JP2014087130A - 回転電機の冷却構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転電機の所定の位置に冷却液を導く冷却液パイプを簡易な方法で支持する。
【解決手段】回転電機12を収容するトランスアクスルケース36のケース開口40に端子台38が装着される。端子台38には、トランスアクスルケース36の内外の電機配線を中継するたもの中継導体が配置される。端子台38には、更に、冷却液パイプ26を支持するための支持部56が設けられる。支持部56に設けられた貫通孔58に冷却液パイプ26を通すことにより、冷却液パイプ26が支持部56に支持される。
【選択図】図4
【解決手段】回転電機12を収容するトランスアクスルケース36のケース開口40に端子台38が装着される。端子台38には、トランスアクスルケース36の内外の電機配線を中継するたもの中継導体が配置される。端子台38には、更に、冷却液パイプ26を支持するための支持部56が設けられる。支持部56に設けられた貫通孔58に冷却液パイプ26を通すことにより、冷却液パイプ26が支持部56に支持される。
【選択図】図4
Description
本発明は、回転電機を冷却するための構造に関する。
電気エネルギを回転の運動エネルギに変換する電動機、回転の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機、さらに電動機と発電機どちらにも機能する電気機器が知られている。以下において、これらの電気機器を回転電機と記す。
原動機として内燃機関と回転電機を備えたハイブリッド車両が知られている。回転電機は、車両を駆動する動力を発生する電動機として機能すると共に、制動時に車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機としても機能する。回転電機が、内燃機関のトランスアクスルまたはトランスミッションと一体化されたハイブリッド車両用の動力装置が実用化されている。この動力装置においては、回転電機はトランスアクスル等のケース内に収められており、外気による直接冷却が望めず、トランスアクスル等の潤滑油あるいは液圧による機器制御用の作動液を介して冷却が行われている。
下記特許文献1には、オイルポンプが吐出した冷却液(オイル)をパイプにより回転電機の上方に送り、パイプの側面に設けられた吐出孔から回転電機の所定の部分に向けて吐出する技術が記載されている。
冷却液を送るパイプは、トランスアクスル等のケースのボスにボルトで固定されたステー等により支持される。ステーを固定するためのボスをケースに設ける必要があり、またステーを固定するための工数も必要となる。
本発明は、冷却液を送るパイプの支持構造を簡易なものとすることを目的とする。
本発明の回転電機の冷却構造は、回転電機を収容するケースの開口に装着される端子台を利用して冷却液を送るパイプを支持する。端子台は、ケースの内部と外部の電気配線を中継し、この端子台を介してケースに収容された回転電機に電力が供給され、また回転電機で発生された電力が外部に送出される。端子台の一部にパイプを支持する支持部を設ける。
端子台に支持部を設けることにより、ステー等のパイプを支持するための部材およびこの部材をケースに固定するためのボスを廃することができる。
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図1は、ケース10内に収められた回転電機12の要部、および回転電機の冷却系14を示す断面図である。このような装置の例としてハイブリッド車両用のトランスアクスルが挙げられる。トランスアクスルは、内燃機関等の原動機からの出力を変速して駆動輪へと送り出す動力伝達装置の一種であり、一般的には変速機構と終減速機構を含む。内燃機関に加え回転電機の出力により走行を行うハイブリッド車両においては、トランスアクスル内に車両駆動用の回転電機を備えたものが知られている。変速機構および終減速機構を収めたトランスアクスルのケース内に回転電機が収められている。
回転電機12は、ロータ16と、ロータ16の周囲を取り囲むように配置される略円筒形のステータ18を有する。ステータ18は、電磁鋼板を、回転電機の回転の軸線の方向(以下、回転軸線方向と記す。)に積層して形成されたステータコア20を有する。この電磁鋼板は、円環板の内周に櫛歯状に凹凸が形成された形状を有し、この凹凸が揃うように積層される。この結果、ステータコア20の円筒の内周面には、回転電機の回転軸線方向に沿って延びる凸部が、周方向の配列されるようになる。この凸部に導線が巻回されてコイル22が形成される。コイル22の、ステータコア20の円筒の端面から出た部分はコイルエンドと呼ばれている。図1において、コイルエンドを符号23で示している。
ケース10内に収められた回転電機12は、外気による直接冷却が期待できないため、冷却液を供給して冷却を行う。トランスアクスル内に収容された回転電機12の場合、その冷却液は、変速機構の液圧アクチュエータ(クラッチ、ブレーキなど)の作動液を用いることができる。また、この作動液は、変速機構等の潤滑油も兼ねている。冷却液は、ポンプ24により送出され、ケースに設けられた流路および配管により回転電機12の所定の部位に送られる。ポンプ24は、ケース内に備えられる各機構の潤滑、アクチュエータの動作のために作動液を送るポンプであってよい。ポンプ24は、回転電機12に駆動されてよく、ハイブリッド車両であれば内燃機関により駆動されてもよい。また、回転電機12とは別にポンプ24を駆動するための電動機を備えるようにしてもよい。
ポンプ24から送出された冷却液は、回転電機12の上方に配置された冷却液パイプ26に達する。冷却液パイプ26は筒形状、例えば円筒形状の側壁28と、筒の一端を塞ぐように設けられた端壁30を有する。筒の開放された側の端から、冷却液パイプ26内に冷却液が送り込まれる。側壁28は、回転電機12に対向する面に吐出孔32を有している。吐出孔32は、冷却液パイプ26の長さ方向に沿って複数、例えば3個が設けられている。3個の吐出孔32のうち2個(32A,32B)が、ステータコア20の両側のコイルエンド23に対向する位置に配置され、残りの1個がステータコア20の外周に対向する位置に配置されている。
図2は、2個の回転電機12を収めるトランスアクスルの要部を示す分解図である。図においては、一方の回転電機の一部のみ示されている。トランスアクスルケース36の、図2において手前側の端面には、トランスアクスルリアカバー(不図示)が装着され、当該ケース36の開口を覆っている。一方、奥側の端面には終減速機構、内燃機関のフライホイール等を収めるトランスアクスルハウジング(不図示)が装着され、更に当該ハウジングにトランスアクスルハウジングカバーが装着される。トランスアクスルケース36、トランスアクスルリアカバー、トランスアクスルハウジングおよびトランスアクスルハウジングカバーにより、回転電機およびトランスアクスルの各機構を収めるケースが構成される。
トランスアクスルケース36内の2個の回転電機12に電力を供給するために、ケース36の内外の電気配線を中継する端子台38が設けられている。トランスアクスルケース36の上部、特に一方の回転電機の上方にケース開口40が形成され、このケース開口40に端子台38が装着される(図4参照)。端子台38には、トランスアクスルケース36の内外を貫通する中継導体が配置されている。中継導体は、2個の回転電機の三相に対応して6本が備えられる。各中継導体の、トランスアクスルケース36の内側の端が端子42aである。
端子台38は、トランスアクスルケース36に装着されたときにケース開口40を覆うカバー部44と、ケース内側の端子42aを担持する内側担持部46と、ケース外側の端子を担持する外側担持部48を有する。内側の端子42aは、回転電機12のコイル22の導線に接続される動力線50に接続される。具体的には、内側担持部46に結合されるボルトの頭と、端子42aの間に動力線50を挟み、ボルトを締め付けて接続する。外側の端子は、インバータ等の電力供給装置に接続される。
トランスアクスルケース36には、冷却液を導く冷却液流路52(図4参照)が設けられている。ケース36を構成する部材内を延びる孔が流路52となっており、この孔の端がケース36内面に開口している(流路開口54)。そして、この流路開口54に、冷却液パイプ26の一端が挿入される。冷却液流路52により送られた冷却液が、冷却液パイプ26を通って、一方の回転電機12の上方に導かれ、側壁の吐出孔32より回転電機12に向けて吐出される。
冷却液パイプ26は、前述のように一端がトランスアクスルケース36に形成された流路開口54に挿入されている。一方の端は、トランスアクスルが組み上げられた際には、トランスアクスルケース36に結合されるトランスアクスルリアカバーにて支持され、この結果、冷却液パイプ26は、両端が支持されることになり安定する。しかし、トランスアクスルリアカバーが装着される前段階においては、流路開口54に挿入された一端のみの支持となる。このため、トランスアクスルリアカバーの装着時に、その位置が安定せず、リアカバーの装着が難しくなる。冷却液パイプ26の位置を安定させるために、トランスアクスルケース36にステーを固定し、このステーにより冷却液パイプ26の、流路開口54に挿入された端以外の部分で当該パイプ26を支持するようにできる。しかし、ステーを利用する場合、ステーを固定するためのボスやねじ穴をトランスアクスルケース36に設ける必要があり、またステーが必要である。ボス等を設けることにより、トランスアクスルケース36の外形が大きくなることも起こりえる。
図3および図4は、冷却液パイプ26の周囲の構造、特に冷却液パイプ26を支持するための構造を示す図である。図3は、トランスアクスルケース36のケース開口40近傍を、端子台38が装着された状態で示す図である。図4は、図3に示されたA−A線で示される流路開口54の中心を通る断面を示す図である。端子台38には、冷却液パイプ26を支持する支持部56が設けられている。支持部56は、端子台38の内側担持部46に一体に形成されてもよく、また別部品として後から端子台38に、特に内側担持部46に装着されてもよい。支持部56は、端子台38から、端子台38がトランスアクスルケース36に装着されたときに流路開口54に対向する位置まで延びている。そして、支持部56の、流路開口54に対向する位置には、貫通孔58が設けられている(図2参照)。この貫通孔58に冷却液パイプ26が通され、支持部56により支持される。冷却液パイプ26は、貫通孔58に対し締まりばめとなる寸法を有し、支持部56に対し圧入されるようにできる。また、流路開口54に対し圧入するようにし、支持部56と若干の遊びを有するようにすることもできる。冷却液パイプ26は、流路開口54と、パイプの長さ方向の中央付近の2箇所で支持されるようになり、その位置、姿勢が安定する。
端子台38および冷却液パイプ26の取付けは、まず端子台38をトランスアクスルケース36に固定する。その後、冷却液パイプ26を支持部56の貫通孔58を通して、さらに流路開口54に差し込む。トランスアクスルリアカバーを装着する際に、冷却液パイプ26の端を、このリアカバーに設けられた穴で受けるようにして、他端の固定を行う。
図5は、冷却液パイプ60と端子台の支持部62の係合構造の他の例を示す図である。冷却液パイプ60と支持部62の構成は、これらの間の係合構造を除いて前述の冷却液パイプ26および支持部56と同様の構成を有する。支持部62に設けられた貫通孔64の内周面の一箇所または複数箇所に係合爪66が設けられている。係合爪66は、弾性を有する弾性片68と弾性片68の先端に設けられた爪部70を有している。一方、冷却液パイプ60の外周面には、係合溝72が周方向に延びて設けられている。冷却液パイプ60を支持部62の貫通孔64に挿入し、爪部70と係合溝72が対向する位置になると、爪部70が係合溝72に進入し、冷却液パイプ60が、その軸線方向において支持部56に固定される。係合溝72は、冷却液パイプ60の全周にわたって設けることができる。また、係合溝72または係合穴を周方向の特定の位置にのみ設け、係合爪66と係合溝72または穴により冷却液パイプ60の周方向の位置決めを行ってもよい。この周方向の位置決めにより、冷却液を吐出する吐出孔の向きを定めることができる。
上述の支持部56,62は、当該支持部に設けられた貫通孔58,64に冷却液パイプ26を通すことにより、これを支持している。貫通孔のように冷却液パイプの全周を囲む構造の代わりに、1箇所が開放した略C字形の構成を設け、これにより冷却液パイプを支持、または挟持するようにしてもよい。
端子台38に冷却液パイプ26,60を支持する支持部56,62を設けたことにより、パイプ26,60を支持するステー、およびステーをトランスアクスルケースに固定するためのボス、ボルトが不要となる。
また、上述の実施形態においては、2個の回転電機12を備えたトランスアクスルを例示したが、1個の回転電機を備えたトランスアクスルに採用することも可能である。
10 ケース、12 回転電機、26,60 冷却液パイプ、36 トランスアクスルケース、38 端子台、40 ケース開口、46 内側担持部、52 冷却液流路、54 流路開口、56,62 支持部、58,64 貫通孔。
Claims (1)
- ケース内に収容される回転電機の冷却構造であって、
回転電機の所定の位置に冷却液を導く冷却液パイプと、
冷却液パイプを支持する支持部と、
を有し、
前記支持部は、前記ケースの内部と外部の電気配線を中継するための、ケースの開口に対して装着された端子台に設けられている、
回転電機の冷却構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012232905A JP2014087130A (ja) | 2012-10-22 | 2012-10-22 | 回転電機の冷却構造 |
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JP2017518468A (ja) * | 2014-06-04 | 2017-07-06 | ティッセンクルップ プレスタ テックセンター アクチエンゲゼルシャフト | ロータシャフトにおける媒体輸送 |
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