JP2019176626A

JP2019176626A - 回転電機

Info

Publication number: JP2019176626A
Application number: JP2018062561A
Authority: JP
Inventors: 喜亮関; Yoshiaki Seki; 今村　健広; Takehiro Imamura; 健広今村; 亮赤松; Akira Akamatsu; 秀幸吉田; Hideyuki Yoshida; 博士山下; Hiroshi Yamashita; 俊雄岡澤; Toshio Okazawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2019-10-10
Also published as: EP3547508A1; CN110323855A; US20190305639A1

Abstract

【課題】中性点バスバーに温度センサを設けるための特別な加工を施す手間を省略できる回転電機を提供する。【解決手段】回転電機１は、ロータ２０と、ロータ２０に対向して配置されるステータ３０と、ロータ２０及びステータ３０を収容するケース４０と、を備える。ステータ３０のステータコイル５０は、複数相のコイルが中性点バスバー６０で連結されており、中性点バスバー６０は、ステータコア３１の一端面３１ａから軸方向に突出したコイルエンド５２に設けられる。ケース４０の内部には、ステータコイル５０を冷却する冷却パイプ７０が設けられ、冷却パイプ７０には、コイルエンド５２に向かって冷媒Ｒを吐出する第１冷媒供給孔７１と、中性点バスバー６０に向かって冷媒Ｒを吐出する第２冷媒供給孔７２と、が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、電動車両に搭載可能な回転電機に関する。

回転電機では、通電により発熱するステータコイルのコイルエンドに冷媒を供給して冷却している。また、ステータコイルの温度を温度センサで検出し、検出温度が所定温度に上昇したらステータコイルへの通電を遮断する等の制御を行っている。

温度センサは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相のコイルを電気的に接続する中性点バスバーに取り付けられる。温度センサの取付けに関し、中性点バスバーの端部をＵ字状に折り曲げて、このＵ字状の折り曲げ部に温度センサを挟み込んで保持する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−１２３１５５号公報

しかし、特許文献１では、温度センサを取り付けるために、中性点バスバーの端部をＵ字状に折り曲げる特別な加工を行う必要があり、相当な手間を要していた。

本発明は、中性点バスバーに特別な加工を施す手間を省略できる回転電機を提供する。

本発明は、
ロータと、
ステータコアと、該ステータコアに取り付けられるステータコイルと、を備え、該ロータに対向して配置されるステータと、
前記ロータ及び前記ステータを収容するケースと、を備える回転電機であって、
前記ステータコイルは、複数相のコイルが中性点バスバーで連結されており、
前記中性点バスバーは、前記ステータコアの一端面から軸方向に突出したコイルエンドに設けられ、
前記ケースの内部には、前記ステータコイルを冷却する冷却パイプが設けられ、
該冷却パイプには、前記コイルエンドに向かって冷媒を吐出する第１冷媒供給孔と、前記中性点バスバーに向かって前記冷媒を吐出する第２冷媒供給孔と、が設けられている。

本発明によれば、冷却パイプには、コイルエンドに向かって冷媒を吐出する第１冷媒供給孔と、中性点バスバーに向かって冷媒を吐出する第２冷媒供給孔と、が設けられているので、一本の冷却パイプでコイルエンドと中性点バスバーとの両方を冷却することができる。特に中性点バスバーは高温になりやすいため、中性点バスバーを冷媒で直接冷却することで中性点バスバーの発熱を抑制できる。これにより温度センサを中性点バスバーに保持させる必要がなくなるため、中性点バスバーに特別な加工を施す手間を省略できる。

本発明の一実施形態の回転電機の断面図である。図１の回転電機の要部斜視図である。

以下、本発明の回転電機の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。

図１及び図２に示すように、回転電機１は、ロータ２０と、ステータ３０と、ロータ２０及びステータ３０を収容するケース４０と、を備える。

ステータ３０は、ステータコア３１と、ステータコア３１に取り付けられるステータコイル５０と、を備えている。ステータコア３１の内周部には、周方向に等間隔に複数のティース３２が設けられ、隣り合うティース３２間に形成されたスロットにステータコイル５０が巻装されている。

ステータコイル５０は、略Ｕ字形状の複数のセグメントコイル５１から構成される。ステータコイル５０は、複数相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルを有し、これら複数相のコイルが中性点バスバー６０で連結されている。即ち、中性点バスバー６０には、各相のコイルの一端部がそれぞれ接続されている。各相のコイルの他端部は、ステータコイル５０に電力を供給するバスバーユニット６１に設けられた各相のバスバー６２Ｕ、６２Ｖ、６２Ｗにそれぞれ接続されている。なお、図２中、符号６３Ｕ、６３Ｖ、６３Ｗは、各相のコイルループを接続するバスバーである。

中性点バスバー６０は、ステータコア３１の一端面３１ａから軸方向に突出したコイルエンド５２の最上部に配置されている。

ケース４０の内部には、ステータコイル５０を冷却する冷却パイプ７０が設けられている。冷却パイプ７０は、ステータコア３１の上部周辺に軸方向に延設されている。冷却パイプ７０は、冷却パイプ７０は、ステータコア３１の周方向の複数箇所に配置されていてもよい。図２では、２本の冷却パイプ７０が示されている。なお、以下の説明では、最上部に配置された冷却パイプ７０について説明する。

冷却パイプ７０には、コイルエンド５２に向かって冷媒Ｒを吐出する第１冷媒供給孔７１と、中性点バスバー６０に向かって冷媒Ｒを吐出する第２冷媒供給孔７２と、ステータコア３１の外周面３１ｂに冷媒Ｒを吐出する第３冷媒供給孔７３と、が設けられている。第１冷媒供給孔７１、第２冷媒供給孔７２、及び第３冷媒供給孔７３は、冷却パイプ７０の軸方向に離間し、それぞれコイルエンド５２の上部、中性点バスバー６０の上部、及びステータコア３１の外周面３１ｂの上部に対向するように設けられている。

冷却パイプ７０に、コイルエンド５２に向かって冷媒Ｒを吐出する第１冷媒供給孔７１と、中性点バスバー６０に向かって冷媒Ｒを吐出する第２冷媒供給孔７２と、ステータコア３１の外周面３１ｂに冷媒Ｒを吐出する第３冷媒供給孔７３と、が設けられていることにより、一本の冷却パイプ７０でコイルエンド５２、中性点バスバー６０及びステータコア３１を同時に冷却することができる。特に中性点バスバー６０は高温になりやすいため、中性点バスバー６０を直接冷却することで中性点バスバー６０の発熱を抑制できる。これにより、従来のように温度センサを中性点バスバー６０に保持させる必要がなくなるため、中性点バスバー６０に温度センサを保持するための特別な加工を施す手間を省略できる。

また、中性点バスバー６０がコイルエンド５２の最上部に配置されているため、従来のようにコイルエンド５２に冷媒Ｒを供給するのみでは、冷媒Ｒによる中性点バスバー６０の直接冷却は期待できないが、冷却パイプ７０から中性点バスバー６０に向けて冷媒Ｒを吐出することで、中性点バスバー６０を冷媒Ｒで直接冷却し、中性点バスバー６０の発熱を確実に抑制できる。これにより、ステータコイル５０の中性点の温度を測定することなく熱要件を満たすことができる。

図２では、第１冷媒供給孔７１が、冷却パイプ７０の周方向二箇所に設けられている。これにより、コイルエンド５２の広範囲に冷媒Ｒを供給して、コイルエンド５２を効果的に冷却することができる。一方、第２冷媒供給孔７２は、中性点バスバー６０に向けて略ピンポイントで冷媒Ｒを吐出する。これにより、中性点バスバー６０を冷媒Ｒによって確実に冷却することができる。

第２冷媒供給孔７２は、中性点バスバー６０の最上部に向かって冷媒Ｒを吐出することが好ましい。これにより、重力を利用して中性点バスバー６０全体に冷媒を行き渡らせることができ、中性点バスバー６０を効果的に冷却することができる。

なお、前述した実施形態は、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、冷却パイプ７０は、一本の連続するパイプであっても複数本のパイプが並列に接続されたものであってもよい。
また、第１冷媒供給孔７１、第２冷媒供給孔７２、及び第３冷媒供給孔７３は、冷却パイプ７０の周方向の一箇所に設けてもよく、複数箇所に設けてもよい。

また、前術した実施形態では、冷却パイプ７０に第３冷媒供給孔７３が設けられているが、第３冷媒供給孔７３は、第１冷媒供給孔７１及び第２冷媒供給孔７２が設けられた冷却パイプ７０とは別の冷却パイプに設けられていてもよい。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１）ロータ（ロータ２０）と、
ステータコア（ステータコア３１）と、該ステータコアに取り付けられるステータコイル（ステータコイル５０）と、を備え、該ロータに対向して配置されるステータ（ステータ３０）と、
前記ロータ及び前記ステータを収容するケース（ケース４０）と、を備える回転電機（回転電機１）であって、
前記ステータコイルは、複数相のコイルが中性点バスバー（中性点バスバー６０）で連結されており、
前記中性点バスバーは、前記ステータコアの一端面（一端面３１ａ）から軸方向に突出したコイルエンド（コイルエンド５２）に設けられ、
前記ケースの内部には、前記ステータコイルを冷却する冷却パイプ（冷却パイプ７０）が設けられ、
該冷却パイプには、前記コイルエンドに向かって冷媒（冷媒Ｒ）を吐出する第１冷媒供給孔（第１冷媒供給孔７１）と、前記中性点バスバーに向かって前記冷媒を吐出する第２冷媒供給孔（第２冷媒供給孔７２）と、が設けられている、回転電機。

（１）によれば、冷却パイプには、コイルエンドに向かって冷媒を吐出する第１冷媒供給孔と、中性点バスバーに向かって冷媒を吐出する第２冷媒供給孔と、が設けられているので、一本の冷却パイプでコイルエンドと中性点バスバーとの両方を冷却することができる。特に中性点バスバーは高温になりやすいため、中性点バスバーを冷媒で直接冷却することで中性点バスバーの発熱を抑制できる。これにより温度センサを中性点バスバーに保持させる必要がなくなるため、中性点バスバーに特別な加工を施す手間を省略できる。

（２）（１）に記載の回転電機であって、
前記冷却パイプには、前記ステータコアの外周面（外周面３１ｂ）に前記冷媒を吐出する第３冷媒供給孔（第３冷媒供給孔７３）が設けられている、回転電機。

（２）によれば、冷却パイプには、ステータコアの外周面に冷媒を吐出する第３冷媒供給孔が設けられているので、コイルエンド及び中性点バスバーに加えてステータコアも、一本の冷却パイプで冷却することができる。

（３）（１）又は（２）に記載の回転電機であって、
前記中性点バスバーは、前記コイルエンドの最上部に配置されている、回転電機。

（３）によれば、中性点バスバーがコイルエンドの最上部に配置されていると、コイルエンドに冷媒を供給するのみでは、冷媒による中性点バスバーの直接冷却は期待できないが、冷却パイプから中性点バスバーに向けて冷媒を吐出することで、中性点バスバーを冷媒で直接冷却し、中性点バスバーの発熱を確実に抑制できる。

（４）（３）に記載の回転電機であって、
前記第２冷媒供給孔は、前記中性点バスバーの最上部に冷媒を吐出する、回転電機。

（４）によれば、第２冷媒供給孔が中性点バスバーの最上部に冷媒を吐出することで、重力を利用して中性点バスバー全体に冷媒を行き渡らせることができ、中性点バスバーを効果的に冷却することができる。

１回転電機
２０ロータ
３０ステータ
３１ステータコア
３１ａ一端面
３１ｂ外周面
４０ケース
５０ステータコイル
５２コイルエンド
６０中性点バスバー
７０冷却パイプ
７１第１冷媒供給孔
７２第２冷媒供給孔
７３第３冷媒供給孔
Ｒ冷媒

Claims

ロータと、
ステータコアと、該ステータコアに取り付けられるステータコイルと、を備え、該ロータに対向して配置されるステータと、
前記ロータ及び前記ステータを収容するケースと、を備える回転電機であって、
前記ステータコイルは、複数相のコイルが中性点バスバーで連結されており、
前記中性点バスバーは、前記ステータコアの一端面から軸方向に突出したコイルエンドに設けられ、
前記ケースの内部には、前記ステータコイルを冷却する冷却パイプが設けられ、
該冷却パイプには、前記コイルエンドに向かって冷媒を吐出する第１冷媒供給孔と、前記中性点バスバーに向かって前記冷媒を吐出する第２冷媒供給孔と、が設けられている、回転電機。
請求項１に記載の回転電機であって、
前記冷却パイプには、前記ステータコアの外周面に前記冷媒を吐出する第３冷媒供給孔が設けられている、回転電機。
請求項１又は２に記載の回転電機であって、
前記中性点バスバーは、前記コイルエンドの最上部に配置されている、回転電機。
請求項３に記載の回転電機であって、
前記第２冷媒供給孔は、前記中性点バスバーの最上部に冷媒を吐出する、回転電機。