JP5210655B2

JP5210655B2 - 電動機の冷却構造

Info

Publication number: JP5210655B2
Application number: JP2008038944A
Authority: JP
Inventors: 英樹森田; 昭博渡辺; 宏光高松
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-02-20
Also published as: JP2009201216A

Description

この発明は、ステータを冷却液によって冷却する電動機の冷却構造に関するものである。

車両の駆動用等に用いられる電動機として、円環状のステータコアの内周面に軸方向に沿う複数のスリットが設けられ、そのスリットを介してステータコアにステータコイルが巻回されるとともに、ステータコアの軸方向の端部に、ステータコイルとステータコアの端面を被う円環状の被い部材であるオイルジャケットが取り付けられ、そのオイルジャケットの内部に冷却液を導入することによってステータコイルとステータコアを冷却するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３６６１５２９号公報

しかしながら、この従来の電動機の冷却構造においては、ステータコイルとステータコアを軸方向の端面側で冷却するために、ステータコアと別体の専用のオイルジャケットをステータコアに取付けなければならず、部品点数が増加し、製品コストの高騰の原因となり易い。

また、電動機のステータとして、軸方向に沿うコイル収容スロットを有する断面略扇状の複数のコアブロックを設け、各コアブロックのコイル収容スロットを含む周域に、弾性絶縁部材を介してステータコイルを巻回し、こうしてステータコイルを巻回した複数のコアブロックを、円環状に配置して略円筒状のステータホルダの内周に圧入固定したものがある。
現在、このような複雑なステータ構造を採用する電動機において、ステータコイルとコアブロックを冷却液によって効率良く冷却することを検討しているが、上記従来の技術をそのまま適用するとさらに部品点数が増加してしまう。このため、この種の電動機において、部品点数の増加を来たすことなく、ステータコイルとコアブロックを効率良く冷却し得る冷却構造の案出が望まれている。

そこで、この発明は、部品点数の増加を来たすことなく、ステータコイルとコアブロックの冷却効率を向上させることのできる電動機の冷却構造を提供するものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、ロータ（例えば、後述の実施形態におけるロータ１５）の外周に臨んで配置されるステータ（例えば、後述の実施形態におけるステータ１４）が、軸方向に沿うコイル収容スロット（例えば、後述の実施形態におけるコイル収容スロット８９）を有する断面略扇状の複数のコアブロック（例えば、後述の実施形態におけるコアブロック８８）と、この各コアブロックの前記コイル収容スロットを含む周域に被着される弾性絶縁部材（例えば、後述の実施形態におけるインシュレータラバー９０）と、この弾性絶縁部材を介して前記各コアブロックのコイル収容スロットを含む周域に巻回されるステータコイル（例えば、後述の実施形態におけるステータコイル９１）と、を備え、前記弾性絶縁部材を介してステータコイルが巻回された前記複数のコアブロックを、円環状に配置して、略円筒状のステータホルダ（例えば、後述の実施形態におけるステータホルダ９３）の内周に圧入するとともに、そのステータホルダをハウジング（例えば、後述の実施形態におけるハウジング１１）に固定し、前記ステータを冷却液によって冷却する電動機の冷却構造であって、前記ステータホルダの軸方向の端部に、前記コアブロックとステータコイルの軸方向の端部を覆う環状端部壁（例えば、後述の実施形態における環状端部壁９３ｂ）を延設し、前記コアブロックに被着される複数の弾性絶縁部材の径方向内側の側縁部を隣接するもの同士で接触接続させるとともに前記環状端部壁と同側の軸方向の端部を延出させて環状内周壁（例えば、後述の実施形態における環状内周壁９７）を形成し、この環状内周壁を前記ステータホルダの環状端部壁に嵌合し、前記環状内周壁と環状端部壁によって冷却液を貯留する貯留室（例えば、後述の実施形態における貯留室９９）を形成したことを特徴とする。
これにより、複数の弾性絶縁部材から成る環状内周壁と、ステータホルダに延設された環状端部壁とが嵌合されて貯留室が形成され、その貯留室に貯留された冷却液によってステータコイルとコアブロックが冷却されるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動機の冷却構造において、前記環状端部壁に嵌合される環状内周壁の端部に傾斜面（例えば、後述の実施形態における傾斜面９７ａ）を設けたことを特徴とする。
これにより、ステータホルダ側の環状端部壁に弾性絶縁部材から成る環状内周壁を嵌合する場合には、環状内周壁の端部の傾斜面による案内作用を利用して嵌合を行うことが可能になる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電動機の冷却構造において、前記隣接する弾性絶縁部材の径方向内側の側縁部に、隣接するもの同士が凹凸係合するように凹凸部（例えば、後述の実施形態における凹凸部９８ａ，９８ｂ）を形成したことを特徴とする。
これにより、隣接する弾性絶縁部材の径方向内側の側縁部は凹凸部同士の係合によって接触状態が確実に維持されるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機の冷却構造において、前記貯留室に軸方向で隣接する位置に、前記ハウジングの周壁から径方向内側に延出するセンサ支持壁（例えば、後述の実施形態におけるセンサ支持壁６１）を設け、このセンサ支持壁に、前記ロータの回転を検出する回転センサ（例えば、後述の実施形態におけるレゾルバ２０）を取り付けるとともに前記ステータホルダの環状端部壁を取り付けたことを特徴とする。
これにより、ステータホルダはハウジングの周壁よりも径方向内側位置においてハウジングに支持固定されるようになる。

請求項１に記載の発明によれば、コアブロックに被着される複数の弾性絶縁部材から成る環状内周壁と、コアブロック保持用のステータホルダに延設された環状端部壁を嵌合することで、冷却液を貯留する貯留室を形成したため、部品点数の増加を来たすことなく、貯留室内の冷却液によってステータコイルとコアブロックとを効率良く冷却することができる。

請求項２に記載の発明によれば、環状端部壁に環状内周壁を嵌合する際に、環状内周壁の傾斜面による案内作用を利用して嵌合を行うことができるため、環状内周壁を環状端部壁に対して容易に、かつ確実に嵌合させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、隣接する弾性絶縁部材の径方向内側の側縁部同士を凹凸部による係合によって接触状態に維持できるため、隣接する弾性絶縁部材の隙間からの冷却液の漏出を確実に抑制することができる。

請求項４に記載の発明によれば、ハウジングの周壁から径方向内側に延出するセンサ支持壁にステータホルダの環状端部壁を固定したため、ステータホルダの取付部を、ステータホルダの周壁から径方向外側に張り出させる必要がなく、その分、電動機全体の径をより小さくすることが可能になる。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
この発明にかかる電動機２は、例えば、図１に示すような車両３の駆動装置１に用いられる。
図１に示す車両３は、内燃機関４と前部電動機５が直列に接続された駆動ユニット６を有するハイブリッド車両であり、この駆動ユニット６の動力がトランスミッション７を介して前輪Ｗｆ側に伝達される一方で、この駆動ユニット６と別に設けられた駆動装置１の動力が後輪Ｗｒ側に伝達されるようになっている。駆動ユニット６の前部電動機５と後輪Ｗｒ駆動用の電動機２は、ＰＤＵ８（パワードライブユニット）を介してバッテリ９に接続され、バッテリ９からの電力供給と、各電動機５，２からバッテリ９へのエネルギー回生とが、ＰＤＵ８を介して行われるようになっている。

図２は、駆動装置１の全体の縦断面図である。図２において、１０Ａ，１０Ｂは、車両の後輪側の左右の車軸である。駆動装置１のハウジング１１は、両車軸１０Ａ，１０Ｂのほぼ中間位置から一方の車軸１０Ｂの外周側を覆うように設けられ、車両の後部下方に車軸１０Ａ，１０Ｂとともに支持固定されている。また、ハウジング１１は全体が略円筒状に形成され、その内部には、車軸駆動用の電動機２と、この電動機２の駆動回転を減速する遊星歯車式減速機１２と、この遊星歯車式減速機１２の出力を左右の車軸１０Ａ，１０Ｂに分配する差動装置１３とが、車軸１０Ａ，１０Ｂと同軸になるように収容配置されている。

ハウジング１１内の軸方向略中央位置には、電動機２の略円筒状のステータ１４が取り付けられ、このステータ１４の内周側に環状のロータ１５が回転可能に配置されている。ロータ１５の内周部には車軸１０Ｂの外周側を囲繞するロータシャフト１６が結合され、このロータシャフト１６が車軸１０Ｂと同軸となるように軸受１７ａ，１７ｂを介してハウジング１１内に回転可能に支持されている。また、ロータシャフト１６の外周とハウジング１１の間には、ロータ１５の回転位置情報を電動機２の制御コントローラ（図示せず）にフィードバックするためのレゾルバ２０（回転センサ）が設けられている。

遊星歯車式減速機１２は、ロータシャフト１６の一端側外周に一体に設けられたサンギヤ２１と、このサンギヤ２１に噛合される複数のプラネタリギヤ２２と、これらのプラネタリギヤ２２を支持するプラネタリキャリア２３と、プラネタリギヤ２２の外周側に噛合されるリングギヤ２４とを備えている。この遊星歯車式減速機１２では、サンギヤ２１から電動機２の駆動力が入力され、減速された駆動力がプラネタリキャリア２３を通して出力される。

プラネタリギヤ２２は、サンギヤ２１に直接噛合される大径の第１ギヤ２６と、この第１ギヤ２６よりも小径の第２ギヤ２７を有している。これらの第１ギヤ２６および第２ギヤ２７は、同軸状にかつ軸方向にオフセットした状態で一体に形成されている。リングギヤ２４は、ハウジング１１内の第１ギヤ２６の軸方向側方に対面する位置に固定設置され、その内周面が小径の第２ギヤ２７に噛合されている。この実施形態の場合、リングギヤ２４の最大半径は、第１ギヤ２６の車軸１０Ｂの中心からの最大距離よりも小さくなるように設定されている。

一方、差動装置１３は、回転可能なピニオン３０が内面側に突設されたディファレンシャルケース３１と、このディファレンシャルケース３１内においてピニオン３０に噛合される一対のサイドギヤ３２ａ，３２ｂとを備え、これらの各サイドギヤ３２ａ，３２ｂが左右の車軸１０Ａ，１０Ｂに夫々結合されている。ディファレンシャルケース３１の外側面には、遊星歯車式減速機１２のプラネタリキャリア２３が一体に結合されている。なお、ディファレンシャルケース３１はハウジング１１内に回転可能に支持されている。

ところで、車軸１０Ｂは、一端に差動装置１３の前記サイドギヤ３２ｂが設けられる第１軸３４と、この第１軸３４の他端に一体回転可能に結合された接続ハブ３５と、ハウジング１１内の差動装置１３と逆側の軸方向の端部に回転可能に設けられた第２軸３６とを備え、第２軸３６が右側車輪（図示せず）に接続されている。そして、接続ハブ３５と第２軸３６とが、断接手段であるシンクロメッシュ機構３７を介して、接続状態と遮断状態を任意に変更し得るようになっている。なお、図２においては、シンクロメッシュ機構３７において接続ハブ３５と第２軸３６とが遮断された状態を示している。

シンクロメッシュ機構３７は、所謂トリプルコーン式のシンクロメッシュ機構であり、接続ハブ３５のフランジ部と第２軸３６のフランジ部との間に、３層の摩擦伝達部材４７を備えている。このシンクロメッシュ機構３７では、制御ピストン５０によってシンクロスリーブ４９が接続ハブ３５方向に操作されたときに、３層の摩擦伝達部材４７が隣接する各テーパ面を通して摩擦接触する。これにより、接続ハブ３５と第２軸３６の間に回転速度差がある場合には、その回転速度差が各テーパ面間の摩擦抵抗によって漸減される。そして、接続ハブ３５と第２軸３６の回転速度差が充分に低くなり、さらにシンクロスリーブ４９が接続ハブ３５方向に操作されると、シンクロスリーブ４９の内周面に形成された内スプライン（符号省略）が、第２軸３６の最外周のスプラインギヤ（符号省略）および接続ハブ３５の最外周のスプラインギヤ（符号省略）に跨って噛合する。この結果、第１軸３４および接続ハブ３５と、第２軸３６とは一体に結合されることになる。

一方、第１軸３４および接続ハブ３５と、第２軸３６とが結合された状態から、シンクロスリーブ４９が制御ピストン５０によって接続ハブ３５から離間する方向に操作されると、シンクロスリーブ４９の内スプラインと接続ハブ３５のスプラインギヤとの噛合が解除される。これにより、第１軸３４および接続ハブ３５と、第２軸３６との接続は遮断されることになる。なお、制御ピストン５０およびシンクロスリーブ４９は、接続側作動室５７に高圧油を供給することで接続ハブ３５側に移動し、解除側作動室５６に高圧油を供給することで第２軸３６側に移動するようになっている。

また、ハウジング１１内の電動機２とシンクロメッシュ機構の３７の間には、オイルポンプ７５が固定設置されている。このオイルポンプ７５は、電動機２の駆動力を受けて作動するポンプであり、例えばトロコイド型のポンプによって構成されている。オイルポンプ７５は、ハウジング１１内の底部から潤滑冷却液（以下、「オイル」と呼ぶ）を汲み上げて、シンクロメッシュ機構３７の作動室５６，５７や、ハウジング１１内の潤滑冷却通路やタンク８０への戻し通路に供給する。潤滑や冷却に使用されたオイルは、ハウジング１１内の底部に回収される。なお、ハウジング１１の底部のうちの、電動機２の回転軸線よりも車両前方側にオフセットした位置には、オイルポンプ７５の吸入部を構成するストレーナ７８が配置されている。

図３〜図５は、駆動装置１の電動機２部分の断面図である。
これらの図に示すように、ロータ１５は、ロータシャフト１６の外周にスプライン結合される略円筒状のロータ基体４０の外周に、永久磁石４１を保持する円環状のロータヨーク４２が取り付けられている。

図６は、ロータ基体４０の単体の縦断面図であり、図７は、図６のＡ矢視図である。
これらの図と図３〜図５に示すように、ロータ基体４０は、軸方向の略中央領域にロータシャフト１６に圧入されるボス部４３が設けられ、このボス部４３の軸方向の前後位置に、それぞれ小径の環状凹部４４と大径の環状凹部４５が設けられている。ボス部４３の外周域には、小径の環状凹部４４と大径の環状凹部４５を軸方向で連通する断面略扇形状の複数の貫通孔４６が周方向等間隔に設けられている。この各貫通孔４６の径方向外側の壁は、小径の環状凹部４４側から大径の環状凹部４５側に向かって径方向外側にテーパ状に拡がって傾斜しており、その傾斜面が小径の環状凹部４４側に流入したオイルを遠心力によって大径の環状凹部４５側に誘導する誘導斜面４６ａとなっている。

また、ロータ基体４０に設けられる貫通孔４６は、ロータヨーク４２上の永久磁石４１の存在する角度領域に対応して形成されている。そして、小径の環状凹部４４の外周面のうちの、ロータヨーク４２上の永久磁石４１の存在する角度領域には、前記各貫通孔４６に連続するように複数の窪み部５２が形成されている。したがって、ロータ基体４０の大径の環状凹部４５領域を除く円周方向の肉厚は、永久磁石４１の存在する角度領域に対応して部分的に薄くなっている。また、ロータ基体４０の軸方向の肉厚は小径の環状凹部４４側から大径の環状凹部４５側に向かって次第に薄くなっている。なお、この実施形態においては、環状凹部４４，４５と貫通孔４６がロータ１５の内側に形成される孔を構成している。

また、図８は、ロータ１５の環状凹部４５側の軸方向の端部を示す拡大断面図である。
同図と図３〜図５に示すように、ロータヨーク４２は、円環状の複数の珪素鋼板が軸方向に重合されて成り、ロータ基体４０の外周に嵌合された状態において両端部が抜け止めされている。図８に示すように、ロータヨーク４２の環状凹部４５側の端部は端面板５３と固定リング５４を介してロータ基体４０に固定されているが、こうしてロータヨーク４２を固定した固定リング５４の端部は、ロータ基体４０の軸方向の端部から外側に突出している。そして、固定リング５４のロータ基体４０から突出する側の端部の外周コーナー５４ａはエッジ形状（この例の場合、直角なエッジ形状）となっている。なお、外周コーナー５４ａは、さらに鋭角的なエッジ形状であっても良い。

ハウジング１１には、図２〜図５に示すように、遊星歯車式減速機１２の収容空間と電動機２の収容空間を仕切れるように略円板状の支持壁６０が延設されるとともに、電動機２の収容空間とオイルポンプ７５の収容空間を仕切るように略円板状のセンサ支持壁６１が取り付けられている。支持壁６０とセンサ支持壁６１の各内周面には軸受１７ａ，１７ｂが取り付けられ、ロータシャフト１６の外周面がこれらの軸受１７ａ，１７ｂを介してハウジング１１に支持されている。

ロータシャフト１６の内側には、車軸１０Ｂの内部を通じてオイルポンプ７５から送られたオイルをハウジング１１内の各部に供給するための供給通路３３が軸方向に沿って形成されている。ロータシャフト１６の周壁のうちの、電動機２の収容空間側で軸受１９ａ，１９ｂにそれぞれ隣接する位置には、供給通路３３からオイルを外側に吐出するための第１の供給口６３と第２の供給口６４が形成されている。そして、ロータシャフト１６の周壁のうちの、第１の供給口６３よりもロータ１５の軸方向の中心側にオフセットした位置には、第３の供給口６５が形成されている。

一方の軸受１７ａを支持する支持壁６０の内周縁部は、図３〜図５に示すように、ロータ基体４０の軸方向の端面に軸方向で対向するように配置され、ロータ基体４０の端面に対向する位置には、ロータ基体４０側に膨出する環状係止部６６ａが形成されている。この環状係止部６６ａには、軸受１７ａのアウター側から第１の供給口６３の径方向外側領域に延出して、第１の供給口６３から吐出されたオイルを軸受１７ａ方向に誘導する環状の誘導部材６７ａが取付けられている。
また、センサ支持壁６１の内周縁部は、ロータ基体４０の大径の環状凹部４５の内側方向に屈曲し、その屈曲部分の内側に軸受１７ｂが支持されるとともに、屈曲部分の先端側に環状係止部６６ｂが形成されている。環状係止部６６ｂには、軸受１７ｂのアウター側から第２の突出孔６４の径方向外側領域に延出して、第２の供給口６４から吐出されたオイルを軸受１７ｂ方向に誘導する環状の誘導部材６７ｂが取付けられている。

誘導部材６７ａ，６７ｂはほぼ同様の構造とされているため、以下では、誘導部材６７ａを示す図４を参照して両誘導部材６７ａ，６７ｂの構造について説明する。
誘導部材６７ａ，６７ｂは、環状係止部６６ａ，６６ｂに挟持固定される断面略コ字状の係止部６８が外周縁に形成され、係止部６８の内周縁から先細りテーパ状に延出するガイド斜面６９が延設されるとともに、ガイド斜面６９の先端部に径方向内側に延出する屈曲端面７０が設けられている。そして、各誘導部材６７ａ，６７ｂの係止部６８とガイド斜面６９の連接部には、ロータ１５側から見て軸受１７ａ，１７ｂ方向に窪む環状凹部７１が設けられている。支持壁６０側の誘導部材６７ａの環状凹部７１は、誘導部材６７ａが支持壁６０に取り付けられた状態において、ロータ基体４０の端部との間でラビリンス溝７２を形成するようになっている。
なお、この実施形態の場合、ロータシャフト１６上の第１の供給口６３と第２の供給口６４は、軸受１７ａ，１７ｂのインナーを係止する環状突起７３部分に形成されており、各誘導部材６７ａ，６７ｂの屈曲端面７０は環状突起７３の軸方向に傾斜した端面と径方向でほぼラップする位置まで延出している。

図９は、センサ支持壁６１の単体をオイルポンプ７５の収容空間側（以下、「外側」と呼ぶ。）から見た正面図である。
同図と図３，図５に示すように、センサ支持壁６１の外側の端面には内周側が窪んだ段差面８２が形成され、その段差面８２にレゾルバ２０が取り付けられるようになっている。また、センサ支持壁６１の段差面８２には、センサ支持壁６１を厚み方向に貫通する円弧状の内側排出口８３…が形成され、さらに、段差面８２よりも径方向外側領域には同様に支持壁６１を厚み方向に貫通する円弧状の外側排出口８４…が形成されている。

また、センサ支持壁６１の内側面のうちの、内側排出口８３…と外側排出口８４…の中間位置には軸方向に突出する環状凸部８５が設けられ、その環状凸部８５がロータ基体１４の端部の固定リング５４の外周側を囲繞するように配置されている。センサ支持壁６１は、軸受１７ｂを支持する内周縁部の一部がロータ基体４０の内側に入り込み、内周側から外側排出口８４に至る内側面がロータ１５の端面に隙間をもって対峙している。このセンサ支持壁６１とロータ１５の間の隙間と、センサ支持壁６１の内側排出口８３および外側排出口８４は、ロータ１５の内側から電動機２の外部にオイルを排出するための排出通路８６を構成している。

図３には、ロータシャフト１６の第１〜第３の吐出口６３〜６５から吐出されたオイルの主な流通路が矢印で示されている。ここで、この主なオイルの流通路を簡単に説明すると、第１の吐出口６３と第２の吐出口６４から吐出されたオイルは、主に、誘導部材６７ａ，６７ｂに案内されて隣接する軸孔１７ａ，１７ｂに供給され、残余のオイルと第３の吐出口６５から吐出されたオイルはロータ１５の内周側をセンサ支持壁６１側に流れ、排出通路８６を通って外部に排出されるようになっている。

一方、ステータ１４は、図１０，図１１に示すように、断面略扇状の複数のコアブロック８８…が円環状に突き合わされて成り、各コアブロック８８の軸方向に沿う両側の側面にはコイル収容スロット８９が形成されている。また、各コアブロック８８は略扇形状の珪素鋼板が軸方向に積層されて構成されている。そして、コアブロック８８には、コイル収容スロット８９を通る周域を囲むように矩形環状のインシュレータラバー９０（弾性絶縁部材）が被着され、そのインシュレータラバー９０を介してステータコイル９１が巻回されている。

こうして、インシュレータラバー９０を介してステータコイル９１を巻回された複数のコアブロック８８…は円環状に配置され、図３〜図５に示すように、ステータホルダ９３の円筒状の周壁９３ａ内に圧入状態で保持されている。ステータホルダ９３は、周壁９３ａのうちのコアブロック８８…の嵌入される底部側に、径方向内側方向に屈曲してコアブロック８８とステータコイル９１の軸方向の端面を覆う環状端部壁９３ｂが延設されている。そして、この環状端部壁９３ｂはセンサ支持壁６１の外周縁の端面に突き当てられ、ボルト８７によってセンサ支持壁６１に締結固定されている。また、環状端部壁９３ｂの径方向内側の端縁には、コアブロック８８に対向する向きに屈曲した円筒フランジ９３ｃが設けられている。

図１２は、ステータコイル９１を巻回した隣接する２つのインシュレータラバー９０を径方向外側から見たものであり、図１３は同じ２つのインシュレータラバー９０を径方向内側から見たものである。
インシュレータラバー９０は、軸方向で２分された２つの分割片９２Ａ，９２Ｂによって構成され、支持壁６０側に配置される分割片９２Ａとセンサ支持壁６１側に配置される分割片９２Ｂとが、コアブロック８８に被着した状態において相互に嵌合されている。図１４，図１５は、インシュレータラバー９０の分割片９２Ａ，９２Ｂを分割した状態を示すものである。

インシュレータラバー９０は、矩形環状の各側壁の上下（ステータ１４の径方向外側と内側）にステータコイル９１を保持するためのフランジが延設され、各側壁の断面がチャンネル形状となっている。ここで、インシュレータラバー９０の軸方向に沿う両側の側壁の上下のフランジを上側部フランジ９４ａと下側部フランジ９４ｂと呼び、軸方向の一端側（分割片９２Ａ側）の上下のフランジを上端部フランジ９５ａと下端部フランジ９５ｂ、軸方向の他端側（分割片９２Ｂ側）の上下のフランジを上端部フランジ９６ａと下端部フランジ９６ｂと呼ぶものとすると、円周方向で隣接するインシュレータラバー９０の上側部フランジ９４ａ同士と下側部フランジ９４ｂ同士は相互に重合され、同様に、軸方向の一端側の上端部フランジ９５ａの側縁部同士と下端部フランジ９５ｂの側縁部同士、軸方向の他端側の上端部フランジ９６ａの側縁部同士と下端部フランジ９６ｂの側縁部同士も重合されるようになっている。したがって、インシュレータラバー９０は、全コアブロック８８が円環状に組み付けられた状態において略円筒形状を成すようになっている。そして、全インシュレータラバー９０の軸方向の他端側の下端部フランジ９６ｂが重合されて形成された円筒壁は、コアブロック８８の端面の内周端の近傍からセンサ支持壁６１方向に延出する環状内周壁９７（図３，図５，図１０参照）を構成している。

また、軸方向の他端側の下端部フランジ９６ｂの側縁部には、図１６に示すように、重合される隣接するもの同士が係合される凹凸部９８ａ，９８ｂが形成されている。具体的には、重合される一方の下端部フランジ９６ｂには下面側に凹形状が設けられ、他方の下端部フランジ９６ｂには上面側に凹形状が設けられている。また、下側部フランジ９４ａと下端部フランジ９５ｂ、さらに後述する屈曲片１０２にも、同様に、重合される隣接されるもの同士が凹凸係合される凹凸部が形成されている。

また、インシュレータラバー９０による環状内周壁９７は、図３，図５に示すように、インシュレータラバー９０がコアブロック８８とともにステータホルダ９３に組み付けられた状態において、ステータホルダ９３側の環状端部壁９３ｂの円筒フランジ９３ｃに径方向内側から重合されるように嵌合され、それによって環状端部壁９３ｂと環状内周壁９７によって囲まれた円環状のオイルの貯留室９９を形成するようになっている。なお、環状内周壁９７（下端部フランジ９６ｂ）の先端部の外周コーナーには、図１７に拡大して示すように先細り状に傾斜面９７ａが形成されている。このため、環状内周壁９７を環状端部壁９３ｂの円筒フランジ９３ｃ内に嵌入する際には傾斜面９７ａによる案内作用を利用することができる。

さらに、ステータホルダ９３の貯留室９９の頂部に臨む位置には供給孔１００が設けられ、オイルポンプ７５から供給されたオイルがこの供給孔１００を介して貯留室９９内に供給されるようになっている。また、ステータホルダ９３の貯留室９９の下端部に臨む位置には、貯留室９９内に貯留されたオイルをハウジング１１の底部に排出する排出孔１０１が形成されている。

また、インシュレータラバー９０の軸方向の一端側（分割片９２Ａ側）の端部には、図１２〜図１４に示すように、下端部フランジ９５ｂから分岐して下方に略Ｌ字状に屈曲した屈曲片１０２が延設されている。この屈曲片１０２は、コアブロック８８が円環状に組み付けられた状態において円筒壁１０３（図３〜図５参照）を形成する。円筒壁１０３は、外周側にステータコイル９１の中性点を連結する中性点バスリング１０５を保持するとともに、内周面が支持壁６０に突設された環状突起１０４に密接するようになっている。

また、ステータ１４がステータホルダ９３を介してハウジング１１（センサ支持壁６１）に固定された状態では、インシュレータラバー９０に保持されたステータコイル９１がステータ１４の軸方向の一端側に露出しているが、支持壁６０のうちの、ステータコイル９１の露出部の最上部位置に対向する位置には、オイルポンプ７５から供給されたオイルが吐出される供給孔１０６が設けられている。

ところで、各インシュレータラバー９０は前述したように２つの分割片９２Ａ，９２Ｂによって構成され、図１４，１５に示すように分割片９２Ａの端部に形成された凹部１０７に分割片９２Ｂの端部に形成された凸部１０８が嵌合接続されている。分割片９２Ａと９２Ｂは、凹部１０７と凸部１０８の嵌合によって外表面がほぼ面一となっている。そして、各インシュレータラバー９０は、ステータ１４とロータ１５の間のエアギャップＧに臨む径方向内側の面において、支持壁６０側に配置される分割片９２Ａの端部がセンサ支持壁６１側に配置される分割片９２Ｂの端部に径方向内側から重合されている。

また、各インシュレータラバー９０のエアギャップＧに臨む径方向内側の面（下側部フランジ８４ｂの径方向内側の面）は、図１１，図１８に示すように、分割片９２Ｂ側（センサ支持壁６１側）の軸方向の端部が他方の分割片９２Ａ側（支持壁６０側）の軸方向の端部がよりも径方向外側になるように傾斜している。図１８は、ステータホルダ９３を介してハウジング１１に取り付けられたときに最下端位置に配置されるインシュレータラバー９０をステータ１４の軸方向に沿う水平基準線Ｒとともに示すものであるが、最下端位置とその近傍に配置されるインシュレータラバー９０は、分割片９２Ｂ側の軸方向の端部が他方の分割片９２Ａ側の軸方向の端部よりも下方側に傾斜している。したがって、最下端位置とその近傍に配置されるインシュレータラバー９０のエアギャップＧに臨む面に滴下したオイルは、図５中の矢印に示すように、その面の傾斜に沿ってセンサ支持壁６１側に排出される。

ここで、分割片９２Ａと９２Ｂの端部は、前述のように分割片９２Ａ側が分割片９２Ｂに対して径方向内側から重合されるように嵌合されているため、エアギャップＧに臨む面において、オイルが図５中の矢印に示すように支持壁６０側からセンサ支持壁６１方向に流れるときには、オイルの流れが分割片９２Ａと９２Ｂのつなぎ目１０９部分をめくれ上がらせないようになる。

以上の構成において、オイルポンプ７５から吐出されたオイルがロータシャフト１６の第１の供給口６３と第２の供給口６４から電動機２の内部に吐出されると、両供給口６３，６４から吐出されたオイルが環状の誘導部材６７ａ，６７ｂのガイド斜面６９に当たり、ガイド斜面６９に沿って軸受１７ａ，１７ｂに供給される。軸受１７ａ，１７ｂに供給されたオイルはその内部を通過し、軸受１７ａ，１７ｂを介して支持壁６０，６１の外側に排出される。

また、第１，第２の供給口６３，６４から吐出されて誘導部材６７ａ，６７ｂの屈曲端部７０から溢れたオイルは遠心力によってロータ１５（ロータヨーク４２）の内周面側に流出する。一方、ロータシャフト１６の第３の供給口６５から吐出されたオイルはロータ１５の環状凹部４４の内周面に直接的に流入する。
そして、こうして第３の供給口６５や第１，第２の供給口６３，６４を通してロータ１５の内周面に流入したオイルは、ロータ１５の回転に伴う遠心力を受けて殆どがロータ１５の内周面の軸方向の傾斜（誘導斜面４６）に沿ってセンサ支持壁６１方向へと流れ、この間にロータ１５を内周側から冷却する。

なお、ロータ１５の内周面に流入したオイルの一部はロータ１５の支持壁６０側の端部に回り込むことがあるが、このとき、そのオイルの多くは誘導部材６７ａの環状凹部７１とロータ１５の端部との間のラビリンス溝７２によって捕捉される。したがって、大量のオイルがロータ１５の支持壁６０側の端面を回り込んで急激にエアギャップＧに流入することはない。また、ラビリンス溝７２は環状に形成されているため、ラビリンス溝７２で捕捉されたオイルは同溝７２に沿って鉛直下方に流下してエアギャップＧの下方領域に流れ込むが、最下端位置付近でエアギャップＧに臨むインシュレータラバー９０の径方向内側の面が前述のように支持壁６０からセンサ支持壁６１方向に下方傾斜しているため、エアギャップＧに流れ込んだオイルは速やかにセンサ支持壁６１側に排出される。

また、ロータ１５の内周面からセンサ支持壁６１方向に流出したオイルは、ロータ１５の端部とセンサ支持壁６１の間の排出通路８６を流れ、センサ支持壁６１に形成された排出口８３，８４を介して電動機２の外部に排出される。この間、オイルはロータ１５の軸方向の端面を冷却する。

ここで、センサ支持壁６１の内側排出口８３と外側排出口８４の間には、固定リング５４の外周側でロータ１５の端面方向に突出する環状凸部５２が設けられているため、多くのオイルが内側排出口８３を通って電動機２の外部に排出される。また、外側排出口８４は環状凸部８５の外周側でエアギャップＧに対向する位置に形成されているため、環状凸部５２の外周側に流出した殆どのオイルはエアギャップＧに流れ込まずに外側排出口８４を通して電動機２の外部に排出される。

また、環状凸部５２の外周側は、インシュレータラバー９０の環状内周壁９７とステータホルダ９１の環状端部壁９３ｂ（円筒フランジ９３ｃ）の嵌合部によって閉塞されているため、外側排出口８４に流出するオイルは環状内周壁９７側から環状端部壁９３ｂ方向へと流れる。このとき、環状内周壁９７は環状端部壁９３ｂに対して径方向内側から重合されて嵌合されているため、環状内周壁９７の端部はオイルの流れに対向しないことになる。このため、環状内周壁９７の端部はオイルの流れによってめくれ上がることがない。

一方、図５に示すように、オイルポンプ７５から供給されたオイルがステータホルダ９３のセンサ支持壁６１側の上部の供給孔１００から吐出されると、そのオイルはステータホルダ９３の環状端部壁９３ｂとインシュレータラバー９０の環状内周壁９７によって形成された貯留室９９に貯留され、貯留室９９内に臨むステータコイル９１の端部を直接冷却するとともにインシュレータラバー９０を介して各コアブロック８８を冷却する。そして、貯留室９９に流入したオイルの一部は各コアブロック８８のステータコイル９１の巻方向に沿ってステータ１４の軸方向の一端側（支持壁６０側）に流出し、その他は図５中の矢印で示すようにステータホルダ９３の下端の排出孔１０１を通して僅かずつハウジング１１の底部に排出される。
なお、オイルがステータコイル９１の巻方向に沿ってステータ１４の軸方向の一端側に流れる際には、ステータコイル９１のうちのステータ１４の軸方向に沿う領域をオイルが冷却する。

また、図５に同様に示すように、オイルポンプ７５から供給されたオイルが支持壁６０側の供給孔１０６から吐出されると、そのオイルはステータ１４の軸方向の一端側の最上部のステータコイル９１にかかり、最上部のステータコイル９１位置から円環状に連結されたインシュレータラバー９０の端部に沿って下方に流れ、総てのステータコイル９１の端面を冷却してハウジング１１の底部に排出される。また、このときステータ１４の軸方向の他端側の貯留室９９から各ステータコイル９１の巻方向に沿って一端側に流れ出たオイルも円環状に連結されたインシュレータラバー９０の端部に沿って下方に排出される。

以上のように、この駆動装置１に用いられる電動機２は、複数のコアブロック８８を円環状に突き合わせるときに、全インシュレータラバー９０の軸方向の端部によって環状内周壁９７が形成され、その環状内周壁９４がステータホルダ９３の端部に延設された環状端部壁９３ｂに嵌合されることで、ステータ１４の軸方向の一端側にステータコイル９１に臨んでオイルを貯留する貯留室９９が形成されているため、貯留室９９を形成するための専用の部品を追加することなく、ステータコイル９１とコアブロック８８をオイルによって効率良く冷却することができる。
特に、インシュレータラバー９０を介してステータコイル９１を巻回した断面略扇状のコアブロック８８が円環状のステータホルダ９３に圧入されるタイプの電動機２においては部品点数が非常に多くなるが、上記の構成を採用することにより、部品点数の増加を招かずにステータコイル９１とコアブロック８８の効率的な冷却を行うことができる。

この電動機２の場合、インシュレータラバー９０から成る環状内周壁９７の先端側の外周コーナーに傾斜面９７ａが形成されているため、ステータホルダ９３側の環状端部壁９３ｂに環状内周壁９７を嵌合する際に、傾斜面９７ａによる案内作用を利用して、環状内周壁９７を容易に、かつ確実に環状端部壁９３ｂの円筒フランジ９３ｃに挿入することができる。

そして、この電動機２では、環状に連結されたインシュレータラバー９０の軸方向の一端側が中性点バスリング１０５を保持する円筒壁１０３部分で支持壁６０の環状突起１０４に密接するとともに、他端側が環状内周壁９７部分でステータホルダ９３の環状端部壁９３ｂに嵌合されることにより、支持壁６０とセンサ支持壁６１に挟まれたハウジング１１内の空間部が外周側のステータ１４の収容空間と内周側のロータ１５の収容空間とに分離されるため、ステータコイル９１を冷却するためのオイルはステータ１４とロータ１５の間のエアギャップＧには流れ込まない。したがって、大量のオイルがエアギャップＧに流れ込んで、ロータ１５の回転フリクションを増大させる不具合は生じない。

さらに、この電動機２においては、インシュレータラバー９０の下端部フランジ９６ｂから下側部フランジ９４ｂ、下端部フランジ９５ｂ、屈曲片１０２に亘る径方向内側の側縁部のほぼ全域に凹凸部９８ａ，９８ｂが形成され、円周方向で隣接するインシュレータラバー９０，９０同士が凹凸部９８ａ，９８ｂで密着して強固に係合されるようになっているため、隣接するインシュレータラバー９０，９０のつなぎ目部分からのオイルの漏出を防止することができる。したがって、ステータ１４とロータ１５の間のエアギャップＧへのオイルの流出を防止することができるとともに、ステータコイル９１の巻方向に沿ってステータ１４の軸方向の他端側から一端側に流れるオイルの流量を増大させ、ステータコイル９１に対する冷却性能を向上させることができる。

また、この実施形態の電動機２の場合、ステータホルダ９３が径方向内側に屈曲した環状端部壁９３ｂで、ハウジング１１の周壁から径方向内側に延出するセンサ支持壁６１に結合されているため、ステータホルダ９３の取付部を径方向外側に屈曲させてハウジング１１に結合する場合に比較して、電動機２全体の外径を小さくすることができる。したがって、この電動機２を用いた場合には、車両の最低地上高を高めるうえで有利となる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

この発明の一実施形態を示すものであり、電動機を用いた車両の駆動システムの概略構成図。同実施形態の電動機が組み込まれた駆動装置の縦断面図。同実施形態の電動機の縦断面図。同実施形態の電動機の拡大断面図。同実施形態の電動機の縦断面図。同実施形態のロータ基体の縦断面図。同実施形態のロータ基体の図６のＡ矢視図。同実施形態のロータの軸方向の端部の拡大断面図。同実施形態のセンサ支持壁を外側端面から見た正面図。同実施形態のステータを径方向内側から見た斜視図。同実施形態のステータの図１０のＢ−Ｂ断面に対応する断面図。同実施形態のステータコイルを巻回したインシュレータラバーを径方向外側から見た斜視図。同実施形態のステータコイルを巻回したインシュレータラバーを径方向内側から見た斜視図。同実施形態のインシュレータラバーの分解状態を示す側面図。同実施形態のインシュレータラバーの分解状態を示す平面図。同実施形態のインシュレータラバーの正面図。同実施形態のインシュレータラバーの図１４のＣ部に対応する拡大側面図。同実施形態のステータコイルを巻回したインシュレータラバーの側面図。

符号の説明

２…電動機
１１…ハウジング
１４…ステータ
１５…ロータ
２０…レゾルバ（回転センサ）
６１…センサ支持壁
８８…コアブロック
８９…コイル収容スロット
９０…インシュレータラバー（弾性絶縁部材）
９１…ステータコイル
９３…ステータホルダ
９３ｂ…環状端部壁
９７…環状内周壁
９７ａ…傾斜面
９８ａ，９８ｂ…凹凸部
９９…貯留室

Claims

ロータの外周に臨んで配置されるステータが、
軸方向に沿うコイル収容スロットを有する断面略扇状の複数のコアブロックと、
この各コアブロックの前記コイル収容スロットを含む周域に被着される弾性絶縁部材と、
この弾性絶縁部材を介して前記各コアブロックのコイル収容スロットを含む周域に巻回されるステータコイルと、
を備え、
前記弾性絶縁部材を介してステータコイルが巻回された前記複数のコアブロックを、円環状に配置して、略円筒状のステータホルダの内周に圧入するとともに、そのステータホルダをハウジングに固定し、
前記ステータを冷却液によって冷却する電動機の冷却構造であって、
前記ステータホルダの軸方向の端部に、前記コアブロックとステータコイルの軸方向の端部を覆う環状端部壁を延設し、
前記コアブロックに被着される複数の弾性絶縁部材の径方向内側の側縁部を隣接するもの同士で接触接続させるとともに前記環状端部壁と同側の軸方向の端部を延出させて環状内周壁を形成し、
この環状内周壁を前記ステータホルダの環状端部壁に嵌合し、前記環状内周壁と環状端部壁によって冷却液を貯留する貯留室を形成したことを特徴とする電動機の冷却構造。
前記環状端部壁に嵌合される環状内周壁の端部に傾斜面を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動機の冷却構造。
前記隣接する弾性絶縁部材の径方向内側の側縁部に、隣接するもの同士が凹凸係合するように凹凸部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の電動機の冷却構造。
前記ステータに軸方向で隣接する位置に、前記ハウジングの周壁から径方向内側に延出するセンサ支持壁を設け、このセンサ支持壁に、前記ロータの回転を検出する回転センサを取り付けるとともに前記ステータホルダの環状端部壁を取り付けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機の冷却構造。