JP7060419B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機に関するものである。 The present invention relates to a rotary electric machine.
従来、ハイブリッド自動車や電気自動車の動力源として回転電機が使用されている。回転電機は、ステータを備える。ステータは、ステータコアと、導体とを備える。ステータは、ロータを囲む環状のステータコアと、ステータコアに装着されている巻線とを備える。巻線は、ステータコアの軸方向側に突出するコイルエンドを有する。 Conventionally, a rotary electric machine has been used as a power source for a hybrid vehicle or an electric vehicle. The rotary electric machine includes a stator. The stator includes a stator core and a conductor. The stator comprises an annular stator core that surrounds the rotor and windings that are mounted on the stator core. The winding has a coil end that projects axially along the stator core.
ところで、近年は回転電機の高出力化等により、巻線の発熱が大きくなる場合がある。したがって、巻線を冷却する方法が種々検討されている。巻線を冷却する方法としては、例えば特許文献1に開示されている方法が提案されている。 By the way, in recent years, the heat generation of the winding may increase due to the increase in output of the rotary electric machine. Therefore, various methods for cooling the windings have been studied. As a method for cooling the winding, for example, a method disclosed in Patent Document 1 has been proposed.
特許文献1の回転電機は、冷却液が通流する冷却パイプを備える。冷却パイプは、コイルエンドの外周から上方に離間した位置からステータコアの軸方向に沿って延設されている。コイルエンドの上方には、冷却液供給口が設けられている。冷却液供給口は、冷却パイプを通流する冷却液をコイルエンドに供給する。これにより、コイルエンドは、冷却液により冷却される。 The rotary electric machine of Patent Document 1 includes a cooling pipe through which a coolant flows. The cooling pipe extends along the axial direction of the stator core from a position separated upward from the outer circumference of the coil end. A coolant supply port is provided above the coil end. The coolant supply port supplies the coolant flowing through the cooling pipe to the coil end. As a result, the coil end is cooled by the coolant.
しかしながら特許文献1の回転電機では、冷媒を冷却パイプからコイルエンドに直接供給して巻線を冷却している。このため、広範囲にわたって巻線を冷却するには、冷却パイプをコイルエンドの周方向に複数配置して冷媒を供給する必要がある。しかし、この場合にはステータコアの周囲に多くの冷却パイプを配置することになるため、ステータコアの周囲の部品のレイアウトが複雑化してしまう。 However, in the rotary electric machine of Patent Document 1, the refrigerant is directly supplied from the cooling pipe to the coil end to cool the winding. Therefore, in order to cool the winding over a wide range, it is necessary to arrange a plurality of cooling pipes in the circumferential direction of the coil end to supply the refrigerant. However, in this case, many cooling pipes are arranged around the stator core, which complicates the layout of the parts around the stator core.
そこで、本発明は、上記事情に鑑みたものであって、従来技術と比較して簡単な構成で効果的に巻線を冷却することができる回転電機を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a rotary electric machine capable of effectively cooling windings with a simpler configuration as compared with the prior art.
上記の課題を解決するため、請求項1に記載の発明に係る回転電機(後述の実施形態の回転電機1、回転電機101)は、環状のステータコア(後述の実施形態のステータコア11)と、前記ステータコアに装着され前記ステータコアの軸方向側に突出するコイルエンド(後述の実施形態のコイルエンド15A,15B)を有する巻線(後述の実施形態の巻線12)と、前記ステータコアの軸方向の端面(後述の実施形態の端面19)に配置され、前記コイルエンドを覆う絶縁性の巻線カバー(後述の実施形態の巻線カバー6、巻線カバー106)と、前記巻線カバーよりも上方に設けられ、前記巻線に冷媒(後述の実施形態の冷媒D)を供給する冷媒供給手段(後述の実施形態の供給管8)と、を備え、前記巻線カバーは、前記ステータコアの周方向に沿って環状に形成され、前記巻線カバーの軸方向内側端が前記ステータコアの軸方向側の端面に当接する外周壁と、軸方向に面し、前記巻線よりも前記巻線カバーの軸方向の外側に配置され、前記ステータコアおよび前記ステータコアの内周側に配置されたロータ(後述の実施形態のロータ4)の軸方向を覆い、出力シャフト(後述の実施形態の出力シャフト5)を周方向に沿って囲む環状に形成された側壁(後述の実施形態の側壁63)と、からなり、前記側壁には、前記外周壁の外周面から起立した壁部(後述の実施形態の壁部66)が全周にわたって設けられ、前記外周面には、前記コイルエンドに前記冷媒を導入する複数の冷媒導入孔(後述の実施形態の冷媒導入孔7、第一冷媒導入孔71、第二冷媒導入孔72、第三冷媒導入孔73)が前記外周面の上部から下部に向けて設けられ、前記外周面の上端に設けられている第一冷媒導入孔(後述の実施形態の第一冷媒導入孔71)と、前記第一冷媒導入孔よりも下方、且つ、前記第一冷媒導入孔を挟んで周方向の両側にそれぞれに設けられている第二冷媒導入孔(後述の実施形態の第二冷媒導入孔72)と、複数の前記第二冷媒導入孔よりも下方に設けられている第三冷媒導入孔(後述の実施形態の第三冷媒導入孔73)と、を有し、前記第一冷媒導入孔、複数の前記第二冷媒導入孔および複数の前記第三冷媒導入孔は、前記外周面における周方向の下方へ向かうほど開口面積が大きくなるように形成され、前記巻線カバーの中心線(後述の実施形態の中心線R)から上方の部分を前記外周面の上半部と定義したとき、複数の前記冷媒導入孔は、前記巻線カバーの外周面の上半分に設けられており、複数の前記第三冷媒導入孔の下端は、前記巻線カバーの軸方向と直交する断面において、前記巻線カバーの前記中心線上に設けられており、前記第一冷媒導入孔の上方に配置された前記冷媒供給手段より供給される前記冷媒は、前記巻線カバーの前記第一冷媒導入孔および前記第一冷媒導入孔の周辺に向けて滴下される、ことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the rotary electric machine according to the invention according to claim 1 (rotary electric machine 1 of the embodiment described later, rotary electric machine 101) has an annular stator core (
また、請求項2に記載の発明に係る回転電機は、複数の前記冷媒導入孔の各々は、前記巻線カバーの前記外周面の軸方向に延在して配置されていることを特徴としている。 Further, the rotary electric machine according to the second aspect of the present invention is characterized in that each of the plurality of the refrigerant introduction holes is arranged so as to extend in the axial direction of the outer peripheral surface of the winding cover. ..
また、請求項3に記載の発明に係る回転電機は、前記ステータコアの内周側にはロータ(後述の実施形態のロータ4)が配置されており、前記巻線カバーにおける前記ステータコアと前記ロータとの間の隙間(後述の実施形態のエアギャップS)よりも下側には、前記冷媒を排出する排出孔(後述の実施形態の排出孔75)が設けられていることを特徴としている。
Further, in the rotary electric machine according to the third aspect of the present invention, a rotor (
また、請求項4に記載の発明に係る回転電機は、複数の前記冷媒導入孔は、前記巻線カバーの前記外周面の上半部に設けられていることを特徴としている。 Further, the rotary electric machine according to the fourth aspect of the present invention is characterized in that a plurality of the refrigerant introduction holes are provided in the upper half of the outer peripheral surface of the winding cover.
また、請求項5に記載の発明に係る回転電機(後述の実施形態の回転電機101)は、前記冷媒導入孔の周囲には、前記冷媒を前記冷媒導入孔に案内するガイド部(後述の実施形態のガイド部102)が設けられていることを特徴としている。
Further, in the rotary electric machine according to the invention of claim 5 (rotary
本発明の請求項1に記載の回転電機によれば、ステータコアの軸方向の端面に巻線カバーを配置し、巻線カバーの外周面に複数の冷媒導入孔を設けた。これにより、冷媒供給手段から供給された冷媒は、複数の冷媒導入孔からコイルエンドの周方向にわたって導入され、コイルエンドを冷却する。このため、従来技術のように、コイルエンドの周方向に多くの冷媒供給手段を配置することなく、巻線を広範囲にわたって冷却することができる。したがって、本発明の回転電機によれば、従来技術と比較して簡単な構成で効果的に巻線を冷却することができる。 According to the rotary electric machine according to claim 1 of the present invention, the winding cover is arranged on the axial end surface of the stator core, and a plurality of refrigerant introduction holes are provided on the outer peripheral surface of the winding cover. As a result, the refrigerant supplied from the refrigerant supply means is introduced from the plurality of refrigerant introduction holes in the circumferential direction of the coil end, and cools the coil end. Therefore, unlike the prior art, the winding can be cooled over a wide range without arranging many refrigerant supply means in the circumferential direction of the coil end. Therefore, according to the rotary electric machine of the present invention, the winding can be effectively cooled with a simple structure as compared with the prior art.
また、複数の冷媒導入孔は、巻線カバーの外周面における周方向の下方へ向かうほど開口面積が大きくなるように形成されているので、開口面積の小さい上方の冷媒導入孔に導入されることなく巻線カバーの外周面を伝搬した冷媒は、より開口面積の大きい下方の冷媒導入孔に導入される。したがって、コイルエンドの周方向において、広範囲にわたって容易に冷媒を導入することができる。したがって、本発明の回転電機によれば、従来技術と比較して簡単な構成で効果的に巻線を冷却することができる。
また、巻線カバーの外周面に壁部を設けた。これにより、冷媒導入孔に導入されることなく外周面を伝搬した冷媒は、外周面の軸方向外側への流出が壁部により阻止されて、確実に下方の冷媒導入孔に導入される。したがって、本発明の回転電機によれば、従来技術と比較して簡単な構成で、さらに効果的に巻線を冷却することができる。
Further , since the plurality of refrigerant introduction holes are formed so that the opening area becomes larger toward the lower side in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the winding cover, the refrigerant introduction holes are introduced into the upper refrigerant introduction holes having a small opening area. The refrigerant propagating on the outer peripheral surface of the winding cover is introduced into the lower refrigerant introduction hole having a larger opening area. Therefore, the refrigerant can be easily introduced over a wide range in the circumferential direction of the coil end. Therefore, according to the rotary electric machine of the present invention, the winding can be effectively cooled with a simple structure as compared with the prior art.
Further, a wall portion is provided on the outer peripheral surface of the winding cover. As a result, the refrigerant propagating on the outer peripheral surface without being introduced into the refrigerant introduction hole is prevented from flowing out to the outside in the axial direction of the outer peripheral surface by the wall portion, and is surely introduced into the lower refrigerant introduction hole. Therefore, according to the rotary electric machine of the present invention, the winding can be cooled more effectively with a simple structure as compared with the prior art.
本発明の請求項2に記載の回転電機によれば、複数の冷媒導入孔の各々は、巻線カバーの外周面の軸方向に延在して配置されているので、コイルエンドの周方向および軸方向にわたって冷媒を導入することができる。したがって、本発明の回転電機によれば、従来技術と比較して簡単な構成で、さらに効果的に巻線を冷却することができる。
According to the rotary electric machine according to
本発明の請求項3に記載の回転電機によれば、巻線カバーにおけるステータコアとロータとの間の隙間よりも下側に冷媒の排出孔を設けたので、冷媒が隙間に入るのを防止できる。したがって、本発明の回転電機によれば、ステータコアとロータとの間に冷媒によるフリクション(摩擦抵抗)が生じるのを防ぐとともに、効果的に巻線を冷却することができる。
According to the rotary electric machine according to
本発明の請求項4に記載の回転電機によれば、巻線カバーの外周面の上半部に複数の冷媒導入孔を設けたので、上方の冷媒導入孔に導入されることなく外周面を伝搬した冷媒は、外周面から落下する際に下方の冷媒導入孔に導入される。したがって、本発明の回転電機によれば、従来技術と比較して簡単な構成で、さらに効果的に巻線を冷却することができる。
According to the rotary electric machine according to
本発明の請求項5に記載の回転電機によれば、冷媒導入孔の周囲にガイド部を設けたので、冷媒導入孔の周辺を伝搬する冷媒は、確実に冷媒導入孔に導入される。したがって、本発明の回転電機によれば、従来技術と比較して簡単な構成で、さらに効果的に巻線を冷却することができる。
According to the rotary electric machine according to
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態に係る回転電機の概略構成を示す断面図である。
図1に示すように、実施形態に係る回転電機1は、ケース2と、ステータ3と、ロータ4と、出力シャフト5と、巻線カバー6とを備える。
本実施形態の回転電機1は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車のような車両に搭載される走行用モータである。ただし、本実施形態の構成は、上記例に限られず、車両に搭載される発電用モータ等のその他の用途のモータにも適用可能である。また、本実施形態の構成は、車両に搭載される以外の回転電機であって、発電機を含むいわゆる回転電機全般に適用可能である。
なお、以下の説明では、ロータ4の回転中心の軸線Cに沿う方向を軸方向といい、軸線Cに直交する方向を径方向といい、軸線C周りの方向を周方向という場合がある。また、以下の説明では、上下方向は、鉛直方向の上下方向と一致している。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a rotary electric machine according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the rotary electric machine 1 according to the embodiment includes a
The rotary electric machine 1 of the present embodiment is a traveling motor mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. However, the configuration of this embodiment is not limited to the above example, and can be applied to motors for other purposes such as power generation motors mounted on vehicles. Further, the configuration of the present embodiment is a rotary electric machine other than that mounted on a vehicle, and can be applied to all so-called rotary electric machines including a generator.
In the following description, the direction along the axis C of the rotation center of the
ロータ4は、例えば、ロータコアと、ロータコアに取り付けられた磁石とを有し、ステータ3の内側で回転駆動される。
出力シャフト5は、ロータ4に接続されて、ロータ4の回転を駆動力として出力する。
ステータ3は、環状に形成されて、例えばケース2の内周面に取り付けられている。ステータ3は、ステータコア11と、ステータコア11に取り付けられた巻線12とを有し、ロータ4に対して回転磁界を作用させる。巻線12は、ステータコア11の軸方向側に突出するコイルエンド15A,15Bを有する。
The
The
The
ステータ3およびロータ4は、ケース2に収容されている。ケース2は、例えばステータ3およびロータ4を収容可能な筒状に形成されている。
ケース2の周壁29の上部には、二つの連通孔25が設けられている。各連通孔25は、各巻線カバー6の第一冷媒導入孔71の上方に配置されている。各連通孔25は、周壁29を上下に貫通して形成されている。各連通孔25には、冷媒Dを供給する後述の供給管8(請求項の「冷媒供給手段」に相当。)が接続されている。
The
Two communication holes 25 are provided in the upper part of the
図2は、ステータの一部を示す断面図である。なお、図2においては、ステータ3を分かりやすくするためにロータ4および巻線カバー6を二点鎖線で図示している。
図2に示すように、ステータ3は、ステータコア11と、巻線12とを備える。なお、ステータ3には、スロット23内において例えばワニス等の充填固着物がさらに備えられる場合があるが、本願においては説明の便宜上、図示および説明を省略する。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of the stator. In FIG. 2, the
As shown in FIG. 2, the
ステータコア11は、ロータ4を囲む環状に形成されている。ステータコア11は、複数枚の電磁鋼板が軸方向に積層されることで形成される。なお、ステータコア11は、例えば周方向に分割された複数のピースが互いに連結されることで形成される分割型ステータコアであってもよい。
The
ステータコア11は、環状のヨーク部21と、複数のティース部22と、複数のスロット23とを有する。
複数のティース部22は、ヨーク部21からステータコア11の径方向の内側に向けて突出している。各スロット23は、ステータコア11の周方向において互いに隣り合う2つのティース部22の間に形成されている。複数のスロット23は、ステータコア11の周方向に並んで配置されている。各スロット23は、ステータコア11の軸方向にステータコア11を貫通している。各スロット23は、径方向の内側が開放されたオープンスロットである。なお、本実施形態の構成は、これに限られず、径方向の内側が閉じられたクローズドスロットにも適用可能である。
ステータコア11とロータ4との間には、隙間(以下「エアギャップS」という。)が形成されている。
The
The plurality of
A gap (hereinafter referred to as “air gap S”) is formed between the
巻線12は、ステータコア11のスロット23に収容されて、ステータコア11に装着されている。巻線12は、U相、V相およびW相からなる三相コイルである。本実施形態の巻線12は、互いに接続されて使用される複数のセグメントコイル14によって形成されている。
The winding 12 is housed in the
図3は、セグメントコイル14を示す斜視図である。なお、図3では、1つのセグメントコイル14を図示しており、同一のスロット23に収容されるもう1つのセグメントコイルは図示を省略している。また、図3においては、ステータコア11を透過して図示している。
図3に示すように、セグメントコイル14は、複数(例えば4つ)のセグメント導体14Aにより形成される。セグメント導体14Aの芯線は、例えば平角線である。
セグメント導体14Aは、直線状に形成された一対の挿入部14aと、渡り部14bと、一対の接続部14cとを有する。一対の挿入部14aは、例えば不図示の絶縁紙に覆われた状態で互いに異なるスロット23に分けて収容される。複数のセグメントコイル14は、ステータコア11の周方向において、U相、U相、V相、V相、W相、W相、U相、U相・・・の順に配列されている。
FIG. 3 is a perspective view showing the
As shown in FIG. 3, the
The
渡り部14bは、一対の挿入部14aの一端を接続している。渡り部14bは、スロット23の外部であって、軸方向の一方に配置される。
接続部14cは、一対の挿入部14aの他端であって、挿入部14aに対して渡り部14bとは反対側に位置する。接続部14cは、スロット23の外部であって、軸方向の他方に配置される。接続部14cは、他のセグメントコイル14の接続部14cとTIG溶接やレーザ溶接等で接合される。これにより、複数のセグメントコイル14は、順次連結されている。なお、接合された接続部14cには、紛体絶縁による塗装が施される。これにより、接続部14cは、電気的絶縁が確保される。
渡り部14bおよび接続部14cは、それぞれステータコア11の軸方向に突出するコイルエンド15A,15Bとなっている。
The
The
The
図4は、図1のA部の拡大図である。
図5は、回転電機のケースを除いた状態を模式的に示した斜視図である。
図6は、図5のB-B断面図である。なお、図6では、ケース2および供給管8を二点鎖線で図示している。
図4から図6に示すように、巻線カバー6は、巻線カバー6の内部に冷媒Dを導入し、冷媒Dによりコイルエンド15A,15B(巻線12)を冷却するものである。冷媒Dは、例えばATF(Automatic Transmission Fluid:自動変速機油)等の潤滑油である。
FIG. 4 is an enlarged view of part A in FIG.
FIG. 5 is a perspective view schematically showing a state excluding the case of the rotary electric machine.
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. In FIG. 6, the
As shown in FIGS. 4 to 6, the winding
巻線カバー6は、樹脂等の絶縁性を有する材料で形成されている。巻線カバー6は、ステータコア11およびロータ4の径方向に沿う断面がU字状の環状に形成されている。巻線カバー6は、ステータコア11およびロータ4の軸方向の外側に配置されており、ステータコア11の端面19およびロータ4の端面49を軸方向から全周にわたって覆っている。これにより、巻線カバー6は、コイルエンド15A,15Bを覆っている。
The winding
巻線カバー6は、外周壁61と、側壁63と、外周壁61の外周面65に設けられた複数の冷媒導入孔7と、を備える。
外周壁61は、径方向に面しており、巻線12よりも径方向の外側に配置される。外周壁61は、ステータコア11の周方向に沿って環状に形成されている。外周壁61の軸方向内側端(先端)は、ステータコア11の軸方向側の端面19に当接している。
The winding
The outer
側壁63は、巻線カバー6の軸方向に面しており、巻線12よりも軸方向の外側に配置される。側壁63は、ステータコア11およびロータ4の周方向に沿って出力シャフト5を囲む環状に形成されている。側壁63の外周側は、外周壁61の軸方向外側端に接続されている。側壁63の内周側は、開放されている。
The
図6に示すように、外周壁61の外周面65には、複数の冷媒導入孔7が設けられている。
ここで、巻線カバー6の中心線Rから上方の部分を外周面65の上半部と定義したとき、複数の冷媒導入孔7は、巻線カバー6の外周面65の上半部に設けられている。すなわち、複数の冷媒導入孔7は、巻線カバー6の軸方向と直交する断面において、巻線カバー6の中心線Rから上方に設けられている。
As shown in FIG. 6, a plurality of refrigerant introduction holes 7 are provided on the outer
Here, when the portion above the center line R of the winding
複数の冷媒導入孔7は、第一冷媒導入孔71、第二冷媒導入孔72、第三冷媒導入孔73により構成されている。複数の冷媒導入孔7は、コイルエンド15A,15Bに冷媒Dを導入するものである。複数の冷媒導入孔7は、外周面65の上部から下部に向けて設けられている。
The plurality of refrigerant introduction holes 7 are composed of a first
複数の冷媒導入孔7は、外周面65の軸方向に延在する矩形状に形成されている。複数の冷媒導入孔7(第一冷媒導入孔71、第二冷媒導入孔72、第三冷媒導入孔73)は、巻線カバー6の外周面65の上部から下部に向けて、並列して設けられている。
第一冷媒導入孔71は、外周面65の上端に設けられている。第二冷媒導入孔72は、外周面65の上半部において、第一冷媒導入孔71よりも下方に設けられている。第二冷媒導入孔72は、上半部において、第一冷媒導入孔71を挟んで周方向の両側にそれぞれ設けられている。第三冷媒導入孔73は、外周面65の上半部において複数の第二冷媒導入孔72よりも下方に設けられている。第三冷媒導入孔73は、上半部において、第一冷媒導入孔71および第二冷媒導入孔72を挟んで周方向の両側にそれぞれ設けられている。
The plurality of refrigerant introduction holes 7 are formed in a rectangular shape extending in the axial direction of the outer
The first
複数の冷媒導入孔7の開口面積は、外周面65の上方から下方へ向かうほど大きくなるように形成されている。すなわち、第二冷媒導入孔72の開口面積は、第一冷媒導入孔71の開口面積よりも大きく形成されている。第三冷媒導入孔73の開口面積は、第二冷媒導入孔72の開口面積よりも大きく形成されている。さらに説明すると、複数の冷媒導入孔7は、軸方向の長さが同等となるように設定されている。第二冷媒導入孔72の周方向の幅は、第一冷媒導入孔71の周方向の幅よりも大きくなるように設定されている。第三冷媒導入孔73の周方向の幅は、第二冷媒導入孔72の周方向の幅よりも大きくなるように設定されている。
The opening area of the plurality of refrigerant introduction holes 7 is formed so as to increase from the upper side to the lower side of the outer
外周面65には、環状に形成された壁部66が設けられている。壁部66は、複数の冷媒導入孔7よりも軸方向の外側に配置されている。壁部66は、外周面65から全周にわたって起立して設けられている。
The outer
巻線カバー6の下部には、排出孔75が設けられている。排出孔75は、巻線カバー6の側壁63の下部において、周方向の中間部分に設けられている。排出孔75は、側壁63を貫通して設けられている。排出孔75は、コイルエンド15B(15A)に供給された冷媒D(巻線カバー6の内部の冷媒D)を巻線カバー6の外部に排出する。排出孔75には、不図示の排出管の一端が接続されている。排出管の他端は、冷媒Dを貯留する不図示の貯留部に接続されている。排出管は、排出孔75から排出された冷媒Dを貯留部に送る。排出孔75は、ステータコア11とロータ4との間のエアギャップSよりも下側に配置されている。
A
図4および図6に示すように、ケース2の周壁29の上方には、冷媒供給手段として、供給管8が配置されている。供給管8の内部は、冷媒Dが通流可能に形成されている。
供給管8は、供給管本体85と、二つの分岐管86とを備える。供給管本体85は、ケース2の軸方向に延在して形成されている。分岐管86の基端は、供給管本体85に接続されている。分岐管86の先端には供給口81が形成されている。分岐管86の先端は、ケース2の連通孔25に接続されている。これにより供給口81は、巻線カバー6における第一冷媒導入孔71の上方に配置される。供給管8は、例えば電動オイルポンプを介して不図示の貯留部に接続されている。貯留部には冷媒Dが貯留されている。貯留部の冷媒Dは、電動オイルポンプの駆動により、供給管8および各供給口81を通じ、巻線カバー6の第一冷媒導入孔71および第一冷媒導入孔71の周辺に向けて滴下される。
As shown in FIGS. 4 and 6, a
The
図6に示すように、巻線カバー6は、ケース2に複数のボルト9により締結されている。この構成について以下に具体的に説明する。
巻線カバー6の外周壁61の下部には、複数の取付部10が設けられている。取付部10は、例えば巻線カバー6に対してインサート成形された金属製のカラーである。取付部10には、雌ネジが形成されたネジ孔95が設けられている。
ケース2の周壁29には、ボルト孔96が設けられている。ボルト孔96は、周壁29を貫通して形成されている。ボルト孔96は、巻線カバー6のネジ孔95に対応した位置に配置されている。
As shown in FIG. 6, the winding
A plurality of mounting
A
ボルト9は、棒状のネジ部91と、ネジ部91の基端に設けられている頭部92とを備える。ボルト9は、ボルト孔96に挿通されてネジ孔95にネジ部91が螺着されている。これにより、巻線カバー6は、ケース2に対してボルト9により締結固定されている。ボルト9の頭部92と、ケース2の外周面26との間には、シール機能を有するワッシャー93が介在されている。ワッシャー93は、環状の薄板状に形成されている。ワッシャー93には、ネジ部91が挿通されている。ボルト9の頭部92とケース2のボルト孔96および外周面26との間は、ワッシャー93によりシールされている。
The
次に、図6を用いて巻線カバー6による巻線12の冷却方法について説明する。
供給管8の供給口81から出た冷媒Dは、巻線カバー6の第一冷媒導入孔71に導入される。第一冷媒導入孔71に導入された冷媒Dは、巻線カバー6の内部に入ってコイルエンド15B(15A)の上端に供給される。
第一冷媒導入孔71へ導入されることなく巻線カバー6の外周面65を伝搬した冷媒Dは、巻線カバー6の外周面65を下方に向かって移動し、第二冷媒導入孔72に導入される。第二冷媒導入孔72に導入された冷媒Dは、巻線カバー6の内部に入ってコイルエンド15B(15A)に供給される。
また、第二冷媒導入孔72へ導入されることなく巻線カバー6の外周面65を伝搬した冷媒Dは、巻線カバー6の外周面65を下方に向かって移動し、第三冷媒導入孔73に導入される。第三冷媒導入孔73に導入された冷媒Dは、巻線カバー6の内部に入ってコイルエンド15B(15A)に供給される。
コイルエンド15B(15A)に供給された冷媒Dは、コイルエンド15B(15A)の下方に向かって流れ、コイルエンド15B(15A)を冷却する。これにより、巻線12は冷却される。冷媒Dは、コイルエンド15B(15A)の下端に到達すると排出孔75から不図示の排出管内に排出される。
Next, a method of cooling the winding 12 by the winding
The refrigerant D discharged from the
The refrigerant D that has propagated through the outer
Further, the refrigerant D propagating through the outer
The refrigerant D supplied to the
本実施形態の回転電機1によれば、ステータコア11の軸方向の端面19に巻線カバー6を配置し、巻線カバー6の外周面65に複数の冷媒導入孔7として第一冷媒導入孔71、第二冷媒導入孔72および第三冷媒導入孔73を設けた。これにより、供給管8から供給された冷媒Dは、第一冷媒導入孔71、第二冷媒導入孔72および第三冷媒導入孔73からコイルエンド15A,15Bの周方向にわたって導入され、コイルエンド15A,15Bを冷却する。このため、従来技術のように、コイルエンド15A,15Bの周方向に多くの供給管を配置することなく、巻線12を広範囲にわたって冷却することができる。したがって、本実施形態の回転電機1によれば、従来技術と比較して簡単な構成で効果的に巻線12を冷却することができる。
According to the rotary electric machine 1 of the present embodiment, the winding
また、本実施形態の回転電機1によれば、複数の冷媒導入孔7は、巻線カバー6の外周面65における周方向の下方へ向かうほど開口面積が大きくなるように形成されている。具体的には、第二冷媒導入孔72は、第一冷媒導入孔71よりも大きく形成され、第三冷媒導入孔73は、第二冷媒導入孔72よりも大きく形成されているので、開口面積の小さい上方の第一冷媒導入孔71に導入されることなく巻線カバー6の外周面65を伝搬した冷媒Dは、より開口面積の大きい下方の第二冷媒導入孔72および第三冷媒導入孔73に導入される。したがって、コイルエンド15A,15Bの周方向において、広範囲にわたって容易に冷媒Dを導入することができる。したがって、本実施形態の回転電機1によれば、従来技術と比較して簡単な構成で効果的に巻線12を冷却することができる。
Further, according to the rotary electric machine 1 of the present embodiment, the plurality of refrigerant introduction holes 7 are formed so that the opening area becomes larger toward the lower side in the circumferential direction on the outer
本実施形態の回転電機1によれば、第一冷媒導入孔71、第二冷媒導入孔72および第三冷媒導入孔73は、巻線カバー6の外周面65の軸方向に延在して配置されているので、コイルエンド15A,15Bの周方向および軸方向にわたって冷媒Dを導入することができる。したがって、本実施形態の回転電機1によれば、従来技術と比較して簡単な構成で、さらに効果的に巻線12を冷却することができる。
According to the rotary electric machine 1 of the present embodiment, the first
本実施形態の回転電機1によれば、巻線カバー6におけるステータコア11とロータ4との間のエアギャップSよりも下側に冷媒Dの排出孔75を設けたので、冷媒DがエアギャップSに入るのを防止できる。したがって、本実施形態の回転電機1によれば、ステータコア11とロータ4との間に冷媒Dによるフリクション(摩擦抵抗)が生じるのを防ぐとともに、効果的に巻線12を冷却することができる。
According to the rotary electric machine 1 of the present embodiment, since the
本実施形態の回転電機1によれば、巻線カバー6の外周面65の上半部に第一冷媒導入孔71、第二冷媒導入孔72および第三冷媒導入孔73を設けたので、上方の第一冷媒導入孔71に導入されることなく外周面65を伝搬した冷媒Dは、外周面65から落下する際に下方の第二冷媒導入孔72および第三冷媒導入孔73に導入される。したがって、本実施形態の回転電機1によれば、従来技術と比較して簡単な構成で、さらに効果的に巻線12を冷却することができる。
According to the rotary electric machine 1 of the present embodiment, the first
本実施形態の回転電機1によれば、巻線カバー6の外周面65に壁部66を設けた。これにより、第一冷媒導入孔71に導入されることなく外周面65を伝搬した冷媒Dは、外周面65の軸方向外側への流出が壁部66により阻止されて、確実に下方の第二冷媒導入孔72および第三冷媒導入孔73に導入される。したがって、本実施形態の回転電機1によれば、従来技術と比較して簡単な構成で、さらに効果的に巻線12を冷却することができる。
According to the rotary electric machine 1 of the present embodiment, the
(第二実施形態)
図7は、第二実施形態に係る回転電機の径方向に沿う断面図である。
図7に示すように、巻線カバー106の第三冷媒導入孔73の下端には、ガイド部102が設けられている。ガイド部102は、冷媒Dを第三冷媒導入孔73に案内するように形成されている。具体的にガイド部102は、第三冷媒導入孔73の下端から径方向の外側へ向けて、斜め上方に張り出している。
(Second embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the radial direction of the rotary electric machine according to the second embodiment.
As shown in FIG. 7, a
本実施形態の回転電機101によれば、第三冷媒導入孔73の周囲にガイド部102を設けたので、第三冷媒導入孔73の周辺を伝搬する冷媒Dは、確実に第三冷媒導入孔73に導入される。したがって、本実施形態の回転電機101によれば、従来技術と比較して簡単な構成で、さらに効果的に巻線12を冷却することができる。
According to the rotary
なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば上記の各実施形態では、巻線カバー6、106が、ステータコア11の端面19およびロータ4の端面49を覆うように設けたが、少なくともステータコア11の巻線12におけるコイルエンド15A,15Bを全周にわたって覆うように設けていればよい。
また、上記の各実施形態では、第一冷媒導入孔71、第二冷媒導入孔72および第三冷媒導入孔73をそれぞれ一つの孔により構成したが、複数の孔により構成してもよい。
For example, in each of the above embodiments, the winding
Further, in each of the above embodiments, the first
また、上記の各実施形態では、第一冷媒導入孔71、第二冷媒導入孔72および第三冷媒導入孔73は、巻線カバー6の外周面65の軸方向に延在するスリットとして設けられたが、第一冷媒導入孔71、第二冷媒導入孔72および第三冷媒導入孔73の形状は各実施形態に限定されない。したがって、例えば、複数の孔を軸方向に離間して配置することにより、第一冷媒導入孔71、第二冷媒導入孔72および第三冷媒導入孔73を形成してもよい。
Further, in each of the above embodiments, the first
また、第二実施形態の回転電機101では、第三冷媒導入孔73の周囲にガイド部102を設けたが、ガイド部102の設置位置は本実施形態に限定されない。複数の冷媒導入孔7(第一冷媒導入孔71、第二冷媒導入孔72、第三冷媒導入孔73)のうち少なくとも一つの冷媒導入孔7の周囲にガイド部102を設ければよい。
Further, in the rotary
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各実施形態および各変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to appropriately replace the constituent elements in the above-described embodiments with well-known constituent elements without departing from the spirit of the present invention, and even if the above-described embodiments and modifications are appropriately combined. good.
1、101 回転電機
4 ロータ
6、106 巻線カバー
7 冷媒導入孔
8 供給管(冷媒供給手段)
11 ステータコア
12 巻線
15A,15B コイルエンド
19 端面
65 外周面
66 壁部
71 第一冷媒導入孔(冷媒導入孔)
72 第二冷媒導入孔(冷媒導入孔)
73 第三冷媒導入孔(冷媒導入孔)
75 排出孔
102 ガイド部
D 冷媒
S エアギャップ(隙間)
1, 101 rotary
11
72 Second refrigerant introduction hole (refrigerant introduction hole)
73 Third refrigerant introduction hole (refrigerant introduction hole)
75
Claims (5)
前記ステータコアに装着され前記ステータコアの軸方向側に突出するコイルエンドを有する巻線と、
前記ステータコアの軸方向の端面に配置され、前記コイルエンドを覆う絶縁性の巻線カバーと、
前記巻線カバーよりも上方に設けられ、前記巻線に冷媒を供給する冷媒供給手段と、
を備え、
前記巻線カバーは、前記ステータコアの周方向に沿って環状に形成され、前記巻線カバーの軸方向内側端が前記ステータコアの軸方向側の端面に当接する外周壁と、軸方向に面し、前記巻線よりも前記巻線カバーの軸方向の外側に配置され、前記ステータコアおよび前記ステータコアの内周側に配置されたロータの軸方向を覆い、出力シャフトを周方向に沿って囲む環状に形成された側壁と、からなり、
前記側壁には、前記外周壁の外周面から起立した壁部が全周にわたって設けられ、
前記外周面には、前記コイルエンドに前記冷媒を導入する複数の冷媒導入孔が前記外周面の上部から下部に向けて設けられ、
前記外周面の上端に設けられている第一冷媒導入孔と、前記第一冷媒導入孔よりも下方、且つ、前記第一冷媒導入孔を挟んで周方向の両側にそれぞれに設けられている第二冷媒導入孔と、複数の前記第二冷媒導入孔よりも下方に設けられている第三冷媒導入孔と、を有し、
前記第一冷媒導入孔、複数の前記第二冷媒導入孔および複数の前記第三冷媒導入孔は、前記外周面における周方向の下方へ向かうほど開口面積が大きくなるように形成され、
前記巻線カバーの中心線から上方の部分を前記外周面の上半部と定義したとき、複数の前記冷媒導入孔は、前記巻線カバーの外周面の上半分に設けられており、複数の前記第三冷媒導入孔の下端は、前記巻線カバーの軸方向と直交する断面において、前記巻線カバーの前記中心線上に設けられており、
前記第一冷媒導入孔の上方に配置された前記冷媒供給手段より供給される前記冷媒は、前記巻線カバーの前記第一冷媒導入孔および前記第一冷媒導入孔の周辺に向けて滴下される、
ことを特徴とする回転電機。 An annular stator core and
A winding that is mounted on the stator core and has a coil end that protrudes in the axial direction of the stator core.
An insulating winding cover located at the axial end face of the stator core and covering the coil end,
A refrigerant supply means provided above the winding cover and supplying a refrigerant to the winding,
Equipped with
The winding cover is formed in an annular shape along the circumferential direction of the stator core, and the axial inner end of the winding cover faces the outer peripheral wall in contact with the axial end surface of the stator core in the axial direction. A ring is formed so as to cover the stator core and the rotor arranged on the inner peripheral side of the stator core in the axial direction of the winding cover with respect to the winding, and to surround the output shaft along the circumferential direction. It consists of a side wall and
On the side wall, a wall portion rising from the outer peripheral surface of the outer peripheral wall is provided over the entire circumference.
A plurality of refrigerant introduction holes for introducing the refrigerant into the coil end are provided on the outer peripheral surface from the upper part to the lower part of the outer peripheral surface.
A first refrigerant introduction hole provided at the upper end of the outer peripheral surface and a second one provided below the first refrigerant introduction hole and on both sides in the circumferential direction with the first refrigerant introduction hole interposed therebetween. (Ii) It has a refrigerant introduction hole and a third refrigerant introduction hole provided below the plurality of second refrigerant introduction holes.
The first refrigerant introduction hole, the plurality of the second refrigerant introduction holes, and the plurality of the third refrigerant introduction holes are formed so that the opening area becomes larger toward the lower side in the circumferential direction on the outer peripheral surface.
When the portion above the center line of the winding cover is defined as the upper half of the outer peripheral surface, the plurality of refrigerant introduction holes are provided in the upper half of the outer peripheral surface of the winding cover, and a plurality of the refrigerant introduction holes are provided. The lower end of the third refrigerant introduction hole is provided on the center line of the winding cover in a cross section orthogonal to the axial direction of the winding cover.
The refrigerant supplied from the refrigerant supply means arranged above the first refrigerant introduction hole is dropped toward the periphery of the first refrigerant introduction hole and the first refrigerant introduction hole of the winding cover. ,
A rotating electric machine characterized by that.
前記巻線カバーにおける前記ステータコアと前記ロータとの間の隙間よりも下側には、前記冷媒を排出する排出孔が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機。 A rotor is arranged on the inner peripheral side of the stator core.
The rotation according to claim 1 or 2 , wherein a discharge hole for discharging the refrigerant is provided below the gap between the stator core and the rotor in the winding cover. Electric.
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