2023-174374 機電一体モータユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023174374

(43)【公開日】2023-12-07

(54)【発明の名称】機電一体モータユニット

(51)【国際特許分類】

   H02K 9/19 20060101AFI20231130BHJP

   H02K 9/22 20060101ALI20231130BHJP

   H02K 11/33 20160101ALI20231130BHJP

【ＦＩ】

H02K9/19 A

H02K9/22 Z

H02K11/33

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022087201

(22)【出願日】2022-05-27

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504182255

【氏名又は名称】国立大学法人横浜国立大学

(71)【出願人】

【識別番号】502002050

【氏名又は名称】株式会社ピューズ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小森 健裕

(72)【発明者】

【氏名】赤津 観

(72)【発明者】

【氏名】中村 享大

【テーマコード（参考）】

5H609

5H611

【Ｆターム（参考）】

5H609BB01

5H609PP02

5H609PP06

5H609PP08

5H609PP09

5H609PP16

5H609QQ04

5H609QQ09

5H609QQ23

5H609RR26

5H609RR31

5H609RR46

5H611AA09

5H611BB04

5H611TT01

5H611TT02

5H611UA04

(57)【要約】

【課題】効率的な冷却を行うことができる機電一体モータユニットを提供すること。
【解決手段】モータと、モータを駆動するインバータと、を備え、モータの軸線方向で、モータとインバータとを隣接させて一体化した機電一体モータユニットであって、モータは、円環状のステータコアとステータコアに設けられた巻線とを有し、軸線方向と直交する方向であるステータコアの径方向で、ステータコアと巻線とインバータとに隣接させて冷却器を設けた。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、
前記モータを駆動するインバータと、
を備え、
前記モータの軸線方向で、前記モータと前記インバータとを隣接させて一体化した機電一体モータユニットであって、
前記モータは、円環状のステータコアと前記ステータコアに設けられた巻線とを有し、
前記軸線方向と直交する方向である前記ステータコアの径方向で、前記ステータコアと前記巻線と前記インバータとに隣接させて冷却器を設けたことを特徴とする機電一体モータユニット。

【請求項2】

モータと、
前記モータを駆動するインバータと、
を備え、
前記モータの軸線方向で、前記モータと前記インバータとを隣接させて一体化した機電一体モータユニットであって、
前記モータは、円環状のステータコアと前記ステータコアに設けられた巻線とを有し、
前記軸線方向で前記巻線と前記インバータとの間に冷却器を挟み込んで設けたことを特徴とする機電一体モータユニット。

【請求項3】

前記ステータコアは、環状のバックヨーク、及び、前記バックヨークから径方向に突き出す複数のティースを有し、
前記巻線は、前記複数のティースの各々間のスロットに設けられた複数のスロット導体と、前記スロットから前記軸線方向で突出した前記スロット導体の部位と電気的に接続され、任意の前記スロット導体同士を電気的に接続する複数の渡線導体と、によって構成されており、
前記複数の渡線導体は、前記軸線方向で所定間隔をあけて積層されていることを特徴とする請求項１または２に記載の機電一体モータユニット。

【請求項4】

前記渡線導体を覆う熱伝導性絶縁体を備えることを特徴とする請求項３に記載の機電一体モータユニット。

【請求項5】

前記複数の渡線導体がそれぞれ配置された複数の基板を備えることを特徴とする請求項３に記載の機電一体モータユニット。

【請求項6】

前記基板に熱伝導性絶縁層を設けることを特徴とする請求項５に記載の機電一体モータユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、機電一体モータユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、モータとインバータとの間に冷却通路を配置し、双方を冷却する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０５－２９２７０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には、モータとインバータとの冷却通路を共用化する技術が開示されているが、効率的に冷却するための配置や構成が考慮されていない。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、効率的な冷却を行うことができる機電一体モータユニットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る機電一体モータユニットは、モータと、前記モータを駆動するインバータと、を備え、前記モータの軸線方向で、前記モータと前記インバータとを隣接させて一体化した機電一体モータユニットであって、前記モータは、円環状のステータコアと前記ステータコアに設けられた巻線とを有し、前記軸線方向と直交する方向である前記ステータコアの径方向で、前記ステータコアと前記巻線と前記インバータとに隣接させて冷却器を設けたことを特徴とするものである。

【0007】

これにより、モータとインバータとで冷却器を共用して効率的な冷却を行うことができる。

【0008】

また、本発明に係る機電一体モータユニットは、モータと、前記モータを駆動するインバータと、を備え、前記モータの軸線方向で、前記モータと前記インバータとを隣接させて一体化した機電一体モータユニットであって、前記モータは、円環状のステータコアと前記ステータコアに設けられた巻線とを有し、前記軸線方向で前記巻線と前記インバータとの間に冷却器を挟み込んで設けたことを特徴とするものである。

【0009】

これにより、モータとインバータとで冷却器を共用して効率的な冷却を行うことができる。

【0010】

また、上記において、前記ステータコアは、環状のバックヨーク、及び、前記バックヨークから径方向に突き出す複数のティースを有し、前記巻線は、前記複数のティースの各々間のスロットに設けられた複数のスロット導体と、前記スロットから前記軸線方向で突出した前記スロット導体の部位と電気的に接続され、任意の前記スロット導体同士を電気的に接続する複数の渡線導体と、によって構成されており、前記複数の渡線導体は、前記軸線方向で所定間隔をあけて積層されているようにしてもよい。

【0011】

これにより、モータの軸線方向の高さを抑えて、機電一体モータユニットの小型化を図ることができる。

【0012】

また、上記において、前記渡線導体を覆う熱伝導性絶縁体を備えるようにしてもよい。

【0013】

これにより、渡線導体同士の絶縁性を高めつつ、渡線導体から熱伝導性絶縁体を通って冷却器に熱が伝達されやすくなり冷却性能を向上させることができる。

【0014】

また、上記において、前記複数の渡線導体がそれぞれ配置された複数の基板を備えるようにしてもよい。

【0015】

これにより、渡線導体が配置された基板を軸線方向で積層することによって、スロット導体と渡線導体とをモータの軸線方向で端面側にて電気的に接続し、モータの軸線方向の高さを抑えて、機電一体モータユニットの小型化を図ることが可能となる。

【0016】

また、上記において、前記基板に熱伝導性絶縁層を設けるようにしてもよい。

【0017】

これにより、渡線導体同士の絶縁性を高めつつ、渡線導体から熱伝導性絶縁層を通って冷却器に熱が伝達されやすくなり冷却性能を向上させることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明に係る機電一体モータユニットは、冷却通路を共用化しつつ効率的な冷却を行うことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、実施形態１に係る機電一体モータユニットの概略構成を示した図である。

【図2】図２は、実施形態１に係る機電一体モータユニットを軸線方向で切断した部分斜視図である。

【図3】図３は、スロット導体と渡線導体との接続部分を示した図である。

【図4】図４は、渡線導体の配線の一例を示した図である。

【図5】図５は、実施形態１に係る機電一体モータユニットを軸線方向で切断した部分断面図である。

【図6】図６は、モータ及びインバータから冷却器への放熱の経路についての説明図である。

【図7】図７は、径方向でステータの外周側からインバータ基板を張り出した場合の機電一体モータユニットを軸線方向で切断した部分断面図である。

【図8】図８は、実施形態１に係る他の構成例の機電一体モータユニットを軸線方向で切断した部分断面図である。

【図9】図９は、モータ及びインバータから冷却器への放熱の経路についての説明図である。

【図10】図１０は、渡線部の基板及びスロット導体に設ける絶縁体についての説明図である。

【図11】図１１は、実施形態２に係る機電一体モータユニットの概略構成を示した図である。

【図12】図１２は、実施形態２に係る機電一体モータユニットを軸線方向で切断した部分斜視図である。

【図13】図１３は、実施形態２に係る機電一体モータユニットを軸線方向で切断した部分断面図である。

【図14】図１４は、モータ及びインバータから冷却器への放熱の経路についての説明図である。

【図15】図１５は、実施形態２に係る他の構成例の機電一体モータユニットを軸線方向で切断した部分断面図である。

【図16】図１６は、モータ及びインバータから冷却器への放熱の経路についての説明図である。

【図17】図１７（ａ）は、半導体素子としてディスクリート素子を用いたインバータの一例を示した図である。図１７（ｂ）は、パワーモジュールを用いたインバータの一例を示した図である。

【図18】図１８（ａ）は、半導体素子としてディスクリート素子を用いた場合におけるＳｉＣチップの数を示した図である。図１８（ｂ）は、パワーモジュールを用いた場合におけるＳｉＣチップの数を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（実施形態１）
以下に、本発明に係る機電一体モータユニットの実施形態１について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0021】

図１は、実施形態１に係る機電一体モータユニット１の概略構成を示した図である。図１に示すように、実施形態に係る機電一体モータユニット１は、モータ２とインバータ３とによって構成されている。機電一体モータユニット１は、例えば、電動車両に搭載される。モータ２は、ロータ軸２１が設けられたロータ及びステータなどによって構成された回転電機であり、不図示の電源からインバータ３を経由して供給される電力によって駆動される。実施形態１に係る機電一体モータユニット１においては、軸線方向でモータ２のステータにおけるコイルエンド部としての渡線部４を介して、モータ２のロータ軸２１の軸線方向でモータ２とインバータ３とが積層されて一体化された駆動ユニット（機電一体装置）である。

【0022】

図２は、実施形態１に係る機電一体モータユニット１を軸線方向で切断した部分斜視図である。なお、図２では、モータ２を構成するロータの図示は省略している。

【0023】

モータ２のステータ２２は、円筒状のステータコア２２１を有している。ステータコア２２１は、円環状のバックヨーク２２２と、バックヨーク２２２から径方向内側に向かって延びる複数のティース２２３とを含み、周方向で複数のティース２２３間にスロット２２４が形成されている。スロット２２４の数は任意であるが、本実施形態では、一例として、４８個である。スロット２２４には、軸線方向に伸びる柱状の導体であるスロット導体２２５が複数配置されている。そして、スロット導体２２５に電流を流すことによってロータに駆動力を与えるための磁界を発生させることができる。

【0024】

インバータ３は、インバータ基板３１、並びに、インバータ基板３１に設けられた複数の半導体素子３２及び配線パターン（不図示）などによって構成されている。インバータ３は、不図示のバッテリとモータ２のスロット導体２２５とにそれぞれ電気的に接続されているとともに、バッテリからモータ２に供給される電力を制御することによってモータ２の駆動を制御する。なお、インバータ３を構成する半導体素子３２と配線パターンとは、インバータ基板３１に設けることに限定されず、例えば、渡線部４に内蔵されていても構わないし、インバータ基板３１とは別体で構成してインバータ基板３１の上部に搭載することも可能である。

【0025】

渡線部４は、ステータ２２の巻線（ステータコイル）における所謂コイルエンド部を構成するものである。図３及び図４に示すように、渡線部４は、軸線方向でステータコア２２１の端面上に設けられており、バックヨーク２２２の軸線方向で端面側に、任意のスロット導体２２５同士を電気的に繋ぐための複数の渡線導体４１が設けられている。複数の渡線導体４１は、それぞれ板状の厚銅導体で構成されている。渡線導体４１は、例えば、図３に示すように、スロット導体２２５の軸線方向でスロット２２４内から突出した突出部分と電気的に接続されている。なお、渡線導体４１とスロット導体２２５とを電気的に接続するための接合方法としては、例えば、半田付け、溶接、及び、嵌合などが適用可能である。また、複数の渡線導体４１は、それぞれステータ２２の径方向でスロット２２４側からバックヨーク２２２側に放射状に延び、バックヨーク２２２の上方で同心円状に配設され、軸線方向に所定間隔をあけて積層されている。

【0026】

実施形態１に係る機電一体モータユニット１においては、スロット導体２２５と渡線導体４１とを別の導体で構成することにより、それぞれの導体断面積は同等にしつつ、導体が配置される場所に応じて適切な断面形状を取ることができる。一例として、スロット導体２２５としては、スロット２２４の形状に沿うように正方形に近い導体断面形状をとりつつ、渡線導体４１としては、ステータ２２のコイルエンド部の高さ方向を抑えるように、平板状の導体を配置することによって、機電一体モータユニット１の小型化を図ることが可能となる。また、実施形態１に係る機電一体モータユニット１においては、軸線方向でバックヨーク２２２の上方だけではなくスロット２２４の上方にもインバータ３を配置することができるため、軸線方向の寸法増加を抑えつつ、ステータ２２の軸線方向の端部側にインバータ３を配置した機電一体モータユニット１を提供することができる。また、実施形態１に係る機電一体モータユニット１においては、モータ２とインバータ３とを接続する配線を短くすることができることから電力損失の低減を図ることが可能となる。

【0027】

冷却装置は、冷却水を用いて機電一体モータユニット１を冷却するために設けられている。この冷却装置は、ウォータポンプ、冷却器５、及び、ラジエータなどによって構成されている。ウォータポンプは、例えば、電動式であり、冷却液を冷却液回路で循環させるために設けられている。冷却器５は、矩形状の流路形成部材５１の内部に冷却液５３が流通する流路５２が形成されており、流路５２を流通する冷却液５３がステータ２２と渡線部４とインバータ３（インバータ基板３１）とから熱を奪うように構成されている。ラジエータは、内部を流通する冷却液５３と外気とで熱交換させることにより、外気によって冷却液５３を冷却するために設けられている。

【0028】

実施形態１に係る機電一体モータユニット１では、冷却器５の流路形成部材５１が、ステータコア２２１の外周面と、渡線部４の絶縁材料４２の外周面と、インバータ３（インバータ基板３１）の外周面とに、高熱伝導性の絶縁体である熱伝導性絶縁シート６２を介して接するように構成されている。これにより、ステータコア２２１と渡線部４とインバータ３とのそれぞれで冷却器５を共用して効率的な冷却を行うことができる。

【0029】

図５は、実施形態１に係る機電一体モータユニット１を軸線方向で切断した部分断面図である。

【0030】

また、実施形態１に係る機電一体モータユニット１においては、図５に示すように、渡線部４の渡線導体４１を高熱伝導性の絶縁体である絶縁材料４２で覆って（包んで）モールド化することによって、渡線導体同士の絶縁性を高めつつ、渡線導体４１から絶縁材料４２を通って冷却器５に熱が伝達されやすくなり冷却性能を向上させることができる。なお、図５中の符号６１は、インバータ３のインバータ基板３１と渡線部４の絶縁材料４２との間に介在させた高熱伝導性の絶縁体である熱伝導性絶縁シートである。

【0031】

ここで、モータ２の発熱は、スロット導体２２５及び渡線導体４１を電流が流れることによって生じる銅損が主である。スロット導体２２５からの熱は、図６に示すように、ステータコア２２１を半径方向に通過して冷却器５に到達する経路と、絶縁材料４２を半径方向に通過して冷却器５に到達する経路とが存在する。また、渡線導体４１からの熱は、図６に示すように、絶縁材料４２を半径方向に通過して冷却器５に到達する経路が存在する。インバータ３では、半導体素子３２からの熱が、インバータ基板３１を径方向に通過して冷却器５に到達する経路と、インバータ基板３１から渡線部４の絶縁材料４２を径方向に通過して冷却器５に到達する経路とが存在する。実施形態１に係る機電一体モータユニット１では、インバータ３からの熱が渡線部４の絶縁材料４２を経由して冷却器５に到達するため、渡線部４内でモータ２の熱とインバータ３の熱とが合成されるが、渡線部４の絶縁材料４２を高熱伝導性の材料とすることによって、モータ２とインバータ３との放熱を一つの冷却器５で実現することができる。これにより、モータ２とインバータ３とで冷却器５の流路５２を共用することによるウォータポンプのロス低減やスペース圧縮や冷却システムの簡素化などを図ることができる。また、実施形態１に係る機電一体モータユニット１においては、モータ２とインバータ３とからの熱を同時に冷却器５へ放熱するための冷却構造をとることによって、小型化を図ることができる。

【0032】

また、実施形態１に係る機電一体モータユニット１は、図７に示すように、径方向でステータ２２の外周側からインバータ３のインバータ基板３１を張り出す形で、インバータ基板３１と冷却器５の流路形成部材５１とを接触するように構成してもよい。これにより、インバータ基板３１から冷却器５に放熱されやすくなり、冷却器５によるインバータ３の冷却性を高めることができる。

【0033】

実施形態１に係る機電一体モータユニット１においては、渡線導体４１を円周上に複数配置した薄板リング状の基板を、軸線方向に複数積層してステータ２２のコイルエンド部としての渡線部４を構成してもよい。

【0034】

図８は、実施形態１に係る他の構成例の機電一体モータユニット１を軸線方向で切断した部分断面図である。

【0035】

実施形態１に係る機電一体モータユニット１として、図８に示した機電一体モータユニット１では、軸線方向でステータコア２２１の端面上に、渡線導体４１が配置された基板４３を軸線方向に８つ積層して渡線部４が構成されている。なお、積層する基板４３の数としては、図８に示したような８つに限られるものではない。渡線導体４１は、同一の基板４３上において任意のスロット導体２２５同士をつなぐように、軸線方向でスロット２２４から突出したスロット導体２２５の突出部分と電気的に接続されている。なお、図８に示した機電一体モータユニット１では、基板４３上に渡線導体４１を配置しているが、プリプレグに導体が貼り合わされたプリント基板や厚銅基板などでも構わない。

【0036】

スロット導体２２５と渡線導体４１との接合については、予めステータ２２のスロット２２４内にスロット導体２２５を配置したうえで、層ごとに一体化された渡線導体４１を一層ずつ被せて、各々対応するスロット導体２２５と渡線導体４１とを接合した後に、その上方に次の層を重ねて接合させる方法を取っている。これらスロット導体２２５と渡線導体４１との接合方法については、はんだ、溶接、嵌合、及び、３Ｄプリントなどを用いることができる。また、導線導体を一層毎に重ねるだけではなく、複数層を同時に重ねても構わないし、ステータ２２における軸線方向片側のコイルエンド部を形成する渡線導体を一体化したうえで、スロット導体２２５と接合する方法でも構わない。また、渡線導体４１とスロット導体２２５とをまとめて形成した後にステータ２２に取り付けても構わない。

【0037】

図９は、モータ２及びインバータ３から冷却器５への放熱の経路についての説明図である。

【0038】

図９に示すように、スロット導体２２５からの熱は、ステータコア２２１を半径方向に通過して冷却器５に到達する経路と、渡線部４の基板４３を半径方向に通過して冷却器５に到達する経路とが存在する。また、渡線導体４１からの熱は、基板４３を半径方向に通過して冷却器５に到達する経路が存在する。インバータ３では、半導体素子３２からの熱が、インバータ基板３１を径方向に追加して冷却器５に到達する経路と、インバータ基板３１から軸線方向で渡線部４の基板４３に伝わり基板４３を径方向に通過して冷却器５に到達する経路とが存在する。これにより、図８及び図９に示した機電一体モータユニット１においては、モータ２とインバータ３との放熱を一つの冷却器５で実現することができ、モータ２とインバータ３とで冷却器５の流路５２を共用することによるウォータポンプのロス低減やスペース圧縮や冷却システムの簡素化などを図ることができる。

【0039】

なお、図８及び図９に示した機電一体モータユニット１において、渡線部４で渡線導体４１が軸線方向で重なり合う箇所については、異なる電位の渡線導体４１が近接することがある。そのため、例えば、図１０に示すように、基板４３の裏面（軸線方向でステータコア２２１側の面）に絶縁体からなる絶縁層４４を設けることが好ましい。これにより、渡線導体４１同士の絶縁性を高めることができる。さらには、基板４３の裏面に絶縁層４４を設けることによって、渡線導体４１から絶縁層４４を通って冷却器５に熱が伝達されやすくなり冷却性能を向上させることができる。また、スロット導体２２５は、渡線導体４１と電気的に接続されない導体部位に絶縁体からなる絶縁被膜２２６で覆うことが好ましい。これにより、スロット導体２２５と渡線導体４１との絶縁性や、隣り合うスロット導体２２５同士の絶縁性を高めることができる。

【0040】

また、実施形態１に係る機電一体モータユニット１においては、渡線導体４１が設けられた基板４３を軸線方向に複数積層した場合、軸線方向で隣り合う層間（軸線方向で隣り合う基板４３間）に高熱伝導性の絶縁材料を挟み込む構成であってもよい。これにより、絶縁性を高めつつ、モータ２及びインバータ３から冷却器５への放熱性を向上させることができる。

【0041】

（実施形態２）
以下に、本発明に係る機電一体モータユニットの実施形態２について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。なお、本実施形態において実施形態１と同様の部分についての説明は適宜省略する。

【0042】

図１１は、実施形態２に係る機電一体モータユニット１の概略構成を示した図である。図１２は、実施形態２に係る機電一体モータユニット１を軸線方向で切断した部分斜視図である。図１３は、実施形態２に係る機電一体モータユニット１を軸線方向で切断した部分断面図である。なお、図１３に示した機電一体モータユニット１の渡線部４の構成は、実施形態１で図５に示した機電一体モータユニット１の渡線部４の構成と同様である。

【0043】

実施形態２に係る機電一体モータユニット１においては、図１１、図１２及び図１３に示すように、軸線方向でモータ２の渡線部４とインバータ３との間に冷却器５を挟み込む形で配置している。実施形態２に係る機電一体モータユニット１においては、図１３に示すように、インバータ３（インバータ基板３１）と冷却器５（流路形成部材５１）との間に高熱伝導性の絶縁体からなる熱伝導性絶縁シート６３を介在させており、渡線部４（絶縁材料４２）と冷却器５（流路形成部材５１）との間に高熱伝導性の絶縁体からなる熱伝導性絶縁シート６４を介在させている。なお、熱伝導性絶縁シート６３，６４の少なくとも一方は無くてもよい。

【0044】

図１４は、モータ２及びインバータ３から冷却器５への放熱の経路についての説明図である。

【0045】

実施形態２に係る機電一体モータユニット１においては、図１４に示すように、スロット導体２２５からの熱は、渡線部４の絶縁材料４２を軸線方向に通過して冷却器５に到達する経路と、ステータコア２２１に伝わった熱が渡線部４の絶縁材料４２を軸線方向に通過して冷却器５に到達する経路とが存在する。また、渡線導体４１からの熱は、絶縁材料４２を軸線方向に通過して冷却器５に到達する経路が存在する。インバータ３では、半導体素子３２からの熱が、インバータ基板３１を軸線方向に追加して、軸線方向で流路形成部材５１の渡線部４側とは反対側の面から冷却器５に到達する経路が存在する。

【0046】

実施形態２に係る機電一体モータユニット１では、モータ２からの放熱とインバータ３からの放熱とが、冷却器５における流路形成部材５１の軸線方向で対向する両面から別々になされるため、双方の熱が冷却器５に到達するまで干渉することがなく、効率よく冷却液５３に熱を伝えることが可能となる。これにより、実施形態２に係る機電一体モータユニット１においては、モータ２とインバータ３との放熱を一つの冷却器５で実現することができ、モータ２とインバータ３とで冷却器５の流路５２を共用することによるウォータポンプのロス低減やスペース圧縮や冷却システムの簡素化などを図ることができる。また、実施形態２に係る機電一体モータユニット１においては、モータ２とインバータ３とからの熱を同時に冷却器５へ放熱するための冷却構造をとることによって、小型化を図ることができる。

【0047】

また、実施形態２に係る機電一体モータユニット１においては、渡線導体４１を円周上に複数配置した薄板リング状の基板を、軸線方向に複数積層してステータ２２のコイルエンド部としての渡線部４を構成してもよい。

【0048】

図１５は、実施形態２に係る他の構成例の機電一体モータユニット１を軸線方向で切断した部分断面図である。

【0049】

図１５に示した機電一体モータユニット１の渡線部４の構成は、実施形態１で図８に示した機電一体モータユニット１の渡線部４の構成と同様であり、軸線方向で渡線部４とインバータ３との間に冷却器５を挟み込む形で配置している。図１５に示した機電一体モータユニット１においては、インバータ３（インバータ基板３１）と冷却器５（流路形成部材５１）との間に高熱伝導性の絶縁体からなる熱伝導性絶縁シート６３を介在させており、渡線部４（絶縁材料４２）と冷却器５（流路形成部材５１）との間に高熱伝導性の絶縁体からなる熱伝導性絶縁シート６４を介在させている。なお、熱伝導性絶縁シート６３，６４の少なくとも一方は無くてもよい。

【0050】

図１６は、モータ２及びインバータ３から冷却器５への放熱の経路についての説明図である。

【0051】

図１６に示すように、スロット導体２２５からの熱が、軸線方向で渡線部４の基板４３に伝わって冷却器５に到達する経路と、ステータコア２２１に伝わってから軸線方向で渡線部４の基板４３に伝わって冷却器５に到達する経路とが存在する。また、渡線導体４１からの熱が、軸線方向で基板４３に伝わって冷却器５に到達する経路が存在する。インバータ３では、半導体素子３２からの熱が、軸線方向でインバータ基板３１に伝わって、軸線方向で流路形成部材５１の渡線部４側とは反対側の面から冷却器５に到達する経路が存在する。

【0052】

これにより、図１５及び図１６に示した機電一体モータユニット１においては、モータ２とインバータ３との放熱を一つの冷却器５で実現することができ、モータ２とインバータ３とで冷却器５の流路５２を共用することによるウォータポンプのロス低減やスペース圧縮や冷却システムの簡素化などを図ることができる。

【0053】

図１７（ａ）は、半導体素子３２としてディスクリート素子を用いたインバータ３の一例を示した図である。図１７（ｂ）は、パワーモジュール３２０を用いたインバータ３の一例を示した図である。図１８（ａ）は、半導体素子３２としてディスクリート素子を用いた場合におけるスイッチング素子（例えば、Ｓｉチップ、ＳｉＣチップ、及び、ＧａＮチップなど）３２ａの数を示した図である。図１８（ｂ）は、パワーモジュール３２０を用いた場合におけるスイッチング素子３２０ａの数を示した図である。

【0054】

実施形態２に係る機電一体モータユニット１においては、図１７（ａ）に示すように、インバータ３としてインバータ基板３１に設ける半導体素子３２として、例えば、ディスクリート素子を用いることができるが、図１７（ｂ）に示すように、パワーモジュール３２０を用いても構わない。これにより、実施形態２に係る機電一体モータユニット１では、例えば、図１８（ａ）に示すように、半導体素子３２としてディスクリート素子を使用して、同じ実装面積の中で１レグあたりの半導体素子３２を構成するスイッチング素子３２ａの数が２つの場合に比べて、図１８（ｂ）に示すように、パワーモジュール３２０を使用することにより、同じ実装面積の中で１レグあたりのパワーモジュール３２０を構成するスイッチング素子３２０ａの数を４つに増やすことが可能となる。また、パワーモジュール３２０を使用することによって、スイッチング素子３２０ａから冷却器５までの放熱経路においてインバータ基板３１を省略できるため、熱抵抗の低減を図ることができる。

【符号の説明】

【0055】

１ 機電一体モータユニット
２ モータ
３ インバータ
４ 渡線部
５ 冷却器
２１ ロータ軸
２２ ステータ
３１ インバータ基板
３２ 半導体素子
３２ａ スイッチング素子
４１ 渡線導体
４２ 絶縁材料
４３ 基板
４４ 絶縁層
５１ 流路形成部材
５２ 流路
５３ 冷却液
６１，６２，６３，６４ 熱伝導性絶縁シート
２２１ ステータコア
２２２ バックヨーク
２２３ ティース
２２４ スロット
２２５ スロット導体
２２６ 絶縁被膜
３２０ パワーモジュール
３２０ａ スイッチング素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】