JP2021131126A - Liquid cooling device and rotary electric machine including liquid cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、液冷装置及び液冷装置を備えた回転電機に関するものである。 The present application relates to a liquid cooling device and a rotary electric machine provided with the liquid cooling device.
従来より、液冷装置の異なる種類の2つの金属部材で構成される配管継ぎ手の嵌合部において、環境温度及び運転温度の温度変化に伴う熱膨張率の差によって、2つの部材のはめ合いが緩み、固定力が低下するという問題点があった。
従来の継ぎ手構造では、2つの管を長手方向に接続する管継手において、2つの管の一端側をねじで結合し、他端側に2つの管よりも熱膨張率の大きい材料からなる第3の管を設け、2つの管の間に第3の管を挟持して、ねじを締め込むことにより2つの管と第3の管の両シール面を締着するものがあった。
Conventionally, in the fitting part of a pipe joint composed of two metal members of different types of a liquid cooling device, the fitting of the two members has been caused by the difference in the coefficient of thermal expansion due to the temperature change of the environmental temperature and the operating temperature. There was a problem that it loosened and the fixing force decreased.
In the conventional joint structure, in a pipe joint connecting two pipes in the longitudinal direction, one end side of the two pipes is connected with a screw, and the other end side is made of a material having a larger thermal expansion rate than the two pipes. In some cases, a third pipe was sandwiched between the two pipes, and the sealing surfaces of the two pipes and the third pipe were fastened by tightening the screws.
2つの管の一端側にねじを設け、他端側に2つの管よりも熱膨張率の大きい材料からなる第3の管を設けて、ねじを締め込むことにより、熱膨張率の大きい材料の熱膨張によって2つの管と第3の管の両シール面を押し付ける力が発生し、また2つの管の一端側に設けたねじの締付け力との協働によって、2つの管の接合部を確実にしている(特許文献1参照)。 A screw is provided on one end side of the two pipes, and a third pipe made of a material having a coefficient of thermal expansion larger than that of the two pipes is provided on the other end side. Due to thermal expansion, a force is generated that presses both sealing surfaces of the two pipes and the third pipe, and the joint between the two pipes is secured by the cooperation with the tightening force of the screw provided on one end side of the two pipes. (See Patent Document 1).
上記特許文献1に示された嵌合構造では、熱膨張により管の長手方向に押し付け力を発生させ締結強度を高めているため、環境温度が製造時よりも低温になった場合、熱膨張率の大きい第3の管は収縮し押しつける力を発揮することができない。そのため、例えば車載用の液冷装置において、寒冷地での低温からエンジンルーム内の高温に至るまで激しい温度変化に耐える構造と信頼性が求められる場合、嵌合部の強度を維持し、更には水路部におけるシール性を発揮することができない。
さらに、嵌合部構造としてねじ部を使用すると、ねじ止めする工程とねじを巻く量を管理する必要があり、嵌合に手間がかかり、生産性が低下するという問題点がある。
In the fitting structure shown in
Further, when the screw portion is used as the fitting portion structure, it is necessary to control the screwing process and the amount of winding the screw, which causes a problem that the fitting takes time and labor and the productivity is lowered.
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、環境温度が嵌合時よりも高温になり、あるいは低温になっても固定力を高め、ニップルと水路部からなる2つの部材を容易に嵌合することのできる液冷装置及び液冷装置を備えた回転電機を得ることを目的としている。 The present application discloses a technique for solving the above-mentioned problems, and comprises a nipple and a water channel portion, which increases the fixing force even when the environmental temperature becomes higher or lower than that at the time of fitting. It is an object of the present invention to obtain a rotary electric machine provided with a liquid cooling device and a liquid cooling device capable of easily fitting two members.
本願に開示される液冷装置は、水路部と、前記水路部に接続されるニップルを備え、
前記水路部に設けられるとともに、水路と外部を接続する水路接続部と、前記水路接続部に設けられるとともに前記ニップルが圧入される圧入部を備えたものであって、
前記水路接続部に熱固定部を設け、前記熱固定部において前記ニップルの圧入中心軸から径方向に向かって前記ニップル、固定部材、前記水路部の順に配置するとともに、前記ニップルの熱膨張係数は前記水路部の熱膨張係数よりも小さく、前記固定部材の熱膨張係数は前記水路部の熱膨張係数よりも大きいものである。
The liquid cooling device disclosed in the present application includes a water channel portion and a nipple connected to the water channel portion.
It is provided in the water channel portion and includes a water channel connecting portion for connecting the water channel and the outside, and a press-fitting portion provided in the water channel connecting portion and into which the nipple is press-fitted.
A heat fixing portion is provided in the water channel connecting portion, and the nipple, the fixing member, and the water channel portion are arranged in this order in the radial direction from the press-fitting center axis of the nipple in the heat fixing portion, and the coefficient of thermal expansion of the nipple is set. It is smaller than the coefficient of thermal expansion of the water channel portion, and the coefficient of thermal expansion of the fixing member is larger than the coefficient of thermal expansion of the water channel portion.
又本願に開示される別の液冷装置は、水路部と、前記水路部に接続されるニップルを備え、
前記水路部に設けられるとともに、水路と外部を接続する水路接続部と、前記水路接続部に設けられるとともに前記ニップルが圧入される圧入部を備えたものであって、
前記水路接続部に熱固定部を設け、前記熱固定部において前記ニップルの圧入中心軸から径方向に向かって前記ニップル、前記水路部、固定部材の順に配置するとともに、前記ニップルの熱膨張係数は前記固定部材の熱膨張係数よりも小さく、前記固定部材の熱膨張係数は前記水路部の熱膨張係数よりも小さいものである。
Another liquid cooling device disclosed in the present application includes a water channel portion and a nipple connected to the water channel portion.
It is provided in the water channel portion and includes a water channel connecting portion for connecting the water channel and the outside, and a press-fitting portion provided in the water channel connecting portion and into which the nipple is press-fitted.
A heat fixing portion is provided in the water channel connecting portion, and the nipple, the water channel portion, and the fixing member are arranged in this order in the radial direction from the press-fitting center axis of the nipple in the heat fixing portion, and the coefficient of thermal expansion of the nipple is set. It is smaller than the coefficient of thermal expansion of the fixing member, and the coefficient of thermal expansion of the fixing member is smaller than the coefficient of thermal expansion of the water channel portion.
本願に開示される液冷装置を備えた回転電機は、液冷装置における水路部と、電力変換回路部と制御回路部を備えた電力制御装置とが接するように配置されるものである。 The rotary electric machine provided with the liquid cooling device disclosed in the present application is arranged so that the water channel portion in the liquid cooling device and the power control device including the power conversion circuit unit and the control circuit unit are in contact with each other.
本願に開示される液冷装置及び液冷装置を備えた回転電機によれば、環境温度が嵌合時よりも高温になり、あるいは低温になっても固定力を高め、ニップルと水路部からなる2つの部材を容易に嵌合することができる。 According to the liquid cooling device and the rotary electric machine provided with the liquid cooling device disclosed in the present application, the fixing force is increased even when the environmental temperature becomes higher or lower than that at the time of fitting, and the nipple and the water channel portion are formed. The two members can be easily fitted.
実施の形態1.
図1は実施の形態1による液冷装置を示す斜視図、図2は液冷装置を示す側面断面図である。図2に示すように、水路部1に水路と外部を接続する水路接続部11が設けられ、水路接続部11に圧入部100と熱固定部110が設けられている。そして水路接続部11の圧入部100の穴径よりも大きい外径を持つニップル3が圧入されている。水路接続部11の熱固定部110はニップル3と、水路部1と、固定部材2を有し、それぞれ異なる部材で構成される。
FIG. 1 is a perspective view showing the liquid cooling device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a side sectional view showing the liquid cooling device. As shown in FIG. 2, the
ニップル3は円筒形状に構成されており、ニップル3の内部を冷却液が流れ、水路と外部との間で冷却液の流出入が行われる。ニップル3の圧入部端部には、ニップル3の径方向に広がるフランジ部31が設けられている。ニップル3の圧入部端部と反対側の端部はテーパを備えた外部接続部32が設けられ、図示しない外部の機器とつながるホースが外部接続部32に接続される。図1において、曲げ部を有するニップル3が示されているが、この形状に限られることなく、外部の機器の位置あるいは液冷装置の構造によって、任意のニップル形状を取ることができる。水路と外部をつなぐため外部より水路へ貫通穴にて水路接続部11が製作される。水路部1にニップル3を圧入する際、フランジ部31を水路接続部11側に押し込むことで圧入する。
The
熱固定部110において、圧入中心軸に垂直な径方向に異なる材質の部材を配置することを考える。例えば3つの異なる部材で構成され、圧入中心軸から近い順に部材A、部材B、部材Cとし、それぞれの熱膨張係数をα1、α2、α3、ヤング率をE1、E2、E3とする。このとき大小関係をα1<α3かつα3<α2かつE2<E3とする。
図2の構成では、部材Aはニップル3、部材Bは固定部材2、部材Cは水路部1となる。熱固定部110においてニップル3、固定部材2、水路部1を備え、熱膨張係数が水路部1より小さいニップル3と、熱膨張係数が水路部1より大きい固定部材2と、ヤング率が水路部1より小さい固定部材2によって構成されることとなり、熱固定部110においてニップル3の圧入中心軸から径方向に向かってニップル3、固定部材2、水路部1の順で配置されることとなる。
Consider arranging members made of different materials in the radial direction perpendicular to the press-fitting center axis in the
In the configuration of FIG. 2, the member A is the
また、ニップル3の熱膨張係数α1が水路部1の熱膨張係数α3よりも小さくなるよう水路部1とニップル3の材質を選定する。例えば、水路部1を軽量化と生産性の観点からアルミダイカスト製とし、ニップル3を加工性の観点より炭素鋼鋼管とし、固定部材2をゴム部材又は樹脂材料とすることが考えられる。
The thermal expansion coefficient alpha 1 of the
次に液冷装置の製造方法について説明する。まず水路接続部11の圧入部100をニップル3と隙間ばめになるよう穴を加工する。そして熱固定部110において、水路接続部11と固定部材2との関係を締りばめになるよう加工する。組み立てにおいて、初めにニップル3に固定部材2を圧入する。次にニップル3のフランジ部31に荷重を加えて水路部1の圧入部100にニップル3を圧入する。
また固定部材2の製造方法において、液体状の材料を熱固定部110に封入し硬化させることで樹脂材料を成型する方法でも作成することができる。本実施の形態において、あらかじめリング状の樹脂材料を製作し固定部材2として嵌合させる方法と、液状の材料を硬化させる方法のどちらの方法を採用することができる。
Next, a method of manufacturing the liquid cooling device will be described. First, a hole is formed in the press-fitting
Further, in the method of manufacturing the fixing
以上のような構成においては、熱固定部110において、圧入時より環境温度が高温になった際、ニップル3及び水路部1の熱膨張係数より固定部材2の熱膨張係数が大きいため、ニップル3と水路部1の間に押し付け力が発生し、熱固定部110が径方向に締まり固定力が向上する。
また固定部材2のヤング率より水路部1のヤング率が大きいため、固定部材2が熱膨張した際に、熱膨張による変形を抑制しようとする反力(熱膨張による径方向に広がることを妨害する力)が水路部1から固定部材2にかかる。これにより、固定部材2が水路部1とニップル3の間を取り持つ力を発生させることができる。
さらに圧入時より環境温度が低温になった際、圧入部100においてニップル3の径方向の収縮率よりも水路部1の収縮率が大きいため、ニップル3が締まり、固定力が向上する。以上より、環境温度が高温及び低温になっても固定力が向上するような嵌合構造を提供することができる。
In the above configuration, when the environmental temperature of the
Further, since the Young's modulus of the
Further, when the environmental temperature becomes lower than that at the time of press-fitting, the shrinkage rate of the
本実施の形態の基本的考えとしては、高温時に固定力を向上させるため固定部材2を備える熱固定部110を採用し、低温時は圧入部100で固定力を持たせるものである。即ち高温時には、熱固定部110において、(水路部1の熱膨張係数α3)<(固定部材2の熱膨張係数α2)なる関係より、固定部材2の膨張が水路部1の膨張より大きいので、固定部材2が水路部1を径方向に押し広げる力が発生する。その際(固定部材2のヤング率E2)<(水路部1のヤング率E3)なる関係であることにより固定部材2の膨張(変形)を水路部1が押しとどめることができ、ニップル3と水路部1の間を取り持つことができるため、固定力が向上する。
一方低温時、圧入部100において、(ニップル3の熱膨張係数α1)<(水路部1の熱膨張係数α3)なる関係よりニップル3の収縮率より水路部1の収縮率のほうが大きいため、水路部1がニップル3を締め付け、固定力が向上する。
The basic idea of the present embodiment is to employ a
On the other hand, at low temperature, the shrinkage rate of the
また、水路部1とニップル3を圧入嵌合とすることで、部品の嵌合を容易にし、生産性が向上する。またニップル3にフランジ部31を設けたことにより、装置により容易に圧入することができるようになり生産効率が高まる。さらに固定部材2を水路部1の内部に配置することによって、ニップル3を水路部1に圧入する際に同時にニップル3と、固定部材2と、水路部1の嵌合を行うことができる。
Further, by press-fitting the
また圧入部100及び熱固定部110の嵌め合いの関係は前記の関係のみに限られるものではなく、例えばより固定力を向上させる目的でニップル3と水路部1とで構成される圧入部100を焼き嵌めすることもできる。
例えば本実施形態とは異なり、単純なニップル3と水路部1の圧入構造のみ採用する場合においては、締りばめにする必要があり、固定力を向上させるため締め代を大きくしなければならない。しかし、ニップル3を鉄、水路部1をアルミで制作するので、ニップル3を水路部1に圧入する際、ニップル3によって水路部1を損傷することがある。
これに対して本実施の形態では、熱固定部110において、固定部材2をニップル3と締まりばめにすることで製造時の固定力を確保できるので、圧入部100においてニップル3と水路部1を隙間ばめとすることにより、ニップル3を水路部1に圧入する際、水路部1を損傷することを防止することができる。
Further, the fitting relationship between the press-fitting
For example, unlike the present embodiment, when only a simple press-fitting structure of the
On the other hand, in the present embodiment, since the fixing force at the time of manufacturing can be secured by tightening the fixing
さらに例えば自動車用機器に本実施の形態を用いる場合、ニップル3が高温になるような動作状態、たとえば高速で走行している場合、あるいはエンジンが高い駆動力を発生させている場合などに、自動車用機器に作用する振動が大きくなったり、あるいはニップルが共振することが懸念される。これによりニップル3の圧入部100に繰り返しの応力が生じ、変形または破壊に至ると水漏れまたは固定強度の低下の原因となる。対策として、嵌合部の固定強度を向上させるためにニップル3の直径を増加させたり、追加部材を配置することが考えられる。しかしこれでは製品サイズ、重量の増大につながる。本実施の形態では、水路部1内に固定部材2を配置するとともに、固定部材2を粘性のある部材、例えばゴムまたは樹脂材料で形成することができる。これにより振動において減衰力を発生させることができ、振動レベルを低減させることができる。従って自動車の振動によってニップル3が共振して、変形または破壊されるのを外部部材を追加したり、又製品を大型化することなしに防止できる。
Further, for example, when the present embodiment is used for an automobile device, the automobile is in an operating state where the
本実施の形態によれば、環境温度が圧入時より高温の場合に嵌合部が締まる。ニップル3の熱膨張係数が水路部1よりも小さく、水路部1と水路部1に圧入されるニップル3とで構成される圧入部100を備えることにより、環境温度が圧入時より低温の場合も嵌合部が締まる。さらに水路部1とニップル3を圧入構造とすることにより、嵌合が容易になる。これらの結果、環境温度が圧入時に対して高温、低温の両方で嵌合部の固定力を確保することができる。又液冷装置の嵌合を容易にできる。
According to this embodiment, the fitting portion is tightened when the environmental temperature is higher than that at the time of press fitting. The coefficient of thermal expansion of the
実施の形態2.
図3は実施の形態2による液冷装置を示す側面断面図である。水路接続部11に圧入部100と熱固定部110を備える液冷装置において、ニップル3の圧入側の端をテーパ加工し応力緩和部33を設けたものである。その他の構成は実施の形態1と同様である。
フランジ部31を押すことにより、ニップル3を水路部1に圧入嵌合する。例えば水路部1の強度がニップル3の強度よりも低い材料を使用する場合、ニップル3を圧入する際、ニップル3の圧入側の先端と水路部1の間に応力が集中し、水路部1を損傷することがある。本実施の形態によれば、ニップル3の圧入側の先端に応力緩和部33を設けたので、ニップル3の先端の応力集中を緩和することができ、ニップル3を水路部1に圧入する際、水路部1が損傷することを防止できる。
FIG. 3 is a side sectional view showing the liquid cooling device according to the second embodiment. In a liquid cooling device having a press-fitting
By pushing the
実施の形態3.
図4は実施の形態3による液冷装置を示す側面断面図である。図5は実施の形態3による液冷装置を示す熱固定部110の圧入中心軸に対して垂直な断面図であり、図4におけるG−G線断面図である。熱固定部110においてニップル3、固定部材2、水路部1を備え、熱膨張係数が固定部材2より小さいニップル3と、熱膨張係数が水路部1より小さい固定部材2と、ヤング率が水路部1より大きい固定部材2によって構成され、熱固定部110のニップル3の圧入中心軸から径方向に向かってニップル3、水路部1、固定部材2の順で配置する。
例えば、水路部1を軽量化と生産性の観点からアルミダイカスト製で構成し、ニップル3を加工性の観点より炭素鋼鋼管で構成し、更に固定部材2を銅合金または鉄鋼系材料で構成することができる。なお熱固定部110の構成以外は、実施の形態1と同様の構成である。
FIG. 4 is a side sectional view showing the liquid cooling device according to the third embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view perpendicular to the press-fitting center axis of the
For example, the
この構成によると熱固定部110において、圧入時より環境温度が高温になった際、ニップル3と固定部材2の熱膨張率より水路部1の熱膨張率が大きいため、ニップル3と固定部材2の間に応力を発生させることができ、締まり固定力が向上する。その際(水路部1のヤング率E3)<(固定部材2のヤング率E2)なる関係であることにより、水路部1の膨張(変形)を固定部材2が押しとどめることができ、ニップル3と水路部1の間を取り持つことができるため、固定力が向上する。
さらに、圧入時より環境温度が低温になった際、圧入部100において、ニップル3の径方向の収縮率より水路部1の収縮率が大きいため、締まり固定力が向上する。
また固定部材2を水路部1の外部に配置することによって、圧入部100を熱固定部110にも利用可能となるため、ニップル3の圧入軸方向の長さを短くすることができる。
According to this configuration, in the
Further, when the environmental temperature becomes lower than that at the time of press-fitting, the shrinkage rate of the
Further, by arranging the fixing
実施の形態4.
実施の形態4を図に基づいて説明する。図6は実施の形態4による液冷装置を示す熱固定部の圧入中心軸に対して垂直な断面図である。実施の形態1では固定部材2の形状について説明しなかったが、本実施形態においては、固定部材2の形状を、圧入中心軸に垂直な断面からみて、内径側を円形に形成するとともに外径側を円形に構成するものである。なお熱固定部110の構成以外は、実施の形態1と同様の構成である。
この構成によると、例えば水路部1の内側に固定部材2を配置するとき、水路部1に座ぐり穴を加工することにより、水路部1に固定部材2を容易に嵌合することができる。例えば製造方法として、初めに水路部1に固定部材2を嵌合する。その後固定部材2と水路部1にニップル3を圧入することでニップル3の圧入時における位置決めが容易となる。以上のように構成することにより、加工及び嵌合を容易に行うことができ、生産性を向上させることができる。
尚図4の構成においても、固定部材2の形状を、圧入中心軸に垂直な断面からみて、内径側を円形に形成するとともに外径側を円形に構成することができる(図5参照)。
According to this configuration, for example, when the fixing
Also in the configuration of FIG. 4, the shape of the fixing
実施の形態5.
図7は実施の形態5による液冷装置を示す熱固定部の圧入中心軸に対して垂直な断面図である。固定部材2の形状を、圧入中心軸に垂直な断面からみて、内径側を円形に形成するとともに、外径側を四角形状にする。なお熱固定部110の構成以外は、実施の形態1と同様の構成である。
水路部1に嵌合される曲げ部を有するニップル3において、ニップル3に対して外部よりホースを接続する際、または稼働時の振動によって外力が発生し、圧入中心軸に対して回転方向のトルクが発生する。そのためニップル3と水路部1の嵌合部が回転トルクにより破壊したりすると水漏れまたは固定強度の低下が発生する。
図7のように構成することにより、例えば水路部1の内側に固定部材2を配置するとき、水路部1に四角形の穴を加工することにより、固定部材2と嵌合させることができる。又固定部材2の外形が四角形状のため、ニップル3の圧入軸に対する回転方向の固定力を向上させることができる。なお図7の構成においても実施の形態4と同様座ぐり穴を設けても良い。又固定部材2の外形は四角形状に限らず三角形等の他の多角形状であっても良い。
Embodiment 5.
FIG. 7 is a cross-sectional view perpendicular to the press-fitting central axis of the heat fixing portion showing the liquid cooling device according to the fifth embodiment. The shape of the fixing
In the
With the configuration as shown in FIG. 7, for example, when the fixing
実施の形態6.
図8は実施の形態6による液冷装置を示す熱固定部の圧入中心軸に対して垂直な断面図である。固定部材2がニップル3と水路部1の両方に圧入中心軸に対して円周上に離散的に接するよう配置する。ニップル3と水路部1の間で複数の固定部材2によって複数の接触個所を有するよう固定部材2は配置されている。尚図8においては、それぞれの固定部材2が独立して配置されている例を示したが、図9に示すように連接部21によって複数の固定部材2が接続されていても良い。なお熱固定部の構成以外は、実施の形態1と同様の構成である。
以上のように構成することにより、熱膨張により固定部材2は圧入中心軸に対して垂直である径方向に伸びようとするため、ニップル3と固定部材2が円周の全周に亘って接する構造に比べて、固定部材2の内円の広がりによる固定力の低下を防止できる。
FIG. 8 is a cross-sectional view perpendicular to the press-fitting central axis of the heat fixing portion showing the liquid cooling device according to the sixth embodiment. The fixing
With the above configuration, the fixing
実施の形態7.
図10は実施の形態7による液冷装置を示す側面断面図である。水路部1とニップル3の間に接着剤たまり部120を備え、接着剤たまり部120に接着剤4を封入するものである。水路部1の外部より内側に向かって、水路接続部11の穴に対してニップル3の径よりも大きい座ぐり穴による段差部を設ける。これによりニップル3を圧入した際に、圧入軸に対して径方向にニップル3と水路部1が向かい合う空間を有することとなる。このようなニップル3と水路部1からなる空間を接着剤たまり部120とし、接着剤4を封入する。図10においては、圧入軸に沿って水路部1の外部より固定部材2、接着剤たまり部120、圧入部100の順に構成される。
Embodiment 7.
FIG. 10 is a side sectional view showing the liquid cooling device according to the seventh embodiment. An
以上のように構成することにより、ニップル3、水路部1、固定部材2にて密閉される接着剤たまり部120に接着剤4を封入することができる。接着剤4によりニップル3の固定力が向上するとともに、水路を流れる冷却液の漏れを防ぐシール材としても効果を発揮する。また密閉空間を備えることで、嫌気性接着剤を使用することが可能となり、高温で硬化する等の工程の必要性がなくなり、接着剤を容易に硬化させることができる。
With the above configuration, the adhesive 4 can be sealed in the
また接着剤たまり部120を構成する構造は上記の構成のみに限られるものではなく、例えば図11に示すように、圧入軸に沿って水路の外部よりフランジ部31、接着剤たまり部120、固定部材2、圧入部100とすることもできる。以上のように構成することにより、ニップル3、水路部1、固定部材2、フランジ部31により密閉される接着剤たまり部120に接着剤4を封入することができる。これにより接着剤4がニップル3のフランジ部31にも接着し、接着剤4とニップル3の接着面積を広げることが可能であるため、さらに固定力を向上することができる。
又図4の構成においても、水路部1とニップル3の間に接着剤たまり部120を備え、接着剤たまり部120に接着剤4を封入することができる。
Further, the structure constituting the
Further, also in the configuration of FIG. 4, an
実施の形態8.
図12は実施の形態8による回転電機を示す断面図である。回転電機は回転電機本体200と、電力供給ユニット500と、液冷装置300を備える。電力供給ユニット500は回転電機本体200の軸方向延長部に配置され、回転電機本体と一体化されるとともに回転電機本体200に電力を供給する。又液冷装置300は電力供給ユニット500と接するように配置される。回転電機本体200は、内燃機関(図示せず)を駆動する電動機として動作し、あるいは内燃機関により駆動されて発電する発電機として動作することができる。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a rotary electric machine according to the eighth embodiment. The rotary electric machine includes a rotary electric machine
回転電機本体200は、フロントブラケット61と、リヤブラケット62からなるハウジング6を有する。フロントブラケット61は金属材料を用いて椀状に形成されるとともに回転電機本体200の軸において負荷側のブラケットとなる。リヤブラケット62は金属材料を用いて椀状に形成されるとともに反負荷側のブラケットとなる。又回転電機本体200は、回転軸71に固定された回転子73と、回転子73に設けられた界磁巻線72と、固定子8とを備えている。固定子8は固定子鉄心82と、固定子鉄心82に装着された固定子巻線81とを有する。
The rotary electric machine
回転軸71は、フロントブラケット61に設けられたフロント側ベアリング63と、リヤブラケット62に設けられたリヤ側ベアリング64とによりハウジング6に回転可能に支持されている。回転子73は、回転軸71に固定されており、ハウジング6内に回転可能に配置されている。固定子鉄心82は、フロントブラケット61の軸方向の一端部と、リヤブラケット62の軸方向の他端部により軸方向の両側から挟持されて、ハウジング6に固定されている。固定子8の内周面は、回転子73の外周面に対して所定のエアギャップを介して径方向に対向している。
The
フロントブラケット61から反回転電機本体側に突出した回転軸71のフロント側端部には、プーリー9が装着されている。回転電機本体200は、プーリー9及びプーリー9に巻き掛けられたベルト(図示せず)を介して内燃機関のクランク軸(図示せず)に連結される。
電力供給ユニット500は電力変換回路部と制御回路部を備えた電力制御装置51と、回転子73に電力を供給するブラシ52とを備える。
A
The
図13は実施の形態8による回転電機の冷却構造を示す側面断面図である。液冷装置においては、電力制御装置51と水路部1が接するように配置される。その他の構成は実施の形態1と同様である。また水路部1とニップル3の間に接着剤たまり部を設け、接着剤たまり部に接着剤4を封入する構造とすることもできる。水路接続部11の穴に座ぐり穴による段差部を設け、ニップル3、水路部1及び固定部材2からなる空間に接着剤4を封入する。
FIG. 13 is a side sectional view showing a cooling structure of the rotary electric machine according to the eighth embodiment. In the liquid cooling device, the
上記構造は、例えば車載用の機電一体型回転電機に使用することができ、電源制御部の冷却に用いられる。従来車載用の機電一体型回転電機の電源制御部の冷却は空冷構造を採用していた。しかし近年機電一体型回転電機の高出力化、小型化により、冷却性能の向上が求められ、液冷構造による冷却の要求が高まっている。車載用の機電一体型回転電機において、寒冷地での低温からエンジンルーム内の高温に至るまで激しい温度変化に耐える構造と信頼性が求められる。特に液冷構造において、嵌合部の強度、及び水路部と外部とのシール性が求められる。 The above structure can be used, for example, in an in-vehicle mechanical / electrical integrated rotary electric machine, and is used for cooling a power supply control unit. Conventionally, an air-cooled structure has been adopted for cooling the power supply control unit of an in-vehicle mechanical / electrical integrated rotary electric machine. However, in recent years, due to the increase in output and miniaturization of the rotary electric machine integrated with mechanical and electrical equipment, improvement of cooling performance is required, and the demand for cooling by a liquid cooling structure is increasing. In-vehicle mechanical / electrical integrated rotary electric machines are required to have a structure and reliability that can withstand severe temperature changes from low temperatures in cold regions to high temperatures in the engine room. In particular, in a liquid-cooled structure, the strength of the fitting portion and the sealing property between the water channel portion and the outside are required.
本実施の形態による構成によれば、車載用の機電一体型回転電機において液冷構造により電源制御部の冷却性能を向上させることができる。また、圧入部100と熱固定部110を持つ嵌合構造とすることにより、環境温度が変化しても固定強度を保つことができ、信頼性を高めることができる。また、ニップル3、水路部1、固定部材2又はフランジ部31からなる空間にシール材となる接着剤4を封入することで水路部1からの水漏れを防止することができる。
According to the configuration according to the present embodiment, the cooling performance of the power supply control unit can be improved by the liquid cooling structure in the in-vehicle mechanical / electrical integrated rotary electric machine. Further, by adopting a fitting structure having the press-fitting
実施の形態9.
図14は実施の形態9による液冷装置を示す側面断面図である。回転電機には、電力変換回路部と制御回路部とを備えた電力制御装置5を設け、電力制御装置5と水路部1が接するように配置される。更にニップル3の圧入側の端をテーパ加工し、応力緩和部33を設ける。その他の構成は実施の形態8と同様である。
FIG. 14 is a side sectional view showing the liquid cooling device according to the ninth embodiment. The rotary electric machine is provided with a power control device 5 having a power conversion circuit unit and a control circuit unit, and is arranged so that the power control device 5 and the
例えば水路を有する車載用の機電一体型回転電機において、ニップル3を圧入する際、ニップル3の圧入側の先端と水路部1の間に応力が集中し、水路部1を損傷し、部材が脱落して水路部1に残るおそれがある。水路部1はその他の機器、例えばエンジンラジエータまたは冷却液を循環させるポンプと接続されており、水路内部に異物が存在すると配管が詰まり、車載用機器全体の故障につながる原因となる。
本実施の形態においては、ニップル3の圧入側の先端に応力緩和部33を設けることで、ニップル3の先端の応力集中を緩和することができ、ニップル3を水路部1に圧入する際、水路部1が損傷することを防止できる。
For example, in an in-vehicle mechanical / electrical integrated rotary electric machine having a water channel, when the
In the present embodiment, by providing the
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Although the present application describes various exemplary embodiments and examples, the various features, embodiments, and functions described in one or more embodiments are applications of a particular embodiment. It is not limited to, but can be applied to embodiments alone or in various combinations.
Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the techniques disclosed in the present application. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.
1 水路部、2 固定部材、3 ニップル、4 接着剤、11 水路接続部、
33 応力緩和部、100 圧入部、110 熱固定部、120 接着剤たまり部、
300 液冷装置。
1 Hydrographic Department, 2 Fixtures, 3 Nipple, 4 Adhesive, 11 Hydrographic Department,
33 Stress relaxation part, 100 press-fitting part, 110 heat fixing part, 120 adhesive pool part,
300 liquid cooling device.
Claims (10)
前記水路部に設けられるとともに、水路と外部を接続する水路接続部と、
前記水路接続部に設けられるとともに前記ニップルが圧入される圧入部を備えた液冷装置であって、
前記水路接続部に熱固定部を設け、前記熱固定部において前記ニップルの圧入中心軸から径方向に向かって前記ニップル、固定部材、前記水路部の順に配置するとともに、
前記ニップルの熱膨張係数は前記水路部の熱膨張係数よりも小さく、前記固定部材の熱膨張係数は前記水路部の熱膨張係数よりも大きい液冷装置。 A water channel and a nipple connected to the water channel are provided.
A waterway connection part provided in the waterway part and connecting the waterway and the outside,
A liquid cooling device provided at the water channel connection portion and provided with a press-fitting portion into which the nipple is press-fitted.
A heat fixing portion is provided in the water channel connecting portion, and the nipple, the fixing member, and the water channel portion are arranged in this order in the radial direction from the press-fitting center axis of the nipple in the heat fixing portion.
A liquid cooling device in which the coefficient of thermal expansion of the nipple is smaller than the coefficient of thermal expansion of the water channel portion, and the coefficient of thermal expansion of the fixing member is larger than the coefficient of thermal expansion of the water channel portion.
前記水路部に設けられるとともに、水路と外部を接続する水路接続部と、
前記水路接続部に設けられるとともに前記ニップルが圧入される圧入部を備えた液冷装置であって、
前記水路接続部に熱固定部を設け、前記熱固定部において前記ニップルの圧入中心軸から径方向に向かって前記ニップル、前記水路部、固定部材の順に配置するとともに、
前記ニップルの熱膨張係数は前記固定部材の熱膨張係数よりも小さく、前記固定部材の熱膨張係数は前記水路部の熱膨張係数よりも小さい液冷装置。 A water channel and a nipple connected to the water channel are provided.
A waterway connection part provided in the waterway part and connecting the waterway and the outside,
A liquid cooling device provided at the water channel connection portion and provided with a press-fitting portion into which the nipple is press-fitted.
A heat fixing portion is provided in the water channel connecting portion, and the nipple, the water channel portion, and the fixing member are arranged in this order in the radial direction from the press-fitting center axis of the nipple in the heat fixing portion.
A liquid cooling device in which the coefficient of thermal expansion of the nipple is smaller than the coefficient of thermal expansion of the fixing member, and the coefficient of thermal expansion of the fixing member is smaller than the coefficient of thermal expansion of the water channel portion.
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