JP2009201216A - Cooling structure for electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ステータを冷却液によって冷却する電動機の冷却構造に関するものである。 The present invention relates to a cooling structure for an electric motor that cools a stator with a coolant.
車両の駆動用等に用いられる電動機として、円環状のステータコアの内周面に軸方向に沿う複数のスリットが設けられ、そのスリットを介してステータコアにステータコイルが巻回されるとともに、ステータコアの軸方向の端部に、ステータコイルとステータコアの端面を被う円環状の被い部材であるオイルジャケットが取り付けられ、そのオイルジャケットの内部に冷却液を導入することによってステータコイルとステータコアを冷却するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、この従来の電動機の冷却構造においては、ステータコイルとステータコアを軸方向の端面側で冷却するために、ステータコアと別体の専用のオイルジャケットをステータコアに取付けなければならず、部品点数が増加し、製品コストの高騰の原因となり易い。 However, in this conventional motor cooling structure, in order to cool the stator coil and the stator core on the axial end face side, a dedicated oil jacket separate from the stator core must be attached to the stator core, which increases the number of parts. However, it tends to cause a rise in product cost.
また、電動機のステータとして、軸方向に沿うコイル収容スロットを有する断面略扇状の複数のコアブロックを設け、各コアブロックのコイル収容スロットを含む周域に、弾性絶縁部材を介してステータコイルを巻回し、こうしてステータコイルを巻回した複数のコアブロックを、円環状に配置して略円筒状のステータホルダの内周に圧入固定したものがある。
現在、このような複雑なステータ構造を採用する電動機において、ステータコイルとコアブロックを冷却液によって効率良く冷却することを検討しているが、上記従来の技術をそのまま適用するとさらに部品点数が増加してしまう。このため、この種の電動機において、部品点数の増加を来たすことなく、ステータコイルとコアブロックを効率良く冷却し得る冷却構造の案出が望まれている。
Further, as the stator of the electric motor, a plurality of core blocks having a substantially fan-shaped cross section having coil receiving slots along the axial direction are provided, and a stator coil is wound around the peripheral area including the coil receiving slots of each core block via an elastic insulating member. In some cases, a plurality of core blocks each having a stator coil wound thereon are arranged in an annular shape and press-fitted and fixed to the inner periphery of a substantially cylindrical stator holder.
Currently, in an electric motor that employs such a complicated stator structure, we are investigating efficient cooling of the stator coil and the core block with a coolant. However, if the conventional technology is applied as it is, the number of parts will increase further. End up. For this reason, in this type of electric motor, it is desired to devise a cooling structure capable of efficiently cooling the stator coil and the core block without increasing the number of parts.
そこで、この発明は、部品点数の増加を来たすことなく、ステータコイルとコアブロックの冷却効率を向上させることのできる電動機の冷却構造を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a motor cooling structure that can improve the cooling efficiency of the stator coil and the core block without increasing the number of parts.
上記の課題を解決する請求項1に記載の発明は、ロータ(例えば、後述の実施形態におけるロータ15)の外周に臨んで配置されるステータ(例えば、後述の実施形態におけるステータ14)が、軸方向に沿うコイル収容スロット(例えば、後述の実施形態におけるコイル収容スロット89)を有する断面略扇状の複数のコアブロック(例えば、後述の実施形態におけるコアブロック88)と、この各コアブロックの前記コイル収容スロットを含む周域に被着される弾性絶縁部材(例えば、後述の実施形態におけるインシュレータラバー90)と、この弾性絶縁部材を介して前記各コアブロックのコイル収容スロットを含む周域に巻回されるステータコイル(例えば、後述の実施形態におけるステータコイル91)と、を備え、前記弾性絶縁部材を介してステータコイルが巻回された前記複数のコアブロックを、円環状に配置して、略円筒状のステータホルダ(例えば、後述の実施形態におけるステータホルダ93)の内周に圧入するとともに、そのステータホルダをハウジング(例えば、後述の実施形態におけるハウジング11)に固定し、前記ステータを冷却液によって冷却する電動機の冷却構造であって、前記ステータホルダの軸方向の端部に、前記コアブロックとステータコイルの軸方向の端部を覆う環状端部壁(例えば、後述の実施形態における環状端部壁93b)を延設し、前記コアブロックに被着される複数の弾性絶縁部材の径方向内側の側縁部を隣接するもの同士で接触接続させるとともに前記環状端部壁と同側の軸方向の端部を延出させて環状内周壁(例えば、後述の実施形態における環状内周壁97)を形成し、この環状内周壁を前記ステータホルダの環状端部壁に嵌合し、前記環状内周壁と環状端部壁によって冷却液を貯留する貯留室(例えば、後述の実施形態における貯留室99)を形成したことを特徴とする。
これにより、複数の弾性絶縁部材から成る環状内周壁と、ステータホルダに延設された環状端部壁とが嵌合されて貯留室が形成され、その貯留室に貯留された冷却液によってステータコイルとコアブロックが冷却されるようになる。
According to the first aspect of the present invention for solving the above-described problem, a stator (for example, a
Thereby, the annular inner peripheral wall made of a plurality of elastic insulating members and the annular end wall extended to the stator holder are fitted to form a storage chamber, and the stator coil is formed by the coolant stored in the storage chamber. And the core block is cooled.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電動機の冷却構造において、前記環状端部壁に嵌合される環状内周壁の端部に傾斜面(例えば、後述の実施形態における傾斜面97a)を設けたことを特徴とする。
これにより、ステータホルダ側の環状端部壁に弾性絶縁部材から成る環状内周壁を嵌合する場合には、環状内周壁の端部の傾斜面による案内作用を利用して嵌合を行うことが可能になる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a cooling structure for an electric motor according to the first aspect, wherein an inclined surface (for example, an inclined surface in an embodiment described later) is provided at an end of the annular inner peripheral wall fitted to the annular end wall. 97a) is provided.
Thus, when the annular inner peripheral wall made of an elastic insulating member is fitted to the annular end wall on the stator holder side, the fitting can be performed using the guide action by the inclined surface of the end of the annular inner peripheral wall. It becomes possible.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の電動機の冷却構造において、前記隣接する弾性絶縁部材の径方向内側の側縁部に、隣接するもの同士が凹凸係合するように凹凸部(例えば、後述の実施形態における凹凸部98a,98b)を形成したことを特徴とする。
これにより、隣接する弾性絶縁部材の径方向内側の側縁部は凹凸部同士の係合によって接触状態が確実に維持されるようになる。
According to a third aspect of the present invention, in the motor cooling structure according to the first or second aspect, adjacent ones of the adjacent elastic insulating members are engaged with each other in a concavo-convex manner on the radially inner side edge portion. An uneven portion (for example,
Thereby, the contact state of the side edge portions on the radially inner side of the adjacent elastic insulating members is reliably maintained by the engagement of the concavo-convex portions.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動機の冷却構造において、前記貯留室に軸方向で隣接する位置に、前記ハウジングの周壁から径方向内側に延出するセンサ支持壁(例えば、後述の実施形態におけるセンサ支持壁61)を設け、このセンサ支持壁に、前記ロータの回転を検出する回転センサ(例えば、後述の実施形態におけるレゾルバ20)を取り付けるとともに前記ステータホルダの環状端部壁を取り付けたことを特徴とする。
これにより、ステータホルダはハウジングの周壁よりも径方向内側位置においてハウジングに支持固定されるようになる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the motor cooling structure according to any one of the first to third aspects of the present invention, the housing extends radially inward from the peripheral wall of the housing at a position adjacent to the storage chamber in the axial direction. A sensor support wall (for example, a
Thus, the stator holder is supported and fixed to the housing at a radially inner position with respect to the peripheral wall of the housing.
請求項1に記載の発明によれば、コアブロックに被着される複数の弾性絶縁部材から成る環状内周壁と、コアブロック保持用のステータホルダに延設された環状端部壁を嵌合することで、冷却液を貯留する貯留室を形成したため、部品点数の増加を来たすことなく、貯留室内の冷却液によってステータコイルとコアブロックとを効率良く冷却することができる。 According to the first aspect of the present invention, the annular inner peripheral wall made of a plurality of elastic insulating members attached to the core block and the annular end wall extending from the stator holder for holding the core block are fitted. Thus, since the storage chamber for storing the coolant is formed, the stator coil and the core block can be efficiently cooled by the coolant in the storage chamber without increasing the number of parts.
請求項2に記載の発明によれば、環状端部壁に環状内周壁を嵌合する際に、環状内周壁の傾斜面による案内作用を利用して嵌合を行うことができるため、環状内周壁を環状端部壁に対して容易に、かつ確実に嵌合させることができる。 According to the second aspect of the present invention, when the annular inner peripheral wall is fitted to the annular end wall, the fitting can be performed using the guide action by the inclined surface of the annular inner peripheral wall. The peripheral wall can be easily and reliably fitted to the annular end wall.
請求項3に記載の発明によれば、隣接する弾性絶縁部材の径方向内側の側縁部同士を凹凸部による係合によって接触状態に維持できるため、隣接する弾性絶縁部材の隙間からの冷却液の漏出を確実に抑制することができる。 According to the third aspect of the present invention, the side edges on the radially inner side of the adjacent elastic insulating members can be maintained in contact with each other by the engagement by the concavo-convex portions, so that the cooling liquid from the gap between the adjacent elastic insulating members Can be reliably suppressed.
請求項4に記載の発明によれば、ハウジングの周壁から径方向内側に延出するセンサ支持壁にステータホルダの環状端部壁を固定したため、ステータホルダの取付部を、ステータホルダの周壁から径方向外側に張り出させる必要がなく、その分、電動機全体の径をより小さくすることが可能になる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the annular end wall of the stator holder is fixed to the sensor support wall that extends radially inward from the peripheral wall of the housing, the mounting portion of the stator holder is separated from the peripheral wall of the stator holder. There is no need to project outward in the direction, and accordingly the diameter of the entire motor can be made smaller.
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
この発明にかかる電動機2は、例えば、図1に示すような車両3の駆動装置1に用いられる。
図1に示す車両3は、内燃機関4と前部電動機5が直列に接続された駆動ユニット6を有するハイブリッド車両であり、この駆動ユニット6の動力がトランスミッション7を介して前輪Wf側に伝達される一方で、この駆動ユニット6と別に設けられた駆動装置1の動力が後輪Wr側に伝達されるようになっている。駆動ユニット6の前部電動機5と後輪Wr駆動用の電動機2は、PDU8(パワードライブユニット)を介してバッテリ9に接続され、バッテリ9からの電力供給と、各電動機5,2からバッテリ9へのエネルギー回生とが、PDU8を介して行われるようになっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The
A
図2は、駆動装置1の全体の縦断面図である。図2において、10A,10Bは、車両の後輪側の左右の車軸である。駆動装置1のハウジング11は、両車軸10A,10Bのほぼ中間位置から一方の車軸10Bの外周側を覆うように設けられ、車両の後部下方に車軸10A,10Bとともに支持固定されている。また、ハウジング11は全体が略円筒状に形成され、その内部には、車軸駆動用の電動機2と、この電動機2の駆動回転を減速する遊星歯車式減速機12と、この遊星歯車式減速機12の出力を左右の車軸10A,10Bに分配する差動装置13とが、車軸10A,10Bと同軸になるように収容配置されている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the
ハウジング11内の軸方向略中央位置には、電動機2の略円筒状のステータ14が取り付けられ、このステータ14の内周側に環状のロータ15が回転可能に配置されている。ロータ15の内周部には車軸10Bの外周側を囲繞するロータシャフト16が結合され、このロータシャフト16が車軸10Bと同軸となるように軸受17a,17bを介してハウジング11内に回転可能に支持されている。また、ロータシャフト16の外周とハウジング11の間には、ロータ15の回転位置情報を電動機2の制御コントローラ(図示せず)にフィードバックするためのレゾルバ20(回転センサ)が設けられている。
A substantially
遊星歯車式減速機12は、ロータシャフト16の一端側外周に一体に設けられたサンギヤ21と、このサンギヤ21に噛合される複数のプラネタリギヤ22と、これらのプラネタリギヤ22を支持するプラネタリキャリア23と、プラネタリギヤ22の外周側に噛合されるリングギヤ24とを備えている。この遊星歯車式減速機12では、サンギヤ21から電動機2の駆動力が入力され、減速された駆動力がプラネタリキャリア23を通して出力される。
The planetary gear
プラネタリギヤ22は、サンギヤ21に直接噛合される大径の第1ギヤ26と、この第1ギヤ26よりも小径の第2ギヤ27を有している。これらの第1ギヤ26および第2ギヤ27は、同軸状にかつ軸方向にオフセットした状態で一体に形成されている。リングギヤ24は、ハウジング11内の第1ギヤ26の軸方向側方に対面する位置に固定設置され、その内周面が小径の第2ギヤ27に噛合されている。この実施形態の場合、リングギヤ24の最大半径は、第1ギヤ26の車軸10Bの中心からの最大距離よりも小さくなるように設定されている。
The
一方、差動装置13は、回転可能なピニオン30が内面側に突設されたディファレンシャルケース31と、このディファレンシャルケース31内においてピニオン30に噛合される一対のサイドギヤ32a,32bとを備え、これらの各サイドギヤ32a,32bが左右の車軸10A,10Bに夫々結合されている。ディファレンシャルケース31の外側面には、遊星歯車式減速機12のプラネタリキャリア23が一体に結合されている。なお、ディファレンシャルケース31はハウジング11内に回転可能に支持されている。
On the other hand, the
ところで、車軸10Bは、一端に差動装置13の前記サイドギヤ32bが設けられる第1軸34と、この第1軸34の他端に一体回転可能に結合された接続ハブ35と、ハウジング11内の差動装置13と逆側の軸方向の端部に回転可能に設けられた第2軸36とを備え、第2軸36が右側車輪(図示せず)に接続されている。そして、接続ハブ35と第2軸36とが、断接手段であるシンクロメッシュ機構37を介して、接続状態と遮断状態を任意に変更し得るようになっている。なお、図2においては、シンクロメッシュ機構37において接続ハブ35と第2軸36とが遮断された状態を示している。
The
シンクロメッシュ機構37は、所謂トリプルコーン式のシンクロメッシュ機構であり、接続ハブ35のフランジ部と第2軸36のフランジ部との間に、3層の摩擦伝達部材47を備えている。このシンクロメッシュ機構37では、制御ピストン50によってシンクロスリーブ49が接続ハブ35方向に操作されたときに、3層の摩擦伝達部材47が隣接する各テーパ面を通して摩擦接触する。これにより、接続ハブ35と第2軸36の間に回転速度差がある場合には、その回転速度差が各テーパ面間の摩擦抵抗によって漸減される。そして、接続ハブ35と第2軸36の回転速度差が充分に低くなり、さらにシンクロスリーブ49が接続ハブ35方向に操作されると、シンクロスリーブ49の内周面に形成された内スプライン(符号省略)が、第2軸36の最外周のスプラインギヤ(符号省略)および接続ハブ35の最外周のスプラインギヤ(符号省略)に跨って噛合する。この結果、第1軸34および接続ハブ35と、第2軸36とは一体に結合されることになる。
The
一方、第1軸34および接続ハブ35と、第2軸36とが結合された状態から、シンクロスリーブ49が制御ピストン50によって接続ハブ35から離間する方向に操作されると、シンクロスリーブ49の内スプラインと接続ハブ35のスプラインギヤとの噛合が解除される。これにより、第1軸34および接続ハブ35と、第2軸36との接続は遮断されることになる。なお、制御ピストン50およびシンクロスリーブ49は、接続側作動室57に高圧油を供給することで接続ハブ35側に移動し、解除側作動室56に高圧油を供給することで第2軸36側に移動するようになっている。
On the other hand, when the
また、ハウジング11内の電動機2とシンクロメッシュ機構の37の間には、オイルポンプ75が固定設置されている。このオイルポンプ75は、電動機2の駆動力を受けて作動するポンプであり、例えばトロコイド型のポンプによって構成されている。オイルポンプ75は、ハウジング11内の底部から潤滑冷却液(以下、「オイル」と呼ぶ)を汲み上げて、シンクロメッシュ機構37の作動室56,57や、ハウジング11内の潤滑冷却通路やタンク80への戻し通路に供給する。潤滑や冷却に使用されたオイルは、ハウジング11内の底部に回収される。なお、ハウジング11の底部のうちの、電動機2の回転軸線よりも車両前方側にオフセットした位置には、オイルポンプ75の吸入部を構成するストレーナ78が配置されている。
An
図3〜図5は、駆動装置1の電動機2部分の断面図である。
これらの図に示すように、ロータ15は、ロータシャフト16の外周にスプライン結合される略円筒状のロータ基体40の外周に、永久磁石41を保持する円環状のロータヨーク42が取り付けられている。
3 to 5 are cross-sectional views of the
As shown in these drawings, the
図6は、ロータ基体40の単体の縦断面図であり、図7は、図6のA矢視図である。
これらの図と図3〜図5に示すように、ロータ基体40は、軸方向の略中央領域にロータシャフト16に圧入されるボス部43が設けられ、このボス部43の軸方向の前後位置に、それぞれ小径の環状凹部44と大径の環状凹部45が設けられている。ボス部43の外周域には、小径の環状凹部44と大径の環状凹部45を軸方向で連通する断面略扇形状の複数の貫通孔46が周方向等間隔に設けられている。この各貫通孔46の径方向外側の壁は、小径の環状凹部44側から大径の環状凹部45側に向かって径方向外側にテーパ状に拡がって傾斜しており、その傾斜面が小径の環状凹部44側に流入したオイルを遠心力によって大径の環状凹部45側に誘導する誘導斜面46aとなっている。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a single body of the
As shown in FIGS. 3 to 5, the
また、ロータ基体40に設けられる貫通孔46は、ロータヨーク42上の永久磁石41の存在する角度領域に対応して形成されている。そして、小径の環状凹部44の外周面のうちの、ロータヨーク42上の永久磁石41の存在する角度領域には、前記各貫通孔46に連続するように複数の窪み部52が形成されている。したがって、ロータ基体40の大径の環状凹部45領域を除く円周方向の肉厚は、永久磁石41の存在する角度領域に対応して部分的に薄くなっている。また、ロータ基体40の軸方向の肉厚は小径の環状凹部44側から大径の環状凹部45側に向かって次第に薄くなっている。なお、この実施形態においては、環状凹部44,45と貫通孔46がロータ15の内側に形成される孔を構成している。
Further, the through
また、図8は、ロータ15の環状凹部45側の軸方向の端部を示す拡大断面図である。
同図と図3〜図5に示すように、ロータヨーク42は、円環状の複数の珪素鋼板が軸方向に重合されて成り、ロータ基体40の外周に嵌合された状態において両端部が抜け止めされている。図8に示すように、ロータヨーク42の環状凹部45側の端部は端面板53と固定リング54を介してロータ基体40に固定されているが、こうしてロータヨーク42を固定した固定リング54の端部は、ロータ基体40の軸方向の端部から外側に突出している。そして、固定リング54のロータ基体40から突出する側の端部の外周コーナー54aはエッジ形状(この例の場合、直角なエッジ形状)となっている。なお、外周コーナー54aは、さらに鋭角的なエッジ形状であっても良い。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing an axial end of the
As shown in FIG. 3 and FIG. 3 to FIG. 5, the
ハウジング11には、図2〜図5に示すように、遊星歯車式減速機12の収容空間と電動機2の収容空間を仕切れるように略円板状の支持壁60が延設されるとともに、電動機2の収容空間とオイルポンプ75の収容空間を仕切るように略円板状のセンサ支持壁61が取り付けられている。支持壁60とセンサ支持壁61の各内周面には軸受17a,17bが取り付けられ、ロータシャフト16の外周面がこれらの軸受17a,17bを介してハウジング11に支持されている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
ロータシャフト16の内側には、車軸10Bの内部を通じてオイルポンプ75から送られたオイルをハウジング11内の各部に供給するための供給通路33が軸方向に沿って形成されている。ロータシャフト16の周壁のうちの、電動機2の収容空間側で軸受19a,19bにそれぞれ隣接する位置には、供給通路33からオイルを外側に吐出するための第1の供給口63と第2の供給口64が形成されている。そして、ロータシャフト16の周壁のうちの、第1の供給口63よりもロータ15の軸方向の中心側にオフセットした位置には、第3の供給口65が形成されている。
A
一方の軸受17aを支持する支持壁60の内周縁部は、図3〜図5に示すように、ロータ基体40の軸方向の端面に軸方向で対向するように配置され、ロータ基体40の端面に対向する位置には、ロータ基体40側に膨出する環状係止部66aが形成されている。この環状係止部66aには、軸受17aのアウター側から第1の供給口63の径方向外側領域に延出して、第1の供給口63から吐出されたオイルを軸受17a方向に誘導する環状の誘導部材67aが取付けられている。
また、センサ支持壁61の内周縁部は、ロータ基体40の大径の環状凹部45の内側方向に屈曲し、その屈曲部分の内側に軸受17bが支持されるとともに、屈曲部分の先端側に環状係止部66bが形成されている。環状係止部66bには、軸受17bのアウター側から第2の突出孔64の径方向外側領域に延出して、第2の供給口64から吐出されたオイルを軸受17b方向に誘導する環状の誘導部材67bが取付けられている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the inner peripheral edge portion of the
Further, the inner peripheral edge portion of the
誘導部材67a,67bはほぼ同様の構造とされているため、以下では、誘導部材67aを示す図4を参照して両誘導部材67a,67bの構造について説明する。
誘導部材67a,67bは、環状係止部66a,66bに挟持固定される断面略コ字状の係止部68が外周縁に形成され、係止部68の内周縁から先細りテーパ状に延出するガイド斜面69が延設されるとともに、ガイド斜面69の先端部に径方向内側に延出する屈曲端面70が設けられている。そして、各誘導部材67a,67bの係止部68とガイド斜面69の連接部には、ロータ15側から見て軸受17a,17b方向に窪む環状凹部71が設けられている。支持壁60側の誘導部材67aの環状凹部71は、誘導部材67aが支持壁60に取り付けられた状態において、ロータ基体40の端部との間でラビリンス溝72を形成するようになっている。
なお、この実施形態の場合、ロータシャフト16上の第1の供給口63と第2の供給口64は、軸受17a,17bのインナーを係止する環状突起73部分に形成されており、各誘導部材67a,67bの屈曲端面70は環状突起73の軸方向に傾斜した端面と径方向でほぼラップする位置まで延出している。
Since the
The
In the case of this embodiment, the
図9は、センサ支持壁61の単体をオイルポンプ75の収容空間側(以下、「外側」と呼ぶ。)から見た正面図である。
同図と図3,図5に示すように、センサ支持壁61の外側の端面には内周側が窪んだ段差面82が形成され、その段差面82にレゾルバ20が取り付けられるようになっている。また、センサ支持壁61の段差面82には、センサ支持壁61を厚み方向に貫通する円弧状の内側排出口83…が形成され、さらに、段差面82よりも径方向外側領域には同様に支持壁61を厚み方向に貫通する円弧状の外側排出口84…が形成されている。
FIG. 9 is a front view of the
As shown in FIG. 3, FIG. 3, and FIG. 5, a stepped
また、センサ支持壁61の内側面のうちの、内側排出口83…と外側排出口84…の中間位置には軸方向に突出する環状凸部85が設けられ、その環状凸部85がロータ基体14の端部の固定リング54の外周側を囲繞するように配置されている。センサ支持壁61は、軸受17bを支持する内周縁部の一部がロータ基体40の内側に入り込み、内周側から外側排出口84に至る内側面がロータ15の端面に隙間をもって対峙している。このセンサ支持壁61とロータ15の間の隙間と、センサ支持壁61の内側排出口83および外側排出口84は、ロータ15の内側から電動機2の外部にオイルを排出するための排出通路86を構成している。
Further, an annular
図3には、ロータシャフト16の第1〜第3の吐出口63〜65から吐出されたオイルの主な流通路が矢印で示されている。ここで、この主なオイルの流通路を簡単に説明すると、第1の吐出口63と第2の吐出口64から吐出されたオイルは、主に、誘導部材67a,67bに案内されて隣接する軸孔17a,17bに供給され、残余のオイルと第3の吐出口65から吐出されたオイルはロータ15の内周側をセンサ支持壁61側に流れ、排出通路86を通って外部に排出されるようになっている。
In FIG. 3, main flow paths of oil discharged from the first to
一方、ステータ14は、図10,図11に示すように、断面略扇状の複数のコアブロック88…が円環状に突き合わされて成り、各コアブロック88の軸方向に沿う両側の側面にはコイル収容スロット89が形成されている。また、各コアブロック88は略扇形状の珪素鋼板が軸方向に積層されて構成されている。そして、コアブロック88には、コイル収容スロット89を通る周域を囲むように矩形環状のインシュレータラバー90(弾性絶縁部材)が被着され、そのインシュレータラバー90を介してステータコイル91が巻回されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 10 and 11, the
こうして、インシュレータラバー90を介してステータコイル91を巻回された複数のコアブロック88…は円環状に配置され、図3〜図5に示すように、ステータホルダ93の円筒状の周壁93a内に圧入状態で保持されている。ステータホルダ93は、周壁93aのうちのコアブロック88…の嵌入される底部側に、径方向内側方向に屈曲してコアブロック88とステータコイル91の軸方向の端面を覆う環状端部壁93bが延設されている。そして、この環状端部壁93bはセンサ支持壁61の外周縁の端面に突き当てられ、ボルト87によってセンサ支持壁61に締結固定されている。また、環状端部壁93bの径方向内側の端縁には、コアブロック88に対向する向きに屈曲した円筒フランジ93cが設けられている。
Thus, the plurality of core blocks 88 around which the
図12は、ステータコイル91を巻回した隣接する2つのインシュレータラバー90を径方向外側から見たものであり、図13は同じ2つのインシュレータラバー90を径方向内側から見たものである。
インシュレータラバー90は、軸方向で2分された2つの分割片92A,92Bによって構成され、支持壁60側に配置される分割片92Aとセンサ支持壁61側に配置される分割片92Bとが、コアブロック88に被着した状態において相互に嵌合されている。図14,図15は、インシュレータラバー90の分割片92A,92Bを分割した状態を示すものである。
FIG. 12 shows two
The
インシュレータラバー90は、矩形環状の各側壁の上下(ステータ14の径方向外側と内側)にステータコイル91を保持するためのフランジが延設され、各側壁の断面がチャンネル形状となっている。ここで、インシュレータラバー90の軸方向に沿う両側の側壁の上下のフランジを上側部フランジ94aと下側部フランジ94bと呼び、軸方向の一端側(分割片92A側)の上下のフランジを上端部フランジ95aと下端部フランジ95b、軸方向の他端側(分割片92B側)の上下のフランジを上端部フランジ96aと下端部フランジ96bと呼ぶものとすると、円周方向で隣接するインシュレータラバー90の上側部フランジ94a同士と下側部フランジ94b同士は相互に重合され、同様に、軸方向の一端側の上端部フランジ95aの側縁部同士と下端部フランジ95bの側縁部同士、軸方向の他端側の上端部フランジ96aの側縁部同士と下端部フランジ96bの側縁部同士も重合されるようになっている。したがって、インシュレータラバー90は、全コアブロック88が円環状に組み付けられた状態において略円筒形状を成すようになっている。そして、全インシュレータラバー90の軸方向の他端側の下端部フランジ96bが重合されて形成された円筒壁は、コアブロック88の端面の内周端の近傍からセンサ支持壁61方向に延出する環状内周壁97(図3,図5,図10参照)を構成している。
The
また、軸方向の他端側の下端部フランジ96bの側縁部には、図16に示すように、重合される隣接するもの同士が係合される凹凸部98a,98bが形成されている。具体的には、重合される一方の下端部フランジ96bには下面側に凹形状が設けられ、他方の下端部フランジ96bには上面側に凹形状が設けられている。また、下側部フランジ94aと下端部フランジ95b、さらに後述する屈曲片102にも、同様に、重合される隣接されるもの同士が凹凸係合される凹凸部が形成されている。
Moreover, as shown in FIG. 16, the uneven | corrugated |
また、インシュレータラバー90による環状内周壁97は、図3,図5に示すように、インシュレータラバー90がコアブロック88とともにステータホルダ93に組み付けられた状態において、ステータホルダ93側の環状端部壁93bの円筒フランジ93cに径方向内側から重合されるように嵌合され、それによって環状端部壁93bと環状内周壁97によって囲まれた円環状のオイルの貯留室99を形成するようになっている。なお、環状内周壁97(下端部フランジ96b)の先端部の外周コーナーには、図17に拡大して示すように先細り状に傾斜面97aが形成されている。このため、環状内周壁97を環状端部壁93bの円筒フランジ93c内に嵌入する際には傾斜面97aによる案内作用を利用することができる。
Further, as shown in FIGS. 3 and 5, the annular inner
さらに、ステータホルダ93の貯留室99の頂部に臨む位置には供給孔100が設けられ、オイルポンプ75から供給されたオイルがこの供給孔100を介して貯留室99内に供給されるようになっている。また、ステータホルダ93の貯留室99の下端部に臨む位置には、貯留室99内に貯留されたオイルをハウジング11の底部に排出する排出孔101が形成されている。
Further, a
また、インシュレータラバー90の軸方向の一端側(分割片92A側)の端部には、図12〜図14に示すように、下端部フランジ95bから分岐して下方に略L字状に屈曲した屈曲片102が延設されている。この屈曲片102は、コアブロック88が円環状に組み付けられた状態において円筒壁103(図3〜図5参照)を形成する。円筒壁103は、外周側にステータコイル91の中性点を連結する中性点バスリング105を保持するとともに、内周面が支持壁60に突設された環状突起104に密接するようになっている。
Further, as shown in FIGS. 12 to 14, the end portion of the
また、ステータ14がステータホルダ93を介してハウジング11(センサ支持壁61)に固定された状態では、インシュレータラバー90に保持されたステータコイル91がステータ14の軸方向の一端側に露出しているが、支持壁60のうちの、ステータコイル91の露出部の最上部位置に対向する位置には、オイルポンプ75から供給されたオイルが吐出される供給孔106が設けられている。
Further, in a state where the
ところで、各インシュレータラバー90は前述したように2つの分割片92A,92Bによって構成され、図14,15に示すように分割片92Aの端部に形成された凹部107に分割片92Bの端部に形成された凸部108が嵌合接続されている。分割片92Aと92Bは、凹部107と凸部108の嵌合によって外表面がほぼ面一となっている。そして、各インシュレータラバー90は、ステータ14とロータ15の間のエアギャップGに臨む径方向内側の面において、支持壁60側に配置される分割片92Aの端部がセンサ支持壁61側に配置される分割片92Bの端部に径方向内側から重合されている。
By the way, each
また、各インシュレータラバー90のエアギャップGに臨む径方向内側の面(下側部フランジ84bの径方向内側の面)は、図11,図18に示すように、分割片92B側(センサ支持壁61側)の軸方向の端部が他方の分割片92A側(支持壁60側)の軸方向の端部がよりも径方向外側になるように傾斜している。図18は、ステータホルダ93を介してハウジング11に取り付けられたときに最下端位置に配置されるインシュレータラバー90をステータ14の軸方向に沿う水平基準線Rとともに示すものであるが、最下端位置とその近傍に配置されるインシュレータラバー90は、分割片92B側の軸方向の端部が他方の分割片92A側の軸方向の端部よりも下方側に傾斜している。したがって、最下端位置とその近傍に配置されるインシュレータラバー90のエアギャップGに臨む面に滴下したオイルは、図5中の矢印に示すように、その面の傾斜に沿ってセンサ支持壁61側に排出される。
Further, the radially inner surface (the radially inner surface of the lower flange 84b) facing the air gap G of each
ここで、分割片92Aと92Bの端部は、前述のように分割片92A側が分割片92Bに対して径方向内側から重合されるように嵌合されているため、エアギャップGに臨む面において、オイルが図5中の矢印に示すように支持壁60側からセンサ支持壁61方向に流れるときには、オイルの流れが分割片92Aと92Bのつなぎ目109部分をめくれ上がらせないようになる。
Here, the end portions of the divided
以上の構成において、オイルポンプ75から吐出されたオイルがロータシャフト16の第1の供給口63と第2の供給口64から電動機2の内部に吐出されると、両供給口63,64から吐出されたオイルが環状の誘導部材67a,67bのガイド斜面69に当たり、ガイド斜面69に沿って軸受17a,17bに供給される。軸受17a,17bに供給されたオイルはその内部を通過し、軸受17a,17bを介して支持壁60,61の外側に排出される。
In the above configuration, when the oil discharged from the
また、第1,第2の供給口63,64から吐出されて誘導部材67a,67bの屈曲端部70から溢れたオイルは遠心力によってロータ15(ロータヨーク42)の内周面側に流出する。一方、ロータシャフト16の第3の供給口65から吐出されたオイルはロータ15の環状凹部44の内周面に直接的に流入する。
そして、こうして第3の供給口65や第1,第2の供給口63,64を通してロータ15の内周面に流入したオイルは、ロータ15の回転に伴う遠心力を受けて殆どがロータ15の内周面の軸方向の傾斜(誘導斜面46)に沿ってセンサ支持壁61方向へと流れ、この間にロータ15を内周側から冷却する。
The oil discharged from the first and
The oil that has flowed into the inner peripheral surface of the
なお、ロータ15の内周面に流入したオイルの一部はロータ15の支持壁60側の端部に回り込むことがあるが、このとき、そのオイルの多くは誘導部材67aの環状凹部71とロータ15の端部との間のラビリンス溝72によって捕捉される。したがって、大量のオイルがロータ15の支持壁60側の端面を回り込んで急激にエアギャップGに流入することはない。また、ラビリンス溝72は環状に形成されているため、ラビリンス溝72で捕捉されたオイルは同溝72に沿って鉛直下方に流下してエアギャップGの下方領域に流れ込むが、最下端位置付近でエアギャップGに臨むインシュレータラバー90の径方向内側の面が前述のように支持壁60からセンサ支持壁61方向に下方傾斜しているため、エアギャップGに流れ込んだオイルは速やかにセンサ支持壁61側に排出される。
Note that some of the oil that has flowed into the inner peripheral surface of the
また、ロータ15の内周面からセンサ支持壁61方向に流出したオイルは、ロータ15の端部とセンサ支持壁61の間の排出通路86を流れ、センサ支持壁61に形成された排出口83,84を介して電動機2の外部に排出される。この間、オイルはロータ15の軸方向の端面を冷却する。
The oil that has flowed out from the inner peripheral surface of the
ここで、センサ支持壁61の内側排出口83と外側排出口84の間には、固定リング54の外周側でロータ15の端面方向に突出する環状凸部52が設けられているため、多くのオイルが内側排出口83を通って電動機2の外部に排出される。また、外側排出口84は環状凸部85の外周側でエアギャップGに対向する位置に形成されているため、環状凸部52の外周側に流出した殆どのオイルはエアギャップGに流れ込まずに外側排出口84を通して電動機2の外部に排出される。
Here, between the
また、環状凸部52の外周側は、インシュレータラバー90の環状内周壁97とステータホルダ91の環状端部壁93b(円筒フランジ93c)の嵌合部によって閉塞されているため、外側排出口84に流出するオイルは環状内周壁97側から環状端部壁93b方向へと流れる。このとき、環状内周壁97は環状端部壁93bに対して径方向内側から重合されて嵌合されているため、環状内周壁97の端部はオイルの流れに対向しないことになる。このため、環状内周壁97の端部はオイルの流れによってめくれ上がることがない。
Further, since the outer peripheral side of the annular
一方、図5に示すように、オイルポンプ75から供給されたオイルがステータホルダ93のセンサ支持壁61側の上部の供給孔100から吐出されると、そのオイルはステータホルダ93の環状端部壁93bとインシュレータラバー90の環状内周壁97によって形成された貯留室99に貯留され、貯留室99内に臨むステータコイル91の端部を直接冷却するとともにインシュレータラバー90を介して各コアブロック88を冷却する。そして、貯留室99に流入したオイルの一部は各コアブロック88のステータコイル91の巻方向に沿ってステータ14の軸方向の一端側(支持壁60側)に流出し、その他は図5中の矢印で示すようにステータホルダ93の下端の排出孔101を通して僅かずつハウジング11の底部に排出される。
なお、オイルがステータコイル91の巻方向に沿ってステータ14の軸方向の一端側に流れる際には、ステータコイル91のうちのステータ14の軸方向に沿う領域をオイルが冷却する。
On the other hand, as shown in FIG. 5, when the oil supplied from the
When the oil flows along the winding direction of the
また、図5に同様に示すように、オイルポンプ75から供給されたオイルが支持壁60側の供給孔106から吐出されると、そのオイルはステータ14の軸方向の一端側の最上部のステータコイル91にかかり、最上部のステータコイル91位置から円環状に連結されたインシュレータラバー90の端部に沿って下方に流れ、総てのステータコイル91の端面を冷却してハウジング11の底部に排出される。また、このときステータ14の軸方向の他端側の貯留室99から各ステータコイル91の巻方向に沿って一端側に流れ出たオイルも円環状に連結されたインシュレータラバー90の端部に沿って下方に排出される。
Similarly, as shown in FIG. 5, when the oil supplied from the
以上のように、この駆動装置1に用いられる電動機2は、複数のコアブロック88を円環状に突き合わせるときに、全インシュレータラバー90の軸方向の端部によって環状内周壁97が形成され、その環状内周壁94がステータホルダ93の端部に延設された環状端部壁93bに嵌合されることで、ステータ14の軸方向の一端側にステータコイル91に臨んでオイルを貯留する貯留室99が形成されているため、貯留室99を形成するための専用の部品を追加することなく、ステータコイル91とコアブロック88をオイルによって効率良く冷却することができる。
特に、インシュレータラバー90を介してステータコイル91を巻回した断面略扇状のコアブロック88が円環状のステータホルダ93に圧入されるタイプの電動機2においては部品点数が非常に多くなるが、上記の構成を採用することにより、部品点数の増加を招かずにステータコイル91とコアブロック88の効率的な冷却を行うことができる。
As described above, in the
In particular, in the
この電動機2の場合、インシュレータラバー90から成る環状内周壁97の先端側の外周コーナーに傾斜面97aが形成されているため、ステータホルダ93側の環状端部壁93bに環状内周壁97を嵌合する際に、傾斜面97aによる案内作用を利用して、環状内周壁97を容易に、かつ確実に環状端部壁93bの円筒フランジ93cに挿入することができる。
In the case of this
そして、この電動機2では、環状に連結されたインシュレータラバー90の軸方向の一端側が中性点バスリング105を保持する円筒壁103部分で支持壁60の環状突起104に密接するとともに、他端側が環状内周壁97部分でステータホルダ93の環状端部壁93bに嵌合されることにより、支持壁60とセンサ支持壁61に挟まれたハウジング11内の空間部が外周側のステータ14の収容空間と内周側のロータ15の収容空間とに分離されるため、ステータコイル91を冷却するためのオイルはステータ14とロータ15の間のエアギャップGには流れ込まない。したがって、大量のオイルがエアギャップGに流れ込んで、ロータ15の回転フリクションを増大させる不具合は生じない。
In this
さらに、この電動機2においては、インシュレータラバー90の下端部フランジ96bから下側部フランジ94b、下端部フランジ95b、屈曲片102に亘る径方向内側の側縁部のほぼ全域に凹凸部98a,98bが形成され、円周方向で隣接するインシュレータラバー90,90同士が凹凸部98a,98bで密着して強固に係合されるようになっているため、隣接するインシュレータラバー90,90のつなぎ目部分からのオイルの漏出を防止することができる。したがって、ステータ14とロータ15の間のエアギャップGへのオイルの流出を防止することができるとともに、ステータコイル91の巻方向に沿ってステータ14の軸方向の他端側から一端側に流れるオイルの流量を増大させ、ステータコイル91に対する冷却性能を向上させることができる。
Furthermore, in this
また、この実施形態の電動機2の場合、ステータホルダ93が径方向内側に屈曲した環状端部壁93bで、ハウジング11の周壁から径方向内側に延出するセンサ支持壁61に結合されているため、ステータホルダ93の取付部を径方向外側に屈曲させてハウジング11に結合する場合に比較して、電動機2全体の外径を小さくすることができる。したがって、この電動機2を用いた場合には、車両の最低地上高を高めるうえで有利となる。
Further, in the case of the
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various design change is possible in the range which does not deviate from the summary.
2…電動機
11…ハウジング
14…ステータ
15…ロータ
20…レゾルバ(回転センサ)
61…センサ支持壁
88…コアブロック
89…コイル収容スロット
90…インシュレータラバー(弾性絶縁部材)
91…ステータコイル
93…ステータホルダ
93b…環状端部壁
97…環状内周壁
97a…傾斜面
98a,98b…凹凸部
99…貯留室
2 ...
61 ...
91 ...
Claims (4)
軸方向に沿うコイル収容スロットを有する断面略扇状の複数のコアブロックと、
この各コアブロックの前記コイル収容スロットを含む周域に被着される弾性絶縁部材と、
この弾性絶縁部材を介して前記各コアブロックのコイル収容スロットを含む周域に巻回されるステータコイルと、
を備え、
前記弾性絶縁部材を介してステータコイルが巻回された前記複数のコアブロックを、円環状に配置して、略円筒状のステータホルダの内周に圧入するとともに、そのステータホルダをハウジングに固定し、
前記ステータを冷却液によって冷却する電動機の冷却構造であって、
前記ステータホルダの軸方向の端部に、前記コアブロックとステータコイルの軸方向の端部を覆う環状端部壁を延設し、
前記コアブロックに被着される複数の弾性絶縁部材の径方向内側の側縁部を隣接するもの同士で接触接続させるとともに前記環状端部壁と同側の軸方向の端部を延出させて環状内周壁を形成し、
この環状内周壁を前記ステータホルダの環状端部壁に嵌合し、前記環状内周壁と環状端部壁によって冷却液を貯留する貯留室を形成したことを特徴とする電動機の冷却構造。 A stator arranged facing the outer periphery of the rotor,
A plurality of core blocks having a substantially sectoral cross section having a coil receiving slot along the axial direction;
An elastic insulating member attached to a peripheral region including the coil accommodation slot of each core block;
A stator coil wound around a peripheral region including a coil housing slot of each core block via the elastic insulating member;
With
The plurality of core blocks around which the stator coil is wound via the elastic insulating member are arranged in an annular shape and press-fitted into the inner periphery of the substantially cylindrical stator holder, and the stator holder is fixed to the housing. ,
An electric motor cooling structure for cooling the stator with a cooling liquid,
An annular end wall covering the axial end of the core block and the stator coil is extended to the axial end of the stator holder,
The side edges on the radially inner side of the plurality of elastic insulating members attached to the core block are connected in contact with each other, and the axial end on the same side as the annular end wall is extended. Forming an annular inner peripheral wall,
A cooling structure for an electric motor, wherein the annular inner peripheral wall is fitted into an annular end wall of the stator holder, and a storage chamber for storing a coolant is formed by the annular inner peripheral wall and the annular end wall.
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