７の下部がオイル溜り２０となっている。なお、２０ａは、オイルレベルを示す。前記ドラム部材１５の鍔部１５ａの先端には、外径方向に延びる環状部材２１が一体に固定されており、該環状部材２１は、その先端が羽根状になって上記オイル溜り２０に浸り、オイル跳ね上げ片となっている。 A resolver 19 is disposed between the second case portion 7b and the drum member 15. The resolver 19 detects the rotational position (phase) of the rotor 6 and is used for controlling the electric motor. The motor case 7 including the first and second case portions 7a and 7b is configured to be oil-tight, and a predetermined amount of oil is filled therein, and a lower portion of the case 7 serves as an oil reservoir 20. 20a indicates the oil level. An annular member 21 extending in the outer diameter direction is integrally fixed to the tip of the flange portion 15a of the drum member 15, and the tip of the annular member 21 is immersed in the oil reservoir 20 with a blade shape. It is an oil splash piece.

従って、電気モータ２が駆動されてロータ６が回転すると、プラネタリギヤ１３を介して減速した回転が車軸１１に伝達され、ホイール（車輪）Ｗを回転して車両を走行する。この際、ロータ６の回転により、オイル跳ね上げ片２１も一体に回転し、オイル溜り２０のオイルを跳ね上げ、該オイルは、ステータ５のコイル５ａを始めとして電気モータ２を潤滑冷却し、更に該オイルは、流下しつつプラネタリギヤ１３の各ギヤ及びベアリング等の潤滑必要箇所を潤滑して、オイル溜り２０に戻される。 Therefore, when the electric motor 2 is driven and the rotor 6 rotates, the rotation decelerated via the planetary gear 13 is transmitted to the axle 11 and the wheel (wheel) W is rotated to travel the vehicle. At this time, by the rotation of the rotor 6, the oil splashing piece 21 also rotates integrally, splashing up the oil in the oil reservoir 20, and the oil lubricates and cools the electric motor 2 including the coil 5 a of the stator 5, and further The oil is returned to the oil reservoir 20 after flowing down, lubricating the planetary gears 13 such as gears and bearings where lubrication is required.

前記インバータユニット３は、ＩＧＢＴ素子及びダイオード等からなるパワーモジュール２５とコンデンサ２６とを有し、前記モータケース７の車軸１１と反対側の側面２７の外側に取付けられている。パワーモジュール２５は、絶縁層２９に実装されてスイッチング素子となるＩＧＢＴ素子等からなり、上記絶縁層２９がモータケース側面２７に直接張り付けるように取付けられる。コンデンサ２６は、モータケース側面２７に直接取付けられる。上記パワーモジュール２５は、図２に示すように、ステータコイル５ａのＵ相、Ｖ相及びＷ相にそれぞれ接続するように複数個あり、またコンデンサ２６も複数個あり、これらからなるインバータユニット３は、合成樹脂等からなるインバータケース３０に覆われている。 The inverter unit 3 includes a power module 25 made of an IGBT element, a diode, and the like, and a capacitor 26, and is attached to the outside of a side surface 27 of the motor case 7 opposite to the axle 11. The power module 25 includes an IGBT element or the like that is mounted on the insulating layer 29 and serves as a switching element, and is attached so that the insulating layer 29 is directly attached to the side surface 27 of the motor case. The capacitor 26 is directly attached to the motor case side surface 27. As shown in FIG. 2, there are a plurality of power modules 25 connected to the U-phase, V-phase and W-phase of the stator coil 5a, and a plurality of capacitors 26. The inverter case 30 is made of synthetic resin or the like.

上記パワーモジュール２５は、モータケース７の下部において上記側面２７を貫通する接続端子３１にそれぞれ接続しており、該接続端子３１は、合成樹脂，ゴム等からなるシール材３２により絶縁、シールされてモータケース７内に導かれ、ステータの各相コイルに接続している。上記コンデンサ２６は、モータケース７の上部において上記側面２７を貫通する接続端子３３に接続しており、該接続端子３３は、合成樹脂，ゴム等からなるシール材３５により絶縁、シールされて、モータケース７内に導かれている。上記インバータケース３０は、一方が開放されたカバー形状からなり、上記インバータユニット３及び各端子３１，３３部分を覆うようにして、取付け部４３によりモータケース７の上記側面２７の外側に取付けられ、インバータユニット３を塵埃及び水等から保護している。 The power module 25 is connected to a connection terminal 31 penetrating the side surface 27 at the lower part of the motor case 7, and the connection terminal 31 is insulated and sealed by a sealing material 32 made of synthetic resin, rubber or the like. It is led into the motor case 7 and connected to each phase coil of the stator. The capacitor 26 is connected to a connection terminal 33 penetrating the side surface 27 in the upper part of the motor case 7, and the connection terminal 33 is insulated and sealed by a sealing material 35 made of synthetic resin, rubber, etc. It is guided in the case 7. The inverter case 30 has a cover shape with one open, and is attached to the outside of the side surface 27 of the motor case 7 by a mounting portion 43 so as to cover the inverter unit 3 and the terminals 31 and 33. The inverter unit 3 is protected from dust and water.

前記パワーモジュール２５を下方にして、コンデンサ２６を上方にして、上記インバータユニット３はモータケース７に取付けられており、更に上記パワーモジュール２５が、モータケース７のオイルレベル２０ａの下側であるオイル溜り２０に対応するように配置されている。 The inverter unit 3 is attached to the motor case 7 with the power module 25 facing down and the capacitor 26 facing up, and the power module 25 is an oil that is below the oil level 20a of the motor case 7. Arranged so as to correspond to the reservoir 20.

車両に搭載されたバッテリ等の電力供給部から、直流電流生成回路を介して、前記インバータユニット３に電力が供給される。そして、インバータユニット３により、運転者の要求トルク及び車速等に基づく所定波形に制御されて、電気モータ２のステータ５に供給され、電気モータ２を所定の回転数及びトルクにより回転する。この際、上記パワーモジュール２５は、高速でスイッチングするため、高温になり易いが、上記パワーモジュール２５が、モータケース７の側面２７を介してモータケース内のオイル溜り２０と接触しており、パワーモジュール２５は、該オイルにより放熱、冷却される。なお、パワーモジュール２５は、発熱量の低いＳｉＣ半導体を用いることが好ましい。 Electric power is supplied to the inverter unit 3 from a power supply unit such as a battery mounted on the vehicle via a direct current generation circuit. Then, the inverter unit 3 is controlled to have a predetermined waveform based on the driver's required torque, vehicle speed, and the like, and is supplied to the stator 5 of the electric motor 2 to rotate the electric motor 2 at a predetermined rotational speed and torque. At this time, since the power module 25 is switched at a high speed, the power module 25 is likely to reach a high temperature. However, the power module 25 is in contact with the oil reservoir 20 in the motor case via the side surface 27 of the motor case 7. The module 25 is radiated and cooled by the oil. The power module 25 is preferably made of a SiC semiconductor with a low calorific value.

図３は、モータケース７の第２ケース部７ｂを、その合せ面側からみた側面図である。該第２ケース部７ｂにはステータ５の外周面に当接して、該ステータ５を第２ケース部７ｂに装着、固定する座面４０，４０’が一体に形成されている。該第２ケース部７ｂには、上記ステータ固定用座面４０と、ロータ６を装着したドラム部材１５と一体の回転軸１６を回転自在に支持するベアリング用ハブ４１とが形成されており、ステータ５とロータ６とを高い精度で位置決めすることができ、ステータ５とロータ６とのギャップを小さい量に管理することができ、電気モータ２の効率を向上し得る。 FIG. 3 is a side view of the second case portion 7b of the motor case 7 as seen from the mating surface side. The second case portion 7b is integrally formed with seating surfaces 40, 40 'that contact the outer peripheral surface of the stator 5 and attach and fix the stator 5 to the second case portion 7b. The second case portion 7b is formed with the stator fixing seat surface 40 and a bearing hub 41 that rotatably supports the rotating shaft 16 integral with the drum member 15 on which the rotor 6 is mounted. 5 and the rotor 6 can be positioned with high accuracy, the gap between the stator 5 and the rotor 6 can be managed to a small amount, and the efficiency of the electric motor 2 can be improved.

一般に、第２ケース部７ｂ’は、図３（Ａ）に示すように、上記ステータ固定用座面４０’がステータ５に合せて全周に亘って円環状に形成され、ステータ５の全周を支持する。本実施の形態にあっては、図３（Ｂ）に示すように、上記ステータ固定用座面４０は、下部接続端子３１の装着部４２に対向する下側部分Ｄ、即ちオイル溜り２０側が切欠かれて開放されている。これにより、電気モータ２、特にコイル５ａを有するステータ５が発する熱が、ステータ固定用座面４０の下側部分を通ってパワーモジュール２５に伝わることを防止できると共に、上記パワーモジュール２５の熱をオイル溜り２０のオイルに放熱する割合を向上し得る。 In general, as shown in FIG. 3A, the second case portion 7 b ′ is configured such that the stator fixing seat surface 40 ′ is formed in an annular shape over the entire circumference in accordance with the stator 5. Support. In the present embodiment, as shown in FIG. 3B, the stator fixing seat surface 40 has a lower portion D facing the mounting portion 42 of the lower connection terminal 31, that is, the oil reservoir 20 side is cut away. It has been released. As a result, heat generated by the electric motor 2, particularly the stator 5 having the coil 5 a, can be prevented from being transmitted to the power module 25 through the lower portion of the stator fixing seat surface 40 and the heat of the power module 25 can be prevented. The ratio of heat radiation to the oil in the oil reservoir 20 can be improved.

図４（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ一部変更した第２ケース部の合せ面側からみた側面図である。図４（Ａ）は、上記ステータ固定用座面４０の切欠いた開放部分［図２（Ｂ）のＤ部分］に冷却用フィン（放熱板）４５を設けたものである。該第２ケース部７ｂ_２は、レゾルバ取付け用の環状のリブ４４と上記下部接続端子装着部４２との間に、縦方向に延びる多数の冷却用フィン４５が形成されている。該冷却用フィン４５部分は、概ね、オイルレベル２０ａの下方のオイル溜り２０に位置しており、かつ該冷却用フィン４５と反対面である上記側面２７の外側に、前記パワーモジュール２５が取付けられる。 4 (A) and 4 (B) are side views of the second case part, which are partially changed, as seen from the mating surface side. 4A is a view in which a cooling fin (heat radiating plate) 45 is provided in the notched open portion [D portion of FIG. 2B] of the stator fixing seat surface 40. In FIG. In the second case portion 7b ₂ , a large number of cooling fins 45 extending in the vertical direction are formed between the annular rib 44 for attaching the resolver and the lower connection terminal mounting portion 42. The cooling fin 45 portion is generally located in the oil reservoir 20 below the oil level 20a, and the power module 25 is attached to the outside of the side surface 27 opposite to the cooling fin 45. .

これにより、パワーモジュール２５からの発熱は、モータケースの第２ケース７部ｂ_２の側面２７を介して冷却用フィン４５に伝達され、該冷却用フィンから効率よくオイル溜り２０のオイルに放熱される。 Thus, the heat generated from the power module 25 is transmitted to the cooling fin 45 via the side surface 27 of the second case 7 part b ₂ of the motor case, and is efficiently radiated from the cooling fin to the oil in the oil reservoir 20. The

図４（Ｂ）は、更に変更した第２ケース部７ｂ_３を示す。該第２ケース部７ｂ_３は、前記ステータ固定用座面４０の切欠き開放部分［図２（Ｂ）のＤ参照］の前記側面２７に矩形状の貫通孔４６が形成される。そして、該貫通孔４６に、例えば銅等の熱伝導性の高い材料からなるプレート（熱伝導板）４７を嵌込み、埋込んで油密状に密閉される。該プレート４７は、ケース部７ｂ_３とは別部品からなるので、細かい加工が可能であり、モータケース７の内側となる面に例えば多数のピン状等の放熱部（冷却用フィン）４７ａを加工することが可能となる。 FIG. 4B shows a second case portion 7b ₃ that is further modified. In the second case portion 7b ₃ , a rectangular through hole 46 is formed in the side surface 27 of the notch opening portion of the stator fixing seat surface 40 (see D in FIG. 2B). Then, a plate (thermal conductive plate) 47 made of a material having high thermal conductivity such as copper is fitted into the through hole 46, and is embedded and hermetically sealed. The plate 47, since a separate part from the casing part 7b _3, fine processing is possible, the heat radiating portion of the inner the surface from such example multiple pin-shaped motor case 7 processing (cooling fins) 47a It becomes possible to do.

図５に示すように、該プレート４７の外側は、平坦面からなり、該平坦面にパワーモジュール２５が張り付くように取付けられる。上記プレート４７の全周に亘って合成樹脂又はゴム等の熱伝導性の低いシール部材４９が取付けられ、上記第２ケース部７ｂ_３の貫通孔４６との間に該シール部材４９が介在するようにプレート４７が貫通孔４６に嵌合される。 As shown in FIG. 5, the outside of the plate 47 is a flat surface, and is attached so that the power module 25 sticks to the flat surface. Low thermal conductivity sealing member 49 such as synthetic resin or rubber over the entire periphery of the plate 47 is attached, so that the seal member 49 is interposed between the through-hole 46 of the second case portion 7b ₃ The plate 47 is fitted into the through hole 46.

従って、本第２ケース部７ｂ_３によると、パワーモジュール２５からの発熱は、プレート４７を介して放熱部４７ａに伝達され、モータケース７内部のオイル溜り２０のオイルに放熱される。この際、プレート４７は、熱伝導性の高い材料及び表面積の大きい放熱部４７ａの形状が相俟って、高い効率で放熱され、パワーモジュール２５は、効率よく冷却される。また、ステータ５等からの熱は、第２ケース部７ｂ_３の側面２７（４６，４２）に伝達されるが、低い熱伝導性のシール部材４９により遮断され、プレート４７に伝わりにくくなっている。 Therefore, according to the second case portion 7 b ₃ , the heat generated from the power module 25 is transmitted to the heat radiating portion 47 a via the plate 47 and is radiated to the oil in the oil reservoir 20 inside the motor case 7. At this time, the plate 47 is radiated with high efficiency in combination with the material having high thermal conductivity and the shape of the heat radiating portion 47a having a large surface area, and the power module 25 is efficiently cooled. Also, heat from the stator 5 etc. is transmitted to the side surface 27 of the second case portion 7b ₃ (46,42), is blocked by the low thermal conductivity of the sealing member 49, and is easily transmitted to the plate 47 .

なお、上記インホイールモータユニット１は、１個のホイールＷについて説明したが、２輪又は４輪に同様に適用される。 In addition, although the said in-wheel motor unit 1 demonstrated one wheel W, it is applied similarly to 2 wheels or 4 wheels.

１車両用推進装置（モータユニット）
２電気モータ
３インバータユニット
５ステータ
６ロータ
７モータケース
１１車軸
１３プラネタリギヤ
２０オイル溜り
２５パワーモジュール
２６コンデンサ
２７側面
４０ステータ固定用座面
４５冷却用フィン
４６貫通孔
４７熱伝導板（プレート）
４７ａ放熱部
４９シール部材
Ｗ車輪（ホイール） 1 Vehicle propulsion device (motor unit)
2 Electric Motor 3 Inverter Unit 5 Stator 6 Rotor 7 Motor Case 11 Axle 13 Planetary Gear 20 Oil Pool 25 Power Module 26 Capacitor 27 Side 40 Stator Fixing Seat 45 Cooling Fin 46 Through Hole 47 Heat Conducting Plate (Plate)
47a Heat radiation part 49 Seal member W Wheel

Claims

車輪内に配置されるモータケースに収納され、車軸と連動しているロータと前記モータケースに固定されるステータとを有する電気モータと、
該電気モータと電気的に連結し、コンデンサとスイッチング素子からなるパワーモジュールとを有するインバータユニットと、を備えてなる車両用推進装置において、
前記モータケースに、前記電気モータを潤滑・冷却するオイルが油密状に収納され、
前記モータケースの前記車軸と反対側の側面に、前記パワーモジュールが前記モータケース内のオイル溜りに対応する位置になるように前記インバータユニットを取付けてなる、
ことを特徴とする車両用推進装置。 An electric motor having a rotor housed in a motor case disposed in a wheel and interlocking with an axle and a stator fixed to the motor case;
In a vehicle propulsion device comprising: an inverter unit electrically connected to the electric motor and having a power module including a capacitor and a switching element;
Oil that lubricates and cools the electric motor is stored in the motor case in an oil-tight manner,
The inverter unit is attached to the side surface of the motor case opposite to the axle so that the power module is in a position corresponding to an oil reservoir in the motor case.
A vehicle propulsion device characterized by that.

前記ロータと前記車軸の間に、前記ロータの回転を減速して前記車軸に伝達するプラネタリギヤを介在し、
前記プラネタリギヤは、前記ロータの内径側にて前記ロータ及び前記ステータと径方向からみて軸方向に少なくとも一部が重なるように配置され、前記モータケース内のオイルにて潤滑されてなる、
請求項１記載の車両用推進装置。 Between the rotor and the axle, there is a planetary gear that decelerates the rotation of the rotor and transmits it to the axle,
The planetary gear is arranged on the inner diameter side of the rotor so as to overlap at least partly in the axial direction when viewed from the radial direction with the rotor and the stator, and is lubricated with oil in the motor case.
The vehicle propulsion device according to claim 1.

前記モータケースの前記側面内側に、前記ステータを支持するステータ固定用座面が一体に形成され、
該ステータ固定用座面は、前記オイル溜り側が切欠かれて開放されてなる、
請求項１又は２記載の車両用推進装置。 A stator fixing seating surface for supporting the stator is integrally formed on the inner side of the motor case,
The stator fixing seating surface is formed by cutting out the oil reservoir side and opening it.
The vehicle propulsion device according to claim 1 or 2.

前記モータケースの前記側面内側における前記パワーモジュールと対応する位置に、冷却用フィンを一体に形成してなる、
請求項１ないし３のいずれか記載の車両用推進装置。 A cooling fin is integrally formed at a position corresponding to the power module inside the side surface of the motor case.
The vehicle propulsion device according to any one of claims 1 to 3.

前記パワーモジュールは、前記モータケースの前記側面外側に、直接張り付くように取付けられてなる、
請求項１ないし４のいずれか記載の車両用推進装置。 The power module is attached so as to stick directly to the outside of the side surface of the motor case.
The vehicle propulsion device according to any one of claims 1 to 4.

前記モータケースの前記側面における前記パワーモジュールと対応する部分に貫通孔が形成され、
該貫通孔を塞ぐように、熱伝導性の高い材料からなる熱伝導板が固定され、該熱伝導板に前記パワーモジュールが取付けられてなる、
請求項１ないし３のいずれか記載の車両用推進装置。 A through hole is formed in a portion corresponding to the power module on the side surface of the motor case,
A heat conduction plate made of a material having high heat conductivity is fixed so as to close the through hole, and the power module is attached to the heat conduction plate.
The vehicle propulsion device according to any one of claims 1 to 3.

前記熱伝導板の前記モータケース内側に、放熱部が一体に設けられてなる、
請求項６記載の車両用推進装置。 A heat radiating part is integrally provided inside the motor case of the heat conducting plate,
The vehicle propulsion device according to claim 6.

前記貫通孔と前記熱伝導板との間に、熱伝導率の低い材料からなるシール部材を介在してなる、
請求項６又は７記載の車両用推進装置。 A seal member made of a material having low thermal conductivity is interposed between the through hole and the heat conductive plate.
The vehicle propulsion device according to claim 6 or 7.