JP6137079B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、インバータ一体型の回転電機に関する。 The present invention relates to an inverter-integrated rotating electrical machine.
ハイブリッド自動車のモータは、インバータによって駆動される。インバータは、直流電力を交流電力に変換するものであり、IGBT等のパワーデバイスを有する。特許文献1は、そのパワーデバイスを冷却する技術の一例を開示している。 The motor of the hybrid vehicle is driven by an inverter. An inverter converts direct-current power into alternating current power, and has power devices, such as IGBT. Patent Document 1 discloses an example of a technique for cooling the power device.
特許文献1に記載の冷却システムでは、図11に示されるように、IGBT等のパワーデバイスPがヒートシンクHの上に搭載されている。ヒートシンクHは、パワーデバイスPを支持する平板部H1と、平板部H1の裏面側から下方へ突出するフィン部H2とを有する。平板部H1は、モータハウジンングMに取り付けられている。フィン部H2を送風ファンによって冷却することにより、パワーデバイスPを冷却することができる。 In the cooling system described in Patent Document 1, a power device P such as an IGBT is mounted on a heat sink H as shown in FIG. The heat sink H includes a flat plate portion H1 that supports the power device P, and a fin portion H2 that protrudes downward from the back surface side of the flat plate portion H1. The flat plate portion H1 is attached to the motor housing M. The power device P can be cooled by cooling the fin portion H2 with the blower fan.
しかしながら、特許文献1に記載の冷却システムは、パワーデバイスPをその一面側から冷却するものであるため、冷却性能が十分ではない。 However, since the cooling system described in Patent Document 1 cools the power device P from the one surface side, the cooling performance is not sufficient.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、高い冷却性能を有するインバータ一体型回転電機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an inverter-integrated rotating electrical machine having high cooling performance.
上記の課題を解決するために、本発明は、ロータおよびステータを有するモータ本体と、前記モータ本体を包囲する筒状の周壁部および当該周壁部の両側に設けられた端壁部、および前記ステータが配置されるステータ室と、当該ステータ室と連通する冷却液排出部を含むケースと、前記周壁部に取り付けられる制御装置収容部と、前記制御装置収容部に収容されるモータ制御装置とを備え、前記制御装置収容部は、前記モータ本体側に配置される第1ヒートシンクと、前記モータ本体とは反対側に配置される第2ヒートシンクと、前記第1ヒートシンクに設けられる第1冷却液流路と、前記第2ヒートシンクに設けられるとともに前記第1冷却液流路と連通する第2冷却液流路とを含み、前記モータ制御装置は、前記第1ヒートシンクと前記第2ヒートシンクの間に挟み込まれており、
前記第2冷却液流路は、前記第1冷却液流路を介して前記ステータ室と連通している、ことを特徴とする、回転電機を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides a motor main body having a rotor and a stator, a cylindrical peripheral wall portion surrounding the motor main body, end wall portions provided on both sides of the peripheral wall portion , and the stator Is disposed , a case including a coolant discharge portion communicating with the stator chamber, a control device housing portion attached to the peripheral wall portion, and a motor control device housed in the control device housing portion. The control device accommodating portion includes a first heat sink disposed on the motor body side, a second heat sink disposed on the opposite side of the motor body, and a first coolant channel provided in the first heat sink. And a second coolant channel provided in the second heat sink and in communication with the first coolant channel, wherein the motor control device It is sandwiched between the second heat sink,
The second coolant channel is in communication with the stator chamber via the first coolant channel, and provides a rotating electrical machine.
本発明によれば、モータ制御装置は第1ヒートシンクと第2ヒートシンクの間に挟み込まれている。さらに、第1ヒートシンクには第1冷却液流路が設けられ、第2ヒートシンクには第2冷却液流路が設けられている。このため、モータ制御装置で生じた熱は、第1ヒートシンクおよび第2ヒートシンクを介して冷却液に吸収されるので、モータ制御装置はその両面から冷却される。従って、モータ制御装置を速やかに冷却することができる。 According to the present invention, the motor control device is sandwiched between the first heat sink and the second heat sink. Further, the first heat sink is provided with a first coolant channel, and the second heat sink is provided with a second coolant channel. For this reason, since the heat generated in the motor control device is absorbed by the coolant via the first heat sink and the second heat sink, the motor control device is cooled from both sides. Therefore, the motor control device can be quickly cooled.
また、本発明によれば、冷却液は、第2冷却液流路から第1冷却液流路を経由してステータ室に導かれ、冷却液排出部から排出される。このため、モータ制御装置とステータの双方を、冷却液で冷却することができる。また、モータ制御装置とステータを別々の系統の冷却装置で冷却する場合と比べて、少ない流量の冷却液で十分な冷却効果を得ることができる。 Further , according to the present invention , the coolant is guided from the second coolant channel to the stator chamber via the first coolant channel, and is discharged from the coolant discharge portion. For this reason, both the motor control device and the stator can be cooled with the coolant. Moreover, compared with the case where a motor control apparatus and a stator are cooled with the cooling device of a separate system | strain, sufficient cooling effect can be acquired with the cooling fluid of a small flow volume.
本発明においては、前記第1冷却液流路の排出口は、前記ロータの回転軸に沿った方向の一方側にのみ設けられており、前記ステータは、ステータコアにコイルを分布巻きすることによって当該ステータコアの軸方向一端部および他端部からコイルエンドが突出した構造であり、前記第1冷却液流路の排出口は、前記軸方向一端部から突出するコイルエンドの真上に配置されている、いることが好ましい。 In the present invention, the discharge port of the first coolant flow path is provided only on one side in the direction along the rotation axis of the rotor, and the stator is distributed by winding the coil around the stator core. The coil end protrudes from one end and the other end in the axial direction of the stator core, and the discharge port of the first coolant flow path is disposed directly above the coil end protruding from the one end in the axial direction. , it is preferable to have.
この構成によれば、冷却液をロータ回転軸に沿った方向の一方側からのみステータ室に供給することができる。これにより、ステータの軸方向一方側を集中的に冷却することができる。 According to this configuration, the coolant can be supplied to the stator chamber only from one side in the direction along the rotor rotation axis. Thereby, the one axial direction side of a stator can be cooled intensively.
また、この構成によれば、ステータコアの軸方向一端部から突出するコイルエンドに全ての冷却液を供給して、当該コイルエンドを集中的に冷却することができる。 Moreover, according to this structure, all the cooling fluid can be supplied to the coil end which protrudes from the axial direction one end part of a stator core, and the said coil end can be cooled intensively.
以上説明したように、本発明によれば、高い冷却性能を有する回転電機を提供することができる。 As described above, according to the present invention, a rotating electrical machine having high cooling performance can be provided.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について詳述する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について、図1〜5を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
第1実施形態に係る回転電機1は、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載されるモータである。回転電機1は、車輪を駆動するモータとしての機能と、減速時等に発電する機能とを備えている。また、回転電機1は、冷却液を循環させることが可能な冷却構造を備えている。 The rotating electrical machine 1 according to the first embodiment is a motor mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle. The rotating electrical machine 1 has a function as a motor for driving wheels and a function of generating power during deceleration. The rotating electrical machine 1 includes a cooling structure that can circulate the coolant.
図1,2に示されるように、回転電機1は、円筒状のステータ2と、その内側に配置されるロータ3と、これらステータ2およびロータ3を収容し、かつ、ロータ3を水平軸周りに回転可能に支持するケース4と、ケース4の上部に取り付けられたパワーデバイス収容部5と、パワーデバイス収容部5内に収容されたパワーデバイス6(インバータを構成する電力制御用のパワー半導体スイッチング素子)と、パワーデバイス6以外のインバータ構成部品7(以下、「PD外部品7」と称する)と、PD外部品7を収容するPD外部品ケース27とを備える。ステータ2、ロータ3、およびケース4により、モータ本体が構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating electrical machine 1 includes a
以下、各構成要素について詳説する。 Hereinafter, each component will be described in detail.
<モータ本体について>
図1に示されるように、ケース4は、円筒状の周壁部8と、周壁部8の両端の開口部を塞ぐように周壁部8の両端に固定される円板状の一対の端壁部9とを備えている。周壁部8の上部には、後述の第1ヒートシンク21が嵌め込まれる長方形状の貫通孔であるヒートシンク嵌挿孔29が形成されている。ヒートシンク挿通孔29と第1ヒートシンク21の間は、密にシールされている。
<About the motor body>
As shown in FIG. 1, the case 4 includes a cylindrical
図1に示されるように、ロータ3は、円柱状のロータ本体10と、その中心に一体的に設けられて横方向に延びる回転軸11(ロータ回転軸)とを備えている。ロータ3は、回転軸11がベアリング12を介して端壁部9に支持されることにより、ケース4に回転自在に支持される。なお、以下の説明では、回転軸11と平行な方向を「回転軸方向」と称し、回転軸11周りの方向を「周方向」と称し、回転軸11に対して直角な方向を「回転軸直角方向」と称する。
As shown in FIG. 1, the
図1,2に示されるように、ステータ2は、ロータ本体10との間に一定の微小間隔を隔てた状態で、ロータ3の周囲に配置されている。ステータ2は、周方向に等間隔をあけて配置される複数のティース19を有するステータコア14と、ティース19に集中巻されたコイル15とを備えている。ステータコア14は、円筒状のコアバック20を備えている。ティース19は、コアバック20の内周から半径方向内方に延びている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1,2に示されるように、ケース4は、その内部が円筒状の区画壁16によって、ロータ3が配置される内側のロータ室17と、その外側のステータ室18とに区画されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the inside of the case 4 is partitioned by a
図1,2に示されるように、ステータ2は、ステータ室18に配置され、区画壁16を介してケース4に支持されている。詳しくは、ステータ2は、区画壁16に形成された図外の開口部から各ティース19の先端部19aをロータ室17に臨ませた状態で、区画壁16に固定されている。ティース19の先端面19aは、ロータ本体10の外周面の曲率に対応した円弧状に形成されている。これにより、ステータコア14の内周面とロータ本体10の外周面との間に、一定の微小間隔が形成されている。なお、ティース19と区画壁16との間は、図外のシール部材によってシールされており、これによりステータ室18からロータ室17への冷却液(後述)の浸入が防止されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
<パワーデバイス6について>
パワーデバイス6は、インバータ(バッテリの直流電力を交流電力に変換し、その交流電力をステータ2に供給する)の主要部品の一つであるパワー半導体スイッチング素子であり、特に限定はされないが、例えばMOS−FETである。図3に示されるように、パワーデバイス6は、電子回路基板13(以下、「基板13」と称する)上に実装された状態で、基板13とともにパワーデバイス収容部5に収容されている。パワーデバイス6は、インバータを構成する部品の中で最も発熱し易い部品である。なお、パワー半導体スイッチング素子は、MOS−FET以外の素子であってもよく、例えば、IGBT、GTO等であってもよい。
<About
The
<PD外部品7について>
PD外部品7は、特に限定されるものではないが、例えば、制御基板、ゲート・ドライブ基盤、コンデンサ等である。図1〜3に示されるように、PD外部品7は、PD外部品ケース27に収容された状態で、PD外部品ケース27とともにパワーデバイス収容部5の上に配置されている。
<About PD
The PD
<PD外部品ケース27について>
PD外部品ケース27は、直方体状のケースである。PD外部品ケース27を構成する長方形状の底板27a(図2,3参照)が、パワーデバイス収容部5の上端(詳しくは、後述する第2ヒートシンク22の上端)に取り付けられている。パワーデバイス6とPD外部品7とは、バスバー28によって電気的に接続されている。
<
The PD
<パワーデバイス収容部5について>
図1,3に示されるように、パワーデバイス収容部5は、モータ本体側(下側)に配置される第1ヒートシンク21と、モータ本体とは反対側(上側)に配置される第2ヒートシンク22と、第1ヒートシンク21に設けられる第1冷却液流路23と、第2ヒートシンク22に設けられる第2冷却液流路24とを備えている。
<About the
As shown in FIGS. 1 and 3, the
(第2ヒートシンクについて)
第2ヒートシンク22は、平板状のベース部22a(図3参照)と、一対の側壁部22bと、一対の側壁部22c(図4参照)と、複数の第2フィン22d1と、複数の突起部22e(図3参照)とを備えている。
(About the second heat sink)
The
第2ヒートシンク22の素材としては、熱伝導性が良く、かつ成形が容易な金属、例えばアルミニウム或いはアルミニウム合金が好適に用いられる。
As the material of the
ベース部22a(図3,5参照)は、横方向(水平方向)に延在する長方形状の部分である。
The
側壁部22b(図3参照)は、ベース部22aにおける回転軸方向の両端縁から上方向および下方向に延びる板状部分である。
The
側壁部22c(図5参照)は、ベース部22aにおける回転軸直角方向の両端縁から上方向および下方向に延びる板状部分である。
The
第2フィン22d1(図4参照)は、板状のベース部22a上に突設される凸条であり、放熱機能を有する。複数の第2フィン22d1は、ベース部22aに沿って互いに平行に延びている。複数の第2フィン22d1は、一対の側壁部22bと一対の側壁部22cで囲まれる空間内において、ジグザグ状に連結された状態で配設されている。具体的には、複数の第2フィン22d1は、互いに一定の間隔を隔てて回転軸直角方向に延びている。第2フィン22d1と、第2フィン22d1より短い連結壁22d2(回転軸方向に延びる凸条)とが直角かつ交互に連結されて、全体としてジグザグ状に一体化された第2フィン連結体22dが構成されている(図4参照)。
The 2nd fin 22d1 (refer FIG. 4) is the protruding item | line protrudingly provided on the plate-shaped
(第2冷却液流路24について)
図4に示されるように、側壁部22bと第2フィン22d1の間隙、側壁部22cと連結壁22d2の間隙、および隣り合う(相対向する)第2フィン22d1の間隙が相互に連通することにより、第2フィン連結体22dを介して互いに噛み合うような形をなす2つの櫛歯状流路が形成されている。櫛歯状流路は、回転軸方向に延びる軸方向流路K1と、軸方向流路K1の側部から回転軸直角方向に延びる複数の軸直角方向流路K2とからなる。各軸直角方向流路K2は、軸方向流路K1の一端から他端にかけて互いに平行に一定間隔で並ぶ。このような2つの櫛歯状流路により、第2冷却液流路24が形成される。第2冷却液流路24は、PD外部品ケース27の底板27aにより上方から覆われる(図3参照)。
(About the second coolant channel 24)
As shown in FIG. 4, the gap between the
図3,4に示されるように、一方の側壁部22bの中央には、冷却液供給管32が接続されている。冷却液供給管32は、第2冷却液流路24に冷却液を供給する。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
図4に示されるように、隣り合う第2フィン22d1の間における、連結壁22d2と接する位置(櫛歯状流路の櫛歯の先端に相当する位置)において、ベース部22aを上下方向に貫通する縦孔30が形成されている。この縦孔30は、後述する第1ヒートシンク21の縦孔31(図5参照)に連通している。縦孔30は、冷却液供給管32に近いものから順に、冷却液供給管32に対して左側および右側に交互に配置されている(図4参照)。
As shown in FIG. 4, it penetrates the
突起部22e(図3,5参照)は、ベース部22aの下面から下方へ突出している。この突起部22eの下端面が、熱伝導性の絶縁部材35(図5参照)を介してパワーデバイス6の上面に接している。突起部22eの下端部付近(パワーデバイス6の近傍)は、電気絶縁性の被膜34(図5参照)で覆われている。被膜34は、例えば、窒化シリコン、窒化アルミニウム等で構成されている。
The protruding
各側壁部22b、各側壁部22c、および第2フィン連結体22dの上端は、PD外部品ケース27の底板27aの下面(図3,5参照)に接している。また、各側壁部22b、各側壁部22cの下端は、第1ヒートシンク21のベース部21aの上面(図3,5参照)に接している。
The upper ends of the
(第1ヒートシンクについて)
図1〜3に示されるように、第1ヒートシンク21は、第2ヒートシンク22の直下に配置される。
(About the first heat sink)
As shown in FIGS. 1 to 3, the
第1ヒートシンク21は、平板状のベース部21a(図3参照)と、一対の側壁部21bと、一対の側壁部21c(図2参照)と、複数の第1フィン21d(図3参照)とを備えている。第1ヒートシンク21は、第2ヒートシンク22と同様の素材で構成することができる。
The
ベース部21a(図3参照)は、横方向に延在する長方形状の部分である。
The
側壁部21bは、ベース部21aにおける回転軸方向の両端縁から下方向に延びる板状部分である。
The
側壁部21c(図2参照)は、ベース部21aにおける回転軸直角方向の両端縁から下方向に延びる板状部分である。
The
第1フィン21d(図3参照)は、ベース部21aの下面から下方に突設される凸条である。複数の第1フィン21dは、ベース部21aに沿って互いに平行に延びている。複数の第1フィン21dは、一対の側壁部21bと一対の側壁部21c(図3,5参照)で囲まれる空間内に配置されている。具体的には、各第1フィン21dは、回転軸直角方向に延びるとともに、回転軸方向に互いに一定間隔を隔てて設けられている。隣り合う第1フィン21d同士の間隔は、第2ヒートシンク22における隣り合う第2フィン22d1同士の間隔に略等しい。
The
(第1冷却液流路23について)
側壁部21bと第1フィン21dの間隙、隣り合う第1フィン21dの間隙により、複数の第1流路23が形成される(図3参照)。複数の第1冷却液流路23は、その下方からコアバック20の外周面で覆われる(図3参照)。
(Regarding the first coolant channel 23)
A plurality of
図4、図5に示されるように、縦孔30の直下には、ベース部21aを上下方向に貫通する縦孔31が形成されている。縦孔30、31は、冷却液供給管32に近いものから順に、冷却液供給管32に対して左側(周方向の一方側)および右側(周方向の他方側)に交互に配置されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, a
縦孔31から第1冷却液流路23に流入した冷却液を排出するための排出口26(図5参照)が、縦孔31とは反対側の側壁部21bに形成されている。排出口26は、側壁部21bの下側に形成された切欠部である。排出口26は、冷却液供給管32に近いものから順に、冷却液供給管32に対して右側(周方向の他方側)および左側(周方向の一方側)に交互に配置されている。図5には、一方の側壁部21cに形成した排出口26を示している。
A discharge port 26 (see FIG. 5) for discharging the coolant flowing into the
各側壁部21bおよび各第1フィン21dの下端は、コアバック20の外周面に接している(図3,5参照)。また、各側壁21cの下端は、排出口26(切欠部)が形成されている部分を除き、コアバック20の外周面に接している(図3,5参照)。
The lower ends of the
基板13の下面が第1ヒートシンク21の上面に接している(図3参照)。パワーデバイス6および基板13は、第1ヒートシンク21と第2ヒートシンク22の間に挟み込まれている(図3,5参照)。
The lower surface of the
次に、第1実施形態に係る回転電機1の動作について説明する。 Next, operation | movement of the rotary electric machine 1 which concerns on 1st Embodiment is demonstrated.
回転電機1にバッテリの直流電力が供給されると、インバータがその直流電力を交流電力に変換する。この直流交流変換の際に、パワーデバイス6が発熱する。
When the DC power of the battery is supplied to the rotating electrical machine 1, the inverter converts the DC power into AC power. The
回転電機1への直流電力の供給とともに、図外の冷却液ポンプから冷却液が圧送される。冷却液は、冷却液供給管32を介して第2冷却流路24に供給される。
Along with the supply of DC power to the rotating electrical machine 1, the coolant is pumped from a coolant pump (not shown). The cooling liquid is supplied to the second
冷却液は、図4に破線矢印で示すルートで第2冷却液流路24を流れる。冷却液が第2冷却液流路24を流れることにより、パワーデバイス6の熱は第2ヒートシンク22を介して冷却液に吸収される。
The coolant flows through the
そして、冷却液は、縦孔30および縦孔31を通じて、第1冷却液流路23に流入する。第1冷却液流路23に流入した冷却液は、パワーデバイス6の熱を、基板13および第1ヒートシンク21を介して吸収する。
Then, the coolant flows into the
そして、冷却液は、排出口26を通じて、ステータ室18に流入する。排出口26は、
冷却液供給管32に対して左側(周方向の一方側)および右側(周方向の他方側)に交互に配置されているため、冷却液はステータ室18内を周方向両側で流れる(図2の破線矢印参照)。ステータ室18を流れる冷却液は、ステータ2等で生じた熱を吸収し、ケース4の下端部に設けられた冷却液排出管33を通じて排出され、図外のラジエータに送られて冷却される。冷却された冷却液は、再度、冷却液供給管32を介して第2冷却液流路24を流れる。
Then, the coolant flows into the
Since the
以上説明したように、本実施形態に係る回転電機1によれば、パワーデバイス6は、第1ヒートシンク21および第2ヒートシンク22に接した状態で、第1ヒートシンク21と第2ヒートシンク22に挟み込まれている。また、第1ヒートシンク21および第2ヒートシンク22には、それぞれ第1冷却液流路23および第2冷却液流路24が設けられている。このため、パワーデバイス6で生じた熱は、その両面から第1ヒートシンク21および第2ヒートシンク22を介して冷却液に吸収されるので、パワーデバイス6を速やかに冷却することができる。
As described above, according to the rotating electrical machine 1 according to the present embodiment, the
また、排出口26は、冷却液供給管32に近いものから順に、冷却液供給管32に対して右側および左側に交互に配置されている。このため、冷却液をステータ室18の周方向両側に送り込むことができ、ステータ2全体を万遍なく冷却することができる。
Further, the
また、第1ヒートシンク21の下面がステータコア14(コアバック20)に、また側面がケース4に接しているため、パワーデバイス6で生じた熱は、熱容量の大きいステータコア14とケース4に吸収される。従って、パワーデバイス6をより速やかに冷却することができる。
Further, since the lower surface of the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について、図6〜10を参照しつつ説明する。なお、第1実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付してその説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, the same referential mark is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
第2実施形態に係る回転電機1Aは、ステータ2A、ケース4A、第1ヒートシンク21A、第2ヒートシンク22A、第1冷却液流路23A、および第2冷却液流路24Aの構造が第1実施形態とは異なる。以下、各相違点について詳述する。
In the rotating
<ステータ2Aについて>
ステータ2A(図7参照)は、コイル15が分布巻きされた構造である。ステータ2Aにおいては、ステータコア14の両端面から回転軸方向にコイルエンド15A,15Bが大きく突出している。
<About the
The
<ケース4Aについて>
ケース4Aにおいては、周壁部8Aの内周面に、周方向に所定間隔で並びかつ回転軸方向に延びる複数の突条36(図6参照)が形成されている。これら突条36は、ステータ2Aからケース4Aへの伝熱が可能となるように、ステータコア2Aの外周面(コアバック20の外周面)に当接している。つまり、ケース4Aが、ステータ2Aのヒートシンクとして機能する構成となっている。
<About
In the
<第2ヒートシンク22Aについて>
第2ヒートシンク22Aにおいては、複数の第2フィン22d3(図8,9参照)が設けられている。図9に示されるように、第2フィン22d3は、一対の側壁部22bと一対の側壁部22cで囲まれる空間内において、ベース部22a(図8参照)の上面から上方向に突出するとともに、一方の側壁部22cから他方の側壁部22cに向けて延出している。第2フィン22d3の延出方向の先端部は、他方の側壁部22cには接続されていない。このため、当該先端部と他方の側壁部22cの間には間隙37(図9参照)が形成されている。
<About the
In the
<第2冷却液流路24Aについて>
図9に示されるように、側壁部22bと第2フィン22d3の間隙、側壁部22cと第2フィン22d3の間隙37、および隣り合う(相対向する)第2フィン22d3の間隙が相互に連通することにより、1つの櫛歯状流路が形成されている。櫛歯状流路は、回転軸直角方向に延びる軸方向流路K1と、軸直角方向流路K1の側部から回転軸方向に延びる複数の軸方向流路K2とからなる。各軸方向流路K2は、軸直角方向流路K1の一端から他端にかけて互いに平行に一定間隔で並ぶ。このような1つの櫛歯状流路により、第2冷却液流路24Aが形成される(図9参照)。第2冷却液流路24Aは、PD外部品ケース27の底板27aにより覆われる(図8参照)。
<About Second
As shown in FIG. 9, the gap between the
一方の側壁部22bにおける間隙37を臨む位置には、冷却液供給管32が接続されている。
A
図9に示されるように、隣り合う第2フィン22d3の間における、側壁部22cと接する位置(櫛歯状空間の櫛歯の先端に相当する位置)には、ベース部22aを上下方向に貫通する縦孔30が形成されている。この縦孔30は、後述する第1ヒートシンク21Aの縦孔31(図10参照)に連通している。全ての縦孔30は、冷却液供給管32に対して一方側(回転軸方向の一方側)に配置されている。
As shown in FIG. 9, the
<第1ヒートシンク21Aについて>
第1ヒートシンク21Aは、ベース部21aと、一対の側壁部21bと、一対の側壁部21cと、複数の第1フィン21d3とを備えている(図8,10参照)。
<About the
The
第1フィン21d3は、一対の側壁部21bと一対の側壁部21cとで囲まれる空間内において、ベース部21aの下面に形成された凸条である。具体的には、第1フィン21d3は、回転軸直角方向に延びている。複数の第1フィン21d3は、回転軸方向に互いに一定間隔を隔てて設けられている。隣り合う第1フィン21d3同士の間隔は、第2ヒートシンク22における隣り合う第2フィン22d1同士の間隔に略等しい。
The first fins 21d3 are ridges formed on the lower surface of the
<第1冷却液流路23Aについて>
側壁部21bと第1フィン21d3の間隙、隣り合う第1フィン21d3の間隙により、複数の第1冷却液流路23Aが形成される(図8参照)。複数の第1冷却流路23Aは、その下方からコアバック20の外周面により覆われる。
<About the
A plurality of first
縦孔30の直下には、ベース部21aを上下方向に貫通する縦孔31が形成されている(図10参照)。全ての縦孔31は、冷却液供給管32に対して一方側に配置されている。
A
縦孔31から第1冷却液流路23Aに流入した冷却液を排出するための排出口38(図10参照)が、縦孔31とは反対側に形成されている。排出口38は、一方の側壁部21cを一方のコイルエンド15Aの真上に配置することにより、コイルエンド15Aの真上に形成される。全ての排出口38が、一方のコイルエンド15Aの真上に配置されている。
A discharge port 38 (see FIG. 10) for discharging the coolant flowing into the
次に、第2実施形態に係る回転電機1Aの動作について説明する。
Next, the operation of the rotating
回転電機1Aへの直流電力の供給とともに、冷却液が、図外の冷却液ポンプから冷却液供給管32を介して第2冷却流路24Aに供給される。
Along with the supply of DC power to the rotating
冷却液は、図9に破線矢印で示すルートで第2冷却液流路24Aを流れる。冷却液が第2冷却液流路24Aを流れることにより、パワーデバイス6の熱は第2ヒートシンク22を介して冷却液に吸収される。
The coolant flows through the
そして、冷却液は、縦孔30および縦孔31を通じて、第1冷却液流路23Aに流入する。第1冷却液流路23Aに流入した冷却液は、パワーデバイス6の熱を、基板13および第1ヒートシンク21Aを介して吸収する。
Then, the coolant flows into the
そして、冷却液は、全ての排出口38(図10参照)を通じて、ステータ室18内の一方のコイルエンド15Aに送り込まれる。冷却液は、一方のコイルエンド15Aを集中的に冷却する。
The coolant is sent to one
更に、コイルエンド15A付近に集中的に送り込まれた冷却液は、コイルエンド15Aを冷却した後、ケース4Aの内周面に設けられた突条36同士の間隙を通ってステータコア14とケース4Aを冷却しながら、ステータ室18の一端側から他端側に移動して、コイルエンド15Bを集中的に冷却する。
Further, the cooling liquid intensively fed to the vicinity of the
その後、コイルエンド15Bを冷却した冷却液は、冷却液排出管33を通って回転電機1Aから排出される。
Thereafter, the coolant that has cooled the
以上説明したように、本実施形態に係る回転電機1Aによれば、全ての排出口38が、一方のコイルエンド15Aの真上に配置されているため、冷却液を一方のコイルエンド15A付近に集中的に送り込むことができ、一方のコイルエンド15Aを集中的に冷却することができる。更に、一方のコイルエンド15Aを冷却した後の冷却液を他方のコイルエンド15B付近に移動させて、他方のコイルエンド15Bを集中的に冷却することができる。
As described above, according to the rotating
1,1A 回転電機
2,2A ステータ
3 ロータ
4,4A ケース
5 パワーデバイス収容部
6 パワーデバイス
7 パワーデバイス以外のインバータ構成部品
8,8A 周壁部
9 端壁部
10 ロータ本体
11 回転軸
12 ベアリング
13 電子回路基板
14 ステータコア
15 コイル
16 区画壁
17 ロータ室
18 ステータ室
19 ティース
20 コアバック
21 第1ヒートシンク
21a,22a ベース部
21b,21c,22b,22c 側壁部
21d 第1フィン
22 第2ヒートシンク
22d 第2フィン連結体
22d1 第2フィン
22d2 連結壁
22e 突起部
23 第1冷却液流路
24 第2冷却液流路
26,38 排出口
27 PD外部品ケース
28 バスバー
29 ヒートシンク嵌挿孔
30,31 縦孔
32 冷却液供給管
33 冷却液排出管
34 被膜
35 熱伝導性の絶縁部材
36 突条
37,K1,K2 間隙
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記モータ本体を包囲する筒状の周壁部および当該周壁部の両側に設けられた端壁部、および前記ステータが配置されるステータ室と、当該ステータ室と連通する冷却液排出部を含むケースと、
前記周壁部に取り付けられる制御装置収容部と、
前記制御装置収容部に収容されるモータ制御装置とを備え、
前記制御装置収容部は、
前記モータ本体側に配置される第1ヒートシンクと、
前記モータ本体とは反対側に配置される第2ヒートシンクと、
前記第1ヒートシンクに設けられる第1冷却液流路と、
前記第2ヒートシンクに設けられるとともに前記第1冷却液流路と連通する第2冷却液流路とを含み、
前記モータ制御装置は、前記第1ヒートシンクと前記第2ヒートシンクの間に挟み込まれており、
前記第2冷却液流路は、前記第1冷却液流路を介して前記ステータ室と連通している、
ことを特徴とする、回転電機。 A motor body having a rotor and a stator;
A cylindrical peripheral wall portion surrounding the motor main body, end wall portions provided on both sides of the peripheral wall portion , a stator chamber in which the stator is disposed, and a case including a coolant discharge portion communicating with the stator chamber ; ,
A control device accommodating portion attached to the peripheral wall portion;
A motor control device housed in the control device housing portion,
The control device accommodating portion is
A first heat sink disposed on the motor body side;
A second heat sink disposed on the opposite side of the motor body;
A first coolant channel provided in the first heat sink;
A second coolant channel provided in the second heat sink and in communication with the first coolant channel;
The motor control device is sandwiched between the first heat sink and the second heat sink ,
The second coolant channel is in communication with the stator chamber via the first coolant channel;
A rotating electric machine characterized by the above.
前記ステータは、ステータコアにコイルを分布巻きすることによって当該ステータコアの軸方向一端部および他端部からコイルエンドが突出した構造であり、The stator has a structure in which a coil end protrudes from one end and the other end in the axial direction of the stator core by distributing and winding the coil around the stator core,
前記第1冷却液流路の排出口は、前記軸方向一端部から突出するコイルエンドの真上に配置されている、 The discharge port of the first coolant channel is disposed immediately above the coil end protruding from the one end in the axial direction.
ことを特徴とする、請求項1に記載の回転電機。The rotating electrical machine according to claim 1, wherein:
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