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公開番号2021136849
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210913
出願番号2020034095
出願日20200228
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 11/25 20160101AFI20210816BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ステータを好適に冷却しやすく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、鉛直方向と交差する方向に延びるモータ軸J1を中心として回転可能なロータ20、およびロータ20の径方向外側に位置するステータ30を有するモータと、モータ軸J1よりも鉛直方向上側に位置し、ステータ30に冷媒を噴射する第1冷媒噴射部11と、第1冷媒噴射部11よりも鉛直方向下側に位置し、ステータ30に冷媒を噴射する第2冷媒噴射部12と、ステータ30の温度を検出可能な温度センサ70と、を備える。モータ軸J1の軸方向に見て、第2冷媒噴射部12と温度センサ70とは、第1冷媒噴射部11とモータ軸J1とを通る仮想線を挟んで反対側に位置する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項1】
鉛直方向と交差する方向に延びる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、
前記モータ軸よりも鉛直方向上側に位置し、前記ステータに冷媒を噴射する第1冷媒噴射部と、
前記第1冷媒噴射部よりも鉛直方向下側に位置し、前記ステータに冷媒を噴射する第2冷媒噴射部と、
前記ステータの温度を検出可能な温度センサと、
を備え、
前記モータ軸の軸方向に見て、前記第2冷媒噴射部と前記温度センサとは、前記第1冷媒噴射部と前記モータ軸とを通る仮想線を挟んで反対側に位置する、駆動装置。
続きを表示(約 1,200 文字)【請求項2】
前記ステータは、
ステータコアと、
複数のコイルを有し、前記ステータコアに取り付けられたコイルアセンブリと、
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、
前記温度センサは、前記コイルエンドに配置される、請求項1に記載の駆動装置。
【請求項3】
前記第1冷媒噴射部は、少なくとも前記コイルエンドに向けて冷媒を噴射する、請求項2に記載の駆動装置。
【請求項4】
前記第1冷媒噴射部は、前記コイルエンドに向けて冷媒を噴射する複数の噴射口を有する、請求項3に記載の駆動装置。
【請求項5】
前記第1冷媒噴射部は、前記コイルエンドの鉛直方向上側の端部よりも鉛直方向上側に位置する、請求項3または4に記載の駆動装置。
【請求項6】
前記第2冷媒噴射部は、前記ステータコアのみに向けて冷媒を噴射する、請求項2から5のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項7】
前記温度センサの少なくとも一部は、前記コイルエンドに埋め込まれる、請求項2から6のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項8】
前記モータを内部に収容するハウジングをさらに備え、
前記ハウジングは、前記モータに電力を供給するインバータが取り付けられる取付部を有し、
前記モータ軸の軸方向に見て、前記温度センサと前記取付部とは、前記仮想線を挟む両側の領域のうち同じ側の領域に位置する、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】
前記温度センサは、複数設けられ、
複数の前記温度センサは、並んで配置される、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】
前記温度センサの少なくとも一部は、前記モータ軸よりも鉛直方向上側に位置する、請求項1から9のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項11】
前記ロータは、前記モータ軸を中心とするシャフトを有し、
前記温度センサの全体は、前記シャフトよりも鉛直方向上側に位置する、請求項10に記載の駆動装置。
【請求項12】
前記ロータは、前記モータ軸を中心とするシャフトを有し、
前記温度センサの少なくとも一部は、前記モータ軸の軸方向および鉛直方向の両方と直交する水平方向に見て、前記シャフトと重なる、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1冷媒噴射部は、前記ステータの鉛直方向上側に位置し、
前記第2冷媒噴射部は、前記モータ軸の軸方向および鉛直方向の両方と直交する水平方向において前記ステータの一方側に位置する、請求項1から12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 7,000 文字)【背景技術】
【0002】
モータと、モータのステータに冷媒を噴射する冷媒噴射部と、モータのステータの温度を検出可能な温度センサと、を備えた駆動装置が知られている。例えば、特許文献1には、そのような駆動装置として、電気自動車に搭載され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2018−117479号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記のような駆動装置においては、例えば、温度センサの検出結果に基づいて、冷媒噴射部からステータに噴射される冷媒の量が調整される。この場合、ステータを好適に冷却するために、ステータのうちで比較的温度が高くなりやすい部分の温度を温度センサによって検出することが好ましい。しかし、温度センサの配置等によっては、ステータのうちで比較的温度が高くなりやすい部分の温度を、温度センサによって精度よく検出しにくい場合がある。そのため、ステータを好適に冷却しにくい場合があった。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みて、ステータを好適に冷却しやすく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、鉛直方向と交差する方向に延びる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、前記モータ軸よりも鉛直方向上側に位置し、前記ステータに冷媒を噴射する第1冷媒噴射部と、前記第1冷媒噴射部よりも鉛直方向下側に位置し、前記ステータに冷媒を噴射する第2冷媒噴射部と、前記ステータの温度を検出可能な温度センサと、を備える。前記モータ軸の軸方向に見て、前記第2冷媒噴射部と前記温度センサとは、前記第1冷媒噴射部と前記モータ軸とを通る仮想線を挟んで反対側に位置する。
【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、ステータを好適に冷却しやすくできる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、本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、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II−II断面図である。
図3は、本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4は、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IV−IV断面図である。
図5は、本実施形態のステータの一部および温度センサを示す斜視図である。
図6は、本実施形態の第1冷媒噴射部を示す斜視図である。
図7は、本実施形態のロータ、ステータ、第1冷媒噴射部、第2冷媒噴射部、および温度センサ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。
【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、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。本実施形態において前後方向は、モータ軸J1の軸方向および鉛直方向の両方と直交する「水平方向」に相当する。また、前側は、「水平方向の一方側」に相当する。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。
【0012】
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、複数の冷媒噴射部10と、を備える。
【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。
【0014】
図2に示すように、ハウジング6は、取付部61fを有する。本実施形態において取付部61fは、モータ収容部61に設けられる。取付部61fは、例えば、モータ収容部61のうち後側(−X側)かつ上側の部分である。取付部61fには、ハウジング6の外部からインバータユニット8が取り付けられる。インバータユニット8は、駆動装置1と別体構造である。インバータユニット8は、例えばネジ等により、取付部61fに取り付けられる。インバータユニット8は、モータ2に電力を供給するインバータ8aと、インバータ8aを内部に収容するインバータケース8bと、を有する。本実施形態において取付部61fには、インバータケース8bを介して、インバータ8aが取り付けられる。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8を含まない。
【0015】
図1に示すように、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】
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、鉛直方向と交差する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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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、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。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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
本実施形態においてステータコア本体32aから上側に突出する固定部32bは、モータ軸J1よりも上側に位置する上側固定部32fである。本実施形態においてステータコア本体32aから前側に突出する固定部32bは、前側固定部32gである。前側固定部32gは、例えば、モータ軸J1よりも下側に位置する。
【0025】
図3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2に示すように、貫通孔32cには、軸方向に延びるボルト35が通される。ボルト35は、右側(−Y側)から貫通孔32cに通され、図4に示す雌ネジ穴35aに締め込まれる。雌ネジ穴35aは、隔壁61cに設けられる。ボルト35が雌ネジ穴35a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35によってハウジング6に固定される。
【0026】
図1に示すように、コイルアセンブリ33は、ステータコア32に取り付けられる。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、本実施形態において複数のコイル31は、スター結線されて複数相の交流回路を構成する。複数のコイル31は、例えば、3相の交流回路を構成する。
【0027】
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(−Y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(+Y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によって構成される。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によって構成される。図3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。
【0028】
図5に示すように、コイルアセンブリ33は、コイル引出線36U,36V,36W,37U,37V,37Wと、結束部材38と、を有する。コイル引出線36U,36V,36W,37U,37V,37Wは、コイル31から引き出される。本実施形態においてコイル引出線36U,36V,36W,37U,37V,37Wは、コイル31を構成する導線の一部である。コイル引出線36U,36V,36W,37U,37V,37Wは、それぞれ絶縁チューブ39によって被覆され、コイルエンド33b上を這い回される。
【0029】
コイル引出線36U,36V,36Wは、駆動装置1に取り付けられるインバータユニット8のインバータ8aに、図示しないバスバーを介して電気的に接続される。コイル引出線36Uとコイル引出線36Vとコイル引出線36Wとには、インバータ8aからそれぞれ位相が異なる交流電流が流される。コイル引出線36Uの先端部は、端子部34Uである。コイル引出線36Vの先端部は、端子部34Vである。コイル引出線36Wの先端部は、端子部34Wである。
【0030】
端子部34U,34V,34Wは、コイルエンド33bから径方向外側に突出する。本実施形態において端子部34U,34V,34Wは、コイルエンド33bから後側(−X側)斜め上方に突出する。端子部34U,34V,34Wは、前後方向においてモータ軸J1よりも後側(−X側)に位置する。端子部34U,34V,34Wは、モータ軸J1よりも上側に位置する。端子部34Uと端子部34Vと端子部34Wとは、周方向に沿って間隔を空けて並んで配置される。端子部34Uと端子部34Vと端子部34Wとは、図示しないバスバーを介して、インバータ8aと電気的に接続される。図示は省略するが、端子部34U,34V,34Wの先端部には、それぞれ圧着端子が設けられる。端子部34U,34V,34Wは、圧着端子を介して図示しないバスバーに電気的に接続される。
(【0031】以降は省略されています)

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