車両用動力伝達装置
【課題】電動機をケース内備えた車両用動力伝達装置において、多大な加工を必要とせず電動機のステータコイルを効率よく冷却することができる車両用動力伝達装置を提供する。
【解決手段】軸方向において第２電動機ＭＧ２のステータコイル６２の内径部と重複する位置まで延設されている軸受支持部９８の外周面には、油をステータコイル６２へ滴下させるための切欠溝１００が形成されるため、軸受６４等を潤滑した油が、軸受支持部９８に形成される切欠溝１００からステータコイル６２に滴下するに従い、ステータコイル６２が効率よく冷却される。すなわち、軸受６４等を潤滑した後も冷却能力を有する油をステータコイル６２の冷却にさらに使用し、しかも、そのステータコイル６２へ到達される油量が切欠溝１００によって増加するため、ステータコイル６２を効率よく冷却することができる。
【解決手段】軸方向において第２電動機ＭＧ２のステータコイル６２の内径部と重複する位置まで延設されている軸受支持部９８の外周面には、油をステータコイル６２へ滴下させるための切欠溝１００が形成されるため、軸受６４等を潤滑した油が、軸受支持部９８に形成される切欠溝１００からステータコイル６２に滴下するに従い、ステータコイル６２が効率よく冷却される。すなわち、軸受６４等を潤滑した後も冷却能力を有する油をステータコイル６２の冷却にさらに使用し、しかも、そのステータコイル６２へ到達される油量が切欠溝１００によって増加するため、ステータコイル６２を効率よく冷却することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機を備えた車両用動力伝達装置に係り、特に、その電動機の冷却効率を向上させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両や電気自動車など、駆動源として機能する少なくとも１つの電動機を動力伝達装置のケース内に備え、その電動機から発生する駆動力を利用して走行する、或いは、減速時において駆動輪側からの被駆動トルクによって回生エネルギを発生させるなど、電動機を車両の走行状態に応じて制御する形式の車両が知られている。上記のような電動機を備えた車両用動力伝達装置においては、駆動中にステータコイルが発熱するため、そのステータコイルを冷却する必要が生じる。そこで、ステータコイルを冷却するため、従来では動力伝達装置の機械要素を潤滑するための潤滑油路とは独立した冷却油路を設け、その冷却油路から供給される油によってステータコイルを冷却する方法が取られていた。
【０００３】
上記構成では、ステータコイルの冷却能力を上昇させるためには、油量を増加させる必要があり、結果としてオイルポンプのポンプ容量が大きくなり、燃費が悪化する問題があった。これに対して、例えば特許文献１のハイブリッド車両の駆動装置においては、ロータの軸方向両端に位置するエンドプレートにそれぞれ油溜まりを形成するための堰を設け、ロータ内周側から軸受などの機械要素を潤滑した後の油を上記油溜まりに滴下させる。そして、油溜まりの油を、ロータに形成した潤滑油路を経て遠心力によってステータコイル（電磁コイル）に到達させてステータコイルを冷却する技術が開示されている。これより、機械要素を潤滑した油をさらにステータコイルの冷却に利用することで、ステータコイルの冷却性が向上することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６９４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のハイブリッド車両の駆動装置において、ステータコイルに油を到達させるために、ロータに堰および潤滑油路を設けることから、加工工数が増加して生産コストが増加する問題があった。また、油の表面張力によって、ケースからロータに形成されている油溜まりへ滴下せずにケースを伝ってオイルパンに環流する油も多く、効果的にステータコイルに油を到達させることが困難であった。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電動機をケース内に備えた車両用動力伝達装置において、多大な加工を必要とせず電動機のステータコイルを効率よく冷却することができる車両用動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、(a)環状の端部が軸方向に突き出すステータコイルを有する電動機と、潤滑を必要とする機械要素と、その機械要素へ油を供給するための油路とを、ケース内に備え、その機械要素を潤滑した油をそのケースの内壁面を伝ってオイル溜まりに環流させる車両用動力伝達装置であって、(b)軸方向において前記電動機のステータコイルの端部の内径部と重複する位置まで前記ケースの内壁面から延設され、前記機械要素を潤滑した後の油を導く延設部が形成され、(c)その延設部の外周面であって、軸方向においてそのステータコイルと重複する位置には、その外周面を伝う油環流経路を遮断して、油を前記ステータコイルへ滴下させるための凹部または凸部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置において、前記延設部は、前記電動機のロータを回転可能に支持するための軸受が嵌め着けられている前記ケースの軸受支持部を軸方向に延長したものであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２の車両用動力伝達装置において、前記凹部は、前記延設部の外周面に同心円状に形成される切欠溝であることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２の車両用動力伝達装置において、前記凸部は、前記延設部の外周面に同心円状に設けられるリング部材であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、請求項４の車両用動力伝達装置において、前記リング部材は前記延設部の外周面に同心円状に形成される切欠溝に嵌め着けられたスナップリングであることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、請求項１、３、または４のいずれか１つの車両用動力伝達装置において、前記凹部および凸部は、前記延設部の外周面のうち軸心より鉛直下方側に位置する部分に形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１にかかる発明の車両用動力伝達装置によれば、前記延設部の外周面には、その外周面を伝う油環流経路を遮断して、油をステータコイルへ滴下させるための凹部または凸部が形成されるため、機械要素を潤滑した油が、延設部の外周面に形成される凹部または凸部からステータコイルに滴下するに従い、ステータコイルが効率よく冷却される。すなわち、機械要素を潤滑した後も冷却能力を有する油をステータコイルの冷却にさらに使用し、しかも、そのステータコイルへ供給される油量が延設部の外周面に形成される凹部または凸部によって大幅に増加するため、ステータコイルを効率よく冷却することができる。したがって、電動機のステータコイルを冷却する独立した油路をなくしても、ステータコイルを冷却することも可能となる。また、ステータコイルへの油量が凹部または凸部によって増加するに従い、オイルポンプの容量増加すなわちオイルポンプの大型化も抑制することができる。
【００１４】
また、請求項２にかかる発明の車両用動力伝達装置によれば、前記延設部は、前記電動機のロータを回転可能に支持するための軸受が嵌め着けられている前記ケースの軸受支持部を軸方向に延長したものであるため、既存の部品に対して小さな変更を加えることだけで容易に延設部を形成することができる。したがって、生産コスト増加が抑制される。
【００１５】
また、請求項３にかかる発明の車両用動力伝達装置によれば、前記凹部は、前記延設部の外周面に同心円状に形成される切欠溝であるため、その切欠溝によって延設部の外周面を伝ってオイル溜まりに戻る油環流経路が遮断され、重力に従って油がステータコイルへ滴下される。したがって、ステータコイルへ供給される油量が増加してステータコイルの冷却効率が向上する。また、凹部は切欠溝を設けるだけですむため、簡易な加工で凹部を形成することができるに従い、それに伴う生産コストが抑制される。
【００１６】
また、請求項４にかかる発明の車両用動力伝達装置によれば、前記凸部は、前記延設部の外周面に同心円状に設けられるリング部材であるため、そのリング部材によって延設部の外周面を伝ってオイル溜まりに戻る油環流経路が遮断され、重力に従って油がステータコイルへ滴下される。したがって、ステータコイルへ到達する油量が増加してステータコイルの冷却効率が向上する。
【００１７】
また、請求項５にかかる発明の車両用動力伝達装置によれば、前記リング部材は延設部の外周面に同心円状に形成される切欠溝に嵌め着けられたスナップリングであるため、容易に凸部を延設部に形成することができ、実用的な車両用動力伝達装置となる。
【００１８】
また、請求項６にかかる発明の車両用動力伝達装置によれば、前記凹部および凸部は、前記延設部の外周面のうち軸心より鉛直下方側に位置する部分に形成されるため、重力に従って延設部の外周面を伝う油が、確実に凹部および凸部を通ってステータコイルへ滴下される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明が好適に適用されたハイブリッド車両の動力伝達装置を説明する概略構成図である。
【図２】図１の上記動力伝達装置において、主に第２電動機および遊星歯車装置の構成を説明する要部断面図である。
【図３】図２の遊星歯車装置近傍をさらに拡大して示した拡大断面図である。
【図４】図３の切欠溝の一例を示す断面図である。
【図５】図３の切欠溝の一例を示す他の断面図である。
【図６】軸受支持部の外周面に凸部を形成した一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ここで、好適には、前記動力伝達装置は、ハイブリッド車両や電気自動車において、好適に適用されるものである。
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両用動力伝達装置１０（以下、車両用動力伝達装置１０と記載）を説明する概略構成図である。図１において、この車両用動力伝達装置１０では、車両において、主駆動源である第１駆動源１２のトルクが出力部材として機能する車輪側出力軸（以下、出力軸という）１４に伝達され、その出力軸１４から差動歯車装置１６を介して左右一対の駆動輪１８にトルクが伝達されるようになっている。また、この車両用動力伝達装置１０には、走行のための駆動力を出力する力行制御およびエネルギを回収するための回生制御を選択的に実行可能な第２電動機ＭＧ２が遊星歯車装置２０を介して動力伝達可能に出力軸１４に連結されている。
【００２３】
上記第１駆動源１２は、主動力源としてのエンジン２４と、第１電動機ＭＧ１と、これらエンジン２４と第１電動機ＭＧ１との間でトルクを合成もしくは分配するための動力分配機構（差動機構）としての遊星歯車装置２６とを主体として構成されている。上記エンジン２４は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関で構成されている。
【００２４】
上記第１電動機ＭＧ１（差動用電動機）は、例えば同期電動機であって、駆動トルクを発生させる電動機としての機能と発電機としての機能とを選択的に生じるように構成され、インバータ３０を介してバッテリー、コンデンサなどの蓄電装置３２に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とするモータジェネレータ制御用の電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）２８によってそのインバータ３０が制御されることにより、第１電動機ＭＧ１の出力トルクあるいは回生トルクが調節或いは設定されるようになっている。
【００２５】
前記遊星歯車装置２６は、サンギヤＳ１と、そのサンギヤＳ１に対して同心円上に配置されたリングギヤＲ１と、これらサンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に噛み合うピニオンギヤＰ１を自転かつ公転自在に支持するキャリヤＣＡ１とを３つの回転要素として備えて公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車機構である。遊星歯車装置２６はエンジン２４と同心に設けられている。なお、遊星歯車装置２６は中心線に対して対称的に構成されているため、図１ではそれらの下半分が省略されている。
【００２６】
本実施例では、エンジン２４のクランク軸３６はダンパー３８を介して遊星歯車装置２６のキャリヤＣＡ１に連結されている。これに対してサンギヤＳ１には第１電動機ＭＧ１が連結され、リングギヤＲ１には出力軸１４が連結されている。このキャリヤＣＡ１は入力要素として機能し、サンギヤＳ１は反力要素として機能し、リングギヤＲ１は出力要素として機能している。
【００２７】
上記遊星歯車装置２６において、キャリヤＣＡ１に入力されるエンジン２４の出力トルクに対して、第１電動機ＭＧ１による反力トルクがサンギヤＳ１に入力されると、出力要素となっているリングギヤＲ１には、直達トルクが現れるので、第１電動機ＭＧ１は発電機として機能する。また、リングギヤＲ１の回転速度すなわち出力軸１４の回転速度（出力軸回転速度）Ｎoutが一定であるとき、第１電動機ＭＧ１の回転速度Ｎmg1を上下に変化させることにより、エンジン２４の回転速度（エンジン回転速度）Ｎeを連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、エンジン回転速度Ｎeを例えば燃費が最もよい回転速度に設定する制御を、第１電動機ＭＧ１を制御することによって実行することができる。この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称される。上記より、遊星歯車装置２６の差動状態が第１電動機ＭＧ１によって電気的に制御される。
【００２８】
第２電動機ＭＧ２（本発明の電動機に対応）と出力軸１４（駆動輪１８）との間の動力伝達経路に介装されている遊星歯車装置２０は、その変速比γsが「１」より大きくなるように構成されており、第２電動機ＭＧ２からトルク（駆動力）を出力する力行時にはそのトルクを増大させて出力軸１４へ伝達することができるので、第２電動機ＭＧ２が一層低容量もしくは小型に構成される。
【００２９】
前記遊星歯車装置２０は、サンギヤＳ２と、そのサンギヤＳ２に対して同心円上に配置されたリングギヤＲ２と、これらサンギヤＳ２およびリングギヤＲ２に噛み合うピニオンギヤＰ２を自転かつ公転可能に支持するキャリヤＣＡ２とを３つ回転要素として備えて公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車機構である。なお、遊星歯車装置２０は、中心線に対して対称的に構成されているため、図１ではそれらの下半分が省略されている。
【００３０】
前記第２電動機ＭＧ２は、前記モータジェネレータ制御用の電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）２８によりインバータ４０を介して制御されることにより、電動機または発電機として機能させられ、アシスト用出力トルクあるいは回生トルクが調節或いは設定される。サンギヤＳ２にはその第２電動機ＭＧ２が連結され、上記キャリヤＣＡ２が出力軸１４に連結され、リングギヤＲ２が非回転部材であるケース４２に連結されることで常時回転停止させられている。
【００３１】
以上のように構成された遊星歯車装置２０は、サンギヤＳ２が入力要素として機能し、またキャリヤＣＡ２が出力要素として機能し、サンギヤＳ２に入力される第２電動機ＭＧ２の回転が減速されて出力軸１４へ出力される。
【００３２】
ところで、第２電動機ＭＧ２を駆動させると、第２電動機ＭＧ２のステータコイルが発熱するため、そのステータコイルを冷却する構成が必要となる。そこで、例えば図示しないオイルポンプから汲み上げた油をステータコイルへ供給する冷却油路を設定し、その冷却油路からの油によってステータコイルを冷却する方法がある。上記方法では、ステータコイルの冷却性能を向上させるには、オイルポンプの容量を増加させることが必要となる。そこで、本実施例の動力伝達装置１０では、軸受などの潤滑を必要とする機械要素に供給される油を、さらにステータコイルの冷却に利用する構造とした。以下、上記第２電動機ＭＧ２が潤滑後の油によって冷却される冷却機構について説明する。
【００３３】
図２は、上記動力伝達装置１０において、主に第２電動機ＭＧ２および遊星歯車装置２０周辺の構成を説明する要部断面図である。図２に示すように、非回転部材であるケース４２内において、第１駆動源１２の動力が伝達される出力軸１４が回転可能に配設され、その出力軸１４と同軸心Ｃ上に第２電動機ＭＧ２および遊星歯車装置２０が軸方向において並んで配設されている。また、第２電動機ＭＧ２の軸方向において遊星歯車装置２０側と反対側には、第２電動機ＭＧ２の回転速度を検出するためのレゾルバ４６が設けられている。
【００３４】
ケース４２は、第２電動機ＭＧ２を覆うように配設されてる第１ケース４２と遊星歯車装置２０を覆うように配設されている第２ケース４２とから構成され、複数本のボルト４８が締結されることで、一体的に構成されている（以下、第１ケース４２ａと第２ケース４２ｂとを区別しない場合には、単にケース４２と記載する）。また、第１ケース４２ａの第２ケース４２ｂと隣接する側には、その外周面から内周側に向かって伸びるケース４２の一部である隔壁５０が形成されており、第２電動機ＭＧ２と遊星歯車装置２０とは隔壁５０によって隔たれた状態となっている。
【００３５】
出力軸１４は、上述した図１の第１駆動源１２の動力が伝達される回転軸であり、差動歯車装置１６を介して駆動輪１８に動力伝達可能に連結されている。また、出力軸１４は、その両端が図示しない軸受によって回転可能に支持されている。
【００３６】
第２電動機ＭＧ２は、ケース４２に回転不能に固定されているステータ５４（固定子）と、そのステータ５４の内周側に配置されるロータ５６（回転子）と、そのロータ５６の内周縁に接続されてロータ５６と一体的に回転するロータ支持軸５８とを含んで構成されている。ステータ５４は、例えば図示しないボルト等によってケース４２に回転不能に固定されている。また、そのステータ５４の軸方向の両端には、ステータ５４から軸方向に突き出すと共に、周方向（回転方向）に連続的に連なる環状のステータコイル６０、６２が形成されている。これらのステータコイル６０、６２は、ステータ５４に巻き付けられたステータコイルのうち、ステータ５４が露出している端部（コイルエンド）に対応している。
【００３７】
ロータ支持軸５８は、円筒状に形成されており、その内部を出力軸１４が貫通するように配設されている。そして、例えばケース４２の隔壁５０の内周端に嵌め着けられている軸受６４等を介して軸心Ｃまわりに回転可能に支持されている。また、ロータ支持軸５８の外周にロータ５６が接続されていることから、ロータ５６も同様に軸心Ｃまわりに回転可能に支持されることとなる。
【００３８】
次に遊星歯車装置２０について説明する。図３は、図２に示す遊星歯車装置２０をさらに拡大した拡大断面図である。図３に示すように、遊星歯車装置２０は、軸方向の一端がロータ支持軸５８にスプライン嵌合されることで、ロータ支持軸５８およびロータ５６と一体的に回転する円筒形状のサンギヤＳ２と、そのサンギヤＳ２の外周歯と噛み合うピニオンギヤＰ２の中空穴に嵌め入れられた状態でそのピニオンギヤＰ２を回転可能に支持するキャリヤピン６６と、そのキャリヤピン６６の両端を支持するキャリヤＣＡ２と、ピニオンギヤＰ２と噛み合わされている有底円筒状のリングギヤＲ２とを含んで構成されている。
【００３９】
サンギヤＳ２は、軸方向の一端がロータ支持軸５８にスプライン嵌合されている円筒部６５と、その円筒部６５に連結されて外周部にサンギヤＳ２の外周歯が形成されているギヤ部６７とから構成される円筒状の部材であり、軸心Ｃまわりに回転可能に配設されている。また、サンギヤＳ２のギヤ部６７の両端にはスラスト軸受６９およびスラスト軸受７１が介装されている。スラスト軸受６９は、ギヤ部６７とリングギヤＲ２の内周部との間に介装されて、サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２とを相対回転可能に支持している。また、スラスト軸受７１は、ギヤ部６７とキャリヤＣＡ２との間に介装され、サンギヤＳ２とキャリヤＣＡ２とを相対回転可能に支持している。
【００４０】
キャリヤＣＡ２は、ピニオンギヤＰ２を回転可能に支持するキャリヤピン６６の両端を支持するピニオン支持部６８と、内周面が出力軸１４の外周面にスプライン嵌合されている円筒状の円筒部７０とから構成され、第２ケース４２ｂの内周端に嵌め着けられている軸受７２によって回転可能に支持されている。また、キャリヤＣＡ２のピニオン支持部６８の外周縁には、パーキングロック用のパークギヤ７７が設けられており、図示しないパークポールが上記パークギヤ７６と噛み合わされることによりキャリヤＣＡ２（すなわち出力軸１４）が回転停止させられる。
【００４１】
リングギヤＲ２は有底円筒状形状を有し、内周面にリングギヤＲ２の内周歯が形成されている円筒状の円筒部７４と、その円筒部の一端に連結されて有底部を構成する円板状の円板部７６とから構成されている。また、円筒部７４の外周縁の一端には、径方向に突き出す凸部７８が形成されており、その凸部７８が隔壁５０に形成されている凹溝８０と係合されることによって、リングギヤＲ２が常時回転停止させられている。
【００４２】
上記のように構成される遊星歯車装置２０において、リングギヤＲ２が常時回転停止させられていることから、サンギヤＳ２に入力される第２電動機ＭＧ２の回転が減速されてキャリヤＣＡ２に出力される。
【００４３】
ところで、上記遊星歯車装置２０や軸受、ブッシュ等の潤滑を必要とする機械要素には、図３および図２に示すオイル溜まりとして機能するオイルパン８２に貯留されている油がオイルポンプ８４によって汲み上げられ、出力軸１４内に形成されている潤滑油路８６を通って供給される。具体的には、潤滑油路８６には、例えば出力軸１４の外周面と連通する径方向孔８８、９０が形成されており、油がその径方向孔８８、９０を通って径方向に放出される。そして、径方向孔８８、９０から放出された油は、出力軸１４とサンギヤＳ２との間に形成されている間隙、或いは、サンギヤＳ２に形成されている連通孔９２、９４を通過することにより、軸受６４、スラスト軸受６９、７１、ブッシュ、遊星歯車装置２０等を潤滑する。そして、各軸受や遊星歯車装置２０等を潤滑した油は、重力にしたがってケース４２の壁面を伝って或いは滴下されるなどして、再びオイルパン８２へ環流させられる。
【００４４】
隔壁５０の内周端に嵌め着けられている軸受６４の潤滑について説明すると、主として矢印で示すように、オイルポンプ８４から汲み上げられた油は、潤滑油路８６に供給され、さらに径方向孔９０を通り、出力軸１４とサンギヤＳ２（円筒部）との間の間隙や連通孔９２を通って軸受６４に供給される。そして、軸受６４を潤滑し通過した油は、隔壁５０の壁面を伝うなどしてオイルパン８２に環流される。なお、上記軸受６４やスラスト軸受６９、７１やブッシュ、遊星歯車装置２０等が、本発明の潤滑を必要とする機械要素に対応している。また、潤滑油路８６、径方向孔８８、９０、連通孔９２、９４などの油を各機械要素へ供給するための油道が、本発明の機械要素へ油を供給するための油路に対応している。また、軸受６４を潤滑した後において、破線の矢印で示すようにケース４２（隔壁５０）の壁面を伝ってオイルパン８２に環流される経路が、機械要素を潤滑した油をケースの壁面（内壁面）を伝ってオイル溜まりに環流させる油環流経路ＣＰに対応している。
【００４５】
ところで、軸受６４を潤滑（通過）した油は充分な冷却能力を有しており、本実施例では、その油を利用してステータコイル６２を冷却するように構成されている。以下、上記構成について説明する。
【００４６】
図３に示すように、ケース４２の隔壁５０の内周端において、ロータ支持軸５８（ロータ５６）を回転可能に支持する軸受６４が嵌め着けられている円筒状の軸受支持部９８が形成されている。上記軸受支持部９８は、ステータ５４から軸方向に突き出した環状のステータコイル６２の内周側の位置であって、軸方向において第２電動機ＭＧ２のステータコイル６２と重複する位置まで延設されている。また、軸受支持部９８のテーパ状の外周面において、軸方向においてステータコイル６２と重複する位置には、軸受支持部９８の開口から排出されてその外周面を伝ってオイルパン８２に環流される油環流経路ＣＰを遮断して、油をステータコイル６２上へ滴下させるための切欠溝１００が形成されている。上記切欠溝１００は、軸受支持部９８の外周面において、内径側に窪む本発明の凹部に対応しており、その切欠溝１００が形成されると、軸受支持部９８の開口からそのテーパ状の外周面を伝って下方のオイルパン８２へ環流される油環流経路ＣＰが遮断されるため、切欠溝１００に到達した油がその自重によって鉛直下方に滴下されることとなる。そして、その油は鉛直下方に位置されるステータコイル６２に滴下されることで、その油によってステータコイル６２が冷却される。なお、上記軸受支持部９８が本発明の延設部に対応しており、軸受６４等を潤滑した後に軸受支持部９８の開口から排出される油をその外周面を伝ってオイルパン８２に導いている。
【００４７】
図４および図５は、軸受支持部９８をＡ−Ａ断面で切断した断面図である。切欠溝１００は、切削加工によって形成され、例えば図４に示すように、軸受支持部９８の鉛直下部において、その外周面に同心円上に形成されている。上記切欠溝１００の深さおよび幅寸法は、軸受支持部９８を伝う油環流経路ＣＰを遮断することができる値に設定され、予め実験などによって求められる。また、軸受支持部９８の開口から排出される油は、重力に従ってその外周面を伝って下方に移動することから、切欠溝１００は、軸受支持部９８の外周面のうち、軸心Ｃよりも鉛直下方側に位置する部分に形成される。しかしながら、加工上の都合により、上記切欠溝１００が、軸受支持部９８の上方を含んで円環状に形成されても構わない。
【００４８】
図５は、切欠溝１００の形状を示す他の一例である。図５に示すように、軸受支持部９８の下端と接する接線Ｌと平行な切欠溝１００が形成されている。上記のように切欠溝１００が形成された場合であっても軸受支持部９８の開口から軸受支持部９８の外周面を伝う油の経路が遮断されるため、油が重力によってステータコイル６２へ滴下されてステータコイル６２が冷却される。なお、ステータコイル６２を冷却した油はその自重によってステータコイル６２から滴下され、再びオイルパン８２に環流される。
【００４９】
上述のように、本実施例によれば、軸方向において第２電動機ＭＧ２のステータコイル６２の内径部と重複する位置まで延設されている軸受支持部９８の円筒状の外周面には、その外周面を伝う油環流経路ＣＰを遮断して、油をステータコイル６２へ滴下させるための切欠溝１００が形成されるため、軸受６４等を潤滑した油が、軸受支持部９８の外周面に形成される切欠溝１００からステータコイル６２に滴下するに従い、ステータコイル６２が効率よく冷却される。すなわち、軸受６４等を潤滑した後も冷却能力を有する油をステータコイル６２の冷却にさらに使用し、しかも、そのステータコイル６２へ到達される油量が軸受支持部９８の外周面に形成される切欠溝１００によって大幅に増加するため、ステータコイル６２を効率よく冷却することができる。したがって、第２電動機ＭＧ２のステータコイル６２を冷却する独立した油路をなくしても、ステータコイル６２を冷却することも可能となる。また、ステータコイル６２への油量が切欠溝１００によって増加するに従い、オイルポンプ８４の容量増加すなわちオイルポンプ８４の大型化も抑制することができる。
【００５０】
また、本実施例によれば、第２電動機ＭＧ２のロータ５６を回転可能に支持するための軸受６４が嵌め着けられているケース４２の軸受支持部９８を軸方向に延長するだけで本発明の円設部が形成されるため、既存の部品に対して小さな変更を加えることだけで容易に本構成を形成することができる。したがって、生産コスト増加が抑制される。
【００５１】
また、本実施例によれば、軸受支持部９８の外周面に同心円状に切欠溝１００が形成されるため、その切欠溝１００によって軸受支持部９８の外周面を伝ってオイルパン８２に戻る油環流経路ＣＰが遮断され、重力に従って油がステータコイル６２へ滴下される。したがって、ステータコイル６２へ到達する油量が増加してステータコイル６２の冷却効率が向上する。また、切欠溝１００を設けるだけですむため、簡易な加工で切欠溝１００を形成することができるに従い、生産コストが抑制される。
【００５２】
また、本実施例によれば、切欠溝１００は、軸受支持部９８の外周面のうち軸心Ｃより鉛直下方側に位置する部分に形成されるため、重力にしたがって軸受支持部９８の外周面を伝う油が、確実に切欠溝１００を通ってステータコイル６２へ滴下される。
【００５３】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００５４】
前述の実施例では、軸受支持部９８において、切欠溝１００を形成することによって軸受支持部９８の外周面を伝う油をステータコイル６２に滴下させているが、切欠溝１００のように内径方向に窪む形状だけでなく、軸受支持部９８の外周面から径方向に突き出す凸部１０２が形成されても同様の効果を得ることができる。
【００５５】
図６は、軸受支持部９８の外周面に凸部１０２を形成した一例である。凸部１０２を設ける場合であっても軸受支持部９８は、その軸受支持部９８が、ステータコイル６２の内周側に位置された状態で、軸方向において第２電動機ＭＧ２のステータコイル６２の内径部と重複する位置まで延設されている。そして、軸受支持部９８の外周面であって、軸方向においてステータコイル６２と重複する位置に、軸受支持部９８の開口から排出されてその外周面を伝ってオイルパン８２に環流される油環流経路ＣＰを遮断して、油をステータコイル６２へ滴下させるための凸部１０２が形成される。凸部１０２は、例えば軸受支持部９８の外周面に形成されている円環状の切欠溝１０４にリング部材として機能するスナップリング１０６を嵌め着けることによって、その外周面に同心円上に形成される。上記のように構成される場合であっても、軸受支持部９８の開口からその外周面を伝ってオイルパン８２に油が環流される経路が遮断され、矢印に示すように、スナップリング１０６の先端からステータコイル６２へ油が滴下されることとなる。これに従い、油がステータコイル６２に供給されて、ステータコイル６２が冷却される。
【００５６】
上述のように、本実施例によれば、軸受支持部９８に凸部１０２が形成されるため、軸受６４等を潤滑した油が、軸受支持部９８の外周面を伝って凸部１０２からステータコイル６２に滴下するに従い、ステータコイル６２が効率よく冷却される。すなわち、軸受６４等を潤滑した後も冷却能力を有する油をステータコイル６２の冷却にさらに使用し、しかも、そのステータコイル６２へ到達される油量が凸部１０２によって増加するため、ステータコイル６２を効率よく冷却することができる。
【００５７】
また、本実施例によれば、凸部１０２は、軸受支持部９８の外周面に同心円状に設けられるリング部材として機能するスナップリング１０６であるため、そのスナップリング１０６でケース４２を伝ってオイルパン８２に戻る油の経路が遮断され、重力によって油がステータコイル６２へ滴下される。したがって、ステータコイル６２へ到達する油量が増加してステータコイル６２の冷却効率が向上する。また、スナップリング１０６によって容易に軸受支持部９８に凸部１０２が構成されるので、実用的な車両用動力伝達装置１０となる。
【００５８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００５９】
例えば、前述の実施例では、動力伝達装置１０はハイブリッド形式の動力伝達装置であったが、必ずしもハイブリッド車両に限定されず、電動機のみよって駆動される電気自動車など、電動機を備えた車両であれば、他の態様においても適用することができる。
【００６０】
また、前述の実施例では、第２電動機ＭＧ２において本発明が適用されているが、第１電動機ＭＧ１においても同様の構造を設けて第１電動機ＭＧ１を冷却することができる。
【００６１】
また、前述の実施例では、切削加工によって切欠溝１００が形成されるが、軸受支持部９８の外周面に内周側に窪む凹部が形成されれば本発明は成立するため、切削加工に限定されず、軸受支持部９８を成形する鋳造時において凹部が形成されるものであっても構わない。
【００６２】
また、前述の実施例では、凸部１０２は、スナップリング１０６を切欠溝１０４に嵌め着けることによって形成されていたが、必ずしもスナップリング１０６に限定されず、軸受支持部９８の外周面にリング部材を溶接等によって接合することで形成されるものであっても構わない。また、リング部材は、軸受支持部９８の外周面において、鉛直下方側の一部に形成されるものであっても構わない。
【００６３】
また、前述の実施例では、軸受６４を潤滑した油をステータコイル６２の冷却に利用するものであったが、ステータコイル６２の冷却に利用する油は軸受６４に限定されず、遊星歯車装置やブッシュ等の他の機械用を潤滑したあとの油を利用するものであっても構わない。
【００６４】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１０：ハイブリッド車両用動力伝達装置（車両用動力伝達装置）
４２：ケース
５６：ロータ
６２：ステータコイル
６４：軸受（潤滑を必要とする機械要素）
８２：オイルパン（オイル溜まり）
９８：軸受支持部（延設部）
１００：切欠溝（凹部）
１０２：凸部
１０４：切欠溝
１０６：スナップリング（リング部材）
ＣＰ：油環流経路
ＭＧ２：第２電動機（電動機）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機を備えた車両用動力伝達装置に係り、特に、その電動機の冷却効率を向上させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両や電気自動車など、駆動源として機能する少なくとも１つの電動機を動力伝達装置のケース内に備え、その電動機から発生する駆動力を利用して走行する、或いは、減速時において駆動輪側からの被駆動トルクによって回生エネルギを発生させるなど、電動機を車両の走行状態に応じて制御する形式の車両が知られている。上記のような電動機を備えた車両用動力伝達装置においては、駆動中にステータコイルが発熱するため、そのステータコイルを冷却する必要が生じる。そこで、ステータコイルを冷却するため、従来では動力伝達装置の機械要素を潤滑するための潤滑油路とは独立した冷却油路を設け、その冷却油路から供給される油によってステータコイルを冷却する方法が取られていた。
【０００３】
上記構成では、ステータコイルの冷却能力を上昇させるためには、油量を増加させる必要があり、結果としてオイルポンプのポンプ容量が大きくなり、燃費が悪化する問題があった。これに対して、例えば特許文献１のハイブリッド車両の駆動装置においては、ロータの軸方向両端に位置するエンドプレートにそれぞれ油溜まりを形成するための堰を設け、ロータ内周側から軸受などの機械要素を潤滑した後の油を上記油溜まりに滴下させる。そして、油溜まりの油を、ロータに形成した潤滑油路を経て遠心力によってステータコイル（電磁コイル）に到達させてステータコイルを冷却する技術が開示されている。これより、機械要素を潤滑した油をさらにステータコイルの冷却に利用することで、ステータコイルの冷却性が向上することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６９４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のハイブリッド車両の駆動装置において、ステータコイルに油を到達させるために、ロータに堰および潤滑油路を設けることから、加工工数が増加して生産コストが増加する問題があった。また、油の表面張力によって、ケースからロータに形成されている油溜まりへ滴下せずにケースを伝ってオイルパンに環流する油も多く、効果的にステータコイルに油を到達させることが困難であった。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電動機をケース内に備えた車両用動力伝達装置において、多大な加工を必要とせず電動機のステータコイルを効率よく冷却することができる車両用動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、(a)環状の端部が軸方向に突き出すステータコイルを有する電動機と、潤滑を必要とする機械要素と、その機械要素へ油を供給するための油路とを、ケース内に備え、その機械要素を潤滑した油をそのケースの内壁面を伝ってオイル溜まりに環流させる車両用動力伝達装置であって、(b)軸方向において前記電動機のステータコイルの端部の内径部と重複する位置まで前記ケースの内壁面から延設され、前記機械要素を潤滑した後の油を導く延設部が形成され、(c)その延設部の外周面であって、軸方向においてそのステータコイルと重複する位置には、その外周面を伝う油環流経路を遮断して、油を前記ステータコイルへ滴下させるための凹部または凸部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置において、前記延設部は、前記電動機のロータを回転可能に支持するための軸受が嵌め着けられている前記ケースの軸受支持部を軸方向に延長したものであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２の車両用動力伝達装置において、前記凹部は、前記延設部の外周面に同心円状に形成される切欠溝であることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２の車両用動力伝達装置において、前記凸部は、前記延設部の外周面に同心円状に設けられるリング部材であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、請求項４の車両用動力伝達装置において、前記リング部材は前記延設部の外周面に同心円状に形成される切欠溝に嵌め着けられたスナップリングであることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、請求項１、３、または４のいずれか１つの車両用動力伝達装置において、前記凹部および凸部は、前記延設部の外周面のうち軸心より鉛直下方側に位置する部分に形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１にかかる発明の車両用動力伝達装置によれば、前記延設部の外周面には、その外周面を伝う油環流経路を遮断して、油をステータコイルへ滴下させるための凹部または凸部が形成されるため、機械要素を潤滑した油が、延設部の外周面に形成される凹部または凸部からステータコイルに滴下するに従い、ステータコイルが効率よく冷却される。すなわち、機械要素を潤滑した後も冷却能力を有する油をステータコイルの冷却にさらに使用し、しかも、そのステータコイルへ供給される油量が延設部の外周面に形成される凹部または凸部によって大幅に増加するため、ステータコイルを効率よく冷却することができる。したがって、電動機のステータコイルを冷却する独立した油路をなくしても、ステータコイルを冷却することも可能となる。また、ステータコイルへの油量が凹部または凸部によって増加するに従い、オイルポンプの容量増加すなわちオイルポンプの大型化も抑制することができる。
【００１４】
また、請求項２にかかる発明の車両用動力伝達装置によれば、前記延設部は、前記電動機のロータを回転可能に支持するための軸受が嵌め着けられている前記ケースの軸受支持部を軸方向に延長したものであるため、既存の部品に対して小さな変更を加えることだけで容易に延設部を形成することができる。したがって、生産コスト増加が抑制される。
【００１５】
また、請求項３にかかる発明の車両用動力伝達装置によれば、前記凹部は、前記延設部の外周面に同心円状に形成される切欠溝であるため、その切欠溝によって延設部の外周面を伝ってオイル溜まりに戻る油環流経路が遮断され、重力に従って油がステータコイルへ滴下される。したがって、ステータコイルへ供給される油量が増加してステータコイルの冷却効率が向上する。また、凹部は切欠溝を設けるだけですむため、簡易な加工で凹部を形成することができるに従い、それに伴う生産コストが抑制される。
【００１６】
また、請求項４にかかる発明の車両用動力伝達装置によれば、前記凸部は、前記延設部の外周面に同心円状に設けられるリング部材であるため、そのリング部材によって延設部の外周面を伝ってオイル溜まりに戻る油環流経路が遮断され、重力に従って油がステータコイルへ滴下される。したがって、ステータコイルへ到達する油量が増加してステータコイルの冷却効率が向上する。
【００１７】
また、請求項５にかかる発明の車両用動力伝達装置によれば、前記リング部材は延設部の外周面に同心円状に形成される切欠溝に嵌め着けられたスナップリングであるため、容易に凸部を延設部に形成することができ、実用的な車両用動力伝達装置となる。
【００１８】
また、請求項６にかかる発明の車両用動力伝達装置によれば、前記凹部および凸部は、前記延設部の外周面のうち軸心より鉛直下方側に位置する部分に形成されるため、重力に従って延設部の外周面を伝う油が、確実に凹部および凸部を通ってステータコイルへ滴下される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明が好適に適用されたハイブリッド車両の動力伝達装置を説明する概略構成図である。
【図２】図１の上記動力伝達装置において、主に第２電動機および遊星歯車装置の構成を説明する要部断面図である。
【図３】図２の遊星歯車装置近傍をさらに拡大して示した拡大断面図である。
【図４】図３の切欠溝の一例を示す断面図である。
【図５】図３の切欠溝の一例を示す他の断面図である。
【図６】軸受支持部の外周面に凸部を形成した一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ここで、好適には、前記動力伝達装置は、ハイブリッド車両や電気自動車において、好適に適用されるものである。
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両用動力伝達装置１０（以下、車両用動力伝達装置１０と記載）を説明する概略構成図である。図１において、この車両用動力伝達装置１０では、車両において、主駆動源である第１駆動源１２のトルクが出力部材として機能する車輪側出力軸（以下、出力軸という）１４に伝達され、その出力軸１４から差動歯車装置１６を介して左右一対の駆動輪１８にトルクが伝達されるようになっている。また、この車両用動力伝達装置１０には、走行のための駆動力を出力する力行制御およびエネルギを回収するための回生制御を選択的に実行可能な第２電動機ＭＧ２が遊星歯車装置２０を介して動力伝達可能に出力軸１４に連結されている。
【００２３】
上記第１駆動源１２は、主動力源としてのエンジン２４と、第１電動機ＭＧ１と、これらエンジン２４と第１電動機ＭＧ１との間でトルクを合成もしくは分配するための動力分配機構（差動機構）としての遊星歯車装置２６とを主体として構成されている。上記エンジン２４は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関で構成されている。
【００２４】
上記第１電動機ＭＧ１（差動用電動機）は、例えば同期電動機であって、駆動トルクを発生させる電動機としての機能と発電機としての機能とを選択的に生じるように構成され、インバータ３０を介してバッテリー、コンデンサなどの蓄電装置３２に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とするモータジェネレータ制御用の電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）２８によってそのインバータ３０が制御されることにより、第１電動機ＭＧ１の出力トルクあるいは回生トルクが調節或いは設定されるようになっている。
【００２５】
前記遊星歯車装置２６は、サンギヤＳ１と、そのサンギヤＳ１に対して同心円上に配置されたリングギヤＲ１と、これらサンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に噛み合うピニオンギヤＰ１を自転かつ公転自在に支持するキャリヤＣＡ１とを３つの回転要素として備えて公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車機構である。遊星歯車装置２６はエンジン２４と同心に設けられている。なお、遊星歯車装置２６は中心線に対して対称的に構成されているため、図１ではそれらの下半分が省略されている。
【００２６】
本実施例では、エンジン２４のクランク軸３６はダンパー３８を介して遊星歯車装置２６のキャリヤＣＡ１に連結されている。これに対してサンギヤＳ１には第１電動機ＭＧ１が連結され、リングギヤＲ１には出力軸１４が連結されている。このキャリヤＣＡ１は入力要素として機能し、サンギヤＳ１は反力要素として機能し、リングギヤＲ１は出力要素として機能している。
【００２７】
上記遊星歯車装置２６において、キャリヤＣＡ１に入力されるエンジン２４の出力トルクに対して、第１電動機ＭＧ１による反力トルクがサンギヤＳ１に入力されると、出力要素となっているリングギヤＲ１には、直達トルクが現れるので、第１電動機ＭＧ１は発電機として機能する。また、リングギヤＲ１の回転速度すなわち出力軸１４の回転速度（出力軸回転速度）Ｎoutが一定であるとき、第１電動機ＭＧ１の回転速度Ｎmg1を上下に変化させることにより、エンジン２４の回転速度（エンジン回転速度）Ｎeを連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、エンジン回転速度Ｎeを例えば燃費が最もよい回転速度に設定する制御を、第１電動機ＭＧ１を制御することによって実行することができる。この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称される。上記より、遊星歯車装置２６の差動状態が第１電動機ＭＧ１によって電気的に制御される。
【００２８】
第２電動機ＭＧ２（本発明の電動機に対応）と出力軸１４（駆動輪１８）との間の動力伝達経路に介装されている遊星歯車装置２０は、その変速比γsが「１」より大きくなるように構成されており、第２電動機ＭＧ２からトルク（駆動力）を出力する力行時にはそのトルクを増大させて出力軸１４へ伝達することができるので、第２電動機ＭＧ２が一層低容量もしくは小型に構成される。
【００２９】
前記遊星歯車装置２０は、サンギヤＳ２と、そのサンギヤＳ２に対して同心円上に配置されたリングギヤＲ２と、これらサンギヤＳ２およびリングギヤＲ２に噛み合うピニオンギヤＰ２を自転かつ公転可能に支持するキャリヤＣＡ２とを３つ回転要素として備えて公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車機構である。なお、遊星歯車装置２０は、中心線に対して対称的に構成されているため、図１ではそれらの下半分が省略されている。
【００３０】
前記第２電動機ＭＧ２は、前記モータジェネレータ制御用の電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）２８によりインバータ４０を介して制御されることにより、電動機または発電機として機能させられ、アシスト用出力トルクあるいは回生トルクが調節或いは設定される。サンギヤＳ２にはその第２電動機ＭＧ２が連結され、上記キャリヤＣＡ２が出力軸１４に連結され、リングギヤＲ２が非回転部材であるケース４２に連結されることで常時回転停止させられている。
【００３１】
以上のように構成された遊星歯車装置２０は、サンギヤＳ２が入力要素として機能し、またキャリヤＣＡ２が出力要素として機能し、サンギヤＳ２に入力される第２電動機ＭＧ２の回転が減速されて出力軸１４へ出力される。
【００３２】
ところで、第２電動機ＭＧ２を駆動させると、第２電動機ＭＧ２のステータコイルが発熱するため、そのステータコイルを冷却する構成が必要となる。そこで、例えば図示しないオイルポンプから汲み上げた油をステータコイルへ供給する冷却油路を設定し、その冷却油路からの油によってステータコイルを冷却する方法がある。上記方法では、ステータコイルの冷却性能を向上させるには、オイルポンプの容量を増加させることが必要となる。そこで、本実施例の動力伝達装置１０では、軸受などの潤滑を必要とする機械要素に供給される油を、さらにステータコイルの冷却に利用する構造とした。以下、上記第２電動機ＭＧ２が潤滑後の油によって冷却される冷却機構について説明する。
【００３３】
図２は、上記動力伝達装置１０において、主に第２電動機ＭＧ２および遊星歯車装置２０周辺の構成を説明する要部断面図である。図２に示すように、非回転部材であるケース４２内において、第１駆動源１２の動力が伝達される出力軸１４が回転可能に配設され、その出力軸１４と同軸心Ｃ上に第２電動機ＭＧ２および遊星歯車装置２０が軸方向において並んで配設されている。また、第２電動機ＭＧ２の軸方向において遊星歯車装置２０側と反対側には、第２電動機ＭＧ２の回転速度を検出するためのレゾルバ４６が設けられている。
【００３４】
ケース４２は、第２電動機ＭＧ２を覆うように配設されてる第１ケース４２と遊星歯車装置２０を覆うように配設されている第２ケース４２とから構成され、複数本のボルト４８が締結されることで、一体的に構成されている（以下、第１ケース４２ａと第２ケース４２ｂとを区別しない場合には、単にケース４２と記載する）。また、第１ケース４２ａの第２ケース４２ｂと隣接する側には、その外周面から内周側に向かって伸びるケース４２の一部である隔壁５０が形成されており、第２電動機ＭＧ２と遊星歯車装置２０とは隔壁５０によって隔たれた状態となっている。
【００３５】
出力軸１４は、上述した図１の第１駆動源１２の動力が伝達される回転軸であり、差動歯車装置１６を介して駆動輪１８に動力伝達可能に連結されている。また、出力軸１４は、その両端が図示しない軸受によって回転可能に支持されている。
【００３６】
第２電動機ＭＧ２は、ケース４２に回転不能に固定されているステータ５４（固定子）と、そのステータ５４の内周側に配置されるロータ５６（回転子）と、そのロータ５６の内周縁に接続されてロータ５６と一体的に回転するロータ支持軸５８とを含んで構成されている。ステータ５４は、例えば図示しないボルト等によってケース４２に回転不能に固定されている。また、そのステータ５４の軸方向の両端には、ステータ５４から軸方向に突き出すと共に、周方向（回転方向）に連続的に連なる環状のステータコイル６０、６２が形成されている。これらのステータコイル６０、６２は、ステータ５４に巻き付けられたステータコイルのうち、ステータ５４が露出している端部（コイルエンド）に対応している。
【００３７】
ロータ支持軸５８は、円筒状に形成されており、その内部を出力軸１４が貫通するように配設されている。そして、例えばケース４２の隔壁５０の内周端に嵌め着けられている軸受６４等を介して軸心Ｃまわりに回転可能に支持されている。また、ロータ支持軸５８の外周にロータ５６が接続されていることから、ロータ５６も同様に軸心Ｃまわりに回転可能に支持されることとなる。
【００３８】
次に遊星歯車装置２０について説明する。図３は、図２に示す遊星歯車装置２０をさらに拡大した拡大断面図である。図３に示すように、遊星歯車装置２０は、軸方向の一端がロータ支持軸５８にスプライン嵌合されることで、ロータ支持軸５８およびロータ５６と一体的に回転する円筒形状のサンギヤＳ２と、そのサンギヤＳ２の外周歯と噛み合うピニオンギヤＰ２の中空穴に嵌め入れられた状態でそのピニオンギヤＰ２を回転可能に支持するキャリヤピン６６と、そのキャリヤピン６６の両端を支持するキャリヤＣＡ２と、ピニオンギヤＰ２と噛み合わされている有底円筒状のリングギヤＲ２とを含んで構成されている。
【００３９】
サンギヤＳ２は、軸方向の一端がロータ支持軸５８にスプライン嵌合されている円筒部６５と、その円筒部６５に連結されて外周部にサンギヤＳ２の外周歯が形成されているギヤ部６７とから構成される円筒状の部材であり、軸心Ｃまわりに回転可能に配設されている。また、サンギヤＳ２のギヤ部６７の両端にはスラスト軸受６９およびスラスト軸受７１が介装されている。スラスト軸受６９は、ギヤ部６７とリングギヤＲ２の内周部との間に介装されて、サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２とを相対回転可能に支持している。また、スラスト軸受７１は、ギヤ部６７とキャリヤＣＡ２との間に介装され、サンギヤＳ２とキャリヤＣＡ２とを相対回転可能に支持している。
【００４０】
キャリヤＣＡ２は、ピニオンギヤＰ２を回転可能に支持するキャリヤピン６６の両端を支持するピニオン支持部６８と、内周面が出力軸１４の外周面にスプライン嵌合されている円筒状の円筒部７０とから構成され、第２ケース４２ｂの内周端に嵌め着けられている軸受７２によって回転可能に支持されている。また、キャリヤＣＡ２のピニオン支持部６８の外周縁には、パーキングロック用のパークギヤ７７が設けられており、図示しないパークポールが上記パークギヤ７６と噛み合わされることによりキャリヤＣＡ２（すなわち出力軸１４）が回転停止させられる。
【００４１】
リングギヤＲ２は有底円筒状形状を有し、内周面にリングギヤＲ２の内周歯が形成されている円筒状の円筒部７４と、その円筒部の一端に連結されて有底部を構成する円板状の円板部７６とから構成されている。また、円筒部７４の外周縁の一端には、径方向に突き出す凸部７８が形成されており、その凸部７８が隔壁５０に形成されている凹溝８０と係合されることによって、リングギヤＲ２が常時回転停止させられている。
【００４２】
上記のように構成される遊星歯車装置２０において、リングギヤＲ２が常時回転停止させられていることから、サンギヤＳ２に入力される第２電動機ＭＧ２の回転が減速されてキャリヤＣＡ２に出力される。
【００４３】
ところで、上記遊星歯車装置２０や軸受、ブッシュ等の潤滑を必要とする機械要素には、図３および図２に示すオイル溜まりとして機能するオイルパン８２に貯留されている油がオイルポンプ８４によって汲み上げられ、出力軸１４内に形成されている潤滑油路８６を通って供給される。具体的には、潤滑油路８６には、例えば出力軸１４の外周面と連通する径方向孔８８、９０が形成されており、油がその径方向孔８８、９０を通って径方向に放出される。そして、径方向孔８８、９０から放出された油は、出力軸１４とサンギヤＳ２との間に形成されている間隙、或いは、サンギヤＳ２に形成されている連通孔９２、９４を通過することにより、軸受６４、スラスト軸受６９、７１、ブッシュ、遊星歯車装置２０等を潤滑する。そして、各軸受や遊星歯車装置２０等を潤滑した油は、重力にしたがってケース４２の壁面を伝って或いは滴下されるなどして、再びオイルパン８２へ環流させられる。
【００４４】
隔壁５０の内周端に嵌め着けられている軸受６４の潤滑について説明すると、主として矢印で示すように、オイルポンプ８４から汲み上げられた油は、潤滑油路８６に供給され、さらに径方向孔９０を通り、出力軸１４とサンギヤＳ２（円筒部）との間の間隙や連通孔９２を通って軸受６４に供給される。そして、軸受６４を潤滑し通過した油は、隔壁５０の壁面を伝うなどしてオイルパン８２に環流される。なお、上記軸受６４やスラスト軸受６９、７１やブッシュ、遊星歯車装置２０等が、本発明の潤滑を必要とする機械要素に対応している。また、潤滑油路８６、径方向孔８８、９０、連通孔９２、９４などの油を各機械要素へ供給するための油道が、本発明の機械要素へ油を供給するための油路に対応している。また、軸受６４を潤滑した後において、破線の矢印で示すようにケース４２（隔壁５０）の壁面を伝ってオイルパン８２に環流される経路が、機械要素を潤滑した油をケースの壁面（内壁面）を伝ってオイル溜まりに環流させる油環流経路ＣＰに対応している。
【００４５】
ところで、軸受６４を潤滑（通過）した油は充分な冷却能力を有しており、本実施例では、その油を利用してステータコイル６２を冷却するように構成されている。以下、上記構成について説明する。
【００４６】
図３に示すように、ケース４２の隔壁５０の内周端において、ロータ支持軸５８（ロータ５６）を回転可能に支持する軸受６４が嵌め着けられている円筒状の軸受支持部９８が形成されている。上記軸受支持部９８は、ステータ５４から軸方向に突き出した環状のステータコイル６２の内周側の位置であって、軸方向において第２電動機ＭＧ２のステータコイル６２と重複する位置まで延設されている。また、軸受支持部９８のテーパ状の外周面において、軸方向においてステータコイル６２と重複する位置には、軸受支持部９８の開口から排出されてその外周面を伝ってオイルパン８２に環流される油環流経路ＣＰを遮断して、油をステータコイル６２上へ滴下させるための切欠溝１００が形成されている。上記切欠溝１００は、軸受支持部９８の外周面において、内径側に窪む本発明の凹部に対応しており、その切欠溝１００が形成されると、軸受支持部９８の開口からそのテーパ状の外周面を伝って下方のオイルパン８２へ環流される油環流経路ＣＰが遮断されるため、切欠溝１００に到達した油がその自重によって鉛直下方に滴下されることとなる。そして、その油は鉛直下方に位置されるステータコイル６２に滴下されることで、その油によってステータコイル６２が冷却される。なお、上記軸受支持部９８が本発明の延設部に対応しており、軸受６４等を潤滑した後に軸受支持部９８の開口から排出される油をその外周面を伝ってオイルパン８２に導いている。
【００４７】
図４および図５は、軸受支持部９８をＡ−Ａ断面で切断した断面図である。切欠溝１００は、切削加工によって形成され、例えば図４に示すように、軸受支持部９８の鉛直下部において、その外周面に同心円上に形成されている。上記切欠溝１００の深さおよび幅寸法は、軸受支持部９８を伝う油環流経路ＣＰを遮断することができる値に設定され、予め実験などによって求められる。また、軸受支持部９８の開口から排出される油は、重力に従ってその外周面を伝って下方に移動することから、切欠溝１００は、軸受支持部９８の外周面のうち、軸心Ｃよりも鉛直下方側に位置する部分に形成される。しかしながら、加工上の都合により、上記切欠溝１００が、軸受支持部９８の上方を含んで円環状に形成されても構わない。
【００４８】
図５は、切欠溝１００の形状を示す他の一例である。図５に示すように、軸受支持部９８の下端と接する接線Ｌと平行な切欠溝１００が形成されている。上記のように切欠溝１００が形成された場合であっても軸受支持部９８の開口から軸受支持部９８の外周面を伝う油の経路が遮断されるため、油が重力によってステータコイル６２へ滴下されてステータコイル６２が冷却される。なお、ステータコイル６２を冷却した油はその自重によってステータコイル６２から滴下され、再びオイルパン８２に環流される。
【００４９】
上述のように、本実施例によれば、軸方向において第２電動機ＭＧ２のステータコイル６２の内径部と重複する位置まで延設されている軸受支持部９８の円筒状の外周面には、その外周面を伝う油環流経路ＣＰを遮断して、油をステータコイル６２へ滴下させるための切欠溝１００が形成されるため、軸受６４等を潤滑した油が、軸受支持部９８の外周面に形成される切欠溝１００からステータコイル６２に滴下するに従い、ステータコイル６２が効率よく冷却される。すなわち、軸受６４等を潤滑した後も冷却能力を有する油をステータコイル６２の冷却にさらに使用し、しかも、そのステータコイル６２へ到達される油量が軸受支持部９８の外周面に形成される切欠溝１００によって大幅に増加するため、ステータコイル６２を効率よく冷却することができる。したがって、第２電動機ＭＧ２のステータコイル６２を冷却する独立した油路をなくしても、ステータコイル６２を冷却することも可能となる。また、ステータコイル６２への油量が切欠溝１００によって増加するに従い、オイルポンプ８４の容量増加すなわちオイルポンプ８４の大型化も抑制することができる。
【００５０】
また、本実施例によれば、第２電動機ＭＧ２のロータ５６を回転可能に支持するための軸受６４が嵌め着けられているケース４２の軸受支持部９８を軸方向に延長するだけで本発明の円設部が形成されるため、既存の部品に対して小さな変更を加えることだけで容易に本構成を形成することができる。したがって、生産コスト増加が抑制される。
【００５１】
また、本実施例によれば、軸受支持部９８の外周面に同心円状に切欠溝１００が形成されるため、その切欠溝１００によって軸受支持部９８の外周面を伝ってオイルパン８２に戻る油環流経路ＣＰが遮断され、重力に従って油がステータコイル６２へ滴下される。したがって、ステータコイル６２へ到達する油量が増加してステータコイル６２の冷却効率が向上する。また、切欠溝１００を設けるだけですむため、簡易な加工で切欠溝１００を形成することができるに従い、生産コストが抑制される。
【００５２】
また、本実施例によれば、切欠溝１００は、軸受支持部９８の外周面のうち軸心Ｃより鉛直下方側に位置する部分に形成されるため、重力にしたがって軸受支持部９８の外周面を伝う油が、確実に切欠溝１００を通ってステータコイル６２へ滴下される。
【００５３】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００５４】
前述の実施例では、軸受支持部９８において、切欠溝１００を形成することによって軸受支持部９８の外周面を伝う油をステータコイル６２に滴下させているが、切欠溝１００のように内径方向に窪む形状だけでなく、軸受支持部９８の外周面から径方向に突き出す凸部１０２が形成されても同様の効果を得ることができる。
【００５５】
図６は、軸受支持部９８の外周面に凸部１０２を形成した一例である。凸部１０２を設ける場合であっても軸受支持部９８は、その軸受支持部９８が、ステータコイル６２の内周側に位置された状態で、軸方向において第２電動機ＭＧ２のステータコイル６２の内径部と重複する位置まで延設されている。そして、軸受支持部９８の外周面であって、軸方向においてステータコイル６２と重複する位置に、軸受支持部９８の開口から排出されてその外周面を伝ってオイルパン８２に環流される油環流経路ＣＰを遮断して、油をステータコイル６２へ滴下させるための凸部１０２が形成される。凸部１０２は、例えば軸受支持部９８の外周面に形成されている円環状の切欠溝１０４にリング部材として機能するスナップリング１０６を嵌め着けることによって、その外周面に同心円上に形成される。上記のように構成される場合であっても、軸受支持部９８の開口からその外周面を伝ってオイルパン８２に油が環流される経路が遮断され、矢印に示すように、スナップリング１０６の先端からステータコイル６２へ油が滴下されることとなる。これに従い、油がステータコイル６２に供給されて、ステータコイル６２が冷却される。
【００５６】
上述のように、本実施例によれば、軸受支持部９８に凸部１０２が形成されるため、軸受６４等を潤滑した油が、軸受支持部９８の外周面を伝って凸部１０２からステータコイル６２に滴下するに従い、ステータコイル６２が効率よく冷却される。すなわち、軸受６４等を潤滑した後も冷却能力を有する油をステータコイル６２の冷却にさらに使用し、しかも、そのステータコイル６２へ到達される油量が凸部１０２によって増加するため、ステータコイル６２を効率よく冷却することができる。
【００５７】
また、本実施例によれば、凸部１０２は、軸受支持部９８の外周面に同心円状に設けられるリング部材として機能するスナップリング１０６であるため、そのスナップリング１０６でケース４２を伝ってオイルパン８２に戻る油の経路が遮断され、重力によって油がステータコイル６２へ滴下される。したがって、ステータコイル６２へ到達する油量が増加してステータコイル６２の冷却効率が向上する。また、スナップリング１０６によって容易に軸受支持部９８に凸部１０２が構成されるので、実用的な車両用動力伝達装置１０となる。
【００５８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００５９】
例えば、前述の実施例では、動力伝達装置１０はハイブリッド形式の動力伝達装置であったが、必ずしもハイブリッド車両に限定されず、電動機のみよって駆動される電気自動車など、電動機を備えた車両であれば、他の態様においても適用することができる。
【００６０】
また、前述の実施例では、第２電動機ＭＧ２において本発明が適用されているが、第１電動機ＭＧ１においても同様の構造を設けて第１電動機ＭＧ１を冷却することができる。
【００６１】
また、前述の実施例では、切削加工によって切欠溝１００が形成されるが、軸受支持部９８の外周面に内周側に窪む凹部が形成されれば本発明は成立するため、切削加工に限定されず、軸受支持部９８を成形する鋳造時において凹部が形成されるものであっても構わない。
【００６２】
また、前述の実施例では、凸部１０２は、スナップリング１０６を切欠溝１０４に嵌め着けることによって形成されていたが、必ずしもスナップリング１０６に限定されず、軸受支持部９８の外周面にリング部材を溶接等によって接合することで形成されるものであっても構わない。また、リング部材は、軸受支持部９８の外周面において、鉛直下方側の一部に形成されるものであっても構わない。
【００６３】
また、前述の実施例では、軸受６４を潤滑した油をステータコイル６２の冷却に利用するものであったが、ステータコイル６２の冷却に利用する油は軸受６４に限定されず、遊星歯車装置やブッシュ等の他の機械用を潤滑したあとの油を利用するものであっても構わない。
【００６４】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１０：ハイブリッド車両用動力伝達装置（車両用動力伝達装置）
４２：ケース
５６：ロータ
６２：ステータコイル
６４：軸受（潤滑を必要とする機械要素）
８２：オイルパン（オイル溜まり）
９８：軸受支持部（延設部）
１００：切欠溝（凹部）
１０２：凸部
１０４：切欠溝
１０６：スナップリング（リング部材）
ＣＰ：油環流経路
ＭＧ２：第２電動機（電動機）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の端部が軸方向に突き出すステータコイルを有する電動機と、潤滑を必要とする機械要素と、該機械要素へ油を供給するための油路とを、ケース内に備え、該機械要素を潤滑した油を該ケースの内壁面を伝ってオイル溜まりに環流させる車両用動力伝達装置であって、
軸方向において前記電動機のステータコイルの端部の内径部と重複する位置まで前記ケースの内壁面から延設され、前記機械要素を潤滑した後の油を導く延設部が形成され、
該延設部の外周面であって、軸方向においてそのステータコイルと重複する位置には、該外周面を伝う油環流経路を遮断して、油を前記ステータコイルへ滴下させるための凹部または凸部が形成されていることを特徴とする車両用動力伝達装置。
【請求項２】
前記延設部は、前記電動機のロータを回転可能に支持するための軸受が嵌め着けられている前記ケースの軸受支持部を軸方向に延長したものであることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置。
【請求項３】
前記凹部は、前記延設部の外周面に同心円状に形成される切欠溝であることを特徴とする請求項１または２の車両用動力伝達装置。
【請求項４】
前記凸部は、前記延設部の外周面に同心円状に設けられるリング部材であることを特徴とする請求項１または２の車両用動力伝達装置。
【請求項５】
前記リング部材は前記延設部の外周面に同心円状に形成される切欠溝に嵌め着けられたスナップリングであることを特徴とする請求項４の車両用動力伝達装置。
【請求項６】
前記凹部および凸部は、前記延設部の外周面のうち軸心より鉛直下方側に位置する部分に形成されることを特徴とする請求項１、３または４のいずれか１つの車両用動力伝達装置。
【請求項１】
環状の端部が軸方向に突き出すステータコイルを有する電動機と、潤滑を必要とする機械要素と、該機械要素へ油を供給するための油路とを、ケース内に備え、該機械要素を潤滑した油を該ケースの内壁面を伝ってオイル溜まりに環流させる車両用動力伝達装置であって、
軸方向において前記電動機のステータコイルの端部の内径部と重複する位置まで前記ケースの内壁面から延設され、前記機械要素を潤滑した後の油を導く延設部が形成され、
該延設部の外周面であって、軸方向においてそのステータコイルと重複する位置には、該外周面を伝う油環流経路を遮断して、油を前記ステータコイルへ滴下させるための凹部または凸部が形成されていることを特徴とする車両用動力伝達装置。
【請求項２】
前記延設部は、前記電動機のロータを回転可能に支持するための軸受が嵌め着けられている前記ケースの軸受支持部を軸方向に延長したものであることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置。
【請求項３】
前記凹部は、前記延設部の外周面に同心円状に形成される切欠溝であることを特徴とする請求項１または２の車両用動力伝達装置。
【請求項４】
前記凸部は、前記延設部の外周面に同心円状に設けられるリング部材であることを特徴とする請求項１または２の車両用動力伝達装置。
【請求項５】
前記リング部材は前記延設部の外周面に同心円状に形成される切欠溝に嵌め着けられたスナップリングであることを特徴とする請求項４の車両用動力伝達装置。
【請求項６】
前記凹部および凸部は、前記延設部の外周面のうち軸心より鉛直下方側に位置する部分に形成されることを特徴とする請求項１、３または４のいずれか１つの車両用動力伝達装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１２５０９６（Ｐ２０１１−１２５０９６Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７８９９６（Ｐ２００９−２７８９９６）
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]