JPH08103053A - モータの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータの外形および重量を小さくし、冷却水
流路の詰まりを簡単に除去できるようにすること。 【構成】 ウオータジャケット10とモータケース２との
間にシール材11を介在して、冷却水流路12に区画し、ウ
オータジャケット10とモータケース２の外周との間に冷
却水流路12を形成する。これにより、構造を簡単にして
モータケース２の外周に着脱可能な冷却水流路12を形成
することができ、冷却水流路12が例え詰まってもその詰
まりを除去することができ、その外形を小型化すると共
に、モータケース２の強度に影響を与えないようにして
冷却水流路12を形成し、モータの重量を軽減することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車などに搭載
されるモータの冷却装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】モータは基本的にロータとステータとで
構成されていて、ロータはモータケースに軸支されてお
り、ステータはモータケースに固定されている。DCブラ
シレスモータのようにモータの外面（モータケース）を
冷却するものにおいて、モータケースを均一に冷却しな
いと、ロータとステータとの間の僅かな間隙にくるいを
生じ、モータ特性あるいは性能に影響を与える。したが
って、モータケースは均一に冷却しなければならない。

【０００３】従来のモータ冷却装置には大きく分けて、
図22に示すようにモータ１のケース２の外面に冷却フィ
ン３を植設して、空気によりケース１を冷却する空冷方
式と、図23に示すようにケース２自体に冷却水流路４を
形成して水冷する、水冷方式とがある。

【０００４】その具体的な従来例として、図24は空冷方
式のモータであり、ケース２の外周面に多数のフィン３
を植設し、ケース２に一体に設けられたスティ５にブラ
ケット６を介してマウンテェング７により図示省略の車
体に弾性的に支持している。そして、矢印Ａで示すよう
に車両走行時の風により冷却するようにしている。ま
た、図26に示すようにモータ１の前方から送風機６によ
って強制的に冷却するようにしたもの、あるいは図27に
示すようにモータ１の側方から送風機６によって強制的
に冷却するようにしたものがある。

【０００５】また、図25に示すものは水冷方式のモータ
であり、ケース２の内部にモータ１の縦方向に多数の冷
却水流路４を形成するための孔を鋳造などにより形成
し、図23に示すように冷却水入口８から供給した冷却水
を流路４に平行に分流して冷却水出口９より流出させる
ようにしている。また、特開平５−292703号公報には水
冷方式のモータが開示されており、このモータの場合も
同様にケースの内側に冷却水流路を形成し、モータを水
冷するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例において、
空冷式の場合には図24、26および27に示すように、モー
タの一方向から風を送って冷却するので、例えば図26に
示すように送風機６に近いモータの前側（イ）と送風機
６から離れたモータの後ろ側（ロ）とでケースの冷却が
異なり、また図24および図27に示すようにモータの側方
から冷却した場合においても同様に、送風機６に近い側
（イ）と送風機６から離れた側（ロ）とではケースの冷
却が異なり、ケースを均一に冷却することができない。
このように、ケースが均一に冷却されないと、厳密には
ケース自体が不規則に熱変形してモータの特性あるいは
性能に影響を与えるという問題がある。

【０００７】また空冷方式において、ケースの冷却効果
を高めるためにはフィンの高さを高くして、伝熱面積を
多くしなければならないのであるが、フィンの高さを高
くするとその外形が大きくなって、モータ配設のスペー
ス上フィンの高さを高くすることが制限される。その結
果フィンの高さを十分に高くすることができなくなっ
て、モータの冷却を十分にすることができないという問
題がある。

【０００８】次に水冷方式において、図25および特開平
５−292703号公報に開示されたものはいずれも、ケース
の内側または内部に冷却水流路を形成しているので、ケ
ース自体の強度が低下することになり、ケースの肉厚を
厚くしなければならない。その結果ケースの重量が大き
くなり、電気自動車などにあっては余分な電力を消費す
ると共に、モータのコストも高くなるという問題があ
る。

【０００９】また、ケースの内部あるいは内側に冷却水
流路を形成した場合において、流路に詰まりが生じたと
きにはその詰まりを除去することができない。その結果
ケースの冷却が不均一になって厳密にいえばケースが不
規則に熱変形し、モータの特性あるいは性能に影響を与
えるという問題がある。そして、上記フィンを使用した
空冷方式およびケースの内側または内部に冷却水流路を
形成した水冷方式は、既存のモータへの適用ができな
い。

【００１０】本発明はモータの外形および重量を小さく
し、冷却水流路の詰まりを簡単に除去できるようにする
と共に、既存のモータへの適用も可能にした水冷式のモ
ータの冷却装置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明にかかる手段は、モータケースの外周にウオー
タジャケットを着脱可能に装着し、該ウオータジャケッ
トとモータケースとの間にシール材を介在し、該シール
材によって冷却水流路に区画し、前記ウオータジャケッ
トとモータケースの外周との間に冷却水流路を形成した
ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明はこのように構成したので次の通りの作
用がある。すなわち、シール材を貼着等したウオータジ
ャケットをモータケースに着脱可能に設けて、冷却水流
路を区画し、ウオータジャケットとモータケースの外周
との間に冷却水流路を形成するようにしたので、構造を
簡単にしてモータケースの外周に着脱可能な冷却水流路
を形成することができる。このように、モータケースの
外周にウオータジャケットを着脱可能に装着して冷却水
流路を形成したので、ウオータジャケットを容易に取り
外すことができ、またモータケースの強度に影響を与え
ないようにして、冷却水流路を形成することができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例について説明する。図
１においてモータケース２の外周に断面形状が凹凸のウ
オータジャケット10を巻つけるようにして設け、このウ
オータジャケット10の凹凸の谷部 101とモータケース２
の外周面との間にシール材11を介在して冷却水流路12を
形成している。この実施例の場合にはモータケース２の
外周面に加工を施すことなく、そのまま冷却水流路12の
一部としているので、既存のモータへの適用が可能であ
る。また、シール材11をウオータジャケット10に予め貼
着したものを使用することにより、このシール材11を貼
着したウオータジャケット10をモータケース２の外周面
に巻つけるだけの簡単な作業で、冷却水流路12を形成す
ることができるようになっている。

【００１４】次に、図２に示す実施例はモータケース２
の外周面に凹溝 201を形成し、この凹溝 201の山部 202
とウオータジャケット10の谷部 101とを突き合わせるよ
うにして、谷部 101と山部 202との間にシール材11を介
在し、冷却水流路12を形成している。このように、モー
タケース２の外周面に凹溝 201を設けることにより、冷
却水流路12の流路断面積を大きくし、冷却水を多く流す
と共に、冷却水とモータケース２との接触面積を大きく
してモータの冷却効果を高くすることができる。また、
シール材11を（イ）および（ロ）の部分まで設けて、冷
却水の漏れを確実に防止するようにしている。

【００１５】この実施例の場合も同様に、シール材11を
ウオータジャケット10に予め貼着したものを使用するこ
とにより、このシール材11を貼着したウオータジャケッ
ト10をモータケース２の外周面に巻つけるだけの簡単な
作業で、冷却水流路12を形成することができる。図３に
示す実施例は図２に示した実施例の（イ）および（ロ）
の部分のシール材11を欠落させて、モータケース２を露
出し、熱の放散を積極的に行うようにしたものである。
その他の部分は同一であるので、同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【００１６】図４に示す実施例はウオータジャケット10
に平らな薄い板を使用して、モータの外形を小さくし、
冷却水流路12を形成したものである。その他の部分につ
いては図２に示した実施例と同じであるので、同一部分
には同一符号を付してその説明は省略する。図５に示す
実施例は図４に示した実施例の（イ）および（ロ）の部
分のシール材11を欠落させて、モータケース２を露出
し、熱の放散を積極的に行うようにしたものである。そ
の他の部分は同一であるので、同一部分には同一符号を
付して説明は省略する。

【００１７】図１から図５に示す実施例はいずれも、冷
却水流路12の部分のシール材11を欠落させて、ウオータ
ジャケット10を露出させ、冷却水流路12内を流れる冷却
水が直接ウオータジャケット10に接触するようにして、
ウオータジャケット10からの熱の放散を積極的に行い、
冷却水が保有する熱を大気中に放出するようにして、冷
却水を降温し、モータケース２の冷却効率を向上するよ
うにしている。これに対して、図６に示す実施例はウオ
ータジャケット10に平らな薄い板を使用すると共に、冷
却水流路12の部分を欠落しないようにして、一枚のシー
ル材11をウオータジャケット10に貼着したものを、凹溝
202を形成したモータケース２に巻つけることにより、
冷却水流路12を形成したものである。したがって、山部
202とシール材11との位置合わせをする必要がないの
で、一枚のシール材11を貼着したウオータジャケット10
を単にモータケース２に巻つけるだけでよく、その作業
を簡単にするようにしている。

【００１８】冷却水流路12を流れる冷却水とウオータジ
ャケット10とを直接に接触させるようにした図１から図
５に示す実施例において、ウオータジャケット10に波板
を使用して、冷却水との接触面積および熱を放散する面
積を広くするようにし、冷却水の降温をより効果的に行
い、モータの冷却効率を上げるようにしてもよい。

【００１９】図７はモータケース２の外周面の全周に凹
溝 201を形成した一例をウオータジャケット10を外して
示したモータの斜視図であり、このモータケース２の外
周にシール材11を貼着したウオータジャケット10を巻つ
けることにより、モータケース２の外周面の全周に冷却
水流路12が形成される。そして、凹溝 201を跨ぐように
ヘッダー13が設けれ、このヘッダー13には凹溝 201のそ
れぞれに対応した冷却水入口ノズル14と冷却水出口ノズ
ル15が設けられている。これにより、冷却水入口ノズル
14から流入した冷却水は凹溝 201で形成される冷却水流
路12に流入し、モータケース２の外周にそって矢印のよ
うに流れ、冷却水出口ノズル15から矢印のように流出す
るようになっている。

【００２０】また、図10に示すようにヘッダー13に冷却
水入口ノズル14を一つ設けて、冷却水をヘッダー13内に
一旦満たした後に、各凹溝 201で形成される冷却水流路
12に分流し、この分流した冷却水をヘッダー13に設けた
冷却水出口ノズル15に集水するようにして、冷却水配管
系を簡単にしてもよく、また図13および図14に示すよう
に、電線ケーブル16との関係で、凹溝 201を分離するよ
うにヘッダー13内においてシール材11にて区画し、この
区画した部屋 151および 152のそれぞれに、冷却水出口
ノズル15を設けるようにしてもよい。

【００２１】また、図７に示すようにモータケース２に
はモータ１を取りつけるためのステー17が設けられてい
る。このステー17におけるシールは図８（図11）に示す
ように、ステー17の回りにシール材で作られたパッド 1
11をモータケース２の外周面に貼着し、図８に示すよう
にウオータジャケット10の端部 103を差し込むようにす
る。図９に示す実施例は図８に示したパッド 103を設け
ないで、シール材11を貼着したウオータジャケット10を
予めステー17の部分に合わせて切欠き、ウオータジャケ
ット10の端部 103をシール材11に差し込むようにしたも
のである。図８および図９からも明らかな通り、冷却水
流路12内を流れる冷却水のシールは、ウオータジャケッ
ト10とモータケース２の外周面との間に介在したシール
材11によってシールされるので、ウオータジャケット10
の端部 103をシール材11またはパッド 111に必ずしも差
し込む必要はない。

【００２２】図７、図13および図14に示す実施例におい
て、電線ケーブル16がヘッダー13を貫通するように設け
られているが、ヘッダー13を電線ケーブル16が設けられ
ていないところに位置させた場合には、図12に示すよう
に図11で説明したのと同様のパッド 111を電線ケーブル
16の部分に設けるようにしている。

【００２３】図15および図16はウオータジャケット10と
シール材11をモータケース２の外周面に巻つける一例を
示しており、シール材11を貼着したウオータジャケット
10を成形加工して冷却水入口ノズル14側のヘッダー13を
形成し、冷却水出口ノズル15側のヘッダー13を分離し
て、ボルト18にてモータケース２の外周面に締め付ける
ようにしている。また、両方のヘッダー13を分離してシ
ール材11を貼着したウオータジャケット10を半割れに
し、両方のヘッダー13をボルト18にて締結するようにし
てもよい。

【００２４】図17から図20は冷却水流路12の各種パター
ンを示すものであり、図17に示すパターンはモータケー
ス２の外周面にリング状の冷却水流路12を形成し、モー
タケース２の周面方向に均一に冷却するようにしたも
の、図18に示すパターンは図17に示したパターンにおい
て、ステー17および電線ケーブル16が設けられている部
分の領域の冷却も行うように、水平の冷却水流路12で接
続し、モータケース２の周面方向および長手方向に均一
に冷却するようにしたもの、図19に示すパターンは斜め
の碁盤目に冷却水流路12を形成して、モータケース２の
周面方向および長手方向の全体をできるだけ均一に冷却
するようにしたもの、図20に示すパターンはモータケー
ス２の外周に螺旋状に冷却水流路12を形成し、モータケ
ース２の周面および長手方向に均一に冷却するようにし
たものである。

【００２５】このように、各種の冷却水流路12のパター
ンが形成できるのは、モータケース２の外周面に冷却水
流路12を形成するようにしたからであり、特に図19に示
すような複雑なパターンの形成は、図１に示した実施例
のようにモータケース２の外周面を凹凸面にせずに、シ
ール材11によって区画して冷却水流路12とすることによ
り形成することができる。勿論、モータケース２の外周
面に凹溝 201を設けて形成することも可能である。

【００２６】図21は自動車の冷却系統を利用してモータ
１の冷却を行うようにした一例を示すものである。すな
わち、ウオータポンプ19で送られた冷却水の一部をモー
タ１に導き、サーモスタット21を経由して配管26を流れ
てラジエータ22に至り、送風機23によって降温されてラ
ジエータ22を通過した冷却水が配管25を流れて再びウオ
ータポンプ19により循環させるモータ１の冷却回路を形
成すると共に、モータ１をバイパスするバイパス回路を
設ける。

【００２７】そして、モータ１の温度が低い段階ではサ
−モスタット21が全閉になっていて、冷却水はバイパス
回路20を流れてラジエータ22を経由し循環する。この段
階ではモータ１の冷却水流路12内に冷却水が満たされた
状態にある。そして、冷却水流路12内に満たされている
冷却水の温度が上昇し始めた時に、サ−モスタット21が
その温度を感知して開き始め、モータ１の冷却水流路12
の冷却水が流れ始め、サ−モスタット21の開度に応じ
て、ウオータポンプ19から送られる冷却水はモータ１と
バイパス回路20とに分流する。サ−モスタット21はモー
タ１の冷却水流路12内を流れる冷却水の温度を感知して
開度が調整されるので、冷却水流路12内を流れる冷却水
の量が調整され、モータケース２の温度が一定の温度に
なるように調整することができるようになっている。

【００２８】以上のように構成した本実施例の作用につ
いて次に説明する。ウオータジャケット10とモータケー
ス２との間にシール材11を介在して、冷却水流路12に区
画し、ウオータジャケット10とモータケース２の外周と
の間に冷却水流路12を形成するようにしたので、構造を
簡単にしてモータケース２の外周に着脱可能な冷却水流
路12を形成することができる。このように、モータケー
ス２の外周にウオータジャケット10を着脱可能に装着し
て冷却水流路12を形成したので、ウオータジャケット10
を容易に取り外すことができ、またモータケース２の強
度に影響を与えないようにして、冷却水流路12を形成す
ることができる。

【００２９】また、モータケース２の外周面に冷却水流
路12を形成するようにしたので、冷却水流路12の各種パ
ターンの流路の形成が可能になり、モータケース２の周
方向および長手方向に均一に冷却することができる。そ
して、図１に示す実施例はモータケース２の外周面を加
工しないので、既存のモータケース２の外周面に冷却水
流路12を形成することができ、また図２から図６に示す
実施例のように、モータケース２の外周面に凹溝 201を
形成した場合においても、山部 202が補強の役目を果た
しているので、モータケース２の肉厚を厚くすることな
く強度を十分に保つことができる。

【００３０】そして、ウオータジャケット10とモータケ
ース２との間にシール材11を介在して、冷却水流路12に
区画し、ウオータジャケット10とモータケース２の外周
との間に冷却水流路12を形成するようにしたので、その
外形を小型化することができ、図２から図６に示すよう
にモータケース２の外周面に凹溝 201を形成することに
より、冷却水流路12の流路面積を大きくし、かつ、その
外形を小型化することができ、中でも図４から図６に示
すように、ウオータジャケット10を平らにすることによ
り、その外形を更に小型化することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、ウオ
ータジャケットとモータケースとの間にシール材を介在
して、冷却水流路に区画し、ウオータジャケットとモー
タケースの外周との間に冷却水流路を形成するようにし
たので、構造を簡単にしてモータケースの外周に着脱可
能な冷却水流路を形成することができ、冷却水流路が例
え詰まってもその詰まりを除去することができ、モータ
ケースを均一に冷却することができる。

【００３２】そして、モータケースの外周に冷却水流路
を形成したので、既存のモータケースへの適用ができる
と共に、各種パターンの冷却水流路を形成してモータケ
ースを均一に冷却することができ、更にまたモータケー
スの強度に影響を与えないようにして冷却水流路を形成
し、モータの重量を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部を拡大して縦断面した
図である。

【図２】本発明の一実施例の要部を拡大して縦断面した
図である。

【図３】本発明の一実施例の要部を拡大して縦断面した
図である。

【図４】本発明の一実施例の要部を拡大して縦断面した
図である。

【図５】本発明の一実施例の要部を拡大して縦断面した
図である。

【図６】本発明の一実施例の要部を拡大して縦断面した
図である。

【図７】図２から図６に示した実施例のモータの斜視図
である。

【図８】図７に示すステー部分の冷却水流路の縦断面図
である。

【図９】図７に示すステー部分の冷却水流路の縦断面図
である。

【図１０】図２から図６に示す実施例の冷却水の流れを
示す斜視図である。

【図１１】図８におけるパッドの斜視図である。

【図１２】図７に現れている電線ケーブル部分の斜視図
である。

【図１３】電線ケーブル部分の冷却水流路の斜視図であ
る。

【図１４】図13の電線ケーブル部の縦断面図である。

【図１５】ウオータジャケットの取り付けを示す斜視図
である。

【図１６】図15の縦断面図である。

【図１７】図２から図６における凹溝のパターンを示す
図である。

【図１８】図２から図６における凹溝のパターンを示す
図である。

【図１９】図２から図６における凹溝のパターンを示す
図である。

【図２０】図２から図６における凹溝のパターンを示す
図である。

【図２１】モータの冷却システムを示す模式図である。

【図２２】空冷式モータの斜視図である。

【図２３】水冷式モータの斜視図である。

【図２４】従来の空冷式モータの正面図である。

【図２５】従来の水冷式モータの正面図である。

【図２６】空冷式モータの強制冷却を示す模式図であ
る。

【図２７】空冷式モータの強制冷却を示す模式図であ
る。

【符合の説明】

１ モータ ２ モータケース 201 凹溝 202 山部 10 ウオータジャケット 101 谷部 11 シール材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータケースの外周にウオータジャケッ
   トを着脱可能に装着し、該ウオータジャケットとモータ
   ケースとの間にシール材を介在し、該シール材によって
   冷却水流路に区画し、前記ウオータジャケットとモータ
   ケースの外周との間に冷却水流路を形成したことを特徴
   とするモータの冷却装置。