JP2003274605A - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
- Publication number
- JP2003274605A JP2003274605A JP2002073030A JP2002073030A JP2003274605A JP 2003274605 A JP2003274605 A JP 2003274605A JP 2002073030 A JP2002073030 A JP 2002073030A JP 2002073030 A JP2002073030 A JP 2002073030A JP 2003274605 A JP2003274605 A JP 2003274605A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric machine
- stator core
- machine according
- cooling member
- end surface
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】コントローラ（ステータ電流制御回路装置）特
にステータ電流断続用の半導体スイッチング素子とモー
タとの両方の冷却性に優れるとともに、体格、重量の増
大を抑止可能な回転電機を提供すること。 【解決手段】 冷却部材２、３は、ステータコア４の端
面とコイルエンド１５の外周面とにより区画される円筒
状空間部分に収容されて、コイルエンド１５の外周側の
ステータコア４の端面に密着している。
にステータ電流断続用の半導体スイッチング素子とモー
タとの両方の冷却性に優れるとともに、体格、重量の増
大を抑止可能な回転電機を提供すること。 【解決手段】 冷却部材２、３は、ステータコア４の端
面とコイルエンド１５の外周面とにより区画される円筒
状空間部分に収容されて、コイルエンド１５の外周側の
ステータコア４の端面に密着している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
種々の液冷型回転電機及びインバータ一体型回転電機が
提案されている。また、特開平５−２９２７０３号公報
は、冷却剤によりインバータとモータとの両方を液冷す
る液冷式インバータ一体型回転電機を提案している。し
かし、この液冷インバータ一体型の回転電機では、モー
タ端面にヒートシンクを介して液冷のインバータ（コン
トローラ）を固定する構造を採用しているので、装置体
格、重量が増大してしまうという欠点、及び、モータ冷
却性能が劣るという欠点があった。
種々の液冷型回転電機及びインバータ一体型回転電機が
提案されている。また、特開平５−２９２７０３号公報
は、冷却剤によりインバータとモータとの両方を液冷す
る液冷式インバータ一体型回転電機を提案している。し
かし、この液冷インバータ一体型の回転電機では、モー
タ端面にヒートシンクを介して液冷のインバータ（コン
トローラ）を固定する構造を採用しているので、装置体
格、重量が増大してしまうという欠点、及び、モータ冷
却性能が劣るという欠点があった。
【０００３】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、コントローラ（ステータ電流制御回路装置）特に
ステータ電流断続用の半導体スイッチング素子とモータ
との両方の冷却性に優れるとともに、体格、重量の増大
を抑止可能な回転電機を提供することをその目的として
いる。
あり、コントローラ（ステータ電流制御回路装置）特に
ステータ電流断続用の半導体スイッチング素子とモータ
との両方の冷却性に優れるとともに、体格、重量の増大
を抑止可能な回転電機を提供することをその目的として
いる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の回転電機
は、内周部にスロットを有してハウジングに固定された
円筒状のステータコアと、前記ステータコアの両端面か
ら突出するコイルエンドを有して前記スロットに挿通さ
れるステータコイルと、内部に冷却剤通路を有して前記
ステータコアに密着する冷却部材と、前記冷却部材の表
面に固定されて前記ステータコイルの電流を制御する半
導体スイッチング素子と、前記ステータコアの内周面に
面して回転するロータとを備える回転電機において、前
記冷却部材は、前記ステータコアの端面と前記コイルエ
ンドの外周面とにより区画される円筒状空間部分に収容
されて、前記コイルエンドの外周側の前記ステータコア
の端面に密着することを特徴としている。
は、内周部にスロットを有してハウジングに固定された
円筒状のステータコアと、前記ステータコアの両端面か
ら突出するコイルエンドを有して前記スロットに挿通さ
れるステータコイルと、内部に冷却剤通路を有して前記
ステータコアに密着する冷却部材と、前記冷却部材の表
面に固定されて前記ステータコイルの電流を制御する半
導体スイッチング素子と、前記ステータコアの内周面に
面して回転するロータとを備える回転電機において、前
記冷却部材は、前記ステータコアの端面と前記コイルエ
ンドの外周面とにより区画される円筒状空間部分に収容
されて、前記コイルエンドの外周側の前記ステータコア
の端面に密着することを特徴としている。
【０００５】本発明によれば、ステータ電流制御用の半
導体スイッチング素子を冷却する冷却部材を、従来にお
いてアイドルスペースとなっていたステータコアの端面
とコイルエンドの外周面とにより区画される円筒状空間
部分（このアイドルスペースの径方向厚さはほぼステー
タコアのヨーク部の厚さに等しい）に収容しているの
で、回転電機の径方向寸法の増大及び軸方向寸法の増大
を抑止又は０とすることができ、回転電機の体格、重量
の増大を最小とすることができる。そのうえ、冷却部材
は半導体スイッチング素子を搭載してそれを良好に冷却
するとともに、ステータコアの端面に密着するのでステ
ータコア及びステータコアに装備される大発熱部材であ
るステータコイルを良好に冷却することができる。ま
た、上記した液冷式のコントローラをヒートシンクを通
じてモータの端面に密着する場合に比較して、ステータ
コイルの端部とステータ電流制御用の半導体スイッチン
グ素子とを近接配置することができるので、配線抵抗損
失及び電磁放射ノイズの低減を図ることができる。
導体スイッチング素子を冷却する冷却部材を、従来にお
いてアイドルスペースとなっていたステータコアの端面
とコイルエンドの外周面とにより区画される円筒状空間
部分（このアイドルスペースの径方向厚さはほぼステー
タコアのヨーク部の厚さに等しい）に収容しているの
で、回転電機の径方向寸法の増大及び軸方向寸法の増大
を抑止又は０とすることができ、回転電機の体格、重量
の増大を最小とすることができる。そのうえ、冷却部材
は半導体スイッチング素子を搭載してそれを良好に冷却
するとともに、ステータコアの端面に密着するのでステ
ータコア及びステータコアに装備される大発熱部材であ
るステータコイルを良好に冷却することができる。ま
た、上記した液冷式のコントローラをヒートシンクを通
じてモータの端面に密着する場合に比較して、ステータ
コイルの端部とステータ電流制御用の半導体スイッチン
グ素子とを近接配置することができるので、配線抵抗損
失及び電磁放射ノイズの低減を図ることができる。
【０００６】なお、冷却部材の表面とそれに対面するコ
イルエンドの表面との間に良熱伝導性の材料をたとえば
樹脂モールドなどの方法で充填することもでき、この場
合にはステータコイルの冷却性も更に向上することがで
きる。
イルエンドの表面との間に良熱伝導性の材料をたとえば
樹脂モールドなどの方法で充填することもでき、この場
合にはステータコイルの冷却性も更に向上することがで
きる。
【０００７】請求項２記載の構成は請求項１記載の回転
電機において、前記冷却部材が、前記ステータコアの両
端面に個別に密着する一対の環状冷却部材を有する。た
だし、この場合には、一方の環状冷却部材に半導体スイ
ッチング素子やその他の回路部品を搭載すればよい。こ
のようにすれば、ステータコアの冷却性を一層向上する
ことができる。
電機において、前記冷却部材が、前記ステータコアの両
端面に個別に密着する一対の環状冷却部材を有する。た
だし、この場合には、一方の環状冷却部材に半導体スイ
ッチング素子やその他の回路部品を搭載すればよい。こ
のようにすれば、ステータコアの冷却性を一層向上する
ことができる。
【０００８】請求項３記載の構成は請求項２記載の回転
電機において更に、前記両環状冷却部材が、前記ステー
タコアを挟んでスルーボルトにより軸方向に締結されて
いるので、簡単な工程で両環状冷却部材を良好にステー
タコアに密着させることができる。
電機において更に、前記両環状冷却部材が、前記ステー
タコアを挟んでスルーボルトにより軸方向に締結されて
いるので、簡単な工程で両環状冷却部材を良好にステー
タコアに密着させることができる。
【０００９】請求項４記載の構成は請求項２又は３記載
の回転電機において、前記環状冷却部材が、前記冷却剤
通路が軸方向外側に開口する環状の筒部と、前記筒部の
外端面に密着して前記冷却剤通路を密閉する輪板状の蓋
板部とを有するので、冷却剤通路を容易に形成すること
ができ、かつ、その液漏れも容易に防止することができ
る。
の回転電機において、前記環状冷却部材が、前記冷却剤
通路が軸方向外側に開口する環状の筒部と、前記筒部の
外端面に密着して前記冷却剤通路を密閉する輪板状の蓋
板部とを有するので、冷却剤通路を容易に形成すること
ができ、かつ、その液漏れも容易に防止することができ
る。
【００１０】請求項５記載の構成は請求項４記載の回転
電機において、前記両環状冷却部材の蓋板部が、前記両
環状冷却部材の前記筒部及び前記ステータコアを挟んで
前記スルーボルトにより軸方向に締結されているので、
両環状冷却部材をステータコアに良好に密着できると同
時に両環状冷却部材の液漏れを良好に防止することがで
きる。
電機において、前記両環状冷却部材の蓋板部が、前記両
環状冷却部材の前記筒部及び前記ステータコアを挟んで
前記スルーボルトにより軸方向に締結されているので、
両環状冷却部材をステータコアに良好に密着できると同
時に両環状冷却部材の液漏れを良好に防止することがで
きる。
【００１１】請求項６記載の構成は請求項５記載の回転
電機において、前記両環状冷却部材の前記冷却剤通路
が、前記環状冷却部材の径方向断面において螺旋状に凹
設され、前記蓋板部が、前記螺旋状の冷却剤通路の両端
に面して冷却剤注入部及び冷却剤排出部を有するので、
配管長が長く、冷却剤の入り口、出口温度差が大きく流
量あたりの冷却性能及び外部の放熱器の放熱効率が高い
冷却通路を容易に実現することができる。
電機において、前記両環状冷却部材の前記冷却剤通路
が、前記環状冷却部材の径方向断面において螺旋状に凹
設され、前記蓋板部が、前記螺旋状の冷却剤通路の両端
に面して冷却剤注入部及び冷却剤排出部を有するので、
配管長が長く、冷却剤の入り口、出口温度差が大きく流
量あたりの冷却性能及び外部の放熱器の放熱効率が高い
冷却通路を容易に実現することができる。
【００１２】請求項７記載の構成は請求項２乃至６のい
ずれか記載の回転電機において、前記両冷却部材又は前
記両筒部が、前記ステータコアの外周面に密着する円筒
状のステータコア囲包筒部を有するので、ステータコア
の冷却性を一層改善することができると同時に、ステー
タコアの機械的な保護効果を奏することができる。
ずれか記載の回転電機において、前記両冷却部材又は前
記両筒部が、前記ステータコアの外周面に密着する円筒
状のステータコア囲包筒部を有するので、ステータコア
の冷却性を一層改善することができると同時に、ステー
タコアの機械的な保護効果を奏することができる。
【００１３】請求項８記載の構成は請求項４記載の回転
電機において、前記半導体スイッチング素子が、前記冷
却部材の外端面又は前記環状冷却部材の外端面に固定さ
れているので、半導体スイッチング素子がコイルエンド
や冷却剤通路の邪魔にならず、全体体格の増大を最小限
に抑止しつつ各半導体スイッチング素子や回路部品を平
面配置することができるので、各部品間の配線を容易と
なる。
電機において、前記半導体スイッチング素子が、前記冷
却部材の外端面又は前記環状冷却部材の外端面に固定さ
れているので、半導体スイッチング素子がコイルエンド
や冷却剤通路の邪魔にならず、全体体格の増大を最小限
に抑止しつつ各半導体スイッチング素子や回路部品を平
面配置することができるので、各部品間の配線を容易と
なる。
【００１４】請求項９記載の構成は請求項８記載の回転
電機において、前記半導体スイッチング素子が固定され
た前記冷却部材の外端面又は前記環状冷却部材の外端面
を囲包するカバー部材を有するので、これら半導体スイ
ッチング素子や回路部品を良好に機械保護することがで
きる。
電機において、前記半導体スイッチング素子が固定され
た前記冷却部材の外端面又は前記環状冷却部材の外端面
を囲包するカバー部材を有するので、これら半導体スイ
ッチング素子や回路部品を良好に機械保護することがで
きる。
【００１５】請求項１０記載の構成は請求項６記載の回
転電機において、前記冷却部材の外端面又は前記環状冷
却部材の外端面に固定されて前記カバー部材から突出す
るとともに、前記半導体スイッチング素子に給電する外
部電源接続用の電源端子を有するので、半導体スイッチ
ング素子への給電が簡単となる。
転電機において、前記冷却部材の外端面又は前記環状冷
却部材の外端面に固定されて前記カバー部材から突出す
るとともに、前記半導体スイッチング素子に給電する外
部電源接続用の電源端子を有するので、半導体スイッチ
ング素子への給電が簡単となる。
【００１６】請求項１１記載の構成は請求項６記載の回
転電機において、前記ロータの端面に形成された遠心フ
ァンを前記コイルエンドの径内側に有する。このように
すれば、この遠心ファンから出た空気流が、コイルエン
ドを貫通して径方向に流れた後、環状冷却部材にて冷却
されるので、この空気流を循環させることにより、耐環
境性に優れた密閉モータ構造において、ロータやステー
タコイルを良好に冷却することができる。
転電機において、前記ロータの端面に形成された遠心フ
ァンを前記コイルエンドの径内側に有する。このように
すれば、この遠心ファンから出た空気流が、コイルエン
ドを貫通して径方向に流れた後、環状冷却部材にて冷却
されるので、この空気流を循環させることにより、耐環
境性に優れた密閉モータ構造において、ロータやステー
タコイルを良好に冷却することができる。
【００１７】請求項１２記載の構成は請求項１１記載の
回転電機において、前記冷却部材が、前記遠心ファンに
より形成される循環空気経路中に突出する冷却フィンを
有するので、一層の冷却効果向上を図ることができる。
回転電機において、前記冷却部材が、前記遠心ファンに
より形成される循環空気経路中に突出する冷却フィンを
有するので、一層の冷却効果向上を図ることができる。
【００１８】請求項１３記載の構成は請求項２記載の回
転電機において、前記両環状冷却部材が、軸受けを介し
て前記ロータの軸を回転自在に支承するので、ステータ
コアが固定されてロータを回転自在に支持し、ステータ
コア、ステータコイル及びロータを囲包保護する機械部
材としてのハウジングを兼ねることができるので、部品
点数の削減と重量の大幅な低減を図ることができる。
転電機において、前記両環状冷却部材が、軸受けを介し
て前記ロータの軸を回転自在に支承するので、ステータ
コアが固定されてロータを回転自在に支持し、ステータ
コア、ステータコイル及びロータを囲包保護する機械部
材としてのハウジングを兼ねることができるので、部品
点数の削減と重量の大幅な低減を図ることができる。
【００１９】
【発明を実施するための態様】本発明の回転電機の好適
な態様を図面を参照して以下に説明する。この回転電機
は３相ブラシレスＤＣモータであるが、もちろん他の形
式の回転電機でもよいことは当然である。 （全体構造）１は略リング状のフロントフレーム、２は
略リング状のエンドトフレーム、３は輪板状のエンドプ
レート、４はステータコア、５はステータコイル、６は
ロータ、７は回転軸、８は冷却ファン、９はスルーボル
ト、１０は半導体スイッチング素子、１１は樹脂カバー
である。フロントプレート、フロントフレーム１、エン
ドトフレーム２、エンドプレート３は、アルミダイキャ
ストにより製造されている。
な態様を図面を参照して以下に説明する。この回転電機
は３相ブラシレスＤＣモータであるが、もちろん他の形
式の回転電機でもよいことは当然である。 （全体構造）１は略リング状のフロントフレーム、２は
略リング状のエンドトフレーム、３は輪板状のエンドプ
レート、４はステータコア、５はステータコイル、６は
ロータ、７は回転軸、８は冷却ファン、９はスルーボル
ト、１０は半導体スイッチング素子、１１は樹脂カバー
である。フロントプレート、フロントフレーム１、エン
ドトフレーム２、エンドプレート３は、アルミダイキャ
ストにより製造されている。
【００２０】なお、図１では図示を省略しているが、エ
ンドフレーム１とエンドプレート３との接合状態と全く
同様に、図示しないフロントプレートが固定されてい
る。この実施例は、エンドフレーム２とフロントフレー
ム１とは同一形状とされ、エンドプレート３と図示しな
い上記フロントプレートとは冷却剤通路やステータコイ
ルの端部の貫通孔などがなく、半導体スイッチング素子
を含むコントローラが外端面に実装されていない点をの
ぞいて同一構造とされている。
ンドフレーム１とエンドプレート３との接合状態と全く
同様に、図示しないフロントプレートが固定されてい
る。この実施例は、エンドフレーム２とフロントフレー
ム１とは同一形状とされ、エンドプレート３と図示しな
い上記フロントプレートとは冷却剤通路やステータコイ
ルの端部の貫通孔などがなく、半導体スイッチング素子
を含むコントローラが外端面に実装されていない点をの
ぞいて同一構造とされている。
【００２１】エンドフレーム２の後端外周部およびエン
ドプレート３の外周部には径方向外側に貫通孔（図示省
略）をもつ鍔部１１、１２が突設されており、同様に、
フロントフレーム１の後端外周部およびフロントプレー
トの外周部にも径方向外側に貫通孔（図示省略）をもつ
鍔部（図示せず）が突設されている。スルーボルト９が
これら貫通孔を貫通してボルト締めされ、これにより、
図示しないフロントプレート、フロントフレーム１、エ
ンドフレーム２、ステータコア４、エンドプレート３の
順に軸方向に重ねられてスルーボルト９により一体化さ
れている。
ドプレート３の外周部には径方向外側に貫通孔（図示省
略）をもつ鍔部１１、１２が突設されており、同様に、
フロントフレーム１の後端外周部およびフロントプレー
トの外周部にも径方向外側に貫通孔（図示省略）をもつ
鍔部（図示せず）が突設されている。スルーボルト９が
これら貫通孔を貫通してボルト締めされ、これにより、
図示しないフロントプレート、フロントフレーム１、エ
ンドフレーム２、ステータコア４、エンドプレート３の
順に軸方向に重ねられてスルーボルト９により一体化さ
れている。
【００２２】フロントプレート及びエンドプレート３の
内周面には軸受け１３が嵌入され、これら一対の軸受け
１３（一つのみ図示）は、回転軸７が回転自在に支承し
ている。回転軸７にはロータ６が嵌着、固定され、ロー
タ６の外周面はステータコア４の内周面に電磁ギャップ
を挟んで対面している。
内周面には軸受け１３が嵌入され、これら一対の軸受け
１３（一つのみ図示）は、回転軸７が回転自在に支承し
ている。回転軸７にはロータ６が嵌着、固定され、ロー
タ６の外周面はステータコア４の内周面に電磁ギャップ
を挟んで対面している。
【００２３】ステータコイル５は、ステータコア４の内
周部に軸方向に貫設されたスロット１４に貫装され、ス
テータコイル５の軸方向両端部はステータコア４から突
出してコイルエンド１５を構成している。なお、図１に
おけるステータコイル５の図示は模式的になされている
が、この種のステータコイル５の形状、構造はもはや周
知事項であるので、更なる説明は省略する。
周部に軸方向に貫設されたスロット１４に貫装され、ス
テータコイル５の軸方向両端部はステータコア４から突
出してコイルエンド１５を構成している。なお、図１に
おけるステータコイル５の図示は模式的になされている
が、この種のステータコイル５の形状、構造はもはや周
知事項であるので、更なる説明は省略する。
【００２４】冷却ファン８は、従来同様に、ロータ６の
両端面に固定されている。この実施例ではこの冷却ファ
ン８は遠心ファンとされている。
両端面に固定されている。この実施例ではこの冷却ファ
ン８は遠心ファンとされている。
【００２５】半導体スイッチング素子１０はエンドプレ
ート３の外端面に固定されている。エンドプレート３の
外端面には、このステータコイル５の電流を制御するた
めのコントローラが実装されている。半導体スイッチン
グ素子１０はこのコントローラの一部をなす三相インバ
ータ回路のスイッチング素子を構成している。この種の
コントローラ、三相インバータ回路、半導体スイッチン
グ素子１０についてはもはや周知事項であるので、更な
る説明は省略する。
ート３の外端面に固定されている。エンドプレート３の
外端面には、このステータコイル５の電流を制御するた
めのコントローラが実装されている。半導体スイッチン
グ素子１０はこのコントローラの一部をなす三相インバ
ータ回路のスイッチング素子を構成している。この種の
コントローラ、三相インバータ回路、半導体スイッチン
グ素子１０についてはもはや周知事項であるので、更な
る説明は省略する。
【００２６】樹脂カバー１１は、鍔付き輪板形状を有し
てエンドプレート３の外端面に締結され、上記コントロ
ーラを囲包、保護している。
てエンドプレート３の外端面に締結され、上記コントロ
ーラを囲包、保護している。
【００２７】１６は、エンドプレート３の外端面に固定
されたコネクタであり、このコネクタは樹脂カバー１１
に設けた窓を貫通して軸方向に突出している。コネクタ
１６にはＤＣ電源ケーブル１７および外部コントローラ
との通信用ケーブル（図示せず）が装着され、ＤＣ電源
ケーブル１７は、コネクタ１６及び図示しないブスバー
を通じて上記コントローラにＤＣ電力を給電している。
されたコネクタであり、このコネクタは樹脂カバー１１
に設けた窓を貫通して軸方向に突出している。コネクタ
１６にはＤＣ電源ケーブル１７および外部コントローラ
との通信用ケーブル（図示せず）が装着され、ＤＣ電源
ケーブル１７は、コネクタ１６及び図示しないブスバー
を通じて上記コントローラにＤＣ電力を給電している。
【００２８】（変形態様）上記実施例では、共通のスル
ーボルト９により、上記各部材を軸方向に締結したが、
更に、フロントプレートとフロントフレーム１とだけを
締結するボルト、ナットと、エンドプレート３とエンド
フレーム２とだけを締結するボルト、ナットとを追加す
ることも好適である。このようにすれば、スルーボルト
９を緩めた場合でも後述する冷却剤通路から液漏れが生
じることがない。 （冷却構造）次に、この実施例の特徴構成をなすモータ
及び半導体スイッチング素子（又はコントローラ）の冷
却構造を説明する。なお、フロント側の冷却構造はエン
ド側のそれと全く同じであるので、エンド側の冷却構造
のみを説明する。
ーボルト９により、上記各部材を軸方向に締結したが、
更に、フロントプレートとフロントフレーム１とだけを
締結するボルト、ナットと、エンドプレート３とエンド
フレーム２とだけを締結するボルト、ナットとを追加す
ることも好適である。このようにすれば、スルーボルト
９を緩めた場合でも後述する冷却剤通路から液漏れが生
じることがない。 （冷却構造）次に、この実施例の特徴構成をなすモータ
及び半導体スイッチング素子（又はコントローラ）の冷
却構造を説明する。なお、フロント側の冷却構造はエン
ド側のそれと全く同じであるので、エンド側の冷却構造
のみを説明する。
【００２９】エンドフレーム２は、ステータコア４の端
面とコイルエンド１５の外周面とにより区画される円筒
状空間部分に収容される円筒状の本体部２１と、本体部
２１と前端外周から前方に突出する円筒状の筒部２２と
を有している。
面とコイルエンド１５の外周面とにより区画される円筒
状空間部分に収容される円筒状の本体部２１と、本体部
２１と前端外周から前方に突出する円筒状の筒部２２と
を有している。
【００３０】本体部２１内には螺旋状に冷却剤通路２３
が形成されており、冷却剤通路２３は図１において４重
に形成されている。冷却剤通路２３は、本体部２１の後
端面に開口しており、本体部２１の後端面はエンドプレ
ート３の前端面に密着し、スルーボルト９により冷却剤
通路２３は密閉されている。
が形成されており、冷却剤通路２３は図１において４重
に形成されている。冷却剤通路２３は、本体部２１の後
端面に開口しており、本体部２１の後端面はエンドプレ
ート３の前端面に密着し、スルーボルト９により冷却剤
通路２３は密閉されている。
【００３１】エンドプレート３の前端面にもエンドフレ
ーム２の冷却剤通路２３と径方向同位置に冷却剤通路３
１が凹設されており、螺旋状の冷却剤通路３１の一端に
は冷却剤注入パイプ３２が、他端には冷却剤排出パイプ
３３が一体に形成されている。これにより、互いに一体
に構成された冷却剤通路２３、３１には外部ポンプによ
り冷却剤が循環されている。３４はエンドプレート３の
前端面に凹設された２つのリング溝に挿入されて液漏れ
を防止するＯリングである。
ーム２の冷却剤通路２３と径方向同位置に冷却剤通路３
１が凹設されており、螺旋状の冷却剤通路３１の一端に
は冷却剤注入パイプ３２が、他端には冷却剤排出パイプ
３３が一体に形成されている。これにより、互いに一体
に構成された冷却剤通路２３、３１には外部ポンプによ
り冷却剤が循環されている。３４はエンドプレート３の
前端面に凹設された２つのリング溝に挿入されて液漏れ
を防止するＯリングである。
【００３２】本体部２１の前端面はステータコア４の後
端面の外周部にスルーボルト９により圧着されており、
また、筒部２２の内周面はステータコア４の外周面に熱
伝導グリスを介して嵌着されている。これにより、ステ
ータコア４は、冷却剤により良好に冷却されることがで
きる。
端面の外周部にスルーボルト９により圧着されており、
また、筒部２２の内周面はステータコア４の外周面に熱
伝導グリスを介して嵌着されている。これにより、ステ
ータコア４は、冷却剤により良好に冷却されることがで
きる。
【００３３】本体部２１の内周面とコイルエンド１５の
外周面との間には環状の隙間が形成されており、これに
より、冷却ファン８Ｎより形成された遠心冷却風は、コ
イルエンド１５を貫通してそれを冷却しつつ本体部２１
の内周面に達して冷却される。２４は、本体部２１の内
周面に形成された冷却フィンであり、冷却フィン２４は
遠心冷却風を良好に冷却する。その後、遠心冷却風は、
エンドプレート３の前端面に沿って径内側に流れ、エン
ドプレート３の冷却フィン３５により冷却されて冷却フ
ァン８に戻る。
外周面との間には環状の隙間が形成されており、これに
より、冷却ファン８Ｎより形成された遠心冷却風は、コ
イルエンド１５を貫通してそれを冷却しつつ本体部２１
の内周面に達して冷却される。２４は、本体部２１の内
周面に形成された冷却フィンであり、冷却フィン２４は
遠心冷却風を良好に冷却する。その後、遠心冷却風は、
エンドプレート３の前端面に沿って径内側に流れ、エン
ドプレート３の冷却フィン３５により冷却されて冷却フ
ァン８に戻る。
【００３４】また、冷却剤は、半導体スイッチング素子
１０のヒートシンクを兼ねるエンドプレート３を良好に
冷却するので、エンドプレート３の外端面に実装された
半導体スイッチング素子１０は良好に冷却され、軸受け
１３の過熱も防止される。 （ステータコイル配線取り出し構造）次に、ステータコ
イル５の端部導体５０を引き出すためのステータコイル
配線取り出し構造について、図２を参照して以下に説明
する。
１０のヒートシンクを兼ねるエンドプレート３を良好に
冷却するので、エンドプレート３の外端面に実装された
半導体スイッチング素子１０は良好に冷却され、軸受け
１３の過熱も防止される。 （ステータコイル配線取り出し構造）次に、ステータコ
イル５の端部導体５０を引き出すためのステータコイル
配線取り出し構造について、図２を参照して以下に説明
する。
【００３５】エンドプレート３には３本の端部導体５０
を取り出すための貫通孔３５が３カ所に分けて形成され
ている。図２は貫通孔３５の一つを示す。貫通孔３５に
は一部が切り欠かれた略Ｃ字状のフェライトコア３６が
固定されている。
を取り出すための貫通孔３５が３カ所に分けて形成され
ている。図２は貫通孔３５の一つを示す。貫通孔３５に
は一部が切り欠かれた略Ｃ字状のフェライトコア３６が
固定されている。
【００３６】エンドプレート３の外端面にはプリント基
板３７が固定されており、プリント基板３７には制御回
路用の回路部品３８が実装されている。プリント基板３
７の裏面にはホール素子３９を内蔵する電流検出器４０
が固定されており、電流検出器４０は、フェライトコア
３６の切り欠き部４１に挿入されている。
板３７が固定されており、プリント基板３７には制御回
路用の回路部品３８が実装されている。プリント基板３
７の裏面にはホール素子３９を内蔵する電流検出器４０
が固定されており、電流検出器４０は、フェライトコア
３６の切り欠き部４１に挿入されている。
【００３７】ステータコイル５の端部導体５０は、フェ
ライトコア３６及びプリント基板３７を軸方向に貫通し
てブスバー４２を通じて半導体スイッチング素子１０の
交流出力端子に接続されている。
ライトコア３６及びプリント基板３７を軸方向に貫通し
てブスバー４２を通じて半導体スイッチング素子１０の
交流出力端子に接続されている。
【００３８】このように構成すれば、フェライトコア３
６の取り付けが簡単となり、プリント基板３７の回路素
子実装面ほ有効利用することができる。 （変形態様）上記実施例の変形態様を図３に示す。
６の取り付けが簡単となり、プリント基板３７の回路素
子実装面ほ有効利用することができる。 （変形態様）上記実施例の変形態様を図３に示す。
【００３９】この態様では、上記エンドフレーム２とエ
ンドプレート３とを一体化して、底付き円筒状のエンド
フレーム１００としたものである。このエンドフレーム
１００はステータコア４の後端面とコイルエンド１５の
外周面とで区画される空間に外周面側から凹設されたリ
ング溝１０２を有し、このリング溝１０２には冷却剤が
流れるパイプ１０３が巻着されている。このようにすれ
ば、上記と同様の冷却効果および体格増加抑制効果を得
ることができ、部品点数を削減することができる。な
お、冷却剤としては液体又は気体のどちらでもよい。
ンドプレート３とを一体化して、底付き円筒状のエンド
フレーム１００としたものである。このエンドフレーム
１００はステータコア４の後端面とコイルエンド１５の
外周面とで区画される空間に外周面側から凹設されたリ
ング溝１０２を有し、このリング溝１０２には冷却剤が
流れるパイプ１０３が巻着されている。このようにすれ
ば、上記と同様の冷却効果および体格増加抑制効果を得
ることができ、部品点数を削減することができる。な
お、冷却剤としては液体又は気体のどちらでもよい。
【図１】 本発明の回転電機の一実施例を示す軸方向部
分断面図である。
分断面図である。
【図２】 図１の部分拡大軸方向断面図である。
【図３】 変形態様を示す軸方向部分断面図である。
２ エンドフレーム（冷却部材）
３ エンドプレート（冷却部材）
４ ステータコア
５ ステータコイル
６ ロータ
７ 回転軸
８ 冷却ファン
９ スルーボルト
１０ 半導体スイッチング素子
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０２Ｋ 9/19 Ｈ０２Ｋ 9/19 Ａ
(72)発明者 中村 誠志
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
Ｆターム(参考） 5H002 AA06 AA07 AD01
5H605 AA07 AA08 BB05 BB17 CC01
CC02 CC06 DD11 EC01 EC20
5H609 BB01 BB06 BB19 PP02 PP06
PP07 PP08 QQ08 RR01 RR03
RR51 RR69 RR71
Claims (13)
- 【請求項１】内周部にスロットを有してハウジングに固
定された円筒状のステータコアと、 前記ステータコアの両端面から突出するコイルエンドを
有して前記スロットに挿通されるステータコイルと、 内部に冷却剤通路を有して前記ステータコアに密着する
冷却部材と、 前記冷却部材の表面に固定されて前記ステータコイルの
電流を制御する半導体スイッチング素子と、 前記ステータコアの内周面に面して回転するロータと、 を備える回転電機において、 前記冷却部材は、前記ステータコアの端面と前記コイル
エンドの外周面とにより区画される円筒状空間部分に収
容されて、前記コイルエンドの外周側の前記ステータコ
アの端面に密着することを特徴とする回転電機。 - 【請求項２】請求項１記載の回転電機において、 前記冷却部材は、 前記ステータコアの両端面に個別に密着する一対の環状
冷却部材を有することを特徴とする回転電機。 - 【請求項３】請求項２記載の回転電機において、 前記両環状冷却部材は、 前記ステータコアを挟んでスルーボルトにより軸方向に
締結されていることを特徴とする回転電機。 - 【請求項４】請求項２又は３記載の回転電機において、 前記環状冷却部材は、 前記冷却剤通路が軸方向外側に開口する環状の筒部と、
前記筒部の外端面に密着して前記冷却剤通路を密閉する
輪板状の蓋板部とを有することを特徴とする回転電機。 - 【請求項５】請求項４記載の回転電機において、 前記両環状冷却部材の蓋板部は、 前記両環状冷却部材の前記筒部及び前記ステータコアを
挟んで前記スルーボルトにより軸方向に締結されている
ことを特徴とする回転電機。 - 【請求項６】請求項５記載の回転電機において、 前記両環状冷却部材の前記冷却剤通路は、 前記環状冷却部材の径方向断面において螺旋状に凹設さ
れ、 前記蓋板部は、 前記螺旋状の冷却剤通路の両端に面して冷却剤注入部及
び冷却剤排出部を有することを特徴とする回転電機。 - 【請求項７】請求項２乃至６のいずれか記載の回転電機
において、 前記両冷却部材又は前記両筒部は、 前記ステータコアの外周面に密着する円筒状のステータ
コア囲包筒部を有することを特徴とする回転電機。 - 【請求項８】請求項４記載の回転電機において、 前記半導体スイッチング素子は、前記冷却部材の外端面
又は前記環状冷却部材の外端面に固定されていることを
特徴とする回転電機。 - 【請求項９】請求項８記載の回転電機において、 前記半導体スイッチング素子が固定された前記冷却部材
の外端面又は前記環状冷却部材の外端面を囲包するカバ
ー部材を有することを特徴とする回転電機。 - 【請求項１０】請求項６記載の回転電機において、 前記冷却部材の外端面又は前記環状冷却部材の外端面に
固定されて前記カバー部材から突出するとともに、前記
半導体スイッチング素子に給電する外部電源接続用の電
源端子を有することを特徴とする回転電機。 - 【請求項１１】請求項６記載の回転電機において、 前記ロータの端面に形成された遠心ファンを前記コイル
エンドの径内側に有することを特徴とする回転電機。 - 【請求項１２】請求項１１記載の回転電機において、 前記冷却部材は、 前記遠心ファンにより形成される循環空気経路中に突出
する冷却フィンを有することを特徴とする回転電機。 - 【請求項１３】請求項２記載の回転電機において、 前記両環状冷却部材は、軸受けを介して前記ロータの軸
を回転自在に支承することを特徴とする回転電機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002073030A JP3774863B2 (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 回転電機 |
| US10/385,516 US6992409B2 (en) | 2002-03-15 | 2003-03-12 | Liquid-cooled rotary electric machine integrated with an inverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002073030A JP3774863B2 (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003274605A true JP2003274605A (ja) | 2003-09-26 |
| JP3774863B2 JP3774863B2 (ja) | 2006-05-17 |
Family
ID=29202866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002073030A Expired - Fee Related JP3774863B2 (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3774863B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007306689A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Nissan Motor Co Ltd | 回転電機 |
| JP2009540780A (ja) * | 2006-06-07 | 2009-11-19 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電動機を有する駆動装置、および回路担体を有する駆動制御電子回路 |
| JP2010041856A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Jtekt Corp | モータユニット |
| CN102918941A (zh) * | 2010-06-08 | 2013-02-06 | 弗罗纽斯国际有限公司 | 逆变器 |
| WO2013054811A1 (ja) * | 2011-10-13 | 2013-04-18 | 三菱電機株式会社 | 回転電機 |
| US9337706B2 (en) | 2011-09-20 | 2016-05-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Mechanically and electrically integrated module |
| CN109586511A (zh) * | 2018-12-31 | 2019-04-05 | 卧龙电气集团股份有限公司 | 一种新型带控制器冷却的液冷永磁电机 |
| EP3716448A1 (en) * | 2019-03-25 | 2020-09-30 | Hamilton Sundstrand Corporation | Winding end turn cooling |
| CN113794332A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-14 | 上海中科深江电动车辆有限公司 | 集成电驱系统 |
-
2002
- 2002-03-15 JP JP2002073030A patent/JP3774863B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007306689A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Nissan Motor Co Ltd | 回転電機 |
| JP2009540780A (ja) * | 2006-06-07 | 2009-11-19 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電動機を有する駆動装置、および回路担体を有する駆動制御電子回路 |
| JP2010041856A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Jtekt Corp | モータユニット |
| CN102918941A (zh) * | 2010-06-08 | 2013-02-06 | 弗罗纽斯国际有限公司 | 逆变器 |
| US9337706B2 (en) | 2011-09-20 | 2016-05-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Mechanically and electrically integrated module |
| WO2013054811A1 (ja) * | 2011-10-13 | 2013-04-18 | 三菱電機株式会社 | 回転電機 |
| JP5642291B2 (ja) * | 2011-10-13 | 2014-12-17 | 三菱電機株式会社 | 回転電機 |
| US9742242B2 (en) | 2011-10-13 | 2017-08-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Rotary electric machine including a stator coil end cooling construction and rotor with dual fan blades |
| CN109586511A (zh) * | 2018-12-31 | 2019-04-05 | 卧龙电气集团股份有限公司 | 一种新型带控制器冷却的液冷永磁电机 |
| CN109586511B (zh) * | 2018-12-31 | 2024-03-19 | 卧龙电气驱动集团股份有限公司 | 一种带控制器冷却的液冷永磁电机 |
| EP3716448A1 (en) * | 2019-03-25 | 2020-09-30 | Hamilton Sundstrand Corporation | Winding end turn cooling |
| CN113794332A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-14 | 上海中科深江电动车辆有限公司 | 集成电驱系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3774863B2 (ja) | 2006-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0480484B1 (en) | Vehicle mounted a.c. generator | |
| JP6081021B2 (ja) | 機電一体型モータ装置 | |
| US8970076B2 (en) | Controller-integrated rotating electrical machine | |
| US20160248292A1 (en) | Electronic control apparatus, motor control apparatus and electric fluid pump | |
| US20160028284A1 (en) | Electric machine | |
| JP4116644B2 (ja) | 制御装置一体型回転電機 | |
| JP6621491B2 (ja) | 回転電機 | |
| KR20080036003A (ko) | 전기 머신 | |
| JP2011097806A (ja) | 制御装置一体型回転電機 | |
| JP4275393B2 (ja) | 電動ブラシレスウォータポンプ | |
| US11025144B2 (en) | Outer rotor motor having support member | |
| JP3774863B2 (ja) | 回転電機 | |
| KR101432622B1 (ko) | 차량용 팬 모터 | |
| JP3774862B2 (ja) | 回転電機 | |
| JP4889517B2 (ja) | 回転電機装置 | |
| JP6964734B1 (ja) | 回転電機 | |
| CN111869057B (zh) | 带电刷的旋转电机 | |
| US20230038386A1 (en) | Axial flux motor with cooling jacket | |
| JP2021526609A (ja) | 電動冷却液ポンプ | |
| EP3826148B1 (en) | Rotating electric machine | |
| JP7113945B1 (ja) | 回転電機 | |
| JP7186843B1 (ja) | 回転電機 | |
| WO2022086459A1 (en) | A liquid - cooled cooling method for electric motors and alternators | |
| JP2022152852A (ja) | 回転電機のステータ及び回転電機のステータの製造方法 | |
| JP2022112588A (ja) | 制御装置一体型回転電機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040520 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051003 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051021 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051220 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060207 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060209 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3774863 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120303 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130303 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140303 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |