JP2005261084A - モータ冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷却液とコイルエンドとの間に存在する熱抵抗を低く抑え、加えて、冷却液の流速を保ったままコイルエンドを冷却するという相乗作用により冷却効率を一層向上させることができるモータ冷却構造を提供すること。
【解決手段】 ステータ軸方向に突出したコイルエンド８ａ，８ａを有する同期モータのステータ５において、少なくともコイルエンド８ａ，８ａの一部と冷却液とが直接接触する密閉された周方向冷却路１０，１１と、ステータ軸方向に設けられた軸方向冷却路１２と、前記周方向冷却路１０，１１の密閉を確保しつつ前記軸方向冷却路１２に繋ぐ連通路１３，１４を備え、前記両冷却路１０，１１，１２と前記連通路１３，１４とに冷却液を導くことでステータコイル８を冷却する構造とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータ冷却構造の技術分野に属する。

従来のモータ冷却構造は、冷却パイプを電気絶縁しつつコイルエンドに密着させることにより、コイルエンドを冷却していた（例えば、特許文献１参照）。

また、ステータ端部に複数の軸方向冷却路と連通する入口室を設け、そこに冷却液を導き冷却していた（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−１２５５１２号公報 特開２００１−１４５３０２号公報

しかしながら、従来の特許文献１に記載されたモータ冷却構造にあっては、コイルエンドの一部に電気絶縁を保ちつつ密着する冷却パイプによってコイルエンドを冷却する方式を採っているが、冷却パイプとコイルエンドの接触熱抵抗が存在するので、冷却効率が悪化するという問題があった。また、電気絶縁を確保するための部材は一般に熱伝導率が低いので、冷却効率を悪化させていた。

従来の特許文献２に記載されたモータ冷却構造にあっては、コイルエンドを冷却液により直接冷却しているが、コイルエンドの冷却液室が複数の軸方向冷却路にそのまま連通しているため、冷却液入口から離れた位置のコイルエンドを冷却する冷却液流量が少なくなり、流速低下につながるので、コイルエンドの冷却効率が悪化するという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、冷却液とコイルエンドとの間に存在する熱抵抗を低く抑え、加えて、冷却液の流速を保ったままコイルエンドを冷却するという相乗作用により冷却効率を一層向上させることができるモータ冷却構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、ステータ軸方向に突出したコイルエンドを有するモータのステータにおいて、
少なくともコイルエンドの一部と冷却液とが直接接触する密閉された周方向冷却路と、
ステータ軸方向に設けられた軸方向冷却路と、
前記周方向冷却路の密閉を確保しつつ前記軸方向冷却路に繋ぐ連通路を備え、
前記両冷却路と前記連通路とに冷却液を導くことでステータコイルを冷却することを特徴とする。

よって、本発明のモータ冷却構造にあっては、周方向冷却路に冷却液を導くことで、少なくともコイルエンドの一部と冷却液とが直接接触するため、冷却液とコイルエンドとの間に存在する熱抵抗が従来に比べて低く抑えられる。加えて、周方向冷却路は、密閉を確保しつつ連通路を介して軸方向冷却路に繋がる構成であるため、従来のように冷却液が周方向に移動する際にステータ軸方向に設けられた軸方向冷却路に流入することが無く、質量を保ったまま流れる。この結果、冷却液とコイルエンドとの間に存在する熱抵抗を低く抑え、加えて、冷却液の流速を保ったままコイルエンドを冷却するという相乗作用により冷却効率を一層向上させることができる。

以下、本発明のモータ冷却構造を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例４に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１は１ロータ・１ステータの同期モータへの適用例であり、図１は実施例１のモータ冷却構造が適用された同期モータを示す縦断面図、図２は実施例１のモータ冷却構造を示す図１のＡ−Ａ線断面図、図３は実施例１のモータ冷却構造において周方向冷却路を形成するためのコイル隙間閉塞部材を示す側面図である。

実施例１のモータ冷却構造が適用された同期モータは、図１に示すように、モータ軸１と、モータケース２と、モータ軸受け３と、ロータ４と、ステータ５と、を備えている。

前記モータ軸１は、モータケース２に対し２つのモータ軸受け３，３を介して回転可能に支持されている。また、モータ軸１には、図２に示すように、周方向に等間隔で８本の永久磁石６を軸方向に埋め込んだロータ４が固定されている。

前記ステータ５は、図１及び図２に示すように、積層コア７に対し軸方向にステータコイル８を巻き付けた電磁石を周方向に１２個配列し、モータケース２の内面に固定することで構成されている。

すなわち、同期モータは、ステータコイル８に３相交流を加えると回転磁界が発生し、ロータ４の永久磁石６は、この回転磁界に連れ回りすることで回転する。なお、電源周波数に同期して回転するので、「同期モータ」の名で呼ばれている。

この同期モータは、ステータコイル８が発熱して高温になると、モータ効率の低下を招くことから、ステータコイル８の高温化を防ぐために冷却が必要となる。以下、ステータ軸方向に突出したコイルエンドに着目した実施例１のモータ冷却構造を説明する。

実施例１のモータ冷却構造は、ステータ軸方向に突出したコイルエンド８ａ，８ａを有する同期モータのステータ５において、少なくともコイルエンド８ａ，８ａの一部と冷却液とが直接接触する密閉された周方向冷却路１０，１１と、ステータ軸方向に設けられた軸方向冷却路１２と、前記周方向冷却路１０，１１の密閉を確保しつつ前記軸方向冷却路１２に繋ぐ連通路１３，１４を備え、前記両冷却路１０，１１，１２と前記連通路１３，１４とに冷却液を導くことでステータコイル８を冷却する。

実施例１のモータ冷却構造をより詳しく述べると、前記コイルエンド８ａ，８ａの両端部位置に、入口冷却路部材２０と出口冷却路部材２１とを、ステータコイル８とのシール性を保ちつつモータケース２に固定して設ける。前記軸方向冷却路１２は、周方向に隣接するステータコイル８，８間の位置に、ステータ軸方向に貫通して複数設ける（実施例１の場合は１２本）。前記入口冷却路部材２０には、冷却液入口１０ａが開口する入口周方向冷却路１０と、該入口周方向冷却路１０と前記軸方向冷却路１２の複数の入口部とを繋ぐ入口連通路１３と、を形成し、前記出口側冷却路部材２１には、冷却液出口１１ａが開口する出口周方向冷却路１１と、該出口周方向冷却路１１と前記軸方向冷却路１２の複数の出口部とを繋ぐ出口連通路１４とを形成する。なお、コイルエンド８ａと入口冷却路部材２０との間、および、コイルエンド８ａと出口冷却路部材２１の間には、冷却液漏れを防止するためのシール部材や絶縁部材を介在させることができる。

前記周方向冷却路１０，１１の内壁には、図２に示すように、冷却液流れの乱流化を促進する凹凸を形成している。この凹凸は、ステータ５を樹脂モールドにより成形するに際し、軸方向冷却路１２を形成すると共に、図３に示す凹凸部２２ａを有するコイル隙間閉塞部材２２を形成することで達成される。

実施例１では、前記周方向冷却路１０，１１は、コイルエンド８ａ，８ａの径方向最外周位置に環状に設け、隣接するコイルエンド８ａ，８ａの隙間をコイル隙間閉塞部材２２により塞ぎ、冷却液入口１０ａの部分に仕切壁２３を設け、冷却液出口１１ａの部分に図外の仕切壁を設けることで形成されている。前記連通路１３，１４は、冷却液を軸方向冷却路１２に受け渡すためにコイルエンド８ａ，８ａの端部位置に環状に設けている。

次に、作用を説明する。

［モータ冷却作用］
図４に実施例１のモータ冷却構造の冷却液通路概略図を示す。
モータ冷却時に冷却液入口１０ａから流入した冷却液は、入口周方向冷却路１０→入口連通路１３→軸方向冷却路１２→出口連通路１４→出口周方向冷却路１１を経過して冷却液出口１１ａから排出される。

この実施例１によれば、(1)入口周方向冷却路１０と出口周方向冷却路１１において、コイルエンド８ａ，８ａの径方向外周部分と冷却液が直接接触しており、冷却液とコイルエンド８ａ，８ａとの間に存在する熱抵抗を従来に比べ低く抑えることができるので、冷却効率を上げることができる。

(2)入口連通路１３と出口連通路１４において、コイルエンド８ａ，８ａの端面部分と冷却液が直接接触しており、冷却液とコイルエンド８ａ，８ａとの間に存在する熱抵抗を従来に比べ低く抑えることができるので、冷却効率を上げることができる。

(3)周方向に設けられ密閉された入口周方向冷却路１０と出口周方向冷却路１１を冷却液が流れるため、従来のように冷却液が周方向に移動する際にステータ軸方向に設けられた複数の冷却路に流入すること無く質量を保ったまま流れ、その結果、流速を保ったままコイルエンド８ａ，８ａを冷却するので、冷却効率を上げることができる。

(4)入口周方向冷却路１０と出口周方向冷却路１１を冷却液が流れる際、両冷却路１０，１１の壁面凹凸により冷却液流れの乱流化が促進され、コイルエンド８ａ，８ａの表面における熱伝達率が向上するので、冷却効率を上げることができる。

上記(1)乃至(4)の相乗作用により、モータ冷却時には、通路を流れる冷却液が効果的にステータコイル８から熱を奪い、高いモータ冷却性能を発揮することができる。

［モータ冷却構造の製造作用］
実施例１のモータ冷却構造では、ステータ軸方向両端部に周方向に1周以上する周方向冷却路１０，１１と、軸方向冷却路１２と、これらの冷却路１０，１１，１２を繋ぐ連通路１３，１４を有し、両端部にそれぞれ冷却液入口１０ａと冷却液出口１０ｂがある。この構成を採用することにより、図４に示すように、ステータ５の一端部から冷却液が流入し、他端部から冷却液を排出する、つまり、ステータ５内の冷却液の流れを一方通行にすることができる。

この結果、ステータ５内の冷却路構成を単純化できるので、部品点数を減らすことができ、製造コストを削減できる。さらに、同様の理由により、圧力損失も低減することができる。

さらに、モータケース２に、積層コア７にステータコイル８を巻き付けたステータ５が固定される同期モータでは、コイルエンド８ａ，８ａの外周部分に、スペースが確保される。このスペースを利用し、実施例１では、コイルエンド８ａ，８ａの両端部位置に、入口冷却路部材２０と出口冷却路部材２１とを固定し、周方向冷却路１０，１１と連通路１３，１４を形成している。よって、周方向冷却路１０，１１と連通路１３，１４を形成する製造工程を、入口冷却路部材２０と出口冷却路部材２１とをシール性を保ちながらモータケース２に固定するだけの工程で達成できるというように、簡略化できるため、製造時間とコストを小さく抑えることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のモータ冷却構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) ステータ軸方向に突出したコイルエンド８ａ，８ａを有する同期モータのステータ５において、少なくともコイルエンド８ａ，８ａの一部と冷却液とが直接接触する密閉された周方向冷却路１０，１１と、ステータ軸方向に設けられた軸方向冷却路１２と、前記周方向冷却路１０，１１の密閉を確保しつつ前記軸方向冷却路１２に繋ぐ連通路１３，１４を備え、前記両冷却路１０，１１，１２と前記連通路１３，１４とに冷却液を導くことでステータコイル８を冷却する構造としたため、冷却液とコイルエンド８ａ，８ａとの間に存在する熱抵抗を低く抑え、加えて、冷却液の流速を保ったままコイルエンド８ａ，８ａを冷却するという相乗作用により冷却効率を一層向上させることができる。

(2) 前記コイルエンド８ａ，８ａの両端部位置に、入口冷却路部材２０と出口冷却路部材２１とを、ステータコイル８とのシール性を保ちつつモータケース２に固定して設け、前記軸方向冷却路１２は、周方向に隣接するステータコイル８，８間の位置に、ステータ軸方向に貫通して複数設け、前記入口冷却路部材２０には、冷却液入口１０ａが開口する入口周方向冷却路１０と、該入口周方向冷却路１０と前記軸方向冷却路１２の複数の入口部とを繋ぐ入口連通路１３と、を形成し、前記出口側冷却路部材２１には、冷却液出口１１ａが開口する出口周方向冷却路１１と、該出口周方向冷却路１１と前記軸方向冷却路１２の複数の出口部とを繋ぐ出口連通路１４とを形成したため、冷却路を形成する製造工程を簡略化でき、製造時間とコストを小さく抑えることができる。

(3) 冷却液入口１０ａから流入した冷却液を、入口周方向冷却路１０→入口連通路１３→軸方向冷却路１２→出口連通路１４→出口周方向冷却路１１を経過して冷却液出口１１ａから排出するため、ステータ５内の冷却路構成を単純化できるので、部品点数を減らすことができ、製造コストを削減することができる。

(4) 前記周方向冷却路１０，１１の内壁に、冷却液流れの乱流化を促進する凹凸を形成したため、コイルエンド８ａ，８ａの表面における熱伝達率の向上により、冷却効率を上げることができる。

(5) 前記周方向冷却路１０，１１を、コイルエンド８ａ，８ａの径方向最外周位置に環状に設け、前記連通路１３，１４を、コイルエンド８ａ，８ａの端部位置に環状に設けたため、冷却液とコイルエンド８ａ，８ａの径方向外周部分及び端面部分との間に存在する熱抵抗を低く抑えることで、冷却効率を上げることができる。

実施例２は、周方向冷却路を、コイルエンドの径方向最内周位置に環状に設けた例である。

すなわち、図５及び図６に示すように、前記周方向冷却路１０，１１を、コイルエンド８ａ，８ａの径方向最内周位置に環状に設け、前記連通路１３，１４を、コイルエンド８ａ，８ａの端部位置に環状に設けている。なお、他の構成は実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

作用を説明すると、実施例２では、コイルエンド８ａ，８ａを冷却する周方向冷却路１０，１１が最内周部を通ることにより、冷却路総距離が短くなり、冷却効率を保ちつつ圧力損失を低減することができる。なお、他の作用は実施例１と同様であるので説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２のモータ冷却構造にあっては、実施例１の(1)〜(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(6) 前記周方向冷却路１０，１１を、コイルエンド８ａ，８ａの径方向最内周位置に環状に設け、前記連通路１３，１４を、コイルエンド８ａ，８ａの端部位置に環状に設けたため、冷却液とコイルエンド８ａ，８ａの径方向内周部分及び端面部分との間に存在する熱抵抗を低く抑えることで、冷却効率を上げることができると共に、冷却液が流れる距離が実施例１より短くなるので、圧力損失を低く抑えることができる。

実施例３は、冷却液出入口をステータの片端に集約させたモータ冷却構造とした例である。

構成を説明すると、図７〜図９に示すように、前記コイルエンド８ａ，８ａの両端部位置に、出入口冷却路部材２４と折り返し冷却路部材２５とを、ステータコイル８とのシール性を保ちつつ固定して設ける。前記軸方向冷却路１２は、周方向に隣接するステータコイル８，８間の位置に、ステータ軸方向に貫通して複数設ける（実施例３の場合は１２本）。前記出入口冷却路部材１４には、冷却液入口１０ａが開口する入口周方向冷却路１０と、該入口周方向冷却路１０と前記軸方向冷却路１２の入口部とを繋ぐ入口連通路１３と、冷却液出口１１ａが開口する出口周方向冷却路１１と、該出口周方向冷却路１１と前記軸方向冷却路１２の出口部とを繋ぐ出口連通路１４と、を形成している。前記折り返し冷却路部材２５には、前記軸方向冷却路１２の出口部に連通する折り返し出口連通路１５と、前記軸方向冷却路１２の入口部に連通する折り返し入口連通路１６と、折り返し出口連通路１５と折り返し入口連通路１６とを周方向に繋ぐ折り返し周方向冷却路１７とを形成している。

実施例３の前記周方向冷却路１０，１１は、図８に示すように、一端のコイルエンド８ａのみに径方向最外周位置に環状に設け、隣接するコイルエンド８ａの隙間をコイル隙間閉塞部材２２により塞ぎ、冷却液入口１０ａの部分と冷却液出口１１ａの部分に仕切壁２６，２７を設けることで、入口周方向冷却路１０が短く形成され、出口周方向冷却路１１を長く形成されている。前記連通路１３，１４は、冷却液を軸方向冷却路１２に受け渡すために一端のコイルエンド８ａの端部部位置にのみ環状に設け、前記仕切壁２６と仕切壁２８により、入口連通路１３と出口連通路１４とを半周ずつに分けている。

実施例３の前記折り返し周方向冷却路１７は、図９に示すように、他端のコイルンド８ａのみに径方向最外周位置に環状に設け、隣接するコイルエンド８ａの隙間をコイル隙間閉塞部材２２により塞ぎ、仕切壁２７に対応する位置に仕切壁２９を設けることで、１周する折り返し周方向冷却路１７に形成されている。前記連通路１５，１６は、冷却液を軸方向冷却路１２に受け渡すために他端のコイルエンド８ａの端部部位置にのみ環状に設け、前記仕切壁２６と仕切壁２８と対応する仕切壁３０，３１により、折り返し出口連通路１５と折り返し入口連通路１６とを半周ずつに分けている。なお、他の構成は実施例１と同様であるので説明を省略する。

次に、作用を説明する。

［モータ冷却作用］
図１０に実施例３のモータ冷却構造の冷却液通路概略図を示す。
モータ冷却時に冷却液入口１０ａから流入した冷却液は、入口周方向冷却路１０→入口連通路１３→軸方向冷却路１２→折り返し出口連絡路１５→折り返し周方向冷却路１７→折り返し入口連絡路１６→軸方向冷却路１２→出口連通路１４→出口周方向冷却路１１を経過して冷却液出口１１ａから排出される。

この実施例３によれば、(1)入口周方向冷却路１０と出口周方向冷却路１１と折り返し周方向冷却路１７において、コイルエンド８ａ，８ａの径方向外周部分と冷却液が直接接触しており、冷却液とコイルエンド８ａ，８ａとの間に存在する熱抵抗を従来に比べ低く抑えることができるので、冷却効率を上げることができる。

(2)入口連通路１３と出口連通路１４と折り返し出口連絡路１５と折り返し入口連絡路１６において、コイルエンド８ａ，８ａの端面部分と冷却液が直接接触しており、冷却液とコイルエンド８ａ，８ａとの間に存在する熱抵抗を従来に比べ低く抑えることができるので、冷却効率を上げることができる。

(3)周方向に設けられ密閉された入口周方向冷却路１０と出口周方向冷却路１１と折り返し周方向冷却路１７を冷却液が流れるため、従来のように冷却液が周方向に移動する際にステータ軸方向に設けられた複数の冷却路に流入すること無く質量を保ったまま流れ、その結果、流速を保ったままコイルエンド８ａ，８ａを冷却するので、冷却効率を上げることができる。

(4)入口周方向冷却路１０と出口周方向冷却路１１と折り返し周方向冷却路１７を冷却液が流れる際、両冷却路１０，１１の壁面凹凸により冷却液流れの乱流化が促進され、コイルエンド８ａ，８ａの表面における熱伝達率が向上するので、冷却効率を上げることができる。

上記(1)乃至(4)の相乗作用により、モータ冷却時には、通路を流れる冷却液が効果的にステータコイル８から熱を奪い、高いモータ冷却性能を発揮することができる。なお、他の作用は実施例１と同様であるので説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例３のモータ冷却構造にあっては、実施例１の(1),(4),(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(7) 前記コイルエンド８ａ，８ａの両端部位置に、出入口冷却路部材２４と折り返し冷却路部材２５とを、ステータコイル８とのシール性を保ちつつ固定して設け、前記軸方向冷却路１２は、周方向に隣接するステータコイル８，８間の位置に、ステータ軸方向に貫通して複数設け、前記出入口冷却路部材１４には、冷却液入口１０ａが開口する入口周方向冷却路１０と、該入口周方向冷却路１０と前記軸方向冷却路１２の入口部とを繋ぐ入口連通路１３と、冷却液出口１１ａが開口する出口周方向冷却路１１と、該出口周方向冷却路１１と前記軸方向冷却路１２の出口部とを繋ぐ出口連通路１４と、を形成し、前記折り返し冷却路部材２５には、前記軸方向冷却路１２の出口部に連通する折り返し出口連通路１５と、前記軸方向冷却路１２の入口部に連通する折り返し入口連通路１６と、折り返し出口連通路１５と折り返し入口連通路１６とを周方向に繋ぐ折り返し周方向冷却路１７とを形成したため、冷却液出入口１０ａ，１１ａをステータ片端に集約しながらも、冷却路を形成する製造工程を簡略化でき、製造時間とコストを小さく抑えることができる。

(8) 前記冷却液入口１０ａから流入した冷却液を、入口周方向冷却路１０→入口連通路１３→軸方向冷却路１２→折り返し出口連絡路１５→折り返し周方向冷却路１７→折り返し入口連絡路１６→軸方向冷却路１２→出口連通路１４→出口周方向冷却路１１を経過して冷却液出口１１ａから排出するようにしたため、冷却液出入口１０ａ，１１ａをステータ片端に集約することができ、例えば、インナーロータとアウターロータとの２つのロータを有する多層同期モータのモータ冷却構造として適用できるというように、設計の自由度が増す。

実施例４は、実施例３のモータ冷却構造をインナーロータとアウターロータとの２つのロータを有する多層同期モータに適用した例である。

構成を説明すると、多層同期モータは、図１１〜図１３に示すように、インナーロータ４と、アウターロータ９と、両ロータ４，５に挟まれて配置されたステータ５と、により構成されている。

前記インナーロータ４には、中空軸によるインナーロータ軸４０が固定され、前記アウターロータ９には、エンドプレート９１を介してアウターロータ軸９０が固定され、インナーロータ軸４０とアウターロータ軸９０とは同軸にて配置される。なお、アウターロータ９には、周方向に等間隔で１２個の永久磁石９２が軸方向に埋設されている。

前記ステータ５は、図外のモータハウジングに固定され、ステータコイル８への複合電流と、モータ冷却構造への冷却液が外部から供給される。

実施例４の前記周方向冷却路１０，１１は、図８に示すように、一端のコイルエンド８ａのみに径方向最外周位置に環状に設け、隣接するコイルエンド８ａの隙間をコイル隙間閉塞部材２２により塞ぎ、冷却液出入口１０ａ，１１ａの部分に仕切壁３２を設け、仕切壁３２とは半周ずれた位置に仕切壁３３を設けることで、入口周方向冷却路１０と出口周方向冷却路１１とを同じ長さの冷却路としている。前記連通路１３，１４は、冷却液を軸方向冷却路１２に受け渡すために一端のコイルエンド８ａの端部部位置にのみ環状に設け、前記仕切壁３２，３３により、入口連通路１３と出口連通路１４とを半周ずつに分けている。

実施例４の折り返し出口連通路１５と折り返し入口連通路１６と折り返し周方向冷却路１７については、図１３に示すように、実施例３と同様の構成としている。なお、他の構成は実施例１と同様であるので説明を省略する。また、モータ冷却作用についても実施例３と同様であるので説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例４のモータ冷却構造にあっては、実施例１の(1),(4),(5)の効果、実施例３の(7),(8)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(9) 前記ステータ軸方向に突出したコイルエンドを有するモータは、ステータ５の内側にインナーロータ４を配置し、ステータ５の外側にアウターロータ９を配置した３層同期モータであるため、冷却液出入口１０ａ，１１ａをステータ片端に集約したレイアウト自由度の高いモータ冷却構造により、両ロータ４，９に挟まれ高温を発生しやすいステータ５を効果的に冷却することができる。

以上、本発明のモータ冷却構造を実施例１〜実施例４に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これら実施例１〜実施例４に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、少なくともコイルエンドの一部と冷却液とが直接接触する密閉された周方向冷却路と、ステータ軸方向に設けられた軸方向冷却路と、前記周方向冷却路の密閉を確保しつつ前記軸方向冷却路に繋ぐ連通路を備え、前記周方向冷却路と軸方向冷却路と連通路とに冷却液を導くことでステータコイルを冷却する構成であれば、具体的な構成は、実施例１〜実施例４に限定されるものではない。

実施例では、本発明のモータ冷却構造を１ロータ・１ステータの同期モータと、２ロータ・１ステータの多層同期モータとに適用する例を示したが、ステータ軸方向に突出したコイルエンドを有するモータであれば、様々な種類のモータのモータ冷却構造として適用することができる。

実施例１のモータ冷却構造が適用された同期モータを示す縦断面図である。 実施例１のモータ冷却構造を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 実施例１のモータ冷却構造において周方向冷却路を形成するためのコイル隙間閉塞部材を示す側面図である。 実施例１のモータ冷却構造の冷却液通路構成を示す概略図である。 実施例２のモータ冷却構造が適用された同期モータを示す縦断面図である。 実施例２のモータ冷却構造を示す図５のＢ−Ｂ線断面図である。 実施例３のモータ冷却構造が適用された同期モータを示す縦断面図である。 実施例３のモータ冷却構造を示す図７のＣ−Ｃ線断面図である。 実施例３のモータ冷却構造を示す図７のＤ−Ｄ線断面図である。 実施例３のモータ冷却構造の冷却液通路構成を示す概略図である。 実施例４のモータ冷却構造が適用された多層同期モータを示す縦断面図である。 実施例４のモータ冷却構造を示す図１１のＥ−Ｅ線断面図である。 実施例４のモータ冷却構造を示す図１１のＦ−Ｆ線断面図である。 実施例４のモータ冷却構造の冷却液通路構成を示す概略図である。

符号の説明

１ モータ軸
２ モータケース
３ モータ軸受け
４ ロータ
５ ステータ
６ 永久磁石
７ 積層コア
８ ステータコイル
８ａ，８ａ コイルエンド
１０ 入口周方向冷却路
１０ａ 冷却液入口
１１ 出口周方向冷却路
１１ａ 冷却液出口
１２ 軸方向冷却路
１３ 入口連通路
１４ 出口連通路
２０ 入口冷却路部材
２１ 出口冷却路部材
２２ コイル隙間閉塞部材
２２ａ 凹凸部

Claims (9)

1. ステータ軸方向に突出したコイルエンドを有するモータのステータにおいて、
   少なくともコイルエンドの一部と冷却液とが直接接触する密閉された周方向冷却路と、
   ステータ軸方向に設けられた軸方向冷却路と、
   前記周方向冷却路の密閉を確保しつつ前記軸方向冷却路に繋ぐ連通路を備え、
   前記両冷却路と前記連通路とに冷却液を導くことでステータコイルを冷却することを特徴とするモータ冷却構造。
2. 請求項１に記載されたモータ冷却構造において、
   前記コイルエンドの両端部位置に、入口冷却路部材と出口冷却路部材とを、ステータコイルとのシール性を保ちつつモータケースに固定して設け、
   前記軸方向冷却路は、周方向に隣接するステータコイル間の位置に、ステータ軸方向に貫通して複数設け、
   前記入口冷却路部材には、冷却液入口が開口する入口周方向冷却路と、該入口周方向冷却路と前記軸方向冷却路の複数の入口部とを繋ぐ入口連通路と、を形成し、
   前記出口側冷却路部材には、冷却液出口が開口する出口周方向冷却路と、該出口周方向冷却路と前記軸方向冷却路の複数の出口部とを繋ぐ出口連通路とを形成したことを特徴とするモータ冷却構造。
3. 請求項２に記載されたモータ冷却構造において、
   前記冷却液入口から流入した冷却液を、入口周方向冷却路→入口連通路→軸方向冷却路→出口連通路→出口周方向冷却路を経過して前記冷却液出口から排出することを特徴とするモータ冷却構造。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載されたモータ冷却構造において、
   前記周方向冷却路の内壁に、冷却液流れの乱流化を促進する凹凸を形成したことを特徴とするモータ冷却構造。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載されたモータ冷却構造において、
   前記周方向冷却路を、コイルエンドの径方向最外周位置に環状に設け、前記連通路を、コイルエンドの端部位置に環状に設けたことを特徴とするモータ冷却構造。
6. 請求項１乃至４の何れか１項に記載されたモータ冷却構造において、
   前記周方向冷却路を、コイルエンドの径方向最内周位置に環状に設け、前記連通路を、コイルエンドの端部位置に環状に設けたことを特徴とするモータ冷却構造。
7. 請求項１に記載されたモータ冷却構造において、
   前記コイルエンドの両端部位置に、出入口冷却路部材と折り返し冷却路部材とを、ステータコイルとのシール性を保ちつつ固定して設け、
   前記軸方向冷却路は、周方向に隣接するステータコイル間の位置に、ステータ軸方向に貫通して複数設け、
   前記出入口冷却路部材には、冷却液入口が開口する入口周方向冷却路と、該入口周方向冷却路と前記軸方向冷却路の入口部とを繋ぐ入口連通路と、冷却液出口が開口する出口周方向冷却路と、該出口周方向冷却路と前記軸方向冷却路の出口部とを繋ぐ出口連通路と、を形成し、
   前記折り返し冷却路部材には、前記軸方向冷却路の出口部に連通する折り返し出口連通路と、前記軸方向冷却路の入口部に連通する折り返し入口連通路と、折り返し出口連通路と折り返し入口連通路とを周方向に繋ぐ折り返し周方向冷却路とを形成したことを特徴とするモータ冷却構造。
8. 請求項７に記載されたモータ冷却構造において、
   前記冷却液入口から流入した冷却液を、入口周方向冷却路→入口連通路→軸方向冷却路→折り返し出口連絡路→折り返し周方向冷却路→折り返し入口連絡路→軸方向冷却路→出口連通路→出口周方向冷却路を経過して前記冷却液出口から排出することを特徴とするモータ冷却構造。
9. 請求項７または請求項８に記載されたモータ冷却構造において、
   前記ステータ軸方向に突出したコイルエンドを有するモータは、ステータの内側にインナーロータを配置し、ステータの外側にアウターロータを配置した３層同期モータであることを特徴とするモータ冷却構造。
   
   

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