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JP5338399B2 - Refrigerant flow control device for rotating electrical machine - Google Patents
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JP5338399B2 - Refrigerant flow control device for rotating electrical machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for control of a coolant flow rate in a rotary electric machine, capable of achieving sufficient cooling and high efficiency. <P>SOLUTION: The device for control of the coolant flow rate in the rotary electric machine includes a flow rate control valve for changing a flow rate to be supplied into a motor and a flow rate to be flown back to a coolant reservoir out of the coolant to be scooped to the upper part in a housing, depending on a reaction force of the output torque of the rotary electric machine. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、回転電機の冷媒流量を制御する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for controlling a refrigerant flow rate of a rotating electrical machine.

従来、ハウジング内のオイル液面を調整する液面高さ調整手段として、特許文献1に記載の技術が知られている。この公報には、ギアで掻き揚げられるオイルを受け入れて貯留するオイルキャッチタンクと、このタンクのオイル排出口を開閉するドレーン弁と、変速機がパーキングポジションのときはドレーン弁を解放し、オイルキャッチタンク内のオイルをケース内に戻してケース内のオイルの液面高さを高くする一方、駆動系のシフトポジションが選択された場合には、ドレーン弁を閉塞して、オイルキャッチタンクにケース内のオイルを貯留するようにして、ハウジング内のオイルの液面高さを低くする技術が開示されている。   Conventionally, the technique described in Patent Document 1 is known as a liquid level adjustment means for adjusting the oil level in the housing. In this publication, there is an oil catch tank that receives and stores the oil pumped up by the gear, a drain valve that opens and closes the oil discharge port of the tank, and when the transmission is in the parking position, the drain valve is released and the oil catch tank is opened. The oil in the tank is returned to the case to increase the oil level in the case. On the other hand, when the drive system shift position is selected, the drain valve is closed and the oil catch tank is placed inside the case. A technique is disclosed in which the oil level in the housing is lowered by storing the oil in the housing.

特開2008−51176号公報JP 2008-51176 A

しかしながら、駆動系のシフトポジションが選択されている場合でも、低回転高トルクという状態は当然に想定され、単にオイル液面を低下させると十分な冷却を行えないという問題があった。また、低回転でも十分な冷却ができるようにオイルの液面を高くすると、高回転時にはフリクションが増大し、効率が低下するという問題があった。   However, even when the shift position of the drive system is selected, a state of low rotation and high torque is naturally assumed, and there is a problem that sufficient cooling cannot be performed if the oil level is simply lowered. Further, if the oil level is increased so that sufficient cooling can be achieved even at low rotation, there is a problem that friction increases at high rotation and efficiency decreases.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、駆動状態に応じた冷媒流量を供給可能な回転電機の冷媒流量制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above problem, and an object thereof is to provide a refrigerant flow control device for a rotating electrical machine capable of supplying a refrigerant flow rate according to a driving state.

上記目的を達成するため、本発明の回転電機の冷媒流量制御装置では、ロータにより駆動されるポンプを用いて冷媒を汲み上げ、ハウジング内の上部に連通する流路における冷媒流量と冷媒溜りに還流される流路における冷媒流量とを、回転電機の出力トルクに対する反力により変更する流量制御バルブを備えた。   In order to achieve the above object, in the refrigerant flow control device for a rotating electrical machine of the present invention, the refrigerant is pumped up using a pump driven by a rotor, and is returned to the refrigerant flow rate and the refrigerant reservoir in the flow path communicating with the upper part in the housing. The flow rate control valve which changes the refrigerant | coolant flow rate in a flow path with the reaction force with respect to the output torque of a rotary electric machine was provided.

低回転高トルク時には、ポンプの汲み上げる冷媒量が少ないものの、反力が大きいため流量制御バルブによって多くがハウジング内に流れ込む。よって、低回転でも十分冷却することができる。一方、高回転低トルク時には、ポンプの汲み上げる冷媒量が多いものの、反力が小さいため流量制御バルブによって多くが冷媒溜りに還流される。よって、フリクションを抑制して高効率化を図ることができる。   At low rotation and high torque, the amount of refrigerant pumped up is small, but the reaction force is large, so that a large amount flows into the housing by the flow control valve. Therefore, it is possible to sufficiently cool even at a low rotation. On the other hand, at the time of high rotation and low torque, although the amount of the refrigerant pumped up is large, the reaction force is small, so that a large amount is recirculated to the refrigerant reservoir by the flow control valve. Therefore, the efficiency can be improved by suppressing the friction.

実施例1のドライブユニットを表す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a drive unit according to the first embodiment. 実施例1の反力伝達機構の構成を表す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a reaction force transmission mechanism according to the first embodiment. 実施例1のドライブユニットの潤滑特性を表す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the lubrication characteristics of the drive unit according to the first embodiment. 実施例1の流量制御バルブのストローク量と流量特性との関係を表す特性図である。It is a characteristic view showing the relationship between the stroke amount of the flow control valve of Example 1 and flow characteristics. 実施例1の最終的な流量特性の設定プロセスを表す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating a final flow characteristic setting process according to the first embodiment. 実施例2の流量制御バルブ11のストローク量と流量特性との関係を表す特性図である。It is a characteristic view showing the relationship between the stroke amount of the flow control valve 11 of Example 2 and flow characteristics. 実施例3の反力伝達機構の構成を表す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a reaction force transmission mechanism according to a third embodiment. 実施例4のドライブユニットの構成を表す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a drive unit according to a fourth embodiment.

図1は本発明の回転電機の冷媒流量制御装置が適用された実施例1のドライブユニットの構成を表す概略図である。このドライブユニットは、円筒形であって両側が閉塞されたハウジング1と、ハウジング1内周に固定支持され複数のコイルから成るステータ2と、複数の永久磁石対から構成されステータ2の内周側において回転するロータ3と、ロータ3と一体に回転する駆動軸4を有する。ステータ2とロータ3によりモータ(回転電機)を構成する。尚、図1に示すように、ハウジング1は車両等に搭載された状態を表し、図1中の上方向は車両搭載時の鉛直方向上方と一致し(以下、上と記載する)、下方向は車両搭載時の鉛直方向下方と一致する(以下、下と記載する)。以下の説明において高い、低いという言葉は、この上下方向に沿った概念を表すものとする。   FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a drive unit of Example 1 to which a refrigerant flow control device for a rotating electrical machine according to the present invention is applied. The drive unit includes a cylindrical housing 1 that is closed on both sides, a stator 2 that is fixedly supported on the inner periphery of the housing 1 and includes a plurality of coils, and a plurality of permanent magnet pairs. It has a rotor 3 that rotates and a drive shaft 4 that rotates together with the rotor 3. The stator 2 and the rotor 3 constitute a motor (rotating electric machine). As shown in FIG. 1, the housing 1 represents a state mounted on a vehicle or the like, and the upper direction in FIG. 1 coincides with the upper vertical direction when mounted on the vehicle (hereinafter referred to as “upper”), and the lower direction. Corresponds to the lower part in the vertical direction when the vehicle is mounted (hereinafter referred to as lower). In the following description, the terms “high” and “low” represent the concept along the vertical direction.

ハウジング1の下部にはロータ3の一部が浸漬する冷媒溜り7が形成されている。また、ハウジング1の左側面には円筒部を閉塞する第1側壁1aが形成され、この第1側壁1aの下方にはオイルパン6が取り付けられている。ハウジング1内の冷媒溜り7とオイルパン6とは流路8を介して連通されている。また、ロータ3にはオイルポンプ10が接続され、ロータ3の回転数に応じてオイルパン6内のオイルをハウジング1の上部に汲み上げる。   A refrigerant reservoir 7 into which a part of the rotor 3 is immersed is formed in the lower part of the housing 1. A first side wall 1a that closes the cylindrical portion is formed on the left side surface of the housing 1, and an oil pan 6 is attached below the first side wall 1a. The refrigerant reservoir 7 in the housing 1 and the oil pan 6 are communicated with each other via a flow path 8. In addition, an oil pump 10 is connected to the rotor 3, and the oil in the oil pan 6 is pumped up to the upper portion of the housing 1 in accordance with the rotational speed of the rotor 3.

駆動軸4には減速機構として遊星歯車機構PGが設けられている。遊星歯車機構PGはサンギヤSと、ピニオンPを軸支するピニオンキャリヤPCと、リングギヤRから構成されている。駆動軸4はサンギヤSに連結され、ピニオンキャリヤPCには出力軸5が連結され、リングギヤRはハウジング1に対し僅かに相対回転可能に支持されている。リングギヤRの外周には後述する流量制御バルブ11を作動させるための反力伝達機構20が配置され、この反力伝達機構20を介して流量制御バルブ11の作動を制御する。この反力伝達機構20については後述する。出力軸5は図外の車両の駆動輪に接続され、インホイールモータとして構成されている。   The drive shaft 4 is provided with a planetary gear mechanism PG as a speed reduction mechanism. The planetary gear mechanism PG includes a sun gear S, a pinion carrier PC that supports the pinion P, and a ring gear R. The drive shaft 4 is connected to the sun gear S, the output shaft 5 is connected to the pinion carrier PC, and the ring gear R is supported so as to be slightly rotatable relative to the housing 1. A reaction force transmission mechanism 20 for operating a flow rate control valve 11 described later is disposed on the outer periphery of the ring gear R, and the operation of the flow rate control valve 11 is controlled via the reaction force transmission mechanism 20. The reaction force transmission mechanism 20 will be described later. The output shaft 5 is connected to drive wheels of a vehicle not shown in the figure, and is configured as an in-wheel motor.

オイルパン6には、オイルポンプ10の吸入側と接続された吸入油路101が接続されている。また、オイルポンプ10の吐出側と接続された吐出油路102には、流量制御バルブ11が設けられている。流量制御バルブ11の下流側には、ハウジング1内の上部に開口するオイル供給ポート103aと接続された第1流路103と、オイルパン6に接続されて汲み上げたオイルをオイルパン6内に還流する第2流路104が接続されている。流量制御バルブ11は、オイルポンプ10により汲み上げられたオイルを第1流路103と第2流路104に分配する分配量を制御する。   A suction oil passage 101 connected to the suction side of the oil pump 10 is connected to the oil pan 6. A flow rate control valve 11 is provided in the discharge oil passage 102 connected to the discharge side of the oil pump 10. On the downstream side of the flow control valve 11, the first flow path 103 connected to the oil supply port 103 a that opens to the upper part in the housing 1 and the oil pumped up connected to the oil pan 6 are returned to the oil pan 6. The second flow path 104 is connected. The flow control valve 11 controls the distribution amount for distributing the oil pumped up by the oil pump 10 to the first flow path 103 and the second flow path 104.

図2は反力伝達機構20の構成を表す概略図である。図2(a)に示すように、反力伝達機構20は、リングギヤRの外周から外周方向に延在された反力伝達ロッド21と、反力生成シリンダ22と、反力生成シリンダ22内に収装されて反力伝達ロッド21の作動によりストロークする反力生成ピストン23と、反力生成ピストン23もしくは反力伝達ロッド21を初期位置に付勢するリターンスプリング24が取り付けられている。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the reaction force transmission mechanism 20. As shown in FIG. 2A, the reaction force transmission mechanism 20 includes a reaction force transmission rod 21 that extends from the outer periphery of the ring gear R toward the outer periphery, a reaction force generation cylinder 22, and a reaction force generation cylinder 22. A reaction force generating piston 23 that is stowed and strokes when the reaction force transmission rod 21 is actuated, and a return spring 24 that urges the reaction force generation piston 23 or the reaction force transmission rod 21 to an initial position are attached.

また、反力生成シリンダ22で発生した圧力を流量制御バルブ11側に伝達する反力伝達配管25と、流量制御バルブ11の一端に形成され反力伝達配管25内で生じた圧力を受ける受圧面26と、流量制御バルブ11を初期位置に付勢するリターンスプリング27とを有する。尚、図2に示す流量制御バルブ11の位置は、中程度の反力が発生している状態を示し、反力が生じていない初期位置は、図2中の右端に位置した状態となる。流量制御バルブ11は、反力が大きいときは吐出流路102と第1流路103とを連通し、反力が小さいときは吐出流路102と第2流路104とを連通し、反力が中程度のときは吐出流路102と第1流路103及び第2流路104の両方と連通する。   Further, a reaction force transmission pipe 25 that transmits the pressure generated in the reaction force generation cylinder 22 to the flow control valve 11 side, and a pressure receiving surface that is formed at one end of the flow control valve 11 and receives the pressure generated in the reaction force transmission pipe 25. 26 and a return spring 27 that urges the flow control valve 11 to the initial position. The position of the flow control valve 11 shown in FIG. 2 indicates a state where a moderate reaction force is generated, and the initial position where the reaction force is not generated is located at the right end in FIG. The flow rate control valve 11 communicates the discharge flow path 102 and the first flow path 103 when the reaction force is large, and communicates the discharge flow path 102 and the second flow path 104 when the reaction force is small. Is in the middle, the discharge channel 102 communicates with both the first channel 103 and the second channel 104.

図2(b)に示すように、ロータ3から駆動軸4に出力されたモータトルクは、遊星歯車機構PGの減速比に応じて減速されて出力軸5から出力される(出力トルク)。このとき、リングギヤRには反力トルクが作用する。この反力トルクによって反力伝達ロッド21を作動させ、反力生成シリンダ22内に圧力を発生させてバルブ作動ピストン26を駆動する。   As shown in FIG. 2B, the motor torque output from the rotor 3 to the drive shaft 4 is decelerated according to the reduction ratio of the planetary gear mechanism PG and output from the output shaft 5 (output torque). At this time, reaction force torque acts on the ring gear R. The reaction force transmission rod 21 is actuated by this reaction force torque, and pressure is generated in the reaction force generation cylinder 22 to drive the valve operating piston 26.

〔潤滑作用〕
次に、実施例1のドライブユニットにおける潤滑作用について説明する。図3は実施例1のドライブユニットの潤滑特性を表す概略図である。オイルポンプ10による吐出流量はオイルポンプ10の回転数に比例する。言い換えると、ロータ3とオイルポンプ10は一体に回転することから、オイルポンプ10の吐出流量は回転数に拘束されている。一方、モータの要求油量は、モータの各運転点での損失特性によって決定される。損失が高いほど発熱の可能性が高いことから要求流量は多くなり、損失が低いほど発熱の可能性が低いことから要求流量は少なくなる。つまり、モータの要求油量はモータ回転数と線形な関係には無く、回転数とトルクによって決定されるのである。
[Lubrication]
Next, the lubrication action in the drive unit of Embodiment 1 will be described. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the lubrication characteristics of the drive unit according to the first embodiment. The discharge flow rate by the oil pump 10 is proportional to the rotation speed of the oil pump 10. In other words, since the rotor 3 and the oil pump 10 rotate integrally, the discharge flow rate of the oil pump 10 is restricted by the rotational speed. On the other hand, the required oil amount of the motor is determined by the loss characteristics at each operating point of the motor. The higher the loss, the higher the required flow rate because the possibility of heat generation is higher. The lower the loss, the lower the possibility of heat generation, the lower the required flow rate. That is, the required oil amount of the motor is not in a linear relationship with the motor rotational speed, and is determined by the rotational speed and torque.

そこで、ロータ3と一体に回転駆動するオイルポンプ10を設けると共に、高トルク時には汲み上げられたオイルの大半を第1流路103に流れるよう反力を用いて流量制御バルブ11を調整し、低トルク時には汲み上げられたオイルの大半を第2流路104に流れるよう反力を用いて流量制御バルブ11を調整する。具体的には、図3のモータ出力特性に示すように、等損失マップに沿った流量特性となるように流量制御バルブ11を制御する。   Therefore, an oil pump 10 that rotates integrally with the rotor 3 is provided, and the flow rate control valve 11 is adjusted by using a reaction force so that most of the pumped oil flows into the first flow path 103 during high torque, thereby reducing the low torque. Sometimes, the flow control valve 11 is adjusted using a reaction force so that most of the pumped oil flows into the second flow path 104. Specifically, as shown in the motor output characteristic of FIG. 3, the flow control valve 11 is controlled so as to have a flow characteristic along the equal loss map.

〔流量特性c(L/min)を得る場合〕
例えば、モータの運転点として低回転高トルクを表すA点で動作させた場合、低回転であればオイルポンプ10により汲み上げられる流量は比較的少なめである。流量制御バルブ11は出力トルクに応じた反力により作動するため、汲み上げられた全てのオイルを第1流路103側に流し、十分な流量を確保する。すなわち、出力トルクが高ければ反力も大きくなることから、第1流路103側に流れる流量を増大させて十分な冷却性能を得ることができる。
[When obtaining flow characteristics c (L / min)]
For example, when the motor is operated at point A representing low rotation and high torque as the operating point of the motor, the flow rate pumped by the oil pump 10 is relatively small if the rotation is low. Since the flow rate control valve 11 is operated by a reaction force according to the output torque, all the pumped oil flows to the first flow path 103 side to ensure a sufficient flow rate. That is, if the output torque is high, the reaction force becomes large. Therefore, it is possible to increase the flow rate flowing to the first flow path 103 side and obtain sufficient cooling performance.

一方、高回転高トルクを表すB点で動作させた場合、高回転であればオイルポンプ10により汲み上げられる流量は比較的多めである。流量制御バルブ11は出力トルクに応じた反力により作動するため、汲み上げられたオイルの一部分を第1流路103側に流し、その他を第2流路104側に流す。すなわち、出力トルクが低くなった分第1流路103側に流れる流量を減少させる。これにより、回転数が高まったとしてもA点と同じ流量特性c(L/min)を得ることができる。   On the other hand, when operating at point B representing high rotation and high torque, the flow rate pumped up by the oil pump 10 is relatively large if the rotation is high. Since the flow control valve 11 is operated by a reaction force according to the output torque, a part of the pumped-up oil flows to the first flow path 103 side and the other flows to the second flow path 104 side. That is, the flow rate that flows to the first flow path 103 side is decreased by the amount that the output torque has decreased. Thereby, even if the rotation speed increases, the same flow rate characteristic c (L / min) as that at point A can be obtained.

〔流量特性b(L/min)(<c)を得る場合〕
次に、モータの運転点として低回転中トルクを表すC点で動作させた場合、低回転であればオイルポンプ10により汲み上げられる流量は比較的少なめである。流量制御バルブ11は出力トルクに応じた反力により作動するため、汲み上げられたオイルの大部分を第1流路103側に流し、出力トルクがA点より低い分だけ第2流路104側に流すことで、モータ損失に応じた流量を確保する。一方、高回転中トルクを表すD点で動作させた場合、高回転であればオイルポンプ10により汲み上げられる流量は比較的多めである。流量制御バルブ11は出力トルクに応じて作動させるため、汲み上げられたオイルの一部分を第1流路103側に流し、出力トルクの低下分だけ第2流路104側に流す。すなわち、出力トルクが低くなった分第1流路103側に流れる流量を減少させる。これにより、回転数が高まったとしてもC点と同じ流量特性b(L/min)を得ることができる。尚、流量特性a(L/min)を得る場合には、更に流量制御バルブ11によって第2流路104に還流する量が増大する。
[When obtaining flow characteristics b (L / min) (<c)]
Next, when the motor is operated at a point C representing low rotation torque as the operation point of the motor, the flow rate pumped by the oil pump 10 is relatively small if the rotation is low. Since the flow control valve 11 is operated by a reaction force corresponding to the output torque, most of the pumped oil flows to the first flow path 103 side, and the output torque is lower than the point A to the second flow path 104 side. The flow rate according to the motor loss is ensured. On the other hand, when operated at a point D representing torque during high rotation, the flow rate pumped up by the oil pump 10 is relatively large if the rotation is high. In order to operate the flow control valve 11 according to the output torque, a part of the pumped oil is caused to flow to the first flow path 103 side, and is flowed to the second flow path 104 side by the amount corresponding to the decrease of the output torque. That is, the flow rate that flows to the first flow path 103 side is decreased by the amount that the output torque has decreased. Thereby, even if the rotation speed increases, the same flow rate characteristic b (L / min) as that at the point C can be obtained. In addition, when obtaining the flow rate characteristic a (L / min), the amount returned to the second flow path 104 by the flow rate control valve 11 further increases.

ここで、流量特性設定プロセスについて説明する。図4は流量制御バルブ11のストローク量と流量特性との関係を表す特性図である。図4(a)に示すように、流量制御バルブ11のストローク位置と第1流路103に流れる流量との関係を検討する。この場合、オイルポンプ10を一定回転数(3000rpm)で駆動した場合、図4(b)に示すように、ストロークの初期においては緩やかに流量が増大し、ストロークの後期においてはほぼ線形に流量が増大している特性が見て取れる。ストローク量は、反力によって決定されるため、モータ出力トルクと流量の関係は図4(c)に示す関係となることが分かる。   Here, the flow rate characteristic setting process will be described. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the stroke amount of the flow control valve 11 and the flow characteristics. As shown in FIG. 4A, the relationship between the stroke position of the flow control valve 11 and the flow rate flowing through the first flow path 103 is examined. In this case, when the oil pump 10 is driven at a constant rotational speed (3000 rpm), as shown in FIG. 4B, the flow rate gradually increases at the initial stage of the stroke, and the flow rate increases almost linearly at the later stage of the stroke. The increasing characteristics can be seen. Since the stroke amount is determined by the reaction force, it can be seen that the relationship between the motor output torque and the flow rate is as shown in FIG.

図5は最終的な流量特性の設定プロセスを表す特性図である。流量制御バルブ11をある位置に固定し、オイルポンプ10の回転数を変化させたとき、第1流路103に流れる流量は回転数に対して線形に増大していく(図5(a)参照)。よって、図4において説明したモータ出力トルクに対する流量特性を重ね合わせると、モータ出力トルク毎に回転数に対する流量特性を描くことができ、この描かれた範囲が流量調整可能範囲となる。この関係を用いることで、図3に示すように回転数とトルクによって流量特性をモータ損失に応じた特性に設定する。   FIG. 5 is a characteristic diagram showing a final flow rate characteristic setting process. When the flow rate control valve 11 is fixed at a certain position and the rotation speed of the oil pump 10 is changed, the flow rate flowing through the first flow path 103 increases linearly with respect to the rotation speed (see FIG. 5A). ). Therefore, when the flow rate characteristics with respect to the motor output torque described in FIG. 4 are overlapped, the flow rate characteristics with respect to the rotation speed can be drawn for each motor output torque, and this drawn range becomes the flow rate adjustable range. By using this relationship, as shown in FIG. 3, the flow rate characteristic is set to a characteristic corresponding to the motor loss by the rotation speed and torque.

以上説明したように、実施例1にあっては下記の作用効果を得ることができる。
(1) ハウジング1内に収装されたロータ3を有するモータ(回転電機)と、オイル(冷媒)を貯留するオイルパン6と、ロータ3により駆動されオイルパン6に貯留されたオイルをハウジング1上部に汲み上げるオイルポンプ10と、オイルポンプ10の吐出口側に接続されハウジング1内の上部に接続された第1流路103と、オイルポンプ10の吐出口側に接続されオイルパン6に接続された第2流路104と、モータの出力トルクに対する反力により作動し、反力が高いときは、低いときに比べて第1流路103側への供給量を増大させ、第2流路104側への供給量を減少させる流量制御バルブ11と、を備えた。
As described above, the following operational effects can be obtained in the first embodiment.
(1) A motor (rotary electric machine) having a rotor 3 housed in a housing 1, an oil pan 6 that stores oil (refrigerant), and oil that is driven by the rotor 3 and stored in the oil pan 6 is stored in the housing 1. The oil pump 10 pumped up, the first flow path 103 connected to the upper part of the housing 1 connected to the discharge port side of the oil pump 10, and the oil pan 6 connected to the discharge port side of the oil pump 10 are connected. When the reaction force is high and the reaction force is high, the supply amount to the first flow path 103 side is increased as compared with when the reaction force is low. And a flow rate control valve 11 for reducing the supply amount to the side.

低回転高トルク時には、オイルポンプ10の汲み上げるオイルが少ないものの、流量制御バルブ11によって多くがハウジング1内に流れ込むため、低回転でも十分冷却することができる。一方、高回転低トルク時には、オイルポンプ10の汲み上げるオイルが多いものの、流量制御バルブ11によって多くがオイルパン6に還流されるため、過剰な流量とならずフリクションを抑制できる。   At the time of low rotation and high torque, although the oil pumped up by the oil pump 10 is small, most of the oil flows into the housing 1 by the flow control valve 11, so that it can be sufficiently cooled even at low rotation. On the other hand, at the time of high rotation and low torque, although a lot of oil is pumped up by the oil pump 10, most of the oil is returned to the oil pan 6 by the flow rate control valve 11.

また、モータ損失とモータ側の要求流量とは相関を有する。このとき、モータ反力を利用して流量調整することで、特別な電子制御アクチュエータ等を備えることなく、機械的構成によって最適な流量調整を達成できる。すなわち、オイルポンプ吐出量が回転数により規定されていても、実際にモータ側に供給される流量をモータ損失に応じた流量に設定できるからである。   Further, the motor loss and the required flow rate on the motor side have a correlation. At this time, by adjusting the flow rate using the motor reaction force, the optimum flow rate adjustment can be achieved by a mechanical configuration without providing a special electronic control actuator or the like. That is, even if the oil pump discharge amount is defined by the rotational speed, the flow rate actually supplied to the motor side can be set to a flow rate corresponding to the motor loss.

(2)モータは、ロータ3と接続されたサンギヤSと、出力軸5と接続されたキャリヤPCと、リングギヤRとを有し、流量制御バルブ11は、ハウジング1とリングギヤRとの間に作用する反力によって作動することとした。よって、ステータ2のようにロータ3との位置関係が重要なものを利用するのではなく、多少の相対移動が生じても問題の無い要素を用いることで、安定したモータ制御を達成できる。   (2) The motor has a sun gear S connected to the rotor 3, a carrier PC connected to the output shaft 5, and a ring gear R. The flow control valve 11 acts between the housing 1 and the ring gear R. It was decided to operate by the reaction force. Therefore, stable motor control can be achieved by using an element that does not cause a problem even if some relative movement occurs, rather than using a stator 2 having an important positional relationship with the rotor 3.

(3)モータは、電動車両のインホイールモータである。インホイールモータはタイヤのサイズが限られていることから、レイアウト上制約が非常に多い。このとき、他のユニットと分離独立して流量を制御できるように構成しているため、搭載性が良好な冷媒流量制御装置を提供することができる。   (3) The motor is an in-wheel motor of an electric vehicle. In-wheel motors are very limited in layout due to the limited tire size. At this time, since the flow rate can be controlled independently of the other units, a refrigerant flow rate control device with good mountability can be provided.

次に実施例2について説明する。基本的な構成は実施例1と同じであるため異なる点についてのみ説明する。図6は実施例2の流量制御バルブ11のストローク量と流量特性との関係を表す特性図である。図6(a)に示すように、流量特性をストローク初期は流量変化をより少なく設定し、ストローク後期は流量変化を大きく設定するものである。具体的には、図6(b)に示すように、流量制御バルブ11の形状として、第1流路103側に斜面を形成し、これにより流量変化感度調整部とする。これにより、ストロークが大きくなると流量を等比級数的に増大させることができる。一方、第2流路104側に斜面を形成すれば、ストロークが大きくなってもあまり流量は変化せず、ストロークが小さいときに大きく流量を増大させることも可能である。   Next, Example 2 will be described. Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, only different points will be described. FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the stroke amount of the flow control valve 11 of Example 2 and the flow characteristics. As shown in FIG. 6A, the flow rate characteristic is set such that the flow rate change is set to be smaller at the initial stroke, and the flow rate change is set to be large at the latter stage of the stroke. Specifically, as shown in FIG. 6B, as the shape of the flow rate control valve 11, a slope is formed on the first flow path 103 side, thereby forming a flow rate change sensitivity adjusting unit. Thereby, when the stroke becomes large, the flow rate can be increased geometrically. On the other hand, if a slope is formed on the second flow path 104 side, the flow rate does not change much even when the stroke becomes large, and the flow rate can be increased greatly when the stroke is small.

(4)モータの出力トルクが低いときの流量変化率と出力トルクが高いときの流量変化率とが異なるように設定することで、モータの特性に応じて自由に流量特性を設定することができ、より状態に応じた冷媒流量制御を達成できる。   (4) By setting the flow rate change rate when the motor output torque is low and the flow rate change rate when the output torque is high, the flow rate characteristic can be set freely according to the motor characteristics. Thus, it is possible to achieve refrigerant flow rate control according to the state.

次に実施例3について説明する。基本的な構成は実施例1と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図7は実施例3の反力伝達機構20の構成を表す概略図である。実施例3ではモータ等に発生する振動等に起因する発散を防止する観点から、リターンスプリング24,27にダンパ30,31を設けたものである。尚、このダンパは一方のリターンスプリングにのみ設けることとしてもよい。   Next, Example 3 will be described. Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, only different points will be described. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the configuration of the reaction force transmission mechanism 20 according to the third embodiment. In the third embodiment, dampers 30 and 31 are provided on the return springs 24 and 27 from the viewpoint of preventing divergence caused by vibrations generated in a motor or the like. This damper may be provided only on one return spring.

(5)ハウジング1とリングギヤRとの間及び/又は流量制御バルブ11にダンパ30,31(減衰部材)を設けたため、振動により流量特性が変化することがなく、トルク変動を防止することができる。   (5) Since the dampers 30 and 31 (attenuation members) are provided between the housing 1 and the ring gear R and / or the flow control valve 11, the flow characteristics do not change due to vibration, and torque fluctuations can be prevented. .

図8は実施例4のドライブユニットの構成を表す概略図である。実施例1ではオイルパン6をドライブユニットと一体に取り付けた。これに対し、実施例4では、オイルパン6を別体とし、配管によって両者を接続したものである。インホイールモータのようにレイアウト規制が多いものの場合、このように配置することで、レイアウト自由度を高めることができるものである。   FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the configuration of the drive unit according to the fourth embodiment. In the first embodiment, the oil pan 6 is attached integrally with the drive unit. On the other hand, in Example 4, the oil pan 6 is a separate body, and both are connected by piping. In the case of an in-wheel motor that has many layout restrictions, this arrangement can increase the degree of freedom in layout.

以上、各実施例について説明したが、本発明の範囲であれば他の構成を取っても構わない。例えば、実施例1では減速機構を備えた構成としたが、減速機構を備えることなく、ステータに生じる反力に応じて流量制御バルブ11を作動させる構成としてもよい。また、実施例1では配管をハウジングの外側に構成した例を示したが、ハウジング内に油路を形成し、その油路を用いて実施例1と同様の構成としてもよい。また、冷媒溜り7とオイルパン6との接続について単に流路8で接続する例を示したが、この流路に適切なオリフィス特性を設定し、冷媒溜り7内のオイル液面の高さを適宜調節する構成としてもよい。この場合、モータに作用するフリクションを最適に制御することができ、更にモータの高効率化を図ることができる。   Each embodiment has been described above, but other configurations may be employed within the scope of the present invention. For example, although the speed reduction mechanism is provided in the first embodiment, the flow rate control valve 11 may be operated according to the reaction force generated in the stator without the speed reduction mechanism. In the first embodiment, an example in which the pipe is configured outside the housing is shown. However, an oil passage may be formed in the housing, and the same configuration as that in the first embodiment may be used by using the oil passage. Moreover, although the example which connects only the flow path 8 about the connection of the refrigerant | coolant reservoir 7 and the oil pan 6 was shown, the appropriate orifice characteristic was set to this flow path, and the height of the oil liquid level in the refrigerant | coolant reservoir 7 was set. It is good also as a structure adjusted suitably. In this case, the friction acting on the motor can be optimally controlled, and the efficiency of the motor can be further increased.

また、オイルポンプ10をモータの出力軸5と反対側に配置したが、モータの出力軸5と同じ側に配置してもよいし、同軸上に限らずオフセットして配置してもよい。   Further, although the oil pump 10 is disposed on the side opposite to the output shaft 5 of the motor, it may be disposed on the same side as the output shaft 5 of the motor.

1 ハウジング
2 ステータ
3 ロータ
4 駆動軸
5 出力軸
6 オイルパン
7 冷媒溜り
8 流路
10 オイルポンプ
20 反力伝達機構
30 ドレーン
PG 遊星歯車機構(減速機構)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Stator 3 Rotor 4 Drive shaft 5 Output shaft 6 Oil pan 7 Refrigerant accumulation 8 Flow path 10 Oil pump 20 Reaction force transmission mechanism 30 Drain
PG planetary gear mechanism (reduction mechanism)

Claims (5)

ハウジング内に収装されたロータを有する回転電機と、
冷媒を貯留する冷媒溜りと、
前記ロータにより駆動され前記冷媒溜りに貯留された冷媒をハウジング上部に汲み上げるポンプと、
前記ポンプの吐出口側に接続され前記ハウジング内の上部に接続された第1流路と、
前記ポンプの吐出口側に接続され前記冷媒溜りに接続された第2流路と、
前記回転電機の出力トルクに対する反力により作動し、反力が高いときは、低いときに比べて前記第1流路側への供給量を増大させ、前記第2流路側への供給量を減少させる流量制御バルブと、
を備えたことを特徴とする回転電機の冷媒流量制御装置。
A rotating electric machine having a rotor housed in a housing;
A refrigerant reservoir for storing refrigerant;
A pump driven by the rotor and pumping the refrigerant stored in the refrigerant reservoir to the upper part of the housing;
A first flow path connected to a discharge port side of the pump and connected to an upper portion in the housing;
A second flow path connected to the discharge port side of the pump and connected to the refrigerant reservoir;
When the reaction force is high and the reaction force is high, the supply amount to the first flow path side is increased and the supply amount to the second flow path side is decreased when the reaction force is high. A flow control valve;
A refrigerant flow control device for a rotating electrical machine, comprising:
請求項1に記載の回転電機の冷媒流量制御装置において、
前記流量制御バルブは、前記回転電機の出力トルクが低いときの流量変化率と出力トルクが高いときの流量変化率とが異なるように設定することを特徴とする回転電機の冷媒流量制御装置。
The refrigerant flow control device for a rotating electrical machine according to claim 1,
The flow rate control valve is set so that a flow rate change rate when the output torque of the rotating electrical machine is low is different from a flow rate change rate when the output torque is high.
請求項1または2に記載の回転電機の冷媒流量制御装置において、
前記回転電機は、前記ロータと接続されたサンギヤと、回転電機出力軸と接続されたキャリヤと、リングギヤとを有し、
前記流量制御バルブは、前記ハウジングと前記リングギヤとの間に作用する反力によって作動することを特徴とする回転電機の冷媒流量制御装置。
In the refrigerant | coolant flow control apparatus of the rotary electric machine of Claim 1 or 2,
The rotating electrical machine has a sun gear connected to the rotor, a carrier connected to the rotating electrical machine output shaft, and a ring gear.
The flow rate control valve is actuated by a reaction force acting between the housing and the ring gear.
請求項3に記載の回転電機の冷媒流量制御装置において、
前記ハウジングと前記リングギヤとの間及び/又は前記流量制御バルブに減衰部材を設けたことを特徴とする回転電機の冷媒流量制御装置。
In the refrigerant | coolant flow control apparatus of the rotary electric machine of Claim 3,
A refrigerant flow control device for a rotating electrical machine, wherein a damping member is provided between the housing and the ring gear and / or the flow control valve.
請求項1ないし4いずれか一つに記載の回転電機の冷媒流量制御装置において、
前記回転電機は、電動車両のインホイールモータであることを特徴とする回転電機の冷媒流量制御装置。
In the refrigerant | coolant flow control apparatus of the rotary electric machine as described in any one of Claims 1 thru | or 4,
The rotary electric machine refrigerant flow control device, wherein the rotary electric machine is an in-wheel motor of an electric vehicle.
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