JP2001238406A - 駆動装置 - Google Patents

駆動装置

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JP2001238406A
JP2001238406A JP2000088607A JP2000088607A JP2001238406A JP 2001238406 A JP2001238406 A JP 2001238406A JP 2000088607 A JP2000088607 A JP 2000088607A JP 2000088607 A JP2000088607 A JP 2000088607A JP 2001238406 A JP2001238406 A JP 2001238406A
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正幸 竹中
Takeshi Hara
毅 原
Hiromichi Yasugata
廣通 安形
Yutaka Hotta
豊 堀田
Kozo Yamaguchi
幸蔵 山口
Takahiro Kido
隆裕 木戸
Shigehiko Kutsuna
成彦 沓名
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機を駆動源とする駆動装置において、電
動機を冷却する冷媒回路を単純化する。 【解決手段】 駆動装置は、電動機Ｍと、それを冷却す
る冷媒の循環路Ｌとを駆動装置ケース１０内に備える。
冷媒の循環路Ｌとは異なる第２の冷媒の循環路Ｆを設
け、第２の冷媒の循環路に、駆動装置ケース内の第１の
冷媒の循環路との熱交換部Ｃを設け、電動機を冷却する
第１の冷媒を駆動装置ケース側１箇所の熱交換部での第
２の冷媒への伝熱により冷却する。これにより、駆動装
置ケース側の冷媒回路が単純化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動力源として電動
機を用いる駆動装置に関し、特に、電気自動車用駆動装
置やハイブリッド駆動装置における冷却技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】電動機を車両の駆動源とする場合、走行
状態に応じて電動機にかかる負荷が大きく変動するた
め、特に高負荷時の発熱に対処すべく、冷却を必要とす
る。そこで、従来、電動機を冷却するために、駆動装置
ケースに水路を設けて、その水路に水を流して、水によ
り電動機を冷却する特開平７−２８８９４９号公報に開
示の技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の構成では、ケーシング外周に形成した螺旋状の
溝に冷却水を流すパイプを巻回し、そのパイプの円形断
面の略半分を該ケーシング外周面から露出させた構成と
されるため、構造が複雑になるばかりか、コストやスペ
ースの点で不利となる。
【０００４】そこで本発明は、より簡単な駆動装置ケー
ス構造で駆動装置ケースに内蔵された電動機を効率良く
冷却することができる駆動装置を提供することを第１の
目的とする。
【０００５】ところで、電動機はその制御のための制御
装置（交流電動機の場合はインバータ）を必要とする。
こうしたインバータ等の制御装置は、電動機に対してパ
ワーケーブルで接続されるものであるため、電動機とは
分離させて適宜の位置に配設可能であるが、車載上の便
宜性から、電動機と一体化させる配置が採られる場合が
ある。このように制御装置を電動機と一体化させた場
合、制御装置は、自身の素子による発熱で温度上昇する
ばかりでなく、電動機の熱を駆動装置ケースを介してう
けることになるため、冷却を必要とする。
【０００６】そこで、本発明は、このようにインバータ
を駆動装置ケースに一体化させた場合にも、インバータ
と電動機を共に有効に冷却することができる駆動装置を
提供することをより具体的な第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明は、電動機と、該電動機を冷却する第１
の冷媒の循環路とを駆動装置ケース内に備える駆動装置
において、前記第１の冷媒の循環路とは異なる第２の冷
媒の循環路が設けられ、該第２の冷媒の循環路は、第１
の冷媒の循環路との熱交換部を有し、電動機を冷却する
第１の冷媒は、熱交換部での第２の冷媒への伝熱により
冷却されることを特徴とする。
【０００８】上記の構成において、前記電動機を制御す
るインバータを備える場合、第２の冷媒の循環路は、イ
ンバータを冷却する冷却部を有する構成を採るのが有効
である。
【０００９】また、上記の構成において、前記熱交換部
は、第２の冷媒の循環路におけるインバータの冷却部よ
り下流側に配置された構成を採ると更に有効である。
【００１０】次に、第２の目的を達成するため、前記駆
動装置ケースは、該ケースにインバータを取付けるため
の隔壁を備え、該隔壁と第１の冷媒の循環路との間に、
第２の冷媒の流路が形成され、前記インバータの冷却部
が隔壁とされた構成を採るのが有効である。
【００１１】上記の構成において、前記第２の冷媒の流
路内に、隔壁側に面する第１の室と、第１の冷媒の循環
路側に面する第２の室とを画定する離隔手段が設けら
れ、第１の室と第２の室は、第２の冷媒の循環路におけ
る上流側を第１の室とし、下流側を第２の室とする関係
に相互に連通された構成を採ると更に有効である。
【００１２】また、上記の構成において、前記第２の冷
媒の流路内に、隔壁側に面する第１の室と、第１の冷媒
の循環路側に面する第２の室とを画定する離隔手段が設
けられ、第１の室と第２の室は、第２の冷媒の循環路に
並列に接続された構成を採ることもできる。
【００１３】更に、上記の隔壁を備える何れの構成にお
いても、発電機と、発電機を冷却する第１の冷媒の循環
路とを駆動装置ケース内に備え、発電機を制御するイン
バータを更に備え、該インバータは、隔壁に取付けられ
た構成を採ると有効である。
【００１４】また、上記の隔壁と第１の冷媒の循環路と
の間に、電動機用インバータの冷却部を隔壁とする第２
の冷媒の流路が形成された構成において、前記駆動装置
ケースは、第２の冷媒の流路に面する位置に、第１の冷
媒の冷媒溜まりを有する構成を採ると有効である。
【００１５】また、上記の第１の冷媒の冷媒溜まりを有
する構成において、前記冷媒溜まりは、電動機用と発電
機用とに分割された構成を採ると更に有効である。
【００１６】更に、前記電動機用の冷媒溜まりと発電機
用の冷媒溜まりとに至る第１の冷媒の流路に、両前記冷
媒溜まりへの供給割合を配分するオリフィスが設けられ
た構成とするのも有効である。
【００１７】更に、前記冷媒溜まりは、その出口近傍に
堰を有する構成とするのも有効である。
【００１８】また、前記冷媒溜まりは、電動機あるいは
発電機のステータによって画定される構成とすることも
できる。
【００１９】また、前記第１の冷媒の循環路は、冷媒溜
まりの下流で電動機のロータ内を通る流路を有し、該流
路は、ロータに設けられた放出孔で終端する構成とする
のも有効である。
【００２０】
【発明の作用及び効果】上記請求項１に記載の構成で
は、第１の冷媒として電動機に腐食等の悪影響を及ぼさ
ない潤滑油、ＡＴＦ（自動変速機作動油）等を用いるこ
とで、電動機と冷媒との直接接触による効率の良い熱伝
達を行なうことができ、しかも、熱伝導により冷媒に伝
えられた熱を一箇所の熱交換部で第２の冷媒に効率良く
放出させることができるので、駆動装置ケースを通る第
１の冷媒の循環路を複雑化させることなく、効率良く電
動機を冷却することができる。
【００２１】次に、請求項２に記載の構成では、電動機
制御のために必要とされるインバータを冷却する第２の
冷媒で、電動機を冷却する第１の冷媒を冷却することに
より、インバータ冷却に用いる第２の冷媒を電動機の冷
却と併用させる冷却構造を採ることになるため、駆動装
置の冷却構造の総合的な簡素化が可能となる。
【００２２】次に、請求項３に記載の構成では、電動機
を冷却した第１の冷媒の熱が、電動機より耐熱温度の低
いインバータに伝わるのを防ぐことができる。
【００２３】また、請求項４に記載の構成では、第２の
冷媒は、電動機を直に冷却するのではなく、電動機を循
環冷却する第１の冷媒とインバータを同時に冷却する冷
却構造となるため、電動機からの熱は、第１の冷媒を介
して第２の冷媒に熱交換されることで直接の熱伝達に対
して緩和され、第２の冷媒がインバータの耐熱温度を超
えるまで温度上昇するのを防ぐことができる。
【００２４】また、請求項５に記載の構成では、冷媒が
電動機とインバータを同時に冷却することがなく、先に
隔壁を介してインバータを冷却した後、駆動装置ケース
を介して電動機を冷却するので、インバータと電動機そ
れぞれの冷却温度要求に沿った冷却が、単一の冷媒によ
り可能となり、単純な流路構成により効率良くインバー
タと電動機双方を冷却することができる。また、一体化
したインバータと駆動装置ケースとの間のスペースを、
インバータと電動機を冷却するための冷媒の流路配置の
ためのスペースとしているので、従来技術のような駆動
装置ケース周りに専用の冷媒経路を設ける複雑な構成を
避けることができ、スペース効率の向上、低コストにつ
ながる。
【００２５】また、請求項６に記載の構成では、第１の
室と第２の室にそれぞれ独立して冷媒が流れるので、イ
ンバータと電動機を同時に冷却することができ、更に電
動機からの熱をインバータに伝えないようにすることが
できる。
【００２６】請求項７に記載の構成では、第２の冷媒
は、電動機と発電機を直に冷却するのではなく、電動機
と発電機を循環冷却する第１の冷媒とインバータを同時
に冷却する冷却構造となるため、電動機と発電機からの
熱は、第１の冷媒を介して第２の冷媒に熱交換されるこ
とで直接の熱伝達に対して緩和され、第２の冷媒がイン
バータの耐熱温度を超えるまで温度上昇するのを防ぐこ
とができる。
【００２７】請求項８に記載の構成では、冷媒が電動機
及び発電機とインバータを同時に冷却することがなく、
先に隔壁を介してインバータを冷却した後、駆動装置ケ
ースを介して電動機と発電機を冷却するので、インバー
タと電動機及び発電機それぞれの冷却温度要求に沿った
冷却が、単一の冷媒により可能となり、単純な流路構成
により効率良くインバータと電動機及び発電機双方を冷
却することができる。また、一体化したインバータと駆
動装置ケースとの間のスペースを、インバータと電動機
及び発電機を冷却するための冷媒の流路配置のためのス
ペースとしているので、従来技術のような駆動装置ケー
ス周りに専用の冷媒経路を設ける複雑な構成を避けるこ
とができ、スペース効率の向上、低コストにつながる。
【００２８】請求項９に記載の構成では、第１の室と第
２の室にそれぞれ独立して冷媒が流れるので、インバー
タと電動機及び発電機を同時に冷却することができ、更
に電動機と発電機からの熱をインバータに伝えないよう
にすることができる。
【００２９】請求項１０に記載の構成では、第１の冷媒
の循環路に冷媒溜まりを設けることで、第２の冷媒との
熱交換部における伝熱面積の確保が容易となり、それに
より第１の冷媒と第２の冷媒の熱交換を十分に行わせ
て、熱交換効率を向上させることができる。
【００３０】更に、請求項１１に記載の構成では、冷媒
溜まりを電動機用と発電機用に分離することで、冷媒溜
まりから電動機と発電機のそれぞれに供給すべき冷媒量
の個別の調節が可能となるため、例えばオリフィスなど
で調整することにより、適量の冷媒を電動機と発電機に
供給して、それぞれを冷却温度要求に沿って効果的に冷
却することができる。
【００３１】また、請求項１２に記載の構成では、電動
機と発電機それぞれの冷媒溜まりに適切な量の第１の冷
媒を配分して供給することができるので、電動機と発電
機をそれらの熱負荷に応じて、効果的に冷却することが
できる。
【００３２】また、請求項１３に記載の構成では、堰に
より冷媒溜まりに常に一定量の第１の冷媒を保持するこ
とができるので、第１の冷媒への熱伝達を十分に行うこ
とができ、それにより熱交換効率を向上させることがで
きる。
【００３３】また、請求項１４に記載の構成では、第１
の冷媒を電動機あるいは発電機のステータに駆動装置ケ
ースを介することなく直に接触させることができるの
で、より効果的に電動機あるいは発電機を冷却すること
ができる。
【００３４】また、請求項１５に記載の構成では、冷媒
溜まりでの熱交換後の第１の冷媒を用いて電動機のロー
タを冷却することができ、更にロータから放出される第
１の冷媒を用いたステータの冷却も可能となるので、第
１の冷媒の循環を最大限有効に役立てる効率の良い電動
機冷却を行うことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、図面に沿い、本発明の実施
形態を説明する。まず図１は、本発明の基本的概念を具
体化した第１実施形態を模式化して示す。この駆動装置
は、電動機Ｍと、電動機Ｍを冷却する第１の冷媒（本形
態においてオイル）の循環路Ｌとを駆動装置ケース１０
内に備える。そして、第１の冷媒の循環路Ｌとは異なる
第２の冷媒（本形態において冷却水）の循環路Ｆが別途
設けられている。第２の冷媒の循環路Ｆは、第１の冷媒
の循環路Ｌとの熱交換部（本形態においてオイルクー
ラ）Ｃを有し、電動機Ｍを冷却する第１の冷媒は、熱交
換部Ｃでの第２の冷媒への伝熱により冷却される。
【００３６】この形態では、駆動装置は、電動機Ｍを制
御するインバータＵを備えることから、第２の冷媒の循
環路Ｆとして、インバータＵを冷却するための冷却回路
が利用されており、第２の冷媒の循環路Ｆは、インバー
タＵを冷却する冷却部Ｈを有するものとされ、この冷却
回路には第２の冷媒の冷却のためのラジエータＲが介挿
されている。なお、本明細書において、インバータと
は、バッテリ電源の直流をスイッチング作用で交流（電
動機が３相交流電動機の場合は３相交流）に変換するス
イッチングトランジスタや付随の回路素子と、それらを
配した回路基板からなるパワーモジュールを意味するも
のとする。そして、熱交換部としてのオイルクーラＣ
は、第２の冷媒の循環路ＦにおけるインバータＵの冷却
部Ｈより下流側に配置されている。なお、図において、
略号Ｏ／Ｐはオイルポンプ、Ｐはウォータポンプを示
す。
【００３７】こうした構成からなる駆動装置では、第１
の冷媒として電動機Ｍに腐食等の悪影響を及ぼさない潤
滑油、ＡＴＦ（自動変速機作動油）等のオイルを用いる
ことで、電動機Ｍとオイルとの直接接触による効率の良
い熱伝達を行なうことができ、しかも、熱伝導によりオ
イルに伝えられた熱を一箇所の熱交換部Ｃで第２の冷媒
としての冷却水に効率良く放出させることができるの
で、駆動装置ケース１０を通るオイルの循環路Ｌを複雑
化させることなく、効率良く電動機Ｍを冷却することが
できる。更に、オイルクーラＣをインバータＵの冷却部
Ｈより下流側に配置しているので、電動機を冷却したオ
イルの熱が、電動機より耐熱温度の低いインバータＵに
伝わるのを防ぐことができる。
【００３８】次に、本発明を更に具体化した第２実施形
態に即して説明する。図２は、本発明をハイブリッド駆
動装置に適用した場合のシステム構成を示す。この装置
は、内燃機関（以下、エンジンという）Ｅ／Ｇと、電動
機（以下、モータという）Ｍと、発電機（以下、ジェネ
レータという）Ｇと、ディファレンシャル装置Ｄとを主
要な構成要素とし、それらの間にシングルピニオン構成
のプラネタリギヤセットＰと、カウンタギヤ機構Ｔが介
挿された構成とされ、更に、ワンウェイクラッチＯとブ
レーキＢとが付設されている。
【００３９】図３に軸の実際の位置関係を示すように、
この駆動装置は、第１軸Ｘ1 上にエンジンＥ／Ｇとジェ
ネレータＧ、第２軸Ｘ2 上にモータＭ、第３軸Ｘ3 上に
カウンタギヤ機構Ｔ、第４軸Ｘ4 上にディファレンシャ
ル装置Ｄがそれぞれ配置された４軸構成とされている。
そして、エンジンＥ／ＧとジェネレータＧは、プラネタ
リギヤセットＰとカウンタギヤ機構Ｔを介してディファ
レンシャル装置Ｄに連結され、モータＭは、カウンタギ
ヤ機構Ｔを介してディファレンシャル装置Ｄに連結され
ている。
【００４０】モータＭは、そのロータ軸２１に固定され
たカウンタドライブギヤ４２をカウンタドリブンギヤ４
４に噛合させてカウンタギヤ機構Ｔに連結され、エンジ
ンＥ／Ｇは、その出力軸７１をプラネタリギヤセットＰ
のキャリア６２に連結させてジェネレータＧとカウンタ
ギヤ機構Ｔとに連結され、ジェネレータＧは、そのロー
タ軸３１をプラネタリギヤセットＰのサンギヤ６１に連
結させてエンジンＥ／Ｇとカウンタギヤ機構Ｔとに連結
されている。そして、プラネタリギヤセットＰのリング
ギヤ６３は、カウンタギヤ機構Ｔのカウンタドリブンギ
ヤ４４に噛合する第１軸Ｘ1 上のカウンタドライブギヤ
４３に連結されている。カウンタギヤ機構Ｔは、カウン
タ軸４１に固定のカウンタドリブンギヤ４４と、デフド
ライブピニオンギヤ４５を備える構成とされ、デフドラ
イブピニオンギヤ４５がディファレンシャル装置Ｄのデ
フケース５３に固定のデフリングギヤ５２に噛合してい
る。そして、ディファレンシャル装置Ｄは、周知のよう
に車輪（図示せず）に連結されている。
【００４１】ワンウェイクラッチＯは、キャリア６２の
逆転を駆動装置ケース１０に反力を取って阻止すべく、
そのインナレースをキャリア６２に連結し、アウタレー
スを駆動装置ケース１０に連結して配設されている。ま
た、ブレーキＢは、ジェネレータＧのロータ軸３１を必
要に応じて駆動装置ケース１０に係止させることで、発
電不要時に反動トルクにより回転することで駆動ロスを
生じるのを阻止すべく設けられており、ロータ軸３１に
ブレーキハブを連結し、ブレーキハブと駆動装置ケース
１０とに摩擦係合部材を係合させて配設されている。
【００４２】こうした構成からなる駆動装置では、モー
タＭと車輪は、カウンタギヤ機構Ｔによるギヤ比分の減
速関係はあるものの、動力伝達上は直に連結された関係
となるのに対して、エンジンＥ／ＧとジェネレータＧ
は、相互かつカウンタギヤ機構Ｔに対してプラネタリギ
ヤセットＰを介して動力伝達上は間接的に連結された関
係となる。これにより、ディファレンシャル装置Ｄとカ
ウンタギヤ機構Ｔとを介して車両の走行負荷を受けるリ
ングギヤ６３に対して、ジェネレータＧの発電負荷を調
整することで、エンジン出力を駆動力と発電エネルギ
（バッテリ充電）とに利用する割合を適宜調整した走行
が可能となる。また、ジェネレータＧをモータとして駆
動させることで、キャリア６２にかかる反力が逆転する
ため、その際にワンウェイクラッチＯを介してキャリア
６２を駆動装置ケース１０に係止する反力要素として機
能させることで、ジェネレータＧの出力をリングギヤ６
３に伝達することができ、モータＭとジェネレータＧの
同時出力による車両発進時の駆動力の強化（パラレルモ
ードの走行）が可能となる。
【００４３】次に、図４は、ハイブリッド駆動装置の油
圧系の回路構成を示す。この回路は、駆動装置ケース１
０の底部をオイルサンプ９０とし、そこからストレーナ
９１を介してオイルを吸い上げて回路に吐出する電動オ
イルポンプＯ／Ｐと、回路のライン圧を生成させるレギ
ュレータバルブ９２と、前記ブレーキＢの係脱制御のた
めのブレーキバルブ９３と、ブレーキバルブ９３の切り
換え制御のためのソレノイドバルブ９４とを主要な要素
として備え、オイルをモータＭ及びジェネレータＧの冷
却用の冷媒かつ潤滑油として循環路の供給油路Ｌ2 に送
り出し、ブレーキＢの油圧サーボの供給油路Ｌ3 のライ
ン圧油路Ｌ1 への連通とドレン連通とを制御する制御回
路を構成している。
【００４４】オイルポンプＯ／Ｐの吐出側のライン圧油
路Ｌ1 は、分岐して一方がレギュレータバルブ９２を介
して循環路の供給油路Ｌ2 に接続され、他方がブレーキ
バルブ９３を介してブレーキＢの油圧サーボの供給油路
Ｌ3 に接続されている。そして、ライン圧油路Ｌ1 と供
給油路Ｌ2 は、オリフィスＲ1 を介して相互に接続され
ている。循環路の供給油路Ｌ2 は分岐し、それぞれにオ
リフィスＲ2 , Ｒ3 を経て、一方が図に破線で示すケー
ス内油路Ｌ4 を経てジェネレータＧのロータ軸３１内油
路に接続され、他方がケース内油路Ｌ5 で更に分岐し
て、それぞれにオリフィスＲ4 , Ｒ5 経由で、駆動装置
ケースの上部に設けられたモータＭ用の油溜まりＣ1 と
ジェネレータＧ用の油溜まりＣ2 に接続されている。
【００４５】モータＭの冷却は、冷媒溜まりＣ1 からケ
ース内油路Ｌ6 を経てロータ軸２１内油路Ｌ7 に導かれ
たオイルが、詳細な油路構成を後に断面構造を参照して
示すロータ２２内油路Ｌ8 を通り、油路の終端からステ
ータ２０のコイルエンド２０ａに向けてロータ２２の回
転に伴う遠心力で放出される。こうしてロータ２２内の
油路を通ることでロータ側を冷却し、更にロータ２２の
両端から放出されたオイルが、ステータ２０両端のコイ
ルエンド２０ａに吹き付けられることによる冷却と、冷
媒溜まりＣ1 から直接放出されるオイルがステータコア
２０ｂ及びコイルエンド２０ａに吹きかけられることで
行われる。同様に、ジェネレータＧの冷却は、そのロー
タ軸３１内油路から径方向油孔を経て遠心力で放出され
るオイルがステータ３０の両端のコイルエンド３０ａに
吹きかけられることによる冷却と、冷媒溜まりＣ2 から
放出されるオイルがステータコア３０ｂ及びコイルエン
ド３０ａに吹きかけられることで行われる。こうしてモ
ータＭとジェネレータＧを冷却し、熱交換により温度上
昇したオイルは、駆動装置ケースの底部に滴下し、ある
いはケース壁に沿って流下し、駆動装置下方のオイルサ
ンプ９０に回収される。
【００４６】図５は、駆動装置の外観を斜視状態で示す
もので、アルミ材等からなる駆動装置ケース１０のオイ
ルサンプの外側に当たる外壁には、ケース１０に一体形
成された多数の放熱フィン１０ｆが設けられ、オイルサ
ンプに回収されたオイルをエンジンルーム内の気流で空
冷する構成が採られている。図５において、符号１０ａ
は駆動装置ケースにおけるモータ収容部分、１０ｂはジ
ェネレータ収容部分、１０ｃはディファレンシャル装置
収容部分を示す。そして、モータ及びジェネレータ制御
のためのインバータ（以下、モータ用インバータとジェ
ネレータ用インバータを総称してインバータという）Ｕ
は、図５に見るように、駆動装置ケース１０の上方に取
付けられて駆動装置ケース１０と一体化されている。
【００４７】図６は、駆動装置の冷却系を模式化して上
下位置関係を含めて概念的に示す。この冷却系は、前記
オイルを第１の冷媒とする循環路（図にハッチング付の
太線矢印で示す）Ｌと、冷却水を第２の冷媒とする流路
（図に白抜きの細線矢印で示す）Ｆとから構成されてい
る。第１の冷媒としてのオイルは、オイルポンプＯ／Ｐ
によりオイルサンプ９０からストレーナ９１を経て吸い
上げられ、先に説明したような順路でジェネレータＧと
モータＭを冷却し、駆動装置ケース１０のジェネレータ
Ｇ収容部分の底部と、モータＭ収容部の底部に、ロータ
２２，３２の最下部に接しない程度の一定のオイルレベ
ルを保つように一旦貯留され、オーバフロー分がオイル
サンプ９０に戻されることで一巡の循環を終わる。
【００４８】これに対して、第２の冷媒としての冷却水
は、駆動装置ケース１０と同様の熱伝導性の良好なアル
ミ材等からなり、駆動装置ケース１０と一体又は別体構
成の最上壁としてインバータＵの取付部を構成する隔壁
１１と、駆動装置ケース１０内のオイル循環路Ｌにおけ
る熱交換部の壁（後に具体的構成を詳記する伝熱壁）１
３との間を流路Ｆとして、第１の冷媒としてのオイルを
冷却する冷却系を構成する。この形態では、隔壁１１と
伝熱壁１３との間に、隔壁１１又は駆動装置ケース１０
と一体若しくはそれらとは別体の壁状の離隔手段１２が
配設され、冷却水の流路Ｆは、隔壁１１と離隔手段１２
との間を流れる際に隔壁１１を介する熱交換でインバー
タＵを冷却し、離隔手段１２と駆動装置ケース１０の伝
熱壁１３との間を流れる際に伝熱壁１３を介するオイル
との熱交換でオイルを冷却する構成が採られている。
【００４９】なお、この実施形態では、冷却水の流路Ｆ
が、概ね駆動装置ケース１０側上部に内包されるよう
に、図７を参照して、駆動装置ケース１０側から上方に
延びる囲壁１０’に対して平板状の隔壁１１を被せる合
わせ構造を採っているが、この関係を逆にして、隔壁１
１の周囲から下方に延びる囲壁を設けることで隔壁１１
を下側開いたコ字状断面の蓋部材として構成し、これを
駆動装置ケース１０の上部に被せる合わせ構造を採るこ
とで、冷却水の流路Ｆが概ね隔壁１１側に内包される構
成とすることもできる。
【００５０】図７は、駆動装置ケース上部における駆動
装置ケース１０とインバータＵを構成するパワーモジュ
ールとの連結構造を詳細に分解斜視図で示し、図８は同
構造を視点を変えて示す。また、図９及び図１０は、同
構造を異なる断面で截断して示す。この形態では、冷媒
溜まりＣ1 ，Ｃ2 は、駆動装置ケース１０のモータ収容
部の上方に設けられている。冷媒溜まりは、モータ用の
冷媒溜まりＣ1 と、ジェネレータ用の冷媒溜まりＣ2 と
に分割されている。これら両冷媒溜まりＣ1 ，Ｃ2 に至
る第１の冷媒の流路Ｌ5 （図４参照）には、途中に両冷
媒溜まりＣ1 ，Ｃ2 へのオイルの供給配分量をモータＭ
とジェネレータＧの熱負荷に応じて配分する口径の異な
るオリフィスＲ4 ，Ｒ5 が介装され、それらの油路が冷
媒溜まりの側面に入口１０ｄ，１０ｅで開口している。
そして、両冷媒溜まりの出口側に近い位置に堰１０ｉ，
１０ｊが設けられている。更に、両冷媒溜まりの堰１０
ｉ，１０ｊより下流には、それら冷媒溜まりの底面に開
口し、孔径の設定により排出流量を調整するオリフィス
として機能するオイルの出口１０ｇ，１０ｈが形成され
ている。
【００５１】図１０にその後の第１の冷媒の経路を示す
ように、オイルの出口１０ｇは、駆動装置ケース内に形
成されたケース内油路Ｌ6 を流路としてモータＭのステ
ータ軸２１の軸端で軸内油路Ｌ7 に接続されている。軸
内油路Ｌ7 は径方向油孔を経て、モータＭのコア２２ａ
両端を支持する端板２２ｂに形成された周回溝に連通
し、該周回溝に両端を連通させてコア２２ａ内に軸方向
に複数本形成されたロータ内油路Ｌ8 を通って、端板２
２ｂに形成された放出孔２２ｃで終端している。なお、
図では１つのロータ内油路Ｌ8 の両端が放出孔２２ｃに
通じるように描かれているが、詳しくは、各ロータ内油
路Ｌ8 ごとに一端のみが交互に左右の端板の放出孔２２
ｃに通じる構成とされ、各ロータ内油路Ｌ8 を流れるオ
イルの不均衡が防がれている。また、オイルの出口１０
ｈは、図９に示すように、ケース内油路を経てジェネレ
ータＧのステータの上方に通じている。
【００５２】熱交換部の壁を構成して冷媒溜まりＣ1 ，
Ｃ2 の上部開口を塞ぐ駆動装置ケース１０の伝熱壁１３
は、その上面と下面に多数の冷却フィン１３ａ，１３ｂ
を備え、駆動装置ケース１０と同様の熱伝導性の良好な
アルミ材等から構成され、本形態では、加工上の便宜性
から駆動装置ケース１０とは別部材とされ、駆動装置ケ
ース１０にボルト止め等で固定される。伝熱壁１３の下
面側のオイル冷却フィン１３ｂは、図９に示すように冷
媒溜まりＣ1 ，Ｃ2 の底部の形状に沿うように高さの変
化するフィンとされて、冷媒溜まりＣ1 全域にフィンが
位置する配置とされ、熱伝達の向上が図られている。
【００５３】インバータＵを構成するパワーモジュール
が取付けられた隔壁１１は、インバータＵの冷却部を構
成しており、この形態では、熱交換効率向上のためにヒ
ートシンクを内蔵する構成とされ、図８に見るように折
り返して隔壁１１内を通る狭い２条の並行する流路を備
えている。そして、この流路に沿って第２の冷媒として
の冷却水を流すために、本形態において、ケースや隔壁
とは別体構成の熱絶縁性の高い材質からなる離隔手段１
２が、隔壁１１の下面に当付けられる形態で設けられて
いる。これにより隔壁１１と駆動装置ケース１０との間
に、図６に示すように、隔壁１１側に面する第１の室Ｃ
3 と、駆動装置ケース１０側に面する第２の室Ｃ4 とが
隔離手段１２で隔てて画定され、それら両室Ｃ3 ，Ｃ4
が、連通孔１２ｂを介して連通した流路が構成される。
【００５４】こうした構成からなる装置において、それ
ぞれの入口１０ｄ，１０ｅから冷媒溜まりＣ1 ，Ｃ2 に
送り込まれたオイルは、それぞれの堰１０ｉ，１０ｊに
遮られることで一定時間貯留され、伝熱壁１３の下面側
のオイル冷却フィン１３ｂに接しながら流れて、十分に
熱交換が行われた後、堰１０ｉ，１０ｊを越えた分が出
口１０ｇ，１０ｈからモータＭ及びジェネレータＧの必
要とする油量に応じて調整されて放出される。一方、冷
却水は、駆動装置ケース１０の上面に開口する入口１０
ｋから離隔手段１２の孔１２ａを通って隔壁１１のヒー
トシンクすなわち第１の室Ｃ4 内に入り、その順路を通
って十分に熱交換が行われた後、離隔手段１２の連通孔
１２ｂを通して伝熱壁１３と離隔手段１２との間に導か
れ、ここで伝熱壁１３の上面側の水冷却フィン１３ａと
接しながら伝熱壁１３を横断して流れ、冷媒溜まりの開
口周囲を取り巻く囲壁に形成された冷却水出口１０ｌか
ら駆動装置ケース１０外に導かれる。こうして駆動装置
ケース１０から排出された冷却水は、エンジン冷却用の
ラジエータあるいは専用のクーラにより冷却され、再循
環される。
【００５５】かくして、上記第２実施形態によれば、冷
却水が先に隔壁１１を介してインバータＵを構成するパ
ワーモジュールを冷却した後、オイルを介してモータＭ
及びジェネレータＧを冷却する順序となるため、冷却水
がモータＭ及びジェネレータＧと直接あるいはインバー
タＵと同時に熱交換することがないため、冷却水の温度
がインバータＵの耐熱温度を超えるまで上昇するのを防
ぐことができる。したがって、効率良くインバータＵ、
モータＭ及びジェネレータＧを冷却でき、冷却性能を向
上させることができる。また、一体化したインバータＵ
と駆動装置ケース１０との間のスペースに冷却水の流路
が形成されているので、従来技術のような駆動装置ケー
ス周りに専用の冷媒経路を設ける複雑な構成を避けるこ
とができ、スペース効率の向上、低コストにつながる。
また、冷媒溜まりをモータ用冷媒溜まりＣ1 とジェネレ
ータ用冷媒溜まりＣ2 に分離することで、冷媒溜まりか
ら電動機Ｍと発電機Ｇのそれぞれに供給すべきオイル量
の個別の調節が可能となるため、口径の異なるオリフィ
スＲ4 ，Ｒ5 で流量割合を調整し、適量のオイルをモー
タＭとジェネレータＧに供給して、それぞれを冷却温度
要求に沿って効果的に冷却することができる。更に、冷
媒溜まりＣ1 ，Ｃ2 での熱交換後のオイルをモータＭと
ジェネレータＧのロータ側に導いて、ロータから遠心力
により放出されるオイルを用いた内周側からの冷却にも
用いているので、更なるステータ２０，３０の冷却も可
能となり、オイルの循環を最大限有効に役立てる効率の
良い電動機冷却を行うことができる。
【００５６】ところで、この第２実施形態では、第２の
冷媒としての冷却水の流れを、図６に最も端的に示すよ
うに、インバータＵ側の第１の室Ｃ3 から冷媒溜まり側
の第２の室Ｃ4 側におり返す上下流関係の流れとした
が、この流れは並行流とすることもできる。図１１はこ
うした第３実施形態を図６と同様の模式図で示す。この
形態では、離隔手段１２で上下に分割された隔壁１１側
に面する第１の室Ｃ3 と、変速機ケース１０の第１の冷
媒の循環路Ｌ側、すなわち伝熱壁１３に面する第２の室
Ｃ4 は、第２の冷媒の循環路に並列に接続された流路と
されている。その余の構成については、前記第２実施形
態と実質的に同様であるので、相当する各部材に同様の
符号を付して説明に代える（この点は、後続の各実施形
態についても同様とする）。
【００５７】こうした形態を採った場合、冷媒溜まりの
伝熱壁１３に面する第２の室Ｃ4 側に一層低温の冷却水
を流すことができるため、モータＭとジェネレータＧの
冷却効率を一層高めることができる。
【００５８】次に、図１２は、インバータＵ側の第１の
室Ｃ3 と冷媒溜まり側の第２の室Ｃ 4 との上下流関係を
逆にした第４実施形態を示す。この形態では、第２の冷
媒としての冷却水は、まず変速機ケース１０の第１の冷
媒の循環路Ｌ側、すなわち伝熱壁１３に面する第２の室
Ｃ4 側を流れて伝熱壁１３を介してオイルを冷却し、次
いで離隔手段１２で上下に分割された隔壁１１側に面す
る第１の室Ｃ3 を流れてインバータＵのパワーモジュー
ルを冷却することになる。
【００５９】こうした形態を採った場合でも、第２の冷
媒としての冷却水は、モータＭとジェネレータＧを直に
冷却するのではなく、それらを循環冷却するオイルとイ
ンバータＵを順次冷却する冷却構造となるため、モータ
ＭとジェネレータＧからの熱は、オイルを介して冷却水
に熱交換されることになるので、直接の熱伝達に対して
緩和され、冷却水がインバータＵの耐熱温度を超えるま
で温度上昇するのを防ぐことができる利点は得られる。
【００６０】次に、図１３及び図１４は、本発明の思想
を更に単純化して具体化した第５実施形態を模式化して
示す。この形態では、冷媒溜まりの分割を廃して単一の
冷媒溜まりＣ0 とし、更に冷却水の流路側の構成を、離
隔手段の配設を省いて単純化している。このように単純
化した構成は、第２実施形態の適用対象として先に説明
したモータＭとジェネレータＧを別個に備える図１４に
示すような冷却系を持つ駆動装置にも当然に適用可能で
はあるが、モータをジェネレータと兼用とした駆動装置
に適用するに適している。
【００６１】こうした構成を採る場合、第２の冷媒とし
ての冷却水への熱伝達は、インバータＵ側と第１の冷媒
としてのオイルの冷媒溜まりＣ0 側とで同時に行われる
が、モータＭ又はジェネレータＧ若しくはそれら両方か
らの熱は、冷媒溜まりＣ0 のオイルを介して冷却水に熱
交換されることで直接の熱伝達に対して緩和され、冷却
水がインバータＵの耐熱温度を超えるまで温度上昇する
のを防ぐことができる。加えて、駆動装置ケース１０内
を循環するオイルは、モータＭ又はジェネレータＧ若し
くはそれら両方を冷却した後、駆動装置ケース１０下方
に回収され、そこで空冷されて再循環するオイルである
ため、冷媒溜まりＣ0 がオイルの循環路における上流側
に位置することで、空冷後の循環開始直後のオイルを更
に冷却水により冷却することになるため、モータＭ又は
ジェネレータＧの冷却性能を向上させることもできる。
したがって、この場合も効率良くインバータＵとモータ
Ｍ又はジェネレータＧ若しくはそれら３者を冷却でき、
冷却性能を向上させることができる。
【００６２】ところで、上記各実施形態では、冷媒溜ま
りＣ0 ，Ｃ1 ，Ｃ2 を駆動装置ケース１０と伝熱壁１３
とで画定される空間とする形態を採ったが、この構成に
関して他の形態を採ることもできる。図１５及び図１６
は、こうした構成を採る第６実施形態を示す。この例で
は、冷媒溜まりＣ0 は、冷媒がオイルであり、モータ側
に漏れても特に問題を生じないことを利用して、特にシ
ール部材を介挿させることなく、モータＭのステータ２
０によって冷媒溜まりＣ0 が画定される構成とされる。
この場合、詳しくは、冷媒溜まりＣ0 を取り囲む周壁に
ついては、前記第２実施形態と同様のケース壁としても
よいが、この形態では、伝熱壁１３から下方に延びる囲
壁１３ｃとされ、冷媒溜まりＣ0 の底壁が、モータＭの
ステータ２０のコア２０ｂ外周とされている。なお、こ
の形態でも、第２実施形態と同様に第２の冷媒としての
冷却水の流路について、離隔手段を省いて構成を簡略化
し、冷却水が同時に隔壁１１と伝熱壁１３に接する構成
としているが、この場合も冷却効率を上げる意味では、
第２実施形態と同様の冷却水の流路構成を採ることも当
然に可能である。
【００６３】こうした形態を採った場合、モータＭのス
テータ２０を構成するコア鉄心とオイルが駆動装置ケー
ス１０の壁を介することなく、直接接触することになる
ため、より効果的にモータＭを冷却することができる利
点が得られる。また、上記のように冷媒溜まりＣ0 の囲
壁１３ｃを別部材の伝熱壁で構成した場合、駆動装置ケ
ース１０のオイル循環のための構造を一層単純化するこ
とができる利点も得られる。
【００６４】以上、本発明を６つの実施形態に基づき詳
説したが、本発明はこれらの実施形態に限るものではな
く、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に具体
的構成を変更して実施することができる。例えば、前記
各形態では、第２の冷媒を専ら冷却水として例示した
が、他の適宜の冷媒を用いることも当然に可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本概念を具体化した第１実施形態を
示す模式図である。
【図２】本発明を更に具体化してハイブリッド駆動装置
に適用した第２実施形態のシステム構成図である。
【図３】第２実施形態の駆動装置の軸位置関係を示す側
面図である。
【図４】第２実施形態の駆動装置の油圧系を示す回路図
である。
【図５】該２実施形態のインバータを一体化させた駆動
装置の外観を示す斜視図である。
【図６】第２実施形態の冷却系を概念的に示す模式図で
ある。
【図７】第２実施形態の詳細な構成を上方からみた形状
で示す分解図である。
【図８】図７に示す構成部材の一部を下方からみた形状
を示す分解図である。
【図９】第２実施形態の詳細な構成を示す断面図であ
る。
【図１０】図９のＩ−Ｉ断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態の冷却系を概念的に示
す模式図である。
【図１２】本発明の第４実施形態の冷却系を概念的に示
す模式図である。
【図１３】本発明の第５実施形態を概念的に示す模式断
面図である。
【図１４】第５実施形態の冷却系を概念的に示す模式図
である。
【図１５】本発明の第６実施形態を概念的に示す模式断
面図である。
【図１６】図１５のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【符号の説明】
Ｍ モータ（電動機） Ｇ ジェネレータ（発電機） Ｕ インバータ １０ 駆動装置ケース １０ｉ，１０ｊ 堰 １１ 隔壁 １２ 隔離部材 １２ｂ 連通孔 ２０ ステータ ２２ ロータ ２２ａ 放出孔 Ｌ 第１の冷媒の循環路 Ｌ5 第１の冷媒の流路 Ｌ8 ロータ内油路（流路） Ｒ4 ，Ｒ5 オリフィス Ｃ0 ，Ｃ1 ，Ｃ2 冷媒溜まり Ｃ 熱交換部 Ｃ3 第１の室 Ｃ4 第２の室 Ｆ 第２の冷媒の循環路 Ｈ 冷却部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安形 廣通 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 堀田 豊 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 山口 幸蔵 東京都千代田区外神田２丁目19番12号 株 式会社エクォス・リサーチ内 (72)発明者 木戸 隆裕 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 沓名 成彦 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 Ｆターム(参考） 5H609 BB03 BB12 BB13 BB16 BB19 PP02 PP06 PP08 PP09 PP16 QQ04 QQ05 QQ12 QQ13 QQ17 QQ20 QQ23 RR06 RR16 RR35 RR38 RR42 RR43 RR46 RR48 RR52 RR53 RR63 RR73 RR74

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電動機と、該電動機を冷却する第１の冷
    媒の循環路とを駆動装置ケース内に備える駆動装置にお
    いて、 前記第１の冷媒の循環路とは異なる第２の冷媒の循環路
    が設けられ、 該第２の冷媒の循環路は、第１の冷媒の循環路との熱交
    換部を有し、 電動機を冷却する第１の冷媒は、熱交換部での第２の冷
    媒への伝熱により冷却されることを特徴とする駆動装
    置。
  2. 【請求項２】 前記電動機を制御するインバータを備
    え、第２の冷媒の循環路は、インバータを冷却する冷却
    部を有する、請求項１記載の駆動装置。
  3. 【請求項３】 前記熱交換部は、第２の冷媒の循環路に
    おけるインバータの冷却部より下流側に配置された、請
    求項２記載の駆動装置。
  4. 【請求項４】 前記駆動装置ケースは、該ケースにイン
    バータを取付けるための隔壁を備え、 該隔壁と第１の冷媒の循環路との間に、第２の冷媒の流
    路が形成され、前記インバータの冷却部が隔壁とされ
    た、請求項２記載の駆動装置。
  5. 【請求項５】 前記第２の冷媒の流路内に、隔壁側に面
    する第１の室と、第１の冷媒の循環路側に面する第２の
    室とを画定する離隔手段が設けられ、 第１の室と第２の室は、第２の冷媒の循環路における上
    流側を第１の室とし、下流側を第２の室とする関係に相
    互に連通された、請求項４記載の駆動装置。
  6. 【請求項６】 前記第２の冷媒の流路内に、隔壁側に面
    する第１の室と、第１の冷媒の循環路側に面する第２の
    室とを画定する離隔手段が設けられ、 第１の室と第２の室は、第２の冷媒の循環路に並列に接
    続された、請求項４記載の駆動装置。
  7. 【請求項７】 発電機と、発電機を冷却する第１の冷媒
    の循環路とを駆動装置ケース内に備え、発電機を制御す
    るインバータを更に備え、 該インバータは、隔壁に取付けられた、請求項４記載の
    駆動装置。
  8. 【請求項８】 発電機と、発電機を冷却する第１の冷媒
    の循環路とを駆動装置ケース内に備え、発電機を制御す
    るインバータを更に備え、 該インバータは、隔壁に取付けられた、請求項５記載の
    駆動装置。
  9. 【請求項９】 発電機と、発電機を冷却する第１の冷媒
    の循環路とを駆動装置ケース内に備え、発電機を制御す
    るインバータを更に備え、 該インバータは、隔壁に取付けられた、請求項６記載の
    駆動装置。
  10. 【請求項１０】 前記駆動装置ケースは、第２の冷媒の
    流路に面する位置に、第１の冷媒の冷媒溜まりを有す
    る、請求項４〜９のいずれか１項記載の駆動装置。
  11. 【請求項１１】 前記冷媒溜まりは、電動機用と発電機
    用とに分割された、 請求項１０記載の駆動装置。
  12. 【請求項１２】 前記電動機用の冷媒溜まりと発電機用
    の冷媒溜まりとに至る第１の冷媒の流路に、両前記冷媒
    溜まりへの供給割合を配分するオリフィスが設けられ
    た、請求項１１記載の駆動装置。
  13. 【請求項１３】 前記冷媒溜まりは、その出口近傍に堰
    を有する、請求項１０記載の駆動装置。
  14. 【請求項１４】 前記冷媒溜まりは、電動機あるいは発
    電機のステータによって画定される、請求項１０記載の
    駆動装置。
  15. 【請求項１５】 前記第１の冷媒の循環路は、冷媒溜ま
    りの下流で電動機のロータ内を通る流路を有し、該流路
    は、ロータに設けられた放出孔で終端する、請求項１０
    記載の駆動装置。
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