(57)【要約】【課題】コイルのコイルエンドを冷却液によって効率良く冷却することができる回転電機を提供する。【解決手段】回転電機は、回転軸１３と一体に回転するロータ１２と、ロータ１２の径方向外側に配置されるステータ１１と、ロータ１２と前記ステータ１１の外側を覆うハウジング１４と、を備えている。ステータ１１は、ステータコア１６にコイル１７が巻装され、ステータ１１の軸方向の端部から外側に露出したコイル１７のコイルエンド１８ｆが冷却液によって冷却される。ハウジング１４のうちの、コイルエンド１８ｆに軸方向外側から対峙する端部壁１４Ｂｂの内面には、冷却液をコイルエンド１８ｆの方向に向けて誘導する冷却液誘導面が設けられている。【選択図】図１
2019154197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と一体に回転するロータと、
前記ロータの径方向外側に配置されるステータと、
前記ロータと前記ステータの外側を覆うハウジングと、を備え、
前記ステータは、ステータコアにコイルが巻装され、前記ステータの軸方向の端部から外側に露出した前記コイルのコイルエンドが冷却液によって冷却される回転電機において、
前記ハウジングのうちの、前記コイルエンドに軸方向外側から対峙する端部壁の内面には、冷却液を前記コイルエンドの方向に向けて誘導する冷却液誘導面が設けられていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記冷却液誘導面は、上方から下方に向かって前記コイルエンドの方向に迫り出す傾斜面によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記冷却液誘導面は、前記端部壁の内面に上下方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却液によって冷却を行う回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される回転電機として、回転軸と一体に回転するロータと、ロータの径方向外側に配置されるステータと、を備え、ロータの外周に複数の永久磁石が配置されるとともに、ステータにコイルが巻装されたものがある。この種の回転電機は、運転中にステータのコイルのコイルエンド部分が発熱し易い。
この対策として、ステータ側のコイルエンド部分を冷却液によって冷却するようにした回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の回転電機は、ロータとステータの外側を覆うハウジングに冷却液の導入路が設けられ、その導入路を通してコイルのコイルエンドに冷却液が供給される。また、ハウジングのうちの、コイルエンドに軸方向外側から対峙する端部壁の内面は平坦に形成されている。端部壁は、コイルエンドに当たって跳ね返った冷却液をハウジングの下方に誘導する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２５９５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の回転電機は、コイルエンドに対峙するハウジングの端部壁が平坦に形成されているため、コイルエンドで跳ね返って端部壁を伝う冷却液の流量が増加すると、その分、コイルエンドに対する冷却液の回り込み量（冷却に使用される冷却液の流量）が減少してしまう。このため、コイルエンドに対する冷却効率の面では好ましくない。
【０００６】
そこで本発明は、コイルのコイルエンドを冷却液によって効率良く冷却することができる回転電機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る回転電機は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る回転電機は、回転軸（例えば、実施形態の回転軸１３）と一体に回転するロータ（例えば、実施形態のロータ１２）と、前記ロータの径方向外側に配置されるステータ（例えば、実施形態のステータ１１）と、前記ロータと前記ステータの外側を覆うハウジング（例えば、実施形態のハウジング１４）と、を備え、前記ステータは、ステータコア（例えば、実施形態のステータコア１６）にコイル（例えば、実施形態のコイル１７）が巻装され、前記ステータの軸方向の端部から外側に露出した前記コイルのコイルエンド（例えば、実施形態のコイルエンド１８ｆ）が冷却液によって冷却される回転電機において、前記ハウジングのうちの、前記コイルエンドに軸方向外側から対峙する端部壁の内面には、冷却液を前記コイルエンドの方向に向けて誘導する冷却液誘導面（例えば、実施形態の傾斜面２２ａ）が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成により、冷却液がハウジング内に導入されると、冷却液の一部はコイルエンドの周囲に回り込んでコイルエンドを冷却する。また、ハウジングの端部壁の内面に直接流れ込んだ冷却液や、コイルエンドに当たって端部壁の内面に飛散した冷却液は、端部壁の内面の冷却液誘導面に誘導されてコイルエンドの方向に流れ込む。この結果、ハウジング内に導入された多くの冷却液がコイルエンドの周囲に回り込み、コイルエンドを効率良く冷却することが可能になる。
【０００９】
前記冷却液誘導面は、上方から下方に向かって前記コイルエンドの方向に迫り出す傾斜面（例えば、実施形態の傾斜面２２ａ）によって構成されるようにしても良い。
この場合、端部壁の内面では冷却液が傾斜面に沿って流れることにより、冷却液がコイルエンドの周囲にスムーズに回り込むようになる。
【００１０】
前記冷却液誘導面は、前記端部壁の内面に上下方向に複数設けられるようにしても良い。
この場合、冷却液が下方に流れ落ちる間に、コイルエンドから端部壁方向に跳ね返った冷却液をコイルエンド方向に繰り返し戻すことができるため、コイルエンドをより効率良く冷却することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ハウジングの端部壁の内面に設けられた冷却液誘導面により、端部壁の内面に流れ込んだ冷却液をコイルエンドに向かって誘導することができるため、コイルのコイルエンドを冷却液によって効率良く冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の回転電機の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態のハウジングの端部壁の内側正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、実施形態の回転電機１０を軸方向に沿って縦断面にして示した図である。
本実施形態の回転電機１０は、例えば、電動車両の駆動源に用いられる。回転電機１０は、回転磁界を発生するステータ１１と、ステータ１１で発生した回転磁界を受けて回転するロータ１２と、ロータ１２に同軸に設けらた回転軸１３と、ステータ１１を内部に保持し、ロータ１２とステータ１１の外側を覆うハウジング１４と、を備えている。
【００１４】
ステータ１１は、複数の電磁鋼板が積層されて成る略円筒状のステータコア１６と、ステータコア１６の内周側の縁部に巻装されたコイル１７と、を有している。コイル１７は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の三相コイルによって構成されている。本実施形態のコイル１７は、互いに連結されて使用されるセグメントコイルによって構成されている。セグメントコイルは、ステータコア１６のスロット７に挿入される一対の挿入部と、挿入部同士を連結する折り返し連結部と、を有するセグメント導体によって構成されている。一対の挿入部のうちの折り返し連結部と逆側の端部は、隣接する他のセグメント導体と接続される連結部とされている。
【００１５】
コイル１７は、ステータ１１の軸方向の一端側に各セグメント導体の連結部が配置され、ステータ１１の軸方向の他端側に折り返し連結部が配置されている。連結部と折り返し連結部は、ステータ１１の軸方向の各端部から外側に突出している（外部に露出している）。連結部と折り返し連結部は、コイル１７のコイルエンド１８ｆ，１８ｓを構成している。一方のコイルエンド１８ｆには、外部の電力線が接続されている。コイル１７には、電力線を通して電流が通電される。
【００１６】
ロータ１２は、回転軸１３の外面に一体に結合されたロータコア１９と、ロータコア１９の外周縁部に円周方向に離間して配置された複数の永久磁石２０と、を有している。ロータコア１９は、複数の電磁鋼板が積層されて略円筒状に形成されている。回転軸１３は、軸受９を介してハウジング１４に回転可能に支持されている。回転軸１３は、ロータ１２がステータ１１の回転磁界を受けて回転することにより、ロータ１２と一体に回転する。
【００１７】
ハウジング１４は、ステータコア１６の外周部を覆うハウジング本体１４Ａの一端部に、コイル１７の一方のコイルエンド１８ｆの外周部と軸方向外側の端面とを覆う端部カバー１４Ｂが取り付けられている。端部カバー１４Ｂの周壁１４Ｂａの上部領域には、一方のコイルエンド１８ｆの上部に冷却液を流すための冷却液導入孔２１が形成されている。冷却液導入孔２１は、図示しないポンプ装置に接続され、ポンプ装置から送給された冷却液が導入されるようになっている。冷却液導入孔２１からハウジング１４内に導入された冷却液の多くは、一方のコイルエンド１８ｆを伝って下方に流れ、その間にコイルエンド１８ｆを冷却する。
【００１８】
図２は、端部カバー１４Ｂを軸方向内側から見た図である。
図２にも示すように、端部カバー１４Ｂは、周壁１４Ｂａの一端部に端部壁１４Ｂｂが連設されている。端部壁１４Ｂｂの内面うちの、コイルエンド１８ｆに軸方向外側から対峙する円環状の領域には、上方から流れ込んだ冷却液をコイルエンド１８ｆ方向に向けて誘導する複数の傾斜面２２ａが設けられている。各傾斜面２２ａは、端部壁１４Ｂｂに形成された縦断面が略三角形状の窪み部２２の下側の斜面によって構成されている。傾斜面２２ａは、上方から下方に向かってコイルエンド１８ｆの方向に斜めに迫り出す斜面である。本実施形態では、傾斜面２２ａが冷却液誘導面を構成している。傾斜面２２ａに流れ込んだ冷却液は、重力によって下方に流れる際にコイルエンド１８ｆ方向に向かって斜め下方に誘導される。
【００１９】
また、端部壁１４Ｂｂの内面のうちの、窪み部２２の形成領域よりも径方向内側部分には、軸方向内側（ロータ１２の方向）に突出する環状壁３０が突設されている。環状壁３０は、端部壁１４Ｂｂの内面を伝って流れる冷却液が、コイルエンド１８ｆの形状に略沿って円環状に流れるように冷却液を案内する。
【００２０】
本実施形態では、複数の傾斜面２２ａは、端部壁１４Ｂｂの内面に上下方向に等間隔に離間して設けられている。ただし、各傾斜面２２ａの配置や個数、傾斜角度等は、各回転電機の仕様や冷却液の流量等に応じて適宜変更しても良い。また、本実施形態では、端部カバー１４Ｂの複数の窪み部（傾斜面）は、ダイカストによって端部カバー１４Ｂの本体部と一体に形成することが望ましい。この場合、製造コストの低減を図ることができる。
【００２１】
本実施形態の回転電機１０では、冷却液導入孔２１から冷却液がハウジング１４内に導入されると、その冷却液の多くはコイルエンド１８ｆの上部に直接流れ込み、一部は端部カバー１４Ｂの端部壁１４Ｂｂの内面方向に流れる。端部壁１４Ｂｂの内面方向に流れ込んだ冷却水は、端部壁１４Ｂｂの各傾斜面２２ａに沿ってコイルエンド１８ｆの方向に誘導される。また、コイルエンド１８ｆの外面に当たって端部壁１４Ｂｂ方向に飛散した冷却液も、上記と同様に端部壁１４Ｂｂの傾斜面２２ａに沿ってコイルエンド１８ｆの方向に誘導される。したがって、冷却液導入孔２１からハウジング１４内に導入された冷却液の一部は、コイルエンド１８ｆの外面での跳ね返りと傾斜面２２ａからの再流入を繰り返しながら、ハウジング１４内の下方に流れ落ちる。コイルエンド１８ｆは、この間に冷却液によって冷却される。
【００２２】
以上のように、本実施形態の回転電機１０は、ハウジング１４のうちの、一方のコイルエンド１８ｆに対峙する端部壁１４Ｂｂの内面に、冷却液をコイルエンド１８ｆの方向に向けて誘導する傾斜面２２ａが設けられている。このため、ハウジング１４の端部壁１４Ｂｂの内面に直接流れ込んだ冷却液や、コイルエンド１８ｆに当たって端部壁１４Ｂｂの内面に飛散した冷却液を、傾斜面２２ａによってコイルエンド１８ｆの方向に誘導することができる。したがって、本実施形態の回転電機１０を採用した場合には、ハウジング１４内に導入された多くの冷却液をコイルエンド１８ｆの周囲に回り込ませ、コイルエンド１８ｆを効率良く冷却することができる。
【００２３】
また、本実施形態の回転電機１０では、ハウジング１４の端部壁１４Ｂｂの内面において、冷却液をコイルエンド１８ｆの方向に向けて誘導する冷却液誘導面が、上方から下方に向かってコイルエンド１８ｆの方向に迫り出す傾斜面２２ａによって構成されている。このため、簡単な構成でありながら、冷却液をコイルエンド１８ｆの周囲にスムーズに回り込ませることができる。
【００２４】
また、本実施形態の回転電機１０では、冷却液誘導面を構成する傾斜面２２ａが、ハウジング１４の端部壁１４Ｂｂの内面に上下方向に複数設けられている。このため、ハウジング１４内に導入された冷却液が下方に流れ落ちる間に、コイルエンド１８ｆから端部壁１４Ｂｂ方向に跳ね返った冷却液をコイルエンド１８ｆ方向に繰り返し戻すことができる。したがって、この構成を採用した場合には、コイルエンド１８ｆをより効率良く冷却することができる。
【００２５】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、コイルエンド１８ｆに冷却液を流すために、端部カバー１４Ｂの周壁１４Ｂａの上部領域に冷却液導入孔２１を形成しているが、コルイエンド１８ｆに冷却液を流す手段はこれに限らず、コイルエンド１８ｆの上方に冷却液導入用のパイプを設置しても良い。
また、上記の実施形態では、軸方向の一端側のコイルエンド１８ｆのみが冷却液によって冷却される構成とされているが、他方側のコイルエンド１８ｓも同様の冷却構造によって冷却するようにしても良い。この場合、ハウジング１４のうちの、他方側のコイルエンド１８ｓに軸方向外側から対峙する端部壁に、一端側の端部壁と同様の傾斜面（冷却液誘導面）を設けることが望ましい。
【符号の説明】
【００２６】
１０…回転電機
１１…ステータ
１２…ロータ
１３…回転軸
１４…ハウジング
１４Ｂｂ…端部壁
１６…ステータコア
１７…コイル
１８ｆ…コイルエンド
２２ａ…傾斜面（冷却液誘導面）
【図１】
2019154197.tif 000003
【図２】
2019154197.tif 000004