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JP2004364429A - Liquid cooled rotary electric machine - Google Patents

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JP2004364429A
JP2004364429A JP2003160721A JP2003160721A JP2004364429A JP 2004364429 A JP2004364429 A JP 2004364429A JP 2003160721 A JP2003160721 A JP 2003160721A JP 2003160721 A JP2003160721 A JP 2003160721A JP 2004364429 A JP2004364429 A JP 2004364429A
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rotary electric
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田島  進
Shinji Yamazaki
慎司 山崎
Yuichiro Baba
雄一郎 馬場
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Abstract

【課題】冷却通路の流路構造を簡素化し、なおかつ発熱体を効果的に冷却することができる液冷式回転電機を提供する。
【解決手段】内部に固定子3及び回転子4を収納すると共に、軸方向一方側が開放された環状流路を有するハウジング2を備え、該ハウジング2の開放端をリアブラケット19で塞ぎ、冷却液が流れる冷却通路23を構成した液冷式回転電機1において、前記冷却通路23は帯状のものであって、仕切り25によって周方向に分断されており、該分断された一方側と連通する前記冷却液の導入口26と、前記分断された他方側と連通する前記冷却液の排出口27とが近接して設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Provided is a liquid-cooled rotary electric machine that can simplify a flow path structure of a cooling passage and can effectively cool a heating element.
A housing includes a housing and a housing. The housing includes a stator and a rotor. The housing has an annular flow path that is open on one side in an axial direction. In the liquid-cooled rotary electric machine 1 having the cooling passages 23 through which the cooling water flows, the cooling passages 23 are band-shaped and are divided in the circumferential direction by partitions 25, and the cooling passages communicate with one of the divided sides. A liquid inlet 26 and a coolant outlet 27 communicating with the other side of the divided liquid are provided close to each other.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転子を回転させて発電する液冷式回転電機に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、車両用の回転電機は、励磁した回転子を回転させることにより、固定子に交流電力を発生させるようになっており、電力が発生する固定子や、この固定子に発生した交流電力を直流電力に変換する整流器、或いは回転子の界磁コイルに供給する励磁電流を制御する電圧調整器等といった発熱体を有する。したがって、信頼性や出力を向上させるためには、こうした発熱体を効果的に冷却する必要がある。
【0003】
この種の回転電機の冷却構造としては、従来から種々提案がなされているが、例えば、固定子周辺に設けた第1の冷却通路と、整流器や電圧調整器の周辺に設けた第2の冷却通路とを直列に接続したもの(例えば、特許文献1等参照)や、固定子の外周を包囲するハウジングに軸方向冷却通路を周方向に列設し、これらを周方向流路で接続したもの(例えば、特許文献2等参照)等がある。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−225060号公報
【特許文献2】
特開2000−270518号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、冷却液の流路構造が複雑なため、冷却液が流路を通過する際の圧力損失が増大してしまう。また、管状の冷却通路を固定子等の発熱体の周囲に複雑に配置した構成であるため、エンジンから導かれる冷却水の給排水口の設置位置の自由度が低く、車両側の設計を大きく制約してしまう。
【0006】
本発明の目的は、冷却通路の流路構造を簡素化し、なおかつ発熱体を効果的に冷却することができる液冷式回転電機を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)上記目的を達成するために、本発明は、内部に固定子及び回転子を収納すると共に、軸方向一方側が開放された環状流路を有するハウジングを備え、該ハウジングの開放端をブラケットで塞ぎ、冷却液が流れる冷却通路を構成した液冷式回転電機において、前記冷却通路は帯状のものであって、仕切りによって周方向に分断されており、該分断された一方側と連通する前記冷却液の導入口と、前記分断された他方側と連通する前記冷却液の排出口とは近接して設けられていることを特徴とする。
【0008】
(2)上記(1)において、好ましくは、前記導入口と前記排出口は、前記ハウジングの周壁に設けられている。
【0009】
(3)上記(1)において、また好ましくは、前記導入口と前記排出口は、前記ブラケット壁に設けられている。
【0010】
(4)上記(2)において、好ましくは、前記導入口と前記排出口は、前記回転子の軸にほぼ沿って配列されている。
【0011】
(5)上記(2)において、また好ましくは、前記導入口と前記排出口は、前記回転子の軸に対してほぼ直交する方向に配列されている。
【0012】
(6)上記(1)において、好ましくは、前記ブラケットには、少なくとも1つの発熱体が取り付けられており、前記冷却通路の開放端側は、前記発熱体近傍では、前記発熱体に近接するように径方向内側に流路厚みが拡大している。
【0013】
(7)上記(6)において、好ましくは、前記冷却通路は、開放端側の流路厚みが径方向内側に拡大する部分では、断面積がほぼ一定となるように他端部が後退している。
【0014】
(8)上記(6)において、前記発熱体は、整流器又は電圧調整器である。
【0015】
(9)上記(1)において、好ましくは、前記冷却通路内に、周方向に流れる冷却液を整流する整流手段を配置する。
【0016】
(10)上記(9)において、好ましくは、前記整流手段は、独立した部材である。
【0017】
(11)上記(9)において、また好ましくは、前記整流手段の後端は、前記ブラケットに接触又は近接している。
【0018】
(12)上記(1)において、また好ましくは、前記固定子を覆い、前記ハウジングの内壁に接触する良熱伝導樹脂を備えている。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液冷式回転電機の実施の形態を図面を用いて説明する。
本実施の形態の液冷式回転電機は、界磁コイルに励磁電流を受けながら、車両(自動車)の内燃機関であるエンジンから伝達された回転駆動力によって回転子を回転させ、これにより固定子コイルに発生した交流電力を整流器で整流し、車両に搭載された電気機器の駆動用電力及び蓄電用電力として直流電力を得るものである。また、本実施の形態の液冷式回転電機は、例えば固定子や整流器等といった発熱体を冷却液を機内循環させて冷却する液冷式発電機である。冷却液は、自動車のエンジンを冷却するとともに、エンジンに付属の外部冷却装置(ラジエータ等)によって冷却されるものの一部を分岐させて用いる。
【0020】
図1は、本発明の液冷式回転電機の第1実施形態の全体構造を表す断面図である。なお、以下において、この図1中の左右方向に対応する方向を「軸方向」、図1中の右・左に対応する位置関係を「後・前」又は「一方・他方」と適宜記載する。
【0021】
図1において、本実施の形態の車両用の液冷式回転電機1は、基本的な構成要素として、本体を為す略円筒形状のハウジング2と、このハウジング2内に収納された固定子(ステータ)3及び回転子(ロータ)4と、固定子3に発生した交流電力を直流電力に整流する整流器5と、回転子4に供給する励磁電流を制御する電圧調整器6とを備えている。
【0022】
固定子3は、固定子鉄心7に固定子コイル8を巻装してなり、ハウジング2の内周に、焼き嵌め或いは圧入等によって嵌合されている。固定子コイル8は、その一部または全体が良熱伝導性の樹脂9に覆われている。良熱伝導性樹脂9は、ハウジング2の内周面に密着(接触)している。
【0023】
回転子4は、回転軸10と、この回転軸10に嵌合した複数の磁極鉄心11と、この磁極鉄心11の内周側に巻装した界磁コイル(図示せず)とで構成されている。ハウジング2の後側端面と、ハウジング2の前側に取り付けられたフロントブラケット12とには、それぞれ軸受13,14が固定されており、これら軸受13,14によって回転軸10が支持され、回転子4は、固定子3の内側に回転可能に支持されている。回転子4の後側端面には、液冷式回転電機1内に冷却空気を導入する冷却ファン15が設けてある。
【0024】
回転軸10の前側先端部は、フロントブラケット12を介し外部に突出しており、この先端部にはプーリ16が嵌合され締結されている。このプーリ16には、自動車の内燃機関であるエンジンの出力軸に取り付けたプーリとの間にベルト(図示せず)が掛け回される。また、ハウジング2にはフランジ17が一体的に設けられており、このフランジ17によって、液冷式回転電機1は、自動車の所定の機関(図示せず)に対し、取付けられ固定されるようになっている。
【0025】
ハウジング2の後側端面には、締結部材18によりブラケット(リアブラケット)19が取り付けられている。このリアブラケット19には、整流器5や電圧調整器6、また回転軸10に嵌合したスリップリング20に摺接することにより、電圧調整器6により制御された励磁電流を回転子4の界磁コイル(図示せず)に供給するためのブラシ21等が固定され、リアカバー22により覆われている。リアブラケット19やハウジング2は、ダイカスト鋳造に適した、例えばアルミニウム合金等で形成されている。
【0026】
ハウジング2には、固定子3の外周側を取り巻くよう、その円筒状の側壁内に形成した環状流路が設けられており、この環状流路が冷却通路23を構成している。冷却通路23は帯状に形成されており、断面の長手方向が回転軸10とほぼ平行な関係にある。また、その軸方向前側端部は閉塞しているのに対し、軸方向後側端部はハウジング2の後側端面に露出して開放されている。ハウジング2とリアブラケット19との間には、この冷却通路23の開放端部を内外から覆うようにシール24が設けられており、シール24とリアブラケット19とで、冷却通路23の密閉性が保たれている。また、冷却通路23は、整流器5や電圧調整器6の近傍において、整流器5や電圧調整器6等といった発熱体のうちの少なくとも1つに近接するよう、その開放端部の流路厚みがハウジング2の後側端面に沿って径方向内側に拡大しており、リアブラケット19における対応の位置に取り付けた整流器5や電圧調整器6付近にも冷却液が流れるようになっている。
【0027】
図2は、図1中の上側から見た上記ハウジング2の外観図であり、この図2に示すように、環状の冷却通路23は、軸方向に直線的に設けた仕切り25(図2中斜線部参照)により区切られている(周方向に分断されている)。仕切り25は、例えばダイカスト製法等によってハウジング2と一体成型されている。また、ハウジング2の周壁(外周側壁面)には、外部冷却液循環装置(図示せず)に接続する冷却液の導入口26及び排出口27が、径方向外側に向かって設けられている。これら導入口26及び排出口27は、冷却通路23の周方向における一方側及び他方側に連通しており、仕切り25を挟んで周方向、すなわち回転子4の軸方向とほぼ直交する方向に配列され互いに近接している。導入口26及び排出口27の位置関係は、逆であっても構わない。
【0028】
次に、上記構成の本実施の形態の液冷式回転電機の動作を説明する。
本実施の形態の液冷式回転電機1は、電圧調整器6で調整された励磁電流が界磁コイル(図示せず)に流れると各磁極鉄心11が励磁される。この状態でプーリ16を介して自動車のエンジン(図示せず)からの回転駆動力が回転軸10に伝達されて回転子4が回転すると、固定子3の固定子コイル8に交流電力が発生する。この固定子コイル8に発生した交流電力は、整流器5で整流され、図示しない出力端子を介して車両に搭載された電気機器の駆動用及び蓄電用の直流電力として出力される。
【0029】
一方、エンジンや外部冷却装置(ラジエータ等)からの冷却液は、導入口26を介して冷却通路23に流入して、冷却通路23中に一様な帯状の流れを形成しつつ、固定子3の周囲をほぼ1周して排出口27を介し再びエンジンや外部冷却装置等に循環される。これにより、発電の際、固定子コイル8には発電電流による熱が、固定子鉄心7には渦電流による熱がそれぞれ発生するが、これら固定子コイル8及び固定子鉄心7に発生した熱は、良熱伝導体4を介してハウジング2に伝わり、さらにそれぞれ冷却通路23中を環流する冷却液に伝わり吸熱される。また、交流電力を直流電力に変換する整流器5や、励磁電流を制御する電圧調整器6も稼働中に発熱を伴うが、これら整流器5や電圧調整器6で発生した熱は、冷却フィンの役割を果たすリアブラケット19を介し、冷却水流路23後端部の径方向内側に流路厚みが拡大した部分に流通する冷却液に伝わり吸熱される。
【0030】
本実施の形態によれば、冷却通路23を固定子3の全周を環状に覆うように帯状に形成したので、極簡素な構成でありながら、固定子3の近傍を流れる冷却通路23中の冷却液によって効果的に冷却することができる。また、整流器5や電圧調整器6等といった固定子3以外の発熱体の近傍においては、冷却通路23の後端部(開放端側)をそれら発熱体に近接するように流路厚みを径方向内側に拡大することにより、冷却通路23の流路構成を複雑化することなく、整流器5や電圧調整器6も積極的に冷却することができる。しかも、流路が分岐することなく、固定子3の周囲を単に1周するだけの簡素な流路構成であるため、冷却液の圧力損失を大幅に低減させることができ、なおかつ導入口26及び排出口27の設置自由度も極めて高い。そのため、冷却液の流量及び流速を十分に確保することができるので、冷却能力を向上させることができ、液冷式回転電機1の出力及び信頼性を向上させることができるとともに、車両側の設計自由度を向上させることができる。また、圧力損失を抑制することができるので、冷却通路23に対し冷却液を給排する冷却液循環装置の負担を軽減することができ、冷却液の循環系のエネルギー効率向上にも寄与する。
【0031】
従来、ハウジングの壁内に冷却通路を形成する場合、冷却通路を、ハウジング壁内を軸方向に貫通させるように設けることが多く、この冷却通路を密閉するためには、冷却通路の軸方向両側の開放端をブラケットやカバー等で覆わなければならない。そのため、こうした構成が冷却通路を形成するための工数を増加させコストを押し上げる一因となっていた。それに対し、本実施の形態においては、冷却通路23の前端部は閉塞しており、開放した後端部のみをリアブラケット19で塞げば足りるので、その分工数が減少し、また組立も容易化され、製作コスト低減に寄与する。
【0032】
また、本実施の形態においては、良熱伝導樹脂9を設けたことにより、固定子コイル8から冷却通路23への伝熱効率を向上させることができる。仮に、良熱伝導樹脂9を省略した場合、固定子コイル8に生じた熱は、固定子コイル8→固定子鉄心7→ハウジング2→冷却液という経路でのみ放熱され、固定子コイル8端部の熱を十分に冷却することは難しい。それに対し、良熱伝導樹脂9を設けた場合、先の伝熱経路に加え、固定子コイル8→良熱伝導樹脂9→ハウジング2→冷却液という経路を確保することができ、固定子コイル8の端部で生じた熱も、効率的に冷却液中に放熱することができる。また、固定子コイル8と固定子鉄心7との間の伝熱効率も向上させることができる。
【0033】
また、本実施形態においては、冷却液の導入口26及び排出口27を軸方向とほぼ直交する方向に配列したため、仕切り25はその間を仕切るように軸方向に直線的に形成することができるので、ダイカスト成型により仕切り25をハウジング2と簡単に一体成型することができる。これにより、ハウジング2の生産性が向上し、更に部品点数も減少するので、液冷式回転電機1の製造コストを低減させることができる。また、一体成型であるために、仕切りをハウジング2に組み付け忘れる等といったことも生じ得ない。また、仕切り25を軸方向に直線的に設けたので、冷却通路23の流路面積を最大限に拡大することができ、冷却性能をより向上させることができる。
【0034】
図3及び図4は、本発明の液冷式回転電機の第2実施形態の構成を表す図で、それぞれ先の図1及び図2に対応してある。したがって、これら図3及び図4において、図1及び図2と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
図3及び図4に示すように、本実施形態において、斜線部で示した仕切り25’は、略「S」字状に形成されており、回転子4の軸方向にほぼ沿う形で配列された導入口26’及び排出口27’を隔てている。この仕切り壁25’は、ダイカスト製法によりハウジング2の壁内に環状に形成した冷却通路23’に対し、組立時に挿入される。その他の構成は第1実施形態と同様である。
【0035】
本実施形態の場合、導入口26’及び排出口27’が軸方向に並設されているため、これらを隔てて冷却通路23’を分断する仕切り25’は、自ずと「S」字状となる。そのため、本実施形態においては、金型を引き抜く際の設計的事情からダイカスト製法等によってハウジング2と一体成型することが困難であるため、仕切り25’をハウジング2とは別部品としている。また、仕切り25’が「S」字状であるため、図2に示した仕切り25に比べると、中央の縦寸法a及び横寸法bで示唆した面積分だけ、冷却通路23の流路面積は僅かに減少している。しかしながら本実施形態においても、従来の複雑な流路構成の冷却通路を備えた液冷式回転電機に比べ、図1及び図2で説明した第1実施形態の液冷式回転電機1と同様の効果を得ることができる。
【0036】
図5は本発明の液冷式回転電機の第3実施形態の全体構造を表す側断面図、図6は第3実施形態における冷却通路を構成する各部の分解図、図7はその冷却通路の展開図で、これら図5〜図7において、図1及び図2と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
【0037】
本実施の形態の液冷式回転電機1Aが、前述した本発明の第1実施形態の液冷式回転電機1と主に相違する点は、第1に導入口26A及び排出口27Aを、ブラケット壁、すなわちリアブラケット19に軸方向後方に向かって設けた点、第2に冷却通路23A内に整流手段28を設けた点である。
【0038】
上記整流手段28は、ハウジング2等とは独立した部材であって、冷却通路23Aの内周側壁面にほぼ当接する略「C」字状のリング部材29と、このリング部材29の外周部に、軸方向に所定の間隔をもって突設した複数のガイド部材30とで構成されている。また、この整流手段28は、ハウジング2やリアブラケット19等と同様に、ダイカスト鋳造に適したアルミニウム合金等で形成されている。
【0039】
冷却通路23Aは、図1の冷却通路23と同様、ダイカスト製法等によりハウジング2に一体成型したものである。ダイカスト製法においては、溶融金属を金型に流し込み、冷却・凝固させ、金型を取外すことにより製品が成型されるが、本実施の形態においては、図5に示すように、更なる生産性向上を狙って冷却通路23Aに抜き勾配αを付け、金型を引き抜き易くしてある。
【0040】
しかしながら、抜き勾配αを設けたことに伴い、冷却通路23Aは、開口端側(軸方向後方側、図7中上側)から離れる程、流路断面(流路厚み)が小さくなり冷却液が流れ難くなる。本実施の形態においては、導入口26A及び排出口27Aが開放端側に接続しているため、導入口26Aから流入した直後においては、図7に矢印で示したように、冷却液がほぼ軸方向に沿って軸方向前方側(図7中下側)に流れるが、その後、流路の広い軸方向後方側に戻り、そのまま排出口27Aから流出しようとする。その結果、冷却通路23Aにおける軸方向前方側については、軸方向後方側に比し、冷却液の流速及び流量が低下し、これにより固定子3の冷却状態が不均一になる可能性がある。
【0041】
それに対し、図8は整流手段28を配備した状態の冷却通路23Aの展開図であり、図8に矢印で示したように、本実施の形態においては、冷却通路23A中に整流手段28を配備したことにより、導入口26Aから軸方向に流入した冷却水を、各ガイド部材30により画定された複数の流路を流通させ、排出口27A側まで周方向に一様な流れを形成するようにガイド(整流)する。これにより、冷却通路23Aの全周に亘り軸方向位置に関わらず冷却液を一様に流通させることができ、固定子3を均一に冷却することができる。したがって、本実施の形態においても、前述した本発明の第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0042】
さらに、本実施の形態においては、整流手段28を、リング部材29が冷却通路23Aの内周側壁面にほぼ当接するように構成したので、リング部材29が放熱板の役割を果たすことにより、ハウジング2から伝熱される熱の冷却液中への放熱効率向上も期待できる。なお、整流手段28は、ハウジング2やリアブラケット19と同様にアルミニウム合金で形成してあるので、異種金属間で発生する電位差による腐食を防止することもできる。
【0043】
図9は、本発明の液冷式回転電機の第4実施形態における冷却通路を構成する各部の分解図で、先の図6に対応する図である。但し、図9において、図6と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
【0044】
本実施の形態が、前述した本発明の液冷式回転電機の第3実施形態と相違する点は、整流手段28Aの構成にあり、その他の構成については第3実施形態と同様である。整流手段28Aは、冷却通路23Aの外周側壁面にほぼ当接する略「C」字状のリング部材29Aと、このリング部材29Aの内周部に、軸方向に所定の間隔をもって突設した複数のガイド部材30Aと、リング部材29Aの軸方向後側に設けた複数(本例では3つ)のストッパ31とで構成されている。整流手段28Aは、冷却通路23Aに配備された状態で、その軸方向後端、すなわちストッパ31の先端部が、リアブラケット19に接触又は近接するようになっている。
【0045】
本実施の形態によっても、整流手段28Aによって冷却通路23A内の冷却液の流れが周方向に整流されるので、前述した第3実施形態と同様の効果を得ることができる。また、リアブラケット19に接触又は近接するストッパ31を設けたことによって、整流手段28Aの軸方向への動きを拘束することができるので、車両に搭載された際に振動が加わっても、整流手段28Aの軸方向位置を所定の位置に固定することができ、冷却液の整流機能を安定的に発揮させることができる。また、本実施の形態においては、整流手段28Aのリング部材29Aが、冷却通路23Aの外周側壁面にほぼ当接する構成であるため、冷却通路23Aの内周側壁面に冷却水が直接接触するので、固定子3(図5参照)からの熱はリング部材29Aを介さず直接的に冷却液中に放熱され、これによる冷却効率向上が期待できる。
【0046】
なお、本実施の形態において、ストッパ31をリング部材29Aの後部に間欠的に設け、整流手段28Aの後端が部分的にリアブラケット19に接触又は近接する構成としたが、例えば、ストッパを、リング部材29Aを軸方向後方側に延長したような「C」字状に形成し、整流手段28Aの後端が全面的にリアブラケット19に接触又は近接する構成としても良い。この場合も同様の効果を得る。
【0047】
図10(a)は本発明の液冷式回転電機の第5実施形態に備えられたハウジングを後部端面側から見た図、図10(b)は図10(a)を図中の下側から見た冷却通路の投影図で、図10(a)においては、冷却通路の形状との位置関係を表すため、整流器5等といったリアブラケット19に取り付けたものを仮想線で図示するとともに、図の簡略化のために冷却流路の仕切りや導入口、排出口、またフランジ等については図示省略してある。また、これら図10(a)及び図10(b)において、先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
【0048】
図10(a)において、先に図1等を用いて第1実施形態でも説明したように、斜線部で図示した冷却通路23Bの後端部(開放端部)の流路の厚みは、整流器5等の近傍において、径方向内側に拡大されている。これにより、固定子3(図1参照)のみならず整流器5等も積極的に冷却する構造となっているが、この拡大部23Baにおいては、冷却通路28Bの軸方向断面の面積が大きくなることから、そのままでは流速及び流量が低下してしまう。
【0049】
そこで、本実施の形態においては、冷却通路23B中の上記拡大部23Baに周方向位置が対応する箇所においては、冷却通路23Baの開放端の他端、すなわち軸方向前端(図10(b)中の下端)の壁面位置を後退させ(軸方向後方側に前端壁面を隆起させ)、隆起部23Bbを設けることにより、冷却通路23Baの断面積を周方向各所においてほぼ一定にしている。その他の構成は第1実施形態と同様である。
【0050】
本実施形態によれば、上記のように冷却流路23Bの断面積をほぼ一定としたことにより、冷却通路28Ba中を流れる冷却液の流量及び流速を、冷却通路28Baの周方向各所において均一化することができるので、固定子3や整流器5等といった各発熱体から伝達される熱を均一に冷却液中に放熱させることができ、冷却効率を更に向上させることができる。特に、熱に弱い半導体部品で構成される整流器5の冷却を重要視する場合には、隆起部23Bbの隆起量や隆起幅を拡大することにより、整流器5付近を流れる冷却液の流速及び流量を増大させ、整流器5を効果的に冷却することができ、半導体部品の寿命延長を図ることも可能である。勿論、本実施の形態の構成は、前述した第1〜第4の各実施の形態に対し組み合わせ可能であり、それぞれ上記同様の効果が得られる。
【0051】
【発明の効果】
本発明によれば、冷却通路の流路構造を簡素化することができ、なおかつ発熱体を効果的に冷却することができるとともに、生産性を向上させることができる。よって、車両用の回転電機の出力向上、製作コストの低減、車両の設計自由度向上等といった様々な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液冷式回転電機の第1実施形態の全体構造を表す断面図である。
【図2】図1中の上側から見たハウジングの外観図である。
【図3】本発明の液冷式回転電機の第2実施形態の全体構造を表す断面図である。
【図4】図3中の上側から見たハウジングの外観図である。
【図5】本発明の液冷式回転電機の第3実施形態の全体構造を表す断面図である。
【図6】本発明の液冷式回転電機の第3実施形態における冷却通路を構成する各部の分解図である。
【図7】本発明の液冷式回転電機の第3実施形態における冷却通路の展開図である。
【図8】本発明の液冷式回転電機の第3実施形態における整流手段を配備した状態の冷却通路の展開図である。
【図9】本発明の液冷式回転電機の第4実施形態における冷却通路を構成する各部の分解図である。
【図10】本発明の液冷式回転電機の第5実施形態に備えられたハウジングを後部端面側から見た図、及びこの図を図中下側から見た冷却通路の投影図である。
【符号の説明】
1 液冷式回転電機
1A 液冷式回転電機
2 ハウジング
3 固定子
4 回転子
5 整流器(発熱体)
6 電圧調整器(発熱体)
9 良熱伝導樹脂
19 リアブラケット(ブラケット)
23 冷却通路
23A 冷却通路
23B 冷却通路
25 仕切り
25’ 仕切り
26 導入口
26’ 導入口
26A 導入口
27 排出口
27’ 排出口
27A 排出口
28 整流手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid-cooled rotary electric machine that generates power by rotating a rotor.
[0002]
[Prior art]
In general, a rotating electric machine for a vehicle is configured to generate AC power in a stator by rotating an excited rotor, and to generate a stator in which electric power is generated and an AC power generated in the stator. It has a heating element such as a rectifier for converting to DC power or a voltage regulator for controlling an exciting current supplied to a field coil of the rotor. Therefore, in order to improve reliability and output, it is necessary to effectively cool such a heating element.
[0003]
Conventionally, various proposals have been made as a cooling structure for this type of rotating electric machine. For example, a first cooling passage provided around a stator and a second cooling passage provided around a rectifier or a voltage regulator are provided. One in which passages are connected in series (for example, see Patent Document 1 and the like), and one in which axial cooling passages are arranged in a circumferential direction in a housing surrounding the outer periphery of a stator, and these are connected by a circumferential passage. (For example, see Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-225060
[Patent Document 2]
JP 2000-270518 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described related art, the pressure loss when the cooling liquid passes through the flow path increases because the flow path structure of the cooling liquid is complicated. In addition, since the tubular cooling passage is arranged in a complicated manner around the heating element such as the stator, the degree of freedom of the installation position of the cooling water supply / drain port guided from the engine is low, greatly limiting the design on the vehicle side. Resulting in.
[0006]
An object of the present invention is to provide a liquid-cooled rotary electric machine that can simplify a flow path structure of a cooling passage and can effectively cool a heating element.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to achieve the above object, the present invention includes a housing having a stator and a rotor housed therein and having an annular flow path that is open on one side in the axial direction. In the liquid-cooled rotary electric machine configured with a cooling passage through which a cooling liquid flows, the cooling passage has a band shape, is divided in a circumferential direction by a partition, and communicates with the divided one side. The cooling liquid introduction port and the cooling liquid discharge port communicating with the divided other side are provided close to each other.
[0008]
(2) In the above (1), preferably, the inlet and the outlet are provided on a peripheral wall of the housing.
[0009]
(3) In the above (1), preferably, the inlet and the outlet are provided in the bracket wall.
[0010]
(4) In the above (2), preferably, the inlet and the outlet are arranged substantially along the axis of the rotor.
[0011]
(5) In (2) above, preferably, the inlet and the outlet are arranged in a direction substantially orthogonal to the axis of the rotor.
[0012]
(6) In the above (1), preferably, at least one heating element is attached to the bracket, and an open end side of the cooling passage is close to the heating element near the heating element. The thickness of the flow path is increased radially inward.
[0013]
(7) In the above (6), preferably, at the portion where the thickness of the flow path on the open end side expands inward in the radial direction, the other end of the cooling passage retreats so that the cross-sectional area becomes substantially constant. I have.
[0014]
(8) In the above (6), the heating element is a rectifier or a voltage regulator.
[0015]
(9) In the above (1), preferably, a rectifying means for rectifying the coolant flowing in the circumferential direction is arranged in the cooling passage.
[0016]
(10) In the above (9), preferably, the rectification means is an independent member.
[0017]
(11) In the above (9), preferably, a rear end of the rectifying means is in contact with or close to the bracket.
[0018]
(12) In the above (1), preferably, a good heat conductive resin that covers the stator and contacts the inner wall of the housing is provided.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a liquid-cooled rotary electric machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The liquid-cooled rotary electric machine according to the present embodiment rotates a rotor by a rotational driving force transmitted from an engine, which is an internal combustion engine of a vehicle (automobile), while receiving an exciting current to a field coil, thereby rotating the stator. The AC power generated in the coil is rectified by a rectifier, and DC power is obtained as drive power and power storage power for electric equipment mounted on the vehicle. The liquid-cooled rotary electric machine according to the present embodiment is a liquid-cooled generator that circulates a cooling liquid through a heating element such as a stator or a rectifier to cool the inside of the apparatus. The coolant is used to cool the engine of the automobile and to branch off a part of the coolant cooled by an external cooling device (such as a radiator) attached to the engine.
[0020]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the overall structure of a first embodiment of the liquid-cooled rotary electric machine of the present invention. In the following, a direction corresponding to the left-right direction in FIG. 1 is appropriately described as “axial direction”, and a positional relationship corresponding to right / left in FIG. 1 is appropriately described as “back / front” or “one / other”. .
[0021]
In FIG. 1, a liquid-cooled rotary electric machine 1 for a vehicle according to the present embodiment includes, as basic components, a substantially cylindrical housing 2 forming a main body, and a stator (stator) housed in the housing 2. 3), a rotor (rotor) 4, a rectifier 5 for rectifying AC power generated in the stator 3 into DC power, and a voltage regulator 6 for controlling an exciting current supplied to the rotor 4.
[0022]
The stator 3 is formed by winding a stator coil 8 around a stator core 7 and is fitted to the inner periphery of the housing 2 by shrink fitting or press fitting. The stator coil 8 is partially or entirely covered with a resin 9 having good thermal conductivity. The good thermal conductive resin 9 is in close contact (contact) with the inner peripheral surface of the housing 2.
[0023]
The rotor 4 includes a rotating shaft 10, a plurality of magnetic pole cores 11 fitted to the rotating shaft 10, and a field coil (not shown) wound on the inner peripheral side of the magnetic pole core 11. I have. Bearings 13 and 14 are fixed to the rear end surface of the housing 2 and the front bracket 12 attached to the front side of the housing 2, and the rotating shaft 10 is supported by the bearings 13 and 14 and the rotor 4 Are rotatably supported inside the stator 3. A cooling fan 15 for introducing cooling air into the liquid-cooled rotary electric machine 1 is provided on a rear end face of the rotor 4.
[0024]
The front end of the rotating shaft 10 projects outside via a front bracket 12, and a pulley 16 is fitted and fastened to this end. A belt (not shown) is wound around the pulley 16 and a pulley attached to an output shaft of an engine which is an internal combustion engine of a vehicle. Further, the housing 2 is integrally provided with a flange 17 so that the liquid-cooled rotary electric machine 1 is attached and fixed to a predetermined engine (not shown) of the automobile by the flange 17. Has become.
[0025]
A bracket (rear bracket) 19 is attached to a rear end surface of the housing 2 by a fastening member 18. The rectifier 5, the voltage regulator 6, and the slip ring 20 fitted to the rotating shaft 10 are slidably contacted with the rear bracket 19, so that the excitation current controlled by the voltage regulator 6 is applied to the field coil of the rotor 4. (Not shown), a brush 21 and the like for supplying the same are fixed and covered with a rear cover 22. The rear bracket 19 and the housing 2 are formed of, for example, an aluminum alloy or the like suitable for die casting.
[0026]
The housing 2 is provided with an annular flow path formed in a cylindrical side wall so as to surround the outer peripheral side of the stator 3, and this annular flow path constitutes a cooling passage 23. The cooling passage 23 is formed in a band shape, and the longitudinal direction of the cross section is substantially parallel to the rotating shaft 10. The front end in the axial direction is closed, while the rear end in the axial direction is exposed to the rear end surface of the housing 2 and is open. A seal 24 is provided between the housing 2 and the rear bracket 19 so as to cover the open end of the cooling passage 23 from inside and outside, and the seal 24 and the rear bracket 19 improve the tightness of the cooling passage 23. Is kept. In addition, the cooling passage 23 has a flow path thickness at an open end thereof near the rectifier 5 and the voltage regulator 6 so as to be close to at least one of the heating elements such as the rectifier 5 and the voltage regulator 6. 2 extends radially inward along the rear end face, so that the coolant flows also near the rectifier 5 and the voltage regulator 6 attached to corresponding positions on the rear bracket 19.
[0027]
FIG. 2 is an external view of the housing 2 as viewed from above in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the annular cooling passage 23 has a partition 25 (in FIG. (See hatched portion) (divided in the circumferential direction). The partition 25 is formed integrally with the housing 2 by, for example, a die casting method. In addition, a coolant inlet 26 and a coolant outlet 27 connected to an external coolant circulation device (not shown) are provided on the peripheral wall (outer peripheral side wall surface) of the housing 2 toward the outside in the radial direction. The inlet 26 and the outlet 27 communicate with one side and the other in the circumferential direction of the cooling passage 23, and are arranged in the circumferential direction across the partition 25, that is, in a direction substantially orthogonal to the axial direction of the rotor 4. And are close to each other. The positions of the inlet 26 and the outlet 27 may be reversed.
[0028]
Next, the operation of the liquid-cooled rotary electric machine of the present embodiment having the above configuration will be described.
In the liquid-cooled rotary electric machine 1 of the present embodiment, when the excitation current adjusted by the voltage regulator 6 flows through the field coil (not shown), each magnetic pole core 11 is excited. In this state, when rotational driving force from an automobile engine (not shown) is transmitted to the rotating shaft 10 via the pulley 16 and the rotor 4 rotates, AC power is generated in the stator coil 8 of the stator 3. . The AC power generated in the stator coil 8 is rectified by the rectifier 5 and output as DC power for driving and storing electric equipment mounted on the vehicle via an output terminal (not shown).
[0029]
On the other hand, the coolant from the engine or an external cooling device (such as a radiator) flows into the cooling passage 23 through the inlet 26 and forms a uniform belt-like flow in the cooling passage 23 while the stator 3 And is circulated again through the discharge port 27 to the engine and the external cooling device. As a result, during power generation, heat due to the generated current is generated in the stator coil 8, and heat due to the eddy current is generated in the stator core 7. However, the heat generated in the stator coil 8 and the stator core 7 is The heat is transmitted to the housing 2 via the good heat conductor 4, and further transmitted to the cooling liquid circulating in the cooling passage 23 to be absorbed. The rectifier 5 for converting AC power to DC power and the voltage regulator 6 for controlling the exciting current also generate heat during operation, but the heat generated by the rectifier 5 and the voltage regulator 6 serves as a cooling fin. Through the rear bracket 19, the heat is transmitted to the coolant flowing through the portion where the thickness of the flow channel is increased radially inward of the rear end portion of the cooling water flow channel 23 and heat is absorbed.
[0030]
According to the present embodiment, the cooling passage 23 is formed in a band shape so as to annularly cover the entire circumference of the stator 3. Therefore, the cooling passage 23 in the cooling passage 23 flowing near the stator 3 has an extremely simple configuration. Cooling can be effectively performed by the cooling liquid. Further, in the vicinity of a heating element other than the stator 3 such as the rectifier 5 and the voltage regulator 6, the flow path thickness in the radial direction is adjusted so that the rear end (open end side) of the cooling passage 23 is close to the heating element. By expanding inward, the rectifier 5 and the voltage regulator 6 can also be actively cooled without complicating the flow path configuration of the cooling passage 23. In addition, since the flow path does not branch and has a simple flow path configuration in which the circumference of the stator 3 is simply rotated once, the pressure loss of the coolant can be significantly reduced. The degree of freedom of setting the outlet 27 is also extremely high. Therefore, the flow rate and the flow velocity of the cooling liquid can be sufficiently ensured, so that the cooling capacity can be improved, the output and reliability of the liquid-cooled rotary electric machine 1 can be improved, and the vehicle-side design can be improved. The degree of freedom can be improved. Further, since the pressure loss can be suppressed, the burden on the cooling liquid circulating device that supplies and discharges the cooling liquid to and from the cooling passage 23 can be reduced, which also contributes to improving the energy efficiency of the cooling liquid circulation system.
[0031]
Conventionally, when a cooling passage is formed in a wall of a housing, the cooling passage is often provided so as to pass through the inside of the housing wall in the axial direction. In order to seal the cooling passage, both sides of the cooling passage in the axial direction are required. Must be covered with brackets or covers. For this reason, such a configuration increases the man-hour for forming the cooling passage and increases the cost. On the other hand, in the present embodiment, the front end of the cooling passage 23 is closed, and only the opened rear end needs to be closed with the rear bracket 19, so that the number of processes is reduced and the assembly is facilitated. This contributes to a reduction in manufacturing costs.
[0032]
Further, in the present embodiment, the provision of the good heat conductive resin 9 can improve the efficiency of heat transfer from the stator coil 8 to the cooling passage 23. If the good heat conductive resin 9 is omitted, the heat generated in the stator coil 8 is radiated only through the route of the stator coil 8 → stator core 7 → housing 2 → coolant, and the end of the stator coil 8 It is difficult to sufficiently cool the heat of the car. On the other hand, when the good heat conductive resin 9 is provided, in addition to the above-described heat transfer path, a path of the stator coil 8 → the good heat conductive resin 9 → the housing 2 → the coolant can be secured. The heat generated at the end of the cooling water can also be efficiently radiated into the coolant. Further, the heat transfer efficiency between the stator coil 8 and the stator core 7 can be improved.
[0033]
Further, in the present embodiment, since the inlet 26 and the outlet 27 of the coolant are arranged in a direction substantially orthogonal to the axial direction, the partition 25 can be formed linearly in the axial direction so as to partition between them. The partition 25 can be easily formed integrally with the housing 2 by die casting. As a result, the productivity of the housing 2 is improved and the number of parts is also reduced, so that the manufacturing cost of the liquid-cooled rotary electric machine 1 can be reduced. In addition, since the partition is integrally formed, the partition may not be forgotten to be assembled to the housing 2. Further, since the partition 25 is provided linearly in the axial direction, the flow passage area of the cooling passage 23 can be maximized, and the cooling performance can be further improved.
[0034]
3 and 4 are views showing the configuration of a liquid-cooled rotary electric machine according to a second embodiment of the present invention, and correspond to FIGS. 1 and 2, respectively. Therefore, in FIG. 3 and FIG. 4, the same parts as those in FIG. 1 and FIG.
As shown in FIGS. 3 and 4, in the present embodiment, the partitions 25 ′ indicated by oblique lines are formed in a substantially “S” shape, and are arranged substantially along the axial direction of the rotor 4. Between the inlet 26 'and the outlet 27'. This partition wall 25 'is inserted into the annular cooling passage 23' formed in the wall of the housing 2 by die-casting at the time of assembly. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0035]
In the case of this embodiment, since the inlet 26 ′ and the outlet 27 ′ are arranged in the axial direction, the partition 25 ′ that separates the cooling passage 23 ′ therebetween becomes naturally “S” shaped. . For this reason, in the present embodiment, it is difficult to integrally mold the housing 2 with the housing 2 by a die casting method or the like due to design circumstances when the mold is pulled out, and thus the partition 25 ′ is a separate part from the housing 2. Further, since the partition 25 ′ has an “S” shape, the flow passage area of the cooling passage 23 is smaller than that of the partition 25 shown in FIG. 2 by an area indicated by the central vertical dimension a and the horizontal dimension b. It has decreased slightly. However, also in the present embodiment, compared to the conventional liquid-cooled rotary electric machine having a cooling passage having a complicated flow path configuration, the same as the liquid-cooled rotary electric machine 1 of the first embodiment described in FIGS. The effect can be obtained.
[0036]
FIG. 5 is a side sectional view showing an entire structure of a liquid-cooled rotary electric machine according to a third embodiment of the present invention, FIG. 6 is an exploded view of each part constituting a cooling passage in the third embodiment, and FIG. In the development views, in FIGS. 5 to 7, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0037]
The liquid-cooled rotary electric machine 1A of the present embodiment is mainly different from the liquid-cooled rotary electric machine 1 of the first embodiment of the present invention described above in that a first inlet 26A and a second outlet 27A are attached to a bracket. The second point is that a rectifying means 28 is provided in the cooling passage 23A in the wall, that is, the rear bracket 19 is provided rearward in the axial direction.
[0038]
The rectifying means 28 is a member independent of the housing 2 and the like, and has a substantially “C” -shaped ring member 29 that substantially abuts the inner peripheral side wall surface of the cooling passage 23A, and an outer peripheral portion of the ring member 29. , And a plurality of guide members 30 projecting at predetermined intervals in the axial direction. The rectifying means 28 is made of an aluminum alloy or the like suitable for die casting, like the housing 2 and the rear bracket 19.
[0039]
The cooling passage 23A is formed integrally with the housing 2 by a die casting method or the like, similarly to the cooling passage 23 of FIG. In the die casting method, a product is molded by pouring a molten metal into a mold, cooling and solidifying, and removing the mold. In the present embodiment, as shown in FIG. The cooling passage 23A is provided with a draft angle α to make it easier to pull out the mold.
[0040]
However, with the provision of the draft α, as the cooling passage 23A becomes farther from the opening end side (axially rear side, upper side in FIG. 7), the flow path cross section (flow path thickness) becomes smaller, and the cooling liquid flows. It becomes difficult. In the present embodiment, since the inlet 26A and the outlet 27A are connected to the open end, immediately after flowing from the inlet 26A, the coolant is substantially axially moved as indicated by the arrow in FIG. The fluid flows axially forward (the lower side in FIG. 7) along the direction, but then returns to the axially backward side of the wide flow path and tries to flow out of the outlet 27A as it is. As a result, the flow rate and the flow rate of the cooling liquid on the axial front side in the cooling passage 23A are lower than on the axial rear side, whereby the cooling state of the stator 3 may become uneven.
[0041]
On the other hand, FIG. 8 is a development view of the cooling passage 23A in a state where the rectifying means 28 is provided. As shown by an arrow in FIG. 8, in the present embodiment, the rectifying means 28 is provided in the cooling passage 23A. By doing so, the cooling water that has flowed in the axial direction from the inlet 26A flows through the plurality of flow paths defined by the guide members 30 so that a uniform flow is formed in the circumferential direction up to the outlet 27A. Guide (rectify). This allows the coolant to flow uniformly regardless of the axial position over the entire circumference of the cooling passage 23A, and thus allows the stator 3 to be cooled uniformly. Therefore, also in the present embodiment, the same effects as in the above-described first embodiment of the present invention can be obtained.
[0042]
Furthermore, in the present embodiment, the flow regulating means 28 is configured such that the ring member 29 substantially abuts the inner peripheral side wall surface of the cooling passage 23A. It is also expected that the efficiency of heat transfer from the heat transfer device 2 to the cooling liquid can be improved. Since the rectifying means 28 is formed of an aluminum alloy similarly to the housing 2 and the rear bracket 19, it is possible to prevent corrosion due to a potential difference generated between dissimilar metals.
[0043]
FIG. 9 is an exploded view of each part constituting a cooling passage in a fourth embodiment of the liquid-cooled rotary electric machine of the present invention, and is a view corresponding to FIG. However, in FIG. 9, the same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0044]
This embodiment is different from the above-described third embodiment of the liquid-cooled rotary electric machine of the present invention in the configuration of the rectifier 28A, and the other configurations are the same as those of the third embodiment. The rectifying means 28A includes a substantially “C” -shaped ring member 29A substantially abutting on the outer peripheral side wall surface of the cooling passage 23A, and a plurality of axially projecting protrusions provided on the inner peripheral portion of the ring member 29A at predetermined intervals. It comprises a guide member 30A and a plurality (three in this example) of stoppers 31 provided on the rear side in the axial direction of the ring member 29A. The rectifying means 28A is arranged such that the rear end in the axial direction, that is, the front end of the stopper 31 is in contact with or close to the rear bracket 19 in a state of being disposed in the cooling passage 23A.
[0045]
Also in the present embodiment, the flow of the coolant in the cooling passage 23A is rectified in the circumferential direction by the rectifying means 28A, so that the same effect as in the third embodiment described above can be obtained. In addition, the provision of the stopper 31 in contact with or in proximity to the rear bracket 19 can restrict the axial movement of the rectifying means 28A. The axial position of 28A can be fixed at a predetermined position, and the rectifying function of the coolant can be stably exhibited. Further, in the present embodiment, since the ring member 29A of the flow straightening means 28A is substantially in contact with the outer peripheral side wall surface of the cooling passage 23A, the cooling water directly contacts the inner peripheral side wall surface of the cooling passage 23A. The heat from the stator 3 (see FIG. 5) is directly radiated into the cooling liquid without passing through the ring member 29A, so that an improvement in cooling efficiency can be expected.
[0046]
In the present embodiment, the stopper 31 is provided intermittently at the rear part of the ring member 29A, and the rear end of the rectifying means 28A partially contacts or approaches the rear bracket 19. The ring member 29A may be formed in a “C” shape extending toward the rear side in the axial direction, and the rear end of the rectifying unit 28A may be entirely in contact with or close to the rear bracket 19. In this case, a similar effect is obtained.
[0047]
FIG. 10A is a view of a housing provided in a liquid-cooled rotary electric machine according to a fifth embodiment of the present invention as viewed from the rear end face side, and FIG. 10B is a lower side of FIG. FIG. 10 (a) is a projection view of the cooling passage viewed from the side, and in FIG. 10 (a), the one attached to the rear bracket 19 such as the rectifier 5 is shown by a virtual line in order to show the positional relationship with the shape of the cooling passage. For the sake of simplicity, the illustration of the partitions, inlets, outlets, flanges and the like of the cooling flow path is omitted. In FIGS. 10A and 10B, the same parts as those in the previous drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0048]
In FIG. 10A, as described in the first embodiment with reference to FIG. 1 and the like, the thickness of the flow path at the rear end (open end) of the cooling passage 23 </ b> B shown by oblique lines is a rectifier. In the vicinity of 5 and the like, it is enlarged radially inward. Thus, not only the stator 3 (see FIG. 1) but also the rectifier 5 and the like are actively cooled. However, in the enlarged portion 23Ba, the area of the cooling passage 28B in the axial cross section increases. Therefore, the flow velocity and the flow rate are reduced as it is.
[0049]
Therefore, in the present embodiment, at a position where the circumferential position corresponds to the enlarged portion 23Ba in the cooling passage 23B, the other end of the open end of the cooling passage 23Ba, that is, the front end in the axial direction (see FIG. 10B). (The lower end of the cooling passage 23Ba) is retracted (the front end wall is raised rearward in the axial direction) and the raised portion 23Bb is provided, so that the cross-sectional area of the cooling passage 23Ba is made substantially constant at various locations in the circumferential direction. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0050]
According to the present embodiment, as described above, the cross-sectional area of the cooling flow path 23B is made substantially constant, so that the flow rate and the flow velocity of the cooling liquid flowing through the cooling passage 28Ba are made uniform at various positions in the circumferential direction of the cooling passage 28Ba. Therefore, heat transmitted from each heating element such as the stator 3 and the rectifier 5 can be uniformly radiated into the coolant, and the cooling efficiency can be further improved. In particular, when the cooling of the rectifier 5 composed of heat-sensitive semiconductor components is regarded as important, the flow rate and the flow rate of the coolant flowing near the rectifier 5 can be reduced by increasing the amount and width of the protrusion 23Bb. It is possible to effectively cool the rectifier 5 and extend the life of the semiconductor component. Of course, the configuration of the present embodiment can be combined with each of the above-described first to fourth embodiments, and the same effects as above can be obtained.
[0051]
【The invention's effect】
According to the present invention, the flow path structure of the cooling passage can be simplified, and the heating element can be effectively cooled, and the productivity can be improved. Therefore, various effects such as improvement of the output of the rotating electric machine for a vehicle, reduction of the manufacturing cost, improvement of the degree of freedom of the design of the vehicle, and the like can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an entire structure of a first embodiment of a liquid-cooled rotary electric machine of the present invention.
FIG. 2 is an external view of a housing as viewed from above in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an entire structure of a liquid-cooled rotating electric machine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an external view of a housing as viewed from above in FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an entire structure of a liquid-cooled rotary electric machine according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exploded view of components constituting a cooling passage in a liquid-cooled rotary electric machine according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a development view of a cooling passage in a third embodiment of the liquid-cooled rotary electric machine of the present invention.
FIG. 8 is a development view of a cooling passage in a state where a rectifying unit is provided in a third embodiment of the liquid-cooled rotary electric machine of the present invention.
FIG. 9 is an exploded view of components constituting a cooling passage in a liquid-cooled rotary electric machine according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view of a housing provided in a liquid-cooled rotary electric machine according to a fifth embodiment of the present invention, as viewed from a rear end face side, and a projection view of a cooling passage as viewed from the lower side in the figure.
[Explanation of symbols]
1 Liquid-cooled rotary electric machine
1A Liquid-cooled rotary electric machine
2 Housing
3 Stator
4 rotor
5 Rectifier (heating element)
6 Voltage regulator (heating element)
9 Good thermal conductive resin
19 Rear bracket (bracket)
23 Cooling passage
23A cooling passage
23B cooling passage
25 partitions
25 'partition
26 Inlet
26 'inlet
26A Inlet
27 outlet
27 'outlet
27A outlet
28 Rectifying means

Claims (12)

内部に固定子及び回転子を収納すると共に、軸方向一方側が開放された環状流路を有するハウジングを備え、該ハウジングの開放端をブラケットで塞ぎ、冷却液が流れる冷却通路を構成した液冷式回転電機において、前記冷却通路は帯状のものであって、仕切りによって周方向に分断されており、該分断された一方側と連通する前記冷却液の導入口と、前記分断された他方側と連通する前記冷却液の排出口とは近接して設けられていることを特徴とする液冷式回転電機。A liquid-cooled type housing a stator and a rotor therein and having a housing having an annular flow path opened on one side in the axial direction, closing an open end of the housing with a bracket, and forming a cooling passage through which a coolant flows. In the rotating electric machine, the cooling passage has a band shape, is divided in a circumferential direction by a partition, and communicates with the cooling liquid introduction port communicating with the divided one side and the divided other side. A liquid-cooled rotary electric machine, wherein the liquid-cooled rotary electric machine is provided in close proximity to the cooling liquid discharge port. 請求項1記載の液冷式回転電機において、前記導入口と前記排出口は、前記ハウジングの周壁に設けられていることを特徴とする液冷式回転電機。2. The liquid-cooled rotating electric machine according to claim 1, wherein the inlet and the outlet are provided on a peripheral wall of the housing. 3. 請求項1記載の液冷式回転電機において、前記導入口と前記排出口は、前記ブラケット壁に設けられていることを特徴とする液冷式回転電機。2. The liquid-cooled rotating electric machine according to claim 1, wherein the inlet and the outlet are provided on the bracket wall. 3. 請求項2記載の液冷式回転電機において、前記導入口と前記排出口は、前記回転子の軸にほぼ沿って配列されていることを特徴とする液冷式回転電機。3. The liquid-cooled rotating electric machine according to claim 2, wherein the inlet and the outlet are arranged substantially along an axis of the rotor. 請求項2記載の液冷式回転電機において、前記導入口と前記排出口は、前記回転子の軸に対してほぼ直交する方向に配列されていることを特徴とする液冷式回転電機。3. The liquid-cooled rotary electric machine according to claim 2, wherein the inlet and the outlet are arranged in a direction substantially orthogonal to an axis of the rotor. 請求項1記載の液冷式回転電機において、前記ブラケットには、少なくとも1つの発熱体が取り付けられており、前記冷却通路の開放端側は、前記発熱体近傍では、前記発熱体に近接するように径方向内側に流路厚みが拡大していることを特徴とする液冷式回転電機。2. The liquid-cooled rotary electric machine according to claim 1, wherein at least one heating element is attached to the bracket, and an open end side of the cooling passage is close to the heating element near the heating element. A liquid-cooled rotary electric machine characterized in that the flow channel thickness is increased radially inward. 請求項6記載の液冷式回転電機において、前記冷却通路は、開放端側の流路厚みが径方向内側に拡大する部分では、断面積がほぼ一定となるように他端部が後退していることを特徴とする液冷式回転電機。7. The liquid-cooled rotary electric machine according to claim 6, wherein in the cooling passage, in a portion where the thickness of the flow path on the open end side expands radially inward, the other end is retreated so that the cross-sectional area becomes substantially constant. A liquid-cooled rotating electric machine characterized by the following. 請求項6記載の液冷式回転電機において、前記発熱体は、整流器又は電圧調整器であることを特徴とする液冷式回転電機。7. The liquid-cooled rotary electric machine according to claim 6, wherein the heating element is a rectifier or a voltage regulator. 請求項1記載の液冷式回転電機において、前記冷却通路内に、周方向に流れる冷却液を整流する整流手段を配置したことを特徴とする液冷式回転電機。The liquid-cooled rotary electric machine according to claim 1, wherein a rectifying means for rectifying a coolant flowing in a circumferential direction is arranged in the cooling passage. 請求項9記載の液冷式回転電機において、前記整流手段は、独立した部材であることを特徴とする液冷式回転電機。10. The liquid-cooled rotating electric machine according to claim 9, wherein the rectification means is an independent member. 請求項9記載の液冷式回転電機において、前記整流手段の後端は、前記ブラケットに接触又は近接していることを特徴とする液冷式回転電機。The liquid-cooled rotary electric machine according to claim 9, wherein a rear end of the rectifier is in contact with or close to the bracket. 請求項1記載の液冷式回転電機において、前記固定子を覆い、前記ハウジングの内壁に接触する良熱伝導樹脂を備えたことを特徴とする液冷式回転電機。The liquid-cooled rotating electric machine according to claim 1, further comprising a good heat conductive resin that covers the stator and contacts an inner wall of the housing.
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