JP2004072812A - Dynamo electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機、ダイナモメータ等の回転電機に関する。
【0002】
【従来の技術】
電動機、ダイナモメータ等の回転電機の固定子に設けてあるコイルは、コイルに流す電流の損失により発熱をする。コイルからの発熱は、回転電機での主な発熱源であり、回転電機をより小型化するためには、コイルの温度を下げる必要がある。そのため、様々な方法によりコイルの冷却が行われており、例えば、実開平7−27270号公報では、噴霧させた冷却油によりコイルを冷却させる液冷式の冷却構造が述べられている。
【0003】
又、回転電機の小型化を確実に確保するために、通電時におけるコイルの変形、特に、コイルエンド(コイルの端部)の広がりを抑える工夫もされている。
【0004】
図3は、従来の電動機の断面図である。
図3では、説明に必要な部分を示し、他の部分は省略した。
【0005】
図3に示すように、従来の電動機は、回転軸となるシャフト1と、シャフト1に同軸に支持されたロータ(回転子)2と、ロータ2と適宜な間隔を保ち、ロータ2の周囲に配設された筒状のステータ(固定子)3と、ステータ3の長手方向に巻回され、ステータ3内部に配設されたコイル4とを有しており、電動機の筐体となるフレーム5の内側にステータ3が支持され、フレーム5の両端部に配設されたブラケット6により、図示していない軸受等と共にシャフト1が支持される。
【0006】
図3では、コイル4を1つのみ図示しているが、実際には複数のコイル4が、ステータ3内部に、適宜な間隔で環状に配置されている。これらのコイル4の端部のコイルエンド4aの外周側に接するように、リング9が設けられている。つまり、環状に配置された複数のコイル4は、その外周側に接するリング9により拘束されている。この構成により、リング9は、通電時の発熱等によるコイルエンド4aの外側へ広がりを抑えることができ、電動機の小型化に寄与している。なお、図示していないが、リング9は、フレーム5等に設けられた支持部材により支持され、動かないように固定されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
回転電機を小型化するには、回転電機内部、特に、主な発熱源であるコイルを冷却する必要が有る。又、回転電機の小型化を確実に確保するには、コイルの広がりを抑えるリング等が必要である。
【0008】
しかしながら、前述したような、冷却油の噴霧等による冷却構造とコイルの広がりを抑えるリング等とを単に組み合わせただけでは、構造が煩雑となり、コストアップを招きかねない。
【0009】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、簡単な構造で、コイルの広がりを抑え、コイルを冷却できる回転電機を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項1に係る回転電機は、筐体の内部に配設されたコイルの端部の外周側に接するようにリング状の配管を設け、前記リング状の配管に冷媒を流すようにしたことを特徴とする。
【0011】
上記発明では、コイルの端部の外周側に接するリング状の配管がコイルの広がりを抑える役割を果たすと共に、配管に流した冷媒により冷却を行う冷却管の役割も果たす。
【0012】
上記課題を解決する本発明の請求項2に係る回転電機は、前記冷媒を前記コイルに向けて噴き出すように、前記リング状の配管に複数の噴出口を設けたことを特徴とする。
【0013】
上記発明では、冷媒をコイルに直接噴きかけることで、コイルを冷媒で直接冷却することができる。
【0014】
上記課題を解決する本発明の請求項3に係る回転電機は、前記冷媒を冷却用油としたことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施形態の一例を示す回転電機の断面図である。
図1では、本発明に係る部分を示し、他の部分は省略した。
【0016】
図1に示すように、本発明に係る電動機は、回転軸となるシャフト1と、シャフト1に同軸に支持されたロータ(回転子)2と、ロータ2と適宜な間隔を保ち、ロータ2の周囲に配設された筒状のステータ(固定子)3と、ステータ3の長手方向に巻回され、ステータ3内部に配設されたコイル4とを有しており、電動機の筐体となるフレーム5の内側にステータ3が支持され、フレーム5の両端部に配設されたブラケット6により、図示していない軸受等と共にシャフト1が支持される。
【0017】
図1では、コイル4を1つのみ図示しているが、実際には複数のコイル4が、ステータ3内部に、適宜な間隔で環状に配置されている。これらのコイル4の端部のコイルエンド4aの外周側に接するように、リング状の配管部7aが設けられている。つまり、環状に配置された複数のコイル4は、その外周側に接するリング状の配管部7aにより拘束されている。この構成により、リング状の配管部7aは、通電時の発熱等によるコイルエンド4aの外側へ広がりを抑えることができ、電動機の小型化に寄与している。
【0018】
更に、本発明に係る電動機は、筐体であるフレーム5を貫通して設けられた供給管7bを備えており、冷媒となる冷却油8が供給管7bへ供給される。リング状の配管部7aと供給管7bとは互いに接続されて連通しており、更に、リング状の配管部7aには複数の噴出口7dが設けられている(詳細は後述の図2参照)。従って、供給管7bに供給された冷却油8は、リング状の配管部7aを流れて、噴出口7dから噴出される。
【0019】
上記構造を有するため、冷却油8がリング状の配管部7aを流れて、配管部7aを冷却することで、配管部7aと接するコイルエンド4aを冷却することができる。更に、配管部7aの噴出口7dから噴出された冷却油8が、直接コイルエンド4aに触れることで、コイルエンド4aから熱を奪い、コイルエンド4aを更に冷却することができる。
【0020】
つまり、本発明では、リング状の配管7aにより、コイルエンド4aの広がりを、力学的に拘束して抑えることができると共に、冷却油8により冷却された配管7a自体と、配管7aの噴出口7dから噴出された冷却油8とにより、コイルエンド4aを直接冷却することができる。電動機の内部で特に発熱量の多いコイルを、直接冷却することは、コイルの温度上昇を抑えることにより、発熱によるコイルエンド4aの広がりを抑えるだけでなく、コイルエンド4aの広がりに伴うコイルエンド4a、配管7aにかかる力(熱応力)も下げることができる。
【0021】
なお、図示していないが、電動機には、噴出した冷却油8を排出する排出口が設けられている。排出口から排出された冷却油8は、熱交換器等で冷却され、再び冷却油8として電動機に供給されるようにしてもよい。
【0022】
図2は、本発明の実施形態の一例である回転電機のリング状配管を示し、(a)は全体図、(b)は(a)のA−A線矢視断面図である。
【0023】
図2(a)に示すように、リング状配管7は、電動機のコイルの端部(コイルエンド)の外周側に接する内径を有するリング状の配管部7aと、冷却油8を配管部7aに供給する供給管7bと、供給管7aと配管部7bとを接続する接続部7cとを有している。接続部7cにより、供給管7aと配管部7bとが互いに接続され連通されている。更に、配管部7aの周方向には、複数の噴出口7dが設けられており、供給管7aから配管7aへ供給された冷却油8を、この噴出口7dよりコイルエンドに噴出させて、コイルエンドを冷却している。
【0024】
又、図2(b)に示すように、配管部7aの周方向に対して垂直な断面において、2つの噴出口7dは、相対する位置に設けられている。これは、略コイルの長手方向に沿う方向であり、コイルエンドに、効率的に直接噴きかけられるように配置してある。
【0025】
なお、本発明は、図に示すもののみに限定するものではなく、例えば、リング状配管7は、これと同等の機能を有するものであれば、適宜に変更してよい。又、リング状配管7の噴出口7dの数、大きさ、方向等も、コイルエンドを適切に冷却できるのであれば、適宜に変更してよい。
【0026】
【発明の効果】
請求項1又は請求項3に係る発明によれば、筐体の内部に配設されたコイルの端部の外周側に接するようにリング状の配管を設け、前記リング状の配管に冷媒を流すようにした回転電機であるので、コイルの端部の外周側に接するリング状の配管がコイルの広がりを抑える役割を果たすと共に、配管に流した冷媒により冷却を行う冷却管の役割も果たしており、部品を共用することで、部品点数を減らすことができる。従って、簡単な構造とすることができ、回転電機の小型化にも寄与できる。
【0027】
請求項2又は請求項3に係る発明によれば、前記冷媒を前記コイルに向けて噴き出すように、前記リング状の配管に複数の噴出口を設けたので、直接コイルに冷却油を当てることにより、冷却性能を更に上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の一例を示す回転電機の断面図である。
【図2】本発明の実施形態の一例である回転電機のリング状配管を示し、(a)は全体図、(b)は(a)のA−A線矢視断面図である。
【図3】従来の回転電機の断面図である。
【符号の説明】
1 シャフト
2 ロータ(回転子)
3 ステータ(固定子)
4 コイル
4a コイルエンド
5 フレーム
6 ブラケット
7 リング状配管
7a 配管部
7b 供給管
7c 接続部
7d 噴出口
8 冷却油[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotating electric machine such as an electric motor or a dynamometer.
[0002]
[Prior art]
A coil provided on a stator of a rotating electric machine such as an electric motor or a dynamometer generates heat due to loss of current flowing through the coil. Heat generated from the coil is a main heat source in the rotating electric machine, and it is necessary to lower the temperature of the coil in order to further reduce the size of the rotating electric machine. Therefore, cooling of the coil is performed by various methods. For example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-27270 describes a liquid cooling type cooling structure in which the coil is cooled by sprayed cooling oil.
[0003]
In addition, in order to ensure the miniaturization of the rotating electric machine, there has been devised to suppress deformation of the coil during energization, in particular, expansion of the coil end (end of the coil).
[0004]
FIG. 3 is a sectional view of a conventional electric motor.
In FIG. 3, parts necessary for explanation are shown, and other parts are omitted.
[0005]
As shown in FIG. 3, a conventional electric motor includes a
[0006]
Although only one
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In order to reduce the size of the rotating electric machine, it is necessary to cool the inside of the rotating electric machine, particularly, the coil which is a main heat source. Further, in order to ensure the miniaturization of the rotating electric machine, a ring or the like for suppressing the spread of the coil is required.
[0008]
However, simply combining the cooling structure by spraying the cooling oil as described above with a ring or the like for suppressing the spread of the coil may complicate the structure and increase the cost.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a rotating electric machine having a simple structure, capable of suppressing the spread of a coil and cooling the coil.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The rotating electric machine according to
[0011]
In the above invention, the ring-shaped pipe in contact with the outer peripheral side of the end portion of the coil plays a role of suppressing the spread of the coil, and also plays a role of a cooling pipe that cools the refrigerant by flowing through the pipe.
[0012]
A rotary electric machine according to a second aspect of the present invention that solves the above-mentioned problem is characterized in that a plurality of ejection ports are provided in the ring-shaped pipe so as to eject the refrigerant toward the coil.
[0013]
In the above invention, the coil can be directly cooled by the refrigerant by directly spraying the refrigerant onto the coil.
[0014]
A rotating electric machine according to a third aspect of the present invention that solves the above-mentioned problem is characterized in that the refrigerant is a cooling oil.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a sectional view of a rotating electric machine showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 1 shows a portion according to the present invention, and other portions are omitted.
[0016]
As shown in FIG. 1, the electric motor according to the present invention includes a
[0017]
Although only one
[0018]
Further, the electric motor according to the present invention includes a supply pipe 7b provided to penetrate the frame 5 as a housing, and the
[0019]
Because of the above structure, the
[0020]
That is, in the present invention, the expansion of the
[0021]
Although not shown, the motor has a discharge port for discharging the jetted cooling
[0022]
2A and 2B show a ring-shaped pipe of a rotary electric machine as an example of an embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is an overall view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
[0023]
As shown in FIG. 2A, the ring-shaped pipe 7 has a ring-shaped
[0024]
Further, as shown in FIG. 2B, in a cross section perpendicular to the circumferential direction of the
[0025]
Note that the present invention is not limited to only those shown in the drawings. For example, the ring-shaped pipe 7 may be appropriately changed as long as it has a function equivalent to this. Also, the number, size, direction, etc. of the
[0026]
【The invention's effect】
According to the first or third aspect of the invention, a ring-shaped pipe is provided so as to be in contact with the outer peripheral side of the end of the coil disposed inside the housing, and the refrigerant flows through the ring-shaped pipe. Since the rotating electric machine is configured as described above, the ring-shaped pipe in contact with the outer peripheral side of the end of the coil plays a role in suppressing the spread of the coil, and also plays a role of a cooling pipe that cools with the refrigerant flowing in the pipe, By sharing parts, the number of parts can be reduced. Therefore, a simple structure can be achieved, which can contribute to downsizing of the rotating electric machine.
[0027]
According to the invention according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a rotating electric machine showing an example of an embodiment of the present invention.
2A and 2B show a ring-shaped pipe of a rotary electric machine as an example of an embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is an overall view, and FIG. 2B is a sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is a sectional view of a conventional rotating electric machine.
[Explanation of symbols]
1
3 Stator (stator)
4
Claims (3)
前記冷媒を前記コイルに向けて噴き出すように、前記リング状の配管に複数の噴出口を設けたことを特徴とする回転電機。The rotating electric machine according to claim 1,
A rotating electric machine, wherein a plurality of ejection ports are provided in the ring-shaped pipe so as to eject the refrigerant toward the coil.
前記冷媒を冷却用油としたことを特徴とする回転電機。In the rotating electric machine according to claim 1 or 2,
A rotating electric machine, wherein the refrigerant is a cooling oil.
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