JP7241096B2 - モータ、及びインバータ一体型回転電機 - Google Patents

モータ、及びインバータ一体型回転電機 Download PDF

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Description

本発明は、モータ、及びインバータ一体型回転電機に関する。
従来、複数の半導体素子を積層した半導体スタックを含むインバータ装置を据え付けたインバータ一体型回転電機(モータ)を備えた自動車が知られている。このような自動車駆動用のモータは、より大電流を必要とし、インバータの温度の上昇がし易いことから、例えば特許文献1、2に示されるようなインバータ冷却をモータ本体の冷却部分から分離した構成としている。
図10は、特許文献1に示すインバータ一体型回転電機100の構成を示している。インバータ一体型回転電機100は、複数の半導体素子、及び複数の半導体素子を冷却するための複数の冷却器を交互に積層した積層体103と、積層体103の積層方向に沿って積層体103の両側に設けられ、複数の冷却器に対して冷却水Wの供給および排水をそれぞれ行なう一対の冷却水タンク105、106と、を有し、積層体103及び一対の冷却水タンク105、106が外部装置に据え付けられ、冷却水タンク105、106がモータ本体101の周囲に沿って延在する冷却水Wを流通させる冷却水路104に接続されたインバータ装置を備えている。
日本国特許第4327618号公報 日本国特許第6084421号公報
しかしながら、上述した特許文献1、2に示すような従来のモータでは、インバータとモータ本体の冷却部分が別れているので、複雑な形状になったり、冷却流路が長くなることから、簡単な冷却構造のものが求められていた。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、インバータとモータ本体の両者の冷却を簡単な構成により行うことができるモータ、及びインバータ一体型回転電機を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために、以下の態様を採用した。
(1)本発明の一態様に係るモータは、軸線回りに回転可能なロータ、及び、該ロータを囲うステータを有するモータ本体と、前記軸線方向に延びて前記モータ本体を囲う円筒状をなし、周方向にC字状に延びて第一端が流入口とされ第二端が流出口とされた冷却水を流通させるための流路を内部に有する筒部、及び、該筒部における前記流路の外周側で前記筒部の接線方向両側に張り出す収容部を有するケーシングと、前記収容部における収容されて、該収容部における前記筒部の径方向外側を向く面に配置されたスイッチング素子を有するインバータと、を備え、前記インバータは、前記流路における上流側で前記流入口の近傍に配置されており、前記流路は、前記流入口から前記流出口に向かって前記周方向の一方向に前記冷却水が流通するように設けられている。
上記態様に係るモータによれば、モータ本体とインバータを収容する収容部とを周方向にC字状に延びる流路に対して接した状態で配置することができる。このようにインバータの冷却流路をモータ本体の冷却流路と共通化させることで、配管形状を単純化でき、インバータ専用の流路が不要となる簡単な構造の流路構成となることから、インバータとモータ本体の両者を効率よく冷却することができる。そのため、例えば燃料電池用の圧縮機モータやインバータのような発熱が小さなインバータ一体型回転電機に好適である。また、このような構成によれば、インバータが収容部を介して流路の上流側で流入口の近傍に配置されているので、流路内の流体が高温になる前にインバータを冷却することができる。そして、モータ本体は周方向の流路全体で冷却されることから、インバータとモータ本体とを効率よく冷却することができる。
)上記(1)に記載のモータにおいて、前記モータ本体は、前記流入口と前記流路に冷却水を供給する流入管とに接続される流入継手と、前記流出口と前記流路から冷却水を排出するための流出管に接続される流出継手と、を備えていることが好ましい。
この場合には、流路に流入継手及び流出継手が接続されているので、この継手部分を用いて圧損をつけずに短い距離で流路への流れを均一に拡げる形状とすることができる。そのため、本発明では、入口流路を90°曲げて流路の入口流路幅を急激に広げる従来のような形状となることがないので、流路における圧損を抑制して冷却効率を向上できる。このように冷却水を軸方向に均一に拡げることができるので、局所的にモータ本体の温度が上昇することを防止できる。
)上記()に記載のモータにおいて、前記流入継手の第一管中心線と、前記流出継手の第二管中心線と、が互いに前記軸線方向にずれて配置されていることが好ましい。
この場合には、各継手の管中心線をずらして配置することで、流路における流入口と流出口の間隔を縮めることができる。そのため、モータ本体周りの流路の周長を長く配置して冷却水を流すことができ、より均一にモータ本体を冷却することができる。また、この場合には、継手の管中心線とそれぞれに対応した流入口及び流出口の中心を一致させることで、さらに圧損を減らすことができる。
)上記()又は()に記載のモータにおいて、前記流入継手及び前記流出継手は、それぞれ前記流入管及び前記流出管に接続される端部から前記流入口及び前記流出口に向かうに従い漸次、前記流入口及び前記流出口の流路断形状となるように断面が変化していることを特徴としてもよい。
このような構成によれば、流入継手と流出継手のそれぞれの管路内で流入管及び流出管から一定の割合で流路断面積が変化している形状となるため、圧損を効率よく減らすことができる。
)上記()~()のいずれかに記載のモータにおいて、前記流入継手及び前記流出継手は、それぞれ管中心線に沿う方向に分割され、分割端に設けられるフランジによって連結され、連結する一対の前記フランジのうち少なくとも一方の内部には、ガイドベーンが設けられていてもよい。
このような構成によれば、各継手のフランジ内にガイドベーンが設けられているので、さらに流路の流れを均一にすることができる。
)上記(1)~()のいずれかに記載のモータにおいて、前記流入口及び前記流出口の少なくとも一方と、前記流路とが鋭角に接続する部分は曲面で接続されていることを特徴としてもよい。
このような構成によれば、流路に鋭角部分をもたせない曲面形状となるので、流路内と流入口及び流出口の少なくとも一方との間で流通する冷却水の流れをより均一にすることができ、圧損を低減することができる。
)上記(1)~()のいずれかに記載のモータにおいて、前記流路における前記第一端及び前記第二端のうち少なくとも一方は、前記流入口及び前記流出口との間の領域に延長されていてもよい。
このような構成によれば、非水路区間を小さくすることが可能となり、モータ全周に冷却水が行きわたる形状にすることが可能である。
)本発明の他の態様に係るインバータ一体型回転電機は、上記(1)~()のいずれかに記載のモータを備えたことを特徴としている。
上記態様に係るインバータ一体型回転電機によれば、上記と同様にインバータの冷却流路をモータ本体の冷却流路と共通化させることで、配管形状を単純化でき、インバータ専用の流路が不要となる簡単な構造の流路構成となることから、インバータとモータ本体の両者を効率よく冷却することができる。そのため、例えば燃料電池用の圧縮機モータやインバータのような発熱が小さなインバータ一体型回転電機に好適である。
本発明の各態様に係る、モータ、及びインバータ一体型回転電機によれば、インバータとモータ本体の両者の冷却を簡単な構成により行うことができる。
図1は本発明の第一実施形態によるモータを備えたインバータ一体型回転電機のモータ軸に沿った縦断面図である。 図2は図1に示すA-A線からインバータ一体型回転電機のケーシングを見た図であって、モータ軸に直交する方向に沿った縦断面図である。 図3は流入管及び流出管を上方から見た平面図である。 図4は図2に示すB-B線矢視図であって、管軸方向を所定間隔で分割した各断面を重ね合わせた図である。 図5は冷却管の継手部の内部を示す水平断面図である。 図6は冷却管の突出部の内部を示す水平断面図である。 図7は第二実施形態によるモータの構成を示す縦断面図であって、図2に対応する図である。 図8は第三実施形態によるモータの構成を示す縦断面図であって、図2に対応する図である。 図9Aは第一変形例による冷却管を管軸方向から見た側面図であって、図4に対応する図である。 図9Bは第二変形例による冷却管を管軸方向から見た側面図であって、図4に対応する図である。 図10は従来のインバータ一体型回転電機におけるモータ軸に直交する方向に沿った縦断面図である。
以下、本発明の実施形態によるモータ、及びインバータ一体型回転電機について、図面に基づいて説明する。かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
(第一実施形態)
本実施形態によるモータ1は、図1に示すように、インバータ一体型回転電機10に搭載され、例えば燃料電池用のコンプレッサを駆動するモータに適用されるものである。
インバータ一体型回転電機10は、モータ1と、モータ1に接続されモータ1によって駆動するコンプレッサ2と、を備えている。
ここで本実施形態では、モータ1の回転中心軸をモータ軸O又は軸線という。また、モータ軸O方向から見た平面視において、モータ軸Oに直交する方向を径方向といい、モータ軸O回りに周回する方向を周方向という。
モータ1は、図2に示すように、軸線回りに回転可能な図示しないロータ、及び、ロータを囲うステータを有するモータ本体3と、軸線方向に延びてモータ本体3を囲う円筒状をなし、周方向にC字状に延びて第一端が流入口45Aとされ第二端が流出口45Bとされた冷却水路45(流路)を内部に有する筒部41、及び、筒部41における冷却水路45の外周側で筒部41の接線方向両側に張り出すインバータボックス42(収容部)を有するケーシング4と、インバータボックス42における収容されて、インバータボックス42における筒部41の径方向外側を向く面(後述するインバータボックス42の底壁421の上面421b)に配置されたスイッチング素子を有するインバータ5と、を備えている。
筒部41とインバータボックス42は、一体的に形成されている。インバータボックス42は、モータ1が据え付けられた状態で、筒部41の上部に配設されている。
筒部41は、周方向の一部に開口が形成され、上述したように軸線方向から見て略C字形状となっている。筒部41の開口端の流入口45A及び流出管45Bには、それぞれ継手6(6A、6B)が接続されている。ここで、流入口45Aには流入継手6Aが接続され、流出口45Bには流出継手6Bが接続されている。流入継手6Aの流入開口6aは流入管7A(図2の二点鎖線)に接続され、流出継手6Bの流出開口6bは流出管7B(図2の二点鎖線)に接続されている。
インバータボックス42は、矩形板状の底壁421と、底壁421の外周縁の全周にわたって立設された側壁422と、側壁422によって囲まれた開口を覆う着脱可能な蓋体423と、を備えている。底壁421は、その底面421aが筒部41の外周面41aの頂部に対して接線方向となり、かつ水平方向となるように配置されている。
インバータボックス42に収容されるインバータ5は、複数のパワートランジスタ51(スイッチング素子)と、基板52と、を有している。各パワートランジスタ51の接続点は、モータ本体3の各相コイルの相端にそれぞれ接続される。
基板52は、インバータボックス42の内部を上下に分割するように設けられている。
パワートランジスタ51は、不図示の制御部によってスイッチング動作が制御される。すなわち、前記制御部は、モータトルク指令に応じたトルクをモータ本体3に発生させるようにインバータ5を制御する。
ケーシング4には、図1に示すように、筒部41のモータ軸O方向の両端部に端部カバー43が設けられている。端部カバー43はロータを固定するモータ本体3の回転シャフト31を軸線回りに回転可能に支持している。
ケーシング4の筒部41の内側には、モータ本体3及びインバータ5を冷却する冷却水路45が形成されている。すなわち、モータ本体3は筒部41から周方向全体にわたって直接冷却され、インバータ5は筒部41からインバータボックス42の底壁421を介して冷却される。インバータボックス42は、図2に示すように、底壁421の幅方向(上面視で軸線方向に直交する方向)の中央部421aが筒部41に接続されている。
ケーシング4としては、金属、重合体、セラミックス等の材料で剛性を有する任意の材料により製造することができる。
モータ本体3は、回転シャフト31を備えている(図1参照)。モータ本体3は、回転シャフト31と連動して回動するロータ(図示省略)と、ケーシング4に固定されるステータ(図示省略)と、を有している。
次に、図2に示すように、筒部41には、モータ本体3及びインバータ5を冷却するための冷却水Wを流通する冷却水路45が筒部41の周方向に沿って設けられている。すなわち冷却水路45の断面幅方向は、軸線方向に沿って延びている(図1参照)。冷却水路45は、周方向の一部に開口が形成され、上述したように軸線方向から見て略C字形状になっている。冷却水路45の開口端に位置する一方の流入口45Aには冷却水Wの流入継手6Aが接続され、他方の流出口45Bには冷却水Wの流出継手6Bが接続されている。
継手6(流入管6A及び流出管6B)は、図2及び図3に示すように、それぞれケーシング4の筒部41の開口(流入口45A及び流出口45B)から突出した状態で一体的に設けられた突出部61と、突出部61に対してフランジ63A、63Bを介して連結された継手部62と、を有している。すなわち、継手6は、突出部61と継手部62とに分割され、互いにフランジ63A、63Bによって連結されている。
流入継手6A及び流出継手6Bの突出部61は、開口面に直交する方向(管中心線C(C1、C2))から見て冷却水路45の軸線方向の長さと同じ幅寸法で設けられ、それぞれの管中心線C1、C2が互いに平行に延びている(図4参照)。突出部61の突出端61aには、第一フランジ63Aが形成されている。
図3及び図4に示すように、流入継手6A及び流出継手6Bのそれぞれの継手部62は、図2に示すように、流入管7A及び流出管7Bに接続される端部6a、6bから流入口45A及び流出口45Bに向かうに従い漸次、流入口45A及び流出口45Bの流路断面形状となるように断面が変化している。
突出部61の第一フランジ63A及び継手部62の第二フランジ63Bの各内部には、図5及び図6に示すように、複数のガイドベーン64(64A、64B)が形成されている。
第一フランジ63A内に設けられる第一ガイドベーン64Aは、図5に示すように、第一管中心線C1に沿う方向に延びるとともに軸線方向(モータ軸O)に沿って平行に配列される複数の第一ガイド641を有している。第二フランジ63B内に設けられる第二ガイドベーン64Bは、図6に示すように、流入出管7A、7B(図2参照)側から流入出口45A、45Bに向かうに従い漸次、放射状に広がるように配列される複数の第二ガイド642を有している。
冷却水Wは、図2に示すように、流入継手6Aから冷却水路45に供給され、冷却水路45を流入口45A側から流出口45B側へ流通してインバータ5及びモータ本体3を冷却して流出継手6Bに排出される。つまり、冷却水Wは、冷却水路45を流通することで、インバータ5及びモータ本体3の熱を吸収するとともに、これらインバータ5及びモータ本体3を冷却する熱交換をして高温になって流出継手6Bより排出される。なお、温度上昇した冷却水Wは、不図示のラジエータ等で放熱されて不図示の給水タンクへ戻される。
冷却水路45のうち流入口45Aの近傍、すなわち冷却水路45を流通する冷却水Wの上流側にインバータボックス42に収容されたインバータ5が配置されている。そのため、インバータ5は、冷却水Wの温度が流出口45B付近よりも低い状態で冷却されることになる。一方、モータ本体3は、冷却水路45の全体で冷却される。
ここで、インバータ5の冷却領域、ここではインバータボックス42における筒部41との接触領域(インバータ冷却角度θ)の好ましい範囲としては、軸線方向から見て例えば図2に示すように、モータ軸Oに対して流入口45Aの位置である流路開始点Pを0°としたときに、流路開始点Pから下流側へ向けた角度で20~90°が好ましい。
次に、上述した構成のモータ1及びモータ1を用いたインバータ一体型回転電機10の作用について、図面に基づいて具体的に説明する。
図2に示すように、本実施形態では、モータ本体3とインバータ5を収容するインバータボックス42とを周方向にC字状に延びる冷却水路45に対して接した状態で配置することができる。このように、インバータ5の冷却流路45をモータ本体3の冷却流路45と共通化させることで、配管形状を単純化でき、インバータ専用の流路が不要となる簡単な構造の流路構成となることから、インバータ5とモータ本体3の両者を効率よく冷却することができる。そのため、本実施形態のような燃料電池用の圧縮機モータやインバータのような発熱が小さなインバータ一体型回転電機10に好適である。
また、本実施形態では、インバータ5がインバータボックス42を介して冷却水路45の上流側で流入口45Aの近傍に配置されているので、冷却水路45内の冷却水Wが高温になる前にインバータ5を冷却することができる。そして、モータ本体3は周方向の冷却水路45全体で冷却されることから、インバータ5とモータ本体3とを効率よく冷却することができる。
また、本実施形態では、冷却水路45に流入継手6A及び流出継手6Bが接続されているので、この継手部分を用いて圧損をつけずに短い距離で冷却水路45への流れを均一に拡げる形状とすることができる。そのため、本実施形態では、入口流路を90°曲げて流路の入口流路幅を急激に広げる従来のような形状となることがないので、冷却水路45における圧損を抑制して冷却効率を向上できる。
このように冷却水Wを軸方向に均一に拡げることができるので、局所的にモータ本体3の温度が上昇することを防止できる。
また、本実施形態では、流入継手6A及び流出継手6Bがそれぞれ流入管7A及び流出管7Bに接続される端部6a、6bから流入口45A及び流出口45Bに向かうに従い漸次、流入口45A及び流出口45Bの流路断形状となるように断面が変化しているので、流入継手6Aと流出継手6Bのそれぞれの管路内で流入管7A及び流出管7Bから一定の割合で流路断面積が変化している形状となり、圧損を効率よく減らすことができる。
また、本実施形態では、流入継手6A及び流出継手6Bは、それぞれ管中心線C1、C2に沿う方向に分割され、分割端に設けられるフランジ63A、63Bによって連結されている。そして、図5、図6に示すように、連結する一対のフランジ63A、63Bの内部には、ガイドベーン64A、64Bが設けられているので、さらに冷却水路45の流れを均一にすることができる。
上述した本実施形態によるモータ1では、インバータ5とモータ本体3の両者の冷却を簡単な構成により行うことができるうえ、冷却水路45における圧損を抑制して冷却効率を向上できる。
(第二実施形態)
次に、図7に示すように、第二実施形態によるモータは、冷却水路45の継手6の突出部61に接続する流出口45Bと、冷却水路45とが鋭角に接続する部分にR形状の曲面45aで接続された構成となっている。
第二実施形態では、冷却水路45に鋭角部分をもたせない曲面形状となるので、冷却水路45内と流出口45Bとの間で流通する冷却水Wの流れをより均一にすることができ、圧損を低減することができる。
(第三実施形態)
次に、図8に示すように、第三実施形態によるモータは、冷却水路45における流出口45Bとの間の領域に延長された延長部45bを形成した構成となっている。
これにより、冷却水路45の非水路区間(符号45cの領域)を小さくすることが可能となり、モータ本体3の全周に冷却水Wが行きわたる形状にすることが可能である。
(変形例)
次に、図9Aに示す第一変形例、及び図9Bに示す第二変形例は、継手の形状を変更したものである。本変形例では、流入継手6C、6Eの第一管中心線C1と、流出継手6D、6Fの第二管中心線C2と、が互いに軸線方向(図9A及び図9Bの左右方向)にずれて配置されている。
第一変形例は、図9Aに示すように、流入継手6Cのみを流出継手6Dに対して軸線方向に符号D1の距離だけずらした構成となっている。この場合の冷却水路45における流入口45Aと流出口45Bとの間隔L1は、上述した実施形態の間隔L0(図4参照)より縮められている。
第二変形例は、図9Bに示すように、流入継手6E及び流出継手6Fの両方をそれぞれ最長に離間するように軸線方向に符号D2の距離でずらした構成となっている。この場合の冷却水路45における流入口45Aと流出口45Bとの間隔L2は、上述した第二変形例の間隔L1(図9A参照)よりもさらに縮められている。
このように流入継手6C、6E及び流出継手6D、6Fの管中心線C1、C2をずらすことにより、冷却水路45における流入口45Aと流出口45Bの間隔を縮めることができる。そのため、モータ本体3周りの冷却水路45の周長を長く配置して冷却水Wを流すことができ、より均一にモータ本体3を冷却することができる。
また、この場合には、継手6の管中心線C1、C2とそれぞれに対応した流入口45A及び流出口45Bの中心を一致させることで、さらに圧損を減らすことができる。
以上、本発明によるモータ、及びインバータ一体型回転電機の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、インバータ5を収容したインバータボックス42が冷却水路45における上流側で流入口45の近傍に配置された構成としているが、この位置であることに限定されることはい。例えば、冷却水路45におけるインバータ5の冷却位置を、冷却水路45の周方向の延在方向の中央部分としてもよい。
また、本実施形態では、モータ本体3の筒部41の冷却水路45に流入継手6Aと流出継手6Bが接続された構成としているが、これら継手6A、6Bを省略した構成としてもよい。この場合には、冷却水路45の流入口45と流出口45Bがそれぞれ流入管7A、流出管7Bに接続される。
また、本実施形態では、流入継手6A及び流出継手6Bがそれぞれ端部6a、6bから流入口45A及び流出口45Bに向かうに従い漸次、流入口45A及び流出口45Bの流路断形状となるように断面が変化した構成としているが、このような形状であることに制限されることはない。
さらに、流入継手6A及び流出継手6Bがそれぞれ管中心線C1、C2に沿う方向に分割され、分割端に設けられるフランジ63A、63Bによって連結されているが、このような分割構造であることに限定されず、一体的に設けられていてもよい。
また、本実施形態では、分割された継手6同士を連結する一対のフランジ63A、63Bの内部にガイドベーン64A,64Bを設けているが、一対のフランジ63A、63Bのうち少なくとも一方の内部にガイドベーンが設けられていてもよいし、ガイドベーンが省略されていてもよい。
上述した第二実施形態では、冷却水路45の流出口45Bと、冷却水路45とが鋭角に接続する部分を曲面で接続しているが、流入口45Aが鋭角に接続されていれば流入口45A側を曲面で接続するようにしてもよい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施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、上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
本発明のモータ、及びインバータ一体型回転電機によれば、インバータとモータの両者の冷却を簡単な構成により行うことができるうえ、流路における圧損を抑制して冷却効率を向上できる。
1 モータ
2 コンプレッサ
3 モータ本体
4 ケーシング
5 インバータ
6 冷却継手
6A 流入継手
6B 流出継手
7A 流入管
7B 流出管
10 インバータ一体型回転電機
31 シャフト
41 筒部
42 インバータボックス(収容部)
45 冷却水路(流路)
51 パワートランジスタ(スイッチング素子)
61 突出部
62 継手部
63A、63B フランジ
O モータ軸
W 冷却水

Claims (8)

  1. 軸線回りに回転可能なロータ、及び、該ロータを囲うステータを有するモータ本体と、
    前記軸線方向に延びて前記モータ本体を囲う円筒状をなし、周方向にC字状に延びて第一端が流入口とされ第二端が流出口とされた冷却水を流通させるための流路を内部に有する筒部、及び、該筒部における前記流路の外周側で前記筒部の接線方向両側に張り出す収容部を有するケーシングと、
    前記収容部に収容されて、該収容部における前記筒部の径方向外側を向く面に配置されたスイッチング素子を有するインバータと、
    を備え
    前記インバータは、前記流路における上流側で前記流入口の近傍に配置されており、
    前記流路は、前記流入口から前記流出口に向かって前記周方向の一方向に前記冷却水が流通するように設けられているモータ。
  2. 前記モータ本体は、前記流入口と前記流路に冷却水を供給する流入管とに接続される流入継手と、前記流出口と前記流路から冷却水を排出するための流出管に接続される流出継手と、を備えている請求項1に記載のモータ。
  3. 前記流入継手の第一管中心線と、前記流出継手の第二管中心線と、が互いに前記軸線方向にずれて配置されている請求項に記載のモータ。
  4. 前記流入継手及び前記流出継手は、それぞれ前記流入管及び前記流出管に接続される端部から前記流入口及び前記流出口に向かうに従い漸次、前記流入口及び前記流出口の流路断形状となるように断面が変化している請求項2又は3に記載のモータ。
  5. 前記流入継手及び前記流出継手は、それぞれ管中心線に沿う方向に分割され、分割端に設けられるフランジによって連結され、
    連結する一対の前記フランジのうち少なくとも一方の内部には、ガイドベーンが設けられた請求項2~4のいずれか1項に記載のモータ。
  6. 前記流入口及び前記流出口の少なくとも一方と、前記流路とが鋭角に接続する部分は曲面で接続されている請求項1~のいずれか1項に記載のモータ。
  7. 前記流路における前記第一端及び前記第二端のうち少なくとも一方は、前記流入口及び前記流出口との間の領域に延長されている請求項1~のいずれか1項に記載のモータ。
  8. 請求項1~のいずれか1項に記載のモータを備えたインバータ一体型回転電機。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002119019A (ja) 2000-10-11 2002-04-19 Honda Motor Co Ltd 電動機の冷却構造
JP2002345210A (ja) 2001-05-11 2002-11-29 Ebara Corp 電動機装置及びエキシマレーザ装置
JP2011182480A (ja) 2010-02-26 2011-09-15 Hitachi Automotive Systems Ltd 回転電機システム
JP2017011912A (ja) 2015-06-24 2017-01-12 株式会社明電舎 機電一体型回転機

Family Cites Families (84)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2862120A (en) * 1957-07-02 1958-11-25 Onsrud Machine Works Inc Fluid-cooled motor housing
DE1613265B1 (de) * 1967-08-24 1971-01-07 Licentia Gmbh Kuehlfluessigkeitsdurchstroemter,in der Hohlwelle des Laeufers einer elektrischen Maschine angeordneter Kuehlkoerper
US3681628A (en) * 1970-09-14 1972-08-01 Christoslaw Krastchew Cooling arrangement for a dynamoelectric machine
US3863083A (en) * 1973-06-13 1975-01-28 Eaton Corp Fluid-cooled dynamometer
NL7515165A (nl) * 1975-12-30 1977-07-04 Shell Int Research Werkwijze en brander voor de partiele verbranding van een vloeibare of gasvormige brandstof, als- mede werkwijze voor de reductie van zwavelverbin- dingen bevattende afgassen.
DE2756745C2 (de) * 1977-12-20 1979-09-06 Kuesters, Eduard, 4150 Krefeld Kühlbare Walze und Verfahren zur Herstellung einer solchen Walze
SU745327A1 (ru) * 1978-06-05 1981-12-23 Предприятие П/Я А-7376 Электрическа машина
US4276747A (en) * 1978-11-30 1981-07-07 Fiat Societa Per Azioni Heat recovery system
DE2907511C2 (de) * 1979-02-26 1986-03-20 Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte AG, 3000 Hannover Kühlplatte für Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, und Verfahren zur Herstellung derselben
DE2922695C2 (de) * 1979-06-02 1985-09-12 Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München Flüssigkeitsgekühlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschine für Motorräder
US4346361A (en) * 1980-10-06 1982-08-24 General Electric Company Cooling duct arrangement for transformer windings
DE3143351A1 (de) * 1980-10-31 1982-09-02 Nuclear Power Co. Ltd., London Aufnahmebehaelter und aufnahmeanordnung fuer nukleare brennelemente
DE8202493U1 (de) * 1982-02-01 1982-07-01 Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München Kuehlvorrichtung fuer brennkraftmaschinen mit kombinierter seewasser-frischwasser-kuehlung
DE3326317A1 (de) * 1983-07-21 1985-01-31 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart Zylinderblock
DE3327218A1 (de) * 1983-07-28 1985-02-07 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Thermisch hochbeanspruchtes, gekuehltes bauteil, insbesondere turbinenschaufel
US4499926A (en) * 1983-11-08 1985-02-19 Ab Volvo Cable jacket
DE3400186C2 (de) * 1984-01-02 1987-01-08 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Durchführung für Elektroden in einem Ofendeckel eines Elektrolichtbogen- oder Reduktionsofens
US4616484A (en) * 1984-11-30 1986-10-14 Kysor Industrial Corporation Vehicle refrigerant heating and cooling system
NL8500842A (nl) * 1985-03-22 1986-10-16 Philips Nv Projectietelevisiebeeldbuis.
JPS62260544A (ja) * 1986-04-07 1987-11-12 Mitsubishi Electric Corp 車両用交流発電機
FR2627913B1 (fr) * 1988-02-25 1992-02-07 Labavia Ralentisseur electromagnetique, moyens d'alimentation associes et application a un vehicule
US4790721A (en) * 1988-04-25 1988-12-13 Rockwell International Corporation Blade assembly
US5209283A (en) * 1988-07-08 1993-05-11 Mannesmann Ag Roll and/or roller for machines of continuous casting
DE3941474A1 (de) * 1989-12-15 1991-06-20 Bosch Gmbh Robert Fluessigkeitsgekuehlter elektrischer generator
DE4311431C2 (de) * 1993-04-07 1995-07-13 Index Werke Kg Hahn & Tessky Motorspindel für eine Werkzeugmaschine
DE9307081U1 (de) * 1993-05-10 1993-07-01 Siemens AG, 8000 München Flüssigkeitsgekühlte Ventildrossel
DE4341720C1 (de) * 1993-12-03 1995-06-08 Mannesmann Ag Einstufiger Flügelzellenverdichter
DE4342800C2 (de) * 1993-12-15 1999-12-09 Deutz Ag Hubkolbenbrennkraftmaschine
US5616973A (en) * 1994-06-29 1997-04-01 Yeomans Chicago Corporation Pump motor housing with improved cooling means
DE4433165C1 (de) * 1994-09-16 1995-12-21 Mtu Friedrichshafen Gmbh Wärmetauscher in Plattenbauweise
DE59502062D1 (de) * 1994-09-21 1998-06-04 Siemens Ag Naturumlaufreaktor, insbesondere siedewasserreaktor, und verfahren zur regulierung des kernkühlmitteldurchsatzes eines naturumlaufreaktors
US6222289B1 (en) * 1995-06-05 2001-04-24 Tempco Electric Heater Corp. Electric motor housings with integrated heat removal facilities
DE19540683A1 (de) * 1995-11-01 1997-05-07 Behr Gmbh & Co Wärmeüberträger zum Kühlen von Abgas
DE19628762A1 (de) * 1996-07-17 1998-01-22 Porsche Ag Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine
AT410243B (de) * 1997-07-23 2003-03-25 Tcg Unitech Ag Mehrwegventil
DE19751356C2 (de) * 1997-11-20 2002-04-11 Sms Demag Ag Kühlelemente für Schachtöfen
LU90222B1 (de) * 1998-03-11 1999-09-13 Wurth Paul Hubantrieb fuer den Einsatz in der Eisen- und Stahlindustrie
DE19817333C5 (de) * 1998-04-18 2007-04-26 Conti Temic Microelectronic Gmbh Elektrische Antriebseinheit aus Elektromotor und Elektronikmodul
AT2906U1 (de) * 1998-06-18 1999-06-25 Avl List Gmbh Zylinderbüchse für eine flüssigkeitsgekühlte brennkraftmaschine
US6300693B1 (en) * 1999-03-05 2001-10-09 Emerson Electric Co. Electric motor cooling jacket assembly and method of manufacture
JP2002075749A (ja) * 2000-08-29 2002-03-15 Mitsubishi Electric Corp 誘導電器巻線装置
DE10141693A1 (de) * 2001-08-25 2003-03-06 Bosch Gmbh Robert Elektrische Maschine, insbesondere Generator für Kraftfahrzeuge
US20050023909A1 (en) * 2002-06-13 2005-02-03 Cromas Joseph Charles Automotive generator
DE10227690A1 (de) * 2002-06-21 2004-01-08 Fev Motorentechnik Gmbh Gekühlter Zylinderkopf für eine Kolbenbrennkraftmaschine
JP3685169B2 (ja) * 2002-09-27 2005-08-17 株式会社日立製作所 回転機及びその製造法
AT6338U1 (de) * 2003-02-20 2003-08-25 Avl List Gmbh Mehrzylinderbrennkraftmaschine mit ein- und auslassventilen
JP4327618B2 (ja) 2004-02-05 2009-09-09 トヨタ自動車株式会社 インバータ一体型回転電機およびその回転電機を備えた車両
US6909210B1 (en) * 2004-02-06 2005-06-21 Emerson Electric Co. Cooling system for dynamoelectric machine
DE102004015134A1 (de) * 2004-03-27 2005-10-13 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag Wassergekühlter Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
US7322103B2 (en) * 2004-06-04 2008-01-29 Deere & Company Method of making a motor/generator cooling jacket
US7591147B2 (en) * 2006-11-01 2009-09-22 Honeywell International Inc. Electric motor cooling jacket resistor
US7701095B2 (en) * 2006-07-28 2010-04-20 Danotek Motion Technologies Permanent-magnet generator and method of cooling
US7675209B2 (en) * 2007-02-01 2010-03-09 Honeywell International Inc. Electric motor cooling jacket
US7948126B2 (en) * 2007-03-16 2011-05-24 Remy Technologies, L.L.C. Liquid cooling system of an electric machine
GB0705439D0 (en) * 2007-03-22 2007-05-02 Alstom Intellectual Property Improved flue gas cooling and cleaning arrangment
EP2003320B1 (de) * 2007-06-13 2017-10-11 Ford Global Technologies, LLC Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
US8161643B2 (en) * 2007-09-20 2012-04-24 Arvinmeritor Technology, Llc Method for forming a cooling jacket for an electric motor
US7802614B2 (en) * 2008-06-18 2010-09-28 Elnar Joseph G Electric motor cooling rings
GB2465059B (en) * 2008-09-12 2010-10-27 Controlled Power Technologies Liquid cooled electrical machine
EP2172635B1 (de) * 2008-10-02 2018-12-12 Ford Global Technologies, LLC Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit zwei integrierten Abgaskrümmern und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem derartigen Zylinderkopf
US7855485B2 (en) * 2009-02-04 2010-12-21 TECO - Westinghouse Motor Company Air core stator installation
DE102009001387A1 (de) * 2009-03-06 2010-09-09 Robert Bosch Gmbh Elektromaschine
DE102009045320A1 (de) * 2009-10-05 2011-04-28 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Brennkraftmaschine mit Pumpe zur Förderung von Motoröl und Verfahren zur Erwärmung des Motoröls einer derartigen Brennkraftmaschine
DE102009051651B4 (de) * 2009-11-02 2012-01-26 Siemens Aktiengesellschaft Windkraftgenerator mit Innenkühlkreislauf
JP5349281B2 (ja) * 2009-12-24 2013-11-20 株式会社日本自動車部品総合研究所 回転電機
JP5370928B2 (ja) * 2010-01-14 2013-12-18 株式会社安川電機 モータ、およびそれを備える車両
US8525375B2 (en) * 2010-03-23 2013-09-03 Hamilton Sundstrand Corporation Cooling arrangement for end turns and stator in an electric machine
US8621865B2 (en) * 2010-05-04 2014-01-07 Ford Global Technologies, Llc Internal combustion engine with liquid-cooled turbine
US8487489B2 (en) * 2010-07-30 2013-07-16 General Electric Company Apparatus for cooling an electric machine
US8593021B2 (en) * 2010-10-04 2013-11-26 Remy Technologies, Llc Coolant drainage system and method for electric machines
DE102010038055A1 (de) * 2010-10-08 2012-04-12 Ford Global Technologies, Llc Brennkraftmaschine mit Flüssigkeitskühlung
KR101238209B1 (ko) * 2010-11-29 2013-03-04 엘지전자 주식회사 전동기
JP5333468B2 (ja) * 2011-01-27 2013-11-06 株式会社安川電機 回転電機
CN103069693B (zh) * 2011-02-18 2014-01-01 本田技研工业株式会社 旋转电机的壳体
CN102651579B (zh) * 2011-02-25 2017-03-29 德昌电机(深圳)有限公司 冷却机构及电机
JP5594275B2 (ja) * 2011-11-10 2014-09-24 株式会社安川電機 回転電機
TWI477039B (zh) * 2011-11-23 2015-03-11 Delta Electronics Inc 冷卻套
JP2013141334A (ja) * 2011-12-28 2013-07-18 Denso Corp 回転電機
DE102012203695A1 (de) * 2012-03-08 2013-09-12 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit einer Zweikreiskühlung
DE102012008209A1 (de) * 2012-04-21 2013-10-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektrische Maschine
JP6084421B2 (ja) * 2012-10-03 2017-02-22 株式会社Schaft 水冷モータ構造および水冷用ハウジング
US20140183988A1 (en) * 2012-12-31 2014-07-03 Teco-Westinghouse Motor Company Assemblies For Cooling Electric Machines
JP6442922B2 (ja) * 2014-08-22 2018-12-26 日本電産株式会社 モータ
WO2018003214A1 (ja) * 2016-06-29 2018-01-04 三菱電機株式会社 車両用回転電機

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002119019A (ja) 2000-10-11 2002-04-19 Honda Motor Co Ltd 電動機の冷却構造
JP2002345210A (ja) 2001-05-11 2002-11-29 Ebara Corp 電動機装置及びエキシマレーザ装置
JP2011182480A (ja) 2010-02-26 2011-09-15 Hitachi Automotive Systems Ltd 回転電機システム
JP2017011912A (ja) 2015-06-24 2017-01-12 株式会社明電舎 機電一体型回転機

Also Published As

Publication number Publication date
CN113287251A (zh) 2021-08-20
DE112019006640T5 (de) 2021-10-07
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