JP7363154B2 - モータユニットおよびモータユニットの製造方法 - Google Patents
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Description
モータユニット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。
ハウジング6の内部には、モータ2、ギヤ部3、オイル配管10およびオイルOを収容する収容空間80が設けられる。ハウジング6は、収容空間80においてモータ2およびギヤ部3を保持する。収容空間80は、モータ2を収容するモータ室81と、ギヤ部3を収容するギヤ室82と、に区画される。ハウジング6は、例えばアルミダイカスト製である。
モータ2は、ハウジング6のモータ室81に収容される。モータ2は、ロータ20と、ロータ20の径方向外側に位置するステータ30と、を備える。モータ2は、ステータ30と、ステータ30の内側に回転自在に配置されるロータ20と、を備えるインナーロータ型モータである。
ギヤ部3は、モータ2に接続されモータ2の動力を伝達する。ギヤ部3は、ハウジング6のギヤ室82に収容される。ギヤ部3は、モータ軸J2の軸方向一方側においてシャフト21に接続される。ギヤ部3は、減速装置4と差動装置5とを有する。
図1において、差動装置5は、減速装置4の紙面下側に描画されているが、これらは実際には、略水平方向に沿って並んで配置される。また、差動装置5のリングギヤ51の一部は、ギヤ室82の下部領域に溜まるオイルOに浸かる。なお、本実施形態における差動装置および減速装置4の配置および構成は一例であり、他の構成に変更してもよい。
オイルOは、ハウジング6に設けられた油路90内を循環する。オイルOは、モータ2の冷却用として使用される。また、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。オイルOは、ギヤ室82内の下部領域(以下、オイル溜りPと呼ぶ)に溜る。オイルOは、潤滑油および冷却油の機能を奏するため、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)と同等のものを用いることが好ましい。
油路90は、ハウジング6に設けられる。油路90は、ハウジング6の内部、すなわち収容空間80に位置する。油路90は、収容空間80のモータ室81とギヤ室82とに跨って構成される。油路90は、第1の油路91と第2の油路92とを有する。第1の油路91は、オイル溜りPからカウンタギヤ42にかき上げられることを起点する。第2の油路92は、オイル溜りPからポンプ96により吸い上げられることを起点する。
第1の油路91の経路中には、キャッチタンク93が設けられる。キャッチタンク93は、ギヤ室82内に設けられる。第1の油路91において、オイルOは、オイル溜りPからカウンタギヤ42によりかき上げられてキャッチタンク93に導かれる。また、カウンタギヤ42にかき上げられたオイルOの一部は、ギヤ室82内で各シャフトを支持するベアリングに導かれてベアリングの潤滑性を高める。カウンタギヤ42にかき上げられたオイルOの他の一部は、ギヤ室82内の各ギヤに上側から降り注ぎ各ギヤの歯面に供給される。これにより、オイルOは、ギヤ部3の潤滑性を高める。
第2の油路92の経路中には、ポンプ96と、クーラー97と、オイル配管10と、が設けられる。ポンプ96およびクーラー97は、ハウジング6の外側面に固定される。一方で、オイル配管10は、ハウジング6のモータ室81に配置される。
次に、第2の油路92に配置されるオイル配管10についてより詳細に説明する。
図2は、オイル配管10の斜視図である。図3は、オイル配管10およびステータ30の斜視図である。
以下、オイル配管10の各部について詳細に説明する。
オイル配管10は、一対の供給パイプ11、12として、第1供給パイプ(供給パイプ)11と第2供給パイプ(供給パイプ)12とを有する。第1供給パイプ11は、ステータ30の軸方向一方側に位置し、軸方向において第1コイルエンド31aに対向する。第1供給パイプ11は、径方向パイプ15を介して連結パイプ13の一方の端部に接続される。一方で、第2供給パイプ12は、ステータ30の軸方向他方側に位置し、軸方向において第2コイルエンド31bに対向する。第2供給パイプ12は、径方向パイプ15を介して連結パイプ13の他方の端部に接続される。
図4に示すように、ハウジング6の筒状部61bは、ステータ30を径方向外側から囲む。筒状部61bは、モータ室81を径方向外側から囲む壁部として機能する。隔壁61cは、筒状部61bの軸方向一方側に位置し底部として機能する。また、隔壁61cは、モータ室81を軸方向一方側に位置する壁部として機能する。なお、モータ室81の軸方向他方側の壁部は、筒状部61bの軸方向他方側の開口を覆う閉塞部63によって構成される。
図5に示すように、第1供給パイプ11および第2供給パイプ12に設けられる複数の第1オイル供給孔19は、隔壁開口61gより上側に位置する。
図2および図3に示すように、径方向パイプ15は、それぞれ径方向に沿って直線的に延びる。4つの径方向パイプ15のうち2つは第1供給パイプ11と連結パイプ13とを繋ぎ、他の2つは第2供給パイプ12と連結パイプ13とを繋ぐ。
連結パイプ13は、軸方向に沿って平行に延びる。連結パイプ13の軸方向一方側を向く端面には、中継パイプ14が接続されている。本実施形態において、連結パイプ13と中継パイプ14とは、単一の部材である。また、連結パイプ13の軸方向他方側を向く端面は、閉塞されている。
本実施形態によれば、第2オイル供給孔18を相対的に大きくすることで、第2オイル供給孔18から吐出されるオイルOの流速を抑制し、ステータコア32の外周面におけるオイルOの飛散を抑制できる。これにより、ステータコア32の外周面にオイルOを伝わせてステータコア32を効率的に冷却できる。
本実施形態によれば、第1オイル供給孔19を相対的に小さくすることで、第1オイル供給孔19から吐出されるオイルOの流速を高め、オイル配管10内の圧力が低い場合であってもコイルエンド31a、31bにオイルOを十分に到達させることができる。
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、複数(本実施形態において4つ)の突出部32bと、を有する。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。
図2に示すように、第1固定部11aは、溶接等の接合手段によって第1供給パイプ11に接続される。同様に、第2固定部12aは、溶接等の接合手段によって第2供給パイプ12に接続される。本実施形態において、第1供給パイプ11には3つの第1固定部11aが接続され、第2供給パイプ12には3つの第2固定部12aが接続される。第1固定部11aおよび第2固定部12aは、板状である。第1固定部11aは、第1供給パイプ11から径方向内側に延びる。一方で、第2固定部12aは、第2供給パイプ12から径方向外側に延びる。
図4に示すように、中継パイプ14は、軸方向に沿って延びる。中継パイプ14の一端部は、ハウジング6に設けられたオイルOの吐出口95に接続される。吐出口95は、軸方向に開口し軸方向他方側に向けてオイルOを吐出する。オイルOは、一対の中継パイプ14においてオイル配管10内に流入する。また、中継パイプ14の他端部は、連結パイプ13の軸方向一方側の端部に位置し、連結パイプ13と径方向パイプ15との接続部に接続される。
次に、図4を基に、オイル配管10およびステータ30をハウジング6に組み付ける工程を含むモータユニット1の製造方法について説明する。
第1供給パイプ11には、径方向パイプ15、中継パイプ14、第1軸方向延在部13aおよび第1固定部11aが予め溶接等の手段で接続され単一の部材とされている。第1工程において、作業者は、第1供給パイプ11を、モータ収容部61に開口側から挿入しハウジング6に固定する。
第2工程において、作業者は、ステータ30を、モータ収容部61に開口側から挿入し、ハウジング6に固定する。具体的には、貫通孔32cに軸方向他方側から軸方向一方側に向かってボルトが挿入され、ハウジングに固定される。第2工程においてステータ30は、モータ収容部61において第1供給パイプ11の軸方向他方側に対向して配置される。これにより、ステータ30の第1コイルエンド31aは、第1供給パイプ11の第1オイル供給孔19と軸方向に対向する。
なお、従来構造のように供給パイプをコイルエンドの径方向外側に配置する場合、供給パイプがステータの軸方向の投影の外側にはみ出すため、このような組み立て工程を使用しようとするとハウジングが径方向に大型化する。
第2供給パイプ12には、径方向パイプ15、第2軸方向延在部13bおよび第2固定部12aが予め溶接等の手段で接続され単一の部材とされている。第3工程において、作業者は、第2供給パイプ12を、ステータ30の軸方向他方側に対向して配置してハウジング6に固定する。
なお、本実施形態では、第1軸方向延在部13aと第2軸方向延在部13bとが連結部13cを介して連結される場合について例示したが、他の構成も採用可能である。例えば、第1軸方向延在部13a又は第2軸方向延在部13bの先端に拡径部が設けられており、当該拡径部において、第1軸方向延在部13aと第2軸方向延在部13bとが直接的に連結されていてもよい。
Claims (14)
- モータ軸を中心として回転する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、
内部に設けられた収容空間において前記モータを収容するハウジングと、
前記収容空間に収容される冷媒と、
前記冷媒を通す冷媒配管と、
前記モータに接続され前記モータの動力を伝達するギヤ部と、
を備え、
前記ステータは、
ステータコアと、
前記ステータコアに巻き付けられるコイルと、を有し、
前記コイルは、前記ステータコアから軸方向両側にそれぞれ突出する一対のコイルエンドを有し、
前記冷媒配管は、前記モータ軸の周方向に沿って湾曲し軸方向において前記コイルエンドに対向する供給パイプを有し、
前記供給パイプには、前記コイルエンドに向かって軸方向に開口する複数の第1冷媒供給孔が設けられ、
前記ハウジングは、前記収容空間を、前記モータを収容するモータ室と前記ギヤ部を収容するギヤ室とに区画する隔壁を有し、
前記隔壁には、前記モータ室と前記ギヤ室と連通させる隔壁開口が設けられ、
前記供給パイプは、前記モータ軸を中心とする円弧状であり、
前記供給パイプの両端は前記モータ軸より下側に位置し閉塞されており、
前記供給パイプに設けられる複数の前記第1冷媒供給孔は、前記隔壁開口より上側に位置する、モータユニット。 - 前記冷媒は、オイルである、請求項1に記載のモータユニット。
- 前記冷媒配管は、一対の前記供給パイプとして、
前記ステータの軸方向一方側に位置する第1供給パイプと、
前記ステータの軸方向他方側に位置する第2供給パイプと、を有する、請求項1又は2に記載のモータユニット。 - 前記冷媒配管は、
前記第1供給パイプに接続され前記ハウジングに固定される第1固定部と、
前記第2供給パイプに接続され前記ハウジングに固定される第2固定部と、を有する、
請求項3に記載のモータユニット。 - 前記ハウジングは、
前記ステータを径方向外側から囲む筒状部と、
前記筒状部の軸方向一方側に位置する底部と、を有し、
前記第1固定部は、前記第1供給パイプから径方向内側に延び底部の軸方向他方側を向く底面に固定され、
前記第2固定部は、前記第2供給パイプから径方向外側に延び前記筒状部の軸方向他方側を向く端面に固定される、請求項4に記載のモータユニット。 - 前記コイルは、前記ステータコアに対し軸方向他方側に位置する前記コイルエンドから延び出る接続端子を有し、
前記第2供給パイプの前記モータ軸周りの直径は、前記第1供給パイプの前記モータ軸周りの直径より大きい、請求項3~5の何れか一項に記載のモータユニット。 - 前記冷媒配管は、軸方向に沿って前記ステータコアの側部を通過し前記第1供給パイプと前記第2供給パイプとを繋ぐ連結パイプを有し、
前記連結パイプは、
前記第1供給パイプ側から軸方向他方側に延びる第1軸方向延在部と、
前記第2供給パイプ側から軸方向一方側に延びる第2軸方向延在部と、
前記第1軸方向延在部と前記第2軸方向延在部とを繋ぐ連結部と、を有する、請求項3~6の何れか一項に記載のモータユニット。 - 前記ステータコアは、
ステータコア本体と、
前記ステータコア本体の外周面から径方向外側に突出し前記ハウジングに固定される突出部と、を有し、
複数の前記突出部は、前記ステータコア本体の上側に位置する上側突出部を含み、
前記冷媒配管は、前記モータ軸を中心とする周方向において前記上側突出部を挟んで配置される一対の前記連結パイプを有し、
一対の前記連結パイプには、それぞれ径方向内側に開口する第2冷媒供給孔が設けられる、
請求項7に記載のモータユニット。 - 前記ハウジングには、軸方向に開口し前記冷媒を吐出する吐出口が設けられ、
前記冷媒配管は、前記吐出口に接続される中継パイプを有し、
前記中継パイプは、前記連結パイプの端部に接続され、前記連結パイプと同軸上に延びる、
請求項7又は8に記載のモータユニット。 - 前記連結パイプには、径方向内側に開口する第2冷媒供給孔が設けられ、
前記第2冷媒供給孔は、前記第1冷媒供給孔より大きい、請求項7~9の何れか一項に記載のモータユニット。 - モータ軸を中心とするロータおよびステータを有するモータと軸方向他方側に開口するモータ収容部を有するハウジングとを備えるモータユニットの製造方法であって、
軸方向他方側を向く複数の第1冷媒供給孔が設けられており前記モータ軸の周方向に沿って湾曲する第1供給パイプを、前記モータ収容部に開口側から挿入し、前記ハウジングに固定する第1工程と、
前記ステータを、前記モータ収容部に開口側から挿入し、前記モータ収容部において前記第1供給パイプの軸方向他方側に対向して配置し、前記ハウジングに固定する第2工程と、を有する、モータユニットの製造方法。 - 前記ハウジングは、吐出口が設けられ、
前記第1供給パイプには、中継パイプが予め接続され、
前記第1工程において、前記中継パイプを前記吐出口に接続した後に前記第1供給パイプを前記ハウジングに固定する、請求項11に記載のモータユニットの製造方法。 - 軸方向一方側を向く複数の第1冷媒供給孔が設けられており前記モータ軸の周方向に沿って湾曲する第2供給パイプを、前記ステータの軸方向他方側に対向して配置し前記ハウジングに固定する第3工程を有する、請求項11又は12に記載のモータユニットの製造方法。
- 前記第1供給パイプには、前記第1供給パイプ側から軸方向他方側に延びる第1軸方向延在部が予め接続され、
前記第2供給パイプには、前記第2供給パイプ側から軸方向他方側に延びる第2軸方向延在部が予め接続され、
前記第3工程において、前記第1軸方向延在部と前記第2軸方向延在部とを連結させた後に前記第2供給パイプを前記ハウジングに固定する、請求項13に記載のモータユニットの製造方法。
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