(57)【要約】【課題】簡素な構成で２つの回転電機の間に圧力差を生じさせない冷却装置を備える回転電機装置を提供する。【解決手段】回転電機装置１は、第１の回転電機１１と第２の回転電機１２とポンプ２１と連通管３０とを備える。第１の回転電機１１は、第１回転子１１２及び第１固定子１１３を第１のハウジング１１１内に格納する。第２の回転電機１２は、第２回転子１２２及び第２固定子１２３を第２のハウジング１２１内に格納する。ポンプ２１は、第１の回転電機１１及び第２の回転電機１２に冷却液Ｌを供給する。連通管３０は、第１のハウジング１１１内の気相及び第２のハウジング１２１内の気相を連通して内部圧力を互いに平衡にする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転子及び第１固定子が第１のハウジング内に格納された第１の回転電機と、
第２回転子及び第２固定子が第２のハウジング内に格納された第２の回転電機と、
前記第１の回転電機及び前記第２の回転電機に冷却液を供給するポンプと、を備える回転電機装置において、
前記第１のハウジング内の気相及び前記第２のハウジング内の気相を連通して内部圧力を互いに平衡にする連通管を有する
ことを特徴とする回転電機装置。
【請求項２】
前記第１の回転電機は、前記第１のハウジング内の前記連通管の孔口を覆う第１の保護板を有し、
前記第２の回転電機は、前記第２のハウジング内の前記連通管の孔口を覆う第２の保護板を有する
ことを特徴とする請求項１に記載された回転電機装置。
【請求項３】
前記第１の回転電機は、前記第１のハウジングの内部と外部の圧力差が一定の大きさを超えた場合に前記第１のハウジングの内部と外部を連通させる第１のブリーザを前記第１の保護板で囲われる範囲内に有し、
前記第２の回転電機は、前記第２のハウジングの内部と外部の圧力差が一定の大きさを超えた場合に前記第２のハウジングの内部と外部を連通させる第２のブリーザを前記第２の保護板で囲われる範囲内に有する
ことを特徴とする請求項２に記載された回転電機装置。
【請求項４】
前記ポンプから吐出される冷却液は、途中で分岐される冷媒通路によって前記第１の回転電機及び前記第２の回転電機に並列に供給される
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された回転電機装置。
【請求項５】
前記第１の回転電機から排出される前記冷却液は、前記第２の回転電機の下部に設けられる液溜を経由して前記ポンプへ戻される
ことを特徴とする請求項４に記載された回転電機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの回転電機に冷却媒体を循環させる冷却装置を備える回転電機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両は、エンジンで駆動されて発電するジェネレータと、ジェネレータが発電した電力を使用して駆動輪を駆動するモータとを備える。モータ及びジェネレータは、電力を消費または発電する際に、導体の抵抗によって発熱する。そのために、モータ及びジェネレータは、冷却媒体を循環させる冷却装置によって冷却される。
【０００３】
特許文献１に記載されたハイブリッド車の冷却装置は、モータとジェネレータとを冷却する冷却装置を備えている。この冷却装置は、熱交換部、モータ冷却部、ジェネレータ冷却部を直列に配置した冷却経路を有している。ジェネレータ冷却部は、モータ冷却部よりも下流側かつ熱交換部の上流側に配置されている。冷却媒体には冷却水が使用されている。モータ冷却部は、モータのケーシング全体を取り巻くようにリング状に形成されている。ジェネレータは、ケーシングの内部に冷却用の潤滑油を有している。潤滑油は、ケーシングの底部に在る潤滑油溜まり部に貯留されている。ジェネレータ冷却部は、この潤滑油溜まり部に隣接して設けられ、潤滑油の熱を冷却水へ移すことで間接的にジェネレータを冷やしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２１３２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のようにモータとジェネレータの両方を備えている場合、これらを総称してモータ・ジェネレータあるいは回転電機装置と呼ぶ。モータ・ジェネレータは、車両の運転状況に応じて、ジェネレータが主に稼働する発電モード又はモータが主に稼働する駆動モードに、切り換わる。どちらかが活発に稼働している場合、回転数差や温度差が生じ、これらに起因してモータのハウジング内の圧力およびジェネレータのハウジング内の圧力に差が生じる。
【０００６】
モータ及びジェネレータをそれぞれ冷却するために、潤滑を兼ねた冷却油がモータ及びジェネレータのハウジング内に１台のポンプで供給される。このときそれぞれのハウジング内の圧力に差が大きくなると、冷却油が円滑に流れず、滞ったり逆流したりする恐れがある。このような場合、モータ及びジェネレータが適切に冷却されないだけでなく、冷却油の循環が妨げられて必要以上にハウジング内に溜まったり不足したりする。これらを解消するために、モータ及びジェネレータに独立してポンプを設けたり、分配される冷却油の流量を調整するバルブ装置を設けたりすることも考えられるが、コストが掛るとともに付随する装置が増えて嵩張る。
【０００７】
そこで、本発明は、簡素な構成で２つの回転電機の間に圧力差を生じさせない冷却装置を備える回転電機装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る一実施形態の回転電機装置は、第１の回転電機と第２の回転電機とポンプとを備える。第１の回転電機は、第１回転子及び第１固定子を第１のハウジング内に格納している。第２の回転電機は、第２回転子及び第２固定子を第２のハウジング内に格納している。ポンプは、第１の回転電機及び第２の回転電機に冷却液を供給する。そして、この回転電機装置は、第１のハウジング内の気相及び第２のハウジング内の気相を連通して内部圧力を互いに平衡にする連通管を有する。
【０００９】
このとき、第１の回転電機は、第１のハウジング内の連通管の孔口を覆う第１の保護板を有し、第２の回転電機は、第２のハウジング内の連通管の孔口を覆う第２の保護板を有することが好ましい。また、第１の回転電機は、第１のハウジングの内部と外部の圧力差が一定の大きさを超えた場合に第１のハウジングの内部と外部を連通させる第１のブリーザを第１の保護板で囲われる範囲内に有し、第２の回転電機は、第２のハウジングの内部と外部の圧力差が一定の大きさを超えた場合に第２のハウジングの内部と外部を連通させる第２のブリーザを第２の保護板で囲われる範囲内に有することも好ましい。
【００１０】
また、ポンプから吐出される冷却液は、途中で分岐される冷媒通路によって第１の回転電機及び第２の回転電機に並列に供給されてもよい。このとき、第１の回転電機から排出される冷却液は、第２の回転電機の下部に設けられる液溜を経由してポンプへ戻される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る回転電機装置によれば、連通管を備えているので、第１の回転電機の第１のハウジング内の圧力および第２の回転電機の第２のハウジング内の圧力の差が無くなる。圧力差がなくなることで第１の回転電機及び第２の回転電機へ流れる冷却液の流量の偏りや滞留が生じないので、冷却性能が安定する。
【００１２】
また、連通管の孔口を覆う第１の保護板及び第２の保護板を有する発明の回転電機装置によれば、第１の回転電機の第１回転子及び第２の回転電機の第２回転子がそれぞれ回転することによって飛散した冷却液の飛沫が連通管の孔口を塞ぐことを防止できる。
【００１３】
さらに、第１の回転電機及び第２の回転電機がそれぞれブリーザを有している場合にこれらを第１の保護板及び第２の保護板によって囲われる範囲内に配置する発明の回転電機装置によれば、飛散する冷却液の飛沫によってブリーザの機能が損なわれることを防止できる。
【００１４】
途中で分岐される冷媒通路によって第１の回転電機と第２の回転電機に対して冷却液を並列に供給する発明の回転電機装置によれば、連通管を有しているので、複雑な機構を設けずに、一つのポンプで第１の回転電機及び第２の回転電機のそれぞれに冷却液を分配することが容易である。
【００１５】
第１の回転電機から排出される冷却液を第２の回転電機に設けられる液溜を経由してポンプへ戻す発明の回転電機装置によれば、第１の回転電機及び第２の回転電機の稼働率に関わらず、冷却液を平均的に循環させることができる。冷却液の温度が安定するだけでなく、冷却液の純度も平均化され易い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の回転電機装置を模式的に示す図。
【図２】本発明に係る第２の実施形態の回転電機装置の気相連通管及びその周囲を示す斜視図。
【図３】図２中のＦ３−Ｆ３線に沿う連通管端部及びその周囲の断面図。
【図４】図３中のＦ４矢印で示す方向から見たハウジング内部の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る第１の実施形態の回転電機装置１について、図１を参照して説明する。図１に示す回転電機装置１は、ハイブリッド車両に搭載され、第１の回転電機１１及び第２の回転電機１２に電流が流れることによって生じる熱を除去するための冷却装置２を有している。第１の実施形態において回転電機装置１は、第１の回転電機１１と第２の回転電機１２とポンプ２１と連通管３０とを備える。第１の回転電機１１は、主にモータとして機能し、第２の回転電機１２は、主にジェネレータとして機能する。冷却媒体には、冷却液Ｌ、本実施形態では、潤滑も兼ねて冷却油が用いられる。
【００１８】
第１の回転電機１１は、第１のハウジング１１１内に第１回転子１１２および第１固定子１１３をそれぞれ格納している。第２の回転電機１２は、第２のハウジング１２１内に第２回転子１２２および第２固定子１２３をそれぞれ格納している。ポンプ２１は、冷却液Ｌを吐出し、冷媒通路２２を通して第１の回転電機１１及び第２の回転電機１２に冷却液Ｌを供給する。冷却液Ｌは、途中で分岐されている冷媒通路２２によって分配されて、第１のハウジング１１１及び第２のハウジング１２１内に供給される。すなわち、本実施形態において、冷却液Ｌは、第１の回転電機１１及び第２の回転電機１２に対して並列に供給されている。
【００１９】
第１のハウジング１１１及び第２のハウジング１２１は、それぞれ最下部となる位置に液溜１１４，１２４を有している。冷却液Ｌは、第１回転子１１２および第２回転子１２２に掛るように、第１の回転電機１１及び第２の回転電機１２のそれぞれ上部から供給され、液溜１１４，１２４に集められる。集められた冷却液Ｌは、ポンプ２１に回収される。このとき、第１の回転電機１１の液溜１１４から排出される冷却液Ｌは、第２の回転電機１２の液溜１２４を経由してポンプ２１に戻される。
【００２０】
連通管３０は、第１のハウジング１１１内の気相及び第２のハウジング１２１内の気相を連通して互いの内部圧力を平衡にする。第１のハウジング１１１及び第２のハウジング１２１は、それぞれ上部に設けられた開口部１１５，１２５に蓋１１６，１２６を有している。連通管３０は、この蓋１１６，１２６を貫通して取り付けられている。
【００２１】
以上のように構成された回転電機装置１によれば、第１の回転電機１１が稼働している間、抵抗加熱によって第１回転子１１２および第１固定子１１３が暖まり、第１のハウジング１１１内の気体も暖まる。同様に、第２の回転電機１２が稼働している間、抵抗加熱によって第２回転子１２２および第２固定子１２３が暖まり、第２のハウジング１２内の気体も暖まる。第１のハウジング１１１及び第２のハウジング１２１が独立していると、内部の圧力に差が生じてしまう。
【００２２】
本実施形態では、第１のハウジング１１１及び第２のハウジング１２１は、連通管３１によって互いの気相が接続されているので、圧力差が生じることはない。したがって、第１のハウジング１１１と第２のハウジング１２１に対してポンプ２１で冷却液Ｌを送る場合、圧力差に起因する供給量の差は生じない。また、第１のハウジング１１１及び第２のハウジング１２１から回収される冷却液Ｌの量にも差が生じない。
【００２３】
また、第１の実施形態の場合、冷却液Ｌは、第１の回転電機１１の液溜１１４から第２の回転電機１２の液溜１２４を介して回収される。第１の回転電機１１の液溜１１４は、第２の回転電機１２の液溜１２４よりも高い位置に配置されている。第１のハウジング１１１及び第２のハウジング１２１は、連通管３０によって接続されているので、第１の回転電機１１及び第２の回転電機１２の稼働状態に関わらず冷却液Ｌが第１の回転電機１１から第２の回転電機１２へ流れる。したがって、ポンプ２１が第２の回転電機１２の液溜１２４から冷却液Ｌを回収することで、冷却液Ｌは、第１の回転電機１１及び第２の回転電機１２の中に滞留することなく、円滑に循環される。
【００２４】
第１の実施形態の場合、連通管３０によって第１のハウジング１１１の内圧と第２のハウジング１２１の内圧がほぼ平衡状態である。つまり、第１の回転電機１１と第２の回転電機１２の間で、内圧の高いほうから内圧の低い方へ冷却液Ｌが逆流する心配がない。第１の回転電機１１の液溜１１４から排出される冷却液Ｌを第２の回転電機１２の液溜１２４から排出される冷却液Ｌと合流させてポンプ２１に回収してもよい。
【００２５】
本発明に係る第２の実施形態の回転電機装置１について、図２から図４を参照して説明する。第１の実施形態の回転電機装置１と同じ機能を有する構成は同じ符号を付し、その説明については第１の実施形態の記載から参酌する。また、回転電機装置１としての全体構成は、第１の実施形態及び図１を参酌する。
【００２６】
第２の実施形態の回転電機装置１は、図２から図４に示すように、連通管３０及びその周辺の構成が第１の実施形態の回転電機装置１と異なっている。第２の実施形態の回転電機装置１は、図２に示すように、蓋１１６，１２６に接続された連通管３０の近傍にそれぞれ、第１のブリーザ３１及び第２のブリーザ３２を備えている。第１のブリーザ３１は、第１の回転電機１１の第１のハウジング１１１の内部と外部の圧力差が一定の大きさを超えた場合に、第１のハウジング１１１の内部と外部を連通させ、第２のブリーザ３２は、第２の回転電機１２の第２のハウジング１２１の内部と外部の圧力差が一定の大きさを超えた場合に、第２のハウジング１２１の内部と外部を連通させる。なお、第１のハウジング１１１及び第２のハウジング１２１は、連通管３０によって内圧が平衡になるように接続されているので、第１のブリーザ３１及び第２のブリーザ３２は、どちらか一方が設けられているだけでもよい。
【００２７】
図３に示すように、第１の回転電機１１は、第１のハウジング１１１内の連通管３０の孔口３０１を覆う第１の保護板４１を有している。この第１の保護板４１は、第１のハウジング１１１内に連通管３０の孔口３０１が開通する方向を横切る面に沿って配置されている。第１の保護板４１は、図４に示すように第１のハウジング１１１内の気体、ここでは空気、を抵抗なく流通させる隙間Ｇを周囲に有している。この第１の保護板４１は、図３に示すように連通管３０の近傍に配置される第１のブリーザ３１の端部も囲っている。
【００２８】
また、第２の実施形態の場合、第２の回転電機１２の第２のハウジング１２１の蓋１２６に接続された連通管３０の端部及び第２のハウジング１２１に取り付けられる第２のブリーザ３２も図３と同じように構成されている。すなわち、第２の回転電機１２は、第２のハウジング１２１内の連通管３０の孔口３０２を覆う第２の保護板４２を有している。第２の保護板４２は、第２のハウジング１２１内に連通管３０の孔口３０２が開通する方向を横切る面に沿って配置され、第２のハウジング１２１に接続された連通管３０の孔口３０２の近傍に配置される第２のブリーザ３２の端部も囲っている。これらの符号は、図３中に括弧書きで付す。
【００２９】
以上のように構成された第２の実施形態の回転電機装置１によれば、連通管３０の孔口３０１，３０２が第１の保護板４１及び第２の保護板４２で覆われているので、第１の回転電機１１の第１回転子１１２及び第２の回転電機１２の第２回転子１２２によって飛散される冷却液Ｌが連通管３０の孔口３０１，３０２や第１のブリーザ３１及び第２のブリーザ３２の端部を塞がないように、防止できる。
【００３０】
第１の実施形態において、図１に示すように、第１のハウジング１１１の蓋１１６及び第２のハウジング１２１の蓋１２６は、ほぼ同じ角度に傾けて配置されている。蓋１１６，１２６の角度は、第１の回転電機１１及び第２の回転電機１２のメンテナンスの際に蓋１１６，１２６を取り外しやすい方向であってもよいし、回転子１１２，１２２の回転接線方向に関連して位置決めされていてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１…回転電機装置、１１…第１の回転電機（モータ）、１１１…第１のハウジング、１２…第２の回転電機（ジェネレータ）、１２１…第２のハウジング、１１２…第１回転子、１２２…第２回転子、１１３…第１固定子、１２３…第２固定子、１１４，１２４…液溜、２１…ポンプ、２２…冷媒通路、３０…連通管、３０１，３０２…孔口、３１…第１のブリーザ、３２…第２のブリーザ、４１…第１の保護板、４２…第２の保護板、Ｌ…冷却液。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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