(57)【要約】【課題】回転電機の所定の位置に冷却液を導く冷却液パイプにおいて、冷却液パイプ側壁に設けた吐出孔から吐出される冷却液の吐出方向を安定させ、かつ重量の増加を抑制する。【解決手段】筒形状の冷却液パイプ２６の側壁２８には、回転電機１２の所定の部分に向けて冷却液を吐出する吐出孔３２が設けられている。吐出孔３２の周囲において側壁２８が厚くされている。これにより、冷却液パイプ２６内を流れる冷却液の速度が高まっても、その速度成分の影響を抑制することができ、吐出方向が安定する。また、側壁２８は、吐出孔３２の周囲のみで厚くされるので、全体を厚くする場合に比して重量増が抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の所定の位置に冷却液を導く冷却液パイプであって、冷却液パイプは、側壁に冷却液を吐出する吐出孔を有し、吐出孔の周囲の側壁の厚さが、他の部分に比べて厚くなっている、冷却液パイプ。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却液パイプであって、孔径の異なる吐出孔を複数有し、孔径が大きい吐出孔ほど周囲の側壁の厚さが厚い、冷却液パイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の冷却に関し、特に、回転電機の所定の部分に冷却液を導く冷却液パイプの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気エネルギを回転の運動エネルギに変換する電動機、回転の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機、さらに電動機と発電機どちらにも機能する電気機器が知られている。以下において、これらの電気機器を回転電機と記す。
【０００３】
回転電機は、同軸に配置されて相対的に回転する二つの部材を有する。通常は、一方が固定され、他方が回転する。固定された部材（ステータ）にコイルを配置し、このコイルに電力を供給することにより回転する磁界を形成する。この磁界との相互作用により他方の部材（ロータ）が回転する。
【０００４】
回転電機は、その運転によって発熱し、温度が上昇する。回転電機の過熱を防止するために、液体を用いて冷却する技術が知られている。例えば、下記特許文献１には、オイルポンプが吐出した冷却液（オイル）をパイプにより回転電機の上方に送り、パイプの側面に設けられた吐出孔から回転電機の所定の部分に向けて吐出する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５３２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
パイプから吐出される冷却液は、パイプ内を流れている時の速度成分が残っていると、パイプの延びる方向に対して直交する方向に吐出せず、斜めに吐出する。パイプ厚さを増すことでパイプ内の流速の影響を小さくすることができるが、これはパイプの重量および材料の増加を招く。
【０００７】
本発明は、冷却液の吐出方向を安定させ、かつパイプの重量等の増加を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る冷却液パイプは、冷却液を回転電機の所定の位置に導く冷却液パイプであって、側壁に冷却液を吐出する吐出孔を有し、吐出孔の周囲の厚さが、他の部分に比べて厚くなっている。
【０００９】
また、直径の異なる吐出孔を複数有し、直径が大きい吐出孔ほど周囲の側壁の厚さを厚くすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
吐出孔の周囲の冷却液パイプ側壁の厚さを厚くすることで冷却液の吐出方向が安定し、一方吐出孔周囲以外の部分では、パイプ側壁の厚さを薄くすることで重量の増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】冷却液パイプ側壁の厚みと、吐出された冷却液の吐出角度の関係を示す図である。
【図３】許容可能な吐出角度を達成するための吐出孔の孔径と孔長さの関係を示す図である。
【図４】冷却液パイプの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、ケース１０内に収められた回転電機１２の要部、および回転電機の冷却系１４を示す断面図である。このような装置の例としてハイブリッド車両用のトランスアクスルが挙げられる。トランスアクスルは、内燃機関等の原動機からの出力を変速して駆動輪へと送り出す動力伝達装置の一種であり、一般的には変速機構と終減速機構を含む。内燃機関に加え回転電機の出力により走行を行うハイブリッド車両においては、トランスアクスル内に車両駆動用の回転電機を備えたものが知られている。変速機構および終減速機構を収めたトランスアクスルのケース内に回転電機が収められている。
【００１３】
回転電機１２は、ロータ１６と、ロータ１６の周囲を取り囲むように配置される略円筒形のステータ１８を有する。ステータ１８は、電磁鋼板を、回転電機の回転の軸線の方向（以下、回転軸線方向と記す。）に積層して形成されたステータコア２０を有する。この電磁鋼板は、円環板の内周に櫛歯状に凹凸が形成された形状を有し、この凹凸が揃うように積層される。この結果、ステータコア２０の円筒の内周面には、回転電機の回転軸線方向に沿って延びる凸部が、周方向に配列されるようになる。この凸部に導線が巻回されてコイル２２が形成される。コイル２２の、ステータコア２０の円筒の端面から出た部分はコイルエンドと呼ばれている。図１において、コイルエンドを符号２３で示している。
【００１４】
ケース１０内に収められた回転電機１２は、外気による冷却が期待できないため、冷却液を供給して冷却を行う。トランスアクスル内に収容された回転電機１２の場合、その冷却液は、変速機構の液圧アクチュエータ（クラッチ、ブレーキなど）の作動液を用いることができる。また、この作動液は、変速機構等の潤滑油も兼ねている。冷却液は、ポンプ２４により送出され、ケースに設けられた流路および配管により回転電機１２の所定の部位に送られる。ポンプ２４は、ケース内に備えられる各機構の潤滑、アクチュエータの動作のために作動液を送るポンプであってよい。ポンプ２４は、回転電機１２に駆動されてよく、ハイブリッド車両であれば内燃機関により駆動されてもよい。また、回転電機１２とは別にポンプ２４を駆動するための電動機を備えるようにしてもよい。
【００１５】
ポンプ２４から送出された冷却液は、回転電機１２の上方に配置された冷却液パイプ２６に達する。冷却液パイプ２６は筒形状、例えば円筒形状の側壁２８と、筒の一端を塞ぐように設けられた端壁３０を有する。筒の開放された側の端から、冷却液パイプ２６内に冷却液が送り込まれる。側壁２８は、回転電機１２に対向する面に吐出孔３２を有している。吐出孔３２は、冷却液パイプ２６の長さ方向に沿って複数、例えば３個が設けられている。３個の吐出孔３２のうち２個（３２Ａ，３２Ｂ）が、ステータコア２０の両側のコイルエンド２３に対向する位置に配置され、残りの１個がステータコア２０の外周に対向する位置に配置されている。それぞれの吐出孔３２は、その軸線が冷却液パイプ２６の軸線に直交するよう設けられている。
【００１６】
吐出孔３２からの吐出流には、冷却液パイプ２６内を流れていたときの冷却液の速度成分が含まれることがある。冷却液パイプ２６内の流れが速くなると、その影響が大きくなり、吐出流は図１中に破線で示すように、冷却液パイプ２６の軸線に直交する方向、又は吐出孔３２の軸線に沿う方向に対して角度を有するようになる。このように吐出流が斜めになると、冷却液が所期の位置に掛からず冷却が十分に行えないことがある。ポンプ２４が、内燃機関や回転電機１２により駆動される場合、ポンプ２４の運転速度は内燃機関等の速度に依存するため、冷却液パイプ２６内の冷却液の速度も内燃機関等の速度に応じて変動する。また、冷却液（作動液）を変速機構等にも送る場合、ポンプ２４の吐出流量は、変速機構等の要求を優先して定められる。これらの理由により、冷却液パイプ２６内の流速は変動し、よって吐出流の方向が斜めになることがあり得る。
【００１７】
冷却液パイプの側壁の厚みを増加させることによって、吐出流の角度を冷却液パイプの軸線に直交する方向に近づけることができる。図２には、吐出孔の内径および冷却液パイプ内の流速を固定したときの、冷却液パイプの側壁の厚さに対する吐出流の吐出角度を示す図である。吐出角度は、冷却液パイプの軸線に直交する方向が０°である。この図から理解できるように、冷却液パイプの側壁の厚さが増加するに従って、吐出角度が０°に近づく。つまり、吐出孔の内径に対して吐出孔の長さを長くすることで、吐出流の方向を冷却液パイプの軸線に直交する方向とすることができる。一方で、吐出孔の長さを長くするために、冷却液パイプ全体の側壁の厚さを厚くすると、重量、材料の使用量の増加を招く。
【００１８】
そこで、この実施形態の冷却液パイプ２６は、全体的な側壁の厚さは薄いまま、吐出孔３２の周囲の側壁の厚さを増加させている。具体的には、側壁２８に、円錐または円錐台形状に盛り上がった部分を設け、この円錐の中央に吐出孔３２を形成するようにしている。
【００１９】
図３は、吐出流の向きが許容範囲にある場合の、吐出孔の長さと、直径（孔径）の関係を示す図である。図中にプロットされた点は、冷却液パイプ内の流速が速い場合でも、吐出流の向きが許容範囲内に収まる孔径と孔長さを表している。これから、吐出流の向きをある範囲内に収めるためには、孔径に対する孔長さの比をある値以上とすればよいことが理解できる。つまり、孔径が大きい時には孔長さを長くする。孔径が小さいときには孔長さが小さくて済む。
【００２０】
回転電機１２の部位によって、必要な冷却液の量が異なる場合には、吐出孔３２の孔径によってこれを調整することができる。つまり、冷却液を多く必要とする部分に対応する吐出孔３２の孔径は大きくする。この場合、孔径に合わせて孔長さを調節する。つまり、孔径が大きい吐出孔においては、孔長さも長くする。孔長さを長くするためには、吐出孔周囲に形成される円錐または円錐台形状の高さを高くして、この部分の側壁を厚くすることにより達成できる。ステータコア２０よりもコイルエンド２３に多くの冷却液を供給する必要がある場合、コイルエンド２３に対向する吐出孔３２Ａ，３２Ｂの孔径を大きくし、長さも長くするようにする。
【００２１】
吐出孔は、冷却液パイプの軸線方向において同じ位置に、複数設けるようにしてもよい。つまり一つの円周上に複数の吐出口を配置するようにもできる。
【００２２】
図４は、冷却液パイプの軸線方向において同じ位置に、複数の吐出孔を設けた例を示す図である。図４は、冷却液パイプ３４の軸線に直交する断面を示す図である。冷却液パイプ３４は、図４に示される断面において、二つの吐出孔３６Ａ，３６Ｂを有している。これらの吐出孔３６Ａ，３６Ｂは、それらの軸線が、冷却液パイプ３４の軸線に直交するように配置される。また、冷却液パイプ３４の直下ではなく、左右に若干振られて配置されている。これにより、コイルエンド２３に掛かった冷却液が、コイルエンド２３の円周に沿って伝って、コイルエンド２３側方に流れやすくしている。
【００２３】
さらに、図４の例では、吐出孔３６Ａの孔径が、吐出孔３６Ｂの孔径より大きくなっている。これに合わせて冷却液パイプ３４の側壁の厚さも、吐出孔３６Ａの周囲において、吐出孔３６Ｂの周囲よりも厚くなっている。なお、吐出孔３６Ｂの周囲の側壁の厚さは、その他の部分よりは厚くなっている。異なる孔径とすることで、吐出孔３６Ａからより多くの冷却液を吐出するようにできる。このように、非対称の吐出量とすることにより、図４に示すように、冷却液パイプ３４がコイルエンド２３に対して、寸法ｄだけオフセットしている場合などに適応することができる。冷却液パイプ３４が図４のようにコイルエンド２３の中心線に対して右にオフセットしている場合、冷却液パイプ３４から左右均等に冷却液を吐出すると、コイルエンド２３の左半分を流れる冷却液が少なくなる。これを是正するために、左側の吐出孔３６Ａの孔径を大きくして、左側により多くの冷却液が送られるようにする。
【符号の説明】
【００２４】
１２  回転電機、１８  ステータ、２０  ステータコア、２２  コイル、２３  コイルエンド、２４  ポンプ、２６，３４  冷却液パイプ、２８  側壁、３２，３６  吐出孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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