JP3669343B2

JP3669343B2 - Cooling structure of rotating electric machine

Info

Publication number: JP3669343B2
Application number: JP2002098239A
Authority: JP
Inventors: 稔有満
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2022-04-01
Also published as: JP2003299328A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステータの内周および外周の双方にロータを同軸状に配置して成る二重ロータ構造の回転電機において効率的に冷却を行うための冷却構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
二重ロータ構造の回転電機の従来例としては、例えば特開平１１−２７５８２６号公報に記載されたものがある。この従来例の回転電機は、複数のステータピースを周方向に配置したステータコアから成る分割型ステータの内外周にそれぞれインナーロータおよびアウターロータを同軸状に配置し、各ロータを複合電流によってそれぞれ駆動するようにした、二重ロータ構造の回転電機として構成されている。この従来の回転電機は、二重ロータ構造とすることにより、回転電機をコンパクト化するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例の回転電機においては、熱の発生源となるステータはその内外周に配置されるインナーロータおよびアウターロータに挟まれる構造になっており、かつ、ステータの軸方向両端部はケースによって包囲されるため、ステータから発生された熱が回転電機の内部にこもり易くなり、冷却効率が良くなかった。
【０００４】
本発明は、ステータから発生された熱を回転電機の外部に効率良く逃がすことができる回転電機の冷却構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の第１発明は、周方向に配置した複数のステータピースをステータ支持ボルトおよび樹脂により一体化して成るステータの内周および外周の双方に互いに異極の多極対となるように永久磁石を備えたロータを同軸状に配置し、各ロータを複合電流によってそれぞれ駆動するようにした二重ロータ構造の回転電機の冷却構造であって、隣接するステータピース間にそれぞれ冷却用流路を設けるとともに、該冷却用流路の近傍かつ前記ロータの内の少なくとも極対数が多い方のロータ側のステータピースヨークの先端部から最短距離の位置に、前記ステータ支持ボルトを配置することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の第２発明は、前記冷却用流路としてパイプを使用するとともに、該パイプの外部空間を樹脂により充填することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の第３発明は、前記パイプは、周方向の一部に肉厚を増加させた部分を有することを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
第１発明によれば、隣接するステータピース間にそれぞれ設けられた冷却用流路の近傍かつ、互いに異極の多極対となるように永久磁石を備えたロータの内の少なくとも極対数が多い方のロータ側のステータピースヨークの先端部から最短距離の位置に、ステータ支持ボルトが配置されているので、極対数が多い方のロータ側のみにステータ支持ボルトが配置されている場合には、回転電機における最大の熱損失である極対数が多い方のロータ側のステータピースヨークの先端部で発生した鉄損の熱が、前記ステータ支持ボルトによって逃げることにより熱抵抗が軽減され、熱伝導が良好になるので、冷却効率が向上し、また、極対数が多い方および少ない方のロータ側の双方にステータ支持ボルトが配置されている場合には、アウターロータ側のステータピースヨークの先端部で発生した鉄損の熱およびインナーロータ側のステータピースヨークの先端部で発生した鉄損の熱のそれぞれが、当該先端部から最短距離の位置に配置したステータ支持ボルトを介して冷却用流路へ伝導されることになり、前記２個所の先端部から冷却用流路までの間の熱抵抗が軽減されるので、冷却効率がさらに向上する。
【０００９】
第２発明によれば、前記冷却用流路としてパイプを使用し、該パイプの外部空間を樹脂により充填するから、樹脂成型時に挿入する金型を引き抜くことを考慮して金型の抜き勾配を確保する必要が無くなり、冷却用流路およびステータ支持ボルト間の距離ならびに冷却用流路およびコイル間の距離を最短距離とするように樹脂の肉厚を調整することが可能になるので、さらに熱抵抗を低減することができる。
【００１０】
第３発明によれば、前記パイプは、周方向の一部に肉厚を増加させた部分を有しているので、前記極対数が多い方のロータ側のステータピースヨークの先端部で発生した鉄損の熱が前記先端部から最短距離の位置に配置したステータ支持ボルトを介して冷却用流路へ伝導される際に、前記肉厚を増加させた部分を前記ステータ支持ボルトに近接させることにより効率的に熱伝導されることになり、さらに冷却効率が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態の冷却構造を適用する回転電機の概略断面図である。本実施形態の回転電機は、図１に示すように、インナーロータシャフト９の中心軸線（モータの中心軸線）Ｃ上に、同軸状に、内側から外側に向かって、インナーロータ７、ステータ１およびアウターロータ８を順次配置した二重ロータ構造の回転電機となっており、アウターロータ８の外周にはアウターロータシェル１０が結合されている。
【００１４】
上記回転電機において、インナーロータ７およびアウターロータ８間に位置するステータ１は、周方向に配置した複数のステータピース２をアウターロータ８寄りの位置でスタータ支持ボルト６によりブラケット５に固定した後に樹脂により一体化して構成されており、ステータ１の内周および外周に配置されるインナーロータ７およびアウターロータ８は、複合電流によってそれぞれ駆動されるように構成されている。なお、上記スタータ支持ボルト６としては、所望の強度を確保するために鉄製のボルトを用いるものとする。
【００１５】
図２は本発明の第１実施形態の回転電機の冷却構造の要部の構成を示す図である。インナーロータ７およびアウターロータ８はそれぞれ、図２に示すように、インナー磁石１１およびアウター磁石１２を備えており、インナー磁石１１およびアウター磁石１２は、軸線方向に磁界が発生するようにステータピース２の外周に巻回されるコイル１３を軸線方向で挟み込むように配置される、互いに異極の多極対の永久磁石より成る。なお、本実施形態においては、アウターロータ８のアウター磁石１２の方が、インナーロータ７のインナー磁石１１よりも極対数が多い構成となっているものとする。
【００１６】
ところで、本実施形態の回転電機の冷却構造は、複数のステータピース２を周方向に配置してスタータ支持ボルト６によりブラケット５に固定したときに形成される隣接ステータピース２間の空間内に、冷媒を流すための冷却用流路１４を設けることにより構成されている。ここで、冷却用流路１４は、上記隣接ステータピース２間の空間内を樹脂１５で充填する際に、断面形状が図２に示す二等辺三角形となる金型（図示せず）を冷却用流路１４を形成すべき位置に挿入し、樹脂１５が固まった後に上記金型を抜くことにより形成されるため、軸線方向に所定の抜き勾配を有している。
【００１７】
なお、上記樹脂１５の充填時には、スタータ支持ボルト６が貫通する空間を確保するために、断面形状が円形となる図示しない金型をスタータ支持ボルト６を通すべき位置に挿入しておくものとする。その際、上記スタータ支持ボルト６を通すべき位置は、冷却用流路１４の近傍かつ極対数が多い方のロータであるアウターロータ８側のステータピースヨークの先端部（図２のＡ部およびＢ部）から最短距離の位置であることが後述するように熱伝導を良好にする上で好ましいので、図２に示すように「Ａ部またはＢ部から最短距離かつ冷却用流路１４の近傍の位置」に設定する。
【００１８】
次に、本実施形態の回転電機の冷却構造における冷却作用について詳細に説明する。
一般的に、回転電機において発生する熱損失としては、以下に説明する２種類の鉄損および、コイルで発生する銅損が挙げられる。鉄損分布を考察した場合、ステータピース２のアウターロータ８側のヨークの先端部（図２のＡ部およびＢ部）およびインナーロータ７側のヨークの先端部で発生する鉄損があるが、極対数が多い方のロータであるアウターロータ８側のステータピースヨークの先端部（図２のＡ部およびＢ部）で発生する鉄損の方が大きくなるため、回転電機における最大の熱損失となることから、この鉄損に対して冷却対策を施すのが最も効果的である。
【００１９】
本実施形態では、隣接ステータピース２間の空間内に冷却用流路１４を設けたため、冷却用流路１４に近接するコイル１３からの熱やステータピース２の中央部からの熱の熱伝導は良好になる。しかし、このままでは、最大の熱損失を発生するステータピース２のアウターロータ８側のヨークの先端部（図２のＡ部およびＢ部）から冷却用流路１４までの距離がレイアウト上遠くなるため、熱伝導が良好にならない。
【００２０】
そこで、本実施形態では、冷却用流路１４の近傍かつアウターロータ８側のステータピースのヨークの先端部から最短距離の位置に、熱伝導率の高い部材であるステータ支持ボルト６を配置するようにしている。なお、本実施形態では熱伝導率の高い部材としてステータ支持ボルト６を使用しているが、これに限定されるものではなく、鉄製、銅製、アルミニウム製等の熱伝導率の高い材質の部材をステータ支持ボルト６に類似の形状にしたものであれば、どのようなものを用いても良い。
【００２１】
これにより、Ａ部、Ｂ部で発生した鉄損の熱は、Ａ部、Ｂ部から最短距離の位置に配置したステータ支持ボルト６が鉄製なので樹脂に比べて熱伝導率が桁違いに大きくなる（したがって熱伝導率が高くなる）ため、図２に多数の矢印で示した熱流速ベクトルの分布状態から明らかなように、該ステータ支持ボルト６を介して効率良く冷却用流路１４へ伝導されることになる。よって、Ａ部、Ｂ部から冷却用流路１４までの間の熱抵抗が軽減されるので、熱伝導が良好になり、冷却効率が向上する。
【００２２】
また、本実施形態では、ステータ支持ボルト６をブラケット５に締結固定しているので、ボルト単体で配置した場合よりも熱容量特性が向上することになる。これにより、コイル１３部の瞬時銅損やステータピースヨークの先端部（図２のＡ部およびＢ部）の瞬時鉄損の大きさは回転電機の回転数と同期するので、ステータ支持ボルト６の熱時定数よりも小さくなる。よって、短時間の温度サイクルにおける最大値Tmaxおよび最小値Tmin間の変化が緩和されることになり、樹脂１５自体の温度劣化を防止することができる。
【００２３】
図３は本発明の第２〜第４実施形態の冷却構造を適用する回転電機の概略断面図であり、図４は本発明の第２実施形態の回転電機の冷却構造の要部の構成を示す図である。第２〜第４実施形態の回転電機は、図１に示す第１実施形態の回転電機に対し、隣接ステータピース２間の空間内に設けるスタータ支持ボルト６を１本から２本に増加させる変更を加えたものである。
【００２４】
すなわち、この第２実施形態の回転電機は、図３に示すように、軸線Ｃ方向において互いに逆方向からスタータ支持ボルト６を挿入するように構成されている。これらスタータ支持ボルト６の内、アウターロータ８側のスタータ支持ボルト６は上記第１実施形態と同一の位置に配置するものとするが、インナーロータ７側のスタータ支持ボルト６は、「インナーロータ７側のステータピースヨークの先端部（図４のＣ部およびＤ部）から最短距離かつ冷却用流路１４の近傍の位置」に配置するものとする。
【００２５】
第２実施形態によれば、図４に多数の矢印で示した熱流速ベクトルの分布状態から明らかなように、Ａ部、Ｂ部で発生した鉄損の熱は、Ａ部、Ｂ部から最短距離の位置に配置した熱伝導率の高い部材であるステータ支持ボルト６を介して効率良く冷却用流路１４へ伝導され、さらに、Ｃ部、Ｄ部で発生した鉄損の熱は、Ｃ部、Ｄ部から最短距離の位置に配置した熱伝導率の高い部材であるステータ支持ボルト６を介して冷却用流路１４へ効率良く伝導されるので、Ａ部、Ｂ部から冷却用流路１４までの間の熱抵抗およびＣ部、Ｄ部から冷却用流路１４までの間の熱抵抗のそれぞれが軽減されるので、熱伝導がさらに良好になり、冷却効率がさらに向上する。
【００２６】
図５は本発明の第３実施形態の回転電機の冷却構造の要部の構成を示す図である。この第３実施形態の回転電機の冷却構造は、上記第２実施形態の回転電機の冷却構造に対し、冷却用流路を構成する部材を変更したものである。
【００２７】
すなわち、この第３実施形態の回転電機は、隣接するステータピース２間にそれぞれ冷却用流路１７を設けるために、断面形状が図５に示す中空二等辺三角形となる所定肉厚のパイプ（例えば金属製のパイプ）１６を使用している。なお、パイプ１６の外部空間（パイプ１６と、ステータピース２、コイル１３およびステータ支持ボルト６との間の空間）を、上記第１、第２実施形態と同様に樹脂１５で充填するものとする。
【００２８】
第３実施形態によれば、冷却用流路１７を設けるためにパイプ１６を使用するから、上記第１、第２実施形態のように樹脂成型時に挿入する金型の抜き勾配を確保する必要が無くなり、冷却用流路１７およびステータ支持ボルト６間の距離ならびに冷却用流路１７およびコイル１３間の距離が最短距離となるように樹脂１５の肉厚を調整することにより、熱抵抗をさらに低減することができる。
【００２９】
なお、上記においては、パイプ１６を使用して冷却用流路１７を設ける構成を上記第２実施形態の回転電機の冷却構造に適用したが、パイプ１６を使用して冷却用流路１７を設ける構成を上記第１実施形態の回転電機の冷却構造に適用してもよい。
【００３０】
図６（ａ）は本発明の第４実施形態の回転電機の冷却構造の要部の構成を示す図であり、図６（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、第４実施形態において冷却用流路を形成するためのパイプの断面図および側面図である。この第４実施形態の回転電機の冷却構造は、上記第３実施形態の回転電機の冷却構造に対し、冷却用流路を構成するパイプの形状を変更したものである。
【００３１】
すなわち、この第４実施形態の回転電機に使用するパイプ１８は、上記第３実施形態の回転電機に使用するパイプ１６とほぼ同一の形状のパイプ（例えば金属製のパイプ）であり、ほぼ同一断面積の冷却用流路１７が形成されているが、上記第３実施形態のパイプ１６のように全周に亘って同一肉厚になっておらず、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、周方向の一部（アウターロータ８側のステータ支持ボルト６に面した部分）に、肉厚を増加させるためのフィン１９が多数形成されており、これらのフィン１９は、例えば図６（ｃ）に示すように、ほぼ等間隔に配置するものとする。なお、これらフィン１９は、図６（ａ）に示すように、ステータ支持ボルト６に近接配置するものとする。
【００３２】
第４実施形態によれば、冷却用流路１７を設けるために多数のフィン１９を有する金属製のパイプ１８を使用するから、極対数が多い方のロータであるアウターロータ８側のステータピースヨークの先端部で発生した鉄損の熱が前記先端部から最短距離の位置に配置したステータ支持ボルト６を介して冷却用流路１７へ伝導される際に、上記鉄損の熱はステータ支持ボルト６から金属製のパイプ１８の多数のフィン１９を経て冷却用流路１７へ効率的に熱伝導されることになり、さらに冷却効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の冷却構造を適用する回転電機の概略断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の回転電機の冷却構造の要部の構成を示す図である。
【図３】本発明の第２〜第４実施形態の冷却構造を適用する回転電機の概略断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の回転電機の冷却構造の要部の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態の回転電機の冷却構造の要部の構成を示す図である。
【図６】（ａ）は本発明の第４実施形態の回転電機の冷却構造の要部の構成を示す図であり、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、第４実施形態において冷却用流路を形成するためのパイプの断面図および側面図である。
【符号の説明】
１ステータ
２ステータピース
５ブラケット
６ステータ支持ボルト
７インナーロータ
８アウターロータ
９インナーロータシャフト
１０アウターロータシェル
１１インナー磁石
１２アウター磁石
１３コイル
１４，１７冷却用流路
１５樹脂
１６，１８パイプ
１９フィン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling structure for efficiently cooling a rotary electric machine having a double rotor structure in which rotors are coaxially arranged on both an inner periphery and an outer periphery of a stator.
[0002]
[Prior art]
As a conventional example of a rotary electric machine having a double rotor structure, for example, there is one described in JP-A-11-275826. In this conventional rotating electrical machine, an inner rotor and an outer rotor are coaxially arranged on the inner and outer peripheries of a split stator composed of a stator core having a plurality of stator pieces arranged in the circumferential direction, and each rotor is driven by a composite current. The rotary electric machine having the double rotor structure is configured as described above. This conventional rotating electrical machine has a double rotor structure so that the rotating electrical machine is made compact.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional rotating electrical machine, the stator that is the heat generation source is sandwiched between the inner and outer rotors disposed on the inner and outer circumferences, and both axial ends of the stator are surrounded by the case. Therefore, the heat generated from the stator is likely to be trapped inside the rotating electric machine, and the cooling efficiency is not good.
[0004]
An object of the present invention is to provide a cooling structure for a rotating electrical machine that can efficiently release heat generated from a stator to the outside of the rotating electrical machine.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first invention according to claim 1 is characterized in that a plurality of stator pieces arranged in the circumferential direction are integrated with each other on both the inner periphery and the outer periphery of a stator formed by integrating a stator support bolt and a resin. A rotor-rotating electric machine cooling structure having a double rotor structure in which rotors having permanent magnets are coaxially arranged so as to form a multipolar pair, and each rotor is driven by a composite current, and adjacent stators with each providing a cooling flow path between the pieces, the shortest distance of the position from the tip of at least pole logarithm there are more rotor side of the stator piece yoke of the near and the rotor of the cooling flow path, said stator A support bolt is arranged.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, a pipe is used as the cooling flow path, and an external space of the pipe is filled with a resin.
[0007]
According to a third aspect of the present invention, the pipe has a portion in which the thickness is increased in a part in the circumferential direction.
[0008]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, at least the number of pole pairs in the rotor including the permanent magnets is large in the vicinity of the cooling flow path provided between the adjacent stator pieces so as to be multipolar pairs having different polarities. Since the stator support bolt is arranged at the shortest distance from the tip of the stator piece yoke on the rotor side, when the stator support bolt is arranged only on the rotor side with the larger number of pole pairs, The heat loss of the iron loss generated at the tip of the stator piece yoke on the rotor side with the larger number of pole pairs, which is the largest heat loss in the rotating electrical machine, is relieved by the stator support bolts, thereby reducing thermal resistance and heat conduction. This improves the cooling efficiency, and when the stator support bolts are arranged on both the rotor side with the larger number of pole pairs and the rotor side with the smaller number of pole pairs, the outer low The stator support in which the heat of the iron loss generated at the tip of the stator piece yoke on the side and the heat of the iron loss generated at the tip of the stator piece yoke on the inner rotor side are arranged at the shortest distance from the tip. Since it is conducted to the cooling flow path via the bolt and the thermal resistance between the two tip portions and the cooling flow path is reduced, the cooling efficiency is further improved.
[0009]
According to the second invention, a pipe is used as the cooling flow path, and the external space of the pipe is filled with the resin. Therefore, the draft of the mold is set in consideration of pulling out the mold to be inserted at the time of resin molding. It is no longer necessary to secure the resin, and the resin thickness can be adjusted so that the distance between the cooling flow path and the stator support bolt and the distance between the cooling flow path and the coil are the shortest distance. Resistance can be reduced.
[0010]
According to the third aspect of the present invention, the pipe has a portion whose thickness is increased in a part in the circumferential direction, so that the pipe is generated at the front end portion of the stator piece yoke on the rotor side with the larger number of pole pairs. When the heat of iron loss is conducted to the cooling flow path via the stator support bolt arranged at the shortest distance from the tip, the portion with the increased thickness is brought close to the stator support bolt. Therefore, the heat is efficiently conducted, and the cooling efficiency is further improved.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view of a rotating electrical machine to which the cooling structure of the first embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the rotating electrical machine of the present embodiment has an inner rotor 7, a stator 1, and an inner rotor 7 that are coaxially arranged on the center axis (motor center axis) C of the inner rotor shaft 9 from the inside to the outside. The rotating electric machine has a double rotor structure in which outer rotors 8 are sequentially arranged. An outer rotor shell 10 is coupled to the outer periphery of the outer rotor 8.
[0014]
In the above rotating electric machine, the stator 1 positioned between the inner rotor 7 and the outer rotor 8 is made of resin after fixing the plurality of stator pieces 2 arranged in the circumferential direction to the bracket 5 by the starter support bolt 6 at a position near the outer rotor 8. The inner rotor 7 and the outer rotor 8 disposed on the inner periphery and the outer periphery of the stator 1 are respectively driven by a composite current. As the starter support bolt 6, an iron bolt is used in order to ensure a desired strength.
[0015]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a main part of the cooling structure for the rotating electric machine according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, each of the inner rotor 7 and the outer rotor 8 includes an inner magnet 11 and an outer magnet 12, and the inner magnet 11 and the outer magnet 12 have a stator piece 2 so that a magnetic field is generated in the axial direction. It consists of a permanent magnet of a multipolar pair of different polarities arranged so as to sandwich the coil 13 wound around the outer circumference of the magnet in the axial direction. In the present embodiment, it is assumed that the outer magnet 12 of the outer rotor 8 has a greater number of pole pairs than the inner magnet 11 of the inner rotor 7.
[0016]
By the way, the cooling structure of the rotating electrical machine of the present embodiment has a space between adjacent stator pieces 2 formed when a plurality of stator pieces 2 are arranged in the circumferential direction and fixed to the bracket 5 by the starter support bolt 6. It is configured by providing a cooling flow path 14 for flowing a refrigerant. Here, when the space between the adjacent stator pieces 2 is filled with the resin 15, the cooling flow path 14 is used for cooling a mold (not shown) whose cross-sectional shape is an isosceles triangle shown in FIG. 2. Since the flow path 14 is inserted at a position where the flow path 14 is to be formed and the resin 15 is solidified and then the mold is removed, the flow path 14 has a predetermined draft in the axial direction.
[0017]
When filling the resin 15, a mold (not shown) having a circular cross-sectional shape is inserted at a position where the starter support bolt 6 should be passed in order to secure a space through which the starter support bolt 6 passes. . At that time, the position where the starter support bolt 6 should be passed is the tip of the stator piece yoke on the side of the outer rotor 8 which is the rotor in the vicinity of the cooling flow path 14 and the number of pole pairs (A and B in FIG. 2). As shown in FIG. 2, the position at the shortest distance from the part A) is preferably the shortest distance from the part A or B and near the cooling channel 14 as shown in FIG. Set to “Position”.
[0018]
Next, the cooling action in the cooling structure of the rotating electrical machine of the present embodiment will be described in detail.
In general, heat loss generated in a rotating electrical machine includes two types of iron loss described below and copper loss generated in a coil. When considering the iron loss distribution, there is an iron loss that occurs at the tip of the yoke on the outer rotor 8 side of the stator piece 2 (A portion and B portion in FIG. 2) and the tip of the yoke on the inner rotor 7 side. Since the iron loss generated at the front end portion (A portion and B portion in FIG. 2) of the stator piece yoke on the outer rotor 8 side, which is the rotor with the larger number of pole pairs, becomes larger, Therefore, it is most effective to take cooling measures against this iron loss.
[0019]
In the present embodiment, since the cooling flow path 14 is provided in the space between the adjacent stator pieces 2, heat conduction from the coil 13 adjacent to the cooling flow path 14 and heat from the center portion of the stator piece 2 is performed. Become good. However, since the distance from the tip of the yoke (A portion and B portion in FIG. 2) of the stator piece 2 on the outer rotor 8 side of the stator piece 2 that generates the largest heat loss to the cooling flow path 14 becomes longer in this state. The heat conduction is not good.
[0020]
Therefore, in the present embodiment, the stator support bolt 6 which is a member having high thermal conductivity is disposed in the vicinity of the cooling flow path 14 and at the shortest distance from the tip of the yoke of the stator piece on the outer rotor 8 side. I have to. In this embodiment, the stator support bolt 6 is used as a member having a high thermal conductivity. However, the present invention is not limited to this, and a member having a high thermal conductivity such as iron, copper, or aluminum is used. Any shape may be used as long as the shape is similar to that of the stator support bolt 6.
[0021]
As a result, the heat of the iron loss generated in the A part and the B part has an order of magnitude higher thermal conductivity than the resin because the stator support bolt 6 arranged at the shortest distance from the A part and the B part is made of iron. (Thus, the thermal conductivity becomes high), so that it is efficiently conducted to the cooling flow path 14 via the stator support bolt 6 as is apparent from the distribution state of the heat flow velocity vector indicated by a number of arrows in FIG. Will be. Therefore, since the thermal resistance between the A part and the B part and the cooling flow path 14 is reduced, the heat conduction is improved and the cooling efficiency is improved.
[0022]
Moreover, in this embodiment, since the stator support bolt 6 is fastened and fixed to the bracket 5, the heat capacity characteristic is improved as compared with the case where the bolt is arranged alone. Thereby, the magnitude of the instantaneous copper loss of the coil 13 part and the instantaneous iron loss of the tip part (A part and B part of FIG. 2) of the stator piece yoke is synchronized with the rotational speed of the rotating electrical machine. It becomes smaller than the thermal time constant. Therefore, the change between the maximum value Tmax and the minimum value Tmin in the short-time temperature cycle is alleviated, and the temperature deterioration of the resin 15 itself can be prevented.
[0023]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a rotating electrical machine to which the cooling structure of the second to fourth embodiments of the present invention is applied. FIG. 4 shows the configuration of the main part of the cooling structure of the rotating electrical machine of the second embodiment of the present invention. FIG. The rotary electric machine of 2nd-4th embodiment is a change which increases the starter support volt | bolt 6 provided in the space between adjacent stator pieces 2 from 1 with respect to the rotary electric machine of 1st Embodiment shown in FIG. Is added.
[0024]
That is, the rotating electrical machine of the second embodiment is configured to insert starter support bolts 6 from opposite directions in the direction of the axis C, as shown in FIG. Among these starter support bolts 6, the starter support bolt 6 on the outer rotor 8 side is arranged at the same position as in the first embodiment, but the starter support bolt 6 on the inner rotor 7 side is “inner rotor 7. The stator piece yoke on the side is disposed at the shortest distance from the tip of the stator piece yoke (C portion and D portion in FIG. 4) and in the vicinity of the cooling flow path 14.
[0025]
According to the second embodiment, as is apparent from the distribution state of the heat flow velocity vector indicated by a number of arrows in FIG. 4, the heat of the iron loss generated in the A part and the B part is the shortest from the A part and the B part. The heat of the iron loss generated in the parts C and D is efficiently transferred to the cooling flow path 14 via the stator support bolt 6 which is a member having a high thermal conductivity arranged at a distance. , Because it is efficiently conducted to the cooling flow path 14 via the stator support bolt 6 that is a member having a high thermal conductivity disposed at the shortest distance from the D section, the cooling flow path 14 from the A section and the B section. Each of the thermal resistance between the C portion and the D portion and the cooling flow path 14 is reduced, so that the heat conduction is further improved and the cooling efficiency is further improved.
[0026]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a main part of a cooling structure for a rotating electric machine according to a third embodiment of the present invention. The cooling structure for a rotating electrical machine according to the third embodiment is obtained by changing the members constituting the cooling flow path from the cooling structure for the rotating electrical machine according to the second embodiment.
[0027]
That is, in the rotating electrical machine of the third embodiment, in order to provide the cooling flow path 17 between the adjacent stator pieces 2, a pipe having a predetermined thickness (for example, a hollow isosceles triangle shown in FIG. Metal pipe) 16 is used. The external space of the pipe 16 (the space between the pipe 16 and the stator piece 2, the coil 13, and the stator support bolt 6) is filled with the resin 15 as in the first and second embodiments. .
[0028]
According to the third embodiment, since the pipe 16 is used to provide the cooling flow path 17, it is necessary to ensure the draft angle of the mold to be inserted at the time of resin molding as in the first and second embodiments. The thermal resistance is further reduced by adjusting the thickness of the resin 15 so that the distance between the cooling flow path 17 and the stator support bolt 6 and the distance between the cooling flow path 17 and the coil 13 are the shortest distance. can do.
[0029]
In the above description, the configuration in which the cooling flow path 17 is provided using the pipe 16 is applied to the cooling structure of the rotating electrical machine of the second embodiment, but the cooling flow path 17 is provided using the pipe 16. You may apply a structure to the cooling structure of the rotary electric machine of the said 1st Embodiment.
[0030]
FIG. 6A is a diagram showing a configuration of a main part of a cooling structure for a rotating electrical machine according to a fourth embodiment of the present invention, and FIGS. It is sectional drawing and the side view of a pipe for forming a path. The cooling structure for a rotating electrical machine according to the fourth embodiment is obtained by changing the shape of a pipe constituting the cooling flow path from the cooling structure for a rotating electrical machine according to the third embodiment.
[0031]
That is, the pipe 18 used for the rotating electrical machine of the fourth embodiment is a pipe (for example, a metal pipe) having substantially the same shape as the pipe 16 used for the rotating electrical machine of the third embodiment. Although the cooling channel 17 having the area is formed, it does not have the same wall thickness over the entire circumference like the pipe 16 of the third embodiment, and is shown in FIGS. 6 (b) and 6 (c). As described above, a large number of fins 19 for increasing the wall thickness are formed in a part in the circumferential direction (the part facing the stator support bolt 6 on the outer rotor 8 side). As shown in (c), it shall arrange | position at substantially equal intervals. These fins 19 are arranged close to the stator support bolt 6 as shown in FIG.
[0032]
According to the fourth embodiment, since the metal pipe 18 having a large number of fins 19 is used to provide the cooling flow path 17, the stator piece yoke on the outer rotor 8 side, which is the rotor having the larger number of pole pairs. When the heat of the iron loss generated at the tip of the iron is conducted to the cooling channel 17 through the stator support bolt 6 disposed at the shortest distance from the tip, the heat of the iron loss is transferred to the stator support bolt. The heat is efficiently conducted from 6 to the cooling flow path 17 through the numerous fins 19 of the metal pipe 18, and the cooling efficiency is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a rotating electrical machine to which a cooling structure according to a first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a main part of a cooling structure for a rotating electrical machine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a rotating electrical machine to which a cooling structure according to second to fourth embodiments of the present invention is applied.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a main part of a cooling structure for a rotating electric machine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a main part of a cooling structure for a rotating electric machine according to a third embodiment of the present invention.
FIGS. 6A and 6B are diagrams showing a configuration of a main part of a cooling structure for a rotating electric machine according to a fourth embodiment of the present invention, and FIGS. 6B and 6C are diagrams showing cooling flows in the fourth embodiment, respectively. It is sectional drawing and the side view of a pipe for forming a path.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 2 Stator piece 5 Bracket 6 Stator support bolt 7 Inner rotor 8 Outer rotor 9 Inner rotor shaft 10 Outer rotor shell 11 Inner magnet 12 Outer magnet 13 Coils 14, 17 Cooling flow path 15 Resin 16, 18 Pipe 19 Fin

Claims

A rotor having permanent magnets is coaxially arranged on both the inner periphery and the outer periphery of a stator formed by integrating a plurality of circumferentially arranged stator pieces with a stator support bolt and resin. It is a cooling structure for a rotating electric machine having a double rotor structure in which each rotor is driven by a composite current,
A cooling flow path is provided between adjacent stator pieces, and at the shortest distance from the tip of the stator piece yoke on the rotor side in the vicinity of the cooling flow path and at least the number of pole pairs in the rotor. A cooling structure for a rotating electrical machine, wherein the stator support bolt is disposed.

Cooling structure for an electric rotary machine in accordance with claim 1 wherein said together using a pipe as a cooling flow path, the external space of the pipe, characterized in that filling with resin.

The cooling structure for a rotating electrical machine according to claim 1 or 2 , wherein the pipe has a portion with an increased thickness in a part in a circumferential direction.