JP2018207729A - Motor and method of cooling coil end of motor - Google Patents

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加藤 弘之
Hiroyuki Kato
弘之 加藤
幸三 真武
Kozo Matake
幸三 真武
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Abstract

To reduce damage of a coil end caused by heat expansion of the coil end and properly transmit heat loss to a frame.SOLUTION: A motor which rotationally drives a spindle is provided. The motor has: a stator core; a coil attached to the stator core; and a motor frame which houses the stator core and the coil. The coil has a coil end protruding from the stator core in an axial direction. The motor further has: a heat conduction member configured to transmit heat of the coil end to the motor frame; and an elastic member which biases the heat conduction member so that the heat conduction member contacts with the coil end and the motor frame.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、モータ及びモータのコイルエンドを冷却する方法に関する。   The present invention relates to a motor and a method for cooling a motor coil end.

従来、コイルをモータフレームに収容して構成されたモータが知られている。このようなモータでは、コイルで発生した銅損や鉄損等の電気的損失に基づく熱は、コイルから、固定子鉄心を介してモータフレームへ伝達されて、これによりモータの冷却が行われる。   Conventionally, a motor configured by accommodating a coil in a motor frame is known. In such a motor, heat based on electrical loss such as copper loss and iron loss generated in the coil is transmitted from the coil to the motor frame via the stator core, thereby cooling the motor.

コイルで発生する損失熱のうち、固定子鉄心から突出したコイルエンドで発生する損失熱については、コイルエンドから固定子鉄心までの距離が長いので、コイルエンドの温度が、固定子鉄心に収められているコイルの部分に比べて高くなる。モータが大型化するにつれて、コイルエンドから固定子鉄心までの距離は長くなるので、コイルエンドの温度上昇が顕著になる。   Of the heat loss generated in the coil, the heat loss generated at the coil end protruding from the stator core has a long distance from the coil end to the stator core, so the temperature of the coil end is stored in the stator core. It becomes higher than the coil part. As the motor becomes larger, the distance from the coil end to the stator core becomes longer, so that the temperature rise at the coil end becomes remarkable.

コイルエンドの冷却効率を改善するために、コイルエンドとフレームとの間に熱伝導体を配置し、熱伝導体とコイルエンド及びフレームとの隙間を樹脂で充填することが知られている(特許文献1参照)。しかしながら、特許文献1に記載されるようにコイルエンドを樹脂で固定すると、モータの運転時のコイルエンドの熱膨張量と樹脂の熱膨張量の差により、コイルエンドと樹脂との界面に摩擦が生じ易い。このため、モータの運転と停止が繰り返されると、コイルエンド及び樹脂の膨張及び収縮が発生し、コイルの絶縁体が損傷し易くなるという問題がある。また、コイルエンドを樹脂で固定した場合、コイルを巻き替える場合に、樹脂をきれいに除去する必要があるので、メンテナンスに手間がかかる。   In order to improve the cooling efficiency of the coil end, it is known that a heat conductor is disposed between the coil end and the frame, and the gap between the heat conductor, the coil end and the frame is filled with resin (patent) Reference 1). However, when the coil end is fixed with resin as described in Patent Document 1, friction is generated at the interface between the coil end and the resin due to the difference between the thermal expansion amount of the coil end and the thermal expansion amount of the resin during motor operation. It is likely to occur. For this reason, when the operation and stop of the motor are repeated, the coil end and the resin expand and contract, and there is a problem that the insulator of the coil is easily damaged. Further, when the coil end is fixed with resin, it is necessary to remove the resin neatly when the coil is rewinded, which requires a lot of maintenance.

特開2002−191155号公報JP 2002-191155 A

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、コイルエンドの熱膨張に起因するコイルエンドの損傷を低減しつつ、熱損失をフレームに適切に伝達することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and one of its purposes is to appropriately transmit heat loss to the frame while reducing damage to the coil end due to thermal expansion of the coil end. .

本発明の一形態によれば、主軸を回転駆動させるモータが提供される。このモータは、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に取り付けられたコイルと、前記固定子鉄心及び前記コイルを収容するモータフレームと、を有する。前記コイルは、前記固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドを有する。前記モータはさらに、前記コイルエンドの熱を前記モータフレームに伝達するように構成される熱伝導部材と、前記熱伝導部材が前記コイルエンドと前記モータフレームとに接触するように、前記熱伝導部材を付勢する弾性部材と、を有する。   According to an aspect of the present invention, a motor that rotationally drives a main shaft is provided. The motor includes a stator core, a coil attached to the stator core, and a motor frame that houses the stator core and the coil. The coil has a coil end protruding in the axial direction from the stator core. The motor further includes a heat conducting member configured to transfer heat of the coil end to the motor frame, and the heat conducting member such that the heat conducting member contacts the coil end and the motor frame. And an elastic member for biasing.

本発明の他の一形態によれば、モータのコイルエンドを冷却する方法が提供される。この方法は、前記コイルエンドの熱を前記モータのモータフレームに伝導するための熱伝導部材を、前記コイルエンドと前記モータフレームとの間に配置する工程と、前記コイルエンドと前記モータのモータフレームとに接触するように前記熱伝導部材を付勢する工程と、を有する。   According to another aspect of the invention, a method for cooling a coil end of a motor is provided. The method includes a step of disposing a heat conducting member for conducting heat of the coil end to the motor frame of the motor between the coil end and the motor frame; and the coil end and the motor frame of the motor. And urging the heat conducting member so as to come into contact with.

モータの基本構成を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the basic composition of a motor. モータのコイルエンドの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the coil end of a motor. 穴に押しボルトを挿入した状態を示すモータの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the motor which shows the state which inserted the push bolt in the hole.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する図面において、同一の又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。図1は、モータの基本構成を説明する概略断面図である。図1においては、モータ10の一例としてキャンドモータを用いて説明する。図1に示すように、モータ10は、主軸12と、モータフレーム14と、固定子コイル16と、固定子鉄心18と、フレーム端板20と、回転子22と、キャン24と、を有する。主軸12は、ポンプ等の回転機械の主軸と連結して、回転機械の主軸を回転するように構成される。主軸12の外周部には、回転子22が嵌合される。回転子22は、いわゆるロータであり、固定子鉄心18及び固定子コイル16(コイルの一例に相当する)との電気的な相互作用により回転力が与えられ、それにより主軸12を回転駆動する。固定子鉄心18及び固定子コイル16は、モータフレーム14の固定子室内に配置される。固定子室は、モータフレーム14と、フレーム端板20と、キャン24により画定される空間である。この空間は密閉されており、回転子室内に満たされる処理対象流体が固定子室内に入り込むことが防止される。なお、本実施形態では、モータフレーム14とフレーム端板20とが、一体の部材であってもよいし、別々の部材であってもよい。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings described below, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the basic configuration of a motor. In FIG. 1, a canned motor will be described as an example of the motor 10. As shown in FIG. 1, the motor 10 includes a main shaft 12, a motor frame 14, a stator coil 16, a stator core 18, a frame end plate 20, a rotor 22, and a can 24. The main shaft 12 is connected to a main shaft of a rotary machine such as a pump, and is configured to rotate the main shaft of the rotary machine. A rotor 22 is fitted to the outer periphery of the main shaft 12. The rotor 22 is a so-called rotor, and a rotational force is applied by an electrical interaction with the stator core 18 and the stator coil 16 (corresponding to an example of a coil), thereby rotating the main shaft 12. The stator core 18 and the stator coil 16 are disposed in the stator chamber of the motor frame 14. The stator chamber is a space defined by the motor frame 14, the frame end plate 20, and the can 24. This space is sealed, so that the fluid to be processed filled in the rotor chamber is prevented from entering the stator chamber. In the present embodiment, the motor frame 14 and the frame end plate 20 may be integrated members or separate members.

固定子鉄心18は、軸方向に複数のスロットを有する。固定子コイル16は、固定子鉄心18の一のスロット内を延在し、その向きを変えて他のスロット内を延在するように、固定子鉄心18に巻かれる。これにより、固定子鉄心18の軸方向外側にコイルエンド17が形成される。固定子鉄心18への固定子コイル16の巻き方には、スロットを形成する複数のティースのそれぞれにコイルを巻く集中巻と、複数のティースをまたいでコイルを巻く分布巻が知られている。分布巻は、さらに、同心巻、重ね巻等に分類される。小型のモータには、一般的にエナメル線を用いた同心巻コイルが採用され、中型又は大型のモータには、エナメル線又は断面長方形の銅条をスロットに装着する重ね巻コイルが採用される。図1に示すモータ10の固定子コイル16としては、一例として重ね巻きコイルを採用することができる。   The stator core 18 has a plurality of slots in the axial direction. The stator coil 16 is wound around the stator core 18 so as to extend in one slot of the stator core 18 and to change its direction to extend in another slot. Thereby, the coil end 17 is formed on the axially outer side of the stator core 18. As a method of winding the stator coil 16 around the stator core 18, there are known a concentrated winding in which a coil is wound around each of a plurality of teeth forming a slot and a distributed winding in which a coil is wound across a plurality of teeth. Distributed winding is further classified into concentric winding, lap winding and the like. A concentric winding coil using enameled wire is generally used for a small motor, and a lap winding coil in which an enameled wire or a copper strip having a rectangular cross section is installed in a slot is used for a medium or large motor. As the stator coil 16 of the motor 10 shown in FIG. 1, a lap winding coil can be adopted as an example.

図1に示すように、モータフレーム14は、その外周面に冷却フィン26を有することができる。また、モータフレーム14は、内部に冷却用流体を通過させてモータフレーム14を冷却するための熱交換器34を有することもできる。この場合、モータフレーム14は、冷却媒体の入口部34aと、冷却媒体の出口部34bを有する。主軸12は、ラジアル軸受28,30及びスラスト軸受32により、回転可能に支持される。   As shown in FIG. 1, the motor frame 14 can have cooling fins 26 on the outer peripheral surface thereof. The motor frame 14 can also have a heat exchanger 34 for cooling the motor frame 14 by passing a cooling fluid therethrough. In this case, the motor frame 14 has a cooling medium inlet 34a and a cooling medium outlet 34b. The main shaft 12 is rotatably supported by radial bearings 28 and 30 and a thrust bearing 32.

次に、本実施形態に係るモータ10のコイルエンド17の具体的な冷却機構について説明する。図2は、モータ10のコイルエンド17の拡大断面図である。なお、図2においては、図1に示すモータ10とは異なり、固定子室が密閉されないモータ10の例を示す。図2に示すように、コイルエンド17は、固定子鉄心18から、主軸12(図1参照)の軸方向に突出するように構成される。コイルエンド17は、主軸12側に位置する内側部17aと、モータフレーム14側に位置する外側部17bと、を有する。この外側部17bは、図2に示すように、固定子鉄心18から、モータフレーム14の径方向外側(図中上側)に向かって傾斜するように構成される。言い換えれば、コイルエンド17の外側部17bとモータフレーム14との距離が、固定子鉄心18から離れるにつれて小さくなるように、コイルエンド17が形成される。   Next, a specific cooling mechanism for the coil end 17 of the motor 10 according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the coil end 17 of the motor 10. 2 shows an example of the motor 10 in which the stator chamber is not sealed, unlike the motor 10 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the coil end 17 is configured to protrude from the stator core 18 in the axial direction of the main shaft 12 (see FIG. 1). The coil end 17 has an inner portion 17a located on the main shaft 12 side and an outer portion 17b located on the motor frame 14 side. As shown in FIG. 2, the outer portion 17 b is configured to be inclined from the stator core 18 toward the radially outer side (upper side in the drawing) of the motor frame 14. In other words, the coil end 17 is formed such that the distance between the outer portion 17b of the coil end 17 and the motor frame 14 decreases as the distance from the stator core 18 increases.

本実施形態では、コイルエンド17の損失熱をモータフレーム14又はフレーム端板20に伝達してコイルエンド17を冷却するために、モータ10に熱伝導リング38(熱伝導部材の一例に相当する)が設けられる。熱伝導リング38は、熱伝導性が良好であり且つ絶縁性の高いセラミック材料、例えば窒化アルミニウムから形成され得る。熱伝導リング38は、他のセラミック材料、例えば酸化アルミニウム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、二酸化チタン、二酸化ケイ素、四窒化三ケイ素、窒化ホウ素等から形成されてもよい。   In the present embodiment, the heat loss of the coil end 17 is transmitted to the motor frame 14 or the frame end plate 20 to cool the coil end 17, so that the motor 10 has a heat conducting ring 38 (corresponding to an example of a heat conducting member). Is provided. The heat conducting ring 38 may be formed from a ceramic material having good thermal conductivity and high insulation, such as aluminum nitride. The heat conducting ring 38 may be formed from other ceramic materials such as aluminum oxide, beryllium oxide, magnesium oxide, titanium dioxide, silicon dioxide, trisilicon tetranitride, boron nitride, and the like.

熱伝導リング38は、図2に示すように、コイルエンド17とモータフレーム14との間に配置されている。また、熱伝導リング38は、コイルエンド17の外側部17bと接触する第1面38aと、モータフレーム14の内面と接触する第2面38bと、を有する。この第1面38aは、コイルエンド17の外側部17bに沿うように、テーパ状に形成される。言い換えれば、熱伝導リング38の径方向の厚さは、固定子鉄心18から離れるにつれて小さくなるように形成される。これにより、コイルエンド17と熱伝導リング38との接触面積を大きくして、コイルエンド17と熱伝導リング38との間の伝熱量を増加させることができる。   As shown in FIG. 2, the heat conducting ring 38 is disposed between the coil end 17 and the motor frame 14. The heat conducting ring 38 has a first surface 38 a that contacts the outer portion 17 b of the coil end 17, and a second surface 38 b that contacts the inner surface of the motor frame 14. The first surface 38 a is formed in a tapered shape so as to follow the outer portion 17 b of the coil end 17. In other words, the thickness of the heat conducting ring 38 in the radial direction is formed so as to decrease as the distance from the stator core 18 increases. Thereby, the contact area of the coil end 17 and the heat conductive ring 38 can be increased, and the amount of heat transfer between the coil end 17 and the heat conductive ring 38 can be increased.

第2面38bは、図2に示すように、モータフレーム14の内面の形状に対応する形状を有する。また、第2面38bによって形成される熱伝導リング38の外径は、熱伝導リング38がモータフレーム14内部を軸方向に摺動可能な程度に、モータフレーム14の内径よりもわずかに小さい。これにより、熱伝導リング38とモータフレーム14との接触面積を大きくして、熱伝導リング38とモータフレーム14との間の伝熱量を増加させることができる。なお、モータフレーム14は、一般的に円筒状であり、湾曲した内面を有する。したがって、本実施形態では、熱伝導リング38の第2面38bは湾曲して形成される。しかしながら、例えばモータフレーム14の内面が平坦である場合には、第2面38bも平坦に形成することができる。   As shown in FIG. 2, the second surface 38 b has a shape corresponding to the shape of the inner surface of the motor frame 14. The outer diameter of the heat conducting ring 38 formed by the second surface 38b is slightly smaller than the inner diameter of the motor frame 14 to such an extent that the heat conducting ring 38 can slide in the motor frame 14 in the axial direction. As a result, the contact area between the heat conducting ring 38 and the motor frame 14 can be increased, and the amount of heat transfer between the heat conducting ring 38 and the motor frame 14 can be increased. The motor frame 14 is generally cylindrical and has a curved inner surface. Therefore, in the present embodiment, the second surface 38b of the heat conducting ring 38 is formed to be curved. However, for example, when the inner surface of the motor frame 14 is flat, the second surface 38b can also be formed flat.

熱伝導リング38の第1面38a及び第2面38bには、固化しないグリス又はシリコンシーラント等を塗布することができる。これにより、第1面38aとコイルエンド17の外側部17bとの隙間、及び第2面38bとモータフレーム14の内面との微小な隙間を埋めることができ、熱伝導性を向上させることができる。   Non-solidified grease, silicon sealant, or the like can be applied to the first surface 38a and the second surface 38b of the heat conducting ring 38. Thereby, the clearance gap between the 1st surface 38a and the outer side part 17b of the coil end 17 and the minute clearance gap between the 2nd surface 38b and the inner surface of the motor frame 14 can be filled, and thermal conductivity can be improved. .

本実施形態では、モータ10は、熱伝導リング38がコイルエンド17及びモータフレーム14に適切に接触するように、熱伝導リング38を付勢するバネ36(弾性部材の一例に相当する)を有する。バネ36は、固定子鉄心18の軸方向端部に取り付けられた第1端部36aと、熱伝導リング38に取り付けられた第2端部36bと、を有する。本実施形態では、図2に示すように、バネ36の第2端部36bは、熱伝導リング38に形成された凹部38c内に嵌めこまれて固定される。バネ36は、熱伝導リング38の周方向に沿って複数設けられ得る。なお、単一のバネ36が設けられてもよい。この場合は、固定子鉄心18と略同一の径を有する単一のコイルバネを熱伝導リング38と固定子鉄心18との間に配置することができる。   In the present embodiment, the motor 10 includes a spring 36 (corresponding to an example of an elastic member) that biases the heat conducting ring 38 so that the heat conducting ring 38 properly contacts the coil end 17 and the motor frame 14. . The spring 36 has a first end 36 a attached to the axial end of the stator core 18 and a second end 36 b attached to the heat conducting ring 38. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the second end portion 36 b of the spring 36 is fitted and fixed in a recess 38 c formed in the heat conducting ring 38. A plurality of springs 36 may be provided along the circumferential direction of the heat conducting ring 38. A single spring 36 may be provided. In this case, a single coil spring having substantially the same diameter as the stator core 18 can be disposed between the heat conducting ring 38 and the stator core 18.

バネ36は、熱伝導リング38を、軸方向に沿って固定子鉄心18から離れる方向(図2中左方向)に付勢する。上述したように、コイルエンド17の外側部17bとモータフレーム14との間の距離は、固定子鉄心18から離れるにつれて小さくなっており、熱伝導リング38の径方向の厚さは、固定子鉄心18から離れるにつれて小さくなるように形成されている。したがって、熱伝導リング38は、バネ36によって、コイルエンド17の外側部17bとモータフレーム14との間の徐々に狭くなる隙間に、一定の圧力で押し込まれる。上述したように、モータ10のコイルエンド17は、運転時の発熱により膨張
する。このとき、熱伝導リング38は、バネ36によって、コイルエンド17の熱膨張に追従するように軸方向に移動する。また、モータ10の運転停止時には、コイルエンド17が収縮する。このとき、熱伝導リング38は、コイルエンド17の収縮と共に、コイルエンド17と熱伝導リング38との界面の摩擦力によって軸方向に移動する。このように、熱伝導リング38はバネ36によって軸方向に移動可能であるので、コイルエンド17が膨張又は収縮しても、熱伝導リング38とコイルエンド17の外側部17bとの接触面における摩擦を生じ難くすることができる。ひいては、固定子コイル16の寿命を長期化することができる。
The spring 36 biases the heat conducting ring 38 in the direction away from the stator core 18 along the axial direction (left direction in FIG. 2). As described above, the distance between the outer portion 17b of the coil end 17 and the motor frame 14 decreases as the distance from the stator core 18 increases, and the radial thickness of the heat conducting ring 38 increases. It is formed so as to decrease as it moves away from 18. Therefore, the heat conducting ring 38 is pushed by the spring 36 into the gradually narrowing gap between the outer portion 17b of the coil end 17 and the motor frame 14 with a constant pressure. As described above, the coil end 17 of the motor 10 expands due to heat generated during operation. At this time, the heat conducting ring 38 is moved in the axial direction by the spring 36 so as to follow the thermal expansion of the coil end 17. Further, when the operation of the motor 10 is stopped, the coil end 17 contracts. At this time, the heat conducting ring 38 moves in the axial direction by the frictional force at the interface between the coil end 17 and the heat conducting ring 38 as the coil end 17 contracts. As described above, since the heat conducting ring 38 can be moved in the axial direction by the spring 36, even if the coil end 17 expands or contracts, friction on the contact surface between the heat conducting ring 38 and the outer portion 17b of the coil end 17 occurs. Can be made difficult to occur. As a result, the life of the stator coil 16 can be extended.

本実施形態では、熱伝導リング38を付勢するバネ36として、コイルバネを採用しているが、これに限らず、任意の弾性部材を採用することができる。例えば、弾性部材としては、板バネ、皿バネ等の任意のバネ、又は樹脂等の弾性材料であってもよい。なお、バネ36の交換頻度を少なくする観点からは、バネ36は、金属又はセラミックスから形成されることが好ましい。   In the present embodiment, a coil spring is employed as the spring 36 for urging the heat conducting ring 38, but the present invention is not limited to this, and an arbitrary elastic member can be employed. For example, the elastic member may be an arbitrary spring such as a leaf spring or a disc spring, or an elastic material such as resin. From the viewpoint of reducing the replacement frequency of the spring 36, the spring 36 is preferably formed of metal or ceramics.

また、本実施形態では、バネ36は、第1端部36aが固定子鉄心18に固定されているが、熱伝導リング38がコイルエンド17とモータフレーム14とに接触するように付勢することができれば、バネ36の位置はこれに限られない。例えば、バネ36は、フレーム端板20と熱伝導リング38との間に配置されてもよい。この場合は、バネ36の第1端部36aがフレーム端板20に固定され、第2端部36bが熱伝導リング38に固定される。バネ36の長さを調節することで、バネ36は、熱伝導リング38をフレーム端板20に向かって引っ張ることができる。   In this embodiment, the first end 36 a of the spring 36 is fixed to the stator core 18, but the spring 36 is urged so as to contact the coil end 17 and the motor frame 14. If possible, the position of the spring 36 is not limited to this. For example, the spring 36 may be disposed between the frame end plate 20 and the heat conducting ring 38. In this case, the first end 36 a of the spring 36 is fixed to the frame end plate 20, and the second end 36 b is fixed to the heat conducting ring 38. By adjusting the length of the spring 36, the spring 36 can pull the heat conducting ring 38 toward the frame end plate 20.

モータ10は、さらに、コイルエンド17の内側部17aと接触するコイルサポートリング40を有する。熱伝導リング38がバネ36によって付勢されると、コイルエンド17が主軸12側(径方向内側)に向かって移動するように、熱伝導リング38の第1面38aからコイルエンド17に力が加わる。このとき、コイルエンド17が主軸12側に向かって変形すると、熱伝導リング38とコイルエンド17との間に隙間が生じて、熱伝導が適切に行われない虞がある。そこで、本実施形態のコイルサポートリング40は、コイルエンド17が主軸12側に移動することを制限するので、熱伝導リング38とコイルエンド17とを確実に接触させることができる。   The motor 10 further includes a coil support ring 40 that contacts the inner portion 17a of the coil end 17. When the heat conducting ring 38 is urged by the spring 36, a force is applied from the first surface 38a of the heat conducting ring 38 to the coil end 17 so that the coil end 17 moves toward the main shaft 12 side (in the radial direction). Join. At this time, if the coil end 17 is deformed toward the main shaft 12 side, a gap is generated between the heat conducting ring 38 and the coil end 17 and heat conduction may not be performed properly. Therefore, the coil support ring 40 of the present embodiment restricts the movement of the coil end 17 toward the main shaft 12, so that the heat conducting ring 38 and the coil end 17 can be reliably brought into contact with each other.

フレーム端板20には、固定子コイル16を固定子鉄心18に取り付ける又は取り外す際にボルトを挿入する穴20aを有する。図3は、穴20aに押しボルトを挿入した状態を示すモータ10の拡大断面図である。固定子コイル16を固定子鉄心18に取り付けるとき、図3に示すように、穴20aに押しボルト42(押圧部材の一例に相当する)を挿入して、熱伝導リング38を固定子鉄心18に近づく方向に押し付けておく。この状態で、固定子コイル16を固定子鉄心18に取り付け、コイルサポートリング40等に絶縁テープを巻きつけて、コイルエンド17の位置を固定する。その後、押しボルト42が穴20aから取り外されると、熱伝導リング38は、バネ36によって付勢されてフレーム端板20に向かって移動し、コイルエンド17の外側部17bと接触する。固定子コイル16を固定子鉄心18から取り外すときも、同様に、押しボルト42を使用して熱伝導リング38を固定子鉄心18に近づく方向に押し付けておく。この状態で、固定子鉄心18から固定子コイル16を取り外せばよい。なお、穴20aには、押しボルト42に限らず、熱伝導部材を固定子鉄心に向かって押し付けることができる任意の押圧部材を挿入することができる。   The frame end plate 20 has a hole 20 a into which a bolt is inserted when the stator coil 16 is attached to or removed from the stator core 18. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the motor 10 showing a state in which a push bolt is inserted into the hole 20a. When the stator coil 16 is attached to the stator core 18, as shown in FIG. 3, a push bolt 42 (corresponding to an example of a pressing member) is inserted into the hole 20 a and the heat conduction ring 38 is attached to the stator core 18. Press in the direction of approach. In this state, the stator coil 16 is attached to the stator core 18 and an insulating tape is wound around the coil support ring 40 or the like to fix the position of the coil end 17. Thereafter, when the push bolt 42 is removed from the hole 20 a, the heat conducting ring 38 is urged by the spring 36 and moves toward the frame end plate 20, and contacts the outer portion 17 b of the coil end 17. Similarly, when removing the stator coil 16 from the stator core 18, the heat conduction ring 38 is pressed in the direction approaching the stator core 18 using the push bolt 42. In this state, the stator coil 16 may be removed from the stator core 18. In addition, not only the push bolt 42 but the arbitrary pressing member which can press a heat conductive member toward a stator core can be inserted in the hole 20a.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれる
ことはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲及び明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、又は省略が可能である。例えば、本実施形態においては、熱伝導部材として熱伝導リング38を採用しているが、リング状の熱伝導部材には限られない。例えば、熱伝導リング38を周方向に複数に分割してもよい。言い換えれば、モータフレーム14の周方向に渡って、複数の鞍型の熱伝導部材を設けることができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment of the invention mentioned above is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes the equivalents thereof. In addition, any combination or omission of each component described in the claims and the specification is possible within a range where at least a part of the above-described problems can be solved or a range where at least a part of the effect can be achieved. is there. For example, in the present embodiment, the heat conducting ring 38 is employed as the heat conducting member, but the present invention is not limited to a ring-shaped heat conducting member. For example, the heat conducting ring 38 may be divided into a plurality in the circumferential direction. In other words, a plurality of bowl-shaped heat conduction members can be provided along the circumferential direction of the motor frame 14.

以下に本明細書が開示する形態のいくつかを記載しておく。
第1形態によれば、主軸を回転駆動させるモータが提供される。このモータは、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に取り付けられたコイルと、前記固定子鉄心及び前記コイルを収容するモータフレームと、を有する。前記コイルは、前記固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドを有する。前記モータはさらに、前記コイルエンドの熱を前記モータフレームに伝達するように構成される熱伝導部材と、前記熱伝導部材が前記コイルエンドと前記モータフレームとに接触するように、前記熱伝導部材を付勢する一つ以上の弾性部材と、を有する。
Some of the forms disclosed in this specification will be described below.
According to the 1st form, the motor which rotates a main shaft is provided. The motor includes a stator core, a coil attached to the stator core, and a motor frame that houses the stator core and the coil. The coil has a coil end protruding in the axial direction from the stator core. The motor further includes a heat conducting member configured to transfer heat of the coil end to the motor frame, and the heat conducting member such that the heat conducting member contacts the coil end and the motor frame. One or more elastic members for biasing.

第2形態によれば、第1形態のモータにおいて、前記コイルエンドは、前記主軸側に位置する内側部と、前記モータフレーム側に位置する外側部と、を有し、前記コイルエンドの前記外側部は、前記固定子鉄心から前記モータフレームの径方向外側に向かって傾斜するように構成され、前記熱伝導部材は、前記コイルエンドの外側部と接触する第1面と、前記モータフレームの内面と接触する第2面と、を有し、前記第1面は、前記コイルエンドの外側部に沿うようにテーパ状に形成される。   According to a second aspect, in the motor according to the first aspect, the coil end includes an inner part located on the main shaft side and an outer part located on the motor frame side, and the outer side of the coil end. The portion is configured to incline from the stator core toward the radially outer side of the motor frame, and the heat conducting member includes a first surface that contacts an outer portion of the coil end, and an inner surface of the motor frame. A first surface that is in contact with the outer surface of the coil end.

第3形態によれば、第2形態のモータにおいて、前記熱伝導部材の前記第2面は、前記モータフレームの前記内面の形状に対応する形状を有する。   According to the third mode, in the motor of the second mode, the second surface of the heat conducting member has a shape corresponding to the shape of the inner surface of the motor frame.

第4形態によれば、第2又は第3形態のモータにおいて、前記コイルエンドの前記内側部と接触して、前記主軸側への前記コイルエンドの移動を制限する支持部材を有する。   According to the 4th form, in the motor of the 2nd or 3rd form, it has a supporting member which contacts the inside part of the coil end, and restricts movement of the coil end to the principal axis side.

第5形態によれば、第1から第4形態のいずれかのモータにおいて、前記弾性部材は、バネであり、前記バネは、前記固定子鉄心の軸方向端部に取り付けられた第1端部と、前記熱伝導部材に取り付けられた第2端部と、を有し、前記熱伝導部材を、軸方向に沿って前記固定子鉄心から離れる方向に付勢する。   According to a fifth aspect, in the motor of any one of the first to fourth aspects, the elastic member is a spring, and the spring is a first end portion attached to an axial end portion of the stator core. And a second end attached to the heat conducting member, and urges the heat conducting member in a direction away from the stator core along the axial direction.

第6形態によれば、第5形態のモータにおいて、前記モータフレームの軸方向端部に取り付けられるフレーム端板を有し、前記フレーム端板は、前記熱伝導部材が前記コイルエンドから離間するように前記熱伝導部材を前記固定子鉄心に近づく方向に押し付けるための押圧部材を挿入する穴を有する。   According to the sixth aspect, in the motor according to the fifth aspect, the frame end plate is attached to the axial end portion of the motor frame, and the frame end plate is configured such that the heat conducting member is separated from the coil end. A hole for inserting a pressing member for pressing the heat conducting member in a direction approaching the stator core.

第7形態によれば、第1から第6形態のいずれかのモータにおいて、前記熱伝導部材は、セラミックから形成される。   According to a seventh aspect, in the motor according to any one of the first to sixth aspects, the heat conducting member is made of ceramic.

第8形態によれば、モータのコイルエンドを冷却する方法が提供される。この方法は、前記コイルエンドの熱を前記モータのモータフレームに伝導するための熱伝導部材を、前記コイルエンドと前記モータフレームとの間に配置する工程と、前記コイルエンドと前記モータのモータフレームとに接触するように前記熱伝導部材を付勢する工程と、を有する。   According to the 8th form, the method of cooling the coil end of a motor is provided. The method includes a step of disposing a heat conducting member for conducting heat of the coil end to the motor frame of the motor between the coil end and the motor frame; and the coil end and the motor frame of the motor. And urging the heat conducting member so as to come into contact with.

第9形態によれば、第8形態の方法において、前記コイルエンドは、前記モータの主軸側に位置する内側部と、前記モータフレーム側に位置する外側部と、を有し、前記コイル
エンドの前記外側部は、前記モータの固定子鉄心から前記モータフレームの径方向外側に向かって傾斜するように構成され、前記付勢する工程は、前記モータの主軸の軸方向に沿って固定子鉄心から離れる方向に前記熱伝導部材を付勢する工程を含む。
According to a ninth form, in the method of the eighth form, the coil end has an inner part located on the spindle side of the motor and an outer part located on the motor frame side, The outer portion is configured to incline from the stator core of the motor toward the radially outer side of the motor frame, and the urging step is performed from the stator core along the axial direction of the main shaft of the motor. A step of urging the heat conducting member in the direction of separating.

第10形態によれば、第8又は第9形態の方法において、前記主軸側への前記コイルエンドの移動を制限する工程を有する。   According to the 10th form, in the method of the 8th or 9th form, it has the process of restrict | limiting the movement of the said coil end to the said spindle side.

10…モータ
12…主軸
14…モータフレーム
16…固定子コイル
17…コイルエンド
18…固定子鉄心
20…フレーム端板
36…バネ
38…熱伝導リング
40…コイルサポートリング
42…押しボルト
17a…内側部
17b…外側部
20a…穴
36a…第1端部
36b…第2端部
38a…第1面
38b…第2面
38c…凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor 12 ... Main shaft 14 ... Motor frame 16 ... Stator coil 17 ... Coil end 18 ... Stator core 20 ... Frame end plate 36 ... Spring 38 ... Heat conduction ring 40 ... Coil support ring 42 ... Push bolt 17a ... Inside part 17b ... outer side 20a ... hole 36a ... first end 36b ... second end 38a ... first surface 38b ... second surface 38c ... recess

Claims (10)

主軸を回転駆動させるモータであって、
固定子鉄心と、
前記固定子鉄心に取り付けられたコイルと、
前記固定子鉄心及び前記コイルを収容するモータフレームと、を有し、
前記コイルは、前記固定子鉄心から軸方向に突出するコイルエンドを有し、
前記モータはさらに、前記コイルエンドの熱を前記モータフレームに伝達するように構成される熱伝導部材と、
前記熱伝導部材が前記コイルエンドと前記モータフレームとに接触するように、前記熱伝導部材を付勢する一つ以上の弾性部材と、を有する、モータ。
A motor for rotating the spindle,
A stator core,
A coil attached to the stator core;
A motor frame that houses the stator core and the coil, and
The coil has a coil end protruding in an axial direction from the stator core,
The motor is further configured to transfer heat of the coil end to the motor frame; and
One or more elastic members that urge the heat conducting member so that the heat conducting member contacts the coil end and the motor frame.
請求項1に記載されたモータにおいて、
前記コイルエンドは、前記主軸側に位置する内側部と、前記モータフレーム側に位置する外側部と、を有し、
前記コイルエンドの前記外側部は、前記固定子鉄心から前記モータフレームの径方向外側に向かって傾斜するように構成され、
前記熱伝導部材は、前記コイルエンドの外側部と接触する第1面と、前記モータフレームの内面と接触する第2面と、を有し、
前記第1面は、前記コイルエンドの外側部に沿うようにテーパ状に形成される、モータ。
The motor according to claim 1,
The coil end has an inner part located on the main shaft side and an outer part located on the motor frame side,
The outer portion of the coil end is configured to be inclined from the stator core toward the radially outer side of the motor frame,
The heat conducting member has a first surface that contacts an outer portion of the coil end, and a second surface that contacts an inner surface of the motor frame,
The first surface is a motor that is formed in a taper shape along the outer side of the coil end.
請求項2に記載されたモータにおいて、
前記熱伝導部材の前記第2面は、前記モータフレームの前記内面の形状に対応する形状を有する、モータ。
The motor according to claim 2,
The motor, wherein the second surface of the heat conducting member has a shape corresponding to the shape of the inner surface of the motor frame.
請求項2又は3に記載されたモータにおいて、
前記コイルエンドの前記内側部と接触して、前記主軸側への前記コイルエンドの移動を制限する支持部材を有する、モータ。
In the motor according to claim 2 or 3,
A motor having a support member that contacts the inner portion of the coil end and restricts the movement of the coil end toward the main shaft.
請求項1から4の何れか一項に記載されたモータにおいて、
前記弾性部材は、バネであり、
前記バネは、前記固定子鉄心の軸方向端部に取り付けられた第1端部と、前記熱伝導部材に取り付けられた第2端部と、を有し、前記熱伝導部材を、軸方向に沿って前記固定子鉄心から離れる方向に付勢する、モータ。
In the motor according to any one of claims 1 to 4,
The elastic member is a spring;
The spring has a first end attached to the axial end of the stator core and a second end attached to the heat conducting member, and the heat conducting member is axially A motor that urges along a direction away from the stator core.
請求項5に記載されたモータにおいて、
前記モータフレームの軸方向端部に取り付けられるフレーム端板を有し、
前記フレーム端板は、前記熱伝導部材が前記コイルエンドから離間するように前記熱伝導部材を前記固定子鉄心に近づく方向に押し付けるための押圧部材を挿入する穴を有する、モータ。
The motor according to claim 5, wherein
A frame end plate attached to the axial end of the motor frame;
The frame end plate has a hole for inserting a pressing member for pressing the heat conducting member in a direction approaching the stator core so that the heat conducting member is separated from the coil end.
請求項1から6の何れか一項に記載されたモータにおいて、
前記熱伝導部材は、セラミックから形成される、モータ。
The motor according to any one of claims 1 to 6,
The heat conduction member is a motor formed of ceramic.
モータのコイルエンドを冷却する方法であって、
前記コイルエンドの熱を前記モータのモータフレームに伝導するための熱伝導部材を、前記コイルエンドと前記モータフレームとの間に配置する工程と、
前記コイルエンドと前記モータのモータフレームとに接触するように前記熱伝導部材を付勢する工程と、を有する、方法。
A method for cooling a coil end of a motor,
Disposing a heat conducting member for conducting heat of the coil end to the motor frame of the motor between the coil end and the motor frame;
Urging the heat conducting member to contact the coil end and the motor frame of the motor.
請求項8に記載された方法において、
前記コイルエンドは、前記モータの主軸側に位置する内側部と、前記モータフレーム側に位置する外側部と、を有し、
前記コイルエンドの前記外側部は、前記モータの固定子鉄心から前記モータフレームの径方向外側に向かって傾斜するように構成され、
前記付勢する工程は、前記モータの主軸の軸方向に沿って固定子鉄心から離れる方向に前記熱伝導部材を付勢する工程を含む、方法。
The method of claim 8, wherein
The coil end has an inner part located on the spindle side of the motor and an outer part located on the motor frame side,
The outer portion of the coil end is configured to incline from the stator core of the motor toward the radially outer side of the motor frame,
The step of urging includes a step of urging the heat conducting member in a direction away from the stator core along the axial direction of the main shaft of the motor.
請求項8又は9に記載された方法において、
前記主軸側への前記コイルエンドの移動を制限する工程を有する、方法。
The method according to claim 8 or 9, wherein
A method comprising the step of restricting movement of the coil end toward the main shaft.
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