(57)【要約】【課題】オイルポンプやオイルクーラを大型化することなく、潤滑油の冷却性能を向上させるとともに、これを耐久性の高い構成により実現することを課題とする。【解決手段】電動モーターケース（３１）内に電動モーター（８）を備え、前記電動モーターケース（３１）内に保持した潤滑油を循環させて前記電動モーター（８）を潤滑および冷却し、前記電動モーターケース（３１）に設けた冷水ジャケット（７）を流れる冷却水により前記電動モーター（８）を冷却する車輪駆動装置（１）において、前記電動モーターケース（３１）の外側部分に前記冷水ジャケット（７）に沿うように前記潤滑油が循環する油路（３４）を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モーターケース内に電動モーターを備え、前記電動モーターケース内に保持した潤滑油を循環させて前記電動モーターを潤滑および冷却し、前記電動モーターケースに設けた冷水ジャケットを流れる冷却水により前記電動モーターを冷却する駆動装置の冷却構造において、
前記電動モーターケースの外側部分に前記冷水ジャケットに沿うように前記潤滑油が循環する油路を設けたことを特徴とする駆動装置の冷却構造。
【請求項２】
前記油路を前記電動モーターケースの外側面に取付けられるオイルポンプと、前記冷水ジャケットとの間に設けたことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置の冷却構造。
【請求項３】
前記油路が前記オイルポンプの吐出側に接続していることを特徴とする請求項１また２に記載の駆動装置の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両駆動用の電動モーターは、高出力化に伴って、発熱量増加する。この発熱量の増加に対応するために、電動モーターの冷却性能を向上させることが大きな課題となっている。電動モーターの冷却性能を向上させる方法として、電動モーターのケースに水冷ジャケットを取付け、冷却水により電動モーターを冷却する方法がとられている。
また、潤滑油であるＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｆｌｕｉｄ）を電動モーターに供給して、冷却性能を向上する方法が知られている。この方法において、冷却性能を増大させるために、電動オイルポンプを大型化する手法がとられている。
そして、特許文献１に示されるように、電動モーターの冷却性能を向上させるべく、電動モーターのケースに取付けられるオイルクーラを大型化するものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１９４３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電動オイルポンプとオイルクーラを大型化する場合には、これらを取付けた駆動用装置自体が大きくなってしまう。これにより、搭載される車両において駆動用装置が占める空間が大きくなる。
さらに、大型の電動オイルポンプやオイルクーラを用いる場合には、使用する潤滑油の量が多くなる。このため、オイルフィルターなど、潤滑油に関連する部材も大型化、もしくは高性能のものを用いる必要がある。さらに、オイル交換時のコストなどが増えることとなる。
また、大型化したオイルクーラ―において、冷却水と潤滑油との接触経路が長くなることにより、冷却水と潤滑油との間のシール部材が大型化するか、点数を多くする必要がある。そして、オイルクーラを構成する部材が大きくなることから、部材の熱歪を考慮した対策が必要となる。
【０００５】
上述した従来の欠点に鑑み、本発明の目的は、オイルポンプやオイルクーラを大型化することなく、潤滑油の冷却性能を向上させるとともに、これを簡便かつ耐久性の高い構成により実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電動モーターケース内に電動モーターを備え、前記電動モーターケース内に保持した潤滑油を循環させて前記電動モーターを潤滑および冷却し、前記電動モーターケースに設けた冷水ジャケットを流れる冷却水により前記電動モーターを冷却する駆動装置の冷却構造において、前記電動モーターケースの外側部分に前記冷水ジャケットに沿うように前記潤滑油が循環する油路を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、前記油路を前記電動モーターケースの外側面に取付けられるオイルポンプと、前記冷水ジャケットとの間に設けても良い。
【０００８】
また、前記油路が前記オイルポンプの吐出側に接続しても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る、駆動装置の冷却構造によれば、オイルクーラやオイルポンプを大型化することなく、潤滑油の効率的な冷却が可能となる。また、潤滑油の経路構成により潤滑油の冷却性能を向上できるため、効率的に製作可能であり、冷却性能向上にかかるコストを低減できる。
【００１０】
また、前記油路を前記電動モーターケースの外側面に取付けられるオイルポンプと、前記冷水ジャケットとの間に設ける構成とすれば、オイルポンプと冷水ジャケットの間の空間を利用できる。このため、駆動装置の大きさを維持しながら、潤滑油の冷却性能を向上できる。
【００１１】
また、前記油路が前記オイルポンプの吐出側に接続する構成とすれば、オイルポンプによる圧力で昇温された潤滑油の熱を冷水ジャケットに効率的に伝達し、潤滑油の冷却性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る駆動装置を示す斜視図である。
【図２】電動オイルポンプの取付構造を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る油路構造を示す断面図である。
【図４】別の油路構造を示す斜視断面図である。
【図５】冷水ジャケットに沿った油路を示す斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１から図３を用いて、本発明の実施形態に係る駆動装置１を説明する。
図１は本発明に係る駆動装置１を示す斜視図であり、図２は電動オイルポンプの取付構造を示す斜視図であり、図３は本発明に係る油路構造を示す断面図である。なお、図においてＦＲは前方を、ＵＰは上方を、ＬＨは左方を示すものである。
駆動装置１は、インバータユニット２、減速機ユニット３、電動オイルポンプ４およびオイルクーラ６により構成されている。駆動装置１において、インバータユニット２により減速機ユニット３へ駆動電力が供給され、減速機ユニット３内の電動モーター８が駆動される。減速機ユニット３内には、図示しない減速機構が設けられており、減速機構により減速された電動モーター８の駆動力が、出力軸５より出力される。
【００１４】
インバータユニット２において、インバータユニットケース２１内には、図示しないパワーユニットが配置されている。インバータユニットケース２１は、減速機ユニット３の上部において、電動モーターケース３１および減速機ケース３２に取り付けられている。
そして、電動モーターケース３１内に、電動モーター８が配置されるものであり、電動モーター８は、電動モーターケース３１およびカバー３１ａにより覆われている。また、減速機ユニット３の減速機構は、減速機ケース３２内に配置され、減速機ケース３２およびカバー３２ａにより覆われている。
【００１５】
電動モーターケース３１は、円筒形状となっており、カバー３１ａより突出する出力軸５の延出方向に合わせて、円筒部分が延出される形状となっている。そして、電動モーターケース３１内の電動モーター８の駆動軸は中空シャフトにより構成されており、出力軸５は電動モーター８の駆動軸内を通り、減速機ケース３２内の減速機構に接続されている。このため、電動モーター８の回転軸心を、出力軸５の回転軸心と一致させた構成となっている。すなわち、電動モーター８および出力軸５は、左右方向に延出される回転軸心を有するものである。
電動モーターケース３１は、減速機ケース３２の前側に接続しており、電動モーターケース３１の後端部よりも減速機ケース３２の後端部の方が後方に突出した構成となっている。また、電動モーターケース３１には、電動オイルポンプ４が取り付けられる。これにより、電動オイルポンプ４の後端部と減速機ケース３２の後端部とが、側面視において略一致する構成となり、駆動装置１をコンパクトに構成している。
また、電動モーターケース３１と減速機ケース３２は一体的に構成されており、潤滑油が電動モーターケース３１と減速機ケース３２との間を流動可能となっている。電動モーターケース３１の一側にはカバー３１ａが装着され、反対側に減速機ケース３２が接続されている。そして、減速機ケース３２にはカバー３２ｂが装着され、電動モーターケース３１と減速機ケース３２内に潤滑油が保持されることとなる。
なお、本実施形態において、潤滑油として、ＡＴＦを用いても良く、冷却水として不凍液を用いても良い。
【００１６】
次に、駆動装置１の冷却構造について説明する。
駆動装置１は、冷却水により冷却されるものである。
駆動装置１は、図示しない水冷システムに接続されており、冷却水によりインバータユニット２および電動モーターケース３１が冷却される。水冷システムの冷却水ポンプがインバータユニット２に接続されており、冷却水がインバータユニットケース２１内に供給される。そして、インバータユニットケース２１内を介して、冷却水が電動モーターケース３１内に供給される。これにより、インバータユニット２のパワーユニットや、電動モーターケース３１内の電動モーター８が冷却される。そして、冷却水はオイルクーラ６を介して、潤滑油を冷却した後に、図示しないラジエータを介して、再び冷却水ポンプに導入されて、循環することとなる。
また、電動モーターケース３１において、冷水ジャケット７が電動モーター８を覆うように設けられている。電動モーター８を覆う環状の冷水ジャケット７により、電動モーター８を冷却するものである。冷水ジャケット７は、電動モーターケース３１内に設けられるものであり、電動モーターケース３１の形状に沿って、左右方向に延出される円筒形状となっている。
【００１７】
冷水ジャケット７は、電動モーターケース３１の厚み内に設けられた冷却水の通路により構成される。図３に示すように、冷水ジャケット７は、電動モーターケース３１に設けられたモーター室３７の内周面３１ｃと、電動モーターケース３１の外周面３１ｂとの間に設けられている。
そして、潤滑油をモーター室３７内に供給することにより、電動モーター８の熱が潤滑油を介して内周面３１ｃに伝達され、電動モーター８の熱を冷水ジャケット７に効率的に伝達する。
これにより、電動モーター８を取巻く冷水ジャケット７に、電動モーター８に発生した熱を移し、電動モーター８が冷却されるものである。
【００１８】
駆動装置１において、オイルクーラ６で冷却された潤滑油は、電動モーターケース３１の電動モーター８および減速機ケース３２内の減速機に供給される。これにより、電動モーター８および減速機構を潤滑し、電動モーター８の熱を、潤滑油を介して、冷水ジャケット７に伝達し電動モーター８を冷却するものである。電動モーターケース３１内において、一定量の潤滑油が保持されるものであり、電動モーター８の一部が潤滑油に浸かった状態となっている。これにより、一定量の潤滑油が冷水ジャケット７の内側に保持され、冷却される。
電動モーターケース３１および減速機ケース３２の下部に貯められた潤滑油は、電動オイルポンプ４により、電動モーターケース３１および減速機ケース３２の上部に供給される。これにより、オイルクーラ６、電動モーターケース３１、および減速機ケース３２へ、潤滑油を供給し循環させるものである。
【００１９】
図２および図３に示すように、電動オイルポンプ４は、電動モーターケース３１の外側面に、取外し可能に装着されるものである。電動モーターケース３１の後部の外周部には、取付部３３が設けられており、取付部３３に電動オイルポンプ４が装着されるものである。すなわち、電動オイルポンプ４は、減速機ケース３２の側方において、電動モーターケース３１の下部の後面に取付けられる。
取付部３３は、電動モーターケース３１と一体的に設けられており、電動モーターケース３１の外周面３１ｂ側の厚みを厚くすることにより設けられている。
取付部３３には、平坦に構成される取付面３３ａが設けられており、取付面３３ａに電動オイルポンプ４が取り付けられる。
また、取付部３３は、電動モーターケース３１の下部に設けられており、電動モーターケース３１および減速機ケース３２の下部より電動オイルポンプ４への潤滑油経路を短くしている。そして、潤滑油を電動オイルポンプ４に導入しやすい構成となっている。
【００２０】
取付面３３ａには、潤滑油導入側の油路３４および排出側の油路３５が上下に並んで開口している。そして、油路３４および油路３５は、それぞれ電動オイルポンプ４のポート４１およびポート４２に接続している。
電動オイルポンプ４のポート４１は、油路３４に設けられたコネクター８１に接続されるものであり、コネクター８１には、逆止弁８１ａが設けられている。これにより、電動オイルポンプ４を取り外した際の油路３４よりのオイルの吐出を防ぎ、電動オイルポンプ４の整備や交換を可能としている。また、油路３５には、コネクター８２が設けられており、電動オイルポンプ４のポート４２が接続している。
また、取付面３３ａにおいて、油路３４および３５を囲む溝３６が設けられており、溝３６に図示しないシール材が装着される。これにより、取付面３３ａにおける潤滑油の漏れを防止するものである。
【００２１】
取付部３３に設けた油路３４は、油路３４ａ、油路３４ｂ、および油路３４ｃを有している。油路３４ａは、取付面３３ａから冷水ジャケット７に近接する方向に延びる油路であり、油路３４ｂおよび油路３４ｃは、冷水ジャケット７に沿って延びる油路である。
【００２２】
油路３４ａは、取付面３３ａに垂直方向かつ、取付面３３ａより冷水ジャケット７に向けて直線的に設けられている。そして、油路３４ａは、電動モーターケース３１内に設けられた冷水ジャケット７の近傍において、油路３４ｂに接続している。
【００２３】
油路３４ｂは、冷水ジャケット７の周方向に沿って直線状に延出された油路である。また、油路３４ｂは電動モーターケース３１の円筒形状の軸心方向と直交する方向に設けられている。すなわち、油路３４ｂは、取付部３３において、冷水ジャケット７の近傍で斜め前下方に向けて延出されている。なお、油路３４ｂは冷水ジャケット７に潤滑油の熱を伝達するのに十分な距離に設けられるものである。
油路３４ｂは、冷水ジャケット７の外側において下方に向けて延出されるので、電動モーターケース３１の下部を利用できる。このため、電動オイルポンプ４と冷水ジャケット７間との距離が大きい部位を利用でき、油路３４ｂのレイアウト上の自由度が高くなる。さらに、油路３４ｂに接続する油路３４ｃの配置上の自由度が高くなる。
【００２４】
そして、油路３４ｃは、冷水ジャケット７の近傍において、電動モーターケース３１の円筒形状の軸心方向と平行に延出されている。これにより、油路３４ｃを冷水ジャケット７の近傍に設け、油路３４ｃを通る潤滑油の熱を冷水ジャケット７内の冷却水に伝達できる。
これにより、油路３４は、冷水ジャケット７の外周方向に沿った油路３４ｂと冷水ジャケット７の円筒軸方向に沿った油路３４ｃとを有することとなる。これにより、油路３４を通る潤滑油の熱を冷水ジャケット７に伝達し、潤滑油を効率的に冷却できる。
【００２５】
なお、電動オイルポンプ４により吐出される潤滑油は、圧送時に加圧されることとなり、わずかながら温度が上昇する。このため、油路３４を吐出側のポート４１に接続することにより、温度が上昇した潤滑油の熱を効率的に冷水ジャケット７に伝達できる。
【００２６】
次に、本発明の実施形態の作用について説明する。
電動モーターケース３１および減速機ケース３２に供給された潤滑油は、電動モーター８を潤滑および冷却するとともに、減速機構を潤滑する。この後、潤滑油は、電動モーターケース３１および減速機ケース３２の下部に貯められる。
そして、貯められた潤滑油は、電動モーターケース３１および減速機ケース３２に設けた油路から、取付部３３の油路３５を介して、電動オイルポンプ４に導入される。電動オイルポンプ４は、導入された潤滑油を油路３４に吐出する。この際、潤滑油への加圧および電動オイルポンプ４自体に発生する熱が伝達されることにより、潤滑油の温度が若干上昇する。
電動オイルポンプ４より油路３４に吐出された潤滑油は、油路３４ａを介いて、冷水ジャケット７の近傍を通る油路３４ｂおよび油路３４ｃへと流入する。これにより、潤滑油の熱が冷水ジャケット７に伝達され、潤滑油が冷却される。
この後、潤滑油は、オイルクーラ６へ圧送され、オイルクーラ６に導入される冷却水によりさらに冷却される。そして、潤滑油は、電動オイルポンプ４により、電動モーターケース３１および減速機ケース３２内を循環する。
【００２７】
以上のように、電動モーターケース３１の外側部分に冷水ジャケット７に沿うように、油路３４を設け、潤滑油がオイルクーラ６に戻る経路において潤滑油を冷却できる。
すなわち、電動モーターケース３１に設けた油路３４の構成により、潤滑油を冷却し、電動モーターケース３１の構造により、潤滑油の冷却性能を向上できる。
また、冷水ジャケット７の外側に油路を設けるので、冷水ジャケット７の内側の構成を変更することなく、冷水ジャケット７に冷却される潤滑油の量を増やし、冷却効率を向上できる。
【００２８】
電動モーターケース３１の電動オイルポンプ４の取付部３３に、冷水ジャケット７に近接する油路３４を設けるので、油路３４の作成を容易に行うことができる。そして、油路３４の作成に掛かるコストを低減できる。
電動モーターケース３１と電動オイルポンプ４との間の空間を利用して、油路３４を設けるので、駆動装置１の大きさを維持したまま、冷却性能を向上できる。
さらに、電動オイルポンプ４の吐出側のポート４１油路３４を接続することより、電動オイルポンプ４の加圧および発熱により温度が上がった状態の潤滑油を効率的に冷却できる。熱は温度差が大きい程、移動しやすくなるので、温度が上がった潤滑油の熱を冷水ジャケット７に効率的に伝達し、潤滑油の冷却性能を向上できる。
また、冷水ジャケット７を構成する同一部材である電動モーターケース３１内に油路３４を設けるので、熱伝導効率が高くできる。さらに、冷水ジャケット７と油路３４との間にシール部材を必要としないため、耐久性と信頼性の高い構成により、潤滑油の冷却性能を向上できる。
電動モーターケース３１にアルミ合金を用いる場合には、アルミ合金の高い熱伝導率を利用して、軽量かつ冷却性能の高い駆動装置１を構成できる。
【００２９】
図４および図５を用いて、本発明における別の油路構成について説明する。
図４は別の油路構造を示す斜視断面図であり、図５は冷水ジャケット７に沿った油路を示す斜視断面図である。図においてＦＲは前方を、ＵＰは上方を、ＬＨは左方を示すものである。
電動オイルポンプ４は、電動モーターケース３１の後部に設けられた取付部３３に取付けられ、電動オイルポンプ４のポート４１、４２はそれぞれ、取付面３３ａに開口した油路３４、油路３５に接続している。取付部３３において、油路３４と油路３５は、上下に配置されている。
電動モーターケース３１および減速機ケース３２の下部に溜まった潤滑油は、油路３５より電動オイルポンプ４に導入され、油路３４を介して、オイルクーラ６、そして、電動モーターケース３１および減速機ケース３２内に供給される。
【００３０】
油路３４および油路３５は、それぞれ、油路３４ｄおよび油路３４ｅと油路３５ｄおよび油路３５ｅとにより構成されている。
油路３４ｄおよび油路３５ｄは、取付面３３ａに直交する方向で、冷水ジャケット７に向けて延出されている油路である。
油路３４ｅおよび油路３５ｅは、冷水ジャケット７の円周面に沿って、左右方向に延出されている。
油路３４ｄは、冷水ジャケット７の近傍において、油路３４ｅの中央部に接続し、油路３５ｄも同様に、冷水ジャケット７の近傍において、油路３５ｅの中央部に接続するものである。
【００３１】
油路３４および油路３５が共に、冷水ジャケット７に向けて延出された油路と、冷水ジャケット７に沿って延出された油路とを有る。これにより、油路３４および油路３５を通る潤滑油を冷水ジャケット７に近接させて、潤滑油の熱を冷水ジャケット７に伝達させて、効率的に潤滑油を冷却できる。
油路３４および油路３５において、油路３４ｅと油路３５ｅとが冷水ジャケット７の近傍において、上下に配置し、左右方向に延出される。このため、取付部３３の内部空間を有効に利用できるとともに、冷水ジャケット７の近傍における潤滑油と電動モーターケース３１との接触面積を大きくできる。
また、取付面３３ａに直交する油路と、出力軸５の延出方向と同じ方向の油路とからなるため、油路３４および油路３５の加工が容易であり、製造にかかるコストを低減できる。
【００３２】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  駆動装置
４  電動オイルポンプ
７  冷水ジャケット
３１  電動モーターケース
３１ａ  カバー
３１ｂ  外周面
３１ｃ  内周面
３３  取付部
３３ａ  取付面
３４  油路
３５  油路
３７  モーター室
４１  ポート
４２  ポート
８１  コネクター
８１ａ  止弁
８２  コネクター
【図１】
2019142361.tif 000003
【図２】
2019142361.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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