JP2005057884A - Motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータコアとステータ巻線との間に絶縁ボビンを介装したモータに関するものである。 The present invention relates to a motor having an insulating bobbin interposed between a stator core and a stator winding.
従来、モータの通電時に発生する熱を放熱するために、冷却機構を備えたモータが提案されている。例えば、モータのロータにファンを装着して、該ファンをロータと一体的に回転させることで、モータ内の空気を前記ファンにより撹拌してモータのステータやロータを冷却する技術が提案されている(特許文献1参照)。 Conventionally, a motor having a cooling mechanism has been proposed in order to dissipate heat generated when the motor is energized. For example, a technique has been proposed in which a fan is mounted on a rotor of a motor, and the fan is rotated integrally with the rotor so that air in the motor is stirred by the fan to cool the stator and rotor of the motor. (See Patent Document 1).
また、ロータの端部にフィンを設けて、冷却通路に空気を案内するガイドプレートを備えるモータについての技術も提案されている(特許文献2参照)。
更に、他の技術として、ステータに冷却空気を流通させる穴を形成して、ステータを冷却するものがある。また、モータを密閉構造に形成してその内部に冷却液を適量充填しておき、ロータにより冷却液を撹拌させることで、冷却液を飛散させてステータに巻回された固定子巻線を冷却する技術も提案されている。
Further, as another technique, there is a technique for cooling the stator by forming a hole through which cooling air flows. In addition, the motor is formed in a hermetically sealed structure, and an appropriate amount of cooling liquid is filled therein, and the cooling liquid is agitated by a rotor, thereby cooling the stator winding wound around the stator by scattering the cooling liquid. Techniques to do this have also been proposed.
ところで、モータを冷却するに際しては、通電時に発熱する固定子巻線や、該固定子巻線が装着されるステータコアの冷却が特に重要となる。しかしながら、従来の技術においては、図8に示すように、冷却風や冷却液等の冷却媒体34により固定子巻線33から絶縁部材32を介してステータコア31を冷却する。このため、絶縁部材32の熱伝導性が十分に高くないと、ステータコア31の熱35を外部に十分放出できず、冷却効果が低いという問題がある。
By the way, when cooling the motor, it is particularly important to cool the stator winding that generates heat when energized and the stator core to which the stator winding is mounted. However, in the conventional technique, as shown in FIG. 8, the
また、従来の技術においては、固定子巻線33の外側は冷却媒体34により冷却されるものの、固定子巻線33の内側には冷却媒体34が接触しないため、固定子巻線33の内側の熱36を外部に十分に放出できず、その分固定子巻線33の寿命が短くなってしまうという問題がある。
従って本発明は、ステータコアやこれに巻回されるステータ巻線の冷却効果を高めることができ、ステータ巻線の寿命を長期化することができるモータを提供することを目的とする。
In the prior art, the outside of the stator winding 33 is cooled by the
Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor capable of enhancing the cooling effect of the stator core and the stator winding wound around the stator core and extending the life of the stator winding.
請求項1に係る発明は、フィン(例えば、実施の形態におけるフィン14)を設けたロータ(例えば、実施の形態におけるロータ13)と、該ロータに対向配置されるステータを備えたモータにおいて、ステータコア(例えば、実施の形態におけるステータコア1)と該ステータコアに巻回されるステータ巻線(例えば、実施の形態における固定子巻線5)との間に介装されてこれらを絶縁する絶縁ボビン(例えば、実施の形態における絶縁ボビン6)に、径方向の内周側から外周側に連通する複数の冷却通路(例えば、実施の形態における冷却溝15)を形成したことを特徴とする。
The invention according to claim 1 is a motor including a rotor (for example, the
この発明によれば、前記ロータが回転駆動されると、前記フィンにより前記ロータから前記ステータに向かう冷却風を発生させることができ、該冷却風を前記絶縁ボビンの冷却通路を介して径方向の内周側から外周側に送通させることができる。従って、前記冷却風により、放熱の困難な前記ステータコアや前記ステータ巻線の内周側を冷却することができるので、ステータ巻線やステータコアの冷却効果を高めることができ、ステータ巻線の寿命を長期化することができる。
また、前記絶縁ボビンの材質を必ずしも放熱性の高い材料を用いる必要が無いので、その分コスト負担を低減することができ、材料の選択自由度を大きくすることができる。
また、前記ロータの回転に伴って冷却風を発生できるので、冷却装置を特別に設ける必要がなく、この点でもコストを低くすることができる。
According to this invention, when the rotor is driven to rotate, the fins can generate cooling air from the rotor to the stator, and the cooling air can be generated in the radial direction through the cooling passage of the insulating bobbin. It can be passed from the inner circumference side to the outer circumference side. Accordingly, the cooling air can cool the stator core and the inner peripheral side of the stator winding, which are difficult to dissipate heat, so that the cooling effect of the stator winding and the stator core can be enhanced, and the life of the stator winding can be increased. Can be prolonged.
Further, since it is not always necessary to use a material with high heat dissipation as the material of the insulating bobbin, the cost burden can be reduced correspondingly, and the degree of freedom in selecting the material can be increased.
Further, since the cooling air can be generated along with the rotation of the rotor, it is not necessary to provide a cooling device in particular, and the cost can be reduced in this respect.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載したものであって、前記絶縁ボビンは、ステータ内周側でステータの軸方向及び周方向に延出する内側延出部(例えば、実施の形態におけるティース側延出部9)と、ステータ外周側でステータの軸方向及び周方向に延出する延出する外周側延出部(例えば、実施の形態におけるヨーク側延出部10)とを備え、前記内周側延出部には前記冷却通路の吸込口(例えば、実施の形態における吸込口17)が形成されるとともに、前記外周側延出部には前記冷却通路の排出口(例えば、実施の形態における排出口18)が形成されていることを特徴とする。
The invention according to
この発明によれば、前記冷却通路の吸込口や排出口を、それぞれ軸方向内周側および外周側に延出する外周側延出部や内周側延出部に形成することで、前記吸込口や前記排出口を前記冷却通路に対して拡げて形成することができる。これにより、前記冷却風をより多量に前記冷却通路に導入することができるので、前記ステータコアや前記ステータ巻線に対する冷却効果を高めることができる。また、前記拡げて形成された吸込口に相通する冷却風は、前記冷却通路を通る際の流速が速まるため、上述の冷却効果をさらに高めることも可能となる。 According to the present invention, the suction port and the discharge port of the cooling passage are formed in the outer peripheral side extension portion and the inner peripheral side extension portion that extend in the axially inner peripheral side and the outer peripheral side, respectively. The mouth and the discharge port can be formed so as to expand with respect to the cooling passage. Thereby, since the cooling air can be introduced into the cooling passage in a larger amount, the cooling effect on the stator core and the stator winding can be enhanced. In addition, the cooling air that communicates with the suction port that is formed to be widened has a higher flow rate when passing through the cooling passage, so that the above-described cooling effect can be further enhanced.
請求項3に係る発明は、請求項2に記載したものであって、前記絶縁ボビンは、その軸方向側面に、前記冷却通路を開口形成されている(例えば、実施の形態における開口部16)ことを特徴とする。
この発明によれば、前記冷却通路を通る冷却風が前記絶縁ボビンの開口形成された部位を介してステータ巻線やステータコアを直接冷却することができるため、ステータコアや前記ステータ巻線の冷却効果をさらに高めることができる。
The invention according to claim 3 is described in
According to the present invention, since the cooling air passing through the cooling passage can directly cool the stator winding and the stator core through the portion where the opening of the insulating bobbin is formed, the cooling effect of the stator core and the stator winding can be reduced. It can be further increased.
請求項1に記載した発明によれば、ステータ巻線やステータコアの冷却効果を高めることができるので、ステータ巻線の寿命を長期化することやモータの性能を向上させることができる。
請求項2に記載した発明によれば、前記冷却風をより多量に前記冷却通路に導入することができるので、前記ステータコアや前記ステータ巻線に対する冷却効果を高めることができる。
請求項3に記載した発明によれば、ステータ巻線やステータコアを直接冷却することができるため、ステータコアや前記ステータ巻線の冷却効果をさらに高めることができる。
According to the first aspect of the present invention, since the cooling effect of the stator winding and the stator core can be enhanced, the life of the stator winding can be prolonged and the performance of the motor can be improved.
According to the second aspect of the present invention, a larger amount of the cooling air can be introduced into the cooling passage, so that the cooling effect on the stator core and the stator winding can be enhanced.
According to the invention described in claim 3, since the stator winding and the stator core can be directly cooled, the cooling effect of the stator core and the stator winding can be further enhanced.
以下、本発明の実施の形態におけるステータを図面と共に説明する。図1は本発明の実施の形態におけるモータのステータコアの平面図である。同図に示したように、ステータコア1は、ステータ片2を周方向に複数配列することにより、円環状に構成されている。各ステータ片2には、ステータコア1の半径方向内方に向けて突出する複数の磁極ティース3Aと、ステータコア1の周方向に延出するヨーク部3Bとを形成され、この磁極ティース3Aには固定子巻線(コイル)5が巻装される。
Hereinafter, a stator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a stator core of a motor according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the stator core 1 is formed in an annular shape by arranging a plurality of
また、磁極ティース3Aの内周側の端部に周方向外側に突出する係止部4が設けられ、後述する固定子巻線5が径方向内方へ抜け落ちることを防止している。前記ステータ片2は、珪素鋼板等の方向性を有する電磁鋼板が積層されてなり、例えば磁極ティース3Aは磁化容易方向がステータコア1の径方向に設定され、ヨーク部3Bは磁化容易方向がステータコア1の周方向に設定されている。
また、前記円環状に配列された磁極ティース3Aの側面には、筒状の絶縁ボビン6が装着される。本実施形態では、絶縁ボビン6として2つの絶縁ピース片7,7を組み合わせて筒状に構成している。
In addition, a locking portion 4 that protrudes outward in the circumferential direction is provided at an end portion on the inner peripheral side of the
A cylindrical
絶縁ピース片7は、磁極ティース3A側面を覆う断面略コ字状の本体部8と、該本体部8の両端からステータの内周側と外周側の軸方向にそれぞれ張り出したティース側延出部9とヨーク側延出部10とを備えている。ティース側延出部9は磁極ティース3Aの係止部4に沿って延出する部位であり、ヨーク側延出部10はヨーク部3Bの内周面に沿って延出する部位である。
The
このように形成した一対の絶縁ピース片7、7が、円環状に配列した磁極ティース3Aに装着されている。具体的には、磁極ティース3Aの側面は絶縁ピース片7の本体部8に、ヨーク部3Bの内周面は絶縁ピース片7のヨーク側延出部10に、磁極ティース3Aの係止部4は絶縁ピース片7のティース側延出部9に、それぞれ覆われる。
The pair of
また、図2に示すように、前記絶縁ピース片7には、径方向Rの内周側から外周側に連通する複数の冷却溝15が形成されている。この冷却溝15を介して、ロータ13内の空気をステータコア1の外部に送り出すことが可能となる。また、冷却溝15は、同図に示すように、その軸方向側面に開口された開口部16が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
そして、前記絶縁ボビン6は、前記ティース側延出部9に前記冷却溝15の吸込口17が形成されるとともに、前記ヨーク側延出部10に前記冷却溝15の排出口18が形成されている。上述のように、ティース側延出部9やヨーク側延出部10は本体部8に比べて周方向に延出しているので、ティース側延出部9に形成される吸込口17やヨーク側延出部10に形成される排出口18は、本体部8に形成される冷却溝15に対して拡げて形成することができる。
The
そして、この状態で各磁極ティース3Aの側面には、銅などの導電性線材からなる固定子巻線5が集中巻で巻装される。絶縁ボビン6の本体部8、ティース側延出部9、ヨーク側延出部10により、固定子巻線5と磁極ティース3A側面、係止部4、ヨーク部3B内周面とが絶縁される。
In this state, the stator winding 5 made of a conductive wire such as copper is wound around the side surface of each
一方、ステータコア1の内周側には、図3に示すように、その径方向に対向する位置にロータ13が設けられている。そして、同図に示すように、ロータ13の端面には、略円環状のフィン14がロータ13と一体的に装着されている。これにより、前記ロータ13が回転駆動されると、前記フィン14もロータ13と一体的に回転してロータ13内の空気を撹拌し、冷却風19を発生させることができる。
On the other hand, on the inner peripheral side of the stator core 1, as shown in FIG. 3, a
上述のように構成したモータの冷却工程について図4〜図7を用いて説明する。図4、図5はステータ片2の径方向内側から視た冷却風19の流れを示す説明図である。図6、図7はステータ片2の径方向外側から視た冷却風19の流れを示す説明図である。なお、これらの図においては、ステータを構成するステータ片2の一つを例にとって示しているが、他のステータ片においても冷却風19の流れは同様である。
The cooling process of the motor configured as described above will be described with reference to FIGS. 4 and 5 are explanatory views showing the flow of the
まず、ロータ13のフィン14の回転により発生した冷却風19が、図4に示すように、吸込口17から冷却溝15に供給される。ここで、吸込口17の開口面積を冷却溝15の断面積よりも大きく形成することで、前記冷却風19をより多量に前記冷却溝15に導入することができる。また、冷却風19が冷却溝15を通る際の流速を速めることができる。
First, the cooling
そして、図5に示すように、冷却溝15を通る冷却風19によって、固定子巻線5やステータ片2を内周側から冷却していく。上述のように、前記冷却溝15は絶縁ボビン6の軸方向側面に開口形成された開口部16を有しているので、前記冷却溝15を通る冷却風19が開口部16を介して固定子巻線5やステータコア1を直接冷却することができ、ステータコア1や固定子巻線5の冷却効果をさらに高めることができる。
Then, as shown in FIG. 5, the stator winding 5 and the
そして、図6、図7に示すように、冷却溝15を通過した冷却風19は、ヨーク側延出部10に形成された排出口18から、ステータコア1の外部に排出される。
なお、図6では、冷却風19の流れを明確にするために、ステータ片2の図示を省略している。
As shown in FIGS. 6 and 7, the cooling
In FIG. 6, the
このように、放熱の困難なステータコア1や固定子巻線5の内周側を冷却することができるので、固定子巻線5やステータコア1の冷却効果を高めることができ、固定子巻線5の寿命を長期化することができる。また、前記絶縁ボビン6の材質を必ずしも放熱性の高い材料を用いる必要が無いので、その分コスト負担を低減することができ、材料の選択自由度を大きくすることができる。
Thus, since the inner peripheral side of the stator core 1 and the stator winding 5 that are difficult to dissipate can be cooled, the cooling effect of the stator winding 5 and the stator core 1 can be enhanced, and the stator winding 5 Can prolong the lifespan. Further, since it is not always necessary to use a material with high heat dissipation as the material of the insulating
1 ステータコア
2 ステータ片
3A 磁極ティース
3B ヨーク部
5 固定子巻線
6 絶縁ボビン
9 ティース側延出部
10 ヨーク側延出部
13 ロータ
14 フィン
15 冷却溝
16 開口部
17 吸込口
18 排出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
ステータコアと該ステータコアに巻回されるステータ巻線との間に介装されてこれらを絶縁する絶縁ボビンに、径方向の内周側から外周側に連通する複数の冷却通路を形成したことを特徴とするモータ。 In a motor provided with a rotor provided with fins and a stator arranged opposite to the rotor,
A plurality of cooling passages communicating from the radially inner periphery side to the outer periphery side are formed in an insulating bobbin that is interposed between the stator core and the stator winding wound around the stator core to insulate them. Motor.
前記内周側延出部には前記冷却通路の吸込口が形成されるとともに、前記外周側延出部には前記冷却通路の排出口が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のモータ。 The insulating bobbin includes an inner extending portion that extends in the axial direction and the circumferential direction of the stator on the inner peripheral side of the stator, and an outer peripheral side extending portion that extends in the axial and circumferential directions of the stator on the outer peripheral side of the stator. ,
2. The suction port of the cooling passage is formed in the inner peripheral side extension portion, and the discharge port of the cooling passage is formed in the outer peripheral side extension portion. Motor.
The motor according to claim 2, wherein the insulating bobbin has an opening formed in the cooling passage on an axial side surface thereof.
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