(57)【要約】【課題】  モータが大型化することを抑制しつつ、冷却効率を向上させる。【解決手段】  固定子３を構成する各ティースに巻回された固定子巻線のうち、周方向で隣り合うティース間のスロットに配置された各巻線同士をスロットの外部で接続する巻線渡り部３２ａは樹脂モールド部４１により被覆されている。略円筒状の樹脂モールド部４１は固定子３の回転軸線Ｏ方向の端面３Ａ，３Ａに接続され、樹脂モールド部４１の外周面４１Ａ上において、固定子３の端面３Ａ，３Ａとの接続部近傍に、径方向に一段縮径する円環状の切欠部４２を備える。樹脂モールド部４１の外周面４１Ａは、固定子３の外周面を覆うハウジング４の内周面に接続されている。樹脂モールド部４１の切欠部４２と、固定子３の回転軸線Ｏ方向の端面３Ａと、ハウジング４の内周面とによって周囲を囲まれるようにして円環状の冷媒流路４３が画成されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と、該回転子を回転させる回転磁界を発生する固定子と、前記固定子を固定するハウジングとを備え、
前記固定子は、円環状のヨーク部と、該ヨーク部の内周部あるいは外周部に設けられた巻線装着部と、該巻線装着部に巻装される巻線とを備え、
前記巻線装着部は、鉄心部と、該鉄心部を軸方向に貫通する複数の貫通孔または前記鉄心部の径方向を深さ方向として軸方向に沿って延在する複数の溝部とを備え、
前記巻線は、前記鉄心部の周方向に沿って所定間隔をおいた位置に配置される複数の前記貫通孔または前記溝部に装着されると共に、前記鉄心部の軸方向の端面上に沿って配設される巻線渡り部を備え、
前記巻線渡り部を被覆する樹脂部と、少なくとも前記樹脂部に形成される冷媒流路とを備えることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記樹脂部は周方向に沿って伸びる環状の切欠部を備え、前記冷媒流路は、前記切欠部の少なくとも一部を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記樹脂部は、周方向に沿って伸びる環状に形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記冷媒流路は、前記樹脂部と、前記固定子と、前記ハウジングとにより周囲を囲まれて形成されてなることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかひとつに記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば永久磁石式等のモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、固定子の固定子鉄心の外周に冷却液の通る冷却パイプを備えたモータ（例えば、特許文献１参照）が知られている。
また、従来、例えば、ポンプにより圧送した冷却油を固定子巻線に直接に接触させて冷却を行う冷却装置（例えば、特許文献２参照、特許文献３参照）が知られている。
また、例えば、コイルが巻回されたアウタロータを内部に収容するアウタロータカバーの内壁面上に形成された溝部を仕切り板により封止した状態で樹脂を注入し、コイルエンドを樹脂により被覆すると共に、仕切り板と溝部とにより形成された通路に冷却油を流通させるモータ（例えば、特許文献４参照）が知られている。
【特許文献１】特開平９−９３８６９号公報
【特許文献２】実開平６−３６３６３号公報
【特許文献３】特開２００３−２２４９４５号公報
【特許文献４】特開平１１−２０６０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術の一例に係る固定子鉄心の外周に冷却パイプを備えたモータにおいては、固定子鉄心の外周部に冷却パイプを装着する溝を形成することから、固定子鉄心の径方向の厚さに対して、溝を形成するための厚みを確保する必要があり、モータの径方向寸法が増大してしまうという問題が生じる。しかも、発熱源である固定子巻線と冷却パイプとの間には、固定子鉄心および溝内に冷却パイプを固定する接着剤が介在することから、冷却効率が低下してしまう虞がある。
また、上記従来技術に係るポンプにより圧送した冷却油を固定子巻線に直接に接触させて冷却を行う冷却装置においては、例えば冷却油内に異物が混入した場合に、この異物によって巻線の絶縁被覆層が損傷してしまう虞がある。しかも、巻線に冷却油を噴射させたり、複数の巻線間を複雑な流通経路に沿って流通する冷却油に対して所望の流量を確保するためには、相対的に高出力かつ大型のポンプを備える必要があり、装置構成が大型化してしまうという問題が生じる。
【０００４】
また、上記従来技術の一例に係るアウタロータカバーの溝部と仕切り板とにより形成された通路に冷却油を流通させるモータにおいては、発熱源である固定子巻線と冷却油の流通路との間には、仕切り板が介在することから、冷却効率が低下してしまう虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、モータが大型化することを抑制しつつ、冷却効率を向上させることが可能なモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明のモータは、回転子と、該回転子を回転させる回転磁界を発生する固定子と、前記固定子を固定するハウジングとを備え、前記固定子は、円環状のヨーク部（例えば、実施の形態でのバックヨーク３１ａ，…，３１ａ）と、該ヨーク部の内周部あるいは外周部に設けられた巻線装着部（例えば、実施の形態でのティース３１ｂ，…，３１ｂ、スロット）と、該巻線装着部に巻装される巻線（例えば、実施の形態での固定子巻線３２，…，３２）とを備え、前記巻線装着部は、鉄心部（例えば、実施の形態でのティース３１ｂ，…，３１ｂ）と、該鉄心部を軸方向に貫通する複数の貫通孔または前記鉄心部の径方向を深さ方向として軸方向に沿って延在する複数の溝部（例えば、実施の形態でのスロット）とを備え、前記巻線は、前記鉄心部の周方向に沿って所定間隔をおいた位置に配置される複数の前記貫通孔または前記溝部に装着されると共に、前記鉄心部の軸方向の端面上に沿って配設される巻線渡り部（例えば、実施の形態での巻線渡り部３２ａ，…，３２ａ）を備え、前記巻線渡り部を被覆する樹脂部（例えば、実施の形態での樹脂モールド部４１）と、少なくとも前記樹脂部に形成される冷媒流路（例えば、実施の形態での冷媒流路４３）とを備えることを特徴としている。
【０００６】
上記のモータによれば、ハウジングの内部に収容される固定子において、固定子の巻線装着部に巻装される巻線は、鉄心部の貫通孔または溝部に装着される巻線本体部と、異なる巻線本体部同士を貫通孔または溝部の外部で接続する巻線渡り部とを備えて構成されている。そして、巻線渡り部が固定子の回転軸線方向における鉄心部の端部に配設され、巻線渡り部を被覆する樹脂部に直接に冷媒流路が形成されることで、例えば鉄心部の外周に冷却流路を形成する場合に比べて、モータの径方向寸法が増大してしまうことを防止することができる。しかも、発熱源である巻線と冷却媒体（冷媒）との間には樹脂部が介在するだけであるから、例えば熱伝導性の高い樹脂により樹脂部を形成することで、冷却効率を向上させることができる。
また、巻線の巻線渡り部を被覆する樹脂部に冷媒流路を形成したことにより、例えば樹脂部を備えていない状態で鉄心部の外部に露出する場合に比べて、樹脂部、冷媒流路、冷媒の順にスムースに放熱されるため、巻線渡り部の放熱性を向上させることができる。しかも、巻線渡り部を樹脂部によって鉄心部に固定することでモータの運転に伴う巻線渡り部の振動の発生を抑制することができる。
【０００７】
さらに、請求項２に記載の発明のモータは、前記樹脂部は周方向に沿って伸びる環状の切欠部（例えば、実施の形態での切欠部４２）を備え、前記冷媒流路は、前記切欠部の少なくとも一部を含んでいることを特徴としている。
【０００８】
上記のモータによれば、巻線渡り部を被覆する樹脂部に設けた切欠部により冷却流路を形成することで、例えば鉄心部の外周に冷却流路を形成する場合に比べて、モータの径方向寸法が増大したり、ハウジングの径方向の厚さが増大してしまうことを防止することができる。しかも、樹脂部に切欠部を設けることで冷却流路内を流通する冷媒と樹脂部との接触面積を増大させ、樹脂部を介した巻線の放熱性を向上させることができる。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の発明のモータでは、前記樹脂部は、周方向に沿って伸びる環状に形成されてなることを特徴としている。
【００１０】
上記のモータによれば、樹脂成形等によって樹脂部を形成する際に、例えば樹脂部および冷媒流路をそれぞれ個別に形成するなど、煩雑な手間がかかることを防止することができる。しかも、冷媒流路が複雑化することを防止しつつ、同一の冷媒を供用して複数の巻線渡り部を効率良く冷却することができる。
【００１１】
さらに、請求項４に記載の発明のモータでは、前記冷媒流路は、前記樹脂部と、前記固定子と、前記ハウジングとにより周囲を囲まれて形成されてなることを特徴としている。
【００１２】
上記のモータによれば、例えば内部に冷媒を流通させる流通管等の新たな構成要素を付加する必要無しに、冷媒流路を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明のモータによれば、モータの径方向寸法が増大してしまうことを防止しつつ、冷却効率を向上させることができる。特に、巻線渡り部の放熱性を向上させることができると共に、モータの運転に伴う巻線渡り部の振動の発生を抑制することができる。
さらに、請求項２に記載の発明のモータによれば、樹脂部に切欠部を設けることで冷却流路内を流通する冷媒と樹脂部との接触面積を増大させ、樹脂部を介した巻線の放熱性を向上させることができる。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の発明のモータによれば、樹脂成形等によって樹脂部を形成する際に、例えば樹脂部および冷媒流路をそれぞれ個別に形成するなど、煩雑な手間がかかることを防止することができる。しかも、冷媒流路が複雑化することを防止しつつ、同一の冷媒を供用して複数の巻線渡り部を効率良く冷却することができる。
さらに、請求項４に記載の発明のモータによれば、例えば内部に冷媒を流通させる流通管等の新たな構成要素を付加する必要無しに、冷媒流路を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のモータの一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態に係るモータ１は、例えばハイブリッド車両や燃料電池車両等の車両の駆動源とされるブラシレスＤＣモータであって、図１および図２に示すように、回転軸線Ｏ周りに回転可能とされた略円柱状の回転子２と、この回転子２の外周部に対向する内周部を有する略円筒状の固定子３と、固定子３の外周面を覆うようにして固定子３および回転子２を内部に収容する円筒状のハウジング４とを備えて構成されている。
【００１６】
回転子２は、固定子３の内部に配置されて回転軸線Ｏ周りに回転可能とされ、例えば、略円柱状のロータシャフト１０と、ロータシャフト１０の外周面上に装着された積層コア１１と、複数の永久磁石１２，…，１２とを備えて構成されている。
積層コア１１は、例えば略円環状の珪素鋼板等の複数の電磁鋼板が回転軸線Ｏ方向に積層されて形成され、略円筒状のロータ鉄心２１と、このロータ鉄心２１の周方向の所定位置において外周面上から径方向外方に向かい断面視略矩形状に突出する複数の突極部２２，…，２２とを備え、周方向で隣り合う突極部２２，２２の間には、これらの突極部２２，２２によって両側から挟み込まれるようにして略長方形板状の永久磁石１２が装着されている。
【００１７】
突極部２２の外周側端部には周方向外方に向かい突出する２つの磁石保持爪部２２ａ，２２ａが形成され、周方向で隣り合う突極部２２，２２から突出する互いの磁石保持爪部２２ａ，２２ａは、これらの突極部２２，２２の間に装着された永久磁石１２の外周面に当接して、永久磁石１２が径方向外方に向かい移動することを規制している。つまり、このモータ１では、永久磁石１２の外周面の一部が固定子３に向かって露出している。
【００１８】
永久磁石１２は、例えばフェライト磁石、あるいは、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系やＳｍ−Ｃｏ系の希土類磁石等であって、径方向に磁化されている。そして、周方向で隣り合う永久磁石１２，１２の磁化方向が互いに反対方向となるように、すなわち外周側がＮ極とされた永久磁石１２には、外周側がＳ極とされた永久磁石１２が隣り合うように配置されている。なお、複数の永久磁石１２，…，１２の個数は偶数個とされている。
【００１９】
略円筒状の固定子３は、例えば略円環状に配置された複数のステータ片３１，…，３１がハウジング４内に収容されて構成され、例えば略Ｔ字板状の珪素鋼板等の複数の電磁鋼板が回転軸線Ｏ方向に積層されて形成された各ステータ片３１は、バックヨーク３１ａと、このバックヨーク３１ａから周方向内方に向かい延出するティース３１ｂとを備えて構成され、各ティース３１ｂには、回転子２を回転させる回転磁界を発生する複数相（例えば、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相からなる３相）の固定子巻線３２，…，３２が絶縁部材（図示略）を介して巻回されている。
【００２０】
なお、各ステータ片３１のバックヨーク３１ａの周方向の両端部のうち、一方の端部には周方向に突出する凸部３３が形成され、他方の端部には隣接するステータ片３１の凸部３３を嵌合可能な凹部３４が形成されている。これにより、周方向で隣り合うステータ片３１，３１同士は、一方のステータ片３１のバックヨーク３１ａの凸部３３が、他方のステータ片３１のバックヨーク３１ａの凹部３４に嵌合することで、互いに所定の相対配置状態に位置決めされて接続固定されている。
また、各ステータ片３１のティース３１ｂの内周側端部には、周方向外方に向かい突出する２つの巻線保持爪３１ｃ，３１ｃが形成され、各ティース３１ｂに巻回された固定子巻線３２が周方向内方に移動することを規制している。
【００２１】
そして、各ティース３１ｂに巻回された固定子巻線３２のうち、周方向で隣り合うティース３１ｂ,３１ｂ間のスロットに配置された各巻線同士を、スロットの外部、つまり各ティース３１ｂの回転軸線Ｏ方向の端面上で接続する巻線渡り部３２ａは樹脂モールド部４１により被覆されている。
樹脂モールド部４１は、例えば略円筒状に形成され、固定子３の回転軸線Ｏ方向の端面３Ａ，３Ａ（例えば、複数のティース３１ｂ，…，３１ｂの回転軸線Ｏ方向の端面）に接続されている。さらに、樹脂モールド部４１の外周面４１Ａ上において、固定子３の端面３Ａ，３Ａとの接続部近傍には、径方向に一段縮径するようにして、円環状の切欠部４２が形成されている。
【００２２】
そして、樹脂モールド部４１の外周面４１Ａは、固定子３の外周面を覆うハウジング４の内周面に接続されている。これにより、樹脂モールド部４１の切欠部４２と、固定子３の回転軸線Ｏ方向の端面３Ａと、ハウジング４の内周面とによって周囲を囲まれるようにして円環状の冷媒流路４３が画成されている。
なお、ハウジング４には、鉛直方向上方の位置でハウジング４を貫通して冷媒流路４３に連通する冷媒流入孔４４ａが形成され、樹脂モールド部４１には、鉛直方向下方の位置で回転軸線Ｏ方向に沿って伸び、樹脂モールド部４１を貫通して冷媒流路４３に連通する冷媒排出孔４４ｂが形成されている。
【００２３】
これにより、例えば図３に示すように、モータ１の運転時等においてハウジング４の冷媒流入孔４４ａに供給された冷却油等の冷却媒体（冷媒）は、鉛直方向上方から下方に向かい略円環状の冷媒流路４３内を流通する過程で、樹脂モールド部４１を介して発熱源とされる固定子巻線３２、特に巻線渡り部３２ａとの間で熱交換を行い、相対的に高温状態の固定子巻線３２を冷却する。
そして、冷媒流路４３内を流通した冷媒は、樹脂モールド部４１の冷媒排出孔４４ｂから外部に排出されるようになっている。
【００２４】
また、固定子３の外周面を覆うハウジング４は、例えばアルミニウム合金等の非磁性体により形成され、回転軸線Ｏ方向の両端部には、ハウジング４を他の機器（例えば、車両の内燃機関等）に接続固定するためのフランジ部４ａ，４ａが形成されている。そして、このハウジング４に挿入された固定子３は、締まりばめされた状態で固定されている。
つまり、ハウジング４は、その内径が固定子３の外径に対して所定の締め代を有するように設定されており、ハウジング４に固定子３を固定する際には、まず、ハウジング４を加熱して、固定子３が挿入可能となるまでハウジング４の内径を熱膨張させた後に、ハウジングに４に固定子３を挿入する。次に、ハウジング４を冷却すると、ハウジング４は内径が熱収縮して固定子３を締め付け、固定子３の固定が完了する。
【００２５】
そして、このモータ１の製造方法、特に、樹脂モールド部４１を形成する方法としては、先ず、例えば図４および図５に示すように、所定形状の円環状凹溝５１ａが形成され、分割可能とされた成形型５１の所定位置に、固定子巻線３２が巻装されたステータ３を装着して、成形型５１の円環状凹溝５１ａ内に巻線渡り部３２ａを挿入する。
次に、熱可塑性あるいは熱硬化性の所定量の溶融樹脂５２を成形型５１内に流し込み、巻線渡り部３２ａおよび固定子３の回転軸線Ｏ方向の端部を溶融樹脂５２中に浸漬させた状態で冷却あるいは加熱して溶融樹脂５２を硬化させる。これにより、樹脂モールド部４１が形成される。
次に、成形型５１を分割して樹脂モールド部４１を取り出し、ハウジング４に固定子３を挿入する。これにより、樹脂モールド部４１の外周面４１Ａがハウジング４の内周面に当接して、樹脂モールド部４１の切欠部４２の開口端がハウジング４の内周面により閉塞されることで、円環状の冷媒流路４３が画成される。
次に、固定子３の内部に回転子２を装着し、一連の工程を終了する。
【００２６】
なお、溶融樹脂５２は、例えば不飽和ポリエステル樹脂等の合成樹脂にガラス繊維を混入させたものであって、さらに、必要に応じて、例えば硬化剤や充填剤や離型剤や強化剤（例えば、ＳｉＣ、ＡｌＮ等の複合セラミックス）等を混入させたものを用いることができる。これにより、所望の耐熱性および振動吸収性を確保することができる。
また、成形型５１の円環状凹溝５１ａは、例えば図５に示すように、ステータ３の外径と同等あるいは僅かに大きな径の外周側内壁面６１Ａを有し、ステータ３の外周側端部を装着するためのステータ装着部６１と、このステータ装着部６１よりも小さな径を有し、ステータ３の巻線渡り部３２ａよりも外周側にずれた位置に配置される外周側内壁面６２Ａを具備する切欠部生成部６２と、この切欠部生成部６２よりも大きな径であって、ハウジング４の内径と同等あるいは僅かに大きな径の外周側内壁面６３Ａを有する拡径部６３とを備えて構成されている。
【００２７】
上述したように、本実施の形態によるモータ１によれば、巻線渡り部３２ａを被覆する樹脂モールド部４１の切欠部４２により冷媒流路４３を形成したことにより、例えば固定子３の外周に冷媒流路４３を形成する場合に比べて、モータ１の径方向寸法が増大してしまうことを防止することができる。しかも、発熱源である固定子巻線３２と冷却媒体（冷媒）との間には樹脂モールド部４１が介在するだけであるから、例えば熱伝導性が相対的に高い樹脂により樹脂モールド部４１を形成することで、冷却効率を向上させることができる。
【００２８】
また、巻線渡り部３２ａを被覆する樹脂モールド部４１に冷媒流路４３を形成したことにより、例えば樹脂モールド部４１を備えていない状態でスロットの外部に露出する場合に比べて、樹脂モールド部４１、冷媒流路４３、冷媒の順にスムースに放熱されるため、巻線渡り部３２ａの放熱性を向上させることができる。しかも、巻線渡り部３２ａを樹脂モールド部４１によってティース３１ｂに固定することでモータ１の運転に伴う巻線渡り部３２ａの振動の発生を抑制することができる。
しかも、樹脂モールド部４１に切欠部４２を設けることで冷媒流路４３内を流通する冷媒と樹脂モールド部４１との接触面積を増大させ、樹脂モールド部４１を介した固定子巻線３２の放熱性を向上させることができる
【００２９】
さらに、冷媒流路４３を周方向に沿って伸びる環状に形成したことにより、樹脂成形等によって樹脂モールド部４１を形成する際に、例えば樹脂モールド部４１および冷媒流路４３をそれぞれ個別に形成するなど、煩雑な手間がかかることを防止することができる。しかも、冷媒流路４３が複雑化することを防止しつつ、同一の冷媒を供用して複数の巻線渡り部３２ａ，…，３２ａを効率良く冷却することができる。
【００３０】
なお、上述した実施の形態においては、冷媒流路４３に導入された冷媒が重力によりスムースに排出される点で好ましいため、冷媒を冷媒流路４３内の鉛直方向上方から下方に向かい流通させるとしたが、これに限定されず、例えば図６および図７に示すように、冷媒を冷媒流路４３内の鉛直方向下方から上方に向かい流通させてもよい。
この変形例に係るモータ１では、樹脂モールド部４１の外周面４１Ａ上において、回転軸線Ｏ方向の端部に、径方向に一段縮径するようにして、円環状の切欠部４２が形成されている。
そして、樹脂モールド部４１の外周面４１Ａは、固定子３の外周面を覆うハウジング４の内周面に接続され、さらに、樹脂モールド部４１の回転軸線Ｏ方向の端面４１Ｂは、ハウジング４の回転軸線Ｏ方向の端部において内周面上から径方向内方に向かい突出するフランジ部４ｂに接続されている。これにより、樹脂モールド部４１の切欠部４２と、ハウジング４の内周面と、ハウジング４のフランジ部４ｂとによって周囲を囲まれるようにして円環状の冷媒流路４３が画成されている。
この変形例において、冷媒を冷媒流路４３内の鉛直方向下方から上方に向かい流通させることにより、例えば冷媒中に空気等のガスが混入して気泡が形成される場合であっても、気泡の移動方向と冷媒の流通方向とが略同方向となり、気泡を容易に外部に排出することができる。
しかも、冷媒流路４３が樹脂モールド部４１の回転軸線Ｏ方向の端部に設けられることによって、この冷媒流路４３内を流通する冷媒自体の放熱を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータの分解斜視図である。
【図２】図１に示すモータの周方向に対する断面図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】本実施形態に係る成形型の斜視図である。
【図５】図５に示す成形型にステータを装着した状態を示す図である。
【図６】本実施形態の変形例に係るモータの周方向に対する断面図である。
【図７】図６に示すＡ−Ａ線矢視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  モータ
２  回転子
３  固定子
４  ハウジング
３１ａ  バックヨーク（ヨーク部）
３１ｂ  ティース（巻線装着部、鉄心部）
３２  固定子巻線（巻線）
３２ａ  巻線渡り部
４１  樹脂モールド部（樹脂部）
４２  切欠部
４３  冷媒流路
【図１】
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【図２】
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【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】
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