JP5575055B2 - 回転電機 - Google Patents
回転電機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5575055B2 JP5575055B2 JP2011111759A JP2011111759A JP5575055B2 JP 5575055 B2 JP5575055 B2 JP 5575055B2 JP 2011111759 A JP2011111759 A JP 2011111759A JP 2011111759 A JP2011111759 A JP 2011111759A JP 5575055 B2 JP5575055 B2 JP 5575055B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- end portion
- coil end
- rotating electrical
- wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Description
SC巻きで製造されたステータコイル等では、コイル線同士の間隔が比較的広くなる。そのため、特許文献1に記載の従来技術のようにコイルエンドの円周面に溝を設けたとしても、コイル線の隙間から鉛直方向へオイル等の冷媒が落下し、円周面に沿った冷媒の流れを作り出すことができない。
ステータは、ステータコアと、ステータコイルと、冷媒誘導部とを有する。ステータコアは、周方向に複数のスロットを有する。ステータコイルは、スロットに挿通するスロット収容部、及び、ステータコアの軸方向に突出しスロット収容部同士を接続するコイルエンド部を有する。
冷媒誘導部の穴は、冷媒が径方向に通過可能で、かつ冷媒の表面張力を利用して冷媒を導く。穴の形状は均一とは限らず、また、穴と冷媒との接触長さは均一とは限らない。
この穴は、冷媒の表面張力を大きくするための冷媒との接触長さ、すなわち穴の周長さを有するものであればよい。穴の形状は、例えば直線や曲線部で形成される形状や格子状(メッシュ状)などを広く含み、不均一であってもよい。
特に、請求項1〜13に記載の回転電機では、ステータコイルは、上述の「SC巻き」のように、コイル線同士が冷媒を保持できない程度に広い間隔を開けて巻回されており、このような冷媒誘導部を備えることが有効である。
このようにすれば、冷媒誘導部に沿って周方向に冷媒が誘導されることになり、ステータコイルのコイルエンド部に十分に冷媒を接触させることができ、十分な冷却性能が発揮される。
なお、冷媒誘導部の材質として耐熱性樹脂を使用した場合、冷媒誘導部の剛性が低くなり、コイルエンド部の外周面に合わせて成形し易く設置が容易となる。また、コイルエンド部の外周面を傷付けにくい。
これにより、冷媒誘導部を通過して落下した冷媒が冷媒遮断シートの表面を移動しつつコイルエンド部の径方向内側に接触するため、十分な冷却性能が発揮される。
これにより、冷媒誘導部から落下した冷媒は、基準水平面の地側で径方向外側の冷媒遮断シートに回収され、地側のステータコイルに供給される。よって、より十分な冷却性能が発揮される。
第一外側壁は、コイルエンド部の径方向外側を覆うように配設される冷媒誘導部によって構成される。第一内側壁は、コイルエンド部の径方向内側に沿って設けられる冷媒遮断シートによって構成される。第一底壁は、コイルエンド部の軸方向端部に対向して設けられる。
この複合冷却部材を用いることにより、基準水平面の天側において回転電機の組み付け作業性が向上する。
第二外側壁は、コイルエンド部の径方向外側に沿って設けられる冷媒遮断シートによって構成される。第二内側壁は、コイルエンド部の径方向内側に沿って設けられる冷媒遮断シートによって構成される。第二底壁は、コイルエンド部の軸方向端部に対向して設けられる。
この複合冷却部材を用いることにより、基準水平面の地側において回転電機の組み付け作業性が向上する。
第一外側壁は、コイルエンド部の径方向外側を覆うように配設される冷媒誘導部によって構成される。第二外側壁は、コイルエンド部の径方向外側に沿って設けられる冷媒遮断シートによって構成される。内側壁は、コイルエンド部の径方向内側に沿って設けられる冷媒遮断シートによって構成される。底壁は、コイルエンド部の軸方向端部に対向して設けられる。
この複合冷却部材を用いることにより、回転電機の組み付け作業性が特に向上する。
回転電機は、例えば回転軸方向が略水平となるように車両に搭載される。したがって、冷媒誘導部の外周面へ供給された冷媒は、そのまま下方へ落下することなく、表面張力によってコイルエンド部の外周に沿って誘導される。このとき、冷媒の一部は、冷媒誘導部の穴を通過しコイルエンド部に接触する。
谷部は、コイルエンド部の回転軸方向の頂点に対応して設けられ、穴を有する。
傾斜部は、回転軸が水平方向に対して傾斜したとき、冷媒供給部から供給された冷媒が穴に到達するように谷部に向かって下方に傾斜する。
そこで、冷媒誘導部に谷部および傾斜部を設けることで、車両が坂道を走行するとき、冷媒供給部から供給された冷媒を無駄なく谷部の穴に導くことができる。谷部の穴を通過した冷媒は、コイルエンド部の頂点から稜線を伝ってステータコイルの下方へ滑落し、ステータコイルを濡らす。したがって、冷媒がステータコイルの冷却に有効に利用され、ステータコイルの濡れ面積を増加させることができる。
よって、車両の前後方向の傾きによる回転軸の傾きに関わらず、ステータコイルへの冷媒供給を安定させ、ロバスト性を向上することができる。
これにより、冷媒供給部から供給された冷媒が傾斜部の端部を超えて落下することを防止し、冷媒を一層有効に利用することができる。
冷媒貯蔵部は、当該冷媒供給部の上部に形成され、供給する冷媒を貯蔵する。
第1連通路は、冷媒貯蔵部の内底に形成される第1入口と冷媒供給部の下底に形成される第1出口とを連通する。
第2連通路は、第1連通路に対して独立して形成され、冷媒貯蔵部の内底であって第1入口の回転軸方向の一方側に形成される第2入口と、冷媒供給部の下底であって第1出口の回転軸方向の他方側に形成される第2出口とを連通する。
第3連通路は、第1連通路および第2連通路に対して独立して形成され、冷媒貯蔵部の内底であって第1入口の回転軸方向の他方側に形成される第3入口と、冷媒供給部の下底であって第1出口の回転軸方向の一方側に形成される第3出口とを連通する。
これにより、第2出口および第3出口から落下する冷媒は、冷媒誘導部の回転軸方向の外側へ無駄に落下することなく、冷媒誘導部上に有効に供給される。
さらに、請求項23に示すように、冷媒供給部の第2連通路と第3連通路とは、第1連通路の中心軸を含む仮想平面への投影において第1連通路の中心軸に対して対称に形成されることが好ましい。
これにより、冷媒供給部から供給された冷媒が冷媒誘導部の軸方向の端部から落下することを防止し、冷媒誘導部に冷媒をより確実に供給することができる。
以上、請求項1〜25に係る発明は回転電機に係る発明である。その他、本発明を回転電機のステータに係る発明として実現してもよい。
上述した目的を達成するためになされた別の態様の回転電機は、ステータと、ステータの径方向内側に収容され回転軸を中心に回転可能なロータとを備える。
ステータは、ステータコアと、ステータコイルと、冷媒遮断シートとを有する。ステータコアは、周方向に複数のスロットを有する。ステータコイルは、スロットに挿通するスロット収容部、及び、ステータコアの軸方向に突出しスロット収容部同士を接続するコイルエンド部を有する。
特に、上述の「SC巻き」のように、コイル線同士が冷媒を保持できない程度に広い間隔を開けてステータコイルが巻回されている構成では、このような冷媒遮断シートを備えることが有効である。
構成A、Bの回転電機は、請求項10、14、15に記載の回転電機に対し、冷媒誘導部を設けないものである。
これにより、コイルエンド部から落下した冷媒は、基準水平面の地側で径方向外側の冷媒遮断シートに回収され、地側のステータコイルに供給される。よって、より十分な冷却性能が発揮される。
外側壁は、周方向の一方の側でコイルエンド部の径方向外側に沿って設けられる冷媒遮断シートによって構成される。内側壁は、コイルエンド部の径方向内側に沿って設けられる冷媒遮断シートによって構成される。底壁は、コイルエンド部の軸方向端部に対向して設けられる。
この複合冷却部材を用いることにより、基準水平面の地側において回転電機の組み付け作業性が向上する。
構成C、D、Eの回転電機では、冷媒供給部は、冷媒貯蔵部、第1連通路、第2連通路および第3連通路を有する。
冷媒貯蔵部は、当該冷媒供給部の上部に形成され、供給する冷媒を貯蔵する。
第1連通路は、冷媒貯蔵部の内底に形成される第1入口と冷媒供給部の下底に形成される第1出口とを連通する。
第2連通路は、第1連通路に対して独立して形成され、冷媒貯蔵部の内底であって第1入口の回転軸方向の一方側に形成される第2入口と、冷媒供給部の下底であって第1出口の回転軸方向の他方側に形成される第2出口とを連通する。
第3連通路は、第1連通路および第2連通路に対して独立して形成され、冷媒貯蔵部の内底であって第1入口の回転軸方向の他方側に形成される第3入口と、冷媒供給部の下底であって第1出口の回転軸方向の一方側に形成される第3出口とを連通する。
これにより、第2出口および第3出口から落下する冷媒は、コイルエンド部の回転軸方向の外側へ無駄に落下することなく、コイルエンド部上に有効に供給される。
さらに、構成Eの回転電機のように、冷媒供給部の第2連通路と第3連通路とは、第1連通路の中心軸を含む仮想平面への投影において第1連通路の中心軸に対して対称に形成されることが好ましい。
(第1実施形態)
第1実施形態の回転電機について、図1〜図8を参照して説明する。
図1は、第1実施形態の回転電機1を模式的に示す説明図であり、(a)は軸方向に見た正面図であり、(b)は、ステータコイルを除いた状態の(a)のIb部拡大図である。なお、(a)では、回転電機1全体を覆うハウジング10について、外周に配置されている部分のみを示している。この図示は、以下の実施形態についても同様とする。
また、図2は、図1(a)のII−II断面図である。
回転電機1は、ハウジング10、ステータ20およびロータ15を備える。
ハウジング10は、オイル供給部40を有している。オイル供給部40は、ハウジング10の内壁の天側に設けられ、コイルエンド部25の径方向外側に近接する位置に開口している(図2、図4(b)参照)。
ロータ15は、ステータ20の径方向内側に収容され、回転軸Zを中心に回転可能である。シャフト16は、ロータ15と共に回転する。以下、回転軸Zを単に「軸」という。
また、ステータコイル22は、「SC巻き」により製造されている。すなわち、ステータコイル22は、略U字形に形成された複数のセグメントコンダクタがステータ20の軸方向の一端からスロット23に挿通され、ステータ20の他端にて互いに隣接するセグメントコンダクタの端部同士が溶接等で接続されている。SC巻きされたステータコイル22は、コイル線同士がオイルを保持できない程度に広い間隔を有している。したがって、ステータコイル22を冷却するため、「冷媒」としてのオイルをコイルエンド部25に供給したとしても、オイルは、この隙間を通過して、ほぼ鉛直方向へ落下する。
オイル誘導部30は、特許請求の範囲に記載の「冷媒誘導部」に相当し、オイル供給部40は、特許請求の範囲に記載の「冷媒供給部」に相当する。
図3(a)に示すオイル誘導部30は、周方向に延びる複数の糸状部材31と軸方向に延びる複数の糸状部材32とで格子状(メッシュ状)に構成されており、これらの糸状部材31、32で囲まれる複数の窓が穴30hを構成している。図3(b)に示すオイル誘導部30は、周方向に延びる複数の糸状部材31で構成されており、糸状部材31同士の間の空間が穴30hを構成している。オイル誘導部30の表面張力は、周方向の糸状部材31及び軸方向の糸状部材32の長さの総和が大きくなるほど大きくなる。
なお、糸状部材は直線状に限らず、曲線状でもよい。また、格子状にする場合、糸状部材は直交に限らず、直角以外の角度で交差してもよい。
なお、穴の形状は丸穴に限らず、多角形状の穴でもよい。
また、オイル誘導部30を構成する糸状部材31、32および板状部材34は、例えば耐熱性のある樹脂で形成される。樹脂で形成されたオイル誘導部30は剛性が低くなり、コイルエンド部25の外周面に合わせて成形しやすく設置が容易である。また、コイルエンド部25の外周面を傷付けにくい。その他、オイル誘導部30は、金属、金属に樹脂コーティングしたもの等を使用してもよい。
図4(a)、(b)にオイルの移動を模式的に示す。図4(a)は、図1(a)のIVa方向矢視図にオイルの流れを模式的に書き込んだものである。図4(a)では、オイル誘導部30として、図3(a)に示した糸状部材を格子状に配置した構成を例示する。
図4(b)は、図4(a)のb−b線概略断面図である。
そして、一部のオイルはオイル誘導部30の表面張力によって落下せず周方向に流れ、また一部のオイルは、図4(b)に示すように、オイル誘導部30を通過して、オイル誘導部30の径方向内側のコイルエンド部25に接触する。
図5に示すように、板状部材34に複数の比較的小さい(細かい)穴30hが形成される場合、オイル供給部40から外周面に供給されたオイルは、一部が穴30hを通過してオイル誘導部30とコイルエンド部25との間に保持される。すなわち、「オイル誘導部30がオイルを介してコイルエンド部25に接触している」状態となる。また一部のオイルは、表面張力で外周面に溜まり(Ls)、ステータコイル20の下方へ滑落する。
なお、図6(a)では、穴30hの内角はエッジ状(いわゆる「ピン角」)に図示してあるが、内角は角丸めされて(Rが取られて)いてもよい。同様に、「多角形」という記載は、角丸めされたものを含む趣旨である。
なお、穴の「大きい、小さい(粗い、細かい)」はあくまで説明状の便宜的な区分であり、ある境界で明確に区分されるものではない。現実には、両方の作用メカニズムが複合して働くと考えられる。
図8(a)に示すオイル誘導部30は、軸方向の断面が軸に略平行な直線状であり、部材の成形や組み付け作業が容易である。この例では、主にコイルエンド部25のコイル曲げ部の25t付近で、オイル誘導部30とコイルエンド部25とがオイルを介して接触する。
また、図8(b)、(c)に示すオイル誘導部30は、軸方向の断面の一部または全部がコイルエンド部25の形状に倣って曲線状に成形される。これらの例では、より広い面積でオイル誘導部30とコイルエンド部25とがオイルを介して接触する。
また、本実施形態では、ステータコイルがSC巻きとなっているため、このようなオイル誘導部30を備える構成が特に有効となり、上述した効果が際立つ。
図9は、第2実施形態の回転電機2を模式的に示す説明図であり、(a)は軸方向に見た正面図であり、(b)は(a)のb方向矢視図である。
第2実施形態の回転電機2は、第1実施形態に対し、ハウジング10のオイル供給部のみが異なる。第1実施形態ではオイル供給部40が鉛直下方へ向かって開口していたが、本実施形態では、図9に示すようなオイル供給部400を採用している。
オイル供給部400は、特許請求の範囲に記載の「冷媒供給部」に相当する。
図10は、第3実施形態と対比するための第1実施形態の回転電機の部分拡大図である。上述のように、第1実施形態の回転電機1は、軸方向を水平に設置された場合、オイル供給部30をコイルエンド部25の天側に接触するように設置することで、オイルが重力でステータコイル22を伝い落ち、ステータコイル22を冷却することを目的としている。
ここで、ステータコイル22の巻き方が「スロット外周側から紙面の手前方向に立ち上がったステータコイル22が反時計回り方向のスロット内周側に戻る」構成(図1、図10参照)におけるオイルの流れ方を詳しく検討する。
一方、図10(b)に示すように、紙面右側ではステータコイル22が径方向外側のオイル冷媒部30から天方向に向かって巻かれているため、オイルが重力に反して径方向内側へ流れることができず、ステータコイル22を濡らすことができない。
第3実施形態の回転電機3は、第1実施形態の回転電機1に対し、ハウジング10、ロータ15、及び、ステータ20のうちステータコア21、ステータコイル22の構成は同様である。また、第1実施形態と同様に、コイルエンド部25を径方向外側から覆うオイル誘導部30を設けている。オイル誘導部30は、表面張力を大きくするようにメッシュ状に形成されている。
オイル遮断シート50は、特許請求の範囲に記載の「冷媒遮断シート」に相当する。
図12は、第4実施形態と対比するための第3実施形態の回転電機3の説明図である。
上述のように、第3実施形態の回転電機3は、オイルエンド部25の径方向内側にオイル遮断シート50を設けることで、オイル誘導部30を通過したオイルの一部をオイル遮断シート50で回収し、十分な冷却性能を発揮することを目的としている。
第4実施形態の回転電機4は、第3実施形態に対し、ハウジング10、ロータ15、及び、ステータ20のうちステータコア21、ステータコイル22の構成は同様である。
また、第3実施形態と同様にコイルエンド部25の径方向内側にオイル遮断シート50が設けられる他、基準水平面H地側の径方向外側にオイル遮断シート55が設けられる。オイル遮断シート55は、基準水平面Hの地側の範囲のほぼ全体に設けられる。
オイル誘導部35は、特許請求の範囲に記載の「冷媒誘導部」に相当し、オイル遮断シート55は、特許請求の範囲に記載の「冷媒遮断シート」に相当する。
紙面右側では、オイル誘導部35の端部36から落下したオイル(Lb)は、径方向内側のオイル遮断シート50に回収され、地側で地を向いたステータコイル22aに供給される。一方、紙面左側では、オイル誘導部35の端部36から落下したオイル(Lb)は、径方向外側のオイル遮断シート55に回収され、地を向いたステータコイル22bに供給される。
このように、第4実施形態では、第3実施形態の作用に加え、オイル供給部40から供給されるオイル流量が大きい場合でも、十分な冷却性能が発揮される。
図15に示す第5実施形態の回転電機5は、第4実施形態の回転電機4(図11(a)参照)に対して、ステータコイル22の巻き方向が逆である。すなわち、「スロット外周側から紙面の手前方向に立ち上がったステータコイル22が時計回り方向のスロット内周側に戻る」構成である。
この場合でも、第4実施形態と同様の効果を奏する。
上記の第4、第5実施形態は、オイル誘導部30およびオイル遮断シート50をそれぞれ別の部材として、接着などによってコイルエンド部25に装着する。しかし、<1>径方向外側の天側のオイル誘導部35、<2>径方向外側の地側のオイル遮断シート55、<3>径方向内側のオイル遮断シート50、の3つの部材をそれぞれ取り付けるのは作業効率が悪い。
そこで、第6実施形態の回転電機は、これら3つの部材を1つの「複合冷却部材」として構成する。
複合冷却部材600は、ロータの回転軸Zが水平方向に設置されたとき、軸方向から、第一複合部610を天側に、第二複合部620を地側に配置するように組み付けられる。
第一外側壁61は、コイルエンド部25の天側の径方向外側を覆うように配設される。第二外側壁62は、コイルエンド部25の地側の径方向外側に沿って設けられる。内側壁64は、コイルエンド部25の径方向内側に沿って設けられる。底壁63は、コイルエンド部25の軸方向端部に対向して設けられる。
これにより、組み付けの作業効率が向上する。
図18は、第7実施形態と対比するための第4実施形態の回転電機4(図13参照)の坂道走行時の作用を示す説明図である。ここで、回転電機4が搭載される車両が例えば前方エンジン後輪駆動車両であって、回転電機4は、回転軸Z方向が車両の前後方向となるように車両に搭載されているとする。すると、車両が坂道を走行するとき、回転電機4の回転軸Zは水平方向に対して傾く。
図18(a)は、回転軸Zが水平方向に対して傾いた姿勢での図13のXVIIIa方向矢視図であり、図18(b)は、図18(a)のb−b断面図である。ここで、回転軸Zの傾き方向は、仮に登坂状態を想定し、図18(b)の左方を車両前方とする。ただし、降坂状態であっても実施形態の作用は同様である。
なお、この特性については、第4実施形態以外の上記第1〜第3、第5、第6実施形態でも同様である。
第7実施形態では、オイル誘導部70は、谷部71および傾斜部72を有する。谷部71は、コイルエンド部25の回転軸Z方向の最上部に対応して設けられ、穴70hを有する。傾斜部72は、谷部71の回転軸Z方向の両側に設けられ、谷部71に向かって下方に傾斜している。
また、傾斜部72の両外側、すなわち回転軸Z方向の谷部71と反対側の端部には、傾斜部72の上端からさらに上方に突出する壁部73が設けられる。
さらに本実施形態では、オイル供給部40は、単純に重力方向にオイルを滴下するものであればよい。したがって、例えばオイルポンプ等の、オイルを噴霧、噴射するための動力源が必要なく、コストを低減することができる。
次に、第8実施形態の回転電機について、図22〜図25を参照して説明する。図22〜図24に示すように、第8実施形態の回転電機8は、第4、第7実施形態に対し、オイル供給部およびオイル誘導部の構成が異なる。また、回転電機7は、回転軸Z方向が車両の前後方向となるように車両に搭載されているとする。
図22、図23に示すように、第8実施形態のオイル誘導部75は、回転軸Z方向の幅がコイルエンド部25の幅と略同等に設けられる。オイル誘導部75の基部76には、回転軸Z方向の広い範囲にわたって複数の穴が形成される。また、オイル誘導部75の回転軸Z方向の両端に、上方へ突出する壁部77が形成される。
本実施形態における「オイル供給部41」および「オイル貯蔵部410」は、特許請求の範囲に記載の「冷媒供給部」および「冷媒貯蔵部」に相当する。
なお、オイル供給部41の連通路は、3つに限らず、4つ以上形成されてもよい。
これにより、第7実施形態と同様、車両の前後方向の傾きに関わらず、ステータコイル20へのオイル供給を安定させ、ロバスト性を向上することができる。
さらに本実施形態では、オイル供給部40は、単純に重力方向にオイルを滴下するものであればよい。したがって、例えばオイルポンプ等の、オイルを噴霧、噴射するための動力源が必要なく、コストを低減することができる。
なお、他の実施形態では、壁部77は無くてもよく、回転軸Z方向の一方側のみに設けられてもよい。
(イ)上記実施形態では、オイルを冷媒として採用しているが、オイルに代わる冷媒を採用しても差し支えない。また、オイルの供給形態は特に限定されず、噴射するようにしてもよいし、噴霧するようにしてもよい。
オイル遮断シート50は、特許請求の範囲に記載の「冷媒遮断シート」に相当する。
複合冷却部材660は、ロータの回転軸Zが水平方向に設置されたとき、軸方向から、外側壁62が地側に配置するように組み付けられる。
これにより、組み付けの作業効率が向上する。
これに対し、オイル誘導部75を設けず、オイル供給部41のみの構成としてもよい。オイル供給部41の構成によって、いずれかの連通路からのオイルがコイルエンド部25のコイル曲げ部の25tに落下するため、車両の傾きに関わらず、ステータコイル20へのオイル供給を安定させ、ロバスト性を向上することができる。
10 ・・・ハウジング、
15 ・・・ロータ、
16 ・・・シャフト、
20 ・・・ステータ、
21 ・・・ステータコア、
22 ・・・ステータコイル、
23 ・・・スロット、
24 ・・・ティース、
25 ・・・コイルエンド部、
25t ・・・コイル曲げ部の頂点、
26 ・・・スロット収容部、
30 ・・・オイル誘導部(冷媒誘導部)、
30h ・・・穴、
31、32 ・・・糸状部材、
34 ・・・板状部材、
35 ・・・オイル誘導部(冷媒誘導部)、
35h ・・・穴、
36 ・・・端部、
39 ・・・開放部、
40 ・・・オイル供給部(冷媒供給部)、
400 ・・・オイル供給部(冷媒供給部)、
401 ・・・供給口、
41 ・・・オイル供給部(冷媒供給部)、
410 ・・・オイル貯蔵部、
411 ・・・第1連通路、
412 ・・・第2連通路、
413 ・・・第3連通路、
50 ・・・オイル遮断シート(冷媒遮断シート)、
55 ・・・オイル遮断シート(冷媒遮断シート)、
600 ・・・複合冷却部材、
61 ・・・第一外側壁、
62 ・・・第二外側壁、
63 ・・・内壁、
64 ・・・底壁、
660 ・・・複合冷却部材、
70 ・・・オイル誘導部(冷媒誘導部)、
71 ・・・谷部、
72 ・・・傾斜部、
73 ・・・壁部、
75 ・・・オイル誘導部(冷媒誘導部)、
76 ・・・基部、
77 ・・・壁部、
CL ・・・(毛細管現象を生じさせる程度の)隙間、
La ・・・オイル誘導部上を流れるオイル、及びオイル誘導部を通過しステータコイルに供給されるオイル
Lb ・・・周方向端部から落下するオイル
Lc ・・・ステータコイルに沿って流れるオイル
Ld ・・・軸方向端部から落下するオイル
H ・・・基準水平面、
Z ・・・回転軸。
Claims (25)
- ステータと、
前記ステータの径方向内側に収容され回転軸を中心に回転可能なロータと、を備え、
前記ステータは、
周方向に複数のスロットを有するステータコアと、
前記スロットに挿通するスロット収容部、及び、前記ステータコアの軸方向に突出し前記スロット収容部同士を接続するコイルエンド部を有するステータコイルと、
前記コイルエンド部を径方向外側から覆うようにして配設され、冷媒を径内方向および周方向に導く穴を有する冷媒誘導部と、
を有し、
前記ステータコイルは、コイル線同士が冷媒を保持できない程度に広い間隔を開けて巻回されており、
前記冷媒誘導部と前記コイルエンド部との間に前記冷媒が流通し、且つ、前記冷媒誘導部は前記冷媒を介して前記コイルエンド部と接触していることを特徴とする回転電機。 - 請求項1に記載の回転電機において、
前記冷媒誘導部は、糸状部材を複数連結して形成されていることを特徴とする回転電機。 - 請求項2に記載の回転電機において、
前記冷媒誘導部は、前記糸状部材を格子状に配置して形成されていることを特徴とする回転電機。 - 請求項1に記載の回転電機において、
前記冷媒誘導部は、板状部材に複数の前記穴を開けて形成されていることを特徴とする回転電機。 - 請求項4に記載の回転電機において、
複数の前記穴の数は、前記ステータコイルのターン数よりも多いことを特徴とする回転電機。 - 請求項4または5に記載の回転電機において、
複数の前記穴は、前記冷媒誘導部における前記冷媒が供給される部位で他の部位よりも密度が高いことを特徴とする回転電機。 - 請求項1〜6の何れか一項に記載の回転電機において、
前記コイルエンド部に沿って設けられ、前記冷媒が通過せず表面を移動することにより前記コイルエンド部に冷媒を接触させる冷媒遮断シートを、前記コイルエンド部の径方向内側に配設したことを特徴とする回転電機。 - 請求項7に記載の回転電機において、
前記回転軸が水平方向に設置されたとき、
前記冷媒誘導部は、前記回転軸を含む水平面である基準水平面に対して天側にのみ配設され、かつ、前記冷媒誘導部の周方向の両方の端部と前記基準水平面との間に、前記コイルエンド部が露出する開放部を有することを特徴とする回転電機。 - 請求項8に記載の回転電機において、
前記冷媒誘導部の周方向の両方の端部を天方向から前記基準水平面に投影した位置は、前記コイルエンド部の内周と外周との間の位置であることを特徴とする回転電機。 - 請求項8または9に記載の回転電機において、
前記冷媒遮断シートは、前記基準水平面に対して地側で前記コイルエンド部の径方向外側にさらに配設されることを特徴とする回転電機。 - 請求項8または9に記載の回転電機において、
軸方向の断面がコの字状である第一外側壁、第一内側壁および第一底壁からなり、前記第一外側壁および前記第一内側壁の径方向の断面が同芯の円弧状である一体成形物を複合冷却部材として用いる回転電機であって、
前記第一外側壁は、前記コイルエンド部の径方向外側を覆うように配設される前記冷媒誘導部によって構成され、
前記第一内側壁は、前記コイルエンド部の径方向内側に沿って設けられる前記冷媒遮断シートによって構成され、
前記第一底壁は、前記コイルエンド部の軸方向端部に対向して設けられることを特徴とする回転電機。 - 請求項10に記載の回転電機において、
軸方向の断面がコの字状である第二外側壁、第二内側壁および第二底壁からなり、
前記第二外側壁および前記第二内側壁の径方向の断面が同芯の円弧状である一体成形物を複合冷却部材として用いる回転電機であって、
前記第二外側壁は、前記コイルエンド部の径方向外側に沿って設けられる前記冷媒遮断シートによって構成され、
前記第二内側壁は、前記コイルエンド部の径方向内側に沿って設けられる前記冷媒遮断シートによって構成され、
前記第二底壁は、前記コイルエンド部の軸方向端部に対向して設けられることを特徴とする回転電機。 - 請求項1〜12の何れか一項に記載の回転電機において、
前記ステータおよび前記ロータが収容されるハウジングを備え、
前記ハウジングは、前記冷媒誘導部の外周面へ前記冷媒を供給可能な冷媒供給部を有することを特徴とする回転電機。 - ステータと、
前記ステータの径方向内側に収容され回転軸を中心に回転可能なロータと、を備え、
前記ステータは、
周方向に複数のスロットを有するステータコアと、
前記スロットに挿通するスロット収容部、及び、前記ステータコアの軸方向に突出し前記スロット収容部同士を接続するコイルエンド部を有するステータコイルと、
前記コイルエンド部を径方向外側から覆うようにして配設され、冷媒を径内方向および周方向に導く穴を有する冷媒誘導部と、
を有し、
前記回転軸が水平方向に設置されたとき、
前記冷媒誘導部は、前記回転軸を含む水平面である基準水平面に対して天側にのみ配設され、かつ、前記冷媒誘導部の周方向の両方の端部と前記基準水平面との間に、前記コイルエンド部が露出する開放部を有し、
前記コイルエンド部に沿って設けられ、前記冷媒が通過せず表面を移動することにより前記コイルエンド部に冷媒を接触させる冷媒遮断シートを、前記コイルエンド部の径方向内側、及び、前記基準水平面に対して地側で前記コイルエンド部の径方向外側に配設し、
周方向の一方の側で軸方向の断面がコの字状である第一外側壁、内側壁および底壁からなり、周方向の他方の側で軸方向の断面がコの字状である第二外側壁、前記内側壁および前記底壁からなり、前記内側壁は円筒面であり、前記第一外側壁および前記第二外側壁は径方向の断面が前記内側壁と同芯の円弧状である一体成形物を複合冷却部材として用いる回転電機であって、
前記第一外側壁は、前記コイルエンド部の径方向外側を覆うように配設される前記冷媒誘導部によって構成され、
前記第二外側壁は、前記コイルエンド部の径方向外側に沿って設けられる前記冷媒遮断シートによって構成され、
前記内側壁は、前記コイルエンド部の径方向内側に沿って設けられる前記冷媒遮断シートによって構成され、
前記底壁は、前記コイルエンド部の軸方向端部に対向して設けられることを特徴とする回転電機。 - 請求項14に記載の回転電機において、
前記冷媒誘導部の周方向の両方の端部を天方向から前記基準水平面に投影した位置は、前記コイルエンド部の内周と外周との間の位置であることを特徴とする回転電機。 - ステータと、
前記ステータの径方向内側に収容され回転軸を中心に回転可能なロータと、
前記ステータおよび前記ロータが収容されるハウジングと、を備え、
前記ステータは、
周方向に複数のスロットを有するステータコアと、
前記スロットに挿通するスロット収容部、及び、前記ステータコアの軸方向に突出し前記スロット収容部同士を接続するコイルエンド部を有するステータコイルと、
前記コイルエンド部を径方向外側から覆うようにして配設され、冷媒を径内方向および周方向に導く穴を有する冷媒誘導部と、
を有し、
前記ハウジングは、前記冷媒誘導部の外周面へ前記冷媒を供給可能な冷媒供給部を有し、
前記冷媒供給部は、その供給口が軸方向に幅広の扁平形状となっていることを特徴とする回転電機。 - 請求項16に記載の回転電機において、
前記冷媒供給部は、その供給口が前記冷媒誘導部の外周面の略接線方向と同方向へ開口していることを特徴とする回転電機。 - ステータと、
前記ステータの径方向内側に収容され回転軸を中心に回転可能なロータと、
前記ステータおよび前記ロータが収容されるハウジングと、を備え、
前記ステータは、
周方向に複数のスロットを有するステータコアと、
前記スロットに挿通するスロット収容部、及び、前記ステータコアの軸方向に突出し前記スロット収容部同士を接続するコイルエンド部を有するステータコイルと、
前記コイルエンド部を径方向外側から覆うようにして配設され、冷媒を径内方向および周方向に導く穴を有する冷媒誘導部と、
を有し、
前記ハウジングは、前記冷媒誘導部の外周面へ前記冷媒を供給可能な冷媒供給部を有し、
前記冷媒供給部は、その供給口が前記冷媒誘導部の外周面の略接線方向と同方向へ開口していることを特徴とする回転電機。 - 請求項16〜18の何れか一項に記載の回転電機において、
前記冷媒誘導部は、
前記コイルエンド部の前記回転軸方向の頂点に対応して設けられ前記穴を有する谷部と、
前記回転軸が水平方向に対して傾斜したとき、前記冷媒供給部から供給された冷媒が前記穴に到達するように前記谷部に向かって下方に傾斜する傾斜部と、
を有することを特徴とする回転電機。 - 請求項19に記載の回転電機において、
前記冷媒誘導部は、
前記傾斜部の前記回転軸方向の前記谷部と反対側の端部から上方に突出する壁部を有することを特徴とする回転電機。 - 請求項16〜18の何れか一項に記載の回転電機において、
前記冷媒供給部は、
当該冷媒供給部の上部に形成され、供給する冷媒を貯蔵する冷媒貯蔵部と、
前記冷媒貯蔵部の内底に形成される第1入口と前記冷媒供給部の下底に形成される第1出口とを連通する第1連通路と、
前記第1連通路に対して独立して形成され、前記冷媒貯蔵部の内底であって前記第1入口の前記回転軸方向の一方側に形成される第2入口と、前記冷媒供給部の下底であって前記第1出口の前記回転軸方向の他方側に形成される第2出口とを連通する第2連通路と、
前記第1連通路および前記第2連通路に対して独立して形成され、前記冷媒貯蔵部の内底であって前記第1入口の前記回転軸方向の他方側に形成される第3入口と、前記冷媒供給部の下底であって前記第1出口の前記回転軸方向の一方側に形成される第3出口とを連通する第3連通路と、を有し、
前記第1出口、前記第2出口および前記第3出口は、当該回転電機の径方向への投影において前記冷媒誘導部の前記回転軸方向の幅の内側に設けられることを特徴とする回転電機。 - 請求項21に記載の回転電機において、
前記冷媒供給部の前記第1連通路は、前記回転軸に直交するように設けられることを特徴とする回転電機。 - 請求項22に記載の回転電機において、
前記冷媒供給部の前記第2連通路と前記第3連通路とは、前記第1連通路の中心軸を含む仮想平面への投影において前記第1連通路の中心軸に対して対称に形成されることを特徴とする回転電機。 - 請求項21〜23の何れか一項に記載の回転電機において、
前記冷媒誘導部は、
前記回転軸方向の幅が前記コイルエンド部の前記回転軸方向の幅と同等に設けられることを特徴とする回転電機。 - 請求項24に記載の回転電機において、
前記冷媒誘導部は、
前記穴を有する基部と、
当該基部の前記回転軸方向の端部から上方に突出する壁部と、を有することを特徴とする回転電機。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011111759A JP5575055B2 (ja) | 2010-06-24 | 2011-05-18 | 回転電機 |
US13/167,919 US8686605B2 (en) | 2010-06-24 | 2011-06-24 | Rotary electric machine with improved cooling capability |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010143450 | 2010-06-24 | ||
JP2010143450 | 2010-06-24 | ||
JP2010210815 | 2010-09-21 | ||
JP2010210815 | 2010-09-21 | ||
JP2011111759A JP5575055B2 (ja) | 2010-06-24 | 2011-05-18 | 回転電機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012090517A JP2012090517A (ja) | 2012-05-10 |
JP5575055B2 true JP5575055B2 (ja) | 2014-08-20 |
Family
ID=45351851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011111759A Active JP5575055B2 (ja) | 2010-06-24 | 2011-05-18 | 回転電機 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8686605B2 (ja) |
JP (1) | JP5575055B2 (ja) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9331553B2 (en) | 2011-09-19 | 2016-05-03 | Georgia Tech Research Corporation | Systems and methods for direct winding cooling of electric machines |
US10886819B2 (en) | 2011-09-19 | 2021-01-05 | J. Rhett Mayor | Electric machine with direct winding heat exchanger |
IN2014DN10743A (ja) * | 2012-06-19 | 2015-09-04 | Roctool | |
JP5942714B2 (ja) | 2012-09-07 | 2016-06-29 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
US9246369B2 (en) * | 2012-12-21 | 2016-01-26 | GM Global Technology Operations LLC | Electric motor |
US9362788B2 (en) * | 2013-03-14 | 2016-06-07 | Baldor Electric Company | Micro-channel heat exchanger integrated into stator core of electrical machine |
US9419479B2 (en) * | 2013-03-14 | 2016-08-16 | Baldor Electric Company | Micro-channel heat exchanger for stator of electrical machine with supply header |
US9293965B2 (en) * | 2013-08-05 | 2016-03-22 | GM Global Technology Operations LLC | Apparatus, system, and method for cooling an electric motor |
US10164491B2 (en) * | 2014-01-17 | 2018-12-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Rotary electric machine |
JP5924352B2 (ja) * | 2014-01-23 | 2016-05-25 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
JP2015231275A (ja) * | 2014-06-04 | 2015-12-21 | Ntn株式会社 | インホイールモータ駆動装置 |
DE112015004235T5 (de) * | 2014-09-18 | 2017-06-14 | Prippell Technologies, Llc | Kühlanordnung für eine Endwindung einer elektrischen Maschine |
JP6448422B2 (ja) | 2015-03-16 | 2019-01-09 | 株式会社Soken | マルチギャップ型回転電機 |
GB201512663D0 (en) * | 2015-07-20 | 2015-08-26 | Rolls Royce Plc | Electrical machines |
JP6226938B2 (ja) * | 2015-11-24 | 2017-11-08 | 本田技研工業株式会社 | 回転電機 |
US20170310189A1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-10-26 | Ford Global Technologies, Llc | Stator Cooling For Electric Machines |
JP6627657B2 (ja) * | 2016-06-23 | 2020-01-08 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
US10326336B2 (en) * | 2016-06-30 | 2019-06-18 | Ford Global Technologies, Llc | Coolant flow distribution using coating materials |
US11108303B2 (en) * | 2016-08-22 | 2021-08-31 | Ford Global Technologies, Llc | Electric machine end turn channels |
KR20180066729A (ko) * | 2016-12-09 | 2018-06-19 | 현대자동차주식회사 | 구동모터의 냉각유닛 |
JP7071845B2 (ja) * | 2018-03-02 | 2022-05-19 | 本田技研工業株式会社 | 回転電機 |
JP2019154197A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 本田技研工業株式会社 | 回転電機 |
DE102018131962A1 (de) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | Thyssenkrupp Ag | Kühlkanal für einen Wickelkopf eines Stators und Stator mit einem derartigen Kühlkanal |
DE102019117832A1 (de) * | 2019-07-02 | 2021-01-07 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Stator für eine elektrische Maschine und elektrische Maschine |
CN110492663B (zh) | 2019-07-08 | 2021-02-23 | 华为技术有限公司 | 电机、动力总成和汽车 |
JP7406389B2 (ja) * | 2020-02-12 | 2023-12-27 | ジヤトコ株式会社 | 装置 |
WO2021255983A1 (ja) * | 2020-06-15 | 2021-12-23 | 日立Astemo株式会社 | 回転電機 |
JP7487644B2 (ja) * | 2020-11-05 | 2024-05-21 | トヨタ自動車株式会社 | 回転電機の冷却構造 |
CN114301196A (zh) * | 2020-11-25 | 2022-04-08 | 华为数字能源技术有限公司 | 定子、电机、动力总成及电动车 |
CN112701856B (zh) * | 2020-12-25 | 2022-04-29 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 油冷电机冷却*** |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0591696A (ja) * | 1991-09-26 | 1993-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | 回転機 |
JP3650303B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2005-05-18 | 三菱電機株式会社 | 交流発電機 |
US6621185B2 (en) * | 2001-04-10 | 2003-09-16 | Spx Corporation | Stator deflector apparatus and method therefor |
JP2003169434A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Toyota Motor Corp | 回転電機の固定子または回転子のコイルエンドの整形固定方法、およびコイルエンド整形固定装置 |
JP3967624B2 (ja) * | 2002-04-26 | 2007-08-29 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 電動機 |
US20050151429A1 (en) * | 2002-08-21 | 2005-07-14 | Yasuji Taketsuna | Motor for vehicle |
JP4167886B2 (ja) * | 2002-11-25 | 2008-10-22 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 回転電機 |
JP2005012961A (ja) | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Toyota Motor Corp | 回転電機における固定子のコイルエンド構造 |
JP2005229672A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Toyota Motor Corp | 回転電機 |
JP3979418B2 (ja) * | 2004-05-06 | 2007-09-19 | 日産自動車株式会社 | モータジェネレータの冷却構造 |
JP4476707B2 (ja) * | 2004-06-15 | 2010-06-09 | 本田技研工業株式会社 | モータ |
JP4563475B2 (ja) * | 2008-08-11 | 2010-10-13 | トヨタ自動車株式会社 | 回転電機 |
JP5088577B2 (ja) * | 2008-08-22 | 2012-12-05 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 回転電機 |
US8093770B1 (en) * | 2010-09-15 | 2012-01-10 | Ford Global Technologies, Llc | Electric motor with liquid-cooled end windings |
-
2011
- 2011-05-18 JP JP2011111759A patent/JP5575055B2/ja active Active
- 2011-06-24 US US13/167,919 patent/US8686605B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8686605B2 (en) | 2014-04-01 |
US20110316367A1 (en) | 2011-12-29 |
JP2012090517A (ja) | 2012-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5575055B2 (ja) | 回転電機 | |
US8629586B2 (en) | Electric rotating machine with cooling mechanism | |
US8247934B2 (en) | Cooling structure for electric rotating machine | |
EP2461463B1 (en) | Rotating electric machine | |
CN103620918A (zh) | 旋转电机的冷却结构 | |
JP2005229672A (ja) | 回転電機 | |
US20120062055A1 (en) | Cooling structure for rotating electric machine | |
JP2004180376A (ja) | 回転電機 | |
JP7139969B2 (ja) | 回転電機 | |
JP2014230401A (ja) | 回転電機 | |
JP2013513354A (ja) | 電動モータ及び電動モータの油冷却方法 | |
JP2014030284A (ja) | 車両用回転電機 | |
US20200381968A1 (en) | Rotating electric machine | |
JP5691759B2 (ja) | 分布巻き型回転電機 | |
JP5847258B1 (ja) | 回転電機 | |
JP2020120536A (ja) | ステータ及び回転電機 | |
JP2014220961A (ja) | 車両駆動装置 | |
JP2016208755A (ja) | 回転電機 | |
JP5408011B2 (ja) | 回転電機用冷却装置 | |
JP2006115650A (ja) | 回転電機の冷却装置 | |
JP2006005984A (ja) | モータ | |
JP2012244659A (ja) | 回転電機のステータ構造 | |
JP6911699B2 (ja) | 電気自動車を駆動するモータ | |
JP5504794B2 (ja) | 電動機の冷却構造 | |
JP5630418B2 (ja) | 車両用回転電機の冷却装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130614 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140314 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140320 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140519 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140605 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140701 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5575055 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |