特許 7582234 電動機の冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】電動機の冷却装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 9/19 20060101AFI20241106BHJP

【ＦＩ】

H02K9/19 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022038437

(22)【出願日】2022-03-11

(65)【公開番号】P2023132871

(43)【公開日】2023-09-22

【審査請求日】2023-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085361

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 治幸

(74)【代理人】

【識別番号】100147669

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 光治郎

(72)【発明者】

【氏名】田渕 堅大

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０６５３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００３８１５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－１２５８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１０７８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０３２９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５０７０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ９／１９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状のステータ、前記ステータの内周側に配置されている筒状のロータ、および前記ロータの内周面に固定されているシャフトを有し、前記ステータは、筒状のステータコアと、前記ステータコアに巻き掛けているステータコイルと、を備え、前記ステータコイルの前記ステータコアから突き出した部位によってコイルエンドが形成され、前記シャフトは、モータケースに軸受を介して回転可能に支持されている電動機、の冷却装置であって、
前記冷却装置は、
前記電動機の上方から冷媒を供給する冷媒供給機構と、前記モータケースから前記コイルエンドの内周側に向かって突き出す冷媒ガイドと、を備え、
前記冷媒供給機構は、前記冷媒ガイドに冷媒を供給可能に構成され、
前記冷媒ガイドは、前記電動機の径方向から見たとき、前記コイルエンドと重なる位置まで前記電動機の回転軸線方向に伸びており、
前記冷媒ガイドは、前記コイルエンドの内周側に配置され、
前記冷媒ガイドは、前記電動機の回転軸線方向から見たとき、前記コイルエンドの内周に沿って円弧状に形成された円弧部を含み、
前記円弧部は、少なくとも前記コイルエンドの鉛直方向の下端を含んで、前記コイルエンドの内周に沿って円弧状に形成されており、
前記円弧部の鉛直方向の下端から所定距離だけ周方向に離れた位置には、前記円弧部の内周壁から径方向内側に向かって伸びるリブが形成されている
ことを特徴とする電動機の冷却装置。

【請求項2】

前記冷媒供給機構は、鉛直方向で前記電動機の上方に配置されて前記冷媒が供給される冷媒通路と、前記冷媒通路を流れる冷媒が放出される冷媒放出穴と、を有し、
前記冷媒放出穴は、鉛直上方から見たときに前記コイルエンドと重ならない位置であって、前記軸受を保持する軸受保持部と重なる位置に形成されており、
前記冷媒ガイドは、前記軸受保持部から流下した冷媒を受けるように形成されている
ことを特徴とする請求項１の電動機の冷却装置。

【請求項3】

前記冷媒通路には、鉛直上方から見たときに前記コイルエンドと重なる位置に第２の冷媒放出穴が形成されている
ことを特徴とする請求項２の電動機の冷却装置。

【請求項4】

前記円弧部の周方向で前記リブに隣接する部位であって、前記円弧部の鉛直方向の下端に接近する側には、前記円弧部の前記電動機側に向かって突き出す先端が凹むようにして切り欠かれた切欠が形成されている
ことを特徴とする請求項１の電動機の冷却装置。

【請求項5】

前記冷媒ガイドの前記回転軸線方向の先端には、第２の切欠が形成されている
ことを特徴とする請求項１の電動機の冷却装置。

【請求項6】

前記冷媒供給機構は、鉛直方向で前記電動機の上方に配置され、冷媒が放出される冷媒放出穴が形成された冷却パイプである
ことを特徴とする請求項１の電動機の冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機の冷却装置の冷却性能を向上させる技術に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機を冷却する冷却装置として様々な態様が提案されている。例えば特許文献１には、ケーシングのブラケットに冷媒案内部材を設け、回転軸よりも下方に位置するコイルエンドに冷媒（冷却油）を案内可能にすることで、コイルエンドの回転軸よりも下方に位置する部位に冷媒を適切に供給して電動機の冷却性能を向上させる構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６８８１６９２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１の冷媒案内部材は、ケーシングとは別体の部材が当該ケーシングに取り付けられたものであるために部品点数が多くなり、また、ケーシングとの隙間から冷媒の漏れが生じる虞がある。従って、ケーシングと冷媒案内部材との隙間からの冷媒の漏れを防ぐ機構が必要になるため、コイルエンドの回転軸よりも下方に位置する部位に効率的に冷媒を供給するに当たって改善の余地があった。

【0005】

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、コイルエンドの鉛直方向で下方に位置する部位に冷媒を適切に供給して電動機の冷却性能の向上できる、電動機の冷却装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１発明の要旨とするところは、（ａ）筒状のステータ、前記ステータの内周側に配置されている筒状のロータ、および前記ロータの内周面に固定されているシャフトを有し、前記ステータは、筒状のステータコアと、前記ステータコアに巻き掛けているステータコイルと、を備え、前記ステータコイルの前記ステータコアから突き出した部位によってコイルエンドが形成され、前記シャフトは、モータケースに軸受を介して回転可能に支持されている電動機、の冷却装置であって、（ｂ）前記冷却装置は、（ｃ）前記電動機の上方から冷媒を供給する冷媒供給機構と、前記モータケースから前記コイルエンドの内周側に向かって突き出す冷媒ガイドと、を備え、（ｅ）前記冷媒供給機構は、前記冷媒ガイドに冷媒を供給可能に構成され、（ｆ）前記冷媒ガイドは、前記電動機の径方向から見たとき、前記コイルエンドと重なる位置まで前記電動機の回転軸線方向に伸びており、（ｇ）前記冷媒ガイドは、前記コイルエンドの内周側に配置され、（ｈ）前記冷媒ガイドは、前記電動機の回転軸線方向から見たとき、前記コイルエンドの内周に沿って円弧状に形成された円弧部を含み、（ｉ）前記円弧部は、少なくとも前記コイルエンドの鉛直方向の下端を含んで、前記コイルエンドの内周に沿って円弧状に形成されており、（ｊ）前記円弧部の鉛直方向の下端から所定距離だけ周方向に離れた位置には、前記円弧部の内周壁から径方向内側に向かって伸びるリブが形成されていることを特徴とする。

【0007】

第２発明の要旨とするところは、第１発明において、（ａ）前記冷媒供給機構は、鉛直方向で前記電動機の上方に配置されて前記冷媒が供給される冷媒通路と、前記冷媒通路を流れる冷媒が放出される冷媒放出穴と、を有し、（ｂ）前記冷媒放出穴は、鉛直上方から見たときに前記コイルエンドと重ならない位置であって、前記軸受を保持する軸受保持部と重なる位置に形成されており、（ｃ）前記冷媒ガイドは、前記軸受保持部から流下した冷媒を受けるように形成されていることを特徴とする。

【0008】

第３発明の要旨とするところは、第２発明において、前記冷媒通路には、鉛直上方から見たときに前記コイルエンドと重なる位置に第２の冷媒放出穴が形成されていることを特徴とする。

【0011】

第４発明の要旨とするところは、第１発明において、前記円弧部の周方向で前記リブに隣接する部位であって、前記円弧部の鉛直方向の下端に接近する側には、前記円弧部の前記電動機側に向かって突き出す先端が凹むようにして切り欠かれた切欠が形成されていることを特徴とする。

【0012】

第５発明の要旨とするところは、第１発明において、前記冷媒ガイドの前記回転軸線方向の先端には、第２の切欠が形成されていることを特徴とする。

【0013】

第６発明の要旨とするところは、第１発明において、前記冷媒供給機構は、鉛直方向で前記電動機の上方に配置され、冷媒が放出される冷媒放出穴が形成された冷却パイプであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

第１発明によれば、冷媒供給機構は、冷媒ガイドに冷媒を供給可能に構成され、冷媒ガイドは、コイルエンドの内周側に向かって突き出し、且つ、電動機の径方向から見たときにコイルエンドと重なる位置まで電動機の回転軸線方向に伸びているため、冷媒供給機構から冷媒ガイドに供給された冷媒を、冷媒ガイドを伝わせてコイルエンドの鉛直方向で下方に位置する部位に供給することができる。その結果、コイルエンドの鉛直方向で下方に位置する部位を冷媒によって効率良く冷却することができるため、冷却装置の冷却性能が向上する。
また、冷媒ガイドは、電動機の回転軸線方向から見たとき、少なくともコイルエンドの鉛直方向の下端を含んで、コイルエンドの内周に沿って円弧状に形成されている円弧部を含むため、上方から落下した冷媒を円弧部の円弧形状によって受けることができる。
また、円弧部の鉛直方向の下端から所定距離だけ周方向に離れた位置に、径方向内側に向かって伸びるリブが形成されているため、円弧部の内周壁に沿って下方に移動する冷媒がリブに衝突し、冷媒が電動機の回転軸線方向に移動する。また、電動機の回転軸線方向に移動した冷媒は、冷媒ガイドの先端からコイルエンドに向かって落下する。その結果、コイルエンドの鉛直方向の下端よりも上方に位置する部位から冷媒が供給されるため、コイルエンドを広範囲に亘って冷却することができる。

【0015】

第２発明によれば、冷媒供給機構は、冷媒通路を流れる冷媒が放出される冷媒放出穴を含み、冷媒放出穴は、鉛直上方から見たとき、コイルエンドに重ならない位置であって、軸受を保持する軸受保持部と重なる位置に形成されているため、冷媒放出穴から放出された冷媒は、コイルエンドに干渉されることなく軸受保持部に供給される。また、軸受保持部に供給された冷媒は、軸受保持部の周壁を伝って流下し、流下した冷媒が冷媒ガイドによって受けられる。その結果、冷媒放出穴から放出された冷媒が、コイルエンドを経由することなく冷媒ガイドに供給される。

【0016】

第３発明によれば、冷媒通路に形成されている第２の冷媒放出穴が、鉛直上方から見たときにコイルエンドと重なる位置に形成されているため、第２の冷媒放出穴から放出された冷媒がコイルエンドの鉛直方向で上方に位置する部位に供給される。従って、コイルエンドの鉛直方向で上方に位置する部位が、第２の冷媒放出穴から放出される冷媒によって適切に冷却される。

【0019】

第４発明によれば、円弧部の周方向でリブに隣接する部位であって、円弧部の鉛直方向の下端に接近する側には、円弧部の先端が凹むようにして切り欠かれた切欠が形成されているため、リブに衝突して電動機の回転軸線方向に移動した冷媒が、リブの先端を乗り越えた場合であっても、円弧部の切欠によって形成された空間から冷媒を強制的に落下させることができる。

【0020】

第５発明によれば、冷媒ガイドの回転軸線方向の先端には、第２の切欠が形成されているため、鋳造後には連続した曲線状に形成される冷媒ガイドの先端が、第２の切欠によって不連続な形状となり、冷媒が冷媒ガイドの先端を乗り越えることが抑制される。その結果、冷媒ガイドの先端から冷媒が効率良く落下し、コイルエンドに冷媒が適切に供給される。

【0021】

第６発明によれば、鉛直方向で電動機の上方に配置されている冷却パイプの冷媒放出穴から冷媒ガイドに冷媒を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明が適用された電動機および電動機を冷却する冷却装置の概要を示す断面図である。

【図2】図１を切断線Ａで切断したＡ－Ａ断面図である。

【図3】オイルガイドの回転軸線方向の先端に切欠を形成することによる効果を説明するための概念図である。

【図4】図２の円弧部のうちリブが形成される部位の拡大図である。

【図5】図４を矢印Ｂ方向から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

【実施例】

【0024】

図１は、本発明が適用された横置形式の電動機ＭＧおよび電動機ＭＧを冷却する冷却装置１０の概要を示す断面図である。電動機ＭＧは、例えば車両に備えられる走行用の駆動力源として使用される。電動機ＭＧは、水平な回転軸線ＣＬを中心にして配置されている。なお、図１は、水平面上で組み付けられた組付状態が示されている。従って、図１に示す組付状態では、紙面上方が鉛直上方に対応する。以下、水平面上で組み付けられた組付状態を前提にして説明する。

【0025】

電動機ＭＧは、非回転部材である円筒状のステータ１２と、ステータ１２の内周側に配置されている円筒状のロータ１４と、ロータ１４の内周面に固定されているロータシャフト１６と、を備えている。なお、ロータシャフト１６が、本発明のシャフトに対応している。

【0026】

ステータ１２は、円筒状に形成されているステータコア１８と、ステータコア１８に巻き掛けられているステータコイル２０と、を備えている。

【0027】

ステータコア１８は、絶縁された複数枚の電磁鋼板が回転軸線ＣＬ方向に積層されて構成されている。ステータコア１８は、図示しないボルトによって非回転部材であるモータケース２２に回転不能に固定されている。ステータコア１８の内周面には、径方向に伸びる隙間である図示しないスロットが周方向で等角度間隔に形成されている。ステータコイル２０は、各スロットを回転軸線ＣＬ方向に貫通しつつ、ステータコア１８に巻き掛けられている。また、ステータコイル２０のステータコア１８から回転軸線ＣＬに突き出した部位によって、一対のコイルエンド２４ａ、２４ｂが形成される。各コイルエンド２４ａ、２４ｂは、ステータコア１８の周方向に沿って環状に配置されている。

【0028】

ロータ１４は、円筒状に形成されたロータコア２６を備えている。ロータコア２６は、絶縁された複数枚の電磁鋼板が回転軸線ＣＬ方向に積層されて構成されている。ロータコア２６の内周面には、ロータシャフト１６が一体的に固定されている。ロータシャフト１６は、円筒状に形成され、回転軸線ＣＬを中心にして回転可能に支持されている。ロータシャフト１６の回転軸線ＣＬ方向の一端が、モータケース２２に形成されている収容穴２８内に収容されるとともに、軸受３０を介してモータケース２２によって回転可能に支持されている。

【0029】

軸受３０は、モータケース２２の回転軸線ＣＬに対して垂直な壁面から電動機ＭＧ側に向かって回転軸線ＣＬ方向に立設された円筒状の軸受保持部３２によって保持されている。詳細には、軸受３０の外輪３０ａが、円筒状の軸受保持部３２の内周面３２ａに、例えば締まりばめ状態で嵌め着けられている。

【0030】

次に、電動機ＭＧのコイルエンド２４ａに冷媒としてのオイルを供給することでコイルエンド２４ａを冷却する冷却装置１０について説明する。冷却装置１０は、電動機ＭＧの上方からオイルを供給するための冷却パイプ３８と、冷却パイプ３８から放出されたオイルをコイルエンド２４ａの鉛直方向で回転軸線ＣＬよりも下方に位置する部位に案内するオイルガイド３４を、備えている。オイルガイド３４は、アルミ鋳造によってモータケース２２と一体成形されている。

【0031】

冷却パイプ３８は、鉛直方向で電動機ＭＧの上方に配置されるとともに、長手方向が電動機ＭＧの回転軸線ＣＬに対して平行に配置されている。冷却パイプ３８には、図示しないオイルポンプによって汲み上げられたオイルが供給される。冷却パイプ３８には、冷却パイプ３８内を流れるオイルが放出される、第１オイル放出穴４０および第２オイル放出穴４２が形成されている。従って、冷却パイプ３８に供給されたオイルは、第１オイル放出穴４０および第２オイル放出穴４２から鉛直方向で下方に向かって供給される。第１オイル放出穴４０から放出されたオイルは、後述するように、コイルエンド２４ａの鉛直方向で回転軸線ＣＬよりも上方に位置する部位に供給可能に構成されている。第２オイル放出穴４２から放出されたオイルは、後述するように、オイルガイド３４に供給可能に構成されている。なお、冷却パイプ３８が本発明の冷媒通路に対応し、冷却パイプ３８、第１オイル放出穴４０、および第２オイル放出穴４２を含んだ機構が、本発明の冷媒供給機構に対応する。

【0032】

オイルガイド３４は、モータケース２２の回転軸線ＣＬに対して垂直な壁面からコイルエンド２４ａの内周側に向かって回転軸線ＣＬ方向に突き出すようにして形成されている。オイルガイド３４は、回転軸線ＣＬ方向から見たとき、コイルエンド２４ａの内周側に配置されている。また、オイルガイド３４は、軸受保持部３２から流下したオイルを受けるように、鉛直方向で回転軸線ＣＬよりも下方に位置する軸受保持部３２の外周を覆うように形成されている。なお、オイルガイド３４が、本発明の冷媒ガイドに対応している。

【0033】

オイルガイド３４は、電動機ＭＧの径方向から見たとき、コイルエンド２４ａと重なる位置まで回転軸線ＣＬ方向に伸びている。図２は、図１に示す切断線Ａで切断したＡ－Ａ断面図である。図２において、紙面上方が鉛直上方に対応している。また、図２において、斜線の施されている部位が、コイルエンド２４ａの断面に対応している。回転軸線ＣＬを中心にして、径方向内側から順番に、ロータシャフト１６、軸受３０、軸受保持部３２が配置されている。

【0034】

軸受３０は、軸受保持部３２の内周面３２ａに嵌め着けられている外輪３０ａと、ロータシャフト１６の外周面に嵌め着けられている内輪３０ｂと、外輪３０ａと内輪３０ｂとの間に介挿されている複数個のボール３０ｃと、を備えている。

【0035】

円筒状に形成された軸受保持部３２の下側には、オイルガイド３４が形成されている。オイルガイド３４は、回転軸線ＣＬを中心とする径方向において、軸受保持部３２とコイルエンド２４ａとの間に形成されている。

【0036】

オイルガイド３４は、回転軸線ＣＬ方向から見たとき、図２に示すような所定の厚みを有し、回転軸線ＣＬを中心とする円弧状（または半円状）に形成されている円弧部３４ａと、円弧部３４ａの内周壁３６から径方向内側に向かって伸びる一対のリブ３４ｂと、を備えている。

【0037】

円弧部３４ａは、所定の厚みを有し、回転軸線ＣＬ方向から見たとき、コイルエンド２４ａの内周に沿って円弧状に形成されている。円弧部３４ａは、円弧形状の一端から他端に亘る全ての部位において、円弧形状が連続して形成されている。本実施例の円弧部３４ａは、円弧の形状が半円形状よりも所定寸法だけ長く形成されている。

【0038】

円弧部３４ａは、鉛直方向で回転軸線ＣＬよりも下方では、コイルエンド２４ａの周方向全体に亘って円弧状に形成されている。さらに、円弧部３４ａは、鉛直方向で回転軸線ＣＬよりも上方では、回転軸線ＣＬの高さから所定寸法だけコイルエンド２４ａの内周に沿って円弧状に伸びている。従って、円弧部３４ａは、少なくともコイルエンド２４ａの鉛直方向の下端を含んで、コイルエンド２４ａの内周に沿って円弧状に形成されている。また、円弧部３４ａは、回転軸線ＣＬよりも下方に位置する軸受保持部３２の外周を覆うようにして円弧状に形成されている。これより、軸受保持部３２の外周壁面から下方に落下したオイルを円弧部３４ａによって受けることができる。

【0039】

一対のリブ３４ｂは、回転軸線ＣＬと冷却パイプ３８の中心点ＣＴとを結ぶ直線Ｍに対して左右対称に形成されている。一対のリブ３４ｂは、円弧部３４ａの鉛直方向の下端から所定距離Ｋだけ周方向に離れた位置に形成されている。或いは、円弧部３４ａの鉛直方向の下端の位置を基準（ゼロ）としたとき、その位置から所定角度θ１だけ円弧部３４ａの周方向にずれた位置に形成されている。これより、一対のリブ３４ｂは、回転軸線ＣＬと冷却パイプ３８の中心点ＣＴとを結ぶ直線Ｍに対して離れた位置に形成されるとともに、円弧部３４ａの鉛直方向の下端よりも上方の位置に形成される。

【0040】

一対のリブ３４ｂは、円弧部３４ａの内周壁３６から回転軸線ＣＬ方向に向かって径方向内側に伸びている。リブ３４ｂが形成されることで、円弧部３４ａとリブ３４ｂとの間に、オイルが一時的に留められる第１オイル溜まり４６が形成される。

【0041】

また、オイルガイド３４の回転軸線ＣＬ方向の先端には、切欠５０（図３参照）が形成されいてる。図３は、オイルガイド３４の回転軸線ＣＬ方向の先端に切欠５０を形成することによる効果を説明するための概念図である。なお、図３では、電動機ＭＧおよびオイルガイド３４等が簡略化されており、実際の寸法とは異なっている。また、軸受３０および軸受保持部３２等については省略されている。なお、切欠５０が、本発明の第２の切欠に対応している。

【0042】

モータケース２２およびオイルガイド３４は、アルミ鋳造によって一体成形される。従って、オイルガイド３４には、鋳造過渡期の金型の抜きを許容するための勾配が形成されている。また、鋳造後では、オイルガイド３４の回転軸線ＣＬ方向の先端が、破線で示すような連続した曲線形状に形成されている。この状態で、オイルガイド３４にオイルが供給されると、破線の矢印で示すように、オイルがオイルガイド３４の先端を乗り越えて下方に流れやすい。その結果、オイルがオイルガイド３４の先端を伝って下方に移動し、オイルガイド３４の先端からオイルが流下しにくくなる。これを防止するため、オイルガイド３４の先端に切欠５０が形成されている。

【0043】

オイルガイド３４の先端に切欠５０が形成されると、その先端の連続した曲線形状が切除されて不連続な形状になるため、実線の矢印で示すように、オイルがオイルガイド３４の先端から落下しやすくなる。切欠５０は、円弧部３４ａのうち先端からオイルが落下する部位にのみ形成されるのが好ましいが、円弧部３４ａの周方向の全体に亘って形成されても構わない。

【0044】

また、円弧部３４ａのリブ３４ｂと周方向で隣接する部位には、切欠５２が形成されている。図４は、図２の円弧部３４ａのうちリブ３４ｂが形成される部位の拡大図であり、図５は、図４を矢印Ｂ方向から見た図、すなわち図４を鉛直上方から見た図である。なお、図４および図５に示す矢印は、何れもオイルの流れを示している。

【0045】

図４に示すように、円弧部３４ａの周方向でリブ３４ｂと隣接する部位であって、円弧部３４ａの鉛直方向の下端に接近する側には、円弧部３４ａの回転軸線ＣＬ方向で電動機ＭＧ側に向かって突き出す先端が凹むようにして切り欠かれた切欠５２が形成されている。なお、切欠５２が、本発明の切欠に対応している。

【0046】

円弧部３４ａの内周壁３６を伝って流下したオイルがリブ３４ｂに衝突すると、回転軸線ＣＬ方向に移動する。また、円弧部３４ａの回転軸線ＣＬ方向の先端まで移動したオイルが、オイルの粘性によって円弧部３４ａの先端から落下せず、リブ３４ｂの先端を乗り越えるようにして移動する虞がある。これに対して切欠５２が形成されることで、オイルがリブ３４ｂの回転軸線ＣＬ方向の先端を乗り越えた場合であっても、切欠５２によって形成された空間から強制的に落下させられる。その結果、円弧部３４ａの回転軸線ＣＬ方向の先端に到達したオイルが、円弧部３４ａの先端から落下し、オイルがコイルエンド２４ａに適切に供給される。なお、第１オイル溜まり４６に到達したオイルの一部は、破線の矢印で示すように、リブ３４ｂを乗り越えて下方に移動する。

【0047】

ここで、図４および図５に示す一点鎖線は、切欠５２が形成されない場合のオイルの流れを示している。切欠５２が形成されない場合には、オイルがリブ３４ｂの回転軸線ＣＬ方向の先端を乗り越えることで、オイルが円弧部３４ａの回転軸線ＣＬ方向の先端から落下せず、オイルが円弧部３４ａの外周壁側を伝って下方に移動することとなる。

【0048】

次に、冷却装置１０によるオイルの流れについて説明する。図１および図２において、実線で示す矢印が、第１オイル放出穴４０から放出されたオイルの流れを示している。第１オイル放出穴４０は、回転軸線ＣＬ方向において、鉛直上方から見たときにコイルエンド２４ａと重なる位置に形成されている。また、第１オイル放出穴４０は、冷却パイプ３８の周方向における下端の位置をゼロとしたとき、所定角度θ２だけ周方向にずれた位置に形成されている。第１オイル放出穴４０は、直線Ｍに対して左右対称に２箇所形成されている。なお、第１オイル放出穴４０が、本発明の第２の冷媒放出穴に対応している。

【0049】

第１オイル放出穴４０から放出されたオイルは、組付状態におけるコイルエンド２４ａの鉛直方向で回転軸線ＣＬよりも上方に位置する部位に供給され、専らコイルエンド２４ａの回転軸線ＣＬよりも上方に位置する部位を冷却する。コイルエンド２４ａの上方に供給されたオイルは、コイルエンド２４ａの上方を冷却しつつコイルエンド２４ａを伝って下方に移動する。

【0050】

図１および図２において、破線で示す矢印が、第２オイル放出穴４２から放出されたオイルの流れを示している。第２オイル放出穴４２は、回転軸線ＣＬ方向において、鉛直上方から見たときにコイルエンド２４ａに重ならない位置であって、軸受３０を保持する軸受保持部３２と重なる位置に形成されている。また、第２オイル放出穴４２は、組付状態における鉛直方向において、冷却パイプ３８の下端の位置に形成されている。従って、第２オイル放出穴４２から放出されたオイルは、図１および図２の破線で示すように、コイルエンド２４ａに供給されることなく下方に移動し、軸受保持部３２の外周壁３２ｂに到達する。なお、第２オイル放出穴４２が、本発明の冷媒放出穴に対応している。

【0051】

軸受保持部３２の外周壁３２ｂに到達したオイルは、外周壁３２ｂを伝って下方に移動する。また、オイルが回転軸線ＣＬよりも下方まで移動すると、重力によってオイルがオイルガイド３４に向かって流下する。外周壁３２ｂから流下したオイルは、オイルガイド３４の円弧部３４ａの内周壁３６を伝って下方に移動し、リブ３４ｂに衝突する。

【0052】

リブ３４ｂに衝突したオイルは、円弧部３４ａ（オイルガイド３４）の先端に向かって回転軸線ＣＬ方向に移動し、オイルが円弧部３４ａの先端からコイルエンド２４ａの内周に向かって落下する。その結果、円弧部３４ａのリブ３４ｂが形成される位置に対して鉛直下方に位置するコイルエンド２４ａにオイルが供給され、この部位からコイルエンド２４ａを伝って下方に移動するオイルによって、コイルエンド２４ａの図２の一点鎖線で示す部位が冷却される。ここで、コイルエンド２４ａの一点鎖線で示す部位は、コイルエンド２４ａの上方を伝って流下したオイルでは十分な冷却が困難な部位とされている。上述したリブ３４ｂの位置を規定する円弧部３４ａの鉛直方向の下端からの所定距離Ｋおよび所定角度θ１は、コイルエンド２４ａの一点鎖線で示す部位にオイルが供給されるように、予め実験的または設計的に求められる。

【0053】

ここで、オイルガイド３４の回転軸線ＣＬ方向の先端には、図３で示した切欠５０が形成されているため、オイルガイド３４の先端から確実にオイルが下方に落下する。また、円弧部３４ａの周方向でリブ３４ｂに隣接する位置に切欠５２が形成されているため、オイルガイド３４の回転軸線ＣＬ方向の先端に移動したオイルがリブ３４ｂの回転軸線ＣＬ方向の先端を乗り越えて円弧部３４ａの外周壁側に移動することも抑制される。

【0054】

また、リブ３４ｂに衝突したオイルの一部は、円弧部３４ａおよびリブ３４ｂによって形成される第１オイル溜まり４６からリブ３４ｂの径方向の先端を乗り越えて円弧部３４ａの内周壁３６を伝って下方に移動する。円弧部３４ａの鉛直方向の下端側には、円弧部３４ａの内周壁３６を伝って下方に移動したオイルが一時的に留められる第２オイル溜まり４８が形成されている。第２オイル溜まり４８に到達したオイルは、回転軸線ＣＬ方向に移動し、鉛直方向で下端に位置する円弧部３４ａの先端からコイルエンド２４ａの下端に供給される。

【0055】

このように、第２オイル放出穴４２から放出されたオイルは、軸受保持部３２、オイルガイド３４の円弧部３４ａおよびリブ３４ｂを経由してコイルエンド２４ａの図２の一点鎖線で示す部位に供給される。従って、コイルエンド２４ａの鉛直方向で回転軸線ＣＬよりも下方に位置する部位が、オイルによって適切に冷却される。また、第１オイル放出穴４０から放出されたオイルは、コイルエンド２４ａの鉛直方向で回転軸線ＣＬよりも上方に位置する部位に供給され、コイルエンド２４ａの鉛直方向で回転軸線ＣＬよりも上方に位置する部位が適切に冷却される。その結果、コイルエンド２４ａの鉛直方向の上方および下方に位置する部位が冷却パイプ３８から放出されたオイルによって適切に冷却されることとなる。

【0056】

これより、コイルエンド２４ａの鉛直方向の下部に冷却されたオイルが供給されるため、コイルエンド２４ａとオイルとの間の温度差が高くなって熱伝達率が高くなり、さらにコイルエンド２４ａとオイルとの接触面積が増加することで、コイルエンド２４ａの下部の温度を効果的に低下させることができる。これに関連して、コイルエンド２４ａの温度が低下することで電動機ＭＧに印加する電流を増加することが可能になり、電動機ＭＧの小型化が可能になる。従って、電動機ＭＧを製造するために必要な材料の使用量の低減が可能になる。また、コイルエンド２４ａの温度に伴う電動機ＭＧの定格出力の制限が緩和され、さらなる加速性能の向上が可能になる。さらに、コイルエンド２４ａの温度の低下に伴って銅損が低減されることで燃費の向上にも繋がる。

【0057】

上述のように、本実施例によれば、冷却パイプ３８の第２オイル放出穴４２から放出されたオイルが、オイルガイド３４に供給可能に構成され、オイルガイド３４は、コイルエンド２４ａの内周側に向かって突き出し、且つ、電動機ＭＧの径方向から見たときにコイルエンド２４ａと重なる位置まで電動機ＭＧの回転軸線ＣＬ方向に伸びているため、冷却パイプ３８の第２オイル放出穴４２からオイルガイド３４に供給されたオイルを、オイルガイド３４を伝わせてコイルエンド２４ａの鉛直方向で回転軸線ＣＬよりも下方に位置する部位に供給することができる。その結果、コイルエンド２４ａの鉛直方向で下方に位置する部位を効率良く冷却することができ、冷却装置１０の冷却性能が向上する。また、オイルガイド３４は、モータケース２２と一体成形されているため、オイルガイド３４とモータケース２２との間からオイルが漏れることが防止される。

【0058】

また、本実施例によれば、冷却パイプ３８を流れるオイルが放出される第２オイル放出穴４２を備え、第２オイル放出穴４２は、鉛直上方から見たとき、コイルエンド２４ａに重ならない位置であって、軸受３０を保持する軸受保持部３２と重なる位置に形成されているため、第２オイル放出穴４２から放出されたオイルは、コイルエンド２４ａに干渉されることなく軸受保持部３２に供給される。また、軸受保持部３２に供給されたオイルは、軸受保持部３２の周壁を伝って流下し、流下したオイルがオイルガイド３４によって受けられる。その結果、第２オイル放出穴４２から放出されたオイルが、コイルエンド２４ａを経由することなくオイルガイド３４に供給される。

【0059】

また、冷却パイプ３８に形成されている第１オイル放出穴４０が、鉛直上方から見たときにコイルエンド２４ａと重なる位置に形成されているため、第１オイル放出穴４０から放出されたオイルがコイルエンド２４ａの鉛直方向で上方に位置する部位に供給される。従って、コイルエンド２４ａの鉛直方向で上方に位置する部位が、第１オイル放出穴４０から放出されるオイルによって適切に冷却される。

【0060】

また、オイルガイドは、電動機ＭＧの回転軸線ＣＬ方向から見たとき、少なくともコイルエンド２４ａの鉛直方向の下端を含んで、コイルエンド２４ａの内周に沿って円弧状に形成されている円弧部３４ａを含むため、軸受保持部３２から落下したオイルを円弧部３４ａの円弧形状によって受けることができる。

【0061】

また、円弧部３４ａの鉛直方向の下端から所定距離Ｋだけ周方向に離れた位置に、径方向内側に向かって伸びるリブ３４ｂが形成されているため、円弧部３４ａの内周壁３６に沿って下方に移動するオイルがリブ３４ｂに衝突し、オイルが回転軸線ＣＬ方向に移動する。また、回転軸線ＣＬ方向に移動したオイルは、オイルガイド３４の先端からコイルエンド２４ａに向かって落下する。その結果、コイルエンド２４ａの鉛直方向の下端よりも上方に位置する部位からオイルが供給されるため、コイルエンド２４ａを広範囲に亘って冷却することができる。

【0062】

また、円弧部３４ａの周方向でリブ３４ｂに隣接する部位であって、円弧部３４ａの鉛直方向の下端に接近する側には、円弧部３４ａの先端が凹むようにして切り欠かれた切欠５２が形成されているため、リブ３４ｂに衝突して電動機ＭＧの回転軸線ＣＬ方向に移動したオイルが、リブ３４ｂの先端を乗り越えた場合であっても、円弧部３４ａの切欠５２によって形成された空間からオイルを強制的に落下させることができる。

【0063】

また、オイルガイド３４の回転軸線ＣＬ方向の先端には、切欠５０が形成されているため、鋳造後には連続した曲線状に形成されるオイルガイド３４の先端が、切欠５０によって不連続な形状となり、オイルがオイルガイド３４の先端を乗り越えることが抑制される。その結果、オイルガイド３４の先端からオイルが効率良く落下し、コイルエンド２４ａにオイルが適切に供給される。

【0064】

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

【0065】

例えば、前述の実施例では、オイルガイド３４は、冷却パイプ３８の中心点ＣＴと回転軸線ＣＬとを結ぶ直線Ｍを中心にして左右対称に形成されていたが、必ずしも左右対称に形成する必要はなく、直線Ｍを中心にして左右非対称に形成されても構わない。

【0066】

また、前述の実施例では、オイルガイド３４の円弧部３４ａは、回転軸線ＣＬ方向から見たとき、円弧の長さが半円よりも長く形成されていたが、必ずしもこれに限定されない。具体的には、円弧部３４ａの円弧の長さが半円よりも短く形成されていても構わない。

【0067】

また、前述の実施例では、鉛直方向で電動機ＭＧの上方に配置された冷却パイプ３８からオイルが放出されるように形成されていたが、本発明は、必ずしもこれに限定されない。例えば、電動機ＭＧの上方に配置されているオイルケースに油路が形成され、その油路からオイルが放出されるように構成されていても構わない。要は、電動機ＭＧの上方からオイルが供給される構造であれば、本発明に適用することができる。

【0068】

また、前述の実施例では、冷却装置１０は、電動機ＭＧの回転軸線ＣＬ方向の一方に形成されるコイルエンド２４ａを冷却するものであったが、電動機ＭＧの回転軸線ＣＬ方向の他方に形成されるコイルエンド２４ｂについても同様の構造で冷却されるものであっても構わない。

【0069】

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

【符号の説明】

【0070】

１０：冷却装置
１２：ステータ
１４：ロータ
１６：ロータシャフト（シャフト）
１８：ステータコア
２０：ステータコイル
２２：モータケース
２４ａ、２４ｂ：コイルエンド
３０：軸受
３２：軸受保持部
３４：オイルガイド（冷媒ガイド）
３４ａ：円弧部
３４ｂ：リブ
３６：内周壁
３８：冷却パイプ（冷媒通路、冷媒供給機構）
４０：第１オイル放出穴（第２の冷媒放出穴）
４２：第２オイル放出穴（冷媒放出穴）
５０：切欠（第２の切欠）
５２：切欠
ＭＧ：電動機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】