JP2015198515A

JP2015198515A - モータ構造体

Info

Publication number: JP2015198515A
Application number: JP2014075628A
Authority: JP
Inventors: 英治白土; Eiji Shirato; 雅横井; Masashi Yokoi; 雄亮尾崎; Yusuke Ozaki; 雄也小田切; Yuya Odagiri
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2015-11-09
Anticipated expiration: 2034-04-01
Also published as: JP6194272B2

Abstract

【課題】モータを適切に冷却するモータ構造体を提供する。【解決手段】モータ構造体Ｓは、ロータ１１と、環状のステータコア１２と、を有するモータ１と、ステータコア１２を保持する筒状のステータホルダ２と、冷却水流路３ａを有しステータホルダ２の外周面を囲む筒状のモータハウジング３と、ステータホルダ２とモータハウジング３との間に介在する樹脂部材４と、を備え、モータハウジング３の線膨張係数はステータホルダ２の線膨張係数よりも大きく、樹脂部材４は、モータ１の駆動に伴う冷却水の温度上限値よりも高い温度で熱硬化する熱硬化性樹脂であり、ステータホルダ２とモータハウジング３との間に充填硬化されている。【選択図】図１

Description

本発明は、モータを備えるモータ構造体に関する。

ステータの径方向内側にロータが配置されたインナロータ型のモータが知られている。このモータは、例えば、ステータコアに巻回されたコイルを介して三相交流電力を供給することで回転磁界を発生させ、ロータを回転させるようになっている。
ところで、モータの駆動中、銅損や鉄損に起因してモータが発熱するため、発生した熱を外部に逃がしてモータを適温に保つことが求められる。

例えば、特許文献１には、冷却水が通流する冷却通路を有し、ステータコアの径方向外側に配置される筒状のケースについて記載されている。このケースの内周面と、ステータコアの外周面と、は面接触しており、モータで発生した熱がステータコア、ケース、及び冷却水に順次放熱されるようになっている。

特開２０１２−１００５２１号公報

特許文献１に記載の技術では、分割されていない一体型のステータコア（鉄製）と、ステータコアの径方向外側に配置されるケース（アルミニウム製）とが、前記したように接触している。
ここで、温度変化に対する膨張・収縮の度合いを表す線膨張係数は、ステータコアの構成材料である鉄と、ケースの構成材料であるアルミニウムと、において異なっている。すなわち、アルミニウムのほうが鉄よりも線膨張係数が大きいため、前記したケースのほうがステータコアよりも膨張・収縮しやすい。

そうすると、特許文献１に記載の技術では、高温時にケースとステータコアとの間に隙間が生じたり、低温時に各部材で過大な応力が発生したりして、モータの放熱が適切に行われない可能性がある。
なお、ステータコアに合わせてケースも鉄製とし、両者の線膨張係数を同一にすることが考えられる。しかしながら、この場合にはケースの重量が大きくなり、モータが搭載される車両等の重量の増加を招くという問題がある。

そこで本発明は、モータを適切に冷却するモータ構造体を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明に係るモータ構造体は、ロータと、前記ロータの径方向外側に配置される環状のステータコアと、を有するモータと、前記ステータコアを保持し、その内周面が前記ステータコアの外周面に密着する筒状のステータホルダと、冷媒が通流する冷媒流路を有し、前記ステータホルダの外周面を囲む筒状のハウジングと、前記ステータホルダと前記ハウジングとの間に介在する樹脂部材と、を備え、前記ハウジングの線膨張係数は、前記ステータホルダの線膨張係数よりも大きく、前記樹脂部材は、前記モータの駆動に伴う前記冷媒の温度上限値よりも高い温度で熱硬化する熱硬化性樹脂であり、前記ステータホルダと前記ハウジングとの間に充填硬化されていることを特徴とする。

このような構成によれば、ステータホルダとハウジングとの間（隙間）に充填される樹脂部材は、モータの駆動に伴う冷媒の温度上限値よりも高い温度で熱硬化する。ここで、冷媒の「温度上限値」として、例えば、モータの定格運転を継続し、冷媒流路を通流する冷媒の温度上昇が収束したときの温度を用いることができる。なお、定格運転の継続に伴って冷媒が沸騰する場合、冷媒の沸点を「温度上限値」とする。

ハウジングの線膨張係数はステータホルダの線膨張係数よりも大きいため、熱硬化時はステータホルダとハウジングとの間の環状の隙間が広がった状態になり、この状態で熱硬化性樹脂が熱硬化される。
前記した熱硬化後、冷媒の温度（つまり、ハウジング、樹脂部材、及びステータホルダの温度）は、冷媒の温度上限値よりも低くなる。また、線膨張係数の大小関係から、ステータホルダよりもハウジングのほうが温度低下に伴う収縮度合いが大きい。そうすると、モータの駆動中、ステータホルダとハウジングとの距離（径方向）が熱硬化時よりも縮むため、ステータホルダ及びハウジングによって樹脂部材が常に圧縮された状態になる。

つまり、線膨張係数の相違に起因してハウジングとステータホルダとの距離が変化しても、この変化に樹脂部材が追従してハウジング及びステータホルダに密着し続ける。また、ステータコアの外周面と、ステータホルダの内周面と、は密着している。したがって、モータで発生した熱は、ステータホルダ、樹脂部材、及びハウジングを介して冷媒流路を通流する冷媒に放熱される。このように、ハウジングとステータホルダとの間に樹脂部材を介在させることでモータ構造体の熱伝導性を高め、モータを適切に冷却できる。

また、寒冷地の環境温度に基づいて設定される前記冷媒の温度下限値において、前記樹脂部材の圧縮率が当該樹脂部材の破断圧縮率未満となるように、前記ステータホルダの外径、及び、前記ハウジングの内径が設定されることが好ましい。

このような構成によれば、樹脂部材が破断圧縮率を超えて過度に圧縮されて損傷することを防止し、ひいてはモータ構造体の冷却性能の低下を抑制できる。なお、冷媒の「温度下限値」は、例えば、気温−４０℃といった低温環境でモータが使用される場合を考慮して適宜設定される。

また、前記ステータホルダの線膨張係数は、前記ステータコアの線膨張係数に略等しく、前記ハウジングを構成する材料は、アルミニウムであることが好ましい。

このような構成によれば、ステータホルダの線膨張係数は、ステータコアの線膨張係数に略等しいため、温度変化に伴って両者の膨張・収縮度合いも等しくなる。したがって、ステータコアと、ステータホルダと、に作用する応力を抑制できる。
また、鋼板（鉄）よりも軽いアルミニウムでハウジングを構成するため、モータ構造体の重量を比較的小さくすることができる。

また、前記ステータコアは、複数の分割コアが環状に配置されてなることが好ましい。

このような構成によれば、複数の分割コアは、環状に配置された状態でステータホルダによって保持される。また、例えば、圧入によって分割コアをステータホルダに固定すればよく、分割コアの外周面を研磨する必要はない。さらに、前記したように、ステータホルダとハウジングの間に樹脂部材が介在しているため、ハウジングの内周面を研磨する必要もない。したがって、モータ構造体の製造工程を簡単化できる。

また、前記熱硬化性樹脂に、熱伝導性の添加剤が添加されることが好ましい。

このような構成によれば、熱硬化性樹脂に、熱伝導性の添加剤が添加されるため、ステータホルダとハウジングとの間の熱伝導性を高め、ひいてはモータ構造体の冷却性能を高めることができる。

本発明によれば、モータを適切に冷却するモータ構造体を提供できる。

本発明の一実施形態に係るモータ構造体の側断面図である。センサハウジングを取り外した状態のモータ構造体の正面図である。モータ構造体の分解斜視図である。（ａ）は本実施形態においてステータホルダの外径、樹脂部材の厚さ、及びモータハウジングの内径と、各部材の温度と、の関係を示す説明図であり、（ｂ）は比較例においてステータホルダの外径及びモータハウジングの内径と、各部材の温度と、の関係を示す説明図である。

≪実施形態≫
＜モータ構造体の構成＞
図１は、本実施形態に係るモータ構造体の側断面図である。モータ構造体Ｓは、ステータコア１２に巻回された巻線Ｃに三相交流電力を供給してロータ１１を回転させると共にモータ１を冷却するものであり、例えば、ハイブリッド車に搭載される。
モータ構造体Ｓは、ロータ１１及びステータコア１２を有するモータ１と、ステータコア１２を保持する筒状のステータホルダ２と、ステータホルダ２の外周面を囲む筒状のモータハウジング３と、ステータホルダ２とモータハウジング３との間に介在する樹脂部材４と、を備えている。

（モータ）
モータ１は、ロータ１１と、ロータ１１の径方向外側に配置される環状のステータコア１２と、を有している。
ロータ１１は、複数の磁性鋼板が軸線方向（モータ１の中心軸線Ｘに沿う方向）に積層されることで形成され、円筒状を呈している。ロータ１１の径方向中心付近には、円柱状のモータシャフトＦが圧入される孔ｈ１が軸線方向に沿って形成されている。また、ロータ１１の外周縁付近には、複数の永久磁石Ｍ（図２参照）が埋設されている。
モータシャフトＦの両端付近はロータ１１から突出しており、この突出している箇所に軸受Ｒ１，Ｒ２が設置されている。

図２は、センサハウジングを取り外した状態のモータ構造体の正面図である。
ステータコア１２は、環状に配置された複数の分割コア１２１を有し、ロータ１１の径方向外側に配置されている。分割コア１２１は、正面視で扇状を呈するヨーク１２１ａと、このヨーク１２１ａから径方向内側に延びるティース１２１ｂと、を有し、板状の磁性鋼板が軸線方向に沿って積層されることで構成される。
分割コア１２１が環状に配置された状態において、周方向で隣り合うヨーク１２１ａは互いに密着している。一方、周方向において隣り合うティース１２１ｂは、各ティース１２１ｂに巻回される巻線Ｃが干渉しないように所定間隔だけ離れている。

各分割コア１２１のティース１２１ｂに巻線Ｃを巻回（例えば、集中巻）し、周方向でヨーク１２１ａを密着させて分割コア１２１を環状に配置することで、ステータコア１２が構成される。このように分割コア１２１を組み付ける前に巻線Ｃを巻回できるため、比較的大径の巻線Ｃをティース１２１ｂに巻回したり、巻線Ｃの占積率を高くしたりすることができる。つまり、分割型のステータコア１２を用いることで、モータ１の銅損を低減できる。

（ステータホルダ）
図３は、モータ構造体の分解斜視図である。なお、後記するように、図３に示す樹脂部材４は、ステータホルダ２とモータハウジング３との間に液状のシリコーン樹脂を流し込んで熱硬化させることで形成され、実際にはステータホルダ２及びモータハウジング３と略一体になっている。
ステータホルダ２は、ステータコア１２を保持する部材であり、筒状を呈している。ステータホルダ２は、その内周面がステータコア１２の外周面に密着する円筒部２ａと、モータハウジング３の前壁に突き当てられるフランジ部２ｂと、を有している。

円筒部２ａは、比較的肉薄の円筒状を呈しており、複数の分割コア１２１が環状に配置されてなるステータコア１２が、この円筒部２ａに圧入されている。つまり、ステータコア１２の外周面と、円筒部２ａの内周面と、は密着している。
なお、円筒部２ａの内周面にステータコア１２の外周面（全面）が密着し得るように、円筒部２ａの軸線方向の長さが設定されている。これによって、円筒部２ａとステータコア１２との伝熱面積を最大限に確保できる。

また、ステータホルダ２は、ステータコア１２と共通の材料（例えば、鉄）で形成することが好ましい。これによって、高温時にはステータコア１２及びステータホルダ２が同程度に膨張し、低温時にはステータコア１２及びステータホルダ２が同程度に収縮するため、両者の密着状態が維持される。

フランジ部２ｂは、モータハウジング３の前壁に突き当てられる部分であり、円筒部２ａの前端から径方向外側に延びている。ステータホルダ２をモータハウジング３の開口Ｈに挿入すると、この開口Ｈの縁付近にフランジ部２ｂが当接し、ステータホルダ２の移動が規制される。
フランジ部２ｂには、ステータコア１２をモータハウジング３に取り付ける際、ボルトＢが挿通される複数（５個）の挿通孔ｈ２が設けられている。なお、フランジ部２ｂのうち周方向で挿通孔ｈ２が設けられている箇所は、他の箇所よりも径方向外側に延びている。

（モータハウジング）
モータハウジング３（ハウジング）は、モータ１及びステータホルダ２を収容するものであり、筒状を呈している。
モータハウジング３の内径は、ステータホルダ２の円筒部２ａの外径よりも若干大きく、モータハウジング３はステータホルダ２の外周面を囲んでいる。すなわち、モータハウジング３の内周面と、ステータホルダ２の外周面と、の間に円筒状の空間が設けられている。この円筒状の空間に、後記する樹脂部材４の構成材料であるシリコーン樹脂が充填される。

モータハウジング３は、例えば、アルミニウム製である。このようにアルミニウム製のモータハウジング３を用いることで、モータ構造体Ｓの軽量化を図ることができる。
なお、ステータホルダ２は、前記したように鉄製である。すなわち、アルミニウムの線膨張係数（約２２［ｐｐｍ／Ｋ］）は、鉄の線膨張係数（約１２．１［ｐｐｍ／Ｋ］）よりも大きいため、高温になるほどモータハウジング３とステータホルダ２との距離が大きくなる。
そこで、本実施形態では、モータハウジング３とステータホルダ２との間の伝熱性が温度変化に関わらず高い状態で維持されるように、後記する樹脂部材４をモータハウジング３とステータとの間に介在させるようにした。

モータハウジング３のうち、フランジ部２ｂに対応する箇所には、前記したボルトＢと螺合する雌ネジｈ３が設けられている。
また、モータハウジング３は、その内部に冷却水（冷媒）を通流させる冷却水流路３ａ（冷媒流路）を有している。冷却水流路３ａは、モータハウジング３の全体（軸方向・周方向）に冷却水が行きわたるように形成されている。

冷却水流路３ａの流入口にはチューブジョイントＪ１が設置され、流出口にはチューブジョイントＪ２が設置されている。そして、冷却水ポンプ（図示せず）が駆動することで、冷却水流路３ａを介して冷却水が圧送されるようになっている。
なお、冷却水流路３ａを通流する冷却水はステータホルダ２から吸熱して昇温し、昇温した冷却水はチューブジョイントＪ２を介して外部に放出される。これによって、モータ１を放熱させて冷却し、モータ１を適温で保つことができる。

（樹脂部材）
樹脂部材４は、前記したように、ステータホルダ２とモータハウジング３との間の円筒状の空間に充填される熱硬化性樹脂である。なお、説明を分かりやすくするために図１では、樹脂部材４の厚さ（例えば、１ｍｍ未満）を実際よりも厚めに記載した。
樹脂部材４は、液状の樹脂（例えば、シリコーン樹脂）をステータホルダ２とモータハウジング３との間に流し込み、この樹脂を加熱して熱硬化させることで形成される。

樹脂部材４として、冷却水流路３ａを通流する冷却水の温度上限値Ｔ_Max（図４参照）よりも高い温度（硬化温度Ｔ_sol：図４参照）で熱硬化するものを用いることが好ましい。前記した「温度上限値Ｔ_Max」として、例えば、モータ１の定格運転を継続し、冷却水の温度上昇が収束したときの温度を用いることができる。
本実施形態では、冷却水の「温度上限値Ｔ_Max」として、冷却水の沸点（加圧時における沸点１２０℃）を用いた。また、樹脂部材４として、冷却水の沸点よりも高い１５０℃で熱硬化するシリコーン樹脂を用いた。

前記したように、アルミニウム製のモータハウジング３は、鉄製のステータホルダ２によりも膨張・収縮しやすいため、モータ１の駆動時よりも高温である硬化温度Ｔ_solでは、ステータホルダ２とモータハウジング３との距離（隙間）が比較的大きくなっている。この状態で、ステータホルダ２とモータハウジング３との隙間に流し込まれた液状の樹脂を熱硬化させることで樹脂部材４が形成される。

その後の温度低下に伴いステータホルダ２とモータハウジング３との距離が縮まると、両者によって樹脂部材４が圧縮された状態になる。これによって、モータ１の温度変化に関わらず樹脂部材４の内周面がステータホルダ２の外周面に密着し、樹脂部材４の外周面がモータハウジング３の内周面に密着した状態を維持できる。

なお、液状のシリコーン樹脂に熱伝導性の添加剤（例えば、銀、アルミニウム、白金）を添加することで、樹脂部材４の伝熱性を高めることが好ましい。これによって、ステータホルダ２とモータハウジング３との間の熱伝導性を高め、ひいてはモータ構造体Ｓの冷却性能を高めることができる。

また、冷却水流路３ａを通流する冷却水の温度下限値Ｔ_min（図４参照）において、樹脂部材４の圧縮率が破断圧縮率未満となるように、ステータホルダ２の外径と、モータハウジング３の内径と、を設定することが好ましい。前記した「温度下限値Ｔ_min」は、モータ構造体Ｓが寒冷地（例えば、気温−４０℃）で使用される可能性を考慮して予め設定される。

環境温度が低い寒冷地では、アルミニウム製であるモータハウジング３の収縮が顕著になり、ステータホルダ２とモータハウジング３との間に介在する樹脂部材４を圧縮する力も大きくなる。
前記したようにステータホルダ２の外径と、モータハウジング３の内径と、を設定する（つまり、ステータホルダ２とモータハウジング３とのクリアランスを設定する）ことで、樹脂部材４が破断して損傷することを防止できる。

（その他機器）
センサハウジングＧ１には、ロータ１１の回転角を検出するためのセンサＡが収容され、ギヤハウジングＧ２には、モータシャフトＦからの動力を伝達する減速機（図示せず）が収容されている。センサハウジングＧ１はモータハウジング３の前側に設置され、ギヤハウジングＧ２はモータハウジング３の後側に設置されている。

＜モータ構造体の組立手順＞
各分割コア１２１（図２参照）のティース１２１ｂに巻線Ｃを巻回し、分割コア１２１を周方向で環状に配置してステータコア１２を構成する。この状態において、分割コア１２１のヨーク１２１ａは、周方向で隣り合う他のヨーク１２１ａに密着している。
次に、圧入機（図示せず）によって軸線方向でステータコア１２を加圧しつつ、ステータホルダ２にステータコア１２を圧入する。これによってステータコア１２は、その外周面がステータホルダ２の内周面に密着した状態でステータホルダ２に保持される。

次に、ステータコア１２を保持した状態のステータホルダ２を、モータハウジング３に設置する。すなわち、ステータホルダ２の挿通孔ｈ２（図３参照）と、モータハウジング３の雌ネジｈ３（図３参照）と、を周方向で位置合わせし、ステータホルダ２をモータハウジング３に前側から組み付ける。そうすると、モータハウジング３の前壁（開口Ｈ付近）に、ステータホルダ２のフランジ部２ｂが当接する。さらに、挿通孔ｈ２を介して雌ネジｈ３にボルトＢを螺入し、ステータホルダ２をモータハウジング３に固定する。

この状態において、ステータホルダ２の外周面と、モータハウジング３の内周面と、の間には円筒状の隙間ができている。また、円筒状の隙間は、一方側（図３では前側）がフランジ部２ｂによって閉塞され、他方側（図３では後側）は開放されている。

次に、円筒状の隙間が開放されている側が上方に臨むようにモータハウジング３等を載置し、前記した隙間にシリコーン樹脂を流し込んで充填する。シリコーン樹脂は液状であるため、前記した円筒状の隙間全体にシリコーン樹脂が行き渡る。なお、鉛直方向下側に位置しているフランジ部２ｂがモータハウジング３に当接（圧着）しているため、シリコーン樹脂が漏れ落ちることはない。

次に、モータ構造体Ｓ（ロータ１１を除く）を硬化炉（図示せず）に入れてシリコーン樹脂を熱硬化させ、樹脂部材４を形成する。シリコーン樹脂は、例えば、約１５０℃で熱硬化してゴム状になる。このとき、ステータホルダ２及びモータハウジング３の温度も１５０℃であり、両者間の隙間は低温時よりも広がっている。
なお、前記した隙間の広がりに応じてシリコーン樹脂の液面が下降するため、例えば、各部材の温度が１４０℃まで達したときに不足分のシリコーン樹脂を追加し、さらに加熱して熱硬化させてもよい。また、ステータホルダ２及びモータハウジング３を、例えば、１４０℃まで予熱しておき、両者間の隙間が広がったときにシリコーン樹脂を一気に充填して熱硬化させてもよい。

さらに、炉内の温度を低下させてモータ構造体Ｓを取り出す。前記した温度低下に伴い、ステータホルダ２とモータハウジング３と間の隙間は、熱硬化時よりも縮む。その結果、ステータホルダ２及びモータハウジング３によって樹脂部材４が圧縮された状態になる。

次に、ロータ１１等が設置されたギヤハウジングＧ２にモータハウジング３を組み付け、さらに、センサハウジングＧ１をモータハウジング３に組み付ける。この状態において、ステータの径方向内側にロータ１１が配置されている。

＜温度変化に伴う伝熱について＞
図４（ａ）は、本実施形態において、ステータホルダの外径、樹脂部材の厚さ、及びモータハウジングの内径と、各部材の温度と、の関係を示す説明図である。以下では、一例として、ステータホルダ２が鉄製であり、モータハウジング３がアルミニウム製である場合について説明する。

図４（ａ）の実線で示すように、ステータホルダ２の外径、及びモータハウジング３の内径は、温度上昇に伴って線形的に大きくなる。また、アルミニウムのほうが鉄よりも線膨張係数が大きいため、モータハウジング３のほうがステータホルダ２よりも温度変化に伴う膨張・収縮の度合いが大きい。したがって、モータ１の温度が高くなるほどステータホルダ２とモータハウジング３との距離（隙間）も大きくなる。

また、モータ構造体Ｓの使用に際して、冷却水流路３ａに存在する冷却水の温度は、前記した温度下限値Ｔ_min（例えば、−４０℃）以上、かつ、温度上限値Ｔ_Max（例えば、１２０℃）以下である「使用温度範囲」内で変化する。なお、冷却水流路３ａ、樹脂部材４、及びステータホルダ２は径方向で近接しているため、樹脂部材４及びステータホルダ２の温度は、冷却水の温度に略等しい。

温度上限値Ｔ_Maxよりも高い硬化温度Ｔ_solでシリコーン樹脂を熱硬化させて樹脂部材４とした後、使用温度範囲に含まれる所定温度Ｔ１まで各部材の温度を低下させると、次のような作用が奏される。すなわち、モータハウジング３のほうがステータホルダ２よりも収縮しやすいため、樹脂部材４は、モータハウジング３から径方向内向きの力を受け、ステータホルダ２から径方向外向きの力を受ける。

このように樹脂部材４が圧縮されるため、ステータホルダ２の外周面、及び、モータハウジング３の内周面に樹脂部材４が密着した状態になる。つまり、モータ構造体Ｓの使用温度範囲では、モータ１の温度変化に関わらず樹脂部材４が常に圧縮された状態で維持される。

ちなみに、樹脂部材４を構成するシリコーン樹脂の線膨張係数は、約１３０［ｐｐｍ／Ｋ］であり、アルミニウムの線膨張係数（例えば、２２［ｐｐｍ／Ｋ］）よりも大きい。つまり、材料のみに着目すれば、樹脂部材４はモータハウジング３よりも収縮しやすい。
しかしながら、樹脂部材４の熱硬化後に温度を低下させた場合、以下で説明するように、ステータホルダ２とモータハウジング３との距離が狭まる度合いのほうが、樹脂部材４が収縮する度合いよりも大きくなる。

硬化時における樹脂部材４の厚さ（径方向）をＬ１₀［ｍ］とし、硬化温度Ｔ_solを基準とする温度変化をΔＴ（＜０）［Ｋ］とし、シリコーン樹脂の線膨張係数をα１［ｐｐｍ／Ｋ］とする。熱硬化後に樹脂部材４を温度を低下させた場合、樹脂部材４の厚さ（径方向）Ｌ１［ｍ］は、以下に示す（数式１）で表わされる。
Ｌ１＝Ｌ１₀（１＋α１・ΔＴ）・・・（数式１）

ここで、線膨張係数α１が比較的大きな値であっても、樹脂部材４の厚さＬ１₀が非常に小さいため（例えば、１ｍｍ未満）、厚さＬ１から厚さＬ１₀への変化（収縮）は比較的小さなものになる。
これに対して、モータハウジング３の厚さ（径方向）は、樹脂部材４に比べてはるかに大きい。したがって、モータハウジング３を構成するアルミニウムの線膨張係数が比較的小さな値であっても、モータハウジング３の収縮度合いは比較的大きくなる。つまり、線膨張係数の差に伴ってステータホルダ２とモータハウジング３との距離が狭まる度合いは、樹脂部材４が収縮する度合いと比較して大きくなる。
その結果、モータ構造体Ｓの使用温度範囲において樹脂部材４は、ステータホルダ２及びモータハウジング３によって常に圧縮された状態になる。

図４（ｂ）は、比較例において、ステータホルダの外径及びモータハウジングの内径と、各部材の温度と、の関係を示す説明図である。なお、比較例では、ステータホルダ２とモータハウジング３との間に樹脂部材４を介在させない構成になっている。
前記したように、鉄製のステータホルダ２よりもアルミニウム製のモータハウジング３のほうが膨張度合いが大きい。したがって、比較例の場合、各部材が温度Ｔ_A（＜Ｔ_Max）以上になると、ステータホルダ２とモータハウジング３との間に隙間ができてしまう。その結果、ステータホルダ２とモータハウジング３との伝熱性が著しく低下する可能性がある。
また、各部材が温度Ｔ_B（＞Ｔ_min）以下になると、ステータコア１２の締め代が大きくなり過ぎて、ステータコアに過大な応力が生じる可能性がある。

＜効果＞
本実施形態によれば、冷却水等の温度上限値Ｔ_Maxよりも高い硬化温度Ｔ_solでシリコーン樹脂を熱硬化させて樹脂部材４を形成し、さらに、ステータホルダ２とモータハウジング３との収縮度合いの差を利用し、両者によって樹脂部材４を圧縮するようにした。これによって、温度変化に関わらずステータホルダ２の外周面と樹脂部材４とを密着させ、かつ、モータハウジング３の内周面と樹脂部材４とを密着させた状態を維持できる。
したがって、モータ１で発生した熱が、ステータホルダ２、樹脂部材４、及びモータハウジング３を介して冷却水に高効率で放熱される。これによって、モータ構造体Ｓの冷却性能を高め、モータ１を適温を保つことができる。

また、例えば、焼き嵌めによってステータをモータハウジング３に設置する場合、各分割コア１２１を固定する特殊な治具を用意したり、ステータの外周面を研磨加工したりする必要が生じ、製造工数・製造コストの増大を招いてしまう。
これに対して本実施形態では、分割コア１２１をステータホルダ２に圧入すればよく、焼き嵌めを行う場合と比較して容易かつ低コストでモータ構造体Ｓを製造できる。また、各分割コア１２１がステータホルダ２に保持されるため、ステータホルダ２に分割コア１２１を圧入した後の設置作業を容易に行うことができる。

また、鉄製であるステータコア１２と共通の材料でステータホルダ２を構成することによって、両者の線膨張係数を等しくすることができる。さらに、前記した圧入によってステータコア１２の外周面とステータホルダ２の内周面とが密着しているため、温度変化に関わらずステータコア１２とステータホルダ２との間で高い伝熱性を維持できる。
また、複数の分割コア１２１を保持するステータホルダ２を備えることでモータ構造体Ｓの強度を高めることができる。また、ステータホルダ２によって強度を確保することで、比較的強度の低いアルミニウム製のモータハウジング３を用いることができ、モータ構造体Ｓの軽量化を図ることができる。

また、冷却水の温度下限値Ｔ_minにおける樹脂部材４の圧縮率が破断圧縮率未満となるように、ステータホルダ２の外径と、ハウジングの内径と、が設定されている。これによって、樹脂部材４が破断圧縮率を超えて過度に圧縮されて損傷することを防止し、ひいてはモータ構造体Ｓの冷却性能の低下を抑制できる。

≪変形例≫
以上、本発明に係るモータ構造体Ｓについて前記実施形態により説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、前記実施形態では、アルミニウム製のモータハウジング３を用いる場合について説明したが、これに限らない。例えば、銅、マンガン、マグネシウム、亜鉛等をアルミニウムに混入したアルミニウム合金でモータハウジング３を構成してもよい。

また、前記実施形態では、樹脂部材４としてシリコーン樹脂を用いる場合について説明したが、これに限らない。例えば、樹脂部材４としてエポキシ樹脂、熱硬化性ポリイミド等の熱硬化性樹脂を用いてもよい。

また、前記実施形態では、ステータコア１２と同一材料（つまり、線膨張係数が同一）である鉄製のステータホルダ２を用いる場合について説明したが、ステータコア１２とは異なる材料でステータホルダ２を構成してもよい。なお、温度変化に伴ってステータコア１２及びステータホルダ２で過大な応力を生じさせないために、線膨張係数が略等しい材料で両者を構成することが好ましい。

また、前記実施形態では、水冷式のモータハウジング３を用いる場合について説明したが、例えば、油冷式のモータハウジング３を用いてもよい。つまり、冷媒流路に絶縁性の油（冷媒）を通流させることで、モータ１を冷却するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、複数の分割コア１２１を環状に配置することでステータコア１２を構成する場合について説明したが、これに限らない。すなわり、分割型のステータコア１２に代えて、筒状を呈する一体型のステータコアを用いてもよい。この場合でも、ステータコア１２の外周面にステータホルダ２の内周面を密着させ、さらにステータホルダ２とモータハウジング３との間に樹脂部材４を介在させることで、伝熱性を高めることができる。

また、実施形態では、モータ構造体Ｓをハイブリッド車に設置する場合について説明したが、これに限らない。例えば、電気自動車、燃料電池車等、他の種類の車両に搭載してもよい。また、四輪車の他、二輪車、三輪車等の移動体や、定地式のシステムにモータ構造体Ｓを設置してもよい。

Ｓモータ構造体
１モータ
１１ロータ
１２ステータコア
２ステータホルダ
３モータハウジング（ハウジング）
３ａ冷却水流路（冷媒流路）
４樹脂部材
１２１分割コア
１２１ａヨーク
１２１ｂティース
Ｃコイル

Claims

ロータと、前記ロータの径方向外側に配置される環状のステータコアと、を有するモータと、
前記ステータコアを保持し、その内周面が前記ステータコアの外周面に密着する筒状のステータホルダと、
冷媒が通流する冷媒流路を有し、前記ステータホルダの外周面を囲む筒状のハウジングと、
前記ステータホルダと前記ハウジングとの間に介在する樹脂部材と、を備え、
前記ハウジングの線膨張係数は、前記ステータホルダの線膨張係数よりも大きく、
前記樹脂部材は、前記モータの駆動に伴う前記冷媒の温度上限値よりも高い温度で熱硬化する熱硬化性樹脂であり、前記ステータホルダと前記ハウジングとの間に充填硬化されていること
を特徴とするモータ構造体。
寒冷地の環境温度に基づいて設定される前記冷媒の温度下限値において、前記樹脂部材の圧縮率が当該樹脂部材の破断圧縮率未満となるように、前記ステータホルダの外径、及び、前記ハウジングの内径が設定されること
を特徴とする請求項１に記載のモータ構造体。
前記ステータホルダの線膨張係数は、前記ステータコアの線膨張係数に略等しく、
前記ハウジングを構成する材料は、アルミニウムであること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータ構造体。
前記ステータコアは、複数の分割コアが環状に配置されてなること
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモータ構造体。
前記熱硬化性樹脂に、熱伝導性の添加剤が添加されること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモータ構造体。