JP7635268B2

JP7635268B2 - 駆動ユニット

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Publication number: JP7635268B2
Application number: JP2022576969A
Authority: JP
Inventors: 忠志杉浦; 拓朗金澤
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2025-02-25
Anticipated expiration: 2041-09-30
Also published as: JPWO2022158051A1; WO2022158051A1

Description

本発明は、駆動ユニットに関する。

回転電機は電力変換装置とともに用いられることが多い。回転電機を組み込む製品、たとえば自動車の製造工程を簡略化するために、回転電機と電力変換装置を予め一体化することも広く行われている。特許文献１には、ロータ、ステータ、および第１の冷媒流路が形成されて前記ステータを保持するハウジングを有する回転電機と、インバータ回路を有し前記ハウジングの外周に固定される電力変換装置と、を備えた機電一体型の電動駆動装置であって、前記電力変換装置は、前記インバータ回路の直流入力側に設けられた平滑用コンデンサと、第２の冷媒流路と前記平滑コンデンサが配置される凹部とが形成された流路形成部を有するインバータケースと、電力変換用のパワー半導体素子が収納された有底筒状のモジュールケースを有し、該モジュールケースの少なくとも一部が前記第２の冷媒流路内に配置される複数のパワー半導体モジュールと、を備え、前記電力変換装置は、前記平滑コンデンサが配置された前記凹部の底面部が前記ハウジングの外周に接触するように該ハウジングに固定されていることを特徴とする機電一体型の電動駆動装置が開示されている。

日本国特開２０１３－１１５９０３号公報

特許文献１に記載されている発明では、回転電機と電力変換装置との接続に工数を要し、かつ冷媒の圧力損失が考慮されていない。

本発明の第１の態様による駆動ユニットは、ロータおよびステータを含み第１方向に平行な回転軸を有する回転電機と、前記回転電機に交流電力を出力する電力変換装置と、を備える駆動ユニットにおいて、前記回転電機および前記電力変換装置は、前記第１方向に直交する第２方向に並んで配され、前記電力変換装置は、外部から冷媒を取り込む第１流路入口と、前記冷媒を用いて前記電力変換装置を冷却する第１冷媒流路と、前記冷媒を前記電力変換装置から前記回転電機に供給する供給口である第１流路出口と、前記回転電機に電力を供給する電力端子と、電力を変換するパワーモジュールと、前記第１冷媒流路を有するとともに前記電力端子及び前記パワーモジュールを収納するケースと、を備え、前記第１流路出口は前記第２方向に開口し、前記電力端子は前記第２方向に延伸し、前記回転電機は、前記冷媒が流れることで前記回転電機を冷却する第２冷媒流路と、前記第１流路出口と接続され、前記冷媒を前記第２冷媒流路に導入する第２流路入口と、前記電力端子が接続される端子接続部と、前記ロータおよび前記ステータを収納するインナーハウジングと、前記インナーハウジングを収納するアウターハウジングと、を備え、前記第２流路入口は、前記第２方向に開口し、前記第１流路出口と接続され、前記端子接続部には、前記第２方向から前記電力端子が接続され、前記冷媒は、前記アウターハウジングおよび前記インナーハウジングの間に導入され、前記インナーハウジングの外周および前記アウターハウジングの内周に接し、前記冷媒の移動を阻害するシール部材をさらに備え、前記第２流路入口および前記端子接続部は、前記シール部材を基準として異なる側に配され、前記第２流路入口よりも前記端子接続部の方が前記回転電機の端部に近く、前記ステータは、コイルが巻き回されるステータコアを備え、前記第２流路入口は、前記ステータコアを前記第２方向に投影したコア領域と、前記シール部材との間に配され、前記第１流路入口は、前記ケースを前記第２方向から見て前記電力端子が配置される側の側面よりも対向する反対側の側面の方に近い位置に形成され、前記第１流路出口は、前記ケースにおける収納空間の内周側に形成され、前記パワーモジュールは、前記シール部材を前記第２方向に投影して得られるシール投影領域よりも、前記第１流路入口に近い側に配される。

本発明によれば、回転電機と電力変換装置との接続が容易であり、かつ冷媒の圧力損失が少ない。

駆動ユニットの外観図駆動ユニットの分解斜視図駆動ユニットの平面図図３におけるＩＶ－ＩＶ断面図図３におけるＶ－Ｖ断面の斜視図アウターハウジングの平面図駆動ユニットの側面図図７におけるＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図回転電機の内部構成を示す模式図

―第１の実施の形態―
以下、図１～図９を参照して、駆動ユニットの第１の実施の形態を説明する。

図１は、本発明に係る駆動ユニット１００の外観図である。本実施の形態では、図面同士の相関を明示するために、相互に直行するＸＹＺ軸を定義する。駆動ユニット１００は、回転電機２００と、電力変換装置３００と、ギア４００とを備える。図１に示すように、電力変換装置３００は回転電機２００を基準としてＺ軸のプラス側に隣接し、ギア４００は回転電機２００を基準としてＹ軸のプラス側に隣接する。電力変換装置３００は入力された電力を変換して回転電機２００に出力する。回転電機２００は、電力を用いて回転運動エネルギーを発生し、ギア４００へ出力する。ギア４００は、角速度を所定の倍率で変換する。

駆動ユニット１００は、冷媒を駆動ユニット１００の内部に導入する第１流路入口３８１と、冷媒を駆動ユニット１００から排出する第２流路出口２８３とを備える。第１流路入口３８１は電力変換装置３００に備えられ、第２流路出口２８３は回転電機２００に備えられる。本実施の形態では、駆動ユニット１００において電力変換装置３００に冷媒が最初に、すなわち第１に導入されるので、電力変換装置３００の内部に形成される冷媒の流路を第１冷媒流路３８２と呼ぶ。同様に、２番目に冷媒が導入される回転電機２００の内部に形成される冷媒の流路を第２冷媒流路２８２と呼ぶ。

図２は、駆動ユニット１００の分解斜視図である。電力変換装置３００は、電力を回転電機２００へ伝達する電力端子３１０、冷媒の流路を形成する溝部３３０とカバー３４０、および電力変換装置３００における冷媒の出口である第１流路出口３８３を備える。冷媒は溝部３３０とカバー３４０とで形成される第１冷媒流路３８２を流れることで、電力変換装置３００に搭載される部品を冷却する。なお、電力変換装置３００が回転電機２００に接続される接続面、すなわちＺ軸のマイナス側の面は削除されており、回転電機２００と壁面を共有するインテグレイト構造を有する。

回転電機２００は、外郭となるアウターハウジング２１０、外側に冷媒が通水されるインナーハウジング２２０、インナーハウジング２２０に組付けられて冷媒の外部漏れを防ぐシール部材２３０、電力端子３１０に接続される端子接続部２４０、トップカバー２５０、および冷媒の入り口である第２流路入口２８１を備える。アウターハウジング２１０とトップカバー２５０により形成される閉空間の内部に、インナーハウジング２２０、シール部材２３０、および端子接続部２４０が収納される。

インナーハウジング２２０は、Ｙ軸に平行な軸を有する略円筒形の形状を有し、外周に螺旋状の突起２２１を有する。インナーハウジング２２０をアウターハウジング２１０に収納することにより、インナーハウジング２２０の外周には、次に説明する空間が形成される。すなわち、インナーハウジング２２０の表面である円筒形の外周部を底面とし、突起２２１を左右の壁とし、アウターハウジング２１０を上面とする空間が形成される。この空間が後述する第２冷媒流路２８２である。

シール部材２３０は、リングの形状を有し、インナーハウジング２２０の外周部かつＹ軸のマイナス側に配される。シール部材２３０は、冷媒がアウターハウジング２１０の内部において、シール部材２３０よりもＹ軸のマイナス側に侵入することを防止する。インナーハウジング２２０がアウターハウジング２１０に収納されると、シール部材２３０の外周部はアウターハウジング２１０の径方向の外周部に接する。

第２流路入口２８１は、回転電機２００と電力変換装置３００とが組付けられる際に、第１流路出口３８３と接続される。そのため冷媒は、駆動ユニット１００の外周部を介することなく電力変換装置３００から回転電機２００へと移動する。すなわち駆動ユニット１００において冷媒は次の順番で流れる。冷媒はまず第１流路入口３８１から電力変換装置３００に侵入して電力変換装置３００の内部を冷却し、第１流路出口３８３および第２流路入口２８１を経由して回転電機２００の内部に侵入する。回転電機２００の内部を冷却した冷媒は、第２流路出口２８３から排出される。

図３は、駆動ユニット１００の平面図である。駆動ユニット１００のＸ軸方向の厚みの略中央を通過するＹＺ平面がＩＶ－ＩＶの破線であり、それよりもＸ軸のプラス方向を通過するＹＺ平面がＶ－Ｖの破線である。

図４は、図３におけるＩＶ－ＩＶ断面図である。図４に示すように、シール部材２３０を含むＸＺ平面に平行な面を仮想平面１３０と呼ぶ。そして仮想平面１３０よりもＹ軸のマイナス側の領域を「第１空間」と呼び、仮想平面１３０よりもＹ軸のプラス側の領域を「第２空間」と呼ぶ。第１空間は冷媒が通水されない区間であり、第２空間は冷媒が通水される区間である。電力端子３１０は第１空間側に配置される。

図５は、図３におけるＶ－Ｖ断面の斜視図である。図５では、図４には図示されていない第１流路出口３８３および第２流路入口２８１が示されている。第１流路出口３８３および第２流路入口２８１を含む冷媒の流路はＺ軸に略平行であり、圧力損失が少なくなるように流路が形成されている。第１流路出口３８３および第２流路入口２８１は、仮想平面１３０よりもＹ方向のプラス側、すなわち第２空間に配される。図５の右下には冷媒が排出される第２流路出口２８３が示されている。

第２流路入口２８１から流入した冷媒は、インナーハウジング２２０の外周に螺旋状に形成された第２冷媒流路２８２をＹ軸のプラス方向に流れながら回転電機２００を冷却し、第２流路出口２８３から排出される。第１流路出口３８３および第２流路入口２８１は、第２空間、かつ仮想平面１３０の近傍に配置される。

図６はアウターハウジング２１０の平面図である。回転電機２００と電力変換装置３００との接続面には、外周シール溝２７０および流路接続口シール溝２８０が配置されている。流路接続口シール溝２８０は第２流路入口２８１を囲むように形成される。流路接続口シール溝２８０に流路接続口シール２８０Ｓが挿入されることにより、第２流路入口２８１や第２流路入口２８１と対向する第１流路出口３８３を流れる冷媒が流路の外部に流れることを防止する。

外周シール溝２７０は、アウターハウジング２１０のＺ方向プラス側の開口部の外周を囲むように形成される。外周シール溝２７０には、外周シール２７０Ｓが挿入される。外周シール２７０Ｓは、回転電機２００と電力変換装置３００とを密着させ、回転電機２００と電力変換装置３００との接合部から液体が駆動ユニット１００に侵入することを防止する。さらに本実施の形態では、外周シール溝２７０と流路接続口シール溝２８０とが一体化されており、外周シール２７０Ｓと流路接続口シール２８０Ｓとが一体化されている。そのため部品点数が削減でき、かつ組み立て工数を削減できる。

図７は駆動ユニット１００の側面図である。図６における破線の領域は、シール部材２３０を示す。

図８は、図７におけるＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。電力変換装置３００は、回転電機２００へ電力を伝達する電力端子３１０、電力を変換するパワーモジュール３５１、電圧波形を平滑化する平滑コンデンサ３５２、電磁ノイズ対策のためのＥＭＣモジュール３５３を備える。電力端子３１０、パワーモジュール３５１、平滑コンデンサ３５２、およびＥＭＣモジュール３５３は、電力変換装置ケース３９０内に収められる。

図８における破線で囲む領域は、インナーハウジング２２０に組付けられているシール部材２３０を電力変換装置３００に投影したシール投影領域３８０である。換言するとシール投影領域３８０は、シール部材２３０をＺ軸方向に射影した領域である。パワーモジュール３５１は、シール投影領域３８０よりも第１流路入口３８１に近い位置に配置される。第１冷媒流路３８２は、第１流路入口３８１から第１流路出口３８３までであり、第１流路出口３８３はシール投影領域３８０の近傍、かつ図５に示したように第１流路出口３８３の直前はＺ軸に略平行な直線の流路である。そのため、パワーモジュール３５１がシール投影領域３８０よりも第１流路入口３８１に近い位置に配置されることで、第１冷媒流路３８２の全長が短くなり、圧力損失を低減できる。

第１冷媒流路３８２は、冷媒の通水順序、すなわち冷却の順序が、平滑コンデンサ３５２、ＥＭＣモジュール３５３、パワーモジュール３５１の順番となるように、またはＥＭＣモジュール３５３、平滑コンデンサ３５２、パワーモジュール３５１の順番となるように形成される。平滑コンデンサ３５２およびＥＭＣモジュール３５３は、パワーモジュール３５１に比べて耐熱性が低く、かつ放熱量も少ないので先に冷却する。

平滑コンデンサ３５２およびＥＭＣモジュール３５３は電力変換装置ケース３９０の壁面に沿って、すなわち電力変換装置３００の外周部に配置されている。パワーモジュール３５１は平滑コンデンサ３５２およびＥＭＣモジュール３５３の内側に、すなわち電力変換装置３００の内周部に配置されている。先に冷媒と接触すべき平滑コンデンサ３５２およびＥＭＣモジュール３５３を外周部に配置しているので、第１流路入口３８１の配置の自由度が高い。

図９は、回転電機２００の内部構成を示す模式図である。回転電機２００のインナーハウジング２２０の内部には、ステータ２９３とロータ２９４とが含まれる。ロータ２９４は、Ｙ軸に平行な軸ａｘを中心に回転する。ステータ２９３は、ステータコア２９１およびコイル２９２を含む。ステータコア２９１は、中空の円筒形の形状を有し、Ｙ軸に平行な貫通穴を有する。この貫通穴にロータ２９４が挿入される。コイル２９２はステータコア２９１に巻き回され、図９に示すようにＹ方向にステータコア２９１からコイル２９２が飛び出す場合もある。

図９において、ステータコア２９１のＹ座標の最も小さい値を「ｙ１」、ステータコア２９１のＹ座標の最も大きい値を「ｙ２」と呼ぶ。図９において、符号２８１－１は第２流路入口２８１の好ましい位置を示し、符号２８１－２は第２流路入口２８１の好ましくない位置を示す。図９において、符号２８３－１は第２流路出口２８３の好ましい位置を示し、符号２８３－２は第２流路出口２８３の好ましくない位置を示す。符号２８１－１のＹ座標値は「ｙ１」よりも小さく、符号２８１－２のＹ座標値は「ｙ１」よりも大きい。符号２８３－１のＹ座標値は「ｙ２」よりも大きく、符号２８３－２のＹ座標値は「ｙ２」よりも小さい。

ステータ２９３において、コイル２９２よりもステータコア２９１の放熱が大きい。そのため、第２冷媒流路２８２において冷媒の流れのある区間、すなわち第２流路入口２８１と第２流路出口２８３との間の区間は、ステータコア２９１の側面全てを覆うことが好ましい。そのためには、第２流路入口２８１は符号２８１－１の位置、かつ第２流路出口２８３は符号２８３－１の位置に配されることが好ましい。たとえば、第２流路入口２８１が符号２８１－２の位置に配される場合や、第２流路出口２８３が符号２８３－２の位置に配される場合は、ステータコア２９１の一部の側面は冷媒に流れがなくステータコア２９１を十分に冷却できない。

なお、前述のようにシール部材２３０を基準として第１空間と第２空間と分けられ、第２流路入口２８１は冷媒が通水する第２空間に配される。そのため第２流路入口２８１のＹ座標値は、シール部材２３０よりも大きいことが必須の条件となる。

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）駆動ユニット１００は、ロータ２９４およびステータ２９３を含み第１方向、すなわちＹ軸に平行な回転軸を有する回転電機２００と、回転電機２００に交流電力を出力する電力変換装置３００と、を備える。回転電機２００および電力変換装置３００は、Ｙ軸方向に直行する第２方向、すなわちＸ軸方向に並んで配される。電力変換装置３００は、外部から冷媒を取り込む第１流路入口３８１と、冷媒を用いて電力変換装置３００を冷却する第１冷媒流路３８２と、冷媒を電力変換装置３００から回転電機２００に供給する供給口である第１流路出口３８３と、回転電機２００に電力を供給する電力端子３１０と、を備える。第１流路出口３８３はＸ軸方向に開口し、電力端子３１０はＸ軸方向に延伸する。回転電機２００は、冷媒が流れることで回転電機２００を冷却する第２冷媒流路２８２と、第１流路出口３８３と接続され、冷媒を第２冷媒流路２８２に導入する第２流路入口２８１と、電力端子３１０が接続される端子接続部２４０と、を備える。第２流路入口２８１は、Ｘ軸方向に開口しており、第１流路出口３８３と接続される。端子接続部２４０には、Ｘ軸方向から電力端子３１０が接続される。

そのため、回転電機２００と電力変換装置３００との接続、具体的には冷媒流路と電力供給路の接続が容易であり、かつ冷媒の圧力損失が少ない。たとえば、電力変換装置から回転電機へ冷媒を供給する冷媒流路が外部に露出して引き回される構成が知られている。この構成では、冷媒の圧力損失が発生し、かつ配管を引き回す工数が発生する。しかし本実施の形態では、回転電機２００の第２流路入口２８１と、電力変換装置３００の第１流路出口３８３の位置を合わせるだけでよいので工数が削減され、かつ圧力損失が最小限となる。また、電力端子３１０と端子接続部２４０との接続もＺ方向の移動で完了するため、ＸＹ方向の位置を調整した後にＺ方向の移動をすることで、電力供給路と冷媒流路の両方を一度に接続できる。

（２）駆動ユニット１００は、ロータ２９４およびステータ２９３を収納するインナーハウジング２２０と、インナーハウジング２２０を収納するアウターハウジング２１０と、を備える。冷媒は、アウターハウジング２１０およびインナーハウジング２２０の間に導入される。駆動ユニット１００は、インナーハウジング２２０の外周およびアウターハウジング２１０の内周に接し、冷媒の移動を阻害するシール部材２３０を備える。第２流路入口２８１および端子接続部２４０は、シール部材２３０を基準として異なる側に配される。さらに、第２流路入口２８１よりも端子接続部２４０の方が回転電機の端部に近い。換言すると、Ｙ軸上にその位置を射影すると、マイナス側から第２流路入口２８１、シール部材２３０、端子接続部２４０の順に配される。そのため、回転電機２００に挿入された電力端子３１０が冷媒から隔離され、かつ冷媒がインナーハウジング２２０に収納されたロータ２９４およびステータ２９３を冷却できる。

（３）ステータ２９３は、コイル２９２が巻き回されるステータコア２９１を備える。第２流路入口２８１は、ステータコア２９１をＺ軸方向に投影した領域と、シール部材２３０との間に配される。換言すると第２流路入口２８１のＹ座標値は、図９に示したステータコア２９１のＹ軸の最小値である「ｙ１」とシール部材２３０のＹ座標値の間となる。そのため、回転電機２００において発熱が多いステータコア２９１の側面を冷媒が流れ、回転電機２００を効率よく冷却できる。

（４）電力変換装置３００は電力を変換するパワーモジュール３５１を備える。パワーモジュール３５１は、シール部材２３０をＺ軸方向に投影して得られるシール投影領域３８０よりも、第１流路入口３８１に近い側に配される。そのため、第１冷媒流路３８２の全長を短くすることで圧力損失を低減し、電力変換装置３００を効率よく冷却できる。仮にパワーモジュール３５１がシール投影領域３８０やシール投影領域３８０よりも第１流路入口３８１から遠ざかる位置に配されると、第１冷媒流路３８２の全長が長くならざるを得ない。なぜならば、第１冷媒流路３８２の端部である第１流路出口３８３は、シール部材２３０よりもＹ座標のプラス側に配される第２流路入口２８１と接するからである。

（５）電力変換装置３００は、電磁ノイズを低減させるＥＭＣモジュール３５３、および電圧波形を平滑化する平滑コンデンサ３５２を備える。第１冷媒流路３８２は、冷媒がＥＭＣモジュール３５３および平滑コンデンサ３５２を冷却した後にパワーモジュール３５１を冷却する流路を有する。そのため、熱に弱く発熱が少ないＥＭＣモジュール３５３および平滑コンデンサ３５２を優先して冷却できる。

（６）ＥＭＣモジュール３５３および平滑コンデンサ３５２は電力変換装置３００の外周部に配され、パワーモジュール３５１は電力変換装置３００の内周部に配される。そのため、第１流路入口３８１は外周部に配されるＥＭＣモジュール３５３および平滑コンデンサ３５２のいずれかの近傍に配置できるので、第１流路入口３８１の配置の自由度が高まる。

（７）回転電機２００が出力する回転エネルギーに対して速度変化を及ぼすギアを備え、ギアは回転電機２００のＹ軸方向のプラス側端部に配される。シール部材２３０は、ステータコア２９１を基準としてギア４００と逆側、すなわちＹ軸のマイナス側に配される。第２流路出口２８３は、ステータコア２９１を基準としてギア４００と同じ側に配される。そのため、電力変換装置３００とギア４００とが隣接しないので、電力変換装置３００およびギア４００を回転電機２００に取り付ける際に干渉しにくく、取り付け作業が容易である。また、第２流路出口２８３がギア４００の近傍に設けられるので、冷媒の流れのある区間が長くなり回転電機２００を効率よく冷却できる。

（８）駆動ユニット１００は、電力変換装置３００および回転電機２００を密着させる外周シール２７０Ｓと、第２流路入口２８１の周囲を囲む流路接続口シール２８０Ｓとを備える。外周シール２７０Ｓおよび流路接続口シール２８０Ｓは一体化される。そのため部品点数が削減でき、かつ組み立て工数を削減できる。

（変形例１）
上述した実施の形態では、第１冷媒流路３８２は、ＥＭＣモジュール３５３および平滑コンデンサ３５２を先に冷却し、その後にパワーモジュール３５１を冷却するように形成された。しかし第１冷媒流路３８２はこれに限定されない。順番を問わず、ＥＭＣモジュール３５３、平滑コンデンサ３５２、およびパワーモジュール３５１を冷却できる流路であればよい。

（変形例２）
上述した実施の形態では外周シール溝２７０と流路接続口シール溝２８０は一体的形成されているが、独立して設けてもよい。その場合は、各シールに要求される気密性に応じて、シールの仕様を変更してもよい。また、一体的に設ける場合も、流路接続口シール溝２８０の近傍において水密性を高めるために固定箇所を増やしてもよい。

（変形例３）
上述した実施の形態では、電力端子３１０と端子接触部２４０が直接に接触した。しかし両者を介在する導電性の部材が存在してもよい。

上述した実施の形態は、次の＜１＞～＜５＞のように変形してもよい。
＜１＞第２流路入口２８１のＹ座標は、ステータコア２９１と重複する位置でもよい。
＜２＞パワーモジュール３５１は、シール投影領域３８０に重なって配されてもよいし、シール投影領域３８０よりもＹ座標がマイナス側でもよい。
＜３＞ＥＭＣモジュール３５３および平滑コンデンサ３５２は、電力変換装置３００の内周側に配されてもよい。
＜４＞パワーモジュールは、電力変換装置３００の外周側に配されてもよい。
＜５＞駆動ユニット１００は、ギア４００を備えなくてもよい。

上述した各実施の形態および変形例において、機能ブロックの構成は一例に過ぎない。別々の機能ブロックとして示したいくつかの機能構成を一体に構成してもよいし、１つの機能ブロック図で表した構成を２以上の機能に分割してもよい。また各機能ブロックが有する機能の一部を他の機能ブロックが備える構成としてもよい。

上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１００…駆動ユニット
１３０…仮想平面
２００…回転電機
２１０…アウターハウジング
２２０…インナーハウジング
２３０…シール部材
２４０…端子接続部
２７０Ｓ…外周シール
２８０Ｓ…流路接続口シール
２８１…第２流路入口
２８２…第２冷媒流路
２８３…第２流路出口
２９１…ステータコア
２９３…ステータ
３００…電力変換装置
３１０…電力端子
３５１…パワーモジュール
３５２…平滑コンデンサ
３５３…ＥＭＣモジュール
３８０…シール投影領域
３８１…第１流路入口
３８２…第１冷媒流路
３８３…第１流路出口
３９０…電力変換装置ケース
４００…ギア

Claims

ロータおよびステータを含み第１方向に平行な回転軸を有する回転電機と、前記回転電機に交流電力を出力する電力変換装置と、を備える駆動ユニットにおいて、
前記回転電機および前記電力変換装置は、前記第１方向に直交する第２方向に並んで配され、
前記電力変換装置は、
外部から冷媒を取り込む第１流路入口と、
前記冷媒を用いて前記電力変換装置を冷却する第１冷媒流路と、
前記冷媒を前記電力変換装置から前記回転電機に供給する供給口である第１流路出口と、
前記回転電機に電力を供給する電力端子と、
電力を変換するパワーモジュールと、
前記第１冷媒流路を有するとともに前記電力端子及び前記パワーモジュールを収納するケースと、を備え、
前記第１流路出口は前記第２方向に開口し、
前記電力端子は前記第２方向に延伸し、
前記回転電機は、
前記冷媒が流れることで前記回転電機を冷却する第２冷媒流路と、
前記第１流路出口と接続され、前記冷媒を前記第２冷媒流路に導入する第２流路入口と、
前記電力端子が接続される端子接続部と、
前記ロータおよび前記ステータを収納するインナーハウジングと、
前記インナーハウジングを収納するアウターハウジングと、を備え、
前記第２流路入口は、前記第２方向に開口し、前記第１流路出口と接続され、
前記端子接続部には、前記第２方向から前記電力端子が接続され、
前記冷媒は、前記アウターハウジングおよび前記インナーハウジングの間に導入され、
前記インナーハウジングの外周および前記アウターハウジングの内周に接し、前記冷媒の移動を阻害するシール部材をさらに備え、
前記第２流路入口および前記端子接続部は、前記シール部材を基準として異なる側に配され、
前記第２流路入口よりも前記端子接続部の方が前記回転電機の端部に近く、
前記ステータは、コイルが巻き回されるステータコアを備え、
前記第２流路入口は、前記ステータコアを前記第２方向に投影したコア領域と、前記シール部材との間に配され、
前記第１流路入口は、前記ケースを前記第２方向から見て前記電力端子が配置される側の側面よりも対向する反対側の側面の方に近い位置に形成され、
前記第１流路出口は、前記ケースにおける収納空間の内周側に形成され、
前記パワーモジュールは、前記シール部材を前記第２方向に投影して得られるシール投影領域よりも、前記第１流路入口に近い側に配される、駆動ユニット。
請求項１に記載の駆動ユニットにおいて、
前記電力変換装置は、電磁ノイズを低減させるＥＭＣモジュール、および電圧波形を平滑化する平滑コンデンサをさらに備え、
前記第１冷媒流路は、前記冷媒が前記ＥＭＣモジュールおよび前記平滑コンデンサを冷却した後に前記パワーモジュールを冷却する流路を有する、駆動ユニット。
請求項２に記載の駆動ユニットにおいて、
前記ＥＭＣモジュールおよび前記平滑コンデンサは前記電力変換装置の外周部に配され、
前記パワーモジュールは前記電力変換装置の内周部に配される、駆動ユニット。
請求項１に記載の駆動ユニットにおいて、
前記回転電機が出力する回転エネルギーのトルクを変換するギアを備え、
前記ギアは前記回転電機の前記第１方向の端部に配され、
前記シール部材は、前記ステータコアを基準として前記ギアと逆側に配され、
前記回転電機における前記冷媒の出口である第２流路出口は、前記ステータコアを基準として前記ギアと同じ側に配される、駆動ユニット。
請求項１に記載の駆動ユニットにおいて、
前記電力変換装置および前記回転電機を密着させる外周シールと、
前記第２流路入口の周囲を囲む周囲シールとをさらに備え、
前記外周シールおよび前記周囲シールは一体化される、駆動ユニット。