JP5331521B2 - Toroidal winding motor - Google Patents
Toroidal winding motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP5331521B2 JP5331521B2 JP2009058211A JP2009058211A JP5331521B2 JP 5331521 B2 JP5331521 B2 JP 5331521B2 JP 2009058211 A JP2009058211 A JP 2009058211A JP 2009058211 A JP2009058211 A JP 2009058211A JP 5331521 B2 JP5331521 B2 JP 5331521B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- winding
- refrigerant
- toroidal
- teeth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
本発明は、トロイダル巻線モータに関するものである。 The present invention relates to a toroidal winding motor.
従来から、軸線周りに回転自在に支持されるとともに、永久磁石が配設されたロータと、ロータの周囲に対向配置されるとともに、コイル(巻線)が巻回されたステータとを備えたモータを有する車両用モータユニットが知られている。
また、コイルの巻回方法としては、分布巻き、集中巻きおよびトロイダル巻きが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a motor that is supported rotatably around an axis and has a rotor on which permanent magnets are disposed, and a stator that is disposed opposite to the periphery of the rotor and on which coils (windings) are wound. There is known a vehicle motor unit having the following.
Further, distributed winding, concentrated winding, and toroidal winding are known as winding methods of the coil.
ステータにコイルを分布巻きで巻回すると、コイルの重なり合う部分が多く、ステータのスロット間を架け渡す渡り部の高さが高くなり、軸方向に長くなってしまう。なお、分布巻きでは、ステータコア内のq軸磁束分布が均等になり、トルクリップルおよび振動を低減することができる。 When the coil is wound around the stator by distributed winding, there are many overlapping portions of the coil, and the height of the crossing portion that spans between the slots of the stator becomes high and becomes long in the axial direction. In the distributed winding, the q-axis magnetic flux distribution in the stator core becomes uniform, and torque ripple and vibration can be reduced.
また、ステータにコイルを集中巻きで巻回すると、渡り部の高さは低く抑えることができるが、q軸磁束分布が不均一になり、振動を低減することができない。 Further, when the coil is wound around the stator by concentrated winding, the height of the transition portion can be kept low, but the q-axis magnetic flux distribution becomes non-uniform and vibration cannot be reduced.
一方、ステータにコイルをトロイダル巻きで巻回すると、渡り部の高さは集中巻きと略同一の高さに抑えることができ、q軸磁束分布は分布巻きと同様に均等にすることができる。しかしながら、トロイダル巻きでは、コイルがステータの外周側にも配されるため、ステータ外周面とハウジングとの接触面積が小さくなり、コイルおよびステータから発せられる熱を放熱しにくいという問題がある。
そこで、ステータにトロイダル巻きでコイルを巻回した場合でも、ハウジング自体を冷媒配管として用い、コイルおよびステータを冷却することができる技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
On the other hand, when the coil is wound around the stator by toroidal winding, the height of the transition portion can be suppressed to substantially the same height as the concentrated winding, and the q-axis magnetic flux distribution can be made uniform as in the distributed winding. However, in the toroidal winding, since the coil is also disposed on the outer peripheral side of the stator, the contact area between the outer peripheral surface of the stator and the housing is reduced, and there is a problem that heat generated from the coil and the stator is difficult to dissipate.
Therefore, even when the coil is wound around the stator by toroidal winding, a technique is disclosed that can cool the coil and the stator by using the housing itself as a refrigerant pipe (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上述した特許文献1では、ハウジング自体を冷媒配管としているため、ロータとステータとの隙間(ロータ周囲のエアギャップ)に隔壁を設ける必要がある。つまり、隙間を大きくしなければならず、モータが大型化してしまうという問題がある。また、隔壁とハウジングとの間には、冷媒がロータ側に漏れないように強力なシール構造を有しなければならないという問題がある。
By the way, in
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、モータを小型化することができるとともに、巻線およびステータを冷却可能なトロイダル巻線モータを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a toroidal winding motor that can reduce the size of the motor and can cool the winding and the stator.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、円環状に形成され、複数のティース(例えば、実施形態におけるティース32)を有するステータコア(例えば、実施形態におけるステータコア25)と、該ステータコアに対してトロイダル状に巻き回された巻線(例えば、実施形態におけるコイル17)と、前記ステータコアの外周側に、前記ティースの径方向外側に延出されたティース延長部(例えば、実施形態における仕切部31)と、を備えたステータ(例えば、実施形態におけるステータ21)と、該ティース延長部の外周縁と当接される円環状のハウジング(例えば、実施形態におけるモータハウジング11)と、前記ステータの軸方向一端側に設けられ、前記巻線に冷媒(例えば、実施形態における油Q)を供給する冷媒供給配管(例えば、実施形態における油供給配管40)と、を備えたトロイダル巻線モータ(例えば、実施形態におけるモータ23)であって、前記冷媒供給配管には、該冷媒供給配管に面する側に配された巻線渡り部(例えば、実施形態における側面突出部18)および前記ティース延長部と前記ハウジングとで形成された空間(例えば、実施形態における外側スロット28B)内に配された巻線直線部(例えば、実施形態における周面突出部19)に対して前記冷媒を供給する吐出口(例えば、実施形態における吐出口44)が形成され、隣接する前記ティース間には、冷媒受け部材(例えば、実施形態における油受け部材33)が軸方向に沿って設けられ、前記冷媒供給配管は、前記ステータにおける円環状の中心点(例えば、実施形態における中心点C)よりも上方において前記ステータの外周側から内周側に向かって前記冷媒を供給する外側配管部(例えば、実施形態における外側配管部41)と、前記中心点よりも下方において前記ステータの内周側から外周側に向かって前記冷媒を供給する内側配管部(例えば、実施形態における内側配管部42)と、前記中心点と略同一高さにおいて前記外側配管部と前記内側配管部との間を連接するステータ横断配管部(例えば、実施形態における横断配管部43)と、を有していることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
請求項2に記載した発明は、前記冷媒受け部材は、前記ステータの軸方向両端から突出する長さを有していることを特徴としている。 The invention described in claim 2 is characterized in that the refrigerant receiving member has a length protruding from both axial ends of the stator.
請求項3に記載した発明は、前記ステータコアと前記巻線との間にはインシュレータ(例えば、実施形態におけるインシュレータ61)が設けられ、該インシュレータは前記巻線の軸方向両端から突出する長さを有していることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, an insulator (for example, the
請求項4に記載した発明は、前記ハウジングの軸方向他端側には前記ステータコアと当接される壁部(例えば、実施形態における冷却配管本体部73)が形成されていることを特徴としている。
The invention described in claim 4 is characterized in that a wall portion (for example, a cooling pipe
請求項5に記載した発明は、前記壁部における前記ステータが配された側の反対側に、冷媒(例えば、実施形態における冷却水W)が通流可能に構成されていることを特徴としている。 The invention described in claim 5 is characterized in that a refrigerant (for example, the cooling water W in the embodiment) is configured to be able to flow on the opposite side of the wall portion on which the stator is disposed. .
請求項6に記載した発明は、前記ステータ横断配管部において、前記巻線渡り部の側面に対して前記冷媒を供給するように前記吐出口が形成されていることを特徴としている。 The invention described in claim 6 is characterized in that the discharge port is formed so as to supply the refrigerant to a side surface of the winding crossover portion in the stator crossing piping portion.
請求項7に記載した発明は、前記ステータコアの軸方向端面にはフィン(例えば、実施形態におけるフィン83)が形成された放熱部材(例えば、実施形態における放熱部材81)が設けられ、前記フィンは、径方向に沿う方向に形成されていることを特徴としている。
The invention described in claim 7 is provided with a heat radiating member (for example, the
請求項8に記載した発明は、円環状に形成され、複数のティースを有するステータコアと、該ステータコアに対してトロイダル状に巻き回された巻線と、前記ステータコアの外周側に、前記ティースの径方向外側に延出されたティース延長部と、を備えたステータと、該ティース延長部の外周縁と当接される円環状のハウジングと、前記ステータの軸方向一端側に設けられ、前記巻線に冷媒を供給する冷媒供給配管と、を備えたトロイダル巻線モータであって、前記冷媒供給配管には、該冷媒供給配管に面する側に配された巻線渡り部および前記ティース延長部と前記ハウジングとで形成された空間内に配された巻線直線部に対して前記冷媒を供給する吐出口が形成され、隣接する前記ティース間には、冷媒受け部材が軸方向に沿って設けられ、前記ステータコアの軸方向端面にはフィン(例えば、実施形態におけるフィン83)が形成された放熱部材(例えば、実施形態における放熱部材81)が設けられ、前記フィンは、径方向に沿う方向に形成され、前記放熱部材に、前記冷媒供給配管を支持するための支持部(例えば、実施形態における溝部86)が形成されていることを特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a stator core formed in an annular shape and having a plurality of teeth, a winding wound around the stator core in a toroidal shape, and a diameter of the teeth on the outer peripheral side of the stator core. A stator having a tooth extension extending outward in the direction, an annular housing that is in contact with an outer peripheral edge of the tooth extension, and one end in the axial direction of the stator, the winding A toroidal winding motor provided with a refrigerant supply pipe for supplying refrigerant to the refrigerant supply pipe, wherein the refrigerant supply pipe includes a winding crossover portion disposed on a side facing the refrigerant supply pipe and the tooth extension portion. A discharge port for supplying the refrigerant is formed with respect to the linear winding portion disposed in the space formed by the housing, and a refrigerant receiving member is provided along the axial direction between the adjacent teeth. , The fins in the axial end surface of the stator core (e.g., a
請求項1に記載した発明によれば、トロイダル状に巻き回された巻線を有するステータの軸方向一端側に冷媒供給配管を設け、巻線渡り部だけでなく巻線直線部にも冷媒を供給することで巻線を効果的に冷却することができる。また、冷媒受け部材を設けることにより、ステータの内周側に配されているロータに冷媒がかかるのを防止することができる。
したがって、冷媒がロータにかかることで生じるフリクションを抑制することができる。
さらに、冷媒受け部材と隣接するティースとで形成された内側空間を冷媒流路として利用することができるため、内側空間内に配された巻線も効率よく冷却することができる。つまり、ハウジングに冷媒流路を形成する必要がないため、ハウジングを小型化することができ、結果として、モータを小型化することができる。
また、巻線に対して上方から冷媒を供給できるように構成したため、巻線に対して確実に冷媒を供給することができる。また、冷媒供給配管の形状を複雑化させることなく実現することができるため、製造コストの上昇を抑制しつつ、巻線を効率よく冷却することができる。
According to the first aspect of the present invention, the refrigerant supply pipe is provided on one end side in the axial direction of the stator having the winding wound in a toroidal shape, and the refrigerant is supplied not only to the winding transition part but also to the winding linear part. By supplying, the winding can be effectively cooled. Further, by providing the coolant receiving member, it is possible to prevent the coolant from being applied to the rotor disposed on the inner peripheral side of the stator.
Accordingly, it is possible to suppress the friction generated when the refrigerant is applied to the rotor.
Furthermore, since the inner space formed by the refrigerant receiving member and the adjacent teeth can be used as the refrigerant flow path, the windings arranged in the inner space can also be efficiently cooled. That is, since it is not necessary to form a coolant channel in the housing, the housing can be reduced in size, and as a result, the motor can be reduced in size.
Further, since the refrigerant can be supplied to the winding from above, the refrigerant can be reliably supplied to the winding. Moreover, since it can implement | achieve, without making the shape of refrigerant | coolant supply piping complicated, a coil | winding can be cooled efficiently, suppressing the raise of manufacturing cost.
請求項2に記載した発明によれば、冷媒受け部材上を流れ、冷媒受け部材の軸方向端部から流れ落ちる冷媒がロータにかかるのを確実に防止することができる。したがって、ロータにフリクションが生じるのを確実に防止でき、回転効率が低下するのを抑制することができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to reliably prevent the refrigerant flowing on the refrigerant receiving member and flowing down from the axial end of the refrigerant receiving member from being applied to the rotor. Therefore, it is possible to reliably prevent friction from occurring in the rotor, and to suppress a reduction in rotational efficiency.
請求項3に記載した発明によれば、インシュレータを設け、該インシュレータの軸方向長さを巻線の軸方向両端から突出する長さにすることにより、冷媒供給配管から供給される冷媒を確実に受け入れることができるとともに、冷媒が空間内(巻線が配された空間内)から漏洩するのを防止することができる。したがって、巻線に冷媒を確実に供給することができ、効率よく巻線を冷却することができる。 According to the invention described in claim 3, by providing an insulator and making the axial length of the insulator project from both ends in the axial direction of the winding, the refrigerant supplied from the refrigerant supply pipe can be reliably supplied. While being able to receive, it can prevent that a refrigerant | coolant leaks out of space (in the space where the coil | winding was distribute | arranged). Therefore, the coolant can be reliably supplied to the winding, and the winding can be efficiently cooled.
請求項4に記載した発明によれば、ハウジングに壁部を設けることによりステータの軸方向の位置決めを容易にすることができる。また、ステータに発生した熱をハウジング側へ放熱させることができる。したがって、ステータの冷却効率を向上することができるため、モータ効率の向上および連続出力範囲の拡大を図ることができる。 According to the invention described in claim 4, the axial positioning of the stator can be facilitated by providing the wall portion in the housing. Further, the heat generated in the stator can be radiated to the housing side. Therefore, since the cooling efficiency of the stator can be improved, the motor efficiency can be improved and the continuous output range can be expanded.
請求項5に記載した発明によれば、ハウジング自体が熱交換器としての機能を有するため、ステータに発生した熱をより確実に冷却させることができる。また、巻線を冷却するための冷媒が、ハウジングにおける熱交換機能を有する当該箇所を通過することにより冷媒の冷却効率をさらに向上することができる。したがって、巻線およびステータの冷却効率をさらに向上することができるため、モータ効率の向上および連続出力範囲の拡大を図ることができる。 According to the invention described in claim 5, since the housing itself functions as a heat exchanger, the heat generated in the stator can be cooled more reliably. Moreover, the cooling efficiency of a refrigerant | coolant can further be improved because the refrigerant | coolant for cooling a coil | winding passes the said location which has the heat exchange function in a housing. Accordingly, the cooling efficiency of the winding and the stator can be further improved, so that the motor efficiency can be improved and the continuous output range can be expanded.
請求項6に記載した発明によれば、ステータ横断配管部からも冷媒を供給することで、巻線の冷却効率をさらに向上することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the cooling efficiency of the windings can be further improved by supplying the refrigerant also from the stator crossing pipe portion.
請求項7に記載した発明によれば、ステータに生じた熱を放熱部材により効率的に放熱することができる。また、放熱部材のフィンを径方向に沿って形成することにより、冷媒が空間内から漏洩するのを抑制することができる。したがって、巻線に冷媒を確実に供給することができ、効率よく巻線を冷却することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the heat generated in the stator can be efficiently radiated by the heat radiating member. Moreover, it can suppress that a refrigerant | coolant leaks from the inside of a space by forming the fin of a heat radiating member along a radial direction. Therefore, the coolant can be reliably supplied to the winding, and the winding can be efficiently cooled.
請求項8に記載した発明によれば、冷媒供給配管を放熱部材に支持することにより、冷媒供給配管をハウジングなどに支持する場合に比べて生産効率を向上することができる。
また、ステータの熱を効率よく放熱する放熱部材に冷媒供給配管を支持することで、放熱部材の熱も冷媒供給配管で吸熱することができ、ステータの冷却効率をさらに向上することができる。
According to the invention described in claim 8 , by supporting the refrigerant supply pipe on the heat radiating member, it is possible to improve the production efficiency as compared with the case where the refrigerant supply pipe is supported on the housing or the like.
Further, by supporting the refrigerant supply pipe on the heat radiating member that efficiently radiates the heat of the stator, the heat of the heat radiating member can also be absorbed by the refrigerant supply pipe, and the cooling efficiency of the stator can be further improved.
(第一実施形態)
次に、本発明の第一実施形態を図1〜図13に基づいて説明する。なお、本実施形態における各装置の取付方向や位置を示す定義は、車両進行方向を前方とし、車両進行方向に向かって左右方向および上下方向を定義するものとする。
図1は車両用モータユニットの概略構成断面図である。図1に示すように、車両用モータユニット(以下、モータユニットという。)10は、ステータ21およびロータ22を備えたモータ23を収容するモータハウジング11と、モータハウジング11の一方側に締結され、モータ23の出力軸24からの動力を伝達する動力伝達部(不図示)を収容するミッションハウジング12と、モータハウジング11の他方側に締結され、モータ23の回転センサ(不図示)を収容するセンサハウジング13と、を備えている。
(First embodiment)
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the definition which shows the attachment direction and position of each apparatus in this embodiment shall define the left-right direction and an up-down direction toward a vehicle advancing direction by making a vehicle advancing direction ahead.
FIG. 1 is a schematic sectional view of a vehicle motor unit. As shown in FIG. 1, a vehicle motor unit (hereinafter referred to as a motor unit) 10 is fastened to a
モータハウジング11の内部はモータ室36として、ミッションハウジング12の内部はミッション室37として、センサハウジング13の内部はセンサ室38として、それぞれ構成されている。
The
モータハウジング11は、モータ23全体を覆うような略円筒形状で形成されている。モータハウジング11とミッションハウジング12との境界部のミッションハウジング12側には、モータ23の出力軸24の一端を回転自在に支持するベアリング26が設けられ、モータハウジング11とセンサハウジング13との境界部のモータハウジング11側には、モータ23の出力軸24の他端を回転自在に支持するベアリング27が設けられている。また、出力軸24に連接されたロータ22の外周面には磁石29が取り付けられている。
The
図2、図3に示すように、ステータ21は、円環状に形成され、複数のティース32を有する板材が積層されたステータコア25と、隣接するティース32,32間に形成されるスロット28に巻回されたコイル17と、を備えている。
具体的には、コイル17は、ステータ21の内側スロット28Aからステータ21の径方向外側に向かい、ステータ21の外周面21cに形成された仕切部31,31で囲まれた外側スロット28Bを出力軸24の軸方向に沿って架け渡されている。つまり、リング状に形成されたコイル17がスロット28ごとに設けられた、所謂トロイダル巻線モータを構成している。なお、仕切部31は、ステータ21のティース32の径方向に延長した位置に形成されている。また、コイル17とステータコア25との間には樹脂で作られたインシュレータ61が配設されている。つまり、ステータコア25にインシュレータ61を取り付け、そこにコイル17を巻回するようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
Specifically, the
図4に示すように、コイル17が巻回されることにより、ステータ21の軸方向両端面21a,21bから軸方向外方へ突出した側面突出部18が形成されるとともに、ステータ21の外周面21cから径方向外方へ突出した周面突出部19が形成される。なお、インシュレータ61はコイル17の側面突出部18よりも軸方向にさらに突出した長さで形成されている。
As shown in FIG. 4, by winding the
また、内側スロット28Aにおいて、コイル17が配されたさらに内周側には油受け部材33が設けられている。油受け部材33は、例えば、樹脂や非磁性材で作られた板状部材であり、隣接するティース32,32間に挟持されている。つまり、隣接するティース32,32と、油受け部材33と、で囲まれた空間S1が形成され、その空間S1内に冷却用の油Qが流通できるようになっているとともに、油Qがロータ22側に漏れないように構成されている。このように構成することで、油Qが回転中のロータ22に触れて飛散するのを防止することができる。なお、油受け部材33は、コイル17の側面突出部18よりも軸方向に長く形成されている。また、油受け部材33は、空間S1内を通流している油Qが空間S1内から漏洩したときに、ロータ22に触れてしまう虞があるスロット28のみに設けられている。つまり、出力軸24の回転中心C(図2参照)よりも上方に位置しているスロット28のみに油受け部材33が設けられている。
Further, in the
ここで、図2、図3に示すように、ステータ21の軸方向一端側には冷却用の油Qを吐出可能な油供給配管40が設けられている。
Here, as shown in FIGS. 2 and 3, an
油供給配管40について詳細に説明する。図5〜図7に示すように、油供給配管40は、ステータ21における円環状の中心点Cよりも上方においてステータ21の外周縁に対応した位置に配される外側配管部41と、中心点Cよりも下方においてステータ21の内周縁(ティース32の先端部に対応した位置)に配される内側配管部42と、中心点Cと略同一高さにおいて外側配管部41と内側配管部42との間を連接する横断配管部43と、を有している。また、油供給配管40の頂部には、ミッションハウジング12内に配されたオイルポンプ45から汲み上げられた油Qを導入する導入配管46が形成されている。なお、オイルポンプ45と導入配管46との間には、流通配管47が設けられている。なお、流通配管47は出力軸24の内部に形成された空洞部62にも接続されており、油Qを供給できるようになっている。
The
また、油供給配管40は、モータハウジング11内周側に周方向に形成された配管支持部51に外側配管部41が当接するように配され、内側配管部42がステータコア25のティース32の略先端部に当接するように廃されている。なお、横断配管部43は、中心点Cと略同一高さに配されているティース32に沿って当接配置されており、外側配管部41と内側配管部42との間を連接している。
The
油供給配管40にはコイル17に対応した位置に、油Qを吐出する吐出口44が複数形成されている。外側配管部41の吐出口44から吐出された油Qは、コイル17の側面突出部18および周面突出部19に対して外周側から内周側に向かって供給され、内側配管部42の突出口44から吐出された油Qは、コイル17の側面突出部18および内側スロット28A内に配されたコイルに対して内周側から外周側に向かって供給される。また、横断配管部43から吐出された油Qはコイル17の側面に供給される。
なお、吐出口44は、油供給配管40の上方に形成される吐出口44の口径が下方に形成される吐出口44の口径よりも大きく形成されている。このようにすることで、下方に形成された吐出口44においても所望の吐出圧が確保され、確実にコイル17に対して油Qを供給することができる。
The
The
また、図8に示すように、ステータ21の軸方向一端面21a側には円環状のバスリング69が設けられており、コイル17に対して電流を印加できるように構成されている。バスリング69はインシュレータ61に当接するように配されている。
As shown in FIG. 8, an
次に、図9、図10に示すように、モータハウジング11におけるステータ21の軸方向他端面21b側には、該他端面21bを覆うように冷却水Wが流通可能な冷却配管70が一体成形されている。
Next, as shown in FIGS. 9 and 10, a cooling
ここで、図9〜図13に示すように、本実施形態の冷却配管70はモータハウジング11の内周面に沿うように円環状に形成されている。具体的には、冷却配管70はモータハウジング11に一体成形された冷却配管本体部73と、冷却配管本体部73を塞ぐ冷却配管カバー74と、を備えている。
Here, as shown in FIGS. 9 to 13, the cooling
冷却配管70は、ステータ21の他端面21bおよびコイル17の側面突出部18を覆うように形成されている。また、隣接するコイル17の側面突出部18,18間に対応する位置に吸熱部71を有している。吸熱部71は、ステータ21の他端面21bと当接するように構成されている。なお、吸熱部71は、冷却配管70の略全周に亘って等間隔に複数形成されている。また、隣接する吸熱部71,71間には冷却水通路72が形成されている。
The cooling
また、冷却配管70の下部には流入口75が設けられているとともに、上部には流出口76が設けられている。つまり、冷却水Wは、流入口75から供給されて、冷却配管70内を通過後、流出口76から排出されるように構成されている。このように冷却水Wを下方から上方へ向けて流通させることで、冷却配管70内に酸素が滞留するのを抑制することができる。なお、流出口76から流出した冷却水Wは、車両に設けられたラジエータ77で冷却され、冷却水ポンプ78を介して再度流入口75から冷却配管70内へ供給され、冷却水Wが循環するようになっている(図1参照)。
In addition, an
つまり、トロイダル巻線モータ23における隣接するコイル17の側面突出部18,18間のスペースを冷却水路として有効に利用することで、無駄なスペースをなくし、モータユニット10の小型化を図ることができる。
また、冷却配管70において、吸熱部71と、側面突出部18が形成された箇所に対応した冷却水通路72と、で断面積が異なるため、冷却水Wの流れを積極的に乱流にすることができる。したがって、冷却水Wによる吸熱性能を高めることができる。なお、冷却配管70は、モータハウジング11と一体に形成されていてもよいし、別体で形成されていてもよい。
That is, by effectively using the space between the
Moreover, in the cooling
また、図13に示すように、冷却配管本体部73におけるステータ21に面した側に、ステータ21のティース32の先端部と当接する内周当接部80が周方向に沿って略全周に形成されている。内周当接部80が形成された径方向外側に油受け部材33の端部が配されている。このように内周当接部80を形成することで、コイル17に供給された油Qはステータ21の他端面21b側からモータ室36内へ排出されず、全ての油Qが当該箇所で折り返して、内側スロット28A内に配された油受け部材33上に沿って一端面21a側へ導かれる。つまり、内側スロット28A内に配されたコイル17を確実に冷却することができる。
Further, as shown in FIG. 13, an inner
上述のようにモータハウジング11と冷却配管70とを一体に形成して、そこにステータ21を圧入固定することができるようにすることで、ステータ21の固定にボルトなどが不要になり、モータユニット10の小型軽量化を図ることができる。
As described above, the
続いて、このように構成したモータユニット10のコイル17およびステータ21の冷却方法について説明する。
まず、冷却水の供給源から供給される冷却水Wは、冷却配管70の下部の流入口75から冷却配管70内に供給される。そして、この冷却水Wが、冷却配管70の冷却水通路72および吸熱部71を通過しながら上方へ流れ、コイル17およびステータ21から発せられる熱を吸熱する。冷却配管70の上部に流れてきた冷却水Wは流出口76から排出される。
このとき、冷却配管70は、コイル17およびステータ21と密着するように配されているため、コイル17およびステータ21から発せられる熱を効率よく吸熱することができる。
Next, a method for cooling the
First, the cooling water W supplied from the cooling water supply source is supplied into the cooling
At this time, since the cooling
次に、このように構成されたモータ23の製造方法について説明する。
まず、モータハウジング11内にコイル17が巻回されたステータ21を取り付ける。この際、ステータ21の仕切部31をモータハウジング11の内周面に当接させながら圧入固定する。また、モータハウジング11の冷却配管本体部73が形成されていない側からコイル17が巻回されたステータ21を挿入し、冷却配管70の吸熱部71とステータ21の他端面21bとが当接するまでステータ21を挿入することで、ステータ21の軸方向の位置決めがなされる。なお、ステータ21やモータハウジング11に切欠きを設けるか、ノックピンなどを利用してステータ21の位置合わせをするように構成してもよい。
続いて、ステータ21の一端面21a側に油供給配管40を取り付け、その後、ステータ21を覆うようにバスバー69を設けることで、モータ23を製造することができる。
Next, a method for manufacturing the
First, the
Subsequently, the
なお、ステータ21をモータハウジング11に取り付けた後に樹脂モールドしてもよい。特に、ステータ21を取り付けた後、モータハウジング11ごと樹脂モールドすることにより、微小な隙間を無くすことができ、より効率良くコイル17およびステータ21を冷却することができる。また、ステータ21をより強固に固定することができ、信頼性の高いモータ23を製造することができる。
The
次に、このように構成したモータユニット10のコイル17(およびステータ21)の冷却方法について説明する。
まず、ミッションハウジング12内の冷却用油の供給源から供給される油Qは、モータハウジング11の上部に配された導入配管46から油供給配管40内に供給される。そして、この油Qが、油供給配管40内を流通して適宜吐出口44から吐出される。吐出された油Qは、コイル17の周面突出部19および側面突出部18に供給される。そして、コイル17から発せられる熱を吸熱する。
Next, a method for cooling the coil 17 (and the stator 21) of the
First, the oil Q supplied from the cooling oil supply source in the
コイル17に供給された油Qは、隣接する仕切部31,31で仕切られた空間(外側スロット28B)内を流通し、ステータ21の他端面21b方向へ熱を吸熱しながら向かう。ステータ21の他端面21b側の側面突出部18まで流通してきた油Qは、折り返してステータ21の内側スロット28A内に配されたコイル17の方へ流通する。コイル17から発せられる熱を吸熱した油Qは最終的にはモータ室36内へ排出されるが、油Qは油受け部材33上に排出された後、油受け部材33の軸方向端部からモータ室36内へと排出される。モータ室36へ排出された冷却油Qは、モータ室36の下部に貯留され、再びオイルポンプ45に汲み上げられて油供給配管40へ循環されるようになっている。なお、ステータ21の他端面21b側まで流れてきた油Qは、冷却配管70によっても冷却されるため、その後スロット28A内に配されたコイル17の冷却効率を向上することができる。
The oil Q supplied to the
このように、冷却用の油Qをコイル17に直接噴射するため、コイル17から発せられる熱を効率よく吸熱することができる。なお、ステータ21の熱も油Qがスロット28内を流通することにより同時に吸熱することができる。また、ステータ21に生じた熱は、モータハウジング11側へ放熱されたり、冷却配管70により冷却されたりすることで、ステータ21の温度上昇をさらに抑制することができる。なお、油Qをバスリング69に噴射するように構成してもよい。
In this way, since the cooling oil Q is directly injected into the
本実施形態によれば、トロイダル状に巻き回されたコイル17を有するステータ21の軸方向一端面21a側に油供給配管40を設け、コイル17の側面突出部18だけでなく周面突出部19にも油Qを供給することでコイル17を効果的に冷却することができる。また、油受け部材33を設けることにより、ステータ21の内周側に配されているロータ22に油Qがかかるのを防止することができる。したがって、油Qがロータ22にかかることで生じるフリクションを抑制することができる。さらに、油受け部材33と隣接するティース32,32とで形成された内側空間S1を油流路として利用することができるため、内側空間S1内に配されたコイル17も効率よく冷却することができる。つまり、モータハウジング11に冷却油用の流路を形成する必要がないため、モータハウジング11を小型化することができ、結果として、モータユニット10を小型化することができる。
According to the present embodiment, the
また、油受け部材33を軸方向にコイル17の側面突出部18よりも長く形成することで、油受け部材33上を流れ、油受け部材33の軸方向端部から流れ落ちる油Qがロータ22にかかるのを確実に防止することができる。したがって、ロータ22にフリクションが生じるのを確実に防止でき、回転効率が低下するのを抑制することができる。
Further, by forming the
また、インシュレータ61を設け、該インシュレータ61の軸方向長さをコイル17の側面突出部18から突出する長さにすることにより、油供給配管40から供給される油Qを確実に受け入れることができるとともに、コイル17が配された空間内から油Qが漏洩するのを防止することができる。したがって、コイル17に油Qを確実に供給することができ、効率よくコイル17を冷却することができる。
In addition, by providing the
また、モータハウジング11に冷却配管本体部73を設けることによりステータ21の軸方向の位置決めを容易にすることができる。また、ステータ21に発生した熱をモータハウジング11側へ放熱させることができる。したがって、ステータ21の冷却効率を向上することができるため、モータ効率の向上および連続出力範囲の拡大を図ることができる。
Further, the positioning of the
また、モータハウジング11の他端側に冷却配管70を設けることで、モータハウジング11自体が熱交換器としての機能を有するため、ステータ21に発生した熱をより確実に冷却させることができる。また、コイル17を冷却するための油Qが、モータハウジング11における熱交換機能を有する当該箇所を通過することにより油Qの冷却効率をさらに向上することができる。したがって、コイル17およびステータ21の冷却効率をさらに向上することができるため、モータ効率の向上および連続出力範囲の拡大を図ることができる。
Moreover, since the
また、油供給配管40をコイル17に対して上方から油Qを供給できるように吐出口44を形成したため、コイル17に対して確実に油Qを供給することができる。また、油供給配管40の形状を複雑化させることなく実現することができるため、製造コストの上昇を抑制しつつ、コイル17を効率よく冷却することができる。
Further, since the
また、油供給配管40の横断配管部43にも吐出口44を形成し、横断配管部43からも油Qをコイル17に供給することで、コイル17の冷却効率をさらに向上することができる。
Further, the
(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態を図14〜図15に基づいて説明する。なお、本実施形態は、第一実施形態のステータの一端面に放熱部材を設けた構成が異なるのみであり、その他の構成は第一実施形態と略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, this embodiment differs only in the structure which provided the heat radiating member in the end surface of the stator of 1st embodiment, and since the other structure is substantially the same as 1st embodiment, it is the same code | symbol in the same location Detailed description will be omitted.
図14、図15に示すように、ステータ21の一端面21aに放熱部材81が設けられている。放熱部材81は、例えば銅などで形成された板状の本体部82にフィン83が形成されたものであり、ステータコア25と正面視で略同一形状に形成されたものである。なお、放熱部材81は、アルミニウムや樹脂で形成してもよい。
As shown in FIGS. 14 and 15, a
フィン83は、本体部82の表面に対して垂直方向に壁状に立設されており、径方向に沿って形成されている。また、フィン83はステータコア25のティース32に対応した領域に形成されている。なお、フィン83の内周端84はティース32の先端部から若干径方向外側にセットバックした位置に形成され、外周端87は仕切部31の外縁と略同一の位置まで形成されている。さらに、放熱部材81の先端部85にはフィン83と同じ方向に立設された壁部88が形成されている。つまり、先端部85の壁部88とフィン83の内周端84との間には溝部86が形成されている。この溝部86には冷媒供給配管40の内側配管部42が配設され、支持できるようになっている。
The
本実施形態によれば、ステータ21に生じた熱を放熱部材81により効率的に放熱することができる。また、放熱部材81のフィン83を径方向に沿って形成することにより、コイル17が配された空間内から油Qが漏洩するのを抑制することができる。したがって、コイル17に油Qを確実に供給することができ、効率よくコイル17を冷却することができる。
According to the present embodiment, the heat generated in the
また、放熱部材81に溝部86を形成し、油供給配管40を放熱部材81に支持することにより、油供給配管40をモータハウジング11などに支持する場合に比べて生産効率を向上することができる。また、ステータ21の熱を効率よく放熱する放熱部材81に油供給配管40を支持することで、放熱部材81の熱も油供給配管40で吸熱することができ、ステータ21の冷却効率をさらに向上することができる。
Further, by forming the
尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態においては、永久磁石式ブラシレスモータの場合を用いて説明したが、モータがトロイダル巻線であれば、インダクションモータやリラクタンスモータなどに適用してもよい。
また、本実施形態においては、油受け部材が平板状の場合について説明したが、油受け部材を断面山型形状にするなど傾斜を設けて、油受け部材に滴下した油がスムーズに端部に導かれモータ室内へ排出されるようにしてもよい。
また、本実施形態においては、ステータを円環状に形成した場合の説明をしたが、ステータをティースごとに分割して、その分割ステータを組み合わせることで円環状のステータにするようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific structure and shape described in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.
For example, in the present embodiment, the case of a permanent magnet brushless motor has been described. However, if the motor is a toroidal winding, the present invention may be applied to an induction motor, a reluctance motor, or the like.
Further, in the present embodiment, the case where the oil receiving member has a flat plate shape has been described. However, the oil receiving member has an inclined shape such as a mountain-shaped cross section, and the oil dripped onto the oil receiving member smoothly reaches the end. It may be guided and discharged into the motor chamber.
In the present embodiment, the case where the stator is formed in an annular shape has been described. However, the stator may be divided for each tooth, and the divided stators may be combined to form an annular stator.
11…モータハウジング(ハウジング) 17…コイル(巻線) 18…側面突出部(巻線渡り部) 19…周面突出部(巻線直線部) 21…ステータ 23…モータ(トロイダル巻線モータ) 25…ステータコア 28B…外側スロット(空間) 31…仕切部(ティース延長部) 32…ティース 33…油受け部材(冷媒受け部材) 40…油供給配管(冷媒供給配管) 41…外側配管部 42…内側配管部 43…横断配管部(ステータ横断配管部) 44…吐出口 61…インシュレータ 73…冷却配管本体部(壁部) 81…放熱部材 83…フィン 86…溝部 C…中心点 Q…油(冷媒) W…冷却水(冷媒)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該ティース延長部の外周縁と当接される円環状のハウジングと、
前記ステータの軸方向一端側に設けられ、前記巻線に冷媒を供給する冷媒供給配管と、を備えたトロイダル巻線モータであって、
前記冷媒供給配管には、該冷媒供給配管に面する側に配された巻線渡り部および前記ティース延長部と前記ハウジングとで形成された空間内に配された巻線直線部に対して前記冷媒を供給する吐出口が形成され、
隣接する前記ティース間には、冷媒受け部材が軸方向に沿って設けられ、
前記冷媒供給配管は、前記ステータにおける円環状の中心点よりも上方において前記ステータの外周側から内周側に向かって前記冷媒を供給する外側配管部と、前記中心点よりも下方において前記ステータの内周側から外周側に向かって前記冷媒を供給する内側配管部と、前記中心点と略同一高さにおいて前記外側配管部と前記内側配管部との間を連接するステータ横断配管部と、を有していることを特徴とするトロイダル巻線モータ。 A stator core formed in an annular shape and having a plurality of teeth, a winding wound around the stator core in a toroidal shape, and a teeth extension extending radially outward of the teeth on the outer peripheral side of the stator core A stator having a portion,
An annular housing that is in contact with the outer peripheral edge of the teeth extension;
A toroidal winding motor provided on one axial end side of the stator and provided with a refrigerant supply pipe for supplying a refrigerant to the winding;
In the refrigerant supply pipe, the winding crossing part arranged on the side facing the refrigerant supply pipe and the winding linear part arranged in the space formed by the teeth extension part and the housing A discharge port for supplying the refrigerant is formed,
Between the adjacent teeth, a refrigerant receiving member is provided along the axial direction ,
The refrigerant supply pipe includes an outer pipe portion that supplies the refrigerant from an outer peripheral side to an inner peripheral side of the stator above an annular central point of the stator, and a lower portion of the stator below the central point. An inner pipe section that supplies the refrigerant from the inner circumference side toward the outer circumference side, and a stator cross pipe section that connects the outer pipe section and the inner pipe section at substantially the same height as the center point. A toroidal winding motor characterized by comprising:
該ティース延長部の外周縁と当接される円環状のハウジングと、
前記ステータの軸方向一端側に設けられ、前記巻線に冷媒を供給する冷媒供給配管と、を備えたトロイダル巻線モータであって、
前記冷媒供給配管には、該冷媒供給配管に面する側に配された巻線渡り部および前記ティース延長部と前記ハウジングとで形成された空間内に配された巻線直線部に対して前記冷媒を供給する吐出口が形成され、
隣接する前記ティース間には、冷媒受け部材が軸方向に沿って設けられ、
前記ステータコアの軸方向端面にはフィンが形成された放熱部材が設けられ、前記フィンは、径方向に沿う方向に形成され、
前記放熱部材に、前記冷媒供給配管を支持するための支持部が形成されていることを特徴とするトロイダル巻線モータ。 A stator core formed in an annular shape and having a plurality of teeth, a winding wound around the stator core in a toroidal shape, and a tooth extension that extends outward in the radial direction of the teeth on the outer peripheral side of the stator core A stator having a portion,
An annular housing that is in contact with the outer peripheral edge of the teeth extension;
A toroidal winding motor provided on one axial end side of the stator and provided with a refrigerant supply pipe for supplying a refrigerant to the winding;
In the refrigerant supply pipe, the winding crossing part arranged on the side facing the refrigerant supply pipe and the winding linear part arranged in the space formed by the teeth extension part and the housing A discharge port for supplying the refrigerant is formed,
Between the adjacent teeth, a refrigerant receiving member is provided along the axial direction,
The stator core is provided with a heat dissipating member having fins formed on the axial end surfaces thereof, and the fins are formed in a direction along the radial direction,
A toroidal winding motor , wherein a support portion for supporting the refrigerant supply pipe is formed on the heat radiating member .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009058211A JP5331521B2 (en) | 2009-03-11 | 2009-03-11 | Toroidal winding motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009058211A JP5331521B2 (en) | 2009-03-11 | 2009-03-11 | Toroidal winding motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010213495A JP2010213495A (en) | 2010-09-24 |
JP5331521B2 true JP5331521B2 (en) | 2013-10-30 |
Family
ID=42973065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009058211A Expired - Fee Related JP5331521B2 (en) | 2009-03-11 | 2009-03-11 | Toroidal winding motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5331521B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023221737A1 (en) * | 2022-05-19 | 2023-11-23 | 中国第一汽车股份有限公司 | Stator cooling structure, and permanent magnet synchronous electric motor for vehicle |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103151879A (en) * | 2013-04-03 | 2013-06-12 | 天津市松正电动汽车技术股份有限公司 | Liquid-cooled motor |
GB2546255A (en) * | 2016-01-07 | 2017-07-19 | Mclaren Automotive Ltd | Cooling electric machines |
JP6452164B2 (en) * | 2016-04-12 | 2019-01-16 | 本田技研工業株式会社 | Rotating electric machine stator |
CN110535261A (en) * | 2018-05-25 | 2019-12-03 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | A kind of magneto with heat sinking function |
CN114503407A (en) * | 2019-09-30 | 2022-05-13 | 日本电产株式会社 | Motor |
JP6881692B1 (en) * | 2019-12-24 | 2021-06-02 | 株式会社明電舎 | Cooling structure of rotary electric machine |
WO2021131182A1 (en) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | 株式会社明電舎 | Cooling structure of rotary electric machine |
FR3112909B1 (en) * | 2020-07-23 | 2022-08-12 | Erneo | Electric machine with toroidal winding cooled by a heat transfer liquid |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10322942A (en) * | 1997-05-21 | 1998-12-04 | Denso Corp | Rotating machine |
EP1100179A1 (en) * | 1999-11-09 | 2001-05-16 | Atlas Copco Airpower N.V. | Winding for a motor or a generator |
EP1100177A1 (en) * | 1999-11-09 | 2001-05-16 | Atlas Copco Airpower N.V. | Stator for an electric motor or generator, and electric motor or generator provided with such stator |
JP3774862B2 (en) * | 2002-03-15 | 2006-05-17 | 株式会社デンソー | Rotating electric machine |
JP2004072812A (en) * | 2002-08-01 | 2004-03-04 | Meidensha Corp | Dynamo electric machine |
JP4687180B2 (en) * | 2005-03-25 | 2011-05-25 | 日産自動車株式会社 | Motor generator cooling structure |
JP2007228677A (en) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Hitachi Ltd | Generating set and rotary electric machine |
JP4238894B2 (en) * | 2006-08-11 | 2009-03-18 | トヨタ自動車株式会社 | Motor and in-wheel motor structure using the same |
-
2009
- 2009-03-11 JP JP2009058211A patent/JP5331521B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023221737A1 (en) * | 2022-05-19 | 2023-11-23 | 中国第一汽车股份有限公司 | Stator cooling structure, and permanent magnet synchronous electric motor for vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010213495A (en) | 2010-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5331521B2 (en) | Toroidal winding motor | |
JP6498669B2 (en) | Stator and rotor for electric motor | |
JP6090572B2 (en) | Motor and motor manufacturing method | |
US10361597B2 (en) | Electric machine for a motor vehicle, coil carrier for an electric machine, and motor vehicle | |
JP2011036122A (en) | Motor assembly article equipped with heat conduction coupling member | |
JP4958891B2 (en) | Toroidal winding motor | |
JP2010045909A (en) | Rotary electric machine and rotary electric machine cooling system | |
US20190280536A1 (en) | Rotary electric machine cooling structure | |
US11374445B2 (en) | Stator unit of rotary electric machine | |
JP2005354821A (en) | Motor | |
JP2019176648A (en) | Stator frame, stator, and rotary electric machine | |
JP6330938B2 (en) | motor | |
JP2005261083A (en) | Cooling structure of rotating electric machine | |
JP2007205246A (en) | Water pump and hybrid vehicle | |
JP2006014564A (en) | Stator cooling structure for disc-shaped rotary electric machine | |
JP2016220298A (en) | Axial gap type rotary electric machine | |
JP2013198311A (en) | Rotary electric machine | |
JP2010213402A (en) | Motor housing structure | |
JP2019161752A (en) | Rotary electric machine stator | |
JP2013090391A (en) | Rotary electric machine | |
JP5955437B1 (en) | Rotating electric machine | |
JP2017192201A (en) | Stator of rotary electric machine | |
JP5560773B2 (en) | Stator | |
JP2006050752A (en) | Stator cooling structure of disk rotary electric machine | |
JP2011250601A (en) | Electric motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111125 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120522 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130315 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130326 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130524 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130702 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130729 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |