(57)【要約】【課題】ステータコアに装着されて冷却用液体の液体室を形成する蓋部のシール性を維持し、且つ、向上させることができる回転電機のステータ構造を提供する。【解決手段】ステータのロータ周面に対向しない面に冷却用液体の循環路を配置した回転電機のステータ構造において、樹脂により形成され、ロータ周面と交差方向に位置する円環状端面１７ａに、冷却用液体の循環路を形成する管状部材１９が開口するステータコア１７と、円環状端面１７ａに重ね合わせた状態で装着され、装着時、円環状端面１７ａと共に循環路に連通する円環状空隙を形成する溝２１を有し、円環状空隙の内周側及び外周側に配置した環状シール部材２２，２３を介して円環状端面１７ａに密着固定された蓋部２０とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータのロータ周面に対向しない面に冷却用液体の循環路を配置した回転電機のステータ構造において、
樹脂により形成され、前記ロータ周面と交差方向に位置する端面に、前記冷却用液体の循環路を形成する内部貫通路が開口するステータコアと、
前記端面に重ね合わせた状態で装着され、装着時、前記端面と共に前記循環路に連通する円環状空隙を形成する溝部を有し、前記円環状空隙の内周側及び外周側に配置した環状シール部材を介して前記端面に密着固定された蓋部と
を有する回転電機のステータ構造。
【請求項２】
前記ステータコアは、樹脂モールド成型により形成されている請求項１に記載の回転電機のステータ構造。
【請求項３】
前記蓋部は、金属部材により形成されている請求項１または２に記載の回転電機のステータ構造。
【請求項４】
前記蓋部は、前記ステータコアの締結用金属部材にねじ止めされている請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機のステータ構造。
【請求項５】
前記環状シール部材は、Ｏリングである請求項１から４のいずれか一項に記載の回転電機のステータ構造。
【請求項６】
前記端面の環状シール部材配置部に、前記環状シール部材を載置する平坦面を有する金属部材を埋設した請求項１から５のいずれか一項に記載の回転電機のステータ構造。
【請求項７】
前記金属部材は、非磁性体である請求項６に記載の回転電機のステータ構造。
【請求項８】
前記回転電機は、前記ステータがインナーロータとアウターロータの間に配置された構造を有する請求項１から７のいずれか一項に記載の回転電機のステータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機のステータ構造に関し、特に、ステータ内に冷却用液体の循環路を有する回転電機のステータ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インナーロータとアウターロータとの間にステータが配置された多層モータが知られている。図５は、従来の多層モータの回転軸方向に沿う断面図である。図５に示すように、多層モータ１は、インナーロータ中空軸２ａに接続されたインナーロータ２と、インナーロータ２の外周に配置されてモータハウジング１ａに固定されたステータ３と、ステータ３の外周に配置されてアウターロータ軸４ａに接続されたアウターロータ４とからなる三層モータ構造を有している（特許文献１参照）。
【０００３】
このステータ３は、樹脂モールドにより成型されたステータコアを有しており、ステータコアの両端面には、冷却用液体が循環する液体室５が形成され、ステータコアの内部に配されたコア部材間には、インナーロータ中空軸２ａと略平行に、冷却用液体の循環路となる配管部材６が配置されている。配管部材６の両端は、液体室５に開口している。この液体室５は、モールド樹脂からなるステータコアの端面壁部内周面３ａと、その端面壁部内周面３ａに嵌め合わせ状態に装着された蓋部７により形成されており、ステータコアの端面壁部内周面３ａと蓋部７の外周面の接触部分は、シール部材８によりシールされている。蓋部７は、冷却用液体を封入した後、スナップリング９でステータコア側に止められる。
【特許文献１】特開２００３−２９９２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の多層モータ１においては、蓋部７が、液体室５に封入された冷却用液体によって、ステータコアの端面壁部内周面３ａから外れてしまうような圧力（図面左右方向の圧力）を受けることになる。このため、蓋部７が圧力の変化に応じて図面左右方向に摺動し、そのシール性が損なわれる虞があるばかりでなく、シール部材８や端面壁部内周面３ａのシール面の磨耗による耐久性の劣化も懸念される。また、端面壁部内周面３ａをシール面に使うことから、例えば、樹脂モールド成型時の充填不良による小さなピッチやトルク作用時のステータコアの捩れによって、クリアランスの変化等が生じた場合、その影響を受けることも考えられる。
この発明の目的は、ステータコアに装着されて冷却用液体の液体室を形成する蓋部のシール性を維持し、且つ、向上させることができる回転電機のステータ構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、この発明に係る回転電機のステータ構造は、ステータのロータ周面に対向しない面に冷却用液体の循環路を配置した回転電機のステータ構造において、樹脂により形成され、前記ロータ周面と交差方向に位置する端面に、前記冷却用液体の循環路を形成する内部貫通路が開口するステータコアと、前記端面に重ね合わせた状態で装着され、装着時、前記端面と共に前記循環路に連通する円環状空隙を形成する溝部を有し、前記円環状空隙の内周側及び外周側に配置した環状シール部材を介して前記端面に密着固定された蓋部とを有している。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、ステータのロータ周面に対向しない面に冷却用液体の循環路を配置した回転電機のステータは、樹脂により形成され、ロータ周面と交差方向に位置する端面に、冷却用液体の循環路を形成する内部貫通路が開口するステータコアに、端面に重ね合わせた状態で蓋部が装着され、装着時、蓋部の溝部によって、端面と共に循環路に連通する円環状空隙が形成されると共に、円環状空隙の内周側及び外周側に配置した環状シール部材を介して端面に密着固定されるので、ステータコアに装着されて冷却用液体の液体室を形成する蓋部のシール性を維持し、且つ、向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る回転電機の回転軸方向に沿う断面図であり、図２は、図１の部分拡大図である。図１及び図２に示すように、回転電機１０は、例えば、インナーロータ１１とアウターロータ１２との間にステータ１３が配置された多層モータであり、ハイブリッド車や電気自動車の駆動装置等に用いられる。
この多層モータ１０は、インナーロータ１１がインナーロータ中空軸１４に接続され、ステータ１３がインナーロータ１２の外周に配置されてモータハウジング（図示しない）に固定され、アウターロータ１２がステータ１３の外周に配置されてアウターロータ軸１６に接続された、三層モータ構造を有している（図１参照）。
【０００８】
ステータ１３は、電磁鋼板からなる、例えば１８個のコア部材（図示しない）を円環状に並べて樹脂モールド成型されたステータコア１７を有している。円筒状に形成されたステータコア１７の両円環状端面１７ａには、冷却用液体が循環する液体室１８が形成され、ステータコア１７の内部には、インナーロータ中空軸１４と略平行に、冷却用液体の循環路となる管状部材１９が配置されている。
【０００９】
モールド樹脂からなるステータコア１７の円環状端面１７ａと、その円環状端面１７ａに装着された蓋部２０により形成された液体室１８には、ステータコア１７の内部を貫通する管状部材１９の両端が開口している（図１，２参照）。即ち、ステータコア１７は、樹脂により形成され、ロータ周面と交差方向に位置する円環状端面１７ａに、冷却用液体の循環路を形成する内部貫通路である管状部材１９が開口している。蓋部２０は、金属部材により形成されている。
【００１０】
円環状端面１７ａの平坦面部分に重ね合わせた状態で装着されている蓋部２０は、円環状端面１７ａに装着したとき円環状端面１７ａに対向する面に、対向面に開口すると共に蓋部２０の外周縁に沿う円環状の溝２１を設けている。この溝２１は、開口幅と底面幅が略同一の上向きコ字状断面を有しており、円環状端面１７ａに重ね合わせた状態で装着することにより、溝２１の開口が円環状端面１７ａによって塞がれた、冷却用液体の循環路に連通する円環状空隙を形成する。即ち、ステータのロータ周面に対向しない面である円環状端面１７ａに、冷却用液体の循環路が形成されている。
【００１１】
円環状端面１７ａに重ね合わせた状態で装着された蓋部２０は、円環状空隙を形成する溝２１の内周側及び外周側に配置した、例えば、Ｏリング等の環状シール部材２２，２３を介して、円環状端面１７ａに密着固定される。蓋部２０の円環状端面１７ａへの密着固定は、蓋部２０の外周部を、モールド樹脂面からなる円環状端面１７ａに露出する、複数のボルト２４の頭部にねじ止めすることにより、行われる。このボルト２４は、ステータコア１７の締結用金属部材であり、ステータコア１７の各コア部材を支持固定するためのものである。
【００１２】
上述したように、ステータのロータ周面に対向しない面に冷却用液体の循環路が配置されに冷却用液体の循環路を配置した回転電機のステータ構造は、樹脂により形成され、ロータ周面と交差方向に位置する円環状端面１７ａに、冷却用液体の循環路を形成する管状部材１９が開口するステータコア１７と、円環状端面１７ａに重ね合わせた状態で装着され、装着時、円環状端面１７ａと共に循環路に連通する円環状空隙を形成する溝２１を有し、円環状空隙の内周側及び外周側に配置した環状シール部材２２，２３を介して円環状端面１７ａに密着固定された蓋部２０とを有する。
【００１３】
従って、蓋部２０は、金属部材へのねじ止めにより堅固に固着することができるので、蓋部２０が、喩え、液体室１８を循環する冷却用液体によって、ステータコア１７から外れてしまうような圧力（図面左右方向の圧力）を受けることになったとしても図面左右方向に摺動するようなことはなく、また、例えば、樹脂モールド成型時の充填不良による小さなピッチやトルク作用時のステータコアの捩れによって、クリアランスの変化等が生じるような場合であっても、ステータコア１７に装着されて冷却用液体の液体室１８を形成する蓋部２０のシール性を維持し、且つ、向上させることができる。
【００１４】
図３は、この発明の他の実施の形態に係る回転電機のステータの図２と同様な部分拡大図であり、図４は、図３の一部を拡大した部分斜視図である。図３及び図４に示すように、ステータコア３０のモールド樹脂面からなる円環状端面３０ａには、円環状の盤体からなる環状金属部材３１が装着されている。その他の構成及び作用は、ステータコア１７と同様である。
【００１５】
環状金属部材３１は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の非磁性体からなり、樹脂モールド成型時にインサートとして埋め込まれている。環状金属部材３１が埋め込まれた円環状端面３０ａは、環状金属部材３１が埋め込まれていない円環状端面１７ａ（図２参照）と同様に、段差のない平坦面からなり、環状シール部材２２，２３を介して、蓋部２０を円環状端面３０ａに密着固定することができる。
【００１６】
即ち、ステータコア３０のモールド樹脂面からなる円環状端面３０ａには、環状シール部材２２，２３の配置部に、環状シール部材２２，２３を載置する平坦面を有する環状金属部材３１を埋設している。この環状金属部材３１は、樹脂モールド成型後に研削等を行うことで精度の良い平面部を形成することができる。
【００１７】
また、環状金属部材３１には、冷却用液体の循環路を形成する管状部材１９の設置位置に合わせて孔３１ａが開けられている（図４参照）。よって、この孔３１ａを介して、環状金属部材３１が埋め込まれた円環状端面３０ａと蓋部２０により形成される液体室１８に、管状部材１９が開口する（図４参照）。
【００１８】
上述したように、ステータコア１７，３０は、円環状端面１７ａ，３０ａと蓋部２０の接触面におけるシールを、曲面からなるステータコアの端面壁部内周面でのシール（図５参照）ではなく、平坦面でのシールとしたので、シール性を向上させることができる。また、蓋部２０を、ボルト２４の頭部にねじ止めすることで、冷却用液体からの圧力を受けたストロークの発生を防止し、シール性を維持することができる。
【００１９】
また、液体室１８を形成する溝２１を、蓋部２０側に設けたことによって、樹脂モールド成型によりステータコア１７，３０に溝２０を形成しようとした場合に生じる、樹脂の収縮性等の影響から溝の形状が若干ながらも変化したり、モールド後に溝加工することは樹脂表面のスキン層を削ることになるので冷却用液体の浸透を起こし易くする等の、様々な不都合を回避することができる。また、シールのためにＯリング等の環状シール部材２２，２３を用いることで、液状ガスケット等を環状に塗布する場合に比べ、シール漏れを確実に防止することができる。
【００２０】
また、ステータ側のシール当接面を、環状金属部材３１により形成することで、樹脂により形成した場合に生じる微小ピットや亀裂或いはうねり等の影響を受けなくなるので、より良好なシール性を確保することができる。また、環状金属部材３１を埋め込むことにより、ステータコアが樹脂モールド成型時に多少傾いて成型されたとしても、平坦なシール当接面を確実に形成することができる。更に、環状金属部材３１を非磁性体で形成すれば、磁場が通過しても渦電流損失を抑制することができる。
【００２１】
このように、この発明によれば、ステータのロータ周面に対向しない面に冷却用液体の循環路を配置した回転電機のステータは、樹脂により形成され、ロータ周面と交差方向に位置する端面に、冷却用液体の循環路を形成する内部貫通路が開口するステータコアに、端面に重ね合わせた状態で蓋部が装着され、装着時、蓋部の溝部によって、端面と共に循環路に連通する円環状空隙が形成されると共に、円環状空隙の内周側及び外周側に配置した環状シール部材を介して端面に密着固定される。これにより、ステータコアに装着されて冷却用液体の液体室を形成する蓋部のシール性を維持し、且つ、向上させることができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態において、回転電機は、インナーロータ１１とアウターロータ１２との間にステータ１３が配置された三層構造のモータに限るものではなく、ステータの端面に冷却用液体の循環路を形成する液体室を設けた構成を有するモータであれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の一実施の形態に係る回転電機の回転軸方向に沿う断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】この発明の他の実施の形態に係る回転電機のステータの図２と同様な部分拡大図である。
【図４】図３の一部を拡大した部分斜視図である。
【図５】従来の多層モータの回転軸方向に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  回転電機
１１  インナーロータ
１２  アウターロータ
１３  ステータ
１４  インナーロータ中空軸
１６  アウターロータ軸
１７，３０  ステータコア
１７ａ，３０ａ  円環状端面
１８  液体室
１９  管状部材
２０  蓋部
２１  溝
２２，２３  環状シール部材
２４  ボルト
３１  環状金属部材
３１ａ  孔
【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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