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公開番号2020078215
公報種別公開特許公報(A)
公開日20200521
出願番号2018211722
出願日20181109
発明の名称回転電機のステータユニット
出願人本田技研工業株式会社
代理人特許業務法人航栄特許事務所
主分類H02K 9/19 20060101AFI20200424BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】部品点数を削減でき、小型化可能な回転電機のステータユニットを提供する。
【解決手段】回転電機のステータユニット10は、ステータ20と、ステータホルダ50と、冷媒ガイド部60と、を備える。ステータ20は、周方向に所定の間隔で複数のスロット31が形成されたステータコア30と、スロット31に挿通され、ステータコア30の少なくとも一方の端面から突出するコイルエンド部41を有するステータコイル40と、を備える。ステータホルダ50は、ステータコア30の外周面を取り囲むように配置され、ステータ20を支持する。冷媒ガイド部60は、コイルエンド部41の上方に配置され、コイルエンド部41に第1冷媒R1を供給する。冷媒ガイド部60は、ステータホルダの端面50aからコイルエンド部41の上方へと突出し、ステータホルダ50と一体成形される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
周方向に所定の間隔で複数のスロットが形成されたステータコアと、
前記スロットに挿通され、前記ステータコアの少なくとも一方の端面から突出するコイルエンド部を有するステータコイルと、を備えるステータと、
前記ステータコアの外周面を取り囲むように配置され、前記ステータを支持するステータホルダと、
前記コイルエンド部の上方に配置され、前記コイルエンド部に第1冷媒を供給する冷媒ガイド部と、を備える回転電機のステータユニットであって、
前記冷媒ガイド部は、前記ステータホルダの端面から前記コイルエンド部の上方へと突出し、前記ステータホルダと一体成形される、回転電機のステータユニット。
続きを表示(約 470 文字)【請求項2】
請求項1に記載の回転電機のステータユニットであって、
前記ステータホルダ及び前記冷媒ガイド部は、金属部材で一体成形され、
前記ステータホルダの外周面には、前記第1冷媒とは異なる第2冷媒が流れる冷媒流路が形成される、回転電機のステータユニット。
【請求項3】
請求項2に記載の回転電機のステータユニットであって、
前記第2冷媒の温度は、前記第1冷媒の温度よりも低い、回転電機のステータユニット。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転電機のステータユニットであって、
前記冷媒ガイド部は、前記コイルエンド部の外周に沿って形成される、回転電機のステータユニット。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか一項に記載の回転電機のステータユニットであって、
前記冷媒ガイド部は、底面に複数の滴下孔を有し、該滴下孔から前記第1冷媒が滴下されることにより、前記コイルエンド部に前記第1冷媒を供給する、回転電機のステータユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、回転電機のステータユニットに関する。
続きを表示(約 6,300 文字)【背景技術】
【0002】
従来から、電気自動車やハイブリッド自動車等の回転電機を動力源として備えた車両が開発されている。近年では、駆動用の回転電機が高出力化しており、ステータコイルの温度上昇に伴って回転電機の性能が劣化するため、ステータコイルを冷却するなどの対策が検討されている。
【0003】
特許文献1には、コイルエンド部の上方に、滴下孔を有する冷媒ガイド部が配置された回転電機のステータユニットが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2011−155811号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載の回転電機のステータユニットでは、冷媒ガイド部をステータコアに固定するボルトが必要となるため、部品点数が増加してしまう、という課題があった。また、ステータコアの端面に冷媒ガイド部をボルトで固定するため、ボルトが貫通する突条部の分だけステータコアが径方向に大型化してしまう、という課題があった。
【0006】
本発明は、部品点数を削減でき、小型化可能な回転電機のステータユニットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、
周方向に所定の間隔で複数のスロットが形成されたステータコアと、
前記スロットに挿通され、前記ステータコアの少なくとも一方の端面から突出するコイルエンド部を有するステータコイルと、を備えるステータと、
前記ステータコアの外周面を取り囲むように配置され、前記ステータを支持するステータホルダと、
前記コイルエンド部の上方に配置され、前記コイルエンド部に第1冷媒を供給する冷媒ガイド部と、を備える回転電機のステータユニットであって、
前記冷媒ガイド部は、前記ステータホルダの端面から前記コイルエンド部の上方へと突出し、前記ステータホルダと一体成形される。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、冷媒ガイド部とステータホルダとが一体成形されるので、ステータホルダと冷媒ガイド部を固定する固定部材が不要となり、部品点数を削減できる。また、冷媒ガイド部を固定する固定部をステータホルダの端面に設ける必要がないので、ステータユニットを径方向に小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本発明の一実施形態における回転電機のステータユニットの斜視図である。
図1の回転電機のステータユニットをハウジングに固定した状態におけるA−A断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の回転電機のステータユニットの一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
【0011】
[ステータユニットの構成]
図1に示すように、本実施形態に係る回転電機のステータユニット10は、ステータ20と、ステータホルダ50と、冷媒ガイド部60と、を備える。ステータ20の内側には、不図示のロータが回転自在に配置されている。
【0012】
なお、以下の説明では、「軸方向」、「周方向」、「径方向」は、ステータ20(回転電機)の軸心を基準として定義している。また、「上方」「下方」は、ステータユニット10の使用状態における鉛直方向を基準として定義している。図面には、ステータユニット10の上方をU、下方をD、として示す。
【0013】
ステータ20は、略円筒形状を有し、軸方向に貫通する複数のスロット31が周方向に沿って所定の間隔で形成されたステータコア30と、スロット31に挿通された複数相(例えば、U相、V相、W相)のステータコイル40と、を備える。ステータコイル40は、ステータコア30の軸方向両側の端面から突出した第1コイルエンド部41及び第2コイルエンド部42と、を有する。
【0014】
ステータホルダ50は、ステータコア30の外周面を取り囲むように配置され、ステータ20を支持する略円筒形状を有する。ステータホルダ50は、略円環形状を有し軸方向の両側に位置する第1端面50a及び第2端面50bと、略円筒面形状を有する外周面50c及び内周面50dと、を有する。ステータホルダ50の外周面50cには、径方向外側に突出する凸壁51が設けられている。凸壁51は、第1端面50a側から第2端面50b側に向かって所定間隔で複数周回する螺旋形状を有する。
【0015】
図1及び図2に示すように、ステータホルダ50の外周面50cを取り囲むように、ハウジング70が設けられている。ステータホルダ50の外周面50cとハウジング70との間の空間には、螺旋状に延びる凸壁51によって仕切られた、冷媒流路52が形成されている。ステータホルダ50の外周面50cの第1端面50a側及び第2端面50b側には、ステータホルダ50の外周面50cと、ハウジング70との間を封止する一対のシール部材80が設けられている。したがって、冷媒流路52は、一対のシール部材80によって封止されている。
【0016】
ステータホルダ50の第2端面50bには、外周面50cから径方向外側に突出し、軸方向に貫通する挿通孔53が形成された複数の締結部54が設けられている。挿通孔53には、締結部材55が挿通されており、締結部材55がハウジング70に螺合されることにより、ステータユニット10が、ハウジング70に固定されている。
【0017】
冷媒ガイド部60は、ステータホルダ50の第1端面50aから軸方向に、ステータコイル40の第1コイルエンド部41の上方へと突出している。冷媒ガイド部60は、ステータホルダ50の第1端面50a及びステータコイル40の第1コイルエンド部41の外周に沿って形成された略円弧形状を有する。冷媒ガイド部60は、周方向に沿って後述の第1冷媒R1が貯留可能に窪んだ形状の底面60aを有する。冷媒ガイド部60は、底面60aに、周方向に沿って所定の間隔で形成された径方向に貫通する滴下孔61を有している。なお、本実施形態では、滴下孔61は、丸穴としたが、矩形状のスリット孔としてもよく、任意の形状とすることができる。
【0018】
ステータホルダ50及び冷媒ガイド部60は、金属部材で一体成形されている。これにより、ステータホルダ50と冷媒ガイド部60とを固定する固定部材が不要となり、部品点数を削減できる。また、冷媒ガイド部60を固定する固定部をステータホルダ50の第1端面50aに設ける必要がないので、第1端面50aの径方向の厚みを小さくすることができ、ステータホルダ50を径方向に小型化できる。
【0019】
[ステータの冷却]
ステータユニット10の上方には、冷媒ガイド部60に第1冷媒R1を供給するための第1冷媒供給部90が設けられている。第1冷媒供給部90は、例えば、ハウジング70から軸方向に突出し、冷媒ガイド部60の上方に配置された管状の部材である。また、第1冷媒R1は、例えば、ATF(Automatic Transmission Fluid)である。第1冷媒R1は、第1冷媒供給部90から下方に吐出されることにより冷媒ガイド部60に供給され、冷媒ガイド部60に貯留する。冷媒ガイド部60に貯留した第1冷媒R1は、冷媒ガイド部60の底面60aに設けられた滴下孔61からステータコイル40の第1コイルエンド部41に滴下し、ステータコイル40を冷却する。
【0020】
このように、冷媒ガイド部60は、底面60aに複数の滴下孔61を有し、滴下孔61から第1冷媒R1が滴下されることにより、第1コイルエンド部41に第1冷媒R1を供給するので、シンプルな構造で第1コイルエンド部41に第1冷媒R1を供給することができる。さらに、冷媒ガイド部60は、ステータコイル40の第1コイルエンド部41の外周に沿って形成された略円弧形状を有しているので、冷媒ガイド部60と第1コイルエンド部41との距離を短くすることができ、確実に第1冷媒R1を第1コイルエンド部41に供給することができる。
【0021】
また、螺旋状の冷媒流路52には、不図示の第2冷媒供給装置から、第1端面50a側または第2端面50b側に、第1冷媒R1とは異なる第2冷媒R2が供給される。第2冷媒R2は、例えば、水である。冷媒流路52の第1端面50a側または第2端面50b側に供給された第2冷媒R2は、螺旋状の冷媒流路52を通って、ステータホルダ50を介してステータコア30を冷却し、第2冷媒が供給された側とは反対側の冷媒流路52の第2端面50b側または第1端面50a側から排出される。
【0022】
ここで、ステータホルダ50及び冷媒ガイド部60は、熱伝導率の高い金属部材によって一体成形されているので、ステータホルダ50及び冷媒ガイド部60を介して、ステータホルダ50の外周面50cに形成された冷媒流路52を流れる第2冷媒R2と、冷媒ガイド部60に貯留した第1冷媒R1との熱交換が促進される。
【0023】
本実施形態では、第2冷媒R2の温度は、第1冷媒R1の温度よりも低くなっている。したがって、第2冷媒R2によってステータホルダ50が冷却され、ステータホルダ50が冷却されることで冷媒ガイド部60が冷却され、冷媒ガイド部60が冷却されることで第1冷媒R1が冷却される。これにより、冷却された第1冷媒R1をステータコイル40の第1コイルエンド部41に供給することができ、効果的にステータコイル40を冷却できる。
【0024】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【0025】
例えば、本実施形態では、凸壁51は、第1端面50a側から第2端面50b側に向かって所定間隔で複数周回する螺旋形状を有するものとしたが、例えば、第1端面50a側及び第2端面50b側から交互に軸方向に略直線状に延びる形状を有するものとしてもよい。このようにすると、ステータホルダ50の外周面50cに沿って、第1端面50a側から第2端面50b側及び第2端面50b側から第1端面50a側へと互い違いに冷媒が流れる冷媒流路52が形成される。
【0026】
また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
【0027】
(1) 周方向に所定の間隔で複数のスロット(スロット31)が形成されたステータコア(ステータコア30)と、
前記スロットに挿通され、前記ステータコアの少なくとも一方の端面から突出するコイルエンド部(第1コイルエンド部41)を有するステータコイル(ステータコイル40)と、を備えるステータ(ステータ20)と、
前記ステータコアの外周面を取り囲むように配置され、前記ステータを支持するステータホルダ(ステータホルダ50)と、
前記コイルエンド部の上方に配置され、前記コイルエンド部に第1冷媒(第1冷媒R1)を供給する冷媒ガイド部(冷媒ガイド部60)と、を備える回転電機のステータユニット(ステータユニット10)であって、
前記冷媒ガイド部は、前記ステータホルダの端面(第1端面50a)から前記コイルエンド部の上方へと突出し、前記ステータホルダと一体成形される、回転電機のステータユニット。
【0028】
(1)によれば、冷媒ガイド部とステータホルダとが一体成形されるので、ステータホルダと冷媒ガイド部とを固定する固定部材が不要となり、部品点数を削減できる。また、冷媒ガイド部を固定する固定部をステータホルダの端面に設ける必要がないので、ステータユニットを径方向に小型化できる。
【0029】
(2) (1)に記載の回転電機のステータユニットであって、
前記ステータホルダ及び前記冷媒ガイド部は、金属部材で一体成形され、
前記ステータホルダの外周面(外周面50c)には、前記第1冷媒とは異なる第2冷媒(第2冷媒R2)が流れる冷媒流路(冷媒流路52)が形成される、回転電機のステータユニット。
【0030】
(2)によれば、ステータホルダ及び冷媒ガイド部は、熱伝導率の高い金属部材によって一体成形されるので、ステータホルダの外周面に形成された冷媒流路を流れる第2冷媒と冷媒ガイド部を流れる第1冷媒との熱交換が促進される。
【0031】
(3) (2)に記載の回転電機のステータユニットであって、
前記第2冷媒の温度は、前記第1冷媒の温度よりも低い、回転電機のステータユニット。
【0032】
(3)によれば、第2冷媒の温度は、第1冷媒の温度よりも低いので、第2冷媒によってステータホルダを介して冷媒ガイド部が冷却され、第1冷媒を冷却することができる。これにより、冷却された第1冷媒をコイルエンド部に供給でき、効果的にステータコイルを冷却できる。
【0033】
(4) (1)〜(3)のいずれかに記載の回転電機のステータユニットであって、
前記冷媒ガイド部は、前記コイルエンド部の外周に沿って形成される、回転電機のステータユニット。
【0034】
(4)によれば、冷媒ガイド部は、コイルエンド部の外周に沿って形成されるので、冷媒ガイド部とコイルエンド部との距離を短くすることができ、確実に第1冷媒をコイルエンド部に供給することができる。
【0035】
(5) (1)〜(4)のいずれかに記載の回転電機のステータユニットであって、
前記冷媒ガイド部は、底面(底面60a)に複数の滴下孔(滴下孔61)を有し、該滴下孔から前記第1冷媒が滴下されることにより、前記コイルエンド部に前記第1冷媒を供給する、回転電機のステータユニット。
【0036】
(5)によれば、冷媒ガイド部は、底面に複数の滴下孔を有し、該滴下孔から第1冷媒が滴下されることにより、コイルエンド部に第1冷媒を供給するので、シンプルな構造でコイルエンド部に第1冷媒を供給することができる。
【符号の説明】
【0037】
10 ステータユニット
20 ステータ
30 ステータコア
31 スロット
40 ステータコイル
41 第1コイルエンド部(コイルエンド部)
50 ステータホルダ
50a 第1端面(端面)
50c 外周面
52 冷媒流路
60 冷媒ガイド部
60a 底面
61 滴下孔
R1 第1冷媒
R2 第2冷媒

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