JP2012009565A - Reactor cooling structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機を冷却する冷却液によってリアクトルが冷却されるリアクトル冷却構造に関する。 The present invention relates to a reactor cooling structure in which a reactor is cooled by a coolant that cools a rotating electrical machine.
モータを車両駆動力源として備えたハイブリッド車の駆動装置においては、電池の出力電圧を昇圧コンバータによって昇圧してモータ駆動に用いる構成が知られている。特許文献1には、リアクトルを構成要素とする昇圧コンバータを備えたハイブリッド車の駆動装置が開示されている。 2. Description of the Related Art In a hybrid vehicle driving device including a motor as a vehicle driving force source, a configuration is known in which the output voltage of a battery is boosted by a boost converter and used for motor driving. Patent Document 1 discloses a drive device for a hybrid vehicle including a boost converter having a reactor as a constituent element.
一般に、リアクトルは、インダクタンスを確保するために、磁性体で構成されたコアの周囲にコイルを巻回した構成となっており、コイルへの通電によってコアが発熱する。コア発熱によるリアクトルの温度上昇により、昇圧コンバータでの電圧変換効率の低下のおそれがあるため、リアクトルを冷却する必要がある。 In general, a reactor has a structure in which a coil is wound around a core made of a magnetic material in order to ensure inductance, and the core generates heat when the coil is energized. Since the temperature rise of the reactor due to the core heat generation may cause a decrease in voltage conversion efficiency in the boost converter, it is necessary to cool the reactor.
特許文献1では、回転電機及びリアクトルを収容するケースにはリアクトルを収容するオイル室が形成されており、オイル室内のリアクトルが回転電機を冷却するオイルによって冷却されるようになっている。 In Patent Document 1, an oil chamber that houses a reactor is formed in a case that houses a rotating electrical machine and a reactor, and the reactor in the oil chamber is cooled by oil that cools the rotating electrical machine.
オイル室の上部にはリアクトルを入れるための口が設けられており、この口は、オイル漏れ防止のために蓋によって閉じられている。
しかし、オイル室内にリアクトルを入れてリアクトルを取り付ける必要があり、さらに蓋を取り付ける必要があるが、このような取り付け構成では、リアクトルと蓋とを別々に取り付けるための機構が必要であって、構成が複雑になる。又、リアクトル及び蓋を取り付ける手間も掛かる。
The upper part of the oil chamber is provided with a mouth for inserting a reactor, and this mouth is closed by a lid to prevent oil leakage.
However, it is necessary to put the reactor in the oil chamber and attach the reactor, and it is also necessary to attach a lid, but in such an installation configuration, a mechanism for separately attaching the reactor and the lid is necessary, and the configuration Becomes complicated. Also, it takes time to install the reactor and the lid.
特許文献1の図24には、リアクトルを樹脂モールドしたモールド部分に蓋が一体形成された実施形態が開示されている。この構成によれば、リアクトルを別途に取り付ける必要がなく、構成が簡素になる。 FIG. 24 of Patent Document 1 discloses an embodiment in which a lid is integrally formed on a mold part in which a reactor is resin-molded. According to this structure, it is not necessary to attach a reactor separately and a structure becomes simple.
しかし、リアクトルのコイル及びコアの両方とも樹脂で被覆してしまう構成のため、リアクトルを冷却する効果が低い。
本発明は、収容室にリアクトルを挿入するための挿入口を蓋によって閉じればリアクトルの取り付けも完了し、しかもリアクトルを冷却する効果を高めることができるリアクトル冷却構造を提供することを目的とする。
However, since both the coil and core of the reactor are covered with resin, the effect of cooling the reactor is low.
An object of this invention is to provide the reactor cooling structure which can complete the attachment of a reactor if the insertion port for inserting a reactor in a storage chamber is closed with a lid | cover, and can heighten the effect which cools a reactor.
本発明は、回転電機と、前記回転電機を制御する制御手段を構成するリアクトルと、前記回転電機及び前記リアクトルを収容するケースとを備え、前記リアクトルを収容する収容室内で前記リアクトルが前記回転電機を冷却する冷却液によって冷却されるリアクトル冷却構造を対象とし、請求項1の発明では、前記収容室は、前記リアクトルを入れるための挿入口を備え、前記挿入口は、蓋によって閉じられており、前記リアクトルは、前記蓋によって支持されており、前記リアクトルを構成するコイルは、前記収容室内で前記冷却液と接触可能に露出されている。 The present invention includes a rotating electrical machine, a reactor that constitutes a control unit that controls the rotating electrical machine, and a case that houses the rotating electrical machine and the reactor, and the reactor is the rotating electrical machine in a housing chamber that houses the reactor. In the invention of claim 1, the storage chamber includes an insertion port for inserting the reactor, and the insertion port is closed by a lid. The reactor is supported by the lid, and the coil constituting the reactor is exposed so as to be in contact with the coolant in the storage chamber.
リアクトルを支持する蓋で収容室の挿入口を閉じることより、ケースに対するリアクトルの取り付けが同時に完了する。リアクトルを構成するコイルが冷却液と接触可能に露出されているため、リアクトルを冷却する効果が高い。 By closing the insertion port of the storage chamber with the lid that supports the reactor, the attachment of the reactor to the case is completed at the same time. Since the coil which comprises a reactor is exposed so that a cooling fluid can be contacted, the effect which cools a reactor is high.
好適な例では、前記リアクトルを構成するコアには樹脂モールド部が連結して設けられており、前記蓋は、前記樹脂モールド部の一部として前記樹脂モールド部に一体形成されている。 In a preferred example, a resin mold part is connected to a core constituting the reactor, and the lid is integrally formed with the resin mold part as a part of the resin mold part.
樹脂モールドは、リアクトルを支持する蓋を形成する手段として簡便である。
好適な例では、前記コアは、一対の磁脚を備えた上側コアと、前記一対の磁脚に対向する一対の磁脚を備えた下側コアとを組み合わせて構成されており、前記樹脂モールド部は、前記上側コアにのみ設けられている。
The resin mold is simple as a means for forming a lid that supports the reactor.
In a preferred example, the core is configured by combining an upper core having a pair of magnetic legs and a lower core having a pair of magnetic legs facing the pair of magnetic legs, and the resin mold. The part is provided only in the upper core.
下側に位置する下側コアの外面の大部分が冷却液と直接接触可能である。そのため、樹脂モールド部を上側コアにのみ設けた構成は、リアクトルを冷却する効果を高める上で有利である。 Most of the outer surface of the lower core located on the lower side can be in direct contact with the coolant. Therefore, the structure which provided the resin mold part only in the upper core is advantageous when improving the effect which cools a reactor.
本発明は、収容室にリアクトルを挿入するための挿入口を蓋によって閉じればリアクトルの取り付けも完了し、しかもリアクトルを冷却する効果を高めることができるという優れた効果を奏する。 The present invention has an excellent effect that if the insertion port for inserting the reactor into the storage chamber is closed with a lid, the attachment of the reactor is completed, and the effect of cooling the reactor can be enhanced.
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図1〜図8に基づいて説明する。
図1は、ハイブリッド車両の駆動装置11を示す模式図である。駆動装置11は、モータジェネレータMG1,MG2(回転電機)と、モータジェネレータMG2の回転軸に接続された減速機12と、動力分割機構26と、減速機12で減速された回転軸の回転に応じて回転する車軸とを備えている。エンジン10のクランクシャフト13と、モータジェネレータMG1のロータ14と、モータジェネレータMG2のロータ15とは、同じ軸を中心に回転する。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a
動力分割機構26は、減速機12とエンジン10とモータジェネレータMG1(回転電機)との間で動力分配を行なう。動力分割機構26は、プラネタリギヤである。サンギヤ16は、クランクシャフト13に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸に結合されており、リングギヤ17は、クランクシャフト13と同軸上を回転可能に支持されている。サンギヤ16の外周を自転しながら公転するピニオンギヤ18は、サンギヤ16とリングギヤ17との間に配置されている。各ピニオンギヤ18の回転軸は、クランクシャフト13の端部に結合されたプラネタリキャリヤ19によって支持されている。
リングギヤケースの外側には動力取出用のカウンタドライブギヤ20が設けられている。リングギヤ17と一体的に回転するカウンタドライブギヤ20は、動力伝達減速ギヤ22に接続されている。カウンタドライブギヤ20と動力伝達減速ギヤ22との間では動力の伝達がなされる。動力伝達減速ギヤ22は、ディファレンシャルギヤ21を駆動する。下り坂等では車輪の回転がディファレンシャルギヤ21に伝達され、動力伝達減速ギヤ22は、ディファレンシャルギヤ21によって駆動される。
A
モータジェネレータMG1は、ステータ23と、永久磁石埋設型のロータ14とを備えており、ステータ23は、ステータコア24と、ステータコア24に巻回される三相コイル25とを備えている。ロータ14は、動力分割機構26のサンギヤ16と一体的に回転するサンギヤ軸に結合されている。
The motor generator MG1 includes a
モータジェネレータMG2は、ステータ27と、永久磁石埋設型のロータ15とを備えており、ステータ27は、ステータコア28と、ステータコア28に巻回される三相コイル29とを備えている。ロータ15は、動力分割機構26のリングギヤ17と一体的に回転するリングギヤケースに減速機12を介して結合されている。
The motor generator MG2 includes a
モータジェネレータMG1,MG2は、いずれも発電機又は電動機として動作する。
図2は、駆動装置11を示す平面図である。
駆動装置11のケース30は、第1ケース部材31と第2ケース部材32とを組み合わせて構成されている。第1ケース部材31は、モータジェネレータMG1〔図1参照〕を収容する部分であり、第2ケース部材32は、モータジェネレータMG2〔図1参照〕及びパワー制御ユニット33を収容する部分である。
Motor generators MG1 and MG2 operate as a generator or an electric motor.
FIG. 2 is a plan view showing the
The
第2ケース部材32にはパワー制御ユニット33を組付けるための開口34が設けられている。この開口34にはコンデンサ35、パワー素子基板36、端子台37,38及びリアクトル39が収容されている。パワー素子基板36の下方にはモータジェネレータMG2が配置されている。パワー制御ユニット33及びリアクトル39は、回転電機を制御する制御手段を構成する。
The
パワー素子基板36にはインバータ40、インバータ41及び昇圧コンバータのアーム部43が搭載されている。インバータ40は、モータジェネレータMG1を制御し、インバータ41は、モータジェネレータMG2を制御する。
On the
インバータ41のU相アーム44、V相アーム45、W相アーム46からはそれぞれ1本ずつのバスバーがモータジェネレータMG2のステータコイル用の接続用端子台37に向けて設けられている。同様に、インバータ40からも3本のバスバーがモータジェネレータMG1のステータコイル用の接続用端子台38に向けて設けられている。モータジェネレータMG2のステータコイル側の端子台38と端子台37との間は、パワーケーブルあるいはバスバーにより接続されている。モータジェネレータMG1のステータコイルに対しても端子台〔図示略〕が設けられている。
One bus bar is provided from each of
図示しない電池ユニットから端子47,48にパワーケーブルを介して与えられた電圧は、リアクトル39及びアーム部43を含む昇圧コンバータによって昇圧される。昇圧された電圧は、コンデンサ35によって平滑化されてインバータ41,40に供給される。
A voltage applied from a battery unit (not shown) to the
図3(a)は、駆動装置11を図2のX方向から見た側面図であって、一部破断してある。
第2ケース部材32には開口49が設けられている。開口49の内部にはモータジェネレータMG2が設けられている。
FIG. 3A is a side view of the driving
The
図4は、図2のA−A線断面図である。
第2ケース部材32には隔壁50が設けられている。隔壁50は、モータジェネレータMG2の潤滑油がパワー素子基板36側に漏れ出ないようにする。端子48からはバスバー51によってマイナス側の電源電位がパワー素子基板36に伝達される。端子47からは、図示しない他のバスバーによってリアクトル39に対して正の電源電位が伝達される。
4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
A
図5は、図2のB−B線断面図である。
エンジン10〔図1参照〕のクランクシャフト13は、ダンパ52に接続されており、ダンパ52の出力軸は、動力分割機構26に接続されている。
5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
The
ダンパ52、モータジェネレータMG1、動力分割機構26、減速機12及びモータジェネレータMG2は、この順に同一の回転軸上に並んで配置されている。モータジェネレータMG1のロータ14のシャフトは、中空であり、この中空部分にはダンパ52からの出力軸が貫通している。
The
モータジェネレータMG1のロータ14のシャフトは、動力分割機構26側にサンギヤ16とスプライン嵌合されている。ダンパ52のシャフトは、プラネタリキャリヤ19と結合されている。プラネタリキャリヤ19は、ピニオンギヤ18の回転軸をダンパ52のシャフトの周りに回転自在に支持する。ピニオンギヤ18は、サンギヤ16及びリングギヤケースの内周に形成されたリングギヤ17〔図1参照〕と噛み合う。
The shaft of the
モータジェネレータMG2のロータシャフト53の減速機12側は、サンギヤ54とスプライン嵌合されている。減速機12のプラネタリキャリヤ56は、第2ケース部材32の隔壁55に固定されている。プラネタリキャリヤ56は、ピニオンギヤ57の回転軸を支持する。ピニオンギヤ57は、サンギヤ54及びリングギヤケースの内周に形成されたリングギヤ58〔図1参照〕と噛み合う。
The
第2ケース部材32の開口49は、潤滑油が漏れないように蓋59によって密閉されている。第1ケース部材31の開口60の奥には蓋61が設けられており、MG1を収容する空間は、潤滑油が漏れないようにオイルシール62によって密閉されている。
The
パワー制御ユニット33を収容する収容室と、モータジェネレータMG2を収容する収容室とは、第2ケース部材32の隔壁55で隔てられている。
図6は、図3(a)におけるC−C線断面図である。
The storage chamber for storing the
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
リアクトル39に近接して減速ギヤ22の回転軸63が配置されている。減速ギヤ22の回転軸63は、ボールベアリング64,65によって回転自在に支持されている。減速ギヤ22のカウンタドリブンギヤ68は、カウンタドライブギヤ20〔図1参照〕と噛み合う。カウンタドリブンギヤ68の同軸上にはファイナルドライブギヤ66が設けられており、ファイナルドライブギヤ66にはディファレンシャルギヤ21が噛合されている。
A rotating
図2に示すように、第2ケース部材32にはオイル通路67が設けられている。オイル通路67は、カウンタドリブンギヤ68〔図6(a)参照〕によってはね上げられた潤滑油をカウンタドリブンギヤ68側からリアクトル39側に導く。
As shown in FIG. 2, an
図5に示すように、モータジェネレータMG1,MG2のステータ23,27の下部にはオイルパン69が設けられている。鎖線L2で示すレベルL2は、車両停止時においてしばらく静止状態であった場合の潤滑油L(冷却液)のレベルであり、鎖線L1で示すレベルL1は、走行時において潤滑油が各部を潤滑している場合の潤滑油Lのレベルである。
As shown in FIG. 5, an
図7に示すように、オイルパン69〔図5参照〕に貯蔵されている潤滑油L〔図5参照〕は、矢印F1に示すように、ディファレンシャルギヤ21の回転〔矢印R1で示す方向への回転〕に応じて減速ギヤ22に向けてはね上げられる。さらに潤滑油Lは、減速ギヤ22の回転に応じて矢印F2に示すようにさらに上に掻き揚げられる。
As shown in FIG. 7, the lubricating oil L (see FIG. 5) stored in the oil pan 69 (see FIG. 5) rotates the
図8は、図3(a)のD−D線断面図である。
減速ギヤ22のカウンタドリブンギヤ68によって掻き揚げられた潤滑油〔図5参照〕は、矢印F3に示すように上部に向けて掻き揚げられる。掻き揚げられたオイルの一部は、矢印F4に示すように収容室70に向けて導かれる。
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
Lubricating oil (see FIG. 5) that has been lifted up by the counter driven
図6(a)に示すように、減速ギヤ22の回転により掻き揚げられた潤滑油L〔図5参照〕は、矢印F4に示すようにオイル通路67内部を流れて収容室70に流入する。これにより、リアクトル39が冷却される。さらに、潤滑油L〔図5参照〕は、オイル抜き孔88から矢印F6に示すように減速ギヤ22を収容する空間に向けて流出する。
As shown in FIG. 6A, the lubricating oil L (see FIG. 5) that has been lifted by the rotation of the
図3(b)に示すように、リアクトル39は、上側コアである第1U型コア71と、下側コアである第2U型コア72とを対向して組み合わせたリアクトルコア73と、一対のコイル74,75とを備えている。第1U型コア71は、連結部76と第1磁脚77と第2磁脚78とを備えている。第2U型コア72は、連結部79と第1磁脚80と第2磁脚81とを備えている。第1U型コア71の第1磁脚77と第2U型コア72の第2磁脚81とは、対向しており、第1磁脚77と第2磁脚81との間にはギャップ形成板82が介在されている。第1U型コア71の第2磁脚78と第2U型コア72の第1磁脚80とは、対向しており、第2磁脚78と第1磁脚80との間にはギャップ形成板83が介在されている。
As shown in FIG. 3B, the
ギャップ形成板82は、第1磁脚77の先端面771と第2磁脚81の先端面811とに接着剤によって止着されている。ギャップ形成板82は、第1磁脚77の先端面771と第2磁脚81の先端面811とに接着剤によって止着されている。ギャップ形成板82は、第1磁脚77の先端面771と第2磁脚81の先端面811との間にギャップG1を形成する。ギャップ形成板83は、第1磁脚80の先端面801と第2磁脚78の先端面781との間にギャップG2を形成する。
The
コイル74は、第1U型コア71の第1磁脚77及び第2U型コア72の第2磁脚81を取り巻くように設けられている。コイル75は、第1U型コア71の第2磁脚78及び第2U型コア72の第1磁脚80を取り巻くように設けられている。
The
リアクトルコア73の第1U型コア71は、第1磁脚77の先端面771と第2磁脚78の先端面781とを除いた外面を樹脂モールド部84によって被覆されている。樹脂モールド部84には蓋85が一体形成されている。コイル74,75は、収容室70内で潤滑油と接触可能に露出されている。
The outer surface of the first
図3(b)及び図6(b)に示すように、リアクトル39を収容する収容室70は、上方に挿入口86を備えている。リアクトル39は、挿入口86から収容室70へ入れられる。挿入口86は、蓋85を嵌め込まれて閉じられており、挿入口86を閉じた蓋85は、ネジ87によって第2ケース部材32(ケース30)に固定されている。
As shown in FIGS. 3B and 6B, the
図6(a)に矢印F4で示すようにオイル通路67から収容室70に流れ込んだ潤滑油L〔図5参照〕は、リアクトル39を冷却して流れ、さらに矢印F6で示すようにオイル抜き孔88から減速ギヤ22側に戻される。
Lubricating oil L [see FIG. 5] that has flowed into the
第1の実施形態では以下の効果が得られる。
(1)リアクトル39を支持する樹脂モールド部84の一部である蓋85によって収容室70の挿入口86を閉じると共に、蓋85をケース30にネジ87で止めれば、ケース30に対するリアクトル39の取り付けが同時に完了する。しかも、リアクトル39を構成するコイル74,75が潤滑油Lと接触可能に露出されているため、リアクトル39を冷却する効果が高い。
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the
(2)挿入口86を閉じる蓋85によってリアクトル39を支持するには、蓋85とリアクトル39とを連結して固定する必要があるが、樹脂モールドによって第1U型コア71に蓋85をモールド成形すれば蓋85とリアクトル39とが連結して固定される。つまり、樹脂モールドは、リアクトル39を支持する蓋85を形成する手段として簡便である。
(2) To support the
(3)樹脂モールド部84は、上側の第1U型コア71にのみ設けられており、下側の第2U型コア72は、磁脚80,81の先端面801,811の一部を除いた外面が潤滑油Lと接触可能である。従って、第2U型コア72の外面の大部分が潤滑油Lで直接に冷却可能であり、上側の第1U型コア71のみを樹脂モールドした構成は、リアクトル39の冷却効果の向上に有利である。
(3) The
(4)蓋85をネジ87によってケース30にねじ止めすればリアクトル39も同時にケース30に取り付けられる。蓋85をネジ87によってケース30にねじ止めする構成は、リアクトル39のリアクトルコア73をケース30に固定する上で確実かつ簡便な構成である。
(4) If the
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○図9に示すように、樹脂モールド部84Aが第1U型コア71の連結部76のみを被覆するようにしてもよい。このようにすれば、第1U型コア71の露出表面積が増え、冷却効果が第1の実施形態の場合よりも向上する。
In the present invention, the following embodiments are also possible.
As shown in FIG. 9, the
○図10に示すように、リアクトル39を収容する収容網89に連結環90を介して蓋85Bを連結してもよい。この場合にも、第1の実施形態における(1)、(4)項と同様の効果が得られる。
As shown in FIG. 10, a
○挿入口86に蓋を圧入してケース30に蓋を取り付け固定してもよい。
前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
(イ)前記樹脂モールド部は、前記上側コアの連結部のみを被覆している請求項3に記載のリアクトル冷却構造。
O A lid may be press-fitted into the
The technical idea that can be grasped from the embodiment described above will be described below.
(B) The reactor cooling structure according to claim 3, wherein the resin mold portion covers only the connecting portion of the upper core.
(ロ)前記蓋は、前記ケースにねじ止めされている請求項1乃至請求項3及び前記(イ)項のいずれか1項に記載のリアクトル冷却構造。
(ハ)前記蓋には、前記リアクトルを収容する収容網が連結されている請求項1に記載のリアクトル冷却構造。
(B) The reactor cooling structure according to any one of claims 1 to 3 and (a), wherein the lid is screwed to the case.
(C) The reactor cooling structure according to claim 1, wherein a housing net for housing the reactor is connected to the lid.
MG1,MG2…回転電機であるモータジェネレータ。30…ケース。33…制御手段を構成するパワー制御ユニット。39…制御手段を構成するリアクトル。70…収容室。71…上側コアである第1U型コア。72…下側コアである第2U型コア。74,75…コイル。77,78,80,81…磁脚。84,84A…樹脂モールド部。85…蓋。86…挿入口。L…冷却液である潤滑油。 MG1, MG2 ... Motor generators that are rotating electrical machines. 30 ... Case. 33: A power control unit constituting the control means. 39: Reactor constituting the control means. 70: Containment room. 71: A first U-type core which is an upper core. 72 ... A second U-shaped core which is a lower core. 74, 75 ... Coil. 77, 78, 80, 81 ... Magnetic legs. 84, 84A ... Resin mold part. 85 ... lid. 86 ... Insertion slot. L: Lubricating oil that is a coolant.
Claims (3)
前記収容室は、前記リアクトルを入れるための挿入口を備え、
前記挿入口は、蓋によって閉じられており、
前記リアクトルは、前記蓋によって支持されており、
前記リアクトルを構成するコイルは、前記収容室内で前記冷却液と接触可能に露出されているリアクトル冷却構造。 A cooling machine comprising: a rotating electrical machine; a reactor that constitutes a control unit that controls the rotating electrical machine; and a case that houses the rotating electrical machine and the reactor, wherein the reactor cools the rotating electrical machine in a housing chamber that houses the reactor. In the reactor cooling structure cooled by the liquid,
The storage chamber includes an insertion port for inserting the reactor,
The insertion port is closed by a lid;
The reactor is supported by the lid,
The coil which comprises the said reactor is the reactor cooling structure exposed so that the said cooling fluid can be contacted in the said storage chamber.
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