JP2024043247A - 車両用モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ室の油密性および絶縁性を確保しつつ、装置の構造の簡素化を実現することが可能な車両用モータ駆動装置を提供する。
【解決手段】この車両用モータ駆動装置１００は、モータ１と、モータ１に電力を供給するインバータ２と、モータ１とインバータ２とを接続するためのモータ側配線３と、モータ室５１を含み、モータ室５１に収容されたモータ１から延びるモータ側配線３が貫通する貫通孔５４が形成されたハウジング５と、モータ１から延びるモータ側配線３が挿入される配線挿入孔６３を含み、貫通孔６３とモータ側配線３との間をシールするように貫通孔５４に取り付けられた弾性変形可能な筒状弾性部材６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用モータ駆動装置に関し、特に、モータを備える車両用モータ駆動装置に関する。

従来、モータを備える車両用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、モータを備えるモータ装置（車両用モータ駆動装置）が開示されている。このモータ装置は、インバータと、絶縁端子台と、モータハウジングとを備えている。インバータは、直流電力を交流電力に変換して、モータに交流電力を供給するように構成されている。絶縁端子台は、インバータからの交流電力をモータに供給するために、インバータに接続された通電ケーブルとモータに接続されたモータバスバーとを電気的に接続している。モータハウジングは、モータが収容されるとともに、モータの冷却に用いられるオイルが貯留されるモータ室を含んでいる。モータハウジングは、モータ室の油密性および絶縁性を確保するために、絶縁端子台が収容される端子台室と、端子台室とモータ室とを仕切る仕切壁とを含んでいる。

特開２０２１－１３６７７０号公報

しかしながら、上記特許文献１のモータ装置では、モータ室の油密性および絶縁性を確保するために、仕切壁により仕切られた端子台室に収容された絶縁端子台を用いて、モータとインバータとを電気的に接続している。このため、上記特許文献１のモータ装置では、端子台室および絶縁端子台を設けたことに起因してモータ装置（装置）の構造が複雑化している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、モータ室の油密性および絶縁性を確保しつつ、装置の構造の簡素化を実現することが可能な車両用モータ駆動装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における車両用モータ駆動装置は、車両に用いられるモータと、モータに電力を供給するインバータと、一端部がモータに接続され、モータとインバータとを接続するためのモータ側配線と、内部にモータを収容するとともに、収容したモータを冷却する冷却液が貯留されるモータ室を含み、モータ室に収容されたモータから延びるモータ側配線が貫通する貫通孔が形成されたハウジングと、モータから延びるモータ側配線が挿入される配線挿入孔を含み、貫通孔とモータ側配線との間をシールするように貫通孔に取り付けられた弾性変形可能な筒状弾性部材とを備える。

この発明の一の局面における車両用モータ駆動装置では、上記のように、モータ室に収容されたモータから延びるモータ側配線が挿入される配線挿入孔を含み、貫通孔とモータ側配線との間をシールするように貫通孔に取り付けられた弾性変形可能な筒状弾性部材を設ける。これにより、ハウジングに端子台室および絶縁端子台を設けることなく、ハウジングの貫通孔に取り付けられた筒状弾性部材によりモータ室の油密性および絶縁性を確保することができるので、モータ室の油密性および絶縁性を確保しつつ、装置の構造の簡素化を実現することができる。

上記一の局面による車両用モータ駆動装置において、好ましくは、ハウジングは、インバータを内部に収容するインバータ室と、モータ室とインバータ室とを隔てるとともに、貫通孔が形成された隔壁とをさらに含み、筒状弾性部材は、隔壁に形成された貫通孔に取り付けられている。

このように構成すれば、インバータ室およびモータ室とは別個にハウジングに端子台室および絶縁端子台を設けることなく、隔壁に形成された貫通孔に筒状弾性部材を取り付けることにより、モータ室の油密性および絶縁性を確保することができるので、モータとインバータとをユニット化した車両用モータ駆動装置において装置の構造の簡素化を実現することができる。

この場合、好ましくは、一端部がインバータに接続され、インバータ室内に配置されたインバータ側配線をさらに備え、モータ側配線の他端部と、インバータ側配線の他端部とは、インバータ室において接続されている。

このように構成すれば、冷却液が貯留されていないインバータ室においてモータ側配線の他端部とインバータ側配線の他端部とが接続されているので、モータ側配線の他端部とインバータ側配線の他端部との接続部分に冷却液が付着しないようにすることができる。その結果、冷却液の付着に起因する導電性の低下を抑制することができる。

上記一の局面による車両用モータ駆動装置において、好ましくは、筒状弾性部材は、モータ側配線の直径よりも小さい直径を有する配線挿入孔の内周面から突出した、円周状の内側突出部を含む。

このように構成すれば、内側突出部とモータ側配線とが接触することにより、配線挿入孔の内周面の全面とモータ側配線の外周面の全面との接触を抑制することができるので、モータ側配線を配線挿入孔に挿入する際の配線挿入孔の内周面とモータ側配線との間の摺動抵抗を低減することができる。その結果、配線挿入孔とモータ側配線との間をシール性を確保しつつ、モータ側配線を配線挿入孔に挿入しやすくすることができる。

上記一の局面による車両用モータ駆動装置において、好ましくは、筒状弾性部材は、ハウジングの貫通孔の内周面に対向する外周面の部分から突出した円周状の外側突出部を含む。

このように構成すれば、筒状弾性部材の外周面とハウジングの貫通孔の内周面との間で外側突出部を弾性変形させることができるので、ハウジングの貫通孔の内周面と筒状弾性部材の外周面との間のシール性を向上させることができる。

上記一の局面による車両用モータ駆動装置において、好ましくは、モータ側配線は、モータとインバータとを接続するために、複数設けられており、筒状弾性部材は、複数のモータ側配線のそれぞれに対応して複数設けられており、ハウジングには、複数のモータ側配線の各々が別個に挿入された複数の筒状弾性部材のそれぞれに対応して貫通孔が複数形成されている。

ここで、複数のモータ側配線のそれぞれに対応して複数の配線挿入孔が設けられた１つの筒状弾性部材の場合、車両の振動により複数のモータ側配線が動いた際、隣り合うモータ側配線の一方側の配線の動きに合わせて、一方側の配線が挿入された配線挿入孔付近の弾性部材が引っ張られてしまうと、他方側の配線が挿入された配線挿入孔と他方側の配線との間に隙間が発生してしまう場合がある。この場合、他方側の配線が挿入された配線挿入孔と他方側の配線との間に発生した隙間から冷却液がモータ室外に漏れてしまう（シール性が低下する）という不都合が生じる。このため、複数のモータ側配線の各々が別個に挿入された複数の筒状弾性部材のそれぞれに対応して貫通孔が複数ハウジングに形成されることにより、車両の振動に起因するモータ側配線と配線挿入孔と他の間の隙間の発生を抑制することができるので、配線挿入孔とモータ側配線との間のシール性の低下を抑制することができる。

なお、上記一の局面における車両用モータ駆動装置において、以下のような構成も考えられる。

（付記項１）
上記一の局面による車両用モータ駆動装置において、筒状弾性部材は、モータ室側とは逆側の端部から突出し、貫通孔のモータ室側とは逆側の縁に係合する円周状の端部側突出部を含む。

このように構成すれば、貫通孔から筒状弾性部材が抜けないようにすることができる。

（付記項２）
上記一の局面による車両用モータ駆動装置において、筒状弾性部材は、耐熱性および耐油性を有している。

このように構成すれば、車両の比較的高温になりやすい箇所に車両用モータ駆動装置を設けた場合でも、筒状弾性部材の劣化を抑えることができる。

一実施形態の車両用モータ駆動装置を示した模式図である。 一実施形態の車両用モータ駆動装置の筒状弾性部材を示した断面図である。 一実施形態の車両用モータ駆動装置の筒状弾性部材をモータ室側から見た平面図である。 一実施形態の第１変形例の車両用モータ駆動装置の筒状弾性部材を示した断面図である。 一実施形態の第２変形例の車両用モータ駆動装置の筒状弾性部材を示した断面図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

図１～図３を参照して、一実施形態による車両用モータ駆動装置１００の構成について説明する。

図１に示すように、車両用モータ駆動装置１００は、電気自動車などの車両に搭載される駆動用のモータユニットである。車両用モータ駆動装置１００は、モータ１と、インバータ２と、モータ側配線３と、インバータ側配線４と、ハウジング５と、筒状弾性部材６とを備えている。

モータ１は、車両に用いられる三相交流モータである。モータ１は、駆動輪を動かすための駆動力を発生させるように構成されている。インバータ２は、モータ１に電力を供給するように構成されている。すなわち、インバータ２は、図示しないリチウムイオンバッテリから供給された直流電力を交流電力に変換するように構成されている。これにより、モータ１にＵ相、Ｖ相およびＷ相の交流電力が供給される。

モータ側配線３は、モータ１とインバータ２とを接続する、金属線（銅線など）を絶縁体で被膜した絶縁電線である。モータ側配線３の一端部は、モータ１に接続されている。モータ側配線３の他端部は、接続端子７を介してインバータ側配線４に接続されている。モータ側配線３は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相の交流電力をモータ１に供給するため、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相の交流電力に合わせて複数（３本）設けられている。

インバータ側配線４は、モータ１とインバータ２とを接続する、金属線（銅線など）を絶縁体で被膜した絶縁電線である。インバータ側配線４の一端部は、インバータ２に接続されている。インバータ側配線４の他端部は、接続端子７を介してモータ側配線３に接続されている。インバータ側配線４は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相の交流電力をモータ１に供給するため、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相の交流電力に合わせて複数（３本）設けられている。

モータ側配線３の他端部と、インバータ側配線４の他端部とは、後述するモータ室５１内ではなく、後述するインバータ室５２において接続されている。すなわち、モータ側配線３の他端部と、インバータ側配線４の他端部とは、オイルＡｂ（特許請求の範囲の「冷却液」の一例）が貯留されていないインバータ室５２において接続端子７を介して接続されている。ここで、接続端子７は、たとえば、モータ側配線３の他端部に取り付けられた丸形端子と、インバータ側配線４の他端部に取り付けられた丸形端子と、モータ側配線３の丸形端子とインバータ側配線４の丸形端子とを連結するボルトおよびナットにより構成されている。

ハウジング５は、モータ１およびインバータ２などを収容する金属製の筐体である。ハウジング５は、モータ室５１と、インバータ室５２と、隔壁５３と、貫通孔５４とを含んでいる。

モータ室５１は、ハウジング５内に設けられた空間である。モータ室５１の内部には、モータ１が収容されている。モータ室５１の内部には、収容したモータ１の発熱部位を冷却するオイルＡｂが貯留されている。インバータ室５２は、ハウジング５内に設けられた空間である。インバータ室５２は、モータ室５１の上側に隣り合っている。インバータ室５２の内部には、インバータ２が収容されている。インバータ室５２の内部には、オイルＡｂが貯留されていない。隔壁５３は、モータ室５１とインバータ室５２とを隔てる壁である。隔壁５３は、水平方向に沿って延びている。

貫通孔５４は、上下方向に沿って隔壁５３を貫通して形成されている。貫通孔５４には、モータ室５１に収容されたモータ１から延びるモータ側配線３が貫通している。貫通孔５４は、複数のモータ側配線３の各々が別個に挿入された複数の筒状弾性部材６のそれぞれに対応して、隔壁５３（ハウジング５）に複数（３つ）形成されている。

（筒状弾性部材）
図１に示すように、本実施形態の車両用モータ駆動装置１００には、インバータ２からの交流電力をモータ１に供給しつつ、モータ室５１の油密性および絶縁性を確保するために、貫通孔５４に筒状弾性部材６が嵌め込まれている。

図２および図３に示すように、筒状弾性部材６は、貫通孔５４とモータ側配線３との間をシールするように、隔壁５３に形成された貫通孔５４に取り付けられた弾性変形可能な部材である。筒状弾性部材６は、グロメットである。筒状弾性部材６は、比較的高温になる箇所に用いられるため耐熱性を有している。筒状弾性部材６は、モータ室５１内のオイルＡｂに対して油密性を確保するため耐油性を有している。筒状弾性部材６は、アクリルゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、または、ウレタンゴムなどのゴム材料により形成されている。

筒状弾性部材６は、本体部６１と、フランジ部６２と、配線挿入孔６３と、内側突出部６４と、外側突出部６５と、端部側突出部６６とを含んでいる。

本体部６１は、モータ室５１とインバータ室５２とが並ぶ方向に沿って延びる筒状の部分である。本体部６１には、配線挿入孔６３が形成されている。フランジ部６２は、モータ室５１とインバータ室５２とが並ぶ方向において、モータ室５１側の端部に設けられている。フランジ部６２は、モータ室５１とインバータ室５２とが並ぶ方向に直交する方向において、本体部６１のモータ室５１側の端部から突出した円周状の部分である。配線挿入孔６３は、モータ１から延びるモータ側配線３が挿入される孔である。配線挿入孔６３は、モータ室５１とインバータ室５２とが並ぶ方向に本体部６１を貫通している。配線挿入孔６３は、モータ室５１とインバータ室５２とが並ぶ方向に直交する方向において、モータ側配線３の直径よりも小さい直径Ｄｉを有している。配線挿入孔６３は、モータ室５１側から見て、本体部６１の中央部分に配置されている。

内側突出部６４は、配線挿入孔６３の内周面６３ａとモータ側配線３との接触面積を抑制するために、配線挿入孔６３の内周面６３ａに設けられている。内側突出部６４は、モータ室５１とインバータ室５２とが並ぶ方向に直交する方向において、配線挿入孔６３の内周面６３ａから突出した円周状の部分である。内側突出部６４は、モータ室５１とインバータ室５２とが並ぶ方向において、複数（２つ）並んで配置されている。なお、内側突出部６４は、１つ、または、３つ以上配置されてもよい。

外側突出部６５は、ハウジング５の貫通孔５４の内周面との間で弾性変形させるために、本体部６１の外周面６１ａに設けられている。外側突出部６５は、モータ室５１とインバータ室５２とが並ぶ方向に直交する方向において、本体部６１の外周面６１ａから突出した円周状の部分である。外側突出部６５は、本体部６１の外周面６１ａのうちのハウジング５の貫通孔５４の内周面に対向する部分に設けられている。外側突出部６５は、モータ室５１とインバータ室５２とが並ぶ方向において、複数（２つ）並んで配置されている。なお、外側突出部６５は、１つ、または、３つ以上配置されてもよい。

端部側突出部６６は、貫通孔５４からの抜け防止のために、インバータ室５２側の端部に設けられている。端部側突出部６６は、モータ室５１とインバータ室５２とが並ぶ方向に直交する方向において、本体部６１のインバータ室５２側（モータ室５１側とは逆側）の端部から突出した円周状の部分である。端部側突出部６６は、貫通孔５４のインバータ室５２側（モータ室５１側とは逆側）の縁に係合している。

上記したような筒状弾性部材６は、複数（３つ）のモータ側配線３のそれぞれに対応して複数（３つ）設けられている。

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、車両用モータ駆動装置１００は、モータ室５１に収容されたモータ１から延びるモータ側配線３が挿入される配線挿入孔６３を含み、貫通孔５４とモータ側配線３との間をシールするように貫通孔５４に取り付けられた弾性変形可能な筒状弾性部材６を備えている。これにより、ハウジング５に端子台室および絶縁端子台を設けることなく、ハウジング５の貫通孔５４に取り付けられた筒状弾性部材６によりモータ室５１の油密性および絶縁性を確保することができるので、モータ室５１の油密性および絶縁性を確保しつつ、装置の構造の簡素化を実現することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ハウジング５は、インバータ２を内部に収容するインバータ室５２と、モータ室５１とインバータ室５２とを隔てるとともに、貫通孔５４が形成された隔壁５３とを含んでいる。筒状弾性部材６は、隔壁５３に形成された貫通孔５４に取り付けられている。これにより、インバータ室５２およびモータ室５１とは別個にハウジング５に端子台室および絶縁端子台を設けることなく、隔壁５３に形成された貫通孔５４に筒状弾性部材６を取り付けることにより、モータ室５１の油密性および絶縁性を確保することができるので、モータ１とインバータ２とをユニット化した車両用モータ駆動装置１００において装置の構造の簡素化を実現することができる。

また、本実施形態では、上記のように、車両用モータ駆動装置１００は、一端部がインバータ２に接続され、インバータ室５２内に配置されたインバータ側配線４を備えている。モータ側配線３の他端部と、インバータ側配線４の他端部とは、インバータ室５２において接続されている。これにより、オイルＡｂが貯留されていないインバータ室５２においてモータ側配線３の他端部とインバータ側配線の他端部とが接続されているので、モータ側配線３の他端部とインバータ側配線４の他端部との接続部分にオイルＡｂが付着しないようにすることができる。この結果、オイルＡｂの付着に起因する導電性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、筒状弾性部材６は、モータ側配線３の直径よりも小さい直径Ｄｉを有する配線挿入孔６３の内周面６３ａから突出した、円周状の内側突出部６４を含んでいる。これにより、内側突出部６４とモータ側配線３とが接触することにより、配線挿入孔６３の内周面６３ａの全面とモータ側配線３の外周面の全面との接触を抑制することができるので、モータ側配線３を配線挿入孔６３に挿入する際の配線挿入孔６３の内周面６３ａとモータ側配線３との間の摺動抵抗を低減することができる。この結果、配線挿入孔６３とモータ側配線３との間をシール性を確保しつつ、モータ側配線３を配線挿入孔６３に挿入しやすくすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、筒状弾性部材６は、ハウジング５の貫通孔５４の内周面に対向する外周面６１ａの部分から突出した円周状の外側突出部６５を含んでいる。これにより、筒状弾性部材６の外周面６１ａとハウジング５の貫通孔５４の内周面との間で外側突出部６５を弾性変形させることができるので、ハウジング５の貫通孔５４の内周面と筒状弾性部材６の外周面６１ａとの間のシール性を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、モータ側配線３は、モータ１とインバータ２とを接続するために、複数設けられている。筒状弾性部材６は、複数のモータ側配線３のそれぞれに対応して複数設けられている。ハウジング５には、複数のモータ側配線３の各々が別個に挿入された複数の筒状弾性部材６のそれぞれに対応して貫通孔５４が複数形成されている。ここで、複数のモータ側配線３のそれぞれに対応して複数の配線挿入孔６３が設けられた１つの筒状弾性部材６の場合、車両の振動により複数のモータ側配線３が動いた際、隣り合うモータ側配線３の一方側の配線の動きに合わせて、一方側の配線が挿入された配線挿入孔６３付近の弾性部材が引っ張られてしまうと、他方側の配線が挿入された配線挿入孔６３と他方側の配線との間に隙間が発生してしまう場合がある。この場合、他方側の配線が挿入された配線挿入孔６３と他方側の配線との間に発生した隙間からモータ室５１外にオイルＡｂが漏れてしまう（シール性が低下する）という不都合が生じる。このため、複数のモータ側配線３の各々が別個に挿入された複数の筒状弾性部材６のそれぞれに対応して貫通孔５４が複数ハウジング５に形成されることにより、車両の振動に起因するモータ側配線３と配線挿入孔６３と他の間の隙間の発生を抑制することができるので、配線挿入孔６３とモータ側配線３との間のシール性の低下を抑制することができる。

［変形例］
今回開示された上記実施形態は、全ての点で例示であり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全ての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、筒状弾性部材６は、複数（３つ）のモータ側配線３のそれぞれに対応して複数（３つ）設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図４に示す第１変形例のように、複数（３つ）のモータ側配線３のそれぞれに対応した複数（３つ）の配線挿入孔２６３を設けた筒状弾性部材２０６が貫通孔５４に取り付けられてもよい。

また、上記実施形態では、筒状弾性部材６は、本体部６１と、フランジ部６２と、配線挿入孔６３と、内側突出部６４と、外側突出部６５と、端部側突出部６６とを含んでいる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図５に示す第２変形例のように、筒状弾性部材３０６は、配線挿入孔３６３を含んでいるだけでもよい。

また、上記実施形態では、ハウジング５は、モータ室５１と、インバータ室５２とを含んでいる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ハウジングには、インバータ室が設けられていなくてもよい。

また、上記実施形態では、モータ室５１の内部には、収容したモータ１の発熱部位を冷却するオイルＡｂが貯留されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、モータ室の内部には、水が貯留されてもよい。

また、上記実施形態では、モータ側配線３の他端部と、インバータ側配線４の他端部とは、インバータ室５２において接続されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、モータ側配線の他端部と、インバータ側配線の他端部とは、モータ室内において接続されていてもよい。

また、上記実施形態では、車両用モータ駆動装置１００は、電気自動車などの車両に搭載される駆動用のモータユニットである例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、車両用モータ駆動装置は、電気自動車などの車両に搭載されるトランスファ用のモータユニットであってもよい。

１ モータ
２ インバータ
３ モータ側配線
４ インバータ側配線
５ ハウジング
６、２０６、３０６ 筒状弾性部材
５１ モータ室
５２ インバータ室
５３ 隔壁
５４ 貫通孔
６１ａ 外周面
６３、２６３、３６３ 配線挿入孔
６３ａ 内周面
６４ 内側突出部
６５ 外側突出部
１００ 車両用モータ駆動装置
Ａｂ オイル（冷却液）

Claims (6)

1. 車両に用いられるモータと、
   前記モータに電力を供給するインバータと、
   一端部が前記モータに接続され、前記モータと前記インバータとを接続するためのモータ側配線と、
   内部に前記モータを収容するとともに、収容した前記モータを冷却する冷却液が貯留されるモータ室を含み、前記モータ室に収容された前記モータから延びる前記モータ側配線が貫通する貫通孔が形成されたハウジングと、
   前記モータから延びる前記モータ側配線が挿入される配線挿入孔を含み、前記貫通孔と前記モータ側配線との間をシールするように前記貫通孔に取り付けられた弾性変形可能な筒状弾性部材とを備える、車両用モータ駆動装置。
2. 前記ハウジングは、
   前記インバータを内部に収容するインバータ室と、
   前記モータ室と前記インバータ室とを隔てるとともに、前記貫通孔が形成された隔壁とをさらに含み、
   前記筒状弾性部材は、前記隔壁に形成された前記貫通孔に取り付けられている、請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
3. 一端部が前記インバータに接続され、前記インバータ室内に配置されたインバータ側配線をさらに備え、
   前記モータ側配線の他端部と、前記インバータ側配線の他端部とは、前記インバータ室において接続されている、請求項２に記載の車両用モータ駆動装置。
4. 前記筒状弾性部材は、前記モータ側配線の直径よりも小さい直径を有する前記配線挿入孔の内周面から突出した、円周状の内側突出部を含む、請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
5. 前記筒状弾性部材は、前記ハウジングの前記貫通孔の内周面に対向する外周面の部分から突出した円周状の外側突出部を含む、請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
6. 前記モータ側配線は、前記モータと前記インバータとを接続するために、複数設けられており、
   前記筒状弾性部材は、前記複数のモータ側配線のそれぞれに対応して複数設けられており、
   前記ハウジングには、前記複数のモータ側配線の各々が別個に挿入された前記複数の筒状弾性部材のそれぞれに対応して前記貫通孔が複数形成されている、請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。

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