(57)【要約】【目的】この発明の目的は、電動機のハウジングの冷却液が流れるジャケット内に空気が溜まることを防止でき、冷却効率の低下を防止することにある。【構成】このため、この発明は、電動機のステータを内周に支持する略円筒形状のハウジングを設け、このハウジングの円周方向に冷却液が流れるジャケットを周回させて形成して設けた電動機の冷却構造において、前記ジャケットの周回方向両端に夫々冷却液の入口孔と出口孔とを形成して設け、これら入口孔と出口孔とを連通する連通路を形成して設けたことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機のステータを内周に支持する略円筒形状のハウジングを設け、このハウジングの円周方向に冷却液が流れるジャケットを周回させて形成して設けた電動機の冷却構造において、前記ジャケットの周回方向両端に夫々冷却液の入口孔と出口孔とを形成して設け、これら入口孔と出口孔とを連通する連通路を形成して設けたことを特徴とする電動機の冷却構造。
【請求項２】
前記冷却液の入口孔と出口孔とは前記ハウジングの上部に形成して設け、前記連通路はこれら入口孔と出口孔との最高位置を連通する部位に形成して設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動機の冷却構造。
【請求項３】
電動機のステータを内周に支持する略円筒形状のハウジングを設け、このハウジングの円周方向に冷却液が流れるジャケットを周回させて形成して設けた電動機の冷却構造において、前記ジャケット内に冷却液の流れ方向に対して交差する方向に延びる複数の堰を形成して設け、これら複数の堰は前記ジャケット内の冷却液が流れる方向に向かって順次に且つ前記ハウジングの軸線方向各側に交互に偏らせて形成して設けたことを特徴とする電動機の冷却構造。
【請求項４】
前記複数の堰は、長手方向の両端を前記ジャケット内の前記ハウジングの軸線方向各側において対向する各側部に対して連結することなく異なる距離だけ離間させて形成して設けたことを特徴とする請求項３に記載の電動機の冷却構造。
【請求項５】
電動機のステータを内周に支持する略円筒形状のハウジングを設け、このハウジングの円周方向に冷却液が流れるジャケットを周回させて形成して設けた電動機の冷却構造において、前記ジャケットを前記ハウジングの軸線方向に少なくとも２分割して円周方向に螺旋状に複数回周回させて形成して設け、前記ジャケットの周回方向両端に夫々冷却液の入口孔と出口孔とを形成して設け、これら入口孔と出口孔とを連通する連通路を形成して設けるとともにこの連通路と前記ジャケットの周回方向中間部とを連絡するバイパス路を形成して設けたことを特徴とする電動機の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電動機の冷却構造に係り、特に、電動機のハウジングの冷却液が流れるジャケット内に空気が溜まることを防止することができ、冷却効率の低下を防止することができる電動機の冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等の駆動源として利用される電動機は、通電によりステータのコイルが発熱し、また、ステータのコアも内部を磁束の影響で発熱するため、温度上昇による機能低下を防止するために冷却を行う必要がある。一般に、電動機の温度上昇を防止するための冷却構造としては、電動機を覆うハウジングに冷却液が流れるジャケットを形成して設け、このジャケットを流れる冷却液に電動機の発熱を吸収させて排出することにより、温度上昇を防止している。
【０００３】
従来の電動機の冷却構造としては、電動機のステータを内周に支持するハウジングに冷却液が流れるジャケットを形成し、ハウジングの外側壁面に制御装置のパワーモジュールを取付け、ジャケットを流れる冷却液により電動機及びパワーモジュールの発熱を同時に冷却するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
従来の電動機の冷却構造としては、電動機のステータを内周に支持するハウジングに冷却液が流れる環状のジャケットを形成し、ジャケットの内壁と外壁とを複数の両持ち放熱フィンで接続するとともに内壁に外壁に向けて片持ち放熱フィンを設け、ハウジングの軸線方向に延びるボルト螺入用のボス部によってジャケットに流路絞り部を形成し、この流路絞り部により冷却液を乱流化して熱交換を効果的に行わせるものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−９９７４５号公報（第３頁、図１・図２）
【特許文献２】
特開平８−１９２１８号公報（第３頁、図１・図６）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の電動機の冷却構造においては、電動機のステータを支持するハウジングに冷却液が流れるジャケットを形成して設け、このジャケットを流れる冷却液に発熱を吸収させて温度上昇を防止している。
【０００７】
ところが、従来の電動機の冷却構造においては、ジャケットの冷却液の入口孔をハウジングの下部に形成して設けるとともに冷却液の出口孔をハウジングの上部に形成して設け、入口孔から流入する冷却液を周方向に２分してジャケットの上方に向かい流通させ、２分された冷却液を出口孔で集合させて外部に排出している（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００８】
このため、従来の電動機の冷却構造は、冷却液が２分したジャケットに分岐されることから、冷却液の流れが２分したジャケットに不均等に分流されてしまい、電動機を均等に冷却することができず、冷却効率が悪い不都合がある。
【０００９】
これに対して、ジャケットの冷却液の入口孔と出口孔とをハウジングの上部に形成した電動機の冷却構造においては、冷却液の流れが２分されず、ジャケットに均等に冷却液を流れさせることができる。
【００１０】
しかし、ジャケット内の空気は、流れ込む冷却液によってジャケット上方に押し上げられて行き、ジャケット上方の出口孔側に押し上げられた空気は出口孔から排出させることができる一方で、ジャケット上方の入口孔側に押し上げられた空気は流入する冷却液の抵抗もあってジャケット内の入口孔側に閉じこめられることになる。
【００１１】
このため、この電動機の冷却構造においては、ジャケット内に空気が留まることになり、冷却液に電動機の発熱を充分に吸収させることができず、冷却効率の低下を招く不都合がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、電動機のステータを内周に支持する略円筒形状のハウジングを設け、このハウジングの円周方向に冷却液が流れるジャケットを周回させて形成して設けた電動機の冷却構造において、前記ジャケットの周回方向両端に夫々冷却液の入口孔と出口孔とを形成して設け、これら入口孔と出口孔とを連通する連通路を形成して設けたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の電動機の冷却構造は、ジャケットの周回方向両端に夫々冷却液の入口孔と出口孔とを形成して設け、これら入口孔と出口孔とを連通する連通路を形成して設けたことにより、ジャケットの出口孔側の空気を出口孔から排出させることができるとともに、ジャケットの入口孔側の空気を連通孔によって出口孔側に流れさせることができ、出口孔から排出させることができる。
【００１４】
【実施例】
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。図１〜図８は、この発明の第１実施例を示すものである。図１・図２において、２は図示しない車両等の駆動源として利用される電動機、４は回転軸、６はロータ、８はステータ、１０はハウジングである。電動機２は、図示しないサイドメンバに軸支される回転軸４の周囲にロータ６を固設し、ロータの外周に近接してステータ８を配設し、このステータ８をハウジング１０の内周に支持して設けている。
【００１５】
電動機２は、ハウジング１０の上部に設けた図示しない制御装置のインバータからステータ８のコイル（図示せず）に電流を供給して回転磁界を発生し、これによりロータ６を回転させる。
【００１６】
前記ハウジング１０は、略円筒形状に形成され、内周面１２にステータ８の外周面１４を密着させて支持して設けている。ハウジング１０の内周面１２には、円周方向に冷却液が流れるジャケット１６を周回させて形成して設けている。ジャケット１６は、ハウジング１０の内周面１２にステータ８の外周面１４を密着させることにより、液密にシールされる。
【００１７】
ジャケット１６は、図３・図４に示す如く、ハウジング１０の内周面１２よりも外周面１８側に位置されてハウジング１０の円周方向に連続する周面部２０と、この周面部２０の幅方向両側であってハウジング１０の軸線方向Ｃ各側において対向する各側部２２・２４とにより、ハウジング１０の円周方向において略全周に相当する長さに周回され、且つ軸線方向Ｃ視において略円環形状に近い円弧形状に形成して設けている。
【００１８】
ジャケット１６は、図５に示す如く、周回方向中間の中間部２６と周回方向両端の両端部２８・３０とを有する円弧形状に形成して設けている。ジャケット１６の中間部２６は、図２に示す如く、断面がハウジング１０の軸線方向Ｃに長い略長四角形状に形成して設けている。ジャケット１６の両端部２８・３０は、ハウジング１０の上部に位置させて設けるとともに、図６に示す如く、ハウジング１０の軸線方向Ｃ各側に夫々相互に偏らせて断面が次第に小さくなるように形成して設けている。
【００１９】
ジャケット１６の周回方向両端の両端部２８・３０には、夫々冷却液の入口孔３２と出口孔３４とを形成して設けている。これら入口孔３２と出口孔３４とは、ハウジング１０の上部に位置させて形成して設けている。入口孔３２と出口孔３４とは、図５に示す如く、夫々両端部２８・３０に、ハウジング１０の軸線方向Ｃ各側に夫々相互に偏らせて位置させ、図１・図２に示す如く、ジャケット１６の周面部２０からハウジング１０の外周面１８を越えて径外方向に突出させ、且つハウジング１０の円周方向において相互に逆方向に指向させて形成して設けている。
【００２０】
これら入口孔３２と出口孔３４とには、図１に示す如く、夫々入口管３６と出口管３８とを接続して設けている。入口管３６と出口管３８とには、電動機２の図示しない冷却液通路が接続され、冷却液の導入・排出が行われる。
【００２１】
ハウジング１０には、ジャケット１６の入口孔３２と出口孔３４とを連通する連通路４０を形成して設けている。連通路４０は、図１・図２に示す如く、これら入口孔３２と出口孔３４との最高位置を連通する部位に形成して設けている。
【００２２】
また、ハウジング１０には、図７に示す如く、ジャケット１６内に冷却液の流れ方向に対して交差する方向に延びる複数の堰４２を形成して設けている。これら複数の堰４２は、ジャケット１６内の冷却液が流れる方向に向かって順次に且つハウジング１０の軸線方向Ｃ各側に交互に偏らせて形成している。
【００２３】
複数の堰４２は、図８に示す如く、ハウジング１０の軸線方向Ｃにおける長手方向の両端部４４・４６を、ジャケット１６内のハウジング１０の軸線方向Ｃ各側において対向する各側部２２・２４に対して連結することなく異なる距離Ｌ１・Ｌ２だけ離間させて、第１隙間４８とこの第１隙間４８よりも小さい第２隙間５０と形成して設けている。距離Ｌ１・Ｌ２は、Ｌ１＞Ｌ２に設定している。
【００２４】
つまり、複数の堰４２は、ジャケット１６内に冷却液の流れ方向に対して交差する方向に長手方向を指向させ、冷却液の流れる方向に向かって順次に形成するとともに、長手方向の両端部４４・４６のいずれか一方が各側部２２・２４のいずれか一方と距離Ｌ１だけ離間するとともに、両端部４４・４６のいずれか他方が各側部２２・２４のいずれか他方と前記距離Ｌ１よりも小さい距離Ｌ２だけ離間するように、長手方向の両端部４４・４６を各側部２２・２４に対して交互に異なる距離Ｌ１・Ｌ２だけ離間させて、各側部２２・２４との間に大なる距離Ｌ１の第１隙間４８と小なる距離Ｌ２の第２隙間５０とを確保して形成して設けている。
【００２５】
これにより、複数の堰４２は、ジャケット１６内の冷却液の流れに、各側部２２・２４との間が大きな距離Ｌ１の第１隙間４８を蛇行して流れる主流（図８の太矢印）を生じさせることができるとともに、この主流から分岐して各側部２２・２４との間が小さな距離Ｌ２の第２隙間５０を流れる分岐流（図８の細矢印）を生じさせることができる。
【００２６】
次に、この第１実施例の作用を説明する。
【００２７】
電動機２は、図示しない制御装置からステータ８のコイル（図示せず）に電流を供給して回転磁界を発生し、これによりロータ６を回転させる。電動機２は、通電によりコイルが発熱し、また、ステータ８のコア（図示せず）も内部に磁束の影響で発熱する。
【００２８】
電動機２の発熱は、ハウジング１０の上部に設けた入口孔３２から流入して円弧形状のジャケット１６を流れる冷却液に吸収された後、ハウジング１０の上部に設けた出口孔３４から冷却液とともに排出され、電動機２の温度上昇を防止することができる。
【００２９】
このとき、ジャケット１６内に留まっている空気は、冷却液によってジャケット１６上方に押し上げられて行く。
【００３０】
この電動機２の冷却構造は、ジャケット１６の周回方向両端の入口孔３２と出口孔３４とをハウジング１０の上部に位置させて形成して設け、これら入口孔３２と出口孔３４とを連通する連通路４０を形成して設け、しかも連通路４０を入口孔３２と出口孔３４との最高位置を連通する部位に形成して設けている。
【００３１】
これにより、この電動機２の冷却構造は、ジャケット１６の出口孔３４側に押し上げられた空気を出口孔３４から排出させることができるとともに、ジャケット１６の入口孔３２側に押し上げられた空気を、連通路４０によって出口孔３４側に流れさせ、出口孔３４から排出させることができる。
【００３２】
このため、この電動機２の冷却構造は、ハウジング１０のジャケット１６内に空気が留まることを防止することができ、冷却液に電動機２の発熱を充分に吸収させることができ、冷却効率の低下を防止することができる。
【００３３】
また、この電動機２の冷却構造は、ハウジング１０の上部に位置させて形成した入口孔３２と出口孔３４とを連通する連通路４０を、入口孔３２と出口孔３４との最高位置を連通する部位に形成して設けていることにより、ジャケット１６の入口孔３２側に押し上げられた空気を出口孔３４側に容易に流れさせることができるとともに、制御装置のインバータ（図示せず）をハウジング１０の上部に設けた場合において、インバータの冷却液通路（図示せず）と電動機２の冷却液通路（図示せず）とを最短距離で接続することが可能となり、冷却損失の低減と省スペースを実現することができる。
【００３４】
さらに、この電動機２は、ハウジング１０のジャケット１６内に冷却液の流れ方向に対して交差する方向に延びる複数の堰４２を形成して設けている。これら複数の堰４２は、ジャケット１６内の冷却液が流れる方向に向かって順次に且つハウジング１０の軸線方向Ｃ各側に交互に偏らせて形成して設け、しかも、ハウジング１０の軸線方向Ｃにおける長手方向の両端部４４・４６を、ジャケット１６内のハウジング１０の軸線方向Ｃ各側における各側部２２・２４に対して連結することなく、異なる距離Ｌ１・Ｌ２だけ離間させて、第１隙間４８とこの第１隙間４８よりも小さい第２隙間５０と形成して設けている。
【００３５】
これにより、この電動機２の冷却構造は、複数の堰４２によって、ジャケット１６内の冷却液に各側部２２・２４との間が大きな距離Ｌ１の第１隙間４８を蛇行して流れる主流を生じさせることができ、ジャケット１６の各側部２２・２４にまで冷却液を充分に流れさせることができ、冷却効率の高めることができる。
【００３６】
しかも、この電動機２の冷却構造は、ジャケット１６内の冷却液に、主流から分岐して各側部２２・２４との間が小さな距離Ｌ２の第２隙間５０を流れる分岐流（図８の細矢印）を生じさせることができ、ジャケット１６の各側部２２・２４に冷却液の澱みが形成されることを防止でき、冷却液を充分に流れさせることができ、冷却効率をさらに高めることができる。
【００３７】
図９・図１０は、第２実施例を示すものである。以下の実施例においては、上述の第１実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。第２実施例の電動機２の冷却構造は、ジャケット１６をハウジング１０の軸線方向Ｃに少なくとも２分割して円周方向に螺旋状に複数回、第２実施例においては２回周回させて形成して設けている。
【００３８】
ジャケット１６は、周回方向中間の中間部２６と周回方向両端の両端部２８・３０とを有する螺旋形状に形成して設け、両端部２８・３０をハウジング１０の上部に位置させて設けるとともに、ハウジング１０の軸線方向Ｃ各側に夫々相互に偏らせて形成して設けている。
【００３９】
ジャケット１６の周回方向両端の両端部２８・３０には、ハウジング１０の上部に位置させて夫々冷却液の入口孔３２と出口孔３４とを形成して設けている。これら入口孔３２と出口孔３４とは、夫々両端部２８・３０に、ハウジング１０の軸線方向Ｃ各側に夫々相互に偏らせて位置させ、ジャケット１６の周面部２０からハウジング１０の外周面１８を越えて径外方向に突出させ、且つハウジング１０の円周方向において相互に逆方向に指向させて形成して設けている。
【００４０】
ハウジング１０には、ジャケット１６の入口孔３２と出口孔３４との最高位置を連通する連通路４０を形成して設けるとともに、この連通路４０とジャケット１６の周回方向中間部２６の最高位置とを連絡するバイパス路５２を形成して設けている。このハウジング１０には、ジャケット１６内に第１実施例の堰４２を設けていない。
【００４１】
このように、第２実施例の電動機２の冷却構造は、ジャケット１６をハウジング１０の軸線方向Ｃに少なくとも２分割して円周方向に螺旋状に２回周回させて形成して設けたことにより、ジャケット１６の各側部２２・２４間の幅を第１実施例の約半分の幅狭に形成することができる。
【００４２】
このため、第２実施例の電動機２の冷却構造は、第１実施例のように堰４２を設けることなく、ジャケット１６の各側部２２・２４にまで冷却液を充分に流れさせることができ、冷却効率の高めることができる。
【００４３】
また、第２実施例の電動機２の冷却構造は、ジャケット１６の周回方向両端にハウジング１０の上部に位置させて冷却液の入口孔３２と出口孔３４とを形成して設け、これら入口孔３２と出口孔３４とを連通する連通路４０を形成して設けるとともに、この連通路４０とジャケット１６の周回方向中間部２６とを連絡するバイパス路５２を形成して設けたことにより、ジャケット１６の出口孔３４側に押し上げられた空気を出口孔３４から排出させることができるとともに、ジャケット１６の入口孔３２側に押し上げられた空気を、連通路４０によって出口孔３４側に流れさせて出口孔３４から排出させることができ、さらに、２回周回させたジャケット１６の周回方向中間部２６の最高位置の空気を、バイパス路５２によって連通路４０を介して出口孔３４側に流れさせて出口孔３４から排出させることができる。
【００４４】
このため、第２実施例の電動機２の冷却構造は、ハウジング１０の２回周回せたジャケット１６の周回方向中間部２６内に空気が留まることを防止することができ、冷却液に電動機２の発熱を充分に吸収させることができ、冷却効率の低下を防止することができる。
【００４５】
図１１は、第３実施例を示すものである。第３実施例の電動機２の冷却構造は、ジャケット１６内の堰４２に冷却液の通過を許容する複数の通過孔５４を形成して設けたものである。
【００４６】
第３実施例の電動機２の冷却構造は、ジャケット１６内の堰４２に複数の通過孔５４を形成して設け、冷却液の通過を許容することにより、冷却液の流れ方向に対して交差する方向の堰４２による冷却液の通過抵抗を減少させることができるとともに、堰４２の下流側に澱みが形成されることを防止でき、冷却液を充分に流れさせて冷却効率を高めることができる。
【００４７】
図１２は、第４実施例を示すものである。第４実施例の電動機２の冷却構造は、ジャケット１６内の堰４２を、第１隙間４８側の長辺部４２−１と第２隙間５０側の短辺部４２−２とからなり、長辺部４２−１と短辺部４２−２との各一端側を連結して上流側に指向させるとともに各他端側を離間して夫々第１・第２隙間４８・５０側且つ下流側に指向させて、冷却液の流れる方向の上流側に向かって凸であるとともに下流側に向かって不等長に拡開して傾斜する不等辺山形形状に形成して設けたものである。
【００４８】
第４実施例の電動機２の冷却構造は、ジャケット１６内に上流側に向かって凸の不等辺山形形状の堰４２を形成して設けたことにより、ジャケット１６内の冷却液に、第１隙間４８側で下流側に傾斜する長辺部４２−１によって第１隙間４８を蛇行する主流の流れを促進することができるとともに、第２隙間５０側で下流側に傾斜する短辺部４２−２によって主流から分岐する分岐流の流れを促進することができ、冷却液を充分に流れさせることができ、冷却効率をさらに高めることができる。
【００４９】
図１３は、第５実施例を示すものである。第５実施例の電動機２の冷却構造は、ジャケット１６内の堰４２を、第２隙間５０側から第１隙間４８側に向かって下流側に傾斜する複数枚の案内板５６により形成して設け、これら各案内板５６の間に第２隙間５０側から第１隙間４８側に向かって下流側に冷却液の流通を許容する複数の案内隙間５８を形成して設けたものである。
【００５０】
第５実施例の電動機２の冷却構造は、ジャケット１６内に下流側に向かって傾斜する複数枚の案内板４８からなる堰４２を形成して設けたことにより、ジャケット１６内の冷却液に、案内板４８によって第１隙間４８を蛇行する主流の流れを促進することができ、冷却液を充分に流れさせて冷却効率をさらに高めることができ、また、案内板４８間の案内隙間５８によって主流から分岐した分岐流の流れの一部を主流側に案内することができ、堰４２の下流側に澱みが形成されることを防止でき、冷却液を充分に流れさせて冷却効率を高めることができる。
【００５１】
図１４は、第６実施例を示すものである。第６実施例の電動機２の冷却構造は、ジャケット１６内の堰４２を、第１隙間４８側の膨出部６０と第２隙間５０側の平面部６２とからなり、冷却液の流れる方向の上流側に向かう翼断面形状に形成して設けたものである。
【００５２】
第６実施例の電動機２の冷却構造は、ジャケット１６内に上流側に向かう翼断面形状の堰４２を形成して設けたことにより、ジャケット１６内の冷却液に、第１隙間４８側の膨出部６０によって第１隙間４８を蛇行する主流の流れを早めることができるとともに、第２隙間５０側の平面部６０によって主流から分岐する分岐流の流れを促進することができ、冷却液を充分に流れさせることができ、冷却効率をさらに高めることができる。
【００５３】
【発明の効果】
このように、この発明の電動機の冷却構造は、ジャケットの出口孔側の空気を出口孔から排出させることができるとともに、ジャケットの入口孔側の空気を連通孔によって出口孔側に流れさせることができ、出口孔から排出させることができる。
このため、この電動機の冷却構造は、ハウジングのジャケット内に空気が留まることを防止することができ、冷却液に電動機の発熱を充分に吸収させることができ、冷却効率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例を示す電動機の断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線による断面図である。
【図５】ジャケットの斜視図である。
【図６】ジャケットの展開図である。
【図７】各側部に接続した堰を設けたジャケットの展開図である。
【図８】各側部から離間する堰を設けたジャケットの展開図である。
【図９】第２実施例を示するジャケットの平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線による電動機の断面図である。
【図１１】第３実施例を示す各側部から離間する堰を設けたジャケットの展開図である。
【図１２】第４実施例を示す各側部から離間する堰を設けたジャケットの展開図である。
【図１３】第５実施例を示す各側部から離間する堰を設けたジャケットの展開図である。
【図１４】第６実施例を示す各側部から離間する堰を設けたジャケットの展開図である。
【符号の説明】
２  電動機
４  回転軸
６  ロータ
８  ステータ
１０  ハウジング
１２  内周面
１６  ジャケット
１８  外周面
３２  入口孔
３４  出口孔
４０  連通路
４２  堰
４８  第１隙間
５０  第２隙間
【図１】
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【図２】
2004312886.tif 000004
【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】
2004312886.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004312886.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2004312886.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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