JP2023085032A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータのコイルを冷却すること。【解決手段】モータは、回転軸を中心に回転するロータと、ロータの周囲に配置されるステータと、を備える。ステータは、ステータコアと、ステータに支持され、ステータコアから軸方向に突出するコイルエンド部を含むコイルと、コイルに支持され、コイルエンド部から軸方向に突出する絶縁性のシートと、を有する。ロータは、コイルエンド部に冷却媒体を供給する供給口を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、モータに関する。

モータに係る技術分野において、特許文献１に開示されているような電動機が知られている。

特開２００１－１２８４０４号公報

モータは、コイルを有する。コイルの温度が過度に上昇すると、コイルを覆う絶縁膜が劣化する可能性がある。絶縁膜が劣化すると、モータの性能が低下する可能性がある。

本開示は、モータのコイルを冷却することを目的とする。

本開示に従えば、回転軸を中心に回転するロータと、ロータの周囲に配置されるステータと、を備え、ステータは、ステータコアと、ステータに支持され、ステータコアから軸方向に突出するコイルエンド部を含むコイルと、コイルに支持され、コイルエンド部から軸方向に突出する絶縁性のシートと、を有し、ロータは、コイルエンド部に冷却媒体を供給する供給口を有する、モータが提供される。

本開示によれば、モータのコイルが冷却される。

図１は、第１実施形態に係るモータを模式的に示す断面図である。 図２は、第１実施形態に係るステータを示す斜視図である。 図３は、第１実施形態に係るコイル及びシートを径方向から見た図である。 図４は、第１実施形態に係るコイル及びシートを周方向から見た図である。 図５は、第２実施形態に係るコイル及びシートを径方向から見た図である。 図６は、第２実施形態に係るコイル及びシートを周方向から見た図である。 図７は、第３実施形態に係るコイル及びシートを径方向から見た図である。 図８は、第３実施形態に係るコイル及びシートを周方向から見た図である。 図９は、第４実施形態に係るコイル及びシートを径方向から見た図である。 図１０は、第４実施形態に係るコイル及びシートを周方向から見た図である。 図１１は、第５実施形態に係るステータを示す斜視図である。 図１２は、第５実施形態に係るコイルセット及びシートを示す斜視図である。 図１３は、第６実施形態に係るコイルセット及びシートを示す斜視図である。 図１４は、第７実施形態に係るコイルセット及びシートを示す斜視図である。 図１５は、第８実施形態に係るコイルセット及びシートを示す斜視図である。 図１６は、第１例に係るシートを示す図である。 図１７は、第２例に係るシートを示す図である。 図１８は、第３例に係るシートを示す図である。 図１９は、第３例に係るシートが配置されたコイルを示す断面図である。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

［第１実施形態］
第１実施形態について説明する。

＜モータ＞
図１は、実施形態に係るモータ１を模式的に示す断面図である。実施形態において、モータ１は、スイッチトリラクタンスモータである。図１に示すように、モータ１は、ロータ２と、ステータ３と、ハウジング４とを備える。

モータ１は、インナロータ型である。ステータ３は、ロータ２の周囲に配置される。ロータ２は、回転軸ＡＸを中心に回転する。ハウジング４は、ステータ３の周囲に配置される。

実施形態において、ロータ２の回転軸ＡＸと平行な方向を適宜、軸方向、と称し、回転軸ＡＸの周囲を周回する方向を適宜、周方向、と称し、回転軸ＡＸの放射方向を適宜、径方向、と称する。

軸方向においてモータ１の中心から規定の方向に離隔する方向又は遠い位置を適宜、軸方向一方側、と称し、軸方向において軸方向一方側の反対側を適宜、軸方向他方側、と称する。周方向において規定の方向を適宜、周方向一方側、と称し、周方向において周方向一方側の反対側を適宜、周方向他方側、と称する。径方向において回転軸ＡＸから離隔する方向又は遠い位置を適宜、径方向外側、と称し、径方向において径方向外側の反対側を適宜、径方向内側、と称する。

ロータ２は、ロータシャフト２１と、ロータシャフト２１の周囲に配置されるロータコア２２と、ロータコア２２の軸方向一方側の端面及び軸方向他方側の端面のそれぞれに配置されるブレード２３とを有する。

ロータシャフト２１は、軸方向に延伸する棒状の部材である。ロータコア２２は、ロータシャフト２１の周囲に配置される。ロータコア２２は、磁性体である。ブレード２３は、ロータコア２２の軸方向一方側の端面及びロータコア２２の軸方向他方側の端面のそれぞれに配置される。ロータコア２２は、一対のブレード２３に挟まれる。ロータシャフト２１とロータコア２２とブレード２３とは固定される。

ステータ３は、ステータコア３１と、ステータコア３１に支持される複数のコイル３２と、コイル３２に支持される絶縁性のシート５０とを有する。ステータコア３１は、ロータコア２２の周囲に配置される円筒状の部材である。ステータコア３１は、磁性体である。コイル３２は、インシュレータを介してステータコア３１のティースに巻かれる。コイル３２は、ステータコア３１から軸方向に突出するコイルエンド部１６を含む。シート５０は、コイルエンド部１６から軸方向に突出する。コイルエンド部１６は、ステータコア３１の軸方向一方側及び軸方向他方側のそれぞれに配置される。シート５０は、軸方向一方側のコイルエンド部１６及び軸方向他方側のコイルエンド部１６のそれぞれに支持される。

ハウジング４は、ロータ２の少なくとも一部及びステータ３を収容する。ステータコア３１は、ハウジング４の内面に固定される。ロータシャフト２１は、一対の軸受４１に回転可能に支持される。軸受４１は、ハウジング４に支持される。また、ロータシャフト２１の外面とハウジング４との間にシール部材４２が設けられる。

ロータ２は、コイルエンド部１６に冷却媒体を供給する供給口２５を有する。供給口２５は、ブレード２３に設けられる。供給口２５は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。実施形態において、冷却媒体は、油である。

供給口２５は、コイル３２よりも径方向内側に配置される。供給口２５は、径方向外側を向くように配置される。供給口２５は、コイルエンド部１６よりも径方向内側から、コイルエンド部１６に向かって冷却媒体を噴射する。軸方向において、供給口２５は、コイルエンド部１６の軸方向の端面３４よりも内側に配置される。供給口２５は、コイルエンド部１６の径方向内側の内面３５に対向可能である。

ロータ２は、ロータシャフト２１の内部に設けられた供給通路２６と、ロータコア２２の内部に設けられた供給通路２７と、ブレード２３の内部に設けられた供給通路２８とを有する。供給通路２７は、供給通路２６と供給通路２８とを繋ぐ。供給通路２７は、ハウジング４の内部に設けられた供給通路４３に接続される。

ポンプのような冷媒供給部４４とハウジング４の供給通路４３とが接続される。冷媒供給部４４から送出された冷却媒体は、供給通路４３を介して供給通路２６に流入する。供給通路２６を流通した冷却媒体は、供給通路２７及び供給通路２８を介して供給口２５に供給される。

供給口２５は、供給通路２６、供給通路２７、及び供給通路２８を介して供給された冷却媒体をコイルエンド部１６に供給する。ロータ２の回転により、供給口２５からコイルエンド部１６に冷却媒体が噴射される。

供給口２５から噴射された冷却媒体の少なくとも一部は、コイルエンド部１６の内面３５に当たる。これにより、コイルエンド部１６の少なくとも径方向内側の部分が冷却媒体により冷却される。

供給口２５から噴射された冷却媒体の少なくとも一部は、コイルエンド部１６の端面３４を通過するように径方向外側に移動する可能性がある。実施形態においては、コイルエンド部１６の端面３４から軸方向に突出するシート５０が設けられる。供給口２５から噴射された冷却媒体の少なくとも一部は、シート５０に当たる。シート５０は、供給口２５から噴射された冷却媒体がコイルエンド部１６よりも径方向外側に移動することを阻止する。シート５０に当たった冷却媒体は、シート５０を伝ってコイルエンド部１６に供給される。

シート５０は、径方向に複数配置される。シート５０の少なくとも一部は、径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも外側に配置される。コイルエンド部１６の径方向外側の部分にシート５０が配置されることにより、供給口２５から噴射され、シート５０に当たった冷却媒体は、シート５０を伝ってコイルエンド部１６の径方向外側の部分に供給される。これにより、コイルエンド部１６の径方向外側の部分が冷却媒体により冷却される。

すなわち、供給口２５から噴射された冷媒媒体がコイルエンド部１６に直接当たることにより、コイルエンド部１６の少なくとも径方向内側の部分が冷却され、供給口２５から噴射された冷媒媒体がシート５０に当たることにより、コイルエンド部１６の径方向外側の部分が冷却される。これにより、コイルエンド部１６は、満遍なく冷却される。

なお、ロータシャフト２１は、対象物ＲＳに接続される。対象物ＲＳとして、建設機械の一種であるハイブリッドショベルに搭載されるエンジンが例示される。モータ１は、エンジンにより駆動される発電機として機能する。

なお、モータ１は縦置き型でもよいし横置き型でもよい。すなわち、モータ１は、回転軸ＡＸと鉛直方向とが平行になるように配置されてもよいし、回転軸ＡＸと鉛直方向とが直交になるように配置されてもよい。

なお、複数の供給口２５のうち少なくとも一部の供給口２５は、軸方向において端面３４よりも外側に配置され、端面３４に向かって冷却媒体を噴射してもよい。

＜ステータ＞
図２は、実施形態に係るステータ３を示す斜視図である。

ステータコア３１は、積層された複数の鋼板を含む。ステータコア３１は、ヨーク９と、ティース１０とを有する。ヨーク９は、回転軸ＡＸの周囲に配置される。ヨーク９は、回転軸ＡＸを中心とする筒状である。ティース１０は、ヨーク９の内面から径方向内側に突出する。ティース１０は、周方向に間隔をあけて複数配置される。実施形態において、ティース１０は、２４個設けられる。

ステータコア３１の表面は、端面３１Ａと、端面３１Ｂと、内面３１Ｓと、外面３１Ｔとを含む。

端面３１Ａは、軸方向一方側を向く。端面３１Ａは、軸方向一方側を向くヨーク９の端面と、軸方向一方側を向くティース１０の端面とを含む。ヨーク９の端面とティース１０の端面とは、面一である。端面３１Ａと回転軸ＡＸに平行な軸とは、直交する。

端面３１Ｂは、軸方向他方側を向く。端面３１Ｂは、軸方向他方側を向くヨーク９の端面と、軸方向他方側を向くティース１０の端面とを含む。ヨーク９の端面とティース１０の端面とは、面一である。端面３１Ｂと回転軸ＡＸに平行な軸とは、直交する。

内面３１Ｓは、径方向内側を向く。内面３１Ｓは、ティース１０の内面を含む。内面３１Ｓは、ロータ２に対向する。内面３１Ｓは、回転軸ＡＸに平行である。

外面３１Ｔは、径方向外側を向く。外面３１Ｔは、ヨーク９の外面を含む。外面３１Ｔは、回転軸ＡＸに平行である。回転軸ＡＸと直交する面内において、外面３１Ｔは、回転軸ＡＸを中心とする円形状である。

コイル３２は、不図示のインシュレータを介してステータコア３１に装着される。コイル３２は、複数設けられる。複数のコイル３２は、別々に形成される。実施形態において、コイル３２は、所謂カセットコイルである。１つのコイル３２は、１つの導体１４を螺旋状に巻くことにより形成される。螺旋状に巻かれる導体１４として、真四角線、平角線、及び丸線が例示される。なお、１つのコイル３２は、複数の導体１４を螺旋状に接続することにより形成されてもよい。

コイル３２は、ティース１０に装着される。隣り合うティース１０の間にスロット１３が設けられる。スロット１３は、周方向に複数設けられる。実施形態において、スロット１３は、２４個設けられる。スロット１３は、軸方向に延伸する。スロット１３の軸方向一方側の端部は、端面３１Ａに接続される。スロット１３の軸方向他方側の端部は、端面３１Ｂに接続される。コイル３２の一部は、スロット１３に配置される。コイル３２の一部は、ステータコア３１から軸方向に突出する。

１つのコイル３２が１つのティース１０に装着される。周方向に隣接する第１のコイル３２の一部と第２のコイル３２の一部とが１つのスロット１３に配置される。実施形態において、コイル３２の巻線方式は、１つのコイル３２が１つのティース１０に装着される集中巻である。また、コイル３２の巻線方式は、第１のコイル３２の一部と第２のコイル３２の一部とが１つのスロット１３に配置される二層巻である。

モータ１は、３相モータである。コイル３２は、Ｕ相コイル３２Ｕと、Ｖ相コイル３２Ｖと、Ｗ相コイル３２Ｗとを含む。実施形態において、コイル３２は、１２個設けられる。Ｕ相コイル３２Ｕは、４個設けられる。Ｖ相コイル３２Ｖは、４個設けられる。Ｗ相コイル３２Ｗは、４個設けられる。

１つのＶ相コイル３２Ｖが、Ｕ相コイル３２Ｕの周方向一方側の隣に配置される。１つのＷ相コイル３２Ｗが、Ｖ相コイル３２Ｖの周方向一方側の隣に配置される。１つのＵ相コイル３２Ｕが、Ｗ相コイル３２Ｗの周方向一方側の隣に配置される。一対のＵ相コイル３２Ｕが、径方向に対向して配置される。一対のＶ相コイル３２Ｖが、径方向に対向して配置される。一対のＷ相コイル３２Ｗが、径方向に対向して配置される。

複数のＵ相コイル３２Ｕは、渡り線を介して接続される。複数のＶ相コイル３２Ｖは、渡り線を介して接続される。複数のＷ相コイル３２Ｗは、渡り線を介して接続される。渡り線は、端子部１７に接続される。

図３は、実施形態に係るコイル３２及びシート５０を径方向から見た図である。図４は、実施形態に係るコイル３２及びシート５０を周方向から見た図である。

実施形態において、コイル３２を形成する導体１４は、平角線であることとする。なお、コイル３２を形成する導体は、板状のセグメント導体でもよい。板状のセグメント導体が螺旋状に接続されることによって、コイル３２が形成されてもよい。

図２、図３、及び図４に示すように、コイル３２は、コイル本体部１５と、コイルエンド部１６と、端子部１７とを有する。コイル本体部１５は、スロット１３に配置される。コイルエンド部１６は、ステータコア３１から軸方向に突出する。端子部１７は、コイルエンド部１６から周方向に突出する。

コイル本体部１５は、コイル３２に一対設けられる。コイル本体部１５は、第１コイル本体部１５１と、第２コイル本体部１５２とを含む。第１コイル本体部１５１が所定のスロット１３に配置された場合、第２コイル本体部１５２は、第１コイル本体部１５１が配置されているスロット１３の１つ隣のスロット１３に配置される。周方向に隣接する第１のコイル３２の第１コイル本体部１５１と第２のコイル３２の第２コイル本体部１５２とが１つのスロット１３に配置される。

コイルエンド部１６は、コイル３２に一対設けられる。コイルエンド部１６は、第１コイルエンド部１６１と、第２コイルエンド部１６２とを含む。第１コイルエンド部１６１は、ステータコア３１の端面３１Ａから軸方向一方側に突出する。第２コイルエンド部１６２は、ステータコア３１の端面３１Ｂから軸方向他方側に突出する。

端子部１７は、コイル３２に一対設けられる。端子部１７は、第１端子部１７１と、第２端子部１７２とを含む。第１端子部１７１は、導体１４の巻き始め側の端部を含む。第２端子部１７２は、導体１４の巻き終わり側の端部を含む。なお、第２端子部１７２が導体１４の巻き始め側の端部を含み、第１端子部１７１が導体１４の巻き終わり側の端部を含んでもよい。

シート５０は、コイルエンド部１６から軸方向に突出する。図３及び図４に示すように、シート５０は、第１コイルエンド部１６１に支持される。シート５０は、第１コイルエンド部１６１から軸方向一方側に突出する。なお、図３及び図４には図示されていないが、シート５０は、第２コイルエンド部１６２に支持されてもよい。シート５０は、第２コイルエンド部１６２から軸方向他方側に突出してもよい。

シート５０は、電気絶縁性である。シート５０として、絶縁紙が例示される。なお、シート５０は、合成樹脂製でもよい。

コイル３２は、径方向に配置される複数の導体１４を有する。コイルエンド部１６において、複数の導体１４は、周方向に延びるように配置される。コイルエンド部１６において、複数の導体１４は、相互に平行に配置される。

シート５０は、コイル３２に支持される。シート５０は、コイルエンド部１６において、径方向に隣接する一対の導体１４に挟まれる。シート５０が一対の導体１４に挟まれた状態で、コイル３２にモールド材が塗布される。モールド材として、ワニスが例示される。モールド材により、シート５０と導体１４とが固定される。

シート５０は、径方向に複数配置される。径方向に隣接する一対の導体１４に１枚のシート５０が挟まれる。

図３及び図４に示す例において、シート５０は、径方向に８枚配置される。シート５０は、最も径方向内側に配置される第１のシート５０と、第１のシート５０に次いで径方向内側に配置される第２のシート５０と、第２のシート５０に次いで径方向内側に配置される第３のシート５０と、第３のシート５０に次いで径方向内側に配置される第４のシート５０と、第４のシート５０に次いで径方向内側に配置される第５のシート５０と、第５のシート５０に次いで径方向内側に配置される第６のシート５０と、第６のシート５０に次いで径方向内側に配置される第７のシート５０と、最も径方向外側に配置される第８のシート５０とを含む。

複数のシート５０のうち、一部のシート５０は、径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも内側に配置され、一部のシート５０は、径方向においてコイルエンド部１６の中心に配置され、一部のシートは、径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも外側に配置される。図３及び図４に示す例において、複数のシート５０は、コイルエンド部１６の径方向内側の部分と径方向外側の部分との間において、径方向に等間隔で配置される。

また、図３及び図４に示す例において、コイルエンド部１６からのシート５０の突出量は、径方向外側に配置されるシート５０ほど大きい。すなわち、第１のシート５０の突出量が最も小さく、第１のシート５０に次いで第２のシート５０の突出量が大きく、第２のシート５０に次いで第３のシート５０の突出量が大きく、第３のシート５０に次いで第４のシート５０の突出量が大きく、第４のシート５０に次いで第５のシート５０の突出量が大きく、第５のシート５０に次いで第６のシート５０の突出量が大きく、第６のシート５０に次いで第７のシート５０の突出量が大きく、第８のシート５０の突出量が最も大きい。

上述のように、供給口２５から噴射された冷却媒体の少なくとも一部は、コイルエンド部１６の内面３５に当たらずに、コイルエンド部１６の端面３４を通過するように径方向外側に移動する可能性がある。実施形態においては、コイルエンド部１６の端面３４から軸方向に突出するシート５０が設けられる。供給口２５から噴射された冷却媒体の少なくとも一部は、シート５０に当たる。シート５０は、供給口２５から噴射された冷却媒体が端面３４を通過して径方向外側に移動することを阻止する。シート５０に当たった冷却媒体は、シート５０を伝ってコイルエンド部１６に供給される。

図３及び図４に示す例において、コイルエンド部１６からのシート５０の突出量は、径方向外側に配置されるシート５０ほど大きい。そのため、供給口２５から噴射された冷却媒体は、複数のシート５０のそれぞれに満遍なく当たることができる。シート５０に当たった冷却媒体は、シート５０を伝ってコイルエンド部１６に供給される。コイルエンド部１６は、冷却媒体により満遍なく冷却される。

シート５０は、コイル３２の放熱フィンとして機能する。コイル３２とシート５０とは接触する。コイル３２の熱は、シート５０を介して放散される。シート５０が高熱伝導性材料により形成されることにより、コイル３２の熱は、効率良く放散される。コイル３２の導体１４が絶縁膜に覆われる場合、例えば絶縁膜の熱伝導率よりも高い熱伝導率の材料でシート５０が形成されることにより、コイル３２の熱は、効率良く放散される。

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

図５は、実施形態に係るコイル３２及びシート５０を径方向から見た図である。図６は、実施形態に係るコイル３２及びシート５０を周方向から見た図である。

図５及び図６に示すように、シート５０は、径方向に複数配置される。複数のシート５０は、径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも外側に配置される。コイルエンド部１６からのシート５０の突出量は、径方向外側に配置されるシート５０ほど大きい。

シート５０は、径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも内側には配置されない。コイルエンド部１６の径方向外側の部分にシート５０が配置されることにより、供給口２５から噴射され、シート５０に当たった冷却媒体は、シート５０を伝ってコイルエンド部１６の径方向外側の部分に供給される。これにより、コイルエンド部１６の径方向外側の部分が冷却媒体により冷却される。

なお、シート５０が径方向に複数配置され、複数のシート５０が径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも内側に配置されてもよい。コイルエンド部１６からのシート５０の突出量は、径方向外側に配置されるシート５０ほど大きくてもよい。

［第３実施形態］
第３実施形態について説明する。図７は、実施形態に係るコイル３２及びシート５０を径方向から見た図である。図８は、実施形態に係るコイル３２及びシート５０を周方向から見た図である。

図７及び図８に示すように、シート５０は、径方向に１枚だけ配置される。シート５０は、径方向においてコイルエンド部１６のほぼ中心に配置される。

コイルエンド部１６の径方向中央の部分にシート５０が配置されることにより、供給口２５から噴射され、シート５０に当たった冷却媒体は、シート５０を伝ってコイルエンド部１６の径方向中央の部分に供給される。これにより、コイルエンド部１６の径方向中央の部分が冷却媒体により冷却される。

［第４実施形態］
第４実施形態について説明する。図９は、実施形態に係るコイル３２及びシート５０を径方向から見た図である。図１０は、実施形態に係るコイル３２及びシート５０を周方向から見た図である。

図９及び図１０に示すように、シート５０は、径方向に１枚だけ配置される。シート５０は、径方向においてコイルエンド部１６の外側に配置される。

コイルエンド部１６の径方向外側の部分にシート５０が配置されることにより、供給口２５から噴射され、シート５０に当たった冷却媒体は、シート５０を伝ってコイルエンド部１６の径方向外側の部分に供給される。これにより、コイルエンド部１６の径方向外側の部分が冷却媒体により冷却される。

［第５実施形態］
第５実施形態について説明する。図１１は、実施形態に係るステータ３００を示す斜視図である。第５実施形態に係るステータ３００は、例えば特開２０２１－０３５３１０号公報に開示されているような、２スロットピッチでティースの周囲に配置されるコイルを有するステータである。

ステータコア３１は、装着ティース１１と、非装着ティース１２とを有する。コイル３２は、Ｕ相コイル３２Ｕと、Ｖ相コイル３２Ｖと、Ｗ相コイル３２Ｗとを含む。

３つの装着ティース１１が、周方向に隣り合うように配置される。３つの装着ティース１１は、第１装着ティース１１１と、第２装着ティース１１２と、第３装着ティース１１３とを含む。第３装着ティース１１３は、第２装着ティース１１２の周方向一方側の隣に配置される。第２装着ティース１１２は、第１装着ティース１１１の周方向一方側の隣に配置される。

実施形態において、３つの装着ティース１１と１つの非装着ティース１２とが、周方向に交互に配置される。

実施形態において、コイル３２の巻線方式は、１つのコイル３２が複数の装着ティース１１に装着される分布巻である。実施形態において、１つのコイル３２が２つの装着ティース１１に装着される。すなわち、コイル３２は、２スロットピッチでステータコア３１に装着される。第１コイル本体部１５１が所定のスロット１３に配置された場合、第２コイル本体部１５２は、第１コイル本体部１５１が配置されているスロット１３の２つ隣のスロット１３に配置される。また、コイル３２の巻線方式は、１つのコイル３２が１つのスロット１３に配置される単層巻である。非装着ティース１２は、周方向に隣り合う２つのコイル３２の間に配置される。

２つのコイル３２が組まれた状態で、装着ティース１１に装着される。Ｕ相コイル３２ＵとＶ相コイル３２Ｖとが組まれた状態で、装着ティース１１に装着される。Ｖ相コイル３２ＶとＷ相コイル３２Ｗとが組まれた状態で、装着ティース１１に装着される。Ｗ相コイル３２ＷとＵ相コイル３２Ｕとが組まれた状態で、装着ティース１１に装着される。

以下の説明において、Ｕ相コイル３２ＵとＶ相コイル３２Ｖとの組を適宜、コイルセット６１、と称する。Ｖ相コイル３２ＶとＷ相コイル３２Ｗとの組を適宜、コイルセット６２、と称する。Ｗ相コイル３２ＷとＵ相コイル３２Ｕとの組を適宜、コイルセット６３、と称する。

図１２は、実施形態に係るコイルセット６１及びシート５０を示す斜視図である。実施形態において、コイル３２は、板状の導体１９により構成される。導体１９は、セグメント導体である。複数の導体１９が螺旋状に接続されることにより、コイル３２が形成される。Ｕ相コイル３２Ｕの導体１９の間にＶ相コイル３２Ｖの導体１９の一部が配置される。Ｕ相コイル３２Ｕの導体１９の一部とＶ相コイル３２Ｖの導体１９の一部とが、径方向に交互に配置される。Ｕ相コイル３２Ｕの導体１９の間にＶ相コイル３２Ｖの導体１９の一部が配置されることにより、Ｕ相コイル３２ＵとＶ相コイル３２Ｖとのコイルセット６１が形成される。

同様に、Ｖ相コイル３２Ｖの導体１９の一部とＷ相コイル３２Ｗの導体１９の一部とが径方向に交互に配置されることにより、Ｖ相コイル３２ＶとＷ相コイル３２Ｗとのコイルセット６２が形成される。Ｗ相コイル３２Ｗの導体１９の一部とＵ相コイル３２Ｕの導体１９の一部とが径方向に交互に配置されることにより、Ｗ相コイル３２ＷとＵ相コイル３２Ｕとのコイルセット６３が形成される。コイルセット６１、コイルセット６２、及びコイルセット６３のそれぞれが、ステータコア３１に装着される。

図１１に示すように、コイルセット６１において、Ｕ相コイル３２Ｕが第１装着ティース１１１と第２装着ティース１１２とに装着され、Ｖ相コイル３２Ｖが第２装着ティース１１２と第３装着ティース１１３とに装着される。Ｕ相コイル３２Ｕの導体１９とＶ相コイル３２Ｖの導体１９とは、第２装着ティース１１２の周囲の一部において径方向に交互に配置される。

コイルセット６２において、Ｖ相コイル３２Ｖが第１装着ティース１１１と第２装着ティース１１２とに装着され、Ｗ相コイル３２Ｗが第２装着ティース１１２と第３装着ティース１１３とに装着される。Ｖ相コイル３２Ｖの導体１９とＷ相コイル３２Ｗの導体１９とは、第２装着ティース１１２の周囲の一部において径方向に交互に配置される。

コイルセット６３において、Ｗ相コイル３２Ｗが第１装着ティース１１１と第２装着ティース１１２とに装着され、Ｕ相コイル３２Ｕが第２装着ティース１１２と第３装着ティース１１３とに装着される。Ｗ相コイル３２Ｗの導体１９とＵ相コイル３２Ｕの導体１９とは、第２装着ティース１１２の周囲の一部において径方向に交互に配置される。

コイル３２は、ステータコア３１から軸方向に突出するコイルエンド部１６を有する。

図１２に示すように、コイルセット６１において、Ｕ相コイル３２Ｕの一部とＶ相コイル３２Ｖの一部とが、径方向に交互に配置される。シート５０は、径方向に隣接するＵ相コイル３２Ｕの導体１９の一部とＶ相コイル３２Ｖの導体１９の一部とに挟まれる。シート５０は、Ｕ相コイル３２ＵとＶ相コイル３２Ｖを相間絶縁する。

シート５０は、径方向に複数配置される。複数のシート５０のうち、一部のシート５０は、径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも内側に配置され、一部のシート５０は、径方向においてコイルエンド部１６の中心に配置され、一部のシートは、径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも外側に配置される。複数のシート５０は、コイルエンド部１６の径方向内側の部分と径方向外側の部分との間において、径方向に等間隔で配置される。

また、コイルエンド部１６からのシート５０の突出量は、径方向外側に配置されるシート５０ほど大きい。

なお、コイルセット６２及びコイルセット６３にも、シート５０が配置される。コイルセット６２及びコイルセット６３に配置されるシート５０は、コイルセット６２に配置されるシート５０と同様であるため、その説明を省略する。

本実施形態においても、供給口２５から噴射され、シート５０に当たった冷却媒体は、シート５０を伝ってコイルエンド部１６に供給される。コイルエンド部１６は、冷却媒体により満遍なく冷却される。

［第６実施形態］
第６実施形態について説明する。図１３は、実施形態に係るコイルセット６１及びシート５０を示す斜視図である。

図１３に示すように、シート５０は、径方向に複数配置される。複数のシート５０のうち、一部のシート５０は、径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも内側に配置され、一部のシート５０は、径方向においてコイルエンド部１６の中心に配置され、一部のシートは、径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも外側に配置される。複数のシート５０は、コイルエンド部１６の径方向内側の部分と径方向外側の部分との間において、径方向に等間隔で配置される。コイルエンド部１６からのシート５０の突出量は、径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも外側に配置されるシート５０ほど大きい。

コイルエンド部１６の径方向外側の部分にシート５０が配置されることにより、供給口２５から噴射され、シート５０に当たった冷却媒体は、シート５０を伝ってコイルエンド部１６の径方向外側の部分に供給される。これにより、コイルエンド部１６の径方向外側の部分が冷却媒体により冷却される。

［第７実施形態］
第７実施形態について説明する。図１４は、実施形態に係るコイルセット６１及びシート５０を示す斜視図である。

図１４に示すように、シート５０は、径方向に複数配置される。複数のシート５０のうち、一部のシート５０は、径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも内側に配置され、一部のシート５０は、径方向においてコイルエンド部１６の中心に配置され、一部のシートは、径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも外側に配置される。複数のシート５０は、コイルエンド部１６の径方向内側の部分と径方向外側の部分との間において、径方向に等間隔で配置される。径方向においてコイルエンド部１６のほぼ中心に配置される１枚シート５０の突出量が、他のシート５０の突出量よりも大きい。

コイルエンド部１６の径方向中央の部分にシート５０が配置されることにより、供給口２５から噴射され、シート５０に当たった冷却媒体は、シート５０を伝ってコイルエンド部１６の径方向中央の部分に供給される。これにより、コイルエンド部１６の径方向中央の部分が冷却媒体により冷却される。

［第８実施形態］
第８実施形態について説明する。図１５は、実施形態に係るコイルセット６１及びシート５０を示す斜視図である。

図１５に示すように、シート５０は、径方向に複数配置される。複数のシート５０のうち、一部のシート５０は、径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも内側に配置され、一部のシート５０は、径方向においてコイルエンド部１６の中心に配置され、一部のシートは、径方向においてコイルエンド部１６の中心よりも外側に配置される。複数のシート５０は、コイルエンド部１６の径方向内側の部分と径方向外側の部分との間において、径方向に等間隔で配置される。径方向においてコイルエンド部１６の外側に配置される１枚シート５０の突出量が、他のシート５０の突出量よりも大きい。

コイルエンド部１６の径方向外側の部分にシート５０が配置されることにより、供給口２５から噴射され、シート５０に当たった冷却媒体は、シート５０を伝ってコイルエンド部１６の径方向外側の部分に供給される。これにより、コイルエンド部１６の径方向外側の部分が冷却媒体により冷却される。

［シートの形状］
以下、シート５０の形状の例について説明する。

図１６は、第１例に係るシート５０Ａを示す図である。図１６に示すように、シート５０Ａの外形は、長方形状である。シート５０Ａは、コイルエンド部１６における一対の導体１４に挟まれる支持部５１Ａと、コイルエンド部１６から軸方向に突出する突出部５２Ａとを有する。

図１７は、第２例に係るシート５０Ｂを示す図である。図１７に示すように、シート５０Ｂは、コイルエンド部１６における一対の導体１４に挟まれる第１支持部５１Ｂと、コイル本体部１５における一対の導体１４に挟まれる第２支持部５３Ｂと、コイルエンド部１６から軸方向に突出する突出部５２Ｂとを有する。

図１８は、第３例に係るシート５０Ｃを示す図である。図１９は、第３例に係るシート５０Ｃが配置されたコイル３２を示す断面図である。コイル３２の導体１４は、径方向に複数配置される。導体１４は、最も径方向外側に配置される第１導体１４Ａと、第１導体１４Ａに次いで径方向外側に配置される第２導体１４Ｂと、第２導体１４Ｂに次いで径方向外側に配置される第３導体１４Ｃと、第３導体１４Ｃに次いで径方向外側に配置される第４導体１４Ｄと、第４導体１４Ｄに次いで径方向外側に配置される第５導体１４Ｅと、第５導体１４Ｅに次いで径方向内外に配置される第６導体１４Ｆと、第６導体１４Ｆに次いで径方向内外に配置される第７導体１４Ｇと、第７導体１４Ｇに次いで径方向内外に配置される第８導体１４Ｈと、最も径方向内側に配置される第９導体１４Ｉと、を含む。第２導体１４Ｂは、第１導体１４Ａよりも径方向内側に配置される。第３導体１４Ｃは、第２導体１４Ｂよりも径方向内側に配置される。第４導体１４Ｄは、第３導体１４Ｃよりも径方向内側に配置される。第５導体１４Ｅは、第４導体１４Ｄよりも径方向内側に配置される。第６導体１４Ｆは、第５導体１４Ｅよりも径方向内側に配置される。第７導体１４Ｇは、第６導体１４Ｆよりも径方向内側に配置される。第８導体１４Ｈは、第７導体１４Ｇよりも径方向内側に配置される。第９導体１４Ｉは、第８導体１４Ｈよりも径方向内側に配置される。

図１８及び図１９に示すように、シート５０Ｃは、コイルエンド部１６における第１導体１４Ａと第２導体１４Ｂとに挟まれる第１支持部５１Ｒと、コイルエンド部１６における第２導体１４Ｂと第３導体１４Ｃとに挟まれる第２支持部５１Ｆと、コイルエンド部１６よりも軸方向内側（図１９では軸方向他方側）において第１支持部５１Ｒと第２支持部５１Ｆとを繋ぐ連結部５４Ｃと、を有する。また、シート５０Ｃは、第１支持部５１Ｒからコイルエンド部１６よりも軸方向外側（図１９では軸方向一方側）へ突出する第１突出部５２Ｒと、第２支持部５１Ｆからコイルエンド部１６よりも軸方向外側（図１９では軸方向一方側）へ突出する第２突出部５２Ｆとを含む。

シート５０Ｃは、複数設けられる。１つのシート５０Ｃは、コイルエンド部１６における第３導体１４Ｃと第４導体１４Ｄとに挟まれる第１支持部５１Ｒと、コイルエンド部１６における第４導体１４Ｄと第５導体１４Ｅとに挟まれる第２支持部５１Ｆと、コイルエンド部１６よりも軸方向内側において第１支持部５１Ｒと第２支持部５１Ｆとを繋ぐ連結部５４Ｃと、を有する。１つのシート５０Ｃは、コイルエンド部１６における第５導体１４Ｅと第６導体１４Ｆとに挟まれる第１支持部５１Ｒと、コイルエンド部１６における第６導体１４Ｆと第７導体１４Ｇとに挟まれる第２支持部５１Ｆと、コイルエンド部１６よりも軸方向内側において第１支持部５１Ｒと第２支持部５１Ｆとを繋ぐ連結部５４Ｃと、を有する。１つのシート５０Ｃは、コイルエンド部１６における第７導体１４Ｇと第８導体１４Ｈとに挟まれる第１支持部５１Ｒと、コイルエンド部１６における第８導体１４Ｈと第９導体１４Ｉとに挟まれる第２支持部５１Ｆと、コイルエンド部１６よりも軸方向内側において第１支持部５１Ｒと第２支持部５１Ｆとを繋ぐ連結部５４Ｃと、を有する。

［その他の実施形態］
上述の実施形態においては、モータ１がスイッチトリラクタンスモータ(Switched Reluctance Motor)であることとした。モータ１は、シンクロナスリラクタンスモータ（Synchronous Reluctance Motor）でもよいし、フラックススイッチングモータ（Flux Switching Motor）でもよいし、永久磁石モータ（Permanent Magnet Motor）でもよいし、誘導モータ（Induction Motor）でもよいし、アキシャルギャップモータでもよいし、リニアアクチュエータでもよい。

上述の実施形態においては、モータ１は、３相モータであることとした。モータ１は、４相モータでもよい。

上述の第１実施形態から第４実施形態において、ステータ３は、２つのコイル３２が１つのスロット１３に配置される二層巻モータであることとした。ステータ３は、１つのコイル３２が１つのスロットに配置される単層巻モータでもよい。

１…モータ、２…ロータ、３…ステータ、４…ハウジング、９…ヨーク、１０…ティース、１１…装着ティース、１２…非装着ティース、１３…スロット、１４…導体、１４Ａ…第１導体、１４Ｂ…第２導体、１４Ｃ…第３導体、１４Ｄ…第４導体、１４Ｅ…第５導体、１４Ｆ…第６導体、１４Ｇ…第７導体、１４Ｈ…第８導体、１４Ｉ…第９導体、１５…コイル本体部、１６…コイルエンド部、１７…端子部、１９…導体、２１…ロータシャフト、２２…ロータコア、２３…ブレード、２５…供給口、２６…供給通路、２７…供給通路、２８…供給通路、３１…ステータコア、３１Ａ…端面、３１Ｂ…端面、３１Ｓ…内面、３１Ｔ…外面、３２…コイル、３２Ｕ…Ｕ相コイル、３２Ｖ…Ｖ相コイル、３２Ｗ…Ｗ相コイル、３４…端面、３５…内面、４１…軸受、４２…シール部材、４３…供給通路、４４…冷媒供給部、５０…シート、５０Ａ…シート、５０Ｂ…シート、５０Ｃ…シート、５１Ａ…支持部、５２Ａ…突出部、５１Ｂ…第１支持部、５２Ｂ…突出部、５３Ｂ…第２支持部、５１Ｒ…第１支持部、５１Ｆ…第２支持部、５２Ｒ…第１突出部、５２Ｆ…第２突出部、５４Ｃ…連結部、６１…コイルセット、６２…コイルセット、６３…コイルセット、１１１…第１装着ティース、１１２…第２装着ティース、１１３…第３装着ティース、１５１…第１コイル本体部、１５２…第２コイル本体部、１６１…第１コイルエンド部、１６２…第２コイルエンド部、１７１…第１端子部、１７２…第２端子部、３００…ステータ、ＡＸ…回転軸。

Claims (11)

1. 回転軸を中心に回転するロータと、
   前記ロータの周囲に配置されるステータと、を備え、
   前記ステータは、
   ステータコアと、
   前記ステータに支持され、前記ステータコアから軸方向に突出するコイルエンド部を含むコイルと、
   前記コイルに支持され、前記コイルエンド部から軸方向に突出する絶縁性のシートと、を有し、
   前記ロータは、前記コイルエンド部に冷却媒体を供給する供給口を有する、
   モータ。
2. 前記シートは、径方向に複数配置され、
   前記コイルエンド部からの前記シートの突出量は、径方向外側に配置されるシートほど大きい、
   請求項１に記載のモータ。
3. 前記シートは、径方向において前記コイルエンド部の中心よりも外側に配置される、
   請求項１又は請求項２に記載のモータ。
4. 前記シートは、径方向に複数配置され、
   前記シートの少なくとも一部は、径方向において前記コイルエンド部の中心よりも内側に配置され、
   前記コイルエンド部からの前記シートの突出量は、径方向外側に配置される前記シートほど大きい、
   請求項１に記載のモータ。
5. 前記ステータコアは、前記コイルが装着されるティースと、隣り合う前記ティースの間に設けられるスロットと、を有し、
   １つの前記コイルが１つの前記ティースに装着され、第１の前記コイルの一部と第２の前記コイルの一部とが１つの前記スロットに配置される、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモータ。
6. 前記コイルは、径方向に配置される複数の導体を有し、
   前記シートは、径方向に隣接する一対の導体に挟まれる、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のモータ。
7. 前記シートは、前記コイルエンド部における一対の導体に挟まれる支持部を有する、
   請求項６に記載のモータ。
8. 前記コイルは、前記ステータコアのスロットに配置されるコイル本体部を有し、
   前記シートは、前記コイルエンド部における一対の導体に挟まれる第１支持部と、前記コイル本体部における一対の導体に挟まれる第２支持部とを有する、
   請求項６に記載のモータ。
9. 前記導体は、第１導体と、前記第１導体よりも径方向内側に配置される第２導体と、前記第２導体よりも径方向内側に配置される第３導体と、を含み、
   前記シートは、前記コイルエンド部における前記第１導体と前記第２導体とに挟まれる第１支持部と、前記コイルエンド部における前記第２導体と前記第３導体とに挟まれる第２支持部と、前記コイルエンド部よりも軸方向内側において前記第１支持部と前記第２支持部とを繋ぐ連結部と、を有する、
   請求項６に記載のモータ。
10. 前記ステータコアは、前記コイルが装着される装着ティースと、前記コイルが装着されない非装着ティースと、を有し、
    前記コイルは、第１相コイルと、第２相コイルと、を含み、
    ３つの前記装着ティースが、周方向に隣り合うように配置され、
    ３つの前記装着ティースと１つの前記非装着ティースとが、周方向に交互に配置され、
    前記第１相コイルが、第１装着ティースと第２装着ティースとに装着され、
    前記第２相コイルが、前記第２装着ティースと第３装着ティースとに装着される、
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のモータ。
11. 前記第１相コイルの導体の一部と前記第２相コイルの導体の一部とが、径方向に交互に配置され、
    前記シートは、径方向に隣接する前記第１相コイルの導体の一部と前記第２相コイルの導体の一部とに挟まれる、
    請求項１０に記載のモータ。

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