JP7713397B2 - 回転電機及びこれを備えた車両駆動装置 - Google Patents

回転電機及びこれを備えた車両駆動装置

Info

Publication number
JP7713397B2
JP7713397B2 JP2022000395A JP2022000395A JP7713397B2 JP 7713397 B2 JP7713397 B2 JP 7713397B2 JP 2022000395 A JP2022000395 A JP 2022000395A JP 2022000395 A JP2022000395 A JP 2022000395A JP 7713397 B2 JP7713397 B2 JP 7713397B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
stator
electric machine
rotating electric
passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022000395A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023100048A (ja
Inventor
友理 藤間
雅寛 堀
隆樹 板谷
英明 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Astemo Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Astemo Ltd filed Critical Hitachi Astemo Ltd
Priority to JP2022000395A priority Critical patent/JP7713397B2/ja
Priority to DE112022005327.5T priority patent/DE112022005327T5/de
Priority to PCT/JP2022/028644 priority patent/WO2023132093A1/ja
Priority to CN202280086602.6A priority patent/CN118476144A/zh
Priority to US18/726,250 priority patent/US20250158460A1/en
Publication of JP2023100048A publication Critical patent/JP2023100048A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7713397B2 publication Critical patent/JP7713397B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/32Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/10Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with arrangements for protection from ingress, e.g. water or fingers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003Couplings; Details of shafts
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/006Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

本発明は、回転電機及びこれを備えた車両駆動装置に関する。
回転電機を冷却する技術として、例えば特許文献1乃至3に記載の技術がある。特許文献1では、ロータと、ロータに連結されたロータシャフトと、ロータの外周に配置されたステータと、ステータの外周を覆うように配置されたハウジングを備えている。ハウジングには冷媒供給口が備えられている。ハウジングとステータとの間には、冷媒供給口から供給される冷媒を流す第1冷却通路が形成されている。ロータシャフトには第2冷媒通路が形成されている。第1冷却通路には、2本の分岐通路の一端が接続されており、2本の分岐通路の他端には第2冷却通路が接続されている。そして、第1冷媒通路、及び第1冷媒通路から分岐されて接続された第2冷媒通路に冷媒を流すことにより、回転電機を冷却している。
特許文献2では、回転ポンプと、ケーシングに配置された油路と、モータ回転軸に配置され軸方向に延びた油路とを備えている。ケーシングに配置された油路は回転ポンプから径方向外側へ延びて屈曲した上で軸方向に延び、さらに屈曲した上で径方向内側に延び、モータ回転軸に配置された油路に接続されている。モータ回転軸に配置された油路には、径方向外側に向かって延びた油路が接続されている。径方向外側に向かって延びた油路は、径方向外側に位置しロータを保持するホルダ部に接続されている。ホルダ部には、ステータのコイルに向かって開口した油孔が形成されている。そして、回転ポンプで圧送された潤滑油は、ケーシングに配置された油路、モータ回転軸に配置された油路、径方向外側に向かって延びた油路を通り、ホルダ部に形成された油孔から吐出し、ステータのコイルを冷却する。
特許文献3では、ハウジングを構成するセンターフレーム、フロントフレーム、リアフレームの上部領域に第1の貯留部を設け、この第1の貯留部にポンプから圧送された冷却油を貯留している。第1の貯留部に貯留された冷却油は、フロントフレーム及びリアフレームに設けられたコイル噴出孔から噴出され、冷却油の自重によって固定子及び軸受を冷却している。
特許第6650982号公報 特開2016-179799号公報 国際公開第2016/067352号
特許文献1に記載の技術においては、第1冷却通路から分岐し、2本の分岐通路を介して第2冷却通路に冷媒を導入するようにしているので、冷媒の流量が減少し、回転電機を構成するステータ、ロータ、ベアリングの冷却性能が低下するといった課題があった。
特許文献2に記載の技術においては、油路をケーシングに配置するようにしているが、ステータを冷却する点について考慮されていなかった。
特許文献3に記載の技術においては、冷却油の自重によって固定子及び軸受を冷却しているので、冷却油を均一に流すことができず、固定子及び軸受の冷却性能が低下するといった課題があった。
本発明の目的は、冷却性能を向上させた回転電機及びこれを備えた車両駆動装置を提供することにある。
前記目的を達成するために本発明は、ステータと、ロータと、前記ステータおよび前記ロータを冷却する冷媒が流れる冷却流路と、を備えた回転電機であって、前記冷却流路は、前記冷媒を導入する冷媒導入口と、前記ステータのステータコアに形成され、前記冷媒導入口と連通するステータ冷却流路と、前記ロータの内部に形成されたロータ冷却流路と、前記ステータ冷却流路と前記ロータ冷却流路とを接続する接続流路と、を備え、前記ロータ冷却流路は、前記ロータの回転運動に伴って前記冷媒を前記ロータの径方向外側に吐出する冷媒吐出孔を備え、前記ステータ冷却流路は、前記ステータコアの周方向に複数配置され、前記複数のステータ冷却流路の各々の終端は、前記冷媒導入口とは軸方向の反対側かつ周方向の反対側の位置において、前記接続流路の上流側と接続したことを特徴とする。
本発明によれば、冷却性能を向上させた回転電機及びこれを備えた車両駆動装置を提供することができる。
本発明の実施例に係る電動車両の概略構成図である。 本発明の実施例に係るe-Axleユニットを反負荷側から見た外観斜視図である。 図2のIII-III線断面斜視図である。 図3を負荷側から見た断面斜視図である。 図2のIII-III線断面図である。 本発明の実施例に係るモータハウジングを開放側から見た斜視図である。 本発明の実施例に係るモータハウジングをモータハウジング底部側から見た斜視図である。 本発明の実施例に係るインバータ部を負荷側から見た外観斜視図である。 図8を上下方向に断面した断面斜視図である。 本発明の実施例に係るロータを反負荷側から見た外観斜視図である。 本発明の実施例に係るロータシャフトを反負荷側から見た外観斜視図である。 本発明の実施例に係るステータの外観斜視図である。 本発明の実施例に係る冷媒の流れを示す模式図である。 本発明の他の実施例に係る冷媒の流れを示す模式図である。
以下、本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、同様の説明は繰り返さない。
本発明の各種の構成要素は必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、一の構成要素が複数の部材から成ること、複数の構成要素が一の部材から成ること、或る構成要素が別の構成要素の一部であること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複すること、などを許容する。
図1は、本発明の実施例に係る電動車両の概略構成図である。図1において、車体1には、車輪2を駆動するためのe-Axleユニット3が搭載されている。e-Axleユニット3は、回転電機としてのモータ、インバータ等の機器が一体化された駆動ユニットである。
図中、矢印にて示すように、e-Axleユニット3が駆動力を伝える側を負荷側、その反対側を反負荷側、上方向を上部・上側、下方向を下部・下側と定義する。また、ロータシャフトに沿う方向を軸方向、ロータシャフトの周回りを周方向、水平線に対して直交する方向を鉛直方向と定義する。
e-Axleユニット3には、オイルクーラー4が接続されている。オイルクーラー4には、冷媒を圧送するポンプが備えられ、e-Axleユニット3内の機器に冷媒を流し、これらの機器を冷却する。また、オイルクーラー4には、配管5を介してチラー6に接続されている。冷媒は、e-Axleユニット3内の機器を冷却したのち、配管5を介してチラー6に送られる。チラー6では、車両が走行する際の走行風により、昇温した冷媒が冷却される。冷却された冷媒は、再びオイルクーラー4に送られる。
図2は、本発明の実施例に係るe-Axleユニットを反負荷側から見た外観斜視図である。図3は、図2のIII-III線断面斜視図である。図4は、図3を負荷側から見た断面斜視図である。図5は、図2のIII-III線断面図である。なお、図3で及び図4は、モータカバー、ステータ、ロータ、ロータシャフトを軸方向右側(負荷側)にずらした状態を示している。図6は、本発明の実施例に係るモータハウジングを開放側から見た斜視図である。図7は、本発明の実施例に係るモータハウジングをモータハウジング底部側から見た斜視図である。図8は、本発明の実施例に係るインバータ部を負荷側から見た外観斜視図である。図9は、図8を上下方向に断面した断面斜視図である。
図2に示すように、e-Axleユニット3は、モータ部30と、インバータ部31と、伝達機構部32と、を備えている。本実施例のe-Axleユニット3は、車両駆動装置として機能する。
図3乃至図5に示すように、モータ部30は、ステータ301と、ステータ301の内周側に回転可能に支持されたロータ302とを備えている。ステータ301は、ステータコア3010と、ステータコイル3012を備えている。ロータ302には、ロータ302と共に回転するロータシャフト303が備えられている。
ステータ301の外周は、モータハウジング34によって覆われている。モータハウジング34は、ステータ301及びロータ302を収容する。モータハウジング34は、軸方向の一方である負荷側が開放した有底円筒状に形成されており、開放側がモータカバー35によって覆われている。モータハウジング34の反負荷側は、モータハウジング34と一体的に形成されたモータハウジング底部36によって閉塞されている。モータカバー35とモータハウジング底部36には、ロータシャフト303を回転可能に軸支する軸受37,38が備えられている。
伝達機構部32には、減速機321が備えられている。減速機321はロータシャフト303に固定され、減速機321を介してモータ部の駆動力を車両に伝達し、車両を駆動する。
インバータ部31は、軸方向の一方である負荷側が開放したインバータハウジング310で外郭を構成し、負荷側の開放部をインバータカバー311で閉塞している。インバータハウジング310にはモータ部30に電力を供給するインバータが収容されている。インバータハウジング310はインバータカバー311を介してモータハウジング34に備えられている。
モータハウジング34の軸方向負荷側には軸方向と直交する方向に延びた第1フランジ部341が形成され、軸方向反負荷側には軸方向と直交する方向に延びた第2フランジ部342が形成されている。
モータハウジング34の第1フランジ部341には、モータカバー35の第3フランジ部351が対向するように配置され、モータハウジング34の負荷側の開放部をモータカバー35によって閉塞する。
モータハウジング34の第2フランジ部342には、インバータ部31の第4フランジ部312が対向するように配置される。その結果、インバータカバー311はモータハウジング底部36と対向するように配置される。
モータハウジング34の上部には、モータ部30内に冷媒を導入する冷媒導入口343が形成されている。また、モータハウジング34の下部には、モータ部30内の冷媒を排出する冷媒排出口344a,344bが形成されている。なお、本実施例の場合、冷媒導入口343を1つ、冷媒排出口344a,344bを2つ形成している。
モータカバー35には、モータハウジング34側(反負荷側)に向かって突出した円環状の第1突出部352が形成されている。この第1突出部352には、冷媒が流通する溝状の環状冷却流路353(第1冷却流路)が形成されている。また、第1突出部352には、冷媒導入口343と連通する冷媒導入連通口354が形成されている。モータハウジング34の負荷側の開放部をモータカバー35によって閉塞した際、第1突出部352は、ステータコア3010を軸方向に押圧する。また、ステータコア3010は、第1突出部352に押圧されることにより、第1突出部352と反対側(反負荷側)の面が第2突出部346に押圧される。
環状冷却流路353(第1冷却流路)は円環状に連続的に形成されているが、最下部は閉塞部355によって閉塞されている。そして、閉塞部355には、冷媒排出口344aと連通する冷媒排出連通口356が形成されている。冷媒排出連通口356は第1突出部352を上下方向に貫通するように形成されており、ステータ301及びロータ302の収容空間345と連通している。一方、冷媒導入連通口354は、第1突出部352を貫通しておらず、また収容空間345とは連通していない。
また、第1突出部352には、ステータ301と接した際に冷媒の漏れを抑制する円環状のガスケット357が備えられている。ガスケット357は環状冷却流路353(第1冷却流路)よりも内周側に配置されている。
図3乃至図6に示すように、モータハウジング底部36(モータハウジング34)には、開放側(負荷側)に向かって突出した第2突出部346が形成されている。この第2突出部346には、冷媒が流通する環状冷却流路347(第3冷却流路)が形成されている。
環状冷却流路347(第3冷却流路)は円環状に連続的に形成されているが、最下部は閉塞部348によって閉塞されている。そして、閉塞部348には、冷媒排出口344bと連通する冷媒排出連通口349が形成されている。
また、第2突出部346には、ステータ301と接した際に冷媒の漏れを抑制する円環状のガスケット3410が備えられている。ガスケット3410は環状冷却流路347(第3冷却流路)よりも内周側に配置されている。
また、図7に示すように、モータハウジング底部36(モータハウジング34)には、環状冷却流路347(第3冷却流路)と連通する2つ(複数)の底部貫通口361が形成されている。底部貫通口361は、冷媒排出連通口349と重ならない位置に配置している。
モータハウジング底部36(モータハウジング34)の中央部にはロータシャフト303を保持する軸受38が配置される軸受開口362が形成されている。
図3及び図4に示すように、ロータシャフト303の一部は中空となっており、内部に冷媒が流れるロータ冷却流路304(第5冷却流路)が形成されている。ロータ冷却流路304が形成された軸方向反対側(負荷側)のロータシャフト303は中実となっている。
図8及び図9に示すように、インバータ部31のインバータカバー311には、モータハウジング底部36に形成された複数の底部貫通口361と連通する複数のインバータカバー貫通口313が形成されている。インバータ部31の内部には、電動機を駆動するインバータ319が収容されている。
インバータカバー311の中央部には、ロータ302の端部が挿入される挿入開口314が形成されている。また、インバータカバー311の反負荷側には、逆V字状に形成された2本の接続流路315(第4冷媒流路)が備えられている。接続流路315は、一方が複数のインバータカバー貫通口313に接続され、他方が挿入開口314に向かって開口している。そして、挿入開口314にロータシャフト303が挿入された状態で接続流路315の他方と、ロータシャフト303のロータ冷却流路304(第5冷却流路)とが連通する。接続流路315と接続するロータシャフト303の端部には、オイルシール316が配置され、冷媒の漏れを抑制している。
2本の接続流路315の間には、冷媒を外部に排出する冷媒排出口344bを位置させている。
環状冷却流路347(第3冷却流路)では、重力により冷媒が下方に集まり、集められた冷媒が複数の底部貫通口361、複数のインバータカバー貫通口313を通過する。これらを通過した冷媒は、2本の接続流路315を通過して、ロータシャフト303のロータ冷却流路304に送られる。
本実施例では接続流路315をインバータハウジング310の内部に備えるようにしているが、接続流路315をモータ部30(モータハウジング底部36)若しくはインバータハウジング310とモータハウジング34にて空間を形成し、この空間内に備えるようにしても良い。接続流路315の少なくとも一部がインバータハウジング310の内部、若しくはインバータハウジング310とモータハウジング34で形成される空間に備えられることにより、インバータが冷媒と熱交換でき、インバータ部、モータ部を効率的に冷却することができる。
図10は、本発明の実施例に係るロータを反負荷側から見た外観斜視図である。図11は、本発明の実施例に係るロータシャフトを反負荷側から見た外観斜視図である。
ロータ302には、ロータシャフト303と、ロータシャフト303の両端部に配置された端部材305a,305bが備えられている。端部材305a,305bは、ロータ302に配置された複数の永久磁石(図示せず)の軸方向の飛び出しを抑えるために配置されている。なお、図11では、ロータ302と一方の端部材305bを除いた状態を示している。
ロータシャフト303の外周には、ロータ冷却流路304と連通する複数の冷媒吐出口306a,306bが形成されている。冷媒吐出口306a,306bは、例えば、ロータシャフト303の周方向に90度ずつずらして4個配置されている。また、冷媒吐出口306a,306bは、端部材305a,305bの位置に合わせ、軸方向において2箇所に配置される。その結果、冷媒吐出口306a,306bは計8個ロータシャフトに備えられる。
端部材305a,305bには、複数の冷媒吐出口306a,306bと連通するように複数の吐出流路307a,307b(第6冷却流路)が形成されている。吐出流路307a,307bは、冷媒吐出口306a,306bを介してロータ冷却流路304と連通している。
次にステータの構成について説明する。図12は、本発明の実施例に係るステータの外観斜視図である。
ステータ301は、ステータ301の外郭を構成するステータコア3010と、ステータコア3010の外周側から内周側に向かって開口するように形成され、ステータコイル3012(図3、図4参照)が挿入される複数のスロット3011を備えている。またステータコア3010には、スロット3011よりも外周側に複数のステータ冷却流路3013(第2冷却流路)が形成されている。ステータ冷却流路3013は、ステータコア3010の軸方向を貫通するように形成されている。また、複数のステータ冷却流路3013は、軸方向に直交する断面形状は同一、かつ周方向に等間隔に配置されている。
ステータ301をモータハウジング34に挿入し、モータハウジング34の開放部をモータカバー35で閉塞した状態において、ステータ冷却流路3013は環状冷却流路353(第1冷却流路)及び環状冷却流路347(第3冷却流路)と連通する。ステータ冷却流路3013は環状冷却流路353を介して冷媒導入口343と連通している。
次に、図3乃至図13を用いて、冷媒の流路構成について説明する。図13は、本発明の実施例に係る冷媒の流れを示す模式図である。
冷媒導入口343にはオイルクーラー4(図1)に備えられたポンプが接続され、このポンプにより冷媒が圧送される。冷媒導入口343から導入された冷媒は、以下説明するように環状冷却流路353(第1冷却流路)、ステータ冷却流路3013(第2冷却流路)、環状冷却流路347(第3冷却流路)、接続流路315(第4冷媒流路)、ロータ冷却流路304(第5冷却流路)、吐出流路307a,307b(第6冷却流路)を通り冷媒排出口344a,344bから排出される。
ポンプで圧送された冷媒は、モータハウジング34の上部に配置された冷媒導入口343からモータ部30内に流入する。モータ部30内に流入した冷媒は、円環状の環状冷却流路353(第1冷却流路)に沿って流れた後、環状冷却流路353(第1冷却流路)と連通するステータ冷却流路3013(第2冷却流路)に流入する。ステータ冷却流路3013はステータコア3010の周方向に複数備えられているが、冷媒はポンプで加圧されているので、上下の位置に関係なく、複数のステータ冷却流路3013を均一に流れる。
モータカバー35とステータコア3010との間には、円環状のガスケット357が備えられている。本実施例では、第1突出部352にガスケット357を備えている。円環状のガスケット357は、ステータコア3010に押圧し、環状冷却流路353(第1冷却流路)とステータ冷却流路3013(第2冷却流路)と接続部から冷媒が漏れるのを抑制している。冷媒は、ステータ冷却流路3013を通過する際、ステータ301が発する熱を奪い、ステータ301を冷却する。
複数のステータ冷却流路3013(第2冷却流路)を通過した冷媒は、円環状の環状冷却流路347(第3冷却流路)に流入する。環状冷却流路347を流れる冷媒は、重力により流通を促進され、環状冷却流路347の下部に流れる。すなわち、複数のステータ冷却流路3013の各々の終端は、下部に位置している。
環状冷却流路347の下部に流れた冷媒は、モータハウジング底部36に形成された底部貫通口361、インバータカバー311に形成されたインバータカバー貫通口313を通過し、逆V字状に形成された2本の接続流路315(第4冷媒流路)に流入する。接続流路315の入口(上流側)は、冷媒導入口343より鉛直方向下側に配置している。そして、接続流路315の入口(上流側)は、環状冷却流路347(第3冷却流路)、底部貫通口361、インバータカバー貫通口313を介してステータ冷却流路3013の各々の終端と連通している。冷媒導入口343との関係で見ると、複数のステータ冷却流路3013の各々の終端は、冷媒導入口343とは軸方向の反対側(反負荷側)かつ周方向に反対側(下側)の位置において、接続流路315の入口(上流側)と接続している。
接続流路315に流入した冷媒は、接続流路315内を上昇する。接続流路315を通過する冷媒は、接続流路315に接したインバータ319が発する熱を奪い、インバータ319を冷却する。
接続流路315を通過した冷媒は、ロータ冷却流路304(第5冷却流路)に流入する。接続流路315は、ステータ冷却流路3013とロータ冷却流路304とを接続している。ロータ冷却流路304は、ロータ302の回転運動に伴って冷媒をロータ302の径方向外側に吐出する冷媒吐出口306a,306bを備えている。
ロータ冷却流路304に流入した冷媒は、冷媒吐出口306a,306bを通過し、吐出流路307a,307bの開口から収容空間345内に吐出される。このように、各流路を通過し、冷媒導入口343から流入した冷媒は、吐出流路307a,307bの開口から収容空間345内に吐出される。ロータシャフト303の接続流路315と反対側(負荷側)の軸方向端部は中実となっているので、軸方向端部から冷媒が漏れることが無い。
ロータ302を回転させると、吐出流路307a,307bの開口から吐出される冷媒は、遠心ポンプ効果により流速が増してモータハウジング34の収容空間345内に吐出され、ステータコイル3012に当たる。冷媒は、ステータコイル3012に効率よく当たり、ステータコイル3012の熱を奪い、ステータコイル3012を冷却する。
モータハウジング34の収容空間345内に吐出された冷媒は、冷媒排出連通口356,349を通過し、それぞれ冷媒排出口344a,344bから排出される。冷媒排出口344a,344bから排出された冷媒は、配管5(図1)を流れ、チラー6に至り、走行風で冷却され、オイルクーラー4に導かれる。このようにして、冷媒はe-Axleユニット3内を循環し、e-Axleユニット3内の機器を冷却する。
本実施例では、冷媒導入口343がモータ部30の上部に位置し、ステータ冷却流路3013(第2冷却流路)と接続されると共に、環状冷却流路347(第3冷却流路)の終端となり、接続流路315の入口に連通する底部貫通口がモータ部30の下部に位置している。すなわち、冷媒導入口343と環状冷却流路347の終端とが、周方向においてロータシャフト303に対して対称的な位置に配置されている。これにより、複数のステータ冷却流路3013における圧力損失を均一化し、ロータ302が回転することによって冷媒が吐出する遠心ポンプ効果による冷媒流通時の偏流を抑制することができる。
本実施例によれば、ステータ冷却流路3013の終端とロータ冷却流路304とを接続流路315を介して接続するようにしているので、ロータ302が回転することによる遠心ポンプ効果でステータ冷却流路全体の冷媒の流れを促進することができる。
また、本実施例によれば、複数のステータ冷却流路3013の各々の終端を、冷媒導入口343とは軸方向の反対側(反負荷側)かつ周方向に反対側(下側)の位置において、接続流路315の入口(上流側)と接続しているので、ステータ冷却流路3013の圧力損失を均一化して偏流を抑制し、ステータ301の冷却性能を向上することができる。
また、本実施例によれば、接続流路315の上流側は、冷媒導入口343より鉛直方向下側に配置しているので、重力によって冷媒の流れを促進することができ、冷却性能を向上することができる。
上記した本実施例では、接続流路315の入口(上流側)は、冷媒導入口343より鉛直方向下側に配置していたが、この構成に限定されるものでは無い。例えば図14のように構成しても良い。図14は、本発明の他の実施例に係る冷媒の流れを示す模式図である。
図14では、冷媒導入口343を鉛直方向下側に位置させ、接続流路315の口(上流側)を鉛直方向上側に位置させている。すなわち、冷媒導入口343は、接続流路315の上流側より鉛直方向下側に位置させている。図14では、冷媒導入口343を鉛直方向下側に位置させることにより、モータ部30の収容空間345(図5)から冷媒導入口343までの圧損を小さくすることができる。収容空間345に吐出された冷媒は、重力によって収容空間345の下側に溜まるため、冷媒排出口は任意の位置に形成すると良い。
なお、本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。
1…車体、2…車輪、3…e-Axleユニット、4…オイルクーラー、5…配管、6…チラー、30…モータ部、31…インバータ部、32…伝達機構部、34…モータハウジング、35…モータカバー、36…モータハウジング底部、37,38…軸受、301…ステータ、3010…ステータコア、3011…スロット、3012…ステータコイル、3013…ステータ冷却流路(第2冷却流路)、302…ロータ、303…ロータシャフト、304…ロータ冷却流路(第5冷却流路)、305a,305b…端部材、306a,306b…冷媒吐出口、307a,307b…吐出流路、310…インバータハウジング、311…インバータカバー、312…第4フランジ部、313…インバータカバー貫通口、314…挿入開口、315…接続流路(第4冷媒流路)、316…オイルシール、319…インバータ、321…減速機、341…第1フランジ部、342…第2フランジ部、343…冷媒導入口、344a,344b…冷媒排出口、345…収容空間、346…第2突出部、347…環状冷却流路(第3冷却流路)、348…閉塞部、349…冷媒排出連通口、3410…ガスケット、351…第3フランジ部、352…第1突出部、353…環状冷却流路(第1冷却流路)、354…冷媒導入連通口、355…閉塞部、356…冷媒排出連通口、357…ガスケット、361…底部貫通口、362…軸受開口

Claims (12)

  1. ステータと、ロータと、前記ステータおよび前記ロータを冷却する冷媒が流れる冷却流路と、を備えた回転電機であって、
    前記冷却流路は、前記冷媒を導入する冷媒導入口と、前記ステータのステータコアに形成され、前記冷媒導入口と連通するステータ冷却流路と、前記ロータの内部に形成されたロータ冷却流路と、前記ステータ冷却流路と前記ロータ冷却流路とを接続する接続流路と、を備え、
    前記ロータ冷却流路は、前記ロータの回転運動に伴って前記冷媒を前記ロータの径方向外側に吐出する冷媒吐出口を備え、
    前記ステータ冷却流路は、前記ステータコアの周方向に複数配置され、
    前記複数のステータ冷却流路の各々の終端は、前記冷媒導入口とは軸方向の反対側かつ周方向の反対側の位置において、前記接続流路の上流側と接続したことを特徴とする回転電機。
  2. 請求項1に記載の回転電機であって、
    前記接続流路の上流側は、前記冷媒導入口より鉛直方向下側に配置したことを特徴とする回転電機。
  3. 請求項2に記載の回転電機であって、
    前記接続流路は2本形成され、前記2本の接続流路の間に前記冷媒を外部に排出する冷媒排出口を配置したことを特徴とする回転電機。
  4. 請求項1に記載の回転電機であって、
    前記冷媒導入口は、前記接続流路の上流側より鉛直方向下側に配置したことを特徴とする回転電機。
  5. 請求項1に記載の回転電機であって、
    前記ステータ冷却流路の軸方向に直交する断面形状は同一、かつ周方向に等間隔に配置したことを特徴とした回転電機。
  6. 請求項1乃至5の何れか1項に記載の回転電機であって、
    前記冷媒導入口にはポンプが接続され、前記ポンプにより前記冷媒が圧送されることを特徴とする回転電機。
  7. 請求項1乃至6の何れか1項に記載の回転電機であって、
    前記ロータ冷却流路はロータシャフトの内部に形成され、
    前記接続流路と接続する前記ロータシャフトの端部には、オイルシールを備えたことを特徴とする回転電機。
  8. 請求項7に記載の回転電機であって、
    前記ロータシャフトの前記接続流路と反対側の軸方向端部は中実であることを特徴とする回転電機。
  9. 請求項1乃至8の何れか1項に記載の回転電機であって、
    前記ステータ及び前記ロータを収容するモータハウジングを備え、
    前記モータハウジングは軸方向の一方が開放した有底円筒状に形成され、
    前記モータハウジングの開放側にはモータカバーによって覆われ、
    前記モータカバーには、前記モータハウジングの開放側を閉塞した際、前記ステータコアを軸方向に押圧する突起部を形成したことを特徴とした回転電機。
  10. 請求項9に記載の回転電機であって、
    前記モータカバーと前記ステータコアとの間には、前記冷媒の漏れを抑制するガスケットを配置したことを特徴とする回転電機。
  11. 請求項9記載の回転電機であって、
    前記モータハウジングに、インバータを収容するインバータハウジングを備え、
    前記接続流路の少なくとも一部は前記インバータハウジングの内部、若しくは前記インバータハウジングと前記モータハウジングで形成される空間に備えたことを特徴とした回転電機。
  12. ステータと、ロータと、前記ロータに備えたロータシャフトと、前記ロータシャフトに固定された減速機を備え、前記減速機を介して車両を駆動する車両駆動装置であって、
    請求項1乃至11に記載の何れか1項に記載の回転電機を備えた車両駆動装置。
JP2022000395A 2022-01-05 2022-01-05 回転電機及びこれを備えた車両駆動装置 Active JP7713397B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022000395A JP7713397B2 (ja) 2022-01-05 2022-01-05 回転電機及びこれを備えた車両駆動装置
DE112022005327.5T DE112022005327T5 (de) 2022-01-05 2022-07-25 Sich drehende elektrische maschine und fahrzeugantriebsvorrichtung mit sich drehender elektrischen maschine
PCT/JP2022/028644 WO2023132093A1 (ja) 2022-01-05 2022-07-25 回転電機及びこれを備えた車両駆動装置
CN202280086602.6A CN118476144A (zh) 2022-01-05 2022-07-25 旋转电机及具备该旋转电机的车辆驱动装置
US18/726,250 US20250158460A1 (en) 2022-01-05 2022-07-25 Rotary Electrical Machine and Vehicle Driving Device Including Rotary Electrical Machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022000395A JP7713397B2 (ja) 2022-01-05 2022-01-05 回転電機及びこれを備えた車両駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023100048A JP2023100048A (ja) 2023-07-18
JP7713397B2 true JP7713397B2 (ja) 2025-07-25

Family

ID=87073622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022000395A Active JP7713397B2 (ja) 2022-01-05 2022-01-05 回転電機及びこれを備えた車両駆動装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20250158460A1 (ja)
JP (1) JP7713397B2 (ja)
CN (1) CN118476144A (ja)
DE (1) DE112022005327T5 (ja)
WO (1) WO2023132093A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022134151A1 (de) * 2022-12-20 2024-06-20 Valeo Eautomotive Germany Gmbh Elektrische Maschine, insbesondere zum Antreiben eines Fahrzeugs

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002034206A (ja) 2000-06-21 2002-01-31 Bae Systems Controls Inc 冷却した中空のロータバーを備えた回転機械
US20130119830A1 (en) 2010-07-28 2013-05-16 Siemens Aktiengesellschaft Fluid-cooled electric machine
WO2015186466A1 (ja) 2014-06-04 2015-12-10 Ntn株式会社 インホイールモータ駆動装置
WO2016067352A1 (ja) 2014-10-28 2016-05-06 三菱電機株式会社 回転電機
JP2016179799A (ja) 2015-03-25 2016-10-13 Ntn株式会社 車両用モータ駆動装置
JP2020054074A (ja) 2018-09-26 2020-04-02 株式会社M−Tec 回転電機及びその冷却システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002034206A (ja) 2000-06-21 2002-01-31 Bae Systems Controls Inc 冷却した中空のロータバーを備えた回転機械
US20130119830A1 (en) 2010-07-28 2013-05-16 Siemens Aktiengesellschaft Fluid-cooled electric machine
WO2015186466A1 (ja) 2014-06-04 2015-12-10 Ntn株式会社 インホイールモータ駆動装置
WO2016067352A1 (ja) 2014-10-28 2016-05-06 三菱電機株式会社 回転電機
JP2016179799A (ja) 2015-03-25 2016-10-13 Ntn株式会社 車両用モータ駆動装置
JP2020054074A (ja) 2018-09-26 2020-04-02 株式会社M−Tec 回転電機及びその冷却システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023100048A (ja) 2023-07-18
US20250158460A1 (en) 2025-05-15
WO2023132093A1 (ja) 2023-07-13
CN118476144A (zh) 2024-08-09
DE112022005327T5 (de) 2024-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4142121B1 (en) Motor, motor cooling system, and electric vehicle
EP3549242B1 (en) Electric machine provided with an enclosed cooling assembly paired to an open cooling assembly
US10415590B2 (en) Electric coolant pump
EP2580846B1 (en) Electric machine cooling system and method
CN112234771A (zh) 一种牵引电动机的油冷冷却结构
GB2607161A (en) Cooling a rotating electrical machine
EP3910764B1 (en) Motor
US10447115B2 (en) Rotary electric machine and driving system
WO2004070919A1 (en) Rotary machine cooling system
JP2015104214A (ja) 回転電機
KR102726816B1 (ko) 모터의 냉각을 위한 오일 회수 구조
US12525840B2 (en) Fluid cooled electric machine
CN115378168A (zh) 转子组件和包括其的电机
JP2017093207A (ja) 回転電機
KR20220057086A (ko) 공기 압축기
JP7713397B2 (ja) 回転電機及びこれを備えた車両駆動装置
CN113612340B (zh) 电机组件及车辆
WO2022176225A1 (ja) 回転電機、および駆動装置
WO2022077349A1 (zh) 具有冷却流道的电机
CN224054054U (zh) 一种具有冷却油路结构的转轴、转子及电机
US11876432B2 (en) Rotor core, permanent magnet rotor, electric motor and electric pump for a household appliance
CN115864711B (zh) 具有转子冷却结构的电机
KR102769056B1 (ko) 매니폴드 방식을 이용한 고정자 코일 냉각구조를 갖는 전동기
JP2024035947A (ja) 回転電機
CN120566780A (zh) 用于压缩机空气端的液体冷却马达

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240619

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250701

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250714

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7713397

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150