JP2010098834A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で、効率よくステータのコイルを冷却することができるようにする。
【解決手段】ステータ１４は、ステータコア２２と、これを固定する締結リング２４と、ステータコア２２のティース２６に巻回されたコイル３０と、ステータコア２２の側面２２ａからコイルエンド３２の外周面３４ａに接しながら延びるインシュレータ３４とを有する。締結リング２４は、これの軸線方向端部を、ステータコア２２の側面２２ａから間隔を空けて内周側に折り曲げて、その軸線方向端部の先端がインシュレータ３４に当接するように形成された折曲部２４ａを有する。冷媒が、折曲部２４ａとインシュレータ３４とステータコア２２とで囲われて形成される流路３６を流れることにより、効率よくコイル３０を冷却することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステータのコイルを冷却するモータの冷却構造の改良に関する。

モータは、ロータと、ロータの周囲に配置されたステータとを有する。ステータは、コイルを有し、このコイルに電流が流れることにより回転磁界が発生する。この回転磁界とロータとの間に働く電磁的作用により、ロータが回転する。

一般的に、ステータのコイルは、これに流れる電流により発熱する。そこで、冷却油によりコイルを冷却する例がある。

下記特許文献１には、ロータとステータとを収容するケースの円筒部と、ケースの側板部と、ケースの円筒部に固定されたステータと、ステータの端面から側板部まで延びた円筒部とで囲われて形成される冷媒通路に冷媒を流して、コイルを冷却するモータが記載されている。

特開２００４−１１２８５６号公報

上記特許文献１のモータの冷媒通路は、ケースの円筒部と側板部とを含む構成となっている。このため、冷媒通路を流れる冷媒は、コイルを有するステータを冷却するとともに、ケースを冷却することとなり、コイルを冷却する効率が低下してしまうという問題がある。また、上記特許文献１のモータの冷媒通路は、上述したようにケースの円筒部と、ケースの側板部と、ケースの円筒部に固定されたステータと、ステータの端面から側板部まで延びた円筒部とを組み合わせて構成しなければならず、構造が複雑になってしまうという問題がある。

本発明は、簡易な構造で、効率よくステータのコイルを冷却することができるモータを提供することにある。

本発明は、ロータと、ロータの周囲に配置されたステータとを有するモータにおいて、ステータは、ティースを有するステータコアと、ステータコアを周囲から取り囲み、ステータコアを固定する締結リングと、ステータコアの側面から突出してコイルエンドを形成しながらティースに巻回されたコイルと、ステータコアの側面からコイルエンドの外周面に接しながら延びるインシュレータと、を含み、締結リングは、これの軸線方向端部を、ステータコアの側面から間隔を空けて内周側に折り曲げて、その軸線方向端部の先端がインシュレータに当接するように形成された折曲部を有し、モータを冷却する冷媒が、折曲部とインシュレータとステータコアとで囲われて形成される流路を流れることを特徴とする。

また、折曲部に、冷媒が流路に流入するための流入孔と、冷媒が流路から流出するための流出孔が形成され、流入孔は、折曲部の最上部に位置し、その位置より下方に流出孔が位置することができる。

本発明のモータによれば、簡易な構造で、効率よくステータのコイルを冷却することができる。

以下、本発明に係るモータの実施形態について、図に従って説明する。図１は、本実施形態に係るモータ１０の構成を示す図である。図２は、図１においてＡ−Ａから見たときのロータ１２とステータ１４を示す断面図である。

モータ１０は、ロータ１２と、ステータ１４と、これらを収容するケース１６とを有する。ケース１６の内周面に対し間隔を空けてステータ１４が配置され、このステータ１４の内周にロータ１２が回転可能に配置される。ケース１６には、後述する冷媒が流入する開口１６ａが形成されている。

ロータ１２は、回転軸１８と同心の円筒状の磁性体であり、例えば鋼板と軸線方向に積層して構成される。ロータ１２には、図２に示すように、永久磁石２０が周方向に８個配置される。なお、永久磁石２０の数は一例である。本実施形態においては、永久磁石２０は、ロータ１２に軸線方向に延びて形成された孔内に埋め込まれる。しかし、これに限定されず、永久磁石２０は、ロータ１２の外周に配置されてもよい。回転軸１８は、ケース１６が有する軸受２１により回転可能に軸支される。

ステータ１４は、ロータ１２の周囲に僅かな隙間を空けて配置される。ステータ１４は、中空の円筒形状をしたステータコア２２と、ステータコア２２を周囲から取り囲み、ステータコア２２を固定する締結リング２４とを有する。本実施形態においては、ステータコア２２は、周方向に分割された分割ステータコア（図示せず）により構成される。この分割ステータコアを締結リング２４の内周に嵌め込む、例えば焼き嵌めすることにより、円筒状のステータコア２２が形成される。

ステータコア２２は磁性体であり、例えば鋼板と軸線方向に積層して構成される。ステータコア２２には、これの内周側に突出し、円周方向に所定の間隔をおいて配置されたティース２６（図２を参照）が形成されている。ティース２６の間の、溝状の空間であるスロット２８（図２を参照）には、導線が通され、この導線をスロット２８に通しつつ、ティース２６に巻きつけることでコイル３０が形成される。コイル３０には、導線が、あるスロット２８から他のスロット２８に橋渡しされる、いわゆるコイルエンド３２と呼ばれる部分がある。コイルエンド３２は、図１に示すように、ステータコア２２の側面２２ａから突出して位置する。

また、ステータ１４は、ステータコア２２とコイル３０との間に配置され、ステータコア２２とコイル３０との間を電気絶縁するインシュレータ３４を有する。インシュレータ３４は、これの軸方向端部がステータコア２２の側面２２ａからコイルエンド３２の外周面３４ａに接しながら延びて形成されている。この形状により、インシュレータ３４は、ステータコア２２の側面２２ａとコイルエンド３２の外周面３４ａとの間を電気絶縁することができる。

このように構成されるモータ１０においては、コイル３０の通電より、ステータ１４に回転磁界が発生し、この回転磁界に吸引される力が永久磁石２０を有するロータ１２に発生して、ロータ１２が回転する。

モータ１０が駆動するために、コイル３０に電流が流れると、これの内部抵抗によりコイル３０が発熱してしまう。そこで、コイル３０を冷却するために、本発明のモータ１０は、冷媒が流れる流路３６がコイルエンド３２に接して配置されることを特徴とする。以下に、流路３６の構成について詳述する。

流路３６は、ステータコア２２と締結リング２４とインシュレータ３４とに囲われて形成される。具体的には、締結リング２４が、これの軸線方向端部を、ステータコア２２の側面２２ａから間隔を空けて内周側、すなわち回転軸１８側に折り曲げて形成される折曲部２４ａを有する。この折曲部２４ａは、その先端がインシュレータ３４に当接するように形成されている。このように締結リング２４の軸方向端部を折り曲げることで、ステータコア２２の側面２２ａと折曲部２４ａとインシュレータ３４とで囲われた空間、すなわち流路３６が形成される。流路３６は、ステータ１４の軸方向両端に位置し、ケース１６には接することなく、コイルエンド３２の外周面３４ａに接しながら環状に形成される。よって、流路３６に冷媒が流れることにより、ケース１６を無駄に冷却することなく、コイルエンド３２を直接に冷却することができ、その結果、コイル３０を効率よく冷却することができる。また、ケース１６の内部において、ステータコア２２と締結リング２４とインシュレータ３４とで規定された小さな空間である流路３６に冷媒が流れることにより、冷媒の流速を大きくすることができ、冷却性能の向上を図ることができる。

次に、冷媒が流路３６に流出入する構造について、図３を用いて説明する。図３は、図１のＢ−Ｂから見たときの流路３６を示す断面図である。

流路３６の一部を形成する折曲部２４ａには、冷媒が流路３６に流入するための流入孔３８と、冷媒が流路３６から流出するための流出孔４０が形成されている。流入孔３８は、折曲部２４ａの最上部、すなわち図において紙面の上側に位置する。折曲部２４ａの最上部に流入孔３８が位置することにより、ケース１６の開口１６ａからモータ１０内部に流入した冷媒が重力により流路３６に流れ込む。一方、流出孔４０は、流入孔３８の位置より下方、すなわち図において紙面の下側に位置する。流入孔３８の位置より下方に流出孔４０が位置することにより、流路３６を流れた冷媒、または流路３６の下方に溜まった冷媒が流出孔４０からスムーズに流出する。

本実施形態においては、流出孔３８が折曲部２４ａの最下部、すなわち図において紙面の下側に位置せずに折曲部２４ａの最上部と最下部との間に位置している。この構成により、流入孔３８より流入した冷媒を、流出孔４０の位置まで流路３６に溜めることができる。モータ１０が駆動しているときに、モータ１０に流入する冷媒の流量が少ないと、流路３６を流れる冷媒の流量も少なくなり冷却性能が低下する。しかしながら、本実施形態のように冷媒を流路３６に溜めることができる構造にすることにより、冷媒の流量が少ない場合であっても、流路３６の一部に冷媒を充填させるでき、冷却性能を向上させることができる。このような構造は、モータ１０がハイブリッド車両の駆動用電動機に用いられる場合、好適である。ハイブリッド車両が、モータ１０の出力のみで走行する場合、エンジンに接続される、冷媒を流すポンプの回転速度が低下して、冷媒の流量が少なくなる場合がある。この場合であっても、本実施形態のように冷媒を流路３６に溜めることができる構造にすることにより、コイル３０を効果的に冷却することができる。

本実施形態に係るモータの構成を示す図である。 図１においてＡ−Ａから見たときのロータとステータを示す断面図である。 図１においてＢ−Ｂから見たときの流路を示す断面図である。

符号の説明

１０ モータ、１２ ロータ、１４ ステータ、１６ ケース、１８ 回転軸、２０ 永久磁石、２２ ステータコア、２４ 締結リング、２４ａ 折曲部、２６ ティース、３０ コイル、３２ コイルエンド、３４ インシュレータ、３６ 流路、３８ 流入孔、４０ 流出孔。

Claims (2)

1. ロータと、ロータの周囲に配置されたステータとを有するモータにおいて、
   ステータは、
   ティースを有するステータコアと、
   ステータコアを周囲から取り囲み、ステータコアを固定する締結リングと、
   ステータコアの側面から突出してコイルエンドを形成しながらティースに巻回されたコイルと、
   ステータコアの側面からコイルエンドの外周面に接しながら延びるインシュレータと、
   を含み、
   締結リングは、これの軸線方向端部を、ステータコアの側面から間隔を空けて内周側に折り曲げて、その軸線方向端部の先端がインシュレータに当接するように形成された折曲部を有し、
   モータを冷却する冷媒が、折曲部とインシュレータとステータコアとで囲われて形成される流路を流れる、
   ことを特徴とするモータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   折曲部に、冷媒が流路に流入するための流入孔と、冷媒が流路から流出するための流出孔が形成され、
   流入孔は、折曲部の最上部に位置し、その位置より下方に流出孔が位置する、
   ことを特徴とするモータ。

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