JP2011166991A - 回転電機の冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の回転電機および第２の回転電機に供給される冷却液の総量を増大させずに、第１の回転電機および第２の回転電機に供給される冷却液の量を適切に分配することができ、第１の回転電機および第２の回転電機の冷却効率を向上させることができる回転電機の冷却構造を提供すること。
【解決手段】モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のステータ２８、３２に供給されるオイルを貯留するオイル貯留部４１を有し、このオイル貯留部４１が、モータジェネレータＭＧ２のコイルエンド３４ａ、３４ｂにオイルを供給するオイル供給孔４８ａ、４８ｂと、モータジェネレータＭＧ１のコイルエンド３０ａ、３０ｂにオイルを供給するオイル供給孔４９ａ、４９ｂとを有し、オイル供給孔４８ａ、４８ｂとオイル供給孔４９ａ、４９ｂとの高さを異なる高さに設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機の冷却構造に関し、特に、第１の回転電機および第２の回転電機のステータを冷却液によって冷却するようにした回転電機の冷却構造に関する。

自動車等の車両に搭載される電動機や発電機等の回転電機は、回転自在なロータと、ロータを取り囲むようにロータの外周部に設けられたステータコアおよびステータコアに巻回されるステータコイルを有するステータとを含んで構成されている。
電動機は、ステータコイルに通電して回転力を得るものであり、発電機は、ロータの回転によりステータコイルに流れる電流を取り出すものである。

そして、ロータの回転時にステータコイルに電流が流れると、ステータコアやステータコイルが発熱する。これらの発熱は、電動機や発電機の内部を貫通する磁束に影響を与え、運転効率（回転効率、発電効率）を低下させてしまう。したがって、運転効率を維持するため、回転電機を冷却する必要がある。

このような回転電機は、ケースで覆われた形で車両に搭載される。したがって、回転電機の冷却には、このケース内にオイルの通路を設け、通路内を通過するオイルによる冷却、すなわち、液冷が適用されることが多い。

従来のこの種の回転電機の冷却構造としては、図７に示すようなものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
図７において、車両のトランスアクスルのケース１内には回転電機２が設けられており、この回転電機２は、ロータ３と、ロータ３を取り囲むようにロータ３の外周に設けられたステータ４とを備えている。

ロータ３は、ロータ３の中心線に沿って延びるシャフト５に取付けられており、シャフト５は、ケース１にベアリング１ａを介して回転自在に支持されている。
ステータ４は、ステータコア６と、ステータコア６に巻回されたステータコイル７とを備えており、ステータコイル７を通電すると、磁界が発生し、この発生した磁界に基づいて、ロータ３とステータ４との間に磁束の流れが形成されることによって、ロータ３が回転力を得るようになっている。

また、ケース１の内部には回転電機２の上方に位置するようにオイルチューブ８が設けられており、このオイルチューブ８の内部には冷却液であるオイルが流れるようになっている。このオイルチューブ８は、ケース１の下部に設けられたオイルパン９に貯留されたオイルをオイルポンプ１０によって吸い上げるようになっている。

また、オイルチューブ８にはステータコア６の軸線方向両端から外方に突出するステータコイル７のコイルエンド７ａに対向するようにオイル供給孔８ａが形成されており、オイルチューブ８を流れるオイルは、オイル供給孔８ａからコイルエンド７ａに吐出されるようになっている。

コイルエンド７ａに吐出されたオイルは、ステータコイル７の中で最も高温になるコイルエンド７ａの周方向に沿ってコイルエンド７ａの下部に流れ落ちるようになっており、このオイルがコイルエンド７ａを流れ落ちる間に、コイルエンド７ａからオイルに熱が伝わり、ステータ４の冷却が行われる。

特開２００６−１１５６５０号公報

このような従来の回転電機２の冷却構造にあっては、電動機と発電機の２つの回転電機２を冷却する場合には、２つの回転電機２のステータコイル７のコイルエンド７ａにオイルを供給して冷却する必要があり、しかも電動機と発電機とは、内燃機関の負荷に応じて冷却に必要なオイル供給量が異なるため、内燃機関の負荷に応じて必要なオイル供給量を適切に分配する必要がある。

しかしながら、従来の回転電機の冷却構造にあっては、電動機と発電機との冷却に必要なオイル供給量を適切に分配する構造となっていないため、電動機と発電機との冷却に必要なオイル供給量を適切に分配することができない。

すなわち、ハイブリッド車両等にあっては、内燃機関の負荷が小さい状態、すなわち、エンジン回転数が低い領域では、電動機が発電機の発電エネルギにより回転駆動されて走行用駆動力源として機能し、エンジン回転数が高い領域では、電動機がエンジンによって回転駆動されることにより発電機として機能する。

ここで、図８に示すように回転電機を発電機２ａおよび電動機２ｂとから構成し、オイルチューブ８Ａ、８Ｂを発電機２ａおよび電動機２ｂの上方にそれぞれ設け、オイルポンプ１０からオイルチューブ８Ａ、８Ｂを通して発電機２ａと電動機２ｂとにオイルを同じ比率で分配する場合を考える。

エンジン回転数が低い領域では、電動機２ｂが走行用駆動力源として機能するため、主に電動機２ｂのステータコイル７の発熱量が増大し、エンジン回転数が高い領域では、主に発電機２ａのステータコイル７の発熱量が増大することになる。

このため、図９に示すように、エンジン回転数が低い領域では、発電機２ａよりも電動機２ｂにより多くのオイルを供給して電動機２ｂを積極的に冷却したいのにもかかわらず、電動機２ｂと同じ量のオイルが発電機２ａに供給されてしまう。すなわち、図９に示すように発電機２ａに不要なオイル量（ａ）が分配されて電動機２ｂに必要なオイル量が供給されなくなってしまい、電動機２ｂの冷却効率が低下してしまう。

一方、エンジン回転数が高い領域では、電動機２ｂよりも発電機２ａにより多くのオイルを供給して発電機２ａを積極的に冷却したいのにもかかわらず、発電機２ａと同じ量のオイルが電動機２ｂに供給されてしまう。すなわち、図９に示すように、電動機２ｂに不要なオイル量（ｂ）が供給されてしまい、発電機２ａの冷却効率が低下してしまう。

したがって、エンジン回転数が高い領域において発電機２ａの冷却効率が低下しないようにするためには、電動機２ｂに供給されるオイル量を補う分だけのオイルをオイルポンプ１０から吐出して発電機２ａに供給しなければならない。

このため、発電機２ａと電動機２ｂに供給されるオイルの総量が増大してしまい、オイルポンプ１０が大型化してしまう。この結果、オイルポンプ１０の製造コストおよび重量が増大してしまうとともに、大型のオイルポンプを駆動するためにエンジンの燃費が悪化してしまうことになる。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、第１の回転電機および第２の回転電機に供給される冷却液の総量を増大させずに、第１の回転電機および第２の回転電機に供給される冷却液量を適切に分配することができ、第１の回転電機および第２の回転電機の冷却効率を向上させることができる回転電機の冷却構造を提供することを目的とする。

本発明に係る回転電機の冷却構造は、上記目的を達成するため、（１）回転自在なロータと、前記ロータを取り囲むように前記ロータの外周部に設けられたステータコアおよび前記ステータコアに巻回されるステータコイルを有するステータとを含んでそれぞれが構成される第１の回転電機および第２の回転電機を冷却する回転電機の冷却構造であって、前記第１の回転電機および前記第２の回転電機を収容するケースと、前記第１の回転電機および前記第２の回転電機の上部に位置するとともに前記第１の回転電機および前記第２の回転電機の上部に亘って延在するようにして前記ケース内に設けられ、冷却液が貯留される冷却液貯留部と、前記冷却液貯留部に冷却液を供給する冷却液供給手段とを備え、前記冷却液貯留部が、前記第１の回転電機の前記ステータに冷却液を供給する第１の冷却液供給孔と、前記第２の回転電機の前記ステータに冷却液を供給する第２の冷却液供給孔とを備え、前記第１の冷却液供給孔と前記第２の冷却液供給孔との高さが異なる高さに設定されるものから構成されている。

この回転電機の冷却構造は、第１の回転電機および第２の回転電機のステータに供給される冷却液が貯留される冷却液貯留部が、第１の回転電機のステータに冷却液を供給する第１の冷却液供給孔と、第２の回転電機のステータに第２の回転電機に冷却液を供給する第２の冷却液供給孔とを備え、第１の冷却液供給孔と第２の冷却液供給孔との高さが異なる高さに設定されるので、第１の回転電機および第２の回転電機に供給される冷却液量が異なる領域において、適切に冷却液量を分配することができる。

すなわち、例えば、冷却構造がハイブリッド車両に設けられた場合には、内燃機関の低回転域において、冷却液貯留部に貯留された冷却液を第１の冷却液供給孔のみから第１の回転電機に供給することにより、第１の回転電機を積極的に冷却することができ、第１の回転電機の冷却効率を向上させることができる。

また、内燃機関の回転数が増大するのに伴って冷却液貯留部に貯留される冷却液量が増大すると、第１の冷却液供給孔と第２の冷却液供給孔とから第１の回転電機および第２の回転電機に冷却液を分配することができる。

このとき、第１の冷却液供給孔から第１の回転電機に供給される冷却液を増大させずに第２の冷却液供給孔から第２の回転電機に供給される冷却液を増大させることができるため、冷却液供給手段から冷却液貯留部に供給される冷却液の総量を増大させることなく、第２の回転電機を効率よく冷却することができる。

上記（１）に記載の回転電機の冷却構造において、（２）前記冷却液貯留部は、前記第１の回転電機の前記ステータに対向する第１の底面と前記第２の回転電機の前記ステータに対向する第２の底面とが段差を介して異なる高さに設定され、前記第１の冷却液供給孔が前記第１の底面に形成されるとともに、前記第２の冷却液供給孔が前記第２の底面に形成されるものから構成されている。

この回転電機の冷却構造の冷却液貯留部は、第１の回転電機のステータに対向する第１の底面と第２の回転電機のステータに対向する第２の底面とが段差を介して異なる高さに設定され、第１の冷却液供給孔が第１の底面に形成されるとともに、第２の冷却液供給孔が第２の底面に形成されるので、例えば、冷却構造がハイブリッド車両に設けられた場合には、内燃機関の低回転域において、冷却液貯留部の第１の底面上に貯留された冷却液を第１の冷却液供給孔のみから第１の回転電機に供給することにより、第１の回転電機を積極的に冷却することができる。

また、第１の底面よりも第２の底面の高さを高くすることにより、内燃機関の回転数が増大するのに伴って冷却液貯留部に貯留される冷却液量が増大すると、第１の底面に加えて第２の底面上に冷却液が貯留され、第２の底面に貯留された冷却液を第２の冷却液供給孔から第２の回転電機に冷却液を供給することができる。

このように冷却液貯留部の第１の底面および第２の底面の高さを異ならせることにより、第１の回転電機および第２の回転電機に供給される冷却液を適切に分配することができるため、冷却構造を簡素化することができる。

上記（１）または（２）に記載の回転電機の冷却構造において、（３）前記第１の冷却液供給孔および前記第２の冷却液供給孔が、前記第１の回転電機および前記第２の回転電機の前記ステータコアの軸線方向両端から外方に突出する前記ステータコイルのコイルエンドに対向して複数個設けられるものから構成されている。

この回転電機の冷却構造は、供給孔を、ステータコアの軸線方向両端から外方に突出するステータコイルのコイルエンドに対向させることができるため、最も高温となるコイルエンドに充分な量の冷却液を供給することができ、第１の回転電機および第２の回転電機の冷却性能を向上させることができる。

上記（１）ないし（３）に記載の回転電機の冷却構造において、（４）前記冷却液供給手段が、内燃機関によって駆動され、前記内燃機関の回転数に比例した量の冷却液を前記冷却液貯留部に供給する冷却液ポンプを有するものから構成されている。

この回転電機の冷却構造は、冷却液供給手段が、内燃機関によって駆動され、内燃機関の回転数に比例した量の冷却液を冷却液貯留部に供給する冷却液ポンプを有するので、第１の回転電機および第２の回転電機に供給される冷却液の総量を増大させずに、第１の回転電機および第２の回転電機に供給される冷却液量を適切に分配することができる。

このように、第１の回転電機および第２の回転電機に供給されるオイルの総量を増大させるのを不要にできるため、冷却液の吐出容量が大きい冷却液ポンプを不要にして、冷却液ポンプの重量および製造コストが増大するのを防止することができるとともに、冷却液ポンプを駆動するために内燃機関の燃費が悪化するのを防止することができる。

本発明によれば、第１の回転電機および第２の回転電機に供給される冷却液の総量を増大させずに、第１の回転電機および第２の回転電機に供給される冷却液量を適切に分配することができ、第１の回転電機および第２の回転電機の冷却効率を向上させることができる回転電機の冷却構造を提供することができる。

本発明に係る回転電機の冷却構造の一実施の形態を示す図であり、ハイブリッド車両のトランスアクスルの概略構成図である。 本発明に係る回転電機の冷却構造の一実施の形態を示す図であり、回転電機の冷却構造を備えたトランスアクスルの要部概略断面図である。 本発明に係る回転電機の冷却構造の一実施の形態を示す図であり、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に供給されるオイルを分配する手順を示す図である。 本発明に係る回転電機の冷却構造の一実施の形態を示す図であり、分配オイル量とエンジン回転数との関係を示す図である。 本発明に係る回転電機の冷却構造の一実施の形態を示す図であり、他の形状の回転電機の冷却構造を備えたトランスアクスルの要部概略断面図である。 本発明に係る回転電機の冷却構造の一実施の形態を示す図であり、他の形状の回転電機の冷却構造を備えたトランスアクスルの要部概略断面図である。 従来の１つの回転電機の冷却構造を備えたトランスアクスルの要部概略断面図である。 従来の２つの回転電機の冷却構造を備えたトランスアクスルの要部概略断面図である。 従来の分配オイル量とエンジン回転数との関係を示す図である。

以下、本発明に係る回転電機の冷却構造の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図６は、本発明に係る回転電機の冷却構造の一実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図１において、自動車等の車両の駆動装置を構成するトランスアクスル１１は、第１の回転電機としてのモータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ２の回転軸１２に接続される減速機１３と、減速機１３で減速された回転軸１２の回転に応じて回転し、車輪に接続される車軸１４と、内燃機関としてのエンジン１５と、第２の回転電機としてのモータジェネレータＭＧ１と、減速機１３とエンジン１５とモータジェネレータＭＧ１との間で動力分配を行う動力分配機構１６とを備えている。

減速機１３は、モータジェネレータＭＧ２から動力分配機構１６への減速比が、例えば、２倍以上である。また、エンジン１５のクランクシャフト１７とモータジェネレータＭＧ１のロータ１８とモータジェネレータＭＧ２のロータ１９とは、同じ軸を中心に回転するようになっている。

動力分配機構１６は、プラネタリギヤから構成されており、クランクシャフト１７に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸２０に結合されたサンギヤ２１と、クランクシャフト１７と同軸上に回転可能に支持されているリングギヤ２２と、サンギヤ２１とリングギヤ２２との間に配置され、サンギヤ２１の外周を自転しながら公転するピニオンギヤ２３と、クランクシャフト１７の端部に結合され、各ピニオンギヤ２３の回転軸を支持するプラネタリキャリア２４とを含んで構成されている。

動力分配機構１６は、サンギヤ２１に結合されたサンギヤ軸２０と、リングギヤ２２に結合されたリングギヤケース１６ａおよびプラネタリキャリア２４に結合されたクランクシャフト１７の３軸が動力の入出力軸とされる。

そして、この３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力が決定されると、残りの１軸に入出力される動力は、他の２軸に入出力される動力に基づいて定まる。

リングギヤケース１６ａには動力の取出し用のカウンタドライブギヤ２５が取付けられており、このカウンタドライブギヤ２５は、リングギヤ２２と一体的に回転するようになっている。カウンタドライブギヤ２５は、動力伝達減速ギヤ２６に接続されており、カウンタドライブギヤ２５と動力伝達減速ギヤ２６との間で動力の伝達が行われるようになっている。

すなわち、動力伝達減速ギヤ２６は、カウンタドライブギヤ２５に接続されるカウンタドリブンギヤ３９と、カウンタドリブンギヤ３９に接続されるファイナルドライブギヤ４０とから構成されている。

動力伝達減速ギヤ２６のファイナルドライブギヤ４０は、ディファレンシャルギヤ２７に接続されており、動力伝達減速ギヤ２６は、ディファレンシャルギヤ２７に動力を伝達するようになっている。また、下り坂等では車輪の回転がディファレンシャルギヤ２７に伝達されるようになっており、動力伝達減速ギヤ２６はディファレンシャルギヤ２７によって駆動される。

一方、モータジェネレータＭＧ１は、複数個の永久磁石が埋め込まれているロータ１８と、ロータ１８を取り囲むようにロータ１８の外周部に設けられ、回転磁界を形成するステータ２８とを含んで構成されており、ステータ２８は、ステータコア２９と、ステータコア２９に巻回されるステータコイルとしての三相コイル３０とを含んで構成される。

ロータ１８は、動力分配機構１６のサンギヤ２１と一体的に回転するサンギヤ軸２０に結合されており、ステータコア２９は、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、図示しないボルト等の固定手段によってケース３１（図２参照）に固定されている。また、クランクシャフト１７およびサンギヤ軸２０は、図示しないベアリングを介してケース３１（図２参照）に回転自在に支持されている。

モータジェネレータＭＧ１は、ロータ１８に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイル３０によって形成される磁界との相互作用によりロータ１８を回転駆動する電動機として動作する。また、モータジェネレータＭＧ１は、永久磁石による磁界とロータ１８の回転との相互作用により、三相コイル３０の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。

モータジェネレータＭＧ２は、複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ１９と、ロータ１９を取り囲むようにロータ１９の外周部に設けられ、回転磁界を形成するステータ３２とを含んで構成されており、ステータ３２は、ステータコア３３と、ステータコア３３に巻回されるステータコアとしての三相コイル３４とを含んで構成されている。

ロータ１９は、動力分配機構１６のリングギヤ２２と一体的に回転するリングギヤケース１６ａに減速機１３によって結合されている。また、ステータコア３３は、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないボルト等の固定手段によってケース３１（図２参照）に固定されている。

モータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界とロータ１９の回転との相互作用により三相コイル３４の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。また、モータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界と三相コイル３４によって形成される磁界との相互作用によりロータ１９を回転駆動する電動機として動作する。本実施の形態では、モータジェネレータＭＧ１が主に発電機として機能し、モータジェネレータＭＧ２が主に電動機として機能する。

減速機１３は、プラネタリギヤの回転要素の一つであるプラネタリキャリア３５がトランスアクスル１１のケース３１に固定された構造により減速を行う。すなわち、減速機１３は、ロータ１９のシャフトに結合されたサンギヤ３６と、リングギヤ２２と一体的に回転するリングギヤ３７と、リングギヤ３７およびサンギヤ３６に噛み合いサンギヤ３６の回転をリングギヤ３７に伝達するピニオンギヤ３８とを含んで構成されている。

減速機１３は、例えば、サンギヤ３６の歯数に対しリングギヤ３７の歯数を２倍以上にすることにより、減速比を２倍以上にすることができる。

図２は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の冷却構造の概略構成図である。モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、ケース３１に収納されており、このモータジェネレータＭＧ１、Ｇ２の上方には冷却液としてのオイルが貯留される冷却液貯留部としてのオイル貯留部４１が設けられている。

このオイル貯留部４１は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の上部に亘って設けられており、底面４２と、底面４２を取り囲むようにして底面４２から立設された周壁４３とを備えている。なお、周壁４３の一部は、ケース３１の一部から構成されている。

また、ケース３１の底面にはオイルパン４４が取付けられており、このオイルパン４４にはオイルＯが充填されている。このオイルＯは、オイル供給パイプ４５を通して冷却液ポンプとしてのオイルポンプ４６によって吸い上げられるようになっており、オイルポンプ４６によって吸い上げられたオイルは、オイル供給パイプ４５からオイル貯留部４１に供給されるようになっている。なお、本実施の形態では、オイル供給パイプ４５およびオイルポンプ４６がオイル供給手段を構成している。

また、オイルポンプ４６は、エンジン１５によって駆動されるようになっており、エンジン１５の回転数に比例した量、すなわち、エンジン１５の回転数が増大するのに伴ってオイルをオイル貯留部４１に供給するオイル量を増大するようになっている。

また、オイル貯留部４１の底面４２は、段差４７を介して高さの異なる第１の底面４８および第２の底面４９から構成されており、第１の底面４８は、モータジェネレータＭＧ２に対向するとともに、第２の底面４９は、モータジェネレータＭＧ１に対向している。

また、第１の底面４８および第２の底面４９にはそれぞれ第１の冷却液供給孔としてのオイル供給孔４８ａ、４８ｂおよび第２の冷却液供給孔としてのオイル供給孔４９ａ、４９ｂが設けられており、オイル供給孔４８ａ、４８ｂ、４９ａ、４９ｂは、ステータコア２９、３３の軸線方向両端から外方に突出して最も高温となる三相コイル３０、３４のコイルエンド３０ａ、３０ｂ、３４ａ、３４ｂに対向して設けられ、コイルエンド３０ａ、３０ｂ、３４ａ、３４ｂにオイルを吐出（供給）するようになっている。

また、第１の底面４８は、第２の底面４９に対して下方に設けられており、オイル供給孔４８ａ、４８ｂは、オイル供給孔４９ａ、４９ｂに対して下方に位置している。すなわち、本実施の形態のオイル供給孔４８ａ、４８ｂとオイル供給孔４９ａ、４９ｂとは、異なる高さに設定されている。

次に、作用を説明する。
本実施の形態では、モータジェネレータＭＧ１が発電機として機能し、モータジェネレータＭＧ２が電動機として機能するため、エンジン１５の負荷が小さい領域、すなわち、エンジン１５の回転数が低い領域では、主にモータジェネレータＭＧ２によって車軸１４を介して車輪が駆動される。

また、エンジン１５の負荷が大きい領域、すなわち、エンジン１５の回転数が大きい領域では、エンジン１５によって車軸１４を介して車輪が駆動され、このときには、モータジェネレータＭＧ１がエンジン１５によって回転駆動されることにより発電機として機能する。

また、エンジン１５が駆動されると、オイルポンプ４６がオイル供給パイプ４５を通してオイルパン４４のオイルＯを吸い上げ、オイル供給パイプ４５を通してオイル貯留部４１にオイルを供給する。

エンジン１５の回転数が低い領域では、オイル貯留部４１に供給されるオイル量が少ないため、図３（ａ）に示すようにオイル貯留部４１に貯留されるオイルＯは、第１の底面４８の上部のみに貯留される。

このため、オイル供給孔４８ａ、４８ｂからモータジェネレータＭＧ２のコイルエンド３４ａ、３４ｂにオイルが供給される。コイルエンド３４ａ、３４ｂに供給されたオイルは、コイルエンド３４ａ、３４ｂの周方向に沿ってコイルエンド３４ａ、３４ｂの下部に流れ落ち、このオイルがコイルエンド３４ａ、３４ｂを流れ落ちる間に、コイルエンド３４ａ、３４ｂからオイルに熱が伝わり、ステータ３２の冷却が行われる。
すなわち、エンジン１５の回転数が低い領域では、オイル貯留部４１に貯留されるオイルがモータジェネレータＭＧ２のみに分配される。

また、エンジン１５の回転が高くなるのに伴ってオイルポンプ４６からオイル貯留部４１に供給されるオイル量が増大する。図３（ｂ）に示すように、このオイルが段差４７の頂点ａを乗り越えて第２の底面４９に到達すると、オイル貯留部４１に貯留されるオイルＯは、第２のオイル供給孔４９ａ、４９ｂからモータジェネレータＭＧ１のコイルエンド３０ａ、３０ｂに必要なオイル量（ｃ）が供給される（図４参照）。

コイルエンド３０ａ、３０ｂに吐出されたオイルは、コイルエンド３０ａ、３０ｂの周方向に沿ってコイルエンド３０ａ、３０ｂの下部に流れ落ち、このオイルがコイルエンド３０ａ、３０ｂを流れ落ちる間に、コイルエンド３０ａ、３０ｂからオイルに熱が伝わり、ステータ３２の冷却が行われる。

すなわち、オイル貯留部４１に貯留されるオイルが段差４７の頂点ａを乗り越えて第２の底面４９に到達すると、図４のＡ１点を境にオイル貯留部４１に貯留されるオイルＯが、オイル供給孔４８ａ、４８ｂおよび第２のオイル供給孔４９ａ、４９ｂによってモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に分配される。

また、図３（ｃ）に示すように、エンジン１５の回転数がさらに増大するに従ってオイルポンプ４６からオイル貯留部４１に供給されるオイル量がさらに増大すると、オイルＯは、第１の底面４８の上部に加えて第２の底面４９の上部に貯留され、オイル供給孔４９ａ、４９ｂから吐出されるオイル量は、エンジン１５の回転が増大するに従って増大する。

また、図４に示すように、Ａ１点を境にしてオイル供給孔４８ａ、４８ｂからモータジェネレータＭＧ２に供給されるオイル量が略一定となるのに対して、オイル供給孔４９ａ、４９ｂからモータジェネレータＭＧ１に供給されるオイルが増大するため、モータジェネレータＭＧ２に必要以上のオイルが供給されることがなく、モータジェネレータＭＧ１に必要なオイル量（ｄ）が供給される。

このように本実施の形態では、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のステータ２８、３２に供給されるオイルを貯留するオイル貯留部４１を有し、このオイル貯留部４１が、モータジェネレータＭＧ２のコイルエンド３４ａ、３４ｂにオイルを供給するオイル供給孔４８ａ、４８ｂと、モータジェネレータＭＧ１のコイルエンド３０ａ、３０ｂにオイルを供給するオイル供給孔４９ａ、４９ｂとを有し、オイル供給孔４８ａ、４８ｂとオイル供給孔４９ａ、４９ｂとの高さを異なる高さに設定したので、エンジン１５の低回転域において、オイル貯留部４１に貯留されたオイルをオイル供給孔４８ａ、４８ｂからモータジェネレータＭＧ２のみに分配して供給することにより、モータジェネレータＭＧ２を積極的に冷却することができ、モータジェネレータＭＧ２の冷却効率を向上させることができる。

また、エンジン１５の回転数が増大するのに伴ってオイル貯留部４１に貯留されるオイル量が増大すると、オイル供給孔４８ａ、４８ｂからモータジェネレータＭＧ２に供給されるオイルを増大させずにオイル供給孔４９ａ、４９ｂからモータジェネレータＭＧ１に供給されるオイルを増大させることができるため、オイルポンプ４６からオイル貯留部４１に供給されるオイルの総量を増大させることなく、モータジェネレータＭＧ１を効率よく冷却することができる。

すなわち、本実施の形態では、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に供給されるオイル量を、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の最適な要求冷却量に分配することができるため、図４の破線Ｂで示すように、従来のようにモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に供給されるオイルの総量に比べて、実線Ｂ１で示すように、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に供給されるオイルの総量を少なくして、モータジェネレータＭＧ１を効率よく冷却することができる。このため、オイルの吐出容量が大きいオイルポンプ４６を不要にできる。

このため、オイルポンプ４６の重量および製造コストが増大するのを防止することができるとともに、オイルポンプ４６を駆動するためにエンジン１５の燃費が悪化するのを防止することができる。

また、本実施の形態のオイル貯留部４１は、モータジェネレータＭＧ２のステータ３２に対向する第１の底面４８と、モータジェネレータＭＧ１のステータ２８に対向する第２の底面４９とが段差４７を介して異なる高さに設定され、オイル供給孔４８ａ、４８ｂを第１の底面４８に形成するとともに、オイル供給孔４９ａ、４９ｂを第２の底面４９に形成したので、オイル貯留部４１の第１の底面４８および第２の底面４９の高さを異ならせるだけの簡単な構成によってモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に供給されるオイルを適切に分配することができ、冷却構造を簡素化することができる。

また、本実施の形態では、オイル供給孔４８ａ、４８ｂ、４９ａ、４９ｂを、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のステータコア２９、３３の軸線方向両端から外方に突出する三相コイル３０、３４のコイルエンド３０ａ、３０ｂ、３４ａ、３４ｂに対向して設けたので、最も高温となるコイルエンド３０ａ、３０ｂ、３４ａ、３４ｂに充分な量のオイルを供給することができ、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の冷却性能を向上させることができる。

また、本実施の形態では、オイル貯留部４１の底面４２を、段差４７を介して高さの異なる第１の底面４８および第２の底面４９から構成し、第１の底面４８および第２の底面４９にはオイル供給孔４８ａ、４８ｂ、４９ａ、４９ｂを形成しているが、図５に示すように、オイル貯留部４１の底面５０を平面にし、周壁４３に高さの異なる第１の冷却液供給孔としてのオイル供給孔５１ａ、５１ｂおよび第２の冷却液供給孔としてのオイル供給孔５２ａ、５２ｂを形成してもよい。

この場合には、コイルエンド３０ａ、３０ｂ、３４ａ、３４ｂにオイルを確実に供給できるようにするために、周壁４３の前壁４３ａをロータ１８、１９の回転中心軸上に位置させることが好ましい。

また、本実施の形態では、オイル供給孔４８ａ、４８ｂ、４９ａ、４９ｂを、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の三相コイル３０、３４のコイルエンド３０ａ、３０ｂ、３４ａ、３４ｂに対向して設けているが、図６に示すように第１の冷却液供給孔としてのオイル供給孔５３および第２の冷却液供給孔としてのオイル供給孔５４をステータコア２９、３３の軸線方向中央部の直上に設けてもよい。
なお、本実施の形態の冷却構造は、ハイブリッド車両に適用しているが、２つの回転電機に供給されるオイルを最適な要求冷却量に分配することができるものであれば、その他の装置に適用してもよい。

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

以上のように、本発明に係る回転電機の冷却構造は、第１の回転電機および第２の回転電機に供給される冷却液の総量を増大させずに、第１の回転電機および第２の回転電機に供給される冷却液量を適切に分配することができ、第１の回転電機および第２の回転電機の冷却効率を向上させることができるという効果を有し、第１の回転電機および第２の回転電機のステータを冷却液によって冷却するようにした回転電機の冷却構造等として有用である。

１５ エンジン（内燃機関）
１８、１９ ロータ
２８、３２ ステータ
２９ ３３ ステータコア
３０、３４ 三相コイル（ステータコイル）
３０ａ、３０ｂ、３４ａ、３４ｂ コイルエンド
４１ オイル貯留部（冷却液貯留部）
４５ オイル供給パイプ（冷却液供給手段）
４６ オイルポンプ（冷却液供給手段）
４７ 段差
４８ 第１の底面
４８ａ、４８ｂ、５１ａ、５１ｂ、５３ オイル供給孔（第１の冷却液供給孔）
４９ 第２の底面
４９ａ、４９ｂ、５２ａ、５２ｂ、５４ オイル供給孔（第２の冷却液供給孔）
ＭＧ１ モータジェネレータ（第２の回転電機）
ＭＧ２ モータジェネレータ（第１の回転電機）

Claims (4)

1. 回転自在なロータと、前記ロータを取り囲むように前記ロータの外周部に設けられたステータコアおよび前記ステータコアに巻回されるステータコイルを有するステータとを含んでそれぞれが構成される第１の回転電機および第２の回転電機を冷却する回転電機の冷却構造であって、
   前記第１の回転電機および前記第２の回転電機を収容するケースと、前記第１の回転電機および前記第２の回転電機の上部に位置するとともに前記第１の回転電機および前記第２の回転電機の上部に亘って延在するようにして前記ケース内に設けられ、冷却液が貯留される冷却液貯留部と、前記冷却液貯留部に冷却液を供給する冷却液供給手段とを備え、
   前記冷却液貯留部が、前記第１の回転電機の前記ステータに冷却液を供給する第１の冷却液供給孔と、前記第２の回転電機の前記ステータに冷却液を供給する第２の冷却液供給孔とを備え、
   前記第１の冷却液供給孔と前記第２の冷却液供給孔との高さが異なる高さに設定されることを特徴とする回転電機の冷却構造。
2. 前記冷却液貯留部は、前記第１の回転電機の前記ステータに対向する第１の底面と前記第２の回転電機の前記ステータに対向する第２の底面とが段差を介して異なる高さに設定され、
   前記第１の冷却液供給孔が前記第１の底面に形成されるとともに、前記第２の冷却液供給孔が前記第２の底面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の冷却構造。
3. 前記第１の冷却液供給孔および前記第２の冷却液供給孔が、前記第１の回転電機および前記第２の回転電機の前記ステータコアの軸線方向両端から外方に突出する前記ステータコイルのコイルエンドに対向して複数個設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機の冷却構造。
4. 前記冷却液供給手段が、内燃機関によって駆動され、前記内燃機関の回転数に比例した量の冷却液を前記冷却液貯留部に供給する冷却液ポンプを有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の回転電機の冷却構造。

Images