JP5604498B2 - 回転電機の冷却構造体 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機（例えば、モータ、ジェネレータ）のステータ側コイルを冷却する冷却構造体に関する。

特許文献１には、電動モータ７の側面部を覆うサイドカバー８２を樹脂で形成すると共に、サイドカバー８２に設けた油路９０の複数の吐出孔９５から電動モータ７のステータ７１に潤滑油を噴きかけて冷却することが開示されている（要約）。複数の吐出孔９５は、ステータ７１の複数の突極集中巻きコイル７１ｃの上側半円部分にそれぞれ対応する位置に、円周方向に離間して設けられる（［００６９］、図２〜図５）。また、特許文献１の図５に示されるように、複数の吐出孔９５は、略矩形状のインシュレータの胴部に巻回される突極集中巻きコイル７１ｃの湾曲して折り曲げられた部分の半径方向中央部分７１ｃ１に向けて潤滑油が噴射されるように配置される（［００６９］）。

国際公開第２０１２／０４６３０７号パンフレット

上記のように、特許文献１において、サイドカバー８２の各吐出孔９５は、特許文献１の図５に示す位置に配置される。すなわち、特許文献１の図５において、各吐出孔９５は、各コイル７１ｃの中央に対して反時計回りの方向に偏った位置に配置され、それぞれが円周方向において等間隔に配置されている。このため、例えば、特許文献１の図５において最も左側に配置された吐出孔９５から吐出された潤滑油は、対向するコイル７１ｃの比較的狭い領域にしか当たらない。特許文献１の図５において中央より左側に配置されたその他の吐出孔９５についても同様である。従って、特許文献１の構成は、冷却効率の観点からすれば、未だ改善の余地がある。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、コイルの冷却効率を高めることが可能な回転電機の冷却構造体を提供することを目的とする。

本発明に係る回転電機の冷却構造体は、ステータコア、絶縁部材及び複数のコイルを有するステータと、前記複数のコイルに対して回転軸方向に離間して配置された複数の冷媒供給口と、前記複数の冷媒供給口へ冷媒を導く冷媒供給路とを備える回転電機の冷却構造体であって、前記ステータコアは、円環状のヨーク部と、前記ヨーク部から径方向に突出し、角柱状を基調とする導線巻回部を有するティースとを備え、前記複数のコイルは、前記絶縁部材を介して前記導線巻回部に導線が巻回されることで形成され、前記回転軸方向に見たとき、前記複数のコイルは円環状に配置され、前記径方向に見たとき、前記複数のコイルの各角部は円弧状に構成され、前記複数の冷媒供給口は、少なくとも円周方向に互いに離間して配列され、さらに、前記複数の冷媒供給口は、鉛直方向に沿うと共に前記回転電機の回転軸を含む仮想鉛直平面の両側において略対称に配置され、前記複数の冷媒供給口のそれぞれは、前記仮想鉛直平面の両側のいずれにおいても、鉛直方向上側の前記角部に対向する位置に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、冷媒供給口は、各コイルの導線巻回部の角部に対向する位置に配置される。これにより、供給された冷媒をコイルの軸方向端面と円周方向端面の両方に接触させ易くすることで、コイルの冷却効率を向上することが可能となる。

また、本発明によれば、各冷媒供給口は、鉛直方向上側の角部に対向する位置に配置される。これにより、軸方向端面又は円周方向端面に接触した冷媒は、その後、重力によって軸方向端面又は円周方向端面に沿って鉛直方向下側へ流れることとなる。従って、軸方向端面又は円周方向端面において、冷媒供給口に対向して冷媒が直接当たる位置だけでなく、冷媒供給口に対向する位置よりも鉛直方向下側の位置においてもコイルに冷媒を接触させ易くすることで、コイルの冷却効率をより向上することが可能となる。

さらに、本発明によれば、複数の冷媒供給口が、鉛直方向に沿うと共に回転電機の回転軸を含む仮想鉛直平面の両側において略対称に配置されている。これにより、該仮想鉛直平面の両側において略均等にコイルを冷却することが可能となり、一部のコイルの温度が他のコイルに対して上昇してしまうことを抑制し易くなる。

前記複数の冷媒供給口のそれぞれは、前記鉛直方向上側の前記角部のうち円周方向の中央部に対向する位置に配置されてもよい。これにより、供給された冷媒をコイルの軸方向端面及び円周方向端面の両方に分散させ易くすることが可能となる。また、コイル又は冷媒供給口の位置が寸法公差によって円周方向端面側に僅かにずれた場合においても、冷媒がコイル間を通り抜けてしまうことを抑制し易くなる。

前記ステータは、前記回転電機の回転軸が水平となるように鉛直方向に起立し、前記回転軸方向に見たとき、前記複数の冷媒供給口は、鉛直方向において中央よりも上側のコイルに対応して配置され、鉛直方向において前記コイルの位置が上側になるほど、対応する前記冷媒供給口の位置は径方向外側となり、鉛直方向において前記コイルの位置が中央側になるほど、対応する前記冷媒供給口の位置は径方向中央側となってもよい。

回転軸が水平となるようにステータが鉛直方向に起立し、且つコイルが円環状に配列されている構成では、鉛直方向においてコイルの位置が中央から上側に行くほど、コイルの円周方向端面は垂直に近くなる｛水平面に対してなす角度が大きくなる（９０°に近くなる）。｝。また、鉛直方向においてコイルの位置が中央に近づくほど、その円周方向端面は水平に近くなる｛水平面に対してなす角度が小さくなる（０°に近くなる）。｝。従って、鉛直方向において上側のコイルでは、中央側のコイルと比較して、円周方向側面に放出（噴射を含む。）された冷媒が重力によって円周方向端面に沿って鉛直方向下側に流れ易くなる。

本発明によれば、鉛直方向においてコイルの位置が上側になるほど、対応する冷媒供給口の位置は径方向外側となる。このため、鉛直方向において上側のコイルについては、径方向外側に冷媒を放出することにより、円周方向側面における冷媒の接触面積を大きくすることが可能となる。また、本発明によれば、鉛直方向においてコイルの位置が中央側になるほど、対応する冷媒供給口の位置は径方向中央側となる。このため、鉛直方向において中央側のコイルについては、径方向中央側に冷媒を放出することにより、軸方向端面及び円周方向端面それぞれにおいて冷媒を広がり易くし、冷媒の接触面積を大きくすることが可能となる。

本発明によれば、コイルの冷却効率を向上することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る冷却構造体としての冷却システムを搭載した車両の一部を示す説明図である。 回転軸方向に見た場合のモータの概要を示す図である。 図３（Ａ）は、前記回転軸方向に見た場合の前記モータの概要（図２と同様の内容）を示す図であり、図３（Ｂ）は、鉛直方向に見た場合において、サイドカバーから前記モータに冷媒が放出される様子を示す図である。 図２において鉛直方向に沿うと共に回転軸を含む仮想鉛直平面の右側における前記モータの一部の外観を示す斜視図である。 図５（Ａ）は、前記回転軸方向に見た場合の前記モータの概要（図２と同様の内容）を示す図であり、図５（Ｂ）、（Ｃ）は、前記回転軸を含む前記仮想鉛直平面の左側及び右側それぞれについて径方向に見た場合の前記モータの一部の簡略的な断面を示す図である。 第３吐出孔の配置の説明図である。 コイルに対する冷媒の放出位置の説明図である。

Ａ．一実施形態
１．全体的な構成の説明
［１−１．全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る冷却構造体としての冷却システム１６を搭載した車両１０の一部を示す説明図である。図１において、矢印Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｚ２は、モータ１２を基準とした方向を示す。具体的には、矢印Ｘ１、Ｘ２は、モータ１２の前後方向（モータ１２の回転軸方向）を示し、矢印Ｙ１、Ｙ２は、モータ１２の横方向を示し、矢印Ｚ１、Ｚ２は、モータ１２の上下方向を示す。また、図１の白抜き矢印Ｌは、冷媒（例えば、冷却油）の流れを示している。

図１に示すように、車両１０は、冷却システム１６に加え、回転電機としてのモータ１２と、歯車機構としての減速機１４とを有する。なお、後述するように、モータ１２の一部も冷却システム１６の一部を構成する。また、減速機１４の一部は、モータ１２の内部に入り込むように配置されている。車両１０の基本的な構成は、例えば、特許文献１に示すものを用いることが可能である。

［１−２．モータ１２］
（１−２−１．モータ１２の全体構成）
図２は、モータ１２の構成を概略的に示す正面図であり、後述するサイドカバー２４の第３吐出孔７８の位置Ｐ３も示している。図３（Ａ）は、回転軸方向Ｘ２に見た場合のモータ１２の概要（図２と同様の内容）を示す図であり、図３（Ｂ）は、鉛直方向Ｚ２に見た場合において、サイドカバー２４からモータ１２（後述するステータ２２）に冷媒が放出される様子を示す図である。但し、図３（Ｂ）で各第３吐出孔７８が示されていることからもわかるように、図３（Ｂ）では、サイドカバー２４は、円周方向Ｃ１、Ｃ２の断面が示されている。

図４は、図２において鉛直方向Ｚ１、Ｚ２に沿うと共に回転軸Ａｘを含む仮想鉛直平面８０の右側におけるモータ１２の一部（後述するステータコア３０、インシュレータ３２及びコイル３４）の外観を示す斜視図である。図５（Ａ）は、回転軸方向Ｘ２に見た場合のモータ１２の概要（図２と同様の内容）を示す図であり、図５（Ｂ）、（Ｃ）は、回転軸Ａｘを含む仮想鉛直平面８０の左側及び右側それぞれについて径方向Ｒ２に見た場合のモータ１２の一部（後述するステータコア３０、インシュレータ３２及びコイル３４）の簡略的な断面を示す図である。

モータ１２は、車両１０の駆動力Ｆを生成するための駆動源である。モータ１２は、３相交流ブラシレス式であり、図示しないインバータを介して図示しないバッテリから供給される電力に基づいて車両１０の駆動力Ｆを生成する。また、モータ１２は、回生を行うことで生成した電力（回生電力Ｐｒｅｇ）［Ｗ］を前記バッテリに出力することで前記バッテリを充電する。回生電力Ｐｒｅｇは、図示しない１２ボルト系又は補機に対して出力してもよい。

図１、図２等に示すように、モータ１２は、ロータ２０と、ステータ２２と、図示しないモータハウジングと、サイドカバー２４とを有する。

（１−２−２．ロータ２０）
ロータ２０は、ステータ２２の内部（ステータ２２よりも径方向内側（Ｒ１方向））に配置され、回転シャフト２６（回転軸Ａｘ）を中心として回転可能である。なお、回転シャフト２６には、冷媒（例えば、冷却油）を導入するためのシャフト内流路２８が掲載されており、サイドカバー２４を介して供給される冷媒の一部は、後述する第１吐出孔７４からシャフト内流路２８内に案内される。その後、回転シャフト２６に設けられた図示しない貫通孔から放出されてロータ２０等を冷却する。シャフト内流路２８に冷媒が供給される構成及びその後に冷媒が循環する構成については、例えば、特許文献１に記載のものを用いることができる。

（１−２−３．ステータ２２）
図１、図２、図４等に示すように、ステータ２２は、ステータコア３０、複数のインシュレータ３２（絶縁部材）、複数のコイル３４及びステータホルダ３６を有する。ステータ２２は、回転軸Ａｘが水平となるように鉛直方向Ｚ１に起立している。

ステータコア３０は、いわゆる分割コアから構成されるものであり、円環状のヨーク部４０（図４）と、ヨーク部４０から径方向Ｒ１に突出し、四角柱状を基調とする導線巻回部４４（図５（Ｂ）等）を有するティース４２とを備える。ここにいう「四角柱状を基調とする」には、例えば、四角錐台状も含まれる。

インシュレータ３２は、ステータコア３０のティース４２（導線巻回部４４）と、コイル３４とを絶縁する。インシュレータ３２のうち導線巻回部４４を覆う部位｛以下「ティース被覆部４６」（図５（Ｂ）等）という。｝は、導線巻回部４４の形状に合わせて、四角筒状を基調としている。但し、径方向Ｒ１、Ｒ２に見たとき、ティース被覆部４６の角部４８（以下「インシュレータ角部４８」ともいう。）は、略円弧状（図５（Ｂ）等参照）又は面取り形状とされる。これにより、コイル３４の角部５４（後述）を略円弧状とし易くなる。なお、ここにいう「円弧」とは、真円の円弧に限らず、楕円の円弧等の滑らかな曲線であってもよい。

複数のコイル３４は、インシュレータ３２を介して導線巻回部４４に導線（マグネットワイヤ）が巻回されることで形成される。図２に示すように、複数のコイル３４は、円環状に配置される。

上記のように、ステータコア３０の導線巻回部４４は四角柱状を基調とし、インシュレータ３２のティース被覆部４６は、四角筒状を基調としている。このため、ティース被覆部４６に巻回された導線で構成される各コイル３４は、四角筒状を基調とする。以下では、各コイル３４のうち回転軸方向Ｘ１、Ｘ２（以下「軸方向Ｘ１、Ｘ２」ともいう。）に面する端面を軸方向端面５０（図４等）といい、各コイル３４のうち円周方向Ｃ１、Ｃ２に面する端面を円周方向端面５２という。

また、径方向Ｒ１、Ｒ２に見たとき、インシュレータ角部４８は略円弧状又は面取り形状とされる。このため、径方向Ｒ１、Ｒ２に見たとき、コイル３４の導線巻回部４４の角部５４（以下「コイル角部５４」ともいう。）は、略円弧状とされる（図４、図５（Ｂ）等参照）。

ステータ２２の基本的な構成としては、例えば、特許文献１又は特開２０１２−０１６１００号公報に記載のものを用いることができる。

（１−２−４．モータハウジング）
図示しないモータハウジングは、ロータ２０及びステータ２２を内部に収容してロータ２０及びステータ２２を保護する。前記モータハウジングとしては、例えば、特許文献１に記載のものを用いることができる。

（１−２−５．サイドカバー２４）
サイドカバー２４は、軸方向Ｘ２に向かって前記モータハウジングに固定されてロータ２０及びステータ２２を保護すると共に、冷却システム１６（冷却構造体）の一部としても機能する。冷却システム１６の一部としてのサイドカバー２４については後述する。

［１−３．減速機１４］
減速機１４は、モータ１２が生成した駆動力Ｆを、図示しないドライブシャフトを介して図示しない車輪に伝達する。減速機１４の基本的な構成としては、例えば、特許文献１に記載のものを用いることができる。

［１−４．冷却システム１６］
（１−４−１．冷却システム１６の概要）
冷却システム１６は、モータ１２及び減速機１４を冷却するものであり、サイドカバー２４に加え、図１に示すように、ストレーナ６０、ポンプ６２、ラジエータ（図示せず）及びパイプ６４を有する。

ストレーナ６０は、モータ１２の筐体である前記モータハウジング内部の下方に配置された導入口６６から取り込んだ冷媒（例えば、冷却油）を濾過する。ポンプ６２は、サイドカバー２４、パイプ６４等からなる冷媒供給路６８内に冷媒を循環させる。ポンプ６２は、電動式又は機械式のいずれでもよい。前記ラジエータは、冷媒を放熱させる。また、図１等に示すように、サイドカバー２４からモータ１２のロータ２０及びステータ２２それぞれに対して冷媒が放出される。

（１−４−２．サイドカバー２４）
図１に示すように、サイドカバー２４には、単一の導入孔７０、カバー内流路７２、単一の第１吐出孔７４、単一の第２吐出孔７６及び複数の第３吐出孔７８が形成されている。冷媒供給口としての第１吐出孔７４、第２吐出孔７６及び複数の第３吐出孔７８には、パイプ６４、カバー内流路７２等を介してポンプ６２から冷媒が供給される。

上記のように、図１等に示すように、サイドカバー２４の第１吐出孔７４、第２吐出孔７６及び第３吐出孔７８からモータ１２のロータ２０及びステータ２２それぞれに対して冷媒が供給される。

具体的には、第１吐出孔７４は、主としてロータ２０の回転シャフト２６に対して冷媒を放出する。第１吐出孔７４は、ノズル状であり、冷媒を放出することが可能である。第１吐出孔７４の位置Ｐ１及び第１吐出孔７４から放出された冷媒のその後の動き等は、例えば、特許文献１と同様である。

第２吐出孔７６及び第３吐出孔７８は、主としてステータ２２に対して冷媒を放出する。第２吐出孔７６及び第３吐出孔７８は、ノズル状であり、冷媒を放出することが可能である。第２吐出孔７６及び第３吐出孔７８の位置Ｐ２、Ｐ３（図２等）は、特許文献１の吐出孔９５と異なる。

２．第２吐出孔７６の配置並びにその作用及び効果
図２等に示すように、第２吐出孔７６は、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２において最も上側のコイル３４（以下「最上位コイル３４ｕｐ」という。）に対応して設けられる。より具体的には、図２等に示すように、軸方向Ｘ２に見たとき、第２吐出孔７６は、最上位コイル３４ｕｐにおける円周方向Ｃ１、Ｃ２の中央に配置される。また、軸方向Ｘ２に見たとき、第２吐出孔７６は、径方向Ｒ１、Ｒ２において最上位コイル３４ｕｐの中央よりも外側（Ｒ２方向）に配置される。

このような配置とすることにより、第２吐出孔７６から放出された冷媒は、軸方向端面５０の広い領域に当たることとなり、最上位コイル３４ｕｐを効果的に冷却することが可能となる。

３．第３吐出孔７８の配置並びにその作用及び効果
第３吐出孔７８の配置には、主として４つの特徴がある。それらの特徴とそれぞれの作用及び効果を以下に記載する。

［３−１．特徴１について］
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）等に示すように、軸方向Ｘ２に見たとき、第３吐出孔７８（位置Ｐ３）は、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２に沿うと共に回転軸Ａｘを含む仮想鉛直平面８０（又は鉛直方向Ｚ１、Ｚ２に伸びると共に回転軸Ａｘを通る仮想鉛直線）の両側のいずれにおいても、鉛直方向上側（Ｚ１方向）の角部５４に対向する位置に配置される。

すなわち、図５（Ａ）において、仮想鉛直平面８０よりも左側の各第３吐出孔７８（位置Ｐ３）は、コイル３４の右側又は上側（円周方向Ｃ１）の各角部５４に対応して配置される。また、図５（Ａ）において、仮想鉛直平面８０よりも右側の各第３吐出孔７８は、コイル３４の左側又は上側（円周方向Ｃ２）の各角部５４に対応して配置される。

特徴１によれば、第３吐出孔７８は、各角部５４に対向する位置に配置される（図１〜図５（Ｃ）参照）。これにより、図４、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように、供給された冷媒をコイル３４の軸方向端面５０と円周方向端面５２の両方に接触させ易くすることが可能となる。従って、コイル３４の冷却効率を向上することが可能となる。

また、特徴１によれば、各第３吐出孔７８は、鉛直方向上側（Ｚ１方向）の角部５４に対向する位置に配置される（図５（Ａ）等参照）。これにより、軸方向端面５０又は円周方向端面５２に接触した冷媒は、その後、重力によって軸方向端面５０又は円周方向端面５２に沿って鉛直方向下側（Ｚ２方向）へ流れることとなる（図４参照）。従って、軸方向端面５０又は円周方向端面５２において、第３吐出孔７８に対向して冷媒が直接当たる位置だけでなく、第３吐出孔７８に対向する位置よりも鉛直方向下側（Ｚ２方向）の位置においてもコイル３４に冷媒を接触させ易くすることで、コイル３４の冷却効率をより向上することが可能となる。

［３−２．特徴２について］
図５（Ａ）等に示すように、回転軸方向Ｘ２に見たとき、第３吐出孔７８は、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２に沿うと共に回転軸Ａｘを含む仮想鉛直平面８０（又は鉛直方向Ｚ１、Ｚ２に伸びると共に回転軸Ａｘを通る仮想垂直線）の両側において略対称（線対称）に配置される。

ここにいう「略対称」とは、例えば、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２において最も上側のコイル（最上位コイル３４ｕｐ）が１つのみであり、最上位コイル３４ｕｐが仮想鉛直平面８０と重なっている場合、最上位コイル３４ｕｐを除き、仮想鉛直平面８０を挟んで対となるコイル３４が存在し、これら対となるコイル３４それぞれにおいて第３吐出孔７８が対称の位置に存在する状態を指す。換言すると、軸方向Ｘ２に見たとき、円環状に配置されたコイル３４の位置が円周方向Ｃ１、Ｃ２に偏位し、仮想鉛直平面８０を挟んでコイル３４が完全に対称に配置されていなくても、仮想鉛直平面８０を挟んで対となるコイル３４それぞれに対応して第３吐出孔７８が存在する状態を指す。

また、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２において最上位コイル３４ｕｐが２つあり、仮想鉛直平面８０を挟んでコイル３４が対称に配置されている場合（例えば、コイル３４の数が偶数であり、いずれのコイル３４も仮想鉛直平面８０を挟んで対となる別のコイル３４が存在する場合）、「略対称」とは、仮想鉛直平面８０を挟んで対となるコイル３４が存在し、これら対となるコイル３４それぞれにおいて第３吐出孔７８が対称の位置に存在する状態を指す。

特徴２によれば、複数の第３吐出孔７８が、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２に沿うと共に回転軸Ａｘを含む仮想鉛直平面８０の両側において略対称に配置されている（図５（Ａ）等参照）。これにより、仮想鉛直平面８０の両側において略均等にコイル３４を冷却することが可能となり、一部のコイル３４の温度が他のコイル３４に対して上昇してしまうことを抑制し易くなる。

［３−３．特徴３について］
図６は、第３吐出孔７８の配置の説明図である。図６に示すように、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２においてコイル３４の位置が上側になるほど、対応する第３吐出孔７８の位置Ｐ３は径方向外側（Ｒ２方向）となり、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２においてコイル３４の位置が中央側になるほど、対応する第３吐出孔７８の位置Ｐ３は径方向中央側となる。

例えば、回転軸Ａｘを中心とし、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２において最も上側（図６において最も上側）の第３吐出孔７８（以下「最上位吐出孔７８ｕｐ」という。）を通過する円を円９０とするとき、最上位吐出孔７８ｕｐ以外の第３吐出孔７８は、円９０上ではなく、円９０内に配置される。

本実施形態のように、回転軸Ａｘが水平となるようにステータ２２が鉛直方向Ｚ１に起立し、且つコイル３４が円環状に配列されている構成では、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２においてコイル３４の位置が中央から上側に行くほど（コイル３４が上側に位置するほど）、コイル３４の円周方向端面５２は垂直に近くなる｛水平面に対してなす角度が大きくなる（９０°に近くなる）。｝。また、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２においてコイル３４の位置が中央に近づくほど、その円周方向端面５２は水平に近くなる｛水平面に対してなす角度が小さくなる（０°に近くなる）。｝。従って、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２において上側のコイル３４では、中央側のコイル３４と比較して、円周方向端面５２に放出された冷媒が重力によって円周方向端面５２に沿って鉛直方向下側（Ｚ２方向）に流れ易くなる。

特徴３によれば、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２においてコイル３４の位置が上側になるほど、対応する第３吐出孔７８の位置は径方向外側（Ｒ２方向）となる。このため、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２において上側のコイル３４（例えば、最上位コイル３４ｕｐ）については、径方向外側（Ｒ２方向）に冷媒を放出することにより、円周方向端面５２における冷媒の接触面積を大きくすることが可能となる。また、特徴３によれば、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２においてコイル３４の位置が中央側になるほど、対応する第３吐出孔７８の位置は径方向中央側となる（中央に近づく）。このため、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２において中央側のコイル３４については、径方向中央側に冷媒を放出することにより、軸方向端面５０及び円周方向端面５２それぞれにおいて冷媒を広がり易くし、冷媒の接触面積を大きくすることが可能となる。

［３−４．特徴４について］
図７は、コイル３４に対する冷媒の放出位置の説明図である。図７では、径方向Ｒ２に見た場合のステータコア３０のティース４２（導線巻回部４４）、インシュレータ３２（ティース被覆部４６）及びコイル３４の簡略的な断面が示されている。図７において、本実施形態の放出位置又は放出方向は、矢印Ａ２で示されている。矢印Ａ１、Ａ３は、第１比較例及び第２比較例に係る放出位置又は放出方向を示す。

第１比較例（矢印Ａ１）の場合、コイル３４の円周方向端面５２を直接狙って冷媒を放出するように各第３吐出孔７８を配置する。また、第２比較例（矢印Ａ３）の場合、円周方向Ｃ１、Ｃ２におけるコイル３４の軸方向端面５０の中央を狙って冷媒を放出するように各第３吐出孔７８を配置する。

一方、本実施形態の場合、径方向Ｒ２に見たとき、各第３吐出孔７８は、鉛直方向上側（Ｚ１方向）の角部５４のうち円周方向Ｃ１、Ｃ２の中央部１００（図７）に対向する位置に配置される。ここにいう中央部１００は、次のように定義される。すなわち、第３吐出孔７８から対向するコイル３４を見たときにおける角部５４の幅を幅Ｗとするとき、中央部１００は、幅Ｗを二等分する位置にある。

特徴４によれば、例えば、第１比較例（矢印Ａ１）及び第２比較例（矢印Ａ２）と比較して、供給された冷媒をコイル３４の軸方向端面５０及び円周方向端面５２の両方に分散させ易くすることが可能となる。また、第１比較例（矢印Ａ１）と比較して、コイル３４又は第３吐出孔７８の位置が寸法公差によって僅かに円周方向端面５２側にずれた場合においても、冷媒がコイル３４間を通り抜けてしまうことを抑制し易くなる。

Ｂ．変形例
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。

１．適用対象
上記実施形態では、冷却システム１６を車両１０に搭載したが、これに限らず、モータ１２等の回転電機を用いる別の用途に適用することができる。例えば、上記実施形態では、車両１０の駆動用に用いるモータ１２に対して冷却システム１６を用いたが、車両１０におけるその他の用途（例えば、電動パワーステアリング、エアコンディショナ、エアコンプレッサ等）に用いる回転電機に冷却システム１６を用いてもよい。或いは、産業機械、家電製品等の機器に用いる回転電機に冷却システム１６を用いることもできる。

２．モータ１２（回転電機）
［２−１．モータ１２全体］
上記実施形態では、モータ１２は、３相交流方式としたが、冷却システム１６により冷却される回転電機の観点からすれば、その他の交流方式又は直流方式であってもよい。上記実施形態では、モータ１２をブラシレス式としたが、ブラシ式としてもよい。上記実施形態では、ステータ２２がロータ２０の径方向外側（Ｒ２方向）に配置されていたが（図１等参照）、これに限らず、ステータ２２がロータ２０の径方向内側（Ｒ１方向）に配置されてもよい。この場合、ティース４２は、ヨーク部４０に対して径方向外側（Ｒ２方向）に突出させることができる。

上記実施形態では、モータ１２を用いたが、冷却システム１６により冷却される回転電機の観点からすれば、モータ１２以外の回転電機（例えば、ジェネレータ）であってもよい。

［２−２．ステータ２２］
上記実施形態では、ステータ２２は、回転軸Ａｘが水平となるように鉛直方向Ｚ１に起立したが、上記特徴１〜４の観点からすれば、必ずしもステータ２２は、回転軸Ａｘが水平となるように鉛直方向Ｚ１に起立していなくてもよく、回転軸Ａｘが鉛直方向Ｚ１に近づくようにステータ２２を傾斜させることも可能である。

［２−３．コイル３４］
上記実施形態では、ステータコア３０の導線巻回部４４は四角柱状を基調とし、インシュレータ３２のティース被覆部４６は四角筒状を基調とすることで、各コイル３４は、四角筒状を基調とした。しかしながら、上記特徴１〜４の観点からすれば、コイル３４の形状は、四角筒状以外の角筒状（例えば、六角筒状又は八角筒状）を基調とすることも可能である。この場合、目標とするコイル３４の形状に合わせて、ステータコア３０の導線巻回部４４及びインシュレータ３２のティース被覆部４６の形状を変更すればよい。

３．冷却システム１６
［３−１．冷媒］
上記実施形態では、冷媒（冷却流体）として冷却油を用いたが、冷却機能の観点からすれば、冷却油以外の冷却流体（例えば、水等）であってもよい。但し、減速機１４の潤滑目的での使用ができなくなる可能性がある。

［３−２．サイドカバー２４］
（３−２−１．第１吐出孔７４及び第２吐出孔７６）
上記実施形態では、サイドカバー２４に第１吐出孔７４及び第２吐出孔７６を設けたが、第３吐出孔７８に着目すれば、第１吐出孔７４及び第２吐出孔７６の少なくとも一方を設けない構成も可能である。

（３−２−２．第３吐出孔７８）
上記実施形態では、全てのコイル３４のうち鉛直方向上側（図２等において上側）のコイル３４に対応して第３吐出孔７８を配置し、鉛直方向下側（図２等において下側）のコイル３４に対応して第３吐出孔７８を配置しなかった（但し、鉛直方向下側のコイル３４のうち最も上側のものを除く。）。しかしながら、上記特徴１〜４の少なくとも１つに着目すれば、第３吐出孔７８の位置は、これに限らない。例えば、全てのコイル３４のうち鉛直方向上側のコイル３４に加え又はこれらに代えて、鉛直方向下側のコイル３４に対応して第３吐出孔７８を設けることも可能である。

なお、全てのコイル３４のうち鉛直方向下側（図２等において下側）のコイル３４に対応して第３吐出孔７８を設ける場合、上記特徴３の観点からすれば、例えば、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２においてコイル３４の位置が下側になるほど、対応する第３吐出孔７８の位置は径方向内側（Ｒ１方向）としてもよい。

上記実施形態では、回転軸方向Ｘ２に見たとき、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２に沿うと共に回転軸Ａｘを含む仮想鉛直平面８０（又は鉛直方向Ｚ１、Ｚ２に伸びると共に回転軸Ａｘを通る仮想鉛直線）の両側のいずれにおいても、各第３吐出孔７８は、鉛直方向上側（Ｚ１方向）の角部５４に対向する位置に配置した（特徴１）。しかしながら、上記特徴２〜４の観点からすれば、必ずしもこれに限らない。例えば、一部の第３吐出孔７８は、鉛直方向下側（Ｚ２方向）の角部５４に対向する位置に配置してもよい。

上記実施形態では、回転軸方向Ｘ２に見たとき、第３吐出孔７８は、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２に沿うと共に回転軸Ａｘを含む仮想鉛直平面８０の両側において略対称に配置した（特徴２）。しかしながら、上記特徴１、３、４の観点からすれば、必ずしもこれに限らない。例えば、各第３吐出孔７８は、仮想鉛直平面８０（又は回転軸Ａｘを通る仮想鉛直線）の両側において略対称に配置しないことも可能である。

上記実施形態では、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２においてコイル３４の位置が上側になるほど、対応する第３吐出孔７８の位置Ｐ３を径方向外側（Ｒ２方向）とし、鉛直方向Ｚ１、Ｚ２においてコイル３４の位置が中央側になるほど、対応する第３吐出孔７８の位置Ｐ３を径方向中央側とした（特徴３）。しかしながら、上記特徴１、２、４の観点からすれば、必ずしもこれに限らない。例えば、各第３吐出孔７８は、回転軸Ａｘを中心とする同一の円（例えば、図６の円９０）上に配置してもよい。

上記実施形態では、径方向Ｒ２に見たとき、各第３吐出孔７８は、鉛直方向上側（Ｚ１方向）の角部５４のうち円周方向Ｃ１、Ｃ２の中央部１００に対向する位置に配置した（特徴４）。しかしながら、上記特徴１〜３の観点からすれば、必ずしもこれに限らない。例えば、各第３吐出孔７８は、角部５４のうち中央部１００以外の位置｛例えば、図７の第１比較例（矢印Ａ１）の位置｝に配置してもよい。

上記実施形態では、第３吐出孔７８の放出方向（中心軸線）を軸方向Ｘ２と平行にすることを想定していたが（図１等参照）、コイル３４に対する冷媒の放出位置に着目すれば、必ずしもこれに限らない。例えば、第３吐出孔７８の放出方向（中心軸線）は、軸方向Ｘ２に見たとき、上方、下方、左方、右方等に傾斜していてもよい。換言すると、上記特徴１の観点からすれば、第３吐出孔７８が鉛直方向上側（Ｚ１方向）の角部５４に対向するとは、第３吐出孔７８から放出される冷媒が鉛直方向上側（Ｚ１方向）の角部５４に直接当たることを意味する。

１２…モータ（回転電機） １６…冷却システム（冷却構造体）
２２…ステータ ３０…ステータコア
３２…インシュレータ（絶縁部材） ３４…コイル
４０…ヨーク部 ４２…ティース
４４…導線巻回部 ５４…導線巻回部の角部
６８…冷媒供給路 ７８…第３吐出孔（冷媒供給口）
８０…仮想鉛直平面 １００…中央部
Ａｘ…回転軸 Ｃ１、Ｃ２…円周方向
Ｒ１、Ｒ２…径方向 Ｘ１、Ｘ２…回転軸方向
Ｚ１、Ｚ２…鉛直方向

Claims (3)

1. ステータコア、絶縁部材及び複数のコイルを有するステータと、
   前記複数のコイルに対して回転軸方向に離間して配置された複数の冷媒供給口と、
   前記複数の冷媒供給口へ冷媒を導く冷媒供給路と
   を備える回転電機の冷却構造体であって、
   前記ステータコアは、円環状のヨーク部と、前記ヨーク部から径方向に突出し、角柱状を基調とする導線巻回部を有するティースとを備え、
   前記複数のコイルは、前記絶縁部材を介して前記導線巻回部に導線が巻回されることで形成され、前記回転軸方向に見たとき、前記複数のコイルは円環状に配置され、前記径方向に見たとき、前記複数のコイルの各角部は円弧状に構成されており、
   前記複数の冷媒供給口は、少なくとも円周方向に互いに離間して配列されており、
   さらに、前記複数の冷媒供給口は、鉛直方向に沿うと共に前記回転電機の回転軸を含む仮想鉛直平面の両側において略対称に配置され、
   前記複数の冷媒供給口のそれぞれは、前記仮想鉛直平面の両側のいずれにおいても、鉛直方向上側の前記角部に対向する位置に配置される
   ことを特徴とする回転電機の冷却構造体。
2. 請求項１記載の回転電機の冷却構造体において、
   前記複数の冷媒供給口のそれぞれは、前記鉛直方向上側の前記角部のうち円周方向の中央部に対向する位置に配置される
   ことを特徴とする回転電機の冷却構造体。
3. 請求項１又は２記載の回転電機の冷却構造体において、
   前記ステータは、前記回転電機の回転軸が水平となるように鉛直方向に起立し、
   前記回転軸方向に見たとき、前記複数の冷媒供給口は、鉛直方向において中央よりも上側のコイルに対応して配置され、
   鉛直方向において前記コイルの位置が上側になるほど、対応する前記冷媒供給口の位置は径方向外側となり、鉛直方向において前記コイルの位置が中央側になるほど、対応する前記冷媒供給口の位置は径方向中央側となる
   ことを特徴とする回転電機の冷却構造体。

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