JP2006050752A - Stator cooling structure of disk rotary electric machine - Google Patents

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Yuji Goto
裕二 後藤
Yuki Nakajima
祐樹 中島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stator cooling structure of a disk rotary electric machine, wherein power loss due to the viscosity resistance of a coolant is avoided and further degradation in reliability due to deterioration of insulation in coils or stator cores is prevented. <P>SOLUTION: A disk rotary electric machine includes a rotor 2, in which permanent magnets 9 are placed and a stator 3 in which multiple stator cores 11 are placed on the circumference. The rotor 2 and the stator 3 are disposed in the axial direction. The stator 3 includes the stator cores 11, coils 12, and an insulating member 3 placed around the stator cores 11. A coolant passage 20 is provided in part of the insulating member 13. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ステータとロータが軸方向に対向配置されるディスク型回転電機のステータ冷却構造の技術分野に属する。   The present invention belongs to the technical field of a stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine in which a stator and a rotor are arranged to face each other in the axial direction.

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、損失が少なく、効率が良く、出力が大きい(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)等の理由により、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。   The permanent magnet synchronous motor (IPMSM: Interior Permanent Magnet Synchronus Motor) with a permanent magnet embedded in the rotor and the surface magnet synchronous motor (SPMSM: Surface Permanent Magnet Synchronus Motor) with a permanent magnet attached to the rotor surface have low loss. Due to its high efficiency and large output (in addition to magnet torque, reluctance torque can also be used), its application range has been expanded to applications such as electric vehicle motors and hybrid vehicle motors.

このような永久磁石同期モータであって、ステータとロータとを軸方向に対向配置することで回転軸と平行な回転磁界を発生するディスク型モータは、薄型化が可能であり、レイアウトに制限がある用途に使用されている。このディスク型モータの冷却方式としては、一般的に空冷方式が用いられているが、モータケース内に油(冷媒)を導入し、モータケース内を冷媒で満たすものも知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平10−243617号公報
Such a permanent magnet synchronous motor, in which a stator and a rotor are arranged opposite to each other in the axial direction to generate a rotating magnetic field parallel to the rotating shaft, can be reduced in thickness and limited in layout. It is used for a certain purpose. As a cooling method for this disk type motor, an air cooling method is generally used, but there is also known a method in which oil (refrigerant) is introduced into a motor case and the motor case is filled with a refrigerant (for example, Patent Document 1).
JP-A-10-243617

しかしながら、従来のディスク型モータにあっては、その内部に冷却用の液体が満たされており、コイルやロータは、冷却用液体に常に接触している構造となっているため、コイルやステータコアの絶縁劣化などを発生するおそれがあり、モータ信頼性が低下する、という問題があった。また、冷却用液体に満たされた状態でロータが回転するため、冷却用液体の粘性抵抗による動力損失が避けられない、という問題もあった。   However, in the conventional disk type motor, the cooling liquid is filled inside, and the coil and the rotor are always in contact with the cooling liquid. There is a risk that insulation deterioration may occur, and the motor reliability is lowered. In addition, since the rotor rotates in a state filled with the cooling liquid, there is a problem that power loss due to the viscous resistance of the cooling liquid cannot be avoided.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、冷媒の粘性抵抗による動力損失を避けながら、コイルやステータコアの絶縁劣化による信頼性の低下を防止することができるディスク型回転電機のステータ冷却構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problem, and it is possible to prevent the loss of reliability due to the insulation deterioration of the coil and the stator core while avoiding the power loss due to the viscous resistance of the refrigerant. The purpose is to provide a structure.

上記目的を達成するため、本発明では、永久磁石を配置したロータと、ステータコアが円周上に複数配置されたステータと、を備え、前記ロータと前記ステータが軸方向に配設されたディスク型回転電機において、
前記ステータは、ステータコアと、コイルと、前記ステータコアの周囲または前記コイルの周囲に配置される絶縁部材と、を有し、前記絶縁部材の一部に冷媒通路を設けた。
In order to achieve the above object, in the present invention, a disk type comprising a rotor in which permanent magnets are arranged and a stator in which a plurality of stator cores are arranged on the circumference, wherein the rotor and the stator are arranged in the axial direction. In rotating electrical machines,
The stator has a stator core, a coil, and an insulating member arranged around the stator core or around the coil, and a refrigerant passage is provided in a part of the insulating member.

よって、本発明のディスク型回転電機のステータ冷却構造にあっては、コイルを冷却する冷媒は、発熱体であるコイルが隣り合って存在するステータコア間に配置された密閉されたコア間冷媒路の中を流れるので、コイルを効果的に冷却することが可能である。また、コイルを冷却する冷媒は、密閉されたコイル冷媒路の中を流れ、ロータとステータとのエアギャップ等には流れ込まないので、フリクションを増加させることはない。この結果、冷媒の粘性抵抗による動力損失を避けながら、コイルやステータコアの絶縁劣化による信頼性の低下を防止することができる。   Therefore, in the stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine according to the present invention, the refrigerant for cooling the coil is a hermetically sealed inter-core refrigerant path disposed between the stator cores adjacent to each other as the heating element. Since it flows through, it is possible to cool the coil effectively. In addition, the refrigerant that cools the coil flows through the sealed coil refrigerant path and does not flow into the air gap between the rotor and the stator, so that the friction is not increased. As a result, it is possible to prevent a decrease in reliability due to deterioration of insulation of the coil and the stator core while avoiding power loss due to the viscous resistance of the refrigerant.

以下、本発明のディスク型回転電機のステータ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4に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out a stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine according to the present invention will be described based on Examples 1 to 4 shown in the drawings.

まず、全体構成を説明する。
図1は実施例1のステータ冷却構造が適用された1ロータ・2ステータによるディスク型回転電機を示す全体断面図である。
First, the overall configuration will be described.
FIG. 1 is an overall cross-sectional view showing a disk-type rotating electrical machine having one rotor and two stators to which the stator cooling structure of Embodiment 1 is applied.

実施例1のディスク型回転電機は、回転軸1と、ロータ2と、ステータ3,3と、回転電機ケース4(ケース)と、を備えていて、前記回転電機ケース4は、フロント側サイドケース4aと、リヤ側サイドケース4bと、両サイドケース4a,4bにボルト結合された外周ケース4cにより構成されている。   The disk-type rotating electrical machine according to the first embodiment includes a rotating shaft 1, a rotor 2, stators 3 and 3, and a rotating electrical machine case 4 (case). The rotating electrical machine case 4 includes a front side case. 4a, a rear side case 4b, and an outer peripheral case 4c bolted to both side cases 4a and 4b.

前記回転軸1は、フロント側サイドケース4aに設けられた第1軸受け5とリヤ側サイドケース4bに設けられた第2軸受け6によって回転自在に支持されている。   The rotary shaft 1 is rotatably supported by a first bearing 5 provided on the front side case 4a and a second bearing 6 provided on the rear side case 4b.

前記ロータ2は、前記回転軸1に固定され、ステータ3,3から与えられる回転磁束に対し、永久磁石9,9に反力を発生させ、回転軸1を中心に回転するように、回転軸1に固定された電磁鋼鈑(強磁性体)によるロータベース8と、前記ステータ3,3との対向面に埋め込まれた複数の永久磁石9,9と、を有して構成されている。前記複数の永久磁石9,9は、隣接する表面磁極(N極,S極)が、互いに相違するよう配置されている。ここで、ロータ2とステータ3,3の間にはエアギャップ10,10と呼ばれる隙間が存在し、互いに接触することはない。   The rotor 2 is fixed to the rotating shaft 1 and generates a reaction force on the permanent magnets 9 and 9 with respect to the rotating magnetic flux applied from the stators 3 and 3, and rotates about the rotating shaft 1. The rotor base 8 is made of an electromagnetic steel plate (ferromagnetic material) fixed to 1, and a plurality of permanent magnets 9 and 9 are embedded in the facing surfaces of the stators 3 and 3. The plurality of permanent magnets 9 and 9 are arranged such that adjacent surface magnetic poles (N pole and S pole) are different from each other. Here, a gap called air gaps 10 and 10 exists between the rotor 2 and the stators 3 and 3 and does not contact each other.

前記ステータ3,3は、前記フロント側サイドケース4aとリヤ側サイドケース4bとにそれぞれ固定され、ステータコア11と、コイル12と、絶縁部材13と、を有して構成されている。前記コイル12は、絶縁部材13を介し、ステータコア11に集中巻きされる。また、ステータコア11,11は、フロント側サイドケース4aとリヤ側サイドケース4bとにそれぞれ固定されている。   The stators 3 and 3 are respectively fixed to the front side case 4a and the rear side case 4b, and include a stator core 11, a coil 12, and an insulating member 13. The coil 12 is concentratedly wound around the stator core 11 via an insulating member 13. The stator cores 11 and 11 are fixed to the front side case 4a and the rear side case 4b, respectively.

次に、実施例1のステータ冷却構造を図1〜図3に基づき説明する。図2は実施例1のステータ冷却構造が適用されたステータを示す縦断正面図、図3は実施例1のステータ冷却構造が適用された図2のA−A線によるステータを示す縦断側面図である。
実施例1のステータ冷却構造は、前記ステータコア11の周囲に配置される絶縁部材13の一部に冷媒通路20を設けることで構成される。前記冷媒通路20は、非磁性材料による冷媒パイプ21を絶縁部材13に埋め込むことにより設けられる。
Next, the stator cooling structure of Example 1 will be described with reference to FIGS. 2 is a longitudinal front view showing a stator to which the stator cooling structure of the first embodiment is applied, and FIG. 3 is a vertical side view showing the stator taken along line AA of FIG. 2 to which the stator cooling structure of the first embodiment is applied. is there.
The stator cooling structure according to the first embodiment is configured by providing a refrigerant passage 20 in a part of the insulating member 13 disposed around the stator core 11. The refrigerant passage 20 is provided by embedding a refrigerant pipe 21 made of a nonmagnetic material in the insulating member 13.

前記冷媒パイプ21は、図3に示すように、両端部を絶縁部材13から突出させて絶縁部材13に対し埋め込み、前記突出した冷媒パイプ21の両端部を、フロント側サイドケース4aとリヤ側サイドケース4bに形成した冷媒供給路と冷媒排出路に接続した。   As shown in FIG. 3, both ends of the refrigerant pipe 21 protrude from the insulating member 13 and are embedded in the insulating member 13, and both ends of the protruding refrigerant pipe 21 are connected to the front side case 4a and the rear side. The refrigerant was connected to the refrigerant supply path and the refrigerant discharge path formed in the case 4b.

前記フロント側サイドケース4aとリヤ側サイドケース4bには、それぞれフロント側エンドプレート22aとリヤ側エンドプレート22bを固定し、両エンドプレート22a,22bのそれぞれに、冷媒入口ポート23と冷媒出口ポート24とを設定した。   A front-side end plate 22a and a rear-side end plate 22b are fixed to the front-side side case 4a and the rear-side side case 4b, respectively, and a refrigerant inlet port 23 and a refrigerant outlet port 24 are respectively connected to both the end plates 22a and 22b. And set.

前記フロント側サイドケース4aとリヤ側サイドケース4bに、前記冷媒入口ポート23から冷媒を供給する環状の冷媒供給ジャケット25と、前記冷媒出口ポート24へと冷媒を排出する環状の冷媒排出ジャケット26と、該冷媒排出ジャケット26に連通する軸方向の排出用冷媒通路27と、を形成している。   An annular refrigerant supply jacket 25 for supplying refrigerant from the refrigerant inlet port 23 to the front side case 4a and the rear side case 4b; and an annular refrigerant discharge jacket 26 for discharging refrigerant to the refrigerant outlet port 24; , An axial discharge refrigerant passage 27 communicating with the refrigerant discharge jacket 26 is formed.

前記冷媒パイプ21は、突出した冷媒パイプ21の両端部のうち、一端部を前記両サイドケース4a,4bのそれぞれに形成した冷媒供給ジャケット25に接続し、他端部を前記両サイドケース4a,4bのそれぞれに固定した冷媒連通部材28に接続した。   The refrigerant pipe 21 has one end connected to the refrigerant supply jacket 25 formed in each of the side cases 4a and 4b and the other end of the both side cases 4a and 4b. It connected to the refrigerant | coolant communication member 28 fixed to each of 4b.

前記冷媒連通部材28は、前記冷媒パイプ21に形成した冷媒通路20と、前記両サイドケース4a,4bに形成した排出用冷媒通路27及び冷媒排出ジャケット26とに連通し、冷媒の流れ方向をロータ2との対向付近位置で径方向に変える冷媒返送通路29を有する。   The refrigerant communication member 28 communicates with the refrigerant passage 20 formed in the refrigerant pipe 21, the discharge refrigerant passage 27 and the refrigerant discharge jacket 26 formed in the both side cases 4a and 4b, and the direction of the refrigerant flows in the rotor. 2 has a refrigerant return passage 29 that changes in the radial direction at a position near the opposite side.

前記ステータコア11は、図2に示すように、周方向幅の狭い電磁鋼鈑を内側から積層し、途中で周方向幅の広い電磁鋼鈑を積層することで、回転軸1に直交する断面形状がT字形状としている。   As shown in FIG. 2, the stator core 11 has a cross-sectional shape orthogonal to the rotary shaft 1 by laminating electromagnetic steel plates having a narrow circumferential width from the inside and laminating electromagnetic steel plates having a wide circumferential width on the way. Is T-shaped.

前記絶縁部材13,13は、図2に示すように、回転軸1に直交する断面形状が、T字断面の前記ステータコア11にコイル12を巻き回した際に形成される一対の直角三角形状である。   As shown in FIG. 2, the insulating members 13, 13 have a pair of right-angled triangles formed when the coil 12 is wound around the stator core 11 having a T-shaped cross section. is there.

前記冷媒パイプ21,21は、図2および図3に示すように、一対の三角断面による絶縁部材13,13のそれぞれに対し、軸方向に貫通させて埋め込み設定している。なお、冷媒のシールは、図1に示すように、必要箇所にO−リングを設定することで確保している。   As shown in FIGS. 2 and 3, the refrigerant pipes 21 and 21 are embedded and set so as to penetrate in the axial direction with respect to each of the insulating members 13 and 13 having a pair of triangular cross sections. In addition, the seal | sticker of the refrigerant | coolant is ensured by setting an O-ring in a required location, as shown in FIG.

次に、作用を説明する。
まず、高出力による回転電機の連続運転を行うと、銅損や鉄損によりステータにおいて熱を発生し、コイルの温度が時間の経過と共に上昇する。加えて、ロータ上の永久磁石は、磁石内部にうず電流が誘起されることによる発熱があり、回転電機内の雰囲気温度も高いものとなる。このため、高出力による連続運転を確保するには、ステータを冷却する必要がある。
Next, the operation will be described.
First, when continuous operation of a rotating electric machine with high output is performed, heat is generated in the stator due to copper loss and iron loss, and the temperature of the coil rises with time. In addition, the permanent magnet on the rotor generates heat due to induction of eddy current inside the magnet, and the ambient temperature in the rotating electrical machine is also high. For this reason, in order to ensure the continuous operation by high output, it is necessary to cool the stator.

この対策として、回転電機で一般的な空冷を採用した場合、抜熱性能が悪いため、高出力の回転電機では、コイルの温度が上昇してしまい、連続出力時間が短くなってしまう。一方、冷却方式として回転電機内に冷媒を導入するものでは(例えば、特開平10−243617号公報)、冷媒に満たされた状態でロータが回転するため、冷媒の粘性抵抗による動力損失が避けられないし、また、コイルやロータが常に冷媒に接触している構造となっているため、コイルやステータコアが絶縁劣化し、信頼性を低下させてしまう。   As a countermeasure, when general air cooling is adopted in a rotating electrical machine, the heat removal performance is poor. Therefore, in a high-output rotating electrical machine, the coil temperature rises and the continuous output time is shortened. On the other hand, when a refrigerant is introduced into a rotating electrical machine as a cooling method (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-243617), the rotor rotates in a state filled with the refrigerant, so that power loss due to the viscous resistance of the refrigerant is avoided. In addition, since the coil and the rotor are always in contact with the refrigerant, the coil and the stator core are deteriorated in insulation and the reliability is lowered.

これに対し、実施例1のステータ冷却構造では、ステータコア11の周囲に配置される絶縁部材13を利用し、絶縁部材13の一部に冷媒通路20を設けることで、冷媒の粘性抵抗による動力損失を避けながら、コイル12やステータコア11の絶縁劣化による信頼性の低下を防止し、冷却効率を向上させた結果、連続出力を大幅に増加させた。   On the other hand, in the stator cooling structure of the first embodiment, the insulating member 13 disposed around the stator core 11 is used, and the refrigerant passage 20 is provided in a part of the insulating member 13 so that the power loss due to the viscous resistance of the refrigerant. As a result of preventing the deterioration of reliability due to insulation deterioration of the coil 12 and the stator core 11 and improving the cooling efficiency, the continuous output is greatly increased.

実施例1のステータ冷却作用を説明すると、まず、冷媒は冷媒入口ポート23から環状の冷媒供給ジャケット25に供給され、この冷媒供給ジャケット25から各冷媒パイプ21の冷媒通路20に導かれ、ステータ3を冷却する。つまり、コイル12の銅損による熱がコイル12に接触する絶縁部材13へ伝達されると共に、ステータコア11の鉄損による熱がステータコア11に接触する絶縁部材13へ伝達されることで、絶縁部材13が高温となる。一方、絶縁部材13は冷媒パイプ21の外周面に密着することで、高温となった絶縁部材13の熱を、冷媒パイプ21内を軸方向に流れる冷媒により抜くという抜熱作用によりステータ3が冷却される。   The stator cooling operation of the first embodiment will be described. First, the refrigerant is supplied from the refrigerant inlet port 23 to the annular refrigerant supply jacket 25, led from the refrigerant supply jacket 25 to the refrigerant passage 20 of each refrigerant pipe 21, and the stator 3. Cool down. That is, the heat due to the copper loss of the coil 12 is transmitted to the insulating member 13 in contact with the coil 12, and the heat due to the iron loss of the stator core 11 is transmitted to the insulating member 13 in contact with the stator core 11, whereby the insulating member 13. Becomes hot. On the other hand, when the insulating member 13 is in close contact with the outer peripheral surface of the refrigerant pipe 21, the stator 3 is cooled by a heat extraction action in which the heat of the insulating member 13 that has reached a high temperature is extracted by the refrigerant flowing in the axial direction in the refrigerant pipe 21. Is done.

そして、冷媒通路20を経過した冷媒は、冷媒返送通路29→排出用冷媒通路27→冷媒排出ジャケット26→冷媒出口ポート24を通って外部に排出される。なお、冷媒返送通路29は、ステータ3のロータ2に近い位置の径方向に配置され、排出用冷媒通路27は、ステータ3に近接する内周位置に配置されることから、冷媒返送通路29と排出用冷媒通路27とを流れる冷媒によっても、ステータ3の熱を抜く抜熱作用が発揮されることになる。   Then, the refrigerant that has passed through the refrigerant passage 20 is discharged to the outside through the refrigerant return passage 29 → the discharge refrigerant passage 27 → the refrigerant discharge jacket 26 → the refrigerant outlet port 24. The refrigerant return passage 29 is arranged in the radial direction at a position near the rotor 2 of the stator 3, and the discharge refrigerant passage 27 is arranged at an inner peripheral position close to the stator 3. The refrigerant flowing through the discharge refrigerant passage 27 also exerts a heat removal action for extracting heat from the stator 3.

上記のように、実施例1のステータ冷却構造は、絶縁部材13の一部に冷媒通路20を設けた構造であり、冷媒がコイル12やステータコア11に直接接触することがないので、絶縁劣化による信頼性の低下を防止できる。   As described above, the stator cooling structure of the first embodiment is a structure in which the refrigerant passage 20 is provided in a part of the insulating member 13, and the refrigerant does not directly contact the coil 12 or the stator core 11. Decrease in reliability can be prevented.

しかも、絶縁部材13に非磁性材料による冷媒パイプ21を埋め込んで冷媒通路20を設けた構成としたので、冷媒が絶縁部材13に浸透してコイル12やステータコア11に接触することによる絶縁劣化をも確実に避けることができる。言い換えれば、冷媒や絶縁部材13の選択の自由度が向上する。また、冷媒パイプ21を非磁性材料としたので、ロータ2の回転によるループ電流の発生も防止できる。   In addition, since the refrigerant pipe 21 made of a nonmagnetic material is embedded in the insulating member 13 and the refrigerant passage 20 is provided, the insulation deteriorates due to the refrigerant penetrating the insulating member 13 and contacting the coil 12 and the stator core 11. It can certainly be avoided. In other words, the degree of freedom in selecting the refrigerant and the insulating member 13 is improved. Further, since the refrigerant pipe 21 is made of a nonmagnetic material, generation of loop current due to rotation of the rotor 2 can be prevented.

さらに、冷媒は、ステータコア11のケース取付け面側から供給され、ロータ2との対向面付近で排出され、ケース内の排出用冷媒通路27に戻される構造としたので、外部冷却システム(図示せず)によって冷やされた冷媒が、まず、コイル12やステータコア11の抜熱を行なうので、冷却効果が高い。   Further, the refrigerant is supplied from the case mounting surface side of the stator core 11, discharged near the surface facing the rotor 2, and returned to the discharge refrigerant passage 27 in the case, so that an external cooling system (not shown) is provided. ), The refrigerant cooled first removes heat from the coil 12 and the stator core 11, so that the cooling effect is high.

次に、効果を説明する。
実施例1のディスク型回転電機のステータ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 stator cooling structure for the disk-type rotating electrical machine according to the first embodiment, the effects listed below can be obtained.

(1) 永久磁石9を配置したロータ2と、ステータコア11が円周上に複数配置されたステータ3と、を備え、前記ロータ2と前記ステータ3が軸方向に配設されたディスク型回転電機において、前記ステータ3は、ステータコア11と、コイル12と、前記ステータコア11の周囲に配置される絶縁部材13と、を有し、前記絶縁部材13の一部に冷媒通路20を設けたため、冷媒の粘性抵抗による動力損失を避けながら、コイル12やステータコア11の絶縁劣化による信頼性の低下を防止することができる。   (1) A disk-type rotating electrical machine that includes a rotor 2 in which permanent magnets 9 are arranged and a stator 3 in which a plurality of stator cores 11 are arranged on the circumference, and the rotor 2 and the stator 3 are arranged in the axial direction. The stator 3 has a stator core 11, a coil 12, and an insulating member 13 disposed around the stator core 11, and the refrigerant passage 20 is provided in a part of the insulating member 13. While avoiding power loss due to viscous resistance, it is possible to prevent a decrease in reliability due to insulation deterioration of the coil 12 and the stator core 11.

(2) 前記冷媒通路20は、非磁性材料による冷媒パイプ21を絶縁部材13に埋め込むことにより設けたため、絶縁劣化の確実な回避により、冷媒や絶縁部材13の選択自由度を向上させることができると共に、ロータ2の回転によるループ電流の発生を防止することができる。   (2) Since the refrigerant passage 20 is provided by embedding the refrigerant pipe 21 made of a nonmagnetic material in the insulating member 13, the degree of freedom in selecting the refrigerant and the insulating member 13 can be improved by reliably avoiding the deterioration of insulation. At the same time, generation of loop current due to rotation of the rotor 2 can be prevented.

(3) 前記冷媒パイプ21は、両端部を絶縁部材13から突出させて絶縁部材13に対し埋め込み、前記突出した冷媒パイプ21の両端部を、フロント側サイドケース4aとリヤ側サイドケース4bに形成した冷媒供給路と冷媒排出路に接続したため、外部冷却システムによって冷やされた冷媒が、まず、コイル12やステータコア11の抜熱を行なうので、高いステータ冷却効果を得ることができる。   (3) Both ends of the refrigerant pipe 21 protrude from the insulating member 13 and are embedded in the insulating member 13, and both ends of the protruding refrigerant pipe 21 are formed in the front side case 4a and the rear side case 4b. Since the refrigerant cooled by the external cooling system first removes heat from the coil 12 and the stator core 11, since it is connected to the refrigerant supply path and the refrigerant discharge path, a high stator cooling effect can be obtained.

(4) 前記フロント側サイドケース4aとリヤ側サイドケース4bに、冷媒を供給する環状の冷媒供給ジャケット25と、冷媒を排出する環状の冷媒排出ジャケット26と、該冷媒排出ジャケット26に連通する軸方向の排出用冷媒通路27と、を形成し、前記冷媒パイプ21は、突出した冷媒パイプ21の両端部のうち、一端部を前記両サイドケース4a,4bのそれぞれに形成した冷媒供給ジャケット25に接続し、他端部を前記両サイドケース4a,4bのそれぞれに固定した冷媒連通部材28に接続し、前記冷媒連通部材28は、前記冷媒パイプ21に形成した冷媒通路20と、前記両サイドケース4a,4bに形成した排出用冷媒通路27及び冷媒排出ジャケット26とに連通し、冷媒の流れ方向をロータ2との対向付近位置で径方向に変える冷媒返送通路29を有するため、3分割構造の回転電機ケース4のうち、両サイドケース4a,4bに排出用冷媒通路27を形成する部分を軸方向に一体に突出することで、冷媒をステータコア11のケース取付け面側から供給してケース内の排出用冷媒通路27に戻す構造を容易に得ることができる。   (4) An annular refrigerant supply jacket 25 for supplying refrigerant to the front side case 4a and the rear side case 4b, an annular refrigerant discharge jacket 26 for discharging refrigerant, and a shaft communicating with the refrigerant discharge jacket 26 The refrigerant pipe 21 is formed in a refrigerant supply jacket 25 formed at one end of each of the side cases 4a and 4b. The other end portion is connected to a refrigerant communication member 28 fixed to each of the side cases 4a and 4b. The refrigerant communication member 28 includes a refrigerant passage 20 formed in the refrigerant pipe 21 and the both side cases. 4a and 4b communicated with the discharge refrigerant passage 27 and the refrigerant discharge jacket 26, and the flow direction of the refrigerant is the radial direction at a position near the rotor 2 Since the refrigerant return passage 29 is changed into the three-part rotary electric machine case 4, the portion that forms the discharge refrigerant passage 27 in both side cases 4 a and 4 b protrudes integrally in the axial direction, so that the refrigerant is A structure in which the stator core 11 is supplied from the case mounting surface side and returned to the discharge refrigerant passage 27 in the case can be easily obtained.

(5) 前記ステータコア11は、回転軸1に直交する断面形状がT字形状であり、前記絶縁部材13,13は、回転軸1に直交する断面形状が、T字断面の前記ステータコア11にコイル12を巻き回した際に形成される一対の直角三角形状であり、前記冷媒パイプ21,21は、一対の三角断面による絶縁部材13,13のそれぞれに対し、軸方向に貫通させて埋め込み設定したため、1組のステータコア11とコイル12に対し2本の冷媒パイプ21,21により、高い抜熱効果でのステータ冷却を行うことができる。   (5) The stator core 11 has a T-shaped cross section orthogonal to the rotating shaft 1, and the insulating members 13, 13 are coiled on the stator core 11 having a T-shaped cross section orthogonal to the rotating shaft 1. A pair of right-angled triangles formed when the wire 12 is wound, and the refrigerant pipes 21 and 21 are embedded and set in the axial direction with respect to the insulating members 13 and 13 having a pair of triangular cross sections, respectively. With the two refrigerant pipes 21 and 21 for the set of stator core 11 and coil 12, the stator can be cooled with a high heat removal effect.

実施例2は、回転電機ケースを2分割とし、ステータ外周側の冷却に重点を置いた例である。   The second embodiment is an example in which the rotating electrical machine case is divided into two parts and emphasis is placed on the cooling of the stator outer peripheral side.

構成を説明すると、図4は実施例2のステータ冷却構造が適用された1ロータ・2ステータによるディスク型回転電機を示す全体断面図である。   Explaining the configuration, FIG. 4 is an overall cross-sectional view showing a disk-type rotating electrical machine having one rotor and two stators to which the stator cooling structure of the second embodiment is applied.

実施例2のディスク型回転電機は、回転軸1と、ロータ2と、ステータ3,3と、回転電機ケース4(ケース)と、を備えていて、前記回転電機ケース4は、一対の第1ケース4dと第2ケース4eによる2分割構造とされている。なお、他の構造は、図1に示す実施例1のディスク型回転電機と同様であるので、対応する構成に同一符合を付して説明を省略する。   The disk-type rotating electrical machine according to the second embodiment includes a rotating shaft 1, a rotor 2, stators 3 and 3, and a rotating electrical machine case 4 (case). The rotating electrical machine case 4 includes a pair of first rotating electrical machines. A two-part structure is formed by the case 4d and the second case 4e. Since the other structure is the same as that of the disk-type rotating electric machine according to the first embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals are given to the corresponding components and the description thereof is omitted.

次に、実施例2のステータ冷却構造を図4〜図6に基づき説明する。図5は実施例2のステータ冷却構造が適用されたステータを示す縦断正面図、図6は実施例2のステータ冷却構造が適用された図5のB−B線によるステータを示す縦断側面図である。
実施例2のステータ冷却構造は、前記ステータコア11の周囲に配置される絶縁部材13の一部に、冷媒パイプ21を絶縁部材13に埋め込むことにより、冷媒通路20を設けることで構成される点では実施例1と同様である。
Next, the stator cooling structure of Example 2 will be described with reference to FIGS. 5 is a longitudinal front view showing a stator to which the stator cooling structure of the second embodiment is applied, and FIG. 6 is a vertical side view showing the stator taken along line BB of FIG. 5 to which the stator cooling structure of the second embodiment is applied. is there.
The stator cooling structure according to the second embodiment is configured by providing the refrigerant passage 20 by embedding the refrigerant pipe 21 in the insulating member 13 in a part of the insulating member 13 arranged around the stator core 11. The same as in the first embodiment.

前記ステータコア11は、図5に示すように、周方向幅が徐々に広くなる電磁鋼鈑を内側から積層し、途中から同じ周方向幅の電磁鋼鈑を積層することで、回転軸1に直交する断面形状が逆台形状としている。   As shown in FIG. 5, the stator core 11 is perpendicular to the rotating shaft 1 by laminating electromagnetic steel plates with gradually increasing circumferential width from the inside and laminating electromagnetic steel plates with the same circumferential width from the middle. The cross-sectional shape to be made is an inverted trapezoidal shape.

前記絶縁部材13は、図5および図6に示すように、ステータコア11の逆台形断面形状の外径側長辺上に設けられ、回転軸1に直交する断面形状が、逆台形断面の前記ステータコア11にコイル12を鋭角による曲げが無く巻き回しができるように設定された半円形状である。   As shown in FIGS. 5 and 6, the insulating member 13 is provided on the outer diameter side long side of the inverted trapezoidal cross-sectional shape of the stator core 11, and the cross-sectional shape orthogonal to the rotating shaft 1 is the stator core having the inverted trapezoidal cross-section. 11 is a semicircular shape set so that the coil 12 can be wound without bending at an acute angle.

前記冷媒パイプ21は、図5および図6に示すように、半円形断面の絶縁部材13の中央部に対し、軸方向に貫通させて埋め込み設定している。なお、他の構成は実施例1のステータ冷却構造と同様であるので説明を省略する。   As shown in FIGS. 5 and 6, the refrigerant pipe 21 is embedded in the central portion of the insulating member 13 having a semicircular cross section so as to be embedded in the axial direction. Since other configurations are the same as those of the stator cooling structure of the first embodiment, description thereof is omitted.

次に、実施例2でのコイル冷却作用を説明すると、冷媒入口ポート23から環状の冷媒供給ジャケット25に供給された冷媒は、実施例1と同様に、冷媒通路20→冷媒返送通路29→排出用冷媒通路27→冷媒排出ジャケット26→冷媒出口ポート24を通って外部に排出される。   Next, the coil cooling operation in the second embodiment will be described. As in the first embodiment, the refrigerant supplied from the refrigerant inlet port 23 to the annular refrigerant supply jacket 25 is the refrigerant passage 20 → refrigerant return passage 29 → discharge. The refrigerant passage 27 → the refrigerant discharge jacket 26 → the refrigerant outlet port 24 is discharged to the outside.

ここで、実施例1では、冷媒返送通路29により冷媒が内側方向に移行するのに対し、実施例2では、冷媒返送通路29により冷媒が外側方向に移行する。加えて、実施例2では、ステータコア11の外径部に設定された絶縁部材13に冷媒パイプ21に埋め込み設定されているため、ステータ冷却作用としては、高温となりやすいステータ外周側の冷却に重点を置いたものとなる。なお、他の作用は、実施例1と同様である。   Here, in the first embodiment, the refrigerant moves in the inner direction by the refrigerant return passage 29, whereas in the second embodiment, the refrigerant moves in the outer direction by the refrigerant return passage 29. In addition, in the second embodiment, since the refrigerant pipe 21 is embedded in the insulating member 13 set at the outer diameter portion of the stator core 11, the stator cooling action focuses on the cooling on the outer periphery side of the stator that is likely to become high temperature. It will be what you put. Other functions are the same as those in the first embodiment.

次に、効果を説明すると、実施例2のディスク型回転電機のステータ冷却構造にあっては、実施例1の(1)〜(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。   Next, the effects will be described. In the stator cooling structure for the disk-type rotating electrical machine of the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (4) of the first embodiment.

(6) 前記ステータコア11は、回転軸1に直交する断面形状が逆台形状であり、前記絶縁部材13は、ステータコア11の逆台形断面形状の外径側長辺上に設けられ、回転軸1に直交する断面形状が半円形状であり、前記冷媒パイプ21は、前記絶縁部材13に対して軸方向に貫通させて埋め込み設定したため、ステータ外周側のコイル12およびステータコア11を高い冷却効果により冷却することができる。   (6) The stator core 11 has an inverted trapezoidal cross-sectional shape perpendicular to the rotating shaft 1, and the insulating member 13 is provided on the outer long side of the inverted trapezoidal cross-sectional shape of the stator core 11. The refrigerant pipe 21 is embedded so as to penetrate the insulating member 13 in the axial direction, so that the coil 12 and the stator core 11 on the stator outer peripheral side are cooled by a high cooling effect. can do.

実施例3は、冷媒パイプとして、断面形状が円形ではなく、円形以外の異形断面形状によるパイプを用いた例である。   Example 3 is an example in which a pipe having an irregular cross-sectional shape other than a circular shape is used as a refrigerant pipe, instead of a circular cross-sectional shape.

すなわち、実施例3の第1例では、図7(a)に示すように、前記ステータコア11は、回転軸1に直交する断面形状がT字形状であり、前記絶縁部材13,13は、T字断面のステータコア11にコイル12を巻き回した際にコア外周部に形成される一対の直角断面形状を有し、前記冷媒パイプ21’,21’は、前記絶縁部材13,13の直角断面形状に対応する直角断面形状を有し、前記絶縁部材13,13に対して軸方向に貫通させて埋め込み設定している。この場合、接続部分は、接着剤などでシールする。なお、他の構成については、実施例1と同様であるので、図示並びに説明を省略する。   That is, in the first example of the third embodiment, as shown in FIG. 7A, the stator core 11 has a T-shaped cross section perpendicular to the rotating shaft 1, and the insulating members 13, 13 When the coil 12 is wound around the stator core 11 having a letter cross section, the stator pipe 11 has a pair of right-angled cross-sectional shapes formed on the outer periphery of the core, and the refrigerant pipes 21 ′ and 21 ′ are perpendicular cross-sectional shapes of the insulating members 13 and 13. And is embedded and set so as to penetrate the insulating members 13 and 13 in the axial direction. In this case, the connecting portion is sealed with an adhesive or the like. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, illustration and description thereof are omitted.

また、実施例3の第2例では、図7(b)に示すように、前記ステータコア11は、回転軸1に直交する断面形状がT字形状であり、前記絶縁部材13,13は、T字断面のステータコア11にコイル12を滑らかに巻き回した際にコア外周上部に形成される半円断面形状を有し、前記冷媒パイプ21"は、前記絶縁部材13の半円断面形状に対応する楕円断面形状を有し、前記絶縁部材13に対して軸方向に貫通させて埋め込み設定している。この場合、接続部分は、接着剤などでシールする。なお、他の構成については、実施例2と同様であるので、図示並びに説明を省略する。   Further, in the second example of Example 3, as shown in FIG. 7B, the stator core 11 has a T-shaped cross section perpendicular to the rotating shaft 1, and the insulating members 13, 13 When the coil 12 is smoothly wound around the stator core 11 having a letter-shaped cross section, it has a semicircular cross-sectional shape formed at the upper part of the outer periphery of the core, and the refrigerant pipe 21 ″ corresponds to the semicircular cross-sectional shape of the insulating member 13. It has an elliptical cross-sectional shape, and is embedded and set so as to penetrate in the axial direction with respect to the insulating member 13. In this case, the connecting portion is sealed with an adhesive or the like. Since it is the same as 2, illustration and description are omitted.

次に、実施例3のステータ冷却作用を説明すると、実施例3では、冷媒パイプ21’および冷媒パイプ21"から明らかなように、絶縁部材13の断面形状に対応する異形断面形状に設定したことで、円形断面の冷媒パイプ21を用いた実施例1,2に比べ、絶縁部材13と接触する抜熱面積を拡大することができ、この結果、抜熱効率を高めることが可能である。なお、他の作用は実施例1,2と同様であるので説明を省略する。   Next, the stator cooling action of the third embodiment will be described. In the third embodiment, as apparent from the refrigerant pipe 21 ′ and the refrigerant pipe 21 ″, the modified cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of the insulating member 13 is set. Therefore, compared with Examples 1 and 2 using the refrigerant pipe 21 having a circular cross section, the heat removal area in contact with the insulating member 13 can be increased, and as a result, the heat removal efficiency can be increased. Since other operations are the same as those of the first and second embodiments, description thereof is omitted.

次に、効果を説明すると、実施例3のディスク型回転電機のステータ冷却構造にあっては、実施例1,2の効果に加え、下記の効果を得ることができる。   Next, the effects will be described. In the stator cooling structure for the disk-type rotating electrical machine of the third embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first and second embodiments.

(7) 前記ステータコア11は、回転軸1に直交する断面形状がT字形状であり、前記絶縁部材13は、T字断面のステータコア11にコイル12を巻き回した際にコア外周部に形成される断面形状を有し、前記冷媒パイプ21’,21"は、前記絶縁部材の断面形状に対応する異形断面形状を有し、前記絶縁部材13に対して軸方向に貫通させて埋め込み設定したため、絶縁部材13と接触する抜熱面積の拡大により、冷媒パイプ21’,21"による抜熱効率を向上させることができる。   (7) The stator core 11 has a T-shaped cross-section perpendicular to the rotation axis 1, and the insulating member 13 is formed on the outer periphery of the core when the coil 12 is wound around the T-shaped stator core 11. The refrigerant pipes 21 ′ and 21 ″ have an irregular cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of the insulating member, and are embedded and set so as to penetrate the insulating member 13 in the axial direction. By increasing the heat removal area in contact with the insulating member 13, the heat removal efficiency by the refrigerant pipes 21 'and 21 "can be improved.

実施例4は、冷媒通路をコイルの外側に配置した例である。   Example 4 is an example in which the refrigerant passage is disposed outside the coil.

すなわち、実施例4の第1例では、図8(a)に示すように、前記ステータコア11は、回転軸1に直交する断面形状が逆台形状であり、絶縁紙等による第1絶縁部材31を介してコイル12が巻き回され、前記コイル12の外周部に絶縁シールのための樹脂モールド等による第2絶縁部材32が外径側の径方向厚みを厚くして形成され、前記冷媒パイプ21は、前記第2絶縁部材32の外径位置に、軸方向に貫通させて埋め込み設定している。なお、他の構成は実施例2と同様であるので、図示並びに説明を省略する。   That is, in the first example of the fourth embodiment, as shown in FIG. 8A, the stator core 11 has an inverted trapezoidal cross-sectional shape perpendicular to the rotating shaft 1, and the first insulating member 31 made of insulating paper or the like. The coil 12 is wound around the outer periphery of the coil 12, and a second insulating member 32 made of a resin mold or the like for insulating sealing is formed on the outer peripheral portion of the coil 12 to increase the radial thickness on the outer diameter side. Is embedded in the outer diameter position of the second insulating member 32 in the axial direction. Since other configurations are the same as those of the second embodiment, illustration and description thereof are omitted.

また、実施例4の第2例では、図8(b)に示すように、前記ステータコア11は、回転軸1に直交する断面形状が逆台形状であり、絶縁紙等による第1絶縁部材31を介してコイル12が巻き回され、前記コイル12の外周部に絶縁シールのための樹脂モールド等による第2絶縁部材32’が内径側の径方向厚みを厚くして形成され、前記冷媒パイプ21は、前記第2絶縁部材32’の内径位置に、軸方向に貫通させて埋め込み設定している。なお、他の構成は実施例1と同様であるので、図示並びに説明を省略する。   Further, in the second example of the fourth embodiment, as shown in FIG. 8B, the stator core 11 has a reverse trapezoidal cross-sectional shape perpendicular to the rotating shaft 1, and the first insulating member 31 made of insulating paper or the like. The coil 12 is wound around the outer periphery of the coil 12, and a second insulating member 32 ′ made of a resin mold or the like for insulating sealing is formed on the outer peripheral portion of the coil 12 to increase the radial thickness on the inner diameter side. Is embedded in the inner diameter position of the second insulating member 32 'so as to penetrate in the axial direction. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, illustration and description thereof are omitted.

次に、実施例4のステータ冷却作用を説明すると、図8(a)に示す実施例4の第1例では、冷媒パイプ21を第2絶縁部材32の外径位置に設定したことで、ステータ外周側のコイル12を高い冷却効果により冷却することができる。図8(b)に示す実施例4の第2例では、冷媒パイプ21を第2絶縁部材32’の内径位置に設定したことで、ステータ内周側のコイル12を高い冷却効果により冷却することができる。なお、他の作用は実施例1,2と同様である。   Next, the stator cooling operation of the fourth embodiment will be described. In the first example of the fourth embodiment shown in FIG. 8A, the refrigerant pipe 21 is set at the outer diameter position of the second insulating member 32, so that the stator is cooled. The outer peripheral side coil 12 can be cooled by a high cooling effect. In the second example of the fourth embodiment shown in FIG. 8B, the refrigerant pipe 21 is set at the inner diameter position of the second insulating member 32 ′, so that the coil 12 on the stator inner peripheral side is cooled with a high cooling effect. Can do. Other operations are the same as those in the first and second embodiments.

次に、効果を説明すると、実施例4のディスク型回転電機のステータ冷却構造にあっては、実施例1,2の効果に加え、下記の効果を得ることができる。   Next, the effects will be described. In the stator cooling structure for the disk-type rotating electrical machine of the fourth embodiment, in addition to the effects of the first and second embodiments, the following effects can be obtained.

(8) 前記ステータコア11には、第1絶縁部材31を介してコイル12が巻き回され、前記コイル12の外周部に第2絶縁部材32,32’が形成され、前記冷媒パイプ21は、前記第2絶縁部材32,32’に軸方向に貫通させて埋め込み設定したため、ステータコア11に巻き回されたコイル12のうち、冷媒パイプ21と近接するコイル部分を高い冷却効果により冷却することができる。   (8) The coil 12 is wound around the stator core 11 via the first insulating member 31, and second insulating members 32 and 32 ′ are formed on the outer peripheral portion of the coil 12. Since the second insulating members 32 and 32 ′ are embedded and set in the axial direction, the coil portion adjacent to the refrigerant pipe 21 in the coil 12 wound around the stator core 11 can be cooled by a high cooling effect.

以上、本発明のディスク型回転電機のステータ冷却構造を実施例1〜実施例4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 described above, the stator cooling structure of the disk-type rotating electrical machine according to the present invention has been described based on the first to fourth embodiments. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the claims are not limited thereto. Modifications and additions of the design are permitted without departing from the spirit of the invention according to the claims.

実施例1〜4では、絶縁部材の一部に設ける冷媒通路を、非磁性体による冷媒パイプにより形成した好ましい例を示したが、絶縁部材の一部に軸方向貫通穴を直接形成し、これを冷媒通路としても良い。   In the first to fourth embodiments, a preferable example in which the refrigerant passage provided in a part of the insulating member is formed by a refrigerant pipe made of a nonmagnetic material has been shown. However, an axial through hole is directly formed in a part of the insulating member, May be used as a refrigerant passage.

実施例1〜4では、ステータコアとコイルによる1つのステータティースに対し、冷媒通路を1本もしくは2本設定する例を示したが、1つのステータティースに対し冷媒通路を3本以上の複数本設定するようにしても良いし、また、複数の冷媒通路を軸方向に複数回往復するように冷媒の流れを規定する冷媒路構造としても良い。   In the first to fourth embodiments, an example in which one or two refrigerant passages are set for one stator tooth including a stator core and a coil has been shown. However, a plurality of three or more refrigerant passages are set for one stator tooth. Alternatively, a refrigerant path structure that regulates the refrigerant flow so as to reciprocate a plurality of refrigerant paths a plurality of times in the axial direction may be employed.

実施例1〜4では、ロータとステータとが軸方向にエアギャップを介して配置されるディスク型回転電機の例を示したが、例えば、ロータとステータとの軸方向隙間には油膜が存在するだけで、実質的にエアギャップを介在しないようなディスク型回転電機にも適用することができる。   In the first to fourth embodiments, an example of a disk-type rotating electrical machine in which the rotor and the stator are arranged in the axial direction via the air gap is shown. However, for example, an oil film exists in the axial gap between the rotor and the stator. Thus, the present invention can be applied to a disk-type rotating electrical machine that does not substantially include an air gap.

実施例1〜4では、ディスク型回転電機と述べているが、それはディスク型モータとして適用しても良いし、また、ディスク型ジェネレータとして適用しても良い。また、実施例1〜4では、1ロータ・2ステータのディスク型回転電機への適用例を示したが、2ロータ・1ステータや1ロータ・1ステータや2ロータ・2ステータ等のロータ数やステータ数が異なるディスク型回転電機にも適用することができる。   In the first to fourth embodiments, the disk-type rotating electrical machine is described. However, it may be applied as a disk-type motor or a disk-type generator. In the first to fourth embodiments, an example of application of a 1 rotor / 2 stator to a disk-type rotating electrical machine has been shown. The present invention can also be applied to disk-type rotating electrical machines having different numbers of stators.

実施例1のステータ冷却構造が適用された1ロータ・2ステータによるディスク型回転電機を示す全体断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall cross-sectional view showing a disk-type rotating electrical machine having one rotor and two stators to which the stator cooling structure of Example 1 is applied. 実施例1のステータ冷却構造が適用されたステータを示す縦断正面図である。It is a vertical front view which shows the stator to which the stator cooling structure of Example 1 was applied. 実施例1のステータ冷却構造が適用された図2のA−A線によるステータを示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the stator by the AA line of FIG. 2 to which the stator cooling structure of Example 1 was applied. 実施例2のステータ冷却構造が適用された1ロータ・2ステータによるディスク型回転電機を示す全体断面図である。It is a whole sectional view showing a disk type rotary electric machine by 1 rotor and 2 stator to which the stator cooling structure of Example 2 is applied. 実施例2のステータ冷却構造が適用されたステータを示す縦断正面図である。It is a vertical front view which shows the stator to which the stator cooling structure of Example 2 was applied. 実施例2のステータ冷却構造が適用された図5のB−B線によるステータを示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the stator by the BB line of FIG. 5 with which the stator cooling structure of Example 2 was applied. 実施例3のステータ冷却構造が適用された第1例のステータを示す縦断正面図と第2例のステータを示す縦断正面図である。It is the vertical front view which shows the stator of the 1st example to which the stator cooling structure of Example 3 was applied, and the vertical front view which shows the stator of the 2nd example. 実施例4のステータ冷却構造が適用された第1例のステータを示す縦断正面図と第2例のステータを示す縦断正面図である。It is the vertical front view which shows the stator of the 1st example to which the stator cooling structure of Example 4 was applied, and the vertical front view which shows the stator of the 2nd example.

符号の説明Explanation of symbols

1 回転軸
2 ロータ
3 ステータ
4 回転電機ケース
4a フロント側サイドケース
4b リヤ側サイドケース
4c 外周ケース
4d 第1ケース
4e 第2ケース
5 第1軸受け
6 第2軸受け
8 ロータベース
9 永久磁石
10 エアギャップ
11 ステータコア
12 コイル
13 絶縁部材
20 冷媒通路
21,21’,21" 冷媒パイプ
22a フロント側エンドプレート
22b リヤ側エンドプレート
23 冷媒入口ポート
24 冷媒出口ポート
25 冷媒供給ジャケット
26 冷媒排出ジャケット
27 排出用冷媒通路
28 冷媒連通部材
29 冷媒返送通路
31 第1絶縁部材
32 第2絶縁部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating shaft 2 Rotor 3 Stator 4 Rotating electrical machine case 4a Front side case 4b Rear side case 4c Outer case 4d First case 4e Second case 5 First bearing 6 Second bearing 8 Rotor base 9 Permanent magnet 10 Air gap 11 Stator core 12 Coil 13 Insulating member 20 Refrigerant passages 21, 21 ', 21 "Refrigerant pipe 22a Front end plate 22b Rear end plate 23 Refrigerant inlet port 24 Refrigerant outlet port 25 Refrigerant supply jacket 26 Refrigerant discharge jacket 27 Discharge refrigerant passage 28 Refrigerant communication member 29 Refrigerant return passage 31 First insulating member 32 Second insulating member

Claims (8)

永久磁石を配置したロータと、ステータコアが円周上に複数配置されたステータと、を備え、前記ロータと前記ステータが軸方向に配設されたディスク型回転電機において、
前記ステータは、ステータコアと、コイルと、前記ステータコアの周囲または前記コイルの周囲に配置される絶縁部材と、を有し、
前記絶縁部材の一部に冷媒通路を設けたことを特徴とするディスク型回転電機のステータ冷却構造。
In a disk-type rotating electrical machine comprising a rotor in which permanent magnets are arranged and a stator in which a plurality of stator cores are arranged on the circumference, wherein the rotor and the stator are arranged in the axial direction.
The stator includes a stator core, a coil, and an insulating member disposed around or around the stator core,
A stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine, wherein a refrigerant passage is provided in a part of the insulating member.
請求項1に記載されたディスク型回転電機のステータ冷却構造において、
前記冷媒通路は、非磁性材料による冷媒パイプを絶縁部材に埋め込むことにより設けたことを特徴とするディスク型回転電機のステータ冷却構造。
In the stator cooling structure of the disk-type rotating electrical machine according to claim 1,
A stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine, wherein the refrigerant passage is provided by embedding a refrigerant pipe made of a nonmagnetic material in an insulating member.
請求項2に記載されたディスク型回転電機のステータ冷却構造において、
前記冷媒パイプは、両端部を絶縁部材から突出させて絶縁部材に対し埋め込み、前記突出した冷媒パイプの両端部を、ケースに形成した冷媒供給路と冷媒排出路に接続したことを特徴とするディスク型回転電機のステータ冷却構造。
In the stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine according to claim 2,
The refrigerant pipe has both ends protruding from an insulating member and embedded in the insulating member, and both ends of the protruding refrigerant pipe are connected to a refrigerant supply path and a refrigerant discharge path formed in a case. Stator cooling structure for rotary electric machines.
請求項3に記載されたディスク型回転電機のステータ冷却構造において、
前記ケースに、冷媒を供給する冷媒供給ジャケットと、冷媒を排出する冷媒排出ジャケットと、該冷媒排出ジャケットに連通する軸方向の排出用冷媒通路と、を形成し、
前記冷媒パイプは、突出した冷媒パイプの両端部のうち、一端部を前記ケースに形成した冷媒供給ジャケットに接続し、他端部を前記ケースに固定した冷媒連通部材に接続し、
前記冷媒連通部材は、前記冷媒パイプに形成した冷媒通路と、前記ケースに形成した排出用冷媒通路及び冷媒排出ジャケットとに連通し、冷媒の流れ方向をロータとの対向付近位置で径方向に変える冷媒返送通路を有することを特徴とするディスク型回転電機のステータ冷却構造。
In the stator cooling structure of the disk-type rotating electrical machine according to claim 3,
A refrigerant supply jacket for supplying a refrigerant, a refrigerant discharge jacket for discharging the refrigerant, and an axial discharge refrigerant passage communicating with the refrigerant discharge jacket are formed in the case.
The refrigerant pipe has one end connected to a refrigerant supply jacket formed in the case, and the other end connected to a refrigerant communication member fixed to the case, of both ends of the protruding refrigerant pipe.
The refrigerant communication member communicates with a refrigerant passage formed in the refrigerant pipe, a discharge refrigerant passage and a refrigerant discharge jacket formed in the case, and changes a refrigerant flow direction to a radial direction at a position near the rotor. A stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine, comprising a refrigerant return passage.
請求項2乃至4の何れか1項に記載されたディスク型回転電機のステータ冷却構造において、
前記ステータコアは、回転軸に直交する断面形状がT字形状であり、
前記絶縁部材は、回転軸に直交する断面形状が、T字断面のステータコアにコイルを巻き回した際に形成される一対の三角形状であり、
前記冷媒パイプは、一対の三角断面による絶縁部材のそれぞれに対し、軸方向に貫通させて埋め込み設定したことを特徴とするディスク型回転電機のステータ冷却構造。
In the stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine according to any one of claims 2 to 4,
The stator core has a T-shaped cross section perpendicular to the rotation axis,
The insulating member has a pair of triangular shapes formed when a coil is wound around a stator core having a T-shaped cross section, the cross sectional shape being orthogonal to the rotation axis,
The stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine, wherein the refrigerant pipe is embedded in an axial direction with respect to each of a pair of triangular cross-section insulating members.
請求項2乃至4の何れか1項に記載されたディスク型回転電機のステータ冷却構造において、
前記ステータコアは、回転軸に直交する断面形状が逆台形状であり、
前記絶縁部材は、ステータコアの逆台形断面形状の外径側長辺上に設けられ、回転軸に直交する断面形状が半円形状であり、
前記冷媒パイプは、前記絶縁部材に対して軸方向に貫通させて埋め込み設定したことを特徴とするディスク型回転電機のステータ冷却構造。
In the stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine according to any one of claims 2 to 4,
The stator core has an inverted trapezoidal cross-sectional shape perpendicular to the rotation axis,
The insulating member is provided on the outer long side of the inverted trapezoidal cross-sectional shape of the stator core, the cross-sectional shape orthogonal to the rotation axis is a semicircular shape,
The stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine, wherein the refrigerant pipe is embedded in an axial direction with respect to the insulating member.
請求項2乃至4の何れか1項に記載されたディスク型回転電機のステータ冷却構造において、
前記ステータコアは、回転軸に直交する断面形状がT字形状であり、
前記絶縁部材は、T字断面のステータコアにコイルを巻き回した際にコア外周部に形成される断面形状を有し、
前記冷媒パイプは、前記絶縁部材の断面形状に対応する異形断面形状を有し、前記絶縁部材に対して軸方向に貫通させて埋め込み設定したことを特徴とするディスク型回転電機のステータ冷却構造。
In the stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine according to any one of claims 2 to 4,
The stator core has a T-shaped cross section perpendicular to the rotation axis,
The insulating member has a cross-sectional shape formed on the outer periphery of the core when the coil is wound around the T-shaped stator core,
The stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine, wherein the refrigerant pipe has an irregular cross-sectional shape corresponding to a cross-sectional shape of the insulating member, and is embedded in the axial direction with respect to the insulating member.
請求項2乃至4の何れか1項に記載されたディスク型回転電機のステータ冷却構造において、
前記ステータコアには、第1絶縁部材を介してコイルが巻き回され、
前記コイルの外周部に第2絶縁部材が形成され、
前記冷媒パイプは、前記第2絶縁部材に軸方向に貫通させて埋め込み設定したことを特徴とするディスク型回転電機のステータ冷却構造。
In the stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine according to any one of claims 2 to 4,
A coil is wound around the stator core via a first insulating member,
A second insulating member is formed on the outer periphery of the coil;
The stator cooling structure for a disk-type rotating electrical machine, wherein the refrigerant pipe is embedded in the second insulating member so as to penetrate in the axial direction.
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