WO2024095668A1

WO2024095668A1 - モータ冷却構造

Info

Publication number: WO2024095668A1
Application number: PCT/JP2023/036158
Authority: WO
Inventors: 泰洋瀧
Original assignee: 株式会社アイシン
Priority date: 2022-10-31
Filing date: 2023-10-04
Publication date: 2024-05-10

Abstract

【課題】形状やサイズが異なる２つのコイルエンド部それぞれに適した位置に、冷媒を着地させる可能性を高める。【解決手段】複数のコイルがステータコアに巻かれているモータを冷却するモータ冷却構造であって、モータは、ステータコアの軸方向の両端部から突出する２つのコイルエンド部を有し、２つのコイルエンド部のうち一方に冷媒を供給する第１冷媒配管と、２つの前記コイルエンド部のうち他方に冷媒を供給する第２冷媒配管を備え、第１冷媒配管は、コイルエンド部と軸方向に沿って重なっている第１冷媒供給部を有し、第２冷媒配管は、コイルエンド部と軸方向に沿って重なっている第２冷媒供給部を有し、第１冷媒供給部及び第２冷媒供給部に、それぞれコイルエンド部に冷媒を吐出する吐出孔が形成され、第１冷媒供給部及び第２冷媒供給部の重力方向の位置が、異なる。

Description

モータ冷却構造

　本発明は、モータ冷却構造に関する。

　従来、モータの上部からコイルエンド部に冷媒を供給し、冷却する技術が知られている。特許文献１には、冷媒の吐出孔がコイルエンド部の中央から距離ａだけ上流側に設けられた冷却装置が開示されている。この冷却装置においては、冷媒の流量が少ない場合には、真下、すなわちコイルエンド部の中央から距離ａだけ上流側に冷媒が吐出し、冷媒の流量が最大の場合には、コイルエンド部の中央に冷媒が吐出される。そして、当該冷却装置では、冷媒の流量が最大の場合にコイルエンド部の被油率を最大にすることができ、その結果、冷却性が最も要求されるときに最大の冷却効果を得ることができる。

特開２００６－１１５６５２号公報

　しかしながら、ステータコアの軸方向の両端において、円環状に設けられた２つのコイルエンド部におけるコイル形状や、コイルエンド部の大きさは異なっている。すなわち、一方のコイルエンド部においては、コイルは湾曲されており、他方のコイルエンド部においては、コイルは溶接されている。コイルが溶接されたコイルエンド部においては、溶接のために、コイルが湾曲されたコイルエンド部に比べて、コイル間の間隔が大きくなる。このため、コイルエンド部の径方向のサイズは、コイルが湾曲されたコイルエンド部に比べて、コイルが溶接されたコイルエンド部が大きくなっている。したがって、２つのコイルエンド部に対して、同じ高さの吐出孔から冷媒を吐出した場合には、いずれかのコイルエンド部における冷媒の被覆の状態が劣ってしまい、ひいては冷却性能が低下する可能性がある。

　本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、形状やサイズが異なる２つのコイルエンド部それぞれに適した位置に、冷媒を着地させることで、冷媒の被覆範囲を確保し、冷却性を高めることを目的とする。

　上記の目的を達成するため、複数のコイルがステータコアに巻かれているモータを冷却するモータ冷却構造であって、前記モータは、前記ステータコアの軸方向の両端部から突出する２つのコイルエンド部を有し、２つの前記コイルエンド部のうち一方に冷媒を供給する第１冷媒配管と、２つの前記コイルエンド部のうち他方に冷媒を供給する第２冷媒配管を備え、前記第１冷媒配管は、前記コイルエンド部と前記軸方向に沿って重なっている第１冷媒供給部を有し、前記第２冷媒配管は、前記コイルエンド部と前記軸方向に沿って重なっている第２冷媒供給部を有し、前記第１冷媒供給部及び前記第２冷媒供給部に、それぞれ前記コイルエンド部に冷媒を吐出する吐出孔が形成され、前記第１冷媒供給部及び前記第２冷媒供給部の重力方向の位置が、異なる。

　上記のように、モータ冷媒構造においては、２つの冷媒配供給部の重力方向の位置が異なる。これにより、各冷媒配管の位置調整の自由度が増し、形状やサイズが異なる２つのコイルエンド部の各コイルエンド部に対して適した位置に冷媒を着地させることで、冷媒の被覆範囲を確保し、冷却性を高めることができる。

モータ及びモータ冷却装置の側面図である。領域Ｐの拡大図である。領域Ｐを、図１の紙面の奥から手前に向かって見た図である。領域Ｐを第１軸方向Ａ１から見た図である。Ｂ－Ｂ線における断面図である。領域Ｑの拡大図である。領域Ｑを図１の紙面の奥から手前に向かって見た図である。冷媒の軌跡を示す図である。

　図１は、本実施形態に係るモータ１と、モータ冷却装置２と、を示す側面図である。モータ冷却装置２は、ロータ（不図示）と、ステータ１０と、溶接側コイルエンド部２１と、反溶接側コイルエンド部２２と、を備えている。モータ冷却装置２は、モータ冷却構造を有している。図１において、軸方向Ａは、ステータ１０の回転軸（中心軸）Ｏに平行な方向である。軸方向Ａの２方向を区別する際には、２方向のうち一方を第１軸方向、他方を第２軸方向と称する。本実施形態においては、図１の紙面の右方向、即ち反溶接側コイルエンド部側を第１軸方向Ａ１、左方向、即ち溶接側コイルエンド部側を第２軸方向Ａ２とする。また、ステータ１０の中心軸Ｏを中心とする円周方向を周方向Ｒと称する。ステータ１０の中心軸Ｏを中心とする半径方向を径方向と称する。重力方向Ｈは、モータ１が車両に搭載された状態における重力方向である。また、重力方向Ｈと逆方向を高さ方向と称する。

　ステータ１０は、円環状に形成され、その軸方向Ａが重力方向Ｈと直交するように設置される。ステータ１０は、ステータコア１１と、ステータコア１１に巻かれたコイル１２と、を有している。ステータコア１１には、周方向Ｒに沿って等間隔に複数のスロット（不図示）が配置され、コイル１２は、複数のスロットそれぞれに挿入される。コイル１２は、ステータコア１１の軸方向Ａにおける両端から突出し、２つのコイルエンド部（溶接側コイルエンド部２１及び反溶接側コイルエンド部２２）を形成する。２つのコイルエンド部は、いずれも、軸方向Ａから見て円環状（ドーナツ状）に形成されている。

　コイル１２は、軸方向Ａでの高さが変わりつつ、ステータ１０の円周方向に延びる傾斜部があるようにステータコア１１に巻かれている。そして、コイル１２は、一方のコイルエンド部において、曲げ加工により湾曲され、他方のコイルエンド部において、その先端が溶接により互いに電気的に接続される。コイル１２の溶接には、レーザー光を用いたレーザー溶接や、アーク溶接の一種であるＴｉｇ(Tungsten Inert Gas)溶接が用いられるのが好ましい。本実施形態においては、溶接側のコイルエンド部を溶接側コイルエンド部２１と称し、曲げ加工により湾曲されている側のコイルエンド部、すなわち溶接側と反対側のコイルエンド部を反溶接側コイルエンド部２２と称する。また、ステータコア１１の軸方向Ａにおける端部のうち、溶接側コイルエンド部２１が形成された端部を溶接側端部１０１、反溶接側コイルエンド部２２が形成された端部を反溶接側端部１０２と称する。

　溶接側コイルエンド部２１においては、コイルを溶接するために十分な間隔をあける必要がある。このため、溶接側コイルエンド部２１の円環の径サイズは、反溶接側コイルエンド部２２の円環の径サイズに比べて大きくなっている。このため、高さ方向において、反溶接側コイルエンド部２２の最も高い位置Ｈ１２は、溶接側コイルエンド部２１の最も高い位置Ｈ１１に比べて低くなっている。このように、溶接側コイルエンド部２１と反溶接側コイルエンド部２２においては、コイル形状や径サイズが異なっている。ここで、径サイズとは、溶接側コイルエンド部２１の円環の中心軸を中心とする半径方向におけるサイズである。なお、溶接側コイルエンド部２１の円環の中心軸、反溶接側コイルエンド部２２の円環の中心軸、ステータコア１１の中心軸は、いずれもステータ１０の中心軸に一致する。

　コイル１２は、エナメルで被覆されることにより絶縁されているが、溶接部分はエナメル絶縁がされていない。このようにエナメル絶縁がされていない部分は、エナメル以外の絶縁材（ワニス、樹脂等）で被覆されることで絶縁されている。具体的には、軸方向Ａにおいて、溶接側コイルエンド部２１の端部２１１から境界位置Ｊまでの範囲のコイルが絶縁材で絶縁された絶縁部２１４である。ただし、絶縁部２１４の図示は省略され、溶接側コイルエンド部２１が示されている。ここで、境界位置Ｊは、溶接側コイルエンド部２１のうち絶縁材で絶縁された絶縁部２１４と、絶縁部２１４で絶縁されていない部分との境界位置である。

　モータ冷却装置２は、第１冷媒配管３１と、第２冷媒配管３２と、を有している。第１冷媒配管３１は、溶接側コイルエンド部２１に冷媒を供給する。第２冷媒配管３２は、反溶接側コイルエンド部２２に冷媒を供給する。第１冷媒配管３１と第２冷媒配管３２は、冷媒供給路から分岐した、２つの冷媒配管である。ここで、冷媒は、モータを冷却するための液冷媒であり、例えば、溶接側コイルエンド部２１や反溶接側コイルエンド部２２を冷却する。冷媒としては、例えば、冷却用油が用いられる。

　図２は、図１に示す領域Ｐの拡大図である。図３は、領域Ｐを、図１の紙面の奥から手前に向かって見た図である。図４は、図１に示す領域Ｐを第１軸方向Ａ１から見た図である。図５は、図４に示すＢ－Ｂ線における断面図であり、領域Ｐを重力方向Ｈに沿って、上から見た図である。以下においては、重力方向Ｈに平行で、かつステータ１０の中心軸Ｏを含む鉛直面Ｋを境界位置とし、図４に示す溶接側コイルエンド部２１のうち、境界位置で分割される一方の領域を第１溶接側領域、他方の領域を第２溶接側領域と称する。本実施形態においては、図４の紙面の右側及び左側をそれぞれ第１溶接側領域２１２及び第２溶接側領域２１３と称する。

　また、図４の紙面の横方向、すなわち、重力方向Ｈ及び軸方向Ａのいずれにも垂直な水平方向を、水平方向Ｃと称する。水平方向Ｃのうち一方を第１水平方向、他方を第２水平方向と称する。本実施形態においては、図４の紙面の右方向を第１水平方向Ｃ１、左方向を第２水平方向Ｃ２と称する。周方向Ｒのうち一方を第１周方向、他方を第２周方向と称する。本実施形態においては、第１軸方向Ａ１に沿って溶接側コイルエンド部２１を見た場合に時計回りの方向を第１周方向Ｒ１と称し、第１軸方向Ａ１に沿って溶接側コイルエンド部２１を見た場合に、反時計回りの方向を第２周方向Ｒ２と称する。

　図１～図４に示すように、第１冷媒配管３１の先端部分である第１冷媒供給部３１１は、溶接側コイルエンド部２１と軸方向Ａに沿って重なるように配置される。より詳しくは、第１冷媒供給部３１１は、その内径の中心を通る軸の位置が、高さ方向において、ステータコア１１の中心軸に一致し、かつ溶接側コイルエンド部２１のうち最も高い位置より高くなるように配置される。第１冷媒供給部３１１には、第１溶接側吐出孔４１及び第２溶接側吐出孔４２が設けられている。第１溶接側吐出孔４１の軸方向Ａにおける位置は、図２に示すように、境界位置Ｊとステータコア１１の溶接側端部１０１間でかつ境界位置Ｊに近い位置である。第２溶接側吐出孔４２の軸方向Ａにおける位置は、図３に示すように、境界位置Ｊとステータコア１１の溶接側端部１０１の間でかつ境界位置Ｊに近い位置である。ただし、第２溶接側吐出孔４２の軸方向Ａにおける位置は、第１溶接側吐出孔４１よりも、ステータコア１１の溶接側端部１０１に近い位置である。このように、第１溶接側吐出孔４１と第２溶接側吐出孔４２の、軸方向Ａにおける位置は異なる。

　図４に示すように、第１溶接側吐出孔４１は、溶接側コイルエンド部２１の第１周方向Ｒ１に沿って、冷媒を吐出するように設けられている。具体的には、第１溶接側吐出孔４１は、第１溶接側領域２１２側を向くように形成され、かつ第１溶接側吐出孔４１の軸が第１冷媒配管３１の円筒の径方向と一致するように形成される。ここで、円筒の径方向とは、第１冷媒配管３１の円筒の中心軸を中心とする半径方向である。これにより、冷媒は、第１周方向Ｒ１に沿って溶接側コイルエンド部２１に着地し、溶接側コイルエンド部２１におけるコイル１２の傾斜に沿って、重力方向Ｈに流れる。一方で、第２溶接側吐出孔４２は、溶接側コイルエンド部２１の第２周方向Ｒ２に沿って冷媒を吐出するように設けられている。具体的には、第２溶接側吐出孔４２は、第２溶接側領域２１３を向くように形成され、第２溶接側吐出孔４２の軸が第１冷媒配管３１の円筒の径方向と一致するように形成される。これにより、冷媒は、第２周方向Ｒ２に沿って溶接側コイルエンド部２１に着地し、溶接側コイルエンド部２１におけるコイル１２の傾斜に沿って、重力方向Ｈに流れる。

　上述のように、第１溶接側吐出孔４１は、第２溶接側吐出孔４２よりも溶接側コイルエンド部２１の端部２１１に近い位置に配置される。より詳しくは、第１溶接側吐出孔４１と端部２１１の軸方向Ａにおける距離Ｌ１(図２参照)は、第２溶接側吐出孔４２と端部２１１の軸方向Ａにおける距離Ｌ２（図３参照）よりも短い。

　上述のように、溶接側コイルエンド部２１においては、スロットから延びる各コイル１２の先端は溶接のために傾斜しており、この傾斜の方向は、溶接側コイルエンド部２１の周方向Ｒの両側において異なっている。図２に示すように、溶接側コイルエンド部２１の第１溶接側領域２１２においては、コイルは、第１軸方向Ａ１に向かいつつ、重力方向Ｈに向かうように巻かれている。これに対して、第１溶接側吐出孔４１は、軸方向Ａにおいて、境界位置Ｊと略等しい位置に配置されている。このため、溶接側コイルエンド部２１の第１溶接側領域２１２に着地した冷媒は、第１軸方向Ａ１に向かいつつ、重力方向Ｈに向かって流れる。これにより、溶接側コイルエンド部２１の広い範囲を冷媒で被覆することができ、冷却性能を高めることができる

　一方で、図３に示すように、溶接側コイルエンド部２１の第２溶接側領域２１３においては、コイル１２は、第２軸方向Ａ２に向かいつつ重力方向Ｈに向かうように巻かれている。このため、境界位置Ｊと略等しい位置に第２溶接側吐出孔４２が配置された場合には、冷媒をステータコア１１側に流すことができない。そこで、本実施形態においては、第２溶接側吐出孔４２は、軸方向Ａにおいて、境界位置Ｊよりもステータコア１１側に配置されている。これにより、溶接側コイルエンド部２１の第２溶接側領域２１３に着地した冷媒は、第２軸方向Ａ２に向かいつつ、重力方向Ｈに向かって流れる。したがって、溶接側コイルエンド部２１の広い範囲を冷媒で被覆することができ、冷却性能を高めることができる。

　以上のように、第１溶接側吐出孔４１及び第２溶接側吐出孔４２は、いずれもコイルの巻かれた傾斜方向において、高さ方向において高い位置に冷媒が着地するような位置に配置されている。したがって、第１溶接側吐出孔４１及び第２溶接側吐出孔４２から吐出される冷媒により、それぞれ溶接側コイルエンド部２１及び反溶接側コイルエンド部２２の広い範囲を被覆することができる。

　さらに、第１冷媒配管３１には、第１冷媒供給部３１１と分かれて、ステータコア１１の径方向内側（内径側）に延びる第３冷媒供給部３１２が形成されている。ここで、ステータコア１１の径方向は、ステータ１０の径方向と等しく、径方向内側は、ステータ１０の中心軸Ｏに向かう方向である。第３冷媒供給部３１２は、溶接側コイルエンド部２１の端部２１１に対向する位置において、重力方向Ｈに延びる。

　図２～図５に示すように、第３冷媒供給部３１２には、第３溶接側吐出孔４３及び第４溶接側吐出孔４４が設けられている。第３溶接側吐出孔４３及び第４溶接側吐出孔４４は、軸方向Ａにおいて対向する溶接側コイルエンド部２１に対して、その周方向の一方側と他方側、すなわち第１溶接側領域２１２及び第２溶接側領域２１３に向けて、冷媒を吐出する。第３溶接側吐出孔４３は、第１溶接側領域２１２を向くように形成され、かつ第３溶接側吐出孔４３の軸が第３冷媒供給部３１２の円筒の径方向と一致するように形成される。ここで、円筒の径方向とは、円筒の中心軸を中心とする半径の方向である。

　このように、第３溶接側吐出孔４３は、その軸が、軸方向Ａから第１水平方向Ｃ１に傾くように、すなわち、第１溶接側領域２１２側に傾くように形成される。これにより、図４及び図５に示すように、第３溶接側吐出孔４３においては、冷媒は、第１軸方向Ａ１よりも第１水平方向Ｃ１に傾いた方向に吐出される。さらに、冷媒は重力により重力方向Ｈに傾いて流れる。また、第４溶接側吐出孔４４は、その軸が、第１軸方向Ａ１から第２水平方向Ｃ２に傾くように、すなわち第２溶接側領域２１３側に傾くように形成される。これにより、図４及び図５に示すように、第４溶接側吐出孔４４においては、冷媒は、第１軸方向Ａ１から第２水平方向Ｃ２に傾いた方向に吐出される。さらに、冷媒は重力により重力方向Ｈに傾いて流れる。

　重力方向Ｈに垂直な面において、第３溶接側吐出孔４３から吐出される冷媒の向きと、第４溶接側吐出孔４４から吐出される冷媒の向きと、のなす角は、好ましくは９０°未満であり、より好ましくは、２０°～６０°である。これにより、確実に溶接側コイルエンド部２１に冷媒を吐出することができる。したがって、溶接側コイルエンド部２１周方向両側の軸方向端部に冷媒が流れることで、溶接側コイルエンド部２１の冷却性能を高めることができる。

　第３冷媒供給部３１２から第１軸方向Ａ１に沿って冷媒を吐出した場合には、冷媒は溶接側コイルエンド部２１の端部２１１において弾かれてしまい、広い範囲を被覆することができない。これに対し、本実施形態のモータ冷却装置２は、上述のように、第３冷媒供給部３１２から第１軸方向Ａ１に沿って冷媒を吐出するのではなく、第１軸方向Ａ１から水平方向に傾けて冷媒を吐出する。このため、第３溶接側吐出孔４３及び第４溶接側吐出孔４４から吐出される冷媒は、溶接側コイルエンド部２１の周方向に沿った流れの向きで、溶接側コイルエンド部２１の端部２１１に着地する。このため、冷媒は、端部２１１において弾かれ難い。さらに、端部２１１に着地した冷媒は、コイルの傾斜部の方向、すなわち、軸方向Ａ及び周方向Ｒに沿って、重力方向Ｈに流れることで、広い範囲でコイルを被覆することができる。

　このように、第３溶接側吐出孔４３及び第４溶接側吐出孔４４から吐出される冷媒により、溶接側コイルエンド部２１の端部２１１においても、広い範囲を冷媒で被覆することができる。これにより、冷却効果を高めることができる。なお、第３溶接側吐出孔４３及び第４溶接側吐出孔４４は、第１軸方向Ａ１から傾いた方向に冷媒を吐出すればよく、その傾きの方向は水平方向に限定されるものではない。例えば、第３溶接側吐出孔４３及び第４溶接側吐出孔４４から冷媒が吐出される方向は、重力方向Ｈやその逆方向に傾いた方向でもよい。いずれの場合にも、冷媒が弾かれ難くすることができる。

　また、第３溶接側吐出孔４３及び第４溶接側吐出孔４４の重力方向Ｈ（高さ方向）における位置は、いずれも、溶接側コイルエンド部２１の円環の径方向の幅のうち４割～６割の間の位置とするのが好ましい。第３溶接側吐出孔４３及び第４溶接側吐出孔４４が、溶接側コイルエンド部２１の最も高い位置に配置された場合には、冷媒は、水平方向Ｃにおいて、溶接側コイルエンド部２１を超えてしまい、溶接側コイルエンド部２１に効率的に冷媒を吐出することができない。また、第３溶接側吐出孔４３及び第４溶接側吐出孔４４の位置が、低すぎると、溶接側コイルエンド部２１の上部に冷媒を被覆させることができない。そこで、溶接側コイルエンド部２１を超えてしまう程高くない、適切な位置に、第３溶接側吐出孔４３及び第４溶接側吐出孔４４が配置されるのが好ましい。これにより、溶接側コイルエンド部２１に適した位置に冷媒を着地させ、溶接側コイルエンド部に冷媒が流れる被覆範囲を確保し、冷却性能を高めることができる。

　次に、反溶接側コイルエンド部２２に対応した第２冷媒配管３２について説明する。前述の通り、溶接側コイルエンド部２１と反溶接側コイルエンド部２２は、その径サイズや、高さ、コイルの傾斜の方向、コイルの密度が異なる。このため、溶接側コイルエンド部２１と反溶接側コイルエンド部２２に同様に冷媒を吐出したとしても、同様にコイルを被覆することはできない。そこで、本実施形態のモータ冷却装置２は、溶接側コイルエンド部２１及び反溶接側コイルエンド部２２に対し、それぞれのコイルの位置やコイルの傾斜の方向などに応じた位置や向きで冷媒を吐出する。

　図６は、図１に示す領域Ｑの拡大図である。図７は、領域Ｑを図１の紙面の奥から手前に向かって見た図である。以下においては、第２軸方向Ａ２に沿って反溶接側コイルエンド部２２を見た場合に、反溶接側コイルエンド部２２を縦に二分した一方と他方をそれぞれ第１反溶接側領域及び第２反溶接側領域と称する。本実施形態においては、縦に二分した範囲のうち、第２軸方向Ａ２に沿って反溶接側コイルエンド部２２を見た場合に左側の領域、すなわち図６に示される領域を第１反溶接側領域２２２とする。また、第２軸方向Ａ２に沿って反溶接側コイルエンド部を見た場合に右側の領域、すなわち図７に示される領域を第２反溶接側領域２２３とする。

　図１、図６、図７に示すように、第２冷媒配管３２の先端部分である第２冷媒供給部３２１は、第１冷媒配管３１の第１冷媒供給部３１１と同様に、反溶接側コイルエンド部２２と軸方向Ａに沿って重なるように配置される。より詳しくは、第２冷媒供給部３２１は、その内径の中心を通る軸の位置が、高さ方向において、ステータコア１１の中心軸に一致し、かつ反溶接側コイルエンド部２２のうち最も高い位置より高くなるように配置される。

　第２冷媒供給部３２１には、３つの反溶接側吐出孔（第１反溶接側吐出孔６１、第２反溶接側吐出孔６２及び第３反溶接側吐出孔６３）が設けられている。第１反溶接側吐出孔６１は、第１周方向Ｒ１に沿って、冷媒を吐出するように設けられている。具体的には、第１反溶接側吐出孔６１は、第１反溶接側領域２２２側を向くように形成され、かつ第１反溶接側吐出孔６１の軸が第２冷媒配管３２の円筒の径方向と一致するように形成される。ここで、第２冷媒配管３２の円筒の径方向は、円筒の中心軸を中心とする半径方向である。これにより、冷媒は、第１周方向Ｒ１（図４参照）に沿って反溶接側コイルエンド部２２に着地し、反溶接側コイルエンド部２２におけるコイル１２の傾斜に沿って、重力方向Ｈに流れる。

　一方で、第２反溶接側吐出孔６２及び第３反溶接側吐出孔６３は、第２周方向Ｒ２に沿って冷媒を吐出するように設けられている。具体的には、第２反溶接側吐出孔６２は、第２反溶接側領域２２３を向くように形成され、第２反溶接側吐出孔６２の軸が第２冷媒配管３２の円筒の径方向と一致するように形成される。これにより、冷媒は、第２周方向Ｒ２（図４参照）に沿って反溶接側コイルエンド部２２に着地し、反溶接側コイルエンド部２２におけるコイル１２の傾斜に沿って、重力方向Ｈに流れる。第３反溶接側吐出孔６３も、第２反溶接側吐出孔６２と同様に、第２反溶接側領域２２３を向くように形成され、第３反溶接側吐出孔６３の軸が第２冷媒配管３２の円筒の径方向と一致するように形成される。

　なお、第１反溶接側吐出孔６１、第２反溶接側吐出孔６２及び第３反溶接側吐出孔６３の、軸方向の位置は異なっている。また、第２反溶接側吐出孔６２及び第３反溶接側吐出孔の径サイズは異なっている。

　さらに、第２冷媒配管３２には、第１冷媒配管３１と同様に、第２冷媒供給部３２１と分かれて、ステータコア１１の径方向内側、すなわち重力方向Ｈに延びる第４冷媒供給部３２２が形成されている。図６に示すように、第４冷媒供給部３２２には、第４反溶接側吐出孔６４が設けられている。第４反溶接側吐出孔６４は、軸方向Ａにおいて対向する反溶接側コイルエンド部２２に対して、その周方向の一方、すなわち第１反溶接側領域２２２に向けて冷媒を吐出する。第４反溶接側吐出孔６４は、第１反溶接側領域２２２を向くように形成され、かつ第４反溶接側吐出孔６４の軸が第４冷媒供給部３２２の円筒の径方向と一致するように形成される。ここで、第４冷媒供給部３２２の円筒の径方向は、円筒の中心軸を中心とする半径方向である。このように、第４反溶接側吐出孔６４は、その軸が、軸方向Ａから第１水平方向Ｃ１に傾くように、すなわち第１反溶接側領域２２２に傾くように形成される。これにより、第４反溶接側吐出孔６４においては、冷媒は、第２軸方向Ａ２から第１水平方向に傾いた方向に吐出される。さらに、冷媒は重力により重力方向Ｈに傾いて流れる。

　溶接側コイルエンド部２１の第３冷媒供給部３１２において説明したのと同様に、第４冷媒供給部３２２から第２軸方向Ａ２に沿って冷媒を吐出した場合には、冷媒は、反溶接側コイルエンド部２２の端部２２１において弾かれてしまう。これに対し、本実施形態のモータ冷却装置２は、第４冷媒供給部３２２から第２軸方向Ａ２に沿って冷媒を吐出するのではなく、第２軸方向Ａ２から水平方向に傾けて冷媒を吐出する。このため、第４反溶接側吐出孔６４から吐出される冷媒は、反溶接側コイルエンド部２２の周方向に沿った流れの向きで、反溶接側コイルエンド部２２の端部２２１に着地する。このため、冷媒は、端部２２１において弾かれ難く、端部２２１において、より広い範囲を被覆することができる。なお、反溶接側コイルエンド部２２においては、第２反溶接側領域２２３に傾くように形成される反溶接側吐出孔は形成されない。

　第１反溶接側領域２２２に対応して、第１反溶接側吐出孔６１と第４反溶接側吐出孔６４が設けられ、第２反溶接側領域２２３に対応して、第２反溶接側吐出孔６２と第３反溶接側吐出孔６３が設けられている。第１反溶接側吐出孔６１と第４反溶接側吐出孔６４から吐出される冷媒の量と、第２反溶接側吐出孔６２と第３反溶接側吐出孔６３から吐出される冷媒の量とは、略等しくなるように、孔のサイズが調整されているものとする。これにより、２つのコイルエンド部を同等に冷却することができ、冷却性能を高めることができる。

　このように、第１反溶接側領域２２２に向けて吐出される冷媒の量と、第２反溶接側領域２２３に向けて吐出される冷媒の量と、が等しくなるように、第１反溶接側領域２２２に対応した反溶接側吐出孔と、第２反溶接側領域２２３に対応した反溶接側吐出孔と、が配置されればよい。そして、そのための、具体的な孔のサイズや位置、数は実施形態に限定されるものではない。なお、溶接側コイルエンド部２１においても、同様に、第１溶接側領域２１２に向けて吐出される冷媒の量と、第２溶接側領域２１３に向けて吐出される冷媒の量とは、略等しくなるように、孔のサイズや数が調整されていればよい。

　より好ましくは、第２冷媒供給部３２１の中心軸を含み、かつ重力方向Ｈに平行な鉛直面を想定した場合に、鉛直面に対して、反溶接側吐出孔の数及び位置の少なくとも一方が非対称となるように、反溶接側吐出孔が形成される。ここで、第２冷媒供給部３２１の中心軸は、鉛直面に含まれる、図６の紙面に平行な面である。反溶接側コイルエンド部２２の周方向一方側（第１反溶接側領域２２２或いは、第２反溶接側領域２２３の一方）と周方向他方側（第１反溶接側領域２２２或いは、第２反溶接側領域２２３の他方）は、コイルの傾斜方向が異なり、すなわち、鉛直面に対して、非対称な形状となっている。したがって、コイル１２の傾斜の方向は、鉛直面に対して非対称となる。本実施形態においては、このようなコイル１２の傾斜の方向に応じて、反溶接側吐出孔の数及び位置の少なくとも一方が非対称となるように、反溶接側吐出孔を形成することとした。これにより、より広い範囲を冷媒で被覆することができ、冷却性能を高めることができる。

　次に、第１冷媒配管３１の第１冷媒供給部３１１と、第２冷媒配管３２の第２冷媒供給部３２１と、の位置関係について説明する。反溶接側コイルエンド部２２は、溶接側コイルエンド部２１に比べて、中心軸Ｏを中心とする半径方向である径方向の大きさが小さい。すなわち、反溶接側コイルエンド部２２の高さ方向の位置Ｈ１２は、溶接側コイルエンド部２１の高さ方向の位置Ｈ１１よりも高い。これに対応し、第２冷媒配管３２の第２冷媒供給部３２１の高さ方向の位置Ｈ２２は、第１冷媒配管３１の第１冷媒供給部３１１の高さ方向の位置Ｈ２１よりも低い。これに伴い、第１冷媒供給部３１１に設けられた第１溶接側吐出孔４１及び第２溶接側吐出孔４２と、第２冷媒供給部３２１に設けられた第１反溶接側吐出孔６１、第２反溶接側吐出孔６２及び第３反溶接側吐出孔６３は、高さ方向（重力方向）の位置が異なる。

　第１冷媒配管３１の第１冷媒供給部３１１と、第２冷媒配管３２の第２冷媒供給部３２１を同じ高さに設けた場合には、第１冷媒配管３１の第１冷媒供給部３１１から溶接側コイルエンド部２１までの距離は、第２冷媒配管３２の第２冷媒供給部３２１から反溶接側コイルエンド部２２までの距離よりも長くなる。図８に示すように、冷媒配管Ｓから吐出する冷媒の軌跡は、その流れの向きと、重力とにより、放物線を描く。重力方向の距離が長いと、冷媒量が変化した場合に、着地点が大きく変化してしまい、狙った場所に冷媒を着地させるのが難しい。そこで、上述のように、第１冷媒配管３１の第１冷媒供給部３１１と、第２冷媒配管３２の第２冷媒供給部３２１の高さを異ならせることとした。これに伴い、第１冷媒供給部３１１に設けられた第１溶接側吐出孔４１及び第２溶接側吐出孔４２と、第２冷媒供給部３２１に設けられた第１反溶接側吐出孔６１、第２反溶接側吐出孔６２及び第３反溶接側吐出孔６３は、高さ方向（重力方向）の位置が異なる。これにより、溶接側コイルエンド部２１の高さに応じて第１冷媒供給部３１１の高さを調整し、反溶接側コイルエンド部２２の高さに応じて第２冷媒供給部３２１の高さを調整する、というように各冷媒供給部３１１、３２１の高さを個別に調整することができる。好ましくは、第１冷媒供給部３１１から溶接側コイルエンド部２１までの距離と、第２冷媒供給部３２１から反溶接側コイルエンド部２２までの距離と、を略等しくする。そして、第１冷媒供給部３１１に設けられた第１溶接側吐出孔４１及び第２溶接側吐出孔４から溶接側コイルエンド部２１までの距離と、第２冷媒供給部３２１に設けられた第１反溶接側吐出孔６１、第２反溶接側吐出孔６２及び第３反溶接側吐出孔６３から反溶接側コイルエンド部２２までの距離と、を略等しくする。これにより、冷媒をコイルエンド部の所定の位置に着地させることができ、冷却性能を高めることができる。

　また、第１冷媒供給部３１１から溶接側コイルエンド部２１までの距離が長すぎる場合には、溶接側コイルエンド部２１に着地しない冷媒が増加してしまう。そこで、第１冷媒供給部３１１から溶接側コイルエンド部２１までの距離は、冷媒が適切に溶接側コイルエンド部２１に着地するような距離であることが好ましい。同様に、第２冷媒供給部３２１から反溶接側コイルエンド部２２までの距離は、冷媒が適切に反溶接側コイルエンド部２２に着地するような距離であることが好ましい。

　以上のように、本実施形態のモータ冷却装置２においては、溶接側コイルエンド部２１に冷媒を供給する第１冷媒配管３１と、反溶接側コイルエンド部２２に冷媒を供給する第２冷媒配管３２とが別に設けられ、重力方向Ｈの位置が異なってている。このため、各冷媒配管３１、３２を配置可能な位置の自由度を増加させることができる。したがって、形状やサイズが異なる２つのコイルエンド部の各コイルエンド部に適した位置に、冷媒を着地させることができる。したがって、冷媒の被覆範囲を確保し、冷却性能を高めることができる。また、第１冷媒配管３１には、径方向内側に延びる第３冷媒供給部３１２が形成され、第２冷媒配管３２には、径方向内側に延びる第４冷媒供給部３２２が形成されている。したがって、溶接側コイルエンド部２１の端部２１１に対して軸方向Ａから冷媒を吐出することができ、反溶接側コイルエンド部２２の端部２２１に対して、軸方向Ａから冷媒を吐出することができる。これにより、コイルエンド部に対する冷却性能を高めることができる。

　以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、他にも種々の実施形態を採用可能である。そうした第１の変形例としては、第１冷媒配管３１及び第２冷媒配管３２は、それぞれ第３冷媒供給部３１２、第４冷媒供給部３２２を備えなくてもよい。この場合にも、コイルの広い範囲を被覆することができる。

　第２の変形例としては、第１冷媒配管３１の第３冷媒供給部３１２には、第３溶接側吐出孔４３及び第４溶接側吐出孔のうち少なくとも一方のみが設けられてもよい。また、第３溶接側吐出孔４３及び第４溶接側吐出孔それぞれの横方向の位置及び孔の軸の向きは、左右で対称であってもよく、非対称であってもよい。

　第３の変形例としては、第１冷媒配管３１及び第２冷媒配管３２に設けられた各下向吐出孔の軸方向の位置は、互いに異なっていればよい。好ましくは、各下向吐出孔の軸方向の位置は、それぞれに対向するコイルの巻き方向に応じて設計されていればよい。

　第４の変形例としては、第１冷媒配管３１と第２冷媒配管３２は、その高さが異なっていればよく、各冷媒配管からコイルエンド部までの距離は必ずしも等しくなくてもよい。

１…モータ、２…モータ冷却装置、１０…ステータ、１１…ステータコア、１２…コイル、２１…溶接側コイルエンド部、２２…反溶接側コイルエンド部、３１…第１冷媒配管、３２…第２冷媒配管、４１…第１溶接側吐出孔、４２…第２溶接側吐出孔、４３…第３溶接側吐出孔、４４…第４溶接側吐出孔、６１…第１反溶接側吐出孔、６２…第２反溶接側吐出孔、６３…第３反溶接側吐出孔、６４…第４反溶接側吐出孔、２１１…端部、２１２…第１溶接側領域、２１３…第２溶接側領域、２１４…絶縁部、２２１…端部、２２２…第１反溶接側領域、２２３…第２反溶接側領域、３１１…第１冷媒供給部、３１２…第３冷媒供給部、３２１…第２冷媒供給部、３２２…第４冷媒供給部

Claims

　複数のコイルがステータコアに巻かれているモータを冷却するモータ冷却構造であって、
　前記モータは、前記ステータコアの軸方向の両端部から突出する２つのコイルエンド部を有し、
　２つの前記コイルエンド部のうち一方に冷媒を供給する第１冷媒配管と、２つの前記コイルエンド部のうち他方に冷媒を供給する第２冷媒配管を備え、
　前記第１冷媒配管は、前記コイルエンド部と前記軸方向に沿って重なっている第１冷媒供給部を有し、
　前記第２冷媒配管は、前記コイルエンド部と前記軸方向に沿って重なっている第２冷媒供給部を有し、
　前記第１冷媒供給部及び前記第２冷媒供給部のそれぞれに、前記コイルエンド部に冷媒を吐出する吐出孔が形成され、
　前記第１冷媒供給部と前記第２冷媒供給部の重力方向の位置が、異なる、モータ冷却構造。
　前記第１冷媒供給部の前記吐出孔と前記第２冷媒供給部の前記吐出孔の重力方向の位置が異なる、請求項１に記載のモータ冷却構造。
　２つの前記コイルエンド部は、前記軸方向における前記ステータコアの一端側で、複数の前記コイルが互いに溶接で接続される溶接側コイルエンド部と、前記軸方向における前記ステータコアの他端側で、複数の前記コイルが湾曲する反溶接側コイルエンド部と、であり、
　前記反溶接側コイルエンド部は、前記溶接側コイルエンド部より、重力方向の位置が低く、
　前記第１冷媒配管は、前記溶接側コイルエンド部に冷媒を供給し、
　前記第２冷媒配管は、前記反溶接側コイルエンド部に冷媒を供給し、
　前記第２冷媒供給部は、前記第１冷媒供給部より、重力方向の位置が低い、請求項１に記載のモータ冷却構造。
　前記第１冷媒配管には、さらに前記ステータコアの内径側に延びる第３冷媒供給部が形成され、
　前記第２冷媒配管には、さらに前記ステータコアの内径側に延びる第４冷媒供給部が形成され、
　前記第３冷媒供給部には、前記軸方向に対向する前記溶接側コイルエンド部に冷媒を吐出する溶接側吐出孔が形成され、
　前記第４冷媒供給部には、前記軸方向に対向する前記反溶接側コイルエンド部に冷媒を吐出する反溶接側吐出孔が形成される、請求項３に記載のモータ冷却構造。
　前記第１冷媒供給部には、前記ステータコアの周方向の一方側の前記溶接側コイルエンド部に冷媒を吐出する第１溶接側吐出孔と、前記周方向の他方側の前記溶接側コイルエンド部に冷媒を吐出する第２溶接側吐出孔を有し、
　前記第１溶接側吐出孔と、前記第２溶接側吐出孔との、前記軸方向における位置が異なる、ことを特徴とする請求項３又は４に記載のモータ冷却構造。
　前記第３冷媒供給部には、前記軸方向に対向する前記溶接側コイルエンド部の周方向の一方側と他方側それぞれに、冷媒を吐出する第３溶接側吐出孔及び第４溶接側吐出孔が形成され、
　前記第３溶接側吐出孔及び前記第４溶接側吐出孔から吐出される冷媒の向きは、前記軸方向に対して傾き、かつ前記第３溶接側吐出孔及び前記第４溶接側吐出孔から吐出される冷媒の向きのなす角は、９０°未満である、ことを特徴する請求項４に記載のモータ冷却構造。
　前記第２冷媒供給部には、前記ステータコアの周方向の一方側と他方側に、前記反溶接側コイルエンド部に冷媒を吐出する複数の反溶接側吐出孔が形成され、
　前記第２冷媒供給部の中心軸を含む鉛直面に対して、前記反溶接側吐出孔の数及び位置の少なくとも一方が非対称である、請求項３に記載のモータ冷却構造。
　前記第４冷媒供給部に形成された前記反溶接側吐出孔から吐出される冷媒の向きは、前記軸方向に対して傾く、請求項４に記載のモータ冷却構造。
　前記第３冷媒供給部に形成されている前記溶接側吐出孔の前記重力方向の位置は、前記溶接側コイルエンド部の円環の径方向の幅のうち４割から６割の間の位置であり、
　前記第４冷媒供給部に形成されている前記反溶接側吐出孔の前記重力方向の位置は、前記反溶接側コイルエンド部の円環の径方向の幅のうち４割から６割の間の位置である、請求項４に記載のモータ冷却構造。