(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、軸出力向上を図ることの可能なモータを提供すること。【解決手段】  本発明のモータ１は、ハウジング８内部に回転可能に保持されたロータ３と、ロータ３の周囲に配置されたステータ９とを備え、ロータ３が、該ロータ３を回転可能に保持する軸受部７の潤滑油を導入する潤滑油通路１４を備え、潤滑油通路１４が、ロータ３内部に潤滑油を導入する導入部１４ｉとロータ３外部に潤滑油を排出する排出孔１４ｏとを有しており、ロータ３の内部から外周面に貫通形成される排出孔１４ｏが、ロータ３の回転軸を通る直線に対して、傾斜角を持って形成されていることを特徴としている。本発明によれば、排出孔１４ｏから排出される潤滑油によってロータ３の回転を促進する力が生まれ、モータ１のさらなる軸出力向上を実現できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内部に回転可能に保持されたロータと、前記ロータの周囲に配置されたステータとを備えたモータにおいて、
前記ロータが、該ロータを回転可能に保持する軸受部の潤滑油を導入する潤滑油通路を備え、
前記潤滑油通路が、前記ロータ内部に潤滑油を導入する導入部と前記ロータ外部に潤滑油を排出する排出孔とを有しており、
前記ロータの内部から外周面に貫通形成される前記排出孔が、前記ロータの回転軸を通る直線に対して、傾斜角を持って形成されている、又は、傾斜角を持って形成された部分を有していることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記排出孔が、前記ロータの回転軸を通る直線に対して平行な直線部分を前記ロータの内部側に有し、前記ロータの回転軸を通る直線に対して傾斜角を持って形成された部分を前記ロータの外周側に有していることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記排出孔の少なくとも前記ロータの外周面寄りの部分が、前記ステータのコイルエンドに向けて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ。
【請求項４】
前記排出孔の前記ロータ外周面側の内径が、前記ロータの内部側の内径よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング内部に回転可能に保持されたロータと、前記ロータの周囲に配置されたステータとを備えたモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
高回転の高出力モータはあらゆるところで利用されている。例えば、近年、車両の内燃機関に搭載されるターボチャージャにモータを組み込んで、モータによって低負荷時の出力向上を図る試みも検討されている。このような高回転高出力モータでは、軸出力のさらなる向上が性能上重要な改善要望項目となっている。軸出力の向上を図るには、各部の損失（摩擦損失や電力損失）を減少させたり、投入電力を上げる必要がある。
【特許文献１】特開平１１−２０６０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した［特許文献１］に記載のモータは、モータの回転軸の摩擦を低減するための潤滑油をロータの回転遠心力を利用して飛散させ、ステータのコイルエンドを冷却するものである。コイルは、電気が流れることで発熱する。これらの発熱は、モータ内部の磁束に影響を与えて運転効率を低下させる要因となる。そこで、このように潤滑油による冷却を行い、効率向上を図っている。従来から、このような様々な工夫がなされてきているが、本発明の目的は、さらなる軸出力向上を図ることの可能なモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載のモータは、ハウジング内部に回転可能に保持されたロータと、ロータの周囲に配置されたステータとを備え、ロータが、該ロータを回転可能に保持する軸受部の潤滑油を導入する潤滑油通路を備え、潤滑油通路が、ロータ内部に潤滑油を導入する導入部とロータ外部に潤滑油を排出する排出孔とを有しており、ロータの内部から外周面に貫通形成される排出孔が、ロータの回転軸を通る直線に対して、傾斜角を持って形成されている、又は、傾斜角を持って形成された部分を有していることを特徴としている。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、排出孔が、ロータの回転軸を通る直線に対して平行な直線部分を前記ロータの内周側に有すると共に、ロータの回転軸を通る直線に対して傾斜角を持って形成された部分を前記ロータの外周側に有していることを特徴としている。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の何れか一項に記載のモータにおいて、排出孔の少なくともロータの外周面寄りの部分が、ステータのコイルエンドに向けて形成されていることを特徴としている。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のモータにおいて、排出孔のロータ外周面側の内径が、ロータの内部側の内径よりも小さいことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載のモータによれば、ロータの内部に潤滑油を導入し、これをロータの外部に排出する排出孔をロータの回転軸を通る直線に対して傾斜角を持って形成する（一部分でも良い）ことで、排出される潤滑油によってロータの回転を促進する力が生まれる。この結果、モータのロータ回転が促進され、さらなる軸出力向上を実現できる。また、これには、ロータの回転を円滑化する潤滑油を利用するだけなので、複雑な機構を必要とせず、簡便な構造で実現することができる。
【０００９】
請求項２に記載のモータによれば、排出孔が、ロータの回転軸を通る直線に対して平行な直線部分と、この直線に対して傾斜角を持って形成された部分とからなるが、直線部分では、ロータの回転力によって潤滑油は外側に向けて加速される。そして、その後、傾斜部分でロータの回転力を生むため、より大きな回転力を得ることができる。また、回転力が生成されるのが、ロータのより外周寄りとなるため、ロータの回転周速も内側よりも速く、この点からもより大きな回転力を効果的に得ることができる。さらに、直線部分と傾斜部分とは、例えば、形成したロータの筒状部分（ロータの磁石の飛散を防止する飛散防止管など）に対してドリル加工することで形成できるなど、加工が容易である。
【００１０】
請求項３に記載のモータによれば、排出された潤滑油が、コイルエンドに吹き付けられるため、コイルエンドを冷却することにもなり、コイルエンド冷却によるさらなる軸出力向上を実現することができる。
【００１１】
請求項４に記載のモータによれば、排出孔のロータ外周面側の内径が、ロータの内部側の内径よりも小さく形成されており、いわゆるノズル状に形成されている。このため、排出孔から排出される潤滑油は、放射状に噴霧されるようになる。この結果、潤滑油はコイルエンドに広範囲に噴霧されるため、冷却性がさらに向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に、本発明のモータ１の一実施形態の断面図を示す。このモータ１は、内燃機関を駆動源に有する車両に取り付けられたターボチャージャに内蔵されている高回転型のものである。ターボチャージャのタービンホイールとコンプレッサホイールとを繋ぐ回転軸が、このモータの出力軸２となっている。出力軸２の外周には、ロータ３が形成されている。ロータ３は、磁石４と、その外周にはめ込まれた飛散防止管５とスリーブ６とからなっている。
【００１３】
飛散防止管５は、ロータ３が高速回転する際に、遠心力で磁石４が割れて飛散するのを防止するためのものである。飛散防止管５は、ＦＲＰなどで形成されている。ロータ３の両端には、スリーブ６がはめ込まれており、さらにその外側には、出力軸２を回転可能に保持するベアリング７が配置されている。ベアリング７は、その外周側をモータ１のハウジング８によって保持されている。
【００１４】
ロータ３の外側には、ステータ９が配設されている。ステータ９は、多層鋼板１０とこれに巻き付けられたコイル１１とからなる。ステータ９は、ハウジング８の内面に固定されている。ハウジング８内には、上述したベアリング７に潤滑油を供給する潤滑油供給路１２が形成されている。また、ハウジング８の下部には、ハウジング８の内部で滴下した潤滑油を排出するための潤滑油排出路１３も形成されている。
【００１５】
ロータ３の内部には、スリーブ６の内部から飛散防止管５の端部にかけて潤滑油通路１４が形成されている。潤滑油通路１４は、各スリーブ毎に四つずつ形成されている。各潤滑油通路１４は、ベアリング７側に潤滑油を導入する導入孔（導入部）１４ｉを有し、磁石４側（飛散防止管５の端部）に潤滑油を排出する排出孔１４ｏとをそれぞれ備えている。導入孔１４ｉを通り出力軸２に対して直角な平面でのロータ３の断面図を図２に、排出孔１４ｏを通り出力軸２に対して直角な平面でのロータ３の断面図を図４に、導入孔１４ｉと排出孔１４ｏの間を通り出力軸２に対して直角な平面でのロータ３の断面図を図３に示す。各断面図は、図１における各断面で右方向を見たときの断面図である。
【００１６】
まず、図２に示されるように、スリーブ６の外周面から内周面にかけて貫通して、導入孔１４ｉが形成されている。この導入孔１４ｉは、潤滑油通路１４の一方の端部を形成している。本実施形態では、四つの導入孔１４ｉが、出力軸２の中心から放射状に、周方向に等間隔に配置されている。導入孔１４ｉの内側は、潤滑油通路１４の中間部分に連通している。
【００１７】
図３に示されるように、潤滑油通路１４の中間部分は、出力軸２に対して平行に延設されている。潤滑油通路１４の中間部分を、スリーブ６の内部に形成させても良いが、本実施形態のようにスリーブ６の内周面上の溝と回転軸の外周面とで形成させると加工が容易となる。これは、スリーブ６に内部に通路を設けるよりも、スリーブ６のない周面上に澪を形成させる加工の方が容易であるからである。
【００１８】
図４に示されるように、スリーブ６の内周面から外周面にかけて傾斜して貫通されて、排出孔１４ｏが形成されている。排出孔１４ｏの内側には、出力軸２とスリーブ６との間の全周にわたって、環状の中間室１４ｍが形成されている。中間室１４ｍは、全ての潤滑油通路１４の中間部分と連通している。各排出孔１４ｏは、ロータ３の出力軸２の中心（回転軸）を通る直線に対して、傾斜角を持って形成されている。
【００１９】
導入孔１４ｉから導入された潤滑油は、潤滑油通路１４の中間部分を通って、中間室１４ｍ内に達する。中間室１４ｍ内の潤滑油は、回転するロータ３即ちスリーブ６の遠心力によって、排出孔１４ｏから外部に向けて排出される。このとき、図５に示すように、排出孔１４ｏ内の潤滑油（図５では油滴として示している）が遠心力で外周方向に外力を受けるとき、その一部がスリーブ６即ちロータ３を回転させる力として作用する。この回転方向は、もちろんモータ１の電気力による回転方向に一致されている。
【００２０】
この回転力が、モータ１の軸出力を向上させる力として作用するため、モータ１の軸出力が向上する。この機構は、ベアリング７の潤滑機構を利用し、かつ、潤滑油通路１４を形成させるだけの簡単な機構で、モータ１の軸出力を向上させることができる。さらに、本実施形態では、排出孔１４ｏの形成方向が、ステータ９のコイルエンドに向けられている。このため、排出孔１４ｏから排出された潤滑油は、コイルエンドに吹き付けられてコイルエンドを冷却する。
【００２１】
モータにおいて、電気が流れることで発熱するコイルにおいても、コイルエンド（積層鋼板を回り込む部分）は発熱しやすい場所であり、この部分を冷却することは、モータ１の運転効率向上に繋がる。上述したように、コイルの発熱はモータ内部の磁束に影響を与えて運転効率を低下させる要因となるが、その中でも発熱しやすいコイルエンドを冷却することは、効果的にモータ１の軸出力向上に寄与する。
【００２２】
また、排出孔１４ｏが形成されている部分のスリーブ６の径は、導入孔１４ｉが形成されている部分のスリーブ６の径よりも大きくされている。このため、導入孔１４ｉにおける周速よりも排出孔１４ｏでの周速の方が早くなり、排出孔１４ｏでも遠心力の方が大きくなる。この結果、潤滑油通路１４内の潤滑油は、排出孔１４ｏからの排出がより積極的に行われるようになり、これに伴って導入孔１４ｉからの潤滑油の導入も円滑に行われるようになっている。
【００２３】
図６に、排出孔１４ｏの他の形成例を示す。この例の排出孔１４ｏは、ロータ３の回転軸を通る直線に対して平行な直線部分をロータ３の内部側に有すると共に、ロータ３の回転軸を通る直線に対して傾斜角を持って形成された部分をロータ３の外周側に有している。このため、排出孔１４ｏ内の潤滑油は、上述した直線部分で遠心力の作用方向にそのまま遠心力を受けて加速し、上述した傾斜部分に達する。そして、潤滑油通路１４内の潤滑油は、ロータ３（スリーブ６）の外周寄りで、より大きな遠心力を受け、より大きな回転力を発生する。また、その回転力の作用点がスリーブ６の外周面寄りとなるため、より効果的にスリーブ６即ちロータを回転させる。この結果、モータ１の軸出力はより効果的に向上される。
【００２４】
図７に、排出孔１４ｏのさらに他の形成例を示す。この例の排出孔１４ｏは、スリーブ６の外周面側がいわゆるノズル状に形成されている。このため、排出孔１４ｏから排出された潤滑油は、ある程度の広がりを持ってステータ９のコイルエンドに噴射される。この結果、噴射時に潤滑油自体が冷やされやすくなり、コイルエンドの冷却効果が向上し、モータ１の軸出力向上にさらに寄与する。また、コイルエンドを広範囲に冷却できるので、この点からもコイルエンドの冷却効果が向上し、モータ１の軸出力向上にさらに寄与する。
【００２５】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態においては、ロータの回転軸に垂直な平面に対して平行に排出孔が形成されていた。しかし、排出孔は、ロータの軸方向に傾斜されていてもよい。このようにすると、潤滑油が排出孔内のに存在する時間が長くなるため、さらに軸出力向上に寄与することが考えられる。また、図６と図７の排出孔１４ｏの形成例を複合させたものも実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のモータの一実施形態の断面図である。
【図２】潤滑油通路の導入孔部分でのロータ断面図である。
【図３】潤滑油通路の中間部分でのロータ断面図である。
【図４】潤滑油通路の排出孔部分でのロータ断面図である。
【図５】排出孔の部分拡大断面図である。
【図６】排出孔（他の形成例）の部分拡大断面図である。
【図７】排出孔（さらに他の形成例）の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…モータ、２…出力軸、３…ロータ、４…磁石、５…飛散防止管、６…スリーブ、７…ベアリング（軸受部）、８…ハウジング、９…ステータ、１０…多層鋼板、１１…コイル、１４…潤滑油通路、１４ｉ…導入孔（導入部）、１４ｏ…排出孔、１４ｍ…中間室。
【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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