(57)【要約】【課題】コイルエンドを均一に冷却することが容易なモータ冷却構造の提供。【解決手段】開示のモータ冷却構造は、ステータコアの外周面上に、又は、ステータコアの外周面に沿って設けられる部材の外周面上に、冷媒が衝突するように冷媒を供給する冷媒供給部と、前記ステータコアの外周面上又は前記部材の外周面上における冷媒の衝突位置まわりに放射状に設けられ、前記ステータコアの軸方向の両端部で突出するそれぞれのコイルエンドに向けて延在し、前記衝突位置側と前記コイルエンド側とで開口する閉断面の複数の冷媒流路とを含む。【選択図】図１
2015006036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアの外周面上に、又は、ステータコアの外周面に沿って設けられる部材の外周面上に、冷媒が衝突するように冷媒を供給する冷媒供給部と、
前記ステータコアの外周面上又は前記部材の外周面上における冷媒の衝突位置まわりに放射状に設けられ、前記ステータコアの軸方向の両端部で突出するそれぞれのコイルエンドに向けて延在し、前記衝突位置側と前記コイルエンド側とで開口する閉断面の複数の冷媒流路とを含む、モータ冷却構造。
【請求項２】
前記冷媒供給部は、前記ステータコアの外周面又は前記部材の外周面に対して垂直方向に冷媒を衝突させる、請求項１に記載のモータ冷却構造。
【請求項３】
前記複数の冷媒流路は、第１冷媒流路と、前記第１冷媒流路より流路の長さが長い第２冷媒流路とを含み、
前記第２冷媒流路の幅であって、流れ方向に沿って視た断面における幅は、前記第１冷媒流路の同幅よりも大きい、請求項１又は２に記載のモータ冷却構造。
【請求項４】
前記複数の冷媒流路のそれぞれの幅であって、流れ方向に沿って視た断面におけるそれぞれの幅は、前記複数の冷媒流路における流量が同一になるように設定される、請求項１〜３のうちのいずれか1項に記載のモータ冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、モータ冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、外筒リングの天頂部分に中心線の方向に延びるように配置され、複数の冷却油噴出口が形成される冷却油供給管と、外筒リングの外周面に設けられ、外筒リングの円周方向からコイルエンドの方向に向かって冷却油を流すガイドベーンとを備える分布巻き型モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2012-222904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、上記の特許文献１に開示されるような冷却油供給管を介して複数の箇所から冷却油を噴射する構成では、冷却油供給管内の上流側と下流側とで噴射量が異なりやすくなり、コイルエンドを均一に冷却することが困難である。また、上記の特許文献１に開示されるようなガイドベーンを用いる構成では、モータを搭載する移動体(特に車両)の加速度や旋回等の挙動に起因して、供給量が不均一になり易いという問題がある。
【０００５】
そこで、本開示は、コイルエンドを均一に冷却することが容易なモータ冷却構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一局面によれば、ステータコアの外周面上に、又は、ステータコアの外周面に沿って設けられる部材の外周面上に、冷媒が衝突するように冷媒を供給する冷媒供給部と、
前記ステータコアの外周面上又は前記部材の外周面上における冷媒の衝突位置まわりに放射状に設けられ、前記ステータコアの軸方向の両端部で突出するそれぞれのコイルエンドに向けて延在し、前記衝突位置側と前記コイルエンド側とで開口する閉断面の複数の冷媒流路とを含む、モータ冷却構造が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、コイルエンドを均一に冷却することが容易なモータ冷却構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施例(実施例１)によるモータ冷却構造１を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１のラインＡ−Ａに沿ったＡ−Ａ断面を示す図である。
【図３】流路形成樹脂モジュール７０の単品状態を内周面側から示す斜視図である。
【図４】本実施例のモータ冷却構造１により供給される冷媒の流れを模式的に示す図である。
【図５】本実施例のモータ冷却構造１により供給される冷媒の流れとコイルエンド３２Ｌ，３２Ｒとの関係を模式的に示す図である。
【図６】コイルエンド３２Ｌ，３２Ｒに向かって冷媒が飛び出す態様の説明図である。
【図７】他の一実施例(実施例２)によるモータ冷却構造２を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、一実施例によるモータ冷却構造１を概略的に示す斜視図である。図２は、図１のラインＡ−Ａに沿ったＡ−Ａ断面を示す図である。図３は、流路形成樹脂モジュール７０の単品状態を内周面側から示す斜視図である。
【００１１】
モータ冷却構造１は、モータのステータ６に適用される。以下では、径方向、周方向及び軸方向は、ステータ６の中心軸Ｉを基準とし、中心軸Ｉを中心として内径側及び外径側を定義する。例えば、内径側とは、中心軸Ｉの径方向で中心軸Ｉに近い側を指す。以下では、前提として、モータは、ステータコア２０の軸方向が水平になる向きで搭載されているものとする。また、半径方向とは、径方向のうちの、ステータ６の中心軸Ｉを通る方向を指す。
【００１２】
ステータ６は、インナロータ型の任意のモータで使用されてもよい。例えば、ステータ６は、ハイブリッド車又は電気自動車で使用される走行用モータで使用されてもよい。走行用モータは、例えば永久磁石モータであってもよいし、電磁石と永久磁石とを併用するハイブリッド型のモータであってもよい。
【００１３】
ステータ６は、ステータコア２０と、コイル３０とを含む。
【００１４】
ステータコア２０は、例えば積層鋼板から形成される。ステータコア２０は、複数の分割コアから形成されてもよい。ステータコア２０は、内径側にティース部（図示せず）を含む。ティース部は、周方向に等間隔で複数個形成され、周方向で隣接するティース部間にスロットが画成される。尚、ステータコア２０の外周面２１は、ステータコア２０に焼き嵌め等により嵌められる拘束リングの外周面により形成されてもよい。
【００１５】
コイル３０は、ステータコア２０のスロットに設けられる。コイル３０は、任意の態様でステータコア２０に巻回されてもよい。コイル３０は、ステータコア２０の軸方向の両端部で突出するコイルエンド３２Ｌ，３２Ｒを含む。
【００１６】
モータ冷却構造１は、流路形成樹脂モジュール７０を含む。図示の実施例では、流路形成樹脂モジュール７０は、モジュールとして一体に形成されているが、別々の部材(即ち複数の部材)で形成されてもよい。流路形成樹脂モジュール７０は、樹脂材料により形成されるが、他の材料で形成されてもよい。
【００１７】
流路形成樹脂モジュール７０は、図１に示すように、ステータコア２０の外周面２１に設けられる。流路形成樹脂モジュール７０は、ステータコア２０の外周面２１に対して任意の態様で固定されてもよい。例えば、流路形成樹脂モジュール７０は、液体ガスケットやスナップフィット等によりステータコア２０の外周面２１に対して固定されてもよい。流路形成樹脂モジュール７０は、ステータコア２０の外周面２１の周方向に一部に対して設けられてよい。例えば、流路形成樹脂モジュール７０は、図１に示すように、ステータコア２０の外周面２１の鉛直方向の上側の部分に対して設けられてよい。この際、流路形成樹脂モジュール７０は、ステータコア２０の鉛直方向上側の２つのフランジ（図示せず）間に設けられてよい。尚、フランジは、ステータコア２０をケース（図示せず）等に固定（締結）するために形成されてよい。
【００１８】
流路形成樹脂モジュール７０は、ステータコア２０の外周面２１に沿う内周面７１２(図３参照)を備える。内周面７１２は、ステータコア２０の外周面２１に直接沿う形態であってもよいし、他の部材（図７の他の部材８０参照）を介してステータコア２０の外周面２１に沿う形態であってもよい。
【００１９】
流路形成樹脂モジュール７０は、冷媒を供給する冷媒供給部７３０を備える。冷媒供給部７３０は、冷媒は、油等であってよい。冷媒は、ポンプ（図示せず）により供給(圧送)されてもよい。冷媒供給部７３０は、ステータコア２０の外周面２１上に冷媒が衝突するように冷媒を供給する。冷媒供給部７３０は、好ましくは、ステータコア２０の外周面２１に対して冷媒が垂直方向(即ちステータコア２０の外周面２１の半径方向)に衝突するように、冷媒を供給する。
【００２０】
図示の例では、冷媒供給部７３０は、図２に示すように、水平流路部７３２と、鉛直流路部７３４とを含む。水平流路部７３２は、ステータコア２０の外周面２１に対して外径側で、ステータコア２０の軸方向に平行に延在する。水平流路部７３２の一端は、鉛直流路部７３４に接続され、他端は、冷媒供給源（図示せず）に接続される。鉛直流路部７３４は、水平流路部７３２に対して垂直に接続され、ステータコア２０の外周面２１の半径方向且つ鉛直方向下向きに延在する。即ち、鉛直流路部７３４は、ステータコア２０の外周面２１に対して垂直方向且つ鉛直方向下向きに延在する。鉛直流路部７３４は、流路形成樹脂モジュール７０の内周面７１２で開口する。尚、水平流路部７３２の延在方向は、任意であり、水平方向に対して斜めに延在してもよいし、ステータコア２０の軸方向に対して斜めに延在してもよい。同様に、鉛直流路部７３４の延在方向は、任意であり、鉛直方向に対して斜めに延在してもよいし、ステータコア２０の外周面２１の半径方向に対して斜めに延在してもよい。尚、水平流路部７３２及び鉛直流路部７３４の断面形状（流れ方向に沿って視た断面形状）は、任意であるが、例えば図示の例のように、円形であってよい。
【００２１】
流路形成樹脂モジュール７０は、複数の冷媒流路７１３，７１４を備える。図示の例では、複数の冷媒流路７１３，７１４は、図２に示すように、流路形成樹脂モジュール７０の内周面７１２に形成される。流路形成樹脂モジュール７０は、ステータコア２０の外周面２１上における冷媒の衝突位置まわりに放射状に設けられる。図示の例では、ステータコア２０の外周面２１上における冷媒の衝突位置は、ステータコア２０の外周面２１上における鉛直流路部７３４の出口側の開口７１６（ステータコア２０の外周面２１側の開口７１６）に対向する位置である。従って、図示の例では、複数の冷媒流路７１３，７１４は、鉛直流路部７３４のステータコア２０の外周面２１側の開口７１６まわりに放射状に設けられる。
【００２２】
複数の冷媒流路７１３，７１４は、ステータコア２０のコイルエンド３２Ｌ，３２Ｒに向けてそれぞれ延在する。複数の冷媒流路７１３，７１４は、鉛直流路部７３４の出口側とステータコア２０のコイルエンド３２Ｌ，３２Ｒ側とでそれぞれ開口する。即ち、複数の冷媒流路７１３は、鉛直流路部７３４の出口側とステータコア２０のコイルエンド３２Ｌ側とでそれぞれ開口し、複数の冷媒流路７１４は、鉛直流路部７３４の出口側とステータコア２０のコイルエンド３２Ｒ側とでそれぞれ開口する。複数の冷媒流路７１３，７１４は、鉛直流路部７３４の出口側とステータコア２０のコイルエンド３２Ｌ，３２Ｒ側以外では、外部から実質的に閉塞される。即ち、複数の冷媒流路７１３，７１４は、流路形成樹脂モジュール７０とステータコア２０の外周面２１とにより画成される閉断面を有する。
【００２３】
複数の冷媒流路７１３，７１４の本数や間隔等は、任意であり、モータ冷却構造１による冷却後のステータコア２０の温度分布が均一となるように、適合されてよい。図示の例では、８本の冷媒流路７１３が、コイルエンド３２Ｌ側において周方向で等間隔を於いて開口するように設けられており、８本の冷媒流路７１４が、コイルエンド３２Ｒ側において周方向で等間隔を於いて開口するように設けられている。
【００２４】
複数の冷媒流路７１３，７１４の断面形状（流れ方向に沿って視た断面形状）は、任意であるが、例えば矩形であってもよいし、半円状であってもよい。複数の冷媒流路７１３，７１４の断面形状は、全て同一であってもよいが、好ましくは、モータ冷却構造１による冷却後のステータコア２０の温度分布が均一となるように、適合されてよい。例えば、複数の冷媒流路７１３，７１４の断面形状は、冷媒流路７１３，７１４の流量(冷媒の供給量)が同一になるように、適合されてよい。この際、複数の冷媒流路７１３，７１４の断面形状は、断面の幅を調整することで適合されてもよい。例えば、流路長が相対的に長い冷媒流路７１３，７１４は、流路長が相対的に短い冷媒流路７１３，７１４よりも粘性抵抗に起因した損失が大きくなることから、流路長が相対的に短い冷媒流路７１３，７１４よりも広幅に形成されてもよい。尚、図示の例においては、流路長が最も長い冷媒流路は、流路形成樹脂モジュール７０の周方向端部付近まで延在する冷媒流路であり、流路長が最も短い冷媒流路は、流路形成樹脂モジュール７０の周方向中央部付近でステータコア２０の軸方向に略平行に延在する冷媒流路である。
【００２５】
尚、図示の例では、流路形成樹脂モジュール７０は、２方向の抜き方向で成形することができる構成を有する。１方向は、水平流路部７３２の延在方向であり、他の１方向は、鉛直流路部７３４の延在方向である。この場合、流路形成樹脂モジュール７０の内周面７１２における複数の冷媒流路７１３，７１４の凹形状は、鉛直流路部７３４の延在方向に平行に形成されることになる。
【００２６】
図４は、本実施例のモータ冷却構造１により供給される冷媒の流れを模式的に示す図である。図５は、本実施例のモータ冷却構造１により供給される冷媒の流れとコイルエンド３２Ｌ，３２Ｒとの関係を模式的に示す図であり、（Ａ）は上面視を示し、（Ｂ）は背面視（ステータコア２０の軸が横方向になる向きのビュー）を示す。尚、図４及び図５においては、冷媒の流れを模式的に示すために、流路形成樹脂モジュール７０については図示されていない。図６は、コイルエンド３２Ｌ，３２Ｒに向かう冷媒の飛び出し態様の説明図である。
【００２７】
図４に示すように、冷媒は、矢印Ｐ１にて示すように、水平流路部７３２を通り、次いで、矢印Ｐ２にて示すように、鉛直流路部７３４を通り、ステータコア２０の外周面２１上に衝突する。図４には、衝突位置が符合Ｐにて示されている。冷媒は、ステータコア２０の外周面２１上に衝突すると、ステータコア２０の外周面２１上で４方（全方向）に広がる均一な流速を得る。この流速に起因して、冷媒は、矢印Ｐ３に示すように、複数の冷媒流路７１３，７１４を通って放射状に移動する。そして、冷媒は、複数の冷媒流路７１３，７１４の出口側の開口（コイルエンド３２Ｌ，３２Ｒ側の開口）を通って流路形成樹脂モジュール７０外に飛び出し、コイルエンド３２Ｌ，３２Ｒに当たり(図５参照)、コイルエンド３２Ｌ，３２Ｒの冷却を実現する。コイルエンド３２Ｌ，３２Ｒに当たり、コイルエンド３２Ｌ，３２Ｒの冷却に供された冷媒は、重力の作用によりコイルエンド３２Ｌ、３２Ｒ内を下方へと流れ、コイルエンド３２Ｌ、３２Ｒの全体を冷却する。
【００２８】
ここで、図示の例では、図５に示すように、コイルエンド３２Ｌは、ステータコア２０の外周面２１よりも径方向外側に突出している一方で、コイルエンド３２Ｒは、ステータコア２０の外周面２１よりも径方向内側に位置する。このため、図示の例では、図３及び図６に示すように、コイルエンド３２Ｌへと延在する冷媒流路７１３は、水平方向に開口する一方、コイルエンド３２Ｒへと延在する冷媒流路７１４は、鉛直下向きに開口する。即ち、冷媒流路７１３は、流路形成樹脂モジュール７０の側面で開口するのに対して、冷媒流路７１４は、流路形成樹脂モジュール７０の側面まで延在せずに、流路形成樹脂モジュール７０の側面の手前で終端する。但し、コイルエンド３２Ｒ側では、流路形成樹脂モジュール７０は、ステータコア２０の外周面２１よりも軸方向外側に張り出しており、冷媒流路７１４は、図６に示すように、終端位置では下方に開口している。これにより、コイルエンド３２Ｌ側では、冷媒は、図５及び図６において矢印Ｐ４にて示すように、流路形成樹脂モジュール７０の側面の冷媒流路７１３の出口からそのまま飛び出し、コイルエンド３２Ｌを効率的に冷却することができる。また、コイルエンド３２Ｒ側では、冷媒は、図５及び図６において矢印Ｐ５にて示すように、流路形成樹脂モジュール７０の内周面７１２側の冷媒流路７１４の出口から斜め下方に飛び出し、コイルエンド３２Ｒを効率的に冷却することができる。尚、このように、図示の例では、コイルエンド３２Ｌ，３２Ｒの構成に応じて、冷媒流路７１３，７１４の出口の構成を適合しているが、冷媒流路７１３，７１４の出口の構成は、コイルエンド３２Ｌ，３２Ｒに冷媒を当てることができる限り任意である。
【００２９】
以上説明したように、本実施例のモータ冷却構造１によれば、とりわけ、以下のような優れた効果が奏される。
【００３０】
本実施例のモータ冷却構造１によれば、上述の如く、ステータコア２０の外周面２１上に冷媒を衝突させ、その際、冷媒がステータコア２０の外周面２１上を四方に広がる現象を利用して、ステータコア２０の軸方向両側に位置するコイルエンド３２Ｌ、３２Ｒを均一に冷却することが容易となる。
【００３１】
また、上述の如く、ステータコア２０の外周面２１上に冷媒を垂直方向に衝突させる場合には、冷媒がステータコア２０の外周面２１上を四方に均等に広がるので、コイルエンド３２Ｌ、３２Ｒをより均一に冷却することが容易となる。但し、コイルエンド３２Ｌ、３２Ｒにおいて発熱分布が一定でない場合は、コイルエンド３２Ｌ、３２Ｒの発熱量の高い部分に、より多くの冷媒が供給されるように、ステータコア２０の外周面２１上に冷媒を斜め方向に衝突させてもよい。
【００３２】
また、上述の如く、複数の冷媒流路７１３，７１４の断面形状の幅を、冷媒流路７１３，７１４の流路長に応じて可変し、複数の冷媒流路７１３，７１４を通る冷媒の流量を調整することで、コイルエンド３２Ｌ、３２Ｒを均一に冷却することが可能となる。この際、流路長が相対的に長い冷媒流路７１３，７１４の断面の幅を、流路長が相対的に短い冷媒流路７１３，７１４の断面の幅よりも広く設定することで、粘性抵抗による損失を考慮して冷媒の流量を調整することが可能となる。
【００３３】
図７は、他の一実施例(実施例２)によるモータ冷却構造２を示す断面図であり、図２に対応する断面を示す。本実施例２のモータ冷却構造２は、流路形成樹脂モジュール７０が、ステータコア２０の外周面２１上に他の部材８０を介して設けられる点が、流路形成樹脂モジュール７０がステータコア２０の外周面２１上に直接設けられている上述した実施例１と異なる。流路形成樹脂モジュール７０自体の構成は、上述した実施例１と同様であってよい。
【００３４】
他の部材８０は、ステータコア２０の外周面２１に沿って設けられてよい。他の部材８０は、流路形成樹脂モジュール７０とは別の部材であってもよいし、流路形成樹脂モジュール７０と一体化された部材であってもよい。即ち、後者の場合、流路形成樹脂モジュール７０は、複数の冷媒流路７１３，７１４の径方向内側をカバーする部位を備えることで、他の部材８０を一体的に含む。
【００３５】
本実施例２によっても、上述した実施例１と同様の効果を得ることができる。尚、本実施例２の場合、冷媒は、他の部材８０上に衝突するように供給されることになる。
【００３６】
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【００３７】
例えば、上述した実施例では、複数の冷媒流路７１３，７１４は、流路形成樹脂モジュール７０側に形成されているが、ステータコア２０の外周面２１上(又は実施例２の場合、他の部材８０上)に直接形成されてもよいし、双方に形成されてもよい。
【００３８】
また、上述した実施例では、流路形成樹脂モジュール７０は、内周面７１２を画成する部分について、複数の冷媒流路７１３，７１４とは無関係の部位を含む構成を有しているが、複数の冷媒流路７１３，７１４とは無関係の部位を省略した構成であってもよい。例えば、複数の冷媒流路７１３，７１４を画成する必要最小限の構成(複数の冷媒流路７１３，７１４を画成するパイプ状の各部位が放射状に延在する構成)であってもよい。
【００３９】
また、上述した実施例では、前提として、モータは、ステータコア２０の軸方向が水平になる向きで搭載されているが、モータの搭載の向きは任意である。例えば、ステータコア２０の軸方向が鉛直方向に対応する場合でも、冷媒供給部７３０からの冷媒の供給圧を高めることで同様の効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１，２    モータ冷却構造
６    ステータ
２０    ステータコア
２１    外周面
３０    コイル
３２Ｌ、３２Ｒ    コイルエンド
７０    流路形成樹脂モジュール
７１２    内周面
７１３，７１４    冷媒流路
７３０    冷媒供給部
７３２    水平流路部
７３４    鉛直流路部
８０    他の部材
【図１】
2015006036.tif 000003
【図２】
2015006036.tif 000004
【図３】
2015006036.tif 000005
【図４】
2015006036.tif 000006
【図５】
2015006036.tif 000007
【図６】
2015006036.tif 000008
【図７】
2015006036.tif 000009