JP6164179B2 - 電動モータの冷却構造およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータの冷却構造およびその製造方法に関する。

電動機を駆動源とする車両や建設用機械は、電動機を冷却媒体によって冷却する冷却構造を備えている。特許文献１には、そのような冷却構造の一例が開示されている。

特許文献１に記載の建設機械の駆動装置１００は、図２４に示されるように、ケーシング冷却通路１０１と、連結部冷却通路１０２とを備えている。

ケーシング冷却通路１０１は、電動機ケーシング１０３の周壁１０４の厚み内に形成された冷却媒体の通路である。ケーシング冷却通路１０１は、周壁１０４の周方向の複数箇所で上端部から下端部までに亘って上下方向に延びる縦通路１０５と、縦通路１０５同士を周方向に接続する接続通路（図示略）とからなる。ケーシング冷却通路１０１に冷却媒体が流れることにより、周壁１０４が冷却される。

連結部冷却通路１０２は、電動機ケーシング１０３の一端に設けられた板状の連結部１０７の厚み内に形成された冷却媒体の通路である。連結部１０７は、電動機１０９と、電動機１０９の下方に配置される減速機（図示略）の間に介在する。連結部冷却通路１０２は、扇形をなす４つの面状通路が連絡通路によって接続された構造である。

連結部冷却通路１０２の外周側の端部に、連通路１０８が連結部上面側に開口する縦穴として設けられている。連通路１０８は、連結部冷却通路１０２に対して直角をなす方向に延びている。この連通路１０８が、ケーシング冷却通路１０１の縦通路１０５の下端部に連通している。連結部冷却通路１０２に冷却媒体が流れることにより、連結部１０７が冷却される。

特許文献１に記載の駆動装置１００によれば、連結部冷却通路１０２に冷却媒体を流すことによって連結部１０７を冷却し、減速機から電動機１０９への入熱を抑制することができる。

特開２０１３−２４０１２６号公報

ところで、特許文献１における電動機ケーシング１０３と連結部１０７とは、別体に成形される。連結部１０７は、その連通路１０８が連結部冷却通路１０２に対して直角方向に延びているため、ダイキャスト成形によって成形することは困難である。従って、連結部１０７は、鋳物の形状に制約が少ない砂型鋳造で成形されると考えられる。

しかしながら、砂型鋳造は、ダイキャスト成形（金型鋳造）と比べて量産性に劣るため、大ロット生産を行う場合にはコスト高になることが否めない。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、高い冷却性と高い量産性を兼ね備えた電動モータの冷却構造およびその製造に適した製造方法の提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、ロータおよびステータを有するモータ本体と、前記モータ本体を包囲する筒状の周壁部および当該周壁部の一端から径方向内側に延びる端壁部を含むとともに前記周壁部と前記端壁部が同一材料により一体成形されてなるケーシングと、前記ケーシングの前記端壁部の外面に取り付けられるカバー部材とを備え、前記ケーシングは、前記周壁部の厚み内に形成されるとともに冷却媒体が流れる周壁冷却流路と、前記端壁部に形成されて前記周壁冷却流路に連通する端壁冷却流路とを含み、前記端壁冷却流路は、前記端壁部の外面に形成された凹部が前記カバー部材に覆われることにより、前記凹部の内壁面と前記カバー部材の壁面とにより形成され、前記周壁冷却流路は、その途中部分に、開口部が形成された仕切壁を備えていることを特徴とする、電動モータの冷却構造を提供する。

本発明によれば、ケーシングの端壁部にカバー部材を取り付けることにより、端壁部の外面に形成された凹部の内壁面とカバー部材の壁面とが協同して、端壁冷却部が形成される。つまり、端壁部の外面に形成された凹部をカバー部材で施蓋することにより端壁部に端壁冷却流路が形成されるので、ケーシングをダイキャスト成形で作製することができる。周壁冷却流路および端壁冷却流路に冷却媒体を流すことによって、ケーシングの周壁部および端壁部を冷却することができるので、高い冷却性と高い量産性を兼ね備えた電動モータの冷却構造を提供することができる。

また、周壁冷却流路が、端壁部と一体成形された周壁部に形成されているので、端壁部とは別体に成形された周壁部に周壁冷却流路を形成する場合（図２４参照）と比べて、周壁部の肉厚を薄くすることができる。つまり、端壁部と周壁部を別体に成形している場合には、端壁部と周壁部の間にシール面を確保するために周壁部の肉厚を大きく（厚く）する必要があるが、端壁部と周壁部が一体成形されていれば、端壁部と周壁部の間にシール面を確保する必要がないため、周壁部の内周面と周壁冷却流路の間の肉厚（周壁部の周壁冷却流路よりも内側の肉厚）を薄くすることができ、これにより周壁冷却流路内の冷却媒体に効率よく熱を伝えることができるとともに、上記内側の肉厚を薄くできる分、周壁部の全体の肉厚も薄くすることができ、ケーシング内の熱を周壁部を介して効率よく放熱することができ、冷却性を高めることができる。

本発明においては、前記カバー部材は、前記端壁部の外面および前記周壁部の前記一端を覆っており、前記周壁部に、前記カバー部材が取り付けられるボス部が設けられることが好ましい。

この構成によれば、ボス部が周壁部に設けられるので、ボス部に対してカバー部材をボルト接合する場合に、端壁部に形成される端壁冷却流路の深さを浅くすることができる。つまり、ボルトが接合されるボス部を周壁部に設けることにより、ボルトの長さに関係なく端壁冷却流路の深さを設定することができ、端壁冷却流路を浅く形成することができる。端壁冷却流路を浅く形成すれば、端壁冷却流路を流れる冷却媒体の流速を大きくすることができ、冷却効率を高めることができる。

本発明においては、前記端壁部の外面に、前記カバー部材が取り付けられるボス部が突設され、前記ボス部は、前記周壁部よりも内側に配置されることが好ましい。

この構成によれば、ボス部が周壁部よりも内側に配置されるので、周壁冷却流路が周方向において複数の流路に区画されている場合に、周方向に隣り合う流路同士の間隔がボス部から影響を受けずに済み、周方向に隣り合う流路同士の間隔を狭めることができる。

本発明においては、前記端壁冷却流路は、前記端壁部の外面において径方向に延設された複数の区画壁によって周方向に並ぶ複数の冷却部に区画され、前記周壁冷却流路は、前記冷却部に冷却媒体を導入する導入流路と、前記冷却部から冷却媒体を排出する排出流路とを有し、各前記冷却部は、前記導入流路および前記排出流路と連通していることが好ましい。

この構成によれば、端壁冷却流路が、複数の区画壁によって周方向に並ぶ複数の冷却部に区画されているため、導入流路から導入された冷却媒体が区画壁によってガイドされつつ冷却部の隅々まで流れ、排出流路から排出される。従って、冷却効率を高めることができる。

本発明においては、前記周壁冷却流路は、前記導入流路と前記排出流路を前記冷却部とは反対側の端部で互いに連結する周方向流路を有し、前記導入流路、前記冷却部、前記排出流路、および前記周方向流路により、前記周壁部と前記端壁部の間で往復するジグザグ状の流路が形成されることが好ましい。

この構成によれば、導入流路、冷却部、排出流路、および周方向流路により、周壁部と端壁部の間で往復するジグザグ状の流路が形成される。従って、周壁部と端壁部を万遍なく冷却することができる。

本発明においては、前記ボス部は、前記区画壁に形成された第１ボス部を含むことが好ましい。

この構成によれば、第１ボス部が区画壁に形成されているので、第１ボス部が冷却媒体の流れを妨げるのを防止することができ、冷却効率をさらに高めることができる。

本発明においては、前記ボス部は、隣り合う前記区画壁の間に設けられた第２ボス部を含み、前記第２ボス部は、前記導入流路と前記排出流路とを結ぶ直線上に配置されることが好ましい。

この構成によれば、第２ボス部が導入流路と排出流路とを結ぶ直線上に配置されているので、導入流路から導入された冷却媒体が、排出流路へ直線的な経路で流れ込むのを第２ボス部で阻止することができる。これにより、冷却媒体を冷却部の隅々まで淀みなく流すことができ、冷却効率を高めることができる。

本発明においては、前記ボス部は、隣り合う前記区画壁の間に設けられた第２ボス部を含み、前記第２ボス部から前記導入流路と前記排出流路の間へ延びるガイド壁が設けられ、前記導入流路と前記排出流路は、前記第２ボス部および前記ガイド壁を介して互いに反対側に位置することが好ましい。

この構成によれば、導入流路と排出流路が、第２ボス部およびガイド壁を介して互いに反対側に位置する。従って、導入流路から導入された冷却媒体は、第２ボス部およびガイド壁をガイドにして冷却部の隅々まで淀みなく流れる。その結果、冷却効率をさらに高めることができる。

本発明においては、前記ガイド壁の前記カバー部材側の端部に、当該ガイド壁を挟む前記導入流路側の空間と前記排出流路側の空間を連通させる切欠部が形成されていることが好ましい。

この構成によれば、導入流路から導入された冷却媒体は、ガイド壁に形成された切欠部を通じて流れ、排出流路から排出される。従って、端壁冷却流路の外周部に空気が溜まっている場合には、その空気は冷却媒体と一緒に切欠部を通じて流れ、排出流路から排出される。従って、冷却効率をさらに高めることができる。

本発明は、請求項１に記載の電動モータの冷却構造の製造方法であって、前記ケーシングの前記端壁部側を成形する第１金型と、当該第１金型と対をなすとともに前記ケーシングの前記端壁部とは反対側を成形する第２金型とを備えるダイキャスト金型を用いて、前記ケーシングをダイキャスト成形するダイキャスト成形工程を備え、前記周壁冷却流路の前記第１金型によって成形される部分と、前記周壁冷却流路の前記第２金型によって成形される部分の境界は、前記端壁部よりも前記周壁部の前記端壁部とは反対側の端部に近い位置に設定され、前記ダイキャスト成形工程において前記境界に仕切壁を形成し、前記ダイキャスト成形工程の後に、前記仕切壁を穴明け加工することにより、前記周壁冷却流路の前記第１金型によって成形される部分と前記第２金型によって成形される部分を連通させる穴明け工程を備えることを特徴とする製造方法を提供する。

本発明によれば、ケーシングの端壁部側を成形する第１金型およびケーシングの端壁部とは反対側を成形する第２金型を用いて、ケーシングをダイキャスト成形する。ケーシングの端壁部側とケーシングの端壁部とは反対側とを別々の金型によって成形することで、周壁部の厚肉のうち、周壁冷却流路と周壁内周面との間の肉厚を、周壁部の端壁部側で薄く、周壁部の端壁部とは反対側で厚く形成することができる。そして、周壁冷却流路の第１金型によって成形される部分と、第２金型によって成形される部分の境界は、端壁部よりも周壁部の端壁部とは反対側の端部に近い位置に設定される。従って、周壁部の端壁部側の薄肉部を、周壁部の端壁部とは反対側の厚肉部よりも長く形成することができる。その結果、電動モータが発する熱を、長い薄肉部を介して周壁冷却流路内の冷却媒体に効率よく伝えることができ、冷却効率を高めることができる。

また、ダイキャスト成形により、周壁冷却流路の第１金型によって成形される部分と第２金型で成形される部分の境界に仕切壁を形成する。そして、仕切壁を穴明け加工して周壁冷却流路の第１金型によって成形される部分と第２金型によって成形される部分を連通させるので、上記境界にバリが発生するのを防止することができる。つまり、ダイキャスト成形によって上記境界に仕切壁を形成しない場合には、当該境界において金型同士が接触するため、脱型した後にその接触箇所にバリが発生する可能性があるが、本構成によればそのようなバリの発生を防ぐことができる。

以上説明したように、本発明によれば、高い冷却性と高い量産性を兼ね備えた電動モータの冷却構造およびその製造に適した製造方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る冷却構造を備えた電動モータを示す斜視図である。 図１に示される電動モータの分解斜視図である。 図１に示される電動モータのＡ−Ａ線断面図である。 図２におけるＢ方向矢視図である。 図２に示されるケーシングをエンドカバー側から見た図である（ケーシングからエンドカバーを取り外した状態）。 図４におけるＤ−Ｄ線断面図である。 本発明の実施形態における周壁冷却流路および端壁冷却流路を示す斜視図である。 端壁冷却流路における冷却媒体の流れを示す図である。 端壁部にボス部を形成しない場合の、端壁冷却流路における冷却媒体の流れを示す図である。 周壁冷却流路に形成した仕切壁を穴明け加工する前の状態を示す正面図である。 周壁冷却流路に形成した仕切壁を穴明け加工する前の状態を示す背面図である。 周壁冷却流路に形成した仕切壁を穴明け加工する前の状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る冷却構造を備えた電動モータを示す斜視図である。 図１３に示される電動モータの分解斜視図である。 図１３に示される電動モータのＡ−Ａ線断面図である。 図１４におけるＢ方向矢視図である。 図１４におけるＣ方向矢視図である。 本発明の実施形態における周壁冷却流路および端壁冷却流路を示す斜視図である。 端壁冷却流路における冷却媒体の流れを示す図である。 端壁部にボス部を形成しない場合の、端壁冷却流路における冷却媒体の流れを示す図である。 周壁冷却流路に形成した仕切壁を穴明け加工する前の状態を示す正面図である。 周壁冷却流路に形成した仕切壁を穴明け加工する前の状態を示す背面図である。 本発明の第２実施形態に係る冷却構造の変形例を示す断面図である。 特許文献１に記載の技術を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜９を参照しつつ説明する。

本実施形態に係る電動モータの冷却構造は、図１〜３に示される電動モータ１Ａに設けられる。

電動モータ１Ａ（以下、「モータ１Ａ」と称する）は、ラジアルギャップ型のモータである。モータ１Ａは、ステータ７およびロータ８（図３参照）を有するモータ本体２３と、モータ本体２３を収容するモータハウジング２Ａとを備える。

モータハウジング２Ａは、図３に示されるように、モータ本体２３を包囲する筒状の周壁部１９および周壁部１９の一端から径方向内側に延びる端壁部３Ａを有するケーシング５Ａと、ケーシング５Ａの開口部４を塞ぐエンドカバー６と、周壁部１９の一端および端壁部３Ａの外面を覆うように周壁部１９の一端および端壁部３Ａに取り付けられるカバー部材２４Ａとを含む。

以下、モータ１Ａの各構成要素について詳細に説明する。

＜モータ本体２３について＞
ステータ７は、円筒状に形成されたヨーク９と、ヨーク９の内周面から回転中心に向けて突出する複数個のティース部（図示せず）とを有し、このティース部にコイル１０が巻掛けられるように構成されている。ステータ７は、ケーシング５Ａの内周面に保持される。

ロータ８は、モータ１Ａの出力軸であるシャフト（ロータ回転軸）１１と、シャフト１１の外周に形成されるヨーク１２と、ヨーク１２の外周に配設される複数の永久磁石１３とを有している。

シャフト１１は、ケーシング５Ａの端壁部３Ａの中央に形成された軸挿通孔１４およびエンドカバー６の中央に形成された軸挿通孔１５に、それぞれ、軸受１６，１７を介して回転自在に支持されている。

シャフト１１の一端部が、端壁部３Ａの軸挿通孔１４から突出している。その突出部分の自由端には、モータ１Ａの駆動力をトランスアクスル（図示せず）に伝達するギア１８が形成されている。

＜モータハウジング２Ａについて＞
図３に示されるように、ケーシング５Ａは、円筒状の周壁部１９と、周壁部１９の一端から径方向内側に延びる円板状の端壁部３Ａとを有する。周壁部１９と端壁部３Ａは、同一の金属材料により一体成形される。ケーシング５Ａの成形方法としては、ダイキャスト成形法が用いられる。

図３〜７に示されるように、周壁部１９の厚み内には、冷却水などの冷却媒体が流れる周壁冷却流路２０が形成される。周壁冷却流路２０は、周壁部１９の軸方向に延びる複数の軸方向流路２０ａ（図４〜７参照）と、隣り合う軸方向流路２０ａ同士をエンドカバー６側端部において周方向に連結する周方向流路２０ｂ（図５，７参照）とを有する。周方向流路２０ｂの下流側に位置する軸方向流路２０ａは、後述の端壁冷却流路２８Ａから冷却媒体を排出する排出流路である（冷却媒体の流れを示す図７の矢印を参照）。周方向流路２０ｂの上流側に位置する軸方向流路２０ａは、端壁冷却流路２８Ａに冷却媒体を導入する導入流路である（図７の矢印を参照）。導入流路と排出流路は、端壁部３Ａの周方向において交互に配置される。

排出流路（軸方向流路２０ａ）における、端壁部３Ａよりもエンドカバー６に近い位置には、排出流路を端壁部３Ａ側とエンドカバー６側の２つの空間に仕切る仕切壁３０（図６参照）が形成されている。仕切壁３０には、貫通孔である排出ポート２７が形成されている。この排出ポート２７を通じて、排出流路は、端壁部３Ａ側の空間とエンドカバー６側の空間が連通している。

導入流路（軸方向流路２０ａ）における、端壁部３Ａよりもエンドカバー６に近い位置には、導入流路を端壁部３Ａ側とエンドカバー６側の２つの空間に仕切る仕切壁が形成されている。この仕切壁には、貫通孔である導入ポート２６が形成されている。この導入ポート２６を通じて、導入流路は、端壁部３Ａ側の空間とエンドカバー６側の空間が連通している。

図４，５，７に示される例では、１０個の軸方向流路２０ａと、４個の周方向流路２０ｂとが、それぞれ周壁部１９の周方向に並んで設けられている。１０個の軸方向流路２０ａのうち、最も上流側に位置する軸方向流路２０ａに、冷却媒体供給管２１が接続されている（図７参照）。また、最も下流側に位置する軸方向流路２０ａに、冷却媒体排出管２２が接続されている（図７参照）。

図２，３に示されるように、端壁部３Ａの外面には、軸方向流路２０ａと連通する凹部３８Ａが形成される。凹部３８Ａは、軸挿通孔１４の周囲にリング状に形成される。カバー部材２４Ａが周壁部１９の一端および端壁部３Ａの外面に取り付けられることにより、凹部３８Ａの内壁面とカバー部材２４Ａの壁面とが協同して、端壁部３Ａに端壁冷却流路２８Ａを形成する。

端壁冷却流路２８Ａは、複数の区画壁２９Ａによって、周方向に並ぶ複数の冷却部３１Ａに区画される。区画壁２９Ａは、周壁部１９の厚み内において軸方向に延びるとともに端壁部３Ａの外面において径方向に延びている。複数の区画壁２９Ａは、互いに一定の間隔をあけて放射状に配置されている。区画壁２９Ａの外周側部分は、後述の第１ボス部３２Ａａと一体となっており、周方向に互いに隣り合う軸方向流路２０ａの間を仕切っている。図４に示される例では、５個の区画壁２９Ａが設けられ、これら区画壁２９Ａによって５個の冷却部３１Ａが形成されている。５個の冷却部３１Ａは、端壁部３Ａの周方向に並んでいる。

図４に示されるように、各冷却部３１Ａの外周部分は、導入流路としての軸方向流路２０ａおよび排出流路としての軸方向流路２０ａと連通している。各軸方向流路２０ａの一端は、カバー部材２４Ａによって覆われる。

周壁部１９の一端および端壁部３Ａの外面には、カバー部材２４Ａが取り付けられるボス部３２Ａが突設されている。ボス部３２Ａは、半円柱状をなしており、先端に雌ねじ部３３が形成されている。この雌ネジ部３３が、図１，２に示される雄ネジ２５と螺合することにより、端壁部３Ａの外面にカバー部材２４Ａを取り付けることができる。

ボス部３２Ａは、第１ボス部３２Ａａと、第２ボス部３２Ａｂと、第３ボス部３２Ａｃとを有する。

第１ボス部３２Ａａは、その半円状部分が径方向内側を向くように周壁部１９の厚み内に設けられており（図３参照）、周方向に隣り合う軸方向流路２０ａの間を仕切るように、軸方向に延びている。第１ボス部３２Ａａは、区画壁２９Ａの外側端部と重複している（図２，４参照）。

第２ボス部３２Ａｂは、その半円状部分が径方向内側を向くように周壁部１９の厚み内に設けられるとともに、隣り合う区画壁２９Ａの間に位置している。各冷却部３１Ａ毎に、導入流路としての軸方向流路２０ａと、排出流路としての軸方向流路２０ａは、第２ボス部３２Ａｂを介して互いに反対側に位置する。より具体的には、各冷却部３１Ａ毎に、第２ボス部３２Ａｂは、導入流路としての軸方向流路２０ａと、排出流路としての軸方向流路２０ａとを結ぶ直線上に配置される（図２，４参照）。

第３ボス部３２Ａｃは、端壁部３Ａの外面において区画壁２９Ａの内側端部同士を連結する連結壁３９に一体に形成されている（図２，４参照）。

カバー部材２４Ａは、正面視でリング状をなす板状部材である（図１，２参照）。カバー部材２４Ａには、その周方向に沿って複数のネジ挿通孔３６が形成されている。雄ネジ２５をネジ挿通孔３６に通し、雄ネジ２５を第１ボス部３２Ａａ、第２ボス部３２Ａｂ、および第３ボス部３２Ａｃの雌ネジ３３に螺合させることにより、カバー部材２４を周壁部１９の一端および端壁部３の外面に取り付けることができる。カバー部材２４Ａを周壁部１９の一端および端壁部３Ａの外面に取り付けることにより、軸方向流路２０ａの一端が施蓋されるとともに、凹部３８Ａが施蓋されて端壁冷却流路２８Ａが形成される。

図７に示されるように、導入流路（軸方向流路２０ａ）、冷却部３１Ａ、排出流路（軸方向流路２０ａ）、および周方向流路２０ｂにより、周壁部１９と端壁部３Ａの間で往復するジグザグ状の流路が形成される。

次に、本実施形態における冷却媒体の流れについて説明する。

図１に示されるように、ケーシング５Ａにカバー部材２４Ａおよびエンドカバー６を取り付けた状態において、モータ本体２３に通電してロータ８を回転させる。そして、冷却媒体供給管２１に低温の冷却媒体を供給する。

冷却媒体供給管２１に供給された冷却媒体は、図７に示されるように、軸方向流路２０ａ（導入流路）、冷却部３１Ａ、軸方向流路２０ａ（排出流路）、周方向流路２０ｂ、軸方向流路２０ａ（導入流路）、・・・を順次流れ（ジグザグ状の流路を流れ）、冷却媒体排出管２２から排出される。図７における矢印および図８における白抜き矢印は、冷却媒体のおよその流れを示している。

冷却媒体は、冷却媒体供給管２１に供給されてから冷却媒体排出管２２から排出されるまでの間に、モータ本体２３からの熱で加熱されたケーシング５Ａおよびカバー部材２４Ａを冷却し、これによってモータ本体２３を冷却する。

次に、本実施形態に係る冷却構造の製造方法について、図２，６，１０〜１２を参照しつつ説明する。

この製造方法は、ダイキャスト成形工程と、穴明け工程と、組み立て工程とを備える。

ダイキャスト成形工程では、ケーシング５Ａの端壁部３Ａ側を成形する第１金型（図示せず）と、第１金型と対をなすとともにケーシング５Ａのエンドカバー６側を成形する第２金型（図示せず）とを備えるダイキャスト金型を用いて、ケーシング５Ａのダイキャスト成形を行う。

軸方向流路２０ａの第１金型によって成形される部分と、軸方向流路２０ａの第２金型によって成形される部分の境界（図１２参照）は、ケーシング５Ａの端壁部３Ａよりもエンドカバー６に近い位置に設定される。ダイキャスト成形工程では、その境界に仕切壁３０（図１２参照）を形成する。ダイキャスト成形の時点では、図１０〜１２に示されるように、仕切壁３０には導入ポート２６および排出ポート２７が形成されていない。

エンドカバー６およびカバー部材２４Ａについては、通常の金型を用いてダイキャスト成形を行う。

次に、穴明け工程では、仕切壁３０をドリル工具によって穴明け加工して、導入ポート２６および排出ポート２７を形成する（図６参照）。これにより、軸方向流路２０ａの第１金型によって成形される部分と、軸方向流路２０ａの第２金型によって成形される部分とが連通する。

次に、組み立て工程では、ケーシング５Ａの周壁部１９の一端および端壁部３Ａの外面にカバー部材２４Ａを取り付けるとともに、ケーシング５Ａの開口部４を塞ぐようにエンドカバー６を取り付ける。これにより、本実施形態に係る冷却構造が完成する。

以上説明したように、本実施形態によれば、ケーシング５Ａの周壁部１９の一端および端壁部３Ａにカバー部材２４Ａを取り付けることにより、端壁部３Ａの外面に形成された凹部３８Ａの内壁面とカバー部材２４Ａの壁面とが協同して、端壁部３Ａに端壁冷却流路２８Ａを形成する。つまり、端壁部３Ａの外面に形成された凹部３８Ａをカバー部材２４Ａで施蓋することにより端壁部３Ａに端壁冷却流路２８Ａ（図３参照）が形成されるので、ケーシング５Ａをダイキャスト成形（金型鋳造）で作製することができる。周壁冷却流路２０および端壁冷却流路２８Ａに冷却媒体を流すことによって、ケーシング５Ａの周壁部１９および端壁部３Ａを冷却することができるため、高い冷却性と高い量産性を兼ね備えた電動モータ１Ａの冷却構造を提供することができる。

また、周壁冷却流路２０が、端壁部３Ａと一体成形された周壁部１９に形成されているので、図２４に示されるように端壁部（連結部１０７）とは別体に成形された周壁部（周壁１０４）に周壁冷却流路（縦通路１０５）を形成する場合と比べて、周壁部の肉厚を薄くすることができる。つまり、端壁部と周壁部を別体に成形している場合には、端壁部と周壁部の間にシール面を確保するために周壁部の肉厚を大きく（厚く）する必要があるが、本実施形態のように端壁部３Ａと周壁部１９が一体成形されていれば、端壁部３Ａと周壁部１９の間にシール面を確保する必要がないため、周壁部１９の内周面と周壁冷却流路２０の間の肉厚ｔ１，ｔ２（周壁部１９の周壁冷却流路２０よりも内側の肉厚ｔ１，ｔ２）を薄くすることができ、これにより周壁冷却流路２０内の冷却媒体に効率よく熱を伝えることができるとともに、内側の肉厚ｔ１，ｔ２を薄くできる分、周壁部１９の全体の肉厚も薄くすることができ、ケーシング５Ａ内の熱を周壁部１９を介して効率よく放熱することができ、冷却性を高めることができる。

また、ボス部３２Ａが周壁部１９の厚み内に設けられるので、端壁部３Ａに形成される端壁冷却流路２８Ａの深さを浅くすることができる。つまり、ボルト２５が螺合されるボス部３２Ａを周壁部１９の厚み内に設けることにより、ボルト２５の長さに関係なく端壁冷却流路２８Ａの深さを設定することができ、端壁冷却流路２８Ａを浅く形成することができる。端壁冷却流路２８Ａを浅く形成すれば、端壁冷却流路２８Ａを流れる冷却媒体の流速を大きくすることができ、冷却効率を高めることができる。

また、端壁冷却流路２８Ａが、複数の区画壁２９Ａによって複数の冷却部３１Ａに区画されているため、導入流路（軸方向流路２０ａ）から導入された冷却媒体が区画壁２９Ａによってガイドされつつ冷却部３１Ａの隅々まで淀みなく流れ、排出流路（軸方向流路２０ａ）から排出される。従って、冷却効率を高めることができる。

また、導入流路（軸方向流路２０ａ）、冷却部３１Ａ、排出流路（軸方向流路２０ａ）、および周方向流路２０ｂにより、周壁部１９と端壁部３Ａの間で往復するジグザグ状の流路が形成されるので、周壁部１９と端壁部３Ａを万遍なく冷却することができる。

また、第１ボス部３２Ａａが区画壁２９Ａに形成されているので、第１ボス部３２Ａａが冷却媒体の流れを妨げるのを防止することができ、冷却効率をさらに高めることができる。

また、第２ボス部３２Ａｂが導入流路と排出流路とを結ぶ直線上に配置されているので、導入流路から導入された冷却媒体が排出流路へ直線的な経路で流れ込むのを第２ボス部３２Ａｂで阻止することができる。これにより、冷却媒体を冷却部３１Ａの隅々まで淀みなく流すことができ、冷却効率を高めることができる。

第２ボス部３２Ａｂが設けられない場合には、図９の白抜きの太い矢印に示されるように、冷却媒体の多くが導入流路（軸方向流路２０ａ）から排出流路（軸方向流路２０ａ）へ直線的に流れるため、冷却部３１Ａの径方向内側を経由した流れ（図９の白抜きの細い矢印）が悪くなり、冷却効率が低下する可能性がある。

また、ケーシング５Ａの端壁部３Ａ側とエンドカバー６側とを別々の金型によって成形することで、図３に示されるように、軸方向流路２０ａと周壁部１９の内周面との間の肉厚を、周壁部１９の端壁部３Ａ側で薄く（肉厚ｔ１）、エンドカバー６側で厚く（肉厚ｔ２）形成することができる。そして、周軸方向流路２０ａの第１金型によって成形される部分と、第２金型によって成形される部分の境界は、端壁部３Ａよりもエンドカバー６に近い位置に設定される。従って、周壁部１９の端壁部３Ａ側の薄肉部を、周壁部１９のエンドカバー６側の厚肉部よりも長く形成することができる。その結果、モータ１Ａが発する熱を、長い薄肉部を介して軸方向流路２０ａ内の冷却媒体に効率よく伝えることができ、冷却効率を高めることができる。また、軸方向流路２０ａと周壁部１９の内周面との間の肉厚は、エンドカバー６側で厚くなっているので、その厚肉部の端壁１９ａ（図３参照）とエンドカバー６との間で高いシール性を発揮することができる。

また、軸方向流路２０ａの第１金型によって成形される部分と第２金型で成形される部分の境界に仕切壁３０を形成した後、その仕切壁３０を穴明け加工して導入ポート２６および排出ポート２７を形成するので、その境界にバリが発生するのを防止することができる。つまり、ダイキャスト成形の際に仕切壁３０を形成しない場合には、境界において金型同士が接触するため、脱型した後にその接触箇所にバリが発生する可能性があるが、本実施形態によればそのようなバリの発生を防ぐことができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図１３〜２３を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付してその説明を省略または簡略化する。

本実施形態に係る電動モータの冷却構造は、図１３〜１５に示される電動モータ１に設けられる。

電動モータ１（以下、「モータ１」と称する）のモータハウジング２は、図１５に示されるように、周壁部１９および周壁部１９の一端から径方向内側に延びる端壁部３を有するケーシング５と、ケーシング５の開口部４を塞ぐエンドカバー６と、端壁部３の外面に取り付けられるカバー部材２４とを含む。

端壁部３の外面には、カバー部材２４が取り付けられるボス部３２が突設されている。ボス部３２は、円柱状をなしており、先端に雄ネジ２５と螺合する雌ねじ部３３が形成されている。

ボス部３２は、第１ボス部３２ａと、第２ボス部３２ｂとを有する。

第１ボス部３２ａは、端壁部３の外面において、区画壁２９と一体成形されている（図１４，１６参照）。第１ボス部３２ａは、周壁部１９よりも内側に配置される（図１４参照）。第１ボス部３２ａは、その直径部分が区画壁２９と重複している。第１ボス部３２ａの直径部分を挟む両側部分が冷却部３１内に膨出している。

第２ボス部３２ｂは、隣り合う区画壁２９の間に設けられている。第２ボス部３２ｂは、周壁部１９よりも内側に配置される（図１４，１５参照）。また、第２ボス部３２ｂの側面から導入流路（軸方向流路２０ａ）と排出流路（軸方向流路２０ａ）の間へ延びるとともに、導入流路と排出流路の間を仕切るガイド壁３４（図１４，１６参照）が設けられている。

導入流路としての軸方向流路２０ａと排出流路としての軸方向流路２０ａは、第２ボス部３２ｂおよびガイド壁３４を介して互いに反対側に位置する。

ガイド壁３４のカバー部材２４側の端部には、切欠部３５（図１４，１６参照）が形成されている。切欠部３５は、冷却部３１における導入流路側の空間と、排出流路側の空間とを連通させる。

カバー部材２４は、正面視でリング状をなす板状部材である（図１３，１４参照）。カバー部材２４には、その周方向に沿って複数のネジ挿通孔３６が形成されている。雄ネジ２５をネジ挿通孔３６に通し、雄ネジ２５を第１ボス部３２ａおよび第２ボス部３２ｂの雌ネジ３３に螺合させることにより、カバー部材２４を端壁部３の外面に取り付けることができる。カバー部材２４を端壁部３の外面に取り付けることにより、軸方向流路２０ａの一端が施蓋されるとともに、凹部３８が施蓋されて端壁冷却流路２８が形成される。

図１８に示されるように、導入流路（軸方向流路２０ａ）、冷却部３１、前記排出流路（軸方向流路２０ａ）、および周方向流路２０ｂにより、周壁部１９と端壁部３の間で往復するジグザグ状の流路が形成される。

冷却媒体供給管２１に供給された冷却媒体は、図１８に示されるように、軸方向流路２０ａ（導入流路）、冷却部３１、軸方向流路２０ａ（排出流路）、周方向流路２０ｂ、軸方向流路２０ａ（導入流路）、・・・を順次流れ（ジグザグ状の流路を流れ）、冷却媒体排出管２２から排出される。図１８における矢印および図１９における白抜き矢印は、冷却媒体のおよその流れを示している。

本実施形態によれば、第１ボス部３２ａおよび第２ボス部３２ｂが周壁部１９よりも内側に配置されるので、周方向に隣り合う周壁冷却流路２０同士の間隔が第１ボス部３２ａおよび第２ボス部３２ｂから影響を受けずに済み、周方向に隣り合う周壁冷却流路２０同士の間隔を狭めることができる（第１ボス部３２ａおよび第２ボス部３２ｂの直径よりも小さい間隔に設定することが可能）。これにより、周壁冷却流路２０同士の間隔を狭めたい場合に、それに対応することができる。

また、ガイド壁３４が設けられているため、導入流路から導入された冷却媒体は、第２ボス部３２ｂおよびガイド壁３４をガイドにして冷却部３１の隅々まで流れることができる。従って、冷却効率を高めることができる。

第２ボス部３２ｂおよびガイド壁３４が設けられない場合には、図２０の白抜き矢印に示されるように、冷却媒体が第２ボス部３２ｂおよびガイド壁３４によってガイドされない。このため、冷却部３１の径方向内側（図２０の破線で囲む領域）において、冷却媒体の流れが悪くなり、冷却効率が低下する可能性がある。

また、導入流路から導入された冷却媒体は、ガイド壁３４に形成された切欠部３５を通じて流れ（図１９参照）、排出流路から排出される。従って、導入流路付近に空気が溜まっている場合には、その空気は冷却媒体と一緒に切欠部３５を通じて流れ、排出流路から排出される。従って、冷却効率をさらに高めることができる。

次に、本実施形態に係る冷却構造の製造方法について説明する。

本実施形態に係る冷却構造の製造方法は、ダイキャスト成形工程と、穴明け工程と、組み立て工程とを備える。

ダイキャスト成形工程では、ケーシング５の端壁部３側（図２１参照）を成形する第１金型（図示せず）と、第１金型と対をなすとともにケーシング５のエンドカバー６側（図２２参照）を成形する第２金型（図示せず）とを備えるダイキャスト金型を用いて、ケーシング５のダイキャスト成形を行う。

穴明け工程では、第１実施形態と同様、導入ポート２６および排出ポート２７が形成される（図１６，１７参照）。

組み立て工程についても、第１実施形態の場合と同様である。

なお、上記各実施形態では、エンドカバー６には冷却流路が形成されていないが、図２３に示されるように、エンドカバー６Ａにエンドカバー冷却流路３７を形成してもよい。エンドカバー冷却流路３７は、エンドカバー６Ａの径方向に沿って広がる径方向部３７ａと、径方向部３ａの外周部からエンドカバー６Ａの軸方向に延びる軸方向部３７ｂとを有している。軸方向部３７ｂは、軸方向流路２０ａと連通する。軸方向部３７ｂは、径方向部３７ａに対して直角をなしている。従って、エンドカバー冷却流路３７をダイキャスト成形によって形成することは難しい。このため、エンドカバー６Ａは、砂型鋳造で成形すればよい。

１，１Ａ 電動モータ
２，２Ａ モータハウジング
３，３Ａ 端壁部
４ 開口部
５，５Ａ ケーシング
６ エンドカバー
７ ステータ
８ ロータ
９ ステータのヨーク
１０ コイル
１１ シャフト（ロータ回転軸）
１２ ロータのヨーク
１３ 永久磁石
１４ 端壁部の軸挿通孔
１５ エンドカバーの軸挿通孔
１６ 端壁部の軸受
１７ エンドカバーの軸受
１８ ギア
１９ 周壁部
２０ 周壁冷却流路
２０ａ 軸方向流路
２０ｂ 周方向流路
２１ 冷却媒体供給管
２２ 冷却媒体排出管
２３ モータ本体
２４ カバー部材
２５ 雄ネジ
２６ 導入ポート
２７ 排出ポート
２８，２８Ａ 端壁冷却流路
２９，２９Ａ 区画壁
３０ 仕切壁
３１，３１Ａ 冷却部
３２，３２Ａ ボス部
３２ａ，３２Ａａ 第１ボス部
３２ｂ，３２Ａｂ 第２ボス部
３２Ａｃ 第３ボス部
３３ 雌ネジ部
３４ ガイド壁
３５ 切欠部
３６ ネジ挿通孔
３７ エンドカバー冷却流路
３７ａ 径方向部
３７ｂ 軸方向部
３８，３８Ａ 凹部
３９ 連結壁

Claims (10)

1. ロータおよびステータを有するモータ本体と、
   前記モータ本体を包囲する筒状の周壁部および当該周壁部の一端から径方向内側に延びる端壁部を含むとともに前記周壁部と前記端壁部が同一材料により一体成形されてなるケーシングと、
   前記ケーシングの前記端壁部の外面に取り付けられるカバー部材とを備え、
   前記ケーシングは、前記周壁部の厚み内に形成されるとともに冷却媒体が流れる周壁冷却流路と、前記端壁部に形成されて前記周壁冷却流路に連通する端壁冷却流路とを含み、
   前記端壁冷却流路は、前記端壁部の外面に形成された凹部が前記カバー部材に覆われることにより、前記凹部の内壁面と前記カバー部材の壁面とにより形成され、
   前記周壁冷却流路は、その途中部分に、開口部が形成された仕切壁を備えていることを特徴とする、電動モータの冷却構造。
2. 前記カバー部材は、前記端壁部の外面および前記周壁部の前記一端を覆っており、
   前記周壁部に、前記カバー部材が取り付けられるボス部が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の電動モータの冷却構造。
3. 前記端壁部の外面に、前記カバー部材が取り付けられるボス部が突設され、
   前記ボス部は、前記周壁部よりも内側に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の電動モータの冷却構造。
4. 前記端壁冷却流路は、前記端壁部の外面において径方向に延設された複数の区画壁によって周方向に並ぶ複数の冷却部に区画され、
   前記周壁冷却流路は、前記冷却部に冷却媒体を導入する導入流路と、前記冷却部から冷却媒体を排出する排出流路とを有し、
   各前記冷却部は、前記導入流路および前記排出流路と連通していることを特徴とする、請求項２または３に記載の電動モータの冷却構造。
5. 前記周壁冷却流路は、前記導入流路と前記排出流路を前記冷却部とは反対側の端部で互いに連結する周方向流路を有し、
   前記導入流路、前記冷却部、前記排出流路、および前記周方向流路により、前記周壁部と前記端壁部の間で往復するジグザグ状の流路が形成されることを特徴とする、請求項４に記載の電動モータの冷却構造。
6. 前記ボス部は、前記区画壁に形成された第１ボス部を含むことを特徴とする、請求項４または５に記載の電動モータの冷却構造。
7. 前記ボス部は、隣り合う前記区画壁の間に設けられた第２ボス部を含み、
   前記第２ボス部は、前記導入流路と前記排出流路とを結ぶ直線上に配置されることを特徴とする、請求項４乃至６のいずれかに記載の電動モータの冷却構造。
8. 前記ボス部は、隣り合う前記区画壁の間に設けられた第２ボス部を含み、
   前記第２ボス部から前記導入流路と前記排出流路の間へ延びるガイド壁が設けられ、
   前記導入流路と前記排出流路は、前記第２ボス部および前記ガイド壁を介して互いに反対側に位置することを特徴とする、請求項４乃至６のいずれかに記載の電動モータの冷却構造。
9. 前記ガイド壁の前記カバー部材側の端部に、当該ガイド壁を挟む前記導入流路側の空間と前記排出流路側の空間を連通させる切欠部が形成されていることを特徴とする、請求項８に記載の電動モータの冷却構造。
10. 請求項１に記載の電動モータの冷却構造の製造方法であって、
    前記ケーシングの前記端壁部側を成形する第１金型と、当該第１金型と対をなすとともに前記ケーシングの前記端壁部とは反対側を成形する第２金型とを備えるダイキャスト金型を用いて、前記ケーシングをダイキャスト成形するダイキャスト成形工程を備え、
    前記周壁冷却流路の前記第１金型によって成形される部分と、前記周壁冷却流路の前記第２金型によって成形される部分の境界は、前記端壁部よりも前記周壁部の前記端壁部とは反対側の端部に近い位置に設定され、
    前記ダイキャスト成形工程において前記境界に仕切壁を形成し、
    前記ダイキャスト成形工程の後に、前記仕切壁を穴明け加工することにより、前記周壁冷却流路の前記第１金型によって成形される部分と前記第２金型によって成形される部分を連通させる穴明け工程を備えることを特徴とする、製造方法。

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