JP2019154208A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】大きなスペースを必要とせずに、冷却オイルを効率よく冷却できる構造を備えた回転電機を提供する。【解決手段】ロータ１０と、ロータ１０を取り囲むように配置されたステータ２０と、ロータ１０及びステータ２０を収容するハウジング３０と、を備える回転電機１において、ステータ２０はハウジング３０に固定され、ハウジング３０内部には、ハウジング３０内部全体に渡って冷却用油路４０及び冷却用水路５０が形成されるモータ１の冷却構造が提供される。ハウジング３０内部に形成された冷却用油路４０と冷却用水路５０は、冷却用油路４０を流れる冷却オイルと冷却用水路５０を流れる冷却水との間で熱交換可能なように隣接して設けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機に関する。

特許文献１には、モータをハウジング内に収容した駆動装置が開示されている。駆動装置のハウジングは、モータの一部を浸漬させた状態で冷却オイルを貯留する下部貯留部と、モータの上部に配置された上部貯留部と、を備えている。下部貯留部に貯留されている冷却オイルは、モータ外部に設置されたオイルクーラによって冷却され、上部貯留部に供給される。この駆動装置では、オイルクーラにより冷却された冷却オイルを上部貯留部の流出口からモータにかけることで、モータが冷却される（特許文献１参照）。

特開２００５−１１７７９０号公報

特許文献１に記載された駆動装置では、モータ冷却用オイルを効率よく冷却するために、モータ外部に設置されたオイルクーラによって冷却オイルを冷却している。しかし、オイルクーラを設置するためには、大きなスペースが必要になるという問題がある。また、オイルクーラは、例えば冷却水などで冷却用オイルを冷却する場合、冷却水用の放熱器がさらに必要となる。

本発明は、上記課題に鑑み、大きなスペースを必要とせずに、冷却オイルを冷却可能な回転電機を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、ロータと、ロータを取り囲むように配置されたステータと、ロータ及びステータを収容するハウジングと、を備える回転電機において、ステータはハウジングに固定され、ハウジング内部には、ハウジング内部全体に渡って冷却用油路及び冷却用水路が形成されるモータの冷却構造が提供される。ハウジング内部に形成された冷却用油路と冷却用水路は、冷却用油路を流れる冷却オイルと冷却用水路を流れる冷却水との間で熱交換可能なように隣接して設けられる。

本発明によれば、冷却用油路と冷却用水路は、ハウジング内部全体に渡って、冷却用油路を流れる冷却オイルと冷却用水路を流れる冷却水との間で熱交換可能なように隣接して設けられる。これにより、オイルクーラのようなオイル冷却装置を別途設けることなく、冷却オイルを冷却することができ、省スペース化が可能となる。

図１は、第１実施形態のモータを示す概略構成図である。 図２は、ステータとハウジングの接触部分の断面模式図である。 図３は、冷却用油路及び冷却用水路の全体構造を示す概略構成図である。 図４は、第１実施形態のモータの変形例を示すステータとハウジングの接触部分の断面模式図である。 図５は、第２実施形態のモータにおけるステータとハウジングの接触部分の断面模式図である。 図６は、第３実施形態のモータにおけるステータとハウジングの接触部分の断面模式図である。 図７は、第４実施形態のモータの全体構造を示す断面模式図である。 図８は、第５実施形態のモータの全体構造を示す断面模式図である。 図９は、その他の実施形態の冷却用油路及び冷却用水路の概念図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータ１を示す概略構成図である。図１に示すモータ１は、バッテリ等の電源から電力の供給を受けて回転し、車両の車輪を駆動する電動機として機能する。また、モータ１は、外力により駆動されて発電する発電機としても機能する。従って、モータ１は、電動機及び発電機として機能する、いわゆる回転電機（モータジェネレータ）として構成されている。なお、モータ１は、車両駆動用のモータではなく、車両以外のシステムの駆動源として用いられてもよい。

図１に示すように、モータ１は、ロータ１０と、ロータ１０の外周側に配置されるステータ２０と、ロータ１０及びステータ２０を収容するハウジング３０と、を備えている。

ロータ１０は、ステータ２０の内部に、当該ステータ２０に対して回転可能に配置されている。ロータ１０は、回転軸としてのシャフト１１を有している。シャフト１１は、ハウジング３０に設けられた軸受１１１，１１２により回転自在に支持されている。

ステータ２０は、複数枚の電磁鋼板を積層して形成された円筒状部材であるステータコア２１と、ステータコア２１のティースに巻き回されているステータコイルから構成されている。巻回されたステータコイルの端部（以下、コイルエンド２２という）は、ステータコア２１よりもモータ１の軸方向外側に突出している。ステータコア２１の外周面は、ハウジング３０の内周面に面接触した状態でハウジング３０に固定されている。

ハウジング３０は、ロータ１０及びステータ２０を収容可能な円筒状部材として構成されている。ハウジング３０の内周面は、ステータ２０が設置される平坦な設置面として形成されている。ハウジング３０の内部には、後述する冷却用油路４０及び冷却用水路５０が形成されている。

図２はステータ２０とハウジング３０の接触部分の断面模式図であり、図３は冷却用油路４０及び冷却用水路５０の全体構造を示す概略構成図である。

図２及び図３に示すように、ハウジング３０の内部には、主にモータ１を冷却するための冷却オイルが流れる通路である冷却用油路４０と、主に冷却オイルと熱交換するための冷却水が流れる通路である冷却用水路５０が形成されている。冷却用油路４０は、ハウジング３０の軸方向（図２の両矢印で示す方向）一方の端部３３近傍からハウジング３０の軸方向他方の端部３４近傍まで、ハウジング３０内部全体に渡って周方向に螺旋状に形成されている。同様に、冷却用水路５０も、ハウジング３０の軸方向一方の端部３３近傍からハウジング３０の軸方向他方の端部３４近傍まで、ハウジング３０内部全体に渡って周方向に螺旋状に形成されている。そして冷却用油路４０と冷却用水路５０とは、ハウジング３０の軸方向に隣り合うように配置されており、図２に示すように、ハウジング３０の軸方向に沿う断面において、冷却用油路４０と冷却用水路５０とが、軸方向に交互に並んで位置するように形成されている。

ハウジング３０内部全体に形成された冷却用油路４０内を冷却オイルが流れることで、ハウジング３０が冷却され、ハウジング３０を通じてステータコア２１及びステータコイルが冷却される。冷却オイルは、ハウジング３０の軸方向一方の端部３３近傍から冷却用油路４０に流入し、ハウジング３０の軸方向他方の端部３４近傍まで流れた後、ハウジング３０の外部へと流出される。なお、端部３４近傍から流出した冷却オイルが再び端部３３近傍から冷却用油路４０に流入するように、端部３３近傍の冷却オイル流入口と端部３４近傍の冷却オイル流出口を繋ぐ通路をハウジング３０外部に設け、冷却オイルを循環させてもよい。

また、冷却用油路４０に隣接して設けられた冷却用水路５０内を冷却水が流れることで、冷却水と冷却オイルとの間で熱交換が起こり、冷却オイルが冷却される。冷却水は、冷却オイルと同様に、ハウジング３０の軸方向一方の端部３３近傍から冷却用水路５０に流入し、ハウジング３０の軸方向他方の端部３４近傍まで流れた後、ハウジング３０の外部へと流出される。端部３４近傍から流出した冷却水が再び端部３３近傍から冷却用水路５０に流入するように、端部３３近傍の冷却水流入口と端部３４近傍の冷却水流出口を繋ぐ通路をハウジング３０外部に設け、冷却水を循環させてもよい。冷却水は、ハウジング外部に放熱部を設けて冷却してもよい。

なお、冷却用水路５０内を流れる冷却水は、冷却オイルを冷却するだけでなく、冷却オイルと同様にハウジング３０も冷却し、ハウジング３０を通じてステータコア２１及びステータコイルも冷却する。即ち、モータは冷却オイル及び冷却水という２つの冷媒によって冷却される。

上記した第１実施形態のモータによれば、以下の効果を得ることができる。

モータ１は、ハウジング３０内部全体に渡って冷却用油路４０と冷却用水路５０が形成され、冷却用油路４０と冷却用水路５０は隣接して設けられる。これにより、冷却用油路４０内を流れる冷却オイルと冷却用水路５０を流れる冷却水との間で熱交換が起こるため、冷却オイルをハウジング３０内部で冷却することが可能となる。従って、オイルクーラのような大きなスペースが必要となるオイル冷却装置を別途設けることなく冷却オイルを冷却することができ、省スペース化が可能となる。また、冷却オイルを冷却するための冷却装置をモータ１の外部に別途設ける必要がないため、コストダウンを図ることができる。

また、冷却用油路４０及び冷却用水路５０が隣接して設けられているため、冷却用油路４０を流れる冷却オイルは、冷却用水路５０を流れる冷却水によって常に冷却されながらモータ１を冷却する。そのため、モータ１の冷却効率が向上する。

また、冷却用水路５０を流れる冷却水は、冷却用油路４０を流れる冷却オイルを冷却するだけでなくハウジング３０も冷却し、ハウジング３０を通じてステータコア２１及びステータコイルも冷却される。このように、モータ１は冷却オイル及び冷却水という２つの冷媒により冷却されるため、モータ１の冷却効率が向上する。

また、モータ１は、冷却用油路４０及び冷却用水路５０がハウジング３０の軸方向に隣接して設けられる。これにより、冷却用油路４０及び冷却用水路５０をハウジング３０の径方向や斜めに隣接して設けた場合に比べ、ハウジング３０の厚さを抑えることができ、省スペース化が可能となる。

（第１実施形態の変形例）
図４を参照して、第１実施形態のモータの変形例を説明する。

本変形例では、冷却用油路４０及び冷却用水路５０がハウジング３０の径方向に隣接して設けられている点が、第１実施形態と異なる。なお、その他の構成は、第１実施形態と同様である。

図４に示すように、冷却用油路４０はハウジング３０内部の内周側に形成され、冷却用水路５０はハウジング３０内部の外周側に形成される。つまり、図４に示すように、ハウジング３０の軸方向に沿う断面において、冷却用油路４０と冷却用水路５０とは、ハウジング３０の径方向に隣接して設けられている。

このような構成によっても、冷却用油路４０を流れる冷却オイルと冷却用水路５０を流れる冷却水との間で熱交換が起こるため、冷却オイルをハウジング３０内部で冷却することが可能となる。従って、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本変形例では、冷却用油路４０を内周側に、冷却用水路５０を外周側に形成しているが、冷却用油路４０と冷却用水路５０の位置関係はこれに限らず、冷却用油路４０をハウジング３０内部の外周側に、冷却用水路５０をハウジング３０内部の内周側に形成してもよい。

（第２実施形態）
図５を参照して、第２実施形態のモータを説明する。

図５は、第２実施形態のモータ１におけるステータ２０とハウジング３０の接触部分の断面模式図である。第２実施形態では、ハウジング３０が３層構造であり、第１層に冷却用油路４０、第２層に冷却用水路５０が形成されている点が、第１実施形態と異なる。なお、以下の実施形態では第１実施形態と同じ機能を果たす構成には同一の符号を用い、重複する記載を適宜省略して説明する。

本実施形態では、ハウジング３０は、ロータ１０及びステータ２０を収容する第１のハウジング３１、第１のハウジング３１の外側の第２のハウジング３２、第２のハウジング３２の外側の第３のハウジング３３からなる３層構造を備える。第１のハウジング３１、第２のハウジング３２及び第３のハウジング３３は、それぞれ円筒状部材として構成される。

第１のハウジング３１はロータ１０及びステータ２０を収容し、第１のハウジング３１の内周面がステータコア２１の外周面と面接触した状態で、第１のハウジング３１にステータコア２１が固定されている。第２のハウジング３２は、第１のハウジング３１の外側に、第1のハウジング３１の外周面に当接した状態で外嵌めされ、第３のハウジング３３は、第２のハウジング３２の外側に、第２のハウジング３２の外周面に当接した状態で外嵌めされる。

図５に示すように、第１のハウジング３１は、第１のハウジング３１の外周面に設けられた溝により形成される冷却用油路４０を有している。冷却用油路４０は、第１のハウジング３１の外周面において、第１のハウジング３１の軸方向（図５の両矢印で示す方向）一方の端部３３１近傍から第１のハウジング３１の軸方向他方の端部３４１近傍まで、第１のハウジング３１の周方向に螺旋状に形成される。冷却用油路４０の上部４１は、第２のハウジング３２が第１のハウジング３１の外周面に当接することにより閉じられている。

次に、図５に示すように、第２のハウジング３２は、第２のハウジング３２の外周面に設けられた溝により形成される冷却用水路５０を有している。冷却用水路５０は、第２のハウジング３２の外周面において、第２のハウジング３２の軸方向一方の端部３３２近傍から第２のハウジング３２の軸方向他方の端部３４２近傍まで、第２のハウジング３２の周方向に螺旋状に形成されている。冷却用水路５０の上部５１は、第３のハウジング３３が第２のハウジング３２の外周面に当接することにより閉じられている。

第１のハウジング３１の軸方向両端部３３１，３４１近傍における第１のハウジング３１の外周面には、シール溝３５ａ，３５ｂが設けられ、シール溝３５ａ，３５ｂにはＯリング６０が嵌め込まれている。これにより、第１のハウジング３１の外周面と第２のハウジング３２の内周面がシールされている。同様に、第２のハウジング３２の軸方向両端部３３２，３４２近傍における第２のハウジング３２の外周面には、シール溝３６ａ，３６ｂが設けられ、シール溝３６ａ，３６ｂにはＯリング６１が嵌め込まれている。これにより、第２のハウジング３２の外周面と第３のハウジング３３の内周面がシールされている。

図５に示すように構成された冷却用油路４０によれば、冷却用油路４０内を冷却オイルが流れることで、ハウジング３０が冷却され、ハウジング３０を通じてステータコア２１及びステータコイルが冷却される。冷却オイルは、第１のハウジング３１の軸方向一方の端部３３１近傍から冷却用油路４０に流入し、第１のハウジング３１の軸方向他方の端部３４１近傍まで流れた後、ハウジング３０の外部へと流出される。端部３４１近傍から流出した冷却オイルが再び端部３３１近傍から冷却用油路４０に流入するように、端部３３１近傍の冷却オイル流入口と端部３４１近傍の冷却オイル流出口を繋ぐ通路をハウジング３０外部に設け、冷却オイルを循環させてもよい。

また、第1のハウジング３１の外周面に当接する第２のハウジング３２の外周面に形成された冷却用水路５０内を冷却水が流れることで、冷却水と冷却オイルの間で熱交換が起こり、冷却オイルが冷却される。冷却水は、第２のハウジング３２の軸方向一方の端部３３２近傍から冷却用水路５０に流入し、第２のハウジング３２の軸方向他方の端部３４２近傍まで流れた後、ハウジングの外部へと流出される。端部３４２近傍から流出した冷却水が再び端部３３２近傍から冷却用水路５０に流入するように、端部３３２近傍の冷却水流入口と端部３４２近傍の冷却水流出口を繋ぐ通路をハウジング３０外部に設け、冷却水を循環させてもよい。冷却水は、ハウジング３０外部に放熱部を設けて冷却してもよい。なお、冷却水は、冷却オイルを冷却するだけでなく、ハウジング３０も冷却し、ハウジング３０を通じてステータコア２１及びステータコイルも冷却する。

上記した第２実施形態のモータ１によれば、第１実施形態のモータ１により得られる効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

モータ１のハウジング３０は３層構造を有し、第１のハウジング３１に冷却用油路４０が、第２のハウジング３２に冷却用水路５０が設けられている。そして、冷却用油路４０は第１のハウジング３１の外周面に設けられた溝により形成され、冷却用水路５０は第２のハウジング３２の外周面に設けられた溝により形成されている。このため、油路及び水路を１つのハウジングの内周面と外周面の間に設ける場合と異なり、冷却用油路４０及び冷却用水路５０を設ける際に、ハウジング３０内部に水路や油路を形成するためのパイプを鋳込む必要がない。従って、ハウジング３０を機械加工するだけで冷却用油路４０及び冷却用水路５０を形成することができるため、製造工程を簡素化でき、コストダウンを図ることができる。

なお、本実施形態では、冷却用油路４０を第１のハウジング３１に、冷却用水路５０を第２のハウジング３２に設けているが、冷却用油路４０と冷却用水路５０の位置関係はこれに限らず、冷却用水路５０を第１のハウジング３１の外周面に、冷却用油路４０を第２のハウジング３２の外周面に設けてもよい。

（第３実施形態）
図６を参照して、第３実施形態のモータを説明する。

図６は、第３実施形態のモータ１におけるステータ２０とハウジング３０の接触部分の断面模式図である。第３実施形態では、ハウジング３０が２層構造であり、第１層に冷却用油路４０及び冷却用水路５０が形成されている点が、他の実施形態と異なる。

本実施形態では、ハウジング３０は、ロータ１０及びステータ２０を収容する第１のハウジング３０１、及び第１のハウジング３０１の外側の第２のハウジング３０２からなる２層構造を備える。第１のハウジング３０１及び第２のハウジング３０２は、それぞれ円筒状部材として構成される。

第１のハウジング３０１はロータ１０及びステータ２０を収容し、第１のハウジング３０１の内周面がステータコア２１の外周面と面接触した状態で、第１のハウジング３０１にステータコア２１が固定されている。第２のハウジング３０２は、第１のハウジング３０１の外側に、第1のハウジング３０１の外周面に当接した状態で外嵌めされる。

図６に示すように、第１のハウジング３０１は、第１のハウジング３０１の内周面に設けられた溝により形成される冷却用油路４０及び第１のハウジング３０１の外周面に設けられた溝により形成される冷却用水路５０を有している。

冷却用油路４０は、第１のハウジング３０１の軸方向（図６の両矢印で示す方向）一方の端部３３１近傍からハウジング３０の軸方向他方の端部３４１近傍まで、第１のハウジング３０１の内周面を周方向に螺旋状に形成されている。冷却用油路４０の底部４２は、ステータコア２１が第１のハウジング３０１の内周面に当接することにより閉じられている。

冷却用水路５０は、第１のハウジング３０１の軸方向一方の端部３３１近傍からハウジング３０の軸方向他方の端部３４１近傍まで、第１のハウジング３０１の外周面を周方向に螺旋状に形成されている。冷却用水路５０の上部５１は、第２のハウジング３０２が第１のハウジング３０１の外周面に当接することにより閉じられている。

冷却用油路４０と冷却用水路５０とは、第１のハウジング３０１の軸方向に隣り合うように配置されており、図６に示すように、第１のハウジング３０１の軸方向に沿う断面において、冷却用油路４０と冷却用水路５０とが、軸方向に交互に並んで位置するように形成されている。なお、冷却用油路４０と冷却用水路５０とは、ハウジング３０の径方向に隣接していてもよい。

第１のハウジング３０１の軸方向両端部３３１，３４１近傍における第１のハウジング３０１の外周面には、シール溝３５１ａ，３５１ｂが設けられ、シール溝３５ａ，３５ｂにはＯリング６０が嵌め込まれている。これにより、第１のハウジング３０１の外周面と第２のハウジング３０２の内周面がシールされている。

図６のように構成された冷却用油路４０によれば、冷却用油路４０内を冷却オイルが流れることで、ハウジング３０、ステータコア２１及びステータコイルが冷却される。本実施形態では、冷却用オイルがステータコア２１に直接触れているため、ステータコア２１の冷却効率が向上する。

冷却オイルは、第１のハウジング３０１の軸方向一方の端部３３１近傍からハウジング３０の軸方向他方の端部３４１近傍まで、ステータコア２１の外周上を流れた後、ハウジング３０の外部へと流出される。なお、端部３４１近傍から流出した冷却オイルが再び端部３３１近傍から冷却用油路４０に流入するように、端部３３１近傍の冷却オイル流入口と端部３４１近傍の冷却オイル流出口を繋ぐ通路をハウジング３０外部に設け、冷却オイルを循環させてもよい。

また、第1のハウジング３０１の外周面に形成された冷却用水路５０内を冷却水が流れることで、冷却水と冷却オイルとの間で熱交換が起こり、冷却用オイルが冷却される。冷却水は、第１のハウジング３０の軸方向一方の端部３３１近傍から冷却用水路５０に流入し、第１のハウジング３０１の軸方向他方の端部３４１近傍まで流れた後、ハウジング３０の外部へと流出される。端部３４１近傍から流出した冷却水が再び端部３３１近傍から冷却用水路５０に流入するように、端部３３１近傍の冷却水流入口と端部３４１近傍の冷却水流出口を繋ぐ通路をハウジング３０外部に設け、冷却水を循環させてもよい。冷却水は、ハウジング外部に放熱部を設けて冷却してもよい。なお、他の実施形態と同様に、冷却水は、冷却オイルを冷却するだけでなく、ハウジング３０も冷却し、ハウジング３０を通じてステータコア２１及びステータコイルも冷却する。

上記した第３実施形態のモータ１によれば、第１実施形態のモータにより得られる効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

モータ１は、第１のハウジング３０１に冷却用油路４０及び冷却用水路５０を有し、冷却用油路４０は第１のハウジング３０１の内周面に設けられた溝により形成され、冷却用水路５０は第１のハウジング３０１の外周面に設けられた溝により形成されている。そして、冷却用油路４０の底部４２はステータコア２１により閉じられ、冷却用水路５０の上部５１は第２のハウジング３０２の外周面によって閉じられている。このように、ステータコア２１の外周面を冷却用油路４０の一部としているため、２層構造のハウジングによっても、冷却用油路４０及び冷却用水路５０を形成する際にハウジング内部に水路や油路のパイプを鋳込む必要がない冷却構造を提供することができる。即ち、ハウジング３０を２層構造にしつつ、且つハウジング３０を機械加工するだけで冷却用油路４０及び冷却用水路５０を形成することができる。このため、製造工程をより簡素化でき、さらにコストダウンを図ることができる。また、ハウジング３０が３層構造を有する場合に比べ、ハウジング３０全体の厚さを抑えることができ、省スペース化が可能となる。

また、冷却用油路４０の底部４２はステータコア２１により閉じられているため、冷却用油路４０を流れる冷却オイルはステータコア２１に直接触れる。このため、ステータコア２１及びステータコア２１のティースに巻き回されているステータコイルの冷却効率が向上する。

（第４実施形態）
図７を参照して、第４実施形態のモータを説明する。

図７は、第４実施形態のモータ１の全体構造を示す断面模式図である。第４実施形態では、第３実施形態と同様にハウジング３０が２層構造を有するが、冷却用水路５０が、第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置から冷却水が流入するように形成されている点が、第３実施形態と異なる。

図７に示すように、第１のハウジング３０１の外周面に設けられた溝により形成される冷却用水路５０は、第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置に、冷却水が流入する冷却水入口５２を備える。冷却用水路５０は、第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置において、第１のハウジング３０１の軸方向一端３３１に向かう第１冷却用水路５０１と、第１のハウジング３０１の軸方向他端３４１に向かう第２冷却用水路５０２に分岐している。

第１冷却用水路５０１は第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置から第１のハウジング３０１の軸方向一端３３１近傍まで、第１のハウジング３０１の外周面を周方向に螺旋状に形成されている。第２冷却用水路５０２は第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置から第１のハウジング３０１の軸方向他端３４１近傍まで、第１のハウジング３０１の外周面を周方向に螺旋状に形成されている。第３実施形態と同様に、冷却用油路４０及び冷却用水路５０は、第１のハウジング３０１の軸方向に沿う断面において、冷却用油路４０と冷却用水路５０とが、軸方向に交互に並んで位置するように形成されている。なお、冷却用油路４０と冷却用水路５０とは、ハウジング３０の径方向に隣接していてもよい。

冷却水入口５２から冷却用水路５０に冷却水が流入すると、第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置で第１冷却用水路５０１を流れる冷却水と、第２冷却用水路５０２を流れる冷却水とに分流される。第１冷却用水路５０１側に分流された冷却水は、隣接する冷却用油路４０を流れる冷却用オイルを冷却しながら、第１のハウジング３０１の軸方向一端３３１近傍まで流れる。同様に、第２冷却用水路５０２に分流された冷却水は、隣接する冷却用油路４０を流れる冷却オイルを冷却しながら、第１のハウジング３０１の軸方向他端３４１近傍まで流れる。

両端部３３１，３４１近傍から流出した冷却水が再び第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置の冷却水入口５２から冷却用水路５０に流入するように、両端部３３１，３４１近傍の冷却水出口と冷却水入口５２を繋ぐ通路をハウジング３０外部に設け、冷却水を循環させてもよい。冷却水は、ハウジング外部に放熱部を設けて冷却してもよい。なお、他の実施形態と同様に、冷却水は、冷却オイルを冷却するだけでなく、ハウジング３０も冷却し、ハウジング３０を通じてステータコア２１及びステータコイルも冷却する。

上記した第４実施形態のモータ１によれば、第３実施形態のモータ１により得られる効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

冷却用水路５０は、第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置に、冷却水が流入する冷却水入口５２を備え、第１のハウジング３０の軸方向の略中央位置から第１のハウジング３０１の軸方向一端３３１と、軸方向他端３４１とに向かう２つの水路に分岐している。このため、冷却水を第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置から両端部３３１，３４１近傍まで２系統に分けて流すことが可能となる。このように、冷却水を第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置から２系統に分けて流すことで、冷却水が流れる距離は短くなる。これにより、冷却用水路５０による圧力損失を低減することができ、冷却水をハウジング３０内に供給するために用いるポンプ等を小型化することが可能となる。また、冷却水が流れる距離が短くなるため、冷却水をハウジング３０の軸方向一端から他端まで流す場合に比べ、冷却水の温度上昇を抑えることができ、冷却用オイル及びモータの冷却効率が向上する。

なお、図７においては、第１のハウジング３０１の軸方向の中央位置から冷却水を流入しているが、必ずしもこれに限られず、冷却水は中央に近い位置から流入されればよい。例えば図６の斜線で示した冷却用水路の位置のように、中央からややずれた位置から流入されるような構成であってもよい。

また、本実施形態では、第１のハウジング３０１の内周面に冷却用油路４０、外周面に冷却用水路５０を形成しているがこれに限らない。即ち、第１実施形態のようにハウジング３０内部に冷却用水路５０を設けた場合や、第２実施形態のように第２のハウジング３２の外周面に冷却用水路５０を設けた場合にも、軸方向の略中央位置から冷却水が流入するように冷却用水路５０を構成することができる。

（第５実施形態）
図８を参照して、第５実施形態のモータを説明する。

図８は、第５実施形態のモータ１の全体構造を示す断面模式図である。第５実施形態では、冷却用油路４０が、第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置から冷却オイルが流入するように形成されている点、及び第１のハウジング３０１の軸方向両端近傍から冷却オイルがコイルエンド２２に向かって流出するように形成されている点が、第３実施形態と異なる。

図８に示すように、第１のハウジング３０１の内周面に設けられた溝により形成される冷却用油路４０は、第１のハウジング３０の軸方向の略中央位置に、冷却用オイルが流入する冷却オイル入口４３を備える。冷却用油路４０は、第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置において、第１のハウジング３０１の軸方向一端３３１に向かう第１冷却用油路４０１と、第１のハウジング３０１の軸方向他端３４１に向かう第２冷却用油路４０２とに分岐している。

図８に示すように、第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置から分岐した第１冷却用油路４０１は、第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置から第１のハウジング３０１の軸方向一端３３１近傍まで形成される。同様に、第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置から分岐した第２冷却用油路４０２は、第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置から第１のハウジング３０１の軸方向他端３４１近傍まで形成される。なお、第３、第４実施形態と同様に、冷却用油路４０及び冷却用水路５０は、第１のハウジング３０１の軸方向に沿う断面において、冷却用油路４０と冷却用水路５０とが、軸方向に交互に並んで位置するように形成されている。また、冷却用油路４０と冷却用水路５０とは、ハウジング３０の径方向に隣接していてもよい。

第１冷却用油路４０１及び第２冷却用油路４０２は、底部４２の全体がステータコア２１によって閉じられているが、第１のハウジング３０の軸方向両端部３３１，３４１近傍においては底部４２の一部のみが閉口されており、それぞれ冷却用油路４０の底部４２に開口部（冷却油路の流出口）４２１，４２２が形成されている。

第１のハウジング３０１の軸方向両端部３３１，３４１近傍に位置する冷却用油路４０の開口部４１１，４１２は、それぞれ第１のハウジング３０１の内周面からステータ２０のコイルエンド２２に臨むように形成されている。

冷却オイル入口４３から冷却用油路４０に冷却オイルが流入されると、冷却オイルは、第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置で第１冷却用油路４０１を流れる冷却オイルと、第２冷却用油路４０２を流れる冷却オイルとに分流される。第１冷却用油路４０１側に分流された冷却オイルは、ハウジング３０、ステータコア２１及びステータコイルを冷却しながら、第１のハウジング３０１の軸方向一端３３１近傍まで流れる。同様に、第２冷却用油路４０２に分流された冷却オイルは、ハウジング３０、ステータコア２１及びステータコイルを冷却しながら、第１のハウジング３０１の軸方向他端３４１近傍まで流れる。なお、他の実施形態と同様に、冷却用オイルは冷却用油路４０を流れる間、冷却用油路４０に隣接する冷却用水路５０を流れる冷却水によって冷却される。

第１冷却用油路４０１を流れる冷却オイルは、第１のハウジング３０１の軸方向一端３３１近傍まで到達すると、冷却用油路４０の開口部４１１から流出し、コイルエンド２２に滴下され、コイルエンド２２が冷却される。同様に、第２冷却用油路４０２を流れる冷却オイルは、第１のハウジング３０１の軸方向他端３４１近傍まで到達すると、冷却用油路４０の開口部４１２から流出し、コイルエンド２２に滴下され、コイルエンド２２が冷却される。

上記した第５実施形態のモータ１によれば、第３実施形態のモータ１により得られる効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

モータ１の冷却用油路４０は、第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置に、冷却用オイルが流入する冷却オイル入口４３を備え、第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置から第１のハウジング３０１の軸方向一端３３１と、第１のハウジング３０１の軸方向他端３４１とに向かう２つの冷却用油路４０１，４０２に分岐している。このため、冷却オイルを第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置から両端部３３１，３４１近傍まで２系統に分けて流すことが可能となる。このように、冷却オイルを第１のハウジング３０１の軸方向の略中央位置から２系統に分けて流すことで、冷却オイルが流れる距離は短くなる。これにより、冷却用油路４０による圧力損失を低減することができ、冷却オイルをハウジング３０内に供給するために用いるポンプ等を小型化することが可能となる。また、冷却オイルが流れる距離が短くなるため、冷却オイルをハウジング３０の軸方向一端から他端まで流す場合に比べ、冷却オイルの温度上昇を抑えることができ、モータ１の冷却効率が向上する。

また、モータ１は、第１のハウジング３０１の軸方向両端近傍に第１のハウジング３０１の内周面からステータ２０のコイルエンド２２に臨むように形成された冷却用油路４０の開口部４１１，４１２を備える。これにより、冷却水によって冷却された冷却オイルを直接コイルエンド２２に滴下してコイルエンド２２を冷却することができ、コイルエンド２２の冷却効率が向上する。また、第１のハウジング３０１の軸方向両端近傍の冷却用油路４０に形成された開口部４１１，４１２から、冷却オイルを滴下してコイルエンド２２を冷却するため、冷却オイルをコイルエンド２２に導く通路を別途設ける必要がない。従って、製造工程を簡素化でき、コストダウンを図ることができる。

なお、図８においては、第１のハウジング３０１の軸方向の中央位置から冷却オイルを流入しているが、必ずしもこれに限られず、冷却オイルは中央に近い位置から流入されればよい。例えば図６の斜線で示した冷却用油路の位置のように、中央からややずれた位置から流入されるような構成であってもよい。

また、本実施形態では、第１のハウジング３０１の軸方向両端近傍において、冷却用油路４０の底部４２の一部が開口している構成としたが、これに限らず、冷却用油路４０の底部４２の全部が開口した構成としてもよい。

また、本実施形態では、第１のハウジング３０１の内周面に冷却用油路４０、外周面に冷却用水路５０を形成しているがこれに限らない。即ち、第１実施形態のようにハウジング３０内部に冷却用油路４０を設けた場合や、第２実施形態のように第１のハウジング３１の外周面に冷却用油路４０を設けた場合にも、軸方向の略中央位置から冷却オイルが流入するように冷却用油路４０を構成することができる。また、ハウジング３０内部に冷却用油路４０を設けた場合や、第１のハウジング３１の外周面に冷却用油路４０を設けた場合にも、ハウジングの軸方向両端近傍にステータ２０のコイルエンド２２に臨む開孔部を設けて、開孔部から冷却オイルを滴下してコイルエンド２２を冷却する構造としてもよい。

また、本実施形態では、第１のハウジング３０１の軸方向両端近傍の開口部４１１，４１２から冷却オイルが流出するように構成されているが、開口部４１１，４１２を設けずに、軸方向の略中央位置から流入した冷却オイルが、ハウジングの軸方向両端近傍からモータ１外部へと流出されるように冷却用油路４０を構成してもよい。このような構成であっても、冷却オイルが流れる距離が短くなることによる効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

なお、いずれの実施形態においても、冷却用油路４０及び冷却用水路５０は、ハウジング３０内部全体に渡って周方向に螺旋状に形成されるとしたが、冷却用油路４０及び冷却用水路５０は、ハウジング３０内部全体に渡って隣接して形成されていれば、必ずしもこれに限られない。例えば、図９に示すように、冷却用油路４０及び冷却用水路５０を、ステータコア２１の外周を取り囲む複数の通路と、該複数の通路のそれぞれと連結するハウジング３０の軸方向に延びるハウジング３０上下の通路と、によって構成してもよい。

また、いずれの実施形態においても、冷却オイルの冷却効率を向上させるため、冷却用水路５０の断面積は冷却用油路４０の断面積より大きいことが好ましいが、必ずしもこれに限らず、水路及び油路の断面積は任意の大きさに設定してよい。

また、いずれの実施形態においても、冷却用水路５０を流れる冷却水で冷却用油路４０を流れる冷却オイルを冷却する構成としたが、これを逆にして、冷却水を冷却用オイルで冷却する構成にしてもよい。その場合、冷却用オイルを冷却するためのオイルクーラが別途必要となるが、冷却水を冷却するためのラジエータ等冷却装置が不要となるため、同様に省スペース化が可能となる。

上述した各実施形態は、それぞれ単独の実施形態として説明したが、適宜組み合わせてもよい。

１ モータ
１０ ロータ
２０ ステータ
２１ ステータコア
２２ コイルエンド
３０ ハウジング
４０ 冷却用油路
５０ 冷却用水路

Claims (11)

1. ロータと、前記ロータを取り囲むように配置されたステータと、前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、を備える回転電機であって、
   前記ステータは前記ハウジングに固定され、
   前記ハウジング内部には、前記ハウジング内部全体に渡って冷却用油路及び冷却用水路が形成され、
   前記冷却用油路と前記冷却用水路は、前記冷却用油路を流れる冷却オイルと前記冷却用水路を流れる冷却水との間で熱交換可能なように隣接して設けられる、
   ことを特徴とする回転電機。
2. 前記冷却用油路及び前記冷却用水路は、前記ハウジングの軸方向一端から他端に渡って周方向に螺旋状に形成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記冷却用油路及び前記冷却用水路は、前記ハウジングの軸方向に隣接して設けられる、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
4. 前記冷却用油路及び前記冷却用水路は、前記ハウジングの径方向に隣接して設けられる、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
5. 前記ハウジングは、前記ロータ及び前記ステータを収容する第１のハウジングと、前記第１のハウジングの外側に、前記第1のハウジングの外周面に当接して設けられる第２のハウジングと、前記第２のハウジングの外側に、前記第２のハウジングの外周面に当接して設けられる第３のハウジングから構成され、
   前記冷却用油路及び前記冷却用水路の一方は、前記第１のハウジングの外周面に設けられた溝により形成され、
   前記冷却用油路及び前記冷却用水路の他方は、前記第２のハウジングの外周面に設けられた溝により形成される、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
6. 前記ハウジングは、前記ロータ及び前記ステータを収容する第１のハウジングと、前記第１のハウジングの外側に、前記第1のハウジングの外周面に当接して設けられる第２のハウジングから構成され、
   前記冷却用油路は、前記第１のハウジングの内周面に設けられた溝により形成され、
   前記冷却用水路は、前記第１のハウジングの外周面に設けられた溝により形成される、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
7. 前記第１のハウジングに形成される前記冷却用油路と前記冷却用水路は、前記ハウジングの軸方向に隣接して設けられる、
   ことを特徴とする請求項６に記載の回転電機。
8. 前記冷却用水路は、前記ハウジングの軸方向の略中央位置から冷却水が流入するように構成され、前記ハウジングの軸方向一端と、前記ハウジングの軸方向他端とに向かう２つの水路に分岐している、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の回転電機。
9. 前記冷却用油路は、前記ハウジングの軸方向の略中央位置から冷却オイルが流入するように構成され、前記ハウジングの軸方向一端と、前記ハウジングの軸方向他端とに向かう２つの油路に分岐している、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の回転電機。
10. 前記冷却用油路が前記第１のハウジングの外周面に形成される場合には、
    前記冷却用油路の流出口は、前記ハウジングの軸方向両端近傍において、前記流出口の一部または全部が、前記ハウジングの内周面から前記ステータのコイルエンドに臨むように形成される、
    ことを特徴とする請求項５に記載の回転電機。
11. 前記冷却用油路の流出口は、前記ハウジングの軸方向両端近傍において、前記流出口の一部または全部が、前記ハウジングの内周面から前記ステータのコイルエンドに臨むように形成される、
    ことを特徴とする請求項６に記載の回転電機。

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