JP2012228974A - 動力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トランスアクスルケース等のケース内に配置された回転電機と電力の送受を行うための簡易な構造を提供する。
【解決手段】トランスアクスルケース１０内に、第１回転電機１４および第２回転電機１６が並列に配置されて収められている。二つの回転電機のそれぞれの外周面２６，２８は、円柱側面であり、互いに向き合う部分により谷部分３０が形成されている。トランスアクスルケース１０の、谷部分３０に対向する部分に、開口が設けられ、開口はカバー部材３２により覆われている。カバー部材３２内を電力線２２が貫通し、第１回転電機１４および第２回転電機１６の動力線の端子まで延びて接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケース内に回転電機を備えた動力装置に関する。

回転電機をケース内に収めた動力装置が知られている。回転電機は、車両を駆動する動力を発生する電動機として機能すると共に、制動時に車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機としても機能する。以下では、電動機と発電機の少なくとも一方の機能を発揮し得る原動機を回転電機と記して説明する。回転電機が、内燃機関に装着されたトランスアクスルまたはトランスミッションと一体化されたハイブリッド車両用の動力装置が実用化されている。この動力装置においては、回転電機はトランスアクスル等のケース内に収められている。

ケース内に収められた回転電機に電力を供給するために、または回転電機により発電された電力をケース外部に送り出すために、ケースの一部にあけた開口を通してケース内外を連通する導体が配置される。開口は、カバー部材により覆われ、塞がれているが、カバー部材は導体をケース内外を連通させるよう構成されている。

下記特許文献１には、二つの回転電機を含むハイブリッド車両用の動力装置が記載されている。

特開２００８−２３０５３１号公報

回転電機を収めたケースに設ける開口は少ない方が好ましい。また、開口を覆うためのカバー部材の構造も簡易なものが望まれる。上記のように、トランスアクスル等のケース内に回転電機を収める場合、カバー部分から、トランスアクスル内の潤滑油等が漏出しないようにする必要があるが、このための構造も簡易であることが望まれる。

本発明は、ケースにあける開口を少なくすること、開口を覆うカバー部材の構造を簡易なものとすることの少なくとも一方を達成することを目的とする。

本発明は、ケース内に並列配置された第１回転電機と第２回転電機を備える動力装置において、二つの回転電機に電力を供給するためにケースにあけられた開口を一つにし、開口の数を少なくする。二つの回転電機を並列配置した場合、回転電機の外周面は谷を形成する。ケースの、この谷に対向する部分に電力を送受するための導体を通す開口を１個設ける。この開口を覆うカバー部材を設け、カバー部材に、カバー部材を貫通するように導体を配置する。この導体を介して、ケース内の二つの回転電機と電力の送受を行う。二つの回転電機に対し、開口およびカバー部材を共用することで、ケースに設ける開口の数を減らすことができる。

前記導体は、ケース外部から第１回転電機の動力線の端子または第２回転電機の動力線の端子まで延びる電力線とすることができる。

前記電力線は、芯線と、芯線を覆う被覆を有し、当該電力線の一部に被覆を除去した部分が設けられ、被覆を除去した部分およびこれの隣接部分が前記カバー部材に埋まっているようにできる。

前記電力線の被覆が除去された部分は、隣接する電力線の間で、電力線の延びる方向においてずれて配置されているようにできる。

本発明によれば、開口を少なくすること、または開口を覆うカバーの構造を簡易なものとすることができる。

トランスアクスルの内部構造を簡略的に示す図である。 電力線およびこれを通すカバー部材の詳細を示す図である。 図２のＡ−Ａ線による断面図である。 カバー部材の断面図である。 カバー部材のより詳細な断面図である。 電力線に替えてバスバーを用いた例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。本発明の実施形態として、内燃機関と２個の回転電機を原動機として備えた動力装置を例に挙げて説明する。オットー機関、ディーゼル機関等の内燃機関は、変速機（トランスミッション）と共に用いられる。また、変速機と差動装置を一体化したトランスアクスルと共に用いられることもある。この実施形態においては、トランスアクスルを用いた動力装置を例に挙げて説明する。

図１は、トランスアクスル１０の内部構造を簡略的に示す図である。トランスアクスルケース（以下、単にケースと記す。）１２の内部に、第１回転電機１４および第２回転電機１６が収められている。図の紙面の奥側に、例えば遊星歯車を含む変速機構が設けられ、図中下方に差動装置が収められている。第１回転電機１４と第２回転電機１６は並列に配置され、第１回転電機１４の軸１８と第２回転電機１６の軸２０は平行である。二つの回転電機１４，１６には、電力線２２が接続されている。電力線２２は、一つの回転電機に対し３本、計６本が設けられ、ケース１２に設けられた開口２４（図２参照）を貫通して、ケース内外を連通している。不図示のインバータから電力線２２を介して回転電機に三相交流電力が供給される。また、回転電機で発電された電力が電力線２２を介してインバータに送られ、さらに二次電池（不図示）に送られて充電される。

第１回転電機１４および第２回転電機１６は、円筒形状のステータと、このステータの内側に回転可能にロータを配置した一般的な回転電機の構成を有する。ステータの外周面が回転電機の外周面であり、これは円柱側面である。二つの円柱がその軸線を平行にして隣り合う場合、側面同士の間に略Ｖ字形の谷が形成される。第１回転電機１４の外周面２６と第２回転電機１６の外周面２８により、図１においてケース１２内部の左右方向においてほぼ中央、やや上に略Ｖ字形の谷部分３０が形成されている。ケース１２の、谷部分３０に対向する部分に開口２４が設けられ、この開口を覆うようにカバー部材３２が配置される。カバー部材３２を貫通して電力線２２が配置される。第１回転電機外周の、谷部分３０に対向する部分３４には、第１回転電機１４のコイルに繋がる動力線の端子３６（図２参照）が設けられている。また、第２回転電機外周の、谷部分３０に対向する部分３８には、第２回転電機１６のコイルに繋がる動力線の端子４０（図２参照）が設けられている。

図２および図３は、二つの回転電機１４，１６の間に形成された谷部分３０周囲の構造を示す拡大図である。図３は、図２に示すＡ−Ａ線による断面図である。ケース１２の開口２４は、カバー部材３２にて蓋がされている。カバー部材３２は、実際に開口２４を覆っているカバー本体４２と、カバー本体４２に更に被さるように設けられたシールドシェル４４を含む。カバー本体４２は、開口２４を貫通して配置される貫通部４６と貫通部の周囲に張り出して設けられたフランジ４８を含む。カバー本体４２は、フランジ４８をボルト等によりケース１２に締結することで、ケース１２に固定される。カバー本体４２がケース１２に固定されたとき、ケース１２に対向するフランジ４８の面には、開口２４を囲む環状の溝５０が設けられ、この中にゴム等の弾性、または可撓性のある材料で構成されたシール部材５２が配置される。カバー本体４２を開口２４に固定することにより、シール部材５２がカバー本体４２とケース１２の間を封止する。

電力線２２は、貫通部４６を貫通して、ケース１２の内外に延びる。電力線２２の、ケース１２の外に延びる部分は、インバータ等の回転電機の制御機器に接続される。また、電力線２２の、ケース１２内に延びる部分は、谷部分３０内で配索されて、第１および第２回転電機１４，１６の動力線の端子３６，４０に結合されている。第１回転電機の動力線の端子３６は、端子ホルダ５４に保持され、溶接、圧着等の手法により電力線２２と結合されている。第２回転電機の動力線の端子４０も端子ホルダ５６に保持され、溶接、圧着等の手法により電力線２２に結合されている。端子ホルダ５４，５６は、例えばボルト等の締結要素によりケース１２に固定されている。

シールドシェル４４は、フランジ４８に被さり、フランジ４８と共締めされてケース１２に固定することができる。シールドシェル４４はまた、カバー本体の貫通部４６の上方に延び、その後、図３に示すように屈曲する。この部分は、管状またはダクト状になっており、電力線２２の周囲を囲み、また電力線２２を誘導する。また、シールドシェル４４は、導電性の材料で形成され、電力線２２からの、またはケース１２内からの電磁ノイズを遮蔽する。

図４は、カバー本体４２を電力線２２が貫通している状態を示す断面図である。電力線２２は、例えば棒状の導体からなる芯線５８を被覆６０で覆った被覆線である。被覆６０をそのままにして、ケース１２を貫通するように電力線２２を配置すると、芯線５８と被覆６０の隙間を伝ってケース内の潤滑油等がケース外部に漏出する場合がある。図２に示されるように、電力線２２の先端において、被覆６０は除去されて芯線５８が露出した状態とされ、この露出した芯線５８に動力線の端子３６，４０が圧着等により結合される。被覆６０の端における芯線５８との境界から潤滑油が浸入し、電力線２２の内部、特に芯線５８と被覆６０の隙間を伝って、ケース１２の外へ流れる。

電力線２２内の潤滑油の流れを止めるために、カバー本体４２内、特に貫通部４６内で、電力線２２の被覆６０を除去し、芯線５８を露出した状態にし、さらに被覆６０を除去した部分と、この部分に隣接する部分をカバー本体４２中に埋め込むようにする。具体的には、カバー本体４２をモールド成形する際に、被服を除去した部分とこれに隣接する部分を鋳込んで、つまりインサート成形により製造される。カバー本体４２は、絶縁性を有する樹脂で成形される。カバー本体４２を構成する樹脂と、露出した芯線５８が密着し、ここで潤滑油の流れを遮断する。

図５は、貫通部４６の、電力線２２が埋め込まれた部分の詳細を示す図である。隣接する２本の電力線２２を区別するために、添え字ａ，ｂを付して示す。芯線５８、被覆６０も同様である。電力線２２ａと電力線２２ｂで、被覆が除去された部分の、電力線が延びる方向における位置が異なっている。電力線２２ａの、被覆が除去されて露出した芯線５８ａは、貫通部４６の下端近くに位置し、電力線２２ｂの露出した芯線５８ｂは、貫通部４６の上端近くに位置する。この配置により、露出した芯線５８ａと芯線５８ｂは、電力線２２が延びる方向においてずれて配置され、芯線同士の絶縁距離が確保される。露出した芯線５８ａと芯線５８ｂの位置をずらす量ｄは、絶縁距離を考慮して定められる。絶縁距離確保の観点から明らかであるが、露出した芯線５８ａと芯線５８ｂのずれた配置とは、これらの部分が電力線の延びる方向において重ならないように配置することである。言い換えれば、図５中の寸法ｄ、すなわち貫通部４６の下端側に位置する露出した芯線５８ａの上端と、上端側に位置する露出した芯線５８ｂの下端の距離ｄが、ｄ＞０となることである。

従来、ケース内外の電力線を接続するためには、ケースの開口にコネクタを固定し、このコネクタを貫通する導体に対し、ケース内外の電力線をぞれぞれ接続していた。本実施形態のカバー部材を用いることで、従来のコネクタに対し構成を簡素化することができ、また電力線を接続するための工数を削減できる。

図６は、前述の被覆線である電力線に替えて、板状の導体、いわゆるバスバーを用いた例を示す図である。二つの回転電機１４，１６の間に形成された谷部分３０に対向する開口２４をケース１２に形成する点は、前述の実施形態と同様である。開口２４は、カバー部材６２により覆われて塞がれている。カバー部材６２は、ケース１２にボルト等の締結要素により固定されている。カバー部材６２を貫通してバスバー６４，６６が設けられている。バスバー６４は、ケース１２の外側においては、図の紙面を貫く方向に３枚が、間に絶縁層を介して積層されている。３本のバスバー６４を区別する場合、手前のものから添え字ａ，ｂ，ｃを付して説明する。バスバー６６も同様である。バスバー６４，６６は、ケース１２の外から引き続いてカバー部材６２の内部においても積層配置されている。

３本のバスバー６４ａ，６４ｂ，６４ｃは、ケース１２内では、それぞれ細くなっている。細くなった部分幅は、太い部分の幅の１／２未満、好ましくは１／３である。各バスバー６４ａ，６４ｂ，６４ｃは、谷部分３０内で配索され、端ホルダ６８に向かい、そこに保持された動力線の端７０と接続されている。各バスバー６４ａ，６４ｂ，６４ｃの先端は、孔のあいた板形状に形成され、孔にボルトを差し込みこれを締めて、端ホルダ６８と協働して動力線の端７０を挟むようにしている。図６において手前側に位置するバスバー６４ａと、奥側に位置するバスバー６４ｃのケース内の部分は、ケース外の太い部分の幅のうち一方の縁（図において左側）に寄せて配置される。中間に位置するバスバー６４ｂのケース内の部分は、他方の縁（図において右側）の縁に寄せて配置される。これにより、バスバー６４ａ，６４ｃと、バスバー６４ｂの絶縁距離を確保している。また、バスバー６４ａとバスバー６４ｃの間の絶縁距離は、これらの間に位置するバスバー６４ｂとバスバー同士を絶縁する絶縁層の厚さで確保している。

３本のバスバー６６ａ，６６ｂ，６６ｃは、ケース１２内では、それぞれ細くなっている。細くなった部分幅は、太い部分の幅の１／２未満、好ましくは１／３である。各バスバー６６ａ，６６ｂ，６６ｃは、谷部分３０内で配索され、端ホルダ７２に向かい、そこに保持された動力線の端７４と接続されている。各バスバー６６ａ，６６ｂ，６６ｃの先端は、孔のあいた板形状に形成され、孔にボルトを差し込みこれを締めて、端ホルダ７２と協働して動力線の端７４を挟むようにしている。図６において手前側に位置するバスバー６６ａと、奥側に位置するバスバー６６ｃのケース内の部分は、ケース外の太い部分の幅のうち一方の縁（図において左側）に寄せて配置される。中間に位置するバスバー６６ｂのケース内の部分は、他方の縁（図において右側）の縁に寄せて配置される。これにより、バスバー６６ａ，６６ｃと、バスバー６６ｂの絶縁距離を確保している。また、バスバー６６ａとバスバー６６ｃの間の絶縁距離は、これらの間に位置するバスバー６６ｂとバスバー同士を絶縁する絶縁層の厚さで確保している。

各バスバーのケース内の部分は、細くされて可撓性が高められており、これにより、端ホルダ６８，７２への位置合わせを容易にしている。さらに、細くされた部分を焼きなますことにより、可撓性を高めるようにしてもよい。

本発明に関連して、ケースの開口を覆い、電力線が貫通するカバー部材に関し、以下のカバー部材が提供される。
（１）
ケース内に配置された回転電機に電力を供給する電力線を通すために前記ケースにあけられた開口を覆うカバー部材であって、
電力線は、芯線と、芯線を覆う被覆を有し、当該電力線の一部に被覆を除去した部分が設けられ、
当該カバー部材を電力線が貫通し、電力線の被覆を除去した部分およびこれの隣接部分が当該カバー部材に埋まっている、
シール部材。
（２）
（１）に記載のカバー部材であって、電力線の被覆を除去した部分が、隣接する電力線の間で、電力線の延びる方向においてずれて配置されている、カバー部材。

本発明に関連して、被覆線の電力線に関し、以下のシール構造が提供される。
（３）
回転電機を収容するケースに設けられた開口を塞ぐシール構造であって、
芯線と、芯線を覆う被覆を有し、一部に被覆が除去された部分を有する電力線と、
前記開口を覆い、かつ電力線が貫通し、電力線の被覆が除去された部分およびこれの隣接部分が鋳込まれてる、カバー部材と、
を有する、シール構造
（４）
（３）に記載のシール構造であって、電力線の被覆が除去された部分が、隣接する電力線の間で、電力線の延びる方向においてずれて配置されている、シール構造。

１０ トランスアクスル、１２ トランスアクスルケース、１４ 第１回転電機、１６ 第２回転電機、２２ 電力線、２４ 開口、２６ 第１回転電機の外周面、２８ 第２回転電機の外周面、３０ 谷部分、３２ カバー部材、４２ カバー本体、４４ シールドシェル、４６ 貫通部、５８ 芯線、６０ 被覆。

Claims (4)

1. ケース内に並列配置された第１回転電機と第２回転電機を備える動力装置であって、
   第１回転電機と第２回転電機のそれぞれの外周面が谷を形成し、
   前記ケースの、前記谷に対向する部分に、当該ケースの内外を連通する一つの開口が設けられ、
   前記開口を覆い、かつ第１回転電機および第２回転電機と電力の送受を行うための複数の導体が貫通しているカバー部材を有する、
   動力装置。
2. 請求項１に記載の動力装置であって、前記導体は、ケース外部から第１回転電機の動力線の端子または第２回転電機の動力線の端子まで延びる電力線である、動力装置。
3. 請求項２に記載の動力装置であって、
   前記電力線は、芯線と、芯線を覆う被覆を有し、当該電力線の一部に被覆を除去した部分が設けられ、被覆を除去した部分およびこれの隣接部分が前記カバー部材に埋まっている、
   動力装置。
4. 請求項３に記載の動力装置であって、
   前記電力線の被覆が除去された部分は、隣接する電力線の間で、電力線の延びる方向においてずれて配置されている、
   動力装置。

Images