JP5088577B2

JP5088577B2 - 回転電機

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Publication number: JP5088577B2
Application number: JP2008214642A
Authority: JP
Inventors: 正幸竹中; 泰也古田
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2028-08-22
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Description

本発明は、コイルを有するステータと、当該ステータの軸方向に突出するコイルのコイルエンドを冷却する冷却手段と、を備えた回転電機に関する。

従来、様々な機器に亘って、駆動用の動力源の一つとして回転電機が用いられている。このような回転電機に対しては、大きな出力が要求されることが多々あることから、回転電機の各部、特にコイルや永久磁石からの発熱量が大きくなってしまう。このような回転電機の発熱の原因には、銅損や鉄損が含まれる。銅損はコイルに電流を流すと、その電流の大小に拘らず常に発生する損失であり、コイルに流れる電流の２乗に比例して増加する。一方、鉄損は、ヒステリシス損とうず電流損とからなり、磁性材料を交番磁界の中においた際に発生する損失である。ヒステリシス損は、鉄心の磁区が交番磁界によって磁界の向きを変えるときの損失であり、うず電流損は導体の内部において磁束が変化しているところで発生するうず電流に起因する損失である。これらの損失が熱エネルギー、即ちジュール熱として発散されるため、回転電機のコイルや永久磁石が発熱することとなる。

このような発熱が過度に進行すると、コイルにおいては、コイルの導線を互いに絶縁する絶縁ワニスや各相コイル間を互いに絶縁する絶縁紙が絶縁破壊する可能性がある。このため、回転電機には、適切に当該回転電機が備えるコイルを冷却することが可能な冷却装置が備えられているものがある。この種の冷却装置としては、例えば、車両用動力伝達装置が備える回転電機としての電動機を冷却する冷却装置がある（例えば、特許文献１）。

特許文献１に開示される冷却装置は、電動機が備えるステータの端面から軸方向に突き出し、且つ周方向に連続的に連なる環状のコイルエンドを冷却するために、当該コイルエンドの周方向に沿って連続的に連なる環状の油管を備えている。この環状の油管は、コイルエンドの外周側において軸方向の位置が径方向に重なるように配設された外周環状油管と、コイルエンドの内周側において軸方向の位置が径方向に重なるように配設された内周環状油管とから構成される。これらの外周環状油管及び内周環状油管には、冷却油をコイルエンドに向かって放出するための複数個の放出孔が形成される。この複数の放出孔から、コイルエンドの外周側及び内周側に冷却油を供給することによりコイルエンドを冷却する。

特開２００７−３１２５６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の外周環状油管及び内周環状油管は、軸方向に沿って延設された複数の柱状油管によってケース側壁に連結され、コイルエンドの外周側及び内周側に配置されているだけであるため、コイルエンドの軸方向端面に冷却油を供給することができない。また、外周環状油管及び内周環状油管は、軸方向の広がりを持たないため、コイルエンドの内周面及び外周面に対する放出孔のレイアウトの自由度が低くなり、コイルエンドを部分的にしか冷却することができない。更に、表面積の小さい油管構造としているため、外周環状油管及び内周環状油管に放出孔を多数設けることが難しい。このため、冷却効率が悪くなってしまう。また、柱状油管により環状油管をケース側壁に連結するために、各柱状油管に冷却液を供給するためのケース側壁の加工も複雑なものになってしまう。したがって、冷却装置が大型化し、それに伴い回転電機のサイズも大型化してしまう。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転電機のサイズを大型化することなく、コイルエンドを効果的に冷却することが可能な回転電機を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る回転電機の特徴構成は、コイルを有するステータと、前記ステータの軸方向に突出する前記コイルのコイルエンドを冷却する冷却手段と、を備え、前記冷却手段が、前記コイルエンドの外周面に沿って配置されかつ前記コイルエンドの外周面を覆う円筒状に形成され、当該外周面に冷媒を噴射する複数の噴射孔を有する外周冷却部と、前記コイルエンドの軸方向端面に沿って配置されかつ前記コイルエンドの軸方向端面を覆う環状円板状に形成され、当該軸方向端面に前記冷媒を噴射する複数の噴射孔を有する端面冷却部と、を一体的に備えて前記コイルエンドの外周面と軸方向端面を一体的に覆うように形成され、前記冷却手段は、絶縁材料で形成され、前記ステータを収容するケースと前記コイルエンドとの間の絶縁空間に配設され、前記冷却手段は、内部に冷媒を流通させ、前記外周冷却部及び前記端面冷却部の夫々における複数の前記噴射孔に共通に冷媒を供給する冷媒流路を備え、前記外周冷却部の径方向外側面及び前記端面冷却部の軸方向外側面が、前記ケースの内壁に対して、面接触して位置決めされている点にある。

このような特徴構成であれば、冷却手段が、コイルエンドの外周面に加えて、軸方向端面にも冷媒を噴射するので、コイルエンドを効果的に冷却することができる。特に、コイルエンドの軸方向端面に冷媒を噴射することにより、コイルエンドの内周面から外周面に向かって順に配列される各相のコイルの全てを冷媒により冷却することができる。また、コイルエンドの外周面及び軸方向端面の夫々に沿って対向するように噴射孔を設けることができるため、当該噴射孔を設けるレイアウトの自由度を従来に比べて高めることができる。したがって、コイルエンドの形状に合わせた冷却部の形状とすることが可能となり、回転電機の大型化を防止することが可能となる。

また、このような特徴構成であれば、外部冷却部又は端面冷却部の複数の噴射孔の夫々に対する冷媒の供給経路を共通化できるので、当該供給経路を簡略化できる。

さらに、このような特徴構成であれば、回転電機の部品点数を減少することができ、回転電機の大型化を防止することができる。また、外周冷却部及び端面冷却部の夫々への冷媒の供給経路を共通化することができるため、当該供給経路を簡略化して単一の供給経路とすることが可能となる。

また、このような特徴構成であれば、コイルエンドの外周面における周方向及び軸方向の任意の位置に噴射孔を配置することができる。したがって、コイルエンドの外周面を全体的に冷却することができ、効果的にコイルエンドを冷却することが可能となる。

さらに、このような特徴構成であれば、コイルエンドの軸方向端面における周方向及び径方向の任意の位置に噴射孔を配置することができる。このため、コイルエンドの軸方向端面を冷却することが可能となる。したがって、効果的にコイルエンドの軸方向端面を全体的に冷却することが可能となる。
また、このような特徴構成であれば、本来、必要な絶縁空間に冷却手段を配設するので、冷却手段を配設する専用のスペースを設ける必要がない。したがって、回転電機の大型化を防止できる。
さらに、このような特徴構成であれば、冷却手段をコイルエンド又はケースの内壁に対して位置決めする専用の位置決め構造を設ける必要がないため、冷却手段の構造を簡素にすることができる。このため、回転電機の大型化を防止できる。

また、前記冷却手段は、径方向断面がＵ字形状に形成され、前記コイルエンドの外周面と軸方向端面と内周面とを一体的に覆うと好適である。

このような構成とすれば、コイルエンドの表面全体の任意の位置に噴射孔を配置できる。よって、コイルエンドの全体を効果的に冷却できる。また、コイルエンドの外周面、軸方向端面、及び内周面の全てを冷却する冷却部を一体的に形成できるので、回転電機の小型化が可能となる。また、構造が簡素となるため、容易に作製することができる。したがって、製造コストを低く抑えることが可能となる。

また、前記冷却手段が、前記コイルエンドの内周面に沿って配置され、前記コイルエンドの内周面に前記冷媒を噴射する複数の噴射孔を有する内周冷却部を更に備えると好適である。

このような構成とすれば、コイルエンドの外周面及び軸方向端面に加えて、内周面にも冷媒を噴射することが可能となる。したがって、コイルエンドを３方向から冷却するため、冷却効果を高めることができる。

また、前記内周冷却部は、前記外周冷却部及び前記端面冷却部と一体的に形成されていると好適である。

このような構成とすれば、回転電機の部品点数を減少することができ、回転電機の大型化を防止することができる。また、内周冷却部、外周冷却部、及び端面冷却部の夫々への冷媒の供給経路を共通化することができるため、当該供給経路を簡略化して単一の供給経路とすることが可能となる。したがって、簡単な構造で作製することが可能となる。

また、前記ステータの径方向内側に回転可能に支持されるロータを備え、前記内周冷却部のロータ側端部が、前記ロータの軸方向端面から離間して形成されていると好適である。

このような構成とすれば、内周冷却部のロータ側端部とロータの軸方向端面との離間した隙間を利用して、ロータ側に形成された流路から冷媒をコイルエンドの内周面に噴射することが可能である。したがって、コイルエンドの内周面の冷却効果を更に高めることができる。

また、前記内周冷却部は、前記コイルエンドの内周面を覆う円筒状に形成されていると好適である。

このような構成とすれば、コイルエンドの内周面における周方向及び軸方向の任意の位置に噴射孔を配置することができる。したがって、コイルエンドの内周面を全体的に冷却することができ、効果的にコイルエンドを冷却することが可能となる。

また、前記端面冷却部が、前記コイルに連結された端子を支持する端子台を備えると好適である。

このような構成とすれば、端面冷却部が、コイルに連結された端子を支持する端子台を兼ねるため、部品点数を削減できる。また、新たに端子台を設ける場合に比べて、回転電機を大型化することも抑制できる。

前記ステータを収容するケースが、外部と連通する外部連通孔を有し、前記端子台は、第１のシール部材を介して前記外部連通孔に支持され、前記端子は、第２のシール部材を介して前記端子台に支持されると好適である。

このような構成とすれば、端子をケース外に取り出して、インバータ等と連結しようとする場合に、樹脂等の絶縁材料からなる端子台を介して直接端子をケースに支持させることができるので、ターミナル等の新たな接続部材を用いる必要がないため、部品点数を削減できると共に、回転電機の大型化を防止することができる。また、ケース内とケース外との液密性も確保することができる。したがって、ケース内からケース外に冷媒が漏れたり、ケース外からケース内に水分や埃等が入ってきたりすることを防止することができる。

以下、本発明に係るコイルＣを有するステータＳと、当該ステータＳの軸方向に突出するコイルＣのコイルエンドＣＥを冷却する冷却手段１と、を備えた回転電機Ｍに関して、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る回転電機Ｍの回転軸Ａに沿った断面図である。図１に示すように、回転電機Ｍは、ケース本体ＭＣ１と当該ケース本体ＭＣ１の開口部を覆うカバーＭＣ２とで形成される空間内に、ステータＳとロータＲとが収納されるように構成され、ステータＳはケース本体ＭＣ１に固定される。なお、ケース本体ＭＣ１及びカバーＭＣ２は、回転電機Ｍを収納するケースに相当するため、以降の説明においては、ケース本体ＭＣ１及びカバーＭＣ２のいずれかを区別をする必要がない場合には、共にケースＭＣ１、ＭＣ２として説明する。

本実施形態に係る回転電機Ｍは、コイルＣと永久磁石（図示せず）との電磁作用により回転動力を取得している。この回転動力の取得は、公知技術であるため説明は省略する。本実施形態においては、コイルＣはステータＳに備えられ、永久磁石はロータＲに備えられるものとして説明する。なお、以降の説明における冷却液は、本願請求項の冷媒に相当するものである。この冷却液としては、回転電機Ｍの冷却に適した一般的な冷却オイルを用いると好適であるが、これに限定されるものではない。

ロータＲは、回転軸Ａに保持され、当該回転軸Ａは、支持ベアリングＢＲＧを介して、ケース本体ＭＣ１及びカバーＭＣ２に対して回転可能に支持される。ロータＲには、複数の永久磁石（図示せず）が配設される。また、ロータＲはロータコア内に冷却液を流通させる複数の流路Ｒｌを備えている。このロータコア内の流路Ｒｌに冷却液を流通させることにより、永久磁石を冷却することが可能となる。当該流路Ｒｌには、冷却液は、回転軸Ａの中心部に設けられる冷却液供給口ｉｎから回転軸Ａの回転によって生じる遠心力、即ちロータＲの回転によって生じる遠心力により、第一流路ｌ１を介して流通される。

回転軸Ａは、一方の端部に伝導軸Ａ２と連結するための連結部Ａ１を備え、回転電機Ｍが発生する駆動力を回転電機Ｍの外部に出力することが可能となるように構成されている。このような場合には、回転電機Ｍは電動機として機能する。また、回転電機Ｍに外部から伝達される駆動力により、当該回転電機Ｍが発電を行う発電機として機能することも可能とされている。

ステータＳは、ケース本体ＭＣ１に固定されるステータコアＳＣを備えて構成されており、このステータコアＳＣに巻かれるコイルＣのコイルエンドＣＥが、ステータコアＳＣの軸方向両端外側に位置される構成となっている。詳細は省略するが、ステータコアＳＣは、リング状の鋼板ｐを多数枚、回転軸Ａの軸方向に積層して構成される。

コイルＣはステータコアＳＣに導線を巻くことにより形成されるが、このコイルＣには導線を互いに絶縁する絶縁ワニスが含浸されることにより絶縁状態で形状固定される。この絶縁ワニスにより、ステータコアＳＣとコイルＣとの間の熱伝導率が向上され、放熱性が向上する。

以上が、本発明に係る回転電機Ｍの構造の概略であるが、以下、この回転電機Ｍに備えられる冷却手段１について説明する。

回転電機Ｍは、永久磁石を冷却する冷却液が流通する第一流路ｌ１と、コイルＣを冷却する冷却液が流通する第二流路ｌ２とを備えている。第一流路ｌ１は、ケースＭＣ２内のケース内油路ｌ３及び上述の冷却液供給口ｉｎを介して、油圧制御部１０により冷却液が供給される。このため、油圧制御部１０は、冷却液の供給が可能なポンプを備えると好適である。また、第一流路ｌ１、第二流路ｌ２、及びケース内油路ｌ３の夫々に対して、冷却液の圧力及び流量を設定可能な制御弁を備えていても良い。第一流路ｌ１は、図１に示されるように、冷却液供給路ｉｎからロータコア内の流路Ｒｌに向かうように形成される。また、第二流路ｌ２は、ケース本体ＭＣ１の内面に固定されたステータＳのコイルエンドＣＥを覆う冷却手段１が備える冷却液流入口６０に連接される。

本実施形態では、冷却手段１は、主としてコイルエンドＣＥを冷却するためにコイルＣを覆うオイルジャケットとされている。したがって、以降の説明では、冷却手段１をオイルジャケット１として説明する。ここで、上述のように、コイルエンドＣＥは、ステータコアＳＣの軸方向両端外側に位置される構成となっている。したがって、オイルジャケット１は、ステータコアＳＣの軸方向両端外側に位置するコイルエンドＣＥの夫々を覆うように配設される。なお、これらのオイルジャケット１は、説明の便宜上、夫々を区別する必要がある場合には、第１のオイルジャケット１ａ及び第２のオイルジャケット１ｂとして説明する。

上述のように、本発明に係る回転電機Ｍは、コイルエンドＣＥを冷却するためにオイルジャケット１を備えている。図２は、オイルジャケット１の構成の説明を明瞭にするために、図１におけるコイルエンドＣＥ及びオイルジャケット１の部分を拡大した図である。当該オイルジャケット１は、コイルエンドＣＥの外周面３ａに沿って配置され、当該コイルエンドＣＥの外周面３ａに冷却液を噴射する複数の噴射孔ｉｈを有する外周冷却部２０と、コイルエンドＣＥの軸方向端面３ｂに沿って配置され、当該コイルエンドＣＥの軸方向端面３ｂに冷却液を噴射する複数の噴射孔ｉｈを有する端面冷却部３０と、コイルエンドＣＥの内周面３ｃに沿って配置され、当該コイルエンドＣＥの内周面３ｃに冷却液を噴射する複数の噴射孔ｉｈを有する内周冷却部４０と、を備えて構成される。

コイルエンドＣＥの外周面３ａとは、コイルエンドＣＥが有する面のうち、径方向外側を向く面である。また、コイルエンドＣＥの軸方向端面３ｂとは、コイルエンドＣＥが有する面のうち、回転軸Ａ方向一方側を向く面である。また、コイルエンドＣＥの内周面３ｃとは、コイルエンドＣＥが有する面のうち、径方向内側を向く面である。これらの外周冷却部２０、端面冷却部３０、及び内周冷却部４０には、夫々複数の噴射孔ｉｈが形成される。噴射孔ｉｈは、上述の油圧制御部１０から第二流路ｌ２を介して供給される冷却液を、夫々外周面３ａ、軸方向端面３ｂ、及び内周面３ｃに対して噴射可能なように外周面３ａ、軸方向端面３ｂ、及び内周面３ｃの方向を向くように形成される。

外周冷却部２０及び端面冷却部３０は、内部に冷却液を流通させ、複数の噴射孔ｉｈに共通に冷媒を供給する冷媒流路５０を備える。また、内周冷却部４０も、内部に冷却液を流通させ、複数の噴射孔ｉｈに共通に冷媒を供給する冷媒流路５０を備える。したがって、外周冷却部２０、端面冷却部３０、及び内周冷却部４０は、冷却液を流通させることが可能な中空状の冷媒流路５０が形成される。そして、当該冷媒流路５０に共通に冷媒を供給するように複数の噴射孔ｉｈが形成される。外周冷却部２０と端面冷却部３０とは、互いの冷媒流路５０が連通する状態で一体的に形成される。また、内周冷却部４０は、外周冷却部２０及び端面冷却部３０と一体的に形成され、内周冷却部４０の冷媒流路５０も、外周冷却部２０及び端面冷却部３０の冷媒流路５０と連通する状態で一体的に形成される。

上述のように、冷媒流路５０を流通する冷却液は、当該冷媒流路５０に形成された複数の噴射孔ｉｈからコイルエンドＣＥの各面に噴射される。即ち、外周冷却部２０の冷媒流路５０に流通された冷却液は、図２の破線ｄで示されるようにコイルエンドＣＥの外周面３ａに噴射される。また、端面冷却部３０の冷媒流路５０に流通された冷却液は、図２の破線ｅで示されるようにコイルエンドＣＥの軸方向端面３ｂに噴射される。また、内周冷却部４０の冷媒流路５０に流通された冷却液は、図２の破線ｆで示されるようにコイルエンドＣＥの内周面３ｃに噴射される。

ここで、本発明に係る回転電機Ｍは、三相駆動の回転電機Ｍである。したがって、コイルＣも三相構成（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）で形成される。これら各相の導線は、図２に示されるように、コイルエンドＣＥの内周面３ｃから外周面３ａに向かって順に配列される。本実施形態に係る回転電機ＭのコイルＣは、このように形成されることから、特に破線ｅで示されるようにコイルエンドＣＥの軸方向端面３ｂに冷却液を噴射することにより、各相のコイルＣの全てを冷却することが可能となる。本実施形態によれば、本発明に係る回転電機Ｍは、このようにコイルエンドＣＥに対して３方向から冷却液を噴射することにより、コイルエンドＣＥを効率よく冷却することが可能となっている。

ここで、内周冷却部４０のロータ側端部４１は、ステータＳの径方向内側に回転可能に支持されるロータＲの軸方向端面７０から離間して形成される。上述のように、ロータＲには、ロータコア内に冷却液を流通させる複数の流路Ｒｌが備えられている。ロータコア内の流路Ｒｌを流通した冷却液は、その後、破線ｇで示されるようにロータコア内の流路Ｒｌから回転軸Ａの回転によって生じる遠心力によりコイルエンドＣＥの内周面３ｃに噴射される。したがって、ロータＲ側の流路からもコイルエンドＣＥの内周面３ｃを冷却することができるため、冷却効果を更に高めることができる。このようにロータコア内の流路ＲｌからコイルエンドＣＥに冷却液が噴射可能なように、オイルジャケット１のロータ側端部４１とロータＲの軸方向端面７０との間が、離間するように形成される。

オイルジャケット１は、絶縁材料で形成され、ステータＳを収容するケースＭＣ１及びＭＣ２とコイルエンドＣＥとの間の絶縁空間に配設される。ここで、コイルエンドＣＥには、コイルＣを形成する導線が巻かれる。そして、上述のように、この導線は互いに絶縁する絶縁ワニスが含浸されることにより絶縁状態で形状固定されている。しかしながら、この導線には大電流が流れる一方で、回転電機Ｍのケースが導体で形成されることがある。このため、従来、コイルエンドＣＥと、ケースＭＣ１及びＭＣ２との間は、両者間の絶縁性を確保するため、所定の絶縁距離を有して絶縁空間が形成されている。本発明に係るオイルジャケット１は、この絶縁性を確保するように絶縁材料で形成される。この絶縁材料としては、例えば樹脂等であれば好適である。このように、オイルジャケット１は、樹脂等により形成され、ステータＳを収容するケース本体ＭＣ１及びカバーＭＣ２と、コイルエンドＣＥとの間の絶縁空間に配設される。したがって、従来、形成される絶縁空間にオイルジャケット１を配設するので、当該オイルジャケット１を配設するスペースを新たに設ける必要がない。このため、回転電機Ｍの大型化を防止することができる。

また、オイルジャケット１は、外周冷却部２０及び端面冷却部３０が、ケースＭＣ１及びＭＣ２の内壁に対して、面接触して位置決めされる。面接触とは、少なくとも面で当接する状態を示す。したがって、図２に示されるように、外周冷却部２０は、その外面がケース本体ＭＣ１の内壁ＭＣ１ａに対して面で当接して位置決めされ、端面冷却部３０は、その外面がカバーＭＣ２の内壁ＭＣ２ａに対して、面で当接して位置決めされる。このようにして位置決めすることにより、別途、位置決め部材を設ける必要がないため、部品点数の増加を抑制することが可能となる。

図１に戻り、オイルジャケット１は、ステータＳのコイルエンドＣＥを回転軸Ａの軸方向外側方向から覆うような構造となっている。したがって、上述のように、１つの回転電機Ｍには、第１のオイルジャケット１ａ及び第２のオイルジャケット１ｂからなる一対のオイルジャケット１が備えられる。第１のオイルジャケット１ａは、図１においてカバーＭＣ２側に配設されるオイルジャケット１に対応し、第２のオイルジャケット１ｂは、図１において連結部Ａ１側に配設されるオイルジャケット１に対応するものとする。

図３は、第１のオイルジャケット１ａの斜視図である。第１のオイルジャケット１ａは、上述のように、外周冷却部２０、端面冷却部３０、及び内周冷却部４０を備える。また、これらの各冷却部２０、３０、及び４０には、コイルエンドＣＥの各面に冷却液を噴射する複数の噴射孔ｉｈが形成される。図３に示されるように、外周冷却部２０は、コイルエンドＣＥの外周面３ａを覆う円筒状に形成される。すなわち、コイルエンドＣＥの外周面３ａを所定の幅を持って覆うことが可能なように、幅ｗ１を有して円筒状に形成される。そして、外周冷却部２０が、幅ｗ１を有して形成されることから、コイルエンドＣＥの外周面３ａにおける周方向及び軸方向の任意の位置に噴射孔ｉｈを配置することが可能となる。したがって、コイルエンドＣＥの外周面３ａを全体的に冷却することができ、効果的にコイルエンドＣＥを冷却することが可能となる。

そして、端面冷却部３０は、コイルエンドＣＥの軸方向端面３ｂを覆う環状円板状に形成される。すなわち、コイルエンドＣＥの軸方向端面３ｂを所定の幅を持って覆うことが可能なように、幅ｗ２を有して環状円板状に形成される。そして、端面冷却部３０が、幅ｗ２を有して形成されることから、コイルエンドＣＥの軸方向端面３ｂにおける周方向及び径方向の任意の位置に噴射孔ｉｈを配置することが可能となる。したがって、コイルエンドＣＥの軸方向端面３ｂを全体的に冷却することができ、効果的にコイルエンドＣＥを冷却することが可能となる。

また、内周冷却部４０は、コイルエンドＣＥの内周面３ｃを覆う円筒状に形成される。すなわち、コイルエンドＣＥの内周面３ｃを所定の幅を持って覆うことが可能なように、幅ｗ３を有して円筒状に形成される。そして、内周冷却部４０が、幅ｗ３を有して形成されることから、コイルエンドＣＥの内周面３ｃにおける周方向及び軸方向の任意の位置に噴射孔ｉｈを配置することが可能となる。したがって、コイルエンドＣＥの内周面３ｃを全体的に冷却することができ、効果的にコイルエンドＣＥを冷却することが可能となる。

このように、外周冷却部２０、端面冷却部３０、及び内周冷却部４０からなるオイルジャケット１は、その径方向断面が図２に示されるようにＵ字形状に形成される。そして、コイルエンドＣＥの外周面３ａと軸方向端面３ｂと内周面３ｃとを一体的に覆うことが可能となる。なお、軸方向端面３ｂとは、上述のコイルエンドＣＥの側面に相当する。このため、コイルエンドＣＥの表面全体の任意の位置に噴射孔ｉｈを配置でき、コイルエンドＣＥの全体を効果的に冷却することが可能となる。また、コイルエンドＣＥの外周面３ａ、端面３ｂ、及び内周面３ｃの全てを冷却するオイルジャケット１を一体的に形成できるので、回転電機Ｍが大型化することがない。

また、第１のオイルジャケット１ａは、冷却液を流入する冷却液流入口６０と、冷却液を流出させる冷却液流出口７０とが形成される。冷却液流入口６０の一端は、図１に示されるように第二流路ｌ２と連通され、他端は、冷媒流路５０と連通される。ここで、上述のように冷媒流路５０には複数の噴射孔ｉｈが形成されている。したがって、第１のオイルジャケット１ａは、冷却液流入口６０から供給された冷却液をコイルエンドＣＥに対して噴射させて、当該コイルエンドＣＥを冷却することが可能となる。

ここで、コイルエンドＣＥに噴射された冷却液は、ケースＭＣ１及びＭＣ２内において、重力方向下側に移動する。上述のように、第１のオイルジャケット１ａは、ケースＭＣ１及びＭＣ２に対して、面接触していることから、前記重力方向下側に移動した冷却液は、コイルエンドＣＥの外周面３ａと外周冷却部２０との隙間に移動することとなる。この冷却液を第１のオイルジャケット１ａ内から排出して循環させることを可能とすべく、第１のオイルジャケット１ａには冷却液を流出させる冷却液流出口７０が形成されている。この冷却液流出口７０は、外周冷却部２０の一部を切り欠いて形成される。冷却液流出口７０から流出した冷却液は、図示しない流通路を通って、冷却液貯留部に蓄えられる。そして、コイルエンドＣＥの熱を奪って温められた冷却液は、その後オイルクーラーに循環されて冷却され、再度、コイルエンドＣＥを含む回転電機Ｍを冷却するために用いられる。

図４（ａ）は、コイルエンドＣＥを覆う側からの第２のオイルジャケット１ｂの斜視図である。また、図４（ｂ）は、ケース本体ＭＣ１に面接触する側からの第２のオイルジャケット１ｂの斜視図である。図４（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第２のオイルジャケット１ｂも、第１のオイルジャケット１ａと同様、外周冷却部２０、端面冷却部３０、及び内周冷却部４０を備える。そして、これらの各冷却部２０、３０、及び４０には、コイルエンドＣＥの各面に冷却液を噴射する複数の噴射孔ｉｈが形成される。また、冷却液を流入する冷却液流入口６０と、冷却液を流出させる冷却液流出口７０とが形成される。なお、第１のオイルジャケット１ａは、冷却液流出口７０を外周冷却部２０に形成されるとして説明した。第２のオイルジャケット１ｂの冷却液流出口７０は、端面冷却部３０の一部に開口部を設けて形成される点で異なる。このように端面冷却部３０に冷却液流出口７０を設けた場合であっても、コイルエンドＣＥと外周冷却部２０との間に移動する冷却液を図示しない流通路を通して、冷却液貯留部に蓄えることは可能である。

また、図４に示されるように、第２のオイルジャケット１ｂの端面冷却部３０は、コイルＣに連結された端子８１（図１参照）を支持する端子台８０が備えられる。この端子台８０は、図４に示されるように３つの円筒状で形成される。ここで、本発明に係る回転電機Ｍは、三相駆動の回転電機Ｍである。したがって、コイルＣも三相構成、即ち、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相から構成される。これら各相の導線の導線端部Ｃａは、当該回転電機Ｍを駆動させる電流をコイルＣに流すインバータ部９０と接続するために、端子８１に連結される。この連結は、各相の導線端部Ｃａを一つに束ね、圧着により行うと好適である。この端子８１は、端子台８０により支持される。

ステータＳを収容するケースＭＣ１が、外部と連通する外部連通孔８２を有し、端子台８０は、第１のシール部材８３を介して外部連通孔８２に支持され、端子８１は、第２のシール部材８４を介して端子台８０に支持される。ケースＭＣ１には、ケースＭＣ１の内部と外部とを連通する外部連通孔８２が形成される。外部連通孔８２は、ケースＭＣ１から軸方向外側に突出形成された円筒部を貫通する丸孔から構成される。第２のオイルジャケット１ｂの端子台８０は、当該外部連通孔８２に挿入して支持される。この際、ケースＭＣ１の内部及び外部の液密性を確保するために、外部連通孔８２の内周面と端子台８０の外周面との間は、第１のシール部材８３が備えられる。第１のシール部材８３は、例えばＯリングであると好適である。

ここで、端子台８０には、オイルジャケット１ｂの内側と外側とを連通するように孔８５が形成される。第２のオイルジャケット１ｂがコイルエンドＣＥを覆う際、円柱状の端子８１が端子台８０の孔８５に挿入して支持される。この際、オイルジャケット１ｂの内側と外側の液密性を確保するために、端子台８０の内周面と端子８１の外周面との間は、第２のシール部材８４が備えられる。第２のシール部材８４は、第１のシール部材８３と同様、例えばＯリングであると好適である。このように第１のシール部材８３及び第２のシール部材８４を用いることにより、ケース本体ＭＣ１と端子台８０との間、及び端子台８０と端子８１との間の液密性を確保することが可能となる。したがって、ケースＭＣ１及びＭＣ２から冷却液が漏れたり、ケースＭＣ１及びＭＣ２に液体や埃等が入ったりしないようにすることが可能となる。

このように本実施形態によれば、オイルジャケット１が、コイルエンドＣＥの外周面３ａ、軸方向端面３ｂ、及び内周面３ｃに冷却液を噴射するので、コイルエンドＣＥを効果的に冷却することができる。特に、コイルエンドＣＥの軸方向端面３ｂに冷却液を噴射することにより、コイルエンドＣＥの内周面３ｃから外周面３ｂに向かって順に配列される各相のコイルＣの全てを冷却液により冷却することができる。また、コイルエンドＣＥの外周面３ａ、軸方向端面３ｂ、及び内周面３ｃの夫々に沿って対向するように噴射孔ｉｈを設けることができるため、当該噴射孔ｉｈを設けるレイアウトの自由度を従来に比べて高めることができる。また、コイルエンドＣＥの形状に合わせたオイルジャケット１の形状としたことにより、ケースＭＣ１、ＭＣ２とコイルエンドＣＥとの間の絶縁空間に配置可能となるため回転電機Ｍの大型化を防止することが可能となる。

〔その他の実施形態〕
（１）上記実施形態では、外周冷却部２０、端面冷却部３０、及び内周冷却部４０の夫々に冷却液を噴射する複数の噴射孔ｉｈが設けられるとして説明した。この噴射孔ｉｈの単位面積あたりの数、即ち形成密度は、図３及び図４に示されるように、コイルエンドＣＥの根元に近い側が高くなるように、噴射孔ｉｈを形成すると好適である。このように形成すると、コイルエンドＣＥの根元部分を重点的に冷却することができるため、ステータコアＳＣの冷却効果を高めることが可能となる。

（２）上記実施形態では、外周冷却部２０及び端面冷却部３０は、内部に冷却液を流通させ、複数の噴射孔ｉｈに共通に冷媒を供給する冷媒流路５０を備えるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。噴射孔ｉｈに共通に冷媒を供給する構成でなく、独立して供給する構成とすることも当然に可能である。

（３）上記実施形態では、外周冷却部２０と端面冷却部３０とは、互いの冷媒流路５０が連通する状態で一体的に形成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。外周冷却部２０及び端面冷却部３０の冷媒流路５０を互いに連通させることなく、独立して形成することも当然に可能である。また、外周冷却部２０と端面冷却部３０とを別体で形成することも当然に可能である。

（４）上記実施形態では、外周冷却部２０は、コイルエンドＣＥの外周面３ａを覆う円筒状に形成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。図２に示されるように、コイルエンドＣＥの外周面３ａは、コイルエンドＣＥの先端部よりも根元部の方が、径が小さくなる形状をしている。したがって、外周冷却部２０も、コイルエンドＣＥに合わせて、コイルエンドＣＥの根元部に対向する部分の径を小さくして形状することも当然に可能である。すなわち、外周冷却部２０とコイルエンドＣＥの外周面３ａとの距離が一定の距離となる形状で、外周冷却部２０を形成することも当然に可能である。

（５）上記実施形態では、オイルジャケット１が、コイルエンドＣＥの内周面３ｃに沿って配置され、コイルエンドＣＥの内周面３ｃに冷却液を噴射する複数の噴射孔ｉｈを有する内周冷却部４０を更に備えるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。内周冷却部４０を備えずに、端面Ｌ字状にオイルジャケット１を形成することも当然に可能である。

（６）上記実施形態では、内周冷却部４０は、外周冷却部２０及び端面冷却部３０と一体的に形成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。外周冷却部２０及び端面冷却部３０が一体で形成される場合には、内周冷却部４０を外周冷却部２０及び端面冷却部３０と別体で構成することも可能である。また、外周冷却部２０及び端面冷却部３０が別体で形成される場合には、外周冷却部２０及び端面冷却部３０のいずれか一方と一体で構成することも可能であるし、外周冷却部２０及び端面冷却部３０の両方と別体で形成することも可能である。

（７）上記実施形態では、内周冷却部４０のロータ側端部４１が、ロータＲの軸方向端面７０から離間して形成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。内周冷却部４０のロータ側端部４１が、ロータＲの軸方向端面７０から離間せずに形成することも当然に可能である。

（８）上記実施形態では、内周冷却部４０は、コイルエンドＣＥの内周面３ｃを覆う円筒状に形成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。他の形状で形成することも当然に可能である。

（９）上記実施形態では、オイルジャケット１は、外周冷却部３ａ及び端面冷却部３ｂが、ケースＭＣ１の内壁ＭＣ１ａ及びＭＣ２の内壁ＭＣ２ａに対して、面接触して位置決めされるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。例えば、別途位置決め部材を設けて、位置決めをすることも当然に可能である。

（１０）上記実施形態では、端面冷却部３０が、コイルＣに連結された端子を支持する端子台８０を備えるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。上述の第１のオイルジャケット１ａのように、端子台８０を設けないで構成することも当然に可能である。

（１１）上記実施形態では、端子台８０は、第１のシール部材８２を介して外部連通孔８２に支持され、端子８１は、第２のシール部材８３を介して端子台８０に支持されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。溶接等のその他の構成により、端子台８０及び端子８１を支持することも当然に可能である。

（１２）上記実施形態では、第１のオイルジャケット１ａの冷却液流出口７０は、外周冷却部２０の一部を切り欠いて形成され、第２のオイルジャケット１ｂの冷却液流出口７０は、端面冷却部３０の一部に開口部を設けて形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これに限定されるものではない。第１のオイルジャケット１ａ及び第２のオイルジャケット１ｂの双方で、冷却液流出口７０を外周冷却部２０及び端面冷却部３０の一方又は双方に形成することも当然に可能である。

本発明は、コイルを有するステータと、当該ステータの軸方向に突出するコイルのコイルエンドを冷却する冷却手段と、を備えた公知の各種回転電機に利用することが可能である。

本発明に係る回転電機の断面を示す図本発明に係る回転電機の一部拡大図を示す図第１のオイルジャケットの斜視図第２のオイルジャケットの斜視図

符号の説明

１：オイルジャケット（冷却手段）
３ａ：外周面
３ｂ：軸方向端面
３ｃ：内周面
１０：油圧制御部
２０：外周冷却部
３０：端面冷却部
４０：内周冷却部
４１：ロータ側端部
５０：冷媒流路
６０：冷却液流入口
７０：ロータの軸方向端面
８０：端子台
８１：端子
８２：外部連通孔
８３：第１のシールド部材
８４：第２のシールド部材
８５：孔
Ａ：回転軸
Ａ１：連結部
ＢＲＧ：支持ベアリング
Ｃ：コイル
ＣＥ：コイルエンド
ｉｈ：噴射孔
ｉｎ：冷却液供給路
ｌ１：第一流路
ｌ２：第二流路
ｌ３：ケース内油路
Ｍ：回転電機
ＭＣ１：ケース本体（ケース）
ＭＣ２：カバー（ケース）
ｐ：鋼板
Ｒ：ロータ
Ｒｌ：ロータコア内の流路
Ｓ：ステータ
ＳＣ：ステータコア

Claims

コイルを有するステータと、
前記ステータの軸方向に突出する前記コイルのコイルエンドを冷却する冷却手段と、
を備えた回転電機であって、
前記冷却手段が、
前記コイルエンドの外周面に沿って配置されかつ前記コイルエンドの外周面を覆う円筒状に形成され、当該外周面に冷媒を噴射する複数の噴射孔を有する外周冷却部と、
前記コイルエンドの軸方向端面に沿って配置されかつ前記コイルエンドの軸方向端面を覆う環状円板状に形成され、当該軸方向端面に前記冷媒を噴射する複数の噴射孔を有する端面冷却部と、
を一体的に備えて前記コイルエンドの外周面と軸方向端面を一体的に覆うように形成され、
前記冷却手段は、絶縁材料で形成され、前記ステータを収容するケースと前記コイルエンドとの間の絶縁空間に配設され、
前記冷却手段は、内部に冷媒を流通させ、前記外周冷却部及び前記端面冷却部の夫々における複数の前記噴射孔に共通に冷媒を供給する冷媒流路を備え、前記外周冷却部の径方向外側面及び前記端面冷却部の軸方向外側面が、前記ケースの内壁に対して、面接触して位置決めされている回転電機。
前記冷却手段は、径方向断面がＵ字形状に形成され、前記コイルエンドの外周面と軸方向端面と内周面とを一体的に覆う請求項１に記載の回転電機。
前記冷却手段が、前記コイルエンドの内周面に沿って配置され、前記コイルエンドの内周面に前記冷媒を噴射する複数の噴射孔を有する内周冷却部を更に備える請求項１又は２に記載の回転電機。
前記内周冷却部は、前記外周冷却部及び前記端面冷却部と一体的に形成されている請求項３に記載の回転電機。
前記ステータの径方向内側に回転可能に支持されるロータを備え、
前記内周冷却部のロータ側端部が、前記ロータの軸方向端面から離間して形成されている請求項３又は４に記載の回転電機。
前記内周冷却部は、前記コイルエンドの内周面を覆う円筒状に形成されている請求項３から５のいずれか一項に記載の回転電機。
前記端面冷却部が、前記コイルに連結された端子を支持する端子台を備える請求項１から６のいずれか一項に記載の回転電機。
前記ステータを収容するケースが、外部と連通する外部連通孔を有し、
前記端子台は、第１のシール部材を介して前記外部連通孔に支持され、
前記端子は、第２のシール部材を介して前記端子台に支持される請求項７に記載の回転電機。