WO2021246411A1 - モータ - Google Patents

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WO2021246411A1
WO2021246411A1 PCT/JP2021/020887 JP2021020887W WO2021246411A1 WO 2021246411 A1 WO2021246411 A1 WO 2021246411A1 JP 2021020887 W JP2021020887 W JP 2021020887W WO 2021246411 A1 WO2021246411 A1 WO 2021246411A1
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WO
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groove
axial
stator core
refrigerant
circumferential
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PCT/JP2021/020887
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博信 坂本
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トヨタ自動車株式会社
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Publication date
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
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    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
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    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present disclosure relates to a motor cooled by a liquid refrigerant supplied from a shower pipe.
  • a cooling mechanism As one aspect of this cooling mechanism, a shower pipe is arranged above the stator of the motor, and a liquid refrigerant such as cooling oil is supplied from the shower pipe to the upper part of the outer peripheral surface of the stator core. In this motor, the refrigerant flows down to cool the stator coil.
  • a stator cuffer is installed on the end face of the stator core in the direction along the axis of the rotation axis of the motor (axis direction).
  • a plurality of ribs project outward from the end face of the stator cuffer in the axial direction in the radial direction of the stator cuffer.
  • the tip portion of each rib extends in the axial direction on the outer peripheral surface of the stator core. Therefore, the refrigerant flowing on the outer peripheral surface of the stator core is guided to the coil end of the stator coil by the ribs. This refrigerant satisfactorily cools the stator coil.
  • the object of the present disclosure is to improve the cooling performance when the supply of the refrigerant from the shower pipe is stopped.
  • the motor includes a rotating shaft, a rotor that rotates with the rotating shaft, a stator core arranged around the rotor, and a stator core having both end faces in the axial direction of the rotating shaft.
  • a motor including a stator coil provided on the inner peripheral portion of the stator core and a shower pipe provided above the stator core and supplying liquid refrigerant to the upper part of the outer peripheral surface of the stator core, the outer periphery of the stator core.
  • a circumferential groove and a plurality of axial grooves are provided on the upper part of the surface, the circumferential groove extends in the circumferential direction of the stator core, and the axial grooves are located at a plurality of locations separated from each other in the circumferential direction.
  • Each of the axial grooves opens at the both end faces of the stator core, and each of the axial grooves has both ends in the axial direction. The groove width at both ends becomes narrower as the distance from the circumferential groove increases.
  • the motor includes a rotating shaft, a rotor that rotates with the rotating shaft, a stator core arranged around the rotor, and a stator coil provided on the inner peripheral portion of the stator core.
  • a motor including a shower pipe provided above the stator core and supplying a liquid refrigerant to the upper part of the outer peripheral surface of the stator core, the stator core is first on both sides in the axial direction of the rotating shaft. It has an end face and a second end face, and an axial groove through which the refrigerant flows is provided in the upper part of the outer peripheral surface of the stator core, and the axial groove has a downstream end in the flow direction of the refrigerant. The downstream end is open at at least one of the first end face and the second end face, the axial groove having a portion thereof having a smaller cross-sectional area than the other part of the axial groove. Includes area portion.
  • FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a motor, and is a schematic side view of a stator and a cooling mechanism.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the stator and the cooling mechanism in one embodiment.
  • FIG. 3A is a partial side view showing an axial groove and a peripheral portion thereof in one embodiment.
  • FIG. 3B is a partial side view showing the axial groove and the peripheral portion thereof in the comparative example.
  • FIG. 4 is a partial side view showing the axial groove of the modified example and the peripheral portion thereof.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a modified example in which the depth of the end portion of the axial groove becomes shallower as the distance from the circumferential groove increases.
  • the motor 10 includes a rotor 12 and a stator 13.
  • a rotary shaft 11 is rotatably supported in a casing (not shown) of the motor 10, and the rotor 12 is rotatably attached to the rotary shaft 11.
  • the rotor 12 is configured by embedding a plurality of permanent magnets in a rotor core formed by laminating a plurality of substantially annular plates.
  • the plate body in the rotor core is formed into a substantially annular plate shape by punching an electromagnetic steel plate which is a magnetic material such as iron.
  • the stator 13 includes a stator core 14 and a stator coil 15 provided on the inner peripheral portion of the stator core 14.
  • the stator core 14 has a cylindrical shape and is arranged around the rotor 12.
  • the stator core 14 is formed by punching a plurality of electrical steel sheets into a predetermined shape and laminating them.
  • the stator core 14 has a plurality of grooves (slots 16) having a narrow groove width. Each slot 16 extends radially outward from the inner peripheral surface of the stator core 14. Further, the adjacent slots 16 are separated from each other in the circumferential direction of the stator core 14. Each slot 16 extends in a direction along the axis L1 of the rotating shaft 11 (hereinafter referred to as "axis direction").
  • a conductor (not shown) is wound around the slot 16 to form one or more stator coils 15.
  • the conducting wire various conductors such as a flat wire, a round wire, and a stranded wire can be used.
  • the stator coil 15 may be formed by sequentially winding a long conducting wire around a slot 16, or may be formed by connecting short conducting wires (segment coils).
  • FIG. 2 shows a state in which the motor 10 is viewed from above.
  • the stator core 14 has a first end face 14A and a second end face 14B on both sides in the axial direction.
  • stator coil 15 protrudes from the first end surface 14A and the second end surface 14B of the stator core 14, respectively.
  • the protruding portions of the stator coils 15 form coil ends 15a on both sides of the stator coil 15 in the axial direction.
  • Protrusions 17 and 18 having bolt holes 19 are formed on the outer peripheral surface 14b of the stator core 14 at a plurality of locations (three locations in the present embodiment) separated from each other in the circumferential direction. These protrusions 17 and 18 are formed in the process of punching out an electromagnetic steel sheet, and are used as mounting portions when the motor 10 is mounted on a vehicle.
  • One of the three protrusions 17 and 18 is formed below the rotation shaft 11. Further, the remaining two protrusions 17 are formed at both ends of the upper half of the stator core 14 in the circumferential direction of the stator core 14.
  • a pedestal portion 21 extending in the axial direction is formed on the upper portion of each of the two protrusions 17.
  • the upper surface 21a of each pedestal portion 21 is formed flat. In this embodiment, each upper surface 21a is formed horizontally.
  • the stator core 14 may be formed of a powder magnetic material obtained by compression molding magnetic powder with a molding die. Further, the stator core 14 may be formed, for example, by combining a plurality of divided core pieces divided in the circumferential direction.
  • the motor 10 is mounted on the vehicle so that the rotating shaft 11 is horizontal or substantially horizontal.
  • the motor 10 includes a cooling mechanism 25 that circulates the liquid refrigerant R1 to cool each part of the motor 10 including the stator coil 15 and the stator core 14.
  • the liquid refrigerant R1 for example, cooling oil can be used.
  • the cooling mechanism 25 includes a shower pipe 26 that supplies the refrigerant R1 to the upper part of the outer peripheral surface 14b of the stator core 14.
  • the shower pipe 26 is arranged above the top of the outer peripheral surface 14b in a state of extending in the axial direction, and is attached to the casing of the motor 10.
  • the shower pipe 26 is arranged parallel to the axis L1 of the rotating shaft 11, but may be arranged in an inclined state with respect to the coaxial line L1.
  • a pump (both not shown) is connected to the shower pipe 26 via a refrigerant supply path, and the refrigerant R1 sucked up by the pump is supplied to the shower pipe 26 via the refrigerant supply path.
  • the shower pipe 26 has an ejection hole (not shown) for ejecting the refrigerant R1 downward or diagonally downward.
  • the cooling mechanism 25 further includes a refrigerant passage 30 through which the refrigerant R1 flows.
  • the refrigerant passage 30 includes one circumferential groove 31, a plurality of axial grooves 32, a pair of extended peripheral grooves 41, and a pair of extended axial grooves 42.
  • the circumferential groove 31 is an upper portion of the outer peripheral surface 14b of the stator core 14 and is formed at the central portion in the axial direction, but may be formed at a portion deviated from the central portion in the axial direction.
  • the circumferential groove 31 is the upper part of the stator core 14 and extends in the circumferential direction along the outer peripheral surface 14b.
  • the axial groove 32 is provided on the upper part of the outer peripheral surface 14b of the stator core 14.
  • Each axial groove 32 includes a first groove portion 32A and a second groove portion 32B.
  • the downstream end of the first groove 32A in the flow direction of the refrigerant R1 is open at the first end surface 14A.
  • the first groove portion 32A extends from the downstream end toward the second end surface 14B, and is connected to the circumferential groove 31 at the upstream end in the flow direction.
  • the downstream end of the first groove 32A is the first downstream end, and the upstream end of the first groove 32A is the first upstream end.
  • the downstream end of the second groove 32B in the flow direction of the refrigerant R1 is open at the second end surface 14B.
  • the second groove portion 32B extends from the downstream end toward the first end surface 14A, and is connected to the circumferential groove 31 at the upstream end in the flow direction.
  • the downstream end of the second groove 32B is the second downstream end, and the upstream end of the second groove 32B is the second upstream end.
  • the axial grooves 32 including the first groove portion 32A and the second groove portion 32B are provided at a plurality of locations (three locations in the present embodiment) separated from each other in the circumferential direction of the outer peripheral surface 14b. ..
  • Each axial groove 32 extends in a direction intersecting the circumferential groove 31.
  • each axial groove 32 extends in a direction (axial direction) orthogonal to the circumferential groove 31 and is in a parallel relationship with each other.
  • each axial groove 32 includes a bottom wall portion 34 and a pair of facing wall portions 35 that face each other in the circumferential direction of the stator core 14 and extend in the axial direction.
  • Each axial groove 32 is formed so that the groove width W1 is wider than the depth D1.
  • the boundary portion 36 between the bottom wall portion 34 and each facing wall portion 35 is curved, but may be angular.
  • one of the plurality of axial grooves 32 is located at the top of the stator core 14.
  • the remaining two axial grooves 32 are located lower than the axial groove 32 at the top.
  • a small cross-sectional area portion X having a cross-sectional area smaller than that of other parts of the axial groove 32 is provided in a part of each axial groove 32.
  • the small cross-sectional area portion X is provided at the downstream end portion 32a of each axial groove 32.
  • the groove width W1 is narrower than the other portions of the axial groove 32.
  • the groove width W1 is gradually narrowed as it goes away from the circumferential groove 31 and, in other words, as it approaches the downstream end.
  • the downstream end 32a of each axial groove 32 is a region including the downstream end of each axial groove 32.
  • the end portion 32a is also referred to as an end region.
  • each axial groove 32 are inclined with respect to the axial line L1 at the end portion 32a so as to approach each other as the distance from the circumferential groove 31 increases.
  • Both facing wall portions 35 are inclined in opposite directions with respect to the axis L1, but the angles (absolute values) of being inclined with respect to the coaxial line L1 are the same.
  • the depth D1 (see FIG. 3A) of each axial groove 32 is any point in the axial direction, that is, a portion between both end portions 32a even if it is an end portion 32a (hereinafter referred to as “intermediate portion 32b”). But they are the same.
  • the pair of extended circumferential grooves 41 extend from both ends of the circumferential groove 31 in the circumferential direction of the stator core 14 to the upper surface 21a of the nearest pedestal portion 21.
  • Each expansion axial groove 42 is formed on the flat upper surface 21a of the pedestal portion 21.
  • Each expansion axial groove 42 extends in a direction intersecting the expansion circumferential groove 41, in the present embodiment, in a direction orthogonal to the expansion circumferential groove 41, and is connected to the expansion circumferential groove 41.
  • Each expansion axial groove 42 is opened at both end faces 21b of the pedestal portion 21 in the axial direction.
  • Each extended axial groove 42 includes a bottom wall portion 44 and a pair of facing wall portions 45 that face each other in the circumferential direction and extend in the axial direction.
  • each extended axial groove 42 has a cross-sectional shape in which the groove width is wider than the depth, but even if the extended axial groove 42 has a cross-sectional shape different from that of the axial groove 32. good.
  • each extended axial groove 42 At both ends 42a in the axial direction of each extended axial groove 42, the groove width W2 gradually widens as the distance from the extended circumferential groove 41 increases in the axial direction. Therefore, the both facing wall portions 45 in each expansion axial groove 42 are inclined with respect to the axis L1 at the end portion 42a so as to move away from the expansion circumferential groove 41 in the axial direction. Both facing wall portions 45 are inclined in opposite directions with respect to the axis L1, but the angles (absolute values) of being inclined with respect to the coaxial line L1 are the same.
  • each extended axial groove 42 is the same as that of the axial groove 32, at any point in the axial direction, that is, even if the end portion 42a is a portion between both end portions 42a (hereinafter referred to as “intermediate portion 42b”). ) Is the same.
  • the motor 10 of this embodiment is configured as described above. Next, the operation of this embodiment will be described. In addition, the effects caused by the action will also be described.
  • the vehicle on which the motor 10 is mounted travels by generating a magnetic field by passing an electric current through the stator coil 15 to rotate the rotor 12 and transmitting the rotational torque to the drive system of the vehicle. Therefore, Joule heat is generated by the current flowing through the stator coil 15, and the stator coil 15 generates heat. The heat of the stator coil 15 is transferred to the stator core 14, and the temperature of the entire motor 10 including the stator 13 rises.
  • the refrigerant R1 made of cooling oil is stored in the lower part of the casing in which the motor 10 is housed.
  • the refrigerant R1 is pumped up and sent to the shower pipe 26 via the refrigerant supply path. Then, the refrigerant R1 is ejected downward or diagonally downward from the ejection hole of the shower pipe 26. A part of the ejected refrigerant R1 directly enters each axial groove 32. Further, the other part of the refrigerant R1 flows toward a low place side along the outer peripheral surface 14b and enters each axial groove 32. Further, the other part of the refrigerant R1 enters the circumferential groove 31. The refrigerant R1 flows toward a low place along the circumferential groove 31. At this time, the circumferential groove 31 and the axial groove 32 function as a guide path for the refrigerant R1.
  • each axial groove 32 is as narrow as the depth D1
  • the refrigerant R1 ejected from the shower pipe 26 is directly in the axial direction.
  • the amount that enters the groove 32 is small.
  • the axial groove 32 is formed so that the groove width W1 is wider than the depth D1. Therefore, the amount of the refrigerant R1 that directly enters the axial groove 32 can be made larger than that in FIG. 3B.
  • the groove width W1 of the axial groove 32 is excessively widened, the flow velocity of the refrigerant R1 decreases. Therefore, it is important to set the groove width W1 so that the ease of entry of the refrigerant R1 and the securing of the flow velocity are compatible.
  • the boundary portion 36 between the bottom wall portion 34 and the facing wall portion 35 is angular in each axial groove 32, the refrigerant R1 will stagnate in that portion and foreign matter or the like is likely to accumulate. There is a concern that the old refrigerant R1 is likely to remain.
  • the boundary portion 36 is curved in each axial groove 32. Therefore, foreign matter is less likely to accumulate on the boundary portion 36, and the old refrigerant R1 is less likely to remain.
  • the depth D1 of the axial groove 32 is excessively deep, a large amount of the refrigerant R1 must be ejected from the shower pipe 26. Further, it becomes difficult to secure a necessary distance between the axial groove 32 and the stator coil 15.
  • the depth D1 of each axial groove 32 is shallower than the groove width W1. Therefore, the amount of the refrigerant R1 ejected can be small, and the distance between the axial groove 32 and the stator coil 15 can be easily secured.
  • a part of the refrigerant R1 flowing through the circumferential groove 31 flows into the axial groove 32.
  • the refrigerant R1 flows toward both end portions 32a in the axial direction.
  • the refrigerant R1 supplied to the axial groove 32 also flows toward both end portions 32a without flowing through the circumferential groove 31.
  • the stator core 14 is cooled by these refrigerants R1.
  • the groove width W1 at both end portions 32a is narrower than the groove width W1 at the intermediate portion 32b, but when the expression is changed as the distance from the circumferential groove 31 increases, the groove width W1 gradually approaches the downstream end. It is getting narrower. Therefore, the refrigerant R1 is less likely to stagnate and flows smoothly at both of the boundary portions, as compared with the case where the groove width W1 sharply decreases at the boundary portion between the end portion 32a and the intermediate portion 32b.
  • the refrigerant R1 that has passed through both end faces 32a flows out from the opening portion of the axial groove 32 in the first end face 14A and the second end face 14B, and cools the stator coil 15 including the coil end 15a.
  • the refrigerant R1 flows down from the end portions 32a of the axial grooves 32 provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the stator core 14. Therefore, the refrigerant R1 spreads over a wide area of the stator 13 in the circumferential direction, and the stator 13 and the entire motor 10 are evenly cooled by the refrigerant R1.
  • both the first groove portion 32A and the second groove portion 32B are orthogonal to the circumferential groove 31. Therefore, both coil ends 15a can be uniformly cooled by allowing the refrigerant R1 to flow down from the downstream ends of the first groove portion 32A and the second groove portion 32B.
  • the refrigerant R1 that has flowed down the coil end 15a or the like is stored in the lower part of the casing.
  • the refrigerant R1 is pumped up and sent to the shower pipe 26 again via the refrigerant supply path. In this way, the refrigerant R1 is circulated.
  • each axial groove 32 Since the groove width W1 at both ends 32a of each axial groove 32 becomes narrower as it gets closer to the downstream end in a different expression as it goes away from the circumferential groove 31, the both ends 32a are the resistance of the flow of the refrigerant R1. Will be.
  • the refrigerant R1 is more likely to accumulate in the refrigerant passage 30 than in the case where the groove width W1 is constant at any position of the axial groove 32 in the axial direction. Therefore, even if the supply of the refrigerant R1 is stopped from the shower pipe 26 due to the vehicle stop or the like, the refrigerant R1 accumulated in the refrigerant passage 30 can continue to flow down as described above.
  • the stator coil 15, the stator core 14, and the motor 10 can be sufficiently cooled to improve the cooling performance.
  • the supply amount of the refrigerant R1 increases as the distance from the shower pipe 26 in the circumferential direction of the stator core 14 increases. Is reduced. In particular, it is difficult to supply a sufficient amount of the refrigerant R1 to both ends of the stator 13 in the circumferential direction.
  • the pedestal portions 21 extending in the axial direction are provided at both ends of the stator core 14 in the circumferential direction, and the upper surface 21a thereof is formed flat.
  • An expansion axial groove 42 is formed on the upper surface 21a of each pedestal portion 21, and each expansion axial groove 42 and the circumferential groove 31 are connected by the expansion circumferential groove 41. Therefore, the refrigerant R1 that has flowed to the pedestal portion 21 along the circumferential groove 31 and the extended circumferential groove 41 and the refrigerant R1 that has hit the rotating rotary shaft 11 and has scattered and reached the pedestal portion 21 are received by the upper surface 21a. And enters the extended axial groove 42.
  • the refrigerant R1 flows toward both ends 42a in the axial direction.
  • the refrigerant R1 cools the stator core 14.
  • the refrigerant R1 that has passed through both end portions 42a flows out of the opening portion of the expansion axial groove 42 in the end surface 21b of the pedestal portion 21 and flows down to cool the stator coil 15 including the coil end 15a.
  • the groove width W2 at both end portions 42a is wider than the groove width W2 at the intermediate portion 42b. Therefore, the refrigerant R1 easily flows in the expansion axial groove 42 toward both end portions 42a.
  • the groove width W2 of both end portions 42a gradually widens as the distance from the expansion circumferential groove 41 increases. Therefore, the refrigerant R1 is less likely to stagnate at both of the boundary portions and easily flows smoothly, as compared with the case where the groove width W2 sharply increases at the boundary portion between the end portion 42a and the intermediate portion 42b.
  • the refrigerant R1 is recovered and flowed down to the coil end 15a to cool the both ends of the stator 13. can do.
  • the motor 10 can be cooled over a wider area to improve the cooling performance.
  • each pedestal portion 21 may be inclined so as to become higher as the distance from the extended circumferential groove 41 increases.
  • a weir may be provided in place of the pedestal portion 21, the extended circumferential groove 41, and the extended axial groove 42.
  • the weir is composed of ridges that project outward in the radial direction from the outer peripheral surface 14b of the stator core 14 and extend in the axial direction.
  • the refrigerant R1 can be recovered at the end portion of the stator core 14 in the circumferential direction. Further, the weir can guide the refrigerant R1 recovered as described above to both ends of the stator core 14 in the axial direction and allow the refrigerant R1 to flow down from both ends thereof to cool the stator coil 15.
  • the shower pipe 26 may be arranged at a position offset in the circumferential direction from the top of the stator core 14.
  • the axial groove 32 may be provided at a position different from that of the embodiment in the circumferential direction.
  • the plurality of axial grooves 32 may be provided at equal intervals in the circumferential direction, or may be provided at different intervals.
  • the cross-sectional area of the axial groove 32 may be different among the plurality of axial grooves 32.
  • the cross-sectional area in this case refers to at least one of the cross-sectional area of the intermediate portion 32b and the cross-sectional area of the end portion 32a.
  • the groove width W1 of the axial groove 32 may be different among the plurality of axial grooves 32.
  • the groove width W1 may be narrowed in the axial groove 32 close to the shower pipe 26, such as directly under the shower pipe 26, and the groove width W1 may be widened in the axial groove 32 far from the shower pipe 26. ..
  • the groove width W1 may be wider than that of the axial groove 32 far from the portion having a large amount of heat generation. In this case, it is possible to efficiently cool the location where the amount of heat generated is large by allowing more refrigerant R1 to flow down than at other locations.
  • a place where a large amount of heat is generated for example, a place where the stator coil 15 is connected to other parts can be mentioned.
  • each axial groove 32 may be composed of a plurality of (two in FIG. 4) grooves 47 having a narrow groove width. Even in this way, the same actions and effects as those of the above embodiment can be obtained.
  • the groove width W1 of the coaxial groove 32 is narrower than that of other parts of the axial groove 32, but the depth of the coaxial groove 32 is deeper than that of other parts of the axial groove 32. D1 may be shallow.
  • the small cross-sectional area portion X may be provided at the downstream end portion 32a of each axial groove 32 in the flow direction of the refrigerant R1.
  • the bottom wall portion 34 is inclined so as to move away from the axis L1 as it goes away from the circumferential groove 31, that is, as it approaches the downstream end.
  • the end portion 32a of the axial groove 32 serves as a resistance to the flow of the refrigerant R1, and the refrigerant R1 is contained in the axial groove 32 and the circumferential groove 31. It becomes easy to collect. Therefore, even if the supply of the refrigerant R1 is stopped from the shower pipe 26, the motor 10 can be cooled by the accumulated refrigerant R1 as described above, and the cooling performance can be improved.
  • the refrigerant R1 can be distributed to the refrigerant passage 30 at an early stage, and a cooling effect can be expected in this respect as well.
  • the new refrigerant R1 when the new refrigerant R1 is supplied from the shower pipe 26 next time, at the end 32a of the axial groove 32 immediately after the start of supply, the new refrigerant R1 is transferred to the end 32a due to the surface tension of the remaining refrigerant R1. It becomes difficult to flow to the side that gets over. By that amount, the refrigerant R1 easily flows to other parts of the refrigerant passage 30. As a result, the storage capacity of the refrigerant R1 in the refrigerant passage 30 is further increased.
  • the remaining refrigerant R1 as described above is subsequently pushed out from the refrigerant passage 30 by the new refrigerant R1 supplied from the shower pipe 26. Therefore, the old refrigerant R1 does not continue to remain in the refrigerant passage 30, and is replaced with the new refrigerant R1.
  • the groove width W1 becomes narrower as the distance from the circumferential groove 31 increases, and as shown in FIG. 5, the depth D1 is from the circumferential groove 31. It may be gradually shallowed as it goes away.
  • the degree to which the end portion 32a of the axial groove 32 becomes a resistance to the flow of the refrigerant R1 is strengthened as compared with the case where only one of the groove width W1 and the depth D1 is reduced. Compared with the case where one of the depth D1 and the groove width W1 of the end portion 32a is constant in the axial direction, the refrigerant R1 is more likely to accumulate in the refrigerant passage 30.
  • the temperature of the refrigerant R1 is less likely to rise than the metal components of the motor 10. Therefore, the entire refrigerant passage 30 can be easily cooled only by circulating a small amount of the refrigerant R1.
  • the temperature of the stator coil 15 rises first, and then the temperature of the stator core 14 rises.
  • the refrigerant R1 even if the supply amount of the refrigerant R1 from the shower pipe 26 is small, the refrigerant R1 overflows from the axial groove 32 and flows down to the coil end 15a. Moreover, the temperature of the refrigerant R1 accumulated in the axial groove 32 is not so high. Therefore, a sufficient cooling effect can be obtained only by supplying a small amount of the refrigerant R1 and circulating it.
  • the number of axial grooves 32 in the circumferential direction of the stator core 14 may be changed to a number different from that of the above embodiment.
  • the angle (absolute value) formed by one facing wall portion 35 with respect to the axis L1 and the angle formed by the other facing wall portion 35 with respect to the axis L1 (absolute value). It may be different.
  • one facing wall portion 35 may be parallel to the axis L1 and the other facing wall portion 35 may be inclined with respect to the axis L1.
  • the groove width W1 is gradually narrowed as the distance from the circumferential groove 31 increases, and the same operations and effects as those of the above embodiment can be obtained.
  • the entire axial groove 32 in the above embodiment that is, the first groove portion 32A and the second groove portion 32B arranged on the same line intersect with the circumferential groove 31 at an angle different from orthogonal to the circumferential groove 31. May be good.
  • the first groove portion 32A and the second groove portion 32B in each axial groove portion 32 do not have to be arranged on the same straight line.
  • the second groove portion 32B may be inclined with respect to the axis L1 so as to approach the shower pipe 26 as it approaches the upstream end.
  • the first groove portion 32A and the second groove portion 32B may extend so as to descend from the upstream end connected to the circumferential groove 31 toward the downstream end. In this way, the refrigerant R1 easily flows into the first groove portion 32A and the second groove portion 32B.
  • both coil ends 15a can be cooled evenly.
  • the first groove portion 32 in each axial direction groove 32 except the axial direction groove 32 located directly under the shower pipe 26 may be inclined with respect to the axis L1 so as to move away from the shower pipe 26 as it approaches the upstream end.
  • the first groove portion 32A and the second groove portion 32B may extend so as to rise from the upstream end connected to the circumferential groove 31 toward the downstream end. In this way, the refrigerant R1 is likely to be stored in the first groove portion 32A and the second groove portion 32B.
  • both coil ends 15a can be cooled evenly.
  • the first groove portion 32A and the second groove portion 32B may be separated from each other in the circumferential direction.
  • the small cross-sectional area portion X may be provided at a position different from the downstream end portion 32a of the axial groove 32.
  • the small cross-sectional area portion X may be formed so that the cross-sectional area becomes smaller stepwise toward the downstream side. -In the small cross-sectional area portion X, the cross-sectional area may be gradually changed as in the above embodiment and FIG. 5, but may be greatly changed at a specific place.
  • a plurality of combinations of the circumferential groove 31 and both extended circumferential grooves 41 may be provided in the axial direction.
  • the circumferential groove 31 may also be omitted.
  • the circumferential groove 31 may be orthogonal to the generatrix on the outer peripheral surface 14b of the stator core 14 as in the above embodiment, or may intersect diagonally.
  • the extended circumferential groove 41 may intersect the bus diagonally.
  • the extended axial groove 42 may be formed even when the protrusions 17 and 18 do not have the pedestal portion 21 at the upper portion. In this case, the expansion axial groove 42 is formed at a position above the bolt hole 19.
  • extended axial groove 42 may be formed even when the upper surface of the protrusions 17 and 18 and the portion above the bolt hole 19 is not flat, for example, curved. Extended axial grooves 42 may be provided at a plurality of locations on the upper surface 21a of each pedestal portion 21.
  • Each extended axial groove 42 may be composed of a plurality of grooves having a narrow groove width, as in the modified example of the axial groove 32 (see FIG. 4). Each extended axial groove 42 may intersect the extended circumferential groove 41 at an angle different from orthogonal to the groove 41.
  • the angle (absolute value) formed by one facing wall portion 45 with respect to the axis L1 and the angle formed by the other facing wall portion 45 with respect to the axis L1 (absolute value). May be different.
  • one facing wall portion 45 may be parallel to the axis L1 and the other facing wall portion 45 may be inclined with respect to the axis L1.
  • the groove width W2 is gradually widened as the distance from the extended circumferential groove 41 increases in the axial direction to obtain the same operation and effect as in the above embodiment. Can be done.
  • the facing wall portion 45 may be formed so that the groove width W2 becomes wider in a stepwise manner toward the downstream side.
  • the groove width W2 may be gradually changed as in the above embodiment and FIG. 5, but may be significantly changed at a specific location.
  • each end portion 42a in each extended axial groove 42 may be set to become shallower as the distance from the extended circumferential groove 41 increases. .. In this case, the ease of flow of the refrigerant R1 at each end portion 42a may be adjusted by adjusting both the groove width W2 and the depth.

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Abstract

モータ（１０）は、ロータ（１２）、ステータコア（１４）、ステータコイル（１５）及びシャワーパイプ（２６）を備える。ステータコア（１４）の外周面（１４ｂ）の上部には、同ステータコア（１４）の周方向に延びる周方向溝（３１）が設けられる。上記外周面（１４ｂ）の互いに周方向に離間した複数箇所には、周方向溝（３１）に対し交差する方向へ延びる複数の軸方向溝（３２）が設けられる。各軸方向溝（３２）は、回転軸（１１）の軸線方向におけるステータコア（１４）の両端面（１４Ａ，１４Ｂ）で開口する。各軸方向溝（３２）は、上記軸線方向において両端部（３２ａ）を有し、その両端部（３２ａ）の溝幅（Ｗ１）が、周方向溝（３１）から遠ざかるに従い狭くなる。

Description

モータ
　本開示は、シャワーパイプから供給される液体の冷媒により冷却されるモータに関する。
　ハイブリッド自動車、電気自動車等の電動車両に搭載されたモータは、使用時に高温になるため、冷却機構により冷却される。この冷却機構の一態様として、モータのステータの上方にシャワーパイプを配置し、このシャワーパイプから液体の冷媒、例えば冷却オイルを、ステータコアの外周面の上部に供給するものがある。このモータでは、冷媒が流下してステータコイルを冷却する。
　上記冷却機構を有するモータとして、例えば、特許文献１に記載されたものでは、モータの回転軸の軸線に沿う方向（軸線方向）におけるステータコアの端面にステータカフサが設置されている。ステータカフサの軸線方向における端面からは、複数のリブが同ステータカフサの径方向における外方へ向けて突出している。各リブの先端部分は、ステータコアの外周面上を軸線方向に延びている。そのため、ステータコアの外周面上を流れる冷媒は、上記リブによりステータコイルのコイルエンドへ導かれる。この冷媒により、ステータコイルが良好に冷却される。
特開２０１９－３００９８号公報
　ところが、特許文献１に記載された上記従来のモータでは、ステータコアの外周面上に供給された冷媒の全てが同外周面から流れ落ちる可能性がある。そのため、例えば、車両が停止される等してシャワーパイプからの冷媒の供給が停止された場合に、上記のように、冷媒の全てが外周面から流れ落ちると、冷却性能が低下する。
　本開示の課題は、シャワーパイプからの冷媒の供給が停止された場合の冷却性能の向上を図ることにある。
　本開示の一態様に係るモータは、回転軸と、前記回転軸とともに回転するロータと、前記ロータの周りに配置されたステータコアであって、前記回転軸の軸線方向において両端面を有するステータコアと、前記ステータコアの内周部に設けられたステータコイルと、前記ステータコアの上方に設けられ、液体の冷媒を前記ステータコアの外周面の上部に供給するシャワーパイプとを備えるモータであって、前記ステータコアの外周面の上部には、周方向溝と複数の軸方向溝とが設けられ、前記周方向溝は、前記ステータコアの周方向に延び、前記軸方向溝は、互いに前記周方向に離間した複数箇所において、前記周方向溝に対し交差する方向へ延び、前記軸方向溝の各々は、前記ステータコアの前記両端面で開口し、前記軸方向溝の各々は、前記軸線方向において両端部を有し、前記両端部の溝幅が、前記周方向溝から遠ざかるに従い狭くなる。
　また、本開示のもう一つの態様に係るモータは、回転軸と、前記回転軸とともに回転するロータと、前記ロータの周りに配置されたステータコアと、前記ステータコアの内周部に設けられたステータコイルと、前記ステータコアの上方に設けられ、液体の冷媒を前記ステータコアの外周面の上部に供給するシャワーパイプとを備えるモータであって、前記ステータコアは、前記回転軸の軸線方向における両側に第１の端面及び第２の端面を有し、前記ステータコアの外周面の上部には、前記冷媒の流れる軸方向溝が設けられ、前記軸方向溝は、前記冷媒の流れ方向における下流端を有し、前記下流端は、前記第１の端面及び前記第２の端面の少なくとも一方で開口し、前記軸方向溝は、その一部に、前記軸方向溝の他の箇所よりも小さな断面積を有する小断面積部分を含む。
図１は、モータの一実施形態を示す図であり、ステータ及び冷却機構の概略側面図。 図２は、一実施形態におけるステータ及び冷却機構の概略平面図。 図３Ａは、一実施形態における軸方向溝及びその周辺部分を示す部分側面図。 図３Ｂは、比較例における軸方向溝及びその周辺部分を示す部分側面図。 図４は、変形例の軸方向溝及びその周辺部分を示す部分側面図。 図５は、軸方向溝の端部の深さが周方向溝から遠ざかるに従い浅くなる変形例を示す部分断面図。
　以下、ハイブリッド自動車、電気自動車等の電動車両に搭載されるモータに具体化した一実施形態について、図１～図３Ｂを参照して説明する。
　図１に示すように、モータ１０は、ロータ１２及びステータ１３を備えている。モータ１０の図示しないケーシングには、回転軸１１が回転可能に支持されており、ロータ１２は、この回転軸１１に一体回転可能に取付けられている。ロータ１２は、略円環状の板体を複数積層してなるロータコアに複数の永久磁石を埋め込むことによって構成されている。ロータコアにおける上記板体は、鉄等の磁性材である電磁鋼板を打ち抜き加工することにより、略円環の板状に形成されている。
　ステータ１３は、ステータコア１４と、そのステータコア１４の内周部に設けられたステータコイル１５とを備えている。ステータコア１４は円筒形をなし、ロータ１２の周りに配置されている。ステータコア１４は、複数の電磁鋼板をそれぞれ所定の形状に打ち抜き、これらを積層することにより形成されている。
　ステータコア１４は、溝幅の狭い複数の溝（スロット１６）を有している。各スロット１６は、ステータコア１４の内周面から径方向における外方へ延びている。また、隣り合うスロット１６は、ステータコア１４の周方向に互いに離間している。各スロット１６は、回転軸１１の軸線Ｌ１に沿う方向（以下「軸線方向」という）に延びている。
　スロット１６には、図示しない導線が巻回されて、１つ以上のステータコイル１５が形成されている。導線としては、平角線、丸線、撚り線等、様々なものを用いることができる。また、ステータコイル１５は、長い導線を順次スロット１６に巻回して形成されてもよいし、短い導線（セグメントコイル）を繋ぎ合わせて形成されてもよい。
　図２は、モータ１０を上方から見た状態を示している。図１及び図２に示すように、ステータコア１４は、上記軸線方向における両側に第１の端面１４Ａ及び第２の端面１４Ｂを有している。
　ステータコア１４の第１の端面１４Ａ及び第２の端面１４Ｂからは、ステータコイル１５の一部がそれぞれ突出している。これらのステータコイル１５の突出部分により、上記軸線方向におけるステータコイル１５の両側にコイルエンド１５ａが形成されている。
　ステータコア１４の外周面１４ｂであって、上記周方向に互いに離間した複数箇所（本実施形態では３箇所）には、それぞれボルト孔１９を有する突起部１７，１８が形成されている。これらの突起部１７，１８は、電磁鋼板を打ち抜く過程で形成されたものであり、モータ１０を車両に取付ける際に、取付部分として用いられる。
　上記３つの突起部１７，１８のうちの１つの突起部１８は、回転軸１１の下方に形成されている。また、残りの２つの突起部１７は、ステータコア１４の上半部のうち、同ステータコア１４の周方向における両端部分に形成されている。
　上記２つの突起部１７のそれぞれの上部には、上記軸線方向に延びる台座部２１が形成されている。各台座部２１の上面２１ａは、平坦に形成されている。本実施形態では、各上面２１ａは水平に形成されている。
　なお、ステータコア１４は、磁性粉末を成形型で圧縮成形した圧粉磁性体によって形成されてもよい。また、ステータコア１４は、例えば上記周方向に分割された複数の分割コア片を組合わせることによって形成されてもよい。
　モータ１０は、回転軸１１が水平又は略水平になるように車両に搭載されている。モータ１０は、液体の冷媒Ｒ１を循環させて、ステータコイル１５及びステータコア１４をはじめとするモータ１０の各部を冷却する冷却機構２５を備えている。液体の冷媒Ｒ１としては、例えば、冷却オイルを用いることができる。
　冷却機構２５は、冷媒Ｒ１をステータコア１４の外周面１４ｂの上部に供給するシャワーパイプ２６を備えている。シャワーパイプ２６は、上記軸線方向に延びた状態で、上記外周面１４ｂの頂部の上方に配置されており、モータ１０の上記ケーシングに取付けられている。本実施形態では、シャワーパイプ２６は回転軸１１の軸線Ｌ１に対し平行に配置されているが、同軸線Ｌ１に対し傾斜した状態で配置されてもよい。
　シャワーパイプ２６には、冷媒供給路を介してポンプ（いずれも図示略）が接続されており、ポンプによって吸い上げられた冷媒Ｒ１が冷媒供給路を介してシャワーパイプ２６に供給される。シャワーパイプ２６は、冷媒Ｒ１を下方や斜め下方へ向けて噴出する噴出孔（図示略）を有している。
　冷却機構２５は、冷媒Ｒ１が流れる冷媒通路３０をさらに備えている。冷媒通路３０は、１つの周方向溝３１と、複数の軸方向溝３２と、一対の拡張周方向溝４１と、一対の拡張軸方向溝４２とを備えている。周方向溝３１は、ステータコア１４の外周面１４ｂの上部であって、上記軸線方向における中央部に形成されているが、中央部から軸線方向にずれた箇所に形成されてもよい。周方向溝３１は、ステータコア１４の上部であって、上記外周面１４ｂに沿って上記周方向に延びている。
　軸方向溝３２は、ステータコア１４の外周面１４ｂの上部に設けられている。各軸方向溝３２は、第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂを備えている。冷媒Ｒ１の流れ方向における第１の溝部３２Ａの下流端は、第１の端面１４Ａで開口している。第１の溝部３２Ａは、下流端から第２の端面１４Ｂに向けて延びており、上記流れ方向における上流端で周方向溝３１に接続されている。第１の溝部３２Ａの下流端は第１の下流端であり、第１の溝部３２Ａの上流端は第１の上流端である。
　冷媒Ｒ１の流れ方向における第２の溝部３２Ｂの下流端は、第２の端面１４Ｂで開口している。第２の溝部３２Ｂは、下流端から第１の端面１４Ａに向けて延びており、上記流れ方向における上流端で周方向溝３１に接続されている。第２の溝部３２Ｂの下流端は第２の下流端であり、第２の溝部３２Ｂの上流端は第２の上流端である。
　上記のように第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂを備える軸方向溝３２は、上記外周面１４ｂの上記周方向に互いに離間した複数箇所（本実施形態では３箇所）に設けられている。各軸方向溝３２は、周方向溝３１に対し交差する方向へ延びている。本実施形態では、各軸方向溝３２は、周方向溝３１に対し直交する方向（軸線方向）へ延びていて、互いに平行の関係にある。
　図３Ａに示すように、各軸方向溝３２は、底壁部３４と、ステータコア１４の周方向に相対向して軸線方向に延びる一対の対向壁部３５とを備えている。各軸方向溝３２は、溝幅Ｗ１が深さＤ１に比べて広くなるように形成されている。また、各軸方向溝３２において、底壁部３４と各対向壁部３５との境界部分３６は湾曲しているが、角張っていてもよい。
　図２に示すように、複数の軸方向溝３２のうちの１つは、ステータコア１４の頂部に位置している。残りの２つの軸方向溝３２は、上記頂部の軸方向溝３２よりも低い箇所に位置している。各軸方向溝３２の一部には、断面積が、軸方向溝３２の他の箇所よりも小さな部分である小断面積部分Ｘが設けられている。本実施形態では、小断面積部分Ｘは、各軸方向溝３２の下流側の端部３２ａに設けられている。
　小断面積部分Ｘでは、軸方向溝３２の他の箇所よりも溝幅Ｗ１が狭くされている。本実施形態では、溝幅Ｗ１が、周方向溝３１から遠ざかるに従い、表現を変えると下流端に近づくに従い、徐々に狭くされている。各軸方向溝３２の下流側の端部３２ａは、各軸方向溝３２の下流端を含む領域である。端部３２ａは端部領域ともいう。
　そのために、各軸方向溝３２における両対向壁部３５が、上記端部３２ａでは、周方向溝３１から遠ざかるに従い互いに近づくように、上記軸線Ｌ１に対し傾斜している。両対向壁部３５は軸線Ｌ１に対し、互いに反対方向に傾斜しているが、同軸線Ｌ１に対し傾斜する角度（絶対値）は互いに同一である。各軸方向溝３２の深さＤ１（図３Ａ参照）は、軸線方向におけるどの箇所でも、すなわち、端部３２ａであっても、両端部３２ａ間の部分（以下「中間部３２ｂ」という）であっても同一である。
　図１及び図２に示すように、一対の拡張周方向溝４１は、ステータコア１４の周方向における周方向溝３１の両端部から最寄りの台座部２１の上面２１ａまで延びている。各拡張軸方向溝４２は、上記台座部２１の平坦な上面２１ａに形成されている。各拡張軸方向溝４２は、拡張周方向溝４１に対し交差する方向、本実施形態では直交する方向へ延びていて、上記拡張周方向溝４１に繋がっている。各拡張軸方向溝４２は、上記軸線方向における台座部２１の両端面２１ｂで開口している。各拡張軸方向溝４２は、底壁部４４と、上記周方向に相対向して軸線方向に延びる一対の対向壁部４５とを備えている。各拡張軸方向溝４２は、上記軸方向溝３２と同様に、溝幅が深さに比べて広い断面形状を有しているが、軸方向溝３２とは異なる断面形状を有していてもよい。
　各拡張軸方向溝４２の軸線方向における両端部４２ａでは、溝幅Ｗ２が、拡張周方向溝４１から軸線方向へ遠ざかるに従い徐々に広くなっている。そのために、各拡張軸方向溝４２における両対向壁部４５が、上記端部４２ａでは、拡張周方向溝４１から軸線方向へ遠ざかるに従い互いに遠ざかるように、軸線Ｌ１に対し傾斜している。両対向壁部４５は軸線Ｌ１に対し、互いに反対方向に傾斜しているが、同軸線Ｌ１に対し傾斜する角度（絶対値）は互いに同一である。各拡張軸方向溝４２の深さは、上記軸方向溝３２と同様、軸線方向におけるどの箇所でも、すなわち、端部４２ａであっても、両端部４２ａ間の部分（以下「中間部４２ｂ」という）であっても同一である。
　上記のようにして本実施形態のモータ１０が構成されている。次に、本実施形態の作用について説明する。また、作用に伴い生ずる効果についても併せて説明する。
　モータ１０が搭載された車両は、ステータコイル１５に電流を流すことにより磁界を発生させてロータ１２を回転させ、回転トルクを車両の駆動系に伝達することにより走行する。従って、ステータコイル１５に電流が流れることによりジュール熱が発生し、同ステータコイル１５が発熱する。ステータコイル１５の熱がステータコア１４に伝わり、ステータ１３を含むモータ１０の全体が昇温する。
　これに対し、冷却機構２５が設けられた本実施形態では、モータ１０が格納されているケーシングの下部に、冷却オイルからなる冷媒Ｒ１が溜められている。この冷媒Ｒ１は、ポンプによって汲み上げられて、冷媒供給路を介してシャワーパイプ２６に送られる。そして、冷媒Ｒ１はシャワーパイプ２６の噴出孔から下方や斜め下方へ噴出される。噴出された冷媒Ｒ１の一部は、各軸方向溝３２内に直接入り込む。また、冷媒Ｒ１の他の一部は、外周面１４ｂに沿って低所側へ向けて流れて各軸方向溝３２内に入り込む。さらに、冷媒Ｒ１の他の一部は、周方向溝３１内に入り込む。この冷媒Ｒ１は、周方向溝３１に沿って低所に向けて流れる。この際、周方向溝３１及び軸方向溝３２は、冷媒Ｒ１の誘導路として機能する。
　仮に、図３Ｂに示すように、各軸方向溝３２の中間部３２ｂにおける溝幅Ｗ１が深さＤ１と同程度であって狭いと、シャワーパイプ２６から噴出された冷媒Ｒ１のうち、直接軸方向溝３２に入り込む量が少ない。この点、本実施形態では、図３Ａに示すように、溝幅Ｗ１が深さＤ１よりも広くなるように軸方向溝３２が形成されている。そのため、軸方向溝３２内に直接入り込む冷媒Ｒ１の量を図３Ｂよりも多くすることができる。
　但し、軸方向溝３２の溝幅Ｗ１を過度に広くすると、冷媒Ｒ１の流速が低下する。そのため、冷媒Ｒ１の入り込みやすさと流速の確保とが両立するように溝幅Ｗ１を設定することが重要である。
　また、図示はしないが、仮に、各軸方向溝３２において、底壁部３４と対向壁部３５との境界部分３６が角張っていると、その部分に冷媒Ｒ１が淀み、異物等が堆積しやすくなる、古い冷媒Ｒ１が残りやすくなる等の懸念がある。この点、本実施形態では、図３Ａに示すように、各軸方向溝３２において、上記境界部分３６が湾曲している。そのため、境界部分３６に異物が堆積しにくく、また、古い冷媒Ｒ１が残りにくくなる。
　また、図示はしないが、仮に、軸方向溝３２の深さＤ１が過度に深いと、シャワーパイプ２６から冷媒Ｒ１を多く噴出しなければならなくなる。また、軸方向溝３２とステータコイル１５との間に必要な間隔を確保することが難しくなる。この点、本実施形態では、各軸方向溝３２の深さＤ１を溝幅Ｗ１に比べ浅くしている。そのため、冷媒Ｒ１の噴出量が少なくてすみ、また、軸方向溝３２とステータコイル１５との間隔の確保が容易となる。
　図２に示すように、周方向溝３１を流れる冷媒Ｒ１の一部は、軸方向溝３２に流入する。軸方向溝３２内では冷媒Ｒ１は、軸線方向における両端部３２ａに向けて流れる。また、周方向溝３１を流れることなく、軸方向溝３２に供給された冷媒Ｒ１もまた、両端部３２ａに向けて流れる。これらの冷媒Ｒ１により、ステータコア１４が冷却される。
　各軸方向溝３２において、両端部３２ａの溝幅Ｗ１は、中間部３２ｂの溝幅Ｗ１よりも狭くなっているものの、周方向溝３１から遠ざかるに従い、表現を変えると、下流端に近づくに従い徐々に狭くなっている。そのため、端部３２ａ及び中間部３２ｂの境界部分で溝幅Ｗ１が急激に減少する場合に比べ、冷媒Ｒ１は上記両境界部分で淀みにくくスムーズに流れる。
　そして、両端部３２ａを通過した冷媒Ｒ１は、第１の端面１４Ａ及び第２の端面１４Ｂにおける軸方向溝３２の開口部分から出て流下し、コイルエンド１５ａを含むステータコイル１５を冷却する。
　冷媒Ｒ１は、ステータコア１４の周方向における複数箇所に設けられた軸方向溝３２の端部３２ａから流下する。そのため、上記周方向におけるステータ１３の広い領域に冷媒Ｒ１が行き渡り、同ステータ１３、ひいてはモータ１０の全体が冷媒Ｒ１によって満遍なく冷却される。
　また、各軸方向溝３２では、第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂがともに周方向溝３１に対し直交している。そのため、第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂのそれぞれの下流端から冷媒Ｒ１を流下させることで、両コイルエンド１５ａを均等に冷却することができる。
　上記コイルエンド１５ａ等を流下した冷媒Ｒ１は、ケーシングの下部に溜められる。冷媒Ｒ１は、ポンプによって汲み上げられて、冷媒供給路を介して再びシャワーパイプ２６に送られる。このようにして、冷媒Ｒ１が循環させられる。
　各軸方向溝３２の両端部３２ａにおける溝幅Ｗ１が、周方向溝３１から遠ざかるに従い、表現を変えると、下流端に近づくに従い狭くなっていることから、両端部３２ａは冷媒Ｒ１の流れの抵抗となる。軸線方向における軸方向溝３２のどの箇所でも上記溝幅Ｗ１が一定である場合に比べ、冷媒Ｒ１は冷媒通路３０内に溜まりやすくなる。そのため、車両停止等に伴いシャワーパイプ２６から冷媒Ｒ１の供給が停止されても、上記のように冷媒通路３０に溜まった冷媒Ｒ１を引き続き流下させることができる。ステータコイル１５及びステータコア１４、ひいてはモータ１０を十分に冷却し、冷却性能を向上させることができる。
　また、本実施形態のように、シャワーパイプ２６から冷媒Ｒ１を噴出させてステータ１３に供給するタイプの冷却機構２５では、同シャワーパイプ２６からステータコア１４の周方向に遠ざかるに従い、冷媒Ｒ１の供給量が少なくなる。特に、上記周方向におけるステータ１３の両端部分に対し、十分な量の冷媒Ｒ１を供給することが難しい。
　この点、本実施形態では、上記周方向におけるステータコア１４の両端部分に、軸線方向に延びる台座部２１を設け、その上面２１ａを平坦に形成している。そして、各台座部２１の上面２１ａに拡張軸方向溝４２を形成し、各拡張軸方向溝４２と周方向溝３１とを拡張周方向溝４１によって繋いでいる。そのため、周方向溝３１及び拡張周方向溝４１に沿って台座部２１に流れてきた冷媒Ｒ１や、回転する回転軸１１に当たって飛散して台座部２１に到達した冷媒Ｒ１は、上記上面２１ａによって受け止められ、拡張軸方向溝４２内に入り込む。拡張軸方向溝４２内では冷媒Ｒ１は、軸線方向における両端部４２ａに向けて流れる。この冷媒Ｒ１により、ステータコア１４が冷却される。そして、両端部４２ａを通過した冷媒Ｒ１は、台座部２１の端面２１ｂにおける拡張軸方向溝４２の開口部分から出て流下し、コイルエンド１５ａを含むステータコイル１５を冷却する。
　各拡張軸方向溝４２では、その両端部４２ａにおける溝幅Ｗ２が、中間部４２ｂにおける溝幅Ｗ２よりも広くなっている。そのため、冷媒Ｒ１は、拡張軸方向溝４２内を両端部４２ａに向けて流れやすい。
　しかも、本実施形態では、上記両端部４２ａの溝幅Ｗ２が拡張周方向溝４１から遠ざかるに従い徐々に広くなっている。そのため、端部４２ａ及び中間部４２ｂの境界部分で溝幅Ｗ２が急激に増加する場合に比べ、冷媒Ｒ１は上記両境界部分で淀みにくくスムーズに流れやすい。
　このように、上記周方向におけるステータ１３の両端部分に供給される冷媒Ｒ１の量が少なくても、同冷媒Ｒ１を回収してコイルエンド１５ａに流下させることで、ステータ１３の上記両端部分も冷却することができる。モータ１０をより一層広い領域にわたって冷却し、冷却性能を高めることができる。
　なお、上記実施形態は、これを以下のように変更した変形例として実施することもできる。上記実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　＜台座部２１について＞
　・各台座部２１の上面２１ａは、拡張周方向溝４１から遠ざかるに従い高くなるように傾斜させられてもよい。
　・両台座部２１、両拡張周方向溝４１及び両拡張軸方向溝４２に代えて、堰が設けられてもよい。堰は、ステータコア１４の外周面１４ｂから径方向における外方へ突出し、かつ軸線方向へ延びる突条によって構成される。堰は冷媒Ｒ１を堰き止めることで、同冷媒Ｒ１をステータコア１４の周方向における端部で回収することができる。また、堰は、上記のように回収した冷媒Ｒ１を、軸線方向におけるステータコア１４の両端部に誘導し、同両端部から流下させてステータコイル１５を冷却することができる。
　＜シャワーパイプ２６について＞
　・シャワーパイプ２６は、ステータコア１４の頂部から周方向へオフセットした箇所に配置されてもよい。
　＜軸方向溝３２について＞
　・軸方向溝３２が、上記周方向における上記実施形態とは異なる箇所に設けられてもよい。
　・複数の軸方向溝３２は、上記周方向に等間隔毎に設けられてもよいし、異なる間隔毎に設けられてもよい。
　・軸方向溝３２の断面積を、複数の軸方向溝３２間で異ならせてもよい。この場合の断面積は、中間部３２ｂの断面積、及び端部３２ａの断面積の少なくとも一方を指す。
　例えば、図２において、軸方向溝３２の溝幅Ｗ１を、複数の軸方向溝３２間で異ならせてもよい。
　例えば、シャワーパイプ２６の直下等、同シャワーパイプ２６に近い軸方向溝３２では、上記溝幅Ｗ１を狭くし、シャワーパイプ２６から遠い軸方向溝３２では、上記溝幅Ｗ１を広くしてもよい。このようにすると、シャワーパイプ２６から遠い軸方向溝３２を流れる冷媒Ｒ１の量と、シャワーパイプ２６に近い軸方向溝３２を流れる冷媒Ｒ１の量との差を少なくすることができる。軸方向溝３２の端部３２ａから流下する冷媒Ｒ１の量がシャワーパイプ２６からの距離に応じてばらつくのを抑制することができる。
　また、モータ１０のうち発熱量の多い箇所に近い軸方向溝３２については、発熱量の多い箇所から遠い軸方向溝３２に比べ、上記溝幅Ｗ１を広くしてもよい。この場合には、発熱量の多い箇所に対し、他の箇所よりも多くの冷媒Ｒ１を流下させて効率よく冷却することが可能となる。なお、発熱量が多い箇所としては、例えば、ステータコイル１５が他の部品と結線される箇所が挙げられる。
　・図４に示すように、各軸方向溝３２が、溝幅の狭い複数（図４では２つ）の溝４７によって構成されてもよい。このようにしても、上記実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
　・小断面積部分Ｘでは、軸方向溝３２の他の箇所よりも同軸方向溝３２の溝幅Ｗ１が狭くなることに代えて、軸方向溝３２の他の箇所よりも同軸方向溝３２の深さＤ１が浅くされてもよい。この小断面積部分Ｘは、冷媒Ｒ１の流れ方向における各軸方向溝３２の下流側の端部３２ａに設けられてもよい。
　例えば、図５に示すように、深さＤ１が周方向溝３１から遠ざかるに従い、表現を変えると下流端に近づくに従い、徐々に浅くされてもよい。この場合、端部３２ａでは、周方向溝３１から遠ざかるに従い、すなわち、下流端に近づくに従い、底壁部３４が軸線Ｌ１から遠ざかるように傾斜させられる。
　この場合にも、溝幅Ｗ１が狭くなる上記実施形態と同様に、軸方向溝３２の端部３２ａが冷媒Ｒ１の流れの抵抗となり、冷媒Ｒ１が軸方向溝３２内及び周方向溝３１内に溜まりやすくなる。そのため、シャワーパイプ２６から冷媒Ｒ１の供給が停止されても、上記のように溜まった冷媒Ｒ１によりモータ１０を冷却し、冷却性能の向上を図ることができる。
　車両が停止される等してシャワーパイプ２６からの冷媒Ｒ１の供給が停止された後にも、軸方向溝３２の端部３２ａには、冷媒Ｒ１が表面張力により少なからず残る。そのため、冷媒Ｒ１が残らない場合よりも、ステータコア１４、ステータコイル１５等を冷却する効果が期待できる。
　また、車両が運転される等してシャワーパイプ２６からの冷媒Ｒ１の供給が開始されたときに、冷媒Ｒ１を冷媒通路３０に早期に行き渡らせることができ、この点でも冷却効果が期待できる。
　また、次回、シャワーパイプ２６から新たな冷媒Ｒ１が供給された場合、供給開始直後に軸方向溝３２の端部３２ａでは、残っていた冷媒Ｒ１の表面張力により、新たな冷媒Ｒ１が端部３２ａを乗り越える側へ流れにくくなる。その分、冷媒Ｒ１が冷媒通路３０の他の箇所に流れやすくなる。その結果、冷媒通路３０での冷媒Ｒ１の貯留性がさらに高くなる。
　なお、上記のように残った冷媒Ｒ１は、その後にシャワーパイプ２６から供給される新たな冷媒Ｒ１によって、冷媒通路３０から押し出される。そのため、古い冷媒Ｒ１が冷媒通路３０に残り続けることがなく、新しい冷媒Ｒ１に入れ替わる。
　・さらに、各軸方向溝３２の下流側の両端部３２ａでは、溝幅Ｗ１が周方向溝３１から遠ざかるに従い狭くなることに加え、図５に示すように、深さＤ１が周方向溝３１から遠ざかるに従い徐々に浅くされてもよい。
　上記のようにすると、溝幅Ｗ１及び深さＤ１の一方のみを小さくする場合に比べ、軸方向溝３２の端部３２ａが冷媒Ｒ１の流れの抵抗となる度合いが強化される。端部３２ａの深さＤ１及び溝幅Ｗ１の一方が軸線方向に一定である場合に比べ、冷媒Ｒ１は冷媒通路３０内により一層溜まりやすくなる。
　・ところで、モータ１０における金属製の構成部品に比べ、冷媒Ｒ１は温度が上昇しにくい。そのため、少量の冷媒Ｒ１を循環させるだけで、冷媒通路３０の全体が冷却されやすい。特に、モータ１０では、ステータコイル１５の温度が先に上昇し、その後にステータコア１４の温度が上昇する。車両が、短時間でステータコイル１５のみが熱くなるような走行パターンで走行された際、例えば、短時間でアクセルペダルが踏み込まれるとき等には、溜まっている冷媒Ｒ１は、一気には熱くならない。そのため、シャワーパイプ２６からの冷媒Ｒ１の供給量が少なくても、軸方向溝３２から冷媒Ｒ１が溢れてコイルエンド１５ａに流下する。しかも、軸方向溝３２に溜まっている冷媒Ｒ１の温度もさほど高くない。従って、少量の冷媒Ｒ１を供給して循環させるだけでも十分な冷却効果が得られる。
　・ステータコア１４の周方向における軸方向溝３２の数が、上記実施形態とは異なる数に変更されてもよい。
　・軸方向溝３２の各端部３２ａにおいて、一方の対向壁部３５が軸線Ｌ１に対しなす角度（絶対値）と、他方の対向壁部３５が軸線Ｌ１に対しなす角度（絶対値）とが異なっていてもよい。極端な場合、一方の対向壁部３５は軸線Ｌ１に対し平行となり、他方の対向壁部３５が軸線Ｌ１に対し傾斜してもよい。
　上記いずれの場合でも、軸方向溝３２の両端部３２ａでは、溝幅Ｗ１を、周方向溝３１から遠ざかるに従い徐々に狭くし、上記実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
　・上記実施形態における各軸方向溝３２の全体、すなわち、同一線上に配置された第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂが、周方向溝３１に対し、直交とは異なる角度で交差してもよい。
　・各軸方向溝３２における第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂは同一直線上に配置されなくてもよい。
　・第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂが同一直線上に配置されない構成の一例として、シャワーパイプ２６の直下に位置する軸方向溝３２を除き、各軸方向溝３２における第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂは、上流端に近づくに従いシャワーパイプ２６に近づくように、軸線Ｌ１に対し傾斜させられてもよい。言い換えれば、第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂは、周方向溝３１に接続される上流端から下流端に向かって下降するように延びてもよい。このようにすると、冷媒Ｒ１が第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂに流入しやすくなる。
　この場合、第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂが、周方向において互いに同一又は略同一の箇所に位置していれば、両コイルエンド１５ａを均等に冷却することが可能である。
　・第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂが同一直線上に配置されない構成のもう一つの例として、シャワーパイプ２６の直下に位置する軸方向溝３２を除き、各軸方向溝３２における第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂは、上流端に近づくに従いシャワーパイプ２６から遠ざかるように、軸線Ｌ１に対し傾斜させられてもよい。言い換えれば、第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂは、周方向溝３１に接続される上流端から下流端に向かって上昇するように延びてもよい。このようにすると、冷媒Ｒ１が第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂに貯留されやすくなる。
　この場合、第１の溝部３２Ａ及び第２の溝部３２Ｂが、周方向において互いに同一又は略同一の箇所に位置していれば、両コイルエンド１５ａを均等に冷却することが可能である。
　・第１の溝部３２Ａと第２の溝部３２Ｂとが周方向に離れていてもよい。
　・小断面積部分Ｘは、軸方向溝３２の下流側の端部３２ａとは異なる箇所に設けられてもよい。
　・小断面積部分Ｘは、下流側ほど断面積が段階的に小さくなるように形成されてもよい。
　・小断面積部分Ｘでは、上記実施形態及び上記図５のように、断面積が徐々に変化されてもよいが、特定の箇所で大きく変化されてもよい。
　＜周方向溝３１及び拡張周方向溝４１について＞
　・周方向溝３１及び両拡張周方向溝４１の組合せが、軸線方向に複数設けられてもよい。
　・一対の拡張周方向溝４１の一方又は両方が省略されてもよい。両方の拡張周方向溝４１が省略される場合、周方向溝３１も併せて省略されてもよい。
　・周方向溝３１は、ステータコア１４の外周面１４ｂにおける母線に対し、上記実施形態のように直交してもよいが、斜めに交差してもよい。拡張周方向溝４１についても同様に、上記母線に対し斜めに交差してもよい。
　＜拡張軸方向溝４２について＞
　・突起部１７，１８が上部に台座部２１を有しない場合にも、拡張軸方向溝４２が形成されてもよい。この場合、拡張軸方向溝４２は、ボルト孔１９の上方となる箇所に形成される。
　また、突起部１７，１８の上面であって、ボルト孔１９の上方となる箇所が平坦でない場合、例えば湾曲している場合にも、拡張軸方向溝４２が形成されてもよい。
　・各台座部２１の上面２１ａの複数箇所に拡張軸方向溝４２が設けられてもよい。
　・各拡張軸方向溝４２が、上記軸方向溝３２の変形例（図４参照）と同様に、溝幅の狭い複数の溝によって構成されてもよい。
　・各拡張軸方向溝４２が拡張周方向溝４１に対し、直交とは異なる角度で交差してもよい。
　・拡張軸方向溝４２の各端部４２ａにおいて、一方の対向壁部４５が軸線Ｌ１に対しなす角度（絶対値）と、他方の対向壁部４５が軸線Ｌ１に対しなす角度（絶対値）とが異なっていてもよい。極端な場合、一方の対向壁部４５は軸線Ｌ１に対し平行となり、他方の対向壁部４５が軸線Ｌ１に対し傾斜してもよい。
　上記いずれの場合でも、拡張軸方向溝４２の両端部４２ａでは、溝幅Ｗ２を、拡張周方向溝４１から軸線方向へ遠ざかるに従い徐々に広くし、上記実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
　・拡張軸方向溝４２の両端部４２ａでは、対向壁部４５は、溝幅Ｗ２が下流側ほど断段階的に広くなるように形成されてもよい。
　・拡張軸方向溝４２の両端部４２ａでは、溝幅Ｗ２が上記実施形態及び上記図５のように、徐々に変化されてもよいが、特定の箇所で大きく変化されてもよい。
　・上記軸方向溝３２の変形例（図５参照）と同様に、各拡張軸方向溝４２における各端部４２ａの深さが拡張周方向溝４１から遠ざかるに従い浅くなるように設定されてもよい。この場合、溝幅Ｗ２及び深さの両者を調整することで、各端部４２ａにおける冷媒Ｒ１の流れやすさを調整してもよい。

Claims (10)

  1. 　回転軸と、
    　前記回転軸とともに回転するロータと、
    　前記ロータの周りに配置されたステータコアであって、前記回転軸の軸線方向において両端面を有するステータコアと、
    　前記ステータコアの内周部に設けられたステータコイルと、
    　前記ステータコアの上方に設けられ、液体の冷媒を前記ステータコアの外周面の上部に供給するシャワーパイプと
    を備えるモータであって、
    　前記ステータコアの外周面の上部には、周方向溝と複数の軸方向溝とが設けられ、
    　前記周方向溝は、前記ステータコアの周方向に延び、
    　前記軸方向溝は、互いに前記周方向に離間した複数箇所において、前記周方向溝に対し交差する方向へ延び、
    　前記軸方向溝の各々は、前記ステータコアの前記両端面で開口し、
    　前記軸方向溝の各々は、前記軸線方向において両端部を有し、前記両端部の溝幅が、前記周方向溝から遠ざかるに従い狭くなるモータ。
  2. 　回転軸と、
    　前記回転軸とともに回転するロータと、
    　前記ロータの周りに配置されたステータコアと、
    　前記ステータコアの内周部に設けられたステータコイルと、
    　前記ステータコアの上方に設けられ、液体の冷媒を前記ステータコアの外周面の上部に供給するシャワーパイプと
    を備えるモータであって、
    　前記ステータコアは、前記回転軸の軸線方向における両側に第１の端面及び第２の端面を有し、
    　前記ステータコアの外周面の上部には、前記冷媒の流れる軸方向溝が設けられ、
    　前記軸方向溝は、前記冷媒の流れ方向における下流端を有し、前記下流端は、前記第１の端面及び前記第２の端面の少なくとも一方で開口し、
    　前記軸方向溝は、その一部に、前記軸方向溝の他の箇所よりも小さな断面積を有する小断面積部分を含むモータ。
  3. 　前記軸方向溝の溝幅は、前記小断面積部分において、前記軸方向溝の他の箇所よりも狭い請求項２に記載のモータ。
  4. 　前記小断面積部分は、前記下流端を含む前記軸方向溝の端部領域に設けられており、前記溝幅が前記下流端に近づくに従い狭くされている請求項３に記載のモータ。
  5. 　前記軸方向溝の深さは、前記小断面積部分において、前記軸方向溝の他の箇所よりも浅い請求項２～４のいずれか１項に記載のモータ。
  6. 　前記小断面積部分は、前記下流端を含む前記軸方向溝の端部領域に設けられており、前記深さが前記下流端に近づくに従い浅くされている請求項５に記載のモータ。
  7. 　前記軸方向溝は、第１の溝部と第２の溝部とを含み、
    　前記第１の溝部は、前記ステータコアの前記第１の端面で開口する第１の下流端を有し、かつ前記第１の下流端から前記第２の端面に向けて延びており、
    　前記第２の溝部は、前記ステータコアの前記第２の端面で開口する第２の下流端を有し、かつ前記第２の下流端から前記第１の端面に向けて延びている請求項２～６のいずれか１項に記載のモータ。
  8. 　前記ステータコアの外周面の上部には、前記ステータコアの周方向に延び、かつ前記冷媒が流れる周方向溝が設けられ、
    　前記第１の溝部は、前記周方向溝に接続される第１の上流端を有し、
    　前記第２の溝部は、前記周方向溝に接続される第２の上流端を有する請求項７に記載のモータ。
  9. 　前記軸方向溝は、互いに前記ステータコアの周方向に離間した複数箇所に設けられている請求項２～８のいずれか１項に記載のモータ。
  10. 　複数の前記軸方向溝は、少なくとも、第１の軸方向溝と、前記第１の軸方向溝よりも前記シャワーパイプの近くに配置された第２の軸方向溝と、を含み、
    　前記第１の軸方向溝の前記小断面積部分の断面積は、前記第２の軸方向溝の前記小断面積部分の断面積よりも大きい請求項９に記載のモータ。
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