本發(fā)明涉及電動馬達(dá)的冷卻結(jié)構(gòu)，特別涉及采用了石墨片的電動馬達(dá)的冷卻結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

自以往，電動馬達(dá)(電動機(jī))在各種領(lǐng)域中作為動力源而被利用。電動馬達(dá)通過所供應(yīng)的電能被轉(zhuǎn)換為動能而轉(zhuǎn)動。此時，一部分電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏a(chǎn)生熱。

此外，基于安全上的觀點(diǎn)，有必要在殼體的內(nèi)壁與定子的線圈端之間進(jìn)行空氣絕緣。因此，殼體的內(nèi)壁與線圈端被隔開指定距離，兩者之間設(shè)有空間部。

在如上述那樣在殼體的內(nèi)壁與線圈端之間存在空間部的情況下，難以提高從線圈端往殼體的導(dǎo)熱性，電動馬達(dá)內(nèi)容易成高溫。特別是在搭載于電動汽車那樣的大型(高輸出)的電動馬達(dá)中，其發(fā)熱量大。發(fā)熱量的增大會導(dǎo)致電動馬達(dá)的效率下降，因此，作為其對策已有各種各樣的冷卻技術(shù)的方案。

日本專利公開公報特開2014-225971號(以下稱為專利文獻(xiàn))的電動馬達(dá)的冷卻結(jié)構(gòu)包括：轉(zhuǎn)子；定子，卷繞有定子線圈；殼體，收容轉(zhuǎn)子及定子；潤滑油用的第一存積槽，形成在定子的一端側(cè)的線圈端與殼體之間；潤滑油用的第二存積槽，形成在定子的另一端側(cè)的線圈端與殼體之間；連通道，將第一存積槽與第二存積槽連通；其中，連通道的上側(cè)部分比第一存積槽及第二存積槽所存積的潤滑油的油面處于更上方。由此來抑制連通道內(nèi)的潤滑油的滯留并且使線圈端沒入油中，以冷卻線圈端。

近年，作為帶電粒子(電子)的高移動性的材料，石墨烯(也稱為石墨烯片)受到關(guān)注。石墨烯是碳原子呈六角形的網(wǎng)眼般結(jié)合而成的層狀結(jié)晶體，亦即是石墨的一種，尤其將只有一個碳原子厚度的單一層狀結(jié)晶體稱為石墨烯。

石墨烯中的帶電粒子的移動性在室溫下為15000cm²/Vs，另一方面，與移動性相關(guān)的特性(電、熱、強(qiáng)度等)的顯現(xiàn)限于平面方向。

所述專利文獻(xiàn)的電動馬達(dá)的冷卻結(jié)構(gòu)在利用絕緣用的空間部來作為潤滑油的存積槽的情況下，無需另行在殼體內(nèi)形成通氣口便能夠抑制連通道內(nèi)的潤滑油的滯留。

然而，由于所述專利文獻(xiàn)的電動馬達(dá)的冷卻結(jié)構(gòu)是使線圈端沒入油中來冷卻(亦即通過與 潤滑油的熱交換來冷卻)的所謂濕式冷卻型式，因此，需要潤滑油和設(shè)置用于使?jié)櫥脱h(huán)的油道，此外，由于需要進(jìn)行潤滑油的維護(hù)等，還有可能導(dǎo)致生產(chǎn)成本高昂。

此外，在大型電動馬達(dá)的情況下，由于升溫速度極快(例如3秒上升大約200℃)，因此在利用潤滑油的濕式冷卻的情況下，針對電動馬達(dá)內(nèi)的各構(gòu)件的冷卻能力有可能不能滿足要求。

所述專利文獻(xiàn)的技術(shù)中，除了具備利用了潤滑油的冷卻機(jī)構(gòu)之外，還在殼體的壁部內(nèi)另行形成冷卻水路，以進(jìn)一步提高電動馬達(dá)內(nèi)的冷卻能力，但從結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化及成本的觀點(diǎn)來看依然存在著問題。

如前所述，在特定的使用條件下，石墨烯的導(dǎo)熱性優(yōu)異這一情況已為眾知，因此，可考慮使石墨烯或石墨烯復(fù)數(shù)層疊而成的層狀體(以下將此統(tǒng)稱為石墨片(graphite sheet))應(yīng)用到冷卻機(jī)構(gòu)中。

在使石墨片應(yīng)用到冷卻機(jī)構(gòu)的情況下，需要在考慮到平面方向與厚度方向(垂直方向)的物理參數(shù)大不相同這樣的特異性之后來設(shè)定其應(yīng)用部位及應(yīng)用方式等。

為此，本發(fā)明人進(jìn)行了研討，結(jié)果得到了如下的見解和認(rèn)識：在使作為冷卻對象部位的線圈端僅面接觸于石墨片的情況下，如果不是以指定按壓力以上的均等的力使之面接觸，則難以使充分的熱量從線圈端傳導(dǎo)給石墨片，不能確保所需的冷卻能力。

然而，由于設(shè)置線圈端的絕緣用的空間部的結(jié)構(gòu)狹窄且復(fù)雜，因此，使石墨片以均等的按壓力面接觸于線圈端并不容易。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種通過使包含石墨片的導(dǎo)熱構(gòu)件以均等的按壓力面接觸于線圈端來提高冷卻能力的電動馬達(dá)的冷卻結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的電動馬達(dá)的冷卻結(jié)構(gòu)是用于冷卻電動馬達(dá)的結(jié)構(gòu)，所述電動馬達(dá)包括轉(zhuǎn)子、卷繞有定子線圈的定子、收容所述轉(zhuǎn)子及所述定子的殼體，所述定子的線圈端以相對于所述殼體的內(nèi)壁離開間隔的方式設(shè)置，所述電動馬達(dá)的冷卻結(jié)構(gòu)包括：導(dǎo)熱構(gòu)件，以使所述殼體與所述線圈端熱耦合(thermal coupling)的方式被安裝，包含層疊的石墨片；氣袋，展開在所述殼體的內(nèi)壁與所述線圈端之間的空間部中，基于內(nèi)包的加壓空氣的壓力而將所述導(dǎo)熱構(gòu)件的至少一部分按壓于所述線圈端。

本發(fā)明中，“使殼體與線圈端熱耦合”的含意當(dāng)然包含導(dǎo)熱構(gòu)件與殼體及線圈端直接接觸而在殼體和線圈端之間傳遞熱量的方式，而且還包含導(dǎo)熱構(gòu)件經(jīng)由導(dǎo)熱性優(yōu)異的構(gòu)件(間接 地)與殼體及線圈端接觸而在殼體和線圈端之間傳遞熱量的方式。

此外，“層疊的石墨片”中的“層疊”的含意包含將分離的多張石墨片沿厚度方向疊積的方式和將一張石墨片折疊多次的方式。

根據(jù)本發(fā)明，由于包含被層疊后的石墨片的多個導(dǎo)熱構(gòu)件以使殼體與線圈端熱耦合的方式被安裝，因此，從線圈端經(jīng)由導(dǎo)熱構(gòu)件而向殼體散熱，從而能夠充分地冷卻線圈端。此外，由于內(nèi)包加壓空氣的氣袋展開在殼體的內(nèi)壁與線圈端之間的空間部中，因此，利用該加壓空氣的壓力，能夠不拘空間部的形狀而使導(dǎo)熱構(gòu)件以均等的按壓力面接觸于線圈端。這樣，本發(fā)明中，能夠恰當(dāng)?shù)卮_?；诎踩系挠^點(diǎn)而在線圈端與殼體之間形成的必不可少的空氣絕緣層(空間部)，并且能夠充分地冷卻線圈端。

本發(fā)明中較為理想的是，所述導(dǎo)熱構(gòu)件為多個，該多個導(dǎo)熱構(gòu)件在所述空間部內(nèi)沿周方向排列設(shè)置，所述氣袋具有由單一的袋體形成的袋主體，該袋主體按壓所述多個導(dǎo)熱構(gòu)件的各導(dǎo)熱構(gòu)件。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過具有比較單純的形狀的氣袋(袋主體)便能夠統(tǒng)一地按壓多個導(dǎo)熱構(gòu)件。

所述殼體可以采用具有包圍所述轉(zhuǎn)子及所述定子的外周的筒狀的殼體主體、閉塞所述殼體主體的軸向端部的殼體端部件的結(jié)構(gòu)。此情況下較為理想的是，所述氣袋設(shè)置在所述線圈端的軸向端部與所述殼體端部件之間，以便將所述導(dǎo)熱構(gòu)件沿厚度方向按壓于所述線圈端的軸向端部。

此外，較為理想的是，所述冷卻結(jié)構(gòu)還包括：位置限制機(jī)構(gòu)，限制所述氣袋的相對于所述殼體端部件的徑向位置。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，氣袋相對于殼體端部件被定位在一定的徑向位置處，因而能夠?qū)?dǎo)熱構(gòu)件恰當(dāng)?shù)匕磯河诰€圈端。

較為理想的是，所述氣袋具有在所述線圈端的軸向端部與所述殼體端部件之間展開的袋主體、以穿通所述殼體端部件的方式設(shè)置并且將加壓空氣導(dǎo)入到所述袋主體的導(dǎo)入部、安裝于所述導(dǎo)入部的閥門。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在使氣袋以非展開狀態(tài)組裝后使該氣袋展開，因此，能夠提高組裝作業(yè)性，并且能夠使氣袋的壓力管理變得容易。

較為理想的是，所述冷卻結(jié)構(gòu)還包括：固定機(jī)構(gòu)，將所述導(dǎo)熱構(gòu)件固定于所述殼體；其中，所述導(dǎo)熱構(gòu)件在被所述氣袋按壓于所述線圈端的部分與被所述固定機(jī)構(gòu)固定于所述殼體的部分之間具有未被固定的彎曲的弛緩部。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，弛緩部發(fā)揮如下作用：緩和因殼體的熱收縮等而導(dǎo)致的較大的張力施加于 導(dǎo)熱構(gòu)件的情況。因此，能夠防止導(dǎo)熱構(gòu)件的損傷。

較為理想的是，所述冷卻結(jié)構(gòu)還包括：緊固構(gòu)件，將所述導(dǎo)熱構(gòu)件緊固固定于所述殼體；其中，所述導(dǎo)熱構(gòu)件在被所述緊固構(gòu)件緊固固定于所述殼體的部分具有通孔和從該通孔呈放射狀延伸的多個狹縫，所述緊固構(gòu)件在緊固到所述殼體時，穿通所述通孔并且使位于所述導(dǎo)熱構(gòu)件中的各所述狹縫之間的部分向緊固方向折彎。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不僅直接地將熱從導(dǎo)熱構(gòu)件傳遞給殼體，而且還將熱從導(dǎo)熱構(gòu)件經(jīng)由緊固構(gòu)件傳遞給殼體，因此，能夠提高導(dǎo)熱性能，充分地冷卻線圈端。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的電動馬達(dá)的縱剖面圖。

圖2是圖1中的氣袋周邊部分被放大表示的要部放大圖。

圖3是圖2中的導(dǎo)熱構(gòu)件與殼體的固定部周邊被放大表示的要部放大圖。

圖4是電動馬達(dá)的主要構(gòu)件(但去除了轉(zhuǎn)子)被分解表示的分解立體圖。

圖5是導(dǎo)熱構(gòu)件以單件來表示的立體圖。

圖6是表示石墨片中的按壓力與導(dǎo)熱系數(shù)之間的關(guān)系的圖形。

圖7是表示導(dǎo)熱構(gòu)件中的穿通部周邊部分的俯視圖。

圖8是導(dǎo)熱螺栓與導(dǎo)熱構(gòu)件的接觸部分的放大圖。

圖9是用于說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的圖，與圖2相當(dāng)。

具體實(shí)施方式

以下，根據(jù)附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。以下所說明的實(shí)施方式只不過是表示將本發(fā)明應(yīng)用于永久磁鐵同步馬達(dá)時的較理想的具體例，并沒有將本發(fā)明及其應(yīng)用對象或用途限定于實(shí)施方式的意圖。

<第一實(shí)施方式>

以下，根據(jù)圖1至圖8說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式。

如圖1所示，作為電動機(jī)的電動馬達(dá)1包括：圓筒狀的轉(zhuǎn)子10；圓筒狀的定子20，設(shè)置在轉(zhuǎn)子10的外周側(cè)；圓筒狀的殼體30，收容轉(zhuǎn)子10及定子20；控制部(省略圖示)，使根據(jù)要求輸出等所控制的交流電流供應(yīng)給定子20。

電動馬達(dá)1通過隨著來自控制部的交流電流流動到定子20所產(chǎn)生的磁場而使收容在定子20內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子10轉(zhuǎn)動。

首先，說明轉(zhuǎn)子10。

如圖1所示，轉(zhuǎn)子10包括兼?zhèn)潆妱玉R達(dá)1的輸出軸的轉(zhuǎn)子軸11、轉(zhuǎn)子芯12、以及左右一對端板13。

轉(zhuǎn)子軸11的一端部與負(fù)荷裝置2連結(jié)。殼體30中設(shè)置有支撐轉(zhuǎn)子軸11的另一端部的軸承35、支撐轉(zhuǎn)子軸11的一端側(cè)的中途部(負(fù)荷裝置2與轉(zhuǎn)子芯12之間的部分)的軸承36。即，轉(zhuǎn)子軸11經(jīng)由軸承35、36而轉(zhuǎn)動自如地被殼體30支撐。

以下，將與轉(zhuǎn)子軸11的軸心平行的方向稱為“軸向”，將與轉(zhuǎn)子軸11的軸心正交的方向稱為“徑向”，將以轉(zhuǎn)子軸11的軸心為中心的圓的圓周方向稱為“周方向”。此外，將軸向的一側(cè)及另一側(cè)中的接近負(fù)荷裝置2的一側(cè)(即輸出側(cè))定為“前”，將其相反側(cè)定為“后”。

轉(zhuǎn)子芯12具有：主體部，由沿軸向?qū)盈B且通過熱壓接等被一體化的多個電磁鋼板組成；指定數(shù)量的永久磁鐵，以在主體部的外周部沿周方向排列的方式設(shè)置(均省略圖示)。轉(zhuǎn)子芯12外嵌于轉(zhuǎn)子軸11上并且以相對于轉(zhuǎn)子軸11不能轉(zhuǎn)動的方式被止轉(zhuǎn)。

左右一對端板13以與轉(zhuǎn)子芯12的軸向兩端部抵接的方式設(shè)置，進(jìn)行轉(zhuǎn)子芯12的相對于轉(zhuǎn)子軸11的軸向定位。

其次，說明定子20。

如圖1、圖2、圖4所示，定子20包括圓筒狀的定子芯21、定子線圈22。

定子芯21具有沿軸向?qū)盈B且通過熱壓接等而被一體化的多個電磁鋼板。定子芯21以不能轉(zhuǎn)動的方式被嵌接于殼體30的內(nèi)周面31c。定子芯21的內(nèi)周面相對于轉(zhuǎn)子芯12的外周面隔開微小的間隔地相對設(shè)置。定子芯21上突出地設(shè)置有沿周方向等間隔地排列的多個肋(省略圖示)，在這些肋上設(shè)有定子線圈22，該定子線圈22由使銅制漆包線按指定模式卷繞后的U相線圈組、V相線圈組及W相線圈組組成。

定子線圈22包括以從定子芯21的軸向兩端部(前端部及后端部)向外側(cè)突出的狀態(tài)折返而成的前后一對線圈端23。

如圖1、圖2所示，前后一對線圈端23包括：大徑部23a，形成在相對于定子芯21離開間隔的位置；小徑部23b，形成在大徑部23a與定子芯21之間，而且徑向的幅度比大徑部23a窄。在定子芯21的前后兩側(cè)分別形成有由定子芯21的縱壁部(前端面或后端面)、小徑部23b、大徑部23a區(qū)劃而成的向徑向內(nèi)側(cè)凹入的環(huán)狀的凹部24。

前后一對線圈端23(大徑部23a及小徑部23b)的絕緣覆層表面上分別涂敷有絕緣性散熱糊劑。

作為絕緣性散熱糊劑，可使用既確保絕緣性又確保導(dǎo)熱性及散熱性的材質(zhì)例如由烷氧化 合物的水解反應(yīng)和硅烷醇脫水縮合反應(yīng)而生成的糊劑。此外，該絕緣性散熱糊劑還被涂敷于定子芯21的縱壁部。

定子線圈22的繞組方式可大致區(qū)分為集中繞組方式和分布繞組方式。

集中繞組方式由于各相的磁極不重疊因而定子線圈22彼此的干涉少，因此能夠縮短線圈端23的軸向長度，但單位輸出轉(zhuǎn)矩的磁鐵的使用量多，齒槽轉(zhuǎn)矩大。

分布繞組方式由于各相的磁極局部地重疊因而在線圈端23處形成定子線圈22交叉的形狀，因此線圈端23的軸向長度長，形狀復(fù)雜，但單位輸出轉(zhuǎn)矩的磁鐵的使用量少，齒槽轉(zhuǎn)矩小。

本實(shí)施例中，為了較大地確保從定子芯21露出的線圈端23的露出面積，采用了線圈端23的軸向長度長的分布繞組方式。

其次，說明殼體30。

如圖1至圖4所示，殼體30包括：有底筒狀的殼體主體31；閉塞該殼體主體31的前側(cè)的開口的大致圓板狀的殼體端部件32。殼體主體31及殼體端部件32均由鋁合金材料形成，以使電動馬達(dá)1中所產(chǎn)生的熱能夠迅速地釋放到外部。

在殼體主體31的后壁31f的中央部分形成有比轉(zhuǎn)子軸11更大的安裝孔，在該安裝孔中安裝支撐轉(zhuǎn)子軸11的后端部的軸承35。

在殼體主體31的前端部形成有使其徑向內(nèi)側(cè)的區(qū)域向后方凹入而成的環(huán)狀的凹級部31a。凹級部31a中形成有多個螺栓孔44h，在比該凹級部31a更位于徑向外側(cè)的外周前端壁31b中形成有多個(三個)螺栓孔34h。

多個(三個)螺栓孔34h以沿周方向等間隔地分布于殼體主體31的外周前端壁31b的方式形成。如圖3所示，螺栓孔44h從凹級部31a的壁面穿孔至指定的深度，其具有：后述的導(dǎo)熱螺栓44的螺紋部44d所螺合的螺合部44h1；形成在深度比螺合部44h1更淺的位置，而且直徑比螺合部44h1更大的锪孔部44h2。

在殼體端部件32的中央部分形成有比轉(zhuǎn)子軸11更大的安裝孔，在該安裝孔中安裝支撐轉(zhuǎn)子軸11的前部的軸承36。

殼體端部件32中形成有多個(三個)通孔32a和單一的空氣導(dǎo)入孔32b。

多個(三個)通孔32a分別形成于在殼體端部件32的最外周部處沿周方向等間隔地分布形成的多個(三個)突臺部?？諝鈱?dǎo)入孔32b形成在殼體端部件32的徑向中間部，沿軸向(厚度方向)穿通殼體端部件32。

殼體端部件32被穿通于通孔32a的螺栓34緊固于螺栓孔34h，從而被固定于殼體主體 31。

如圖1、圖2所示，前后一對線圈端23分別與殼體30空氣絕緣。即，后側(cè)的線圈端23設(shè)置在相對于殼體主體31的后壁31f及周壁31e離開間隔的位置，前側(cè)的線圈端23設(shè)置在相對于殼體主體31的周壁31e及殼體端部件32離開間隔的位置。

在前側(cè)的線圈端23安裝有多個導(dǎo)熱構(gòu)件50。多個導(dǎo)熱構(gòu)件50以從線圈端23的前方與該線圈端23接觸的方式安裝，并且以沿周方向以窄間距等間隔地排列的方式設(shè)置。

本實(shí)施方式中，由于僅在前側(cè)的線圈端23安裝導(dǎo)熱構(gòu)件50(以及后述的氣袋60)，因此，以下主要說明前側(cè)的線圈端23的周邊結(jié)構(gòu)。另外，也可與本實(shí)施方式不相同地在前后一對線圈端23這兩方分別設(shè)置導(dǎo)熱構(gòu)件50(以及氣袋60)。

在前側(cè)的線圈端23與殼體端部件32之間安裝有鋁合金制的壓板40。此外，在壓板40的后側(cè)設(shè)置有用于以指定的加壓力按壓多個導(dǎo)熱構(gòu)件50的氣袋60。

基于在線圈端23(大徑部23a與小徑部23b)和殼體端部件32之間安裝有壓板40，從而形成由大徑部23a的前端面23c、大徑部23a的外周面23d、小徑部23b的外周面23e、殼體主體31的內(nèi)周面31c、壓板40區(qū)劃而成的空間部33。氣袋60以充填該空間部33的方式展開從而將導(dǎo)熱構(gòu)件50按壓于線圈端23。

如圖1至圖4所示，壓板40由圓環(huán)狀的圓環(huán)部41和圓筒部42一體地構(gòu)成。

圓環(huán)部41以相對于轉(zhuǎn)子軸11的軸心正交的方式設(shè)置。壓板40通過圓環(huán)部41的外周緣部被多個導(dǎo)熱螺栓44(相當(dāng)于本發(fā)明的固定機(jī)構(gòu)或緊固構(gòu)件)緊固于殼體主體31的凹級部31a，而被固定于殼體主體31。圓環(huán)部41的內(nèi)周緣在壓板40被固定于凹級部31a時，位于與定子芯21的內(nèi)周面大致相同的徑向位置。

圓環(huán)部41中形成有能夠讓導(dǎo)熱螺栓44穿通的多個通孔41a。如圖4所示，多個通孔41a以位于等邊三角形的頂點(diǎn)位置的三個一組的通孔41a在周方向上形成多組的方式布置。此外，在壓板40上的與空氣導(dǎo)入孔32b相向的位置形成有空氣導(dǎo)入孔41b。

圓筒部42從圓環(huán)部41的內(nèi)周緣向后方突出，并且與轉(zhuǎn)子軸11的軸心平行地延伸設(shè)置到與線圈端23的大徑部23a的內(nèi)周面相向的位置。圓筒部42的后端部設(shè)置在相對于大徑部23a的內(nèi)周面在徑向上離開指定距離的位置。

下面，說明多個導(dǎo)熱構(gòu)件50。

多個導(dǎo)熱構(gòu)件50構(gòu)成干式冷卻機(jī)構(gòu)，該干式冷卻機(jī)構(gòu)將從線圈端23輸入的熱量傳遞到殼體30的內(nèi)周面31c等來冷卻線圈端23。所述多個導(dǎo)熱構(gòu)件50以在空間部33內(nèi)沿周方向等間隔地排列的方式設(shè)置。

由于多個導(dǎo)熱構(gòu)件50均為相同的結(jié)構(gòu)，因此，以一個導(dǎo)熱構(gòu)件50為例進(jìn)行說明。

如圖5所示，導(dǎo)熱構(gòu)件50具有由碳原子的層狀結(jié)晶體構(gòu)成的石墨片52。石墨片52例如形成為具有約75μm厚度的一體的片狀。本實(shí)施方式中，通過將這樣的石墨片52在平行的兩邊的折疊線52a處折疊偶數(shù)次例如28次來形成具有約2mm厚的長條狀的導(dǎo)熱構(gòu)件50。

石墨片52的帶電粒子(電子)的平面方向的移動性在室溫下為15000cm²/Vs，具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能(1000至1500W/m·K)。如圖6所示，石墨片52具有如下的特性：對于熱源而言，來自厚度方向(垂直方向)的按壓力越大則導(dǎo)熱系數(shù)增加，在按壓力充分地大時，導(dǎo)熱系數(shù)收斂。

輸入到導(dǎo)熱構(gòu)件50中的圖5最下層的石墨片52的熱量以高的導(dǎo)熱系數(shù)經(jīng)由多個折疊線52a而傳遞至最上層的石墨片52。

此外，輸入到圖5最下層的石墨片52的一端部的熱量如圖7的箭頭所示那樣以所折疊的所有的層的石墨片52作為導(dǎo)熱路徑而傳遞至另一端部。

如圖5所示，導(dǎo)熱構(gòu)件50具有沿長邊方向等間隔地排列的四個連結(jié)部53。此外，在導(dǎo)熱構(gòu)件50的長邊方向的端部的近傍形成有三個穿通部54至56。

四個連結(jié)部53利用粘接料等將從最下層的石墨片52的一側(cè)的長邊延伸設(shè)置的延長部52b與從最上層的石墨片52的一側(cè)的長邊延伸設(shè)置的延長部52c接合而被分別構(gòu)成。而且，利用粘接料等將位于石墨片52的另一側(cè)的長邊的所有的折疊線52a接合，從而形成能夠維持折疊后的長條形狀的導(dǎo)熱構(gòu)件50。

如圖5及圖7所示，三個穿通部54至56分別形成在與大致等邊三角形的頂點(diǎn)對應(yīng)的位置。穿通部54設(shè)置在與圖5及圖7的箭頭所示的熱傳遞方向的下游側(cè)的位置，穿通部55、56分別設(shè)置在穿通部54的上游側(cè)。

上述三個穿通部54至56在導(dǎo)熱構(gòu)件50被固定于殼體主體31時，以分別重合于與各導(dǎo)熱構(gòu)件50對應(yīng)地形成在殼體主體31(凹級部31a)上的三個螺栓孔44h(锪孔部44h2)的方式設(shè)置。

如圖7所示，穿通部54(55、56)具有比導(dǎo)熱螺栓44的后述套筒部44c更小徑地形成的通孔54a(55a、56a)和從該通孔54a(55a、56a)呈放射狀以90度間隔形成的多個狹縫54b(55b、56b)。

如圖7所示，位于熱傳遞方向的下游側(cè)的穿通部54的狹縫54b相對于熱傳遞方向分別沿平行的方向及正交的方向延伸，整體形成為十字狀。其余的穿通部55、56的狹縫55b(56b)為了最大呈度地確保導(dǎo)熱路徑的路徑寬度而相對于熱傳遞方向分別沿傾斜45度的方向及傾 斜135度的方向延伸，整體形成為X狀。各狹縫54b(55b、56b)中在最遠(yuǎn)離通孔54a(55a、56a)的遠(yuǎn)端部分別形成有防止撕裂用的圓孔部。

此外，穿通部55、56為相同結(jié)構(gòu)，穿通部54和穿通部55、56除了狹縫的設(shè)置方向(角度)以外為相同結(jié)構(gòu)。

如圖3所示，導(dǎo)熱螺栓44是具備可內(nèi)嵌于緊固工具(省略圖示)中的頭部44a和與該頭部44a相連的軸部44b的金屬制的螺栓。

軸部44b具有與頭部44a相連的套筒部44c、與該套筒部44c相連且比該套筒部44c更小徑地形成的螺紋部44d。套筒部44c的直徑設(shè)定為比螺栓孔44h的螺合部44h1直徑更大且比狹縫54b(55b、56b)的兩倍的長度更小的值。由此，在導(dǎo)熱螺栓44經(jīng)由穿通部54(55、56)緊固到螺檢孔44h時，導(dǎo)熱螺栓44一邊使通孔54a(55a、56a)及狹縫54b(55b、56b)的周邊部具體而言為導(dǎo)熱構(gòu)件50中位于多個狹縫之間的部分(位于狹縫54b(55b、56b)和與該狹縫相交的狹縫54b(55b、56b)之間的部分)朝緊固方向(后方)折彎一邊螺進(jìn)。

套筒部44c的軸向長度以如下的方式設(shè)定：在套筒部44c的后端與锪孔部44h2的底部抵接時，導(dǎo)熱螺栓44的作用于導(dǎo)熱構(gòu)件50的按壓力達(dá)到指定壓力。具體而言，套筒部44c的軸向長度以如下的方式被規(guī)定：在套筒部44c的后端抵接于锪孔部44h2的底部而結(jié)束了緊固時，導(dǎo)熱螺栓44所施加的按壓力為處于100至700kPa的范圍且使導(dǎo)熱構(gòu)件50在折疊線52a處不完全折曲的程度(以指定的曲率彎曲的程度)的按壓力。

下面，說明氣袋60。

如圖1、圖2、圖4所示，氣袋60在內(nèi)部被加壓空氣充填后的展開狀態(tài)時，以均等的加壓力從導(dǎo)熱構(gòu)件50的厚度方向的一側(cè)(前方)按壓該導(dǎo)熱構(gòu)件50。被氣袋60按壓的導(dǎo)熱構(gòu)件50以均等的按壓力與定子芯21的前端面、線圈端23、以及殼體主體31的內(nèi)周面31c面接觸。

氣袋60包括：袋主體61，由可以收容加壓空氣的單一的環(huán)狀的袋體形成；管狀的導(dǎo)入部62，結(jié)合于袋主體61；調(diào)壓閥63(相當(dāng)于本發(fā)明的閥門)，用于使加壓空氣通過導(dǎo)入部62注入到袋主體61內(nèi)且將內(nèi)壓調(diào)節(jié)為指定壓力。

袋主體61是將纖維加強(qiáng)材摻入到橡膠制的主材料中而成的袋主體，其表面施加了表面處理。

作為主材料，可使用具有指定的耐熱性及耐油性的橡膠材，例如Si(硅橡膠)、FKM(氟橡膠)、IIR(異丁橡膠)、EPDM(乙烯丙烯橡膠)、CR(氯丁二烯橡膠)、NBR(丁腈橡膠)等。纖維加強(qiáng)材為芳綸、鋼線、合成纖維等的任一者。作為表面處理，可采用PEEK涂層、聚酰亞 胺涂層、聚酰胺亞胺涂層等。

在氣袋60排出了加壓空氣的非展開狀態(tài)下，袋主體61位于空間部33，而且導(dǎo)入部62穿通空氣導(dǎo)入孔41b、32b而露出在外部。

安裝于導(dǎo)入部62遠(yuǎn)端的調(diào)壓閥63在加壓空氣供應(yīng)裝置(省略圖示)供應(yīng)加壓空氣時使袋主體61的內(nèi)壓調(diào)節(jié)為指定壓力例如相對于大氣壓為+100至+700kPa。在加壓空氣被充填后的展開狀態(tài)下，氣袋60的軸向位置被壓板40的圓環(huán)部41、線圈端23的大徑部23a的前端面23c、定子芯21的前端面這三處所限制。此外，氣袋60的徑向位置被大徑部23a的外周面23d、殼體主體31的內(nèi)周面31c這兩處所限制。即使在由于沖擊或振動等原因而導(dǎo)致由大徑部23a的外周面23d與殼體主體31的內(nèi)周面31c形成的徑向位置的限制被解除的情況下，由于壓板40的圓筒部42支撐著氣袋60，因此，氣袋60的徑向位置被維持，氣袋60不會脫離空間部33。

下面，說明導(dǎo)熱構(gòu)件50的安裝過程。

首先，將轉(zhuǎn)子10及定子20等組裝到殼體主體31的內(nèi)部。

其次，將多個導(dǎo)熱構(gòu)件50以沿著線圈端23的前端面23c在周方向上排列的方式設(shè)置，并且將各導(dǎo)熱構(gòu)件50的形狀整理為沿著殼體主體31的凹級部31a及內(nèi)周面31c、定子芯21的前端面、線圈端23的前端面23c及外周面23d的形狀。整好了形狀后的折疊線52a中存在與轉(zhuǎn)子軸11的軸心平行的部分和與轉(zhuǎn)子軸11的軸心正交的部分。

其次，將各導(dǎo)熱構(gòu)件50的穿通部54至56以與對應(yīng)于各導(dǎo)熱構(gòu)件50的三個一組的螺栓孔44h分別重合的方式定位。在如此定位后的狀態(tài)下，各導(dǎo)熱構(gòu)件50呈具有在線圈端23的凹部24處富余地向徑向內(nèi)側(cè)隆出的弛緩部50a的形狀。這是為了通過弛緩部50a來抑制因定子20或殼體30的熱收縮等而導(dǎo)致的導(dǎo)熱構(gòu)件50的損傷。

其次，在壓板40的圓筒部42的外周側(cè)設(shè)置了氣袋60的袋主體61的狀態(tài)下，將壓板40預(yù)置，并且使多個導(dǎo)熱螺栓44穿通于壓板40的圓環(huán)部41的通孔41a。此外，與此同時，使氣袋60的導(dǎo)入部62穿通于圓環(huán)部41的空氣導(dǎo)入孔41b。而且，在圓環(huán)部41的通孔41a與各導(dǎo)熱構(gòu)件50的穿通部54至56對好位后，開始將各導(dǎo)熱構(gòu)件50固定于殼體主體31的作業(yè)亦即將多個導(dǎo)熱螺栓44緊固于凹級部31a的螺栓孔44h的作業(yè)。

在導(dǎo)熱螺栓44被穿通于導(dǎo)熱構(gòu)件50的穿通部54(55、56)且被緊固于殼體主體31的螺栓孔44h時，由于導(dǎo)熱螺栓44的套筒部44c一邊拖曳通孔54a(55a、56a)及狹縫54b(55b、56b)的周邊部一邊向緊固方向(后方)螺進(jìn)，因此，該被拖曳的部分向緊固方向折彎從而與套筒部44c的周面以緊密接合狀態(tài)面接觸。由此，如圖8所示，構(gòu)成導(dǎo)熱構(gòu)件50的呈鱗片狀 的石墨朝緊固方向被變換方向，鱗片狀的石墨與套筒部44c的周面以緊密接合狀態(tài)面接觸。其結(jié)果，如圖3的箭頭所示，不僅直接地將熱從導(dǎo)熱構(gòu)件50傳遞給殼體30，而且還將熱從導(dǎo)熱構(gòu)件50經(jīng)由導(dǎo)熱螺栓44傳遞給殼體30。

套筒部44c到達(dá)锪孔部44h2的底部時，導(dǎo)熱螺栓44的緊固結(jié)束。作用于導(dǎo)熱構(gòu)件50的張力以在導(dǎo)熱螺栓44的緊固結(jié)束的狀態(tài)下為預(yù)先規(guī)定的指定壓力的方式被設(shè)定。由此，導(dǎo)熱構(gòu)件50在折疊線52a處不會被完全折曲地被固定于凹級部31a。

其次，在殼體主體31的螺栓孔34h與殼體端部件32的通孔32a被對位后，緊固螺栓34。與此同時，使導(dǎo)入部62穿通于空氣導(dǎo)入孔32b。

最后，利用加壓空氣供應(yīng)裝置供應(yīng)加壓空氣，以使氣袋60內(nèi)的壓力達(dá)到指定壓力。由此，多個導(dǎo)熱構(gòu)件50以均等的按壓力與殼體主體31的內(nèi)周面31c、定子芯21的前端面、線圈端23的前端面23c及外周面23d面接觸。

本實(shí)施方式中，由于定子線圈22為分布繞組方式，因此，線圈端23與導(dǎo)熱構(gòu)件50的接觸面積(輸入熱量的面積)變大，從線圈端23往殼體30的直接的導(dǎo)熱路徑被充分地確保。由此，無需供應(yīng)冷卻用的潤滑油也能夠充分地冷卻線圈端23。

此外，本實(shí)施方式中，如圖1所示，殼體30與金屬制基臺90經(jīng)由與導(dǎo)熱構(gòu)件50同樣的導(dǎo)熱構(gòu)件80而連接。具體而言，殼體主體31的軸向的中途部與導(dǎo)熱構(gòu)件80的一端部被螺栓緊固，而且導(dǎo)熱構(gòu)件80的另一端側(cè)的部分與基臺90被螺栓緊固。由此，從線圈端23傳遞到殼體30的熱量不僅從殼體30放射到大氣中，而且還經(jīng)由導(dǎo)熱構(gòu)件80直接地傳遞到基臺90。

下面，對上述般的第一實(shí)施方式的電動馬達(dá)1的冷卻結(jié)構(gòu)的作用、效果進(jìn)行說明。

所述第一實(shí)施方式中，由于包含被層疊后的石墨片52的多個導(dǎo)熱構(gòu)件50以與殼體30和線圈端23分別接觸的方式(以使殼體30與線圈端23熱耦合的方式)被安裝，因此，從線圈端23經(jīng)由導(dǎo)熱構(gòu)件50而向殼體30散熱，從而能夠充分地冷卻線圈端23。此外，線圈端23的冷卻性能基于導(dǎo)熱構(gòu)件50而被提高，因此，能夠省略潤滑油等熱交換用的冷卻媒體。此外，由于內(nèi)包加壓空氣的氣袋60展開在殼體30的內(nèi)壁(殼體端部件32)與線圈端23之間的空間部33中，因此，利用該加壓空氣的壓力，能夠不拘空間部33的形狀而使導(dǎo)熱構(gòu)件50以均等的按壓力與線圈端23面接觸。這樣，在所述第一實(shí)施方式中，能夠恰當(dāng)?shù)卮_?；诎踩系挠^點(diǎn)而在線圈端23與殼體30之間形成的必不可少的空氣絕緣層(空間部33)，并且能夠充分地冷卻線圈端23。

所述第一實(shí)施方式中，由于氣袋60的內(nèi)壓被設(shè)定在100至700kPa，因此，能夠切實(shí) 地發(fā)揮導(dǎo)熱構(gòu)件50所具有的優(yōu)勢導(dǎo)熱特性。

所述第一實(shí)施方式中，多個導(dǎo)熱構(gòu)件50以在空間部33內(nèi)沿周方向排列的方式設(shè)置，并且氣袋60具有由單一的袋體形成的袋主體61，該袋主體61按壓多個導(dǎo)熱構(gòu)件50的各導(dǎo)熱構(gòu)件。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過具有比較單純的形狀的氣袋60(袋主體61)便能夠統(tǒng)一地按壓多個導(dǎo)熱構(gòu)件50。

所述第一實(shí)施方式中，氣袋60還具有穿通構(gòu)成殼體30的前端壁部的殼體端部件32而延伸到外部的導(dǎo)入部62和設(shè)置在導(dǎo)入部62的遠(yuǎn)端的調(diào)壓閥63。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在使氣袋60以非展開狀態(tài)組裝后使該氣袋60展開，因此，能夠提高組裝作業(yè)性，并且能夠使氣袋60的壓力管理變得容易。

所述第一實(shí)施方式中，導(dǎo)熱構(gòu)件50通過使石墨片52以與轉(zhuǎn)子10的軸心平行的折疊線52a折疊多次等來形成，因此，能夠使從線圈端23至殼體30的導(dǎo)熱路徑的導(dǎo)熱量增加。

所述第一實(shí)施方式中，導(dǎo)熱構(gòu)件50在被氣袋60按壓于線圈端23(大徑部23a的前端面23c及外周面23d)的部分與被固定于殼體30(凹級部31a)的部分之間具有以進(jìn)入到線圈端23的凹部24中的方式彎曲且未被固定的弛緩部50a。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，弛緩部50a發(fā)揮如下作用：緩和因殼體30的熱收縮等而導(dǎo)致的較大的張力施加于導(dǎo)熱構(gòu)件50的情況。因此，能夠防止導(dǎo)熱構(gòu)件50的損傷。

所述第一實(shí)施方式中，導(dǎo)熱構(gòu)件50在被導(dǎo)熱螺栓44緊固固定于殼體30(凹級部31a)的部分具有通孔54a(55a、56a)和從該通孔呈放射狀延伸的多個狹縫54b(55b、56b)，導(dǎo)熱螺栓44在緊固到殼體30上時，穿通通孔54a(55a、56a)，并且使導(dǎo)熱構(gòu)件50中的位于各狹縫54b(55b、56b)之間的部分向緊固方向(后方)折彎。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不僅直接地將熱從導(dǎo)熱構(gòu)件50傳遞給殼體30，而且還將熱從導(dǎo)熱構(gòu)件50經(jīng)由導(dǎo)熱螺栓44傳遞給殼體30，因此，能夠提高導(dǎo)熱性能，充分地冷卻線圈端23。

其次，對部分地變更了所述第一實(shí)施方式的變形例進(jìn)行說明。

所述第一實(shí)施方式中，說明了將石墨片以平行的兩邊的折疊線折疊28次而形成導(dǎo)熱構(gòu)件的例子，不過，石墨片的折疊次數(shù)可任意設(shè)定。此外，說明了作為導(dǎo)熱構(gòu)件而使用長方形狀的構(gòu)件的例子，不過，也可以使用梯形形狀的導(dǎo)熱構(gòu)件，使之相對于線圈端呈放射狀無間隙地鋪設(shè)。

所述第一實(shí)施方式中，使用了具有約75μm的厚度的石墨片，不過，石墨片的厚度是可以進(jìn)行各種變更的。在將石墨片的厚度設(shè)為較薄的情況下，可以在將導(dǎo)熱構(gòu)件的厚度維持在一定厚度的情況下增加折疊次數(shù)來增加導(dǎo)熱構(gòu)件的導(dǎo)熱系數(shù)。作為將石墨片設(shè)為最薄的方法， 可以使用只有一個碳原子厚度的單一層狀的結(jié)晶體亦即石墨烯(石墨烯片)來作為石墨片。

所述第一實(shí)施方式中，通過將一張石墨片折疊多次來形成導(dǎo)熱構(gòu)件，不過，也可通過將彼此分離的多張石墨片沿厚度方向疊積來形成導(dǎo)熱構(gòu)件。即，在本發(fā)明中，導(dǎo)熱構(gòu)件只要是將石墨片層疊而成的構(gòu)件便可，此情況下的層疊的含意包含使彼此分離的多張石墨片沿厚度方向疊積的情形和使一張石墨片折疊多次的情形這兩者。

所述第一實(shí)施方式中，說明了作為定子線圈的繞組方式而采用了分布繞組方式的例子，不過，本發(fā)明，也可以適用于集中繞組方式的電動馬達(dá)。即，只要是能夠使導(dǎo)熱構(gòu)件與線圈端及殼體分別面接觸，本發(fā)明不拘電動馬達(dá)的型式而能夠適用。

所述第一實(shí)施方式中，說明了僅通過使用了導(dǎo)熱構(gòu)件的干式冷卻來冷卻電動馬達(dá)的例子，不過，也可以并用濕式冷卻，該濕式冷卻在電動馬達(dá)的殼體內(nèi)供應(yīng)液體的冷卻媒體(水或油等)，由利用該冷卻媒體的熱交換來進(jìn)行冷卻。此外，還可以并用在殼體上設(shè)置葉片等來促進(jìn)與外部空氣的熱交換的風(fēng)冷機(jī)構(gòu)。

所述第一實(shí)施方式中，說明了作為氣袋的袋主體而使用了在主材料中摻入了纖維加強(qiáng)材的袋主體的例子，不過，只要滿足強(qiáng)度條件，也可以省略纖維加強(qiáng)材。在省略了纖維加強(qiáng)材的情況下，難以產(chǎn)生袋主體的局部性的拉伸應(yīng)力的不均勻(破裂的起點(diǎn))，能夠抑制袋主體的破裂。

<第二實(shí)施方式>

下面，利用圖9說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。在圖9所示的第二實(shí)施方式中，對于與第一實(shí)施方式(圖1至圖8)相同的結(jié)構(gòu)要素付予相同的符號并省略其說明。

圖9所示的第二實(shí)施方式的電動馬達(dá)1′中，定子線圈22的線圈端123與所述第一實(shí)施方式的線圈端23(具有大徑部23a及小徑部23b的形狀)有所不同，內(nèi)徑及外徑被形成為大致一定的短圓筒狀。

導(dǎo)熱構(gòu)件150的徑向外側(cè)的端部經(jīng)由導(dǎo)熱螺栓44而固定于殼體主體31的凹級部31a。導(dǎo)熱構(gòu)件150是與所述第一實(shí)施方式的導(dǎo)熱構(gòu)件50同樣地包含被層疊而成的石墨片。

在線圈端123與殼體端部件32之間的空間部133中氣袋160以展開狀態(tài)設(shè)置。氣袋160具有由單一的環(huán)狀的袋體形成的袋主體161、以從袋主體161向前方延伸并且穿通殼體端部件32的方式設(shè)置的導(dǎo)入部162、安裝于導(dǎo)入部162的調(diào)壓閥163。袋主體161在基于經(jīng)由導(dǎo)入部162導(dǎo)入的加壓空氣而膨脹的狀態(tài)下以充填空間部133的方式設(shè)置。

在氣袋160與線圈端123之間設(shè)置有導(dǎo)熱構(gòu)件150的徑向內(nèi)側(cè)部分。隨著氣袋160在空間部133內(nèi)展開(膨脹)，導(dǎo)熱構(gòu)件150受到該氣袋160內(nèi)的加壓空氣的壓力而被按壓于線 圈端123的前端面123a。

在導(dǎo)熱構(gòu)件150中的位于氣袋160與線圈端123之間的部分安裝有由導(dǎo)熱性優(yōu)異的板狀的絕緣體形成的前后一對絕緣片171、172。即，前側(cè)的絕緣片171被安裝于導(dǎo)熱構(gòu)件150的前表面，而后側(cè)的絕緣片172被安裝于導(dǎo)熱構(gòu)件150的后表面。

在前側(cè)的絕緣片171的更前側(cè)安裝有以從后方覆蓋氣袋160的袋主體161的方式形成為剖面“凵”狀的支撐構(gòu)件170。即，氣袋160經(jīng)由支撐構(gòu)件170及絕緣片171而與導(dǎo)熱構(gòu)件150抵接，導(dǎo)熱構(gòu)件150經(jīng)由絕緣片172而與線圈端123的前端面123a抵接。雖省略了圖示，但是在線圈端123的前端面123a涂敷有兼?zhèn)浣^緣性和導(dǎo)熱性的絕緣性散熱糊劑。

以上述那樣的方式被按壓于線圈端123且被固定于殼體主體31的導(dǎo)熱構(gòu)件150起到了將線圈端123的多量的熱傳遞到殼體主體31(殼體30)的作用。即，導(dǎo)熱構(gòu)件150使線圈端123與殼體30熱耦合。

導(dǎo)熱構(gòu)件150在其徑向中間部亦即在被氣袋160按壓于線圈端123的部分和被導(dǎo)熱螺栓44固定于殼體主體31的部分之間具有未被固定的彎曲的弛緩部150a。該弛緩部150a與所述第一實(shí)施方式中的弛緩部50a同樣是為了抑制因殼體30的熱收縮等而導(dǎo)致的導(dǎo)熱構(gòu)件150的損傷而被設(shè)置的。

殼體端部件32上，在支撐構(gòu)件170的徑向內(nèi)側(cè)及外側(cè)的位置處形成有一對向后方突出的突壁180。這樣，由于以夾著覆蓋氣袋160的支撐構(gòu)件170的方式來形成一對突壁180，因此，氣袋160相對于殼體端部件32被定位在一定的徑向位置(一對突壁180之間)。即，限制氣袋160的相對于殼體端部件32的徑向位置的位置限制機(jī)構(gòu)由支撐構(gòu)件170和一對突壁180構(gòu)成。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，氣袋160被定位在一定的徑向位置處，因而能夠?qū)?dǎo)熱構(gòu)件150恰當(dāng)?shù)匕磯河诰€圈端123。

以上，說明了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，不過，本領(lǐng)域技術(shù)人員是可以在不脫離本發(fā)明主旨的范圍實(shí)施對上述實(shí)施方式附加了種種變更的方案的，本發(fā)明也包含這樣的方案。