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公開番号2025113905
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024008305
出願日2024-01-23
発明の名称電動機の冷却構造
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類H02K 9/19 20060101AFI20250728BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】コイルを備えたステータの冷却性能を向上させる。
【解決手段】ステータヨーク9にその内周側に向けて開口しかつ軸線方向に連続しているスロットが形成されるとともに、スロットの内部にコイルが保持され、かつコイルエンド10がステータヨーク9の軸線方向の両端側に突出しているステータ3を冷却用流体Cによって冷却する電動機の冷却構造であって、ステータヨーク9の軸線方向での一端部でかつコイルエンド10よりも半径方向で外側に冷却用流体Cを流入させる流入口11が設けられ、ステータヨーク9の外周面よりもスロットに近い位置に、冷却用流体Cを流す冷却流路14が、ステータヨーク9の軸線方向での一方の端部側から他方の端部側に向けて形成され、冷却流路14の一方の端部がステータヨーク9の流入口11に連通し、かつ冷却流路の他方の端部が、ステータヨーク9の他方の端部側に開口している。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
環状の鋼板を積層してなるステータヨークにその内周側に向けて開口しかつ軸線方向に連続しているスロットが形成されるとともに、前記スロットの内部にコイルが保持され、かつコイルエンドが前記ステータヨークの軸線方向の両端側に突出しているステータを冷却用流体によって冷却する電動機の冷却構造であって、
前記ステータヨークの軸線方向での一端部でかつ前記コイルエンドよりも半径方向で外側に前記冷却用流体を流入させる流入口が設けられ、
前記ステータヨークの外周面よりも前記スロットに近い位置に、前記冷却用流体を流す冷却流路が、前記ステータヨークの軸線方向での一方の端部側から他方の端部側に向けて形成され、
前記冷却流路の一方の端部が前記ステータヨークの前記流入口に連通し、かつ
前記冷却流路の他方の端部が、前記ステータヨークの他方の端部側に開口している
ことを特徴とする電動機の冷却構造。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電動機の冷却構造であって、
前記冷却流路の開口形状は、前記ステータヨークの円周方向に測った寸法が前記ステータヨークの半径方向に測った寸法より小さい形状である
ことを特徴とする電動機の冷却構造。
【請求項３】
請求項１に記載の電動機の冷却構造であって、
前記流入口の開口形状は、前記ステータヨークの円周方向に測った寸法に対して前記ステータヨークの半径方向に測った寸法が小さい形状である
ことを特徴とする電動機の冷却構造。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電動機の冷却構造であって、
前記ステータヨークの軸線方向での前記一方の端部側で前記流入口を覆いかつ前記流入口のそれぞれに前記冷却用流体を分配して供給する環状の空所であるヘッダ部が設けられ、
前記ヘッダ部に、前記ステータヨークの軸線方向で前記一方の端部側に突出している前記コイルエンドに対して前記冷却用流体を供給する流出孔が形成されている
ことを特徴とする電動機の冷却構造。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電動機の冷却構造であって、
前記流入口が設けられた第１の鋼板と前記冷却流路が形成された第２の鋼板とに挟まれた第３の鋼板を備え、
前記第３の鋼板に、前記第１の鋼板に設けられている前記流入口と前記第２の鋼板に設けられている前記冷却流路との両方に開口する連通孔部が形成され、
前記連通孔部によって、前記流入口と前記冷却流路とが連通させられている
ことを特徴とする電動機の冷却構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機において、コイルを保持しているステータにオイルなどの冷却用の流体を供給してステータを冷却するための構造に関するものである。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
モータを冷却する装置が特許文献１に記載されている。その装置は、固定鉄心の内部にその軸線方向に向けて冷却用流体を流して冷却を行うように構成されている。すなわち、円環状の電磁鋼板を多数積層して固定鉄心が構成されており、その内周側には、固定鉄心の中心に向けて延びている複数のティースが設けられ、それらのティースの間のスロットにコイルが保持されている。その固定鉄心のスロットから半径方向で外側に大きく離れた外周部に、冷却用流体を流通させるための冷却流路が、円周方向に並んで複数形成されている。すなわち、電磁鋼板の外周部に貫通孔をあけ、それらの貫通孔が軸線方向に繋がるように電磁鋼板を積層することにより、それらの貫通孔によって冷却流路が形成されている。また、各電磁鋼板は、半径方向で外側に突出した凸部を有しており、電磁鋼板を積層することにより、その凸部によって、固定鉄心の外周部に、軸線方向に延びているいわゆるビード状の隆起部が形成されている。その隆起部の内部には、電磁鋼板を締結し、あるいは固定するためのボルトを通すボルト孔が軸線方向に沿って設けられており、これと平行に流入孔が設けられている。固定鉄心の軸線方向でのほぼ中央部に位置する電磁鋼板の外周部で前記冷却流路に対する位置に、固定鉄心の中心を中心とした円弧状の溝もしくはスリットが形成され、その溝もしくはスリットが各冷却流路に対するヘッダとなっている。さらに、その溝もしくはスリットと流入孔を連通させる連通部が形成されている。したがって、流入路に冷却用流体をポンプなどによって供給すると、固定鉄心の軸線方向でのほぼ中央部で、上記の連通路および上記の溝もしくはスロットを介して各冷却流路に冷却用流体が分散して供給される。その冷却用流体は、固定鉄心の軸線方向でのほぼ中央部から軸線方向での両方向に流れ、固定鉄心の端部で冷却流路から流れ出てコイルエンドに降りかかる。すなわち、冷却流路の軸線方向でのほぼ中央部が冷却用流体の流入部となり、軸線方向での両端部が流出部となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０２３／０００８９５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
固定鉄心は、コイルに電流を流すことによるジュール熱や磁束が変化することによりその温度が上昇する。その熱は、電磁鋼板を外周側に伝って冷却流路に到り、ここを流れる冷却用流体によって外部に運ばれる。すなわち、固定鉄心は、冷却用流体によってその外周部側から冷却される。しかしながら、固定鉄心での発熱は、主としてコイルによって生じるのに対して、上述した特許文献１に記載の構成では、コイルから離れた外周部で冷却するから、コイルあるいはこれを保持しているティースと冷却流路との間での蓄熱によって固定鉄心の温度が高くなってしまう可能性がある。言い換えれば、コイルから冷却用流体に到る間の熱抵抗が大きく、冷却効果の点で改善する余地がある。
【０００５】
また、冷却流路を固定鉄心の外周部に設けてあることに伴って、コイルエンドに向けた冷却用流体の流出部が、コイルエンドからその上側に大きく離れて位置することになる。その結果、コイルエンドの冷却用流体による被覆率が低くなって、コイルエンドを必ずしも十分には冷却できない可能性がある。
【０００６】
本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、コイルを備えたステータの冷却性能を向上させることのできる電動機の冷却構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の目的を達成するために、環状の鋼板を積層してなるステータヨークにその内周側に向けて開口しかつ軸線方向に連続しているスロットが形成されるとともに、前記スロットの内部にコイルが保持され、かつコイルエンドが前記ステータヨークの軸線方向の両端側に突出しているステータを冷却用流体によって冷却する電動機の冷却構造であって、前記ステータヨークの軸線方向での一端部でかつ前記コイルエンドよりも半径方向で外側に前記冷却用流体を流入させる流入口が設けられ、前記ステータヨークの外周面よりも前記スロットに近い位置に、前記冷却用流体を流す冷却流路が、前記ステータヨークの軸線方向での一方の端部側から他方の端部側に向けて形成され、前記冷却流路の一方の端部が前記ステータヨークの前記流入口に連通し、かつ前記冷却流路の他方の端部が、前記ステータヨークの他方の端部側に開口していることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、前記冷却流路の開口形状は、前記ステータヨークの円周方向に測った寸法が前記ステータヨークの半径方向に測った寸法より小さい形状であってよい。
【０００９】
本発明では、前記流入口の開口形状は、前記ステータヨークの円周方向に測った寸法に対して前記ステータヨークの半径方向に測った寸法が小さい形状であってよい。
【００１０】
本発明では、前記ステータヨークの軸線方向での前記一方の端部側で前記流入口を覆いかつ前記流入口のそれぞれに前記冷却用流体を分配して供給する環状の空所であるヘッダ部が設けられ、前記ヘッダ部に、前記ステータヨークの軸線方向で前記一方の端部側に突出している前記コイルエンドに対して前記冷却用流体を供給する流出孔が形成されていてよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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