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WO2025022753A1 - モータ - Google Patents

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Info

Publication number
WO2025022753A1
WO2025022753A1 PCT/JP2024/016784 JP2024016784W WO2025022753A1 WO 2025022753 A1 WO2025022753 A1 WO 2025022753A1 JP 2024016784 W JP2024016784 W JP 2024016784W WO 2025022753 A1 WO2025022753 A1 WO 2025022753A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
coolant
port
cover
coil end
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/016784
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伸一 黒沢
祐太郎 日吉
諒 高田
章吾 谷野
Original Assignee
ヤマハ発動機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ヤマハ発動機株式会社 filed Critical ヤマハ発動機株式会社
Publication of WO2025022753A1 publication Critical patent/WO2025022753A1/ja

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Definitions

  • the present invention relates to a motor having a stator, a rotor and a housing.
  • Patent Document 1 JP 2015-33226 A discloses a motor equipped with a cooling structure capable of circulating a coolant such as oil.
  • This motor includes a rotor, a stator equipped with a core and a coil, and a case that houses them.
  • the case has a first inner wall surface and a second inner wall surface that face each other in the direction of the rotation axis, and an inner peripheral wall surface that surrounds the stator between them.
  • Holes that are liquid introduction portions are provided at multiple different positions in the circumferential direction of the first inner wall surface.
  • Holes that are liquid discharge portions are provided at multiple different positions in the circumferential direction of the second inner wall surface.
  • a gap is formed between the inner peripheral wall surface of the case and the outer peripheral surface of the stator to allow the flow of coolant from the first inner wall surface side to the second inner wall surface side.
  • This application discloses a motor with a simple cooling structure that can provide efficient cooling.
  • the motor includes a housing, a stator housed in the housing, and a rotor disposed inside the stator and rotatably supported by the housing.
  • the stator has a stator core having a plurality of slots, and coils formed of conductor wires inserted into the slots.
  • the coils include slot wire portions housed in the slots, and coil end portions formed of extension wires extending from the slots to the outside in the axial direction of the stator core.
  • the housing has a coolant flow path formed inside a wall constituting the housing for passing a coolant, and a coolant port on the radial outside of the coil end portion that communicates between the coolant flow path and a space in the housing in which the coil end portion is disposed.
  • the coolant port is formed at an angle with respect to a plane perpendicular to the axial direction so as to approach the axial inner side as it approaches the inside of the housing.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a motor according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the stator 10 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional perspective view of the vicinity of the cover flow channels 6b1 and 6b2 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a view of the vicinity of the cover flow passage 6b2 in FIGS. 1 and 3 as viewed from the outside in the axial direction.
  • FIG. 5 shows a modification of the multiple holes of the coolant port 72 of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the flow of the coolant in the motor 100.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the flow of the coolant in the motor 100.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the flow of the coolant in the motor 100.
  • the inventors have studied a cooling structure to improve the cooling efficiency of a motor. In their study, they focused on the movement of the coolant introduced into the housing. As a result, they found that by preventing the flow of coolant from concentrating near the inlet port of the coolant into the housing, it is possible to efficiently circulate the coolant near the coil end portion. After extensive study into a configuration to prevent the flow of coolant from concentrating near the inlet port, they discovered that by tilting the inlet port, it is possible to alleviate the concentration of the flow of coolant near the inlet port. The following embodiment is based on this knowledge.
  • a motor includes a housing, a stator accommodated in the housing, and a rotor disposed inside the stator and rotatably supported by the housing.
  • the stator has a stator core having a plurality of slots, and a coil formed of a conductor inserted into the slot.
  • the conductor of the coil includes a slot line portion accommodated in the slot, and a coil end portion constituted by an extension line extending from the slot to the outside in the axial direction of the stator core.
  • the housing has a coolant flow path formed inside a wall constituting the housing for passing a coolant, and a coolant port, radially outside the coil end portion, communicating between the coolant flow path and a space in the housing in which the coil end portion is disposed.
  • the coolant port is formed at an angle with respect to a plane perpendicular to the axial direction so as to approach the axial inner side as it approaches the inside of the housing.
  • the coolant port that guides the coolant from the coolant flow path inside the housing wall to the space in the coil end portion inside the housing (coil end chamber) is inclined axially inward toward the inside of the housing, i.e., toward the stator core.
  • the flow direction of the coolant introduced from the coolant port into the housing has a component that flows axially inward. This makes it difficult for the flow of the coolant introduced from the coolant port to concentrate near the coolant port. This improves the efficiency of the circulation of the coolant near the coil end portion, improving cooling efficiency. As a result, efficient cooling can be achieved with a simple configuration.
  • a motor includes a housing, a stator accommodated in the housing, and a rotor disposed inside the stator and rotatably supported by the housing.
  • the stator has a stator core having a plurality of slots, and coils formed of conductor wires inserted into the slots.
  • the conductor wires of the coils include slot wire portions housed in the slots, and coil end portions formed of extension wires extending from the slots to the outside in the axial direction of the stator core.
  • the housing has a coolant flow path formed inside a wall constituting the housing for passing a coolant, and a coolant port, radially outside the coil end portion, communicating between the coolant flow path and a space in the housing in which the coil end portion is disposed.
  • the coolant port is formed of a plurality of holes formed to extend in directions that move away from each other as they approach the inside of the housing.
  • the coolant port that guides the coolant from the coolant flow path inside the housing wall to the space in the coil end portion (coil end chamber) inside the housing is formed with multiple holes.
  • the multiple holes are formed extending in a direction away from each other toward the inside of the housing. This makes it easier for the coolant introduced into the housing from the multiple holes of the coolant port to disperse within the housing. This makes it difficult for the flow of coolant introduced from the coolant port to concentrate near the coolant port. This improves the efficiency of circulation of the coolant near the coil end portion, improving cooling efficiency.
  • efficient cooling can be achieved with a simple configuration.
  • the coolant port may be formed at an angle with respect to a plane perpendicular to the axial direction so that it approaches the axial inner side as it moves toward the inside of the housing.
  • the inside of the housing is the direction from the outside to the inside of the housing, that is, the direction toward the inside of the housing in the thickness direction of the housing wall.
  • the radially outer side of the coil end portion means a position radially outward from the coil end portion and overlapping with the coil end portion as viewed from the radial direction.
  • the coolant port radially outward of the coil end portion is located at a position where at least a portion of the coolant port overlaps with the coil end portion as viewed from the radial direction.
  • the coolant port may be arranged so that the entire coolant port overlaps with the coil end portion as viewed from the radial direction.
  • the housing may have a housing main body that holds the stator core, and a cover that covers at least a portion of the radial outside of the coil end portion.
  • the coolant flow path may be formed across both the housing main body and the cover.
  • the coolant port may be configured to communicate between a cover flow path of the coolant flow path formed in the cover and a space in the housing in which the coil end portion is disposed. This allows the coolant that has passed through the flow path of the housing main body that holds the stator core and the flow path of the cover to be introduced into the housing from the coolant port. Therefore, the coolant can be introduced into the housing at a position close to the coil end portion after passing through a flow path located on the outer periphery of the stator core.
  • the flow path portion of the cooling liquid flow path in the housing body may be formed to extend circumferentially on the radially outer side of the stator core.
  • the flow path portion of the cooling liquid flow path in the cover may be formed to extend axially from the flow path portion of the housing body. This allows the cooling liquid to be passed circumferentially along the outer periphery of the stator core within the wall of the housing body, and then guided axially and introduced into the housing near the coil end portion.
  • the housing main body may have a flow path external port that communicates between the coolant flow path and an outside of the housing.
  • the flow path external port and the coolant port may be arranged such that at least a part of the rotor is located between the flow path external port and the coolant port when viewed in the axial direction.
  • the flow path external port and the coolant port are disposed at positions spaced apart in the circumferential direction, ensuring a certain length of flow path in the housing body through which the coolant entering from the flow path external port must pass before reaching the coolant port.
  • the cover may include a first cover assembled to one axial end side of the housing body and a second cover assembled to the other axial end side of the housing body.
  • the coolant flow path may be formed across the housing body, the first cover, and the second cover.
  • the coolant port may be formed in each of the first cover and the second cover.
  • the flow of coolant is less likely to concentrate near the coolant port in both the space where the coil end portions on one axial side of the stator core are arranged, and the space where the coil end portions on the other axial side of the stator core are arranged. This improves the efficiency of circulation of the coolant near each of the coil end portions on both axial ends of the stator core, improving cooling efficiency.
  • the housing may have an interior/exterior communication port that communicates between a space in the housing in which the coil end portion is disposed and the outside of the housing.
  • the interior/exterior communication port and the coolant port may be arranged such that at least a part of the rotor is located between the interior/exterior communication port and the coolant port when viewed in the axial direction.
  • the internal/external communication port and the coolant port are positioned at a certain distance from each other. Therefore, the coolant introduced through the coolant port comes into contact with most of the coil end portion before being discharged through the internal/external communication port. This increases the cooling effect of the coolant.
  • the housing may have a cooling liquid storage section that hermetically holds the cooling liquid in the space in which the coil end portion is disposed.
  • the housing may have a rotor storage section that stores the rotor.
  • the motor may have a cylindrical sealing member that isolates the cooling liquid storage section from the rotor storage section and keeps the cooling liquid storage section liquid-tight.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a motor 100 in this embodiment.
  • the motor 100 includes a stator 10 and a rotor 20.
  • the rotor 20 is rotatably supported inside the stator 10.
  • the stator 10 and the rotor 20 are arranged coaxially.
  • the axial direction of the motor 100 is the same as the axial direction of the stator 10 and the axial direction of the rotor 20 (i.e., the direction of the rotation axis J).
  • the stator 10 and the rotor 20 are accommodated in a housing 30.
  • the stator 10 is fixed to the housing 30, and the rotor 20 is rotatably supported by the housing 30.
  • the housing 30 includes a first cover 31, a second cover 32, and a housing body 33.
  • the housing body 33 is formed in a cylindrical shape that surrounds the outer periphery of the stator 10 and supports the outer periphery of the stator 10.
  • the housing body 33 holds the stator core 1, which will be described later.
  • the first cover 31 is attached to one axial end side of the housing body 33.
  • the first cover 31 covers one axial end side of the stator 10 and the rotor 20.
  • the first cover 31 supports the rotor 20 via a bearing 31a.
  • the second cover 32 is attached to the other axial end side of the housing body 33.
  • the second cover 32 covers the other axial end side of the stator 10 and the rotor 20.
  • the second cover 32 supports the rotor 20 via a bearing 32a.
  • the first cover 31, the housing body 33, and the second cover 32 are each formed as separate members (separate bodies), but either the first cover 31 and the housing body 33, or the second cover 32 and the housing body 33, may be integrally formed, i.e., as a single member.
  • the stator 10 has a stator core 1 and a conductor 2.
  • the stator core 1 has a number of slots arranged in the circumferential direction.
  • the conductor 2 includes a number of slot line portions 2s inserted into each of the slots, and an extension line 2e extending from each of the slot line portions 2s to the outside of the slot.
  • the extension line 2e extends axially outward from the stator core 1.
  • the extension line 2e extending from the slot line portions 2s forms coil end portions E1, E2.
  • the coil end portions E1, E2 are arranged on both axial sides of the stator core 1.
  • N slot wires (N is a natural number) are inserted into each slot, arranged in N layers in the radial direction.
  • the conductor wires 2 form three-phase coils, U-phase, V-phase, and W-phase.
  • a bus bar 5 is connected to the end of the conductor wire 2 that forms the coils of each phase of the stator 10.
  • the bus bar 5 is connected by welding to an extension wire 2e that extends from one axial end of the stator core 1.
  • the bus bar 5 is the lead wire (power supply wire) of the coils of the stator 10.
  • FIG. 2 is a perspective view of the stator 10 shown in FIG. 1.
  • the extension wire 2e forms a coil end portion E1 at one axial end side J1 and a coil end portion E2 at the other axial end side J2.
  • the coil end portions E1 and E2 are formed over the entire circumferential direction at both axial ends of the stator core 1. When viewed from the axial direction, the outer peripheral edges of the coil end portions E1 and E2 are located inside the outer peripheral edge of the stator core 1.
  • the bus bar 5, neutral wire 4, and jumper wire 2B are connected by welding to the coil end portion E1 at one axial end side J1. At least one of the bus bar 5, neutral wire 4, and jumper wire 2B may be connected to the coil end portion E2 at the other axial end side J2.
  • the first cover 31 covers at least a portion of the radial outside of the coil end portion E1. That is, the first cover 31 has a portion that overlaps with the coil end portion E1 when viewed from the radial direction.
  • the first cover 31 forms at least a portion of the wall of the coil end chamber, i.e., the space in which the coil end portion E1 at one axial end side J1 of the housing 30 is disposed.
  • the first cover 31 forms the axially outer and radially outer walls of the coil end chamber.
  • the first cover 31 is assembled in the axial direction to the housing main body 33.
  • the mating surfaces of the housing main body 33 and the first cover 31 are perpendicular to the axial direction.
  • the second cover 32 covers at least a part of the radial outside of the coil end portion E2. That is, the second cover 32 has a part that overlaps with the coil end portion E2 when viewed from the radial direction.
  • the second cover 32 forms at least a part of the wall of the space in which the coil end portion E2 on the other axial end side J2 of the housing 30 is disposed, i.e., the coil end chamber. In the example of FIG. 1, the second cover 32 forms the axially outer and radially outer walls of the coil end chamber.
  • the second cover 32 is assembled in the axial direction to the housing main body 33.
  • the mating surface of the housing main body 33 and the second cover 32 is a surface perpendicular to the axial direction.
  • the second cover 32 is fastened to the housing main body 33 by a housing fastener (not shown). In the axial direction, the housing main body 33 is disposed between the first cover 31 and the second cover.
  • the rotor 20 has a rotor shaft 21, a rotor core 22 attached around the axis of the rotor shaft 21, and a magnet 23 that is a magnetic flux generator provided in the rotor core 22.
  • the magnet 23 is embedded in the rotor core 22.
  • the rotor shaft 21 is rotatably supported by the housing 30 via bearings 31a and 32a. In the example shown in FIG. 1, a portion of the rotor shaft 21 near one end is supported by the bearing 31a of the first cover 31, and a portion of the rotor shaft 21 near the other end is supported by the bearing 32a of the second cover 32.
  • the motor 100 shown in Fig. 1 has a cooling structure that circulates a coolant inside the housing 30 to cool the stator 10.
  • coolant flow paths 6a, 6b1, and 6b2 for passing the coolant are provided inside the wall of the housing 30.
  • the coolant flow paths include a main body flow path 6a formed inside the wall of the housing main body 33, and cover flow paths 6b1 and 6b2 formed inside the walls of the first cover 31 and the second cover 32.
  • the main body flow path 6a and the cover flow paths 6b1 and 6b2 are connected to each other.
  • the main flow passage 6a is formed over the entire circumferential direction of the wall of the housing main body 33.
  • the main flow passage 6a is arranged radially outside the stator 10 so as to surround the outer periphery of the stator 10.
  • Cover flow passages 6b1, 6b2 are formed extending in the axial direction from a portion of the circumferential direction of the main flow passage 6a.
  • the cover flow passages 6b1, 6b2 are provided in a portion of the circumferential direction of each of the first cover 31 and the second cover 32.
  • FIG. 3 is a cross-sectional perspective view of the vicinity of the cover flow passages 6b1, 6b2 shown in FIG. 1.
  • the cover flow passages 6b1, 6b2 are formed by extending from a part of the circumferential direction of the main flow passage 6a toward both sides in the axial direction.
  • the cover flow passages 6b1, 6b2 have a shape whose longitudinal direction is the axial direction.
  • the coolant ports 71, 72 extend from the cover flow passages 6b1, 6b2 and reach the coil end chamber.
  • the coolant ports 71, 72 connect the cover flow passages 6b1, 6b2 (coolant flow passages) to the coil end chamber.
  • the coolant ports 71, 72 are holes formed in the first cover 31 and the second cover 32 (housing 30).
  • the coolant ports 71, 72 are formed at an angle to a plane perpendicular to the axial direction so that they approach the axial inner side as they move inward (radially inward) of the housing 30.
  • the coolant ports 71, 72 are drilled at an angle to the thickness direction of the wall of the housing 30 (first cover 31, second cover 32 in the example of Figure 1).
  • the inner surfaces of the coolant ports 71, 72 are inclined to a plane perpendicular to the axial direction.
  • the coolant introduced into the housing from the coolant ports 71, 72 flows axially inward. That is, the flow direction of the coolant introduced into the housing through the coolant ports 71, 72 has a component of flowing axially inward. This makes it difficult for the flow of the coolant introduced from the coolant port to concentrate near the coolant port. This improves the efficiency of the circulation of the coolant.
  • the coolant introduced from the coolant ports 71, 72 flows toward the base of the extension line 2e of the coil end portions E1, E2, i.e., near the slot of the stator core. This makes it possible to effectively cool the parts of the coil that need to be cooled.
  • Figure 4 is a view of the vicinity of the cover flow passage 6b2 from the outside in the axial direction.
  • the coolant port 72 is formed of multiple holes.
  • the multiple holes are formed to extend in directions that move away from each other as they move inward (radially inward) of the housing 30.
  • the multiple holes of the coolant port 72 are formed to move away from each other in the circumferential direction as they move from the outside to the inside of the housing 30.
  • the coolant port 72 is configured to branch out from the coolant flow passage (cover flow passage 6b2) into multiple holes that communicate with the coil end chamber inside the housing.
  • the coolant introduced into the housing from the multiple holes of the coolant port 72 tends to disperse within the housing. This makes it less likely that the flow of coolant introduced from the coolant port will concentrate near the coolant port. This improves the efficiency of the circulation of the coolant. In addition, the coolant tends to flow toward a wide range in the circumferential direction of the coil end portion E2. This makes it possible to effectively cool the parts of the coil that need to be cooled.
  • FIG. 5 is a diagram showing a modified example of the multiple holes of the cooling liquid port 72 of FIG. 4.
  • the roots of the multiple holes of the cooling liquid port 72 are connected, but in the example of FIG. 5, the multiple holes are formed by extending independently from the cooling liquid flow path (cover flow path 6b2). That is, in the example of FIG. 4, the part of the cooling liquid port 72 that exits the cooling liquid flow path is a single hole, and multiple holes branch off from this single hole and reach inside the housing. In contrast, in the example of FIG. 5, multiple holes extend from the cooling liquid flow path and reach inside the housing.
  • FIGS. 4 and 5 show examples of the cooling liquid port 72 of the second cover 32, but the cooling liquid port 71 of the first cover 31 can also be formed with multiple holes.
  • FIG. 6 and 7 are diagrams for explaining an example of the flow of the coolant in the motor 100.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a cross section of the second cover 32 cut along a plane perpendicular to the axial direction.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a cross section of the first cover 31 cut along a plane perpendicular to the axial direction.
  • the housing body 33 has external flow passage ports 83 and 83a.
  • the external flow passage ports 83 and 83a are holes that communicate between the coolant flow passage (main body flow passage 6a) of the housing body 33 and the outside of the housing 30.
  • the external flow passage ports 83 and 83a are holes formed in the outer peripheral wall of the housing body 33.
  • the external flow passage port 83 is provided on the opposite side of the coolant port 72 with respect to the rotation axis J of the rotor.
  • the external flow passage port 83 is also provided on the opposite side of the cover flow passage 6b2 with respect to the rotation axis J of the rotor.
  • the flow path external ports 83, 83a and the coolant port 72 may be arranged so that, as viewed from the axial direction, at least a part of the rotor 20 is located between the flow path external ports 83, 83a and the coolant port 72.
  • the flow path external ports 83 and the coolant port 72 may be arranged so that, as viewed from the axial direction, an arbitrary imaginary line K2 passing through the flow path external port 83 and the coolant port 72 passes through the arrangement area of the rotor 20.
  • the flow path external port 83 and the coolant port 72 are arranged at positions spaced apart to a certain extent in the circumferential direction.
  • the second cover 32 has an internal/external communication port 82.
  • the internal/external communication port 82 is a hole that communicates between the coil end chamber and the outside of the housing 30.
  • the internal/external communication port 82 is a hole formed in the outer peripheral wall of the second cover 32.
  • the internal/external communication port 82 is provided on the opposite side of the coolant port 72 with respect to the rotation axis J of the rotor.
  • the internal/external communication port 82 is also provided on the opposite side of the cover flow path 6b2 with respect to the rotation axis J of the rotor.
  • the internal/external communication port 82 and the coolant port 72 may be arranged so that, when viewed from the axial direction, at least a part of the rotor 20 is located between the internal/external communication port 82 and the coolant port 72.
  • the internal/external communication port 82 and the coolant port 72 may be arranged so that, when viewed from the axial direction, an arbitrary imaginary line K2 passing through the internal/external communication port 82 and the coolant port 72 passes through the arrangement area of the rotor 20.
  • the internal/external communication port 82 and the coolant port 72 are arranged at positions spaced apart to a certain extent in the circumferential direction.
  • the coolant that enters the coolant flow path 6a of the housing main body 33 from the flow path external port 83 passes through the coolant flow path (main body flow path) 6a to reach the cover flow path 6b2, and is introduced from the cover flow path 6b2 through the coolant port 72 into the coil end chamber.
  • the coolant travels about half a circle around the wall of the housing main body 33 on the outer periphery of the stator core 1 before reaching the coolant port 72 from the flow path external port 83. This makes it easier for heat to be released from the outer periphery of the stator core 1.
  • the coolant that enters the coil end chamber from the coolant port 72 flows through the coil end chamber, reaches the internal/external communication port 82, and is discharged to the outside of the housing 30.
  • the coolant travels about half a circle around the coil end portion E2 of the stator 10 while touching the coil end portion E2 of the stator 10 until it reaches the internal/external communication port 82 from the coolant port 72. This makes it easier for heat to be released from the coil of the stator 10.
  • the housing body 33 has an external flow path port 83b in addition to the external flow path port 83.
  • the external flow path port 83 is located on the opposite side of the coolant port 71 of the first cover 31 with respect to the rotation axis J of the rotor. In this way, by providing an external flow path port 83b between the external flow path port 83, which is located on the opposite side of the rotation axis J of the rotor from the coolant port 71, and the coolant port 71, the circulation of the coolant can be promoted.
  • the flow path external ports 83, 83b and the coolant port 71 may be arranged so that, as viewed from the axial direction, at least a part of the rotor 20 is located between the flow path external ports 83, 83b and the coolant port 71.
  • the flow path external ports 83 and the coolant port 71 may be arranged so that, as viewed from the axial direction, an arbitrary imaginary line K1 passing through the flow path external port 83 and the coolant port 71 passes through the arrangement area of the rotor 20.
  • the flow path external ports 83, 83b and the coolant port 72 are arranged at positions spaced apart to a certain extent in the circumferential direction.
  • the first cover 31 has an internal/external communication port 81.
  • the internal/external communication port 81 is provided on the opposite side of the coolant port 71 with respect to the rotation axis J of the rotor.
  • the internal/external communication port 81 and the coolant port 71 may be arranged so that at least a part of the rotor 20 is located between the internal/external communication port 81 and the coolant port 71 when viewed from the axial direction.
  • the internal/external communication port 81 and the coolant port 71 may be arranged so that an arbitrary imaginary line K1 passing through the internal/external communication port 81 and the coolant port 71 passes through the arrangement area of the rotor 20 when viewed from the axial direction.
  • the internal/external communication port 81 and the coolant port 71 are arranged at positions spaced apart to a certain extent in the circumferential direction.
  • the coolant travels approximately half a circle around the wall of the housing body 33 on the outer periphery of the stator core 1 before reaching the coolant port 71 from the flow path external port 83. Also, the coolant travels approximately half a circle around the coil end portion E1 of the stator 10 before reaching the inside-outside communication port 81 from the coolant port 71. This allows for efficient cooling.
  • the housing 30 has a coolant storage section that seals and holds the coolant in the space (coil end chamber) where the coil end portions E1 and E2 are arranged. This allows the coil end chamber to be filled with coolant, and the coil end portions E1 and E2 to be cooled while immersed in the coolant. With the coil end chamber filled with coolant, the coolant is introduced from the coolant ports 71 and 72 to the coil end chamber via the coolant flow paths 6a, 6b1, and 6b2, and the coolant circulates.
  • the concentration of the coolant flow near the coolant ports 71 and 72 can be alleviated, and the coolant can be efficiently circulated to the coil end portions.
  • the coolant ports 71 and 72 by drilling at an angle to the thickness direction of the wall, cutting is made easier.
  • a cylindrical sealing member 9 is provided to keep the cooling liquid storage section liquid-tight.
  • the sealing member 9 is inserted between the stator core 1 and the rotor 20.
  • a seal member is provided between the sealing member 9 and the housing 30.
  • the coil end chamber is surrounded by the first cover 31 or the second cover 32, the housing main body 33, the stator core 1 and the sealing member 9, forming a cooling liquid storage section that is kept liquid-tight.
  • the sealing member 9 separates the cooling liquid storage section from the rotor storage section in which the rotor 20 is housed.
  • a spacer 11 is provided between the coil end portions E1, E2 and the inner wall of the housing 30 in the coil end chamber.
  • the spacer 11 can limit the area in the coil end chamber filled with the coolant to the vicinity of the coil end portion.
  • the spacer 11 may be arranged to extend circumferentially on the radially outer side of the coil end portions E1, E2. In this case, the spacer 11 is not provided in the space between the coolant ports 71, 72 and the coil end portions E1, E2. This makes it easier for the coolant to flow from the coolant ports 71, 72 to the coil end portions E1, E2.
  • the surface of the spacer 11 may be provided so as to be wider toward the radially inner side on both circumferential sides of the space between the coolant ports 71, 72 and the coil end portions E1, E2 (see FIG. 4 to FIG. 7). This makes it easier for the coolant to flow from the coolant ports 71, 72 to the coil end portions E1, E2.
  • a coolant port is provided in each of the first cover 31 and the second cover 32.
  • the coolant port may be provided, for example, in the housing body, or may be provided only in either the first cover or the second cover.
  • at least one of the first cover 31 or the second cover 32 may be provided with a coolant flow path that allows coolant to flow around the entire outer periphery of the stator 10.
  • the motor is typically a three-phase AC motor.
  • the coil groups of each of the U, V, and W phases may have at least two parallel coils.
  • the motor 100 is an embedded permanent magnet synchronous motor, but the configuration of the motor 100 is not limited to this.
  • the motor may be a reluctance type synchronous motor or an induction motor.
  • the motor 100 may be used as a power source that outputs driving force, or as a generator.
  • stator core 1: stator core, 2s: slot line portion, 2e: extension line, 6a, 6b1, 6b2: coolant flow path, 10: stator, 20: rotor, 30: housing, 31: first cover, 32: second cover, 33: housing body, E1, E2: coil end portion, 71, 72: coolant port, 81, 82: internal/external communication port, 83, 83a, 83b: flow path external port

Landscapes

  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

モータ100は、ハウジング30と、ステータ10と、ロータ20とを備える。ステータ10は、ステータコア1と、コイルを有し、コイルは、スロットに収納されるスロット線部2sと、ステータコア1の軸方向の外側に延在する延在線2eで構成されるコイルエンド部E1,E2とを含む。ハウジング30は、壁の内部に形成された冷却液を通すための冷却液流路6a、6b1,6b2と、冷却液流路6b1,6b2とハウジング30内のコイルエンド部E1,E2が配置される空間との間を連通する冷却液口71、72とを有する。冷却液口71、72は、ハウジング30の内方へ向かうにつれて軸方向内側に近づくように、軸方向に垂直な面に対して傾いて形成される。

Description

モータ
 本発明は、ステータ、ロータ及びハウジングを備えるモータに関する。
 特開2015-33226号公報(特許文献1)には、オイル等の冷却液を循環させることが可能な冷却構造を備えたモータが開示されている。このモータは、ロータと、コア及びコイルを備えるステータと、これらを収容するケースとを備える。ケースは、回転軸方向に互いに対向する第1内壁面および第2内壁面と、これらの間でステータを包囲する内周壁面とを有する。第1内壁面の周方向の互いに異なる複数の位置に、液導入部である穴が設けられる。第2内壁面の周方向の互いに異なる複数の位置に、液導出部である穴が設けられる。ケースの内周壁面とステータの外周面との間に、第1内壁面側から第2内壁面側への冷却液の流動を許容する隙間が形成されている。
特開2015-33226号公報
 本願は、簡単な構成で効率よく冷却できる冷却構造を有するモータを開示する。
 本発明の実施形態におけるモータは、ハウジングと、前記ハウジングに収容されたステータと、前記ステータの内側に配置され、前記ハウジングに回転可能に支持されるロータとを備える。前記ステータは、複数のスロットを有するステータコアと、前記スロットに挿入される導線で形成されるコイルを有する。前記コイルは、前記スロットに収納されるスロット線部と、前記スロットから前記ステータコアの軸方向の外側に延在する延在線で構成されるコイルエンド部とを含む。前記ハウジングは、前記ハウジングを構成する壁の内部に形成された冷却液を通すための冷却液流路と、前記コイルエンド部の径方向外側において、前記冷却液流路と前記ハウジング内の前記コイルエンド部が配置される空間との間を連通する冷却液口とを有する。前記冷却液口は、前記ハウジングの内方へ向かうにつれて軸方向内側に近づくように、軸方向に垂直な面に対して傾いて形成される。
図1は、本実施形態におけるモータの構成例を示す断面図である。 図2は、図1に示すステータ10の斜視図である。 図3は、図1に示すカバー流路6b1、6b2付近の断面斜視図である。 図4は、図1及び図3のカバー流路6b2付近を軸方向外側から見た図である。 図5は、図4の冷却液口72の複数の孔の変形例を示す図である。 図6は、モータ100における冷却液の流れの例を説明するための図である。 図7は、モータ100における冷却液の流れの例を説明するための図である。
 発明者らは、モータの冷却効率を向上させるための冷却構造を検討した。検討において、ハウジング内へ導入される冷却液の動きに注目した。その結果、ハウジング内への冷却液の導入口付近において冷却液の流れが集中することを避けることで、コイルエンド部付近の冷却液の循環を効率よくできることがわかった。導入口付近の冷却液の流れが集中することを避けるための構成について、鋭意検討した結果、導入口を傾斜させることで、導入口付近の冷却液の流れが集中することを緩和できることを見出した。下記実施形態は、この知見に基づくものである。
(構成1)
 本発明の実施形態におけるモータは、ハウジングと、前記ハウジングに収容されたステータと、前記ステータの内側に配置され、前記ハウジングに回転可能に支持されるロータとを備える。前記ステータは、複数のスロットを有するステータコアと、前記スロットに挿入される導線で形成されるコイルを有する。前記コイルの導線は、前記スロットに収納されるスロット線部と、前記スロットから前記ステータコアの軸方向の外側に延在する延在線で構成されるコイルエンド部とを含む。前記ハウジングは、前記ハウジングを構成する壁の内部に形成された冷却液を通すための冷却液流路と、前記コイルエンド部の径方向外側において、前記冷却液流路と前記ハウジング内の前記コイルエンド部が配置される空間との間を連通する冷却液口とを有する。前記冷却液口は、前記ハウジングの内方へ向かうにつれて軸方向内側に近づくように、軸方向に垂直な面に対して傾いて形成される。
 上記構成1によれば、ハウジングの壁の内部の冷却液流路からハウジング内のコイルエンド部の空間(コイルエンド室)へ冷却液を導く冷却液口が、ハウジング内へ向かって、軸方向内側すなわちステータコアに近づく方向へ傾斜する。これにより、冷却液口からハウジング内へ導入された冷却液が流れる向きは、軸方向内側へ向かう成分を有する。これにより、冷却液口から導入された冷却液の流れが、冷却液口付近に集中しにくくなる。そのため、コイルエンド部付近の冷却液の循環の効率がよくなり、冷却効率が向上する。その結果、簡単な構成で効率よい冷却ができる。
 (構成2)
 本発明の実施形態におけるモータは、ハウジングと、前記ハウジングに収容されたステータと、前記ステータの内側に配置され、前記ハウジングに回転可能に支持されるロータとを備える。前記ステータは、複数のスロットを有するステータコアと、前記スロットに挿入される導線で形成されるコイルを有する。前記コイルの導線は、前記スロットに収納されるスロット線部と、前記スロットから前記ステータコアの軸方向の外側に延在する延在線で構成されるコイルエンド部とを含む。前記ハウジングは、前記ハウジングを構成する壁の内部に形成された冷却液を通すための冷却液流路と、前記コイルエンド部の径方向外側において、前記冷却液流路と前記ハウジング内の前記コイルエンド部が配置される空間との間を連通する冷却液口とを有する。前記冷却液口は、前記ハウジングの内方へ向かうにつれて互いに離れる方向に延びて形成される複数の孔で形成される。
 上記構成2によれば、ハウジングの壁の内部の冷却液流路からハウジング内のコイルエンド部の空間(コイルエンド室)へ冷却液を導く冷却液口は、複数の孔で形成される。複数の孔は、ハウジング内へ向かって、互いに離れる方向に延びて形成される。これにより、冷却液口の複数の孔からハウジング内へ導入された冷却液は、ハウジング内で分散しやすくなる。これにより、冷却液口から導入された冷却液の流れが、冷却液口付近に集中しにくくなる。そのため、コイルエンド部付近の冷却液の循環の効率がよくなり、冷却効率が向上する。その結果、簡単な構成で効率よい冷却ができる。なお、構成2において、前記冷却液口は、前記ハウジングの内方へ向かうにつれて軸方向内側に近づくように、軸方向に垂直な面に対して傾いて形成されてもよい。
 ハウジングの内方は、ハウジングの外から内で向かう方向であり、ハウジングの壁の厚み方向において、ハウジングの内部へ向かう方向である。
 コイルエンド部の径方向外側とは、コイルエンド部より径方向外方であって、径方向から見てコイルエンド部と重なる位置である。コイルエンド部の径方向外側における冷却液口は、少なくとも一部が径方向から見てコイルエンド部と重なる位置にある。なお、冷却液口の全体が径方向から見てコイルエンド部と重なるように冷却液口が配置されてもよい。
 (構成3)
 上記構成1又は2において、前記ハウジングは、前記ステータコアを保持するハウジング本体と、前記コイルエンド部の径方向外側の少なくとも一部を覆うカバーを有してもよい。前記冷却液流路は、前記ハウジング本体及び前記カバーの両方にわたって形成されてもよい。前記冷却液口は、前記冷却液流路のうち前記カバーに形成されるカバー流路と、前記ハウジング内の前記コイルエンド部が配置される空間との間を連通するよう構成されてもよい。これにより、ステータコアを保持するハウジング本体の流路とカバーの流路を通った冷却液が冷却液口からハウジング内へ導入される。そのため、冷却液をステータコアの外周に位置する流路を通してからコイルエンド部に近い位置でハウジング内へ導くことができる。
 例えば、前記ハウジング本体における前記冷却液流路の流路部分(本体流路)は、ステータコアの径方向外側で周方向に延びて形成されてもよい。また、前記カバーにおける前記冷却液流路の流路部分(カバー流路)は、前記ハウジング本体の流路部分から軸方向に延びて形成されてもよい。これにより、ハウジング本体の壁内において、ステータコアの外周に沿って周方向に冷却液を通し、その後、軸方向に冷却液を導いてコイルエンド部付近で、ハウジング内へ導入できる。
 (構成4)
 上記構成3において、前記ハウジング本体は、前記冷却液流路と、前記ハウジングの外側との間を連通する流路外部口を有してもよい。軸方向から見て、前記流路外部口と、前記冷却液口との間に、前記ロータの少なくとも一部が位置するように、前記流路外部口及び前記冷却液口が配置されてもよい。
 これにより、流路外部口と冷却液口が周方向においてある程度離れた位置に配置される。そのため、流路外部口から入った冷却液が冷却液口に到達するまでに通るハウジング本体の流路の長さがある程度確保される。
 (構成5)
 上記構成3又は4において、前記カバーは、前記ハウジング本体の軸方向一方端側に組み付けられる第1カバーと、前記ハウジング本体の軸方向他方端側に組み付けられる第2カバーとを含んでもよい。前記冷却液流路は、前記ハウジング本体、前記第1カバー及び前記第2カバーにわたって形成されてもよい。前記冷却液口は、前記第1カバー及び前記第2カバーのそれぞれに形成されてもよい。
 これにより、ステータコアの軸方向一方側のコイルエンド部が配置される空間、及び、ステータコアの軸方向他方側のコイルエンド部が配置される空間の両方において、冷却液口付近に冷却液の流れが集中しにくくなる。そのため、ステータコアの軸方向両端のコイルエンド部それぞれ付近の冷却液の循環の効率がよくなり、冷却効率が向上する。
 (構成6)
 上記構成1~5のいずれかにおいて、前記ハウジングは、前記ハウジング内の前記コイルエンド部が配置される空間と、前記ハウジングの外部との間を連通する内外連通口を有してもよい。軸方向から見て、前記内外連通口と、前記冷却液口との間に、前記ロータの少なくとも一部が位置するように、前記内外連通口及び前記冷却液口が配置されてもよい。
 これにより、内外連通口及び冷却液口が、ある程度離れた位置に配置される。そのため、冷却液口から導入された冷却液がコイルエンド部の大部分に触れたのち内外連通口から排出される。そのため、冷却液のよる冷却効果がより高くなる。
 上記構成において、前記ハウジングは、前記コイルエンド部が配置される空間において前記冷却液を密閉して保持する冷却液収容部を有してもよい。前記ハウジングは、前記ロータを収容するロータ収容部を有してもよい。前記モータは、前記冷却液収容部と前記ロータ収容部とを隔離し、前記冷却液収容部を液密に保持する円筒状の封止部材を有してもよい。
 (モータ全体構成例)
 以下、本発明の実施形態の一例を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態におけるモータ100の構成例を示す断面図である。モータ100は、ステータ10とロータ20とを備える。ロータ20は、ステータ10の内側に回転可能に支持される。ステータ10とロータ20は同軸に配置される。モータ100の軸方向は、ステータ10の軸方向、及びロータ20の軸方向(すなわち回転軸Jの方向)と同じである。ステータ10及びロータ20は、ハウジング30に収容される。ステータ10は、ハウジング30に対して固定され、ロータ20は、ハウジング30に対して回転可能に支持される。
 図1の例では、ハウジング30は、第1カバー31、第2カバー32、ハウジング本体33を含む。ハウジング本体33は、ステータ10の外周を囲む筒状に形成され、ステータ10の外周を支持する。ハウジング本体33は、後述するステータコア1を保持する。第1カバー31は、ハウジング本体33の軸方向一方端側に取り付けられる。第1カバー31は、ステータ10及びロータ20の軸方向一方端側を覆う。第1カバー31は、軸受31aを介してロータ20を支持する。第2カバー32は、ハウジング本体33の軸方向他方端側に取り付けられる。第2カバー32は、ステータ10及びロータ20の軸方向他方端側を覆う。第2カバー32は、軸受32aを介してロータ20を支持する。図1の例では、第1カバー31、ハウジング本体33、及び第2カバー32は、それぞれ別部材(別体)で形成されるが、第1カバー31及びハウジング本体33、又は、第2カバー32及びハウジング本体33のいずれかが、一体的に、すなわち1つの部材で形成されてもよい。
 ステータ10は、ステータコア1と、導線2とを有する。ステータコア1は、周方向に配置された複数のスロットを有する。導線2は、複数のスロットのそれぞれに挿入される複数のスロット線部2sと、複数のスロット線部2sそれぞれからスロットの外へ延びる延在線2eとを含む。延在線2eは、ステータコア1の軸方向外側へ延びる。複数のスロット線部2sから延びる延在線2eによりコイルエンド部E1、E2が形成される。コイルエンド部E1、E2は、ステータコア1の軸方向両側に配置される。
 各スロットには、N本(Nは自然数)のスロット線が、径方向にN層に並んだ状態で挿入される。導線2により、U相、V相及びW相の3相のコイルが形成される。ステータ10の各相のコイルを形成する導線2の端に、バスバ5が接続される。バスバ5は、ステータコア1の軸方向一方端から延在する延在線2eに溶接で接続される。バスバ5は、ステータ10のコイルの引き出し線(電源線)である。
 図2は、図1に示すステータ10の斜視図である。延在線2eにより、軸方向一方端側J1におけるコイルエンド部E1と、軸方向の他方端側J2におけるコイルエンド部E2が形成される。コイルエンド部E1、E2は、ステータコア1の軸方向両端において、周方向の全体に渡って形成される。軸方向から見て、コイルエンド部E1、E2の外周縁は、ステータコア1の外周縁の内側に位置する。図2の例では、軸方向一方端側J1のコイルエンド部E1に、バスバ5、中性線4、及び渡り線2Bが、溶接により接続される。なお、バスバ5、中性線4、及び渡り線2Bの少なくとも1つは、軸方向他方端側J2のコイルエンド部E2に接続されてもよい。
 図1に示すように、第1カバー31は、コイルエンド部E1の径方向外側の少なくとも一部を覆う。すなわち、第1カバー31は、径方向から見てコイルエンド部E1と重なる部分を有する。第1カバー31は、ハウジング30の内の軸方向一方端側J1のコイルエンド部E1が配置される空間、すなわちコイルエンド室の壁の少なくとも一部を形成する。図1の例では、第1カバー31は、コイルエンド室の軸方向外側及び径方向外側の壁を形成する。第1カバー31は、ハウジング本体33に対して軸方向に組み付けられる。ハウジング本体33と第1カバー31の合わせ面は、軸方向に垂直である。
 第2カバー32は、コイルエンド部E2の径方向外側の少なくとも一部を覆う。すなわち、第2カバー32は、径方向から見てコイルエンド部E2と重なる部分を有する。第2カバー32は、ハウジング30の内の軸方向他方端側J2のコイルエンド部E2が配置される空間、すなわちコイルエンド室の壁の少なくとも一部を形成する。図1の例では、第2カバー32は、コイルエンド室の軸方向外側及び径方向外側の壁を形成する。第2カバー32は、ハウジング本体33に対して軸方向に組み付けられる。ハウジング本体33と第2カバー32の合わせ面は、軸方向に垂直な面である。第2カバー32は、ハウジング本体33にハウジング締結体(図示略)により締結される。軸方向において、第1カバー31と第2カバーの間にハウジング本体33が配置される。
 図1に示す例では、ロータ20は、ロータ軸21、ロータ軸21の軸周りに取り付けられるロータコア22、及びロータコア22に設けられる磁束発生源である磁石23を有する。磁石23は、ロータコア22に埋め込まれる。ロータ軸21は、ハウジング30に軸受31a、32aを介して回転可能に支持される。図1の例では、第1カバー31の軸受31aにロータ軸21の一方端に近い部分が支持され、第2カバー32の軸受32aによりロータ軸21の他方端に近い部分が支持される。
 (冷却構造の例)
 図1に示すモータ100は、冷却液をハウジング30内部へ流通させステータ10を冷却する冷却構造を有する。冷却構造として、ハウジング30の壁の内部に、冷却液を通すための冷却液流路6a、6b1、6b2が設けられる。冷却液流路は、ハウジング本体33の壁の内部に形成される本体流路6aと、第1カバー31及び第2カバー32のそれぞれの壁の内部に形成されるカバー流路6b1、6b2を含む。本体流路6aとカバー流路6b1、6b2は繋がっている。
 本体流路6aは、ハウジング本体33の壁の周方向の全体に渡って形成される。本体流路6aは、ステータ10の径方向外側に、ステータ10の外周を囲むように配置される。本体流路6aの周方向の一部から、カバー流路6b1、6b2が、軸方向に延びて形成される。カバー流路6b1、6b2は、第1カバー31及び第2カバー32のそれぞれにおいて、周方向の一部に設けられる。
 図3は、図1に示すカバー流路6b1、6b2付近の断面斜視図である。図3に示すように、本体流路6aの周方向の一部から、軸方向の両側に向かって、カバー流路6b1、6b2がそれぞれ延びて形成される。カバー流路6b1、6b2は、軸方向を長手方向とする形状を有する。カバー流路6b1、6b2から冷却液口71、72が延びてコイルエンド室に達する。冷却液口71、72は、カバー流路6b1、6b2(冷却液流路)とコイルエンド室とを連通する。冷却液口71,72は、第1カバー31及び第2カバー32(ハウジング30)に形成された孔である。
 図1及び図3に示す例では、冷却液口71、72は、ハウジング30の内方(径方向内方)へ向かうにつれて軸方向内側に近づくように、軸方向に垂直な面に対して傾いて形成される。この例では、冷却液口71、72は、ハウジング30(図1の例では第1カバー31、第2カバー32)の壁の厚み方向に対して斜めに穿孔されている。冷却液口71、72の内面は、軸方向に垂直な面に対して傾斜している。
 冷却液口71、72からハウジング内へ導入される冷却液は、軸方向内側へ向かって流れる。すなわち、冷却液口71、72を通ってハウジング内へ導入される冷却液の流れる方向は、軸方向内側へ向かう方向の成分を有する。これにより、冷却液口から導入された冷却液の流れが、冷却液口付近に集中しにくくなる。そのため、冷却液の循環の効率がよくなる。また、冷却液口71、72から導入される冷却液が、コイルエンド部E1、E2の延在線2eの根本、すなわち、ステータコアのスロット付近に向かって流れる。そのため、コイルの冷却したい部分を効果的に冷却することができる。
 図4は、カバー流路6b2付近を軸方向外側から見た図である。図4の例では、冷却液口72は、複数の孔で形成される。複数の孔は、ハウジング30の内方(径方向内側)へ向かうにつれて互いに離れる方向に延びて形成される。図4の例では、冷却液口72の複数の孔は、ハウジング30の外から内へ近づくに従って、周方向に離れるように形成される。冷却液口72は、冷却液流路(カバー流路6b2)から、複数の孔に枝分かれしてハウジング内のコイルエンド室へ連通する構成である。
 冷却液口72の複数の孔からハウジング内へ導入された冷却液は、ハウジング内で分散しやすくなる。これにより、冷却液口から導入された冷却液の流れが、冷却液口付近に集中しにくくなる。そのため、冷却液の循環の効率がよくなる。また、コイルエンド部E2の周方向の広い範囲に向かって冷却液が流れやすくなる。そのため、コイルの冷却したい部分を効果的に冷却することができる。
 図5は、図4の冷却液口72の複数の孔の変形例を示す図である。図4の例では、冷却液口72の複数の孔の根本が繋がっているが、図5の例では、複数の孔は、それぞれ、独立して冷却液流路(カバー流路6b2)から延びて形成される。すなわち、図4の例では、冷却液口72の冷却液流路から出る部分は1つの孔であり、この1つの孔から複数の孔が分岐してハウジング内へ到達している。これに対して、図5の例では、冷却液流路から複数の孔が延びてハウジング内へ到達している。図4及び図5は、第2カバー32の冷却液口72の例であるが、第1カバー31の冷却液口71も同様に複数の孔で形成することができる。
 (冷却液の流れ例)
 図6及び図7は、モータ100における冷却液の流れの例を説明するための図である。図6は、第2カバー32を軸方向に垂直な面で切った断面を示す斜視図である。図7は、第1カバー31を軸方向に垂直な面で切った断面を示す斜視図である。図6に示す例では、ハウジング本体33は、流路外部口83、83aを有する。流路外部口83、83aは、ハウジング本体33の冷却液流路(本体流路6a)と、ハウジング30の外側との間を連通する孔である。流路外部口83、83aは、ハウジング本体33の外周の壁に形成された孔である。流路外部口83は、ロータの回転軸Jに対して、冷却液口72と反対側に設けられる。また、流路外部口83は、ロータの回転軸Jに対して、カバー流路6b2と反対側に設けられる。
 軸方向から見て、流路外部口83、83aと、冷却液口72との間に、ロータ20の少なくとも一部が位置するように、流路外部口83、83a及び冷却液口72が配置されてもよい。例えば、軸方向から見て、流路外部口83と冷却液口72を通る任意の仮想線K2が、ロータ20の配置領域を通るように、流路外部口83及び冷却液口72が配置されてもよい。これにより、流路外部口83と冷却液口72が、周方向においてある程度離れた位置に配置される。
 図6の例では、第2カバー32は、内外連通口82を有する。内外連通口82は、コイルエンド室とハウジング30の外部との間を連通する孔である。内外連通口82は、第2カバー32の外周の壁に形成された孔である。内外連通口82は、ロータの回転軸Jに対して、冷却液口72と反対側に設けられる。また、内外連通口82は、ロータの回転軸Jに対して、カバー流路6b2と反対側に設けられる。
 軸方向から見て、内外連通口82と、冷却液口72との間に、ロータ20の少なくとも一部が位置するように、内外連通口82及び冷却液口72が配置されてもよい。例えば、軸方向から見て、内外連通口82と冷却液口72を通る任意の仮想線K2が、ロータ20の配置領域を通るように、内外連通口82及び冷却液口72が配置されてもよい。これにより、内外連通口82と冷却液口72が、周方向においてある程度離れた位置に配置される。
 図6の例では、流路外部口83からハウジング本体33の冷却液流路6aに入った冷却液は、冷却液流路(本体流路)6aを通ってカバー流路6b2に達し、カバー流路6b2から冷却液口72を経てコイルエンド室へ導入される。冷却液は、流路外部口83から冷却液口72に到達するまでの間に、ステータコア1の外周のハウジング本体33の壁の中を約半周回ることになる。これにより、ステータコア1の外周から熱が放出されやすくなる。
 冷却液口72からコイルエンド室へ入った冷却液は、コイルエンド室を流れて内外連通口82へ達し、ハウジング30の外部へ排出される。冷却液は、冷却液口72から内外連通口82に到達するまで、ステータ10のコイルエンド部E2に触れながら、コイルエンド部E2を約半周回ることになる。これにより、ステータ10のコイルから熱が放出されやすくなる。このように、流路外部口83と冷却液口72、及び、内外連通口82と冷却液口72を、周方向においてある程度離れた位置に配置することで、ステータコア1の外周と、ハウジング内のステータ10のコイルエンド部E2の両方から熱が放出されやすくなる。そのため、効率よく冷却することができる。
 図7に示す例では、ハウジング本体33は、流路外部口83に加えて、流路外部口83bを有する。流路外部口83は、第1カバー31の冷却液口71とロータの回転軸Jに対して反対側に位置する。このように、ロータの回転軸Jに対して冷却液口71と反対側に設けられる流路外部口83と、冷却液口71との間に、さらに流路外部口83bを設けることで、冷却液の循環を促進できる。
 軸方向から見て、流路外部口83、83bと、冷却液口71との間に、ロータ20の少なくとも一部が位置するように、流路外部口83、83b及び冷却液口71が配置されてもよい。例えば、軸方向から見て、流路外部口83と冷却液口71を通る任意の仮想線K1が、ロータ20の配置領域を通るように、流路外部口83及び冷却液口71が配置されてもよい。これにより、流路外部口83、83bと冷却液口72が、周方向においてある程度離れた位置に配置される。
 図7の例では、第1カバー31は、内外連通口81を有する。内外連通口81は、ロータの回転軸Jに対して、冷却液口71と反対側に設けられる。軸方向から見て、内外連通口81と、冷却液口71との間に、ロータ20の少なくとも一部が位置するように、内外連通口81及び冷却液口71が配置されてもよい。例えば、軸方向から見て、内外連通口81と冷却液口71を通る任意の仮想線K1が、ロータ20の配置領域を通るように、内外連通口81及び冷却液口71が配置されてもよい。これにより、内外連通口81と冷却液口71が、周方向においてある程度離れた位置に配置される。
 図7の例でも、図6の例と同様に、冷却液は、流路外部口83から冷却液口71に到達するまでの間に、ステータコア1の外周のハウジング本体33の壁の中を約半周回ることになる。また、冷却液は、冷却液口71から内外連通口81に到達するまで、ステータ10のコイルエンド部E1を約半周回ることになる。これにより、そのため、効率よい冷却が可能になる。
 本実施形態では、ハウジング30は、コイルエンド部E1、E2が配置される空間(コイルエンド室)において冷却液を密閉して保持する冷却液収容部を有する。これにより、コイルエンド室に冷却液を充填し、コイルエンド部E1、E2を冷却液に浸漬した状態で冷却できる。コイルエンド室に冷却液を充填した状態で、冷却液流路6a、6b1,6b2を経て冷却液口71、72からコイルエンド室へ冷却液が導入されることで、冷却液が循環する。この構成において、冷却液口71、72を、上記例のように傾斜させて形成することで、冷却液口71、72付近の冷却液の流れの集中を緩和し、コイルエンド部に効率よく冷却液を循環させることができる。また、冷却液口71、72を壁の厚み方向に対して斜めに穿孔して形成することで、切削加工が容易になる。
 図1の例では、冷却液収容部を液密に保持する円筒状の封止部材9が設けられる。封止部材9は、ステータコア1とロータ20の間に挿入される。封止部材9とハウジング30の間にはシール部材が設けられる。これにより、コイルエンド室は、第1カバー31又は第2カバー32と、ハウジング本体33と、ステータコア1と封止部材9に囲まれて、液密に保持する冷却液収容部となる。封止部材9は、冷却液収容部とロータ20が収容されるロータ収容部とを隔離する。
 図1の例では、コイルエンド室において、コイルエンド部E1、E2とハウジング30の内壁の間に、スペーサ11が設けられる。スペーサ11により、コイルエンド室における冷却液が充填される範囲をコイルエンド部付近に限定することができる。スペーサ11は、例えば、図6及び図7に示すように、コイルエンド部E1、E2の径方向外側に、周方向に延びて配置されてもよい。この場合、冷却液口71、72とコイルエンド部E1,E2の間の空間には、スペーサ11を設けないようにされる。これにより、冷却液口71、72からコイルエンド部E1、E2へ冷却液が流れやすくなる。また、冷却液口71、72とコイルエンド部E1、E2の間の空間の周方向両側において、スペーサ11の面が、径方向内側に向かって広くなるように設けられてもよい(図4~図7参照)。これにより、冷却液口71、72からコイルエンド部E1、E2へ冷却液がより流れやすくなる。
 上記例では、第1カバー31及び第2カバー32のそれぞれに冷却液口が設けられる。この変形例として、冷却液口は、例えば、ハウジング本体に設けられてもよいし、第1カバー又は第2カバーのいずれかにのみ設けられてもよい。また、第1カバー31又は第2カバー32の少なくとも1つに、ステータ10の外周全体に冷却液を流す冷却液流路が設けられてもよい。
 上記実施形態では、モータは典型的には三相交流モータである。U相、V相及びW相の各相のコイル群は、少なくとも2つの並列コイルを有してもよい。なお、上記実施形態では、モータ100は、埋込永久磁石同期モータであるが、モータ100の構成はこれに限られない。例えば、モータは、リラクタンス型同期モータであってもよいし、誘導モータであってもよい。また、モータ100は、駆動力を出力する動力源としてもちられてもよいし、発電機(ジェネレータ)として用いられてもよい。
 以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例
示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸
脱しない範囲内で上述した実施形態を適宜変形して実施することが可能である。
 1:ステータコア、2s:スロット線部、2e:延在線、6a、6b1、6b2:冷却液流路、10:ステータ、20:ロータ、30:ハウジング、31:第1カバー、32:第2カバー、33:ハウジング本体、E1、E2:コイルエンド部、71、72:冷却液口、81、82:内外連通口、83、83a、83b:流路外部口
 

Claims (6)

  1.  ハウジングと、
     前記ハウジングに収容されたステータと、
     前記ステータの内側に配置され、前記ハウジングに回転可能に支持されるロータとを備え、
     前記ステータは、複数のスロットを有するステータコアと、前記スロットに挿入される導線で形成されるコイルを有し、
     前記コイルの導線は、前記スロットに収納されるスロット線部と、前記スロットから前記ステータコアの軸方向の外側に延在する延在線で構成されるコイルエンド部とを含み、
     前記ハウジングは、前記ハウジングを構成する壁の内部に形成された冷却液を通すための冷却液流路と、前記コイルエンド部の径方向外側において、前記冷却液流路と前記ハウジング内の前記コイルエンド部が配置される空間との間を連通する冷却液口とを有し、
     前記冷却液口は、前記ハウジングの内方へ向かうにつれて軸方向内側に近づくように、軸方向に垂直な面に対して傾いて形成される、モータ。
  2.  ハウジングと、
     前記ハウジングに収容されたステータと、
     前記ステータの内側に配置され、前記ハウジングに回転可能に支持されるロータとを備え、
     前記ステータは、複数のスロットを有するステータコアと、前記スロットに挿入される導線で形成されるコイルを有し、
     前記コイルの導線は、前記スロットに収納されるスロット線部と、前記スロットから前記ステータコアの軸方向の外側に延在する延在線で構成されるコイルエンド部とを含み、
     前記ハウジングは、前記ハウジングを構成する壁の内部に形成された冷却液を通すための冷却液流路と、前記コイルエンド部の径方向外側において、前記冷却液流路と前記ハウジング内の前記コイルエンド部が配置される空間との間を連通する冷却液口とを有し、
     前記冷却液口は、前記ハウジングの内方へ向かうにつれて互いに離れる方向に延びて形成される複数の孔で形成される、モータ。
  3.  請求項1又は2に記載のモータであって、
     前記ハウジングは、前記ステータコアを保持するハウジング本体と、前記コイルエンド部の径方向外側の少なくとも一部を覆うカバーを有し、
     前記冷却液流路は、前記ハウジング本体及び前記カバーの両方にわたって形成され、
     前記冷却液口は、前記冷却液流路のうち前記カバーに形成されるカバー流路と前記ハウジング内の前記コイルエンド部が配置される空間との間を連通する、モータ。
  4.  請求項3に記載のモータであって、
     前記ハウジング本体は、前記冷却液流路と前記ハウジングの外側との間を連通する流路外部口を有し、
     軸方向から見て、前記流路外部口と、前記冷却液口との間に、前記ロータの少なくとも一部が位置するように、前記流路外部口及び前記冷却液口が配置される、モータ。
  5.  請求項3又は4に記載のモータであって、
     前記カバーは、前記ハウジング本体の軸方向一方端側に組み付けられる第1カバーと、前記ハウジング本体の軸方向他方端側に組み付けられる第2カバーとを含み、
     前記冷却液流路は、前記ハウジング本体、前記第1カバー及び前記第2カバーにわたって形成され、
     前記冷却液口は、前記第1カバー及び前記第2カバーのそれぞれに形成される、モータ。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載のモータであって、
     前記ハウジングは、前記ハウジング内の前記コイルエンド部が配置される空間と、前記ハウジングの外部との間を連通する内外連通口を有し、
     軸方向から見て、前記内外連通口と、前記冷却液口との間に、前記ロータの少なくとも一部が位置するように、前記内外連通口及び前記冷却液口が配置される、モータ。
     
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