JP2023064742A - 車両駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転電機と動力伝達機構とを備える車両駆動装置において、回転電機の非接続側における省スペース化又は他の部材の配置自由度の向上を図る。【解決手段】回転電機と、動力伝達機構と、回転軸方向で回転電機及び動力伝達機構の間に壁部を有する収容部材と、ポンプとを備え、回転子は、積層鉄心と、中空のシャフトとを有し、シャフトは、回転軸部材の外周面にスプライン嵌合する内周面に有し、かつ、内周面と外周面とを連通させる径方向の孔部を有し、壁部は、ポンプから吐出される液体冷媒をスプライン嵌合部又はその近傍に滴下又は噴出する冷媒路を有し、回転電機の駆動時に、冷媒路から滴下又は噴出される液体冷媒は、スプライン嵌合部の隙間を介してシャフトの内部へと供給され、かつ、シャフトの内部から孔部を介して径方向外側へ噴出される、車両駆動装置が開示される。【選択図】図2
Description
本開示は、車両駆動装置に関する。
回転電機と動力伝達機構とを備える車両駆動装置において、回転電機における動力伝達機構に接続される側とは反対側(以下、「回転電機の非接続側」とも称する)から回転子の中空のシャフト内に油を供給することで、回転子コア等を冷却する技術が知られている。
しかしながら、上記のような従来技術では、回転電機の非接続側に比較的複雑な冷媒路構造を形成する必要があり、回転電機の非接続側における省スペース化に対する制約や、回転電機の非接続側における他の部材の配置自由度の低下を招くおそれがある。
そこで、1つの側面では、本開示は、回転電機と動力伝達機構とを備える車両駆動装置において、回転電機の非接続側における省スペース化又は他の部材の配置自由度の向上を図ることを目的とする。
1つの側面では、回転子及び固定子を備える回転電機と、
回転軸部材を備える動力伝達機構と、
前記回転電機及び前記動力伝達機構を収容し、回転軸方向で前記回転電機及び前記動力伝達機構の間に壁部を有する収容部材と、
前記収容部材に支持され、液体冷媒を吐出するポンプと、を備え、
前記回転子は、前記回転軸方向に貫通孔を有する積層鉄心と、前記貫通孔の内径に嵌合される中空のシャフトとを有し、
前記シャフトは、前記回転軸部材の外周面にスプライン嵌合する内周面を有し、かつ、内周面と外周面とを連通させる径方向の孔部を有し、
前記壁部は、前記ポンプから吐出される液体冷媒を、前記回転軸部材と前記シャフトとのスプライン嵌合部に供給する冷媒路を有し、
前記回転電機の駆動時に、前記冷媒路から供給される液体冷媒は、前記スプライン嵌合部の隙間を介して前記シャフトの内部へと供給され、かつ、前記シャフトの内部から前記孔部を介して径方向外側へ噴出される、車両駆動装置が提供される。
回転軸部材を備える動力伝達機構と、
前記回転電機及び前記動力伝達機構を収容し、回転軸方向で前記回転電機及び前記動力伝達機構の間に壁部を有する収容部材と、
前記収容部材に支持され、液体冷媒を吐出するポンプと、を備え、
前記回転子は、前記回転軸方向に貫通孔を有する積層鉄心と、前記貫通孔の内径に嵌合される中空のシャフトとを有し、
前記シャフトは、前記回転軸部材の外周面にスプライン嵌合する内周面を有し、かつ、内周面と外周面とを連通させる径方向の孔部を有し、
前記壁部は、前記ポンプから吐出される液体冷媒を、前記回転軸部材と前記シャフトとのスプライン嵌合部に供給する冷媒路を有し、
前記回転電機の駆動時に、前記冷媒路から供給される液体冷媒は、前記スプライン嵌合部の隙間を介して前記シャフトの内部へと供給され、かつ、前記シャフトの内部から前記孔部を介して径方向外側へ噴出される、車両駆動装置が提供される。
1つの側面では、本開示によれば、回転電機と動力伝達機構とを備える車両駆動装置において、回転電機の非接続側における省スペース化又は他の部材の配置自由度の向上を図ることが可能となる。
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率はあくまでも一例であり、これに限定されるものではなく、また、図面内の形状等は、説明の都合上、部分的に誇張している場合がある。
以下では、まず、車両駆動装置100の全体の概要について説明してから、本実施例の特徴の詳細について説明する。
図1は、車両駆動装置100の全体の概要を示すスケルトン図である。図1には、X方向と、X方向に沿ったX1側とX2側が定義されている。X方向は、第1軸A1の方向(以下、「軸方向」とも称する)(回転軸方向の一例)に平行である。
図1に示す例では、車両駆動装置100は、回転電機1と、ケース2と、動力伝達機構7と、を備える。
回転電機1は、車輪Wの駆動源として機能する。なお、変形例では、回転電機1に加えて、エンジン(内燃機関)が車輪Wの駆動源として利用されてもよい。本実施例では、回転電機1は、以下で説明するように、界磁巻線回転電機であるが、界磁巻線に代えて又は加えて、永久磁石が利用されてもよい。
ケース2は、回転電機1及び動力伝達機構7を収容する。ケース2の詳細は後述する。
動力伝達機構7は、回転電機1と車輪Wとを結ぶ動力伝達経路に設けられる。動力伝達機構7は、入力部材3と、カウンタギヤ機構4と、差動歯車機構5と、左右の出力部材6A、6Bと、を備える。
入力部材3は、入力軸31と、入力ギヤ32とを有する。入力軸31は、第1軸A1まわりに回転する回転軸部材である。入力ギヤ32は、回転電機1からの回転トルク(駆動力)をカウンタギヤ機構4に伝達するギヤである。入力ギヤ32は、入力部材3の入力軸31と一体的に回転するように、入力部材3の入力軸31に設けられる。
カウンタギヤ機構4は、動力伝達経路において、入力部材3と差動歯車機構5との間に配置される。カウンタギヤ機構4は、カウンタ軸41と、第1カウンタギヤ42と、第2カウンタギヤ43とを有する。
カウンタ軸41は、第2軸A2まわりに回転する回転軸部材である。第2軸A2は、第1軸A1に平行に延在する。第1カウンタギヤ42は、カウンタギヤ機構4の入力要素である。第1カウンタギヤ42は、入力部材3の入力ギヤ32と噛み合う。第1カウンタギヤ42は、カウンタ軸41と一体的に回転するように、カウンタ軸41に連結される。
第2カウンタギヤ43は、カウンタギヤ機構4の出力要素である。本実施例では、一例として、第2カウンタギヤ43は、第1カウンタギヤ42よりも小径に形成される。第2カウンタギヤ43は、カウンタ軸41と一体的に回転するように、カウンタ軸41に設けられる。
差動歯車機構5は、その回転軸心としての第3軸A3上に配置される。第3軸A3は、第1軸A1に平行に延在する。差動歯車機構5は、回転電機1の側から伝達される駆動力を、左右の出力部材6A、6Bに分配する。差動歯車機構5は、差動入力ギヤ51を備え、差動入力ギヤ51は、カウンタギヤ機構4の第2カウンタギヤ43と噛み合う。また、差動歯車機構5は、差動ケース52を備え、差動ケース52内には、ピニオンシャフトや、ピニオンギヤ、左右のサイドギヤ等が収容される。左右のサイドギヤは、それぞれ、左右の出力部材6A、6Bと一体的に回転するように連結される。
左右の出力部材6A、6Bのそれぞれは、左右の車輪Wに駆動連結される。左右の出力部材6A、6Bのそれぞれは、差動歯車機構5によって分配された駆動力を車輪Wに伝達する。なお、左右の出力部材6A、6Bは、2つ以上の部材により構成されてもよい。
このようにして回転電機1は、動力伝達機構7を介して車輪Wを駆動する。なお、動力伝達機構7の詳細は、入力軸31に対応する回転軸部材を備える限り任意である。例えば、回転軸部材は、車輪に直結される部材であってもよい。また、他の実施例では、遊星歯車機構のような他の動力伝達機構が利用されてもよいし、増速機構を含む動力伝達機構が利用されてもよい。
図2は、回転電機1の全体の概要を示す概略的な断面図であり、回転電機1の回転軸を含む平面による断面図である。図3は、回転電機1の断面の一部を示す概略的な断面図であり、回転電機1の回転軸に垂直な平面による断面図である。図2には、Z方向と、Z方向に沿ったZ1側とZ2側が定義されている。ここでは、Z方向は、上下方向に対応するものとし、Z1側は上側に対応する。なお、Z方向は、必ずしも厳密に鉛直方向と一致する必要はない。
図2では、ケース2の一部が省略され、また、回転電機1以外の構成要素として、車両駆動装置100の入力軸31や、油供給装置8、制御装置9等が併せて示されている。本実施例では、入力軸31は、図2に示すように、中実の回転軸部材である。ただし、入力軸31の一部(例えばX方向X側の端部等)だけに中空部が形成されてもよい。
回転電機1は、ケース2内に、ロータ310及びステータ320を有する。
ケース2は、例えばアルミ等により形成されてよい。ケース2は、鋳造等により形成できる。ケース2は、複数のケース部材の組み合わせにより実現されてよい。本実施例では、ケース2は、モータケース250と、第1カバー部材252と、第2カバー部材253と、ケース部材254とを含む。ケース2は、上述したように、回転電機1及び動力伝達機構7を収容する。また、ケース2は、図2に模式的に示すように、後述するスリップリング318等を更に収容してもよい。
モータケース250は、回転電機1の本体部を収容するモータ収容室SP1を形成する。モータケース250は、回転電機1の径方向外側を囲繞する周壁部を有する形態である。モータケース250は、複数の部材を結合して実現されてもよい。また、モータケース250は、X方向X1側でケース部材254に一体化されてよい。
本実施例では、モータケース250は、軸方向でモータ収容室SP1とギヤ収容室SP2とを仕切る壁部2502を有する。なお、壁部2502は、モータ収容室SP1とギヤ収容室SP2との間を厳密に仕切る必要はなく、後述するように油の行き来が可能な態様で仕切る形態であってよい。
壁部2502は、油を流すための油路81を有する。油路81は、壁部2502における第1軸A1よりも上側に設けられる。具体的には、図2に示すように、油路81は、入力軸31よりも上側に配置される。油路81は、下側の一端が、ケース2(壁部2502)とベアリング241とベアリング243とで囲まれる空間部85に連通し、上側の他端がギヤ収容室SP2に設けられる油路管82に連通する。油路管82は、中空管(パイプ)の形態であり、一端が油路81に接続され、他端が後述する油供給装置8のオイルポンプ80に連通する。なお、図2に示す例では、油路管82は、X2側に向かうにつれて下方になる向きの斜め方向に延在するが、油路管82の延在方向は任意であり、屈曲部等を有してもよい。
第1カバー部材252は、モータケース250のX方向X2側に結合される。第1カバー部材252は、モータ収容室SP1におけるX方向X2側を覆うカバーの形態である。この場合、第1カバー部材252は、モータケース250のX方向X2側の開口部を完全に又は略完全に閉塞する態様で覆ってもよい。なお、モータ収容室SP1の一部は、第1カバー部材252により形成されてもよい。第1カバー部材252には、ロータ310を回転可能に支持するベアリング240が設けられる。
第2カバー部材253は、第1カバー部材252のX方向X2側に設けられる。第2カバー部材253は、第1カバー部材252との間に、回転電機1のスリップリング318を収容する収容室SP3を形成する。
ケース部材254は、モータケース250の壁部2502と協動して、動力伝達機構7を収容するギヤ収容室SP2を形成する。ケース部材254は、モータケース250の壁部2502と協動して、入力軸31を回転可能に支持する。すなわち、入力軸31は、X方向X2側の端部において、ベアリング243を介してモータケース250の壁部2502に回転可能に支持されるとともに、X方向X1側の端部において、別のベアリング(図示せず)を介してケース部材254に対して回転可能に支持されてよい。
ロータ310は、ロータコア312と、ロータシャフト314と、界磁巻線316とを備える。
ロータコア312は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板からなってよい。ロータコア312には、界磁巻線316を形成する導体線が巻回される。ロータコア312は、ロータシャフト314が嵌合される軸方向の貫通孔3120を有する。ロータコア312は、ロータシャフト314の外周面に固定され、ロータシャフト314と一体となって回転する。ロータコア312は、図3に示すように、径方向外側に突出するティース部3122を有する。
ロータシャフト314は、回転電機1の回転軸である第1軸A1を画成する。ロータシャフト314は、ロータコア312が固定される部分よりもX方向X2側において、ケース2の第1カバー部材252にベアリング240を介して回転可能に支持される。なお、ロータシャフト314は、回転電機1の軸方向他端側(X方向X1側)において、ベアリング241を介してモータケース250の壁部2502に回転可能に支持される。このようにして、ロータシャフト314が軸方向両端で回転可能にケース2に支持されてよい。
ロータシャフト314は、図2等に示すように、X方向X1側で入力軸31に動力伝達可能に連結される。具体的には、本実施例では、ロータシャフト314の内周面にはスプライン(以下、「雌スプライン71」と称する)が形成される。ロータシャフト314は、入力軸31の外周面に形成されるスプライン(以下、「雄スプライン72」と称する)と雌スプライン71とが噛み合う態様で、入力軸31にスプライン嵌合(隙間嵌め)される。以下では、このようにしてロータシャフト314と入力軸31とがスプライン嵌合により連結される部分全体を、「スプライン嵌合部70」と称する。
ロータシャフト314は、例えば中空管の形態であり、中空内部3145を有する。中空内部3145は、ロータシャフト314の軸方向の全長にわたり延在してよいが、本実施例では、X方向X2側は閉塞される(中実とされる)。なお、ロータシャフト314は、複数の部材(ピース)により形成されてもよい。
ロータシャフト314の中空内部3145は、軸心油路83として機能する。すなわち、中空内部3145には、後述するように壁部2502の油路81等を介して油が供給される。これにより、ロータシャフト314が冷却されることで、ロータコア312を径方向内側から冷却することが可能である。この結果、ロータコア312を介して界磁巻線316の冷却も可能となる。
ロータシャフト314には、界磁巻線316の軸方向端部3161、3162にそれぞれ油を吐出する径方向の油孔部8311及び油孔部8312が形成される。
油孔部8311は、界磁巻線316の軸方向端部3161に径方向に対向する開口を有し、軸心油路83内の油を界磁巻線316の軸方向端部3161に向けて供給する。なお、図2に示す例では、油孔部8311は、径方向に平行に直線状に延在するが、径方向に対して若干傾斜する斜め方向に直線状に延在してもよい。
油孔部8312は、界磁巻線316の軸方向端部3162に径方向に対向する開口を有し、軸心油路83内の油を界磁巻線316の軸方向端部3162に向けて供給する。なお、図2に示す例では、油孔部8312は、径方向に平行に直線状に延在するが、径方向に対して若干傾斜する斜め方向に直線状に延在してもよい。
なお、図2に示す例では、油孔部8311及び油孔部8312は、ロータシャフト314まわりの同一の周方向位置に形成されているが、異なる周方向位置に形成されてもよい。また、油孔部8311及び油孔部8312は、それぞれ、異なる周方向位置又は軸方向位置に、複数設けられてもよい。
界磁巻線316は、図3に模式的に示すように、ロータコア312のティース部3122まわりに巻回されてなる。界磁巻線316には、後述するように界磁電流が供給される。界磁巻線316は、図2に示すように、ロータコア312の軸方向端面から軸方向外側に突出する部分である軸方向端部3161、3162を形成する。軸方向端部3161は、X方向X1側に位置し、軸方向端部3162は、X方向X2側に位置する。
ロータシャフト314には、スリップリング318が取り付けられる。スリップリング318は、回転コネクタの形態であり、ロータシャフト314と同軸に設けられる。スリップリング318は、ロータシャフト314のX2側の端部に設けられる。スリップリング318は、導体リング3181と、ブラシ3182とを備える。
導体リング3181は、ロータシャフト314と同軸に設けられ、ロータシャフト314とともに回転する。導体リング3181は、界磁巻線316に電気的に接続される。
ブラシ3182は、一端が導体リング3181に摺動可能な態様で電気的に接続される。ブラシ3182は、他端が後述する制御装置9及び高圧バッテリ98に電気的に接続される。
ステータ320は、ステータコア321と、ステータコイル322とを備える。
ステータコア321は、例えば円環状の磁性体の積層鋼板からなってよい。ステータコア321の内周部には、図3に示すように、径方向内側に突出するティース3210が放射状に形成される。
ステータコイル322は、例えば断面平角状又は断面円形状の導体に絶縁被膜が付与された形態であってよい。ステータコイル322は、図3に示すように、ステータコア321のティース3210まわりに巻装される。なお、ステータコイル322は、例えば、1つ以上の並列関係で、Y結線で電気的に接続されてもよいし、Δ結線で電気的に接続されてもよい。
ステータコイル322は、図2に示すように、ステータコア321の軸方向端面から軸方向外側に突出する部分であるコイルエンド部3221、3222を有する。コイルエンド部3221は、X方向X1側に位置し、コイルエンド部3222は、X方向X2側に位置する。
油供給装置8は、回転電機1等に油(「液体冷媒」の一例)を圧送するオイルポンプ80を含む。オイルポンプ80は、ケース2に支持される。オイルポンプ80の配置は任意であり、モータ収容室SP1やギヤ収容室SP2に配置されてもよい。また、オイルポンプ80は、機械式であってもよいし、電動式であってよい。また、油供給装置8は、機械式オイルポンプと、電動式オイルポンプの組み合わせを含んでもよい。また、油供給装置8は、オイルポンプ80から吐出される油の温度を低下させるためのオイルクーラや、ストレーナ等を含んでよい。
制御装置9は、回転電機1に電気的に接続される。制御装置9は、回転電機1を制御する。制御装置9は、例えば収容室SP3に配置されてもよいし、更なる別の収容室(図示せず)に配置されてもよい。
図4は、回転電機1の制御系を示す概略図である。回転電機1の制御装置9は、制御ユニット91と、電力変換回路部92、93とを含む。
制御ユニット91は、ECU(Electronic Control Unit)の形態であってよい。制御ユニット91は、CAN(controller area network)などの適切なバスを介して、車両内の各種の電子部品に電気的に接続される。制御ユニット91は、例えば外部EUC(図示せず)からの制御目標値に係る指令に応じて、電力変換回路部92、93を介して回転電機1を制御する。なお、回転電機1の制御方法の詳細は、任意である。
電力変換回路部92は、例えばインバータであり、車載の高圧バッテリ98と回転電機1のステータコイル322との間に設けられる。電力変換回路部92は、高圧バッテリ98からの電力に基づいて3相交流電流をステータコイル322に供給する。
電力変換回路部93は、例えばDC/DCコンバータであり、車載の高圧バッテリ98と回転電機1の界磁巻線316との間に設けられる。電力変換回路部93は、高圧バッテリ98からの電力に基づいて界磁電流を界磁巻線316に供給する。
ここで、図5~図8を参照して、本実施例の油路構造における油の流れについて、主に、スプライン嵌合部70を介した油の供給態様について説明する。
図5は、図2のQ1部の拡大図である。図5には、油の流れが矢印R500~R510で模式的に示されている。図6は、スプライン嵌合部70の一部を示す断面図である。図7は、一の変形例によるスプライン嵌合部70Aの一部を示す断面図である。
以下では、回転電機1の駆動時における油の流れを説明するが、以下の遠心力に起因した流れ以外の流れは、回転電機1の非駆動時においても実現されうる。
オイルポンプ80から吐出された油は、油路管82を通って壁部2502の油路81に至る(矢印R500参照)。油路81に至る油は、油路81を通って下方に流れ(矢印R502参照)、下端の開口810から、空間部85内へとスプライン嵌合部70又はその近傍に滴下される(矢印R504参照)。スプライン嵌合部70の近傍とは、スプライン嵌合部70よりもX1側であってベアリング243よりもX2側の範囲を含む概念である。なお、油路81を通って下方に流れる油は、下端の開口810から重力の影響で滴下されるが、オイルポンプ80からの油圧の影響で下端の開口810から噴出されてもよい。
このようにして油路81を介して空間部85内へと供給された油は、重力の影響で、空間部85の下側に溜まる。このような空間部85内の油の溜まりは、ベアリング241、243のそれぞれに設けられるプレート部材2411、2431により促進できる。プレート部材2411は、空間部85からベアリング241を介してモータ収容室SP1に漏れうる油を堰き止める機能を有する。プレート部材2411は、図2に模式的に示すように、ベアリング241のインナレースとアウタレースの間の隙間を覆うように設けられる。プレート部材2411は、ベアリング241の全周にわたって設けられる必要はなく、下側の一部の周方向区間に対して設けられてもよい。プレート部材2431は、空間部85からベアリング243を介してギヤ収容室SP2に漏れうる油を堰き止める機能を有する。プレート部材2431は、図2に模式的に示すように、ベアリング243のインナレースとアウタレースの間の隙間を覆うように設けられる。プレート部材2431は、ベアリング243の全周にわたって設けられる必要はなく、下側の一部の周方向区間に対して設けられてもよい。
空間部85内の油の溜まりが比較的多くなり、油の溜まりの上面(油の溜まりの高さ)が、スプライン嵌合部70の隙間S70(図6参照)を超えるほど上昇すると(図5では、空間部85における油をハッチング領域500で図示)、油の溜まりの一部は、スプライン嵌合部70の隙間S70を通ってロータシャフト314の中空内部3145へと至る(矢印R506参照)。なお、空間部85への油の供給状態によっては、油の溜まりの上面が、スプライン嵌合部70の隙間S70を超える状態が維持される場合もありえ、この場合、油の溜まりの一部は、継続的に、スプライン嵌合部70の隙間S70を通ってロータシャフト314の中空内部3145へと至る。
図6に示す例では、スプライン嵌合部70における雌スプライン71及び雄スプライン72の噛み合いは、雄スプライン72の歯先(大径面721)を雌スプライン71の歯元(大径面711)に対して径方向で当接させる大径合わせにより実現されている。この場合、スプライン嵌合部70の隙間S70は、周方向での歯間の隙間S71や、径方向での雄スプライン72の歯元と雌スプライン71の歯先の間の隙間S72を含んでよい。なお、図6には、隙間S72を超える際の油の溜まりの上面(油の溜まりの高さ)の一例を示すラインL700が二点鎖線で模式的に示されている。
また、図7に示す変形例では、入力軸31とロータシャフト314Aの間のスプライン嵌合部70Aにおける雌スプライン71A及び雄スプライン72Aの噛み合いは、歯面合わせにより実現されている。この場合、スプライン嵌合部70Aの隙間S70Aは、径方向での雄スプライン72Aの歯先(大径面721A)と雌スプライン71Aの歯元(大径面711A)の間の隙間S73Aと、径方向での雄スプライン72Aの歯元と雌スプライン71Aの歯先の間の隙間S74Aとを含んでよい。なお、図7には、隙間S73Aを有意に超えている状態の油の溜まりの上面(油の溜まりの高さ)の一例を示すラインL702が二点鎖線で模式的に示されている。
ここで、回転電機1の駆動時は、ロータシャフト314が回転しており、ロータシャフト314の中空内部3145に至る油は、遠心力の作用により、ロータシャフト314の内周面を伝う態様で流れる(矢印R508参照)。ロータシャフト314の内周面を伝う油は、油孔部8311の入口(径方向内側の開口)に至ると、遠心力の作用により、油孔部8311の出口(径方向外側の開口)から径方向外側へと界磁巻線316の軸方向端部3161に向けて噴出される(矢印R510参照)。また、同様に、ロータシャフト314の内周面を伝う流れは、油孔部8312の入口(径方向内側の開口)に至ると、遠心力の作用により、油孔部8312の出口(径方向外側の開口)から径方向外側へと界磁巻線316の軸方向端部3162に向けて噴出される(図示せず)。
このようにしてロータシャフト314の中空内部3145の油が遠心力により径方向外側へと噴出されると、ロータシャフト314の中空内部3145の負圧が高まる。従って、かかる負圧に起因して、上述したスプライン嵌合部70の隙間S70を通ってロータシャフト314の中空内部3145へと至る油の流れ(矢印R506参照)が促進される。このようにして、本実施例によれば、ロータシャフト314の中空内部3145の負圧を利用することで、スプライン嵌合部70の隙間S70を通ってロータシャフト314の中空内部3145へと至る油の流れ(矢印R506参照)を効果的に促進できる。この結果、スプライン嵌合部70の隙間S70を介してロータシャフト314の中空内部3145へと油を供給する場合においても、適切な油の供給量を確保できる。
特に、ロータシャフト314の中空内部3145の負圧は、ロータシャフト314の回転速度(すなわち回転電機1の回転速度)が高速になるほど高くなる。従って、界磁巻線316の温度が比較的高くなりやすい高速回転時に、比較的多くの油を界磁巻線316にかけることができる。
また、本実施例によれば、ロータシャフト314の中空内部3145は上述したようにX方向X2側が閉塞されているので、X方向X2側が開放されている場合よりも負圧が高まりやすい。これにより、スプライン嵌合部70の隙間S70を通ってロータシャフト314の中空内部3145へと至る油の流れ(矢印R506参照)を効果的に促進できる。
このようにして、本実施例によれば、ロータシャフト314のX方向X1側から空間部85及びスプライン嵌合部70を介して、ロータシャフト314の中空内部3145へ油を供給できる。これにより、ロータシャフト314のX方向X2側の油路構造を簡素化又は無くすことができる。この結果、ロータシャフト314のX方向X2側(回転電機1の非接続側)から油を供給するような従来技術(例えば特許文献1参照)に比べて、ロータシャフト314のX方向X2側の省スペース化又は他の用途での利用自由度を高めることができる。すなわち、本実施例によれば、回転電機1と動力伝達機構7とを備える車両駆動装置100において、回転電機1の非接続側における省スペース化又は他の部材の配置自由度の向上を図ることができる。
ここで、本実施例では、ロータシャフト314のX方向X2側(回転電機1の非接続側)において、スリップリング318が設けられている。本実施例では、ロータシャフト314のX方向X2側に、複雑な油路構造を有さないので、ロータシャフト314のX方向X2側に、スリップリング318を配置するためにスペースを容易に確保できる。特に、スリップリング318は、高い防水性(例えば完全防水)が必要となり、比較的大きな配置スペースを必要としうるが、本実施例では、かかる比較的大きな配置スペースの確保が容易となる。
また、本実施例によれば、スプライン嵌合部70の隙間S70を通ってロータシャフト314の中空内部3145へと油を供給するので、スプライン嵌合部70の油潤滑も実現できる。すなわち、動力伝達部であるスプライン嵌合部70に潤滑油として油を安定的に供給でき、スプライン嵌合部70の信頼性(例えば耐摩耗性等)を高めることができる。
また、本実施例によれば、スプライン嵌合部70の隙間S70を通ってロータシャフト314の中空内部3145へと油を供給するので、例えば中空の入力軸を介してロータシャフトの中空内部へと油を供給するような従来構成(図示せず)とは対照的に、入力軸31を中空にする必要がなくなる。この場合、入力軸31を中空の回転軸部材(すなわち油路を形成する中空内部を有する回転軸部材)により実現する場合に比べて、入力軸31の加工コストを低減できる。また、入力軸31を中空の回転軸部材により構成した場合に生じうる不都合(入力軸31の強度/剛性に関する課題)も生じない。ただし、本実施例においても、別の目的で入力軸31を中空の回転軸部材により実現することも可能であり、この点で、入力軸31の設計自由度を高めることができる。
なお、本実施例では、油路81は、1本だけ設けられるが、2本以上設けられてもよい。また、本実施例では、油路81は、鉛直方向に略平行に設けられるが、油に下向きの重力がかかる方向であれば、鉛直方向に対して傾斜して設けられてもよい。
図8は、他の一の変形例によるスプライン嵌合部70Bの一部を示す断面図である。図8に示す例では、入力軸31とロータシャフト314Bの間のスプライン嵌合部70Bは、雌スプライン71Bが欠歯部712Bを有する。この場合、欠歯部712Bによりスプライン嵌合部70Bの隙間S70Bを増大できるので、空間部85(図5参照)から隙間S70Bを通ってロータシャフト314Bの中空内部3145へと至る油の流れ(図5の矢印R506参照)を効果的に促進できる。
このようにして、ロータシャフト314の中空内部3145へと供給される油の必要量に応じて、欠歯部712Bのような欠歯部が1つ又は複数個形成されてもよい。なお、図8に示す例では、雌スプライン71Bが欠歯部712Bを有するが、これに代えて又は加えて、雄スプライン72Bが同様の欠歯部を有してもよい。
次に、図9を参照して、他の実施例による車両駆動装置100Cについて説明する。以下の説明において、上述した実施例による車両駆動装置100と同じであってよい構成要素については、同様の参照符号を付して説明を省略する場合がある。
図9は、他の実施例による回転電機1Cの全体の概要を示す概略的な断面図である。図9には、前出した図2と同様、ケース2Cの一部が省略され、また、回転電機1C以外の構成要素として入力軸31等が併せて示されている。
他の実施例による車両駆動装置100Cは、上述した実施例による車両駆動装置100に対して、回転電機1及びケース2が、それぞれ、回転電機1C及びケース2Cで置換された点が異なる。
本実施例による回転電機1Cは、上述した実施例による回転電機1に対して、埋込磁石式である点が異なり、具体的には、ロータ310がロータ310Cで置換され、かつ、スリップリング318が省略された点が異なる。
ロータ310Cは、上述した実施例のロータ310に対して、ロータコア312がロータコア312Cで置換され、かつ、界磁巻線316に代えて永久磁石315が設けられる点が異なる。
ロータコア312Cは、上述した実施例のロータコア312に対して、界磁巻線316が巻回されるティース部3122に代えて、永久磁石315が挿入される軸方向の磁石孔3124Cが設けられる点が異なる。
永久磁石315は、ロータコア312Cの磁石孔3124Cに挿入される。あるいは、永久磁石315は、ロータコア312Cの外周面に取り付けられてもよい。なお、永久磁石(図示せず)の配列等は任意である。
ケース2Cは、上述した実施例のケース2に対して、第2カバー部材253が無くされ、モータケース250がモータケース250Cで置換され、第1カバー部材252が第1カバー部材252Cで置換された点が異なる。なお、第2カバー部材253は、スリップリング318が省略されたことに伴って省略されている。
モータケース250Cは、上述した実施例のモータケース250に対して、壁部2502が壁部2502Cで置換された点と、軸方向のケース内油路87Cを有する点が異なる。
壁部2502Cは、上述した実施例の壁部2502に対して、油路81が油路81Cで置換された点が異なる。
油路81Cは、上述した実施例の油路81に対して、機能自体は実質的に同じであるが、上側の一端がケース内油路87Cに連通する点が異なる。これに伴い、本実施例においては、上述した実施例の油路管82は省略される。ただし、本実施例においても、壁部2502Cは、上述した実施例の壁部2502と同様の構成であってもよく、この場合、ケース内油路87Cに代えて油路管82が設けられてよい。
ケース内油路87Cは、図9に示すように、ギヤ収容室SP2を形成するモータケース250Cの周壁部に軸方向に延在する態様で形成されてよい。ケース内油路87Cは、X方向X2側の一端が油路81Cに接続され、X方向X1側の他端がオイルポンプ80に連通する。
第1カバー部材252Cは、上述した実施例の第1カバー部材252に対して、スリップリング318が省略されたことに伴う形態の変更があるだけであり、本質的な変更はない。第1カバー部材252Cは、上述した第1カバー部材252と同様、油路構造を備えていなくてよい。
本実施例によっても、上述した実施例と同様の効果が得られる。すなわち、本実施例によっても、ロータシャフト314のX方向X1側から空間部85及びスプライン嵌合部70を介して、ロータシャフト314の中空内部3145へ油を供給できる。これにより、ロータシャフト314のX方向X2側の油路構造を簡素化又は無くすことができる。この結果、ロータシャフト314のX方向X2側(回転電機1の非接続側)から油を供給するような従来技術(例えば特許文献1参照)に比べて、ロータシャフト314のX方向X2側の省スペース化を図ることで、回転電機1CのX方向の体格の低減を図ることができる。
なお、本実施例では、油孔部8311及び油孔部8312のそれぞれから径方向に噴出される油は、ステータ320のコイルエンド部3221、3222に当たることで、コイルエンド部3221、3222の冷却に供される。また、本実施例では、ロータシャフト314の中空内部3145の内周面を伝って流れる油は、永久磁石315の冷却にも寄与することができる。
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。また、各実施例の効果のうちの、従属項に係る効果は、上位概念(独立項)とは区別した付加的効果である。
1C・・・回転電機、2、2C・・・ケース(収容部材)、2502、2502C・・・壁部、7・・・動力伝達機構、9・・・制御装置(制御部)、310、310B・・・ロータ(回転子)、314、314A、314B・・・・・ロータシャフト(シャフト)、3145・・・中空内部(内部)、320・・・ステータ(固定子)、31・・・入力軸(回転軸部材)、312、312B・・・ロータコア(積層鉄心)、3120・・・貫通孔、316・・・界磁巻線(導体線)、70、70A、70B・・・スプライン嵌合部、71、71A、71B・・・雌スプライン、72、72A、72B・・・雄スプライン、712B・・・欠歯部、S70、S70A、S70B・・・隙間、80・・・オイルポンプ(ポンプ)、81、81C・・・油路(冷媒路)、8311、8312・・・油孔部(孔部)、85・・・空間部、100、100C・・・車両駆動装置、241・・・ベアリング(第1軸受け)、243・・・ベアリング(第2軸受け)
Claims (5)
- 回転子及び固定子を備える回転電機と、
回転軸部材を備える動力伝達機構と、
前記回転電機及び前記動力伝達機構を収容し、回転軸方向で前記回転電機及び前記動力伝達機構の間に壁部を有する収容部材と、
前記収容部材に支持され、液体冷媒を吐出するポンプと、を備え、
前記回転子は、前記回転軸方向に貫通孔を有する積層鉄心と、前記貫通孔の内径に嵌合される中空のシャフトとを有し、
前記シャフトは、前記回転軸部材の外周面にスプライン嵌合する内周面を有し、かつ、内周面と外周面とを連通させる径方向の孔部を有し、
前記壁部は、前記ポンプから吐出される液体冷媒を、前記回転軸部材と前記シャフトとのスプライン嵌合部に供給する冷媒路を有し、
前記回転電機の駆動時に、前記冷媒路から供給される液体冷媒は、前記スプライン嵌合部の隙間を介して前記シャフトの内部へと供給され、かつ、前記シャフトの内部から前記孔部を介して径方向外側へ噴出される、車両駆動装置。 - 前記シャフトは、第1軸受けを介して前記収容部材に軸支され、
前記回転軸部材は、前記第1軸受けと前記回転軸方向に間隔を空けて配置される第2軸受けを介して前記収容部材に軸支され、
前記収容部材と前記第1軸受けと前記第2軸受けとで囲まれる空間部に、前記冷媒路が連通する、請求項1に記載の車両駆動装置。 - 前記回転軸部材は中実である、請求項1に記載の車両駆動装置。
- 前記スプライン嵌合部を形成する前記回転軸部材の雄スプライン及び前記シャフトの雌スプラインのうちの少なくともいずれか一方は、欠歯部を有する、請求項1に記載の車両駆動装置。
- 前記回転電機は、前記積層鉄心に導体線が巻回され、前記導体線と前記回転電機の制御部とを接続するスリップリングを備える界磁巻線回転電機であり、
前記スリップリングは、前記シャフトの一方端側に配置され、
前記スプライン嵌合部は、前記シャフトの前記一方端側とは反対側の他方端に配置される、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車両駆動装置。
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