(57)【要約】【課題】一部の巻線がコイルエンド部の軸方向端部から更に軸方向外側に突出する端部を有するステータを備えた電動機において、コイルをより良好に冷却する。【解決手段】樹脂により被膜されると共にステータコア２３に券回されて三相コイル２４を構成する複数の巻線のそれぞれは、コイルエンド部２５の軸方向端部２５ａから軸方向外側に離間した位置まで延びる端部２６ａ，２６ｂを有し、互いに電気的に接続される巻線の端部２６ａ，２６ｂ同士が溶接され、複数の巻線のうちの少なくとも一部の端部２６ａには、冷却オイルをコイルエンド部２５の軸方向端部２５ａ側へと案内する少なくとも１つの溝２９が形成されている。【選択図】図２
2011250655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円環状のステータコアと、それぞれ樹脂により被膜されると共に前記ステータコアに券回される複数の巻線より構成され、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、前記コイルエンド部の上方に配置された冷媒通路から該コイルエンド部に向けて流出する冷媒により前記コイルが冷却される電動機において、
前記巻線のそれぞれは、前記コイルエンド部の軸方向端部から更に軸方向外側に突出する端部を有し、互いに電気的に接続される前記巻線の前記端部同士が溶接され、前記複数の巻線のうちの少なくとも一部の前記端部には、冷媒を前記コイルエンド部の軸方向端部側へと案内する少なくとも１つの溝が形成されていることを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記溝は、鉛直上側から鉛直下側へと延びると共に前記軸方向外側から前記コイルエンド部の軸方向端部側へと延びるように形成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】
互いに溶接される前記端部の一方が前記ステータの内周側から延出されると共に他方が前記ステータの外周側から延出され、
前記溝は、前記複数の巻線のうちの前記ステータの鉛直方向下部近傍に位置する該巻線の前記端部に形成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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、略円環状のステータコアと、当該ステータコアに券回される複数の巻線より構成されると共に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を含むステータと、ステータ内に配置されるロータと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は、回転子と、内周に複数のスロットが形成された円筒状のコアと、コアの複数のスロットに巻回されたコイルと、コアの軸方向端部から軸方向外側に突出するコイルエンドとを備えた固定子と、コイルエンドの外周面に向けて電動機を冷却する冷却液を供給する供給口を有する媒体路とを備え、コイルエンドの外周面に環状溝部が形成された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、冷却液がコイルエンドの外周面に形成された環状溝部を流れることから、冷却液が電動機の軸方向に流れたりすることが抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような電動機では、固定子のコアに対するコイルの巻き付け方によっては、コイルの一部がコイルエンドから更に軸方向外側に突出することもあるが、このような場合、コイルエンドから軸方向外側に突出したコイルの一部を冷却液が伝ってしまうと、コイルエンドに充分に冷却液が行き渡らなくなって冷却性能が損なわれるおそれがある。
【０００５】
本発明は、コイルを構成する巻線の一部がコイルエンド部の軸方向端部から更に軸方向外側に突出する端部を有するステータを備えた電動機のコイルをより良好に冷却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、それぞれ樹脂により被膜されると共に前記ステータコアに券回される複数の巻線より構成され、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、前記コイルエンド部の上方に配置された冷媒通路から該コイルエンド部に向けて流出する冷媒により前記コイルが冷却される電動機において、
前記巻線のそれぞれは、前記コイルエンド部の軸方向端部から更に軸方向外側に突出する端部を有し、互いに電気的に接続される前記巻線の前記端部同士が溶接され、前記複数の巻線のうちの少なくとも一部の前記端部には、冷媒を前記コイルエンド部の軸方向端部側へと案内する少なくとも１つの溝が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の電動機では、樹脂により被膜されると共にステータコアに券回される複数の巻線のそれぞれがコイルエンド部の軸方向端部から軸方向外側に離間した位置まで延びる端部を有し、互いに電気的に接続される巻線の端部同士が溶接され、複数の巻線のうちの少なくとも一部の端部には、冷媒をコイルエンド部の軸方向端部側へと案内する少なくとも１つの溝が形成されている。これにより、コイルエンド部から更に軸方向外側に突出する巻線の端部を冷媒が伝ったとしても、当該端部に形成された溝を介して冷媒がコイルエンド部の軸方向端部側へと案内されるため、コイルエンド部に充分な量の冷媒を供給してコイルをより良好に冷却することが可能となる。
【０００９】
また、前記溝は、鉛直上側から鉛直下側へと延びると共に前記軸方向外側から前記コイルエンド部の軸方向端部側へと延びるように形成されるものであってもよい。これにより、コイルエンド部から更に軸方向外側に突出する巻線の端部を伝った冷媒を当該巻線の端部に形成される溝を介して良好にコイルエンド部の軸方向端部側へと案内することが可能となる。
【００１０】
更に、互いに溶接される前記端部の一方が前記ステータの内周側から延出されると共に他方が前記ステータの外周側から延出されてもよく、前記溝は、前記複数の巻線のうちの前記ステータの鉛直方向下部近傍に位置する該巻線の前記端部に形成されるものであってもよい。このように、ステータの鉛直方向下部近傍に位置する巻線の端部に溝を形成しておくことにより、特に、ステータの内周側から延出される巻線の端部を伝って流下する冷媒をコイルエンド部の軸方向端部側に良好に案内することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係るモータ２０の正面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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】
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係るモータユニット１０の正面図である。実施例のモータユニット１０は、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ものであり、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ると共に図示しないケーシングに収容されるモータ２０と、モータ２０を冷却するための冷却オイルを供給する図示しない冷却オイルポンプに接続されると共にケーシングに固定される冷却オイル通路３０とを備える。
【００１４】
モータ２０は、回転軸周りに回転可能なロータ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とから構成された三相交流電動機である。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、鉄など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板状かつ略円環状に形成される。ステータ２２は、図１に示すように、円環状に配列される複数の分割コア２３ａからなるステータコア２３と、複数の分割コア２３ａを固定するための固定リング２７と、例えば、０．４〜０．５ｍｍ程度の厚みをもった樹脂により被膜されると共にステータコア２３を構成する分割コア２３ａに例えば分布巻き方式により巻回される複数の巻線より構成される三相コイル２４とを有する。
【００１５】
実施例において、固定リング２７の軸方向長さは三相コイル２４の軸方向長さよりも短く、これにより、三相コイル２４は、固定リング２７に覆われることなく固定リング２７の両側から突出するコイルエンド部２５を有する。なお、ステータコア２３を構成する分割コア２３ａは、鉄などの磁性材である電磁鋼板を複数積層してなるものであってもよいし、磁性粉末を成形型で圧縮成形した圧粉磁性体であってもよい。また、三相コイル２４を構成する巻線は、例えば２．５〜３ｍｍ程度の厚みを有する平角線とされるが、丸線あるいは角線であってもよい。
【００１６】
三相コイル２４は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相という相ごとに複数の巻線をステータコア２３に所定数に分割して券回すると共に、各相ごとに巻線の端部を電気的に接続（溶接）することにより構成される。そして、三相コイル２４すなわち各相のコイルを構成する巻線には、ケーシングの外部に配置される図示しない電力供給源に接続された対応する相の高圧端子２８が接続される。図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１および図２に示すように、実施例のモータ２０では、ステータ２２の内周側から径方向外側に向けて延出される巻線の端部２６ａと、ステータ２２の外周側から実施例では径方向外側に向けて延出される巻線の端部２６ｂとがコイルエンド部２５の軸方向端部２５ａから離間した位置で溶接される。すなわち、ある１本の巻線の端部２６ａと他の１本の巻線の端部２６ｂとは、コイルエンド部２５の軸方向端部２５ａから更に軸方向外側に突出することになる。
【００１７】
そして、ステータコア２３の内周側から延出された巻線の端部２６ａのうち、少なくともステータ２２の鉛直方向下部（図１における下部）近傍に位置する端部（例えば、図１中の符号が付されている箇所の近傍に位置する端部）には、図２に示すように、図中の鉛直上側から鉛直下側へと延びると共に軸方向外側からコイルエンド部２５の軸方向端部２５ａ側へと延びるように巻線の樹脂部分に少なくとも１本（実施例では２本）の溝２９が形成される。実施例において、溝２９は、巻線の被膜を保持できる程度の深さ（例えば、０．２〜０．２５ｍｍ程度）をもつように形成され、巻線を樹脂により被膜する際に形成されるか、あるいは線材を樹脂により被膜した後に樹脂部分に圧潰加工または切削を施すことにより形成される。なお、巻線の端部は、巻回装置により巻線をステータコア２３に巻き付けることにより当該ステータコア２３に対して正確に位置決めされることから、巻線の巻回処理に先立って巻線の端部に溝２９を形成しておくことができる。
【００１８】
更に、冷却オイル通路３０は、ロータ２１の中心軸に略並行をなすと共にステータ２２の頂部からオフセットされてステータ２２の固定リング２７の外側に位置するようにケーシングに固定される。そして、冷却オイル通路３０は、コイルエンド部２５の上部において図中下向きに開口された開口部（図示省略）を有する。これにより、図示しない冷却オイルポンプから冷却オイル通路３０に送出された冷却オイルは、開口部からコイルエンド部２５に向けて流出することになる。
【００１９】
上述のように構成されたモータユニット１０において、図示しない電力供給源から高圧端子２８を介して三相コイル２４の各相コイル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および図示しない回転軸が回転する。この際、三相コイル２４に電流が流れることによりジュール熱が発生し、それにより当該三相コイル２４が発熱する。このため、実施例のモータユニット１０では、少なくとも三相コイル２４を冷却するために図示しないオイルポンプから冷却オイルが冷却オイル通路３０を介してコイルエンド部２５に供給される。冷却オイル通路３０の開口部から流出した冷却オイルは、基本的には、コイルエンド部２５の表面を伝って当該コイルエンド部２５全体に行き渡る（図１中の点線矢印参照）。この際、コイルエンド部２５の内周面を伝ってきた冷却オイルは、図２に示すように、ステータコア２３の内周側から延出された巻線の端部２６ａを伝うことになるが、当該冷媒オイルは、端部２６ａに形成された溝２９によりコイルエンド部２５の軸方向端部２５ａ側へと案内される（図２中の点線矢印参照）。これにより、冷媒オイルが端部２６ａ等を伝って流れ落ちないようにしてコイルエンド部２５に充分に冷却オイルを供給することが可能となる。
【００２０】
以上説明したように、実施例のモータユニット１０では、樹脂により被膜されると共にステータコア２３に券回される複数の巻線のそれぞれがコイルエンド部２５の軸方向端部２５ａから軸方向外側に離間した位置まで延びる端部２６ａ，２６ｂを有し、互いに電気的に接続される巻線の端部２６ａ，２６ｂ同士が溶接され、複数の巻線のうちの少なくとも一部の端部２６ａには、冷却オイルをコイルエンド部２５の軸方向端部２５ａ側へと案内する少なくとも１つの溝２９が形成されている。これにより、コイルエンド部２５から更に軸方向外側に突出する巻線の端部２６ａを冷却オイルが伝ったとしても、巻線の端部２６ａに形成された溝２９を介して冷却オイルがコイルエンド部の軸方向端部２５ａ側へと案内されるため、コイルエンド部２５に冷却オイルを充分な量の冷媒オイルを供給して三相コイル２４をより良好に冷却することが可能となる。
【００２１】
また、溝２９は、鉛直上側から鉛直下側へと延びると共に軸方向外側からコイルエンド部２５の軸方向端部２５ａ側へと延びるように形成される。これにより、コイルエンド部２５から更に軸方向外側に突出する巻線の端部２６ａを伝った冷却オイルを当該巻線の端部２６ａに形成される溝２９を介して良好にコイルエンド部２５の軸方向端部２５ａ側へと案内することが可能となる。
【００２２】
更に、実施例のモータユニット１０では、互いに溶接される端部２６ａ，２６ｂの一方がステータ２２の内周側から延出されると共に、他方がステータ２２の外周側から延出され、溝２９は、複数の巻線のうちのステータ２２の鉛直方向下部近傍に位置する当該巻線の端部２６ａに形成される。このように、ステータ２２の鉛直方向下部近傍に位置する巻線の端部２６ａに溝２９を形成しておくことにより、特に、ステータ２２の内周側から延出される巻線の端部２６ａを伝った冷却オイルをコイルエンド部の軸方向端部２５ａ側に良好に案内することが可能となる。
【００２３】
なお、上記実施例における三相コイル２４は、ステータコア２３に巻線を分布巻き方式により券回することにより構成されるものであるが、三相コイル２４は、ステータコア２３に巻線を集中巻き方式により券回することにより構成されるものであってもよい。また、上記実施例におけるステータコア２３は、複数の分割コア２３ａにより構成されるものであるが、ステータコア２３は一体に成形されるものであってもよい。
【００２４】
更に、上記実施例では、ステータ２２の内周側から径方向外側に向けて延出される巻線の端部２６ａと、ステータ２２の外周側から延出される巻線の端部２６ｂとが溶接されるが、溶接される巻線の端部２６ａ，２６ｂは、三相コイル２４のどの位置から延出されてもよい。また、上記実施例において、溝２９は、ステータ２２の鉛直方向下部近傍に位置する巻線の端部２６ａのみに形成されるが、溝２９は、ステータ２２の全周にわたって巻線の端部すべてに形成されてもよい。
【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、円環状のステータコア２３と、それぞれ樹脂により被膜されると共にステータコア２３に券回される複数の巻線より構成され、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を有する三相コイル２４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、コイルエンド部２５の上方に配置された冷却オイル通路３０からコイルエンド部２５に向けて流出する冷媒オイルにより三相コイル２４が冷却されるモータ２０が「電動機」に相当し、巻線のそれぞれに含まれると共にコイルエンド部２５の軸方向端部２５ａから更に軸方向外側に突出する端部２６が「端部」に相当し、複数の巻線のうちの少なくとも一部の端部に形成されて冷媒オイルをコイルエンド部２５の軸方向端部２５ａ側へと案内する少なくとも１つの溝２９が「溝」に相当する。ただし、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。すなわち、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利用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  モータユニット、２０  モータ、２１  ロータ、２２  ステータ、２３  ステータコア、２３ａ  分割コア、２４  三相コイル、２５  コイルエンド部、２５ａ  軸方向端部、２６ａ，２６ｂ  端部、２７  固定リング、２８  高圧端子、２９  溝、３０  冷却オイル通路。
【図１】
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【図２】
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