WO2013118674A1 - モータ制御ユニット - Google Patents

Abstract

　インバータユニットと、モータを有するモータユニットとを一体化したモータ制御ユニットであって、インバータユニットは、支持基板に対して立設する制御基板を備える。

Description

モータ制御ユニット

　本発明はモータ制御ユニットに関するものである。

　従来、駆動装置を制御する制御ユニットの制御基板を防振支持手段を介して固定するものがＪＰ２００４－２１５３５５Ａに開示されている。

　上記の発明では、制御基板をコンデンサ、モータなどと積層するように配置しているので、制御ユニットが積層方向に長くなり、制御ユニットが大きくなる、といった問題点がある。

　本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、積層方向における長さを短くし、制御ユニットを小型化することを目的とする。

　本発明のある態様に係るモータ制御ユニットは、インバータユニットと、モータを有するモータユニットとを一体化したモータ制御ユニットであって、インバータユニットは、支持基板に対して立設する制御基板を備える。

　本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

図１は第１実施形態のモータ制御ユニットの断面を示す概略構成図である。 図２は制御基板、平滑コンデンサ、およびバスバーの配置を示す図である。 図３は図１のIII－III断面の概略図である。 図４は第２実施形態のモータ制御ユニットの概略構成図である。

　本発明の第１実施形態のモータ制御ユニットについて説明する。図１は、モータ制御ユニットの断面を示す概略構成図である。

　モータ制御ユニット１は、モータ４を有するモータユニット２と、インバータユニット３とを備える。

　インバータユニット３は、パワーモジュールユニット５と、支持基板６と、平滑コンデンサ７と、制御基板８と、バスバー９と、第１ケース１０と、第１コネクタ部１４と、第２コネクタ部１５とを備える。

　パワーモジュールユニット５は、トランジスタなどの半導体素子で構成され、絶縁体を介して冷却器１１に取り付けられるパワーモジュール１２と、パワーモジュール１２を収容する第２ケース１３とを備える。冷却器１１には、空気、冷却水などの冷媒が流れ、パワーモジュール１２は冷媒によって冷却される。

　支持基板６は、板状の基板であり、第２ケース１３の外側の面に取り付けられる。支持基板６には、平滑コンデンサ７、制御基板８、バスバー９、及び基板固定部１８が取り付けられる。支持基板６をモータ４側から見ると、図２に示すように平滑コンデンサ７とバスバー９とは並列に配置され、制御基板８は平滑コンデンサ７、およびバスバー９に対して交差する方向に配置される。つまり、平滑コンデンサ７、制御基板８、およびバスバー９は、モータ４側から見た場合に、略Ｕ字状となるように支持基板６上に配置される。図２は、支持基板６、制御基板８、バスバー９、平滑コンデンサ７のみを示す。支持基板６には、パワーモジュール１２などを制御する回路が設けられる。

　パワーモジュール１２、第２ケース１３、支持基板６は、冷却器１１に積層され、この積層方向に沿ってモータユニット２が設けられる。つまり、支持基板６とモータ４とは積層方向に沿って配置され、支持基板６とモータ４との並設方向と、積層方向とは一致する。

　制御基板８は、モータ４を制御する回路が設けられた板状の基板であり、支持基板６に対して立設する基板固定部１８へ固定される。具体的には、制御基板８は支持基板６に対して垂直、基板固定部１８に対して平行となるように配置されている。なお、基板固定部１８を介さずに制御基板８を直接支持基板６に対して立設させても良い。

　バスバー９は、モータ４とパワーモジュール１２とを接続する。

　第１コネクタ部１４について図３を用いて説明する。図３は、図１のIII－III断面の概略図であり、一部の部材については省略している。

　第１コネクタ部１４は、制御基板８に接続し、接続箇所から制御基板８を支持基板６に取り付ける方向に交差する方向となる制御基板８の面方向に延び、第１ケース１０の貫通孔１０ａを通り、その一部は第１ケース１０の外側に位置する。具体的には、第１コネクタ部１４は、制御基板８を支持基板６に取り付ける方向に直交する方向となる制御基板８の面方向に延設される。そして、第１コネクタ部１４は、制御基板８に電力を供給する電源と接続する。これにより、第１ケース１０の外側から第１コネクタ部１４を介して制御基板８に電力を供給することができる。第１コネクタ部１４と第１ケース１０の貫通孔１０ａとの間には、振動を減衰させる第１樹脂部１６が設けられ、第１コネクタ部１４、および制御基板８は、第１樹脂部１６を介して第１ケース１０に支持される。

　第１樹脂部１６は、弾性減衰特定を有する樹脂によって形成され、モータ４などで発生する振動が第１ケース１０、第１コネクタ部１４を介して制御基板８に伝達されることを低減する。第１樹脂部１６は、振動を減衰させる第２樹脂部１７と第１ケース１０の外側で嵌合している。

　第２樹脂部１７は、弾性減衰特定を有する樹脂によって形成され、ボルトとナットなどによって第１ケース１０に取り付けられている。第１コネクタ部１４、および制御基板８は、第２樹脂部１７を介して第１ケース１０に支持される。第２樹脂部１７は、モータ４などで発生する振動が、第１ケース１０、第１コネクタ部１４を介して制御基板８に伝達されることを低減する。第１コネクタ部１４および制御基板８は、第２樹脂部１７を介して第１ケース１０に支持される。

　第２コネクタ部１５は、支持基板６に支持される端部とは反対側の制御基板８の端部に設けられ、制御基板８と支持基板６などと接続する。

　本実施形態では、制御基板８は、支持基板６に立設する基板固定部１８によって支持されるとともに、積層する方向とは交差する方向において第１樹脂部１６、第２樹脂部１７を介して第１ケース１０によって支持される。つまり、制御基板８は、異なる方向から支持されている。

　本発明の第１実施形態の効果について説明する。

　制御基板を支持基板とモータとの間などに積層して配置すると、積層方向におけるモータ制御ユニットの長さが長くなる。

　本実施形態では、モータ制御ユニット１の制御基板８を支持基板６に立設する基板固定部１８によって支持する。支持基板６とモータ４とを配置する方向は、モータ４の大きさ分の長さを確保する必要があり、本実施形態では、この長さ分の空間を有効に利用することができる。そのため、支持基板６とモータ４とが並設される方向、つまり支持基板６などの積層方向におけるモータ制御ユニット１の長さを短くすることができ、モータ制御ユニット１を小型化することができる。

　制御基板８に外部から電力を供給する第１コネクタ部１４を介して制御基板８を第１ケース１０に支持することで、制御基板８を２方向から支持し、制御基板８の支持剛性を高くすることができる。

　第１コネクタ部１４と第１ケース１０の貫通孔１０ａとの間に、振動を減衰する第１樹脂部１６を設けることで、モータ４などで発生した振動が第１ケース１０、第１コネクタ部１４を介して制御基板８に伝達されることを低減することができる。

　モータ制御ユニット１を車両に搭載する場合には、モータ４によって発生する振動に加えて例えば走行時の路面から入力される振動、ハイブリッド車であればエンジンによって発生する振動が伝達される。そのため、制御基板８の支持剛性を高くし、制御基板８に伝達される振動を減衰することが望ましい。本実施形態のモータ制御ユニット１は、制御基板８の支持剛性を高くし、振動を減衰することができるので、制御基板８の耐振性を向上することができる。

　支持基板６に取り付けられる端部側とは反対側の制御基板８の端部に第２コネクタ部１５を設けることで、制御基板８と支持基板６などとの配線を容易に行うことができる。

　次に本発明の第２実施形態について図４を用いて説明する。

　第２実施形態については第１実施形態と異なる部分を説明する。

　本実施形態のモータ制御ユニット１のインバータユニット３は、バスバー９と制御基板８とを支持部２０によって連結する。

　支持部２０は、支持基板６に立設する。具体的には、支持部２０は支持基板６に対して垂直となるように配置され、例えばボルトとナットとによって支持基板６に取り付けられる。支持部２０は、制御基板８に対して垂直となるように配置され、制御基板８の端部側に取り付けられる。これにより、制御基板８は、支持部２０を介して支持基板６に支持される。

　支持部２０は、弾性減衰特性を有する樹脂によって形成されている。支持部２０は、バスバー９の表面を覆っており、支持部２０とバスバー９とは一体化している。

　本発明の第２実施形態の効果について説明する。

　制御基板８を支持部２０を介して支持基板６によって支持するので、制御基板８の支持剛性を高くすることができる。また、支持部２０を弾性減衰特性を有する樹脂によって形成することで、モータ４で発生する振動が支持部２０を介して制御基板８に伝達されることを低減することができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　減衰部材として、第１樹脂部１６、第２樹脂部１７を設けたが、これに限られることはなく、例えばゴムなどの弾性減衰特性を有する部材を用いてもよい。

　上記実施形態では、第１コネクタ部１４を制御基板８を支持基板６に取り付ける方向に交差する方向に設け、第２コネクタ部１５を支持基板６に支持される端部とは反対側の端部に設けたが、これに限定されることはなく、例えば第１コネクタ部と第２コネクタ部とを逆に設けてもよい。

　第２実施形態の支持部２０は、制御基板８の中央部付近で制御基板８に取り付けられてもよい。

　本願は２０１２年２月９日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－２６０１３に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (7)

1. 　インバータユニットと、モータを有するモータユニットとを一体化したモータ制御ユニットであって、
   　前記インバータユニットは、
   　支持基板に対して立設する制御基板を備えるモータ制御ユニット。
2. 　請求項１に記載のモータ制御ユニットであって、
   　前記インバータユニットは、
   　前記支持基板を収容するケースと、
   　前記ケースを貫通し、電源と前記制御基板とを接続する電力供給部とを備え、
   　前記制御基板は、前記電力供給部を介して前記ケースに支持されるモータ制御ユニット。
3. 　請求項１または２に記載のモータ制御ユニットであって、
   　前記インバータユニットは、
   　前記支持基板に立設する板状の基板固定部を備え、
   　前記制御基板は、前記基板固定部に取り付けられるモータ制御ユニット。
4. 　請求項１から３のいずれか一つに記載のモータ制御ユニットであって、
   　前記インバータユニットは、
   　前記支持基板を収容するケースと、
   　前記ケースを貫通し、電源と前記制御基板とを接続する電力供給部とを備え、
   　前記電力供給部と前記ケースとの間に、振動を減衰する減衰部を備えるモータ制御ユニット。
5. 　請求項１から４のいずれか一つに記載のモータ制御ユニットであって、
   　前記制御基板は、バスバーによって支持されるモータ制御ユニット。
6. 　請求項１から５のいずれか一つに記載のモータ制御ユニットであって、
   　前記インバータユニットは、前記支持基板に支持される端部とは異なる前記制御基板の端部に接続するコネクタ部を備えるモータ制御ユニット。
7. 　請求項１から６のいずれか一つに記載のモータ制御ユニットであって、
   　前記制御基板は、前記支持基板と前記モータとの並設方向に沿って立設するモータ制御ユニット。

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