JP2016046913A - モータ - Google Patents
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Abstract
Description
図1から図4は、本実施形態のモータ10を示す図である。図1は、斜視図である。図2は、平面図である。図3は、図2におけるIII−III断面図である。図4は、図2におけるIV−IV断面図である。図2においては、制御装置40の図示を省略している。図3においては、制御装置40の制御装置カバー40aの図示を省略している。
なお、本明細書の図において、冷却流路内の矢印は、冷却流路内を流れる冷却媒体Mの主となる流れ方向を示している。
図3に示すように、回転軸31は、中心軸Jを中心とする。すなわち、回転軸31は、中心軸方向(Y軸方向)に延びる。回転軸31のフロント側(+Y側)の端部は、後述する出力軸孔26を介して、ブラケット20から突出する。回転軸31は、フロントベアリング61とリアベアリング62とによって軸回り(θY方向・−θY方向)に回転可能に支持される。
ステータ32は、ロータ30の径方向外側に位置する。ステータ32は、ロータ30を軸回り(θY方向)に囲んでいる。図3及び図4に示すように、ステータ32は、コアバック部33と、ティース部34と、コイル35と、を有する。
コイル35は、各ティース部34に設けられる。
フロントベアリング61は、後述するブラケット本体部21のフロントベアリング保持孔部23に保持される。フロントベアリング61は、ロータ30のフロント側(+Y側)に設けられる。
フロントベアリング61とリアベアリング62とは、回転軸31を回転可能に支持する。
図3に示すように、制御装置40は、ブラケット20、より詳細には、後述するブラケット本体部21の鉛直方向上側(+Z側)に取り付けられる。制御装置40は、電源(図示省略)からステータ32に供給される電力を調整し、ロータ30の回転を制御する。制御装置40は、インバータ部41と、コンデンサ部42と、を有する。
図示は省略するが、インバータ部41は、例えば、3つのインバータ素子で構成される。インバータ素子は、例えば、SiC(炭化ケイ素)インバータ素子である。なお、インバータ素子として、GaN(窒化ガリウム)インバータ素子、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、またはMOS−FET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)などが用いられてもよく、特に限定されるものではない。
ブラケット20は、ロータ30とステータ32とを収容する。図3及び図4に示すように、ブラケット20は、ブラケット本体部21と、ステータフレーム部22と、仕切部22aと、蓋部25と、を有する。
図3に示すように、ブラケット本体部21は、有底略円筒状である。ブラケット本体部21は、中心軸方向(Y軸方向)に延びる筒部21aと、筒部21aのフロント側(+Y側)に設けられる底部21bと、を有する。
本実施形態において筒部21aの内側面は、例えば、中心軸方向に延びる円筒状の内周面21dである。
フロントベアリング保持孔部23と出力軸孔26とは連通し、フロントベアリング保持孔部23と出力軸孔26とによって底部21bを中心軸方向(Y軸方向)に貫通する貫通孔が構成される。
冷却流路50は、制御装置冷却流路51と、ステータ冷却流路52と、連絡流路53と、を含む。
冷却媒体Mとしては、モータ10を冷却できる範囲において特に限定されず、例えば、水を選択できる。
図4に示すように、本実施形態において流出口55は、ステータ冷却流路52に接続される。流出口55には、流出側コネクタ55aが挿入される。
図2に示すように、制御装置冷却流路51は、ブラケット本体部21の鉛直方向上側(+Z側)の上面21eに設けられる。すなわち、図3に示すように、制御装置冷却流路51は、ブラケット本体部21と制御装置40との間に設けられる。制御装置冷却流路51は、インバータ冷却流路51aと、接続部51bと、コンデンサ冷却流路51cと、を含む。
インバータ冷却流路突出部56a及びコンデンサ冷却流路突出部56bの底面58は、制御装置40からブラケット20に向かう向き(−Z向き)に視て、回転軸31と重なる部分を含む領域に設けられる。
図4に示すように、コンデンサ冷却流路突出部56bは、底面58から鉛直方向上側(+Z側)に突出する。コンデンサ冷却流路突出部56bの断面形状は、特に限定されず、本実施形態においては、例えば、台形状である。インバータ冷却流路突出部56aについても同様である。
連絡流路53は、制御装置冷却流路51とステータ冷却流路52とを連結する。本実施形態において連絡流路53は、例えば、鉛直方向(Z軸方向)に延びる。連絡流路53の鉛直方向上側(+Z側)の端部は、制御装置冷却流路51のコンデンサ冷却流路51cの+X側の端部に接続される。連絡流路53の鉛直方向下側(−Z側)の端部は、ステータ冷却流路52と接続される。
ステータ冷却流路52は、ブラケット本体部21とステータフレーム部22との間に設けられる。ステータ冷却流路52は、ブラケット本体部21における筒部21aの内周面21dとステータフレーム部22の流路溝22bの内側面とによって形成される。ステータ冷却流路52は、ステータ32の回りに、一周に亘って設けられる。ステータ冷却流路52の一部は、仕切部22aによって仕切られる。
また、本明細書において、ステータ冷却流路から冷却媒体Mが流出する流出位置とは、ステータ冷却流路から流出した冷却媒体Mが再びステータ冷却流路に戻ることなしに、ウォータポンプに排出される位置である。
図3に示すように、制御装置冷却フィン45の少なくとも一部は、制御装置冷却流路51内に配置される。制御装置冷却フィン45は、コンデンサ冷却フィン44と、インバータ冷却フィン43と、を含む。
コンデンサ冷却フィン基部44aは、平板であり、ブラケット本体部21の上面21eに固定される。コンデンサ冷却フィン基部44aには、後述するインバータ冷却フィン部43bが挿入される貫通孔44cが設けられる。図示は省略するが、本実施形態において貫通孔44cは、例えば、X軸方向に並んで3つ設けられる。
インバータ冷却フィン基部43aは、平板状であり、コンデンサ冷却フィン基部44aの上面に固定される。
このようにして、冷却媒体Mはブラケット20の冷却流路50内を循環し、制御装置40及びステータ32を冷却する。
これに対して、本実施形態によれば、冷却流路50の構成によってモータ10の冷却効率を向上できるため、冷却システム全体のコストが増大することを抑制できる。
これに対して、本実施形態によれば、流入口54が制御装置冷却流路51に接続されるため、熱を回収する前の比較的温度の低い冷却媒体Mが制御装置冷却流路51に流入される。したがって、本実施形態によれば、制御装置40が冷却されやすい。
これに対して本実施形態によれば、制御装置冷却流路51において流入位置57cはインバータ冷却流路51aに設けられる。そのため、インバータ冷却流路51aには、コンデンサ部42の熱を回収する前の比較的温度の低い冷却媒体Mが流入される。したがって、本実施形態によれば、インバータ部41を冷却しやすい。
また、本実施形態においては、仕切部22aは設けられなくてもよい。
また、本実施形態においては、ステータ冷却流路52は、ステータ32の周方向の一部に設けられる構成であってもよい。
また、本実施形態においては、インバータ冷却流路51aとコンデンサ冷却流路51cとは、平行でなくてもよい。
また、本実施形態においては、制御装置冷却フィン45は設けられなくてもよい。
また、本実施形態においては、ステータ32のコアバック部33の形状は、多角筒状であってもよい。
なお、以下の説明において、上記説明と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により、説明を省略する場合がある。
図5に示すように、モータ110は、ブラケット120を備える。ブラケット120は、ブラケット本体部121を有する。
ブラケット本体部121は、上記説明したブラケット本体部21に対して、連絡流路53に近い側(+X側)の側面121cに、複数の連絡流路冷却フィン53aが設けられる点において異なる。
ブラケット120及びブラケット本体部121のその他の構成は、図1から図4において示したブラケット20及びブラケット本体部21の構成と同様である。
図6(A),(B)は、本実施形態の他の一例であるモータ210を示す図である。図6(A)は、図6(B)におけるVIA−VIA断面図である。図6(B)は、底面図である。図6(B)においては、制御装置40の図示を省略している。
なお、上記説明と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
この構成においては、冷却流路50内における冷却媒体Mの流れが、モータ10と逆向きとなる。
第2実施形態は、第1実施形態に対して、ステータ冷却流路における冷却媒体Mが流入出する位置が異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
ステータフレーム部322は、仕切部22aが設けられていない点を除いて、第1実施形態のステータフレーム部22と同様の構成である。
冷却流路350は、制御装置冷却流路351と、ステータ冷却流路352と、連絡流路353と、を含む。
接続部351dは、中心軸方向(Y軸方向)に延び、コンデンサ冷却流路51cと接続流路351eとを接続する。
接続流路351eの中心軸方向(Y軸方向)の寸法、すなわち、幅W3は、インバータ冷却流路51aの幅W1及びコンデンサ冷却流路51cの幅W2よりも小さい。
ステータ冷却流路352は、冷却媒体Mが流入出する位置が異なる点、及び仕切部22aによって仕切られていない点を除いて、図4に示す第1実施形態のステータ冷却流路52と同様の構成である。
図8(A),(B)は、本実施形態の他の一例であるモータ410を示す図である。図8(A)は、図8(B)におけるVIIIA−VIIIA断面図である。図8(B)は、底面図である。
なお、上記説明と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
この構成においては、冷却流路350内における冷却媒体Mの流れが、モータ310と逆向きとなる。
第3実施形態は、第1実施形態に対して、制御装置40の取付位置が異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
冷却流路550は、制御装置冷却流路551と、ステータ冷却流路552と、連絡流路と、を含む。
本実施形態において連絡流路は、上側連絡流路553aと、下側連絡流路553bと、を含む。
ステータ冷却流路552のその他の構成は、第2実施形態の図7(A)において示したステータ冷却流路52と同様の構成である。
上側連絡流路553aの+X側の端部は、制御装置冷却流路551の鉛直方向上側(+Z側)に接続される。下側連絡流路553bの+X側の端部は、制御装置冷却流路551の鉛直方向下側(−Z側)に接続される。
インバータ冷却流路551aとコンデンサ冷却流路551cとは、鉛直方向(Z軸方向)に延びて、並んで設けられる。すなわち、制御装置冷却流路551は、鉛直方向に延びる。
インバータ冷却流路551aの鉛直方向下側(−Z側)の端部と、コンデンサ冷却流路551cの鉛直方向下側の端部とは、共に下側連絡流路553bに接続される。
制御装置冷却流路551のその他の構成は、第1実施形態の図2において示した制御装置冷却流路51と同様の構成である。
Claims (14)
- 中心軸方向に延びる回転軸と、
前記回転軸が固定されるロータと、
前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
前記ロータと前記ステータとを収容するブラケットと、
前記ブラケットに取り付けられる制御装置と、
を備え、
前記ブラケットは、
筒状のブラケット本体部と、
前記ブラケット本体部の径方向内側において、前記ブラケット本体部と間隙を介して対向し、前記ステータの外側面を保持するステータフレーム部と、
を有し、
前記制御装置は、前記ブラケット本体部に取り付けられ、
前記ブラケットには、
冷却媒体が流れ得る冷却流路と、
前記冷却流路に接続された流入口及び流出口と、
が設けられ、
前記冷却流路は、
前記ブラケット本体部と前記制御装置との間に設けられた制御装置冷却流路と、
前記ブラケット本体部と前記ステータフレーム部との間に設けられたステータ冷却流路と、
前記制御装置冷却流路と前記ステータ冷却流路とを連結する連絡流路と、
を含むことを特徴とするモータ。 - 前記流出口は、前記流入口よりも鉛直方向下側に設けられる、請求項1に記載のモータ。
- 前記流入口は、前記制御装置冷却流路に接続される、請求項1または2に記載のモータ。
- 前記ステータ冷却流路は、前記ステータの回りに、一周に亘って設けられ、
前記ブラケットは、前記ステータフレーム部と前記ブラケット本体部との間に位置し前記中心軸方向に延びる仕切部を有し、
前記ステータ冷却流路が延びる方向において、前記仕切部の一方側の端部は、前記ステータ冷却流路に前記冷却媒体が流入する流入位置における、前記ステータ冷却流路から前記冷却媒体が流出する流出位置に近い側の端部と同じ位置に設けられ、
前記ステータ冷却流路が延びる方向において、前記仕切部の他方側の端部は、前記一方側の端部よりも前記流出位置に近い位置に設けられる、請求項1から3のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記ステータ冷却流路は、前記ステータの回りに、一周に亘って設けられ、
前記ステータ冷却流路に前記冷却媒体が流入する流入位置は、前記回転軸に対して、前記ステータ冷却流路から前記冷却媒体が流出する流出位置と逆側に設けられ、
前記流出位置は、前記流入位置の鉛直方向下側に設けられる、請求項1から3のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記制御装置は、前記ブラケットの鉛直方向上側に取り付けられる、請求項1から5のいずれか一項に記載のモータ。
- 前記制御装置は、前記ブラケットの鉛直方向下側に取り付けられる、請求項1から5のいずれか一項に記載のモータ。
- 前記連絡流路は、鉛直方向に延びる、請求項6または7に記載のモータ。
- 前記制御装置は、前記ブラケットの水平方向の一方側に取り付けられ、
前記制御装置冷却流路は、鉛直方向に延びる、請求項1から5のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記回転軸の前記中心軸方向の一方側の端部は、前記ブラケットから突出しており、
前記制御装置は、前記ブラケットの前記中心軸方向の他方側に設けられる、請求項1から9のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記連絡流路の少なくとも一部は、前記連絡流路に沿った方向に視た際に、前記ステータ冷却流路の径方向内側の面と重ならない位置に配置される、請求項1から10のいずれか一項に記載のモータ。
- 前記制御装置に取り付けられ、少なくとも一部が前記制御装置冷却流路内に配置される制御装置冷却フィンをさらに備え、
前記制御装置は、インバータ部と、コンデンサ部と、を有し、
前記制御装置冷却フィンは、前記インバータ部に取り付けられるインバータ冷却フィンと、前記コンデンサ部に取り付けられるコンデンサ冷却フィンと、を含む、請求項1から11のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記制御装置冷却流路は、前記インバータ冷却フィンが配置されるインバータ冷却流路と、前記コンデンサ冷却フィンが配置されるコンデンサ冷却流路と、を含み、
前記インバータ冷却流路と前記コンデンサ冷却流路とは、並んで設けられ、同じ側の端部同士が接続される、請求項12に記載のモータ。 - 前記制御装置冷却流路は、前記インバータ冷却フィンが配置されるインバータ冷却流路と、前記コンデンサ冷却フィンが配置されるコンデンサ冷却流路と、前記インバータ冷却流路と前記コンデンサ冷却流路とのうちの少なくとも一方と接続される接続流路と、を含む、請求項12または13に記載のモータ。
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