特開 2023-174375 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】P2023174375

(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 3/50 20060101AFI20231130BHJP

   H02K 11/33 20160101ALI20231130BHJP

【ＦＩ】

H02K3/50 A

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 2022087202

(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）】

5H604

5H611

【Ｆターム（参考）】

5H604BB01

5H604BB08

5H604CC01

5H604CC05

5H604CC14

5H604QB01

5H604QB04

5H604QB14

5H611BB01

5H611BB04

5H611TT01

5H611TT02

5H611UA04

(57)【要約】

【課題】小型化を図る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、環状のバックヨーク、及び、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するステータコアと、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、スロットから軸線方向で突出したスロット導体の部位と電気的に接続され、任意の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、を有し、複数の渡線導体は、軸線方向で所定間隔をあけて積層されている。
【選択図】図２

【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、
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するステータコアと、
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、
を有し、
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機電一体モータユニット。

【請求項2】

前記複数の渡線導体は、それぞれ板状であって、前記スロット側から径方向で前記バックヨーク側に放射状に延び、前記バックヨークの上方で同心円状に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の機電一体モータユニット。

【請求項3】

前記渡線導体を覆う絶縁体を備えることを特徴とする請求項２に記載の機電一体モータユニット。

【請求項4】

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１に記載の機電一体モータユニット。

【請求項5】

前記基板に絶縁層を設けることを特徴とする請求項４に記載の機電一体モータユニット。

【請求項6】

前記スロット導体の前記渡線導体と電気的に接続されている部分以外の部位を覆う絶縁体を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項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、モータケースの上側にインバータケースを密接させて配置して、モータとインバータとを一体的に合体させて構成した機電一体モータユニットが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－１６６１７６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に開示された機電一体モータユニットにおいては、モータケースに加えてインバータケースの高さ寸法が必要になるため、小型化が困難である。

【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、小型化を図る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、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するステータコアと、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、を有し、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ものである。

【0007】

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。

【0008】

また、上記において、前記複数の渡線導体は、それぞれ板状であって、前記スロット側から径方向で前記バックヨーク側に放射状に延び、前記バックヨークの上方で同心円状に配設されているようにしてもよい。

【0009】

これにより、同一の層内で導体密度を高くすることが可能となる。

【0010】

また、上記において、前記渡線導体を覆う絶縁体を備えるようにしてもよい。

【0011】

これにより、渡線導体同士の絶縁性を高めることができる。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

また、上記において、前記基板に絶縁層を設けるようにしてもよい。

【0015】

これにより、渡線導体同士の絶縁性を高めることができる。

【0016】

また、上記において、前記スロット導体の前記渡線導体と電気的に接続されている部分以外の部位を覆う絶縁体を設けるようにしてもよい。

【0017】

これにより、スロット導体と渡線導体との絶縁性や、隣り合うスロット導体同士の絶縁性を高めることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明に係る機電一体モータユニットは、モータの軸線方向の高さを抑えて、小型化を図る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、ステータの４系統の巻線を並列で設けてインバータを多重化した場合を示した図である。

【図6】図６は、インバータ基板を周方向で２等分して多重化したインバータの一例を示した図である。

【図7】図７は、インバータの実装面積についての説明図である。

【図8】図８は、渡線導体の配線の他例を示した図である。

【図9】図９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10】図１０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11】図１１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である。

【図12】図１２は、渡線部の基板及びスロット導体に設ける絶縁体の一例についての説明図である。

【図13】図１３は、スロット導体の形状の一例についての説明図である。

【図14】図１４は、同一の基板に形成した三相の導体パターンの一例を示した図である。

【図15】図１５は、導体パターンが形成された扇形状基板を用いて構成したインバータの一例を示した図である。

【図16】図１６は、ティース及びスロットの真上のスペースを、スロット導体と渡線導体との結線領域として使用した場合についての説明図である。

【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。

【0022】

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２２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。なお、実施形態１に係る機電一体モータユニット１では、ステータ２２の電気的に独立した巻線の系統が４系統である場合について説明するが、巻線の系統の数が１系統、２系統及び３系統の場合にも本発明を適用することができる。

【0023】

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。

【0024】

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、軸線方向に延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。本実施形態においては、一つのスロット２２４に対して４つのスロット導体２２５が配置されている。

【0025】

図３は、スロット導体２２５と渡線導体４１との接続部分を示した図である。図４は、渡線導体４１の配線の一例を示した図である。

【0026】

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。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。

【0027】

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。

【0028】

そして、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とによって構成されたステータ２２の巻線にインバータ３から３相交流電力を供給して電流を流すことにより、モータ２の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。

【0029】

インバータ３は、図２に示すように、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。なお、インバータ３については、ディスクリートのパワー素子を搭載したプリント基板でも構わないし、パワー素子をケースに集積させたスイッチングモジュールでも構わない。

【0030】

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の軸線方向の両端面にそれぞれインバータ３を配置して多重化する構造を採用して、系統を多重化することによって、冗長性を確保することが可能となっている。

【0031】

図５は、ステータ２２の４系統の巻線を並列で設けてインバータ３を多重化した場合を示した図である。

【0032】

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、ステータ２２の電気的に独立した巻線の系統が第１系統巻線４０Ａと第２系統巻線４０Ｂと第３系統巻線４０Ｃと第４系統巻線４０Ｄとの４系統であり、ステータ２２の巻線（導体）の結線構成が、各系統がスター結線されているクローズ巻線構成である。なお、ステータ２２の巻線の結線構成としては、中性点を持たないオープン巻線として構成してもよく、これにより冗長性を向上させることができる。４系統の巻線である第１系統巻線４０Ａと第２系統巻線４０Ｂと第３系統巻線４０Ｃと第４系統巻線４０Ｄとは、それぞれに対応した４系統の第１系統インバータ３０Ａと第２系統インバータ３０Ｂと第３系統インバータ３０Ｃと第４系統インバータ３０Ｄとに接続されている。４系統の第１系統インバータ３０Ａと第２系統インバータ３０Ｂと第３系統インバータ３０Ｃと第４系統インバータ３０Ｄとは、互いに直列で接続されており、第１インバータ系統４Ａに接続された電源５から直流電力が供給される。第１系統インバータ３０Ａと第２系統インバータ３０Ｂと第３系統インバータ３０Ｃと第４系統インバータ３０Ｄとに供給された直流電力は、各系統に応じた交流電力に変換されて、第１系統巻線４０Ａと第２系統巻線４０Ｂと第３系統巻線４０Ｃと第４系統巻線４０Ｄとに供給される。

【0033】

なお、ここでは、ステータ２２の巻線の結線構成が４並列構成（並列数が４）での例を示しているが、４並列構成（並列数が４）に限定されるものではない。すなわち、ステータ２２の電気的に独立した巻線の系統が２系統以上であって、ステータ２２の巻線の結線構成を２並列構成以上（並列数が２以上）とすることによって、冗長性を向上させることができる。

【0034】

図６は、インバータ基板３１を周方向で２等分して多重化したインバータ３の一例を示した図である。

【0035】

図６に示すように、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、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のパワーモジュール３２０Ｕ，３２０Ｖ，３２０Ｗを１セットとして２セット分が、モータ２の軸線方向で両端側に設けられたインバータ基板３１にそれぞれ設けられている。なお、３相のパワーモジュール３２０Ｕ，３２０Ｖ，３２０Ｗは、それぞれ４つの半導体素子３２などによって構成されている。

【0036】

具体的に、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６に示すように、モータ２の軸線方向で片側のインバータ基板３１を周方向で２等分して、一方に１セット目の３相のパワーモジュール３２０Ｕ，３２０Ｖ，３２０Ｗを配置して第１系統インバータ３０Ａを構成し、他方に２セット目の３相のパワーモジュール３２０Ｕ，３２０Ｖ，３２０Ｗを配置して第２系統インバータ３０Ｂを構成している。なお、同様に、図示は省略するが、モータ２の軸線方向で残りの片側のインバータ基板３１を周方向で２等分して、一方に１セット目の３相のパワーモジュール３２０Ｕ，３２０Ｖ，３２０Ｗを配置して第３系統インバータ３０Ｃを構成し、他方に２セット目の３相のパワーモジュール３２０Ｕ，３２０Ｖ，３２０Ｗを配置して第４系統インバータ３０Ｄを構成する。このように、インバータ３を第１系統インバータ３０Ａ～第４系統インバータ３０Ｄによって多重化を行う構成を採用することにより、冗長性を向上させることができる。なお、モータ２の軸線方向で片側に設けるインバータ３の系統数としては、２系統に限定させるものではなく、２系統以上とすることによって、冗長性を向上させることができる。また、インバータ基板３１に配置する３相のパワーモジュール３２０Ｕ，３２０Ｖ，３２０Ｗは、１セット分だけであってもよいし、３セット以上配置しても構わない。

【0037】

図７は、インバータ３の実装面積についての説明図である。

【0038】

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７に示すように、インバータ基板３１の径方向における大きさとして、ステータコア２２１の内径及び外径からインバータ基板３１の内縁部３１ａ及び外縁部３１ｂがはみ出でるようにしてもよい。これにより、ステータコア２２１の内径及び外径からインバータ基板３１の内縁部３１ａ及び外縁部３１ｂがはみ出ない場合よりも、インバータ基板３１に半導体素子３２などを実装することが可能な実装面積を拡大することができる。これにより、軸線方向におけるインバータ３の体積を抑えることができ、冗長性を保ちつつ、機電一体モータユニット１の小型化が可能となる。

【0039】

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、ステータ２２の巻線をスロット導体２２５と渡線導体４１とを電気的に接続することによって構成するとともに、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、各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、渡線部４の軸線方向の高さを抑えるように、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。

【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、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、モータ２の軸線方向で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。

【0041】

ここで、スロット２２４から軸線方向に伸ばされるスロット導体２２５と、バックヨーク２２２から放射状に伸ばされる渡線導体４１とは、互いが交差する箇所で、半田付けやレーザ溶接、嵌合接合などを用いて電気的に接続される。このとき、同一平面内（同一の層内）でスロット導体２２５と渡線導体４１との接続部分が隣り合っている場合には、隣り合った接続部分における絶縁距離が短くなってしまい、スロット導体２２５間のショートを引き起こすおそれがある。こうした隣り合った接続部分におけるショートを抑制するために、例えば、図８に示すように、同一平面内（同一の層内）におけるスロット導体２２５と渡線導体４１との接続部分の間隔を絶縁距離Ｌ１が得られるように広げることによって、絶縁を確保した状態でスロット導体２２５と渡線導体４１とを接続することが可能となり、絶縁性の向上を図ることができる。

【0042】

図９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。なお、図９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６０との間に介在させた絶縁シートである。

【0043】

渡線部４において渡線導体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９に示すように、複数の渡線導体４１のそれぞれを絶縁体である絶縁材６０で覆って（包んで）モールド化することが好ましい。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。

【0044】

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、複数のスロット２２４を通るスロット導体２２５と、渡線部４に設けられた渡線導体４１とを、別々の導体で構成したうえで、スロット導体２２５と渡線導体４１とをモータ２の軸線方向で端面側にて電気的に接続している。そして、実施形態１に係る機電一体モータユニット１では、複数の板状の渡線導体４１を軸線方向で積層して配置することによって、渡線部４の軸線方向の高さ、ひいては、モータ２の軸線方向の高さを抑えることにより、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。

【0045】

（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。実施形態２に係る機電一体モータユニットにおいては、渡線導体を周方向に複数配置した複数の薄板リング状の基板を、軸線方向に積層して渡線部を構成している。

【0046】

図１０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１１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である。

【0047】

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、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４２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４２の数としては、図１０及び図１１などに示したような８つに限られるものではない。渡線導体４１は、同一の基板４２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、実施形態２に係る機電一体モータユニット１では、基板４２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。

【0048】

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。

【0049】

図１２は、渡線部４の基板４２及びスロット導体２２５に設ける絶縁体の一例についての説明図である。

【0050】

実施形態２に係る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１２に示すように、基板４２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４３を設けることが好ましい。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。

【0051】

図１２に示すように、スロット導体２２５は、スロット導体２２５におけるスロット２２４内から軸線方向に突出した導体部位２２５ａのうち、軸線方向の端部が渡線導体４１と電気的に接続されている。そして、導体部位２２５ａのうち、渡線導体４１と電気的に接続されない部分は絶縁体からなる絶縁被膜２２６で覆うことが好ましい。また、スロット導体２２５におけるスロット２２４内に位置する導体部位２２５ｂも絶縁被膜２２６で覆うことが好ましい。これにより、スロット導体２２５とは電気的に接続されない渡線導体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。なお、渡線導体４１とは電気的に接続されないスロット導体２２５の導体部位に、後から絶縁体を被せる構成であっても構わない。

【0052】

図１３は、スロット導体２２５の形状の一例についての説明図である。

【0053】

実施形態２に係る機電一体モータユニット１において、スロット導体２２５の形状としては、スロット導体２２５のスロット２２４から軸線方向に突出した導体部位２２５ａを、図１３に示すように軸線方向と直交する方向の断面が円形に近い断面形状とするとともに、スロット２２４内に位置する導体部位２２５ｂを、図１３に示すように軸線方向と直交する方向の断面が正方形に近い断面形状とするのが好ましい。これにより、導体部位２２５ａの前記断面を円形状孔４２ａの形状に沿わせるとともに、導体部位２２５ｂの前記断面をスロット２２４の形状に沿わせることによって、スロット２２４へのスロット導体２２５の設置性、及び、スロット導体２２５と渡線導体４１との接合性を向上させることができる。

【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、スロット導体２２５と渡線導体４１とを別々の導体で構成したうえで、渡線導体４１を円周上に複数配置した複数の薄板リング状の基板４２を軸線方向で積層することによって、スロット導体２２５と渡線導体４１とをモータ２の軸線方向で端面側にて電気的に接続している。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、ステータ２２のコイルエンド部としての渡線部４の軸線方向の高さ、ひいては、モータ２の軸線方向の高さを抑えて、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。

【0055】

実施形態２に係る機電一体モータユニット１では、ステータ２２の巻線をスロット導体２２５と渡線導体４１とで構成し、ステータ２２の巻線構成を同心巻とすることによって、同一の基板４２内（同一の層内）で、ティース２２３側から延びている渡線導体４１の部分と、バックヨーク２２２側から延びている渡線導体４１の部分とを交差させることなく、導体密度を高くすることが可能となる。また、積層する層（基板４２）の数を少なくすることが可能となり、ステータ２２のコイルエンド部としての渡線部４の小型化を図ることができる。

【0056】

図１４は、同一の基板４２に形成した三相の導体パターン４１０Ｕ，４１０Ｖ，４１０Ｗの一例を示した図である。

【0057】

実施形態２に係る機電一体モータユニット１では、ステータ２２の巻線をスロット導体２２５と渡線導体４１とで構成することによって、例えば、図１４に示すように、異なる相の導体パターンが近接しないように、周方向で絶縁距離Ｌ２だけあけて各相の導体パターン４１０Ｕ，４１０Ｖ，４１０Ｗを配置す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、同一の基板４２内で絶縁距離Ｌ２を確保しつつ、同一の基板４２内で各相の導体パターン４１０Ｕ，４１０Ｖ，４１０Ｗを構成する複数の渡線導体４１の配置密度を高くすることができ、渡線部４で積層する層（基板４２）の数を少なくすることが可能となり、渡線部４の小型化を図ることができる。

【0058】

図１５は、渡線部４で導体パターンが形成された扇形状基板を用いた場合についての説明図である。

【0059】

実施形態２に係る機電一体モータユニット１では、図１５に示すように、渡線部４の基板を、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相の導体パターン４１０Ｕ，４１０Ｖ，４１０Ｗのそれぞれに対応した扇形状基板４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗに分割し、扇形状基板４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗを周方向で隣接させて円環形状（図１５では半円環形状）に配置してもよい。この際、扇形状基板４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗに形成される導体パターン４１０Ｕ，４１０Ｖ，４１０Ｗは、相によらず渡線導体４１の配置が同じであることが好ましい。これにより、三相の導体パターン４１０Ｕ，４１０Ｖ，４１０Ｗがそれぞれ形成された扇形状基板４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗとして、同一の導体パターン４１０が形成された扇形状基板を共用することができるため、製造コストの低減を図ることができる。

【0060】

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、スロット導体２２５と渡線導体４１との接続部分の上方に絶縁体（例えば、基板４２の裏面に設けた絶縁層４３など）を配置することによって、図１６に示すように、軸線方向でティース２２３及びスロット２２４の真上に渡線導体４１を配置することが可能となる。これにより、ティース２２３及びスロット２２４の真上のスペースを、スロット導体２２５と渡線導体４１との結線領域として使用できることから、同一の基板４２内に配置される複数の渡線導体４１の配置密度を高くすることができ、渡線部４で積層する層（基板４２）の数を少なくすることが可能となり、渡線部４の小型化を図ることができる。

【符号の説明】

【0061】

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 電源
２１ ロータ軸
２２ ステータ
３０Ａ 第１系統インバータ
３０Ｂ 第２系統インバータ
３０Ｃ 第３系統インバータ
３０Ｄ 第４系統インバータ
３１ インバータ基板
３１ａ 内縁部
３１ｂ 外縁部
３２ 半導体素子
４０Ａ 第１系統巻線
４０Ｂ 第２系統巻線
４０Ｃ 第３系統巻線
４０Ｄ 第４系統巻線
４１ 渡線導体
４２ 基板
４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗ 扇形状基板
４２ａ 円形状孔
４３ 絶縁層
６０ 絶縁材
６１ 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
２２５ａ 導体部位
２２５ｂ 導体部位
２２６ 絶縁被膜
３２０Ｕ，３２０Ｖ，３２０Ｗ パワーモジュール
４１０Ｕ，４１０Ｖ，４１０Ｗ 導体パターン

【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】