WO2017146117A1

WO2017146117A1 - 回転電動機の絶縁ボビン

Info

Publication number: WO2017146117A1
Application number: PCT/JP2017/006673
Authority: WO
Inventors: 祐介牧野
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2017-08-31

Abstract

絶縁ボビン（３１）は、導線巻回部（３１ａ）と外径側鍔部（３４ｂ）と内径側鍔部（３４ｃ）とを有する。導線巻回部（３１ａ）は、ステータコア（２０）の歯部（２０ｂ）が挿入される歯部挿入孔（３３）が形成され、外周面に導線（３２）が積層状に巻かれている。外径側鍔部（３４ｂ）および内径側鍔部（３４ｃ）は、導線巻回部（３１ａ）におけるステータコア径方向の外径端および内径端からそれぞれ導線（３２）の積層方向に沿って突出する。導線巻回部（３１ａ）におけるステータコア軸方向を向く外周面部分に、ステータコア径方向に延びる外周溝（３７）が形成され、かつ外径側鍔部（３１ｂ）に、ステータコア径方向に貫通し外周溝（３７）に連通する第１の貫通孔（３６）が形成されている。

Description

回転電動機の絶縁ボビン

関連出願

　この出願は、２０１６年２月２６日出願の特願２０１６－０３５４４７および特願２０１６－０３５４４８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、例えば車両、産業用機械等に搭載される回転電動機の絶縁ボビンに関し、特に回転電動機の発熱源であるステータコイルを効率良く冷却することを可能にする技術に関する。

　近年、回転電動機の小形化、高出力化が進んでいる。それに伴い、回転電動機内部での発熱量の増加が課題となっている。回転電動機内部の発熱の主なものとしては、ステータコイルに通電することによるステータコイルの発熱（銅損）と、ステータコア、ロータコア等の磁性体に渦電流が発生することによる発熱（鉄損）とが挙げられる。これらの発熱によって温度上昇した回転電動機の内部、特にステータコイルおよびステータコアを効率良く冷却することが、回転電動機の出力を向上させるうえで重要である。

　回転電動機の内部を冷却する手法として、例えば以下の特許文献１，２が提案されている。特許文献１には、インシュレータと称している絶縁ボビンのコイル外周側に、コイルエンドより突出したＬ字状の案内板を設け、コイルエンドの上方から噴出される冷却液をコイルエンドに流すことで、コイルエンドを均一に冷却することが提案されている。具体的には、絶縁ボビンのＬ字状の案内板に、径方向に貫通する孔が設けられており、コイルエンドの上方から噴出される冷却液を案内板が受ける。この案内板で受けられた冷却液が前記孔を通ってコイルエンドに浸透することで、コイルエンドを冷却する。なお、絶縁ボビンは、ステータコアのティースに嵌合し外周にコイルが巻回される本体部と、この本体部の径方向外側に配置された前記Ｌ字状の案内板とを有する。本体部の径方向内側には、径方向外側のような案内板が設けられていない。

　特許文献２には、コイルエンドをボビンにより密封構造とし、ボビン上部にコイルエンドに通じる貫通孔を設け、この貫通孔に冷却媒体を流すことで、コイルエンドに冷却媒体を行き渡らせることが提案されている。

特開２０１４－１０７８７４号公報特開２０１０－２３９７７５号公報

　特許文献１の手法は、コイルエンドの上方から放出された冷却液が、各絶縁ボビンの外径側に形成された流路を伝って下方に流れると共に、絶縁ボビンの孔からコイルエンドに流れることで、ステータの中心軸よりも上部のコイルエンドを冷却する。しかしながら、コイルエンドを流れる冷却液はコイル間の隙間を通るため、コイルが密に巻かれている場合、冷却液の流れが悪くなって、コイルエンドを十分に冷却ができない可能性がある。また、単にコイルエンドのコイル間の隙間に冷却液を流すだけでは、熱が籠り易いコイルエンドの内周側の部分を効率良く冷却できない。

　特許文献２の手法は、ボビンを利用してコイルエンドを密閉し、コイルエンドの周囲を冷却媒体で満たして、コイルエンドを冷却するようにしている。しかしながら、コイルエンドを密閉すると、ボビンの構造が複雑となる。また、冷却媒体の供給口が片方のコイルエンドにのみ存在するため、供給口の無いコイルエンドは十分に冷却されない可能性がある。ステータコアの冷却については言及されていない。

　この発明の目的は、ステータコアの外径側から供給される冷却液によって、ステータコイルを効率良く冷却することができる回転電動機の絶縁ボビンを提供することである。

　この発明の回転電動機の絶縁ボビンは、回転電動機における環状のステータコアの内周部に並ぶ複数の歯部とこの歯部の外周に巻回状態で配置される導線とを絶縁する絶縁ボビンであって、
　前記歯部が挿入される歯部挿入孔が形成され外周面に前記導線が積層状に巻かれる筒状の導線巻回部と、この導線巻回部における前記ステータコアの径方向の外径端および内径端からそれぞれ前記導線の積層方向に沿って突出する外径側鍔部および内径側鍔部とを有し、前記導線巻回部における前記ステータコアの軸方向を向く外周面部分に前記ステータコアの径方向に延びる外周溝が形成され、かつ前記外径側鍔部に前記ステータコアの径方向に貫通し前記外周溝に連通する第１の貫通孔が形成されている。

　この構成によると、ステータコア径方向の外径側から冷却液が供給された場合、その冷却液が絶縁ボビンの外径側鍔部の外径面で受けられる。外径側鍔部の外径面で受けられた冷却液は、外径側鍔部の第１の貫通孔を通って、導線巻回部の外周面に形成された外周溝に浸入する。外周溝は、コイルエンドの内周面に接している。このため、冷却液が外周溝をステータコア径方向の内径側へ流れる間に、コイルエンドが熱の籠り易い内周側から冷却される。また、外周溝を流れる間に一部の冷却液は、コイルエンドの導線間の隙間に浸透して、コイルエンドを内部からも冷却する。

　この発明において、前記外径側鍔部における前記導線巻回部から前記ステータコアの軸方向に延びるコイルエンド外径側部位に、前記ステータコアの径方向に貫通する第２の貫通孔が形成されていてもよい。この構成によれば、絶縁ボビンの外径側鍔部の外径面で受けられた冷却液は、第１の貫通孔を通って外周溝に浸入する他に、第２の貫通孔を通ってコイルエンドの外径側から導線間の隙間に浸透する。これにより、コイルエンド全体に冷却液が良く行き渡り、コイルエンドをより一層効率良く冷却することができる。

　前記第２の貫通孔を有する場合、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔は、前記ステータコアの軸心に対する円周方向の位置が互いにずれて配置されていると良い。つまり、第１の貫通孔と第２の貫通孔は千鳥状の配置となる。このように、千鳥状の配置とすることにより、外径側鍔部のステータコア軸方向の幅を必要以上に広くすることなく、外径側鍔部に第１の貫通孔および第２の貫通孔を設けることができる。

　この発明において、前記導線巻回部における前記ステータコアの軸方向を向く面に対向する内周面部分に前記ステータコアの径方向に延びる内周溝が形成されていてもよい。この構成によれば、外径側鍔部の外径面で受けられた冷却液の一部が、内周溝を通ってステータコアの歯部と絶縁ボビンの導線巻回部との間を流れる。これにより、ステータコアを効率良く冷却することができる。

　前記内周溝および前記外周溝は、前記ステータコアの軸心に対する円周方向の位置が互いにずれて配置されていると良い。つまり、内周溝と外周溝は千鳥状の配置となる。このように、千鳥状の配置とすることにより、導線巻回部の肉厚を必要以上に厚くすることなく、導線巻回部に内周溝および外周溝を設けることができる。

　この発明において、前記外径側鍔部における前記コイルエンド外径側部位の先端に前記ステータコアの径方向の外径側に突出する突条が形成されていても良い。突条が形成されていると、外径側鍔部で受けられた冷却液が、コイルエンド外径側部位の先端から流出しにくく、外径側鍔部の外径面上に冷却液を留めることができる。このため、第１の貫通孔に多くの冷却液を浸入させることができる。第２の貫通孔および内周溝を有する場合には、これら第２の貫通孔および内周溝にも多くの冷却液を浸入させることができる。

　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、この発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、この発明に含まれる。

　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、同一または相当部分を示す。
この発明の第１実施形態に係る絶縁ボビンを備えた回転電動機の縦断面図である。同回転電動機のステータを中心軸方向から見た図である。同回転電動機の一部の縦断面図である。同回転電動機の異なる一部の縦断面図である。同回転電動機のステータの絶縁ボビンを外径側から見た図である。同絶縁ボビンを径方向と垂直な平面で切断した断面図である。同絶縁ボビンの一方のボビン分割体をコイルエンド側から見た図である。同ボビン分割体をステータコア側から見た図である。同絶縁ボビンとステータコア用部品の斜視図である。同絶縁ボビンとステータコア用部品を図９とは異なる方向から見た斜視図である。同一対のボビン分割体を組み合わせる前の状態を示す絶縁ボビンとステータコア用部品の斜視図である。異なる絶縁ボビンの片方のボビン分割体の斜視図である。同ボビン分割体を他の方向から見た斜視図である。同絶縁ボビンを備えた図１のものとは異なる回転電動機の断面図である。

　この発明の一実施形態に係る絶縁ボビンを備えた回転電動機を図１ないし図１１と共に説明する。図１は回転電動機の縦断面図である。図１に示すように、この回転電動機は、横向きに配置された回転軸１と、この回転軸１に一体に固定されたロータ２と、このロータ２の外周に配置されたステータ３と、このステータ３を覆って固定するハウジング４とを備える。ロータ２とステータ３との間には、ラジアルギャップが設けられている。以下の説明において、モータ軸方向は、回転軸１の軸心Ｏ方向のことをいう。

　ハウジング４は、軸方向の一端面が開口したメインハウジング４ａと、このメインハウジング４ａの開口端面を塞ぐサイドハウジング４ｂとでなる。メインハウジング４ａとサイドハウジング４ｂとは、ハウジング固定ボルト５で固定される。回転軸１は、メインハウジング４ａおよびサイドハウジング４ｂにそれぞれ設けられた転がり軸受（玉軸受）６，７によって回転自在に支持されている。転がり軸受６の内輪と回転軸１の段部１ａとの間に予圧ばね８が介在されており、この予圧ばね８によって転がり軸受６，７に所定の予圧が付与されている。メインハウジング４ａと回転軸１との隙間に、オイルシール９が設けられている。

　ロータ２は、ロータコア１０と、このロータコア１０に内蔵された複数の永久磁石１１とを有する。永久磁石１１は、円周方向に一定間隔おきに配列されている。回転軸１に、鍔状のロータ固定用部材１２が一体形成されている。ロータ固定用部材１２は、径方向外側端に形成された筒状部１２ａと、筒状部１２ａの軸方向一端部から径方向外側に延びるフランジ部１２ｂとを有している。ロータコア１０がロータ固定用部材１２の筒状部１２ａの外周に嵌合され、フランジ部１２ｂと磁石押え部材１３により、ロータコア１０および永久磁石１１がモータ軸方向の両側から挟持されている。これにより、ロータ２が回転軸１に固定されている。

　磁石押え部材１３は、ロータ固定ボルト１４によってロータ固定用部材１２の筒状部１２ａに固定されている。この実施形態では、ロータ固定用部材１２が回転軸１と一体に形成されているが、ロータ固定用部材１２は回転軸１と別体であってもよい。

　ステータ３は、ステータコア２０とステータコイル２１とからなる。ステータコア２０は、例えば軟質磁性材料からなる。図２はステータ３を中心軸方向から見た図である。同図に示すように、ステータコア２０は、円環状部２０ａの内周に、複数の歯部２０ｂが回転軸１（図１参照）の軸心Ｏ回りに放射状に並んで形成されている。歯部２０ｂをモータ径方向と垂直な平面で切断した断面の形状（図示せず）は、例えば矩形である。円環状部２０ａの外周には、ステータ３の軸方向に延びる複数のステータ固定ボルト挿入用の切欠き２２が設けられている。

　なお、前記モータ径方向は、回転軸１（図１）の軸心Ｏに直交する方向のことであり、組立状態におけるステータコア２０の径方向と一致する。また、組立状態におけるステータコア２０の軸方向は、モータ軸方向と一致する。

　この実施形態のステータコア２０は、同じ形状の複数のステータコア用部品２３を円周方向に並べて組み合わせて構成されている。各ステータコア用部品２３は、前記歯部２０ｂおよびステータ固定ボルト挿入用の切欠き２２をそれぞれ１つずつ有する。隣り合うステータコア用部品２３は、係合凸部２３ａと係合凹部２３ｂとが係合することで組み合わされる。

　このように、ステータコア２０は複数のステータコア用部品２３で構成され、図１のようにハウジング４内に設置されている。すなわち、円環部２０ａがメインハウジング４ａの内周に嵌合されると共に、円環部２０ａの軸方向一端面がメインハウジング４ａの段面２４に当接されている。この状態で、複数のステータ固定ボルト挿入用の切欠き２２のうち任意の複数箇所の切欠き２２にステータ固定ボルト２５が挿通され、段面２４に形成されたねじ孔２６にねじ込まれている。これにより、ステータコア２０が、ハウジング４に固定されている。

　図２において、ステータコイル２１は、巻回形式が集中巻であって、ステータコア２０の各歯部２０ｂに設けられた複数の個別コイル３０からなる。各個別コイル３０は、歯部２０ｂの外周を囲む絶縁ボビン３１と、この絶縁ボビン３１に積層状に巻かれた導線３２とでなる。絶縁ボビン３１は、歯部２０ｂと、その外周に巻回状態で配置される導線３２とを絶縁する。

　図３、図４は回転電動機の一部のそれぞれ異なる縦断面図であり、ステータコア２０と絶縁ボビン３１と導線３２とが図示されている。図３，４に示すように、絶縁ボビン３１は、内部にステータコア２０の歯部２０ｂが挿入される筒状の導線巻回部３１ａと、導線巻回部３１ａのモータ径方向の外径端から導線３２の積層方向に沿って突出する外径側鍔部３１ｂと、導線巻回部３１ａのモータ径方向の内径端から積層方向に沿って突出する内径側鍔部３１ｃとを有する。筒状の導線巻回部３１ａの内部は、ステータコア２０の歯部２０ｂが挿入される歯部挿入孔３３を構成し、導線巻回部３１ａの外周面に導線３２が積層状に巻かれている。

　この実施形態では、外径側鍔部３１ｂは、導線巻回部３１ａからモータ軸方向に延びるコイルエンド外径側部位３１ｂａを構成している。同様に、内径側鍔部３１ｃは、導線巻回部３１ａからモータ軸方向に延びるコイルエンド内径側部位３１ｃａを構成している。これらコイルエンド外径側部位３１ｂａとコイルエンド内径側部位３１ｃａとの間に、個別コイル３０のコイルエンド３０ａが位置している。コイルエンド外径側部位３１ｂａおよびコイルエンド内径側部位３１ｃａは、導線巻回部３１ａに対してモータ軸方向の両側に配置されている。

　外径側鍔部３１ｂのコイルエンド外径側部位３１ｂａの先端に、外径側に突出する突条３５が形成されている。また、絶縁ボビン３１には、第１の貫通孔３６（図３）、外周溝３７（図３）、第２の貫通孔３８（図４）および内周溝３９（図４）が形成されている。

　図３において、第１の貫通孔３６は、外径側鍔部３１ｂにおけるコイルエンド外径側部位３１ｂａと導線巻回部３１ａとの境界部に位置し、モータ径方向（ステータコア２０の径方向）に貫通している。第１の貫通孔３６は、例えば円形孔である。外周溝３７は、導線巻回部３１ａにおけるモータ軸方向（ステータコア２０の軸方向）を向く外周面部分に形成されたモータ径方向に延びる溝であり、外径端が第１の貫通孔３６に連通している。外周溝３７は、例えば角溝である。

　図４において、第２の貫通孔３８は、コイルエンド外径側部位３１ｂａのモータ軸方向中間部に位置し、モータ径方向に貫通している。第２の貫通孔３８は、例えば円形孔である。内周溝３９は、導線巻回部３１ａのモータ軸方向を向く内周面部分に形成され、モータ径方向に延びている。内周溝３９は、例えば角溝である。

　図５は絶縁ボビン３１を外径側から見た図である。図３に示される絶縁ボビン３１は、図５のIII－III断面であり、図４に示される絶縁ボビン３１は、図５のIV－IV断面である。

（段落［００３０］は２つに分けました。）
　図５に示す第１の貫通孔３６は、コイルエンド外径側部位３１ｂａの周方向における導線巻回部３１ａと接する範囲に複数設けられている。第２の貫通孔３８は、外径側鍔部３１ｂのコイルエンド外径側部位３１ｂａの周方向における第１の貫通孔３６よりも広い範囲に亘って複数設けられている。これら第１の貫通孔３６と第２の貫通孔３８とは、互いに千鳥状に配置されている。このように、第１の貫通孔３６と第２の貫通孔３８とを千鳥状に配置することにより、外径側鍔部３１ｂのモータ軸方向の幅を必要以上に広くすることなく、外径側鍔部３１ｂに第１の貫通孔３６および第２の貫通孔３８を設けることができる。

　図６は絶縁ボビン３１を径方向と垂直な平面で切断した断面図である。外周溝３７は、導線巻回部３１ａの外周面における第１の貫通孔３６に対応する周方向位置に複数設けられている。内周溝３９は、導線巻回部３１ａの内周面における外周溝３７と千鳥状の配置となる位置に複数設けられている。このように、内周溝３９と外周溝３７とを千鳥状に配置することにより、導線巻回部３１ａの肉厚を必要以上に厚くすることなく、導線巻回部３１ａに内周溝３９および外周溝３７を設けることができる。

　図５、図６に示すように、絶縁ボビン３１は、モータ軸方向に２分割された互いに対称形状の２つのボビン分割体３１Ａ，３１Ｂからなる。２つのボビン分割体３１Ａ，３１Ｂを組み合わせることで、導線巻回部３１ａが筒状に形成される。各ボビン分割体３１Ａ，３１Ｂは、コイルエンド外径側部位３１ｂａおよびコイルエンド内径側部位３１ｃａを１つずつ有している。

　図６に示すように、各ボビン分割体３１Ａ，３１Ｂは、内周側接合部４１と外周側接合部４２とを有している。接合状態で、各ボビン分割体３１Ａ，３１Ｂは、内周側接合部４１と外周側接合部４２とが互いに重なっている。このため、図２のようにステータ３として組み立てた場合に、ステータコア２０と導線３２との絶縁を確保することができる。

　図９～図１１は、ステータ３の組立て状態を示す。図９は絶縁ボビン３１とステータコア用部品２３の斜視図、図１０は絶縁ボビン３１とステータコア用部品２３を異なる方向から見た斜視図、図１１は一対のボビン分割体３１Ａ，３１Ｂを組み合わせる前の状態を示す絶縁ボビン３１とステータコア用部品２３の斜視図である。これらの図９～図１１に示すように、各ステータコア用部品２３の歯部２０ｂに絶縁ボビン３１が取り付けられた後、絶縁ボビン３１付きの各ステータコア用部品２３が互いに組み合わされる。

　図７に示すように、内径側鍔部３１ｃの内径面４３は、回転軸１の軸心Ｏ（図１）を中心とする円弧状である。また、図８に示すように、外径側鍔部３１ｂの外径面４４は、導線巻回部３１ａと接する範囲の部分４４ａが平面状で、その両側部分４４ｂは回転軸１の軸心Ｏを中心とする円弧状である。

　外径側鍔部３１ｂの円周方向の側面４５および内径側鍔部３１ｃの円周方向の側面４６は、回転軸１の軸心Ｏを通る同一の平面上に位置する。ステータコア２０の各歯部２０ｂに絶縁ボビン３１を取り付けた状態では、図２に示すように、隣り合う絶縁ボビン３１の外径側鍔部３１ｂ同士および内径側鍔部３１ｃ同士が互いに隙間無く接する。

　この実施形態では、すべての絶縁ボビン３１について、隣り合う絶縁ボビン３１の外径側鍔部３１ｂ同士および内径側鍔部３１ｃ同士が互いに隙間無く接している。上部に位置する個別コイル３０の絶縁ボビン３１のみが隙間無く接するようにしてもよい。ここで、「上部に位置する個別コイル３０」とは、必ずしも上側半周のすべての個別コイル３０でなくてもよく、例えば、上端を含む１／４～１／３周の個別コイル３０であってもよい。

　図１において、ハウジング４には、上部の個別コイル３０の絶縁ボビン３１上に冷却液を供給する冷却液供給手段５０が設けられている。冷却液は、例えば、油である。冷却液供給手段５０は、メインハウジング４ａの上部に設けられた冷却液の供給口５１と、この供給口５１に連通してモータ軸方向に延びる流路５２と、この流路５２のモータ軸方向の両端付近とハウジング４の内部とを連通する滴下口５３，５４とを備える。

　滴下口５３，５４は、上部に位置する個別コイル３０の絶縁ボビン３１の上方に位置している。この実施形態では、最上位の個別コイル３０の絶縁ボビン３１における外径側鍔部３１ｂのコイルエンド外径側部位３１ｂａの真上に、滴下口５３，５４が位置する。供給口５１は、この回転電動機とは別設またはこの回転電動機に付属の冷却液供給装置（図示せず）に接続されている。

　また、サイドハウジング４ｂの下部には、冷却液の排出口５５が設けられている。この排出口５５の上端位置は、ロータ２の下端位置よりも下位に位置している。排出口５５は、油溜り（図示せず）を経由して前記冷却液供給装置に接続されている。

　この回転電動機における冷却液の流れについて説明する。冷却液供給装置から送られてくる冷却液が、供給口５１および流路５２を通り、滴下口５３，５４から滴下される。滴下された冷却液は、最上位の絶縁ボビン３１の外径側鍔部３１ｂのコイルエンド外径側部位３１ｂａ（図３、図４）で受けられる。コイルエンド外径側部位３１ｂａで受けられた冷却液は、第１の貫通孔３６、第２の貫通孔３８、および内周溝３９に浸入して下方へ流れる。

　コイルエンド外径側部位３１ｂａの先端に外径側に突出する突条３５が形成されているので、受けられた冷却液がコイルエンド外径側部位３１ｂａの先端側へ流れ出にくく、外径側鍔部３１ｂの上に冷却液を留めることができる。このため、第１の貫通孔３６、第２の貫通孔３８、および内周溝３９に多くの冷却液を浸入させることができる。

　隣り合う絶縁ボビン３１の外径側鍔部３１ｂ同士が互いに隙間無く接する状態で配置されているため、最上位の絶縁ボビン３１の第１の貫通孔３６、第２の貫通孔３８、および内周溝３９に浸入しなかった冷却液は、図２に矢印Ａ１で示すように、外径側鍔部３１ｂに外径面に沿って下位側の絶縁ボビン３１へと流れる。その後、下位側の絶縁ボビン３１へと流れた冷却液は、下位側の絶縁ボビン３１の第１の貫通孔３６、第２の貫通孔３８、および内周溝３９に浸入する。上半部のいずれの絶縁ボビン３１の第１の貫通孔３６、第２の貫通孔３８、および内周溝３９にも浸入しなかった冷却液は、上下中間位の絶縁ボビン３１Ｍの外径側鍔部３１ｂから落下する。

　第１の貫通孔３６に浸入した冷却液は、図３に矢印Ａ２で示すように、外周溝３７を通ってコイルエンド３０ａの内周に沿って流れる。この間に、コイルエンド３０ａが、熱の籠り易い内周側から冷却される。また、外周溝３７を流れる間に、一部の冷却液は、導線３２間の隙間に浸透して、コイルエンド３０ａを内部からも冷却する。

　第２の貫通孔３８に浸入した冷却液は、図４に矢印Ａ３で示すように、コイルエンド３０ａの上部側から導線３２間の隙間に浸透する。これにより、コイルエンド３０ａの全体に冷却液が良く行き渡り、コイルエンド３０ａをより一層効率良く冷却することができる。

　第１の貫通孔３６および第２の貫通孔３８に浸入した冷却液は、外周溝３７またはコイルエンド３０ａを通過し、最終的に内径側鍔部３１ｃで受けられる。隣り合う絶縁ボビン３１の内径側鍔部３１ｃ同士が互いに隙間無く接する状態で配置されているので、図２に矢印Ａ４で示すように、内径側鍔部３１ｃを伝って上位側の個別コイル３０から下位側の個別コイル３０へと冷却液が流れる。

　上下中間位の絶縁ボビン３１Ｍの内径側鍔部３１ｃに達した冷却液は、矢印Ａ４ａで示すように、下半部の個別コイル３０のコイルエンド３０ａを通過しながら下方へ流れる。その後、矢印Ａ４ｂで示すように、外径側鍔部３１ｂの内径面に沿って最下位の個別コイル３０の絶縁ボビン３１まで流れ、この最下位の絶縁ボビン３１から落下する、またはハウジング４の下部に溜まった冷却液に合流する。このように、冷却液が上位側から下位側へと伝っていくことで、下部に位置する個別コイル３０のコイルエンド３０ａも効率良く冷却することができる。

　図４に矢印Ａ５で示すように、内周溝３９に浸入した冷却液は、ステータコア２０の歯部２０ｂと導線巻回部３０ａとの間を流れる。これにより、ステータコア２０の歯部２０ｂを効率良く冷却することができる。上部の個別コイル３０の隣り合う個別コイル３０の外径側鍔部３１ｂ同士が互いに隙間無く接する状態で配置されているので、最上位の個別ボビン３０の外径側鍔部３１ｂに受けられた冷却液が、各個別コイル３０の外径側鍔部３１ｂｃを伝って下位側の個別コイル３０へと流れる。その後、下位側の個別コイル３０へと流れた冷却液は、下位側の個別コイル３０の内周溝３９に浸入する。このため、下位に位置する歯部２０ｂも効率良く冷却することができる。

　ステータコイル２１およびステータコア２０の冷却に供された冷却液は、ハウジング４の底部に集められ、排出口５５からハウジング４の外部に排出される。排出口５５の上端位置がロータ２の下端位置よりも下位にあるので、ハウジング４の底部に溜まった冷却液にロータ２の下端が浸ることがない。このため、高速で回転するロータ２が冷却液を掻き上げて撹拌することがない。なお、ステータ３の下部は、ハウジング４の底部に溜まった冷却液に浸っている。排出口５５から排出された冷却液は、油溜りを経由して冷却液供給装置に戻され、再度、回転電動機内部の冷却に用いられる。

　このように、この発明の絶縁ボビン３１を用いることにより、ハウジング４の上部から供給される冷却液によってステータコイル２１およびステータコア２２を効率良く冷却することができる。その結果、回転電動機の出力を向上させることができる。

　図１２、１３は、図１～１１の例とは異なる絶縁ボビンを示す。図１２は、同絶縁ボビンの片方のボビン分割体の斜視図で、図１３は同ボビン分割体を他の方向から見た斜視図である。この絶縁ボビンのボビン分割体３１Ａ（３１Ｂ）は、外径側鍔部３１ｂの内径面および内径側鍔部３１ｃの外径面に、冷却液を一時的に留める第１および第２の凹部６１，６２がそれぞれ複数形成されている。外径側鍔部３１ｂの内径面に形成された第１の凹部６１（図１３）、および内径側鍔部３１ｃの外径面に形成された第２の凹部６２（図１２）は共に、各個別ボビン３０の並び方向に延びる溝状である。

　図１２，１３の例では、第１および第２の凹部６１，６２の数は２本である。１本の第１の凹部６１は第１の貫通孔３６と第２の貫通孔３８の間に位置し、もう１本の第１の凹部６１は第２の貫通孔３８のモータ軸方向外側に位置する。また、２本の第２の凹部６２も、２本の第１の凹部６１とほぼ同じモータ軸方向位置に形成されている。

　このように、外径側鍔部３１ｂの内径面および内径側鍔部３１ｃの外径面に、第１および第２の凹部６１，６２が形成されていると、第１および第２の凹部６１，６２に冷却液を一時的に留めることができる。したがって、冷却液がコイルエンド（図示せず）と接触する時間が長くなって、冷却効果が向上する。また、第１および第２の凹部６１，６２が溝状であるので、上位側の個別コイル３０から下位側の個別コイル３０への冷却液の流れが円滑となる。

　第１の凹部６１および第２の凹部６２の両方を設けずに、いずれか一方の凹部のみを設けても良い。その場合でも、第１および第２の凹部６１，６２を設けない場合と比べて、冷却効果を向上させることができる。

　図１４は回転電動機の他の実施形態を示す。図１４の実施形態において、図１の実施形態と同じ構成の箇所については同一符号を付して、その説明を省略する。図１４の実施形態の回転電動機は、冷却液供給手段５０が図１の実施形態の回転電動機のものと異なり、ステータコア２０の最上部に位置するステータ固定ボルト挿入用の切欠き２２を冷却液の流路として利用している。すなわち、メインハウジング４ａに流路５２および滴下口５３，５４（図１）が設けられておらず、供給口５１が、ステータ固定ボルト挿入用の切欠き２２のモータ軸方向の中間部に連通されている。供給口５１に供給された冷却液は、ステータ固定ボルト挿入用の切欠き２２を通ってモータ軸方向の両側に流れ、絶縁ボビン３１の外径側鍔部３１ｂに滴下される。その後の冷却液の流れは図１の実施形態の回転電動機と同じである。

　このようにステータ固定ボルト挿入用の切欠き２２を冷却液の流路として利用することにより、図１の実施形態の回転電動機のようにメインハウジング４ａに流路５２および滴下口５３，５４を設ける必要がない。その結果、メインハウジング４ａの加工が容易となる。これ以外は、図１に示す実施形態の回転電動機と同じ構成であり、同様の効果を奏する。

　図１～図１４では、外周溝３７と第１の貫通孔３６とを有する絶縁ボビン３１の発明について説明したが、本発明は、これと異なる構成の絶縁ボビンを備えた回転電動機にも応用できる。このような回転電動機の態様として、以下の態様１～６がある。

［態様１］
　この態様１の回転電動機は、
　横向きに配置された回転軸と、
　この回転軸に一体に固定されたロータと、
　このロータの外周に配置されたステータと、
　このステータを覆って固定すると共に、複数の軸受を介して前記回転軸を回転自在に支持するハウジングと、を備え、
　前記ステータは、ステータコアおよびステータコイルからなり、
　前記ステータコアは、前記回転軸の軸心回りに放射状に並ぶ複数の歯部を有し、
　前記ステータコイルは、前記各歯部に設けられた複数の個別コイルからなり、
　これら個別コイルは、前記歯部の外周を囲む絶縁ボビンと、この絶縁ボビンに巻かれた導線とでなる。
　この回転電動機において、
　前記各絶縁ボビンは、
　前記ステータコアの前記歯部が挿入される歯部挿入孔が形成され、外周面に前記導線が積層状に巻かれる筒状の導線巻回部と、
　この導線巻回部における前記回転軸に対する径方向であるモータ径方向の外径端から前記導線の積層方向に沿って突出する外径側鍔部と、
　前記導線巻回部の内径端から前記導線の積層方向に沿って突出する内径側鍔部と、を有し、
　複数の前記個別コイルのうち上半部に位置する個別コイルの前記絶縁ボビンは、隣り合う個別コイルの前記外径側鍔部同士および前記内径側鍔部同士が互いに隙間無く接する状態で配置され、かつ
　前記外径側鍔部における前記導線巻回部から前記回転軸の軸心方向であるモータ軸方向に延びるコイルエンド外径側部位に、前記モータ径方向に貫通する貫通孔が形成され、
　前記ハウジングの上部に、前記上半部の個別コイルの前記絶縁ボビン上に冷却液を供給する冷却液供給手段が設けられている。

　態様１によると、冷却液供給手段によりハウジングの上部から冷却液が供給され、その冷却液が上半部に位置する個別コイルの絶縁ボビンの外径側鍔部の外径面で受けられる。外径側鍔部の外径面で受けられた冷却液は、外径側鍔部の貫通孔を通って、コイルエンドの上部側から導線間の隙間に浸透する。これにより、コイルエンドの全体に冷却液が良く行き渡り、コイルエンドを効率良く冷却することができる。

　上位の絶縁ボビンの貫通孔に浸入しなかった冷却液は、各外径側鍔部を伝って下位の絶縁ボビンへと流れ、下位の絶縁ボビンの貫通孔に浸入する。また、コイルエンドの下端まで流れた冷却液は、内径側鍔部で受けられ、下位側に隣り合う個別コイルのコイルエンドの導線間の隙間に浸透する。上半部に位置する個別コイルの絶縁ボビンは、隣り合う個別コイルの絶縁ボビンの外径側鍔部同士および内径側鍔部同士が互いに隙間無く接する状態で配置されているので、冷却液が途中でこぼれ落ちることなく、外径側鍔部および内径側鍔部を伝って上位側の個別コイルから下位側の個別コイルへと流れる。このため、上半部に位置する個別コイルのすべてに冷却液を十分に行き渡らせて、効率良く冷却することができる。下半部に位置する個別コイルは、上半部に位置する個別コイルから伝い流れして供給される冷却液、または落下して供給される冷却液により冷却される。

　上記冷却液の流れを、絶縁ボビンの形状の工夫によるだけで実現することができる。冷却液をコイルエンドに導くだけの専用の手段が不要である。このため、簡素な構成でありながら、効率良いステータコイルの冷却が可能である。

［態様２］
　態様１において、全周の前記各絶縁ボビンは、隣り合う絶縁ボビンの前記外径側鍔部同士および前記内径側鍔部同士が互いに隙間無く接する状態で配置されているのが望ましい。
　態様２によれば、上半部に位置する個別コイルだけでなく、すべての個別コイルについて隣り合う絶縁ボビンの外径側鍔部同士および内径側鍔部同士が互いに隙間無く接する状態で配置されているので、下部に位置する個別コイルに冷却液がより一層良好に行き渡る。このため、下部に位置する個別コイルのコイルエンドの冷却効果が向上する。

［態様３］
　態様１または２において、複数の前記個別コイルのうち前記上半部に位置する個別コイルの前記絶縁ボビンは、前記導線巻回部の前記モータ軸方向を向く内周面部分に前記モータ径方向に延びる内周溝が形成されていても良い。
　態様３の場合、上半部に位置する個別コイルの絶縁ボビンの外径側鍔部の外径面で受けられた冷却油の一部が、内周溝を通ってステータコアの歯部と絶縁ボビンの導線巻回部との間を流れる。これにより、ステータコアを効率良く冷却することができる。

［態様４］
　態様１から３のいずれか一態様において、複数の前記個別コイルのうち前記上半部に位置する個別コイルの前記絶縁ボビンは、前記外径側鍔部における前記コイルエンド外径側部位の先端に外径側に突出する突条が形成されていても良い。
　態様４によれば、突条が形成されているので、外径側鍔部で受けられた冷却液が、コイルエンド外径側部位の先端から流れ落ち難く、外径側鍔部の上に冷却液を留めることができる。このため、貫通孔に多くの冷却液を浸入させることができる。

［態様５］
　態様１から４のいずれか一態様において、前記絶縁ボビンの前記外径側鍔部の内径面および前記内径側鍔部の外径面の少なくとも一方に、冷却液を一時的に留める凹部が形成されていても良い。
　態様５によれば、凹部に冷却液を一時的に留めることができるので、冷却液がコイルエンドと接触する時間を長くして、コイルエンドの冷却効果を向上させることができる。

［態様６］
　態様５において、前記凹部は、各個別ボビンの並び方向に延びる溝状であっても良い。
　凹部が上記溝状であると、上位側の個別コイルから下位側の個別コイルへの冷却液の流れが円滑となる。

　本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要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。

２０…ステータコア
２０ｂ…歯部
３１…絶縁ボビン
３１ａ…導線巻回部
３１ｂ…外径側鍔部
３１ｂａ…コイルエンド外径側部位
３１ｃ…内径側鍔部
３１ｃａ…コイルエンド内径側部位
３２…導線
３３…歯部挿入孔
３５…突条
３６…第１の貫通孔
３７…外周溝
３８…第２の貫通孔
３９…内周溝

Claims

　回転電動機における環状のステータコアの内周部に並ぶ複数の歯部とこの歯部の外周に巻回状態で配置される導線とを絶縁する絶縁ボビンであって、
　内部に前記歯部が挿入される歯部挿入孔が形成され、外周面に前記導線が積層状に巻かれる筒状の導線巻回部と、
　この導線巻回部における前記ステータコアの径方向の外径端から前記導線の積層方向に沿って突出する外径側鍔部と、
　前記導線巻回部における前記ステータコアの径方向の内径端から前記導線の積層方向に沿って突出する内径側鍔部と、を有し、
　前記導線巻回部における前記ステータコアの軸方向を向く外周面部分に、前記ステータコアの径方向に延びる外周溝が形成され、かつ、
　前記外径側鍔部に、前記ステータコアの径方向に貫通して前記外周溝に連通する第１の貫通孔が形成されている回転電動機の絶縁ボビン。
　請求項１に記載の回転電動機の絶縁ボビンにおいて、前記外径側鍔部における前記導線巻回部から前記ステータコアの軸方向に延びるコイルエンド外径側部位に、前記ステータコアの径方向に貫通する第２の貫通孔が形成されている回転電動機の絶縁ボビン。
　請求項２に記載の回転電動機の絶縁ボビンにおいて、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔は、前記ステータコアの軸心に対する円周方向の位置が互いにずれて配置されている回転電動機の絶縁ボビン。
　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電動機の絶縁ボビンにおいて、筒状の前記導線巻回部の内周面部分に、前記ステータコアの径方向に延びる内周溝が形成されている回転電動機の絶縁ボビン。
　請求項４に記載の回転電動機の絶縁ボビンにおいて、前記内周溝および前記外周溝は、前記ステータコアの軸心に対する円周方向の位置が互いにずれて配置されている回転電動機の絶縁ボビン。
　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電動機の絶縁ボビンにおいて、前記外径側鍔部における前記導線巻回部から前記ステータコアの軸方向に延びるコイルエンド外径側部位の先端に、前記ステータコアの径方向の外径側に突出する突条が形成されている回転電動機の絶縁ボビン。
　請求項１に記載の絶縁ボビンを備えた回転電動機であって、
　横向きに配置された回転軸と、
　この回転軸に一体に固定されたロータと、
　このロータの外周に配置されたステータと、
　このステータを覆って固定すると共に、複数の軸受を介して前記回転軸を回転自在に支持するハウジングと、を備え、
　前記ステータは、前記ステータコアおよびステータコイルからなり、
　前記ステータコアは、前記回転軸の軸心回りに放射状に並ぶ複数の前記歯部を有し、
　前記ステータコイルは、前記歯部のそれぞれに設けられた複数の個別コイルからなり、
　これら個別コイルは、前記歯部の外周を囲む前記絶縁ボビンと、この絶縁ボビンに巻かれた導線とでなり、
　複数の前記個別コイルのうち上半部に位置する個別コイルの前記絶縁ボビンは、隣り合う個別コイルの前記外径側鍔部同士および前記内径側鍔部同士が互いに隙間無く接する状態で配置され、
　前記ハウジングに、前記上半部の個別コイルの前記絶縁ボビンに冷却液を供給する冷却液供給手段が設けられている回転電動機。
　請求項７に記載の回転電動機において、全周の前記絶縁ボビンは、隣り合う絶縁ボビンの前記外径側鍔部同士および前記内径側鍔部同士がそれぞれ互いに隙間無く接する状態で配置されている回転電動機。
　請求項７または請求項８に記載の回転電動機において、複数の前記個別コイルのうち上半部に位置する個別コイルの前記絶縁ボビンは、前記導線巻回部の内周面部分に前記モータ径方向に延びる内周溝が形成されている回転電動機。
　請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の回転電動機において、複数の前記個別コイルのうち上半部に位置する個別コイルの前記絶縁ボビンは、前記外径側鍔部における前記コイルエンド外径側部位の先端に外径側に、突出する突条が形成されている回転電動機。
　請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の回転電動機において、前記絶縁ボビンの前記外径側鍔部の内径面および前記内径側鍔部の外径面の少なくとも一方に、冷却液を一時的に留める凹部が形成されている回転電動機。
　請求項１１に記載の回転電動機において、前記凹部は、各個別ボビンの並び方向に延びる溝状である回転電動機。