JP2004222354A

JP2004222354A - 動力出力装置

Info

Publication number: JP2004222354A
Application number: JP2003003729A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Shingo; 和晃新郷; Katsuhiro Tsuchiya; 勝博土屋; Hiroyuki Nagata; 裕之永田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2023-01-09
Also published as: JP4245357B2

Abstract

【課題】潤滑冷却液体を電動機ユニットに供給する際に電動機ユニットが備えるモータと電力のやり取りを行なう電力ラインをモータに電気的に接合する接合部に潤滑冷却液体がかかるのを防止する。
【解決手段】モータＭＧ１のステータ３４ｂからの電力ライン５２とモータＭＧ１への電力ライン５４とを接合する接合部５０全体を覆うカバー部材６０を設ける。オイルポンプ８０により液体流路７４に圧送された潤滑冷却液体は、複数の貫通孔７６からモータユニット３０の各部に供給される。このとき、接合部５０の近傍に配置された遊星歯車機構４０などの回転に伴って接合部５０へ飛散する潤滑冷却液体は、カバー部材６０によって遮蔽される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力出力装置に関し、詳しくは、駆動軸に接続された回転軸と同軸回転するロータを有する電動機を含む電動機ユニットと、該電動機ユニットを構成する各部の少なくとも一部を潤滑および／または冷却する潤滑冷却液体を前記回転軸から供給する液体供給手段とを備える動力出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動力出力装置としては、内燃機関と、内燃機関のクランクシャフトに接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構に接続されたジェネレータと、遊星歯車機構に接続されると共に駆動軸に接続されたモータとを備えるものが提案されている。この動力出力装置では、ジェネレータやモータには、互いにあるいは二次電池と電力のやり取りを行なうための電力ラインが接合されており、この電力ラインを通じたジェネレータやモータの電力のやり取りにより内燃機関からの動力をトルク変換して駆動軸に出力している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３２０８０６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうした動力出力装置では、遊星歯車機構やジェネレータ、モータなどからなるモータユニットの潤滑や冷却を行なうために潤滑冷却液体を供給する必要がある。しかしながら、ジェネレータやモータにはジェネレータやモータと電力をやり取りするための電力ラインが接合されるから、潤滑冷却液体の供給に伴って電力ラインの接合部分に潤滑冷却液体がかかると、絶縁性が低下してジェネレータやモータの性能に悪影響を与えるおそれがある。潤滑冷却液体として絶縁性の高いものを使用すればよいが、モータユニットの動特性に適合する潤滑冷却液体の選択が困難なものとなってしまう。
【０００５】
本発明の動力出力装置は、こうした問題を解決し、電動機ユニットに潤滑冷却液体を供給する際の電動機への電力ラインの接合部分の絶縁性をより簡易に確保することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の動力出力装置は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に接続された回転軸と同軸回転するロータを有する電動機を含む電動機ユニットと、該電動機ユニットを構成する各部の少なくとも一部を潤滑および／または冷却する潤滑冷却液体を前記回転軸から供給する液体供給手段とを備える動力出力装置であって、
前記電動機ユニットは、
前記電動機と電力をやり取りするための電力ラインを該電動機に電気的に接合する接合部と、
前記液体供給手段により潤滑冷却液体が供給されたときに前記回転軸の回転に伴って前記接合部へ飛散する潤滑冷却液体の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽部と
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の動力出力装置では、駆動軸に接続された回転軸と同軸回転するロータを有する電動機を含む電動機ユニットに、電動機と電力をやり取りするための電力ラインを電動機に電気的に接合する接合部と、電動機ユニットを構成する各部の少なくとも一部の潤滑や冷却を行なう潤滑冷却液体を回転軸から供給する際にこの回転軸の伴って接合部へ飛散する潤滑冷却液体の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽部とを設ける。遮蔽部を設けるだけで回転軸から供給された潤滑冷却液体の少なくとも一部が接合部にかかるのを防止するから、接合部の絶縁性をより簡易に確保することができる。
【０００９】
こうした本発明の動力出力装置において、前記液体供給手段は、前記回転軸の軸中心に形成された前記潤滑冷却液体の流路としての液体流路と、該液体流路に形成された前記潤滑冷却液体の供給口としての貫通孔と、前記液体流路に前記潤滑冷却液体を送入する送入手段とを有する手段であるものとすることもできる。こうすれば、潤滑冷却液体の回路をより簡易にすることができる。
【００１０】
また、本発明の動力出力装置において、前記接合部は、前記電動機ユニットのハウジングに配置されてなるものとすることもできるし、あるいは本発明の動力出力装置において、前記接合部は、前記電動機のステータに配置されてなるものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記遮蔽部は、前記接合部の少なくとも一部を覆うカバー部材を備えてなるものとすることもできる。こうすれば、電動機ユニットの潤滑や冷却に伴って潤滑冷却液体が接合部へかかるのを簡易な部材を用いて防止することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記カバー部材は、内部に浸入した潤滑冷却液体を重力により排出するための排出孔が形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、カバー部材の内部に浸入した潤滑冷却液体をより効果的に排出することができる。
【００１２】
また、本発明の動力出力装置において、出力軸を有する内燃機関を備え、前記電動機ユニットは、前記内燃機関の出力軸と前記電動機のロータの軸と前記駆動軸とに接続された３軸を有し該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力機構と、前記駆動軸に直接動力を出力可能に接続された第２の電動機とを備え、前記接合部は、前記３軸式動力入出力機構の近傍に配置されてなるものとすることもできる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記電動機ユニットは、前記内燃機関から前記電動機，前記３軸式動力入出力機構，前記第２の電動機の順に配置されてなるものとすることもできる。また、内燃機関を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記回転軸は、前記内燃機関の出力軸から前記駆動軸へ至る軸であるものとすることもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である動力出力装置２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、図１の動力出力装置２０のＡ−Ａ平面の断面を示す断面図である。実施例の動力出力装置２０は、図示するように、ガソリンを燃料とする内燃機関としてのエンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２４にダンパ２６を介して接続されたエンジン出力軸２８に取り付けられエンジン出力軸２８から入力された動力をトルク変換して駆動軸９８に出力するモータユニット３０と、モータユニット３０を構成する各部位の潤滑や冷却に用いられる潤滑冷却液体（例えば、オートマチックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）などの作動油）を循環させるオイルポンプ８０と、オイルポンプ８０により循環される潤滑冷却液体を外気により冷却するオイルクーラ８６とを備える。
【００１４】
モータユニット３０は、エンジン出力軸２８に一体成形された回転軸３１にキャリア４４が接続された遊星歯車機構４０や、遊星歯車機構４０のサンギヤ４２に接続された回転軸３３にロータ３４ａが取り付けられたモータＭＧ１、遊星歯車機構４０のリングギヤ４６に接続されると共に駆動軸９８にギヤユニット４８を介して接続された回転軸３２にロータ３６ａが取り付けられたモータＭＧ２、モータＭＧ１やモータＭＧ２からの電力ライン５２の端子とモータＭＧ１やモータＭＧ２と電力をやり取りするバッテリ（図示せず）の充放電を制御する図示しないインバータからの電力ライン５４の端子とを電気的に接合する接合部５０などを備えており、これらはモータユニット３０のハウジング７０内に収納されている。
【００１５】
モータユニット３０のハウジング７０の底部のモータＭＧ１とモータＭＧ２との間には、図２に示すように、潤滑冷却液体の液溜７２が形成されている。液溜７２に溜められている潤滑冷却液体は、オイルポンプ８０により吸引されてモータユニット３０の各部の潤滑や冷却に供される。
【００１６】
モータユニット３０の回転軸３０，３１は、中空構造となっており、軸中心に潤滑冷却液体の液体流路７４を形成している。この液体流路７４には、モータユニット３０の各部に潤滑冷却液体を供給するための供給口として複数箇所に亘って貫通孔７６が形成されている。
【００１７】
オイルポンプ８０は、その回転軸に接続されたプーリ８２がエンジン２２のクランクシャフト２４の他端に接続されたプーリ２５とベルト８４を介して接続されており、エンジン２２の回転に伴って駆動する。このオイルポンプ８０の駆動により液溜７２に溜められている潤滑冷却液体は、オイルクーラー８６により冷却されてからモータユニット３０に供給される。
【００１８】
エンジン２２のダンパ２６のケース９０には、オイルクーラー８６からの潤滑冷却液体の供給を受ける液体管路９２が形成されており、この液体管路９２に供給された潤滑冷却液体は、エンジン出力軸２８に形成された貫通孔９４を通って回転軸３１に形成された液体流路７４に供給される。なお、潤滑冷却液体の漏れが生じないように貫通孔９４の周囲にはシーリング部材９６が配置されている。
【００１９】
図３は、モータユニット３０の接合部５０の部分を拡大して示す拡大断面図であり、図４は、図３の接合部５０のＢ−Ｂ面の断面を示す断面図である。モータユニット３０の接合部５０は、図示するように、インバータからのモータＭＧ１やモータＭＧ２への電力ライン５４を収容するケーブルケース６４にボルト５９により固定された端子台５８に、その電力ライン５４の端子５５とモータＭＧ１やモータＭＧ２のステータ３４ｂ，３６ｂからの電力ライン５２の端子５３とがボルト５６により電気的に接合されて形成されている。このケーブルケース６４は、モータユニット３０のハウジング７０との間にハウジング７０内を密閉するＯリング６６を配置してボルト６８によりハウジング７０に取り付け固定されている。
【００２０】
また、接合部５０は、モータユニット３０を構成する各部への潤滑冷却液体の供給に伴って接合部５０へ飛散する潤滑冷却液体を遮蔽するためにカバー部材６０により覆われている。このカバー部材６０は、樹脂（例えば、ナイロンやポリフェニレンサルファイドなどのエンジニアプラスチック）により形成されており、モータＭＧ１（モータＭＧ２）からの電力ライン５２をカバー穴６１に通してモータＭＧ１からの電力ライン５２の端子５３とモータＭＧ１への電力ライン５４の端子５５とを接合すると共にケーブルケース６４の先端の外周側面に形成された係合爪６５に押し込むことにより取り付け固定できるようになっている。また、カバー部材６０には、図４に示すように、重力の方向に排出孔６２が形成されており、カバー部材６０の隙間（例えば、カバー穴６１）から接合部５０内にしみ込んだ潤滑冷却液体が重力により排出されるようになっている。
【００２１】
次に、こうして構成された動力出力装置２０の動作に伴ってモータユニット３０を構成する各部に供給される潤滑冷却液体の動きについて説明する。オイルポンプ８０により圧送されて液体流路７４から貫通孔７６を介して供給された潤滑冷却液体は、回転軸３１，３２の軸中心から径方向に流れたり飛んだりしてモータＭＧ１やモータＭＧ２、遊星歯車機構４０、ギヤユニット４８などのモータユニット３０の各部の潤滑や冷却を行なう。このとき、接合部５０の近傍に配置されている遊星歯車機構４０などの回転により接合部５０へ飛散した潤滑冷却液体は、カバー部材６０により遮蔽される。モータユニット３０の各部に供給された潤滑冷却液体は、モータユニット３０のハウジング７０の壁面などを伝わって再び液溜７２に溜められる。
【００２２】
以上説明した実施例の動力出力装置２０によれば、モータＭＧ１やモータＭＧ２からの電力ライン５２の端子５３とモータＭＧ１やモータＭＧ２への電力ライン５４の端子５５とを電気的に接合する接合部５０にカバー部材６０を配置するから、供給された潤滑冷却液体が遊星歯車機構４０などの回転に伴って接合部５０にかかるのをカバー部材６０により容易に回避でき、接合部５０に潤滑冷却液体がかかることによる不都合（例えば、ショート）を回避することができる。しかも、カバー部材６０の重力の方向に排出孔６２を設けたから、カバー部材６０の隙間から接合部５０にしみ込んだ潤滑冷却液体を効果的に排出することができる。もとより、モータユニット３０の回転軸３１，３２の軸中心に形成した液体流路７４の貫通孔７６からモータユニット３０の各部に潤滑冷却液体を供給するから、モータユニット３０の各部に個々に潤滑冷却液体を供給するものに比して潤滑冷却液体の回路を簡易化することができる。
【００２３】
実施例の動力出力装置２０では、モータユニット３０としてモータＭＧ１や、遊星歯車機構４０，モータＭＧ２，ギヤユニット４８を備えるものとしたが、モータＭＧ１とモータＭＧ２のうちのいずれかを備えるものであれば、他の部材のいずれか或いは全部を備えないものとしても構わない。
【００２４】
実施例の動力出力装置２０では、エンジン２２からの駆動力によりオイルポンプ８０を駆動するものとしたが、回転軸３１や回転軸３２（モータＭＧ２のロータ３６ａ）からの駆動力によりオイルポンプ８０を駆動するものとしてもよく、電動駆動によるものとするものとしても構わない。また、実施例の動力出力装置２０では、オイルポンプ８０とエンジン２２とをベルト８４により接続してオイルポンプ８０の駆動力を得るものとしたが、オイルポンプ８０とエンジン２２とをギヤ結合してオイルポンプ８０の駆動力を得るものとしても構わない。
【００２５】
実施例の動力出力装置２０では、オイルポンプ８０からの潤滑冷却液体を、回転軸３１からモータＭＧ１，遊星歯車機構４０，モータＭＧ２の方向に供給するものとしたが、回転軸３１からモータＭＧ２，遊星歯車機構４０，モータＭＧ１の方向に供給するものとしても構わない。
【００２６】
実施例の動力出力装置２０では、カバー部材６０に、接合部５０にしみ込んだ潤滑冷却液体を排出するための排出孔６２を設けるものとしたが、例えば、密閉性が高い部材を用いるなどカバー部材によっては、排出孔を設けないものとしても構わない。
【００２７】
実施例の動力出力装置２０では、モータＭＧ１やモータＭＧ２からの電力ライン５２の端子とモータＭＧ１やモータＭＧ２への電力ライン５４の端子とを接合する接合部５０をモータユニット３０のハウジング７０に取り付け固定するものとしたが、接合部をモータＭＧ１やモータＭＧ２のステータ３４ｂ，３６ｂに取り付け固定するものとしても構わない。図５は、接合部１５０をモータＭＧ１のステータ３４ｂに取り付けたときの構成を示す構成図であり、図６は、図５の接合部１５０のＣ−Ｃ面の断面を示す断面図である。図示するように、モータＭＧ１のステータ３４ｂに、端子台１５８とモータＭＧ１からの電力ライン５２の端子とモータＭＧ１への電力ライン５４の端子とがボルト１５６により取り付け固定されて接合部１５０が形成されている。端子台１５８には、その外周側面に係合爪１６５が形成されており、モータユニット３０の各部に供給された潤滑冷却液体が接合部１５０へかかるのを防止するカバー部材１６０が、端子台１５８と端子５３，５５とがステータ３４ｂに取り付けられた状態で端子台１５８に押し込まれて取り付け固定されている。なお、カバー部材１６０には、実施例の動力出力装置２０と同様にカバー部材１６０の隙間（例えば、カバー穴１６１）から接合部１５０内にしみ込んだ潤滑冷却液体を排出するために重力の方向に排出孔１６２（図６参照）が形成されている。
【００２８】
実施例の動力出力装置２０やその変形例では、接合部５０，１５０のほぼ全体を覆うカバー部材６０，１６０を用いて潤滑冷却液体が接合部５０，１５０へかかるのを防止するものとしたが、潤滑冷却液体が直接接合部５０，１５０へかかるのを防止できれば、必ずしも接合部５０の全体を覆うカバー部材とする必要はなく、接合部５０の一部を覆う部材を用いるものとしても構わない。或いは、回転軸３１と接合部５０，１５０との間に平面の部材などを配置するものとしても差し支えない。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である動力出力装置２０の構成の概略を示す構成図である
【図２】図１の実施例の動力出力装置２０のＡ−Ａ平面の断面を示す断面図である。
【図３】実施例の動力出力装置２０の接合部５０の部分を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】図３の接合部５０のＢ−Ｂ面の断面を示す断面図である。
【図５】変形例の動力出力装置の接合部１５０の部分を拡大して示す拡大断面図である。
【図６】図５の接合部１５０のＣ−Ｃ面の断面を示す断面図である。
【符号の説明】
２０動力出力装置、２２エンジン、２４クランクシャフト、２５プーリ、２６ダンパ、２８エンジン出力軸、３０モータユニット、３１，３２，３３回転軸、３４ａ，３６ａロータ、３４ｂ，３６ｂステータ、４０遊星歯車機構、４２サンギヤ、４４キャリア、４６リングギヤ、４８ギヤユニット、５０，１５０接合部、５２、５４電力ライン、５３，５５，１５３，１５５端子、５６，１５６ボルト、５８，１５８端子台、５９ボルト、６０，１６０カバー部材、６１，１６１カバー穴、６２，１６２排出孔、６４ケーブルケース、６５係合爪、６６Ｏリング、６８ボルト、７０ハウジング、７２液溜、７４供給流路、７６貫通孔、８０オイルポンプ、８２プーリ、８４ベルト、８６オイルクーラー、９０ケース、９２液体管路、９４貫通孔、９６シーリング部材、９８駆動軸、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

駆動軸に接続された回転軸と同軸回転するロータを有する電動機を含む電動機ユニットと、該電動機ユニットを構成する各部の少なくとも一部を潤滑および／または冷却する潤滑冷却液体を前記回転軸から供給する液体供給手段とを備える動力出力装置であって、
前記電動機ユニットは、
前記電動機と電力をやり取りするための電力ラインを該電動機に電気的に接合する接合部と、
前記液体供給手段により潤滑冷却液体が供給されたときに前記回転軸の回転に伴って前記接合部へ飛散する潤滑冷却液体の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽部と
を備える動力出力装置。
請求項１記載の動力出力装置であって、
前記液体供給手段は、前記回転軸の軸中心に形成された前記潤滑冷却液体の流路としての液体流路と、該液体流路に形成された前記潤滑冷却液体の供給口としての貫通孔と、前記液体流路に前記潤滑冷却液体を送入する送入手段とを有する手段である
動力出力装置。
請求項１または２記載の動力出力装置であって、
前記接合部は、前記電動機ユニットのハウジングに配置されてなる
動力出力装置。
請求項１または２記載の動力出力装置であって、
前記接合部は、前記電動機のステータに配置されてなる
動力出力装置。
請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置であって、
前記遮蔽部は、前記接合部の少なくとも一部を覆うカバー部材を備えてなる
動力出力装置。
請求項５記載の動力出力装置であって、
前記カバー部材は、内部に浸入した潤滑冷却液体を重力により排出するための排出孔が形成されてなる
動力出力装置。
請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置であって、
出力軸を有する内燃機関を備え、
前記電動機ユニットは、
前記内燃機関の出力軸と前記電動機のロータの軸と前記駆動軸とに接続された３軸を有し該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力機構と、
前記駆動軸に直接動力を出力可能に接続された第２の電動機とを備え、
前記接合部は、前記３軸式動力入出力機構の近傍に配置されてなる
動力出力装置。
請求項７記載の動力出力装置であって、
前記電動機ユニットは、前記内燃機関から前記電動機，前記３軸式動力入出力機構，前記第２の電動機の順に配置されてなる
動力出力装置。
請求項７または８記載の動力出力装置であって、
前記回転軸は、前記内燃機関の出力軸から前記駆動軸へ至る軸である
動力出力装置。