[go: up one dir, main page]

JP2008289244A - Cooling structure of rotating electric machine - Google Patents

Cooling structure of rotating electric machine Download PDF

Info

Publication number
JP2008289244A
JP2008289244A JP2007130288A JP2007130288A JP2008289244A JP 2008289244 A JP2008289244 A JP 2008289244A JP 2007130288 A JP2007130288 A JP 2007130288A JP 2007130288 A JP2007130288 A JP 2007130288A JP 2008289244 A JP2008289244 A JP 2008289244A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
bolt
cooling structure
heat
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007130288A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Urano
広暁 浦野
Tomohito Murata
智史 村田
Mitsutaka Tsuchida
充孝 土田
Yasuaki Tawara
安晃 田原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2007130288A priority Critical patent/JP2008289244A/en
Priority to PCT/JP2008/058514 priority patent/WO2008143000A1/en
Publication of JP2008289244A publication Critical patent/JP2008289244A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/225Heat pipes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling structure of a rotary electric machine, which promotes heat dissipation of a stator. <P>SOLUTION: The cooling structure of a motor generator as a rotary electric machine includes a motor case 21, a stator 50 having a bolt inserting hole 57 formed thereon and housed in the motor case 21, and a bolt 56 inserted into the bolt inserting hole 57 to fasten the stator 50 to the motor case 21. The bolt 56 has a hollow portion 58 having a heat medium sealed thereinto, and works as a heat pipe. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、一般的には、回転電機の冷却構造に関し、より特定的には、ステータがケース体にボルト締結される回転電機の冷却構造に関する。   The present invention generally relates to a cooling structure for a rotating electrical machine, and more particularly to a cooling structure for a rotating electrical machine in which a stator is bolted to a case body.

従来の回転電機の冷却構造に関して、たとえば、特開2002−315235号公報には、分割鉄心を用いた固定子の組み立てを容易にすることを目的としたモータが開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示されたモータは、巻線が巻回された複数の分割型鉄心を環状に配置して回転磁界を発生する固定子と、固定子を固定するハウジングとを備える。固定子は、その一端面側をハウジングに嵌入し、鉄心を貫通するスルーボルトで他端面側からハウジングに取り付けられる。   Regarding a conventional cooling structure for a rotating electrical machine, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-315235 discloses a motor for the purpose of facilitating assembly of a stator using a split iron core (Patent Document 1). . The motor disclosed in Patent Document 1 includes a stator that generates a rotating magnetic field by arranging a plurality of split iron cores wound with windings in an annular shape, and a housing that fixes the stator. The stator is attached to the housing from the other end surface side with a through bolt that fits one end surface side into the housing and penetrates the iron core.

また、特開2003−204656号公報には、長時間の高温環境の中でも安定した冷却性を維持することを目的とした自動車用交流発電機が開示されている(特許文献2)。特許文献2では、発電電圧を制御する制御部が、締結部材によってリヤブラケットに固定されている。制御部の熱は、締結部材を介してリヤブラケットに伝達される。
特開2002−315235号公報 特開2003−204656号公報
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-204656 discloses an automotive alternator aimed at maintaining stable cooling performance even in a long-time high temperature environment (Patent Document 2). In patent document 2, the control part which controls a generated voltage is being fixed to the rear bracket with the fastening member. The heat of the control unit is transmitted to the rear bracket via the fastening member.
JP 2002-315235 A JP 2003-204656 A

モータ等の回転電機では、コイルやコイルが巻回されるステータコアの発熱を避けることができない。このため、この熱をいかに効率良くステータから放熱させるかが問題となる。しかしながら、上述の特許文献に開示されたモータや自動車用交流発電機では、ステータからの放熱に関して改善の余地がある。   In a rotating electrical machine such as a motor, heat generation of a coil and a stator core around which the coil is wound cannot be avoided. For this reason, it becomes a problem how efficiently this heat is radiated from the stator. However, the motors and automotive AC generators disclosed in the above-mentioned patent documents have room for improvement in terms of heat dissipation from the stator.

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、ステータの放熱が促進される回転電機の冷却構造を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem and to provide a rotating electrical machine cooling structure in which heat dissipation of the stator is promoted.

この発明に従った回転電機の冷却構造は、ケース体と、貫通孔が形成され、ケース体に収容されるステータと、貫通孔に挿入され、ステータをケース体に締結するボルトとを備える。ボルトは、熱媒体が封入された中空部を有し、ヒートパイプとして機能する。   A cooling structure for a rotating electrical machine according to the present invention includes a case body, a stator in which a through-hole is formed and accommodated in the case body, and a bolt that is inserted into the through-hole and fastens the stator to the case body. The bolt has a hollow portion in which a heat medium is enclosed, and functions as a heat pipe.

このように構成された回転電機の冷却構造によれば、ボルトをヒートパイプとして機能させることにより、ステータで発生した熱を、中空部に封入された熱媒体を介在させてケース体に伝える。これにより、ステータからケース体への放熱を促進させることができる。   According to the cooling structure for a rotating electric machine configured as described above, the heat generated in the stator is transmitted to the case body through the heat medium sealed in the hollow portion by causing the bolt to function as a heat pipe. Thereby, heat dissipation from the stator to the case body can be promoted.

また好ましくは、ボルトは、ケース体に締結される締結部を含む。中空部は、貫通孔の貫通方向に延び、締結部の内側にまで延びる。このように構成された回転電機の冷却構造によれば、熱媒体の熱を効率良くケース体に伝えることができる。   Preferably, the bolt includes a fastening portion fastened to the case body. The hollow portion extends in the penetration direction of the through hole and extends to the inside of the fastening portion. According to the rotating electrical machine cooling structure configured as described above, the heat of the heat medium can be efficiently transmitted to the case body.

また好ましくは、ステータは、貫通孔の貫通方向に積層された複数の電磁鋼板を含む。このように構成された回転電機の冷却構造によれば、複数の電磁鋼板間に介在する微小な空気層等に起因して、ステータ内の熱伝導が電磁鋼板の積層方向において阻害される。これに対して、ボルトをヒートパイプとして機能させることにより、電磁鋼板の積層方向におけるステータ内の熱伝導を促進させることができる。   Preferably, the stator includes a plurality of electromagnetic steel plates stacked in the through direction of the through hole. According to the cooling structure for a rotating electric machine configured as described above, heat conduction in the stator is hindered in the stacking direction of the electromagnetic steel sheets due to a minute air layer or the like interposed between the plurality of electromagnetic steel sheets. On the other hand, the heat conduction in the stator in the lamination direction of the electromagnetic steel sheets can be promoted by causing the bolt to function as a heat pipe.

また好ましくは、ケース体は、ステータの外周上に配置される側部と、ステータの軸方向において側部の一端に配置される底部とを含む。ステータと側部との間に隙間が形成される。底部にステータが締結される。このように構成された回転電機の冷却構造によれば、ステータと側部との間に隙間が形成されるため、ステータからケース体への放熱を効率良く行なうことが難しい。これに対して、ボルトをヒートパイプとして機能させることにより、ステータからステータが締結される底部への放熱を促進させることができる。   Preferably, the case body includes a side portion disposed on the outer periphery of the stator and a bottom portion disposed at one end of the side portion in the axial direction of the stator. A gap is formed between the stator and the side portion. A stator is fastened to the bottom. According to the cooling structure for a rotating electric machine configured as described above, since a gap is formed between the stator and the side portion, it is difficult to efficiently dissipate heat from the stator to the case body. On the other hand, by causing the bolt to function as a heat pipe, heat dissipation from the stator to the bottom portion to which the stator is fastened can be promoted.

以上説明したように、この発明に従えば、ステータの放熱が促進される回転電機の冷却構造を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a cooling structure for a rotating electrical machine in which heat dissipation of the stator is promoted.

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.

図1は、この発明の実施の形態におけるモータジェネレータの冷却構造が適用された駆動ユニットを模式的に表わす断面図である。図中に示す駆動ユニットは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能な2次電池(バッテリ)とを動力源とするハイブリッド車両に搭載されている。   FIG. 1 is a sectional view schematically showing a drive unit to which a motor generator cooling structure according to an embodiment of the present invention is applied. The drive unit shown in the figure is mounted on a hybrid vehicle that uses an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine and a rechargeable secondary battery (battery) as a power source.

図1を参照して、駆動ユニットは、モータジェネレータ11を含む。モータジェネレータ11は、電動機もしくは発電機としての機能を有する回転電機である。モータジェネレータ11は、ロータ30と、ステータ50と、モータケース21とを含む。ロータ30の外周上にステータ50が配置されている。中心軸101は、水平方向に延びる。ロータ30およびステータ50は、モータケース21に収容されている。ステータ50は、モータケース21に固定されている。   Referring to FIG. 1, the drive unit includes a motor generator 11. The motor generator 11 is a rotating electrical machine having a function as an electric motor or a generator. Motor generator 11 includes a rotor 30, a stator 50, and a motor case 21. A stator 50 is disposed on the outer periphery of the rotor 30. The central axis 101 extends in the horizontal direction. The rotor 30 and the stator 50 are accommodated in the motor case 21. The stator 50 is fixed to the motor case 21.

ロータ30は、仮想軸である中心軸101の軸方向に円筒状に延びる形状を有する。ロータ30は、複数の電磁鋼板32を含む。複数の電磁鋼板32は、中心軸101の軸方向に積層されている。ロータ30は、中心軸101の軸方向に延びるシャフト43に固定されている。シャフト43は、図示しない軸受けを介してモータケース21に対して回転自在に支持されている。モータケース21には、孔24が形成されている。孔24には、シャフト43が挿通されている。シャフト43は、複数の歯車を含んで構成された減速機構14に接続されている。ロータ30には、永久磁石31が埋設されている。ロータ30は、シャフト43とともに中心軸101を中心に回転する。   The rotor 30 has a shape extending in a cylindrical shape in the axial direction of the central axis 101 which is a virtual axis. Rotor 30 includes a plurality of electromagnetic steel plates 32. The plurality of electromagnetic steel plates 32 are stacked in the axial direction of the central axis 101. The rotor 30 is fixed to a shaft 43 that extends in the axial direction of the central shaft 101. The shaft 43 is rotatably supported with respect to the motor case 21 via a bearing (not shown). A hole 24 is formed in the motor case 21. A shaft 43 is inserted into the hole 24. The shaft 43 is connected to a speed reduction mechanism 14 that includes a plurality of gears. A permanent magnet 31 is embedded in the rotor 30. The rotor 30 rotates around the central axis 101 together with the shaft 43.

ロータ30は、IPM(Interior Permanent Magnet)ロータである。ロータ30は、これに限らず、ロータ表面に磁石が貼り付けられるSPM(surface permanent magnet)ロータであってもよい。   The rotor 30 is an IPM (Interior Permanent Magnet) rotor. The rotor 30 is not limited to this, and may be an SPM (surface permanent magnet) rotor in which a magnet is attached to the rotor surface.

ステータ50は、中心軸101の軸方向に円筒状に延びる形状を有する。ステータ50は、複数の電磁鋼板52を含む。複数の電磁鋼板52は、中心軸101の軸方向に積層されている。電磁鋼板52は、薄板形状を有する。電磁鋼板52は、一方の周縁を把持した場合に他方の周縁が鉛直下方向に垂れる程度の薄板形状を有する。電磁鋼板52は、たとえば1mm以下の厚みを有する。積層された複数の電磁鋼板52は、たとえば溶接やかしめ等の手段により互いに結合されている。   The stator 50 has a shape extending in a cylindrical shape in the axial direction of the central shaft 101. Stator 50 includes a plurality of electromagnetic steel plates 52. The plurality of electromagnetic steel plates 52 are stacked in the axial direction of the central axis 101. The electromagnetic steel plate 52 has a thin plate shape. The electromagnetic steel plate 52 has a thin plate shape so that when one edge is gripped, the other edge hangs vertically downward. The electromagnetic steel sheet 52 has a thickness of 1 mm or less, for example. The plurality of laminated electromagnetic steel sheets 52 are coupled to each other by means such as welding or caulking.

ステータ50は、中心軸101が延びる方向の一方端に端面50aを含み、他方端に端面50bを含む。端面50aおよび端面50bは、中心軸101に直交する平面内で延在する。   The stator 50 includes an end surface 50a at one end in the direction in which the central shaft 101 extends, and an end surface 50b at the other end. The end surface 50 a and the end surface 50 b extend in a plane orthogonal to the central axis 101.

ステータ50には、コイル51が巻回されている。コイル51は、たとえば絶縁被膜された銅線から形成されている。コイル51は、U相、V相およびW相コイルを含む。これら各相コイルに対応する端子が、端子台17に接続されている。端子台17は、インバータ18を介してバッテリ19に電気的に接続されている。インバータ18は、バッテリ19からの直流電流をモータ駆動用の交流電流に変換するとともに、回生ブレーキにより発電された交流電流を、バッテリ19に充電するための直流電流に変換する。   A coil 51 is wound around the stator 50. The coil 51 is formed of, for example, a copper wire with an insulating coating. Coil 51 includes a U-phase, V-phase, and W-phase coil. Terminals corresponding to these phase coils are connected to the terminal block 17. The terminal block 17 is electrically connected to the battery 19 via the inverter 18. The inverter 18 converts the direct current from the battery 19 into an alternating current for driving the motor, and converts the alternating current generated by the regenerative brake into a direct current for charging the battery 19.

モータジェネレータ11から出力された動力は、減速機構14からディファレンシャル機構15を介してドライブシャフト受け部16に伝達される。ドライブシャフト受け部16に伝達された動力は、ドライブシャフトを介して図示しない車輪に回転力として伝達される。   The power output from the motor generator 11 is transmitted from the speed reduction mechanism 14 to the drive shaft receiving portion 16 via the differential mechanism 15. The power transmitted to the drive shaft receiving portion 16 is transmitted as a rotational force to a wheel (not shown) via the drive shaft.

一方、ハイブリッド車両の回生制動時には、車輪は車体の慣性力により回転させられる。車輪からの回転力によりドライブシャフト受け部16、ディファレンシャル機構15および減速機構14を介してモータジェネレータ11が駆動される。このとき、モータジェネレータ11が発電機として作動する。モータジェネレータ11により発電された電力は、インバータ18を介してバッテリ19に蓄えられる。   On the other hand, during regenerative braking of the hybrid vehicle, the wheels are rotated by the inertial force of the vehicle body. The motor generator 11 is driven via the drive shaft receiving portion 16, the differential mechanism 15, and the speed reduction mechanism 14 by the rotational force from the wheels. At this time, the motor generator 11 operates as a generator. The electric power generated by the motor generator 11 is stored in the battery 19 via the inverter 18.

図2は、図1中のII−II線上に沿ったモータジェネレータの端面図である。図中には、モータジェネレータ11の巻線構造が模式的に表わされている。   FIG. 2 is an end view of the motor generator along the line II-II in FIG. In the drawing, the winding structure of the motor generator 11 is schematically shown.

図1および図2を参照して、ステータ50は、鍔部54A、54Bおよび54Cを含む(以下、特に区別しない場合には鍔部54と呼ぶ)。鍔部54は、電磁鋼板52に一体に形成されている。複数の鍔部54が、中心軸101を中心とする周方向に間隔を隔てて形成されている。鍔部54A、鍔部54Bおよび鍔部54Cは、等間隔に配置されている。鍔部54は、ステータ50の周縁から中心軸101を中心とする半径方向外側に向かって突出する。   Referring to FIGS. 1 and 2, stator 50 includes flange portions 54A, 54B and 54C (hereinafter referred to as flange portion 54 unless otherwise distinguished). The flange 54 is formed integrally with the electromagnetic steel plate 52. A plurality of flanges 54 are formed at intervals in the circumferential direction around the central axis 101. The flange portion 54A, the flange portion 54B, and the flange portion 54C are arranged at equal intervals. The flange 54 protrudes outward in the radial direction from the peripheral edge of the stator 50 with the central axis 101 as the center.

ステータ50には、電磁鋼板52の積層方向に貫通するボルト挿入孔57が形成されている。ボルト挿入孔57は、各電磁鋼板52の鍔部54に形成されている。ボルト挿入孔57は、ステータ50を貫通する。ボルト挿入孔57は、中心軸101の軸方向に延び、端面50aおよび端面50bにそれぞれ開口する。なお、ボルト挿入孔57が形成される数は3つに限られず、適宜変更される。   Bolt insertion holes 57 are formed in the stator 50 so as to penetrate in the laminating direction of the electromagnetic steel plates 52. The bolt insertion hole 57 is formed in the flange portion 54 of each electromagnetic steel plate 52. The bolt insertion hole 57 passes through the stator 50. The bolt insertion holes 57 extend in the axial direction of the central shaft 101 and open to the end surface 50a and the end surface 50b, respectively. The number of bolt insertion holes 57 formed is not limited to three, and can be changed as appropriate.

ステータ50は、中心軸101を中心に環状に延びるヨーク部50yと、ヨーク部50yの周方向に所定の間隔を隔てて配列され、ヨーク部50yの内周面からその径方向内側に突出する複数のティース部50tとを含む。互いに隣り合うティース部50tと、ヨーク部50yとに囲まれた空間には、スロット部50sが形成されている。スロット部50sは、ロータ30に対向する位置で開口する。   The stator 50 is arranged in a ring shape around the central shaft 101 and a yoke portion 50y that is arranged at a predetermined interval in the circumferential direction of the yoke portion 50y, and a plurality of stators 50 project radially inward from the inner peripheral surface of the yoke portion 50y. Teeth portion 50t. A slot portion 50s is formed in a space surrounded by the adjacent tooth portions 50t and the yoke portion 50y. The slot portion 50 s opens at a position facing the rotor 30.

コイル51は、U相コイル51U、V相コイル51VおよびW相コイル51Wを含む。コイル51は、いわゆる分布巻きによってステータ50に巻回されている。   Coil 51 includes a U-phase coil 51U, a V-phase coil 51V, and a W-phase coil 51W. The coil 51 is wound around the stator 50 by so-called distributed winding.

その形態について説明すると、U相コイル51U、V相コイル51VおよびW相コイル51Wは、周方向に連続して並ぶ複数個のティース部50tの周りを周回するように、それぞれ複数箇所に設けられている。U相コイル51U、V相コイル51VおよびW相コイル51Wは、その複数個のティース部50tの両側にあるスロット部50sと、端面50aおよび端面50b上を通るように巻回されている。U相コイル51U、V相コイル51VおよびW相コイル51Wは、挙げた順に外周側から内周側に並んで巻回されている。U相コイル51U、V相コイル51VおよびW相コイル51Wは、互いに周方向にずれた位置でティース部50tに巻回されている。   Explaining the form, the U-phase coil 51U, the V-phase coil 51V, and the W-phase coil 51W are respectively provided at a plurality of locations so as to circulate around a plurality of teeth portions 50t continuously arranged in the circumferential direction. Yes. The U-phase coil 51U, the V-phase coil 51V, and the W-phase coil 51W are wound so as to pass over the slot portions 50s on both sides of the plurality of tooth portions 50t and the end surfaces 50a and 50b. The U-phase coil 51U, the V-phase coil 51V, and the W-phase coil 51W are wound side by side from the outer peripheral side to the inner peripheral side in the order listed. The U-phase coil 51U, the V-phase coil 51V, and the W-phase coil 51W are wound around the tooth portion 50t at positions shifted from each other in the circumferential direction.

なお、コイル51は、分布巻きに限定されず、コイル51が1つの磁極ごとにティース部50tに集中的に巻回される、いわゆる集中巻きによってステータ50に巻回されてもよい。   Note that the coil 51 is not limited to distributed winding, and the coil 51 may be wound around the stator 50 by so-called concentrated winding in which the coil 51 is intensively wound around the tooth portion 50t for each magnetic pole.

図3は、図1中の2点鎖線IIIで囲まれた範囲を示す断面図である。図1および図3を参照して、モータケース21は、金属から形成されている。冷媒が流通するウォータジャケットがモータケース21に形成されてもよい。   3 is a cross-sectional view showing a range surrounded by a two-dot chain line III in FIG. Referring to FIGS. 1 and 3, motor case 21 is made of metal. A water jacket through which the refrigerant flows may be formed in the motor case 21.

モータケース21は、側部21mと底部21nとを含む。側部21mは、中心軸101の軸方向に筒状に延びる形状を有する。側部21mは、ステータ50の外周を取り囲むように形成されている。底部21nは、中心軸101の軸方向における側部21mの一端に配置されている。孔24は、底部21nに形成されている。ステータ50は、底部21nに載置されている。底部21nとステータ50の端面50bとが、面接触する。   The motor case 21 includes a side portion 21m and a bottom portion 21n. The side portion 21m has a shape extending in a cylindrical shape in the axial direction of the central shaft 101. The side portion 21m is formed so as to surround the outer periphery of the stator 50. The bottom 21n is disposed at one end of the side 21m in the axial direction of the central axis 101. The hole 24 is formed in the bottom 21n. The stator 50 is placed on the bottom 21n. The bottom 21n and the end surface 50b of the stator 50 are in surface contact.

モータケース21には、雌ねじ26が形成されている。雌ねじ26は、底部21nに形成されている。モータジェネレータ11は、ボルト56を含む。ボルト56は、ボルト挿入孔57に挿通されるとともに、雌ねじ26に螺合されている。ステータ50は、ボルト56によってモータケース21に締結されている。ボルト56は、電磁鋼板52の積層方向に締結力を発生させ、ステータ50をモータケース21に対して結合させる。ボルト56は、金属から形成されている。   A female screw 26 is formed in the motor case 21. The female screw 26 is formed on the bottom 21n. Motor generator 11 includes a bolt 56. The bolt 56 is inserted into the bolt insertion hole 57 and is screwed into the female screw 26. The stator 50 is fastened to the motor case 21 by bolts 56. The bolt 56 generates a fastening force in the stacking direction of the electromagnetic steel plates 52 and couples the stator 50 to the motor case 21. The bolt 56 is made of metal.

ボルト56は、頭部56jと軸部56kとを含む。頭部56jは、ステータ50の端面50a上に位置決めされる。軸部56kは、ボルト挿入孔57に挿入されるとともに、雌ねじ部26に螺合される。ボルト56は、モータケース21に締結される締結部56pを含む。締結部56pは、軸部56kのうちの雌ねじ26に螺合される部分である。   The bolt 56 includes a head portion 56j and a shaft portion 56k. The head 56j is positioned on the end surface 50a of the stator 50. The shaft portion 56k is inserted into the bolt insertion hole 57 and screwed into the female screw portion 26. The bolt 56 includes a fastening portion 56p fastened to the motor case 21. The fastening portion 56p is a portion that is screwed into the female screw 26 in the shaft portion 56k.

図3を参照して、図中では、ボルト56の断面形状が示されている。ボルト56は、中空部58を含む。中空部58は、ボルト56の内部の空間により形成されている。中空部58は、軸部56kに形成されている。中空部58は、頭部56jおよび軸部56kの間で連なるように形成されてもよい。中空部58は、軸部56kに軸方向、つまりボルト挿入孔57の貫通方向に沿って延びる。中空部58は、積層された複数の電磁鋼板52の一方端と他方端との間で連続して延びる。中空部58は、締結部56pの内側にまで延びる。   With reference to FIG. 3, the cross-sectional shape of the bolt 56 is shown. The bolt 56 includes a hollow portion 58. The hollow portion 58 is formed by a space inside the bolt 56. The hollow portion 58 is formed in the shaft portion 56k. The hollow portion 58 may be formed so as to be continuous between the head portion 56j and the shaft portion 56k. The hollow portion 58 extends in the axial direction of the shaft portion 56k, that is, along the penetration direction of the bolt insertion hole 57. The hollow portion 58 extends continuously between one end and the other end of the plurality of laminated electromagnetic steel plates 52. The hollow portion 58 extends to the inside of the fastening portion 56p.

図4は、図3中のIV−IV線上に沿ったボルトの断面図である。図3および図4を参照して、ボルト56は、毛細管構造としての溝形状が形成された内壁59を含む。内壁59に囲まれた位置に中空部58が形成されている。中空部58は、真空状態で封止されている。中空部58には、水やフレオン、アンモニアなどの図示しない熱媒体が少量、封入されている。このような構成により、ボルト56は、ヒートパイプとして機能する。   4 is a cross-sectional view of the bolt along the line IV-IV in FIG. 3 and 4, the bolt 56 includes an inner wall 59 formed with a groove shape as a capillary structure. A hollow portion 58 is formed at a position surrounded by the inner wall 59. The hollow portion 58 is sealed in a vacuum state. A small amount of heat medium (not shown) such as water, freon, or ammonia is sealed in the hollow portion 58. With such a configuration, the bolt 56 functions as a heat pipe.

なお、図3および図4中では、ボルト56に1本の中空部58が形成されているが、これに限らず、互いに間隔を設けて複数本の中空部58がボルト56に形成されてもよい。内壁59に形成される毛細管構造および中空部58に封入される熱媒体は適宜、変更される。   In FIG. 3 and FIG. 4, one hollow portion 58 is formed in the bolt 56. However, the present invention is not limited to this. Good. The capillary structure formed on the inner wall 59 and the heat medium sealed in the hollow portion 58 are appropriately changed.

図1および図3を参照して、モータジェネレータ11の駆動時、電磁鋼板52の発熱やコイル51の発熱に起因して、ステータ50の温度が上昇する。本実施の形態では、ステータ50の熱が、中空部58に封入された熱媒体に吸収される。これにより、熱媒体は、蒸発し、ステータ50の内側からモータケース21の内側に向かって移動する。モータケース21の内側に到達した熱媒体は、モータケース21と熱交換を行なうことによって、熱を放出する。熱媒体は、液体に戻り、内壁59に形成された溝形状による毛細管作用によって、ステータ50の内側に向けて移動する。ステータ50の内側に戻った熱媒体は、再びステータ50の熱を吸収する。このようなサイクルの繰り返しにより、ステータ50の熱がモータケース21に放熱される。   Referring to FIGS. 1 and 3, when motor generator 11 is driven, the temperature of stator 50 rises due to heat generation of electromagnetic steel sheet 52 and heat generation of coil 51. In the present embodiment, the heat of the stator 50 is absorbed by the heat medium enclosed in the hollow portion 58. Thereby, the heat medium evaporates and moves from the inside of the stator 50 toward the inside of the motor case 21. The heat medium that has reached the inside of the motor case 21 releases heat by exchanging heat with the motor case 21. The heat medium returns to the liquid and moves toward the inside of the stator 50 by the capillary action due to the groove shape formed in the inner wall 59. The heat medium returned to the inside of the stator 50 absorbs the heat of the stator 50 again. By repeating such a cycle, the heat of the stator 50 is radiated to the motor case 21.

図5は、図1中のステータ内の熱伝導を説明するための図である。図5を参照して、本実施の形態では、ステータ50が積層された複数の電磁鋼板52を含む。この場合、ボルト56による締結力にもかかわらず、複数の電磁鋼板52の間に微小な空気層が形成される。このため、ステータ50内の熱伝導率は、各電磁鋼板52の延在方向(中心軸101を中心とする径方向)と比較して、複数の電磁鋼板52の積層方向(中心軸101の軸方向)において小さくなる。これに対して、本実施の形態では、ヒートパイプとして機能するボルト56を設けることによって、複数の電磁鋼板52の積層方向における熱伝導を促進させることができる。   FIG. 5 is a diagram for explaining heat conduction in the stator in FIG. 1. Referring to FIG. 5, the present embodiment includes a plurality of electromagnetic steel plates 52 on which stator 50 is laminated. In this case, a minute air layer is formed between the plurality of electromagnetic steel plates 52 regardless of the fastening force by the bolts 56. For this reason, the thermal conductivity in the stator 50 is compared with the extending direction of each electromagnetic steel sheet 52 (radial direction centering on the central axis 101), and in the stacking direction of the plurality of electromagnetic steel sheets 52 (axis of the central axis 101). Direction). On the other hand, in this Embodiment, the heat conduction in the lamination direction of the some electromagnetic steel plate 52 can be promoted by providing the volt | bolt 56 which functions as a heat pipe.

図6は、図1中のVI−VI線上に沿ったモータジェネレータの断面図である。図中では、ステータ50の外形が2点鎖線によって表わされている。図6を参照して、モータケース21の側部21mとステータ50との間には、隙間80が形成されている。側部21mは、ステータ50と非接触である。この場合、ステータ50からモータケース21への放熱は、底部21nを通じての経路に限られる。このため、ステータ50からモータケース21に効率良く熱を伝えることができず、ステータ50の温度上昇が問題となり易い。これに対して、本実施の形態では、ヒートパイプとして機能するボルト56を設けることによって、ステータ50からモータケース21への放熱を効率良く行なうことができる。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the motor generator along the line VI-VI in FIG. In the drawing, the outer shape of the stator 50 is represented by a two-dot chain line. Referring to FIG. 6, a gap 80 is formed between side portion 21 m of motor case 21 and stator 50. The side portion 21m is not in contact with the stator 50. In this case, heat radiation from the stator 50 to the motor case 21 is limited to a path through the bottom 21n. For this reason, heat cannot be efficiently transmitted from the stator 50 to the motor case 21, and the temperature rise of the stator 50 tends to be a problem. On the other hand, in the present embodiment, by providing the bolt 56 functioning as a heat pipe, the heat radiation from the stator 50 to the motor case 21 can be efficiently performed.

なお、ボルト挿入孔57の内壁とボルト56との間に樹脂製のスリーブが挿入されてもよい。これにより、ステータ50の熱を効率良く中空部58の熱媒体に吸収させることができる。また、ボルト56のねじの呼び(JIS B 0205に規定)がM(k)であるとすると、締結部56pの長さは、2k以上であることが好ましい。締結部56pの長さは、3k以上であることがさらに好ましい。これらの場合、ボルト56とモータケース21との締結長さを十分に確保することで、熱媒体の熱を効率良くモータケース21に伝えることができる。   A resin sleeve may be inserted between the inner wall of the bolt insertion hole 57 and the bolt 56. Thereby, the heat of the stator 50 can be efficiently absorbed by the heat medium of the hollow portion 58. In addition, when the nominal thread of the bolt 56 (specified in JIS B 0205) is M (k), the length of the fastening portion 56p is preferably 2k or more. The length of the fastening portion 56p is more preferably 3k or more. In these cases, the heat of the heat medium can be efficiently transmitted to the motor case 21 by sufficiently securing the fastening length between the bolt 56 and the motor case 21.

この発明の実施の形態におけるモータジェネレータ11の冷却構造は、ケース体としてのモータケース21と、貫通孔としてのボルト挿入孔57が形成され、モータケース21に収容されるステータ50と、ボルト挿入孔57に挿入され、ステータ50をモータケース21に締結するボルト56とを備える。ボルト56は、熱媒体が封入された中空部58を有し、ヒートパイプとして機能する。   The motor generator 11 cooling structure according to the embodiment of the present invention includes a motor case 21 as a case body, a bolt insertion hole 57 as a through hole, a stator 50 accommodated in the motor case 21, and a bolt insertion hole. And a bolt 56 that is inserted into the motor case 21 and fastens the stator 50 to the motor case 21. The bolt 56 has a hollow portion 58 in which a heat medium is enclosed, and functions as a heat pipe.

このように構成された、この発明の実施の形態におけるモータジェネレータ11の冷却構造によれば、ヒートパイプとして機能するボルト56を設けることによって、ステータ50からモータケース21への放熱を促進させることができる。また、ステータ50を冷却するための新たな部品を設ける必要がないため、簡易な構成で上記効果を奏することができる。   According to the cooling structure of motor generator 11 in the embodiment of the present invention configured as described above, the heat dissipation from stator 50 to motor case 21 can be promoted by providing bolt 56 that functions as a heat pipe. it can. In addition, since it is not necessary to provide a new part for cooling the stator 50, the above-described effects can be achieved with a simple configuration.

なお、本実施の形態では、ロータ30およびステータ50がそれぞれ電磁鋼板32および52から形成される場合を説明したが、電磁鋼板に限定されず、たとえば圧粉磁心等、他の磁性材料から形成されてもよい。また、本発明における回転電機の冷却構造を、電気自動車に搭載されるモータや、一般的な産業用モータに適用してもよい。本発明における回転電機の冷却構造を、車両用ホイールに配置され、車輪を駆動するモータ、いわゆるインホイールモータに適用してもよい。   In the present embodiment, the case where the rotor 30 and the stator 50 are respectively formed from the electromagnetic steel plates 32 and 52 has been described. However, the rotor 30 and the stator 50 are not limited to the electromagnetic steel plates, and are formed from other magnetic materials such as a dust core. May be. The rotating electrical machine cooling structure according to the present invention may be applied to a motor mounted on an electric vehicle or a general industrial motor. The cooling structure for a rotating electrical machine in the present invention may be applied to a motor that is disposed on a vehicle wheel and drives the wheel, a so-called in-wheel motor.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明の実施の形態におけるモータジェネレータの冷却構造が適用された駆動ユニットを模式的に表わす断面図である。It is sectional drawing which represents typically the drive unit to which the cooling structure of the motor generator in embodiment of this invention was applied. 図1中のII−II線上に沿ったモータジェネレータの端面図である。FIG. 2 is an end view of the motor generator along the line II-II in FIG. 1. 図1中の2点鎖線IIIで囲まれた範囲を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the range enclosed by the dashed-two dotted line III in FIG. 図3中のIV−IV線上に沿ったボルトの断面図である。It is sectional drawing of the volt | bolt along the IV-IV line | wire in FIG. 図1中のステータ内の熱伝導を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the heat conduction in the stator in FIG. 図1中のVI−VI線上に沿ったモータジェネレータの断面図である。It is sectional drawing of the motor generator along the VI-VI line in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11 モータジェネレータ、21 モータケース、21m 側部、21n 底部、50 ステータ、52 電磁鋼板、56 ボルト、56p 締結部、57 ボルト挿入孔、58 中空部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Motor generator, 21 Motor case, 21m side part, 21n bottom part, 50 stator, 52 Magnetic steel sheet, 56 bolt, 56p Fastening part, 57 Bolt insertion hole, 58 Hollow part.

Claims (4)

ケース体と、
貫通孔が形成され、前記ケース体に収容されるステータと、
前記貫通孔に挿入され、前記ステータを前記ケース体に締結するボルトとを備え、
前記ボルトは、熱媒体が封入された中空部を有し、ヒートパイプとして機能する、回転電機の冷却構造。
The case body,
A stator in which a through hole is formed and accommodated in the case body;
A bolt inserted into the through hole and fastening the stator to the case body;
The bolt has a hollow portion in which a heat medium is sealed, and functions as a heat pipe.
前記ボルトは、前記ケース体に締結される締結部を含み、
前記中空部は、前記貫通孔の貫通方向に延び、前記締結部の内側にまで延びる、請求項1に記載の回転電機の冷却構造。
The bolt includes a fastening portion fastened to the case body,
The cooling structure for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the hollow portion extends in a penetrating direction of the through hole and extends to the inside of the fastening portion.
前記ステータは、前記貫通孔の貫通方向に積層された複数の電磁鋼板を含む、請求項1または2に記載の回転電機の冷却構造。   The cooling structure for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the stator includes a plurality of electromagnetic steel plates stacked in a through direction of the through hole. 前記ケース体は、前記ステータの外周上に配置される側部と、前記ステータの軸方向において前記側部の一端に配置される底部とを含み、
前記ステータと前記側部との間に隙間が形成され、
前記底部に前記ステータが締結される、請求項1から3のいずれか1項に記載の回転電機の冷却構造。
The case body includes a side portion disposed on the outer periphery of the stator and a bottom portion disposed at one end of the side portion in the axial direction of the stator,
A gap is formed between the stator and the side part,
The cooling structure for a rotating electric machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the stator is fastened to the bottom portion.
JP2007130288A 2007-05-16 2007-05-16 Cooling structure of rotating electric machine Pending JP2008289244A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007130288A JP2008289244A (en) 2007-05-16 2007-05-16 Cooling structure of rotating electric machine
PCT/JP2008/058514 WO2008143000A1 (en) 2007-05-16 2008-04-28 Cooling structure for rotating electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007130288A JP2008289244A (en) 2007-05-16 2007-05-16 Cooling structure of rotating electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008289244A true JP2008289244A (en) 2008-11-27

Family

ID=40031712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007130288A Pending JP2008289244A (en) 2007-05-16 2007-05-16 Cooling structure of rotating electric machine

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2008289244A (en)
WO (1) WO2008143000A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012055106A (en) * 2010-09-02 2012-03-15 Toyota Motor Corp Rotary electric machine
WO2017145313A1 (en) * 2016-02-25 2017-08-31 三菱電機株式会社 Dynamo-electric machine
JP2018082593A (en) * 2016-11-18 2018-05-24 東芝三菱電機産業システム株式会社 Rotary electric machine and stator cooling structure
US11095187B2 (en) 2017-07-25 2021-08-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotary electric machine
CN113394913A (en) * 2020-03-12 2021-09-14 住友重机械工业株式会社 Gear motor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8901790B2 (en) 2012-01-03 2014-12-02 General Electric Company Cooling of stator core flange

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5315502A (en) * 1976-07-28 1978-02-13 Hitachi Ltd Rotary electric machine
JPH02139464U (en) * 1989-04-26 1990-11-21
JP2001275308A (en) * 2000-03-29 2001-10-05 Denso Corp Dynamo-electric machine for vehicle
JP2005304213A (en) * 2004-04-14 2005-10-27 Toyota Motor Corp Stator fixing structure
JP2006197776A (en) * 2005-01-17 2006-07-27 Toyota Motor Corp Stator assembly jig, stator assembly structure, and rotating electric machine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5315502A (en) * 1976-07-28 1978-02-13 Hitachi Ltd Rotary electric machine
JPH02139464U (en) * 1989-04-26 1990-11-21
JP2001275308A (en) * 2000-03-29 2001-10-05 Denso Corp Dynamo-electric machine for vehicle
JP2005304213A (en) * 2004-04-14 2005-10-27 Toyota Motor Corp Stator fixing structure
JP2006197776A (en) * 2005-01-17 2006-07-27 Toyota Motor Corp Stator assembly jig, stator assembly structure, and rotating electric machine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012055106A (en) * 2010-09-02 2012-03-15 Toyota Motor Corp Rotary electric machine
WO2017145313A1 (en) * 2016-02-25 2017-08-31 三菱電機株式会社 Dynamo-electric machine
JP2018082593A (en) * 2016-11-18 2018-05-24 東芝三菱電機産業システム株式会社 Rotary electric machine and stator cooling structure
US11095187B2 (en) 2017-07-25 2021-08-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotary electric machine
CN113394913A (en) * 2020-03-12 2021-09-14 住友重机械工业株式会社 Gear motor
CN113394913B (en) * 2020-03-12 2024-06-25 住友重机械工业株式会社 Gear motor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008143000A1 (en) 2008-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5625565B2 (en) Rotating machine and vehicle
JP6402257B2 (en) Stator coil, stator provided with the same, and rotating electric machine provided with the same
JP4811114B2 (en) Stator fixing structure and vehicle
JP4867598B2 (en) Manufacturing method of rotor
JP6793257B2 (en) Stator of rotary electric machine and rotary electric machine
JP6777760B2 (en) Stator for rotary electric machine and rotary electric machine
WO2016035533A1 (en) Stator for rotary electric machine and rotary electric machine equipped with same
CN110771012B (en) Stator of rotating electrical machine and rotating electrical machine
JP2008289244A (en) Cooling structure of rotating electric machine
WO2017038326A1 (en) Rotor, rotating electrical machine provided therewith, and method of manufacturing rotor
JP2007129146A (en) Reactor cooling structure and electrical equipment unit
JP7030961B2 (en) Stator and rotary machine
CN110800193B (en) Stator of rotating electric machine, rotating electric machine, and manufacturing method of stator of rotating electric machine
JP2008312324A (en) Stator cooling structure
WO2008096897A1 (en) Rotor and method of producing the same
WO2019131907A1 (en) Wheel drive device
JP2008187864A (en) Stator support structure
JP2008312288A (en) Stator, manufacturing method thereof, and rotating electric machine
JP7102523B2 (en) Manufacturing method of stator of rotary electric machine, rotary electric machine, and stator of rotary electric machine
JP2008289245A (en) Cooling structure of rotating electric machine
JP7052626B2 (en) Wheel drive
JP2007221854A (en) Stator fixing structure and electric vehicle
US20240162764A1 (en) Rotary electric machine
JP7001016B2 (en) Wheel drive
JP4872804B2 (en) Vehicle with reactor and reactor

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20090219

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20090219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110201

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110726