JP2007228669A - 電動モータの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石に発生する渦電流損が比較的小さく冷却を必要としない低回転域ではロータコア冷却油路を遮断して油を流さないことでオイルポンプ吐出量を減らし、モータの出力効率を含むモータ全体の総合効率を向上させる。
【解決手段】ロータ軸８とロータコア７とからなるロータと、ステータ３と、永久磁石１９近傍を軸方向に貫通するロータコア冷却油路２０と、ロータ軸の内周側に軸方向に沿って設けられたロータ軸冷却油路１６と、ロータ軸冷却油路からロータコア冷却油路に冷却用の油を分岐させて供給する供給油路２１と、油をロータ外へと排出させる方向のみ前記油を流通させるチェック弁２４とを備えてなる電動モータＭ１と、ロータと同期回転し前記ロータ軸冷却油路に冷却用の油を供給するオイルポンプ１５とを備え、前記ロータの回転数が所定回転以上で前記チェック弁２４が開き、前記油をロータ外へと排出させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電動式自動車の駆動源などに使用する電動モータの冷却装置に関するものである。

例えば、ロータとステータからなる電動モータのうち、ロータ側に永久磁石を備えた電動モータでは、ロータの外周に配設された永久磁石が高温となり不可逆減磁を起こすことによって、モータの出力効率低下を引き起こすといった問題がある。

これを回避するために、例えばロータ軸に供給された冷却用の油を、ロータコアの両側に配設したプレート（エンドプレート）の連絡油路を通って供給し、該ロータコア内の永久磁石近傍に設けた軸方向油路に該油を導く構成とすることで、永久磁石を冷却する技術が開示されている（例えば、特許文献１など参照）。
特開平９−１８２３７４号公報

しかし、特許文献１に記載の例のように、冷却ポンプを有せず歯車等で掻き揚げた油を冷却に使用する場合は問題ないものの、高性能電動モータに適用する場合は、より高性能な冷却性能を確保するために冷却用油ポンプを使用することが求められる。

このような冷却用油ポンプは、一般にモータ回転に同期して回転し、回転に比例した油を吐出するので、永久磁石に発生する渦電流損が比較的小さく冷却を必要としない低回転域でもロータコア冷却油路に常時油を流し続けることになり、大流量を吐出できる油ポンプを設定する必要が生じ、結果的に総合効率の悪い電動モータとなることが懸念される。

本発明の電動モータの冷却装置は、ロータ軸と外周に複数の永久磁石を配設したロータコアとからなるロータと、ステータと、ロータコアの内部に形成され、永久磁石近傍を軸方向に貫通するロータコア冷却油路と、ロータ軸の内周側に軸方向に沿って設けられたロータ軸冷却油路と、ロータ軸冷却油路からロータコア冷却油路に冷却用の油を分岐させて供給する供給油路と、油をロータ外へと排出させる方向のみ前記油を流通させるチェック弁とを備えてなる電動モータと、ロータと同期回転し前記ロータ軸冷却油路に冷却用の油を供給するオイルポンプとを備え、前記ロータの回転数が所定回転以上で前記チェック弁が開き、前記油をロータ外へと排出させることを特徴とする。

本発明の電動モータの冷却装置によれば、永久磁石に発生する渦電流損が比較的小さく冷却を必要としない低回転域ではロータコア冷却油路を遮断して油を流さないことでオイルポンプ吐出流量を減らし、モータの出力効率を含むモータ全体の総合効率を向上させることができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。

「第１実施形態」
図１は第１実施形態における電動モータの冷却装置のロータ軸を含み軸に平行な断面図、図２は図１における電動モータのチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図、図３は図１における電動モータのロータコアを拡大して示すロータ軸に垂直な断面図である。

電動モータＭ１は、図１に示すように、ステータ３を内装した円筒状のモータケーシング２と、このモータケーシング２の前端開口を塞ぐフロントブラケット４と、後端開口を塞ぐリアブラケット５と、これらフロントブラケット４及びリアブラケット５にロータ軸８の前後部をそれぞれ回転自在に保持されるロータとを有する。

ロータは、内部に右側出力軸１３を挿入させる中空状のロータ軸８と、このロータ軸８に固定され、外周に複数の永久磁石１９を配設したロータコア７とから構成されている。ロータコア７は、ロータ軸８に対して圧入されることによって当該ロータ軸８に固定されている。このロータコア７の一端には、入口側エンドプレート２２が設けられ、他端には、出口側エンドプレート２３が設けられている。ステータ３は、前記モータケーシング２の内面に固定され、前記ロータの外周囲を取り囲むように配設されている。

フロントブラケット４には、軸受け９が設けられ、その軸受け９にロータ軸８が支持されている。一方、リアブラケット５には、同じく軸受け１０が設けられ、その軸受け１０にロータ軸８が支持されている。

ロータ軸８の後端（図１の右方向端部）には、ロータの回転数を検出する回転検出手段である回転検出器（レゾルバ）１１が取り付けられている。一方、ロータ軸８の前端（図１の左方向端部）には、電動モータＭ１と同軸上に取り付けられた減速機１２が接続されている。ロータ軸８は、減速機１２で適切な減速がなされた動力を右側出力軸１３、左側出力軸（図示せず）を介して、車輪（図示せず）に動力を伝達する。なお、右側出力軸１３は、ロータ軸８内部に設けた軸受１４を介して当該ロータ軸８に支持されている。

減速機１２には、オイルポンプ１５が内蔵されている。このオイルポンプ１５は、一般的には電動モータＭ１又は減速機１２の回転と同期して廻る構成となっている。オイルポンプ１５により吐出された冷却用の油（オイル）は、減速機１２内の歯車装置（図示せず）などを潤滑した後、ロータ軸８の内周側に軸方向に沿って設けられた（ロータ軸８と右側出力軸１３との間に形成された）ロータ軸冷却油路１６を通り、軸受１４を潤滑した後、その右側のリアブラケット５に形成されたオイル溜り１７に吐出され、ユニット下部に設置されたリターン油路１８を通り減速機１２内のオイル溜り（図示せず）に戻される。

ロータコア７には、図２及び図３に示すように、永久磁石近傍をロータ軸８方向に貫通するロータコア冷却油路２０が設けられている。ロータコア冷却油路２０は、各永久磁石１９の間に複数設けられている。このロータコア冷却油路２０は、ロータ軸８及び入口側エンドプレート２２に形成された供給油路２１によって、前記ロータ軸冷却油路１６と連通されている。かかる供給油路２１は、ロータ軸冷却油路１６からロータコア冷却油路２０に冷却用の油を分岐させる働きをする。

出口側エンドプレート２３には、ロータコア冷却油路２０内の油をロータ外へと排出させるチェック弁２４が前記ロータコア７の径方向に向けて設けられている。このチェック弁２４は、非磁性材料で作られた球体４０と、同じく非磁性材料で作られた弾性体であるバネ４１と、このバネ４１に付勢力を与えるサポート部材４４とで構成され、該バネ４１によって前記球体４０を所定荷重で弁座４２に押し付けることで前記ロータコア冷却油路２０を閉じている。なお、バネ４１は、出口側エンドプレート２３に取り付けられた、冷却油排出口４３を有したサポート部材４４によって、前記球体４１を前記弁座４２へと付勢する付勢力を付与する。

このチェック弁２４は、ロータコア７の回転に伴う遠心力により作動し開閉する。具体的には、ロータコア７が回転してその回転数が所定回転数に達した時点で、球体４０及びバネ４２に作用する遠心力により（当該バネ４１が撓み、前記球体４０が図２上方向に移動することで弁座４２から離れる。その結果、チェック弁２４が開き、ロータコア冷却油路２０内の油はロータ外に流れ始める。

逆に、ロータコア７の回転が所定回転数以下に低下すると、球体４０及び弾性体４１に作用する遠心力が当該バネ４１の所定荷重以下となるので、チェック弁２４は閉じロータコア冷却油路２０内の油は、ロータ外へと流れなくなる。ロータコア７外に排出された油は、一旦、モータケーシング２内に留まった後、このモータケーシング２に形成された冷却油合流部４５を通って、前記リターン油路１８を経由して前記減速機１２内のオイル溜り（図示せず）に戻される。

前記ロータコア７の所定回転数は、永久磁石１９に発生する渦電流損により当該永久磁石１９を冷却する必要がある場合と、その渦電流損が比較的小さく冷却を必要としない場合とを考慮して決められる。

本実施形態によれば、ロータコア冷却油路２０を開閉するチェック弁２４を用いて、ロータの回転数が所定回転数以上でチェック弁２４を開いて油をロータ外へと排出する構成としたので、永久磁石１９に発生する渦電流損が比較的小さく冷却を必要としない低回転域ではロータコア冷却油路２０を遮断して油を流さないことでオイルポンプ吐出流量を減らし、モータの出力効率を含むモータ全体の総合効率を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、ロータコア冷却油路２０を開閉する手段を、ロータが回転することで発生する遠心力により作動するチェック弁２４としたので、油を流し始める所定回転数の設定が容易となる。

また、本実施形態によれば、遠心力により作動するチェック弁２４の構造を、非磁性体よりなる球体４０と、この球体４０を所定荷重で弁座４２に押し付ける非磁性体よりなる弾性体であるバネ４１で構成することで、ロータに発生する磁力の影響を受けない材料でチェック弁２４を構成でき、簡素なチェック弁構造となり信頼性確保が容易となる。

「第２実施形態」
図４第２実施形態における電動モータの冷却装置を示し、（Ａ）は電動モータのチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図、（Ｂ）はチェック弁を構成する弾性体Ａ-Ａ’の断面図である。

第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明するものとし、第１実施形態と同一部分については同一の符号を付すると共にその説明を省略するものとする。

第２実施形態のチェック弁２４は、弁座４６に接するゴム状シート４７と、このゴム状シート４７を所定荷重で該弁座４６に押し付ける樹脂発泡弾性体４８と、この樹脂発泡弾性体４８に付勢力を与えるサポート部材４４とで構成され、ロータコア７の径方向に向けて取り付けられている。

樹脂発泡弾性体４８は、出口側エンドプレート２３に取り付けられた、冷却油排出口４３を有したサポート部材４４によって、前記ゴム状シート４７を前記弁座４６へと付勢する付勢力を付与する。この樹脂発泡弾性体４８には、相対向する側面に高さ方向に沿って半円弧形状をなす切り欠き溝として形成された冷却油通路４９が形成されている。

このように構成されたチェック弁２４においては、ロータコア７が回転してその回転数が所定回転数に達した時点で、ゴム状シート４７及び樹脂発泡弾性体４８に作用する遠心力により当該樹脂発泡弾性体４８が撓み、ゴム状シート４７が図４上方向に移動することで弁座４６から離れる。その結果、チェック弁２４が開き、ロータコア冷却油路２０内の油は樹脂発泡弾性体４８の外周に設けられた冷却油通路４９を通りロータ外に流れ始める。逆に、ロータコア７の回転が所定回転数以下に低下すると、ゴム状シート４７及び樹脂発泡弾性体４８に作用する遠心力が当該樹脂発泡弾性体４８の所定荷重以下となるので、チェック弁２４は閉じ、ロータコア冷却油路２０内の油は、ロータ外へと流れなくなる。

本実施形態によれば、遠心力により作動するチェック弁２４の構造を、弁座４６に接する部分をゴム状シート４７とし、そのゴム状シート４７を所定荷重で弁座４６に押し付ける樹脂発泡弾性体４８とで構成することで、ロータに発生する磁力の影響を受けない材料でチェック弁２４を構成でき、安定した作動性能を得ることができる。

「第３実施形態」
図５は第３実施形態における電動モータの冷却装置におけるチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図である。

第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明するものとし、第１実施形態と同一部分については同一の符号を付すると共にその説明を省略するものとする。

第３実施形態のチェック弁２４は、弁座４６と接する部分にリード弁形状部５０を成形したゴム状弾性体５１と、このゴム状弾性体５１に付勢力を与えるサポート部材４４とで構成され、ロータコア７の径方向に向けて取り付けられている。

リード弁形状部５０は、冷却油排出口４３を軸芯に有した円筒形状をなすゴム状弾性体５１の図５における下端面端縁部に、肉薄とされた屈曲部５１ａを介して前記弁座４６を塞ぐに足る大きさの断面三角形状をなす弁として当該ゴム状弾性体５１に一体的に成形されている。このリード弁形状部５０は、屈曲部５１ａを支点として撓むことができるようになっている。

ゴム状弾性体５１は、出口側エンドプレート２３に取り付けられた、前記冷却油排出口４３と連通する排出孔５２を有したサポート部材４４によって、その下端に一体成形したリード弁形状部５０を前記弁座４６へと付勢する付勢力を付与する。

このように構成されたチェック弁２４においては、ロータコア７が回転してその回転数が所定回転数に達した時点で、リード弁形状部５０に作用する遠心力により当該リード弁形状部５０が屈曲部５１ａを支点として撓み、そのリード弁形状部５０が図５上方向に変位することで弁座４６から離れる。その結果、チェック弁２４が開き、ロータコア冷却油路２０内の油は、ゴム状弾性体５１に形成された冷却油排出口４３とサポート部材４４に形成された排出孔５２を通してロータ外に流れ始める。逆に、ロータコア７の回転が所定回転数以下に低下すると、リード弁形状部５０に作用する遠心力が所定荷重以下となるので、チェック弁２４は閉じ、ロータコア冷却油路２０内の油は、ロータ外へと流れなくなる。

本実施形態によれば、遠心力により作動するチェック弁２４の構造を、弁座４６と接する部分にリード弁形状部５０を持つゴム状弾性体５１で構成することで、ロータに発生する磁力の影響を受けないとともに、また、チェック弁２４としての可動部分がリード弁形状部５０のみなので耐久性確保が容易となる。

「第４実施形態」
図６は第４実施形態における電動モータの冷却装置におけるチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図である。

第４実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明するものとし、第１実施形態と同一部分については同一の符号を付すると共にその説明を省略するものとする。

第４実施形態のチェック弁２４は、非磁性体よりなる球体５３と、この球体５３と接する部分に径外方向にテーパ面５４ａを形成した非磁性体よりなるガイド部材５４と、このガイド部材５４を介して球体５３を弁座４６に押し付ける非磁性体よりなる弾性体であるバネ５５と、このバネ５５に付勢力を与えるサポート部材４４とで構成され、ロータコア冷却油路２０内であってその出口側に設けられると共に前記ロータ軸８と平行に配置されている。

球体５３、ガイド部材５４及びバネ５５は、作業性を考慮して同じく非磁性体で形成された円筒状のバルブボディ５６に組み込まれている。バルブボディ５６には、その先端部に弁座４６が形成されており、その内部に前記球体５３、ガイド部材５４、バネ５５がこの順に組み込まれている。ガイド部材５４は、高さの低い有底の円筒体として形成され、バルブボディ５６の内部で移動自在とされている。そして、このガイド部材５４の底面には、球体５３を弁座４６に押し付けるためのテーパ面５４ａを有した突起がロータコア７の径外側へ向かって形成されている。また、このガイド部材５４の底面には、弁座４６から球体５３が離れてバルブボディ５６の先端に形成された流入孔５９よりその内部に流入して来る油を冷却油排出口４３へと導くための導入孔６０が形成されている。

これら各構成部品からなるチェック弁２４は、ロータコア冷却油路２０の出口側に形成されたチェック弁収容孔部５７内に設けられている。バネ５５は、出口側エンドプレート２３に径方向に向かって形成された冷却油排出口４３と連通する排出孔５８を有したサポート部材４４によって、球体５３を前記弁座４６へと付勢する付勢力を付与する。

このように構成されたチェック弁２４においては、ロータコア７が回転してその回転数が所定回転数に達した時点で、ロータの回転に伴いロータコア冷却油路２０内の油に発生する遠心油圧力（遠心力が油に掛かることにより生じる圧力）により、球体５３が図６中右側へ押されてバネ５５が撓み、当該球体５３は弁座４６から離れる。その結果、チェック弁２４が開き、ロータコア冷却油路２０内の油は、バルブボディ５６の流入孔５９、ガイド部材５４の導入孔６０、サポート部材４４の排出孔５８及び冷却油排出口４３を通ってロータ外に流れ始める。逆に、ロータコア７の回転が所定回転数以下に低下すると、球体５３に作用する遠心油圧力が所定荷重以下となるので、チェック弁２４は閉じ、ロータコア冷却油路２０内の油は、ロータ外へと流れなくなる。

本実施形態によれば、遠心力により作動するチェック弁２４の構造を、非磁性体よりなる球体５３と、この球体５３と接する部分に径外方向にテーパ面５４ａを有した突起を形成してなる非磁性体よりなるガイド部材５４と、このガイド部材５４を介して球体５３をバルブボディ５６に形成した弁座４６に押し付ける非磁性体よりなる弾性体であるバネ５５とで構成することで、弁座４６に対して横方向に開くチェック弁構造となるので、作動時の弁の開口面積を大きく出来き、比較的小型のチェック弁にて性能を確保できる。

また、本実施形態によれば、ロータが回転することでロータコア冷却油路２０内に発生する遠心油圧力により作動するチェック弁２４としたので、油を流し始める所定回転数の設定が容易となるうえに、チェック弁２４の作動が断続的に作動するのでロータを冷却する油量を節約することが可能となる。

「第５実施形態」
図７は第５実施形態における電動モータの冷却装置を示し、（Ａ）は電動モータのロータ軸を含み軸に平行な冷却装置の断面図、（Ｂ）は入口側エンドプレートに形成された供給油路が設けられた部位を拡大して示す要部断面図、図８（Ａ）は、電動モータのチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図、図８（Ｂ）はチェック弁を構成する弾性体のＢ−Ｂ’断面図である。

第５実施形態では、第４実施形態と異なる部分のみを説明するものとし、第４実施形態と同一部分については同一の符号を付すると共にその説明を省略するものとする。

第５実施形態のチェック弁２４は、ロータの回転に伴い前記ロータコア冷却油路２０内の油に発生する遠心油圧力により作動して開閉するように構成されている。具体的には、ロータコア冷却油路２０内であってその出口側に、ロータ軸８の軸方向と平行に下記構造のチェック弁２４を配設することで、ロータコア冷却油路２０中の油に作用する遠心油圧力により作動するチェック弁２４の構成を実現する。

すなわち、チェック弁２４は、ロータコア冷却油路２０の出口側に形成されたチェック弁収容孔部５７に設けられ、弁座４６と接するゴム状シート６１と、このゴム状シート６１を弁座４６に所定荷重で押し付ける樹脂発泡体からなる樹脂発泡弾性体６２と、この樹脂発泡弾性体６２に付勢力を与えるサポート部材４４とで構成され、ロータコア冷却油路２０内であってその出口側に設けられると共に前記ロータ軸８と平行に取り付けられている。

樹脂発泡弾性体６２は、出口側エンドプレート２３に接して設けられるサポート部材４４によって、ゴム状シート６１を前記弁座４６へと付勢する付勢力を付与する。この樹脂発泡弾性体６２には、相対向する側面に高さ方向に沿って半円弧状をなす切り欠き溝として形成された冷却油通路６３が形成されている。なお、ゴム状シート６１とサポート部材４４は、何れもチェック弁収容孔部５７の内径寸法よりも小径な円盤として形成されている。

このように構成されたチェック弁２４においては、ロータコア７が回転してその回転数が所定回転数に達した時点で、ロータコア冷却油路２０中の油に作用する遠心油圧力により、発泡樹脂弾性体６２の付勢力に抗してゴム状シート６１が図８（Ａ）中右側へ押され弁座４６と離れる。その結果、チェック弁２４が開き、ロータコア冷却油路２０内の油は、ゴム状シート６１の外側を通り発泡樹脂弾性体４８の冷却油通路６３を流れた後、サポート部材４４の外側を通って冷却油排出口４３よりロータ外に流れ始める。逆に、ロータコア７の回転が所定回転数以下に低下すると、ゴム状シート６１に作用する遠心油圧力が所定荷重以下となるので、チェック弁２４は閉じ、ロータコア冷却油路２０内の油は、ロータ外へと流れなくなる。

ここで、第５実施形態では、ロータコア７に設けられる永久磁石１９の本数に応じてロータコア冷却油路２０を複数設けて渦電流損の影響を出来る限り抑制することが望ましいため、前記ロータコア冷却油路２０の入口側に、図７（Ｂ）に示す如きオリフィス６４を設定している。かかるオリフィス６４は、ロータコア冷却油路２０の入口部に設ける。

このように、ロータコア冷却油路２０の入口部にオリフィス６４を設ければ、各ロータコア冷却油路２０への油分配を適切に管理することができ、本実施形態の電動モータＭ２に対して均等な冷却効果を得ることができる。

本実施形態によれば、ロータコア冷却油路２０内で発生する遠心油圧力により作動するチェック弁構造を、弁座４６に接する部分をゴム状シート６１とし、そのゴム状シート６１を所定荷重で弁座４６に押し付ける樹脂発泡弾性体６２で構成することで、チェック弁２４の作動が断続的に作動しロータを冷却する油量を節約することができるうえに、ロータに発生する磁力の影響を受けない。

「第６実施形態」
図９は第６実施形態における電動モータのチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図である。

第６実施形態では、第４実施形態と異なる部分のみを説明するものとし、第４実施形態と同一部分については同一の符号を付すると共にその説明を省略するものとする。

第６実施形態のチェック弁２４は、ロータコア冷却油路２０内で発生する遠心油圧力により作動するチェック弁構造であり、弁座４６と接する部分にリード弁形状部６５を有したゴム状弾性体６６で構成され、ロータコア冷却油路２０内であってその出口側に且つ設けられると共に前記ロータ軸８と平行に配置されている。

リード弁形状部６５は、冷却油排出口６７を軸芯に有した円筒形状のゴム状弾性体６６の先端面端縁部に、肉薄とされた屈曲部６６ａを介して前記弁座４６を塞ぐに足る大きさの断面三角形をなす弁として当該ゴム状弾性体６６に一体的に形成されている。このリード弁形状部６５は、屈曲部６６ａを支点として撓むことができるようになっている。

このように構成されたチェック弁２４においては、ロータコア７が回転してその回転数が所定回転数に達した時点で、ロータコア冷却油路２０内の油に作用する遠心油圧力により、リード弁形状部６５が屈曲部６６ａを支点として図９中右側へ変位されて弁座４６と離れる。その結果、チェック弁２４が開き、ロータコア冷却油路２０内の油は、ゴム状弾性体６６の冷却油排出口６７を通り冷却油排出口４３へと流れてロータ外に流れ始める。逆に、ロータコア７の回転が所定回転数以下に低下すると、リード弁形状部６５に作用する遠心油圧力が所定荷重以下となるので、チェック弁２４は閉じ、ロータコア冷却油路２０内の油は、ロータ外へと流れなくなる。

本実施形態によれば、遠心油圧力により作動するチェック弁構造を、弁座４６と接する部分にリード弁形状部６５を持つゴム状弾性体６６で構成することで、チェック弁２４の作動が断続的に作動しロータを冷却する油量を節約することができるうえに、ロータに発生する磁力の影響を受けない。さらに、本実施の形態によれば、チェック弁２４としての可動部分がリード部のみなので耐久性確保が容易となる、等の利点が得られる。

「第７実施形態」
図１０は第７実施形態における電動モータのチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図である。

第７実施形態では、第４実施形態と異なる部分のみを説明するものとし、第４実施形態と同一部分については同一の符号を付すると共にその説明を省略するものとする。

第７実施形態のチェック弁２４は、ロータコア冷却油路２０内で発生する遠心油圧力により作動するチェック弁構造であり、非磁性体よりなる球体５３と、この球体５３を所定荷重で弁座４６に押し付ける非磁性体よりなる弾性体であるバネ５５と、このバネ５５に付勢力を与えるサポート部材４４と、球体５３を弁座４６に対してロータ軸８方向のみ移動可能に支持するガイド部品である非磁性材料からなるバルブボディ５６とで構成され、ロータコア冷却油路２０内であってその出口側に設けられると共に前記ロータ軸８と平行に配置されている。

球体５３及びバネ５５は、作業性を考慮して同じく非磁性体で形成された円筒状のバルブボディ５６に組み込まれている。バルブボディ５６には、その先端部に軸芯より径方向上側にオフセットする弁座４６が形成されており、その内部に前記球体５３、バネ５５がこの順に組み込まれている。本実施形態では、出口側エンドプレート２３に接して設けられたサポート部材４４により付勢力が与えられるバネ５５にて球体５３を弁座５３に押し付けるようになっている。そして、この実施形態では、前記したように、弁座４６の位置がバルブボディ５６の軸芯より径方向外側にオフセットされていることから、ロータの回転に関係無く球体５３は常にバルブボディ５６の外側へ付勢された状態で軸方向にのみ移動可能とされる。

このように構成されたチェック弁２４においては、ロータコア７が回転してその回転数が所定回転数に達した時点で、ロータの回転に伴いロータコア冷却油路２０内の油に発生する遠心油圧力により、球体５３が図１０中右側へ押されてバネ５５が撓み、当該球体５３は弁座４６から離れる。その結果、チェック弁２４が開き、ロータコア冷却油路２０内の油は、バルブボディ５６の流入孔５９、サポート部材４４の排出孔５８及び冷却油排出口４３を通ってロータ外に流れ始める。逆に、ロータコア７の回転が所定回転数以下に低下すると、球体５３に作用する遠心油圧力が所定荷重以下となるので、チェック弁２４は閉じ、ロータコア冷却油路２０内の油は、ロータ外へと流れなくなる。

本実施形態によれば、非磁性体よりなる球体５３と、この球体５３を所定荷重で弁座４６に押し付ける非磁性体よりなる弾性体であるバネ５５と、該球体５３を該弁座４６に対してロータ軸方向のみ移動可能に支持するガイド部品であるバルブボディ５６とで構成することで、チェック弁２４の作動が断続的に作動しロータを冷却する油量を節約することができるうえに、簡素な構成が可能となり信頼性確保が容易となる。

「第８実施形態」
図１１は第８実施形態における電動モータの冷却装置のロータ軸を含み軸に平行な断面図、図１２は図１１における電動モータの電磁開放弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図、図１３は図１１における電動モータの開放電磁弁の作動フローチャートである。

第８実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明するものとし、第１実施形態と同一部分については同一の符号を付すると共にその説明を省略するものとする。

本実施形態の電動モータＭ３では、ロータコア冷却油路２０の出口であって出口側エンドプレート２３に径方向に形成された冷却油排出口４３との連結部位に電磁開放弁６９を設け、前記した回転検出器（レゾルバ）１１で測定したロータコア７の回転数が所定回転以上であるときに該電磁開放弁６９を作動させて開放し、ロータコア冷却油路２０内の油をロータ外に排出するように構成されている。電磁開放弁６９を作動させる電源には、ロータ軸８に固定した給電装置２７により外部から供給する。

この電磁開放弁６９の動作フローを図１３のフローチャートを参照して説明すると、回転検出器１１でロータコア７（ロータ軸８）の回転数を読み込み（ステップＳ１）、その読み込んだ回転数が所定回転数以上か否かを判断し（ステップＳ２）、所定回転数以上でなければステップＳ１に戻り、所定回転数以上であれば電磁開放弁６９を作動（ＯＮ）し（ステップＳ３）、ロータコア冷却油路２０内の油を冷却油排出口４３からロータ外へと排出させてこの動作フローを終了する。

本実施形態によれば、ロータの回転数を検出する回転検出器１１からの情報により、電磁開放弁６９を作動させ、ロータコア冷却油路２０を開閉する構成とすることで、所望のロータ回転数でロータの冷却を開始できるので、油の消費を更に節約することが可能となる。

「第９実施形態」
図１４は第９実施形態における電動モータの冷却装置のロータ軸を含み軸に平行な断面図、図１５は図１４における電動モータのチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図である。

第９実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明するものとし、第１実施形態と同一部分については同一の符号を付すると共にその説明を省略するものとする。

第９実施形態の電動モータＭ４では、実施形態１と同一構造のチェック弁２４を出口側エンドプレート２３の径方向に有すると共に、そのチェック弁２４が開いたときにロータコア冷却油路２０から排出される油を油回収室２９へと送る円環状突出部２８を、前記ロータ軸８と平行に突出するように前記出口側エンドプレート２３に一体的に形成している。そして、この円環状突出部２８を、前記ロータコア７及びステータ３を収納するロータ室７０と油回収室２９間を仕切る隔壁３０（モータケーシング２に一体的に形成された隔壁）に設けた円環状スリット３１に所定隙間を持って挿入させている。前記円環状突出部２８は、冷却油排出口４３をその軸芯にロータ軸方向に向けて形成されており、その先端部を油回収室２９に突出させている。

この実施形態では、ロータコア７の回転数が所定回転数以上となり、チェック弁２４が開いてロータコア冷却油路２０から油が前記円環状突出部２８の冷却油排出口４３を通って油回収室２９へと排出されることとなる。油回収室２９とオイル溜り１７間は、図示を省略した冷却油合流部で連通されており、その油回収室２９に排出された油は、最終的に減速機１２内のオイル溜り（図示せず）に戻される。

本実施形態によれば、ロータコア冷却後の油をロータ室７０を通さず回収することで、減速機１２等で発生する鉄紛でステータ３の絶縁が低下したり、ロータに組み込まれた永久磁石１９に鉄紛が付着し磁気回路の効率が悪化することを防止できる。

「オイルポンプ吐出量、ロータ回転による発熱量について」
図１６は従来構造でのポンプ回転数と吐出油量との関係を示す特性図、図１７は本実施形態構造でのポンプ回転数と吐出油量との関係を示す特性図、図１８は回転数と損失との関係を示す特性図である。

従来構造と本実施形態構造とのオイルポンプ吐出油量を比較すると、本実施形態構成では、特に永久磁石に発生する渦電流損が比較的小さく冷却を必要としない低回転数において、従来構造に比べ全吐出油量を大幅に少なくすることができる。

以上、本発明を適用した具体的な実施形態について説明したが、上述した各実施形態は本発明の一例であり、これらに限定されないものである。

第１実施形態における電動モータの冷却装置のロータ軸を含み軸に平行な断面図である。 図１における電動モータのチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図である。 図１における電動モータのロータコアを拡大して示す断面図である。 第２実施形態における電動モータの冷却装置を示し、（Ａ）は電動モータのチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図、（Ｂ）はチェック弁を構成する弾性体のＡ-Ａ’断面図である。 第３実施形態における電動モータの冷却装置におけるチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図である。 第４実施形態における電動モータの冷却装置におけるチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図である。 第５実施形態における電動モータの冷却装置し、（Ａ）は電動モータのロータ軸を含み軸に平行な冷却装置の断面図、（Ｂ）は入口側エンドプレートに形成された供給油路が設けられた部位を拡大して示す要部断面図である。 図８（Ａ）は電動モータのチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図、図８（Ｂ）はチェック弁を構成する弾性体のＢ−Ｂ’断面図である。 第６実施形態における電動モータのチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図である。 第７実施形態における電動モータのチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図である。 第８実施形態における電動モータの冷却装置のロータ軸を含み軸に平行な断面図である。 図１１における電動モータの電磁開放弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図である。 図１１における電動モータの開放電磁弁の作動フローチャートである。 第９実施形態における電動モータの冷却装置のロータ軸を含み軸に平行な断面図である。 図１４における電動モータのチェック弁が設けられた部位を拡大して示す要部断面図である。 従来構造でのポンプ回転数と吐出油量との関係を示す特性図である。 本実施形態構造でのポンプ回転数と吐出油量との関係を示す特性図である。 回転数と損失との関係を示す特性図である。

符号の説明

Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４…電動モータ
３…ステータ
７…ロータコア
８…ロータ軸
１１…回転検出器（レゾルバ）
１２…減速機
１５…オイルポンプ
１６…ロータ軸冷却油路
１７…オイル溜り
１８…リターン油路
１９…永久磁石
２０…ロータコア冷却油路
２１…供給油路
２２…入口側エンドプレート
２３…出口側エンドプレート
２４…チェック弁
２８…円環状突出部
２９…油回収室
３０…隔壁
３１…円環状スリット
４２，４６…弁座
４３…冷却油排出口
４７，５１，６１…ゴム状シート
４８，６２…樹脂発泡弾性体
５０，６５…リード弁形状部
５１，６６…ゴム状弾性体
５６…バルブボディ
６９…電磁開放弁
７０…ロータ室

Claims (10)

1. ロータ軸と、該ロータ軸に固定され、外周に複数の永久磁石を配設したロータコアと、からなるロータと、
   前記ロータの外周囲を取り囲むように配設されたステータと、
   前記ロータコアの内部に形成され、前記永久磁石近傍を軸方向に貫通するロータコア冷却油路と、
   前記ロータ軸の内周側に軸方向に沿って設けられたロータ軸冷却油路と、
   前記ロータ軸冷却油路から前記ロータコア冷却油路に、冷却用の油を分岐させて供給する供給油路と、
   前記油を前記ロータ外へと排出させる方向のみ前記油を流通させるチェック弁とを備えてなる電動モータと、
   前記電動モータに接続され、前記ロータと同期回転し前記ロータ軸冷却油路に冷却用の油を供給するオイルポンプとを備えており、
   前記ロータの回転数が所定回転以上で前記チェック弁が開き、前記油を前記ロータ外へと排出させる
   ことを特徴とする電動モータの冷却装置。
2. 請求項１に記載の電動モータの冷却装置であって、
   前記チェック弁は、非磁性体よりなる球体と、この球体を所定荷重で弁座に押し付ける非磁性体よりなる弾性体とで構成され、
   前記チェック弁は、前記ロータの回転に伴い、前記球体が前記ロータコアの半径方向外向きに変位し、前記弾性体が収縮することで前記油を流通させるよう配置された
   ことを特徴とする電動モータの冷却装置。
3. 請求項１に記載の電動モータの冷却装置であって、
   前記チェック弁は、弁座に接するゴム状シ−トと、このゴム状シ−トを所定荷重で該弁座に押し付ける樹脂発泡弾性体とで構成され、
   前記チェック弁は、前記ロータの回転に伴い、前記ゴム状シ−トが前記ロータコアの半径方向外向きに変位し、前記樹脂発泡弾性体が収縮することで前記油を流通させるよう配置された
   ことを特徴とする電動モータの冷却装置。
4. 請求項１に記載の電動モータの冷却装置であって、
   前記チェック弁は、弁座と接する部分にリード弁形状部を成形したゴム状弾性体で構成され、
   前記チェック弁は、前記ロータの回転に伴い、前記リード弁形状部が前記ロータコアの半径方向外向きに変位し、前記油を流通させるように配置された
   ことを特徴とする電動モータの冷却装置。
5. 請求項１に記載の電動モータの冷却装置であって、
   前記チェック弁は、非磁性体よりなる球体と、この球体と接する部分に径外方向にテーパ面を形成した非磁性体よりなるガイド部材と、このガイド部材を介して該球体を弁座に押し付ける非磁性体よりなる弾性体とで構成され、
   前記チェック弁は、前記ロータの回転に伴い、前記球体が前記ロータ軸方向に変位し、前記弾性体が収縮することで前記油を流通させるよう前記ロータコア冷却油路上であって前記ロータ軸と平行に配置された
   ことを特徴とする電動モータの冷却装置。
6. 請求項１に記載の電動モータの冷却装置であって、
   前記チェック弁は、前記弁座に接するゴム状シートと、このゴム状シートを所定荷重で弁座に押し付ける樹脂発泡弾性体とで構成され、
   前記チェック弁は、前記ロータの回転に伴い、前記ゴム状シートが前記ロータ軸方向に変位し、前記樹脂発泡弾性体が収縮することで前記油を流通させるよう前記ロータコア冷却油路上であって前記ロータ軸と平行に配置された
   ことを特徴とする電動モータの冷却装置。
7. 請求項１に記載の電動モータの冷却装置であって、
   前記チェック弁は、前記弁座と接する部分にリード弁形状部を成形したゴム状弾性体で構成され、
   前記チェック弁は、前記ロータの回転に伴い、前記リード弁形状部が前記ロータ軸方向に変位し、前記油を流通させるよう前記ロータコア冷却油路上であって前記ロータ軸と平行に配置された
   ことを特徴とする電動モータの冷却装置。
8. 請求項１に記載の電動モータの冷却装置であって、
   前記チェック弁は、非磁性体よりなる球体と、この球体を所定荷重で弁座に押し付ける非磁性体よりなる弾性体と、該球体を該弁座に対して前記ロータ軸方向のみ移動可能に支持するガイド部品とで構成され、
   前記チェック弁は、前記ロータの回転に伴い、前記球体が前記ロータ軸方向に変位し、前記弾性体が収縮することで前記油を流通させるよう前記ロータコア冷却油路上であって前記ロータ軸と平行に配置された
   ことを特徴とする電動モータの冷却装置。
9. 請求項１に記載の電動モータの冷却装置であって、
   制御手段と、前記ロータの回転数を検出する回転検出手段とを更に備え、
   前記チェック弁は、電磁開放弁とされ、
   前記制御手段は、前記ロータの回転数が所定回転以上で開くよう前記電磁開放弁を制御する
   ことを特徴とする電動モータの冷却装置。
10. 請求項１に記載の電動モータの冷却装置であって、
    前記チェック弁の油排出を、前記ロータ軸と平行に設けた円環状突出部から排出させ、前記ロータ及び前記ステータを収納する室と油回収室間とを仕切る壁に設けた円環状スリットに、前記円環状突出部を挿入した
    ことを特徴とする電動モータの冷却装置。

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