(57)【要約】【課題】冷却用に使用されるオイルの冷却量を向上させることができる冷却装置を提供する。【解決手段】車両を走行させるための動力を伝達する動力伝達装置と、該動力伝達装置を収容するとともに外面のうち少なくとも一部が走行風を受けるケースと、該ケースの内部に配置されかつ前記ケースの内部のオイルが供給されて冷却される冷却対象部１３とを備えた冷却装置において、前記冷却対象部１３から排出されたオイルと前記ケースが走行風を受ける箇所の内面との接触面積が増大するようにオイルを分散させるオイル分散手段１５を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を走行させるための動力を伝達する動力伝達装置と、該動力伝達装置を収容するとともに外面のうち少なくとも一部が走行風を受けるケースと、該ケースの内部に配置されかつ前記ケースの内部のオイルが供給されて冷却される冷却対象部とを備えた冷却装置において、
前記冷却対象部から排出されたオイルと前記ケースが走行風を受ける箇所の内面との接触面積が増大するようにオイルを分散させるオイル分散手段を備えていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記オイル分散手段は、水平方向に所定の長さを有し、かつ前記ケースが走行風を受ける箇所の内面に向けて開口した開口部が複数形成されたオイル分散機構を含むことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記オイル分散機構は、前記ケースと一体化されていることを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記ケースは、前記動力伝達装置の軸線方向の端面を閉じるエンドカバーを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ケースの内部に貯留されたオイルを発熱部に供給することにより冷却する冷却装置に関し、特に、ケースの内部に貯留されたオイルを循環させながら冷却する冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されたトランスアクスルの内部には、ギヤの噛み合い面や摺動部材の摺動面などの摩擦接触部を潤滑させるためや発熱部を冷却するためのオイルが貯留されており、また同一のオイル溜めに貯留されたオイルを潤滑および冷却のために使用されている。
【０００３】
特許文献１には、電動機における出力軸を回転自在に保持する軸受にオイルを供給する装置が記載されている。この特許文献１に記載された装置は、出力軸を中空状に形成するとともに、軸線方向における軸受が設けられている箇所にその出力軸の半径方向に貫通する貫通孔が形成されている。そして、中空部にオイルを供給することによって、貫通孔を介して軸受にオイルが供給されて、軸受を潤滑あるいは冷却するように構成されている。
【０００４】
また、電動機を冷却する冷却装置が特許文献２に記載されている。この特許文献２に記載された装置は、ケースの内部に貯留されたオイルをギヤによって掻き上げ、その掻き上げられたオイルを電動機の上方に配置されたキャッチタンクに一時的に貯留するように構成されている。また、キャッチタンクには、メッシュ状あるいは格子状の底部が形成されており、したがって、キャッチタンクに貯留されたオイルが底部から電動機に向けて滴下するように構成されている。さらに、その底部は、軸線方向における電動機の全域に亘って形成されているので、ステータおよびそのステータに巻き付けて形成され軸線方向に突出したコイルエンド部を冷却することができるように構成されている。
【０００５】
一方、上述したように各部材を潤滑あるいは冷却するためのオイルは、トランスアクスルの内部を循環して使用されるため、潤滑あるいは冷却した後のオイルの温度が少なからず高くなっている。そのような温度が上昇したオイルを冷却するための装置が、特許文献３に記載されている。具体的には、電動機をハウジングによって囲うとともに、軸線方向におけるハウジングの一方側にオイルを供給して、そのオイルがステータあるいはコイルを冷却しながら、軸線方向におけるハウジングの他方側に流れるように構成されている。そして、ハウジングは軸線方向における他方側が走行風によって冷却されるように配置されており、そのため、電動機を軸線方向に流動して温度上昇したオイルがハウジングの内壁面に付着あるいは接触することにより、ハウジングを介して走行風によって冷却されて、オイルパンなどに排出されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１０４２０６号公報
【特許文献２】特開２０１２−００５１５８号公報
【特許文献３】特開２００４−２６０９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１や特許文献２に記載された装置は、軸受あるいは電動機を流動したオイルがケースの内部に設けられたオイルパンにそのまま滴下するように構成されている。そのため、発熱部を冷却することによりオイルの温度が上昇したときには、オイルの温度が高い状態のままオイルパンに戻されるため、再度、発熱部を冷却するために供給するオイルの温度が高くなってしまい、その結果、冷却対象部である軸受や電動機の冷却量が低下してしまう可能性がある。
【０００８】
一方、特許文献３に記載されたように電動機を収容するケースの内壁面に、電動機を冷却したオイルを付着あるいは接触させることによって、オイルを冷却することができる。しかしながら、電動機を収容するケースの内壁面とオイルとが接触する箇所のみで熱が伝達されるので、オイルを冷却することができる接触面積に限りがあり、そのため、オイルの冷却量を向上させるための改善の余地があった。
【０００９】
この発明は上述した事情を背景としてなされたものであって、冷却用に使用されるオイルの冷却量を向上させることができる冷却装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車両を走行させるための動力を伝達する動力伝達装置と、該動力伝達装置を収容するとともに外面のうち少なくとも一部が走行風を受けるケースと、該ケースの内部に配置されかつ前記ケースの内部のオイルが供給されて冷却される冷却対象部とを備えた冷却装置において、前記冷却対象部から排出されたオイルと前記ケースが走行風を受ける箇所の内面との接触面積が増大するようにオイルを分散させるオイル分散手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記オイル分散手段は、水平方向に所定の長さを有し、かつ前記ケースが走行風を受ける箇所の内面に向けて開口した開口部が複数形成されたオイル分散機構を含むことを特徴とする冷却装置である。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記ケースと一体化されていることを特徴とする冷却装置である。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記ケースは、前記動力伝達装置の軸線方向の端面を閉じるエンドカバーを含むことを特徴とする冷却装置である。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、冷却対象部にオイルが供給されて冷却される。そして、その冷却対象部から排出されたオイルとケースが走行風を受ける箇所の内面との接触面積が増大するようにオイルを分散させるオイル分散手段が設けられている。そのため、冷却対象部を冷却した後に温度が上昇したオイルが、走行風によって冷却されるケースの内面に排出されるので、オイルの熱がケースに伝達されることにより冷却される。また、オイル分散手段によって冷却対象部から排出されたオイルが分散させられるので、オイルとケースとの実質的な接触面積が増大し、その結果、オイルとケースとの熱伝達が促進されるので、オイルの冷却量を向上させることができる。
【００１５】
また、水平方向に所定の長さを有しかつケースが走行風を受ける箇所の内面に向けて開口した開口部が複数形成されたオイル分散機構によって、冷却対象部から排出されたオイルを分散させることができるので、オイルを分散させるための装置などを特に設けることがなく、また何らかの制御を行うことなく、オイルを分散させて排出することができる。
【００１６】
さらに、オイル分散機構をケースと一体化させることによって、オイル分散機構に供給されたオイルの熱が、オイル分散機構を介してケースに伝達されるので、オイルの冷却量をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明に係る冷却装置の一例を説明するための図である。
【図２】その冷却装置におけるオイルの流れを説明するための図である。
【図３】図２における軸受に供給されるオイルの流れを説明するための図である。
【図４】その冷却装置の対象とすることのできる車両の前方部分を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
つぎにこの発明に係る冷却装置の一例について説明する。図４は、車両Ｖｅを走行させるための動力源であるモータ・ジェネレータ１が、車両Ｖｅの前方に設けられた状態を模式的に示す図である。図４に示す車両Ｖｅは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいはガスエンジンなどの図示しない内燃機関（以下、エンジンと記す。）と、モータ・ジェネレータ１とを動力源とした、いわゆるハイブリッド車両である。したがって、車両Ｖｅを走行させるための駆動力を出力する際には、エンジンあるいはモータ・ジェネレータ１のいずれか一方あるいは双方からトルクを出力する。
【００１９】
ここで、図４に示すモータ・ジェネレータ１の構成について説明する。図４に示すモータ・ジェネレータ１は、環状の鋼板を軸線方向に積層してステータ２が形成されており、そのステータ２に銅線を巻き付けてコイル３が形成されている。また、ステータ２は、ケース４に固定されていて、その内周側に出力軸５と一体に回転するロータ６が配置されている。なお、図４に示すケースは、円筒状の外壁部４ａと、その開口部を閉じるように配置されたエンドカバー４ｂとによって形成されている。このロータ６は、円盤状の鋼板を軸線方向に積層するとともに、その外周側に永久磁石が内在されている。したがって、上記コイル３に通電して形成された電磁場と永久磁石の磁場とによってロータ６が回転する。具体的には、通電される電力に応じて出力トルクが制御され、その通電される電力の周波数を制御することにより回転数が制御される。言い換えると、出力トルクと回転数とが独立して制御される。なお、上記のように構成されたモータ・ジェネレータ１の一例として、交流型の同期電動機や誘導電動機などがある。
【００２０】
上記のように構成されたモータ・ジェネレータ１は、銅損や鉄損によって発熱する。すなわち、通電される電力、あるいはその電力に相当する出力トルクに応じて銅損が生じ、ロータ６の回転数すなわち通電する電力の周波数に応じて鉄損が生じる。特に、ステータ２の軸線方向に突出したコイルエンド部７での発熱が顕著であり、そのコイルエンド部７の耐久性を向上させるため、あるいは温度上昇に伴う出力トルクの低下を抑制もしくは防止するために、コイルエンド部７にはオイルが供給されている。すなわち、コイルエンド部７で生じた熱がオイルに伝達されるため、コイルエンド部７が冷却されるように構成されている。
【００２１】
つぎに、コイルエンド部７にオイルを供給する手段について説明する。図２はそのコイルエンド部７を冷却するための構成例を示しており、図２に示す例では、エンジンあるいはモータ・ジェネレータ１から出力された動力によって駆動するオイルポンプ８が設けられている。具体的には、エンジンおよびモータ・ジェネレータ１から出力された動力が駆動輪９，９に伝達するまでの動力伝達経路におけるいずれかの回転軸にオイルポンプ８が連結されている。また、動力伝達装置における下方部には、オイルを貯留するオイルパン１０が設けられており、そのオイルパン１０に貯留されたオイルを、オイルポンプ８が汲み上げて種々の発熱部あるいは潤滑部もしくは油圧制御対象部にオイルを供給するように構成されている。
【００２２】
そして、オイルポンプ８から吐出されたオイルは、図２に示すように、鉛直方向におけるコイルエンド部７，７の上方側に吐出口１１，１１を備えた油路１２を流動するように構成されている。なお、図２では、オイルの流れを破線で示している。したがって、車両Ｖｅが走行してオイルポンプ８が駆動することにより、油路１２にオイルが流動するので、その油路１２に形成された吐出口１１，１１からオイルがコイルエンド部７，７に向けて滴下あるいは噴出される。すなわち、車両Ｖｅが走行しているときは、常時、コイルエンド部７，７にオイルが供給されるように構成されている。
【００２３】
また、図２に示す例では、出力軸５を回転自在に保持する軸受１３，１４がロータ６の両側に設けられている。なお、以下の説明では、モータ・ジェネレータ１とケース４との間に配置された軸受１３を例に挙げて説明する。この軸受１３は、従来知られた軸受と同様の構成であって、出力軸５に嵌合したインナーレース１３ａと、そのインナーレース１３ａと同心円上に配置され外周面がエンドカバー４ｂによって保持されたアウターレース１３ｂと、それらインナーレース１３ａとアウターレース１３ｂとの間に配置された「ころ」やボールなどの転動体１３ｃとを備えている。
【００２４】
さらに、出力軸５が中空状に形成されており、その中空部５ａから軸受１３にオイルが供給されるように構成されている。その構成を具体的に説明するための拡大図が図３に示してあり、中空部５ａから外周面に貫通した貫通孔５ｂが、軸線方向における軸受１３が配置されている箇所に形成されている。また、軸受１３におけるインナーレース１３ａには、軸線方向における中央部にスリットあるいは孔などが形成されており、そのスリットあるいは孔が流路１３ｄとして機能するように構成されている。したがって、中空部５ａを流動したオイルは、遠心力によって貫通孔５ｂおよび流路１３ｄを介してインナーレース１３ａとアウターレース１３ｂとの間に供給され、転動体１３ｃの潤滑性を向上させることあるいは軸受１３を冷却することができるように構成されている。なお、出力軸５における一方の端部には、上記オイルポンプ８から出力されたオイルが供給されるように構成され、他方の端部、より具体的には、モータ・ジェネレータ１が設けられている側の端部は、エンドカバー４ｂに向けて開口しており、その開口部をエンドカバー４ｂが覆うように配置されている。また、出力軸５の開口部から出力されたオイルが、エンドカバー４ｂに覆われているので、特に貫通孔５ｂや流路１３を形成したものでなくても軸受１３にオイルを供給することができる。すなわち、インナーレース１３ａとアウターレース１３ｂとの間にオイルが供給されればよく、インナーレース１３ａの外周面に到る以前に軸線方向におけるいずれか一方の端面に開口して流路１３を形成していてもよい。なお、図３における矢印は、オイルの流れを示している。
【００２５】
また、図２および図３に示すように、軸受１３の下方側にはオイルレシーバ１５が設けられている。このオイルレシーバ１５は、オイルが出力軸５および軸受１３を流動した後に滴下するように配置されている。すなわち、オイルレシーバ１５は、上方に開口して形成されている。また、軸受１３におけるインナーレース１３ａとアウターレース１３ｂとの間から排出されたオイルが、モータ・ジェネレータ１側に飛散しないように、あるいはオイルレシーバ１５に確実にオイルが滴下するように、モータ・ジェネレータ１側の側壁部１５ａが出力軸５の近傍まで形成されている。
【００２６】
このオイルレシーバ１５は、軸受１３から滴下されたオイルをエンドカバー４ｂに向けて排出するためのものであり、したがって、オイルレシーバ１５の底部１５ｂには、エンドカバー４ｂにおける走行風を多く受ける箇所の内面に向けて開口した円筒部１５ｃが一体に形成されている。すなわち、オイルレシーバ１５に滴下されたオイルがエンドカバー４ｂに向けて排出されるように円筒部１５ｃが形成されている。また、オイルとエンドカバー４ｂとの接触面積を増大させることにより、オイルの冷却量を向上させることができるので、オイルレシーバ１５は、水平方向に所定の長さを有して形成されオイルを分散してエンドカバー４ｂに排出することができるように構成されている。
【００２７】
図１には、オイルを分散して排出する構成を説明するための図が示してある。なお、図１に示す例では、上述したモータ・ジェネレータ１と同様に構成された他のモータ・ジェネレータ１６が設けられている。具体的には、鉛直方向における上方側に上述したモータ・ジェネレータ（以下、第２モータ・ジェネレータ１と記す。）が設けられており、他のモータ・ジェネレータ（以下、第１モータ・ジェネレータ１６と記す。）が下方側に設けられている。また、それら各モータ・ジェネレータ１，１６は、水平方向において異なった位置に配置されている。そして、第２モータ・ジェネレータ１における出力軸５を保持する軸受１３から排出されたオイル、および第１モータ・ジェネレータ１６における出力軸を保持する軸受１７から排出されたオイルが、オイルレシーバ１５に滴下するように構成されている。したがって、オイルレシーバ１５は、軸受１３の下方側から軸受１７の下方側に向けて傾斜して形成されている。そのため、軸受１３から排出されたオイルが、オイルレシーバ１５の底部１５ｂに沿って軸受１７側に流れる。また、図１に示す例では、オイルレシーバ１５の底部１５ｂに所定の間隔を空けて複数の円筒部１５ｃ，１５ｃが形成されており、オイルレシーバ１５の底部１５ｂに沿って流れるオイルが、それぞれの円筒部１５ｃからエンドカバー４ｂ側に排出されるように形成されている。
【００２８】
つぎに上述した動力伝達装置におけるオイルの流れについて説明する。まず、オイルパン１０に貯留されたオイルが、オイルポンプ８によって汲み上げられてコイルエンド部７や軸受１３に供給されて、それらコイルエンド部７や軸受１３が冷却される。そして、コイルエンド部７に供給されたオイルは、そのまま滴下してオイルパン１０に戻る。一方、軸受１３に供給されたオイルは、インナーレース１３ａとアウターレース１３ｂとの間からオイルレシーバ１５に滴下する。その滴下したオイルは、オイルレシーバ１５の傾斜した底部１５ｂに沿って第１モータ・ジェネレータ１６側に流動しつつ、その流動するオイルが徐々に複数の円筒部１５ｃから排出される。そして、円筒部１５ｃから排出されたオイルがエンドカバー４ｂに付着することにより、エンドカバー４ｂに熱を伝達して冷却されてオイルパン１０に戻る。なお、エンドカバー４ｂは、走行風によって常時冷却されて低温となっている。
【００２９】
したがって、上述したようにオイルレシーバ１５を形成することによって、軸受１３から排出されたオイルが、エンドカバー４ｂに向けて分散した排出されるので、オイルとエンドカバー４ｂとの実質的な接触面積が大きくなり、その結果、オイルの冷却量を向上させることができる。また、オイルレシーバ１５を設けることのみによってオイルの冷却量を向上させることができるので、ケース４が大型化してしまうことを抑制もしくは防止することができる。さらに、オイルレシーバ１５によってオイルを分散させるように構成することによって、何らかの制御などをすることなく、オイルを常時分散して冷却することができる。
【００３０】
なお、オイルレシーバ１５をエンドカバー４ｂと一体に形成することによって、オイルレシーバ１５に沿ってオイルが流動している過程で、オイルの熱がオイルレシーバ１５を介してエンドカバー４ｂに伝達されるので、オイルの冷却量をより向上させることができる。
【００３１】
また、上述した例では、オイルレシーバ１５によってオイルを分散させるように構成された例を挙げて説明したが、この発明に係る冷却装置は、要は温度上昇したオイルを分散させて走行風を受けるケース４に排出することができればよく、したがって、キャッチタンクなどに一時的にオイルを貯留した後に、オイルをミスト状にしてエンドカバー４ｂに吹き付ける機構などを備えたものであってもよい。さらに、エンドカバー４ｂにリブを形成して、軸受１３から排出されたオイルが、エンドカバー４ｂの内面に沿って所定の距離を流動するように構成されたものであってもよい。
【００３２】
さらに、この発明における「冷却対象部」は、上記の軸受１３を冷却するものに限らず、例えば、動力伝達装置におけるギヤの噛み合い面やローラーの摺動面などの摩擦接触している箇所にオイルを供給して冷却するものであってもよく、要はオイルが供給されることにより冷却されるものであれば良い。
【００３３】
また、各冷却対象部にオイルを供給するための油圧源は、上述したように車両Ｖｅが走行することによる動力を利用して駆動するメカオイルポンプに限らず、電動オイルポンプであってもよい。さらに、従来知られたように動力伝達装置におけるファイナルギヤによって掻き上げられたオイルを一時的に貯留するキャッチタンクを油圧源としても良い。
【００３４】
さらに、上述した例では、２つのモータ・ジェネレータ１，１６とエンジンとを備えたハイブリッド車両を例に挙げて説明したが、モータ・ジェネレータが１つあるいは複数設けられたハイブリッド車両あるいはエンジンを搭載していない電気自動車もしくはエンジンの動力のみで走行する従来知られたガソリン車両など種々の車両を対象とすることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…モータ・ジェネレータ、  ３…コイル、  ４…ケース、  ７…コイルエンド部、  １３…軸受、  １５…オイルレシーバ、  Ｖｅ…車両。
【図１】
2013234741.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2013234741.tif 000006