JP2023125607A - 車両用駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】インバータユニットの軸方向の寸法に拠らず、小型化を図り易い車両用駆動装置を提供する。【解決手段】回転電機1と一対の車輪との間での駆動力の伝達を行う動力伝達機構2は、回転電機1の側から伝達される駆動力を一対の車輪に分配する差動歯車機構を備え、当該差動歯車機構は、回転電機1と同軸上に配置され、回転電機1は、動力伝達機構2に対して軸方向第1側L1に配置され、回転電機1を制御するインバータユニット3は、径方向Rに沿う径方向視で、回転電機1及び動力伝達機構2の双方と重複するように配置され、回転電機1のステータ11とインバータユニット3とが、径方向Rに延在する径方向延在部6Rを備えたバスバー6を介して電気的に接続され、径方向延在部6Rは、ステータ11と動力伝達機構2との軸方向Lの間に配置され、回転電機1、動力伝達機構2、及びインバータユニット3を収容するケース9を径方向Rに貫通している。【選択図】図3
Description
本発明は、回転電機と、当該回転電機と一対の車輪との間での駆動力の伝達を行う動力伝達機構と、回転電機を制御するインバータユニットと、を備えた車両用駆動装置に関する。
このような車両用駆動装置の一例が、下記の特許文献1に開示されている。以下、背景技術の説明では、特許文献1における符号を括弧内に引用する。
特許文献1の車両用駆動装置(100)では、インバータユニット(7)が、動力伝達機構(3,4)と径方向(R)に沿う径方向視で重複し、かつ、回転電機(2)と軸方向(L)に沿う軸方向視で重複するように配置されている。こうして、インバータユニット(7)の配置による車両用駆動装置(100)の小型化を図り、当該車両用駆動装置(100)の車両への搭載性を確保している。
特許文献1の車両用駆動装置(100)では、回転電機(2)のステータ(21)とインバータユニット(7)とを接続するバスバー(91,92)が、インバータユニット(7)と同様に、動力伝達機構(3,4)と径方向(R)に沿う径方向視で重複し、かつ、回転電機(2)と軸方向(L)に沿う軸方向視で重複するように配置されている。
このように、特許文献1の車両用駆動装置(100)では、比較的狭いスペースに、インバータユニット(7)とバスバー(91,92)との双方が配置されている。そのため、上記の構成では、インバータユニット(7)の軸方向(L)の寸法が比較的大きい場合には、車両用駆動装置(100)を充分に小型化することが難しかった。
そこで、インバータユニットの軸方向の寸法に拠らず、小型化を図り易い車両用駆動装置の実現が望まれる。
上記に鑑みた、車両用駆動装置の特徴構成は、
ステータ及びロータを備えた回転電機と、
前記回転電機と一対の車輪との間での駆動力の伝達を行う動力伝達機構と、
前記回転電機を制御するインバータユニットと、
前記回転電機、前記動力伝達機構、及び前記インバータユニットを収容するケースと、を備え、
前記動力伝達機構は、前記回転電機の側から伝達される駆動力を一対の前記車輪に分配する差動歯車機構を備え、
前記差動歯車機構は、前記回転電機と同軸上に配置され、
前記ロータの回転軸心に沿う方向を軸方向とし、前記軸方向の一方側を軸方向第1側とし、前記軸方向の他方側を軸方向第2側とし、前記ロータの前記回転軸心に直交する方向を径方向として、
前記回転電機は、前記動力伝達機構に対して前記軸方向第1側に配置され、
前記インバータユニットは、前記径方向に沿う径方向視で、前記回転電機及び前記動力伝達機構の双方と重複するように配置され、
前記ステータと前記インバータユニットとが、前記径方向に延在する径方向延在部を備えたバスバーを介して電気的に接続され、
前記径方向延在部は、前記ステータと前記動力伝達機構との前記軸方向の間に配置され、前記ケースを前記径方向に貫通するように形成されている点にある。
ステータ及びロータを備えた回転電機と、
前記回転電機と一対の車輪との間での駆動力の伝達を行う動力伝達機構と、
前記回転電機を制御するインバータユニットと、
前記回転電機、前記動力伝達機構、及び前記インバータユニットを収容するケースと、を備え、
前記動力伝達機構は、前記回転電機の側から伝達される駆動力を一対の前記車輪に分配する差動歯車機構を備え、
前記差動歯車機構は、前記回転電機と同軸上に配置され、
前記ロータの回転軸心に沿う方向を軸方向とし、前記軸方向の一方側を軸方向第1側とし、前記軸方向の他方側を軸方向第2側とし、前記ロータの前記回転軸心に直交する方向を径方向として、
前記回転電機は、前記動力伝達機構に対して前記軸方向第1側に配置され、
前記インバータユニットは、前記径方向に沿う径方向視で、前記回転電機及び前記動力伝達機構の双方と重複するように配置され、
前記ステータと前記インバータユニットとが、前記径方向に延在する径方向延在部を備えたバスバーを介して電気的に接続され、
前記径方向延在部は、前記ステータと前記動力伝達機構との前記軸方向の間に配置され、前記ケースを前記径方向に貫通するように形成されている点にある。
この特徴構成によれば、インバータユニットが、径方向に沿う径方向視で、回転電機及び動力伝達機構の双方と重複するように配置されている。これにより、車両用駆動装置全体の軸方向の寸法に対して、インバータユニットの軸方向の配置領域を大きく確保することができる。更に、インバータユニットが径方向視で回転電機と動力伝達機構との少なくとも一方と重複しない構成に比べて、車両用駆動装置の軸方向の寸法を小さく抑えることができる。
また、本特徴構成によれば、回転電機のステータとインバータユニットとが、径方向に延在する径方向延在部を備えたバスバーを介して電気的に接続されている。そして、径方向延在部が、ステータと動力伝達機構との軸方向の間に配置され、ケースを径方向に貫通するように形成されている。これにより、上記のインバータユニットの配置を実現しつつ、ステータとインバータユニットとを短い距離で適切に接続することができる。
以上のように、本特徴構成によれば、インバータユニットの軸方向の寸法に拠らず、車両用駆動装置の小型化を図り易い。
また、本特徴構成によれば、回転電機のステータとインバータユニットとが、径方向に延在する径方向延在部を備えたバスバーを介して電気的に接続されている。そして、径方向延在部が、ステータと動力伝達機構との軸方向の間に配置され、ケースを径方向に貫通するように形成されている。これにより、上記のインバータユニットの配置を実現しつつ、ステータとインバータユニットとを短い距離で適切に接続することができる。
以上のように、本特徴構成によれば、インバータユニットの軸方向の寸法に拠らず、車両用駆動装置の小型化を図り易い。
以下では、実施形態に係る車両用駆動装置100について、図面を参照して説明する。図1及び図2に示すように、車両用駆動装置100は、ステータ11及びロータ12を備えた回転電機1と、当該回転電機1と一対の車輪W(図2参照)との間での駆動力の伝達を行う動力伝達機構2と、回転電機1を制御するインバータユニット3(図1参照)と、それらを収容するケース9と、を備えている。
以下の説明では、ロータ12の回転軸心に沿う方向を「軸方向L」とする。そして、軸方向Lの一方側を「軸方向第1側L1」とし、軸方向Lの他方側を「軸方向第2側L2」とする。また、ロータ12の回転軸心に直交する方向を「径方向R」とする。そして、径方向Rにおいて、ロータ12の回転軸心側を「径方向内側R1」とし、その反対側を「径方向外側R2」とする。
図1及び図3に示すように、ケース9には、回転電機1及び動力伝達機構2を収容する第1室C1と、インバータユニット3を収容する第2室C2とが形成されている。本実施形態では、第1室C1は、回転電機1を収容する回転電機室C11と、動力伝達機構2を収容するギヤ室C12とに区画されている。なお、図3は、図1とは周方向(ロータ12の回転軸心を周回する方向)の位置が異なる、軸方向Lに沿う断面図の一部拡大図である。
図1に示すように、本実施形態では、ケース9は、回転電機室C11の少なくとも一部を形成する第1ケース部91と、ギヤ室C12の少なくとも一部を形成する第2ケース部92と、を備えている。第1ケース部91と第2ケース部92とは、互いに軸方向Lに接合されている。本実施形態では、第1ケース部91が、第2ケース部92に対して軸方向第1側L1から接合されている。
本実施形態では、第1ケース部91は、第1周壁部911と、第1側壁部912と、を備えている。第1周壁部911は、回転電機室C11を囲むように形成されている。本実施形態では、第1周壁部911は、回転電機1のステータ11の径方向外側R2を覆う筒状に形成されている。第1側壁部912は、回転電機室C11の軸方向第1側L1を覆うように形成されている。本実施形態では、第1側壁部912は、第1周壁部911の軸方向第1側L1の開口を塞ぐように、第1周壁部911と一体的に形成されている。
本実施形態では、第2ケース部92は、第2周壁部921と、第2側壁部922と、隔壁部923と、を備えている。第2周壁部921は、ギヤ室C12を囲むように形成されている。本実施形態では、第2周壁部921は、動力伝達機構2の径方向外側R2を覆う筒状に形成されている。第2側壁部922は、ギヤ室C12の軸方向第2側L2を覆うように形成されている。本実施形態では、第2側壁部922は、第2周壁部921の軸方向第2側L2の開口を塞ぐように、第2周壁部921と一体的に形成されている。隔壁部923は、回転電機室C11とギヤ室C12とを区画するように形成されている。本実施形態では、隔壁部923は、回転電機1と動力伝達機構2との軸方向Lの間に配置されている。そして、隔壁部923は、第2周壁部921に固定されている。
本実施形態では、第1室C1の回転電機室C11は、第1ケース部91の第1周壁部911及び第1側壁部912と、第2ケース部92の第2周壁部921及び隔壁部923と、によって囲まれた領域である。そして、第1室C1のギヤ室C12は、第2ケース部92の第2周壁部921、第2側壁部922、及び隔壁部923によって囲まれた領域である。
図3に示すように、本実施形態では、ケース9は、第1室C1と第2室C2とを区画する区画壁部93を備えている。本実施形態では、第2室C2は、第1周壁部911及び第2周壁部921に対して径方向外側R2であって、周方向の一部の領域に形成されている。そのため、本実施形態では、第1周壁部911及び第2周壁部921(具体的には、第1周壁部911の一部及び第2周壁部921の一部)が、区画壁部93に相当する。
回転電機1は、一対の車輪W(図2参照)の駆動力源として機能する。回転電機1は、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能とを有している。具体的には、回転電機1は、バッテリやキャパシタ等の蓄電装置(図示を省略)と電気的に接続されている。そして、回転電機1は、蓄電装置に蓄えられた電力により力行して駆動力を発生する。また、回転電機1は、一対の車輪Wの側から伝達される駆動力により発電を行って蓄電装置を充電する。
回転電機1のステータ11は、円筒状のステータコア11aを備えている。ステータコア11aは、非回転部材(ここでは、ケース9)に固定されている。回転電機1のロータ12は、円筒状のロータコア12aを備えている。ロータコア12aは、ステータコア11aに対して回転可能に支持されている。本実施形態では、ロータ12は、ロータコア12aと一体的に回転するように連結されたロータ軸12bを更に備えている。
本実施形態では、回転電機1はインナロータ型の回転電機である。そのため、ロータコア12aが、ステータコア11aに対して径方向内側R1に配置されている。また、ロータ軸12bが、ロータコア12aに対して径方向内側R1に配置されている。
また、本実施形態では、回転電機1は回転界磁型の回転電機である。そのため、ステータ11は、ステータコイル11bを更に備えている。本実施形態では、ステータコイル11bは、ステータコア11aに対して軸方向第1側L1に突出した第1コイルエンド部11cと、ステータコア11aに対して軸方向第2側L2に突出した第2コイルエンド部11dとが形成されるように、ステータコア11aに巻装されている。また、図示は省略するが、ロータコア12aには、永久磁石が設けられている。
本実施形態では、ロータ軸12bは、軸方向Lに沿う軸心を有する筒状に形成されている。また、ロータ軸12bは、ロータコア12aから軸方向Lの両側に突出するように配置されている。本実施形態では、ロータ軸12bにおけるロータコア12aから軸方向第2側L2に突出した部分は、ケース9の隔壁部923を軸方向Lに貫通するように配置されている。そして、ロータ軸12bにおけるロータコア12aから軸方向第2側L2に突出した部分は、第1軸受B1を介して、隔壁部923に対して回転自在に支持されている。また、ロータ軸12bにおけるロータコア12aから軸方向第1側L1に突出した部分は、第2軸受B2を介して、第1側壁部912に対して回転自在に支持されている。
動力伝達機構2は、回転電機1の側から伝達される駆動力を一対の車輪Wに分配する差動歯車機構5を備えている。本実施形態では、動力伝達機構2は、ロータ12の回転を減速して差動歯車機構5に伝達する減速機4を更に備えている。
本実施形態では、減速機4は、第1回転要素E1、第2回転要素E2、第3回転要素E3、及び第4回転要素E4を備えた遊星歯車機構である。そして、減速機4は、第1回転要素E1、第2回転要素E2、第3回転要素E3、及び第4回転要素E4の回転速度の順が記載の順となるように構成されている。ここで、「回転速度の順」とは、各回転要素の回転状態における回転速度の順番のことである。各回転要素の回転速度は、遊星歯車機構の回転状態によって変化するが、各回転要素の回転速度の高低の並び順は、遊星歯車機構の構造によって定まるものであるため一定となる。
第1回転要素E1は、ロータ12と一体的に回転するように連結されている。本実施形態では、第1回転要素E1は、サンギヤSGである。図1に示す例では、サンギヤSGは、溶接等によりロータ軸12bと一体的に回転するように連結されている。
第3回転要素E3は、非回転部材(ここでは、ケース9)に連結されている。第4回転要素E4は、差動歯車機構5の入力要素と一体的に回転するように連結されている。本実施形態では、第3回転要素E3及び第4回転要素E4のそれぞれは、リングギヤである。具体的には、第3回転要素E3は、第1リングギヤRG1である。そして、第4回転要素E4は、第2リングギヤRG2である。本実施形態では、第1リングギヤRG1は、ケース9の隔壁部923に固定されている。
本実施形態では、第2回転要素E2は、キャリヤCRである。キャリヤCRは、互いに一体的に回転する第1ピニオンギヤPG1と第2ピニオンギヤPG2とを回転自在に支持している。第1ピニオンギヤPG1は、サンギヤSGと第1リングギヤRG1とに噛み合っている。第2ピニオンギヤPG2は、第2リングギヤRG2に噛み合っている。また、第2ピニオンギヤPG2は、第1ピニオンギヤPG1よりも小径である。
差動歯車機構5は、回転電機1と同軸上に配置されている。本実施形態では、減速機4も回転電機1と同軸上に配置されている。そして、回転電機1、減速機4、及び差動歯車機構5は、軸方向第1側L1から軸方向第2側L2に向けて、記載の順に配置されている。このように、回転電機1は、動力伝達機構2に対して軸方向第1側L1に配置されている。
本実施形態では、差動歯車機構5は、差動ケース51と、軸部材52と、ピニオンギヤ53と、第1サイドギヤ54と、第2サイドギヤ55と、を備えている。ここでは、ピニオンギヤ53、第1サイドギヤ54、及び第2サイドギヤ55は、いずれも傘歯車である。
差動ケース51は、ピニオンギヤ53、第1サイドギヤ54、及び第2サイドギヤ55を収容するように形成されている。本実施形態では、差動ケース51は、減速機4の第4回転要素E4と一体的に回転するように連結されている。図1に示す例では、差動ケース51は、第4回転要素E4としての第2リングギヤRG2と一体的に回転するように溶接により連結されている。
軸部材52は、径方向Rに沿って延在するように配置されている。そして、軸部材52は、差動ケース51と一体的に回転するように、差動ケース51に支持されている。本実施形態では、複数の軸部材52が径方向Rに沿うように周方向に分散配置された構成(例えば、軸方向Lに沿う軸方向視で、4つの軸部材52が十字状に配置された構成)となっている。
ピニオンギヤ53は、軸部材52により回転自在に支持されている。ピニオンギヤ53は、軸部材52を中心として回転(自転)自在、かつ、差動ケース51の回転軸心を中心として回転(公転)自在に構成されている。本実施形態では、複数の軸部材52のそれぞれに、ピニオンギヤ53が取り付けられている。
第1サイドギヤ54及び第2サイドギヤ55は、ピニオンギヤ53に噛み合っている。第1サイドギヤ54及び第2サイドギヤ55は、差動ケース51の回転軸心を中心として回転するように配置されている。第1サイドギヤ54は、軸部材52に対して軸方向第1側L1に配置されている。そして、第2サイドギヤ55は、軸部材52に対して軸方向第2側L2に配置されている。
本実施形態では、第1サイドギヤ54は、軸方向Lに沿って延在する出力軸部材10を介して、軸方向第1側L1の車輪Wに駆動連結された第1ドライブシャフトDS1と一体的に回転するように連結されている。図1に示す例では、第1サイドギヤ54に対して径方向内側R1に、軸方向第1側L1から出力軸部材10が挿入され、それらがスプライン係合によって互いに連結されている。
出力軸部材10は、減速機4及び回転電機1に対して径方向内側R1を軸方向Lに貫通するように配置されている。本実施形態では、出力軸部材10は、減速機4のサンギヤSG及び回転電機1のロータ軸12bに対して径方向内側R1を軸方向Lに貫通するように配置されている。また、本実施形態では、出力軸部材10は、ケース9の第1側壁部912を軸方向Lに貫通するように配置されている。そして、出力軸部材10は、第3軸受B3を介して、第1側壁部912に対して回転自在に支持されている。
本実施形態では、第2サイドギヤ55は、軸方向第2側L2の車輪Wに駆動連結された第2ドライブシャフトDS2と一体的に回転するように連結されている。図1に示す例では、第2サイドギヤ55に対して径方向内側R1に、軸方向第2側L2から第2ドライブシャフトDS2が挿入され、それらがスプライン係合によって互いに連結されている。
図1及び図3に示すように、インバータユニット3は、径方向Rに沿う径方向視で、回転電機1及び動力伝達機構2の双方と重複するように配置されている。本実施形態では、インバータユニット3は、径方向視で、回転電機1の一部、及び動力伝達機構2の一部と重複するように配置されている。図1に示す例では、インバータユニット3の軸方向Lの配置領域は、回転電機1の軸方向Lの配置領域の一部、減速機4の軸方向Lの配置領域の全体、及び差動歯車機構5の軸方向Lの配置領域の一部と重なっている。ここで、2つの要素の配置に関して、「特定方向視で重複する」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線と直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が2つの要素の双方に交わる領域が少なくとも一部に存在することを指す。なお、インバータユニット3の位置を規定する場合における「径方向R」は、任意の径方向Rではなく、例えば、車両に搭載した状態の車両用駆動装置100の上下方向(図3における上下方向)等の特定の径方向Rである。
図3に示すように、回転電機1のステータ11とインバータユニット3とは、バスバー6を介して電気的に接続されている。バスバー6は、径方向Rに延在する径方向延在部6Rを備えている。径方向延在部6Rは、ステータ11と動力伝達機構2との軸方向Lの間に配置されている。そして、径方向延在部6Rは、ケース9を径方向Rに貫通するように形成されている。本実施形態では、径方向延在部6Rは、ステータ11と動力伝達機構2の減速機4との軸方向Lの間に配置されている。そして、径方向延在部6Rは、ケース9の区画壁部93を径方向Rに貫通するように形成されている。図示の例では、径方向延在部6Rは、区画壁部93の一部を成す第2周壁部921を径方向Rに貫通するように配置されている。
以上のように、車両用駆動装置100は、
ステータ11及びロータ12を備えた回転電機1と、
回転電機1と一対の車輪Wとの間での駆動力の伝達を行う動力伝達機構2と、
回転電機1を制御するインバータユニット3と、
回転電機1、動力伝達機構2、及びインバータユニット3を収容するケース9と、を備え、
動力伝達機構2は、回転電機1の側から伝達される駆動力を一対の車輪Wに分配する差動歯車機構5を備え、
差動歯車機構5は、回転電機1と同軸上に配置され、
回転電機1は、動力伝達機構2に対して軸方向第1側L1に配置され、
インバータユニット3は、径方向Rに沿う径方向視で、回転電機1及び動力伝達機構2の双方と重複するように配置され、
ステータ11とインバータユニット3とが、径方向Rに延在する径方向延在部6Rを備えたバスバー6を介して電気的に接続され、
径方向延在部6Rは、ステータ11と動力伝達機構2との軸方向Lの間に配置され、ケース9を径方向Rに貫通するように形成されている。
ステータ11及びロータ12を備えた回転電機1と、
回転電機1と一対の車輪Wとの間での駆動力の伝達を行う動力伝達機構2と、
回転電機1を制御するインバータユニット3と、
回転電機1、動力伝達機構2、及びインバータユニット3を収容するケース9と、を備え、
動力伝達機構2は、回転電機1の側から伝達される駆動力を一対の車輪Wに分配する差動歯車機構5を備え、
差動歯車機構5は、回転電機1と同軸上に配置され、
回転電機1は、動力伝達機構2に対して軸方向第1側L1に配置され、
インバータユニット3は、径方向Rに沿う径方向視で、回転電機1及び動力伝達機構2の双方と重複するように配置され、
ステータ11とインバータユニット3とが、径方向Rに延在する径方向延在部6Rを備えたバスバー6を介して電気的に接続され、
径方向延在部6Rは、ステータ11と動力伝達機構2との軸方向Lの間に配置され、ケース9を径方向Rに貫通するように形成されている。
この構成によれば、インバータユニット3が、径方向Rに沿う径方向視で、回転電機1及び動力伝達機構2の双方と重複するように配置されている。これにより、車両用駆動装置100全体の軸方向Lの寸法に対して、インバータユニット3の軸方向Lの配置領域を大きく確保することができる。更に、インバータユニット3が径方向視で回転電機1と動力伝達機構2との少なくとも一方と重複しない構成に比べて、車両用駆動装置100の軸方向Lの寸法を小さく抑えることができる。
また、本構成によれば、回転電機1のステータ11とインバータユニット3とが、径方向Rに延在する径方向延在部6Rを備えたバスバー6を介して電気的に接続されている。そして、径方向延在部6Rが、ステータ11と動力伝達機構2との軸方向Lの間に配置され、ケース9を径方向Rに貫通するように形成されている。これにより、上記のインバータユニット3の配置を実現しつつ、ステータ11とインバータユニット3とを短い距離で適切に接続することができる。
以上のように、本構成によれば、インバータユニット3の軸方向Lの寸法に拠らず、車両用駆動装置100の小型化を図り易い。
また、本構成によれば、回転電機1のステータ11とインバータユニット3とが、径方向Rに延在する径方向延在部6Rを備えたバスバー6を介して電気的に接続されている。そして、径方向延在部6Rが、ステータ11と動力伝達機構2との軸方向Lの間に配置され、ケース9を径方向Rに貫通するように形成されている。これにより、上記のインバータユニット3の配置を実現しつつ、ステータ11とインバータユニット3とを短い距離で適切に接続することができる。
以上のように、本構成によれば、インバータユニット3の軸方向Lの寸法に拠らず、車両用駆動装置100の小型化を図り易い。
本実施形態では、バスバー6と回転電機1のステータコイル11bとが、バスリング13を介して電気的に接続されている。バスリング13は、同一相のステータコイル11bを接続するための部材である。本実施形態では、バスリング13は、軸方向Lに沿う軸心を有する円環状に形成されている。例えば、バスリング13は、相毎に設けられた円環状(不連続な円環状を含む)の導体を備える。そして、バスリング13は、ステータコイル11bの第2コイルエンド部11dにおける軸方向第2側L2の端部に取り付けられている。
上記のようなバスリング13を用いることにより、第2コイルエンド部11dの軸方向Lの寸法を小さく抑えることができる。そのため、本実施形態では、バスリング13と減速機4との軸方向Lの間に、比較的大きなスペースを確保できている。そして、このスペースに、バスバー6の径方向延在部6Rが配置されている。これにより、車両用駆動装置100の軸方向Lの寸法を小さく抑えることができる。
図3に示すように、本実施形態では、バスバー6は、回転電機1に接続された第1部分61と、インバータユニット3に接続された第2部分62と、を備えている。本実施形態では、第1部分61及び第2部分62のそれぞれは、板状に形成された導体により構成されている。
第1部分61と第2部分62とは、端子台7により互いに接続されている。端子台7は、回転電機1のステータ11と動力伝達機構2との軸方向Lの間に配置されている。本実施形態では、端子台7は、ステータ11と動力伝達機構2の減速機4との軸方向Lの間に配置されている。
このように、本実施形態では、バスバー6は、回転電機1に接続された第1部分61と、インバータユニット3に接続された第2部分62と、を備え、
第1部分61と第2部分62とを接続するための端子台7が、ステータ11と動力伝達機構2との軸方向Lの間に配置されている。
第1部分61と第2部分62とを接続するための端子台7が、ステータ11と動力伝達機構2との軸方向Lの間に配置されている。
この構成によれば、端子台7によりステータ11とインバータユニット3とを容易かつ適切に接続することができる。また、端子台7がステータ11と動力伝達機構2との軸方向Lの間に配置されているため、車両用駆動装置100の径方向Rの寸法を小さく抑え易い。
本実施形態では、第1部分61は、バスリング13に接続されている。そして、第1部分61は、バスリング13から軸方向第2側L2に延出するように形成されている。また、本実施形態では、第2部分62は、第1部分61との接続部分(端子台7)から軸方向第2側L2に延出し、更に特定の径方向外側R2(図3における上側)に延出するように形成されている。そして、第2部分62における径方向外側R2に延出する部分は、ケース9の区画壁部93(ここでは、第2周壁部921)を貫通し、インバータユニット3に接続されている。このように、本実施形態では、第2部分62の一部が径方向延在部6Rに相当する。
本実施形態では、端子台7は、接続部材71を備えている。本実施形態では、接続部材71は、第1部分61における回転電機1との接続部とは反対側の端部と、第2部分62におけるインバータユニット3との接続部とは反対側の端部とを互いに接合するボルト等により構成されている。本例では、回転電機1は三相交流(U相、V相、W相)で駆動されるため、第1部分61及び第2部分62は、3つずつ設けられている。そのため、本例では、接続部材71も3つ設けられている。
図1及び図3に示すように、本実施形態では、ケース9にサービスホール9aが設けられている。サービスホール9aは、ケース9を径方向Rに貫通するように形成されている。そして、サービスホール9aは、径方向Rに沿う径方向視で、端子台7と重複するように配置されている。本実施形態では、サービスホール9aは、当該サービスホール9aを通して、ケース9の外部から接続部材71を第1部分61及び第2部分62に対して径方向Rに取り付けることができるように形成されている。なお、サービスホール9aの位置を規定する場合における「径方向R」は、任意の径方向Rではなく、例えば、車両用駆動装置100が搭載される車両の前後方向(図1における上下方向、図3における紙面前後方向)等の特定の径方向Rである。
このように、本実施形態では、ケース9を径方向Rに貫通するように形成されたサービスホール9aが、径方向Rに沿う径方向視で端子台7と重複するように配置されている。
この構成によれば、サービスホール9aを通して、バスバー6の第1部分61と第2部分62とを径方向Rに接続することが容易となる。これにより、第1部分61と第2部分62とが軸方向Lに接続された構成に比べて、車両用駆動装置100の軸方向Lの寸法を小さく抑えることができる。例えば、ボルト等の締結部材を用いて第1部分61と第2部分62とを軸方向Lに接続する場合、工具を配置するスペースを締結箇所に対して軸方向Lに隣接する位置に確保する必要がある。その結果、締結箇所に対して軸方向Lにデッドスペースが生じるか、或いは、締結箇所が回転電機1等に対して径方向外側R2に配置されることになり、車両用駆動装置100が大型化し易い。
図3に示すように、本実施形態では、車両用駆動装置100は、ロータ12の回転を検出する回転センサ81を更に備えている。
回転センサ81は、センサステータ811と、センサロータ812と、を備えている。本例では、回転センサ81は、レゾルバとして構成されている。よって、回転センサ81は、センサステータ811に設けられたコイルに交流電流を通した場合における、センサステータ811に対するセンサロータ812の相対角度に応じた交流電圧の位相を検出して、ロータ12の回転位置を検出する。なお、回転センサ81は、レゾルバに限らず、例えば、ホール素子センサ、エンコーダ、磁気式回転センサ等の各種センサにより構成することができる。
センサステータ811は、非回転部材に固定されている。本実施形態では、センサステータ811は、非回転部材としてのケース9の隔壁部923に固定されている。センサロータ812は、回転電機1のロータ12と一体的に回転するように支持されている。本実施形態では、センサロータ812は、ロータ軸12bと一体的に回転するように連結されている。そして、センサロータ812は、センサステータ811に対して径方向内側R1から対向するように配置されている。
ここで、バスバー6におけるステータ11と動力伝達機構2との軸方向Lの間に位置する部分を特定部6Sとする。本実施形態では、回転センサ81は、特定部6Sに対して径方向内側R1に配置されている。そして、回転センサ81は、径方向Rに沿う径方向視で、特定部6Sと重複する位置に配置されている。図3に示す例では、バスバー6の第1部分61及び第2部分62の全体が、特定部6Sに相当する。
このように、本実施形態では、車両用駆動装置100は、
ロータ12の回転を検出する回転センサ81を更に備え、
バスバー6におけるステータ11と動力伝達機構2との軸方向Lの間に位置する部分を特定部6Sとして、
回転センサ81が、特定部6Sに対して径方向Rの内側であって、径方向視で特定部6Sと重複する位置に配置されている。
ロータ12の回転を検出する回転センサ81を更に備え、
バスバー6におけるステータ11と動力伝達機構2との軸方向Lの間に位置する部分を特定部6Sとして、
回転センサ81が、特定部6Sに対して径方向Rの内側であって、径方向視で特定部6Sと重複する位置に配置されている。
この構成によれば、回転センサ81が径方向視でバスバー6の特定部6Sと重複しない構成に比べて、車両用駆動装置100の軸方向Lの寸法を小さく抑えることができる。
また、本構成によれば、回転センサ81とバスバー6とを互いに近付けて配置し易い。そのため、インバータユニット3に接続されるバスバー6と、インバータユニット3と回転センサ81とを接続するための配線(後述する第1信号線S1)とを、互いに近付けて配置し易い。上述したようなケース9を備えた構成では、ケース9における回転電機1及び動力伝達機構2を収容する第1室C1とインバータユニット3を収容する第2室C2とに亘ってバスバー6及び配線(第1信号線S1)を配置するために、ケース9に開口を形成する必要がある。しかし、上記の通り、バスバー6と配線(第1信号線S1)とを互いに近付けて配置できるため、ケース9に形成する開口の数を少なく抑えることができる。
また、本構成によれば、回転センサ81とバスバー6とを互いに近付けて配置し易い。そのため、インバータユニット3に接続されるバスバー6と、インバータユニット3と回転センサ81とを接続するための配線(後述する第1信号線S1)とを、互いに近付けて配置し易い。上述したようなケース9を備えた構成では、ケース9における回転電機1及び動力伝達機構2を収容する第1室C1とインバータユニット3を収容する第2室C2とに亘ってバスバー6及び配線(第1信号線S1)を配置するために、ケース9に開口を形成する必要がある。しかし、上記の通り、バスバー6と配線(第1信号線S1)とを互いに近付けて配置できるため、ケース9に形成する開口の数を少なく抑えることができる。
図4に示すように、本実施形態では、車両用駆動装置100は、回転電機1のステータコイル11bの温度を検出する温度センサ82を更に備えている。本実施形態では、温度センサ82は、ステータコイル11bの第2コイルエンド部11dに配置されている。本例では、温度センサ82は、サーミスタにより構成されている。なお、温度センサ82は、サーミスタに限らず、例えば熱電対により構成することができる。
回転センサ81は、第1信号線S1を介してインバータユニット3と接続されている。温度センサ82は、第2信号線S2を介してインバータユニット3と接続されている。インバータユニット3は、回転センサ81の検出信号、及び温度センサ82の検出信号に基づいて、回転電機1や、油圧ポンプの駆動源(図示を省略)等を制御する。
本実施形態では、ケース9の区画壁部93には、第1室C1と第2室C2とを連通する連通孔9bが形成されている。第1信号線S1と第2信号線S2とは、連通孔9bを通るように配置されている。本実施形態では、連通孔9bを塞ぐように、コネクタ83が区画壁部93に設けられている。コネクタ83は、回転センサ81に接続された第1ワイヤハーネス84、温度センサ82に接続された第2ワイヤハーネス85、及びインバータユニット3に接続された第3ワイヤハーネス86が着脱可能に構成されている。第1ワイヤハーネス84は、第1信号線S1の一部を成す配線を備えている。第2ワイヤハーネス85は、第2信号線S2の一部を成す配線を備えている。第3ワイヤハーネス86は、第1信号線S1の一部及び第2信号線S2の一部を成す配線を備えている。
このように、本実施形態では、車両用駆動装置100は、
ロータ12の回転を検出する回転センサ81と、
ステータ11が備えるステータコイル11bの温度を検出する温度センサ82と、を更に備え、
ケース9は、回転電機1及び動力伝達機構2を収容する第1室C1と、インバータユニット3を収容する第2室C2と、を区画する区画壁部93を備え、
区画壁部93は、第1室C1と第2室C2とを連通する連通孔9bを備え、
回転センサ81とインバータユニット3とを接続する第1信号線S1と、温度センサ82とインバータユニット3とを接続する第2信号線S2とが、連通孔9bを通るように配置されている。
ロータ12の回転を検出する回転センサ81と、
ステータ11が備えるステータコイル11bの温度を検出する温度センサ82と、を更に備え、
ケース9は、回転電機1及び動力伝達機構2を収容する第1室C1と、インバータユニット3を収容する第2室C2と、を区画する区画壁部93を備え、
区画壁部93は、第1室C1と第2室C2とを連通する連通孔9bを備え、
回転センサ81とインバータユニット3とを接続する第1信号線S1と、温度センサ82とインバータユニット3とを接続する第2信号線S2とが、連通孔9bを通るように配置されている。
この構成によれば、ケース9の外部に露出する開口等を設けることなく、ケース9の第1室C1と第2室C2とを区画する区画壁部93に形成された連通孔9bを通して、第1信号線S1及び第2信号線S2を適切に配置することができる。したがって、ケース9に形成する開口の数を少なく抑えることができる。更に、ケース9の内部に水等が侵入することを防ぐシール構造を設ける場所を少なく抑えることができる。
〔その他の実施形態〕
(1)上記の実施形態では、動力伝達機構2が、ロータ12の回転を減速して差動歯車機構5に伝達する減速機4を備えた構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、動力伝達機構2が減速機4の代わりに、複数の変速段に切り替え可能な変速機や、カウンタギヤ機構等を備えた構成であっても良い。また、動力伝達機構2が、減速機4を備えず(例えば、減速機4に代えて伝達軸を備え)、ロータ12の回転がそのまま差動歯車機構5に伝達される構成であっても良い。
(1)上記の実施形態では、動力伝達機構2が、ロータ12の回転を減速して差動歯車機構5に伝達する減速機4を備えた構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、動力伝達機構2が減速機4の代わりに、複数の変速段に切り替え可能な変速機や、カウンタギヤ機構等を備えた構成であっても良い。また、動力伝達機構2が、減速機4を備えず(例えば、減速機4に代えて伝達軸を備え)、ロータ12の回転がそのまま差動歯車機構5に伝達される構成であっても良い。
(2)上記の実施形態では、動力伝達機構2を構成する減速機4及び差動歯車機構5のいずれもが、回転電機1と同軸上に配置された構成を例として説明したが、差動歯車機構5を除く動力伝達機構2の構成要素は、回転電機1と別軸上に配置されていても良い。このような構成としては、例えば、動力伝達機構2が減速機4の代わりにカウンタギヤ機構を備えた構成が挙げられる。
(3)上記の実施形態では、2つの部材(第1ケース部91及び第2ケース部92)が軸方向Lに接合されたケース9を備えた構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、ケース9が3つ以上の部材を互いに接合させた構成であっても良い。
(4)上記の実施形態では、バスバー6の第2部分62の一部が径方向延在部6Rに相当する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、バスバー6の第1部分61の一部が径方向延在部6Rに相当する構成としても良い。
(5)上記の実施形態では、バスバー6の第1部分61及び第2部分62の全体が特定部6Sに相当する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第1部分61及び第2部分62の一部が特定部6Sに相当する構成としても良い。
(6)上記の実施形態では、ケース9を径方向Rに貫通するように形成されたサービスホール9aが、径方向Rに沿う径方向視で端子台7と重複するように配置された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、サービスホール9aがケース9を軸方向Lに貫通するように形成されていると共に、軸方向Lに沿う軸方向視で端子台7と重複するように配置されていても良い。この場合、バスバー6の第1部分61と第2部分62とを軸方向Lに接続すると好適である。
(7)上記の実施形態では、第1信号線S1と第2信号線S2とが、ケース9の区画壁部93に形成された連通孔9bを通るように配置された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、連通孔9bに加えて別の連通孔が区画壁部93に形成され、第1信号線S1が2つの連通孔のうちの一方を通ると共に、第2信号線S2が2つの連通孔のうちの他方を通るように配置された構成としても良い。
(8)なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。したがって、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
本開示に係る技術は、回転電機と、当該回転電機と一対の車輪との間での駆動力の伝達を行う動力伝達機構と、回転電機を制御するインバータユニットと、を備えた車両用駆動装置に利用することができる。
100:車両用駆動装置、1:回転電機、11:ステータ、12:ロータ、2:動力伝達機構、3:インバータユニット、5:差動歯車機構、6:バスバー、6R:径方向延在部、W:車輪、L:軸方向、L1:軸方向第1側、L2:軸方向第2側、R:径方向、R1:径方向内側、R2:径方向外側
Claims (5)
- ステータ及びロータを備えた回転電機と、
前記回転電機と一対の車輪との間での駆動力の伝達を行う動力伝達機構と、
前記回転電機を制御するインバータユニットと、
前記回転電機、前記動力伝達機構、及び前記インバータユニットを収容するケースと、を備え、
前記動力伝達機構は、前記回転電機の側から伝達される駆動力を一対の前記車輪に分配する差動歯車機構を備え、
前記差動歯車機構は、前記回転電機と同軸上に配置され、
前記ロータの回転軸心に沿う方向を軸方向とし、前記軸方向の一方側を軸方向第1側とし、前記軸方向の他方側を軸方向第2側とし、前記ロータの前記回転軸心に直交する方向を径方向として、
前記回転電機は、前記動力伝達機構に対して前記軸方向第1側に配置され、
前記インバータユニットは、前記径方向に沿う径方向視で、前記回転電機及び前記動力伝達機構の双方と重複するように配置され、
前記ステータと前記インバータユニットとが、前記径方向に延在する径方向延在部を備えたバスバーを介して電気的に接続され、
前記径方向延在部は、前記ステータと前記動力伝達機構との前記軸方向の間に配置され、前記ケースを前記径方向に貫通するように形成されている、車両用駆動装置。 - 前記ロータの回転を検出する回転センサを更に備え、
前記バスバーにおける前記ステータと前記動力伝達機構との前記軸方向の間に位置する部分を特定部として、
前記回転センサが、前記特定部に対して前記径方向の内側であって、前記径方向視で前記特定部と重複する位置に配置されている、請求項1に記載の車両用駆動装置。 - 前記バスバーは、前記回転電機に接続された第1部分と、前記インバータユニットに接続された第2部分と、を備え、
前記第1部分と前記第2部分とを接続するための端子台が、前記ステータと前記動力伝達機構との前記軸方向の間に配置されている、請求項1又は2に記載の車両用駆動装置。 - 前記ケースを前記径方向に貫通するように形成されたサービスホールが、前記径方向視で前記端子台と重複するように配置されている、請求項3に記載の車両用駆動装置。
- 前記ロータの回転を検出する回転センサと、
前記ステータが備えるステータコイルの温度を検出する温度センサと、を更に備え、
前記ケースは、前記回転電機及び前記動力伝達機構を収容する第1室と、前記インバータユニットを収容する第2室と、を区画する区画壁部を備え、
前記区画壁部は、前記第1室と前記第2室とを連通する連通孔を備え、
前記回転センサと前記インバータユニットとを接続する第1信号線と、前記温度センサと前記インバータユニットとを接続する第2信号線とが、前記連通孔を通るように配置されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
Priority Applications (1)
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JP2022029808A JP2023125607A (ja) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | 車両用駆動装置 |
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JP2023125607A true JP2023125607A (ja) | 2023-09-07 |
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