JP2007074853A - Stator structure of rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車やハイブリッド車、その他の産業用機器に用いられる回転電機のステータ構造に関するものである。 The present invention relates to a stator structure of a rotating electric machine used for electric vehicles, hybrid vehicles, and other industrial equipment.
ロータに永久磁石を設けた回転電機は、損失が少なくかつ効率がよく、出力が大きい等の理由により電気自動車やハイブリッド車もしくは産業用機械に数多く使用されている。このような回転電機においては、ステータコアを冷却するために、例えば特許文献1、特許文献2に記載されているように、回転電機の筐体に冷却路を構成し、ステータコアを冷却することが行われている。ところがこのような構造の回転電機においては、ステータコアから筐体の冷却路への抜熱を確保するためには、ステータコアを筐体に密着させる必要があり、回転電機の製造にあたり具体的には、ステータコアを筐体へ圧入または焼嵌するなど、やや困難な組立方法を採用しなければならないと言う問題点があった。
A rotating electric machine having a rotor provided with a permanent magnet is used in many electric vehicles, hybrid vehicles, or industrial machines for reasons such as low loss, high efficiency, and high output. In such a rotating electrical machine, in order to cool the stator core, for example, as described in Patent Document 1 and
一方、組立性を改善するために、特許文献3および4に記載されているように、ステータコアを筐体にボルト等で簡易に固定する構造も考えられるが、ステータコアを筐体へボルト等で固定する場合は、ステータコアをあらかじめ筐体にはめ込むにあたり、嵌合部に隙間を設ける必要があり、当該隙間の熱抵抗の高さに起因して、ステータコアから筐体の冷却路への抜熱が悪化してしまうと言う問題点があった。
On the other hand, in order to improve assemblability, as described in
また、冷却路によるステータコアの冷却効果を高めるために、特許文献5に記載されているように、ステータコアの外周側に軸方向に延びる凹部を設けて、当該凹部をサイドプレートで覆うことにより冷却路を構成し、ステータコアの両端を、冷却液を供給するエンドプレートで挟み込む構造が提案されているが、このような構造の回転電機では、ステータコアの外部に露出する部分について防錆処理を施さなくてならないなどの問題点があった。
本発明は上述したところの課題を解決することを目的とするものであり、その目的は、回転電機の製造時における組立が容易であり、ステータコアから冷却路への抜熱が良好である回転電機のステータ構造を提供することにある。 The present invention aims to solve the above-described problems, and the purpose thereof is to facilitate assembly during manufacture of the rotating electrical machine, and to remove heat from the stator core to the cooling path. A stator structure is provided.
本発明に係る回転電機のステータ構造は、ステータコアにコイルを巻装して当該ステータコアを筐体に固定してなるステータと、ロータとを具える回転電機であって、前記ステータコアの外周側部分に軸方向に延びる複数の貫通穴を設け、当該複数の貫通穴のうちいくつかを冷却路として使用し、残りの貫通穴を、前記ステータコアを前記筐体に固定する固定手段を挿通する挿通穴として使用することを特徴とする。 A stator structure of a rotating electrical machine according to the present invention is a rotating electrical machine including a stator in which a coil is wound around a stator core and the stator core is fixed to a casing, and a rotor. A plurality of through-holes extending in the axial direction are provided, some of the plurality of through-holes are used as cooling paths, and the remaining through-holes are inserted through holes for fixing means for fixing the stator core to the housing. It is characterized by using.
これによれば、ステータコアの筐体への固定をボルト等の固定手段で行うことにより、回転電機の組立を容易なものとすることができ、ステータコアの外周側部分に冷却路を設けることにより、ステータコアから冷却路への抜熱を良好なものとすることができる。加えて、冷却路および挿通穴を、複数の貫通穴を振り分けて設けることにより、ステータコアを構成する電磁鋼板の転積を容易なものとすることができる。ここで、転積とは、電磁鋼板の製造時に圧延方向に生じる磁気特性の偏りを相殺するために、電磁鋼板を一定角度ずつ回転させて積層することを言う。さらに、特許文献5に記載の回転電機に比べて、ステータコアを外部に露出させることがないため、ステータコアの露出部分に防錆処理を施すことを省略することができる。
According to this, by fixing the stator core to the housing with a fixing means such as a bolt, the assembly of the rotating electrical machine can be facilitated, and by providing the cooling path on the outer peripheral side portion of the stator core, Heat removal from the stator core to the cooling path can be improved. In addition, it is possible to facilitate the rollover of the electromagnetic steel sheets constituting the stator core by providing the cooling passages and the insertion holes by distributing the plurality of through holes. Here, the term “rolling” refers to rotating and laminating the electromagnetic steel sheets by a certain angle in order to cancel out the magnetic property bias occurring in the rolling direction during the production of the electromagnetic steel sheets. Furthermore, compared with the rotating electrical machine described in
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る回転電機のステータ構造の一実施形態を中心軸線を含んで示す模式断面図である。
この回転電機は、ステータコア1にコイル2を巻装して、当該ステータコア2を、筐体を構成するケース3とカバー4のうち、ケース3に固定して構成されるステータ5と、ロータ6とを具える。ロータ6はロータコア7にシャフト8を嵌合して構成され、シャフト8は前記ケース3に軸受9を介して回転自在に支持される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a stator structure of a rotating electrical machine according to the present invention including a central axis.
In this rotating electrical machine, a
前記ステータコア1の外周側部分には、軸方向に延びる複数の貫通穴10が設けられ、当該複数の貫通穴10のうちいくつかを冷却路として使用し、残りの貫通穴10を、前記ステータコアを前記筐体に固定する固定手段としてのボルト11を挿通する挿通穴として使用する。(請求項1に相当)
図1中下半分では、冷却路として使用する貫通穴10を含む断面を示し、上半分では挿通穴として使用する貫通穴10を含む断面を示すものとする。
A plurality of through
The lower half in FIG. 1 shows a cross section including a through
冷却路として使用される貫通穴10には、冷却管12がその外周面を貫通穴10の内周面に密着させるよう挿入されるとともに、ケース3には、略円環状の流路13と、当該流路13と冷却管12を連通する流入部14とが設けられ、カバー4には、流路12と冷却管11を連通する流出部15が設けられる。これらのことにより、冷却系統が構成され、流路13内の冷媒は、流路13、流入部14、冷却管12、流出部15、流路13の順番に循環され、ステータコア1から冷却管11内の冷媒へと抜熱がなされる。
A
この冷却系統に用いられる冷媒としては、通常冷却水を用いることが一般的であるが、冷却油等を用いることも可能である。また、ボルト11についても、リベット等の他の固定手段とすることも可能である。
なお、図1中16はカバー4に対して、冷却管12を挿入する冷却管挿入穴を示し、17a、17bは流路13に冷媒を流出入する、流入路17a、流出路17bを示し、18a、18bは流路プラグを示す。
As the refrigerant used in this cooling system, it is common to use cooling water in general, but it is also possible to use cooling oil or the like. Also, the
In addition, 16 in FIG. 1 shows the cooling pipe insertion hole which inserts the
図1に示す回転電機において、コイル2を図示しないインバータにより励磁すると、ステータ5の周方向に回転磁界が形成され、周方向に交互に極性が異なる複数の図示しない永久磁石が埋設されたロータ6がステータ3の発生する回転磁界に吸引反発されてロータ6は回転磁界と同期速度で回転する。
In the rotating electrical machine shown in FIG. 1, when the
図2は本発明に係る回転電機のステータ構造の一実施形態を示す模式斜視図である。
ここでは、コイルおよび、ステータコアの内周側に形成されるコイルを巻装するためのティースは図示を省略している。
図2に示すように、ステータコア7は電磁鋼板を積層して構成され、その外周側部分に、ここでは外周側に突出する部分を設けて当該部分に、四つの貫通穴10を周方向に等間隔に設け、図2中左右一対の貫通穴10については固定手段としてのボルト11を挿通する挿通穴として使用し、上下一対の貫通穴10については、冷却管12を挿入する冷却路として使用する。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an embodiment of a stator structure of a rotating electrical machine according to the present invention.
Here, the coil and the teeth for winding the coil formed on the inner peripheral side of the stator core are not shown.
As shown in FIG. 2, the
このように貫通穴10を周方向に等間隔に設けることにより、ステータコア7を電磁鋼板を積層して構成する際に、電磁鋼板の製造時に圧延方向に生じる磁気特性の偏りを相殺するために、電磁鋼板を一定角度ずつ回転させて積層する、いわゆる転積を可能にすることができる。もちろんそれぞれの貫通穴10の径を一致させることが必要であることは言うまでもない。
Thus, by providing the through
図3は本発明に係る回転電機のステータ構造の一実施形態を中心軸線方向から見て示す模式図である。
ここでも、コイルおよび、ステータコアの内周側に形成されるコイルを巻装するためのティースは図示を省略している。
FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment of a stator structure of a rotating electrical machine according to the present invention as seen from the central axis direction.
Also here, the coil and the teeth for winding the coil formed on the inner peripheral side of the stator core are not shown.
図3(a)はステータコア7の外周側部分、ここでは外周側に突出する四つの耳状部分を周方向に等間隔に設けて、当該部分に、四つの貫通穴10を周方向に等間隔に設け、左右一対の貫通穴10xについては固定手段としてのボルト11を相通する挿通穴として使用し、上下一対の貫通穴10yについては、冷却管12を挿入する冷却路として使用し、挿通穴と冷却路を周方向に交互に設けて、(請求項3に相当)冷却路を周方向に等間隔に設けたものである。これらのことにより、ステータコア7から冷却路への抜熱を周方向に均等に行い、ステータコア7を周方向に均等に冷却することができる。
FIG. 3A shows an outer peripheral portion of the
図3(b)はステータコア7の外周側部分、ここでは外周側に突出する六つの耳状部分を周方向に等間隔に設けて、当該部分に、六つの貫通穴10を周方向に等間隔に設け、上下一対の貫通穴10xについては固定手段としてのボルト11を相通する挿通穴として使用し、それ以外の貫通穴10yについては、冷却管12を挿入する冷却路として使用して、冷却路を周期的に配置したものである。これによれば、ステータコア7から冷却路への抜熱する箇所を増やして、ステータコア7をより効果的に冷却することができる。
FIG. 3B shows an outer peripheral portion of the
図3(a)および図3(b)においては、ステータコア7に外周側に突出する耳状部分を設けてそこに貫通穴10を設けたが、図3(c)に示すように、ステータコア7の外周側部分に、つまりは外周円の内側に位置する部分に、六つの貫通穴10を周方向に等間隔に設けてもよい。
3 (a) and 3 (b), the
表1は、前述した貫通穴10を三個から十二個までとした場合の、挿通穴10xと冷却路10yの順列例を示したものである。表1中では便宜上、挿通穴はxで、冷却路はyで示す。
ボルトによるステータコアの筐体への固定と、冷却路によるステータコアの抜熱及び冷却の両立を図る上では、挿通穴と冷却路を周期的に配置することが好ましく、そのためには、貫通穴10を偶数個設けることが好ましいが、ボルトによるステータコアの筐体への固定が担保されれば、奇数個設けてもかまわない。
Table 1 shows a permutation example of the
In order to achieve both the fixing of the stator core to the casing by the bolts and the heat removal and cooling of the stator core by the cooling path, it is preferable to periodically arrange the through holes and the cooling path. Although an even number is preferably provided, an odd number may be provided as long as the fixing of the stator core to the casing by the bolt is secured.
冷却路を、貫通穴10に冷却管12を挿通して構成し、冷却管12を貫通穴10に挿入した後、冷却管12を内部加圧して、冷却管12のステータコア7の軸方向外側に位置する部分を、図4に示すように拡径することで、ステータコア7を構成する複数の電磁鋼板を相互に締結する。(請求項2に相当)
The cooling path is configured by inserting the
これにより、従来は電磁鋼板を、かしめ、溶接、接着等の手段により相互に締結していたのを、これらの固定専用の構造を用いずに、複数の電磁鋼板を相互に締結することができる。
これに加えて、冷却管のステータコア7に挿入された部分を拡径して、冷却管12の外周面を貫通穴10の内周面に密着させることができるので、ステータコア7から冷却管12内の冷媒への抜熱をより効果的に行うことができ、ステータコア7をより効果的に冷却することができる。
As a result, it is possible to fasten a plurality of electrical steel sheets to each other without using a fixing-dedicated structure, although the electrical steel sheets are conventionally fastened together by means such as caulking, welding, and bonding. .
In addition, the diameter of the portion of the cooling pipe inserted into the
冷却管12の軸方向両端部12aおよび12bはそれぞれ、図1に示したカバー4とケース3に挿入嵌合されるが、この嵌合をタイトにすることにより、前述したようなボルトを用いずに、冷却管12によって、ステータコア7を筐体に固定することができる。
このように、冷却管12によって、ステータコア7を筐体に固定する場合は、冷却管12自体にモータトルク伝達に耐える強度が要求され、冷却管12を肉厚に構成するなどの補強が必要となるが、以下に示すように、固定手段としてのボルトを廃止して、貫通穴10の全てを冷却路とすることができることから、冷却性能を高め全周にわたって偏りのない冷却を実現することができる。
Both ends 12a and 12b in the axial direction of the cooling
As described above, when the
ここで、複数の貫通穴10の全てを冷却路として使用し、冷却路を、貫通穴10に冷却管12を挿通して構成し、冷却管12によりステータコアを筐体に固定することもでき、(請求項4に相当)これによれば、固定手段としてのボルトを廃止することができるとともに、冷却路の数を増やすことができるので、ステータコア7の冷却をより効果的に行うことができる。
Here, all of the plurality of through
なお、このように複数の貫通穴10の全てを冷却路として使用する場合でも、貫通穴10に冷却管12を挿通して構成し、冷却管12を貫通穴10に挿入した後、冷却管12を内部加圧して、冷却管12のステータコア7の軸方向外側に位置する部分を、図4に示すように拡径することで、ステータコア7を構成する複数の電磁鋼板を相互に締結することができる。(請求項5に相当)
Even when all of the plurality of through
これによれば、従来は電磁鋼板を、かしめ、溶接、接着等の手段により相互に締結していたのを、これらの固定専用の構造を用いずに、複数の電磁鋼板を相互に締結することができる。
これに加えて、冷却管のステータコア7に挿入された部分を拡径して、冷却管12の外周面を貫通穴10の内周面に密着させることができるので、ステータコア7から冷却管12内の冷媒への抜熱をより効果的に行うことができ、ステータコア7をより効果的に冷却することができる。
According to this, in the past, electromagnetic steel sheets were mutually fastened by means of caulking, welding, bonding, etc., but a plurality of electrical steel sheets were fastened together without using these dedicated fixing structures. Can do.
In addition, the diameter of the portion of the cooling pipe inserted into the
図5は、本発明に係る回転電機のステータ構造の冷媒の流れを軸方向から見て示す模式図である。
図5中の符号は図1に示したものと一致させており、図5中→は冷媒の流れを示す。
冷媒は、流入路17aからケース3に設けられた流路13に流入され、流路13と、ケース3にドリル加工や鋳抜きで形成された半径方向に延びる流入部14とを介して、冷却管12に供給され、さらにカバー3に半径方向に対して傾斜して設けられた流出部15を通って、流入路17aとは反対側に位置する流路13に供給され、さらに、第二の流入部14、冷却管12および流出部15を通って、流路13に供給され、流出路17bから排出される。
FIG. 5 is a schematic view showing the refrigerant flow in the stator structure of the rotating electrical machine according to the present invention as seen from the axial direction.
The reference numerals in FIG. 5 are the same as those shown in FIG. 1, and in FIG.
The refrigerant flows into the
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。また、発明の実施するための最良の形態においては、回転電機の動作説明を交流同期モータにおいて行っているが、本発明の回転電機のステータ構造は、直流ブラシレスモータや、誘導モータに適用することも可能である。 In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. In the best mode for carrying out the invention, the operation of the rotating electrical machine is explained in an AC synchronous motor. However, the stator structure of the rotating electrical machine of the present invention is applied to a DC brushless motor or an induction motor. Is also possible.
本発明は、回転電機のステータに用いて好適なものであり、回転電機の製造時における組立を容易とし、ステータコアから冷却路への抜熱を良好なものとすることができるものである。 The present invention is suitable for use in a stator of a rotating electrical machine, facilitates assembly during manufacture of the rotating electrical machine, and can improve heat removal from the stator core to the cooling path.
1 ステータコア
2 コイル
3 ケース
4 カバー
5 ステータ
6 ロータ
7 ロータコア
8 シャフト
9 軸受
10 貫通穴
11 ボルト
12 冷却管
13 流路
14 流入部
15 流出部
16 冷却管挿入穴
17a 流入路
17b 流出路
18a 流路プラグ
18b 流路プラグ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
The plurality of electromagnetic steel plates constituting the stator core are fastened to each other by inserting the cooling pipe into the through hole and then pressurizing the cooling pipe to expand the diameter. Stator structure for rotating electrical machines.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005260605A JP2007074853A (en) | 2005-09-08 | 2005-09-08 | Stator structure of rotating electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005260605A JP2007074853A (en) | 2005-09-08 | 2005-09-08 | Stator structure of rotating electric machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007074853A true JP2007074853A (en) | 2007-03-22 |
Family
ID=37935805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005260605A Withdrawn JP2007074853A (en) | 2005-09-08 | 2005-09-08 | Stator structure of rotating electric machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007074853A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103023162A (en) * | 2011-09-20 | 2013-04-03 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | A rotating motor |
CN106160277A (en) * | 2016-07-14 | 2016-11-23 | 中国第汽车股份有限公司 | A kind of novel automobile power motor stator structure and cooling system thereof |
JP2020114085A (en) * | 2019-01-10 | 2020-07-27 | トヨタ紡織株式会社 | Cooling structure for stator core and rotary electric machine |
-
2005
- 2005-09-08 JP JP2005260605A patent/JP2007074853A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
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CN106160277A (en) * | 2016-07-14 | 2016-11-23 | 中国第汽车股份有限公司 | A kind of novel automobile power motor stator structure and cooling system thereof |
JP2020114085A (en) * | 2019-01-10 | 2020-07-27 | トヨタ紡織株式会社 | Cooling structure for stator core and rotary electric machine |
JP7239873B2 (en) | 2019-01-10 | 2023-03-15 | トヨタ紡織株式会社 | Stator core and rotating electric machine cooling structure |
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Legal Events
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