(57)【要約】【課題】大型化を抑制しつつ回転電機の放熱を適正に実施することができる電動駆動装置を提供する。【解決手段】電動駆動装置１は、回転子１２、固定子１３及びハウジング１４を備える回転電機１０と、動力伝達部６１を備える変速機６０とを備えている。固定子巻線３２は、軸方向一端側のコイルエンド３３Ａと他端側のコイルエンド３３Ｂとを有し、コイルエンド３３Ｂの方がコイルエンド３３Ａよりも固定子コア３１からの軸方向の突出寸法が大きくなっている。回転電機１０は、コイルエンド３３Ａを変速機６０側、コイルエンド３３Ｂを変速機６０の逆側として変速機６０に一体化されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（１１）と一体に回転自在に設けられた回転子（１２）と、固定子コア（３１）及び多相の固定子巻線（３２）を有する固定子（１３）と、前記回転子及び前記固定子を収容するハウジング（１４）とを備える回転電機（１０）と、
前記回転軸の回転に伴い回転可能な動力伝達部（６１）を備える変速機（６０）と、
を備え、前記回転電機における軸方向両側のうち一方の側に前記変速機が一体的に設けられている電動駆動装置（１）であって、
前記固定子巻線は、軸方向一端側の第１コイルエンド（３３Ａ）と他端側の第２コイルエンド（３３Ｂ）とを有し、前記第２コイルエンドの方が前記第１コイルエンドよりも前記固定子コアからの軸方向の突出寸法が大きくなっており、
前記回転電機が、前記第１コイルエンドを前記変速機の側、前記第２コイルエンドを前記変速機の逆側として前記変速機に一体化されている電動駆動装置。
【請求項２】
前記第１コイルエンドには、導線を屈曲形成したターン部（４２）が設けられ、
前記第２コイルエンドには、同相の導線の端部どうしが溶接により互いに接合された接合部（４６）が設けられている請求項１に記載の電動駆動装置。
【請求項３】
前記固定子巻線は、一対の直線部（４１）と、その一対の直線部を繋ぐターン部（４２）とを有する複数の導体セグメント（４０）を用い、前記直線部において前記ターン部とは逆側の端部を、異なる前記導体セグメントどうしで接合することで形成されており、
前記ターン部により前記第１コイルエンドが形成され、前記直線部の端部どうしが接合されることで前記第２コイルエンドが形成されている請求項１又は２に記載の電動駆動装置。
【請求項４】
前記固定子巻線は、前記第２コイルエンド側に、前記固定子巻線における各相の相巻線の一端が互いに接続された中性点接続部（５１）を有している請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動駆動装置。
【請求項５】
前記固定子巻線における各相の相巻線には、それら各相巻線に対して電力を入出力させるバスバー（５２）が接続され、前記バスバーが前記第２コイルエンド側に設けられており、
前記ハウジングにおいて前記第２コイルエンドを覆う部分に、前記バスバー又は前記バスバーに接続される電力端子を挿通させる挿通孔（５３）が設けられている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動駆動装置。
【請求項６】
前記ハウジング内において、前記第２コイルエンドに熱伝達物質が接触した状態で、当該第２コイルエンドから前記熱伝達物質への熱伝達により放熱を行わせる構成とした請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電動駆動装置。
【請求項７】
前記ハウジングは、前記固定子コアが組み付けられる筒状部（１５）を有し、
前記筒状部には、冷媒を流通させる環状の冷媒通路（２４）が設けられている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電動駆動装置。
【請求項８】
前記回転電機において前記第１コイルエンド側及び前記第２コイルエンド側のうち前記第２コイルエンド側に、回転検出部（２５）、温度検出部（１１５）、制御装置（１１６）の少なくともいずれかが設けられている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電動駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機と変速機とを備える電動駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両用の電動駆動装置として、回転電機と変速機とを一体化したものが知られている（特許文献１参照）。こうした電動駆動装置では、出力性能の向上や、車両等への搭載時における搭載性を高めるための小型化を実現すべく技術革新が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７４３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、回転電機と変速機とを一体化した電動駆動装置では、回転電機の軸方向の一端側に変速機が設けられる構造が考えられ、その回転電機において変速機側の端部での温度上昇が懸念される。例えば、電動駆動装置において出力性能の向上を図るべく、固定子巻線の通電電流の増加等により出力密度を増加させようとすると、回転電機での発熱量が増え、温度上昇の問題が顕著になると考えられる。上記特許文献１に開示された駆動装置では、回転電機の放熱に関して十分な対策が施されておらず、回転電機での温度上昇に伴う性能低下が懸念される。又は、温度上昇を抑制すべく出力制限が強いられることが考えられる。なお、回転電機や変速機に冷却部を新たに追加したり放熱構造を付加したりすることによる熱対策も考えられるが、こうした対策では電動駆動装置の大型化を招くことが懸念される。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、大型化を抑制しつつ回転電機の放熱を適正に実施することができる電動駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。
【０００７】
手段１は、
回転軸と一体に回転自在に設けられた回転子と、固定子コア及び多相の固定子巻線を有する固定子と、前記回転子及び前記固定子を収容するハウジングとを備える回転電機と、
前記回転軸の回転に伴い回転可能な動力伝達部を備える変速機と、
を備え、前記回転電機における軸方向両側のうち一方の側に前記変速機が一体的に設けられている電動駆動装置であって、
前記固定子巻線は、軸方向一端側の第１コイルエンドと他端側の第２コイルエンドとを有し、前記第２コイルエンドの方が前記第１コイルエンドよりも前記固定子コアからの軸方向の突出寸法が大きくなっており、
前記回転電機が、前記第１コイルエンドを前記変速機の側、前記第２コイルエンドを前記変速機の逆側として前記変速機に一体化されている電動駆動装置。
【０００８】
本手段の電動駆動装置は、回転電機と変速機とを備えており、回転電機における軸方向両側のうち一方の側に変速機が一体的に設けられている。ここで、回転電機では固定子巻線の通電に伴う熱が生じるが、回転電機と変速機とが一体化された構成では、回転電機において軸方向に見て変速機側と反変速機側とで放熱の度合が異なり、変速機側では、反変速機側に比べて放熱の度合が小さく熱がこもることなると考えられる。そのため、回転電機での温度上昇について対策を講じることが望ましい。
【０００９】
この点上記構成では、回転電機の固定子巻線は、軸方向一端側の第１コイルエンドと他端側の第２コイルエンドとを有し、第２コイルエンドの方が第１コイルエンドよりも固定子コアからの軸方向の突出寸法が大きくなっている。そして、回転電機が、第１コイルエンドを変速機の側、第２コイルエンドを変速機の逆側（反変速機側）として変速機に一体化されている。この場合、第２コイルエンドでは、第１コイルエンドに比べて、軸方向の突出寸法が大きいために表面積が大きく固定子巻線での放熱量が大きくなる一方で、回転電機において反変速機側では、変速機側に比べて外部への放熱が生じ易い（すなわち、熱がこもりにくい）ものとなっている。そのため、第２コイルエンドを反変速機側に設けることで、回転電機において効率よく放熱を行わせることが可能となる。なお、第２コイルエンドでは、第１コイルエンドに比べて発熱量が多くなるとも考えられるが、その発熱量の多い側の第２コイルエンドを反変速機側に設けることで、やはり放熱を行う上で有利な構成となっている。またこの場合、固定子の軸方向長さを同一にしたまま、すなわち回転電機の軸長を大きくすることなく、回転電機における温度上昇対策を実現できる。その結果、電動駆動装置において大型化を抑制しつつ回転電機の放熱を適正に実施することができる。
【００１０】
手段２では、手段１において、前記第１コイルエンドには、導線を屈曲形成したターン部が設けられ、前記第２コイルエンドには、同相の導線の端部どうしが溶接により互いに接合された接合部が設けられている。
【００１１】
上記構成では、回転電機の固定子巻線においてターン部を有する第１コイルエンドを変速機側、導線の端部どうしの溶接による接合部が設けられた第２コイルエンドを反変速機側として、回転電機が変速機に一体化されている。この場合、第１コイルエンドと第２コイルエンドでは、導線を周方向に繋ぐ構造の違いにより軸方向の突出寸法が相違しており、第２コイルエンドでは、第１コイルエンドに比べて軸方向の突出寸法が大きくなっている。したがって、第２コイルエンドを反変速機側として回転電機を変速機に一体化することで、第２コイルエンドでの放熱を適正に行わせることができる。
【００１２】
また、導線端部どうしが溶接により接合されている構成では、その溶接部において例えば熱の影響を考慮して導線長を長くするために、固定子コアから溶接部までの離間距離を大きくする必要がある。したがって、軸方向両側のうち反変速機側において第２コイルエンドでの放熱を促進させる上で好適な構成となっている。
【００１３】
手段３では、手段１又は２において、前記固定子巻線は、一対の直線部と、その一対の直線部を繋ぐターン部とを有する複数の導体セグメントを用い、前記直線部において前記ターン部とは逆側の端部を、異なる前記導体セグメントどうしで接合することで形成されており、前記ターン部により前記第１コイルエンドが形成され、前記直線部の端部どうしが接合されることで前記第２コイルエンドが形成されている。
【００１４】
固定子巻線として、一対の直線部と、その一対の直線部を繋ぐターン部とを有する複数の導体セグメントを用いた構成では、ターン部により形成された第１コイルエンドと、直線部の端部どうしが接合されて形成された第２コイルエンドとを比べると、第２コイルエンドの方が固定子コアからの軸方向の突出寸法が大きくなる。例えば、導体セグメントの接合部では、各直線部の端部において絶縁被膜から露出した導体露出部どうしが重ね合わされた状態で互いに接合されることで、軸方向突出量が大きくなると考えられる。この場合、第２コイルエンドを反変速機側として回転電機を変速機に一体化することで、第２コイルエンドでの放熱を適正に行わせることができる。
【００１５】
なお、固定子において導体セグメントを用いて固定子巻線を構成する場合には、固定子でのコイル占積率の向上を見込むことができ、電流出力密度の向上に伴う発熱量の増加が懸念される。この点、上記のとおり第２コイルエンドでの放熱を促進させる構成とすることで、回転電機での放熱を適正に実施することができる。
【００１６】
手段４では、手段１乃至３のいずれか１つにおいて、前記固定子巻線は、前記第２コイルエンド側に、前記固定子巻線における各相の相巻線の一端が互いに接続された中性点接続部を有している。
【００１７】
固定子巻線の中性点接続部は、固定子コアから遠いために熱引きが悪く、温度上昇が生じ易い部位であり、その中性点接続部を第２コイルエンド側、すなわち反変速機側に設けることにより、中性点接続部での放熱を促すことも可能となる。
【００１８】
手段５では、手段１乃至４のいずれか１つにおいて、前記固定子巻線における各相の相巻線には、それら各相巻線に対して電力を入出力させるバスバーが接続され、前記バスバーが前記第２コイルエンド側に設けられており、前記ハウジングにおいて前記第２コイルエンドを覆う部分に、前記バスバー又は前記バスバーに接続される電力端子を挿通させる挿通孔が設けられている。
【００１９】
固定子巻線における各相の相巻線にバスバーが接続されている構成において、そのバスバーが第２コイルエンド側、すなわち反変速機側に設けられていることにより、バスバーでの放熱が生じ易くなる構成を実現できる。また、回転電機のハウジングにおいて第２コイルエンドを覆う部分に、バスバー又はバスバーに接続される電力端子を挿通させる挿通孔が設けられていることにより、バスバーや電力端子を通じて、第２コイルエンドの熱をハウジング外部へ放熱でき、やはり第２コイルエンド側での放熱を促すことができる。
【００２０】
手段６では、手段１乃至５のいずれか１つにおいて、前記ハウジング内において、前記第２コイルエンドに熱伝達物質が接触した状態で、当該第２コイルエンドから前記熱伝達物質への熱伝達により放熱を行わせる構成としている。
【００２１】
固定子巻線の第２コイルエンドでは、ハウジング内において熱伝達物質に接触した状態で、その熱伝達物質への熱伝達により放熱が行われる。これにより、第２コイルエンド側での放熱を一層促すことができる。熱伝達物質は、回転電機の運転中に第２コイルエンドに散布される潤滑油等の冷媒や、第２コイルエンドを浸漬する潤滑油等の冷媒、第２コイルエンドに当接させた状態で設けられるシリコンゴム等の熱吸収体であるとよい。
【００２２】
手段７では、手段１乃至６のいずれか１つにおいて、前記ハウジングは、前記固定子コアが組み付けられる筒状部を有し、前記筒状部には、冷媒を流通させる環状の冷媒通路が設けられている。
【００２３】
回転電機において、固定子コアが組み付けられるハウジングの筒状部に環状の冷媒通路が設けられている構成では、変速機側でのこもり熱は筒状部を通じて伝わる際に冷媒通路での熱交換により放出される。またこのとき、変速機側から反変速機側への熱の伝わりが冷媒通路により妨げられるため、回転電機の反変速機側において放熱を効率良く実施できる。
【００２４】
手段８では、手段１乃至７のいずれか１つにおいて、前記回転電機において前記第１コイルエンド側及び前記第２コイルエンド側のうち前記第２コイルエンド側に、回転検出部、温度検出部、制御装置の少なくともいずれかが設けられている。
【００２５】
回転電機に回転検出部や、温度検出部、制御装置が設けられる場合、それらは熱による悪影響を受ける可能性が懸念される。この点、回転検出部、温度検出部、制御装置の少なくともいずれかが、回転電機における反変速機側、すなわち放熱性の良い側に設けられていることにより、これら各部の性能を維持し、信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】回転電機の縦断面図。
【図２】固定子コアに導体セグメントを挿入する状態を示す説明図。
【図３】固定子コアに導体セグメントが組み付けられた状態を示す正面展開図。
【図４】変速機の概略構成を示す図。
【図５】別例において変速機の概略構成を示す図。
【図６】別例における変速機の概略構成を示す図。
【図７】別例における変速機の概略構成を示す図。
【図８】別例における回転電機の縦断面図。
【図９】別例における回転電機の縦断面図。
【図１０】別例における回転電機の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態における電動駆動装置は、例えば車両動力源としての回転電機を備えるものとなっている。ただし、電動駆動装置は、産業用、車両用、船舶用、航空機用、家電用などとして広く用いられることが可能となっている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００２８】
本実施形態に係る電動駆動装置１は、回転電機１０と変速機６０とを一体的に設けることで構成されている。図１は、電動駆動装置１の縦断面を示す縦断面図である。回転電機１０は、インナロータ式（内転式）の多相交流モータであり、例えば同期モータ又は誘導モータである。以下の記載では、回転電機１０の回転軸１１の延びる方向を軸方向とし、回転軸１１を中心とする放射状の方向を径方向とし、回転軸１１を中心とする円周状の方向を周方向としている。
【００２９】
回転電機１０は、回転軸１１に一体回転可能に設けられた回転子１２と、回転子１２を包囲する位置に設けられた固定子１３と、これら回転子１２及び固定子１３を収容するハウジング１４とを備えている。回転子１２及び固定子１３は、径方向に互いに対向した状態で同軸に配置されている。ハウジング１４は、回転子１２及び固定子１３を周方向と軸方向両側とから包囲するように設けられており、具体的には、回転子１２及び固定子１３を周方向から包囲する有底筒状の筒状部１５と、その筒状部１５の軸方向一端側である開放端側に設けられたカバー１６とを有している。カバー１６は、ボルト等からなる不図示の締結具により筒状部１５に対して固定されている。筒状部１５は、軸方向においてカバー１６の反対側に端板部１７を有している。筒状部１５の端板部１７は変速機６０側に設けられ、カバー１６は反変速機側に設けられている。
【００３０】
カバー１６には軸受２１が固定され、筒状部１５の端板部１７には軸受２２が固定されている。これら軸受２１，２２により回転軸１１及び回転子１２が回転自在に支持されている。回転軸１１は、カバー１６、端板部１７の中心部を貫通するようにして設けられている。
【００３１】
回転子１２は、周知のとおり例えば、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されてなり回転軸１１に固定された回転子コアと、その回転子コアに保持された複数の永久磁石とを有している。また、固定子１３は、円環状の固定子コア３１と、固定子コア３１に巻装状態で一体化された多相の固定子巻線３２とを備えている。固定子コア３１は、円環状の複数の電磁鋼板を軸方向に積層し、カシメ等により固定することで構成されている。固定子巻線３２は、例えば３相巻線であり、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線が星形結線（Ｙ結線）されることで構成されている。固定子１３は、回転子１２の径方向外側に所定のエアギャップを隔てて対向配置されている。固定子巻線３２の軸方向両端は、それぞれコイルエンド３３Ａ，３３Ｂとなっている。
【００３２】
固定子１３は、固定子コア３１がハウジング１４の筒状部１５の内周側に嵌め込まれた状態で、ハウジング１４に対して固定されている。固定子コア３１は、筒状部１５に焼嵌め、圧入などの手段により締め代をもって固定されているとよい。
【００３３】
筒状部１５には、冷媒を流通させる環状の冷媒通路２４が設けられている。冷媒通路２４は、不図示の入口部と出口部との間において冷媒が周方向に流れるように設けられている。なお、冷却水を冷媒として用いる以外に、潤滑油などの液体を冷媒として用いることが可能である。冷媒通路２４は、軸方向において固定子コア３１と径方向内外に重複する位置に設けられている。
【００３４】
カバー１６には、回転子１２の回転状態を検出する回転検出部としての回転センサ２５が設けられている。回転センサ２５は、例えばレゾルバにより構成される電磁誘導式の回転角度センサであり、回転軸１１に固定されたレゾルバロータと、そのレゾルバロータの径方向外側に対向配置されたレゾルバステータとを備えている。レゾルバロータは、積層された平板よりなり、回転軸１１を挿通させた状態で、回転軸１１に同軸で設けられている。レゾルバステータは、不図示のステータコアとステータコイルとを有し、カバー１６に固定されている。
【００３５】
上記構成の回転電機１０は、不図示のインバータや制御部により固定子巻線３２の通電状態が制御されるようになっており、その通電制御により、力行時及び発電時のトルクが制御される。
【００３６】
本実施形態では、固定子１３の構成として、複数の導体セグメントを用いたセグメントコイル構造を採用しており、以下にその構成を説明する。図２は、固定子コア３１に導体セグメント４０を挿入する状態を示す説明図であり、図３は、固定子コア３１に導体セグメント４０が組み付けられた状態を示す正面展開図である。なお、図３には、説明の便宜上、３相のうち１相の導体セグメント４０のみを示している。
【００３７】
図２に示すように、固定子コア３１は、円環状のバックコア３５と、バックコア３５から径方向内側に突出する複数のティース３６とを有し、隣り合うティース３６の間に、周方向並ぶ複数のスロット３７が形成されている。各スロット３７は、周方向に所定個ずつ（例えば２個ずつ）繰り返し配置されたＵ相スロット、Ｖ相スロット及びＷ相スロットよりなる。スロット３７は、固定子コア３１の径方向を長手として延びる開口形状をなし、そのスロット長手方向、すなわち径方向に複数の導体セグメント４０を並べて配置可能となっている。
【００３８】
導体セグメント４０は、略Ｕ字状をなし、一対の直線部４１と、一対の直線部４１どうしを繋ぐように屈曲形成されたターン部４２とを有している。一対の直線部４１は、固定子コア３１の軸方向の厚さよりも大きい長さを有している。ターン部４２は、固定子コア３１の端面に対して所定の角度で傾斜した一対の傾斜部４３を有している。導体セグメント４０は、横断面が矩形状をなす導体（対向する一対の平面部を有する導体）を絶縁被膜により被覆した平角導線を用いて構成され、略Ｕ字形状に塑性変形させることで形成されている。
【００３９】
固定子コア３１には、複数の導体セグメント４０が径方向に一列に並べられた状態でスロット３７内に挿入されている。導体セグメント４０の一対の直線部４１は、それぞれスロット３７内における径方向位置が異なり、一方の直線部４１が径方向にｎ番目の層に配置されるとともに、他方の直線部４１がｎ＋１番目の層に配置される。また、固定子コア３１には、例えば周方向に隣接して同相の２個ずつのスロット３７Ａ，３７Ｂが設けられ、そのスロット３７Ａ，３７Ｂには、２個１組の導体セグメント４０Ａ，４０Ｂが挿入配置される。この場合、２個の導体セグメント４０Ａ，４０Ｂの各々の直線部４１は、周方向に１スロットずつずらしながら、１磁極ピッチ離れた各スロット３７に挿入される。なお、スロット３７内には、固定子コア３１と導体セグメント４０との間を電気絶縁する絶縁シート３８が設けられている。
【００４０】
図３に示すように、固定子コア３１には、導体セグメント４０が周方向に並べて配置されており、固定子コア３１の軸方向両端のうち一方側がコイルエンド３３Ａ、他方側がコイルエンド３３Ｂとなっている。このうちコイルエンド３３Ａは、導体セグメント４０のターン部４２により形成されている。また、コイルエンド３３Ｂは、導体セグメント４０の一対の直線部４１においてターン部４２とは逆側の端部を、異なる導体セグメント４０どうしで接合することで形成されている。
【００４１】
コイルエンド３３Ｂについてより詳しくは、導体セグメント４０において、固定子コア３１から軸方向外側へ延出した一対の直線部４１の端部が、固定子コア３１の端面に対して所定の角度をもって斜めに斜行するように互いに周方向反対側へ捻られ、略半磁極ピッチ分の長さの捻り部４５が形成されている。そして、導体セグメント４０の２つずつの捻り部４５の端部どうしが溶接により接合されることで、接合部４６が形成されている。接合部４６では、各導体セグメント４０の端部が、絶縁被膜から露出した導体露出部４７となっており、その導体露出部４７どうしが重ね合わされた状態で互いに接合されている。接合部４６では、捻り部４５よりも導体セグメント４０が軸方向に平行となる向き（例えば軸方向に平行な向き）で設けられている。
【００４２】
このように固定子コア３１に複数の導体セグメント４０が組み付けられ、その導体セグメント４０どうしが所定のパターンで接続されることにより、固定子コア３１に固定子巻線３２が巻装された状態となっている。コイルエンド３３Ａが第１コイルエンドに相当し、コイルエンド３３Ｂが第２コイルエンドに相当する。
【００４３】
ここで、コイルエンド３３Ａ，３３Ｂを比べると、導体セグメント４０を用いた巻線構造に起因して、各コイルエンド３３Ａ，３３Ｂで固定子コア３１の軸方向端面からの軸方向の突出寸法が相違している。具体的には、コイルエンド３３Ａの突出寸法をＨ１、コイルエンド３３Ｂの突出寸法をＨ２とすると、それらはＨ１＜Ｈ２となっている。
【００４４】
つまり、上述したとおりコイルエンド３３Ａは、導体セグメント４０のターン部４２により形成されているのに対し、コイルエンド３３Ｂは、導体セグメント４０の各直線部４１の端部どうしを接合することで形成されている。この場合、コイルエンド３３Ｂでは、導体セグメント４０の各直線部４１の端部どうしを重ね合わせることや、その状態で溶接等の作業が必要になること等により、コイルエンド３３Ａに比べて軸方向の突出寸法（軸長）が大きくなっている。接合手段として溶接を用いる場合には特に、セグメント端部での溶接代を確保する必要があることから、その突出寸法が大きくなることが考えられる。図１で言えば、左右方向が軸方向であり、その軸方向において左側がコイルエンド３３Ａ、右側がコイルエンド３３Ｂとなっている。
【００４５】
また、図１において、コイルエンド３３Ｂ側（図の軸方向右側）には、固定子巻線３２における各相の相巻線の端部が互いに接続された中性点接続部５１が設けられている。中性点接続部５１では、例えば、各相の相巻線の端部が重ね合わされた状態で溶接により互いに接合されている。
【００４６】
また、同じくコイルエンド３３Ｂ側には、各相の相巻線に対して電力を入出力させるバスバー５２が設けられている。バスバー５２は、各相の相巻線ごとに設けられ、相ごとに相巻線の端部に接続されている。なお、相ごとの各バスバー５２を樹脂モールド等により一体化し、バスバーモジュールとして構成することも可能である。バスバー５２は、カバー１６に形成された挿通孔５３からハウジング外側に引き出されており、その外側部分に、固定子巻線３２に対する電力の入出力を行わせる電力ハーネス５４が接続されるようになっている。なお、挿通孔５３にはバスバー５２との隙間を埋めるシール材が充填されている。バスバー５２に電力端子を接続し、その電力端子を挿通孔５３からハウジング外側に引き出す構成であってもよい。
【００４７】
電動駆動装置１は、車両における左右の各車輪の回転動力を生じさせる動力装置として用いられるものであり、回転電機１０で生じる動力は、変速機６０を介して車両の車輪側に伝達され、その動力により車両の走行が可能となっている。特に本実施形態では、変速機６０にディファレンシャル装置を設け、そのディファレンシャル装置により左右の車輪に対する動力配分を可能とする構成としている。
【００４８】
図１に示すように、変速機６０は、回転電機１０の動力を伝達する動力伝達部６１と、ディファレンシャル装置６２と、それらを収容するハウジング６３とを有している。ハウジング６３内には、動力伝達部６１及びディファレンシャル装置６２を潤滑する潤滑油が充填されている。ハウジング６３は、軸方向一方側に平板状の端板部６３ａを有しており、その端板部６３ａと回転電機１０側のハウジング１４の端板部１７とが当接した状態で、ボルト等の締結具により互いに結合されることにより、回転電機１０と変速機６０とが一体化されている。
【００４９】
本実施形態では、変速機６０において、回転電機１０の回転軸１１に一体に設けられた回転入力部６４から回転電機１０の回転が入力され、その回転が、動力伝達部６１及びディファレンシャル装置６２を介して左右一対の出力軸６５Ａ，６５Ｂから出力される構成となっている。回転入力部６４（回転軸１１）の回転は、減速又は増速されて各出力軸６５Ａ，６５Ｂから出力される。各出力軸６５Ａ，６５Ｂの回転により左右の各車輪が回転する。なお図１には、回転電機１０と変速機６０とが同軸であり、出力軸６５Ａ，６５Ｂのうち一方の出力軸６５Ａが、回転軸１１の中空部１１ａ内を貫通して設けられる構成が概略的に示されている。
【００５０】
詳細な図示は省略するが、回転電機１０及び変速機６０の結合部分において、回転軸１１は、回転電機１０及び変速機６０の各ハウジング１４，６３に設けられた孔に挿通されており、各ハウジング１４，６３の孔内周面と回転軸１１の外周面との間に設けられた摺動シール等のシール部材により、回転電機１０側と変速機６０側とを遮断した状態で回転可能となっている。なお、変速機６０のハウジング６３には、潤滑油の量を調整可能とする油抜き孔が設けられているとよい。
【００５１】
ここで、変速機６０の構成例を、図４の概略図を用いて説明する。図４に示す変速機６０では、動力伝達部６１としてダブルピニオン式の遊星歯車機構７０を用いる構成としている。遊星歯車機構７０は、内歯を有するリングギア７１と、外歯を有するサンギア７２と、互いに同軸に設けられた一対のピニオンギア７３，７４と、その一対のピニオンギア７３，７４を回転可能に支持するキャリア７５とを有している。リングギア７１は、ハウジング６３に固定されている。サンギア７２は、回転電機１０の回転軸１１に一体化された回転入力部６４として設けられているとよい。一対のピニオンギア７３，７４は、一方がリングギア７１に噛み合い、他方がサンギア７２に噛み合う構成となっている。各ピニオンギア７３，７４はそれぞれ複数個ずつ設けられていてもよい。キャリア７５は、ディファレンシャル装置６２のデフケース８１に固定されている。
【００５２】
なお、回転入力部６４をスプラインにより構成し、そのスプラインにサンギア７２を固定する構成であってもよい。
【００５３】
また、ディファレンシャル装置６２は、デフケース８１と、デフケース８１内に設けられた複数のピニオンギア８２と、同じくデフケース８１内に設けられ、スプライン嵌合や圧入等により左右の出力軸６５Ａ，６５Ｂにそれぞれ結合されている一対のサイドギア８３とを備えている。
【００５４】
変速機６０において、回転軸１１は軸受８５により回転可能に支持され、キャリア７５は軸受８６により回転可能に支持され、デフケース８１は軸受８７により回転可能に支持されている。
【００５５】
上記構成の変速機６０では、回転軸１１の回転時（回転子１２の回転時）に、サンギア７２の回転に応じて各ピニオンギア７３，７４が回転するとともに、そのピニオンギア７３，７４の回転に伴いキャリア７５と共にデフケース８１が一体回転する。このとき、回転軸１１の回転が遊星歯車機構７０にて定められた所定の減速比で減速され、減速後の回転速度でデフケース８１と共に左右の各出力軸６５Ａ，６５Ｂが回転する。なお、例えば車両のコーナ走行時において、左右の各出力軸６５Ａ，６５Ｂで回転速度差が生じる場合には、ディファレンシャル装置６２により左右の動力の振分が適宜行われる。
【００５６】
本実施形態の電動駆動装置１では、回転電機１０における軸方向両側のうち一方の側に変速機６０が一体的に設けられている。この場合、回転電機１０において変速機６０側では、反変速機側に比べて放熱の度合が小さくなり熱がこもることが懸念されるため、その放熱対策が講じられており、以下にはその対策について説明する。
【００５７】
上述したとおり、回転電機１０の固定子１３では、軸方向一方側及び他方側のコイルエンド３３Ａ，３３Ｂにおいて、固定子コア３１の軸方向端面からの軸方向の固定子巻線３２の突出寸法が相違しており、コイルエンド３３Ｂでは、コイルエンド３３Ａに比べて軸方向の突出寸法（軸長）が大きくなっている。そのため、図１に示すように、コイルエンド３３Ａを変速機６０側（図の左側）、コイルエンド３３Ｂを変速機６０の逆側（図の右側）にして回転電機１０を変速機６０に組み付けた構成では、その逆にコイルエンド３３Ａを変速機６０の反対側にした構成と比べて、回転電機１０の放熱を効率よく実施できるものとなっている。
【００５８】
つまり、コイルエンド３３Ｂでは、コイルエンド３３Ａに比べて表面積が大きく、固定子巻線３２での放熱量が大きくなる一方で、回転電機１０において反変速機側では、変速機６０側に比べて外部への放熱が生じ易いものとなっている。そのため、回転電機１０での放熱を促進させることが可能となっている。なお、コイルエンド３３Ｂでは、コイルエンド３３Ａに比べて発熱量が多くなるとも考えられるが、その発熱量の多い側のコイルエンド３３Ｂを反変速機側に設けることで、やはり放熱を行う上で有利な構成となっている。
【００５９】
より具体的には、コイルエンド３３Ｂには、導体セグメント４０の端部どうしが接合された接合部４６が設けられている。この場合、導体セグメント４０の接合部４６では、導体露出部４７どうしが重ね合わされた状態で互いに接合されていることから、ターン部４２側（コイルエンド３３Ａ側）と比べて、固定子巻線３２の軸方向突出量が大きくなっている。そのため、放熱を行う上で有利な構成となっている。
【００６０】
また、導体セグメント４０の端部どうしが溶接により接合されているため、例えば熱の影響を考慮して導線長を長くしたり、溶接作業時における絶縁距離を確保したりすることにより、固定子コア３１から溶接部分（接合部）までの離間距離が大きくなっている。そのため、固定子巻線３２の軸方向突出量が大きくなっており、やはり放熱を行う上で有利な構成となっている。
【００６１】
また上記以外に、図１に示す回転電機１０では、コイルエンド３３Ｂ側に、固定子巻線３２の中性点接続部５１が設けられるとともに、各相の相巻線に接続されたバスバー５２が設けられている。そのため、回転電機１０の反変速機側では、中性点接続部５１やバスバー５２からの放熱も見込むことが可能となっている。
【００６２】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００６３】
回転電機１０の固定子巻線３２において、一方のコイルエンド３３Ｂの固定子コア３１からの軸方向の突出寸法を、他方のコイルエンド３３Ａよりも大きくし、コイルエンド３３Ａを変速機６０側、コイルエンド３３Ｂを変速機６０の逆側（反変速機側）として、回転電機１０を変速機６０に一体化する構成とした。これにより、固定子１３の軸方向長さを同一にしたまま、すなわち回転電機１０の軸長を大きくすることなく、回転電機１０における温度上昇対策を実現できる。その結果、電動駆動装置１において大型化を抑制しつつ回転電機１０の放熱を適正に実施することができる。
【００６４】
回転電機１０では、固定子巻線３２の最高温度箇所が被膜の耐熱温度を超えない範囲で熱定格設計が決定される。この点、固定子巻線３２の最高温度箇所の放熱を効率良く実施することで、回転電機全体の出力性能上限を引き上げることが可能になる。
【００６５】
また、回転電機１０の固定子巻線３２においてターン部４２を有するコイルエンド３３Ａを変速機６０側、導線の端部どうしの溶接による接合部４６が設けられたコイルエンド３３Ｂを反変速機側として、回転電機１０を変速機６０に一体化する構成とした。この場合、各コイルエンド３３Ａ，３３Ｂでの導線の繋ぎ構造の違いにより、コイルエンド３３Ｂでは、コイルエンド３３Ａに比べて軸方向の突出寸法が大きくなっており、コイルエンド３３Ｂを反変速機側として回転電機１０を変速機６０に一体化することで、コイルエンド３３Ｂでの放熱を適正に行わせることができる。
【００６６】
また、導線端部どうしが溶接により接合されている構成では、その溶接部において例えば熱の影響を考慮して導線長を長くするために、固定子コア３１から溶接部までの離間距離を大きくする必要がある。したがって、軸方向両側のうち反変速機側においてコイルエンド３３Ｂでの放熱を促進させる上で好適な構成となっている。
【００６７】
なお、固定子巻線３２の溶接部では、熱応力ストレスの繰り返しによる疲労が生じることが考えられる。また、溶接に伴う電気伝導率の変化により発熱が大きくなることも考えられる。この点、溶接部を含むコイルエンド３３Ｂを反変速機側に配置することで溶接部の冷却を良好にし、急激な温度上昇を避けることで、溶接部における不都合の発生を抑制できる。
【００６８】
固定子巻線３２として、一対の直線部４１とターン部４２とを有する複数の導体セグメント４０を用いた構成では、ターン部４２により形成されたコイルエンド３３Ａよりも、直線部４１の端部どうしが接合されて形成されたコイルエンド３３Ｂの方が固定子コア３１からの軸方向の突出寸法が大きくなる。この場合、コイルエンド３３Ｂを反変速機側として回転電機１０を変速機６０に一体化することで、コイルエンド３３Ｂでの放熱を適正に行わせることができる。
【００６９】
なお、固定子１３において導体セグメント４０を用いて固定子巻線３２を構成する場合には、固定子１３でのコイル占積率の向上を見込むことができ、電流出力密度の向上に伴う発熱量の増加が懸念される。この点、上記のとおりコイルエンド３３Ｂでの放熱を促進させる構成とすることで、回転電機１０での放熱を適正に実施することができる。
【００７０】
固定子巻線３２の中性点接続部５１をコイルエンド３３Ｂ側に設ける構成とした。中性点接続部５１は、固定子コア３１から遠いために熱引きが悪く、温度上昇が生じ易い部位であり、その中性点接続部５１をコイルエンド３３Ｂ側、すなわち反変速機側に設けることにより、中性点接続部５１での放熱を促すことも可能となる。
【００７１】
固定子巻線３２における各相の相巻線に接続されたバスバー５２をコイルエンド３３Ｂ側に設けるとともに、回転電機１０のハウジング１４においてコイルエンド３３Ｂを覆う部分に、バスバー５２又は電力端子を挿通させる挿通孔５３を設ける構成とした。この場合、バスバー５２での放熱を生じ易くし、さらにバスバー５２を通じて、コイルエンド３３Ｂの熱をハウジング外部へ放熱できるようにしたため、やはりコイルエンド３３Ｂ側での放熱を促すことができる。
【００７２】
回転電機１０において、ハウジング１４の筒状部１５に環状の冷媒通路２４が設けられている構成では、変速機６０側でのこもり熱は筒状部１５を通じて伝わる際に冷媒通路２４での熱交換により放出される。またこのとき、変速機６０側から反変速機側への熱の伝わりが冷媒通路２４により妨げられるため、回転電機１０の反変速機側において放熱を効率良く実施できる。
【００７３】
回転電機１０のカバー１６（すなわち反変速機側）に、回転検出部としての回転センサ２５を設ける構成とした。この場合、回転電機１０の反変速機側は、変速機６０側に比べて放熱性の良い側であり、その反変速機側に回転センサ２５が設けられていることにより、回転センサ２５の性能を維持し、ひいては回転電機１０の信頼性向上を図ることができる。
【００７４】
（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
【００７５】
・変速機６０の他の構成を以下に示す。図５に示す変速機６０では、回転電機１０と変速機６０とを同軸式とし、動力伝達部６１としてはすば歯車機構９０を用いる構成としている。ここでは、減速比の異なる複数組（例えば２組）のはすば歯車対を用いる構成としている（後述の図６，図７も同様）。はすば歯車機構９０は、回転軸１１の回転に伴い回転する第１歯車対９１と、その第１歯車対９１の回転に伴いデフケース８１を回転させる第２歯車対９２とを有している。回転軸１１の回転時（回転子１２の回転時）には、各歯車対９１，９２がそれぞれ回転することに伴い各出力軸６５Ａ，６５Ｂが回転軸１１と同軸で回転する。
【００７６】
また、図６に示す変速機６０では、回転電機１０と変速機６０とを多軸式とし、動力伝達部６１としてはすば歯車機構１００を用いる構成としている。はすば歯車機構１００は、回転軸１１の回転に伴い回転する第１歯車対１０１と、その第１歯車対１０１の回転に伴いデフケース８１を回転させる第２歯車対１０２とを有している。回転軸１１の回転時（回転子１２の回転時）には、各歯車対１０１，１０２がそれぞれ回転することに伴い各出力軸６５Ａ，６５Ｂが回転軸１１と異なる軸を中心にして回転する。
【００７７】
図７に示す変速機６０は、動力伝達部６１として図６に示すはすば歯車機構１００を用いており、相違点として、第１歯車対１０１と第２歯車対１０２との軸方向の配置を逆にしている。
【００７８】
・図８に示すように、回転電機１０のハウジング１４内において、固定子巻線３２のコイルエンド３３Ｂに熱伝達物質としての熱吸収体１１１が接触した状態で、コイルエンド３３Ｂから熱吸収体１１１への熱伝達により放熱を行わせる構成としてもよい。熱吸収体１１１は、例えばシリコンゴムやグリースであり、コイルエンド３３Ｂに沿って環状に設けられているとよい。この場合、熱吸収体１１１により、コイルエンド３３Ｂ側での放熱が一層促進される。また、ハウジング１４に接触させた状態で熱吸収体１１１を設けることにより、熱吸収体１１１を介してコイルエンド３３Ｂからハウジング１４への伝熱を行わせることもできる。
【００７９】
コイルエンド３３Ｂに接触した状態で熱伝達を行わせる熱伝達物質として、潤滑油等の冷媒を用いることも可能である。例えば、ハウジング１４内においてコイルエンド３３Ｂを潤滑油に浸漬させた状態にするとよい。又は、ハウジング１４内において、回転軸１１の回転に伴い、回転軸１１又は回転子１２からコイルエンド３３Ｂに向けて潤滑油を散布する構成としてもよい。
【００８０】
・図９に示すように、回転電機１０のカバー１６（換言すれば、ハウジング１４のコイルエンド３３Ｂ側の部分）に複数の突起部１１２を設け、その突起部１１２により、ハウジング１４におけるコイルエンド３３Ｂ側での放熱を促進する構成としてもよい。複数の突起部１１２は、突条部として長尺状（フィン状）に設けられ、それらが互いに平行に配置されるか、又は放射状若しくは環状に配置されるとよい。あるいは、複数の突起部１１２は、柱状をなし、それらが点在させて設けられていてもよい。突起部１１２をフィン状に設けることによりハウジング１４の強度増加を図ることもできる。
【００８１】
・図１０に示すように、回転電機１０のハウジング１４内においてコイルエンド３３Ｂ側に、固定子巻線３２の温度を検出する温度センサ１１５を設けてもよい。温度センサ１１５が温度検出部に相当する。また、カバー１６の外側に、回転電機１０の回転状態を制御する制御装置１１６を一体に設けてもよい。制御装置１１６には、複数の半導体スイッチ素子を有するインバータが含まれているとよい。温度センサ１１５や制御装置１１６が回転電機１０におけるコイルエンド３３Ｂ側に設けられていることにより、これら各部の性能を維持し、信頼性の向上を図ることができる。
【００８２】
・上記実施形態では、変速機６０のハウジング６３内に動力伝達部６１とディファレンシャル装置６２とを収容する構成としたが、これを変更し、ハウジング６３内に動力伝達部６１を収容する構成（すなわちディファレンシャル装置６２を収容しない構成）としてもよい。また、変速機６０に設けられる動力伝達部６１は、ギア式でなくてもよく、例えば摩擦伝達構造を有するものであってもよい。
【００８３】
・上記実施形態では、回転電機１０及び変速機６０の各ハウジング１４，６３を別体で設け、それらを一体化する構成としたが、これを変更し、これらの各ハウジング１４，６３を一体成形物として作製することも可能である。
【００８４】
・上記実施形態では、導体セグメント４０を用いて固定子巻線３２を構成したが、これを変更してもよい。例えば、固定子巻線３２を、固定子コア３１の各スロットに対して、平角導線を屈曲させつつ所定のコイルピッチで巻回させた構成とする。また、各相の相巻線を、複数の部分巻線を直列に接続した構成とする。かかる場合には、各コイルエンド３３Ａ，３３Ｂに、各相の導線を屈曲形成したターン部が設けられるとともに、そのうち一方のコイルエンド３３Ｂに、同相の部分巻線の端部どうしが互いに接合された接合部が設けられる。そして、コイルエンド３３Ａ（第１コイルエンド）を変速機６０側、コイルエンド３３Ｂ（第２コイルエンド）を変速機６０の逆側として、回転電機１０が変速機６０に一体化されているとよい。
【００８５】
・上記実施形態では、固定子巻線３２を３相巻線とし、各相の相巻線を星形結線（Ｙ結線）する構成としたが、これを変更してもよい。固定子巻線３２は、３相の相巻線がΔ結線されている構成であってもよい。また、固定子巻線３２は、３相以外の巻線であってもよい。
【００８６】
・上記実施形態では、インナロータ式の回転電機での適用例を説明したが、これ以外にアウタロータ式の回転電機に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１…電動駆動装置、１０…回転電機、１１…回転軸、１２…回転子、１３…固定子、１４…ハウジング、３１…固定子コア、３２…固定子巻線、３３Ａ…コイルエンド（第１コイルエンド）、３３Ｂ…コイルエンド（第２コイルエンド）、６０…変速機、６１…動力伝達部。
【図１】
2020150609.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020150609.tif 000005
【図４】
2020150609.tif 000006
【図５】
2020150609.tif 000007
【図６】
2020150609.tif 000008
【図７】
2020150609.tif 000009
【図８】
2020150609.tif 000010
【図９】
2020150609.tif 000011
【図１０】
2020150609.tif 000012