(57)【要約】【課題】モータのコイルエンド部を冷却オイルによって冷却することができるとともに、その冷却オイルからケースへの熱伝達効率を向上させることのできるモータの冷却装置を提供する。【解決手段】半径方向内側に突出し、かつ等間隔に形成された複数の巻回部４ｂを有するステータコア４ａと、前記巻回部４ｂのそれぞれに素線を巻き付けて形成されたコイル５とを備えたステータ４と、該ステータ４の内周側に配置されたロータ３とを備えたモータ１の冷却装置において、前記巻回部４ｂ同士の間で各素線を被覆するように充填された樹脂モールド８と、前記巻回部４ｂ同士の間に樹脂モールド８とステータコア４ａとによって区画して形成された流路７とを備え、前記流路７に冷却オイルを供給するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向内側に突出し、かつ等間隔に形成された複数の巻回部を有するステータコアと、前記巻回部のそれぞれに素線を巻き付けて形成されたコイルとを備えたステータと、該ステータの内周側に配置されたロータとを備えたモータの冷却装置において、
前記巻回部同士の間で各素線を被覆するように充填された樹脂モールドと、
前記巻回部同士の間に樹脂モールドとステータコアとによって区画して形成された流路と
を備え、
前記流路に冷却オイルを供給するように構成されていることを特徴とするモータの冷却装置。
【請求項２】
前記ステータコアの外周側に隙間を空けて配置されたケースを更に備え、
前記流路から前記隙間に貫通する貫通孔が、前記ステータコアに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータの冷却装置。
【請求項３】
前記ステータコアは、多数の鋼板が軸線方向に積層されて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のモータの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータを冷却する装置に関し、特にそのモータのステータとそのステータに巻き付けられたコイルとを冷却する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車や電気自動車などの駆動系に使用されるモータは、高トルクを出力することのできるものが使用されている。一方、車両に搭載されるモータは出力トルクが大きい反面、発熱量が多くなってしまう。特に、モータのコイルエンド部の発熱量が多くなるので、モータのコイルエンド部を冷却する装置が種々開発されている。
【０００３】
その一例として、モータのコイルエンド部をステータに固定するためにコイルエンド部と一体に形成され、かつコイルエンド部を覆う樹脂モールドを有したモータのコイルエンド部の冷却効率を向上させるために、樹脂モールドに溝部を形成し、その溝部にコイルの一部が露出するように構成された装置が特許文献１に記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ステータティースの軸線方向における両端面に樹脂プレートを一体に形成し、また、モータの径方向におけるコイルエンド部の内周側に樹脂製の円筒部を配置することによって、コイルエンド部を覆う環状の冷却油路を形成し、その冷却油路に冷却オイルを潤滑させることによって、コイルエンド部を冷却する装置が記載されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、コイルエンド部の軸線方向における両端面に、それぞれの端面において円周方向に連通した冷却油路を形成し、一方の端面に供給される冷却オイルの流量が、他方の端面に供給される冷却オイルの流量より多くすることによって、冷却オイルが多く供給される端面側から、ステータの内周側を通って相対的に冷却オイルが少なく供給される端面側に流れることによって、ステータおよびコイルを冷却する装置が記載されている。
【０００６】
そして、特許文献４には、コイルエンド部に樹脂を浸透させることによって、コイルエンド部の絶縁性を維持しつつ、コイルエンド部の剛性を高める装置が記載され、特許文献５には、ステータの下方部側にコイルエンド部を覆うオイルタンクを設け、ステータの上方側から冷却オイルを滴下することによって、コイルエンド部を滴下された冷却オイルで冷却するとともに、滴下されてオイルタンクに溜められたオイルによってコイルエンド部を冷却する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１９７７７４号公報
【特許文献２】特開２００４−２３８０５号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２４６５９号公報
【特許文献４】特開２００１−８６６８３号公報
【特許文献５】特開２００５−１３０５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように特許文献１に記載された装置は、コイルエンド部を覆う樹脂モールドに溝部を形成してコイルをその溝部に露出させることによって、溝部に沿って供給される冷却オイルによってコイルを直接冷却することができる。また、特許文献２に記載された装置は、コイルエンド部を覆って形成されて冷却油路に冷却オイルを流すことによって、コイルを直接冷却することができる。したがって、特許文献１および特許文献２に記載された装置では、樹脂モールドによってコイルエンド部が完全に覆われている構造の場合よりも、熱伝達の効率を向上させることができる。しかしながら、長時間に亘ってモータが駆動している場合や、モータに掛かる負荷が大きい場合などでは冷却オイルの温度が増加するため、冷却オイルからモータのカバーあるいはケースへの熱伝達の効率が低下してしまい、その結果、コイルエンド部の冷却効率が低下する可能性がある。したがって、冷却オイルとモータのケースとの熱伝達効率を向上させることのできる装置を開発する余地がある。
【０００９】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、モータのコイルエンド部を冷却オイルによって冷却することができるとともに、その冷却オイルからケースへの熱伝達効率を向上させることのできるモータの冷却装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、半径方向内側に突出し、かつ等間隔に形成された複数の巻回部を有するステータコアと、前記巻回部のそれぞれに素線を巻き付けて形成されたコイルとを備えたステータと、該ステータの内周側に配置されたロータとを備えたモータの冷却装置において、前記巻回部同士の間で各素線を被覆するように充填された樹脂モールドと、前記巻回部同士の間に樹脂モールドとステータコアとによって区画して形成された流路とを備え、前記流路に冷却オイルを供給するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ステータコアの外周側に隙間を空けて配置されたケースを更に備え、前記流路から前記隙間に貫通する貫通孔が、前記ステータコアに形成されていることを特徴とするモータの冷却装置である。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記ステータコアは、多数の鋼板が軸線方向に積層されて形成されていることを特徴とするモータの冷却装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、ステータは、半径方向に突出し、等間隔に形成された巻回部を有するステータコアと、その巻回部に素線を巻き付けて形成されたコイルとを備えており、巻回部同士の間で各素線を被覆するように樹脂モールドが充填されている。したがって、ステータコアと巻回部と樹脂モールドとによって流路が形成されるので、その流路に冷却オイルを供給することによって、ステータコアを冷却することができる。
【００１４】
また、請求項２の発明によれば、ステータコアの外周側に隙間を空けてケースが配置され、流路からその隙間に貫通する貫通孔がステータコアに形成されているので、ステータから熱が伝達された冷却オイルが、ケースに熱輸送することができるので、熱伝達効率を向上させることができる。さらに、冷却オイルが流動することができるので、見かけ上の熱抵抗を低減することができる。
【００１５】
そして、請求項３の発明によれば、ステータコアは鋼板を積層して形成されているので、流路からステータコアに冷却オイルが浸透するため、ステータコアの熱が冷却オイルに伝達され、その結果、ステータコアと冷却オイルとの接触面積を向上させて、冷却効率を向上させることができる。さらに、ステータコアに浸透した冷却オイルがステータコアとケースとの隙間に流入するため、ステータコアの熱をケースに熱伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明に係るモータの構成例を説明するための図４におけるｉ部の拡大図である。
【図２】この発明に係るモータの構成例を説明するための図４におけるii-ii断面図である。
【図３】他の構成例を説明するための拡大図である。
【図４】この発明に係るモータの構成例を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
つぎにこの発明に係るモータの冷却装置の構成について図を参照しつつ説明する。図４はこの発明に係るモータ１の断面を示した図であり、出力軸２と一体に形成されたロータ３と、そのロータ３の外周側に配置されたステータ４とで構成されている。このロータ３は、軸線方向に鋼板を積層して構成された積層鋼板であって、その積層鋼板の外周側には永久磁石が内在されている。また、ステータ４は、ロータ３と同様に鋼板を軸線方向に積層して形成されたステータコア４ａと、そのステータコア４ａの内周側に突出している巻回部４ｂに素線が巻かれて形成されたコイル５とで構成されている。そして、ステータ４は、ケース６に連結されている。なお、図４に示す例では、ステータ４とケース６とには隙間が形成されているが、軸線方向のいずれかの箇所でステータ４とケース６とをスペーサなどを挟んで隙間を維持しつつ固定してもよく、あるいは軸線方向の両端側からステータ４を狭持して固定してもよい。
【００１８】
上述したように構成されたモータ１は、コイル５に電流を流すことによって電磁力が生じるため、その電磁力とロータ３に内在された永久磁石の磁力とによってロータ３にトルクを付与することができる。
【００１９】
一方、コイル５に流れる電流に起因してジュール熱が生じるため、特に高トルクを出力する場合には、コイル５が高温となる。そのため、この発明に係るモータ１は、特に発熱量が多いコイル５の軸線方向における両端部（以下、コイルエンド部５ａと記す。）を冷却するために、コイルエンド部５ａを覆うように流路が形成されている。
【００２０】
ここで、コイルエンド部５ａを冷却するための流路の構成例について説明する。図２は、図４におけるii-ii断面図である。図２の上部に示したように、コイルエンド部５ａは、ステータコア４ａから軸線方向に突出した部分であり、コイルエンド部５ａを覆って流路７が形成されている。つまり、流路７は、ケース６から軸線方向における内側に突出したコイルエンドカバー５ａとステータコア４ａとによって囲まれた部分であって、モータ１の円周方向に連通して形成されている。なお、その流路７には、図示しないオイルポンプから冷却オイルが供給される供給口と、オイルパンや他のギヤトレーン部などに冷却オイルを排出する排出口が設けられている。また、コイルエンドカバー６ａとステータコア４ａとの接触面には、流路７のシール性を維持するためにＯリングなどのシール材を設けてもよい。
【００２１】
このようにコイルエンド部５ａを覆う流路７を形成し、その流路７に冷却オイルを潤滑させることによって、コイルエンド部５ａを直接冷却することができる。また、流路７は密閉されているため、その流路７に潤滑される冷却オイルの流速を早めることによって見かけ上の熱抵抗を低減することができ、コイルエンド部５ａの冷却効率を向上させることができる。
【００２２】
また、コイル５を巻回部４ｂに固定するために、この発明に係るモータ１は、各巻回部４ｂ同士の間に位置するコイル５を樹脂製の樹脂モールド８によって一体に形成されている。つまり、巻回部４ｂから突出したコイルエンド部５ａ以外のコイル５は、樹脂によって被覆されて巻回部４ｂと一体に形成されている。また、この発明に係るモータ１は、円周方向に複数の巻回部４ｂが形成されているので、図１に示すように隣り合う巻回部４ｂに巻き付けられたコイル５を被覆する樹脂モールド８同士が一体となるように形成されている。なお、図１は、図４におけるｉ部を拡大した拡大図である。
【００２３】
このように樹脂モールド８を形成することによって、図２の下部に示すように、巻回部４ｂが形成されていない箇所では、軸線方向の両端側にそれぞれ形成された流路７，７とが連通するように構成される。したがって、耐熱性の低い樹脂製の樹脂モールド８の外周側に冷却オイルを潤滑させることができるので、樹脂モールド８の冷却効率を向上させることができ、その結果、樹脂モールド８の耐久性を向上させることができる。言い換えれば、モータ１に許容される最大出力トルクを増大することができる。
【００２４】
さらに、軸線方向に連通した流路７は、各巻回部４ｂ同士の間を流れるので、それぞれの鋼板の隙間に冷却オイルが浸透する。そのため、各巻回部４ｂ同士の間からステータコア４ａに浸透した冷却オイルが、ステータ４とケース６との隙間９に流入する。したがって、ステータ４を冷却することができるとともに、ステータ４とケース６との隙間９に冷却オイルを供給することができる。ステータ４とケース６との間に冷却オイルを供給することによって、ステータ４とケース６との間に空気などの断熱層を排除することができるので、ステータ４とケース６との熱伝達を向上させることができる。さらに、ステータ４とケース６とを冷却オイルによって冷却することができる。
【００２５】
一方、上述したように構成されたモータ１は、各巻回部４ｂ同士の間からステータコア４ａに浸透した冷却オイルがステータ４とケース６との隙間９に流入するとともに、ロータ３側にも流入される可能性がある。したがって、ロータ３側に冷却オイルが流入されると、ロータ３の回転速度に基づいて攪拌損失が生じる可能性があるので、ロータ３側に冷却オイルが流入し難いように構成された例を図３に示す。図３は、図１と同一箇所を改良した構成を示す図である。図３に示すように、流路７からステータ４とケース６との隙間９に貫通する貫通孔１０がステータコア４ａに形成されている。なお、この貫通孔１０は、軸線方向に複数設けてもよく、あるいは軸線方向に向けた長孔であってもよい。
【００２６】
このように流路７からステータ４とケース６との隙間９に連通する貫通孔１０を形成することによって、冷却オイルの粘性に基づく粘性抵抗の差あるいは油圧の差によって、ステータコア４ａに浸透する冷却オイルの量を低減することができ、その結果、ロータ３側に流入される冷却オイルの量を低減することができる。つまり、貫通孔１０の開口径あるいは開口断面積を大きくすることによって、ステータコア４ａに浸透する冷却オイルの量を低減することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１…モータ、  ２…出力軸、  ３…ロータ、  ４…ステータ、  ４ａ…ステータコア、  ４ｂ…巻回部、  ５…コイル、  ６…ケース、  ７…流路、  ８…樹脂モールド、  ９…隙間、  １０…貫通孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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