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JP2004343961A - Cooling structure of rotating electric machine - Google Patents

Cooling structure of rotating electric machine Download PDF

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Publication number
JP2004343961A
JP2004343961A JP2003140652A JP2003140652A JP2004343961A JP 2004343961 A JP2004343961 A JP 2004343961A JP 2003140652 A JP2003140652 A JP 2003140652A JP 2003140652 A JP2003140652 A JP 2003140652A JP 2004343961 A JP2004343961 A JP 2004343961A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating material
coil
electric machine
rotating electric
stator core
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
JP2003140652A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Tsuneyoshi
孝 恒吉
Yuki Nakajima
祐樹 中島
Masakazu Kobayashi
正和 小林
Yutaro Kaneko
雄太郎 金子
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2003140652A priority Critical patent/JP2004343961A/en
Publication of JP2004343961A publication Critical patent/JP2004343961A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

【課題】ステータコア、コイルをなるべく均等に、効率よく冷却する。
【解決手段】ステータコア5のヨーク部11から内周面側に突出するティース部12の周囲に絶縁材15を配置し、その外側から巻装されるコイル16をティース部間のスロット13内に収容し、スロット13のステータコア内周面側の開口を閉塞してスロット内を冷媒が流通可能な冷却通路とする。さらにステータコア5を軸方向に多数の磁性鋼板を積層して構成し、軸方向の両端部位と、これらの間の中央部位とで、ヨーク部11とティース部12の高さの配分が異なるステータコア5を配置し、中央部位において、ティース部11に巻き回したコイル16の上面とヨーク部の下面の間に位置して冷却通路6と連通する隙間21を形成する。
【選択図】 図1
To cool a stator core and a coil as uniformly and efficiently as possible.
An insulating material is arranged around a teeth portion protruding from a yoke portion of a stator core to an inner peripheral surface side, and a coil wound from the outside is accommodated in a slot between the teeth portions. Then, the opening of the slot 13 on the inner peripheral surface side of the stator core is closed to form a cooling passage through which the coolant can flow in the slot. Furthermore, the stator core 5 is formed by laminating a number of magnetic steel plates in the axial direction, and the distribution of the height of the yoke portion 11 and the teeth portion 12 is different between the axial end portions and the central portion therebetween. And a gap 21 is formed at the center between the upper surface of the coil 16 wound around the teeth portion 11 and the lower surface of the yoke portion and communicates with the cooling passage 6.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はステータ内部に冷媒を流してステータ、コイルの冷却を行う回転電機の冷却構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
回転電機にあって発熱するステータ、コイルの冷却を行うために、ステータのコイルが収容されるスロット開口部にアンダープレート挿入して閉塞し、コイルエンド部をオイルジャケットで覆い、スロット内部を冷媒が流通する冷却通路とすることで、発熱部位を冷媒により直接冷却するものが、特許文献1によって提案されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−145302号公報
【0004】
【発明の解決すべき課題】
しかし、コイルが巻装されるステータコアのティース部の周囲には絶縁材が配置され、その上からコイルが巻き回され、これらの熱抵抗が大きいことから、コイルのステータコアに近い部位や、コイルに近接するステータ部位については冷却が必ずしも十分ではなく、局部的な温度上昇があり、温度分布にバラツキが生じるという問題があった。
【0005】
本発明は、ステータコア、コイルをなるべく均等に、効率よく冷却することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転電機は、ステータコアのヨーク部から内周面側に突出するティース部の周囲に絶縁材を配置し、その外側から巻装されるコイルをティース部間のスロット内に収容し、前記スロットのステータコア内周面側の開口を閉塞してスロット内を冷媒が流通可能な冷却通路とする。さらに回転電機は、前記ステータコアを軸方向に多数の磁性鋼板を積層して構成し、軸方向の両端部位と、これらの間の中央部位とで、ヨーク部とティース部の高さの配分が異なるステータコアを配置し、前記中央部位において、ティース部に巻き回したコイルの上面とヨーク部の下面の間に位置して前記冷却通路と連通する隙間を形成する。
【0007】
【作用・効果】
したがって、ティース部に巻き回したコイルの上面とティース部の下面の間に位置して前記冷却通路と連通する隙間を形成し、ここに冷却水を導くことにより、コイルだけでなく、ヨーク部の下面を直接的に冷却したり、あるいは熱の抜けにくいヨーク部とティース部との隅部まで直接的に冷媒で冷却でき、ステータコアの温度のバラツキを抑えた均一的、効果的な冷却が可能となる。
【0008】
【実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【0009】
図1、図2は回転電機の全体構造を示し、図1は回転電機の回転軸を含む断面、図2は回転軸と直交する断面を示す。回転電機は、電動機または発電機などであり、この実施形態では、永久磁石式動機電動機に本発明を適用した場合について説明する。
【0010】
図1において、回転電機のケース1は、円筒部1Aとこの円筒部1Aの軸方向の両端の開口を閉じる側板1B、1Cとから構成される。ケース1A内には、回転軸2Aに取付けられたロータ2が収容される。ロータ2は、ケース1の側板1B、1Cに軸受3により支持された回転軸2Aと一体に回転する。ロータ2は図2にも示すように、その回転軸心回りに等間隔に配置された複数の永久磁石4を備え、隣り合う永久磁石4は互いに異なる磁極となるように設定される。
【0011】
ケース1の円筒部1Aの内周には、円筒型のステータコア5が、ロータ2の回りを取り囲むように配置され、このときステータコア5とロータ2の外周には所定の間隙が形成される。
【0012】
ステータコア5は、図2に示すように、複数(この実施形態では12個)に分割された分割コア10を円環状に連ねて構成される。各分割コア10は、ヨーク部11とティース部12とを備えた略T字状に形成されている。ティース部12はヨーク部11の中央からステータコア5の内周側に突出させて形成される。
【0013】
各分割コア10は、略T字状の所定の厚さの磁性鋼板を回転軸2Aの軸方向に多数を積層して、ステータコア5が所定の長さとなるように構成される。
【0014】
各分割コア10を円環状に配列したときに、各ティース部12の間にはスロット(溝部)13が形成される。各ティース部12には、その周囲に絶縁材15を配置した後、その外側からコイル16を巻装する。コイル16は、各ティース部12の間にスロット13に収容されるが、コイル16の巻層は必要に応じて複数層に設定される。
【0015】
各ティース部12の先端間には、スロット13の開口部を閉塞するプレート17を配置し、プレート17とティース部12とは樹脂のシール部18により一体にモールドして開口部を完全に密閉する。このようにして、スロット13の内部に冷却液の流通が可能な冷却通路6を構成する。
【0016】
前記シール部18の一部は、図1に示すように、ステータコア5の両端から延び出す筒部18Aを構成し、この筒部18Aの先端がケース1B、1Cの内面に液密に嵌合し、これらによりケース1の内側には、ステータコア5の両端に位置して環状の冷却ジャケット7A、7Bを形成する。冷却ジャケット7A、7Bはコイル16のエンド部分を収容し、かつ各スロット13内を軸方向に延びる冷却通路6の両端と連通する。冷却ジャケット7Aには円筒部1Aを貫通して設けた冷媒入口8Aが、また冷却ジャケット7Bには円筒部1Aを貫通して設けた冷媒出口8Bが接続し、これらより冷却ジャケット7Aから導入した冷媒を、各冷却通路6をロータ回転軸方向に流し、この間にステータコア5とコイル16等の冷却を行い、反対側の冷却ジャケット7Bから外部へと循環させる。
【0017】
冷媒よるステータコア5、コイル16の冷却をできるだけ均等、かつ効率的に行うために、第1の実施形態にあっては、図3、図4に示すように、ティース部12に巻き回すコイル16と、ヨーク部11との間に隙間21を設け、この隙間21に冷媒を導くようにしている。
【0018】
図3はスロット13に沿っての分割コア10の側面であり、図4はスロット13と直交する方向から見た分割コア10の端面、及び異なる断面を示している。
【0019】
分割コア10はロータ回転軸方向に多数が積層されてステータコア5を構成するが、軸方向の両端部位と、これら挟まれた中央部位とでは、分割コア10の形状が異なり、両端部位の分割コア10Aに対して中央部位の分割コア10Bは、図4に示すように、ステータコア内周側へのティース部12Bの高さが長く、かつヨーク部11Bの高さは短く設定されている。
【0020】
すなわち、分割コア10Aと10Bは、ステータコア外周面から内周面までの高さ、すなわち半径方向の全長は、互いに等しいが、ヨーク部11Aとティース部12Aの半径方向の高さの比率が、ヨーク部11Bとティース部12Bの半径方向の高さの比率と異なっている。
【0021】
分割コア10A、10Bのティース部12Aと12Bの回りには、絶縁材15を介在させた状態でコイル16が集中巻きされるが、絶縁材15は、所定の厚みをもった板状の部材で形成され、ステータコア5の軸方向において、各ティース部に対して、ティース部12A、12Bの両側面に沿った側面部位19Aと、ヨーク部11A、11Bの下面に沿った上面部位19BとからなるL字状に形成された、一対を一組として構成される。
【0022】
なお、コイルエンド部位は、左右の絶縁材15を連結する部材19Cによってティース部12の端面が覆われる。
【0023】
絶縁材15は、左右一対として、分割コア10のティース部12の両側に配置されるが、両端部位の分割コア10Aのヨーク部11Aの下面に、絶縁材15の上面部位19Bを密着させた状態で、コイル16をその外側から巻き回すことで、中央部位の分割コア10Bについては、ヨーク部11Bの下面と絶縁材15の上面部位19Bとの間に隙間21が形成される。
【0024】
この隙間21はスロット13に面して開口し、したがって、スロット内の冷却通路6に冷媒を流通させると、この冷媒が隙間21にも侵入するようになっている。
【0025】
このように構成したので、ステータコア5の軸方向に延びるスロット内の冷却通路6に冷媒を流通させると、冷媒は冷却通路6に面したコイル16を直接的に冷却し、また、ステータコア軸方向について、大部分を占める、中央部位にある分割コア10Bのヨーク部11Bと、絶縁材15の上面部位19Bとの間に形成される隙間21にはも冷媒が流入し、このため、ヨーク部11Bの下面と、コイル16の上面とが直接的に冷媒よる冷却作用を受ける。とくに、ヨーク部11Bの下面と、ティース部12Bとがつながる隅部は、複数層に巻き回れるコイル16により覆われ、最も熱の逃げにくい部分となっているが、このようにティース部12Bに達する隙間21に冷媒が侵入することで、局部的に温度上昇しやすい部位を効果的に冷却することが可能となるのである。
【0026】
したがって、本実施形態によれば、ステータコア5の軸方向について、両端部位と中央部位との分割コア10A、10Bのヨーク部11A、11Bと、ティース部12A、12Bとの高さの比率(高さの配分)を異なって設定し、両端部位を基準にして巻き回したコイル16の最上層と、ヨーク部11Bの下面との間に隙間21を形成し、ここに冷媒が侵入するようにしたので、熱の抜けにくいヨーク部11Bとティース部12Bとの隅部まで直接的に冷媒で冷却でき、温度のバラツキを抑えた効果的な冷却が可能となる。
【0027】
また、両端部位の分割コア10Aのティース部12Aの高さ低く設定し、ここを基準にしてコイル16を巻き回すことで、中央部位の分割コア10Bのヨーク部11Bの下面に自動的に隙間21を形成することができ、コイル16の巻き線動作の作業効率を低下させずに、しっかりとコイル16の巻装することが可能となる。
【0028】
また、コイル16は絶縁材15の側面部位19Aと上面部位19Bに密着しているので、コイル16の巻き崩れが無く、安定して巻き線することができる。
【0029】
絶縁材15は同一形状のものを用いるので、部品点数が少なく、生産性も向上する。
【0030】
次に、図5、図6に示す第2の実施形態について説明する。
【0031】
主として第1実施形態と相違する部分を中心に説明すると、この実施形態では、両端部位の分割コア10Aと、中央部位の分割コア10Bは、第1実施形態と同じように構成、つまり中央部位の分割コア10Bの方が、半径方向にティース部12Bの長さが長く、ヨーク部11Bの長さが短く構成されることは同じであるが、絶縁材15が、これら分割コア10A、10Bに対応して、ステータコア5の軸方向に異なった形状に形成されている。
【0032】
すなわち、絶縁材15は、それぞれ両端部位に対応した絶縁材15Aと、中央部位に対応した絶縁材15Bとから構成され、絶縁材15Bはティース部12Bの長さに対応して側面部位19Aの長さが、絶縁材15Aよりも長く設定されている。
【0033】
コイル16は両端部位の分割コア10Aを基準にして巻き回され、このためコイル16の最も上層を絶縁材15Aの上面部位19Aと密着させても、中央部位の分割コア10Bについては、コイル16の最上層は、絶縁材15Bの上面部位19Bに達することがなく、これらの間に隙間21Aが形成される。
【0034】
コイル16は巻線機などにより線材が、ステータコア5の軸方向の両端と、スロット13を通って巻き回されるが、コイル16の巻層が両端部の形状に応じて規制されることから、スロット軸方向の中央部分では、絶縁材15Bの上面部位19Bに密着することができず、隙間21Aができるのである。
【0035】
このようにして、本実施形態によれば、中央部位の分割コア10Bのヨーク部11Bの下面には絶縁材15Bの上面部位19Bが接触するが、その上面部位19Bとコイル16の最上層との間には隙間21Aが形成されるので、冷媒がこの隙間21Aにも入り込み、これによりヨーク部11Bの下面と、コイル16の最上層を直接的に冷却するので、最も熱の抜けにくい部位を効果的に冷却することができ、温度の局部的な過上昇を抑制できる。
【0036】
次に、図7、図8に示す第3の実施形態について説明する。
【0037】
この実施形態は、絶縁材15Bの位置が、第1の実施形態と第2の実施形態の中間にあり、これにより絶縁材15Bの上面部位19Bとヨーク部11Bとの間、及び上面部位19Bとコイル16の最上層との間にそれぞれ隙間21Aと21Bが形成される。
【0038】
前記第2実施形態と同じように、両端部位の分割コア10Aと、中央部位の分割コア10Bは、中央部位の分割コア10Bの方が、半径方向にティース部12Bの長さが長く、ヨーク部11Bの長さが短く構成され、また、絶縁材15が、これら分割コア10A、10Bに対応して、ステータコア5の軸方向に異なった形状、すなわち、それぞれ両端部位に対応した絶縁材15Aと、中央部位に対応した絶縁材15Bとから構成される。
【0039】
ただし、中央部位の絶縁材15Bについては、その上面部位19Bが、分割コア10Bのヨーク部11Bの下面に密着させず、かつコイル16の最上層とも密着しないような位置に配置することで、両端部位の分割コア10Aを基準にコイル16を巻き線したときに、隙間21Aと21Bが形成されるようにする。
【0040】
このようにして、本実施形態では、絶縁材15Bの上面部位19Bと、ヨーク部11Bの下面、またコイル16の最上層との間に隙間21A、21Bが形成されるので、コイル16の上面と、ヨーク部11Bの下面とを冷媒により直接的に冷却することができ、熱の逃げにくい部位を効果的に冷却し、温度の局部的な上昇を抑制できる。
【0041】
本発明は上記した実施形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内で、当業者がなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示し、回転電機の軸方向に沿った断面図である。
【図2】同じく回転電機の軸に直交するステータ、ロータの断面図である。
【図3】ステータコアのスロット方向に沿った側面図である。
【図4】ステータコアのスロットと直交する面を示し、(a)はA−A矢示図、(b)はB−B矢示図、(c)はC−C矢示図である。
【図5】第2実施形態を示し、ステータコアのスロット方向に沿った側面図である。
【図6】同じくステータコアのスロットと直交する面を示し、(a)はA−A矢示図、(b)はB−B矢示図、(c)はC−C矢示図である。
【図7】第3実施形態を示し、ステータコアのスロット方向に沿った側面図である。
【図8】同じくステータコアのスロットと直交する面を示し、(a)はA−A矢示図、(b)はB−B矢示図、(c)はC−C矢示図である。
【符号の説明】
1 ケース
2 ロータ
5 ステータコア
6 冷却通路
10,10A,10B 分割コア
11,11A,11B ヨーク部
12,12A,12B ティース部
13 スロット
15,15A,15B 絶縁材
16 コイル
19A 側面部位
19B 上面部位
21,21A,21B 隙間
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling structure for a rotating electric machine that cools a stator and a coil by flowing a coolant inside a stator.
[0002]
[Prior art]
In order to cool the stator and coil that generate heat in the rotating electric machine, insert an underplate into the slot opening where the coil of the stator is housed and close it, cover the coil end with an oil jacket, and coolant inside the slot. Patent Document 1 proposes a configuration in which a heat-generating portion is directly cooled by a refrigerant by using a cooling passage that circulates.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-145302 A
[Problems to be solved by the invention]
However, an insulating material is arranged around the teeth portion of the stator core around which the coil is wound, and the coil is wound therefrom. Since these coils have a large thermal resistance, a portion close to the stator core of the coil or a coil may be used. There is a problem that cooling is not always sufficient for the adjacent stator portion, there is a local temperature rise, and the temperature distribution varies.
[0005]
An object of the present invention is to cool a stator core and a coil as uniformly and efficiently as possible.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the rotating electric machine of the present invention, an insulating material is arranged around teeth protruding from the yoke portion of the stator core to the inner peripheral surface side, and a coil wound from the outside is accommodated in a slot between the teeth portions, The opening of the slot on the inner peripheral surface side of the stator core is closed to form a cooling passage through which the coolant can flow inside the slot. Further, in the rotating electric machine, the stator core is formed by laminating a large number of magnetic steel plates in the axial direction, and the distribution of the height of the yoke portion and the teeth portion is different between the both end portions in the axial direction and the central portion therebetween. A stator core is arranged, and a gap is formed at the central portion between the upper surface of the coil wound around the teeth portion and the lower surface of the yoke portion and communicates with the cooling passage.
[0007]
[Action / Effect]
Therefore, a gap is formed between the upper surface of the coil wound around the tooth portion and the lower surface of the tooth portion and communicates with the cooling passage. By guiding the cooling water there, not only the coil but also the yoke portion is formed. The bottom surface can be cooled directly or the coolant can be cooled directly to the corners of the yoke and teeth where heat is difficult to escape, enabling uniform and effective cooling with less variation in stator core temperature. Become.
[0008]
Embodiment
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0009]
1 and 2 show the entire structure of the rotating electric machine, FIG. 1 shows a cross section including the rotating shaft of the rotating electric machine, and FIG. 2 shows a cross section orthogonal to the rotating shaft. The rotating electric machine is an electric motor or a generator. In this embodiment, a case where the present invention is applied to a permanent magnet type electric motor will be described.
[0010]
In FIG. 1, a case 1 of a rotating electrical machine includes a cylindrical portion 1A and side plates 1B and 1C that close openings at both axial ends of the cylindrical portion 1A. The rotor 2 attached to the rotating shaft 2A is housed in the case 1A. The rotor 2 rotates integrally with a rotating shaft 2A supported by bearings 3 on the side plates 1B and 1C of the case 1. As shown in FIG. 2, the rotor 2 includes a plurality of permanent magnets 4 arranged at equal intervals around the rotation axis, and the adjacent permanent magnets 4 are set to have different magnetic poles.
[0011]
A cylindrical stator core 5 is arranged on the inner periphery of the cylindrical portion 1A of the case 1 so as to surround the periphery of the rotor 2, and at this time, a predetermined gap is formed between the stator core 5 and the outer periphery of the rotor 2.
[0012]
As shown in FIG. 2, the stator core 5 is configured by connecting a plurality of (in this embodiment, 12) divided cores 10 in an annular shape. Each split core 10 is formed in a substantially T shape including a yoke portion 11 and a tooth portion 12. The teeth portion 12 is formed so as to protrude from the center of the yoke portion 11 to the inner peripheral side of the stator core 5.
[0013]
Each of the split cores 10 is formed by laminating a large number of substantially T-shaped magnetic steel plates having a predetermined thickness in the axial direction of the rotating shaft 2A so that the stator core 5 has a predetermined length.
[0014]
When the divided cores 10 are arranged in an annular shape, slots (grooves) 13 are formed between the teeth 12. After arranging an insulating material 15 around each tooth portion 12, a coil 16 is wound from the outside thereof. The coil 16 is accommodated in the slot 13 between the teeth 12, and the winding layers of the coil 16 are set to a plurality of layers as necessary.
[0015]
A plate 17 for closing the opening of the slot 13 is disposed between the tips of the teeth 12, and the plate 17 and the teeth 12 are integrally molded by a resin seal 18 to completely seal the opening. . Thus, the cooling passage 6 through which the coolant can flow is formed inside the slot 13.
[0016]
As shown in FIG. 1, a part of the seal portion 18 forms a cylindrical portion 18A extending from both ends of the stator core 5, and the distal end of the cylindrical portion 18A is fitted to the inner surfaces of the cases 1B and 1C in a liquid-tight manner. Accordingly, annular cooling jackets 7A and 7B are formed inside the case 1 at both ends of the stator core 5. The cooling jackets 7A and 7B accommodate the end portions of the coils 16 and communicate with both ends of the cooling passage 6 extending axially in each slot 13. The cooling jacket 7A is connected to a refrigerant inlet 8A provided through the cylindrical portion 1A, and the cooling jacket 7B is connected to a refrigerant outlet 8B provided through the cylindrical portion 1A. Flows through each cooling passage 6 in the direction of the rotation axis of the rotor, during which the stator core 5 and the coil 16 are cooled and circulated from the cooling jacket 7B on the opposite side to the outside.
[0017]
In order to perform the cooling of the stator core 5 and the coil 16 by the refrigerant as evenly and efficiently as possible, in the first embodiment, as shown in FIGS. A gap 21 is provided between the first and second yoke portions 11 so as to guide the refrigerant into the gap 21.
[0018]
FIG. 3 is a side view of the split core 10 along the slot 13, and FIG. 4 shows an end face of the split core 10 viewed from a direction orthogonal to the slot 13 and a different cross section.
[0019]
A large number of the divided cores 10 are stacked in the direction of the rotor rotation axis to form the stator core 5, and the shape of the divided core 10 is different between both end portions in the axial direction and a central portion sandwiched between these portions. As shown in FIG. 4, the split core 10B at the central portion with respect to 10A has a higher height of the teeth portion 12B toward the inner peripheral side of the stator core and a shorter height of the yoke portion 11B.
[0020]
That is, the split cores 10A and 10B have the same height from the outer circumferential surface to the inner circumferential surface of the stator core, that is, the total length in the radial direction, but the ratio of the height in the radial direction of the yoke portion 11A and the teeth portion 12A is equal to the yoke portion. It differs from the ratio of the height in the radial direction between the portion 11B and the teeth portion 12B.
[0021]
The coils 16 are concentratedly wound around the teeth 12A and 12B of the split cores 10A and 10B with the insulating material 15 interposed therebetween. The insulating material 15 is a plate-shaped member having a predetermined thickness. In the axial direction of the stator core 5, each of the teeth portions has a side portion 19 </ b> A along both side surfaces of the teeth portions 12 </ b> A and 12 </ b> B and an upper surface portion 19 </ b> B along the lower surfaces of the yoke portions 11 </ b> A and 11 </ b> B. A pair formed in a character shape is configured as one set.
[0022]
Note that the end surface of the tooth portion 12 is covered with a member 19C connecting the left and right insulating members 15 at the coil end portion.
[0023]
The insulating material 15 is arranged on both sides of the teeth portion 12 of the split core 10 as a pair of left and right, but the upper surface portion 19B of the insulating material 15 is brought into close contact with the lower surface of the yoke portion 11A of the split core 10A at both end portions. By winding the coil 16 from the outside, a gap 21 is formed between the lower surface of the yoke portion 11B and the upper surface portion 19B of the insulating material 15 in the center core divided core 10B.
[0024]
The gap 21 opens to face the slot 13. Therefore, when the coolant flows through the cooling passage 6 in the slot, the coolant also enters the gap 21.
[0025]
With this configuration, when the refrigerant flows through the cooling passage 6 in the slot extending in the axial direction of the stator core 5, the refrigerant directly cools the coil 16 facing the cooling passage 6, and the refrigerant flows in the axial direction of the stator core 5. The coolant also flows into the gap 21 formed between the yoke portion 11B of the divided core 10B at the central portion and the upper surface portion 19B of the insulating material 15, which occupies the majority, and therefore, the coolant flows into the gap 21. The lower surface and the upper surface of the coil 16 are directly subjected to the cooling action by the refrigerant. In particular, the corner where the lower surface of the yoke portion 11B and the teeth portion 12B are connected is covered with the coil 16 wound in a plurality of layers, and is a portion where heat is hardly escaping. When the refrigerant enters the reaching gap 21, it is possible to effectively cool the portion where the temperature is easily increased locally.
[0026]
Therefore, according to the present embodiment, in the axial direction of the stator core 5, the ratio of the height (height) of the yoke portions 11A and 11B of the divided cores 10A and 10B at the both end portions and the central portion and the teeth portions 12A and 12B is set. Is set differently, and a gap 21 is formed between the uppermost layer of the coil 16 wound around the both end portions and the lower surface of the yoke portion 11B so that the refrigerant enters there. In addition, it is possible to directly cool the corners of the yoke portion 11B and the teeth portion 12B, which are difficult to release heat, with the refrigerant, and it is possible to perform effective cooling while suppressing temperature variations.
[0027]
Also, the height of the teeth portion 12A of the divided core 10A at both end portions is set low and the coil 16 is wound based on this, so that the gap 21 is automatically formed on the lower surface of the yoke portion 11B of the divided core 10B at the central portion. Can be formed, and the coil 16 can be securely wound without lowering the working efficiency of the winding operation of the coil 16.
[0028]
Further, since the coil 16 is in close contact with the side surface portion 19A and the upper surface portion 19B of the insulating material 15, the coil 16 does not collapse and can be wound stably.
[0029]
Since the insulating material 15 has the same shape, the number of parts is small and the productivity is improved.
[0030]
Next, a second embodiment shown in FIGS. 5 and 6 will be described.
[0031]
Mainly describing the differences from the first embodiment, in this embodiment, the split core 10A at both ends and the split core 10B at the center are configured in the same manner as in the first embodiment, that is, at the center. The split core 10B has the same configuration in which the length of the teeth portion 12B is longer and the length of the yoke portion 11B is shorter in the radial direction, but the insulating material 15 corresponds to the split cores 10A and 10B. Thus, the stator core 5 is formed in a different shape in the axial direction.
[0032]
That is, the insulating material 15 includes an insulating material 15A corresponding to both end portions and an insulating material 15B corresponding to the central portion. The insulating material 15B corresponds to the length of the side portion 19A corresponding to the length of the teeth portion 12B. Is set longer than the insulating material 15A.
[0033]
The coil 16 is wound on the basis of the divided cores 10A at both end portions. Therefore, even if the uppermost layer of the coil 16 is brought into close contact with the upper surface portion 19A of the insulating material 15A, the divided core 10B at the central portion is not wound. The uppermost layer does not reach the upper surface portion 19B of the insulating material 15B, and a gap 21A is formed therebetween.
[0034]
The coil 16 is wound around the axial end of the stator core 5 and the slot 13 by a winding machine or the like, and the winding layer of the coil 16 is regulated according to the shape of both ends. At the central portion in the slot axis direction, it is not possible to adhere to the upper surface portion 19B of the insulating material 15B, and a gap 21A is formed.
[0035]
As described above, according to the present embodiment, the upper surface portion 19B of the insulating material 15B contacts the lower surface of the yoke portion 11B of the split core 10B at the central portion. Since the gap 21A is formed between the gaps, the refrigerant also enters the gap 21A, thereby directly cooling the lower surface of the yoke portion 11B and the uppermost layer of the coil 16, so that the portion where heat is hardly released can be effectively used. Cooling can be performed locally, and a local excessive rise in temperature can be suppressed.
[0036]
Next, a third embodiment shown in FIGS. 7 and 8 will be described.
[0037]
In this embodiment, the position of the insulating material 15B is intermediate between the first embodiment and the second embodiment, whereby the insulating material 15B is located between the upper surface portion 19B and the yoke portion 11B and between the upper surface portion 19B and the upper surface portion 19B. Gaps 21A and 21B are formed between the coil 16 and the uppermost layer.
[0038]
As in the second embodiment, the divided core 10A at the both end portions and the divided core 10B at the central portion have the teeth portion 12B longer in the radial direction at the central portion 11B is configured to have a short length, and the insulating material 15 has a different shape in the axial direction of the stator core 5 corresponding to the divided cores 10A and 10B, that is, an insulating material 15A corresponding to both end portions, respectively. And an insulating material 15B corresponding to the central portion.
[0039]
However, as for the insulating material 15B at the central portion, the upper surface portion 19B is arranged so that the upper surface portion 19B does not adhere to the lower surface of the yoke portion 11B of the split core 10B and does not adhere to the uppermost layer of the coil 16, so that both ends are provided. The gaps 21A and 21B are formed when the coil 16 is wound on the basis of the divided core 10A.
[0040]
In this way, in the present embodiment, the gaps 21A and 21B are formed between the upper surface portion 19B of the insulating material 15B, the lower surface of the yoke portion 11B, and the uppermost layer of the coil 16, so that the upper surface of the coil 16 In addition, the lower surface of the yoke portion 11B can be directly cooled by the refrigerant, and the portion where heat is difficult to escape can be effectively cooled, and a local rise in temperature can be suppressed.
[0041]
It is apparent that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various changes and improvements that can be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view along an axial direction of a rotating electric machine.
FIG. 2 is a sectional view of a stator and a rotor which are also orthogonal to the axis of the rotating electric machine.
FIG. 3 is a side view of the stator core along a slot direction.
4A and 4B show a plane orthogonal to the slots of the stator core, wherein FIG. 4A is a view shown by an arrow AA, FIG. 4B is a view shown by an arrow BB, and FIG.
FIG. 5 is a side view showing a second embodiment, taken along a slot direction of a stator core.
6A and 6B show planes orthogonal to the slots of the stator core, wherein FIG. 6A is a diagram shown by an arrow AA, FIG. 6B is a diagram shown by an arrow BB, and FIG.
FIG. 7 shows a third embodiment, and is a side view along a slot direction of a stator core.
8A and 8B show planes orthogonal to the slots of the stator core, wherein FIG. 8A is a diagram shown by an arrow AA, FIG. 8B is a diagram shown by an arrow BB, and FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case 2 Rotor 5 Stator core 6 Cooling passage 10, 10A, 10B Split core 11, 11A, 11B Yoke part 12, 12A, 12B Teeth part 13 Slot 15, 15A, 15B Insulating material 16 Coil 19A Side part 19B Top part 21, 21A , 21B gap

Claims (10)

ステータコアのヨーク部から内周面側に突出するティース部の周囲に絶縁材を配置し、その外側から巻装されるコイルをティース部間のスロット内に収容し、前記スロットのステータコア内周面側の開口を閉塞してスロット内を冷媒が流通可能な冷却通路とする回転電機の冷却構造において、
前記ステータコアを軸方向に多数の磁性鋼板を積層して構成し、軸方向の両端部位と、これらの間の中央部位とで、ヨーク部とティース部の高さの配分が異なるステータコアを配置し、前記中央部位において、ティース部に巻き回したコイルの上面とヨーク部の下面の間に位置して前記冷却通路と連通する隙間を形成したことを特徴とする回転電機の冷却構造。
An insulating material is arranged around the teeth protruding from the yoke of the stator core to the inner peripheral surface side, and a coil wound from the outside is accommodated in a slot between the teeth, and the stator core inner peripheral side of the slot is disposed. In the cooling structure of the rotating electric machine, the opening of which is closed and a cooling passage through which the refrigerant can flow in the slot,
The stator core is formed by laminating a large number of magnetic steel plates in the axial direction, and at both end portions in the axial direction and a central portion therebetween, a stator core in which the distribution of the height of the yoke portion and the tooth portion is different is arranged, A cooling structure for a rotating electric machine, wherein a gap is formed in the central portion between an upper surface of a coil wound around a teeth portion and a lower surface of a yoke portion and communicates with the cooling passage.
前記隙間は、ティース部の側面にまで到達するように形成される請求項1に記載の回転電機の冷却構造。The cooling structure for a rotating electric machine according to claim 1, wherein the gap is formed so as to reach a side surface of the teeth portion. 前記両端部位では、前記中央部位に比較してティース部の高さが低く形成される請求項1または2に記載の回転電機の冷却構造。The cooling structure for a rotating electric machine according to claim 1, wherein a height of the teeth portion is formed lower at the both end portions than at the central portion. 前記隙間は、前記コイルの最上層と接触する前記絶縁材の上面と、前記ヨーク部の下面との間に形成される請求項1〜3のいずれか一つに記載の回転電機の冷却構造。The cooling structure for a rotating electric machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the gap is formed between an upper surface of the insulating material that contacts an uppermost layer of the coil and a lower surface of the yoke portion. 前記隙間は、前記ヨーク部の下面に接触する前記絶縁材の下面と、前記コイルの最上層との間に形成される請求項1〜3のいずれか一つに記載の回転電機の冷却構造。The cooling structure for a rotating electric machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the gap is formed between a lower surface of the insulating material that contacts a lower surface of the yoke portion and an uppermost layer of the coil. 前記隙間は、前記ヨーク部の下面と前記絶縁材の上面との間、及び前記絶縁材の下面と前記コイルの最上層との間にそれぞれ形成される請求項1〜3のいずれか一つに記載の回転電機の冷却構造。The gap according to any one of claims 1 to 3, wherein the gap is formed between a lower surface of the yoke portion and an upper surface of the insulating material, and between a lower surface of the insulating material and an uppermost layer of the coil. The cooling structure of the rotating electric machine according to the above description. 前記絶縁材は、前記ティース部の両側に配置され、前記ティース部に沿った側面部位と、ヨーク部の下面に沿った上面部位とからなる、断面がL字状の部材である請求項1〜6のいずれか一つに記載の回転電機の冷却構造。The said insulating material is an L-shaped member which is arrange | positioned on both sides of the said teeth part and consists of a side surface part along the said teeth part and an upper surface part along the lower surface of the yoke part. 7. The cooling structure for a rotating electric machine according to any one of 6. 前記絶縁材は、前記ステータコアの前記両端部位と、中央部位に対応して、側面部位の長さが異なって形成される請求項7に記載の回転電機の冷却構造。8. The cooling structure for a rotating electric machine according to claim 7, wherein the insulating material is formed to have a different length of a side portion corresponding to the both end portions and the center portion of the stator core. 前記両端部位に位置する絶縁材は、その側面部位の高さが、前記中央部位に位置する絶縁材の側面部位の高さよりも、低くなっている請求項8に記載の回転電機の冷却構造。9. The cooling structure for a rotating electric machine according to claim 8, wherein the height of the side portion of the insulating material located at the both end portions is lower than the height of the side portion of the insulating material located at the central portion. 前記コイルは、前記両端部位に位置する絶縁材を基準にして、その最上層コイルが上面部位に接触するように多層に巻き回される請求項9に記載の回転電機の冷却構造。The cooling structure for a rotating electric machine according to claim 9, wherein the coil is wound in multiple layers such that an uppermost coil thereof is in contact with an upper surface portion with reference to the insulating material located at the both end portions.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105422485A (en) * 2015-12-09 2016-03-23 南京磁谷科技有限公司 Cooling structure of rotor of air blower
CN106160341A (en) * 2016-07-05 2016-11-23 北京超同步伺服股份有限公司 Motor with direct cooling structure
JP2017093195A (en) * 2015-11-13 2017-05-25 三菱電機株式会社 Rotary electric machine
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