(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機を収容するケースの内部に、吐出孔から前記電動機に向けてオイルを吐出する冷却パイプを設けた電動機の冷却構造において、
前記冷却パイプは、並列に配置された複数本の冷却パイプを含み、
前記複数本の冷却パイプ同士は、外周部が接続部によって接続された一つの構造体に形成され、
前記接続部は、前記ケースの内部に収容されており、
各冷却パイプの先端部分は、前記ケースに形成された嵌め合い孔に嵌合している
ことを特徴とする電動機の冷却構造。
【請求項２】
前記接続部は、弾性体によって構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電動機を収容するケース内部に、冷却液としてのオイルを吐出する冷却パイプを設けた冷却構造が開示されている。
【０００３】
特許文献１の冷却パイプには、電動機のステータに向けてオイルを吐出する第一の吐出孔と、ケースと冷却パイプとの間に設けられたガイド部材に向けてオイルを吐出する第二の吐出孔とが形成されている。その冷却構造では、第二の吐出孔から吐出されたオイルが電動機のコイルエンドに滴下するように、冷却パイプの上方にガイド部材を配置し、支持部材によって冷却パイプをガイド部材に支持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９３６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電動機を収容するケース内部では、冷却パイプの配置スペースが限られている。特許文献１の冷却構造では、冷却パイプの外周部に周方向で異なる位置に二つの支持部材を設けているので、吐出孔からオイルを吐出する際に支持部材が冷却パイプの回り止め部材として機能するものの、必要な配置スペースが大きくなるため、ケースを大型化させてしまう。
【０００６】
また、大出力の電動機の場合、冷却構造には高い冷却性能が求められるため、複数本の冷却パイプによって冷却することが有効である。特許文献１の冷却構造では、一本の冷却パイプに二つの支持部材が設けられているので、仮に二本の冷却パイプを並列に配置すると、その冷却パイプの外周側には合計四つの支持部材が設けられることになり、より大きな配置スペースが必要になってしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、複数本の冷却パイプによって冷却性能を向上できるとともに、ケース内部の配置スペースを省スペース化できる電動機の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】
【０００８】
本発明は、電動機を収容するケースの内部に、吐出孔から前記電動機に向けてオイルを吐出する冷却パイプを設けた電動機の冷却構造において、前記冷却パイプは、並列に配置された複数本の冷却パイプを含み、前記複数本の冷却パイプ同士は、外周部が接続部によって接続された一つの構造体に形成され、各冷却パイプの先端部分は、前記ケースに形成された嵌め合い孔に嵌合していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る電動機の冷却構造では、並列に並べられた複数本の冷却パイプが、その外周部を接続部によって接続された一つの構造体に形成されているとともに、各冷却パイプの先端部分が、ケースの嵌め合い孔に嵌合している。これにより、冷却性能を向上でき、かつ従来構造の回り止め部材（支持部材）が不要になるためケース内部の配置スペースを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における電動機の冷却構造を示す説明図である。
【図２】図２は、冷却パイプ構造を示す斜視図である。
【図３】図３は、ケース内部に配置された冷却パイプを説明するための説明図である。
【図４】図４（ａ）は、ケースの嵌め合い孔に冷却パイプの先端部分を挿入する前の状態を説明するための断面図である。図４（ｂ）は、冷却パイプの先端部分がケースの嵌め合い孔に嵌合している状態を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照して、本発明の実施形態における電動機の冷却構造について具体的に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態における電動機の冷却構造を示す説明図である。冷却構造１は、電動機２を収容するケース３の内部に、二本の冷却パイプ１１，１２からなる冷却パイプ構造１０を配置した構造に形成されている。例えば、冷却構造１が車両に搭載された電動機２を冷却するものである場合、ケース３はトランスアクスルケースであり、電動機２は走行用の動力源として機能するものである。
【００１３】
電動機２は、発電機能を有する周知の電動機（モータ・ジェネレータ）である。電動機２は、ステータ２ａと、ステータ２ａの内方に設けられたロータ（図示せず）とを含む。ステータ２ａには、コイル２ｂが巻き付けられている。電動機２のロータには、ロータ軸（図示せず）が一体回転するように取り付けられている。例えば、電動機２は、ツーモータ式ハイブリッド車両の動力源として搭載されるものである。この場合、主に発電機として機能する第一電動機と、主にモータとして機能する第二電動機とがハイブリッド車両に搭載されることになるが、電動機２は、第二電動機として搭載されるものである。それら第一および第二電動機において、第二電動機は第一電動機よりも大出力に構成されている。
【００１４】
また、電動機２は、ステータ２ａが複数枚の電磁鋼板を積層させた構造である。電動機２において、ステータ２ａに巻き回されたコイル２ｂは、ロータの軸線方向（電動機２の軸線方向）において、ステータ２ａの両端部よりも外側に突出する部分（コイルエンド部）を含むことになる。
【００１５】
電動機２の駆動時、駆動回路（図示せず）からコイル２ｂに励磁電流が通電されると、ステータ２ａからロータに流れる磁束が生じ、その磁束によってロータが回転駆動する。その際、コイル２ｂが発熱し、コイル２ｂが密集するコイルエンド部での発熱が大きくなる。そのため、冷却構造１は、ケース３内部で、電動機２のコイルエンド部を効果的に冷却できるように構成されている。
【００１６】
各冷却パイプ１１，１２は、ケース３の内部でステータ２ａの上方に配置されている。各冷却パイプ１１，１２の外周部には、冷却用のオイルを吐出するための吐出孔（図１には示さず）が形成されている。各冷却パイプ１１，１２の吐出孔から、下方のステータ２ａおよびコイル２ｂのコイルエンド部に向けて、冷却用のオイルが吐出される。また、冷却パイプ構造１０では、各冷却パイプ１１，１２の外周部同士が、接続部１３によって物理的に接続されている。
【００１７】
図２は、冷却パイプ構造１０を詳細に説明するための斜視図である。冷却パイプ構造１０では、第一冷却パイプ１１と第二冷却パイプ１２との二本の冷却パイプを有し、その冷却パイプ同士１１，１２が接続部１３によって接続された一つの構造物に形成されている。各冷却パイプ１１，１２は、いずれも直線状のパイプ本体を有し、そのパイプ本体の内周部がオイル流路を形成する。例えば、各冷却パイプ１１，１２は、絶縁体からなる樹脂パイプによって構成されている。
【００１８】
また、各パイプ本体の外周部１１ａ，１２ａには、ケース３内に配置した場合に下方側（電動機２側）を向く部分に、複数の吐出孔（図２には示さず）が開口している。各吐出孔は、パイプ本体の内周部から径方向外側に伸びる貫通孔である。また、各冷却パイプ１１，１２では、パイプの長さ方向での先端部分１１ｂ，１２ｂが、パイプ本体よりも小径の円筒状に形成されている。各先端部分１１ｂ，１２ｂは、各冷却パイプ１１，１２がケース３内部に取り付けられる際に、ケース３に嵌合する部分である。すなわち、各先端部分１１ｂ，１２ｂは、各冷却パイプ１１，１２をケース３に支持する部分である。例えば、第一冷却パイプ１１には、長さ方向の両端側に先端部分１１ｂ，１１ｂが形成されている。同様に、第二冷却パイプ１２には、長さ方向の両端側に先端部分１２ｂ，１２ｂが形成されている。そして、冷却パイプ構造１０がケース３内に配置される場合、各冷却パイプ１１，１２の長さ方向両端側がケース３に取り付けられる。
【００１９】
接続部１３は、二本の冷却パイプ１１，１２が並列に並べられた状態で、その外周部同士１１ａ，１２ａを接続する部材である。例えば、接続部１３は、樹脂などの弾性体からなる板状部材によって構成されている。図２に示す例では、パイプの長さ方向で異なる位置の二箇所に接続部１３が設けられている。板状部材の接続部１３は、パイプの長さ方向と直交する方向に沿って配置され、その両側端部が各冷却パイプ１１，１２の外周部１１ａ，１２ａに沿って接合されている。各外周部１１ａ，１２ａは円弧面に形成されているので、接続部１３は接合部分が円弧形状に形成されている。
【００２０】
図３は、ケース３内の冷却パイプ構造１０を電動機２の軸線方向から見た場合を示す説明図である。冷却構造１では、各冷却パイプ１１，１２の外周部同士１１ａ，１２ａが接触しないように形成され、その間を接続部１３によって接続している。図３に示すように、冷却パイプ構造１０では、第一冷却パイプ１１の外周部１１ａと第二冷却パイプ１２の外周部１２ａとが対向する部分、すなわち外周部同士１１ａ，１２ａに挟まれている範囲内に収まるようにして、接続部１３が設けられている。これにより、ケース３内で、接続部１３が各冷却パイプ１１，１２よりも上方に突出せず、冷却パイプ構造１０の配置スペースを省スペース化できる。
【００２１】
また、接続部１３が弾性体であるため、接続部１３が弾性変形することによって、第一冷却パイプ１１と第二冷却パイプ１２との位置は変位可能である。つまり、各冷却パイプ同士１１，１２の間隔が変化する。これにより、冷却パイプ構造１０をケース３に組み付ける際、その組み付け作業が容易になる。
【００２２】
図４は、ケース３と冷却パイプ構造１０との組み付け性能を説明するための図である。図４（ａ）は、組み付け前、ケース３の嵌め合い孔に各冷却パイプの先端部分を挿入する前の状態を説明するための断面図であり、図４（ｂ）は、組み付け後、冷却パイプの先端部分がケース３の嵌め合い孔に嵌合している状態を説明するための断面図である。なお、図４（ａ），（ｂ）は、ケース３の内部を電動機２の軸線方向に沿った断面を示す断面図である。また、図４（ａ），（ｂ）には、冷却パイプ構造１０の二本の冷却パイプ１１，１２うち第二冷却パイプ１２のみを示すが、図示されていない第一冷却パイプ１１についても第二冷却パイプ１２と同様に説明が可能である。
【００２３】
図４（ａ）に示すように、ケース３内部の冷却構造１では、第二冷却パイプ１２の下方側部分に、電動機２側を向く吐出孔１２ｃが形成されている。また、第二冷却パイプ１２の外周部１２ａは、ケース３の内壁面と接触しない位置に配置されている。そのケース３には、各冷却パイプ１１，１２の先端部分１１ｂ，１２ｂが挿入される嵌め合い孔３ａが形成されている。
【００２４】
嵌め合い孔３ａは、軸線方向に沿ってケース３を貫通する貫通孔である。例えば、ケース３がツーモータ式ハイブリッド車両のトランスアクスルケースである場合、第二電動機としての電動機２を収容する収容室と、デファレンシャルギヤ機構（図示せず）を収容する収容室とを区画する隔壁部分に、貫通孔としての嵌め合い孔３ａが形成されている。ケース３では、電動機２の収容室となる空間と、デファレンシャルギヤ機構の収容室となる空間とが、嵌め合い孔３ａによって連通されている。
【００２５】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、組み付け時、嵌め合い孔３ａの一方の開口部には、電動機２の収容室側から、各冷却パイプ１１，１２の先端部分１１ｂ，１２ｂを挿入する。そして、各先端部分１１ｂ，１２ｂの外周面と嵌め合い孔３ａの内壁面とが嵌合する。また、嵌め合い孔３ａの他方の開口部には、各冷却パイプ１１，１２にオイルを供給する供給パイプ４が接続されている。供給パイプ４と各冷却パイプ１１，１２は、図示しないオイルポンプを含むオイル供給装置（冷却回路）の一部を構成している。例えば、冷却回路は、オイルポンプから吐出されたオイルを、オイルクーラなどで冷却させた後、供給パイプ４内を圧送させて、各冷却パイプ１１，１２内に供給するように構成されている。
【００２６】
その組み付け時、本実施形態の冷却構造１では、一つの構造体からなる冷却パイプ構造１０であっても、接続部１３が弾性体からなるため、金属製の接続部材の場合に比べて剛性を下げることができ、接続部１３の弾性変形によって、第一冷却パイプ１１と第二冷却パイプ１２との相対位置を変位させること（自由度を持たせること）が可能である。これにより、嵌め合い孔３ａと各先端部分１１ｂ，１２ｂとの嵌め合い公差を、オイル漏れが生じない適切な公差に設定することが可能になるとともに、二本の冷却パイプ１１，１２を、同時にケース３の嵌め合い孔３ａに挿入することが容易になる。要は、弾性体からなる接続部１３によって各冷却パイプ１１，１２の相対位置に自由度を持たせることで、ケース３と各冷却パイプ１１，１２との組み付け性能の向上と、その嵌合部分でのオイル漏れ抑制による冷却性能の低下抑制とを、両方とも満たすことができる。さらに、冷却構造１では二本の冷却パイプ１１，１２が接続部１３によって接続された一つの構造体であるため、従来構造のように支持部材などの回り止め部材がなくても、各先端部分１１ｂ，１２ｂと嵌め合い孔３ａとの嵌合部分によって、オイル吐出時の各冷却パイプ１１，１２が回転方向に拘束されることになる。例えば、各冷却パイプ１１，１２から同時にオイルを吐出している最中では、並列状態で一体化されていることによって、第一冷却パイプ１１が回転しようとする力を第二冷却パイプ１２で受けることができ、第二冷却パイプ１２が回転しようとする力を第一冷却パイプ１１で受けることができる。
【００２７】
ここで、比較のため、仮に接続部１３が金属製の場合について説明する。金属製の接続部１３は、剛性が弾性体よりも大きい。金属製では接続部１３が変形しなくなり（弾性変形しなくなり）、二本の冷却パイプ１１，１２の相対位置を変位させることが困難になる。そのため、冷却パイプ同士１１，１２の間隔が変化しにくい場合、各先端部分１１ｂ，１２ｂを、同時にケース３の嵌め合い孔３ａに挿入することが困難になる。なぜならば、二本の冷却パイプ１１，１２と嵌め合い孔３ａとの嵌合部分でオイル漏れが生じないようにするため、嵌め合い公差を小さく設定しなければならないからである。そこで、各先端部分１１ｂ，１２ｂの同時挿入を容易にするために、嵌め合い公差を大きくし、余裕を持たせることが考えられる。しかしながら、嵌め合い公差に余裕を持たせたことで、嵌合部分としての密着性（オイル流路の密閉性）が低下し、嵌め合い孔３ａと各先端部分１１ｂ，１２ｂとの嵌合部分からオイルが漏れてしまう。また、金属製の接続部１３において、上述した挿入困難とオイル漏れの背反を解消するためには、高精度の嵌め合い公差となるように、各先端部分１１ｂ，１２ｂと嵌め合い孔３ａを加工することも考えられる。しかしながら、高精度の嵌め合い公差を実現するためには、加工が難しいうえに、加工コストが増大してしまう。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の冷却構造１によれば、二本の冷却パイプ１１，１２によって冷却性能を向上できる。また、接続部１３によって各外周部１１ａ，１２ａが接続されて、二本の冷却パイプ１１，１２が並列に並ぶ状態で一つの構造体となっている。そのため、各冷却パイプ１１，１２の先端部分１１ｂ，１２ｂが、ケース３の嵌め合い孔３ａに嵌合することによって、オイル吐出時に各冷却パイプ１１，１２が回転してしまうことを抑制できる。これによって、ケース３内部の冷却構造１において、冷却パイプの回り止め部材を廃止することができるので、ケース３内部の配置スペースを従来よりも省スペース化することが可能である。
【００２９】
なお、上述した実施形態では、冷却パイプが二本の構造について説明したが、三本以上の複数本の冷却パイプを有する冷却パイプ構造であってもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  冷却構造
２  電動機
２ａ  ステータ
２ｂ  コイル
３  ケース
３ａ  嵌め合い孔
１０  冷却パイプ構造
１１  第一冷却パイプ
１１ａ  外周部
１１ｂ  先端部分
１２  第二冷却パイプ
１２ａ  外周部
１２ｂ  先端部分
１３  接続部
【図１】
0006500742.tif 000002
【図２】
0006500742.tif 000003
【図３】
0006500742.tif 000004
【図４】
0006500742.tif 000005