JP4229922B2 - 液冷式モータ - Google Patents

Description

本発明は、内周面にステータを支持する概略円筒状のモータケースに冷媒入口部および冷媒出口部を有する冷媒通路を形成した液冷式モータに関する。

コイルへの通電によって発熱するモータのステータを冷却すべく、筒状ケースの表面に形成したらせん状の溝やジグザグ状の溝の表面を輪状外筒で覆って水路部を形成し、この水路部に連通する入口および出口を輪状外筒に設けたものが、下記特許文献１により公知である。
特開２００４−２２９４１８号公報

ところで上記特許文献１に記載されたものは、ステータのコイルに給電するケーブルが輪状外筒の端部を覆う後蓋を貫通して接続されており、水路部の入口および出口の位置とケーブルの位置とが遠く離れているため、冷却水の配管やケーブルの取り回しのための広いスペースが必要になってモータを狭い場所に配置するのが困難になるだけでなく、給電系および冷却系のメンテナンスがやり難くなるという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、モータの給電系および冷却系のコンパクト化およびメンテナンスの容易化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、内周面にステータを支持する概略円筒状のモータケースが、有底円筒状のケース本体と、そのケース本体の開口部を塞ぐカバープレートとを相互に締結して構成され、そのモータケースには、冷媒入口部および冷媒出口部を有する冷媒通路が形成される液冷式モータにおいて、前記ケース本体の外周壁上部を上側に膨出させて、その膨出部に、動力線を接続する端子ボックスを形成し、この端子ボックスよりも下側で前記膨出部には前記冷媒入口部および冷媒出口部を配置すると共に、それら冷媒入口部および冷媒出口部を、前記端子ボックスからの動力線引き出し方向と異なる向きに開口させたことを特徴とする液冷式モータが提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ケース本体は、前記端子ボックスを外周壁上部に突設した有底円筒状のモータカバーの内周に円筒状のステータホルダを嵌合させて構成され、それらステータホルダ及びモータカバーの嵌合面間に、円周方向に延びる前記冷媒通路が形成され、その冷媒通路は、前記冷媒入口部に連なる第１冷媒通路と前記冷媒出口部に連なる第２冷媒通路とで構成され、前記第１冷媒通路の下流端と前記第２冷媒通路の上流端とをＵ字状に接続すべく、前記モータカバーには両冷媒通路を横切る閉塞壁が形成されることを特徴とする液冷式モータが提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記第１，第２冷媒通路は、前記ステータホルダの外周面に突設した第１の隔壁及び前記モータカバーの内面に突設した第２の隔壁により仕切られることを特徴とする液冷式モータが提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜３の何れかの構成に加えて、前記冷媒入口部および冷媒出口部にそれぞれ連通する冷媒入口継ぎ手および冷媒出口継ぎ手が、前記端子ボックスの側壁に固定されることを特徴とする液冷式モータが提案される。

尚、実施例の第１、第２冷媒通路１９，２０は本発明の冷媒通路に対応し、実施例のＵ相外部ケーブル３１ｕ、Ｖ相外部ケーブル３１ｖおよびＷ相外部ケーブル３１ｗは本発明の動力線に対応する。

請求項１の構成によれば、冷媒通路を有するモータケースのケース本体の外周壁上部を上側に膨出させて、その膨出部に動力線接続用の端子ボックスを形成し、この端子ボックスよりも下側で前記膨出部には冷媒入口部および冷媒出口部を配置したので、端子ボックスと冷媒入口部および冷媒出口部とをモータケースのケース本体上部の１カ所に集約してモータの小型化を図るとともに、給電系および冷却系のメンテナンスを容易化することができる。しかもそのケース本体の外周壁上部の前記膨出部において、端子ボックス下側のデッドスペースを利用して冷媒入口部および冷媒出口部を配置できるため、スペースを節減してモータの更なる小型化が可能になる。またそのケース本体の外周壁上部の前記膨出部において、冷媒入口部および冷媒出口部の上方に端子ボックスを位置させたので、冷媒入口部および冷媒出口部から万一冷媒が漏れても端子ボックス内に流入する虞がない。

以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１は液冷式モータの斜視図、図２は図１の２方向拡大矢視図、図３は図２の３−３線拡大断面図、図４は図１の４−４線断面図、図５は図４の５−５線断面図である。

図１および図２に示すように、液冷式の直流ブラシレスモータＭのモータケース１１は、ケース本体１２とカバープレート１３とを複数のボルト１４…で締結して構成される。ケース本体１２は円筒状のステータホルダ１５の外周に一対のＯリング１６，１７を介して有底円筒状のモータカバー１８を嵌合させたもので、モータカバー１８の開口部がカバープレート１３で閉塞される。ステータホルダ１５およびモータカバー１８の間にはＯリング１６，１７でシールされた第１、第２冷媒通路１９，２０（図４および図５参照）が円周方向に延びており、第１、第２冷媒通路１９，２０はステータホルダ１５の外周面に突設した隔壁１５ａ（図２参照）およびモータカバー１８の内面に突設した隔壁１８ａ（図２参照）により仕切られる。

モータカバー１８の上部には上面が開放した端子ボックス２１が一体に形成されており、その開口部に蓋体２２が２本のボルト２３，２３で固定される。

ステータホルダ１５の内周面に固定されたステータ２４は複数のコイル２５を円周方向に配置したもので、各々のコイル２５は鉄心２６の外周に巻線２７を巻回して構成される。端子ボックス２１の内部に固定された端子台４７に３本のスタッドボルト２８…が植設されており、コイル２５…から延びるＵ相内部ケーブル２９ｕ、Ｖ相内部ケーブル２９ｖおよびＷ相内部ケーブル２９ｗの端部に設けた端子３０…と、図示せぬインバータから延びるＵ相外部ケーブル３１ｕ、Ｖ相外部ケーブル３１ｖおよびＷ相外部ケーブル３１ｗの端部に設けた端子３２…とが嵌合してナット３３…で締結される。

図３から明らかなように、Ｕ相外部ケーブル３１ｕは芯線３４の外周を絶縁体よりなる内側被覆３５、電気的な雑音の発生を抑制する金属メッシュよりなるシールド３６および絶縁体よりなる外側被覆３７で複数層に覆ったもので、内側被覆３５から露出した芯線３４に端子３２がカシメにより固定される。外側被覆３７からシールド３６および内側被覆３５が露出しており、シールド３６は外側被覆３７の外周を覆うように折り返される。露出した内側被覆３５の一部外周および折り返されたシールド３６の外周にカラー３８が嵌合しており、このカラー３８の一端が係合するスリーブ３９の他端が外側被覆３７にカシメにより固定される。

しかして、外周にＯリング４０を装着したスリーブ３９を端子ボックス２１の固定壁２１ａに形成した支持孔２１ｂに挿入した状態で、スリーブ３９に固定したブラケット４１がボルト４２で固定壁２１ａに固定される。従って、ナット３３を緩めてスタッドボルト２８から端子３２を分離し、ボルト４２を緩めて固定壁２１ａからブラケット４０を分離することで、Ｕ相外部ケーブル３１ｕを端子ボックス２１から取り外すことができる。Ｖ相外部ケーブル３１ｖおよびＷ相外部ケーブル３１ｗの構造および着脱方法は、上述したＵ相外部ケーブル３１ｕのそれと同じである。

バッテリ等の電源から供給された直流電流はインバータで三相交流電流に変換され、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相外部ケーブル３１ｕ，３１ｖ，３１ｗからＵ相、Ｖ相、Ｗ相内部ケーブル２９ｕ，２９ｖ，２９ｗを経てステータ２４の複数のコイル２５…に供給される。その結果、ステータ２４のコイル２５…が交互に励磁されて回転界磁が発生し、ステータ２４の内周面の対向する永久磁石を有するロータが回転する。

図１、図２、図４および図５から明らかなように、端子ボックス２１の側壁２１ｃに固定された冷媒入口継ぎ手４３および冷媒出口継ぎ手４４が、端子ボックス２１の径方向内側に形成された冷媒入口部４５および冷媒出口部４６に連通し、冷媒入口部４５は第１冷媒通路１９の上流端に連なるとともに、冷媒出口部４６は第２冷媒通路２０の下流端に連なっている。つまり冷媒入口部４５および冷媒出口部４６は、モータケース１１のケース本体１２の上面に突設した端子ボックス２１の下方のデッドスペースを利用して形成される。そして第１冷媒通路１９の下流端と第２冷媒通路２０の上流端とをＵ字状に接続すべく、第１、第２冷媒通路１９，２０を横切るようにモータカバー１８側から突出する閉塞壁１８ｂが形成される。

従って、冷媒入口継ぎ手４３から冷媒入口部４５を経て供給された冷媒は第１冷媒通路１９を一方向に略３６０°に亘って流れ、閉塞壁１８ｂの位置でＵターンして第２冷媒通路２０を逆方向に略３６０°に亘って流れた後に、冷媒出口部４６を経て冷媒出口継ぎ手４４から排出され、その間にモータケース１１のケース本体１２を冷却する。

以上のように、冷媒を供給・排出する冷媒入口部４５および冷媒出口部４６と電源を供給する端子ボックス２１とを１カ所に集約して配置したので、モータＭを小型化して搭載スペースを節減できる。特に、端子ボックス２１の径方向内側のデッドスペースを利用して冷媒入口部４５および冷媒出口部４６を配置したことで、モータＭの更なる小型化が可能になる。

また冷媒の供給・排出系および電源の供給系がモータＭの上面に設けられているので、ボンネットを開いたときに冷媒入口部４５、冷媒出口部４６および端子ボックス２１を露出させてメンテナンスを容易に行うことができる。また冷媒入口部４５および冷媒出口部４６が端子ボックス２１の下側に配置されているので、万一冷媒が漏れても端子ボックス２１の内部に流入する虞がない。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

液冷式モータの斜視図 図１の２方向拡大矢視図 図２の３−３線拡大断面図 図１の４−４線断面図 図４の５−５線断面図

符号の説明

１１ モータケース
１２ ケース本体
１３ カバープレート
１５ ステータホルダ
１５ａ 第１の隔壁
１８ モータカバー
１８ａ 第２の隔壁
１８ｂ 閉塞壁
１９ 第１冷媒通路（冷媒通路）
２０ 第２冷媒通路（冷媒通路）
２１ 端子ボックス（冷媒通路）
２１ｃ 側壁
２４ ステータ
３１ｕ Ｕ相外部ケーブル（動力線）
３１ｖ Ｖ相外部ケーブル（動力線）
３１ｗ Ｗ相外部ケーブル（動力線）
４５ 冷媒入口部
４６ 冷媒出口部

Claims (4)

1. 内周面にステータ（２４）を支持する概略円筒状のモータケース（１１）が、有底円筒状のケース本体（１２）と、そのケース本体（１２）の開口部を塞ぐカバープレート（１３）とを相互に締結して構成され、そのモータケース（１１）には、冷媒入口部（４５）および冷媒出口部（４６）を有する冷媒通路（１９，２０）が形成される液冷式モータにおいて、
   前記ケース本体（１２）の外周壁上部を上側に膨出させて、その膨出部に、動力線（３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ）を接続する端子ボックス（２１）を形成し、この端子ボックス（２１）よりも下側で前記膨出部には前記冷媒入口部（４５）および冷媒出口部（４６）を配置すると共に、それら冷媒入口部（４５）および冷媒出口部（４６）を、前記端子ボックス（２１）からの動力線（３１ｕ，３１ｖ，３１ｗ）引き出し方向と異なる向きに開口させたことを特徴とする液冷式モータ。
2. 前記ケース本体（１２）は、前記端子ボックス（２１）を外周壁上部に突設した有底円筒状のモータカバー（１８）の内周に円筒状のステータホルダ（１５）を嵌合させて構成され、それらステータホルダ（１５）及びモータカバー（１８）の嵌合面間に、円周方向に延びる前記冷媒通路（１９，２０）が形成され、その冷媒通路（１９，２０）は、前記冷媒入口部（４５）に連なる第１冷媒通路（１９）と前記冷媒出口部（４６）に連なる第２冷媒通路（２０）とで構成され、前記第１冷媒通路（１９）の下流端と前記第２冷媒通路（２０）の上流端とをＵ字状に接続すべく、前記モータカバー（１８）には両冷媒通路（１９，２０）を横切る閉塞壁（１８ｂ）が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の液冷式モータ。
3. 前記第１，第２冷媒通路（１９，２０）は、前記ステータホルダ（１５）の外周面に突設した第１の隔壁（１５ａ）及び前記モータカバー（１８）の内面に突設した第２の隔壁（１８ａ）により仕切られることを特徴とする、請求項２に記載の液冷式モータ。
4. 前記冷媒入口部（４５）および冷媒出口部（４６）にそれぞれ連通する冷媒入口継ぎ手（４３）および冷媒出口継ぎ手（４４）が、前記端子ボックス（２１）の側壁（２１ｃ）に固定されることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の液冷式モータ。

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