(57)【要約】【課題】ステータコアに設けられた複数の巻線部からなるコイルのうち冷却の必要性が大きい部分を冷却油によって効果的に冷却する。【解決手段】モータ冷却構造１０は、ステータコア１８の内周に巻装された複数の巻線部２６からなりモータ外部から交流電圧が印加されるコイル２０に対して、ステータコア１８の軸方向端面から突出したコイルエンド部に冷却油Ｃを掛けて冷却するものであって、冷却油溜まり部４２から冷却油Ｃを引き込んでコイルエンド部に向けて給送する冷却油給送パイプ４０を含む。冷却油給送パイプ４０はコイルエンド部に向けて冷却油Ｃを吐出する吐出口を有する。吐出口は、周方向に隣り合う複数の巻線部のうちで各巻線部が分担する分担電圧の差が最も大きくなる第１巻線部間位置および次に大きくなる第２巻線部間位置に冷却油Ｃが吐出される向きで形成されている。【選択図】図１
2012005204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアの内周に巻装された複数の巻線部からなりモータ外部から交流電圧が印加されるコイルに対して、前記ステータコアの軸方向端面から突出したコイルエンド部に冷却油を掛けて冷却するモータ冷却構造であって、
冷却油溜まり部から冷却油を引き込んで前記コイルエンド部に向けて給送する冷却油給送手段を含み、前記冷却油給送手段は前記コイルエンド部に向けて冷却油を吐出する吐出口を有しており、前記吐出口は、周方向に隣り合う前記複数の巻線部のうちで各巻線部が分担する分担電圧の差が最も大きくなる第１巻線部間位置および次に大きくなる第２巻線部間位置の少なくとも一方の位置に前記冷却油が吐出される向きで形成されている、モータ冷却構造。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ冷却構造において、
前記冷却油給送手段は、モータを収容するケース内で前記ステータコアの上方に配置された冷却油給送パイプを備えており、前記冷却油給送パイプの周壁部には、前記第１巻線部間位置と前記第２巻線部間位置とに向けて冷却油が吐出されるように、第１吐出口および第２吐出口が形成されていることを特徴とするモータ冷却構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータ冷却構造において、
前記冷却油給送手段は、モータを収容するケース内で前記ステータコアの上方に配置され且つ周壁部に前記吐出口が形成された冷却油給送パイプを備えており、前記冷却油給送パイプのうち前記吐出口が形成されている部分はパイプ中心軸周りに回転させて取付け可能に設けられていることを特徴とするモータ冷却構造。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ冷却構造において、
前記冷却油給送手段は、前記ステータコアの上方で軸方向に延伸する冷却油給送パイプを備えており、前記冷却油給送パイプの周壁部には、前記軸方向に関して前記ステータコアの両側にあるコイルエンド部に対応して前記吐出口が形成されていることを特徴とするモータ冷却構造。
【請求項５】
請求項４に記載のモータ冷却構造において、
前記冷却油給送パイプには、前記ステータコアの外周面に冷却油を吐出して掛けるための別の吐出口が形成されていることを特徴とするモータ冷却構造。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のモータ冷却構造において、
前記コイルは複数の巻線部が直列接続されて構成されており、前記コイルに対する交流電力の入力端に最も近い方の巻線部と最も遠い方の巻線部との間が前記第１巻線部間位置に相当し、前記入力端から最も近い方の巻線部と次に近い方の巻線部との間が前記第２巻線部間位置に相当することを特徴とするモータ冷却構造。
【請求項７】
請求項６に記載のモータ冷却構造において、
Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相に応じて３組の前記コイルが設けられて各コイルの一端部が互いに接続されている三相交流モータに適用されるときに、少なくとも、最も発熱量が大きくなると想定される１組のコイルについて第１巻線部間位置および第２巻線部間位置に向けて冷却油を吐出することを特徴とするモータ冷却構造。
【請求項８】
請求項７に記載のモータ冷却構造において、
前記３組のコイルは、それぞれ、複数の巻線部が直列接続されてなる第１巻線群と第２巻線群とが並列接続されて構成されており、前記第１巻線群と第２巻線群とのそれぞれについて第１巻線部間位置および第２巻線部間位置に向けて冷却油を吐出することを特徴とするモータ冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ冷却構造に係り、特に、ステータコアに巻装されたコイルを冷却するモータ冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータのステータに設けられたコイルを冷却油によって冷却することが知られている。
【０００３】
例えば、特開２００８−３５５８２号公報（特許文献１）には、環状に配列されたティースを含むステータコアと、ステータコアに設けられてインバータから交流電力が供給されるコイルと、コイルの一部を油浸するオイルとを備え、コイルは、ティースが配列された周方向にずれた位置でティースに巻回された複数の巻線部を含み、隣接する複数の巻線部の中で分担電圧が最も高くなる第１巻線部と第２巻線部との間を浸すように、コイルが油浸されている回転電機が開示されている。この回転電機では、ステータ内で回転駆動されるロータによって冷却油が攪拌されないように、冷却油の油面の高さをロータよりも低い位置に設定することが記載されている。
【０００４】
また、特開２００９−７１９７２号公報（特許文献２）には、回転電機の冷却構造が開示されている。この回転電機の冷却構造は、複数の巻線コイルを備え、全ての組の巻線コイルに通電するか、選択された組の巻線コイルのみに通電するかにより、出力を変更可能な回転電機において、各組の巻線コイルに対する冷却能力を個々に調整可能な冷却能力調整手段を設け、この冷却能力調整手段により、上記選択された組の通電巻線コイルに対する冷却能力を、非通電巻線コイルに対する冷却能力よりも大きくするように構成したことを特徴とするものである。より具体的には、上記複数の巻線コイルに対応して複数の冷媒通路をステータコアの外周部（すなわちヨーク部）において軸方向に貫通して形成し、通電巻線コイルに対応する位置の冷媒通路のみに冷媒を流通させるように冷媒通路の開閉を行って、巻線コイルに対する冷却能力を調節するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３５５８２号公報
【特許文献２】特開２００９−７１９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載された構成では、隣接する複数の巻線部の中で分担電圧が最も高くなる第１巻線部と第２巻線部との間の所望冷却領域がステータコアの下部に位置するように上記複数の巻線部を配置し、回転電機を収容したケース内に溜まっている冷却油に所望冷却領域を浸すことによって巻線部を冷却している。
【０００７】
しかしながら、回転電機が設置される姿勢によっては、分担電圧が最も高くなる第１巻線部と第２巻線部との間の所望冷却領域をケース内において鉛直下方位置に配置できないことがあり得る。例えば、回転電機の電力入力端子を鉛直上方位置に向けて回転電機を例えば電動車両等に搭載した場合に、上記所望冷却領域が鉛直上方位置となることがある。この場合、ケース内において回転するロータで攪拌されない程度の油面で溜まっている冷却油に上記所望冷却領域を浸すことができず、上記所望冷却領域を冷却するのが困難になる。
【０００８】
また、特許文献２に記載された構成では、ステータコアを軸方向に貫通する冷媒流路内を流れる冷媒によってステータコアのティースに巻回された複数の巻線コイルを冷却するものであるため、熱容量が大きなステータコアを介しての冷却では複数の巻線コイルのうちの所望位置を効果的に冷却することができない。
【０００９】
本発明の目的は、ステータコアに設けられた複数の巻線部からなるコイルのうち冷却の必要性が大きい部分が鉛直上方位置に配置された場合にも、上記部分を冷却油によって効果的に冷却することが可能なモータ冷却構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るモータ冷却構造は、ステータコアの内周に巻装された複数の巻線部からなりモータ外部から交流電圧が印加されるコイルに対して、前記ステータコアの軸方向端面から突出したコイルエンド部に冷却油を掛けて冷却するモータ冷却構造であって、冷却油溜まり部から冷却油を引き込んで前記コイルエンド部に向けて給送する冷却油給送手段を含み、前記冷却油給送手段は前記コイルエンド部に向けて冷却油を吐出する吐出口を有しており、前記吐出口は、周方向に隣り合う前記複数の巻線部のうちで各巻線部が分担する分担電圧の差が最も大きくなる第１巻線部間位置および次に大きくなる第２巻線部間位置の少なくとも一方の位置に前記冷却油が吐出される向きで形成されている。
【００１１】
本発明に係るモータ冷却構造において、前記冷却油給送手段は、モータを収容するケース内で前記ステータコアの上方に配置された冷却油給送パイプを備えており、前記冷却油給送パイプの周壁部には、前記第１巻線部間位置と前記第２巻線部間位置とに向けて冷却油が吐出されるように、第１吐出口および第２吐出口が形成されていてもよい。
【００１２】
また、本発明に係るモータ冷却構造において、前記冷却油給送手段は、モータを収容するケース内で前記ステータコアの上方に配置され且つ周壁部に前記吐出口が形成された冷却油給送パイプを備えており、前記冷却油給送パイプのうち前記吐出口が形成されている部分はパイプ中心軸周りに回転させて取付け可能に設けられていてもよい。
【００１３】
また、本発明に係るモータ冷却構造において、前記冷却油給送手段は、前記ステータコアの上方で軸方向に延伸する冷却油給送パイプを備えており、前記冷却油給送パイプの周壁部には、前記軸方向に関して前記ステータコアの両側にあるコイルエンド部に対応して前記吐出口が形成されていてもよい。
【００１４】
この場合、前記冷却油給送パイプには、前記ステータコアの外周面に冷却油を吐出して掛けるための別の吐出口が形成されていてもよい。
【００１５】
また、本発明に係るモータ冷却構造において、前記コイルは複数の巻線部が直列接続されて構成されており、前記コイルに対する交流電力の入力端に最も近い方の巻線部と最も遠い方の巻線部との間が前記第１巻線部間位置に相当し、前記入力端から最も近い方の巻線部と次に近い方の巻線部との間が前記第２巻線部間位置に相当するものであってもよい。
【００１６】
この場合、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相に応じて３組の前記コイルが設けられて各コイルの一端部が互いに接続されている三相交流モータに適用されるときに、少なくとも、最も発熱量が大きくなると想定される１組のコイルについて第１巻線部間位置および第２巻線部間位置に向けて冷却油を吐出してもよい。
【００１７】
さらに、この場合、前記３組のコイルは、それぞれ、複数の巻線部が直列接続されてなる第１巻線群と第２巻線群とが並列接続されて構成されており、前記第１巻線群と第２巻線群とのそれぞれについて第１巻線部間位置および第２巻線部間位置に向けて冷却油を吐出してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るモータ冷却構造によれば、コイルエンド部に向けて冷却油を吐出する吐出口が、周方向に隣り合う複数の巻線部のうちで各巻線部が分担する分担電圧の差が最も大きくなる第１巻線部間位置および次に大きくなる第２巻線部間位置の少なくとも一方の位置に冷却油が吐出される向きで形成されているので、モータを収容したケース内で上記第１巻線部間位置および第２巻線部間位置が鉛直上方等に位置している場合であっても、巻線間放電が生じやすい上記第１巻線部間位置および第２巻線部間位置をねらって冷却油を吐出させることにより直接的かつ効果的に冷却することができ、その結果、温度上昇に伴って低下することとなるコイルの耐圧性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態であるモータ冷却構造を適用したモータの概略構成図である。
【図２】冷却油給送パイプから吐出される冷却油がコイルエンド部等に向けて吐出される様子を示す図であり、（ａ）は冷却油給送パイプの取付位置が一定である場合を示し、（ｂ）は冷却油給送パイプの取付位置が調整可能な例を示す。
【図３】複数の巻線部からなるコイルに対する冷却油の吐出位置を概略的に示す図である。
【図４】図３に示すコイルにおける各巻線部の電圧分担率を示すグラフである。
【図５】複数の巻線部からなるコイルに対して斜め横方向から冷却油を吐出する様子を示す図である。
【図６】冷却油を降温させるための放熱器を設けたモータ冷却構造を示す図である。
【図７】複数の巻線部からなるコイルがＵ相、Ｖ相、Ｗ相用に３組設けられている三相交流モータのコイル構成および冷却位置を概略的に示す図である。
【図８】複数の巻線部からなるコイルがＵ相、Ｖ相、Ｗ相用に３組設けられている三相交流モータであって、各相コイルがそれぞれ第１巻線群および第２巻線群が並列接続されて構成されるコイル構成および冷却位置を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。
【００２１】
下記の説明において、モータのロータ回転中心軸Ｘに沿う方向を「軸方向」といい、ロータ回転中心軸Ｘ上にある点を中心として描かれる円形に沿う方向を「周方向」といい、この円形の半径および直径に沿う方向を「径方向」という。また、モータは、電力供給を受けてロータが回転駆動される電動機としての機能、および、ロータに外部から動力が入力されることによって発電する発電機としての機能の少なくとも一方を備えるものとする。
【００２２】
図１は、本実施形態のモータ冷却構造１０を適用したモータ１２を概略的に示す図である。まず、モータ１２の構成について説明し、続いてモータ冷却構造１０について詳細に説明する。
【００２３】
モータ１２は、筒状をなすステータ１４と、ステータ１４の内側に設けられたロータ１６とを備える。モータ１２は、略八角形の断面形状をなすケース１３内に収容されている。
【００２４】
ステータ１４は、ステータコア１８と、ステータコア１８の内周に設けられたコイル２０とを含む。ステータコア１８は、例えば円環状にパンチ打ち抜き加工された多数の電磁鋼板が積層されて、かしめ等により一体に連結されて形成されている。ただし、ステータコア１８は、電磁鋼板を積層して形成されるものに限定されず、周方向に複数分割された圧粉磁心により形成されてもよい。
【００２５】
ステータコア１８は、側面視で環状をなすヨーク２２と、ヨーク２２の内周面から径方向内側に突出するとともに径方向に所定間隔をおいて配置された複数（本実施形態では８つ）のティース２４とを有する。各ティース２４間には、スロット２８が形成されている。スロット２８は、軸方向に延伸する溝状の空間をなしている。
【００２６】
ティース２４の周囲には、それぞれ、巻線部２６が巻装されている。巻線部２６は、例えば絶縁被覆された銅線が巻き付けられて形成される。巻線部２６を形成する銅線等の導電線は、丸断面形状の電線であってもよいし、または、扁平矩形状をなす帯状の電線であってもよい。
【００２７】
図３に示すように、コイル２０は、周方向に隣り合う巻線部２６同士で直列接続されることによって形成されている。コイル２０の一方端は、交流電力の入力端である正極端子３０に電気的に接続されている。これに対し、コイル２０の他方端は、交流電力の出力端である負極端子３２に電気的に接続されている。正極端子３０および負極端子３２には、図示しない交流電源またはインバータが接続され、これによりコイル２０に交流電力が供給されるようになっている。
【００２８】
また、各巻線部２６は、周方向に所定の隙間２７を空けて隣り合っている。この隙間２７の大きさは、コイル２０に交流電圧が印加されたときに巻線部２６間で放電が生じない程度の絶縁抵抗をもたせるように設定される。上記隙間２７は空間部として形成されてもよいが、この隙間２７に絶縁性のモールド樹脂を充填して、絶縁抵抗を高めて放電開始電位差を大きくすることにより、ステータ１４の絶縁性能を向上させてもよい。
【００２９】
以下においてコイル２０を構成する８つの巻線部２６の個々について、正極端子３０に近い方の巻線部から順に、第１巻線部２６ａ、第２巻線部２６ｂ、第３巻線部２６ｃ、第４巻線部２６ｄ、第５巻線部２６ｅ、第６巻線部２６ｆ、第７巻線部２６ｇ、第８巻線部２６ｈという。また、巻線部２６間の隙間２７についても同様に、正極端子３０に近い方の巻線部から順に、第１隙間２７ａ、第２隙間２７ｂ、第３隙間２７ｃ、第４隙間２７ｄ、第５隙間２７ｅ、第６隙間２７ｆ、第７隙間２７ｇ、第８隙間２７ｈという。
【００３０】
図１を再び参照すると、ロータ１６は、円柱体をなすロータコア３４と、ロータコア３４の軸中心を貫通して固定された例えば丸棒鋼材からなるロータシャフト３６とを含む。ロータコア３４は、円盤状の打ち抜き加工された多数の電磁鋼板が積層されて、かしめ等によって一体に連結されて形成される。
【００３１】
ロータコア３４の外周面近傍の内部には、図示しない複数の永久磁石が周方向に所定間隔で埋設されている。また、ロータシャフト３６の両端部は、ケース１３の側壁に設けられた軸受け部材によってロータ回転中心軸Ｘ周りに回転可能に支持されている。ロータシャフト３６の少なくとも一方の端部は、ケース１３外に延出して、モータ１２から動力を外部に出力できるようになっている。
【００３２】
上記のような構成からなるモータ１２では、モータ外部からコイル２０に交流電力が供給されると、ステータ１４の内側に回転磁界が形成される。この回転磁界に引き付けられて、永久磁石を有するロータが回転駆動される。これにより、モータ１２による回転動力がロータシャフト３６を介して出力される。このモータ１２が例えば電動車両に搭載されている場合には、モータ１２の動力は車両を走行させるのに用いられる。
【００３３】
続いて、本実施形態のモータ冷却構造１０について詳細に説明する。モータ冷却構造１０は、冷却油給送パイプ４０を含む。冷却油給送パイプ４０の一方の端部または下方端部４１Ｌは、ケース１３の壁部を液密状態で貫通してケース内部に延び、ケース１３の底部により構成される冷却油溜まり部４２において開口している。冷却油溜まり部４２に溜まっている冷却油Ｃの油面４４の高さは、ロータ回転中心軸Ｘが水平方向に沿うようにモータ１２が設置されるときにロータ１６が浸らない程度に設定されている。これにより、ロータ１６が回転駆動されるときに冷却油Ｃが攪拌されることがなく、また、溜まった冷却油Ｃがロータ１６の回転抵抗となるのを防止することができる。
【００３４】
なお、上記においては冷却油溜まり部４２がモータ１２を収容したケース１３の底部に形成されるものとして説明するが、これに限定されず、冷却油溜まり部はモータのケースとは別に設けられてもよい。
【００３５】
冷却油給送パイプ４０の途中には、ポンプ４６が設けられている。ポンプ４６が駆動されることにより、ケース１３内に溜まった冷却油が冷却油給送パイプ４０の下方端部４１Ｌから引き込まれて、ポンプ４６の下流側へと圧送されるようになっている。
【００３６】
ポンプ４６の下流側に位置する冷却油給送パイプの他方の端部または上端部分４１Ｕは、ケース１３の壁部を液密状態で貫通して、ケース１３内においてモータ１２の鉛直上方位置に設けられている。そして、冷却油給送パイプ４０の上端部分４１Ｕは、ステータ１４の上方で軸方向に沿って延伸する冷却油吐出パイプ４８となっている。
【００３７】
冷却油吐出パイプ４８は、図２（ａ）に示すように、ステータコア１８の円柱状の外周面１９ａとの間に隙間を空けて対向配置されている。ステータコア１８の軸方向の端面１９ｂの外側には、コイル２０の軸方向端部であるコイルエンド部２１がそれぞれ突出している。コイルエンド部２１は、コイル２０を構成する巻線部２６が隙間２７を介して円環状に配列されている。冷却油吐出パイプ４８の長さは、その軸方向の両端部がコイルエンド部２１の上方に位置するように設定されている。なお、図２（ａ）において、冷却油給送パイプ４０の上端部分４１Ｕは紙面に垂直な方向において冷却油吐出パイプ４８につながっている。
【００３８】
冷却油吐出パイプ４８の下部周壁部には、冷却油Ｃをコイルエンド部２１へ吐出して掛けるための吐出口５０が形成されている。吐出口５０は、軸方向両側のコイルエンド部２１に対応して冷却油吐出パイプ４８の両端部にそれぞれ形成されている。
【００３９】
また、吐出口５０は、周方向に隣り合う複数の巻線部２６のうちで各巻線部２６ａ〜２６ｈが分担する分担電圧の差が最も大きくなる第１巻線部間位置および次に大きくなる第２巻線部間位置に冷却油Ｃが吐出される向きで形成されている。これについて図３，４も併せて参照して、より具体的に説明する。
【００４０】
図３は複数の巻線部２６ａ〜２６ｈからなるコイル２０に対する冷却油Ｃの吐出位置を概略的に示す図であり、図４は図３に示すコイル２０における各巻線部２６ａ〜２６ｈの電圧分担率を示すグラフである。図４に示すように、モータ１２のステータ１４のコイル２０では、モータ外部から正極端子３０および負極端子３２間に交流電圧が印加されたとき、各巻線部２６ａ〜２６ｈが分担する電圧の比率、すなわち電圧分担率は、正極端子３０に最も近い方の第１巻線部２６ａで最も大きく、正極端子３０に２番目に近い第２巻線部２６ｂで次に大きくなる。この場合、第１巻線部２６ａと第２巻線部２６ｂとの電圧分担率の差ｒ２がかなり大きくなるため、これに応じて第１巻線部２６ａと第２巻線部２６ｂとの分担電圧の差も大きくなる。
【００４１】
第３巻線部２６ｃから第８巻線部２６ｈの電圧分担率は、正極端子３０から遠くなるにつれて漸減するか又はほぼ同じになる。したがって、第２巻線部２６ｂから第８巻線部２６ｈまでの各巻線部２６ｂ〜２６ｈが分担する分担電圧の差は上記分担電圧の差に比べてかなり小さくなる。
【００４２】
その一方、図３に示すように、第１巻線部２６ａと第８巻線部２６ｈとは第８隙間２７を挟んで周方向に隣り合って配置されており、両者の電圧分担率の差ｒ１は第１および第２巻線部間のそれよりも大きくなっている。したがって、正極端子３０に最も近い方の第１巻線部２６ａと正極端子３０から最も遠い方の第８巻線部２６ｈとの間の分担電圧の差がコイル２０において最大となる。
【００４３】
このようにモータ１２のステータ１４のコイル２０では、第１巻線部２６ａと第８巻線部２６ｈとの間の第１巻線部間位置すなわち第８隙間２７ｈと、第１巻線部２６ａと第２巻線部２６ｂとの間の第２巻線部間位置すなわち第１隙間２７ａとで、分担電圧の差が最も大きいか又は次に大きくなり、これら以外の巻線部間位置に相当する第２隙間２７ｂ〜第７隙間２７ｇでは分担電圧の差は比較的小さくなる。したがって、モータ１２に印加される交流電圧の電圧値やサージ電圧の大きさにもよるが、第８隙間２７ｈおよび第１隙間２７ａは巻線間放電が最も発生し易い領域といえる。これに対し、コイル２０に含まれる巻線部２６を構成する電線の耐圧（すなわち放電開始電圧）は温度が高くなるほど低下する特性がある。
【００４４】
そこで、本実施形態のモータ冷却構造１０の冷却油吐出パイプ４８では、コイルエンド部２１において第８隙間２７ｈへ向けて冷却油Ｃを吐出または噴出する第１吐出口５０ａと、コイルエンド部２１において第１隙間２７ａへ向けて冷却油Ｃを吐出または噴出する第２吐出口５０ｂとが形成されている。冷却油吐出パイプ４８の両端（図２（ａ）中の左右端部）は閉じられている。
【００４５】
図３に示す例では、周方向に均等配置された巻線部２６のうち第１巻線部２６ａが最上位置に設けられており、第１巻線部の周方向両側に第８隙間２７ｈおよび第１隙間２７ａが位置している。そして、冷却油吐出パイプ４８は第１巻線部２６ａの中央上方に配置されているため、第１および第２吐出口５０ａ，５０ｂは冷却油吐出パイプ４８の中心を通る鉛直方向線に対して所定角度で斜め下方に向いた左右対称位置に形成されている。ただし、第１および第２吐出口５０ａ，５０ｂは、必ずしも上記鉛直方向線に対して左右対称位置に形成されていなくてもよく、冷却油吐出パイプ４８から冷却油Ｃが第８隙間２７ｈおよび第１隙間２７ａに向かって吐出されるように形成されていればよい。
【００４６】
また、図２（ａ）に示すように、冷却油吐出パイプ４８には、ステータコア１８を冷却するためのステータコア用吐出口５１がさらに形成されている。ステータコア用吐出口５１は、軸方向に関してステータコア１８の外周面の中央位置に対向して向けられている。これにより、吐出口５１から吐出された冷却油Ｃがステータコア１８の外周面上を下方へと流れ、ステータコア１８が冷却される。その結果、ステータコア１８の内部における鉄損を抑制でき、エネルギー効率を向上させることができる。なお、ステータコア用吐出口は、１つに限定されるものではなく、軸方向に所定間隔で複数形成されていてもよい。
【００４７】
冷却油吐出パイプ４８の第１吐出口５０ａから第８隙間２７ｈへ向けて吐出された冷却油Ｃは、第１巻線部２６ａおよび第８巻線部２６ｈの両方に掛かって直接的かつ効果的に冷却することができる。また、冷却油吐出パイプ４８の第２吐出口５０ｂから第１隙間２７ａへ向けて吐出された冷却油Ｃは、第１巻線部２６ａおよび第２巻線部２６ｂの両方に掛かって直接的かつ効果的に冷却することができる。
【００４８】
その後、冷却油Ｃは、重量作用によって、コイルエンド部２１において隙間２７を介して環状に配列された他の巻線部２６ｃ〜２６へ伝って下方へ流れ落ち、その間に他の巻線部他の巻線部２６ｃ〜２６も冷却される。なお、ケース１３内で最下位置にある第５巻線部２６ｅ等が冷却油溜まり部４２に溜まっている冷却油Ｃに浸っていれば、これによっても第５巻線部２６ｅ等が冷却されることになる。ただし、ステータ１４の下部が冷却油Ｃに浸っていることは必須ではなく、冷却油給送パイプ４０によって引き込むことができる程度に冷却油Ｃが溜まっていればよい。
【００４９】
吐出口５０ａ，５０ｂの大きさおよび形状は、冷却油Ｃが直接的に掛けられる第１巻線部２６ａ、第２巻線部２６ｂおよび第８巻線部２６ｈに加えて、コイルエンド部２１をつたって上方から流れ落ちる冷却油Ｃに接触して冷却される他の巻線部２６ｃ〜２６ｇも含めて、全ての巻線部２６ａ〜２６に対して適切な冷却性能を確保できる程度の油量となるように好適に設計される。
【００５０】
また、吐出口５０ａ，５０ｂから吐出される冷却油Ｃの油量は、ポンプ４６の作動を制御して調整されてもよい。例えば、コイル２０に印加される交流電圧の電圧値が比較的高い場合にはコイル２０での発熱量が大きくなるためにポンプ４６の回転数を上げて冷却油Ｃの吐出量を増加させ、一方、コイル２０に印加される交流電圧の電圧値が比較的低い場合にはコイル２０での発熱量が小さくなるためにポンプ４６の回転数を上げて冷却油Ｃの吐出量を減少させてもよい。
【００５１】
さらに、図２（ｂ）に示すように、冷却油給送パイプ４０の上端部分を構成する冷却油吐出パイプ４８は、パイプ中心軸周りに回転させて取付け可能に設けられていてもよい。具体的には、冷却油吐出パイプ４８の上流側端部がジョイント部５２を介して冷却油給送パイプ４０に接続されており、このジョイント部５２に対して冷却油吐出パイプ４８を矢印５４方向に回転させて取り付け位置を調整できるようになっている。このようにすれば、加工や組み付け等に伴って吐出口５０ａ，５０ｂの向きに誤差が生じた場合に、冷却油吐出パイプ４８の取り付け回転位置を調整することによって吐出口５０ａ，５０ｂから吐出された冷却油Ｃを第８隙間２７ｈおよび第１隙間２７ａへ向けて正確に吐出させることが可能になる。
【００５２】
上述したように本実施形態のモータ冷却構造１０によれば、コイルエンド部２１に向けて冷却油Ｃを吐出する吐出口５０ａ，５０ｂが、周方向に隣り合う複数の巻線部２６のうちで各巻線部２６ａ〜２６ｈが分担する分担電圧の差が最も大きくなる第１巻線部間位置２７ｈおよび次に大きくなる第２巻線部間位置２７ａに冷却油Ｃが吐出される向きで形成されているので、ケース１３内において第１巻線部間位置２７ｈおよび第２巻線部間位置２７ａが鉛直上方に位置する場合であっても、巻線部間放電が生じやすい第１巻線部間位置２７ｈおよび第２巻線部間位置２７ａをねらって冷却油Ｃを吐出させることにより直接的かつ効果的に冷却することができ、その結果、温度上昇に伴って低下することとなるコイル２０の耐圧性能を向上させることができる。これにより、コイル２０の絶縁性確保のために犠牲になっていたモータの出力、エネルギー効率、熱特性等の機能および特性を向上させることができる。
【００５３】
なお、上記においては巻線部間の分担電圧の差が最大となる第１巻線部間位置と、次に分担電圧の差が大きくなる第２巻線部間位置とに向けて冷却油を吐出するものとして説明したが、第１巻線部間位置と第２巻線部間位置が周方向に離れて位置するために１本の冷却油吐出パイプから両方の位置に冷却油を吐出することができない場合には、第１巻線部間位置および第２巻線部間位置のいずれか一方の位置に冷却油を吐出するための１つの吐出口が形成されてもよい。この場合、冷却油吐出パイプを二股に分岐させて第１巻線部間位置および第２巻線部間位置に対応する２本の冷却油吐出パイプとし、各冷却油吐出パイプに形成された１つの吐出口から冷却油を第１巻線部間位置および第２巻線部間位置へ向けて冷却油を吐出させてもよい。
【００５４】
また、吐出口は、必要に応じて、冷却油吐出口の一端部に３つ以上形成されてもよい。
【００５５】
次に、図５を参照して、モータ冷却構造１０の変形例について説明する。モータ１２のステータ１４のコイル２０は、第１ないし第８巻線部２６ａ〜２６ｈが直列接続されて構成される点では上記と同様であるが、正極端子３０に接続される第１巻線部２６ａおよび負極端子３２に接続される第８巻線部２６ｈが鉛直上方ではなく側方または横方向（図５中の右側）に向いて配置されている点が異なる。このようなコイル２０の姿勢は、正極端子３０および負極端子３２を例えば水平方向に引き出す場合に採用されることがあり得る。
【００５６】
この場合、冷却油吐出パイプ４８もまた、コイル２０の姿勢に応じて取付位置が上記とは異なっている。すなわち、図５に示す例において、冷却油吐出パイプ４８は、第１巻線部２６ａに対向するようにコイル２０の側方に配置され、第１巻線部２６ａの周方向両側にある第８隙間２７ｈおよび第１隙間２７ａに向けて第１吐出口５０ａおよび第２吐出口５０ｂから冷却油Ｃが吐出または噴出されるようになっている。他の構成は、上記モータ冷却構造１０と同じである。
【００５７】
この変形例によっても上記と同様の作用効果を奏することができる。ただし、この場合には、鉛直上方に位置する第３巻線部２６ｃや、冷却油吐出パイプ４８から離れて位置する第３ないし第６巻線部２６ｃ〜２６ｆについても十分な冷却性能を確保するため、第２吐出口５０ｂから第１隙間２７ａに向けて噴出される冷却油Ｃの油量および／または噴出圧を増大させるのが好ましい。
【００５８】
続いて、図６を参照して、モータ冷却構造１０の別の変形例について説明する。図６に示すように、冷却油給送パイプ４０には、ポンプ４６の下流側に放熱器５６が設けられている。この放熱器５６を通過する際に、冷却油Ｃは、コイル２０等の冷却によって得た熱を外部へ放出して降温するようになっている。放熱器５６には、公知の如何なる構造のものが用いられてもよい。このように放熱器５６を設けて冷却油Ｃの温度を低下させることによって、コイル２０等をより効果的に冷却することが可能になる。
【００５９】
次に、図７，８を参照して、上記モータ冷却構造１０が三相交流モータに適用された例について説明する。図７は、複数の巻線部からなるコイルがＵ相、Ｖ相、Ｗ相用に３組設けられている三相交流モータのコイル構成および冷却位置を概略的に示す図である。
【００６０】
三相交流モータは、一般に、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応する３組のコイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗを備える。三相コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗの各一端部は、各相に対応する電力入力端子３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗに接続されている。一方、三相コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗの各他端は、中性点３１において互いに電気接続されている。この中性点３１が各相コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗの電力出力端子に相当する。
【００６１】
各相コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗは、それぞれ、例えば８つの巻線部が直列接続されて構成されている。そして、Ｕ相コイル２０Ｕについていえば、８つの巻線部２６Ｕａ〜２６Ｕｈのうち電力入力端子３０Ｕに最も近い方の巻線部２６Ｕａと電力入力端子３０から最も遠い方（すなわち中性点３１に最も近い方）の巻線部２６Ｕｈが上記第１巻線部間位置に相当し、電力入力端子３０Ｕに最も近い方の巻線部２６Ｕａと次に近い方の巻線部２６Ｕｂとの間が上記第２巻線部間位置に相当する。
【００６２】
Ｖ相コイル２０ＶおよびＷ相コイル２０Ｗについても同様である。すなわち、Ｖ相コイル２０Ｖでは、８つの巻線部２６Ｖａ〜２６Ｖｈのうち電力入力端子３０Ｖに最も近い巻線部２６Ｖａと最も遠い巻線部２６Ｖｈとの間が上記第１巻線部間位置に相当し、電力入力端子３０Ｖに最も近い巻線部２６Ｖａと次に近い巻線部２６Ｖｂとの間が上記第２巻線部間位置に相当する。Ｗ相コイル２０Ｗについては、８つの巻線部２６Ｗａ〜２６Ｗｈのうち電力入力端子３０Ｗに最も近い巻線部２６Ｗａと最も遠い巻線部２６Ｗｈとの間が上記第１巻線部間位置に相当し、電力入力端子３０Ｗに最も近い巻線部２６Ｗａと次に近い巻線部２６Ｗｂとの間が上記第２巻線部間位置に相当する。
【００６３】
モータ冷却構造１０の冷却油吐出パイプ４８は、三相コイル２０Ｗ，２０Ｖ，２０Ｗのうちでも最も発熱量が大きくなると想定される一相コイルについて第１巻線部間位置および第２巻線部間位置に向けて冷却油を吐出する位置に配置される。いずれの相のコイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗで発熱量が最大になるかは、バッテリや電力変換回路と共にモータ１２を電動車両等に搭載して作動させる実機実験を行うことによって予め特定することができる。
【００６４】
ここで、上記三相交流モータが電動車両に搭載されたとき、モータのステータおよび車両ボディを介して電力変換回路へ還流するコモン電流の流れ具合によって、三相コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗの電流の流れ具合および発熱の仕方にばらつきが生じることがある。そのため、上記のように発熱量が最も大きくなり絶縁性確報の必要性が最も高くなる一相コイルを優先して、冷却油吐出パイプから吐出される冷却油によって直接的に冷却するのが有効である。
【００６５】
ただし、このようにしても、略円環状をなすコイルエンド部２１をつたって流れる冷却油によって他相コイルも第１および第２巻線部間位置において冷却されるので問題はない。また、例えばＵ相コイル２０Ｕに対応して冷却油吐出パイプ４８が配置された場合であっても、他のＶ相およびＷ相コイル２０Ｖ，２０Ｗにおける第１および第２巻線部間位置がＵ相コイル２０のそれらと周方向に接近して位置するように三相コイルがステータコアに巻装されていれば、冷却油吐出パイプ４８に形成された第１および第２吐出口５０ａ，５０ｂから吐出される冷却油がほぼ直接的に掛かることによって２相以上のコイルの第１および第２巻線部間位置に対して同時に効果的な冷却を行うことができる。
【００６６】
このように三相交流モータに上記モータ冷却構造１０を適用した場合、最も発熱量が大きくなると想定される１つの相のコイルに対応して冷却油吐出パイプ４８を配置し、第１および第２吐出口５０ａ，５０ｂから冷却油Ｃを第１および第２巻線部間位置に向けて吐出することにより、三相コイルのうち特に巻線間放電が生じやすいコイルについての耐圧性能を向上させることができる。これにより、コイルの絶縁性確保のために犠牲になっていたモータの出力、エネルギー効率、熱特性等の機能および特性を向上させることができる。
【００６７】
なお、上記三相交流モータにおいて、少なくとも２相のコイルの第１および第２巻線部間位置が周方向に近接して位置している場合、冷却油吐出パイプに形成された２つ、３つ、または４つ等の吐出口から吐出または噴出した冷却油を上記２相のコイルの所望冷却位置に向けて掛けることにより、複数相のコイルについても同時に効果的に冷却することができる。また、各相コイルの第１および第２巻線部間位置が周方向に離れて位置する場合には、冷却油給送パイプから分岐させた複数本の冷却油吐出パイプを設けて各相コイルの所望冷却位置に対向して配置してもよい。
【００６８】
次に、図８を参照して、上記モータ冷却構造１０が別の三相交流モータに適用された例について説明する。ここでは図７を参照して上述した三相交流モータと異なる点についてのみ説明することとし、同一または類似の構成については同一または類似の符合を付して重複する説明を援用により省略する。
【００６９】
図８に示すように、この三相交流モータは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応する３組のコイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗを備える。各相コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗは、複数の巻線部が直列接続されてなる第１巻線部群と第２巻線部群とが並列接続されて構成されている。
【００７０】
具体的には、まずＵ相コイル２０Ｕについて説明すると、Ｕ相コイル２０Ｕでは、４つの巻線部２６Ｕａ〜２６Ｕｄが直列接続されている第１巻線部群と４つの巻線部２６Ｕｅ〜２６Ｕｈが直列接続されてなる第２巻線部群とが並列に接続されている。そして、第１巻線部群については、電力入力端子３０Ｕに最も近い方の巻線部２６Ｕａと電力入力端子３０Ｕから最も遠い方の巻線部２６Ｕｄとの間が上記第１巻線部間位置に相当し、電力入力端子３０Ｕに最も近い方の巻線部２６Ｕａと次に近い方の巻線部２６Ｕｂとの間が上記第２巻線部間位置に相当する。また、第２巻線部群については、電力入力端子３０Ｕに最も近い方の巻線部２６Ｕｅと電力入力端子３０Ｕから最も遠い方の巻線部２６Ｕｈとの間が上記第１巻線部間位置に相当し、電力入力端子３０Ｕに最も近い方の巻線部２６Ｕｅと次に近い方の巻線部２６Ｕｆとの間が上記第２巻線部間位置に相当する。
【００７１】
なお、他の相のコイル２０Ｖ，２０Ｗにおける第１および第２巻線部間位置についても、上述したＵ相コイル２０Ｕの場合と同様である。
【００７２】
このような第１および第２巻線部群を含む三相コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗにおいて、例えばＵ相コイル２０Ｕが最も発熱量が大きくなると想定される場合には、冷却油吐出パイプ４８をＵ相コイル２０Ｕに対応して設け、少なくとも２つの吐出口５０ａ，５０ｂから吐出された冷却油を上記第１および第２巻線群の第１および第２巻線部間位置に向けて掛けることにより、巻線部間放電が発生しやすいコイル部分を直接的かつ効果的に冷却することができる。これにより、三相コイルのうち特に巻線間放電が生じやすいコイルについての耐圧性能を向上させることができ、その結果、コイルの絶縁性確保のために犠牲になっていたモータの出力、エネルギー効率、熱特性等の機能および特性を向上させることができる。
【００７３】
この場合においても、必要に応じて、１本の冷却油吐出パイプ４８の一端部に３つ以上の吐出口を形成してもよいし、複数本の冷却油吐出パイプを配設してもよい。
【００７４】
なお、上記においては冷却油吐出パイプ４８に形成した吐出口５０ａ，５０ｂから冷却油Ｃを吐出してコイルエンド部２１の所望冷却位置に掛けるものとして説明したが、本発明に係るモータ冷却構造の冷却油給送手段はこれに限定されるものではなく、種々の変更や改良が可能である。
【００７５】
例えば、モータを収容するケースの壁部内に冷却油を流通させる冷却油流路を溝状または貫通穴形状に形成し、上記冷却油流路に連通する吐出口をケースの壁部等に開口して形成してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１０  モータ冷却構造、１２  モータ、１３  ケース、１４  ステータ、１６  ロータ、１８  ステータコア、１９ａ  外周面、１９ｂ  端面、２０  コイル、２０Ｕ  Ｕ相コイル、２０Ｖ  Ｖ相コイル、２０Ｗ  Ｗ相コイル、２１  コイルエンド部、２２  ヨーク、２４  ティース、２６  巻線部、２６ａ〜２６ｈ  第１ないし第８巻線部、２７  隙間、２７ａ〜２７ｈ  第１ないし第８隙間、２８  スロット、３０  正極端子、３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ  電力入力端子、３１  中性点、３２  負極端子、３４  ロータコア、３６  ロータシャフト、４０  冷却油給送パイプ、４１Ｌ  下方端部、４１Ｕ  上端部分、４２  冷却油溜まり部、４４  油面、４６  ポンプ、４８  冷却油吐出パイプ、５０，５０ａ，５０ｂ  吐出口、５１  ステータコア用吐出口、５２  ジョイント部、５６  放熱器、Ｃ  冷却油、Ｘ  ロータ回転中心軸。
【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】
2012005204.tif 000009
【図８】
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