(57)【要約】【課題】ステータコイルユニットに加えてロータを冷却液で冷却可能なアキシャルギャップ型回転電機を提供する。【解決手段】アキシャルギャップモータ１０は、ロータ３０とステータ４０を備え、ステータ４０は、収容空間４３を囲むケーシング４２と、収容空間４３内に設置された複数のステータコイルユニット４４とを含み、ケーシング４２は、収容空間４３の内周縁を画定する内側壁５２であって内側空間５７を囲むものを有し、内側壁５２は、収容空間４３内の冷却液が収容空間４３から内側空間５７へ流れるのを許容するように収容空間４３と内側空間５７とを連通する連通路８２を有し、内側空間５７は、ロータ３０の径方向内側部位３５に対して軸方向に隣接している。【選択図】図３
2020195180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アキシャルギャップ型回転電機であって、
所定の軸回りに回転可能なロータと、
前記ロータの軸方向において前記ロータと対向するように配置されたステータとを備え、
前記ステータは、前記ロータの軸を中心としてその軸を囲むように延びる収容空間を囲むケーシングと、ステータコア及びそのステータコアに巻回されて前記回転電機の作動時に電流が流れるコイルをそれぞれ有する複数のステータコイルユニットであって前記収容空間内に前記ロータの軸を中心とした円の周方向に並んで設置されたものと、を含み、
前記ケーシングは、前記収容空間の内周縁を画定する内側壁であって前記ロータの軸を中心とした円の径方向において当該内側壁の内側に位置する内側空間を囲むものを有し、
前記内側壁は、前記収容空間内において前記複数のステータコイルユニットを冷却する冷却液が前記収容空間から前記内側空間へ流れるのを許容するように前記収容空間と前記内側空間とを連通する連通路を有し、
前記内側空間は、前記ロータの径方向内側部位に対して前記軸方向に隣接している、アキシャルギャップ型回転電機。
【請求項２】
前記ケーシングは、前記収容空間の外周縁を画定するようにその収容空間を囲む外側壁を有し、
前記複数のステータコイルユニットは、各ステータコイルユニットと前記内側壁との間に内側隙間が形成されるように前記内側壁から前記径方向の外側へ離間し、且つ、各ステータコイルユニットと前記外側壁との間に外側隙間が形成されるように前記外側壁から前記径方向の内側へ離間して配置され、
前記ステータは、前記複数のステータコイルユニットのうちの任意のステータコイルユニットと前記内側壁との間の前記内側隙間を遮る少なくとも１つの内側仕切部と、前記複数のステータコイルユニットのうちの任意のステータコイルユニットと前記外側壁との間の前記外側隙間を遮る少なくとも１つの外側仕切部と、をさらに含み、
前記内側仕切部と前記外側仕切部は、前記周方向において互いにずれた位置に配置されている、請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項３】
前記アキシャルギャップ型回転電機は、前記ロータの軸が鉛直方向に対して交差する方向に延び且つ前記内側隙間が前記内側仕切部に対して下側に隣接する下側領域を有する姿勢で配置され、
前記連通路は、前記収容空間から冷却液を受け入れる連通路入口を有し、
前記連通路入口は、前記下側領域に開口している、請求項２に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項４】
前記ケーシングには、前記ステータへ供給される冷却液を前記収容空間内へ導く導入路と、前記収容空間から前記ケーシングの外部へ冷却液を導く導出路とが設けられ、
前記導入路は、前記下側領域よりも下側の位置で前記収容空間に繋がり、
前記導出路は、前記下側領域よりも上側の位置で前記収容空間に繋がる、請求項３に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項５】
前記導入路は、前記ステータへ供給される冷却液をそれぞれ前記収容空間内へ導く第１導入路及び第２導入路を含み、
前記第１導入路は、当該第１導入路を通った冷却液を前記収容空間へ吐出する第１導入路出口を有し、
前記第２導入路は、前記周方向において前記第１導入路出口と並んで配置され、当該第２導入路を通った冷却液を前記収容空間へ吐出する第２導入路出口を有し、
前記ステータは、前記第１導入路出口と前記第２導入路出口との間の位置で前記複数のステータコイルユニットのうちの所定のステータコイルユニットと前記内側壁との間の前記内側隙間を遮るとともにその所定のステータコイルユニットと前記外側壁との間の前記外側隙間を遮って、前記収容空間を前記第１導入路出口から吐出された冷却液が流れる第１空間と前記第２導入路出口から吐出された冷却液が流れる第２空間とに区画する導入側区画部を有し、
前記少なくとも１つの内側仕切部は、前記第１空間に配置された第１内側仕切部と、前記第２空間に配置されるとともに前記周方向において前記導入側区画部に対して前記第１内側仕切部と対称となるように配置された第２内側仕切部とを含み、
前記少なくとも１つの外側仕切部は、前記第１空間に配置された第１外側仕切部と、前記第２空間に配置されるとともに前記周方向において前記導入側区画部に対して前記第１外側仕切部と対称となるように配置された第２外側仕切部とを含む、請求項４に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項６】
前記ステータは、前記連通路内の冷却液が通る空間の断面積を変更することが可能な断面積変更部をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキシャルギャップ型回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アキシャルギャップ型回転電機が知られている。このアキシャルギャップ型回転電機は、所定の軸回りに回転可能なロータと、そのロータの軸方向において当該ロータとの間に微小な隙間を隔てて当該ロータと対向するように配置されるステータとを備える。
【０００３】
ロータは、その軸心を中心とした周方向に並ぶ複数の永久磁石を有する。ステータは、ロータの回転軸を軸心とした円筒状の収容空間を囲むケーシングと、前記収容空間内に周方向に並んで設置された複数のステータコイルユニットとを有する。複数のステータコイルユニットは、それぞれ、鉄製のステータコアと、そのステータコアに巻回されたコイルとを有する。アキシャルギャップ型回転電機の一例であるアキシャルギャップモータでは、前記複数のステータコイルユニットの各コイルに交流電流が流されることにより、ロータを回転させる磁力がロータの永久磁石とステータコイルユニットとの間に発生し、それによってロータが回転する。
【０００４】
ステータのコイルは、交流電流が流されることにより発熱する。また、コイルに交流電流が流れることにより前記磁力を生じさせる磁束が発生し、この磁束の大きさ及び方向は周期的に変化する。その結果、この磁束が流れるステータコアに渦電流が発生し、当該渦電流によってジュール熱が発生する。このようにステータのコイル及びステータコアが発熱することから、それらの冷却が必要となる。
【０００５】
下記特許文献１には、ステータ内部のコイル及びステータコアを冷却するための構成を備えたアキシャルギャップ型回転電機の一例としての電気機械が開示されている。
【０００６】
この特許文献１に開示された電気機械では、ステータのケーシング内の収容空間に設置された複数のステータコイルユニットのうち周方向に隣り合うもの同士の間に隙間が設けられるとともに、各ステータコイルユニットが、ケーシングの内周の管状壁と外周の管状壁とに対してそれぞれ径方向において隙間をあけて配置されている。そして、ケーシングの外部から収容空間内に冷却流体が導入され、その冷却流体が各ステータコイルユニットの周囲の前記各隙間を流れることによって各ステータコイルユニットを冷却するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１２−５１８３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、アキシャルギャップ型回転電機では、その作動時にステータのコイル及びステータコアだけではなく、ロータも発熱する。このため、ステータコイルユニットだけではなく、ロータの冷却も必要となるが、ロータはその軸心回りに回転することから、仮に当該ロータを冷却液で冷却するために径方向外側からロータへ冷却液をかけた場合にはロータの回転による遠心力で冷却液が径方向外側へ吹き飛ばされてしまい、ロータの広い範囲にわたって冷却液を行き渡らせることができない。このため、当該場合には、冷却液によるロータの冷却が難しくなる。
【０００９】
本発明の目的は、ステータコイルユニットに加えてロータを冷却液で冷却可能なアキシャルギャップ型回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本願発明者は、ロータの回転により発生する遠心力を逆に利用してロータの冷却をなすことを着想した。具体的には、ステータを冷却するための冷却液をステータ内からロータの径方向内側部位に移行させ、その径方向内側部位に移行した冷却液を前記遠心力を利用してロータの径方向外側へ行き渡らせることに着想した。
【００１１】
本発明は、このような着想に基づいてなされたものである。すなわち、本発明によるアキシャルギャップ型回転電機は、所定の軸回りに回転可能なロータと、前記ロータの軸方向において前記ロータと対向するように配置されたステータとを備える。前記ステータは、前記ロータの軸を中心としてその軸を囲むように延びる収容空間を囲むケーシングと、ステータコア及びそのステータコアに巻回されて前記回転電機の作動時に電流が流れるコイルをそれぞれ有する複数のステータコイルユニットであって前記収容空間内に前記ロータの軸を中心とした円の周方向に並んで設置されたものと、を含む。前記ケーシングは、前記収容空間の内周縁を画定する内側壁であって前記ロータの軸を中心とした円の径方向において当該内側壁の内側に位置する内側空間を囲むものを有する。前記内側壁は、前記収容空間内において前記複数のステータコイルユニットを冷却する冷却液が前記収容空間から前記内側空間へ流れるのを許容するように前記収容空間と前記内側空間とを連通する連通路を有する。前記内側空間は、前記ロータの径方向内側部位に対して前記軸方向に隣接している。
【００１２】
このアキシャルギャップ型回転電機では、ステータのケーシングの内側壁が、収容空間において複数のステータコイルユニットを冷却する冷却液がその収容空間から内側壁によって囲まれる内側空間へ流れるのを許容するように収容空間と内側空間とを連通する連通路を有するため、収容空間において複数のステータコイルユニットを冷却する冷却液の一部を連通路を通じて前記内側空間へ放出させることができる。そして、この内側空間は、ロータの径方向内側部位に対して軸方向に隣接しているため、アキシャルギャップ型回転電機が作動してロータが回転すれば、そのロータの回転により自然に発生する吸引力によって、連通路から内側空間に放出された冷却液が軸方向に吸引されてロータの径方向内側部位に達する。そして、このロータの径方向内側部位に達した冷却液は、ロータの回転により発生する遠心力によって当該ロータの径方向内側部位から径方向外側へ流れるため、ロータの広い範囲に亘って冷却液を行き渡らせて当該ロータをその冷却液で冷却できる。従って、当該アキシャルギャップ型回転電機では、ロータの回転により発生する遠心力を利用して、ステータコイルユニットに加えてロータを冷却液で冷却できる。
【００１３】
前記ケーシングは、前記収容空間の外周縁を画定するようにその収容空間を囲む外側壁を有し、前記複数のステータコイルユニットは、各ステータコイルユニットと前記内側壁との間に内側隙間が形成されるように前記内側壁から前記径方向の外側へ離間し、且つ、各ステータコイルユニットと前記外側壁との間に外側隙間が形成されるように前記外側壁から前記径方向の内側へ離間して配置され、前記ステータは、前記複数のステータコイルユニットのうちの任意のステータコイルユニットと前記内側壁との間の前記内側隙間を遮る少なくとも１つの内側仕切部と、前記複数のステータコイルユニットのうちの任意のステータコイルユニットと前記外側壁との間の前記外側隙間を遮る少なくとも１つの外側仕切部と、をさらに含み、前記内側仕切部と前記外側仕切部は、前記周方向において互いにずれた位置に配置されていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、収容空間内におけるステータコイルユニットの冷却効率を向上することができる。具体的に、この構成では、前記内側隙間を遮る内側仕切部と前記外側隙間を遮る外側仕切部とが周方向において互いにずれた位置に配置されているため、収容空間内において、前記外側隙間を周方向に流れる冷却液は前記外側仕切部に当たって径方向内側へ向かい、その径方向内側へ向かう冷却液は内側壁に当たって前記内側隙間を周方向に流れ、その内側隙間を周方向に流れる冷却液は前記内側仕切部に当たって径方向外側へ向かい、その径方向外側へ向かう冷却液は外側壁に当たって前記外側隙間を周方向に流れる。よって、本構成では、収容空間内における冷却液の流路の長さを大きくすることができるとともに、収容空間内を流れる冷却液とステータコイルユニットとの接触時間を長くすることができ、その結果、ステータコイルユニットの冷却効率を向上できる。
【００１５】
前記アキシャルギャップ型回転電機は、前記ロータの軸が鉛直方向に対して交差する方向に延び且つ前記内側隙間が前記内側仕切部に対して下側に隣接する下側領域を有する姿勢で配置され、前記連通路は、前記収容空間から冷却液を受け入れる連通路入口を有し、前記連通路入口は、前記下側領域に開口していることが好ましい。なお、「下側領域が内側仕切部に対して下側に隣接する」とは、下側領域が鉛直方向において内側仕切部の真下に隣接する状態のみならず、下側領域が鉛直方向に対して内側仕切部の斜め下に隣接する状態も含む概念である。
【００１６】
この構成によれば、ステータの収容空間で冷却に用いられてその収容空間から排出された冷却液を再び収容空間に戻して冷却に使用するために一般的に用いられる循環ポンプのエア噛みの発生及び前記下側領域に形成されるエア溜りによる冷却性能の低下を防ぐことができる。
【００１７】
具体的に、この構成では、アキシャルギャップ型回転電機が、ロータの軸が鉛直方向に対して交差する方向に延び且つ内側隙間が内側仕切部に対して下側に隣接する下側領域を有するような姿勢で配置されているため、内側仕切部により冷却液中のエアが前記下側領域にトラップされる。このため、冷却液とともにエアが循環ポンプに吸い込まれるのを防ぐことができる。ただし、前記下側領域にエアがトラップされることによってその下側領域にエア溜りが形成されると、当該エア溜りによって冷却性能の低下が生じる。また、エア溜りで成長した気泡が前記下側領域から離脱して循環ポンプに吸い込まれた場合には、循環ポンプでエア噛みが発生する。これに対し、本構成では、冷却液を受け入れる連通路入口が前記下側領域に開口しているため、収容空間（内側隙間）を流れる冷却液の一部が連通路を通って内側空間へ放出されるときに、前記下側領域から冷却液とともにエアも連通路を通じて内側空間へ排出することができる。その結果、前記下側領域にエア溜りが形成されるのを防ぐことができ、当該エア溜りによる冷却性能の低下を防ぐことができる。また、エア溜りで気泡が成長するのを防ぐことができるので、その気泡を吸い込むことによる循環ポンプのエア噛みの発生も防ぐことができる。
【００１８】
前記ケーシングには、前記ステータへ供給される冷却液を前記収容空間内へ導く導入路と、前記収容空間から前記ケーシングの外部へ冷却液を導く導出路とが設けられ、前記導入路は、前記下側領域よりも下側の位置で前記収容空間に繋がり、前記導出路は、前記下側領域よりも上側の位置で前記収容空間に繋がることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、前記連通路に頼りすぎることなく、収容空間に導入された冷却液中のエアを冷却液とともに収容空間の外部へ排出しやすくすることができ、前記下側領域にエア溜りが形成されるのをより有効に防止できる。具体的に、本構成では、導入路が前記下側領域よりも下側の位置で収容空間に繋がるとともに導出路が前記下側領域よりも上側の位置で収容空間に繋がっているため、導入路を通じて収容空間に導入された冷却液が収容空間内を総体的に上側へ向かって流れて前記下側領域の位置を通って導出路に至り、その導出路を通じて収容空間の外部へ導出される。そして、冷却液中のエアは浮力により下側から上側へ向かって流れやすいため、前記のように流れる冷却液とともにエアが導出路を通じて収容空間の外部へ排出されやすくなる。このため、前記下側領域にエアが溜りにくくなり、エア溜りが形成されるのをより有効に防止できる。
【００２０】
前記導入路は、前記ステータへ供給される冷却液をそれぞれ前記収容空間内へ導く第１導入路及び第２導入路を含み、前記第１導入路は、当該第１導入路を通った冷却液を前記収容空間へ吐出する第１導入路出口を有し、前記第２導入路は、前記周方向において前記第１導入路出口と並んで配置され、当該第２導入路を通った冷却液を前記収容空間へ吐出する第２導入路出口を有し、前記ステータは、前記第１導入路出口と前記第２導入路出口との間の位置で前記複数のステータコイルユニットのうちの所定のステータコイルユニットと前記内側壁との間の前記内側隙間を遮るとともにその所定のステータコイルユニットと前記外側壁との間の前記外側隙間を遮って、前記収容空間を前記第１導入路出口から吐出された冷却液が流れる第１空間と前記第２導入路出口から吐出された冷却液が流れる第２空間とに区画する導入側区画部を有し、前記少なくとも１つの内側仕切部は、前記第１空間に配置された第１内側仕切部と、前記第２空間に配置されるとともに前記周方向において前記導入側区画部に対して前記第１内側仕切部と対称となるように配置された第２内側仕切部とを含み、前記少なくとも１つの外側仕切部は、前記第１空間に配置された第１外側仕切部と、前記第２空間に配置されるとともに前記周方向において前記導入側区画部に対して前記第１外側仕切部と対称となるように配置された第２外側仕切部とを含むことが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、第１導入路出口から第１空間に吐出された冷却液と第２導入路出口から第２空間に吐出された冷却液とが導入側区画部に対して周方向において一方側の第１空間と他方側の第２空間とに互いに対称的に流れるため、第１空間側と第２空間側とで冷却能力を均等化できる。すなわち、仮に、前記導入側区画部が設けられていなくて、収容空間が第１空間と第２空間とに区画されておらず、１箇所の導入路出口から冷却液が収容空間に吐出されるような場合には、その吐出された冷却液の流れが周方向において一方側と他方側のいずれかに偏り、その一方側と他方側との間で冷却能力に差が生じる虞があるが、本構成では、このような冷却能力の差が生じるのを抑制できる。
【００２２】
また、仮に、前記導入側区画部が設けられていなくて、収容空間が第１空間と第２空間とに区画されておらず、導入路出口に対して周方向における一方側に第１内側仕切部及び第１外側仕切部が設けられるとともに、導入路出口に対して周方向における他方側に第２内側仕切部及び第２外側仕切部が設けられている場合には、導入路出口から収容空間に吐出された冷却液が第１内側仕切部と第２内側仕切部との間の領域及び第１外側仕切部と第２外側仕切部との間の領域で対流しやすくなり、冷却効率が低下しやすい。これに対し、本構成では、前記導入側区画部が設けられて収容空間が第１導入路出口から冷却液が吐出される一方側の第１空間と第２導入路出口から冷却液が吐出される他方側の第２空間とに区画されているため、第１内側仕切部と第２内側仕切部との間の領域での冷却液の対流を抑制できるとともに、第１外側仕切部と第２外側仕切部との間での冷却液の対流を抑制できる。このため、冷却効率を向上できる。
【００２３】
また、本構成では、冷却液が前記導入側区画部に対して周方向における一方側の第１空間と他方側の第２空間とに互いに対称的に流れることから、冷却液の流量及び圧力を第１空間側と第２空間側とで均等化できる。このため、第１空間側と第２空間側との間での圧力差による応力の発生やステータのケーシングにかかる圧力のバランスの悪化を防ぐことができ、ステータのケーシングを構成する部材同士の結合箇所やその部材同士を結合させる結合部材の耐久性を向上できる。
【００２４】
前記ステータは、冷却液が通ることを許容する前記連通路内の空間の断面積を変更することが可能な断面積変更部をさらに含むことが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、断面積変更部により連通路内の冷却液が通る空間の断面積を変更し、それによって連通路を通って前記内側空間へ放出される冷却液の流量を調節することができる。このため、前記内側空間からロータへ吸引されてロータを冷却する冷却液の量と収容空間内でステータコイルユニットを冷却する冷却液の量とのバランスを調節できる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によれば、ステータコイルユニットに加えてロータを冷却液で冷却可能なアキシャルギャップ型回転電機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態によるアキシャルギャップモータの斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるアキシャルギャップモータの分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるアキシャルギャップモータの軸心を通る縦断面図である。
【図４】アキシャルギャップモータのステータから樹脂蓋を取り外してその内部構造を示すとともに循環ポンプの接続の構成を示す図である。
【図５】図４中において矢印Ｖが指し示す箇所近傍の拡大図である。
【図６】ステータのケーシングの内側壁に形成された連通路の出口について説明するためのステータの部分的な斜視図である。
【図７】ステータにおける冷却液の流れを示す図４相当図である。
【図８】連通路の出口からロータへの冷却液の流れ方を説明するための模式図である。
【図９】ロータへ流れた冷却液の拡散の仕方を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の一実施形態の変形例におけるステータの特徴部分を示す図５相当図である。
【図１１】前記変形例のステータのうち連通路の出口周辺を径方向内側から見た状態で部分的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
本発明の一実施形態によるアキシャルギャップ型回転電機としてのアキシャルギャップモータ１０（以下、単にモータ１０と称する）は、ロータ軸２０（図１及び図２参照）と、ロータ３０（図２参照）と、２つの軸受３６，３７（図３参照）と、２つのステータ４０（図１〜図３参照）と、を備える。
【００３０】
ロータ軸２０は、所定の方向に延びる丸棒状の部材であり、本実施形態ではその軸心が鉛直方向に対して直交する水平方向に延びるように配置される。すなわち、本実施形態では、モータ１０が、ロータ軸２０の軸心が水平方向に延びるような姿勢で設置される。このロータ軸２０は、前記２つの軸受３６，３７（図３参照）により、前記２つのステータ４０のそれぞれのケーシング４２（後述）に対してその軸心回りに回転可能となるように支持されている。なお、以下の説明において、軸方向はロータ軸２０の軸心が延びる方向に相当し、径方向とはロータ軸２０の軸心を中心とした円の径方向のことであり、周方向とはロータ軸２０の軸心を中心とした円の周方向のことであるものとする。
【００３１】
ロータ３０は、ロータ軸２０に固定されており、前記２つのステータ４０に対してロータ軸２０とともに当該ロータ軸２０の軸心回りに回転可能に構成されている。ロータ３０は、軸方向におけるロータ軸２０の中央部分の周りに取り付けられたフレーム３２（図２及び図３参照）と、そのフレーム３２によって保持された複数の永久磁石３４とを有する。フレーム３２は、概ね円盤状をなしている。複数の永久磁石３４は、フレーム３２において周方向に並んで配置されている。
【００３２】
２つのステータ４０は、ロータ３０を回転させるための電磁力をそのロータ３０との間に発生させるものである。この２つのステータ４０は、軸方向においてロータ３０に対して一方側と他方側とに分かれて配置されている（図３参照）。具体的には、各ステータ４０は、軸方向においてロータ３０との間に隙間を隔ててそのロータ３０と対向するように配置されている。２つのステータ４０は、同様の構成を有しており、互いに対称となるように配置されている。以下、２つのステータ４０を代表して一方のステータ４０の構成について説明する。
【００３３】
図２は、モータ１０の分解斜視図であり、この図２においてロータ３０に対して手前側に一方のステータ４０が各構成部材に分解された状態で示されている。なお、この図２において、ロータ３０に対して奥側にはもう一方のステータ４０がその構成部材が組み付けられた状態で示されている。
【００３４】
ステータ４０は、ケーシング４２と、複数のステータコイルユニット４４と、バックヨーク４８と、樹脂蓋４９と、流路規定部５０（図４参照）と、区画部７０（図４参照）とを有する。
【００３５】
ケーシング４２は、ステータ４０の外面、ひいてはモータ１０の外面を構成し、複数のステータコイルユニット４４及びバックヨーク４８を収容する収容空間４３（図３参照）を囲むものである。収容空間４３は、ロータ軸２０の軸心を中心としてその軸心を囲むように周方向に延びている。この収容空間４３は、ロータ軸２０の軸心を中心とした環状をなす。ケーシング４２は、外側壁５１と、内側壁５２と、端壁５３とを含む。外側壁５１、内側壁５２及び端壁５３は一体的に形成されている。
【００３６】
外側壁５１は、略円筒状をなしていてロータ軸２０と同心となるように配置され、前記収容空間４３の外周縁を画定するものである。この外側壁５１は、前記収容空間４３の外周縁を画定するように前記収容空間４３を囲む収容空間外周画定部５１ａと、その収容空間外周画定部５１ａからロータ３０側へ突出し、ロータ３０の周りを囲むロータ囲み部５１ｂとを有する。
【００３７】
収容空間外周画定部５１ａは、前記収容空間４３の外周縁を画定する内周面を有する。
【００３８】
ロータ囲み部５１ｂは、収容空間外周画定部５１ａの内径よりも大きい内径を有する。すなわち、ロータ囲み部５１ｂは、収容空間外周画定部５１ａの内周面よりも径方向において外側に位置する内周面を有する。一方のステータ４０のケーシング４２のロータ囲み部５１ｂは、もう一方のステータ４０のケーシング４２のロータ囲み部５１ｂと結合しており、それによって、２つのステータ４０のケーシング４２同士が結合されている。この状態で、一方のステータ４０のロータ囲み部５１ｂともう一方のステータ４０のロータ囲み部５１ｂは、ロータ３０の径方向外側に位置し、そのロータ３０の周りを囲んでいる。すなわち、一方のステータ４０のロータ囲み部５１ｂともう一方のステータ４０のロータ囲み部５１ｂの径方向内側に、ロータ３０を収容するロータ収容空間５６（図３参照）が形成されている。
【００３９】
内側壁５２は、外側壁５１よりも小径の略円筒状をなしていて外側壁５１と同心となるように配置され、前記収容空間４３の内周縁を画定するものである。内側壁５２は、外側壁５１の径方向内側、より具体的には収容空間外周画定部５１ａの径方向内側に配置されている。この内側壁５２の外周面と収容空間外周画定部５１ａの内周面との間の空間が前記収容空間４３となっている。
【００４０】
端壁５３は、円盤状をなし、外側壁５１及び内側壁５２と同心となるように配置されている。この端壁５３は、前記収容空間４３のうちロータ３０から遠い方の端部の開口を塞ぐように外側壁５１及び内側壁５２の端部に繋がっている。
【００４１】
また、ケーシング４２は、複数のステータコイルユニット４４及びバックヨーク４８を冷却するための冷却液（本実施形態では冷却油）が外部から前記収容空間４３に導入され、その導入された冷却液が前記収容空間４３内を流れた後、外部へ排出されるように構成されている。具体的には、ケーシング４２の外側壁５１には、ステータ４０へ供給される冷却液を収容空間４３内へ導く導入路５４（図４参照）と、収容空間４３からケーシング４２の外部へ冷却液を導く導出路５５（図４参照）とが設けられている。
【００４２】
導入路５４は、外側壁５１のうち最も下方に位置する部分（底部）に設けられ、その部分の下面から上方へ延びて外側壁５１を貫通し、前記収容空間４３のうち最も下方に位置する部位付近に繋がっている。すなわち、導入路５４は、後述の下側領域７４ａよりも下側の位置で前記収容空間４３に繋がっている。
【００４３】
より具体的に、導入路５４は、ステータ４０へ供給される冷却液を収容空間４３のうちの後述する第１空間４３ａ内へ導く第１導入路５４ａと、ステータ４０へ供給される冷却液を収容空間４３のうちの後述する第２空間４３ｂ内へ導く第２導入路５４ｂとを含む。第１導入路５４ａと第２導入路５４ｂは、周方向に並んで配置されている。第１導入路５４ａは、後述の導入側区画部７６に対して周方向における一方側に隣接した位置に配置されて当該第１導入路５４ａを通った冷却液を後述の第１空間４３ａへ吐出する第１導入路出口５４ｃを有する。第２導入路５４ｂは、周方向において第１導入路出口５４ｃと並んで配置されて当該第２導入路５４ｂを通った冷却液を後述の第２空間４３ｂへ吐出する第２導入路出口５４ｄを有する。この第２導入路出口５４ｄは、後述の導入側区画部７６に対して周方向における他方側に隣接した位置で且つ周方向において後述の導入側区画部７６に対して第１導入路出口５４ｃと対称となる位置に配置されている。
【００４４】
導出路５５は、外側壁５１のうち最も上方に位置する部分に設けられ、その部分の上面から下方へ延びて外側壁５１を貫通し、前記収容空間４３のうち最も上方に位置する部位付近に繋がっている。すなわち、導出路５５は、後述の下側領域７４ａよりも上側の位置で前記収容空間４３に繋がっている。
【００４５】
より具体的に、導出路５５は、収容空間４３のうちの後述する第１空間４３ａからケーシング４２の外部へ冷却液を導く第１導出路５５ａと、収容空間４３のうちの後述する第２空間４３ｂからケーシング４２の外部へ冷却液を導く第２導出路５５ｂとを含む。第１導出路５５ａと第２導出路５５ｂは、周方向に並んで配置されている。第１導出路５５ａは、後述の導出側区画部７８に対して周方向における一方側に隣接した位置に配置されて第１空間４３ａから冷却液を受け入れる第１導出路入口５５ｃを有する。第２導出路５５ｂは、後述の導出側区画部７８に対して周方向における他方側に隣接した位置で且つ周方向において後述の導出側区画部７８に対して第１導出路入口５５ｃと対称となる位置に配置されて第２空間４３ｂから冷却液を受け入れる第２導出路入口５５ｄを有する。
【００４６】
導入路５４と導出路５５は配管を介して繋がっており、その配管に循環ポンプ６０が設けられている。この循環ポンプ６０が導入路５４へ向けて冷却液を送出し、それによって、冷却液が導入路５４を通って前記収容空間４３に導入されるとともに、その収容空間４３内を流れた冷却液が導出路５５を通って排出され、その排出された冷却液は再び循環ポンプ６０により導入路５４へ送られるようになっている。すなわち、冷却液が循環して前記収容空間４３に供給されるようになっている。
【００４７】
また、ケーシング４２の内側壁５２は、その径方向内側に位置する内側空間５７を囲んでいる。内側空間５７には、ロータ軸２０（図３参照）が挿通されている。この内側空間５７は、軸方向においてロータ３０から離れていて前記軸受３６がその内部に設けられた領域と、その軸受３６が設けられた領域よりも径方向に広く、軸方向においてロータ３０に隣接する隣接領域５８とを含む。
【００４８】
内側壁５２は、収容空間４３内の冷却液がその収容空間４３から内側空間５７の隣接領域５８へ流れるのを許容するように収容空間４３と内側空間５７の隣接領域５８とを連通する連通路８２（図４参照）を有する。この連通路８２の詳細な構成については後述する。
【００４９】
内側空間５７の隣接領域５８（図３参照）は、連通路８２を通じて当該隣接領域５８に放出された冷却液がロータ３０の回転により発生する吸引力によって軸方向に吸引されて当該ロータ３０の径方向内側部位３５に達するようにその径方向内側部位３５に対して軸方向に隣接している。具体的には、隣接領域５８は、ロータ収容空間５６のうちロータ３０の径方向内側部位３５が位置する領域に繋がっており、当該隣接領域５８に放出された冷却液がモータ１０の通常の作動時のロータ３０の回転によって自然に生じる吸引力によりそのロータ３０の径方向内側部位３５まで引き寄せられるような近い距離で径方向内側部位３５に対して軸方向に隣接している。
【００５０】
前記複数のステータコイルユニット４４（図４参照）は、前記収容空間４３内に周方向に並んで設置され、その周方向に隣り合う当該ステータコイルユニット４４同士の間にユニット間隙間７２が形成されるように配置されている。各ユニット間隙間７２は、径方向に沿って延びており、冷却液が当該各ユニット間隙間７２を通って径方向へ流れるのを許容する。
【００５１】
また、複数のステータコイルユニット４４は、前記外側壁５１の収容空間外周画定部５１ａの内周面とこれらのステータコイルユニット４４の各々の径方向外側の端部との間に外側隙間７３が形成されるように前記外側壁５１から径方向内側へ離間し、且つ、前記内側壁５２の外周面とこれらのステータコイルユニット４４の各々の径方向内側の端部との間に内側隙間７４が形成されるように前記内側壁５２から径方向外側へ離間して配置されている。外側隙間７３と内側隙間７４は、それぞれ、冷却液がそれらの隙間を通って周方向へ流れるのを許容する。
【００５２】
各ステータコイルユニット４４は、図２及び図３に示すように、鉄製のステータコア４５と、そのステータコア４５に巻回されたコイル４６とを有する。
【００５３】
ステータコア４５は、周方向に沿う方向の当該ステータコア４５の幅が径方向内側へ向かうにつれて小さくなるように構成されている。
【００５４】
コイル４６は、モータ１０の作動時に電流が流れるものであり、電流が流れることによりロータ３０を回転させるための電磁力を発生させる。コイル４６は、図略の交流電源から三相交流電流の供給を受けるようにその交流電源に接続されている。コイル４６は、ステータコア４５のうち周方向を向く両側面、径方向内側を向く内側面及び径方向外側を向く外側面を含む当該ステータコア４５の外周に巻き付けられている。複数のステータコイルユニット４４の複数のコイル４６は、それぞれ異なる位相の交番電流が流れるＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルを含む。Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルは、前記収容空間４３内において、周方向にこの順番で繰り返し配列されている。
【００５５】
コイル４６は、電流が流れることにより発熱するが、収容空間４３内の前記ユニット間隙間７２、前記外側隙間７３及び前記内側隙間７４を流れる冷却液により冷却され、それによって当該コイル４６の昇温が抑制される。また、前記ステータコア４５には、コイル４６に通電されることによって生じる磁束が流れる。この磁束の大きさ及び方向は、コイル４６に流れる電流が交流であることにより、周期的に変化する。その結果、ステータコア４５には渦電流が発生し、その渦電流によってジュール熱が発生するが、前記ユニット間隙間７２、前記外側隙間７３及び前記内側隙間７４を流れる冷却液により当該ステータコア４５も冷却され、その昇温が抑制される。
【００５６】
バックヨーク４８（図２及び図３参照）は、複数のステータコイルユニット４４の各コイル４６に通電されることにより発生する磁束が当該バックヨーク４８を通って周方向に流れるようにするためのものである。このバックヨーク４８は、前記収容空間４３内において複数のステータコイルユニット４４に対してロータ３０と反対側に配置される。すなわち、バックヨーク４８は、複数のステータコイルユニット４４と前記端壁５３との間に配置される。バックヨーク４８は、中央に円形の孔が形成された鉄製の円盤状の部材である。バックヨーク４８は、その中央の孔に前記内側壁５２が挿通された状態で内側壁５２及び前記外側壁５１と同心となるようにケーシング４２に固定されている。
【００５７】
バックヨーク４８には、前記のように磁束が流れることから、ステータコア４５と同様、ジュール熱が発生するが、収容空間４３内を流れる冷却液は、このバックヨーク４８も冷却する。このため、バックヨーク４８の昇温も抑制される。
【００５８】
樹脂蓋４９は、中央に円形の孔が形成された円盤状の樹脂製の蓋である。この樹脂蓋４９は、ロータ軸２０と同心となるように配置され、その中央の孔にロータ軸２０が挿通されている。この樹脂蓋４９は、前記収容空間４３のうちロータ３０に近い方の端部の開口を塞ぐように前記外側壁５１の収容空間外周画定部５１ａ及び前記内側壁５２に取り付けられている。この樹脂蓋４９は、ロータ３０と前記収容空間４３内に設けられた複数のステータコイルユニット４４との間に介在し、それらの間を隔てている。すなわち、樹脂蓋４９は、ロータ収容空間５６と前記収容空間４３との間を隔てている。
【００５９】
区画部７０（図４参照）は、収容空間４３内に導入された冷却液の流れが２系統になるように収容空間４３内の冷却液が流れる範囲を区画するものである。すなわち、この区画部７０は、収容空間４３を、第１導入路５４ａから導入された冷却液が流れる第１空間４３ａと、第２導入路５４ｂから導入された冷却液が流れる第２空間４３ｂとに区画する。第１空間４３ａと第２空間４３ｂは、それぞれ、収容空間４３の半周部分に相当し、区画部７０を中心として互いに対称形に構成されている。
【００６０】
区画部７０は、第１導入路出口５４ｃと第２導入路出口５４ｄとの間で収容空間４３を第１空間４３ａと第２空間４３ｂとに区画する導入側区画部７６と、第１導出路入口５５ｃと第２導出路入口５５ｄとの間で収容空間４３を第１空間４３ａと第２空間４３ｂとに区画する導出側区画部７８とを有する。
【００６１】
具体的に、導入側区画部７６は、第１導入路出口５４ｃと第２導入路出口５４ｄとの間の位置で所定のステータコイルユニット４４と内側壁５２との間の内側隙間７４を遮るとともにその所定のステータコイルユニット４４と外側壁５１との間の外側隙間７３を遮って、収容空間４３を第１導入路出口５４ｃから吐出された冷却液が流れる第１空間４３ａと第２導入路出口５４ｄから吐出された冷却液が流れる第２空間４３ｂとに区画している。
【００６２】
導入側区画部７６は、下外側区画部７６ａと、下内側区画部７６ｂとを有する。下外側区画部７６ａ及び下内側区画部７６ｂは、それぞれ樹脂製の部材である。
【００６３】
下外側区画部７６ａは、第１導入路出口５４ｃと第２導入路出口５４ｄとの間の位置でその位置の真上に位置するステータコイルユニット４４と外側壁５１との間に設けられ、前記外側隙間７３を周方向における一方側と他方側とに仕切っている。また、下内側区画部７６ｂは、下外側区画部７６ａが付設されたステータコイルユニット４４の真上の位置でそのステータコイルユニット４４と内側壁５２との間に設けられ、前記内側隙間７４を周方向における一方側と他方側とに仕切っている。そして、第１導入路出口５４ｃと第２導入路出口５４ｄが周方向において導入側区画部７６の下外側区画部７６ａの一方側と他方側とに分かれて配置されている。これにより、第１導入路５４ａから第１空間４３ａに導入された冷却液はその第１空間４３ａ内を流れ、第２導入路５４ｂから第２空間４３ｂに導入された冷却液はその第２空間４３ｂ内を流れるようになっている。
【００６４】
また、導出側区画部７８は、第１導出路入口５５ｃと第２導出路入口５５ｄとの間の位置で、前記所定のステータコイルユニット４４と径方向において反対側に位置するステータコイルユニット４４と内側壁５２との間の内側隙間７４を遮るとともにそのステータコイルユニット４４と外側壁５１との間の外側隙間７３を遮って、第１空間４３ａを流れた冷却液が第１導出路入口５５ｃに入り且つ第２空間４３ｂを流れた冷却液が第２導出路入口５５ｄに入るように収容空間４３の第１空間４３ａの下流側の端部と第２空間４３ｂの下流側の端部との間を区画している。
【００６５】
導出側区画部７８は、上外側区画部７８ａと、上内側区画部７８ｂとを有する。上外側区画部７８ａは、第１導出路入口５５ｃと第２導出路入口５５ｄとの間の位置でその位置の真下に位置するステータコイルユニット４４と外側壁５１との間に設けられ、前記外側隙間７３を周方向における一方側と他方側とに仕切っている。また、上内側区画部７８ｂは、上外側区画部７８ａが付設されたステータコイルユニット４４の真下の位置でそのステータコイルユニット４４と内側壁５２との間に設けられ、前記内側隙間７４を周方向における一方側と他方側とに仕切っている。そして、第１導出路入口５５ｃと第２導出路入口５５ｄが周方向において導出側区画部７８の上外側区画部７８ａの一方側と他方側とに分かれて配置されている。これにより、第１空間４３ａ内を流れた冷却液は、第２空間４３ｂ内を流れた冷却液と混ざることなく第１導出路５５ａから排出され、第２空間４３ｂ内を流れた冷却液は、第１空間４３ａ内を流れた冷却液と混ざることなく第２導出路５５ｂから排出されるようになっている。
【００６６】
流路規定部５０（図４参照）は、前記収容空間４３内を流れる冷却液が全体的には径方向に流れつつ周方向にも流れるように前記収容空間４３内の冷却液の流路を規定するものである。この流路規定部５０は、複数の外側仕切部６２と、複数の内側仕切部６４とを有する。
【００６７】
複数の外側仕切部６２は、複数のステータコイルユニット４４と外側壁５１の収容空間外周画定部５１ａとの間の外側隙間７３を周方向に流れる冷却液の流れを径方向内側へ向かわせるように、それぞれ対応するステータコイルユニット４４と外側壁５１との間の外側隙間７３を遮るものである。この外側仕切部６２は、樹脂製の板状の部材である。複数の外側仕切部６２は、前記第１空間４３ａに配置された複数の第１外側仕切部６２ａと、前記第２空間４３ｂに配置された複数の第２外側仕切部６２ｂとを含む。
【００６８】
複数の第１外側仕切部６２ａは、図４に示すように、前記第１空間４３ａにおいて周方向に間隔をあけて配置され、それぞれ、対応するステータコイルユニット４４の径方向外側の端部と収容空間外周画定部５１ａのうちその端部と径方向において対向する部分との間に架設されている。また、複数の第２外側仕切部６２ｂは、前記第２空間４３ｂにおいて周方向に間隔をあけて配置され、それぞれ、対応するステータコイルユニット４４の径方向外側の端部と収容空間外周画定部５１ａのうちその端部と径方向において対向する部分との間に架設されている。この複数の第２外側仕切部６２ｂは、周方向において前記導入側区画部７６及び前記導出側区画部７８のそれぞれに対して複数の第１外側仕切部６２ａと対称となるように配置されている。
【００６９】
複数の内側仕切部６４は、複数のステータコイルユニット４４と内側壁５２との間の内側隙間７４を周方向に流れる冷却液の流れを径方向外側へ向かわせるように、それぞれ対応するステータコイルユニット４４と内側壁５２との間の内側隙間７４を遮るものである。この内側仕切部６４は、樹脂製の板状の部材である。複数の内側仕切部６４は、前記第１空間４３ａに配置された複数の第１内側仕切部６４ａと、前記第２空間４３ｂに配置された複数の第２内側仕切部６４ｂとを含む。
【００７０】
複数の第１内側仕切部６４ａは、図４に示すように、前記第１空間４３ａにおいて周方向に間隔をあけて配置され、それぞれ、対応するステータコイルユニット４４の径方向内側の端部と内側壁５２のうちその端部と径方向において対向する部分との間に架設されている。また、複数の第２内側仕切部６４ｂは、前記第２空間４３ｂにおいて周方向に間隔をあけて配置され、それぞれ、対応するステータコイルユニット４４の径方向内側の端部と内側壁５２のうちその端部と径方向において対向する部分との間に架設されている。この複数の第２内側仕切部６４ｂは、周方向において前記導入側区画部７６及び前記導出側区画部７８のそれぞれに対して複数の第１内側仕切部６４ａと対称となるように配置されている。
【００７１】
前記第１空間４３ａにおいて、各第１内側仕切部６４ａと各第１外側仕切部６２ａは、周方向において互いにずれた位置に配置されている。具体的には、各第１内側仕切部６４ａは、複数の第１外側仕切部６２ａのそれぞれが付設されたステータコイルユニット４４の間に位置するステータコイルユニット４４に対して付設されている。この各第１内側仕切部６４ａによる冷却液の流れを径方向外側へ向かわせる機能と各第１外側仕切部６２ａによる冷却液の流れを径方向内側へ向かわせる機能とにより、第１空間４３ａにおいて冷却液が径方向に流れつつ周方向に流れるようになっている。
【００７２】
また、前記第２空間４３ｂにおいて、各第２内側仕切部６４ｂと各第２外側仕切部６２ｂは、周方向において互いにずれた位置に配置されている。具体的には、各第２内側仕切部６４ｂは、複数の第２外側仕切部６２ｂのそれぞれが付設されたステータコイルユニット４４の間に位置するステータコイルユニット４４に対して付設されている。この各第２内側仕切部６４ｂによる冷却液の流れを径方向外側へ向かわせる機能と各第２外側仕切部６２ｂによる冷却液の流れを径方向内側へ向かわせる機能とにより、第２空間４３ｂにおいて冷却液が径方向に流れつつ周方向に流れるようになっている。
【００７３】
また、モータ１０は、内側隙間７４が各内側仕切部６４に対して下側に隣接する下側領域７４ａを有するような姿勢で配置されている。各内側仕切部６４は、内側隙間７４を周方向に流れる冷却液の上流側を向く上流側面６４ｃ（内側隙間７４を周方向に流れる冷却液が当たる面）を有しており、前記下側領域７４ａは、内側隙間７４のうちこの上流側面６４ｃが面する領域である。
【００７４】
前記内側壁５２に設けられた前記連通路８２は、前記下側領域７４ａに面する位置から内側壁５２を径方向に貫通して内側空間５７の隣接領域５８へ延びている。具体的に、前記連通路８２は、内側壁５２の外周面のうち前記下側領域７４ａに面する位置で前記下側領域７４ａに開口した連通路入口８２ａと、内側壁５２の内周面のうち前記連通路入口８２ａから径方向内側に位置する箇所で開口した連通路出口８２ｂとを有する。連通路入口８２ａは収容空間４３（内側隙間７４の下側領域７４ａ）から冷却液を受け入れる部分であり、連通路出口８２ｂは連通路８２を通った冷却液を放出する部分である。この連通路８２は、本来、前記のように収容空間４３内でステータコイルユニット４４及びバックヨーク４８を冷却する冷却液の一部をロータ３０の冷却のために内側空間５７へ放出するための流路であるが、内側仕切部６４によってトラップされて前記下側領域７４ａに溜まりやすいエア（空気）を内側空間５７へ排出するためのエア排出路としても機能する。
【００７５】
次に、モータ１０において行われる冷却液による冷却のプロセス、具体的にはステータ４０の冷却プロセスと、ロータ３０の冷却プロセスについて説明する。
【００７６】
（ステータ４０の冷却プロセス）
循環ポンプ６０（図７参照）により冷却液が第１導入路５４ａ及び第２導入路５４ｂへ送られる。その冷却液は、第１導入路５４ａを通って収容空間４３のうちの第１空間４３ａ内へ導入されるとともに、第２導入路５４ｂを通って収容空間４３のうちの第２空間４３ｂ内へ導入される。第１空間４３ａに導入された冷却液は当該第１空間４３ａ内を総体的には図７において時計回りに流れ、第２空間４３ｂに導入された冷却液は当該第２空間４３ｂ内を総体的には図７において反時計回りに流れる。この第１空間４３ａを流れる冷却液の流れと第２空間４３ｂを流れる冷却液の流れは互いに対称であるので、それらを代表して第１空間４３ａを流れる冷却液の流れについて説明する。
【００７７】
第１導入路５４ａを通って第１空間４３ａ内に導入された冷却液は、図７中の破線矢印で示すように流れる。具体的には、導入された冷却液は、ユニット間隙間７２を通って径方向内側へ流れるとともに、外側隙間７３を通って周方向に流れる。外側隙間７３を通って周方向に流れる冷却液は、第１外側仕切部６２ａによって遮られることにより、径方向内側へ向きを変え、その第１外側仕切部６２ａの上流側に隣接するユニット間隙間７２を通って径方向内側へ流れる。径方向内側へ流れた冷却液は、内側隙間７４に至り、その内側隙間７４を周方向に流れる。この内側隙間７４を周方向に流れる冷却液は、第１内側仕切部６４ａによって遮られることにより、径方向外側へ向きを変え、その第１内側仕切部６４ａの上流側に隣接するユニット間隙間７２を通って径方向外側へ流れる。径方向外側へ流れた冷却液は、外側隙間７３に至り、その外側隙間７３を周方向に流れる。以上のようなプロセスが繰り返されることにより、冷却液は、第１空間４３ａを径方向に流れつつ周方向に沿って時計回りに流れ、第１導出路５５ａに至る。
【００７８】
第２空間４３ｂでは、第２導入路５４ｂを通って当該第２空間４３ｂ内に導入された冷却液が、第１空間４３ａにおける冷却液の流れと対称となる流れ方で流れて第２導出路５５ｂに至る。
【００７９】
冷却液が以上のように流れることにより、各ステータコイルユニット４４が冷却液によって冷却されるとともに、バックヨーク４８も冷却される。
【００８０】
そして、第１及び第２導出路５５ａ，５５ｂに至った冷却液は、それらの第１及び第２導出路５５ａ，５５ｂを通って排出される。この排出された冷却液は、循環ポンプ６０に戻り、その循環ポンプ６０により再び第１及び第２導入路５４ａ，５４ｂへ向けて送出される。
【００８１】
（ロータ３０の冷却プロセス）
収容空間４３において前記内側隙間７４を流れる冷却液の一部は、各連通路８２を通って、内側空間５７の隣接領域５８に放出される。この隣接領域５８に放出された冷却液は、図８に模式的に示されるように、ロータ３０の回転により発生する吸引力によってロータ３０の径方向内側部位３５（例えば複数の永久磁石３４よりも径方向内側に位置する部位）へ向けて軸方向に吸引される。具体的には、ロータ３０が回転することによって遠心力が生まれ、その遠心力により、ロータ収容空間５６のうちロータ３０の径方向内側部位３５付近の空気が径方向外側へ引っ張られることから、径方向内側部位３５付近の圧力が低下する。その結果、このロータ収容空間５６のうちロータ３０の径方向内側部位３５付近の領域は、内側空間５７に対して負圧になる。それに起因して前記吸引力が発生し、内側空間５７の隣接領域５８からロータ３０の径方向内側部位３５へ冷却液が軸方向に引き寄せられる。
【００８２】
ロータ３０の径方向内側部位３５へ引き寄せられた冷却液は、その径方向内側部位３５にかかり、さらには、図９に模式的に示すように、ロータ３０の回転に伴ってその回転方向に流れつつ、前記遠心力により径方向外側へ流れる。その結果、ロータ３０の広い範囲にわたって、好ましくはロータ３０全体が冷却液によって冷却される。
【００８３】
また、このロータ３０の冷却プロセスにおいて、収容空間４３内から冷却液に含まれるエアが冷却液とともに前記内側空間５７へ排出される。具体的に、冷却液に含まれるエアは、第１及び第２内側仕切部６４ａ，６４ｂの各々によりトラップされてその第１及び第２内側仕切部６４ａ，６４ｂのそれぞれの下側に隣接する下側領域７４ａに溜まりやすいが、各連通路入口８２ａがこの下側領域７４ａに開口しているため、前記のように各連通路８２を通って内側空間５７へ放出される冷却液とともにエアが内側空間５７へ排出される。
【００８４】
（本実施形態による効果）
本実施形態によるモータ１０では、ステータ４０のケーシング４２の内側壁５２が、収容空間４３から内側空間５７へ冷却液の一部が流れるのを許容するように収容空間４３と内側空間５７とを連通する連通路８２を有するため、収容空間４３において複数のステータコイルユニット４４及びバックヨーク４８を冷却する冷却液の一部を連通路８２を通じて内側空間５７へ放出させることができる。そして、この内側空間５７は、当該内側空間５７に放出された冷却液がロータ３０の回転により発生する吸引力によって軸方向に吸引されてロータ３０の径方向内側部位３５に達するようにその径方向内側部位３５に対して軸方向に隣接しているため、モータ１０が作動してロータ３０が回転すれば、そのロータ３０の回転により自然に発生する吸引力によって、連通路８２から内側空間５７に放出された冷却液が軸方向に吸引されてロータ３０の径方向内側部位３５に達する。この径方向内側部位３５に達した冷却液は、ロータ３０の回転により発生する遠心力によって径方向内側部位３５から径方向外側へ流れるため、ロータ３０の広い範囲にわたって冷却液を行き渡らせて当該ロータ３０をその冷却液で冷却できる。
【００８５】
また、本実施形態によるモータ１０では、ステータ４０のケーシング４２内の収容空間４３の第１空間４３ａにおいて内側隙間７４を遮る各第１内側仕切部６４ａと外側隙間７３を遮る各第１外側仕切部６２ａとが周方向において互いにずれた位置に配置されているため、外側隙間７３を周方向に流れる冷却液は各第１外側仕切部６２ａに当たって径方向内側へ向かい、その径方向内側へ向かう冷却液は内側壁５２に当たって内側隙間７４を周方向に流れ、その内側隙間７４を周方向に流れる冷却液は各第１内側仕切部６４ａに当たって径方向外側へ向かい、その径方向外側へ向かう冷却液は外側壁５１に当たって外側隙間７３を周方向に流れる。また、収容空間４３の第２空間４３ｂにおいて内側隙間７４を遮る各第２内側仕切部６４ｂと外側隙間７３を遮る各第２外側仕切部６２ｂとが周方向において互いにずれた位置に配置されているため、第２空間４３ｂでは、第１空間４３ａにおける冷却液の流れと対称的ではあるが同様に冷却液が周方向に流れつつ径方向に流れる。従って、本実施形態によるモータ１０では、第１及び第２空間４３ａ，４３ｂ内における冷却液の流路の長さを大きくすることができるとともに、第１及び第２空間４３ａ，４３ｂ内を流れる冷却液とステータコイルユニット４４との接触時間を長くすることができ、その結果、冷却効率を向上できる。
【００８６】
また、本実施形態によるモータ１０では、前記のように収容空間４３の第１及び第２空間４３ａ，４３ｂ内における冷却液の流路の長さを大きく確保して冷却効率を向上しながら、各内側仕切部６４によって形成されやすくなるエア溜りの発生を前記連通路８２を利用して解消でき、収容空間４３でのエア溜りの発生による冷却性能の低下及び循環ポンプ６０のエア噛みの発生を防ぐことができる。
【００８７】
具体的に、本実施形態によるモータ１０は、ロータ３０の軸心が水平方向に延び且つ前記内側隙間７４が各内側仕切部６４に対して下側に隣接する下側領域７４ａを有する姿勢で設置された結果、冷却液中のエアが各内側仕切部６４によりトラップされて前記下側領域７４ａにエア溜りが形成されやすい。このようなエア溜りが形成されると、そのエア溜りでは冷却液による冷却がなされないため、冷却性能が低下するが、本実施形態では、各連通路入口８２ａが対応する前記下側領域７４ａに開口しているので、収容空間４３内を流れる冷却液の一部が連通路８２を通って内側空間５７へ放出されるときに、その冷却液とともにエアも連通路８２を通じて内側空間５７へ排出することができ、その結果、前記のエア溜りによる冷却性能の低下を防ぐことができる。
【００８８】
また、仮に前記エア溜りが形成されてそのエア溜りで成長した気泡が冷却液とともに収容空間４３から排出され、循環ポンプ６０に吸い込まれた場合には、循環ポンプ６０でエア噛みが発生する虞があるが、本実施形態では連通路８２を通じたエアの排出により、前記のように収容空間４３内でエア溜りが形成されるのを防ぐことができるため、循環ポンプ６０のエア噛みの発生も防ぐことができる。
【００８９】
また、本実施形態によるモータ１０では、第１導入路５４ａが第１空間４３ａ内の各下側領域７４ａよりも下側の位置で第１空間４３ａに繋がるとともに第１導出路５５ａが第１空間４３ａ内の各下側領域７４ａよりも上側の位置で第１空間４３ａに繋がっているため、第１導入路５４ａを通じて第１空間４３ａに導入された冷却液が第１空間４３ａ内を総体的に上側へ向かって流れて各下側領域７４ａの位置を通って第１導出路５５ａに至り、その第１導出路５５ａを通じて第１空間４３ａの外部へ導出される。また、本実施形態によるモータ１０では、第２導入路５４ｂが第２空間４３ｂ内の各下側領域７４ａよりも下側の位置で第２空間４３ｂに繋がっているとともに、第２導出路５５ｂが第２空間４３ｂ内の各下側領域７４ａよりも上側の位置で第２空間４３ｂに繋がっているため、第２導入路５４ｂを通じて第２空間４３ｂに導入された冷却液が前記第１空間４３ａの場合と同様に総体的に上側へ向かって流れて第２導出路５５ｂを通じて第２空間４３ｂの外部へ導出される。そして、冷却液中のエアは浮力により下側から上側へ向かって流れやすいため、前記のように流れる冷却液とともにエアが第１及び第２導出路５５ａ，５５ｂを通じて排出されやすくなる。このため、第１及び第２空間４３ａ，４３ｂ内の各下側領域７４ａにエアが溜まりにくくなり、エア溜りが形成されるのをより有効に防止できる。
【００９０】
また、本実施形態によるモータ１０では、第１導入路出口５４ｃから第１空間４３ａに吐出された冷却液と第２導入路出口５４ｄから第２空間４３ｂに吐出された冷却液とが周方向において一方側と他方側とに互いに対称的に流れるため、第１空間４３ａ側と第２空間４３ｂ側とで冷却能力を均等化できる。すなわち、仮に、前記導入側区画部７６が設けられていなくて、収容空間４３が第１空間４３ａと第２空間４３ｂとに区画されておらず、１箇所の導入路出口から冷却液が収容空間４３に吐出されるような場合には、その吐出された冷却液の流れが周方向において一方側と他方側のいずれかに偏り、その一方側と他方側との間で冷却能力に差が生じる虞があるが、本構成では、このような冷却能力の差が生じるのを抑制できる。
【００９１】
また、仮に、前記導入側区画部７６が設けられていなくて、収容空間４３が第１空間４３ａと第２空間４３ｂとに区画されておらず、導入路出口に対して周方向における一方側に第１内側仕切部６４ａと第１外側仕切部６２ａが設けられるとともに、導入路出口に対して周方向における他方側に第２内側仕切部６４ｂと第２外側仕切部６２ｂが設けられている場合には、導入路出口から収容空間４３に吐出された冷却液が第１内側仕切部６４ａと第２内側仕切部６４ｂとの間で対流しやすくなり、冷却効率が低下しやすい。これに対し、本実施形態によるモータ１０では、前記導入側区画部７６が設けられて収容空間４３が一方側の第１空間４３ａと他方側の第２空間４３ｂとに区画され、その導入側区画部７６に対して一方側に隣接した第１導入路出口５４ｃから冷却液が第１空間４３ａに吐出されるとともに、その導入側区画部７６に対して他方側に隣接した第２導入路出口５４ｄから冷却液が第２空間４３ｂに吐出されるため、第１内側仕切部６４ａと第２内側仕切部６４ｂとの間での冷却液の対流を抑制できるとともに、第１外側仕切部６２ａと第２外側仕切部６２ｂとの間での冷却液の対流を抑制できる。このため、冷却効率を向上できる。
【００９２】
また、本実施形態によるモータ１０では、冷却液が前記導入側区画部７６に対して周方向における一方側の第１空間４３ａと他方側の第２空間４３ｂとに互いに対称的に流れることから、冷却液の流量及び圧力を第１空間４３ａ側と第２空間４３ｂ側とで均等化できる。このため、第１空間４３ａ側と第２空間４３ｂ側との間での圧力差による応力の発生やステータ４０のケーシング４２にかかる圧力のバランスの悪化を防ぐことができ、ステータ４０のケーシング４２を構成する部材同士の結合箇所やその部材同士を結合させる結合部材の耐久性を向上できる。
【００９３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、この実施形態はあくまでも例示であって、本発明は、前記実施形態の記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。
【００９４】
例えば、ステータは、連通路を通って内側壁の径方向内側の内側空間へ放出される冷却液の流量を調節できるようにするために、連通路内の冷却液が通ることを許容する空間の断面積を変更することが可能な断面積変更部を有していてもよい。図１０及び図１１に、このような変形例による連通路８２及び断面積変更部８５付近の構造が示されている。
【００９５】
断面積変更部８５は、ステータのケーシング４２の内側壁５２に形成されたネジ穴８６（図１０参照）と、そのネジ穴８６に螺入されるボルト８８（図１１参照）とによって構成される。
【００９６】
ネジ穴８６は、軸方向に沿って延びて内側壁５２を貫通し、連通路８２に対して垂直に交わっている。
【００９７】
ボルト８８は、その先端部８８ａ（図１１参照）が連通路８２に達するようにネジ穴８６に螺入される。ネジ穴８６が連通路８２と交わっている箇所での連通路８２内の空間の断面積、すなわち連通路８２内の冷却液が通ることを許容する空間の断面積（連通路８２が延びる方向に対して垂直な断面の面積）は、連通路８２内へのボルト８８の進入深さ、すなわちネジ穴８６にボルト８８が螺入される深さによって変更される。
【００９８】
この変形例の構成によれば、連通路８２内の冷却液が通る空間の断面積を変更し、それによって連通路８２を通って前記内側空間５７の隣接領域５８へ放出される冷却液の流量を調節することができる。このため、内側空間５７の隣接領域５８からロータ３０へ吸引されてロータ３０を冷却する冷却液の量と収容空間４３内でステータコイルユニット４４を冷却する冷却液の量とのバランスを調節できる。
【００９９】
また、前記実施形態では、アキシャルギャップ型回転電機の一例であるモータ１０について説明したが、アキシャルギャップ型回転電機は発電機であってもよい。
【０１００】
また、前記実施形態では、モータ１０が２つのステータ４０を備える態様について説明したが、アキシャルギャップ型回転電機が備えるステータは１つであってもよい。
【０１０１】
また、エアをステータのケーシング内の収容空間から排出するために、前記連通路に加えて、外側隙間のうち各外側仕切部に対して下側に隣接する領域に開口し、その領域からケーシングの外部へ延びるエア抜き路が、ステータのケーシングに設けられていてもよい。この場合には、各外側仕切部に対して下側に隣接する領域からエア抜き路を通じてエアを収容空間の外部へ排出できるため、各外側仕切部に対して下側に隣接する領域にエア溜りが形成されるのを防ぐことができる。
【０１０２】
また、ステータ内の収容空間は、前記のように第１空間と第２空間の２つに区画されているのみならず、より多くの空間に区画されて、そのそれぞれの空間に個別に冷却液が導入されてそのそれぞれの空間内を流れて排出されるようになっていてもよい。このようにすれば、より冷却性能を向上できる。例えば、収容空間が周方向において等分された４つの空間に区画され、その４つの空間のそれぞれに対して個別に冷却液を導入する４つの導入路とその４つの空間のそれぞれから個別に冷却液を導出する４つの導出路がステータのケーシングに設けられてもよい。
【０１０３】
具体的には、例えば、ステータのケーシング内の収容空間を軸方向に見た状態で時計の文字盤に見立てて３時の位置と６時の位置と９時の位置と１２時の位置にそれぞれその位置のステータコイルユニットと内側壁との間の内側隙間を遮るとともにそのステータコイルユニットと外側壁との間の外側隙間を遮る区画部を設け、それらの区画部により、収容空間を、１２時の位置と３時の位置との間の空間と、３時の位置と６時の位置との間の空間と、６時の位置と９時の位置との間の空間と、９時の位置と１２時の位置との間の空間とに区画してもよい。そして、１２時の位置と３時の位置との間の空間に１２時の位置の区画部に隣接した位置で冷却液を導入する導入路とその空間から３時の位置の区画部に隣接した位置で冷却液を導出する導出路とをステータのケーシングに設けるとともに、３時の位置と６時の位置との間の空間に３時の位置の区画部に隣接した位置で冷却液を導入する導入路とその空間から６時の位置の区画部に隣接した位置で冷却液を導出する導出路とをステータのケーシングに設ければよい。また、６時の位置と９時の位置との間の空間に６時の位置の区画部に隣接した位置で冷却液を導入する導入路とその空間から９時の位置の区画部に隣接した位置で冷却液を導出する導出路とをステータのケーシングに設けるとともに、９時の位置と１２時の位置との間の空間に９時の位置の区画部に隣接した位置で冷却液を導入する導入路とその空間から１２時の位置の区画部に隣接した位置で冷却液を導出する導出路とをステータのケーシングに設ければよい。
【０１０４】
また、内側仕切部と外側仕切部は、ステータのケーシング内に必ずしも複数ずつ設けられていなくてもよく、少なくとも１つずつ設けられていればよい。
【０１０５】
また、アキシャルギャップ型回転電機は、ステータのケーシング内の収容空間から導出路を通って排出された冷却液を導入路へ戻す冷却液の循環システムの構成として、次のような構成を備えていてもよい。すなわち、冷却液の循環システムは、収容空間に冷却液を導入するための導入路へ向けて冷却液を送出する循環ポンプに加えて、冷却液を貯留するタンクと、そのタンクにおいてもしくは冷却液の循環経路上で冷却液の流れ方向における前記タンクの上流側と下流側のいずれかにおいて冷却液を冷却する冷却装置と、前記タンクに設けられて前記タンク中の冷却液の量を検出する液量計（液量を示すゲージ等）と、を備えていてもよい。
【０１０６】
この循環システムでは、循環ポンプは、タンクに貯留された冷却液を前記導入路へ向けて送出し、前記収容空間から前記導出路を通じて排出された冷却液は、前記タンクに戻される。本発明のアキシャルギャップ型回転電機では、冷却液が収容空間から連通路を通って内側空間へ流出してロータの冷却に用いられることに伴い、循環する冷却液の量が減少する。このとき、前記液量計により検出される前記タンク中の冷却液の量が減少するので、その検出される冷却液の量が所定量よりも減少した時点で前記タンク中へ冷却液を補給すればよい。
【０１０７】
また、冷却液の循環経路上で冷却液の流れ方向において前記タンクの上流側及び／又は下流側に冷却液から異物を除去するフィルタが設けられていてもよい。また、前記タンクは、貯留する冷却液を自然冷却させる機能を備えていてもよい。また、前記タンクは、その内部に導入された冷却液に含まれるエアを除去する機能を備えていてもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  アキシャルギャップモータ（アキシャルギャップ型回転電機）
２０  ロータ軸
３０  ロータ
３５  径方向内側部位
４０  ステータ
４２  ケーシング
４３  収容空間
４４  ステータコイルユニット
４５  ステータコア
４６  コイル
５１  外側壁
５２  内側壁
５４  導入路
５４ａ  第１導入路
５４ｂ  第２導入路
５４ｃ  第１導入路出口
５４ｄ  第２導入路出口
５５  導出路
５５ａ  第１導出路
５５ｂ  第２導出路
５５ｃ  第１導出路入口
５５ｄ  第２導出路入口
５７  内側空間
６２  外側仕切部
６４  内側仕切部
７３  外側隙間
７４  内側隙間
７４ａ  下側領域
７６  導入側区画部
８２  連通路
８２ａ  連通路入口
【図１】
2020195180.tif 000003
【図２】
2020195180.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020195180.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020195180.tif 000011
【図１０】
2020195180.tif 000012
【図１１】
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