JP4673911B2 - 回転電機及び回転電機冷却システム - Google Patents

回転電機及び回転電機冷却システム Download PDF

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    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil

Description

本発明は、ロータと、ロータに対向し、ステータコイルエンドを有するステータと、を備える回転電機と、回転電機冷却システムに関する。
従来から知られている、車両用電動機等の回転電機は、ステータとロータとを備える。また、回転電機を構成するステータとして、従来から、図8に示すようなステータが考えられている。図8は、従来から考えられているステータの第1例の略斜視図である。図8に示すステータ10は、積層鋼板等により構成するステータコア12の内周面の周方向複数個所に、径方向に突出するティース14を設け、それぞれのティース14に集中巻きでコイル16を巻回している。また、ステータコア12の軸方向両端面から軸方向に突出するコイル部分である、ステータコイルエンドである、コイルエンド本体18は、ワニス含浸したり、ワニスを滴下することにより固めることが考えられている。このようにコイルエンド本体18を固めるのは、各相のコイル16間の絶縁性を確保し、コイルエンド本体18の機械的強度を確保するためである。
また、ステータコア12の外周面の円周方向複数個所に、モータケース(図示せず)にステータ10を固定するための取付部20を設けている。なお、図示は省略するが、コイルエンド本体18の一部からコイル16に接続した取り出し線を導出させ、取り出し線を外部回路である、インバータ(図示せず)等と接続可能としている。また、図8では、ティース14に集中巻きでコイル16を巻回しているが、複数のティース14をまたぐようにコイル16を巻回する、分布巻きを行うことも考えられている。
また、図9は、従来から考えられているステータの第2例の略斜視図である。図10は、図9の側面図で、図11は、図10の右方から左方に見た図である。このような図9から図11に示すステータ22は、ティース14(図8参照)に巻回したコイル16(図8参照)の軸方向端部で、ステータコア12の軸方向両端面から軸方向に突出した一対のコイルエンド本体18(図8参照)を、樹脂により包埋、すなわち樹脂モールドすることにより、一対のステータコイルエンドである、樹脂モールドコイルエンド24を構成している。このように、ステータコイルエンドを、樹脂モールドコイルエンド24とする理由は、回転電機製造時の自動化によるコスト低減を図るため、及び、冷却油等によりステータコイルエンドを冷却する場合の、コイルエンド本体18全体の放熱性を向上させる等のためである。その他の構成は、上記の図8に示したステータの第1例の場合と同様である。
このようなステータ22を含む回転電機は、次のようにして冷却する。図12は、従来から考えられている回転電機冷却システムの1例を示す略図であり、図9から図11に示したステータ22を含んで構成する。回転電機冷却システム26は、回転電機であるモータ28と、オイル循環路30とを備える。モータ28は、円筒状のハウジング32の内側に固定したステータ22と、ロータ34とを備える。金属製のハウジング32の軸方向両端部に、一対の金属製のカバー36を固定している。それぞれのカバー36は中心部に孔部38を有し、孔部38内側に軸受40を設けている。孔部38内側に軸受40とともに、カバー36内からの冷却油の漏れを防止するためのシール部材を設けることもできる。ロータ34は、回転軸42の中間部外径側に固定した状態で、ステータ22の内径側に径方向に対向させている。回転軸42は、軸受40によりカバー36に対し回転自在に支持している。一対のカバー36とハウジング32とにより、モータケース44を構成している。
モータケース44に冷却油供給口46と冷却油排出口48とをそれぞれ設けている。冷却油供給口46と冷却油排出口48とは、オイル循環路30に接続し、オイル循環路30にオイルポンプ50を設けている。オイルポンプ50から吐出された冷却油は、冷却油供給口46からモータケース44内に供給され、モータケース44内を流下する。モータケース44内で冷却油は、モータケース44内面とステータコイルエンドである、樹脂モールドコイルエンド24との間の隙間を通じて流下する。流下した冷却油は、冷却油排出口48からオイル循環路30に送られ、オイルパン52に溜まった後、オイルポンプ50で吸い上げられる。このような回転電機冷却システム26によれば、モータを構成するコイル16(図8参照)が運転時に発熱した場合でも、コイルエンド本体18(図8参照)から冷却油を介してモータケース44に伝熱することができ、モータ28を冷却できる可能性がある。
また、特許文献1には、ハウジングと一体となったステータと、回転軸と一体となったロータと、回転軸を支持し、モータ軸方向の両端に配置されたブラケットとを備えるモータにおいて、ブラケットの内側で、隣り合うコイルエンド間に生じる隙間と対応する位置に、放射状にリブ状の突起を設けたモータが記載されている。このモータによれば、コイルエンドから発生する熱を、突起を介してブラケットに伝熱させる放熱経路も確保して放熱性能を高めるとされている。
また、特許文献2には、回転軸の内側の中空軸の中空部分をオイルポンプに接続し、冷却油をこの中空部分に供給して、回転軸の外側の中空軸の開口部を介してハウジングの内部に噴霧させるようにし、ハウジング内に冷却油保持部材を設けた電動機が記載されている。冷却油保持部材は、ステータコイルエンドの外周側で、ステータコイルエンドを取り囲むように回転軸の方向に開口した凹形状を有する。冷却油保持部材によりステータコイルエンド、ステータコイル、ステータを十分に冷却することができるとされている。
また、特許文献3には、固定子巻線の巻線渡り部を樹脂モールド部により被覆し、樹脂モールド部の外周面の、固定子の端面との接続部近傍に、円環状の切り欠き部を形成し、切り欠き部と、固定子の回転軸線方向の端面とハウジングの内周面とによって周囲を囲む冷媒流路を画成し、冷媒流路内を流通した冷媒が、樹脂モールド部を貫通する冷媒排出孔から外部に排出されるモータが記載されている。
また、特許文献4には、ステータ部は、コイル及びステータコアの両端面を、コの字型形状に取り囲むコイルエンドカバーにより覆われており、コイルエンドカバーには下方に冷却オイル投入口が設けられ、上方に冷却オイル排出口が設けられるモータが記載されている。スロットのコイルを固定するスロットシール部材とコイルとの間の空隙を油路として用い、冷却オイル投入口からコイルエンドカバーと油路とに供給された冷却オイルの油面が上昇し、ステータ部のコイルのすべてを充填するほど冷却オイルが供給されると、冷却オイル排出口からオイルが排出されるとされている。
特開2000−228843号公報 特開2005−73351号公報 特開2005−354821号公報 再公表特許2004/19468号公報
上記の図12に示したような回転電機冷却システム26の場合、ステータコイルエンドの冷却性を向上させる面から改良の余地がある。まず、ステータコイルエンドを樹脂モールドコイルエンド24により構成する場合には、樹脂モールドコイルエンド24を樹脂の型成形により造っており、何ら工夫しない場合には、樹脂モールドコイルエンド24の表面に凹凸がなく、表面が滑らかになり過ぎる可能性がある。このため、ステータコイルエンドとモータケース44との間での熱交換を行うための、ステータコイルエンド側の表面積を十分に大きくする面から改良の余地があり、ステータコイルエンドの放熱性を向上させる面から改良の余地がある。また、樹脂モールドコイルエンド24表面を流れる冷却油が滑り落ちやすくなり、ステータ22に冷却油を供給しても、冷却油の温度は上昇せず、樹脂内部の発熱したコイル16(図8参照)を、樹脂表面を流れる冷却油により十分に温度低下させることができない可能性がある。この面からも、ステータコイルエンドの放熱性を向上させる面から改良の余地がある。
また、樹脂モールドコイルエンド24と対向するカバー36の内面の構造に何ら工夫しない場合には、カバー36の内面が、材料が密な滑らかな平滑面になる可能性がある。このため、カバー36内面側の実質的な表面積を十分に大きくする面から改良の余地があり、ステータコイルエンドの放熱性を向上させる面から改良の余地がある。また、カバー36内面を流れる冷却油が滑り落ちやすくなり、ステータコイルエンドと接触する冷却油がカバー36内面を流れても、冷却油からモータケース44に十分に伝熱されず、コイル16(図8参照)を十分に温度低下させることができない可能性がある。この面からも、ステータコイルエンドの放熱性を向上させる面から改良の余地がある。これは、ステータコイルエンドが、樹脂モールドコイルエンドである場合だけでなく、ワニス等によりコイルエンド本体18(図8参照)を固めた場合でも、同様の改良すべき点がある。
これに対して、回転電機を大型化したり、構成部品を過度に多くすることで、ステータコイルエンドの放熱性を向上させることも考えられるが、この場合には、回転電機の重量増やコストの大幅上昇を招く原因となるため、好ましくない。
これに対して、上記の特許文献1に記載されたモータの場合には、コイルエンドと対向するブラケットの内面にリブを設けているが、ブラケットの隣り合うリブ同士の間が滑らかな平滑面となる可能性があり、しかも、コイルエンドは樹脂モールドしていない。また、ブラケットに別体のリブを固定する場合には、モータの製造コストが過度に上昇する可能性がある。このため、ステータコイルエンドの放熱性を有効に向上させる面から改良の余地がある。
また、上記の特許文献2に記載された電動機の場合には、ハウジング内に電動機冷却のみのための冷却油保持部材を設けており、電動機の製造コストが過度に上昇する可能性がある。このため、ステータコイルエンドの放熱性を有効に向上させる面から改良の余地がある。
また、上記の特許文献3に記載されたモータの場合には、樹脂モールド部に冷媒流路を画成するための切欠部を形成するとともに、樹脂モールド部を貫通する冷媒排出孔を設けているため、モータの製造コストが過度に上昇する可能性がある。このため、ステータコイルエンドの放熱性を有効に向上させる面から改良の余地がある。
また、上記の特許文献4に記載されたモータの場合には、ステータ部のコイル及びステータコアの両端面を、コの字型形状に取り囲むコイルエンドカバーを設けており、モータの製造コストが過度に上昇する可能性がある。このため、ステータコイルエンドの放熱性を有効に向上させる面から改良の余地がある。
本発明の目的は、回転電機及び回転電機冷却システムにおいて、ステータコイルエンドの放熱性を有効に向上させることを目的とする。
本発明に係る回転電機は、ロータと、ステータコイルエンドを有するステータと、を備え、運転時にステータコイルエンドの表面に冷却油が流れる回転電機であって、ステータコイルエンドは、ステータを構成するコイルの軸方向端部により構成するコイルエンド本体と、コイルエンド本体を包埋する樹脂と、により構成する樹脂モールドコイルエンドであり、樹脂モールドコイルエンドの表面に設けられた複数の柱状の突起を備え、複数の突起は、樹脂モールドコイルエンドの軸方向外側面の径方向に離れた位置に、それぞれ円周方向複数個所に軸方向に突出していることを特徴とする回転電機である。
上記の回転電機によれば、運転時にステータコイルエンドの表面に熱伝達媒体である冷却油が流れる場合に、複数の突起によりステータコイルエンド表面に冷却油が滞留しやすくなることで、冷却油とステータコイルエンドとの接触時間を長くできるとともに、冷却油がステータコイルエンド表面の全体に流れやすくなる。また、冷却油とステータコイルエンドとの間で熱交換を行う場合の熱交換面積を大きくできる。このため、ステータコイルエンドの放熱性を有効に向上させることができる。しかも、コイルエンド本体の樹脂モールド時に、複数の突起を樹脂モールドコイルエンドに一体成形することにより、過度なコスト上昇を招くことなく、ステータコイルエンドの放熱性をより有効に向上させることができる。

また、本発明に係る回転電機は、ロータと、ステータコイルエンドを有するステータと、を備え、運転時にステータコイルエンドの表面に冷却油が流れる回転電機であって、ステータコイルエンドは、ステータを構成するコイルの軸方向端部により構成するコイルエンド本体と、コイルエンド本体を包埋する樹脂と、により構成する樹脂モールドコイルエンドであり、樹脂モールドコイルエンドの表面に設けられた複数の柱状の突起を備え、複数の突起は、樹脂モールドコイルエンドの外周面の軸方向に離れた位置に、それぞれ円周方向複数個所に、径方向に、または径方向に対し傾斜するように突出していることを特徴とする回転電機である。

また、本発明に係る回転電機冷却システムは、本発明に係る回転電機と、回転電機に冷却油を供給する冷却油供給部と、を備えることを特徴とする回転電機冷却システムである。
本発明に係る回転電機及び回転電機冷却システムによれば、ステータコイルエンドの放熱性を有効に向上させることができる。
[第1の発明の実施の形態]
以下において、図1から図3を用いて本発明に係る第1の実施の形態を説明する。図1は、本実施の形態の回転電機であるモータを構成するステータを示す略図である。図2は、図1の右方から左方に見た上半部を示す図である。図3は、回転電機冷却システムを示す略図である。
本実施の形態のモータ28aは、例えばハイブリッド車両を駆動したり、発電するための発電機として使用するものであり、図1、図2に示すステータ22aと、ロータ34(図3)とを備える。ステータ22aは、積層鋼板等により構成するステータコア12と、その軸方向両側に設けた一対の樹脂モールドコイルエンド24aとを有する。ステータコア12は、使用時に、図3に示すように、アルミニウム等の金属のダイキャスト等により造るモータケース44の内側に固定する。ステータ22aの径方向内側に回転軸42を配置するとともに、モータケース44に回転軸42を回転可能に支持している。また、回転軸42の中間部外径側に固定したロータ34とステータ22aとを径方向に対向させている。なお、本実施の形態の特徴は、ステータ22aの構成を工夫した点にあり、その他の構成は、上記の図9から図12に示したモータ28及び回転電機冷却システム26と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略もしくは簡略にする。
ステータ22aは、積層鋼板等により構成したステータコア12の内径寄り部分の円周方向複数個所に設けたティース14(図8参照)に、コイル16(図8参照)を巻回し、ステータコア12の軸方向両端面から軸方向両側に突出する一対のコイルエンド本体18(図8参照)を樹脂モールドすることにより、ステータコア12の軸方向両端部に一対のステータコイルエンドである、樹脂モールドコイルエンド24aを有する。すなわち、樹脂モールドコイルエンド24aは、ステータ22aを構成するコイル16(図8参照)の軸方向端部により構成するコイルエンド本体18(図8参照)と、コイルエンド本体18を包埋する樹脂とにより構成している。コイルエンド本体18を包埋する樹脂は、例えばエポキシ樹脂等の絶縁性を有する絶縁樹脂、またはBMC(bulk molding compound)等である。
また、それぞれの樹脂モールドコイルエンド24aの軸方向外側面の、円周方向複数個所に、軸状である円柱状突起54を軸方向に突出する状態で設けている。図示の例では、円柱状突起54を、樹脂モールドコイルエンド24aの軸方向外側面の径方向に離れた位置にも設けている。
また、図3に示すように、本実施の形態の回転電機冷却システム26aは、上記のような回転電機であるモータ28aと、熱伝達媒体である冷却油を流すオイル循環路30と、オイル循環路30に設けたオイルポンプ50とを備える。オイルポンプ50は、モータ28aに冷却油を供給する熱伝達媒体供給部である。
なお、回転電機冷却システム26aの、ステータ22a以外の構成についても、上記の図12に示した従来から考えられている回転電機冷却システム26の場合と同様であるため、同等部分には同一符合を付して重複する説明を省略もしくは簡略にする。なお、冷却油としては、例えば、オートマチックトランスミッションフルード(ATF)等の、変速装置の潤滑に使用するオイルを使用することができる。
なお、回転電機冷却システム26aにオイルポンプ50を設けず、ギヤ等の回転部分による冷却油の掻き上げによりオイル循環路30に冷却油を循環させることもできる。また、オイルパン52で冷却油を冷却する以外に、外気と冷却油とを熱交換させる熱交換部を設けることもできる。
このような回転電機冷却システム26aの場合、オイルポンプ50から吐出され、モータケース44の上部に設けた冷却油供給口46から、樹脂モールドコイルエンド24aの上部に滴下等により供給された冷却油は、樹脂モールドコイルエンド24aの表面に沿って下方に流れ、冷却油排出口48を通じてオイル循環路30に戻される。このようにして、樹脂モールドコイルエンド24aは、表面を流下する冷却油により冷却される。
なお、オイル循環路30の一部を、冷却水等と熱交換するためのウォータージャケット等の冷却部(図示せず)に通すようにして、オイル循環路30内の冷却油を冷却することもできる。
また、モータケース44内で冷却油を流下させる以外に、モータケース44内に冷却油を下方から供給し、上方からオイル循環路30に送ることにより、冷却油をオイル循環路30とモータケース44内とに循環させることもできる。
また、ステータ22aを固定するモータケース44は、減速歯車装置を構成するケースや、差動歯車装置を構成するケースと一体化したケースまたは歯車装置と共通の単一のケースを使用することもできる。
このような本実施の形態の回転電機及び回転電機冷却システムによれば、コイルエンド本体18(図8参照)を樹脂にモールドすることにより構成する樹脂モールドコイルエンド24aを有する構成で、モータ28aの冷却性能を向上させることができる。すなわち、それぞれの樹脂モールドコイルエンド24aの軸方向側面の円周方向複数個所に軸状である、円柱状突起54を設けているので、複数の円柱状突起54により、樹脂モールドコイルエンド24aの上部に供給され、樹脂モールドコイルエンド24aの軸方向端面の表面に沿って下方に流れる冷却油は、例えば図2に矢印で示すように流れる。このため、冷却油が樹脂モールドコイルエンド24a表面に接する接触時間を長くできる。すなわち、複数の円柱状突起54により、樹脂モールドコイルエンド24a表面を流下する冷却油の流れを乱し、冷却油を滞留させやすくできる。この結果、冷却油が樹脂モールドコイルエンド24aに沿って流下する際に、冷却油の流れが乱され、樹脂モールドコイルエンド24aの端面上の十分に広い面積部分を冷却油が流れやすくなる。また、円柱状突起54間の隙間に冷却油が入ることで表面張力により冷却油がその部分に留まりやすくなる。このため、冷却油と樹脂モールドコイルエンド24aとの接触時間を長くでき、冷却油と樹脂モールドコイルエンド24aとの熱交換性能を向上させて、モータ28aの冷却性能を向上させることができる。
これに対して、上記の図9から図11に示した従来から考えられているステータ22のように、樹脂モールドコイルエンド24の表面に軸方向に突出する突起が存在しない場合、冷却油をステータ22の上方から供給した場合に、図11に矢印で示すように、樹脂モールドコイルエンド24の軸方向側面に沿って流下する冷却油が、軸方向側面上に滞留しにくくなり、重力により早く下方に滑り落ちてしまう傾向となる。このため、冷却油と樹脂モールドコイルエンド24との接触時間が短くなり、モータの冷却性能を向上させる面から改良の余地がある。これに対して、本実施の形態によれば、このような不都合をなくせて、モータ28aの冷却性能を向上させることができる。
このように本実施の形態によれば、モータ28aの運転時に樹脂モールドコイルエンド24aの表面に冷却油が流れる場合に、複数の円柱状突起54により樹脂モールドコイルエンド24a表面に冷却油が滞留しやすくなることで、冷却油と樹脂モールドコイルエンド24aとの接触時間を長くできる。また、冷却油が樹脂モールドコイルエンド24a表面の全体に流れやすくなる。また、冷却油と樹脂モールドコイルエンド24aとの間で熱交換を行う場合の熱交換面積を大きくできる。このため、樹脂モールドコイルエンド24aを構成するコイルエンド本体18(図8参照)の放熱性を有効に向上させることができる。しかも、コイルエンド本体18の樹脂モールド時に、複数の円柱状突起54を樹脂モールドコイルエンド24aに一体成形することにより、過度なコスト上昇を招くことなく、コイルエンド本体18の放熱性をより有効に向上させることができる。
[第2の発明の実施の形態]
図4は、本発明に係る第2の実施の形態の回転電機である、モータを構成するステータを示す図である。図5は、図4の右方から左方に見た場合の上半部を示す図である。本実施の形態では、ステータ56を構成する樹脂モールドコイルエンド24bの外周面の円周方向複数個所に、径方向または径方向に対し傾斜した方向に突出する軸状である、円柱状突起58を設けている。円柱状突起58は、各樹脂モールドコイルエンド24aの軸方向に離れた位置にも設けている。
また、樹脂モールドコイルエンド24aの軸中心O(図5)に対して、図5に角度α1で示すある角度範囲内に位置する複数の円柱状突起58のすべてを、同方向に向くように、樹脂モールドコイルエンド24bの外周面から突出させている。このため、樹脂モールドコイルエンド24bの外周面の角度α1に対応する部分には、外周面の径方向に突出する円柱状突起54と、外周面の径方向に対し傾斜した方向に突出する円柱状突起54とが混在する。同様に、図5に角度α2、α3、α4で示す、それぞれのある角度範囲に位置する複数の円柱状突起54のすべてを、それぞれの角度範囲内で同方向に向くように、樹脂モールドコイルエンド24bの外周面から突出させている。
このようなステータ56を構成する際の樹脂モールドコイルエンド24bの成形時には、それぞれの角度範囲α1、α2、α3、α4に対応して4分割された別の割り型(図示せず)を用いて、樹脂モールドコイルエンド24bを成形することができる。4分割された割り型は、図5に矢印で示す方向に分離させることで、外周面に複数の円柱状突起58が位置する樹脂モールドコイルエンド24bを成形できる。
このような本実施の形態の場合には、それぞれの樹脂モールドコイルエンド24bの外周面の円周方向複数個所に軸状である、円柱状突起58を設けているので、複数の円柱状突起58により、樹脂モールドコイルエンド24bの上部に供給され、樹脂モールドコイルエンド24bの外周面の表面に沿って下方に流れる冷却油は、例えば図4に矢印で示すように流れる。すなわち、冷却油の流れを円柱状突起58により乱して、冷却油の樹脂モールドコイルエンド24b表面に接する接触時間を長くできる。このため、複数の円柱状突起58により、樹脂モールドコイルエンド24b表面を流下する冷却油を滞留させやすくできる。この結果、冷却油が樹脂モールドコイルエンド24bに沿って流下する際に、冷却油の流れが乱され、樹脂モールドコイルエンド24bの端面上の十分に広い面積部分を冷却油が流れやすくなる。また、円柱状突起58間の隙間に冷却油が入ることで表面張力により冷却油がその部分に留まりやすくなる。このため、冷却油と樹脂モールドコイルエンド24bとの接触時間を長くでき、冷却油と樹脂モールドコイルエンド24bとの熱交換性能を向上させて、モータ28a(図3参照)の冷却性能を向上させることができる。
このように本実施の形態によれば、モータ28a(図3参照)の運転時に樹脂モールドコイルエンド24bの表面に冷却油が流れる場合に、複数の円柱状突起58により樹脂モールドコイルエンド24b表面に冷却油が滞留しやすくなることで、冷却油と樹脂モールドコイルエンド24bとの接触時間を長くでき、樹脂モールドコイルエンド24bを構成するコイルエンド本体18(図8参照)の放熱性をより有効に向上させることができる。
また、複数の円柱状突起58は、樹脂モールドコイルエンド24bの外周面の円周方向複数個所に、径方向に突出するものと、または径方向に対し径方向に傾斜するように突出するものとを備えるため、樹脂モールドコイルエンド24bに複数の円柱状突起58を、樹脂モールド時に一体成形する場合でも、樹脂モールド成形に用いる型の抜き方向に円柱状突起58を形成しやすくなり、コイル16(図8参照)の放熱性を有効に向上させることができる構造を実現しやすくなる。その他の構成及び作用については、上記の第1の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示及び説明を省略する。
なお、図示は省略するが、上記の第1の実施の形態と本実施の形態とを組み合わせることもできる。すなわち、樹脂モールドコイルエンド24bの軸方向端面の複数個所に突起を設けるとともに、樹脂モールドコイルエンド24bの外周面の複数個所に突起を設けることもできる。
参考例
図6は、本発明に関する参考例の回転電機であるモータを示す部分断面図である。図7は、図6に示すモータを構成するカバーを、図6の左方から右方に見た場合の上半部を示す図である。本参考例のモータ28bでは、上記の図9から図11に示した従来から考えられているステータ22により構成する、上記の図12に示したモータ28において、モータケース44を構成するカバー36aのうち、ステータコイルエンドである樹脂モールドコイルエンド24と対向する内面部分を、アルミニウム等の金属等により構成する、発泡部である発泡金属60により構成している。発泡金属60は、有底状のカバー36aを構成する筒部62の内周面、及び、筒部62の端部を塞ぐ底板部64の内面部分の全体に設けている。カバー36aは、樹脂モールドコイルエンド24に対して、冷却油を流すための微小な隙間66を介して対向するように設けられている。
このような本参考例によれば、運転時に図6に矢印で示すように、樹脂モールドコイルエンド24の表面とカバー36aの内面との間の隙間66に冷却油が流れる場合に、カバー36a内面に冷却油が滞留しやすくなることで、冷却油とカバー36aとの接触時間を長くできる。また、樹脂モールドコイルエンド24aとカバー36aとを近接させることで、表面張力で冷却油をカバー36aに浸透させやすくでき、これによっても冷却油とカバー36aとの接触時間を長くできる。また、これとともに、カバー36aの内面の実質的な表面積を大きくしやすくして、冷却油とカバー36aとの間で熱交換を行う場合の熱交換面積を大きくできる。このため、樹脂モールドコイルエンド24を構成するコイルエンド本体18(図8参照)の放熱性を有効に向上させることができる。
また、カバー36aを、ステータ22を内側に固定した状態で覆うモータケース44の一部により構成するので、モータ28bの冷却のみのための専用の部品を使用せずに済み、部品の大幅なコスト上昇を招くことがない。このため、コイルエンド本体18(図8参照)の放熱性をより有効に向上させることができる。これに対して、上記の図12に示した、従来から考えられているモータ28において、カバー36の内面に発泡部を設けない構造の場合には、冷却油がカバー36内面と樹脂モールドコイルエンド24との間の隙間を流れる場合に、冷却油がカバー36aに滞留することなく早く流下する傾向となり、コイルエンド本体18の放熱性を向上させる面から改良の余地がある。特に、冷却油が少量の場合は、コイルエンド本体18の熱引けが少なくなりやすく、特に改良の余地がある。これに対して、本参考例の場合には、このような不都合をなくすことができる。
また、本参考例では、カバー36aのうち、樹脂モールドコイルエンド24aと対向する内面を含む部分を、発泡金属により構成しているので、カバー36aの強度をより有効に確保できる。
また、ステータコイルエンドは、ステータ22を構成するコイル16(図8参照)の軸方向端部により構成するコイルエンド本体18(図8参照)と、コイルエンド本体18を包埋する樹脂と、により構成する樹脂モールドコイルエンド24であるので、冷却油を流す等によりコイルエンド本体18を冷却する場合の、コイルエンド本体18全体の放熱性を向上させることができる。その他の構成及び作用については、上記の図8から図12に示した従来から考えられている構造、または、上記の図1から図3に示した第1の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示及び説明を省略する。
なお、本参考例において、ステータコイルエンドを樹脂モールドコイルエンド24とせずに、コイルエンド本体18(図8参照)をワニスにより固める等の別の構造の場合でも、本実施の形態のように、コイルエンド本体18に対向するカバー36a内面に発泡部を設けることにより、コイルエンド本体18の放熱性を有効に向上させることができる。
なお、上記の各実施の形態及び参考例において、ステータ22,22aを構成するコイル16(図8参照)は、上記の図8に示したようなステータコア12を構成するティース14に集中巻きで巻回する場合に限定するものではなく、ティース14に分布巻きでコイルを巻回する構造とすることもできる。
本発明に係る第1の実施の形態の回転電機であるモータを構成するステータを示す略図である。 図1の右方から左方に見た上半部を示す図である。 第1の実施の形態の回転電機冷却システムを示す略図である。 本発明に係る第2の実施の形態の回転電機である、モータを構成するステータを示す図である。 図4の右方から左方に見た場合の上半部を示す図である。 本発明に関する参考例の回転電機であるモータを示す部分断面図である。 図6に示すモータを構成するカバーのみを取り出して、図6の左方から右方に見た場合の上半部を示す図である。 従来から考えられているステータの第1例の略斜視図である。 従来から考えられているステータの第2例の略斜視図である。 図9の側面図である。 図10の右方から左方に見た図である。 従来から考えられている回転電機冷却システムの1例を示す略図である。
符号の説明
10 ステータ、12 ステータコア、14 ティース、16 コイル、18 コイルエンド本体、20 取付部、22,22a ステータ、24,24a,24b 樹脂モールドコイルエンド、26,26a 回転電機冷却システム、28,28a,28b モータ、30 オイル循環路、32 ハウジング、34 ロータ、36 カバー、38 孔部、40 軸受、42 回転軸、44 モータケース、46 冷却油供給口、48 冷却油排出口、50 オイルポンプ、52 オイルパン、54 円柱状突起、56 ステータ、58 円柱状突起、60 発泡金属、62 筒部、64 底板部、66 隙間。

Claims (3)

  1. ロータと、
    ステータコイルエンドを有するステータと、を備え、
    運転時にステータコイルエンドの表面に冷却油が流れる回転電機であって、
    ステータコイルエンドは、
    ステータを構成するコイルの軸方向端部により構成するコイルエンド本体と、
    コイルエンド本体を包埋する樹脂と、により構成する樹脂モールドコイルエンドであり、
    樹脂モールドコイルエンドの表面に設けられた複数の柱状の突起を備え、
    複数の突起は、樹脂モールドコイルエンドの軸方向外側面の径方向に離れた位置に、それぞれ円周方向複数個所に軸方向に突出していることを特徴とする回転電機。
  2. ロータと、
    ステータコイルエンドを有するステータと、を備え、
    運転時にステータコイルエンドの表面に冷却油が流れる回転電機であって、
    ステータコイルエンドは、
    ステータを構成するコイルの軸方向端部により構成するコイルエンド本体と、
    コイルエンド本体を包埋する樹脂と、により構成する樹脂モールドコイルエンドであり、
    樹脂モールドコイルエンドの表面に設けられた複数の柱状の突起を備え、
    複数の突起は、樹脂モールドコイルエンドの外周面の軸方向に離れた位置に、それぞれ円周方向複数個所に、径方向に、または径方向に対し傾斜するように突出していることを特徴とする回転電機。
  3. 請求項1または請求項2に記載の回転電機と、
    回転電機に冷却油を供給する冷却油供給部と、を備えることを特徴とする回転電機冷却システム。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4670942B2 (ja) * 2008-11-21 2011-04-13 トヨタ自動車株式会社 回転電機
JP4858650B2 (ja) 2010-03-02 2012-01-18 ソニー株式会社 光学体、窓材、建具および日射遮蔽装置
WO2012061439A2 (en) * 2010-11-01 2012-05-10 Mission Motors Electric motor and method of cooling
CN201918825U (zh) * 2010-12-31 2011-08-03 中山大洋电机股份有限公司 一种电机的散热结构
KR101265131B1 (ko) 2011-08-08 2013-05-16 엘지전자 주식회사 전동기 및 이를 구비한 전기차량
US8937413B2 (en) 2012-10-09 2015-01-20 Chrysler Group Llc Electric motor with coolant shield assembly
US9531242B2 (en) 2012-12-31 2016-12-27 Teco-Westinghouse Motor Company Apparatuses and methods for cooling electric machines
JP6105387B2 (ja) * 2013-05-22 2017-03-29 株式会社日本自動車部品総合研究所 回転電機
JP6158694B2 (ja) * 2013-12-11 2017-07-05 株式会社Subaru 回転電機の冷却構造
US9661789B2 (en) * 2014-01-22 2017-05-23 Remy Technologies, Llc Cooling air routing for electronics heat removal
JP6247555B2 (ja) * 2014-02-04 2017-12-13 株式会社Soken 回転電機
JP6181592B2 (ja) * 2014-04-11 2017-08-16 トヨタ自動車株式会社 回転電機冷却装置
US9825513B2 (en) 2014-06-09 2017-11-21 Nissan Motor Co., Ltd. Rectangular wire stator coil manufacturing method
CN107710566B (zh) * 2015-06-09 2019-08-27 三菱电机株式会社 旋转电机
US10008908B2 (en) 2016-03-17 2018-06-26 Ford Global Technologies, Llc Electric machine for vehicle
US10135319B2 (en) 2016-03-17 2018-11-20 Ford Global Technologies, Llc Electric machine for vehicle
US10038351B2 (en) 2016-03-17 2018-07-31 Ford Global Technologies, Llc Thermal management assembly for an electrified vehicle
US10097066B2 (en) 2016-03-17 2018-10-09 Ford Global Technologies, Llc Electric machine for vehicle
US10086538B2 (en) 2016-03-17 2018-10-02 Ford Global Technologies, Llc Thermal management assembly for an electrified vehicle
US10008907B2 (en) 2016-03-17 2018-06-26 Ford Global Technologies, Llc Over mold with integrated insert to enhance heat transfer from an electric machine end winding
US10536055B2 (en) 2016-03-17 2020-01-14 Ford Global Technologies, Llc Thermal management assembly for an electrified vehicle
DE102017214306A1 (de) * 2017-08-17 2019-02-21 Continental Automotive Gmbh Gehäuse zur Aufnahme eines Stators einer elektrischen Maschine
CN107733162B (zh) * 2017-10-27 2018-08-31 郑州轻工业学院 高速永磁电机转子非接触自循环冷却装置
US10879749B2 (en) * 2017-11-22 2020-12-29 American Axle & Manufacturing, Inc. Electric motor and stator cooling apparatus
US10464439B2 (en) * 2018-01-31 2019-11-05 Galatech, Inc. Casting for motor and gearbox with integrated inverter

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5457302U (ja) * 1977-09-30 1979-04-20
JPS56115154A (en) * 1980-02-13 1981-09-10 Taihei Denki Seisakusho:Kk Coil of electric rotary machine
JP2001028858A (ja) * 1999-07-14 2001-01-30 Mitsubishi Electric Corp 回転電機用鋳造フレームおよび鋳造ブラケットならびにこれを備えた回転電機
JP2004357458A (ja) * 2003-05-30 2004-12-16 Nippon Soken Inc 車両用電動機冷却システム
JP2005168268A (ja) * 2003-12-05 2005-06-23 Asmo Co Ltd モータの駆動回路装置、及びモータ
JP2006311750A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Nissan Motor Co Ltd 回転電機の冷却装置
JP2007082366A (ja) * 2005-09-16 2007-03-29 Hitachi Koki Co Ltd 電動機、およびそれを備えた電動工具
JP2007336677A (ja) * 2006-06-14 2007-12-27 Toyota Motor Corp 回転電機および車両
JP2008283821A (ja) * 2007-05-11 2008-11-20 Asmo Co Ltd モータ装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6416238A (en) * 1987-07-09 1989-01-19 Fanuc Ltd Method of cooling motor
JP2862053B2 (ja) * 1993-04-02 1999-02-24 三菱電機株式会社 駆動制御装置付モータ
JP3612715B2 (ja) * 1996-03-07 2005-01-19 セイコーエプソン株式会社 モータ及びその製造方法
JP3877894B2 (ja) * 1999-01-13 2007-02-07 三菱電機株式会社 車両用ブラシレス交流発電機
JP3743480B2 (ja) 1999-02-08 2006-02-08 株式会社日立製作所 回転機
JP3877898B2 (ja) * 1999-02-23 2007-02-07 三菱電機株式会社 車両用交流発電機
US6441518B1 (en) * 2000-09-19 2002-08-27 Visteon Global Technologies, Inc. Liquid-cooled electrical machine with parallel flow
US6573622B2 (en) * 2001-03-12 2003-06-03 Pba Systems Pte Ltd. Multi-phase linear motor having an integrated coil assembly and method for forming the integrated coil assemblly
US6756005B2 (en) * 2001-08-24 2004-06-29 Cool Shield, Inc. Method for making a thermally conductive article having an integrated surface and articles produced therefrom
WO2004019468A1 (ja) 2002-08-21 2004-03-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 車両用モータ
JP2005073351A (ja) 2003-08-22 2005-03-17 Toyota Motor Corp 回転電機の冷却構造
JP4519533B2 (ja) 2004-06-11 2010-08-04 本田技研工業株式会社 モータの製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5457302U (ja) * 1977-09-30 1979-04-20
JPS56115154A (en) * 1980-02-13 1981-09-10 Taihei Denki Seisakusho:Kk Coil of electric rotary machine
JP2001028858A (ja) * 1999-07-14 2001-01-30 Mitsubishi Electric Corp 回転電機用鋳造フレームおよび鋳造ブラケットならびにこれを備えた回転電機
JP2004357458A (ja) * 2003-05-30 2004-12-16 Nippon Soken Inc 車両用電動機冷却システム
JP2005168268A (ja) * 2003-12-05 2005-06-23 Asmo Co Ltd モータの駆動回路装置、及びモータ
JP2006311750A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Nissan Motor Co Ltd 回転電機の冷却装置
JP2007082366A (ja) * 2005-09-16 2007-03-29 Hitachi Koki Co Ltd 電動機、およびそれを備えた電動工具
JP2007336677A (ja) * 2006-06-14 2007-12-27 Toyota Motor Corp 回転電機および車両
JP2008283821A (ja) * 2007-05-11 2008-11-20 Asmo Co Ltd モータ装置

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