JP2005348589A - Cooling structure of axial gap electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、永久磁石をロータに有する永久磁石同期モータ(PMSM:Permanent Magnet Synchronus Motor)と呼ばれ、回転軸に沿ってステータとディスクロータが対向して配置されるアキシャルギャップ電動機の冷却構造の技術分野に属する。 The present invention is called a permanent magnet synchronous motor (PMSM) having a permanent magnet in a rotor, and is a technology for a cooling structure of an axial gap motor in which a stator and a disk rotor are arranged to face each other along a rotation axis. Belonging to the field.
永久磁石をロータ内部に埋め込んだ埋込磁石同期モータ(IPMSM:Interior Permanent Magnet Synchronus Motor)や永久磁石をロータ表面に張り付けた表面磁石同期モータ(SPMSM:Surface Permanent Magnet Synchronus Motor)は、マグネットトルクのほかにリラクタンストルクも利用できるため、高効率で可変速範囲の広いモータとして、電気自動車用モータやハイブリッド車用モータ等の用途にその応用範囲を拡大している。 In addition to magnet torque, there are permanent magnet synchronous motors (IPMSM: Interior Permanent Magnet Synchronus Motor) with permanent magnets embedded in the rotor and surface permanent magnet synchronous motors (SPMSM: Surface Permanent Magnet Synchronus Motor) with permanent magnets attached to the rotor surface. In addition, since reluctance torque can also be used, the application range has been expanded to applications such as motors for electric vehicles and hybrid vehicles as motors with high efficiency and a wide variable speed range.
このような永久磁石同期モータであって、回転軸に沿ってステータとディスクロータが対向して配置され、ステータとディスクロータとのエアギャップがアキシャル方向に配置されるアキシャルギャップ電動機が知られている(例えば、特許文献1、2、3参照)。
しかしながら、従来のアキシャルギャップ電動機にあっては、主に小容量モータ向けであり、ステータを冷却する構造を特に有するものではないため、例えば、電気自動車やハイブリッド車等の車載向けに大容量の電動機とした場合、コイル発熱により効率の低下や耐久信頼性の低下を招いてしまう、という問題があった。 However, since the conventional axial gap motor is mainly for a small capacity motor and does not have a structure for cooling the stator, for example, a large capacity motor for in-vehicle use such as an electric car or a hybrid car. In such a case, there is a problem that the coil heat generation causes a decrease in efficiency and a decrease in durability reliability.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、大容量の車載向け電動機としながら、空冷と比較して高い冷却性能を達成することができるアキシャルギャップ電動機の冷却構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object thereof is to provide a cooling structure for an axial gap motor that can achieve high cooling performance compared to air cooling while using a large-capacity on-vehicle motor. And
上記目的を達成するため、本発明では、回転軸に沿ってステータとディスクロータが対向して配置されるアキシャルギャップ電動機において、
前記ステータの外周と内周のうち、少なくとも一方から電気絶縁性の液体冷媒を吹きかけることにより、ステータを冷却するステータ冷却構造を設けた。
To achieve the above object, in the present invention, in the axial gap motor in which the stator and the disk rotor are arranged to face each other along the rotation axis,
A stator cooling structure for cooling the stator is provided by spraying an electrically insulating liquid refrigerant from at least one of the outer periphery and the inner periphery of the stator.
よって、本発明のアキシャルギャップ電動機の冷却構造にあっては、ステータの外周と内周のうち、少なくとも一方から電気絶縁性の液体冷媒を吹きかけることにより、ステータが冷却される。例えば、ステータ冷却構造が小容量モータ向けの空冷式の冷却構造である場合には、外気を電動機内に吸入することから、大容量の車載向け電動機の冷却としては、冷却性能・信頼性・スペース・騒音等の面から、適用することができない。これに対し、本発明は、電気絶縁性の液体冷媒を吹きかける強制液冷方式であるため、大容量の車載向け電動機としながら、空冷と比較して高い冷却性能を達成することができる。 Therefore, in the cooling structure for the axial gap motor of the present invention, the stator is cooled by spraying the electrically insulating liquid refrigerant from at least one of the outer periphery and the inner periphery of the stator. For example, when the stator cooling structure is an air-cooled cooling structure for small-capacity motors, outside air is drawn into the motor, so cooling capacity, reliability, space, etc.・ Cannot be applied in terms of noise. In contrast, since the present invention is a forced liquid cooling method in which an electrically insulating liquid refrigerant is sprayed, a high cooling performance can be achieved as compared with air cooling while using a large-capacity on-vehicle motor.
以下、本発明のアキシャルギャップ電動機の冷却構造を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例1〜実施例3に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the cooling structure of the axial gap motor of the present invention will be described based on Examples 1 to 3 shown in the drawings.
まず、構成を説明する。
図1は実施例1の冷却構造が適用されたアキシャルギャップ電動機を示す全体断面図であり、回転軸1と、ディスクロータ2と、ステータ3と、を備えている。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall cross-sectional view showing an axial gap motor to which the cooling structure of the first embodiment is applied, and includes a
前記回転軸1は、フロントケース4に設けられた第1軸受け5とリヤケース6に設けられた第2軸受け7によって回転自在に支持されている。回転軸1のフロント側端部と、フロントケース4に一体固定されたシール受け8との間には、第1シール9が介装され、回転軸1のリヤ側端部と、モータカバー14との間には第2シール10が介装されている。なお、回転軸1には、軸方向潤滑油路11と第1径方向潤滑油路12と第2径方向潤滑油路13とが形成され、リヤケース6に固定されたモータカバー14に形成された潤滑油供給ポート15から潤滑油が供給され、前記両軸受け5,7を冷却する。
The
前記ディスクロータ2は、前記回転軸1の第2軸受け7側に固定され、回転軸1と共に回転数する。このディスクロータ2は、回転軸1に固定されたロータベース16と、前記ステータ3との対向面に埋込まれた複数の永久磁石17と、を有して構成されている。
The
前記ステータ3は、前記フロントケース4に固定され、前記ディスクロータ2とはアキシャル方向のエアギャップ18を介して対向配置されている。つまり、回転軸1に沿ってステータ3とディスクロータ2とが対向して配置されている。そして、ステータ3の外周面はフロントケース4と、ステータ3の内周面は回転軸1と、それぞれ対向しているが、双方とも電磁気的な結合は無く、それらの間にフリクションが発生しないように配置されている。
The
図2は実施例1の冷却構造が採用されたステータ3を示す正面図、図3は実施例1の冷却構造が採用されたステータ3を示す断面図である。
FIG. 2 is a front view showing the
前記ステータ3は、ドーナツ形状のコアベースに対し境界溝であるスロット19を配置しながら台形状で軸方向に突出して形成された12個のステータコア20と、該ステータコア20のコアベース側背面に固定されたドーナツ形状のステータ支持ベース21と、前記各ステータコア19に対し集中巻線方式により巻き付けたコイル22と、を有する。そして、前記ステータ支持ベース21が液密状態でフロントケース4に固定されている。
The
前記ステータ3は、図2に示すように、回転軸1を水平に配置するとき、回転軸1を含む水平面内に、隣り合うステータコア20の境界溝であるスロット19が配置されない構成としている。
As shown in FIG. 2, the
実施例1のステータ冷却構造は、図3に示すように、前記フロントケース4に形成された内周冷媒供給ポート23および外側冷媒供給ポート24と、該冷媒供給ポート23,24に連通し、前記ステータ支持ベース21の内周位置および外周位置に周方向に形成された内周冷媒供給路25(冷媒供給路)および外周冷媒供給路26(冷媒供給路)と、前記冷媒供給路25,26から分岐して軸方向に突出し、各ステータコア20に向けて図外の冷媒口が開口された12個の内周冷媒導入路27(冷媒導入路)および外周冷媒導入路28(冷媒導入路)と、を有する。そして、図2に示すように、一対の冷媒導入路27,28により前記各ステータコア20に対し内外周から電機絶縁性の液体冷媒を吹きかけるようにしている。
As shown in FIG. 3, the stator cooling structure of
なお、実施例1においては、前記冷媒導入路27,28に冷媒を供給する前記冷媒供給路25,26は、ステータ3を固定しているフロントケース4の回転軸1に垂直な面に形成されている。
In the first embodiment, the
次に、作用を説明する。
[解決課題]
永久磁石同期モータであって、回転軸に沿ってステータとディスクロータが対向して配置され、ステータとディスクロータとのエアギャップがアキシャル方向に配置されるアキシャルギャップ電動機を、例えば、電気自動車やハイブリッド車等の車載向けに大容量の電動機とした場合には、高負荷での連続運転が要求されるため、要求性能を維持するには、発熱するステータを効果的に冷却する必要がある。
Next, the operation will be described.
[Solutions]
A permanent magnet synchronous motor in which an axial gap motor in which an stator and a disk rotor are arranged to face each other along a rotation axis and an air gap between the stator and the disk rotor is arranged in an axial direction is used, for example, an electric vehicle or a hybrid When a large-capacity electric motor is used for a vehicle or the like, continuous operation with a high load is required. Therefore, in order to maintain the required performance, it is necessary to effectively cool the stator that generates heat.
一方、モータを駆動源とする光ディスク装置の冷却技術としては、例えば、特開2003−151259号公報や特開平11−126472号公報に記載されている技術が知られている。 On the other hand, as a technique for cooling an optical disk apparatus using a motor as a drive source, for example, techniques described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2003-151259 and 11-126472 are known.
前者の公報に記載の冷却技術は、別モータで駆動していた冷却ファンを、ディスクロータに結合自在に設け、必要なときに結合して装置内を冷却するものであり、後者の公報に記載の冷却技術は、装置カバーに冷却風を吸入・排気する開口部の位置を工夫することにより、防塵効果との両立を図るものである。 The cooling technique described in the former publication is such that a cooling fan that has been driven by a separate motor is provided so as to be freely coupled to the disk rotor, and is coupled when necessary to cool the inside of the apparatus. This cooling technology aims to achieve both a dustproof effect by devising the position of the opening for sucking and exhausting cooling air into the device cover.
しかしながら、光ディスク装置の冷却技術は、いずれも小容量モータ向けの空冷式の冷却構造であり、しかも外気を装置内に吸入することから、大容量の車載向け電動機の冷却には、冷却性能、信頼性、スペース、騒音などの面から、適用することはできない。 However, all of the optical disk device cooling technologies are air-cooled cooling structures for small-capacity motors, and the outside air is sucked into the device. It cannot be applied from the viewpoint of characteristics, space, noise, etc.
[ステータ冷却作用]
これに対し、実施例1では、回転軸に沿ってステータ3とディスクロータ2が対向して配置されるアキシャルギャップ電動機において、各ステータコア20の内外周から電気絶縁性の液体冷媒を吹きかけることにより、ステータ3を冷却する強制液冷方式をによるステータ冷却構造を設けることで、大容量の車載向け電動機としながら、空冷と比較して高い冷却性能を達成するものである。
[Stator cooling]
On the other hand, in Example 1, in the axial gap motor in which the
すなわち、外部からポンプ等により供給された電気絶縁性の液体冷媒は、フロントケース4に形成された内周冷媒供給ポート23およびステータ支持ベース21に形成された内周冷媒供給路25を介し、12個の内周冷媒導入路27に供給され、図2に示すように、内周冷媒導入路27に開口された冷媒口から各ステータコア20に向けて内周から吹きかけられる。また、フロントケース4に形成された外周冷媒供給ポート24およびステータ支持ベース21に形成された外周冷媒供給路26を介し、12個の外周冷媒導入路28に供給され、図2に示すように、外周冷媒導入路28に開口された冷媒口から各ステータコア20に向けて外周から吹きかけられる。
That is, the electrically insulating liquid refrigerant supplied from the outside by a pump or the like passes through an inner peripheral
このように、回転軸1に沿ってステータ3とディスクロータ2が対向して配置されるアキシャルギャップ電動機において、各ステータコア20について、それぞれ内外周から電気絶縁性の液体冷媒を吹きかけることにより、ステータ3を冷却するので、空冷と比較して高い冷却性能を得ることができる。加えて、各ステータコア20について、それぞれ内外周から電気絶縁性の液体冷媒を吹きかけることにより、一部のステータコア20が冷却不足となるようなことが防止され、各ステータコア20に対する冷却性能の均等性が確保される。
As described above, in the axial gap motor in which the
加えて、図2に示すように、回転軸1を水平に配置するとき、回転軸1を含む水平面内に、隣り合うステータコア20,20の境界であるスロット19が配置されないので、全てのスロット19は水平面に対し傾斜角度を持ち、各ステータコア20に吹きかけられた電気絶縁性の液体冷媒がスロット19内に入り込んだとき、重力の作用によって流れるため、高い冷却性能を得ることができる。
In addition, as shown in FIG. 2, when the
次に、効果を説明する。
実施例1のアキシャルギャップ電動機の冷却構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the cooling structure for the axial gap motor of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) 回転軸1に沿ってステータ3とディスクロータ2が対向して配置されるアキシャルギャップ電動機において、前記ステータ3の外周と内周のうち、少なくとも一方から電気絶縁性の液体冷媒を吹きかけることにより、ステータ3を冷却するステータ冷却構造を設けたため、大容量の車載向け電動機としながら、空冷と比較して高い冷却性能を達成することができる。
(1) In an axial gap motor in which the
(2) 前記ステータ3は、コイル22が集中巻に巻回され、回転軸1を水平に配置するとき、回転軸1を含む水平面内に、隣り合うステータコア20の境界溝であるスロット19が配置されない構成であるため、ステータコア20に吹きかけられた電気絶縁性の液体冷媒がスロット19内に入り込んだとき、重力の作用によって流れ、高い冷却性能を得ることができる。
(2) In the
(3) 前記ステータ冷却構造は、前記ステータ3の内周位置および外周位置に周方向に形成された冷媒供給路25,26と、前記冷媒供給路25,26から分岐して軸方向に突出し、各ステータコア20に向けて冷媒口が開口された冷媒導入路27,28と、を有し、前記各ステータコア20に対し内外周から電機絶縁性の液体冷媒を吹きかけるため、一部のステータコア20が冷却不足となるようなことが防止され、各ステータコア20に対する冷却性能の均等性を確保することができる。
(3) The stator cooling structure includes
実施例2は、実施例1に対し冷却性能を犠牲にすることなくコストダウンを図るようにした例である。 The second embodiment is an example in which the cost is reduced without sacrificing the cooling performance of the first embodiment.
すなわち、図4に示すように、実施例2に示すような集中巻ステータの場合、隣り合うステータコア20のスロット19を、回転軸1を含む水平面内に、一致させないように配置する。そして、ステータ冷却構造は、ステータ3の内周位置および外周位置に周方向に形成された冷媒供給路25,26と、該冷媒供給路25,26から分岐して軸方向に突出し、各ステータコア20に向けて冷媒口が開口された冷媒導入路27,28と、を有し、上半分の各ステータコア20にはスロット19の延長位置に配置された外周冷媒導入路28-1,28-2,28-3,28-4,28-5,28-6から、下半分の各ステータコア20には内周冷媒導入路27-1,27-2,27-3,27-4,27-5,27-6から、それぞれ電気絶縁性の液体冷媒を吹きかけるようにする。なお、他の構成は実施例1と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。
That is, as shown in FIG. 4, in the case of the concentrated winding stator as shown in the second embodiment, the
ステータ冷却作用を説明すると、ステータコア20に吹きかけられた電気絶縁性の液体冷媒がスロット19内に入り込んだとき、重力の作用によって流れるため、冷却性能が低下することがない。また、このようにスロット19内を流路として液体冷媒が流れるため、ステータコア20の上半分は外周側のみに6本の外周冷媒導入路28-1,28-2,28-3,28-4,28-5,28-6を配置し、下半分は内周側のみに6本の内周冷媒導入路27-1,27-2,27-3,27-4,27-5,27-6を配置しても、冷媒導入路27,28の数が12本である実施例2と、冷媒導入路27,28の数が2倍の24本である実施例1と、の冷却性能を比較しても同等の冷却性能を得ることができる。
Describing the stator cooling action, when the electrically insulating liquid refrigerant sprayed on the
ちなみに、上半分のステータコア20-2〜20-6の冷却は、外周冷媒導入路28-1,28-2,28-3,28-4,28-5,28-6が分担する。つまり、ステータコア20-2の冷却は、冷媒導入路28-1,28-2が分担し、ステータコア20-3の冷却は、冷媒導入路28-2,28-3が分担し、ステータコア20-4の冷却は、冷媒導入路28-3,28-4が分担し、ステータコア20-5の冷却は、冷媒導入路28-4,28-5が分担し、ステータコア20-6の冷却は、冷媒導入路28-5,28-6が分担する。 Incidentally, the cooling of the upper half stator cores 20-2 to 20-6 is shared by the peripheral refrigerant introduction paths 28-1, 28-2, 28-3, 28-4, 28-5, 28-6. In other words, the cooling of the stator core 20-2 is shared by the refrigerant introduction paths 28-1 and 28-2, and the cooling of the stator core 20-3 is shared by the refrigerant introduction paths 28-2 and 28-3, and the stator core 20-4. The cooling of the stator core 20-5 is shared by the refrigerant introduction paths 28-3 and 28-4, and the cooling of the stator core 20-5 is shared by the refrigerant introduction paths 28-4 and 28-5. Roads 28-5 and 28-6 are assigned.
そして、下半分のステータコア20-8〜20-12の冷却は、内周冷媒導入路27-1,27-2,27-3,27-4,27-5,27-6が分担する。つまり、ステータコア20-8の冷却は、冷媒導入路27-5,27-6が分担し、ステータコア20-9の冷却は、冷媒導入路27-4,27-5が分担し、ステータコア20-10の冷却は、冷媒導入路27-3,27-4が分担し、ステータコア20-11の冷却は、冷媒導入路27-2,27-3が分担し、ステータコア20-12の冷却は、冷媒導入路27-1,27-2が分担する。 The cooling of the lower half stator cores 20-8 to 20-12 is shared by the inner peripheral refrigerant introduction paths 27-1, 27-2, 27-3, 27-4, 27-5, 27-6. That is, the cooling of the stator core 20-8 is shared by the refrigerant introduction paths 27-5 and 27-6, and the cooling of the stator core 20-9 is shared by the refrigerant introduction paths 27-4 and 27-5, and the stator core 20-10. The cooling of the stator core 20-11 is shared by the refrigerant introduction paths 27-3 and 27-4, and the cooling of the stator core 20-11 is shared by the refrigerant introduction paths 27-2 and 27-3. Roads 27-1 and 27-2 share.
さらに、水平面上に存在するステータコア20-1とステータコア20-7の冷却は、外周冷媒導入路28-1,28-6と内周冷媒導入路27-1,27-6とで分担する。つまり、ステータコア20-1の冷却は、冷媒導入路27-1,28-1が分担し、ステータコア20-7の冷却は、冷媒導入路27-6,28-6が分担する。 Further, cooling of the stator core 20-1 and the stator core 20-7 existing on the horizontal plane is shared by the outer peripheral refrigerant introduction paths 28-1, 28-6 and the inner peripheral refrigerant introduction paths 27-1, 27-6. That is, the cooling of the stator core 20-1 is shared by the refrigerant introduction paths 27-1 and 28-1, and the cooling of the stator core 20-7 is shared by the refrigerant introduction paths 27-6 and 28-6.
次に、効果を説明する。
実施例2のアキシャルギャップ電動機の冷却構造にあっては、実施例1の(1),(2)の効果に加えて、下記の効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the cooling structure of the axial gap motor of the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (2) of the first embodiment.
(4) 前記ステータ冷却構造は、前記ステータコア20の内周位置および外周位置に周方向に形成された冷媒供給路25,26と、該冷媒供給路25,26から分岐して軸方向に突出し、各ステータコア20に向けて冷媒口が開口された冷媒導入路27,28と、を有し、上半分の各ステータコア20には外周から、下半分の各ステータコア20には内周から、それぞれ電気絶縁性の液体冷媒を吹きかけるため、冷却性能を犠牲にすることなく、冷媒導入路17,18の数を少なくして構造が簡単になりコストダウンを図ることができる。
(4) The stator cooling structure includes
実施例3は、実施例1,2に対し冷却性能を犠牲にすることなくより一層のコストダウンを図るようにした例である。 The third embodiment is an example in which the cost is further reduced with respect to the first and second embodiments without sacrificing the cooling performance.
すなわち、図5に示すように、実施例3のステータ冷却構造は、前記ステータ3の内周位置および外周位置にて軸方向に突出し、ステータコア20に向けて冷媒口が開口された上下位置に2本の内周冷媒導入路27および上半分位置に7本の外周冷媒導入路28と、該冷媒導入路27,28の冷媒口からの電気絶縁性の液体冷媒を各ステータコア20に導く冷媒誘導部材と、を有する。
That is, as shown in FIG. 5, the stator cooling structure of the third embodiment protrudes in the axial direction at the inner peripheral position and the outer peripheral position of the
前記冷媒誘導部材は、ステータ3の内周位置に配置された複数の内周側冷媒誘導部材29と、ステータ3の外周位置に配置された外周側冷媒誘導部材30と、によって構成され、かつ、前記複数の内周側冷媒誘導部材29は、互いに径方向に交差することなく配置されている。
The refrigerant guide member is constituted by a plurality of inner peripheral side
前記内周側冷媒誘導部材29は、ステータ3の全内周を囲む第1内周側冷媒誘導部材29aと、該第1内周側冷媒誘導部材29aを最も内側位置としてその外側に同心円状であり、かつ、水平面に対して略面対象に位置するステータコア20およびスロット19を繋ぐ通路を形成するように配置された第2内周側冷媒誘導部材29bおよび第3内周側冷媒誘導部材29cにより構成される。なお、第2内周側冷媒誘導部材29bおよび第3内周側冷媒誘導部材29cの両端部には、コイル22に接する位置まで径方向に延びる折り曲げ部が形成されている。
The inner peripheral side
前記外周側冷媒誘導部材30は、ステータ3の全外周を囲むように配置され、上半分の6箇所位置には、コイル22に接する位置まで径方向に延びる仕切部30aが形成されている。なお、他の構成は実施例1と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。
The outer peripheral side
ステータ冷却作用を説明すると、実施例3では、上下位置に2本の内周冷媒導入路27および上半分位置に7本の外周冷媒導入路28と、第1内周側冷媒誘導部材29aと第2内周側冷媒誘導部材29bと第3内周側冷媒誘導部材29cにより構成された内周側冷媒誘導部材29と、仕切部30aが形成された外周側冷媒誘導部材30と、の組み合わせにより、図5に矢印に示すように、隣接するステータコア20,20間のスロット19の全てに電機絶縁性の液体冷媒を流し、冷媒導入路27,28を、実施例1(24本)や実施例2(12本)より少ない9本としながら、実施例1,2と同等の冷却性能を確保している。
The stator cooling operation will be described. In the third embodiment, the two inner peripheral
ちなみに、2本の内周冷媒導入路27を27-1,27-2とし、7本の外周冷媒導入路28を28-1〜28-7とした場合、各スロット19-1〜19-12へは、下記のように液体冷媒が流れる。
スロット19-1,19-2へは、外周冷媒導入路28-4からの液体冷媒が外側から流れ、スロット19-3へは、外周冷媒導入路28-5からの液体冷媒が外側から流れ、スロット19-4へは、外周冷媒導入路28-6からの液体冷媒が外側から流れ、スロット19-5へは、外周冷媒導入路28-6からの液体冷媒が第3内周側冷媒誘導部材29cとコイル22との間に形成された通路を介して内側から流れ、スロット19-6へは、外周冷媒導入路28-5からの液体冷媒が第2内周側冷媒誘導部材29bと第3内周側冷媒誘導部材29cとの間に形成された通路を介して内側から流れる。
スロット19-7,19-8へは、内側冷媒導入路27-2からの液体冷媒が内側から流れると共に、外周冷媒導入路28-4と内側冷媒導入路27-1からの液体冷媒が第1内周側冷媒誘導部材29aと第2内周側冷媒誘導部材29bとの間に形成された通路を介して合流する。
スロット19-9へは、外周冷媒導入路28-3からの液体冷媒が第2内周側冷媒誘導部材29bと第3内周側冷媒誘導部材29cとの間に形成された通路を介して内側から流れ、スロット19-10へは、外周冷媒導入路28-2からの液体冷媒が第3内周側冷媒誘導部材29cとコイル22との間に形成された通路を介して内側から流れ、スロット19-11へは、外周冷媒導入路28-2からの液体冷媒が外側から流れ、スロット19-12へは、外周冷媒導入路28-3からの液体冷媒が外側から流れる。
Incidentally, when the two inner peripheral
To the slots 19-1 and 19-2, the liquid refrigerant from the outer periphery refrigerant introduction path 28-4 flows from the outside, and to the slot 19-3, the liquid refrigerant from the outer periphery refrigerant introduction path 28-5 flows from the outside, The liquid refrigerant from the outer periphery refrigerant introduction path 28-6 flows from the outside into the slot 19-4, and the liquid refrigerant from the outer periphery refrigerant introduction path 28-6 flows into the third inner periphery side refrigerant guide member into the slot 19-5. It flows from the inside through a passage formed between the
The liquid refrigerant from the inner refrigerant introduction path 27-2 flows into the slots 19-7 and 19-8 from the inner side, and the liquid refrigerant from the outer refrigerant introduction path 28-4 and the inner refrigerant introduction path 27-1 is first. They merge through a passage formed between the inner peripheral
To the slot 19-9, the liquid refrigerant from the outer periphery refrigerant introduction path 28-3 passes through the passage formed between the second inner peripheral side
次に、効果を説明する。
実施例3のアキシャルギャップ電動機の冷却構造にあっては、実施例1の(1),(2)の効果に加えて、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the cooling structure of the axial gap motor of the third embodiment, the effects listed below can be obtained in addition to the effects (1) and (2) of the first embodiment.
(5) ステータ冷却構造は、ステータ3の内周位置および外周位置にて軸方向に突出し、ステータコア20に向けて冷媒口が開口された上下位置に2本の内周冷媒導入路27および上半分位置に7本の外周冷媒導入路28と、該冷媒導入路27,28の冷媒口からの電気絶縁性の液体冷媒を各ステータコア20に導く冷媒誘導部材と、を有するため、実施例2よりさらに冷媒導入路の数を少なくすることができ、構造が簡単になり、より一層コストダウンを図ることが可能となる。
(5) The stator cooling structure protrudes in the axial direction at the inner peripheral position and the outer peripheral position of the
(6) 前記冷媒誘導部材は、ステータ3の内周位置に配置された複数の内周側冷媒誘導部材29と、ステータ3の外周位置に配置された外周側冷媒誘導部材30と、によって構成され、かつ、前記複数の内周側冷媒誘導部材29は、互いに径方向に交差することなく配置されているため、液体冷媒の円滑な周方向の流れを確保しながら、冷媒導入路の数を少なくするように液体冷媒の流れを規定することができる。
(6) The refrigerant guide member includes a plurality of inner peripheral side
(7) 前記内周側冷媒誘導部材29は、ステータ3の全内周を囲む第1内周側冷媒誘導部材29aと、水平面に対して略面対象に位置するステータコア20およびスロット19を繋ぐ通路を形成するように配置された第2内周側冷媒誘導部材29bおよび第3内周側冷媒誘導部材29cにより構成され、前記外周側冷媒誘導部材30は、ステータ3の全外周を囲むように配置されているため、冷媒導入路の数を最小限に抑えながらも、第1内周側冷媒誘導部材29aと外周側冷媒誘導部材30によって囲まれる環状領域内で左右対称に規定された液体冷媒の流れにより、高い冷却性能を達成することができる。
(7) The inner circumference side
以上、本発明のアキシャルギャップ電動機の冷却構造を実施例1〜実施例3に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the cooling structure of the axial gap motor of the present invention has been described based on the first to third embodiments, the specific configuration is not limited to these embodiments, and each of the claims Design changes and additions are permitted without departing from the scope of the claimed invention.
実施例1において、ステータの内周および外周の冷媒導入路および冷媒導入路に冷媒を供給する冷媒供給路は、ステータを固定しているケースの回転軸に垂直な面に形成されているが、これに限ったことではなく、例えば、ステータ外周の冷媒導入路を、ケースの回転軸に平行は側面に形成することもできる。 In the first embodiment, the refrigerant introduction passages for supplying the refrigerant to the inner and outer circumferences of the stator and the refrigerant introduction passage are formed on a surface perpendicular to the rotation axis of the case fixing the stator. For example, the refrigerant introduction path on the outer periphery of the stator can be formed on the side surface parallel to the rotation axis of the case.
実施例1において、回転軸に液体冷媒がかかるのを防ぐため、少なくとも回転軸の上面を覆うような邪魔板を設けることもできる。 In the first embodiment, in order to prevent the liquid refrigerant from being applied to the rotating shaft, a baffle plate that covers at least the upper surface of the rotating shaft may be provided.
実施例3のステータ冷却構造は、内周冷媒導入路および外周冷媒導入路を用い、これと内周側冷媒誘導部材および外周側冷媒誘導部材とを組み合わせる例を示したが、外周冷媒導入路のみを用い、これと内周側冷媒誘導部材および外周側冷媒誘導部材とを組み合わせることもできる。 In the stator cooling structure of the third embodiment, the inner peripheral refrigerant introduction path and the outer peripheral refrigerant introduction path are used, and this is combined with the inner peripheral refrigerant induction member and the outer peripheral refrigerant induction member. This can be combined with the inner peripheral refrigerant guide member and the outer peripheral refrigerant guide member.
実施例1,2,3では、集中巻線方式によるステータを備えたアキシャルギャップ電動機への適用例を示したが、分布巻線方式によるステータを備えたアキシャルギャップ電動機にも適用することができる。 In the first, second, and third embodiments, the application example to the axial gap motor including the stator by the concentrated winding method is shown, but the present invention can also be applied to the axial gap motor including the stator by the distributed winding method.
1 回転軸
2 ディスクロータ
3 ステータ
4 フロントケース
5 第1軸受け
6 リヤケース
7 第2軸受け
8 シール受け
9 第1シール
10 第2シール
11 軸方向潤滑油路
12 第1径方向潤滑油路
13 第2径方向潤滑油路
14 モータカバー
15 潤滑油供給ポート
16 ロータベース
17 永久磁石
18 エアギャップ
19 スロット
20 ステータコア
21 ステータ支持ベース
22 コイル
23 内周冷媒供給ポート
24 外側冷媒供給ポート
25 内周冷媒供給路(冷媒供給路)
26 外周冷媒供給路(冷媒供給路)
27 内周冷媒導入路(冷媒導入路)
28 外周冷媒導入路(冷媒導入路)
29 内周側冷媒誘導部材(冷媒誘導部材)
30 外周側冷媒誘導部材(冷媒誘導部材)
DESCRIPTION OF
26 Peripheral refrigerant supply path (refrigerant supply path)
27 Inner peripheral refrigerant introduction path (refrigerant introduction path)
28 Peripheral refrigerant introduction path (refrigerant introduction path)
29 Inner peripheral side refrigerant guide member (refrigerant guide member)
30 Outer peripheral side refrigerant guide member (refrigerant guide member)
Claims (7)
前記ステータの外周と内周のうち、少なくとも一方から電気絶縁性の液体冷媒を吹きかけることにより、ステータを冷却するステータ冷却構造を設けたことを特徴とするアキシャルギャップ電動機の冷却構造。 In the axial gap motor in which the stator and the disk rotor are arranged to face each other along the rotation axis,
A cooling structure for an axial gap motor, wherein a stator cooling structure for cooling the stator is provided by spraying an electrically insulating liquid refrigerant from at least one of the outer periphery and the inner periphery of the stator.
前記ステータは、コイルが集中巻に巻回され、回転軸を水平に配置するとき、回転軸を含む水平面内に、隣り合うステータコアの境界溝であるスロットが配置されない構成であることを特徴とするアキシャルギャップ電動機の冷却構造。 In the cooling structure of the axial gap electric motor according to claim 1,
The stator is configured such that when the coil is wound in concentrated winding and the rotation shaft is disposed horizontally, slots that are boundary grooves of adjacent stator cores are not disposed in a horizontal plane including the rotation shaft. Axial gap motor cooling structure.
前記ステータ冷却構造は、前記ステータの内周位置および外周位置に周方向に形成された冷媒供給路と、前記冷媒供給路から分岐して軸方向に突出し、各ステータコアに向けて冷媒口が開口された冷媒導入路と、を有し、前記各ステータコアに対し内外周から電機絶縁性の液体冷媒を吹きかけることを特徴とするアキシャルギャップ電動機の冷却構造。 In the cooling structure of the axial gap electric motor according to claim 1 or 2,
The stator cooling structure includes a refrigerant supply path formed in the circumferential direction at an inner peripheral position and an outer peripheral position of the stator, a branch from the refrigerant supply path and protruding in an axial direction, and a refrigerant port is opened toward each stator core. A cooling structure for an axial gap motor, wherein an electric insulating liquid refrigerant is sprayed from the inner and outer circumferences to each stator core.
前記ステータ冷却構造は、前記ステータの内周位置および外周位置に周方向に形成された冷媒供給路と、該冷媒供給路から分岐して軸方向に突出し、各ステータコアに向けて冷媒口が開口された冷媒導入路と、を有し、上半分の各ステータコアには外周から、下半分の各ステータコアには内周から、それぞれ電気絶縁性の液体冷媒を吹きかけることを特徴とするアキシャルギャップ電動機の冷却構造。 In the cooling structure of the axial gap electric motor according to claim 1 or 2,
The stator cooling structure includes a refrigerant supply path formed in the circumferential direction at an inner peripheral position and an outer peripheral position of the stator, a branch from the refrigerant supply path and protruding in an axial direction, and a refrigerant port is opened toward each stator core. Cooling the axial gap motor, characterized in that an electrically insulating liquid refrigerant is sprayed from the outer periphery to each of the upper half stator cores and from the inner periphery to each of the lower half stator cores. Construction.
前記ステータ冷却構造は、前記ステータの少なくとも外周位置にて軸方向に突出し、ステータコアに向けて冷媒口が開口された冷媒導入路と、該冷媒導入路の冷媒口からの電気絶縁性の液体冷媒を各ステータコアに導く冷媒誘導部材と、を有することを特徴とするアキシャルギャップ電動機の冷却構造。 In the cooling structure of the axial gap electric motor according to claim 1 or 2,
The stator cooling structure includes a refrigerant introduction path protruding in an axial direction at least at an outer peripheral position of the stator and having a refrigerant port opened toward the stator core, and an electrically insulating liquid refrigerant from the refrigerant port of the refrigerant introduction path. A cooling structure for an axial gap motor, comprising: a refrigerant guide member that leads to each stator core.
前記冷媒誘導部材は、ステータの内周位置に配置された複数の内周側冷媒誘導部材と、ステータの外周位置に配置された外周側冷媒誘導部材と、によって構成され、かつ、前記複数の内周側冷媒誘導部材は、互いに径方向に交差することなく配置されていることを特徴とするアキシャルギップ電動機の冷却構造。 In the cooling structure of the axial gap electric motor according to claim 5,
The refrigerant guide member is constituted by a plurality of inner peripheral side refrigerant guide members arranged at an inner peripheral position of the stator, and an outer peripheral side refrigerant guide member arranged at an outer peripheral position of the stator, and The cooling structure for an axial gipp electric motor, wherein the circumferential refrigerant guide members are arranged without crossing each other in the radial direction.
前記内周側冷媒誘導部材は、ステータの全内周を囲むように配置されると共に、水平面に対して略面対象に位置するステータコアおよびスロットを繋ぐように配置され、前記外周側冷媒誘導部材は、ステータの全外周を囲むように配置されていることを特徴とするアキシャルギャップ電動機の冷却構造。
In the cooling structure of the axial gap electric motor according to claim 6,
The inner circumference side refrigerant guide member is arranged so as to surround the entire inner circumference of the stator, and is arranged so as to connect a stator core and a slot positioned substantially in plane with respect to a horizontal plane, and the outer circumference side refrigerant guide member is A cooling structure for an axial gap motor, wherein the cooling structure is arranged so as to surround the entire outer periphery of the stator.
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