JP5349376B2 - 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イルに上方から冷却液を供給し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 that cools a stator coil of the rotating electrical machine by supplying a coolant from above.
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８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８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, a structure as shown in FIG. 8 is known (for example, see Patent Document 1).
In FIG. 8, a rotating
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。
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 rotor 3 is attached to a
The
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パイプ８が設けられており、このオイルパイプ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。このオイルパイプ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
このオイルポンプ１０は、内燃機関によって駆動するようになっており、内燃機関の回転数が高くなるにつれてオイルの供給量を増大させるようになっている。
The
また、オイルパイプ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、オイルパイプ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
このような従来の回転電機２の冷却構造にあっては、内燃機関の回転数が高くなったときにオイルポンプ１０からオイルパイプ８に供給されるオイル量が増大すると、オイルパイプ８内のオイルの圧力が増大するため、吐出孔８ａから吐出されるオイルの圧力が増大してしまう。
In such a conventional cooling structure of the rotating
このように吐出孔８ａから吐出されるオイルの圧力が増大してしまうと、図９に示すように、オイルＯが霧状化してしまい、コイルエンド７ａを十分に冷却することが困難となってしまう。
When the pressure of the oil discharged from the
ここで、オイルポンプ１０からオイルパイプ８に供給されるオイル量が増大したときに、オイルパイプ８内のオイルの圧力が上昇しないようにするには、オイルパイプ８に多数の吐出孔８ａを形成したり、吐出孔８ａの開口面積を大きくしてオイルパイプ８内のオイルの圧力を低くすることが考えられる。
Here, in order to prevent the oil pressure in the
しかしながら、このように多数の吐出孔８ａを形成したり、吐出孔８ａの開口面積を大きくした場合には、内燃機関の回転数が低い状態でオイルポンプ１０からオイルパイプ８に供給されるオイル量が少ない場合に、オイルがオイルパイプ８の下流側に輸送される前にオイルが吐出孔８ａから吐出されてしまい、下流側のコイルエンド７ａが冷却されないおそれがある。
However, when a large number of
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、冷却液供給管に供給される冷却液の圧力を簡単な構成によって調整することができ、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. The pressure of the coolant supplied to the coolant supply pipe can be adjusted with a simple configuration, and the cooling performance of the rotating electrical machine can be improved. An object is to provide a cooling structure for a rotating electrical machine that can be improved.
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、前記ロータの軸線方向に延在するように前記ケースの上面と前記回転電機の間に位置して設けられ、冷却液が流通する流通通路と、前記ステータコイルに向かって冷却液を吐出する少なくとも１つ以上の第１の吐出孔とを有する冷却液供給管とを備え、前記ケースの上面に対向する前記冷却液供給管の上部に第２の吐出孔が形成され、少なくとも前記第２の吐出孔に対向する部位に前記第２の吐出孔から吐出された冷却液を前記ステータコイルの上方に導くガイド部材が設けられるものから構成されている。 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 electrical machine cooling structure including a stator coil having a stator coil, and a case housing the rotating electrical machine, an upper surface of the case and the rotating electrical machine extending in an axial direction of the rotor And a coolant supply pipe having a flow passage through which the coolant flows and at least one first discharge hole for discharging the coolant toward the stator coil, A second discharge hole is formed in the upper part of the cooling liquid supply pipe facing the upper surface of the case, and discharged from the second discharge hole at least in a part facing the second discharge hole. Guide members for guiding the coolant above the stator coil is constructed from those provided.
この回転電機の冷却構造は、ロータの軸線方向に延在するようにケースの上面と回転電機の間に位置して設けられ、冷却液が流通する流通通路と、ステータコイルに向かって冷却液を吐出する少なくとも１つ以上の第１の吐出孔とを有する冷却液供給管を有し、冷却液供給管の上部に第２の吐出孔を形成したので、冷却液供給管に供給される冷却液量が増大して冷却液の圧力が高くなったときに、第２の吐出孔から冷却液を吐出することができる。 The rotating electrical machine cooling structure is provided between the upper surface of the case and the rotating electrical machine so as to extend in the axial direction of the rotor. Since the cooling liquid supply pipe having at least one or more first discharge holes for discharging is formed and the second discharge hole is formed in the upper part of the cooling liquid supply pipe, the cooling liquid supplied to the cooling liquid supply pipe When the amount increases and the coolant pressure increases, the coolant can be discharged from the second discharge hole.
このため、冷却液供給管に供給される冷却液量が増大して冷却液供給管内の冷却液の圧力が高くなったときに、第２の吐出孔から冷却液を吐出することができる。 For this reason, when the amount of the coolant supplied to the coolant supply pipe increases and the pressure of the coolant in the coolant supply pipe increases, the coolant can be discharged from the second discharge hole.
このため、冷却液供給管の冷却液の圧力を下げることができ、第１の吐出孔からステータコイルに供給される冷却液が霧状化するのを防止して、ステータコイルを確実に冷却することができる。 For this reason, the pressure of the cooling liquid in the cooling liquid supply pipe can be lowered, the cooling liquid supplied to the stator coil from the first discharge hole is prevented from being atomized, and the stator coil is reliably cooled. be able to.
また、第２の吐出孔が冷却液供給管の上部に形成されるため、冷却液供給管に供給される冷却液量が少なく冷却液供給管内のオイルの圧力が低い場合に、第２の吐出孔から冷却液が漏れてしまうのを防止することができる。 In addition, since the second discharge hole is formed in the upper part of the cooling liquid supply pipe, the second discharge hole is formed when the amount of the cooling liquid supplied to the cooling liquid supply pipe is small and the oil pressure in the cooling liquid supply pipe is low. It is possible to prevent the coolant from leaking from the holes.
このため、冷却液供給管に冷却液を確実に輸送することができ、所望するステータコイルの部位に冷却液を確実に供給することができる。 For this reason, the coolant can be reliably transported to the coolant supply pipe, and the coolant can be reliably supplied to a desired portion of the stator coil.
さらに、第２の吐出孔に対向する部位に第２の吐出孔から吐出された冷却液をステータコイルの上方に導くガイド部材を設けたので、冷却液供給管内のオイルの圧力が高いときに、第２の吐出孔から吐出された冷却液をガイド部材によってステータコイルに導くことができる。このため、第２の吐出孔から吐出された冷却液を利用してステータコイルを冷却することができる。
以上の結果、冷却液供給管の冷却液の圧力を簡単な構成によって調整して、回転電機の冷却性能を向上させることができる。
Furthermore, since the guide member that guides the coolant discharged from the second discharge hole to the upper side of the stator coil is provided at a portion facing the second discharge hole, when the oil pressure in the coolant supply pipe is high, The coolant discharged from the second discharge hole can be guided to the stator coil by the guide member. For this reason, the stator coil can be cooled using the coolant discharged from the second discharge holes.
As a result, the cooling liquid pressure of the rotating electrical machine can be improved by adjusting the pressure of the cooling liquid in the cooling liquid supply pipe with a simple configuration.
上記（１）に記載の回転電機の冷却構造において、（２）前記ガイド部材が、前記ケースの上面から下方に向かって突出するとともに、前記冷却液供給管の延在方向に沿って延在する一対のガイドリブから構成され、前記一対のガイドリブの間に前記冷却液供給管が位置するように、前記ガイドリブが前記冷却液供給管の両側に設けられるものから構成されている。 In the rotating electrical machine cooling structure according to (1) above, (2) the guide member protrudes downward from the upper surface of the case and extends in the extending direction of the coolant supply pipe. It comprises a pair of guide ribs, and the guide ribs are provided on both sides of the coolant supply pipe so that the coolant supply pipe is located between the pair of guide ribs.
この回転電機の冷却構造は、ガイド部材が、ケースの上面から下方に向かって突出するとともに、冷却液供給管の延在方向に沿って延在する一対のガイドリブから構成され、一対のガイドリブの間に冷却液供給管が位置するように、ガイドリブが冷却液供給管の両側に設けられるので、第２の吐出孔から上方に吐出された冷却液をケースの上面に衝突させた後、一対のガイドリブの内壁面を伝ってステータコイルに滴下することができる。
このため、冷却液供給管内のオイルの圧力が高いときに、第２の吐出孔から吐出された冷却液を利用してステータコイルを冷却することができる。
The cooling structure of the rotating electrical machine includes a pair of guide ribs extending along the extending direction of the coolant supply pipe, with the guide member protruding downward from the upper surface of the case, and between the pair of guide ribs. Since the guide ribs are provided on both sides of the coolant supply pipe so that the coolant supply pipe is located on the upper surface of the case, the guide liquid is made to collide with the upper surface of the case and then the pair of guide ribs. It can be dripped to a stator coil along the inner wall surface.
For this reason, when the pressure of the oil in the coolant supply pipe is high, the stator coil can be cooled using the coolant discharged from the second discharge hole.
また、ガイドリブが冷却液供給管の延在方向に沿って延在するようにケースの上面に形成されるので、ガイドリブによってケースの剛性を高くすることができ、ケースが振動するのを抑制することができる。また、ケースの固有振動数をガイドリブによって調整することができ、例えば、内燃機関の共振周波数に対してずらすことができる。 Moreover, since the guide rib is formed on the upper surface of the case so as to extend along the extending direction of the coolant supply pipe, the rigidity of the case can be increased by the guide rib and the vibration of the case can be suppressed. Can do. Further, the natural frequency of the case can be adjusted by the guide rib, and can be shifted with respect to the resonance frequency of the internal combustion engine, for example.
上記（１）に記載の回転電機の冷却構造において、（３）前記ガイド部材が、前記冷却液供給管の上方に位置するように前記冷却液供給管に取付けられ、前記冷却液供給管の延在方向に沿って延在するガイド板から構成され、前記冷却液供給管の延在方向と略直交する方向における前記ガイド板の両端が前記ステータコイルに向かって突出するものから構成されている。 In the cooling structure for a rotating electrical machine described in (1) above, (3) the guide member is attached to the cooling liquid supply pipe so as to be positioned above the cooling liquid supply pipe, and the cooling liquid supply pipe extends. It is comprised from the guide plate extended along the existing direction, and is comprised from what the both ends of the said guide plate protrude toward the said stator coil in the direction substantially orthogonal to the extension direction of the said coolant supply pipe | tube.
この回転電機の冷却構造は、冷却液供給管の上方に位置するように冷却液供給管にガイド板を取付け、このガイド部材を冷却液供給管の延在方向に沿って延在させるとともに、冷却液供給管の延在方向と略直交する方向におけるガイド板の両端をステータコイルに向かって突出させたので、第２の吐出孔から上方に吐出された冷却液をガイド板の下面に衝突させた後、ガイド板の下面を伝ってガイド板の両端からステータコイルに滴下することができる。
このため、冷却液供給管内のオイルの圧力が高いときに、第２の吐出孔から吐出された冷却液を利用してステータコイルを冷却することができる。
The cooling structure of the rotating electrical machine has a guide plate attached to the coolant supply pipe so as to be positioned above the coolant supply pipe, and extends the guide member along the extending direction of the coolant supply pipe. Since both ends of the guide plate in the direction substantially orthogonal to the direction in which the liquid supply pipe extends are protruded toward the stator coil, the coolant discharged upward from the second discharge hole collides with the lower surface of the guide plate. Thereafter, it can be dropped onto the stator coil from both ends of the guide plate along the lower surface of the guide plate.
For this reason, when the pressure of the oil in the coolant supply pipe is high, the stator coil can be cooled using the coolant discharged from the second discharge hole.
上記（１）ないし（３）に記載の回転電機の冷却構造において、（４）前記第１の吐出孔は、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対向する前記冷却液供給管の部位に設けられ、前記第１の吐出孔と前記第２の吐出孔とが前記冷却液供給管の同一周面上に設けられるものから構成されている。 (1) In the cooling structure for a rotating electrical machine according to (1) to (3), (4) the first discharge hole faces a coil end of the stator coil that protrudes outward from both axial ends of the stator core. The cooling liquid supply pipe is provided at a site, and the first discharge hole and the second discharge hole are provided on the same peripheral surface of the cooling liquid supply pipe.
この回転電機の冷却構造は、第１の吐出孔が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に対向して冷却液供給管に設けられ、第１の吐出孔と第２の吐出孔とが冷却液供給管の同一周面上に設けられるので、コイルエンドに第１の吐出孔および第２の吐出孔から充分な量の冷却液を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。 In the cooling structure of the rotating electrical machine, the first discharge hole is provided in the coolant supply pipe so as to face the coil end of the stator coil that protrudes outward from both axial ends of the stator core. Are provided on the same peripheral surface of the coolant supply pipe, so that a sufficient amount of coolant can be supplied to the coil end from the first and second discharge holes. The cooling performance can be further improved.
本発明によれば、冷却液供給管に供給される冷却液の圧力を簡単な構成によって調整することができ、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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pressure of the cooling fluid supplied to a cooling fluid supply pipe | tube can be adjusted with a simple structure, and the cooling structure of the rotary electric machine which can improve the cooling performance of a rotary electric machine is provided. it can.
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７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、自動車等の車両の駆動装置を構成するトランスアクスル１１は、回転電機としてのモータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ２の回転軸１２に接続される減速機１３と、減速機１３で減速された回転軸１２の回転に応じて回転し、車輪に接続される車軸１４と、内燃機関１５と、回転電機としてのモータジェネレータＭＧ１と、減速機１３と内燃機関１５とモータジェネレータＭＧ１との間で動力分配を行う動力分配機構１６とを備えている。
Embodiments of a cooling structure for a rotating electrical machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIGS. 1-7 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
減速機１３は、モータジェネレータＭＧ２から動力分配機構１６への減速比が、例えば、２倍以上である。また、内燃機関１５のクランクシャフト１７とモータジェネレータＭＧ１のロータ１８とモータジェネレータＭＧ２のロータ１９とは、同じ軸を中心に回転するようになっている。
In the
動力分配機構１６は、プラネタリギヤから構成されており、クランクシャフト１７に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸２０に結合されたサンギヤ２１と、クランクシャフト１７と同軸上に回転可能に支持されているリングギヤ２２と、サンギヤ２１とリングギヤ２２との間に配置され、サンギヤ２１の外周を自転しながら公転するピニオンギヤ２３と、クランクシャフト１７の端部に結合され、各ピニオンギヤ２３の回転軸を支持するプラネタリキャリア２４とを含んで構成されている。
The
動力分配機構１６は、サンギヤ２１に結合されたサンギヤ軸２０と、リングギヤ２２に結合されたリングギヤケース１６ａおよびプラネタリキャリア２４に結合されたクランクシャフト１７の３軸が動力の入出力軸とされる。
そして、この３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力が決定されると、残りの１軸に入出力される動力は、他の２軸に入出力される動力に基づいて定まる。
In the
When the power input / output to / from any two of these three axes is determined, the power input / output to the remaining one axis is determined based on the power input / output to the other two axes. .
リングギヤケース１６ａには動力の取出し用のカウンタドライブギヤ２５が取付けられており、このカウンタドライブギヤ２５は、リングギヤ２２と一体的に回転するようになっている。カウンタドライブギヤ２５は、動力伝達減速ギヤ２６に接続されており、カウンタドライブギヤ２５と動力伝達減速ギヤ２６との間で動力の伝達が行われるようになっている。
A
すなわち、動力伝達減速ギヤ２６は、カウンタドライブギヤ２５に接続されるカウンタドリブンギヤ３９と、カウンタドリブンギヤ３９に接続されるファイナルドライブギヤ４０とから構成されている。
That is, the power
動力伝達減速ギヤ２６のファイナルドライブギヤ４０は、ディファレンシャルギヤ２７に接続されており、動力伝達減速ギヤ２６は、ディファレンシャルギヤ２７に動力を伝達するようになっている。また、下り坂等では車輪の回転がディファレンシャルギヤ２７に伝達されるようになっており、動力伝達減速ギヤ２６はディファレンシャルギヤ２７によって駆動される。
The
一方、モータジェネレータＭＧ１は、複数個の永久磁石が埋め込まれているロータ１８と、ロータ１８を取り囲むようにロータ１８の外周部に設けられ、回転磁界を形成するステータ２８とを含んで構成されており、ステータ２８は、ステータコア２９と、ステータコア２９に巻回されるステータコイルとしての三相コイル３０とを含んで構成される。
On the other hand, motor generator MG1 includes a
ロータ１８は、動力分配機構１６のサンギヤ２１と一体的に回転するサンギヤ軸２０に結合されており、ステータコア２９は、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、図示しないボルト等の固定手段によってケース３１（図２参照）に固定されている。また、クランクシャフト１７およびサンギヤ軸２０は、図示しないベアリングを介してケース３１（図２参照）に回転自在に支持されている。
The
モータジェネレータＭＧ１は、ロータ１８に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイル３０によって形成される磁界との相互作用によりロータ１８を回転駆動する電動機として動作する。また、モータジェネレータＭＧ１は、永久磁石による磁界とロータ１８の回転との相互作用により、三相コイル３０の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。
Motor generator MG1 operates as an electric motor that rotationally drives
モータジェネレータＭＧ２は、複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ１９と、ロータ１９を取り囲むようにロータ１９の外周部に設けられ、回転磁界を形成するステータ３２とを含んで構成されており、ステータ３２は、ステータコア３３と、ステータコア３３に巻回されるステータコアとしての三相コイル３４とを含んで構成されている。
Motor generator MG2 includes a
ロータ１９は、動力分配機構１６のリングギヤ２２と一体的に回転するリングギヤケース１６ａに減速機１３によって結合されている。また、ステータコア３３は、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないボルト等の固定手段によってケース３１（図２参照）に固定されている。
The
モータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界とロータ１９の回転との相互作用により三相コイル３４の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。
Motor generator MG2 also operates as a generator that generates an electromotive force at both ends of three-
また、モータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界と三相コイル３４によって形成される磁界との相互作用によりロータ１９を回転駆動する電動機として動作する。本実施の形態では、モータジェネレータＭＧ１が主に発電機として機能し、モータジェネレータＭＧ２が主に電動機として機能する。
Motor generator MG2 operates as an electric motor that rotates
減速機１３は、プラネタリギヤの回転要素の一つであるプラネタリキャリア３５がトランスアクスル１１のケース３１に固定された構造により減速を行う。すなわち、減速機１３は、ロータ１９のシャフトに結合されたサンギヤ３６と、リングギヤ２２と一体的に回転するリングギヤ３７と、リングギヤ３７およびサンギヤ３６に噛み合いサンギヤ３６の回転をリングギヤ３７に伝達するピニオンギヤ３８とを含んで構成されている。
The
減速機１３は、例えば、サンギヤ３６の歯数に対しリングギヤ３７の歯数を２倍以上にすることにより、減速比を２倍以上にすることができる。
For example, the
図２は、モータジェネレータＭＧ１の冷却構造を示す図である。モータジェネレータＭＧ１は、ケース３１に収容されており、このモータジェネレータＭＧ１の上方とケース３１の上面３１Ａとの間には冷却液としてのオイルが流れる金属製あるいは樹脂製のオイルパイプ４１が設けられている。
FIG. 2 is a diagram showing a cooling structure of motor generator MG1. The motor generator MG1 is housed in a
なお、モータジェネレータＭＧ２の冷却構造もモータジェネレータＭＧ１と同一の構成であるため、本実施の形態では、モータジェネレータＭＧ１の冷却構造のみを図面に基づいて説明する。 Since the cooling structure of motor generator MG2 is the same as that of motor generator MG1, in the present embodiment, only the cooling structure of motor generator MG1 will be described with reference to the drawings.
図２において、冷却液供給管としてのオイルパイプ４１は、上流端がケース３１に形成されたオイル通路４３に接続されており、オイルパイプ４１の下流端は、閉止部材４２によって閉止されている。このため、オイルパイプ４１は、サンギヤ軸２０の軸線方向、すなわち、ロータ１８の軸線方向に沿って延在している。
In FIG. 2, an
オイル通路４３には、ケース３１に形成されたオイル通路３１ｂを介して図示しないオイルポンプからオイルが供給されるようになっている。なお、このオイルポンプは、内燃機関１５によって駆動されるようになっており、内燃機関１５の回転数が高くなるにつれてオイルの供給量を増大させるようになっている。
Oil is supplied to the
このため、オイルポンプが駆動されると、オイル通路３１ｂ、３１ａを通してオイルパイプ４１にオイルが供給される。
For this reason, when the oil pump is driven, oil is supplied to the
また、図示していないが、オイル通路３１ｂは、モータジェネレータＭＧ２の上方に設けられたオイルパイプまで延在しており、モータジェネレータＭＧ２の上方に設けられたオイルパイプにオイルを供給するようになっている。
Although not shown,
したがって、オイルポンプは、モータジェネレータＭＧ１の上方に設けられたオイルパイプ４１とモータジェネレータＭＧ２の上方に設けられたオイルポンプにオイルを供給することができる。
Therefore, the oil pump can supply oil to an
また、オイルパイプ４１内の内部にはオイルが流通する流通通路としてのオイル通路４３が画成されており、オイルパイプ４１の任意の位置にはオイル通路４３を流れるオイルを吐出する第１の吐出孔としての吐出孔４４〜４６が形成されている。
In addition, an
吐出孔４４、４６は、三相コイル３０の軸線方向両端部に位置するコイルエンド３０ａ、３０ｂに対向して設けられており、コイルエンド３０ａ、３０ｂにオイルを吐出するようになっている。また、吐出孔４５は、三相コイル３０の軸線方向中央部に対向して設けられており、三相コイル３０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。
The discharge holes 44 and 46 are provided to face the coil ends 30a and 30b located at both ends in the axial direction of the three-
また、吐出孔４６は、オイルパイプ４１の下部に開口しており、図３に示すようにオイルパイプ４１の周方向に離隔してそれぞれ３つずつ設けられている。なお、図３では、吐出孔４６のみを示しているが、吐出孔４４、４５も同一の構成を有している。
Moreover, the
また、ケース３１の上面３１Ａに対向するオイルパイプ４１の上部には第２の吐出孔としての吐出孔４７〜４９（図３では、吐出孔４９のみを示す）が形成されており、この吐出孔４７〜４９と吐出孔４４〜４６とは、オイルパイプ４１の同一周面上に設けられている。
Also, discharge holes 47 to 49 (only the discharge holes 49 are shown in FIG. 3) are formed in the upper part of the
また、図３、図４に示すように、ケース３１の上面３１Ａにはガイド部材としての一対のガイドリブ５０ａ、５０ｂが設けられており、このガイドリブ５０ａ、５０ｂは、ケース３１の上面３１Ａから下方に向かって突出するとともに、オイルパイプ４１の延在方向に沿って延在している。
3 and 4, the
また、ガイドリブ５０ａ、５０ｂは、オイルパイプ４１の延在方向に対してオイルパイプ４１の両側に設けられており、オイルパイプ４１の延在方向の中心軸を挟んで対向している。
The
このため、ガイドリブ５０ａ、５０ｂは、吐出孔４７〜４９に対向するケース３１の上面３１Ａに設置されることになり、吐出孔４７〜４９から吐出されたオイルは、ケース３１の上面３１Ａに衝突した後、ガイドリブ５０ａ、５０ｂの内壁面を伝って三相コイル３０の上方に滴下されることになる。
Therefore, the
次に、作用を説明する。
ステータ２８を冷却する場合には、オイルポンプからケースのオイル通路３１ｂ、３１ａを介してオイルパイプ４１にオイルを供給する。オイルパイプ４１に供給されたオイルは、オイル通路４３を流れてオイルパイプ４１の下部に形成された吐出孔４４、４６から三相コイル３０のコイルエンド３０ａ、３０ｂに向かって吐出されるとともに、オイルパイプ４１の下部に形成された吐出孔４５から三相コイル３０の軸線方向中央部に向かって吐出（滴下）される。
Next, the operation will be described.
When the
コイルエンド３０ａ、３０ｂと三相コイル３０の軸線方向中央部に吐出されたオイルは、三相コイル３０の周方向に沿って三相コイル３０の下部に流れ落ち、このオイルが三相コイル３０を流れ落ちる間に、三相コイル３０からオイルに熱が伝わり、ステータ２８の冷却が行われる。特に、三相コイル３０のコイルエンド３０ａ、３０ｂにオイルを供給しているため、三相コイル３０が効率よく冷却される。
The oil discharged to the axial center of the coil ends 30 a and 30 b and the three-
また、内燃機関１５の低回転時には、オイルポンプからオイルパイプ４１に供給されるオイル量が少ないため、オイル通路４３を流れるオイルの圧力が低い。
Further, when the
本実施の形態のオイルパイプ４１は、ケース３１の上面３１Ａに対向するオイルパイプ４１の上部に吐出孔４７〜４９が形成されているため、内燃機関１５の低回転時にオイル通路４３を流れるオイル量が少ない場合に、オイルが吐出孔４７〜４９から漏れることがないため、オイルをオイルパイプ４１の下流端まで確実に供給することができ、オイルパイプ４１の下流側に位置する吐出孔４６からオイルを確実に吐出させることができる。
In the
一方、内燃機関１５が高回転になると、オイルポンプからオイルパイプ４１に供給されるオイル量が増大するため、オイル通路４３を流れるオイルの圧力が高くなる。このとき、オイルが吐出孔４７〜４９からケース３１の上面３１Ａに向かって吐出されるため、オイル通路４３のオイルの圧力が低下する。
On the other hand, when the
このため、吐出孔４４〜４６から吐出されるオイルが霧状化してしまうことがなく、三相コイル３０に吐出されるオイルを液状に維持することができる。このため、三相コイル３０を確実に冷却することができる。
For this reason, the oil discharged from the discharge holes 44 to 46 is not atomized, and the oil discharged to the three-
また、本実施の形態では、ケース３１の上面３１Ａに、上面３１Ａから下方に向かって突出するとともにオイルパイプ４１の延在方向に沿って延在する一対のガイドリブ５０ａ、５０ｂを設け、このガイドリブ５０ａ、５０ｂを、オイルパイプ４１の延在方向に対してオイルパイプ４１の両側に設けているので、図５に示すように、吐出孔４９（吐出孔４７、４８のオイルの流れは吐出孔と同一）から上方に吐出したオイルＯをケース３１の上面３１Ａに衝突させた後、ガイドリブ５０ａ、５０ｂの内壁面を伝ってコイルエンド３０ａ、３０ｂおよび三相コイル３０の軸線方向中央部に滴下することができる。
In the present embodiment, the
このため、オイル通路４３内のオイルの圧力が高いときに、吐出孔４７〜４９から吐出されたオイルを利用して三相コイル３０を冷却することができる。
なお、図５に示すように、ガイドリブ５０ａ、５０ｂを伝って三相コイル３０に供給されるオイルは、オイルパイプ４１の周方向の両側の吐出孔４４から三相コイル３０に衝突するオイルの着地点Ａよりも三相コイル３０の周方向外方に衝突することが好ましい。このようにすれば、オイルが供給される三相コイル３０に面積を増大させることかできる。
For this reason, when the pressure of the oil in the
As shown in FIG. 5, the oil supplied to the three-
このため、本実施の形態では、ガイドリブ５０ａ、５０ｂの下端部は、着地点Ａよりも三相コイル３０の周方向外方に位置している。
この結果、オイルパイプ４１のオイルの圧力を簡単な構成によって調整して、モータジェネレータＭＧ１の冷却性能を向上させることができる。なお、モータジェネレータＭＧ２は、上述したオイルパイプ４１と同一の構成を有するオイルパイプによって冷却される。
For this reason, in this Embodiment, the lower end part of the
As a result, it is possible to improve the cooling performance of motor generator MG1 by adjusting the oil pressure of
また、本実施の形態では、ガイドリブ５０ａ、５０ｂをオイルパイプ４１の延在方向に沿って延在するようにケース３１の上面３１Ａに形成したので、ガイドリブ５０ａ、５０ｂによってケース３１の剛性を高くすることができ、ケース３１が振動するのを抑制することができる。また、ケース３１の固有振動数をガイドリブ５０ａ、５０ｂによって調整することができ、内燃機関１５の共振周波数に対してずらすことができる。
In the present embodiment, since the
なお、本実施の形態では、ガイドリブ５０ａ、５０ｂをオイルパイプ４１に沿って延在させているが、吐出孔４７〜４９に対向するケース３１の上面３１Ａのみに設けてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、吐出孔４４、４６を、コイルエンド３０ａ、３０ｂに対向するオイルパイプ４１の部位に設け、吐出孔４７、４９と吐出孔４４、４６とをオイルパイプ４１の同一周面上に設けたので、コイルエンド３０ａ、３０ｂに吐出孔４４、４６、４７、４９から充分な量のオイルを供給することができ、モータジェネレータＭＧ１の冷却性能をより一層向上させることができる。
Further, in the present embodiment, the discharge holes 44 and 46 are provided in a portion of the
また、本実施の形態では、ケース３１の底面にガイド部材としてのガイドリブ５０ａ、５０ｂを設けているが、ガイド部材をオイルパイプ４１に直接設けてもよい。
すなわち、図６、図７に示すように、オイルパイプ４１の上方に位置するようにオイルパイプ４１に支持部材５１ａ、５１ｂを介してガイド部材としてのガイド板５２が取付けられており、このガイド板５２は、オイルパイプ４１の延在方向に沿って延在している。
In the present embodiment, the
That is, as shown in FIGS. 6 and 7, a
このガイド板５２は、オイルパイプ４１の延在方向と略直交する方向における両端に折り曲げ部５２ａ、５２ｂが形成されており、この折り曲げ部５２ａ、５２ｂは、三相コイル３０に向かって突出している。
The
このモータジェネレータＭＧ１の冷却構造では、吐出孔４７〜４９から上方に吐出されたオイルをガイド板５２の下面に衝突させた後、ガイド板５２の下面を伝って折り曲げ部５２ａ、５２ｂから三相コイル３０に滴下することができる。
このため、オイルパイプ４１のオイル通路４３を流れるオイルの圧力が高いときに、吐出孔４７〜４９から吐出されたオイルを利用して三相コイル３０を冷却することができる。
In this motor generator MG1 cooling structure, oil discharged upward from the discharge holes 47 to 49 collides with the lower surface of the
For this reason, when the pressure of the oil flowing through the
なお、本実施の形態では、回転電機の冷却構造をハイブリッド車両に適用しているが、回転電機の冷却構造を、モータのみを駆動源とする車両に適用してもよい。また、車両に限らず、回転電機を有する装置であれば、その他の装置に回転電機の冷却構造を適用してもよい。 In this embodiment, the rotating electrical machine cooling structure is applied to a hybrid vehicle. However, the rotating electrical machine cooling structure may be applied to a vehicle using only a motor as a drive source. In addition, the cooling structure of the rotating electric machine may be applied to other apparatuses as long as the apparatus includes the rotating electric machine, not limited to the vehicle.
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、冷却液供給管に供給される冷却液の圧力を簡単な構成によって調整することができ、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イルに上方から冷却液を供給し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 rotating electrical machine cooling structure according to the present invention can adjust the pressure of the coolant supplied to the coolant supply pipe with a simple configuration, and can improve the cooling performance of the rotating electrical machine. This is useful as a cooling structure for a rotating electrical machine in which a cooling liquid is supplied to the stator coil of the rotating electrical machine from above to cool the stator coil.
１５ 内燃機関
１８、１９ ロータ
２８、３２ ステータ
２９ ３３ ステータコア
３０、３４ 三相コイル（ステータコイル）
３０ａ、３０ｂ、３４ａ、３４ｂ コイルエンド
３１ ケース
４１ オイルパイプ（冷却液供給管）
４３ オイル通路（流通通路）
４４〜４６ 吐出孔（第１の吐出孔）
４７〜４９ 吐出孔（第２の吐出孔）
５０ａ、５０ｂ ガイドリブ（ガイド部材）
５２ ガイド板（ガイド部材）
ＭＧ１ モータジェネレータ（回転電機）
ＭＧ２ モータジェネレータ（回転電機）
15
30a, 30b, 34a,
43 Oil passage (distribution passage)
44 to 46 Discharge hole (first discharge hole)
47 to 49 Discharge hole (second discharge hole)
50a, 50b Guide rib (guide member)
52 Guide plate (guide member)
MG1 motor generator (rotary electric machine)
MG2 motor generator (rotary electric machine)
Claims (4)
前記回転電機を収容するケースと、
前記ロータの軸線方向に延在するように前記ケースの上面と前記回転電機の間に位置して設けられ、冷却液が流通する流通通路と、前記ステータコイルに向かって冷却液を吐出する少なくとも１つ以上の第１の吐出孔とを有する冷却液供給管とを備え、
前記ケースの上面に対向する前記冷却液供給管の上部に第２の吐出孔が形成され、少なくとも前記第２の吐出孔に対向する部位に前記第２の吐出孔から吐出された冷却液を前記ステータコイルの上方に導くガイド部材が設けら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;
At least one that is provided between the upper surface of the case and the rotating electrical machine so as to extend in the axial direction of the rotor, and that discharges the coolant toward the stator coil. A coolant supply pipe having at least two first discharge holes,
A second discharge hole is formed in the upper portion of the cooling liquid supply pipe facing the upper surface of the case, and the coolant discharged from the second discharge hole is at least in a portion facing the second discharge hole. A cooling structure for a rotating electric machine, characterized in that a guide member for guiding the stator coil is provided.
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