JP2024031805A - モータの液冷構造 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却性能の向上を図る。【解決手段】略円筒状のケーシングと、ケーシングの側端部に環設される略円環状の側面プレートと、ケーシング内に収容されるステータと、ステータの中空部においてステータの中心を通る軸線回りに回転自在に保持されるロータと、側面プレートの内側面から軸線の延長方向に延在し、ケーシングの内側に冷媒の流通可能な間隙を隔てて対向配置される略円筒状のバルクヘッドとを備え、ケーシングは、外周面から内周面に亘って貫設され、外部から供給される冷媒を間隙に導く冷媒導入口を有し、ステータは、内周部に複数のティースが突設される略円環状のステータコアと、バルクヘッドの内側において各ティースに巻回されるコイルとを有し、バルクヘッドは、外周面から内周面に亘って貫設され、且つ全周に亘って周方向に複数並設され、間隙を流通する冷媒をバルクヘッドの内側に噴出させるノズル孔部を有している。【選択図】図５

Description

本発明は、自動車や農業機械、建設機械等に用いられるモータの液冷構造に関する。

ロータに永久磁石を使用した電動モータ、所謂ＰＭモータは、小型で且つ高出力であるため、自動車や農業機械、建設機械等の駆動モータに用いられている。ところが、一般に、永久磁石は、温度上昇に伴って減磁し、キュリー点を超えると完全に磁力を失う。そのため、この種のモータでは、ロータの減磁を回避して正常な回転動作特性を持続させるために、定常動作状態においてモータ全体を効率的に冷却することが求められる。そこで、自動車や農業機械、建設機械等に用いられるモータでは、単位体積当たりの冷却量が大きく、冷却効率の高い液冷構造が広く採用されている。

従来のモータの液冷構造として、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１に開示されたモータは、分割された複数のステータコアと、それら各ステータコアに巻回される複数のコイルとを有している。モータの内部には、オイル入口（冷媒導入口）から供給されるオイル（冷媒）をモータの軸方向に沿って噴出する複数の噴出孔が設けられている。噴出孔は、モータの軸方向一方に、モータの周方向に沿って環状に配列されており、隣接するステータコアの間またはコイルの間にオイルを噴出させることでモータを冷却させる。

特許第５３４７３８０号公報

しかしながら、上記従来のモータの液冷構造によれば、ステータコアやコイル等の発熱部における軸方向の一方（噴射孔側）に集中してオイルが噴き付けられるため、軸方向の一方側と他方側とでモータの冷却度合に偏りが生じ、所望の動作特性が得られない虞があった。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、冷却性能の向上を図り、モータの所望の動作特性を得ることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

本発明の一態様に係るモータの液冷構造は、略円筒状のケーシングと、前記ケーシングの側端部に環設される略円環状の側面プレートと、前記ケーシング内に収容されるステータと、前記ステータの中空部において当該ステータの中心を通る軸線回りに回転自在に保持されるロータと、を備えたモータの液冷構造であって、前記側面プレートの内側面から前記軸線の延長方向に延在し、前記ケーシングの内側に冷媒の流通可能な間隙を隔てて対向配置される略円筒状のバルクヘッドを備え、前記ケーシングは、当該ケーシングの外周面から内周面に亘って貫設され、外部から供給される冷媒を前記間隙に導く冷媒導入口を有し、前記ステータは、内周部に複数のティースが突設される略円環状のステータコアと、前記バルクヘッドの内側において前記各ティースに巻回されるコイルと、を有し、前記バルクヘッドは、当該バルクヘッドの外周面から内周面に亘って貫設され、且つ全周に亘
って周方向に複数並設され、前記間隙を流通する前記冷媒を前記バルクヘッドの内側に噴出させるノズル孔部を有している。

前記各ノズル孔部は、前記バルクヘッドの周方向へ等間隔に並設されてもよい。

前記コイルは、前記ティースから前記軸線の延長方向外側に突出するコイルエンドを有し、前記ノズル孔部は、前記各コイルエンドに前記ステータの外周側から対向配置されてもよい。

前記間隙は、前記冷媒導入口から遠くなるに従って径方向に縮小する流路幅を有してもよい。

前記バルクヘッドは、前記冷媒導入口から遠くなるに従って径方向に拡大する周壁厚を有してもよい。

前記各ノズル孔部は、前記冷媒導入口から遠い位置にあるものほど、前記バルクヘッドの径方向に長いノズル長を有してもよい。

前記ノズル孔部の入口側開口は、前記ノズル孔部の出口側開口よりも大きな開口径を有してもよい。

前記ノズル孔部は、前記入口側開口から前記バルクヘッドの径方向内側に向かって延長形成される入口側流路と、前記出口側開口から前記バルクヘッドの径方向外側に向かって延長形成され、前記入口側流路に連通する出口側流路と、を有し、前記各入口側流路は、前記冷媒導入口から遠い位置にあるものほど、前記バルクヘッドの径方向に長い流路長を有してもよい。

前記出口側流路はそれぞれ、同一の流路長を有してもよい。

前記ケーシングは、当該ケーシングの内周面中央に沿って円環状に突出し、前記ステータを径方向外側から支持するステータ受部を有し、前記バルクヘッドは、前記ステータ受部における前記軸線の延長方向両外側に設けられ、前記ステータ受部は、前記冷媒導入口から分岐して前記各バルクヘッドの外周の前記間隙に至る案内溝を有してもよい。

前記ケーシングに対して前記バルクヘッドを連結固定させる連結ピンを備え、前記ケーシングおよび前記バルクヘッドはそれぞれ、前記連結ピンを保持するピン差込部を有してもよい。

前記ステータは、前記ステータコアの外周面に沿って前記軸線の延長方向に延在し、前記連結ピンの胴部に掛合されるピン掛合部を有してもよい。

前記ピン掛合部は、前記外周面における前記冷媒導入口との対向位置に配置されてもよい。

前記ピン掛合部は、前記外周面における前記軸線を挟んで前記冷媒導入口と反対側に配置されてもよい。

上記モータの液冷構造によれば、外部から供給される冷媒をコイルおよびその周辺の発熱部に対して均一に噴き付けることができるから、冷却性能が格段に向上する。これによ
り、モータの所望の動作特性を得ることが可能となる。

冷媒循環回路の概略構成図である。 モータの概略構成を示す斜視図である。 モータの概略構成を示す分解斜視図である。 モータの概略構成を示す軸方向断面図である。 モータの概略構成を示す径方向断面図である。 上流ノズル孔部の縦断面図である。 中流ノズル孔部の縦断面図である。 連結ピンの配設部周辺の軸方向断面図である。 第２例のモータの径方向断面図である。 連結ピンの配設部周辺の一部分解斜視図である。 第２ピン差込部周辺の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態のモータは、主に自動車や農業機械、建設機械等に用いられる。具体的には、油圧ポンプの駆動モータや、原動機および発電機として機能するモータジェネレータとして使用される。尚、モータを冷却する冷媒としては、例えば、自動変速機用のフルード、所謂ＡＴＦが用いられる。

図１に示すように、本実施形態のモータ１は、冷媒貯留部Ｔと、オイルポンプＰと、熱交換器Ｃとを備えた冷媒循環回路１００に組み込まれる。オイルポンプＰは、冷媒貯留部Ｔに貯留された冷媒を汲み上げてモータ１に供給する。熱交換器Ｃは、オイルポンプＰによって冷媒貯留部Ｔから汲み上げた冷媒を熱交換冷却する。尚、本実施形態の熱交換器Ｃは、液冷式熱交換器であり、冷媒循環回路１００と異なる二次回路にて循環冷却される二次冷媒によって、冷媒循環回路１００に循環される冷媒（一次冷媒）を熱交換冷却させる。また、図１に示す冷媒循環回路１００では、熱交換器Ｃは、冷媒貯留部ＴからオイルポンプＰに冷媒を導入する流路（オイルポンプＰの吸込側の流路）に配置されているが、熱交換器Ｃは、オイルポンプＰからモータ１に冷媒を導出する流路（オイルポンプＰの吐出側の流路）に配置されてもよい。

図２～図５に示すように、本実施形態のモータ１は、ケーシング２と、側面プレート３と、ステータ４と、ロータ５とを備えている。ケーシング２は、両側端部２ａが開口する略円筒状に形成されている。側面プレート３は、略円環状の板体であり、ケーシング２の両側端部２ａの内側に環設されている。ステータ４は、ステータコア６やコイル７により構成された略円環状の部材であり、ケーシング２内に収容固定されている。ロータ５は、ロータコア８や磁石９により構成された略円環状の部材であり、ステータ４の中空部Ｓ１においてステータ４の中心を通る軸線Ｌ１回りに回転自在に保持されている。尚、本実施形態では、上記軸線Ｌ１の延長方向（図２～図４の矢視Ｘ１，Ｘ２方向、図５の手前側奥側方向）を軸方向、上記軸線Ｌ１に対して垂直に交差する方向を径方向として説明する。

ケーシング２の周壁（以下、適宜「ケース周壁」という）２ｂには、冷媒導入口１１が設けられている。冷媒導入口１１は、外部から供給される冷媒をケーシング２の内部に導入するための孔であり、ケース周壁２ｂの軸方向中央位置においてケース周壁２ｂの外周面から内周面に亘って貫設されている。尚、冷媒導入口１１は、ケーシング２内へ適切に冷媒を導入可能であれば、ケース周壁２ｂにおける側端部２ａ寄りの位置に設けられてもよい。

図３～図５に示すように、ケース周壁２ｂの内周面には、ステータ受部１２が設けられている。ステータ受部１２は、ケース周壁２ｂの内周面に沿って円環帯状に突出形成されており、ステータ４を径方向外側から保持する。ステータ受部１２における冷媒導入口１１の開設部には、案内溝１３が設けられている。案内溝１３は、冷媒導入口１１の開設部から軸方向両外側に延長形成されており、冷媒導入口１１とケーシング２内の後述する環状流路２０とを連通している。

ステータ４は、ステータコア６と、コイル７とを有している。ステータコア６は、略円環状の鋼板を軸方向に複数積層して構成された略円環状の厚板である。ステータコア６の外周面は、ステータ受部１２の内周面に径方向内側から面合わせの状態で当接支持されている。ステータコア６の軸方向の幅は、ステータ受部１２の軸方向の幅と同一に設定されている。従って、ステータコア６の軸方向外側の端面は、ステータ受部１２の軸方向外側の端面と同一平面を構成している（図４参照）。また、それらステータコア６およびステータ受部１２の軸方向外側の端面によってケース周壁２ｂの内側に形成される環状の平面部（以下、適宜「内環部」という）２Ｐは、側面プレート３に軸方向内側から対面している（図４参照）。

ステータコア６の内周部には、径方向に突出するティース１４が複数設けられている。ティース１４は、ステータコア６の内周部の全周に亘って周方向へ等間隔に並設されている。本実施形態では、ステータコア６は、２４個のティース１４を有している。

コイル７は、各ティース１４に巻回されている。コイル７は、ティース１４に対して軸方向外側の両面相互間を往復するように巻回されており、ティース１４の軸方向両外側にＵ字状のコイルエンド１５を曲成している。このように、ステータコア６の内周部における軸方向外側両面には、複数のコイルエンド１５が周方向へ等間隔に並設されている。コイルエンド１５は、ケース周壁２ｂの径方向内側にバルクヘッド１６を隔てて配置されている。バルクヘッド１６の詳細については後述する。

図３、図５に示すように、ロータ５は、ロータコア８と、磁石９とを有している。ロータコア８は、ステータコア６の内周部より小径の円筒体であり、その周壁に磁石９が複数埋設されている。ロータコア８の軸方向の幅は、ステータコア６の軸方向の幅と同一に設定されている。従って、ロータコア８の軸方向外側の端面もステータコア６の軸方向外側の端面と同様、ステータ受部１２の軸方向外側の端面と同一平面を構成している（図４参照）。磁石９は、平板状に形成された永久磁石であり、ロータコア８の周壁の全周に亘って等間隔に並設されている。本実施形態では、ロータ５は、２０個の磁石９を有している。

図３～図５に示すように、本実施形態のモータ１は、ケース周壁２ｂの内周面とコイルエンド１５の配設部との間にバルクヘッド１６が設けられている。バルクヘッド１６は、ケース周壁２ｂの内周面より小径の円筒体であり、側面プレート３の内側面からステータ受部１２およびステータコア６の軸方向外側の端面に亘って軸方向に延在し、ケース周壁２ｂの内周面とコイルエンド１５の配設部との間を径方向に分割している。尚、本実施形態では、バルクヘッド１６は、側面プレート３の内側面に一体形成されているが、側面プレート３と別体で構成されてもよい。

バルクヘッド１６は、ケーシング２の内側に所定の間隙２０を隔てて対向配置されている。また、バルクヘッド１６は、ステータ受部１２における軸方向両外側にそれぞれ設けられている。このように、ケーシング２の内側におけるステータ受部１２の軸方向両外側にはそれぞれ、ケース周壁２ｂの内周面、バルクヘッド１６の外周面、側面プレート３の内側面、およびケース周壁２ｂの内環部２Ｐによって間隙２０が画成されている。尚、コ
イル７は、バルクヘッド１６の内周面よりも内側において各ティース１４に巻回されている。

間隙２０はそれぞれ、案内溝１３を通じて冷媒導入口１１に連通している。換言すると、案内溝１３は、冷媒導入口１１から分岐してケーシング２内における軸線方向両外側位置に設けられた間隙（以下、適宜「環状流路」という）２０に繋がっている。従って、冷媒導入口１１に導入される冷媒は、案内溝１３を通じてケーシング２内における軸方向両外側の環状流路２０へ分流される。

図５に示すように、環状流路２０は、ケース周壁２ｂの内周面に沿ってその全周に亘って形成されている。また、環状流路２０は、径方向の流路幅が冷媒導入口１１から遠くなるに従って縮小するように形成されている。これにより、環状流路２０は、冷媒導入口１１から遠い位置（下流側）においても、冷媒導入口１１に近い位置（上流側）と同等の内圧が維持される。このように、環状流路２０は、全周に亘って均一な内圧になるように構成されている。

本実施形態では、バルクヘッド１６の周壁は、その径方向の厚みが冷媒導入口１１から遠くなるに従って拡大するように形成されており、これに伴って、環状流路２０の流路幅が上記のように縮小変化している。詳しくは、バルクヘッド１６は、軸方向から見てその外周円の中心がバルクヘッド１６の内周円の中心、即ち、ステータ４の中心（軸線Ｌ１上の点）よりも冷媒導入口１１の反対側へ偏心している。これに伴い、バルクヘッド１６の周壁厚は、冷媒導入口１１から遠くなるに従って拡大している。これにより、環状流路２０の流路幅は、冷媒導入口１１から遠くなるほど狭くなっている。

バルクヘッド１６には、ノズル孔部２１が設けられている。ノズル孔部２１は、バルクヘッド１６の外周面から内周面に亘って貫設された孔であり、バルクヘッド１６の全周に亘って周方向へ等間隔に複数並設されている。本実施形態では、バルクヘッド１６は、コイルエンド１５と同数（２４個）のノズル孔部２１を有している。ノズル孔部２１は、各コイルエンド１５にステータ４の外周側から対向配置されている。また、ノズル孔部２１は、バルクヘッド１６の周壁をその外周面から軸線Ｌ１に対して垂直に交差する方向に貫通している。これにより、冷媒導入口１１から案内溝１３を通じて環状流路２０に導かれる冷媒は、ノズル孔部２１からバルクヘッド１６の内側中心方向に噴出され、各コイルエンド１５に噴き付けられる。また、コイルエンド１５に噴き付けられた冷媒は、その周囲に飛散してステータコア６等の発熱部の表面に接触した後、ケーシング２の外部に排出されて、冷媒貯留部Ｔに回収される。

ノズル孔部２１は、冷媒導入口１１から遠い位置にあるものほど、バルクヘッド１６の径方向に長いノズル長Ｈ１を有している。詳しくは、図６、図７に示すように、ノズル孔部２１は、バルクヘッド１６の外周面（環状流路２０側）にて開口する入口側開口（ノズル入口）２２と、バルクヘッド１６の内周面（コイルエンド１５側）にて開口する出口側開口（ノズル出口）２３とを有している。ノズル入口２２の開口径Ｄ１は、ノズル出口２３の開口径Ｄ２よりも大きく形成されている。例えば、ノズル入口２２の開口径Ｄ１は、ノズル出口２３の開口径Ｄ２の略３倍の大きさに設定されている。これにより、環状流路２０からノズル孔部２１に導かれる冷媒は、ノズル入口２２からノズル出口２３へ流れる間に圧力を上昇させ、ノズル出口２３の外部へ所定以上の流速で噴出される。

また、ノズル孔部２１は、ノズル入口２２からバルクヘッド１６の径方向内側に向かってノズル入口２２と略同径で延長される入口側流路２４と、ノズル出口２３からバルクヘッド１６の径方向外側に向かってノズル出口２３と略同径で延長され、入口側流路２４に連通する出口側流路２５とを有している。入口側流路２４の下流側（ノズル入口２２と反
対側）の端部は、出口側流路２５の上流側（バルクヘッド１６の外周側）の端部に向かって縮径し、当該端部に連結されている。

各ノズル孔部２１の入口側流路２４は、冷媒導入口１１から遠い位置にあるものほど、バルクヘッド１６の径方向に長い流路長Ｅ１を有している。例えば、ノズル孔部２１のうち、冷媒導入口１１に最も近い位置に配される上流ノズル孔部２１Ａの入口側流路２４の流路長Ｅ１は、ノズル出口２３の開口径Ｄ２の略１．５倍の大きさに設定されている。また、上流ノズル孔部２１Ａからバルクヘッド１６の周方向へ９０度の位置に配される中流ノズル孔部２１Ｂの入口側流路２４の流路長Ｅ１は、ノズル出口２３の開口径Ｄ２の略４倍の大きさに設定されている。これにより、ノズル孔部２１は、冷媒導入口１１から遠い位置にあるものにおいても、冷媒導入口１１に近い位置のノズル孔部２１と同等の内圧が維持される。即ち、各ノズル孔部２１は、全周に亘って均一な噴出流速になるように構成されている。一方、各ノズル孔部２１の出口側流路２５は、バルクヘッド１６の径方向へ全て同一の流路長Ｅ２を有している。これにより、各ノズル孔部２１においてノズル出口２３から噴出される冷媒の拡散範囲や流速の均一化が図られる。

＜他の実施形態＞
尚、上記実施形態では、バルクヘッド１６の外周円を冷媒導入口１１の反対側へ偏心させる（バルクヘッド１６の周壁厚を冷媒導入口１１から遠くなるに従って径方向外側へ拡大変化させる）ことによって、環状流路２０の流路幅を上記のように変化させているが、ケース周壁２ｂの内周円を冷媒導入口１１側へ偏心させる（ケース周壁２ｂの厚みを冷媒導入口１１から遠くなるに従って径方向内側へ拡大変化させる）ことによって、環状流路２０の流路幅を上記のように変化させてもよい。

また、上記実施形態では、各ノズル孔部２１は、バルクヘッド１６の周方向へ等間隔に並設されているが、コイルエンド１５やその周辺の発熱部に対して冷媒を適切に噴き付け可能であれば、各ノズル孔部２１は、バルクヘッド１６の周方向へ異なる間隔で並設されてもよいし、各コイルエンド１５に対向して配置されていなくてもよい。

また、上記実施形態では、ノズル孔部２１は、大径のノズル入口２２から略同径で延長形成される入口側流路２４と、小径のノズル出口２３から略同径で延長形成される出口側流路２５とを有する大小２段円筒状に形成されているが、冷媒をノズル出口２３の外部へ所定以上の流速で噴出可能であれば、ノズル孔部２１は、出口側流路２５が入口側流路２４側からノズル出口２３に向かって縮径する漏斗状に形成されてもよいし、全体がノズル入口２２からノズル出口２３に向かって縮径する漏斗状に形成されてもよい。

ところで、上記実施形態のモータ１は、バルクヘッド１６を加熱し膨張させた状態でステータコア６の外周面に環装させた後、冷却することによって双方を固着させる所謂焼き嵌め工法を採用することができる。ところが、この工法は、バルクヘッド１６を加熱したり冷却したりする工程に時間と手間がかかる上、バルクヘッド１６をステータコア６の外周面に環装させる際に組付け誤差が生じ易く、コイルエンド１５に対してノズル孔部２１を適正な位置に配置できない虞もある。

そこで、図８～図１１に示すモータ１は、ケーシング２に対してバルクヘッド１６を連結ピン２８によって連結固定させている（第２例）。詳しくは、この第２例のモータ１では、ケーシング２は、一方の側端部２ａが開口し、且つ他方の側端部２ａにパネル部（壁板）２Ｗを有する略円筒状に形成されている。パネル部２Ｗは、ケーシング２内に収容されたステータ４およびロータ５を軸線Ｌ１の延長方向から覆っている。

図８、図１０に示すように、側面プレート３のうち、第１の側面プレート（第１側面プ
レート）３Ａは、ケーシング２に対して複数（例えば、４つ）の固定ボルト２９により固定されている。一方、側面プレート３のうち、第２の側面プレート（第２側面プレート）３Ｂは、ケーシング２のパネル部２Ｗに一体形成されている。

図８～図１０に示すように、ケーシング２は、第１ピン差込部（ピン差込部）３１を有している。第１ピン差込部３１は、軸線Ｌ１の延長方向一方に開口する円孔であり、ケーシング２のパネル部２Ｗに穿設されている。より具体的には、第１ピン差込部３１は、パネル部２Ｗに沿って形成された第２側面プレート３Ｂに穿設されている。図９に示すように、第１ピン差込部３１は、第１バルクヘッド１６Ａにおける軸線Ｌ１を挟んで対角位置に一対設けられている。第１ピン差込部３１は、第２側面プレート３Ｂにおける冷媒導入口１１に最も近い位置と、第２側面プレート３Ｂにおける冷媒導入口１１から最も遠い位置と、に設けられている。

図８、図１０に示すように、バルクヘッド１６は、第１側面プレート３Ａにおけるケーシング２の内側の面と、第２側面プレート３Ｂにおけるケーシング２の内側の面と、に設けられている。図８、図１１に示すように、バルクヘッド１６のうち、第１のバルクヘッド（第１バルクヘッド）１６Ａは、第１側面プレート３Ａに一体形成されている。一方、図８、図１０に示すように、バルクヘッド１６のうち、第２のバルクヘッド（第２バルクヘッド）１６Ｂは、ケーシング２のパネル部２Ｗに形成された第２側面プレート３Ｂに対して連結ピン２８により固定されている。

図８、図１１に示すように、第１バルクヘッド１６Ａは、第２ピン差込部（ピン差込部）３２を有している。第２ピン差込部３２は、軸線Ｌ１の延長方向一方に開口する円孔である。第２ピン差込部３２は、第１バルクヘッド１６Ａにおける軸線Ｌ１を挟んで対角位置に一対設けられている。即ち、第２ピン差込部３２は、第１バルクヘッド１６Ａをケーシング２に取り付けたときに、軸線Ｌ１の延長方向から見てケーシング２の第１ピン差込部３１と重なり合う位置に設けられている。

図８～図１０に示すように、第２バルクヘッド１６Ｂは、第３ピン差込部（ピン差込部）３３を有している。第３ピン差込部３３は、軸線Ｌ１の延長方向に開口する円筒状の貫通孔である。図９に示すように、第３ピン差込部３３は、第２バルクヘッド１６Ｂにおける軸線Ｌ１を挟んで対角位置に一対設けられている。即ち、第３ピン差込部３３は、第２バルクヘッド１６Ｂをケーシング２に取り付けたときに、軸線Ｌ１の延長方向から見てケーシング２の第１ピン差込部３１と重なり合う位置に設けられている。

図８～図１０に示すように、ステータ４は、ピン掛合部３４を有している。ピン掛合部３４は、径方向断面略半円弧状の溝であり、ステータコア６の外周面６Ｓに沿って軸線Ｌ１の延長方向に延長形成されている。図９に示すように、ピン掛合部３４は、ステータコア６の外周面６Ｓにおける軸線Ｌ１を挟んで対角位置に一対設けられている。即ち、ピン掛合部３４は、ステータ４をケーシング２内に収容させたときに、軸線Ｌ１の延長方向から見てケーシング２の第１ピン差込部３１と重なり合う位置に設けられている。

このように、ケーシング２の第１ピン差込部３１、第２バルクヘッド１６Ｂの第３ピン差込部３３、ステータ４のピン掛合部３４、および第１バルクヘッド１６Ａの第２ピン差込部３２はそれぞれ、軸線Ｌ１の延長方向へ一直線上に重なり合うように構成されている。

図８、図９に示すように、連結ピン２８は、上記のように重なり合った第１ピン差込部３１、第３ピン差込部３３、および第２ピン差込部３２にそれぞれ軸線Ｌ１の延長方向から差し込まれて固定保持される。またこのとき、連結ピン２８は、ピン掛合部３４に掛合
保持される。

詳しくは、連結ピン２８は、円柱状の軸体であり、ケース周壁２ｂの内周面とステータコア６の外周面６Ｓとの間に画成された環状の冷媒流路３５にて軸線Ｌ１の延長方向に延在している。連結ピン２８の一方側（図９における矢視Ｘ１側）の端部２８ａは、第１バルクヘッド１６Ａの第２ピン差込部３２に圧入状態で差し込まれる。連結ピン２８の他方側（図９における矢視Ｘ２側）の端部２８ｂは、第２バルクヘッド１６Ｂの第３ピン差込部３３を通してケーシング２の第１ピン差込部３１に圧入状態で差し込まれる。また、連結ピン２８の胴部２８ｃは、ステータ４のピン掛合部３４にステータコア６の外周側から面接触した状態で掛合される。これにより、第１バルクヘッド１６Ａおよび第２バルクヘッド１６Ｂはそれぞれ、ケーシング２に対して位置決め状態および回り止め状態で連結固定され、且つステータ４は、モータ１の回転トルクに抗して、ケーシング２の内部にて回り止め状態で保持される。

またこのとき、連結ピン２８の胴部２８ｃは、外周面の略半部がステータ４のピン掛合部３４に面接触した状態で掛合される。即ち、連結ピン２８は、胴部２８ｃの略半部がピン掛合部３４に埋没した状態で掛合される。これにより、冷媒導入口１１からケーシング２内に導入される冷媒は、冷媒流路３５において冷媒導入口１１の対向位置に配置された連結ピン２８の胴部２８ｃの外周半面部に沿ってその周方向に分散され、ステータコア６の外周面６Ｓに沿って冷媒流路３５の下流側（冷媒導入口１１と反対側）に導かれる。

なお、冷媒流路３５は、ケーシング２と各バルクヘッド１６Ａ，１６Ｂとの間に設けられた２つの間隙２０にそれぞれ、全周に亘って連通している。従って、冷媒導入口１１から冷媒流路３５に導入された冷媒は、上記間隙２０に分流された後、各ノズル孔部２１に導かれる。

上記第２例のモータ１では、ステータ４は、２つの連結ピン２８によってケーシング２に回り止め状態で保持されているが、ケーシング２の内部にて適切に回り止め状態で保持可能であれば、ステータ４は、１つの連結ピン２８のみによってケーシング２に回り止め状態で保持されるようにしてもよい。また、ステータ４は、モータ１の回転トルクの大きさに合わせて、３つ以上の連結ピン２８によってケーシング２に回り止め状態で保持されるようにしてもよい。

また、上記第２例のモータ１では、第１側面プレート３Ａは、複数の固定ボルト２９によってケーシング２に固定されているが、ケーシング２に対して強固に固定保持可能であれば、第１側面プレート３Ａは、１つの固定ボルト２９のみによってケーシング２に固定されてもよい。

＜効果＞
このように、上記実施形態のモータ１の液冷構造は、略円筒状のケーシング２と、ケーシング２の側端部２ａに環設される略円環状の側面プレート３と、ケーシング２内に収容されるステータ４と、ステータ４の中空部Ｓ１においてステータ４の中心を通る軸線Ｌ１回りに回転自在に保持されるロータ５と、を備えたモータ１の液冷構造であって、側面プレート３の内側面から軸線Ｌ１の延長方向に延在し、ケーシング２の内側に冷媒の流通可能な間隙２０を隔てて対向配置される略円筒状のバルクヘッド１６を備え、ケーシング２は、ケーシング２の外周面から内周面に亘って貫設され、外部から供給される冷媒を間隙２０に導く冷媒導入口１１を有し、ステータ４は、内周部に複数のティース１４が突設される略円環状のステータコア６と、バルクヘッド１６の内側において各ティース１４に巻回されるコイル７と、を有し、バルクヘッド１６は、バルクヘッド１６の外周面から内周面に亘って貫設され、且つ全周に亘って周方向に複数並設され、間隙２０を流通する冷媒
をバルクヘッド１６の内側に噴出させるノズル孔部２１を有している。

この構成によれば、外部から冷媒導入口１１を通じてケーシング２の内側の間隙（環状流路）２０に供給される冷媒を、コイル７の外周外側からコイル７およびその周辺の発熱部へ均一に噴き付けることができるから、軸方向の一方側と他方側とでモータ１の冷却度合に偏りが生じ難く、モータ１全体を均一に冷却することが可能となる。即ち、冷却性能が向上する。これにより、モータ１の所望の動作特性が得られる。

また、各ノズル孔部２１は、バルクヘッド１６の周方向へ等間隔に並設されている。この構成によれば、上記間隙（環状流路）２０に供給される冷媒を、コイル７の外周外側からコイル７およびその周辺の発熱部に対してより均一に噴き付けることができるから、冷却性能が一層向上する。

また、コイル７は、ティース１４から軸線Ｌ１の延長方向外側に突出するコイルエンド１５を有し、ノズル孔部２１は、各コイルエンド１５にステータ４の外周側から対向配置されている。この構成によれば、特に高温となる各コイルエンド１５に対して冷媒を直接的に噴き付けることができるから、冷却効率が格段に向上する。これにより、モータ１の動作特性をより高めることが可能となる。

また、間隙２０は、冷媒導入口１１から遠くなるに従って径方向に縮小する流路幅を有している。この構成によれば、間隙（環状流路）２０において、冷媒導入口１１に近い位置（上流側）と遠い位置（下流側）とで内圧の均一化が図られるから、各ノズル孔部２１から発熱部に対して冷媒をより均一に噴き付けることができる。これにより、冷却性能が一層向上する。

また、バルクヘッド１６は、冷媒導入口１１から遠くなるに従って径方向に拡大する周壁厚を有している。この構成によれば、間隙（環状流路）２０の流路幅を、冷媒導入口１１から遠くなるに従って径方向に縮小するように形成することができるから、間隙２０において冷媒導入口１１に近い位置（上流側）と遠い位置（下流側）とで内圧の均一化を図ることが可能となる。これにより、各ノズル孔部２１から発熱部に対して冷媒をより均一に噴き付けることができる。よって、冷却性能が一層向上する。しかも、このものでは、冷媒導入口１１に近い位置にある上流側のノズル孔部２１に比べて、冷媒導入口１１から遠い位置にある下流側のノズル孔部２１のノズル長Ｈ１を長く形成することができるから、それら上流側のノズル孔部２１と下流側のノズル孔部２１とで冷媒の噴出圧の均一化を図ることが可能となる。これにより、各ノズル孔部２１から発熱部に対して冷媒をより均一に噴き付けることができる。よって、冷却性能が一層向上する。

また、各ノズル孔部２１は、冷媒導入口１１から遠い位置にあるものほど、バルクヘッド１６の径方向に長いノズル長Ｈ１を有している。この構成によれば、冷媒導入口１１に近い位置にある上流側のノズル孔部２１と冷媒導入口１１から遠い位置にある下流側のノズル孔部２１とで冷媒の噴出圧の均一化を図ることができるから、冷却性能が一層向上する。

また、ノズル孔部２１の入口側開口２２は、ノズル孔部２１の出口側開口２３よりも大きな開口径を有している。この構成によれば、間隙（環状流路）２０に供給される冷媒を、ノズル孔部２１の入口側開口（ノズル入口）２２から出口側開口（ノズル出口）２３へ流れる間に圧力上昇させ、ノズル出口２３から外部へ噴出させることができるから、発熱部に対してより確実に冷媒を噴き付けることが可能となる。これにより、冷却性能が一層向上する。

また、ノズル孔部２１は、入口側開口２２からバルクヘッド１６の径方向内側に向かって延長形成される入口側流路２４と、出口側開口２３からバルクヘッド１６の径方向外側に向かって延長形成され、入口側流路２４に連通する出口側流路２５と、を有し、各入口側流路２４は、冷媒導入口１１から遠い位置にあるものほど、バルクヘッド１６の径方向に長い流路長Ｅ１を有している。

この構成によれば、間隙（環状流路）２０に供給される冷媒を、入口側流路２４から出口側流路２５へ流れる間に圧力上昇させ、出口側開口（ノズル出口）２３から外部へ噴出させることができるから、発熱部に対してより確実に冷媒を噴き付けることが可能となる。よって、冷却性能が一層向上する。しかも、このものでは、冷媒導入口１１に近い位置にある上流側のノズル孔部２１と冷媒導入口１１から遠い位置にある下流側のノズル孔部２１とで冷媒の噴出圧の均一化を図ることができるから、冷却性能がより一層向上する。

さらに、上記モータ１において、出口側流路２５はそれぞれ、同一の流路長Ｅ２を有している。この構成によれば、各ノズル孔部２１における出口側開口（ノズル出口）２３からの冷媒の噴出抵抗を一定にすることができるから、発熱部に対してより均一に冷媒を噴き付けることが可能となる。これにより、冷却性能が一層向上する。

また、ケーシング２は、ケーシング２の内周面中央に沿って円環状に突出し、ステータ４を径方向外側から支持するステータ受部１２を有し、バルクヘッド１６は、ステータ受部１２における軸線Ｌ１の延長方向両外側に設けられ、ステータ受部１２は、冷媒導入口１１から分岐して各バルクヘッド１６の外周の間隙２０に至る案内溝１３を有している。

この構成によれば、冷媒導入口１１に導入される冷媒を、ケーシング２内における軸線Ｌ１の延長方向（軸方向）両外側の間隙（環状流路）２０へ分流させることができるから、発熱部の全体へより均一に冷媒を噴き付けることが可能となる。これにより、冷却性能が一層向上する。

また、第２例のモータ１は、ケーシング２に対してバルクヘッド１６を連結固定させる連結ピン２８を備え、ケーシング２およびバルクヘッド１６はそれぞれ、連結ピン２８を保持するピン差込部３１，３２，３３を有している。

この構成によれば、連結ピン２８によってバルクヘッド１６がケーシング２に位置決め状態で連結されるから、コイルエンド１５に対してノズル孔部２１を適正な位置に配置できる。これにより、コイル７およびその周辺の所定の位置へ正確に冷媒を噴き付けることができる。よって、冷却性能が一層向上する。また、ケーシング２にバルクヘッド１６を組み付けるのに要する時間および手間を削減できるから、生産性も向上する。

また、上記第２例のモータ１では、ステータ４は、ステータコア６の外周面６Ｓに沿って軸線Ｌ１の延長方向に延在し、連結ピン２８の胴部２８ｃに掛合されるピン掛合部３４を有している。

この構成によれば、連結ピン２８に対してステータ４が回り止め状態で掛合保持されるから、ノズル孔部２１に対してコイルエンド１５を適正な位置に配置できる。これにより、コイル７およびその周辺の所定の位置へ正確に冷媒を噴き付けることができる。よって、冷却性能が一層向上する。

また、ピン掛合部３４は、上記外周面６Ｓにおける冷媒導入口１１との対向位置に配置されている。

この構成によれば、冷媒導入口１１からケーシング２内に導入された冷媒は、冷媒導入口１１の対向位置に配置された連結ピン２８の胴部２８ｃに沿ってその周方向に分散され、ステータコア６の外周面６Ｓに導かれるから、ステータコア６の外周面６Ｓの全体へ均一に冷媒を供給できる。これにより、冷却性能が一層向上する。

また、ピン掛合部３４は、上記外周面６Ｓにおける軸線Ｌ１を挟んで冷媒導入口１１と反対側に配置されている。

この構成によれば、冷媒導入口１１からケーシング２内に導入された冷媒がステータコア６の外周面６Ｓに沿って流れる際に、連結ピン２８が流通抵抗になり難いから、ノズル孔部２１からコイル７およびその周辺の発熱部へ冷媒を安定して噴き付けることができる。これにより、冷却性能が一層向上する。

以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ モータ
２ ケーシング
３ 側面プレート
４ ステータ
５ ロータ
６ ステータコア
６Ｓ ステータコアの外周面
７ コイル
１１ 冷媒導入口
１２ ステータ受部
１３ 案内溝
１４ ティース
１５ コイルエンド
１６ バルクヘッド
２０ 環状流路（間隙）
２１ ノズル孔部
２２ ノズル入口（入口側開口）
２３ ノズル出口（出口側開口）
２４ 入口側流路
２５ 出口側流路
２８ 連結ピン
２８ｃ 連結ピンの胴部
３１ 第１ピン差込部（ピン差込部）
３２ 第２ピン差込部（ピン差込部）
３３ 第３ピン差込部（ピン差込部）
３４ ピン掛合部
Ｌ１ 軸線

Claims (14)

1. 略円筒状のケーシングと、前記ケーシングの側端部に環設される略円環状の側面プレートと、前記ケーシング内に収容されるステータと、前記ステータの中空部において当該ステータの中心を通る軸線回りに回転自在に保持されるロータと、を備えたモータの液冷構造であって、
   前記側面プレートの内側面から前記軸線の延長方向に延在し、前記ケーシングの内側に冷媒の流通可能な間隙を隔てて対向配置される略円筒状のバルクヘッドを備え、
   前記ケーシングは、当該ケーシングの外周面から内周面に亘って貫設され、外部から供給される冷媒を前記間隙に導く冷媒導入口を有し、
   前記ステータは、内周部に複数のティースが突設される略円環状のステータコアと、前記バルクヘッドの内側において前記各ティースに巻回されるコイルと、を有し、
   前記バルクヘッドは、当該バルクヘッドの外周面から内周面に亘って貫設され、且つ全周に亘って周方向に複数並設され、前記間隙を流通する前記冷媒を前記バルクヘッドの内側に噴出させるノズル孔部を有しているモータの液冷構造。
2. 前記各ノズル孔部は、前記バルクヘッドの周方向へ等間隔に並設されている請求項１に記載のモータの液冷構造。
3. 前記コイルは、前記ティースから前記軸線の延長方向外側に突出するコイルエンドを有し、
   前記ノズル孔部は、前記各コイルエンドに前記ステータの外周側から対向配置されている請求項１に記載のモータの液冷構造。
4. 前記間隙は、前記冷媒導入口から遠くなるに従って径方向に縮小する流路幅を有している請求項１に記載のモータの液冷構造。
5. 前記バルクヘッドは、前記冷媒導入口から遠くなるに従って径方向に拡大する周壁厚を有している請求項１に記載のモータの液冷構造。
6. 前記各ノズル孔部は、前記冷媒導入口から遠い位置にあるものほど、前記バルクヘッドの径方向に長いノズル長を有している請求項１に記載のモータの液冷構造。
7. 前記ノズル孔部の入口側開口は、前記ノズル孔部の出口側開口よりも大きな開口径を有している請求項１～６のいずれか１項に記載のモータの液冷構造。
8. 前記ノズル孔部は、前記入口側開口から前記バルクヘッドの径方向内側に向かって延長形成される入口側流路と、前記出口側開口から前記バルクヘッドの径方向外側に向かって延長形成され、前記入口側流路に連通する出口側流路と、を有し、
   前記各入口側流路は、前記冷媒導入口から遠い位置にあるものほど、前記バルクヘッドの径方向に長い流路長を有している請求項７に記載のモータの液冷構造。
9. 前記出口側流路はそれぞれ、同一の流路長を有している請求項８に記載のモータの液冷構造。
10. 前記ケーシングは、当該ケーシングの内周面中央に沿って円環状に突出し、前記ステータを径方向外側から支持するステータ受部を有し、
    前記バルクヘッドは、前記ステータ受部における前記軸線の延長方向両外側に設けられ、
    前記ステータ受部は、前記冷媒導入口から分岐して前記各バルクヘッドの外周の前記間
    隙に至る案内溝を有している請求項１に記載のモータの液冷構造。
11. 前記ケーシングに対して前記バルクヘッドを連結固定させる連結ピンを備え、
    前記ケーシングおよび前記バルクヘッドはそれぞれ、前記連結ピンを保持するピン差込部を有している請求項１に記載のモータの液冷構造。
12. 前記ステータは、前記ステータコアの外周面に沿って前記軸線の延長方向に延在し、前記連結ピンの胴部に掛合されるピン掛合部を有している請求項１１に記載のモータの液冷構造。
13. 前記ピン掛合部は、前記外周面における前記冷媒導入口との対向位置に配置されている請求項１２に記載のモータの液冷構造。
14. 前記ピン掛合部は、前記外周面における前記軸線を挟んで前記冷媒導入口と反対側に配置されている請求項１２または１３に記載のモータの液冷構造。

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