JP2020150608A - 電動駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を抑制しつつ変速機での潤滑油の熱劣化を抑制することができる電動駆動装置を提供する。【解決手段】電動駆動装置１は、回転子１２、固定子１３及びハウジング１４を備える回転電機１０と、動力伝達部６１及びハウジング６３を備える変速機６０とを備えている。変速機６０のハウジング６３内には潤滑油が充填されている。固定子巻線３２において、コイルエンド３３Ａには、各相の導線を屈曲形成したターン部４２が設けられ、コイルエンド３３Ｂには、同相の導線の端部どうしが互いに接合された接合部４６が設けられている。回転電機１０は、コイルエンド３３Ｂを変速機６０側、コイルエンド３３Ａを変速機６０の逆側として変速機６０に一体化されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、回転電機と変速機とを備える電動駆動装置に関するものである。

例えば車両用の電動駆動装置として、回転電機と変速機とを一体化したものが知られている（特許文献１参照）。こうした電動駆動装置では、出力性能の向上や、車両等への搭載時における搭載性を高めるための小型化を実現すべく技術革新が図られている。

特開平８−１３０８５６号公報

ところで、回転電機と変速機とを一体化した電動駆動装置では、回転電機で生じた熱が変速機側に伝わり、その熱により、変速機で用いられている潤滑油が劣化することが懸念される。例えば、電動駆動装置において出力性能の向上を図るべく、固定子巻線の通電電流の増加等により出力密度を増加させようとすると、回転電機での発熱量の問題が顕著になると考えられる。上記特許文献１に開示された駆動装置では、回転電機の発熱に起因する潤滑油の劣化に関して何ら対策が施されておらず、潤滑油の劣化に伴う性能低下が懸念される。なお、回転電機や変速機に冷却部を新たに追加したり放熱構造を付加したりすることによる熱対策も考えられるが、こうした対策では電動駆動装置の大型化を招くことが懸念される。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、大型化を抑制しつつ変速機での潤滑油の熱劣化を抑制することができる電動駆動装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

手段１は、
回転軸と一体に回転自在に設けられた回転子と、固定子コア及び多相の固定子巻線を有する固定子と、前記回転子及び前記固定子を収容する第１ハウジングとを備える回転電機と、
前記回転軸の回転に伴い回転可能な動力伝達部と、前記動力伝達部を収容する第２ハウジングとを備え、前記第２ハウジング内に、前記動力伝達部を潤滑する潤滑油が充填されている変速機と、
を備え、前記回転電機における軸方向両側のうち一方の側において前記第１ハウジングに対して前記第２ハウジングが一体的に設けられている電動駆動装置であって、
前記固定子巻線では、同相となる導線が周方向に所定間隔で配置され、軸方向一端側の第１コイルエンド及び他端側の第２コイルエンドにおいて、同相となる導線どうしが接続されており、
前記第１コイルエンドには、各相の前記導線を屈曲形成したターン部が設けられ、
前記第２コイルエンドには、同相の前記導線の端部どうしが互いに接合された接合部が設けられており、
前記回転電機が、前記第２コイルエンドを前記変速機の側、前記第１コイルエンドを前記変速機の逆側として前記変速機に一体化されている。

本手段の電動駆動装置は、回転電機と変速機とを備えており、回転電機において第１ハウジング内に回転子及び固定子が収容されている一方で、変速機において第２ハウジング内に動力伝達部が収容されている。また、回転電機の第１ハウジングには、回転電機における軸方向両側のうち一方の側に変速機の第２ハウジングが一体的に設けられており、その第２ハウジング内に、動力伝達部を潤滑する潤滑油が充填されている。ここで、第１ハウジング及び第２ハウジングを一体的に設けた構成では、回転電機で発生する熱に起因して、第２ハウジング内の潤滑油の温度が上昇し、潤滑油の劣化が生じることが懸念される。

この点上記構成では、回転電機の固定子巻線において、軸方向一端側の第１コイルエンドには、各相の導線が屈曲形成されたターン部が設けられ、軸方向他端側の第２コイルエンドには、同相の導線の端部どうしが互いに接合された接合部が設けられている。そして、回転電機が、第２コイルエンドを変速機の側、第１コイルエンドを変速機の逆側として変速機に一体化されている。この場合、第１コイルエンドと第２コイルエンドでは、導線を周方向に繋ぐ構造の違いにより軸方向の突出寸法が相違しており、導線どうしの接合部を有する側の第２コイルエンドでは、各相の導線が屈曲形成された第１コイルエンドに比べて軸方向の突出寸法が大きくなっている。そのため、第２コイルエンドを変速機の側として回転電機を変速機に一体化した構成では、その逆に第１コイルエンドを変速機の側として回転電機を変速機に一体化した構成に比べて、変速機に対して固定子（詳しくは固定子コア）を離して配置することができる。またこの場合、固定子の軸方向長さを同一にしたまま、すなわち回転電機の軸長を大きくすることなく、固定子を変速機から離して配置することが可能となる。その結果、電動駆動装置において大型化を抑制しつつ変速機での潤滑油の熱劣化を抑制することができる。

手段２では、手段１において、前記固定子巻線は、前記導線として、一対の直線部と、その一対の直線部を繋ぐ前記ターン部とを有する複数の導体セグメントを用い、前記直線部において前記ターン部とは逆側の端部を、異なる前記導体セグメントどうしで接合することで形成されており、前記直線部の端部どうしが接合された部分が、前記第２コイルエンドにおける前記接合部である。

固定子巻線として、一対の直線部と、その一対の直線部を繋ぐターン部とを有する複数の導体セグメントを用いた構成では、第２コイルエンドに、導体セグメントにおける直線部の端部どうしが接合された接合部が設けられる。この場合、導体セグメントの接合部では、各直線部の端部において絶縁被膜から露出した導体露出部どうしが重ね合わされた状態で互いに接合されることで、ターン部側と比べて、コイルエンドにおける軸方向突出量が大きくなる。そのため、第２コイルエンドを変速機の側として回転電機を変速機に一体化した構成において、変速機に対して固定子を離して配置する構成を好適に実現することができる。

なお、固定子において導体セグメントを用いて固定子巻線を構成する場合には、固定子でのコイル占積率の向上を見込むことができ、電流出力密度の向上に伴う発熱量の増加が懸念される。この点、上記のとおり固定子を変速機から離して配置することで、変速機での潤滑油の熱対策を好適に実施することができる。

手段３では、手段１又は２において、前記接合部において、前記導線の端部どうしが溶接により接合されている。

固定子巻線の導線の端部どうしが溶接により接合されている構成では、例えば溶接作業時における絶縁距離の確保が強いられることにより、固定子コアから溶接部分（接合部）までの離間距離が大きくなる傾向にある。そのため、やはり固定子を変速機から離して配置でき、変速機での潤滑油の熱対策を好適に実施することができる。

手段４では、手段１乃至３のいずれか１つにおいて、前記固定子巻線は、前記第２コイルエンド側に、前記固定子巻線における各相の相巻線の一端が互いに接続された中性点接続部を有している。

固定子巻線が中性点接続部を有する構成において、その中性点接続部が第２コイルエンド側、すなわち変速機の側に設けられていることにより、中性点接続部の軸方向の長さ分、固定子が変速機から離して配置されることとなる。これにより、変速機での潤滑油の熱対策を好適に実施することができる。

手段５では、手段１乃至４のいずれか１つにおいて、前記固定子巻線における各相の相巻線には、それら各相巻線に対して電力を入出力させるバスバーが接続されており、前記バスバーが前記第２コイルエンド側に設けられている。

固定子巻線における各相の相巻線にバスバーが接続されている構成において、そのバスバーが第２コイルエンド側、すなわち変速機の側に設けられていることにより、バスバーの軸方向の長さ分、固定子が変速機から離して配置されることとなる。これにより、変速機での潤滑油の熱対策を好適に実施することができる。

手段６では、手段１乃至５のいずれか１つにおいて、前記導線として平角導線が用いられている。

固定子巻線の導線として平角導線が用いられている構成では、固定子における導体占積率を増加させ電流量を増加させることで、回転電機の出力密度を増加させることが可能となる。ただしその反面、高出力密度化により回転電機の体積あたり発熱量が増加し、変速機の潤滑油について熱劣化の懸念が大きくなる。この点、上記のとおり熱対策を付加したため、回転電機での出力性能の向上を図りつつも変速機での潤滑油の熱劣化を好適に抑制することができる。

手段７では、手段１乃至６のいずれか１つにおいて、前記第１ハウジングは、前記固定子コアが組み付けられる筒状部を有し、前記筒状部には、冷媒を流通させる環状の冷媒通路が設けられており、前記冷媒通路の通路開口は、前記第２コイルエンド側において軸方向に前記固定子コアよりも前記変速機側に延びるように設けられており、前記通路開口において前記第２コイルエンド側で前記固定子コアよりも軸方向外側に延びる長さは、前記第１コイルエンド側で前記固定子コアよりも軸方向外側に延びる長さより大きい。

固定子コアが第１ハウジングの筒状部に組み付けられる構成では、固定子で生じた熱は筒状部を経由して変速機側に伝達される。この場合、筒状部に冷媒通路が設けられていることにより、固定子側から変速機側への熱の伝わりが抑制される。また特に、冷媒通路の通路開口において第２コイルエンド側で固定子コアよりも軸方向外側に延びる長さを、第１コイルエンド側で固定子コアよりも軸方向外側に延びる長さよりも大きくしたため、固定子側から変速機側への熱の伝わりを効率よく抑制できるとともに、通路容積を過剰に大きくすることなく適切な冷却を行うことができる。

手段８では、手段１乃至７のいずれか１つにおいて、前記変速機は、前記回転電機における前記回転軸の回転を入力し前記動力伝達部に伝える回転入力部を有しており、前記第２ハウジング内には、前記動力伝達部の一部を浸漬させ、かつ前記回転入力部を浸漬させない状態とする量の潤滑油が充填されている。

上記構成の電動駆動装置は、変速機の第２ハウジング内において一部の構成のみが潤滑油に浸漬される状態で用いられるものとなっており、動力伝達部の少なくとも一部が浸漬され、かつ回転入力部が浸漬されない状態とする量の潤滑油が充填されるようになっている。この場合、回転入力部は、ギア等を含む動力伝達部よりも、回転電機からの熱により高温になりやすいが、その回転入力部が潤滑油に浸漬されないことで、潤滑油の熱劣化が生じにくくなっている。

手段９では、手段１乃至８のいずれか１つにおいて、前記回転電機は、前記固定子巻線における各相の相巻線に対して電力を入出力させる電力端子を備え、前記第１ハウジングにおいて前記固定子コアよりも前記変速機側の位置に、前記電力端子を挿通させる挿通孔が形成されている。

回転電機の第１ハウジングにおいて固定子コアよりも変速機側に挿通孔が形成され、その挿通孔に電力端子が挿通させている構成では、その挿通孔により、固定子側から変速機側への熱の伝わりを抑制することができる。

第１ハウジングには周方向の全周のうち一部分に挿通孔が設けられているが、その挿通孔は、電動駆動装置の設置状態で、第２ハウジング内に充填されている潤滑油の上面よりも下方となる位置に設けられているとよい。例えば第１ハウジングにおいて鉛直方向下側となる位置に設けられているとよい。これにより、回転電機の第１ハウジングから第２ハウジング内の潤滑油への熱の伝わりが抑制される。

手段１０では、手段１乃至９のいずれか１つにおいて、車両における左右の各車輪の回転動力を生じさせる動力装置として用いられる電動駆動装置であって、前記第２ハウジング内に、前記各車輪に繋がる一対の出力軸に連結された状態でディファレンシャル装置が設けられている。

変速機の第２ハウジング内にディファレンシャル装置が設けられている場合には、変速機内において潤滑油への熱負荷が増大する。この場合、潤滑油の熱対策が一層重要になるが、上記のとおり変速機に対して固定子を離して配置することで、変速機での潤滑油の熱劣化を適正に抑制することができる。

回転電機の縦断面図。 固定子コアに導体セグメントを挿入する状態を示す説明図。 固定子コアに導体セグメントが組み付けられた状態を示す正面展開図。 コイルエンドの構成を示す斜視図。 変速機の概略構成を示す図。 別例において変速機の概略構成を示す図。 別例における変速機の概略構成を示す図。 別例における変速機の概略構成を示す図。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態における電動駆動装置は、例えば車両動力源としての回転電機を備えるものとなっている。ただし、電動駆動装置は、産業用、車両用、船舶用、航空機用、家電用などとして広く用いられることが可能となっている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

本実施形態に係る電動駆動装置１は、回転電機１０と変速機６０とを一体的に設けることで構成されている。図１は、電動駆動装置１の縦断面を示す縦断面図である。回転電機１０は、インナロータ式（内転式）の多相交流モータであり、例えば同期モータ又は誘導モータである。以下の記載では、回転電機１０の回転軸１１の延びる方向を軸方向とし、回転軸１１を中心とする放射状の方向を径方向とし、回転軸１１を中心とする円周状の方向を周方向としている。

回転電機１０は、回転軸１１に一体回転可能に設けられた回転子１２と、回転子１２を包囲する位置に設けられた固定子１３と、これら回転子１２及び固定子１３を収容するハウジング１４とを備えている。回転子１２及び固定子１３は、径方向に互いに対向した状態で同軸に配置されている。ハウジング１４は、回転子１２及び固定子１３を周方向と軸方向両側とから包囲するように設けられており、具体的には、回転子１２及び固定子１３を周方向から包囲する筒状部１５と、その筒状部１５の軸方向一端側及び他端側にそれぞれ設けられた端板１６，１７とを有している。端板１６，１７は、ボルト等からなる不図示の締結具により筒状部１５に対して固定されている。端板１６，１７のうち、端板１６が変速機６０とは逆側のハウジング端部、端板１７が変速機６０側のハウジング端部となっている。

なお、筒状部１５は、軸方向両側に開口する筒状をなしており、その両端が端板１６，１７によりそれぞれ閉塞されているが、これに代えて、筒状部１５が軸方向一方側に開口する有底筒状をなし、その開口端側が端板１６又は端板１７により閉塞されている構成であってもよい。

ハウジング１４の端板１６，１７において、一方の端板１６には軸受２１が固定され、他方の端板１７にはボス１８を介して軸受２２が固定されている。これら軸受２１，２２により回転軸１１及び回転子１２が回転自在に支持されている。回転軸１１は、端板１６，１７の中心部を貫通するようにして設けられている。

回転子１２は、周知のとおり例えば、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されてなり回転軸１１に固定された回転子コアと、その回転子コアに保持された複数の永久磁石とを有している。また、固定子１３は、円環状の固定子コア３１と、固定子コア３１に巻装状態で一体化された多相の固定子巻線３２とを備えている。固定子コア３１は、円環状の複数の電磁鋼板を軸方向に積層し、カシメ等により固定することで構成されている。固定子巻線３２は、例えば３相巻線であり、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線が星形結線（Ｙ結線）されることで構成されている。固定子１３は、回転子１２の径方向外側に所定のエアギャップを隔てて対向配置されている。固定子巻線３２の軸方向両端は、それぞれコイルエンド３３Ａ，３３Ｂとなっている。

固定子１３は、固定子コア３１がハウジング１４の筒状部１５の内周側に嵌め込まれた状態で、ハウジング１４に対して固定されている。固定子コア３１は、筒状部１５に焼嵌め、圧入などの手段により締め代をもって固定されているとよい。

筒状部１５には、冷媒を流通させる環状の冷媒通路２４が設けられている。冷媒通路２４は、不図示の入口部と出口部との間において冷媒が周方向に流れるように設けられている。なお、冷却水を冷媒として用いる以外に、潤滑油などの液体を冷媒として用いることが可能である。冷媒通路２４は、軸方向において固定子コア３１と径方向内外に重複する位置に設けられている。

上記構成の回転電機１０は、不図示のインバータや制御部により固定子巻線３２の通電状態が制御されるようになっており、その通電制御により、力行時及び発電時のトルクが制御される。

本実施形態では、固定子１３の構成として、複数の導体セグメントを用いたセグメントコイル構造を採用しており、以下にその構成を説明する。図２は、固定子コア３１に導体セグメント４０を挿入する状態を示す説明図であり、図３は、固定子コア３１に導体セグメント４０が組み付けられた状態を示す正面展開図である。なお、図３には、説明の便宜上、３相のうち１相の導体セグメント４０のみを示している。

図２に示すように、固定子コア３１は、円環状のバックコア３５と、バックコア３５から径方向内側に突出する複数のティース３６とを有し、隣り合うティース３６の間に、周方向並ぶ複数のスロット３７が形成されている。各スロット３７は、周方向に所定個ずつ（例えば２個ずつ）繰り返し配置されたＵ相スロット、Ｖ相スロット及びＷ相スロットよりなる。スロット３７は、固定子コア３１の径方向を長手として延びる開口形状をなし、そのスロット長手方向、すなわち径方向に複数の導体セグメント４０を並べて配置可能となっている。

導体セグメント４０は、略Ｕ字状をなし、一対の直線部４１と、一対の直線部４１どうしを繋ぐように屈曲形成されたターン部４２とを有している。一対の直線部４１は、固定子コア３１の軸方向の厚さよりも大きい長さを有している。ターン部４２は、固定子コア３１の端面に対して所定の角度で傾斜した一対の傾斜部４３を有している。導体セグメント４０は、横断面が矩形状をなす導体（対向する一対の平面部を有する導体）を絶縁被膜により被覆した平角導線を用いて構成され、略Ｕ字形状に塑性変形させることで形成されている。

固定子コア３１には、複数の導体セグメント４０が径方向に一列に並べられた状態でスロット３７内に挿入されている。導体セグメント４０の一対の直線部４１は、それぞれスロット３７内における径方向位置が異なり、一方の直線部４１が径方向にｎ番目の層に配置されるとともに、他方の直線部４１がｎ＋１番目の層に配置される。また、固定子コア３１には、例えば周方向に隣接して同相の２個ずつのスロット３７Ａ，３７Ｂが設けられ、そのスロット３７Ａ，３７Ｂには、２個１組の導体セグメント４０Ａ，４０Ｂが挿入配置される。この場合、２個の導体セグメント４０Ａ，４０Ｂの各々の直線部４１は、周方向に１スロットずつずらしながら、１磁極ピッチ離れた各スロット３７に挿入される。なお、スロット３７内には、固定子コア３１と導体セグメント４０との間を電気絶縁する絶縁シート３８が設けられている。

図３に示すように、固定子コア３１には、導体セグメント４０が周方向に並べて配置されており、固定子コア３１の軸方向両端のうち一方側がコイルエンド３３Ａ、他方側がコイルエンド３３Ｂとなっている。このうちコイルエンド３３Ａは、導体セグメント４０のターン部４２により形成されている。また、コイルエンド３３Ｂは、導体セグメント４０の一対の直線部４１においてターン部４２とは逆側の端部を、異なる導体セグメント４０どうしで接合することで形成されている。

コイルエンド３３Ｂについてより詳しくは、導体セグメント４０において、固定子コア３１から軸方向外側へ延出した一対の直線部４１の端部が、固定子コア３１の端面に対して所定の角度をもって斜めに斜行するように互いに周方向反対側へ捻られ、略半磁極ピッチ分の長さの捻り部４５が形成されている。そして、導体セグメント４０の２つずつの捻り部４５の端部どうしが溶接により接合されることで、接合部４６が形成されている。接合部４６では、各導体セグメント４０の端部が、絶縁被膜から露出した導体露出部４７となっており、その導体露出部４７どうしが重ね合わされた状態で互いに接合されている。接合部４６では、捻り部４５よりも導体セグメント４０が軸方向に平行となる向き（例えば軸方向に平行な向き）で設けられている。

このように固定子コア３１に複数の導体セグメント４０が組み付けられ、その導体セグメント４０どうしが所定のパターンで接続されることにより、固定子コア３１に固定子巻線３２が巻装された状態となっている。コイルエンド３３Ａが第１コイルエンドに相当し、コイルエンド３３Ｂが第２コイルエンドに相当する。

ここで、コイルエンド３３Ａ，３３Ｂを比べると、導体セグメント４０を用いた巻線構造に起因して、各コイルエンド３３Ａ，３３Ｂで固定子コア３１の軸方向端面からの軸方向の突出寸法が相違している。具体的には、コイルエンド３３Ａの突出寸法をＨ１、コイルエンド３３Ｂの突出寸法をＨ２とすると、それらはＨ１＜Ｈ２となっている。

つまり、上述したとおりコイルエンド３３Ａは、導体セグメント４０のターン部４２により形成されているのに対し、コイルエンド３３Ｂは、導体セグメント４０の各直線部４１の端部どうしを接合することで形成されている。この場合、コイルエンド３３Ｂでは、導体セグメント４０の各直線部４１の端部どうしを重ね合わせることや、その状態で溶接等の作業が必要になること等により、コイルエンド３３Ａに比べて軸方向の突出寸法（軸長）が大きくなっている。接合手段として溶接を用いる場合には特に、溶接作業時に固定子コア３１からの絶縁距離を確保する必要があることや、セグメント端部での溶接代を確保する必要があることから、その突出寸法が大きくなることが考えられる。図１で言えば、左右方向が軸方向であり、その軸方向において右側がコイルエンド３３Ａ、左側がコイルエンド３３Ｂとなっている。

図４（ａ）〜（ｃ）は、コイルエンド３３Ｂの構成を示す斜視図である。図４（ａ）に示すように、各導体セグメント４０により形成される接合部４６は、互いに離間し、かつ周方向及び径方向のそれぞれに整列した状態で設けられている。かかる構成において、図４（ｂ）に示すように、各接合部４６に対して個別に、絶縁材料（合成樹脂）により形成される絶縁被膜４８を設ける構成としてもよい。また、図４（ｃ）に示すように、各接合部４６をまとめて樹脂モールドして環状の絶縁層４９を形成する構成としてもよい。

また、図１において、コイルエンド３３Ｂ側（図の軸方向左側）には、固定子巻線３２における各相の相巻線の端部が互いに接続された中性点接続部５１が設けられている。中性点接続部５１では、例えば、各相の相巻線の端部が重ね合わされた状態で溶接により互いに接合されている。

また、同じくコイルエンド３３Ｂ側には、各相の相巻線に対して電力を入出力させるバスバー５２が設けられている。バスバー５２は、各相の相巻線ごとに設けられ、相ごとに相巻線の端部に接続されている。なお、相ごとの各バスバー５２を樹脂モールド等により一体化し、バスバーモジュールとして構成することも可能である。各相のバスバー５２は、固定子巻線３２に対する電力の入出力を行わせる電力端子５３に接続されている。

電力端子５３は、ハウジング１４の筒状部１５に設けられた挿通孔５４を通じてハウジング外に引き出され、不図示の電力ハーネスに接続されるようになっている。電力端子５３は、例えば３相分の電力経路を横並びに配置して構成されており、その電力端子５３を挿通させるべく、挿通孔５４も横長に形成されている。本実施形態では、ハウジング１４の筒状部１５において、周方向が長手となる向きで挿通孔５４が形成されている。なお、挿通孔５４には電力端子５３との隙間を埋めるシール材が充填されている。

電動駆動装置１は、車両における左右の各車輪の回転動力を生じさせる動力装置として用いられるものであり、回転電機１０で生じる動力は、変速機６０を介して車両の車輪側に伝達され、その動力により車両の走行が可能となっている。特に本実施形態では、変速機６０にディファレンシャル装置を設け、そのディファレンシャル装置により左右の車輪に対する動力配分を可能とする構成としている。

図１に示すように、変速機６０は、回転電機１０の動力を伝達する動力伝達部６１と、ディファレンシャル装置６２と、それらを収容するハウジング６３とを有している。ハウジング６３内には、動力伝達部６１及びディファレンシャル装置６２を潤滑する潤滑油Ｌｂが充填されている。ハウジング６３内には、その容積の一部となる量の潤滑油Ｌｂが充填されている。ハウジング６３は、軸方向一方側に平板状の端板部６３ａを有しており、その端板部６３ａと回転電機１０の端板１７とが当接した状態で、ボルト等の締結具により互いに結合されることにより、回転電機１０と変速機６０とが一体化されている。

本実施形態では、変速機６０において、回転電機１０の回転軸１１に一体に設けられた回転入力部６４から回転電機１０の回転が入力され、その回転が、動力伝達部６１及びディファレンシャル装置６２を介して左右一対の出力軸６５Ａ，６５Ｂから出力される構成となっている。回転入力部６４（回転軸１１）の回転は、減速又は増速されて各出力軸６５Ａ，６５Ｂから出力される。各出力軸６５Ａ，６５Ｂの回転により左右の各車輪が回転する。なお図１には、回転電機１０と変速機６０とが同軸であり、出力軸６５Ａ，６５Ｂのうち一方の出力軸６５Ａが、回転軸１１の中空部１１ａ内を貫通して設けられる構成が概略的に示されている。

詳細な図示は省略するが、回転電機１０及び変速機６０の結合部分において、回転軸１１は、回転電機１０及び変速機６０の各ハウジング１４，６３に設けられた孔に挿通されており、各ハウジング１４，６３の孔内周面と回転軸１１の外周面との間に設けられた摺動シール等のシール部材により、回転電機１０側と変速機６０側とを遮断した状態で回転可能となっている。

本実施形態では、図１に示すように、回転軸１１が水平方向に延びる向きとなるようにして回転電機１０が車両等に搭載されることを想定しており、変速機６０のハウジング６３内には、動力伝達部６１の一部を浸漬させ、かつ回転入力部６４を浸漬させない状態とする量の潤滑油Ｌｂが充填されている。この場合、車両の加減速に伴う油面の変化を考慮し、車両の加減速に伴う油面の上昇時にも回転入力部６４が浸漬されないように油量が調整されているとよい。なお、ハウジング６３には、潤滑油Ｌｂの量を調整可能とする油抜き孔が設けられているとよい。

ここで、変速機６０の構成例を、図５の概略図を用いて説明する。図５に示す変速機６０では、動力伝達部６１としてダブルピニオン式の遊星歯車機構７０を用いる構成としている。遊星歯車機構７０は、内歯を有するリングギア７１と、外歯を有するサンギア７２と、互いに同軸に設けられた一対のピニオンギア７３，７４と、その一対のピニオンギア７３，７４を回転可能に支持するキャリア７５とを有している。リングギア７１は、ハウジング６３に固定されている。サンギア７２は、回転電機１０の回転軸１１に一体化された回転入力部６４として設けられているとよい。一対のピニオンギア７３，７４は、一方がリングギア７１に噛み合い、他方がサンギア７２に噛み合う構成となっている。各ピニオンギア７３，７４はそれぞれ複数個ずつ設けられていてもよい。キャリア７５は、ディファレンシャル装置６２のデフケース８１に固定されている。

なお、回転入力部６４をスプラインにより構成し、そのスプラインにサンギア７２を固定する構成であってもよい。

また、ディファレンシャル装置６２は、デフケース８１と、デフケース８１内に設けられた複数のピニオンギア８２と、同じくデフケース８１内に設けられ、スプライン嵌合や圧入等により左右の出力軸６５Ａ，６５Ｂにそれぞれ結合されている一対のサイドギア８３とを備えている。

変速機６０において、回転軸１１は軸受８５により回転可能に支持され、キャリア７５は軸受８６により回転可能に支持され、デフケース８１は軸受８７により回転可能に支持されている。

上記構成の変速機６０では、回転軸１１の回転時（回転子１２の回転時）に、サンギア７２の回転に応じて各ピニオンギア７３，７４が回転するとともに、そのピニオンギア７３，７４の回転に伴いキャリア７５と共にデフケース８１が一体回転する。このとき、回転軸１１の回転が遊星歯車機構７０にて定められた所定の減速比で減速され、減速後の回転速度でデフケース８１と共に左右の各出力軸６５Ａ，６５Ｂが回転する。なお、例えば車両のコーナ走行時において、左右の各出力軸６５Ａ，６５Ｂで回転速度差が生じる場合には、ディファレンシャル装置６２により左右の動力の振分が適宜行われる。

本実施形態の電動駆動装置１では、変速機６０において回転電機１０で生じた熱に起因する潤滑油Ｌｂの熱劣化が懸念されるため、潤滑油Ｌｂの熱劣化対策が施されており、以下にはその対策について説明する。

上述したとおり、回転電機１０の固定子１３では、軸方向一方側及び他方側のコイルエンド３３Ａ，３３Ｂにおいて、固定子コア３１の軸方向端面からの軸方向の固定子巻線３２の突出寸法が相違しており、コイルエンド３３Ｂでは、コイルエンド３３Ａに比べて軸方向の突出寸法（軸長）が大きくなっている。そのため、図１に示すように、コイルエンド３３Ｂを変速機６０側（図の左側）、コイルエンド３３Ａを変速機６０の逆側（図の右側）にして回転電機１０を変速機６０に組み付けた構成では、その逆にコイルエンド３３Ａを変速機６０側にした構成と比べて、固定子コア３１から変速機６０までの離間距離が大きくなっている。

より具体的には、コイルエンド３３Ｂには、導体セグメント４０の端部どうしが接合された接合部４６が設けられている。この場合、導体セグメント４０の接合部４６では、導体露出部４７どうしが重ね合わされた状態で互いに接合されていることから、ターン部４２側（コイルエンド３３Ａ側）と比べて、固定子巻線３２の軸方向突出量が大きくなっている。

また、導体セグメント４０の端部どうしが溶接により接合されているため、例えば熱の影響を考慮して導線長を長くすることにより、固定子コア３１から溶接部分（接合部４６）までの離間距離が大きくなり、やはり固定子巻線３２の軸方向突出量が大きくなっている。

また上記以外に、図１に示す回転電機１０では、固定子コア３１から変速機６０までの離間距離を大きくすることに貢献する構成として、コイルエンド３３Ｂ側に、固定子巻線３２の中性点接続部５１が設けられるとともに、各相の相巻線に接続されたバスバー５２が設けられている。

固定子巻線３２への通電に伴う発熱により固定子１３が高温になると、その熱が固定子コア３１からハウジング１４に伝わり、そのハウジング１４を介して変速機６０側に伝達されると考えられるが、固定子コア３１から変速機６０までの離間距離を大きくしたことにより、変速機６０に対する伝熱量の低減を図ることができる。この場合、回転電機１０においてコイルエンド３３Ｂを変速機６０側にする構成と、その逆にコイルエンド３３Ａを変速機６０側にする構成（コイルエンド３３Ｂを反変速機側にする構成）とは、回転電機１０としての軸長を変えるものではなく、回転電機１０の大型化が回避できるものとなっている。

また、筒状部１５に設けられた冷媒通路２４では、軸方向に見てその通路開口が固定子コア３１よりも外側に拡張されており、固定子コア３１よりも軸方向外側にはみ出たはみ出し量が、コイルエンド３３Ａ側とコイルエンド３３Ｂ側とで異なっている。図１において、コイルエンド３３Ａ側のはみ出し量Ｄ１と、コイルエンド３３Ｂ側のはみ出し量Ｄ２とを比べると、Ｄ１＜Ｄ２となっている。言うなれば、冷媒通路２４の通路開口は、コイルエンド３３Ｂ側において軸方向に固定子コア３１よりも変速機６０側に延びるように設けられており、通路開口においてコイルエンド３３Ｂ側で固定子コア３１よりも軸方向外側に延びる長さが、コイルエンド３３Ａ側で固定子コア３１よりも軸方向外側に延びる長さより大きくなっている。なお、コイルエンド３３Ｂ側でのみ、通路開口が固定子コア３１よりも軸方向外側にはみ出ている構成としてもよい。

この場合、固定子１３で生じた熱は筒状部１５を経由して変速機６０側に伝達され、その際、筒状部１５に冷媒通路２４が設けられていることにより、固定子１３側から変速機６０側への熱の伝わりが抑制される。また特に、冷媒通路２４の通路開口において、コイルエンド３３Ｂ側のはみ出し量Ｄ２がコイルエンド３３Ａ側のはみ出し量Ｄ１よりも大きいため、固定子１３側から変速機６０側への熱の伝わりが効率よく抑制されるとともに、通路容積が過剰に大きくなることなく適切な冷却が行われる。

さらに、回転電機１０のハウジング１４には、固定子コア３１よりも変速機６０側に挿通孔５４が設けられているため、その挿通孔５４により、固定子１３側から変速機６０側への熱の伝わりが阻害される。
この場合、ハウジング１４の筒状部１５には周方向の全周のうち一部分に挿通孔５４が設けられているが、その挿通孔５４は、電動駆動装置１の設置状態で、ハウジング６３内に充填されている潤滑油Ｌｂの上面よりも下方となる位置に設けられているとよい。例えばハウジング１４において鉛直方向下側となる位置に設けられているとよい。これにより、回転電機１０のハウジング１４からハウジング６３内の潤滑油Ｌｂへの熱の伝わりが抑制される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

回転電機１０の固定子巻線３２において一方のコイルエンド３３Ａに、各相の導線が屈曲形成されたターン部４２を設けるとともに、他方のコイルエンド３３Ｂに、同相の導線の端部どうしが互いに接合された接合部４６を設け、コイルエンド３３Ｂを変速機６０側、コイルエンド３３Ａを変速機６０の逆側として、回転電機１０を変速機６０に一体化する構成とした。この場合、各コイルエンド３３Ａ，３３Ｂでは、導線を周方向に繋ぐ構造の違いにより軸方向の突出寸法が相違しており、導線どうしの接合部４６を有する側のコイルエンド３３Ｂでは、各相の導線が屈曲形成されたコイルエンド３３Ａに比べて軸方向の突出寸法が大きくなっている。そのため、コイルエンド３３Ｂを変速機６０側として回転電機１０を変速機６０に一体化した構成では、その逆にコイルエンド３３Ａを変速機６０側として回転電機１０を変速機６０に一体化した構成に比べて、変速機６０に対して固定子１３（詳しくは固定子コア３１）を離して配置することができる。またこの場合、固定子１３の軸方向長さを同一にしたまま、すなわち回転電機１０の軸長を大きくすることなく、固定子１３を変速機６０から離して配置することが可能となる。その結果、電動駆動装置１において大型化を抑制しつつ変速機６０における潤滑油の熱劣化を抑制することができる。

固定子巻線３２として、一対の直線部４１とターン部４２とを有する複数の導体セグメント４０を用い、コイルエンド３３Ｂに、導体セグメント４０における直線部４１どうしの接合部４６を含ませる構成とした。この場合、コイルエンド３３Ｂを変速機６０側として回転電機１０を変速機６０に一体化した構成において、変速機６０に対して固定子１３を離して配置する構成を好適に実現することができる。

なお、固定子１３において導体セグメント４０を用いて固定子巻線３２を構成する場合には、固定子１３でのコイル占積率の向上を見込むことができ、電流出力密度の向上に伴う発熱量の増加が懸念される。この点、上記のとおり固定子１３を変速機６０から離して配置することで、変速機６０での潤滑油の熱対策を好適に実施することができる。

接合部４６において、導線の端部どうしが溶接により接合されている構成としたため、溶接接合を行う上で必要となる軸方向の導線長を利用しつつ、固定子１３を変速機６０から離して配置した構成を好適に実現できる。

固定子巻線３２において、接合部４６を絶縁材料により被覆する構成とした。これにより、コイルエンド３３Ｂでの各導線の絶縁性能が向上するとともに、コイルエンド３３Ｂから変速機６０側への伝熱が抑制される。

固定子巻線３２の中性点接続部５１をコイルエンド３３Ｂ側に設ける構成とした。また、各相の相巻線に対して電力を入出力させるバスバー５２をコイルエンド３３Ｂ側に設ける構成とした。これらの構成により、固定子１３が変速機６０から離して配置されることとなり、変速機６０での潤滑油の熱対策を好適に実施することができる。

固定子巻線３２の導線として平角導線が用いられている構成では、固定子１３における導体占積率を増加させ電流量を増加させることで、回転電機１０の出力密度を増加させることが可能となる。ただしその反面、高出力密度化により回転電機１０の体積あたり発熱量が増加し、変速機６０の潤滑油について熱劣化の懸念が大きくなる。この点、上記のとおり熱対策を付加したため、回転電機１０での出力性能の向上を図りつつも変速機６０での潤滑油の熱劣化を好適に抑制することができる。

冷媒通路２４の通路開口を、コイルエンド３３Ｂ側でのはみ出し量Ｄ２がコイルエンド３３Ａ側でのはみ出し量Ｄ１よりも大きくなるように構成したため、固定子１３側から変速機６０側への熱の伝わりを効率よく抑制できるとともに、通路容積を過剰に大きくすることなく適切な冷却を行うことができる。なお、冷媒通路２４の通路容積の過剰な拡大が抑制されることから、冷媒を流通させるためのポンプ負荷の増大が抑制される。

変速機６０のハウジング６３内に、動力伝達部６１の一部を浸漬させ、かつ回転入力部６４を浸漬させない状態とする量の潤滑油Ｌｂが充填される構成とした。この場合、回転入力部６４は、ギア等を含む動力伝達部６１よりも、回転電機１０からの熱により高温になりやすいが、その回転入力部６４が潤滑油Ｌｂに浸漬されないことで、潤滑油Ｌｂの熱劣化が生じにくくなっている。

回転電機１０のハウジング１４において固定子コア３１よりも変速機６０側に、電力端子５３を挿通させる挿通孔５４を設けたため、その挿通孔５４により、固定子１３側から変速機６０側への熱の伝わりを抑制することができる。

変速機６０のハウジング６３内にディファレンシャル装置６２が設けられている場合には、変速機６０内において潤滑油Ｌｂへの熱負荷が増大する。この場合、潤滑油Ｌｂの熱対策が一層重要になるが、上記のとおり変速機６０に対して固定子１３を離して配置することで、変速機６０での潤滑油の熱劣化を適正に抑制することができる。

回転電機１０及び変速機６０の各ハウジング１４，６３を別体として設け、それを一体化する構成としたため、これら各ハウジング１４，６３を一体成形物として設ける構成に比べて、回転電機１０側から変速機６０側への伝熱を悪くすることができる。これにより、潤滑油Ｌｂの劣化をより一層抑制することができる。

軸方向の突出寸法の大きいコイルエンド３３Ｂでは、同突出寸法の小さいコイルエンド３３Ａに比べて振動ストレスなどへの耐久性が低くなると考えられる。本実施形態では、そのコイルエンド３３Ｂを、変速機６０側、すなわち回転電機１０及び変速機６０のアセンブリにおいて組み付け時の部品割り面となる側に設ける構成とした。これにより、整備性の向上が見込まれる。また一般に、回転電機１０と変速機６０との境界部は、電動駆動装置１の車両への取り付け箇所から離れた位置となり、回転電機１０において変速機６０側の端部は、反変速機側の端部よりも路面振動ストレスの小さい位置になることが考えられる。そのため、コイルエンド３３Ｂを変速機６０側に配置することで、電動駆動装置１の全体としての耐久性向上を図ることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・変速機６０の他の構成を以下に示す。図６に示す変速機６０では、回転電機１０と変速機６０とを同軸式とし、動力伝達部６１としてはすば歯車機構９０を用いる構成としている。ここでは、減速比の異なる複数組（例えば２組）のはすば歯車対を用いる構成としている（後述の図７，図８も同様）。はすば歯車機構９０は、回転軸１１の回転に伴い回転する第１歯車対９１と、その第１歯車対９１の回転に伴いデフケース８１を回転させる第２歯車対９２とを有している。回転軸１１の回転時（回転子１２の回転時）には、各歯車対９１，９２がそれぞれ回転することに伴い各出力軸６５Ａ，６５Ｂが回転軸１１と同軸で回転する。

また、図７に示す変速機６０では、回転電機１０と変速機６０とを多軸式とし、動力伝達部６１としてはすば歯車機構１００を用いる構成としている。はすば歯車機構１００は、回転軸１１の回転に伴い回転する第１歯車対１０１と、その第１歯車対１０１の回転に伴いデフケース８１を回転させる第２歯車対１０２とを有している。回転軸１１の回転時（回転子１２の回転時）には、各歯車対１０１，１０２がそれぞれ回転することに伴い各出力軸６５Ａ，６５Ｂが回転軸１１と異なる軸を中心にして回転する。

図８に示す変速機６０は、動力伝達部６１として図７に示すはすば歯車機構１００を用いており、相違点として、第１歯車対１０１と第２歯車対１０２との軸方向の配置を逆にしている。

・上記実施形態では、変速機６０のハウジング６３内に動力伝達部６１とディファレンシャル装置６２とを収容する構成としたが、これを変更し、ハウジング６３内に動力伝達部６１を収容する構成（すなわちディファレンシャル装置６２を収容しない構成）としてもよい。また、変速機６０に設けられる動力伝達部６１は、ギア式でなくてもよく、例えば摩擦伝達構造を有するものであってもよい。

・回転電機１０において、回転子１２に対して軸方向一方側となる回転軸１１の軸長（回転子１２からの一方の突出長さ）と、軸方向他方側となる回転軸１１の軸長（回転子１２からの他方の突出長さ）とを異ならせ、変速機６０側の回転軸１１の軸長が、反変速機側の回転軸１１の軸長よりも長くなるようにしてもよい。この場合、変速機６０側の回転軸１１の軸長が長いことにより、回転子１２の熱が回転軸１１に伝わる際にその熱が変速機６０側へ伝わりにくくなる。これにより、潤滑油の熱劣化が抑制される。

・上記実施形態では、回転電機１０及び変速機６０の各ハウジング１４，６３を別体で設け、それらを一体化する構成としたが、これを変更し、これらの各ハウジング１４，６３を一体成形物として作製することも可能である。

・上記実施形態では、導体セグメント４０を用いて固定子巻線３２を構成したが、これを変更してもよい。例えば、固定子巻線３２を、固定子コア３１の各スロットに対して、平角導線を屈曲させつつ所定のコイルピッチで巻回させた構成とする。また、各相の相巻線を、複数の部分巻線を直列に接続した構成とする。かかる場合には、各コイルエンド３３Ａ，３３Ｂに、各相の導線を屈曲形成したターン部が設けられるとともに、そのうち一方のコイルエンド３３Ｂに、同相の部分巻線の端部どうしが互いに接合された接合部が設けられる。そして、コイルエンド３３Ｂ（第２コイルエンド）を変速機６０側、コイルエンド３３Ａ（第１コイルエンド）を変速機６０の逆側として、回転電機１０が変速機６０に一体化されているとよい。

・上記実施形態では、固定子巻線３２を３相巻線とし、各相の相巻線を星形結線（Ｙ結線）する構成としたが、これを変更してもよい。固定子巻線３２は、３相の相巻線がΔ結線されている構成であってもよい。また、固定子巻線３２は、３相以外の巻線であってもよい。

・上記実施形態では、インナロータ式の回転電機での適用例を説明したが、これ以外にアウタロータ式の回転電機に適用することも可能である。

１…電動駆動装置、１０…回転電機、１１…回転軸、１２…回転子、１３…固定子、１４…ハウジング（第１ハウジング）、３１…固定子コア、３２…固定子巻線、３３Ａ…コイルエンド（第１コイルエンド）、３３Ｂ…コイルエンド（第２コイルエンド）、４２…ターン部、４６…接合部、６０…変速機、６１…動力伝達部、６３…ハウジング（第２ハウジング）。

Claims (10)

1. 回転軸（１１）と一体に回転自在に設けられた回転子（１２）と、固定子コア（３１）及び多相の固定子巻線（３２）を有する固定子（１３）と、前記回転子及び前記固定子を収容する第１ハウジング（１４）とを備える回転電機（１０）と、
   前記回転軸の回転に伴い回転可能な動力伝達部（６１）と、前記動力伝達部を収容する第２ハウジング（６３）とを備え、前記第２ハウジング内に、前記動力伝達部を潤滑する潤滑油が充填されている変速機（６０）と、
   を備え、前記回転電機における軸方向両側のうち一方の側において前記第１ハウジングに対して前記第２ハウジングが一体的に設けられている電動駆動装置（１）であって、
   前記固定子巻線では、同相となる導線が周方向に所定間隔で配置され、軸方向一端側の第１コイルエンド（３３Ａ）及び他端側の第２コイルエンド（３３Ｂ）において、同相となる導線どうしが接続されており、
   前記第１コイルエンドには、各相の前記導線を屈曲形成したターン部（４２）が設けられ、
   前記第２コイルエンドには、同相の前記導線の端部どうしが互いに接合された接合部（４６）が設けられており、
   前記回転電機が、前記第２コイルエンドを前記変速機の側、前記第１コイルエンドを前記変速機の逆側として前記変速機に一体化されている電動駆動装置。
2. 前記固定子巻線は、前記導線として、一対の直線部（４１）と、その一対の直線部を繋ぐ前記ターン部とを有する複数の導体セグメント（４０）を用い、前記直線部において前記ターン部とは逆側の端部を、異なる前記導体セグメントどうしで接合することで形成されており、
   前記直線部の端部どうしが接合された部分が、前記第２コイルエンドにおける前記接合部である請求項１に記載の電動駆動装置。
3. 前記接合部において、前記導線の端部どうしが溶接により接合されている請求項１又は２に記載の電動駆動装置。
4. 前記固定子巻線は、前記第２コイルエンド側に、前記固定子巻線における各相の相巻線の一端が互いに接続された中性点接続部（５１）を有している請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動駆動装置。
5. 前記固定子巻線における各相の相巻線には、それら各相巻線に対して電力を入出力させるバスバー（５２）が接続されており、前記バスバーが前記第２コイルエンド側に設けられている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動駆動装置。
6. 前記導線として平角導線が用いられている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電動駆動装置。
7. 前記第１ハウジングは、前記固定子コアが組み付けられる筒状部（１５）を有し、
   前記筒状部には、冷媒を流通させる環状の冷媒通路（２４）が設けられており、
   前記冷媒通路の通路開口は、前記第２コイルエンド側において軸方向に前記固定子コアよりも前記変速機側に延びるように設けられており、前記通路開口において前記第２コイルエンド側で前記固定子コアよりも軸方向外側に延びる長さは、前記第１コイルエンド側で前記固定子コアよりも軸方向外側に延びる長さより大きい請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電動駆動装置。
8. 前記変速機は、前記回転電機における前記回転軸の回転を入力し前記動力伝達部に伝える回転入力部（６４）を有しており、
   前記第２ハウジング内には、前記動力伝達部の一部を浸漬させ、かつ前記回転入力部を浸漬させない状態とする量の潤滑油が充填されている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電動駆動装置。
9. 前記回転電機は、前記固定子巻線における各相の相巻線に対して電力を入出力させる電力端子（５３）を備え、
   前記第１ハウジングにおいて前記固定子コアよりも前記変速機側の位置に、前記電力端子を挿通させる挿通孔（５４）が形成されている請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電動駆動装置。
10. 車両における左右の各車輪の回転動力を生じさせる動力装置として用いられる電動駆動装置であって、
    前記第２ハウジング内に、前記各車輪に繋がる一対の出力軸（６５Ａ，６５Ｂ）に連結された状態でディファレンシャル装置（６２）が設けられている請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電動駆動装置。

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