(57)【要約】【課題】コストダウンを図りつつ電動機を良好に冷却可能とする。【解決手段】略円環状のステータコア２３と、ステータコア２３に巻回される巻線により構成されると共に該ステータコア２３の軸方向端面から軸方向外側に突出するコイルエンド部２５を有するコイル２４と、ステータコア２３の軸方向端面に当接するように配置されてコイルエンド部２５を覆うと共に冷却オイルが流通される内部空間を画成するコイルエンドカバー２７とを含むステータ２２と、ステータ２２内に配置されるロータ２１とを備えたモータ２０では、コイルエンドカバー２７の内部空間に当該内部空間内の冷却オイルと熱交換するように冷却媒体が流通される冷媒通路４０が配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円環状のステータコアと、該ステータコアに巻回される巻線により構成されると共に該ステータコアの軸方向端面から軸方向外側に突出するコイルエンド部を有するコイルと、前記ステータコアの軸方向端面に当接するように配置されて前記コイルエンド部を覆うと共に冷却オイルが流通される内部空間を画成するコイルエンドカバーとを含むステータと、該ステータ内に配置されるロータとを備えた電動機において、
前記コイルエンドカバーの前記内部空間には、該内部空間内の前記冷却オイルと熱交換するように冷却媒体が流通される冷媒通路が配置されることを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記冷媒通路は、前記内部空間に沿って概ね環状に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記冷却オイルは、前記コイルエンドカバーの鉛直方向下部に配置されたオイル供給口から前記内部空間に供給されると共に該コイルエンドカバーの鉛直方向上部に配置されたオイル排出口から排出されることを特徴とする請求項１または２に記載の電動機。
【請求項４】
前記冷却媒体は、前記コイルエンドカバーの前記内部空間に外部から圧送されることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータとロータを備えた電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動機として、ステータコイルを冷却するために、ステータコア端面から環状に突出するコイルエンドを収容して当該コイルエンドの周囲に環状空間を形成する冷却ジャケットを有し、冷却ジャケット内に冷媒としての冷却オイルを循環させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電動機では、冷却ジャケットの下部に形成されたオイル供給口から環状空間内に冷却オイルが導入され、環状空間内を流通した冷却オイルは、冷却ジャケットの上部に形成されたオイル排出口からオイルクーラを軽油してオイルタンクに戻される。これにより、環状空間内でコイルエンドと熱交換して昇温した冷却オイルをオイルクーラにて冷却して再度ステータコイルの冷却に供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７１１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の電動機のようにオイルクーラにて冷却オイルを良好に冷却するためには、冷却オイルやオイルクーラに供給される冷却媒体の強い流れを形成しなければならない。また、上記従来の電動機は、ステータコイルを冷却するために別途オイルクーラを必要とするものであることから、オイルクーラや、電動機とオイルクーラとを結ぶ配管の設置に伴うコストアップを余儀なくされる。
【０００５】
本発明の電動機は、コストダウンを図りつつ電動機を良好に冷却可能とすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電動機は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電動機は、略円環状のステータコアと、該ステータコアに巻回される巻線により構成されると共に該ステータコアの軸方向端面から軸方向外側に突出するコイルエンド部を有するコイルと、前記ステータコアの軸方向端面に当接するように配置されて前記コイルエンド部を覆うと共に冷却オイルが流通される内部空間を画成するコイルエンドカバーとを含むステータと、該ステータ内に配置されるロータとを備えた電動機において、
前記コイルエンドカバーの前記内部空間には、該内部空間内の前記冷却オイルと熱交換するように冷却媒体が流通される冷媒通路が配置されることを特徴とする電動機。
【０００８】
この電動機では、ステータコアの軸方向端面に当接するように配置されるコイルエンドカバーによりコイルエンド部を覆うと共に冷却オイルが流通される内部空間が画成され、当該内部空間には、該内部空間内の冷却オイルと熱交換するように冷却媒体が流通される冷媒通路が配置される。これにより、冷媒通路に冷却媒体を供給すれば、冷媒通路内を流通する冷却媒体と内部空間を流通する冷却オイルとの熱交換により効率よく冷却オイルを冷却し、それにより電動機（コイル）を良好に冷却することが可能となる。そして、この電動機では、冷却オイルを冷却するため別途専用のオイルクーラ等を用意する必要がなくなり、オイルクーラの追加に伴うコストアップを抑制することができる。この結果、コストダウンを図りつつ電動機を良好に冷却可能とすることが可能となる。
【０００９】
また、前記冷媒通路は、前記内部空間に沿って概ね環状に配置されてもよい。これにより、内部空間内の概ね全体で効率よく冷却オイルを冷却することが可能となる。
【００１０】
更に、前記冷却オイルは、前記コイルエンドカバーの鉛直方向下部に配置されたオイル供給口から前記内部空間に供給されると共に該コイルエンドカバーの鉛直方向上部に配置されたオイル排出口から排出されてもよい。これにより、コイルエンドカバーの内部空間で冷却オイルを対流させながら当該内部空間に充分な量の冷却オイルを確保することができるので、冷媒通路と冷却オイルとの接触面積を増加させて冷却オイルと冷却媒体との間で効率よく熱交換を行わせることができる。
【００１１】
また、前記冷却媒体は、前記コイルエンドカバーの前記内部空間に外部から圧送されてもよい。これにより、冷却媒体の流れを充分に確保して冷却オイルと冷却媒体との間で更に効率よく熱交換を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係るモータ２０の斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係るモータ２０を含むモータユニット１０の概略構成図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の実施例に係るモータ２０の要部を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の実施例に係るモータ２０の斜視図であり、図２は、モータ２０を含むモータユニット１０の概略構成図である。実施例のモータユニット１０は、発電機として作動すると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成され、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に動力発生源として搭載されるモータ２０と、モータ２０を収容するモータケース１２とを含む。
【００１５】
モータ２０は、図示するように、回転軸１１に固定されたロータ２１と、中央にロータ２１を収容する中空部分を有するステータ２２と、モータ２０を収納するモータケース１２の外部にある図示しない電力供給源と接続される高圧端子２６とを備える。ロータ２１は、略円環状の板体を複数積層してなるロータコアに複数の永久磁石を埋め込んだものである。ロータコアを構成する板体は、鉄等の磁性材である電磁鋼板を打ち抜き加工することにより略円環状に形成される。ステータ２２は、複数の略円環状に形成された電磁鋼板を積層することにより構成されたステータコア２３と、ステータコア２３に巻回される巻線より構成されると共にステータコア２３の軸方向端部の両側から軸方向外側に突出するコイルエンド部２５を含むと共に高圧端子２６と接続されるコイル２４と、ステータコア２３の両側の軸方向端部にそれぞれ１つずつ配置されてコイルエンド部２５を収容するコイルエンドカバー２７とを有する。ステータコア２３の軸方向長さは、コイル２４の軸方向長さよりも短く、これにより、コイル２４のコイルエンド部２５は、ステータコア２３の軸方向端部の両側から軸方向外側に突出する。
【００１６】
各コイルエンドカバー２７は、図１および図２に示すように、ステータコア２３と概ね同程度の外径を有する略円環状の形状を有すると共に断面略コの字型の環状の内部空間を画成するように形成される。そして、各コイルエンドカバー２７は、開口側の端面がステータコア２３の軸方向端面に当接するように当該ステータコア２３に対して固定され、各コイルエンドカバー２７の内部空間内にコイルエンド部２５が収容される。コイルエンドカバー２７の底部すなわち鉛直方向下部（図１における下部）には、図示しない車両のオイルパンから冷却オイル（ＡＴＦ）を吸引して吐出する図示しないオイルポンプに油路を介して接続される２個の冷却オイル供給口２８が形成されており、当該冷却オイル供給口２８を介して冷却オイルをコイルエンドカバー２７の内部空間内へと供給することができる。実施例において、２つのコイルエンドカバー２７は、図示するように、ステータコア２３に取り付けられた際にそれぞれの冷却オイル供給口２８が連通するように形成されており、図１中右側のコイルエンドカバー２７の冷却オイル供給口２８に冷却オイルを供給すれば、図１中左側のコイルエンドカバー２７の冷却オイル供給口２８にも冷却オイルを供給することができる。また、各コイルエンドカバー２７の鉛直方向上部（図１における上部）には、内部空間から冷却オイルを排出するための冷却オイル排出口３０が設けられている。
【００１７】
更に、実施例のモータ２０は、当該モータ２０（主にコイル２４）を冷却するための冷却オイルと熱交換する冷却媒体が流通される冷媒通路４０を有する。冷媒通路４０は、比較的高い熱伝導性を有する金属等により形成された管体であり、図２に示すように、片側（図中右側）のコイルエンドカバー２７の内壁面とコイルエンド部２５との間に配置されると共に、モータケース１２の外部で図示しない冷媒供給源に接続される。ここで、実施例のモータ２０が搭載される車両は、ＬＬＣ（ロングライフクーラント）といった冷却媒体をモータ２０の周囲に設けられた図示しないウォータジャケットへと圧送する冷媒ポンプ４５や当該冷却媒体を冷却するための図示しないラジエータ、冷却媒体を蓄える図示しない冷媒タンク等を含む冷却系統をモータケース１２の外部に有しており、冷媒通路４０の一端は、配管を介して冷媒ポンプ４５の吐出口に接続されると共に、冷媒通路の他端は、配管を介してラジエータ側に接続される。これにより、冷媒通路４０には、モータケース１２の外部に配置された冷媒ポンプ４５により冷却媒体としてのＬＬＣが圧送される。
【００１８】
図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図４は、モータ２０の要部を示す拡大断面図である。ただし、説明の簡単のため、図３では、回転軸１１や当該回転軸１１の軸受等の図示が省略されている。図示するように、冷媒通路４０は、コイルエンドカバー２７に形成された内部空間に沿うように、すなわちコイルエンド部２５の概ね全周に沿って環状に配置される環状部４０ｃと、環状部４０ｃからモータ２０の軸方向かつモータケース１２側に延出される冷媒入口部４０ｉと冷媒出口部４０ｏとを有する。冷媒入口部４０ｉおよび冷媒出口部４０ｏは、モータケース１２に設けられた連通孔を介して当該モータケース１２の外側に突出する。そして、冷媒入口部４０ｉは、上述の冷媒ポンプ４５に接続されると共に、冷媒出口部４０ｏは、上述のラジエータに接続される。また、モータケース１２の外側における冷媒入口部４０ｉおよび冷媒出口部４０ｏとモータケース１２との連通孔の周辺には、冷却オイルがモータケース１２の外部に漏出することを抑制すると共に冷却媒体がモータケース１２の内部に侵入することを抑制するためのＯリングといったシール部材４１と、当該シール部材４１を固定するためのナット４２が設けられる。かかる構成によれば、シール部材４１を固定するようにナット４２を締め付けることにより、冷媒通路４０をモータケース１２に対して固定することもできる。なお、シール部材４１を用いることなく、ナット４２のみにより冷却オイルおよび冷却媒体の漏れを抑制してもよい。
【００１９】
上述のように構成されたモータ２０において、図示しない電力供給源から高圧端子２６を介してコイル２４に電流が印加されることにより回転磁界が発生し、この回転磁界にロータ２１の永久磁石が吸引されることによりロータ２１および回転軸１１が回転する。この際、コイル２４に電流が流れることによりジュール熱が発生し、それにより当該コイル２４が発熱する。このため、実施例のモータユニット１０は、図示しないオイルポンプから冷却オイルが一方のコイルエンドカバー２７の冷却オイル供給口２８に供給される。
【００２０】
こうして一方のコイルエンドカバー２７の冷却オイル供給口２８に冷却オイルが供給されると、他方のコイルエンドカバー２７の冷却オイル供給口２８にも冷却オイルが供給され、これにより、ステータコア２３の両側のコイルエンドカバー２７の内部空間内が鉛直方向下側から鉛直方向上側に向かって（図中の下方から上方に向かって）冷却オイルによって徐々に満たされていく。そして、冷却オイルがコイルエンドカバー２７の上面まで達すると、冷却オイル排出口３０から冷却オイルがモータケース１２内へと排出され、モータケース１２内へと流出された冷却オイルは、図示しない油路を介してオイルパンへと還流される。これにより、オイルポンプにより冷却オイルが供給されている間、コイルエンドカバー２７の内部空間内は常に冷却オイルで満たされた状態に保たれる。
【００２１】
また、モータ２０の作動中、上述の冷媒ポンプ４５により冷却媒体（ＬＬＣ）がコイルエンドカバー２７内の冷媒通路４０に供給され、冷媒ポンプ４５から圧送された冷却媒体は、冷媒通路４０の冷媒入口部４０ｉを介して環状部４０ｃ内を流通し、コイルエンドカバー２７の内部空間内に満たされた環状部４０ｃの周辺の冷却オイルと熱交換した後に、冷媒出口部４０ｏを介してラジエータ側に送出される。冷却媒体は、図示しないラジエータ等で放熱されて冷媒ポンプ４５側へと導かれる。このように、実施例のモータユニット１０では、コイルエンドカバー２７の内部空間でコイルエンド部２５から熱を奪った冷却オイルと冷媒通路４０内の冷却媒体との間で熱交換が行われる。これにより、冷却オイルの温度上昇を抑制することができることから、内部空間内を対流する冷却オイルによりコイルエンド部２５を介してコイル２４ひいてはモータ２０を良好に冷却することが可能となる。
【００２２】
以上説明した実施例のモータ２０では、ステータコア２３の軸方向端面に当接するように配置されるコイルエンドカバー２７によりコイルエンド部２５を覆うと共に冷却オイルが流通される内部空間が画成され、当該内部空間には、該内部空間内の冷却オイルと熱交換するように冷却媒体が流通される冷媒通路４０が配置される。これにより、冷媒通路４０に冷却媒体を供給すれば、冷媒通路４０内を流通する冷却媒体と内部空間を流通する冷却オイルとの熱交換により効率よく冷却オイルを冷却し、それによりモータ２０（コイル２４）を良好に冷却することが可能となる。そして、このモータ２０では、冷却オイルを冷却するため別途専用のオイルクーラ等を用意する必要がなくなり、オイルクーラの追加に伴うコストアップを抑制することができる。この結果、コストダウンを図りつつモータ２０を良好に冷却可能とすることが可能となる。また、実施例の冷媒通路４０は、内部空間に沿って概ね環状に配置されているので、内部空間内の概ね全体で効率よく冷却オイルを冷却することが可能となる。
【００２３】
更に、冷却オイルは、コイルエンドカバー２７の鉛直方向下部に配置された冷却オイル供給口２８から内部空間に供給されると共にコイルエンドカバー２７の鉛直方向上部に配置された冷却オイル排出口３０から排出される。これにより、コイルエンドカバー２７の内部空間で冷却オイルを対流させながら当該内部空間に充分な量の冷却オイルを確保することができるので、冷媒通路４０と冷却オイルとの接触面積を増加させて冷却オイルと冷却媒体との間で効率よく熱交換を行わせることができる。また、実施例において、冷却媒体は、コイルエンドカバー２７の内部空間に外部の冷媒ポンプ４５から圧送されるので、冷却媒体の流れを充分に確保して冷却オイルと冷却媒体との間で更に効率よく熱交換を行わせることができる。
【００２４】
なお、上記実施例では、冷媒通路４０は、片側のコイルエンドカバー２７内にのみ設けられているが、ステータコア２３の両側のコイルエンドカバー２７内に設けられてもよい。また、冷媒通路４０（環状部４０ｃ）は、冷却オイルと冷却媒体の熱交換が効率よく行われ、かつ、コイルエンド部２５の温度分布にバラツキが生じない範囲であれば、コイルエンドカバー２７の内部空間内の概ね全周に亘って配置される必要はない（例えば、４分の３周や半周程度であってもよい）。更に、冷媒通路４０の冷媒入口部４０ｉおよび冷媒出口部４０ｏは、コイルエンドカバー２７の頂部近傍に設けるものとしたが、これに限られるものではない。また、冷媒通路４０の環状部４０ｃと冷却オイルとの接触面積を増加させて冷却オイルと冷却媒体との間の熱交換の熱効率を向上させるために、環状部４０ｃの周りにフィンを設けたり、環状部４０ｃを蛇腹状に形成したりしてもよい。
【００２５】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、略円環状のステータコア２３と、ステータコア２３に巻回される巻線により構成されると共にステータコア２３の軸方向端面から軸方向外側に突出するコイルエンド部２５を有するコイル２４と、ステータコア２３の軸方向端面に当接するように配置されてコイルエンド部２５を覆うと共に冷却オイルが流通される内部空間を画成するコイルエンドカバー２７とを含むステータ２２と、ステータ２２内に配置されるロータ２１とを備えたモータ２２が「電動機」に相当し、コイルエンドカバー２７の内部空間内の冷却オイルと熱交換するように当該内部空間内に配置される冷媒通路４０が「冷媒通路」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００２６】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、電動機の製造産業において利用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  モータユニット、１１  回転軸、１２  モータケース、２０  モータ、２１  ロータ、２２  ステータ、２３  ステータコア、２４  コイル、２５  コイルエンド部、２６  高圧端子、２７  コイルエンドカバー、２８  冷却オイル供給口、３０  冷却オイル排出口、４０  冷媒通路、４０ｃ  環状部、４０ｉ  冷媒入口部、４０ｏ  冷媒出口部、４１  シール部材、４２  ナット、４５  冷媒ポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011250601.tif 000006