JP5410896B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機に関し、特に、回転子同士の電磁気結合を利用して動力伝達を行うことが可能な回転電機に関する。

この種の回転電機を備える動力伝達装置の関連技術が下記特許文献１に開示されている。特許文献１による動力伝達装置は、巻線が配設され入力軸を介してエンジンに機械的に連結された第１ロータと、第１ロータの巻線と電磁気的に結合する磁石が配設され駆動輪に機械的に連結された第２ロータと、第２ロータの磁石と電磁気的に結合する巻線が配設されたステータと、第１ロータの巻線と電気的に接続されたスリップリングと、スリップリングと電気的に接触するブラシと、バッテリーとステータの巻線との間で電力を授受可能に制御する第１インバータと、スリップリング及びブラシを介してバッテリーと第１ロータの巻線との間で電力を授受可能に制御する第２インバータと、を備える。第１ロータは入力軸の外周側に配置され、第２ロータは第１ロータの外周側に配置され、ステータは第２ロータの外周側に配置されている。特許文献１においては、第１ロータに伝達されたエンジンからの動力は、第１ロータの巻線と第２ロータの磁石との電磁気結合によって第２ロータに伝達されるため、エンジンの動力により駆動輪を駆動することができる。さらに、第２インバータを介してバッテリーと第１ロータの巻線との間で電力の授受が可能になるため、第２インバータにより第１ロータの巻線の電力を制御することで、駆動輪の回転速度を制御することができる。その場合において、第１ロータの回転速度が第２ロータの回転速度よりも高いときは、第１ロータの巻線の発電電力が第２インバータを介してバッテリー側へ供給され、第１ロータの回転速度が第２ロータの回転速度よりも低いときは、バッテリーの電力が第２インバータを介して第１ロータの巻線に供給される。さらに、ステータの巻線と第２ロータの磁石との電磁気結合によって、バッテリー側から第１インバータを介してステータの巻線に供給された電力を用いて第２ロータに動力を発生させて駆動輪を駆動することができるため、第１インバータによりステータの巻線への電力供給を制御することで、駆動輪に伝達されるトルクを制御することができる。

特許第３５４３５００号公報 特開２００９−７３４７２号公報

特許文献１において、エンジンの動力により駆動輪を駆動するためには、スリップリング及びブラシを介して第１ロータの巻線に電流を常時流すことで、第１ロータと第２ロータとの間にトルクを常時作用させる必要がある。その際には、第１ロータの巻線に電流が流れることで第１ロータが発熱するため、第１ロータの巻線を冷却することが望ましい。ただし、第１ロータは最内層（最も径方向内側）に位置するため、回転している第１ロータの巻線にオイル等の冷却液を外周側から供給する場合は、径方向外側への遠心力により冷却液が第１ロータの巻線に供給されにくくなる。その場合は、最内層に位置する第１ロータを効率よく冷却することが困難である。

本発明は、径方向に対向配置された回転子同士の電磁気結合を利用して動力伝達を行うことが可能な回転電機において、径方向内側に配置された回転子を効率よく冷却することを目的とする。

本発明に係る回転電機は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明に係る回転電機は、回転軸の外周側に配置され、回転軸とともに回転する第１回転子であって、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子巻線が回転子鉄心に巻回された第１回転子と、第１回転子の外周側に配置され、第１回転子に対し相対回転可能な第２回転子であって、回転子巻線で発生した回転磁界が作用するのに応じて第１回転子との間にトルクが作用する第２回転子と、を備える回転電機であって、第１回転子の内周には、回転軸及び第１回転子とともに回転し、作動液体溜まりに作動液体を貯溜するための作動液体貯溜部材が設置され、回転軸には、作動液体溜まりへ作動液体を吐出させるための作動液体吐出口が形成され、回転子巻線の回転軸方向両端部が、回転子鉄心及び作動液体貯溜部材より回転軸方向両側へ張り出しており、回転子巻線の回転軸方向両端部との間に作動液体通路を形成するための通路形成部材が回転子巻線の回転軸方向両端部に近接して設置されており、第１回転子の回転時に、作動液体溜まりに貯溜された作動液体を、遠心力により作動液体貯溜部材の回転軸方向両端部から回転子巻線の回転軸方向両端部へ飛散させることを要旨とする。

本発明の一態様では、通路形成部材は、第２回転子とともに回転する部材であることが好適である。

本発明の一態様では、通路形成部材は、第２回転子の回転軸方向両端面との間にも作動液体通路を形成する部材であることが好適である。

本発明の一態様では、第２回転子の外周側に配置され、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な固定子巻線が固定子鉄心に巻回された固定子をさらに備え、第２回転子は、固定子巻線で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用し、固定子巻線の回転軸方向両端部が、固定子鉄心より回転軸方向両側へ張り出しており、通路形成部材には、作動液体通路を通る作動液体を遠心力により固定子巻線の回転軸方向両端部へ供給するための作動液体供給口が形成されていることが好適である。

本発明の一態様では、作動液体貯溜部材の回転軸方向両端部には、第１回転子の回転時に作動液体溜まりに貯溜された作動液体が噴出するための作動液体噴出口が形成されていることが好適である。

本発明の一態様では、回転軸と作動液体貯溜部材が連結部材を介して連結され、作動液体溜まりは、作動液体貯溜部材の回転軸方向両端部間に連結部材を挟んで形成され、連結部材には、連結部材を挟んで形成された作動液体溜まり同士を連通させるための作動液体連通孔が形成されていることが好適である。

本発明に係る回転電機は、回転軸の外周側に配置され、回転軸とともに回転する第１回転子であって、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子巻線が回転子鉄心に巻回された第１回転子と、第１回転子の外周側に配置され、第１回転子に対し相対回転可能な第２回転子であって、回転子巻線で発生した回転磁界が作用するのに応じて第１回転子との間にトルクが作用する第２回転子と、を備える回転電機であって、第１回転子の内周には、回転軸及び第１回転子とともに回転し、作動液体溜まりに作動液体を貯溜するための作動液体貯溜部材が設置され、回転軸には、作動液体溜まりへ作動液体を吐出させるための作動液体吐出口が形成され、作動液体吐出口からの作動液体を第１回転子と第２回転子との間の空隙に導入するための作動液体導入通路が形成されており、回転子巻線の回転軸方向両端部が、回転子鉄心及び作動液体貯溜部材より回転軸方向両側へ張り出しており、第１回転子の回転時に、作動液体溜まりに貯溜された作動液体を、遠心力により作動液体貯溜部材の回転軸方向両端部から回転子巻線の回転軸方向両端部へ飛散させることを要旨とする。

本発明の一態様では、作動液体導入通路は、第１回転子の回転子鉄心に形成され、作動液体溜まりに貯溜された作動液体を前記空隙に導入することが好適である。

本発明の一態様では、回転軸と作動液体貯溜部材が連結部材を介して連結され、作動液体溜まりは、作動液体貯溜部材の回転軸方向両端部間に連結部材を挟んで形成され、作動液体導入通路は、連結部材の外周部に面し、且つ作動液体溜まりと連通するよう連結部材の外周部よりも回転軸方向両側に張り出して形成されていることが好適である。

本発明の一態様では、回転軸と作動液体貯溜部材が連結部材を介して連結され、作動液体導入通路は、連結部材にも形成され、作動液体吐出口と連通していることが好適である。

本発明の一態様では、作動液体導入通路は、第１回転子の回転子鉄心と回転子巻線の回転軸方向両端部との間に形成され、作動液体溜まりに貯溜された作動液体を前記空隙に導入することが好適である。

本発明によれば、第１回転子の回転時に、径方向内側に配置され且つ径方向外側への遠心力が作用している第１回転子の回転子巻線の回転軸方向両端部に作動液体を作動液体貯溜部材から均一に且つ効率よく供給することができる。したがって、作動液体が供給されにくい第１回転子を効率よく冷却することができる。

本発明の実施形態に係る回転電機１０を備えるハイブリッド駆動装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の概略構成を示す図である。 入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及びステータ１６の構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の他の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の他の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の他の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の他の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の他の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の他の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の他の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の他の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の他の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転電機１０の他の概略構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。

図１〜３は、本発明の実施形態に係る回転電機１０を備えるハイブリッド駆動装置の構成の概略を示す図であり、図１は全体構成の概略を示し、図２，３は回転電機１０の構成の概略を示す。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置は、動力（機械的動力）を発生可能な原動機として設けられたエンジン（内燃機関）３６と、エンジン３６と車輪３８との間に設けられ、変速比の変更が可能な変速機（機械式変速機）４４と、エンジン３６と変速機４４との間に設けられた回転電機１０と、を備える。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置については、例えば車両を駆動するための動力出力装置として用いることができる。

回転電機１０は、ステータケースに固定されたステータ１６と、ステータ１６に対し相対回転可能な第１ロータ２８と、ロータ回転軸と直交する径方向においてステータ１６及び第１ロータ２８と所定の空隙を空けて対向し、ステータ１６及び第１ロータ２８に対し相対回転可能な第２ロータ１８と、を有する。ステータ１６は、第１ロータ２８より径方向外側の位置に第１ロータ２８と間隔を空けて配置されており、第２ロータ１８は、径方向においてステータ１６と第１ロータ２８との間の位置に配置されている。つまり、第１ロータ２８は第２ロータ１８より径方向内側の位置で第２ロータ１８と対向配置されており、ステータ１６は第２ロータ１８より径方向外側の位置で第２ロータ１８と対向配置されている。第１ロータ２８は回転電機１０の入力軸３４（第１回転軸）と機械的に連結され、入力軸３４はエンジン３６と機械的に連結されていることで、入力軸３４（第１ロータ２８）にはエンジン３６からの動力が伝達される。一方、第２ロータ１８は回転電機１０の出力軸２４（第２回転軸）と機械的に連結されており、出力軸２４は変速機４４を介して車輪３８に機械的に連結されていることで、車輪３８には出力軸２４（第２ロータ１８）からの動力が変速機４４で変速されてから伝達される。なお、以下の説明では、第１ロータ２８を入力側ロータとし、第２ロータ１８を出力側ロータとする。

入力側ロータ２８は、ロータコア（第１回転子鉄心）５２と、ロータコア５２にその周方向に沿って配設された複数相（例えば３相）のロータ巻線３０と、を含む。複数相のロータ巻線３０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ロータ巻線３０は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。

ステータ１６は、ステータコア（固定子鉄心）５１と、ステータコア５１にその周方向に沿って配設された複数相（例えば３相）のステータ巻線２０と、を含む。複数相のステータ巻線２０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ステータ巻線２０は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。

出力側ロータ１８は、ロータコア（第２回転子鉄心）５３と、ロータコア５３にその周方向に沿って配設され界磁束を発生する永久磁石３２，３３と、を含む。永久磁石３２は、ロータコア５３の外周部にステータ１６（ステータコア５１）と対向して配設されており、永久磁石３３は、ロータコア５３の内周部に入力側ロータ２８（ロータコア５２）と対向して配設されている。ここでは、永久磁石３２，３３を一体化することも可能である。

入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及びステータ１６のより詳細な構成例を図４に示す。図４に示す例では、入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及びステータ１６が同心円状に配置されている。ステータ１６のステータコア５１には、径方向内側へ（出力側ロータ１８へ向けて）突出した複数のティース５１ａがステータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ステータ巻線２０がこれらのティース５１ａに巻回されていることで、磁極が構成される。入力側ロータ２８のロータコア５２には、径方向外側へ（出力側ロータ１８へ向けて）突出した複数のティース５２ａがロータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ロータ巻線３０がこれらのティース５２ａに巻回されていることで、磁極が構成される。ステータ１６のティース５１ａと出力側ロータ１８の永久磁石３２とが出力側ロータ１８の回転中心軸（入力側ロータ２８の回転中心軸と一致する）に直交する径方向に対向配置されており、入力側ロータ２８のティース５２ａと出力側ロータ１８の永久磁石３３とがこの径方向に対向配置されている。ステータ巻線２０の巻回軸及びロータ巻線３０の巻回軸は、この径方向（入力側ロータ２８と出力側ロータ１８が対向する方向）に一致している。永久磁石３２，３３はロータ周方向に間隔をおいて配列されており、さらに、永久磁石３２はロータコア５３内にＶ字状に埋設されている。ただし、永久磁石３２，３３については、出力側ロータ１８の表面（外周面または内周面）に露出していてもよいし、出力側ロータ１８内（ロータコア５３内）に埋設されていてもよい。

クラッチ４８は、エンジン３６と変速機４４との間に、回転電機１０（入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８）に対し並列に設けられている。クラッチ４８は、エンジン３６（入力側ロータ２８）に機械的に連結されたクラッチ板４８ａと変速機４４（出力側ロータ１８）に機械的に連結されたクラッチ板４８ｂとの係合／解放により、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との機械的係合／その解除を選択的に行うことが可能であり、動力伝達の許容／遮断を選択的に行うことが可能である。クラッチ板４８ａとクラッチ板４８ｂとを係合させて、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８とを機械的に係合させることで、クラッチ４８を介したエンジン３６と変速機４４（車輪３８）との間の動力伝達が許容される。クラッチ４８の係合時は、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８とが一体となって等しい回転速度で回転する。一方、クラッチ板４８ａとクラッチ板４８ｂとを解放して、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との機械的係合を解除することで、クラッチ４８を介したエンジン３６と変速機４４（車輪３８）との間の動力伝達が遮断される。クラッチ４８の解放時は、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との回転速度差が許容される。ここでのクラッチ４８は、例えば油圧や電磁力を利用してクラッチ板４８ａとクラッチ板４８ｂとの係合／解放を切り替えることが可能であり、さらに、クラッチ４８に供給する油圧力や電磁力を調整することで、クラッチ板４８ａとクラッチ板４８ｂとの締結力を調整することもできる。クラッチ板４８ａとクラッチ板４８ｂとの締結力を調整することで、クラッチ板４８ａとクラッチ板４８ｂとの回転速度差を許容しながら、クラッチ４８を介したエンジン３６と変速機４４（車輪３８）との間の動力伝達を許容することが可能となる。

スリップリング９５は、入力側ロータ２８と機械的に連結されており、さらに、ロータ巻線３０の各相と電気的に接続されている。回転が固定されたブラシ９６は、スリップリング９５に押し付けられて電気的に接触する。スリップリング９５は、ブラシ９６に対し摺動しながら（ブラシ９６との電気的接触を維持しながら）、入力側ロータ２８とともに回転する。

直流電源として設けられた充放電可能な蓄電装置４２は、例えば二次電池により構成することができ、電気エネルギーを蓄える。インバータ４０は、スイッチング素子（図示せず）を備えており、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置４２からの直流電力を交流（例えば３相交流）に変換して、ステータ巻線２０の各相に供給することが可能である。さらに、インバータ４０は、ステータ巻線２０の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置４２に回収する方向の電力変換も可能である。

整流器９３は、ブラシ９６と電気的に接続されており、スリップリング９５及びブラシ９６により取り出されたロータ巻線３０からの交流電力を整流して直流に変換する。昇圧コンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）９４は、スイッチング素子を備えており、スイッチング素子のスイッチング動作により整流器９３で整流された直流電力を昇圧（電圧変換）して出力する。昇圧コンバータ９４で昇圧（電圧変換）された直流電力は、インバータ４０で交流に変換されてからステータ巻線２０の各相へ供給可能である。つまり、インバータ４０は、昇圧コンバータ９４で昇圧された直流電力と蓄電装置４２からの直流電力とのいずれか（少なくとも一方）を交流に変換してステータ巻線２０の各相へ供給することが可能である。そのため、ロータ巻線３０とステータ巻線２０との間で電力変換を行うことが可能である。また、昇圧コンバータ９４で昇圧された直流電力を蓄電装置４２に回収することも可能である。ここでの整流器９３は、スリップリング９５側から昇圧コンバータ９４側への一方向のみの電力変換を行い、昇圧コンバータ９４は、整流器９３側から蓄電装置４２側（あるいはインバータ４０側）への一方向のみの電力変換を行う。そのため、整流器９３及び昇圧コンバータ９４は、スリップリング９５側から蓄電装置４２側（あるいはインバータ４０側）への一方向のみの電力変換を行う。

インバータ４１は、ブラシ９６と電気的に接続されており、整流器９３及び昇圧コンバータ９４に対し並列に設けられている。インバータ４１は、スイッチング素子（図示せず）を備えており、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置４２からの直流電力を交流（例えば３相交流）に変換して、ブラシ９６及びスリップリング９５を介してロータ巻線３０の各相に供給することが可能である。

電子制御ユニット５０は、インバータ４０のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線２０の各相に流れる交流電流を制御する。そして、電子制御ユニット５０は、昇圧コンバータ９４のスイッチング素子をスイッチング動作するときのデューティ比を制御することで、昇圧コンバータ９４での昇圧比（電圧変換比）を制御して、ロータ巻線３０の各相に流れる交流電流を制御する。また、電子制御ユニット５０は、インバータ４１のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することによっても、ロータ巻線３０の各相に流れる交流電流を制御することが可能である。そして、電子制御ユニット５０は、クラッチ４８の係合／解放を切り替えることで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との機械的係合／その解除を切り替える制御も行う。さらに、電子制御ユニット５０は、エンジン３６の運転状態の制御、及び変速機４４の変速比の制御も行う。

インバータ４０のスイッチング動作により複数相のステータ巻線２０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ステータ巻線２０は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生する。そして、ステータ巻線２０で発生した回転磁界と永久磁石３２で発生した界磁束との電磁気相互作用（吸引及び反発作用）により、出力側ロータ１８にトルク（磁石トルク）を作用させることができ、出力側ロータ１８を回転駆動することができる。つまり、蓄電装置４２からステータ巻線２０に供給された電力を出力側ロータ１８の動力（機械的動力）に変換することができ、ステータ１６及び出力側ロータ１８を同期電動機（ＰＭモータ部）として機能させることができる。さらに、インバータ４０は、ステータ巻線２０の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置４２に回収する方向の変換も可能である。その場合は、出力側ロータ１８の動力がステータ巻線２０の電力に変換されて蓄電装置４２に回収される。このように、ステータ１６のステータ巻線２０と出力側ロータ１８の永久磁石３２とが電磁気的に結合されていることで、ステータ巻線２０で発生する回転磁界を出力側ロータ１８に作用させて、ステータ１６と出力側ロータ１８との間にトルク（磁石トルク）を作用させることができる。さらに、例えば図４に示すように、永久磁石３２間に突極部として磁性体（強磁性体）がステータ１６（ティース５１ａ）と対向して配置されている例や、永久磁石３２が出力側ロータ１８内（ロータコア５３内）に埋設されている例では、ステータ１６の発生する回転磁界が出力側ロータ１８に作用するのに応じて、磁石トルクに加えてリラクタンストルクもステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用する。そして、インバータ４０は双方向の電力変換が可能であり、蓄電装置４２はステータ巻線２０に対して電力の送受が可能である。

また、入力側ロータ２８が出力側ロータ１８に対し相対回転して入力側ロータ２８（ロータ巻線３０）と出力側ロータ１８（永久磁石３３）との間に回転差が生じるのに伴ってロータ巻線３０に誘導起電力が発生し、この誘導起電力に起因してロータ巻線３０に誘導電流（交流電流）が流れることで回転磁界が生じる。そして、ロータ巻線３０の誘導電流により生じる回転磁界と永久磁石３３の界磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ１８にトルクを作用させることができ、出力側ロータ１８を回転駆動することができる。このように、入力側ロータ２８のロータ巻線３０と出力側ロータ１８の永久磁石３３とが電磁気的に結合されていることで、ロータ巻線３０で発生する回転磁界が出力側ロータ１８に作用するのに応じて、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルク（磁石トルク）が作用する。そのため、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間で動力（機械的動力）を伝達することができ、入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８を誘導電磁カップリング部として機能させることができる。

ロータ巻線３０の誘導電流により入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルク（電磁カップリングトルク）を発生させる際には、電子制御ユニット５０は、昇圧コンバータ９４の出力電圧が蓄電装置４２の電圧よりも高くなるように昇圧コンバータ９４での昇圧比を制御する。これによって、昇圧コンバータ９４から蓄電装置４２とインバータ４０間の配線へ電流が流れ、ロータ巻線３０に誘導電流が流れるため、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクが作用する。一方、電子制御ユニット５０は、インバータ４０のスイッチング動作を行わない状態で昇圧コンバータ９４の出力電圧が蓄電装置４２の電圧よりも低くなるように昇圧コンバータ９４での昇圧比を制御することで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に回転差が生じてもロータ巻線３０に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクは作用しなくなる。また、昇圧コンバータ９４内のスイッチング素子をオフ状態に維持して昇圧コンバータ９４による昇圧（電圧変換）を停止させることによっても、ロータ巻線３０に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクは作用しなくなる。

また、インバータ４１のスイッチング動作により複数相のロータ巻線３０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ロータ巻線３０は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生する。そして、ロータ巻線３０で発生した回転磁界と永久磁石３３で発生した界磁束との電磁気相互作用（吸引及び反発作用）により、入力側ロータ２８にトルク（磁石トルク）を作用させることができ、入力側ロータ２８を回転駆動することができる。一方、インバータ４１のスイッチング素子をオフ状態に維持してスイッチング動作を停止させることで、ロータ巻線３０に交流電流が流れなくなり、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクは作用しなくなる。このように、整流器９３と昇圧コンバータ９４とインバータ４１とを含んで、ロータ巻線３０に交流電流が流れるのを許容または阻止するための駆動回路を構成することができる。

次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置の動作について説明する。

エンジン３６が動力を発生している場合は、エンジン３６の動力が入力側ロータ２８に伝達され、入力側ロータ２８が入力軸３４とともにエンジン回転方向に回転駆動する。入力側ロータ２８の回転速度が出力側ロータ１８の回転速度より高くなると、ロータ巻線３０に誘導起電力が発生する。電子制御ユニット５０は、昇圧コンバータ９４の出力電圧が蓄電装置４２の電圧よりも高くなるように昇圧コンバータ９４での昇圧比を制御することで、スリップリング９５及びブラシ９６を介してロータ巻線３０に誘導電流（交流電流）が流れ、この誘導電流と永久磁石３３の界磁束との電磁気相互作用により出力側ロータ１８にエンジン回転方向のトルクが作用して出力側ロータ１８が出力軸２４とともにエンジン回転方向に回転駆動する。このように、入力側ロータ２８に伝達されたエンジン３６からの動力は、入力側ロータ２８のロータ巻線３０と出力側ロータ１８の永久磁石３３との電磁気結合によって、出力側ロータ１８へ伝達される。出力側ロータ１８に伝達された動力は、変速機４４で変速されてから車輪３８へ伝達されることで、車両の前進駆動等、負荷の正転駆動に用いられる。したがって、エンジン３６の動力を用いて車輪３８を正転方向に回転駆動することができ、車両を前進方向に駆動することができる。さらに、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との回転差を許容することができるため、車輪３８の回転が停止してもエンジン３６がストールすることはない。そのため、回転電機１０を発進装置として機能させることができ、摩擦クラッチやトルクコンバータ等の発進装置を別に設ける必要がなくなる。

さらに、ロータ巻線３０に発生した交流電力は、スリップリング９５及びブラシ９６を介して取り出される。取り出された交流電力は整流器９３で直流に整流され、整流された直流電力は昇圧コンバータ９４で昇圧される。そして、昇圧コンバータ９４からの直流電力がインバータ４０で交流に変換されてからステータ巻線２０に供給されることで、ステータ１６に回転磁界が形成される。このステータ１６の回転磁界と出力側ロータ１８の永久磁石３２の界磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ１８にエンジン回転方向のトルクを作用させることができる。これによって、出力側ロータ１８のエンジン回転方向のトルクを増幅させるトルク増幅機能を実現することができる。また、昇圧コンバータ９４からの直流電力を蓄電装置４２に回収することも可能である。なお、昇圧コンバータ９４のスイッチング動作を行うときは、インバータ４１のスイッチング動作を行わない。

さらに、蓄電装置４２からステータ巻線２０へ電力供給するようにインバータ４０のスイッチング動作を制御することで、エンジン３６の動力を用いて車輪３８を正転方向に回転駆動するとともに、ステータ巻線２０への供給電力を用いて発生させた出力側ロータ１８の動力により車輪３８の正転方向の回転駆動をアシストすることができる。また、負荷の減速運転時には、電子制御ユニット５０は、ステータ巻線２０から蓄電装置４２へ電力回収するようにインバータ４０のスイッチング動作を制御することで、負荷の動力をステータ巻線２０と永久磁石３２との電磁気結合によってステータ巻線２０の電力に変換して蓄電装置４２に回収することができる。

また、クラッチ４８を係合して入力側ロータ２８と出力側ロータ１８とを機械的に連結することで、ロータ巻線３０に交流電流が流れず入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクが作用しなくても、エンジン３６からの動力をクラッチ４８を介して車輪３８へ伝達することができ、エンジン３６の動力を用いて車輪３８を車両を前進方向に駆動することができる。このように、本実施形態では、回転電機１０の入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用するトルクによりエンジン３６からの動力を車輪３８へ伝達することが可能な第１の動力伝達経路の他に、エンジン３６からの動力を回転電機１０に対し並列に設けられたクラッチ４８を介して車輪３８へ伝達することが可能な第２の動力伝達経路が設けられている。そして、変速機４４は、第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路のいずれかからの動力を変速して車輪３８へ伝達することが可能である。

また、エンジン３６の動力を用いずに回転電機１０の動力を用いて負荷を駆動する（車輪３８を回転駆動する）ＥＶ（Electric Vehicle）走行を行う場合は、電子制御ユニット５０は、インバータ４０のスイッチング動作を制御することで、負荷の駆動制御を行う。例えば、電子制御ユニット５０は、蓄電装置４２からの直流電力を交流に変換してステータ巻線２０へ供給するように、インバータ４０のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線２０への供給電力をステータ巻線２０と永久磁石３２との電磁気結合によって出力側ロータ１８の動力に変換し、車輪３８を回転駆動する。このように、エンジン３６が動力を発生していなくても、ステータ巻線２０への電力供給により車輪３８を回転駆動することができる。

また、エンジン３６を始動する場合は、電子制御ユニット５０は、蓄電装置４２からの直流電力をインバータ４１で交流に変換してスリップリング９５及びブラシ９６を介してロータ巻線３０へ供給するように、インバータ４１のスイッチング動作を制御することで、ロータ巻線３０への供給電力を用いてエンジン３６のクランキングを行うことができる。このように、ロータ巻線３０には、エンジン３６を始動するための交流電力が供給される。ここでのインバータ４１は、蓄電装置４２側からスリップリング９５側（ロータ巻線３０側）への一方向のみの電力変換を行う。エンジン３６のクランキングの際には、入力側ロータ２８の回転磁界と出力側ロータ１８の永久磁石３３の界磁束との電磁気相互作用によりエンジン３６に繋がる入力側ロータ２８にトルクを作用させるが、出力側ロータ１８もその反力トルクを受けることになる。そのため、ＥＶ走行時にエンジン３６を始動する場合は、蓄電装置４２からステータ巻線２０へ電力供給して出力側ロータ１８にこの反力トルクを打ち消すトルクを作用させるようにインバータ４０のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線２０への供給電力を用いて出力側ロータ１８を回転駆動することができる。なお、インバータ４１のスイッチング動作を行うときは、昇圧コンバータ９４のスイッチング動作を行わない。

本実施形態において、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用するトルクにより（第１の動力伝達経路を介して）エンジン３６の動力を車輪３８へ伝達する際には、ロータ巻線３０に交流電流が流れることで入力側ロータ２８が発熱するため、入力側ロータ２８のロータ巻線３０を冷却することが望ましい。以下、入力側ロータ２８のロータ巻線３０の冷却を行うための構成例について、図５〜９を用いて説明する。

入力側ロータ２８は入力軸３４より径方向外側（入力軸３４の外周側）の位置に入力軸３４と間隔を空けて配置されており、入力側ロータ２８（ロータコア５２）と入力軸３４が略円板形状の連結部材８１を介して機械的に連結されている。連結部材８１の厚さ（入力軸３４の軸線方向に関する長さ）が入力側ロータ２８（ロータコア５２）の厚さよりも薄いことで、入力軸３４と入力側ロータ２８（ロータコア５２）との間に空間が形成される。連結部材８１とクラッチ４８のクラッチ板４８ａが連結部材８２を介して機械的に連結されている。連結部材８２は、入力側ロータ２８の全周に渡って設けられており、入力側ロータ２８とともに回転する。入力軸３４（入力側ロータ２８）は、ベアリング６１を介してケーシング１５に回転自在に支持されている。

出力側ロータ１８は入力側ロータ２８より径方向外側（入力側ロータ２８の外周側）の位置に入力側ロータ２８と微小空隙を空けて対向配置されており、出力側ロータ１８（ロータコア５３）と出力軸２４が出力側ロータ支持部材８３を介して機械的に連結されている。クラッチ４８のクラッチ板４８ｂは、出力側ロータ支持部材８３に機械的に連結されている。出力側ロータ１８に機械的に連結された出力側ロータ支持部材８４と出力軸２４がベアリング６２，６３を介してケーシング１５に回転自在に支持されていることで、出力側ロータ１８が回転自在に支持されている。出力側ロータ支持部材８３，８４は、出力側ロータ１８の全周に渡って設けられており、出力側ロータ１８とともに回転する。ステータ１６は、出力側ロータ１８より径方向外側（出力側ロータ１８の外周側）の位置に出力側ロータ１８と微小空隙を空けて対向配置されており、ステータ１６の外周側に設けられたケーシング１５に固定されている。

入力側ロータ２８の内周には、作動液体（冷却液）としてのオイル８７を貯溜するためのオイル貯溜部材８５が設置されている。オイル貯溜部材８５は、入力側ロータ２８と連結部材８１との間に入力側ロータ２８の全周に渡って設けられており、連結部材８１を介して入力軸３４と機械的に連結されている。オイル貯溜部材８５は、ロータコア５２の内周面に取り付けられており、入力軸３４及び入力側ロータ２８とともに回転する。オイル８７は、回転軸方向（入力軸３４の軸線方向）に関するオイル貯溜部材８５の両端部８５ａ，８５ｂ間に連結部材８１を挟んで形成される空間（オイル溜まり）８５ｅ，８５ｆに貯溜される。回転軸方向に関するオイル貯溜部材８５の両端部８５ａ，８５ｂには、オイル貯溜部材８５のオイル溜まり８５ｅ，８５ｆに貯溜されたオイル８７が噴出するための複数のオイル噴出口８５ｃ，８５ｄがそれぞれ形成されている。図８，９に示すように、オイル貯溜部材８５の回転軸方向両端部８５ａ，８５ｂはリング形状であり、オイル噴出口８５ｃ，８５ｄは、回転軸方向に沿って延びる貫通穴により構成され、入力側ロータ２８の周方向に関して間隔をおいて（等間隔で）配置されている。連結部材８１の外周部には、連結部材８１を挟んで形成されたオイル溜まり８５ｅ，８５ｆ同士を連通させるためのオイル孔８８が複数形成されている。図７に示すように、オイル孔８８は、入力側ロータ２８の周方向に関して間隔をおいて（等間隔で）配置されている。オイル孔８８は、極力外周側に配置されることが好ましく、オイル噴出口８５ｃ，８５ｄよりも径方向外側に配置されることが好ましい。入力軸３４には、外部からオイルが供給されるオイル通路９１と、オイル貯溜部材８５のオイル溜まり８５ｆへオイルを吐出させるための複数のオイル吐出口９２が形成されている。ロータ巻線３０は、そのコイルエンド部（回転軸方向両端部）１３０−１，１３０−２がロータコア５２及びオイル貯溜部材８５より回転軸方向両側へ張り出した状態で、ロータコア５２に巻回されている。

連結部材８２がコイルエンド部１３０−１の側面（回転軸方向一端面）１３０−１ａと微小空隙を空けて近接配置され、出力側ロータ支持部材８３がコイルエンド部１３０−１の外周面１３０−１ｂと微小空隙を空けて近接配置されていることで、連結部材８２とコイルエンド部１３０−１の側面１３０−１ａとの間、及び出力側ロータ支持部材８３とコイルエンド部１３０−１の外周面１３０−１ｂとの間に、オイル通路９０−１が形成されている。そして、出力側ロータ支持部材８４がコイルエンド部１３０−２の側面（回転軸方向他端面）１３０−２ａ及び外周面１３０−２ｂと微小空隙を空けて近接配置されていることで、出力側ロータ支持部材８４とコイルエンド部１３０−２の側面１３０−２ａ及び外周面１３０−２ｂとの間に、オイル通路９０−２が形成されている。オイル通路９０−１，９０−２は、入力側ロータ２８の全周に渡って形成されており、オイル通路９０−１，９０−２の通路幅が均一になるように、連結部材８２及び出力側ロータ支持部材８４の形状をコイルエンド部１３０−１，１３０−２の側面１３０−１ａ，１３０−２ａの形状に合わせて設計することが好ましい。

さらに、オイル通路９０−１は、出力側ロータ支持部材８３と出力側ロータ１８の側面（回転軸方向一端面）１８ａとの間にも形成されており、オイル通路９０−２は、出力側ロータ支持部材８４と出力側ロータ１８の側面（回転軸方向他端面）１８ｂとの間にも形成されている。ステータ巻線２０は、そのコイルエンド部（回転軸方向両端部）１２０−１，１２０−２がステータコア５１より回転軸方向両側へ張り出した状態で、ステータコア５１に巻回されている。出力側ロータ支持部材８３には、オイルをステータ巻線２０のコイルエンド部１２０−１へ供給するための複数のオイル供給口８３ａが形成されており、出力側ロータ支持部材８４には、オイルをステータ巻線２０のコイルエンド部１２０−２へ供給するための複数のオイル供給口８４ａが形成されている。図１０，１１に示すように、オイル供給口８３ａ，８４ａは、出力側ロータ１８の周方向に関して間隔をおいて（等間隔で）配置されている。出力側ロータ支持部材８３，８４と出力側ロータ１８の側面１８ａ，１８ｂとの間に形成されるオイル通路９０−１，９０−２においては、外周側は途中で終了して出力側ロータ支持部材８３，８４が出力側ロータ１８の側面１８ａ，１８ｂに接触しており、内周側は全周で繋がっている。さらに、オイル通路９０−１，９０−２においては、周方向に応じて外径（最外周位置）が異なることで径方向長さが異なる。オイル通路９０−１，９０−２の外径の大きい部位にオイル供給口８３ａ，８４ａが配置され、オイル通路９０−１，９０−２の外径の小さい部位にボルト６４，６５が配置され、出力側ロータ支持部材８３，８４と出力側ロータ１８とがボルト６４，６５により締結される。

入力軸３４及び入力側ロータ２８の回転時には、入力軸３４内部のオイル通路９１に供給されたオイルは、図５の矢印ａに示すように、遠心力によりオイル吐出口９２から吐出してオイル貯溜部材８５のオイル溜まり８５ｅ，８５ｆに貯溜される。オイル溜まり８５ｅ，８５ｆに貯溜されたオイル８７によりロータコア５２を冷却することができる。さらに、オイル溜まり８５ｅ，８５ｆに貯溜されたオイル８７は、図５の矢印ｂに示すように、遠心力により回転軸方向両端部８５ａ，８５ｂのオイル噴出口８５ｃ，８５ｄから噴出してロータ巻線３０のコイルエンド部１３０−１，１３０−２の内周面１３０−１ｃ，１３０−２ｃに均一に飛散して接触する。コイルエンド部１３０−１，１３０−２の内周面１３０−１ｃ，１３０−２ｃに接触したオイルは、図５の矢印ｃに示すように、遠心力により連結部材８２とコイルエンド部１３０−１の側面１３０−１ａとの間のオイル通路９０−１、及び出力側ロータ支持部材８４とコイルエンド部１３０−２の側面１３０−２ａとの間のオイル通路９０−２を通ることで、コイルエンド部１３０−１，１３０−２の側面１３０−１ａ，１３０−２ａに均一に且つ流速を持って接触する。さらに、オイルは、遠心力により出力側ロータ支持部材８３とコイルエンド部１３０−１の外周面１３０−１ｂとの間のオイル通路９０−１、及び出力側ロータ支持部材８４とコイルエンド部１３０−２の外周面１３０−２ｂとの間のオイル通路９０−２を通ることで、コイルエンド部１３０−１，１３０−２の外周面１３０−１ｂ，１３０−２ｂに均一に且つ流速を持って接触する。これによって、ロータ巻線３０のコイルエンド部１３０−１，１３０−２を冷却することができ、最内層（最も径方向内側）に位置する入力側ロータ２８を冷却することができる。

さらに、ロータ巻線３０のコイルエンド部１３０−１，１３０−２の冷却に用いられたオイルは、図５の矢印ｄに示すように、遠心力により出力側ロータ支持部材８３と出力側ロータ１８の側面１８ａとの間のオイル通路９０−１、及び出力側ロータ支持部材８４と出力側ロータ１８の側面１８ｂとの間のオイル通路９０−２を通ることで、出力側ロータ１８の側面（回転軸方向両端面）１８ａ，１８ｂに接触する。これによって、中間層に位置する出力側ロータ１８の永久磁石３２，３３を冷却することができる。

さらに、出力側ロータ１８の永久磁石３２，３３の冷却に用いられたオイルは、図５の矢印ｄに示すように、遠心力によりオイル供給口８３ａ，８４ａから噴出してステータ巻線２０のコイルエンド部１２０−１，１２０−２の内周面１２０−１ａ，１２０−２ａに均一に飛散して接触する。これによって、ステータ巻線２０のコイルエンド部１２０−１，１２０−２を冷却することができ、最外層（最も径方向外側）に位置するステータ１６を冷却することができる。ステータ巻線２０のコイルエンド部１２０−１，１２０−２の冷却に用いられたオイルは、オイルパンに戻り、熱交換を行った後、再び入力軸３４内部のオイル通路９１へ供給される。

以上説明した本実施形態では、ロータ巻線３０の交流電流により入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクが作用し、入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８が回転しているときに、最内層に位置し且つ径方向外側への遠心力が作用している入力側ロータ２８のロータ巻線３０（コイルエンド部１３０−１，１３０−２）に冷却用のオイルをオイル貯溜部材８５から均一に且つ効率よく供給することができる。したがって、冷却用のオイルが供給されにくい入力側ロータ２８を部位毎の温度のばらつき、局部的な高温を抑制しながら効率よく冷却することができる。その結果、入力側ロータ２８の過熱を防止することができ、熱容量が小さくても構造を小型化することができる。その際には、既存の出力側ロータ支持部材８３，８４を利用して、低コスト、コンパクトで効果的にコイルエンド部１３０−１，１３０−２を冷却することができる。さらに、オイル通路９０−１，９０−２を通るオイルとコイルエンド部１３０−１，１３０−２とが均一に且つ流速を持って接するので、コイルエンド部１３０−１，１３０−２の冷却能力が向上し、且つ部位毎の温度のばらつき、局部的な高温を抑制することができる。また、オイル溜まり８５ｅ，８５ｆ同士をオイル孔８８により連通させることで、左右のコイルエンド部１３０−１，１３０−２を均一に冷却することができるので、左右での温度のばらつき、局部的な高温を抑制することができる。

さらに、本実施形態では、入力側ロータ２８の冷却に用いられたオイルを、遠心力により中間層の出力側ロータ１８の側面１８ａ，１８ｂに均一に且つ効率よく供給することができる。したがって、入力側ロータ２８とステータ１６間に挟まれ冷却用のオイルが供給されにくい出力側ロータ１８の永久磁石３２，３３を効率よく冷却することができ、出力側ロータ１８の過熱を防止することができる。その際には、既存の出力側ロータ支持部材８３，８４を利用して、低コスト、コンパクトで効果的に出力側ロータ１８を冷却することができる。さらに、本実施形態では、出力側ロータ１８の冷却に用いられたオイルを、遠心力により最外層のステータ１６のステータ巻線２０（コイルエンド部１２０−１，１２０−２）にオイル供給口８３ａ，８４ａから均一に且つ効率よく供給することができる。したがって、ステータ１６を効率よく冷却することができ、ステータ１６の過熱を防止することができる。その結果、回転電機１０の構造の容積を低減（小型化）することができる。さらに、出力側ロータ支持部材８３，８４と出力側ロータ１８の側面１８ａ，１８ｂとの間のオイル通路９０−１，９０−２のオイル流れが大きくなるため、出力側ロータ１８の冷却性能が向上する。ステータ巻線２０の冷却の際には、オイル通路９０−１，９０−２の外径の大きい部位にオイル供給口８３ａ，８４ａを配置することで、コイルエンド部１２０−１，１２０−２に飛散するオイルの遠心力を大きくすることができ、コイルエンド部１２０−１，１２０−２を効果的に冷却することができる。また、出力側ロータ支持部材８３，８４と出力側ロータ１８の側面１８ａ，１８ｂとの間のオイル通路９０−１，９０−２が内周側で全周に渡って繋がっているため、複数のオイル供給口８３ａ，８４ａにオイルを均等に分配することができる。

また、本実施形態では、ロータ巻線３０の誘導電流により入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルク（電磁カップリングトルク）を作用させているときには、ロータ巻線３０のコイルエンド部１３０−１，１３０−２と出力側ロータ支持部材８３，８４との間に回転速度差が発生している。そのため、出力側ロータ支持部材８３とコイルエンド部１３０−１の外周面１３０−１ｂとの間のオイル通路９０−１と、出力側ロータ支持部材８４とコイルエンド部１３０−２の側面１３０−２ａ及び外周面１３０−２ｂとの間のオイル通路９０−２を通るオイルを介して、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間でトルクを伝達することができ、流体カップリング機能を実現することができるので、オイルによる冷却構造と動力伝達構造を融合することができる。したがって、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクを作用させるときには、ロータ巻線３０の誘導電流による電磁カップリングトルクだけでなく、オイル通路９０−１，９０−２を通るオイルを介した流体カップリングトルクも利用することができ、動力伝達分担を分散することができる。その結果、電磁カップリングトルク容量（特に磁石量）を低減することができ、回転電機１０の構造の容積をさらに低減（小型化）することができる。

なお、本実施形態において、ＥＶ走行を行う場合等、入力軸３４及び入力側ロータ２８が回転していない場合は、入力軸３４のオイル吐出口９２からの遠心力によるオイル供給が困難である他、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間（オイル通路９０−１，９０−２）にオイルが介在すると、ステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用するトルクにより出力側ロータ１８を回転駆動する際に、オイルによる流体カップリング力が損失となる。したがって、入力側ロータ２８（エンジン３６）が停止している状態でステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用するトルクにより出力側ロータ１８を回転駆動する場合は、入力軸３４のオイル吐出口９２からのオイル供給を停止させる。その場合は、ステータ１６の外周側のケーシング１５に形成されたオイル供給口８９からステータ巻線２０のコイルエンド部１２０−１，１２０−２にオイルを供給することで、ステータ１６を冷却する。一方、ロータ巻線３０の誘導電流により入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に電磁カップリングトルクを作用させる場合は、入力軸３４のオイル吐出口９２からのオイル供給を行うことで、入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及びステータ１６を冷却するとともに、流体カップリングトルクも作用させる。その際には、オイル吐出口９２からのオイル供給とオイル供給口８９からのオイル供給とを切り替えることで、オイル供給量を低減することができ、オイルポンプ容量／損失／コスト／体格を抑制することができる。

本実施形態では、例えば図１２，１３に示すように、オイル貯溜部材８５の回転軸方向両端部８５ａ，８５ｂの内周部に切り欠きを形成することで、オイル噴出口８５ｃ，８５ｄを形成することも可能である。この構成によれば、オイル噴出口８５ｃ，８５ｄの形状がシンプルであり、低コスト化を図ることができる。また、本実施形態では、オイル噴出口８５ｃ，８５ｄを省略することも可能である。その場合は、オイル貯溜部材８５内に貯溜されたオイルが回転軸方向両端部８５ａ，８５ｂから溢れることで、遠心力によりロータ巻線３０のコイルエンド部１３０−１，１３０−２の内周面１３０−１ｃ，１３０−２ｃに飛散する。この構成によれば、オイル貯溜部材８５の回転軸方向両端部８５ａ，８５ｂに貫通穴や切り欠きを形成する必要がなく、更なる低コスト化を図ることができる。

また、本実施形態では、例えば図１４，１５に示すように、オイル吐出口９２からのオイル８７を入力側ロータ２８の外周面と出力側ロータ１８の内周面との間の空隙７１に導入するためのオイル導入通路７２を設けることもできる。図１４，１５に示す例では、複数のオイル導入通路７２が入力側ロータ２８のロータコア５２及びオイル貯溜部材８５に形成されており、空隙７１とオイル溜まり８５ｆがオイル導入通路７２を介して連通している。オイル導入通路７２は、入力側ロータ２８の径方向に沿って延びる貫通穴により構成され、入力側ロータ２８の周方向に関して間隔をおいて（等間隔で）配置されている。オイル導入通路７２は、回転軸方向に関してロータコア５２の中央付近に配置されることが好ましい。

図１４，１５に示す構成例において、入力軸３４及び入力側ロータ２８の回転時には、オイル貯溜部材８５のオイル溜まり８５ｅ，８５ｆに貯溜されたオイル８７は、図１４の矢印ｅ，ｆに示すように、遠心力によりオイル導入通路７２を通って入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間の空隙７１に導入される。入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に回転速度差が発生しているときは、空隙７１に導入されたオイルを介して入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間でトルクを伝達することができ、流体カップリング機能を実現することができる。したがって、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクを作用させるときには、ロータ巻線３０の誘導電流による電磁カップリングトルクだけでなく、空隙７１を通るオイルを介した流体カップリングトルクも利用することができる。その結果、電磁カップリングトルク容量（特に磁石量）を低減することができる。流体カップリングトルクの利用の際には、オイル貯溜部材８５に貯溜されたオイル８７を遠心力で入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間の空隙７１に直接導くため、安定したオイル量を確実に供給することができる。

また、本実施形態では、例えば図１６，１７に示すように、入力側ロータ２８のロータコア５２とロータ巻線３０のコイルエンド部１３０−１，１３０−２との間にオイル導入通路７２−１，７２−２を形成することもできる。空隙７１とオイル溜まり８５ｅがオイル導入通路７２−１を介して連通し、空隙７１とオイル溜まり８５ｆがオイル導入通路７２−２を介して連通している。ロータコア５２の回転軸方向長さは、出力側ロータ１８（ロータコア５３）の回転軸方向長さよりも短く、オイル導入通路７２−１，７２−２は、径方向において出力側ロータ１８（ロータコア５３）と対向している。入力軸３４及び入力側ロータ２８の回転時には、オイル溜まり８５ｅ，８５ｆに貯溜されたオイル８７は、図１６の矢印ｅ，ｆに示すように、遠心力によりオイル導入通路７２−１，７２−２を通って入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間の空隙７１に導入される。したがって、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクを作用させるときには、ロータ巻線３０の誘導電流による電磁カップリングトルクだけでなく、空隙７１を通るオイルを介した流体カップリングトルクも利用することができる。図１４，１５に示す構成例では、ロータコア５２にオイル導入通路７２（穴）を設けることで電磁気的な影響を与える可能性があるが、図１６，１７に示す構成例では、電磁気的な影響を回避しつつ、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間の空隙７１にオイルを供給することができる。

また、オイル導入通路７２を入力側ロータ２８のロータコア５２及びオイル貯溜部材８５に形成する場合は、例えば図１８，１９に示すように、オイル導入通路７２と連結部材８１の回転軸方向位置を揃え、オイル導入通路７２と連結部材８１を径方向に関して対向配置させることも可能である。図１８，１９に示す例では、オイル導入通路７２は、径方向内側の端部が連結部材８１の外周部まで通じていることで、連結部材８１の外周部に面している。さらに、オイル導入通路７２は、その回転軸方向幅（穴径）が連結部材８１の厚さ（回転軸方向幅）より大きいことで、連結部材８１の外周部より回転軸方向両側に張り出して形成されている。これによって、オイル導入通路７２がオイル溜まり８５ｅ，８５ｆに連通し、オイル溜まり８５ｅ，８５ｆ同士がオイル導入通路７２を介して互いに連通する。図１８，１９に示す構成例によれば、オイル孔８８を省略してもオイル溜まり８５ｅ，８５ｆ同士を連通させることができ、加工の手間、コストを抑制することができる。さらに、入力側ロータ２８をオイルで直接冷却することができる。

また、オイル導入通路７２を入力側ロータ２８のロータコア５２及びオイル貯溜部材８５に形成する場合は、例えば図２０に示すように、オイル導入通路７２を連結部材８１にさらに形成することも可能である。図２０に示す例では、連結部材８１に形成されたオイル導入通路７２は、径方向に沿って入力軸３４まで貫通していることでオイル吐出口９２に連通している。連結部材８１は、その厚さ（回転軸方向幅）が径方向位置に応じて異なることで、オイル導入通路７２の回転軸方向幅（穴径）より厚い部分と、オイル導入通路７２の回転軸方向幅（穴径）より薄いことでオイル導入通路７２の外周より内側へ窪んだ部分とを含んで構成され、この窪んだ部分には、連結部材８１の外部に開口するオイル噴出口７４ａ，７４ｂ，７４ｃが形成されている。オイル噴出口７４ａ，７４ｂから噴出したオイルはオイル溜まり８５ｅ，８５ｆに貯溜され、オイル噴出口７４ｃから噴出したオイルはベアリング６１，６２へ供給されることで潤滑に用いられる。ここでのオイル噴出口７４ａ，７４ｂ，７４ｃについては、例えば図２１に示すように、厚さが径方向位置に応じて異なる連結部材８１にドリル７６で穴をあけることで形成することが可能である。図２０に示す構成例によれば、入力軸３４にあける穴（オイル吐出口９２）と、連結部材８１及びロータコア５２にあける穴（オイル導入通路７２）とを共通化できることによる低コスト化を図ることができる。さらに、連結部材８１に形成されたオイル導入通路７２により、オイル吐出口９２からのオイルをオイル溜まり８５ｅ，８５ｆやベアリング６１，６２に効率的に導くことができる。

なお、以上説明した図１４〜２０に示す構成例においても、ＥＶ走行を行う場合等、入力軸３４及び入力側ロータ２８が回転していない場合は、入力軸３４のオイル吐出口９２からの遠心力によるオイル供給が困難である他、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間の空隙７１にオイルが介在すると、ステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用するトルクにより出力側ロータ１８を回転駆動する際に、オイルによる流体カップリング力が損失となる。したがって、図１４〜２０に示す構成例においても、入力側ロータ２８（エンジン３６）が停止している状態でステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用するトルクにより出力側ロータ１８を回転駆動する場合は、入力軸３４のオイル吐出口９２からのオイル供給を停止させる。その場合は、ステータ１６の外周側のケーシング１５に形成されたオイル供給口８９からステータ巻線２０のコイルエンド部１２０−１，１２０−２にオイルを供給することで、ステータ１６を冷却する。一方、ロータ巻線３０の誘導電流により入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に電磁カップリングトルクを作用させる場合は、入力軸３４のオイル吐出口９２からのオイル供給を行うことで、入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及びステータ１６を冷却するとともに、流体カップリングトルクも作用させる。その際には、オイル吐出口９２からのオイル供給とオイル供給口８９からのオイル供給とを切り替えることで、オイル供給量を低減することができ、オイルポンプ容量／損失／コスト／体格を抑制することができる。

また、以上説明した実施形態では、回転電機１０の入出力を入れ替えることもできる。すなわち、第２ロータ１８がエンジン３６に機械的に連結され、第１ロータ２８が変速機４４を介して車輪３８に機械的に連結されていてもよい。この場合は、エンジン３６からの動力が第２ロータ１８に伝達され、第１ロータ２８からの動力が変速機４４で変速されて車輪３８に伝達されるため、第２ロータ１８が入力側ロータとなり、第１ロータ２８が出力側ロータとなる。また、以上説明した実施形態では、ステータ１６及びインバータ４０を省略することも可能である。

以上の実施形態の説明では、整流器９３で整流された電力を電圧変換して出力するＤＣ−ＤＣコンバータとして昇圧コンバータ９４を設けた場合について説明した。ただし、本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータとして降圧コンバータや昇降圧コンバータを設けることも可能である。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態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。

１０ 回転電機、１５ ケーシング、１６ ステータ、１８ 第２ロータ（出力側ロータ）、２０ ステータ巻線、２４ 出力軸、２８ 第１ロータ（入力側ロータ）、３０ ロータ巻線、３２，３３ 永久磁石、３４ 入力軸、３６ エンジン、３８ 車輪、４０，４１ インバータ、４２ 蓄電装置、４４ 変速機、４８ クラッチ、５０ 電子制御ユニット、６１，６２，６３ ベアリング、７１ 空隙、７２，７２−１，７２−２ オイル導入通路、８１，８２ 連結部材、８３，８４ 出力側ロータ支持部材、８３ａ，８４ａ，８９ オイル供給口、８５ オイル貯溜部材、８５ｃ，８５ｄ オイル噴出口、８５ｅ，８５ｆ オイル溜まり、８７ オイル、８８ オイル孔、９０−１，９０−２，９１ オイル通路、９２ オイル吐出口、９３ 整流器、９４ 昇圧コンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）、９５ スリップリング、９６ ブラシ、１２０−１，１２０−２，１３０−１，１３０−２ コイルエンド部。

Claims (11)

1. 回転軸の外周側に配置され、回転軸とともに回転する第１回転子であって、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子巻線が回転子鉄心に巻回された第１回転子と、
   第１回転子の外周側に配置され、第１回転子に対し相対回転可能な第２回転子であって、回転子巻線で発生した回転磁界が作用するのに応じて第１回転子との間にトルクが作用する第２回転子と、
   を備える回転電機であって、
   第１回転子の内周には、回転軸及び第１回転子とともに回転し、作動液体溜まりに作動液体を貯溜するための作動液体貯溜部材が設置され、
   回転軸には、作動液体溜まりへ作動液体を吐出させるための作動液体吐出口が形成され、
   回転子巻線の回転軸方向両端部が、回転子鉄心及び作動液体貯溜部材より回転軸方向両側へ張り出しており、
   回転子巻線の回転軸方向両端部との間に作動液体通路を形成するための通路形成部材が回転子巻線の回転軸方向両端部に近接して設置されており、
   第１回転子の回転時に、作動液体溜まりに貯溜された作動液体を、遠心力により作動液体貯溜部材の回転軸方向両端部から回転子巻線の回転軸方向両端部へ飛散させる、回転電機。
2. 請求項１に記載の回転電機であって、
   通路形成部材は、第２回転子とともに回転する部材である、回転電機。
3. 請求項１または２に記載の回転電機であって、
   通路形成部材は、第２回転子の回転軸方向両端面との間にも作動液体通路を形成する部材である、回転電機。
4. 請求項１〜３のいずれか１に記載の回転電機であって、
   第２回転子の外周側に配置され、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な固定子巻線が固定子鉄心に巻回された固定子をさらに備え、
   第２回転子は、固定子巻線で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用し、
   固定子巻線の回転軸方向両端部が、固定子鉄心より回転軸方向両側へ張り出しており、
   通路形成部材には、作動液体通路を通る作動液体を遠心力により固定子巻線の回転軸方向両端部へ供給するための作動液体供給口が形成されている、回転電機。
5. 回転軸の外周側に配置され、回転軸とともに回転する第１回転子であって、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子巻線が回転子鉄心に巻回された第１回転子と、
   第１回転子の外周側に配置され、第１回転子に対し相対回転可能な第２回転子であって、回転子巻線で発生した回転磁界が作用するのに応じて第１回転子との間にトルクが作用する第２回転子と、
   を備える回転電機であって、
   第１回転子の内周には、回転軸及び第１回転子とともに回転し、作動液体溜まりに作動液体を貯溜するための作動液体貯溜部材が設置され、
   回転軸には、作動液体溜まりへ作動液体を吐出させるための作動液体吐出口が形成され、
   作動液体吐出口からの作動液体を第１回転子と第２回転子との間の空隙に導入するための作動液体導入通路が形成されており、
   回転子巻線の回転軸方向両端部が、回転子鉄心及び作動液体貯溜部材より回転軸方向両側へ張り出しており、
   第１回転子の回転時に、作動液体溜まりに貯溜された作動液体を、遠心力により作動液体貯溜部材の回転軸方向両端部から回転子巻線の回転軸方向両端部へ飛散させる、回転電機。
6. 請求項５に記載の回転電機であって、
   作動液体導入通路は、第１回転子の回転子鉄心に形成され、作動液体溜まりに貯溜された作動液体を前記空隙に導入する、回転電機。
7. 請求項６に記載の回転電機であって、
   回転軸と作動液体貯溜部材が連結部材を介して連結され、
   作動液体溜まりは、作動液体貯溜部材の回転軸方向両端部間に連結部材を挟んで形成され、
   作動液体導入通路は、連結部材の外周部に面し、且つ作動液体溜まりと連通するよう連結部材の外周部よりも回転軸方向両側に張り出して形成されている、回転電機。
8. 請求項６に記載の回転電機であって、
   回転軸と作動液体貯溜部材が連結部材を介して連結され、
   作動液体導入通路は、連結部材にも形成され、作動液体吐出口と連通している、回転電機。
9. 請求項５に記載の回転電機であって、
   作動液体導入通路は、第１回転子の回転子鉄心と回転子巻線の回転軸方向両端部との間に形成され、作動液体溜まりに貯溜された作動液体を前記空隙に導入する、回転電機。
10. 請求項１〜９のいずれか１に記載の回転電機であって、
    作動液体貯溜部材の回転軸方向両端部には、第１回転子の回転時に作動液体溜まりに貯溜された作動液体が噴出するための作動液体噴出口が形成されている、回転電機。
11. 請求項１〜６，９のいずれか１に記載の回転電機であって、
    回転軸と作動液体貯溜部材が連結部材を介して連結され、
    作動液体溜まりは、作動液体貯溜部材の回転軸方向両端部間に連結部材を挟んで形成され、
    連結部材には、連結部材を挟んで形成された作動液体溜まり同士を連通させるための作動液体連通孔が形成されている、回転電機。
    

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