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公開番号2021129340
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210902
出願番号2020020937
出願日20200210
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 20060101AFI20210806BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ステータコア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】モータ軸を中心として回転可能なロータ、およびロータの径方向外側に位置するステータコアを有するモータと、内部にモータを収容するハウジングと、冷媒を噴射する噴射口を有する第1冷媒噴射部11と、を備える。ステータコアは、ステータコア本体32aと、ステータコア本体32aから径方向外側に突出し、ハウジングに固定される固定部と、を有する。ハウジングは、ステータコアを径方向外側から囲むモータ収容部61を有する。固定部は、第1冷媒噴射部11の周方向一方側に位置する。第1冷媒噴射部11の噴射口は、周方向一方側を向き、かつ、ステータコアを向く向きに開口する第1噴射口14と、周方向一方側を向き、かつ、モータ収容部の内周面を向く向きに開口する第2噴射口16と、を含む。
【選択図】図4
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コアを有するモータと、
内部に前記モータを収容するハウジングと、
冷媒を噴射する噴射口を有する第1冷媒噴射部と、
を備え、
前記ステータコアは、
ステータコア本体と、
前記ステータコア本体から径方向外側に突出し、前記ハウジングに固定される固定部と、
を有し、
前記ハウジングは、前記ステータコアを径方向外側から囲むモータ収容部を有し、
前記固定部は、前記第1冷媒噴射部の周方向一方側に位置し、
前記第1冷媒噴射部の前記噴射口は、
周方向一方側を向き、かつ、前記ステータコアを向く向きに開口する第1噴射口と、
周方向一方側を向き、かつ、前記モータ収容部の内周面を向く向きに開口する第2噴射口と、
を含む、駆動装置。
続きを表示(約 1,400 文字)【請求項2】
前記モータ軸の軸方向において、前記第1噴射口と前記第2噴射口とは、互いに同じ位置に設けられる、請求項1に記載の駆動装置。
【請求項3】
前記第1噴射口の開口面積は、前記第2噴射口の開口面積よりも小さい、請求項1または2に記載の駆動装置。
【請求項4】
前記モータ収容部は、前記モータ収容部の内周面に設けられた突出部を有し、
前記突出部は、前記固定部と前記第1冷媒噴射部との周方向の間に位置し、かつ、前記ステータコアに向かって突出し、
前記第2噴射口が開口する向きは、前記突出部の周方向他方側の面を向く向きである、請求項1から3のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項5】
前記第1冷媒噴射部は、前記モータ軸の軸方向に延びるパイプであり、前記モータ収容部の内周面から離れて配置され、
前記モータ収容部の内周面のうち前記第1冷媒噴射部の径方向外側に位置する部分は、前記モータ軸の軸方向に見て、径方向外側に凹となる円弧状の円弧部であり、
前記突出部の周方向他方側の面は、前記円弧部と滑らかに繋がる曲面である、請求項4に記載の駆動装置。
【請求項6】
前記第1冷媒噴射部は、前記モータ軸の軸方向に延びるパイプである、請求項1から4のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項7】
前記ハウジングは、前記ステータコア本体の外周面と接触する支持部を有し、
前記支持部は、前記第1冷媒噴射部の周方向他方側に位置する第1支持部を含み、
前記第1支持部は、前記第1支持部を周方向に貫通する第1貫通溝を有する、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】
前記モータは、複数のコイルを有するコイルアセンブリを有し、
前記コイルアセンブリは、前記ステータコアから前記モータ軸の軸方向に突出するコイルエンドを有し、
前記第1冷媒噴射部は、前記コイルエンドに冷媒を供給する供給口を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項9】
前記ステータコアに冷媒を噴射する噴射口を有する第2冷媒噴射部をさらに備え、
前記第2冷媒噴射部の前記噴射口は、前記固定部の周方向一方側の位置において周方向他方側に開口する噴射口を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項10】
前記第2冷媒噴射部は、前記モータ軸の軸方向に延びるパイプである、請求項9に記載の駆動装置。
【請求項11】
前記ハウジングは、前記ステータコア本体の外周面と接触する支持部を有し、
前記支持部は、前記固定部と前記第2冷媒噴射部との周方向の間に位置する第2支持部を含む、請求項9または10に記載の駆動装置。
【請求項12】
前記ハウジングは、前記ステータコア本体の外周面と接触する支持部を有し、
前記支持部は、前記固定部の周方向一方側に位置する第2支持部を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項13】
前記第2支持部は、前記第2支持部を周方向に貫通する第2貫通溝を有する、請求項11または12に記載の駆動装置。
【請求項14】
前記第1冷媒噴射部の前記噴射口は、周方向他方側に開口する第3噴射口を含む、請求項1から13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 7,100 文字)【背景技術】
【0002】
ステータコアに冷媒を噴射する冷媒噴射部を備えた回転電機が知られている。例えば、特許文献1には、冷媒噴射部としてのパイプを備え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、冷媒噴射部から噴射される冷媒によって、ステータコア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、ステータコア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コアを有するモータと、内部に前記モータを収容するハウジングと、冷媒を噴射する噴射口を有する第1冷媒噴射部と、を備える。前記ステータコアは、ステータコア本体と、前記ステータコア本体から径方向外側に突出し、前記ハウジングに固定される固定部と、を有する。前記ハウジングは、前記ステータコアを径方向外側から囲むモータ収容部を有する。前記固定部は、前記第1冷媒噴射部の周方向一方側に位置する。前記第1冷媒噴射部の前記噴射口は、周方向一方側を向き、かつ、前記ステータコアを向く向きに開口する第1噴射口と、周方向一方側を向き、かつ、前記モータ収容部の内周面を向く向きに開口する第2噴射口と、を含む。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一つの態様によれば、ステータコア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実施形態の駆動装置の一部を示す断面図であって、図1におけるII−II断面図である。
図3は、第1実施形態のハウジングの一部を示す部分断面斜視図である。
図4は、第1実施形態のステータコアの一部および第1冷媒噴射部を示す断面図であって、図2の部分拡大図である。
図5は、第1実施形態のステータ、第1冷媒噴射部、および第2冷媒噴射部を示す斜視図である。
図6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VI−VI断面図である。
図7は、第1実施形態の第1冷媒噴射部を示す斜視図である。
図8は、第1実施形態のステータコアの一部および第1冷媒噴射部を示す断面図であって、第1噴射口から噴射されるオイルの流れの一例を示す図である。
図9は、第1実施形態のステータコアの一部および第1冷媒噴射部を上側から見た図であって、第1噴射口から噴射されるオイルの流れの一例を示す図である。
図10は、第2実施形態のステータコアの一部および第1冷媒噴射部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下の説明では、各実施形態の駆動装置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。すなわち、以下の各実施形態において説明する鉛直方向に対する相対位置関係は、駆動装置が水平な路面上に位置する車両に搭載された場合に少なくとも満たしていればよい。
【0010】
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が搭載される車両の前後方向である。以下の各実施形態において、+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。以下の各実施形態において、+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。
【0011】
なお、前後方向の位置関係は、以下の各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。
【0012】
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、鉛直方向と直交する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。また、周方向のうち車両の左側(+Y側)から見て反時計回りに進む側を「周方向一方側」と呼び、周方向のうち車両の左側から見て時計回りに進む側を「周方向他方側」と呼ぶ。周方向一方側は、各図に適宜示す矢印θが進む側であり、周方向他方側は、矢印θが進む側と逆側である。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。
【0013】
<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、冷媒噴射部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。
【0014】
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。モータ収容部61は、後述するステータコア32を径方向外側から囲む。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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
図2および図3に示すように、ハウジング6は、モータ収容部61の内周面から径方向内側に突出する支持部65を有する。支持部65は、後述するステータコア本体32aの外周面と接触する。支持部65は、第1支持部63と、第2支持部64と、を含む。本実施形態において第1支持部63と第2支持部64とは、複数ずつ設けられる。第1支持部63と第2支持部64とは、例えば、2つずつ設けられる。2つの第1支持部63は、周方向に間隔を空けて配置される。2つの第2支持部64は、周方向に間隔を空けて配置される。本実施形態において第1支持部63は、モータ軸J1よりも上側で、かつ、モータ軸J1よりも後側に位置する。本実施形態において第2支持部64は、モータ軸J1よりも上側で、かつ、モータ軸J1よりも前側に位置する。
【0019】
図3に示すように、第1支持部63および第2支持部64は、軸方向に延びる。第1支持部63の径方向内側面および第2支持部64の径方向内側面は、曲面である。図2に示すように、第1支持部63の径方向内側面および第2支持部64の径方向内側面は、軸方向に見て、モータ軸J1を中心とする円弧状である。第1支持部63の径方向内側面および第2支持部64の径方向内側面は、後述するステータコア本体32aの外周面と接触する。
【0020】
図3に示すように、第1支持部63は、第1支持部63を周方向に貫通する第1貫通溝63aを有する。第1貫通溝63aは、径方向外側に窪む。第1貫通溝63aは、例えば、第1支持部63ごとに軸方向に間隔を空けて複数設けられる。第1貫通溝63aは、例えば、第1支持部63ごとに2つずつ設けられる。一方の第1支持部63に設けられた2つの第1貫通溝63aの各軸方向位置は、例えば、他方の第1支持部63に設けられた2つの第1貫通溝63aの各軸方向位置と同じである。
【0021】
第2支持部64は、第2支持部64を周方向に貫通する第2貫通溝64aを有する。第2貫通溝64aは、径方向外側に窪む。第2貫通溝64aは、例えば、第2支持部64ごとに軸方向に間隔を空けて複数設けられる。第2貫通溝64aは、例えば、第2支持部64ごとに2つずつ設けられる。一方の第2支持部64に設けられた2つの第2貫通溝64aの各軸方向位置は、例えば、他方の第2支持部64に設けられた2つの第2貫通溝64aの各軸方向位置と同じである。
【0022】
各第1支持部63における一方の第1貫通溝63aの軸方向位置と各第2支持部64における一方の第2貫通溝64aの軸方向位置とは、例えば、互いに同じである。各第1支持部63における他方の第1貫通溝63aの軸方向位置と各第2支持部64における他方の第2貫通溝64aの軸方向位置とは、例えば、互いに同じである。
【0023】
なお、本明細書において「或るパラメータ同士が互いに同じである」とは、或るパラメータ同士が厳密に互いに同じである場合に加えて、或るパラメータ同士が互いに略同じである場合も含む。「或るパラメータ同士が互いに略同じである」とは、例えば、公差の範囲内で、或るパラメータ同士が僅かにずれていることを含む。
【0024】
図4に示すように、モータ収容部61は、モータ収容部61の内周面に設けられた突出部66を有する。突出部66は、モータ収容部61の内周面から径方向内側に突出する。突出部66は、後述するステータコア32に向かって突出する。突出部66は、後述する上側固定部32fと第1冷媒噴射部11との周方向の間に位置する。より詳細には、突出部66の径方向内端部は、上側固定部32fの上端部と第1冷媒噴射部11の上端部との周方向の間に位置する。突出部66は、2つの第1支持部63のうち周方向一方側(+θ側)に位置する第1支持部63の周方向一方側(+θ側)に、間隔を空けて配置される。突出部66の周方向他方側(−θ側)の面は、径方向外側に向かうに従って周方向他方側に位置する曲面66aである。曲面66aは、モータ収容部61の内周面の一部を構成する。
【0025】
モータ収容部61の内周面のうち第1冷媒噴射部11の径方向外側に位置する部分は、モータ軸J1の軸方向に見て、径方向外側に凹となる円弧状の円弧部61fである。円弧部61fは、2つの第1支持部63のうち周方向一方側(+θ側)に位置する第1支持部63と突出部66との周方向の間に位置する。円弧部61fは、第1支持部63の周方向一方側の面と、突出部66の周方向他方側(−θ側)の面、すなわち曲面66aと、を繋ぐ。円弧部61fの周方向一方側の端部は、曲面66aの径方向外側の端部と滑らかに繋がる。すなわち、曲面66aは、円弧部61fと滑らかに繋がる。曲面66aと円弧部61fとによって、軸方向に見て、径方向外側に凹となる略半円弧状の面が構成される。円弧部61fの周方向他方側の端部は、第1支持部63の周方向一方側の面のうち径方向外側の端部と滑らかに繋がる。円弧部61fが繋がる第1支持部63における周方向一方側の面は、径方向内側に向かうに従って周方向他方側に位置する。
【0026】
図1に示すように、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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。すなわち、モータ2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の径方向外側に位置する。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。
【0030】
図2および図5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。ステータコア本体32aの外周面は、ロータ20を囲む円筒状である。ステータコア本体32aの外周面は、例えば、モータ軸J1を中心とする円筒状である。図2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。コアバック32dの外周面は、ステータコア本体32aの外周面である。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。
(【0031】以降は省略されています)

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