JP3886696B2 - 駆動装置 - Google Patents

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毅 原
廣通 安形
豊 堀田
幸蔵 山口
隆裕 木戸
成彦 沓名
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Description

【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、特に重負荷時の発熱に対処すべく、冷却を必要とする。また、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。
【０００３】
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。そこで、従来、駆動装置ケースに、インバータを取り付けるヒートシンクを取り付け、ヒートシンクと駆動装置ケースの間に冷却水路を形成し、電動機とインバータを同時に冷却するインバータ一体電動機がある（特開平７−２８８９４９号公報参照）。
【０００４】
【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、同じ冷却水が同時にインバータと電動機を冷却しているため、電動機からの熱が冷却水とケースを伝わってインバータに伝達されてしまうという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、電動機とインバータを共通の冷媒で冷却する駆動装置において、電動機の熱がインバータに伝わることを防ぐことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、電動機と、該電動機を収容する駆動装置ケースと、前記電動機を制御するために前記駆動装置ケースに取付けられたインバータと、前記電動機を冷却する冷媒の流路とを備える駆動装置において、前記インバータは、隔壁を介して前記駆動装置ケースに取付けられ、前記隔壁と前記駆動装置ケースとの間に、前記隔壁側に面する第１の室と前記駆動装置ケース側に面する第２の室とが前記冷媒の流路に連通させて２層に形成され、前記隔壁には前記駆動装置ケース側にヒートシンクとしての前記第１の室が形成され、平板状の離隔手段が前記隔壁の前記駆動装置ケース側の面に当付けられて設けられることにより、前記第１の室と前記第２の室との間が隔てられたことを特徴とする。
【０００７】
上記の構成において、前記離隔手段が、前記駆動装置ケースに接触しないように設けられた構成とすると有効である。
【０００８】
また、上記の構成において、前記離隔手段が、前記駆動装置ケースの前記隔壁側の面に設けられた冷却フィンに接触しないように設けられた構成としても有効である。
【０００９】
上記の構成において、前記第１の室と前記第２の室とは連通路により互いに連通され、かつ前記冷媒の流路に前記第１の室側を上流として直列に連通された構成を採るのが有効である。
【００１０】
あるいは、上記の構成において、前記第１の室と前記第２の室とが前記冷媒の流路に互いに並列に連通された構成とすることもできる。
【００１１】
更に、上記の構成において、前記第１の室と前記第２の室は、前記隔壁と前記駆動装置ケースとの接触を妨げる別体の前記離隔手段によりに隔てられた構成を採るのも有効である。
【００１２】
更に、前記離隔手段は、熱伝導性の低い材質からなる構成を採ると有効である。
【００１３】
また、上記の構成において、前記隔壁は、前記第１の室と前記第２の室とを内包して前記駆動装置ケースに被さる蓋状に構成され、前記第１の室と前記第２の室とを分離する前記離隔手段が、前記隔壁側に配設された構成を採るのも有効である。
【００１４】
また、上記の構成において、前記隔壁は、前記第１の室を内包して前記駆動装置ケースに被さる蓋状に構成され、前記第１の室と前記第２の室とを隔てる別体の前記離隔手段が、前記駆動装置ケースと前記隔壁の合わせ部での接触を妨げるように前記駆動装置ケースと前記隔壁との間に支持された構成を採ることもできる。
【００１５】
更に、上記の構成において、前記第１の室と前記第２の室は、前記隔壁と前記駆動装置ケースの合わせ面より前記インバータ寄りに配設された前記離隔手段により分離された構成を採ることもできる。
【００１６】
また、上記の構成において、前記駆動装置ケースは、前記隔壁側の面に、前記駆動装置ケース内を循環するオイルと前記冷媒との熱交換部としての伝熱壁を備え、該伝熱壁が冷却フィンを備えた構成を採ると有効である。
【００１７】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１に記載の構成では、電動機とインバータとの間の冷媒の流路が、電動機側とインバータ側の２層になっているため、その中を流れる冷媒が２層の断熱層として作用し、インバータ側より高温となる電動機側の熱を途中の冷媒で２段階に吸収させて遮断することができるため、電動機からの熱をインバータに伝わりにくくすることができる。これにより電動機とインバータとの一体化によるインバータの温度上昇を防ぐことができる。また、離隔手段が隔壁に当付けられて設けられているので、電動機からの熱が離隔手段に伝達されるとき伝熱抵抗が発生し、インバータ側の第１の室を流れる冷媒に対して、電動機からの熱を伝わりにくくすることができる。
【００１８】
次に、請求項４に記載の構成では、冷媒がインバータを冷却してから電動機を冷却するように流れることで、電動機の熱が、冷媒を介してインバータに伝わることも防ぐことができる。
【００１９】
次に、請求項５に記載の構成では、冷媒が第１の室と第２の室をそれぞれ独立に流れることで、電動機の熱が、冷媒を介してインバータに伝わることも防ぐことができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の構成では、駆動装置ケースと隔壁の間に、別部材である離隔手段が配置されていることで、離隔手段と駆動装置ケース及び隔壁との間で、熱抵抗が発生するため、駆動装置ケースから隔壁に、それらの接触部を経て直接伝わる熱を少なくすることができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の構成では、第２の室から第１の室への熱伝達が離隔手段による伝熱抵抗によって遮られるので、より一層冷却性能を向上させることができる。
【００２２】
更に、請求項８に記載の構成では、冷媒の流路を主として隔壁側に構成することができるため、駆動装置ケースの構造を単純化して、インバータと電動機を簡単な構造で、冷却することができる。また、離隔手段が隔壁にあるので、電動機からの熱が離隔手段に伝達されるとき伝熱抵抗が発生し、インバータ側の第１の室を流れる冷媒に対して、電動機からの熱を伝わりにくくすることができる。
【００２３】
また、請求項９に記載の構成では、駆動装置ケースと隔壁の間に、別部材である離隔手段が支持されることで、離隔手段とケース及び隔壁との間で、伝熱抵抗が発生し、駆動装置ケースから隔壁に、それらの接触部を経て直接伝わる熱を少なくすることができる。
【００２４】
また、請求項１０に記載の構成では、離隔手段が駆動装置ケースと隔壁の合わせ面に対してインバータ側にあるので、離隔手段より駆動装置ケース側まで隔壁が延びた構造となるため、その分だけ隔壁の熱容量が増してインバータ側の温度上昇を抑えることができる。
【００２５】
【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。
【００２６】
図２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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
次に、図３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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
図４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４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４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。
【００３４】
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。
【００３５】
図５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。そこで、本発明はこの冷却水を冷媒とする流路に適用されている。
【００３６】
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。
【００３７】
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と別体構成のインバータ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、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。
【００３８】
図６は、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７は同構造を視点を変えて示す。また、図８及び図９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 が、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３参照）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。
【００３９】
図９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８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。
【００４０】
冷媒溜まりＣ1 ，Ｃ2 の上部開口を塞ぐ伝熱壁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８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。
【００４１】
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７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、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。本形態では、離隔手段１２に熱絶縁性の高い材質を用いることから、離隔手段１２はケースや隔壁とは別体構成とされているが、同材質のものとする場合は、いずれか一方の部材と一体構成とすることも可能である。これにより隔壁１１と駆動装置ケース１０との間に、図５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 とが離隔手段１２で隔てて２層に画定され、それら両室Ｃ3 ，Ｃ4 が、連通路１２ｂを介して連通した流路が構成される。
【００４２】
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、この形態において離隔手段１２に設けられた孔からなる連通路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。
【００４３】
かくして、上記第１実施形態によれば、モータＭとインバータＵとの間の冷媒の流路が、モータＭ側とインバータＵ側の２層になっているため、その中を流れる冷却水が２層の断熱層として作用し、インバータＵ側より高温となるモータＭ側の熱を途中の冷却水で２段階に吸収させて遮断することができるため、モータＭからの熱をインバータＵに伝わりにくくすることができる。これによりモータＭとインバータＵとの一体化によるインバータＵの温度上昇を防ぐことができる。更に、離隔手段１２が隔壁１１側に配設されているので、モータＭからの熱が離隔手段１２に伝達されるとき伝熱抵抗が発生し、インバータＵ側の第１の室Ｃ3 を流れる冷却水に対して、モータＭからの熱を伝わりにくくすることができる。
【００４４】
更に、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、冷媒溜まりからモータＭとジェネレータ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。
【００４５】
ところで、この第１実施形態では、第２の冷媒としての冷却水の流れを、図５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１０はこうした第２実施形態を図５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、駆動装置ケース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１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）。
【００４６】
こうした形態を採った場合、冷却水が第１の室Ｃ3 と第２の室Ｃ4 をそれぞれ独立に流れることで、モータＭの熱が、冷却水を介してインバータＵに伝わることも防ぐことができる。更に、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。
【００４７】
次に、図１１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３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、まず駆動装置ケース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。
【００４８】
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。
【００４９】
次に、図１２は、第１実施形態又は第３実施形態と同様の第２の冷媒の流路構成を採るものについて、流路を構成する部材の構造を変更した第４実施形態を示す。この形態では、駆動装置ケース１０と隔壁１１との間に別体の囲壁部材１４が挟み込まれ、隔壁１１と囲壁部材１４との間に、更に別体の離隔手段１２が挟み込まれた構成が採られている。この場合の囲壁部材１４は、駆動装置ケース１０や隔壁１１と同種のアルミ材等で構成することもできるし、離隔手段１２と同種の熱絶縁性の高い材質で構成することもできる。また、この形態では、駆動装置ケース１０側の構造の変更点として、第１の及び第２の冷媒溜まりＣ1 ，Ｃ2がそれぞれモータＭとジェネレータＧの上部に設けられている点がある。
【００５０】
こうした構成を採る場合、駆動装置ケース１０と隔壁１１の間に、別部材である離隔手段１２が配置されていることで、離隔手段１２とケース１０又は隔壁１１との聞で、伝熱抵抗が発生するため、駆動装置ケース１０から隔壁１１に、それらの接触部を経て直接伝わる熱を少なくすることができる効果が得られる。
【００５１】
図１３も同様に、第１実施形態又は第３実施形態と同様の第２の冷媒の流路構成を採るものについて、流路を構成する部材の構造を変更した第５実施形態を示す。この形態では、隔壁１１と駆動装置ケース１０との間に、別体の離隔手段１２が挟み込まれた構成が採られている。この場合の離隔手段１２は、その周囲に駆動装置ケース１０と隔壁１１との接続部を構成する囲壁部１２ｃを一体に備える構成とされている。
【００５２】
こうした構成を採る場合も、駆動装置ケース１０と隔壁１１の間に、熱絶縁性の高い離隔手段１２が配置されていることで、離隔手段１２とケース１０又は隔壁１１との聞で、伝熱抵抗が発生するため、駆動装置ケース１０から隔壁１１に、それらの接触部を経て直接伝わる熱を少なくすることができる効果が得られる。
【００５３】
ところで、上記各実施形態では、モータＭ及びジェネレータＧ側を直接冷却する冷媒をオイルとし、オイルをインバータＵを冷却する第２の冷媒としての冷却水で二次的に冷却する冷却方式を採っているが、本発明は、単一の冷媒によりモータＭ及びジェネレータＧとインバータＵを冷却する方式で具体化することもできる。図１４及び図１５は、こうした冷却系を用いた第６実施形態を示す。図１４に模式化して流路構成を示すように、この形態では、第１及び第２の室Ｃ3 ，Ｃ4 を通る流路の下流側がモータＭ及びジェネレータＧを冷却する駆動装置ケース１０内の流路に連通している。
【００５４】
図１５に横断面を示すように、この形態における隔壁１１は、第１の室Ｃ3 と第２の室Ｃ4 とを内包して駆動装置ケース１０に被さる蓋状、すなわち周囲に囲壁部１１'を有する形状に構成され、第１の室Ｃ3 と第２の室Ｃ4 とを分離する離隔手段１２が、隔壁１１側に配設されている。この場合の離隔手段１２は、図示のように隔壁１１と別体としても、あるいは隔壁１１と一体のものとしてもよい。この構成により、第１の室Ｃ3 と第２の室Ｃ4 は、隔壁１１と駆動装置ケース１０の合わせ面よりインバータＵ寄りに配設された離隔手段１２により分離されている。第１及び第２の室Ｃ3 ，Ｃ4 を通る流路の下流側は、駆動装置ケース１０壁内の流路に連通され、まずジェネレータＧのステータ２０の外周に沿って形成された流路ＦG を通り、次いで同じく駆動装置ケース１０の周壁内にモータＭのステータ３０の外周に沿って形成された流路ＦM を通り、最終的に駆動装置ケース１０の隔壁１１に隣接する部位に導かれ、そこに形成された出口開口で終端している。
【００５５】
こうした形態を採った場合、駆動装置ケース１０と隔壁１１との間の冷却水の流路を主として隔壁１１側に構成することができるため、駆動装置ケース１０の構造を単純化して、インバータＵとモータＭ及びジェネレータＧを簡単な構造で冷却することができる。また、離隔手段１２が隔壁１１側にあるので、モータＭ及びジェネレータＧからの熱が離隔手段１２に伝達されるとき熱抵抗が発生し、インバータＵ側の第１の室Ｃ3 を流れる冷媒に対して、モータＭ及びジェネレータＧからの熱を伝わりにくくすることができる。また、離隔手段１２が駆動装置ケース１０と隔壁１１の合わせ面に対してインバータＵ側にあるので、離隔手段１２よりモータＭ及びジェネレータＧ側に隔壁１１が延びることになり、その分だけ隔壁１１の熱容量を増やすことができる。
【００５６】
このように、単一の冷媒によりモータＭ及びジェネレータＧとインバータＵを冷却する方式でも、先に述べたように第１及び第２の室Ｃ3 ，Ｃ4 を通る流路の関係を変更することができる。図１６は隔壁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 とが冷媒の流路に互いに並列に連通させて２層に形成された第７実施形態を模式化して示す。この形態の場合、前記第６実施形態のものと同様の駆動装置ケース壁内流路が形成され、この流路が第１及び第２の室Ｃ3 ，Ｃ4 を通る流路と並列関係に冷媒の流路に連通されている。
【００５７】
最後に、図１７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８実施形態を示す。この形態の場合も、前記第６実施形態のものと同様の駆動装置ケース壁内流路が形成され、この流路が第１及び第２の室Ｃ3 ，Ｃ4 を通る流路の上流側に直列に連通されている。この形態では、冷媒としての冷却水は、まず変速機ケース１０壁内の流路を流れるときにケース１０壁を介してモータＭ及びジェネレータＧと熱交換を行ない、第２の室Ｃ4 を流れるときに伝熱壁を介してモータＭ及びジェネレータＧと熱交換を行ない、第１の室Ｃ3 を流れるときに隔壁１１を介してインバータＵのパワーモジュールとの熱交換を行なうことになるが、この場合も、モータＭの及びジェネレータＧの熱は冷却水を介することで緩和される。
【００５８】
以上、本発明を８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】本発明をハイブリッド駆動装置に適用した第１実施形態のシステム構成図である。
【図２】第１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３】第１実施形態の駆動装置の油圧系を示す回路図である。
【図４】該１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５】第１実施形態の冷却系を概念的に示す模式図である。
【図６】第１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７】図６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８】第１実施形態の詳細な構成を示す断面図である。
【図９】図８のＩ−Ｉ断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の冷却系を概念的に示す模式図である。
【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実施形態を示す横断面図である。
【図１３】本発明の第５実施形態を示す横断面図である。
【図１４】本発明の第６実施形態の冷却系を概念的に示す模式図である。
【図１５】第６実施形態を流路構成を示す横断面図である。
【図１６】本発明の第７実施形態の冷却系を概念的に示す模式図である。
【図１７】本発明の第８実施形態の冷却系を概念的に示す模式図である。
【符号の説明】
Ｍ モータ（電動機）
Ｕ インバータ
１０ 駆動装置ケース
１１ 隔壁
１２ 離隔手段
１２ｂ 連通路
Ｃ3 第１の室
Ｃ4 第２の室
Ｆ 第２の冷媒の流路

Claims (11)

  1. 電動機と、
    該電動機を収容する駆動装置ケースと、
    前記電動機を制御するために前記駆動装置ケースに取付けられたインバータと、
    前記電動機を冷却する冷媒の流路とを備える駆動装置において、
    前記インバータは、隔壁を介して前記駆動装置ケースに取付けられ、
    前記隔壁と前記駆動装置ケースとの間に、前記隔壁側に面する第１の室と前記駆動装置ケース側に面する第２の室とが前記冷媒の流路に連通させて２層に形成され、
    前記隔壁には前記駆動装置ケース側にヒートシンクとしての前記第１の室が形成され、平板状の離隔手段が前記隔壁の前記駆動装置ケース側の面に当付けられて設けられることにより、前記第１の室と前記第２の室との間が隔てられたことを特徴とする駆動装置。
  2. 前記離隔手段が、前記駆動装置ケースに接触しないように設けられた請求項１記載の駆動装置。
  3. 前記離隔手段が、前記駆動装置ケースの前記隔壁側の面に設けられた冷却フィンに接触しないように設けられた請求項１記載の駆動装置。
  4. 前記第１の室と前記第２の室とは連通路により互いに連通され、かつ前記冷媒の流路に前記第１の室側を上流として直列に連通された、請求項１から３の何れか一項記載の駆動装置。
  5. 前記第１の室と前記第２の室とが前記冷媒の流路に互いに並列に連通された、請求項１から３の何れか一項記載の駆動装置。
  6. 前記第１の室と前記第２の室は、前記隔壁と前記駆動装置ケースとの接触を妨げる別体の前記離隔手段によりに隔てられた、請求項１又は３記載の駆動装置。
  7. 前記離隔手段は、熱伝導性の低い材質からなる、請求項１から６の何れか一項記載の駆動装置。
  8. 前記隔壁は、前記第１の室と前記第２の室とを内包して前記駆動装置ケースに被さる蓋状に構成され、前記第１の室と前記第２の室とを分離する前記離隔手段が、前記隔壁側に配設された、請求項１記載の駆動装置。
  9. 前記隔壁は、前記第１の室を内包して前記駆動装置ケースに被さる蓋状に構成され、前記第１の室と前記第２の室とを隔てる別体の前記離隔手段が、前記駆動装置ケースと前記隔壁の合わせ部での接触を妨げるように前記駆動装置ケースと前記隔壁との間に支持された、請求項１記載の駆動装置。
  10. 前記第１の室と前記第２の室は、前記隔壁と前記駆動装置ケースの合わせ面より前記インバータ寄りに配設された前記離隔手段により分離された、請求項１記載の駆動装置。
  11. 前記駆動装置ケースは、前記隔壁側の面に、前記駆動装置ケース内を循環するオイルと前記冷媒との熱交換部としての伝熱壁を備え、該伝熱壁が冷却フィンを備えた、請求項１から１０の何れか一項記載の駆動装置。
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