JP2015053772A - モータ駆動装置および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】巻線切替部および電力変換部を取り付ける際の作業性を向上させることが可能なモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】このモータ駆動部１０（モータ駆動装置）は、高速駆動用の巻線３ａおよび低速駆動用の巻線３ａ、３ｂを含むモータ３と、モータ３の高速駆動用の巻線３ａおよび低速駆動用の巻線３ａ、３ｂの接続状態の切り替えを行う巻線切替部４と、モータ３に接続されるインバータ部１とを備え、モータ３、巻線切替部４およびインバータ部１は、モータ３の軸方向に対し、略直交する方向に、モータ３、巻線切替部４、インバータ部１の順で積層されている。
【選択図】図１２

Description

この発明は、モータ駆動装置および車両に関し、特に、第１巻線および第２巻線を含むモータを備えるモータ駆動装置および車両に関する。

従来、第１巻線および第２巻線を含むモータを備えるモータ駆動装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１には、高速駆動用の第１巻線および低速駆動用の第２巻線を含むモータと、モータの２つの巻線の接続状態を切り替える巻線切替部と、モータに接続されるインバータ（電力変換部）とを備えるモータ駆動装置が開示されている。

ここで、一般に、上記特許文献１に開示されたようなモータと巻線切替部と電力変換部とを備える従来のモータ駆動装置では、巻線切替部と電力変換部とがそれぞれモータの側面上に直接設置される。すなわち、巻線切替部と電力変換部とがモータの側面上の異なる部分に個別に設置される。

特開２０１０−１７０５５号公報

しかしながら、上記したような従来のモータ駆動装置では、巻線切替部と電力変換部とがモータの側面上の異なる部分に個別に設置されるため、巻線切替部をモータの側面に取り付けた後、電力変換部が設置されるモータの側面の部分が上方を向くようにモータを軸周りに回転させる必要がある。このため、巻線切替部および電力変換部を取り付ける際の作業性が悪いという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、巻線切替部および電力変換部を取り付ける際の作業性を向上させることが可能なモータ駆動装置および車両を提供することである。

第１の局面によるモータ駆動装置は、第１巻線および第２巻線を含むモータと、モータの第１巻線および第２巻線の接続状態の切り替えを行う巻線切替部と、モータに接続される電力変換部とを備え、モータ、巻線切替部および電力変換部は、モータの軸方向に対し、略直交する方向に、モータ、巻線切替部、電力変換部の順で積層されている。

第１の局面によるモータ駆動装置では、上記のように、モータ、巻線切替部および電力変換を、モータの軸方向に対し、略直交する方向に、モータ、巻線切替部、電力変換部の順で積層することによって、モータを軸周りに回転させることなくモータに巻線切替部と電力変換部とを取り付けることができるので、巻線切替部および電力変換部を取り付ける作業を容易にすることができる。その結果、巻線切替部および電力変換部を取り付ける際の作業性を向上させることができる。

第２の局面による車両は、車両本体部と、車両本体部の内部に設けられるモータ駆動部とを備え、モータ駆動部は、第１巻線および第２巻線を含むモータと、モータの第１巻線および第２巻線の接続状態の切り替えを行う巻線切替部と、モータに接続される電力変換部とを含み、モータ、巻線切替部および電力変換部は、モータの軸方向に対し、略直交する方向に、モータ、巻線切替部、電力変換部の順で積層されている。

第２の局面による車両では、上記のように、モータ、巻線切替部および電力変換部を、モータの軸方向に対し、略直交する方向に、モータ、巻線切替部、電力変換部の順で積層することによって、モータを軸周りに回転させることなくモータに巻線切替部と電力変換部とを取り付けることができるので、巻線切替部および電力変換部を取り付ける作業を容易にすることができる。その結果、巻線切替部および電力変換部を取り付ける際の作業性を向上させることが可能な車両を提供することができる。

上記モータ駆動装置および車両によれば、巻線切替部および電力変換部を取り付ける際の作業性を向上させることができる。

第１実施形態による車両の全体構成を示したブロック図である。 第１実施形態によるモータ駆動部の全体構成を示した側面図である。 図２に示したモータ駆動部の分解斜視図である。 図３に示したモータ駆動部を図３とは反対側から見た分解斜視図である。 図２に示したモータ駆動部を斜め下方から見た斜視図である。 図５に示したモータ駆動部を図５とは反対側から見た斜視図である。 図２に示したモータ駆動部を斜め上方から見た斜視図である。 第１実施形態によるモータ駆動部の巻線切替部収容部を上方から見た図である。 図８に示した巻線切替部収容部において巻線切替部を取り付ける前の状態を示す図である。 第１実施形態によるモータ駆動部の低速巻線用バスバー配線の斜視図である。 図１０に示した低速巻線用バスバー配線を図１０とは反対側から見た斜視図である。 図６の２００−２００線に沿った断面図である。 図２に示したモータ駆動部を軸方向から見た図である。 第１実施形態によるモータ駆動部の第２収容部を上方から見た図である。 図１４に示した第２収容部においてインバータ部および制御部を取り付ける前の状態を示す図である。 第１実施形態によるモータ駆動部のインバータ部用バスバー配線の斜視図である。 図１６に示したインバータ部用バスバー配線を図１６とは反対側から見た斜視図である。 図６の３００−３００線に沿った断面図である。 第１実施形態によるモータ駆動部の第１冷却流路を説明するための側面図である。 第１実施形態によるモータ駆動部の第１冷却流路を説明するための上面図である。 第１実施形態によるモータ駆動部の第１冷却流路を説明するための下面図である。 第２実施形態による車両の全体構成を示したブロック図である。 第２実施形態によるモータ駆動部の断面図である。 第１および第２実施形態の変形例によるモータ駆動部の巻線切替部収容部を上方から見た図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１を参照して、第１実施形態による車両１００の構成について説明する。なお、図１に示した構成は、巻線切替方式のモータ駆動部を備えた車両の構成の一例である。

図１に示すように、車両１００は、車両本体部１０１と、車両本体部１０１の内部に設けられたモータ駆動部１０と、モータ駆動部１０に接続されたバッテリ部２０とを備えている。なお、モータ駆動部１０は、「モータ駆動装置」の一例である。

モータ駆動部１０は、インバータ部１と、平滑コンデンサ２と、モータ３と、巻線切替部４と、制御部５と、電源部６とを含むように構成されている。なお、インバータ部１は、「電力変換部」の一例である。

インバータ部１は、バッテリ部２０から入力される直流電力を３相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）の交流電力に変換してモータ３に出力するように構成されている。また、インバータ部１は、バッテリ部２０に接続される直流入力端子ＴＰ１およびＴＮ１と、モータ３に接続される交流出力端子ＴＵ１、ＴＶ１およびＴＷ１とを有している。なお、インバータ部１の直流入力端子ＴＰ１およびＴＮ１には、それぞれ、平滑コンデンサ２の端子ＴＰ２およびＴＮ２が接続されている。この平滑コンデンサ２は、バッテリ部２０から入力される直流電力を平滑化するために設けられている。

また、インバータ部１は、電力変換用の６個のスイッチ素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５およびＱ６を含むように構成されている。スイッチ素子Ｑ１およびＱ２は、Ｕ相の電力変換を行うように構成されている。また、スイッチ素子Ｑ３およびＱ４は、Ｖ相の電力変換を行うように構成されている。また、スイッチ素子Ｑ５およびＱ６は、Ｗ相の電力変換を行うように構成されている。なお、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６は、たとえば、ＳｉＣからなる半導体により構成されている。

モータ３は、インバータ部１から供給される３相の交流電力に対応して駆動するように構成されている。また、モータ３は、高速駆動用の３相の巻線３ａと、低速駆動用の３相の巻線３ａおよび巻線３ｂとを含むように構成されている。なお、巻線３ａは、「第１巻線」および「高速駆動用巻線」の一例である。また、巻線３ａおよび３ｂは、「第２巻線」および「低速駆動用巻線」の一例である。

巻線３ａおよび３ｂは、電気的に直列に接続されている。巻線３ａの一方側の各相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）の端子ＴＵ２、ＴＶ２およびＴＷ２は、インバータ部１に接続されている。また、巻線３ａの他方側で、かつ、巻線３ｂの一方側の各相の端子ＴＵ３、ＴＶ３およびＴＷ３は、巻線切替部４の後述するダイオードブリッジＤＢ１に接続されている。また、巻線３ｂの他方側の端子ＴＵ４、ＴＶ４およびＴＷ４は、巻線切替部４の後述するダイオードブリッジＤＢ２に接続されている。

巻線切替部４は、モータ３の巻線３ａおよび３ｂの接続状態を切り替える機能を有している。具体的には、巻線切替部４は、モータ３の端子ＴＵ３、ＴＶ３およびＴＷ３を短絡させるための高速巻線切替スイッチＳＷ１と、モータ３の端子ＴＵ４、ＴＶ４およびＴＷ４を短絡させるための低速巻線切替スイッチＳＷ２とを含むように構成されている。また、高速巻線切替スイッチＳＷ１および低速巻線切替スイッチＳＷ２は、たとえば、ＳｉＣからなる半導体により構成されている。

また、巻線切替部４は、モータ３の端子ＴＵ３、ＴＶ３およびＴＷ３にそれぞれ接続される端子ＴＵ５、ＴＶ５およびＴＷ５を有するダイオードブリッジＤＢ１と、モータ３の巻線３ａを保護するためのコンデンサＣ１とを含むように構成されている。なお、高速巻線切替スイッチＳＷ１と、ダイオードブリッジＤＢ１と、コンデンサＣ１と、平滑コンデンサ２とは、互いに電気的に並列に接続されている。

また、巻線切替部４は、モータ３の端子ＴＵ４、ＴＶ４およびＴＷ４にそれぞれ接続される端子ＴＵ６、ＴＶ６およびＴＷ６を有するダイオードブリッジＤＢ２と、モータ３の巻線３ａおよび巻線３ｂを保護するためのコンデンサＣ２とを含むように構成されている。なお、低速巻線切替スイッチＳＷ２と、ダイオードブリッジＤＢ２と、コンデンサＣ２と、平滑コンデンサ２とは、互いに電気的に並列に接続されている。

ダイオードブリッジＤＢ１は、モータ３の端子ＴＵ３、ＴＶ３およびＴＷ３から出力される３相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）の交流を整流するための６個のダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５およびＤ１６により構成されている。ダイオードＤ１１およびＤ１２は、Ｕ相の交流を整流するように構成されている。また、ダイオードＤ１３およびＤ１４は、Ｖ相の交流を整流するように構成されている。また、ダイオードＤ１５およびＤ１６は、Ｗ相の交流を整流するように構成されている。なお、ダイオードブリッジＤＢ１の直流出力側には、２つのダイオードＤ１７およびＤ１８が設けられている。

同様に、ダイオードブリッジＤＢ２は、モータ３の端子ＴＵ４、ＴＶ４およびＴＷ４から出力される３相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）の交流を整流するための６個のダイオードＤ２１、Ｄ２２、Ｄ２３、Ｄ２４、Ｄ２５およびＤ２６により構成されている。ダイオードＤ２１およびＤ２２は、Ｕ相の交流を整流するように構成されている。また、ダイオードＤ２３およびＤ２４は、Ｖ相の交流を整流するように構成されている。また、ダイオードＤ２５およびＤ２６は、Ｗ相の交流を整流するように構成されている。なお、ダイオードブリッジＤＢ２の直流出力側には、２つのダイオードＤ２７およびＤ２８が設けられている。

制御部５は、インバータ部１および巻線切替部４に制御信号（インバータ制御信号、高速巻線切替制御信号および低速巻線切替制御信号）を出力することによって、インバータ部１および巻線切替部４の制御を行うように構成されている。また、電源部６は、インバータ部１のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ６を動作させるための電源（インバータ用ゲート電源）と、巻線切替部４の高速巻線切替スイッチＳＷ１および低速巻線切替スイッチＳＷ２を動作させるための電源（高速巻線切替用ゲート電源および低速巻線切替用ゲート電源）とを、それぞれ、インバータ部１と巻線切替部４とに供給するように構成されている。

次に、図２〜図２１を参照して、第１実施形態によるモータ駆動部１０の構成について説明する。

図２〜図７に示すように、モータ駆動部１０は、モータ３および巻線切替部４が収容された第１収容部１１と、インバータ部１が収容された第２収容部１２と、第１収容部１１の反負荷側（Ｘ２方向側）を覆う第１カバー部１３と、第２収容部１２の上方（Ｚ１方向）を覆う第２カバー部１４とを備えている。

第１収容部１１は、モータ３が収容されるモータ収容部１１１と、モータ収容部１１１の側面上（Ｚ１方向）に配置され、巻線切替部４が収容される巻線切替部収容部１１２とを含む。モータ収容部１１１は、略円筒形状を有する。図４に示すように、モータ収容部１１１の反負荷側（Ｘ２方向側）は、開口しており、レゾルバ１５が配置されるレゾルバ収容部１１３が設けられている。レゾルバ収容部１１３（モータ収容部１１１の反負荷側（Ｘ２方向側）の部分）には、ネジ部材１６により第１カバー部１３が取り付けられるように構成されている。また、図３に示すように、モータ収容部１１１の負荷側（Ｘ１方向側）には、フランジ１７が取り付けられている。また、フランジ１７から、モータ３のシャフト３ａが軸方向（Ｘ方向）に突出するように構成されている。

図３および図４に示すように、巻線切替部収容部１１２は、上方（Ｚ１方向）が開口する箱形状を有する。図８および図９に示すように、巻線切替部収容部１１２には、高速巻線切替スイッチＳＷ１およびダイオードブリッジＤＢ１（図１参照）を含む高速巻線切替部４１と、低速巻線切替スイッチＳＷ２およびダイオードブリッジＤＢ２を含む低速巻線切替部４２とが設けられている。なお、高速巻線切替部４１は、巻線切替部収容部１１２の負荷側（Ｘ１方向側）に配置されているとともに、低速巻線切替部４２は、巻線切替部収容部１１２の反負荷側（Ｘ２方向側）に配置されている。

ここで、第１実施形態では、高速巻線切替部４１とモータ３とを接続する高速巻線用バスバー配線４３が設けられている。また、低速巻線切替部４２とモータ３とを接続する低速巻線用バスバー配線４４が設けられている。そして、図９に示すように、第１収容部１１には、巻線切替部収容部１１２とモータ収容部１１１（レゾルバ収容部１１３、図１３参照）とを接続する第１孔部１１２ａが設けられている。そして、高速巻線用バスバー配線４３および低速巻線用バスバー配線４４は、第１孔部１１２ａを貫通し、モータ接続部４３ｃ（図１３参照）およびモータ接続部４４ｃ（図１３参照）が、モータ収容部１１１の反負荷側（Ｘ２方向側）（レゾルバ収容部１１３）に配置されるように構成されている。第１孔部１１２ａは、平面視において（Ｚ１方向から見て）、巻線切替部収容部１１２のＸ２方向側で、かつ、Ｙ１方向側の端部からＹ２方向側の端部まで延びるように略矩形形状に形成されている。なお、高速巻線用バスバー配線４３および低速巻線用バスバー配線４４は、「第１バスバー配線」の一例である。

図１０および図１１に示すように、低速巻線用バスバー配線４４は、Ｘ方向に沿って延びるように形成され、低速巻線切替部４２に接続される３つの切替部接続部４４ａが設けられる第１部分４４ｂと、Ｚ方向に延びるように形成され、モータ３側に接続される３つのモータ接続部４４ｃが設けられる第２部分４４ｄとから構成されている。また、図８に示すように、低速巻線用バスバー配線４４は、低速巻線切替部４２のＹ１方向側に配置されている。そして、図１３および図１８に示すように、低速巻線用バスバー配線４４のＺ方向に延びる第２部分４４ｄ（モータ接続部４４ｃ）が、第１孔部１１２ａを貫通して、第１収容部１１の反負荷側（Ｘ２方向側）のレゾルバ収容部１１３に配置されている。

また、図８に示すように、低速巻線用バスバー配線４４と同様に、高速巻線用バスバー配線４３は、Ｘ方向に沿って延びるように形成され、高速巻線切替部４１に接続される３つの切替部接続部４３ａが設けられる第１部分４３ｂと、Ｚ方向に延びるように形成され、モータ３側に接続される３つのモータ接続部４３ｃ（図１３参照）が設けられる第２部分４３ｄとから構成されている。また、高速巻線用バスバー配線４３は、高速巻線切替部４１のＹ２方向側に配置されている。そして、図１３に示すように、高速巻線用バスバー配線４３のＺ方向に延びる第２部分４３ｄ（モータ接続部４３ｃ）が、第１孔部１１２ａを貫通して、第１収容部１１の反負荷側（Ｘ２方向側）のレゾルバ収容部１１３に配置されている。

ここで、第１実施形態では、図１２に示すように、インバータ部１を収容する第２収容部１２は、モータ３および巻線切替部４を収容する第１収容部１１のモータ３の軸方向（Ｘ方向）に対し、略直交する方向（Ｚ方向）に積層されている。具体的には、モータ３を収容するモータ収容部１１１と、巻線切替部４を収容する巻線切替部収容部１１２と、インバータ部１を収容する第２収容部１２とが、Ｚ１方向に、モータ収容部１１１、巻線切替部収容部１１２および第２収容部１２の順で積層（接続）されている。これにより、モータ３、巻線切替部４およびインバータ部１は、モータ３の軸方向（Ｘ方向）に対し、略直交する方向（Ｚ１方向）に、モータ３、巻線切替部４、インバータ部１の順で積層されている。

また、第１実施形態では、図３および図４に示すように、巻線切替部収容部１１２の第２収容部１２側の面（上面１１２ｂ）と、第２収容部１２の巻線切替部収容部１１２側の面（下面１２ｄ）とを、平面視において、略同一の形状（略矩形形状）を有するように構成する。そして、第２収容部１２を、巻線切替部収容部１１２を覆うように、巻線切替部収容部１１２に積層する。具体的には、第２収容部１２は、第１収容部１１の開口を塞ぐように、ネジ部材１６により、第１収容部１１の上方（Ｚ１方向）に取り付けられている。また、第２収容部１２は、上方（Ｚ１方向）が開口する箱形状を有する。また、第２収容部１２には、第２収容部１２の開口を覆うように、ネジ部材１６により第２カバー部１４が取り付けられている。

図１２に示すように、インバータ部１は、第２収容部１２の底面上に配置されている。ここで、第１実施形態では、第２収容部１２において、インバータ部１の軸方向に対し、略直交する方向（Ｚ１方向）の外側に、巻線切替部４およびインバータ部１を制御するための制御部５が配置されている。具体的には、第２収容部１２には、第２収容部１２に一体的に設けられた複数の柱部１２ａが設けられており、制御部５は、柱部１２ａの上方（インバータ部１の上方）に柱部１２ａに支持された状態で配置されている。

また、第１実施形態では、図１４に示すように、インバータ部１とモータ３とを接続するインバータ部用バスバー配線５１が設けられている。また、図１５に示すように、第２収容部１２には、第２収容部１２と第１収容部１１（巻線切替部収容部１１２）とを接続する第２孔部１２ｂが設けられている。そして、インバータ部用バスバー配線５１は、第２孔部１２ｂと巻線切替部収容部１１２の第１孔部１１２ａ（図９参照）とを貫通し、モータ接続部５１ｃ（図１３参照）が、モータ収容部１１１の反負荷側（レゾルバ収容部１１３）に配置される（図１３参照）ように構成されている。第２孔部１２ｂは、平面視において（Ｚ１方向から見て）、第２収容部１２のＸ２方向側で、かつ、Ｙ方向の中央部近傍に略矩形形状に形成されている。なお、インバータ部用バスバー配線５１は、「第２バスバー配線」の一例である。

図１６および図１７に示すように、インバータ部用バスバー配線５１は、Ｙ方向に沿って延びるように形成され、インバータ部１に接続される３つのインバータ部接続部５１ａが設けられる第１部分５１ｂと、Ｚ方向に延びるように形成され、モータ３側に接続される３つのモータ接続部５１ｃが設けられる第２部分５１ｄとから構成されている。また、図１４に示すように、インバータ部用バスバー配線５１は、インバータ部１のＸ２方向側に配置されている。そして、図１２および図１３に示すように、インバータ部用バスバー配線５１のＺ方向に延びる第２部分５１ｄ（モータ接続部５１ｃ）が、第２孔部１２ｂおよび第１孔部１１２ａを貫通して、第１収容部１１の反負荷側（Ｘ２方向側、レゾルバ収容部１１３）に配置されている。

また、第１実施形態では、図１３に示すように、低速巻線用バスバー配線４４のモータ接続部４４ｃと、高速巻線用バスバー配線４３のモータ接続部４３ｃと、インバータ部用バスバー配線５１のモータ接続部５１ｃとは、軸方向から見て、水平方向（Ｙ方向）に並んだ状態で、モータ収容部１１１の反負荷側（レゾルバ収容部１１３）において配置されるように構成されている。具体的には、軸方向から見て、低速巻線用バスバー配線４４のモータ接続部４４ｃと、高速巻線用バスバー配線４３のモータ接続部４３ｃとが、それぞれ、レゾルバ収容部１１３のＹ１方向側およびＹ２方向側に配置されている。また、低速巻線用バスバー配線４４のモータ接続部４４ｃと、高速巻線用バスバー配線４３のモータ接続部４３ｃとの間に挟まれるように、インバータ部用バスバー配線５１のモータ接続部５１ｃが配置されている。

ここで、第１実施形態では、図１８に示すように、第１収容部１１のモータ３と巻線切替部４との間（モータ収容部１１１と巻線切替部収容部１１２との間）には、モータ３および巻線切替部４を冷却するための第１冷却流路６１が設けられている。第１冷却流路６１は、冷却液が流れるように構成されている。また、第１冷却流路６１は、軸方向から見て、モータ収容部１１１の反負荷側（レゾルバ収容部１１３）に配置される低速巻線用バスバー配線４４のモータ接続部４４ｃおよび高速巻線用バスバー配線４３のモータ接続部４３ｃに対向する（図１３参照）ように低速巻線用バスバー配線４４のモータ接続部４４ｃおよび高速巻線用バスバー配線４３のモータ接続部４３ｃの近傍まで延びるように配置されている。なお、第１冷却流路６１は、「第１冷却部」の一例である。

また、第１冷却流路６１は、モータ３を周状に取り囲むように、モータ収容部１１１の内部に設けられている。具体的には、図１９（側面図）、図２０（上面図）および図２１（下面図）に示すように、第１冷却流路６１は、第１収容部１１（モータ収容部１１１、モータ収容部１１１と巻線切替部収容部１１２との間）の内部においてＸ１方向側の端部近傍からＸ２方向側の端部近傍までＸ方向に延びる複数の直線状の部分を有するように形成されている。これらＸ方向に延びる複数の直線状の部分は、Ｘ１方向側の端部およびＸ２方向側の端部において交互にＵ字形状に折り曲げられて互いに接続されている。これにより、第１冷却流路６１の一方端部から他方端部まで冷却液が流れる一連の流路が構成されている。

また、第１実施形態では、図１８に示すように、第２収容部１２の第１収容部１１側（Ｚ２方向側）の底部１２ｃには、インバータ部１を冷却するための第２冷却流路６２が設けられている。第２冷却流路６２は、第１冷却流路６１に接続されており、第１冷却流路６１の一方端部から第２冷却流路６２の他方端部まで冷却液が流れる一連の流路が構成されている。なお、第１冷却流路６１と第２冷却流路６２とは、図４および図５に示すように、接続配管１８により接続されている。また、冷却液は、モータ収容部１１１に設けられる流入口１９ａから流入されて、上方に配置される第２収容部１２に設けられる流出口１９ｂから流出するように構成されている。なお、第２冷却流路６２は、「第２冷却部」の一例である。

また、図４および図５に示すように、第２収容部１２には、バッテリ部２０に接続されるバッテリケーブル７１と、制御部５に接続される信号ケーブル７２とが取り付けられるように構成されている。

第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、モータ３、巻線切替部４およびインバータ部１を、モータ３の軸方向に対し、略直交する方向に、モータ３、巻線切替部４、インバータ部１の順で積層することによって、モータ３を軸周りに回転させることなくモータ３に巻線切替部４とインバータ部１とを取り付けることができるので、巻線切替部４およびインバータ部１を取り付ける作業を容易にすることができる。その結果、巻線切替部４およびインバータ部１を取り付ける際の作業性を向上させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、モータ３を収容するモータ収容部１１１と巻線切替部４を収容する巻線切替部収容部１１２とを含む第１収容部１１と、第１収容部１１のモータ３の軸方向に対し、略直交する方向に積層され、インバータ部１を収容する第２収容部１２とを設ける。これにより、第２収容部１２を第１収容部１１のモータ３の軸方向に対し、略直交する方向の外周側（最も外側）に配置されるので、モータ３を軸周りに回転させることなく第２収容部１２に収容されるインバータ部１の保守を容易に行うことができる。その結果、インバータ部１の保守作業時の作業性を向上させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第１収容部１１に、巻線切替部収容部１１２とモータ収容部１１１とを接続する第１孔部１１２ａを設ける。これにより、容易に、巻線切替部収容部１１２からモータ収容部１１１に配線等を設置することができる。また、巻線切替部４およびモータ３を接続する配線（高速／低速巻線用の配線）が大幅に短くなる。これにより、配線に要するスペースを小さくできるので、モータ駆動部１０の小型化・軽量化を図ることができる。その結果、発熱する部分が減るので、モータ駆動部１０の信頼性の向上を図ることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、巻線切替部４とモータ３とを接続する低速巻線用バスバー配線４４および高速巻線用バスバー配線４３を設けて、低速巻線用バスバー配線４４および高速巻線用バスバー配線４３を、第１孔部１１２ａを貫通させて、モータ接続部４４ｃおよびモータ接続部４３ｃをモータ収容部１１１の反負荷側に配置する。これにより、低速巻線用バスバー配線４４のモータ接続部４４ｃおよび高速巻線用バスバー配線４３のモータ接続部４３ｃがモータ収容部１１１の反負荷側に配置されるので、駆動軸などが配置されるためにスペースに余裕のない負荷側にモータ接続部４３ｃおよび４４ｃを配置する場合と異なり、低速巻線用バスバー配線４４および高速巻線用バスバー配線４３と、モータ３との接続作業の作業性を向上させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第２収容部１２に、第２収容部１２と第１収容部１１とを接続する第２孔部１２ｂを設ける。これにより、容易に、第２収容部１２から巻線切替部収容部１１２に配線等を設置することができる。また、インバータ部１および巻線切替部４を接続する配線が大幅に短くなる。これにより、配線に要するスペースを小さくできるので、モータ駆動部１０の小型化・軽量化を図ることができる。その結果、発熱する部分が減るので、モータ駆動部１０の信頼性の向上を図ることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、インバータ部１に接続されるインバータ部用バスバー配線５１を設けるとともに、インバータ部用バスバー配線５１を、第２孔部１２ｂと巻線切替部収容部１１２の第１孔部１１２ａとを貫通させて、モータ接続部５１ｃをモータ収容部１１１の反負荷側に配置する。これにより、インバータ部用バスバー配線５１のモータ接続部５１ｃがモータ収容部１１１の反負荷側に配置されるので、駆動軸などが配置されるためにスペースに余裕のない負荷側にモータ接続部５１ｃを配置する場合と異なり、インバータ部用バスバー配線５１のモータ接続部５１ｃとモータ３の巻線との接続作業の作業性を向上させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、低速巻線用バスバー配線４４のモータ接続部４４ｃおよび高速巻線用バスバー配線４３のモータ接続部４３ｃと、インバータ部用バスバー配線５１のモータ接続部５１ｃとを、軸方向から見て、水平方向に並んだ状態で配置する。これにより、低速巻線用バスバー配線４４および高速巻線用バスバー配線４３と、モータ３との接続作業と、インバータ部用バスバー配線５１とモータ３との接続作業との両方を、同時に（同一の接続作業工程で）行うことができるので、接続作業の作業性をより向上させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第１収容部１１のモータ３と巻線切替部４との間に、モータ３および巻線切替部４を冷却するための第１冷却流路６１を設けて、第１冷却流路６１を、軸方向から見て、モータ収容部１１１の反負荷側に配置される低速巻線用バスバー配線４４のモータ接続部４４ｃおよび高速巻線用バスバー配線４３のモータ接続部４３ｃに対向するように低速巻線用バスバー配線４４および高速巻線用バスバー配線４３の近傍まで延びるように配置する。これにより、低速巻線用バスバー配線４４のモータ接続部４４ｃおよび高速巻線用バスバー配線４３のモータ接続部４３ｃを第１冷却流路６１を流れる冷却液により効率よく冷却することができるので、熱に起因するモータ接続部４４ｃおよびモータ接続部４３ｃの劣化を抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第１冷却流路６１に接続されるとともに、第２収容部１２の第１収容部１１側の底部１２ｃに設けられるインバータ部１を冷却するための第２冷却流路６２を備える。これにより、インバータ部１を第２冷却流路６２を流れる冷却液により冷却することができるので、熱に起因するインバータ部１の劣化および誤作動を抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、巻線切替部４およびインバータ部１を制御するための制御部５を、第２収容部１２に配置する。これにより、比較的高い熱を発生するモータ３から制御部５を離間させることができるので、モータ３から発生する熱に起因する制御部５の劣化および誤作動を抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、巻線切替部収容部１１２の第２収容部１２側の面（上面１１２ｂ）と、第２収容部１２の巻線切替部収容部１１２側の面（下面１２ｄ）とを、平面視において、略同一の形状を有するように構成する。これにより、第２収容部１２の巻線切替部収容部１１２側の面（下面１２ｄ）を巻線切替部収容部１１２を覆うための蓋として用いることができるので、巻線切替部収容部１１２を覆うための蓋を別途設ける必要がなくなり、その結果、モータ駆動部１０の構成を簡略化することができる。

（第２実施形態）
次に、図２２および図２３を参照して、第２実施形態による車両１０２の構成について説明する。第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、インバータ部に並列にＤＣ−ＤＣコンバータ部が接続されている。

図２２に示すように、車両１０２のモータ駆動部１０ａには、インバータ部１に並列にＤＣ−ＤＣコンバータ部７が接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ部７は、高電圧を低電圧に変換して出力する機能を有する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ部７は、半導体素子を含むコンバータモジュール（図示せず）およびプリント配線基板（図示せず）などにより構成されている。なお、モータ駆動部１０ａは、「モータ駆動装置」の一例である。

また、図２３に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ部７は、モータ駆動部１０ａの巻線切替部４とインバータ部１との間に配置されている。具体的には、ＤＣ−ＤＣコンバータ部７は、インバータ部１が収容される第２収容部１２ｅにおいて、第２冷却流路６２を介してインバータ部１に対向するように配置されている。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ部７は、第２冷却流路６２の下方側に配置されている。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ部７が第２冷却流路６２内を流れる冷却液により冷却される。なお、第２実施形態のその他の構成および効果は、上記第１実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、モータ駆動部を車両に搭載する例を示したが、モータ駆動部は、車両以外の装置に搭載してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、巻線切替部を収容する巻線切替部収容部と、インバータ部を収容する第２収容部とが積層されることにより、巻線切替部とインバータ部とが積層される例を示したが、インバータ部を巻線切替部収容部に配置して、巻線切替部とインバータ部とが積層するように構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、巻線切替部に低速巻線用バスバー配線と高速巻線用バスバー配線とが接続される例を示したが、たとえば、巻線切替部に、ケーブル状の配線を接続するように構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、インバータ部にインバータ部用バスバー配線が接続される例を示したが、たとえば、インバータ部に、ケーブル状の配線を接続するように構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、低速巻線用バスバー配線、高速巻線用バスバー配線およびインバータ部用バスバー配線のモータ接続部が、レゾルバ収容部において、互いに水平方向に隣接するように配置される例を示したが、低速巻線用バスバー配線、高速巻線用バスバー配線およびインバータ部用バスバー配線のモータ接続部が、隣接しない状態で配置されていてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、第１冷却流路および第２冷却流路を流れる冷却液により、モータ、巻線切替部およびインバータ部を冷却する例を示したが、冷液以外の冷却手段（たとえば、空冷や、冷却素子など）などにより、モータ、巻線切替部およびインバータ部を冷却してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、モータおよび巻線切替部を冷却するための第１冷却流路と、インバータ部を冷却するための第２冷却流路とを接続する例を示したが、第１冷却流路と第２冷却流路とを接続せずに、モータおよび巻線切替部と、インバータ部とをそれぞれ別個に冷却してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、冷却液が下方（モータ収容部）から上方（第２収容部）に流れる例を示したが、冷却液を上方（第２収容部）から下方（モータ収容部）に流すようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、高速巻線切替部４１と低速巻線切替部４２とが、Ｘ方向にずれて配置される（図８参照）例を示したが、図２４の変形例に示すように、高速巻線切替部４１と低速巻線切替部４２とをＹ方向に隣接するように配置してもよい。これにより、高速巻線切替部４１と低速巻線切替部４２とを、第１孔部１１２ａ側（Ｘ２方向側）に配置することができるので、高速巻線用バスバー配線および低速巻線用バスバー配線のＸ方向に沿った長さを小さくすることができる。

また、上記第１および第２実施形態では、高速駆動用の巻線と低速駆動用の巻線とを切り替える例を示したが、高速駆動用の巻線および低速駆動用の巻線以外のたとえば、低トルク用の巻線と高トルク用の巻線とを切り替えるようにしてもよい。

また、上記第２実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ部が、インバータ部が収容される第２収容部において、冷却流路を介してインバータ部に対向するように配置されている例を示したが、ＤＣ−ＤＣコンバータ部を、第２収容部において、インバータ部に隣接するように配置してもよい。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ部を、第２収容部以外の場所（たとえば、巻線切替部収容部の中）に配置してもよい。

１ インバータ部（電力変換部）
３ モータ
３ａ 巻線（第１巻線、高速駆動用巻線）
３ａ、３ｂ 巻線（第２巻線、低速駆動用巻線）
４ 巻線切替部
５ 制御部
１０、１０ａ モータ駆動部（モータ駆動装置）
１１ 第１収容部
１２、１２ｅ 第２収容部
１２ｂ 第２孔部
１２ｃ 底部
４３ 高速巻線用バスバー配線（第１バスバー配線）
４３ｃ モータ接続部
４４ 低速巻線用バスバー配線（第１バスバー配線）
４４ｃ モータ接続部
５１ インバータ部用バスバー配線（第２バスバー配線）
５１ｃ モータ接続部
６１ 第１冷却流路（第１冷却部）
６２ 第２冷却流路（第２冷却部）
１００、１０２ 車両
１０１ 車両本体部
１１１ モータ収容部
１１２ 巻線切替部収容部
１１２ａ 第１孔部

Claims (13)

1. 第１巻線および第２巻線を含むモータと、
   前記モータの前記第１巻線および前記第２巻線の接続状態の切り替えを行う巻線切替部と、
   前記モータに接続される電力変換部とを備え、
   前記モータ、前記巻線切替部および前記電力変換部は、前記モータの軸方向に対し、略直交する方向に、前記モータ、前記巻線切替部、前記電力変換部の順で積層されている、モータ駆動装置。
2. 前記モータを収容するモータ収容部と前記巻線切替部を収容する巻線切替部収容部とを含む第１収容部と、
   前記第１収容部の前記モータの軸方向に対し、略直交する方向に積層され、前記電力変換部を収容する第２収容部とをさらに備える、請求項１に記載のモータ駆動装置。
3. 前記第１収容部には、前記巻線切替部収容部と前記モータ収容部とを接続する第１孔部が設けられている、請求項２に記載のモータ駆動装置。
4. 前記巻線切替部および前記モータを接続する第１バスバー配線をさらに備え、
   前記第１バスバー配線は、前記第１孔部を貫通し、前記第１バスバー配線のモータ接続部が、前記モータ収容部の反負荷側に配置されるように構成されている、請求項３に記載のモータ駆動装置。
5. 前記第２収容部には、前記第２収容部と前記第１収容部とを接続する第２孔部が設けられている、請求項２〜４のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
6. 前記電力変換部および前記モータを接続する第２バスバー配線をさらに備え、
   前記第１収容部には、前記巻線切替部収容部と前記モータ収容部とを接続する第１孔部が設けられており、
   前記第２バスバー配線は、前記第２孔部および前記第１孔部を貫通して、前記第２バスバー配線のモータ接続部が、前記モータ収容部の反負荷側に配置されるように構成されている、請求項５に記載のモータ駆動装置。
7. 前記巻線切替部と前記モータとを接続する第１バスバー配線をさらに備え、
   前記第１バスバー配線のモータ接続部と前記第２バスバー配線のモータ接続部とは、軸方向から見て、水平方向に並んだ状態で配置されるように構成されている、請求項６に記載のモータ駆動装置。
8. 少なくとも前記第１収容部の前記モータと前記巻線切替部との間に設けられ、前記モータおよび前記巻線切替部を冷却するための第１冷却部と、
   前記巻線切替部と前記モータとを接続する第１バスバー配線とをさらに備え、
   前記第１冷却部は、軸方向から見て、前記モータ収容部の反負荷側に配置される前記第１バスバー配線のモータ接続部に対向するように前記第１バスバー配線の近傍まで延びるように配置されている、請求項２〜７のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
9. 前記第１冷却部に接続されるとともに、前記第２収容部の前記第１収容部側の底部に設けられ、前記電力変換部を冷却するための第２冷却部をさらに備える、請求項８に記載のモータ駆動装置。
10. 前記第２収容部に配置され、前記巻線切替部および前記電力変換部を制御するための制御部をさらに備える、請求項２〜９のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
11. 少なくとも前記巻線切替部収容部の前記第２収容部側の面と、前記第２収容部の前記巻線切替部収容部側の面とは、平面視において、略同一の形状を有するように構成されている、請求項２〜１０のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
12. 前記第１巻線および前記第２巻線は、それぞれ、高速駆動用巻線および低速駆動用巻線を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
13. 車両本体部と、
    前記車両本体部の内部に設けられるモータ駆動部とを備え、
    前記モータ駆動部は、
    第１巻線および第２巻線を含むモータと、
    前記モータの前記第１巻線および前記第２巻線の接続状態の切り替えを行う巻線切替部と、
    前記モータに接続される電力変換部とを含み、
    前記モータ、前記巻線切替部および前記電力変換部は、前記モータの軸方向に対し、略直交する方向に、前記モータ、前記巻線切替部、前記電力変換部の順で積層されている、車両。

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