JP2015080330A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数相のコイルを冷却液で直接冷却することを可能にする回転電機を提供する。【解決手段】回転電機1は、円筒状のステータコア11に複数相のステータコイル12が巻回されたステータ10を備える。そして、この回転電機1は、ステータコア11の外周側に設けられ且つステータコア11の円筒軸方向の端部から突出するステータコイル12のコイルエンド12d,12eの上方に位置する油供給管32,33を備える。油供給管32,33は、内部に供給された油を外部に滴下させる複数の滴下穴32b,32c,33b,33cを有し、複数の滴下穴32b,32c,33b,33cは、少なくとも二相のステータコイル12のコイルエンド12d,12eに油を滴下できるように配置される。【選択図】図1
Description
この発明は、コイル冷却構造を備えた回転電機に関する。
回転電機では、ステータ、ロータ等に巻回されたコイルは、電流が流れることによって発熱し、回転電機の運転効率を低下させるため、コイルの冷却構造が設けられている。
例えば、特許文献1には、回転電機のステータにおいて、ステータコアに巻回されたステータコイルのコイルエンドを直接冷却する冷却構造が記載されている。具体的には、この冷却構造では、円筒状のステータコアの両端部から突出する円筒状のコイルエンドそれぞれの上方に、略コの字状の配管が配置されている。そして、略コの字状の各配管の先端の2箇所から各コイルエンドに油が滴下され、滴下された油は、各コイルエンド内をコイルエンドの円周に沿って下方に向かって流れ、その過程でコイルエンド、つまり、ステータコイルを冷却する。
例えば、特許文献1には、回転電機のステータにおいて、ステータコアに巻回されたステータコイルのコイルエンドを直接冷却する冷却構造が記載されている。具体的には、この冷却構造では、円筒状のステータコアの両端部から突出する円筒状のコイルエンドそれぞれの上方に、略コの字状の配管が配置されている。そして、略コの字状の各配管の先端の2箇所から各コイルエンドに油が滴下され、滴下された油は、各コイルエンド内をコイルエンドの円周に沿って下方に向かって流れ、その過程でコイルエンド、つまり、ステータコイルを冷却する。
特許文献1に記載されるようなステータコイルの冷却方法では、コイルエンドへの滴下時点での油によるコイルエンドの冷却効果は大きいが、コイルエンド内を流れる過程で油温が上昇するため、コイルエンド内での油の冷却効果は小さく期待できない。さらに、特許文献1では、油をコイルエンドの円周に沿って流下させるために、コイルエンドへの油の2つの滴下位置とステータの円筒軸とを結んで形成される線分の角度を所定の角度とするように、コイルエンドへの油の滴下位置を設定している。このため、ステータコア両端のコイルエンドの間では、同一の位置に油が滴下される。しかしながら、三相交流電力を動力とする回転電機では、ステータコイル及びコイルエンドがU相、V相、W相に対応する3つの相のコイルによって構成されている。このため、ステータコア両端のコイルエンドの間では、油が同じ相のコイルに滴下されることになる。さらに、場合によっては、各コイルエンドにおいて、油の2つの滴下位置が、同じ相のコイルになることがある。よって、3つの相のコイルのうち1つの相のコイルのみが効率的に冷却されるが残り2つの相のコイルがほとんど冷却されない場合が生じ、その結果、コイルエンド、つまり、ステータコイルの冷却に大きい偏りが生じるという問題がある。
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、回転電機における複数相のコイルを油で直接冷却することを可能にする回転電機を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、この発明に係る回転電機は、円筒状のステータコアに複数相のコイルが巻回されたステータを備える回転電機において、ステータコアの外周側に設けられ、且つステータコアの円筒軸方向の端部から突出するコイルのコイルエンドの上方に位置する冷却液供給管を備え、冷却液供給管は、内部に供給された冷却液を外部に滴下させる複数の滴下穴を有し、複数の滴下穴は、少なくとも二相のコイルのコイルエンドに冷却液を滴下できるように配置される。
冷却液供給管は、ステータコアの円筒軸方向の両端部から突出するコイルエンドそれぞれの上方に配設され且つステータコアの円筒軸に実質的に垂直な方向に延在し、冷却液供給管は、互いに異なるピッチの複数の滴下穴を有していてもよい。
ステータコアの両端部のコイルエンドの上方に配設された冷却液供給管の複数の滴下穴は、複数の滴下穴の全てによって全ての相のコイルのコイルエンドに冷却液を滴下できるように配置されてもよい。
上記回転電機は、ステータを収容する筐体と、冷却液供給管を含み且つ筐体とは別体である冷却液供給管アセンブリとをさらに備え、冷却液供給管アセンブリは、冷却液供給管同士を接続するマニホールドを有し、マニホールドは、冷却液受入口を有すると共に冷却液受入口を冷却液供給管それぞれに連通し、冷却液供給管アセンブリは、筐体に取り付けられてもよい。
マニホールドは、冷却液受入口と冷却液供給管それぞれとの距離関係に基づき、冷却液供給管それぞれに分配する冷却液の流量を変更可能な構成であってもよい。
ステータコアの両端部のコイルエンドの上方に配設された冷却液供給管の複数の滴下穴は、複数の滴下穴の全てによって全ての相のコイルのコイルエンドに冷却液を滴下できるように配置されてもよい。
上記回転電機は、ステータを収容する筐体と、冷却液供給管を含み且つ筐体とは別体である冷却液供給管アセンブリとをさらに備え、冷却液供給管アセンブリは、冷却液供給管同士を接続するマニホールドを有し、マニホールドは、冷却液受入口を有すると共に冷却液受入口を冷却液供給管それぞれに連通し、冷却液供給管アセンブリは、筐体に取り付けられてもよい。
マニホールドは、冷却液受入口と冷却液供給管それぞれとの距離関係に基づき、冷却液供給管それぞれに分配する冷却液の流量を変更可能な構成であってもよい。
この発明に係る回転電機によれば、複数相のコイルを冷却液で直接冷却することが可能になる。
実施の形態
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
まず、この発明の実施の形態に係る回転電機1におけるステータ10及びその周辺の構成を説明する。なお、本実施の形態では、回転電機1のステータ10には三相交流電力が印加され、ステータ10には、三相交流電力それぞれに対応するコイルによって構成される集中巻型のステータコイルが巻回されているものとして、説明する。
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
まず、この発明の実施の形態に係る回転電機1におけるステータ10及びその周辺の構成を説明する。なお、本実施の形態では、回転電機1のステータ10には三相交流電力が印加され、ステータ10には、三相交流電力それぞれに対応するコイルによって構成される集中巻型のステータコイルが巻回されているものとして、説明する。
図1を参照すると、回転電機1は、円筒状のステータ10、及びステータ10の内側に配設される図示しないロータを内部に収容するモータ筐体2を備えている。
詳細は後述するが、ステータ10は、円筒状の金属等の磁性体からなるステータコア11と、ステータコア11に巻線が巻回されて形成されるステータコイル12とによって構成されている。
モータ筐体2は、その内部に、略円筒状のモータ室21と、モータ室21の上方の直方体状の冷却室22と、モータ室21の下方の油溜め室23とを有している。そして、回転電機1は、油溜め室23を下方にして設置される。
冷却室22は、その下方全体において、モータ室21と連通している。油溜め室23は、モータ筐体2と一体の部分円筒状の隔壁2aによってモータ室21と仕切られている。そして、隔壁2aにおける下方に向かって窪んだ陥凹部2abの底部に形成された連通孔2acを介して、モータ室21が油溜め室23に連通する。
詳細は後述するが、ステータ10は、円筒状の金属等の磁性体からなるステータコア11と、ステータコア11に巻線が巻回されて形成されるステータコイル12とによって構成されている。
モータ筐体2は、その内部に、略円筒状のモータ室21と、モータ室21の上方の直方体状の冷却室22と、モータ室21の下方の油溜め室23とを有している。そして、回転電機1は、油溜め室23を下方にして設置される。
冷却室22は、その下方全体において、モータ室21と連通している。油溜め室23は、モータ筐体2と一体の部分円筒状の隔壁2aによってモータ室21と仕切られている。そして、隔壁2aにおける下方に向かって窪んだ陥凹部2abの底部に形成された連通孔2acを介して、モータ室21が油溜め室23に連通する。
図1において、モータ筐体2では、冷却室22の上部が開放され、モータ室21、冷却室22及び油溜め室23の一方の側部が開放されて示されている。製品としての回転電機1では、冷却室22の開放した上部が、図示しない天端プレートによって塞がれ、モータ室21、冷却室22及び油溜め室23の開放した側部が、図示しないエンドプレートによって塞がれるように構成されている。
モータ筐体2における略円筒状の周壁2bにおいて、モータ室21を形成する壁部2b1の内周面は、円筒状のステータコア11の外周面11aに沿う形状を有している。そして、ステータ10は、周壁2bによってステータコア11の外周面11aがその円筒軸に垂直な径方向で支持されるようにして、モータ室21内に配置される。さらに、図2に示すように、ステータコア11には、その外周面11aから突出する複数の固定用リブ11cが一体に形成されている。固定用リブ11cはそれぞれ、モータ筐体2における周壁2bの側方端部を閉鎖する端壁2cにねじ留め固定される。上述より、ステータコア11は、モータ筐体2に対して固定されている。また、モータ筐体2に固定されたステータコア11の内側には、回転電機1の回転シャフトと一体に回転する図示しない円筒状のロータが、配設されるように構成されている。そして、ロータの回転シャフトと、ステータコア11の円筒軸とは、同軸上に位置している。
図1〜図3をあわせて参照すると、ステータ10のステータコア11には、径方向内側に向かって突出する複数のティース11bが一体に形成されている。各ティース11bは、ステータコア11の円筒軸方向に沿って延在する帯状の本体部11b1と、径方向内側で本体部11b1から周方向にT字状に拡がった先端部11b2とを有している。さらに、複数のティース11bは、ステータコア11の周方向に沿って互いに間隔をあけて等間隔に配置されている。これにより、ティース11bの本体部11b1同士の間にはそれぞれ、軸方向両側及び径方向内側で開放したスロットが形成されている。
そして、各ティース11bの本体部11b1の周りには、ステータコイル12を構成する巻線13が巻回され、巻線13はスロット内に収められる。巻線13は、三相交流電力が印加されるように構成されている。そして、巻線13は、三相交流電源のU相に接続される第一コイル部12aと、V相に接続される第二コイル部12bと、W相に接続される第三コイル部12cとを形成している。第一コイル部12a、第二コイル部12b及び第三コイル部12cは、互いに異なるティース11bに巻回され、ステータコア11の周方向に沿って第一コイル部12a、第二コイル部12b、第三コイル部12c、第一コイル部12a・・・・・・とする順序を繰り返すようにして、ティース11bに配置される。さらに、複数のティース11bに巻回された第一コイル部12a同士は互いに巻線で接続され、同様に、複数のティース11bに巻回された第二コイル部12b同士も互いに巻線で接続され、複数のティース11bに巻回された第三コイル部12c同士も互いに巻線で接続されている。
よって、第一コイル部12a、第二コイル部12b及び第三コイル部12cからなるステータコイル12は、1つのティース11bに対して集中的に巻線13が巻回される集中巻型のコイルを形成している。
よって、第一コイル部12a、第二コイル部12b及び第三コイル部12cからなるステータコイル12は、1つのティース11bに対して集中的に巻線13が巻回される集中巻型のコイルを形成している。
また、第一コイル部12a、第二コイル部12b及び第三コイル部12cはそれぞれ、ステータコア11の両端部から円筒軸方向に突出し、第一コイル部12aの突出する部位12aa及び12ab、第二コイル部12bの突出する部位12ba及び12bb、並びに、第三コイル部12cの突出する部位12ca及び12cbはそれぞれ、ステータコイル12のコイルエンド12d及び12eを形成している。
図1を参照すると、モータ筐体2における略円筒状の周壁2bにおいて、冷却室22を形成する壁部2b2には、冷却液である油をステータコイル12のコイルエンド12d及び12eに供給するための油供給管アセンブリ30が取り付けられている。
図4及び図5をあわせて参照すると、油供給管アセンブリ30は、マニホールド31と、マニホールド31に連結される互いに同形状をした油供給管32及び33とを有している。
マニホールド31は、略T字状の外形をした中空構造である。マニホールド31は、略中央で開口する油受入口31aと、両端部で油受入口31aと反対側に開口する挿入口31b及び31cとを有している。油受入口31aは、マニホールド31の内部を介して挿入口31b及び31cと連通している。
ここで、油供給管アセンブリ30は冷却液供給管アセンブリを構成し、油供給管32及び33は冷却液供給管を構成し、油受入口31aは冷却液受入口を構成している。
図4及び図5をあわせて参照すると、油供給管アセンブリ30は、マニホールド31と、マニホールド31に連結される互いに同形状をした油供給管32及び33とを有している。
マニホールド31は、略T字状の外形をした中空構造である。マニホールド31は、略中央で開口する油受入口31aと、両端部で油受入口31aと反対側に開口する挿入口31b及び31cとを有している。油受入口31aは、マニホールド31の内部を介して挿入口31b及び31cと連通している。
ここで、油供給管アセンブリ30は冷却液供給管アセンブリを構成し、油供給管32及び33は冷却液供給管を構成し、油受入口31aは冷却液受入口を構成している。
油供給管32及び33はそれぞれ、一方の端部が栓32a及び33aによって塞がれており、他方の開口端部がマニホールド31の挿入口31b及び31cに圧入嵌合されてマニホールド31に組み付けられている。マニホールド31に組み付けられた油供給管32及び33は、互いに平行に且つ同じ方向に向かって延在し、油供給管32及び33の内部は、油受入口31aに連通する。
そして、油供給管32及び33が組み付けられたマニホールド31は、油供給管32及び33と一体となって1つのアセンブリである油供給管アセンブリ30を形成する。
また、油供給管32並びに33の円筒状の周壁にはそれぞれ、2つずつの滴下穴32b及び32c並びに滴下穴33b及び33cが貫通形成されている。
滴下穴32b及び32c並びに滴下穴33b及び33cは、油供給管32及び33が並列にならぶ方向に対して垂直な同じ方向に向かって開口している。
さらに、滴下穴32b及び32cは、滴下穴33b及び33cに対して、油供給管32及び33の中央側に配置されている。つまり、滴下穴32b及び32cのピッチは、滴下穴33b及び33cのピッチよりも狭くなっている。
そして、油供給管32及び33が組み付けられたマニホールド31は、油供給管32及び33と一体となって1つのアセンブリである油供給管アセンブリ30を形成する。
また、油供給管32並びに33の円筒状の周壁にはそれぞれ、2つずつの滴下穴32b及び32c並びに滴下穴33b及び33cが貫通形成されている。
滴下穴32b及び32c並びに滴下穴33b及び33cは、油供給管32及び33が並列にならぶ方向に対して垂直な同じ方向に向かって開口している。
さらに、滴下穴32b及び32cは、滴下穴33b及び33cに対して、油供給管32及び33の中央側に配置されている。つまり、滴下穴32b及び32cのピッチは、滴下穴33b及び33cのピッチよりも狭くなっている。
引き続き図1、図4及び図5を合わせて参照すると、油供給管アセンブリ30は、油供給管32及び33をそれぞれ、モータ筐体2の周壁2bの壁部2b2に形成された貫通穴2b2a及び2b2b(図2及び図3参照)に外側から挿入して、モータ筐体2に取り付けられる。さらに、挿入された油供給管32及び33はそれぞれ、周壁2bにおいて冷却室22を形成し且つ壁部2b2に対向する壁部2b3に形成された貫通穴2b3a及び2b3b(図2及び図3参照)に挿入され、それにより壁部2b2及び2b3によって支持される。また、マニホールド31は、壁部2b2にねじ留め固定される。
図1〜図3をあわせて参照すると、上述のようにモータ筐体2に取付・固定された油供給管アセンブリ30では、油供給管32が、ステータコア11の外周面11a側においてステータコイル12のコイルエンド12dから離れて上方に位置し、ステータコア11の円筒軸に実質的に垂直な方向に沿って延在する。さらに、油供給管32の滴下穴32b及び32cは、コイルエンド12dへ向かう下方に向かって開口し、コイルエンド12dから上方に等距離の位置に位置している。つまり、滴下穴32bは、第一コイル部12aにおけるステータコア11からの突出部位12aaの真上に位置し、滴下穴32cは、第二コイル部12bにおけるステータコア11からの突出部位12baの真上に位置する。
また、モータ筐体2に取付・固定された油供給管アセンブリ30の油供給管33は、ステータコア11の外周面11a側においてステータコイル12のコイルエンド12eから離れて上方に位置し、ステータコア11の円筒軸に実質的に垂直な方向に沿って延在する。さらに、油供給管33の滴下穴33b及び33cは、コイルエンド12eへ向かう下方に向かって開口し、コイルエンド12eから上方に等距離の位置に位置している。つまり、滴下穴33b及び33cは、第三コイル部12cにおけるステータコア11からの異なる突出部位12cbの真上に位置する。
また、冷却室22を形成するモータ筐体2の端壁2cの壁部には、この壁部を貫通する複数の空気穴2caが形成されている。さらに、端壁2cに対向する図示しないエンドプレートにおける冷却室22を形成する壁部にも、この壁部を貫通する複数の空気穴が形成されている。よって、冷却室22内には、空気穴2caから外気が導入され、導入された外気は、ステータ10を冷却してエンドプレートの空気穴から排出される。
図1を参照すると、モータ筐体2の端壁2cの下部には、油排出管41が接続されている。油排出管41は、回転電機1の下方に位置するオイルパン40に接続されており、モータ筐体2の油溜め室23をオイルパン40の内部に連通する。オイルパン40には、回転電機1が搭載される装置における潤滑油、作動油等を貯留するものが採用され、例えば、回転電機1が自動車に搭載される場合、オートマチックトランスミッションのギヤボックスなどが採用される。
また、オイルパン40から油給送管42が延びて油供給管アセンブリ30の油受入口31aに接続している。つまり、油給送管42は、オイルパン40の内部を油供給管アセンブリ30のマニホールド31の内部に連通している。さらに、油給送管42の途中には、オイルパン40内の油をマニホールド31内に圧送するオイルポンプ43が設けられている。
また、オイルパン40から油給送管42が延びて油供給管アセンブリ30の油受入口31aに接続している。つまり、油給送管42は、オイルパン40の内部を油供給管アセンブリ30のマニホールド31の内部に連通している。さらに、油給送管42の途中には、オイルパン40内の油をマニホールド31内に圧送するオイルポンプ43が設けられている。
次に、この発明の実施の形態に係る回転電機1におけるステータ10及びその周辺の動作を説明する。
図1〜図3をあわせて参照すると、回転電機1において、ステータ10のステータコイル12に三相交流電力が印加されると、U相、V相及びW相の各相のコイル部12a、12b及び12cが互いに位相ずらした回転磁界を発生する。これにより、ステータ10の内部の図示しないロータが、ステータコア11と同軸の回転シャフトを中心として、この回転シャフトと共に回転駆動される。
図1〜図3をあわせて参照すると、回転電機1において、ステータ10のステータコイル12に三相交流電力が印加されると、U相、V相及びW相の各相のコイル部12a、12b及び12cが互いに位相ずらした回転磁界を発生する。これにより、ステータ10の内部の図示しないロータが、ステータコア11と同軸の回転シャフトを中心として、この回転シャフトと共に回転駆動される。
このとき、各相のコイル部12a、12b及び12cが発熱するため、オイルポンプ43が駆動されてオイルパン40内の油を油供給管アセンブリ30に供給し、供給された油が、油供給管32,33の滴下穴32b,32c,33b,33cからステータコイル12のコイルエンド12d,12eに滴下する。
滴下穴32b,32cからの油がそれぞれ、コイルエンド12dの第一コイル部12a及び第二コイル部12bに滴下し、滴下穴33b及び33cからの油が、コイルエンド12eの2つの第三コイル部12cに滴下する。よって、U相、V相及びW相のコイルエンド部が油によって直接冷却される。
滴下穴32b,32cからの油がそれぞれ、コイルエンド12dの第一コイル部12a及び第二コイル部12bに滴下し、滴下穴33b及び33cからの油が、コイルエンド12eの2つの第三コイル部12cに滴下する。よって、U相、V相及びW相のコイルエンド部が油によって直接冷却される。
さらに、油が直接滴下する第一コイル部12a、第二コイル部12b及び第三コイル部12cそれぞれに巻線を介して接続され且つ他のティース11bに巻回された他の第一コイル部12a、第二コイル部12b及び第三コイル部12cも、油によって直接冷却されるコイル部からの冷熱伝導によって冷却される。
また、第一コイル部12a、第二コイル部12b及び第三コイル部12cをそれぞれ直接冷却した油は、流下する際に隣り合うコイル部を冷却する。
よって、油によって直接冷却される第一コイル部12a、第二コイル部12b及び第三コイル部12cそれぞれ全体における冷却効果の偏りが低減されている。
また、第一コイル部12a、第二コイル部12b及び第三コイル部12cをそれぞれ直接冷却した油は、流下する際に隣り合うコイル部を冷却する。
よって、油によって直接冷却される第一コイル部12a、第二コイル部12b及び第三コイル部12cそれぞれ全体における冷却効果の偏りが低減されている。
このように、この発明の実施の形態に係る回転電機1は、円筒状のステータコア11に複数相のステータコイル12が巻回されたステータ10を備える。そして、この回転電機1は、ステータコア11の外周側に設けられ且つステータコア11の円筒軸方向の端部から突出するステータコイル12のコイルエンド12d,12eの上方に位置する油供給管32,33を備える。油供給管32,33は、内部に供給された油を外部に滴下させる複数の滴下穴32b,32c,33b,33cを有し、複数の滴下穴32b,32c,33b,33cは、少なくとも二相のステータコイル12のコイルエンド12d,12eに油を滴下できるように配置される。
このとき、油供給管32,33の滴下穴32b,32c,33b,33cからの油は、複数相のステータコイル12を構成するコイル部のコイルエンドに滴下してこれらを直接冷却する。そして、油が直接滴下するコイル部が効果的に冷却されるため、このコイル部と同相であり且つ巻線を介して接続されている他のコイル部も冷却を受ける。さらに、油が直接滴下するコイル部に隣り合うコイル部が、直接冷却後の油によって冷却される。よって、各相のコイル部における冷却効果のばらつきを低減することができる。
また、回転電機1において、油供給管32及び33は、ステータコア11の円筒軸方向の両端部から突出するコイルエンド12d及び12eそれぞれの上方に配設され且つステータコア11の円筒軸に実質的に垂直な方向に延在し、油供給管32及び33における滴下穴32b,32cのピッチと滴下穴33b,33cのピッチとが異なっている。これにより、油によって直接冷却するコイル部のコイルエンドの数を増加させることができる。さらに、滴下穴32b,32cのピッチと滴下穴33b,33cのピッチとを異ならせることで、ステータコア11の両側の間で冷却するコイル部を異ならせることができ、油で直接冷却されるコイル部の相の数を増加させることができる。
また、回転電機1において、ステータコア11の両端部のコイルエンド12d及び12eの上方に配設された油供給管32及び33の複数の滴下穴32b,32c,33b,33cは、これら複数の滴下穴の全てによって全ての相のステータコイル12のコイルエンド12d,12eに油を滴下できるように配置されている。これによって、全ての相のコイル部のコイルエンドを油で直接冷却することができ、各相のコイル部における冷却効果のばらつきを低減することができる。
また、回転電機1は、ステータ10を収容するモータ筐体2と、油供給管32及び33を含み且つモータ筐体2とは別体である油供給管アセンブリ30とを備えている。さらに、油供給管アセンブリ30は、油供給管32及び33同士を接続するマニホールド31を有し、マニホールド31は、油受入口31aを有すると共に油受入口31aを油供給管32及び33それぞれに連通し、油供給管アセンブリ30は、モータ筐体2に取り付けられる。このとき、ステータコイルが集中巻型である又は分布巻型である等、ステータ10のステータコイル12の構成に応じてコイルエンド12d,12eへの油の滴下位置及び滴下流量を変更する必要があるが、油供給管アセンブリ30の構造(滴下穴の位置、大きさ等)を変更することだけによって、モータ筐体2に変更を加えることなく上記変更に対応することができる。さらには、油供給管アセンブリ30の油供給管32及び33の構造を変更するだけでも対応できる。
また、回転電機1において、油供給管アセンブリ30のマニホールド31は、油受入口31aと油供給管32及び33それぞれとの距離関係に基づき、油供給管32及び33それぞれに分配する油の流量を変更可能な構成である。油受入口31aと油供給管との距離が大きくなるほど圧力損失が大きくなるようにすると、このような油供給管に流れる油の流量が小さくなる。そして、ステータコア11の両端部のコイルエンド12d及び12eにおいて直接冷却のための油の滴下量を差異付ける必要がある場合、油受入口31aの位置を変更して対応すればよい。
また、実施の形態の回転電機1において、ステータ10のステータコア11には集中巻型のステータコイル12が巻回されていたが、これに限定されるものでない。図6及び図7に示すように、ステータ210において、ステータコア211に分布巻型のステータコイル212が巻回されてもよい。
ステータコア211には、その径方向内側に向かって突出する複数のティース211bが一体に形成されている。各ティース211bは、台形状の径方向断面を有して円筒状のステータコア211の円筒軸方向に沿って延在している。さらに、複数のティース211bは、ステータコア211の内周方向に沿って並んで配置され、互いの間に狭幅の溝を形成している。
ステータコア211には、その径方向内側に向かって突出する複数のティース211bが一体に形成されている。各ティース211bは、台形状の径方向断面を有して円筒状のステータコア211の円筒軸方向に沿って延在している。さらに、複数のティース211bは、ステータコア211の内周方向に沿って並んで配置され、互いの間に狭幅の溝を形成している。
そして、狭幅の溝内を通り且つ複数のティース211b(図6及び図7では4つのティース211b)に跨るようにして、ステータコイル212を構成する第一コイル部212a、第二コイル部212b及び第三コイル部212cが巻回されている。第一コイル部212a、第二コイル部212b及び第三コイル部212cは、ステータコア211の端部では互いに周方向にラップするように位置し、ステータコア211の周方向に沿って第一コイル部212a、第二コイル部212b、第三コイル部212c、第一コイル部212a・・・・・・とする順序を繰り返すようにして配置されている。さらに、複数のティース211bに跨って巻回された第一コイル部212a同士、第二コイル部212b同士、第三コイル部212c同士は、互いに連続した巻線で形成されている。
よって、第一コイル部212a、第二コイル部212b及び第三コイル部212cからなるステータコイル212は、複数のティース211bに跨って巻線が巻回される分布巻型のコイルを形成している。
よって、第一コイル部212a、第二コイル部212b及び第三コイル部212cからなるステータコイル212は、複数のティース211bに跨って巻線が巻回される分布巻型のコイルを形成している。
上述のステータコイル212に対して、油供給管アセンブリ30の油供給管32は、ステータコイル212のコイルエンド212dから離れて上方に位置し、ステータコア211の円筒軸に実質的に垂直な方向に沿って延在する。そして、滴下穴32bは、第一コイル部212aの突出部位212aaの真上に位置し、滴下穴32cは、第二コイル部212bの突出部位212baの真上に位置する。油供給管33は、ステータコイル212のコイルエンド212eから離れて上方に位置し、ステータコア211の円筒軸に実質的に垂直な方向に沿って延在する。さらに、滴下穴33b及び33cは、異なる第三コイル部212cの突出部位212cbの真上に位置する。
よって、油供給管32及び33の4箇所から滴下する油は、第一コイル部212a、第二コイル部212b及び第三コイル部212cのコイルエンドに直接落下し、これらを冷却することができる。
よって、油供給管32及び33の4箇所から滴下する油は、第一コイル部212a、第二コイル部212b及び第三コイル部212cのコイルエンドに直接落下し、これらを冷却することができる。
また、実施の形態の回転電機1において、油供給管アセンブリ30の油供給管32及び33では、一方の端部が栓32a及び33aで塞がれ、滴下穴32b、32c、33b及び33cが、油供給管32及び33の周壁に貫通形成されていたが、これに限定されるものでない。
図8に示すように、油供給管32及び33の一方の端部を一緒に潰して潰した箇所を溶接することによって、油供給管32及び33の一方の端部を塞いでもよい。これにより、部品点数が減少するため、コスト低減が可能になる。
又は、図9に示すように、油供給管32及び33それぞれの一方の端部を塞がずに滴下穴32b及び33bとし、油供給管32及び33の周壁にはそれぞれ、滴下穴32c及び33cのみを形成するようにしてもよい。さらに、油供給管32及び33の長さを互いに異ならせることによって、滴下穴32b及び33bからの油の滴下位置をコイルエンド12d及び12eの間で異ならせることができる。そして、上述の構成を採用することによって、部品点数が減少すると共に加工工数も減少するため、コスト低減が可能になる。
図8に示すように、油供給管32及び33の一方の端部を一緒に潰して潰した箇所を溶接することによって、油供給管32及び33の一方の端部を塞いでもよい。これにより、部品点数が減少するため、コスト低減が可能になる。
又は、図9に示すように、油供給管32及び33それぞれの一方の端部を塞がずに滴下穴32b及び33bとし、油供給管32及び33の周壁にはそれぞれ、滴下穴32c及び33cのみを形成するようにしてもよい。さらに、油供給管32及び33の長さを互いに異ならせることによって、滴下穴32b及び33bからの油の滴下位置をコイルエンド12d及び12eの間で異ならせることができる。そして、上述の構成を採用することによって、部品点数が減少すると共に加工工数も減少するため、コスト低減が可能になる。
また、実施の形態の回転電機1において、油供給管アセンブリ30の油供給管32及び33ではそれぞれ、2つの滴下穴が形成されていたが、これに限定されるものでない。油供給管32及び33の少なくとも一方で、3つ以上の滴下穴が形成されていてもよい。例えば、油供給管32及び33それぞれに3つの滴下穴が形成される場合、3つの滴下穴が、U相、V相及びW相のコイル部のコイルエンドに油を滴下できるように配置されていてもよい。
或いは、油供給管32及び33の少なくとも一方で、2つ未満の滴下穴が形成されていてもよい。このとき、例えば、油供給管32及び33にそれぞれ1つの滴下穴が形成される場合、滴下穴は、U相、V相及びW相のうちの異なる2つの相のコイル部のコイルエンドに油を滴下できるように配置されればよい。
或いは、油供給管32及び33の少なくとも一方で、2つ未満の滴下穴が形成されていてもよい。このとき、例えば、油供給管32及び33にそれぞれ1つの滴下穴が形成される場合、滴下穴は、U相、V相及びW相のうちの異なる2つの相のコイル部のコイルエンドに油を滴下できるように配置されればよい。
また、実施の形態の回転電機1において、油供給管アセンブリ30の油供給管32及び33ではそれぞれ、同数の滴下穴が形成されていたが、これに限定されるものでなく、互いに異なる数の滴下穴が形成されていてもよい。例えば、油供給管32及び33の一方に2つの滴下穴が形成され、他方に1つの滴下穴が形成されていてもよい。このとき、油供給管32及び33による3つの滴下穴が、U相、V相及びW相のコイル部のコイルエンドに油を滴下できるように配置されることで、全ての相のコイルエンドが油によって直接冷却される。
また、実施の形態の回転電機1の油供給管アセンブリ30において、マニホールド31の油受入口31aは、油供給管32及び33の挿入口31b及び31cそれぞれから略等距離の位置に配置されていたが、これに限定されるものでない。油受入口31aは、挿入口31b及び31cのいずれかに偏った位置に配置されていてもよい。例えば、油受入口31aが挿入口31bの方に近くなるように配置されると、マニホールド31は、挿入口31cに連結される油供給管33への分配流量よりも、挿入口31bに連結される油供給管32への分配流量を大きくする。
また、実施の形態の回転電機1において、ステータコイル12のコイルエンド12d及び12eを油で冷却していたが、これに限定されるものでなく、冷却液は、コイルエンド12d及び12eに滴下可能な液体であればよい。
また、実施の形態の回転電機1は、ステータ10の内側に1つのロータが配設される構成として説明されていたが、これに限定されるものでなく、ステータ10の内側に二重になった2つのロータが配設されるダブルロータ型の構成であってもよい。或いは、回転電機は、ステータの外側に回転可能なロータが設けられる構成であってもよい。つまり、回転電機は、ステータのコイルエンドに油等の冷却液を滴下して直接冷却する構成であればよい。
また、実施の形態の回転電機1は、ステータ10の内側に1つのロータが配設される構成として説明されていたが、これに限定されるものでなく、ステータ10の内側に二重になった2つのロータが配設されるダブルロータ型の構成であってもよい。或いは、回転電機は、ステータの外側に回転可能なロータが設けられる構成であってもよい。つまり、回転電機は、ステータのコイルエンドに油等の冷却液を滴下して直接冷却する構成であればよい。
1 回転電機、2 モータ筐体(筐体)、10 ステータ、11 ステータコア、12 ステータコイル、12a,212a 第一コイル部、12b,212b 第二コイル部、12c,212c 第三コイル部、12d,12e,212d,212e コイルエンド、30 油供給管アセンブリ(冷却液供給管アセンブリ)、31 マニホールド、31a 油受入口(冷却液受入口)、32,33 油供給管(冷却液供給管)、32b,32c,33b,33c 滴下穴。
Claims (5)
- 円筒状のステータコアに複数相のコイルが巻回されたステータを備える回転電機において、
前記ステータコアの外周側に設けられ、且つ前記ステータコアの円筒軸方向の端部から突出する前記コイルのコイルエンドの上方に位置する冷却液供給管を備え、
前記冷却液供給管は、内部に供給された冷却液を外部に滴下させる複数の滴下穴を有し、
前記複数の滴下穴は、少なくとも二相の前記コイルのコイルエンドに前記冷却液を滴下できるように配置される回転電機。 - 前記冷却液供給管は、前記ステータコアの円筒軸方向の両端部から突出する前記コイルエンドそれぞれの上方に配設され且つ前記ステータコアの円筒軸に実質的に垂直な方向に延在し、
前記冷却液供給管は、互いに異なるピッチの前記複数の滴下穴を有する請求項1に記載の回転電機。 - 前記ステータコアの両端部の前記コイルエンドの上方に配設された前記冷却液供給管の前記複数の滴下穴は、前記複数の滴下穴の全てによって全ての相の前記コイルのコイルエンドに前記冷却液を滴下できるように配置される請求項2に記載の回転電機。
- 前記ステータを収容する筐体と、
前記冷却液供給管を含み且つ前記筐体とは別体である冷却液供給管アセンブリと
をさらに備え、
前記冷却液供給管アセンブリは、前記冷却液供給管同士を接続するマニホールドを有し、
前記マニホールドは、冷却液受入口を有すると共に前記冷却液受入口を前記冷却液供給管それぞれに連通し、
前記冷却液供給管アセンブリは、前記筐体に取り付けられる請求項2または3に記載の回転電機。 - 前記マニホールドは、前記冷却液受入口と前記冷却液供給管それぞれとの距離関係に基づき、前記冷却液供給管それぞれに分配する前記冷却液の流量を変更可能な構成である請求項4に記載の回転電機。
Priority Applications (2)
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JP2013215673A JP2015080330A (ja) | 2013-10-16 | 2013-10-16 | 回転電機 |
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JP2013215673A JP2015080330A (ja) | 2013-10-16 | 2013-10-16 | 回転電機 |
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WO (1) | WO2015056707A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104882987A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-09-02 | 于浩 | 一种滚刷驱动用伺服电机散热座 |
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JP2017225269A (ja) * | 2016-06-16 | 2017-12-21 | アイシン精機株式会社 | 回転電機 |
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2013
- 2013-10-16 JP JP2013215673A patent/JP2015080330A/ja active Pending
-
2014
- 2014-10-15 WO PCT/JP2014/077425 patent/WO2015056707A1/ja active Application Filing
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