(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-03
(54)【発明の名称】自動車用の電気駆動ユニット、ハイブリッドモジュールおよび駆動装置
(51)【国際特許分類】
H02K 9/19 20060101AFI20220926BHJP
【FI】
H02K9/19 B
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022506448
(86)(22)【出願日】2020-07-01
(85)【翻訳文提出日】2022-01-31
(86)【国際出願番号】 DE2020100572
(87)【国際公開番号】W WO2021018343
(87)【国際公開日】2021-02-04
(31)【優先権主張番号】102019120787.8
(32)【優先日】2019-08-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】515009952
【氏名又は名称】シェフラー テクノロジーズ アー・ゲー ウント コー. カー・ゲー
【氏名又は名称原語表記】Schaeffler Technologies AG & Co. KG
【住所又は居所原語表記】Industriestr. 1-3, 91074 Herzogenaurach, Germany
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス=ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100134315
【氏名又は名称】永島 秀郎
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】アンドレアス トリンケンシュー
(72)【発明者】
【氏名】シュテフェン レーマン
(72)【発明者】
【氏名】マルク ヘルファー
(72)【発明者】
【氏名】カーステン アングリック
(72)【発明者】
【氏名】ヴィリ ルーダー
【テーマコード(参考)】
5H609
【Fターム(参考)】
5H609BB03
5H609PP02
5H609PP07
5H609PP08
5H609QQ05
5H609RR42
(57)【要約】
本発明は、特に、ハイブリッドモジュールまたはハイブリッド変速機の構成部品としての電気駆動ユニットと、自動車用、特にハイブリッド自動車用のハイブリッドモジュールと、自動車用の駆動装置と、に関する。駆動シャフト(20)および第1の電気回転機械(30)を含む、特に、ハイブリッドモジュール(2)またはハイブリッド変速機の構成部品としての電気駆動ユニット(1)であって、第1の電気回転機械(30)の回転子(31)は、駆動シャフト(20)と相対回転不能に連結され、軸線方向フローチャネル(10)は、回転子(31)内で駆動シャフト(20)に対して離間して形成され、軸線方向フローチャネル(10)の長手延在方向の少なくとも1つの成分が回転子(31)の回転軸線(3)に対して平行に延びているため、第1の電気回転機械(30)の動作時に、熱を軸線方向フローチャネル(10)内の流体に伝達可能である、電気駆動ユニット(1)。本発明による電気駆動ユニットと、電気駆動ユニットを装備するハイブリッドモジュールと、ハイブリッドモジュールを含む駆動装置と、を用いて、最適な冷却を、少ない設置空間要求で費用対効果が高い設計と組み合わせることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動シャフト(20)および第1の電気回転機械(30)を含む、特に、ハイブリッドモジュール(2)またはハイブリッド変速機の構成部品としての電気駆動ユニット(1)であって、前記第1の電気回転機械(30)の回転子(31)は、前記駆動シャフト(20)と相対回転不能に連結され、軸線方向フローチャネル(10)は、前記回転子(31)内で前記駆動シャフト(20)に対して離間して形成され、前記軸線方向フローチャネル(10)の長手延在方向の少なくとも1つの成分が前記回転子(31)の回転軸線(3)に対して平行に延びているため、前記第1の電気回転機械(30)の動作時に、熱を前記軸線方向フローチャネル(10)内の流体に伝達可能である、電気駆動ユニット(1)。
【請求項2】
前記回転子(31)の径方向外側に、磁石(12)が配置され、前記軸線方向フローチャネル(10)は、前記回転子(31)内に径方向位置を有し、前記径方向位置は、前記磁石(12)の最小径方向位置の半径(31)の少なくとも8/10に相当することを特徴とする、請求項1に記載の電気駆動ユニット(1)。
【請求項3】
前記軸線方向フローチャネル(10)は、前記軸線方向フローチャネル(10)の少なくとも1つの軸線方向側面出口(11)が、前記少なくとも1つの軸線方向側面出口(11)から流出する流体が前記第1の電気回転機械(30)の固定子(32)に、特に前記固定子(32)によってまたは前記固定子(32)に形成された巻線頭部(35)に、その場での冷却作用のために到達するように配置されているように、形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の電気駆動ユニット(1)。
【請求項4】
前記回転子(31)内に、実質的に径方向に延在する径方向フローチャネル(16)が形成され、前記径方向フローチャネル(16)は、前記軸線方向フローチャネル(10)と流体連結されていることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の電気駆動ユニット(1)。
【請求項5】
前記回転子(31)は、前記回転子(31)を軸線方向で分割している複数の回転子セグメント(12)を有し、複数の径方向フローチャネル(16)を形成する少なくとも1つの流体分配器(15)は、回転子セグメント(12)と回転子セグメント(12)との間に配置されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の電気駆動ユニット(1)。
【請求項6】
複数の回転子セグメント(12)は、前記軸線方向フローチャネル(10)の区画(14)を形成し、前記回転子セグメント(12)は、前記軸線方向フローチャネル(10)の前記区画(14)の配向に関して互いに対して前記回転子セグメント(12)の角度位置にオフセットされて配置されているため、前記区画(14)によって形成された前記軸線方向フローチャネル(10)は、前記軸線方向フローチャネル(10)の径方向位置の周囲に、少なくとも部分的に勾配を有することを特徴とする、請求項5に記載の電気駆動ユニット(1)。
【請求項7】
前記回転子(31)は、軸線方向前面部(43、44)に配置された少なくとも1つのガイド要素(50)であって、前記軸線方向フローチャネル(10)において前記前面部(43、44)に流体供給するための径方向成分を有する流体フローを可能にする、前記回転子セグメント(12)の1つと前記ガイド要素(50)との間に少なくとも1つの間隙(52)を形成するための、ガイド要素(50)、を有することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の電気駆動ユニット(1)。
【請求項8】
前記ガイド要素(50)は、分岐により流体を径方向外側に向けて輸送することができる複数のフローガイド要素(53)を含むことを特徴とする、請求項7に記載の電気駆動ユニット(1)。
【請求項9】
自動車用、特にハイブリッド自動車用の、内燃機関と結合するためのハイブリッドモジュール(2)であって、請求項1から8のいずれか一項に記載の電気駆動ユニット(1)と、内燃機関を接続するための接続装置と、を含む、ハイブリッドモジュール(2)。
【請求項10】
請求項9に記載のハイブリッドモジュール(2)と、駆動アセンブリ、特に内燃機関と、変速機と、を含む、自動車用の駆動装置であって、前記ハイブリッドモジュール(2)は、入力側で前記駆動アセンブリと機械的に連結され、かつ出力側で前記変速機と機械的に連結されている、駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特に、ハイブリッドモジュールまたはハイブリッド変速機の構成部品としての電気駆動ユニットと、自動車用、特にハイブリッド自動車用のハイブリッドモジュールと、自動車用の駆動装置と、に関する。
【背景技術】
【0002】
従来技術から、ハイブリッド車両用の多様な駆動装置または駆動ユニットが公知である。
独国特許出願公開第102015222690(A1)号、同第102015222691(A1)号、および国際公開第2017084887(A1)号は、変速機を備えるハイブリッド車両の駆動装置を制御するための方法と、当該方法を実施するように形成されている、変速機を備えるハイブリッド車両と、を記載している。
独国特許出願公開第102015222692(A1)号、同第102015222694(A1)号、国際公開第2017084888(A1)号、および同第2017084889(A1)号は、変速機を備えるハイブリッド車両の駆動装置を動作させるための方法と、当該方法を実施するように形成されている、変速機を備えるハイブリッド車両と、を記載している。
その場合、それぞれのハイブリッド車両は、上述の方法において、内燃機関、第1の電気機械、第2の電気機械、および蓄電池を備える駆動装置を含む。
独国特許出願公開第102015222690(A1)号の方法によれば、ハイブリッド車両を駆動するための駆動装置は、電気のみの運転、直列ハイブリッド運転、または並列ハイブリッド運転において動作可能である。
独国特許出願公開第102015222691(A1)号および国際公開第2017084887(A1)号の方法によれば、駆動装置の動作のために、出力指向モードまたは消費指向モードが選択可能である。
独国特許出願公開第102015222692(A1)号および国際公開第2017084888(A1)号によれば、駆動装置は、内燃機関と駆動輪との間のトルク伝達経路にメインクラッチを更に含み、駆動装置は、3つの動作モードのうちの第1の動作モードにおいて動作され、少なくとも1回、第1の動作モードから3つの動作モードのうちの第2の動作モードに切り替えられる。その場合、3つの動作モードは、電気のみの運転、直列ハイブリッド運転、または並列ハイブリッド運転を実現する。
独国特許出願公開第102015222694(A1)号および国際公開第2017084889(A1)号によれば、駆動装置は、内燃機関と駆動輪との間のトルク伝達経路に配置された、メインクラッチおよび変速機を更に含む。
【0003】
独国特許出願公開第102017127695.5号は、更にまた、変速機入力シャフトを含む、ハイブリッド自動車用のドライブトレインを開示しており、変速機入力シャフトは、第1の部分ドライブトレインを介して第1の電気機械および内燃機関と接続され、第2の部分ドライブトレインを介して第2の電気機械と接続されている。その場合、切り替え可能なクラッチは、両方の部分ドライブトレインの間に配置されているため、第1の電気機械および第2の電気機械は、クラッチがつながっている場合には同じ回転速度で回転する。その場合、第1の電気機械および/または第2の電気機械を冷却することが企図されている。特に、冷却が車両冷却回路からの水冷を使用して、または変速機からのギアオイルによるオイル冷却を使用して形成されていることが好ましい。切り替え可能なクラッチは、好適にはオイル冷却式多板クラッチとして形成されている。
【0004】
更に、ハイブリッド車両に、またはハイブリッド自動車用のドライブトレインにもまた配置することができるような電気駆動装置では、いわゆるホットスポットが発生する場合があることが既知である。ホットスポットは、電気機械の動作時に回転子および/または固定子において最大の熱が発生する領域である。
電気機械の回転子および固定子の冷却のために通常使用される措置は、遠心力を利用して径方向内側から冷媒によって回転子を冷却し、この場合、冷媒は、回転子前面部に沿って流れ、また径方向外側から固定子を、冷媒によって、かつ冷媒の排出、したがって冷媒によって吸収された熱の排出によって冷却することである。その場合、冷媒は、回転子前面部から遠心力の作用下で径方向外側に向かって輸送され、次いで、固定子の巻線頭部まで更に送られる。
ただし、そのような冷却は、それぞれの構造的状況に応じて、最も強く加熱された領域を冷却するには不十分である可能性がある。冷却が不十分な場合、それぞれ該当する電気機械において出力損失が生じる。
この出力損失を補償し、電気機械の必要な出力に到達するために、通常は相応の費用がかかり、かつ広い設置空間を要する磁石が電気機械に設けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
これらの理由から、本発明は、少ない設置空間が要求される場合に最適な冷却を費用対効果が高い形態と組み合わせた、電気駆動ユニット、ならびに、電気駆動ユニットを備えるハイブリッドモジュールおよび駆動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本課題は、請求項1に記載の本発明の電気駆動ユニットによって解決される。電気駆動ユニットの有利な形態は、従属請求項2から8に提示されている。
加えて、請求項9によれば、電気駆動ユニットを有する自動車用のハイブリッドモジュールが提供される。
更に、請求項10によれば、ハイブリッドモジュールを含む自動車用の駆動装置が提供される。
【0007】
請求項の特徴は、技術的に有意義なあらゆる手法で組み合わせることができ、これに加えて、以下の記載に由来する説明および図面に由来する特徴もまた追加することができ、これらは本発明の追加の形態を含む。
【0008】
「軸線方向」および「径方向」との用語は、本発明の範囲では常に、電気駆動ユニットの駆動シャフトの回転軸線に関するものである。
【0009】
本発明は、特にハイブリッドモジュールまたはハイブリッド変速機の構成部品としての電気駆動ユニットに関する。電気駆動ユニットは、駆動シャフトおよび第1の電気回転機械を含み、第1の電気回転機械の回転子は、駆動シャフトと相対回転不能に連結されている。その場合、軸線方向フローチャネルは、回転子内で駆動シャフトに対して離間して形成され、軸線方向フローチャネルの長手延在方向の少なくとも1つの成分が回転子の回転軸線に対して平行に延びているため、第1の電気回転機械の動作時に、特に第1の電気回転機械の回転子と固定子との間で発生する熱を、軸線方向フローチャネル内の流体に伝達可能である。
軸線方向フローチャネルは、特に、回転子の回転軸線に対して完全に平行に延在する。
回転子の本体内での軸線方向フローチャネルの配置によって、電気回転機械の駆動時に最大の熱が発生する領域に沿って密接して流体を誘導し、したがって、その領域から熱を効率的に排出させることが可能である。これに対応して、電気回転機械は、より少ない出力損失もしくはより高い効率を伴って動作することができる、かつ/または、所望の出力は、より安価な材料、特に磁石材料を使用して達成することができる、かつ/または、必要とする設置空間を少なくすることができる。
その場合、駆動シャフトが第1の前面側端部領域に流体入口を有し、それにより中央フローチャネルを介して連結された、少なくとも1つの第1の径方向出口および場合により端部側出口を有することがあってもよく、第1の径方向出口は、この第1の径方向出口を通って、流体が第1の電気回転機械に、第1の電気回転機械の冷却および/または潤滑のために供給可能であるように位置付けられている。
その場合、中央フローチャネルは、特に駆動シャフトの回転軸線に対して同軸に延在する。その場合、駆動シャフトの回転軸線はまた、第1の電気回転機械の回転軸線、すなわち、第1の電気回転機械の回転子がそれを中心に回転可能な軸線にも相当する。
その場合、端部側出口は、駆動シャフトの前面側端部に必ずしも配置する必要はないが、流体入口と対向する端部領域に最も密接して配置されている出口である。ただし、端部側出口が流体入口に対向する端部領域で駆動シャフトの前面側出口に相当することもまた企図することができる。
【0010】
本発明の更なる態様によれば、回転子の径方向外側に磁石が配置され、その場合、軸線方向フローチャネルは、回転子内に少なくとも1つの径方向位置を有し、少なくとも1つの径方向位置は、磁石の最小径方向位置の半径の少なくとも8/10に相当する。
したがって、軸線方向フローチャネルは、磁石の間の実質的に周方向に、かつ/または磁石に関して多少径方向内側に向かってオフセットして配置されている。
特に、軸線方向フローチャネルの位置はまた、軸線方向フローチャネルが回転子の本体の径方向で最も外側の3分の1に配置されているように画定してもよい。
【0011】
更に有利な実施形態によれば、軸線方向フローチャネルの少なくとも1つの軸線方向側面出口は、少なくとも1つの軸線方向側面出口から流出する流体が第1の電気回転機械の固定子に、特に固定子によってまたは固定子に形成された巻線頭部に、その場での冷却作用のために到達するように配置されている。
特に、この形態は、回転子の軸線方向両側面に設けることができる。好ましくは、軸線方向フローチャネルにより輸送される流体のうち少なくとも80%が固定子または巻線頭部に到達することが提供される。
【0012】
更なる実施形態によれば、実質的に径方向に延在する径方向フローチャネルは、回転子内に形成され、径方向フローチャネルは、軸線方向フローチャネルと流体連結されている。
流体を軸線方向フローチャネルに供給するために、径方向フローチャネルは、実質的に回転子の軸線方向中央に配置することができる。したがって、フローチャネル内を誘導可能な流体の冷却効果は、実質的に電気回転機械の軸線方向中央で生じ、したがって固定子または固定子の巻線に関して軸線方向中央でもまた生じる。
径方向フローチャネル内では、流体は、遠心力を利用して径方向外側に向かって輸送され、その結果、軸線方向フローチャネルまで輸送される。
駆動シャフトには、少なくとも1つの径方向出口を有する中央中空空間またはフローチャネルが形成され、少なくとも1つの径方向出口は、流体の供給のために径方向フローチャネルと流体連結されている。
【0013】
追加の実施形態では、回転子は、回転子を軸線方向で分割している複数のセグメントを有し、その場合、複数の径方向フローチャネルを形成する少なくとも1つの流体分配器は、セグメントの間に配置されている。
流体分配器には、流体を遠心力の影響下で径方向外側に向かって特定の熱負荷の領域まで誘導するという役割がある。
特に、径方向フローチャネルが回転軸線まで延在する径方向延在方向に関して10~70度の角度を有することを提供することができる。
それにより、遠心力および慣性力に応じて、流体の供給は、径方向外側に向かって、したがって、固定子への方向で、または電気回転機械の最も高温の領域まで促される。
ただし、流体分配器は、特に、その径方向外側が閉鎖されている。
そのようにして、径方向フローチャネルを通って流体が回転子と固定子との間の隙間に直接達することができないように達成されるため、剪断により流体にその場で与えられる影響が防止される。
回転子が偶数のセグメントを有する回転子の実施形態では、流体分配器は、両方の軸線方向側に存在している同数のセグメントの間に配置されている。
回転子が奇数のセグメントを有する回転子の実施形態では、回転子は、複数の流体分配器をセグメントの間に、好ましくは対称配置で含み、さらに好ましくは1つのセグメントのみが2つの流体分配器の間で軸線方向に存在している。
【0014】
その場合、複数のセグメントは、軸線方向フローチャネルの区画を形成することができ、セグメントは、軸線方向フローチャネルの区画の配向に関して互いに対してセグメントの角度位置にオフセットされて配置されているため、区画によって形成された軸線方向フローチャネルは、軸線方向フローチャネルの径方向位置の周囲に、少なくとも部分的に勾配を有する。
すなわち、個々のセグメントは、ずらした配置で配置されている。
このずらした配置によって、セグメントの磁石の個々の角度位置に関して、これらの個々の磁石のずらした配置もまた生じてもよい。代替実施形態では、確かに個々の軸線方向フローチャネル区画がずらして互いに配置されているが、磁石全体は、セグメント構成によって生じる磁石の列配置に軸線平行で配置されていることが提供されている。
軸線方向フローチャネルが個々の区画によって個々のセグメントに組み立てられていることに基づいて、全体として軸線方向フローチャネルの段差がある推移が生じる。その場合、この段差がある推移を内挿した勾配は、軸線方向成分を有する軸線方向フローチャネルを通る流体のフローが、回転子の好ましい回転方向の回転時に容易にされるように構成されている。これは、軸線方向フローチャネルの該当領域は、一成分が、回転子の軸線方向中央領域から出て軸線方向外側に向かう方向で、好ましい回転方向とは逆向きの方向に延在していることを意味する。それによって、特に偶数の回転子セグメントの場合、軸線方向フローチャネルのほぼV字形状、特に対称V字形状が生じる。
この実施形態ではまた、回転子は、軸線方向側面にガイド要素を有することができ、ガイド要素は、流体が回転子と固定子との間の隙間に流入することを防止するために、さらなる実施形態に関して記載した形態と同じ形態を有してもよい。
【0015】
本発明の更なる実施形態では、回転子は、前面部で軸線方向フローチャネル内に流体供給する目的で、軸線方向前面部に配置された少なくとも1つのガイド要素を、回転子セグメントとガイド要素との間に、径方向成分を有する流体フローを可能にするための少なくとも1つの間隙を形成するために有する。
すなわち、それぞれの間隙および軸線方向フローチャネルは、相互に流体接続されている。
流体供給の目的で、回転子および/または駆動シャフトは、回転子と駆動シャフトとの間の遷移領域に軸線方向分配チャネルを形成し、実質的にそれぞれのガイド要素に対して軸線平行な流体フローを可能にするため、その結果、流体をガイド要素に沿って軸線方向フローチャネルまで輸送することができる。
すなわち、好ましくは軸線方向両側にそれぞれ、側面ガイド要素が配置されている。その場合、特に、回転子のセグメントの軸線方向位置を固定し、回転子のセグメントのねじれを相互に防ぐために、この両方のガイド要素が回転子を軸線方向に付勢することを提供することができる。
これに対応して、この実施形態では、熱を回転子から流体に最適に伝達するために、流体のフロー経路が回転子にわたって蛇行形状で延在することが企図されている。
更に、ガイド要素が間隙から流体を軸線方向に排出するために流路を有し、ガイド要素の径方向外側に流体誘導要素を有し、流体誘導要素によって、流路から流出する流体は、第1の電気回転機械の回転子と固定子との間の隙間から軸線方向に離れるように誘導可能であることを提供することができる。
更に、追加的にまたは代替的に、ガイド要素は、間隙から流体を軸線方向に排出するために流路を有するように形成することができ、ガイド要素は、その径方向外側に、流路から流出する流体の第1の電気回転機械の回転子と固定子との間の隙間への流入を実質的に防止するような、軸線方向厚さを有して形成されている。
それに応じて、ガイド要素は、その径方向外側の領域において必ずしも軸線方向で閉鎖されている必要はなく、代わりにその領域において二重機能、すなわち軸線方向フローチャネルの流体供給およびガイド要素内の単一のフローガイド要素による固定子への流体の直接供給の実現のために、少なくとも1つの流路が形成されていることが企図されている。
蛇行形状のフロー経路は、その場合一方では、回転子の第1の軸線方向側面の流体を軸線方向フローチャネルに向けて誘導し、軸線方向フローチャネル内に送り込まれ、回転子の反対側の第2の軸線方向側面で軸線方向フローチャネルから再び流出するように実現することができる。あるいは、流体を回転子の第2の軸線方向側面で軸線方向フローチャネルに向けて誘導し、回転子の反対側の第1の軸線方向側面で軸線方向フローチャネルから再び流出させることができる。
特にその場合、この上述の蛇行形状のフロー経路の両方が回転子において実現されていることが有利なのは、それによって、回転子を通って流れる流体が回転子の両方の軸線方向側面でガイド要素内の流路から固定子の両方の軸線方向側面に誘導されることを確実にできるからである。
【0016】
その場合、ガイド要素は、分岐により流体を径方向外側に向かって輸送することができる複数のフローガイド要素を含む。
ガイド要素の複数のフローガイド要素は、この場合にはとりわけ、異なる角度位置で複数のフロー経路に流体を分配するために、少なくとも径方向成分を有するフローチャネルに流体を輸送するようにV字形状に形成することができる。
回転子の両側面で軸線方向側にそれぞれガイド要素が配置されている、2つのガイド要素を有する本発明の実施形態では、両方のガイド要素が、それらのフローガイド要素に関して好適には同一に形成されていること、すなわち、それらのフローガイド要素が、ガイド要素上の同じ位置を有し、フローガイド要素自体が、同一に形成されていることを企図することができる。ただし、両方のガイド要素が、比較すると、それらのフローガイド要素の異なる形態もまた有することを除外しない。そのような異なる形態は、例えば、2つのガイド要素のうちの1つを回転子回転数センサ用の基準として使用し、それによって、それぞれのフローガイド要素の位置および/または形態に影響する特別な要件を、それぞれのガイド要素の軸線方向外側に要求することに依存している。
【0017】
本発明による電気駆動ユニットは、回転子内の軸線方向フローチャネルを用いて、流体を電気回転機械の冷却のために最大の熱が発生する領域、いわゆるホットスポットに密接に誘導することができるという利点を有する。したがって、軸線方向フローチャネルを通って流れる流体は、その領域に存在する熱を少なくとも部分的に効率よく運び出し、電気回転機械を最適に冷却することができるため、全体として、電気回転機械の効率の向上をもたらすことができる。
更に、熱負荷がより少ないことに基づいて、安価な材料、特に安価な磁石を使用することができる、かつ/または必要な設置空間を小さく寸法決めすることができる。
【0018】
更に、本発明によれば、自動車用、特にハイブリッド自動車用のハイブリッドモジュールを内燃機関に連結するためのハイブリッドモジュールが提供され、ハイブリッドモジュールは、本発明による電気駆動ユニットと、内燃機関を接続するための接続装置と、を有する。
この接続装置は、特に駆動シャフトに、例えば、スプラインシャフト歯の形態で実施することができる。
本発明の意味では、ハイブリッドモジュールとは、いわゆるハイブリッド変速機ともまた理解することができ、ハイブリッド変速機は、ハイブリッドモジュールのアセンブリに加えて、少なくとも更に1つの歯車伝動装置を有する。ハイブリッドモジュール自体がギア構成要素を有さない限り、ハイブリッドモジュールは、トルクを伝達するために変速機と連結されるように形成することができる。
更に、ハイブリッドモジュールが、連結装置および/または第2の電気回転機械を含むことが可能であり、その場合、連結装置または第2の電気回転機械は、駆動シャフト上に、少なくとも1つの径方向出口を用いて、連結装置または第2の電気回転機械の冷却および/または潤滑のために連結装置または第2の電気回転機械に流体を誘導可能であるように配置されている。
したがって、例えば、K0とも称する連結装置を入口側で駆動シャフトと堅固に接続し、冷却および/または潤滑のために第2の径方向出口を介して流体が連結装置へ流れることが可能であることが企図されている。
連結装置の出力側は、ハイブリッドモジュールの従動シャフトと連結することができる。第2の電気回転機械の回転子は、そのような従動シャフトと相対回転不能に接続することができる。その場合、径方向出口は、流体が径方向出口を介して冷却および/または潤滑のために第2の電気回転機械へ流れることが可能であるように位置付けることができる。この目的のために、従動シャフトには、同様に、該当する径方向出口から第2の電気回転機械への流体フローを確実にするように、開口部または穿孔を設けることができる。
【0019】
更に、本発明によれば、本発明のハイブリッドモジュールと、駆動アセンブリ、特に内燃機関と、変速機と、を含む、自動車用の駆動装置が提供され、ハイブリッドモジュールは、入力側で駆動アセンブリと機械的に連結され、かつ出力側で変速機と機械的に連結されている。
【0020】
上述した本発明は、関連する技術的背景に対して、好ましい形態を示す添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。本発明は、単なる概略図によって決して制限されることはなく、図面に示された実施形態は、図示の寸法に限定されていないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【
図1】本発明のハイブリッドモジュールの断面側面図である。
【
図2】第1の実施形態による本発明のハイブリッドモジュールの電気回転機械の回転子が取り得る様々な構成の図である。
【
図3】第2の実施形態による本発明のハイブリッドモジュールの電気回転機械の回転子が取り得る様々な構成の図である。
【
図4】第1の実施形態による本発明の電気駆動ユニットの断面斜視図である。
【
図5】第1の実施形態による電気駆動ユニットの第1の電気回転機械の回転子の図である。
【
図6】第2の実施形態による本発明の電気駆動ユニットの断面斜視図である。
【
図7】第2の実施形態による電気駆動ユニットの電気回転機械の回転子の図である。
【
図8】本発明のハイブリッドモジュールの電気回転機械の回転子の流体分配器の図である。
【
図9】本発明のハイブリッドモジュールの従動シャフトおよび第2の電気回転機械の断面側面図である。
【
図10】本発明のハイブリッドモジュールの従動シャフトおよび第2の電気回転機械の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
図1には、本発明のハイブリッドモジュール2が断面側面図で示されている。
その場合、ハイブリッドモジュール2は、駆動シャフト20および第1の電気回転機械30を有する本発明により形成された電気駆動ユニット1を含み、第1の電気回転機械30の回転子31は、駆動シャフト20と相対回転不能に連結されている。更に、ハイブリッドモジュール2は、第2の回転機械40および連結装置70を含み、第2の回転機械40の回転子41は、従動シャフト60上に相対回転不能に配置されている。
従動シャフト60は、その第1の軸線方向端部区画61において連結装置70と接続され、その場合、連結装置70の出力側72を形成し、連結装置70の入力側71は、駆動シャフト20によって形成されている。その場合、連結装置70は、2つの電気回転機械30、40の間で軸線方向に配置されている。
駆動シャフト20は、中空シャフトとして形成され、同様に中空シャフトとして形成された従動シャフト60によって一部分で径方向で囲まれている。したがって、駆動シャフト20および従動シャフト60、ひいては2つの電気回転機械30、40の回転子31、41もまた、互いに同軸に配置されており、ハイブリッドモジュール3の同一の回転軸線3を中心に回転する。
第1の電気回転機械30の固定子32および第2の電気回転機械40の固定子42は、ハイブリッドモジュール2のハイブリッドハウジング80に固定接続されている。
従動シャフト60は、その第1の軸線方向端部区画61および第2の軸線方向端部区画62においてハイブリッドモジュール2のハイブリッドハウジング80内で支承されている。駆動シャフト20は、その第1の前面側端部領域21において同様にハイブリッドモジュール2のハイブリッドハウジング80内で支承され、その第2の前面側端部領域12において従動シャフト60の第2の軸線方向端部区画62で径方向内側で支承されている。
第1の回転機械30の、第2の回転機械40とは軸線方向反対側で、駆動シャフト3が支承されているハイブリッドモジュール2のハイブリッドハウジング80の隔壁内を、流体供給導管81が延在する。この流体供給導管81は、径方向外側から径方向内側へと延在し、径方向内側で駆動シャフト20の中央フローチャネル23の流体入口24と流体接続されている。その場合、フローチャネル23は、中空シャフトとして実施された駆動シャフト20の中空空間に相当し、軸線方向に回転軸線3に対して同軸に駆動シャフト20の軸線方向の全長にわたって延在する。中央フローチャネル23の流体入口24は、駆動シャフト20の第1の前面側端部領域21に形成され、流体を中央フローチャネル23に供給するのに用いられる。その場合、中央フローチャネル23内に輸送可能な流体は、電気駆動ユニット1またはハイブリッドモジュール2のアセンブリの潤滑および/または冷却に用いられる。中央フローチャネル23内の流体をこのアセンブリに輸送するために、駆動シャフト20は、第1の径方向出口25、第2の径方向出口26、第3の径方向出口27および端部側出口28を有する。その場合、端部側出口28は、駆動シャフト20の、第1の前面側端部領域21とは軸線方向で対向する第2の前面側端部領域22に配置されている。
駆動シャフト20のそれぞれの径方向出口25、26、27、28を用いて、存在する流体の中央フローチャネル23内にそれ自体存在するものは、電気駆動ユニットおよび/またはハイブリッドモジュールのそれぞれのアセンブリに輸送可能である。第1の径方向出口25は、電気駆動ユニット1の第1の回転機械30との中央フローチャネル23の流体接続に用いられる。第2の径方向出口26は、ハイブリッドモジュール2の連結装置70との中央フローチャネル23の流体接続に用いられる。第3の径方向出口27は、ハイブリッドモジュール2の第2の回転機械40との中央フローチャネル23の流体接続に用いられる。端部側出口28は、ハイブリッドモジュール2の変速機(ここでは図示せず)との中央フローチャネル23の流体接続に用いられる。
駆動シャフト20の第3の径方向出口27は、従動シャフト60によって径方向で覆われており、従動シャフト60には、流体を中央フローチャネル23から第2の電気回転機械40に誘導するために、径方向開口部63が設けられ、その径方向開口部63を通して、第3の径方向出口27を通って流出する流体を第2の電気回転機械40に誘導することができる。
それに加えて、第1の電気回転機械30の回転子31と同様に第2の電気回転機械40の回転子41もまたそれぞれ、径方向フローチャネル16を形成する流体分配器15を含む。流体分配器15はそれぞれ、それぞれの回転子31、41内で軸線方向中央に位置付けられている。その場合、駆動シャフト20の第1の径方向出口25は、第1の電気回転機械30の回転子31内の流体分配器15の径方向フローチャネル16と流体接続され、駆動シャフト20の第3の径方向出口27は、従動シャフト60内の径方向開口部63を介して、第2の電気回転機械40の回転子41内の流体分配器15の径方向フローチャネル16と流体接続されている。
電気回転機械30、40のそれぞれの回転子31、41は、それに加えて、それぞれの回転子31、41の径方向外側3分の1に実質的に位置付けられ、径方向フローチャネル16と流体接続されている、軸線方向フローチャネル10を有する。
更に、第1の回転機械30の回転子31には、回転子31の第1の軸線方向前面部33上および回転子31の第2の軸線方向前面部34上にそれぞれ、ガイド要素50が配置されている。第2の電気回転機械40の回転子41にもまた、回転子41の第1の軸線方向前面部43上および回転子41の第2の軸線方向前面部44上にそれぞれ、ガイド要素50が配置されている。その場合、それぞれのガイド要素50は、ガイド要素50自体と、ガイド要素50に軸線方向で隣接する回転子31、41との間の間隙52を形成するように形成されている。更に、それぞれのガイド要素50は、径方向外側に軸線方向流路51を有する。その場合、それぞれの回転子31、41の軸線方向フローチャネル10は、軸線方向両側で軸線方向側面出口11によって、それぞれこの間隙52のうちの1つと接続され、この間隙52のいずれもまた、対応するガイド要素50の流路51と流体接続されている。そのようにして、軸線方向フローチャネル10と回転子31、41のそれぞれの軸線方向外側との間に、流体接続が実現されている。
その場合、それぞれの流路51は、流体を第1の電気回転機械30の固定子32の巻線頭部35または第2の電気回転機械40の固定子42の巻線頭部45に送るために用いられる。その場合、流路51から流出した後の径方向外側の方向への流体の動きは、それぞれの電気回転機械30、40の回転子31、41の回転に起因して、流体に作用する遠心力によって支援されるか、または保証される。
流路51から流出する流体が、それぞれの電気回転機械30、40の回転子31、41と固定子32、42との間の隙間に到達することを妨げるために、第1の電気回転機械30の回転子31の第2の軸線方向前面部34のガイド要素50および第2の電気回転機械40の回転子41の第1の軸線方向前面部43のガイド要素50は、湾曲させて形成された流体誘導要素54を有し、流体誘導要素54は、流出する流体をそれぞれの電気回転機械30、40の回転子31、41と固定子32、42との間の隙間に対して軸線方向に離れた状態で、径方向外側にそれぞれの巻線頭部35、45へ誘導する。第1の電気回転機械30の回転子31の第1の軸線方向前面部33のガイド要素50および第2の電気回転機械40の回転子41の第2の軸線方向前面部44のガイド要素50は、軸線方向でより厚く形成されており、したがって、それぞれの流路で流出する流体が、それぞれの電気回転機械30、40の回転子31、41と固定子32、42との間のそれぞれの隙間に対して軸線方向に離れるように、径方向外側にそれぞれの巻線頭部35、45へ送られることが保証される。
ここで図示したハイブリッドモジュール2を自動車のドライブトレインに組み込む際、駆動シャフト20は、接続装置(ここでは図示せず)を介してドライブトレインの内燃機関に連結される。その場合、従動シャフト60は、ドライブトレインの変速機に連結される。
したがって、内燃機関によって提供されたトルクは、接続装置を介して駆動シャフト20に伝達することができ、ひいては、例えば、発電機モードで第1の電気回転機械30を動作させることによって電気エネルギーを生成するために、第1の電気回転機械30に伝達することができる。連結装置70が切られている場合、第2の電気回転機械40は、駆動ユニットとして、ハイブリッドモジュール2を備えるハイブリッド車両を電気のみで駆動することができる。連結装置70がつながっている場合、両方の電気回転機械30、40は、場合により内燃機関と一緒に、ハイブリッドモジュール2を備えるハイブリッド車両をブーストモードで駆動することができる。
【0023】
冷却および/または潤滑のために流体供給導管81を通って送られた流体は、流体入口24に、ひいては駆動シャフト20の中央フローチャネル23に伝達される。流体は、中央フローチャネル23から駆動シャフト20の第1の径方向出口25を介して第1の電気回転機械30に伝達され、駆動シャフト20の第2の径方向出口26を介して連結装置70に伝達され、駆動シャフト20の第3の径方向出口27および従動シャフト60の径方向開口部63を介して第2の回転機械40に伝達され、最終的に端部側出口28を介して変速機に伝達される。第1の径方向出口25を通って第1の電気回転機械30に伝達された流体は、最初に第1の電気回転機械30の回転子31内の流体分配器15の径方向フローチャネル16を通って径方向外側に送られ、続いて軸線方向フローチャネル10を介して第1の電気回転機械30の回転子31の両方の軸線方向前面部33、34に送られる。軸線方向前面部33、34では、流体は、軸線方向フローチャネル10のそれぞれの軸線方向側面出口11を介してそれぞれの間隙52に、続いて第1の電気回転機械30の固定子32の両方の軸線方向側面上のそれぞれの流路51を介して固定子32の巻線頭部35に送られる。
第3の径方向出口27および径方向開口部63を通って第2の回転機械40に伝達された流体は、第1の回転機械30に関して記載したように誘導される。
【0024】
図2には、第1の実施形態による本発明のハイブリッドモジュールの電気回転機械の回転子31、41の構成の様々な選択肢が示されている。
この場合、回転子31、41の構成の様々な選択肢は、単に概略的な様式で、4つの図示a)、b)、c)およびd)に示されている。
この図示はそれぞれ、回転子31、41の断面を側面から見て示しており、その場合、断面は、それぞれの図示において軸線方向フローチャネル10を通って、かつそれぞれの回転子31、41の磁石13を通って切断されているように実現されている。したがって、切断面は、それぞれの回転子31、41の中心で回転軸線3を含む平面ではなく、回転子31、41の径方向外側3分の1の領域で回転軸線3を含む平面に対して平行な平面に相当する。
回転子31、41は、ここでは第1の実施形態によれば、偶数の回転子セグメント12および1つの流体分配器15を含み、流体分配器15はそれぞれ、流体分配器15の両方の軸線方向側面で同数の回転子セグメント12の間に配置されている。
それぞれの回転子セグメント12は、磁石13と、軸線方向フローチャネル10の区画14と、を含む。
図示a)では、回転子31、41は、2つの回転子セグメント12のみを有し、両方の回転子セグメント12の磁石13は、回転子セグメント12の角度位置に関して互いに対して同一に位置合わせされており、両方の回転子セグメント12の軸線方向フローチャネル10の区画14は、回転子セグメント12の角度位置に関して同様に互いに対して同一に位置合わせされている。したがって、図示a)は、回転子31、41の可能な一構成を示し、回転子31、41の磁石13は、一列に並び、回転子31、41の、軸線方向フローチャネル10の区画14は、磁石13の列に関して平行な列に並び、これらの列はまた両方とも回転軸線3に平行に延在する。
図示b)、c)およびd)では、回転子31、41はそれぞれ4つの回転子セグメント12を有する。
図示b)は、回転子31、41の可能な一構成を示し、回転子31、41の磁石13は、回転軸線3に平行に延在する列配置を形成し、軸線方向フローチャネル10の個々の区画14は、それらの角度位置で互いにオフセットされて配置されている。その場合、区画14は、軸線方向フローチャネル10が全体としてV字形状を形成するように、互いにオフセットされて位置付けられている。
図示c)は、回転子31、41の可能な一構成を示し、その構成では、磁石13の列配置と同様に軸線方向フローチャネル10の区画14の列配置もまた、回転子セグメント12のずらした配置に基づいて、磁石13および区画14の角度位置で互いにオフセットされており、それぞれV字形状を形成する。
図示d)は、回転子31、41の可能な一構成を示し、その構成では、軸線方向フローチャネル10の区画14の列配置は、V字形状を形成し、磁石13の列配置は、回転軸線3に対して実質的に傾斜して延在する直線的な列を形成する。
それぞれの流体分配器15からそれぞれの軸線方向フローチャネル10に送られた流体の流体フローは、ここでは矢印の形状で示されており、図示d)の横の矢印は、回転方向4を示す。
したがって、
図2の図示a)、b)、c)およびd)から、回転軸線3を中心とする回転方向4の方向への回転時に、軸線方向フローチャネル10に導入された流体は、軸線方向外側に誘導されることが明らかである。特に、軸線方向フローチャネル10の互いにオフセットされた区画14によって形成された、軸線方向フローチャネル10のV字形状は、その場合、軸線方向外側への流体の輸送を促す。
【0025】
図3には、第2の実施形態による本発明のハイブリッドモジュールの電気回転機械の回転子31、41が取り得る様々な構成が示されている。
図2と同様に、第2の実施形態による回転子31、41の構成の様々な選択肢は、単に概略的な様式で、ここでは2つの図示に基づいて示されている。図示は、ここでもまたそれぞれ、切断された回転子31、41を側面図で示し、切断は、
図2の切断面と同等な切断面で実現されている。
ただし、
図2の図示とは異なり、
図3では切断により、2つの軸線方向フローチャネル10と、2つの軸線方向フローチャネル10の間で周方向に位置付けられた、それぞれの回転子31、41の磁石13の列配置と、が示されている。
更に、
図2の第1の実施形態とは異なり、第2の実施形態による回転子31、41は、奇数の回転子セグメント12を含み、その場合、回転子31、41は、回転子セグメント12の間に複数の流体分配器15を対称配置で有し、1つのみの回転子セグメント12が、流体分配器15の間で軸線方向に位置付けられている。
図2の2つの図示a)およびb)のうちの図示a)は、合計で3つの回転子セグメント12を有する回転子31、41の可能な一構成を示す。
ここに示した軸線方向フローチャネル10の区画14は、区画14の角度位置にオフセットされて配置されているため、両方の軸線方向フローチャネル10は、ここではV字形状を形成する。磁石13は、回転軸線3に対して傾斜して延在する列を形成する。
図示b)は、回転子31、41の可能な一構成を示し、この構成は、図示b)が5つの回転子セグメント12を含むという違いがあるが、図示a)と等価に形成されている。
図2と同様に、それぞれの流体分配器15からそれぞれの軸線方向フローチャネル10に送られた流体の流体フローは、ここでは矢印の形状で示されており、図示b)の横の矢印は、回転方向4を示す。
したがって、
図3の図示a)およびb)から、回転軸線3を中心とする回転方向4の方向への回転時に、それぞれの軸線方向フローチャネル10に導入された流体は、軸線方向外側に誘導されることと、区画14の角度位置に互いにオフセットされた軸線方向フローチャネル10の区画14によって形成された、軸線方向フローチャネル10のV字形状によって、軸線方向外側への流体の輸送が支援されることと、が明らかである。
【0026】
図4では、第1の実施形態による本発明の電気駆動ユニット1の断面斜視図が示されている。
その場合、電気駆動ユニット1は、
図1に示した電気駆動ユニット1に対応し、第1の電気回転機械の固定子は、
図4では図示されておらず、第1の電気回転機械の回転子31は、
図2の図示a)の構成に対応する。
したがって、駆動シャフト20に配置された、第1の電気回転機械の回転子31は、2つの回転子セグメント13を含み、回転子セグメント13の間に軸線方向に流体分配器15が配置されている。
図4から、駆動シャフト20が複数の第1の径方向出口25を含むことが明らかであり、これらの第1の径方向出口25のうちのそれぞれ1つは、流体分配器15の複数の径方向フローチャネル16のうちの1つと流体接続されている。
したがって、矢印の形で示した流体フローは、複数の第1の径方向出口25に沿って周囲に分配されて、流体分配器16の複数の径方向フローチャネル16を通って径方向外側に複数の軸線方向フローチャネル10へ流れ、続いてそれぞれ軸線方向にガイド要素50の流路51を通って、第1の電気回転機械の固定子の方向で固定子の巻線頭部に流れる。
【0027】
図5は、第1の実施形態による電気駆動ユニット1の第1の電気回転機械の回転子31を、
図4を補足して示す。
回転子31の斜視図から、回転子31の軸線方向フローチャネル10が、径方向外側領域に配置されており、その領域には、それもまた、回転子セグメント12の磁石13が配置されていることが明らかである。
その場合、軸線方向フローチャネル10は、径方向でそれぞれの磁石13の径方向最大外側位置とそれぞれの磁石13の径方向最大内側位置との間に配置されている。
したがって、そのように位置付けられた軸線方向フローチャネル10に誘導された流体は、磁石13で発生する熱を空間的近接によって最適に受容して運び出すことができる。
【0028】
図6では、第2の実施形態による本発明の電気駆動ユニット1の断面斜視図が示されている。
その場合、電気駆動ユニット1は、
図1に示した電気駆動ユニット1に対応し、第1の電気回転機械の固定子は、
図6では図示されておらず、第1の電気回転機械の回転子31は、
図6では
図2の図示c)の構成に対応する。
したがって、駆動シャフト20に配置された、第1の電気回転機械の回転子31は、軸線方向中央に流体分配器15が配置されている4つの回転子セグメント13を含む。
すでに
図4に示した第1の実施形態による電気駆動ユニット1と同様に、
図6においてここでもまた、駆動シャフト20が複数の第1の径方向出口25を含むことが明らかであり、これらのそれぞれの第1の径方向出口25は、流体分配器15の複数の径方向フローチャネル16のうちの1つと流体接続されている。
したがって、矢印の形で示した流体フローは、
図4で説明した流体フローと等価に進む。
【0029】
図7は、第2の実施形態による電気駆動ユニットの電気回転機械の回転子31を、
図6を補足して示す。
図5に示した第1の実施形態による電気回転機械の回転子31と同様に、
図7でもまた、回転子31の軸線方向フローチャネル10が、回転子セグメント12の磁石13の軸線方向外側領域に配置されていることが明らかである。
図2の図示c)の構成による、第1の電気回転機械の回転子31の互いにずらした回転子セグメント12は、軸線方向フローチャネル10のV字形状および回転子セグメント12の磁石13の列配置のV字形状を実現する。
【0030】
図8では、本発明のハイブリッドモジュールの電気回転機械の回転子の流体分配器15が示されている。
その場合、流体分配器15は、リング形状のディスクとして形成され、8つの径方向フローチャネル16を有する。
図8から、それぞれの径方向フローチャネル16が、回転軸線まず延在する径方向延在方向に対して傾斜を有することが明らかである。その場合、径方向フローチャネル16の傾斜は、好ましい回転方向4に対して、径方向フローチャネル16に誘導された流体の径方向外側への運搬が、流体に作用する遠心力および慣性力の影響下で促されるように選択されている。
それに加えて、それぞれの径方向フローチャネル16は、その径方向外側に周方向に延在する区画17を形成し、区画17は、その径方向内側で、径方向フローチャネル16の実質的に径方向に延在する区画に移行する。
その場合、それぞれの径方向フローチャネル16の周方向に延在する区画17は、電気回転機械の回転子または回転子セグメントの軸線方向フローチャネル(
図8では図示せず)との径方向フローチャネル16の流体接続に用いられる。
流体分配器15の中央に
図8では、駆動シャフト20の横断面が図示されており、駆動シャフト20上に流体分配器15が相対回転不能に配置されている。
図8に図示された駆動シャフト20の4つの第1の径方向出口25のそれぞれは、2つの径方向フローチャネル16の開放した径方向内側端部と流体接続されている。その場合、両方の径方向フローチャネル16のうちの回転方向4における第1のフローチャネルは、両方の径方向フローチャネル16のうちの回転方向4における第2のフローチャネルよりも、回転軸線に対する径方向延在方向に対してより大きく傾斜している。回転軸線に対して径方向に延びる方向に対する両方の径方向フローチャネル16のうちの回転方向4おける第1のフローチャネルの傾斜は、約15度に相当し、回転軸線に対して径方向に延びる方向に対する両方の径方向フローチャネル16のうちの回転方向4における第2のフローチャネルの傾斜は、約65度に相当する。
それぞれの径方向フローチャネル16は、軸線方向に開放して形成され、軸線方向におけるそれぞれの径方向フローチャネル16の流体境界は、最初に流体分配器15が軸線方向で2つの回転子セグメントの間に配置されていることにより実現されている、これらの両方の回転子セグメントのそれぞれの、流体分配器15に対向する軸線方向前面部は、すべての径方向フローチャネル16の軸線方向流体境界を形成する。
【0031】
図9では、本発明のハイブリッドモジュールの従動シャフト60および第2の電気回転機械が断面側面図で示されている。
図9では、従動シャフト60および第2の電気回転機械は、実質的に
図1に示した従動シャフト60および第2の電気回転機械に対応する。
その場合、第2の電気回転機械のうち、回転子41のみが図示されており、回転子41は、中空シャフトとして形成された従動シャフト60上に相対回転不能に配置され、
図1の回転子41の形態とは異なる。
その場合、駆動シャフト60は、駆動シャフト60の第1の軸線方向端部区画61に外歯64を有し、外歯64を用いて、従動シャフト60は、連結装置(
図9では図示せず)の出力側と連結可能であり、駆動シャフト60の第2の軸線方向端部区画62にスプラインシャフト歯65を有し、スプラインシャフト歯65を用いて、従動シャフト60は、変速機(
図9では図示せず)の入力側と連結可能である。
図9は、ここでは従動シャフト60および第2の電気回転機械の回転子41の2つの図示を異なる切断面で示しており、図示では切断面によってそれぞれ、第2の電気回転機械のここで図示された回転子41内での2つの可能な流体フローのうちの1つがわかる。
回転子41の第1の軸線方向前面部43および第2の軸線方向前面部44には、それぞれガイド要素50が配置されている。その場合、それぞれのガイド要素50は、フローガイド要素53として複数のくぼみを回転子41に対向する軸線方向側に有するため、回転子41の前面部43、44とガイド要素50のフローガイド要素53との間にそれぞれ、間隙52が形成している。
それに加えて、径方向で回転子41と従動シャフト60との間に、軸線方向分配チャネル55が形成されており、軸線方向分配チャネル55は、軸線方向でガイド要素50によって両方の軸線方向側にて制限されており、回転子41の両方の軸線方向側で間隙52と流体接続されている。更に、軸線方向分配チャネル55は、従動シャフト60において径方向開口部63と流体接続されている。
径方向で更に外側に配置されたフローガイド要素53は、軸線方向フローチャネル10および流路51を軸線方向でガイド要素50において互いに流体接続する間隙52を実現し、径方向で更に内側に配置されたフローガイド要素53は、軸線方向分配チャネル55を軸線方向フローチャネル10と流体接続する間隙52を実現する。
流体フローは、
図9では、他の図と同様に、矢印の形で示されている。
従動シャフト20の回転時、ひいては回転子41の回転時、および第2の電気回転機械の冷却のために軸線方向分配チャネル55の径方向開口部63を介した流体の供給時、流体は、最初に軸線方向両側でガイド要素50に向けて誘導される。その後の径方向外側への流体の輸送は、流体に作用する遠心力および慣性力によって支援される。
図9の2つの図示のうちの左図は、第1の可能な流体フローを示し、その流体フローでは、流体は、軸線方向分配チャネル55から、第2の軸線方向前面部44における回転子41と、第2の軸線方向前面部44に配置されたガイド要素50のフローガイド要素53との間の間隙52内へ流れる。この間隙52は、軸線方向隙間52および軸線方向フローチャネル10と流体接続し、それにより流体は、第2の軸線方向前面部44において軸線方向フローチャネル10へ流入し、軸線方向フローチャネル10を通って軸線方向に回転子41を貫流して回転子41の第1の軸線方向前面部43に流入する。第1の軸線方向前面部43で軸線方向フローチャネル10から流出する流体は、回転子41と、また更に第1の軸線方向前面部43に配置されたガイド要素50のフローガイド要素53との間に形成された間隙52を通って、このガイド要素50の流路51に誘導され、流路51で回転子41から流出する。したがって、流体フローは、ここでは実質的に蛇行形状の推移に相当する。
図9の2つの図示のうちの右図は、ここでは第2の可能な流体フローを示し、この第2の可能な流体フローは、第1の蛇行形状の流体フローを鏡像にした実施に対応する。
したがって、径方向開口部63を通って軸線方向分配チャネル55に誘導された流体は、右図に図示された回転子41において両方の軸線方向側で間隙52を通って軸線方向フローチャネル10に向けて、次いで軸線方向フローチャネル10を通って流路51に向けて、ひいては回転子41から出るように誘導される。それにより、回転子41の前面部43、44の冷却と同様に回転子41の軸線方向中央領域の冷却もまた保証され、同時に回転子41の両方の軸線方向側で、電気回転機械の固定子の巻線頭部に流体を更に流すために、巻線頭部の冷却のために、流体が回転子41から流出することができることが確実となる。
【0032】
図10は、本発明のハイブリッドモジュールの従動シャフト60および第2の電気回転機械を斜視図で示す。
図10では、従動シャフト60および第2の電気回転機械は、すでに
図9に示した従動シャフト60および第2の電気回転機械に対応する。
その場合、分解図のように、ガイド要素50は、回転子41の軸線方向前面部43、44でのガイド要素50の位置から離して図示されており、それによって、フローガイド要素53によって形成された間隙52が明確に見える。
それに加えて、回転子41が5つの互いにずらした回転子セグメント12を含むことが明白である。したがって、それぞれの軸線方向フローチャネル10は、その延在成分に加えて軸線方向に、ずらすことによって画定された周方向に沿って勾配を有する。
更に
図10では、回転子セグメント12に配置された磁石13が、それぞれの軸線方向フローチャネル10よりも更に径方向外側に配置されていることが明らかである。
【0033】
本発明による電気駆動ユニットと、電気駆動ユニットを装備するハイブリッドモジュールと、ハイブリッドモジュールを含む駆動装置と、を用いて、最適な冷却を、少ない設置空間要求で費用対効果が高い設計と組み合わせることができる。
【符号の説明】
【0034】
1 電気駆動ユニット
2 ハイブリッドモジュール
3 回転軸線
4 回転方向
10 軸線方向フローチャネル
11 軸線方向側面出口
12 回転子セグメント
13 回転子セグメントの磁石
14 軸線方向フローチャネルの区画
15 流体分配器
16 流体分配器の径方向フローチャネル
17 径方向フローチャネルの周方向に延在する区画
20 駆動シャフト
21 第1の前面側端部領域
22 第2の前面側端部領域
23 中央フローチャネル
24 流体入口
25 第1の径方向出口
26 第2の径方向出口
27 第3の径方向出口
28 端部側出口
30 第1の電気回転機械
31 第1の電気回転機械の回転子
32 第1の電気回転機械の固定子
33 第1の電気回転機械の回転子の第1の軸線方向前面部
34 第1の電気回転機械の回転子の第2の軸線方向前面部
35 第1の電気回転機械の固定子の巻線頭部
40 第2の電気回転機械
41 第2の電気回転機械の回転子
42 第2の電気回転機械の固定子
43 第2の電気回転機械の回転子の第1の軸線方向前面部
44 第2の電気回転機械の回転子の第2の軸線方向前面部
45 第2の電気回転機械の固定子の巻線頭部
50 ガイド要素
51 流路
52 間隙
53 フローガイド要素
54 流体誘導要素
55 軸線方向分配チャネル
60 従動シャフト
61 従動シャフトの第1の軸線方向端部区画
62 従動シャフトの第2の軸線方向端部区画
63 従動シャフトの径方向開口部
64 外歯
65 スプラインシャフト歯
70 連結装置
71 連結装置の入力側
72 連結装置の出力側
80 ハイブリッドハウジング
81 流体供給導管
【国際調査報告】