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公開番号2021052525
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210401
出願番号2019174587
出願日20190925
発明の名称駆動装置
出願人日本電産株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02K 9/19 20060101AFI20210305BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ステータの冷却効率を向上できる構造を有する駆動装置を提供する。
【解決手段】駆動装置1は、ロータ20、およびロータの径方向外側に位置するステータ30を有するモータと、内部に冷媒が流れる冷媒流路と、を備える。ステータは、ロータを囲むステータコア32を有する。冷媒流路は、ステータコアの径方向外側においてステータコアに冷媒を供給する第1供給口15を有する。モータ軸の軸方向に見て、第1供給口が開口する向きは、第1供給口を通りステータコアの外周面と接する接線が、第1供給口からステータコアの外周面に向かって延びる向きよりも径方向外側に傾く向きである。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項1】
モータ軸を中心として回転可能なロータ、および前記ロータの径方向外側に位置するステータを有するモータと、
内部に冷媒が流れる冷媒流路と、
を備え、
前記ステータは、前記ロータを囲むステータコアを有し、
前記冷媒流路は、前記ステータコアの径方向外側において前記ステータコアに前記冷媒を供給する第1供給口を有し、
前記モータ軸の軸方向に見て、前記第1供給口が開口する向きは、前記第1供給口を通り前記ステータコアの外周面と接する接線が、前記第1供給口から前記ステータコアの外周面に向かって延びる向きよりも径方向外側に傾く向きである、駆動装置。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
前記モータ軸は、鉛直方向と交差する方向に延び、
前記第1供給口は、前記ステータコアの鉛直方向上側の端部よりも鉛直方向下側に位置し、
前記モータ軸の軸方向に見て、前記第1供給口が開口する向きは、前記接線が前記第1供給口から前記ステータコアの外周面に向かって延びる向きよりも鉛直方向上側向きである、請求項1に記載の駆動装置。
【請求項3】
前記冷媒流路は、前記ステータコアの径方向外側において前記ステータコアに前記冷媒を供給する第2供給口を有し、
前記第2供給口は、前記ステータコアの鉛直方向上側に位置する、請求項2に記載の駆動装置。
【請求項4】
前記モータ軸の軸方向に見て、前記第2供給口が開口する向きは、前記第2供給口を通り前記ステータコアの外周面と接する接線が、前記第2供給口から前記ステータコアの外周面に向かって延びる向きよりも鉛直方向下側向きである、請求項3に記載の駆動装置。
【請求項5】
前記冷媒流路は、
前記第1供給口が設けられた下側冷媒流路と、
前記第2供給口が設けられ、前記下側冷媒流路よりも鉛直方向上側に位置する上側冷媒流路と、
を含む、請求項3または4に記載の駆動装置。
【請求項6】
前記冷媒流路は、前記ステータコアの径方向外側において前記ステータコアに前記冷媒を供給する第2供給口を有し、
前記モータ軸の軸方向に見て、前記第2供給口が開口する向きは、前記第2供給口を通り前記ステータコアの外周面と接する接線が、前記第2供給口から前記ステータコアの外周面に向かって延びる向きよりも径方向内側に傾く向きである、請求項1から5のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項7】
内部に前記モータを収容するハウジングをさらに備え、
前記第1供給口から前記接線が前記ステータコアの外周面と接する接点までの周方向の領域において、前記ハウジングの内周面と前記ステータコアの外周面との径方向の間には隙間が設けられる、請求項1から6のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項8】
車両に搭載される駆動装置であり、
前記モータに接続され、前記車両の車軸に前記モータのトルクを伝達する伝達装置をさらに備える、請求項1から7のいずれか一項に記載の駆動装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動装置に関する。
続きを表示(約 6,400 文字)【背景技術】
【0002】
冷媒が流れる冷媒流路によってステータを冷却する回転電機が知られている。例えば、特許文献1には、複数のパイプから冷却油を供給してステータを冷却する回転電機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2019−9967号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記のような回転電機においては、冷媒流路から供給される冷媒によって、ステータをより効率的に冷却することが求められていた。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みて、ステータの冷却効率を向上できる構造を有する駆動装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の駆動装置の一つの態様は、モータ軸を中心として回転可能なロータ、および前記ロータの径方向外側に位置するステータを有するモータと、内部に冷媒が流れる冷媒流路と、を備える。前記ステータは、前記ロータを囲むステータコアを有する。前記冷媒流路は、前記ステータコアの径方向外側において前記ステータコアに前記冷媒を供給する第1供給口を有する。前記モータ軸の軸方向に見て、前記第1供給口が開口する向きは、前記第1供給口を通り前記ステータコアの外周面と接する接線が、前記第1供給口から前記ステータコアの外周面に向かって延びる向きよりも径方向外側に傾く向きである。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一つの態様によれば、駆動装置において、ステータの冷却効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、第1実施形態の駆動装置を模式的に示す概略構成図である。
図2は、第1実施形態のステータ、第1パイプ、および第2パイプを示す斜視図である。
図3は、第1本実施形態の駆動装置の一部を示す断面図であって、図1におけるIII−III断面図である。
図4は、第1実施形態の駆動装置の一部を示す断面図であって、図1におけるIV−IV断面図である。
図5は、第1実施形態の第1パイプを示す斜視図である。
図6は、第1実施形態のステータの一部、第1パイプ、および第2パイプを左側から見た図である。
図7は、第2実施形態のステータの一部、第1パイプ、および第2パイプを左側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下の説明では、各図に示す本実施形態の駆動装置1が水平な路面上に位置する車両に搭載された場合の位置関係を基に、鉛直方向を規定して説明する。また、図面においては、適宜3次元直交座標系としてXYZ座標系を示す。XYZ座標系において、Z軸方向は、鉛直方向である。+Z側は、鉛直方向上側であり、−Z側は、鉛直方向下側である。以下の説明では、鉛直方向上側を単に「上側」と呼び、鉛直方向下側を単に「下側」と呼ぶ。X軸方向は、Z軸方向と直交する方向であって駆動装置1が搭載される車両の前後方向である。以下の実施形態において、+X側は、車両の前側であり、−X側は、車両の後側である。Y軸方向は、X軸方向とZ軸方向との両方と直交する方向であって、車両の左右方向、すなわち車幅方向である。以下の実施形態において、+Y側は、車両の左側であり、−Y側は、車両の右側である。前後方向および左右方向は、鉛直方向と直交する水平方向である。
【0010】
なお、前後方向の位置関係は、以下の実施形態の位置関係に限られず、+X側が車両の後側であり、−X側が車両の前側であってもよい。この場合には、+Y側は、車両の右側であり、−Y側は、車両の左側である。
【0011】
各図に適宜示すモータ軸J1は、鉛直方向と交差する方向に延びる。より詳細には、モータ軸J1は、Y軸方向、すなわち車両の左右方向に延びる。以下の説明においては、特に断りのない限り、モータ軸J1に平行な方向を単に「軸方向」と呼び、モータ軸J1を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、モータ軸J1を中心とする周方向、すなわち、モータ軸J1の軸回りを単に「周方向」と呼ぶ。なお、本明細書において、「平行な方向」は略平行な方向も含み、「直交する方向」は略直交する方向も含む。
【0012】
<第1実施形態>
図1に示す本実施形態の駆動装置1は、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)、電気自動車(EV)等、モータを動力源とする車両に搭載され、その動力源として使用される。図1に示すように、駆動装置1は、モータ2と、減速装置4および差動装置5を含む伝達装置3と、ハウジング6と、オイルポンプ96と、クーラー97と、パイプ10と、を備える。なお、本実施形態において、駆動装置1はインバータユニットを含まない。言い換えると、駆動装置1はインバータユニットと別体構造となっている。
【0013】
ハウジング6は、内部にモータ2および伝達装置3を収容する。ハウジング6は、モータ収容部61と、ギヤ収容部62と、隔壁61cと、を有する。モータ収容部61は、内部に後述するロータ20およびステータ30を収容する部分である。ギヤ収容部62は、内部に伝達装置3を収容する部分である。ギヤ収容部62は、モータ収容部61の左側に位置する。モータ収容部61の底部61aは、ギヤ収容部62の底部62aより上側に位置する。隔壁61cは、モータ収容部61の内部とギヤ収容部62の内部とを軸方向に区画する。隔壁61cには、隔壁開口68が設けられる。隔壁開口68は、モータ収容部61の内部とギヤ収容部62の内部とを繋ぐ。隔壁61cは、ステータ30の左側に位置する。すなわち、本実施形態において隔壁61cは、ステータ30の軸方向一方側に位置する軸方向壁部に相当する。
【0014】
ハウジング6は、内部に冷媒としてのオイルOを収容する。本実施形態では、モータ収容部61の内部およびギヤ収容部62の内部に、オイルOが収容される。ギヤ収容部62の内部における下部領域には、オイルOが溜るオイル溜りPが設けられる。オイル溜りPのオイルOは、後述する油路90によってモータ収容部61の内部に送られる。モータ収容部61の内部に送られたオイルOは、モータ収容部61の内部における下部領域に溜まる。モータ収容部61の内部に溜まったオイルOの少なくとも一部は、隔壁開口68を介してギヤ収容部62に移動し、オイル溜りPに戻る。
【0015】
なお、本明細書において「ある部分の内部にオイルが収容される」とは、モータが駆動している最中の少なくとも一部において、ある部分の内部にオイルが位置していればよく、モータが停止している際には、ある部分の内部にオイルが位置していなくてもよい。例えば、本実施形態においてモータ収容部61の内部にオイルOが収容されるとは、モータ2が駆動している最中の少なくとも一部において、モータ収容部61の内部にオイルOが位置していればよく、モータ2が停止している際においては、モータ収容部61の内部のオイルOがすべて隔壁開口68を通ってギヤ収容部62に移動してしまっていてもよい。なお、後述する油路90によってモータ収容部61の内部へと送られたオイルOの一部は、モータ2が停止した状態において、モータ収容部61の内部に残っていてもよい。
【0016】
オイルOは、後述する油路90内を循環する。オイルOは、減速装置4および差動装置5の潤滑用として使用される。また、オイルOは、モータ2の冷却用として使用される。オイルOとしては、潤滑油および冷却油の機能を奏するために、比較的粘度の低いオートマチックトランスミッション用潤滑油(ATF:Automatic Transmission Fluid)と同等のオイルを用いることが好ましい。
【0017】
本実施形態においてモータ2は、インナーロータ型のモータである。モータ2は、ロータ20と、ステータ30と、ベアリング26,27と、を備える。ロータ20は、水平方向に延びるモータ軸J1を中心として回転可能である。ロータ20は、シャフト21と、ロータ本体24と、を有する。図示は省略するが、ロータ本体24は、ロータコアと、ロータコアに固定されるロータマグネットと、を有する。ロータ20のトルクは、伝達装置3に伝達される。
【0018】
シャフト21は、モータ軸J1を中心として軸方向に沿って延びる。シャフト21は、モータ軸J1を中心として回転する。シャフト21は、内部に中空部22が設けられた中空シャフトである。シャフト21には、連通孔23が設けられる。連通孔23は、径方向に延びて中空部22とシャフト21の外部とを繋ぐ。
【0019】
シャフト21は、ハウジング6のモータ収容部61とギヤ収容部62とに跨って延びる。シャフト21の左側の端部は、ギヤ収容部62の内部に突出する。シャフト21の左側の端部には、伝達装置3の後述する第1のギヤ41が固定される。シャフト21は、ベアリング26,27により回転可能に支持される。
【0020】
ステータ30は、ロータ20と径方向に隙間を介して対向する。より詳細には、ステータ30は、ロータ20の径方向外側に位置する。ステータ30は、ステータコア32と、コイルアセンブリ33と、を有する。ステータコア32は、ロータ20を囲む。ステータコア32は、モータ収容部61の内周面に固定される。図2および図3に示すように、ステータコア32は、ステータコア本体32aと、固定部32bと、を有する。図3に示すように、ステータコア本体32aは、軸方向に延びる円筒状のコアバック32dと、コアバック32dから径方向内側に延びる複数のティース32eと、を有する。複数のティース32eは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。
【0021】
固定部32bは、ステータコア本体32aの外周面から径方向外側に突出する。固定部32bは、ハウジング6に固定される部分である。固定部32bは、周方向に沿って間隔を空けて複数設けられる。固定部32bは、例えば、4つ設けられる。4つの固定部32bは、周方向の一周に亘って等間隔に配置される。
【0022】
固定部32bのうちの1つは、ステータコア本体32aから上側に突出する。固定部32bのうちの他の1つは、ステータコア本体32aから下側に突出する。固定部32bのうちのさらに他の1つは、ステータコア本体32aから前側(+X側)に突出する。固定部32bのうちの残りの1つは、ステータコア本体32aから後側(−X側)に突出する。
【0023】
なお、以下の説明においては、ステータコア本体32aから上側に突出する固定部32bを単に「上側の固定部32b」と呼び、ステータコア本体32aから前側に突出する固定部32bを単に「前側の固定部32b」と呼ぶ。
【0024】
図2に示すように、固定部32bは、軸方向に延びる。固定部32bは、例えば、ステータコア本体32aの左側(+Y側)の端部からステータコア本体32aの右側(−Y側)の端部まで延びる。固定部32bは、固定部32bを軸方向に貫通する貫通孔32cを有する。図3に示すように、貫通孔32cには、軸方向に延びるボルト34が通される。ボルト34は、右側(−Y側)から貫通孔32cに通され、図4に示す雌ネジ穴35に締め込まれる。雌ネジ穴35は、隔壁61cに設けられる。ボルト34が雌ネジ穴35に締め込まれることで、固定部32bは、隔壁61cに固定される。このようにしてステータ30は、ボルト34によってハウジング6に固定される。
【0025】
図1に示すように、コイルアセンブリ33は、周方向に沿ってステータコア32に取り付けられる複数のコイル31を有する。複数のコイル31は、図示しないインシュレータを介してステータコア32の各ティース32eにそれぞれ装着される。複数のコイル31は、周方向に沿って配置される。より詳細には、複数のコイル31は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。図示は省略するが、コイルアセンブリ33は、各コイル31を結束する結束部材等を有してもよいし、各コイル31同士を繋ぐ渡り線を有してもよい。
【0026】
コイルアセンブリ33は、ステータコア32から軸方向に突出するコイルエンド33a,33bを有する。コイルエンド33aは、ステータコア32から右側に突出する部分である。コイルエンド33bは、ステータコア32から左側に突出する部分である。コイルエンド33aは、コイルアセンブリ33に含まれる各コイル31のうちステータコア32よりも右側に突出する部分を含む。コイルエンド33bは、コイルアセンブリ33に含まれる各コイル31のうちステータコア32よりも左側に突出する部分を含む。図2に示すように、本実施形態においてコイルエンド33a,33bは、モータ軸J1を中心とする円環状である。図示は省略するが、コイルエンド33a,33bは、各コイル31を結束する結束部材等を含んでもよいし、各コイル31同士を繋ぐ渡り線を含んでもよい。
【0027】
図1に示すように、ベアリング26,27は、ロータ20を回転可能に支持する。ベアリング26,27は、例えば、ボールベアリングである。ベアリング26は、ロータ20のうちステータコア32よりも右側に位置する部分を回転可能に支持するベアリングである。本実施形態においてベアリング26は、シャフト21のうちロータ本体24が固定される部分よりも右側に位置する部分を支持する。ベアリング26は、モータ収容部61のうちロータ20およびステータ30の右側を覆う壁部61bに保持される。
【0028】
ベアリング27は、ロータ20のうちステータコア32よりも左側に位置する部分を回転可能に支持するベアリングである。本実施形態においてベアリング27は、シャフト21のうちロータ本体24が固定される部分よりも左側に位置する部分を支持する。ベアリング27は、隔壁61cに保持される。
【0029】
伝達装置3は、ハウジング6のギヤ収容部62に収容される。伝達装置3は、モータ2に接続される。より詳細には、伝達装置3は、シャフト21の左側の端部に接続される。伝達装置3は、減速装置4と、差動装置5と、を有する。モータ2から出力されるトルクは、減速装置4を介して差動装置5に伝達される。
【0030】
減速装置4は、モータ2に接続される。減速装置4は、モータ2の回転速度を減じて、モータ2から出力されるトルクを減速比に応じて増大させる。減速装置4は、モータ2から出力されるトルクを差動装置5へ伝達する。減速装置4は、第1のギヤ41と、第2のギヤ42と、第3のギヤ43と、中間シャフト45と、を有する。
(【0031】以降は省略されています)

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