(57)【要約】【課題】従来よりもスリップリング装置の冷却性能を向上させることが可能な冷却構造を提供する。【解決手段】入力軸３の外周面に設けられたリング部材５ａ〜５ｃと、リング部材５ａ〜５ｃと接触するブラシ６ａ〜６ｃとを備えたスリップリング装置２に適用され、入力軸３の内部に設けられた冷媒通路１１にオイルを流してスリップリング装置２を冷却する冷却構造において、冷媒通路１１は、第１流路１２と、第２流路１２とリング部材５ａ〜５ｃとの間に設けられた第２流路１３と、第１流路１２から外周側に延びるように設けられて第１流路１２と第２流路１３とを繋ぐ連通路１４とを含み、オイルが第１流路１２、連通路１４、第２流路１３の順番で流れる。【選択図】図１１
2014110743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の外周面に設けられたリング部材と、前記リング部材と接触するブラシと、を備えたスリップリング装置に適用され、前記回転軸の内部に設けられた冷媒通路に冷媒を流して前記スリップリング装置を冷却する冷却構造において、
前記冷媒通路は、前記回転軸の軸線方向に延びて前記リング部材の径方向内側まで達するように設けられた上流側通路と、前記上流側通路と前記リング部材との間に配置され、前記軸線方向に延びるとともに周方向に延びるように設けられた下流側通路と、前記上流側通路から外周側に延びるように設けられて前記上流側通路と前記下流側通路とを繋ぐ連通路と、を含み、
前記上流側通路、前記連通路、前記下流側通路の順番で前記冷媒を流す冷媒供給手段を備えている冷却構造。
【請求項２】
前記連通路は、前記上流側通路から前記回転軸の径方向に延びるように設けられている請求項１に記載の冷却構造。
【請求項３】
前記連通路は、前記連通路と前記下流側通路との接続位置が前記ブラシと径方向に並ぶように前記回転軸に設けられている請求項１又は２に記載の冷却構造。
【請求項４】
前記回転軸が回転電機に設けられ、
前記回転軸には、前記リング部材が前記軸線方向に並ぶように複数設けられ、
前記ブラシが各リング部材にそれぞれ設けられ、
前記回転電機の動作時に、それら複数のブラシに温度差が生じ、
前記連通路は、各リング部材の径方向内側にそれぞれ設けられ、
各連通路の内径は、前記複数のブラシの温度差に応じて設定されている請求項３に記載の冷却構造。
【請求項５】
前記連通路は、前記回転電機の動作時における前記ブラシの温度が高いほど内径が大きくなるように形成されている請求項４に記載の冷却構造。
【請求項６】
前記回転軸の内部には、前記リング部材と電気的に接続され、前記下流側通路の外周側を前記軸線方向に延びる導電性のインナーバスバーが設けられ、
前記連通路は、前記インナーバスバーが設けられている側に対して前記回転軸の軸線を挟んだ反対の側に設けられている請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸に設けられたリング部材を備えたスリップリング装置に適用され、その回転軸の内部に設けられた冷媒通路に冷媒を流してスリップリング装置を冷却する冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
スリップリングが回転体に設けられ、ブラシをスリップリングに押し付けてこれらの間で電力又は電気信号等の電気のやり取りを行うスリップリング装置が知られている。このようなスリップリング装置として、周壁に複数の放熱用通風孔が設けられたカバー部材内にスリップリング及びブラシを収容した装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６６９４２号公報
【特許文献２】特開２０１１−０６２０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、カバー部材内の温度の上昇を利用して空気の流れを生じさせ、これにより装置を冷却している。しかしながら、この方法では装置を積極的に冷却することができず、冷却が不十分になるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、従来よりもスリップリング装置の冷却性能を向上させることが可能な冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の冷却構造は、回転軸の外周面に設けられたリング部材と、前記リング部材と接触するブラシと、を備えたスリップリング装置に適用され、前記回転軸の内部に設けられた冷媒通路に冷媒を流して前記スリップリング装置を冷却する冷却構造において、前記冷媒通路は、前記回転軸の軸線方向に延びて前記リング部材の径方向内側まで達するように設けられた上流側通路と、前記上流側通路と前記リング部材との間に配置され、前記軸線方向に延びるとともに周方向に延びるように設けられた下流側通路と、前記上流側通路から外周側に延びるように設けられて前記上流側通路と前記下流側通路とを繋ぐ連通路と、を含み、前記上流側通路、前記連通路、前記下流側通路の順番で前記冷媒を流す冷媒供給手段を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の冷却構造によれば、連通路から下流側通路に冷媒を噴流させ、これにより冷媒を下流側通路の外周面に衝突させることができる。そのため、下流側通路の冷媒の流れを乱して乱流にすることができる。周知のように層流よりも乱流の方が熱伝達率が大きくなるので、冷媒の流れを乱流にすることにより回転軸からオイルへの熱の伝達を促進させることができる。これによりリング部材の温度を低下させることができるので、リング部材と接触するブラシの温度を低下させることができる。そのため、従来よりもスリップリング装置の冷却性能を向上させることができる。また、周知のようにブラシの摩耗量は、ブラシの温度が高いほど増加する。そのため、このようにブラシの温度を低下させることによりブラシの摩耗量を低減できる。
【０００８】
本発明の冷却構造の一形態において、前記連通路は、前記上流側通路から前記回転軸の径方向に延びるように設けられていてもよい（請求項２）。この形態によれば、連通路から下流側通路に流入した冷媒をより確実に下流側通路の外周面に衝突させることができる。そのため、下流側通路のオイルの流れを確実に乱すことができる。
【０００９】
本発明の冷却構造の一形態において、前記連通路は、前記連通路と前記下流側通路との接続位置が前記ブラシと径方向に並ぶように前記回転軸に設けられていてもよい（請求項３）。回転軸が回転するとリング部材とブラシとの摩擦により発熱する。そのため、リング部材のうちブラシと接触している部分の温度が高くなりやすい。この形態では、連通路の接続位置がブラシの径方向内側に設けられるので、リング部材のうち温度が高くなる部分の径方向内側に冷媒を当てることができる。そのため、リング部材を適切に冷却することができる。
【００１０】
この形態においては、前記回転軸が回転電機に設けられ、前記回転軸には、前記リング部材が前記軸線方向に並ぶように複数設けられ、前記ブラシが各リング部材にそれぞれ設けられ、前記回転電機の動作時に、それら複数のブラシに温度差が生じ、前記連通路は、各リング部材の径方向内側にそれぞれ設けられ、各連通路の内径は、前記複数のブラシの温度差に応じて設定されていてもよい（請求項４）。また、前記連通路は、前記回転電機の動作時における前記ブラシの温度が高いほど内径が大きくなるように形成されていてもよい（請求項５）。連通路の内径が大きいほどその連通路を流れる冷媒の量が多くなる。そのため、連通路の内径が大きいほど冷却性能は高くなる。これらの形態では、複数のブラシの温度に応じて各連通路の内径が設定されるので、各ブラシをそれぞれ適切に冷却することができる。そして、これにより各ブラシの温度のばらつきを抑えることができるので、各ブラシの摩耗量のばらつきを抑えることができる。
【００１１】
本発明の冷却構造の一形態において、前記回転軸の内部には、前記リング部材と電気的に接続され、前記下流側通路の外周側を前記軸線方向に延びる導電性のインナーバスバーが設けられ、前記連通路は、前記インナーバスバーが設けられている側に対して前記回転軸の軸線を挟んだ反対の側に設けられていてもよい（請求項６）。インナーバスバーが設けられている側は、インナーバスバーを介して外部に熱を逃がすことができる。一方、インナーバスバーが設けられている側に対して回転軸の軸線を挟んだ反対の側は、インナーバスバーにて冷却され難い。そのため、この側の温度は高くなりやすい。この形態では、この温度が高くなりやすい側に連通路を設けたので、回転軸の周方向の温度差を小さくできる。そのため、ブラシとともにリング部材を適切に冷却することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上に説明したように、本発明の冷却構造によれば、下流側通路の冷媒の流れを乱して乱流にすることができる。これにより回転軸からオイルへの熱の伝達を促進させることができるので、リング部材の温度を低下させることができる。また、リング部材と接触するブラシの温度も低下させることができる。そのため、従来よりもスリップリング装置の冷却性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の形態に係る冷却構造が適用されたスリップリング装置が組み込まれた複合モータの一部を示した斜視図。
【図２】スリップリング装置周辺の断面図。
【図３】スリップリング装置を概略的に示す図。
【図４】図３のIV−IV線におけるスリップリング装置の断面を概略的に示す図。
【図５】本発明の第２の形態に係る冷却構造が適用されたスリップリング装置を概略的に示す図。
【図６】本発明の第３の形態に係る冷却構造が適用されたスリップリング装置を概略的に示す図。
【図７】本発明の第４の形態に係る冷却構造が適用されたスリップリング装置を概略的に示す図。
【図８】図７のVIII−VIII線におけるスリップリング装置の断面を概略的に示す図。
【図９】図７のIX−IX線におけるスリップリング装置の断面を概略的に示す図。
【図１０】図７のX−X線におけるスリップリング装置の断面を概略的に示す図。
【図１１】本発明の第５の形態に係る冷却構造が適用されたスリップリング装置を概略的に示す図。
【図１２】図１１のXII−XII線におけるスリップリング装置の断面を概略的に示す図。
【図１３】図１１のXIII−XIII線におけるスリップリング装置の断面を概略的に示す図。
【図１４】図１１のXIV−XIV線におけるスリップリング装置の断面を概略的に示す図。
【図１５】本発明の冷却構造の変形例を示す図。
【図１６】本発明の冷却構造の他の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の形態）
図１〜図４を参照して本発明の第１の形態に係る冷却構造について説明する。図１及び図２は、回転電機としての複合モータ１の一部を示している。この複合モータ１は自動車等の車両の駆動装置（不図示）に組み込まれる。図示を省略したが、複合モータ１は互いに相対回転可能な巻線ロータ及び磁石ロータを有している。そして、複合モータ１は駆動装置に設けられたエンジンと自動変速機との間に搭載され、巻線ロータに入力されたエンジンのトルクを増幅して自動変速機に伝達する機能を有する。図１及び図２に示されたスリップリング装置２は、３相交流式のスリップリング装置であり、巻線ロータと不図示のインバータとを通電させるために使用される。スリップリング装置２は巻線ロータと一体回転する回転軸としての入力軸３の外周に装着されている。
【００１５】
スリップリング装置２は、入力軸３の軸線Ａｘ方向に関して３層に重ねられ巻線ロータの３相に対応する３つのユニットＵ１〜Ｕ３を含む。図２において左側に配置された第１層ユニットＵ１は、入力軸３の外周に装着されたリング部材５ａ、リング部材５ａと接触するブラシ６ａ、ブラシ６ａを保持するブラシホルダ７ａ、及びブラシホルダ７ａに接続されたアウターバスバー８ａを含んでいる。ブラシ６ａは、一部が図面に現れていないが、一つのブラシホルダ７ａに対して軸線Ａｘを中心として６０°毎に一つずつ合計６個設けられている。もっとも、ブラシ６ａの個数は任意である。同様に、中央に配置された第２層ユニットＵ２は、リング部材５ｂ、ブラシ６ｂ、ブラシホルダ７ｂ、及びアウターバスバー８ｂを含み、右側に配置された第３層ユニットＵ３はリング部材５ｃ、ブラシ６ｃ、ブラシホルダ７ｃ、及びアウターバスバー８ｃを含む。
【００１６】
図２に示すように各リング部材５ａ〜５ｃは、入力軸３の外周面に同軸に設けられている。各リング部材５ａ〜５ｃはインナーバスバー９ａ〜９ｃ（図２にはインナーバスバー９ｃのみ表示）を介して巻線ロータの各相に電気的に接続されている。各ブラシホルダ７ａ〜７ｃに保持された各ブラシ６ａ〜６ｃは、これらの間に介在する図示のスプリングによって所定の押し付け力で各リング部材５ａ〜５ｃに押し付けられている。各アウターバスバー８ａ〜８ｃは、入力軸３の回転半径方向外側に引き出されるとともに、軸線Ａｘ方向に延びている。
【００１７】
図２に示したように、各ユニットＵ１〜Ｕ３は樹脂製のカバー４にて覆われており互いに絶縁されている。各ユニットＵ１〜Ｕ３とカバー４との間には図の矢印方向に空気を導くことによって各ユニットＵ１〜Ｕ３のブラシ６ａ〜６ｃを冷却する冷却通路１０が形成されている。なお、冷却通路１０への空気の供給は入力軸３と一体に回転するファン等の構造物が外気を冷却通路１０へ強制的に送り込むことによって実現される。
【００１８】
入力軸３の内部には、冷媒としてのオイルを流して各ユニットＵ１〜Ｕ３を内周側から冷却するための冷媒通路１１が設けられている。冷媒通路１１は、上流側通路としての第１流路１２と、下流側通路としての第２流路１３と、第１流路１２と第２流路１３とを繋ぐ連通路１４とを備えている。第１流路１２は、入力軸３の中央部分に軸線方向に延びるように設けられている。また、第１流路１２は、図２に示すように各ユニットＵ１〜Ｕ３のリング部材５ａ〜５ｃの径方向内側に達するように設けられている。図３は、スリップリング装置２を概略的に示している。また、図４は図３のIV−IV線におけるスリップリング装置２の断面を概略的に示している。なお、図３ではインナーバスバー９ａ〜９ｃの図示を省略している。図４に示すように第２流路１３は、第１流路１２を全周に亘って取り囲むように第１流路１２の外周に形成されている。また、第２流路１３は、図３に示したように軸線方向に延びるように設けられている。そして、第２流路１３は、第１流路１２とリング部材５ａ〜５ｃとの間に配置されている。なお、図２に示すように入力軸３は、シャフト部材３ａと、シャフト部材３ａの外周に一体回転するように装着されるスリーブ部材３ｂとを備えている。第２流路１３は、それらシャフト部材３ａとスリーブ部材３ｂとの間に形成される。リング部材５ａ〜５ｃ及びインナーバスバー９ａ〜９ｃはスリーブ部材３ｂに設けられている。そのため、図２及び図４に示すようにインナーバスバー９ａ〜９ｃは、第２流路１３の外側に配置されている。なお、各インナーバスバー９ａ〜９ｃは周知に設けられた絶縁樹脂によって入力軸３と電気的に絶縁されている。
【００１９】
図４に示すように連通路１４は、第１流路１２から外周側に向かって径方向に延びている。図３及び図４に示すように連通路１４は、第３層ユニットＵ３のリング部材５ｃと径方向に並ぶように設けられている。さらに連通路１４は、第３層ユニットＵ３のブラシ６ｃとも径方向に並ぶように設けられている。これにより連通路１４と第２流路１３との接続位置がブラシ６ｃと径方向に並ぶ。図４に示すように連通路１４は、第３層ユニットＵ３のインナーバスバー９ｃがある側に対して軸線Ａｘを挟んだ反対の側に設けられている。
【００２０】
第１流路１２には、オイルポンプ１５からオイルが供給される。第１流路１２に供給されたオイルは、矢印Ｆ１で示したように第１流路１２を流れて連通路１４に導かれる。その後、オイルは矢印Ｆ２で示したように連通路１４を通って第２流路１３に導かれる。上述したように連通路１４は径方向に延びているため、連通路１４から第２流路１３にオイルが噴流し、そのオイルが第２流路１３の外周面１３ａに衝突する。そのため、図３に矢印Ｆ３で示したように第２流路１３におけるオイルの流れは乱流になる。その後、オイルは第２流路１３内を図３の左方向に流れて入力軸３の外部に排出される。排出されたオイルは不図示のオイルタンクに集められ、オイルポンプ１５により再度第１流路１２に供給される。このようにオイルを流すことにより、オイルポンプ１５が本発明の冷媒供給手段として機能する。
【００２１】
以上に説明したように、第１の形態の冷却構造によれば、外周側に設けられた第２流路１３内のオイルの流れを乱流にできる。周知のように層流よりも乱流の方が熱伝達率が大きくなるので、オイルの流れを乱流にすることにより入力軸３からオイルへの熱の伝達を促進させることができる。これにより各リング部材５ａ〜５ｃの温度を低下させることができるので、各ブラシ６ａ〜６ｃの温度を低下させることができる。周知のようにブラシ６ａ〜６ｃの摩耗量は、ブラシ６ａ〜６ｃの温度が高いほど増加する。そのため、各ブラシ６ａ〜６ｃの温度を低下させることにより、ブラシ６ａ〜６ｃの摩耗量を低減できる。
【００２２】
また、連通路１４は、第３層ユニットＵ３のインナーバスバー９ｃに対して軸線Ａｘを挟んで反対の側に設けられている。インナーバスバー９ｃは巻き線ロータの相と接続されているので、インナーバスバー９ｃがある側の熱はインナーバスバー９ｃを介して外部に逃げる。一方、インナーバスバー９ｃがある側に対して軸線Ａｘを挟んだ反対の側は、インナーバスバー９ｃにて冷却され難い。そのため、入力軸３においてこの反対の側の部分の温度が高くなりやすい。この形態では、その温度が高くなりやすい側に連通路１４を設けたので、入力軸３の周方向の温度差を小さくできる。そのため、ブラシ６ｃとともにリング部材５ｃを適切に冷却できる。また、これにより連通路１４を設けた側のブラシ６ｃの温度を低下させることができるので、このブラシ６ｃの摩耗量を低減できる。
【００２３】
（第２の形態）
次に図５を参照して本発明の第２の形態に係る冷却構造について説明する。図５は、第１の形態の図３に対応する図である。この図に示したように、この形態では連通路１４が設けられている位置が第１の形態と異なる。それ以外は、第１の形態と同じである。そのため、この形態において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。また、この形態でも冷媒通路１１以外の部分については図１及び図２が参照される。
【００２４】
複合モータ１の運転によって入力軸３が回転すると、各リング部材５ａ〜５ｃと各ブラシ６ａ〜６ｃとの摩擦により発熱する。この際、図２に示すように各ユニットＵ１〜Ｕ３の周辺環境が均一ではないため、各ユニットＵ１〜Ｕ３間で温度差が生じる。第２層ユニットＵ２は第１層ユニットＵ１及び第３層ユニットＵ３の間に挟まれて熱がこもりやすい。特に、図２に示したように、冷却通路１０に導かれる空気が第１層ユニットＵ２から第３層ユニットＵ３に向かう方向に流れるため、第１層ユニットＵ１と熱交換が行われた後の暖かい空気が第２層ユニットＵ２に導かれる。さらに、図２に示すように、第３層ユニットＵ３は熱交換可能な周辺部材が近接しているため、その周辺部材との間で活発に熱交換が行われる。このような理由から、第２層ユニットＵ２は、第１層ユニットＵ１及び第３層ユニットＵ３に比べて最も高温になりやすい特性がある。そして、第１層ユニットＵ１は第３層ユニットＵ３を冷却する空気よりも低温な空気にて冷却されるため、第３層ユニットＵ３は第１層ユニットＵ１に比べて高温になりやすい特性がある。
【００２５】
この形態では、図５に示すように連通路１４が第２層ユニットＵ２のリング部材５ｂと径方向に並ぶように設けられている。また、連通路１４は、第２層ユニットＵ２のブラシ６ｂとも径方向に並ぶように設けられている。なお、この形態においても第１の形態と同様に連通路１４は第１流路１２から外周側に向かって径方向に延びている。
【００２６】
この形態の冷却構造においても、第１の形態と同様に連通路１４から第２流路１３に流入するオイルを第２流路１３の外周面１３ａに衝突させ、オイルの流れを乱流にすることができる。これにより入力軸３からオイルへの熱の伝達を促進させることができるので、各リング部材５ａ〜５ｃの温度を低下させることができる。また、これにより各ブラシ６ａ〜６ｃの温度を低下させることができるので、各ブラシ６ａ〜６ｃの摩耗量を低減できる。
【００２７】
また、この形態では、連通路１４から第２流路１３に流入したオイルは外周面１３ａのうち第２層ユニットＵ２のリング部材５ｂの内周側に位置する部分に衝突する。そのため、この形態によれば、リング部材５ｂの冷却性能を他のリング部材５ａ、５ｃの冷却性能より高めることができる。上述したように第２層ユニットＵ２は最も高温になりやすいので、このように各リング部材５ａ〜５ｃを冷却することにより、各リング部材５ａ〜５ｃの温度のばらつきを抑えることができる。これにより各ブラシ６ａ〜６ｃの温度のばらつきを抑えることができるので、各ブラシ６ａ〜６ｃの摩耗量のばらつきを抑えることができる。
【００２８】
（第３の形態）
図６を参照して本発明の第３の形態に係る冷却構造について説明する。図６は、第１の形態の図３に対応する図である。この図に示したように、この形態では各ユニットＵ１〜Ｕ３に対応して３つの連通路１４ａ〜１４ｃが設けられている点が上述した形態と異なる。なお、この形態において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２９】
この形態のスリップリング装置２においても、複合モータ１の運転時に各ユニットＵ１〜Ｕ３間で温度差が生じる。ただし、上述した第２の形態とは異なり、この形態では第３層ユニットＵ３の温度が最も高くなる。そして、第２層ユニットＵ２、第１層ユニットＵ１の順番で温度が低くなる。
【００３０】
図６に示したように第１層ユニットＵ１に対応する連通路（以下、第１連通路と呼ぶことがある。）１４ａは、第１層ユニットＵ１の径方向内側に設けられている、同様に第２層ユニットＵ２に対応する連通路（以下、第２連通路と呼ぶことがある。）１４ｂは、第２層ユニットＵ２の径方向内側に設けられ、第３層ユニットＵ３に対応する連通路（第３連通路）１４ｃは、第３層ユニットＵ３の径方向内側に設けられている。また、各連通路１４ａ〜１４ｃは、対応するユニットＵのリング部材５ａ〜５ｃと径方向に並ぶように設けられている。この図に示したように各連通路１４ａ〜１４ｃは、軸線方向に並ぶように設けられている。
【００３１】
各連通路１４ａ〜１４ｃの内径は、各ユニットＵ１〜Ｕ３の温度に応じて設定されている。具体的には、ユニットＵの温度が高いほど内径が大きくなるように各連通路１４ａ〜１４ｃは形成されている。そのため、温度が最も高くなる第３層ユニットＵ３に対応する第３連通路１４ｃの内径φｃが最も大きく、第１連通路１４ａの内径φａが最も小さい。そして、第２連通路１４ｂの内径φｂには、それらの中間の大きさが設定されている。
【００３２】
この形態においても、各連通路１４ａ〜１４ｃから第２流路１３に流入するオイルを第２流路１３の外周面１３ａに衝突させ、オイルの流れを乱流にすることができる。これにより入力軸３からオイルへの熱の伝達を促進させることができるので、各リング部材５ａ〜５ｃの温度を低下させることができる。また、これにより各ブラシ６ａ〜６ｃの温度を低下させることができるので、各ブラシ６ａ〜６ｃの摩耗量を低減できる。
【００３３】
また、この形態では、第３連通路１４ｃの内径φｃを最も大きくしたので、この第３連通路１４ｃから第２流路１３に流入するオイルの量を他の連通路１４ａ、１４ｂよりも多くすることができる。また、第２連通路１４ｂの内径φｂは第１連通路１４ａの内径φａより大きいので、第２連通路１４ｂを介して流入するオイルの量を第１連通路１４ａよりも多くできる。すなわち、ユニットＵの温度が高くなるほどそのユニットＵの内側に供給されるオイルの量が多くなる。周知のように供給されるオイルの量が多いほど冷却性能は向上する。そのため、このように各連通路１４ａ〜１４ｃの内径φａ〜φｃの大きさを設定することにより、各リング部材５ａ〜５ｃの温度のばらつきを抑えることができる。これにより各ブラシ６ａ〜６ｃの温度のばらつきを抑えることができるので、各ブラシ６ａ〜６ｃの摩耗量のばらつきを抑えることができる。
【００３４】
（第４の形態）
図７〜図１０を参照して本発明の第４の形態に係る冷却構造について説明する。なお、図７は第１の形態の図３に対応する図である。図８は図７のVIII−VIII線におけるスリップリング装置２の断面を概略的に示している。図９は図７のIX−IX線におけるスリップリング装置２の断面を概略的に示している。図１０は図７のX−X線におけるスリップリング装置２の断面を概略的に示している。なお、この形態において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
図８〜図１０に示したように、この形態でも上述した第３の形態と同様に各ユニットＵ１〜Ｕ３に対応して３つの連通路１４ａ〜１４ｃが設けられている。ただし、これらの図に示したように各連通路１４ａ〜１４ｃは軸線方向に並ぶことがないように周方向にずらして設けられている。これらの図に示すように各ユニットＵ１〜Ｕ３のインナーバスバー９ａ〜９ｃは、周方向に１２０°ずつずらして設けられている。そして、図８に示すように第１連通路１４ａは、第１層ユニットＵ１のインナーバスバー９ａがある側に対して軸線Ａｘを挟んだ反対の側に設けられている。また、図９に示すように第２連通路１４ｂは、第２層ユニットＵ２のインナーバスバー９ｂがある側に対して軸線Ａｘを挟んだ反対の側に設けられている。そして、図１０に示すように第３連通路１４ｃは、第３層ユニットＵ３のインナーバスバー９ｃがある側に対して軸線Ａｘを挟んだ反対の側に設けられている。このように各連通路１４ａ〜１４ｃは、周方向に１２０°ずつずらして設けられている。
【００３６】
この形態においても、各連通路１４ａ〜１４ｃから第２流路１３に流入するオイルを第２流路１３の外周面１３ａに衝突させ、オイルの流れを乱流にすることができる。また、各連通路１４ａ〜１４ｃを周方向にずらして設けたので、第２流路１３におけるオイルの流れを全体的に乱すことができる。これにより入力軸３からオイルへの熱の伝達を促進させることができる。また、オイルの流れを全体的に乱すことにより、オイルの流れが淀む領域を減少させることができる。そのため、放熱性を向上させることができる。これらにより、各リング部材５ａ〜５ｃの温度を低下させることができるので、各ブラシ６ａ〜６ｃの温度を低下させることができる。そのため、各ブラシ６ａ〜６ｃの摩耗量を低減できる。
【００３７】
（第５の形態）
図１１〜図１４を参照して本発明の第５の形態に係る冷却構造について説明する。なお、図１１は第１の形態の図３に対応する図である。図１２は図１１のXII−XII線におけるスリップリング装置２の断面を概略的に示している。図１３は図１１のXIII−XIII線におけるスリップリング装置２の断面を概略的に示している。図１４は図１１のXIV−XIV線におけるスリップリング装置２の断面を概略的に示している。この図に示したように、この形態では連通路１４が２つ設けられている点が第１の形態と異なる。それ以外は、第１の形態と同じである。そのため、この形態において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。また、この形態でも冷媒通路１１以外の部分については図１及び図２が参照される。
【００３８】
この形態においても、第２の形態と同様に複合モータ１の運転時には各ユニットＵ１〜Ｕ３間で温度差が生じる。そして、第２層ユニットＵ２は、第１層ユニットＵ１及び第３層ユニットＵ３に比べて最も高温になりやすい特性がある。また、第３層ユニットＵ３は第１層ユニットＵ１に比べて高温になりやすい特性がある。
【００３９】
この形態では、図１１〜図１４に示したように温度が高温になりやすい第２層ユニットＵ２及び第３層ユニットＵ３のそれぞれの径方向内側に連通路１４ｂ、１４ｃが設けられている。第２層ユニットＵ２の径方向内側に設けられた連通路（第２連通路）１４ｂは、第２層ユニットＵ２のリング部材６ｂと径方向に並ぶように設けられている。同様に、第３層ユニットＵ３の径方向内側に設けられた連通路（第３連通路）１４ｃは、第３層ユニットＵ３のリング部材６ｃと径方向に並ぶように設けられている。図１２〜図１４に示すように各ユニットＵ１〜Ｕ３のインナーバスバー９ａ〜９ｃは、周方向に１２０°ずつずらして設けられている。図１３に示すように第２連通路１４ｂは、第２層ユニットＵ２のインナーバスバー９ｂがある側に対して軸線Ａｘを挟んだ反対の側に設けられている。図１４に示すように第３連通路１４ｃは、第３層ユニットＵ３のインナーバスバー９ｃがある側に対して軸線Ａｘを挟んだ反対の側に設けられている。そのため、第２連通路１４ｂと第３連通路１４ｃとは、軸線方向に並ばないように周方向にずらして設けられている。第２連通路１４ｂは、その内径φｂが第３連通路１４ｃの内径φｃよりも大きくなるように形成されている。そのため、第２連通路１４ｂを介して第２流路１３に流入するオイルの量は、第３連通路１４ｃを介して第２流路１３に流入するオイルの量よりも多い。
【００４０】
この形態によれば、第２連通路１４ｂ及び第３連通路１４ｃから第２流路１３に流入するオイルを第２流路１３の外周面１３ａに衝突させ、オイルの流れを乱流にすることができる。そして、これにより入力軸３からオイルへの熱の伝達を促進させることができる。そのため、各リング部材５ａ〜５ｃの温度を低下させることができる。また、これにより各ブラシ６ａ〜６ｃの温度を低下させることができるので、各ブラシ６ａ〜６ｃの摩耗量を低減できる。
【００４１】
この形態では、３つのユニットＵ１〜Ｕ３のなかで最も温度が低くなる第１層ユニットＵ１の径方向内側には連通路を設けなかったので、連通路を３つ設けた場合と比較して他の連通路１４ｂ、１４ｃを流れるオイルの量を増加させることができる。そして、連通路１４ｂ、１４ｃは、温度が高くなりやすい第２層ユニットＵ２及び第３層ユニットＵ３の径方向内側に設けたので、これらのユニットＵ２、Ｕ３を適切に冷却することができる。また、第２連通路１４ｂの内径φｂを第３連通路１４ｃの内径φｃよりも大きくしたので、最も温度が高くなりやすい第２層ユニットＵ２の冷却性能を向上させることができる。このように連通路１４ｂ、１４ｃを設けることにより、各リング部材５ａ〜５ｃの温度のばらつきを抑えることができるので、各ブラシ６ａ〜６ｃの温度のばらつきを抑えることができる。そのため、各ブラシ６ａ〜６ｃの摩耗量のばらつきを抑えることができる。
【００４２】
第２連通路１４ｂと第３連通路１４ｃとを周方向にずらして設けたので、第２流路１３におけるオイルの流れを全体的に乱すことができる。これにより入力軸３からオイルへの熱の伝達を促進させることができるとともにオイルの流れが淀む領域を減少させることができる。そのため、放熱性を向上させることができる。従って、各ブラシ６ａ〜６ｃの摩耗量を低減できる。
【００４３】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明の冷却構造が適用されるスリップリング装置は、リング部材が３個のものに限定されない。本発明は、リング部材が１個以上設けられているスリップリング装置に適用できる。また、本発明のスリップリング装置におけるブラシの数は、１個のリング部材に対して６個に限定されない。１個のリング部材に対して設けるブラシの数は１個〜５個であってもよい。また、１個のリング部材に対して７個以上のブラシを設けてもよい。
【００４４】
上述した各形態では、連通路１４を第１流路１２から径方向に延びるように設けたが、連通路１４は第１流路１２と第２流路１３とを繋ぐように設けられていればよい。例えば、図１５に示すように連通路１４は、径方向に対して軸線方向や周方向に傾けて設けてもよい。ただし、径方向に対して傾ける角度θは、連通路１４から第２流路１３に流入したオイルにより第２流路１３のオイルの流れが乱流になるように制限される。例えば角度θには、４５°以内の角度が設定される。
【００４５】
また、この図に示すように連通路１４を傾けて設けた場合には、連通路１４と第２流路１３との接続位置がブラシ６ｃと径方向に並ぶように設けてもよい。この場合、リング部材５ｃのうちブラシ６ｃが接触して温度が高くなりやすい部分の径方向内側を冷却することができるので、リング部材５ｃの温度を適切に下げることができる。
【００４６】
上述した各形態では第２流路を第１流路の外側に全周に亘って設けたが、この第２流路は全周に亘って設けなくてもよい。例えば、図１６に示すように第２流路１３は周方向の途中で途切れていてもよい。
【００４７】
上述した形態では、連通路をインナーバスバーがある側に対して入力軸の軸線を挟んだ反対の側に設けたが、連通路を設ける位置はこの位置に限定されない。周方向に関して入力軸に温度分布が生じる場合、連通路は温度が最も高くなる部分に設ければよい。この場合、連通路を流れるオイルにてその部分を冷却できるので、入力軸の周方向の温度差を小さくすることができる。
【００４８】
本発明の冷却構造が適用されるスリップリング装置は、複合モータ等の回転電機に設けられたスリップリング装置に限定されない。種々の装置に設けられたスリップリング装置に本発明を適用してよい。また、本発明の冷媒はオイルに限定されず、一般的に使用される周知の冷媒を適宜に用いてよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  複合モータ（回転電機）
２  スリップリング装置
３  入力軸（回転軸）
５ａ〜５ｃ  リング部材
６ａ〜６ｃ  ブラシ
９ａ〜９ｃ  インナーバスバー
１１  冷媒通路
１２  第１流路（上流側通路）
１３  第２流路（下流側通路）
１４  連通路
１５  オイルポンプ（冷媒供給手段）
Ａｘ  軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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