JP7053886B2 - モータ油冷構造 - Google Patents
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Description
モータは、モータケースと、モータケースに回転可能に支持されるロータと、モータケースに固定され、ロータの円筒周面に沿って複数個配列された分割ステータコアを有するステータと、を備え、互いに隣接する前記分割ステータコアのコイルの間にはそれぞれモータ軸線方向に沿ってコイル隙間があり、
コイルエンドの一方側において分割ステータコアの周方向に沿って配列され、前記コイル隙間に向かってそれぞれオイルを噴射する複数の噴射孔を有し、全ての前記コイル隙間に対して前記噴射孔を備えており、
前記噴射孔は、前記コイル隙間と対向する位置から周方向にオフセットして配置されているとともに、前記噴射孔によるオイル噴射方向が、前記コイル隙間を通して各分割ステータコアのコイルの側面に向かうように、モータ軸線の方向に対して周方向傾斜角度を持たせた方向に設定されている。
図1は、第1実施例のモータ油冷構造A1が適用されたモータMを示し、図2は、第1実施例のモータMにおいて隣接する分割ステータコアのコイル隙間を示す。以下、図1及び図2に基づいてモータ構成を説明する。
図3は、噴射孔7によるオイル噴射方向をモータ軸線ML(すなわちモータ中心軸線と平行な直線)に対して周方向傾斜角度θ1を持たせた方向に設定した状態を示し、図4は、噴射孔7によるオイル噴射方向をモータ軸線MLに対して径方向傾斜角度θ2を持たせた方向に設定した状態を示す。なお、図3は、ステータコア21の内周面を展開して示した説明図であり、図4は、モータMの縦断面に相当する説明図である。以下、図1~図4に基づいて、モータ油冷構造A1の詳細構成を説明する。
ステータコイルを冷却する周知技術として、ステータの外周位置にウォータジャケットを配置し、ウォータジャケットを流れる冷却水によりステータコイルの熱を抜熱しようとするものである。しかし、ウォータジャケットによる周知の冷却技術は、コイル熱が多数の部品間を伝わっていく構造であるために抜熱性が悪い。つまり、コイル熱は、ステータコイルからインシュレータ→ステータコア→モータケース→ウォータジャケットへと伝わっていく経路により抜熱される。
本発明者は、上記背景技術の課題に対し、コイルの冷却オイルをかける領域として、コイルエンドだけの小面積領域では十分に抜熱できなく、コイルとコイルの間の広い面積にオイルをかける必要がある点に着目した。課題の解決対策として、分割ステータコア2Sの周方向に沿って配列され、隣接する分割ステータコア2Sのコイル隙間4に向かってオイルを噴射する複数の噴射孔7を有する。そして、噴射孔7によるオイル噴射方向を、コイル隙間4に噴射したオイルが突き抜ける方向であるモータ軸線MLの方向に対して周方向傾斜角度θ1を持たせた方向に設定する手段を採用した。
まず、コイル隙間4に噴射されたオイルがそのままコイル23,23の間を突き抜けることを防止するため、噴射孔7によるオイル噴射方向が、コイル隙間4に噴射したオイルが突き抜ける方向であるモータ軸線MLの方向に対して周方向傾斜角度θ1を持たせた方向に設定されている。
モータMは、モータケース3に回転可能に支持されるロータ1と、モータケース3に固定され、ロータ1の円筒周面に沿って複数個配列された分割ステータコア2Sを有するステータ2と、を備え、
分割ステータコア2Sの周方向に沿って配列され、隣接する分割ステータコア2Sのコイル隙間4に向かってオイルを噴射する複数の噴射孔7を有し、
噴射孔7によるオイル噴射方向を、コイル隙間4に噴射したオイルが突き抜ける方向であるモータ軸線MLの方向に対して周方向傾斜角度θ1を持たせた方向に設定する。
このため、簡素な構造でありながら、分割ステータコア2Sに巻き付けられたコイル23の冷却能力を高くすることができる。即ち、オイル噴射方向に周方向傾斜角度θ1を持たせることで、コイル隙間4に向かって噴射したオイルがコイル23の側面23aに対して斜め方向から直接当たり、コイル23から熱を奪いながらコイル隙間4を通過する。
このため、コイル23の側面に対し広い面積でのオイル冷却になり、冷却性能を向上させることができる。即ち、噴射孔7によるオイル噴射方向に径方向傾斜角度θ2を持たせたことで、オイルは隣接するコイル隙間4を斜めに横断しながら流れる。
複数個配列された分割ステータコア2Sのうち、頂部に配置される分割ステータコア2S’に対して両側面からオイルが噴射されるように、第1分割ステータコア群2S(G1)での噴射孔7による周方向傾斜角度θ1と、第2分割ステータコア群2S(G2)での噴射孔7による周方向傾斜角度θ1とを同じ角度で傾斜方向を異ならせて設定する。
このため、複数個配列される分割ステータコア2Sの中でコイル温度が最高温度に上昇する頂部に配置される分割ステータコア2S’の冷却性能を向上させることができる。即ち、頂部に配置される分割ステータコア2S’に対して両側面からオイルが噴射されることになり、分割ステータコア2S’のコイル23へのオイル噴射量が増加する。
オイルを、変速機ユニットのオイルポンプから発生した潤滑油圧による潤滑油とする。
このため、冷媒として用いられるコイル冷却用オイルやオイル専用ポンプを必要とせず、オイル回路も潤滑油圧回路からの分岐回路により簡略化した回路構成とすることができる。
噴射孔7は、オイル噴射ノズル6に有する。
このため、複数個のオイル噴射ノズル6を有する環状冷却パイプ5を新たに付加するだけで、既存のモータMに対して容易にモータ油冷構造A1を適用することができる。
第1実施例はモータ油冷構造A1を冷却油配管によるモータMに対する外部付加構造としたのに対し、第2実施例はモータ油冷構造A2をモータケース部品自体に織り込んだ内部付加構造とした。
噴射孔7’は、一端を環状冷却油路5’に連通してサイドケース部32に開孔されたオイル噴射ノズル孔6’の他端に有する。
このため、モータケース3に、環状冷却油路5’とオイル噴射ノズル孔6’と噴射孔7’とを形成するだけで、モータ部品点数を増加させることなく、容易にモータ油冷構造A2を適用することができる。
Claims (6)
- モータの分割ステータコアに巻き付けられたコイルをオイルにより冷却するモータ油冷構造であって、
前記モータは、モータケースと、モータケースに回転可能に支持されるロータと、モータケースに固定され、前記ロータの円筒周面に沿って複数個配列された分割ステータコアを有するステータと、を備え、互いに隣接する前記分割ステータコアのコイルの間にはそれぞれモータ軸線方向に沿ってコイル隙間があり、
コイルエンドの一方側において前記分割ステータコアの周方向に沿って配列され、前記コイル隙間に向かってそれぞれオイルを噴射する複数の噴射孔を有し、全ての前記コイル隙間に対して前記噴射孔を備えており、
前記噴射孔は、前記コイル隙間と対向する位置から周方向にオフセットして配置されているとともに、前記噴射孔によるオイル噴射方向が、前記コイル隙間を通して各分割ステータコアのコイルの側面に向かうように、モータ軸線の方向に対して周方向傾斜角度を持たせた方向に設定されている、
モータ油冷構造。 - 請求項1に記載されたモータ油冷構造において、
前記噴射孔によるオイル噴射方向を、前記コイル隙間に噴射したオイルが突き抜ける方向であるモータ軸線の方向に対して径方向傾斜角度を持たせた方向に設定した、
モータ油冷構造。 - 請求項1又は2に記載されたモータ油冷構造において、
前記ロータの円筒周面に沿って複数個配列された分割ステータコアを、垂直線により第1分割ステータコア群と第2分割ステータコア群とに半周分けし、
前記複数個配列された分割ステータコアのうち、頂部に配置される分割ステータコアに対して両側面からオイルが噴射されるように、前記第1分割ステータコア群での前記噴射孔による周方向傾斜角度と、前記第2分割ステータコア群での前記噴射孔による周方向傾斜角度とを同じ角度で傾斜方向を異ならせて設定した、
モータ油冷構造。 - 請求項1から3までの何れか一項に記載されたモータ油冷構造において、
前記モータを、変速機ユニットの内部位置、又は、近接位置に配置し、
前記オイルを、前記変速機ユニットのオイルポンプから発生した潤滑油圧による潤滑油とする、
モータ油冷構造。 - 請求項1から4までの何れか一項に記載されたモータ油冷構造において、
前記分割ステータコアのコイルエンドの一方側に配置される環状冷却パイプと、
前記環状冷却パイプに突設され、前記コイル隙間と対向する位置から周方向にオフセットして配置される複数個のオイル噴射ノズルと、を備え、
前記噴射孔は、前記オイル噴射ノズルに有する、
モータ油冷構造。 - 請求項1から4までの何れか一項に記載されたモータ油冷構造において、
前記モータケースのうち、前記分割ステータコアのコイルエンドの一方側のサイドケース部に形成される環状冷却油路を備え、
前記噴射孔は、一端を前記環状冷却油路に連通して前記サイドケース部に開孔されたオイル噴射ノズル孔の他端に有する、
モータ油冷構造。
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