JP5251903B2 - Cooling structure of rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機の冷却構造に関し、特に、回転電機のステータコアの軸線方向両端から外方に突出するステータコイルのコイルエンドを冷却液によって冷却するようにした回転電機の冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure for a rotating electrical machine, and more particularly to a cooling structure for a rotating electrical machine in which coil ends of a stator coil protruding outward from both axial ends of a stator core of the rotating electrical machine are cooled by a coolant.
自動車等の車両に搭載される電動機や発電機等の回転電機は、回転自在なロータと、ロータを取り囲むようにロータの外周部に設けられたステータコアおよびステータコアに巻回されるステータコイルを有するステータとを含んで構成されている。
電動機は、ステータコイルに通電して回転力を得るものであり、発電機は、ロータの回転によりステータコイルに流れる電流を取り出すものである。
A rotating electrical machine such as an electric motor or a generator mounted on a vehicle such as an automobile includes a rotatable rotor, a stator core provided on an outer peripheral portion of the rotor so as to surround the rotor, and a stator coil wound around the stator core. It is comprised including.
The electric motor is for energizing the stator coil to obtain a rotational force, and the generator is for taking out the current flowing through the stator coil by the rotation of the rotor.
そして、ロータの回転時にステータコイルに電流が流れると、ステータコアやステータコイルが発熱する。これらの発熱は、電動機や発電機の内部を貫通する磁束に影響を与え、運転効率(回転効率、発電効率)を低下させてしまう。したがって、運転効率を維持するため、回転電機を冷却する必要がある。 When a current flows through the stator coil during the rotation of the rotor, the stator core and the stator coil generate heat. Such heat generation affects the magnetic flux penetrating the inside of the electric motor or the generator, and decreases the operation efficiency (rotational efficiency, power generation efficiency). Therefore, it is necessary to cool the rotating electrical machine in order to maintain operating efficiency.
このような回転電機は、ケースで覆われた形で車両に搭載される。したがって、回転電機の冷却には、このケース内にオイルの通路を設け、通路内を通過するオイルによる冷却、すなわち、液冷が適用されることが多い。 Such a rotating electrical machine is mounted on a vehicle in a form covered with a case. Therefore, in order to cool the rotating electrical machine, an oil passage is provided in the case, and cooling with oil passing through the passage, that is, liquid cooling is often applied.
従来のこの種の回転電機の冷却構造としては、図9に示すようなものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
図9において、車両のトランスアクスルのケース1内には回転電機2が設けられており、この回転電機2は、ロータ3と、ロータ3を取り囲むようにロータ3の外周に設けられたステータ4とを備えている。
As a conventional cooling structure for this type of rotating electric machine, one shown in FIG. 9 is known (for example, see Patent Document 1).
In FIG. 9, a rotating electrical machine 2 is provided in a
ロータ3は、ロータ3の中心線に沿って延びるシャフト5に取付けられており、シャフト5は、ケース1にベアリング1aを介して回転自在に支持されている。
The rotor 3 is attached to a
ステータ4は、ステータコア6と、ステータコア6に巻回されたステータコイル7とを備えており、ステータコイル7を通電すると、磁界が発生し、この発生した磁界に基づいて、ロータ3とステータ4との間に磁束の流れが形成されることによって、ロータ3が回転力を得るようになっている。
The stator 4 includes a
また、ケース1の内部には回転電機2の上方に位置するようにオイルチューブ8が設けられており、このオイルチューブ8の内部には冷却液であるオイルが流れるようになっている。このオイルチューブ8は、ケース1の下部に設けられたオイルパン9に貯留されたオイルをオイルポンプ10によって吸い上げるようになっている。
An
また、オイルチューブ8にはステータコア6の軸線方向両端から外方に突出するステータコイル7のコイルエンド7aに対向するように吐出孔8aが形成されており、オイルチューブ8を流れるオイルは、吐出孔8aからコイルエンド7aに吐出されるようになっている。
Further, the
コイルエンド7aに吐出されたオイルは、ステータコイル7の中で最も高温になるコイルエンド7aの周方向に沿ってコイルエンド7aの下部に流れ落ちるようになっており、このオイルがコイルエンド7aを流れ落ちる間に、コイルエンド7aからオイルに熱が伝わり、ステータ4の冷却が行われる。
The oil discharged to the
ところで、回転電機2の熱対策としては、ステータコイル7の体積を増加させて熱容量を大きくすることが考えられるが、特に、回転電機2が自動車等の車両に搭載される場合には、回転電機2の小型化が強く要求されるため、ステータコイル7の体積を増加させることはできない。 By the way, as a heat countermeasure for the rotating electrical machine 2, it is conceivable to increase the volume of the stator coil 7 to increase the heat capacity. In particular, when the rotating electrical machine 2 is mounted on a vehicle such as an automobile, the rotating electrical machine 2 is used. Since the size reduction of 2 is strongly required, the volume of the stator coil 7 cannot be increased.
そこで、回転電機2を効果的かつ効率的に冷却することが必要であり、効果的かつ効率的な回転電機2の冷却を実現するためには、コイルエンド7aへのオイルの着油率を高める必要がある。ここで、着油率とは、コイルエンド7aにかけられたオイルが着油時に跳ね返ることなく、どれだけコイルエンド7aに供給されたかを示す。
Therefore, it is necessary to cool the rotating electrical machine 2 effectively and efficiently, and in order to realize the effective and efficient cooling of the rotating electrical machine 2, the oil landing rate of the
すなわち、コイルエンド7aにオイルを吐出して回転電機2を冷却する場合、オイルがコイルエンド7aに当たると、その一部はコイルエンド7aから跳ね返るが、この跳ね返ったオイルは、コイルエンド7aの冷却に供さないので、このオイルの跳ね返り量をできるだけ低減させて着油率を高める必要がある。
オイルの油着率を高めることができる回転電機の冷却構造としては、図10に示すようなものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
That is, when oil is discharged to the
As a cooling structure for a rotating electrical machine capable of increasing the oil deposit rate, a structure as shown in FIG. 10 is known (for example, see Patent Document 2).
図10において、コイルエンド7aに冷却油を吐出するオイルチューブ8Aは、ステータコア6およびコイルエンド7aの鉛直方向L1の最上点の上方に回転軸方向に沿って配設されており、吐出孔8aからコイルエンド7aの外周面における着油点P1にオイルを吐出するようになっている。
In FIG. 10, an
このオイルチューブ8Aおよび吐出孔8aは、着油点P1における接線L3に対して25度以上30度以下からなる入射角θ1でオイルを入射するように配置形成されている。
このようにすることで、コイルエンド7aからのオイルの跳ね返り量が最小となる入射角でコイルエンド7aにオイルを入射することができるため、コイルエンド7aに対してオイルの着油率を最大にすることができ、回転電機2を効果的、かつ効率的に冷却することができる。
The
In this way, oil can be incident on the
しかしながら、このような従来の回転電機2の冷却構造にあっては、コイルエンド7aから跳ね返りが小さくなる入射角度でオイルチューブ8Aの吐出孔8aからコイルエンド7aにオイルを吐出するようにしているため、オイルの入射角度が制限されてしまい、図10に丸印aで囲むコイルエンド7aの両側面にオイルを供給し難い。
However, in such a conventional cooling structure of the rotating electrical machine 2, oil is discharged from the
すなわち、従来の冷却構造は、オイルの入射角度を制限してコイルエンド7aの円周面上にオイルを積極的に供給する構造となっていないため、コイルエンド7aの温度分布のばらつきが大きくなり、回転電機2の冷却性能を十分に高めることができないという問題があった。
That is, the conventional cooling structure is not configured to actively supply oil onto the circumferential surface of the
また、オイルの入射角度を制限する必要があり、吐出孔8aの設定の自由度が小さくなってしまい、オイルチューブ8Aをケースに取付ける作業が非常に面倒なものとなってしまった。
In addition, it is necessary to limit the incident angle of oil, the degree of freedom in setting the
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、冷却液吐出手段からコイルエンドへの冷却液の入射角度を自由に設定しつつ、コイルエンドの円周方向に亘って冷却液を供給することができ、回転電機の冷却性能を向上させることができる回転電機の冷却構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and can freely set the incident angle of the cooling liquid from the cooling liquid discharge means to the coil end while extending in the circumferential direction of the coil end. An object of the present invention is to provide a cooling structure for a rotating electrical machine that can supply a coolant and improve the cooling performance of the rotating electrical machine.
本発明に係る回転電機の冷却構造は、上記目的を達成するため、(1)回転自在なロータと、前記ロータを取り囲むように前記ロータの外周部に設けられたステータコアおよび前記ステータコアに巻回されるステータコイルを有するステータとを含んで構成される回転電機の冷却構造であって、前記回転電機を収容するケースと、前記回転電機の上方に位置するようにして前記ケース内に設けられ、前記ステータコアの軸線方向両端から外方に突出する前記ステータコイルのコイルエンドに冷却液を吐出する冷却液吐出手段と、前記ケースに設けられ、前記冷却液吐出手段から前記コイルエンドに吐出された冷却液の跳ね返り分を貯留する冷却液貯留手段とを備え、前記冷却液貯留手段は、前記冷却液吐出手段から前記コイルエンドに吐出された冷却液が前記コイルエンドに衝突した後に跳ね返る位置に開口する入口開口と、前記入口開口から取り入れられた冷却液を貯留する貯留部と、前記貯留部に形成され、前記貯留部に収容された冷却液を前記コイルエンドの側面に向かって供給する出口開口とを含んで構成されている。 In order to achieve the above object, the cooling structure for a rotating electrical machine according to the present invention is wound around (1) a rotatable rotor, a stator core provided on the outer periphery of the rotor so as to surround the rotor, and the stator core. A rotating electric machine cooling structure including a stator coil having a stator coil, wherein the rotating electric machine is housed in a case that is located above the rotating electric machine, Cooling liquid discharging means for discharging cooling liquid to the coil ends of the stator coil protruding outward from both axial ends of the stator core, and cooling liquid provided in the case and discharged from the cooling liquid discharging means to the coil ends A coolant storing means for storing the rebound of the coolant, and the coolant storing means is discharged from the coolant discharging means to the coil end. An inlet opening that opens to a position where the coolant rebounds after colliding with the coil end, a storage part that stores the coolant taken in from the inlet opening, and the storage part are formed and stored in the storage part And an outlet opening for supplying the coolant toward the side surface of the coil end.
この冷却構造は、回転電機の上方に位置する冷却液吐出手段からコイルエンドに冷却液が供給されると、コイルエンドに衝突して跳ね返った冷却液が入口開口を通して貯留部に貯留され、この貯留部に貯留された冷却液が出口開口からコイルエンドの側方に向かって供給されることになる。 In this cooling structure, when the cooling liquid is supplied to the coil end from the cooling liquid discharge means located above the rotating electrical machine, the cooling liquid that collides with the coil end and bounces is stored in the storage portion through the inlet opening. The coolant stored in the part is supplied from the outlet opening toward the side of the coil end.
このため、コイルエンドから跳ね返った冷却液が無駄になることがなく、コイルエンドの上方に加えてコイルエンドの側面に冷却液を供給することができ、コイルエンドの周方向を冷却液によって冷却することができる。この結果、回転電機の冷却性能を向上させることができる。 For this reason, the coolant bounced off from the coil end is not wasted, and the coolant can be supplied to the side of the coil end in addition to the upper side of the coil end, and the circumferential direction of the coil end is cooled by the coolant. be able to. As a result, the cooling performance of the rotating electrical machine can be improved.
また、冷却液吐出手段からコイルエンドへの冷却液の入射角度を厳密に設定する必要がないため、冷却液吐出手段の設定の自由度を向上させることができ、ケースに冷却液吐出手段を容易に設置することができる。 In addition, it is not necessary to strictly set the incident angle of the coolant from the coolant discharge means to the coil end, so the degree of freedom in setting the coolant discharge means can be improved and the coolant discharge means can be easily installed in the case. Can be installed.
上記(1)に記載の回転電機の冷却構造において、(2)前記冷却液貯留手段が、前記入口開口の開口底面から前記コイルエンド側に向かって突出し、前記コイルエンドから跳ね返った冷却液を前記入口開口に案内するガイド部材を有するものから構成されている。 In the rotating electrical machine cooling structure according to the above (1), (2) the coolant storing means projects the coolant that protrudes from the opening bottom of the inlet opening toward the coil end side and rebounds from the coil end. It is comprised from what has a guide member guided to an entrance opening.
この回転電機の冷却構造は、入口開口の開口底面からコイルエンド側に向かって突出し、コイルエンドから跳ね返った冷却液を入口開口に案内するガイド部材を有するので、コイルエンドから跳ね返った冷却液が入口開口の周縁を衝突して跳ね返った場合に、この冷却液をガイド部材に落下させることにより、ガイド部材で入口開口に案内することができる。 This cooling structure of the rotating electrical machine has a guide member that protrudes from the bottom surface of the inlet opening toward the coil end side and guides the cooling liquid bounced off from the coil end to the inlet opening. When the peripheral edge of the opening collides and rebounds, the coolant can be guided to the inlet opening by the guide member by dropping the coolant onto the guide member.
このため、コイルエンドから跳ね返った冷却液を補足するために入口開口の位置をケースに厳密に設定するのを不要にして、入口開口の設定の自由度を向上させることができ、冷却液貯留手段をケースに容易に形成することができる。 For this reason, it is not necessary to set the position of the inlet opening strictly in the case to supplement the coolant bounced off from the coil end, and the degree of freedom in setting the inlet opening can be improved. Can be easily formed on the case.
上記(1)または(2)に記載の回転電機の冷却構造において、(3)前記貯留部に隣接する前記ケースに、前記貯留部に貯留された冷却液を冷却する冷却手段を有するものから構成されている。 In the cooling structure for a rotating electrical machine according to (1) or (2) above, (3) the case adjacent to the storage section is provided with a cooling means for cooling the coolant stored in the storage section. Has been.
この回転電機の冷却構造は、貯留部に近接するケースに、貯留部に貯留された冷却液を冷却する冷却手段を有するので、貯留部に貯留された冷却液を冷却手段によって冷却した後、出口開口からコイルエンドの側面に供給することができ、回転電機の冷却性能をより一層向上させることができる。 Since the cooling structure of the rotating electrical machine has a cooling means for cooling the coolant stored in the storage section in the case close to the storage section, the cooling liquid stored in the storage section is cooled by the cooling means, and then the outlet It can supply to the side surface of a coil end from opening, and the cooling performance of a rotary electric machine can be improved further.
上記(3)に記載の回転電機の冷却構造において、(4)前記冷却手段がウォータジャケットから構成されている。
この回転電機の冷却構造は、冷却手段がウォータジャケットから構成されるので、冷却水によって冷却液を冷却することにより、冷却液を確実に冷却することができる。
In the rotating electrical machine cooling structure described in (3) above, (4) the cooling means is formed of a water jacket.
In the cooling structure of the rotating electric machine, the cooling means is constituted by a water jacket, and therefore the cooling liquid can be reliably cooled by cooling the cooling liquid with the cooling water.
上記(3)に記載の回転電機の冷却構造において、(5)前記冷却手段が、前記冷却液貯留手段の近傍に位置する前記ケースから外方に突出し、外気に晒される放熱フィンからなるものから構成されている
この回転電機の冷却構造は、冷却手段が、冷却貯留手段に近接するケースから外方に突出して外気に晒される放熱フィンから構成されるので、ケースに放熱フィンを設けるだけの簡単な構成によって貯留部に貯留された冷却液を冷却することができ、安価な冷却構造を得ることができる。
In the cooling structure for a rotating electric machine according to the above (3), (5) the cooling means is composed of a radiating fin that protrudes outward from the case located in the vicinity of the coolant storing means and is exposed to the outside air. It is configured
In this rotating electrical machine cooling structure, the cooling means is composed of radiating fins that protrude outward from the case close to the cooling storage means and are exposed to the outside air. The cooling liquid stored in the part can be cooled, and an inexpensive cooling structure can be obtained.
本発明によれば、冷却液吐出手段からコイルエンドへの冷却液の入射角度を自由に設定しつつ、コイルエンドの円周方向に亘って冷却液を供給することができ、回転電機の冷却性能を向上させることができる回転電機の冷却構造を提供することができる。 According to the present invention, the coolant can be supplied over the circumferential direction of the coil end while freely setting the incident angle of the coolant from the coolant discharge means to the coil end. It is possible to provide a rotating electrical machine cooling structure capable of improving the above.
以下、本発明に係る回転電機の冷却構造の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図1〜図8は、本発明に係る回転電機の冷却構造の一実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図1において、動力伝達装置11は、ケーシングとしてのトランスミッションケース12を有しており、トランスミッションケース12内には、変速機構を構成する複合遊星歯車装置13と、フロントドライブシャフト14L、14Rへの差動出力が可能なディファレンシャル装置15と、蓄電された電力により車両を駆動させる回転電機としての駆動用モータ16と、図示しないエンジンからの動力により発電可能なモータジェネレータ17と、動力伝達装置11の各部に冷却液としてのオイルを供給するオイルポンプ18が収容されている。
Embodiments of a cooling structure for a rotating electrical machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
1-8 is a figure which shows one Embodiment of the cooling structure of the rotary electric machine which concerns on this invention.
First, the configuration will be described.
In FIG. 1, a
複合遊星歯車装置13は、駆動用モータ16から出力された動力を伝達する第1の遊星歯車装置19と、エンジンから出力された動力を伝達する第2の遊星歯車装置20とを含んで構成されており、駆動用モータ16およびエンジンから出力された動力をディファレンシャル装置15に選択的に伝達できるようになっている。
The compound
トランスミッションケース12は、エンジン側に締結支持されるハウジング21と、ハウジング21のエンジン側とは反対側の開口端に固定されたケース22とを有している。
The
また、ケース22のハウジング21側とは反対側の開口端には、ケースカバー23が装着されており、ケースカバー23のケース22側の反対側には、オイルポンプカバー24が装着されている。
A
また、ハウジング21には、ハウジングカバー25が装着されており、ハウジング21内をモータジェネレータ17の収納部分とエンジンからの駆動力伝達機構であるダンパー要素26の収納部分とに画成している。
A
そして、これらハウジング21、ケース22、ケースカバー23、ハウジングカバー25によってトランスミッションケース12が構成されるとともに、複合遊星歯車装置13、ディファレンシャル装置15、駆動用モータ16およびモータジェネレータ17を収納する各収納部分が形成される。なお、トランスミッションケース12は、ケースを構成している。
The
モータジェネレータ17および第2の遊星歯車装置20の回転中心部分には、モータジェネレータ17および第2の遊星歯車装置20を貫通するように延在するインプットシャフト27が配設されており、駆動用モータ16および第1の遊星歯車装置19の回転中心部分には、駆動用モータ16および第1の遊星歯車装置19を貫通するように延在するオイルポンプ駆動軸28が配設されている。
An
インプットシャフト27は、一端部がクランクシャフト29に回転方向一体に係合されるとともに、他端部が第2の遊星歯車装置20に接続されており、エンジンからの動力を複合遊星歯車装置13に伝達するようになっている。
One end of the
オイルポンプ駆動軸28は、一端部がインプットシャフト27に回転方向一体に係合されるとともに、他端部がオイルポンプ18に接続されており、インプットシャフト27からの動力をオイルポンプ18に伝達するようになっている。
One end of the oil pump drive shaft 28 is integrally engaged with the
また、トランスミッションケース12内には、複合遊星歯車装置13から出力された動力をディファレンシャル装置15に伝達するカウンタドリブンギヤ30およびファイナルドライブギヤ31が設けられている。
Further, in the
カウンタドリブンギヤ30は、後述する複合遊星歯車装置13のカウンタドライブギヤ32に噛合しており、このカウンタドライブギヤ32は、ファイナルドライブギヤ31が一体に形成されたカウンタシャフト33にスプライン結合している。
The counter driven
ディファレンシャル装置15は、中空のデフケース34を備えており、デフケース34は、ベアリング35a、35bを介してケース22およびハウジング21に回転自在に支持されている。
The
デフケース34の外周部には、ファイナルドライブギヤ31と歯合するファイナルギヤ36が締結されており、複合遊星歯車装置13から出力された動力がファイナルギヤ36を介してデフケース34に伝達されるようになっている。
A
また、デフケース34の内部には、ピニオンギヤシャフト37が回転自在に支持されており、ピニオンギヤシャフト37には、一対のディファレンシャルピニオンギヤ38a、38bが固定されている。
A
各ディファレンシャルピニオンギヤ38a、38bには、サイドギヤ39a、39bがそれぞれ歯合しており、各サイドギヤ39a、39bにはフロントドライブシャフト14L、14Rがそれぞれ接続され、各フロントドライブシャフト14L、14Rには図示しない前輪がそれぞれ固定されている。
なお、このような複数のギヤ38a、38b、39a、39bによる減速やディファレンシャル装置15の機能等は公知であり、ここでは詳述しない。
Side gears 39a and 39b are engaged with the differential pinion gears 38a and 38b, respectively, and
Note that the speed reduction by the plurality of
駆動用モータ16は、永久磁石が装着されたロータ41と、ステータコイルとしての三相コイル42および三相コイル42が巻回されたステータコア43を有するステータ44とを含んで構成されており、永久磁石同期電動機として構成されている。
The
また、ロータ41は、ロータシャフト45と一体的に設けられており、ロータシャフト45は、回転軸方向に貫通孔45aが形成されている。ロータシャフト45は、この貫通孔45aにオイルポンプ駆動軸28を挿通させた状態で、ベアリング46a、46bを介してケース22およびケースカバー23に支持されている。
The
また、ロータシャフト45は、そのエンジン側の端部が第1の遊星歯車装置19のサンギヤ19aにスプライン結合しており、第1の遊星歯車装置19のサンギヤ19aと一体に回転するようになっている。
Further, the end of the
モータジェネレータ17は、永久磁石が装着されたロータ47と、三相コイル48および三相コイル48が巻回されたステータコア49を有するステータ50とを含んで構成されており、永久磁石同期電動機として構成されている。
The
また、ロータ47は、ロータシャフト51と一体的に設けられており、ロータシャフト51の回転軸方向には貫通孔51aが形成されている。ロータシャフト51は、この貫通孔51aにインプットシャフト27を挿通させた状態で、ベアリング62a、62bを介してハウジング21およびハウジングカバー25に支持されている。
The
また、ロータ47は、そのエンジン側と反対側の端部が第2の遊星歯車装置20のサンギヤ20aにスプライン結合しており、第2の遊星歯車装置20のサンギヤ20aと一体に回転するようになっている。
The
駆動用モータ16およびモータジェネレータ17のロータ41、47は、それぞれステータ44、50の内周との間に僅かな空隙を挟んで配置されており、ロータ41、47の回転により磁界を発生するようになっている。
The
オイルポンプ18は、オイルポンプ駆動軸28に装着されたドライブロータ53と、図示しないドリブンロータとから構成されており、ケースカバー23に回転自在に支持されている。
The
また、オイルポンプカバー24にはリリーフ弁54が収容されており、オイルの油圧制御が行われている。そして、オイルポンプ18により汲み上げられたオイルは、リリーフ弁54により所定の設定圧までに制限されながら、オイルポンプ駆動軸28内およびインプットシャフト27内に形成された複数の油路を通じて動力伝達装置11を構成する各部に供給されるようになっている。
In addition, a
また、オイルポンプカバー24およびケースカバー23には、それぞれ油路24a、23aが形成されており、油路24aの一端部にはオイルポンプ18により汲み上げられたオイルが供給されるようになっている。この油路24aの一端部に供給されたオイルは、油路24aの他端部から油路23aの一端部に供給されるようになっている。
また、油路23aの他端部には冷却液吐出手段としてのオイルパイプ55が接続されており、油路23aの一端部に供給されたオイルは、油路23aの他端部からオイルパイプ55に供給されるようになっている。
An
オイルパイプ55は、駆動用モータ16の上方に位置して駆動用モータ16の軸線方向に沿って延在している。このオイルパイプ55は、一端部が油路23aの他端部に連通するようにして係止部材56によってケースカバー23に固定されており、他端部がケース22に形成された貫通孔22aに挿通されることでケース22に固定されている。
The
図2に示すように、オイルパイプ55には吐出孔55a〜55cが形成されており、吐出孔55a、55cは、ステータコア43の軸線方向両端から外方に突出して最も高温となる三相コイル42のコイルエンド42a、42bに鉛直方向で対向し、コイルエンド42a、42bにオイルを吐出するようになっている。
As shown in FIG. 2, discharge holes 55 a to 55 c are formed in the
また、吐出孔55bは、吐出孔55a、55cの間に位置しており、吐出孔55bは、ステータ44の軸線方向中央部に鉛直方向で対向し、三相コイル42の軸線方向中央部にオイルを吐出するようになっている。
Further, the
また、吐出孔55a〜55cは、オイルパイプ55の下方に設けられており、図4に示すように、オイルパイプ55の鉛直方向下方と鉛直軸Hに対して傾斜する位置との3箇所に設けられている(図4では、吐出孔55cのみを示す)。
Further, the discharge holes 55a to 55c are provided below the
一方、図2、図3に示すように、ケース22には冷却液貯留手段としてのキャッチタンク57、58が設けられており(図1、図2では、キャッチタンク57、58は、ステータ44に対して紙面方向の手前側に位置する)、このキャッチタンク57、58は、コイルエンド42a、42bに対向する位置に設けられている。
すなわち、キャッチタンク57、58は、コイルエンド42a、42bに対向する位置になるようにケース22内に離隔して設けられている。
On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 3, the
That is, the
このキャッチタンク57、58は、ロータ41の回転中心(ロータシャフト45の回転中心)に対して斜め上方に位置しており、キャッチタンク57、58は、オイルを補足する入口開口57a、58aを有している。
The
この入口開口57a、58aは、オイルパイプ55の吐出孔55a、55cからコイルエンド42a、42bに吐出されたオイルがコイルエンド42a、42bに衝突した後に跳ね返る位置に開口している。
The
また、キャッチタンク57、58は、入口開口57a、58aを通して導入されるオイルが貯留される貯留部57b、58bを有しており、この貯留部57b、58bは、入口開口57a、58aに対して下方のキャッチタンク57、58の内周面によって構成されている。
The
また、キャッチタンク57、58は、出口開口57c、58cを備えており、この出口開口57c、58cは、コイルエンド42a、42bに対向する貯留部57b、58bの側面に形成されている。この出口開口57c、58cは、キャッチタンク57、58の貯留部57b、58bに貯留されたオイルをコイルエンド42a、42bの側面に向かって供給するようになっている。
The
なお、貯留部57bの底面57dは、コイルエンド42a側に向かうに従って下側に傾斜する傾斜面となっており、出口開口57cは、貯留部57bの最も低い底面57d側の側面に形成されている。このため、出口開口57cから排出されるオイルは、コイルエンド42aの側面に指向される。
The
なお、キャッチタンク57の貯留部57bの底面57dもキャッチタンク58の貯留部58bの底面58dと同一の形状となっている。このため、出口開口57cから排出されるオイルは、コイルエンド42bの側面に指向される。
The
また、図3、図5に示すように、ケース22には冷却手段としてのウォータジャケット59が形成されており、このウォータジャケット59は、キャッチタンク57、58に隣接している。また、図5に示すように、ウォータジャケット59は、キャッチタンク57、58を含んだ範囲に亘ってケース22に対して所定長の長さで形成されており、内部に冷却水が充填される空間が画成されている。
As shown in FIGS. 3 and 5, a
このウォータジャケット59には、冷却水供給孔59aが形成されており、この冷却水供給孔59aにはラジエータで冷却された冷却水が流通する冷却水供給管60の一端部が取付けられている。
A cooling
また、このウォータジャケット59には、冷却水排出孔59bが形成されており、この冷却水排出孔59bにはウォータジャケット59内の冷却水を排出する冷却水排出管61の一端部に取付けられている。
The
したがって、冷却水供給管60から冷却水供給孔59aを介してウォータジャケット59に供給された冷却水によってキャッチタンク57、58内のオイルを冷却することができる。また、キャッチタンク57、58内のオイルと熱交換された冷却水は、ウォータジャケット59から冷却水排出孔59bを通して冷却水排出管61に排出される。
Therefore, the oil in the
次に、駆動用モータ16の冷却方法を説明する。
オイルポンプ18によりオイルが汲み上げられると、このオイルは、油路24a、23aを通してオイルパイプ55に供給される。オイルパイプ55に供給されたオイルは、吐出孔55a、55cからコイルエンド42a、42bに向かって吐出されるとともに、吐出孔55bから三相コイル42の軸線方向中央部に吐出される。
Next, a method for cooling the
When the oil is pumped up by the
駆動用モータ16の中で最も高温となるコイルエンド42a、42bに供給されるオイルは、コイルエンド42a、42bの上方に衝突するが、吐出孔55a〜55cは、オイルパイプ55の鉛直方向下方(鉛直軸Hと同方向)と鉛直軸Hに対して傾斜する位置との3箇所に設けられているため、鉛直軸Hに対して傾斜する吐出孔55a、55cから吐出されたオイルは、図6に示すように、コイルエンド42a、42bの右斜め上方と左斜め上方に衝突し、コイルエンド42a、42bの周方向に沿ってコイルエンド42a、42bの下部に流れ落ちる。
The oil supplied to the coil ends 42a and 42b, which is the highest temperature in the
そして、このオイルがコイルエンド42a、42bを流れ落ちる間に、コイルエンド42a、42bからオイルに熱が伝わり、ステータ44の冷却が行われる。
And while this oil flows down the coil ends 42a and 42b, heat is transmitted from the coil ends 42a and 42b to the oil, and the
一方、図6に矢印で示すように、コイルエンド42a、42bの右斜め上方に衝突したオイルの一部は、コイルエンド42a、42bに衝突して跳ね返り、入口開口57a、58aを通してキャッチタンク57、58に貯留される(図6では、キャッチタンク58のみを示しているが、キャッチタンク57のオイルの流れもキャッチタンク58と同一である)。
On the other hand, as shown by the arrows in FIG. 6, a part of the oil colliding with the coil ends 42a, 42b obliquely upward to the right collides with the coil ends 42a, 42b, bounces off, and catch
また、貯留部57b、58bに貯留されたオイルは、ウォータジャケット59を流通する冷却水によって冷却され、常時、低温状態となる。そして、キャッチタンク57、58に貯留された低温のオイルは、矢印で示すように、出口開口57c、58cからコイルエンド42a、42bの側方に向かって供給される。
Further, the oil stored in the
すなわち、本実施の形態の冷却構造は、駆動用モータ16の上方に位置するようにしてケース22内に設けられ、コイルエンド42a、42bにオイルを吐出するオイルパイプ55と、ケース22に設けられ、オイルパイプ55からコイルエンド42a、42bに吐出されたオイルの跳ね返り分を貯留するキャッチタンク57、58とを備え、キャッチタンク57、58が、オイルパイプ55からコイルエンド42a、42bに吐出されたオイルがコイルエンド42a、42bに衝突した後に跳ね返る位置に開口する入口開口57a、58aと、入口開口57a、58aから取り入れられたオイルを貯留する貯留部57b、58bと、貯留部57b、58bに形成され、貯留部57b、58bに収容されたオイルをコイルエンド42a、42bの側面に向かって供給する出口開口57c、58cとを含んで構成される。
That is, the cooling structure of the present embodiment is provided in the
このため、コイルエンド42a、42bから跳ね返ったオイルが無駄になることがなく、コイルエンド42a、42bの上方に加えてコイルエンド42a、42bの側面にオイルを供給することができ、コイルエンド42a、42bの周方向をオイルによって冷却することができる。この結果、駆動用モータ16の冷却性能を向上させることができる。
Therefore, the oil bounced off from the coil ends 42a and 42b is not wasted, and oil can be supplied to the side surfaces of the coil ends 42a and 42b in addition to the upper portions of the coil ends 42a and 42b. The circumferential direction of 42b can be cooled by oil. As a result, the cooling performance of the
また、本実施の形態では、従来のように、オイルパイプ55からコイルエンド42a、42bへのオイルの入射角度を厳密に設定する必要がないため、吐出孔55a、55cの形成部位を含んだオイルパイプ55の設定の自由度を向上させることができ、ケース22にオイルパイプ55を容易に設置することができる。
Further, in the present embodiment, since it is not necessary to strictly set the incident angle of oil from the
また、本実施の形態では、キャッチタンク57、58に隣接するケース22に、貯留部57b、58bに貯留されたオイルを冷却するウォータジャケット59が設けられるので、貯留部57b、58bに貯留されたオイルを冷却水で確実に冷却して出口開口57c、58cからコイルエンド42a、42bの側面に供給することができ、駆動用モータ16の冷却性能をより一層向上させることができる。
Moreover, in this Embodiment, since the
なお、本実施の形態では、貯留部57b、58bに貯留されたオイルを冷却水によって冷却しているが、これに限らず、図7に示すように、キャッチタンク58に近接するケース22に、このケース22の外方に突出し、外気に晒される冷却手段としての放熱フィン71を設けてもよい。なお、キャッチタンク57にもキャッチタンク58と同様に放熱フィン71が設けられている。
In the present embodiment, the oil stored in the
この場合には、ケース22に放熱フィン71を設けるだけの簡単な構成によって貯留部57b、58bに貯留されたオイルを冷却することができ、安価な冷却構造を得ることができ、結果的に、動力伝達装置11の製造コストが増大するのを防止することができる。
In this case, the oil stored in the
また、図8に示すように、入口開口58aの開口底面に冷却液貯留手段の一部を構成するガイド部材81を設けてもよい。なお、キャッチタンク57の入口開口57aには入口開口58aと同様のガイド部材81が設けられている。
Further, as shown in FIG. 8, a guide member 81 that constitutes a part of the coolant storing means may be provided on the opening bottom of the
図8に示すように、ガイド部材81は、入口開口58aの開口底面からコイルエンド42a側に向かって突出しており、このガイド部材81は、コイルエンド42aから跳ね返ったオイルを入口開口58aに案内するようになっている。
As shown in FIG. 8, the guide member 81 protrudes from the opening bottom of the inlet opening 58a toward the
このように入口開口57a、58aの開口底面にガイド部材81を設けた場合には、コイルエンド42a、42bから跳ね返ったオイルが入口開口57a、58aの周縁を衝突して跳ね返ったとき、オイルをガイド部材81に落下させることにより、ガイド部材81で入口開口57a、58aに案内することができる(オイルの流れを矢印a〜cで示す)。
When the guide member 81 is provided on the bottom surface of the
このため、コイルエンド42a、42bから跳ね返ったオイルを補足するために入口開口57a、58aの位置をケース22に厳密に設定するのを不要にして、入口開口57a、58aの設定の自由度を向上させることができ、キャッチタンク57、58をケース22に容易に形成することができる。
For this reason, it is unnecessary to set the positions of the
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
以上のように、本発明に係る回転電機の冷却構造は、冷却液吐出手段からコイルエンドへの冷却液の入射角度を自由に設定しつつ、コイルエンドの円周方向に亘って冷却液を供給することができ、回転電機の冷却性能を向上させることができるという効果を有し、回転電機のステータコアの軸線方向両端から外方に突出するステータコイルのコイルエンドを冷却液によって冷却するようにした回転電機の冷却構造等として有用である。 As described above, the cooling structure for a rotating electrical machine according to the present invention supplies the coolant over the circumferential direction of the coil end while freely setting the incident angle of the coolant from the coolant discharge means to the coil end. And the cooling performance of the rotating electrical machine can be improved, and the coil ends of the stator coil protruding outward from both axial ends of the stator core of the rotating electrical machine are cooled by the coolant. It is useful as a cooling structure for rotating electrical machines.
12 トランスミッションケース(ケース)
16 駆動用モータ(回転電機)
41 ロータ
42 三相コイル(ステータコイル)
42a、42b コイルエンド
43 ステータコア
44 ステータ
55 オイルパイプ(冷却液吐出手段)
57、58 キャッチタンク(冷却液貯留手段)
57a、58a 入口開口
57b、58b 貯留部
57c、58c 出口開口
59 ウォータジャケット(冷却手段)
71 放熱フィン(冷却手段)
81 ガイド部材
12 Transmission case (case)
16 Drive motor (rotary electric machine)
41
42a,
57, 58 Catch tank (coolant storage means)
57a,
71 Radiation fin (cooling means)
81 Guide member
Claims (5)
前記回転電機を収容するケースと、
前記回転電機の上方に位置するようにして前記ケース内に設けられ、前記ステータコアの軸線方向両端から外方に突出する前記ステータコイルのコイルエンドに冷却液を吐出する冷却液吐出手段と、
前記ケースに設けられ、前記冷却液吐出手段から前記コイルエンドに吐出された冷却液の跳ね返り分を貯留する冷却液貯留手段とを備え、
前記冷却液貯留手段は、前記冷却液吐出手段から前記コイルエンドに吐出された冷却液が前記コイルエンドに衝突した後に跳ね返る位置に開口する入口開口と、前記入口開口から取り入れられた冷却液を貯留する貯留部と、前記貯留部に形成され、前記貯留部に収容された冷却液を前記コイルエンドの側面に向かって供給する出口開口とを含んで構成されることを特徴とする回転電機の冷却構造。 A rotating electrical machine cooling structure comprising a rotatable rotor, a stator core provided on an outer peripheral portion of the rotor so as to surround the rotor, and a stator having a stator coil wound around the stator core. ,
A case for housing the rotating electrical machine;
A coolant discharge means that is provided in the case so as to be positioned above the rotating electrical machine, and that discharges the coolant to the coil ends of the stator coil protruding outward from both axial ends of the stator core;
Provided with the case, and provided with a coolant storing means for storing a rebound portion of the coolant discharged from the coolant discharging means to the coil end,
The coolant storing means stores an inlet opening that opens to a position where the coolant discharged from the coolant discharging means to the coil end rebounds after colliding with the coil end, and stores the coolant taken in from the inlet opening. And an outlet opening that is formed in the storage portion and supplies the coolant stored in the storage portion toward the side surface of the coil end. Construction.
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