JP2006296005A - 液冷式モータ - Google Patents

Abstract

【課題】 液冷式モータの冷媒通路を部品点数が少ない簡単な構造で構成する。
【解決手段】 内周にステータを支持する有底円筒状のステータホルダ１５の外周に有底円筒状のモータカバー１６を隙間を存して嵌合させてモータケースを構成し、ステータホルダ１５およびモータカバー１６間に第１、第２冷媒通路構成部材２８，２９を配置して冷媒が流れる冷媒通路を形成し、ステータホルダ１５の開口部とモータカバー１６の開口部との間にＯリング１７を挟持する。少ない部品点数で、かつ単純な形状のステータホルダ１５およびモータカバー１６を用いてモータケースを構成しながら、シール個所の少ない冷媒通路を形成することができ、しかもステータホルダ１５が有底円筒状であって開口部が一個所しかないので、ステータホルダ１５の内部に冷媒が漏れる可能性を低く抑えることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、モータケースのケース本体の内部に冷媒が流れる冷媒通路を備えた液冷式モータに関する。

水冷式モータの固定子筐体１の外周に不銹鋼製の内筒８および外筒９を溶接して環状に形成した水冷室筐体７を嵌合させ、水冷室筐体７の内部に冷却水を供給して固定子筐体１を冷却するものが、下記特許文献１により公知である。

また内周面に固定子２を支持するモータフレーム１の両端と、そのモータフレーム１の外側に空隙を有して嵌合するジャケット５の両端とにそれぞれフランジ３，４を溶接し、前記空隙を冷却水が流れる水冷室としたものが、下記特許文献２により公知である。

また内周面に固定子７を支持するブラケット１の外周面に円周方向に延びる複数の溝を凹設し、これらの溝を覆って水路を構成するブラケット１の外周面に嵌合させたスリーブ３の両端を一対のＯリング５，５でシールしたものが、下記特許文献３により公知である。
実用新案登録第２５８６８３１号公報 特許第２６１７８４９号公報 特許第３４９９７４５号公報

ところで上記特許文献１に記載されたものは、水冷室筐体７がモータの固定子筐体１から独立した別部材で構成されているために部品点数が増加するだけでなく、固定子筐体１の熱が水冷室筐体７に伝達され難いので冷却効率が低下する可能性があった。

また上記特許文献２に記載されたものは、モータフレーム１およびジャケット５の両端をそれぞれフランジ３，４に溶接するので、溶接個所が増加して製造コストが嵩む問題がった。

また上記特許文献３に記載されたものは、ブラケット１の外周面に嵌合させたスリーブ３の両端を一対のＯリング５，５でシールするのでシール部材の数が増加するだけでなく、所望の形状の冷却水路を形成しようとするとブラケット１の形状が複雑化して製造コストが嵩む問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、液冷式モータの冷媒通路を部品点数が少ない簡単な構造で構成することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、モータケースのケース本体の内部に冷媒が流れる冷媒通路を備えた液冷式モータにおいて、前記ケース本体を、内周にステータを支持する有底円筒状のステータホルダと、このステータホルダの外周に隙間を存して嵌合する有底円筒状のモータカバーとで構成し、前記ステータホルダおよび前記モータカバー間に前記冷媒通路を形成したことを特徴とする液冷式モータが提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ステータホルダの開口部と前記モータカバーの開口部との間にシール部材を挟持したことを特徴とする液冷式モータが提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ステータホルダの開口部と前記モータカバーの開口部とを液密に溶接したことを特徴とする液冷式モータが提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記ステータホルダと前記モータカバーとの間に前記冷媒通路を区画する冷媒通路構成部材を配置したことを特徴とする液冷式モータが提案される。

尚、実施例のＯリング１７は本発明のシール部材に対応し、実施例の第１、第２冷媒通路構成部材２８，２９は本発明の冷媒通路構成部材に対応し、実施例の第１、第２冷媒通路３０，３１は本発明の冷媒通路に対応する。

請求項１の構成によれば、内周にステータを支持する有底円筒状のステータホルダの外周に有底円筒状のモータカバーを隙間を存して嵌合させてモータケースを構成し、ステータホルダおよびモータカバー間に冷媒が流れる冷媒通路を形成したので、少ない部品点数で、かつ単純な形状のステータホルダおよびモータカバーを用いてシール個所が少ない冷媒通路を構成することができ、しかもステータホルダが有底円筒状であって開口部が一個所しかないので、ステータホルダの内部に冷媒が漏れる可能性を低く抑えることができる。

請求項２の構成によれば、ステータホルダの開口部とモータカバーの開口部との間にシール部材を挟持したので、最小数のシール部材で冷媒通路からの冷媒の漏れを阻止することができる。

請求項３の構成によれば、ステータホルダの開口部とモータカバーの開口部とを液密に溶接したので、特別のシール部材を必要とせずに冷媒通路からの冷媒の漏れを阻止することができる。

請求項４の構成によれば、ステータホルダとモータカバーとの間に冷媒通路を区画する冷媒通路構成部材を配置したので、ステータホルダやモータカバーの形状を変更することなく、簡単な構造で任意の形状の冷媒通路を形成してモータの冷却効率を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の第１実施例を示すもので、図１は液冷式モータの縦断面図、図２はモータケースの分解斜視図、図３は図１の３−３線断面図、図４は図１の４−４線断面図、図５は冷媒通路の模式図である。

図１および図２に示すように、液冷式の直流ブラシレスモータＭのモータケース１１は、ケース本体１２とカバープレート１３とを複数のボルト１４…で締結して構成される。ケース本体１２は有底円筒状のステータホルダ１５の外周に有底円筒状のモータカバー１６を嵌合させたもので、ステータホルダ１５の底壁から軸線Ｌ方向に突出する突出部１５ａとモータカバー１６の底壁から軸線Ｌ方向に突出する突出部１６ａとが環状の接触部ｔ１で接触し、かつステータホルダ１５の開口部１５ｂとモータカバー１６の開口部１６ｂとが環状の接触部ｔ２で接触して軸線Ｌ方向および径方向に位置決めされた状態で、ステータホルダ１５の開口部１５ｂおよびモータカバー１６の開口部１６ｂからそれぞれ径方向に延びるフランジ１５ｃ，１６ｃが重ね合わされた状態で、前記ボルト１４…によりカバープレート１３に共締めされる。このとき、ステータホルダ１５の開口部１５ｂとモータカバー１６の開口部１６ｂとの近傍にＯリング１７が挟持される。

ステータホルダ１５の突出部１５ａに設けたボールベアリング１８と、カバープレート１３の開口部１３ａに設けたボールベアリング１９とに、モータシャフト２０の両端が回転自在に支持される。モータシャフト２０の中央部にスプライン結合されたロータ２１は、積層鋼板よりなるコア２２と、コア２２の外周に固定された複数のマグネット２３…とで構成される。ステータホルダ１５の内周にはロータ２１の外周にエアギャップを介して対向する環状のステータ２４が固定されており、このステータ２４は積層鋼板よりなる複数のコア２５…の外周にそれぞれコイル２６…を巻回して構成される。モータシャフト１９とカバープレート１３との間には、コイル２６…に供給するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電流の位相を制御すべく、ロータ２０の回転位相を検出するレゾルバ２７が設けられる。

図３および図４を併せて参照すると明らかなように、ステータホルダ１５の円筒部１５ｄの外周面とモータカバー１６の円筒部１６ｄの内周面との間には円筒状の空間が形成されており、そこに半割円筒状の第１、第２冷媒通路構成部材２８，２９が配置される。第１冷媒通路構成部材２８の内周面には、円周方向に延びる第１〜第３隔壁２８ａ〜２８ｃと、円周方向一端において軸線Ｌ方向に延びる第４隔壁２８ｄとが形成され、第２冷媒通路構成部材２９の内周面には、円周方向に延びる第１〜第３隔壁２９ａ〜２９ｃと、円周方向一端に開口する入口孔２９ｄおよび出口孔２９ｅとが形成される。

第１、第２冷媒通路構成部材２８，２９を相互に位置決めすべく、第１冷媒通路構成部材２８の両端にそれぞれ形成した２個の凹部２８ｅ…に、第２冷媒通路構成部材２９の両端部それぞれ形成した２個の凸部２９ｆ…が係合する。また第１、第２冷媒通路構成部材２８，２９をステータホルダ１５に対して位置決めすべく、第１冷媒通路構成部材２８の第１、第３隔壁２８ａ，２８ｃにそれぞれ形成した切欠２８ｆ，２８ｆがステータホルダ１５に形成した位置決め突起１５ｅ，１５ｅ（図４参照）に係合するとともに、第２冷媒通路構成部材２９の第１、第３隔壁２９ａ，２９ｃにそれぞれ形成した切欠２９ｇ，２９ｇがステータホルダ１５に形成した位置決め突起１５ｆ，１５ｆに係合する。

モータカバー１６に入口継ぎ手１６ｅおよび出口継ぎ手１６ｆが設けられており、これらの入口継ぎ手１６ｅおよび出口継ぎ手１６ｆが第２冷媒通路構成部材２９の入口孔２９ｄおよび出口孔２９ｅに連通する。

上記構成を備えたモータＭのステータ２４がコイル２６…への通電により発熱すると、そのステータ２４を内周に支持するモータケース１１が高温になるため、ケース本体１２のステータホルダ１５およびモータカバー１６間に形成した第１、第２冷媒通路３０，３１（図５参照）に例えば水のような冷媒を供給して冷却する。軸線Ｌを略３６０°に亘って囲む第１、第２冷媒通路３０，３１は第１、第２冷媒通路構成部材２８，２９の内周面とステータホルダ１５の外周面との間に区画されるもので、入口継ぎ手１６ｅから第２冷媒通路構成部材２９の入口孔２９ｄを通過した冷媒は、第１隔壁２８ａ，２９ａおよび第２隔壁２８ｂ，２９ｂに挟まれた第１冷媒通路３０内を略３６０°に亘って一方向に流れ、第４隔壁２８ｄに突き当たってＵターンし、第３隔壁２８ｃ，２９ｃおよび第２隔壁２８ｂ，２９ｂに挟まれた第２冷媒通路３１内を略３６０°に亘って他方向に流れ、第２冷媒通路構成部材２９の出口孔２９ｅを通過して出口継ぎ手１６ｆから流出する。

以上のように、モータケース１１を有底円筒状のステータホルダ１５の外周に有底円筒状のモータカバー１６を嵌合させて構成し、部品点数を最小限に抑えながら、かつステータホルダ１５およびモータカバー１６の形状を複雑化することなく、ステータホルダ１５およびモータカバー１６間に第１、第２冷媒通路３０，３１を形成することができる。特にステータホルダ１５およびモータカバー１６は金属板をプレス成形することで製作可能であるため、製造コストを低く抑えることができる。

またステータホルダ１５およびモータカバー１６は有底円筒状であって開口部１５ｂ，１６ｂがそれぞれ一個所しかないので、１個のＯリング１７でシールするだけでモータケース１１からの冷媒の漏れを確実に防止することがでるだけでなく、ステータホルダ１５の内部に冷媒が流入する可能性を低く抑えることができる。

またステータホルダ１５とモータカバー１６との間に第１、第２冷媒通路３０，３１を区画する第１、第２冷媒通路構成部材２８，２９を配置したので、ステータホルダ１５やモータカバー１６の形状を変更することなく、簡単な構造で任意の形状の冷媒通路を区画してモータＭの冷却効率を高めることができる。

次に、図６に基づいて本発明の第２実施例を説明する。

第２実施例は、ケース本体１２のステータホルダ１５の開口部１５ｂおよびモータカバー１６の開口部１６ｂ間にＯリング１７を挟む代わりに、ステータホルダ１５の開口部１５ｂおよびモータカバー１６の開口部１６ｂ間を液密に溶接３２したものである。この第２実施例によれば、Ｏリング１７を廃止して部品点数を更に削減することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

第１実施例に係る液冷式モータの縦断面図 モータケースの分解斜視図 図１の３−３線断面図 図１の４−４線断面図 冷媒通路の模式図 第２実施例に係る液冷式モータの縦断面図

符号の説明

１１ モータケース
１２ ケース本体
１５ ステータホルダ
１５ｂ 開口部
１６ モータカバー
１６ｂ 開口部
１７ Ｏリング（シール部材）
２４ ステータ
２８ 第１冷媒通路構成部材（１冷媒通路構成部材）
２９ 第２冷媒通路構成部材（１冷媒通路構成部材）
３０ 第１冷媒通路（冷媒通路）
３１ 第２冷媒通路（冷媒通路）
３２ 溶接

Claims (4)

1. モータケース（１１）のケース本体（１２）の内部に冷媒が流れる冷媒通路（３０，３１）を備えた液冷式モータにおいて、
   前記ケース本体（１２）を、内周にステータ（２４）を支持する有底円筒状のステータホルダ（１５）と、このステータホルダ（１５）の外周に隙間を存して嵌合する有底円筒状のモータカバー（１６）とで構成し、前記ステータホルダ（１５）および前記モータカバー（１６）間に前記冷媒通路（３０，３１）を形成したことを特徴とする液冷式モータ。
2. 前記ステータホルダ（１５）の開口部（１５ｂ）と前記モータカバー（１６）の開口部（１６ｂ）との間にシール部材（１７）を挟持したことを特徴とする、請求項１に記載の液冷式モータ。
3. 前記ステータホルダ（１５）の開口部（１５ｂ）と前記モータカバー（１６）の開口部（１６ｂ）とを液密に溶接（３２）したことを特徴とする、請求項１に記載の液冷式モータ。
4. 前記ステータホルダ（１５）と前記モータカバー（１６）との間に前記冷媒通路（３０，３１）を区画する冷媒通路構成部材（２８，２９）を配置したことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の液冷式モータ。
   

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