JP2016032330A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】高い冷却性能を有する回転電機を提供すること。
【解決手段】ロータおよびステータを有するモータ本体と、前記モータ本体を包囲する筒状の周壁部および当該周壁部の両側に設けられた端壁部を含むケースと、前記周壁部に取り付けられる制御装置収容部と、前記制御装置収容部に収容されるモータ制御装置とを備え、前記制御装置収容部は、前記モータ本体側に配置される第１ヒートシンクと、前記モータ本体とは反対側に配置される第２ヒートシンクと、前記第１ヒートシンクに設けられる第１冷却液流路と、前記第２ヒートシンクに設けられるとともに前記第１冷却液流路と連通する第２冷却液流路とを含み、前記モータ制御装置は、前記第１ヒートシンクと前記第２ヒートシンクの間に挟み込まれていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、インバータ一体型の回転電機に関する。

ハイブリッド自動車のモータは、インバータによって駆動される。インバータは、直流電力を交流電力に変換するものであり、ＩＧＢＴ等のパワーデバイスを有する。特許文献１は、そのパワーデバイスを冷却する技術の一例を開示している。

特許文献１に記載の冷却システムでは、図１１に示されるように、ＩＧＢＴ等のパワーデバイスＰがヒートシンクＨの上に搭載されている。ヒートシンクＨは、パワーデバイスＰを支持する平板部Ｈ１と、平板部Ｈ１の裏面側から下方へ突出するフィン部Ｈ２とを有する。平板部Ｈ１は、モータハウジンングＭに取り付けられている。フィン部Ｈ２を送風ファンによって冷却することにより、パワーデバイスＰを冷却することができる。

特開２００９−３３９００号公報

しかしながら、特許文献１に記載の冷却システムは、パワーデバイスＰをその一面側から冷却するものであるため、冷却性能が十分ではない。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、高い冷却性能を有するインバータ一体型回転電機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、ロータおよびステータを有するモータ本体と、前記モータ本体を包囲する筒状の周壁部および当該周壁部の両側に設けられた端壁部を含むケースと、前記周壁部に取り付けられる制御装置収容部と、前記制御装置収容部に収容されるモータ制御装置とを備え、前記制御装置収容部は、前記モータ本体側に配置される第１ヒートシンクと、前記モータ本体とは反対側に配置される第２ヒートシンクと、前記第１ヒートシンクに設けられる第１冷却液流路と、前記第２ヒートシンクに設けられるとともに前記第１冷却液流路と連通する第２冷却液流路とを含み、前記モータ制御装置は、前記第１ヒートシンクと前記第２ヒートシンクの間に挟み込まれていることを特徴とする、回転電機を提供する。

本発明によれば、モータ制御装置は第１ヒートシンクと第２ヒートシンクの間に挟み込まれている。さらに、第１ヒートシンクには第１冷却液流路が設けられ、第２ヒートシンクには第２冷却液流路が設けられている。このため、モータ制御装置で生じた熱は、第１ヒートシンクおよび第２ヒートシンクを介して冷却液に吸収されるので、モータ制御装置はその両面から冷却される。従って、モータ制御装置を速やかに冷却することができる。

本発明においては、前記モータ制御装置は、インバータを構成するパワー半導体スイッチング素子であることが好ましい。

この構成によれば、インバータの構成部品の中で最も発熱し易いパワー半導体スイッチング素子を速やかに冷却することができる。

本発明においては、前記ケースは、前記ステータが配置されるステータ室と、当該ステータ室と連通する冷却液排出部とを備え、前記第２冷却液流路は、前記第１冷却液流路を介して前記ステータ室と連通していることが好ましい。

この構成によれば、冷却液は、第２冷却液流路から第１冷却液流路を経由してステータ室に導かれ、冷却液排出部から排出される。このため、モータ制御装置とステータの双方を、冷却液で冷却することができる。また、モータ制御装置とステータを別々の系統の冷却装置で冷却する場合と比べて、少ない流量の冷却液で十分な冷却効果を得ることができる。

本発明においては、前記第１ヒートシンクは、前記ステータのステータコアと接していることが好ましい。

この構成によれば、第１ヒートシンクはステータコアに接しているので、モータ制御装置で生じた熱は、第１ヒートシンクを介して熱容量の大きいステータコアに吸収される。従って、モータ制御装置をより速やかに冷却することができる。

本発明においては、前記第１ヒートシンクは、板状のベース部と、当該ベース部上に突設される凸条であるとともに当該ベース部に沿って互いに平行に延びる複数の第１フィンとを有し、前記第１冷却液流路は、前記第１フィン同士の間隙により形成され、前記第２ヒートシンクは、板状のベース部と、当該ベース部上に突設される凸条であるとともに当該ベース部に沿って互いに平行に延びる複数の第２フィンとを有し、前記第２冷却液流路は、前記第２フィン同士の間隙により形成されることが好ましい。

この構成によれば、第１ヒートシンクが、互いに平行に延びる複数の第１フィンを有し、当該第１フィン同士の間隙により第１冷却液流路が形成される。このため、各第１フィンが冷却液によって冷却され、高い冷却効果を発揮することができる。第２ヒートシンクについても同様である。

本発明においては、前記第１冷却液流路の排出口は、前記周壁部周方向の両側に設けられていることが好ましい。

この構成によれば、冷却液を周壁部周方向の両側からステータ室に供給することができる。これにより、ステータ全体を冷却液で万遍なく冷却することができる。

本発明においては、前記第１冷却液流路の排出口は、前記ロータの回転軸に沿った方向の一方側にのみ設けられていることが好ましい。

この構成によれば、冷却液をロータ回転軸に沿った方向の一方側からのみステータ室に供給することができる。これにより、ステータの軸方向一方側を集中的に冷却することができる。

本発明においては、前記ステータは、ステータコアにコイルを分布巻きすることによって当該ステータコアの軸方向一端部および他端部からコイルエンドが突出した構造であり、前記第１冷却液流路の排出口は、前記軸方向一端部から突出するコイルエンドの真上に配置されていることが好ましい。

この構成によれば、ステータコアの軸方向一端部から突出するコイルエンドに全ての冷却液を供給して、当該コイルエンドを集中的に冷却することができる。

本発明においては、前記制御装置収容部および前記モータ制御装置は、前記ケースの上部に設けられていることが好ましい。

この構成によれば、モータ制御装置を上方から容易にメンテナンスすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、高い冷却性能を有する回転電機を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る回転電機を示す断面図である。 図１のＡ―Ａ線断面図である。 図１に示される回転電機の要部を拡大して示す断面図である。 図１における第２ヒートシンクを上方から見た図である。 図４におけるＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の第２実施形態に係る回転電機を示す断面図である。 図６におけるＡ―Ａ線断面図である。 図６に示される回転電機の要部を拡大して示す断面図である。 図６における第２ヒートシンクを上方から見た図である。 図９におけるＢ−Ｂ線断面図である。 従来技術（特許文献１）の冷却システムの構造を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について詳述する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜５を参照しつつ説明する。

第１実施形態に係る回転電機１は、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載されるモータである。回転電機１は、車輪を駆動するモータとしての機能と、減速時等に発電する機能とを備えている。また、回転電機１は、冷却液を循環させることが可能な冷却構造を備えている。

図１，２に示されるように、回転電機１は、円筒状のステータ２と、その内側に配置されるロータ３と、これらステータ２およびロータ３を収容し、かつ、ロータ３を水平軸周りに回転可能に支持するケース４と、ケース４の上部に取り付けられたパワーデバイス収容部５と、パワーデバイス収容部５内に収容されたパワーデバイス６（インバータを構成する電力制御用のパワー半導体スイッチング素子）と、パワーデバイス６以外のインバータ構成部品７（以下、「ＰＤ外部品７」と称する）と、ＰＤ外部品７を収容するＰＤ外部品ケース２７とを備える。ステータ２、ロータ３、およびケース４により、モータ本体が構成されている。

以下、各構成要素について詳説する。

＜モータ本体について＞
図１に示されるように、ケース４は、円筒状の周壁部８と、周壁部８の両端の開口部を塞ぐように周壁部８の両端に固定される円板状の一対の端壁部９とを備えている。周壁部８の上部には、後述の第１ヒートシンク２１が嵌め込まれる長方形状の貫通孔であるヒートシンク嵌挿孔２９が形成されている。ヒートシンク挿通孔２９と第１ヒートシンク２１の間は、密にシールされている。

図１に示されるように、ロータ３は、円柱状のロータ本体１０と、その中心に一体的に設けられて横方向に延びる回転軸１１（ロータ回転軸）とを備えている。ロータ３は、回転軸１１がベアリング１２を介して端壁部９に支持されることにより、ケース４に回転自在に支持される。なお、以下の説明では、回転軸１１と平行な方向を「回転軸方向」と称し、回転軸１１周りの方向を「周方向」と称し、回転軸１１に対して直角な方向を「回転軸直角方向」と称する。

図１，２に示されるように、ステータ２は、ロータ本体１０との間に一定の微小間隔を隔てた状態で、ロータ３の周囲に配置されている。ステータ２は、周方向に等間隔をあけて配置される複数のティース１９を有するステータコア１４と、ティース１９に集中巻されたコイル１５とを備えている。ステータコア１４は、円筒状のコアバック２０を備えている。ティース１９は、コアバック２０の内周から半径方向内方に延びている。

図１，２に示されるように、ケース４は、その内部が円筒状の区画壁１６によって、ロータ３が配置される内側のロータ室１７と、その外側のステータ室１８とに区画されている。

図１，２に示されるように、ステータ２は、ステータ室１８に配置され、区画壁１６を介してケース４に支持されている。詳しくは、ステータ２は、区画壁１６に形成された図外の開口部から各ティース１９の先端部１９ａをロータ室１７に臨ませた状態で、区画壁１６に固定されている。ティース１９の先端面１９ａは、ロータ本体１０の外周面の曲率に対応した円弧状に形成されている。これにより、ステータコア１４の内周面とロータ本体１０の外周面との間に、一定の微小間隔が形成されている。なお、ティース１９と区画壁１６との間は、図外のシール部材によってシールされており、これによりステータ室１８からロータ室１７への冷却液（後述）の浸入が防止されている。

＜パワーデバイス６について＞
パワーデバイス６は、インバータ（バッテリの直流電力を交流電力に変換し、その交流電力をステータ２に供給する）の主要部品の一つであるパワー半導体スイッチング素子であり、特に限定はされないが、例えばＭＯＳ−ＦＥＴである。図３に示されるように、パワーデバイス６は、電子回路基板１３（以下、「基板１３」と称する）上に実装された状態で、基板１３とともにパワーデバイス収容部５に収容されている。パワーデバイス６は、インバータを構成する部品の中で最も発熱し易い部品である。なお、パワー半導体スイッチング素子は、ＭＯＳ−ＦＥＴ以外の素子であってもよく、例えば、ＩＧＢＴ、ＧＴＯ等であってもよい。

＜ＰＤ外部品７について＞
ＰＤ外部品７は、特に限定されるものではないが、例えば、制御基板、ゲート・ドライブ基盤、コンデンサ等である。図１〜３に示されるように、ＰＤ外部品７は、ＰＤ外部品ケース２７に収容された状態で、ＰＤ外部品ケース２７とともにパワーデバイス収容部５の上に配置されている。

＜ＰＤ外部品ケース２７について＞
ＰＤ外部品ケース２７は、直方体状のケースである。ＰＤ外部品ケース２７を構成する長方形状の底板２７ａ（図２，３参照）が、パワーデバイス収容部５の上端（詳しくは、後述する第２ヒートシンク２２の上端）に取り付けられている。パワーデバイス６とＰＤ外部品７とは、バスバー２８によって電気的に接続されている。

＜パワーデバイス収容部５について＞
図１，３に示されるように、パワーデバイス収容部５は、モータ本体側（下側）に配置される第１ヒートシンク２１と、モータ本体とは反対側（上側）に配置される第２ヒートシンク２２と、第１ヒートシンク２１に設けられる第１冷却液流路２３と、第２ヒートシンク２２に設けられる第２冷却液流路２４とを備えている。

（第２ヒートシンクについて）
第２ヒートシンク２２は、平板状のベース部２２ａ（図３参照）と、一対の側壁部２２ｂと、一対の側壁部２２ｃ（図４参照）と、複数の第２フィン２２ｄ１と、複数の突起部２２ｅ（図３参照）とを備えている。

第２ヒートシンク２２の素材としては、熱伝導性が良く、かつ成形が容易な金属、例えばアルミニウム或いはアルミニウム合金が好適に用いられる。

ベース部２２ａ（図３，５参照）は、横方向（水平方向）に延在する長方形状の部分である。

側壁部２２ｂ（図３参照）は、ベース部２２ａにおける回転軸方向の両端縁から上方向および下方向に延びる板状部分である。

側壁部２２ｃ（図５参照）は、ベース部２２ａにおける回転軸直角方向の両端縁から上方向および下方向に延びる板状部分である。

第２フィン２２ｄ１（図４参照）は、板状のベース部２２ａ上に突設される凸条であり、放熱機能を有する。複数の第２フィン２２ｄ１は、ベース部２２ａに沿って互いに平行に延びている。複数の第２フィン２２ｄ１は、一対の側壁部２２ｂと一対の側壁部２２ｃで囲まれる空間内において、ジグザグ状に連結された状態で配設されている。具体的には、複数の第２フィン２２ｄ１は、互いに一定の間隔を隔てて回転軸直角方向に延びている。第２フィン２２ｄ１と、第２フィン２２ｄ１より短い連結壁２２ｄ２（回転軸方向に延びる凸条）とが直角かつ交互に連結されて、全体としてジグザグ状に一体化された第２フィン連結体２２ｄが構成されている（図４参照）。

（第２冷却液流路２４について）
図４に示されるように、側壁部２２ｂと第２フィン２２ｄ１の間隙、側壁部２２ｃと連結壁２２ｄ２の間隙、および隣り合う（相対向する）第２フィン２２ｄ１の間隙が相互に連通することにより、第２フィン連結体２２ｄを介して互いに噛み合うような形をなす２つの櫛歯状流路が形成されている。櫛歯状流路は、回転軸方向に延びる軸方向流路Ｋ１と、軸方向流路Ｋ１の側部から回転軸直角方向に延びる複数の軸直角方向流路Ｋ２とからなる。各軸直角方向流路Ｋ２は、軸方向流路Ｋ１の一端から他端にかけて互いに平行に一定間隔で並ぶ。このような２つの櫛歯状流路により、第２冷却液流路２４が形成される。第２冷却液流路２４は、ＰＤ外部品ケース２７の底板２７ａにより上方から覆われる（図３参照）。

図３，４に示されるように、一方の側壁部２２ｂの中央には、冷却液供給管３２が接続されている。冷却液供給管３２は、第２冷却液流路２４に冷却液を供給する。

図４に示されるように、隣り合う第２フィン２２ｄ１の間における、連結壁２２ｄ２と接する位置（櫛歯状流路の櫛歯の先端に相当する位置）において、ベース部２２ａを上下方向に貫通する縦孔３０が形成されている。この縦孔３０は、後述する第１ヒートシンク２１の縦孔３１（図５参照）に連通している。縦孔３０は、冷却液供給管３２に近いものから順に、冷却液供給管３２に対して左側および右側に交互に配置されている（図４参照）。

突起部２２ｅ（図３，５参照）は、ベース部２２ａの下面から下方へ突出している。この突起部２２ｅの下端面が、熱伝導性の絶縁部材３５（図５参照）を介してパワーデバイス６の上面に接している。突起部２２ｅの下端部付近（パワーデバイス６の近傍）は、電気絶縁性の被膜３４（図５参照）で覆われている。被膜３４は、例えば、窒化シリコン、窒化アルミニウム等で構成されている。

各側壁部２２ｂ、各側壁部２２ｃ、および第２フィン連結体２２ｄの上端は、ＰＤ外部品ケース２７の底板２７ａの下面（図３，５参照）に接している。また、各側壁部２２ｂ、各側壁部２２ｃの下端は、第１ヒートシンク２１のベース部２１ａの上面（図３，５参照）に接している。

（第１ヒートシンクについて）
図１〜３に示されるように、第１ヒートシンク２１は、第２ヒートシンク２２の直下に配置される。

第１ヒートシンク２１は、平板状のベース部２１ａ（図３参照）と、一対の側壁部２１ｂと、一対の側壁部２１ｃ（図２参照）と、複数の第１フィン２１ｄ（図３参照）とを備えている。第１ヒートシンク２１は、第２ヒートシンク２２と同様の素材で構成することができる。

ベース部２１ａ（図３参照）は、横方向に延在する長方形状の部分である。

側壁部２１ｂは、ベース部２１ａにおける回転軸方向の両端縁から下方向に延びる板状部分である。

側壁部２１ｃ（図２参照）は、ベース部２１ａにおける回転軸直角方向の両端縁から下方向に延びる板状部分である。

第１フィン２１ｄ（図３参照）は、ベース部２１ａの下面から下方に突設される凸条である。複数の第１フィン２１ｄは、ベース部２１ａに沿って互いに平行に延びている。複数の第１フィン２１ｄは、一対の側壁部２１ｂと一対の側壁部２１ｃ（図３，５参照）で囲まれる空間内に配置されている。具体的には、各第１フィン２１ｄは、回転軸直角方向に延びるとともに、回転軸方向に互いに一定間隔を隔てて設けられている。隣り合う第１フィン２１ｄ同士の間隔は、第２ヒートシンク２２における隣り合う第２フィン２２ｄ１同士の間隔に略等しい。

（第１冷却液流路２３について）
側壁部２１ｂと第１フィン２１ｄの間隙、隣り合う第１フィン２１ｄの間隙により、複数の第１流路２３が形成される（図３参照）。複数の第１冷却液流路２３は、その下方からコアバック２０の外周面で覆われる（図３参照）。

図４、図５に示されるように、縦孔３０の直下には、ベース部２１ａを上下方向に貫通する縦孔３１が形成されている。縦孔３０、３１は、冷却液供給管３２に近いものから順に、冷却液供給管３２に対して左側（周方向の一方側）および右側（周方向の他方側）に交互に配置されている。

縦孔３１から第１冷却液流路２３に流入した冷却液を排出するための排出口２６（図５参照）が、縦孔３１とは反対側の側壁部２１ｂに形成されている。排出口２６は、側壁部２１ｂの下側に形成された切欠部である。排出口２６は、冷却液供給管３２に近いものから順に、冷却液供給管３２に対して右側（周方向の他方側）および左側（周方向の一方側）に交互に配置されている。図５には、一方の側壁部２１ｃに形成した排出口２６を示している。

各側壁部２１ｂおよび各第１フィン２１ｄの下端は、コアバック２０の外周面に接している（図３，５参照）。また、各側壁２１ｃの下端は、排出口２６（切欠部）が形成されている部分を除き、コアバック２０の外周面に接している（図３，５参照）。

基板１３の下面が第１ヒートシンク２１の上面に接している（図３参照）。パワーデバイス６および基板１３は、第１ヒートシンク２１と第２ヒートシンク２２の間に挟み込まれている（図３，５参照）。

次に、第１実施形態に係る回転電機１の動作について説明する。

回転電機１にバッテリの直流電力が供給されると、インバータがその直流電力を交流電力に変換する。この直流交流変換の際に、パワーデバイス６が発熱する。

回転電機１への直流電力の供給とともに、図外の冷却液ポンプから冷却液が圧送される。冷却液は、冷却液供給管３２を介して第２冷却流路２４に供給される。

冷却液は、図４に破線矢印で示すルートで第２冷却液流路２４を流れる。冷却液が第２冷却液流路２４を流れることにより、パワーデバイス６の熱は第２ヒートシンク２２を介して冷却液に吸収される。

そして、冷却液は、縦孔３０および縦孔３１を通じて、第１冷却液流路２３に流入する。第１冷却液流路２３に流入した冷却液は、パワーデバイス６の熱を、基板１３および第１ヒートシンク２１を介して吸収する。

そして、冷却液は、排出口２６を通じて、ステータ室１８に流入する。排出口２６は、
冷却液供給管３２に対して左側（周方向の一方側）および右側（周方向の他方側）に交互に配置されているため、冷却液はステータ室１８内を周方向両側で流れる（図２の破線矢印参照）。ステータ室１８を流れる冷却液は、ステータ２等で生じた熱を吸収し、ケース４の下端部に設けられた冷却液排出管３３を通じて排出され、図外のラジエータに送られて冷却される。冷却された冷却液は、再度、冷却液供給管３２を介して第２冷却液流路２４を流れる。

以上説明したように、本実施形態に係る回転電機１によれば、パワーデバイス６は、第１ヒートシンク２１および第２ヒートシンク２２に接した状態で、第１ヒートシンク２１と第２ヒートシンク２２に挟み込まれている。また、第１ヒートシンク２１および第２ヒートシンク２２には、それぞれ第１冷却液流路２３および第２冷却液流路２４が設けられている。このため、パワーデバイス６で生じた熱は、その両面から第１ヒートシンク２１および第２ヒートシンク２２を介して冷却液に吸収されるので、パワーデバイス６を速やかに冷却することができる。

また、排出口２６は、冷却液供給管３２に近いものから順に、冷却液供給管３２に対して右側および左側に交互に配置されている。このため、冷却液をステータ室１８の周方向両側に送り込むことができ、ステータ２全体を万遍なく冷却することができる。

また、第１ヒートシンク２１の下面がステータコア１４（コアバック２０）に、また側面がケース４に接しているため、パワーデバイス６で生じた熱は、熱容量の大きいステータコア１４とケース４に吸収される。従って、パワーデバイス６をより速やかに冷却することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図６〜１０を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

第２実施形態に係る回転電機１Ａは、ステータ２Ａ、ケース４Ａ、第１ヒートシンク２１Ａ、第２ヒートシンク２２Ａ、第１冷却液流路２３Ａ、および第２冷却液流路２４Ａの構造が第１実施形態とは異なる。以下、各相違点について詳述する。

＜ステータ２Ａについて＞
ステータ２Ａ（図７参照）は、コイル１５が分布巻きされた構造である。ステータ２Ａにおいては、ステータコア１４の両端面から回転軸方向にコイルエンド１５Ａ，１５Ｂが大きく突出している。

＜ケース４Ａについて＞
ケース４Ａにおいては、周壁部８Ａの内周面に、周方向に所定間隔で並びかつ回転軸方向に延びる複数の突条３６（図６参照）が形成されている。これら突条３６は、ステータ２Ａからケース４Ａへの伝熱が可能となるように、ステータコア２Ａの外周面（コアバック２０の外周面）に当接している。つまり、ケース４Ａが、ステータ２Ａのヒートシンクとして機能する構成となっている。

＜第２ヒートシンク２２Ａについて＞
第２ヒートシンク２２Ａにおいては、複数の第２フィン２２ｄ３（図８，９参照）が設けられている。図９に示されるように、第２フィン２２ｄ３は、一対の側壁部２２ｂと一対の側壁部２２ｃで囲まれる空間内において、ベース部２２ａ（図８参照）の上面から上方向に突出するとともに、一方の側壁部２２ｃから他方の側壁部２２ｃに向けて延出している。第２フィン２２ｄ３の延出方向の先端部は、他方の側壁部２２ｃには接続されていない。このため、当該先端部と他方の側壁部２２ｃの間には間隙３７（図９参照）が形成されている。

＜第２冷却液流路２４Ａについて＞
図９に示されるように、側壁部２２ｂと第２フィン２２ｄ３の間隙、側壁部２２ｃと第２フィン２２ｄ３の間隙３７、および隣り合う（相対向する）第２フィン２２ｄ３の間隙が相互に連通することにより、１つの櫛歯状流路が形成されている。櫛歯状流路は、回転軸直角方向に延びる軸方向流路Ｋ１と、軸直角方向流路Ｋ１の側部から回転軸方向に延びる複数の軸方向流路Ｋ２とからなる。各軸方向流路Ｋ２は、軸直角方向流路Ｋ１の一端から他端にかけて互いに平行に一定間隔で並ぶ。このような１つの櫛歯状流路により、第２冷却液流路２４Ａが形成される（図９参照）。第２冷却液流路２４Ａは、ＰＤ外部品ケース２７の底板２７ａにより覆われる（図８参照）。

一方の側壁部２２ｂにおける間隙３７を臨む位置には、冷却液供給管３２が接続されている。

図９に示されるように、隣り合う第２フィン２２ｄ３の間における、側壁部２２ｃと接する位置（櫛歯状空間の櫛歯の先端に相当する位置）には、ベース部２２ａを上下方向に貫通する縦孔３０が形成されている。この縦孔３０は、後述する第１ヒートシンク２１Ａの縦孔３１（図１０参照）に連通している。全ての縦孔３０は、冷却液供給管３２に対して一方側（回転軸方向の一方側）に配置されている。

＜第１ヒートシンク２１Ａについて＞
第１ヒートシンク２１Ａは、ベース部２１ａと、一対の側壁部２１ｂと、一対の側壁部２１ｃと、複数の第１フィン２１ｄ３とを備えている（図８，１０参照）。

第１フィン２１ｄ３は、一対の側壁部２１ｂと一対の側壁部２１ｃとで囲まれる空間内において、ベース部２１ａの下面に形成された凸条である。具体的には、第１フィン２１ｄ３は、回転軸直角方向に延びている。複数の第１フィン２１ｄ３は、回転軸方向に互いに一定間隔を隔てて設けられている。隣り合う第１フィン２１ｄ３同士の間隔は、第２ヒートシンク２２における隣り合う第２フィン２２ｄ１同士の間隔に略等しい。

＜第１冷却液流路２３Ａについて＞
側壁部２１ｂと第１フィン２１ｄ３の間隙、隣り合う第１フィン２１ｄ３の間隙により、複数の第１冷却液流路２３Ａが形成される（図８参照）。複数の第１冷却流路２３Ａは、その下方からコアバック２０の外周面により覆われる。

縦孔３０の直下には、ベース部２１ａを上下方向に貫通する縦孔３１が形成されている（図１０参照）。全ての縦孔３１は、冷却液供給管３２に対して一方側に配置されている。

縦孔３１から第１冷却液流路２３Ａに流入した冷却液を排出するための排出口３８（図１０参照）が、縦孔３１とは反対側に形成されている。排出口３８は、一方の側壁部２１ｃを一方のコイルエンド１５Ａの真上に配置することにより、コイルエンド１５Ａの真上に形成される。全ての排出口３８が、一方のコイルエンド１５Ａの真上に配置されている。

次に、第２実施形態に係る回転電機１Ａの動作について説明する。

回転電機１Ａへの直流電力の供給とともに、冷却液が、図外の冷却液ポンプから冷却液供給管３２を介して第２冷却流路２４Ａに供給される。

冷却液は、図９に破線矢印で示すルートで第２冷却液流路２４Ａを流れる。冷却液が第２冷却液流路２４Ａを流れることにより、パワーデバイス６の熱は第２ヒートシンク２２を介して冷却液に吸収される。

そして、冷却液は、縦孔３０および縦孔３１を通じて、第１冷却液流路２３Ａに流入する。第１冷却液流路２３Ａに流入した冷却液は、パワーデバイス６の熱を、基板１３および第１ヒートシンク２１Ａを介して吸収する。

そして、冷却液は、全ての排出口３８（図１０参照）を通じて、ステータ室１８内の一方のコイルエンド１５Ａに送り込まれる。冷却液は、一方のコイルエンド１５Ａを集中的に冷却する。

更に、コイルエンド１５Ａ付近に集中的に送り込まれた冷却液は、コイルエンド１５Ａを冷却した後、ケース４Ａの内周面に設けられた突条３６同士の間隙を通ってステータコア１４とケース４Ａを冷却しながら、ステータ室１８の一端側から他端側に移動して、コイルエンド１５Ｂを集中的に冷却する。

その後、コイルエンド１５Ｂを冷却した冷却液は、冷却液排出管３３を通って回転電機１Ａから排出される。

以上説明したように、本実施形態に係る回転電機１Ａによれば、全ての排出口３８が、一方のコイルエンド１５Ａの真上に配置されているため、冷却液を一方のコイルエンド１５Ａ付近に集中的に送り込むことができ、一方のコイルエンド１５Ａを集中的に冷却することができる。更に、一方のコイルエンド１５Ａを冷却した後の冷却液を他方のコイルエンド１５Ｂ付近に移動させて、他方のコイルエンド１５Ｂを集中的に冷却することができる。

１，１Ａ 回転電機
２，２Ａ ステータ
３ ロータ
４，４Ａ ケース
５ パワーデバイス収容部
６ パワーデバイス
７ パワーデバイス以外のインバータ構成部品
８，８Ａ 周壁部
９ 端壁部
１０ ロータ本体
１１ 回転軸
１２ ベアリング
１３ 電子回路基板
１４ ステータコア
１５ コイル
１６ 区画壁
１７ ロータ室
１８ ステータ室
１９ ティース
２０ コアバック
２１ 第１ヒートシンク
２１ａ，２２ａ ベース部
２１ｂ，２１ｃ，２２ｂ，２２ｃ 側壁部
２１ｄ 第１フィン
２２ 第２ヒートシンク
２２ｄ 第２フィン連結体
２２ｄ１ 第２フィン
２２ｄ２ 連結壁
２２ｅ 突起部
２３ 第１冷却液流路
２４ 第２冷却液流路
２６，３８ 排出口
２７ ＰＤ外部品ケース
２８ バスバー
２９ ヒートシンク嵌挿孔
３０，３１ 縦孔
３２ 冷却液供給管
３３ 冷却液排出管
３４ 被膜
３５ 熱伝導性の絶縁部材
３６ 突条
３７，Ｋ１，Ｋ２ 間隙

Claims (9)

1. ロータおよびステータを有するモータ本体と、
   前記モータ本体を包囲する筒状の周壁部および当該周壁部の両側に設けられた端壁部を含むケースと、
   前記周壁部に取り付けられる制御装置収容部と、
   前記制御装置収容部に収容されるモータ制御装置とを備え、
   前記制御装置収容部は、
   前記モータ本体側に配置される第１ヒートシンクと、
   前記モータ本体とは反対側に配置される第２ヒートシンクと、
   前記第１ヒートシンクに設けられる第１冷却液流路と、
   前記第２ヒートシンクに設けられるとともに前記第１冷却液流路と連通する第２冷却液流路とを含み、
   前記モータ制御装置は、前記第１ヒートシンクと前記第２ヒートシンクの間に挟み込まれていることを特徴とする、回転電機。
2. 前記モータ制御装置は、インバータを構成するパワー半導体スイッチング素子であることを特徴とする、請求項１に記載の回転電機。
3. 前記ケースは、前記ステータが配置されるステータ室と、当該ステータ室と連通する冷却液排出部とを備え、
   前記第２冷却液流路は、前記第１冷却液流路を介して前記ステータ室と連通していることを特徴とする、請求項１または２に記載の回転電機。
4. 前記第１ヒートシンクは、前記ステータのステータコアと接していることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の回転電機。
5. 前記第１ヒートシンクは、板状のベース部と、当該ベース部上に突設される凸条であるとともに当該ベース部に沿って互いに平行に延びる複数の第１フィンとを有し、
   前記第１冷却液流路は、前記第１フィン同士の間隙により形成され、
   前記第２ヒートシンクは、板状のベース部と、当該ベース部上に突設される凸条であるとともに当該ベース部に沿って互いに平行に延びる複数の第２フィンとを有し、
   前記第２冷却液流路は、前記第２フィン同士の間隙により形成されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の回転電機。
6. 前記第１冷却液流路の排出口は、前記周壁部周方向の両側に設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の回転電機。
7. 前記第１冷却液流路の排出口は、前記ロータの回転軸に沿った方向の一方側にのみ設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の回転電機。
8. 前記ステータは、ステータコアにコイルを分布巻きすることによって当該ステータコアの軸方向一端部および他端部からコイルエンドが突出した構造であり、
   前記第１冷却液流路の排出口は、前記軸方向一端部から突出するコイルエンドの真上に配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の回転電機。
9. 前記制御装置収容部および前記モータ制御装置は、前記ケースの上部に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の回転電機。

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