WO2024075613A1 - 車両用駆動装置 - Google Patents

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WO2024075613A1
WO2024075613A1 PCT/JP2023/035237 JP2023035237W WO2024075613A1 WO 2024075613 A1 WO2024075613 A1 WO 2024075613A1 JP 2023035237 W JP2023035237 W JP 2023035237W WO 2024075613 A1 WO2024075613 A1 WO 2024075613A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circumferential
circumferential section
flow path
electric machine
section
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/035237
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隼也 川出
丈元 鈴木
Original Assignee
株式会社アイシン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社アイシン filed Critical 株式会社アイシン
Publication of WO2024075613A1 publication Critical patent/WO2024075613A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil

Definitions

  • This disclosure relates to a vehicle drive system.
  • the present disclosure aims to achieve uniform flow of refrigerant around the entire circumferential direction of the rotating electric machine.
  • a rotating electric machine a flow passage forming member having a cylindrical shape with an inner circumferential surface facing an outer circumferential surface of the rotating electric machine in a radial direction, the flow passage forming member forming a coolant flow passage around the rotating electric machine;
  • a coolant supply unit connected to the coolant flow path;
  • a coolant discharge portion connected to the coolant flow path;
  • a transmission mechanism that transmits a driving force from the rotating electric machine to a wheel via a shaft member, the refrigerant flow path includes a first circumferential section including a connection portion to the refrigerant supply section, a second circumferential section including a connection portion to the refrigerant discharge section, and a third circumferential section on one side of two circumferential sections between the first circumferential section and the second circumferential section in the circumferential direction, and a fourth circumferential section on the other side;
  • the flow passage forming member has a convex portion that protrudes radially in the third circumferential section in
  • this disclosure makes it possible to achieve uniform flow of refrigerant around the entire circumferential direction of the rotating electric machine.
  • FIG. 1 is a schematic top view showing a state in which a vehicle drive device is mounted in a vehicle.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the vehicle drive device.
  • FIG. 1 is a skeleton diagram showing a vehicle drive device. 1 is a side view that illustrates a vehicle drive device according to an embodiment of the present invention;
  • FIG. 5 is an enlarged view of part Q4 in FIG. 4 .
  • 3 is a schematic diagram of a refrigerant flow path formed by a flow path forming member.
  • FIG. 3 is an enlarged view of part Q6 in FIG. 2.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a preferred arrangement of fastening portions, and is a side view that generally illustrates the vehicle drive device according to the present embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a partial arrangement of fastening portions according to a comparative example superimposed by dotted lines on the picture of FIG. 7 .
  • FIG. 13 is a side view illustrating a preferred arrangement of the fastening portion, and is a schematic diagram showing the relationship with the wiring connector.
  • the Y direction corresponds to the up-down direction when the vehicle drive device 100 is in use, that is, the up-down direction when the vehicle drive device 100 is arranged in the direction in which it is in use.
  • the Y1 side and the Y2 side correspond to the upper side and the lower side along the Y direction.
  • the up-down direction does not necessarily have to be parallel to the vertical direction, but only needs to have a predominantly vertical component.
  • the directions of each member in the following description represent the directions when they are assembled to the vehicle drive device 100.
  • the terms related to the dimensions, arrangement direction, arrangement position, etc. of each member are concepts that include a state in which there is a difference due to an error (an error that can be tolerated in manufacturing).
  • the A direction corresponds to the axial direction, and in FIG. 2, etc., the A1 side and the A2 side along the A direction are defined.
  • the X direction (see FIG. 3, etc.) is a direction perpendicular to both the A direction and the Y direction, and in FIG. 3, etc., the X1 side and the X2 side along the X direction are defined.
  • driving connection refers to a state in which two rotating elements are connected so as to be able to transmit a driving force (synonymous with torque), and includes a state in which the two rotating elements are connected so as to rotate as a unit, or a state in which the two rotating elements are connected so as to be able to transmit a driving force via one or more transmission members.
  • Such transmission members include various members (e.g., shafts, gear mechanisms, belts, chains, etc.) that transmit rotation at the same speed or at a variable speed.
  • the transmission members may also include engagement devices (e.g., friction engagement devices, meshing engagement devices, etc.) that selectively transmit rotation and driving force.
  • communication refers to a state in which two spatial elements are fluidly connected to each other. In other words, it refers to a state in which a fluid can pass between the two spatial elements.
  • the two spatial elements may be directly connected to each other, or indirectly connected to each other (i.e., via another spatial element).
  • rotating electric machine is used as a concept that includes both motors (electric motors), generators (electric generators), and motor-generators that function as both motors and generators as necessary.
  • overlapping when viewed in a specific direction means that when an imaginary line parallel to the line of sight is moved in each direction perpendicular to the imaginary line, there is at least a part of an area where the imaginary line intersects with both of the two components.
  • arrangement areas in a specific direction overlap means that at least a part of the arrangement area in a specific direction of one component is included within the arrangement area in a specific direction of the other component.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a top view showing the vehicle drive device 100 mounted in a vehicle VC.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the vehicle drive device 100.
  • FIG. 2A is a skeleton diagram showing the vehicle drive device 100.
  • the vehicle drive device 100 includes a rotating electric machine 1, a pair of output members 6 each drivingly connected to a pair of wheels W (see FIG. 1), and a transmission mechanism 3 that transmits driving force between the rotating electric machine 1 and the pair of output members 6.
  • the vehicle drive device 100 further includes a case 2 that houses the rotating electric machine 1.
  • the case 2 also houses the pair of output members 6 and the transmission mechanism 3.
  • the case 2 may house only one of the pair of output members 6.
  • the vehicle drive device 100 can be used in any vehicle having a rotating electric machine 1, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, and can be used in any vehicle with a drive system such as front-wheel drive or rear-wheel drive.
  • the drive source may be only an engine (internal combustion engine).
  • the first output member 61 which is one of the pair of output members 6, is drivingly connected to the first wheel W1, which is one of the pair of wheels W
  • the second output member 62 which is the other of the pair of output members 6, is drivingly connected to the second wheel W2, which is the other of the pair of wheels W.
  • the vehicle VC on which the vehicle drive device 100 is mounted includes a first drive shaft 63 that rotates integrally with the first wheel W1 and a second drive shaft 64 that rotates integrally with the second wheel W2.
  • the first drive shaft 63 is connected to the first wheel W1 via, for example, a constant velocity joint
  • the second drive shaft 64 is connected to the second wheel W2 via, for example, a constant velocity joint.
  • the first output member 61 is connected to the first drive shaft 63 so as to rotate integrally with the first drive shaft 63, and the second output member 62 is connected to the second drive shaft 64 so as to rotate integrally with the second drive shaft 64.
  • the first output member 61 may be in the form of an intermediate shaft.
  • the vehicle drive device 100 transmits the output torque of the rotating electric machine 1 to a pair of wheels W via a pair of output members 6, thereby driving the vehicle VC on which the vehicle drive device 100 is mounted.
  • the rotating electric machine 1 is a driving force source for the pair of wheels W.
  • the pair of wheels W is a pair of left and right wheels on the vehicle VC (e.g., a pair of left and right front wheels, or a pair of left and right rear wheels).
  • the rotating electric machine 1 may be, for example, an AC rotating electric machine driven by three-phase AC.
  • the rotating electric machine 1 and the pair of output members 6 are arranged on two parallel axes (specifically, a first axis C1 and a second axis C2). Specifically, the rotating electric machine 1 is arranged on the first axis C1, and the pair of output members 6 are arranged on a second axis C2 different from the first axis C1.
  • the first axis C1 and the second axis C2 are axes (virtual axes) arranged parallel to each other.
  • the transmission mechanism 3 includes an output gear (ring gear) 30 that is drivingly connected to at least one of the pair of output members 6, and is coaxial with the pair of output members 6 (i.e., on the second axis C2).
  • the rotating electric machine 1 is, for example, an inner rotor type.
  • a rotor 14 that can rotate around a first axis C1 is arranged radially inside a stator 11 (see FIG. 2).
  • the transmission mechanism 3 includes a reduction mechanism 34 in the power transmission path between the rotating electric machine 1 and the output gear 30.
  • the reduction mechanism 34 is optional and may include a reduction mechanism using a counter gear, a reduction mechanism using a planetary gear, or the like.
  • the reduction mechanism 34 includes a planetary gear mechanism, and the reduction mechanism 34 is arranged coaxially with the rotating electric machine 1.
  • the output gear (carrier) 342 of the reduction mechanism 34 radially meshes with the output gear 30 of the differential gear mechanism 5.
  • Such a vehicle drive device 100 can have a compact configuration consisting of two shafts (first shaft C1 and second shaft C2). In a modified example, the vehicle drive device 100 may have three or more shafts.
  • the reduction mechanism 34 is arranged coaxially with the rotating electric machine 1 (i.e., on the first axis C1) in a manner that the reduction mechanism 34 is drivingly connected to the rotating electric machine 1.
  • the rotor 14 of the rotating electric machine 1 rotates integrally with the input member 16 together with the sun gear 341 of the reduction mechanism 34.
  • the transmission mechanism 3 further includes a differential gear mechanism 5.
  • the differential gear mechanism 5 distributes the driving force transmitted from the rotating electric machine 1 to a pair of output members 6.
  • the differential gear mechanism 5 distributes the rotation of the output gear 30 to a first side gear 51 and a second side gear 52.
  • the differential gear mechanism 5 may be arranged coaxially with the pair of output members 6 (i.e., on the second axis C2).
  • the differential gear mechanism 5 may be a bevel gear type differential gear mechanism, and the output gear 30 may be connected to a differential case portion 50 included in the differential gear mechanism 5 so as to rotate integrally with the differential case portion 50.
  • FIG. 3 is a side view showing a vehicle drive device 100 according to the present embodiment.
  • the motor cover member 201 is omitted so that the state inside the motor housing chamber S1 can be seen.
  • the inverter device 70 inside the inverter case portion 24 is shown by a dotted line.
  • FIG. 4 is a perspective view of the flow path forming member 90. In FIG. 4 (as in FIG. 5), the positions of the inlet portion 95 and the outlet portion 96 relative to the refrigerant flow path 300 are shown in a schematic projection diagram (circular dashed dotted line).
  • FIG. 4A is an enlarged view of the Q4 portion in FIG. 4.
  • FIG. 4A is an enlarged view of the Q4 portion in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of the refrigerant flow path 300 formed by the flow path forming member 90, and is an explanatory diagram in which the outer peripheral surface of the flow path forming member 90 is developed on a plane.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view of a portion of the refrigerant flow path 300 (a portion along line A-A in FIG. 5).
  • FIG. 6B is a side view showing a schematic positional relationship between the first output member 61 and the refrigerant supply portion 40 and the refrigerant discharge portion 42.
  • Figure 6C is an enlarged view of part Q6 in Figure 2.
  • the water-cooling structure of the rotating electric machine 1 is a structure for cooling the rotating electric machine 1 with cooling water.
  • the cooling water may be water containing LLC (Long Life Coolant), for example, and may be circulated by a water pump (not shown).
  • a heat dissipation section such as a radiator (not shown) may be provided in the cooling water circulation path.
  • the cooling water may be used not only to cool the rotating electric machine 1, but also to cool other components, such as the inverter device 70 electrically connected to the rotating electric machine 1.
  • the water-cooling structure of the rotating electric machine 1 may include a coolant supply section 40, a coolant discharge section 42, and a flow path forming member 90, as shown in FIG. 4.
  • the refrigerant supply unit 40 is connected to the discharge side of, for example, a water pump (not shown) and supplies cooling water to a refrigerant flow path 300 (described below) formed by a flow path forming member 90.
  • the coolant discharge section 42 is connected to, for example, the suction side of a water pump (not shown) and supplies (discharges) cooling water from a coolant flow path 300 (described below) formed by the flow path forming member 90 to the water pump (not shown).
  • the refrigerant supply section 40 and the refrigerant discharge section 42 may be provided on the upper and lower sides of the first output member 61, as shown in FIG. 6B. In this case, the refrigerant supply section 40 and the refrigerant discharge section 42 can be established by effectively utilizing the space around the first output member 61.
  • the flow path forming member 90 is cylindrical in shape with an inner circumferential surface that faces radially the outer circumferential surface of the rotating electric machine 1.
  • the flow path forming member 90 forms a refrigerant flow path 300 around the rotating electric machine 1.
  • the flow path forming member 90 may be made of a material with good thermal conductivity, such as aluminum.
  • the flow path forming member 90 is fitted into the stator core 12 of the stator 11 by, for example, shrink fitting. This increases the adhesion (tightening margin) between the flow path forming member 90 and the stator core 12, and reduces the thermal resistance between the flow path forming member 90 and the stator core 12.
  • the flow path forming member 90 may be formed integrally with the stator core 12 by casting in or the like.
  • the flow path forming member 90 may also be formed as part of the case 2.
  • the flow path forming member 90 is in the form of an inner case that is fastened to the case 2, as shown in FIG. 3, for example.
  • the flow path forming member 90 has a plurality of fastening parts 500 at one axial end side, as shown in FIG. 3. A preferred example of the arrangement of the plurality of fastening parts 500 will be described later.
  • the flow path forming member 90 is inserted into the cylindrical space (motor accommodating chamber S1) of the case 2. At this time, the outer peripheral surface of the flow path forming member 90 faces radially against the inner peripheral surface (the inner peripheral surface that bounds the multiple fastening portions 500) of the motor case portion 21 (see FIG. 2) of the case 2.
  • the inner peripheral surface of the case 2 that surrounds the flow path forming member 90 in this manner is also referred to as the "flow path forming surface 209 of the case 2.”
  • the inner diameter of the flow path forming surface of the case 2 may be a constant value that is larger than the basic outer diameter of the stator core 12 by the basic thickness t0 of the flow path forming member 90 (see FIG. 6A).
  • the flow path forming member 90 cooperates with the flow path forming surface 209 of the case 2 to form the refrigerant flow path 300.
  • the refrigerant flow path 300 is formed in the radial direction between the outer peripheral surface of the flow path forming member 90 and the flow path forming surface 209 of the case 2.
  • the coolant flow passage 300 may extend in the circumferential direction so that the cooling water flows in the circumferential direction over the entire circumferential direction.
  • the coolant flow passage 300 may be formed so as to face the outer peripheral surface of the stator core 12 in the radial direction over the entire axial direction of the stator core 12 of the rotating electric machine 1.
  • the coolant flow passage 300 is closed at both axial ends.
  • a seal member 97 (see FIG. 6C) may be provided over the entire circumferential direction at both axial ends of the flow passage forming member 90 between the flow passage forming member 90 and the flow passage forming surface 209 of the case 2.
  • the refrigerant flow path 300 is broadly divided into a first circumferential section SC1, a second circumferential section SC2, a third circumferential section SC3, and a fourth circumferential section SC4.
  • the first circumferential section SC1 is a section that includes the inlet section 95.
  • the refrigerant supply section 40 is connected to the inlet section 95. Therefore, cooling water is introduced into the refrigerant flow path 300 from the inlet section 95.
  • the inlet section 95 may be in the form of an opening at the end of the refrigerant supply section 40.
  • the second circumferential section SC2 is a section that includes the outlet section 96.
  • the outlet section 96 is connected to the refrigerant discharge section 42. Therefore, the cooling water introduced into the refrigerant flow path 300 is discharged outside the refrigerant flow path 300 via the outlet section 96.
  • the outlet section 96 may be in the form of an opening at the end of the refrigerant discharge section 42.
  • the third circumferential section SC3 may be the section that extends between the first circumferential section SC1 and the second circumferential section SC2 in the circumferential direction and has the longest circumferential length.
  • the flow path forming member 90 has a protrusion 91 that protrudes radially in a manner that reduces the cross-sectional area of the refrigerant flow path.
  • the protrusion 91 is in the form of a convex stripe or rib that extends continuously in the circumferential direction, and is formed in a manner in which multiple protrusions are arranged in the axial direction.
  • the protrusion 91 may be realized in other forms or other arrangements.
  • cylindrical protrusions may be arranged in a staggered pattern.
  • the upper surface (radially outer surface) of the protrusion 91 may be in radial contact with the flow path forming surface 209 of the case 2, or may be slightly spaced from the flow path forming surface 209 of the case 2.
  • the third circumferential section SC3 in the refrigerant flow path 300 is mainly formed by a portion in which the protrusion 91 is not formed.
  • the fourth circumferential section SC4 may extend circumferentially between the first circumferential section SC1 and the second circumferential section SC2, and may be a section whose circumferential length is significantly shorter than that of the third circumferential section SC3.
  • the flow path forming member 90 may not have a convex portion such as the convex portion 91 in the fourth circumferential section SC4.
  • the flow path forming member 90 has a basically flat surface (outer peripheral surface) in the fourth circumferential section SC4.
  • cooling water when cooling water is introduced into the inlet 95 of the refrigerant flow path 300, it flows in the axial direction in the first circumferential section SC1 (see arrow R52 in FIG. 5) and is distributed to the third circumferential section SC3 and the fourth circumferential section SC4 (see arrows R51 and R53 in FIG. 5). Then, the cooling water flowing in the circumferential direction in the third circumferential section SC3 (see arrows R51 and R55 in FIG. 5) flows in the axial direction (see arrow R54 in FIG. 5) when it reaches the second circumferential section SC2, and is discharged from the outlet 96.
  • the cooling water flowing in the circumferential direction (which may also have an axial component) in the fourth circumferential section SC4 (see arrow R53 in FIG. 5) flows in the axial direction (see arrow R54 in FIG. 5) when it reaches the second circumferential section SC2, and is discharged from the outlet 96.
  • the flow path structure in the fourth circumferential section SC4 may be adapted so that the pipeline loss coefficient in the fourth circumferential section SC4 is equivalent to the pipeline loss coefficient in the third circumferential section SC3.
  • the flow path structure in the fourth circumferential section SC4 may be adapted so that the flow rate in the fourth circumferential section SC4 is equivalent to the flow rate in the third circumferential section SC3. This makes it possible to uniformize the flow rate (and the associated cooling capacity) of the coolant flowing through the refrigerant flow path 300 in the circumferential direction.
  • the flow rate in the fourth circumferential section SC4 and the flow rate in the third circumferential section SC3 may correspond to the ratio of the circumferential length of the fourth circumferential section SC4 to the circumferential length of the third circumferential section SC3. This is because the longer the circumferential length, the more useful the cooling capacity.
  • the maximum radial width of the cross section of the refrigerant flow path 300 is smallest in the fourth circumferential section SC4 among the first circumferential section SC1 to the fourth circumferential section SC4, and is largest in the third circumferential section SC3. This allows the resistance in the fourth circumferential section SC4 to be relatively large, thereby ensuring an appropriate flow rate of the cooling water flowing through the third circumferential section SC3. Note that in this embodiment, since the third circumferential section SC3 is provided with a convex portion 91, the maximum radial width of the cross section of the refrigerant flow path 300 in the third circumferential section SC3 occurs in a portion that does not have a convex portion 91.
  • the flow path forming member 90 is disposed between the stator core 12 and the flow path forming surface 209 of the case 2, and the radial distance between the stator core 12 and the flow path forming surface 209 of the case 2 is approximately constant (i.e., a constant value corresponding to the basic thickness t0) throughout the entire circumferential direction. Therefore, in this embodiment, the above-mentioned relationships of h4 ⁇ h1 ⁇ h3 and h4 ⁇ h2 ⁇ h3 can be realized by changing the thickness of the flow path forming member 90.
  • the portion of the flow path forming member 90 that forms the refrigerant flow path 300 is the portion through which the refrigerant actually passes, and may be, for example, a portion in a range that faces radially relative to the stator core 12, or a portion in an axial range between the inlet portion 95 and the outlet portion 96.
  • the flow passage forming member 90 is shrink-fitted, and stress concentration during shrink-fitting is likely to become a problem.
  • the flow passage forming member 90 can thermally shrink due to the effects of heat from the stator core 12 and cooling water, and thermal stress is likely to occur.
  • the first circumferential section SC1 and the second circumferential section SC2 can mitigate this thickness difference.
  • the convex portion 91 in the flow passage forming member 90 also creates a difference in thickness, so stress concentration is likely to occur at the edge of the convex portion 91, etc.
  • the circumferential end position of the convex portion 91 is set at the boundary between the third circumferential section SC3 and the first circumferential section SC1 and the second circumferential section SC2, stress concentration is likely to occur at the boundary.
  • the convex portion 91 preferably terminates at the first circumferential section SC1 and the second circumferential section SC2, as shown in Figures 4 and 5. That is, the convex portion 91 in the third circumferential section SC3 preferably extends continuously over a portion of the first circumferential section SC1 that is connected to the third circumferential section, and a portion of the second circumferential section SC2 that is connected to the third circumferential section SC3. This makes it possible to reduce stress concentration that may occur at the boundaries between the third circumferential section SC3 and the first circumferential section SC1 and second circumferential section SC2.
  • the fourth circumferential section SC4 of the flow path forming member 90 is arranged to intersect with a straight line L6 that connects the axial center (second axis C2) of the first output member 61 and the axial center (first axis C1) of the rotating electric machine 1 when viewed in the axial direction.
  • This allows the refrigerant supply section 40 and the refrigerant discharge section 42 to be arranged above and below the axial center (second axis C2) of the first output member 61 as described above, making it possible to efficiently utilize space that could otherwise become dead space.
  • FIG. 7 is a side view that shows a schematic diagram of a vehicle drive device according to this embodiment.
  • FIG. 8 is a side view that shows a schematic diagram of a preferred arrangement of the fastening portion 500 and its relationship with the wiring connector 802.
  • the fastening portion 500 and the wiring connector 802 that are arranged at different axial positions are shown in the same side view for the sake of explanation.
  • the fastening portion 500 will be described, assuming (virtually) a rectangle (in this case, a square) 600 that circumscribes the outer shape of the rotating electric machine 1 when viewed in the axial direction and has two sides parallel in the vertical direction (see FIG. 7).
  • the outer shape of the rotating electric machine 1 related to the rectangle 600 may be the outer shape of the stator core 12.
  • the fastening portion 500 is provided at the end of the A1 side of the flow path forming member 90 as shown in Figs. 4 and 7.
  • the fastening portion 500 is formed to protrude radially outward from the circular outer shape of the flow path forming member 90 when viewed in the axial direction.
  • the fastening portion 500 may be formed integrally with the flow path forming member 90 or may be separate.
  • the fastening portion 500 is fastened to the case 2 by a bolt (not shown) (see bolt hole BT4).
  • the fastening portion 500 may be fastened to the end face of the axial A1 side of the motor case portion 21 (see Fig. 2) surrounding the rotating electric machine 1.
  • the fastening portion 500 may be in the form of a plate, and may be brought into axial contact with the axial end face of the flow path forming member to restrain the axial displacement of the flow path forming member.
  • a plate-shaped fastening portion may fit into a recess that may be formed on the axial end face of the flow path forming member, thereby restricting the circumferential displacement of the flow path forming member.
  • the fastening portion 500 preferably overlaps at least one of the four corners CN1 to CN4 of the rectangle 600 when viewed in the axial direction.
  • the fastening portion 500 overlaps the corner CN1 on the X1 side and the upper side (Y1 side) and the corner CN2 on the X1 side and the lower side (Y2 side) of the four corners CN1 to CN4 of the case 2 when viewed in the axial direction.
  • the fastening portion 500 overlapping the corner when viewed in the axial direction may mean that a part or the whole of the fastening portion 500 overlaps the corner when viewed in the axial direction.
  • the fastening portion 500 overlapping the corner when viewed in the axial direction may mean that a bolt (not shown) (see bolt hole BT4) related to the fastening portion 500 overlaps the corner when viewed in the axial direction.
  • the corner where the fastening portion 500 overlaps when viewed in the axial direction may be an area of the rectangle 600 outside the rotating electric machine 1 when viewed in the axial direction.
  • the fastening parts 500 are not sufficiently fixed to the flow path forming member 90 (fixed to the case 2), problems such as leakage of cooling water from the refrigerant flow path 300 formed by the flow path forming member 90 and infiltration of oil into the refrigerant flow path 300 may occur.
  • the fastening parts 500' arranged at 120 degree intervals are shown by virtual dotted lines.
  • the fastening parts 500' protrude from the outer shape of the case 2 (outer shape when viewed in the axial direction), this is likely to result in an increase in the size of the case 2 (and therefore the size of the vehicle drive device 100).
  • the first output member 61 is arranged in the vicinity of the rotating electric machine 1, as in this embodiment, it is difficult to establish three or more fastening parts without interference between the first output member 61 and the fastening parts.
  • the three fastening portions 500 overlap the corner CN1 on the X1 side and the upper side (Y1 side) and the corner CN2 on the X1 side and the lower side (Y2 side) when viewed in the axial direction.
  • the three fastening portions 500 can be arranged at relatively equal intervals along the circumferential direction without increasing the size of the case 2 (and therefore the size of the vehicle drive device 100) and without interfering with the first output member 61.
  • the relatively equal intervals can be, for example, angular intervals significantly different from 120 degrees, but the relatively equal intervals ensure the necessary fixing strength throughout the entire circumferential direction.
  • the center (on the first axis C1) of the flow passage forming member 90 can be arranged within a triangle connecting the bolts (not shown) (see bolt hole BT4) of the three fastening portions 500. This ensures high reliability in fixing the flow path forming member 90 by the fastening portion 500 while reducing the size of the case 2 (and therefore the size of the vehicle drive device 100).
  • two bolts (not shown) (see bolt hole BT4) are fastened to each of two of the three fastening parts 500. This further increases the reliability of the fastening parts 500 in fixing the flow path forming member 90.
  • the area that overlaps with corner CN1 of the four corners CN1 to CN4 is suitable as an area for wiring to the inverter case part 24. This is because this area is on the upper side where the inverter case part 24 is arranged. In particular, when the inverter case part 24 extends further toward the X1 side than the first axis C1 when viewed in the axial direction, it becomes easier to route wiring inside the inverter case part 24.
  • a connector 802 for wiring an electronic component is provided in an area between the rotating electric machine 1 and the reduction mechanism 34 in the axial direction and overlapping with the corner portion CN1 when viewed in the axial direction.
  • the electronic component may be a low-voltage electronic component arranged in the motor housing chamber S1, and may include, for example, a sensor (e.g., a resolver) that detects the rotation angle of the rotating electric machine 1, an oil temperature sensor, etc.
  • one of the three fastening portions 500 overlaps with the wiring connector 802 at the corner CN1 when viewed in the axial direction.
  • This allows the wiring connector 802 and the fastening portion 500 to be efficiently established in a manner that reduces the size of the case 2 (and therefore the size of the vehicle drive device 100).
  • the wiring connector 802 is provided such that the case 2 extends to a region that overlaps the corner CN1 when viewed in the axial direction
  • by arranging the fastening portion 500 so that it overlaps the corner CN1 when viewed in the axial direction, an increase in the size of the case 2 caused by the fastening portion 500 can be prevented.
  • the relationship s4>s1>s3 and the relationship s4>s2>s3 are efficiently realized by simply adjusting the thickness of the flow path forming member 90.
  • the relationship s4>s1>s3 and the relationship s4>s2>s3 may be realized while keeping the thickness of the flow path forming member 90 constant.
  • the relationship s4>s1>s3 and the relationship s4>s2>s3 may be realized by forming convex portions like the convex portion 91 in the first circumferential section SC1 to the third circumferential section SC3 and by varying the shape (arrangement and dimensions) of each convex portion in the first circumferential section SC1 to the fourth circumferential section SC4.
  • both the relationship t4>t1>t3 and the relationship t4>t2>t3 are satisfied with respect to the thickness of the flow path forming member 90, but even if only one of them is satisfied, some of the effects of this embodiment can be enjoyed.
  • 100 Vehicle drive device, 1: Rotating electric machine (drive source), 11: Stator core, 90: Flow path forming member, 91: Convex portion, 92: Groove portion, 95: Inlet portion (connection portion to refrigerant supply portion), 96: Outlet portion (connection portion to refrigerant discharge portion), 40: Refrigerant supply portion, 42: Refrigerant discharge portion, 300: Refrigerant flow path, SC1: First circumferential section, SC2: Second circumferential section, SC3: Third circumferential section, SC4: Fourth circumferential section, 34: Reduction mechanism (transmission mechanism), 5: Differential gear mechanism (transmission mechanism), 61: First output member (shaft member), C1: First shaft (shaft center of rotating electric machine), C2: Second shaft (shaft center of shaft member), W: Wheel

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Abstract

回転電機と、回転電機の外周面に径方向に対向する内周面を有する円筒状の形態であり、回転電機まわりに冷媒流路を形成する流路形成部材と、冷媒流路は、冷媒供給部に対する接続部を含む第１周方向区間と、冷媒排出部に対する接続部を含む第２周方向区間と、周方向で第１周方向区間と第２周方向区間との間の２つの周方向区間のうちの、一方側の第３周方向区間と、他方側の第４周方向区間とを有し、流路形成部材は、第３周方向区間において、冷媒流路の断面積を低減する態様で径方向に突出する凸部を有し、軸部材の軸心は、回転電機の軸心に対して平行であり、かつ、軸方向に交差する方向でオフセットし、第４周方向区間は、軸方向に視て、軸部材と回転電機との間の軸心同士を結ぶ直線に交わる、車両用駆動装置が開示される。

Description

車両用駆動装置
　本開示は、車両用駆動装置に関する。
　回転電機まわりに冷媒流路（冷却水通路）を形成する技術が知られている。
米国特許出願公開第２０２０／０２３５６４０号明細書
　しかしながら、上記のような従来技術では、回転電機まわりの周方向の全周にわたる冷媒の流れの均一化を図ることが難しい。
　そこで、１つの側面では、本開示は、回転電機まわりの周方向の全周にわたる冷媒の流れの均一化を図ることを目的とする。
　１つの側面では、回転電機と、
　前記回転電機の外周面に径方向に対向する内周面を有する円筒状の形態であり、前記回転電機まわりに冷媒流路を形成する流路形成部材と、
　前記冷媒流路に接続される冷媒供給部と、
　前記冷媒流路に接続される冷媒排出部と、
　前記回転電機からの駆動力を軸部材を介して車輪に伝達する伝達機構と、を備え、
　前記冷媒流路は、前記冷媒供給部に対する接続部を含む第１周方向区間と、前記冷媒排出部に対する接続部を含む第２周方向区間と、周方向で前記第１周方向区間と前記第２周方向区間との間の２つの周方向区間のうちの、一方側の第３周方向区間と、他方側の第４周方向区間とを有し、
　前記流路形成部材は、前記第３周方向区間において、前記冷媒流路の断面積を低減する態様で径方向に突出する凸部を有し、
　前記軸部材の軸心は、前記回転電機の軸心に対して平行であり、かつ、軸方向に交差する方向でオフセットし、
　前記第４周方向区間は、軸方向に視て、前記軸部材と前記回転電機との間の軸心同士を結ぶ直線に交わる、車両用駆動装置が提供される。
　１つの側面では、本開示によれば、回転電機まわりの周方向の全周にわたる冷媒の流れの均一化を図ることが可能となる。
車両における車両用駆動装置の搭載状態を示した上面視の概略図である。 車両用駆動装置の断面図である。 車両用駆動装置を示すスケルトン図である。 本実施例による車両用駆動装置を概略的に示す側面図である。 流路形成部材の斜視図である。 図４のＱ４部の拡大図である。 流路形成部材により形成される冷媒流路の概略図である。 冷媒流路の一部の断面図である。 第１出力部材と冷媒供給部及び冷媒排出部との位置関係を概略的に示す側面図である。 図２のＱ６部の拡大図である。 締結部の好ましい配置の説明図であり、本実施例による車両用駆動装置を概略的に示す側面図である。 図７の絵に、比較例による締結部の一部の配置を点線で重畳して模式的に示す図である。 締結部の好ましい配置の説明図であり、配線用コネクタとの関係を概略的に示す側面図である。
　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。
　以下の説明では、Ｙ方向（図３等参照）は、車両用駆動装置１００の使用状態での上下方向、すなわち、車両用駆動装置１００をその使用状態での向きに配置した場合の上下方向に対応する。そして、Ｙ１側及びＹ２側は、Ｙ方向に沿った上側及び下側に対応する。なお、上下方向は、必ずしも鉛直方向と平行である必要はなく、鉛直方向成分を支配的に有すればよい。また、以下の説明における各部材についての方向は、それらが車両用駆動装置１００に組み付けられた状態での方向を表す。また、各部材についての寸法、配置方向、配置位置等に関する用語は、誤差（製造上許容され得る程度の誤差）による差異を有する状態を含む概念である。Ａ方向（図２等参照）は、軸方向に対応し、図２等には、Ａ方向に沿ったＡ１側とＡ２側が定義されている。また、Ｘ方向（図３等参照）は、Ａ方向及びＹ方向の双方に直交する方向であり、図３等には、Ｘ方向に沿ったＸ１側とＸ２側が定義されている。
　本明細書では、「駆動連結」とは、２つの回転要素が駆動力（トルクと同義）を伝達可能に連結された状態を指し、当該２つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該２つの回転要素が１つ又は２つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材（例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等）が含まれる。なお、伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置（例えば、摩擦係合装置、噛み合い式係合装置等）が含まれていてもよい。
　また、本明細書では、「連通」とは、２つの空間的要素が互いに流体的に連通している状態を指す。すなわち、２つの空間的要素間で流体が行き来できる状態を指す。この際、２つの空間的要素は、直接的に連通してもよいし、間接的に（すなわち他の空間的要素を介して）連通してもよい。
　本明細書では、「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。また、本明細書では、２つの部材の配置に関して、「特定方向視で重なる」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線に直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が２つの部材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意味する。また、本明細書では、２つの部材の配置に関して、「特定方向の配置領域が重なる」とは、一方の部材の特定方向の配置領域内に、他方の部材の特定方向の配置領域の少なくとも一部が含まれることを意味する。
　図１は、車両ＶＣにおける車両用駆動装置１００の搭載状態を示した上面視の概略図である。図２は、車両用駆動装置１００の断面図である。図２Ａは、車両用駆動装置１００を示すスケルトン図である。
　車両用駆動装置１００は、図２Ａに模式的に示すように、回転電機１と、一対の車輪Ｗ（図１参照）にそれぞれ駆動連結される一対の出力部材６と、回転電機１と一対の出力部材６との間で駆動力を伝達する伝達機構３と、を備えている。車両用駆動装置１００は、更に、回転電機１を収容するケース２を備えている。ケース２は、一対の出力部材６及び伝達機構３も収容している。なお、変形例では、ケース２は、一対の出力部材６のうちの一方だけを収容してもよい。また、車両用駆動装置１００の用途は、電気自動車やハイブリッド車のような、回転電機１を有する任意の車両に適用可能であり、駆動方式も前輪駆動や後輪駆動など任意の車両に適用可能である。また、駆動源は、エンジン（内燃機関）のみであってもよい。
　一対の出力部材６の一方である第１出力部材６１は、一対の車輪Ｗの一方である第１車輪Ｗ１に駆動連結され、一対の出力部材６の他方である第２出力部材６２は、一対の車輪Ｗの他方である第２車輪Ｗ２に駆動連結される。図１に示すように、車両用駆動装置１００が搭載される車両ＶＣは、第１車輪Ｗ１と一体的に回転する第１ドライブシャフト６３と、第２車輪Ｗ２と一体的に回転する第２ドライブシャフト６４と、を備えている。第１ドライブシャフト６３は、例えば等速ジョイントを介して第１車輪Ｗ１に連結され、第２ドライブシャフト６４は、例えば等速ジョイントを介して第２車輪Ｗ２に連結される。そして、第１出力部材６１は、第１ドライブシャフト６３と一体的に回転するように第１ドライブシャフト６３に連結され、第２出力部材６２は、第２ドライブシャフト６４と一体的に回転するように第２ドライブシャフト６４に連結される。なお、第１出力部材６１は、インターミディエイトシャフトの形態であってよい。
　車両用駆動装置１００は、回転電機１の出力トルクを、一対の出力部材６を介して一対の車輪Ｗに伝達させて、車両用駆動装置１００が搭載された車両ＶＣを走行させる。すなわち、回転電機１は、一対の車輪Ｗの駆動力源である。一対の車輪Ｗは、車両ＶＣにおける左右一対の車輪（例えば、左右一対の前輪、又は左右一対の後輪）である。回転電機１は、例えば、３相交流で駆動される交流回転電機であってよい。
　図２に示すように、回転電機１と一対の出力部材６とは、互いに平行な２つの軸（具体的には、第１軸Ｃ１及び第２軸Ｃ２）に分かれて配置されている。具体的には、回転電機１が、第１軸Ｃ１上に配置され、一対の出力部材６が、第１軸Ｃ１とは異なる第２軸Ｃ２上に配置されている。第１軸Ｃ１及び第２軸Ｃ２は、互いに平行に配置される軸（仮想軸）である。伝達機構３は、一対の出力部材６の少なくとも一方に駆動連結される出力ギヤ（リングギヤ）３０を、一対の出力部材６と同軸に（すなわち、第２軸Ｃ２上に）備えている。
　回転電機１は、例えばインナーロータタイプである。回転電機１は、ステータ１１（図２参照）の径方向内側に、第１軸Ｃ１を中心として回転可能なロータ１４が配置される。
　伝達機構３は、回転電機１と出力ギヤ３０との間の動力伝達経路に、減速機構３４を備えている。減速機構３４は、任意であり、カウンタギヤを用いる減速機構や、遊星歯車を用いる減速機構等を含んでよい。本実施例では、一例として、減速機構３４は、遊星歯車機構を含み、減速機構３４は、回転電機１と同軸に配置される。減速機構３４の出力ギヤ（キャリア）３４２は、差動歯車機構５の出力ギヤ３０と径方向に噛み合う。このような車両用駆動装置１００は、２軸（第１軸Ｃ１及び第２軸Ｃ２）からなるコンパクトな構成を有することができる。なお、変形例では、車両用駆動装置１００は、３軸以上を有してもよい。
　本実施例では、減速機構３４は、回転電機１に駆動連結される態様で、回転電機１と同軸に（すなわち、第１軸Ｃ１上に）配置されている。本実施例では、一例として、回転電機１のロータ１４は、減速機構３４のサンギヤ３４１とともに入力部材１６と一体的に回転する。
　また、伝達機構３は、差動歯車機構５を更に備えている。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、一対の出力部材６に分配する。図２に示す例では、差動歯車機構５は、出力ギヤ３０の回転を、第１サイドギヤ５１と第２サイドギヤ５２とに分配する。差動歯車機構５は、一対の出力部材６と同軸に（すなわち、第２軸Ｃ２上に）配置されてよい。なお、差動歯車機構５は、傘歯車式の差動歯車機構であってよく、出力ギヤ３０は、差動歯車機構５が備える差動ケース部５０と一体的に回転するように当該差動ケース部５０に連結されてよい。
　次に、図３以降を参照して、本実施例に係る回転電機１の水冷構造とそれに関連する構成要素（流路形成部材９０等）について説明する。
　図３は、本実施例による車両用駆動装置１００を概略的に示す側面図である。図３では、モータ収容室Ｓ１内の状態がわかるように、モータカバー部材２０１の図示が省略されている。また、図３では、インバータケース部２４の内部のインバータ装置７０が点線で概略的に示されている。図４は、流路形成部材９０の斜視図である。図４（図５も同様）には、冷媒流路３００に対する入口部９５及び出口部９６の位置が模式的に投影図（一点鎖線の円形）で示されている。図４Ａは、図４のＱ４部の拡大図である。図５は、流路形成部材９０により形成される冷媒流路３００の概略図であり、流路形成部材９０の外周面を平面上に展開した説明図である。図６Ａは、冷媒流路３００の一部（図５のラインＡ－Ａに沿った部分）の断面図である。図６Ｂは、第１出力部材６１と冷媒供給部４０及び冷媒排出部４２との位置関係を概略的に示す側面図である。図６Ｃは、図２のＱ６部の拡大図である。
　本実施例に係る回転電機１の水冷構造は、回転電機１を冷却水で冷却するための構造である。なお、冷却水は、例えばＬＬＣ（Ｌｏｎｇ　Ｌｉｆｅ　Ｃｏｏｌａｎｔ）を含む水であってよく、ウォーターポンプ（図示せず）により循環されてよい。なお、冷却水の循環路には、ラジエータ（図示せず）等の放熱部が設けられてよい。また、冷却水は、回転電機１の冷却だけでなく、他の構成要素、例えば、回転電機１に電気的に接続されるインバータ装置７０等の冷却にも利用されてよい。
　本実施例に係る回転電機１の水冷構造は、図４に示すように、冷媒供給部４０と、冷媒排出部４２と、流路形成部材９０と、を含んでよい。
　冷媒供給部４０は、例えばウォーターポンプ（図示せず）の吐出側に連通し、流路形成部材９０により形成される冷媒流路３００（後述）に冷却水を供給する。
　冷媒排出部４２は、例えばウォーターポンプ（図示せず）の吸引側に連通し、流路形成部材９０により形成される冷媒流路３００（後述）からの冷却水をウォーターポンプ（図示せず）へと供給（排出）する。
　冷媒供給部４０及び冷媒排出部４２は、図６Ｂに示すように、第１出力部材６１を挟んで上下側にそれぞれ設けられてもよい。この場合、第１出力部材６１まわりのスペースを有効利用して、冷媒供給部４０及び冷媒排出部４２を成立させることができる。
　流路形成部材９０は、図４に示すように、回転電機１の外周面に径方向に対向する内周面を有する円筒状の形態である。流路形成部材９０は、回転電機１まわりに冷媒流路３００を形成する。
　流路形成部材９０は、例えばアルミのような熱伝導性の良好な材料により形成されてよい。本実施例では、一例として、流路形成部材９０は、例えば焼き嵌めによりステータ１１のステータコア１２に嵌合される。これにより、流路形成部材９０とステータコア１２との密着性（締め代）を高め、流路形成部材９０とステータコア１２との間の熱抵抗を低減できる。なお、他の実施例では、流路形成部材９０は、鋳包み等によりステータコア１２と一体的に形成されてもよい。また、流路形成部材９０は、ケース２の一部として形成されてもよい。
　本実施例では、流路形成部材９０は、一例として、図３に示すように、ケース２に締結されるインナーケースの形態である。この場合、流路形成部材９０は、軸方向一端側において、図３に示すように、複数の締結部５００を有する。複数の締結部５００の配置の好ましい例は後述する。
　流路形成部材９０は、ケース２の円柱状の空間部（モータ収容室Ｓ１）に挿入される。この際、流路形成部材９０の外周面は、ケース２のモータケース部２１（図２参照）の内周面（複数の締結部５００を境界付ける内周面）に対して径方向に対向する。なお、以下では、このようにして流路形成部材９０を囲繞するケース２の内周面を、「ケース２の流路形成面２０９」とも称する。なお、ケース２の流路形成面の内径は、ステータコア１２の基本外径に対して、流路形成部材９０の基本肉厚ｔ０（図６Ａ参照）分だけ大きい一定値であってよい。
　流路形成部材９０は、ケース２の流路形成面２０９と協動して、冷媒流路３００を形成する。具体的には、冷媒流路３００は、径方向で流路形成部材９０の外周面とケース２の流路形成面２０９との間に形成される。
　冷媒流路３００は、周方向全体にわたって冷却水が周方向に流れるように周方向に延在してよい。また、冷媒流路３００は、回転電機１のステータコア１２の軸方向全体にわたって、ステータコア１２の外周面に径方向に対向するように形成されてよい。なお、冷媒流路３００は、軸方向両端において閉塞される。例えば、流路形成部材９０とケース２の流路形成面２０９との間には、流路形成部材９０の軸方向両端部において、周方向全体にわたってシール部材９７（図６Ｃ参照）が設けられてよい。
　本実施例では、冷媒流路３００は、図３及び図４に示すように、大きく分けて、第１周方向区間ＳＣ１、第２周方向区間ＳＣ２、第３周方向区間ＳＣ３、及び第４周方向区間ＳＣ４を含む。
　第１周方向区間ＳＣ１は、入口部９５を含む区間である。入口部９５には、冷媒供給部４０が接続される。従って、冷媒流路３００には、入口部９５から冷却水が導入される。なお、入口部９５は、冷媒供給部４０の端部の開口の形態であってよい。
　第２周方向区間ＳＣ２は、出口部９６を含む区間である。出口部９６には、冷媒排出部４２が接続される。従って、冷媒流路３００に導入された冷却水は、出口部９６を介して冷媒流路３００外へと排出される。なお、出口部９６は、冷媒排出部４２の端部の開口の形態であってよい。
　第３周方向区間ＳＣ３は、周方向で第１周方向区間ＳＣ１と第２周方向区間ＳＣ２との間の延在し、最も周長が長い区間であってよい。流路形成部材９０は、第３周方向区間ＳＣ３において、冷媒流路の断面積を低減する態様で径方向に突出する凸部９１を有する。本実施例では、凸部９１は、周方向に連続的に延在する凸条又はリブの形態であり、軸方向に複数並ぶ態様で形成される。ただし、他の実施例では、凸部９１は、他の形態や他の配置で実現されてもよい。例えば、円柱状の形態の凸部が千鳥状に配置されてもよい。凸部９１の上面（径方向外側の表面）は、ケース２の流路形成面２０９に径方向に当接してもよいし、ケース２の流路形成面２０９に対してわずかに離間してもよい。いずれの場合も、冷媒流路３００における第３周方向区間ＳＣ３の部分は、主に凸部９１が形成されていない部分により形成される。
　第４周方向区間ＳＣ４は、周方向で第１周方向区間ＳＣ１と第２周方向区間ＳＣ２との間の延在し、第３周方向区間ＳＣ３よりも周長が有意に短い区間であってよい。流路形成部材９０は、第４周方向区間ＳＣ４において、凸部９１のような凸部は有さなくてよい。本実施例では、流路形成部材９０は、第４周方向区間ＳＣ４において、基本的に平坦な表面（外周面）を有する。
　本実施例では、冷媒流路３００の入口部９５に冷却水が導入されると、第１周方向区間ＳＣ１において軸方向に流れつつ（図５の矢印Ｒ５２参照）、第３周方向区間ＳＣ３及び第４周方向区間ＳＣ４へと分配される（図５の矢印Ｒ５１、Ｒ５３参照）。そして、第３周方向区間ＳＣ３を周方向に流れる冷却水（図５の矢印Ｒ５１、Ｒ５５参照）は、第２周方向区間ＳＣ２に至ると、軸方向に流れつつ（図５の矢印Ｒ５４参照）、出口部９６から排出される。また、第４周方向区間ＳＣ４を周方向（軸方向の成分も有しうる）に流れる冷却水（図５の矢印Ｒ５３参照）は、第２周方向区間ＳＣ２に至ると、軸方向に流れつつ（図５の矢印Ｒ５４参照）、出口部９６から排出される。
　ところで、一般的に、流体は、抵抗が少ない流路で流れようとする。この点、第３周方向区間ＳＣ３における凸部９１のような抵抗要素がある。従って、入口部９５と出口部９６の間に、第３周方向区間ＳＣ３よりも、抵抗が有意に小さい流路部分が存在すると、第３周方向区間ＳＣ３に冷却水が十分に流れない可能性がある。この場合、ステータコア１２の全体のうちの、第３周方向区間ＳＣ３に径方向で対向する部分の冷却（冷却水による冷却）が不十分となるおそれがある。特に、入口部９５から出口部９６への第４周方向区間ＳＣ４を介した流路部分の抵抗が、後述するような本実施例の関係とは異なり有意に小さい場合、第３周方向区間ＳＣ３に径方向で対向する部分の冷却（冷却水による冷却）が不十分となるおそれがある。
　そこで、本実施例では、第４周方向区間ＳＣ４での管路損失係数が、第３周方向区間ＳＣ３での管路損失係数と同等になるように、第４周方向区間ＳＣ４における流路構造が適合されてよい。なお、管路損失係数は、管路損失係数＝（圧力損失）／（流量）αとして評価されてよい。ただし、α＞１。あるいは、同様の観点から、第４周方向区間ＳＣ４での流量と、第３周方向区間ＳＣ３での流量とが同等になるように、第４周方向区間ＳＣ４における流路構造が適合されてよい。これにより、冷媒流路３００を流れる冷却水の流量（及びそれに伴う冷却能力）について、周方向にわたって均一化を図ることができる。
　ただし、第４周方向区間ＳＣ４での流量と、第３周方向区間ＳＣ３での流量とは、第４周方向区間ＳＣ４の周長と、第３周方向区間ＳＣ３の周長との比に対応させてもよい。これは、周長が長いほど、高い冷却能力が有用となるためである。
　本実施例では、冷媒流路３００の断面の径方向幅の最大値は、第１周方向区間ＳＣ１から第４周方向区間ＳＣ４のうちの、第４周方向区間ＳＣ４において最も小さく、第３周方向区間ＳＣ３において最も大きい。これにより、第４周方向区間ＳＣ４における抵抗を比較的大きくできるため、第３周方向区間ＳＣ３を流れる冷却水の流量を適切に確保できる。なお、本実施例では、第３周方向区間ＳＣ３には、凸部９１が設けられるので、第３周方向区間ＳＣ３における冷媒流路３００の断面の径方向幅の最大値は、凸部９１を有さない部分で生じる。
　また、本実施例では、冷媒流路３００の断面の径方向幅の最大値を、第１周方向区間ＳＣ１から第４周方向区間ＳＣ４のそれぞれにおいて、ｈ１～ｈ４（図６Ａ参照、ただし、ｈ２については図示せず）としたとき、ｈ４＜ｈ１＜ｈ３、かつ、ｈ４＜ｈ２＜ｈ３の関係を有する。なお、この際、ｈ１＝ｈ２であってもよいし、ｈ１≒ｈ２であってよい。また、第４周方向区間ＳＣ４について、冷媒流路３００の断面の径方向幅の最大値は、凸部９１を除く部分の径方向幅（すなわち凸部９１に隣接する溝部９２の径方向幅）に対応する。
　本実施例では、流路形成部材９０は、上述したように、ステータコア１２とケース２の流路形成面２０９との間に配置され、ステータコア１２とケース２の流路形成面２０９との間の径方向の距離は、周方向全体にわたって略一定（すなわち基本肉厚ｔ０に対応した一定値）である。従って、本実施例では、上述したｈ４＜ｈ１＜ｈ３、かつ、ｈ４＜ｈ２＜ｈ３の関係を、流路形成部材９０の肉厚の変化により実現できる。この場合、流路形成部材９０における冷媒流路３００を形成する部分の径方向の肉厚の最小値を、第１周方向区間ＳＣ１から第４周方向区間ＳＣ４のそれぞれにおいて、ｔ１～ｔ４としたとき、ｔ４＞ｔ１＞ｔ３、かつ、ｔ４＞ｔ２＞ｔ３の関係を有する。あるいは、換言すると、第４周方向区間ＳＣ４については、凸部９１を除く部分の肉厚をｔ４としたとき、ｔ４＞ｔ１＞ｔ３、かつ、ｔ４＞ｔ２＞ｔ３の関係を有する。なお、この際、ｔ１＝ｔ２であってもよいし、ｔ１≒ｔ２であってよい。例えば、ｔ１＝（ｔ４＋ｔ３）／２であってよい。
　なお、流路形成部材９０における冷媒流路３００を形成する部分とは、実質的に冷媒が通る部分であり、例えば、ステータコア１２に対して径方向に対向する範囲の部分であってもよいし、入口部９５と出口部９６の間の軸方向範囲の部分であってもよい。
　ここで、本実施例のように、流路形成部材９０において比較的大きな肉厚の差が存在すると、当該差に起因して応力集中が生じやすくなる。特に、本実施例では、流路形成部材９０は、焼き嵌めされているため、焼き嵌めの際の応力集中が問題となりやすい。また、流路形成部材９０は、ステータコア１２からの熱や冷却水の影響で熱収縮しうるため、熱応力が発生しやすい。
　これに対して、本実施例では、第４周方向区間ＳＣ４と第３周方向区間ＳＣ３との間で、流路形成部材９０において比較的大きな肉厚の差（＝ｔ４―ｔ３）が存在するものの、第１周方向区間ＳＣ１及び第２周方向区間ＳＣ２が、当該肉厚の差を緩和できる。具体的には、第４周方向区間ＳＣ４と第３周方向区間ＳＣ３との間には、その間の中間的な肉厚を有する第１周方向区間ＳＣ１及び第２周方向区間ＳＣ２が存在する。このようにして、本実施例では、流路形成部材９０は、第１周方向区間ＳＣ１及び第２周方向区間ＳＣ２において、第４周方向区間ＳＣ４と第３周方向区間ＳＣ３との間の肉厚の差（＝ｔ４―ｔ３）を緩和できる。その結果、流路形成部材９０において比較的大きな肉厚の差に起因して生じうる応力の問題を低減又は無くすことができる。
　ここで、更に、本実施例のように、流路形成部材９０における凸部９１は、同様に肉厚の差を生むため、凸部９１の際等で応力集中が発生しやすくなる。この点、凸部９１の周方向端部位置を、第３周方向区間ＳＣ３と第１周方向区間ＳＣ１及び第２周方向区間ＳＣ２との境界部に設定すると、当該境界部での応力集中が生じやすくなる。すなわち、この場合、当該境界部では、第３周方向区間ＳＣ３と第１周方向区間ＳＣ１及び第２周方向区間ＳＣ２との間の肉厚差（＝ｔ１又はｔ２－ｔ３）に起因した応力と、凸部９１の発生に起因した応力とが同時に生じやすくなる。
　そこで、本実施例では、凸部９１は、好ましくは、図４及び図５に示すように、第１周方向区間ＳＣ１及び第２周方向区間ＳＣ２において終端する。すなわち、第３周方向区間ＳＣ３における凸部９１は、好ましくは、第１周方向区間ＳＣ１の一部であって第３周方向区間に接続する側の一部と、第２周方向区間ＳＣ２の一部であって第３周方向区間ＳＣ３に接続する側の一部とに、連続して延在する。これにより、第３周方向区間ＳＣ３と第１周方向区間ＳＣ１及び第２周方向区間ＳＣ２との境界部において生じうる応力集中を低減できる。
　なお、本実施例において、流路形成部材９０の第４周方向区間ＳＣ４は、軸方向に視て、第１出力部材６１の軸心（第２軸Ｃ２）と回転電機１の軸心（第１軸Ｃ１）との間を結ぶ直線Ｌ６に交わる配置となる。これにより、上述したように冷媒供給部４０及び冷媒排出部４２を第１出力部材６１の軸心（第２軸Ｃ２）を挟んで上下に配置でき、デッドスペースとなりうるスペースを効率的に利用できる。
　次に、図４、図７～図８を参照して、流路形成部材９０の締結部５００の配置の好ましい例について説明する。
　図７は、本実施例による車両用駆動装置を概略的に示す側面図である。図８は、締結部５００の好ましい配置の説明図であり、配線用コネクタ８０２との関係を概略的に示す側面図である。図８では、軸方向の異なる位置に配置される締結部５００と配線用コネクタ８０２とを、説明上、同一の側面視で図示している。
　以下では、軸方向に視て回転電機１の外形に外接する矩形（この場合、正方形）６００であって上下方向に平行な２辺を有する矩形６００（図７参照）を（仮想的に）想定して、締結部５００の配置の好ましい例について説明する。なお、矩形６００に係る回転電機１の外形は、ステータコア１２の外形であってよい。
　締結部５００は、図４及び図７に示すように、流路形成部材９０のＡ１側の端部に設けられる。締結部５００は、軸方向に視て流路形成部材９０の円形の外形に対して径方向外側に突出する形態である。なお、締結部５００は、流路形成部材９０と一体に形成されてもよいし、別体であってもよい。締結部５００は、ケース２にボルト（図示せず）（ボルト穴ＢＴ４参照）により締結される。例えば、締結部５００は、回転電機１まわりの囲繞するモータケース部２１（図２参照）の軸方向A1側の端面に締結されてよい。これにより、締結部５００を介して流路形成部材９０をケース２に対して強固に固定される。なお、締結部５００が流路形成部材９０とは別体である場合、締結部は、プレート状の形態であってよく、流路形成部材の軸方向端面に軸方向に当接することで、流路形成部材の軸方向の変位を拘束してよい。かかるプレート状の形態の締結部は、流路形成部材の軸方向端面に形成されてよい凹部に嵌まることで、流路形成部材の周方向の変位を拘束してよい。
　締結部５００は、好ましくは、軸方向に視て、矩形６００の４つの角部ＣＮ１～ＣＮ４のうちの、少なくとも１つの角部に重なる。図３に示す例では、締結部５００は、軸方向に視て、ケース２における４つの角部ＣＮ１～ＣＮ４のうちの、Ｘ１側かつ上側（Ｙ１側）の角部ＣＮ１とＸ１側かつ下側（Ｙ２側）の角部ＣＮ２に重なる。ここで、締結部５００が軸方向に視て角部に重なるとは、締結部５００の一部又は全部が軸方向に視て角部に重なる態様であってもよい。例えば、締結部５００が軸方向に視て角部に重なるとは、締結部５００に係るボルト（図示せず）（ボルト穴ＢＴ４参照）が軸方向に視て角部に重なる態様であってもよい。また、締結部５００が軸方向に視て重なる角部とは、軸方向に視て、矩形６００のうちの回転電機１の外側の領域であってよい。
　ところで、締結部５００による流路形成部材９０の固定（ケース２への固定）が不十分となると、流路形成部材９０により形成される冷媒流路３００からの冷却水の漏れや冷媒流路３００への油の侵入といった不都合が生じうる。このような不都合を防止すべく、かかる締結部５００による流路形成部材９０の固定の信頼性を高める観点からは、締結部５００は、３箇所以上、周方向に沿って略等間隔（例えば３箇所の場合、例えば１２０度間隔）で配置されることが望ましい。
　例えば、図７Ａには、１２０度間隔で配置された場合の締結部５００’が仮想的に点線で示されている。この場合、締結部５００’がケース２の外形（軸方向に視た外形）からはみ出すことからわかるように、ケース２の体格（及びそれに伴い車両用駆動装置１００の体格）の増加を招きやすい。特に、本実施例のように、第１出力部材６１が回転電機１まわりの近傍に配置されるレイアウトでは、第１出力部材６１と締結部が干渉しない態様で、３箇所以上の締結部を成立させることが難しい。
　この点、本実施例では、上述したように、３箇所の締結部５００のうちの２つが、軸方向に視て、Ｘ１側かつ上側（Ｙ１側）の角部ＣＮ１とＸ１側かつ下側（Ｙ２側）の角部ＣＮ２に重なる。これにより、図７に示すように、ケース２の体格（及びそれに伴い車両用駆動装置１００の体格）の増加を招くことなく、かつ、第１出力部材６１に干渉することなく、３箇所の締結部５００を、周方向に沿った比較的均等な間隔で配置できる。なお、比較的均等な間隔は、例えば１２０度とは有意に異なる角度間隔でありうるが、比較的均等な間隔であることで、周方向全体にわたり必要な固定強度を確保できる。例えば、軸方向に視て、３箇所の締結部５００のボルト（図示せず）（ボルト穴ＢＴ４参照）を結ぶ三角形内に、流路形成部材９０の中心（第１軸Ｃ１上）を配置できる。これにより、締結部５００による流路形成部材９０の固定に対する高い信頼性を確保しつつ、ケース２の体格（及びそれに伴い車両用駆動装置１００の体格）の低減を図ることができる。
　また、本実施例では、３箇所の締結部５００のうちの２つのそれぞれには、２つのボルト（図示せず）（ボルト穴ＢＴ４参照）が締結される。これにより、締結部５００による流路形成部材９０の固定に対する信頼性を更に高めることができる。
　ところで、軸方向に視て、４つの角部ＣＮ１～ＣＮ４のうちの、角部ＣＮ１に重なる領域は、インバータケース部２４への配線用領域として好適である。かかる領域は、インバータケース部２４が配置される上側であるためである。また、特に、インバータケース部２４が、軸方向に視て、第１軸Ｃ１よりもＸ１側まで延在する場合、インバータケース部２４内への配線の配索が容易となる。
　この点、本実施例では、軸方向で回転電機１と減速機構３４の間であって、軸方向に視て角部ＣＮ１に重なる領域に、電子部品（図示せず）の配線用コネクタ８０２が設けられる。この場合、電子部品（図示せず）は、モータ収容室Ｓ１に配置される低圧系の電子部品であってよく、例えば、回転電機１の回転角を検出するセンサ（例えばレゾルバ）や油温センサ等を含んでよい。
　この場合、軸方向に視て、３箇所の締結部５００のうちの１つが、配線用コネクタ８０２と、角部ＣＮ１において重なることになる。これにより、ケース２の体格（及びそれに伴い車両用駆動装置１００の体格）の低減を図る態様で、配線用コネクタ８０２及び締結部５００を効率的に成立させることができる。換言すると、配線用コネクタ８０２を設けることでケース２が軸方向に視て角部ＣＮ１に重なる領域まで延在する場合において、締結部５００を、軸方向に視て、角部ＣＮ１に重なる配置とすることで、締結部５００に起因したケース２の体格増加を防止できる。
　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。
　例えば、上述した実施例では、第１周方向区間ＳＣ１から第４周方向区間ＳＣ４の各断面積（流路の断面積）を、ｓ１～ｓ４としたとき、ｓ４＞ｓ１＞ｓ３の関係、及び、ｓ４＞ｓ２＞ｓ３の関係を、流路形成部材９０の肉厚を調整するだけで効率的に実現している。しかしながら、例えば、流路形成部材９０の肉厚は一定としつつ、ｓ４＞ｓ１＞ｓ３の関係、及び、ｓ４＞ｓ２＞ｓ３の関係を、実現してもよい。例えば、第１周方向区間ＳＣ１から第３周方向区間ＳＣ３にも、凸部９１のような凸部を形成し、かつ、第１周方向区間ＳＣ１から第４周方向区間ＳＣ４の各凸部の形態（配置や寸法）を異ならせることで、ｓ４＞ｓ１＞ｓ３の関係、及び、ｓ４＞ｓ２＞ｓ３の関係を、実現してもよい。
　また、上述した実施例では、流路形成部材９０の肉厚に関して、ｔ４＞ｔ１＞ｔ３の関係、及び、ｔ４＞ｔ２＞ｔ３の関係の双方が満たされるが、いずれか一方だけが満たされる場合でも、本実施例の効果の一部を享受できる。
１００・・・車両用駆動装置、１・・・回転電機（駆動源）、１１・・・ステータコア、９０・・・流路形成部材、９１・・・凸部、９２・・・溝部、９５・・・入口部（冷媒供給部に対する接続部）、９６・・・出口部（冷媒排出部に対する接続部）、４０・・・冷媒供給部、４２・・・冷媒排出部、３００・・・冷媒流路、ＳＣ１・・・第１周方向区間、ＳＣ２・・・第２周方向区間、ＳＣ３・・・第３周方向区間、ＳＣ４・・・第４周方向区間、３４・・・減速機構（伝達機構）、５・・・差動歯車機構（伝達機構）、６１・・・第１出力部材（軸部材）、Ｃ１・・・第１軸（回転電機の軸心）、Ｃ２・・・第２軸（軸部材の軸心）、Ｗ・・・車輪

Claims (6)

  1. 　回転電機と、
    　前記回転電機の外周面に径方向に対向する内周面を有する円筒状の形態であり、前記回転電機まわりに冷媒流路を形成する流路形成部材と、
    　前記冷媒流路に接続される冷媒供給部と、
    　前記冷媒流路に接続される冷媒排出部と、
    　前記回転電機からの駆動力を軸部材を介して車輪に伝達する伝達機構と、を備え、
    　前記冷媒流路は、前記冷媒供給部に対する接続部を含む第１周方向区間と、前記冷媒排出部に対する接続部を含む第２周方向区間と、周方向で前記第１周方向区間と前記第２周方向区間との間の２つの周方向区間のうちの、一方側の第３周方向区間と、他方側の第４周方向区間とを有し、
    　前記流路形成部材は、前記第３周方向区間において、前記冷媒流路の断面積を低減する態様で径方向に突出する凸部を有し、
    　前記軸部材の軸心は、前記回転電機の軸心に対して平行であり、かつ、軸方向に交差する方向でオフセットし、
    　前記第４周方向区間は、軸方向に視て、前記軸部材と前記回転電機との間の軸心同士を結ぶ直線に交わる、車両用駆動装置。
  2. 　前記冷媒流路における流路断面積は、前記第１周方向区間から前記第４周方向区間のそれぞれにおいて、ｓ１～ｓ４としたとき、ｓ４＞ｓ１＞ｓ３の関係、及び、ｓ４＞ｓ２＞ｓ３の関係のうちの、少なくともいずれか一方の関係を有する、請求項１に記載の車両用駆動装置。
  3. 　前記流路形成部材における前記冷媒流路を形成する部分の径方向の肉厚の最小値を、前記第１周方向区間から前記第４周方向区間のそれぞれにおいて、ｔ１～ｔ４としたとき、ｔ４＞ｔ１＞ｔ３の関係、及び、ｔ４＞ｔ２＞ｔ３の関係のうちの、少なくともいずれか一方の関係を有する、請求項２に記載の車両用駆動装置。
  4. 　前記冷媒流路の断面の径方向幅を、前記第１周方向区間から前記第４周方向区間のそれぞれにおいて、ｈ１～ｈ４とし、かつ、ｈ３が、前記凸部に隣接する溝部での前記径方向幅を表すとき、ｈ４＜ｈ１＜ｈ３、かつ、ｈ４＜ｈ２＜ｈ３の関係を有する、請求項２に記載の車両用駆動装置。
  5. 　前記第３周方向区間における前記凸部は、前記第１周方向区間の一部であって前記第３周方向区間に接続する側の一部と、前記第２周方向区間の一部であって前記第３周方向区間に接続する側の一部とに、連続する、請求項１に記載の車両用駆動装置。
  6. 　前記流路形成部材は、前記回転電機のステータコアに焼き嵌めにより嵌合される、請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09226394A (ja) * 1995-12-21 1997-09-02 Aisin Aw Co Ltd 電気自動車用駆動装置
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