JP5120538B2

JP5120538B2 - モータの冷却構造

Info

Publication number: JP5120538B2
Application number: JP2007186590A
Authority: JP
Inventors: 能将飯尾; 拓郁淡川
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2027-07-18
Also published as: JP2009027800A

Description

この発明はモータの冷却構造に係り、特に、ロータコアに埋め込まれた永久磁石の冷却性能を高めて発熱による減磁を防止し、ロータの強度やモータ特性に影響を及ぼすことがないモータの冷却構造に関する。

車両等の駆動源として利用されるモータには、ロータコアに永久磁石を埋め込んだ埋込み磁石同期型モータがある。このモータは、ロータコアに埋め込まれた永久磁石が渦電流損による発熱で減磁が起きた場合に、モータの出力性能を低下させる問題がある。これを防止するためのモータの冷却構造には、ロータ軸内部に冷媒を通すことでロータコアを冷却する構造が知られている。しかし、この構造では、ロータコア内部に埋め込まれた永久磁石を十分に冷却することができない問題がある。

前記以外の冷却構造としては、冷媒をロータ軸内部の冷媒供給用シャフトからロータコアへ供給し、再びロータ軸内部に戻すものがある。また、前記以外の冷却構造としては、冷媒をロータ軸からロータコアへと供給し、この冷媒をロータコアからロータ軸に戻さずに、遠心力でステータコア側に飛散させ、ステータコアも冷却するものがある。
特開２００１−１９００４７号公報特開２００６−６７７７７号公報

しかし、前記特許文献１及び２に開示される冷媒をロータ軸からロータコアへ供給する冷却構造では、ロータコア内に冷媒を通すための冷媒通路を新たに作り出す必要があり、そのためロータコアの強度不足、組立工数の増加、組立の複雑化、さらに冷媒通路が磁束の流れを妨害することによりモ一夕性能が劣化する問題もある。

また、ステータを冷却する冷却構造についても、以下のような問題がある。ステータが最も熱くなるのは、銅損が発生するステータ巻線部分であるが、これを冷却するためには冷媒に直接漬す構造が知られている。しかし、この冷却構造では、ロータまで冷媒に漬ってしまうと、ロータの撹拌抵抗により効率の低下が起こってしまう問題がある。前記特許文献２の冷却構造では、冷媒をステータコア側に飛散させており、発熱源であるステータ巻線に向かって冷媒を飛散させることができないため、冷却効果が小さい問題がある。

この発明は、ロータコアに埋め込まれた永久磁石の冷却性能を高めて発熱により減磁するのを防止することができ、モータの出力性能の低下を防止することができ、また、ロータの強度やモータ特性に影響を及ぼすことがなく、モータ性能の劣化を防止することができ、モータの性能向上及び寿命延長を図ることを目的とする。

この発明は、ロータコアに永久磁石を埋め込んだロータと、このロータを支持するロータ軸と、ステータを固定したモータハウジングとを備え、前記ロータ軸内部に形成された冷媒供給用シャフトから供給された冷媒を、前記ロータコア内部に供給する冷媒通路を備えたモータの冷却構造において、前記ロータ軸は、前記冷媒供給用シャフトから供給された前記冷媒を前記ロータコアの内周縁に供給するロータ用冷媒孔を備え、前記ロータ用冷媒孔から供給された前記冷媒は、前記ロータ軸の軸方向端部の両側に位置する軸方向の一方に向かって前記ロータコアの内周縁に沿って流通させ、その後前記ロータコアに埋め込まれた永久磁石と接するフラックスバリアを、前記冷媒通路の一部として前記冷媒を前記軸方向の一方から前記軸方向の他方に向かって流通させたことを特徴とする。

この発明のモータの冷却構造は、永久磁石と接するフラックスバリアに冷媒が流れ、永久磁石が直接冷媒に接することができるので、冷却性能を高めることが可能である。これにより、この発明のモータの冷却構造は、永久磁石の温度上昇を抑制することができるので、減磁するのを防止することが可能であり、モータの出力性能の低下を防止することができる。さらに、この発明のモータの冷却構造は、専用の冷媒通路をロータコア内に新たに設ける必要がないので、ロータの強度や、モータ特性に影響を及ぼすことがなく、モータ性能の劣化を防止することができる。

以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図７は、この発明の実施例を示すものである。図１は冷媒通路を示すモータの断面図、図２は冷媒通路を示すモータの一部破断斜視図、図３はロータ軸の斜視図、図４は一側の端板の斜視図、図５は他側の端板の斜視図、図６は端板を組み付けた状態のロータ軸の斜視図、図７は永久磁石を埋め込んだロータコアの側面図である。
図１・図２において、１は埋込み磁石同期型のモータである。このモータ１は、モータハウジング２内にロータ３とステータ４とを備えている。モータハウジング２は、両側の側壁５・６と、側壁５・６の各外周縁を連絡する周壁７とからなり、側壁５・６にロータ軸８を軸支している。ロータ軸８の外周に支持される前記ロータ３は、磁性材料からなる複数枚の積層板９を積層した円筒形状のロータコア１０と、ロータコア１０の外周側に埋め込まれた永久磁石１１とからなる。ロータ３は、ロータコア１０の内周をロータ軸８の外周に支持され、ロータコア１０の軸方向の両端にロータ軸８に組み付けられた端板１２・１３を当接している。ロータ３の外周をとり囲むようにモータハウジング２の周壁７に固定された前記ステータ４は、磁性材料からなる複数枚の積層板１４を積層した円筒形状のステータコア１５と、ステータコア１５に捲回したステータ巻線１６とからなる。

このモータ１の冷却構造は、ロータ３及びステータ４に冷媒を供給するポンプ１７を設けている。ポンプ１７は、吸入側を吸入側通路１８によりモータハウジング２内の周壁７の最下部に連通し、吐出側を吐出側通路１９により冷媒供給用シャフト２０のシャフト用冷媒通路２１に連通している。冷媒供給用シャフト２０は、モータハウジング２の側壁５・６を貫通してロータ軸８内部に配設され、前記シャフト用冷媒通路２１を軸方向において側壁５外側に開口させて形成し、このシャフト用冷媒通路２１をロータ軸８内部に連通するシャフト用冷媒孔２２を形成している。

前記ロータ軸８は、図１・図２に示すように、略円筒形状の軸本体２３の軸方向両端に軸支部２４・２５を形成し、軸本体２３の軸方向一側（図１において左側）の外周に円環板形状のフランジ部２６を突出させて形成している。軸本体２３には、図３に示すように、周方向等間隔位置で径方向対称位置に、前記シャフト用冷媒孔２２から供給された冷媒が流入するロータ用冷媒孔２７を、内周から外周に貫通させて形成している。この実施例では、８個のロータ用冷媒孔２７を、軸本体２３の周方向において４５度の等間隔位置で径方向において対称位置に形成している。また、軸本体２３には、ロータコア１０を支持する外周の周方向等間隔位置で径方向対称位置に、前記ロータ用冷媒孔２７が開口する８本のロータ用冷媒溝２８を形成している。ロータ用冷媒溝２８は、軸方向一側のフランジ部２６近傍から軸方向他側の端部近傍まで伸びるように長溝形状に形成している。

前記ロータ軸８に組み付けられる端板１２・１３は、非対称形状に形成されているので、先ず、端板１２について説明する。
端板１２は、図１・図２に示すように、一側に段差部２９を有する円環板形状に形成される。段差部２９は、ロータ軸８への組み付け時に、フランジ部２６と係合する。端板１２の前記ロータコア１０と当接される他側には、図４に示すように、周方向等間隔位置で径方向対称位置に、内周縁から外周縁近傍まで延びる大口広幅形状のフラックスバリア用内側冷媒溝３０を形成している。この実施例では、端板１２の周方向において１８０度の等間隔位置で径方向において対称位置に、一対のフラックスバリア用内側冷媒溝３０を形成している。
また、端板１２の他側には、フラックスバリア用内側冷媒溝３０と直交し、周方向において１８０度の等間隔位置で径方向において対称位置に、外周縁近傍から外周縁まで延びる一対の広幅細口形状のフラックスバリア用外側冷媒溝３１を形成している。

さらに、端板１２の他側には、図４に示すように、フラックスバリア用内側冷媒溝３０及びフラックスバリア用外側冷媒溝３１の間の周方向等間隔位置で径方向対称位置に、内周縁から内周縁近傍まで延びる中口中幅形状の肉抜き孔用内側冷媒溝３２を形成している。この実施例では、フラックスバリア用内側冷媒溝３０及びフラックスバリア用外側冷媒溝３１に対して４５度の位置であって、端板１２の周方向において１８０度の等間隔位置で径方向において対称位置に、一対の肉抜き孔用内側冷媒溝３２を形成している。
さらにまた、端板１２の他側には、肉抜き孔用内側冷媒溝３２と直交し、周方向において１８０度の等間隔位置で径方向において対称位置に、内周縁近傍から外周縁まで延びる一対の中幅細口形状の肉抜き孔用外側冷媒溝３３を形成している。なお、図４において、符合３４は、ロータコア１０を軸方向に固定するためのボルト孔である。ボルト孔３４は、端板１２の内周縁近傍であって、肉抜き孔用内側冷媒溝３２及び肉抜き孔用外側冷媒溝３３の周方向両側に夫々形成している。

次に、端板１３について説明する。端板１３は、組み付け時に端板１２と対向配置されるので、組み付けた状態を基準に、端板１２と対向する側を一側、離間する側を他側として説明する。
端板１３は、図１・図２に示すように、他側に段差部３５を有する円環板形状に形成される。端板１３の前記ロータコア１０と当接される一側には、図５に示すように、端板１３の周方向において１８０度の等間隔位置で径方向において対称位置に、内周縁から外周縁近傍まで延びる一対の大口広幅形状のフラックスバリア用内側冷媒溝３６を形成し、フラックスバリア用内側冷媒溝３６と直交し、周方向において１８０度の等間隔位置で径方向において対称位置に、外周縁近傍から外周縁まで延びる一対の広幅細口形状のフラックスバリア用外側冷媒溝３７を形成している。

さらに、端板１３の一側には、図５に示すように、フラックスバリア用内側冷媒溝３６及びフラックスバリア用外側冷媒溝３７に対して４５度の位置であって、端板１３の周方向において１８０度の等間隔位置で径方向において対称位置に、内周縁から内周縁近傍まで延びる一対の中口中幅形状の肉抜き孔用内側冷媒溝３８を形成している。
さらにまた、端板１３の一側には、肉抜き孔用内側冷媒溝３８と直交し、周方向において１８０度の等間隔位置で径方向において対称位置に、内周縁近傍から外周縁まで延びる一対の中幅細口形状の肉抜き孔用外側冷媒溝３９を形成している。なお、図５において、符合４０は、ロータコア１０を軸方向に固定するためのボルト孔である。ボルト孔４０は、端板１３の内周縁近傍であって、肉抜き孔用内側冷媒溝３８及び肉抜き孔用外側冷媒溝３９の周方向両側に形成している。

端板１２・１３は、端板１２の一対のフラックスバリア用内側冷媒溝３０と端板１３の一対のフラックスバリア用外側冷媒溝３７とが軸方向において対向（図２参照）し、端板１２の一対のフラックスバリア用外側冷媒溝３１と端板１３の一対のフラックスバリア用内側冷媒溝３６とが軸方向において対向（図１参照）した状態で、また、端板１２の一対の肉抜き孔用内側冷媒溝３２と端板１３の一対の肉抜き孔用外側冷媒溝３９とが軸方向において対向（図１参照）し、端板１２の一対の肉抜き孔用外側冷媒溝３３と端板１３の一対の肉抜き孔用内側冷媒溝３８とが軸方向において対向（図２参照）した状態で、端板１２をロータ軸８の軸方向一側（図１において左側）に組み付けるとともに、端板１３をロータ軸８の軸方向他側（図１において右側）に組み付ける。ロータ軸８に組み付けた端板１２は、段差部２９をロータ軸８のフランジ部２６に係合する。
ロータ軸８に組み付けた端板１２・１３は、端板１２の一対のフラックスバリア用内側冷媒溝３０が、径方向対称位置の一対のロータ用冷媒溝２８の軸方向一側に夫々連通し、このフラックスバリア用内側冷媒溝３０と連通する一対のロータ用冷媒溝２８に対して直交する位置の別の一対のロータ用冷媒溝２８の軸方向他側に、端板１３の一対のフラックスバリア用内側冷媒溝３６が夫々連通する。

また、ロータ軸８に組み付けた端板１２・１３は、端板１２の一対の肉抜き孔用内側冷媒溝３２が、前記フラックスバリア用内側冷媒溝３０と連通する一対のロータ用冷媒溝２８に対して異なる径方向対称位置の一対のロータ用冷媒溝２８の軸方向一側に夫々連通するとともに、この一対のロータ用冷媒溝２８の軸方向他側に、端板１３の一対の肉抜き孔用外側冷媒溝３９が夫々連通する。
さらに、ロータ軸８に組み付けた端板１２・１３は、端板１２の一対の肉抜き孔用外側冷媒溝３３が、肉抜き孔用内側冷媒溝３２及び肉抜き孔用外側冷媒溝３９と連通する一対のロータ用冷媒溝２８に対して直交する位置の別の一対のロータ用冷媒溝２８の軸方向一側に夫々連通するとともに、この一対のロータ用冷媒溝２８の軸方向他側に、端板１３の一対の肉抜き孔用内側冷媒溝３８が夫々連通する。

前記ロータ３は、図７に示すように、ロータコア１０の外周縁近傍の周方向等間隔位置で径方向対称位置に、永久磁石１１を埋め込むための断面長四角形状の磁石挿入孔４１を軸方向に貫通させて形成している。この実施例では、ロータ３の周方向において９０度の等間隔位置で径方向において対称位置に、４つの磁石挿入孔４１を形成している。これにより、４つの磁石挿入孔４１は、径方向で対峙する２つを一対として、互いに直交する位置に２組形成している。各磁石挿入孔４１の円周方向に指向する幅方向両端には、永久磁石１１の磁束の通過を阻止する断面半円形状のフラックスバリア（磁束遮断部）４２を軸方向に貫通させて形成している。
また、ロータ３は、ロータコア１０の周方向で隣接する磁石挿入孔４１の間であって、内周縁近傍の周方向等間隔位置で径方向対称位置に、断面が湾曲する長円形状の長円肉抜き孔４３を形成している。この実施例では、ロータコア１０の周方向において磁石挿入孔４１に対して４５度の位置であって、ロータコア１０の周方向において９０度の等間隔位置で径方向において対称位置に、４つの長円肉抜き孔４３を形成している。これにより、４つの長円肉抜き孔４３は、径方向で対峙する２つを一対として、互いに直交する位置に２組形成している。なお、符合４４は、ロータコア１０を軸方向に固定するためのボルト孔である。ボルト孔４４は、ロータコア１０の内周縁近傍であって、各長円肉抜き孔４３の円周方向両側に夫々形成している。

ロータ３は、図１・図２に示すように、ロータ軸８に組み付けた状態において、ロータコア１０の両端に端板１２・１３が接する。ロータ軸８に組み付けたロータ３は、図２に示すように、径方向対称位置の一対の磁石挿入孔４１の幅方向両端に形成したフラックスバリヤ４２に、端板１２の一対のフラックスバリア用内側冷媒溝３０と端板１３の一対のフラックスバリア用外側冷媒溝３７とが連通する。また、ロータ軸８に組み付けたロータ３は、図１に示すように、別の径方向対称位置の一対の磁石挿入孔４１の幅方向両端に形成したフラックスバリア４２に、端板１２の一対のフラックスバリア用外側冷媒溝３１と端板１３の一対のフラックスバリア用内側冷媒溝３６とが連通する。
また、ロータ軸８に組み付けたロータ３は、図１に示すように、径方向対称位置の一対の長円肉抜き孔４３に、端板１２の一対の肉抜き孔用内側冷媒溝３２と端板１３の一対の肉抜き孔用外側冷媒溝３９とが連通し、さらに、図２に示すように、別の径方向対称位置の一対の長円肉抜き孔４３に、端板１２の一対の肉抜き孔用外側冷媒溝３３と端板１３の一対の肉抜き孔用内側冷媒溝３８とが連通する。なお、ロータ３のボルト孔４４は、端板１２・１３の各ボルト孔３４・４０と合致する。

前記ステータ４は、図１・図２に示すように、円筒形状のステータコア１５の軸方向長さをロータコア１０と同じに形成し、ロータコア１０の外周にステータコア１５の内周を近接対向させて、ロータコア１０の両端とステータコア１５の両端とを軸方向において一致させた状態で、ステータコア１５の外周をモータハウジング２の周壁７内周に固定している。モータハウジング２内の周壁７の最下部に位置するステータコア１５の外周には、軸方向に延びるステータ用冷媒溝４５を形成している。ステータ用冷媒溝４５は、モータハウジング２内の周壁７の最下部に落下した冷媒を、前記ポンプ１７の吸入側通路１８に導く。

次に作用を説明する。
モータ１は、ステータ４のステータ巻線１６に電流が流されることにより内部に回転磁界を形成し、ロータコア１０に永久磁石１１を埋め込んだロータ３を、このステータ４の内部に形成された回転磁界中で電流の周波数と回転磁界の極数とで決定する回転速度で回転させる。モータ１は、ステータ４の回転磁界による影響で永久磁石１１の温度が上昇して減磁温度に達すると、出力性能の低下を招く。そこで、このモータ１は、冷媒によりロータ３及びステータ４を冷却する冷却構造を採用している。

このモータ１の冷却構造は、適宜の駆動源により駆動されたポンプ１７の吐出する冷媒を吐出側通路１９により冷媒供給用シャフト２０のシャフト用冷媒通路２１に供給し、シャフト用冷媒孔２２からロータ軸８内部に供給する。
ロータ軸８内部に供給された冷媒は、図２に示すように、ロータ軸８のロータ用冷媒孔２７からロータ用冷媒溝２８に流入し、このロータ用冷媒溝２８の軸方向一側に連通する端板１２のフラックスバリア用内側冷媒溝３０から、ロータコア１０のフラックスバリア４２を介して、軸方向他側の端板１３のフラックスバリア用外側冷媒溝３７に流れ、端板１３の外周縁に開口するフラックスバリア用外側冷媒溝３７からステータ４のステータ巻線１６に向かって飛散される。ステータ巻線１６に飛散された冷媒は、モータハウジング２内の周壁７の最下部に落下し、ステータ用冷媒溝４５により吸入側通路１８に導かれ、ポンプ１７に吸入されて再び吐出側通路１９に吐出される。
これにより、このモータ１の冷却構造は、冷媒供給用シャフト２０のシャフト用冷媒通路２１に連通するシャフト用冷媒孔２２から供給された冷媒を、ロータ用冷媒孔２７、ロータ用冷媒溝２８、フラックスバリア用内側冷媒溝３０、フラックスバリア４２、フラックスバリア用外側冷媒溝３７から構成される冷媒通路４６によって、ロータコア１０内部に供給する。

また、前記ロータ軸８内部に供給された冷媒は、図１に示すように、図２に示すロータ用冷媒孔２７と直交する位置のロータ用冷媒孔２７からロータ用冷媒溝２８に流入し、このロータ用冷媒溝２８の軸方向他側に連通する端板１３のフラックスバリア用内側冷媒溝３６から、ロータコア１０のフラックスバリア４２を介して、軸方向一側の端板１２のフラックスバリア用外側冷媒溝３１に流れ、端板１２の外周縁に開口するフラックスバリア用外側冷媒溝３１からステータ４のステータ巻線１６に向かって飛散される。ステータ巻線１６に飛散された冷媒は、モータハウジング２内の周壁７の最下部に落下して吸入側通路１８に導かれ、ポンプ１７に吸入されて再び吐出側通路１９に吐出される。
これにより、このモータ１の冷却構造は、冷媒供給用シャフト２０のシャフト用冷媒通路２１に連通するシャフト用冷媒孔２２から供給された冷媒を、ロータ用冷媒孔２７、ロータ用冷媒溝２８、フラックスバリア用内側冷媒溝３６、フラックスバリア４２、フラックスバリア用外側冷媒溝３１から構成される冷媒通路４７によって、ロータコア１０内部に供給する。

このモータ１の冷却構造は、ロータコア１０に埋め込まれた永久磁石１１の横に設けられたフラックスバリア４２を前記冷媒通路４６・４７の一部とし利用し、冷媒を流通させている。フラックスバリア４２は、モータ特性を向上させるために設けられるため、設計段階で強度計算が十分に行われることから、ロータコア１０に冷媒通路を新たに設けた場合と比べ、ロータ３の強度不足、組立工数の増加、組立の複雑化が発生しない。さらに、新たに冷媒通路を設けた場合は、冷媒通路がロータ３内部の磁束の流れを変化させ、モータ性能を劣化させてしまうが、フラックスバリア４２を用いた場合はこの心配もない。
フラックスバリア４２は、設計段階で永久磁石１１と接するように設けられることが多く、フラックスバリア４２に冷媒を流すことで永久磁石１１を直接冷却することが可能となる。そのため、普通にロータコア１０内部に冷媒を流す場合に比べて、永久磁石１１に対しての冷却性能が高く、温度の上昇によって磁石が滅磁するのを防止できる。そして、この冷却構造は、ロータコア１０内に埋め込む永久磁石１１の配置がＶ字配置などになっても、フラックスバリア４２が存在する限り有効である。

このように、このモータ１の冷却構造は、永久磁石１１と接するフラックスバリア４２に冷媒が流れ、永久磁石１１が直接冷媒に接することができるので、冷却性能を高めることが可能である。これにより、このモータ１の冷却構造は、永久磁石１１の温度上昇を抑制することができるので、減磁するのを防止することが可能であり、モータ１の出力性能の低下を防止することができる。さらに、このモータ１の冷却構造は、専用の冷媒通路をロータコア１０内に新たに設ける必要がないので、ロータ３の強度や、モータ特性に影響を及ぼすことがなく、モータ性能の劣化を防止することができる。

また、前記冷媒通路４６・４７は、フラックスバリア４２を通過した冷媒が、ロータコア１０の両端と接するように形成された端板１２・１３に沿って径外方向に流れた後、ステータ４のステータ巻線１６へ直接飛散するように形成されている。
この冷却構造では、冷媒が端板１２・１３のフラックスバリア用外側冷媒溝３１・３７からステータ巻線１６に向って飛散するため、飛散した冷媒が発熱源であるステータ巻線１６を直接冷却することが可能で、さらにロータ３の回転速度が上がると遠心力によって飛散する冷媒の勢いと量が増すため、冷却性能がさらに高まる。加えて、この冷却構造は、ロータ３の回転速度が上がると、遠心力が大きくなることでロータコア１０内を通過する冷媒の流速が速くなるため、中・高速回転領域でモータ１の鉄損が増加した場合でも、それにあわせて冷却性能が高まる。
この冷却構造を用いることで、永久磁石１１とステータ巻線１６の温度上昇を低減させることができ、そのためモータ１の連続定格出力の向上、すなわち、モータ性能を向上させることが可能になる。

このように、このモータ１の冷却構造は、フラックスバリア４２を通過した冷媒がステータ４のステータ巻線１６を直接冷却しているので、ステータ４の冷却性能を高めることが可能である。これにより、このモータ１の冷却構造は、ロータ３の回転速度が上昇するにしたがって、ステータ４に飛散する冷媒の量、及び強さが増加するので、さらにステータ４の冷却性能を高めることが可能である。

さらに、このモータ１の冷却構造は、ロータ３の長円肉抜き孔４３に冷媒を流通させている。
ポンプ１７から吐出側通路１９、シャフト用冷媒通路２１、シャフト用冷媒孔２２を介してロータ軸８内部に供給された冷媒は、図１に示すように、ロータ軸８のロータ用冷媒孔２７からロータ用冷媒溝２８に流入し、このロータ用冷媒溝２８の軸方向一側に連通する端板１２の肉抜き孔用内側冷媒溝３２から、ロータコア１０の長円肉抜き孔４３を介して、軸方向他側の端板１３の肉抜き孔用外側冷媒溝３９に流れ、端板１３の外周縁に開口する肉抜き孔用外側冷媒溝３９からステータ４のステータ巻線１６に向かって飛散される。ステータ巻線１６に飛散された冷媒は、モータハウジング２内の周壁７の最下部に落下し、ステータ用冷媒溝４５により吸入側通路１８に導かれ、ポンプ１７に吸入されて再び吐出側通路１９に吐出される。
これにより、このモータ１の冷却構造は、冷媒供給用シャフト２０のシャフト用冷媒通路２１に連通するシャフト用冷媒孔２２から供給された冷媒を、ロータ用冷媒孔２７、ロータ用冷媒溝２８、肉抜き孔用内側冷媒溝３２、長円肉抜き孔４３、肉抜き孔用外側冷媒溝３９から構成される冷媒通路４８によって、ロータコア１０内部に供給する。

また、前記ロータ軸８内部に供給された冷媒は、図２に示すように、図１に示すロータ用冷媒孔２７と直交する位置のロータ用冷媒孔２７からロータ用冷媒溝２８に流入し、このロータ用冷媒溝２８の軸方向他側に連通する端板１３の肉抜き孔用内側冷媒溝３８から、ロータコア１０の長円肉抜き孔４３を介して、軸方向一側の端板１２の肉抜き孔用外側冷媒溝３３に流れ、端板１２の外周縁に開口する肉抜き孔用外側冷媒溝３３からステータ４のステータ巻線１６に向かって飛散される。ステータ巻線１６に飛散された冷媒は、モータハウジング２内の周壁７の最下部に落下して吸入側通路１８に導かれ、ポンプ１７に吸入されて再び吐出側通路１９に吐出される。
これにより、このモータ１の冷却構造は、冷媒供給用シャフト２０のシャフト用冷媒通路２１に連通するシャフト用冷媒孔２２から供給された冷媒を、ロータ用冷媒孔２７、ロータ用冷媒溝２８、肉抜き孔用内側冷媒溝３８、長円肉抜き孔４３、肉抜き孔用外側冷媒溝３３から構成される冷媒通路４９によって、ロータコア１０内部に供給する。

このように、このモータ１の冷却構造は、軽量化のための長円肉抜き孔４３を冷媒通路４８・４９の一部として利用して冷媒を流し、ロータコア１０及び永久磁石１１を冷却することができる。これにより、このモータ１の冷却構造は、専用の冷媒通路をロータコア１０内に新たに設ける必要がないので、ロータ３の強度や、モータ特性に影響を及ぼすことがなく、モータ性能の劣化を防止することができる。また、このモータ１の冷却構造は、長円肉抜き孔４３を通過した冷媒がステータ４のステータ巻線１６を直接冷却しているので、ステータ４の冷却性能を高めることが可能である。

この発明のモータの冷却構造は、発熱により減磁を防止してモータの出力性能の低下を防止し、専用の冷媒通路をロータコア内に新たに設ける必要がなく、ロータの強度やモータ特性に影響を及ぼすことがなく、モータ性能の劣化を防止することができるものであり、モータを動力源として利用する各種の機械に適用することができる。

冷媒通路を示すモータの断面図である。冷媒通路を示すモータの一部破断斜視図である。ロータ軸の斜視図である。一側の端板の斜視図である。他側の端板の斜視図である。端板を組み付けた状態のロータ軸の斜視図である。永久磁石を埋め込んだロータコアの側面図である。

符号の説明

１モータ
２モータハウジング
３ロータ
４ステータ
８ロータ軸
１０ロータコア
１１永久磁石
１２端板
１３端板
１５ステータコア
１６ステータ巻線
１７ポンプ
２０冷媒供給用シャフト
４２フラックスバリア
４３長円肉抜き孔
４６冷媒通路
４７冷媒通路

Claims

ロータコアに永久磁石を埋め込んだロータと、このロータを支持するロータ軸と、ステータを固定したモータハウジングとを備え、
前記ロータ軸内部に形成された冷媒供給用シャフトから供給された冷媒を、前記ロータコア内部に供給する冷媒通路を備えたモータの冷却構造において、
前記ロータ軸は、前記冷媒供給用シャフトから供給された前記冷媒を前記ロータコアの内周縁に供給するロータ用冷媒孔を備え、
前記ロータ用冷媒孔から供給された前記冷媒は、前記ロータ軸の軸方向端部の両側に位置する軸方向の一方に向かって前記ロータコアの内周縁に沿って流通させ、その後前記ロータコアに埋め込まれた永久磁石と接するフラックスバリアを、前記冷媒通路の一部として前記冷媒を前記軸方向の一方から前記軸方向の他方に向かって流通させたことを特徴とするモータの冷却構造。
前記ロータコアの軸方向の両端と接するように形成された端板を設け、
前記端板は、前記端板の径方向に沿って延びて前記端板の外周縁に開口するフラックスバリア用外側冷媒溝を備え、
前記冷媒通路は、フラックスバリアを通過した冷媒が、前記フラックスバリア用外側冷媒溝を流れてステータへ直接飛散するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータの冷却構造。
前記冷媒は前記冷媒供給用シャフトの１つの軸方向長さ位置より供給され、
複数存在する前記フラックスバリアのうちの一方のフラックスバリアでは冷媒が前記ロータコアの軸方向一側から軸方向他側に向けて流通し、その後前記冷媒が前記軸方向他側の前記端板の前記フラックスバリア用外側冷媒溝を流通するよう形成し、他方のフラックスバリアでは冷媒が前記ロータコアの軸方向他側から軸方向一側に向けて流通し、その後前記冷媒が前記軸方向一側の前記端板の前記フラックスバリア用外側冷媒溝を流通するように形成したことを特徴とする請求項２に記載のモータの冷却構造。」