電動機
【課題】簡単な構造でコイルを効率よく冷却することができるトロイダル巻の電動機を提供する。
【解決手段】円環状に形成されたステータコア４１と、インシュレータ５０を介してステータコア４１に導線３５がトロイダル状に巻き回されて構成されるコイル２０と、を備えたステータ２１と、ステータ２１の径方向の内側に回転可能に配置されたロータ２２と、を有するモータであって、ロータ２２からステータ２１に向かって径方向の外側に冷却媒体を供給可能とされ、隣接するコイル２０，２０間におけるステータ２１の軸方向端面には、軸方向に立設されるとともにステータ２１の周方向に広がり、供給された冷却媒体をコイル２０に誘導する誘導板８０が設けられていることを特徴とする。
【解決手段】円環状に形成されたステータコア４１と、インシュレータ５０を介してステータコア４１に導線３５がトロイダル状に巻き回されて構成されるコイル２０と、を備えたステータ２１と、ステータ２１の径方向の内側に回転可能に配置されたロータ２２と、を有するモータであって、ロータ２２からステータ２１に向かって径方向の外側に冷却媒体を供給可能とされ、隣接するコイル２０，２０間におけるステータ２１の軸方向端面には、軸方向に立設されるとともにステータ２１の周方向に広がり、供給された冷却媒体をコイル２０に誘導する誘導板８０が設けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池自動車やハイブリッド自動車、電気自動車など車両駆動用の電動機（モータ）を搭載した車両が次々と開発されている。電動機としては、軸線周りに回転自在に支持されるとともに、永久磁石が配設されたロータと、ロータの周囲に対向配置されるとともに、コイルが配されたステータとを備えたものが一般的である。ここで、導線の巻き回し方法としては、分布巻や集中巻、トロイダル巻等が知られている。
【０００３】
ところで、電動機を駆動すると、ステータに巻き回されたコイルに電流が流れることによりコイルやステータコアが発熱し、電動機の特性の低下等に繋がる虞がある。そこで、コイルの温度上昇を抑制することを目的として、様々な冷却構造を有する電動機の提案がなされている。
例えば特許文献１では、回転子（本願のロータに相当）を包囲する管によって隔壁を設けてハウジング内を二つの空間に分離し、管の外側の空間には、巻線（本願のコイルに相当）を収容する流体漏れのないチャンバーを形成している。そして、チャンバー内を冷却媒体で満たし、冷却媒体を巻線に沿って移動させることにより、巻線を冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５１４４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のようにハウジング内に隔壁を設け、冷却媒体の漏れがないように封止されたシール構造を有するチャンバーは、その構造が複雑である。また、特許文献１において、チャンバーを形成するための隔壁は、固定子（本願のステータに相当）と回転子との間に設けられている。これにより、固定子と回転子とのエアギャップが隔壁の厚みだけ余計に必要となるので、電動機の効率の悪化や出力およびトルクの低下等の問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、簡単な構造でコイルを効率よく冷却することができるトロイダル巻の電動機の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の電動機（例えば、実施形態におけるモータユニット１０）は、円環状に形成されたステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア４１）と、インシュレータ（例えば、実施形態におけるインシュレータ５０）を介して前記ステータコアに導線（例えば、実施形態における導線３５）がトロイダル状に巻き回されて構成されるコイル（例えば、本実施形態におけるコイル２０）と、を備えたステータ（例えば、実施形態におけるステータ２１）と、前記ステータの径方向（例えば、本実施形態におけるＲ方向）の内側に回転可能に配置されたロータ（例えば、実施形態におけるロータ２２）と、を有する電動機であって、前記ロータから前記ステータに向かって前記径方向の外側に冷却媒体を供給可能とされ、隣接する前記コイル間における前記ステータの軸方向（例えば、本実施形態におけるＺ方向）端面には、前記軸方向に立設されるとともに前記ステータの周方向（例えば、本実施形態におけるθ方向）に広がり、供給された前記冷却媒体を前記コイルに誘導する誘導板（例えば、実施形態における誘導板８０）が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、コイル間において軸方向に立設されるとともにステータの周方向に広がり、供給された冷却媒体をコイルに誘導する誘導板が設けられている。これにより、ロータからステータに向かって径方向の外側に供給される冷却媒体のうち、コイル間に供給された冷却媒体は、コイル間をすり抜けることなく誘導板に当たってコイルに誘導される。したがって、誘導板により冷却媒体をコイルに誘導することができるので、コイルを効率よく冷却することができる。
【０００８】
また、前記ロータは、前記ロータの中心を貫通する出力軸（例えば、実施形態における出力軸２４）を備え、前記出力軸は、内部に設けられる冷却媒体流路（例えば、実施形態における冷却媒体流路７５）と、外周面に開口し前記冷却媒体流路と連通する吐出孔（例えば、実施形態における吐出孔７６）と、を有しており、前記ロータが回転すると、前記吐出孔から前記径方向の外側に前記冷却媒体が吐出されることが望ましい。
本発明によれば、出力軸は冷却媒体流路と連通する吐出孔を有しているので、ロータが回転することにより、遠心力で吐出孔から冷却媒体が吐出される。このように、簡単な構造により、ロータからステータに向かって径方向の外側に冷却媒体を吐出することができる。また、出力軸の内部が冷却媒体流路となっているので、冷却流路を構成するための配管等が必要ない。したがって、電動機の重量やコストの増加を抑制することができる。
【０００９】
また、前記誘導板は、前記軸方向から見て、前記径方向の内側を頂点とする略Ｖ字形状に形成されていることが望ましい。
コイル間に吐出された冷却媒体は、略Ｖ字形状に形成された誘導板の頂点に当たる。その後、径方向に対する垂直面から径方向外側に向かって傾斜している誘導板に沿って、冷却媒体がコイルに誘導される。したがって本発明によれば、確実にコイルに冷却媒体を誘導することができる。
【００１０】
また、前記誘導板は、前記径方向に複数設けられていることが望ましい。
本発明によれば、冷却媒体が径方向の内側の誘導板に当たることなくすり抜けても、径方向の外側にさらに設けられた誘導板に当たる。したがって、確実にコイルに冷却媒体を誘導することができる。
【００１１】
また、前記複数の誘導板のうち、前記径方向の外側に配置される前記誘導板の前記周方向の幅は、前記径方向の内側に配置される前記誘導板の前記周方向の幅よりも広いことが望ましい。
また、前記複数の誘導板のうち、前記径方向の外側に配置される前記誘導板の前記軸方向の高さは、前記径方向の内側に配置される前記誘導板の前記軸方向の高さよりも高いことが望ましい。
本発明によれば、径方向の内側に配置される誘導板よりも広い面を有する誘導板を径方向の外側に配置しているので、冷却媒体が径方向の内側の誘導板に当たることなくすり抜けても、確実に径方向の外側の誘導板に冷却媒体を当てることができる。したがって、より確実にコイルに冷却媒体を誘導することができる。さらに、径方向の内側および外側に配置されるそれぞれの誘導板の幅および高さを変更することにより、径方向の内側および外側に配置されるそれぞれの誘導板に当てる冷却媒体の量を調整することができる。したがって、コイルの内径側および外径側に供給する冷却媒体の量を、誘導板の面積を変えることで調整することができるので、コイルを効率よく冷却することができる。
【００１２】
また、前記誘導板は非磁性体であり、前記ステータコアと別部材で形成されていることが望ましい。
本発明によれば、誘導板を非磁性体で形成することにより、磁束が誘導板を通過するのを抑制することができる。これにより、ステータコアから誘導板に磁束が漏れるのを防止することができる。また、誘導板をステータコアと別部材で形成することにより、所望の形状の誘導板を容易に形成することができる。
【００１３】
また、前記ステータは誘導部材を備えており、前記誘導部材は、前記誘導板と、前記コイル間の前記ステータコアの前記軸方向における側面に密着する底面部（例えば、実施形態における底面部８２）と、を有しており、前記誘導板は前記底面部から軸方向に立設されていることが望ましい。
本発明によれば、ステータコアとは別部材の誘導部材を備えているので、所望の形状の誘導板を容易に形成することができる。また、底面部はステータコアの軸方向の側面と密着しているので、底面部からステータコアの熱を誘導部材に吸収することができる。これにより、ステータコアの熱を効率よく放熱することができる。
【００１４】
また、前記底面部には、前記誘導板の前記径方向の内側に貫通孔（例えば、実施形態における貫通孔８４）が形成されていることが望ましい。
本発明によれば、貫通孔からステータコアが露出しているので、貫通孔に冷却媒体を供給することにより、直接ステータコアを冷却することができる。したがって、冷却性能を向上させることができる。
【００１５】
また、前記誘導部材は前記インシュレータと一体的に形成されていることが望ましい。
本発明によれば、部品点数を削減できるので、低コストにインシュレータおよび誘導部材を形成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、コイル間において軸方向に立設されるとともにステータの周方向に広がり、供給された冷却媒体をコイルに誘導する誘導板が設けられている。これにより、ロータからステータに向かって径方向の外側に供給される冷却媒体のうち、コイル間に供給された冷却媒体は、コイル間をすり抜けることなく誘導板に当たってコイルに誘導される。したがって、誘導板により冷却媒体をコイルに誘導することができるので、コイルを効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】車両用電動機の概略構成断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】第１実施形態のステータの斜視図である。
【図４】ステータの内周側から見たときのインシュレータの斜視図である。
【図５】ステータの外周側から見たときのインシュレータの斜視図である。
【図６】コイルへの給配電構造の説明図である。
【図７】ステータホルダの斜視図である。
【図８】第１実施形態の冷却媒体の供給の説明図であり、図８（ａ）は誘導板に冷却媒体が吐出されたときの説明図であり、図８（ｂ）は内周側スロットに冷却媒体が吐出されたときの説明図である。
【図９】第１実施形態の変形例の説明図である。
【図１０】第２実施形態の説明図であり、図１０（ａ）は軸方向から見たときの説明図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図１１】第３実施形態の説明図であり、図１１（ａ）は軸方向から見たときの説明図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下に、本発明の第１実施形態の電動機（以下「モータ」という。）につき図面を参照して説明する。本実施形態では車両に搭載される車両用電動機（以下「モータユニット」という。）を用いて説明する。また、以下の説明では、モータの径方向をＲ方向、モータの軸方向をＺ方向、モータの周方向をθ方向と定義し、必要に応じて、これらＲ、Ｚおよびθの円筒座標系を使用して説明する。なお、Ｚ方向の一方側を＋Ｚ側とし、他方側を−Ｚ側とする。また、Ｒ方向の外周側を＋Ｒ側とし、内周側を−Ｒ側とする。
【００１９】
図１はモータユニット１０の概略構成断面図である。
図１に示すように本実施形態のモータユニット１０は、ステータ２１およびロータ２２を備えたモータ２３がモータハウジング１１内に収容されている。モータハウジング１１の＋Ｚ側には、モータ２３の出力軸２４の回転数を検出する回転センサ（不図示）を収容するセンサハウジング１３が締結されている。また、モータハウジング１１の−Ｚ側には、モータ２３の出力軸２４からの動力を伝達するギヤなどの動力伝達部（不図示）を収容するミッションハウジング１２が締結されている。なお、モータ２３の出力軸２４は、モータユニット１０の動力伝達部を介して車両の駆動軸に連結されている。この駆動軸が回転することにより、駆動軸に連結された車輪が回転して、車両を移動させることができるように構成されている。
【００２０】
（モータハウジング）
モータハウジング１１は、アルミ等からなる部材であり、ダイキャスト等により成型される。モータハウジング１１は、モータ２３を収容可能な略有底筒状に形成されている。モータハウジング１１におけるセンサハウジング１３が締結される＋Ｚ側は、出力軸２４が挿通される貫通孔１６を除いて壁部１７で閉塞されている。一方、モータハウジング１１におけるミッションハウジング１２が締結される−Ｚ側には、モータ２３を挿入するための略円形の開口１５が形成されている。また、モータハウジング１１の内周面１８には、−Ｚ側から＋Ｚ側に向けて縮径する段差部１９が形成されている。この段差部１９には、ステータ２１を支持固定するためのステータホルダ３０が締結されるように構成されている。
【００２１】
また、モータハウジング１１とミッションハウジング１２との境界部における−Ｚ側には、モータ２３の出力軸２４の一端を回転自在に支持するベアリング２６が設けられ、モータハウジング１１とセンサハウジング１３との境界部におけるモータハウジング１１の貫通孔１６には、モータ２３の出力軸２４の＋Ｚ側を回転自在に支持するベアリング２７が設けられている。
【００２２】
（出力軸）
図２は図１のＡ−Ａ線における断面図である。
図２に示すように、出力軸２４がモータハウジング１１の略中央に配されている。
出力軸２４は、ステンレスや鉄等からなる中空の略円筒状の部材であり、鍛造や鋳造、機械加工等により形成される。出力軸２４の内部は空洞となっており、冷却媒体流路７５となっている。これにより、モータ内部には冷却流路を構成するための配管等が必要ないので、モータの重量やコストの増加を抑制することができる。また、出力軸２４の＋Ｚ側には、外周面に開口し、出力軸２４の内部の冷却媒体流路７５と連通する吐出孔７６が複数（本実施形態では対称に２箇所）形成されている。冷却媒体は不図示の供給源から供給される。供給源から供給された冷却媒体は冷却媒体流路７５を通り、ロータが回転することにより発生する遠心力によって、吐出孔７６から＋Ｒ側に吐出される。なお、冷却媒体は例えば潤滑油が使用される。
なお、本実施形態では出力軸２４の＋Ｚ側にのみ吐出孔７６を形成しているが、出力軸２４の−Ｚ側に形成してもよい。
【００２３】
（ロータ）
出力軸２４の外周面にはロータ２２が取り付けられている。
ロータ２２は、略円盤状の電磁鋼板等の磁性板からなる部材であり、プレスにより成型された磁性板を複数積層することにより形成される。このとき、各磁性板を重ねてカシメることにより、各磁性板には凸部（ダボ）が形成される。このダボにより各磁性板を連結して積層固定することができる。なお、各磁性板を接着することにより積層してもよい。
ロータ２２には、出力軸２４を挿通させるための貫通孔３１が形成されている。ロータ２２は圧入により出力軸２４に固定される。したがって、貫通孔３１は、出力軸２４の外径よりも若干小さくなるように形成される。ロータ２２が軸中心に回転することにより、前述の出力軸２４も同時に軸中心に回転する。
ロータ２２の外周縁近傍には、ステータ２１と対向するように永久磁石２９がθ方向に沿って複数（本実施形態では、８個）設けられている。なお、ロータ２２の外周側にＮ極が着磁された永久磁石２９Ｎと、ロータ２２の外周側にＳ極が着磁された永久磁石２９Ｓとが、ロータ２２のθ方向に交互に配されている。
【００２４】
（端面板）
さらに、出力軸２４の外周面には端面板２５が取り付けられ、ロータ２２のＺ方向における両端面に配置されている。端面板２５はステンレス等の非磁性体からなり、プレスや機械加工等によって形成される。端面板２５は、ロータ２２と略同一形状の略円盤状の部材であり、出力軸２４を挿通させるための貫通孔が形成されている。端面板２５はロータ２２とともに圧入により出力軸２４に固定される。端面板２５の外径は、ロータ２２と略同一か若干小さく形成されており、なおかつＺ方向からみて永久磁石２９を覆うように形成されている。これにより、ステータ２１とロータ２２とのエアギャップを確保しつつ、永久磁石２９がロータ２２から脱落するのを防止している。さらに、端面板２５は非磁性体からなるので、永久磁石２９を覆っても、磁束漏れを増加させることはない。
本実施形態では、＋Ｚ側の端面板２５におけるロータ２２との合わせ面に、溝部２５ａが形成されている。溝部２５ａは、Ｒ方向から見て略矩形状をしており、溝部２５ａの深さおよび幅は吐出孔７６の直径と略同一に形成される。また、溝部２５ａは、出力軸２４の吐出孔７６に対応した位置からＲ方向に沿って端面板の外周まで延設されている。そして、後述するように、吐出孔７６から吐出された冷却媒体は、溝部２５ａを通り、ステータ２１に向かって＋Ｒ側に吐出される。
なお、本実施形態では、出力軸２４の＋Ｚ側に形成された吐出孔７６に対応して、＋Ｚ側の端面板２５にのみ溝部２５ａを形成しているが、出力軸２４の−Ｚ側にも吐出孔が形成された場合には、−Ｚ側の端面板にも溝部を形成する。
【００２５】
（ステータ）
図２に示すように、本実施形態のステータ２１は、円環状に形成されたステータコア４１と、インシュレータ５０を介してステータコア４１に導線３５がトロイダル状に巻き回されて構成されるコイル２０と、を備えている。
【００２６】
（ステータコア）
本実施形態のステータコア４１は、分割コア４５を円環状に複数個（本実施形態では２４個）連結することにより形成されている。各分割コアには、ティース３２およびヨーク３３がＺ方向から見て略Ｌ字状になるように直交して配置されている。
図３は、本実施形態の分割コア４５の斜視図である。
図３に示すように、分割コア４５は、電磁鋼板等の磁性板により形成された分割コア片４３からなる部材であり、前述のロータと同様に、各分割コア片４３をカシメて積層固定することにより形成される。本実施形態では、ダボ４４は、ティース３２とヨーク３３との境界部における外周縁近傍と、ヨーク３３における隣接する分割コア４５との境界部の外周縁近傍と、の２箇所に形成されている。２箇所のダボ４４でカシメることにより、分割コア片４３が位置ずれするのを防止している。
また、ステータコア４１を分割コア４５により構成することで、後述するインシュレータを分割コア４５に装着して導線を巻き回す際に、分割コアごとに導線を巻き回すことができる。したがって、生産性の向上を図ることができる。
【００２７】
さらに、ステータコア４１は突起部３６を備えている。
図２に示すように本実施形態の突起部３６は、コイル２０，２０間において、ステータコア４１のＺ方向から見て略矩形状に、ステータコア４１の＋Ｒ側に突出して形成されている。突起部３６には、Ｚ方向に貫通する肉抜き部３７が形成されている。本実施形態の肉抜き部３７は、Ｚ方向から見て、ステータコア４１のθ方向を長軸方向としＲ方向を短軸方向とした略長円形状に形成されている。この肉抜き部３７によってフラックスバリアが形成される。
【００２８】
（インシュレータ）
図４はステータの内周側から見たときのインシュレータ５０の斜視図である。
インシュレータ５０は、ステータコアに装着され、ヨークおよびティースの周面を覆う部材である。インシュレータ５０は、例えば樹脂などの絶縁部材からなる部材であり、インジェクション成型により形成される。
図４に示すように、インシュレータ５０は、分割コアのヨークの周面を覆う貫通孔５１が形成された導線巻付部５２と、導線巻付部５２のθ方向における両端の開口縁部からフランジ状に立設され、インシュレータ５０の内周側、外周側および−Ｚ側に形成された一対の壁部５３，５４とを備えている。
導線巻付部５２の内周壁５７および外周壁５８にはガイド溝５９が形成されており、導線が案内されて巻き回される。−Ｚ側の壁部５３，５４には、導線の端部を係止するための係止溝６３，６４がそれぞれ形成されている。例えば巻き始めに導線の一端を係止溝６３に引っ掛けるように係止した後、導線巻付部５２に導線を所定の巻数になるように巻付け、巻き終わった導線の他端を係止溝６４に係止することで、インシュレータ５０にコイルを容易に形成することができる。このように、インシュレータ５０を介して分割コアのヨークに導線を巻き回すことにより、コイルとステータコアとの短絡を防止しつつ、トロイダル状にコイルを形成することができる。
【００２９】
図４に示すように、インシュレータ５０の−Ｚ側における内周側には、中性点バスリング６８（図９参照）を挿入するための挿入溝６９が形成されている。挿入溝６９の幅は、中性点バスリング６８の導線の直径と略同一かそれよりも若干広く形成されている。挿入溝６９の深さは、中性点バスリング６８の導線の直径よりも深く形成されている。挿入溝６９は、Ｚ方向から見て略円弧状に形成されており、インシュレータ５０を分割コアに装着して分割コアを連結した際に、ステータコア４１のティースの内周面に沿った略円環形状となる。この複数の挿入溝６９で形成された略円環形状の直径は、中性点バスリング６８の直径と略同一である。中性点バスリング６８を挿入溝６９に挿入することにより、中性点バスリング６８をステータコア４１のティースの内周面に沿ってインシュレータ５０の−Ｚ側に配置することができる。
【００３０】
図５はステータの外周側から見たときのインシュレータ５０の斜視図である。
図５に示すように、インシュレータ５０の＋Ｚ側には、ティースを覆うように形成された底面部８２と、底面部８２から＋Ｚ側に立設された誘導板８０とが設けられている。
底面部８２は、導線巻付部５２の＋Ｚ側面と同一平面で形成されており、インシュレータ５０をステータコアに装着すると、底面部８２の−Ｚ側面はステータコアの＋Ｚ側面と密着する。したがって、底面部８２からステータコアの熱を吸収することができる。
【００３１】
誘導板８０は、インシュレータ５０における底面部８０のＲ方向およびθ方向の略中央において、底面部８２から＋Ｚ側に立設されるとともにθ方向に広がるように形成されている。誘導板８０は、Ｒ方向から見て略矩形状をしており、平板状に形成されている。図１に示すように、誘導板８０のＺ方向における高さは、インシュレータ５０表面からのコイル２０のＺ方向における高さと略同一である。また、誘導板８０のθ方向における幅は、図２に示すように、誘導板８０のθ方向における両側のコイル２０，２０と若干の隙間が開くように、コイル２０，２０の間隔よりも若干狭い幅で形成される。なお、コイル２０のターン数や導線３５の線径等により決定されるコイル２０のＺ方向の高さおよびθ方向の幅に応じて、誘導板８０の高さおよび幅が適宜決定される。前述の端面板２５の溝部２５ａからステータ２１に向かって＋Ｒ側に吐出された冷却媒体は、誘導板８０に誘導されてコイル２０に供給される。なお、冷却媒体の供給の詳細については後述する。
【００３２】
（コイルへの給配電構造）
図６はコイルへの給配電構造の説明図である。
上述のインシュレータにコイル２０を巻き回した後、分割コア４５を所定数（本実施形態では、２４個）円環状に連結し、後述するステータホルダ３０に固定することにより、円環状のステータ２１が形成される。そして、図６に示すように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相を構成するコイル２０がθ方向に順に配され、各コイル２０を構成する導線３５の両端部が３相配電バスリング６７または中性点バスリング６８にそれぞれ接続されている。
【００３３】
具体的には、Ｕ相のコイルＵ１の一端側は３相配電バスリング６７のＵ相の接続端子に接続され、Ｕ相のコイルＵ１の他端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。また、コイルＵ２の他端側は３相配電バスリング６７のＵ相の接続端子に接続され、コイルＵ２の一端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。また、コイルＵ３の一端側は３相配電バスリング６７のＵ相の接続端子に接続され、コイルＵ３の他端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。以降、同様の順序で接続され、コイルＵ８の他端側は３相配電バスリング６７のＵ相の接続端子に接続され、コイルＵ２の一端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。
【００３４】
Ｖ相のコイルＶ１の他端側は３相配電バスリング６７のＶ相の接続端子に接続され、Ｖ相のコイルＶ１の一端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。また、コイルＶ２の一端側は３相配電バスリング６７のＶ相の接続端子に接続され、コイルＶ２の他端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。また、コイルＶ３の他端側は３相配電バスリング６７のＶ相の接続端子に接続され、コイルＶ３の一端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。以降、同様の順序で接続され、コイルＶ８の一端側は３相配電バスリング６７のＶ相の接続端子に接続され、コイルＶ８の他端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。
【００３５】
Ｗ相のコイルＷ１の一端側は３相配電バスリング６７のＷ相の接続端子に接続され、Ｗ相のコイルＷ１の他端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。また、コイルＷ２の他端側は３相配電バスリング６７のＷ相の接続端子に接続され、コイルＷ２の一端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。また、コイルＷ３の一端側は３相配電バスリング６７のＷ相の接続端子に接続され、コイルＷ３の他端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。以降、同様の順序で接続され、コイルＷ８の他端側は３相配電バスリング６７のＷ相の接続端子に接続され、コイルＷ８の一端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。
【００３６】
ここで、コイル２０の導線３５の巻回方向は全て同じ方向になるように構成されている。そして、コイルＵ１の電流の流れる方向と、コイルＵ２の電流の流れる方向とは逆向きになるように、コイル２０に各バスリング６７，６８が接続されている。このように本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各コイル２０が並列接続されている。このように構成することにより、各相を流れる電流は並列接続された各コイルに分配されるため、コイル２０の巻数は多く要るが細い導線３５を用いることができる。つまり、占積率の高いコイル２０を形成することができる。
このようにθ方向に順に配されたＵ相、Ｖ相およびＷ相のコイルの励磁を順次切り替えて回転磁界を発生させ、ステータ２１とロータとの間に磁気的な吸引力および反発力を発生させることによりロータを回転させることができる。
【００３７】
（ステータホルダ）
図７はステータホルダの斜視図である。
ステータホルダ３０は、鉄等からなる円筒状の部材であり、例えばプレスにより成型される。また、ステータホルダ３０の−Ｚ側には、＋Ｒ側へ突出したフランジ部３４が形成されている。また、フランジ部３４にはボルト孔４７が複数（本実施形態では、４個）形成されている。これにより、ボルトを用いてモータハウジングにステータホルダ３０を締結固定することができる。
【００３８】
以下に、ステータホルダ３０およびステータの固定について詳述する。
図２に戻り、まず分割コア４５を所定個数（本実施形態では、２４個）円環状に連結することにより、円環状のステータ２１を形成する。その後、前述のステータホルダ３０の円筒部３０ａに、ステータコア４１の突起部３６を圧入してステータ２１を固定する。ステータホルダ３０およびステータコア４１は同じ鉄系の材料で形成されるので、略同一の線膨張係数を有している。したがって、高温および低温環境下でもステータホルダ３０およびステータコア４１の固定状態が緩むことはない。なお、ステータホルダ３０とステータ２１との固定方法は圧入に限らず、例えば焼き嵌めでもよい。
【００３９】
上述のように、ステータホルダ３０にステータ２１を圧入等により固定した状態で、ステータホルダのフランジ部３４のボルト孔４７にボルトを挿通して、ステータホルダ３０をモータハウジング１１に締結固定する。ステータホルダ３０を介してステータ２１をモータハウジング１１に固定しているので、ステータ２１の振動がモータハウジング１１に伝達するのを抑制することができ、振動や騒音等を低減することができる。
【００４０】
ここで、本実施形態におけるステータコア４１の突起部３６には、前述のとおり、Ｚ方向に貫通する肉抜き部３７が形成されており、これにより、ステータコア４１とステータホルダ３０との間の磁気抵抗が増加する。すなわち、肉抜き部３７はフラックスバリアとして機能するので、ステータコア４１からステータホルダ３０への磁束漏れを抑制することができる。さらに、圧入や焼き嵌め等の手法によりステータコア４１の突起部３６の外周面３６ａをステータホルダ３０の内周面３０ｂに接触させて固定すると、肉抜き部３７によって突起部３６は−Ｒ側に弾性変形する。これにより、ステータコア４１およびステータホルダ３０の寸法誤差を吸収しつつ、圧入や焼き嵌めにより固定することができる。
【００４１】
（冷却媒体の供給）
図８は本実施形態の冷却媒体の供給作用の説明図であり、図８（ａ）は誘導板８０に冷却媒体が吐出されたときの説明図であり、図８（ｂ）は内周側スロット３８に冷却媒体が吐出されたときの説明図である。
図８に示すように、ロータ２２が回転すると、不図示の供給源から供給された冷却媒体は、出力軸２４の内部の冷却媒体流路７５に流入し、ロータ２２の回転による遠心力により出力軸２４の吐出孔７６から＋Ｒ側に向かって吐出される。その後、冷却媒体は、吐出孔７６と連通する端面板２５の溝部２５ａを通って、ロータ２２からステータ２１に向かって＋Ｒ側に吐出される。
図８（ａ）に示すように、コイル２０，２０間に吐出された冷却媒体は、インシュレータ５０に形成された誘導板８０に当たる。ここで、誘導板８０は、前述のとおりコイル２０，２０間において、θ方向に広がり形成されている。このため、誘導板８０と当たった冷却媒体は、誘導板８０の表面に沿って流れ、誘導板８０のθ方向における両側方に配置されたコイル２０に向けて誘導される。このように誘導板８０が設けられているので、コイル２０，２０間に冷却媒体が吐出されても、冷却媒体はコイル２０，２０間をすり抜けることなくコイル２０に誘導される。ここで、前述のとおりインシュレータ５０の内周側、外周側および−Ｚ側には一対の壁部５３，５４（図５参照）が形成されているが、インシュレータ５０の＋Ｚ側には壁部５３，５４は形成されていない。これにより、誘導板８０とコイル２０との間には障壁がないので、誘導板８０により冷却媒体をコイル２０に誘導することができる。
なお、ティース３２，３２間に吐出された冷却媒体は、図８（ｂ）に示すように、ティース３２，３２間における内周側スロット３８のコイル２０に直接供給される。
そして、冷却媒体は、コイル２０に浸透してコイル２０を冷却した後、モータハウジングの底部に落下する。その後、モータハウジングの底部から回収され、再度コイル２０に供給される。
【００４２】
本実施形態によれば、コイル２０，２０間において＋Ｚ側に立設されるとともにステータ２１のθ方向に広がり、供給された冷却媒体をコイル２０に誘導する誘導板８０が設けられている。これにより、ロータ２２からステータ２１に向かって＋Ｒ側に供給される冷却媒体のうち、コイル２０，２０間に供給された冷却媒体は、コイル２０，２０間をすり抜けることなく誘導板８０に当たってコイル２０に誘導される。したがって、誘導板８０により冷却媒体をコイル２０に誘導することができるので、コイル２０を効率よく冷却することができる。
【００４３】
（第１実施形態の変形例、Ｖ字形状の誘導板）
図９は第１実施形態の変形例の説明図である。
第１実施形態の誘導板はＺ方向から見て直線上に形成されていたが、第１実施形態の変形例の誘導板８０は、図９に示すように、Ｚ方向から見て−Ｒ側を頂点とする略Ｖ字形状に形成されている点で異なっている。
本実施形態では、誘導板８０の壁は、Ｒ方向に対する垂直面から＋Ｒ側に向かって傾斜しており、誘導板８０のθ方向における両側のコイル２０，２０と若干の隙間が開くように、コイル２０，２０の間隔よりも若干狭い幅で形成される。また、誘導板８０の頂点８１は、底面部８２のＲ方向における略中央に形成される。
コイル２０，２０間に吐出された冷却媒体は、略Ｖ字形状に形成された誘導板８０の頂点８１に当たる。誘導板８０は、Ｒ方向に対する垂直面から＋Ｒ側に向かって傾斜しているので、頂点８１に当たった冷却媒体は、冷却媒体の吐出方向に反射することなく、誘導板８０に沿ってコイル２０に誘導される。したがって本実施形態の変形例によれば、確実にコイル２０に冷却媒体を誘導することができる。
なお、誘導板８０のＲ方向における位置および誘導板８０の傾斜度合いを変更することにより、コイル２０に対する冷却媒体の供給位置を変更することができる。例えば、Ｒ方向に対する垂直面から＋Ｒ側に向かって誘導板８０の傾斜を大きくすることにより、コイル２０の外周側により多く冷却媒体を供給することができる。
【００４４】
（第２実施形態、複数設けられた誘導板）
図１０は第２実施形態の説明図であり、図１０（ａ）は軸方向から見たときの説明図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
第１実施形態および第１実施形態の変形例の誘導板は、１個のインシュレータにつきＲ方向の１箇所に設けられていたが、本実施形態の誘導板８０は、図１０に示すように、１個のインシュレータにつきＲ方向の複数箇所に設けられている点で、第１実施形態および第１実施形態の変形例と異なっている。
図１０に示すように本実施形態の誘導板８０は、１個のインシュレータ５０につきＲ方向に例えば２箇所設けられている。具体的には、インシュレータ５０の底面部８２における−Ｒ側には第１誘導板８０ａが設けられており、インシュレータ５０の底面部８２における＋Ｒ側には第２誘導板８０ｂが設けられている。第１誘導板８０ａおよび第２誘導板８０ｂは、ともに第１実施形態の変形例と同様に、Ｚ方向から見て−Ｒ側を頂点とする略Ｖ字形状に形成されている。
さらに本実施形態では、図１０（ａ）に示すように、第２誘導板８０ｂのθ方向の幅は、第１誘導板８０ａのθ方向の幅よりも広く形成されている。また、図１０（ｂ）に示すように、第２誘導板８０ｂのＺ方向の高さは、−Ｒ側に配置される第１誘導板８０ａのＺ方向の高さよりも高く形成されている。
【００４５】
図１０（ｂ）に示すように、ロータ２２からステータ２１に向かって＋Ｒ側に吐出された冷却媒体が、−Ｒ側の第１誘導板８０ａに当たることなくすり抜けても、＋Ｒ側にさらに設けられた第２誘導板に当たる。したがって、コイル２０，２０間に供給された冷却媒体は、コイル２０，２０間をすり抜けることなく、第１誘導板８０ａまたは第２誘導板８０ｂのいずれか一方に当たってコイル２０に誘導される。これにより、確実にコイル２０に冷却媒体を誘導することができる。また、本実施形態のように、第１誘導板８０ａよりも広い面を有する第２誘導板８０ｂを＋Ｒ側に配置することにより、確実にコイル２０に冷却媒体を誘導することができる。
なお、前述と同様に、第１誘導板８０ａおよび第２誘導板８０ｂのＲ方向における位置および傾斜度合いを変更することにより、コイル２０に対する冷却媒体の供給位置を変更することができる。また、第１誘導板８０ａおよび第２誘導板８０ｂの幅および高さを変更することにより、第１誘導板８０ａおよび第２誘導板８０ｂに当てる冷却媒体の量を調整することができる。例えば、第１誘導板８０ａの面積を小さくすることにより、冷却媒体は第１誘導板８０ａをすり抜けやすくなり、多くの冷却媒体が第２誘導板８０ｂに当たる。したがって、コイル２０の−Ｒ側よりもコイル２０の＋Ｒ側に多くの冷却媒体が供給される。このように、第１誘導板８０ａおよび第２誘導板８０ｂの面積を変えることにより、コイル２０の＋Ｒ側および−Ｒ側に供給する冷却媒体の量を調整することができるので、コイル２０を効率よく冷却することができる。
【００４６】
（第３実施形態、貫通孔を形成）
図１１は第３実施形態の説明図であり、図１１（ａ）は軸方向から見たときの説明図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
本実施形態では、図１１に示すように、底面部８２に貫通孔８４ａ，８４ｂが形成されている点で第１実施形態および第２実施形態と異なっている。
図１１（ａ）に示すように、本実施形態では、第１誘導板８０ａおよび第２誘導板８０ｂの−Ｒ側に、それぞれ第１貫通孔８４ａおよび第２貫通孔８４ｂが形成されている。各貫通孔８４ａ，８４ｂは底面部８２を貫通しており、各貫通孔８４ａ，８４ｂからはステータコア４１が露出している。本実施形態の各貫通孔８４ａ，８４ｂのθ方向における幅は、各誘導板８０ａ，８０ｂのθ方向における幅と略同一に形成されている。また、各貫通孔８４ａ，８４ｂのＲ方向における長さは、底面部８２のＲ方向における長さの約１／４程度に形成されている。なお、各貫通孔８４ａ，８４ｂのＲ方向における長さは、各誘導板８０ａ，８０ｂのＺ方向における高さに比例して変化させてもよい。各貫通孔８０ａ，８０ｂのθ方向における幅およびＲ方向における長さによりステータコア４１の露出面積が決定され、この露出面積は、ステータコア４１の発熱量や要求される冷却能力等により適宜決定される。
図１１（ｂ）に示すように、＋Ｒ側に吐出された冷却媒体は各誘導板８０ａ，８０ｂに当たる。このとき、冷却媒体は各誘導板８０ａ，８０ｂに沿ってコイル２０に誘導されるが、一部の冷却媒体は各貫通孔８４ａ，８４ｂに供給された後、コイル２０に誘導される。貫通孔８４ａ，８４ｂからはステータコア４１が露出しているので、貫通孔８４ａ，８４ｂに供給された冷却媒体は、直接ステータコア４１の表面を冷却することができる。したがって、冷却性能を向上させることができる。
【００４７】
なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
第１実施形態から第３実施形態のモータでは、冷却媒体として潤滑油を用いている。しかし、冷却媒体は潤滑油に限定されることはなく、例えばロータにフィンを形成して空気を送風することにより、空気を冷却媒体としてもよい。ロータが回転することにより、ロータからステータに向かって径方向の外側に冷却風を送風することができ、誘導板により冷却風をコイルに誘導することができる。
【００４８】
第１実施形態から第３実施形態の電動機では、ミッションケース側に３相配電バスリングおよび中性点バスリングを設け、センサハウジング側にのみ誘導板を設けているが、ミッションケース側にも誘導板を設けてもよい。ただし、ミッションケース側に誘導板を設ける場合には、３相配電バスリングおよび中性点バスリングの位置を考慮して設計する必要がある。
【００４９】
第１実施形態から第３実施形態の電動機では、インシュレータと誘導板とが一体成型されているが、インシュレータとは別部品として誘導板を形成してもよい。具体的には、例えば樹脂等の非磁性体を用いて、誘導板および底部を備えた誘導部材を形成してもよい。ただし、誘導板とインシュレータとを一体成型することにより、金型や部品点数の削減が可能となり低コストとなる点で本実施形態に優位性がある。
【符号の説明】
【００５０】
１０・・・モータユニット（電動機） ２０・・・コイル ２１・・・ステータ ２２・・・ロータ ２４・・・出力軸 ３０・・・ステータホルダ ３２・・・ティース ３３・・・ヨーク ３５・・・導線 ４１・・・ステータコア ５０・・・インシュレータ ７５・・・冷却媒体流路 ７６・・・吐出孔 ８０，８０ａ，８０ｂ・・・誘導板 ８２・・・底面部 ８４ａ，８４ｂ・・・貫通孔
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池自動車やハイブリッド自動車、電気自動車など車両駆動用の電動機（モータ）を搭載した車両が次々と開発されている。電動機としては、軸線周りに回転自在に支持されるとともに、永久磁石が配設されたロータと、ロータの周囲に対向配置されるとともに、コイルが配されたステータとを備えたものが一般的である。ここで、導線の巻き回し方法としては、分布巻や集中巻、トロイダル巻等が知られている。
【０００３】
ところで、電動機を駆動すると、ステータに巻き回されたコイルに電流が流れることによりコイルやステータコアが発熱し、電動機の特性の低下等に繋がる虞がある。そこで、コイルの温度上昇を抑制することを目的として、様々な冷却構造を有する電動機の提案がなされている。
例えば特許文献１では、回転子（本願のロータに相当）を包囲する管によって隔壁を設けてハウジング内を二つの空間に分離し、管の外側の空間には、巻線（本願のコイルに相当）を収容する流体漏れのないチャンバーを形成している。そして、チャンバー内を冷却媒体で満たし、冷却媒体を巻線に沿って移動させることにより、巻線を冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５１４４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のようにハウジング内に隔壁を設け、冷却媒体の漏れがないように封止されたシール構造を有するチャンバーは、その構造が複雑である。また、特許文献１において、チャンバーを形成するための隔壁は、固定子（本願のステータに相当）と回転子との間に設けられている。これにより、固定子と回転子とのエアギャップが隔壁の厚みだけ余計に必要となるので、電動機の効率の悪化や出力およびトルクの低下等の問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、簡単な構造でコイルを効率よく冷却することができるトロイダル巻の電動機の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の電動機（例えば、実施形態におけるモータユニット１０）は、円環状に形成されたステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア４１）と、インシュレータ（例えば、実施形態におけるインシュレータ５０）を介して前記ステータコアに導線（例えば、実施形態における導線３５）がトロイダル状に巻き回されて構成されるコイル（例えば、本実施形態におけるコイル２０）と、を備えたステータ（例えば、実施形態におけるステータ２１）と、前記ステータの径方向（例えば、本実施形態におけるＲ方向）の内側に回転可能に配置されたロータ（例えば、実施形態におけるロータ２２）と、を有する電動機であって、前記ロータから前記ステータに向かって前記径方向の外側に冷却媒体を供給可能とされ、隣接する前記コイル間における前記ステータの軸方向（例えば、本実施形態におけるＺ方向）端面には、前記軸方向に立設されるとともに前記ステータの周方向（例えば、本実施形態におけるθ方向）に広がり、供給された前記冷却媒体を前記コイルに誘導する誘導板（例えば、実施形態における誘導板８０）が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、コイル間において軸方向に立設されるとともにステータの周方向に広がり、供給された冷却媒体をコイルに誘導する誘導板が設けられている。これにより、ロータからステータに向かって径方向の外側に供給される冷却媒体のうち、コイル間に供給された冷却媒体は、コイル間をすり抜けることなく誘導板に当たってコイルに誘導される。したがって、誘導板により冷却媒体をコイルに誘導することができるので、コイルを効率よく冷却することができる。
【０００８】
また、前記ロータは、前記ロータの中心を貫通する出力軸（例えば、実施形態における出力軸２４）を備え、前記出力軸は、内部に設けられる冷却媒体流路（例えば、実施形態における冷却媒体流路７５）と、外周面に開口し前記冷却媒体流路と連通する吐出孔（例えば、実施形態における吐出孔７６）と、を有しており、前記ロータが回転すると、前記吐出孔から前記径方向の外側に前記冷却媒体が吐出されることが望ましい。
本発明によれば、出力軸は冷却媒体流路と連通する吐出孔を有しているので、ロータが回転することにより、遠心力で吐出孔から冷却媒体が吐出される。このように、簡単な構造により、ロータからステータに向かって径方向の外側に冷却媒体を吐出することができる。また、出力軸の内部が冷却媒体流路となっているので、冷却流路を構成するための配管等が必要ない。したがって、電動機の重量やコストの増加を抑制することができる。
【０００９】
また、前記誘導板は、前記軸方向から見て、前記径方向の内側を頂点とする略Ｖ字形状に形成されていることが望ましい。
コイル間に吐出された冷却媒体は、略Ｖ字形状に形成された誘導板の頂点に当たる。その後、径方向に対する垂直面から径方向外側に向かって傾斜している誘導板に沿って、冷却媒体がコイルに誘導される。したがって本発明によれば、確実にコイルに冷却媒体を誘導することができる。
【００１０】
また、前記誘導板は、前記径方向に複数設けられていることが望ましい。
本発明によれば、冷却媒体が径方向の内側の誘導板に当たることなくすり抜けても、径方向の外側にさらに設けられた誘導板に当たる。したがって、確実にコイルに冷却媒体を誘導することができる。
【００１１】
また、前記複数の誘導板のうち、前記径方向の外側に配置される前記誘導板の前記周方向の幅は、前記径方向の内側に配置される前記誘導板の前記周方向の幅よりも広いことが望ましい。
また、前記複数の誘導板のうち、前記径方向の外側に配置される前記誘導板の前記軸方向の高さは、前記径方向の内側に配置される前記誘導板の前記軸方向の高さよりも高いことが望ましい。
本発明によれば、径方向の内側に配置される誘導板よりも広い面を有する誘導板を径方向の外側に配置しているので、冷却媒体が径方向の内側の誘導板に当たることなくすり抜けても、確実に径方向の外側の誘導板に冷却媒体を当てることができる。したがって、より確実にコイルに冷却媒体を誘導することができる。さらに、径方向の内側および外側に配置されるそれぞれの誘導板の幅および高さを変更することにより、径方向の内側および外側に配置されるそれぞれの誘導板に当てる冷却媒体の量を調整することができる。したがって、コイルの内径側および外径側に供給する冷却媒体の量を、誘導板の面積を変えることで調整することができるので、コイルを効率よく冷却することができる。
【００１２】
また、前記誘導板は非磁性体であり、前記ステータコアと別部材で形成されていることが望ましい。
本発明によれば、誘導板を非磁性体で形成することにより、磁束が誘導板を通過するのを抑制することができる。これにより、ステータコアから誘導板に磁束が漏れるのを防止することができる。また、誘導板をステータコアと別部材で形成することにより、所望の形状の誘導板を容易に形成することができる。
【００１３】
また、前記ステータは誘導部材を備えており、前記誘導部材は、前記誘導板と、前記コイル間の前記ステータコアの前記軸方向における側面に密着する底面部（例えば、実施形態における底面部８２）と、を有しており、前記誘導板は前記底面部から軸方向に立設されていることが望ましい。
本発明によれば、ステータコアとは別部材の誘導部材を備えているので、所望の形状の誘導板を容易に形成することができる。また、底面部はステータコアの軸方向の側面と密着しているので、底面部からステータコアの熱を誘導部材に吸収することができる。これにより、ステータコアの熱を効率よく放熱することができる。
【００１４】
また、前記底面部には、前記誘導板の前記径方向の内側に貫通孔（例えば、実施形態における貫通孔８４）が形成されていることが望ましい。
本発明によれば、貫通孔からステータコアが露出しているので、貫通孔に冷却媒体を供給することにより、直接ステータコアを冷却することができる。したがって、冷却性能を向上させることができる。
【００１５】
また、前記誘導部材は前記インシュレータと一体的に形成されていることが望ましい。
本発明によれば、部品点数を削減できるので、低コストにインシュレータおよび誘導部材を形成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、コイル間において軸方向に立設されるとともにステータの周方向に広がり、供給された冷却媒体をコイルに誘導する誘導板が設けられている。これにより、ロータからステータに向かって径方向の外側に供給される冷却媒体のうち、コイル間に供給された冷却媒体は、コイル間をすり抜けることなく誘導板に当たってコイルに誘導される。したがって、誘導板により冷却媒体をコイルに誘導することができるので、コイルを効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】車両用電動機の概略構成断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】第１実施形態のステータの斜視図である。
【図４】ステータの内周側から見たときのインシュレータの斜視図である。
【図５】ステータの外周側から見たときのインシュレータの斜視図である。
【図６】コイルへの給配電構造の説明図である。
【図７】ステータホルダの斜視図である。
【図８】第１実施形態の冷却媒体の供給の説明図であり、図８（ａ）は誘導板に冷却媒体が吐出されたときの説明図であり、図８（ｂ）は内周側スロットに冷却媒体が吐出されたときの説明図である。
【図９】第１実施形態の変形例の説明図である。
【図１０】第２実施形態の説明図であり、図１０（ａ）は軸方向から見たときの説明図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図１１】第３実施形態の説明図であり、図１１（ａ）は軸方向から見たときの説明図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下に、本発明の第１実施形態の電動機（以下「モータ」という。）につき図面を参照して説明する。本実施形態では車両に搭載される車両用電動機（以下「モータユニット」という。）を用いて説明する。また、以下の説明では、モータの径方向をＲ方向、モータの軸方向をＺ方向、モータの周方向をθ方向と定義し、必要に応じて、これらＲ、Ｚおよびθの円筒座標系を使用して説明する。なお、Ｚ方向の一方側を＋Ｚ側とし、他方側を−Ｚ側とする。また、Ｒ方向の外周側を＋Ｒ側とし、内周側を−Ｒ側とする。
【００１９】
図１はモータユニット１０の概略構成断面図である。
図１に示すように本実施形態のモータユニット１０は、ステータ２１およびロータ２２を備えたモータ２３がモータハウジング１１内に収容されている。モータハウジング１１の＋Ｚ側には、モータ２３の出力軸２４の回転数を検出する回転センサ（不図示）を収容するセンサハウジング１３が締結されている。また、モータハウジング１１の−Ｚ側には、モータ２３の出力軸２４からの動力を伝達するギヤなどの動力伝達部（不図示）を収容するミッションハウジング１２が締結されている。なお、モータ２３の出力軸２４は、モータユニット１０の動力伝達部を介して車両の駆動軸に連結されている。この駆動軸が回転することにより、駆動軸に連結された車輪が回転して、車両を移動させることができるように構成されている。
【００２０】
（モータハウジング）
モータハウジング１１は、アルミ等からなる部材であり、ダイキャスト等により成型される。モータハウジング１１は、モータ２３を収容可能な略有底筒状に形成されている。モータハウジング１１におけるセンサハウジング１３が締結される＋Ｚ側は、出力軸２４が挿通される貫通孔１６を除いて壁部１７で閉塞されている。一方、モータハウジング１１におけるミッションハウジング１２が締結される−Ｚ側には、モータ２３を挿入するための略円形の開口１５が形成されている。また、モータハウジング１１の内周面１８には、−Ｚ側から＋Ｚ側に向けて縮径する段差部１９が形成されている。この段差部１９には、ステータ２１を支持固定するためのステータホルダ３０が締結されるように構成されている。
【００２１】
また、モータハウジング１１とミッションハウジング１２との境界部における−Ｚ側には、モータ２３の出力軸２４の一端を回転自在に支持するベアリング２６が設けられ、モータハウジング１１とセンサハウジング１３との境界部におけるモータハウジング１１の貫通孔１６には、モータ２３の出力軸２４の＋Ｚ側を回転自在に支持するベアリング２７が設けられている。
【００２２】
（出力軸）
図２は図１のＡ−Ａ線における断面図である。
図２に示すように、出力軸２４がモータハウジング１１の略中央に配されている。
出力軸２４は、ステンレスや鉄等からなる中空の略円筒状の部材であり、鍛造や鋳造、機械加工等により形成される。出力軸２４の内部は空洞となっており、冷却媒体流路７５となっている。これにより、モータ内部には冷却流路を構成するための配管等が必要ないので、モータの重量やコストの増加を抑制することができる。また、出力軸２４の＋Ｚ側には、外周面に開口し、出力軸２４の内部の冷却媒体流路７５と連通する吐出孔７６が複数（本実施形態では対称に２箇所）形成されている。冷却媒体は不図示の供給源から供給される。供給源から供給された冷却媒体は冷却媒体流路７５を通り、ロータが回転することにより発生する遠心力によって、吐出孔７６から＋Ｒ側に吐出される。なお、冷却媒体は例えば潤滑油が使用される。
なお、本実施形態では出力軸２４の＋Ｚ側にのみ吐出孔７６を形成しているが、出力軸２４の−Ｚ側に形成してもよい。
【００２３】
（ロータ）
出力軸２４の外周面にはロータ２２が取り付けられている。
ロータ２２は、略円盤状の電磁鋼板等の磁性板からなる部材であり、プレスにより成型された磁性板を複数積層することにより形成される。このとき、各磁性板を重ねてカシメることにより、各磁性板には凸部（ダボ）が形成される。このダボにより各磁性板を連結して積層固定することができる。なお、各磁性板を接着することにより積層してもよい。
ロータ２２には、出力軸２４を挿通させるための貫通孔３１が形成されている。ロータ２２は圧入により出力軸２４に固定される。したがって、貫通孔３１は、出力軸２４の外径よりも若干小さくなるように形成される。ロータ２２が軸中心に回転することにより、前述の出力軸２４も同時に軸中心に回転する。
ロータ２２の外周縁近傍には、ステータ２１と対向するように永久磁石２９がθ方向に沿って複数（本実施形態では、８個）設けられている。なお、ロータ２２の外周側にＮ極が着磁された永久磁石２９Ｎと、ロータ２２の外周側にＳ極が着磁された永久磁石２９Ｓとが、ロータ２２のθ方向に交互に配されている。
【００２４】
（端面板）
さらに、出力軸２４の外周面には端面板２５が取り付けられ、ロータ２２のＺ方向における両端面に配置されている。端面板２５はステンレス等の非磁性体からなり、プレスや機械加工等によって形成される。端面板２５は、ロータ２２と略同一形状の略円盤状の部材であり、出力軸２４を挿通させるための貫通孔が形成されている。端面板２５はロータ２２とともに圧入により出力軸２４に固定される。端面板２５の外径は、ロータ２２と略同一か若干小さく形成されており、なおかつＺ方向からみて永久磁石２９を覆うように形成されている。これにより、ステータ２１とロータ２２とのエアギャップを確保しつつ、永久磁石２９がロータ２２から脱落するのを防止している。さらに、端面板２５は非磁性体からなるので、永久磁石２９を覆っても、磁束漏れを増加させることはない。
本実施形態では、＋Ｚ側の端面板２５におけるロータ２２との合わせ面に、溝部２５ａが形成されている。溝部２５ａは、Ｒ方向から見て略矩形状をしており、溝部２５ａの深さおよび幅は吐出孔７６の直径と略同一に形成される。また、溝部２５ａは、出力軸２４の吐出孔７６に対応した位置からＲ方向に沿って端面板の外周まで延設されている。そして、後述するように、吐出孔７６から吐出された冷却媒体は、溝部２５ａを通り、ステータ２１に向かって＋Ｒ側に吐出される。
なお、本実施形態では、出力軸２４の＋Ｚ側に形成された吐出孔７６に対応して、＋Ｚ側の端面板２５にのみ溝部２５ａを形成しているが、出力軸２４の−Ｚ側にも吐出孔が形成された場合には、−Ｚ側の端面板にも溝部を形成する。
【００２５】
（ステータ）
図２に示すように、本実施形態のステータ２１は、円環状に形成されたステータコア４１と、インシュレータ５０を介してステータコア４１に導線３５がトロイダル状に巻き回されて構成されるコイル２０と、を備えている。
【００２６】
（ステータコア）
本実施形態のステータコア４１は、分割コア４５を円環状に複数個（本実施形態では２４個）連結することにより形成されている。各分割コアには、ティース３２およびヨーク３３がＺ方向から見て略Ｌ字状になるように直交して配置されている。
図３は、本実施形態の分割コア４５の斜視図である。
図３に示すように、分割コア４５は、電磁鋼板等の磁性板により形成された分割コア片４３からなる部材であり、前述のロータと同様に、各分割コア片４３をカシメて積層固定することにより形成される。本実施形態では、ダボ４４は、ティース３２とヨーク３３との境界部における外周縁近傍と、ヨーク３３における隣接する分割コア４５との境界部の外周縁近傍と、の２箇所に形成されている。２箇所のダボ４４でカシメることにより、分割コア片４３が位置ずれするのを防止している。
また、ステータコア４１を分割コア４５により構成することで、後述するインシュレータを分割コア４５に装着して導線を巻き回す際に、分割コアごとに導線を巻き回すことができる。したがって、生産性の向上を図ることができる。
【００２７】
さらに、ステータコア４１は突起部３６を備えている。
図２に示すように本実施形態の突起部３６は、コイル２０，２０間において、ステータコア４１のＺ方向から見て略矩形状に、ステータコア４１の＋Ｒ側に突出して形成されている。突起部３６には、Ｚ方向に貫通する肉抜き部３７が形成されている。本実施形態の肉抜き部３７は、Ｚ方向から見て、ステータコア４１のθ方向を長軸方向としＲ方向を短軸方向とした略長円形状に形成されている。この肉抜き部３７によってフラックスバリアが形成される。
【００２８】
（インシュレータ）
図４はステータの内周側から見たときのインシュレータ５０の斜視図である。
インシュレータ５０は、ステータコアに装着され、ヨークおよびティースの周面を覆う部材である。インシュレータ５０は、例えば樹脂などの絶縁部材からなる部材であり、インジェクション成型により形成される。
図４に示すように、インシュレータ５０は、分割コアのヨークの周面を覆う貫通孔５１が形成された導線巻付部５２と、導線巻付部５２のθ方向における両端の開口縁部からフランジ状に立設され、インシュレータ５０の内周側、外周側および−Ｚ側に形成された一対の壁部５３，５４とを備えている。
導線巻付部５２の内周壁５７および外周壁５８にはガイド溝５９が形成されており、導線が案内されて巻き回される。−Ｚ側の壁部５３，５４には、導線の端部を係止するための係止溝６３，６４がそれぞれ形成されている。例えば巻き始めに導線の一端を係止溝６３に引っ掛けるように係止した後、導線巻付部５２に導線を所定の巻数になるように巻付け、巻き終わった導線の他端を係止溝６４に係止することで、インシュレータ５０にコイルを容易に形成することができる。このように、インシュレータ５０を介して分割コアのヨークに導線を巻き回すことにより、コイルとステータコアとの短絡を防止しつつ、トロイダル状にコイルを形成することができる。
【００２９】
図４に示すように、インシュレータ５０の−Ｚ側における内周側には、中性点バスリング６８（図９参照）を挿入するための挿入溝６９が形成されている。挿入溝６９の幅は、中性点バスリング６８の導線の直径と略同一かそれよりも若干広く形成されている。挿入溝６９の深さは、中性点バスリング６８の導線の直径よりも深く形成されている。挿入溝６９は、Ｚ方向から見て略円弧状に形成されており、インシュレータ５０を分割コアに装着して分割コアを連結した際に、ステータコア４１のティースの内周面に沿った略円環形状となる。この複数の挿入溝６９で形成された略円環形状の直径は、中性点バスリング６８の直径と略同一である。中性点バスリング６８を挿入溝６９に挿入することにより、中性点バスリング６８をステータコア４１のティースの内周面に沿ってインシュレータ５０の−Ｚ側に配置することができる。
【００３０】
図５はステータの外周側から見たときのインシュレータ５０の斜視図である。
図５に示すように、インシュレータ５０の＋Ｚ側には、ティースを覆うように形成された底面部８２と、底面部８２から＋Ｚ側に立設された誘導板８０とが設けられている。
底面部８２は、導線巻付部５２の＋Ｚ側面と同一平面で形成されており、インシュレータ５０をステータコアに装着すると、底面部８２の−Ｚ側面はステータコアの＋Ｚ側面と密着する。したがって、底面部８２からステータコアの熱を吸収することができる。
【００３１】
誘導板８０は、インシュレータ５０における底面部８０のＲ方向およびθ方向の略中央において、底面部８２から＋Ｚ側に立設されるとともにθ方向に広がるように形成されている。誘導板８０は、Ｒ方向から見て略矩形状をしており、平板状に形成されている。図１に示すように、誘導板８０のＺ方向における高さは、インシュレータ５０表面からのコイル２０のＺ方向における高さと略同一である。また、誘導板８０のθ方向における幅は、図２に示すように、誘導板８０のθ方向における両側のコイル２０，２０と若干の隙間が開くように、コイル２０，２０の間隔よりも若干狭い幅で形成される。なお、コイル２０のターン数や導線３５の線径等により決定されるコイル２０のＺ方向の高さおよびθ方向の幅に応じて、誘導板８０の高さおよび幅が適宜決定される。前述の端面板２５の溝部２５ａからステータ２１に向かって＋Ｒ側に吐出された冷却媒体は、誘導板８０に誘導されてコイル２０に供給される。なお、冷却媒体の供給の詳細については後述する。
【００３２】
（コイルへの給配電構造）
図６はコイルへの給配電構造の説明図である。
上述のインシュレータにコイル２０を巻き回した後、分割コア４５を所定数（本実施形態では、２４個）円環状に連結し、後述するステータホルダ３０に固定することにより、円環状のステータ２１が形成される。そして、図６に示すように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相を構成するコイル２０がθ方向に順に配され、各コイル２０を構成する導線３５の両端部が３相配電バスリング６７または中性点バスリング６８にそれぞれ接続されている。
【００３３】
具体的には、Ｕ相のコイルＵ１の一端側は３相配電バスリング６７のＵ相の接続端子に接続され、Ｕ相のコイルＵ１の他端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。また、コイルＵ２の他端側は３相配電バスリング６７のＵ相の接続端子に接続され、コイルＵ２の一端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。また、コイルＵ３の一端側は３相配電バスリング６７のＵ相の接続端子に接続され、コイルＵ３の他端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。以降、同様の順序で接続され、コイルＵ８の他端側は３相配電バスリング６７のＵ相の接続端子に接続され、コイルＵ２の一端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。
【００３４】
Ｖ相のコイルＶ１の他端側は３相配電バスリング６７のＶ相の接続端子に接続され、Ｖ相のコイルＶ１の一端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。また、コイルＶ２の一端側は３相配電バスリング６７のＶ相の接続端子に接続され、コイルＶ２の他端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。また、コイルＶ３の他端側は３相配電バスリング６７のＶ相の接続端子に接続され、コイルＶ３の一端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。以降、同様の順序で接続され、コイルＶ８の一端側は３相配電バスリング６７のＶ相の接続端子に接続され、コイルＶ８の他端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。
【００３５】
Ｗ相のコイルＷ１の一端側は３相配電バスリング６７のＷ相の接続端子に接続され、Ｗ相のコイルＷ１の他端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。また、コイルＷ２の他端側は３相配電バスリング６７のＷ相の接続端子に接続され、コイルＷ２の一端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。また、コイルＷ３の一端側は３相配電バスリング６７のＷ相の接続端子に接続され、コイルＷ３の他端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。以降、同様の順序で接続され、コイルＷ８の他端側は３相配電バスリング６７のＷ相の接続端子に接続され、コイルＷ８の一端側は中性点バスリング６８の接続端子に接続されている。
【００３６】
ここで、コイル２０の導線３５の巻回方向は全て同じ方向になるように構成されている。そして、コイルＵ１の電流の流れる方向と、コイルＵ２の電流の流れる方向とは逆向きになるように、コイル２０に各バスリング６７，６８が接続されている。このように本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各コイル２０が並列接続されている。このように構成することにより、各相を流れる電流は並列接続された各コイルに分配されるため、コイル２０の巻数は多く要るが細い導線３５を用いることができる。つまり、占積率の高いコイル２０を形成することができる。
このようにθ方向に順に配されたＵ相、Ｖ相およびＷ相のコイルの励磁を順次切り替えて回転磁界を発生させ、ステータ２１とロータとの間に磁気的な吸引力および反発力を発生させることによりロータを回転させることができる。
【００３７】
（ステータホルダ）
図７はステータホルダの斜視図である。
ステータホルダ３０は、鉄等からなる円筒状の部材であり、例えばプレスにより成型される。また、ステータホルダ３０の−Ｚ側には、＋Ｒ側へ突出したフランジ部３４が形成されている。また、フランジ部３４にはボルト孔４７が複数（本実施形態では、４個）形成されている。これにより、ボルトを用いてモータハウジングにステータホルダ３０を締結固定することができる。
【００３８】
以下に、ステータホルダ３０およびステータの固定について詳述する。
図２に戻り、まず分割コア４５を所定個数（本実施形態では、２４個）円環状に連結することにより、円環状のステータ２１を形成する。その後、前述のステータホルダ３０の円筒部３０ａに、ステータコア４１の突起部３６を圧入してステータ２１を固定する。ステータホルダ３０およびステータコア４１は同じ鉄系の材料で形成されるので、略同一の線膨張係数を有している。したがって、高温および低温環境下でもステータホルダ３０およびステータコア４１の固定状態が緩むことはない。なお、ステータホルダ３０とステータ２１との固定方法は圧入に限らず、例えば焼き嵌めでもよい。
【００３９】
上述のように、ステータホルダ３０にステータ２１を圧入等により固定した状態で、ステータホルダのフランジ部３４のボルト孔４７にボルトを挿通して、ステータホルダ３０をモータハウジング１１に締結固定する。ステータホルダ３０を介してステータ２１をモータハウジング１１に固定しているので、ステータ２１の振動がモータハウジング１１に伝達するのを抑制することができ、振動や騒音等を低減することができる。
【００４０】
ここで、本実施形態におけるステータコア４１の突起部３６には、前述のとおり、Ｚ方向に貫通する肉抜き部３７が形成されており、これにより、ステータコア４１とステータホルダ３０との間の磁気抵抗が増加する。すなわち、肉抜き部３７はフラックスバリアとして機能するので、ステータコア４１からステータホルダ３０への磁束漏れを抑制することができる。さらに、圧入や焼き嵌め等の手法によりステータコア４１の突起部３６の外周面３６ａをステータホルダ３０の内周面３０ｂに接触させて固定すると、肉抜き部３７によって突起部３６は−Ｒ側に弾性変形する。これにより、ステータコア４１およびステータホルダ３０の寸法誤差を吸収しつつ、圧入や焼き嵌めにより固定することができる。
【００４１】
（冷却媒体の供給）
図８は本実施形態の冷却媒体の供給作用の説明図であり、図８（ａ）は誘導板８０に冷却媒体が吐出されたときの説明図であり、図８（ｂ）は内周側スロット３８に冷却媒体が吐出されたときの説明図である。
図８に示すように、ロータ２２が回転すると、不図示の供給源から供給された冷却媒体は、出力軸２４の内部の冷却媒体流路７５に流入し、ロータ２２の回転による遠心力により出力軸２４の吐出孔７６から＋Ｒ側に向かって吐出される。その後、冷却媒体は、吐出孔７６と連通する端面板２５の溝部２５ａを通って、ロータ２２からステータ２１に向かって＋Ｒ側に吐出される。
図８（ａ）に示すように、コイル２０，２０間に吐出された冷却媒体は、インシュレータ５０に形成された誘導板８０に当たる。ここで、誘導板８０は、前述のとおりコイル２０，２０間において、θ方向に広がり形成されている。このため、誘導板８０と当たった冷却媒体は、誘導板８０の表面に沿って流れ、誘導板８０のθ方向における両側方に配置されたコイル２０に向けて誘導される。このように誘導板８０が設けられているので、コイル２０，２０間に冷却媒体が吐出されても、冷却媒体はコイル２０，２０間をすり抜けることなくコイル２０に誘導される。ここで、前述のとおりインシュレータ５０の内周側、外周側および−Ｚ側には一対の壁部５３，５４（図５参照）が形成されているが、インシュレータ５０の＋Ｚ側には壁部５３，５４は形成されていない。これにより、誘導板８０とコイル２０との間には障壁がないので、誘導板８０により冷却媒体をコイル２０に誘導することができる。
なお、ティース３２，３２間に吐出された冷却媒体は、図８（ｂ）に示すように、ティース３２，３２間における内周側スロット３８のコイル２０に直接供給される。
そして、冷却媒体は、コイル２０に浸透してコイル２０を冷却した後、モータハウジングの底部に落下する。その後、モータハウジングの底部から回収され、再度コイル２０に供給される。
【００４２】
本実施形態によれば、コイル２０，２０間において＋Ｚ側に立設されるとともにステータ２１のθ方向に広がり、供給された冷却媒体をコイル２０に誘導する誘導板８０が設けられている。これにより、ロータ２２からステータ２１に向かって＋Ｒ側に供給される冷却媒体のうち、コイル２０，２０間に供給された冷却媒体は、コイル２０，２０間をすり抜けることなく誘導板８０に当たってコイル２０に誘導される。したがって、誘導板８０により冷却媒体をコイル２０に誘導することができるので、コイル２０を効率よく冷却することができる。
【００４３】
（第１実施形態の変形例、Ｖ字形状の誘導板）
図９は第１実施形態の変形例の説明図である。
第１実施形態の誘導板はＺ方向から見て直線上に形成されていたが、第１実施形態の変形例の誘導板８０は、図９に示すように、Ｚ方向から見て−Ｒ側を頂点とする略Ｖ字形状に形成されている点で異なっている。
本実施形態では、誘導板８０の壁は、Ｒ方向に対する垂直面から＋Ｒ側に向かって傾斜しており、誘導板８０のθ方向における両側のコイル２０，２０と若干の隙間が開くように、コイル２０，２０の間隔よりも若干狭い幅で形成される。また、誘導板８０の頂点８１は、底面部８２のＲ方向における略中央に形成される。
コイル２０，２０間に吐出された冷却媒体は、略Ｖ字形状に形成された誘導板８０の頂点８１に当たる。誘導板８０は、Ｒ方向に対する垂直面から＋Ｒ側に向かって傾斜しているので、頂点８１に当たった冷却媒体は、冷却媒体の吐出方向に反射することなく、誘導板８０に沿ってコイル２０に誘導される。したがって本実施形態の変形例によれば、確実にコイル２０に冷却媒体を誘導することができる。
なお、誘導板８０のＲ方向における位置および誘導板８０の傾斜度合いを変更することにより、コイル２０に対する冷却媒体の供給位置を変更することができる。例えば、Ｒ方向に対する垂直面から＋Ｒ側に向かって誘導板８０の傾斜を大きくすることにより、コイル２０の外周側により多く冷却媒体を供給することができる。
【００４４】
（第２実施形態、複数設けられた誘導板）
図１０は第２実施形態の説明図であり、図１０（ａ）は軸方向から見たときの説明図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
第１実施形態および第１実施形態の変形例の誘導板は、１個のインシュレータにつきＲ方向の１箇所に設けられていたが、本実施形態の誘導板８０は、図１０に示すように、１個のインシュレータにつきＲ方向の複数箇所に設けられている点で、第１実施形態および第１実施形態の変形例と異なっている。
図１０に示すように本実施形態の誘導板８０は、１個のインシュレータ５０につきＲ方向に例えば２箇所設けられている。具体的には、インシュレータ５０の底面部８２における−Ｒ側には第１誘導板８０ａが設けられており、インシュレータ５０の底面部８２における＋Ｒ側には第２誘導板８０ｂが設けられている。第１誘導板８０ａおよび第２誘導板８０ｂは、ともに第１実施形態の変形例と同様に、Ｚ方向から見て−Ｒ側を頂点とする略Ｖ字形状に形成されている。
さらに本実施形態では、図１０（ａ）に示すように、第２誘導板８０ｂのθ方向の幅は、第１誘導板８０ａのθ方向の幅よりも広く形成されている。また、図１０（ｂ）に示すように、第２誘導板８０ｂのＺ方向の高さは、−Ｒ側に配置される第１誘導板８０ａのＺ方向の高さよりも高く形成されている。
【００４５】
図１０（ｂ）に示すように、ロータ２２からステータ２１に向かって＋Ｒ側に吐出された冷却媒体が、−Ｒ側の第１誘導板８０ａに当たることなくすり抜けても、＋Ｒ側にさらに設けられた第２誘導板に当たる。したがって、コイル２０，２０間に供給された冷却媒体は、コイル２０，２０間をすり抜けることなく、第１誘導板８０ａまたは第２誘導板８０ｂのいずれか一方に当たってコイル２０に誘導される。これにより、確実にコイル２０に冷却媒体を誘導することができる。また、本実施形態のように、第１誘導板８０ａよりも広い面を有する第２誘導板８０ｂを＋Ｒ側に配置することにより、確実にコイル２０に冷却媒体を誘導することができる。
なお、前述と同様に、第１誘導板８０ａおよび第２誘導板８０ｂのＲ方向における位置および傾斜度合いを変更することにより、コイル２０に対する冷却媒体の供給位置を変更することができる。また、第１誘導板８０ａおよび第２誘導板８０ｂの幅および高さを変更することにより、第１誘導板８０ａおよび第２誘導板８０ｂに当てる冷却媒体の量を調整することができる。例えば、第１誘導板８０ａの面積を小さくすることにより、冷却媒体は第１誘導板８０ａをすり抜けやすくなり、多くの冷却媒体が第２誘導板８０ｂに当たる。したがって、コイル２０の−Ｒ側よりもコイル２０の＋Ｒ側に多くの冷却媒体が供給される。このように、第１誘導板８０ａおよび第２誘導板８０ｂの面積を変えることにより、コイル２０の＋Ｒ側および−Ｒ側に供給する冷却媒体の量を調整することができるので、コイル２０を効率よく冷却することができる。
【００４６】
（第３実施形態、貫通孔を形成）
図１１は第３実施形態の説明図であり、図１１（ａ）は軸方向から見たときの説明図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
本実施形態では、図１１に示すように、底面部８２に貫通孔８４ａ，８４ｂが形成されている点で第１実施形態および第２実施形態と異なっている。
図１１（ａ）に示すように、本実施形態では、第１誘導板８０ａおよび第２誘導板８０ｂの−Ｒ側に、それぞれ第１貫通孔８４ａおよび第２貫通孔８４ｂが形成されている。各貫通孔８４ａ，８４ｂは底面部８２を貫通しており、各貫通孔８４ａ，８４ｂからはステータコア４１が露出している。本実施形態の各貫通孔８４ａ，８４ｂのθ方向における幅は、各誘導板８０ａ，８０ｂのθ方向における幅と略同一に形成されている。また、各貫通孔８４ａ，８４ｂのＲ方向における長さは、底面部８２のＲ方向における長さの約１／４程度に形成されている。なお、各貫通孔８４ａ，８４ｂのＲ方向における長さは、各誘導板８０ａ，８０ｂのＺ方向における高さに比例して変化させてもよい。各貫通孔８０ａ，８０ｂのθ方向における幅およびＲ方向における長さによりステータコア４１の露出面積が決定され、この露出面積は、ステータコア４１の発熱量や要求される冷却能力等により適宜決定される。
図１１（ｂ）に示すように、＋Ｒ側に吐出された冷却媒体は各誘導板８０ａ，８０ｂに当たる。このとき、冷却媒体は各誘導板８０ａ，８０ｂに沿ってコイル２０に誘導されるが、一部の冷却媒体は各貫通孔８４ａ，８４ｂに供給された後、コイル２０に誘導される。貫通孔８４ａ，８４ｂからはステータコア４１が露出しているので、貫通孔８４ａ，８４ｂに供給された冷却媒体は、直接ステータコア４１の表面を冷却することができる。したがって、冷却性能を向上させることができる。
【００４７】
なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
第１実施形態から第３実施形態のモータでは、冷却媒体として潤滑油を用いている。しかし、冷却媒体は潤滑油に限定されることはなく、例えばロータにフィンを形成して空気を送風することにより、空気を冷却媒体としてもよい。ロータが回転することにより、ロータからステータに向かって径方向の外側に冷却風を送風することができ、誘導板により冷却風をコイルに誘導することができる。
【００４８】
第１実施形態から第３実施形態の電動機では、ミッションケース側に３相配電バスリングおよび中性点バスリングを設け、センサハウジング側にのみ誘導板を設けているが、ミッションケース側にも誘導板を設けてもよい。ただし、ミッションケース側に誘導板を設ける場合には、３相配電バスリングおよび中性点バスリングの位置を考慮して設計する必要がある。
【００４９】
第１実施形態から第３実施形態の電動機では、インシュレータと誘導板とが一体成型されているが、インシュレータとは別部品として誘導板を形成してもよい。具体的には、例えば樹脂等の非磁性体を用いて、誘導板および底部を備えた誘導部材を形成してもよい。ただし、誘導板とインシュレータとを一体成型することにより、金型や部品点数の削減が可能となり低コストとなる点で本実施形態に優位性がある。
【符号の説明】
【００５０】
１０・・・モータユニット（電動機） ２０・・・コイル ２１・・・ステータ ２２・・・ロータ ２４・・・出力軸 ３０・・・ステータホルダ ３２・・・ティース ３３・・・ヨーク ３５・・・導線 ４１・・・ステータコア ５０・・・インシュレータ ７５・・・冷却媒体流路 ７６・・・吐出孔 ８０，８０ａ，８０ｂ・・・誘導板 ８２・・・底面部 ８４ａ，８４ｂ・・・貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状に形成されたステータコアと、インシュレータを介して前記ステータコアに導線がトロイダル状に巻き回されて構成されるコイルと、を備えたステータと、
前記ステータの径方向の内側に回転可能に配置されたロータと、
を有する電動機であって、
前記ロータから前記ステータに向かって前記径方向の外側に冷却媒体を供給可能とされ、
隣接する前記コイル間における前記ステータの軸方向端面には、前記軸方向に立設されるとともに前記ステータの周方向に広がり、供給された前記冷却媒体を前記コイルに誘導する誘導板が設けられていることを特徴とする電動機。
【請求項２】
請求項１に記載の電動機であって、
前記ロータは、前記ロータの中心を貫通する出力軸を備え、
前記出力軸は、内部に設けられる冷却媒体流路と、外周面に開口し前記冷却媒体流路と連通する吐出孔と、を有しており、
前記ロータが回転すると、前記吐出孔から前記径方向の外側に前記冷却媒体が吐出されることを特徴とする電動機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動機であって、
前記誘導板は、前記軸方向から見て、前記径方向の内側を頂点とする略Ｖ字形状に形成されていることを特徴とする電動機。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電動機であって、
前記誘導板は、前記径方向に複数設けられていることを特徴とする電動機。
【請求項５】
請求項４に記載の電動機であって、
前記複数の誘導板のうち、前記径方向の外側に配置される前記誘導板の前記周方向の幅は、前記径方向の内側に配置される前記誘導板の前記周方向の幅よりも広いことを特徴とする電動機。
【請求項６】
請求項４または５に記載の電動機であって、
前記複数の誘導板のうち、前記径方向の外側に配置される前記誘導板の前記軸方向の高さは、前記径方向の内側に配置される前記誘導板の前記軸方向の高さよりも高いことを特徴とする電動機。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の電動機であって、
前記誘導板は、非磁性体であり、前記ステータコアと別部材で形成されていることを特徴とする電動機。
【請求項８】
請求項７に記載の電動機であって、
前記ステータは、誘導部材を備えており、
前記誘導部材は、前記誘導板と、前記コイル間の前記ステータコアの前記軸方向における側面に接する底面部と、を有しており、
前記誘導板は前記底面部から前記軸方向に立設されていることを特徴とする電動機。
【請求項９】
請求項８に記載の電動機であって、
前記底面部には、前記誘導板の前記径方向の内側に貫通孔が形成されていることを特徴とする電動機。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の電動機であって、
前記誘導部材は、前記インシュレータと一体的に形成されていることを特徴とする電動機。
【請求項１】
円環状に形成されたステータコアと、インシュレータを介して前記ステータコアに導線がトロイダル状に巻き回されて構成されるコイルと、を備えたステータと、
前記ステータの径方向の内側に回転可能に配置されたロータと、
を有する電動機であって、
前記ロータから前記ステータに向かって前記径方向の外側に冷却媒体を供給可能とされ、
隣接する前記コイル間における前記ステータの軸方向端面には、前記軸方向に立設されるとともに前記ステータの周方向に広がり、供給された前記冷却媒体を前記コイルに誘導する誘導板が設けられていることを特徴とする電動機。
【請求項２】
請求項１に記載の電動機であって、
前記ロータは、前記ロータの中心を貫通する出力軸を備え、
前記出力軸は、内部に設けられる冷却媒体流路と、外周面に開口し前記冷却媒体流路と連通する吐出孔と、を有しており、
前記ロータが回転すると、前記吐出孔から前記径方向の外側に前記冷却媒体が吐出されることを特徴とする電動機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動機であって、
前記誘導板は、前記軸方向から見て、前記径方向の内側を頂点とする略Ｖ字形状に形成されていることを特徴とする電動機。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電動機であって、
前記誘導板は、前記径方向に複数設けられていることを特徴とする電動機。
【請求項５】
請求項４に記載の電動機であって、
前記複数の誘導板のうち、前記径方向の外側に配置される前記誘導板の前記周方向の幅は、前記径方向の内側に配置される前記誘導板の前記周方向の幅よりも広いことを特徴とする電動機。
【請求項６】
請求項４または５に記載の電動機であって、
前記複数の誘導板のうち、前記径方向の外側に配置される前記誘導板の前記軸方向の高さは、前記径方向の内側に配置される前記誘導板の前記軸方向の高さよりも高いことを特徴とする電動機。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の電動機であって、
前記誘導板は、非磁性体であり、前記ステータコアと別部材で形成されていることを特徴とする電動機。
【請求項８】
請求項７に記載の電動機であって、
前記ステータは、誘導部材を備えており、
前記誘導部材は、前記誘導板と、前記コイル間の前記ステータコアの前記軸方向における側面に接する底面部と、を有しており、
前記誘導板は前記底面部から前記軸方向に立設されていることを特徴とする電動機。
【請求項９】
請求項８に記載の電動機であって、
前記底面部には、前記誘導板の前記径方向の内側に貫通孔が形成されていることを特徴とする電動機。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の電動機であって、
前記誘導部材は、前記インシュレータと一体的に形成されていることを特徴とする電動機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２２３６６１（Ｐ２０１１−２２３６６１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８７２７３（Ｐ２０１０−８７２７３）
【出願日】平成２２年４月５日（２０１０．４．５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月５日（２０１０．４．５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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