JP3309684B2 - モータ駆動装置 - Google Patents

モータ駆動装置

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JP3309684B2
JP3309684B2 JP33879895A JP33879895A JP3309684B2 JP 3309684 B2 JP3309684 B2 JP 3309684B2 JP 33879895 A JP33879895 A JP 33879895A JP 33879895 A JP33879895 A JP 33879895A JP 3309684 B2 JP3309684 B2 JP 3309684B2
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敬一 篠原
公也 牧
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  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータ駆動装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、電気自動車に搭載される
モータ駆動装置において、モータはCPUによって制御
されるようになっていて、該CPUに、トルク指令、レ
ゾルバ信号等が入力され、これらの信号に基づいて発生
させられた電流指令信号が前記CPUから出力される。
そして、前記電流指令信号は電流比較回路に入力され、
該電流比較回路において、電流指令信号とモータからフ
ィードバックされたモータ電流信号とが比較され、偏差
が求められる。
【0003】前記電流比較回路において求められた偏差
は、PWM信号発生回路に対して出力され、該PWM信
号発生回路において、入力された偏差と基準三角波とが
比較され、比較結果に基づいてスイッチングパルスが発
生させられ、該スイッチングパルスがPWM信号として
ゲート回路に対して出力される。そして、該ゲート回路
は、入力されたPWM信号をインバータに対して出力
し、該インバータはバッテリからの直流電流をスイッチ
ングして3相(U相、V相及びW相)の交流電流を発生
させる。このようにして発生させられた該交流電流を供
給することによってモータが駆動される。
【0004】ところが、前記モータ駆動装置において
は、前記モータとインバータとはそれぞれ別体で形成さ
れ、リード線によって連結されるようになっているの
で、該リード線から電磁ノイズが発生してしまう。そこ
で、モータの直上にインバータを一体的に配設したモー
タ駆動装置が提供されている(特開平6−30547号
公報参照)。該モータ駆動装置においては、インバータ
を収容するインバータケースの下部に放熱板が形成さ
れ、該放熱板の両側壁がモータの側面に固定されるよう
になっている。また、モータ側のリード線にコネクタ
を、インバータ側の基板にソケットをそれぞれ取り付け
るとともに、前記コネクタとソケットとを連結すること
によってモータとインバータとを接続するようにしてい
る。
【0005】この場合、前記リード線を短くすることが
できるので、電磁ノイズが発生するのを抑制することが
できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のモータ駆動装置においては、前記コネクタとソケッ
トとの連結部がインバータケース内に配設されるので、
保守・管理等のためにモータとインバータとを分割する
場合、前記インバータケースをモータから取り外し、コ
ネクタとソケットとを離す必要がある。したがって、保
守・管理等における作業性が低下してしまう。
【0007】また、前記リード線が高価であるにもかか
わらず、インバータ側の基板まで長く延在させられるの
で、モータ駆動装置のコストが高くなってしまう。本発
明は、前記従来のモータ駆動装置の問題点を解決して、
保守・管理等における作業性を向上させることができる
とともに、コストを低くすることができるモータ駆動装
置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明のモ
ータ駆動装置においては、モータと、円筒状部分、及び
該円筒状部分の一端を閉鎖して前記モータを収容するモ
ータ収容室を形成する蓋部分を備えたモータケースと、
複数のトランジスタを備え、該各トランジスタをオン・
オフさせることによって相電流を発生させ、該相電流を
前記モータに供給するインバータと、前記モータケース
の直上に着脱自在に固定され、前記インバータを収容す
るインバータ収容室を形成し、かつ、前記モータ収容室
とインバータ収容室とを区画する区画手段を備えたイン
バータケースと、前記区画手段を貫通して延び、一端が
前記インバータと、他端が前記モータと連結され、前記
インバータと前記モータとを電気的に接続する連結部材
とを有する。そして、前記モータケース及びインバータ
ケースのうちの一方は、前記連結部材の他端とモータと
の接続部に対応する位置に開口部を備える。また、該開
口部にカバーが着脱自在に配設される。
【0009】本発明の他のモータ駆動装置においては、
さらに、前記モータケース及びインバータケースのうち
の一方は中間ケースを備える。そして、前記開口部は中
間ケースに形成される。
【0010】本発明の更に他のモータ駆動装置において
は、さらに、前記連結部材は、金属製の棒状のアダプタ
と、該アダプタと前記区画手段との間に配設された絶縁
部材とから成る。本発明の更に他のモータ駆動装置にお
いては、さらに、前記区画手段と絶縁部材との間に第1
のシール部材が、前記絶縁部材とアダプタとの間に第2
のシール部材がそれぞれ配設される。
【0011】
【発明の実施の形態】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。図1は本発明の
実施の形態におけるモータ駆動装置の要部断面図、図2
は本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置の第1の
断面図、図3は本発明の実施の形態におけるモータ駆動
装置の第2の断面図、図4は本発明の実施の形態におけ
る連結部材の正面分解図、図5は本発明の実施の形態に
おける連結部材の側面分解図、図6は本発明の実施の形
態における連結部材の取付状態を示す平面図、図7は本
発明の実施の形態における連結部材の取付状態を示す正
面図である。
【0012】図において、11はモータアッセンブリ、
12は該モータアッセンブリ11の直上に配設されたイ
ンバータアッセンブリである。前記モータアッセンブリ
11においては、モータケース14内にモータ15が収
容され、インバータアッセンブリ12においては、イン
バータケース16内にインバータ13、コンデンサ10
2、制御基板103等が収容される。
【0013】前記モータケース14は、ほぼ有底の円筒
状部分14a、該円筒状部分14aの一端を閉鎖して、
密閉されたモータ収容室18を形成する蓋(ふた)部分
14bから成る。一方、インバータケース16は、中央
に配設されたベース16a、該ベース16aと前記円筒
状部分14aとの間に配設された中間ケース16b、ブ
ラケット16c、及び前記ベース16aの上にスナップ
止めされ、インバータ収容室19を形成するインバータ
カバー16dから成り、前記中間ケース16b及びブラ
ケット16cは、ボルトb1によって円筒状部分14a
に、ボルトb2によってベース16aにそれぞれ着脱自
在に固定される。
【0014】そして、前記ベース16a、及び中間ケー
ス16bの頂壁71によって区画手段が構成され、該区
画手段によってモータ収容室18とインバータ収容室1
9とが区画される。また、中間ケース16b内には収容
室68が形成され、中間ケース16bの下面に形成され
た開口部75と、前記円筒状部分14aの上面に、開口
部75と対応させて形成された開口部115とによっ
て、前記収容室68とモータ収容室18とが連通させら
れる。
【0015】なお、本実施の形態においては、中間ケー
ス16bはモータケース14のフロント側に、ブラケッ
ト16cはモータケース14のリヤ側においてそれぞれ
別体として配設されるが、一体的に形成して配設するこ
ともできる。また、前記インバータ収容室19は前記ベ
ース16aとインバータカバー16dとによって密閉さ
れる。そして、前記ベース16a及びブラケット16c
には、インバータカバー16dの内外間における気圧差
をなくすためのブリーザ101が形成され、該ブリーザ
101を介して空気が自由に移動することができるよう
になっている。
【0016】また、前記円筒状部分14aの外周面には
複数のフィン24が形成され、該各フィン24はモータ
15によって発生させられた熱を放出する。一方、前記
ベース16aの下面には複数のフィン26が下方に向け
て形成され、該フィン26はインバータ13によって発
生させられた熱を放出する。そして、前記円筒状部分1
4aの底部の中央、及び蓋部分14bの中央には穴が形
成され、該穴を貫通させてモータシャフト27が配設さ
れ、ベアリング29、30によって回転自在に支持され
る。また、前記蓋部分14bの中央の前記穴に隣接させ
て凸部が形成され、該凸部は蓋部材33によって閉鎖さ
れてセンサ室34になる。
【0017】そして、該センサ室34にはレゾルバ35
が配設され、該レゾルバ35は、前記穴を貫通してセン
サ室34内に突出するモータシャフト27の回転に基づ
いてモータ15の磁極位置を検出する。前記モータ15
は、前記モータシャフト27の軸方向におけるほぼ中央
に取り付けられ、モータシャフト27と共に回転させら
れるロータ37、円筒状部分14aの円筒部の内周面に
おいて前記ロータ37と対向させて固定されたステータ
38、及び前記インバータ13において発生させられた
3相(U相、V相及びW相)の交流電流が供給されるU
相、V相及びW相の各巻線39から成る。
【0018】したがって、各巻線39に3相の交流電流
を供給することによって、ロータ37を回転させるとと
もに、モータシャフト27を回転させることができる。
前記ロータ37は、複数の鋼板を積層した状態でモータ
シャフト27に嵌(かん)合される。そして、前記ロー
タ37の外周には、円周方向における複数箇所に永久磁
石105が配設される。該永久磁石105は、両端に配
設されたストッパ106、107によって押さえられた
状態で固定される。
【0019】また、前記円筒状部分14aの底部には、
リヤケース81がボルトb5によって取り付けられる。
該リヤケース81は凹部を有し、リヤケース81にリヤ
カバー82を固定することによって、トルク伝動室83
が形成される。そして、該トルク伝動室83には、前記
モータシャフト27と平行にカウンタシャフト84がベ
アリング85、86を介して回転自在に支持される。
【0020】また、前記モータシャフト27にカウンタ
ドライブギヤ87が、カウンタシャフト84にカウンタ
ドリブンギヤ88及びパーキングギヤ126が固定さ
れ、カウンタドライブギヤ87とカウンタドリブンギヤ
88とが噛(し)合させられる。そして、前記カウンタ
シャフト84に出力ギヤ89が配設され、該出力ギヤ8
9の回転がディファレンシャル装置90に伝達される。
【0021】該ディファレンシャル装置90は、リング
ギヤ91を外周に備え、ベアリング79、80を介して
回転自在に支持されたディファレンシャルケース92、
該ディファレンシャルケース92に固定されたピニオン
軸93、該ピニオン軸93に回転自在に支持されたピニ
オン94、及び該ピニオン94と噛合する左右のサイド
ギヤ95、96から成る。したがって、ディファレンシ
ャル装置90によって、前記リングギヤ91に伝達され
た回転を左右の駆動軸97、98に伝達するとともに、
該駆動軸97、98を差動させて回転数差を吸収するこ
とができる。
【0022】前記トルク伝動室83の最下部には、潤滑
用及び冷却用の油が溜(た)められ、前記リングギヤ9
1が回転するのに伴って前記油が掻(か)き揚げられる
ようになっている。そして、掻き揚げられた油は、トル
ク伝動室83内のカウンタドライブギヤ87、カウンタ
ドリブンギヤ88、出力ギヤ89、ディファレンシャル
装置90、リングギヤ91等を循環するとともに、油受
けパイプ110を介してモータシャフト27内の油路1
11に送られ、ロータ37の回転に伴う遠心力によっ
て、モータシャフト27に形成された油穴108、及び
ストッパ106に形成された油溝109を通り、ロータ
37に形成された油路120に送られてロータ37を冷
却し、該ロータ37の回転に伴い発生させられる遠心力
によって巻線39を冷却する。
【0023】ところで、前記各巻線39のリード線39
aはそれぞれ上方に延び、各リード線39aの先端に圧
着端子41が接続される。そして、該圧着端子41は、
前記収容室68内においてボルトb3によって連結部材
51と連結される。一方、インバータ13の各トランジ
スタモジュール13aの出力端子62は、インバータカ
バー16d内において連結部材51とボルトb4とによ
って連結される。そして、該連結部材51は、前記イン
バータカバー16d内からベース16aを貫通し、更に
中間ケース16bの頂壁71を貫通して中間ケース16
b内に延びる。該中間ケース16b内には、連結部材5
1の下端側を包囲する収容室68が形成される。なお、
前記トランジスタモジュール13aは、図示しない二つ
のトランジスタによって構成される。
【0024】各連結部材51は、絶縁材料(例えば、
「ナイロン66」(商品名))から成るスリーブ状のブ
ッシュ53、絶縁材料(例えば、「ナイロン66」)か
ら成るスリーブ状の支持体54、及び金属(例えば、タ
フピッチ銅)から成る棒状のアダプタ56から成り、該
アダプタ56によって前記インバータ13とモータ15
とが電気的に接続される。前記ブッシュ53は、ベース
16aと中間ケース16bとの突合せ面から、中間ケー
ス16bの頂壁71に形成された穴118を貫通して下
方に延び、前記支持体54は、前記突合せ面から、ベー
ス16aに形成された穴119を貫通して上方に延び、
前記アダプタ56は、前記支持体54内及びブッシュ5
3内に延在させられる。なお、前記ブッシュ53及び支
持体54によって絶縁部材が構成される。
【0025】この場合、前記アダプタ56と中間ケース
16bの頂壁71との間にブッシュ53が、アダプタ5
6とベース16aとの間に支持体54がそれぞれ配設さ
れるので、アダプタ56はモータケース14及びインバ
ータケース16から電気的に絶縁される。また、モータ
15とインバータ13とを連結する連結部材51はモー
タケース14内及びインバータケース16内に配設され
るので、リード線39aを極めて短くすることができ
る。したがって、該リード線39aから電磁ノイズが発
生するのを十分に抑制することができる。
【0026】また、モータ15とインバータ13との間
の一部分をアダプタ56で接続することができるので、
すべてをリード線で接続する場合と比べてモータ駆動装
置のコストを低くすることができる。前記ブッシュ53
は上端にフランジ部53aを、前記支持体54は下端に
フランジ部54aをそれぞれ有するとともに、前記アダ
プタ56は中央部に突起56aを有する。そして、前記
ブッシュ53のフランジ部53aと支持体54のフラン
ジ部54aとは、前記突起56aを挟むようにして突き
合わせられ、さらに、前記ベース16aと中間ケース1
6bとは、前記フランジ部53a、54aを挟むように
して突き合わせられる。そのために、前記フランジ部5
3aの上面には、前記突起56aを収容する凹部57
が、前記ベース16aの下面には、前記フランジ部53
a、54aを収容する凹部58が形成される。
【0027】そして、前記ブッシュ53には、窓部53
bが形成され、該窓部53bによって前記アダプタ56
の下端が露出させられ、該下端に圧着端子41がボルト
b3によって固定されるようになっている。そのため
に、前記アダプタ56の下端に取付穴56bが形成され
る。また、前記ブッシュ53の外周には第1のシール部
材としてのOリング63が、前記アダプタ56の外周に
は第2のシール部材としてのOリング64が配設され、
それぞれブッシュ53と中間ケース16bの頂壁71と
の間、及びアダプタ56とブッシュ53との間をシール
する。したがって、モータ収容室18内の油、塵(ち
り)等が収容室68を介してインバータ収容室19に進
入するのを防止することができるので、インバータ収容
室19の気密性を一層向上させることができる。さら
に、中間ケース16bとベース16aとの間、前記中間
ケース16bとモータケース14との間及び前記中間ケ
ース16bとカバー70との間には図示しないシール材
が塗布され、外部から塵、水等がモータ収容室18、イ
ンバータ収容室19及び収容室68に進入するのを防止
する。
【0028】また、前記フランジ部53a、54a及び
アダプタ56は、円周方向における2箇所が切り欠か
れ、それぞれ回止め面S1〜S3が形成される。ところ
で、前記アダプタ56は、支持体54より上方に突出さ
せられ、電流センサ66及びゴム製のスペーサ67を貫
通して更に上方に延びる。したがって、ボルトb4によ
って前記出力端子62をアダプタ56の上端に固定する
ことにより、前記電流センサ66を支持体54の上端に
押し付けて支持することができる。そのために、前記ア
ダプタ56の上端に取付穴56cが形成される。
【0029】次に、前記中間ケース16bについて説明
する。図8は本発明の実施の形態における中間ケースの
断面図である。図において、16bは中間ケースであ
り、該中間ケース16bは、頂壁71、背壁72及び側
壁73から成り、該頂壁71、背壁72及び側壁73に
よって包囲された収容室68に連結部材51の下端部を
収容する。そして、中間ケース16bには、前面におけ
る前記連結部材51と圧着端子41(図2)との接続部
に対応する位置に開口部74が形成され、該開口部74
にカバー70が着脱自在に配設される。したがって、該
カバー70を取り外すことによって、開口部74を介し
て前記収容室68にアクセスし、連結部材51と圧着端
子41とを着脱することができる。さらに、連結部材5
1と圧着端子41とを分離させた状態で、モータケース
14と中間ケース16b、ブラケット16cとを分離さ
せることもできる。
【0030】したがって、保守・管理等のためにモータ
15とインバータ13とを容易に分割することができる
ので、モータ駆動装置の保守・管理等における作業性を
向上させることができる。さらに、前記Oリング63、
64によって、それぞれブッシュ53と中間ケース16
bの頂壁71との間、及びアダプタ56とブッシュ53
との間がシールされるので、インバータ13がモータ1
5から分離させられた状態でも、外部から塵、水等が収
容室68を介してインバータ収容室19に進入するのを
防止することができる。したがって、該インバータ収容
室19の気密性を保持することができる。
【0031】なお、中間ケース16bの下面には開口部
75が形成され、圧着端子41は前記開口部75を介し
て収容室68に延びる。本実施の形態においては、前記
開口部74をインバータケース16の中間ケース16b
に形成するようにしているが、モータケース14の蓋部
分14b(図3)に形成することもできる。
【0032】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、これらを本発明の範囲から排除す
るものではない。
【0033】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、モータ駆動装置においては、モータと、円筒状部
分、及び該円筒状部分の一端を閉鎖して前記モータを収
容するモータ収容室を形成する蓋部分を備えたモータケ
ースと、複数のトランジスタを備え、該各トランジスタ
をオン・オフさせることによって相電流を発生させ、該
相電流を前記モータに供給するインバータと、前記モー
タケースの直上に着脱自在に固定され、前記インバータ
を収容するインバータ収容室を形成し、かつ、前記モー
タ収容室とインバータ収容室とを区画する区画手段を備
えたインバータケースと、前記区画手段を貫通して延
び、一端が前記インバータと、他端が前記モータと連結
され、前記インバータと前記モータとを電気的に接続す
る連結部材とを有する。そして、前記モータケース及び
インバータケースのうちの一方は、前記連結部材の他端
とモータとの接続部に対応する位置に開口部を備える。
また、該開口部にカバーが着脱自在に配設される。
【0034】この場合、前記カバーを取り外すことによ
って、モータケース及びインバータケースのうちの一方
に備えられた開口部を介して接続部にアクセスし、連結
部材とモータとを着脱することができる。さらに、連結
部材とモータとを分離させた状態で、モータケースとイ
ンバータケースとを分離させることもできる。したがっ
て、保守・管理等のためにモータとインバータとを容易
に分割することができるので、モータ駆動装置の保守・
管理等における作業性を向上させることができる。
【0035】本発明の他のモータ駆動装置においては、
さらに、前記モータケース及びインバータケースのうち
の一方は中間ケースを備える。そして、前記開口部は中
間ケースに形成される。
【0036】この場合、前記カバーを取り外すことによ
って、開口部を介して中間ケース内にアクセスし、連結
部材とモータとを着脱することができる。さらに、連結
部材とモータとを分離させた状態で、モータケース及び
インバータケースのうちの一方と中間ケースとを分離さ
せることもできる。したがって、保守・管理等のために
モータとインバータとを容易に分割することができるの
で、モータ駆動装置の保守・管理等における作業性を向
上させることができる。
【0037】本発明の更に他のモータ駆動装置において
は、さらに、前記連結部材は、金属製の棒状のアダプタ
と、該アダプタと前記区画手段との間に配設された絶縁
部材とから成る。この場合、モータとインバータとの間
の一部分を棒状のアダプタで接続することができるの
で、すべてをリード線で接続する場合と比べてモータ駆
動装置のコストを低くすることができる。
【0038】本発明の更に他のモータ駆動装置において
は、前記区画手段と絶縁部材との間に第1のシール部材
が、前記絶縁部材とアダプタとの間に第2のシール部材
がそれぞれ配設される。この場合、モータ収容室内の
油、塵等がインバータ収容室に進入するのを防止するこ
とができるので、インバータ収容室の気密性を一層向上
させることができる。さらに、インバータがモータから
分離させられた状態でも、外部から塵、水等がモータ収
容室を介してインバータ収容室に進入するのを防止する
ことができる。したがって、インバータ収容室の気密性
を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置の
要部断面図である。
【図2】本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置の
第1の断面図である。
【図3】本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置の
第2の断面図である。
【図4】本発明の実施の形態における連結部材の正面分
解図である。
【図5】本発明の実施の形態における連結部材の側面分
解図である。
【図6】本発明の実施の形態における連結部材の取付状
態を示す平面図である。
【図7】本発明の実施の形態における連結部材の取付状
態を示す正面図である。
【図8】本発明の実施の形態における中間ケースの断面
図である。
【符号の説明】
13 インバータ 14 モータケース 15 モータ 16a ベース 16b 中間ケース 18 モータ収容室 19 インバータ収容室 51 連結部材 53 ブッシュ 54 支持体 56 アダプタ 63、64 Oリング 70 カバー 71 頂壁 74、75、115 開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−65944(JP,A) 特開 平8−214492(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 5/04 H02K 5/10

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータと、円筒状部分、及び該円筒状部
    分の一端を閉鎖して前記モータを収容するモータ収容室
    を形成する蓋部分を備えたモータケースと、複数のトラ
    ンジスタを備え、該各トランジスタをオン・オフさせる
    ことによって相電流を発生させ、該相電流を前記モータ
    に供給するインバータと、前記モータケースの直上に着
    脱自在に固定され、前記インバータを収容するインバー
    タ収容室を形成し、かつ、前記モータ収容室とインバー
    タ収容室とを区画する区画手段を備えたインバータケー
    スと、前記区画手段を貫通して延び、一端が前記インバ
    ータと、他端が前記モータと連結され、前記インバータ
    と前記モータとを電気的に接続する連結部材とを有する
    とともに、前記モータケース及びインバータケースの
    ちの一方は、前記連結部材の他端とモータとの接続部に
    対応する位置に開口部を備え、該開口部にカバーが着脱
    自在に配設されることを特徴とするモータ駆動装置。
  2. 【請求項2】 前記モータケース及びインバータケース
    のうちの一方は中間ケースを備え、前記開口部は中間ケ
    ースに形成される請求項1に記載のモータ駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記連結部材は、金属製の棒状のアダプ
    タと、該アダプタと前記区画手段との間に配設された絶
    縁部材とから成る請求項1に記載のモータ駆動装置。
  4. 【請求項4】 前記区画手段と絶縁部材との間に第1の
    シール部材が、前記絶縁部材とアダプタとの間に第2の
    シール部材がそれぞれ配設される請求項に記載のモー
    タ駆動装置。
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