JP2015035882A - Stator of dynamo-electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機のステータに関し、特にその冷却構造に関する。 The present invention relates to a stator for a rotating electrical machine, and more particularly to a cooling structure thereof.
下記特許文献1には、締結用ボルト挿通孔を有する締結部がヨーク外周面より径方向外側へ突出して設けられた積層ステータコアが開示されている。
ステータを冷却しようとヨーク外周面上に液体冷媒を流す際に、特許文献1のように、ボルト締結のための締結部がヨーク外周面より径方向外側へ突出していると、ヨーク外周面上の液体冷媒の流れが締結部により阻害され、ステータの冷却性能が低下する原因となる。
When the liquid refrigerant is allowed to flow on the outer circumferential surface of the yoke to cool the stator, as in
本発明は、締結用部材を通すための締結部がヨーク外周面より径方向外側へ突出して設けられたステータにおいて、ヨーク外周面上に液体冷媒を流して冷却を行う場合に、ヨーク外周面上の液体冷媒の流れが締結部により妨げられるのを抑制することを目的とする。 The present invention provides a stator provided with a fastening portion for passing a fastening member projecting radially outward from the outer circumferential surface of the yoke, when cooling is performed by flowing a liquid refrigerant on the outer circumferential surface of the yoke. It aims at suppressing that the flow of this liquid refrigerant is prevented by the fastening part.
本発明に係る回転電機のステータは、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。 The stator of the rotating electrical machine according to the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.
本発明に係る回転電機のステータは、締結用部材を通すための挿通空間が形成された締結部がヨーク外周面より径方向外側へ突出して設けられ、ヨーク外周面上を液体冷媒が流れる回転電機のステータであって、前記締結部は、互いにステータ軸方向に対向する第1及び第2締結部を含み、第1締結部のステータ周方向一方側の端部とヨーク外周面との間に、液体冷媒を通すための第1冷媒通路が形成され、第2締結部のステータ周方向他方側の端部とヨーク外周面との間に、第1冷媒通路とつながり、液体冷媒を通すための第2冷媒通路が形成され、液体冷媒が第1及び第2冷媒通路を通ってヨーク外周面上を流れることを要旨とする。 The stator of the rotating electrical machine according to the present invention is a rotating electrical machine in which a fastening portion in which an insertion space for passing a fastening member is formed protrudes radially outward from the yoke outer peripheral surface, and the liquid refrigerant flows on the yoke outer peripheral surface. The fastening portion includes first and second fastening portions that face each other in the stator axial direction, and between the end portion on one side in the stator circumferential direction of the first fastening portion and the yoke outer peripheral surface, A first refrigerant passage for passing liquid refrigerant is formed, and a first refrigerant passage is connected between the end of the second fastening portion on the other side in the circumferential direction of the stator and the outer peripheral surface of the yoke, and passes through the liquid refrigerant. The gist is that two refrigerant passages are formed and the liquid refrigerant flows on the outer circumferential surface of the yoke through the first and second refrigerant passages.
本発明の一態様では、前記締結部は、ステータ軸方向において第1締結部と第2締結部との間に配置された第3締結部をさらに含み、第3締結部に第3冷媒通路が形成され、第1冷媒通路と第2冷媒通路が第3冷媒通路を介してつながり、第1〜第3冷媒通路は、前記挿通空間と連通しない通路であり、液体冷媒が第1〜第3冷媒通路を通ってヨーク外周面上を流れることが好適である。 In one aspect of the present invention, the fastening portion further includes a third fastening portion disposed between the first fastening portion and the second fastening portion in the stator axial direction, and the third coolant passage is provided in the third fastening portion. Formed, the first refrigerant passage and the second refrigerant passage are connected via the third refrigerant passage, the first to third refrigerant passages are passages that do not communicate with the insertion space, and the liquid refrigerant is the first to third refrigerants. It is preferable to flow on the outer peripheral surface of the yoke through the passage.
本発明によれば、液体冷媒が第1及び第2冷媒通路を通ってヨーク外周面上を流れることで、締結用部材を通すための締結部がヨーク外周面より径方向外側へ突出していても、ヨーク外周面上の液体冷媒の流れが締結部により妨げられるのを抑制することができる。 According to the present invention, the liquid refrigerant flows on the outer peripheral surface of the yoke through the first and second refrigerant passages, so that the fastening portion for passing the fastening member protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the yoke. The flow of the liquid refrigerant on the outer peripheral surface of the yoke can be prevented from being obstructed by the fastening portion.
以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
「実施形態1」
図1は、本発明の実施形態1に係る回転電機のステータの概略構成を示す図であり、ステータの中心軸10に沿った方向から見た図を示す。以下の説明において、ステータ軸方向は、ステータの中心軸10に沿った方向であり、ステータ周方向は、ステータの中心軸10まわりに沿った方向であり、ステータ径方向は、ステータの中心軸10(ステータ軸方向)と直交する方向である。
“
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a stator of a rotating electrical machine according to
本実施形態に係るステータは、ステータコア21とコイル22を含んで構成される。ステータコア21は、ステータ周方向に沿って延びる環状のステータヨーク23と、ステータヨーク23の内周面よりステータ径方向内側(図示しないロータ側)へ突出する複数のステータティース24と、ステータヨーク23の外周面23aよりステータ径方向外側へ突出し、締結用ボルト(締結用部材)15を通すための複数のステータ締結部(耳部)25とを含む。複数のステータティース24はステータ周方向に互いに間隔をおいて(等間隔で)配置され、各ステータティース24にコイル22が巻装されている。複数のステータ締結部25も、ステータ周方向に互いに間隔をおいて(等間隔で)配置されている。ステータ(ステータコア21)は、ステータ軸方向が例えば鉛直方向と垂直(あるいはほぼ垂直)になるように配置されることが好ましいが、ステータ軸方向が水平方向に対して若干傾斜していてもよい。冷却パイプ12は、ステータヨーク23の外周面23aにおける最も鉛直上方位置より鉛直上方(直上)に配置され、図1の矢印Aに示すように、冷却パイプ12からステータヨーク23の外周面23a上に液体冷媒としての冷却用オイルが供給される。図1の矢印Bに示すように、冷却用オイルがステータヨーク23の外周面23a上を流れることで、ステータの冷却が行われる。
The stator according to this embodiment includes a
ステータコア21は、図2に示すように、第1コア部31と第2コア部32をステータ軸方向に交互に複数積み重ねて構成される。第1コア部31は、図3に示すように、ステータ周方向に沿って延びる環状のヨーク部33と、ヨーク部33の内周面よりステータ径方向内側へ突出する複数のティース部34と、ヨーク部33の外周面33aよりステータ径方向外側へ突出する複数の第1及び第2締結部35,36とを含み、例えば積層鋼板をステータ軸方向に複数積層して構成することが可能である。第1締結部35と第2締結部36は、ステータ周方向に互いに間隔をおいて(等間隔で)交互に配置されている。図3の例では、3つの第1締結部35と3つの第2締結部36が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
第1及び第2締結部35,36には、締結用ボルト15を通すためのボルト挿通空間45,46が形成されている。第1締結部35においては、ステータ周方向一方側の端部とヨーク部33の外周面33aとの間に切り欠きが形成されていることで、冷却用オイルを通すための第1オイル通路55が形成されており、ステータ周方向他方側の端部でヨーク部33とつながっている。第1オイル通路55は、ボルト挿通空間45まで延びて形成され、ボルト挿通空間45とつながった空間となっている。一方、第2締結部36においては、ステータ周方向他方側の端部とヨーク部33の外周面33aとの間に切り欠きが形成されていることで、冷却用オイルを通すための第2オイル通路56が形成されており、ステータ周方向一方側の端部でヨーク部33とつながっている。第2オイル通路56は、ボルト挿通空間46まで延びて形成され、ボルト挿通空間46とつながった空間となっている。
第2コア部32も、図4に示すように、第1コア部31と同様の構成であり、ヨーク部33と複数のティース部34と複数の第1及び第2締結部35,36とを含み、例えば積層鋼板をステータ軸方向に複数積層して構成することが可能である。第1コア部31のヨーク部33と第2コア部32のヨーク部33をステータ軸方向に交互に複数積み重ねることでステータヨーク23が形成され、第1コア部31のティース部34と第2コア部32のティース部34をステータ軸方向に交互に複数積み重ねることでステータティース24が形成される。ただし、第1コア部31と第2コア部32をステータ軸方向に交互に複数積み重ねる際には、第1コア部31と第2コア部32とでステータ周方向の角度を(図3,4の例では60°)ずらして、図2に示すように、第1コア部31の第1締結部35と第2コア部32の第2締結部36(第1コア部31の第2締結部36と第2コア部32の第1締結部35)がステータ軸方向に対向するように転積する。第1締結部35と第2締結部36をステータ軸方向に交互に複数積み重ねることでステータ締結部25が形成され、ボルト挿通空間45,46がステータ軸方向につながるとともに、第1オイル通路55と第2オイル通路56がステータ軸方向につながる。締結用ボルト15をボルト挿通空間45,46に通してねじ締結を行うことで、第1及び第2コア部31,32(積層鋼板)の締結を行うことができるとともに、ステータコア21を図示しないケーシングに固定することができる。
As shown in FIG. 4, the
冷却パイプ12からステータヨーク外周面23a上に供給された冷却用オイルは、重力により鉛直下方へ流れようとするため、ステータヨーク外周面23a上を伝ってステータ周方向に流れる。その際に、締結用ボルト15を通すためのステータ締結部25がステータヨーク外周面23aよりステータ径方向外側へ突出することで冷却用オイルの流れが阻害されると、ステータの冷却性能が低下する原因となる。これに対して本実施形態では、ステータ周方向一方側の端部がステータ周方向他方側の端部より鉛直上方に位置するステータ締結部25については、図5の矢印Cに示すように、ステータ締結部25よりステータ周方向一方側(鉛直上方)に位置するステータヨーク外周面23a−1上を流れる冷却用オイルが第1オイル通路55に流れ込む。第1オイル通路55と第2オイル通路56はステータ軸方向につながった空間となっているため、冷却用オイルは第1オイル通路55から第2オイル通路56に流れ込む。第2オイル通路56に流れ込んだ冷却用オイルは、図6の矢印Dに示すように、ステータ締結部25よりステータ周方向他方側(鉛直下方)に位置するステータヨーク外周面23a−2上へ流れ出す。一方、ステータ周方向他方側の端部がステータ周方向一方側の端部より鉛直上方に位置するステータ締結部25については、図7の矢印Eに示すように、ステータ締結部25よりステータ周方向他方側(鉛直上方)に位置するステータヨーク外周面23a−1上を流れる冷却用オイルが第2オイル通路56に流れ込む。そして、冷却用オイルは、図8の矢印Fに示すように、第1オイル通路55から流れ出し、ステータ締結部25よりステータ周方向一方側(鉛直下方)に位置するステータヨーク外周面23a−3上を流れる。
Since the cooling oil supplied from the cooling
このように、本実施形態では、冷却用オイルは、ステータ締結部25に形成された第1及び第2オイル通路55,56を通って、ステータヨーク外周面23a上を流れる。そのため、締結用ボルト15を通すためのステータ締結部25がステータヨーク外周面23aよりステータ径方向外側へ突出していても、ステータヨーク外周面23a上を伝う冷却用オイルの流れがステータ締結部25により妨げられるのを抑制することができる。その結果、ステータヨーク外周面23aの下部まで冷却用オイルを流すことができ、ステータの冷却性能の低下を防ぐことができる。
Thus, in this embodiment, the cooling oil flows on the stator yoke outer
さらに、本実施形態では、第1及び第2締結部35,36が設けられた同じ構造の第1コア部31と第2コア部32を、ステータ周方向の角度を互いにずらしてステータ軸方向に転積することで、冷却用オイルを通すための第1及び第2オイル通路55,56をステータ締結部25に形成することができる。そのため、積層鋼板は1種類で済み、ステータコア21の構造を簡略化することができる。
Further, in the present embodiment, the
「実施形態2」
図9〜13は、本発明の実施形態2に係る回転電機のステータの概略構成を示す図である。以下の実施形態2の説明では、実施形態1と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する構成については実施形態1と同様である。
“
FIGS. 9-13 is a figure which shows schematic structure of the stator of the rotary electric machine which concerns on
本実施形態では、ステータコア21は、図10に示すように、第1コア部31と第3コア部30と第2コア部32をステータ軸方向に複数積み重ねて構成される。第3コア部30は、ステータ軸方向において第1コア部31と第2コア部32との間に挟まれて配置され、ステータ軸方向の一方側から他方側に、第1コア部31→第3コア部30→第2コア部32の順に配置されている。第1コア部31は、図11に示すように、ヨーク部33と、複数のティース部34と、ヨーク部33の外周面33aよりステータ径方向外側へ突出する第1〜第3締結部35〜37を含む。第1〜第3締結部35〜37は、ステータ周方向に互いに間隔をおいて(等間隔で)配置され、第3締結部37がステータ周方向において第1締結部35と第2締結部36との間の位置に配置されている。
In the present embodiment, the
第1〜第3締結部35〜37には、締結用ボルト15を通すためのボルト挿通空間(ボルト挿通穴)45〜47が形成されている。第1締結部35においては、ステータ周方向一方側の端部とヨーク部33の外周面33aとの間に切り欠きが形成されていることで、冷却用オイルを通すための第1オイル通路55が形成されており、ステータ周方向他方側の端部でヨーク部33とつながっている。第1オイル通路55は、ボルト挿通穴45と連通しない別空間となっている。一方、第2締結部36においては、ステータ周方向他方側の端部とヨーク部33の外周面33aとの間に切り欠きが形成されていることで、冷却用オイルを通すための第2オイル通路56が形成されており、ステータ周方向一方側の端部でヨーク部33とつながっている。第2オイル通路56は、ボルト挿通穴46と連通しない別空間となっている。また、第3締結部37においては、ステータ周方向一方側及び他方側の両端部でヨーク部33とつながっており、ステータ周方向中央部に貫通穴が形成されていることで、冷却用オイルを通すための第3オイル通路57が形成されている。第3オイル通路57は、ボルト挿通穴47と連通しない別空間となっている。
Bolt insertion spaces (bolt insertion holes) 45 to 47 for passing the
第2コア部32及び第3コア部30も、図12,13に示すように、第1コア部31と同様の構成であり、ヨーク部33と複数のティース部34と第1〜第3締結部35〜37とを含む。第1コア部31のヨーク部33と第3コア部30のヨーク部33と第2コア部32のヨーク部33をステータ軸方向に複数積み重ねることでステータヨーク23が形成され、第1コア部31のティース部34と第3コア部30のティース部34と第2コア部32のティース部34をステータ軸方向に複数積み重ねることでステータティース24が形成される。ただし、第1コア部31と第3コア部30と第2コア部32をステータ軸方向に複数積み重ねる際には、第1コア部31と第3コア部30と第2コア部32とでステータ周方向の角度を互いに(図11〜13の例では120°)ずらして、ステータ軸方向において第3締結部37が第1締結部35と第2締結部36との間に挟まれるように転積する。第1締結部35と第3締結部37と第2締結部36をステータ軸方向に複数積み重ねることでステータ締結部25が形成され、ボルト挿通穴45〜47がステータ軸方向につながる。さらに、第1オイル通路55と第3オイル通路57がステータ軸方向につながる部分を有し、第2オイル通路56と第3オイル通路57がステータ軸方向につながる部分を有することで、第1オイル通路55と第2オイル通路56が第3オイル通路57を介してステータ軸方向につながる。締結用ボルト15をボルト挿通穴45〜47に通してねじ締結を行うことで、第1コア部31と第3コア部30と第2コア部32の締結を行うことができるとともに、ステータコア21を図示しないケーシングに固定することができる。
As shown in FIGS. 12 and 13, the
本実施形態では、ステータ周方向一方側の端部がステータ周方向他方側の端部より鉛直上方に位置するステータ締結部25については、図14の矢印Cに示すように、ステータ締結部25よりステータ周方向一方側(鉛直上方)に位置するステータヨーク外周面23a−1上を流れる冷却用オイルが第1オイル通路55に流れ込む。第1オイル通路55と第2オイル通路56は第3オイル通路57を介してステータ軸方向につながった空間となっているため、冷却用オイルは第1オイル通路55から第3オイル通路57を通って第2オイル通路56に流れ込む。第2オイル通路56に流れ込んだ冷却用オイルは、図15の矢印Dに示すように、ステータ締結部25よりステータ周方向他方側(鉛直下方)に位置するステータヨーク外周面23a−2上へ流れ出す。一方、ステータ周方向他方側の端部がステータ周方向一方側の端部より鉛直上方に位置するステータ締結部25については、図16の矢印Eに示すように、ステータ締結部25よりステータ周方向他方側(鉛直上方)に位置するステータヨーク外周面23a−1上を流れる冷却用オイルが第2オイル通路56に流れ込む。そして、冷却用オイルは、図17の矢印Fに示すように、第3オイル通路57を通って第1オイル通路55から流れ出し、ステータ締結部25よりステータ周方向一方側(鉛直下方)に位置するステータヨーク外周面23a−3上を流れる。
In the present embodiment, the
このように、本実施形態では、冷却用オイルは、ステータ締結部25に形成された第1〜第3オイル通路55〜57を通って、ステータヨーク外周面23a上を流れる。そのため、締結用ボルト15を通すためのステータ締結部25がステータヨーク外周面23aよりステータ径方向外側へ突出していても、ステータヨーク外周面23a上を伝う冷却用オイルの流れがステータ締結部25により妨げられるのを抑制することができる。さらに、第1〜第3締結部35〜37が設けられた同じ構造の第1コア部31と第3コア部30と第2コア部32を、ステータ周方向の角度を互いにずらしてステータ軸方向に転積することで、冷却用オイルを通すための第1〜第3オイル通路55〜57をステータ締結部25に形成することができる。そのため、積層鋼板は1種類で済み、ステータコア21の構造を簡略化することができる。
Thus, in this embodiment, the cooling oil flows on the stator yoke outer
さらに、本実施形態では、ボルト挿通穴45〜47とは別に第1〜第3オイル通路55〜57をステータ締結部25に設けているため、ステータ締結部25の剛性を向上させることができ、締結用ボルト15による締結力を向上させることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the first to
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.
12 冷却パイプ、15 締結用ボルト、21 ステータコア、22 コイル、23 ステータヨーク、24 ステータティース、25 ステータ締結部、30 第3コア部、31 第1コア部、32 第2コア部、33 ヨーク部、34 ティース部、35 第1締結部、36 第2締結部、37 第3締結部、45,46,47 ボルト挿通空間、55 第1オイル通路、56 第2オイル通路、57 第3オイル通路。 12 cooling pipe, 15 fastening bolt, 21 stator core, 22 coil, 23 stator yoke, 24 stator teeth, 25 stator fastening portion, 30 third core portion, 31 first core portion, 32 second core portion, 33 yoke portion, 34 teeth portion, 35 first fastening portion, 36 second fastening portion, 37 third fastening portion, 45, 46, 47 bolt insertion space, 55 first oil passage, 56 second oil passage, 57 third oil passage.
Claims (2)
前記締結部は、互いにステータ軸方向に対向する第1及び第2締結部を含み、
第1締結部のステータ周方向一方側の端部とヨーク外周面との間に、液体冷媒を通すための第1冷媒通路が形成され、
第2締結部のステータ周方向他方側の端部とヨーク外周面との間に、第1冷媒通路とつながり、液体冷媒を通すための第2冷媒通路が形成され、
液体冷媒が第1及び第2冷媒通路を通ってヨーク外周面上を流れる、回転電機のステータ。 A fastening portion in which an insertion space for passing a fastening member is formed is provided to protrude radially outward from the outer peripheral surface of the yoke, and a stator of a rotating electrical machine in which liquid refrigerant flows on the outer peripheral surface of the yoke,
The fastening portion includes first and second fastening portions that face each other in the stator axial direction,
A first refrigerant passage for passing a liquid refrigerant is formed between the end of the first fastening portion on one side in the stator circumferential direction and the outer peripheral surface of the yoke,
Between the end of the second fastening portion on the other side in the circumferential direction of the stator and the outer peripheral surface of the yoke, a second refrigerant passage is formed which is connected to the first refrigerant passage and allows liquid refrigerant to pass through.
A stator for a rotating electrical machine in which liquid refrigerant flows on the outer peripheral surface of a yoke through first and second refrigerant passages.
前記締結部は、ステータ軸方向において第1締結部と第2締結部との間に配置された第3締結部をさらに含み、
第3締結部に第3冷媒通路が形成され、第1冷媒通路と第2冷媒通路が第3冷媒通路を介してつながり、
第1〜第3冷媒通路は、前記挿通空間と連通しない通路であり、
液体冷媒が第1〜第3冷媒通路を通ってヨーク外周面上を流れる、回転電機のステータ。 A stator for a rotating electrical machine according to claim 1,
The fastening portion further includes a third fastening portion disposed between the first fastening portion and the second fastening portion in the stator axial direction,
A third refrigerant passage is formed in the third fastening portion, the first refrigerant passage and the second refrigerant passage are connected via the third refrigerant passage;
The first to third refrigerant passages are passages that do not communicate with the insertion space,
A stator of a rotating electrical machine in which liquid refrigerant flows on the outer peripheral surface of a yoke through first to third refrigerant passages.
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2013
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Cited By (2)
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CN110098696A (en) * | 2018-01-30 | 2019-08-06 | 本田技研工业株式会社 | Cooling structure of stator and rotating electric machine |
JP2019134547A (en) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 本田技研工業株式会社 | Stator cooling structure and rotating electric machine |
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