JP2019161948A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第一実施形態に係る回転電機の概略構成を示す断面図である。
図1に示すように、実施形態に係る回転電機1は、ケース2と、ステータ3と、ロータ4と、出力シャフト5と、巻線カバー6とを備える。
本実施形態の回転電機1は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車のような車両に搭載される走行用モータである。ただし、本実施形態の構成は、上記例に限られず、車両に搭載される発電用モータ等のその他の用途のモータにも適用可能である。また、本実施形態の構成は、車両に搭載される以外の回転電機であって、発電機を含むいわゆる回転電機全般に適用可能である。
なお、以下の説明では、ロータ4の回転中心の軸線Cに沿う方向を軸方向といい、軸線Cに直交する方向を径方向といい、軸線C周りの方向を周方向という場合がある。また、以下の説明では、上下方向は、鉛直方向の上下方向と一致している。
出力シャフト5は、ロータ4に接続されて、ロータ4の回転を駆動力として出力する。
ステータ3は、環状に形成されて、例えばケース2の内周面に取り付けられている。ステータ3は、ステータコア11と、ステータコア11に取り付けられた巻線12とを有し、ロータ4に対して回転磁界を作用させる。巻線12は、ステータコア11の軸方向側に突出するコイルエンド15A,15Bを有する。
ケース2の周壁29の上部には、二つの連通孔25が設けられている。各連通孔25は、各巻線カバー6の第一冷媒導入孔71の上方に配置されている。各連通孔25は、周壁29を上下に貫通して形成されている。各連通孔25には、冷媒Dを供給する後述の供給管8(請求項の「冷媒供給手段」に相当。)が接続されている。
図2に示すように、ステータ3は、ステータコア11と、巻線12とを備える。なお、ステータ3には、スロット23内において例えばワニス等の充填固着物がさらに備えられる場合があるが、本願においては説明の便宜上、図示および説明を省略する。
複数のティース部22は、ヨーク部21からステータコア11の径方向の内側に向けて突出している。各スロット23は、ステータコア11の周方向において互いに隣り合う2つのティース部22の間に形成されている。複数のスロット23は、ステータコア11の周方向に並んで配置されている。各スロット23は、ステータコア11の軸方向にステータコア11を貫通している。各スロット23は、径方向の内側が開放されたオープンスロットである。なお、本実施形態の構成は、これに限られず、径方向の内側が閉じられたクローズドスロットにも適用可能である。
ステータコア11とロータ4との間には、隙間(以下「エアギャップS」という。)が形成されている。
図3に示すように、セグメントコイル14は、複数(例えば4つ)のセグメント導体14Aにより形成される。セグメント導体14Aの芯線は、例えば平角線である。
セグメント導体14Aは、直線状に形成された一対の挿入部14aと、渡り部14bと、一対の接続部14cとを有する。一対の挿入部14aは、例えば不図示の絶縁紙に覆われた状態で互いに異なるスロット23に分けて収容される。複数のセグメントコイル14は、ステータコア11の周方向において、U相、U相、V相、V相、W相、W相、U相、U相・・・の順に配列されている。
接続部14cは、一対の挿入部14aの他端であって、挿入部14aに対して渡り部14bとは反対側に位置する。接続部14cは、スロット23の外部であって、軸方向の他方に配置される。接続部14cは、他のセグメントコイル14の接続部14cとTIG溶接やレーザ溶接等で接合される。これにより、複数のセグメントコイル14は、順次連結されている。なお、接合された接続部14cには、紛体絶縁による塗装が施される。これにより、接続部14cは、電気的絶縁が確保される。
渡り部14bおよび接続部14cは、それぞれステータコア11の軸方向に突出するコイルエンド15A,15Bとなっている。
図5は、回転電機のケースを除いた状態を模式的に示した斜視図である。
図6は、図5のB−B断面図である。なお、図6では、ケース2および供給管8を二点鎖線で図示している。
図4から図6に示すように、巻線カバー6は、巻線カバー6の内部に冷媒Dを導入し、冷媒Dによりコイルエンド15A,15B(巻線12)を冷却するものである。冷媒Dは、例えばATF(Automatic Transmission Fluid:自動変速機油)等の潤滑油である。
外周壁61は、径方向に面しており、巻線12よりも径方向の外側に配置される。外周壁61は、ステータコア11の周方向に沿って環状に形成されている。外周壁61の軸方向内側端(先端)は、ステータコア11の軸方向側の端面19に当接している。
ここで、巻線カバー6の中心線Rから上方の部分を外周面65の上半部と定義したとき、複数の冷媒導入孔7は、巻線カバー6の外周面65の上半部に設けられている。すなわち、複数の冷媒導入孔7は、巻線カバー6の軸方向と直交する断面において、巻線カバー6の中心線Rから上方に設けられている。
第一冷媒導入孔71は、外周面65の上端に設けられている。第二冷媒導入孔72は、外周面65の上半部において、第一冷媒導入孔71よりも下方に設けられている。第二冷媒導入孔72は、上半部において、第一冷媒導入孔71を挟んで周方向の両側にそれぞれ設けられている。第三冷媒導入孔73は、外周面65の上半部において複数の第二冷媒導入孔72よりも下方に設けられている。第三冷媒導入孔73は、上半部において、第一冷媒導入孔71および第二冷媒導入孔72を挟んで周方向の両側にそれぞれ設けられている。
供給管8は、供給管本体85と、二つの分岐管86とを備える。供給管本体85は、ケース2の軸方向に延在して形成されている。分岐管86の基端は、供給管本体85に接続されている。分岐管86の先端には供給口81が形成されている。分岐管86の先端は、ケース2の連通孔25に接続されている。これにより供給口81は、巻線カバー6における第一冷媒導入孔71の上方に配置される。供給管8は、例えば電動オイルポンプを介して不図示の貯留部に接続されている。貯留部には冷媒Dが貯留されている。貯留部の冷媒Dは、電動オイルポンプの駆動により、供給管8および各供給口81を通じ、巻線カバー6の第一冷媒導入孔71および第一冷媒導入孔71の周辺に向けて滴下される。
巻線カバー6の外周壁61の下部には、複数の取付部10が設けられている。取付部10は、例えば巻線カバー6に対してインサート成形された金属製のカラーである。取付部10には、雌ネジが形成されたネジ孔95が設けられている。
ケース2の周壁29には、ボルト孔96が設けられている。ボルト孔96は、周壁29を貫通して形成されている。ボルト孔96は、巻線カバー6のネジ孔95に対応した位置に配置されている。
供給管8の供給口81から出た冷媒Dは、巻線カバー6の第一冷媒導入孔71に導入される。第一冷媒導入孔71に導入された冷媒Dは、巻線カバー6の内部に入ってコイルエンド15B(15A)の上端に供給される。
第一冷媒導入孔71へ導入されることなく巻線カバー6の外周面65を伝搬した冷媒Dは、巻線カバー6の外周面65を下方に向かって移動し、第二冷媒導入孔72に導入される。第二冷媒導入孔72に導入された冷媒Dは、巻線カバー6の内部に入ってコイルエンド15B(15A)に供給される。
また、第二冷媒導入孔72へ導入されることなく巻線カバー6の外周面65を伝搬した冷媒Dは、巻線カバー6の外周面65を下方に向かって移動し、第三冷媒導入孔73に導入される。第三冷媒導入孔73に導入された冷媒Dは、巻線カバー6の内部に入ってコイルエンド15B(15A)に供給される。
コイルエンド15B(15A)に供給された冷媒Dは、コイルエンド15B(15A)の下方に向かって流れ、コイルエンド15B(15A)を冷却する。これにより、巻線12は冷却される。冷媒Dは、コイルエンド15B(15A)の下端に到達すると排出孔75から不図示の排出管内に排出される。
図7は、第二実施形態に係る回転電機の径方向に沿う断面図である。
図7に示すように、巻線カバー106の第三冷媒導入孔73の下端には、ガイド部102が設けられている。ガイド部102は、冷媒Dを第三冷媒導入孔73に案内するように形成されている。具体的にガイド部102は、第三冷媒導入孔73の下端から径方向の外側へ向けて、斜め上方に張り出している。
また、上記の各実施形態では、第一冷媒導入孔71、第二冷媒導入孔72および第三冷媒導入孔73をそれぞれ一つの孔により構成したが、複数の孔により構成してもよい。
4 ロータ
6、106 巻線カバー
7 冷媒導入孔
8 供給管(冷媒供給手段)
11 ステータコア
12 巻線
15A,15B コイルエンド
19 端面
65 外周面
66 壁部
71 第一冷媒導入孔(冷媒導入孔)
72 第二冷媒導入孔(冷媒導入孔)
73 第三冷媒導入孔(冷媒導入孔)
75 排出孔
102 ガイド部
D 冷媒
S エアギャップ(隙間)
Claims (7)
- 環状のステータコアと、
前記ステータコアに装着され前記ステータコアの軸方向側に突出するコイルエンドを有する巻線と、
前記ステータコアの軸方向の端面に配置され、前記コイルエンドを覆う絶縁性の巻線カバーと、
前記巻線カバーよりも上方に設けられ、前記巻線に冷媒を供給する冷媒供給手段と、
を備え、
前記巻線カバーの外周面には、前記コイルエンドに前記冷媒を導入する複数の冷媒導入孔が前記外周面の上部から下部に向けて設けられていることを特徴とする回転電機。 - 複数の前記冷媒導入孔は、前記巻線カバーの前記外周面における周方向の下方へ向かうほど開口面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 複数の前記冷媒導入孔の各々は、前記巻線カバーの前記外周面の軸方向に延在して配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機。
- 前記ステータコアの内周側にはロータが配置されており、
前記巻線カバーにおける前記ステータコアと前記ロータとの間の隙間よりも下側には、前記冷媒を排出する排出孔が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転電機。 - 複数の前記冷媒導入孔は、前記巻線カバーの前記外周面の上半部に設けられていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回転電機。
- 前記巻線カバーの前記外周面よりも軸方向外側には、前記外周面から起立した壁部が全周にわたって設けられていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の回転電機。
- 前記冷媒導入孔の周囲には、前記冷媒を前記冷媒導入孔に案内するガイド部が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の回転電機。
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