JP4560303B2 - Armature winding cooling structure - Google Patents
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Description
本発明は、モータ等の電機子巻線冷却構造に関するものである。 The present invention relates to an armature winding cooling structure for a motor or the like.
モータは、一般に、コアに巻線が設けられて構成される電機子を具備している。このような電機子の巻線からは高熱が発生しやすいので、従来より種々の電機子巻線冷却構造が提案されている。特開2002−218730号等には、電機子の巻線に隣接して配置される金属製の冷却管と、冷却管の両端部にそれぞれ接続された金属製の2つのマニホールドとを備えた電機子巻線冷却構造が示されている。2つのマニホールドの一方のマニホールドは、冷却管に冷媒を導入するための構造を有しており、他方のマニホールドは、冷却管から冷媒を導出するための構造を有している。特にリニアモータの可動子では、このようなマニホールドを備えていると、外部の冷媒供給装置のホース等と冷却管との接続が容易になり、しかも信頼性の高い接続が得られる。従来では、2つのマニホールドを、相互に絶縁されるように離して配置している。図11及び図12は、両マニホールドが電気的に接続されている場合と絶縁されている場合のリニアモータの速度及び電流の変化をそれぞれ示している。両図に示すように、両マニホールドが電気的に接続されていると、金属製冷却管に電圧が誘起されて電流が流れ、リニアモータの速度変動の低下や、電流リップの増加が著しくなるからである。
しかしながら、従来のように2つのマニホールドを相互に絶縁すると、2つのマニホールドを配置する構造が煩雑になる。また、従来の構造で2つのマニホールドの間に複数本の冷却管を配置すると、これらの複数本の冷却管の間で誘起した電流が環状に流れてしまう。そのため、従来の構造では、2つのマニホールドの間に1本の冷却管しか配置できず、冷却管の長さが長くなった場合には、金属製冷却管内を流れる冷媒の圧力損失が大きくなるという問題があった。 However, when the two manifolds are insulated from each other as in the prior art, the structure of arranging the two manifolds becomes complicated. In addition, when a plurality of cooling pipes are arranged between two manifolds in the conventional structure, an induced current flows between the plurality of cooling pipes in an annular shape. Therefore, in the conventional structure, only one cooling pipe can be arranged between the two manifolds, and when the length of the cooling pipe is increased, the pressure loss of the refrigerant flowing in the metal cooling pipe is increased. There was a problem.
本発明の目的は、マニホールドを配置する構造を簡素化できる電機子巻線冷却構造及びリニアモータ用電機子巻線冷却構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an armature winding cooling structure and a linear motor armature winding cooling structure capable of simplifying a structure for arranging a manifold.
本発明の他の目的は、冷却管内を流れる冷媒の圧力損失を防ぐことができる電機子巻線冷却構造及びリニアモータ用電機子巻線冷却構造を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an armature winding cooling structure and a linear motor armature winding cooling structure capable of preventing pressure loss of refrigerant flowing in the cooling pipe.
本発明の電機子巻線冷却構造は、電機子の巻線に隣接して配置される金属製の冷却管と、冷却管の両端部がそれぞれ接続されて冷却管に冷媒を導入し且つ冷却管から冷媒を導出するための構造を備えた金属製のマニホールドとを備えている。本発明では、冷却管とマニホールドとが環状に配置されている。そして、冷却管の両端部の少なくとも一方とマニホールドとを電気的に絶縁する。本発明によれば、マニホールドを1つにして、冷却管とマニホールドとを環状に配置しても、冷却管の両端部の少なくとも一方とマニホールドとを電気的に絶縁したため、冷却管とマニホールドとに誘起による電流が流れるのを防止できる。そのため、1つの金属製マニホールドだけで電機子巻線冷却構造を構成することができ、マニホールドを配置する構造を簡素化できる。なお、マニホールドを樹脂等の絶縁体により形成して、冷却管とマニホールドとに誘起による電流が流れるのを防止することも考えられるが、マニホールドを樹脂により形成すると、マニホールドの耐久性が低下する上、マニホールドにタップ加工を施しても、硬度の高い螺子部を形成することができない。そのため、冷却管に冷媒を供給する冷媒供給装置のホース等とマニホールドとを十分な強度で螺合接合することができない。 The armature winding cooling structure according to the present invention includes a metal cooling pipe arranged adjacent to the armature winding, and both ends of the cooling pipe are connected to introduce a refrigerant into the cooling pipe, and the cooling pipe And a metal manifold having a structure for deriving the refrigerant from. In the present invention, the cooling pipe and the manifold are annularly arranged. And at least one of the both ends of a cooling pipe and a manifold are electrically insulated. According to the present invention, even when the cooling pipe and the manifold are annularly arranged with one manifold, the cooling pipe and the manifold are electrically insulated from each other because at least one end of the cooling pipe is electrically insulated from the manifold. The induced current can be prevented from flowing. Therefore, the armature winding cooling structure can be configured with only one metal manifold, and the structure for arranging the manifold can be simplified. It may be possible to prevent the induced current from flowing between the cooling pipe and the manifold by forming the manifold with an insulator such as resin. However, if the manifold is formed with resin, the durability of the manifold will decrease. Even if tapping is performed on the manifold, a screw portion having high hardness cannot be formed. Therefore, the hose or the like of the refrigerant supply device that supplies the refrigerant to the cooling pipe and the manifold cannot be screwed together with sufficient strength.
本願の他の発明の電機子巻線冷却構造は、電機子の巻線に隣接して配置される金属製の複数の冷却管と、一対のマニホールドとを備えている。一対のマニホールドは、複数の冷却管の両端部の一方の端部がそれぞれ接続されて複数の冷却管に冷媒を導入するための構造を備えた金属製の導入側マニホールドと、複数の冷却管の他方の端部がそれぞれ接続されて複数の冷却管から冷媒を導出するための構造を備えた金属製の導出側マニホールドとから構成されている。本発明では、複数の冷却管と一対のマニホールドとが環状に配置されている。そして、複数の冷却管のそれぞれの両端部の少なくとも一方と導入側マニホールドまたは導出側マニホールドとを電気的に絶縁する。この電機子巻線冷却構造では、複数の冷却管のそれぞれの両端部の少なくとも一方と導入側マニホールドまたは導出側マニホールドとが電気的に絶縁されているため、冷却管と一対のマニホールドとが環状に電気的接続されないため、冷却管と一対のマニホールドとに誘起による電流が流れるのを防止することができる。これにより、導入側マニホールドから導出側マニホールドに向かって冷媒が流れる複数の冷却管の配置が可能になった。そのため、一本の冷却管の長さ寸法を短くすることができ、冷却管内を流れる冷媒の圧力損失を小さくできる。 An armature winding cooling structure according to another invention of the present application includes a plurality of metal cooling pipes disposed adjacent to the armature windings and a pair of manifolds. The pair of manifolds includes a metal introduction-side manifold having a structure for introducing a refrigerant into the plurality of cooling pipes, one end of each of the cooling pipes being connected to each other, and a plurality of cooling pipes. The other end portion is connected to each other, and a metal outlet side manifold having a structure for leading the refrigerant from a plurality of cooling pipes is formed. In the present invention, a plurality of cooling pipes and a pair of manifolds are arranged in an annular shape. Then, at least one of both end portions of each of the plurality of cooling pipes is electrically insulated from the introduction side manifold or the outlet side manifold. In this armature winding cooling structure, at least one of both end portions of each of the plurality of cooling pipes is electrically insulated from the introduction side manifold or the outlet side manifold, so that the cooling pipe and the pair of manifolds are annularly formed. Since it is not electrically connected, it is possible to prevent an induced current from flowing through the cooling pipe and the pair of manifolds. As a result, it is possible to arrange a plurality of cooling pipes through which the refrigerant flows from the inlet manifold toward the outlet manifold. Therefore, the length dimension of one cooling pipe can be shortened, and the pressure loss of the refrigerant flowing through the cooling pipe can be reduced.
上記の場合、導出側マニホールドに流れた冷媒を導入側マニホールドに戻す還流管を更に備える構造を採用することができる。このようにすれば、冷媒を冷媒供給装置に戻すホース等の部材は、導入側マニホールドに接続することになる。そのため、冷媒供給装置から冷媒を供給するホース等の部材と、冷媒供給装置に冷媒を戻すホース等の部材とは、導入側マニホールドにだけ接続すればよく、リニアモータの構造を簡素化することができる。 In the above case, it is possible to employ a structure further including a reflux pipe that returns the refrigerant that has flowed to the outlet side manifold to the inlet side manifold. If it does in this way, members, such as a hose which returns a refrigerant | coolant to a refrigerant | coolant supply apparatus, will be connected to an introduction side manifold. Therefore, a member such as a hose that supplies the refrigerant from the refrigerant supply device and a member such as a hose that returns the refrigerant to the refrigerant supply device need only be connected to the introduction-side manifold, which can simplify the structure of the linear motor. it can.
冷却管とマニホールドとの間には電気的絶縁材料から構成された絶縁部品を配置して電気的な絶縁を実現するのが好ましい。このようにすれば、冷却管とマニホールドとの電気的な絶縁を簡単に図ることができる。 It is preferable that an insulating part made of an electrically insulating material is disposed between the cooling pipe and the manifold to achieve electrical insulation. In this way, electrical insulation between the cooling pipe and the manifold can be easily achieved.
マニホールドの本体には、冷却管の端部が挿入される冷却管挿入孔を形成し、更に冷却管の端部に対応して冷却管取付構造を設けることができる。この場合、冷却管取付構造は、絶縁キャップと絶縁スリーブとオーリングと接続金具と固定手段とから構成することができる。絶縁キャップは、電気絶縁材料により形成されて、冷却管の内部流路と連通する貫通孔を備えて冷却管の端部に嵌合されて端部とともに冷却管挿入孔に挿入される構造を有している。絶縁スリーブは、電気絶縁材料により形成され、冷却管が貫通する環状部と、径方向外側から力が加えられると内側に変形し冷却管を挟持する挟持部とを備えて、絶縁キャップよりも後方側に配置されている。オーリングは、絶縁スリーブの挟持部とは反対側に位置する部分と絶縁キャップとの間に挟まれている。接続金具は、絶縁スリーブの挟持部を収納し且つマニホールドの本体側に近付けられると絶縁スリーブに力を加える構造を有している。固定手段は、接続金具をマニホールドに近付けるように移動させながらマニホールドに対して接続金具を固定する構造を有している。このように構成すれば、オーリングにより冷却管とマニホールドの冷却管挿入孔との間の間隙から冷媒が漏れるのを防ぐことができる。また、固定手段及び接続金具により、絶縁スリーブが冷却管を挟持するので、冷媒が漏れることなく、金属製冷却管を確実にマニホールドに固定することができる。 A cooling pipe insertion hole into which the end of the cooling pipe is inserted is formed in the main body of the manifold, and a cooling pipe mounting structure can be provided corresponding to the end of the cooling pipe. In this case, the cooling pipe mounting structure can be composed of an insulating cap, an insulating sleeve, an O-ring, a connection fitting, and a fixing means. The insulating cap is formed of an electrically insulating material, has a through hole that communicates with the internal flow path of the cooling pipe, has a structure that fits into the end of the cooling pipe and is inserted into the cooling pipe insertion hole together with the end. is doing. The insulating sleeve is formed of an electrically insulating material, and includes an annular portion through which the cooling pipe passes, and a sandwiching portion that deforms inward when a force is applied from the outside in the radial direction and sandwiches the cooling pipe, and is behind the insulating cap. Arranged on the side. The O-ring is sandwiched between a portion located on the opposite side to the sandwiching portion of the insulating sleeve and the insulating cap. The connection fitting has a structure in which the holding portion of the insulating sleeve is accommodated and a force is applied to the insulating sleeve when approaching the main body side of the manifold. The fixing means has a structure for fixing the connection fitting to the manifold while moving the connection fitting so as to approach the manifold. If comprised in this way, it can prevent that a refrigerant | coolant leaks from the clearance gap between a cooling pipe and the cooling pipe insertion hole of a manifold by O-ring. Further, since the insulating sleeve sandwiches the cooling pipe by the fixing means and the connection fitting, the metal cooling pipe can be reliably fixed to the manifold without leakage of the refrigerant.
特にリニアモータの可動子にマニホールドを備えると、外部の冷媒供給装置のホース等と冷却管との接続が容易になり、しかも信頼性の高い接続が得られる。そのため、本発明をリニアモータの可動子の電機子巻線の冷却に用いれば、高い効果が得られる。 In particular, when the linear motor movable element is provided with a manifold, it becomes easy to connect the hose or the like of the external refrigerant supply device and the cooling pipe, and a highly reliable connection can be obtained. Therefore, if the present invention is used for cooling the armature winding of the mover of the linear motor, a high effect can be obtained.
本発明によれば、マニホールドを1つのマニホールドから構成して、冷却管とマニホールドとを環状に配置しても、冷却管の両端部の少なくとも一方とマニホールドとを電気的に絶縁したため、冷却管とマニホールドとに誘起による電流が流れるのを防止できる。そのため、1つの金属製マニホールドだけで電機子巻線冷却構造を構成することができ、マニホールドを配置する構造を簡素化できる。また、冷却管とマニホールドとに環状な電気的接続がされないため、冷却管とマニホールドとに誘起による電流が流れるのを防止することができる。これにより、一対のマニホールドの一方のマニホールドから他方のマニホールドに向かって冷媒が流れる複数の冷却管の配置が可能になった。そのため、一本の冷却管の長さ寸法を短くすることができ、冷却管内を流れる冷媒の圧力損失を小さくできる。 According to the present invention, even if the manifold is constituted by one manifold and the cooling pipe and the manifold are arranged in an annular shape, at least one of both ends of the cooling pipe is electrically insulated from the manifold. It is possible to prevent an induced current from flowing through the manifold. Therefore, the armature winding cooling structure can be configured with only one metal manifold, and the structure for arranging the manifold can be simplified. In addition, since no annular electrical connection is made between the cooling pipe and the manifold, it is possible to prevent an induced current from flowing through the cooling pipe and the manifold. Thereby, arrangement | positioning of the several cooling pipe into which a refrigerant | coolant flows toward the other manifold from one manifold of a pair of manifold was attained. Therefore, the length dimension of one cooling pipe can be shortened, and the pressure loss of the refrigerant flowing through the cooling pipe can be reduced.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。図1は、リニアモータ内に配置された本発明の第1の実施の形態の電機子巻線冷却構造の斜視図であり、図2は、リニアモータ内に配置する前の本発明の実施の形態の電機子巻線冷却構造の斜視図である。両図に示すように、本例の電機子巻線冷却構造は、1つの金属製のマニホールド1と一本の金属製の冷却管3とを有している。マニホールド1は、図3及び図4に示すように、真鍮、ステンレス、銅、アルミニウム等により直方体のブロック状に形成されており、リニアモータの電機子に取り付けられている。マニホールド1の内部には、導入側通路5と導出側通路7とが形成されている。導入側通路5は、図示しない冷媒供給装置の供給ホースに接続されて該冷媒供給装置から油等の冷媒が供給される取入口8と冷却管3内に冷媒を導入する導入口9とを両端に備えている。導出側通路7は、冷却管3から冷媒が導出される導出口11と冷媒供給装置の排出ホースに接続されて該冷媒供給装置に冷媒を排出する排出口12とを両端に有している。導入側通路5及び導出側通路7は、取入口8と排出口12とが並んで配置され、導入口9と導出口11とが並んで配置されるように、ほぼ平行に並んで配置されている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an armature winding cooling structure according to a first embodiment of the present invention disposed in a linear motor, and FIG. 2 is an embodiment of the present invention before being disposed in the linear motor. It is a perspective view of the armature winding cooling structure of a form. As shown in both figures, the armature winding cooling structure of the present example has one
導入口9は、図5Aに示すように、冷却管3の端部が挿入できるように、導入側通路5よりも大きい横断面積を有してマニホールド1の表面に開口しており、導入側通路5との間に形成された段差面9aと、段差面9aとマニホールド1の表面との間に形成された内周面9bとを有している。導出口11も導入口9と同じ構造を有しており、冷却管3の端部が挿入できるように、導出側通路7よりも大きい横断面積を有してマニホールド1の表面に開口しており、導出側通路7との間に形成された段差面11aと、段差面11aとマニホールド1の表面との間に形成された内周面11bとを有している。このように、本例では導入口9及び導出口11は、冷却管3の端部が挿入される冷却管挿入孔を構成している。導入口9には、冷却管3の一方の端部が挿入されており、導出口11には、冷却管3の他方の端部が挿入されている。導入口9及び導出口11に冷却管3の一方及び他方の端部がそれぞれ接続される態様については、後に詳細に説明する。
As shown in FIG. 5A, the introduction port 9 has a larger cross-sectional area than the introduction side passage 5 and is open to the surface of the
図1及び図2に戻って説明すると、冷却管3は、銅やアルミニウムからなる円筒管であり、複数に折れ曲がって延びるつづら折部3aと直線状に延びる直線部3bとを有している。つづら折部3aはマニホールド1の導入口9側に接続された一方の端部側に位置しており、リニアモータの電機子の9個の巻線Cの隣接する巻線C,Cの間を通るように、図示しない絶縁フィルムを介して巻線Cに隣接して配置されている。本例では、巻線を巻回するコアを持たないコアレスタイプのリニアモータを用いている。直線部3bはマニホールド1の導出口11側に接続された他方の端部側に位置している。以上のような構成により、冷却管3とマニホールド1とは環状に配置されており、マニホールド1から冷却管3内に導入された冷媒は、つづら折部3a及び直線部3bを通ってマニホールド1に導出される。そして、冷却管3のつづら折部3aを介して電機子の巻線Cは冷却される。
Returning to FIG. 1 and FIG. 2, the
図5A及び図5Bに示すように、冷却管3の一方及び他方の端部とマニホールド1の導入口9及び導出口11との間には、電気的絶縁材料から構成された絶縁部品13が配置されており、冷却管3の一方及び他方の端部とマニホールド1の導入口9及び導出口11とは、電気的に絶縁されてそれぞれ接続されている。絶縁部材13は、絶縁キャップ15とオーリング17と絶縁スリーブ19とを有している。絶縁キャップ15は、POM(ポリオキシメチレン)やPPS(ポリフェニレンサルファイド)からなり、環状部15aと環状部15aの周縁から延びる筒状部15bとを一体に有しており、冷却管3の一方の端部または他方の端部に嵌合されて該端部とともに導入口9または導出口11に挿入される。環状部15aは、供給側口9または導出口11の段差面9a,11aと冷却管3の一方の端部または他方の端部の端面との間に挟まれており、中央に導入側通路5または導出側通路7及び冷却管3の内部流路にそれぞれ連通する貫通孔15cを有している。筒状部15bは、導入口9または導出口11の内周面9b,11bと冷却管3の一方の端部または他方の端部の近傍の外周面との間に挟まれている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, an insulating
オーリング17は、NBR(ニトリルゴム)やFPM(フッ素ゴム)からなり、後述する絶縁スリーブ19の挟持部19bとは反対側に位置する部分と絶縁キャップ15との間に挟まれた状態で冷却管3の外周に嵌合している。そして、導入口9または導出口11の内周面9b,11bと冷却管3の外周面との間隙に配置されて該間隙を封止している。
The O-
絶縁スリーブ19は、POM(ポリオキシメチレン)やPPS(ポリフェニレンサルファイド)からなる筒体であり、絶縁キャップ15よりも後方側に配置されており、冷却管3が貫通する環状部19aと冷却管3を挟持する挟持部19bとを有している。環状部19aは、導入口9または導出口11の開口部内に嵌合されている。挟持部19bは、導入口9または導出口11の開口部の周縁部に端部が当接する円筒状の挟持本体19cと切頭円錐形の錐形部19dとを有している。挟持部19bには、錐形部19dから挟持本体19cに亘って複数のスリット19eが形成されおり、後述するように、冷却管3を挟持する。
The insulating
接続金具21は、アルミニウムからなる筒体であり、内部の貫通空隙部21aは、絶縁スリーブ19の挟持本体19cの外面に沿う形状の第1の部分21bと、錐形部19dの外面に沿う形状の第2の部分21cと、冷却管3と接触しないように冷却管3が間隔を隔てて貫通する第3の部分21dとを含んでいる。また、接続金具21には、貫通空隙部21aに平行して延びる2つの貫通孔21eが形成されている。そして、接続金具21は、貫通孔21eを貫通してマニホールド1に形成された螺子孔1aに螺合される螺子23によってマニホールド1に固定されている。このように接続金具21をマニホールド1に固定する際に、螺子23を締め付けて接続金具21をマニホールド1に近づくように移動させると、接続金具21内の第2の部分21cがスリーブ19の錐形部19dに強く当接するように絶縁スリーブ19に力が加わり、複数のスリット19eが形成された挟持部19bは径方向外側から力を加えられて内側に変形する。これにより、挟持部19bは、冷却管3の中心線に向かって冷却管3を締付けて、冷却管3を挟持する。本例では螺子23及び螺子孔1aがマニホールド1に対して接続金具21を固定する固定手段を構成しており、絶縁キャップ15と絶縁スリーブ19とオーリング17と接続金具21と固定手段23,1aとが冷却管取付構造を構成している。
The connection fitting 21 is a cylindrical body made of aluminum, and the internal through-
本例のリニアモータ用冷却構造では、冷却管3の一方及び他方の端部とマニホールド1の導入口9及び導出口11との間には、電気的絶縁材料から構成された絶縁部品13が配置されて、両者間は電気的に絶縁されている。そのため、マニホールドを1つのマニホールド1から構成して、冷却管3とマニホールド1とを環状に配置しても、冷却管3とマニホールド1とに誘起による電流が流れるのを防止できる。その結果、1つのマニホールド1だけで電機子巻線冷却構造を構成することができ、マニホールドを配置する構造を簡素化できる。
In the cooling structure for a linear motor of this example, an insulating
なお、上記例では、冷却管3の一方及び他方の端部の両方を、絶縁部材13を間に介してマニホールド1の導入口9及び導出口11にそれぞれ接続したが、冷却管3の一方及び他方の端部のいずれか一方の端部だけが絶縁部材13を間に介する構成であっても構わない。
In the above example, both the one end and the other end of the
図6は、リニアモータ内に配置された本発明の第2の実施の形態の電機子巻線冷却構造の斜視図である。本例の電機子巻線冷却構造は、冷却管3の構造を除いて、図1〜図5に示す第1の実施の形態のリニアモータ用冷却構造と同じ構造を有している。そのため、第1の実施の形態のリニアモータ用冷却構造と同じ部材には図1〜図5に付した符号に100を加えた符号を付してその説明を省略する。本例の電機子巻線冷却構造が配置されるリニアモータRは、固定子R1と固定子R1に対して往復動する可動子を構成する電機子R2とを有している。固定子R1は、一対の支持部材R3と一対の支持部材R3に両端が支持されたヨークR4とを有している。ヨークR4は、複数の磁性鋼板が積層されて構成されており、内部には複数の永久磁石R5からなる磁極列が形成されている。電機子R2は、ヨークR4を囲むように配置された筒状フレームR6と、フレームR6内に巻回されて配置された6つの巻線R7とから構成されている。
FIG. 6 is a perspective view of the armature winding cooling structure according to the second embodiment of the present invention arranged in the linear motor. The armature winding cooling structure of the present example has the same structure as the linear motor cooling structure of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 except for the structure of the
本例の電機子巻線冷却構造の金属製のマニホールド101は、筒状フレームR6の側面に固定されている。また、金属製の冷却管103は、巻回するように折れ曲がって延びる巻回部103aと巻回部103aの外側を横切るように直線状に延びる直線部103bとを有している。巻回部103aはマニホールド101の導入口109側に接続された一方の端部側に位置しており、リニアモータの電機子R2の6つの巻線R7の外周を覆うように巻線R7に絶縁フィルムを介して隣接して配置されている。直線部103bはマニホールド1の導出口111側に接続された他方の端部側に位置している。これにより、マニホールド101を介して冷却管103内に導入された冷媒は、巻回部103a及び直線部103bを通ってマニホールド101に導出される。これにより、冷却管103の巻回部103aを介して電機子の巻線R7は冷却される。
The
図7〜図10は、リニアモータ内に配置された本発明の第3の実施の形態の電機子巻線冷却構造の正面図、背面図、側面図及び平面図である。本例の電機子巻線冷却構造は、導入側マニホールド201と導出側マニホールド225からなる金属製の一対のマニホールドと、複数本(本例では2本)の金属製の冷却管203A,203Bと、還流管227とを有している。導入側マニホールド201は、ブロック状に形成されており、リニアモータの電機子に取り付けられている。また、導入側マニホールド201の内部には、導入側通路205と流動通路229とが形成されている。導入側通路205は、一つの取入口208から複数(本例では2つ)の導入口209A,209Bに冷媒を送る分岐構造を有している。より具体的には、導入側通路205は、導入側マニホールド201の長手方向に延びる1本の通路から構成されており、両端が取入口208と2つの導入口209A,209Bの一方の導入口209Aとにそれぞれ連通しており、取入口208寄りの中間部が2つの導入口209A,209Bの他方の導入口209Bに連通している。そして、取入口208は、導入側マニホールド201の第1の面201aに形成されており、2つの導入口209A,209Bは、第1の面201aに直交して隣接する第2の面201bに並んで形成されている。2つの導入口209A,209Bはいずれも図5Aで説明した第1の実施の形態の導入口9とほぼ同じ構造を有している。ただし、2つの導入口209A,209Bの段差面209aは、図9に示すように、導入側通路205が延びる方向と平行な面により形成されている。
7 to 10 are a front view, a rear view, a side view, and a plan view of the armature winding cooling structure according to the third embodiment of the present invention arranged in the linear motor. The armature winding cooling structure of this example includes a pair of metal manifolds including an
流動通路229は、冷媒入口231と冷媒出口235とを両端に備える構造を有している。冷媒入口231は第1の面201aと対向する第3の面201cに形成されており、冷媒出口235は、取入口208と並んで第1の面201aに形成されている。取入口208及び冷媒出口235は、図示しない冷媒供給装置の供給ホース及び排出ホースにそれぞれ接続されている。
The
導出側マニホールド225も導入側マニホールド201と同様にブロック状に形成されており、リニアモータの電機子に取り付けられている。導出側マニホールド225の内部には、導出側通路207が形成されている。導出側通路207は、複数(本例では2つ)の導出口211A,211Bから一つの排出口212に冷媒を送る構造を有している。より具体的には、導出側通路207は、導出側マニホールド225の長手方向に延びる1本の通路から構成されており、両端が2つの導出口211A,211Bの他方の導出口211Bと排出口212とにそれぞれ連通しており、排出口212寄りの中間部が2つの導出口211A,211Bの一方の導出口211Aに連通している。そして、排出口212は、導出側マニホールド225の第1の面225aに形成されており、2つの導出口211A,211Bは、第1の面225aに直交して隣接する第2の面225bに並んで形成されている。2つの導出口211A,211Bも2つの導入口209A,209Bと同様に図5Aで説明した第1の実施の形態の導入口9とほぼ同じ構造を有している。ただし、2つの導出口211A,211Bの段差面211aは、図9に示すように、導出側通路207が延びる方向と平行な面により形成されている。
The
2本の冷却管203A,203Bは、複数に折れ曲がって延びるつづら折り形状を有しており、コアに巻線が設けられて構成されるリニアモータの電機子の巻線の隣接する巻線の間を通るように、巻線に絶縁フィルムを介して隣接して配置されている。2本の冷却管203A,203Bの一方の端部は、導入側マニホールド201の2つの導入口209A,209B内にそれぞれ挿入されて、2本の冷却管203A,203Bの一方の端部は、図5A及び図5Bに示す第1の実施の形態と同じ態様で相互に接触しないように絶縁部材213を間に介して両導入口209A,209Bにそれぞれ接続されている。これにより、導入側マニホールド201から冷却管203A,203Bに冷媒が導入される。また、2本の冷却管203A,203Bの他方の端部は、導出側マニホールド225の2つの導出口211A,211B内にそれぞれ挿入されて、図5A及び図5Bに示す第1の実施の形態と同じ態様で相互に接触しないように絶縁部材213を間に介して両導出口211A,211Bにそれぞれ接続されている。これにより、冷却管203A,203Bから導出側マニホールド225に冷媒が導出される。
The two
還流管227は、銅またはアルミニウムの金属材料からなり、両端が導出側マニホールド225の排出口212と導入側マニホールド201の冷媒入口231とにロー付け等の適宜な手段で接続されている。
The
以上のような構成により、冷却管203A,203Bと一対のマニホールド201,225とが環状に配置されており、導入側マニホールド201から導出側マニホールド225に向かって2本の冷却管203A,203B内に冷媒が流れ、導出側マニホールド225に流れた冷媒は、還流管227を通って導入側マニホールド201に戻る。これにより、冷却管203A,203Bを介して電機子の巻線は冷却される。本例のリニアモータ用冷却構造では、冷却管203A,203Bの一方及び他方の端部と導入側マニホールド201の導入口209A,209B及び導出側マニホールド225の導出口211A,211Bとの間には、電気的絶縁材料から構成された絶縁部品213が配置され、両者間は電気的に絶縁されている。そのため、2本の冷却管203A,203Bと導入側マニホールド201及び導出側マニホールド225とが環状に電気的に接続されないため、冷却管203A,203Bとマニホールド201,225とに誘起による電流が流れるのを防止することができる。そのため、導入側マニホールド201から導出側マニホールド225に向かって冷媒が流れる複数本(本例では2本)の冷却管203A,203Bの配置が可能になった。その結果、一本の冷却管(203Aまたは203B)の長さ寸法を短くすることができ、冷却管203A,203B内を流れる冷媒の圧力損失を小さくできる。
With the above configuration, the cooling
なお、上記例では、2本の冷却管203A,203Bの一方及び他方の端部の両方を、絶縁部材213を間に介して導入側マニホールド201の導入口209A,209B及び導出側マニホールド225の導出口211A,211Bにそれぞれ接続したが、2本の冷却管203A,203Bのそれぞれの両端部の少なくとも一方と導入側マニホールド201または導出側マニホールド225とが電気的に絶縁されていればよい。例えば、冷却管203Aの一方の端部と導入側マニホールド201の導入口209Aとの接続と、冷却管203Bの一方の端部と導入側マニホールド201の導入口209Bとの接続との2つの接続だけを絶縁部材213を間にして行ってもよい。また、冷却管203Aの他方の端部と導出側マニホールド225の導出口211Aとの接続と、冷却管203Bの他方の端部と導出側マニホールド225の導出口211Bとの接続との2つの接続だけを絶縁部材213を間にして行ってもよい。また、冷却管203Aの一方の端部と導入側マニホールド201の導入口209Aとの接続と、冷却管203Bの他方の端部と導出側マニホールド225の導出口211Bとの接続との2つの接続だけを絶縁部材213を間にして行ってもよい。また、冷却管203Aの他方の端部と導出側マニホールド225の導出口211Aとの接続と、冷却管203Bの一方の端部と導入側マニホールド201の導入口209Bとの接続との2つの接続だけを絶縁部材213を間にして行ってもよい。ただし、冷却管203A,203B内に電流が生じるのを確実に防ぐには、多くの接続を絶縁部材213を間に介して行うのが好ましい。
In the above example, one end and the other end of the two cooling
1 マニホールド
3 冷却管
5 導入側通路
7 導出側通路
9 導入口
11 導出口
13 絶縁部材
15 絶縁キャップ
17 絶縁オーリング
19 絶縁スリーブ
21 接続金具
201 導入側マニホールド
225 導出側マニホールド
203A,203B 冷却管
227 還流管
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記冷却管の両端部がそれぞれ接続されて前記冷却管に冷媒を導入し且つ前記冷却管から前記冷媒を導出するための構造を備えた金属製のマニホールドとを備え、
前記冷却管と前記マニホールドとが環状に配置されており、
前記冷却管の前記両端部の少なくとも一方と前記マニホールドとが電気的に絶縁されており、
前記冷却管と前記マニホールドとの間には電気的絶縁材料から構成された絶縁部品が配置されて、前記電気的な絶縁が実現されており、
前記マニホールドの本体には、前記冷却管の前記端部が挿入される冷却管挿入孔が形成されて、
更に前記冷却管の前記端部に対応して冷却管取付構造が設けられ、
前記冷却管取付構造は、
電気絶縁材料により形成されて、前記冷却管の内部流路と連通する貫通孔を備えて前記冷却管の端部に嵌合されて前記端部とともに前記冷却管挿入孔に挿入される絶縁キャップと、
電気絶縁材料により形成され、前記冷却管が貫通する環状部と、径方向外側から力が加えられると内側に変形して前記冷却管を挟持する挟持部とを備えて、前記絶縁キャップよりも、前記絶縁キャップが前記冷却管挿入孔に挿入される方向とは反対の方向側に配置された前記絶縁スリーブと、
前記絶縁スリーブの前記挟持部とは反対側に位置する部分と前記絶縁キャップとの間に挟まれたオーリングと、
前記絶縁スリーブの前記挟持部を収納し且つ前記マニホールドの本体側に近付けられると前記絶縁スリーブに前記力を加える接続金具と、
前記接続金具を前記マニホールドに近付けるように移動させながら前記マニホールドに対して前記接続金具を固定する固定手段とを備えていることを特徴とする電機子巻線冷却構造。 A metal cooling pipe placed adjacent to the armature winding;
Both ends of the cooling pipe are connected to each other, and a metal manifold having a structure for introducing the refrigerant into the cooling pipe and leading out the refrigerant from the cooling pipe,
The cooling pipe and the manifold are arranged in an annular shape,
At least one of the both ends of the cooling pipe and the manifold are electrically insulated ;
An insulating part made of an electrically insulating material is disposed between the cooling pipe and the manifold, and the electrical insulation is realized.
A cooling pipe insertion hole into which the end of the cooling pipe is inserted is formed in the main body of the manifold,
Furthermore, a cooling pipe mounting structure is provided corresponding to the end of the cooling pipe,
The cooling pipe mounting structure is
An insulating cap formed of an electrically insulating material, provided with a through-hole communicating with the internal flow path of the cooling pipe, fitted into the end of the cooling pipe, and inserted into the cooling pipe insertion hole together with the end; ,
It is formed of an electrically insulating material, and includes an annular portion through which the cooling pipe penetrates, and a sandwiching portion that deforms inward when a force is applied from the outside in the radial direction, and sandwiches the cooling pipe. The insulating sleeve disposed on the side opposite to the direction in which the insulating cap is inserted into the cooling pipe insertion hole;
An O-ring sandwiched between a portion of the insulating sleeve located on the opposite side of the clamping portion and the insulating cap;
A fitting that accommodates the clamping portion of the insulating sleeve and applies the force to the insulating sleeve when approaching the main body side of the manifold;
An armature winding cooling structure comprising: fixing means for fixing the connection fitting to the manifold while moving the connection fitting so as to approach the manifold .
前記複数の冷却管の両端部の一方の端部がそれぞれ接続されて前記複数の冷却管に冷媒を導入するための構造を備えた金属製の導入側マニホールドと、前記複数の冷却管の他方の端部がそれぞれ接続されて前記複数の冷却管から前記冷媒を導出するための構造を備えた金属製の導出側マニホールドとからなる一対のマニホールドとを備え、
前記複数の冷却管と前記一対のマニホールドとが環状に配置されており、
前記複数の冷却管のそれぞれの前記両端部の少なくとも一方と前記導入側マニホールドまたは導出側マニホールドとが電気的に絶縁されており、
前記電気的に絶縁される冷却管とマニホールドとの間には電気的絶縁材料から構成された絶縁部品が配置されて、前記電気的な絶縁が実現されており、
前記マニホールドの本体には、前記冷却管の前記端部が挿入される冷却管挿入孔が形成されており、
更に前記冷却管の前記端部に対応して冷却管取付構造が設けられ、
前記冷却管取付構造は、
電気絶縁材料により形成されて、前記冷却管の内部流路と連通する貫通孔を備えて前記冷却管の端部に嵌合されて前記端部とともに前記冷却管挿入孔に挿入される絶縁キャップと、
電気絶縁材料により形成され、前記冷却管が貫通する環状部と、径方向外側から力が加えられると内側に変形して前記冷却管を挟持する挟持部とを備えて、前記絶縁キャップよりも、前記絶縁キャップが前記冷却管挿入孔に挿入される方向とは反対の方向側に配置された前記絶縁スリーブと、
前記絶縁スリーブの前記挟持部とは反対側に位置する部分と前記絶縁キャップとの間に挟まれたオーリングと、
前記絶縁スリーブの前記挟持部を収納し且つ前記マニホールドの本体側に近付けられると前記絶縁スリーブに前記力を加える接続金具と、
前記接続金具を前記マニホールドに近付けるように移動させながら前記マニホールドに対して前記接続金具を固定する固定手段とを備えていることを特徴とする電機子巻線冷却構造。 A plurality of metal cooling pipes arranged adjacent to the armature winding;
One end of both ends of the plurality of cooling pipes is connected to each other, and a metal introduction-side manifold having a structure for introducing a refrigerant into the plurality of cooling pipes, and the other of the plurality of cooling pipes A pair of manifolds each having an end connected to each other and a metal outlet side manifold having a structure for leading the refrigerant from the plurality of cooling pipes;
The plurality of cooling pipes and the pair of manifolds are arranged in an annular shape,
At least one of the both end portions of each of the plurality of cooling pipes is electrically insulated from the introduction side manifold or the outlet side manifold ;
An insulating part made of an electrically insulating material is disposed between the electrically insulated cooling pipe and the manifold, and the electrical insulation is realized,
A cooling pipe insertion hole into which the end of the cooling pipe is inserted is formed in the main body of the manifold,
Furthermore, a cooling pipe mounting structure is provided corresponding to the end of the cooling pipe,
The cooling pipe mounting structure is
An insulating cap formed of an electrically insulating material, provided with a through-hole communicating with the internal flow path of the cooling pipe, fitted into the end of the cooling pipe, and inserted into the cooling pipe insertion hole together with the end; ,
It is formed of an electrically insulating material, and includes an annular portion through which the cooling pipe penetrates, and a sandwiching portion that deforms inward when a force is applied from the outside in the radial direction, and sandwiches the cooling pipe. The insulating sleeve disposed on the side opposite to the direction in which the insulating cap is inserted into the cooling pipe insertion hole;
An O-ring sandwiched between a portion of the insulating sleeve located on the opposite side of the clamping portion and the insulating cap;
A fitting that accommodates the clamping portion of the insulating sleeve and applies the force to the insulating sleeve when approaching the main body side of the manifold;
An armature winding cooling structure comprising: fixing means for fixing the connection fitting to the manifold while moving the connection fitting so as to approach the manifold .
前記冷却管の両端部がそれぞれ接続されて前記冷却管に冷媒を導入し且つ前記冷却管から前記冷媒を導出するための構造を備えた金属製のマニホールドとを備え、
前記冷却管と前記マニホールドとが環状に配置されており、
前記冷却管の前記両端部の少なくとも一方と前記マニホールドとが電気的に絶縁されており、
前記冷却管と前記マニホールドとの間には電気的絶縁材料から構成された絶縁部品が配置されて、前記電気的な絶縁が実現されており、
前記マニホールドの本体には、前記冷却管の前記端部が挿入される冷却管挿入孔が形成されて、
更に前記冷却管の前記端部に対応して冷却管取付構造が設けられ、
前記冷却管取付構造は、
電気絶縁材料により形成されて、前記冷却管の内部流路と連通する貫通孔を備えて前記冷却管の端部に嵌合されて前記端部とともに前記冷却管挿入孔に挿入される絶縁キャップと、
電気絶縁材料により形成され、前記冷却管が貫通する環状部と、径方向外側から力が加えられると内側に変形して前記冷却管を挟持する挟持部とを備えて、前記絶縁キャップよりも、前記絶縁キャップが前記冷却管挿入孔に挿入される方向とは反対の方向側に配置された前記絶縁スリーブと、
前記絶縁スリーブの前記挟持部とは反対側に位置する部分と前記絶縁キャップとの間に挟まれたオーリングと、
前記絶縁スリーブの前記挟持部を収納し且つ前記マニホールドの本体側に近付けられると前記絶縁スリーブに前記力を加える接続金具と、
前記接続金具を前記マニホールドに近付けるように移動させながら前記マニホールドに対して前記接続金具を固定する固定手段とを備えていることを特徴とするリニアモータ用電機子巻線冷却構造。 A metal cooling pipe disposed adjacent to the armature winding constituting the mover of the linear motor;
Both ends of the cooling pipe are connected to each other, and a metal manifold having a structure for introducing the refrigerant into the cooling pipe and leading out the refrigerant from the cooling pipe,
The cooling pipe and the manifold are arranged in an annular shape,
At least one of the both ends of the cooling pipe and the manifold are electrically insulated ;
An insulating part made of an electrically insulating material is disposed between the cooling pipe and the manifold, and the electrical insulation is realized.
A cooling pipe insertion hole into which the end of the cooling pipe is inserted is formed in the main body of the manifold,
Furthermore, a cooling pipe mounting structure is provided corresponding to the end of the cooling pipe,
The cooling pipe mounting structure is
An insulating cap formed of an electrically insulating material, provided with a through-hole communicating with the internal flow path of the cooling pipe, fitted into the end of the cooling pipe, and inserted into the cooling pipe insertion hole together with the end; ,
An annular portion that is formed of an electrically insulating material and through which the cooling pipe penetrates, and a clamping portion that deforms inward when a force is applied from the outside in the radial direction and clamps the cooling pipe, than the insulating cap, The insulating sleeve disposed on the side opposite to the direction in which the insulating cap is inserted into the cooling pipe insertion hole;
An O-ring sandwiched between a portion of the insulating sleeve located on the opposite side of the clamping portion and the insulating cap;
A fitting that accommodates the clamping portion of the insulating sleeve and applies the force to the insulating sleeve when approaching the main body side of the manifold;
An armature winding cooling structure for a linear motor , comprising: fixing means for fixing the connection fitting to the manifold while moving the connection fitting so as to approach the manifold .
前記複数の冷却管の両端部の一方の端部がそれぞれ接続されて前記複数の冷却管に冷媒を導入するための構造を備えた金属製の導入側マニホールドと、前記複数の冷却管の他方の端部がそれぞれ接続されて前記複数の冷却管から前記冷媒を導出するための構造を備えた金属製の導出側マニホールドとからなる一対のマニホールドとを備え、
前記複数の冷却管と前記一対のマニホールドとが環状に配置されており、
前記複数の冷却管のそれぞれの前記両端部の少なくとも一方と前記導入側マニホールドまたは導出側マニホールドとが電気的に絶縁されており、
前記電気的に絶縁される冷却管とマニホールドとの間には電気的絶縁材料から構成された絶縁部品が配置されて、前記電気的な絶縁が実現されており、
前記マニホールドの本体には、前記冷却管の前記端部が挿入される冷却管挿入孔が形成されており、
更に前記冷却管の前記端部に対応して冷却管取付構造が設けられ、
前記冷却管取付構造は、
電気絶縁材料により形成されて、前記冷却管の内部流路と連通する貫通孔を備えて前記冷却管の端部に嵌合されて前記端部とともに前記冷却管挿入孔に挿入される絶縁キャップと、
電気絶縁材料により形成され、前記冷却管が貫通する環状部と、径方向外側から力が加えられると内側に変形して前記冷却管を挟持する挟持部とを備えて、前記絶縁キャップよりも、前記絶縁キャップが前記冷却管挿入孔に挿入される方向とは反対の方向側に配置された前記絶縁スリーブと、
前記絶縁スリーブの前記挟持部とは反対側に位置する部分と前記絶縁キャップとの間に挟まれたオーリングと、
前記絶縁スリーブの前記挟持部を収納し且つ前記マニホールドの本体側に近付けられると前記絶縁スリーブに前記力を加える接続金具と、
前記接続金具を前記マニホールドに近付けるように移動させながら前記マニホールドに対して前記接続金具を固定する固定手段とを備えていることを特徴とするリニアモータ用電機子巻線冷却構造。 A plurality of metal cooling pipes arranged adjacent to the armature winding constituting the mover of the linear motor;
One end of both ends of the plurality of cooling pipes is connected to each other, and a metal introduction-side manifold having a structure for introducing a refrigerant into the plurality of cooling pipes, and the other of the plurality of cooling pipes A pair of manifolds each having an end connected to each other and a metal outlet side manifold having a structure for leading the refrigerant from the plurality of cooling pipes;
The plurality of cooling pipes and the pair of manifolds are arranged in an annular shape,
At least one of the both end portions of each of the plurality of cooling pipes is electrically insulated from the inlet manifold or outlet manifold ;
An insulating part made of an electrically insulating material is disposed between the electrically insulated cooling pipe and the manifold, and the electrical insulation is realized,
A cooling pipe insertion hole into which the end of the cooling pipe is inserted is formed in the main body of the manifold,
Furthermore, a cooling pipe mounting structure is provided corresponding to the end of the cooling pipe,
The cooling pipe mounting structure is
An insulating cap formed of an electrically insulating material, provided with a through hole communicating with the internal flow path of the cooling pipe, fitted into the end of the cooling pipe, and inserted into the cooling pipe insertion hole together with the end; ,
An annular portion that is formed of an electrically insulating material and through which the cooling pipe penetrates, and a clamping portion that deforms inward when a force is applied from the outside in the radial direction and clamps the cooling pipe, than the insulating cap, The insulating sleeve disposed on the side opposite to the direction in which the insulating cap is inserted into the cooling pipe insertion hole;
An O-ring sandwiched between a portion of the insulating sleeve located on the opposite side of the clamping portion and the insulating cap;
A fitting that accommodates the clamping portion of the insulating sleeve and applies the force to the insulating sleeve when approaching the main body side of the manifold;
An armature winding cooling structure for a linear motor , comprising: fixing means for fixing the connection fitting to the manifold while moving the connection fitting so as to approach the manifold .
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