JP2012110142A - Liquid-cooled type rotary electrical machinery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液冷式回転電機(電動機又は発電機)に関する。 The present invention relates to a liquid-cooled rotary electric machine (an electric motor or a generator).
回転電機(電動機又は発電機)に水冷構造(冷却水流路)を設ける方法としては、従来、下記の(1)〜(3)のような方法がある。 As a method of providing a water cooling structure (cooling water flow path) in a rotating electric machine (electric motor or generator), there are conventionally methods such as the following (1) to (3).
(1) 2部品以上の流路形成構造物を接触させて冷却水流路を形成し、前記接触部又は前記接触部の近傍部に設けた樹脂製又は金属製のガスケットによって前記冷却水流路内を流通する冷却水を封止する方法。
(2) 中空中子による鋳造技術を用いて1部品で冷却水流路を形成する方法。
(3) 鋳造等の製造技術により、軸方向の一方が開放端であり軸方向の他方の端が閉じている環状の冷却液流路をフレームに設け、前記開放端をブラケットで塞ぎ、前記開放端の近傍に設けた複数のガスケット(Oリング)によって前記冷却水流路を流通する冷却水を封止する方法。
(1) Two or more parts of the flow path forming structure are brought into contact to form a cooling water flow path, and the inside of the cooling water flow path is formed by a resin or metal gasket provided in the contact portion or in the vicinity of the contact portion. A method of sealing the circulating cooling water.
(2) A method of forming a cooling water flow path with one component using a casting technique with a hollow core.
(3) An annular coolant flow path in which one of the axial ends is an open end and the other end of the axial direction is closed is provided in the frame by a manufacturing technique such as casting, and the open end is closed with a bracket, and the open A method of sealing the cooling water flowing through the cooling water flow path with a plurality of gaskets (O-rings) provided in the vicinity of the end.
なお、上記(3)の方法による水冷構造を備えた従来の水冷式回転電機は、例えば下記の特許文献1,2に開示されている。
In addition, the conventional water-cooled rotary electric machine provided with the water-cooling structure by the method (3) is disclosed, for example, in
上記(1)の方法では、2部品以上の流路形成構造物と、ガスケット等による2箇所以上の封止処理とを組み合わせて初めて冷却水流路が完成するため、冷却水流路の形成に手間がかかる。その上、上記(1)の方法では、2部品以上の流路形成構造物とガスケット等による2箇所以上の封止処理とを組み合わせて冷却水流路を完成させてからでなければ水漏れ評価を実施することができないため、水漏れ評価が面倒であり、また、水漏れが判明した場合、2部品以上の流路形成構造物のうちの何れの流路形成構造物に水漏れの原因があるのかを判断するためには2部品以上の流路形成構造物を分解することなどが必要な場合もあり、水漏れの原因追究に時間がかかる。 In the method (1), since the cooling water channel is completed only by combining the flow path forming structure having two or more parts and the sealing process at two or more locations with a gasket or the like, it takes time to form the cooling water channel. Take it. In addition, in the above method (1), the water leakage evaluation is performed only after the cooling water flow path is completed by combining two or more parts of the flow path forming structure and two or more sealing processes using gaskets or the like. Since it cannot be carried out, the evaluation of water leakage is troublesome, and when water leakage is found, any flow path forming structure of two or more flow path forming structures has a cause of water leakage. It may be necessary to disassemble the flow path forming structure of two or more parts in order to determine whether or not, and it takes time to investigate the cause of water leakage.
上記(2)の方法では、1部品のみで冷却水流路を形成することができるが、中空中子による高度な鋳造技術が必要であるため、回転電機が高価なものになってしまう。 In the method (2), the cooling water flow path can be formed with only one component. However, since an advanced casting technique using a hollow core is required, the rotating electrical machine becomes expensive.
一方、上記(3)の方法では、流路形成構造物がフレームの1部品だけであるため、上記(1)の方法に比べて冷却水流路の形成が容易であり、水漏れ評価の実施や水漏れの原因追究が容易である。また、上記(3)の方法では、上記(2)の方法に比べて容易な鋳造等の製造技術によってフレームに冷却水流路を形成することができるため、回転電機のコストを低減することができる。 On the other hand, in the method (3), since the flow path forming structure is only one part of the frame, it is easier to form the cooling water flow path than in the method (1), and the water leakage evaluation is performed. It is easy to investigate the cause of water leakage. Further, in the method (3), the cooling water flow path can be formed in the frame by a manufacturing technique such as casting that is easier than the method (2). Therefore, the cost of the rotating electrical machine can be reduced. .
このため、回転電機に水冷構造を設ける場合、上記(3)の方法のように軸方向の一方を開放端とし軸方向の他方の端を閉じた環状の冷却液流路をフレームに形成することが望ましい。しかしながら、上記(3)の方法では、冷却水を封止するために複数のガスケットを用いる必要があるため、その分、水冷構造の組み立て作業(封止処理作業)に手間がかかり、このことが回転電機のコストアップを招くことにもなる。 For this reason, when a water-cooling structure is provided in the rotating electrical machine, an annular coolant flow path with one axial end open and the other axial end closed is formed in the frame as in the method (3) above. Is desirable. However, in the above method (3), it is necessary to use a plurality of gaskets for sealing the cooling water, and accordingly, the work of assembling the water-cooled structure (sealing process work) takes time. This also increases the cost of the rotating electrical machine.
従って、本発明は上記の事情に鑑み、軸方向の一方を開放端とし軸方向の他方の端を閉じた環状の冷却液流路(冷却水流路等)をフレームに形成し、且つ、従来に比べて液冷構造(水冷構造等)の組み立て作業(封止処理作業)が容易な液冷式(水冷式等)の回転電機を提供することを課題とする。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention forms an annular coolant flow path (cooling water flow path or the like) in the frame in which one axial end is open and the other axial end is closed. It is an object of the present invention to provide a liquid-cooled (water-cooled, etc.) rotating electrical machine that can be easily assembled (sealing process) for a liquid-cooled structure (water-cooled structure, etc.).
上記課題を解決する本発明の液冷式回転電機は、固定子の外周に設けたフレームに、軸方向の一方が開放端であり軸方向の他方の端が閉じている環状の冷却液流路を設け、前記開放端をブラケットで塞いだ構成の液冷構造を有する液冷式回転電機において、
前記冷却液流路における前記開放端側の端部の幅を、前記冷却液流路における前記端部の内側部分の幅よりも広くすることにより、前記端部を環状の封止部とし、前記封止部に嵌入した1つの環状のガスケットによって前記冷却液流路内を流通する冷却液を封止する構成としたことを特徴とする。
The liquid-cooled rotating electrical machine of the present invention that solves the above-described problems is an annular coolant flow path in which one of the axial ends is an open end and the other end of the axial direction is closed on a frame provided on the outer periphery of the stator In a liquid-cooled rotary electric machine having a liquid-cooling structure in which the open end is closed with a bracket,
By making the width of the end portion on the open end side in the coolant channel wider than the width of the inner portion of the end portion in the coolant channel, the end portion becomes an annular sealing portion, The configuration is such that the coolant flowing through the coolant flow path is sealed by one annular gasket fitted in the sealing portion.
本発明の液冷式回転電機によれば、固定子の外周に設けたフレームに、軸方向の一方が開放端であり軸方向の他方の端が閉じている環状の冷却液流路を設け、前記開放端をブラケットで塞いだ構成の液冷構造を有する液冷式回転電機において、前記冷却液流路における前記開放端側の端部の幅を、前記冷却液流路における前記端部の内側部分の幅よりも広くすることにより、前記端部を環状の封止部とし、この封止部に嵌入した1つの環状のガスケットによって前記冷却液流路内を流通する冷却液を封止する構成としたことを特徴としているため、次のような効果が得られる。 According to the liquid-cooled rotary electric machine of the present invention, the frame provided on the outer periphery of the stator is provided with an annular coolant flow path in which one axial end is an open end and the other axial end is closed, In the liquid-cooled rotary electric machine having a liquid cooling structure in which the open end is closed with a bracket, the width of the end on the open end side in the coolant channel is set to the inside of the end in the coolant channel. A configuration in which the end portion is formed as an annular sealing portion by making the width wider than the width of the portion, and the coolant flowing through the coolant flow path is sealed by one annular gasket fitted into the sealing portion. The following effects can be obtained.
(1) 1部品のフレーム(流路形成構造物)に軸方向の一方が開放端であり軸方向の他方の端が閉じている環状の冷却液流路を設けるため、2部品以上の流路形成構造物を組み合わせる場合や高度な鋳造技術を用いる場合に比べて、冷却液流路の形成が容易である。そして更には、冷却液封止用のガスケットも1つでよいため、複数のガスケットを用いる場合に比べて、液冷構造の組み立て作業(封止処理作業)も容易である。
(2) 1部品のフレームと1つのガスケットで冷却液流路が完成するため、水漏れ評価の実施が容易であり、水漏れが判明した場合でも、手戻りが少なく、水漏れの原因追究を短時間で行うことができる。
(1) In order to provide an annular coolant flow path in which one axial end is an open end and the other end in the axial direction is closed on a one-part frame (flow path forming structure), two or more parts of the flow path Compared with the case where the forming structure is combined and the case where an advanced casting technique is used, it is easier to form the coolant flow path. Furthermore, since only one gasket for sealing the cooling liquid is required, the assembly work (sealing process work) of the liquid cooling structure is easier than when a plurality of gaskets are used.
(2) Since the coolant flow path is completed with a one-piece frame and one gasket, it is easy to conduct water leak assessments, and even if water leaks are found, there is little rework and the cause of water leaks can be investigated. It can be done in a short time.
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明の実施の形態例に係る水冷式回転電機(電動機又は発電機)は、固定子1と、回転子2と、円筒状のフレーム3と、反連結側のブラケット4と、連結側のブラケット5と、反連結側の軸受6と、連結側の軸受7と、樹脂製又は金属製である円環状のガスケット(Oリング)8とを有している。
As shown in FIG. 1, a water-cooled rotary electric machine (an electric motor or a generator) according to an embodiment of the present invention includes a
固定子1は円筒状の固定子鉄心1aと、固定子鉄心1aに設けられた固定子コイル1bとを有して成るものである。回転子2は回転子鉄心2aと、回転子鉄心2aに設けられた永久磁石(図示省略)と、回転子鉄心2aの内周に嵌挿された回転軸2bとを有して成るものであり、固定子1との間にギャップgを保持した状態で固定子1の内側に設けられている。なお、回転子2は回転子鉄心に回転子コイルなどを設けたものでもよい。
The
ブラケット4は、その外周面に突設された結合部4aと、フレーム3の外周面における軸方向(回転軸11の軸方向:図1(a)の左右方向)の一端側に突設された結合部3aとをボルト9で締結することによってフレーム3に固定され、ブラケット4の内周部に設けられた軸受6を介して回転子2の回転軸2bを回転自在に支持している。
The
ブラケット5は、その外周面に突設された結合部5aと、フレーム3の外周面における前記軸方向の他端側に突設された結合部3bとをボルト10で締結することによってフレーム3に固定され、ブラケット5の内周部に設けられた軸受7を介して回転子2の回転軸2bを回転自在に支持している。
The
次に、図1〜図4に基づき、本水冷式回転電機の水冷構造について説明する。 Next, the water cooling structure of the present water-cooled rotary electric machine will be described with reference to FIGS.
図1及び図2に示すように、フレーム3には冷却水流路11が形成されている。冷却水流路11は円筒状のものであり、側面視が円環状(図2(a))になっている。そして、冷却水流路11は前記軸方向の一方が開放端11aであり、前記軸方向の他方の端11bが閉じている。開放端11aはブラケット4によって塞がれている。このような冷却水流路1は、鋳造や機械加工などの製造技術によって容易にフレーム3に形成することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, a cooling
なお、図示例の場合、冷却水流路11は、フレーム3の周方向の連続した円環状ではなく、前記周方向の一端側の冷却水流入部11fと前記周方向の他端側の冷却水流出部11gとが分離している。冷却水流入部11fはフレーム3の外周面に設けられた冷却水流入口12に連通し、冷却水流出部11gはフレーム3の外周面に設けられた冷却水流出口13に連通している。
In the case of the illustrated example, the cooling
従って、図2(b)に矢印で示すように、冷却水は、冷却水流入口12を介して冷却水流入部11fから冷却水流路11内へ流入し、冷却水流出路11内を前記周方向や前記軸方向に流れて固定子1などを冷却した後、冷却水流出部11gから冷却水流出口13を介して流出する。なお、これに限定するものではなく、冷却水流路11は前記周方向に連続した円環状であってもよい。この場合、例えば、冷却水がフレーム3の径方向の一方側で冷却水流路11内へ流入し、前記径方向の他方側で冷却水流路11内から流出するようにすることができる。
Accordingly, as indicated by arrows in FIG. 2B, the cooling water flows from the cooling
そして、図1及び図2に示すように、本実施の形態例では、冷却水流出路11における開放端11a側の端部11cの幅W1(即ち前記径方向の幅:例えば図2(a)の上下方向の幅)を、冷却水流出路11における前記端部11cの内側部分11d(即ち前記軸方向における前記端部11bの内側の部分)の幅W2(即ち前記径方向の幅:例えば図2(a)の上下方向の幅)よりも広くすることにより、前記端部11cを円環状の封止部としている。即ち、封止部11cと内側部分11dとの境目には、段差部11eが形成されている。なお、封止部11cは、冷却水流入部11fと冷却水流出部11gの間の部分にも形成されており、前記周方向に連続した円環状のものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, the width W1 of the
更に、図1及び図4に示すように、封止部11cには1つのガスケット8が嵌入されている。図2、図3及び図4に示すように、円環状の封止部11cの周方向全体に対して、円環状のブラケット8の周方向全体が嵌入されている。この1つのガスケット8によって冷却液流路11を流通する冷却水が封止されている。
Furthermore, as shown in FIG.1 and FIG.4, the one
なお、図示例では、冷却水流路11の幅が、前記軸方向において、封止部11c以外は内側部分11dの幅W2と同じ一定幅になっているが、必ずしもこれに限定するものではなく、冷却水流路11の幅は一定でなくてもよい。即ち、封止部11cの幅W1が、その直ぐ内側の部分11dの幅W2よりも広くなっていればよい。
In the illustrated example, the width of the cooling
また、上記では、冷却水流路11が円環状のものであるが、これに限定するものではなく、冷却水流路11は円環以外の環状のものであってもよい。例えば、冷却水流路11は、図5に示すような多角形状のものであってもよい。図5の場合にも、冷却水流路11の端部11cの幅を、その内側部分11dの幅よりも広くすることにより、端部11cを環状の封止部とし、この封止部11cに1つのブラケット8を嵌入して冷却水を封止することができる。
In the above description, the cooling
また、上記では、冷却水流路11の他端11b側のブラケット5をボルト10でフレーム3に固定しているが、これに限定するものではなく、図6に示すようにブラケット5とフレーム3が一体のものであってもよい。
Further, in the above, the
また、上記の冷却水流出路11は反連結側が開放端11aであり、連結側の端11bが閉じているが、これに限定するものではなく、開放端11aと閉端11bを逆にしてもよい。即ち、冷却水流路11は連結側を開放端11aとし、反連結側の端11bが閉じていてもよい。この場合、連結側に封止部11cを設け、この封止部11cにガスケット8を嵌入する。また、この場合には、反連結側のブラケット4とフレーム3と一体することができる。
Further, the cooling
以上のように、本実施の形態例の水冷式回転電機によれば、固定子1の外周に設けたフレーム3に、軸方向の一方が開放端11aであり軸方向の他方の端11bが閉じている環状の冷却水流路11を設け、開放端11aをブラケット4で塞いだ構成の水冷構造を有する水冷式回転電機において、冷却水流路11における開放端11a側の端部11cの幅W1を、冷却水流路11における前記端部11cの内側部分11dの幅W2よりも広くすることにより、前記端部11cを環状の封止部とし、この封止部11cに嵌入した1つの環状のガスケット8によって冷却水流路11内を流通する冷却液を封止する構成としたことを特徴としているため、次のような効果が得られる。
As described above, according to the water-cooled rotating electrical machine of the present embodiment, one of the axial directions is the
(1) 1部品のフレーム3(流路形成構造物)に軸方向の一方が開放端11aであり軸方向の他方の端11bが閉じている環状の冷却水流路11を設けるため、2部品以上の流路形成構造物を組み合わせる場合や高度な鋳造技術を用いる場合に比べて、冷却水流路11の形成が容易である。そして更には、冷却水封止用のガスケット8も1つでよいため、複数のガスケットを用いる場合に比べて、水冷構造の組み立て作業(封止処理作業)も容易である。
(2) 1部品のフレーム3と1つのガスケット8で冷却液流路11が完成するため、水漏れ評価の実施が容易であり、水漏れが判明した場合でも、手戻りが少なく、水漏れの原因追究を短時間で行うことができる。
(1) In order to provide an annular cooling
(2) Since the
本発明は液冷式回転電機に関するものであり、冷却水などの冷却液が流通する流路を回転電機のフレームに形成する場合に適用して有用なものである。 The present invention relates to a liquid-cooled rotary electric machine, and is useful when applied to the case where a flow path through which a cooling liquid such as cooling water flows is formed in a frame of the rotary electric machine.
1 固定子
1a 固定子鉄心
1b 固定子コイル
2 回転子
2a 回転子鉄心
2b 回転軸
3 フレーム
3a,3b 結合部
4 ブラケット
4a 結合部
5 ブラケット
5a 結合部
6,7 軸受
8 ガスケット(Oリング)
9,10 ボルト
11 冷却水流路
11a 開放端
11b 端
11c 封止部
11d 内側部分
11e 段差部
11f 冷却水流入部
11g 冷却水流出部
12 冷却水流入口
13 冷却水流出口
DESCRIPTION OF
9, 10
Claims (1)
前記冷却液流路における前記開放端側の端部の幅を、前記冷却液流路における前記端部の内側部分の幅よりも広くすることにより、前記端部を環状の封止部とし、前記封止部に嵌入した1つの環状のガスケットによって前記冷却液流路内を流通する冷却液を封止する構成としたことを特徴とする液冷式回転電機。 The frame provided on the outer periphery of the stator is provided with an annular coolant flow path in which one axial end is an open end and the other axial end is closed, and the open end is closed by a bracket. In a liquid-cooled rotary electric machine having a structure,
By making the width of the end portion on the open end side in the coolant channel wider than the width of the inner portion of the end portion in the coolant channel, the end portion becomes an annular sealing portion, A liquid-cooled rotary electric machine characterized in that the coolant flowing through the coolant flow path is sealed by one annular gasket fitted in the sealing portion.
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JP2014087231A (en) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Toyota Industries Corp | Rotary electric machine |
JP2014236613A (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 株式会社豊田自動織機 | Rotary electric machine |
KR20220022563A (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-28 | 주식회사 삼기 | A motor housing |
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