JP2021093869A - Cooling structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に設けられた電動機の冷却を行うための冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure for cooling an electric motor provided in a vehicle.
近年では、発電用の第一電動機（ＭＧ１）と駆動用の第二電動機（ＭＧ２）との二つの電動機を備え、エンジンにより第一電動機を駆動させて発電し、その電力の供給を受けて第二電動機が駆動して走行するハイブリッド車（シリーズ式ハイブリッド車）が提供されている。このようなハイブリッド車の電動機を冷却するものとして、下記特許文献１には電動機を冷却する冷却装置が開示されている。
In recent years, it is equipped with two motors, a first motor for power generation (MG1) and a second motor for driving (MG2), and the first motor is driven by an engine to generate power, and the power is supplied to the second motor. (Ii) Hybrid vehicles (series hybrid vehicles) that are driven by an electric motor are provided. As a device for cooling an electric motor of such a hybrid vehicle,
特許文献１の冷却装置では、ロータ軸の内部に挿入された冷却パイプに熱媒体であるオートマティックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）を供給して、冷却パイプの貫通孔からＡＴＦを噴出させる。これにより、特許文献１の冷却装置では、ロータの内側から熱媒体を供給して回転電機を冷却可能としている。
In the cooling device of
しかしながら、特許文献１の冷却装置では、冷却パイプからオイルを噴出させる貫通孔の大きさや、冷却パイプ内に熱媒体を圧送する圧力などによりロータ軸に流入させる熱媒体の量の調整を行う必要がある。この場合、冷却パイプの加工の難易度が上がる、冷却パイプに別部材を設ける必要があるなど、コスト増加の要因となる。
However, in the cooling device of
そこで本発明は、コストを抑制しつつ、ロータ軸内の所望の位置に効率的にオイルを到達させることができる冷却構造の提供を目的とした。 Therefore, an object of the present invention is to provide a cooling structure capable of efficiently reaching a desired position in the rotor shaft while suppressing the cost.
上述の課題を解決すべく提供される本発明の冷却構造は、ロータ軸を備える電動機と、前記電動機を収容するケース体と、前記電動機を冷却するオイルの流路となる油路と、を備える電動機の冷却構造であって、吐出口を備え、前記油路からオイルが供給されるノズル部を有し、前記ロータ軸が、中空部と、前記中空部から前記ロータ軸の外側に連通する軸連通孔と、前記ロータ軸の内周に内周方向に向けて突出する突起部と、を備え、前記ノズル部が、前記中空部に配置されており、前記吐出口が、前記ロータ軸の軸線方向において、前記突起部と前記軸連通孔との間に位置していることを特徴とするものである。 The cooling structure of the present invention provided to solve the above-mentioned problems includes an electric motor including a rotor shaft, a case body for accommodating the electric motor, and an oil passage serving as a flow path for oil for cooling the electric motor. A shaft that has a cooling structure for an electric motor, has a discharge port, has a nozzle portion to which oil is supplied from the oil passage, and has a hollow portion and the rotor shaft communicating with the hollow portion and the outside of the rotor shaft from the hollow portion. The rotor shaft is provided with a communication hole and a protrusion protruding in the inner peripheral direction on the inner circumference of the rotor shaft, the nozzle portion is arranged in the hollow portion, and the discharge port is the axis of the rotor shaft. It is characterized in that it is located between the protrusion and the shaft communication hole in the direction.
本発明の冷却構造によれば、ロータ軸の内部に供給したオイルを効率的に中空部に留めつつ、オイルを軸連通孔に到達させることができる。すなわち、本発明の冷却構造によれば、突起部によりオイルの流れを制限して、ロータ軸の内部における軸連通孔が設けられた箇所にオイルが溜まりやすくなる。その結果、オイルを確実にロータに供給するとともにロータ軸内周にオイルを這わせて、熱交換によりロータを冷やすことができる。 According to the cooling structure of the present invention, the oil supplied to the inside of the rotor shaft can be efficiently retained in the hollow portion while the oil can reach the shaft communication hole. That is, according to the cooling structure of the present invention, the flow of oil is restricted by the protrusions, and the oil tends to collect in the portion where the shaft communication hole is provided inside the rotor shaft. As a result, the oil can be reliably supplied to the rotor, and the oil can be laid around the inner circumference of the rotor shaft to cool the rotor by heat exchange.
また、別の観点から本発明の冷却構造を説明すると、ロータ軸の内部（中空部）において、ノズル部の先端がロータ軸に設けられた軸連通孔の手前となるように、ノズル部の長さが設定されている。そのため、本発明の冷却構造は、ノズル部の長さを短くすることで、コストダウンや軽量化を実現することができる。 Further, to explain the cooling structure of the present invention from another viewpoint, the length of the nozzle portion is described so that the tip of the nozzle portion is in front of the shaft communication hole provided in the rotor shaft inside the rotor shaft (hollow portion). Is set. Therefore, in the cooling structure of the present invention, cost reduction and weight reduction can be realized by shortening the length of the nozzle portion.
本発明の冷却構造は、前記突起部が、前記吐出口の近傍に設けられているものであるとよい。 In the cooling structure of the present invention, it is preferable that the protrusion is provided in the vicinity of the discharge port.
仮に、突起部と離れた位置に吐出口がある場合、突起部を乗り越えて突起部よりも外側に流出する量のオイルを、突起部よりも前に溜めることができないことが想定される。これに対して、上述の構成では、吐出口を突起部近傍（かつ、突起部と軸連通孔の間）に設けている。そのため本発明の冷却構造は、オイルが確実に突起部を乗り越えて、軸受を潤滑することができる。 If the discharge port is located at a position away from the protrusion, it is assumed that the amount of oil that goes over the protrusion and flows out of the protrusion cannot be stored in front of the protrusion. On the other hand, in the above configuration, the discharge port is provided in the vicinity of the protrusion (and between the protrusion and the shaft communication hole). Therefore, in the cooling structure of the present invention, the oil can surely get over the protrusions and lubricate the bearing.
本発明の冷却構造は、前記ロータ軸を支持する軸受を備え、前記軸受が、前記ロータ軸の軸線方向の両側のうち少なくとも前記ケース体の外側部側に設けられており、前記吐出口が、前記軸受の近傍に設けられているものであるとよい。 The cooling structure of the present invention includes a bearing that supports the rotor shaft, and the bearing is provided on at least the outer side of the case body on both sides of the rotor shaft in the axial direction. It is preferable that the bearing is provided in the vicinity of the bearing.
上述の構成によれば、ロータの軸線方向におけるケース体側から（ノズル部の挿入方向よりも手前側から）オイルを流入させることができる。これにより、本発明の冷却構造は、ロータ軸の内周面にオイルを這わせて効率的に熱交換を行うことができる。 According to the above configuration, oil can flow in from the case body side in the axial direction of the rotor (from the front side of the insertion direction of the nozzle portion). As a result, in the cooling structure of the present invention, oil can crawl on the inner peripheral surface of the rotor shaft to efficiently exchange heat.
ここで、本発明の発明者らは、ノズル部から吐出されるオイルの吐出圧について、さらに効率的な構成を検討した。具体的に説明すると、油路の圧力が高い場合、ノズル部から吐出されるオイルの勢いが強くなり、オイルがロータ軸内に拡散して、効率良く連通孔に到達しない場合があることが判明した。さらに本発明の発明者らが検討したところ、ノズル部の開口（吐出口）を下向きとすれば、吐出口からオイルが流下するようにロータ軸内に供給することができるとの知見に至った。また、これにより、コストの増加を抑制しつつ、ロータ軸内の所望の位置にオイルを効率的に到達させることができるとの知見に至った。 Here, the inventors of the present invention have examined a more efficient configuration for the discharge pressure of the oil discharged from the nozzle portion. Specifically, it was found that when the pressure in the oil passage is high, the momentum of the oil discharged from the nozzle part becomes strong, and the oil diffuses into the rotor shaft and may not reach the communication hole efficiently. did. Further, as a result of studies by the inventors of the present invention, it has been found that if the opening (discharge port) of the nozzle portion is directed downward, oil can be supplied into the rotor shaft so as to flow down from the discharge port. .. Further, it has been found that the oil can be efficiently reached at a desired position in the rotor shaft while suppressing the increase in cost.
上述の知見に基づき提供される本発明の冷却構造は、ロータ軸を備える電動機と、前記電動機を収容するケース体と、前記電動機を冷却するオイルの流路となる油路と、を備える電動機の冷却構造であって、吐出口を備え、前記油路からオイルが供給されるノズル部を有し、前記ロータ軸が、中空部と、前記中空部から前記ロータ軸の外側に連通する軸連通孔と、を備え、前記ノズル部が、前記中空部に配置されており、前記吐出口が、前記電動機を車両に搭載した状態における上下方向において下方側に向けて開口していることを特徴とするものである。 The cooling structure of the present invention provided based on the above findings is an electric motor including an electric motor including a rotor shaft, a case body for accommodating the electric motor, and an oil passage serving as a flow path for oil for cooling the electric motor. It has a cooling structure, has a discharge port, has a nozzle portion to which oil is supplied from the oil passage, and has a shaft communication hole in which the rotor shaft communicates with a hollow portion and from the hollow portion to the outside of the rotor shaft. The nozzle portion is arranged in the hollow portion, and the discharge port is opened downward in the vertical direction when the motor is mounted on the vehicle. It is a thing.
本発明の冷却構造によれば、コストの増加を抑制しつつ、ロータ軸内の所望の位置にオイルを効率的に到達させることができる。 According to the cooling structure of the present invention, the oil can be efficiently reached at a desired position in the rotor shaft while suppressing an increase in cost.
ここで、本発明の発明者らは、ノズル部に流入するオイルの流量や、吐出口から吐出されるオイルの勢いを調整する手法についてさらに検討した。吐出口から吐出されるオイルの勢いを調整する場合、ノズル部に孔を形成するなどにより、吐出口を設けることが考えられる。しかしながら、パイプ状の部材に孔を形成する工程が生じる上、精度を出すためのコストも生じる。 Here, the inventors of the present invention further examined a method for adjusting the flow rate of the oil flowing into the nozzle portion and the momentum of the oil discharged from the discharge port. When adjusting the momentum of the oil discharged from the discharge port, it is conceivable to provide a discharge port by forming a hole in the nozzle portion or the like. However, in addition to the step of forming a hole in the pipe-shaped member, there is also a cost for obtaining accuracy.
本発明の発明者らがコストを抑制しつつオイル流量を調整するための手法を模索した結果、ノズル部と油路との間に区画壁を設け、区画壁に貫通孔を設定することで、ノズル部に流入するオイル量を柔軟に調整することができるとの知見に至った。具体的に説明すると、区画壁に貫通孔を設ける構成とすれば、ノズル部に流入するオイルの勢いや流量を貫通孔の大きさを調整することで柔軟に設定することができる。また、筒状の部品に孔を設ける場合（加工により吐出口を形成する場合）と比較して、板状のものに孔を形成するほうが、加工を容易に行うことができる上、コストを抑制しつつ精度よくオイル量を設定することができる。 As a result of the inventors of the present invention searching for a method for adjusting the oil flow rate while suppressing the cost, a partition wall is provided between the nozzle portion and the oil passage, and a through hole is set in the partition wall. We have come to the conclusion that the amount of oil flowing into the nozzle can be adjusted flexibly. Specifically, if a through hole is provided in the partition wall, the momentum and flow rate of the oil flowing into the nozzle portion can be flexibly set by adjusting the size of the through hole. Further, as compared with the case where a hole is provided in a tubular part (when a discharge port is formed by processing), it is easier to process and the cost is suppressed by forming a hole in a plate-shaped part. However, the amount of oil can be set accurately.
上述の知見に基づき提供される本発明の冷却構造は、前記油路と前記ノズル部の内部空間とを区画する区画壁を備え、前記区画壁には、前記油路と前記ノズル部の内部空間とを連通させる貫通孔が形成されていることを特徴とするものである。 The cooling structure of the present invention provided based on the above findings includes a partition wall for partitioning the oil passage and the internal space of the nozzle portion, and the partition wall includes the internal space of the oil passage and the nozzle portion. It is characterized in that a through hole for communicating with and is formed.
上述の構成によれば、コストを抑制しつつオイル量を精度良く調整することができる。 According to the above configuration, the amount of oil can be adjusted accurately while suppressing the cost.
さらに、本発明の冷却構造は、前記ロータ軸が、前記ロータ軸の内周に内周方向に向けて突出する突起部を備え、前記突起部の近傍には、前記ロータ軸を支持する軸受が取り付けられており、前記突起部と前記ノズル部の外周面との間には、オイルが流出可能な隙間が形成されているものであるとよい。 Further, in the cooling structure of the present invention, the rotor shaft is provided with a protrusion protruding in the inner peripheral direction on the inner circumference of the rotor shaft, and a bearing supporting the rotor shaft is provided in the vicinity of the protrusion. It is preferable that the protrusion is attached and a gap through which oil can flow out is formed between the protrusion and the outer peripheral surface of the nozzle.
上述の構成によれば、ロータ軸の内部に供給したオイルを効率的に中空部に留めつつ一部を中空部から流出させて、軸受を潤滑することができる。 According to the above configuration, the oil supplied to the inside of the rotor shaft can be efficiently retained in the hollow portion and a part of the oil can be discharged from the hollow portion to lubricate the bearing.
ところで、トランスアクスルでは、電食カバー（介在部材）などとケース体との間に、絶縁処理などが施されたプレート部材（介在部材）が配置される場合がある。本発明の発明者らは、このようなプレート部材に貫通孔（オリフィス）を設定することで、ノズル部に到達する前の段階でオイルの流量を柔軟に調整することができることに加え、既存部品を活用してオイル量の調整を行い得るとの知見に至った。なお、本発明の冷却構造では、貫通孔の一例として、小孔として設けてもよい。 By the way, in a transaxle, a plate member (intervening member) that has been subjected to an insulating treatment or the like may be arranged between an electrolytic corrosion cover (intervening member) or the like and a case body. By setting a through hole (orifice) in such a plate member, the inventors of the present invention can flexibly adjust the flow rate of oil before reaching the nozzle portion, and in addition, existing parts. It was found that the amount of oil can be adjusted by utilizing. In the cooling structure of the present invention, as an example of the through hole, it may be provided as a small hole.
上述の知見に基づき提供される本発明の冷却構造は、前記油路と前記ノズル部との間を隔てるように設けられるプレート部材を備え、前記プレート部材には、前記油路と前記ノズル部の内部空間とを連通させる貫通孔が形成されていることを特徴とするものである。 The cooling structure of the present invention provided based on the above findings includes a plate member provided so as to separate the oil passage and the nozzle portion, and the plate member includes the oil passage and the nozzle portion. It is characterized in that a through hole for communicating with the internal space is formed.
上述の構成によれば、既存の部品を活用して、ノズル部に流入するオイル量を調整することができる。 According to the above configuration, the amount of oil flowing into the nozzle portion can be adjusted by utilizing the existing parts.
さらに、本発明の冷却構造は、前記油路と前記ノズル部の内部空間とを区画する区画壁を備え、前記区画壁には、前記油路と前記ノズル部の内部空間とを連通させる貫通孔が形成されており、前記貫通孔が、前記ノズル部の軸芯に対してオフセットするように設けられているものであるとよい。 Further, the cooling structure of the present invention includes a partition wall for partitioning the oil passage and the internal space of the nozzle portion, and the partition wall has a through hole for communicating the oil passage and the internal space of the nozzle portion. Is formed, and it is preferable that the through hole is provided so as to be offset with respect to the axis of the nozzle portion.
上述の構成によれば、貫通孔を通過したオイルは、ノズル部の先端の内壁に当たり、勢いを削がれた状態で吐出口から流下する。その結果、中空部内でのオイル拡散を抑制し、効率良くオイルを軸連通孔に案内することができる。 According to the above configuration, the oil that has passed through the through hole hits the inner wall at the tip of the nozzle portion and flows down from the discharge port in a state where the momentum is reduced. As a result, oil diffusion in the hollow portion can be suppressed, and oil can be efficiently guided to the shaft communication hole.
本発明によれば、コストを抑制しつつ、ロータ軸内の所望の位置に効率的にオイルを到達させることができる冷却構造を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cooling structure capable of efficiently reaching a desired position in the rotor shaft while suppressing the cost.
以下、本発明の実施形態に係る冷却構造１０について、図面を参照しつつ説明する。
Hereinafter, the cooling
なお、以下の説明では、冷却構造１０の詳細に先立って、冷却構造１０を備えるトランスアクスル１の全体構成について説明する。冷却構造１０は、トランスアクスル１における第一電動機２０（ＭＧ１）や第二電動機３０（ＭＧ２）を冷却するための構造である。
In the following description, the overall configuration of the
なお、本発明の冷却構造は、シリーズ式ハイブリッド車のトランスアクスルに設けられるものに限定されず、車両のモータ（電動機）を冷却するものとして、パラレル式ハイブリッド車、ＡＴ車、電気自動車などに好適に採用することができる。また、本発明の冷却構造は、トランスアクスルに設けられるものに限定されず、電動機を冷却するものとして採用することができる。 The cooling structure of the present invention is not limited to that provided on the transaxle of the series hybrid vehicle, and is suitable for parallel hybrid vehicles, AT vehicles, electric vehicles, etc. as it cools the motor (motor) of the vehicle. Can be adopted for. Further, the cooling structure of the present invention is not limited to that provided on the transaxle, and can be adopted as a cooling structure for the electric motor.
トランスアクスル１は、図１に示す車両Ｖに設けられている。車両Ｖには、エンジン（図示を省略）及び図示を省略したバッテリが設けられている。車両Ｖは、エンジンを動力源として後述する第一電動機２０を駆動させ、第一電動機２０の駆動により後述する第二電動機３０を駆動させて走行可能とされているとともに、エンジンを停止させてバッテリを動力源として駆動させて第二電動機３０を駆動させて走行（ＥＶ走行）することができる、いわゆるシリーズ式ハイブリッド車とされている。
The
なお、以下の説明では、トランスアクスル１を車両Ｖに搭載した状態における上下方向を、単に「上下方向Ｈ」と記載して説明する。また、上下方向Ｈにおいて、上方を単に「上方Ｕｐ」と、下方を単に「下方Ｌｗ」と記載して説明する。
In the following description, the vertical direction in the state where the
また、以下の説明では、トランスアクスル１を車両Ｖに搭載した状態において、車両Ｖの前後方向を、単に「前後方向Ｘ」と記載して説明する。また、前後方向Ｘにおいて、前方を単に「前方Ｆｒ」と、後方を単に「後方Ｒｒ」と記載して説明する。
Further, in the following description, in a state where the
さらに、以下の説明では、トランスアクスル１を車両Ｖに搭載した状態において、車両Ｖの幅方向を、単に「幅方向Ｗ」と記載して説明する。
Further, in the following description, in a state where the
図１に示すとおり、トランスアクスル１は、トランスアクスルハウジング４０、第一電動機２０（電動機）、第二電動機３０（電動機）、デファレンシャル機構３２を備えている。
As shown in FIG. 1, the
また、トランスアクスル１には、オイルポンプ６０、区画プレート６１（区画部）、オイルポンプボデー６２、リリーフ弁６３（圧力調整装置）、ストレーナ６４、オイルクーラ７０、電食カバー８０、絶縁プレート８４、温度センサ８６、及び冷却パイプ９０が設けられている。
Further, the
第一電動機２０（ＭＧ１）は、モータジェネレータからなる。第一電動機２０には、インバータなどを内蔵する発電機コントローラが接続されている。なお、図示を省略するが、発電機コントローラは、トランスアクスル１の上部に搭載されている。第一電動機２０から出力される交流電力は、発電機コントローラにより直流電力に変換されて、その直流電力が電池に供給されることにより、電池が充電される。第一電動機２０は、エンジン（図示を省略）の駆動により回転動力が伝達されて駆動する。
The first electric motor 20 (MG1) includes a motor generator. A generator controller with a built-in inverter or the like is connected to the first
第二電動機３０（ＭＧ２）は、モータジェネレータからなる。第二電動機３０には、インバータなどを内蔵するモータコントローラが接続されている。なお、図示を省略するが、発電機コントローラは、トランスアクスル１の上部に搭載されている。モータコントローラには、電池が接続されている。電池から出力される直流電力がモータコントローラに供給され、その直流電力がモータコントローラにより交流電力に変換されて、交流電力が第二電動機３０に供給されることにより、第二電動機３０が駆動される。
The second electric motor 30 (MG2) includes a motor generator. A motor controller incorporating an inverter or the like is connected to the
なお、以下の説明では、第一電動機２０（ＭＧ１）及び第二電動機３０（ＭＧ２）を総称して、単に「電動機１８」と記載して説明する場合がある。 In the following description, the first motor 20 (MG1) and the second motor 30 (MG2) may be generically referred to as "motor 18".
第一電動機２０及び第二電動機３０は、それぞれステータ、及びロータ軸を有するロータを備えている。
The
図５に示すとおり、第一電動機２０のロータ軸２４には、中空部２４ａ、軸連通孔２４ｂ、及び突起部２４ｃが形成されている。中空部２４ａには、後述するノズル部８２からオイルが供給され、中空部２４ａのオイルは軸連通孔２４ｂからロータ軸２４の回転による遠心力によりロータ軸２４の外側に流出する。なお、ロータ軸２４に案内されたオイルの流れについては、後で詳述する。
As shown in FIG. 5, the
デファレンシャル機構３２は、左右の駆動輪を駆動する左右一対のドライブシャフト（図示を省略）の間の差動を許容するとともに、これら左右一対のドライブシャフトに回転動力を伝達するように構成されている。図１に示すとおり、デファレンシャル機構３２には、デフリングギア３２ａ、デファレンシャルギア３２ｂを含む複数のギアにより構成されている。
The
第二電動機３０の動力は、複数のギアを介して、デファレンシャル機構３２のデフリングギア３２ａに伝達され、デファレンシャル機構３２から駆動輪２に伝達される。これにより、駆動輪２が回転し、車両Ｖが走行する。
The power of the second
トランスアクスルハウジング４０（ケース体）は、第一電動機２０や第二電動機３０等を収容するための収容体である。図１に示すとおり、トランスアクスルハウジング４０（ケース体）は、三つの構成部材によりひとつの収容体をなしている。より具体的に説明すると、トランスアクスルハウジング４０は、第一構成体４０ａ、第二構成体４０ｂ、及び第三構成体４０ｃにより構成されている。
The transaxle housing 40 (case body) is an accommodating body for accommodating the first
図１に示すとおり、第一構成体４０ａは、トランスアクスルハウジング４０において幅方向Ｗの中間部分を形成している。図１に示すとおり、第一構成体４０ａには、区画壁４３が形成されており、区画壁４３によりモータ室４１となる空間と、ギア室４２となる空間とが仕切られている。また、第二構成体４０ｂは、第一構成体４０ａのモータ室４１側に取り付けられている。さらに、第三構成体４０ｃは、ギア室４２側に取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the
以下の説明では、第一構成体４０ａ、第二構成体４０ｂ、及び第三構成体４０ｃを総称して、トランスアクスルハウジング４０と記載して説明する場合がある。
In the following description, the
上述のとおり、トランスアクスルハウジング４０の内部空間は、区画壁４３によりモータ室４１とギア室４２とに仕切られている。図１に示すとおり、モータ室４１には、第一電動機２０及び第二電動機３０が収容されている。ギア室４２には、デファレンシャル機構３２が収容されている。
As described above, the internal space of the
また、トランスアクスルハウジング４０の内部にはオイルが収容されており、後述するオイルポンプ６０によりオイルが圧送され、第一電動機２０や第二電動機３０が冷却されている。
Further, oil is stored inside the
なお、本実施形態の冷却構造１０におけるトランスアクスルハウジング４０は、上述のとおり、三つの構成部材により構成されるものとした例を示したが、本発明の冷却構造におけるケース体は本実施形態に限定されず、二つ、あるいは四つ以上の構成体により形成されるものであってもよい。
As described above, the
トランスアクスルハウジング４０には、複数の貫通孔や凹部が形成されている。トランスアクスルハウジング４０に形成された貫通孔や凹部の少なくとも一部は、後述する油路１００のうち、内部油路１００ａを構成している。なお、油路１００の詳細については後で詳述する。
The
図２は、トランスアクスル１のギア室４２を示す側面図である。図２に示すとおり、トランスアクスルハウジング４０のギア室４２側の底部には、オイル貯留部５０が設けられている。オイル貯留部５０は、後述する油路１００を循環するオイルが溜められる部分である。オイル貯留部５０には、ストレーナ６４が配置されている。図７及び図６に示すとおり、ストレーナ６４を介してオイル貯留部５０からオイルポンプ６０に汲み上げられ、圧送されたオイルは油路１００を経由して各電動機１８の冷却に用いられる。また、電動機１８の冷却等に用いられたオイルは、モータ室４１からギア室４２に連通する貫通孔などを介して、再びオイル貯留部５０に戻る。
FIG. 2 is a side view showing the
オイルクーラ７０は、オイルと水との間で熱交換を行う熱交換器である（水冷式クーラ）。図３に示すとおり、オイルクーラ７０は、前方Ｆｒ側から側面視した状態において、略四角の外観を備えている。図３に示すとおり、オイルクーラ７０には、オイルの入口となるオイル入口７０ａと、オイルの出口となるオイル出口７０ｂとが設けられている。また、オイルクーラ７０には、オイルを冷却するための水の出入口７０ｃ，７０ｄが設けられている。
The
図３に示すとおり、オイルクーラ７０のオイル入口７０ａとオイル出口７０ｂとは、オイルクーラ７０の対角となる位置に設けられている。また、オイル入口７０ａ及びオイル出口７０ｂは、トランスアクスル１が車両Ｖに搭載された状態において、上下方向Ｈに沿うように配置されている。
As shown in FIG. 3, the
図５に示すとおり、電食カバー８０（介在部材）は、ロータ軸２４とトランスアクスルハウジング４０との間に介在するように設けられている。また、電食カバー８０には、ロータ軸２４を支持する軸受８８が取り付けられている。電食カバー８０や軸受８８は、アルマイト処理が施されており、トランスアクスルハウジング４０とロータ軸２４との間の電位差による腐食（電食）を抑制している。
As shown in FIG. 5, the electrolytic corrosion cover 80 (intervening member) is provided so as to be interposed between the
図４に示すとおり、電食カバー８０には、ノズル部８２が設けられている。図５に示すとおり、ノズル部８２は、ロータ軸２４の中空部２４ａに配置されており、中空部２４ａにオイルを供給するためのものである。ノズル部８２には、オイルの流出口となる吐出口８２ａが形成されている。本実施形態の電食カバー８０は、鋳造により成型されている。
As shown in FIG. 4, the
図４や図５に示した絶縁プレート８４（介在部材、プレート部材）は、絶縁処理が施された板状部材である。絶縁プレート８４は、電食カバー８０とトランスアクスルハウジング４０との間に介在するように設けられている。図４に示すとおり、絶縁プレート８４には、貫通孔８４ａ（オリフィス）が形成されている。貫通孔８４ａは、吐出口８２ａに対してオフセットするように設けられている。これにより、貫通孔８４ａから勢いよく出たオイルが直接ノズル部８２の吐出口８２ａを通って、ロータ軸２４の先に供給されることを抑制することができる。言い方を換えれば、ロータ軸２４の内周面に確実にオイルを供給することができる。また、貫通孔８４ａは、絶縁プレート８４がトランスアクスルハウジング４０（第二構成体４０ｂ）に組み付けられた状態において、ロータ軸２４の軸芯Ｃ（ノズル部８２の軸芯）に対して、距離Ｌ２分オフセットするように形成されている。
The insulating plate 84 (intervening member, plate member) shown in FIGS. 4 and 5 is a plate-shaped member that has been subjected to an insulating treatment. The insulating
温度センサ８６は、オイルの温度を検出するために設けられている。図５に示すとおり、温度センサ８６は、先端が袋小路部４７に差し込まれており、他端側が絶縁プレート８４と向かい合うように取り付けられている。トランスアクスル１では、絶縁プレート８４や電食カバー８０が、温度センサ８６の抜け止めとして機能している。なお、これらの配置の詳細については、後述する。
The
冷却パイプ９０は、オイルを噴出させて電動機１８を冷却するためのパイプ部材である。冷却パイプ９０は、トランスアクスルハウジング４０内のモータ室４１に設けられている。図７に示すとおり、冷却パイプ９０は、第一電動機２０の上方Ｕｐと、第二電動機３０の上方Ｕｐとの、それぞれに設けられている。冷却パイプ９０には、オイル噴出口９３が設けられており、冷却パイプ９０に供給されたオイルは、オイル噴出口９３から各電動機１８に向けてシャワー状に噴出されて各電動機１８を冷却する。
The cooling
なお、以下の説明では、第一電動機２０の冷却を行う冷却パイプ９０を第一冷却パイプ９１と記載して説明し、第二電動機３０の冷却を行う冷却パイプ９０を第二冷却パイプ９２と記載して説明する。
In the following description, the cooling
＜冷却構造の油路について＞
続いて、冷却構造１０における油路１００について説明する。図６は、油路１００の全体の構成を示す概念図である。油路１００は、各電動機１８を冷却するオイルの流路として設けられている。
<About the oil passage of the cooling structure>
Subsequently, the
本実施形態の冷却構造１０の油路１００には、内部油路１００ａ及び外部油路１００ｂが含まれている。内部油路１００ａは、トランスアクスルハウジング４０に形成された貫通孔、あるいはトランスアクスルハウジング４０に凹部を形成して当該凹部を別部材により閉塞されて、オイルの流路をなしているものである。また、外部油路１００ｂは、トランスアクスルハウジング４０とは異なる部材（例えば、パイプ部材など）によりオイルの流路をなしているものである。
The
図７に示すとおり、冷却構造１０では、オイル貯留部５０のオイルがストレーナ６４を介してオイルポンプ６０により上方Ｕｐに汲み上げられる。図６及び図７に示すとおり、オイルポンプ６０により汲み上げられたオイルは、オイルポンプボデー６２に形成された圧力調整室５３を経由して第一電動機２０の外側を迂回するように形成された内部油路１００ａに案内され、オイルクーラ７０に到達する。
As shown in FIG. 7, in the
図６に示すとおり、オイルクーラ７０は、下方Ｌｗ側の油路１００と上方Ｕｐ側の油路１００とを連結するように設けられている。別の観点から説明すると、油路１００は、オイルクーラ７０を介して下方Ｌｗ側の油路１００と上方Ｕｐ側の油路１００とが連結されており、オイルクーラ７０が上方Ｕｐに向けてオイルを搬送する流路をなしている。
As shown in FIG. 6, the
図６に示すとおり、オイルクーラ７０から流出したオイルは、電動機１８の軸線方向Ｇの両側に分岐して分配され、さらに枝分かれするように分配される。具体的には、オイルクーラ７０から流出したオイルは、第一電動機２０の上方Ｕｐ側に向かう第一供給路１１１と、第二電動機３０の上方Ｕｐ側に向かう第二供給路１１２と、第一電動機２０のロータ軸２４に向かう第三供給路１１３との、三つの経路に分配される。
As shown in FIG. 6, the oil flowing out from the
このように、冷却構造１０では、オイルポンプ６０によりオイルをオイルクーラ７０に向けて圧送し、オイルクーラ７０から流出したオイル（冷却されたオイル）が複数箇所に向けて分配される。
In this way, in the
第一供給路１１１は、第一冷却パイプ９１と接続されており、第一電動機２０を冷却するためのオイルの供給路となっている。また、第二供給路１１２は、第二冷却パイプ９２と接続されており、第二電動機３０を冷却するためのオイルの供給路となっている。
The first supply path 111 is connected to the
図５に示すとおり、第三供給路１１３を経由したオイルは、ノズル部８２を通ってロータ軸２４の内側（中空部２４ａ）に供給され、ロータ軸２４の軸連通孔２４ｂを通じて第一電動機２０を内側から冷却する。
As shown in FIG. 5, the oil that has passed through the third supply path 113 is supplied to the inside of the rotor shaft 24 (
このように、本実施形態の冷却構造１０では、ひとつのオイルクーラ７０により冷却されたオイルを、各電動機１８を上方Ｕｐから冷却する経路と、第一電動機２０を内側から冷却する経路とに分配している。
As described above, in the
続いて、トランスアクスル１に設けられた冷却構造１０の詳細について説明する。冷却構造１０は、油路１００、ノズル部８２、絶縁プレート８４、及びロータ軸２４などにより構成されている。
Subsequently, the details of the cooling
ここで、本実施形態のトランスアクスル１では、上述のとおり、第一電動機２０とトランスアクスルハウジング４０との間の電位差による腐食（電食）を抑制するために、取付部４６に電食カバー８０を設けている。また、電食カバー８０とトランスアクスルハウジング４０との間には、絶縁プレート８４を介在させている。
Here, in the
上述のとおり、電食カバー８０は、第一電動機２０とトランスアクスルハウジング４０との間に設けられている。また、冷却構造１０では、電食カバー８０及び絶縁プレート８４が、温度センサ８６の袋小路部４７から離間する方向（モータ室４１側）への移動を制限するように配置されており、温度センサ８６の抜け止めとしての機能を発揮している。
As described above, the
より具体的に説明すると、図５に示すとおり、温度センサ８６は、先端部（検知部）が袋小路部４７に嵌め込まれており、他端側が第一電動機２０に向かうように袋小路部４７から露出している。また、温度センサ８６の他端側は、取付部４６の空間内に収まっており、他端側には絶縁プレート８４を介して電食カバー８０とトランスアクスルハウジング４０との間に位置している。そのため、温度センサ８６が袋小路部４７から離間するように変位した場合、絶縁プレート８４に阻まれて変位が制限される。その結果、冷却構造１０では、絶縁プレート８４や電食カバー８０を温度センサ８６の抜け止めとして機能させることができる。
More specifically, as shown in FIG. 5, in the
このように、冷却構造１０によれば、電食抑制のために設けられている電食カバー８０や絶縁プレート８４（既存の部品）を、温度センサ８６の抜け止めとして機能させて、温度センサ８６を固定するための締結部材などを削減することができる。
As described above, according to the
なお、本実施形態の冷却構造１０では、第一電動機２０とトランスアクスルハウジング４０との間に介在させる部材（介在部材）として、電食カバー８０及び絶縁プレート８４を一例として説明したが、本発明の冷却構造は本実施形態に限定されない。例えば、本発明の冷却構造では、電動機とケース体との間には、電食カバー及び絶縁プレートのうちいずれか一方を介在させるものとしてもよい。また、本実施形態の冷却構造では、介在部材として、電動機とケース体との間の電位差による腐食（電食）を抑制するための部材とした例を示したが、本発明の冷却構造はこれに限定されない。すなわち、電動機とケース体との間に介在させる部材は、軸受など他の部材であってもよい。
In the
＜ロータ軸へのオイル供給について＞
次いで、本実施形態の冷却構造１０における第三供給路１１３の詳細、及びノズル部８２やロータ軸２４の詳細について説明する。
<About oil supply to the rotor shaft>
Next, the details of the third supply path 113 in the
上述のとおり、本実施形態の冷却構造１０では、ノズル部８２が設けられている。ノズル部８２は、電食カバー８０に対して設けられている。ノズル部８２は、吐出口８２ａを備えている。ノズル部８２は、油路１００（第三供給路１１３）からオイルが供給される。ノズル部８２は、中空部２４ａに配置されている。
As described above, the cooling
図５に示すとおり、吐出口８２ａは、下方Ｌｗ側に向けて開口している。また、上述のとおり、ロータ軸２４は、中空部２４ａと、中空部２４ａからロータ軸２４の外側に連通する軸連通孔２４ｂとを備えている。
As shown in FIG. 5, the
本実施形態の冷却構造１０では、ノズル部８２の吐出口８２ａが下向きに開口している。そのため、ノズル部８２に案内されたオイルがノズル部８２の先端壁に当たって下方に流下し、さらに吐出口８２ａから滴下してロータ軸２４の中空部２４ａに供給される。その結果、冷却構造１０は、ロータ軸２４内に供給されたオイルの勢いを抑制して、ロータ軸２４の軸連通孔２４ｂなど、所望の位置に効率的にオイルを到達させることができる。
In the
さらに、本実施形態の冷却構造１０では、絶縁プレート８４が、油路１００（第三供給路１１３）とノズル部８２の内部空間とを区画する部材（区画部）として機能している。絶縁プレート８４（区画壁）には、油路１００とノズル部８２の内部空間とを連通させる貫通孔８４ａ（オリフィス）が形成されている。
Further, in the
図４に示すとおり、貫通孔８４ａは、吐出口８２ａに対してオフセットするように設けられている。
As shown in FIG. 4, the through
そのため、冷却構造１０では、貫通孔８４ａを通過したオイルは、ノズル部８２の先端の内壁に当たり、勢いを削がれた状態で吐出口８２ａから流下する。その結果、効率良くオイルを軸連通孔２４ｂに案内することができる。
Therefore, in the
ここで、ノズル部８２を介して中空部２４ａに供給されるオイル量は、コストを抑えつつ設定を行い得ることが望ましい。ノズル部８２を介して中空部２４ａに供給されるオイル量の調整を行う場合、ノズル部８２の吐出口８２ａの大きさや形状を調整することでも行い得る。しかしながら、ノズル部８２の先端部を切削する、あるいは別部材を取り付けるなどの手法による場合、加工の困難さや別部材を準備するコストなどが増加するおそれがある。
Here, it is desirable that the amount of oil supplied to the
これに対して、本実施形態の冷却構造１０では、ノズル部８２と油路１００との間に介在する絶縁プレート８４（区画壁）に対し、貫通孔８４ａを設定することで、ノズル部８２に流入するオイル量を、さほどコストをかけずに柔軟に調整可能としている。具体的に説明すると、絶縁プレート８４などの板状部材（区画壁）に貫通孔８４ａを設ける構成とすれば、貫通孔８４ａの大きさを調整することで柔軟に設定することができる。そのため、ノズル部８２側の吐出口８２ａを径方向から孔を設ける加工と比較して、容易に加工することができる。その結果、コストを抑制しつつオイル量を柔軟に設定することができる。
On the other hand, in the
図５に示すとおり、ロータ軸２４には、ロータ軸２４の内周に内周方向に向けて突出する突起部２４ｃが設けられている。突起部２４ｃは、中空部２４ａのオイルをロータ軸２４の軸線方向Ｇへの流出を制限するように設けられている。突起部２４ｃは、ロータ軸２４の内壁から軸芯Ｃに向けて突出するように形成されている。このように、冷却構造１０では、ロータ軸２４の中空部２４ａのオイルが中空部２４ａからの流出を制限している。これにより、冷却構造１０は、ロータ軸２４内に効率的にオイルを溜めることができる。
As shown in FIG. 5, the
すなわち、冷却構造１０によれば、突起部２４ｃによりオイルの流れを制限して、ロータ軸２４の内部における軸連通孔２４ｂが設けられた箇所にオイルが溜まりやすくなる。その結果、オイルを確実にロータ２２に供給するとともにロータ軸２４の内周にオイルを這わせて、熱交換によりロータ２２を冷やすことができる。
That is, according to the
なお、中空部２４ａから軸連通孔２４ｂに到達したオイルは、ロータ軸２４の回転による遠心力で第一電動機２０の径方向に案内され、第一電動機２０の内側からの冷却に寄与する。
The oil that has reached the
ここで、吐出口８２ａ、突起部２４ｃ、軸連通孔２４ｂ、及び軸受８８の軸線方向Ｇにおける配置について説明する。先ず、吐出口８２ａは、ロータ軸２４の軸線方向Ｇにおいて、突起部２４ｃと軸連通孔２４ｂとの間に位置している。図５に示すとおり、吐出口８２ａから吐出されたオイルは、下方Ｌｗに向けて流下する。また、突起部２４ｃは、吐出口８２ａから吐出されたオイルが流下する位置の近傍となる位置に形成されている。そのため、冷却構造１０は、ロータ軸２４の内部に供給したオイルを効率的に中空部２４ａに留めつつ、オイルを連通孔に到達させることができる。仮に、突起部２４ｃと離れた位置に吐出口８２ａがある場合、突起部２４ｃを乗り越えて突起部２４ｃよりも外側に流出する量のオイルを、突起部２４ｃよりも前に溜めることができないことが想定される。これに対して、冷却構造１０では、吐出口８２ａを突起部２４ｃ近傍（かつ、突起部２４ｃと軸連通孔２４ｂの間）に設けている。そのため冷却構造１０は、オイルが確実に突起部２４ｃを乗り越えて、軸受８８を潤滑することができる。
Here, the arrangement of the
また、別の観点から冷却構造１０における軸連通孔２４ｂと吐出口８２ａとの位置を説明すると、ロータ軸２４の内部（中空部２４ａ）において、ノズル部８２の先端がロータ軸２４に設けられた軸連通孔２４ｂの手前となるように、ノズル部８２の長さが設定されている。そのため、冷却構造１０は、ノズル部８２の長さを短くすることで、コストダウンや軽量化を実現することができる。
Further, to explain the positions of the
また、図５に示すとおり、突起部２４ｃの近傍には、ロータ軸２４を支持する軸受８８が取り付けられている。さらに、突起部２４ｃとノズル部８２の外周面との間には、オイルが流出可能な隙間Ｓが形成されている。そのため、冷却構造１０は、ロータ軸２４の内部に供給したオイルを効率的に中空部２４ａに留めつつ一部を中空部２４ａから流出させて、軸受８８を潤滑することができる。
Further, as shown in FIG. 5, a
以上、本発明の実施形態に係る冷却構造１０について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、各機能や構成については適宜変更可能である。
Although the
例えば、上述の実施形態では、冷却させたオイルを三箇所に分配する構成とした例を示したが、本発明の冷却構造はこれに限定されず、一箇所又は二箇所、あるいは四箇所以上にオイルを分配して搬送するものとしてもよい。 For example, in the above-described embodiment, an example is shown in which the cooled oil is distributed to three locations, but the cooling structure of the present invention is not limited to this, and may be one, two, or four or more locations. The oil may be distributed and transported.
また、上述の実施形態に係る冷却構造１０では、ノズル部８２を電食カバー８０に設けたものとした例を示したが、本発明の冷却構造はこれに限定されず、ノズル部を電食カバーとは別部材として設けてもよい。
Further, in the
本発明の冷却構造は、電動機を冷却するためのものとして、好適に採用することができる。 The cooling structure of the present invention can be suitably adopted as a cooling structure for a motor.
１ トランスアクスル
１０ 冷却構造
２０ 第一電動機（電動機）
２４ ロータ軸
４０ トランスアクスルハウジング（ケース体）
８０ 電食カバー（介在部材）
８２ ノズル部
８２ａ 吐出口
８４ 絶縁プレート（介在部材、プレート部材）
１００ 油路
1
24
80 Electrolytic corrosion cover (intervening member)
82
100 oil channels
Claims (3)
吐出口を備え、前記油路からオイルが供給されるノズル部を有し、
前記ロータ軸が、
中空部と、
前記中空部から前記ロータ軸の外側に連通する軸連通孔と、
前記ロータ軸の内周に内周方向に向けて突出する突起部と、を備え、
前記ノズル部が、前記中空部に配置されており、
前記吐出口が、前記ロータ軸の軸線方向において、前記突起部と前記軸連通孔との間に位置していることを特徴とする冷却構造。 A cooling structure for an electric motor including an electric motor including a rotor shaft, a case body for accommodating the electric motor, and an oil passage serving as a flow path for oil for cooling the electric motor.
It has a discharge port and has a nozzle portion to which oil is supplied from the oil passage.
The rotor shaft
Hollow part and
A shaft communication hole that communicates from the hollow portion to the outside of the rotor shaft,
The inner circumference of the rotor shaft is provided with a protrusion that protrudes in the inner circumference direction.
The nozzle portion is arranged in the hollow portion, and the nozzle portion is arranged in the hollow portion.
A cooling structure characterized in that the discharge port is located between the protrusion and the shaft communication hole in the axial direction of the rotor shaft.
前記軸受が、前記ロータ軸の軸線方向の両側のうち少なくとも前記ケース体の外側部側に設けられており、
前記吐出口が、前記軸受の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却構造。 A bearing that supports the rotor shaft is provided.
The bearing is provided on at least the outer side of the case body on both sides of the rotor shaft in the axial direction.
The cooling structure according to claim 1 or 2, wherein the discharge port is provided in the vicinity of the bearing.
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