JP2014079136A - 液冷モータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ステータ3に外嵌したモータケース4内に、蛇腹管で形成した冷却管5を鋳包みで埋設している。前記冷却管5は、ステンレス鋼製のスパイラル型蛇腹管又は単山型蛇腹管であり、ステータ3と同芯の軸心を有するスパイラル形状に巻いてある。
【選択図】図1
Description
液冷方式としては、モータケースに冷却水路を機械加工する方法、あるいはモータケースに冷却管を鋳包みする方法がある。
本発明は、熱膨張率の違いを冷却管の伸縮によって相対的に小さくでき、単位体積当たりの冷却容量が大きくかつコンパクトに構成できる液冷モータを提供することを目的とする。
第1に、ステータ3に外嵌したモータケース4内に、蛇腹管で形成した冷却管5を鋳包みで埋設していることを特徴とする。
第2に、前記冷却管5は、ステンレス鋼製のスパイラル型蛇腹管又は単山型蛇腹管であることを特徴とする。
第4に、前記冷却管5は、ステータ3の軸心と平行な部分を葛折りにしてステータ3の軸心廻りに周方向に配置した軸方向パラレル形状であることを特徴とする。
第5に、ステータ3に円形内周面を有するモータケース4を焼きバメにて外嵌し、ステータ3内に配置する永久磁石埋込型ロータ6をモータ軸7に取り付け、このモータ軸7を支持する前後カバー8でモータケース4の両端を閉鎖しており、
前記冷却管5をステータ3の積層電極鋼板3aの積層方向略全幅に対応して配置していることを特徴とする。
即ち、請求項1に係る発明は、ステータ3に蛇腹管で形成した冷却管5を鋳包みで埋設しているので、モータケース4内にステータ3を焼きバメにて嵌入するとき、両者の熱膨張率に違いがあっても、冷却管5の伸縮によってその違いを小さくでき、焼きバメの温度を低下し、安定化時間を短縮することができ、単位体積当たりの冷却容量が大きくかつコンパクトに構成できる。
請求項3に係る発明は、冷却管5はステータ3と同芯の軸心を有するスパイラル形状に巻いてあるので、冷却管5の成形、鋳包み作業が容易にできる。
請求項4に係る発明は、冷却管5は、ステータ3の軸心と平行な部分を葛折りにしてステータ3の軸心廻りに周方向に配置した軸方向パラレル形状であるので、冷却管5の成形、鋳包み作業が容易にできる。
図1〜4において、液冷モータ1は集中巻方式永久磁石埋込型同期電動機であり、駆動用原動機として、又は発電機として使用可能なモータジェネレータであり、内部が液冷可能になっている。
液冷モータ1は、モータケース4の円形内周面内にステータ3を焼きバメにて固定しており、ステータ3内に配置するロータ6をモータ軸7に取り付け、このモータ軸7を前後カバー8(前カバー8F、後カバー8R)で支持し、前後カバー8でモータケース4の前後端を閉鎖し、前後カバー8F、8Rに取り付け台9を取り付けている。
ロータ6は、例えば、薄いけい素鋼板を複数枚積層した回転子鉄心の外周に周方向間隔をおいて開口を形成し、その開口に2個1組の永久磁石6aを埋設しており、2個1組の永久磁石の配置位置の径外側に弓形膨出部6bを有し、各組の永久磁石の配置位置間で弓形膨出部を繋ぐ円弧凹部6cを形成していて、ステータ3の内周面と僅少間隙を介して対面する。
前記冷却管5は、ステンレス鋼のパイプであり、図4に示すような、外周に凸状部11が螺旋状に形成されたスパイラル型蛇腹管、又は外周に環状凸部が長手方向に間隔をおいて形成された単山型蛇腹管が使用されており、長手方向伸縮可能であり、円弧に屈曲可能なフレキシブル構造になっている。
冷却管5は、ステータ3の積層電極鋼板3aの積層方向略全幅に対応して配置されており、その両端5a、5bはモータケース4から突出していて、冷却液が一端5aから流入され、他端5bから排出される。なお、冷却管5はステータ3の固定子巻線3bの配置幅に対応する幅に配置してもよい。
スパイラル型蛇腹管は螺旋状凸状部11がフィンとなり、単山型蛇腹管は環状凸部がフィンとなり、伝熱面積が増大して熱伝達促進を行うので、フィンのない肉厚1.0mmのステンレス鋼管に比較して、熱伝達率は約30%向上できる。
冷却管5はフレキシブルな蛇腹管で、管自身が機械的に伸びるので、ステンレス鋼管(非蛇腹管)を用いる場合に比較して、アルミ製モータケース4との熱膨張率の違いを見かけ上で小さくすることができ、その結果、必要な焼きバメ温度と保持時間が低下する。
これは、モータケース4の焼きバメ代を小さくすることを可能にし、焼きバメ後のモータケース4の歪みが小さくなって、ステータの歪み起因のモータ効率低下を減少することを可能にする。
前記葛折りの冷却管5の幅は、ステータ3の略全幅に対応しており、その両端5a、5bは軸方向にも周方向にも離れてモータケース4から突出していている。
例えば、ステータ3を固定子鉄心に巻線を分散巻にしたもの、ロータ6を回転子鉄心の外周に永久磁石6aを張り付けた表面磁石構造にしたものでもよい。
3 ステータ
3a 積層電極鋼板
4 モータケース
5 冷却管
5a 一端
5b 他端
6 ロータ
6a 永久磁石
6b 弓形膨出部
6c 円弧凹部
7 モータ軸
8 前後カバー
9 取り付け台
Claims (5)
- ステータ(3)に外嵌したモータケース(4)内に、蛇腹管で形成した冷却管(5)を鋳包みで埋設していることを特徴とする液冷モータ。
- 前記冷却管(5)は、ステンレス鋼製のスパイラル型蛇腹管又は単山型蛇腹管であることを特徴とする請求項1に記載の液冷モータ。
- 前記冷却管(5)は、ステータ(3)と同芯の軸心を有するスパイラル形状に巻いてあることを特徴とする請求項1又は2に記載の液冷モータ。
- 前記冷却管(5)は、ステータ(3)の軸心と平行な部分を葛折りにしてステータ(3)の軸心廻りに周方向に配置した軸方向パラレル形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液冷モータ。
- ステータ(3)に円形内周面を有するモータケース(4)を焼きバメにて外嵌し、ステータ(3)内に配置する永久磁石埋込型ロータ(6)をモータ軸(7)に取り付け、このモータ軸(7)を支持する前後カバー(8)でモータケース(4)の両端を閉鎖しており、
前記冷却管(5)をステータ(3)の積層電極鋼板(3a)の積層方向略全幅に対応して配置していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の液冷モータ。
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