(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータを回転支持するケーシングの内側にステータが固定され、このステータにおけるステータコイルが巻かれるステータコアと前記ケーシングとの間の微小隙間に、前記ステータコイルで発生する熱を前記ケーシングに伝達する熱伝導媒体となる低融点金属を、溶融状態で封入し、モータ駆動時に前記溶融状態の低融点金属を介して前記ステータコアと前記ケーシングとの間を密着状態とすることを特徴とするモータステータ冷却構造。
【請求項２】
ケーシングは、ステータが挿入される開口部を備えたケーシング本体と、このケーシング本体の前記開口部を塞ぐカバーとから構成され、微小隙間を形成する前記ケーシング本体とステータコアとの相互に対向する少なくともいずれか一方の面に、一端が前記開口部に開口した状態で前記ステータの挿入方向に延長される溝を設けたことを特徴とする請求項１記載のモータステータ冷却構造。
【請求項３】
ケーシングは、ステータが挿入される開口部を備えたケーシング本体と、このケーシング本体の前記開口部を塞ぐカバーとから構成され、前記ケーシング本体は、前記ステータの前記開口部側表面とほぼ同一面で、かつ前記カバー装着時に押圧される被押圧面を備え、この被押圧面およびステータコアと、カバーとの間に、封止部材を介装したことを特徴とする請求項１記載のモータステータ冷却構造。
【請求項４】
封止部材とカバーとの間に弾性体を介在させたことを特徴とする請求項３記載のモータステータ冷却構造。
【請求項５】
ロータを回転支持するケーシングの内側にステータが固定され、このステータのステータコイルが巻かれるステータコアと前記ケーシングとの間の微小隙間に、低融点金属を溶融状態で封入し、モータ駆動時に前記溶融状態の低融点金属を介して前記ステータコアと前記ケーシングとの間を密着状態として、前記溶融状態の低融点金属により、前記ステータコイルから発生する熱を前記ケーシングに伝達させることを特徴とするモータステータ冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ステータコイルから発生する熱を、ステータコアとケーシングとの間の微小隙間に介在させた熱伝導媒体を介して伝達させてモータステータを冷却するモータステータ冷却構造および冷却方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、モータの駆動により温度上昇してもケーシングとステータコアとの間に大きな隙間を発生させず、ステータコアからケーシングへの熱伝達効率を所望に維持することを目的としている。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、ロータを回転支持するケーシングの内側にステータが固定され、このステータにおけるステータコイルが巻かれるステータコアと前記ケーシングとの間の微小隙間に、前記ステータコイルで発生する熱を前記ケーシングに伝達する熱伝導媒体となる低融点金属を、溶融状態で封入し、モータ駆動時に前記溶融状態の低融点金属を介して前記ステータコアと前記ケーシングとの間を密着状態とする構成としてある。
【０００４】
このような構成のモータステータ冷却構造によれば、ステータコイルで発生する熱は、ステータコアから低融点金属を介してケーシングに伝達される。熱伝導媒体は、低融点金属としてあるので、ステータコイルで発生する熱により溶融して液状となり、仮にケーシングと熱膨張係数が相違していても、ケーシングとステータコアとの間に大きな隙間が発生することがない。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、ケーシングは、ステータが挿入される開口部を備えたケーシング本体と、このケーシング本体の前記開口部を塞ぐカバーとから構成され、微小隙間を形成する前記ケーシング本体とステータコアとの相互に対向する少なくともいずれか一方の面に、一端が前記開口部に開口した状態で前記ステータの挿入方向に延長される溝を設けてある。
【０００６】
上記構成によれば、ケーシング本体にステータコアを挿入した後、この両者間に形成される溝にケーシング本体の開口部側から、低融点金属を溶融状態で注入する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１の発明の構成において、ケーシングは、ステータが挿入される開口部を備えたケーシング本体と、このケーシング本体の前記開口部を塞ぐカバーとから構成され、前記ケーシング本体は、前記ステータの前記開口部側表面とほぼ同一面で、かつ前記カバー装着時に押圧される被押圧面を備え、この被押圧面およびステータコアと、カバーとの間に、封止部材を介装してある。
【０００８】
上記構成によれば、カバーをケーシング本体に装着することで、封止部材がケーシング本体の被押圧面およびステータコアを押圧し、これによりケーシング本体とステータコアとの間の微小隙間に介在される低融点金属の溶融時の漏れが回避される。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３の発明の構成において、封止部材とカバーとの間に弾性体を介在させてある。
【００１０】
上記構成によれば、カバーをケーシング本体に装着する際に、弾性体が封止部材を押圧するので、封止部材としての機能がより高度に発揮される。
【００１１】
請求項５の発明は、ロータを回転支持するケーシングの内側にステータが固定され、このステータのステータコイルが巻かれるステータコアと前記ケーシングとの間の微小隙間に、低融点金属を溶融状態で封入し、モータ駆動時に前記溶融状態の低融点金属を介して前記ステータコアと前記ケーシングとの間を密着状態として、前記溶融状態の低融点金属により、前記ステータコイルから発生する熱を前記ケーシングに伝達させるモータステータ冷却方法としてある。
【００１２】
上記冷却方法によれば、低融点金属がステータコイルで発生する熱により溶融して液状となるので、仮にケーシングと低融点金属との熱膨張係数が相違していても、ケーシングとステータコアとの間に大きな隙間が発生することはなく、ステータコイルからケーシングへの熱伝達が所望になされる。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ステータコイルで発生する熱をケーシングに伝達させる熱伝導媒体は、低融点金属としてあるので、ステータコイルで発生する熱により溶融して液状となり、仮にケーシングと低融点金属との熱膨張係数が相違していても、ケーシングとステータコアとの間に大きな隙間が発生することがなく、熱伝達が効率よく行え、ステータコアの冷却効果が向上する。
【００１４】
請求項２の発明によれば、微小隙間を形成するケーシング本体とステータコアとの相互に対向する少なくともいずれか一方の面に、ケーシング本体に形成した開口部に開口する溝を設けたので、低融点金属を溶融状態で微小隙間に封入する作業が容易となる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、カバーをケーシング本体に装着することで、封止部材がケーシング本体の被押圧面およびステータコアを押圧するので、ケーシング本体とステータコアとの微小隙間に介在される低融点金属の溶融時の漏れを回避することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、カバーをケーシング本体に装着する際に、弾性体が封止部材を押圧するので、封止部材としての機能をより高度に発揮させることができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、低融点金属がステータコイルで発生する熱により溶融して液状となるので、仮にケーシングと低融点金属との熱膨張係数が相違していても、ケーシング本体とステータコアとの間に大きな隙間が発生することがなく、ステータコアからケーシングへの熱伝達が効率よく行われ、ステータコアの冷却効果が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は、この発明の実施の一形態を示すモータの断面図で、図２は同分解斜視図である。ケーシング１は、図中で上部に開口部３ａを備えたケーシング本体３と、開口部３ａを塞ぐカバー５とから構成されている。ケーシング本体３は開口部３ａ側にて外側へ突出するフランジ３ｂを備え、このフランジ３ｂに形成した複数のねじ孔３ｃに、カバー５に形成したボルト挿入孔５ａから挿入した図示しないボルトを締結することで、カバー５とケーシング本体３とが固定される。
【００２０】
ケーシング本体３内には、その内周壁３ｄにほぼ密着状態で前記開口部３ａから挿入される円筒状のステータコア７が配置されている。ステータコア７の内周側にはステータコイル９が巻かれ、これらステータコア７とステータコイル９とでステータ１１を構成している。
【００２１】
ステータ１１の内側には、図２では省略してあるが、回転軸１３に固定されたロータ１５が回転可能に配置されている。回転軸１３は、ケーシング本体３の底部３ｅおよびカバー５のそれぞれの中心に形成された貫通孔３ｆおよび５ｂに挿入され、この各貫通孔３ｆ，５ｂに設けたベアリング１７および１９に回転可能に支持されている。
【００２２】
ステータコア７の外周面には、ステータコア７のケーシング本体３への挿入方向に延長される溝７ａが、円周方向等間隔に複数形成されている。そして、この溝７ａを含む、ステータコア７とケーシング本体３の内周壁３ｄとの間の微小隙間２１に、融点が０〜１５０度Ｃ程度の低融点金属２３が介在されている。低融点金属２３は、溶融して液状となった状態で、ケーシング本体３の開口部３ａ側から注入する。
【００２３】
上記低融点金属（合金）の具体例として、一部を以下に示す。但し、（  ）内の数字は重量％である。
【００２４】
スズ・ビスマス・鉛系
Ｂｉ（５７）−Ｓｎ（４２）−Ｐｂ（１１）
Ｂｉ（４６）−Ｓｎ（３４）−Ｐｂ（２０）
Ｂｉ（５２）−Ｐｂ（３０）−Ｓｎ（１８）
Ｂｉ（５２．５）−Ｐｂ（３２）−Ｓｎ（１５．５）
Ｂｉ（５０）−Ｐｂ（２７）−Ｓｎ（１３）−Ｃｄ（１０）
その他のビスマス系
Ｂｉ（５２）−Ｐｂ（４０）−Ｃｄ（８）
Ｂｉ（５４．０２）−Ｉｎ（２９．６８）−Ｓｎ（１６．３）
Ｂｉ（５７）−Ｉｎ（２６）−Ｓｎ（１７）
Ｂｉ（４８．５）−Ｉｎ（４１．５）−Ｃｄ（１０）
Ｂｉ（５２）−Ｐｂ（２６）−Ｉｎ（２２）
インジウム系
Ｉｎ（８０）−Ｐｂ（１５）−Ａｇ（５）
Ｉｎ（６２）−Ｂｉ（３０）−Ｃｄ（８）
Ｉｎ（５１）−Ｂｉ（３３）−Ｓｎ（１６）
なお、低融点金属の具体例としては上記のものに限定されるものではなく、モータ駆動時の発熱により溶融するものであればよい。
【００２５】
ケーシング本体３における底部３ｅの外周側には、ステータコア７の図中で下面を支持する段部３ｇが形成され、この段部３ｇとステータコア７との間に、環状のガスケット２５が介装されている。一方、ケーシング本体３の図中で上部には、ステータコア７の開口部３ａ側の表面とほぼ同一面で、かつカバー５の装着時に、カバー５の下面に形成された凸状の押圧部５ｃに押圧される被押圧面３ｈが形成され、この被押圧面３ｈおよびステータコア７と、カバー５の押圧部５ｃとの間に、環状のガスケット２７が介装されている。さらに、このガスケット２７と押圧部５ｃとの間には、金属，樹脂およびゴムなどからなる弾性体としてのガスケットバックアップリング２９が介装されている。
【００２６】
上記した構成のモータステータ冷却構造によれば、モータ駆動時に、ステータコイル９から発生し、ステータコア７に伝達された熱は、ステータコア７とケーシング本体３との間に介在された低融点金属２３を介してケーシング本体３に放熱され、モータ駆動部が冷却されることになる。
【００２７】
ここで、仮にケーシング本体３と低融点金属２３との熱膨張係数が相違していたとしても、低融点金属２３は、モータ駆動時に発生する熱で溶融し、液状となるので、ケーシング本体３とステータコア７との間には大きな隙間が発生することなく密着状態が確保され、ステータコア７からケーシング本体３への熱伝達効率が所望に確保される。
【００２８】
上記低融点金属２３が介在される微小隙間２１は、上下両端がガスケット２５，２７によりシールされているので、低融点金属２３が溶融状態であっても外部への漏れは回避され、熱伝達効率が継続して確保される。特に、カバー５が装着される上部のガスケット２７は、ケーシング本体３側に被押圧面３ｈを形成して微小隙間２１を覆うようにしているので、カバー５が装着される側からの漏れを確実に防止することができる。
【００２９】
また、上部のガスケット２７は、カバー５の装着時に、ガスケットバックアップリング２９により弾性的に押圧されているので、ガスケット２５，２７による微小隙間２１へのシール機能がより確実に発揮され、溶融状態の低融点金属２３の漏れは確実に回避できる。また、このガスケットバックアップリング２９が設けられていることで、カバー５のケーシング本体３への装着後の熱履歴によるガスケット２５，２７のシール性低下も回避される。
【００３０】
微小隙間２１に介装されている低融点金属２３は、前述したように、溶融して液状となった状態で開口部３ａ側から注入するが、ステータコア７の外周面には溝７ａが形成されているので、前記注入作業が容易である。この溝７ａを形成することで、ケーシング本体３とステータコア７との隙間の容積は増大するが、封入される熱伝導媒体は金属であるため、他の熱伝導媒体として例えば樹脂を封入する場合に比べて熱伝達効率は所望に維持される。
【００３１】
なお、上記実施の形態においては、ステータコア７に溝７ａを設けたが、この溝７ａに代えてケーシング本体３の内周壁３ｄに同様の溝を設けてもよく、またステータコア７とケーシング本体３の双方に溝を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態に係わるステータコア冷却構造を示すモータの断面図である。
【図２】図１のモータのロータを省略した分解斜視図である。
【符号の説明】
１  ケーシング
３  ケーシング本体
３ａ  開口部
３ｈ  被押圧面
５  カバー
７  ステータコア
７ａ  溝
９  ステータコイル
１１  ステータ
１５  ロータ
２１  微小隙間
２３  低融点金属（熱伝導媒体）
２７  ガスケット
２９  ガスケットバックアップリング（弾性体）
【図１】
0003641939.tif 000002
【図２】
0003641939.tif 000003