JP2019149899A - 回転電機ユニット、回転電機および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却用滴下パイプの本数を削減し、回転電機の小型化および配置自由度を向上させる回転電機ユニット、回転電機および車両を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両１に搭載された回転電機ユニット２０は、ステータとロータとを有する回転電機本体と、回転電機本体に向け冷媒を送り込む可変式冷却用滴下パイプ３１と、可変式冷却用滴下パイプ３１に設けられた冷媒供給方向可変機構５０と、を備え、冷媒供給方向可変機構５０は、冷媒の流れ状態の変化に応じて回転電機本体への冷媒供給方向を変化させる。【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機ユニット、回転電機および車両に関する。

ハイブリッド車両は、走行用動力源としてエンジン（内燃機関）と走行用モータとを搭載し、これらの双方あるいは一方を適宜用いることで高効率な走行を実現している。例えば、高速道路等を巡航する際には専らエンジンを用い、加速走行や登坂走行を行う際にはエンジンと走行用モータとの双方を用いることで、良好な燃費と高い走行性能とを実現している。
発電機および電動機を有するハイブリッド車両では、変速機のギヤ潤滑を兼ねるＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid：自動変速機油）等の冷媒を発電機および電動機のステータ側コイルに滴下させることにより、ステータ側コイルの冷却が行われている。

特許文献１には、２つのモータ／ジェネレータを並設した車輌用駆動装置が開示されている。２つのモータ／ジェネレータは、それぞれ回転軸を有し、互いの回転軸が同軸状に重畳するように配置されている。各モータ／ジェネレータの回転軸中には、それぞれ、回転軸の軸方向に沿って冷却経路が形成されている。ポンプから送り出された冷媒が回転軸の冷却経路を流通し、各回転軸に形成された複数の冷媒噴出孔から冷媒を噴出している。これにより、モータ／ジェネレータの各ハウジング内に収納されたスイッチング素子を含む２つのモータ／ジェネレータを効果的に冷却することができる、としている。

特開２００３−３３９１０２号公報

しかしながら、回転電機の冷却には、回転電機上部に複数の冷却用滴下パイプを配し、広範囲に冷媒を滴下できるようにしている。そのため、冷却用滴下パイプを複数配置できるような設置スペースを確保しなければならない課題がある。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、冷却用滴下パイプの本数を削減し、回転電機の小型化および配置自由度を向上させる回転電機ユニット、回転電機および車両を提供することを目的とする。

前記課題を解決すべく、請求項１に記載の回転電機ユニットは、車両に搭載された回転電機ユニットであって、ステータとロータとを有する回転電機本体と、前記回転電機本体に向け冷媒を送り込む冷媒流路と、前記冷媒流路に設けられた供給方向可変手段と、を備え、前記供給方向可変手段は、冷媒の流れ状態の変化に応じて回転電機本体への冷媒供給方向を変化させることを特徴とする。

本発明によれば、冷却用滴下パイプの本数を削減し、回転電機の小型化および配置自由度を向上させる回転電機ユニット、回転電機および車両を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る回転電機ユニットにおいて、冷媒供給部がステータの周方向に沿って配置された状態を模式的に示す斜視図である。 上記第１の実施形態に係る回転電機ユニットの駆動モータの側面図である。 上記第１の実施形態に係る回転電機ユニットの可変式冷却用滴下パイプに内設された冷媒供給方向可変機構の拡大断面図である。 上記第１の実施形態に係る回転電機ユニットの可変式冷却用滴下パイプに内設された冷媒供給方向可変機構の動作を示す図であり、（ａ）は、プロペラが板状突起部を押している状態の図３のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は、その状態の図３のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｃ）は、プロペラが板状突起部を開放した状態の図３のＡ−Ａ矢視断面図、（ｄ）は、その状態の図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。 上記第１の実施形態に係る回転電機の低速回転時の冷媒供給方向可変機構の動作を説明する図であり、（ａ）はその冷媒供給方向可変機構の拡大断面図、（ｂ）はその回転電機ユニットの駆動モータの側面図である。 上記第１の実施形態に係る回転電機の高速回転時の冷媒供給方向可変機構の動作を説明する図であり、（ａ）はその冷媒供給方向可変機構の拡大断面図、（ｂ）はその回転電機ユニットの駆動モータの側面図である。 上記第１の実施形態に係る回転電機ユニットの冷媒供給方向可変機構の冷媒流路可変速度の可変構造を示す断面図であり、（ａ）は冷媒供給方向可変機構のＡ部の構造を示す図、（ｂ）は冷媒供給方向可変機構のＢ部の構造を示す図である。 図７に示す冷媒供給方向可変機構を可変式冷却用滴下パイプの所定箇所に適時組み合わせて配置する例を示す模式図である。 上記第１の実施形態に係る回転電機ユニットの冷媒供給方向可変機構の冷媒流路可変速度の可変構造を示す断面図であり、（ａ）は冷媒供給方向可変機構のＡ部の構造を示す図、（ｂ）は冷媒供給方向可変機構のＢ部の構造を示す図である。 図９に示す冷媒供給方向可変機構を可変式冷却用滴下パイプの所定箇所に適時組み合わせて配置する例を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る回転電機ユニットの可変式冷却用滴下パイプに内設された冷媒供給方向可変機構の拡大断面図である。 上記第２の実施形態に係る回転電機ユニットの可変式冷却用滴下パイプに内設された冷媒供給方向可変機構の動作を示す図であり、（ａ）は図１１のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）はその状態の図１１のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｃ）は図１１のＡ−Ａ矢視断面図、（ｄ）はその状態の図１１のＢ−Ｂ矢視断面図である。

次に、本発明の実施形態に係る回転電機ユニットおよびこれを備えた回転電機について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る回転電機ユニットにおいて、冷媒供給部がステータの周方向に沿って配置された状態を模式的に示す斜視図である。図２は、回転電機ユニットの駆動モータの側面図である。
図１に示すように、ハイブリッド車両１は、走行用の動力源である、図示しないエンジンと、並設された駆動モータ（回転電機）２１および発電機７１（回転電機）と、を備える。駆動モータ２１および発電機７１は、それぞれ回転軸を有し、互いの回転軸が同軸状に重畳するように配置されている。駆動モータ２１および発電機７１は、ハイブリッド車両に搭載された回転電機ユニット２０を構成する。なお、図１中では、駆動モータ２１のステータ２２に配置される冷媒供給部３０を図示しているが、駆動モータ２１に並設される発電機７１のハウジングおよびロータの図示を省略している。

駆動モータ２１は、例えば、３相交流ブラシレスモータからなり、図示しないモータハウジング側に固定されるステータ２２と、ステータホルダ２３と、ステータコア２４と、ステータコア２４を巻回する巻線（コイル）２５と、を有する。
なお、駆動モータ２１に並設された発電機７１ついても駆動モータ２１と同様の構成のジェネレータステータ、ステータホルダ、ステータコア、ステータコアを巻回する巻線（コイル）を有する。以下の説明において、ステータ冷却という場合、駆動モータ２１のステータ２２と発電機７１のジェネレータステータとの冷却を含む。
図２に示すように、駆動モータ２１は、モータハウジング２６と、回転軸２７と一体的に回転可能に設けられたロータ２８と、を備える。なお、点Ｏは、回転軸２７の中心を示している。

駆動モータ２１のステータホルダ２３および発電機７１のステータホルダ（図示略）の外周部には、図１に示すように、冷媒供給部３０が備えられている。
冷媒供給部３０は、回転電機の上部に配置された１本の可変式冷却用滴下パイプ３１（冷媒流路、管体）と、可変式冷却用滴下パイプ３１の下面側で、外周方向に揺動して冷媒を噴出する流出孔（噴出孔）５７と、可変式冷却用滴下パイプ３１の本体管体３１ａの端部が取り付けられ、本体管体３１ａに冷媒を供給する冷媒供給管３３と、冷媒導入口３４と、を備える。

可変式冷却用滴下パイプ３１は、回転電機本体の径方向外周側上部に位置し、冷媒供給管３３の冷媒を回転電機本体の上部に放出する。
可変式冷却用滴下パイプ３１は、冷媒を流すための流路となる中空体で構成されている。可変式冷却用滴下パイプ３１は、端部が冷媒供給管３３に取り付けられた本体管体３１ａと、本体管体３１ａの外径よりも大径で冷媒供給方向可変機構５０（供給方向可変手段）（図３参照）が内設された複数の大径部管体３１ｂと、有する。本体管体３１ａと大径部管体３１ｂとは、一体形成されてもよいし、別部材を組み合わせて構成（例えば螺合接合）してもよい。
冷媒供給方向可変機構５０（図３参照）は、冷媒の流れによる推力を用いて回転電機本体に噴出する方向を可変する機能を有する。

回転電機ユニット２０は、冷媒（ＡＴＦ）を貯留する冷媒貯留部４０と、冷媒貯留部４０に貯留された冷媒を駆動モータ２１、発電機７１にそれぞれ送給するメカオイルポンプ４１と、メカオイルポンプ４１から送られた冷媒を冷却するＡＴＦ冷却器４２とを備える。冷媒貯留部４０、メカオイルポンプ４１、および、ＡＴＦ冷却器４２は、それぞれ冷媒通路４３（冷媒流路）を介して接続されている。この冷媒通路４３の終端部は、駆動モータ２１のモータハウジング（図示略）に接続されている。

冷媒貯留部４０は、駆動モータ２１および発電機を収容し、駆動モータ２１および発電機７１を冷却した冷媒を貯留する冷媒用ケース（例えば、オイルパン）として機能する。
メカオイルポンプ４１は、冷媒（ＡＴＦ）を循環させるものであり、図示しないエンジンの回転駆動力および駆動モータ２１の回転駆動力によって出力するメカ式ポンプである。なお、メカ式ポンプに代替して、例えば、電動式ポンプを用いてもよい。

駆動モータ２１および発電機７１には、冷媒通路４３の終端部に接続され、駆動モータ２１や発電機７１に対して回転電機のハウジング側から冷媒を供給する冷媒供給部３０が設けられる。
また、冷媒供給部３０は、回転電機ユニット２０に隣接して配置され、回転電機ユニット２０と連結可能な図示しないトランスミッションの部品（例えば、ギア、ベアリング）４４を冷却する。なお、図１における抵抗の記号は、熱抵抗を示している。

［可変式冷却用滴下パイプ３１］
<冷媒供給方向可変機構５０>
図３は、可変式冷却用滴下パイプ３１に内設された冷媒供給方向可変機構５０の拡大断面図である。図４（ａ）（ｃ）は、図３のＡ−Ａ矢視断面図、図４（ｂ）（ｄ）は、図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。
図３および図４に示すように、可変式冷却用滴下パイプ３１は、本体管体３１ａと、冷媒供給方向可変機構５０が内設された大径部管体３１ｂと、有する。大径部管体３１ｂの内径Ｄ２は、本体管体３１ａの内径Ｄ１よりも大径（Ｄ１＜Ｄ２）に形成されている。本体管体３１ａの中空内には、冷媒供給管３３から供給された冷媒が流通する第１冷媒流路３１ｃが形成され、大径部管体３１ｂの中空内には、第１冷媒流路３１ｃからの冷媒が流通する第２冷媒流路３１ｄが形成される。大径部管体３１ｂの第２冷媒流路３１ｄは、冷媒供給方向可変機構５０の作業領域８０を形成している。

冷媒供給方向可変機構５０は、大径部管体３１ｂの第２冷媒流路３１ｄに冷媒の流れを受けるように設置されたプロペラ５１（供給方向可変手段）と、プロペラ５１を回転支持するプロペラ回転軸５２と、第２冷媒流路３１ｄの上部に埋設され、プロペラ回転軸５２を回転自在に軸支するベアリング５３と、を有する。冷媒供給方向可変機構５０は、第２冷媒流路３１ｄの下部に形成された長方形形状の開口部５４と、開口部５４を覆うように配置され、冷媒の流れ方向に直交する周方向に摺動する円弧状可動板５５（図４（ｂ）参照）（供給方向可変手段）と、円弧状可動板５５の上面に固定されてプロペラ５１が適時当接する板状突起部５６（供給方向可変手段）と、円弧状可動板５５に形成された冷媒の流出孔（噴出孔）５７と、を有する。冷媒供給方向可変機構５０は、円弧状可動板５５の両端を収容する収容溝５８と、収容溝５８の一方の端部に取り付けられ、円弧状可動板５５を一方側に付勢するばね部材５９（図４（ａ）（ｂ）参照）と、を有する。

可変式冷却用滴下パイプ３１は、本体管体３１ａを拡径した大径部管体３１ｂに、冷媒供給方向可変機構５０を組み込んでいる。本実施形態では、冷媒供給方向可変機構５０は、駆動モータ２１および発電機７１それぞれのステータホルダ２３とその両側のステータコア２４の配置に対応して、６（３×２）個が内設される（図１参照）。

プロペラ５１は、冷媒の流れを受けて、図３の矢印ａ方向に回転し、プロペラ５１の３枚の羽根のうち、１枚ずつが板状突起部５６に適時当接する。プロペラ回転軸５２は、摩擦低減のためベアリング５３を介して第２冷媒流路３１ｄの上部に固定される。
円弧状可動板５５は、収容溝５８とのシール機能を兼ねるために、シール性および摺動時の耐摩耗性を有するＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）材やＰＴＦＥ（テフロン(登録商標)）材等の樹脂材を用いる。

以下、上述のように構成された回転電機ユニット２０の作用効果について説明する。
［基本動作］
まず、冷媒供給方向可変機構５０の基本動作について説明する。
図４は、冷媒供給方向可変機構５０の動作を示す図である。図４（ａ）は、プロペラ５１が板状突起部５６を押している状態の図３のＡ−Ａ矢視断面図、図４（ｂ）は、その状態の図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。図４（ｃ）は、プロペラ５１が板状突起部５６を開放した状態の図３のＡ−Ａ矢視断面図、図４（ｄ）は、その状態の図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。

図４（ａ）の矢印に示すように、可変式冷却用滴下パイプ３１には、冷媒供給管３３（図１参照）から冷媒が供給される。冷媒の流れは、図３および図４（ａ）の矢印ａに示すように、プロペラ５１を回転させる。プロペラ５１の回転により、プロペラ５１の３枚の羽根のうちの一つが板状突起部５６に当接し、羽根は板状突起部５６に当接したまま、板状突起部５６をばね部材５９の付勢力に抗して押す。これに伴い、図４（ａ）（ｂ）の矢印ｂに示すように、円弧状可動板５５は、可変式冷却用滴下パイプ３１の円周方向（反時計回り）に動く。

プロペラ５１が更に回転すると、円弧状可動板５５は、更に可変式冷却用滴下パイプ３１の円周方向に動く。
プロペラ５１が更に回転して、板状突起部５６の開放点まで達すると、プロペラ５１は、板状突起部５６から外れ、板状突起部５６は、プロペラ５１の押力から開放される。これにより、円弧状可動板５５は、ばね部材５９の付勢力により、図４（ｃ）（ｄ）の矢印ｃに示すように、可変式冷却用滴下パイプ３１の円周方向（時計回り）の定位置に復帰する。

このように、冷媒供給方向可変機構５０は、冷媒の流れによりプロペラ５１が回転し、プロペラ５１の回転によって円弧状可動板５５の板状突起部５６が押され、円弧状可動板５５が円周方向に動く。プロペラ５１が更に回転し、円弧状可動板５５上の板状突起部５６から外れると、ばね部材５９によって円弧状可動板５５が押され、逆方向に動く。
以上の動作により、円弧状可動板５５は、可変式冷却用滴下パイプ３１の円周方向で、反時計回りと時計回りとの揺動を繰り返す。上記揺動の速度および頻度は、プロペラ５１の羽根の枚数とばね部材５９のばね力によって設定できる。

円弧状可動板５５の円周方向揺動に伴い、円弧状可動板５５に開口した冷媒の流出孔（噴出孔）５７も、冷媒出口角度が円周方向で変わる。
可変式冷却用滴下パイプ３１の冷媒出口角度を可動式にすることにより、１本の冷却パイプ数で回転電機全体の冷却を可能とする。

［回転電機の低速回転時／高速回転時］
次に、回転電機の低速回転時／高速回転時の冷媒供給方向可変機構５０の動作について説明する。
<低速回転時>
図５は、回転電機の低速回転時の冷媒供給方向可変機構５０の動作を説明する図であり、図５（ａ）はその冷媒供給方向可変機構５０の拡大断面図、図５（ｂ）はその回転電機ユニットの駆動モータの側面図である。
回転電機の低速回転時には、メカオイルポンプ４１（図１参照）が、冷媒通路４３（冷媒流路）に送出する冷媒の吐出量は少なくなる。このため、大径部管体３１ｂの第２冷媒流路３１ｄに流入される冷媒の流れは、低流量となり、図５（ａ）の矢印ａ_Ｌに示すように、低流量の冷媒の流れによってプロペラ５１はゆっくりと回転する。
プロペラ５１が回転することで、図５（ｂ）の矢印ｄに示すように、流出孔（噴出孔）５７から回転電機本体の上部に冷媒が冷媒出口角度を変えながら噴出され、回転電機本体全体を冷却することができる。

<高速回転時>
図６は、回転電機の高速回転時の冷媒供給方向可変機構５０の動作を説明する図であり、図６（ａ）はその冷媒供給方向可変機構５０の拡大断面図、図６（ａ）はその回転電機ユニットの駆動モータの側面図である。
回転電機の高速回転時には、大径部管体３１ｂの第２冷媒流路３１ｄに流入される冷媒の流れは、高流量となり、冷媒の流速は速くなる。図６（ａ）の矢印ａ_Ｈに示すように、プロペラ５１の回転速度は上昇する。プロペラ５１が高速回転することで、図６（ｂ）の矢印ｅに示すように、冷媒は流出孔（噴出孔）５７から回転電機本体の上部に対して、より短時間で噴射される。すなわち、単位時間あたりに、回転電機に掛る冷媒の噴出量が増大するので、回転電機全体の冷却効果を高めることができる。特に、高速回転で冷却が必要なステータの磁石冷却に有利である。

［冷媒流路可変速度と冷却能力］
次に、冷媒流路可変速度と冷却能力について説明する。
冷媒流路可変速度が上がることで、回転電機に掛かる冷媒流速が上昇する。
冷媒流速上昇により熱伝達が高まり、冷却能力が向上かる。
この場合の、熱伝達は、下記式（１）で示される。

Ｑ［W］＝ｈ・Ａ（θf-θw） …（１）

ｈ：熱伝達率［W/(m²・K)］
熱伝達率ｈは、流速に比例する。
Ａ：伝熱面積
（θf）：流体壁温
（θw）：個体温度

［冷媒供給方向可変機構５０の冷却部位による冷却効果の切替］
次に、冷媒供給方向可変機構５０の冷却部位による冷却効果の切替について説明する。
<低速回転時>
図７は、冷媒供給方向可変機構５０の冷媒流路可変速度の可変構造を示す断面図であり、図７（ａ）は冷媒供給方向可変機構５０のＡ部の構造を示し、図７（ｂ）は冷媒供給方向可変機構５０のＢ部の構造を示す。
図７（ａ）の矢印ｆに示すように、冷媒供給方向可変機構５０のＡ部５０ａ（第１供給方向可変手段）は、プロペラ５１の回転により、図７（ａ）の矢印ｇに示すように、円弧状可動板５５は、可変式冷却用滴下パイプ３１の円周方向（反時計回り）に動く。

一方、図７（ｂ）に示すように、冷媒供給方向可変機構５０のＢ部５０ｂ（第２供給方向可変手段）は、プロペラ５１Ａのプロペラ枚数を４枚とし、Ｂ部５０ｂのばね部材５９のばね荷重を、Ａ部５０ａのばね部材５９のばね荷重よりも増加させている。
図７（ｂ）の矢印ｈに示すように、冷媒供給方向可変機構５０のＢ部５０ｂは、４枚羽根のプロペラ５１Ａの回転により、羽根の一つがより頻繁に板状突起部５６を押し、円弧状可動板５５を、図７（ｂ）の矢印ｉに示すように、可変式冷却用滴下パイプ３１の円周方向で、反時計回りと時計回りとの揺動を繰り返えさせる。ここで、Ｂ部５０ｂは、Ａ部５０ａに対し、プロペラ５１の枚数とばね部材５９荷重を増加しているので、低流量時の冷媒流路可変速度を、Ａ部＞Ｂ部とすることができる。
以上、冷媒供給方向可変機構５０は、冷媒の低流量時において冷媒流路可変速度が異なるＡ部５０ａとＢ部５０ｂを有している。このＡ部５０ａとＢ部５０ｂを、可変式冷却用滴下パイプ３１（図３参照）の所定箇所に適時組み合わせて配置することで、冷媒供給方向可変機構５０の冷却部位による冷却効果を切替えることができる。

図８は、図７に示す冷媒供給方向可変機構５０を可変式冷却用滴下パイプ３１の所定箇所に適時組み合わせて配置する例を示す模式図である。
図８に示すように、回転電機ユニット２０は、冷媒の流れの上流側から順に、並設された発電機７１および駆動モータ２１に対して冷媒を噴出する位置に、Ａ部５０ａとＢ部５０ｂを組み合わせた冷媒供給方向可変機構５０をそれぞれ配置する。具体的には、発電機７１に対して（Ａ部５０ａとＢ部５０ｂとＡ部５０ａ）を１組で配置し、駆動モータ２１に対して（Ａ部５０ａとＢ部５０ｂとＡ部５０ａ）を１組で配置する。より詳細には、１組で構成された（Ａ部５０ａとＢ部５０ｂとＡ部５０ａ）は、発電機７１および駆動モータ２１のステータ２２に位置する箇所（冷却部位）にＡ部５０ａを配置し、ホルダに位置する箇所（冷却部位）にＢ部５０ｂを配置する。

図８の太矢印と細矢印に示すように、冷媒の低流量時には、冷媒流路可変速度が大きいＡ部５０ａからの冷媒が発電機７１および駆動モータ２１のステータ側に噴出され、冷媒流路可変速度が小さいＢ部５０ｂからの冷媒が発電機７１および駆動モータ２１のホルダ側に噴出される。

<高速回転時>
図９は、冷媒供給方向可変機構５０の冷媒流路可変速度の可変構造を示す断面図であり、図９（ａ）は冷媒供給方向可変機構５０のＡ部の構造を示し、図９（ｂ）は冷媒供給方向可変機構５０のＢ部の構造を示す。
図９（ａ）の矢印ｊに示すように、冷媒供給方向可変機構５０のＡ部５０ａは、プロペラ５１の回転により、図９（ａ）の矢印ｋに示すように、円弧状可動板５５は、可変式冷却用滴下パイプ３１の円周方向（反時計回り）に動く。

一方、図９（ｂ）に示すように、冷媒供給方向可変機構５０のＢ部５０ｂは、プロペラ５１Ａのプロペラ枚数を４枚とし、Ｂ部５０ｂのばね部材５９のばね荷重を、Ａ部５０ａのばね部材５９のばね荷重よりも増加させている。
図９（ｂ）の矢印ｌに示すように、冷媒供給方向可変機構５０のＢ部５０ｂは、４枚羽根のプロペラ５１Ａの回転により、羽根の一つがより頻繁に板状突起部５６を押し、円弧状可動板５５を、図９（ｂ）の矢印ｍに示すように、可変式冷却用滴下パイプ３１の円周方向で、反時計回りと時計回りとの揺動を繰り返えさせる。ここで、Ｂ部５０ｂは、Ａ部５０ａに対し、プロペラ５１の枚数とばね部材５９荷重を増加しているので、高流量時の冷媒流路可変速度を、Ａ部＜Ｂ部とすることができる。
すなわち、高流量時は、プロペラ５１の回転速度上昇とばね部材５９荷重大により、可変速度が向上する。
以上、冷媒供給方向可変機構５０は、冷媒の高流量時において冷媒流路可変速度が異なるＡ部５０ａとＢ部５０ｂを有している。このＡ部５０ａとＢ部５０ｂを、可変式冷却用滴下パイプ３１の所定箇所に適時組み合わせて配置することで、冷媒供給方向可変機構５０の冷却部位による冷却効果を切替えることができる。

図１０は、図９に示す冷媒供給方向可変機構５０を可変式冷却用滴下パイプ３１の所定箇所に適時組み合わせて配置する例を示す模式図である。
図１０に示すように、回転電機ユニット２０は、冷媒の流れの上流側から順に、並設された発電機７１および駆動モータ２１に対して冷媒を噴出する位置に、Ａ部５０ａとＢ部５０ｂを組み合わせた冷媒供給方向可変機構５０をそれぞれ配置する。具体的には、発電機７１に対して（Ａ部５０ａとＢ部５０ｂとＡ部５０ａ）を１組で配置し、駆動モータ２１に対して（Ａ部５０ａとＢ部５０ｂとＡ部５０ａ）を１組で配置する。１組で構成された（Ａ部５０ａとＢ部５０ｂとＡ部５０ａ）は、発電機７１および駆動モータ２１のステータに位置する箇所（冷却部位）にＡ部５０ａを配置し、ホルダに位置する箇所（冷却部位）にＢ部５０ｂを配置する。

図１０の細矢印と太矢印に示すように、冷媒の高流量時には、冷媒流路可変速度が小さいＡ部５０ａからの冷媒が発電機７１および駆動モータ２１のステータ側に噴出され、冷媒流路可変速度が大きいＢ部５０ｂからの冷媒が発電機７１および駆動モータ２１のホルダ側に噴出される。
このように、プロペラ５１の枚数とばね部材５９荷重を調整することで、冷却部位によって冷却効果の切替が可能である。

以上説明したように、ハイブリッド車両１に搭載された回転電機ユニット２０は、ステータとロータとを有する回転電機本体と、回転電機本体に向け冷媒を送り込む可変式冷却用滴下パイプ３１（冷媒流路）と、可変式冷却用滴下パイプ３１に設けられた冷媒供給方向可変機構５０（供給方向可変手段）と、を備え、冷媒供給方向可変機構５０は、冷媒の流れ状態の変化に応じて回転電機本体への冷媒供給を変化させる。具体的には、冷媒供給方向可変機構５０は、大径部管体３１ｂの第２冷媒流路３１ｄに冷媒の流れを受けるように設置されたプロペラ５１と、プロペラ５１を回転支持するプロペラ回転軸５２と、第２冷媒流路３１ｄの上部に埋設され、プロペラ回転軸５２を回転自在に軸支するベアリング５３と、第２冷媒流路３１ｄの下部に形成された長方形形状の開口部５４と、開口部５４を覆うように配置され、冷媒の流れ方向に直交する周方向に摺動する円弧状可動板５５と、円弧状可動板５５の上面に固定されてプロペラ５１が適時当接する板状突起部５６と、円弧状可動板５５に形成された冷媒の流出孔（噴出孔）５７と、円弧状可動板５５の両端を収容する収容溝５８と、収容溝５８の一方の端部に取り付けられ、円弧状可動板５５を一方側に付勢するばね部材５９と、を有する。

この構成により、吐出口の吐出角（流出孔（噴出孔）５７の冷媒出口角度）を可動させることができ、吐出範囲を拡大する機構を実現できる。これにより、１本の冷却パイプ数で回転電機全体の冷却が可能になる。その結果、冷却用滴下パイプの本数を削減することができ、回転電機の小型化および配置自由度を向上させることができる。

また、可変式冷却用滴下パイプ３１は、回転電機本体の上部で、回転電機の回転軸方向に沿って配置された管体であることで、回転電機本体の上部で、吐出口の吐出角を可動するので、１本の冷却パイプ数で回転電機全体を冷却することができる。

また、冷媒供給方向可変機構５０は、一つの冷媒流路に対し複数設けられたことで、回転電機に対して冷却部位を的確に冷却することができる。

また、可変式冷却用滴下パイプ３１は、管体であり、冷媒供給方向可変機構５０が備わる領域は、他の領域よりも拡径されたことで、冷媒供給方向可変機構５０を可変式冷却用滴下パイプ３１内に設置することができる。

また、冷媒供給方向可変機構５０は、冷媒流路可変速度の異なるＡ部５０ａ（第１供給方向可変手段）とＢ部５０ｂ（第２供給方向可変手段）とを有することで、冷却部位によって冷却効果の切替が可能である。例えば、回転電機の回転速度にあわせて最適な冷却部位を冷却することができる。

また、冷媒供給方向可変機構５０のＡ部５０ａは、回転電機のステータ側に冷媒を供給し、Ｂ部５０ｂは、回転電機の非ステータ側に冷媒を供給することで、回転電機のステータ側と非ステータ側に対し、冷媒流路可変速度を変えることができ、冷却部位を的確に冷却することができる。

また、冷媒供給方向可変機構５０は、冷媒の供給量に応じて、冷媒供給方向可変機構５０のＡ部５０ａの冷媒流路可変速度と、Ｂ部５０ｂの冷媒流路可変速度とを切替えることで、回転電機のステータ側と非ステータ側に対し、冷媒流路可変速度を変えることができ、冷却部位を的確に冷却することができる。その結果、回転電機全体の冷却効果が高まり、高回転で冷却が必要な磁石冷却に有利である。

（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る回転電機ユニットの可変式冷却用滴下パイプ３１に内設された冷媒供給方向可変機構６０の拡大断面図である。図１２（ａ）（ｃ）は、図１１のＡ−Ａ矢視断面図、図１２（ｂ）（ｄ）は、図１１のＢ−Ｂ矢視断面図である。なお、図１１および図１２の説明にあたり、図３および図４と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
冷媒供給方向可変機構６０は、円弧状可動板５５上面に２つの板状突起部６１，６２（供給方向可変手段）が固定されている。板状突起部６１と板状突起部６２とは、プロペラ回転軸５２を点対象として略対称位置に配置されている。板状突起部６１，６２は、プロペラ５１に適時当接する。板状突起部６１と板状突起部６２のうち、一方がプロペラ５１が当接したとき、他方が離間するように配置される。
また、図３および図４に示す冷媒供給方向可変機構５０のばね部材５９は、取り除かれる。

次に、上述のように構成された回転電機ユニット２０の作用効果について説明する。
［基本動作］
図１２は、冷媒供給方向可変機構６０の動作を示す図である。図１２（ａ）は、プロペラ５１が板状突起部６１，６２を押している状態の図１１のＡ−Ａ矢視断面図、図１２（ｂ）は、その状態の図１１のＢ−Ｂ矢視断面図である。図１２（ｃ）は、プロペラ５１が板状突起部６１，６２を開放した状態の図１１のＡ−Ａ矢視断面図、図１２（ｄ）は、その状態の図１１のＢ−Ｂ矢視断面図である。

図１１（ａ）の矢印に示すように、プロペラ５１の回転により、プロペラ５１の３枚の羽根のうちの一つが板状突起部６１に当接し、羽根は板状突起部６１に当接したまま、板状突起部６１をばね部材５９の付勢力に抗して押す。これに伴い、図１２（ａ）（ｂ）の矢印ｂに示すように、円弧状可動板５５は、可変式冷却用滴下パイプ３１の円周方向（反時計回り）に動く。

プロペラ５１が更に回転すると、円弧状可動板５５は、更に可変式冷却用滴下パイプ３１の円周方向に動く。
プロペラ５１が更に回転して、板状突起部６１の開放点まで達すると、プロペラ５１は、板状突起部６１から外れ、板状突起部６１は、プロペラ５１の押力から開放され、この位置で停止する。ただし、この停止時間はごくわずかである。

図１１（ｃ）の矢印に示すように、プロペラ５１の回転により、プロペラ５１の３枚の羽根のうち、先行する他の羽根が板状突起部６２に当接し、この羽根は板状突起部６２に当接したまま、図１２（ｃ）（ｄ）の矢印ｃに示すように、円弧状可動板５５を、可変式冷却用滴下パイプ３１の円周方向（反時計回り）に移動させる。

プロペラ５１が更に回転して、板状突起部６２の開放点まで達すると、プロペラ５１は、板状突起部６２から外れ、板状突起部６２は、プロペラ５１の押力から開放され、この位置で停止する。

円弧状可動板５５の円周方向揺動に伴い、円弧状可動板５５に開口した冷媒の流出孔（噴出孔）５７も、冷媒出口角度が円周方向で変わる。
このように、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、可変式冷却用滴下パイプ３１の冷媒出口角度を可動式にすることにより、１本の冷却パイプ数で回転電機全体の冷却を実現することができる。

本実施形態は、第１の実施形態のばね部材５９を無くすことにより、冷媒供給方向可変機構６０の部品点数の削減が可能である。

なお、本発明は、上記各実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
例えば、冷却構造としてハイブリッド車両１を挙げたが、回転電機（モータおよびジェネレータ）を備えこれを冷却する必要のある構造体であれば、これに限らない。例えば、ハイブリッド車両１は、エンジンを有さずモータのみを駆動源とする電気自動車または燃料電池車両であってもよい。

１ ハイブリッド車両
２０ 回転電機ユニット
２１ 駆動モータ（回転電機）
２２ ステータ
２３ ステータホルダ
２４ ステータコア
２５ 巻線（コイル）
２６ モータハウジング
２７ 回転軸
２８ ロータ
３１ 可変式冷却用滴下パイプ（冷媒流路、管体）
３１ａ 本体管体
３１ｂ 大径部管体
３３ 冷媒供給管
５０，６０ 冷媒供給方向可変機構
５０ａ Ａ部（第１供給方向可変手段）
５０ｂ Ｂ部（第２供給方向可変手段）
５１，５１Ａ プロペラ（供給方向可変手段）
５２ プロペラ回転軸
５３ ベアリング
５４ 開口部
５５ 円弧状可動板（供給方向可変手段）
５６，６１，６２ 板状突起部（供給方向可変手段）
５７ 流出孔（噴出孔）
５８ 収容溝
５９ ばね部材
７１ 発電機（回転電機）

Claims (9)

1. 車両に搭載された回転電機ユニットであって、
   ステータとロータとを有する回転電機本体と、
   前記回転電機本体に向け冷媒を送り込む冷媒流路と、
   前記冷媒流路に設けられた供給方向可変手段と、を備え、
   前記供給方向可変手段は、
   冷媒の流れ状態の変化に応じて回転電機本体への冷媒供給方向を変化させる
   ことを特徴とする回転電機ユニット。
2. 前記冷媒流路は、
   前記回転電機本体の上部で、前記回転電機の回転軸方向に沿って配置された管体である
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機ユニット。
3. 前記供給方向可変手段は、
   一つの前記冷媒流路に対し複数設けられた
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機ユニット。
4. 前記冷媒流路は、管体であり、
   前記供給方向可変手段が備わる領域は、他の領域よりも拡径された
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機ユニット。
5. 前記供給方向可変手段は、
   冷媒流路可変速度の異なる第１供給方向可変手段と第２供給方向可変手段とを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機ユニット。
6. 前記第１供給方向可変手段は、前記回転電機のステータ側に冷媒を供給し、前記第２供給方向可変手段は、前記回転電機の非ステータ側に冷媒を供給する
   ことを特徴とする請求項５に記載の回転電機ユニット。
7. 冷媒の供給量に応じて、前記第１供給方向可変手段の冷媒流路可変速度と、前記第２供給方向可変手段の冷媒流路可変速度とを切替える
   ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の回転電機ユニット。
8. ステータとロータとを有する回転電機本体と、
   前記回転電機本体に向け冷媒を送り込む冷媒流路と、
   前記冷媒流路に設けられた供給方向可変手段と、を備え、
   前記供給方向可変手段は、
   冷媒の流れ状態の変化に応じて回転電機本体への冷媒供給方向を変化させる
   ことを特徴とする回転電機。
9. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の回転電機ユニットを搭載した車両。

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