JP2006174562A - 車両駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気自動車またはハイブリッド電気自動車に用いられる電動機の回転部を効率よく冷却することができる小型の車両駆動装置を提供する。
【解決手段】 車両駆動装置は、電動機１０１と、電動機１０１の外部に設置され、電動機の潤滑油を冷却水によって冷却する潤滑油冷却手段１０２と、冷却水を冷却する冷却水冷却手段１０３と電動機１０１および潤滑油冷却手段１０２との間で冷却水配管１０６,１０６ａ,１０６ｂ，１０７，１０７ａ，１０７ｂを介して冷却水を循環させる冷却水循環手段と、潤滑油冷却手段１０２と電動機１０１との間で潤滑油配管１０８,１０９を介して潤滑油を循環させる潤滑油循環手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車両駆動装置に関するものであり、特に車両を駆動する電動機の回転部の冷却技術に関するものである。

電動機によって駆動される電気自動車および内燃機関と電動機とを組み合わせて駆動されるハイブリッド電気自動車は、排気ガスによる大気汚染を防ぐ公害防止の面から注目されている。

これらの車両を駆動するための車両駆動装置においては、内燃機関を冷却する冷却水系統と電動機の回転部を潤滑する潤滑油系統とは、それぞれ独立した系統で構成されており、冷却水系統および潤滑油系統は、それぞれ外気との熱交換で冷却されている（例えば、特許文献１）。

また、これとは別に、冷却水系統と潤滑油系統とを電動機内で一体化し、潤滑油を冷却水によって冷却している車両駆動装置もある（例えば、特許文献２）。

特開２００４−１００９５６号公報（第６頁〜第８頁、図２） 特開平９−４６９７４号公報（第３頁〜第４頁、図１）

近年、ハイブリッド電気自動車においては、適用範囲が乗用車からバス、トラックなどの大型車両に進みつつある。これに伴い、車両を駆動する電動機の出力も大型化が求められている。電動機の出力を大型化する場合、効率の観点からその発熱量も増大するので、電動機、特にその軸受、ギアなどの回転部を適切に冷却する必要がある。

また、車両の走行距離を延長するためには、車重を軽くし消費電力を低減することが不可欠である。そのため、効率のよい冷却を可能とする小型の車両駆動装置が必要となる。

しかしながら、潤滑油のみで電動機を冷却する場合には、水を用いた場合と比べて熱交換効率が悪く、電動機を十分に冷却できない。また、熱交換効率を高くするためには、熱交換の面積を増やすなどの措置が必要となり、電動機を含んだ車両駆動装置が大型になるという問題がある。さらに、潤滑油を外気との熱交換で冷却する場合には、水との熱交換で冷却する場合に比べて熱交換効率が悪いので、高速回転時、高負荷時などの発熱量が増大したときに、潤滑油を十分に冷却できない。

一方、電動機内において潤滑油を冷却水によって冷却する場合には、電動機のケースからの熱伝導および電動機内の空気の対流による熱伝達などの影響を受け、潤滑油を十分に冷却することができない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電気自動車またはハイブリッド電気自動車に用いられる電動機の回転部を効率よく冷却することができる小型の車両駆動装置を提供する。

この発明に係る車両駆動装置は、冷却水によって電動機を冷却するとともに、この冷却水を用いて電動機の外部で電動機の潤滑油も冷却するものである。

また、この発明に係る車両駆動装置は、冷却水によって電動機および内燃機関を冷却するとともに、この冷却水を用いて電動機の外部で電動機の潤滑油も冷却するものである。

この発明によれば、電動機の回転部を効率よく冷却することができる小型の車両駆動装置を提供できる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電気自動車の車両駆動装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、車両を駆動する電動機１０１と潤滑油冷却手段であるオイルクーラ１０２とは、冷却水配管１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂを介して、並列に接続されている。電動機１０１およびオイルクーラ１０２は、冷却水配管１０６，１０７を介して、冷却水冷却手段であるラジエータ１０３と接続されている。冷却水配管１０６の途中、ラジエータ１０３の下流であって、かつ電動機１０１およびオイルクーラ１０２の上流であるところに、電動機１０１およびオイルクーラ１０２とラジエータ１０２との間で冷却水を循環させる冷却水循環ポンプ１０４が配置されている。冷却水配管１０６ａの途中、オイルクーラ１０２の上流には、冷却水流量調製バルブ１１０ａが設置されており、冷却水配管１０６ｂの途中、電動機１０１の上流には、冷却水流量調製バルブ１１０ｂが設置されている。冷却水配管１０６，１０６ａ，１０６ｂ，１０７，１０７ａ，１０７ｂ、冷却水循環ポンプ１０４および冷却水流量調整バルブ１１０ａ,１１０ｂは、冷却水循環手段を構成している。

また、電動機１０１とオイルクーラ１０２とは、潤滑油配管１０８，１０９を介しても接続されている。潤滑油配管１０８の途中、オイルクーラ１０２の下流であって、電動機１０１の上流には、電動機１０１とオイルクーラ１０２との間で潤滑油を循環させる潤滑油循環ポンプ１０５が配置されている。潤滑油配管１０８，１０９および潤滑油循環ポンプ１０５は、潤滑油循環手段を構成している。

このように構成された車両駆動装置の冷却水および潤滑油の流れについて説明する。図中矢印は、冷却水または潤滑油の流れる方向を示している。

ラジエータ１０３で冷却された冷却水は、冷却水循環ポンプ１０４によって冷却水配管１０６に供給され、分岐点１２１で二方に分流される。分流された一方の冷却水は、冷却水配管１０６ａを通って、オイルクーラ１０２に供給され、他方の冷却水は、冷却水配管１０６ｂを通って、電動機１０１に供給される。

電動機１０１に供給された冷却水は、電動機１０１の内部を通って加熱され、冷却水配管１０７ｂ，１０７を通って、ラジエータ１０３に回収される。また、オイルクーラ１０２に供給された冷却水は、潤滑油との熱交換によって加熱され、冷却水配管１０７ａを通った後、合流点１２２において電動機１０１で加熱された冷却水と合流し、冷却水配管１０７を通って、ラジエータ１０３に回収される。ラジエータ１０３に回収された冷却水は、外気との熱交換によって、冷却される。

電動機１０１に供給される冷却水の流量とオイルクーラ１０２に供給される冷却水の流量とは、冷却水流量調製バルブ１１０ａ,１１０ｂによって調整される。

オイルクーラ１０２で冷却された潤滑油は、潤滑油循環ポンプ１０５によって潤滑油配管１０８を通って、電動機１０１に供給され、電動機１０１の内部で加熱される。加熱された潤滑油は、潤滑油配管１０９を通って、オイルクーラ１０２に回収され、再び冷却水によって冷却される。オイルクーラ１０２は、フィン・チューブ式の熱交換器など潤滑油と冷却水とが熱交換できるものであればよく、特に構造は問わない。

図２（ａ）は、この発明の実施の形態１による電動機１０１の上面図であり、図２（ｂ）は、電動機１０１のＡ−Ａ断面図である。ロータ軸１４は、反負荷側軸受１５および負荷側軸受１６を介して、ケース１１に回転自由に設置されている。ロータ軸１４にロータ１３が固定されており、ロータ１３の外周であって、ステータ収容室２５ｄの内壁にステータ１２が固定されている。ロータ軸１４の片端は、第一ギア１７ａおよび第二ギア１７ｂを介して、出力軸１８と接続されている。出力軸１８は、出力軸軸受１９を介して、ケース１１に回転自由に設置されている。また、出力軸１８は、図示していない駆動輪システムに接続されている。

ケース１１の内部、ステータ１２の外周には、螺旋状に冷却水経路２４が設けられており、冷却水経路２４の一方の端は冷却水配管１０６ｂと、冷却水経路２４のもう一方の端は冷却水配管１０７ｂと接続されている。

ラジエータ１０３で冷却された冷却水は、冷却水配管１０６ｂを通って冷却水経路２４に供給され、冷却水配管１０７ｂから回収される。冷却水は、冷却水経路２４を流れる間に、ケース１１を介した熱伝導によってステータ１２を冷却するとともに、ロータ軸１４およびケース１１などを介した熱伝導によってロータ１３も冷却する。

また、ケース１１の内部には、反負荷側軸受１５、負荷側軸受１６および出力軸軸受１９のそれぞれに潤滑油を供給するための潤滑油供給経路２１ａ，２１ｂ，２１ｃが設けられている。潤滑油供給経路２１ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれの片端は、それぞれ潤滑油配管１０８と接続されている。潤滑油供給経路２１ａのもう一方の端は出力軸軸受１９を収容した出力軸軸受収容室２５ａに、潤滑油供給経路２１ｂのもう一方の端は負荷側軸受１６を収容した負荷側軸受収容室２５ｃに、潤滑油供給経路２１ｃのもう一方の端は反負荷側軸受１５を収容した反負荷側軸受収容室２５ｅに接続されている。

さらに、ケース１１の内部には、第一ギア１７ａおよび第二ギア１７ｂを収容したギア列収容室２５ｂ、ステータ１２を収容したステータ収容室２５ｄおよび反負荷側軸受１５を収容した反負荷側軸受収容室２５ｅのそれぞれから潤滑油を回収するための潤滑油回収経路２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。潤滑油回収経路２２ａ，２２ｂ，２２ｃの片端は、それぞれオイルパン２３に接続されている。オイルパン２３は、潤滑油配管１０９に接続されている。

オイルクーラ１０２で冷却された潤滑油は、潤滑油配管１０８から、実線の矢印で示すように潤滑油供給経路２１ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれに分流される。潤滑油供給経路２１ａに分流された潤滑油は、出力軸軸受１９および出力軸１８に供給され、これらを潤滑するとともに冷却する。また、潤滑油供給経路２１ｂに分流された潤滑油は、負荷側軸受１６、ロータ軸１４、第一ギア１７ａ、第二ギア１７ｂに供給され、これらを潤滑するとともに冷却する。さらに、潤滑油供給経路２１ｃに分流された潤滑油は、反負荷側軸受１５およびロータ軸１４に供給され、これらを潤滑するとともに冷却する。潤滑油供給経路２１ｂ，２１ｃに分流された潤滑油は、ロータ軸１４を介してロータ１３も冷却する。

このように構成された車両駆動装置では、電動機１０１のロータ軸１４、反負荷軸受１５、負荷側軸受１６、出力軸軸受１９、出力軸１８および第一ギア１７ａ、第二ギア１７ｂなどの回転部を潤滑する潤滑油を電動機１０１の外部に設置したオイルクーラ１０２で冷却するので、電動機１０１内の熱伝導の影響を受けることなく潤滑油を冷却することができ、電動機１０１の回転部を効率よく冷却することができる。

また、オイルクーラ１０２では、水を用いて潤滑油を冷却しているので、空気を用いて潤滑油を冷却する場合に比べて熱交換効率がよく、潤滑油を十分冷却することができ、電動機１０１の回転部を効率よく冷却することができる。

さらに、潤滑油に比べて熱交換効率の高い水によって電動機１０１を冷却しており、熱交換面積を小さくすることができるので、電動機を小型化することができる。また、オイルクーラ１０２では、空気に比べて熱交換効率の高い水によって潤滑油を冷却しており、熱交換面積を小さくすることができるので、オイルクーラ１０２を小型化することができる。このため、車両駆動装置全体を小型化することが可能となる。

また、電動機１０１およびオイルクーラ１０２とラジエータ１０３との間で冷却水を循環させる冷却水循環手段は、一系統で構成されているので、電動機１０１とラジエータ１０３との間の冷却水循環手段およびオイルクーラ１０２とラジエータ１０３との間の冷却水循環手段をそれぞれ別系統で構成する場合よりも冷却水循環ポンプおよび冷却水配管の数量を削減することができ、製造コストを低減することができる。

この実施の形態１では、冷却水循環手段は、冷却水配管１０６，１０６ａ，１０６ｂ，１０７，１０７ａ，１０７ｂ、冷却水循環ポンプ１０４および冷却水流量調製バルブ１１０ａ，１１０ｂから構成されるが、電動機１０１およびオイルクーラ１０２とラジエータ１０３との間で冷却水を循環することができればよく、必ずしもこれら全てが必要なわけではない。

また、この実施の形態１では、冷却水循環ポンプ１０４は、冷却水配管１０６の途中、ラジエータ１０３の下流であって、かつ電動機１０１およびオイルクーラ１０２の上流であるところに配置されているが、ラジエータ１０２と電動機１０１およびオイルクーラ１０２との間で冷却水を循環することができれば、冷却水配管１０６，１０６ａ，１０６ｂ，１０７，１０７ａ，１０７ｂの途中のどこに配置してもよい。

さらに、図１には示していないが、冷却水流量調製バルブ１１０ａ，１１０ｂを制御する制御部を設けて、電動機１０１から出てきた潤滑油の温度およびステータ１２などの電動機１０１の温度に基づいて電動機１０１およびオイルクーラ１０２のそれぞれに供給される冷却水の流量を制御してもよい。これらの温度に基づいて電動機１０１およびオイルクーラ１０２それぞれに供給される冷却水の流量を制御することによって、電動機１０１の高速回転時においても潤滑油を適正に冷却することができ、電動機の回転部を効率よく冷却することができる。

この実施の形態１では、潤滑油循環手段は、潤滑油配管１０８，１０９および潤滑油循環ポンプ１０５から構成されるが、電動機１０１とオイルクーラ１０２との間で潤滑油を循環することができればよく、必ずしもこれら全てが必要なわけではない。

また、この実施の形態１では、潤滑油循環ポンプ１０５は、潤滑油配管１０８の途中に配置されているが、電動機１０１とオイルクーラ１０２との間で潤滑油を循環することができれば、潤滑油配管１０８または潤滑油配管１０９の途中のどこに配置してもよい。

この実施の形態１では、冷却水配管を介して、電動機１０１とオイルクーラ１０２とを並列に接続する場合について示した。図３は、この発明の実施の形態１による冷却水配管を介して、電動機１０１とオイルクーラ１０２とを直列に接続する場合の車両駆動装置の構成を示すブロック図である。

図３に示す車両駆動装置の構成は、電動機１０１およびオイルクーラ１０２とラジエータ１０３との間で冷却水を冷却水循環ポンプ１０４によって循環させる点においては、図１に示す車両駆動装置の構成と同様である。しかしながら、図１に示す車両駆動装置では、オイルクーラ１０２と電動機１０１とが、冷却水配管１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂを介して並列に接続されているのに対して、図３に示す車両駆動装置では、オイルクーラ１０２と電動機１０１とが、冷却水配管１０６ｂを介して直列に接続されている点で異なっている。

図３に示すように、ラジエータ１０３で冷却された冷却水は、冷却水循環ポンプ１０４によって冷却水配管１０６を通って、オイルクーラ１０２に供給される。オイルクーラ１０２で加熱された冷却水は、冷却水配管１０６ｂを通って電動機１０１に供給される。電動機１０１で加熱された冷却水は、冷却水配管１０７を通ってラジエータ１０３に回収され、再び外気との熱交換によって冷却される。

このように、オイルクーラ１０２と電動機１０１とを冷却水配管１０６ｂを介して直列に接続することによって、冷却水配管の継手の数量を削減することができ、製造コストを低減することができる。

また、電動機１０１とオイルクーラ１０２とを冷却水配管１０６ｂを介して直列に接続する場合には、図３に示すように、オイルクーラ１０２をラジエータ１０３の下流であって、電動機１０１の上流に配置した方がよい。オイルクーラ１０２をラジエータ１０３の下流であって、電動機１０１の上流に配置した場合、電動機１０１の下流に配置した場合よりも低温の冷却水をオイルクーラ１０２に供給することができるので、潤滑油を十分に冷却することができ、電動機１０１の回転部を効率よく冷却することができる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２によるハイブリッド電気自動車の車両駆動装置の構成を示すブロック図である。図中、実施の形態１と同一の構成には、同一の符号を付している。

図１に示す実施の形態１による車両駆動装置の構成では、冷却水配管１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂを介して、電動機１０１とオイルクーラ１０２とが並列に接続されており、オイルクーラ１０２および電動機１０１とラジエータ１０３との間で冷却水を循環させている。図４に示すこの実施の形態２による車両駆動装置の構成は、電動機１０１およびオイルクーラ１０２に加えて、冷却水配管１０６ｃ，１０７ｃを介して内燃機関であるエンジン１１１も電動機１０１およびオイルクーラ１０２と並列に接続し、オイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１とラジエータ１０３との間で冷却水を循環させている点において、図１に示す車両駆動装置の構成と異なっている。その他の構成は、図１に示す車両駆動装置および図２に示す電動機１０１の構成と同様である。図４に示す車両駆動装置の構成をさらに詳しく説明する。

オイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１は、分岐点１２１と合流点１２２との間において冷却水配管１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃを介して、並列に接続されている。また、オイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１は、分岐点１２１に接続されている冷却水配管１０６を介して、さらに合流点１２２に接続されている冷却水配管１０７を介して、それぞれラジエータ１０３と接続されている。冷却水配管１０６の途中、ラジエータ１０３の下流であって、かつオイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１の上流であるところに、オイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１とラジエータ１０３との間で冷却水を循環させる冷却水循環ポンプ１０４が配置されている。冷却水配管１０６ａの途中には、冷却水流量調製バルブ１１０ａが設置されており、冷却水配管１０６ｂの途中には、冷却水流量調製バルブ１１０ｂが設置されており、冷却水配管１０６ｃの途中には、冷却水流量調製バルブ１１０ｃが設置されている。

このように構成された車両駆動装置の冷却水および潤滑油の流れについて説明する。図中矢印は、冷却水または潤滑油の流れる方向を示している。

ラジエータ１０３で冷却された冷却水は、冷却水循環ポンプ１０４によって冷却水配管１０６に供給され、分岐点１２１で三方に分流される。分流された一方の冷却水は、冷却水配管１０６ａを通って、オイルクーラ１０２に供給され、もう一方の冷却水は、冷却水配管１０６ｂを通って、電動機１０１に供給され、残りの冷却水は、冷却水配管１０６ｃを通って、エンジン１１１に供給される。エンジン１１１に供給された冷却水は、エンジン１１１が発する熱で加熱され、冷却水配管１０７ｃを通った後、合流点１２２において電動機１０１およびオイルクーラ１０２のそれぞれで加熱された冷却水と合流し、冷却水配管１０７を通ってラジエータ１０３に回収される。ラジエータ１０３に回収された冷却水は、外気との熱交換によって、冷却される。

電動機１０１、オイルクーラ１０２およびエンジン１１１のそれぞれに供給される冷却水の流量は、冷却水流量調製バルブ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃによって調整される。

このように構成された車両駆動装置では、電動機１０１のロータ軸１４、反負荷側軸受１５、負荷側軸受１６、出力側軸受１９、出力軸１８および第一ギア１７ａ、第二ギア１７ｂなどの回転部を潤滑する潤滑油を電動機１０１の外部に設置したオイルクーラ１０２で冷却するので、電動機１０１内の熱伝導の影響を受けることなく潤滑油を冷却することができ、電動機１０１の回転部を効率よく冷却することができる。

また、オイルクーラ１０２では、水を用いて潤滑油を冷却しているので、空気を用いて潤滑油を冷却する場合に比べて熱交換効率がよく、潤滑油を十分冷却することができ、電動機１０１の回転部を効率よく冷却することができる。

さらに、潤滑油に比べて熱交換効率の高い水によって電動機１０１を冷却しており、熱交換面積を小さくすることができるので、電動機を小型化することができる。また、オイルクーラ１０２では、空気に比べて熱交換効率の高い水によって潤滑油を冷却しており、熱交換面積を小さくすることができるので、オイルクーラ１０２を小型化することができる。このため、車両駆動装置全体を小型化することが可能となる。

また、オイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１とラジエータ１０３との間で冷却水を循環させる冷却水循環手段は、一系統で構成されているので、オイルクーラ１０２とラジエータ１０３との間の冷却水循環手段、電動機１０１とラジエータ１０３との間の冷却水循環手段およびエンジン１１１とラジエータ１０３との間の冷却水循環手段をそれぞれ別系統で構成する場合よりも冷却水循環ポンプおよび冷却水配管の数量を削減することができ、製造コストを低減することができる。

この実施の形態２では、冷却水循環手段は、冷却水配管１０６，１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０７，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ、冷却水循環ポンプ１０４および冷却水流量調製バルブ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃから構成されるが、オイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１とラジエータ１０３との間で冷却水を循環することができればよく、必ずしもこれら全てが必要なわけではない。

また、この実施の形態２では、冷却水循環ポンプ１０４は、冷却水配管１０６の途中、ラジエータ１０３の下流であって、かつオイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１との上流であるところに配置されているが、ラジエータ１０３とオイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１との間で冷却水を循環することができれば、冷却水配管１０６，１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０７，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃの途中のどこに配置してもよい。

さらに、図４には示していないが、冷却水流量調製バルブ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃを制御する制御部を設けて、電動機１０１およびエンジン１１１の回転数に基づいてオイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１それぞれに供給される冷却水の流量を制御してもよい。制御部が電動機１０１およびエンジン１１１の回転数に基づいてオイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１それぞれに供給される冷却水の流量を制御することによって、電動機１０１の高速回転時においても潤滑油を適正に冷却することができ、電動機の回転部を効率よく冷却することができる。

また、電動機１０１およびエンジン１１１の回転数ではなく、電動機１０１から出てきた潤滑油の温度、ステータ１２などの電動機１０１の温度およびエンジン１１１の温度に基づいて電動機１０１、オイルクーラ１０２およびエンジン１１１それぞれに供給される冷却水の流量を制御してもよい。これらの温度に基づいて電動機１０１、オイルクーラ１０２およびエンジン１１１それぞれに供給される冷却水の流量を制御する場合も、電動機１０１の高速回転時において潤滑油を適正に冷却することができ、電動機の回転部を効率よく冷却することができる。

図４に示すこの実施の形態２では、冷却水配管を介して、オイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１を並列に接続する場合について示した。図５は、この発明の実施の形態２による冷却水配管を介して、オイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１を直列に接続する場合の車両駆動装置の構成を示すブロック図である。

図５に示す車両駆動装置の構成は、オイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１とラジエータ１０３との間で冷却水を冷却水循環ポンプ１０４によって循環させる点においては、図４に示す車両駆動装置の構成と同様である。しかしながら、図４に示す車両駆動装置では、オイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１が、冷却水配管１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃを介して並列に接続されているのに対して、図５に示す車両駆動装置では、オイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１が、冷却水配管１０６ｂ，１０６ｃを介して直列に接続されている点で異なっている。

図５に示すように、ラジエータ１０３で冷却された冷却水は、冷却水循環ポンプ１０４によって冷却水配管１０６を通って、オイルクーラ１０２に供給される。オイルクーラ１０２で加熱された冷却水は、冷却水配管１０６ｂを通って電動機１０１に供給された後、冷却水配管１０６ｃを通ってエンジン１１１に供給される。オイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１で加熱された冷却水は、冷却水配管１０７を通ってラジエータ１０３に回収され、再び外気との熱交換によって冷却される。

このように、冷却水配管１０６ｂ，１０６ｃを介してオイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１を直列に接続することによって、冷却水配管の継手を減らすことができ、製造コストを安くすることができる。

また、図５に示すように、冷却水配管１０６ｂ，１０６ｃを介して、オイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１を直列に接続する場合には、オイルクーラ１０２をラジエータ１０３の下流であって、電動機１０１およびエンジン１１１の上流に配置した方がよい。オイルクーラ１０２をラジエータ１０３の下流であって、電動機１０１およびエンジン１１１の上流に配置した場合、電動機１０１またはエンジン１１１の下流に配置した場合によりも低温の冷却水をオイルクーラ１０２に供給することができるので、潤滑油を十分に冷却することができ、電動機１０１の回転部を効率よく冷却することができる。

さらに、図５に示すように、冷却水配管を介して、オイルクーラ１０２、電動機１０１およびエンジン１１１を直列に接続する場合には、電動機１０１をラジエータ１０３の下流であって、エンジン１１１の上流に配置した方がよい。電動機１０１をラジエータ１０３の下流であって、エンジン１１１の上流に配置した場合、エンジン１１１の下流に配置した場合によりも低温の冷却水を電動機１０１に供給することができるので、電動機１０１を効率よく冷却することができる。

実施の形態３．
図６（ａ）は、この発明の実施の形態３による電動機１０１の上面図であり、図６（ｂ）は、電動機１０１のＢ−Ｂ断面図である。また、図７に、ロータ軸１４のＣ−Ｃ断面図を示す。図６および図７に示すこの発明の実施の形態３による電動機１０１は、図２に示した電動機に代わって、実施の形態１に示した電気自動車の車両駆動装置または実施の形態２に示したハイブリッド電気自動車の車両駆動装置に用いられる。図中、実施の形態１および実施の形態２と同一の構成には、同一の符号を付している。

図６および図７に示す電動機１０１は、ロータ軸１４の中心に円形の中空部３１が設けられている点およびこの中空部に潤滑油を供給する潤滑油供給経路２１ｄが設けられている点が図２に示す電動機１０１と異なっている。その他の構成は、図２に示す電動機１０１と同様である。図６および図７に示す電動機１０１の構成をさらに詳しく説明する。

図６および図７に示すように、円形の中空部３１は、ロータ軸１４の中心を貫通しており、潤滑油が流れる潤滑油経路となっている。このロータ軸１４の中空部３１に潤滑油を供給するための潤滑油供給経路２１ｄがケース１１の内部に設けられており、潤滑油供給経路２１ｄの一方の端は潤滑油配管１０８と接続されている。潤滑油供給経路２１ｄのもう一方の端は、ロータ軸１４の中空部３１に挿入されているが、ロータ軸１４に潤滑油を供給する潤滑油経路２１ｄの外径は中空部３１の直径に比べて小さく、潤滑油経路２１ｄは、ロータ軸１４が回転している場合にも潤滑油経路２１ｄとロータ軸１４とが接触しないように構成されている。

オイルクーラ１０２で冷却された潤滑油は、潤滑油配管１０８から、実線の矢印で示すように潤滑油供給経路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄのそれぞれに分流される。潤滑油供給経路２１ｄに分流された潤滑油は、潤滑油経路であるロータ軸１４の中空部３１を通って第一ギア１７ａ、第二ギア１７ｂおよび出力軸１８に供給されるので、これらを潤滑するとともにロータ軸１４、第一ギア１７ａ、第二ギア１７ｂおよび出力軸１８を冷却する。

このような構成によれば、ロータ軸１４の中空部３１に潤滑油を供給するので、ロータ軸１４を介して、反負荷側軸受１５、負荷側軸受１６および第一ギア１７ａなどの回転部を効率よく冷却することができる。また、ロータ軸１４を介して、ロータ１３から発せられる熱を吸収し、回転部の温度上昇を抑制することができる。

この実施の形態３では、中空部３１の軸方向と直角な断面の形状を円形としたが、ロータ軸１４の内壁に凹凸を設けてもよい。ロータ軸１４の内壁に凹凸を設けることによって、ロータ軸１４と潤滑油との接触面積が増加するので、ロータ軸１４から潤滑油への熱伝達が促進され、電動機１０１の回転部を効率よく冷却することができる。

実施の形態４．
図８（ａ）は、この発明の実施の形態４による電動機１０１の断面図であり、図８（ｂ）は、電動機１０１のＤ−Ｄ断面図である。また、図９は、ロータ軸１４のＥ−Ｅ断面図である。図８および図９に示すこの発明の実施の形態４による電動機１０１は、図２に示した電動機に代わって、実施の形態１に示した電気自動車の車両駆動装置または実施の形態２に示したハイブリッド電気自動車の車両駆動装置に用いられる。図中、実施の形態１から実施の形態３と同一の構成には、同一の符号を付している。

図８に示す電動機１０１は、ロータ軸１４の中空部３１からギア列収容室２５ｂ、負荷側軸受収容室２５ｃおよび反負荷側軸受収容室２５ｅのそれぞれに向けて潤滑油吐出孔３２ａ，３２ｂ，３２ｃが設けられている点が図６および図７に示す電動機１０１と異なっている。その他の構成は、図６および図７に示す電動機１０１と同様である。図８および図９に示す電動機１０１の構成をさらに詳しく説明する。

図８および図９に示すように、ロータ軸１４の中空部３１から負荷側軸受収容室２５ｃに向けて放射状に潤滑油吐出孔３２ｂがロータ軸１４の周方向に４箇所設けられている。同様に、ロータ軸１４の中空部３１からギア列収容室２５ｂに向けて放射状に潤滑油吐出孔３２ａが、ロータ軸１４の中空部３１から反負荷側軸受収容室２５ｅに向けて放射状に潤滑油吐出孔３２ｃがロータ軸１４の周方向にそれぞれ４箇所設けられている。

また、図８および図９に示すようにこの実施の形態４に示す電動機１０１では、潤滑油吐出孔３２ｂ，３２ｃから負荷側軸受１６および反負荷側軸受１５に潤滑油を供給するので、図６に示した負荷側軸受１６に潤滑油を供給する潤滑油供給経路２１ｂおよび反負荷側軸受１５に潤滑油を供給する潤滑油供給経路２１ｃは設けられていない。

オイルクーラ１０２で冷却された潤滑油は、潤滑油配管１０８から、実線の矢印で示すように潤滑油供給経路２１ａ，２１ｄに分流される。潤滑油供給経路２１ｄに分流された潤滑油は、潤滑油経路であるロータ軸１４の中空部３１を通って、第一ギア１７ａ、第二ギア１７ｂおよび出力軸１８に供給され、これらを潤滑するとともに冷却する。また、ロータ軸１４の中空部３１を流れる潤滑油は、ロータ軸１４の回転によって潤滑油経路である潤滑油吐出孔３２ａ，３２ｂ，３２ｃからギア列収容室２５ｂ、負荷側軸受収容室２５ｃ、反負荷側軸受収容室２５ｅそれぞれにも供給される。ギア列収容室２５ｂ、負荷側軸受収容室２５ｃ、反負荷側軸受収容室２５ｅに供給された潤滑油は、第一ギア１７ａ、負荷側軸受１６、反負荷側軸受１５のそれぞれに供給され、これらを潤滑するとともに冷却する。

このような構成によれば、電動機１０１の回転部を効率よく冷却することができる。また、ロータ軸１４の内部に潤滑油経路である中空部３１および潤滑油吐出孔３２ａ，３２ｂ，３２ｃを設けたので、潤滑油供給経路２１ｂ，２１ｃを設置する必要がなく、製造コストを安くすることができる。

この実施の形態４では、潤滑油吐出孔３２ａ，３２ｂ，３２ｃをそれぞれロータ軸１４の周方向に４つずつ設けたが、中空部３１からギア列収容室２５ｂ、負荷側軸受収容室２５ｃ、反負荷側軸受収容室２５ｅのそれぞれに潤滑油を供給できればよく、周方向に設置する潤滑油吐出孔３２ａ，３２ｂ，３２ｃの数はいくつでもよい。

この発明の実施の形態１による電気自動車の車両駆動装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１による電動機の上面図および断面図である。 この発明の実施の形態１による電気自動車の車両駆動装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２によるハイブリッド電気自動車の車両駆動装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２によるハイブリッド電気自動車の車両駆動装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３による電動機の上面図および断面図である。 この発明の実施の形態３によるロータ軸の断面図である。 この発明の実施の形態４による電動機の上面図および断面図である。 この発明の実施の形態４によるロータ軸の断面図である。

符号の説明

１１ ケース、 １２ ステータ、 １３ ロータ、 １４ ロータ軸、 １５ 反負荷側軸受、 １６ 負荷側軸受、 １７ａ 第一ギア、 １７ｂ 第二ギア、 １８ 出力軸、 １９ 出力軸軸受、 ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 潤滑油供給経路、 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 潤滑油回収経路、 ２３ オイルパン、 ２４ 冷却水経路、 ２５ａ 出力軸軸受収容室、 ２５ｂ ギア列収容室、 ２５ｃ 負荷側軸受収容室、２５ｄ ステータ収容室、 ２５ｅ 反負荷側軸受収容室、 ３１ 中空部、 ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ 潤滑油吐出孔、 １０１ 電動機、 １０２ オイルクーラ、 １０３ ラジエータ、 １０４ 冷却水循環ポンプ、 １０５ 潤滑油循環ポンプ、 １０６，１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０７，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ 冷却水配管、 １０８，１０９ 潤滑油配管、 １１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ 冷却水流量調整バルブ、 １１１ エンジン、 １２１ 分岐点、 １２２ 合流点。

Claims (8)

1. 電動機と、
   前記電動機の外部に設置され、前記電動機の潤滑油を冷却水によって冷却する潤滑油冷却手段と、
   前記冷却水を冷却する冷却水冷却手段と前記電動機および前記潤滑油冷却手段との間で冷却水配管を介して前記冷却水を循環させる冷却水循環手段と、
   前記潤滑油冷却手段と前記電動機との間で潤滑油配管を介して前記潤滑油を循環させる潤滑油循環手段とを備えたことを特徴とする車両駆動装置。
2. 電動機と、
   前記電動機の外部に設置され、前記電動機の潤滑油を冷却水によって冷却する潤滑油冷却手段と、
   前記冷却水を冷却する冷却水冷却手段と前記潤滑油冷却手段、前記電動機および内燃機関との間で冷却水配管を介して前記冷却水を循環させる冷却水循環手段と、
   前記潤滑油冷却手段と前記電動機との間で潤滑油配管を介して前記潤滑油を循環させる潤滑油循環手段とを備えたことを特徴とする車両駆動装置。
3. 潤滑油冷却手段は、冷却水配管を介して電動機と直列であって、前記電動機の上流側に設置されたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の車両駆動装置。
4. 電動機のロータ軸の内部に潤滑油を流す潤滑油経路を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の車両駆動装置。
5. 電動機のロータ軸に、前記ロータ軸の内部の潤滑油経路から軸受収容室またはギア列収容室に潤滑油を供給する潤滑油吐出孔を有することを特徴とする請求項４記載の車両駆動装置。
6. 電動機と、
   前記電動機の外部に設置され、前記電動機の潤滑油を冷却水によって冷却する潤滑油冷却手段と、
   前記冷却水を冷却する冷却水冷却手段と、
   前記冷却水冷却手段と前記電動機および前記潤滑油冷却手段との間で冷却水配管を介して前記冷却水を循環させる冷却水循環手段と、
   前記潤滑油を前記潤滑油冷却手段と前記電動機との間で潤滑油配管を介して循環させる潤滑油循環手段とを備えたことを特徴とする車両駆動装置。
7. 電動機と、
   内燃機関と、
   前記電動機の外部に設置され、前記電動機の潤滑油を冷却水によって冷却する潤滑油冷却手段と、
   前記冷却水を冷却する冷却水冷却手段と、
   前記冷却水冷却手段と前記潤滑油冷却手段、前記電動機および前記内燃機関との間で冷却水配管を介して前記冷却水を循環させる冷却水循環手段と、
   前記潤滑油を前記潤滑油冷却手段と前記電動機との間で潤滑油配管を介して循環させる潤滑油循環手段とを備えたことを特徴とする車両駆動装置。
8. 潤滑油冷却手段、電動機および内燃機関は、冷却水配管を介して並列に接続されており、
   冷却水循環手段は、潤滑油冷却手段、電動機および内燃機関のそれぞれに供給する冷却水の流量を電動機の回転数および内燃機関の回転数に基づいて制御することを特徴とする請求項７記載の車両駆動装置。

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