JP2015095908A - Electric motor - Google Patents

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敏正 束
Toshimasa Tsuka
敏正 束
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric motor which cools heat generation and overheating occurring during the operation of the electric motor with a coolant thereby preventing the performance deterioration of a driving force and damage, such as burning of a coil, and achieving stability performance and high durability.SOLUTION: An electric motor includes: first passages 3 installed in a housing cylinder part 1 of the electric motor and second passages 4 formed in cooling covers 9 disposed at both ends of a stator 10 and connected with the first passages 3. A coolant flows through the first passages 3 and the second passages 4. A coolant passage, which circulates between an electric motor inner part and a coolant supply device at an electric motor outer part via an inflow port 2 and a discharge port 6 provided at the first passage 3, is formed in the electric motor inner part to improve the cooling function and prevent temperature rise of the electric motor which is caused by heat generated by the stator 10.

Description

本発明は、運転により発生する熱を吸収・冷却するために、冷却水の流路を内部に有する電動機に関するものである。   The present invention relates to an electric motor having a cooling water flow path in order to absorb and cool heat generated by operation.

運転中の電動機において、負荷が大きくなると発熱が増大し、電動機の温度が上昇する。その結果電動機の性能が低下する場合がある。特に車載用電動機の場合は、電動機の性能低下が車両の走行性能、操舵性能、制動性能等に影響し、運転者に大きな負担を強いることになる。   In the electric motor in operation, when the load increases, heat generation increases, and the temperature of the electric motor rises. As a result, the performance of the electric motor may deteriorate. In particular, in the case of a vehicle-mounted motor, a decrease in the performance of the motor affects the running performance, steering performance, braking performance, etc. of the vehicle, and imposes a heavy burden on the driver.

電動機を冷却する方策として、特許文献1には、電気自動車用駆動モータにおいて、ハウジングの内部に円筒形状の冷却水流路を形成し、流入口と吐出口を設けて冷却水を循環させ、モータを冷却する構造が記載されている。   As a measure for cooling an electric motor, Patent Document 1 discloses that in a drive motor for an electric vehicle, a cylindrical cooling water flow path is formed inside a housing, an inlet and a discharge port are provided to circulate the cooling water, and the motor is A cooling structure is described.

特許文献2には、円筒状のフレームと固定子鉄心の間に冷媒を通す冷却ジャケットを設置し、前記冷媒ジャケットがフレームと同心円状に形成された複数のマイクロ流路チャンネルを備えた構造を有する回転電機の冷却装置が記載されている。   Patent Document 2 has a structure in which a cooling jacket through which a refrigerant passes is installed between a cylindrical frame and a stator core, and the refrigerant jacket includes a plurality of micro flow channel channels formed concentrically with the frame. A cooling device for a rotating electrical machine is described.

特開平10−201178号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-2011178 特開2010−110025号公報JP 2010-1110025 A

上記特許文献1、2に示された冷却構造では、固定子の外周から熱を吸収するだけであり、十分な冷却効果が得られず、電動機の性能低下が避けられない場合がある。
本発明の目的は、固定子の周囲から発生する熱を効率的に吸収・冷却し、性能低下を起こすことなく安定的な運転が可能な電動機を提供することである。
In the cooling structures shown in Patent Documents 1 and 2, only heat is absorbed from the outer periphery of the stator, a sufficient cooling effect cannot be obtained, and a decrease in the performance of the motor may be unavoidable.
An object of the present invention is to provide an electric motor that efficiently absorbs and cools heat generated from the periphery of a stator and can be stably operated without causing a performance degradation.

上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、流入口と吐出口とを有する第1流路が内部に形成された円筒部を持つハウジングと、前記ハウジング内周面に固定され、インシュレータにより固定子コアとの間を隔絶されたコイルを収納する複数のスロットを有する固定子と、前記固定子の内周面に間隙を設けて配置された回転子と、内部に前記第1流路と接続した第2流路が形成され、前記固定子の両端において、前記固定子コア端面に接触して配置される冷却カバーと、を備えることである。   In order to solve the above problems, the structural feature of the invention according to claim 1 is that a housing having a cylindrical portion in which a first flow path having an inlet and an outlet is formed, and an inner circumference of the housing A stator having a plurality of slots for storing coils fixed to a surface and separated from a stator core by an insulator, a rotor disposed with a gap on an inner peripheral surface of the stator, and an internal And a cooling cover disposed in contact with the end face of the stator core at both ends of the stator.

上記のように構成すれば、前記ハウジングの円筒部内部に形成された前記第1流路を流れる冷却水により、固定子の外周から熱を吸収、冷却することと併せて、前記冷却カバー内部に形成された第2流路を流れる冷却水により、固定子の両端からも熱を吸収、冷却することが可能となる   When configured as described above, the cooling water flowing through the first flow path formed inside the cylindrical portion of the housing absorbs and cools heat from the outer periphery of the stator, and in the cooling cover. The cooling water flowing through the formed second flow path can absorb heat from both ends of the stator and cool it.

上記の課題を解決するため、請求項2に係る発明の構成上の特徴は、前記ハウジング円筒部は、外筒と内筒とからなり、外筒の内周及び内筒の外周の少なくとも一方に溝が形成され、内筒を外筒に圧入することにより、溝が第1流路を形成することである。
上記のように構成すれば、ハウジング円筒部の内部に容易に第1流路を形成できる。この構造により、第1流路の形状の加工も容易で、流路断面形状、流路経路形状とも様々な形状に加工できる。
In order to solve the above-described problem, the structural feature of the invention according to claim 2 is that the housing cylindrical portion includes an outer cylinder and an inner cylinder, and is provided on at least one of the inner circumference of the outer cylinder and the outer circumference of the inner cylinder. A groove is formed, and the groove forms the first flow path by press-fitting the inner cylinder into the outer cylinder.
If comprised as mentioned above, a 1st flow path can be easily formed in the inside of a housing cylindrical part. With this structure, the shape of the first channel can be easily processed, and the channel cross-sectional shape and the channel path shape can be processed into various shapes.

上記の課題を解決するため、請求項3に係る発明の構成上の特徴は、前記第2流路は、前記固定子コアの端面の前記各スロット周囲を巡るように形成されたことである。
上記のように構成すれば、前記固定子コア端面と近接する冷却水の流路長さを大きく取ることができ、前記固定子コアの端面からの熱吸収を効果的に行うことができる。
In order to solve the above-described problem, a structural feature of the invention according to claim 3 is that the second flow path is formed so as to go around the slots on the end face of the stator core.
If comprised as mentioned above, the flow path length of the cooling water which adjoins the said stator core end surface can be taken large, and the heat absorption from the end surface of the said stator core can be performed effectively.

上記の課題を解決するため、請求項4に係る発明の構成上の特徴は、前記冷却カバーは、同形状の2枚の板からなり、前記2枚の板はそれぞれ厚さ方向に対向する接合面で接合され、前記接合面の少なくとも一方に溝が形成され、前記接合面を接合することにより前記溝が前記第2流路を構成することである。
上記のように構成すれば、前記冷却カバーを構成する2枚の板以外の部材を必要とせず、前記冷却カバー内に容易に流路を形成することができる。
In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention according to claim 4 is that the cooling cover is composed of two plates having the same shape, and the two plates are joined in the thickness direction. It is joined by a surface, a groove is formed in at least one of the joining surfaces, and the groove constitutes the second flow path by joining the joining surface.
If comprised as mentioned above, members other than two plates which comprise the said cooling cover are not required, but a flow path can be easily formed in the said cooling cover.

上記の課題を解決するため、請求項5に係る発明の構成上の特徴は、前記冷却カバーは、同形状の2枚の板からなり、前記2枚の板はそれぞれ厚さ方向に対向する接合面で接合され、前記接合面の少なくとも一方に形成された溝に、溝形状に合わせて折り曲げ加工され前記第2流路を構成する管部材を配置後、前記両接合面を接合したことである。
上記のように構成すれば、管部材がそれ自体で既に前記第2流路を形成しているため、接合部分の密封性を考慮することなく容易に接合作業を行うことができる。
In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention according to claim 5 is that the cooling cover is composed of two plates having the same shape, and the two plates are joined in the thickness direction. And joining the two joint surfaces after disposing a pipe member constituting the second flow path in a groove formed in at least one of the joint surfaces and being bent according to the groove shape. .
If comprised as mentioned above, since the pipe member has already formed the said 2nd flow path by itself, joining work can be performed easily, without considering the sealing performance of a junction part.

上記の課題を解決するため、請求項6に係る発明の構成上の特徴は、前記固定子コアの端面の各スロット周囲を巡るように折り曲げ加工されて前記第2流路を構成する管部材が鋳型成形或いは射出成形等により埋込成形された、前記冷却カバーを備えることである。
上記のように構成すれば、前記冷却カバーを容易かつ効率的に製作することができる。また前記第2流路を形成する前記管部材と前記冷却カバー本体部分との密着性が高いため、熱伝導性も良好で、効果的な冷却を行うことができる。
In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention according to claim 6 is that the tube member that is bent so as to go around each slot of the end face of the stator core and constitutes the second flow path. The cooling cover is embedded by molding or injection molding.
If comprised as mentioned above, the said cooling cover can be manufactured easily and efficiently. Moreover, since the adhesiveness between the tube member forming the second flow path and the cooling cover main body portion is high, the thermal conductivity is good and effective cooling can be performed.

上記の課題を解決するため、請求項7に係る発明の構成上の特徴は、前記冷却カバーが熱伝導性及び電気絶縁性を有する樹脂材料をから成ることである。
上記のように構成すれば、前記固定子の熱を効率的に第2流路内の冷却水に伝導することができ、かつ、前記冷却カバーと前記巻き線との間で前記インシュレータを介することなく接触する場合であっても、前記巻き線と前記固定子コアとの間の電気絶縁性を確保することができる。また、樹脂材料を使用することにより、前記冷却カバーを射出成形等で容易かつ安価に製作することができる。
In order to solve the above problems, a structural feature of the invention according to claim 7 is that the cooling cover is made of a resin material having thermal conductivity and electrical insulation.
If comprised as mentioned above, the heat | fever of the said stator can be efficiently conducted to the cooling water in a 2nd flow path, and the said insulator is interposed between the said cooling cover and the said winding. Even in the case of contact without any problem, electrical insulation between the winding and the stator core can be ensured. Further, by using a resin material, the cooling cover can be easily and inexpensively manufactured by injection molding or the like.

以上に説明したように本発明に従えば、固定子の周囲から発生する熱を効率的に吸収・冷却し、性能低下を起こすことなく安定的な運転が可能な電動機を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently absorb and cool the heat generated from the periphery of the stator, and to provide an electric motor capable of stable operation without causing performance degradation. Become.

本発明の第1の実施形態における、電動機の軸方向断面を示す概略図である。It is the schematic which shows the axial direction cross section of the electric motor in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における、固定子コア、コイル及び冷却カバーの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the stator core in the 1st Embodiment of this invention, a coil, and a cooling cover. 本発明の第1の実施形態における、溝が形成されたハウジング円筒部の内筒の外周の斜視図である。It is a perspective view of the outer periphery of the inner cylinder of the housing cylindrical part in which the groove | channel was formed in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における、冷却カバーの厚さ方向側面図である。It is a thickness direction side view of a cooling cover in a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における、冷却カバーを構成する2枚の板の一方の接合面とその面に形成された溝の概略図である。It is the schematic of the groove | channel formed in one joining surface of the two board | plates which comprise the cooling cover in the 1st Embodiment of this invention, and its surface. 本発明の第2の実施形態における、溝が形成されたハウジング円筒部の内筒の外周の斜視図である。It is a perspective view of the outer periphery of the inner cylinder of the housing cylindrical part in which the groove | channel was formed in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態における、第2流路を構成する管部材の形状外観図である。It is a shape external view of the pipe member which comprises the 2nd flow path in the 3rd Embodiment of this invention.

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施形態における電動機の軸方向断面図である。   FIG. 1 is an axial sectional view of an electric motor according to a first embodiment of the present invention.

電動機は、ハウジングと、ハウジング円筒部1の内周に固定された固定子10と、ハウジングに配置された軸受14a、14bと、これらの軸受14a、14bを介してハウジングに回転可能に支持された回転軸13と、固定子10に対応する位置で回転軸13の外周に固定された回転子11とを有する。   The electric motor is rotatably supported by the housing via the housing, the stator 10 fixed to the inner periphery of the housing cylindrical portion 1, the bearings 14a and 14b disposed in the housing, and the bearings 14a and 14b. The rotating shaft 13 and the rotor 11 fixed to the outer periphery of the rotating shaft 13 at a position corresponding to the stator 10 are provided.

ハウジングは、円筒形状のハウジング円筒部1と、ハウジング円筒部1の一端に固定された円盤形状のハウジング側板15と、ハウジング円筒部1の他端に固定された円盤形状のハウジング側板16とから構成されている。
ハウジング円筒部1の内周には固定子10が設置されており、その内周側に一定の間隔を保って回転子11が配置されている。ハウジング側板15に軸受14aが取り付けられ、ハウジング側板16に軸受14bが取り付けられている。
The housing includes a cylindrical housing cylindrical portion 1, a disk-shaped housing side plate 15 fixed to one end of the housing cylindrical portion 1, and a disk-shaped housing side plate 16 fixed to the other end of the housing cylindrical portion 1. Has been.
A stator 10 is provided on the inner periphery of the housing cylindrical portion 1, and a rotor 11 is disposed on the inner periphery side with a constant interval. A bearing 14 a is attached to the housing side plate 15, and a bearing 14 b is attached to the housing side plate 16.

図2は、固定子10の構成を示している。固定子10は、固定子コア17、インシュレータ、コイル12、及び冷却カバー9から構成されている。固定子コア17にはスロット18が設けられている。スロット内に配置されたインシュレータは、各スロット間で固定子コア17及び冷却カバー9に巻かれたコイル12と固定子コア17の間で絶縁機能を果たしている。   FIG. 2 shows the configuration of the stator 10. The stator 10 includes a stator core 17, an insulator, a coil 12, and a cooling cover 9. A slot 18 is provided in the stator core 17. The insulator disposed in the slot performs an insulating function between the stator core 17 and the coil 12 wound around the cooling cover 9 and the stator core 17 between the slots.

冷却カバー9は、スロット18と同形状のスロット22を有し、固定子コア17両端面に接触配置され、固定子コア17の熱を両端から吸収・冷却する機能を有する。その機能を高めるため、冷却カバー9と前記固定子コア17端面の密着性を向上させるよう、接着面に熱伝導性が高い密封・接着材料を塗布或いは挟み込むこともできる。冷却カバー9は、その内部に冷却水が流れる前記第2流路4を有している。   The cooling cover 9 has a slot 22 having the same shape as the slot 18, is disposed in contact with both end faces of the stator core 17, and has a function of absorbing and cooling the heat of the stator core 17 from both ends. In order to enhance the function, a sealing / adhesive material having high thermal conductivity can be applied or sandwiched between the adhesive surfaces so as to improve the adhesion between the cooling cover 9 and the end face of the stator core 17. The cooling cover 9 has the second flow path 4 through which cooling water flows.

図1に示すように、ハウジング円筒部1はその内部に冷却水が流れる第1流路3を有している。第1流路3には、外筒7の外径面に貫通する流入口2と吐出口6が設けられている。
流入口2と吐出口6には配管部材30a、30bが設置され、電動機外部の冷却水供給装置との間を繋ぐ管路が接続される。
As shown in FIG. 1, the housing cylindrical portion 1 has a first flow path 3 through which cooling water flows. The first flow path 3 is provided with an inflow port 2 and a discharge port 6 that penetrate the outer diameter surface of the outer cylinder 7.
Piping members 30a and 30b are installed at the inflow port 2 and the discharge port 6, and pipes connecting the cooling water supply device outside the electric motor are connected.

ハウジング円筒部1は、外筒7と内筒8から成る二重構造となっており、外筒7と内筒8とはしめしろを有して圧入される。外筒7の内周或いは内筒8の外周の両方にそれぞれ溝が設けられており、内筒8を外筒7に圧入することにより、両方の溝が重なって一つの空間が形成され、第1流路3を形成する。溝を外筒7の内周のみ或いは内筒8の外周のみに設置することも可能である。
上記のように構成すれば、ハウジング円筒部1の内部に容易に第1流路3を形成できる。この構造により、第1流路3の形状の加工も容易で、流路断面形状、流路経路形状とも様々な形状に加工できる。
The housing cylindrical portion 1 has a double structure including an outer cylinder 7 and an inner cylinder 8, and the outer cylinder 7 and the inner cylinder 8 are press-fitted with an interference. Grooves are provided on both the inner circumference of the outer cylinder 7 or the outer circumference of the inner cylinder 8, and by pressing the inner cylinder 8 into the outer cylinder 7, both grooves are overlapped to form a single space. One flow path 3 is formed. It is also possible to install the groove only on the inner periphery of the outer cylinder 7 or only on the outer periphery of the inner cylinder 8.
If comprised as mentioned above, the 1st flow path 3 can be easily formed in the inside of the housing cylindrical part 1. FIG. With this structure, the shape of the first channel 3 can be easily processed, and the channel cross-sectional shape and the channel path shape can be processed into various shapes.

図3は、ハウジング円筒部1の内筒8及びその外周26に形成された溝25の斜視図である。
溝25は、内筒8の外周26に、内筒8と同心で軸方向に延伸したコイル状に形成されており、内筒8が外筒7に圧入されることにより、溝25が前記第1流路3を形成する。
FIG. 3 is a perspective view of the inner cylinder 8 of the housing cylindrical portion 1 and the groove 25 formed in the outer periphery 26 thereof.
The groove 25 is formed on the outer periphery 26 of the inner cylinder 8 in a coil shape concentric with the inner cylinder 8 and extending in the axial direction. When the inner cylinder 8 is press-fitted into the outer cylinder 7, the groove 25 is One flow path 3 is formed.

前記外筒7と前記内筒8の圧入面は密封性を高めるために、予め密封性を有する接着剤等を圧入面に塗布しておくことも可能である。   In order to enhance the sealing performance of the press-fitting surfaces of the outer cylinder 7 and the inner cylinder 8, it is possible to apply an adhesive or the like having a sealing property to the press-fitting surfaces in advance.

第1流路3には、内筒8の内周に貫通する接続流路5が設置されており、接続流路5を経由して、固定子10の両端に配置されている冷却カバー9の内部に設けられた第2流路4と接続している。   The first flow path 3 is provided with a connection flow path 5 that penetrates the inner periphery of the inner cylinder 8, and the cooling cover 9 disposed at both ends of the stator 10 via the connection flow path 5. It is connected to the second flow path 4 provided inside.

図4は、冷却カバー9の厚さ方向側面図である。冷却カバー9は、同形状の2枚の板を厚さ方向に重ね合わせ、接合して形成されている。冷却カバー9の外径は、固定子コア17の外径と同一であり、固定子コア17の両端に接触配置されて固定子10の一部を構成する。   FIG. 4 is a side view in the thickness direction of the cooling cover 9. The cooling cover 9 is formed by stacking and joining two plates of the same shape in the thickness direction. The outer diameter of the cooling cover 9 is the same as the outer diameter of the stator core 17, and is arranged in contact with both ends of the stator core 17 to constitute a part of the stator 10.

冷却カバー9は熱伝導性及び電気絶縁性を有する樹脂材料から成る。このため、冷却カバー9とコイル12との間で前記インシュレータを介することなく接触する場合であっても、コイル12と固定子コア17との間の電気絶縁性を確保することができる。また、樹脂材料を使用することにより、冷却カバーを射出成形等で容易かつ安価に製作することができる。   The cooling cover 9 is made of a resin material having thermal conductivity and electrical insulation. For this reason, even if it is a case where it contacts without passing through the said insulator between the cooling cover 9 and the coil 12, the electrical insulation between the coil 12 and the stator core 17 can be ensured. Further, by using a resin material, the cooling cover can be easily and inexpensively manufactured by injection molding or the like.

図5は、冷却カバー9の一方の接合面21aの平面図である。
接合面21aには、溝20が固定子コア17のスロット18に対応する冷却カバー9のスロット22の周囲を巡る形状に形成されている。溝20は各スロット22の周囲を巡った後、冷却カバー9の外径面に至る両端を持つ。
上記のように構成すれば、固定子コア端面と近接する冷却水の流路長さを大きく取ることができ、固定子コアの端面からの熱吸収を効果的に行うことができる。
FIG. 5 is a plan view of one joining surface 21 a of the cooling cover 9.
A groove 20 is formed in the joint surface 21 a so as to surround the periphery of the slot 22 of the cooling cover 9 corresponding to the slot 18 of the stator core 17. The groove 20 has both ends reaching the outer diameter surface of the cooling cover 9 after going around each slot 22.
If comprised as mentioned above, the flow path length of the cooling water which adjoins a stator core end surface can be taken large, and the heat absorption from the end surface of a stator core can be performed effectively.

他方の接合面21bには溝20に対応する位置に、溝20と同様な溝が形成されており、両接合面を密着接合することにより、両溝が重なり前記第2流路4を形成する。流路を形成する溝を両接合面のいずれか一方のみに設けることもできる。
第2流路4は冷却カバー9外周に至る両端を有しており、これがハウジング円筒部1の内筒8に設けられた、第1流路3に繋がる接続流路5に接続される接続口19となる。
A groove similar to the groove 20 is formed at a position corresponding to the groove 20 on the other bonding surface 21b, and both the grooves are overlapped to form the second flow path 4 by closely bonding both the bonding surfaces. . It is also possible to provide a groove for forming the flow channel only on either one of the joint surfaces.
The second flow path 4 has both ends reaching the outer periphery of the cooling cover 9, which are connected to the connection flow path 5 connected to the first flow path 3 provided in the inner cylinder 8 of the housing cylindrical portion 1. 19

次に、本電動機の組立工程を説明する。
まず、ハウジング円筒部1の内筒8を外筒7に圧入して、ハウジング円筒部1を構成する。この時、内筒8及び外筒7は、圧入後、内筒8及び外筒7にそれぞれ設けられた溝が重なって一つの流路を形成するよう、円周方向及び軸方向位置が定められている。その後、ハウジング円筒部1の一端面にハウジング側板15を接合する。
Next, the assembly process of the motor will be described.
First, the inner cylinder 8 of the housing cylindrical portion 1 is press-fitted into the outer cylinder 7 to constitute the housing cylindrical portion 1. At this time, the inner cylinder 8 and the outer cylinder 7 are positioned in the circumferential direction and the axial direction so that after press-fitting, grooves provided in the inner cylinder 8 and the outer cylinder 7 overlap to form one flow path. ing. Thereafter, the housing side plate 15 is joined to one end face of the housing cylindrical portion 1.

次に、固定子コア17両端に冷却カバー9を接触配置し、全てのスロット18、22内にインシュレータを挿入後、コイルを巻いて固定子10を形成する。この時、2つの冷却カバー9の外周に設置された第2流路4両端の接続口19が、それぞれの円周方向の位置が一致するように、冷却カバー9を固定子コア17の両端に配置する。
形成された固定子10をハウジング円筒部1の内筒8に圧入する。この時、冷却カバー9の第2流路4の両端に設けられた接続口19がハウジング円筒部1の内筒8に設けられた接続流路5に繋がるように、固定子10の円周方向及び軸方向位置を調整する。
Next, the cooling cover 9 is disposed in contact with both ends of the stator core 17, and after inserting the insulators into all the slots 18 and 22, coils are wound to form the stator 10. At this time, the cooling cover 9 is placed at both ends of the stator core 17 so that the connection ports 19 at both ends of the second flow path 4 installed on the outer circumferences of the two cooling covers 9 coincide with each other in the circumferential direction. Deploy.
The formed stator 10 is press-fitted into the inner cylinder 8 of the housing cylindrical portion 1. At this time, the circumferential direction of the stator 10 is such that the connection ports 19 provided at both ends of the second flow path 4 of the cooling cover 9 are connected to the connection flow paths 5 provided in the inner cylinder 8 of the housing cylindrical portion 1. And adjust the axial position.

回転子11を回転軸13に装着し、回転子11の両側の回転軸13部分に軸受14a、14bを装着後、回転子11を固定子10の内側に挿入し、軸受14aをハウジング側板15に装着する。ハウジング側板16を回転軸13に挿入後、軸受14bに装着しハウジング円筒部1の端面に接合する。
電動機の組立により、第1流路3、接続流路5、第2流路4及び流入口2、吐出口6はすべて接続され、冷却水の循環流路が形成される。
After the rotor 11 is mounted on the rotating shaft 13 and the bearings 14a and 14b are mounted on the rotating shaft 13 portions on both sides of the rotor 11, the rotor 11 is inserted inside the stator 10, and the bearing 14a is mounted on the housing side plate 15. Installing. After the housing side plate 16 is inserted into the rotary shaft 13, the housing side plate 16 is attached to the bearing 14 b and joined to the end surface of the housing cylindrical portion 1.
By assembling the electric motor, the first flow path 3, the connection flow path 5, the second flow path 4, the inflow port 2, and the discharge port 6 are all connected to form a cooling water circulation flow path.

次に、冷却水の流れを説明する。
冷却水は、電動機外部の冷却水供給装置から外部配管を経由して電動機の流入口2から電動機内に導入される。流入口2から第1流路3に入った冷却水は、接続流路5を経由して第2流路4に入り、第2流路4内を一巡したあと第1流路3に戻り、第1流路に接続する吐出口6から電動機外に排出され、外部配管を経由して冷却水供給装置に還流する。
Next, the flow of cooling water will be described.
The cooling water is introduced from the cooling water supply device outside the electric motor into the electric motor through the external inlet 2 of the electric motor. The cooling water that has entered the first flow path 3 from the inflow port 2 enters the second flow path 4 via the connection flow path 5, goes through the second flow path 4, and then returns to the first flow path 3. It is discharged out of the electric motor from the discharge port 6 connected to the first flow path, and returns to the cooling water supply device via an external pipe.

次に、電動機で発生する熱の伝導・吸収経路を説明する。
電動機の運転時、コイル12に電流が流れるときに発生する熱は、固定子コア17に伝導される。固定子コア17の外周からハウジング円筒部1に伝導する熱は、ハウジング円筒部1内に設置された第1流路3を流れる冷却水により吸収される。また、固定子コア17の端面に伝わった熱は、冷却カバー9内に設置された第2流路4を流れる冷却水により吸収される。固定子コア17の外周からの熱吸収に加えて、固定子コア17両端からの熱吸収により、電動機の運転時にコイル12から発生する熱を効果的に吸収することができる。
Next, a conduction / absorption path of heat generated by the electric motor will be described.
During operation of the electric motor, heat generated when a current flows through the coil 12 is conducted to the stator core 17. The heat conducted from the outer periphery of the stator core 17 to the housing cylindrical portion 1 is absorbed by the cooling water flowing through the first flow path 3 installed in the housing cylindrical portion 1. The heat transmitted to the end face of the stator core 17 is absorbed by the cooling water flowing through the second flow path 4 installed in the cooling cover 9. In addition to heat absorption from the outer periphery of the stator core 17, heat generated from both ends of the stator core 17 can effectively absorb heat generated from the coil 12 during operation of the electric motor.

前述したハウジング円筒部1の第1流路3は、様々な流路経路、断面形状を形成することが可能である。
図6は、第2の実施形態における、第1流路を形成する溝27が形成された内筒の外周28の斜視図である。
溝27が、内筒の外周28において、軸方向に直線的かつ平行的に、円周方向に略等間隔に配置された溝がその隣り合う流路と両端で接続され、軸方向を往復しつつ全体として溝27を形成している。内筒が外筒に圧入されることにより、溝27はハウジング円筒部内において、循環する前記第1流路を形成する。
The first flow path 3 of the housing cylindrical portion 1 described above can form various flow paths and cross-sectional shapes.
FIG. 6 is a perspective view of the outer periphery 28 of the inner cylinder in which the groove 27 forming the first flow path is formed in the second embodiment.
The grooves 27 are linearly and parallel to the axial direction on the outer periphery 28 of the inner cylinder, and grooves arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction are connected to the adjacent flow paths at both ends, and reciprocate in the axial direction. However, the groove 27 is formed as a whole. When the inner cylinder is press-fitted into the outer cylinder, the groove 27 forms the first flow path circulating in the housing cylindrical portion.

外筒の内径面に、内筒に形成されたものと同様な溝を形成することも可能である。この場合は、内筒を外筒に圧入することにより両溝が接合面に対して向かい合う形で重なり、それぞれの溝断面を合わせた流路断面を有する第1流路を形成する。   A groove similar to that formed in the inner cylinder can be formed on the inner diameter surface of the outer cylinder. In this case, when the inner cylinder is press-fitted into the outer cylinder, both grooves overlap with each other so as to face the joint surface, thereby forming a first flow path having a flow path cross section obtained by combining the respective groove cross sections.

前述した冷却カバー9に形成される第2流路4は、様々な形成方法が可能である。
図7は、第3の実施形態による、第2流路を構成する管部材23の形状外観図である。この管部材23は、冷却カバーの2枚の板の少なくとも一方の接合面に形成された、スロットの外周を巡る溝の形状に合わせて、管材を折り曲げて成形加工される。
成形加工された管部材23は、溝に挿入配置された後、接合面を接合されて形成される冷却カバー9の一部として、前記第2流路を構成する。
The second flow path 4 formed in the cooling cover 9 described above can be formed in various ways.
FIG. 7 is an external view of the shape of the tube member 23 constituting the second flow path according to the third embodiment. The tube member 23 is formed by bending the tube material in accordance with the shape of the groove around the outer periphery of the slot formed on at least one joint surface of the two plates of the cooling cover.
The molded pipe member 23 is inserted and arranged in the groove, and then constitutes the second flow path as a part of the cooling cover 9 formed by joining the joining surfaces.

本実施形態によれば、折り曲げ加工された専用の管部材23を、第2流路として使用することで、冷却カバーの接合面の密封性を考慮する必要がなくなり、容易に接合作業をおこなうことができて、加工性が向上する。   According to the present embodiment, by using the bent dedicated pipe member 23 as the second flow path, it is not necessary to consider the sealing performance of the joining surface of the cooling cover, and the joining operation can be easily performed. And processability is improved.

第4の実施形態では、管部材23を、固定子コア端面のスロットの外周を巡る形状に折り曲げ成形した後、鋳型成形或いは射出成形等により埋込成形することで、冷却カバーを形成することもできる。この方法によれば、第2流路4を備えた冷却カバーを安価かつ効率的に製作することができる。
本実施形態によれば、第2流路を形成する管部材23と冷却カバーの本体部分との密着性がよいため、熱伝導性が向上し冷却性能が向上する。
In the fourth embodiment, the cooling cover may be formed by bending the tube member 23 into a shape that surrounds the outer periphery of the slot on the end face of the stator core, and then embedding by molding or injection molding. it can. According to this method, the cooling cover provided with the 2nd flow path 4 can be manufactured cheaply and efficiently.
According to this embodiment, since the adhesiveness between the tube member 23 forming the second flow path and the main body portion of the cooling cover is good, the thermal conductivity is improved and the cooling performance is improved.

また、第1流路及び第2流路のいずれも、適用する電動機の大きさ、発熱量に合わせて、流路長さ、流路断面積等を任意に設定することができる。   Further, in both the first channel and the second channel, the channel length, the channel cross-sectional area, and the like can be arbitrarily set in accordance with the size of the electric motor to be applied and the heat generation amount.

本発明の構成によれば、固定子の周囲から発生する熱を効率的に吸収・冷却し、性能低下を起こすことなく安定的な運転が可能な電動機を提供することができる。
特に、負荷の大きい電動機に幅広く適用可能であり、特に自動車の駆動用電動機として有用である。
According to the configuration of the present invention, it is possible to provide an electric motor that can efficiently absorb and cool the heat generated from the periphery of the stator and can be stably operated without causing a performance degradation.
In particular, it can be widely applied to a motor with a large load, and is particularly useful as a motor for driving a car.

1:ハウジング円筒部、 2:流入口、 3:第1流路、 4:第2流路、
5:接続流路、 6:吐出口、 7:外筒、 8:内筒、 9:冷却カバー、
10:固定子、 11:回転子、 12:コイル、 13:回転軸、
14a、14b:軸受、 15、16:ハウジング側板、 17:固定子コア、
18:スロット、 19:接続口、 20:溝、 21a、21b:接合面、
22:スロット、 23:管部材、 24:接続口、 25:溝、 26:外周、
27:溝、 28:外周、 30a、30b:配管部材
1: housing cylindrical portion, 2: inlet, 3: first flow path, 4: second flow path,
5: Connection flow path, 6: Discharge port, 7: Outer cylinder, 8: Inner cylinder, 9: Cooling cover,
10: Stator, 11: Rotor, 12: Coil, 13: Rotating shaft,
14a, 14b: bearing, 15, 16: housing side plate, 17: stator core,
18: Slot, 19: Connection port, 20: Groove, 21a, 21b: Joining surface,
22: slot, 23: pipe member, 24: connection port, 25: groove, 26: outer periphery,
27: groove, 28: outer periphery, 30a, 30b: piping member

Claims (7)

流入口と吐出口とを有する第1流路が内部に形成された円筒部を持つハウジングと、
前記ハウジングの内周面に固定され、インシュレータにより固定子コアとの間を隔絶されたコイルを収納する複数のスロットを有する固定子と、
前記固定子の内周面に間隙を設けて配置された回転子と、内部に前記第1流路と接続した第2流路が形成され、前記固定子の両端において、前記固定子コアの端面に接触して配置される冷却カバーと、
を備えることを特徴とする電動機。
A housing having a cylindrical portion in which a first flow path having an inflow port and a discharge port is formed;
A stator having a plurality of slots for storing coils fixed to an inner peripheral surface of the housing and separated from a stator core by an insulator;
A rotor disposed with a gap in the inner peripheral surface of the stator and a second flow path connected to the first flow path are formed inside, and at both ends of the stator, end faces of the stator core A cooling cover placed in contact with the
An electric motor comprising:
前記ハウジングの円筒部は、外筒と内筒とからなり、外筒の内周面及び内筒の外周面の少なくとも一方に溝が形成され、内筒を外筒に圧入することにより、溝が第1流路を形成することを特徴とする請求項1に記載の電動機。   The cylindrical portion of the housing includes an outer cylinder and an inner cylinder. A groove is formed on at least one of the inner peripheral surface of the outer cylinder and the outer peripheral surface of the inner cylinder, and the groove is formed by press-fitting the inner cylinder into the outer cylinder. The electric motor according to claim 1, wherein a first flow path is formed. 前記第2流路は、前記固定子コアの端面の前記各スロット周囲を巡るように形成されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動機。   3. The electric motor according to claim 1, wherein the second flow path is formed so as to go around the slots on the end face of the stator core. 前記冷却カバーは、同形状の2枚の板からなり、前記2枚の板はそれぞれ厚さ方向に対向する接合面で接合され、前記接合面の少なくとも一方に溝が形成され、前記接合面を接合することにより前記溝が前記第2流路を構成することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電動機。   The cooling cover is composed of two plates having the same shape, and the two plates are bonded to each other at bonding surfaces facing each other in the thickness direction, and a groove is formed on at least one of the bonding surfaces. 4. The electric motor according to claim 1, wherein the groove forms the second flow path by bonding. 5. 前記冷却カバーは、同形状の2枚の板からなり、前記2枚の板はそれぞれ厚さ方向に対向する接合面で接合され、前記接合面の少なくとも一方に形成された溝に、溝形状に合わせて折り曲げ加工され前記第2流路を構成する管部材を配置後、前記接合面を接合したことを特徴とする請求項1または請求項3に記載の電動機。   The cooling cover includes two plates having the same shape, and the two plates are bonded to each other at bonding surfaces facing each other in the thickness direction, and are formed into grooves formed in at least one of the bonding surfaces. 4. The electric motor according to claim 1, wherein the joint surfaces are joined after arranging the pipe members that are bent together to form the second flow path. 5. 前記固定子コアの端面の各スロット周囲を巡るように折り曲げ加工されて前記第2流路を構成する管部材が、鋳型成形或いは射出成形等により埋込成形された前記冷却カバーを備えることを特徴とする請求項1または請求項3に記載の電動機。   The tube member that is bent so as to surround each slot on the end face of the stator core and that constitutes the second flow path includes the cooling cover that is embedded by molding or injection molding. The electric motor according to claim 1 or 3. 前記冷却カバーが熱伝導性及び電気絶縁性を有する樹脂材料をから成ることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の電動機。   The electric motor according to claim 1, wherein the cooling cover is made of a resin material having thermal conductivity and electrical insulation.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113922568A (en) * 2021-08-27 2022-01-11 东南大学盐城新能源汽车研究院 High power density motor stator cooling structure
US11323005B2 (en) 2019-05-27 2022-05-03 Fanuc Corporation Cooling jacket device and rotary electric machine
WO2023149551A1 (en) * 2022-02-03 2023-08-10 ニデック株式会社 Drive device

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