JP7091304B2 - 冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両に設けられた電動機の冷却を行うための冷却構造に関する。

近年では、発電用の第一電動機（ＭＧ１）と駆動用の第二電動機（ＭＧ２）との二つの電動機を備え、エンジンにより第一電動機を駆動させて発電し、その電力の供給を受けて第二電動機が駆動して走行するハイブリッド車（シリーズ式ハイブリッド車）が提供されている。このようなハイブリッド車の電動機を冷却するものとして、下記特許文献１には電動機を冷却する冷却装置が開示されている。

特開２０１７－６１２２６号公報

ところで、ハイブリッド車などのトランスアクスルには、エンジンの駆動に応じて作動するオイルポンプが設けられている。このようなオイルポンプでは、エンジンの回転数の上昇に応じてオイルポンプのポンプギアの回転数が同期して上昇する。その結果、オイルポンプの吐出量が多くなり油路の圧力が過剰に高くなるため、想定外の位置からオイルが流出するなどの不具合の発生が懸念される。

このような不具合を抑制するために、油路の圧力に応じて油路のオイルを放出するリリーフ弁を備えるものが提供されている。ここで、オイルポンプの圧力が一定以上となった場合にはオイルがオイル貯留部などに放出されるため、油路を通じて電動機を上方から冷却するためのオイルの量は一定である。その一方、電動機は、回転数の上昇により負荷が大きくなるため、温度が上昇する。そのため、油路の圧力が過大となった場合に、オイルを放出させて油路の圧力が過大となることを抑制しつつ、電動機を効率的に冷却可能であることが望ましい。

そこで本発明は、油路の圧力が過大となることを抑制しつつ、電動機を効率的に冷却可能である冷却構造の提供を目的とした。

上述の課題を解決すべく提供される本発明の冷却構造は、電動機を収容するケース体と、前記電動機を冷却するオイルの流路となる油路と、前記ケース体の底部に形成されたオイル貯留部と、前記油路の途中に設けられたリリーフ機構と、を有し、前記ケース体には、前記電動機が収容されるモータ室が形成されており、前記油路は、前記リリーフ機構の下流側において、第一通路と第二通路とに分岐し、前記第一通路は、前記オイル貯留部に連通するものであり、前記第二通路には、前記モータ室に連通する連通孔が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の冷却構造によれば、リリーフされたオイルの一部をモータ室へ流入させ、電動機を冷却することができる。その結果、本発明の冷却構造は、特に電動機が高負荷状態のときにリリーフされたオイルを利用して、効率的に電動機を冷却することができる。

本発明の冷却構造は、前記連通孔が、前記電動機の下方部とラップする位置に配置されているものであるとよい。

上述の構成によれば、従来では冷却に不利となる電動機の下方部を冷却することができる。具体的に説明すると、従来の冷却構造では、電動機が高負荷状態となる場合、電動機は上方からオイルが注ぐことにより積極的に冷却されているが、電動機の下方側が上方側と比べて冷却が不利となる。これに対して、本発明の冷却構造では、連通孔から電動機の下方部へオイルを供給して、冷却に不利となる電動機の下方側を冷却することができる。

本発明の冷却構造は、前記連通孔が、前記リリーフ機構よりも下方に位置しており、前記第二通路は、油溜まり形状とされているものであるとよい。

上述の構成によれば、リリーフ機構が閉じられた場合でも、しばらくの間、油溜まり形状とされた第二通路にオイルを滞留させることができる。これにより、本発明の冷却構造は、オイルを順次モータ室へ供給することができ、電動機の冷却に有利となる。より具体的に説明すると、電動機の回転数が下がったとしても電動機の温度はすぐに下がらないところ、本発明の冷却構造によれば、電動機の下方に徐々にオイルを供給して冷却することができるため、電動機の冷却に有利となる。

本発明の冷却構造は、電動機を冷却するための冷却構造であって、前記電動機を収容するケース体と、前記電動機を冷却するオイルの流路となる油路と、前記ケース体の底部に形成されたオイル貯留部と、前記オイル貯留部のオイルを搬送するオイルポンプと、前記油路の圧力に応じて前記油路の一部を開放させる圧力調整装置と、を有し、前記油路の圧力が一定以上となると前記圧力調整装置が作動して、前記油路から前記オイル貯留部へとオイルを流出させる第一通路と、前記油路から前記ケース体の前記電動機が収容されるモータ室側へとオイルを流入させる第二通路とに、オイルが流入することを特徴とするものである。

本発明の冷却構造によれば、油路の圧力を調整する構造（オイルをオイル貯留部に戻す構造）や放出されるオイルを、電動機の冷却に活用することができる。その結果、さほど複雑な機構を設けずにコストを抑えつつ、効率良く電動機を冷却することができる。

また、本発明の冷却構造は、前記圧力調整装置の作動によりオイルが流入する放出室と、前記放出室と前記油路とを区画する区画部とを備え、前記区画部には、前記放出室と前記油路とを連通させる放出孔が形成されており、前記圧力調整装置が、前記放出孔を閉塞しており、前記油路の圧力が一定以上となると前記放出室側に後退して前記放出孔を開放するものであるとよい。

上述の構成によれば、油路の圧力を調整する構造（オイルをオイル貯留部に戻す構造）や放出されるオイルを、電動機の冷却に活用することができる。その結果、さほど複雑な機構を設けずにコストを抑えつつ、効率良く電動機を冷却することができる。

さらに、本発明の冷却構造は、前記第二通路が、前記電動機のステータと対向するように形成されているものであると、さらによい。

上述の構成によれば、電動機を下方から冷却することができる。具体的に説明すると、油路を通じて上方に搬送されたオイルにより電動機を上方から冷却しつつ、油路の圧力が過大となった場合には、放出されるオイルにより電動機のステータが冷却される。このように、本発明の冷却機構によれば、必要なタイミング（エンジンの回転数とともに電動機の回転数が上昇して、電動機の冷却が特に必要となるタイミング）において、放出するオイルを効率的に活用して電動機の冷却を行うことができる。

本発明によれば、油路の圧力が過大となることを抑制しつつ、電動機を効率的に冷却可能である冷却構造を提供することができる。

本発明の実施形態に係る冷却構造を備えるトランスアクスルを示す模式図である。 図１のトランスアクスルのギア室を示す側面図である。 図１のトランスアクスルを前方側の側面図である。 図１のトランスアクスルの左側面図である。 図１のトランスアクスルのギア室側の構成を示す分解斜視図である。 図１のトランスアクスルの区画プレート周辺のオイルの流れを示す概念図である。 図１の冷却構造におけるオイル流れの全体を示す斜視図である。 図１の冷却構造を示す側面視における概念図である。 図１の冷却構造の上流側油路及び下流側油路を示す平面図である。 図１の冷却構造の油路を示す模式図である。（ａ）は第一電動機の周面と対向するように縦内部油路を形成したと仮定した場合の参考図、（ｂ）は本実施形態の冷却構造における周面側油路の位置を説明するための模式図である。 （ａ）は図１のトランスアクスルのギア室側を示す側面図、（ｂ）はオイルポンプボデーの側面図、（ｃ）はオイルポンプボデーの斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係る冷却構造１０について、図面を参照しつつ説明する。

なお、以下の説明では、冷却構造１０の詳細に先立って、冷却構造１０を備えるトランスアクスル１の全体構成について説明する。冷却構造１０は、トランスアクスル１における第一電動機２０（ＭＧ１）や第二電動機３０（ＭＧ２）を冷却するための構造である。

なお、本発明の冷却構造は、シリーズ式ハイブリッド車のトランスアクスルに設けられるものに限定されず、車両のモータ（電動機）を冷却するものとして、パラレル式ハイブリッド車、ＡＴ車、電気自動車などに好適に採用することができる。また、本発明の冷却構造は、トランスアクスルに設けられるものに限定されず、電動機を冷却するものとして採用することができる。

トランスアクスル１は、図１に示す車両Ｖに設けられている。車両Ｖには、エンジン（図示を省略）及び図示を省略したバッテリが設けられている。車両Ｖは、エンジンを動力源として後述する第一電動機２０を駆動させ、第一電動機２０の駆動により後述する第二電動機３０を駆動させて走行可能とされているとともに、エンジンを停止させてバッテリを動力源として駆動させて第二電動機３０を駆動させて走行（ＥＶ走行）することができる、いわゆるシリーズ式ハイブリッド車とされている。

なお、以下の説明では、トランスアクスル１を車両Ｖに搭載した状態における上下方向を、単に「上下方向Ｈ」と記載して説明する。また、上下方向Ｈにおいて、上方を単に「上方Ｕｐ」と、下方を単に「下方Ｌｗ」と記載して説明する。

また、以下の説明では、トランスアクスル１を車両Ｖに搭載した状態において、車両Ｖの前後方向を、単に「前後方向Ｘ」と記載して説明する。また、前後方向Ｘにおいて、前方を単に「前方Ｆｒ」と、後方を単に「後方Ｒｒ」と記載して説明する。

さらに、以下の説明では、トランスアクスル１を車両Ｖに搭載した状態において、車両Ｖの幅方向を、単に「幅方向Ｗ」と記載して説明する。

図１に示すとおり、トランスアクスル１は、トランスアクスルハウジング４０、第一電動機２０（電動機）、第二電動機３０（電動機）、デファレンシャル機構３２を備えている。

また、トランスアクスル１には、オイルポンプ６０、区画プレート６１（区画部）、オイルポンプボデー６２、リリーフ弁６３（圧力調整装置）、ストレーナ６４、オイルクーラ７０、電食カバー８０、絶縁プレート８４、温度センサ８６、及び冷却パイプ９０が設けられている。

第一電動機２０（ＭＧ１）は、モータジェネレータからなる。第一電動機２０には、インバータなどを内蔵する発電機コントローラが接続されている。なお、図示を省略するが、発電機コントローラは、トランスアクスル１の上部に搭載されている。第一電動機２０から出力される交流電力は、発電機コントローラにより直流電力に変換されて、その直流電力が電池に供給されることにより、電池が充電される。第一電動機２０は、エンジン（図示を省略）の駆動により回転動力が伝達されて駆動する。

第二電動機３０（ＭＧ２）は、モータジェネレータからなる。第二電動機３０には、インバータなどを内蔵するモータコントローラが接続されている。なお、図示を省略するが、発電機コントローラは、トランスアクスル１の上部に搭載されている。モータコントローラには、電池が接続されている。電池から出力される直流電力がモータコントローラに供給され、その直流電力がモータコントローラにより交流電力に変換されて、交流電力が第二電動機３０に供給されることにより、第二電動機３０が駆動される。

なお、以下の説明では、第一電動機２０（ＭＧ１）及び第二電動機３０（ＭＧ２）を総称して、単に「電動機１８」と記載して説明する場合がある。

第一電動機２０及び第二電動機３０は、それぞれステータ、及びロータ軸を有するロータを備えている。

デファレンシャル機構３２は、左右の駆動輪を駆動する左右一対のドライブシャフト（図示を省略）の間の差動を許容するとともに、これら左右一対のドライブシャフトに回転動力を伝達するように構成されている。図１に示すとおり、デファレンシャル機構３２には、デフリングギア３２ａ、デファレンシャルギア３２ｂを含む複数のギアにより構成されている。

第二電動機３０の動力は、複数のギアを介して、デファレンシャル機構３２のデフリングギア３２ａに伝達され、デファレンシャル機構３２から駆動輪２に伝達される。これにより、駆動輪２が回転し、車両Ｖが走行する。

トランスアクスルハウジング４０（ケース体）は、第一電動機２０や第二電動機３０等を収容するための収容体である。図１に示すとおり、トランスアクスルハウジング４０（ケース体）は、三つの構成部材によりひとつの収容体をなしている。より具体的に説明すると、トランスアクスルハウジング４０は、第一構成体４０ａ、第二構成体４０ｂ、及び第三構成体４０ｃにより構成されている。

図１に示すとおり、第一構成体４０ａは、トランスアクスルハウジング４０において幅方向Ｗの中間部分を形成している。図１に示すとおり、第一構成体４０ａには、区画壁４３が形成されており、区画壁４３によりモータ室４１となる空間と、ギア室４２となる空間とが仕切られている。また、第二構成体４０ｂは、第一構成体４０ａのモータ室４１側に取り付けられている。さらに、第三構成体４０ｃは、ギア室４２側に取り付けられている。

以下の説明では、第一構成体４０ａ、第二構成体４０ｂ、及び第三構成体４０ｃを総称して、トランスアクスルハウジング４０と記載して説明する場合がある。

上述のとおり、トランスアクスルハウジング４０の内部空間は、区画壁４３によりモータ室４１とギア室４２とに仕切られている。図１に示すとおり、モータ室４１には、第一電動機２０及び第二電動機３０が収容されている。ギア室４２には、デファレンシャル機構３２が収容されている。

また、トランスアクスルハウジング４０の内部にはオイルが収容されており、後述するオイルポンプ６０によりオイルが圧送され、第一電動機２０や第二電動機３０が冷却されている。

なお、本実施形態の冷却構造１０におけるトランスアクスルハウジング４０は、上述のとおり、三つの構成部材により構成されるものとした例を示したが、本発明の冷却構造におけるケース体は本実施形態に限定されず、二つ、あるいは四つ以上の構成体により形成されるものであってもよい。

トランスアクスルハウジング４０には、複数の貫通孔や凹部が形成されている。トランスアクスルハウジング４０に形成された貫通孔や凹部の少なくとも一部は、後述する油路１００のうち、内部油路１００ａを構成している（図９参照）。なお、油路１００の詳細については後で詳述する。

図２は、トランスアクスル１のギア室４２を示す側面図である。図２に示すとおり、トランスアクスルハウジング４０のギア室４２側の底部には、オイル貯留部５０が設けられている。オイル貯留部５０は、後述する油路１００を循環するオイルが溜められる部分である。オイル貯留部５０には、ストレーナ６４が配置されている。図８及び図７に示すとおり、ストレーナ６４を介してオイル貯留部５０からオイルポンプ６０に汲み上げられ、圧送されたオイルは油路１００を経由して各電動機１８の冷却に用いられる。また、電動機１８の冷却等に用いられたオイルは、モータ室４１からギア室４２に連通する貫通孔などを介して、再びオイル貯留部５０に戻る。

図５に示すとおり、トランスアクスルハウジング４０には、複数の凹部４５が設けられている。図５に示すとおり、トランスアクスルハウジング４０（第一構成体４０ａ）には、ストレーナ６４から吸い上げられたオイルを案内する第一凹部４５ａ、オイルポンプ６０が収容されるポンプ収容室５２を構成する第二凹部４５ｂ、後述するリリーフ弁６３の作動によりオイルを放出させるための放出室５４を構成する第三凹部４５ｃが設けられている。

第一凹部４５ａは、オイルポンプボデー６２により閉塞されて、案内室５１を形成する。また、第二凹部４５ｂや第三凹部４５ｃは、区画プレート６１により閉塞されて、冷却構造１０におけるオイルの通路となる空間（ポンプ収容室５２や放出室５４など）を形成する。なお、案内室５１、ポンプ収容室５２、及び放出室５４については、後で詳述する。

また、トランスアクスルハウジング４０には、第一通路５４ａと、第二通路５４ｃと、放出口５４ｂとが設けられている。第一通路５４ａは、オイル貯留部５０に連通している。また、第二通路５４ｃは、一定の容積を備える放出室５４を形成している。放出口５４ｂ（連通孔）は、第二通路５４ｃに設けられており、モータ室４１と連通している。

オイルポンプ６０は、オイル貯留部５０のオイルを圧送するためのものである。図５に示すとおり、オイルポンプ６０は、トランスアクスルハウジング４０の区画壁４３に形成されたポンプ収容室５２に収容されている。オイルポンプ６０は、ポンプギア６０ａがエンジン（図示を省略）の回転駆動に伴って回転し、オイルを圧送する。また、上述のとおり、第一電動機２０は、エンジンの駆動により回転動力が伝達されて駆動するものとされており、オイルポンプ６０はエンジンの駆動により、第一電動機２０と連動して作動する。

オイルポンプボデー６２は、トランスアクスルハウジング４０の区画壁４３（ギア室４２側）に対して、ボルトなどの部材により取り付けられている。より具体的に説明すると、オイルポンプボデー６２は、トランスアクスルハウジング４０（第一構成体４０ａ）の区画壁４３に形成された第一凹部４５ａや第二凹部４５ｂ、第三凹部４５ｃを閉塞するようにトランスアクスルハウジング４０に取り付けられている。なお、オイルポンプボデー６２とトランスアクスルハウジング４０との間には、区画プレート６１が介在している。

オイルポンプボデー６２には、ストレーナ６４が接続されている。さらに、図１１（ｂ）及び（ｃ）に示すとおり、オイルポンプボデー６２には、第四凹部６２ａが形成されている。第四凹部６２ａは、オイルポンプボデー６２の区画壁４３と対向する面に形成された「略くの字状」の窪みであり、区画プレート６１が取り付けられた状態において圧力調整室５３を形成するとともに、オイルの流路となる油路１００として構成される。

区画プレート６１は、トランスアクスルハウジング４０（第一構成体４０ａ）とオイルポンプボデー６２との間に介在するように配置されている。言い方を換えれば、区画プレート６１は、トランスアクスルハウジング４０に形成された複数の凹部４５（第一凹部４５ａ等）と、オイルポンプボデー６２に形成された凹部（第四凹部６２ａ）との間を区画するように配置されている。

区画プレート６１には、複数の孔が形成されている。具体的に説明すると、区画プレート６１には、第一孔６１ａ、第二孔６１ｂ、第三孔６１ｃ、及び第四孔６１ｄが形成されている。なお、以下の説明では、区画プレート６１及びオイルポンプボデー６２がトランスアクスルハウジング４０に取り付けられた状態を、単に「組付状態」と記載して説明する場合がある。

第一孔６１ａは、上下方向Ｈに延びるように形成されており、組付状態において、ストレーナ６４から汲み上げられたオイルをポンプ収容室５２に案内する案内室５１を構成する。

第二孔６１ｂは、略扇面状の形状とされており、組付状態において、ポンプ収容室５２から圧力調整室５３に向けたオイルの連通路となっている。

第三孔６１ｃは、略円形の孔とされている。第三孔６１ｃは、組付状態において、圧力調整室５３から後述する内部油路１００ａに向けたオイルの連通路となっている。

第四孔６１ｄは、略円形の孔とされている。第四孔６１ｄは、組付状態において、圧力調整室５３から放出室５４に向けたオイルの連通路（放出孔５５）となっている。第四孔６１ｄは、後述するリリーフ弁６３により閉塞された状態となっている。また、第四孔６１ｄ（放出孔５５）は、油路１００の圧力に応じてリリーフ弁６３が作動すると、閉塞状態から開放状態となり、オイル流路が開放される。

リリーフ弁６３（リリーフ機構）は、第四孔６１ｄ（放出孔５５）を閉塞及び開放可能とするために設けられている。図５に示すとおり、リリーフ弁６３は、キャップ部６３ａと付勢部材６３ｂとを備えている。リリーフ弁６３は、キャップ部６３ａが付勢部材６３ｂにより第四孔６１ｄに向けて付勢された状態で放出室５４に配置されている。

オイルクーラ７０は、オイルと水との間で熱交換を行う熱交換器である（水冷式クーラ）。図３に示すとおり、オイルクーラ７０は、前方Ｆｒ側から側面視した状態において、略四角の外観を備えている。図３に示すとおり、オイルクーラ７０には、オイルの入口となるオイル入口７０ａと、オイルの出口となるオイル出口７０ｂとが設けられている。また、オイルクーラ７０には、オイルを冷却するための水の出入口７０ｃ，７０ｄが設けられている。

図３に示すとおり、オイルクーラ７０のオイル入口７０ａとオイル出口７０ｂとは、オイルクーラ７０の対角となる位置に設けられている。また、オイル入口７０ａ及びオイル出口７０ｂは、トランスアクスル１が車両Ｖに搭載された状態において、上下方向Ｈに沿うように配置されている。

冷却パイプ９０は、オイルを噴出させて電動機１８を冷却するためのパイプ部材である。冷却パイプ９０は、トランスアクスルハウジング４０内のモータ室４１に設けられている。図８に示すとおり、冷却パイプ９０は、第一電動機２０の上方Ｕｐと、第二電動機３０の上方Ｕｐとの、それぞれに設けられている。冷却パイプ９０には、オイル噴出口９３が設けられており、冷却パイプ９０に供給されたオイルは、オイル噴出口９３から各電動機１８に向けてシャワー状に噴出されて各電動機１８を冷却する。

なお、以下の説明では、第一電動機２０の冷却を行う冷却パイプ９０を第一冷却パイプ９１と記載して説明し、第二電動機３０の冷却を行う冷却パイプ９０を第二冷却パイプ９２と記載して説明する。

＜冷却構造の油路について＞
続いて、冷却構造１０における油路１００について説明する。図７は、油路１００の全体の構成を示す概念図である。油路１００は、各電動機１８を冷却するオイルの流路として設けられている。

本実施形態の冷却構造１０の油路１００には、内部油路１００ａ及び外部油路１００ｂが含まれている。内部油路１００ａは、トランスアクスルハウジング４０に形成された貫通孔、あるいはトランスアクスルハウジング４０に凹部を形成して当該凹部を別部材により閉塞されて、オイルの流路をなしているものである。また、外部油路１００ｂは、トランスアクスルハウジング４０とは異なる部材（例えば、パイプ部材など）によりオイルの流路をなしているものである。

図８に示すとおり、冷却構造１０では、オイル貯留部５０のオイルがストレーナ６４を介してオイルポンプ６０により上方Ｕｐに汲み上げられる。図７及び図８に示すとおり、オイルポンプ６０により汲み上げられたオイルは、オイルポンプボデー６２に形成された圧力調整室５３を経由して第一電動機２０の外側を迂回するように形成された内部油路１００ａに案内され、オイルクーラ７０に到達する。

図７に示すとおり、オイルクーラ７０は、下方Ｌｗ側の油路１００と上方Ｕｐ側の油路１００とを連結するように設けられている。別の観点から説明すると、油路１００は、オイルクーラ７０を介して下方Ｌｗ側の油路１００と上方Ｕｐ側の油路１００とが連結されており、オイルクーラ７０が上方Ｕｐに向けてオイルを搬送する流路をなしている。

なお、以下の説明では、オイルクーラ７０の上流側となる油路１００（下方Ｌｗ側の油路１００）を単に「下方側油路１０１」と記載し、オイルクーラ７０の下流側となる油路１００（上方Ｕｐ側の油路１００）を単に「上方側油路１０２」と記載して説明する場合がある。

図７に示すとおり、オイルクーラ７０から流出したオイルは、電動機１８の軸線方向Ｇの両側に分岐して分配され、さらに枝分かれするように分配される。具体的には、オイルクーラ７０から流出したオイルは、第一電動機２０の上方Ｕｐ側に向かう第一供給路１１１と、第二電動機３０の上方Ｕｐ側に向かう第二供給路１１２と、第一電動機２０のロータ軸２４に向かう第三供給路１１３との、三つの経路に分配される。

このように、冷却構造１０では、オイルポンプ６０によりオイルをオイルクーラ７０に向けて圧送し、オイルクーラ７０から流出したオイル（冷却されたオイル）が複数箇所に向けて分配される。

第一供給路１１１は、第一冷却パイプ９１と接続されており、第一電動機２０を冷却するためのオイルの供給路となっている。また、第二供給路１１２は、第二冷却パイプ９２と接続されており、第二電動機３０を冷却するためのオイルの供給路となっている。

図４に示すとおり、第三供給路１１３は、トランスアクスルハウジング４０の側方（モータ室４１側の側方）において、上方Ｕｐから下方Ｌｗへと傾斜するような経路となっており、第一電動機２０の取付部４６においてロータ軸２４の軸線方向Ｇに沿うような曲がり角を有する経路を形成している。

図９に示すとおり、第三供給路１１３を経由したオイルは、ノズル部８２を通ってロータ軸２４の内側（中空部２４ａ）に供給され、ロータ軸２４の軸連通孔２４ｂを通じて第一電動機２０を内側から冷却する。

続いて、トランスアクスル１に設けられた冷却構造１０の詳細について説明する。冷却構造１０は、油路１００、オイルポンプ６０、オイルクーラ７０、オイルポンプボデー６２、区画プレート６１、ノズル部８２、絶縁プレート８４、ロータ軸２４、及び温度センサ８６などにより構成されている。

＜１．オイルクーラの配置と内部油路の位置との関係について＞
本実施形態の冷却構造１０では、オイルクーラ７０をトランスアクスルハウジング４０の外側に設けつつ、オイルクーラ７０に接続するための外部油路１００ｂを構成するためのパイプ材など、部品点数が増加することを抑制している。また、冷却構造１０では、オイルクーラ７０にオイルを案内するための内部油路１００ａやオイルクーラ７０から各供給路に分配するための内部油路１００ａの位置を調整することで、トランスアクスルハウジング４０の肉厚が増大することを抑制し、トランスアクスル１の小型化を実現している。以下、詳細に説明する。

上述のとおり、冷却構造１０では、オイルクーラ７０が、トランスアクスルハウジング４０の外側に設けられている。また、図７に示すとおり、冷却構造１０では、上方Ｕｐに延びる油路１００の一部を、オイルクーラ７０が兼ねている。別の言い方をすれば、冷却構造１０では、オイルクーラ７０が、トランスアクスルハウジング４０が車両Ｖに積載された状態における上下方向Ｈにおいて、オイルが上方Ｕｐに搬送される経路上に設けられている。

冷却構造１０によれば、オイルクーラ７０を下方Ｌｗから上方Ｕｐにオイルを搬送する油路１００と兼ね備えたものとすることができ、トランスアクスルハウジング４０の外側に配されるパイプなどの部材（外部油路１００ｂを構成する部材）を削減することができる。また、冷却構造１０によれば、トランスアクスルハウジング４０をコンパクトにすることができる。

冷却構造１０では、オイルクーラ７０が、第一電動機２０の最外側部かつ円周方向側方を上下方向Ｈにまたぐ位置に配置されている（図８参照）。別の言い方をすれば、冷却構造１０では、第一電動機２０が最も外側に張り出す部分（最外側部）をまたぐようにオイルクーラ７０が配置されている。これにより、冷却構造１０は、油路１００の少なくとも一部を省略し、さらにオイルクーラ７０を第一電動機２０に近づけることができる。その結果、冷却構造１０は、トランスアクスルハウジング４０をよりコンパクトにすることができる。

ここで、トランスアクスル１の上部には、ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）が配置されている。そのため、トランスアクスル１の上部にオイルクーラ７０を配置することが難しい。また、トランスアクスル１の下方Ｌｗ側（オイルポンプ６０よりも下方Ｌｗ側）にオイルクーラ７０を配置させようとすると、オイルポンプ６０からオイルクーラ７０に向けて下方Ｌｗに向かう油路１００を設ける必要が生じることとなる。そのため、圧送されたオイルをトランスアクスルハウジング４０の上方Ｕｐ側に圧送する過程で、油路１００を上下させることとなり、効率が悪くなる。

これに対して、冷却構造１０では、オイルポンプ６０が第一電動機２０の軸心と同等または軸心よりも下方Ｌｗに位置しており、オイルクーラ７０が第一電動機２０の円周方向側方かつ第一電動機２０の最外側部を上下方向にまたぐ位置に配置されている。

これにより、冷却構造１０は、油路１００を効率よく設けつつ、オイルクーラ７０を第一電動機２０に近づけることができる。

ここで、図１０（ａ）に示すとおり、オイルクーラ７０をトランスアクスルハウジング４０の外側に設けつつ、上下方向Ｈに延びる縦内部油路１００ａ’を仮に形成しようとすると、縦内部油路１００ａ’を形成するためにトランスアクスルハウジング４０の肉厚Ｄ１を大きく取らざるを得ない。そうすると、結果としてトランスアクスル１の外形が大きくなってしまう。また、これに伴って、オイルクーラ７０とトランスアクスルハウジング４０との距離Ｄ２が大きくなってしまう。

より詳細に説明すると、トランスアクスルハウジング４０の電動機１８を収容する部分は、第一電動機２０の外形（周面）に合わせて湾曲するように肉が形成されている。その一方、トランスアクスルハウジング４０に貫通孔を形成しようとすると、一般的には切削などにより直線状の貫通孔を形成することとなる。そのため、第一電動機２０の周面に対向する位置にあるトランスアクスルハウジング４０に縦内部油路１００ａ’を形成しようとすると、第一電動機２０の周面を避けるように、かつ貫通孔を上下方向Ｈに設けるに足りる肉厚Ｄ１を確保する必要がある。

また、トランスアクスルハウジング４０が肉厚となると、第一電動機２０とオイルクーラ７０との距離Ｄ２が大きくなり、トランスアクスル１が大きくならざるを得ない。

これに対して、図１０（ｂ）に示すとおり、本実施形態の冷却構造１０では、第一電動機２０の周面に対向するように二つの内部油路１００ａが形成されている。具体的には、冷却構造１０では、下方側油路１０１のうち第一電動機２０の周面と対向する位置に設けられ軸線方向Ｇに延びるように形成された内部油路１００ａである周面側油路１２０（油路Ａ）が設けられている。また、冷却構造１０では、上方側油路１０２のうち第一電動機２０の周面と対向する位置に設けられ軸線方向Ｇに延びるように形成された内部油路１００ａである周面側油路１２１（油路Ｂ）が設けられている。

また、周面側油路１２０（油路Ａ）と周面側油路１２１（油路Ｂ）とは、オイルクーラ７０と第一電動機２０の間に配置されており、第一電動機２０の仮想接線Ｋの近傍に設けられている。

さらに、冷却構造１０では、周面側油路１２０と周面側油路１２１との離間距離が、オイルクーラ７０のオイル入口７０ａとオイル出口７０ｂとの離間距離Ｌ１と概ね一致するものとされている。そのため、冷却構造１０では、オイルクーラ７０に接続するための油路１００の位置を最適化して、トランスアクスルハウジング４０が肉厚となることを回避している。

より詳細に説明すると、本実施形態の冷却構造１０では、トランスアクスルハウジング４０の第一電動機２０の周面に対向する位置において、上下に貫通する内部油路１００ａ（縦内部油路１００ａ’）を省略する、あるいは少なくすることができる。その結果、冷却構造１０は、油路１００を形成するための位置や肉厚を確保するためにトランスアクスルハウジング４０を無駄に大きくする必要がなく、トランスアクスルハウジング４０の小型化に貢献することができる。

このように、冷却構造１０によれば、トランスアクスルハウジング４０における第一電動機２０を収容する部分の形状を活用しつつ、効率良く油路１００を形成することができる。これにより、冷却構造１０は、内部油路１００ａを形成するために過度に肉厚を確保するなど無駄な形状を減少させ、トランスアクスル１の小型化に貢献することができる。

また、上述のとおり、冷却構造１０では、オイルクーラ７０が、四角形状をなしている。すなわち、冷却構造１０では、オイルクーラ７０が、略四角の外観を有するものとされている。また、冷却構造１０では、オイルクーラ７０に設けられたオイル入口７０ａとオイル出口７０ｂとが、オイルクーラ７０の対角となる位置に設けられている（図３、図７参照）。

さらに具体的に説明すると、オイルクーラ７０のオイル入口７０ａとオイル出口７０ｂとは、上下方向Ｈにおける角部近傍であり、対角となる位置に設けられている。

冷却構造１０によれば、オイル入口７０ａとオイル出口７０ｂとの距離を離すことができ、その分だけトランスアクスルハウジング４０内の油路１００を省略することができる。また、冷却構造１０によれば、四角形状のオイルクーラ７０で必要最低限のクーラ性能（断面積）を確保しつつ、オイル入口７０ａとオイル出口７０ｂとの距離を最大限離間させることができる。

より詳細に説明すると、トランスアクスルのオイルクーラの多くは、略円形のものが用いられているが、本実施形態の冷却構造１０のオイルクーラ７０は、略四角のものが用いられている。

ところで、オイルクーラ７０は、上述のとおり、オイルと水との間で熱交換を行う熱交換器である。そのため、オイルクーラ７０の性能は、熱交換を行う面積に依存しており、外観（側面視における面積）が大きいほど熱交換を行う面積が大きくなり、冷却性能が高くなる。その一方、トランスアクスル１では、電動機１８の発熱量やトランスアクスル１の大きさなどにより、要求される冷却性能が異なる。また、小型車などの場合では、さほど高い冷却性能を要しない場合も多い。

その一方、本実施形態の冷却構造１０のように、オイルをトランスアクスルハウジング４０の外側において、オイルを上方Ｕｐに搬送する流路として兼ね備えて設ける場合、オイルクーラ７０のオイル入口７０ａとオイル出口７０ｂとの離間距離Ｌ１をある程度確保したい場合がある。そのような場合に、略円形のオイルクーラを用いると仮定すると、必要な冷却性能に対して過剰な冷却性能（オーバースペック）となり、結果としてコスト増加に繋がる可能性がある。

これに対して、本実施形態の冷却構造１０によれば、オイルクーラ７０を小型のものを採用して、オイルクーラ７０にオイルを流入させるオイル入口７０ａから冷却後のオイルを流出させるオイル出口７０ｂまでの離間距離Ｌ１を確保することができる。これにより、冷却構造１０は、オイルクーラのオーバースペックを回避してコストを抑制しつつ、オイルを上方Ｕｐに向けて搬送しようとする距離を確保することができる。

＜２．油路の圧力調整機能とモータ（ステータ）の冷却について＞
続いて、本実施形態の冷却構造１０における油路１００の圧力調整機能、及び圧力を調整する際のオイルの流入先について説明する。

冷却構造１０は、油路１００の途中に設けられたリリーフ弁６３（リリーフ機構）を有している。また、図１１（ａ）に示すとおり、リリーフ弁６３の下流側において、第一通路５４ａと第二通路５４ｃ（放出室５４）とが分岐している。第一通路５４ａは、オイル貯留部５０に連通している。また、第二通路５４ｃ（放出室５４）には、モータ室４１に連通する放出口５４ｂ（連通孔）が設けられている。

冷却構造１０によれば、リリーフされたオイルの一部をモータ室４１へ流入させ、第一電動機２０を冷却することができる。その結果、冷却構造１０は、特に第一電動機２０が高負荷状態のときにリリーフされたオイルを利用して、効率的に第一電動機２０を冷却することができる。

また、冷却構造１０では、放出口５４ｂ（連通孔）が、第一電動機２０の下方部とラップする位置に配置されている。

上述の構成により、冷却構造１０は、従来では冷却に不利となる第一電動機２０の下方部を冷却することができる。具体的に説明すると、従来の冷却構造では、電動機が高負荷状態となる場合、電動機は上方からオイルが注ぐことにより積極的に冷却されているが、電動機の下方側が上方側と比べて冷却が不利となる。これに対して、冷却構造１０では、放出口５４ｂ（連通孔）から第一電動機２０の下方部へオイルを供給して、冷却に不利となる第一電動機２０の下方側を冷却することができる。

また、冷却構造１０では、放出口５４ｂ（連通孔）が、リリーフ弁６３（リリーフ機構）よりも下方Ｌｗに位置しており、第二通路５４ｃは、油溜まり形状とされている（図１１（ａ）参照）。別の言い方をすれば、冷却構造１０の第二通路５４ｃは、オイルを溜めることができる一定の容積を備える放出室５４を構成している。

そのため、冷却構造１０では、リリーフ弁６３（リリーフ機構）が閉じられた場合でも、しばらくの間、油溜まり形状とされた第二通路５４ｃ（放出室５４）にオイルを滞留させることができる。これにより、冷却構造１０は、オイルを順次モータ室４１へ供給することができ、第一電動機２０の冷却に有利となる。より具体的に説明すると、第一電動機２０の回転数が下がったとしても第一電動機２０の温度はすぐに下がらないところ、冷却構造１０によれば、第一電動機２０の下方に徐々にオイルを供給して冷却することができるため、第一電動機２０の冷却に有利となる。

上述のとおり、冷却構造１０は、油路１００の圧力に応じて油路１００の一部を開放させるリリーフ弁６３（リリーフ機構）を有している。また、冷却構造１０では、油路１００の圧力が過大（一定以上）となると、リリーフ弁６３が作動して、油路１００からオイル貯留部５０へとオイルを流出させる第一通路５４ａと、油路１００からトランスアクスルハウジング４０の電動機１８（第一電動機２０）が収容されるモータ室４１側へとオイルを流入させる第二通路５４ｃとにオイルが流入する。

また、冷却構造１０は、リリーフ弁６３の作動によりオイルが流入する放出室５４（第三凹部４５ｃ）と、放出室５４と油路１００とを区画するように設けられた区画プレート６１（区画部）とを備えている。区画プレート６１（区画部）には、放出室５４と油路１００とを連通させる放出孔５５（第四孔６１ｄ）が形成されている。冷却構造１０では、リリーフ弁６３が、放出孔５５を閉塞しており、油路１００の圧力が一定以上となると、放出室５４側に後退して放出孔５５を開放する。

より具体的に説明すると、図５に示すとおり、冷却構造１０では、トランスアクスルハウジング４０のギア室４２側に形成された複数の凹部４５と、区画プレート６１と、オイルポンプボデー６２に形成された第四凹部６２ａとにより、オイルが通過する（オイルの流路となる）空間が形成されている。

さらに詳細に説明すると、トランスアクスルハウジング４０に形成された第一凹部４５ａは、オイルポンプボデー６２により閉塞されて、ストレーナ６４を通過したオイルが流入する空間（案内室５１）が形成されている。また、第二凹部４５ｂには、オイルポンプ６０を構成するポンプギア６０ａが収容されており、ポンプ収容室５２を形成している。さらに、オイルポンプボデー６２の第四凹部６２ａは、区画プレート６１により閉塞されて、オイルポンプ６０から搬送されたオイルが流入する圧力調整室５３を形成している。さらに、トランスアクスルハウジング４０に形成された第三凹部４５ｃは、区画プレート６１により閉塞されて、油路１００の圧力が過大となった場合にオイルを放出する第一通路５４ａ及び放出室５４（第二通路５４ｃ）を形成している。第一通路５４ａ及び第二通路５４ｃは、分岐するような油路１００を形成しており、放出孔５５から流入したオイルは分岐するように放出される。

このように、冷却構造１０では、オイルポンプ６０と接続された油路１００が、区画プレート６１を介して区画されている（図６参照）。別の言い方をすれば、本実施形態の冷却構造１０では、トランスアクスルハウジング４０側（区画壁４３）に形成された空間と、オイルポンプボデー６２側に形成された空間とが、区画プレート６１を介在して隣接しており、オイルが区画プレート６１の表裏を構成する面の一方から他方に向かうように搬送される。

図６（ａ）に示すとおり、油路１００の圧力が通常である場合には、放出孔５５はリリーフ弁６３により閉塞された状態となっている。そのため、オイルは、案内室５１から第二孔６１ｂを通過して圧力調整室５３に到達して、放出孔５５を通過せずに第三孔６１ｃを通過して内部油路１００ａへと流入する。

その一方、図６（ｂ）に示すとおり、油路１００の圧力が高くなると（一定以上となると）、放出孔５５（第四孔６１ｄ）を介してリリーフ弁６３が付勢部材６３ｂの付勢力に反して後退するように押され、キャップ部６３ａが放出孔５５から離れて放出孔５５が開放される。そうすると、放出孔５５を介して圧力調整室５３から第一通路５４ａ及び放出室５４（第二通路５４ｃ）に向けてオイルが流入する。

図６（ｂ）に示すとおり、第一通路５４ａに流入したオイルは、オイル貯留部５０に戻るように流下する。また、第二通路５４ｃ（放出室５４）に流入したオイルは、放出口５４ｂを介してモータ室４１側に流入する。図１１（ａ）に示すとおり、第二通路５４ｃ（放出室５４）は、下方Ｌｗに向けて湾曲するような略「くの字」の形状をなしており、内部に一定量のオイルを貯留することができる。別の言い方をすれば、第二通路５４ｃ（放出室５４）は、油溜まり形状とされている。そのため、リリーフ弁６３が放出孔５５を閉塞した後にも、第二通路５４ｃに所定の時間に亘りオイルが溜まった状態となり、第二通路５４ｃから徐々にオイルがモータ室４１に供給される。そのため、冷却構造１０は、第一電動機２０の回転数が下がった後も徐々にオイルをモータ室４１に供給して、第一電動機２０を効率的に冷却することができる。

ここで、放出口５４ｂは、第一電動機２０のステータ２１（図６では図示を省略）と対向するように形成されている。言い方を換えれば、本実施形態の冷却構造１０では、放出口５４ｂは、ステータ２１とラップする位置に設けられている。そのため、放出口５４ｂから流出したオイルは、モータ室４１に配置された第一電動機２０のステータ２１を冷却する。

ここで、シリーズ式ハイブリッド車では、坂道の走行時など、第一電動機２０の負荷が大きくなる場合がある。このような場合、第一電動機２０と同期して作動するオイルポンプ６０の回転数が大きくなる。また、オイルポンプ６０の吐出量が増大して油路１００に搬送されるオイル量が多くなる結果、油路１００の圧力が高くなることがある。このような場合、油路１００の圧力が過大となり、部品などの不具合発生の要因となることを回避するため、リリーフ弁６３が作動して（放出孔５５を開放して）油路１００からオイル貯留部５０にオイルを放出させる。これにより、冷却構造１０では、油路１００の圧力が過大をなることを抑制している。

このように、リリーフ弁を設けて油路からオイル貯留部にオイルを戻す構造とすることにより、油路１００の圧力を一定以上となることを抑制することができる。しかしながら、オイルをオイル貯留部５０に戻すだけの構造では、発熱量が大きくなっている第一電動機２０をより積極的に冷却することができない。より具体的に説明すると、オイルポンプの回転数が一定以上となったとしても、過剰なオイルがオイル貯留部に戻されるため、第一電動機２０等の電動機１８を冷却するために搬送されるオイルは、一定以上の量が搬送されない。さらに説明すると、油路１００にオイルが搬送される量は一定以上とならないのに対して、第一電動機２０の発熱量は増加して、特に下方側（ステータ側）の冷却が不利となる可能性がある。

これに対して、本実施形態の冷却構造１０では、リリーフさせるオイルを、オイル貯留部５０に向かう経路（第一通路５４ａ）に加え、モータ室４１側に向かう経路（第二通路５４ｃ）を設けている。これにより、本実施形態の冷却構造１０は、圧力を調整するためにオイル貯留部５０に戻すオイルの一部が、第一電動機２０を冷却するためのものとして積極的に活用される。

このように、冷却構造１０によれば、必要なタイミング（エンジンの回転数とともに第一電動機２０の回転数が上昇して、第一電動機２０の冷却が特に必要となるタイミング）において、リリーフするオイルを効率的に活用して第一電動機２０の冷却を行うことができる。

このように、冷却構造１０によれば、油路１００の圧力を調整する構造（オイルをオイル貯留部５０に戻す構造）や放出されるオイルを、第一電動機２０の冷却に活用することができる。その結果、さほど複雑な機構を設けずにコストを抑えつつ、効率良く第一電動機２０を冷却することができる。

以上、本発明の実施形態に係る冷却構造１０について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、各機能や構成については適宜変更可能である。

例えば、上述の実施形態では、冷却させたオイルを三箇所に分配する構成とした例を示したが、本発明の冷却構造はこれに限定されず、一箇所又は二箇所、あるいは四箇所以上にオイルを分配して搬送するものとしてもよい。

また、上述の実施形態に係る冷却構造１０では、ノズル部８２を電食カバー８０に設けたものとした例を示したが、本発明の冷却構造はこれに限定されず、ノズル部を電食カバーとは別部材として設けてもよい。

本発明の冷却構造は、電動機を冷却するためのものとして、好適に採用することができる。

１ トランスアクスル
１０ 冷却構造
２０ 第一電動機（電動機）
４０ トランスアクスルハウジング（ケース体）
６３ リリーフ弁（リリーフ機構）
１００ 油路

Claims (2)

1. 電動機を収容するケース体と、
   前記電動機を冷却するオイルの流路となる油路と、
   前記ケース体の底部に形成されたオイル貯留部と、
   前記油路の途中に設けられたリリーフ機構と、を有し、
   前記ケース体には、前記電動機が収容されるモータ室が形成されており、
   前記油路は、前記リリーフ機構の下流側において、第一通路と第二通路とに分岐し、
   前記第一通路は、前記オイル貯留部に連通するものであり、
   前記第二通路には、前記モータ室に連通する連通孔が設けられており、
   前記連通孔は、前記電動機の下方部とラップする位置に配置されていることを特徴とする冷却構造。
2. 電動機を収容するケース体と、
   前記電動機を冷却するオイルの流路となる油路と、
   前記ケース体の底部に形成されたオイル貯留部と、
   前記油路の途中に設けられたリリーフ機構と、を有し、
   前記ケース体には、前記電動機が収容されるモータ室が形成されており、
   前記油路は、前記リリーフ機構の下流側において、第一通路と第二通路とに分岐し、
   前記第一通路は、前記オイル貯留部に連通するものであり、
   前記第二通路には、前記モータ室に連通する連通孔が設けられており、
   前記連通孔は、前記リリーフ機構よりも下方に位置しており、
   前記第二通路は、油溜まり形状とされていることを特徴とする冷却構造。

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