(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としての電動機と、該電動機を冷却する第１の冷媒の循環路とを駆動装置ケース内に備える車両用の駆動装置において、
前記電動機を制御するインバータを備え、
前記第１の冷媒の循環路とは異なる第２の冷媒の循環路が設けられ、
該第２の冷媒の循環路は、前記インバータを冷却する冷却部と、前記駆動装置ケース内に設けられた前記第１の冷媒の循環路との熱交換部と、前記駆動装置ケース外に設けられた前記第２の冷媒の冷却用のラジエータとを有し、
前記電動機を冷却する前記第１の冷媒は、前記熱交換部での前記第２の冷媒への伝熱により冷却されることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記冷却部は、前記駆動装置ケース外に設けられた請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記熱交換部は、前記第２の冷媒の循環路における前記インバータの冷却部より下流側に配置された、請求項１又は２記載の駆動装置。
【請求項４】
前記駆動装置ケースは、該ケースに前記インバータを取付けるための隔壁を備え、
該隔壁と前記第１の冷媒の循環路との間に、第２の冷媒の流路が形成され、前記インバータの冷却部が前記隔壁とされた、請求項１記載の駆動装置。
【請求項５】
前記第２の冷媒の流路内に、前記隔壁側に面する第１の室と、前記第１の冷媒の循環路側に面する第２の室とを画定する離隔手段が設けられた請求項４記載の駆動装置。
【請求項６】
前記第１の室と前記第２の室は、前記第２の冷媒の循環路における上流側を前記第１の室とし、下流側を前記第２の室とする関係に相互に連通された、請求項５記載の駆動装置。
【請求項７】
前記第１の室と前記第２の室は、前記第２の冷媒の循環路に並列に接続された、請求項５記載の駆動装置。
【請求項８】
前記第２の冷媒の流路は、前記隔壁側と前記第１の冷媒の循環路側との双方に面する室として形成された、請求項４に記載の駆動装置。
【請求項９】
発電機と、発電機を冷却する前記第１の冷媒の循環路とを前記駆動装置ケース内に備え、発電機を制御するインバータを更に備え、
該インバータは、前記隔壁に取付けられた、請求項４記載の駆動装置。
【請求項１０】
発電機と、発電機を冷却する前記第１の冷媒の循環路とを前記駆動装置ケース内に備え、発電機を制御するインバータを更に備え、
該インバータは、前記隔壁に取付けられた、請求項６記載の駆動装置。
【請求項１１】
発電機と、発電機を冷却する前記第１の冷媒の循環路とを前記駆動装置ケース内に備え、発電機を制御するインバータを更に備え、
該インバータは、前記隔壁に取付けられた、請求項７記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記駆動装置ケースは、前記第２の冷媒の流路に面する位置に、前記第１の冷媒の冷媒溜まりを有する、請求項４〜１１のいずれか１項記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記冷媒溜まりは、電動機用と発電機用とに分割された、請求項１２記載の駆動装置。
【請求項１４】
前記電動機用の冷媒溜まりと前記発電機用の冷媒溜まりとに至る前記第１の冷媒の流路に、両前記冷媒溜まりへの供給割合を配分するオリフィスが設けられた、請求項１３記載の駆動装置。
【請求項１５】
前記冷媒溜まりは、その出口近傍に堰を有する、請求項１２記載の駆動装置。
【請求項１６】
前記冷媒溜まりは、前記電動機あるいは前記発電機のステータによって画定される、請求項１２記載の駆動装置。
【請求項１７】
前記第１の冷媒の循環路は、前記冷媒溜まりの下流で前記電動機のロータ内を通る流路を有し、該流路は、前記ロータに設けられた放出孔で終端する、請求項１２記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力源として電動機を用いる駆動装置に関し、特に、電気自動車用駆動装置やハイブリッド駆動装置における冷却技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機を車両の駆動源とする場合、走行状態に応じて電動機にかかる負荷が大きく変動するため、特に高負荷時の発熱に対処すべく、冷却を必要とする。そこで、従来、電動機を冷却するために、駆動装置ケースに水路を設けて、その水路に水を流して、水により電動機を冷却する特開平７−２８８９４９号公報に開示の技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の構成では、ケーシング外周に形成した螺旋状の溝に冷却水を流すパイプを巻回し、そのパイプの円形断面の略半分を該ケーシング外周面から露出させた構成とされるため、構造が複雑になるばかりか、コストやスペースの点で不利となる。
【０００４】
そこで本発明は、より簡単な駆動装置ケース構造で駆動装置ケースに内蔵された電動機を効率良く冷却することができる駆動装置を提供することを第１の目的とする。
【０００５】
ところで、電動機はその制御のための制御装置（交流電動機の場合はインバータ）を必要とする。こうしたインバータ等の制御装置は、電動機に対してパワーケーブルで接続されるものであるため、電動機とは分離させて適宜の位置に配設可能であるが、車載上の便宜性から、電動機と一体化させる配置が採られる場合がある。このように制御装置を電動機と一体化させた場合、制御装置は、自身の素子による発熱で温度上昇するばかりでなく、電動機の熱を駆動装置ケースを介してうけることになるため、冷却を必要とする。
【０００６】
そこで、本発明は、このようにインバータを駆動装置ケースに一体化させた場合にも、インバータと電動機を共に有効に冷却することができる駆動装置を提供することをより具体的な第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するため、本発明は、駆動源としての電動機と、該電動機を冷却する第１の冷媒の循環路とを駆動装置ケース内に備える車両用の駆動装置において、前記電動機を制御するインバータを備え、前記第１の冷媒の循環路とは異なる第２の冷媒の循環路が設けられ、該第２の冷媒の循環路は、前記インバータを冷却する冷却部と、前記駆動装置ケース内に設けられた前記第１の冷媒の循環路との熱交換部と、前記駆動装置ケース外に設けられた前記第２の冷媒の冷却用のラジエータとを有し、前記電動機を冷却する前記第１の冷媒は、前記熱交換部での前記第２の冷媒への伝熱により冷却されることを特徴とする。
【０００８】
前記冷却部は、前記駆動装置ケース外に設けられた構成とすることができる。
【０００９】
また、上記の構成において、前記熱交換部は、前記第２の冷媒の循環路における前記インバータの冷却部より下流側に配置された構成を採ると更に有効である。
【００１０】
次に、第２の目的を達成するため、前記駆動装置ケースは、該ケースに前記インバータを取付けるための隔壁を備え、該隔壁と前記第１の冷媒の循環路との間に、第２の冷媒の流路が形成され、前記インバータの冷却部が前記隔壁とされた構成を採るのが有効である。
【００１１】
上記の構成において、前記第２の冷媒の流路内に、前記隔壁側に面する第１の室と、前記第１の冷媒の循環路側に面する第２の室とを画定する離隔手段が設けられた構成を採ると有効である。
【００１２】
また、上記の離隔手段が設けられた構成において、前記第１の室と前記第２の室は、前記第２の冷媒の循環路における上流側を前記第１の室とし、下流側を前記第２の室とする関係に相互に連通された構成を採ると更に有効である。
【００１３】
また、上記の離隔手段が設けられた構成において、前記第１の室と前記第２の室は、前記第２の冷媒の循環路に並列に接続された構成を採ることもできる。
【００１４】
また、上記の構成において、前記第２の冷媒の流路は、前記隔壁側と前記第１の冷媒の循環路側との双方に面する室として形成された構成を採ることもできる。
【００１５】
更に、上記の隔壁を備える何れの構成においても、発電機と、発電機を冷却する前記第１の冷媒の循環路とを前記駆動装置ケース内に備え、発電機を制御するインバータを更に備え、該インバータは、前記隔壁に取付けられた構成を採ると有効である。
【００１６】
また、上記の隔壁と第１の冷媒の循環路との間に、電動機用インバータの冷却部を隔壁とする第２の冷媒の流路が形成された構成において、前記駆動装置ケースは、前記第２の冷媒の流路に面する位置に、前記第１の冷媒の冷媒溜まりを有する構成を採ると有効である。
【００１７】
また、上記の第１の冷媒の冷媒溜まりを有する構成において、前記冷媒溜まりは、電動機用と発電機用とに分割された構成を採ると更に有効である。
【００１８】
更に、前記電動機用の冷媒溜まりと前記発電機用の冷媒溜まりとに至る前記第１の冷媒の流路に、両前記冷媒溜まりへの供給割合を配分するオリフィスが設けられた構成とするのも有効である。
【００１９】
更に、前記冷媒溜まりは、その出口近傍に堰を有する構成とするのも有効である。
【００２０】
また、前記冷媒溜まりは、前記電動機あるいは前記発電機のステータによって画定される構成とすることもできる。
【００２１】
また、前記第１の冷媒の循環路は、前記冷媒溜まりの下流で前記電動機のロータ内を通る流路を有し、該流路は、前記ロータに設けられた放出孔で終端する構成とするのも有効である。
【００２２】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１に記載の構成では、第１の冷媒として電動機に腐食等の悪影響を及ぼさない潤滑油、ＡＴＦ（自動変速機作動油）等を用いることで、電動機と冷媒との直接接触による効率の良い熱伝達を行なうことができ、しかも、熱伝導により冷媒に伝えられた熱を一箇所の熱交換部で第２の冷媒に効率良く放出させることができるので、駆動装置ケースを通る第１の冷媒の循環路を複雑化させることなく、効率良く電動機を冷却することができる。また、電動機制御のために必要とされるインバータを冷却する第２の冷媒で、電動機を冷却する第１の冷媒を冷却することにより、インバータ冷却に用いる第２の冷媒を電動機の冷却と併用させる冷却構造を採ることになるため、駆動装置の冷却構造の総合的な簡素化が可能となる。
【００２３】
次に、請求項３に記載の構成では、電動機を冷却した第１の冷媒の熱が、電動機より耐熱温度の低いインバータに伝わるのを防ぐことができる。
【００２４】
また、請求項４に記載の構成では、第２の冷媒は、電動機を直に冷却するのではなく、電動機を循環冷却する第１の冷媒とインバータとを冷却する冷却構造となるため、電動機からの熱は、第１の冷媒を介して第２の冷媒に熱交換されることで直接の熱伝達に対して緩和され、第２の冷媒がインバータの耐熱温度を超えるまで温度上昇するのを防ぐことができる。
【００２５】
また、請求項６に記載の構成では、冷媒が電動機とインバータを同時に冷却することがなく、先に隔壁を介してインバータを冷却した後、駆動装置ケースを介して電動機を冷却するので、インバータと電動機それぞれの冷却温度要求に沿った冷却が、単一の冷媒により可能となり、単純な流路構成により効率良くインバータと電動機双方を冷却することができる。また、一体化したインバータと駆動装置ケースとの間のスペースを、インバータと電動機を冷却するための冷媒の流路配置のためのスペースとしているので、従来技術のような駆動装置ケース周りに専用の冷媒経路を設ける複雑な構成を避けることができ、スペース効率の向上、低コストにつながる。
【００２６】
また、請求項７に記載の構成では、第１の室と第２の室にそれぞれ独立して冷媒が流れるので、インバータと電動機を同時に冷却することができ、更に電動機からの熱をインバータに伝えないようにすることができる。
【００２７】
請求項９に記載の構成では、第２の冷媒は、電動機と発電機を直に冷却するのではなく、電動機と発電機を循環冷却する第１の冷媒とインバータとを冷却する冷却構造となるため、電動機と発電機からの熱は、第１の冷媒を介して第２の冷媒に熱交換されることで直接の熱伝達に対して緩和され、第２の冷媒がインバータの耐熱温度を超えるまで温度上昇するのを防ぐことができる。
【００２８】
請求項１０に記載の構成では、冷媒が電動機とインバータを同時に冷却することがなく、先に隔壁を介してインバータを冷却した後、駆動装置ケースを介して電動機と発電機を冷却するので、インバータと電動機及び発電機それぞれの冷却温度要求に沿った冷却が、単一の冷媒により可能となり、単純な流路構成により効率良くインバータと電動機及び発電機双方を冷却することができる。また、一体化したインバータと駆動装置ケースとの間のスペースを、インバータと電動機及び発電機を冷却するための冷媒の流路配置のためのスペースとしているので、従来技術のような駆動装置ケース周りに専用の冷媒経路を設ける複雑な構成を避けることができ、スペース効率の向上、低コストにつながる。
【００２９】
請求項１１に記載の構成では、第１の室と第２の室にそれぞれ独立して冷媒が流れるので、インバータと電動機及び発電機を同時に冷却することができ、更に電動機と発電機からの熱をインバータに伝えないようにすることができる。
【００３０】
請求項１２に記載の構成では、第１の冷媒の循環路に冷媒溜まりを設けることで、第２の冷媒との熱交換部における伝熱面積の確保が容易となり、それにより第１の冷媒と第２の冷媒の熱交換を十分に行わせて、熱交換効率を向上させることができる。
【００３１】
更に、請求項１３に記載の構成では、冷媒溜まりを電動機用と発電機用に分離することで、冷媒溜まりから電動機と発電機のそれぞれに供給すべき冷媒量の個別の調節が可能となるため、例えばオリフィスなどで調整することにより、適量の冷媒を電動機と発電機に供給して、それぞれを冷却温度要求に沿って効果的に冷却することができる。
【００３２】
また、請求項１４に記載の構成では、電動機と発電機それぞれの冷媒溜まりに適切な量の第１の冷媒を配分して供給することができるので、電動機と発電機をそれらの熱負荷に応じて、効果的に冷却することができる。
【００３３】
また、請求項１５に記載の構成では、堰により冷媒溜まりに常に一定量の第１の冷媒を保持することができるので、第１の冷媒への熱伝達を十分に行うことができ、それにより熱交換効率を向上させることができる。
【００３４】
また、請求項１６に記載の構成では、第１の冷媒を電動機あるいは発電機のステータに駆動装置ケースを介することなく直に接触させることができるので、より効果的に電動機あるいは発電機を冷却することができる。
【００３５】
また、請求項１７に記載の構成では、冷媒溜まりでの熱交換後の第１の冷媒を用いて電動機のロータを冷却することができ、更にロータから放出される第１の冷媒を用いたステータの冷却も可能となるので、第１の冷媒の循環を最大限有効に役立てる効率の良い電動機冷却を行うことができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿い、本発明の実施形態を説明する。まず図１は、本発明の基本的概念を具体化した第１実施形態を模式化して示す。この駆動装置は、電動機Ｍと、電動機Ｍを冷却する第１の冷媒（本形態においてオイル）の循環路Ｌとを駆動装置ケース１０内に備える。そして、第１の冷媒の循環路Ｌとは異なる第２の冷媒（本形態において冷却水）の循環路Ｆが別途設けられている。第２の冷媒の循環路Ｆは、第１の冷媒の循環路Ｌとの熱交換部（本形態においてオイルクーラ）Ｃを有し、電動機Ｍを冷却する第１の冷媒は、熱交換部Ｃでの第２の冷媒への伝熱により冷却される。
【００３７】
この形態では、駆動装置は、電動機Ｍを制御するインバータＵを備えることから、第２の冷媒の循環路Ｆとして、インバータＵを冷却するための冷却回路が利用されており、第２の冷媒の循環路Ｆは、インバータＵを冷却する冷却部Ｈを有するものとされ、この冷却回路には第２の冷媒の冷却のためのラジエータＲが介挿されている。なお、本明細書において、インバータとは、バッテリ電源の直流をスイッチング作用で交流（電動機が３相交流電動機の場合は３相交流）に変換するスイッチングトランジスタや付随の回路素子と、それらを配した回路基板からなるパワーモジュールを意味するものとする。そして、熱交換部としてのオイルクーラＣは、第２の冷媒の循環路ＦにおけるインバータＵの冷却部Ｈより下流側に配置されている。なお、図において、略号Ｏ／Ｐはオイルポンプ、Ｐはウォータポンプを示す。
【００３８】
こうした構成からなる駆動装置では、第１の冷媒として電動機Ｍに腐食等の悪影響を及ぼさない潤滑油、ＡＴＦ（自動変速機作動油）等のオイルを用いることで、電動機Ｍとオイルとの直接接触による効率の良い熱伝達を行なうことができ、しかも、熱伝導によりオイルに伝えられた熱を一箇所の熱交換部Ｃで第２の冷媒としての冷却水に効率良く放出させることができるので、駆動装置ケース１０を通るオイルの循環路Ｌを複雑化させることなく、効率良く電動機Ｍを冷却することができる。更に、オイルクーラＣをインバータＵの冷却部Ｈより下流側に配置しているので、電動機を冷却したオイルの熱が、電動機より耐熱温度の低いインバータＵに伝わるのを防ぐことができる。
【００３９】
次に、本発明を更に具体化した第２実施形態に即して説明する。図２は、本発明をハイブリッド駆動装置に適用した場合のシステム構成を示す。この装置は、内燃機関（以下、エンジンという）Ｅ／Ｇと、電動機（以下、モータという）Ｍと、発電機（以下、ジェネレータという）Ｇと、ディファレンシャル装置Ｄとを主要な構成要素とし、それらの間にシングルピニオン構成のプラネタリギヤセットＰと、カウンタギヤ機構Ｔが介挿された構成とされ、更に、ワンウェイクラッチＯとブレーキＢとが付設されている。
【００４０】
図３に軸の実際の位置関係を示すように、この駆動装置は、第１軸Ｘ1 上にエンジンＥ／ＧとジェネレータＧ、第２軸Ｘ2 上にモータＭ、第３軸Ｘ3 上にカウンタギヤ機構Ｔ、第４軸Ｘ4 上にディファレンシャル装置Ｄがそれぞれ配置された４軸構成とされている。そして、エンジンＥ／ＧとジェネレータＧは、プラネタリギヤセットＰとカウンタギヤ機構Ｔを介してディファレンシャル装置Ｄに連結され、モータＭは、カウンタギヤ機構Ｔを介してディファレンシャル装置Ｄに連結されている。
【００４１】
モータＭは、そのロータ軸２１に固定されたカウンタドライブギヤ４２をカウンタドリブンギヤ４４に噛合させてカウンタギヤ機構Ｔに連結され、エンジンＥ／Ｇは、その出力軸７１をプラネタリギヤセットＰのキャリア６２に連結させてジェネレータＧとカウンタギヤ機構Ｔとに連結され、ジェネレータＧは、そのロータ軸３１をプラネタリギヤセットＰのサンギヤ６１に連結させてエンジンＥ／Ｇとカウンタギヤ機構Ｔとに連結されている。そして、プラネタリギヤセットＰのリングギヤ６３は、カウンタギヤ機構Ｔのカウンタドリブンギヤ４４に噛合する第１軸Ｘ1 上のカウンタドライブギヤ４３に連結されている。カウンタギヤ機構Ｔは、カウンタ軸４１に固定のカウンタドリブンギヤ４４と、デフドライブピニオンギヤ４５を備える構成とされ、デフドライブピニオンギヤ４５がディファレンシャル装置Ｄのデフケース５３に固定のデフリングギヤ５２に噛合している。そして、ディファレンシャル装置Ｄは、周知のように車輪（図示せず）に連結されている。
【００４２】
ワンウェイクラッチＯは、キャリア６２の逆転を駆動装置ケース１０に反力を取って阻止すべく、そのインナレースをキャリア６２に連結し、アウタレースを駆動装置ケース１０に連結して配設されている。また、ブレーキＢは、ジェネレータＧのロータ軸３１を必要に応じて駆動装置ケース１０に係止させることで、発電不要時に反動トルクにより回転することで駆動ロスを生じるのを阻止すべく設けられており、ロータ軸３１にブレーキハブを連結し、ブレーキハブと駆動装置ケース１０とに摩擦係合部材を係合させて配設されている。
【００４３】
こうした構成からなる駆動装置では、モータＭと車輪は、カウンタギヤ機構Ｔによるギヤ比分の減速関係はあるものの、動力伝達上は直に連結された関係となるのに対して、エンジンＥ／ＧとジェネレータＧは、相互かつカウンタギヤ機構Ｔに対してプラネタリギヤセットＰを介して動力伝達上は間接的に連結された関係となる。これにより、ディファレンシャル装置Ｄとカウンタギヤ機構Ｔとを介して車両の走行負荷を受けるリングギヤ６３に対して、ジェネレータＧの発電負荷を調整することで、エンジン出力を駆動力と発電エネルギ（バッテリ充電）とに利用する割合を適宜調整した走行が可能となる。また、ジェネレータＧをモータとして駆動させることで、キャリア６２にかかる反力が逆転するため、その際にワンウェイクラッチＯを介してキャリア６２を駆動装置ケース１０に係止する反力要素として機能させることで、ジェネレータＧの出力をリングギヤ６３に伝達することができ、モータＭとジェネレータＧの同時出力による車両発進時の駆動力の強化（パラレルモードの走行）が可能となる。
【００４４】
次に、図４は、ハイブリッド駆動装置の油圧系の回路構成を示す。この回路は、駆動装置ケース１０の底部をオイルサンプ９０とし、そこからストレーナ９１を介してオイルを吸い上げて回路に吐出する電動オイルポンプＯ／Ｐと、回路のライン圧を生成させるレギュレータバルブ９２と、前記ブレーキＢの係脱制御のためのブレーキバルブ９３と、ブレーキバルブ９３の切り換え制御のためのソレノイドバルブ９４とを主要な要素として備え、オイルをモータＭ及びジェネレータＧの冷却用の冷媒かつ潤滑油として循環路の供給油路Ｌ2 に送り出し、ブレーキＢの油圧サーボの供給油路Ｌ3 のライン圧油路Ｌ1 への連通とドレン連通とを制御する制御回路を構成している。
【００４５】
オイルポンプＯ／Ｐの吐出側のライン圧油路Ｌ1 は、分岐して一方がレギュレータバルブ９２を介して循環路の供給油路Ｌ2 に接続され、他方がブレーキバルブ９３を介してブレーキＢの油圧サーボの供給油路Ｌ3 に接続されている。そして、ライン圧油路Ｌ1 と供給油路Ｌ2 は、オリフィスＲ1 を介して相互に接続されている。循環路の供給油路Ｌ2 は分岐し、それぞれにオリフィスＲ2 , Ｒ3 を経て、一方が図に破線で示すケース内油路Ｌ4 を経てジェネレータＧのロータ軸３１内油路に接続され、他方がケース内油路Ｌ5 で更に分岐して、それぞれにオリフィスＲ4 , Ｒ5 経由で、駆動装置ケースの上部に設けられたモータＭ用の油溜まりＣ1 とジェネレータＧ用の油溜まりＣ2 に接続されている。
【００４６】
モータＭの冷却は、冷媒溜まりＣ1 からケース内油路Ｌ6 を経てロータ軸２１内油路Ｌ7 に導かれたオイルが、詳細な油路構成を後に断面構造を参照して示すロータ２２内油路Ｌ8 を通り、油路の終端からステータ２０のコイルエンド２０ａに向けてロータ２２の回転に伴う遠心力で放出される。こうしてロータ２２内の油路を通ることでロータ側を冷却し、更にロータ２２の両端から放出されたオイルが、ステータ２０両端のコイルエンド２０ａに吹き付けられることによる冷却と、冷媒溜まりＣ1 から直接放出されるオイルがステータコア２０ｂ及びコイルエンド２０ａに吹きかけられることで行われる。同様に、ジェネレータＧの冷却は、そのロータ軸３１内油路から径方向油孔を経て遠心力で放出されるオイルがステータ３０の両端のコイルエンド３０ａに吹きかけられることによる冷却と、冷媒溜まりＣ2 から放出されるオイルがステータコア３０ｂ及びコイルエンド３０ａに吹きかけられることで行われる。こうしてモータＭとジェネレータＧを冷却し、熱交換により温度上昇したオイルは、駆動装置ケースの底部に滴下し、あるいはケース壁に沿って流下し、駆動装置下方のオイルサンプ９０に回収される。
【００４７】
図５は、駆動装置の外観を斜視状態で示すもので、アルミ材等からなる駆動装置ケース１０のオイルサンプの外側に当たる外壁には、ケース１０に一体形成された多数の放熱フィン１０ｆが設けられ、オイルサンプに回収されたオイルをエンジンルーム内の気流で空冷する構成が採られている。図５において、符号１０ａは駆動装置ケースにおけるモータ収容部分、１０ｂはジェネレータ収容部分、１０ｃはディファレンシャル装置収容部分を示す。そして、モータ及びジェネレータ制御のためのインバータ（以下、モータ用インバータとジェネレータ用インバータを総称してインバータという）Ｕは、図５に見るように、駆動装置ケース１０の上方に取付けられて駆動装置ケース１０と一体化されている。
【００４８】
図６は、駆動装置の冷却系を模式化して上下位置関係を含めて概念的に示す。この冷却系は、前記オイルを第１の冷媒とする循環路（図にハッチング付の太線矢印で示す）Ｌと、冷却水を第２の冷媒とする流路（図に白抜きの細線矢印で示す）Ｆとから構成されている。第１の冷媒としてのオイルは、オイルポンプＯ／Ｐによりオイルサンプ９０からストレーナ９１を経て吸い上げられ、先に説明したような順路でジェネレータＧとモータＭを冷却し、駆動装置ケース１０のジェネレータＧ収容部分の底部と、モータＭ収容部の底部に、ロータ２２，３２の最下部に接しない程度の一定のオイルレベルを保つように一旦貯留され、オーバフロー分がオイルサンプ９０に戻されることで一巡の循環を終わる。
【００４９】
これに対して、第２の冷媒としての冷却水は、駆動装置ケース１０と同様の熱伝導性の良好なアルミ材等からなり、駆動装置ケース１０と一体又は別体構成の最上壁としてインバータＵの取付部を構成する隔壁１１と、駆動装置ケース１０内のオイル循環路Ｌにおける熱交換部の壁（後に具体的構成を詳記する伝熱壁）１３との間を流路Ｆとして、第１の冷媒としてのオイルを冷却する冷却系を構成する。この形態では、隔壁１１と伝熱壁１３との間に、隔壁１１又は駆動装置ケース１０と一体若しくはそれらとは別体の壁状の離隔手段１２が配設され、冷却水の流路Ｆは、隔壁１１と離隔手段１２との間を流れる際に隔壁１１を介する熱交換でインバータＵを冷却し、離隔手段１２と駆動装置ケース１０の伝熱壁１３との間を流れる際に伝熱壁１３を介するオイルとの熱交換でオイルを冷却する構成が採られている。
【００５０】
なお、この実施形態では、冷却水の流路Ｆが、概ね駆動装置ケース１０側上部に内包されるように、図７を参照して、駆動装置ケース１０側から上方に延びる囲壁１０'に対して平板状の隔壁１１を被せる合わせ構造を採っているが、この関係を逆にして、隔壁１１の周囲から下方に延びる囲壁を設けることで隔壁１１を下側開いたコ字状断面の蓋部材として構成し、これを駆動装置ケース１０の上部に被せる合わせ構造を採ることで、冷却水の流路Ｆが概ね隔壁１１側に内包される構成とすることもできる。
【００５１】
図７は、駆動装置ケース上部における駆動装置ケース１０とインバータＵを構成するパワーモジュールとの連結構造を詳細に分解斜視図で示し、図８は同構造を視点を変えて示す。また、図９及び図１０は、同構造を異なる断面で截断して示す。この形態では、冷媒溜まりＣ1 ，Ｃ2 は、駆動装置ケース１０のモータ収容部の上方に設けられている。冷媒溜まりは、モータ用の冷媒溜まりＣ1 と、ジェネレータ用の冷媒溜まりＣ2 とに分割されている。これら両冷媒溜まりＣ1 ，Ｃ2 に至る第１の冷媒の流路Ｌ5 （図４参照）には、途中に両冷媒溜まりＣ1 ，Ｃ2 へのオイルの供給配分量をモータＭとジェネレータＧの熱負荷に応じて配分する口径の異なるオリフィスＲ4 ，Ｒ5 が介装され、それらの油路が冷媒溜まりの側面に入口１０ｄ，１０ｅで開口している。そして、両冷媒溜まりの出口側に近い位置に堰１０ｉ，１０ｊが設けられている。更に、両冷媒溜まりの堰１０ｉ，１０ｊより下流には、それら冷媒溜まりの底面に開口し、孔径の設定により排出流量を調整するオリフィスとして機能するオイルの出口１０ｇ，１０ｈが形成されている。
【００５２】
図１０にその後の第１の冷媒の経路を示すように、オイルの出口１０ｇは、駆動装置ケース内に形成されたケース内油路Ｌ6 を流路としてモータＭのステータ軸２１の軸端で軸内油路Ｌ7 に接続されている。軸内油路Ｌ7 は径方向油孔を経て、モータＭのコア２２ａ両端を支持する端板２２ｂに形成された周回溝に連通し、該周回溝に両端を連通させてコア２２ａ内に軸方向に複数本形成されたロータ内油路Ｌ8 を通って、端板２２ｂに形成された放出孔２２ｃで終端している。なお、図では１つのロータ内油路Ｌ8 の両端が放出孔２２ｃに通じるように描かれているが、詳しくは、各ロータ内油路Ｌ8 ごとに一端のみが交互に左右の端板の放出孔２２ｃに通じる構成とされ、各ロータ内油路Ｌ8 を流れるオイルの不均衡が防がれている。また、オイルの出口１０ｈは、図９に示すように、ケース内油路を経てジェネレータＧのステータの上方に通じている。
【００５３】
熱交換部の壁を構成して冷媒溜まりＣ1 ，Ｃ2 の上部開口を塞ぐ駆動装置ケース１０の伝熱壁１３は、その上面と下面に多数の冷却フィン１３ａ，１３ｂを備え、駆動装置ケース１０と同様の熱伝導性の良好なアルミ材等から構成され、本形態では、加工上の便宜性から駆動装置ケース１０とは別部材とされ、駆動装置ケース１０にボルト止め等で固定される。伝熱壁１３の下面側のオイル冷却フィン１３ｂは、図９に示すように冷媒溜まりＣ1 ，Ｃ2 の底部の形状に沿うように高さの変化するフィンとされて、冷媒溜まりＣ1 全域にフィンが位置する配置とされ、熱伝達の向上が図られている。
【００５４】
インバータＵを構成するパワーモジュールが取付けられた隔壁１１は、インバータＵの冷却部を構成しており、この形態では、熱交換効率向上のためにヒートシンクを内蔵する構成とされ、図８に見るように折り返して隔壁１１内を通る狭い２条の並行する流路を備えている。そして、この流路に沿って第２の冷媒としての冷却水を流すために、本形態において、ケースや隔壁とは別体構成の熱絶縁性の高い材質からなる離隔手段１２が、隔壁１１の下面に当付けられる形態で設けられている。これにより隔壁１１と駆動装置ケース１０との間に、図６に示すように、隔壁１１側に面する第１の室Ｃ3 と、駆動装置ケース１０側に面する第２の室Ｃ4 とが隔離手段１２で隔てて画定され、それら両室Ｃ3 ，Ｃ4 が、連通孔１２ｂを介して連通した流路が構成される。
【００５５】
こうした構成からなる装置において、それぞれの入口１０ｄ，１０ｅから冷媒溜まりＣ1 ，Ｃ2 に送り込まれたオイルは、それぞれの堰１０ｉ，１０ｊに遮られることで一定時間貯留され、伝熱壁１３の下面側のオイル冷却フィン１３ｂに接しながら流れて、十分に熱交換が行われた後、堰１０ｉ，１０ｊを越えた分が出口１０ｇ，１０ｈからモータＭ及びジェネレータＧの必要とする油量に応じて調整されて放出される。一方、冷却水は、駆動装置ケース１０の上面に開口する入口１０ｋから離隔手段１２の孔１２ａを通って隔壁１１のヒートシンクすなわち第１の室Ｃ4 内に入り、その順路を通って十分に熱交換が行われた後、離隔手段１２の連通孔１２ｂを通して伝熱壁１３と離隔手段１２との間に導かれ、ここで伝熱壁１３の上面側の水冷却フィン１３ａと接しながら伝熱壁１３を横断して流れ、冷媒溜まりの開口周囲を取り巻く囲壁に形成された冷却水出口１０ｌから駆動装置ケース１０外に導かれる。こうして駆動装置ケース１０から排出された冷却水は、エンジン冷却用のラジエータあるいは専用のクーラにより冷却され、再循環される。
【００５６】
かくして、上記第２実施形態によれば、冷却水が先に隔壁１１を介してインバータＵを構成するパワーモジュールを冷却した後、オイルを介してモータＭ及びジェネレータＧを冷却する順序となるため、冷却水がモータＭ及びジェネレータＧと直接あるいはインバータＵと同時に熱交換することがないため、冷却水の温度がインバータＵの耐熱温度を超えるまで上昇するのを防ぐことができる。したがって、効率良くインバータＵ、モータＭ及びジェネレータＧを冷却でき、冷却性能を向上させることができる。また、一体化したインバータＵと駆動装置ケース１０との間のスペースに冷却水の流路が形成されているので、従来技術のような駆動装置ケース周りに専用の冷媒経路を設ける複雑な構成を避けることができ、スペース効率の向上、低コストにつながる。また、冷媒溜まりをモータ用冷媒溜まりＣ1 とジェネレータ用冷媒溜まりＣ2 に分離することで、冷媒溜まりから電動機Ｍと発電機Ｇのそれぞれに供給すべきオイル量の個別の調節が可能となるため、口径の異なるオリフィスＲ4 ，Ｒ5 で流量割合を調整し、適量のオイルをモータＭとジェネレータＧに供給して、それぞれを冷却温度要求に沿って効果的に冷却することができる。更に、冷媒溜まりＣ1 ，Ｃ2 での熱交換後のオイルをモータＭとジェネレータＧのロータ側に導いて、ロータから遠心力により放出されるオイルを用いた内周側からの冷却にも用いているので、更なるステータ２０，３０の冷却も可能となり、オイルの循環を最大限有効に役立てる効率の良い電動機冷却を行うことができる。
【００５７】
ところで、この第２実施形態では、第２の冷媒としての冷却水の流れを、図６に最も端的に示すように、インバータＵ側の第１の室Ｃ3 から冷媒溜まり側の第２の室Ｃ4 側におり返す上下流関係の流れとしたが、この流れは並行流とすることもできる。図１１はこうした第３実施形態を図６と同様の模式図で示す。この形態では、離隔手段１２で上下に分割された隔壁１１側に面する第１の室Ｃ3 と、変速機ケース１０の第１の冷媒の循環路Ｌ側、すなわち伝熱壁１３に面する第２の室Ｃ4 は、第２の冷媒の循環路に並列に接続された流路とされている。その余の構成については、前記第２実施形態と実質的に同様であるので、相当する各部材に同様の符号を付して説明に代える（この点は、後続の各実施形態についても同様とする）。
【００５８】
こうした形態を採った場合、冷媒溜まりの伝熱壁１３に面する第２の室Ｃ4 側に一層低温の冷却水を流すことができるため、モータＭとジェネレータＧの冷却効率を一層高めることができる。
【００５９】
次に、図１２は、インバータＵ側の第１の室Ｃ3 と冷媒溜まり側の第２の室Ｃ4 との上下流関係を逆にした第４実施形態を示す。この形態では、第２の冷媒としての冷却水は、まず変速機ケース１０の第１の冷媒の循環路Ｌ側、すなわち伝熱壁１３に面する第２の室Ｃ4 側を流れて伝熱壁１３を介してオイルを冷却し、次いで離隔手段１２で上下に分割された隔壁１１側に面する第１の室Ｃ3 を流れてインバータＵのパワーモジュールを冷却することになる。
【００６０】
こうした形態を採った場合でも、第２の冷媒としての冷却水は、モータＭとジェネレータＧを直に冷却するのではなく、それらを循環冷却するオイルとインバータＵを順次冷却する冷却構造となるため、モータＭとジェネレータＧからの熱は、オイルを介して冷却水に熱交換されることになるので、直接の熱伝達に対して緩和され、冷却水がインバータＵの耐熱温度を超えるまで温度上昇するのを防ぐことができる利点は得られる。
【００６１】
次に、図１３及び図１４は、本発明の思想を更に単純化して具体化した第５実施形態を模式化して示す。この形態では、冷媒溜まりの分割を廃して単一の冷媒溜まりＣ0 とし、更に冷却水の流路側の構成を、離隔手段の配設を省いて単純化している。このように単純化した構成は、第２実施形態の適用対象として先に説明したモータＭとジェネレータＧを別個に備える図１４に示すような冷却系を持つ駆動装置にも当然に適用可能ではあるが、モータをジェネレータと兼用とした駆動装置に適用するに適している。
【００６２】
こうした構成を採る場合、第２の冷媒としての冷却水への熱伝達は、インバータＵ側と第１の冷媒としてのオイルの冷媒溜まりＣ0 側とで同時に行われるが、モータＭ又はジェネレータＧ若しくはそれら両方からの熱は、冷媒溜まりＣ0 のオイルを介して冷却水に熱交換されることで直接の熱伝達に対して緩和され、冷却水がインバータＵの耐熱温度を超えるまで温度上昇するのを防ぐことができる。加えて、駆動装置ケース１０内を循環するオイルは、モータＭ又はジェネレータＧ若しくはそれら両方を冷却した後、駆動装置ケース１０下方に回収され、そこで空冷されて再循環するオイルであるため、冷媒溜まりＣ0 がオイルの循環路における上流側に位置することで、空冷後の循環開始直後のオイルを更に冷却水により冷却することになるため、モータＭ又はジェネレータＧの冷却性能を向上させることもできる。したがって、この場合も効率良くインバータＵとモータＭ又はジェネレータＧ若しくはそれら３者を冷却でき、冷却性能を向上させることができる。
【００６３】
ところで、上記各実施形態では、冷媒溜まりＣ0 ，Ｃ1 ，Ｃ2 を駆動装置ケース１０と伝熱壁１３とで画定される空間とする形態を採ったが、この構成に関して他の形態を採ることもできる。図１５及び図１６は、こうした構成を採る第６実施形態を示す。この例では、冷媒溜まりＣ0 は、冷媒がオイルであり、モータ側に漏れても特に問題を生じないことを利用して、特にシール部材を介挿させることなく、モータＭのステータ２０によって冷媒溜まりＣ0 が画定される構成とされる。この場合、詳しくは、冷媒溜まりＣ0 を取り囲む周壁については、前記第２実施形態と同様のケース壁としてもよいが、この形態では、伝熱壁１３から下方に延びる囲壁１３ｃとされ、冷媒溜まりＣ0 の底壁が、モータＭのステータ２０のコア２０ｂ外周とされている。なお、この形態でも、第２実施形態と同様に第２の冷媒としての冷却水の流路について、離隔手段を省いて構成を簡略化し、冷却水が同時に隔壁１１と伝熱壁１３に接する構成としているが、この場合も冷却効率を上げる意味では、第２実施形態と同様の冷却水の流路構成を採ることも当然に可能である。
【００６４】
こうした形態を採った場合、モータＭのステータ２０を構成するコア鉄心とオイルが駆動装置ケース１０の壁を介することなく、直接接触することになるため、より効果的にモータＭを冷却することができる利点が得られる。また、上記のように冷媒溜まりＣ0 の囲壁１３ｃを別部材の伝熱壁で構成した場合、駆動装置ケース１０のオイル循環のための構造を一層単純化することができる利点も得られる。
【００６５】
以上、本発明を６つの実施形態に基づき詳説したが、本発明はこれらの実施形態に限るものではなく、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に具体的構成を変更して実施することができる。例えば、前記各形態では、第２の冷媒を専ら冷却水として例示したが、他の適宜の冷媒を用いることも当然に可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本概念を具体化した第１実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明を更に具体化してハイブリッド駆動装置に適用した第２実施形態のシステム構成図である。
【図３】第２実施形態の駆動装置の軸位置関係を示す側面図である。
【図４】第２実施形態の駆動装置の油圧系を示す回路図である。
【図５】該２実施形態のインバータを一体化させた駆動装置の外観を示す斜視図である。
【図６】第２実施形態の冷却系を概念的に示す模式図である。
【図７】第２実施形態の詳細な構成を上方からみた形状で示す分解図である。
【図８】図７に示す構成部材の一部を下方からみた形状を示す分解図である。
【図９】第２実施形態の詳細な構成を示す断面図である。
【図１０】図９のＩ−Ｉ断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態の冷却系を概念的に示す模式図である。
【図１２】本発明の第４実施形態の冷却系を概念的に示す模式図である。
【図１３】本発明の第５実施形態を概念的に示す模式断面図である。
【図１４】第５実施形態の冷却系を概念的に示す模式図である。
【図１５】本発明の第６実施形態を概念的に示す模式断面図である。
【図１６】図１５のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【符号の説明】
Ｍ  モータ（電動機）
Ｇ  ジェネレータ（発電機）
Ｕ  インバータ
１０  駆動装置ケース
１０ｉ，１０ｊ  堰
１１  隔壁
１２  隔離部材
１２ｂ  連通孔
２０  ステータ
２２  ロータ
２２ａ  放出孔
Ｌ  第１の冷媒の循環路
Ｌ5   第１の冷媒の流路
Ｌ8   ロータ内油路（流路）
Ｒ4 ，Ｒ5   オリフィス
Ｃ0 ，Ｃ1 ，Ｃ2   冷媒溜まり
Ｃ  熱交換部
Ｃ3   第１の室
Ｃ4   第２の室
Ｆ  第２の冷媒の循環路
Ｈ  冷却部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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