JP2008148464A

JP2008148464A - コイル冷却装置

Info

Publication number: JP2008148464A
Application number: JP2006333669A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kobayashi; 敏行小林; Chikashi Kurata; 史倉田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2026-12-11
Also published as: JP4973167B2

Abstract

【課題】本発明は、コイル冷却装置に関し、モータの有するコイルの近傍を常に作動流体で満たすことにある。
【解決手段】モータの有するコイルを冷却すべくオイルが流通する冷却ジャケット２６を備えるコイル冷却装置１０において、冷却ジャケット２６の流出口３０をその冷却ジャケット２６の最下端よりも高い位置に配置すると共に、冷却ジャケット２６の流入口２８をその流出口３０よりも高い位置に配置する。かかる構造によれば、冷却ジャケット２６への流入口２８からのオイル流入停止後にも、冷却ジャケット２６内に流出口３０と最下端との間の高さ分だけ確実にオイルが残留する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コイル冷却装置に係り、特に、例えばインホイルモータなどのモータの有するコイルを冷却すべくオイルなどの作動流体が流通する冷却ジャケットを備えるコイル冷却装置に関する。

従来、インホイルモータの有するコイルエンドを、リザーバに溜められているオイルを循環させることにより冷却するコイル冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このコイル冷却装置においては、オイルポンプにより吸引したオイルが、ロータシャフトに設けられたねじ溝によるスクリュー作用によりコイルエンドに圧送される。このため、上記の冷却装置によれば、コイルエンドにオイルを供給することで、そのコイルエンドを効果的に冷却することが可能となっている。
特開２００５−８０３９７号公報

ところで、上記のコイル冷却装置は、コイルエンドに供給されたオイルがそのままそのコイルエンド近傍に溜まるような構造を有していない。このため、例えばオイルポンプが停止した後やロータシャフトが回転しなくなったときには、コイルエンドに循環オイルが供給されずかつそのコイルエンド近傍にオイルが存在しないものとなるので、コイルエンドを効果的に冷却することができなくなる。また、オイルポンプが起動しかつロータシャフトの回転が開始された後であっても、オイルがポンプによりリザーバから吸い上げられてロータシャフトの回転によりコイルエンドに供給されるまでには多少の時間がかかるので、その期間もコイルエンドを冷却することができなくなる。更に、コイルエンド近傍がオイルを溜める構造になっていないと、循環オイルを溜めるリザーバタンクの容量を大きくせざるを得なくなってしまう。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、コイルの近傍を常に作動流体で満たしたコイル冷却装置を提供することを目的とする。

上記の目的は、モータの有するコイルを冷却すべく作動流体が流通する冷却ジャケットを備えるコイル冷却装置であって、前記冷却ジャケットの流出口を該冷却ジャケットの最下端よりも高い位置に配置したコイル冷却装置により達成される。

この態様の発明において、コイル冷却のために設けられた作動流体が流通する冷却ジャケットは、その最下端よりも高い位置に配置された流出口を有している。かかる冷却ジャケットの構成によれば、冷却ジャケットへの作動流体の流入が停止された後においても、その流出口と最下端との間の高さ分だけ作動流体を残留させることができ、これにより、コイル近傍の冷却ジャケット内を常に作動流体で満たすことができる。

尚、上記したコイル冷却装置において、前記冷却ジャケットの流入口を前記流出口よりも高い位置に配置することとすれば、冷却ジャケットへの流入口からの作動流体の流入停止後にも冷却ジャケット内にその流出口と最下端との間の高さ分だけ確実に作動流体が残留するので、コイルを冷却する性能を確保してその冷却効率を向上させることができると共に、リザーバタンクの容量を確実に低減することができる。

この場合、前記流入口に作動流体を導く供給配管の吐出口を該流入口の上方に間隔を空けて配置することとすれば、冷却ジャケットから供給配管への作動流体の逆流を防止することができる。

また、上記したコイル冷却装置において、前記冷却ジャケットの流入口を前記流出口よりも低い位置に配置すると共に、前記流入口に連通して作動流体を導く供給配管に、該流入口側からの作動流体の逆流を阻止する逆止弁を設けることとすれば、冷却ジャケットの流入口が流出口より低い位置に配置されていても、冷却ジャケットへの流入口からの作動流体の流入停止後にも、冷却ジャケットの流出口と最下端との間の作動流体が流入口から供給配管へ逆流することがなく、その間の作動流体が確実に残留するので、コイルを冷却する性能を確保してその冷却効率を向上させることができると共に、リザーバタンクの容量を確実に低減することができる。

この場合、前記冷却ジャケットが複数の前記流入口を有することとすれば、冷却ジャケット内を流通する作動流体の温度分布の均一化を図ることができる。

また、上記の目的は、モータの有するコイルを冷却すべく作動流体が流通する冷却ジャケットを備えるコイル冷却装置であって、前記冷却ジャケットの流出口に連通する排出配管に、該流出口側への作動流体の逆流を阻止すると共に、該冷却ジャケット内の圧力が所定値以下である場合に該流出口側からの作動流体の排出を阻止する逆止弁を設けたコイル冷却装置により達成される。

この態様の発明において、排出配管から冷却ジャケットの流出口への作動流体の逆流を阻止する逆止弁は、冷却ジャケット内の圧力が所定値以下である場合に流出口から排出配管への作動流体の排出を阻止する。かかる構成によれば、冷却ジャケット内の圧力が所定値を超えるまでその冷却ジャケット内に作動流体が残留するので、これにより、コイル近傍の冷却ジャケット内を常に作動流体で満たすことができる。

尚、上記したコイル冷却装置において、前記冷却ジャケットが、複数の前記流出口と、該流出口に対して交互に配置された該流出口の数と同数の流入口と、を有することとすれば、冷却ジャケット内に流入口から流出口へのスムースな作動流体の流れを形成することができると共に、その作動流体の温度分布の均一化を図ることができる。

ところで、上記したコイル冷却装置において、前記冷却ジャケットが、モータ内部を循環する流路により構成されていることとすればよい。

本発明によれば、モータの有するコイルの近傍を常に作動流体で満たすことができる。このため、コイルの冷却効率を向上させることができると共に、また、作動流体を貯留するリザーバタンクの容量を低減させることができる。

以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施例であるコイル冷却装置１０を備えるモータ１２の側断面図を示す。また、図２は、本実施例のコイル冷却装置１０のシステム構成図を示す。更に、図３は、本実施例のコイル冷却装置１０の詳細構成図を示す。尚、図２及び図３にはそれぞれ、コイル冷却装置１０の備える冷却ジャケットについて、図１に示す如き直線III−IIIで切断した際の断面図を示している。

本実施例において、モータ１２は、例えば車両の駆動輪に適用されるインホイルモータである。モータ１２は、ハウジング１４内に収容された環状のロータ１６及びステータ１８を備えている。ロータ１６には、その中心を貫くようにロータシャフト２０が取り付けられている。また、ステータ１８には、周方向等間隔に軸方向に延びたスロット２２が設けられており、コイル２４が巻回されている。コイル２４に電流が流れると、ステータ１８とロータ１６との間に回転磁界が発生し、ロータシャフト２０が回転する。

本実施例のコイル冷却装置１０は、モータ１２の有するコイル２４を作動流体である冷媒により冷却する装置である。コイル冷却装置１０は、冷媒としての液状のオイルが流通する冷却ジャケット２６を備えている。冷却ジャケット２６は、樹脂などの絶縁部材からなっており、ステータ１８の軸方向端部それぞれに隣接して取り付けられている。各冷却ジャケット２６はそれぞれ、ステータ１８の軸方向端面に沿って環状に連なるように形成された流路を有しており、オイルの流通により、軸方向に隣接するステータ１８に巻回されたコイル２４のコイルエンドを冷却する。

冷却ジャケット２６には、該冷却ジャケット２６内を流通すべきオイルの流入する流入口２８、及び、該冷却ジャケット２６内を流通したオイルの流出する流出口３０がそれぞれ一箇所ずつ設けられている。流出口３０は、少なくとも冷却ジャケット２６の最下端よりも高い位置に配置されていると共に、また、流入口２８は、少なくともその流出口３０よりも高い位置に配置されている。具体的には、流入口２８及び流出口３０は共に、環状の冷却ジャケット２６の最上部に設けられている。流入口２８と流出口３０とは、冷却ジャケット２６の最上部において隔壁３２を介して隣接している。冷却ジャケット２６は、流入口２８から流出口３０にかけてモータ内部を循環する流路（図２に矢印で示す流路）により構成されている。

流入口２８には、冷却ジャケット２６に供給するオイルを導く供給配管３４が非接触で連なっている。供給配管３４は、モータ１２のハウジング１４を貫いており、外部からハウジング１４内にある冷却ジャケット２６の流入口２８の上方に開口した吐出口３４ａを有している。供給配管３４の冷却ジャケット２６側に開口する吐出口３４ａは、流出口３０よりも高い位置に配置され、かつ、その流入口２８の上方に間隔を空けて配置されている。吐出口３４ａから吐出したオイルは、流入口２８を通じて冷却ジャケット２６内に供給される。

供給配管３４は、また、オイルポンプ３６の一端に連通している。オイルポンプ３６の他端には、オイルを貯留するリザーバタンク３８に連通する供給配管４０が連通している。すなわち、オイルポンプ３６は、リザーバタンク３８と冷却ジャケット２６とを結ぶ供給配管３４，４０上に介在されている。オイルポンプ３６は、例えば電動式のポンプであって、モータ１２の作動時（例えば車両のイグニションオン時）に、リザーバタンク３８から供給配管４０を通じてオイルを汲み上げて、そのオイルを下流側（冷却ジャケット２６側）にある供給配管３４に供給する。供給配管３４に供給されたオイルは、その供給配管３４内を流通して冷却ジャケット２６の流入口２８に達し、そして、冷却ジャケット２６内に供給される。

供給配管４０の途中には、逆止弁４２が設けられている。すなわち、逆止弁４２は、オイルポンプ３６から見て上流側（リザーバタンク３６側）にある供給配管４０に設けられている。逆止弁４２は、供給配管４０のリザーバタンク３８側からオイルポンプ３６側へのオイルの流通を許可するが、オイルポンプ３６側からリザーバタンク３８側へのオイルの逆流を阻止する機能を有している。

供給配管３４には、潤滑油系配管４４が連通している。潤滑油系配管４４は、また、例えば、ロータシャフト２０やそのロータシャフト２０に接続する減速機構の可動部に連通しており、その可動部に潤滑のためのオイルを滴下するために設けられている。モータ作動時にオイルポンプ３６によりリザーバタンク３８から汲み上げられたオイルは、その一部が供給配管３４を通じて冷却ジャケット２６に供給されると共に、かつ、その他が供給配管３４の途中から潤滑油系配管４４内を流通して上記の可動部に供給されることとなる。かかる可動部に供給されたオイルは、リターン配管４６内を流通してリザーバタンク３８にリターンされる。

また、流出口３０は、モータ１２のハウジング１４内部に露出している。ハウジング１４内は、冷却ジャケット２６の流出口３０から流出したオイルの排出通路としての機能を有している。ハウジング１４の下部には、排出口が設けられており、排出配管４８が連通している。排出配管４８は、他端を上記のリザーバタンク３８に開放している。冷却ジャケット２６の流出口３０から流出したオイルは、排出通路としてのハウジング１４内を流通して排出口に達し、更に、排出配管４８内を流通してリザーバタンク３８にリターンされる。

次に、本実施例のコイル冷却装置１０を含むシステムの動作について説明する。図４は、本実施例のコイル冷却装置１０の備える冷却ジャケット２６内のオイル流入停止後の状況を表した図を示す。

本実施例において、車両のイグニションオン時などのモータ１２が作動される際には、オイルポンプ３６が作動状態にされる。オイルポンプ３６が作動されると、リザーバタンク３８に貯留されていたオイルが吸い上げられて、逆止弁４２で阻止させることなく供給配管４０をリザーバタンク３８側からそのオイルポンプ３６側へ向けて流通し、供給配管３４及び潤滑油系配管４４に高圧で圧送される。

潤滑油系配管４４に圧送されたオイルは、その潤滑油系配管４４内を流通した後、ロータシャフト２０や減速機構などの可動部に滴下される。このため、本実施例によれば、これらの可動部を滴下オイルにより潤滑することが可能である。そして、可動部を潤滑したオイルは、リターン配管４６内を流通してリザーバタンク３８にリターンされる。

また、供給配管３４に圧送されたオイルは、その供給配管３４内を流通して吐出口３４ａから吐出された後、流入口２８から冷却ジャケット２６内に流入する。冷却ジャケット２６は、その上部に設けられて隔壁３２により互いに分離された流入口２８と流出口３０とを有し、その流入口２８はその流出口３０よりも高い位置に配置されている。このため、流入口２８から冷却ジャケット２６内に流入したオイルは、流出口３０の高さに至るまでその冷却ジャケット２６内に保持される。また、流入口２８側と流出口３０側との間にはオイルの流入に起因する差圧が発生するので、冷却ジャケット２６内には、流入口２８側から流出口３０側へ向けたオイルの流れが生ずる。

モータ１２の有するコイル２４はそのモータ作動時に発熱し得るが、上記の如く冷却ジャケット２６内にオイルが流通・保持されると、その冷却ジャケット２６に対して軸方向に隣接するステータ１８のコイル２４のコイルエンドがその流通オイルとの熱交換により冷却される。従って、本実施例によれば、冷却ジャケット２６内に冷媒としてのオイルを流通・保持することにより、モータ１２の有するコイル２４を冷却することが可能となっている。

冷却ジャケット２６内のオイルは、その上部の流入口２８から流入して環状に一周した後、流入口２８に隔壁３２を介して隣接した流出口３０から外部に流出する。冷却ジャケット２６の流出口３０から外部に流出したオイルは、排出通路としてのハウジング１４内を流通してその排出口に達し、そして、排出配管４８内を流通してリザーバタンク３８にリターンされる。

一方、例えば車両のイグニションオフによりモータ１２の作動が停止されてオイルポンプ３６の作動が停止されると、そのオイルポンプ３６によるリザーバタンク３８からのオイルの汲み上げが中止され、オイルポンプ３６による供給配管３４及び潤滑油系配管４４への高圧オイルの圧送が中止される。この場合には、可動部へのオイルの滴下が生じなくなり、その可動部の滴下オイルによる潤滑が中止される。また、供給配管３４の吐出口３４ａからの吐出が生じなくなり、その供給配管３４から冷却ジャケット２６へのオイルの流入が中止される。

本実施例において、冷却ジャケット２６は、その最下端よりも高い位置に配置された流出口３０と、その流出口３０よりも高い位置に配置された流入口２８と、を有している。この点、オイルポンプ３６の作動が停止されて供給配管３４から冷却ジャケット２６へのオイルの流入が中止されると、その冷却ジャケット２６のオイル水位が図４に示す如くその最下端よりも高くかつ流入口２８の高さよりも低い流出口３０の高さに保持されるまで、その流出口３０から外部にオイルが流出し、その後、冷却ジャケット２６のオイル水位が流出口３０の高さに保持される。すなわち、冷却ジャケット２６には、オイル流入停止後においても、その最下端からの流出口３０の高さ分だけオイルが確実に残留する。

このように、本実施例のコイル冷却装置１０によれば、冷却ジャケット２６内をその最下端から流出口３０までの高さ分だけ常にオイルで満たすことが可能となっている。このため、オイルポンプ３６の作動停止時や起動開始直後など、冷却ジャケット２６へのオイルの流入が停止されてからその再開がなされるまでの期間も、冷却ジャケット２６に残留した流出口３０の高さ分のオイルにより、モータ１２の有するコイル２４のコイルエンドを冷却することが可能となっており、この点、コイル２４を冷却する性能を確保することができ、コイル２４の冷却効率を向上させることが可能となっている。また、オイル流入停止後にも冷却ジャケット２６内の最下端から流出口３０までの高さ分のオイルがリザーバタンク３８側へリターンされることなく残留するので、その残留分だけリザーバタンク３８の容量・容積を低減することが可能となっており、例えば車両のホイール内スペースを有効活用することが可能となっている。

また、本実施例において、オイルポンプ３６とリザーバタンク３８との間の供給配管４０には、オイルポンプ３６側からリザーバタンク３８側へのオイルの逆流を阻止する逆止弁４２が設けられている。かかる構造においては、オイルポンプ３６の停止後、供給配管４０内の逆止弁４２上流側にあるオイルはリザーバタンク３８に戻りかつ供給配管３４内の一部のオイルは冷却ジャケット２６や潤滑油系配管４４に流入するが、それ以外の供給配管３４，４０内のオイルはリザーバタンク３８に戻ることなくその配管３４，４０内に留まり保持される。このため、本実施例の構成によれば、逆止弁４２が設けられていない構造に比べて、オイルポンプ３６の停止時に供給配管３４，４０からリザーバタンク３８へ戻るオイルの量が低減されるので、その分だけリザーバタンク３８の容量・容積を低減することが可能となっている。

更に、本実施例において、冷却ジャケット２６の流入口２８に連なる供給配管３４の吐出口３４ａは、流出口３０よりも高い位置に配置され、かつ、その流入口２８の上方に間隔を空けて配置されている。かかる構造によれば、オイル流入停止後に限らずオイル流入中においても、冷却ジャケット２６内のオイルをサイホン効果により供給配管３４側に吸い出すのは防止される。従って、本実施例のコイル冷却装置１０によれば、冷却ジャケット２６から供給配管３４へのオイルの逆流を確実に防止することが可能となっている。

ところで、上記の第１実施例においては、冷却ジャケット２６の流出口３０をその最上部に設けることで、コイル２４の冷却性能の向上やリザーバタンク３８の容量の低減を最も効果的なものとすることができるが、その作用効果を得るうえでは、流出口３０を少なくとも冷却ジャケット２６の最下端よりも高い位置に配置することとすれば十分である。

また、上記の第１実施例においては、冷却ジャケット２６の流入口２８を流出口３０よりも高い位置に配置することで、コイル２４の冷却性能の向上やリザーバタンク３８の容量の低減を最も効果的なものとすることができるが、その作用効果を得るうえでは、流入口２８を冷却ジャケット２６の最下端よりも高い位置に配置することとすれば十分であり、流出口３０よりも低い位置に配置することとしてもよい。

図５は、本発明の第２実施例であるコイル冷却装置１００のシステム構成図を示す。本実施例は、上記した第１実施例において、コイル冷却装置１０のシステム構成に代えて、コイル冷却装置１００のシステム構成を用いることにより実現される。尚、本実施例において、上記した第１実施例に示す構成部分と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。

本実施例のコイル冷却装置１００は、モータ１２の有するコイル２４を作動流体である冷媒により冷却する装置である。コイル冷却装置１００は、液状のオイルが流通する冷却ジャケット１０２を備えている。冷却ジャケット１０２は、樹脂などの絶縁部材からなっており、ステータ１８の軸方向端部それぞれに隣接して取り付けられている。各冷却ジャケット１０２はそれぞれ、ステータ１８の軸方向端面に沿って環状に連なるように形成された流路を有しており、オイルの流通により、軸方向に隣接するステータ１８に巻回されたコイル２４のコイルエンドを冷却する。

冷却ジャケット１０２には、該冷却ジャケット１０２内を流通すべきオイルの流入する流入口１０４、及び、該冷却ジャケット１０２内を流通したオイルの流出する流出口１０６がそれぞれ一箇所ずつ設けられている。流出口１０６は、少なくとも冷却ジャケット１０２の最下端よりも高い位置に配置されており、具体的には、環状の冷却ジャケット１０２の最上部に設けられている。また、流入口１０４は、少なくともその流出口１０６よりも低い位置に配置されており、具体的には、環状の冷却ジャケット１０２の最下部に設けられている。冷却ジャケット１０２は、流入口１０４から流出口１０６にかけて二手に分かれてモータ内部を循環する流路（図５に矢印で示す流路）により構成されている。

流入口１０４には、冷却ジャケット１０２に供給するオイルを導く供給配管１０８が連通している。供給配管１０８は、モータ１２のハウジング１４を貫いており、外部からハウジング１４内にある冷却ジャケット１０２の流入口１０４に連通していると共に、ハウジング１４外にあるオイルポンプ３６の一端に連通している。供給配管１０８の途中には、逆止弁１１０が設けられている。逆止弁１１０は、供給配管１０８のオイルポンプ３６側から冷却ジャケット１０２側へのオイルの流通を許可するが、冷却ジャケット１０２側からオイルポンプ３６側へのオイルの逆流を阻止する機能を有している。

オイルポンプ３６の他端には、オイルを貯留するリザーバタンク３８に連通する供給配管４０が連通している。すなわち、オイルポンプ３６は、リザーバタンク３８と冷却ジャケット１０２とを結ぶ供給配管４０，１０８上に介在されている。オイルポンプ３６は、モータ作動時に、リザーバタンク３８から供給配管４０を通じてオイルを汲み上げて、そのオイルを下流側（冷却ジャケット１０２側）にある供給配管１０８に供給する。供給配管１０８に供給されたオイルは、その供給配管１０８内を流通して冷却ジャケット１０２の流入口１０４に達し、そして、その冷却ジャケット１０２内に高圧で圧送される。

供給配管１０８の逆止弁１１０上流側には、潤滑油系配管４４が連通している。モータ作動時にオイルポンプ３６によりリザーバタンク３８から汲み上げられたオイルは、その一部が供給配管１０８を通じて冷却ジャケット１０２に供給されると共に、かつ、その他が供給配管１０８の途中から潤滑油系配管４４内を流通して上記の可動部に供給されることとなる。かかる可動部に供給されたオイルは、リターン配管４６内を流通してリザーバタンク３８にリターンされる。

また、流出口１０６は、モータ１２のハウジング１４内部に露出している。ハウジング１４内は、冷却ジャケット１０２の流出口１０６から流出したオイルの排出通路としての機能を有している。冷却ジャケット１０２の流出口１０６から流出したオイルは、排出通路としてのハウジング１４内を流通して排出口に達し、更に、排出配管４８内を流通してリザーバタンク３８にリターンされる。

次に、本実施例のコイル冷却装置１００を含むシステムの動作について説明する。

本実施例において、オイルポンプ３６が作動されると、リザーバタンク３８に貯留されていたオイルが吸い上げられて、供給配管１０８及び潤滑油系配管４４に高圧で圧送される。潤滑油系配管４４に圧送されたオイルは、その潤滑油系配管４４内を流通した後、ロータシャフト２０や減速機構などの可動部に滴下され、可動部を潤滑し、その後は、リターン配管４６内を流通してリザーバタンク３８にリターンされる。

また、供給配管１０８に圧送されたオイルは、その供給配管１０８内を流通した後、流入口１０４から冷却ジャケット１０２内に流入する。冷却ジャケット１０２は、その最下部に設けられた流入口１０４とその最上部に設けられた流出口１０６とを有している。従って、冷却ジャケット１０２内には、その冷却ジャケット１０２内に存在するオイルからの圧力に抗してオイルポンプ３６による高圧のオイルが流入口１０４から流入する。また、流入口１０４から冷却ジャケット１０２内に流入したオイルは、その冷却ジャケット１０２内を流通し、流出口１０６の高さに至るまでその冷却ジャケット１０２内に保持される。

上記の如く冷却ジャケット１０２内にオイルが流通・保持されると、その冷却ジャケット１０２に対して軸方向に隣接するステータ１８のコイル２４のコイルエンドがその流通オイルとの熱交換により冷却される。従って、本実施例によれば、冷却ジャケット１０２内に冷媒としてのオイルを流通・保持することにより、モータ１２の有するコイル２４を冷却することが可能となっている。

冷却ジャケット１０２内のオイルは、その最下部の流入口１０４から流入して二手に分かれて流通した後、その最上部の流出口１０６から外部に流出する。冷却ジャケット１０２の流出口１０６から外部に流出したオイルは、排出通路としてのハウジング１４内を流通してその排出口に達し、そして、排出配管４８内を流通してリザーバタンク３８にリターンされる。

一方、オイルポンプ３６の作動が停止されると、そのオイルポンプ３６によるリザーバタンク３８からのオイルの汲み上げが中止され、オイルポンプ３６による供給配管３４及び潤滑油系配管４４への高圧オイルの圧送が中止される。この場合には、可動部へのオイルの滴下が生じなくなりその可動部の滴下オイルによる潤滑が中止されると共に、供給配管１０８から冷却ジャケット１０２へのオイルの流入が中止される。

本実施例において、冷却ジャケット１０２は、流出口１０６よりも低い位置に配置された流入口１０４を有し、更に、その流入口１０４は冷却ジャケット１０２の最下部に設けられている。この点、オイルポンプ３６の作動が停止されて供給配管１０８から冷却ジャケット１０２へのオイルの流入が中止されると、その冷却ジャケット１０２内や供給配管１０８内のオイルが、冷却ジャケット１０２のオイル水位が流入口１０４の高さ（具体的にはゼロ）になるように流入口１０４側から供給配管１０８側へ逆流するおそれがあり、このため、それらのオイルのすべてが潤滑油系配管４４や可動部を経由するものを含めてリザーバタンク３８にリターンされる可能性がある。

これに対して、本実施例においては、供給配管１０８の途中に、オイルポンプ３６側から冷却ジャケット１０２側へのオイルの流通を許可する一方で、冷却ジャケット１０２側からオイルポンプ３６側へのオイルの逆流を阻止する逆止弁１１０が設けられている。かかる構造においては、オイルポンプ３６の停止後、供給配管１０８内の逆止弁１１０下流側にあるオイルや冷却ジャケット１０２内のオイルは、その逆止弁１１０上流側に逆流することなくすなわちリザーバタンク３８に戻ることなくその配管１０８内や冷却ジャケット１０２内に留まり保持される。この際、冷却ジャケット１０２内のオイル水位は流出口１０６の高さに保持される。

すなわち、オイルポンプ３６の停止によるオイル流入停止後においても、冷却ジャケット１０２内にはその流出口１０６の高さ分だけオイルが確実に残留すると共に、供給配管１０８内の逆止弁１１０下流側にはオイルが確実に残留する。このように、本実施例のコイル冷却装置１００によれば、冷却ジャケット１０２内をその最下端から流出口１０６までの高さ分だけ常にオイルで満たすことが可能となっていると共に、供給配管１０８内の逆止弁１１０下流側を常にオイルで満たすことが可能となっている。

このため、オイルポンプ３６の作動停止時や起動開始直後など、冷却ジャケット１０２へのオイルの流入が停止されてからその再開がなされるまでの期間も、冷却ジャケット１０２に残留した流出口１０６の高さ分のオイルにより、モータ１２の有するコイル２４のコイルエンドを冷却することが可能となっており、この点、コイル２４を冷却する性能を確保することができ、コイル２４の冷却効率を向上させることが可能となっている。

また、オイル流入停止後にも冷却ジャケット１０２内の最下端から流出口１０６までの高さ分のオイルや供給配管１０８内の逆止弁１１０下流側のオイルがリザーバタンク３８側へリターンされることなく残留するので、その残留分だけリザーバタンク３８の容量・容積を低減することが可能となっており、例えば車両のホイール内スペースを有効活用することが可能となっている。

また、本実施例において、オイルポンプ３６とリザーバタンク３８との間の供給配管４０には、オイルポンプ３６側からリザーバタンク３８側へのオイルの逆流を阻止する逆止弁４２が設けられている。かかる構造においては、オイルポンプ３６の停止後、供給配管４０内の逆止弁４２下流側にあるオイルや供給配管１０８の逆止弁１１０上流側にあるオイル（厳密には、潤滑油系配管４４内を流通するものを除く。）はリザーバタンク３８に戻ることなくその配管４０，１０８内に留まり保持される。このため、本実施例の構成によれば、逆止弁４２が設けられていない構造に比べて、オイルポンプ３６の停止時に供給配管４０，１０８からリザーバタンク３８へ戻るオイルの量が低減されるので、その分だけリザーバタンク３８の容量・容積を低減することが可能となっている。

更に、本実施例において、最下部の流入口１０４から環状の冷却ジャケット１０２内に流入したオイルは、その冷却ジャケット１０２内を二手に分かれて流通し、それぞれ半周した後に最上部の流出口１０６から外部へ流出する。かかる構造においては、上記第１実施例の如く流入口２８に流入したオイルが冷却ジャケット２６内を一周して流出口３０から流出する構造に比べて、冷却ジャケット１０２内の流入口から流出口に至るオイルの流通経路が短くなる。このため、本実施例のコイル冷却装置１００によれば、冷却ジャケット１０２内を流通するオイルの温度上昇を抑制し、その温度分布の均一化を図ることができ、これにより、オイル流通経路が長いことに起因した冷却性能の低下を防止することが可能となっている。

ところで、上記の第２実施例においては、冷却ジャケット１０２に、流出口１０６よりも低い位置に配置された流入口１０４を唯一つ設けることとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図６に示す如くその流出口１０６よりも低い位置に配置された流入口１０４を環状の冷却ジャケット１０２の周上に複数（図６に示す例では３つ）設けることとしてもよい。かかる変形例の構造によれば、上記の第２実施例に示す構造と同様の効果を得ることができると共に、更に、冷却ジャケット１０２がその最下部だけでなくその最下部から流出口１０６のある最上部に至る途中にも流入口１０４を有し、最下部から最上部に至るオイル流通経路の中途で新たなオイルが流入することとなるため、上記の第２実施例に示す構造と比べても、冷却ジャケット１０２内を流通するオイルの更なる温度上昇を抑制し、その温度分布の更なる均一化を図ることができ、これにより、オイル流通経路が長いことによる冷却性能の低下を更に防止することが可能となる。

また、上記の第２実施例においては、冷却ジャケット１０２内を常にオイルで満たすべく、リザーバタンク３８からオイルポンプ３６を経由して冷却ジャケット１０２にオイルを導く供給配管１０８上に、冷却ジャケット１０２側からオイルポンプ３６側へのオイルの逆流を阻止する逆止弁１１０を設けることとしているが、その逆止弁１１０に代えて、図７に示す如く、供給配管１０８に連通する潤滑油系配管４４の途中に、その潤滑油系配管４４の可動部側から供給配管１０８側へのオイルの逆流を阻止すると共に、供給配管１０８側（冷却ジャケット１０２内を含むオイルポンプ３６下流側）の圧力が所定値を超える場合にのみ供給配管１０８側から可動部側へのオイルの流通を許可する逆止弁１５０を設けることとしてもよい。

かかる変形例の構造においては、オイルポンプ３６の停止後、供給配管１０８内のオイルや冷却ジャケット１０２内のオイル，潤滑油系配管４４内の逆止弁１５０上流側のオイルは、その圧力が所定値に低下するまでは潤滑油系配管４４を経由してリザーバタンク３８にリターンするが、その所定値に達した後は潤滑油系配管４４を経由してリザーバタンク３８に戻ることはなくその配管１０８，４４内や冷却ジャケット１０２内に留まり保持される。すなわち、オイルポンプ３６の停止によるオイル流入停止後においても、冷却ジャケット１０２内や供給配管１０８内，潤滑油系配管４４内にはその圧力が所定値となるだけのオイルが確実に残留する。従って、かかる変形例のシステムによれば、冷却ジャケット１０２内や供給配管１０８内，潤滑油系配管４４内の逆止弁１５０上流側を常に所定圧以上のオイルで満たすことが可能となっており、このため、コイル２４の冷却効率を向上させると共に、リザーバタンク３８の容量・容積を低減することが可能となる。

また、上記の第２実施例においては、冷却ジャケット２６の最上部に設けられた流出口３０をモータハウジング１４内部に露出させることとしているが、その流出口３０に排出配管を連通してハウジング１４内部に開放することとしてもよい。

更に、上記の第２実施例においては、冷却ジャケット２６の流出口３０をその最上部に設けることで、コイル２４の冷却性能の向上やリザーバタンク３８の容量の低減を最も効果的なものとすることができるが、その作用効果を得るうえでは、流出口３０を少なくとも冷却ジャケット２６の最下端よりも高い位置に配置することとすれば十分である。

図８は、本発明の第３実施例であるコイル冷却装置２００のシステム構成図を示す。本実施例は、上記した第１実施例において、コイル冷却装置１０のシステム構成に代えて、コイル冷却装置２００のシステム構成を用いることにより実現される。尚、本実施例において、上記した第１実施例に示す構成部分と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。

本実施例のコイル冷却装置２００は、モータ１２の有するコイル２４を作動流体である冷媒により冷却する装置である。コイル冷却装置２００は、液状のオイルが流通する冷却ジャケット２０２を備えている。冷却ジャケット２０２は、樹脂などの絶縁部材からなっており、ステータ１８の軸方向端部それぞれに隣接して取り付けられている。各冷却ジャケット２０２はそれぞれ、ステータ１８の軸方向端面に沿って環状に連なるように形成された流路を有しており、オイルの流通により、軸方向に隣接するステータ１８に巻回されたコイル２４のコイルエンドを冷却する。

冷却ジャケット２０２には、該冷却ジャケット２０２内を流通すべきオイルの流入する流入口２０４、及び、該冷却ジャケット２０２内を流通したオイルの流出する流出口２０６がそれぞれ一箇所ずつ設けられている。冷却ジャケット２０２は、流入口２０４から流出口２０６にかけて二手に分かれてモータ内部を循環する流路により構成されている。

流入口２０４には、冷却ジャケット２０２に供給するオイルを導く供給配管２０８が連通している。供給配管２０８は、モータ１２のハウジング１４を貫いており、外部からハウジング１４内にある冷却ジャケット２０２の流入口２０４に連通していると共に、ハウジング１４外にあるオイルポンプ３６の一端に連通している。オイルポンプ３６の他端には、オイルを貯留するリザーバタンク３８に連通する供給配管４０が連通している。すなわち、オイルポンプ３６は、リザーバタンク３８と冷却ジャケット２０２とを結ぶ供給配管４０，２０８上に介在されている。オイルポンプ３６は、モータ作動時に、リザーバタンク３８から供給配管４０を通じてオイルを汲み上げて、そのオイルを下流側（冷却ジャケット２０２側）にある供給配管２０８に供給する。供給配管２０８に供給されたオイルは、その供給配管２０８内を流通して冷却ジャケット２０２の流入口２０４に達し、そして、その冷却ジャケット２０２内に高圧で圧送される。

供給配管２０８には、潤滑油系配管４４が連通している。潤滑油系配管４４の途中には、逆止弁２１０が設けられている。逆止弁２１０は、潤滑油系配管４４の可動部側から供給配管２０８側へのオイルの逆流を阻止すると共に、供給配管２０８側（すなわち、冷却ジャケット２０２内を含むオイルポンプ３６下流側）の圧力が所定値を超える場合にのみ供給配管２０８側から可動部側へのオイルの流通を許可する機能を有している。モータ作動時にオイルポンプ３６によりリザーバタンク３８から汲み上げられたオイルは、オイルポンプ３６下流側の圧力が所定値を超える場合に、その一部が供給配管２０８を通じて冷却ジャケット２０２に供給されると共に、かつ、その他が供給配管２０８の途中から潤滑油系配管４４内を流通して上記の可動部に供給されることとなる。かかる可動部に供給されたオイルは、リターン配管４６内を流通してリザーバタンク３８にリターンされる。

また、流出口２０６には、冷却ジャケット２０２内を流通したオイルを排出するための排出配管２１２が連通している。排出配管２１２は、また、モータ１２のハウジング１４内部にある或いはハウジング１４を貫いて外部にあるオイル溜まり２１４に開放されている。排出配管２１２の途中には、逆止弁２１６が設けられている。逆止弁２１６は、排出配管２１２のオイル溜まり２１４側から冷却ジャケット２０２側へのオイルの逆流を阻止すると共に、冷却ジャケット２０２側の圧力が所定値を超える場合にのみ冷却ジャケット２０２側からオイル溜まり２１４側へのオイルの流通を許可する機能を有している。尚、この冷却ジャケット２０２側の圧力に関する所定値は、逆止弁２１０についての冷却ジャケット２０２側の圧力に関する所定値と同じであることが望ましい。冷却ジャケット２０２内のオイルは、その圧力が所定値を超える場合に、流出口２０６から流出し、排出配管２１２内を流通してオイル溜まり２１４に達し、更に、排出配管２１８内を流通してリザーバタンク３８にリターンされる。

次に、本実施例のコイル冷却装置２００を含むシステムの動作について説明する。

本実施例において、オイルポンプ３６が作動されると、リザーバタンク３８に貯留されていたオイルが吸い上げられて、供給配管２０８及び潤滑油系配管４４に高圧で圧送される。潤滑油系配管４４に圧送されたオイルは、その潤滑油系配管４４内を流通した後、ロータシャフト２０や減速機構などの可動部に滴下され、可動部を潤滑し、その後は、リターン配管４６内を流通してリザーバタンク３８にリターンされる。

また、供給配管２０８に圧送されたオイルは、その供給配管２０８内を流通した後、流入口２０４から冷却ジャケット２０２内に流入する。この際、冷却ジャケット２０２内には、その冷却ジャケット２０２内に存在するオイルからの圧力に抗してオイルポンプ３６による高圧のオイルが流入口２０４から流入する。そして、冷却ジャケット２０２内に流入したオイルは、その冷却ジャケット２０２内を流通しその冷却ジャケット２０２内に保持される。

上記の如く冷却ジャケット２０２内にオイルが流通・保持されると、その冷却ジャケット２０２に対して軸方向に隣接するステータ１８のコイル２４のコイルエンドがその流通オイルとの熱交換により冷却される。従って、本実施例によれば、冷却ジャケット２０２内に冷媒としてのオイルを流通・保持することにより、モータ１２の有するコイル２４を冷却することが可能となっている。

冷却ジャケット２０２内のオイルは、流入口２０４から流入して二手に分かれて流通した後、流出口２０６から外部に流出する。冷却ジャケット２０２の流出口２０６から外部に流出したオイルは、排出配管２１２内を流通してオイル溜まり２１４に達し、そして、排出配管２１８内を流通してリザーバタンク３８にリターンされる。

一方、オイルポンプ３６の作動が停止されると、そのオイルポンプ３６によるリザーバタンク３８からのオイルの汲み上げが中止され、オイルポンプ３６による供給配管２０８及び潤滑油系配管４４への高圧オイルの圧送が中止される。この場合には、可動部へのオイルの滴下が生じなくなりその可動部の滴下オイルによる潤滑が中止されると共に、供給配管２０８から冷却ジャケット２０２へのオイルの流入が中止される。

本実施例においては、供給配管２０８に連通する潤滑油系配管４４の途中に、潤滑油系配管４４の可動部側から供給配管２０８側へのオイルの逆流を阻止すると共に、供給配管２０８側（すなわち、冷却ジャケット２０２内を含むオイルポンプ３６下流側）の圧力が所定値を超える場合にのみ供給配管２０８側から可動部側へのオイルの流通を許可しかつ供給配管２０８側の圧力が所定値以下である場合には供給配管２０８側から可動部側へのオイルの流通を阻止する逆止弁２１０が設けられている。かかる構造においては、オイルポンプ３６の停止後、供給配管２０８内のオイルや冷却ジャケット２０２内のオイル，潤滑油系配管４４内の逆止弁２１０上流側のオイルは、その圧力が所定値に低下するまでは潤滑油系配管４４を経由してリザーバタンク３８にリターンするが、その所定値に達した後は潤滑油系配管４４を経由してリザーバタンク３８に戻ることはなくその配管２０８，４４内や冷却ジャケット２０２内に留まり保持される。

また、本実施例においては、排出配管２１２の途中に、排出配管２１２のオイル溜まり２１４側から冷却ジャケット２０２側へのオイルの逆流を阻止すると共に、冷却ジャケット２０２側の圧力が所定値を超える場合にのみ冷却ジャケット２０２側からオイル溜まり２１４側へのオイルの流通を許可しかつ冷却ジャケット２０２側の圧力が所定値以下である場合には冷却ジャケット２０２側からオイル溜まり２１４側へのオイルの排出を阻止する逆止弁２１６が設けられている。かかる構造においては、オイルポンプ３６の停止後、供給配管２０８内のオイルや排出配管２１２内の逆止弁２１６上流側のオイルは、その圧力が所定値に低下するまでは排出配管２１２，２１８を経由してリザーバタンク３８にリターンするが、その所定値に達した後は排出配管２１２，２１８を経由してリザーバタンク３８に戻ることはなくその排出配管２１２内や冷却ジャケット２０２内に留まり保持される。

すなわち、オイルポンプ３６の停止によるオイル流入停止後においても、冷却ジャケット２０２内や供給配管２０８内，潤滑油系配管４４内，排出配管２１２内にはその圧力が所定値となるだけのオイルが確実に残留する。このように、本実施例のコイル冷却装置２００によれば、冷却ジャケット２０２内や供給配管２０８内，潤滑油系配管４４内の逆止弁２１０上流側，排出配管２１２の逆止弁２１６上流側を常に所定圧以上のオイルで満たすことが可能となっている。

このため、オイルポンプ３６の作動停止時や起動開始直後など、冷却ジャケット２０２へのオイルの流入が停止されてからその再開がなされるまでの期間も、冷却ジャケット２０２に残留したオイルにより、モータ１２の有するコイル２４のコイルエンドを冷却することが可能となっており、この点、コイル２４を冷却する性能を確保することができ、コイル２４の冷却効率を向上させることが可能となっている。また、オイル流入停止後にも冷却ジャケット２０２内などのオイルがリザーバタンク３８側へリターンされることなく残留するので、その残留分だけリザーバタンク３８の容量・容積を低減することが可能となっており、例えば車両のホイール内スペースを有効活用することが可能となっている。

また、本実施例において、流入口２０４から環状の冷却ジャケット２０２内に流入したオイルは、その冷却ジャケット２０２内を二手に分かれて流通し、それぞれ半周した後に流出口２０６から外部へ流出する。かかる構造においては、上記第１実施例の如く流入口２８に流入したオイルが冷却ジャケット２６内を一周して流出口３０から流出する構造に比べて、流入口から流出口に至るオイルの流通経路が短くなる。このため、本実施例のコイル冷却装置２００によれば、冷却ジャケット２０２内を流通するオイルの温度上昇を抑制し、その温度分布の均一化を図ることができ、これにより、オイル流通経路が長いことに起因した冷却性能の低下を防止することが可能となっている。

ところで、上記の第３実施例においては、冷却ジャケット２０２に、流入口２０４を唯一つ設けることとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、流入口２０４を環状の冷却ジャケット２０２の周上に複数設けることとしてもよい。かかる変形例の構造によれば、上記の第３実施例に示す構造と同様の効果を得ることができると共に、更に、冷却ジャケット２０２がその環状の周上に複数の流入口２０４を有し、オイル流通経路の中途で新たなオイルが流入することとなるため、上記の第３実施例に示す構造と比べても、冷却ジャケット２０２内を流通するオイルの更なる温度上昇を抑制し、その温度分布の更なる均一化を図ることができ、これにより、オイル流通経路が長いことに起因した冷却性能の低下を更に防止することが可能となる。

また、図９に示す如く、環状の冷却ジャケット２０２の周上に流入口２０４を複数設けると共に、更に、流出口２０６を複数設けることとしてもよい（図９に示す例では３つずつ）。この際、流入口２０４と流出口２０６とを、互いに同数としたうえで冷却ジャケット２０２の周上に交互に配置することとしてもよい。かかる変形例の構造においては、図９に矢印で示す如く、各流入口２０４からはそれぞれ両隣りの２つの流出口２０６へ向かうオイル流通経路が形成され、かつ、各流出口２０６にはそれぞれ両隣りの２つの流入口２０４から導かれるオイル流通経路が形成されるので、冷却ジャケット２０２内に流入口２０４から流出口２０６に至るスムースなオイルの流れを形成することができる。また、かかる変形例の構造においては、上記第１実施例の如く流入口２８に流入したオイルが冷却ジャケット２６内を一周して流出口３０から流出する構造に比べて、冷却ジャケット２０２内の流入口２０４から流出口２０６に至るオイルの流通経路が短くなる（図９に示す例では、オイル流通経路が環状の冷却ジャケット２０２の周上６０°分だけになるので、約１／６になる。）ので、冷却ジャケット２０２内を流通するオイルの温度上昇を抑制し、その温度分布の均一化を図ることができ、これにより、オイル流通経路が長いことによる冷却性能の低下を防止することが可能となる。

また、上記の第３実施例においては、潤滑油系配管４４の途中に、供給配管２０８側の圧力が所定値を超える場合にのみ供給配管２０８側から可動部側へのオイルの流通を許可しかつ供給配管２０８側の圧力が所定値以下である場合には供給配管２０８側から可動部側へのオイルの流通を阻止する逆止弁２１０を設けることとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、その逆止弁２１０に代えて、上記の第２実施例に示す逆止弁１１０と同様の、供給配管２０８の途中に、供給配管２０８のオイルポンプ３６側から冷却ジャケット２０２側へのオイルの流通を許可する一方で、冷却ジャケット２０２側からオイルポンプ３６側へのオイルの逆流を阻止する逆止弁を設けることとしてもよい。

尚、上記の第１乃至第３実施例においては、冷却ジャケット２６，１０２，２０２を、ステータ１８の両軸方向端部それぞれに取り付けるのがそのコイル２４を冷却するうえでは望ましいが、片側だけに取り付けることとしてもよい。

本発明の第１実施例であるコイル冷却装置を備えるモータの側断面図である。本実施例のコイル冷却装置のシステム構成図である。本実施例のコイル冷却装置の詳細構成図である。本実施例のコイル冷却装置の備える冷却ジャケット内のオイル流入停止後の状況を表した図である。本発明の第２実施例であるコイル冷却装置のシステム構成図である。本発明の変形例であるコイル冷却装置のシステム構成図である。本発明の変形例であるコイル冷却装置のシステム構成図である。本発明の第３実施例であるコイル冷却装置のシステム構成図である。本発明の変形例であるコイル冷却装置のシステム構成図である。

符号の説明

１０，１００，２００コイル冷却装置
１２モータ
１４ハウジング
２４コイル
２６，１０２，２０２冷却ジャケット
２８，１０４流入口
３０，１０６流出口
３４，４０，１０８供給配管
３６オイルポンプ
３８リザーバタンク
１１０，１５０，２１０，２１６逆止弁
２１２排出配管

Claims

モータの有するコイルを冷却すべく作動流体が流通する冷却ジャケットを備えるコイル冷却装置であって、
前記冷却ジャケットの流出口を該冷却ジャケットの最下端よりも高い位置に配置したことを特徴とするコイル冷却装置。
前記冷却ジャケットの流入口を前記流出口よりも高い位置に配置したことを特徴とする請求項１記載のコイル冷却装置。
前記流入口に作動流体を導く供給配管の吐出口を該流入口の上方に間隔を空けて配置したことを特徴とする請求項２記載のコイル冷却装置。
前記冷却ジャケットの流入口を前記流出口よりも低い位置に配置すると共に、
前記流入口に連通して作動流体を導く供給配管に、該流入口側からの作動流体の逆流を阻止する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１記載のコイル冷却装置。
前記冷却ジャケットが複数の前記流入口を有することを特徴とする請求項４記載のコイル冷却装置。
モータの有するコイルを冷却すべく作動流体が流通する冷却ジャケットを備えるコイル冷却装置であって、
前記冷却ジャケットの流出口に連通する排出配管に、該流出口側への作動流体の逆流を阻止すると共に、該冷却ジャケット内の圧力が所定値以下である場合に該流出口側からの作動流体の排出を阻止する逆止弁を設けたことを特徴とするコイル冷却装置。
前記冷却ジャケットが、複数の前記流出口と、該流出口に対して交互に配置された該流出口の数と同数の流入口と、を有することを特徴とする請求項６記載のコイル冷却装置。
前記冷却ジャケットが、モータ内部を循環する流路により構成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項記載のコイル冷却装置。