JP2020184818A

JP2020184818A - 車両用電動機の冷却機構

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Publication number: JP2020184818A
Application number: JP2019087232A
Authority: JP
Inventors: 高橋　信行; Nobuyuki Takahashi; 信行高橋; 純一横田; Junichi Yokota; 泰也古田; Yasunari Furuta
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-05-06
Filing date: 2019-05-06
Publication date: 2020-11-12
Anticipated expiration: 2039-05-06
Also published as: JP7099987B2; US11515746B2; CN111900813A; CN111900813B; US20200358326A1; DE102020205329A1

Abstract

【課題】電動機を構成するステータコイルに均等に冷却油を供給することができ、ロータの対称性も確保される車両用電動機の冷却機構を提供する。【解決手段】ロータコア７２の両側に隣接する第１エンドプレート８２および第２エンドプレート８４に、それぞれ第１排出口８８および第２排出口９２が形成されるため、第１排出口８８および第２排出口９２の両方から冷却油路８０を流れる油が排出される。従って、ステータ４２の軸方向の両側に位置するステータコイル４８にそれぞれ油が供給されるため、ステータコイル４８の冷却の偏りが抑制され、第１電動機ＭＧ１の冷却性が向上する。また、第１排出口８８および第２排出口９２は、何れも各々のエンドプレート８２、８４を軸方向に貫通する穴であるため、第１エンドプレート８２および第２エンドプレート８４の対称性も高くなり、ロータ４４の形状の対称性も高くなる。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用電動機を冷却する冷却機構の冷却性向上に関するものである。

車両に備えられる電動機を冷却する冷却機構を備えたものが知られている。例えば、特許文献１には、電動機のロータコアの内周部とロータシャフトとの間に、ロータシャフトの軸方向に平行な冷却油路を形成し、この冷却油路に冷却油を流すことでロータコアを冷却し、さらに冷却油路から排出された冷却油をステータコイルに導くことでステータコイルを冷却する構造が開示されている。

特開２０１３−５９１９３号公報特開２０１０−２３９７９９号公報

ところで、特許文献１には、ロータコアの両端に設けられている一対のエンドプレートの一方に、冷却油路と外部とを連通する冷媒吐出口が形成され、この冷媒吐出口からステータコイルに冷却油が供給される構成が記載されている。さらに、エンドプレートに他方に、ロータシャフトに形成された冷媒供給口と連通する冷媒吐出路を形成し、その冷媒吐出路の出口からステータコイルに冷却油を供給することについても記載されている。ここで、特許文献１の冷却機構では、エンドプレートの一方に冷媒吐出口が形成される一方、エンドプレートの他方には冷媒吐出路および突起が形成されており、ロータコアの両側に配置される一対のエンドプレートの形状が大きく異なっている。結果として、ロータの形状の対称性が悪くなり、ロータの回転中における偏りが大きくなるという問題があった。

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、ステータコイルに均等に冷却油を供給することができ、ロータの対称性も確保される車両用電動機の冷却機構を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）ロータと、そのロータの外周側に配置されるステータと、そのステータに巻き掛けられたステータコイルとを備え、前記ロータは、ロータシャフトと、そのロータシャフトの外周に相対回転不能に設けられているロータコアと、そのロータシャフトの軸方向で前記ロータコアの両側を挟み込むようにして設けられている一対の第１エンドプレートおよび第２エンドプレートとを、含んで構成される車両用電動機を備え、前記ロータコアと前記ロータシャフトとの間には、前記ロータコアを前記ロータシャフトの軸方向に貫通する冷却油路が形成され、その冷却油路は、前記ロータシャフトの内部に形成された供給油路に連通されている、車両用電動機の冷却機構であって、（ｂ）前記冷却油路は、前記ロータコアの周方向で複数形成され、（ｃ）前記第１エンドプレートには、前記冷却油路に連通し、前記第１エンドプレートを前記ロータシャフトの軸方向に貫通する第１排出口が形成され、（ｄ）前記第２エンドプレートには、前記冷却油路に連通し、前記第２エンドプレートを前記ロータシャフトの軸方向に貫通する第２排出口が形成され、（ｅ）前記第１排出口および前記第２排出口は、前記ロータシャフトの軸方向に見たときそれぞれ異なる位置に形成されていることを特徴とする。

第２発明の要旨とするところは、第１発明の車両用電動機の冷却機構において、（ａ）前記第１排出口および前記第２排出口は、それぞれ複数形成され、（ｂ）前記第１排出口および前記第２排出口は、前記ロータシャフトの軸方向に見たとき、前記ロータコアの周方向で等角度間隔に交互に配置されていることを特徴とする。

第３発明の要旨とするところは、第１発明または第２発明の車両用電動機の冷却機構において、前記冷却油路は、前記ロータコアの内周面に形成された溝から形成され、前記溝は、前記ロータコアを前記ロータシャフトの軸方向に貫通することを特徴とする。

第１発明の車両用電動機の冷却機構によれば、ロータコアの両側に隣接する第１エンドプレートおよび第２エンドプレートに、それぞれ第１排出口および第２排出口が形成されるため、第１排出口および第２排出口の両方から冷却油路を流れる油が排出される。従って、ステータの軸方向の両側に位置するステータコイル（コイルエンド）にそれぞれ油が供給されるため、ステータコイルの冷却の偏りが抑制される。また、第１エンドプレートに形成される第１排出口および第２エンドプレートに形成される第２排出口は、何れも各々のエンドプレートを軸方向に貫通する穴であるため、第１エンドプレートおよび第２エンドプレートの対称性も高くなる。結果として、ロータの形状の対称性も高くなり、ロータの回転中における偏りも抑制される。

また、第２発明の車両用電動機の冷却機構によれば、第１排出口および第２排出口は、それぞれ複数形成され、第１排出口および第２排出口をロータシャフトの軸方向に見たとき、周方向で等角度間隔に交互に配置されているため、第１排出口および第２排出口から排出された油が、それぞれ放射状に飛び散ることで、環状に配置されたステータコイルを、略均一に冷却することができる。

また、第３発明の車両用電動機の冷却機構によれば、冷却油路は、ロータコアの内周面に形成された溝から形成されているため、ロータコアを構成する鋼板を打ち抜きによって成形するとき、鋼板の内周端部に溝を形成するための切欠を形成するだけで済むため、鋼板の打ち抜き形状が複雑になることを抑制できる。

本発明が適用された車両に搭載される車両用動力伝達装置の構成を簡略的に示す骨子図である。図１の第１電動機のロータの断面図である。図１の第１電動機のロータの断面図であって、図２に対して異なる位置で切断したときの断面図である。図２のロータを切断線Ａで切断したＡ−Ａ断面図である。図２の第１エンドプレートを第１軸線方向に見たときの図である。図２の第２エンドプレートを第１軸線方向に見たときの図である。

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。

図１は、本発明が適用された車両８に搭載される車両用動力伝達装置１０（以下、動力伝達装置１０と称す）の構成を簡略的に示す骨子図である。動力伝達装置１０は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）形式の車両８に好適に用いられる。動力伝達装置１０は、エンジン１２と駆動輪１４との間に設けられ、動力源であるエンジン１２、および、第２電動機ＭＧ２から出力される動力を、デファレンシャル装置２０および左右一対の車軸２２ｌ、２２ｒ（以下、特に区別しない場合には車軸２２と記載）等を介して、左右一対の駆動輪１４ｌ、１４ｒ（以下、特に区別しない場合には駆動輪１４と記載）に伝達するハイブリッド形式の動力伝達装置である。

図１に示すように、動力伝達装置１０は、第１軸線ＣＬ１を中心にして回転可能に配置されている入力軸２３と、入力軸２３の外周側に配置されている、遊星歯車装置２４、第１電動機ＭＧ１、および出力歯車２６と、第２軸線ＣＬ２を中心にして回転可能に配置されている動力伝達軸３４と、動力伝達軸３４と同軸上に配置され第２軸線ＣＬ２を中心にして回転駆動する第２電動機ＭＧ２と、動力伝達軸３４に設けられているリダクションギヤ３６と、第３軸線ＣＬ３を中心にして回転可能に配置されているカウンタ軸３２と、カウンタ軸３２に設けられている、カウンタギヤ２８およびデフドライブギヤ３０と、第４軸線ＣＬ４を中心にして回転可能に配置されているデファレンシャル装置２０および一対の車軸２２とを、含んで構成されている。これら各回転部材は、何れも非回転部材であるケーシング４０内に収容されている。また、動力伝達装置１０は、出力歯車２６を回転停止するためのパーキングロック機構３７を備えている。なお、第１軸線ＣＬ１〜第４軸線ＣＬ４は、何れも車両８の車幅の方向と平行な回転軸線である。

入力軸２３は、エンジン１２のクランク軸１２ａおよび図示しないダンパ等を介してエンジン１２に動力伝達可能に連結されている。入力軸２３は、ベアリング１８等を介して、ケーシング４０によって回転可能に支持されている。

遊星歯車装置２４は、第１軸線ＣＬ１を中心にして配置され、サンギヤＳ、キャリヤＣＡ、およびリングギヤＲを有するシングルピニオン型の遊星歯車装置（差動機構）から構成されている。遊星歯車装置２４は、エンジン１２の動力を、出力歯車２６および第１電動機ＭＧ１に分配する動力分配機構として機能する。遊星歯車装置２４のサンギヤＳが第１電動機ＭＧ１に動力伝達可能に連結され、キャリヤＣＡが入力軸２３およびクランク軸１２ａを介してエンジン１２に動力伝達可能に連結され、リングギヤＲが出力歯車２６に動力伝達可能に連結されている。なお、リングギヤＲおよび出力歯車２６は、これらのギヤが一体成形された複合ギヤから構成されている。

また、第１軸線ＣＬ１上であって、入力軸２３の軸方向でエンジン１２と反対側の端部には、エンジン１２によって回転駆動させられる第１オイルポンプＰ１が設けられている。第１オイルポンプＰ１を構成する図示しない駆動ギヤが、入力軸２３の軸端部に接続されることで、第１オイルポンプＰ１が、入力軸２３を介してエンジン１２によって回転駆動させられる。

第１電動機ＭＧ１は、第１軸線ＣＬ１方向において、ケーシング４０の一部である隔壁５６を隔てて遊星歯車装置２４と隣り合う位置に配置されている。第１電動機ＭＧ１は、ケーシング４０に回転不能に固定されている円環状のステータ４２と、ステータ４２の内周側に配置されているロータ４４と、ステータ４２に巻き掛けられているステータコイル４８とを、備えている。

ステータ４２は、ロータ４４の外周側に配置され、図示しないボルトによってケーシング４０に回転不能に固定されている。ロータ４４は、ロータコア７２（図２等参照）と、ロータコア７２の内周面に固定されているロータシャフト４６とを、備えている。なお、ロータ４４の構造については後述する。ロータシャフト４６は、軸方向の両側が、一対のベアリング４７ａ、４７ｂを介してケーシング４０に回転可能に支持されている。

出力歯車２６は、遊星歯車装置２４のリングギヤＲに連結されるとともに、カウンタ軸３２に設けられているカウンタギヤ２８に噛み合わされている。カウンタ軸３２は、軸方向の両側が、一対のベアリング４９ａ、４９ｂを介してケーシング４０に回転可能に支持されている。

第２電動機ＭＧ２およびリダクションギヤ３６は、第２軸線ＣＬ２を中心にして回転可能に配置され、第２軸線ＣＬ２方向で隔壁５６を隔てて並んで配置されている。

第２電動機ＭＧ２は、ケーシング４０に回転不能に固定されている円環状のステータ５０と、ステータ５０の内周側に配置されているロータ５２と、ステータ５０に巻き掛けられているステータコイル５５とを、備えている。

ステータ５０は、ロータ５２の外周側に配置され、図示しないボルトによってケーシング４０に回転不能に固定されている。ロータ５２は、ロータシャフト５４を備えている。ロータシャフト５４は、軸方向の両側が、一対のベアリング５７ａ、５７ｂを介してケーシング４０に回転可能に支持されている。

リダクションギヤ３６は、動力伝達軸３４に一体的に設けられ、カウンタ軸３２に設けられているカウンタギヤ２８に噛み合わされている。リダクションギヤ３６の歯数が、カウンタギヤ２８の歯数よりも少なく設定されることで、第２電動機ＭＧ２の回転が、リダクションギヤ３６およびカウンタギヤ２８を経由して減速してカウンタ軸３２に伝達される。動力伝達軸３４は、軸方向の両側が、一対のベアリング５９ａ、５９ｂを介してケーシング４０に回転可能に支持されている。

カウンタギヤ２８およびデフドライブギヤ３０は、第３軸線ＣＬ３を中心にして回転するカウンタ軸３２に相対回転不能に設けられている。カウンタギヤ２８は、出力歯車２６およびリダクションギヤ３６に噛み合わされることで、エンジン１２および第２電動機ＭＧ２から出力される動力が伝達される。デフドライブギヤ３０は、デファレンシャル装置２０のデフリングギヤ３８に噛み合わされている。従って、出力歯車２６およびリダクションギヤ３６の少なくとも一方からカウンタ軸３２に動力が入力されると、その動力がデフドライブギヤ３０を経由してデファレンシャル装置２０に伝達される。

デファレンシャル装置２０および一対の車軸２２ｌ、２２ｒは、第４軸線ＣＬ４を中心にして回転可能に配置されている。デファレンシャル装置２０のデフリングギヤ３８がデフドライブギヤ３０と噛み合うことで、エンジン１２および第２電動機ＭＧ２の少なくとも一方から出力される動力が、デフリングギヤ３８を経由してデファレンシャル装置２０に入力される。

デファレンシャル装置２０は、よく知られた差動機構から構成され、左右一対の車軸２２ｌ、２２ｒの相対回転を許容しつつ、左右一対の車軸２２ｌ、２２ｒに動力を伝達する。なお、デファレンシャル装置２０は、公知の技術であるため、その説明を省略する。

デファレンシャル装置２０は、第４軸線ＣＬ４方向の両側が、一対のベアリング６２ａ、６２ｂを介してケーシング４０に回転可能に支持されている。また、デファレンシャル装置２０のデフリングギヤ３８が、第２オイルポンプＰ２のポンプ駆動歯車７１に噛み合わされている。第２オイルポンプＰ２は、前記デフリングギヤ３８に噛み合わされたポンプ駆動歯車７１を介して、デフリングギヤ３８に連動して回転駆動される機械式オイルポンプである。

上記のように構成される動力伝達装置１０において、エンジン１２の動力が、遊星歯車装置２４、出力歯車２６、カウンタギヤ２８、カウンタ軸３２、デフドライブギヤ３０、デファレンシャル装置２０、および左右の車軸２２ｌ、２２ｒを介して、左右の駆動輪１４ｌ、１４ｒに伝達される。また、第２電動機ＭＧ２の動力が、ロータシャフト５４、動力伝達軸３４、リダクションギヤ３６、カウンタギヤ２８、カウンタ軸３２、デフドライブギヤ３０、デファレンシャル装置２０、および左右の車軸２２ｌ、２２ｒを介して、左右の駆動輪１４ｌ、１４ｒに伝達される。

非回転部材であるケーシング４０は、ハウジング４０ａと、アクスルケース４０ｂと、ケースカバー４０ｃと、から構成されている。アクスルケース４０ｂは、第１軸線ＣＬ１方向の両側が開口しており、アクスルケース４０ｂの一方の開口がハウジング４０ａで塞がれるようにして接続されるとともに、アクスルケース４０ｂの他方の開口がケースカバー４０ｃで塞がれるようにして接続されている。

アクスルケース４０ｂには、第１軸線ＣＬ１に対して垂直な隔壁５６が形成されている。隔壁５６によって、ケーシング４０の内部が、遊星歯車装置２４、出力歯車２６、カウンタギヤ２８、リダクションギヤ３６、およびデファレンシャル装置２０等の各種ギヤが収容されるギヤ室５８と、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２が収容されるモータ室６０とに区画されている。

次に、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の冷却機構６４について説明する。なお、以下において、冷却機構６４のうち第１電動機ＭＧ１に関する冷却構造が説明されているが、第２電動機ＭＧ２についても、第１電動機ＭＧ１と同様に構成されているものとする。なお、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２が、本発明の車両用電動機に対応している。

図２および図３は、図１の第１電動機ＭＧ１のロータ４４の断面図である。図２および図３は、周方向で異なる位置の断面を示している。なお、第１電動機ＭＧ１は、第１軸線ＣＬ１を中心にして略対称に構成されているため、図２および図３において、第１軸線ＣＬ１から下半分が省略されている。また、図２および図３では、図１に示すロータシャフト４６の内部を軸方向に貫通する入力軸２３が省略されている。

図２および図３に示すように、第１軸線ＣＬ１を中心にしてロータ４４のロータシャフト４６が回転可能に設けられている。ロータシャフト４６の外周部には、ロータ４４を構成するロータコア７２を支持するためのロータコア支持部６６が設けられている。ロータコア支持部６６は、ロータシャフト４６の外周面から径方向に突き出す鍔部６６ａと、鍔部６６ａの外周端部に接続された円筒状の筒部６６ｂと、筒部６６ｂの第１軸線ＣＬ１の一端から径方向外側に向かって伸びる円板状のフランジ部６６ｃと、から構成されている。

ロータシャフト４６の内部には、第１軸線ＣＬ１と平行に伸びる軸方向油路６８と、軸方向油路６８の内周面から径方向に伸びる径方向油路７０とが形成されている。これら軸方向油路６８および径方向油路７０が、本発明のロータシャフトの内部に形成された供給油路に対応している。

図４は、図２のロータ４４を切断線Ａで切断したＡ−Ａ断面図である。図４に示すように、軸方向油路６８に連通し、径方向外側に向かって伸びる８本の径方向油路７０が形成されている。８本の径方向油路７０は、等角度間隔（４５度間隔）に放射状に形成されている。各径方向油路７０は、それぞれロータコア７２とロータシャフト４６との間に形成される後述する冷却油路８０に連通されている。軸方向油路６８には、第１オイルポンプＰ１から吐出された油が供給され、軸方向油路６８を流れる油が、各径方向油路７０を経由して各冷却油路８０に供給される。

図２および図３に戻り、ロータコア支持部６６の筒部６６ｂの外周には、ロータコア７２が相対回転不能に設けられている。ロータコア７２は、複数枚の鋼板が積層されて円環状に構成されている。また、ロータコア７２には、複数個の永久磁石７４が内蔵されている（図４参照）。

ロータコア７２は、例えばロータコア７２の内周部（すなわち鋼板の内周部）に形成されている図示しない突起が、ロータコア支持部６６の筒部６６ｂの外周面に形成されている図示しない窪みと係合することで、ロータコア７２と筒部６６ｂとの相対回転が阻止されている。ロータコア７２の内周面には、第１軸線ＣＬ１方向と平行な溝７６が８箇所形成されている。溝７６を第１軸線ＣＬ１方向に見たとき、図４に示すように半円状に形成されている。ロータコア７２が筒部６６ｂの外周面に嵌め入れられると、溝７６および筒部６６ｂの外周面によって囲まれた冷却油路８０が形成される。各冷却油路８０は、第１軸線ＣＬ１方向に平行であって、且つ、ロータコア７２を第１軸線ＣＬ１方向（ロータシャフト４６の軸方向）に貫通するように形成されている。図４に示すように、冷却油路８０は、ロータコア７２の周方向で等角度間隔（４５度間隔）に８箇所形成されている。各冷却油路８０は、それぞれロータシャフト４６の内部に形成された径方向油路７０と連通している。

ロータコア７２の第１軸線ＣＬ１方向（すなわちロータシャフト４６の軸方向）の両側には、ロータコア７２を挟み込むようにして設けられている、一対の第１エンドプレート８２および第２エンドプレート８４が配置されている。なお、第１エンドプレート８２および第２エンドプレート８４は、ロータコア７２と同様に、例えば、内周部に形成される図示しない突起が、筒部６６ｂの図示しない窪みと係合することで、第１エンドプレート８２および第２エンドプレート８４と筒部６６ｂとの相対回転が阻止されている。ロータ４４は、これら第１エンドプレート８２および第２エンドプレート８４を含んで構成されている。

第１エンドプレート８２は、所定の厚み有する円板形状に形成されている。また、第１エンドプレート８２の外周端部は、ロータコア７２の外周面と同じ位置まで伸びている。また、第１エンドプレート８２は、例えば、筒部６６ｂに締結された図示しないナットと当接することで、筒部６６ｂからの脱落が阻止されている。第１エンドプレート８２の内周端部には、厚み方向（第１軸線ＣＬ１方向）に切り欠かれた溝８６が形成されている。溝８６は、組付後において冷却油路８０の一端と連通する位置に形成されている。

図５は、図２の第１エンドプレート８２を第１軸線ＣＬ１方向に見た図である。図５に示すように、第１エンドプレート８２の内周端部には、周方向で等角度間隔（９０度間隔）に溝８６が４箇所形成されている。溝８６は、ロータコア７２の溝７６と同様に、第１軸線ＣＬ１方向に見た場合において半円状に形成されている。第１エンドプレート８２が、ロータコア支持部６６の筒部６６ｂの外周面に嵌め入れられることで、溝８６および筒部６６ｂの外周面で囲まれた第１排出口８８が形成される。第１排出口８８は、第１エンドプレート８２の周方向において等角度間隔（９０度間隔）に４箇所形成される。各第１排出口８８は、第１エンドプレート８２を第１軸線ＣＬ１方向（ロータシャフト４６の軸方向）に貫通している。

図５の第１エンドプレート８２を切断線Ｂで切断したＢ−Ｂ断面が、図２の第１エンドプレート８２の断面図に対応している。また、図５の第１エンドプレート８２を切断線Ｃで切断したＣ−Ｃ断面が、図３の第１エンドプレート８２の断面図に対応している。

図２、３に戻り、第２エンドプレート８４は、所定の厚みを有する円板形状に形成されている。また、第２エンドプレート８４の外周端部は、ロータコア７２の外周面と同じ位置まで伸びている。第２エンドプレート８４には、厚み方向（第１軸線ＣＬ１方向）に切り欠かれた溝９０が形成されている。溝９０は、組付後において冷却油路８０の一端と連通する位置に形成されている。

図６は、図２の第２エンドプレート８４を第１軸線ＣＬ１方向に見た図である。図６に示すように、第２エンドプレート８４の内周端部には、周方向で等角度間隔（９０度間隔）に溝９０が４箇所形成されている。溝９０は、ロータコア７２の溝７６と同様に、第１軸線ＣＬ１方向に見たとき半円状に形成されている。第２エンドプレート８４が、ロータコア支持部６６の筒部６６ｂの外周面に嵌め入れられることで、溝９０および筒部６６ｂの外周面で囲まれた第２排出口９２が形成される。第２排出口９２は、第２エンドプレート８４の周方向において等角度間隔（９０度間隔）に４箇所形成される。第２排出口９２は、第２エンドプレート８４を第１軸線ＣＬ１方向（ロータシャフト４６の軸方向）に貫通している。

図６の第２エンドプレート８４を切断線Ｂで切断したＢ−Ｂ断面が、図２の第２エンドプレート８４の断面図に対応している。また、図６の第２エンドプレート８４を切断線Ｃで切断したＣ−Ｃ断面が、図３の第２エンドプレート８４の断面図に対応している。

図５および図６に示すように、第１エンドプレート８２の溝８６および第２エンドプレート８４の溝９０は、組付後の状態で第１軸線ＣＬ１方向に見てそれぞれ異なる位置、すなわち第１軸線ＣＬ１方向に見て互いに重ならない位置に形成されている。従って、第１排出口８８および第２排出口９２は、第１軸線ＣＬ１方向に見たとき、それぞれ異なる位置（すなわち第１軸線ＣＬ１方向に見て互いに重ならない位置）に形成されている。具体的には、第１排出口８８および第２排出口９２は、第１軸線ＣＬ１方向に見たとき、第１エンドプレート８２および第２エンドプレート８４の周方向で等角度間隔（４５度間隔）に交互に配置（形成）されている。

また、図２および図３に示すように、各冷却油路８０は、第１排出口８８および第２排出口９２の何れか一方と連通している。言い換えれば、各冷却油路８０は、第１軸線ＣＬ１方向に見たとき、第１排出口８８および第２排出口９２の何れか１つと重なり、第１排出口８８と重なる位置に形成されている冷却油路８０は、第２排出口９２と重ならず、第２排出口９２と重なる位置に形成されている冷却油路８０は、第１排出口８８と重ならない。また、第１排出口８８および第２排出口９２は、周方向で交互に配置されているため、冷却油路８０は、それぞれ第１排出口８８および第２排出口９２の一方と、交互に連通されている。

また、図３に示すように、フランジ部６６ｃには、厚み方向（第１軸線ＣＬ１方向）に貫通する貫通穴９４が形成されている。貫通穴９４は、第１軸線ＣＬ１方向に見て、第２エンドプレート８４の溝９０と重なる位置に形成されている。すなわち、貫通穴９４は第２排出口９２と連通する位置に形成されている。上記、ロータシャフト４６に形成された軸方向油路６８および径方向油路７０、冷却油路８０（溝７６）、第１排出口８８（溝８６）、第２排出口９２（溝９０）、および貫通穴９４を含んで、第１電動機ＭＧ１を冷却するための冷却機構６４が構成される。

上記のように構成される冷却機構６４の作動について説明する。ロータシャフト４６の軸方向油路６８を流れる油は、径方向油路７０を経由して各冷却油路８０に供給される。第１排出口８８と連通する冷却油路８０を流れる油は、第１排出口８８から排出される。第１排出口８８から排出された油は、ロータ４４の回転に伴う遠心力によって径方向外側に飛ばされる。また、ステータ５０の第１軸線ＣＬ１方向の両側には、ステータコイル４８のコイルエンド４８ａ、４８ｂ（図１参照）が配置されていることから、第１排出口８８から排出された油が、ステータ４２の第１軸線ＣＬ１方向の一方側に位置するステータコイル４８のコイルエンド４８ａに付着する。この付着した油によって、ステータ４２の第１軸線ＣＬ１方向で一方側に位置するコイルエンド４８ａが冷却される。

また、第２排出口９２と連通する冷却油路８０を流れる油は、第２排出口９２を通り貫通穴９４から排出される。第２排出口９２から排出された油は、ロータ４４の回転に伴う遠心力によって径方向外側に飛ばされ、ステータ４２の第１軸線ＣＬ１方向で他方側に位置するステータコイル４８のコイルエンド４８ｂに付着する。この付着した油によって、ステータ４２の第１軸線ＣＬ１方向で他方側に位置するコイルエンド４８ｂが冷却される。

上記のように、第１排出口８８から排出された油によって、ステータ４２の第１軸線ＣＬ１方向の一方側に配置されるステータコイル４８のコイルエンド４８ａが冷却されるとともに、第２排出口９２を通って貫通穴９４から排出された油によって、ステータ４２の第１軸線ＣＬ１方向の他方側に配置されるステータコイル４８のコイルエンド４８ｂが冷却されるため、ステータ４２の第１軸線ＣＬ１方向の両側に位置するコイルエンド４８ａ、４８ｂが冷却されることとなる。従って、ステータ４２の第１軸線ＣＬ１方向の両側に位置するステータコイル４８のコイルエンド４８ａ、４８ｂの冷却の偏りが抑制される。

また、第１排出口８８は、周方向で等角度間隔（９０度間隔）に４箇所形成されているため、各第１排出口８８から排出された油が放射状に飛び散る。また、貫通穴９４は、周方向で等角度間隔（９０度間隔）に４箇所形成されているため、各貫通穴９４から排出された油が放射状に飛び散る。従って、放射状に飛び散った油が、環状に配置されるステータコイル４８のコイルエンド４８ａ、４８ｂに対して略均等に供給されるため、各コイルエンド４８ａ、４８ｂが均一に冷却される。また、第１排出口８８および貫通穴９４から排出された油は、ロータ４４の回転に伴う遠心力によってステータコイル４８のコイルエンド４８ａ、４８ｂに向かって飛び散るため、油をコイルエンド４８ａ、４８ｂに導くためのパイプも不要になる。

また、ロータコア７２を構成する鋼板は、所定の厚みを有する鋼板が円板状に打ち抜かれることで形成される。このとき、溝７６についても打ち抜きによって形成されるが、溝７６を形成するに際して、鋼板の内周端部に複数個の半円形状の穴を開けるだけ済むため、溝７６を形成することで鋼板の打ち抜き形状が複雑になることが抑制される。従って、鋼板の溝７６を形成することによる生産性の低下も抑制される。

また、冷却油路８０を形成するため、ロータコア７２の内周端部に溝７６を形成するだけで済むため、溝７６を形成することによる、ロータコア７２の第１軸線ＣＬ１方向に見たときの面積減少も小さくなる。従って、ロータコア７２の面積減少による磁気特性の低下が抑制される。さらに、溝７６は、ロータコア７２の内周端部に形成されているため、例えばロータコア７２の径方向の中央部に冷却油路が形成される場合と比べて、磁気特性の影響が小さくなる。従って、ロータコア７２に溝７６が形成されることによる、第１電動機ＭＧ１の性能低下が抑制される。

また、ロータコア７２の溝７６は、周方向で等角度間隔に形成されているため、ロータコア７２の形状の対称性が高くなり、ロータコア７２の回転中におけるアンバランス（偏りなど）も抑制される。

上述のように、本実施例によれば、ロータコア７２の両側に隣接する第１エンドプレート８２および第２エンドプレート８４に、それぞれ第１排出口８８および第２排出口９２が形成されるため、第１排出口８８および第２排出口９２の両方から冷却油路８０を流れる油が排出される。従って、ステータ４２の軸方向の両側に位置するステータコイル４８（コイルエンド４８ａ、４８ｂ）にそれぞれ油が供給されるため、ステータコイル４８の冷却の偏りが抑制され、第１電動機ＭＧ１の冷却性が向上する。また、第１エンドプレート８２に形成される第１排出口８８および第２エンドプレート８４に形成される第２排出口９２は、何れも各々のエンドプレート８２、８４を軸方向に貫通する穴であるため、第１エンドプレート８２および第２エンドプレート８４の対称性も高くなる。結果として、ロータ４４の形状の対称性も高くなるため、ロータ４４の回転中における偏りも抑制される。

また、本実施例によれば、第１排出口８８および第２排出口９２は、それぞれ複数形成され、第１排出口８８および第２排出口９２をロータシャフト４６の軸方向に見たとき、周方向で等角度間隔に交互に配置されているため、第１排出口８８および第２排出口９２から排出された油が、それぞれ放射状に飛び散ることで、環状に配置されたステータコイル４８（４８ａ、４８ｂ）を、略均一に冷却することができる。また、冷却油路８０は、ロータコア７２の内周面に形成された溝７６から形成されているため、ロータコア７２を構成する鋼板を打ち抜きによって成形するとき、鋼板の内周端部に溝７６を形成するための切欠を形成するだけで済むため、鋼板の打ち抜き形状が複雑になることを抑制できる。

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。

例えば、前述の実施例では、車両８は、エンジン１２および第２電動機ＭＧ２を駆動源とするハイブリッド車両であったが、本発明は、必ずしもハイブリッド車両に限定されない。本発明は、電動機を駆動源とする電気自動車であっても適用することができる。

また、前述の実施例では、第１軸線ＣＬ１方向に見たとき、第１排出口８８と、第２排出口９２および貫通穴９４とが、周方向で交互に配置されるように形成されていたが、必ずしも交互に配置される態様に限定されない。例えば、第１排出口８８が周方向で連続して配置されたり、第２排出口９２および貫通穴９４が周方向に連続して配置されるものであっても構わない。

また、前述の実施例では、冷却油路８０（すなわち溝７６）が周方向で等角度間隔に８箇所形成されていたが、冷却油路８０の数は、必ずしも８箇所に限定されず、複数形成される範囲において適宜変更することができる。また、第１排出口８８、第２排出口９２、および貫通穴９４の数についても、冷却油路８０の数に応じて適宜変更される。また、冷却油路８０は、必ずしも等角度間隔に形成される必要はなく、間隔が不均一であっても構わない。

また、前述の実施例では、第２エンドプレート８４と第１軸線ＣＬ１方向で隣接する位置に、フランジ部６６ｃが配置されていたが、フランジ部６６ｃは必ずしも必須ではなく、フランジ部６６ｃを備えない構成であっても本発明を適用することができる。

また、前述の実施例では、ロータシャフト４６にロータコア支持部６６が設けられ、このロータコア支持部６６に、ロータコア７２等が固定されていたが、ロータコア支持部６６を介することなく、ロータシャフト４６の外周面にロータコア７２等が直接固定されるものであっても構わない。

また、前述の実施例では、ロータコア７２、第１エンドプレート８２、および第２エンドプレート８４は、それぞれの内周部に形成された図示しない突起が、筒部６６ｂの図示しない窪みと係合することで、筒部６６ｂに対する相対回転が阻止されるとしたが、必ずしもこの態様に限定されない。例えば、ロータコア７２、第１エンドプレート８２、および第２エンドプレート８４が、筒部８２ｂに圧入されるなど、相対回転が阻止される構造であれば、適宜適用され得る。

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。

４２：ステータ
４４：ロータ
４６：ロータシャフト
４８：ステータコイル
６４：冷却機構
７２：ロータコア
７６：溝
８０：冷却油路
８２：第１エンドプレート
８４：第２エンドプレート
８８：第１排出口
９２：第２排出口
ＭＧ１：第１電動機（車両用電動機）

Claims

ロータと、該ロータの外周側に配置されるステータと、該ステータに巻き掛けられたステータコイルとを備え、前記ロータは、ロータシャフトと、該ロータシャフトの外周に相対回転不能に設けられているロータコアと、該ロータシャフトの軸方向で前記ロータコアの両側を挟み込むようにして設けられている一対の第１エンドプレートおよび第２エンドプレートとを、含んで構成される車両用電動機を備え、前記ロータコアと前記ロータシャフトとの間には、前記ロータコアを前記ロータシャフトの軸方向に貫通する冷却油路が形成され、該冷却油路は、前記ロータシャフトの内部に形成された供給油路に連通されている、車両用電動機の冷却機構であって、
前記冷却油路は、前記ロータコアの周方向で複数形成され、
前記第１エンドプレートには、前記冷却油路に連通し、前記第１エンドプレートを前記ロータシャフトの軸方向に貫通する第１排出口が形成され、
前記第２エンドプレートには、前記冷却油路に連通し、前記第２エンドプレートを前記ロータシャフトの軸方向に貫通する第２排出口が形成され、
前記第１排出口および前記第２排出口は、前記ロータシャフトの軸方向に見たときそれぞれ異なる位置に形成されている
ことを特徴とする車両用電動機の冷却機構。
前記第１排出口および前記第２排出口は、それぞれ複数形成され、
前記第１排出口および前記第２排出口は、前記ロータシャフトの軸方向に見たとき、前記ロータコアの周方向で等角度間隔に交互に配置されている
ことを特徴とする請求項１の車両用電動機の冷却機構。
前記冷却油路は、前記ロータコアの内周面に形成された溝から形成されている
ことを特徴とする請求項１または２の車両用電動機の冷却機構。