WO2010128632A1 - モータの冷却構造 - Google Patents

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牧野祐介
岡田浩一
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NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil

Definitions

  • This invention relates to a cooling structure inside a motor in a motor in which a rotor is arranged on the inner peripheral side of a stator core.
  • Patent Document 1 As an internal cooling system for a motor comprising a stator coil and a stator having an annularly arranged or formed stator core, and a rotor that is positioned on the inner peripheral side of the stator core and is rotatable with respect to the stator, for example, Patent Document 1 As shown in Fig. 4, the rotor rotating shaft is hollowed, and a small hole is provided to communicate the hollow portion with the outer peripheral side. Cooling oil is pumped into the hollow portion from the outside, and the rotor rotating shaft rotates. A method of cooling the stator coil by scattering the cooling oil in the hollow portion from the small hole to the outer peripheral side by the centrifugal force generated by the above.
  • the conventional cooling method described above can take away the heat generated in the stator coil when the cooling oil scattered from the small hole to the outer peripheral side hits the stator coil.
  • the cooling oil does not hit the rotor, there is a limit to depriving the heat generated in the rotor. Therefore, the present applicant has a structure in which a rotor is provided with a cylindrical rotor spindle on the outer periphery of the rotor rotation shaft located at the center, and a rotor core is attached to the outer periphery of the rotor spindle.
  • a cooling space having an end face opened between the inner peripheral surface of the rotor and the cooling oil formed on the outer peripheral surface of the rotor rotation shaft is supplied from the outside to the oil supply passage in the rotor rotation shaft.
  • a motor cooling structure has been proposed in which heat generated in the rotor can be efficiently removed by discharging the oil from the oil discharge port into the cooling space by centrifugal force (Japanese Patent Application No. 2008-144134).
  • the cooling oil discharged to the cooling space hits the inner peripheral surface of the rotor spindle to cool the rotor, and then comes out of the cooling space from the end surface on the opening side, so that the coil end portion of the stator coil It is collected after hitting. Therefore, the heat generated at the coil end portion of the stator coil can also be removed.
  • the cooling oil does not hit the portions other than the coil end portion of the stator coil, there is a problem in efficiently cooling the entire stator coil.
  • An object of the present invention is to provide a motor cooling structure that can efficiently remove heat generated in a rotor and a stator and has a high cooling effect inside the motor.
  • a motor cooling structure includes a stator coil, a stator having a stator core arranged or formed in an annular shape, and a rotor positioned on the inner peripheral side of the stator core and rotatable relative to the stator.
  • the rotor has a rotor core attached to the outer periphery of the rotor rotation shaft via a core support part, and the rotor core is formed by laminating a plurality of steel plates in the axial direction.
  • a gap is provided between adjacent steel plates, an oil supply passage for cooling oil extending in the axial direction is provided inside the rotor rotation shaft, and a communication passage communicating the oil supply passage and the gap is provided on the core of the rotor rotation shaft. It is provided over the support part.
  • the gap between the steel plates of the rotor core may be provided at a plurality of locations in the axial direction.
  • the cooling oil supplied from the outside passes through the oil supply passage and the communication passage in the rotor rotation shaft, and in a gap provided between some adjacent steel plates in the plurality of steel plates constituting the rotor core. Sent. While the cooling oil stays in the gap, it takes heat from the rotor core. The cooling oil in the gap is blown to the outer diameter side by centrifugal force due to the rotation of the rotor, and hits the inner peripheral surfaces of the stator coil and the stator core. Thereby, the heat generated in the stator coil and the heat of the stator core transmitted from the stator coil are taken away. Thus, since the heat of each part of a rotor and a stator is taken efficiently, the cooling effect inside a motor is high.
  • the core support portion may be a cylindrical rotor spindle provided on the outer periphery of the rotor rotation shaft.
  • the core support portion may be formed integrally with the rotor rotation shaft, but if the core support portion is a separate rotor spindle from the rotor rotation shaft, the rotor parts can be easily processed.
  • a rotor end surface cooling path that communicates with the communication path and guides the cooling oil to the end surface of the rotor core. If the rotor end surface cooling path is provided, the heat of the rotor core can also be taken from the end surface of the rotor core, so that the cooling effect of the rotor can be further enhanced.
  • the clearance gap of the said rotor core can be provided by interposing the annular spacer which has the oil guide hole which guides the said cooling oil from an inner diameter side to an outer diameter side between adjacent steel plates.
  • the outer diameter end of the oil guide hole in a tapered shape with the diameter increased toward the outer diameter side.
  • the spacer is preferably interposed only in a part of the radial direction between the adjacent steel plates. If the outer diameter end of the oil guide hole is formed in a tapered shape whose diameter is increased toward the outer diameter side, the cooling oil coming out of the oil guide hole can be diffused widely.
  • a gap between the rotor cores may be provided by interposing an annular spacer having an oil guide notch for guiding the cooling oil from the inner diameter side to the outer diameter side on the outer surface between adjacent steel plates.
  • the outer diameter end of the oil guide notch is formed in a tapered shape with the diameter increased toward the outer diameter side.
  • a supply path forming member having a cooling oil supply path for supplying cooling oil to the oil supply path of the rotor rotating shaft from the outside may be attached to the stator housing. it can. If the supply path forming member is attached to the stator housing, the cooling oil supply section to the oil supply path of the rotor rotation shaft can be made compact.
  • this invention when it has a stator housing which accommodates the said stator, it is good to provide the cooling oil discharge port which discharges
  • the above cooling structures can be applied to various motors.
  • a motor to which this cooling structure is applied is excellent in internal cooling.
  • the motor to which this cooling structure is applied is a radial gap type motor that includes a stator 1 and a rotor 5, and a radial gap 9 is provided between the stator core 2 and the rotor core 6.
  • the stator 1 includes a plurality of stator cores 2 arranged in an annular shape, a central axis that faces the radial direction of the stator core 2, that is, a stator coil 3 wound around a central axis that extends in a direction perpendicular to the axis of the rotor 5.
  • the stator core 2 and the stator housing 4 that accommodates the stator coil 3 are configured.
  • the stator core 2 is made of a laminated steel plate in which a plurality of steel plates 2 a are arranged in the axial direction, and is fixed to the inner peripheral surface of the stator housing 4. At one end in the axial direction of the stator coil 3, a coil lead portion 3 a connected to the outside of the stator housing 4 is provided.
  • the rotor 5 is disposed on the inner peripheral side of the stator core 2, and has an annular rotor core 6 made of a permanent magnet, a rotor rotation shaft 7 positioned at the center of the rotor 5, and the rotor core 6 and the rotor rotation shaft. 7 and a cylindrical rotor spindle 8 serving as a core support part that is coupled so as to rotate together.
  • the rotor rotating shaft 7 is supported by a pair of bearings 11 so as to be rotatable with respect to both side plate portions 4 a and 4 b of the stator housing 4.
  • the rotor rotating shaft 7 has an enlarged diameter portion 7a at an intermediate portion in the axial direction, and the other end surface (left side surface in FIG. 1) of the rotor spindle 8 is brought into contact with one end surface (right side surface in FIG. 1) of the enlarged diameter portion 7a.
  • a rotor spindle 8 is provided on the outer periphery of the rotor rotation shaft 7.
  • the rotor rotating shaft 7 and the rotor spindle 8 are fixed to each other, for example, by press fitting.
  • the rotor rotating shaft 7 and the rotor spindle 8 as the core supporting body portion are not separated, and a core supporting body portion (not shown) integral with the rotor rotating shaft 7 may be provided.
  • a core supporting body portion (not shown) integral with the rotor rotating shaft 7 may be provided.
  • the rotor spindle 8 has flange portions 8a extending on both sides in the axial direction, and first and second collar portions 8b, 8c extending on the outer diameter side are provided at both axial ends of the flange portion 8a.
  • the first collar portion 8b on one end side is formed integrally with the flange portion 8a, and the second collar portion 8c on the other end side is formed by fixing the flange portion 8a and another member to the flange portion 8a with a bolt 12. is there.
  • the rotor core 6 is attached to the outer peripheral surface of the flange part 8a between these 1st and 2nd collar parts 8b and 8c by the press fit.
  • the rotor core 6 is made of a laminated steel plate in which a plurality of annular steel plates 6a are arranged in a stack in the axial direction, and a gap 13 is provided between some adjacent steel plates 6a.
  • the gap 13 is provided at two positions in the axial direction, but the gap 13 may be one place or three or more places.
  • the gap 13 is formed by interposing a spacer 14 shown in FIG. 2A in the vicinity of the inner diameter end between the steel plates 6a.
  • the spacer 14 is an annular member having a predetermined width, and as shown in FIG. 2 (B), oil guide holes 15 that connect the inner diameter side and the outer diameter side are provided at a plurality of locations in the circumferential direction.
  • the outer diameter end of the oil guide hole 15 is a tapered portion 15a whose diameter is increased toward the outer diameter side.
  • a cooling path forming member 16 is interposed between the end face of the rotor core 6 of FIG. 1 and the first and second collar portions 8b, 8c of the rotor spindle 8, and the rotor core is provided in the cooling path forming member 16.
  • a plurality of groove-like rotor end surface cooling passages 17 and 18 that are open on the 6th side and extend in the radial direction are provided.
  • a portion 17 a on the outer diameter side of the intermediate portion extends away from the end surface of the rotor core 6 and extends outward in the axial direction, and the tip thereof opens to the outer surface of the cooling path forming member 16.
  • the other rotor end surface cooling path 18 is provided along the end surface of the rotor core 6 from the inner diameter end to the outer diameter end, and the outer diameter end faces the outer peripheral surface of the cooling path forming member 16.
  • These rotor end surface cooling paths 17 and 18 are alternately provided at equal intervals in the circumferential direction.
  • An oil supply passage 21 for cooling oil that is open at one end and extends in the axial direction is provided in the shaft core portion of the rotor rotation shaft 7.
  • the oil supply passage 21 extends from the center of the rotor core 6 in the axial direction to the other end side, and the front end thereof is substantially at the same position as the side surface of the portion of the rotor spindle 8 that fits the rotor rotation shaft 7.
  • the oil supply passage 21 has a relatively large inner diameter, for example, about 1/3 to 1/2 or more of the outer diameter of the rotor rotating shaft 7, and forms a hollow space in the rotor rotating shaft 7.
  • the communication hole 22 extends in the radial direction from the closed end of the oil supply passage 21 to the outer periphery of the rotor spindle 8, that is, from the inner diameter end facing the oil supply passage 21 to the outer diameter end opening on the outer peripheral surface of the rotor spindle 8. Are provided in the circumferential direction.
  • a communication groove 23 extending in the axial direction connected to the outer diameter end of the communication hole 22 is formed on the outer peripheral surface of the rotor spindle 8.
  • the communication hole 22 and the communication groove 23 constitute a communication path 24 that communicates the oil supply path 21 with the gap 13 and the rotor end surface cooling paths 17 and 18.
  • the open end of the oil supply path 21 is adjacent to and communicates with the cooling oil supply path 25 for supplying cooling oil from the outside in a non-contact manner.
  • the cooling oil supply path 25 is formed in a supply path forming member 26 attached to the stator housing 4.
  • the supply path forming member 26 has a shaft end entry recess 26 a into which the rotor rotation shaft 7 is fitted, and constitutes a labyrinth seal between the shaft end entry recess 26 a and the outer peripheral surface of the rotor rotation shaft 7.
  • the labyrinth seal is formed outside the bearing on one end side.
  • the outside of the bearing 11 at the other end of the rotor rotating shaft 7 is sealed with a contact seal 27 such as an oil seal.
  • a cooling oil discharge port 28 is provided in the lower part of the stator housing 4, and a cooling oil discharge path 29 is connected to the cooling oil discharge port 28.
  • the cooling oil discharge path 29 is connected to the cooling oil supply path 25 via a cooling oil supply device (not shown).
  • the cooling oil supply device is a combination of a cooling device, a pump, a filter, and the like.
  • the cooling oil 30 pumped from the outside is supplied to the oil supply passage 21 in the rotor rotating shaft 7 to cool the shaft core.
  • the oil supply passage 21 has a relatively large inner diameter, and a large amount of the cooling oil 30 stays therein. Therefore, the heat generated by the rotational resistance of the rotor rotating shaft 7 can be effectively removed.
  • the cooling oil 30 in the oil supply passage 21 passes through the communication path 24 including the communication hole 22 and the communication groove 23, and partly enters the gap 13 of the rotor core 6 from the oil guide hole 15 of the spacer 14, and the rest is the rotor. It flows into the end surface cooling paths 17 and 18.
  • the cooling oil 30 discharged from the oil guide hole 15 diffuses widely into the gap 13. While the cooling oil 30 stays in the gap 13, the heat in the axially central portion of the rotor core 6 is taken away. Further, heat near the end face of the rotor core 6 is taken away by the cooling oil 30 flowing through the rotor end face cooling passages 17 and 18.
  • the cooling oil 30 that has entered the gap 13 is blown to the outer diameter side by the centrifugal force generated by the rotation of the rotor 5 and strikes the inner peripheral surfaces of the stator core 2 and the stator coil 3. Thereby, the heat generated in the stator coil 3 and the heat of the stator core 2 transmitted from the stator coil 3 are taken away. Further, the cooling oil 30 that has flowed out of the rotor end surface cooling passages 17 and 18 hits both axial ends of the stator coil 3, and takes away heat generated in the stator coil 3. By making the outflow direction of the cooling oil 30 from the rotor end surface cooling path 17 obliquely outward, the cooling oil 30 can be diffused over a wide range, and the cooling effect at both axial ends of the stator coil 3 is high.
  • the cooling oil 30 efficiently removes heat from the respective parts of the rotor 5 and the stator 1, so that the cooling effect inside the motor is high. Thereby, the temperature rise inside the motor due to heat generation of the stator coil 3 can be suppressed, and the motor can be prevented from being damaged. Therefore, it is effective for a small and high output motor.
  • the cooling oil 30 that has been blown to the stator coil 3 by centrifugal force then drops due to gravity and accumulates below the internal space of the stator housing 4. And it returns to the cooling oil supply device through the cooling oil discharge passage 29 from the cooling oil discharge port 28.
  • FIG. 3 and 4 show a second embodiment of the present invention.
  • the motor cooling structure of this embodiment is different from that of the above-described embodiment in a spacer for providing a gap 13 between the steel plates 6a of the rotor core 6.
  • the spacer 34 of this embodiment is a circular disk having a substantially circular shape, and as shown in FIG. A plurality of oil guide cutouts 35 are provided on both sides.
  • the outer diameter end of the oil guide notch 35 is a tapered portion 35a whose diameter is increased toward the outer diameter side.
  • the spacer 34 is provided from the inner diameter end to the outer diameter end of the gap 13 in FIG.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment.
  • the cooling oil 30 discharged from the oil guide notch 35 is diffused widely, and the stator core 2 and the stator It hits the inner peripheral surface of the coil 3. Thereby, the heat generated in the stator core 2 and the stator coil 3 is taken away.
  • the flow of the other cooling oil 30 is the same as described above, and the same operation and effect are obtained.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

　モータは、ステータコイル３、および環状に配列または形成されたステータコア２を有するステータ１と、ステータコア２の内周側に位置してステータ１に対し回転自在となるロータ５とでなる。ロータ５は、ロータ回転軸７の外周にコア支持体部８を介してロータコア６を取付けてなる。ロータコア６は複数枚の鋼板６ａを軸方向に積層状に並べたものであり、一部の隣合う鋼板６ａ間に隙間１３を設けてある。ロータ回転軸７の内部に軸方向に延びる冷却油用の給油路２１を設け、この給油路２１と隙間１３とを連通する連通路２４を、ロータ回転軸７にコア支持体部８にわたって設ける。

Description

モータの冷却構造 関連出願
　本出願は、２００９年５月７日出願の特願２００９－１１２６０９の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
　この発明は、ステータコアの内周側にロータを配置したモータにおけるモータ内部の冷却構造に関する。
　ステータコイル、および環状に配列または形成されたステータコアを有するステータと、前記ステータコアの内周側に位置して前記ステータに対し回転自在なロータとでなるモータの内部冷却方式としては、例えば特許文献１に示されているように、ロータ回転軸の内部を中空にすると共に、この中空部と外周側とを連通する小穴を設け、前記中空部に外部から冷却油を圧送し、ロータ回転軸の回転による遠心力で中空部内の冷却油を小穴から外周側に飛散させて、ステータコイルを冷却する手法がとられていた。
特開平９－１５４２５８号公報
　上記従来の冷却方法は、小穴から外周側に飛散した冷却油がステータコイルに当たることにより、ステータコイルで発生した熱を奪うことができる。しかし、ロータには冷却油が当たらないので、ロータで発生した熱を奪うことに限界がある。そこで、本件出願人は、ロータを、中心に位置するロータ回転軸の外周に筒状のロータスピンドルを設け、このロータスピンドルの外周にロータコアを取付けた構造とし、ロータ回転軸の外周面とロータスピンドルの内周面との間に端面が開口した冷却用空間を形成し、外部からロータ回転軸内の給油路に供給し、この給油路の冷却油を、ロータ回転軸の外周面に形成した冷却油吐出口から遠心力で冷却用空間に吐出させることで、ロータで発生した熱を効率良く奪うことができるようにしたモータの冷却構造を提案している（特願２００８－１４４１３４）。
　上記提案例によれば、冷却用空間に吐出された冷却油は、ロータスピンドルの内周面に当たってロータを冷却した後、開口側の端面から冷却用空間外に出て、ステータコイルのコイルエンド部に当たってから回収される。そのため、ステータコイルのコイルエンド部で発生した熱も奪うことができる。しかし、ステータコイルのコイルエンド部以外の箇所には冷却油が当たらないので、ステータコイル全体を効率良く冷却するには問題がある。
　この発明の目的は、ロータおよびステータで発生する熱を効率良く奪うことができ、モータ内部の冷却効果が高いモータの冷却構造を提供することである。
　この発明にかかるモータの冷却構造は、ステータコイル、および環状に配列または形成されたステータコアを有するステータと、前記ステータコアの内周側に位置して前記ステータに対し回転自在となるロータとでなるモータであって、前記ロータは、ロータ回転軸の外周にコア支持体部を介してロータコアを取付けてなり、前記ロータコアは複数枚の鋼板を軸方向に積層状に並べたものであり、一部の隣合う鋼板間に隙間を設け、前記ロータ回転軸の内部に軸方向に延びる冷却油用の給油路を設け、この給油路と前記隙間とを連通する連通路を、前記ロータ回転軸に前記コア支持体部にわたって設けている。前記ロータコアの前記鋼板間の隙間は、軸方向の複数箇所に設けられていてもよい。
　この構成によれば、外部から供給される冷却油が、ロータ回転軸内の給油路および連通路を通って、ロータコアを構成する複数枚の鋼板における一部の隣合う鋼板間に設けた隙間に送られる。冷却油が隙間内に滞在する間に、ロータコアの熱を奪う。隙間内の冷却油は、ロータの回転により遠心力で外径側へ飛ばされて、ステータコイルおよびステータコアの内周面に当たる。それにより、ステータコイルで発生した熱、およびステータコイルから伝達されたステータコアの熱を奪う。このように、ロータおよびステータの各部の熱を効率良く奪うので、モータ内部の冷却効果が高い。
　前記コア支持体部は、前記ロータ回転軸の外周に設けた筒状のロータスピンドルとすることができる。コア支持体部はロータ回転軸と一体に形成されていてもよいが、コア支持体部をロータ回転軸と別体のロータスピンドルとすれば、ロータの部品を加工し易い。
　この発明において、前記連通路に連通して、前記冷却油を前記ロータコアの端面に導くロータ端面冷却路を設けるのが良い。
　ロータ端面冷却路を設ければ、ロータコアの端面からもロータコアの熱を奪うことができるため、ロータの冷却効果をより一層高めることができる。
　この発明において、隣合う鋼板間に、前記冷却油を内径側から外径側へ導く導油孔を内部に有する環状のスペーサを介在させることで、前記ロータコアの隙間を設けることができる。その場合、前記導油孔の外径端を、外径側ほど拡径したテーパ状に形成するのが好ましい。
　隣合う鋼板間にスペーサを介在させることで、所定寸法の隙間を確実に確保することができる。冷却油が鋼板と接触する面積をなるべく広くとるために、スペーサは隣合う鋼板間の径方向の一部だけに介在させるのが良い。導油孔の外径端を外径側ほど拡径したテーパ状に形成すれば、導油孔から出た冷却油を広く拡散させられる。
　この発明において、隣合う鋼板間に、前記冷却油を内径側から外径側へ導く導油用切欠きを外側面に有する環状のスペーサを介在させることで、前記ロータコアの隙間を設けてもよい。その場合、前記導油用切欠きの外径端を、外径側ほど拡径したテーパ状に形成するのが好ましい。
　隣合う鋼板間にスペーサを介在させることで、所定寸法の隙間を確実に確保することができる。導油用切欠きの外径端を外径側ほど拡径したテーパ状に形成すれば、導油用切欠きから出た冷却油を広く拡散させられる。
　この発明において、前記ステータを収容するステータハウジングを有する場合、このステータハウジングに、外部から前記ロータ回転軸の前記給油路に冷却油を供給する冷却油供給路を有する供給路形成部材を取付けることができる。
　ステータハウジングに供給路形成部材を取付ければ、ロータ回転軸の給油路への冷却油供給部をコンパクトにできる。
　この発明において、前記ステータを収容するステータハウジングを有する場合、このステータハウジングの下部に、前記冷却油を外部に排出する冷却油排出口を設けるのが良い。
　ステータハウジングの下部に冷却油排出口を設ければ、ステータハウジング内の冷却油を効率良く外部に排出させることができる。
　上記各冷却構造は各種モータに適用することができる。この冷却構造が適用されたモータは、内部の冷却性に優れる。
　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一部分を示す。
この発明の第１の実施形態にかかる冷却構造が適用されたモータの断面図である。 （Ａ）は同モータのスペーサの正面図、（Ｂ）はそのIIＢ－IIＢ断面図である。 この発明の第２の実施形態にかかる冷却構造が適用されたモータの断面図である。 （Ａ）は同モータのスペーサの正面図、（Ｂ）はそのIVＢ－Ｏ－IVＢ’断面図である。
　この発明の第１の実施形態を図１および図２と共に説明する。図１において、この冷却構造が適用されたモータは、ステータ１とロータ５とでなり、それぞれのステータコア２とロータコア６間にラジアル方向のギャップ部９を設けたラジアルギャップ型のモータである。
　ステータ１は、環状に配置された複数の前記ステータコア２と、このステータコア２の径方向を向く中心軸、つまりロータ５の軸心と直交する方向に延びる中心軸周りに巻かれたステータコイル３と、これらステータコア２およびステータコイル３を収容するステータハウジング４とで構成される。ステータコア２は、複数枚の鋼板２ａを軸方向に積層状に並べた積層鋼板からなり、ステータハウジング４の内周面に固定されている。ステータコイル３の軸方向一端には、ステータハウジング４の外部に繋がるコイル引出し部３ａが設けられている。
　ロータ５は、前記ステータコア２の内周側に配置されたものであり、永久磁石からなる環状の前記ロータコア６と、ロータ５の中心に位置するロータ回転軸７と、これらロータコア６とロータ回転軸７間に介在して両者を一体に回転するように結合するコア支持体部としての筒状のロータスピンドル８とで構成される。
　ロータ回転軸７は、一対の軸受１１によりステータハウジング４の両側側板部４ａ，４ｂに対し回転自在に支持されている。ロータ回転軸７は軸方向中間部に拡径部７ａを有し、この拡径部７ａの一端面（図１では右側面）にロータスピンドル８の他端面（図１では左側面）を接触させた状態で、ロータ回転軸７の外周にロータスピンドル８が設けられている。ロータ回転軸７とロータスピンドル８とは、例えば圧入により互いに固定されている。この実施形態のように、ロータ回転軸７とコア支持体部としてのロータスピンドル８とを別体とせずに、ロータ回転軸７と一体のコア支持体部（図示せず）を設けてもよいが、ロータ回転軸７とコア支持体部とを別体にした方が両者の加工が容易である。
　ロータスピンドル８は、軸方向両側に延びるフランジ部８ａを有し、このフランジ部８ａの軸方向両端に外径側に延びる第１および第２のつば部８ｂ，８ｃが設けられている。一端側の第１つば部８ｂはフランジ部８ａと一体に形成され、他端側の第２つば部８ｃはフランジ部８ａと別の部材をボルト１２でフランジ部８ａに固定することで形成してある。そして、これら第１および第２のつば部８ｂ，８ｃ間のフランジ部８ａの外周面に、ロータコア６が圧入により固定状態に取付けられている。
　ロータコア６は、複数枚の円環状の鋼板６ａを軸方向に積層状に並べた積層鋼板からなり、一部の隣合う鋼板６ａ間に隙間１３が設けられている。この例では、軸方向の２箇所に隙間１３が設けられているが、隙間１３は１箇所であっても、３箇所以上であってもよい。隙間１３は、鋼板６ａ間の内径端付近に、図２（Ａ）に示すスペーサ１４を介在させることで形成されている。スペーサ１４は所定幅の円環状の部材であり、図２（Ｂ）に示すように、周方向の複数箇所に内径側と外径側とを連通する導油孔１５が設けられている。この導油孔１５の外径端は、図２（Ｂ）の部分拡大図に示すように、外径側ほど拡径したテーパ部１５ａとされている。
　また、図１のロータコア６の端面とロータスピンドル８の第１および第２のつば部８ｂ，８ｃとの間にそれぞれ冷却路形成部材１６が介在されており、この冷却路形成部材１６に、ロータコア６側に開口して径方向に延びる溝状のロータ端面冷却路１７，１８がそれぞれ複数本ずつ設けられている。一方のロータ端面冷却路１７は、中間部よりも外径側の部分１７ａがロータコア６の端面から離れて軸方向外側へ延び、その先端が冷却路形成部材１６の外側面に開口している。もう一方のロータ端面冷却路１８は、内径端から外径端にわたってロータコア６の端面に沿って設けられ、外径端は冷却路形成部材１６の外周面に面している。これらロータ端面冷却路１７，１８は、交互に周方向等間隔で設けられている。
　ロータ回転軸７の軸芯部には、一端が開口し軸方向に延びる冷却油用の給油路２１が設けられている。給油路２１は、ロータコア６の軸方向の中心よりも他端側まで延び、その先端はロータスピンドル８のロータ回転軸７に嵌合する部分の側面と略同じ位置とされている。給油路２１は、内径が比較的大きめで、例えばロータ回転軸７の外径の１／３～１／２程度以上とされ、ロータ回転軸７内に中空状の空間を形成している。そして、この給油路２１の閉塞側の端部付近からロータスピンドル８の外周にわたって、つまり給油路２１に臨む内径端からロータスピンドル８の外周面に開口する外径端まで径方向に延びる連通孔２２が、周方向に複数設けられている。また、ロータスピンドル８の外周面には、連通孔２２の外径端に繋がる軸方向に延びる連通溝２３が形成されている。これら連通孔２２および連通溝２３で、給油路２１と前記隙間１３およびロータ端面冷却路１７，１８とを連通する連通路２４を構成している。
　給油路２１の開口端は、外部から冷却油を供給するための冷却油供給路２５の出口に隣接して非接触で対向して連通している。冷却油供給路２５は、ステータハウジング４に取付けられた供給路形成部材２６に形成されている。供給路形成部材２６は、ロータ回転軸７が嵌まる軸端進入凹部２６ａを有し、この軸端進入凹部２６ａとロータ回転軸７の外周面との間でラビリンスシールを構成している。ラビリンスシールは一端側の軸受の外側に形成されている。ロータ回転軸７の他端における軸受１１の外側は、オイルシール等の接触式のシール２７により密封されている。また、ステータハウジング４の下部には冷却油排出口２８が設けられ、この冷却油排出口２８に冷却油排出路２９が接続されている。冷却油排出路２９は冷却油供給装置（図示せず）を経由して前記冷却油供給路２５に繋がっている。冷却油供給装置は、冷却装置、ポンプ、フィルタ等を組み合わせたものである。
　このモータの冷却構造によると、外部から圧送されてくる冷却油３０が、ロータ回転軸７内の給油路２１に供給され、軸芯冷却を行う。給油路２１は内径が比較的大きく、多量の冷却油３０が滞留するため、ロータ回転軸７の回転抵抗により発生した熱を効果的に奪うことができる。給油路２１内の冷却油３０は、連通孔２２および連通溝２３からなる連通路２４を通って、一部はスペーサ１４の導油孔１５からロータコア６の隙間１３内に浸入し、残りはロータ端面冷却路１７，１８に流れ込む。導油孔１５の外径端は外径側ほど拡径したテーパ部１５ａになっているため、導油孔１５から吐出される冷却油３０は隙間１３内に広く拡散する。冷却油３０が隙間１３内に滞在する間に、ロータコア６の軸方向中央部の熱を奪う。また、ロータ端面冷却路１７，１８を流れる冷却油３０により、ロータコア６の端面付近の熱を奪う。
　隙間１３内に浸入した冷却油３０は、ロータ５の回転による遠心力で外径側へ飛ばされ、ステータコア２およびステータコイル３の内周面に当たる。それにより、ステータコイル３で発生した熱、およびステータコイル３から伝達されたステータコア２の熱を奪う。また、ロータ端面冷却路１７，１８から流出した冷却油３０も、ステータコイル３の軸方向両端部に当たり、ステータコイル３で発生した熱を奪う。ロータ端面冷却路１７からの冷却油３０の流出方向を斜め外向きとすることで、冷却油３０を広い範囲に拡散させることができ、ステータコイル３の軸方向両端部の冷却効果が高い。
　このように、冷却油３０により、ロータ５およびステータ１の各部の熱を効率良く奪うので、モータ内部の冷却効果が高い。それにより、ステータコイル３の発熱等によるモータ内部の温度上昇を抑えて、モータの破損を回避することができる。このため、小型高出力のモータに効果的である。
　遠心力でステータコイル３まで飛ばされた冷却油３０は、その後、重力により落下してステータハウジング４の内部空間の下方に溜まる。そして、冷却油排出口２８から冷却油排出路２９を通って、冷却油供給装置に戻される。
　図３および図４は、この発明の第２の実施形態を示す。この実施形態のモータの冷却構造が前記実施形態のものと異なる点は、ロータコア６の鋼板６ａ間に隙間１３を設けるためのスペーサにある。図４（Ａ）に示すように、この実施形態のスペーサ３４は、概略形状が環状の円板で、図４（Ｂ）に示すように、冷却油３０（図３）を内径側から外径側へ導く導油用切欠き３５が両側面に複数ずつ設けられている。導油用切欠き３５の外径端は、外径側ほど拡径したテーパ状部３５ａとされている。このスペーサ３４は、図３の隙間１３の内径端から外径端にわたって設けられている。他は、第１の実施形態と同じ構成である。
　このモータの冷却構造の場合、連通路２４を流れる冷却油３０の一部が、ロータコア６の隙間１３内に設けられたスペーサ３４の導油用切欠き３５（図４（Ａ））を通って、ロータコア６の外周面に吐出する。導油用切欠き３５は鋼板６ａに面しているため、冷却油３０が導油用切欠き３５を通る際に、ロータコア６の軸方向中央部の熱を奪う。導油用切欠き３５の外径端は外径側ほど拡径したテーパ部３５ａになっているため、導油用切欠き３５から吐出される冷却油３０は広く拡散して、ステータコア２およびステータコイル３の内周面に当たる。それにより、ステータコア２およびステータコイル３で発生した熱を奪う。他の冷却油３０の流れは前記同様であり、同様の作用および効果が得られる。
　以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
１…ステータ
２…ステータコア
３…ステータコイル
４…ステータハウジング
５…ロータ
６…ロータコア
６ａ…鋼板
７…ロータ回転軸
８…ロータスピンドル（コア支持体部）
１３…隙間
１４，３４…スペーサ
１５…導油路
１５ａ…テーパ部
１７，１８…ロータ端面冷却路
２１…給油路
２２…連通孔
２３…連通溝
２４…連通路
２５…冷却油供給路
２６…供給路形成部材
２８…冷却油排出口
３０…冷却油
３５…導油用切欠き
３５ａ…テーパ部

Claims (11)

  1. 　ステータコイル、および環状に配列または形成されたステータコアを有するステータと、前記ステータコアの内周側に位置して前記ステータに対し回転自在となるロータとでなるモータであって、前記ロータは、ロータ回転軸の外周にコア支持体部を介してロータコアを取付けてなり、前記ロータコアは複数枚の鋼板を軸方向に積層状に並べたものであり、一部の隣合う鋼板間に隙間を設け、前記ロータ回転軸の内部に軸方向に延びる冷却油用の給油路を設け、この給油路と前記隙間とを連通する連通路を、前記ロータ回転軸に前記コア支持体部にわたって設けているモータの冷却構造。
  2. 　請求項１において、前記ロータコアの前記鋼板間の隙間が軸方向の複数箇所に設けられたモータの冷却構造。
  3. 　請求項１において、前記コア支持体部は、前記ロータ回転軸の外周に設けた筒状のロータスピンドルであるモータの冷却構造。
  4. 　請求項１において、前記連通路に連通して、前記冷却油を前記ロータコアの端面に導くロータ端面冷却路を設けたモータの冷却構造。
  5. 　請求項１において、隣合う鋼板間に、前記冷却油を内径側から外径側へ導く導油孔を内部に有する環状のスペーサを介在させることで、前記ロータコアの隙間を設けたモータの冷却構造。
  6. 　請求項５において、前記導油孔の外径端を、外径側ほど拡径したテーパ状に形成したモータの冷却構造。
  7. 　請求項１において、隣合う鋼板間に、前記冷却油を内径側から外径側へ導く導油用切欠きを外側面に有する環状のスペーサを介在させることで、前記ロータコアの隙間を設けたモータの冷却構造。
  8. 　請求項７において、前記導油用切欠きの外径端を、外径側ほど拡径したテーパ状に形成したモータの冷却構造。
  9. 　請求項１において、前記ステータを収容するステータハウジングを有し、このステータハウジングに、外部から前記ロータ回転軸の前記給油路に冷却油を供給する冷却油供給路を有する供給路形成部材を取付けたモータの冷却構造。
  10. 　請求項１において、前記ステータを収容するステータハウジングを有し、このステータハウジングの下部に、前記冷却油を外部に排出する冷却油排出口を設けたモータの冷却構造。
  11. 　請求項１に記載の冷却構造を備えたモータ。
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