JP5573330B2

JP5573330B2 - モータ

Info

Publication number: JP5573330B2
Application number: JP2010099797A
Authority: JP
Inventors: 真裕谷田; 典久半田; 聡大橋
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2030-04-23
Also published as: JP2011234431A

Description

本発明は、ロータを回転可能に支持するとともにステータを固定支持するハウジングを備えたモータに関する。

モータにおいては、ハウジング内に回転可能にロータを収容するとともに、ステータをハウジング内に固定する構造が一般的であり、その際ハウジング内に発熱部位を冷却するための冷却媒体が流通する冷却媒体流路を設けている（下記特許文献１，２）。

特開２００５−３５４８０９号公報特開２００８−１６７６０９号公報

ところで、ステータをハウジングに固定する際には、上記した特許文献１に記載されているような例えば焼き嵌めによる固定構造に比較して、特許文献２に記載されているようなボルトを用いることが簡素な構造となるが、このような簡素な固定構造とした上で、モータの冷却についても効率よく行うことが望まれている。

そこで、本発明は、ステータのハウジングへの固定構造を簡素化しつつ、モータの冷却についても効率よく行えるようにすることを目的としている。

本発明は、ロータと、該ロータを回転させるべく回転磁界を発生させる界磁コイルを備えるステータと、前記ロータを回転可能に支持するとともに、前記ステータを固定支持しつつ、これらロータ及びステータを収容するハウジングとを有するモータであって、前記ステータと、該ステータの軸方向両側に配置した一対の前記ハウジングとを貫通する締結具挿入孔を設け、この締結具挿入孔に締結具を挿入して前記ステータを前記一対のハウジングに挟持されるようにして締結固定し、前記締結具内に、その一方の端部から他方の端部の全長にわたり貫通して前記一方の端部の開口から流入する冷却媒体が前記他方の端部の開口から流出するように前記冷却媒体が導入される冷却媒体流路を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、ステータを、締結具を用いてハウジングに固定することで、ステータのハウジングへの固定構造を簡素化するとともに、締結具内に設けた冷却媒体流路に冷却媒体を流すことで、締結具を介してステータを効率よく冷却することができる。

本発明の一実施形態を示すモータの断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係わるモータは、ステータ１を、その軸方向の両側に一対配置したハウジング２，３により挟持した状態で、締結具となる複数の締結ボルト４により締結固定している。この締結ボルト４は、その頭部４ａから軸部４ｂの全長にわたり形成した貫通孔４ｃに、冷却媒体としての冷却水を流す構造としている。したがって、貫通孔４ｃは冷却媒体流路を構成している。

ステータ１は、電磁鋼板を複数積層して構成したステータコア５と、ステータコア５に形成してある図示しないスロットに挿入固定した界磁コイル６とを備えている。ここで、ステータコア５は、界磁コイル６に対して半径方向外側に突出する突出部５ａを形成してあり、この突出部５ａに、前記した締結ボルト４を挿入するボルト挿入孔５ｂを軸方向に沿って形成している。

一方、ハウジング２，３は、その外周側の円筒部２ａ，３ａに、上記したボルト挿入孔５ｂに整合するボルト挿入孔２ｂ，３ｂを形成している。このボルト挿入孔２ｂ，３ｂとステータコア５のボルト挿入孔５ｂに、ハウジング３側から締結ボルト４を挿入し、ハウジング２側のボルト挿入孔２ｂに形成した雌ねじ部２ｃに締結ボルト４を締結して固定する。

したがって、ハウジング２，３のボルト挿入孔２ｂ，３ｂ及びステータコア５のボルト挿入孔５ｂは締結具挿入孔を構成している。これら各ボルト挿入孔２ｂ，３ｂ及び５ｂの内周面と締結ボルト４の外周面とができるだけ互いに密着するように、ボルト挿入孔２ｂ，３ｂ及び５ｂの内径寸法と締結ボルト４の外径寸法とを設定する。

ステータ１の内周側に位置するロータ１０は、上記したステータコア５と同様に電磁鋼板を複数積層して構成したロータコア１１と、ロータコア１１の外周側に埋設される永久磁石１２と、ロータコア１１の軸方向両側に固定してあるエンドプレート１３，１４と、これらエンドプレート１３，１４及びロータコア１１の中心に形成した貫通孔１５に挿入固定してある回転軸１６と、を備えている

一方、前記したハウジング２，３は、円筒部２ａ，３ａの軸方向外側端部から半径方向内側に延びる側壁部２ｂ，３ｂを備え、その側壁部２ｂ，３ｂの中心に形成した中心孔２ｂｈ，３ｂｈに軸受１８，１９を取り付けている。そして、前記した回転軸１６は、この軸受１８，１９を介してハウジング２，３に対し回転可能に両端が支持されている。

このように構成したモータにおいては、ステータ１の界磁コイル６への通電によって、ロータ１０がステータ１及びハウジング２，３に対して回転し、その際ステータ１の界磁コイル６やロータ１０の永久磁石１２が発熱する。

一方、上記したモータの駆動時には、図示しない例えば冷却水ポンプを駆動して、締結ボルト４内の貫通孔４ｃに冷却水を流し、特に発熱するステータ１の界磁コイル１２を効率よく冷却してその温度上昇を抑える。

ここで本実施形態では、ステータ１をハウジング２，３に固定する際には、締結ボルト４を使用することで、ステータ１のハウジング２，３への固定構造を簡素化し組立工程も簡素化している。

例えば、ステータをハウジング内に焼き嵌めなどにより固定する構造では、互いに嵌合するハウジング内面及びステータ外面に対して機械加工する必要が生じ、また焼き嵌め時にはハウジングを加熱する必要が生じて極めて組立工程が煩雑なものとなる。

これに対して本実施形態では、締結ボルト４を締結固定するだけであるので、上述したように固定構造が簡素化し組立工程も極めて単純化しているといえる。

また、モータの冷却に関しては、特に締結ボルト４を用いて簡素化した固定構造でありながら、固定用の締結ボルト４を単に中空構造とし、その内部の貫通孔４ｃ内に冷却水を流すことで、締結ボルト４を介してステータ１の冷却を効率よく行うことができる。

また、冷却水を締結ボルト４内に流すので、ハウジング２，３内への冷却水の漏れを抑えることができ、モータとしての信頼性を高めることができる。

なお、上記した実施形態において、締結ボルト４における貫通孔４ｃの加工はガンドリルを用いることで容易に行うことができる。また、締結ボルト４をハウジング２側の雌ねじ部２ｃに締結しているが、ナットを用いても構わない。

また、上記した実施形態において、締結ボルト４における貫通孔４ｃの内面を粗面とするとで、貫通孔４ｃを流れる冷却水に乱流が発生し、冷却水が攪拌されることになって冷却効率をより高めることができる。

なお、貫通孔４ｃの内面を粗面に形成する加工例としては、例えば、貫通孔４ｃの内面にねじ切加工を行ったり、あるいは、締結ボルト４をアルミ材などで構成した上で押出成形によって製造し、その際貫通孔４ｃの内面に軸方向に延びる溝（あるいは凸部）を形成することが考えられる。押出成形の場合には、押出成形後に先端外周部に雄ねじ部を形成することになる。

１ステータ
２，３ハウジング
２ｂ，３ｂハウジングのボルト挿入孔（締結具挿入孔）
４締結ボルト（締結具）
４ｃ締結ボルトの貫通孔（冷却媒体流路）
５ｂステータコアのボルト挿入孔
６界磁コイル
１０ロータ

Claims

ロータと、該ロータを回転させるべく回転磁界を発生させる界磁コイルを備えるステータと、前記ロータを回転可能に支持するとともに、前記ステータを固定支持しつつ、これらロータ及びステータを収容するハウジングとを有するモータであって、前記ステータと、該ステータの軸方向両側に配置した一対の前記ハウジングとを貫通する締結具挿入孔を設け、この締結具挿入孔に締結具を挿入して前記ステータを前記一対のハウジングに挟持されるようにして締結固定し、前記締結具内に、その一方の端部から他方の端部の全長にわたり貫通して前記一方の端部の開口から流入する冷却媒体が前記他方の端部の開口から流出するように前記冷却媒体が導入される冷却媒体流路を設けたことを特徴とするモータ。
前記締結具内に設けた前記冷却媒体流路の内面を粗面としたことを特徴とする請求項１に記載のモータ。