JP7056563B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、モータに関する。

例えば、日本国公開公報平９－２３６１４号公報には、モータを冷却する冷却装置が記載されている。日本国公開公報平９－２３６１４号公報の冷却装置では、液冷媒がケーシングの熱を奪って蒸発し、ケーシングを介してモータを冷却する。

日本国公開公報平９－２３６１４号公報

上記のような冷却装置では、蒸発し気体となった液冷媒を再び液体に戻すために凝縮器が必要となる。冷却する発熱対象の温度が高温となるほど、蒸発する液冷媒の量が多くなるため、大型の凝縮器が必要となる。したがって、モータに冷却装置を搭載した場合に、モータ全体が大型化する問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みて、冷却手段が搭載されたモータであって、大型化することを抑制しつつ、冷却効率を向上できる構造を有するモータを提供することを目的の一つとする。

本発明の一つの態様のモータは、水平方向に延びる中心軸を中心とするシャフトおよび前記シャフトに固定されたロータコアを有するロータと、前記ロータの径方向外側に配置され、前記ロータを囲む筒状のステータと、前記ステータの径方向外側に配置され、前記ロータおよび前記ステータを収容する筒状のハウジングと、を備え、前記ステータは、周方向に沿って配置され径方向に延びる複数のティースと、前記複数のティースにそれぞれ巻回された複数のコイルと、を有し、前記ハウジングと前記ロータとの間には、第１冷却媒体が充填されて密閉された密閉室が設けられ、前記密閉室の径方向内側には、前記ロータコアが収容された収容空間が設けられ、前記密閉室は、前記複数のコイルを収容する内側室と、前記内側室の径方向外側に配置され、周方向に延びる外側室と、前記シャフトよりも鉛直方向上側に位置し、前記内側室と前記外側室とを繋ぐ上側接続部と、前記シャフトよりも鉛直方向下側に位置し、前記内側室と前記外側室とを繋ぐ下側接続部と、を有し、前記内側室および前記外側室は、周方向に沿った環状であり、前記上側接続部は、前記内側室の上端、かつ、前記シャフトの鉛直方向真上に位置し、前記下側接続部は、前記内側室の下端、かつ、前記シャフトの鉛直方向真下に位置する、モータ。

本発明の一つの態様によれば、冷却手段が搭載されたモータであって、大型化することを抑制しつつ、冷却効率を向上できる構造を有するモータが提供される。

図１は、本実施形態のモータを示す斜視図である。 図２は、本実施形態のモータを示す図であって、図１におけるII－II断面図である。 図３は、本実施形態のモータを示す図であって、図２におけるIII－III断面図である。 図４は、本実施形態のステータピースを示す斜視図である。 図５は、本実施形態のハウジングの部分を示す斜視図である。 図６は、本実施形態のインナーケースを示す斜視図である。 図７は、本実施形態の第１蓋部を示す斜視図である。 図８は、本実施形態のモータの部分を示す斜視図である。

図１および図２に示すように、本実施形態のモータ１０は、ロータ４０と、ステータ５０と、ハウジング２０と、封止部材７０と、圧力調整装置８０と、を備える。図２に示すように、ロータ４０は、水平方向に延びる中心軸Ｊを中心とするシャフト４１およびシャフト４１に固定されたロータコア４２を有する。詳細については後述するが、本実施形態のモータ１０は、モータ１０の内部に第１冷却媒体ＣＭ１を用いた冷却手段を有する。

以下の説明においては、中心軸Ｊが延びる水平方向と平行な方向を、単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。また、図に示されるＸＹＺ軸において、Ｘ軸方向は、軸方向とする。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向と直交する水平方向のうちの一方向とする。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方と直交する鉛直方向とする。Ｚ軸方向の正の側、すなわち図２の上側は、鉛直方向の上側とし、単に「上側」と呼ぶ。Ｚ軸方向の負の側、すなわち図２の下側は、鉛直方向の下側とし、単に「下側」と呼ぶ。また、Ｘ軸方向の負の側は、「前側」と呼ぶ。Ｘ軸方向の正の側は、「後側」と呼ぶ。本実施形態において、Ｘ軸方向の負の側、すなわち前側は、軸方向一方側に相当し、Ｘ軸方向の正の側、すなわち後側は、軸方向他方側に相当する。なお、前側および後側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。

ステータ５０は、ロータ４０の径方向外側に配置され、ロータ４０を囲む筒状である。図３に示すように、本実施形態においてステータ５０は、複数のステータピース５０ａ，５０ｂを有する。複数のステータピース５０ａ，５０ｂは、周方向に沿って配置される。周方向に隣り合うステータピース５０ａ，５０ｂ同士は互いに連結され、複数のステータピース５０ａ，５０ｂによって筒状のステータ５０が構成される。

ステータピース５０ａは、中心軸Ｊの上側と中心軸Ｊの下側とにそれぞれ１つずつ配置される。すなわち、ステータピース５０ａは、２個である。上側のステータピース５０ａの上端は、ステータ５０の上端である。下側のステータピース５０ａの下端は、ステータ５０の下端である。ステータピース５０ｂは、２つのステータピース５０ａ同士の周方向の間に配置される。図３では、ステータピース５０ｂは、上側のステータピース５０ａの周方向一方側から下側のステータピース５０ａの周方向他方側までの間に５個配置され、上側のステータピース５０ａの周方向他方側から下側のステータピース５０ａの周方向一方側までの間に５個配置される。すなわち、図３では、ステータピース５０ａ，５０ｂの合計数は、１２個である。ステータピース５０ｂの構造は、ステータピース５０ａの構造に対して、後述する被差込み部５５ｃ、第１貫通孔５６ｃおよび第２貫通孔５６ｄを有していない点においてのみ異なる。そのため、以下の説明においては、代表してステータピース５０ａについてのみ説明する場合がある。

図２に示すように、複数のステータピース５０ａのそれぞれは、ティース５１と、コイル５２と、インシュレータ５３と、を有する。すなわち、ステータ５０は、複数のティース５１と、複数のコイル５２と、複数のインシュレータ５３と、を有する。複数のティース５１は、周方向沿って配置され径方向に延びる。複数のコイル５２は、複数のティース５１にそれぞれ巻回される。インシュレータ５３は、ティース５１に装着される。

図４に示すように、インシュレータ５３は、装着部５４と、第１壁部５５と、第２壁部５６と、を有する。装着部５４は、ティース５１とコイル５２との間に配置され、ティース５１を覆う筒状である。装着部５４は、径方向内側に開口する。図２に示すように、第１壁部５５は、装着部５４の径方向内端から軸方向両側に延び、後述する第１蓋部２２および第２蓋部２０ｂに接続される。図３に示すように、周方向に隣り合う第１壁部５５同士は、互いに接続されて、筒状の第１隔壁部５７を構成する。第１隔壁部５７は、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。

図４に示すように、第１壁部５５は、第１壁部５５の周方向一方側の端部から周方向他方側に窪む凹部５５ｄと、第１壁部５５の周方向他方側の端部から周方向他方側に突出する凸部５５ｅと、を有する。図３に示すように、凹部５５ｄには、周方向一方側に隣り合う第１壁部５５の凸部５５ｅが挿入される。凸部５５ｅは、周方向他方側に隣り合う第１壁部５５の凹部５５ｄに挿入される。なお、図３において、周方向一方側とは、前側から後側に向かって視て中心軸Ｊを中心として反時計回りに進む側であり、周方向他方側とは、前側から後側に向かって視て中心軸Ｊを中心として時計回りに進む側である。

本実施形態では、周方向に隣り合う第１壁部５５同士は、防水性の接着剤を介して固定される。より詳細には、防水性の接着剤は、互いに噛み合う凹部５５ｄと凸部５５ｅとの間に設けられ、凹部５５ｄと凸部５５ｅとを互いに固定することで、周方向の隣り合う第１壁部５５同士を固定する。この構成により、第１冷却媒体ＣＭ１が、ロータ４０に流入することをより防止することができる。

図４に示すように、第１壁部５５は、被差込み部５５ｃを有する。被差込み部５５ｃは、第１壁部５５のうち装着部５４から前側に延びる部分に設けられる。被差込み部５５ｃは、第１壁部５５の径方向外側面から径方向内側に窪む。被差込み部５５ｃは、前側に開口する。第１壁部５５は、嵌合突出部５５ｆを有する。嵌合突出部５５ｆは、第１壁部５５の後側の端部であり、第１壁部５５の径方向の寸法が小さくなる部分である。

図２に示すように、第２壁部５６は、装着部５４の径方向外端から軸方向両側に延び、後述する第１蓋部２２および第２蓋部２０ｂに接続される。図３に示すように、周方向に隣り合う第２壁部５６同士は、互いに接続されて、筒状の第２隔壁部５８を構成する。第２隔壁部５８は、中心軸Ｊを中心とする角筒状である。図３では、ステータピース５０ａ，５０ｂが合計１２個設けられるため、第２隔壁部５８は、正十二角筒状である。第２隔壁部５８の径方向外側面は、ステータ５０の径方向外側面である。

図４に示すように、第２壁部５６は、第２壁部５６を径方向に貫通する孔である第１貫通孔５６ｃおよび第２貫通孔５６ｄを有する。第１貫通孔５６ｃは、第２壁部５６のうち装着部５４よりも前側に延びる部分に設けられる。第２貫通孔５６ｄは、第２壁部５６のうち装着部５４よりも後側に延びる部分に設けられる。

複数のステータピース５０ａのそれぞれは、位置決め凸部５３ａ，５３ｂを有する。位置決め凸部５３ａ，５３ｂは、第２壁部５６から径方向外側に突出する。位置決め凸部５３ａは、第２壁部５６の径方向外側面における軸方向の中央に配置される。位置決め凸部５３ａは、第１貫通孔５６ｃと第２貫通孔５６ｄとの軸方向の間に配置される。位置決め凸部５３ａは、軸方向に延びる直方体状である。位置決め凸部５３ｂは、第２壁部５６の径方向外側面における前側の端部に配置される。位置決め凸部５３ｂは、第１貫通孔５６ｃよりも前側に配置される。位置決め凸部５３ｂは、直方体状である。

図２に示すように、ハウジング２０は、ステータ５０の径方向外側に配置され、ロータ４０およびステータ５０を収容する筒状である。ハウジング２０は、ジャケット２１と、カバー２４と、インナーケース３０と、第１蓋部２２と、プレート２３と、を有する。図１に示すように、ジャケット２１は、軸方向一方側に開口する軸方向に延びる略四角筒状である。ジャケット２１の径方向内側面は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円筒状である。ジャケット２１は、ジャケット蓋部２１ａと、ジャケット筒部２１ｂと、第１コネクタ２１ｃと、第２コネクタ２１ｄと、を有する。

ジャケット蓋部２１ａは、径方向に拡がる四角板状である。図２に示すように、ジャケット蓋部２１ａは、ジャケット蓋部２１ａを軸方向に貫通する出力軸孔２１ｅを有する。シャフト４１の後側の端部は、出力軸孔２１ｅを介して、ハウジング２０の外部に突出する。ジャケット筒部２１ｂは、ジャケット蓋部２１ａの外縁部から前側に延びる。ジャケット筒部２１ｂの径方向内側には、径方向に拡がる薄板状のカバー２４が嵌め合わされる。カバー２４は、ジャケット蓋部２１ａの前面と接触する。図１に示すように、第１コネクタ２１ｃおよび第２コネクタ２１ｄは、ジャケット筒部２１ｂから径方向外側に突出する筒状である。第１コネクタ２１ｃの内部および第２コネクタ２１ｄの内部は、後述する冷却流路９０と繋がる。

図２に示すように、インナーケース３０は、ジャケット２１の径方向内側に嵌め合わされる。図５および図６に示すように、インナーケース３０は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円筒状である。図５に示すように、インナーケース３０は、インナーケース本体３１と、底部３２と、を有する。図６に示すように、インナーケース本体３１は、軸方向両端に開口し、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円筒状である。図２に示すように、インナーケース本体３１は、小径部３１ａと、大径部３１ｂと、を有する。

小径部３１ａは、ステータ５０の径方向外側においてステータ５０を囲む。図５に示すように、小径部３１ａの径方向内側面は、多角筒状の面である。図５では、小径部３１ａの径方向内側面は、正十二角筒状の面である。図３に示すように、小径部３１ａの径方向内側には、第２隔壁部５８が嵌め合わされる。第２隔壁部５８の径方向外側面、すなわちステータ５０の径方向外側面は、小径部３１ａの径方向内側面に接触する。

図５に示すように、小径部３１ａは、ハウジング溝３１ｄと、複数の位置決め凹部３１ｅと、複数の位置決め凹部３１ｆと、を有する。ハウジング溝３１ｄは、小径部３１ａの径方向内側面から径方向外側に窪み周方向に延びる。図３では、ハウジング溝３１ｄは、周方向の全体に亘って延びる環状である。ハウジング溝３１ｄの径方向内側を向く面は、円筒状の面である。図２に示すように、ハウジング溝３１ｄは、小径部３１ａの前側の端部と小径部３１ａの後側の端部とにそれぞれ設けられる。図５に示すように、位置決め凹部３１ｅ，３１ｆは、ハウジング溝３１ｄと軸方向に異なる位置において小径部３１ａの径方向内側面から径方向外側に窪む。複数の位置決め凹部３１ｅ，３１ｆは、それぞれ周方向に沿って配置される。図２に示すように、位置決め凹部３１ｅは、小径部３１ａの軸方向の中央に位置する。位置決め凹部３１ｅの前側の端部は、ハウジング溝３１ｄに開口する。位置決め凹部３１ｆは、ハウジング溝３１ｄの前側に位置する。位置決め凹部３１ｆの後側の端部は、ハウジング溝３１ｄに開口する。位置決め凹部３１ｆの前側の端部は、大径部３１ｂの内部に開口する。位置決め凹部３１ｅには、位置決め凸部５３ａが挿入される。位置決め凹部３１ｅには、位置決め凸部５３ｂが挿入される。これにより、ステータピース５０ａ，５０ｂをハウジング２０に対して精度よく周方向に位置決めできる。

図６に示すように、小径部３１ａは、冷却流路９０を有する。すなわち、ハウジング２０は、冷却流路９０を有する。図６では、冷却流路９０は、小径部３１ａの径方向外側面に設けられる。冷却流路９０は、小径部３１ａの径方向外側面から径方向内側に窪む溝である。冷却流路９０は、周方向に延びる第１流路９１および第２流路９２と、連結流路９３と、を有する。第１流路９１および第２流路９２は、小径部３１ａの外周のほぼ全体に亘って周方向に延びる。第１流路９１と第２流路９２とは、軸方向に並んで配置される。第１流路９１の周方向の一端と第２流路９２の周方向の一端とは、連結流路９３によって連結される。図２に示すように、冷却流路９０の開口は、径方向外側からジャケット筒部２１ｂによって閉塞される。冷却流路９０は、ステータ５０よりも径方向外側に配置される。冷却流路９０は、ステータ５０の少なくとも一部と径方向に重なる。

図３に示すように、冷却流路９０には、ステータ５０よりも径方向外側において第２冷却媒体ＣＭ２が流れる。第２冷却媒体ＣＭ２は、例えば、第１コネクタ２１ｃから冷却流路９０の内部に流入され、第２コネクタ２１ｄから冷却流路９０の外部に排出されることで冷却流路９０内を流れる。第１コネクタ２１ｃは、第１流路９１における連結流路９３が接続される側と反対側の周方向端部に接続される。第２コネクタ２１ｄは、第２流路９２における連結流路９３が接続される側と反対側の周方向端部に接続される。冷却流路９０内に第２冷却媒体ＣＭ２が流れることで、ステータ５０を径方向外側から冷却できる。第２冷却媒体ＣＭ２は、例えば、水である。

図２に示すように、大径部３１ｂは、小径部３１ａの前側に位置する。大径部３１ｂは、小径部３１ａよりもインナーケース本体３１の内径が大きい。大径部３１ｂは、インナーケース本体３１の前側の端部である。図５に示すように、大径部３１ｂの径方向内側面は、円筒状の面である。

底部３２は、円板部３６と、ベアリング保持部３３と、連結部３４と、外縁突出部３５と、を有する。円板部３６は、インナーケース本体３１における後側の端部の径方向内側に配置される。円板部３６は、中心を中心軸Ｊが通る円板状である。円板部３６は、中央にシャフト４１が通る貫通孔を有する。図２に示すように、円板部３６は、カバー２４の前面と接触する。図５に示すように、ベアリング保持部３３は、円板部３６から前側に突出する円環状である。図２に示すように、ベアリング保持部３３の径方向内側には、シャフト４１を支持するベアリング４４が保持される。図５に示すように、連結部３４は、円板部３６の径方向外端とインナーケース本体３１における後側の端部の径方向内端とを繋ぐ板状である。連結部３４は、周方向に沿って等間隔に３つ設けられる。外縁突出部３５は、円板部３６の径方向外縁から前側に突出する円環状である。図２に示すように、外縁突出部３５の径方向内側には、周方向に隣り合う嵌合突出部５５ｆ同士が連結された筒状の部分が嵌め合わされる。嵌合突出部５５ｆの後側の端部は、円板部３６の前面と接触する。

ジャケット２１のジャケット筒部２１ｂとインナーケース本体３１とが径方向に重ね合わされて、軸方向に延びる筒部２０ａが構成される。すなわち、ハウジング２０は、筒部２０ａを有する。筒部２０ａの内径は、インナーケース本体３１の内径である。すなわち、筒部２０ａは、小径部３１ａと、小径部３１ａよりも筒部２０ａの内径が大きい大径部３１ｂと、を有する。筒部２０ａの径方向内側面は、インナーケース本体３１の径方向内側面である。すなわち、筒部２０ａの径方向内側面は、小径部３１ａの径方向内側面を含む。筒部２０ａは、ハウジング溝３１ｄと、位置決め凹部３１ｅ，３１ｆと、を有する。ハウジング溝３１ｄは、筒部２０ａの径方向内側面から径方向外側に窪む。位置決め凹部３１ｅ，３１ｆは、筒部２０ａの径方向内側面から径方向外側に窪む。

第１蓋部２２は、ステータ５０の前側に配置される。第１蓋部２２は、筒部２０ａの軸方向一端を閉塞する。第１蓋部２２は、ホルダ円板部２２ａと、ホルダ筒部２２ｂと、フランジ部２２ｃと、ベアリング保持部２２ｄと、差込み板部２２ｅと、を有する。図２および図７に示すように、ホルダ円板部２２ａは、中心を中心軸Ｊが通る円板状である。ホルダ円板部２２ａは、インナーケース本体３１の径方向内側に配置される。ホルダ円板部２２ａは、中央にシャフト４１の前側の端部が通される貫通孔を有する。ホルダ筒部２２ｂは、ホルダ円板部２２ａの径方向外縁から前側に延びる円筒状である。ホルダ筒部２２ｂは、大径部３１ｂの径方向内側面から径方向内側に離れて配置される。フランジ部２２ｃは、ホルダ筒部２２ｂの前側の端部から径方向に拡がる略正方形板状である。図２に示すように、フランジ部２２ｃの径方向外縁部は、筒部２０ａの前側の端部、すなわちインナーケース本体３１の前側の端部およびジャケット筒部２１ｂの前側の端部に、前側から接触する。

ベアリング保持部２２ｄは、ホルダ円板部２２ａから後側に突出する円環状である。ベアリング保持部２２ｄの径方向内側には、シャフト４１を支持するベアリング４３が保持される。ベアリング保持部２２ｄは、第１隔壁部５７の径方向内側に嵌め合わされる。第１隔壁部５７の前側の端部、すなわち第１壁部５５の前側の端部は、ホルダ円板部２２ａの後面に接触する。図７に示すように、差込み板部２２ｅは、ホルダ円板部２２ａから後側に突出する板状である。差込み板部２２ｅは、ベアリング保持部２２ｄの上側と、ベアリング保持部２２ｄの下側と、にそれぞれ設けられる。図２に示すように、差込み板部２２ｅは、被差込み部５５ｃに挿入される。プレート２３は、フランジ部２２ｃの前面に固定される。図１に示すように、プレート２３は、正方形枠状の板状である。

図２に示すように、ジャケット蓋部２１ａとカバー２４と底部３２とが軸方向に重ね合わされて、筒部２０ａの軸方向他端を閉塞する第２蓋部２０ｂが構成される。すなわち、ハウジング２０は、第２蓋部２０ｂを有する。

図３に示すように、ハウジング２０とロータ４０との間には、第１冷却媒体ＣＭ１が充填された密閉された密閉室６０が設けられる。図２に示すように、密閉室６０の径方向内側には、ロータコア４２が収容された収容空間６５が設けられる。密閉室６０は、内側室６１と、外側室６２と、上側接続部６３と、下側接続部６４と、を有する。内側室６１は、複数のコイル５２を収容する。複数のコイル５２は、内側室６１内の第１冷却媒体ＣＭ１に浸漬される。図３に示すように、外側室６２は、内側室６１の径方向外側に配置され、周方向に延びる。上側接続部６３は、シャフト４１よりも鉛直方向上側に位置し、内側室６１と外側室６２とを繋ぐ。下側接続部６４は、シャフト４１よりも鉛直方向下側に位置し、内側室６１と外側室６２とを繋ぐ。

モータ１０を駆動すると、コイル５２が発熱する。複数のコイル５２は第１冷却媒体ＣＭ１が充填された密閉室６０のうちの内側室６１に収容されるため、コイル５２が発熱することで、内側室６１内の第１冷却媒体ＣＭ１が暖められる。暖められた第１冷却媒体ＣＭ１は、内側室６１内を上昇し、上側接続部６３を介して外側室６２に流入する。これにより、外側室６２内の第１冷却媒体ＣＭ１が押されて下側接続部６４から内側室６１に流入する。したがって、図３に矢印で示すように、密閉室６０内に第１冷却媒体ＣＭ１の流れが生じる。ここで、外側室６２は、内側室６１の径方向外側に配置されるため、内側室６１よりもハウジング２０の外部に近い。そのため、外側室６２内の第１冷却媒体ＣＭ１の熱は、ハウジング２０を介して、外部に放出されやすい。これにより、外側室６２内の第１冷却媒体ＣＭ１の温度は、内側室６１内の第１冷却媒体ＣＭ１の温度よりも低く保たれる。したがって、内側室６１と外側室６２との間で第１冷却媒体ＣＭ１の循環が生じることで、内側室６１内に比較的低温の第１冷却媒体ＣＭ１が流入する。これにより、モータ１０の駆動によって発熱するコイル５２を冷却することができる。

さらに、モータ１０の回転数が増加する等によってコイル５２の発熱が大きくなると、内側室６１内の第１冷却媒体ＣＭ１が蒸発して気泡Ｂが生じる。気泡Ｂは、内側室６１内を上昇し、上側接続部６３から外側室６２へと入る。気泡Ｂが内側室６１を上昇することで、内側室６１内における液体の第１冷却媒体ＣＭ１が上昇する速度が大きくなり、結果として、密閉室６０内に生じる上述した循環の速度を大きくできる。これにより、コイル５２をより冷却できる。気泡Ｂによる循環の速度上昇効果は、コイル５２の発熱が大きくなって気泡Ｂが生じれば生じるほど大きくなる。すなわち、コイル５２が発熱するほど、コイル５２を冷却する効果が上昇し、コイル５２をより冷却できる。このように、本実施形態によれば、コイル５２の発熱の大小に応じて、第１冷却媒体ＣＭ１が循環する速度が自動調整され、コイル５２の冷却効率を向上できる。

また、上述したように外側室６２は、内側室６１よりも第１冷却媒体ＣＭ１の温度が低い。そのため、内側室６１から外側室６２に入った気泡Ｂは、冷却されて液体に戻る。すなわち、外側室６２が凝縮器としての機能を有する。これにより、生じた気泡Ｂを順次液体へと戻すことができ、密閉室６０内に気泡Ｂが大量に滞留することを抑制できる。したがって、大型の凝縮器を別途設けて大量の気泡Ｂを液体に戻す必要がなく、冷却手段の大型化を抑制できる。その結果、モータ１０が大型化することを抑制できる。

以上のように、本実施形態によれば、冷却手段が搭載されたモータであって、大型化することを抑制しつつ、冷却効率を向上できる構造を有するモータ１０が得られる。

また、本実施形態によれば、複数のコイル５２が１つの内側室６１内に収容されている。そのため、例えば、複数のコイル５２がそれぞれ別々の内側室に収容されるような場合に比べて、内側室６１内の気泡Ｂの移動が妨げられにくい。これにより、気泡Ｂの移動によって、内側室６１と外側室６２との間の循環の速度を好適に上昇させることができ、冷却効率をより向上できる。

また、本実施形態によれば、冷却流路９０は、外側室６２の少なくとも一部と径方向に重なる。そのため、冷却流路９０の第２冷却媒体ＣＭ２によって、外側室６２内の第１冷却媒体ＣＭ１の熱を放出させることができる。これにより、外側室６２内の第１冷却媒体ＣＭ１の温度をより低く保つことができ、上述した循環によるコイル５２の冷却効果をより大きく得られる。また、外側室６２の凝縮器としての機能を向上できる。また、上述したように、冷却流路９０によってステータ５０を径方向外側から冷却できるため、冷却流路９０と内側室６１とによって、径方向外側と径方向内側とからステータ５０を冷却することができる。したがって、ステータ５０の冷却効率をより向上できる。

本実施形態において第１冷却媒体ＣＭ１は、絶縁性を有する。そのため、第１冷却媒体ＣＭ１に浸漬される複数のコイル５２に絶縁処理を施す必要がなく、簡便である。第１冷却媒体ＣＭ１は、例えば、フッ素系の不活性液体である。

図３では、内側室６１および外側室６２は、周方向に沿った環状である。図２に示すように、内側室６１は、軸方向に延びる。図２および図３に示すように、内側室６１は、第１隔壁部５７と第２隔壁部５８と第１蓋部２２と第２蓋部２０ｂとによって囲まれて構成される。より詳細には、図３に示すように、第２隔壁部５８の径方向内側面は、内側室６１の径方向外側面を構成する。第１隔壁部５７の径方向外側面は、内側室６１の径方向内側面を構成する。これにより、第１隔壁部５７の径方向内側の空間を、ロータ４０が収容される収容空間６５とすることができ、第１隔壁部５７によって内側室６１とロータ４０との間を仕切ることができる。したがって、ロータ４０が収容される収容空間６５に内側室６１内の第１冷却媒体ＣＭ１が漏れることを抑制できる。また、インシュレータ５３によって第１隔壁部５７が構成されるため、内側室６１とロータ４０との間を仕切る部材を別途設ける必要がなく、モータ１０の部品点数が増加することを抑制できる。

本実施形態では、上述したように、第１隔壁部５７を構成する複数の第１壁部５５は、周方向に対向する凹部５５ｄと凸部５５ｅとが噛み合わされて互いに接続される。そのため、第１壁部５５同士の接続をより強固にでき、第１壁部５５同士の接続部分に隙間が生じることを抑制できる。これにより、第１隔壁部５７によって、内側室６１から収容空間６５に第１冷却媒体ＣＭ１が漏れることをより抑制できる。また、第１壁部５５同士は、防水性の接着剤を介して固定されるため、第１壁部５５同士の接続部分をシールすることができ、内側室６１から収容空間６５に第１冷却媒体ＣＭ１が漏れることをより抑制できる。

外側室６２は、第２隔壁部５８と小径部３１ａとで構成される。より詳細には、外側室６２は、第２隔壁部５８の径方向外側面とハウジング溝３１ｄの内側面とによって囲まれて構成される。第２隔壁部５８の径方向外側面は、外側室６２の径方向内側面を構成する。すなわち、複数のインシュレータ５３で構成される第２隔壁部５８によって、内側室６１と外側室６２との間を仕切ることができる。したがって、内側室６１と外側室６２との間を仕切る部材を別途設ける必要がなく、モータ１０の部品点数が増加することを抑制できる。ハウジング溝３１ｄの内側面は、外側室６２の径方向外側面および外側室６２の軸方向両側の面を構成する。より詳細には、ハウジング溝３１ｄの径方向内側を向く面は、外側室６２の径方向外側面を構成する。以上のように、ハウジング溝３１ｄの径方向内側を向く面と、第２隔壁部５８の径方向外側面、すなわちステータ５０の径方向外側面とは、外側室６２の内側面の少なくとも一部を構成する。そのため、複数のステータピース５０ａ，５０ｂを位置決め凹部３１ｅ，３１ｆと位置決め凸部５３ａ，５３ｂとで位置決めする構成であっても、ハウジング溝３１ｄによって、ステータ５０とハウジング２０との間に外側室６２を構成することができる。また、ステータ５０を複数のステータピース５０ａ，５０ｂによって構成することで、複数のステータピース５０ａ，５０ｂを組み合わせて内側室６１および外側室６２を構成することが可能になる。これにより、ステータピース５０ａ，５０ｂの一部を交換することで、内側室６１および外側室６２の修理、あるいは構成変更等を容易に行うことができる。

図２に示すように、外側室６２は、内側室６１の前側の端部に接続された第１外側室６２ａと、内側室６１の後側の端部に接続された第２外側室６２ｂと、を含む。そのため、内側室６１と２つの外側室６２とによって軸方向の両端で第１冷却媒体ＣＭ１の循環を起こすことができる。これにより、コイル５２をより冷却できる。また、本実施形態のように冷却流路９０を設ける場合、外側室６２を内側室６１の両端部にそれぞれ設けることで、ステータ５０の軸方向の中央部においては外側室６２が設けられない構成とできる。そのため、冷却流路９０によって、ステータ５０の軸方向の中央部を冷却しやすい。ステータ５０は、軸方向の中央部において最も発熱しやすい。したがって、ステータ５０の冷却効率をより向上させることができる。

図３に示すように、上側接続部６３は、内側室６１の上端に位置する。下側接続部６４は、内側室６１の下端に位置する。外側室６２は周方向に沿った環状であるため、上側接続部６３から外側室６２に流入する第１冷却媒体ＣＭ１は、周方向の両側に流れ、それぞれ外側室６２内を周方向に沿ってステータ５０の周りをほぼ半周して下側接続部６４から内側室６１内に戻る。すなわち、本実施形態においては、周方向の全周に亘って、第１冷却媒体ＣＭ１の循環が生じる。これにより、冷却効率をより向上できる。

図２に示すように、上側接続部６３は、内側室６１と第１外側室６２ａとを繋ぐ第１上側接続部６３ａと、内側室６１と第２外側室６２ｂとを繋ぐ第２上側接続部６３ｂと、を含む。下側接続部６４は、内側室６１と第１外側室６２ａとを繋ぐ第１下側接続部６４ａと、内側室６１と第２外側室６２ｂとを繋ぐ第２下側接続部６４ｂと、を含む。図４に示すように、第１上側接続部６３ａは、上側のステータピース５０ａの第１貫通孔５６ｃである。第２上側接続部６３ｂは、上側のステータピース５０ａの第２貫通孔５６ｄである。図示は省略するが、第１下側接続部６４ａは、下側のステータピース５０ａの第１貫通孔５６ｃである。第２下側接続部６４ｂは、下側のステータピース５０ａの第２貫通孔５６ｄである。このように、本実施形態において、上側接続部６３および下側接続部６４は、第２壁部５６、すなわち第２隔壁部５８を径方向に貫通する孔である。そのため、上側接続部６３および下側接続部６４を作成することが容易である。

図２に示すように、封止部材７０は、大径部３１ｂの径方向内側に配置される。より詳細には、封止部材７０は、大径部３１ｂの径方向内側面とホルダ筒部２２ｂの径方向外側面との径方向の間に配置される。図８に示すように、封止部材７０は、中心を中心軸Ｊが通る円環状である。図２に示すように、封止部材７０は、小径部３１ａの径方向内側面と第２隔壁部５８の径方向外側面、すなわちステータ５０の径方向外側面との境界部を前側から封止する。これにより、外側室６２内の第１冷却媒体ＣＭ１が、小径部３１ａの径方向内側面と第２隔壁部５８の径方向外側面との間から漏れることを抑制できる。本実施形態においては、封止部材７０は、第１外側室６２ａ内の第１冷却媒体ＣＭ１が、小径部３１ａの径方向内側面と第２隔壁部５８の径方向外側面との間から前側に漏れることを抑制する。封止部材７０は、例えば、ゴム部材である。

図１に示すように、圧力調整装置８０は、第１蓋部２２に固定される。圧力調整装置８０は、軸方向に延びる。図２に示すように、圧力調整装置８０は、接続筒部８２と、圧力調整部８１と、を有する。接続筒部８２は、軸方向に延び、軸方向両側に開口する筒状である。接続筒部８２は、第１蓋部２２を軸方向に貫通し、第１蓋部２２に固定される。接続筒部８２の後側の端部は、内側室６１の前側の端部に接続される。これにより、圧力調整装置８０は、内側室６１の軸方向端部に接続される。圧力調整部８１は、軸方向に延びる。圧力調整部８１は、前側の端部が閉塞され、後側の端部が開口された袋状である。圧力調整部８１の後側の端部は、径方向外側から接続筒部８２の前側の端部に嵌め合わされて取り付けられる。圧力調整部８１の内部は、接続筒部８２の内部を介して、内側室６１と連通する。圧力調整部８１は、弾性体製である。そのため、第１冷却媒体ＣＭ１が気化して気泡Ｂが生じた場合に、図２において二点鎖線で示すように圧力調整部８１が膨らむことで、密閉室６０内の圧力が上昇することを抑制できる。これにより、第１冷却媒体ＣＭ１の沸点が上昇することを抑制でき、気泡Ｂを適切に発生させることができる。したがって、冷却効率が低下することを抑制できる。なお、気泡Ｂが生じない場合であっても、圧力調整部８１によって、第１冷却媒体ＣＭ１の温度上昇による第１冷却媒体ＣＭ１の体積膨張に起因した圧力上昇を抑制できる。

例えば、第１隔壁部５７あるいは第２隔壁部５８に、径方向に弾性変形する弾性部が設けられる構成であっても、密閉室６０内の圧力変化を抑制できる。しかし、この場合、モータ１０が径方向に大型化しやすい。また、弾性部を設ける部分を確保するために、第１隔壁部５７あるいは第２隔壁部５８が軸方向に大きくする必要が生じ、ステータ５０が大型化しやすい。これに対して、本実施形態によれば、圧力調整装置８０が内側室６１の軸方向端部に接続されるため、モータ１０が径方向に大型化することを抑制でき、かつ、ステータ５０が軸方向に大型化することを抑制できる。

なお、第１壁部５５の周方向両端は、周方向に窪む連結凹部を有してもよい。この場合、ステータ５０は、周方向に隣り合うステータピース５０ａ，５０ｂにおいて互いに対向する連結凹部の両方に挿入された板部材を有する。これにより、板部材と連結凹部とが噛み合うことで、周方向に隣り合う第１壁部５５同士を強固に接続できる。

また、第１冷却媒体ＣＭ１は、コイル５２を冷却できるならば、特に限定されない。第１冷却媒体ＣＭ１は、絶縁性を有していなくてもよい。この場合、例えば、コイル５２に絶縁処理を施す。また、第１冷却媒体ＣＭ１と第２冷却媒体ＣＭ２とは、互いに同じ冷却媒体であってもよい。また、冷却流路９０は、外側室６２と軸方向に重なってもよい。この場合であっても、第２冷却媒体ＣＭ２によって外側室６２内の第１冷却媒体ＣＭ１の熱を放出させることができる。

また、外側室６２の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、ハウジングは、単一の部材によって構成されてもよい。

なお、上記の各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１０…モータ、２０…ハウジング、２０ａ…筒部、２０ｂ…第２蓋部、２２…第１蓋部、３１ａ…小径部、３１ｂ…大径部、３１ｄ…ハウジング溝、３１ｅ，３１ｆ…位置決め凹部、４０…ロータ、４１…シャフト、４２…ロータコア、５０…ステータ、５０ａ，５０ｂ…ステータピース、５１…ティース、５２…コイル、５３…インシュレータ、５３ａ，５３ｂ…位置決め凸部、５４…装着部、５５…第１壁部、５５ｄ…凹部、５５ｅ…凸部、５６…第２壁部、５７…第１隔壁部、５８…第２隔壁部、６０…密閉室、６１…内側室、６２…外側室、６２ａ…第１外側室、６２ｂ…第２外側室、６３…上側接続部、６４…下側接続部、６５…収容空間、７０…封止部材、８０…圧力調整装置、８１…圧力調整部、９０…冷却流路、ＣＭ１…第１冷却媒体、ＣＭ２…第２冷却媒体、Ｊ…中心軸

Claims (13)

1. 水平方向に延びる中心軸を中心とするシャフトおよび前記シャフトに固定されたロータコアを有するロータと、
   前記ロータの径方向外側に配置され、前記ロータを囲む筒状のステータと、
   前記ステータの径方向外側に配置され、前記ロータおよび前記ステータを収容する筒状のハウジングと、
   を備え、
   前記ステータは、
   周方向に沿って配置され径方向に延びる複数のティースと、
   前記複数のティースにそれぞれ巻回された複数のコイルと、
   を有し、
   前記ハウジングと前記ロータとの間には、第１冷却媒体が充填されて密閉された密閉室が設けられ、
   前記密閉室の径方向内側には、前記ロータコアが収容された収容空間が設けられ、
   前記密閉室は、
   前記複数のコイルを収容する内側室と、
   前記内側室の径方向外側に配置され、周方向に延びる外側室と、
   前記シャフトよりも鉛直方向上側に位置し、前記内側室と前記外側室とを繋ぐ上側接続部と、
   前記シャフトよりも鉛直方向下側に位置し、前記内側室と前記外側室とを繋ぐ下側接続部と、を有し、
   前記内側室および前記外側室は、周方向に沿った環状であり、
   前記上側接続部は、前記内側室の上端、かつ、前記シャフトの鉛直方向真上に位置し、
   前記下側接続部は、前記内側室の下端、かつ、前記シャフトの鉛直方向真下に位置する、
   モータ。
2. 水平方向に延びる中心軸を中心とするシャフトおよび前記シャフトに固定されたロータコアを有するロータと、
   前記ロータの径方向外側に配置され、前記ロータを囲む筒状のステータと、
   前記ステータの径方向外側に配置され、前記ロータおよび前記ステータを収容する筒状のハウジングと、
   を備え、
   前記ステータは、
   周方向に沿って配置され径方向に延びる複数のティースと、
   前記複数のティースにそれぞれ巻回された複数のコイルと、
   を有し、
   前記ハウジングと前記ロータとの間には、第１ 冷却媒体が充填されて密閉された密閉室が設けられ、
   前記密閉室の径方向内側には、前記ロータコアが収容された収容空間が設けられ、
   前記密閉室は、
   前記複数のコイルを収容する内側室と、
   前記内側室の径方向外側に配置され、周方向に延びる外側室と、
   前記シャフトよりも鉛直方向上側に位置し、前記内側室と前記外側室とを繋ぐ上側接続部と、
   前記シャフトよりも鉛直方向下側に位置し、前記内側室と前記外側室とを繋ぐ下側接続部と、
   前記内側室は、軸方向に延び、
   前記外側室は、前記内側室の軸方向一方側の端部に接続された第１外側室と、前記内側室の軸方向他方側の端部に接続された第２外側室と、
   を有するモータ。
3. 前記内側室は、軸方向に延び、
   前記外側室は、前記内側室の軸方向一方側の端部に接続された第１外側室と、前記内側室の軸方向他方側の端部に接続された第２外側室と、を含む、請求項１に記載のモータ。
4. 前記ハウジングは、軸方向に延びる筒部を有し、
   前記筒部は、
   前記筒部の径方向内側面から径方向外側に窪み周方向に延びるハウジング溝と、
   前記ハウジング溝と軸方向に異なる位置において前記筒部の径方向内側面から径方向外側に窪み、周方向に沿って配置された複数の位置決め凹部と、
   を有し、
   前記ステータは、前記ティースおよび前記コイルを有する複数のステータピースを有し、
   前記複数のステータピースのそれぞれは、前記位置決め凹部に挿入された位置決め凸部を有し、
   前記ハウジング溝の径方向内側を向く面と前記ステータの径方向外側面とは、前記外側室の内側面の少なくとも一部を構成する、請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ。
5. 前記筒部は、
   前記ステータの径方向外側において前記ステータを囲む小径部と、
   前記小径部の軸方向一方側に位置し、前記小径部よりも前記筒部の内径が大きい大径
   部と、
   を有し、
   前記大径部の径方向内側には、前記小径部の径方向内側面と前記ステータの径方向外側面との境界部を軸方向一方側から封止する封止部材が配置される、請求項４に記載のモータ。
6. 前記ハウジングは、
   前記筒部の軸方向一端を閉塞する第１蓋部と、
   前記筒部の軸方向他端を閉塞する第２蓋部と、
   を有し、
   前記複数のステータピースのそれぞれは、前記ティースに装着されたインシュレータを有し、
   前記インシュレータは、
   前記ティースと前記コイルとの間に配置され、前記ティースを覆う筒状の装着部と、
   前記装着部の径方向内端から軸方向両側に延び、前記第１蓋部および前記第２蓋部に接続された第１壁部と、
   を有し、
   周方向に隣り合う前記第１壁部同士は、互いに接続されて、筒状の第１隔壁部を構成し、
   前記第１隔壁部の径方向外側面は、前記内側室の径方向内側面を構成する、請求項４または５に記載のモータ。
7. 前記第１壁部は、前記第１ 壁部の周方向一方側の端部から周方向他方側に窪む凹部と、
   前記第１壁部の周方向他方側の端部から周方向他方側に突出する凸部と、を有し、
   前記凹部には、周方向一方側に隣り合う前記第１壁部の前記凸部が挿入され、
   前記凸部は、周方向他方側に隣り合う前記第１壁部の前記凹部に挿入される、請求項６に記載のモータ。
8. 前記第１壁部の周方向両端は、周方向に窪む連結凹部を有し、
   前記ステータは、周方向に隣り合う前記ステータピースにおいて互いに対向する前記連結凹部の両方に挿入された板部材を有する、請求項６に記載のモータ。
9. 周方向に隣り合う前記第１壁部同士は、防水性の接着剤を介して固定される、請求項７または８に記載のモータ。
10. 前記インシュレータは、前記装着部の径方向外端から軸方向両側に延び、前記第１蓋部および前記第２ 蓋部に接続された第２ 壁部を有し、
    周方向に隣り合う前記第２壁部同士は、互いに接続されて、筒状の第２隔壁部を構成し、
    前記第２隔壁部の径方向内側面は、前記内側室の径方向外側面を構成し、
    前記第２隔壁部の径方向外側面は、前記外側室の径方向内側面を構成し、
    前記上側接続部および前記下側接続部は、前記第２ 隔壁部を径方向に貫通する孔である、請求項６から９のいずれか一項に記載のモータ。
11. 前記内側室の軸方向端部に接続された圧力調整装置を備え、
    前記圧力調整装置は、内部が前記内側室と連通された袋状で弾性体製の圧力調整部を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のモータ。
12. 前記ハウジングは、前記ステータよりも径方向外側において第２冷却媒体が流れる冷却流路を有し、前記冷却流路は、
    前記外側室の少なくとも一部と径方向に重なる、請求項１から１１のいずれか一項に記載のモータ。
13. 前記第１冷却媒体は、絶縁性を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のモータ。
    

Images