(57)【要約】【課題】回転電機の性能低下を抑えながら省スペースで高い冷却性能を得ることのできるステータコア、および同ステータコアを有する回転電機の冷却構造を提供する。【解決手段】ステータコア１２は、円筒状をなす本体部２１と、本体部２１の外周端における同本体部２１の周囲方向に間隔を置いた位置において外周側に突出する形状をなす複数の耳部２２とを備える。耳部２２は、本体部２１の中心軸Ｌ１方向に貫通する締結固定用の第１貫通孔２３を有する。複数の耳部２２のうちの少なくとも１つは、第１貫通孔２３と別に、中心軸Ｌ１方向に貫通する第２貫通孔２４を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状をなす本体部と、前記本体部の外周端における同本体部の周囲方向に間隔を置いた位置において外周側に突出する形状をなすとともに前記本体部の中心軸方向に貫通する締結固定用の第１貫通孔を有する複数の耳部と、を備えるステータコアであって、
前記複数の耳部のうちの少なくとも１つは、前記第１貫通孔と別に、前記中心軸方向に貫通する第２貫通孔を有するステータコア。
【請求項２】
円筒状をなす本体部、および、前記本体部の外周端における同本体部の周囲方向に間隔を置いた位置において外周側に突出する形状をなすとともに前記本体部の中心軸方向に貫通する締結固定用の第１貫通孔を有する複数の耳部、を備えるステータコアと、
前記複数の耳部が着座する座部を有し、前記座部に前記耳部が着座した状態で前記ステータコアが収容されるとともに、同状態で前記ステータコアが前記耳部を介して締結固定されるケースと、を備える回転電機に適用される冷却構造であって、
前記複数の耳部のうちの少なくとも１つに設けられ、同耳部を前記中心軸方向に貫通して冷却用のオイルが通過するオイル通路の一部をなす第２貫通孔と、
前記ケースに設けられ、前記第２貫通孔に連通する態様で前記座部において開口して前記オイル通路の一部をなす第３貫通孔と、を備える回転電機の冷却構造。
【請求項３】
前記第２貫通孔は、前記複数の耳部のうちの最も上方に配置される耳部に設けられている
請求項２に記載の回転電機の冷却構造。
【請求項４】
前記耳部と前記座部との合わせ面に設けられた溝からなり、一端が前記オイル通路に連通されるとともに他端が前記合わせ面における前記本体部の内周側の端部において開口する連通路を有する
請求項２または３に記載の回転電機の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアおよび同ステータコアを有する回転電機の冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、回転電機は、ケースや同ケースの内部に固定されたステータを有している。ステータは、鉄心である円筒状のステータコアや、同ステータコアに巻回された巻線であるステータコイルを有している。
【０００３】
特許文献１には、冷却用のオイルによって回転電機を冷却する冷却構造が開示されている。この冷却構造では、回転電機のケース内に専用のパイプを設けてオイル通路にしたり、ステータコアに貫通孔を設けてオイル通路にしたりするなどといったように、回転電機の内部にオイル通路が設けられている。そして、オイルポンプによってオイル通路にオイルが供給されると、オイルがオイル通路の開口端からケース内に噴出してステータに掛かり、同ステータが冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２２７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記冷却構造において、ケース内にパイプを設けてオイル通路にすると、オイル通路を高い自由度で配設することができるため、冷却性能を得やすくはなる。ただし、この場合には、部品点数の増加や回転電機の大型化を招いてしまう。ステータコアに貫通孔を設けてオイル通路にすることにより、そうした部品点数の増加や回転電機の大型化は抑えられる。しかしながら、単にステータコアに貫通孔を設けると、同ステータコアの性能低下、ひいては回転電機の性能低下を招くおそれがある。
【０００６】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転電機の性能低下を抑えながら省スペースで高い冷却性能を得ることのできるステータコア、および同ステータコアを有する回転電機の冷却構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためのステータコアは、円筒状をなす本体部と、前記本体部の外周端における同本体部の周囲方向に間隔を置いた位置において外周側に突出する形状をなすとともに前記本体部の中心軸方向に貫通する締結固定用の第１貫通孔を有する複数の耳部と、を備えるステータコアであって、前記複数の耳部のうちの少なくとも１つは、前記第１貫通孔と別に、前記中心軸方向に貫通する第２貫通孔を有する。
【０００８】
上記構成によれば、ステータコアの耳部に形成された第２貫通孔を、冷却用のオイルが通過するオイル通路として利用することができる。そのため、回転電機の内部に専用のパイプを設けてオイル通路とする場合と比較して、省スペースで高い冷却性能を得ることができる。しかも、ステータコアに第２貫通孔が設けられるとはいえ、この第２貫通孔は、ステータコアにおける鉄心として機能する本体部ではなく、同本体部の外周部分に突設された耳部、すなわちステータコアの性能に対する影響の小さい部分に設けられている。そのため、ステータコアの性能低下、ひいては回転電機の性能低下を抑えることができる。
【０００９】
上記課題を解決するための回転電機の冷却構造は、円筒状をなす本体部、および、前記本体部の外周端における同本体部の周囲方向に間隔を置いた位置において外周側に突出する形状をなすとともに前記本体部の中心軸方向に貫通する締結固定用の第１貫通孔を有する複数の耳部、を備えるステータコアと、前記複数の耳部が着座する座部を有し、前記座部に前記耳部が着座した状態で前記ステータコアが収容されるとともに、同状態で前記ステータコアが前記耳部を介して締結固定されるケースと、を備える回転電機に適用される冷却構造であって、前記複数の耳部のうちの少なくとも１つに設けられ、同耳部を前記中心軸方向に貫通して冷却用のオイルが通過するオイル通路の一部をなす第２貫通孔と、前記ケースに設けられ、前記第２貫通孔に連通する態様で前記座部において開口して前記オイル通路の一部をなす第３貫通孔と、を備える。
【００１０】
上記構成によれば、ステータコアをケースに締結固定するための部分である同ステータコアの耳部やケースの座部を利用して、冷却用のオイルが通過するオイル通路である第２貫通孔や第３貫通孔を設けることができるため、省スペースで高い冷却性能を得ることができる。しかも、ステータコアに第２貫通孔が設けられるとはいえ、この第２貫通孔は、ステータコアにおける鉄心として機能する本体部ではなく、締結固定に用いられる部分である耳部、すなわちステータコアの性能に対する影響の小さい部分に設けられている。そのため、ステータコアの性能低下、ひいては回転電機の性能低下を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回転電機の性能低下を抑えながら省スペースで高い冷却性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態のステータコアおよび冷却構造が適用される電動機の側断面図。
【図２】同電動機のステータコアの（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）の２ｂ−２ｂ線に沿った断面図。
【図３】同電動機のケース本体の（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）の３ｂ−３ｂ線に沿った断面図。
【図４】ケースの座部にステータコアの耳部が着座した状態のケースおよびステータコアの側面図。
【図５】電動機の上部の側断面図。
【図６】他の実施形態のステータコアおよび冷却構造が適用される電動機のケース本体の（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）の６ｂ−６ｂ線に沿った断面図。
【図７】同電動機の上部の側断面図。
【図８】その他の実施形態のステータコアおよび冷却構造が適用される電動機の上部の側断面図。
【図９】同電動機のステータコアの（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）の９ｂ−９ｂ線に沿った断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、ステータコアおよび回転電機の冷却構造の一実施形態について説明する。
図１に示すように、回転電機としての電動機１０はステータ１１を有しており、ステータ１１はステータコア１２とステータコイル１３とを有している。
【００１４】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ステータコア１２は略円筒状をなす本体部２１を有している。この本体部２１はステータ１１の鉄心として機能する部分である。また、ステータコア１２は、上記本体部２１の外周端から外周側に突出する形状の耳部２２を複数（本実施形態では３つ）有している。これら耳部２２は、ステータコア１２の締結固定に際して用いられる部分である。耳部２２は、本体部２１の外周端における同本体部２１の周囲方向に間隔を置いた位置にそれぞれ設けられている。各耳部２２は断面山型で本体部２１の中心軸Ｌ１方向において延びる突条をなしている。耳部２２にはそれぞれ、中心軸Ｌ１方向に貫通する第１貫通孔２３が設けられている。第１貫通孔２３は締結固定用の貫通孔であり、この第１貫通孔２３にはステータコア１２の締結固定に際して締結固定用のボルト（図示略）が挿入される。
【００１５】
複数の耳部２２のうちの最も上方に配置される耳部２２Ａには、第１貫通孔２３と別に、中心軸Ｌ１方向に貫通する第２貫通孔２４が設けられている。この第２貫通孔２４は、電動機１０を冷却するためのオイルが通過するオイル通路として機能する。なお本実施形態では、複数の耳部２２のうちの上記耳部２２Ａ以外の２つの耳部２２Ｂには、第２貫通孔２４は設けられていない。
【００１６】
図１に示すように、ステータコイル１３は、ステータ１１の巻線として機能する部分であり、上記本体部２１の全周にわたって延びる態様で同本体部２１に巻回されている。
電動機１０はロータ１４を有しており、同ロータ１４はロータコア１５とロータシャフト１６とを有している。ロータコア１５は円筒状をなしている。ロータコア１５は、ロータ１４の鉄心として機能する部分である。ロータシャフト１６は、ロータコア１５の中心孔１７に挿通された状態で同ロータコア１５に一体になっている。
【００１７】
電動機１０は、内部にステータ１１およびロータ１４が配設されるケース３０を有している。ケース３０は、略有底円筒状をなすケース本体３１と略有蓋円筒状をなすケース蓋部３２とからなる分割構造をなしている。
【００１８】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、ケース本体３１は、外周部分において外周側に突出する固定凸部３３を複数（本実施形態では３つ）有している。各固定凸部３３は断面山型で中心軸Ｌ１方向において延びる突条をなしている。
【００１９】
各固定凸部３３の内面には、底面が円弧状をなす態様で延びる固定溝３４が形成されている。この固定溝３４は、ケース本体３１の開口端（図３（ｂ）の左側の端部）から固定凸部３３の途中まで延びている。固定溝３４におけるケース本体３１内の端部は、ステータコア１２の耳部２２が着座する座部３５になっている。座部３５は、ケース本体３１へのステータコア１２の締結固定に際して用いられる部分である。座部３５の外面は、中心軸Ｌ１と直交する方向に延びている。各座部３５にはそれぞれ、中心軸Ｌ１方向に延びるねじ穴３６が設けられている。このねじ穴３６にはステータコア１２の締結固定に際して締結固定用のボルトが螺合される。
【００２０】
ケース本体３１の底壁３７には支持孔３８が設けられている。この支持孔３８は、ロータシャフト１６（図１参照）を回転可能に支持する軸受けとして機能する。本実施形態では、ロータシャフト１６が上記支持孔３８に挿入された状態でケース本体３１に支持されている。
【００２１】
複数の固定凸部３３のうちの最も上方に配置される固定凸部３３Ａには、第３貫通孔３９が形成されている。第３貫通孔３９は、中心軸Ｌ１方向に延びて上記座部３５において開口する第１通路３９Ａと、中心軸Ｌ１に直交する方向において上記第１通路３９Ａの内面から固定凸部３３の外面まで延びる第２通路３９Ｂとからなる。この第３貫通孔３９は、一端が第２貫通孔２４（図１参照）に連通する態様で座部３５において開口するとともに、他端がケース本体３１の固定凸部３３Ａの外面において開口する態様で延びている。
【００２２】
図１および図４に示すように、本実施形態の電動機１０では、ケース３０の座部３５にステータコア１２の耳部２２が着座した状態で同ステータコア１２をケース３０に締結固定することにより、第２貫通孔２４と第３貫通孔３９との接続のための特段の作業を行うことなく、それら第２貫通孔２４および第３貫通孔３９が接続されるようになっている。第３貫通孔３９は、冷却用のオイルが通過するオイル通路として機能する。なお本実施形態では、複数の固定凸部３３のうちの上記固定凸部３３Ａ以外の２つの固定凸部３３Ｂには、第３貫通孔３９は設けられていない。
【００２３】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、ケース本体３１の底壁３７の上部におけるステータコイル１３（図１参照）に対向する部分には、第４貫通孔４０が形成されている。第４貫通孔４０は、冷却用のオイルが通過するオイル通路として機能する。
【００２４】
図１に示すように、ケース蓋部３２の蓋壁４１の内面には円筒状の支持筒部４３が突設されている。この支持筒部４３は、ロータシャフト１６を回転可能に支持する軸受けとして機能する。本実施形態では、ロータシャフト１６の先端部分が上記支持筒部４３に挿入された状態でケース蓋部３２に支持されている。
【００２５】
電動機１０には、オイルポンプ１８が接続されている。オイルポンプ１８の吸入ポートはケース３０の下部に接続されており、同オイルポンプ１８の吐出ポートはケース３０外面における第３貫通孔３９の開口部分と第４貫通孔４０の開口部分とに接続されている。本実施形態の電動機１０では、図１中にドットハッチングで示すように、ケース３０の下部にオイルが溜まっている。電動機１０の作動に際してオイルポンプ１８が作動すると、ケース３０下部のオイルがオイルポンプ１８によって汲み上げられるとともに、第３貫通孔３９および第４貫通孔４０を介してケース３０内に供給される。
【００２６】
以下、本実施形態のステータコア１２および電動機１０の冷却構造による作用について説明する。
電動機１０の運転に際してオイルポンプ１８が作動すると、ケース３０下部のオイルが汲み上げられて、第３貫通孔３９および第４貫通孔４０に供給される。
【００２７】
図５に示すように、第３貫通孔３９に供給されたオイルは、第２貫通孔２４に流入して通過するとともに同第２貫通孔２４の端部からケース３０内に噴出する。これにより、ステータ１１とケース蓋部３２との間のスペースにオイルが飛散するようになる。このオイルは、重力によって落下して、ステータコア１２やステータコイル１３における上記ケース蓋部３２側（図５における左側）の部分に掛かる。そして、このオイルとの熱交換を通じて、ステータコア１２やステータコイル１３が冷却されるようになる。
【００２８】
また第４貫通孔４０に供給されたオイルは、同第４貫通孔４０の端部からケース３０内に噴出する。これにより、ステータ１１とケース本体３１との間のスペースにオイルが飛散するようになる。このオイルは、重力によって落下して、ステータコア１２やステータコイル１３における上記ケース本体３１側（図５における右側）の部分に掛かる。そして、このオイルとの熱交換を通じて、ステータコア１２やステータコイル１３が冷却されるようになる。
【００２９】
電動機１０の冷却のためにケース３０内に供給されたオイルは、ケース３０内を伝い落ちて同ケース３０の下部に溜まる。そして、ケース３０下部に溜まったオイルは、オイルポンプ１８によって汲み上げられて、第３貫通孔３９および第４貫通孔４０を介してケース３０内に供給されるようになる。
【００３０】
本実施形態の冷却構造では、このように冷却用のオイルを利用して電動機１０が冷却される。
本実施形態によれば、以下に記載する作用効果が得られるようになる。
【００３１】
（１）電動機１０のステータコア１２の耳部２２Ａには、締結固定用の第１貫通孔２３と別に、中心軸Ｌ１方向に貫通する第２貫通孔２４が設けられている。
この電動機１０によれば、第２貫通孔２４を、冷却用のオイルが通過するオイル通路として利用することができる。そのため、内部に専用のパイプを設けてオイル通路とする比較例の電動機と比べて、電動機１０の大型化を抑えることができる。また、冷却用のオイルがステータコア１２の内部を通過する構造であるため、比較例の電動機と比べて、ステータコア１２を効率良く冷却することができる。このように上記実施形態によれば、省スペースで高い冷却性能を得ることができる。
【００３２】
しかも、ステータコア１２に第２貫通孔２４が設けられるとはいえ、この第２貫通孔２４は、ステータコア１２における鉄心として機能する本体部２１ではなく、同本体部２１の外周部分に突設された耳部２２、すなわちステータコア１２の性能に対する影響の小さい部分に設けられている。そのため、ステータコア１２の性能低下、ひいては電動機１０の性能低下を抑えることができる。
【００３３】
（２）電動機１０は、ステータコア１２の耳部２２Ａを中心軸Ｌ１方向に貫通する第２貫通孔２４と、同第２貫通孔２４に連通する態様でケース３０の座部３５において開口する第３貫通孔３９とを備えている。本実施形態によれば、ステータコア１２をケース３０に締結固定するための部分である同ステータコア１２の耳部２２Ａやケース３０の座部３５を利用して、冷却用のオイルが通過するオイル通路である第２貫通孔２４や第３貫通孔３９を設けることができるため、省スペースで高い冷却性能を得ることができる。
【００３４】
（３）オイル通路の一部をなす第２貫通孔２４が、複数の耳部２２のうちの最も上方に配置される耳部２２Ａに設けられている。そのため、第２貫通孔２４からケース３０内部に放出されたオイルは、重力によって下方に落ちて、同ケース３０の内部において拡散されるようになる。このように本実施形態によれば、重力を利用してケース３０内にオイルを効率よく拡散させることができる。
【００３５】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第２貫通孔２４を、複数の耳部２２のうちの最も上方に配置される耳部２２Ａのみに設けることに限らず、耳部２２Ａ以外の耳部２２Ｂに設けるようにしてもよい。また、第２貫通孔２４を、複数の耳部２２の全てに設けるようにしたり、複数の耳部２２のうちの２つのみに設けるようにしたりしてもよい。こうした構成においては、第２貫通孔２４が設けられた耳部２２が着座するケース３０の座部３５に、第２貫通孔２４に連通する態様で同座部３５において開口する第３貫通孔３９を設けるようにすればよい。
【００３６】
・図６（ａ）、図６（ｂ）および図７に示すように、ケース本体５１の座部３５に、第３貫通孔３９の開口部分から中心軸Ｌ１に向けて延びる凹状の連通溝５２を設けるようにしてもよい。なお、図６および図７において、先の図１〜図５に例示した電動機１０と同様の構成については同一の符号もしくは対応する符号を付して示しており、それら構成についての重複する説明は省略する。
【００３７】
図７に示すように、上記連通溝５２は、ステータコア１２の耳部２２Ａとケース本体５１の座部３５との合わせ面において連通路を構成する。この連通路の一端はオイル通路の一部をなす第３貫通孔３９に連通されており、同連通路の他端は上記合わせ面における本体部２１の内周側（図７の下側）の端部において開口している。なお本例では、ケース本体５１に第４貫通孔４０（図３参照）は設けられていない。
【００３８】
上記構成によれば、図７中に矢印で示すように、第２貫通孔２４および第３貫通孔３９を介してステータコア１２やステータコイル１３における上記ケース本体５１の座部３５から遠い側（図７の左側）の部分にオイルが供給されるようになる。また、これに加えて、連通路としての連通溝５２を介してステータコア１２やステータコイル１３における上記ケース本体５１の座部３５に近い側（図７の右側）の部分にもオイルを供給することができるようになる。このように上記構成によれば、オイル通路として機能する第３貫通孔３９を利用して、ケース５０内部のステータコア１２やステータコイル１３に対して広範囲にわたってオイルを供給することができるようになるため、より高い冷却性能を得ることができるようになる。
【００３９】
・図８、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、ステータコア６２の耳部２２Ａにおけるケース３０の座部３５側の面に、第２貫通孔２４の開口部分から中心軸Ｌ１側に延びる凹状の連通溝６０を設けるようにしてもよい。なお、図８および図９において、先の図１〜図５に例示した電動機１０と同様の構成については同一の符号もしくは対応する符号を付して示しており、それら構成についての重複する説明は省略する。
【００４０】
図８に示すように、上記連通溝６０は、ステータコア６２の耳部２２Ａとケース３０の座部３５との合わせ面において連通路を構成する。この連通路の一端はオイル通路の一部をなす第２貫通孔２４に連通されており、同連通路の他端は上記合わせ面における本体部２１の内周側（図８の下側）の端部において開口している。なお本例では、ケース３０に第４貫通孔４０（図３参照）は設けられていない。
【００４１】
上記構成によれば、図８中に矢印で示すように、第２貫通孔２４を介してステータコア６２やステータコイル１３における上記ケース３０の座部３５から遠い側（図８の左側）の部分にオイルが供給されるようになる。また、これに加えて、連通路としての連通溝６０を介してステータコア６２やステータコイル１３における上記ケース３０の座部３５に近い側（図８の右側）の部分にもオイルを供給することができるようになる。このように上記構成によれば、オイル通路として機能する第２貫通孔２４を利用して、ステータコア６２やステータコイル１３に対して広範囲にわたってオイルを供給することができるようになるため、より高い冷却性能を得ることができるようになる。
【００４２】
・上記実施形態のステータコアおよび冷却構造は、４つ以上の耳部を有するステータコアや、同ステータコアを有する電動機にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０…電動機、１１…ステータ、１２…ステータコア、１３…ステータコイル、１４…ロータ、１５…ロータコア、１６…ロータシャフト、１７…中心孔、１８…オイルポンプ、２１…本体部、２２，２２Ａ，２２Ｂ…耳部、２３…第１貫通孔、２４…第２貫通孔、３０…ケース、３１…ケース本体、３２…ケース蓋部、３３，３３Ａ，３３Ｂ…固定凸部、３４…固定溝、３５…座部、３６…ねじ穴、３７…底壁、３８…支持孔、３９…第３貫通孔、３９Ａ…第１通路、３９Ｂ…第２通路、４０…第４貫通孔、４１…蓋壁、４３…支持筒部、５０…ケース、５１…ケース本体、５２…連通溝、６０…連通溝、６２…ステータコア。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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