JP2007159325A

JP2007159325A - コイルの冷却機構

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Publication number: JP2007159325A
Application number: JP2005353978A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kondo; 弘之近藤
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2025-12-07
Also published as: JP4858680B2

Abstract

【課題】極限までに小径化を可能にしたコイルの冷却機構を提供する。
【解決手段】軸方向に冷却油Ｌの給油路２２が形成されたシャフト２０と、シャフト２０に形成された給油路２２に連通する噴射ノズル３０Ａ、３０Ｂと、噴射ノズル３０Ａ、３０Ｂから噴射された冷却油Ｌを飛沫若しくはミスト状にするとともに、冷却油Ｌをコイル１６のコイルエンド１６ａに誘導するための所定の傾斜角度を有する傾斜面が形成された反射コーン４２、４６とを具備した構成とした。
このとき、反射コーンを両側カバ４０、４４と一体的に形成すると、コイルエンド１６ａを冷却するための部品を、コイルエンド１６ａ外周や、シャフト２０に別途設ける必要がなく、部品点数の削減及び一層の小型化が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイナモ等のコイルの冷却機構に係り、特に、極限までに小径化を可能にしたコイルの冷却機構の改良に関する。

回転電機の固定子コイルの冷却機構の一例としては、特許文献１に記載のものが開示されている。
この特許文献１記載の固定子コイルの冷却機構について、図３及び図４を用いて説明する。
図３は、従来の固定子コイルの冷却機構を説明するための一部裁断側面図で、特許文献１の図１に相当する。
図４は、従来の固定子コイルの冷却機構を説明するための一部構成を示す正面図で、特許文献１の図２に相当する。

この従来の固定子コイルの冷却機構は、ステータ５０の内部に適宜な間隔で環状に配置されているコイル６０と、これらのコイル６０のコイルエンド６２の外周側に接するようにリング状の配管部７０を備えている。
また、このリング状の配管部７０には、図４に示すように複数の噴出口７０ａが設けられている構造である。

この配管部７０には、供給管７２から冷媒となる冷却油Ｌが供給され、冷却油Ｌは噴出口７０ａから噴出され、配管部７０内の冷却油Ｌとともにコイルエンド６２を冷却する構造となっている。

従って、上記従来のコイルの冷却機構では、リング状の配管部７０が発熱時のコイルエンド６２の広がりを抑えるとともに、冷却油Ｌを１８０度全周から半径方向に噴出させて、コイルエンド６２を効率よく冷却することにより、部品点数を削減して、回転電機の小型化を図るようにしている。

特開２００４−７２８１２

ところで、例えば、小型自動車のエンジンを模擬するための小径、長尺（φ１２０ｍｍ以下、Ｌ４００ｍｍ以上）のダイナモ等では、小型自動車用の自動変速装置は、入力軸と出力軸との間隔が極めて狭いため、この間隔の中にダイナモと出力軸シャフトとを並行に配置するためには、ダイナモを極力小径化する必要がある。
このようなダイナモでは、小径化と高トルクの確保を両立させるために、ステータコアがスペースぎりぎりの大きさに作られており、径方向にスペースの余裕が殆どないのが実情である。

従って、このようなダイナモのコイルエンドを冷却する場合、上記従来例で説明したリング状の配管部を設けるスペースがなく、冷却の手段がないという問題を備えていた。

本発明は、上記課題（問題点）を解決し、極限までに小径化を可能にしたコイルの冷却機構を提供することを目的とする。

本発明のコイルの冷却機構は、請求項１に記載のものでは、軸方向に冷却油の給油路が形成されたシャフトと、前記シャフトに形成された給油路に連通する噴射ノズルと、前記噴射ノズルから噴射された冷却油を飛沫若しくはミスト状にするとともに、前記冷却油をコイルのコイルエンドに誘導するための所定の傾斜角度を有する傾斜面が形成された反射コーンとを具備した構成とした。

請求項２に記載のコイルの冷却機構は、前記反射コーンは、軸方向に取り付けられる両側カバに一体的に形成されるように構成した。

請求項３に記載のコイルの冷却機構は、前記反射コーンは、その底部の取付位置が、前記シャフトの軸受近傍となるように配置されている構成とした。

本発明のコイルの冷却機構は、上記のように構成したために、以下のような優れた効果を有する。
（１）請求項１に記載したように構成すると、従来のようなリング状の配管部を用いる必要がなくなるので、部品点数が大幅に削減できる。
（２）また、配管部を設置するスペースを別途設ける必要がないので、この冷却機構を備えたダイナモ等では、極限までの小径化が可能となる。

（３）請求項２に記載したように構成すると、冷却油を飛沫若しくはミストにし、冷却油をコイルエンドに誘導するための反射コーンを両側カバと一体的に形成しているために、コイルエンドを冷却するための部品を、コイルエンド外周や、シャフトに別途設ける必要がなく、部品点数の削減及び一層の小型化が可能となる。

（４）請求項３に記載したように構成すると、冷却油を軸受の潤滑油としても使用できるようになるため、軸受の潤滑油路を別途設ける必要がなくなり、製造コストの大幅な削減に寄与できる。

本発明のコイルの冷却機構をダイナモに適用した場合の一実施の形態について、図１及び図２を用いて説明する。
図１は、本発明のコイルの冷却機構の一実施の形態を説明するための縦断側面図である。
図２は、本発明のコイルの冷却機構の一実施の形態を説明するための要部側面図である。

以下、本発明のコイルの冷却機構を適用したダイナモ１０の主要構成は、図１に示すように、ステータコア１２、ロータコア１４、ステータコア１２を励磁するコイル１６、シャフト２０、このシャフト２０の軸受２４、Ｐ側カバ４０、Ｓ側カバ４４である。

また、本実施の形態のコイルの冷却機構では、シャフト２０には、軸方向に冷却油Ｌの給油路２２が形成され、また、このシャフト２０の給油路２２に連通する噴射ノズル３０Ａ、３０Ｂが設けられている。

更に、噴射ノズル３０Ａ、３０Ｂから噴射された冷却油Ｌをステータコイル１６のコイルエンド１６ａに誘導するための所定の傾斜角度を有する傾斜面が形成された反射コーン４２、４６が、それぞれ、Ｐ側カバ４０、Ｓ側カバ４４に一体的に形成されている。

また、本実施の形態のコイルの冷却機構では、反射コーン４２、４６は、その底部が、図２に示すように、シャフト２０の軸受２４近傍に取り付けられ、軸受２４の端面と段差が生じないように配置されている。

以上の構成で、本実施の形態のコイルの冷却機構の基本動作を図１及び図２を用いて説明する。
図１に示すようにＳ側カバ４４側のシャフト２０の給油路２２の給油口から冷却油Ｌが供給され、シャフト２０が回転すると、シャフト２０の回転による遠心力で冷却油Ｌが噴射ノズル３０Ａ、３０Ｂから噴射されるようになる。
この噴射された冷却油ＬはＰ側及びＳ側カバ４０、４４に一体的に形成された反射コーン４２、４６の傾斜面に衝突する。

反射コーン４２、４６の傾斜面に衝突した冷却油Ｌはその衝撃により飛沫となり、また、反射コーン４２、４６の傾斜面によりその進行方向が偏向され、ステータコイル１６のコイルエンド１６ａに降りかかることになる。

シャフト２０の回転数が上昇すると、冷却油Ｌの噴射速度も増大するために、反射コーン４２、４６の傾斜面に衝突した冷却油Ｌはその衝撃によりミスト状の粒子に分散し、コイルエンド１６ａに降りかかることにより一層冷却効果が向上する。
冷却油Ｌの飛沫若しくはミスト状の冷却油Ｌの飛散する範囲は、重力の影響を無視すると、概ね、図２に示すように、反射コーン４２、４６の傾斜面の傾斜角度θ１から入射角度θｉまでである。
よって、この飛散する範囲内にステータコイル１６のコイルエンド１６ａを配置するように構成する。

従って、本実施の形態のコイルの冷却機構を適用したダイナモ１０では、従来のようなリング状の配管部７０（図３参照）を用いる必要がなくなるので、部品点数が大幅に削減できる。
また、配管部を設置するスペースを別途設ける必要がないので、この冷却機構を備えたダイナモ１０を極限まで小径化が可能となる。

更に、冷却油Ｌを飛沫若しくはミストにし、この冷却油Ｌをコイルエンド１６ａ誘導にするための反射コーン４２、４６をＰ側及びＳ側カバ４０、４４と一体的に形成しているために、コイルエンド１６ａを冷却するための部品を、コイルエンド１６ａ外周や、シャフト２０に別途設ける必要がなく、部品点数の削減及び一層の小型化が可能となる。

また、本実施の形態のコイルの冷却機構では、反射コーン４２、４６は、その底部が、図２に示すように、シャフト２０の軸受２４の端面と段差が生じないように配置されているため、反射コーン４２、４６の傾斜面に衝突した冷却油Ｌの飛沫若しくはミストの一部は、重力により反射コーン４２、４６側面を伝って軸受２４にも供給される。
このため、冷却油Ｌを軸受２４の潤滑油にも利用できるという、従来にない副次的な効果を奏することができる。
よって、これにより、従来必要であった、軸受２４の潤滑油路をＰ側カバ４０、Ｓ側カバ４４に設ける必要がなくなり、本実施の形態のコイルの冷却機構を適用することにより、ダイナモ１０の製作コストを大幅に削減することが可能になる。

本発明のコイルの冷却機構の一実施の形態を説明するための縦断側面図である。本発明のコイルの冷却機構の一実施の形態を説明するための要部側面図である。従来の固定子コイルの冷却機構を説明するための一部裁断側面図である。従来の固定子コイルの冷却機構を説明するための一部構成を示す正面図である。

符号の説明

１０：ダイナモ
１６：コイル
１６ａ：コイルエンド
２０：シャフト
２２：給油路
２４：軸受
３０Ａ、３０Ｂ：噴射ノズル
４０：Ｐ側カバ
４４：Ｓ側カバ
４２、４６：反射コーン
Ｌ：冷却油

Claims

軸方向に冷却油の給油路が形成されたシャフトと、
前記シャフトに形成された給油路に連通する噴射ノズルと、
前記噴射ノズルから噴射された冷却油を飛沫若しくはミスト状にするとともに、前記冷却油をコイルのコイルエンドに誘導するための所定の傾斜角度を有する傾斜面が形成された反射コーンとを具備したことを特徴とするコイルの冷却機構。
前記反射コーンは、軸方向に取り付けられる両側カバに一体的に形成されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のコイルの冷却機構。
前記反射コーンは、その底部の取付位置が、前記シャフトの軸受近傍となるように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコイルの冷却機構。