JP6919584B2 - Motor cooling structure - Google Patents
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Description
本発明は、電動機の冷却構造、特に、電動機に向けて冷却液を吐出する冷却液吐出管の接続に関する。 The present invention relates to a cooling structure of a motor, particularly a connection of a coolant discharge pipe that discharges a coolant toward the motor.
ステータやロータに直接液体を掛けて冷却を行う電動機が知られている。下記特許文献1には、ケース(3)に収容された電動機(2)に対し、ケース(3)内に配置された2本の冷却液吐出管(冷却パイプ11,12)から冷却液であるオイルを吐出する電動機の冷却構造が示されている。2本の冷却液吐出管(11,12)は、接続部(13)により接続され一体化されている。冷却液吐出管(11,12)の先端部分(11b,12b)がケースに設けられた開口(嵌め合い孔3a)に挿入される。なお、( )内の部材名および符号は、下記特許文献1において用いられているものであり、本願の実施の形態の説明で用いられる部材名および符号とは関連しない。 There are known electric motors that cool the stator and rotor by directly applying liquid to them. In the following Patent Document 1, the electric motor (2) housed in the case (3) is cooled by two cooling liquid discharge pipes (cooling pipes 11 and 12) arranged in the case (3). The cooling structure of the motor that discharges oil is shown. The two coolant discharge pipes (11, 12) are connected and integrated by a connecting portion (13). The tip portions (11b, 12b) of the coolant discharge pipes (11, 12) are inserted into the openings (fitting holes 3a) provided in the case. The member names and symbols in parentheses are those used in Patent Document 1 below, and are not related to the member names and symbols used in the description of the embodiments of the present application.
一体化された2本の冷却液吐出管の寸法ばらつきが大きい場合、特にケースに挿入される部分の相対位置のばらつきが大きい場合、ケースの開口とのはめあい公差を大きく採る必要がある。しかし、はめあい公差を大きくした場合、そこから冷却液が漏れる場合がある。 When the dimensional variation of the two integrated coolant discharge pipes is large, especially when the relative position of the portion to be inserted into the case is large, it is necessary to take a large fitting tolerance with the opening of the case. However, if the fit tolerance is increased, the coolant may leak from it.
本発明は、一体化された2本の冷却液吐出管とケースの隙間からの冷却液の漏れを抑制することを目的とする。 An object of the present invention is to suppress leakage of the coolant from the gap between the two integrated coolant discharge pipes and the case.
本発明に係る電動機の冷却構造は、第1ケース部分と第2ケース部分とで構成されるケースに収められた電動機を冷却する電動機の冷却構造であって、第1ケース部分には、第1冷却液供給路の端である第1開口が形成され、第2ケース部分には、第2冷却液供給路の端である第2開口が形成され、第1開口に接続されて電動機の近傍に配置され、第1冷却液供給路から供給された冷却液を前記電動機に向けて吐出する第1冷却液吐出管と、第2開口に接続されて電動機の近傍に配置され、かつ第1冷却液吐出管と並列配置され、第2冷却液供給路から供給された冷却液を前記電動機に向けて吐出する第2冷却液吐出管と、第1冷却液吐出管と第2冷却液吐出管を連結し、さらに第1ケース部分に固定されて第1冷却液吐出管と第2冷却液吐出管を支持する、金属製の連結ブラケットと、第2開口と第2冷却液吐出管の間に介在する柔軟性ブッシュと、を有している。 The cooling structure of the electric motor according to the present invention is a cooling structure of the electric motor that cools the electric motor housed in the case composed of the first case portion and the second case portion, and the first case portion includes the first case. A first opening, which is the end of the coolant supply path, is formed, and a second opening, which is the end of the second coolant supply path, is formed in the second case portion, and is connected to the first opening in the vicinity of the electric motor. A first coolant discharge pipe that is arranged and discharges the coolant supplied from the first coolant supply path toward the electric motor, and a first coolant that is connected to the second opening and is arranged in the vicinity of the electric motor. The second coolant discharge pipe, which is arranged in parallel with the discharge pipe and discharges the coolant supplied from the second coolant supply path toward the electric motor, is connected to the first coolant discharge pipe and the second coolant discharge pipe. Further, it is interposed between the second opening and the second coolant discharge pipe, and the metal connecting bracket which is fixed to the first case portion and supports the first coolant discharge pipe and the second coolant discharge pipe. It has a flexible bush.
さらに、連結ブラケットとは異なる位置において、第1冷却液吐出管と第2冷却液吐出管を連結する架橋部をさらに有するようにできる。 Further, a cross-linked portion for connecting the first coolant discharge pipe and the second coolant discharge pipe can be further provided at a position different from the connecting bracket.
柔軟性ブッシュによって、第2開口と第2冷却液吐出管の隙間が埋められ、冷却液の漏れが抑制される。また、連結ブラケットに加え、架橋部によっても第1冷却液吐出管と第2冷却液吐出管を連結することにより、第1冷却液吐出管と第2冷却液吐出管の相対位置がねじり方向においてずれることを抑制することができる。 The flexible bush fills the gap between the second opening and the second coolant discharge pipe, and suppresses the leakage of the coolant. Further, by connecting the first coolant discharge pipe and the second coolant discharge pipe by the cross-linking portion in addition to the connecting bracket, the relative positions of the first coolant discharge pipe and the second coolant discharge pipe are in the twisting direction. It is possible to suppress the deviation.
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。2個の冷却液ポンプにより1機の電動機に冷却液を供給して電動機の冷却を行う冷却システムが知られている。例えば、車両駆動用の原動機として電動機と内燃機関を備えたハイブリッド車両において、内燃機関により駆動されるポンプと、専用の電動機により駆動されるポンプとによって、冷却液としても機能する潤滑油を電動機に供給する冷却システムが知られている。2つの冷却液ポンプにより冷却液を供給することにより、電動機の高出力化に対応することができる。また、ハイブリッド車両の場合、内燃機関を停止して電動機のみで走行する場合があり、この場合であっても専用電動機により駆動されるポンプを備えることによって冷却液を供給することができる。以下、ハイブリッド車両の電動機の冷却システムを例に挙げて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A cooling system is known in which cooling liquid is supplied to one electric motor by two coolant pumps to cool the electric motors. For example, in a hybrid vehicle equipped with an electric motor and an internal combustion engine as a prime mover for driving a vehicle, a lubricating oil that also functions as a coolant is used as a coolant by a pump driven by the internal combustion engine and a pump driven by a dedicated electric motor. The cooling system that supplies is known. By supplying the coolant with two coolant pumps, it is possible to cope with the increase in the output of the electric motor. Further, in the case of a hybrid vehicle, the internal combustion engine may be stopped and the vehicle may run only by the electric motor. Even in this case, the coolant can be supplied by providing the pump driven by the dedicated electric motor. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by taking as an example a cooling system for an electric motor of a hybrid vehicle.
図1は、ハイブリッド車両の電動機を冷却する冷却システム10を示す模式図である。このハイブリッド車両は、車両駆動用原動機として内燃機関(不図示)と2機の電動機すなわち第1電動機12と第2電動機14を搭載している。第1および第2電動機12,14は、発電機としても機能することができる。第1および第2電動機12,14は、3機の原動機の出力軸を接続する機構、変速機構、減速歯車列および差動機構などを備えた変速機16内に搭載される。図1では、変速機構などの動力伝達に係る歯車等の機械要素は省略されている。差動機構を備えた変速機は、トランスアクスルと呼ばれることがある。第1電動機12は、主に、内燃機関に駆動されて発電機として機能する。第2電動機14は、車両駆動力を発生する発電機として機能し、また制動時には回生発電を行う発電機として機能する。電動機のみにより走行する場合には、主に第2電動機14を用いる。
FIG. 1 is a schematic view showing a
変速機16内には、潤滑油18が入れられており、この潤滑油18は、回転する歯車等によりかき上げられて、変速機16の各部品の潤滑を行うと共に、冷却を行う。また、潤滑油18は、変速機構などのアクチュエータを動作させる作動流体として利用する場合がある。以下では、この潤滑油18を冷却液18と記す。
Lubricating
冷却液18を十分に供給するために、2機の冷却液ポンプ20,22が備えられている。第1冷却液ポンプ20は、変速機16内に配置され、内燃機関に駆動される機械式ポンプである。第1冷却液ポンプ20は、オイルストレーナ24を介してオイル溜まりから冷却液18を吸入し、第1冷却液供給路26を通して第1および第2電動機12,14に冷却液を供給する。第1冷却液供給路26には、逆止弁28およびリリーフ弁30が備えられている。逆止弁28は、第1冷却液ポンプ20が停止したとき、冷却液ポンプ20から冷却液18が抜けないようにしている。リリーフ弁30は、第1冷却液ポンプ20の吐出流量が所定値以上に増加したとき、開放して、吐出流量の制限をしている。第1冷却液供給路26には、冷却液を冷やす第1冷却液クーラ32が備えられる。第1冷却液クーラ32は、例えば空冷式とすることができ、走行風またはラジエータファンなどのファンの発生する風が当たって冷却液が冷却される。第1冷却液クーラ32を通過した冷却液18は、第1および第2電動機12,14の近傍、特に上方に配置された冷却液吐出管34,36に供給される。冷却液吐出管34,36は、その管壁に冷却液18を第1,第2電動機12,14に向けて吐出する吐出孔が形成されている。また、冷却液吐出管34,36は、それぞれが対応する第1電動機12および第2電動機14のロータ軸と並行に配置されることができる。冷却液吐出管34,36から吐出された冷却液18は、第1,第2電動機12,14の外周およびコイルエンドを伝って流れ、その過程で第1,第2電動機12,14を冷却する。
Two
第1冷却液ポンプ20からは、第1冷却液供給路とは別に第1電動機12に対して冷却液18が供給される。この冷却液18は、第1電動機12のロータ軸を介してロータコアに供給され、ロータコアを内側から冷却する。また、ロータ軸からステータのコイルエンドに向けて吐出され、コイルの冷却を行う。
From the
第2冷却液ポンプ22は、このポンプ専用の電動機により駆動される電動ポンプである。第2冷却液ポンプ22は、専用電動機で駆動されるために、制御の自由度が高い。例えば、内燃機関の回転速度とは独立して吐出流量を制御でき、内燃機関が停止していても、冷却液の供給が可能である。第2冷却液ポンプ22は、前述のオイルストレーナ24を介してオイル溜まりから冷却液18を吸入し、第2冷却液供給路38を介して第2電動機14に冷却液を供給する。第2冷却液供給路38には、逆止弁40が備えられている。逆止弁40は、第2冷却液ポンプ22が停止したとき、冷却液ポンプ22から冷却液18が抜けないようにしている。第2冷却液供給路38には、さらに冷却液を冷やす第2冷却液クーラ42が備えられる。第2冷却液クーラ42は、例えば水冷式とすることができ、冷却液18は、内燃機関等の冷却水により冷やされる。
The
第2冷却液クーラ42を通過した冷却液18は、第2電動機14の近傍、特に上方に配置された冷却液吐出管44に供給される。冷却液吐出管44は、第1冷却液ポンプ20から冷却液18が供給される冷却液吐出管36に並行配置される。冷却液吐出管44の管壁には、冷却液18を第2電動機14に向けて吐出する吐出孔が形成されている。また、冷却液吐出管44は、第2電動機14のロータ軸と並行に配置されることができる。冷却液吐出管44から吐出された冷却液18は、第2電動機14の外周およびコイルエンドを伝って流れ、その過程で第2電動機14を冷却する。
The
以降、第1冷却液ポンプ20から供給された冷却液18を第2電動機14に向けて吐出する冷却液吐出管36を第1冷却液吐出管36と記す。また、第2冷却液ポンプ22から供給された冷却液18を第2電動機14に向けて吐出する冷却液吐出管44を第2冷却液吐出管44と記す。
Hereinafter, the
図2は、変速機(トランスアクスル)16を示す模式図である。図2において、手前に配置されるカバー46(図3参照)が取り外されて、内部が見える状態となっている。変速機16は、歯車列など動力伝達に係る機械要素と共に第1および第2電動機12,14を収めるカバー46とミッションケース48を含む。つまり、ミッションケース48とカバー46は、第1および第2電動機12,14を収めるケース50(図3参照)を構成し、それぞれ第1ケース部分、第2ケース部分である。ケース50内の第2電動機14の近傍、特に上方に、第2電動機14と並列して第1および第2冷却液吐出管36,44が配置されている。
FIG. 2 is a schematic view showing a transmission (transaxle) 16. In FIG. 2, the cover 46 (see FIG. 3) arranged in the foreground is removed so that the inside can be seen. The
図3は、図2に示すA−A線による断面図であり、図4は、図3に示すB−B線による断面図である。図5は、第1および第2冷却液吐出管36,44の周囲の構成を示す図である。カバー46は、ミッションケース48の開口端面を覆うように配置され、ミッションケース48と共に第1および第2電動機12,14を収める内部空間を形成している。第1冷却液吐出管36と第2冷却液吐出管44は、並列に配置されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the surrounding configurations of the first and second
第1冷却液吐出管36は、その一方の端である第1接続端36aにおいて、ミッションケース48に形成された第1流路孔52の開口26a(図5参照)に接続されている。第1流路孔52の他端には、金属製の流路管54が接続されている。第1流路孔52と流路管54が、第1冷却液供給路26の一部を構成し、第1冷却液吐出管36が接続される第1流路孔52の開口26aは、第1冷却液供給路26の端の開口である。この開口26aを第1開口26aと記す。第1冷却液吐出管36のもう一方の端は閉鎖されており、この端を閉鎖端36bと記す。
The first
第2冷却液吐出管44は、その一方の端である第2接続端44aにおいて、ゴムブッシュ等の柔軟性ブッシュ56を介して、カバー46に形成された第2流路孔58の開口38a(図5参照)に接続されている。第2流路孔58は、第2冷却液供給路38の一部を構成し、第2冷却液吐出管44が接続される第2流路孔58の開口38aは、第2冷却液供給路38の端の開口である。この開口38aを第2開口38aと記す。第2冷却液吐出管44のもう一方の端である支持端44bは閉鎖され、ミッションケース48に形成された支持穴62(図5参照)に受け入れられて支持されている。第2冷却液吐出管44の管壁には冷却液18を第2電動機14に向けて吐出する吐出孔64が設けられている。第1冷却液吐出管36の管壁にも同様の吐出孔が設けられている。
The second
図6および図7は、第1および第2冷却液吐出管36,44を示す図である。第1冷却液吐出管36と第2冷却液吐出管44は、樹脂製であり、インジェクション成形によって一体に形成される。樹脂成形時に、第1冷却液吐出管36と第2冷却液吐出管44を連結する金属製の連結ブラケット66も同時に一体化、つまりインサート成形される。一体化された第1冷却液吐出管36、第2冷却液吐出管44および連結ブラケット66を吐出管組立体68と記す。第1冷却液吐出管36と第2冷却液吐出管44は、連結ブラケット66から離れた位置において、架橋部70によってさらに連結されてよい。架橋部70は、第1冷却液吐出管の第1接続端36aおよび第2冷却液吐出管の支持端44bから離れた位置に設けることが好ましい。より好ましくは、架橋部70は、第1接続端36aおよび支持端44bと、連結ブラケット66の中間の位置に設ける。
6 and 7 are views showing the first and second
吐出管組立体68は、連結ブラケット66の貫通孔66aを通るボルト72によってミッションケース48に固定される。第1冷却液吐出管の第1接続端36aと第1冷却液供給路の第1開口26aとは、冷却液18が実質的に漏れないようなはめあい公差で形成されている。第2冷却液吐出管の接続端44aには、ゴムなどの柔軟性または弾性を有する材料で作製された柔軟性ブッシュ56が配置されている。この柔軟性ブッシュ56が、第2冷却液吐出管の接続端44aと第2冷却液供給路の第2開口38aとの隙間を埋めて、この接続部分からの冷却液18の漏れを抑制する。吐出管組立体68の寸法誤差が大きくても、柔軟性ブッシュ56が変形することにより、寸法誤差が吸収され、接続端44aにおける冷却液18の漏れが抑制される。
The
吐出管組立体68の組み付けは、以下のように行われる。まず、ミッションケース48の第1開口26aと支持穴62にそれぞれ、第1冷却液吐出管の第1接続端36aと第2冷却液吐出管の支持端44bを挿入する。次に、連結ブラケット66の貫通孔66aをミッションケース48のねじ穴74に合わせ、ねじ穴74にボルト72をねじ結合して、連結ブラケット66を締結する。これにより第1および第2冷却液吐出管36,44は連結ブラケット66によって支持される。また、ボルト72を締めるとき、連結ブラケット66は、ボルト72の回転につられて回動しようとする。連結ブラケット66が回動すると、ボルト72から遠い第2冷却液吐出管44が大きく変位する。第1および第2冷却液吐出管36,44は、第1接続端36aと支持端44bがミッションケース48に支持され、動かないため、連結ブラケット66の位置における変位の差のため、相対的にねじれようとする。架橋部70を設けることにより、第1および第2冷却液吐出管36,44の相対的なねじれを抑制することができる。また、ねじれが抑制されることにより、ボルト72の締め付け時の連結ブラケット66の回動も抑制され、第1および第2冷却液吐出管36,44の取り付け位置が安定化される。最後に、第2冷却液吐出管の第2接続端44aを第2開口38aに合わせるようにカバー46を被せ、カバー46をミッションケース48に装着する。このとき第2開口38aにテーパを付けておくことにより、第2接続端44aの位置が若干ずれていても、第2開口38a内に誘導することができる。
The
10 冷却システム、12 第1電動機、14 第2電動機、16 変速機、18 冷却液(潤滑油)、20 第1冷却液ポンプ、22 第2冷却液ポンプ、24 オイルストレーナ、26 第1冷却液供給路、26a 第1開口、28 逆止弁、30 リリーフ弁、32 第1冷却液クーラ、34 冷却液吐出管、36 第1冷却液吐出管、36a 第1接続端、36b 閉鎖端、38 第2冷却液供給路、38a 第2開口、40 逆止弁、42 第2冷却液クーラ、44 第2冷却液吐出管、44a 第2接続端、44b 支持端、46 カバー(第2ケース部分)、48 ミッションケース(第1ケース部分)、50 ケース、52 第1流路孔、54 流路管、56 柔軟性ブッシュ、58 第2流路孔、62 支持穴、64 吐出孔、66 連結ブラケット、66a 貫通孔、68 吐出管組立体、70 架橋部、72 ボルト、74 ねじ穴。
10 Cooling system, 12 1st electric motor, 14 2nd electric motor, 16 transmission, 18 coolant (lubricating oil), 20 1st coolant pump, 22 2nd coolant pump, 24 oil strainer, 26 1st coolant supply Road, 26a 1st opening, 28 check valve, 30 relief valve, 32 1st coolant cooler, 34 coolant discharge pipe, 36 1st coolant discharge pipe, 36a 1st connection end, 36b closed end, 38 2nd Coolant supply path, 38a second opening, 40 check valve, 42 second coolant cooler, 44 second coolant discharge pipe, 44a second connection end, 44b support end, 46 cover (second case part), 48 Mission case (1st case part), 50 cases, 52 1st flow path hole, 54 flow path tube, 56 flexible bush, 58 2nd flow path hole, 62 support hole, 64 discharge hole, 66 connection bracket, 66a penetration Holes, 68 discharge pipe assemblies, 70 bridges, 72 bolts, 74 screw holes.
Claims (2)
前記第1ケース部分には、第1冷却液供給路の端である第1開口が形成され、
前記第2ケース部分には、第2冷却液供給路の端である第2開口が形成され、
前記第1開口に接続されて前記電動機の近傍に配置され、前記第1冷却液供給路から供給された冷却液を前記電動機に向けて吐出する第1冷却液吐出管と、
前記第2開口に接続されて前記電動機の近傍に配置され、かつ前記第1冷却液吐出管と並列配置され、前記第2冷却液供給路から供給された冷却液を前記電動機に向けて吐出する第2冷却液吐出管と、
前記第1冷却液吐出管と前記第2冷却液吐出管を連結し、さらに前記第1ケース部分に固定されて前記第1冷却液吐出管と前記第2冷却液吐出管を支持する、金属製の連結ブラケットと、
前記第2開口と前記第2冷却液吐出管の間に介在する柔軟性ブッシュと、
を有する、電動機の冷却構造。 It is a cooling structure of the motor that cools the motor housed in the case composed of the first case part and the second case part.
A first opening, which is an end of the first coolant supply path, is formed in the first case portion.
A second opening, which is the end of the second coolant supply path, is formed in the second case portion.
A first coolant discharge pipe connected to the first opening and arranged in the vicinity of the motor and discharging the coolant supplied from the first coolant supply path toward the motor.
The coolant connected to the second opening, arranged in the vicinity of the motor, and arranged in parallel with the first coolant discharge pipe, discharges the coolant supplied from the second coolant supply path toward the motor. The second coolant discharge pipe and
Made of metal, which connects the first coolant discharge pipe and the second coolant discharge pipe, and is further fixed to the first case portion to support the first coolant discharge pipe and the second coolant discharge pipe. Connecting bracket and
A flexible bush interposed between the second opening and the second coolant discharge pipe,
The cooling structure of the motor.
The cooling structure for an electric motor according to claim 1, further comprising a cross-linked portion connecting the first coolant discharge pipe and the second coolant discharge pipe at a position different from the connecting bracket. structure.
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