JP6374797B2 - Cooling structure of rotating electric machine - Google Patents

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本発明は、自動車、産業機器に適用される回転電機の冷却構造に関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine cooling structure applied to automobiles and industrial equipment.

自動車や、農機、建機、ユーティリティビークル等の産業機器に適用される電動機(各種PMモータ・ジェネレータを含む。)は、シリーズハイブリッド式又はパラレルハイブリッド式駆動源として機器に搭載されており、例えば、小型・高出力の永久磁石同期電動機が用いられている。
この種の電動機の内、特に扁平薄型モータにおいては、必要長さの冷却水路長を取るには、ステータ積厚よりも水路幅が大きくなりがちであり、発熱源(巻線及びステータ)との接触面積が限定されて有効な冷却が行い難く、そのため、十分が冷却が行えずに高出力でのモータ連続使用時間が制約される等、使い勝手が悪い状況が生じる。
Electric motors (including various PM motors / generators) applied to industrial equipment such as automobiles, agricultural machinery, construction equipment, utility vehicles, etc. are mounted on equipment as series hybrid type or parallel hybrid type driving sources. Small and high output permanent magnet synchronous motors are used.
Of these types of motors, especially in flat and thin motors, in order to obtain the required cooling water channel length, the water channel width tends to be larger than the stator stacking thickness. The contact area is limited and it is difficult to perform effective cooling. For this reason, sufficient cooling cannot be performed, and the continuous use time of the motor at a high output is restricted.

特許文献1の電動機は、モータハウジング内に設けられたステータ本体および該ステータ本体に巻設けられたステータコイルを有するステータと、該ステータに回転可能に内挿されたロータとを含み、ステータ本体端面とモータハウジング内壁面との隙間にステータ本体から突出しているコイルエンド部の表面に設けられたコイルエンドの巻線同士の隙間にもまわりこんで樹脂が設けられ、モータハウジングを外筒部と内筒部とで二重構造にしてウォータジャケットとし、その内部の隙間(ジャケット通路)を通る冷却媒体によってステータコイル及びステータの熱を吸収するように構成されている。   The electric motor of Patent Document 1 includes a stator body provided in a motor housing, a stator having a stator coil wound around the stator body, and a rotor rotatably inserted in the stator, and an end surface of the stator body The resin is also provided in the gap between the coil end windings provided on the surface of the coil end portion protruding from the stator body in the gap between the motor housing and the inner wall surface of the motor housing, A water jacket is formed in a double structure with the cylindrical portion, and the stator coil and the heat of the stator are absorbed by a cooling medium passing through a gap (jacket passage) therein.

特開平10−290543号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-290543

前記従来技術は、ステータ外周からウォータジャケットへ至る伝熱径路に加えて、ステータコイルとステータ表面から樹脂を介してウォータジャケットへ至る伝熱径路を利用できることから、冷却効率を高くすることが可能になっているが、モータハウジング内に冷却媒体流通通路となるジャケット通路を形成しているので、モータハウジング自体は強度部材になり難く、また、ジャケット通路を有するモータハウジングとステータとは焼バメ結合するので、熱抵抗が大きくなって冷却能力の低減を招くことがある。   In the conventional technology, in addition to the heat transfer path from the outer periphery of the stator to the water jacket, the heat transfer path from the stator coil and the stator surface to the water jacket through the resin can be used, so that the cooling efficiency can be increased. However, since a jacket passage serving as a cooling medium flow passage is formed in the motor housing, the motor housing itself is unlikely to be a strength member, and the motor housing having the jacket passage and the stator are coupled by shrinkage. As a result, the thermal resistance may increase, leading to a reduction in cooling capacity.

本発明は、このような従来技術の問題点を解決できるようにした回転電機の冷却構造を提供することを目的とする。
本発明は、ウォータジャケットの内周面に巻線及び固定子を覆って一体化される熱伝導体を設け、このウォータジャケットを別体のモータハウジング内に装着することにより、ウォータジャケットの強度確保と冷却効率の向上ができるようにした回転電機の冷却構造を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a cooling structure for a rotating electrical machine that can solve such problems of the conventional technology.
The present invention provides a heat conductor integrated on the inner peripheral surface of the water jacket so as to cover the winding and the stator, and the water jacket is mounted in a separate motor housing, thereby ensuring the strength of the water jacket. It is an object of the present invention to provide a cooling structure for a rotating electrical machine that can improve cooling efficiency.

本発明における課題解決のための具体的手段は、次の通りである。
本発明の一態様に係る回転電機の冷却構造は、環状のヨーク4Aと、このヨーク4Aの内周側から径方向内方に突出し且つ周方向に間隔をあけて配列したティース4Bとを有する固定子4と、前記ティース4Bに巻回された巻線3と、高熱伝導率の材料で円筒状に形成されていて内周側に前記固定子4が配置され、且つ前記ヨーク4Aから軸心方向の両側に突出するウォータジャケット2と、前記ウォータジャケット2とは別体に形成されていて該ウォータジャケット2が装着されたモータハウジング6と、高熱伝導の樹脂で前記固定子4にモールド成形された熱伝導体5であって、前記巻線3及び前記固定子4を覆って前記ウォータジャケット2の内周面2bに一体化された熱伝導体5と、を備え、前記ウォータジャケット2は、冷媒を通すジャケット通路2aであって当該ウォータジャケット2に軸心方向一端部から他端部にかけて軸心方向に沿って穿孔され且つ周方向に平行に設けられた多数本の直線孔a1を含むジャケット通路2aを有し、前記熱伝導体5は、軸心方向の一側面が、前記巻線3における径方向内端部且つ軸心方向一端部から前記直線孔a1の軸心方向一端部に向けて形成されたテーパ面とされ、軸心方向の他側面が、前記巻線3における径方向内端部且つ軸心方向他端部から前記直線孔a1の軸心方向他端部に向けて形成されたテーパ面とされていることを特徴とする。
Specific means for solving the problems in the present invention are as follows.
The cooling structure for a rotating electrical machine according to one aspect of the present invention has a fixed structure including an annular yoke 4A and teeth 4B protruding radially inward from the inner peripheral side of the yoke 4A and arranged at intervals in the circumferential direction. The stator 4, the winding 3 wound around the teeth 4 </ b> B, a cylindrical shape made of a material having high thermal conductivity, the stator 4 is disposed on the inner peripheral side, and the axial direction from the yoke 4 </ b> A The water jacket 2 projecting on both sides of the motor jacket 6, the motor housing 6 formed separately from the water jacket 2 and mounted with the water jacket 2, and the stator 4 are molded with a high thermal conductive resin. A heat conductor 5 that covers the winding 3 and the stator 4 and is integrated with the inner peripheral surface 2b of the water jacket 2. The water jacket 2 is a refrigerant. Through A jacket passage 2a, which is a jacket passage 2a that includes a plurality of straight holes a1 that are perforated along the axial direction from one axial end to the other end of the water jacket 2 and that are provided in parallel to the circumferential direction. And the heat conductor 5 is formed such that one side surface in the axial direction is formed from a radially inner end portion and one axial end portion of the winding 3 toward one axial end portion of the straight hole a1. A taper surface, and the other side surface in the axial direction is formed from the radially inner end portion and the other axial end portion of the winding 3 toward the other axial end portion of the straight hole a1. It is characterized by being a surface .

また、前記ウォータジャケット2の軸心方向両端に配置されていて、前記ウォータジャケット2の径方向の厚さと略同じ幅を有するリング状のシール環12を備え、前記ウォータジャケット2をアルミニウム合金で形成し、モータハウジング6を鉄系鋳物で形成し、ウォータジャケット2をモータハウジング6内に装着する前に、ウォータジャケット2の内周面2bに巻線3及び固定子4を覆う熱伝導体5をモールド成形しており、前記ジャケット通路2aは、隣接する直線孔a1の一端同士を連通する一端側の連通溝a2と、前記隣接する直線孔a1の一方と、該一方の直線孔a1に隣接する直線孔a1であって前記隣接する直線孔a1の他方とは異なる直線孔a1との他端同士を連通する他端側の連通溝a3とを有し、前記一端側の連通溝a2は、前記ウォータジャケット2の前記軸心方向一端側のシール環12によって閉鎖され、前記他端側の連通溝a3は、前記ウォータジャケット2の前記軸心方向他端側のシール環12によって閉鎖されていることを特徴とする。
また、前記熱伝導体5の内部に形成された冷媒流通用の通路8であって、前記ヨーク4Aに沿った環形状を呈していて、前記巻線3及び前記ティース4Bとオーバラップした位置と、前記ヨーク4Aとオーバラップした位置とに配置され且つ前記径方向に同心円環状に設けられた複数の通路8と、を備えていることを特徴とする。
The water jacket 2 is provided with ring-shaped seal rings 12 disposed at both axial ends of the water jacket 2 and having substantially the same width as the radial thickness of the water jacket 2, and the water jacket 2 is formed of an aluminum alloy. The heat conductor 5 that covers the winding 3 and the stator 4 is formed on the inner peripheral surface 2 b of the water jacket 2 before the motor housing 6 is formed of iron-based casting and the water jacket 2 is mounted in the motor housing 6. Molded, the jacket passage 2a is adjacent to one end of the adjacent straight hole a1, one of the adjacent straight holes a1, and one of the adjacent straight holes a1. A communication groove a3 on the other end side that communicates with the other end of the straight hole a1 that is a straight hole a1 that is different from the other of the adjacent linear holes a1; a2 is closed by a seal ring 12 on one end side in the axial direction of the water jacket 2, and the communication groove a3 on the other end side is closed by a seal ring 12 on the other end side in the axial direction of the water jacket 2. It is characterized by being.
Also, a refrigerant flow passage 8 formed inside the heat conductor 5, which has a ring shape along the yoke 4A and overlaps the winding 3 and the teeth 4B. And a plurality of passages 8 disposed in positions overlapping with the yoke 4A and provided concentrically in the radial direction .

また、前記通路8は、冷媒を流通させる通路内面が前記熱伝導体7を形成する樹脂によって構成されていることを特徴とする。 The passage 8 is characterized in that the inner surface of the passage through which the refrigerant flows is made of a resin forming the heat conductor 7 .

本発明によれば、回転電機のウォータジャケットの強度確保と冷却効率の向上が可能になる。
即ち、ジャケット通路2aを形成したウォータジャケット2の内周に巻線3、固定子4及びそれらを覆う熱伝導体5をモールド成形し、ウォータジャケット2を高熱伝導率の材料で形成するとともに別体のモータハウジング6内に装着しているので、冷却効率を向上しながらウォータジャケット2の補強強度も確保できる。
According to the present invention, it is possible to ensure the strength of the water jacket of the rotating electrical machine and improve the cooling efficiency.
That is, another with di jacket passage 2a formed was water jacket 2 of the inner periphery the winding 3, the heat conductor 5 covering the stator 4 and they were molded to form a water jacket 2 with a material of high thermal conductivity Since it is mounted in the motor housing 6 of the body, the reinforcing strength of the water jacket 2 can be secured while improving the cooling efficiency.

また、ウォータジャケット2を熱伝導率の高いアルミニウム合金で形成しながら強度の高い鉄系鋳物製モータハウジング6に装着しているので、冷却効率を向上しながらウォータジャケット2の強度をより確実に確保できる。
また、ジャケット通路2aは円筒形状のウォータジャケット2の軸心方向両端間に亘る幅で形成しているので、流通冷媒はウォータジャケット2を効率良く冷却することができる。
In addition, since the water jacket 2 is made of an aluminum alloy with high thermal conductivity while being formed of an aluminum alloy having high thermal conductivity , the water jacket 2 is mounted on a high-strength cast iron motor housing 6, so that the water jacket 2 is more securely secured while improving the cooling efficiency. it can.
Further, since the jacket passage 2a is forms shape with a width across between the axial opposite ends of the water jacket 2 of the cylindrical flow refrigerant can be a water jacket 2 efficiently cooled.

また、少ない材料で熱伝導体5からウォータジャケット2への熱伝導を効率良くかつ有効的に行われる。
また、熱伝導体5の内部に固定子4及び巻線3とオーバラップして冷媒流通用の通路8を形成しているので、固定子4及び巻線3の近くで熱伝導体5自体を効率良く冷却することができる。
Also, it performed heat conduction from the heat conductor 5 to the water jacket 2 efficiently and effectively with no less material.
Further, since the refrigerant flow passage 8 is formed in the heat conductor 5 so as to overlap with the stator 4 and the winding 3, the heat conductor 5 itself is placed near the stator 4 and the winding 3. It can be cooled efficiently.

本発明の第1実施形態を示す斜視説明図である。It is a perspective explanatory view showing a 1st embodiment of the present invention. 同一部断面正面図である。It is the same section sectional front view. 同階層破断側面説明図である。It is the same hierarchy fracture | rupture side explanatory drawing. ウォータジャケットのジャケット通路を示す斜視説明図である。It is a perspective explanatory view showing a jacket passage of a water jacket. 第2実施形態を示す斜視説明図である。It is a perspective explanatory view showing a 2nd embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜4に示す第1実施形態において、扁平薄型の同期電動機(回転電機1)の固定側を示しており、ウォータジャケット2の内周に環状の固定子4を設け、固定子4の多数のティース4Bに巻線3を巻回し、これら巻線3及び固定子4を覆ってウォータジャケット2の内周面2bに熱伝導体5をモールド成形し、前記ウォータジャケット2をモータハウジング6内に装着しており、固定子4の内側には永久磁石埋込型のロータ7(図2に示す)が配置される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4, a fixed side of a flat and thin synchronous motor (rotating electric machine 1) is shown. An annular stator 4 is provided on the inner periphery of the water jacket 2, and a large number of stators 4 are provided. The winding 3 is wound around the teeth 4B, and the heat conductor 5 is molded on the inner peripheral surface 2b of the water jacket 2 so as to cover the winding 3 and the stator 4, and the water jacket 2 is placed in the motor housing 6. A permanent magnet embedded rotor 7 (shown in FIG. 2) is arranged inside the stator 4.

ウォータジャケット2は高熱伝導率のアルミニウム合金で円筒形状に形成されており、内部に周方向ジグザグ形状のジャケット通路2aが形成されている。このジャケット通路2aは、軸方向に沿った直線孔a1を周方向に多数本平行に穿孔し、隣接する直線孔a1同士は、一端を連通溝a2で連通し、他端をそれと隣接する他の直線孔a1の他端と連通溝a3で連通して形成している。   The water jacket 2 is made of an aluminum alloy having a high thermal conductivity and is formed in a cylindrical shape, and a jacket passage 2a having a zigzag shape in the circumferential direction is formed inside. The jacket passage 2a has a plurality of straight holes a1 extending in the axial direction in parallel with each other in the circumferential direction. The adjacent straight holes a1 communicate with each other at the communication groove a2 and the other end is adjacent to the other. The other end of the straight hole a1 is formed to communicate with the communication groove a3.

前記連通溝a2、a3はウォータジャケット2の軸心方向両端に配置されるシール環12によって閉鎖され、ウォータジャケット2には軸心方向両端間に亘る幅でジャケット通路2aが形成されている。
ジャケット通路2aの両端はウォータジャケット2の外周面に開口していて、一端は冷媒供給口a4となり他端は冷媒吐出口a5となっていて外部の冷媒循環装置に接続され、冷却した水、油等の冷媒を循環可能にしている。
The communication grooves a2 and a3 are closed by seal rings 12 disposed at both axial ends of the water jacket 2, and a jacket passage 2a is formed in the water jacket 2 with a width extending between both axial ends.
Both ends of the jacket passage 2a are open to the outer peripheral surface of the water jacket 2, one end is a refrigerant supply port a4 and the other end is a refrigerant discharge port a5, which is connected to an external refrigerant circulation device, and is cooled with water or oil It is possible to circulate such refrigerant.

固定子4は、環状のヨーク4Aの内周側にティース4Bが突出して周方向複数配列され
、ティース4Bは先端末広がり形状であって、その胴部には絶縁部材11を介在して巻線3が巻かれており、ティース4B及び巻線3の径内端を残して固定子4の全体に高熱伝導率の樹脂で熱伝導体5がモールド成形されている。
前記固定子4は、1つの環状のヨーク4Aの内周に多数のティース4Bを突設したヨーク一体型のものであるが、分割ヨークとそれに一体となった1つのティース4B(極歯部)とで固定子片を形成し、その固定子片を周方向に多数個配列して1個の環状の固定子を構成する固定子片環状結合型であってもよい。
The stator 4 has a plurality of teeth 4B arranged in the circumferential direction with the teeth 4B projecting on the inner peripheral side of the annular yoke 4A. The teeth 4B have a widened end, and the winding 3 The thermal conductor 5 is molded with a resin having a high thermal conductivity over the entire stator 4 except for the radially inner ends of the teeth 4B and the windings 3.
The stator 4 is a yoke-integrated type in which a large number of teeth 4B project from the inner periphery of one annular yoke 4A, but the divided yoke and one tooth 4B (pole tooth portion) integrated therewith. And a stator piece annular coupling type in which a plurality of stator pieces are arranged in the circumferential direction to form one annular stator.

固定子4は多数枚の珪素鋼板を積層して形成しており、ティース4Bは周方向の2面(スロット側の面)と軸方向(固定子の軸心方向)の2面とを有し、断面矩形状になっている。
絶縁部材11は、アラミド絶縁紙あるいはPPS樹脂等の樹脂で形成されており、断面矩形状のティース4Bの全周を包囲する四角筒形状、または、ティース4Bの全周を2個一対で包囲する二つ割り形状になっている。
The stator 4 is formed by laminating a large number of silicon steel plates, and the teeth 4B have two surfaces in the circumferential direction (surface on the slot side) and two surfaces in the axial direction (axial direction of the stator). The cross section is rectangular.
The insulating member 11 is made of resin such as aramid insulating paper or PPS resin, and surrounds the entire circumference of the teeth 4B having a rectangular cross section, or surrounds the entire circumference of the teeth 4B in pairs. It has a split shape.

前記巻線3は集中巻きで巻かれており、ティース4Bに絶縁部材11を嵌合して、その絶縁部材11の外周に巻線3を締めながら集中巻きしている。
前記熱伝導体5は、熱伝導率の高い樹脂(例えば熱伝導率3〜5Wm2Kの樹脂)であり、金型内に固定子4を配置しておいて樹脂を充填することにより、巻線3間にも樹脂が充填され、外形も断面矩形状又はそれ以外の形状に形成される。
The winding 3 is wound in a concentrated manner. The insulating member 11 is fitted to the teeth 4B, and the winding 3 is tightened around the outer periphery of the insulating member 11 while the winding 3 is tightened.
The thermal conductor 5 is a resin having a high thermal conductivity (for example, a resin having a thermal conductivity of 3 to 5 Wm 2 K). The stator 4 is disposed in a mold and filled with the resin, thereby winding the resin. The resin is filled between the lines 3 and the outer shape is formed in a rectangular cross section or other shapes.

この熱伝導体5は、固定子4をウォータジャケット2内に嵌入して、ウォータジャケット2を金型の一部に利用して、金型内に高熱伝導率樹脂を射出又はトランスファーにて充填して成形する。高熱伝導率樹脂はウォータジャケット2の内周面2b側でかつ巻線3及び固定子4廻りの空間及び隙間に充填される充填剤となっており、固定子4は焼バメしなくとも、ウォータジャケット2に固定される。   The heat conductor 5 is formed by inserting the stator 4 into the water jacket 2 and using the water jacket 2 as a part of the mold to fill the mold with high thermal conductivity resin by injection or transfer. To mold. The high thermal conductivity resin serves as a filler that fills the space and gaps around the winding 3 and the stator 4 on the inner peripheral surface 2b side of the water jacket 2. It is fixed to the jacket 2.

熱伝導体5は固定子4軸心方向の両側面がテーパ面となっており、径外側の軸心方向の幅W1が径内側の幅W2より広く形成され、その幅W1の外周部はウォータジャケット2の軸心方向の略全幅に対応しており、熱伝導体5の全外周面からウォータジャケット2へ熱を伝導できるようにしている。
前記熱伝導体5は、外周部から内周部まで同一幅に形成してもよいが、内周部を狭くして、断面周方向形状が扇形状又は台形状にした方が材料を削減できる。
The heat conductor 5 has tapered sides on both sides in the axial direction of the stator 4, and the width W1 in the axial direction on the outer diameter side is formed wider than the width W2 on the inner side in the radial direction. This corresponds to substantially the entire width of the jacket 2 in the axial direction, and heat can be conducted from the entire outer peripheral surface of the heat conductor 5 to the water jacket 2.
The heat conductor 5 may be formed to have the same width from the outer peripheral portion to the inner peripheral portion, but the material can be reduced if the inner peripheral portion is narrowed and the cross-sectional circumferential shape is a fan shape or a trapezoidal shape. .

モータハウジング6は、FC、FCD等の鉄系鋳物で形成されており、別個に形成したウォータジャケット2の外周に嵌合装着される。
FC、FCD等は引張強さが200〜500MPa、熱伝導率が20〜40W/(mK)であり、アルミニウム合金の引張強さが300MPa、熱伝導率が130〜180W/(mK)であり、熱の伝わり易いアルミニウム合金をウォータジャケット2に適用し、外部ケースになるモータハウジング6に引張強さ300MPa以上の鉄系鋳物を適用し、モータハウジング6をウォータジャケット2の強度保護用の構造強度部材にしている。
The motor housing 6 is formed of an iron-based casting such as FC or FCD, and is fitted and attached to the outer periphery of the water jacket 2 formed separately.
FC, FCD, etc. have a tensile strength of 200 to 500 MPa, a thermal conductivity of 20 to 40 W / (mK), an aluminum alloy has a tensile strength of 300 MPa, and a thermal conductivity of 130 to 180 W / (mK), An aluminum alloy that is easy to transmit heat is applied to the water jacket 2, an iron-based casting having a tensile strength of 300 MPa or more is applied to the motor housing 6 that becomes the outer case, and the motor housing 6 is a structural strength member for protecting the strength of the water jacket 2. I have to.

図5に示す第2実施形態において、回転電機1の固定側は、モータハウジング6内にウォータジャケット2を装着し、ウォータジャケット2の内周に巻線3を巻回した固定子4を設け、これら巻線3及び固定子4を覆ってウォータジャケット2の内周面2bに熱伝導体5をモールド成形し、この熱伝導体5の内部に冷媒用通路8を形成している。
ウォータジャケット2は高熱伝導率のアルミニウム合金で円筒形状に形成され、内部に周方向ジグザグ形状のジャケット通路2aが形成され、固定子4は多数枚の珪素鋼板を積層して形成され、ティース4Bの先端は末広がり形状ではなく、胴部から先端まで断面矩形状となっており、絶縁部材11は弾性樹脂で形成され、その外周に巻線3が集中巻きで巻かれている。
In the second embodiment shown in FIG. 5, the stationary side of the rotating electrical machine 1 is provided with a stator 4 in which a water jacket 2 is mounted in a motor housing 6, and a winding 3 is wound around the inner periphery of the water jacket 2. A heat conductor 5 is molded on the inner peripheral surface 2 b of the water jacket 2 so as to cover the winding 3 and the stator 4, and a refrigerant passage 8 is formed inside the heat conductor 5.
The water jacket 2 is formed of a high thermal conductivity aluminum alloy in a cylindrical shape, a jacket zigzag jacket passage 2a is formed inside, and the stator 4 is formed by laminating a large number of silicon steel plates. The tip is not a divergent shape, but has a rectangular cross section from the trunk to the tip. The insulating member 11 is formed of an elastic resin, and the winding 3 is wound around the outer periphery thereof in a concentrated manner.

前記熱伝導体5は、金型内に固定子4を配置しておいて高熱伝導率樹脂を充填することにより形成されており、このモールド成形を行う際に、樹脂製の管、金属製の管または熱溶解可能な材料で形成された棒状中子等を、環状に形成して金型内に挿入しておくことにより、冷媒用通路8が形成されている。
熱伝導体5は固定子4軸心方向の幅がウォータジャケット2と接する外周部から内周部側へ次第に幅狭になっているが、外周部から内周部まで同一幅に形成してもよく、固定子4と軸心方向両側面との間に複数本の冷媒用通路8が形成されている。
The heat conductor 5 is formed by placing a stator 4 in a mold and filling a high thermal conductivity resin. When performing this molding, a resin tube, a metal The refrigerant passage 8 is formed by forming a tube-shaped core or a rod-shaped core made of a heat-meltable material into an annular shape and inserting it into the mold.
The heat conductor 5 is gradually narrowed from the outer peripheral portion in contact with the water jacket 2 to the inner peripheral portion side in the axial direction of the stator 4, but even if formed in the same width from the outer peripheral portion to the inner peripheral portion. A plurality of refrigerant passages 8 are formed between the stator 4 and both axial side surfaces.

冷媒用通路8は固定子4軸心方向両側にそれぞれ3本形成されており、巻線3及びティース4Bとオーバラップした位置に2本、ヨーク4Aとオーバラップした位置に1本配置されている。この3本の冷媒用通路8は、同心円環形状の3本円に巻いており、3本の通路8の一端部に共通の冷媒供給口部材13を設け、3本の他端部に共通の冷媒吐出口部材14を設けている。なお、冷媒用通路8は固定子4の一側面だけでもよく、本数も1本又は3本以外の複数本でもよい。   Three refrigerant passages 8 are formed on both sides of the stator 4 in the axial direction, two are disposed at positions overlapping the winding 3 and the teeth 4B, and one is disposed at a position overlapping the yoke 4A. . The three refrigerant passages 8 are wound around three concentric ring-shaped circles, a common refrigerant supply port member 13 is provided at one end of the three passages 8, and common to the other three ends. A refrigerant discharge port member 14 is provided. The refrigerant passage 8 may be only one side of the stator 4, and the number may be one or a plurality other than three.

前記冷媒供給口部材13及び冷媒吐出口部材14は、固定子4の外部の冷媒循環装置に接続されており、冷却した水、油等の冷媒を冷媒供給口部材13に供給して冷媒用通路8に流動させ、冷媒吐出口部材14から吐出させるようになっている。
前記3本の冷媒用通路8は、1本の通路を3重螺旋に巻いて形成することもでき、その場合は、一端部に冷媒供給口部材13を接続し、他端部に冷媒吐出口部材14を接続する。
The refrigerant supply port member 13 and the refrigerant discharge port member 14 are connected to a refrigerant circulation device outside the stator 4, and supply refrigerant such as cooled water or oil to the refrigerant supply port member 13 to supply a refrigerant passage. 8 and is discharged from the refrigerant discharge port member 14.
The three refrigerant passages 8 can also be formed by winding a single passage in a triple helix. In this case, the refrigerant supply port member 13 is connected to one end and the refrigerant discharge port is connected to the other end. The member 14 is connected.

冷媒用通路8は3本のうち、外周側と中間周側とは断面円形であり、内周側は熱伝導体5の内周部が幅狭であるので断面小判形に変形されている。前記冷媒用通路8は、断面形状が円形、小判形、角形、その他の形状でもよく、1本又は複数本にして固定子4の軸心方向の少なくとも一方の側面に配置しておればよく、ヨーク4Aとオーバラップする位置に配置可能であるが、少なくとも巻線3とオーバラップする位置、コイルエンドを冷却できる位置に配置される。   Out of the three refrigerant passages 8, the outer peripheral side and the intermediate peripheral side are circular in cross section, and the inner peripheral side is deformed to have an oval cross section because the inner peripheral portion of the heat conductor 5 is narrow. The refrigerant passage 8 may be circular, oval, rectangular, or other shape in cross section, and may be one or more and disposed on at least one side surface of the stator 4 in the axial direction. Although it can be disposed at a position overlapping with the yoke 4A, it is disposed at least at a position overlapping with the winding 3 and at a position where the coil end can be cooled.

冷媒用通路8は軸心方向視において、網目形状又は周方向ジグザグ形状に形成して熱伝導体5内に配置したり、巻線3の側方から周方向に隣り合う巻線3間に侵入させたり、周方向に隣り合う巻線3を縫うように配置したりしてもよい。
前記回転電機1は、巻線3及びティース4Bで発生する抵抗熱を、ヨーク4Aを介してウォータジャケット2に伝導して吸収するとともに、巻線3間に充填されかつ巻線3、ティース4B及びヨーク4Aを覆う高熱伝導率樹脂製の熱伝導体5でも吸収し、ヨーク4Aからの直接的な熱伝導に加えて、熱伝導体5の幅広の全外周面が熱伝導率の高い材料製のウォータジャケット2に接していることにより、熱伝導効率を高くして抵抗熱をウォータジャケット2に伝導でき、ウォータジャケット2は全幅にわたって形成されたジャケット通路2aを流れる冷媒によって効率よく冷却でき、ウォータジャケット2を金型の一部とすることにより熱伝導体5のモールド成形も容易になり、しかも熱伝導体5によって固定子4をウォータジャケット2に装着でき、このウォータジャケット2を構造強度部材のモータハウジング6によって補強することができる。
The refrigerant passage 8 is formed in a mesh shape or a circumferential zigzag shape when viewed in the axial direction and is disposed in the heat conductor 5 or enters between the windings 3 adjacent in the circumferential direction from the side of the winding 3. Alternatively, the windings 3 adjacent to each other in the circumferential direction may be sewn.
The rotating electric machine 1 absorbs and absorbs the resistance heat generated in the winding 3 and the teeth 4B to the water jacket 2 through the yoke 4A and is filled between the windings 3 and the windings 3, the teeth 4B and The heat conductor 5 made of a high thermal conductivity resin covering the yoke 4A is also absorbed, and in addition to the direct heat conduction from the yoke 4A, the wide outer peripheral surface of the heat conductor 5 is made of a material having a high thermal conductivity. By being in contact with the water jacket 2, the heat conduction efficiency can be increased and the resistance heat can be conducted to the water jacket 2, and the water jacket 2 can be efficiently cooled by the refrigerant flowing through the jacket passage 2a formed over the entire width. By making 2 a part of the mold, the heat conductor 5 can be easily molded, and the stator 4 is made into the water jacket 2 by the heat conductor 5. Chakudeki, the water jacket 2 can be reinforced by the motor housing 6 of the structural strength members.

そして、熱伝導体5に冷媒用通路8を形成して冷媒を流通させると、ヨーク4Aを介する熱伝導経路より巻線3に近い位置で熱伝導体5自体を冷却して抵抗熱を奪い、冷却効率より向上させることができ、熱伝導体5内に冷媒用通路8を一体成形するため、部品点数を削減できる。
なお、本発明は前記実施形態における各部材の形状及びそれぞれの前後・左右・上下の位置関係は、図1〜5に示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態に限定されるものではなく、部材、構成、材質等を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。
Then, when the refrigerant passage 8 is formed in the heat conductor 5 and the refrigerant is circulated, the heat conductor 5 itself is cooled at a position closer to the winding 3 than the heat conduction path via the yoke 4A, and the resistance heat is taken away. The cooling efficiency can be improved and the refrigerant passage 8 is integrally formed in the heat conductor 5, so that the number of parts can be reduced.
In the present invention, the shape of each member and the positional relationship between the front, back, left, and right in the above embodiment are best configured as shown in FIGS. However, it is not limited to the said embodiment, A member, a structure, a material, etc. can be variously deformed and a combination can also be changed.

例えば、第1実施形態において、ジャケット通路2aは、ウォータジャケット2の両端にそれぞれ連通溝a2、a3を環状に形成しておいて、両環状連通溝a2、a3に周方向多数本の直線孔a1の両端を連通させるようにしてもよい。
巻線3は集中巻きで巻かれているが、複数本のティース4Bに渡って巻線を巻く分布巻きにしてもよい。
For example, in the first embodiment, the jacket passage 2a has communication grooves a2 and a3 formed annularly at both ends of the water jacket 2, respectively, and a plurality of circumferential holes a1 in the circumferential direction are formed in both the annular communication grooves a2 and a3. You may make it make the both ends communicate.
Although the winding 3 is wound by concentrated winding, you may make it the distributed winding which winds a winding over the several teeth 4B.

1 回転電機
2 ウォータジャケット
2a ジャケット通路
2b 内周面
3 巻線
4 固定子
4A ヨーク
4B ティース
5 熱伝導体
6 モータハウジング
8 冷媒用通路
11 絶縁部材
12 シール環
W1、W2 幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating electrical machine 2 Water jacket 2a Jacket passage 2b Inner peripheral surface 3 Winding 4 Stator 4A Yoke 4B Teeth 5 Thermal conductor 6 Motor housing 8 Refrigerant passage 11 Insulating member 12 Seal ring W1, W2 Width

Claims (4)

環状のヨーク(4A)と、このヨーク(4A)の内周側から径方向内方に突出し且つ周方向に間隔をあけて配列したティース(4B)とを有する固定子(4)と、
前記ティース(4B)に巻回された巻線(3)と、
高熱伝導率の材料で円筒状に形成されていて内周側に前記固定子(4)が配置され、且つ前記ヨーク(4A)から軸心方向の両側に突出するウォータジャケット(2)と、
前記ウォータジャケット(2)とは別体に形成されていて該ウォータジャケット(2)が装着されたモータハウジング(6)と、
高熱伝導の樹脂で前記固定子(4)にモールド成形された熱伝導体(5)であって、前記巻線(3)及び前記固定子(4)を覆って前記ウォータジャケット(2)の内周面(2b)に一体化された熱伝導体(5)と、
を備え、
前記ウォータジャケット(2)は、冷媒を通すジャケット通路(2a)であって当該ウォータジャケット(2)に軸心方向一端部から他端部にかけて軸心方向に沿って穿孔され且つ周方向に平行に設けられた多数本の直線孔(a1)を含むジャケット通路(2a)を有し、
前記熱伝導体(5)は、
軸心方向の一側面が、前記巻線(3)における径方向内端部且つ軸心方向一端部から前記直線孔(a1)の軸心方向一端部に向けて形成されたテーパ面とされ、
軸心方向の他側面が、前記巻線(3)における径方向内端部且つ軸心方向他端部から前記直線孔(a1)の軸心方向他端部に向けて形成されたテーパ面とされていることを特徴とする回転電機の冷却構造。
A stator (4) having an annular yoke (4A) and teeth (4B) protruding radially inward from the inner peripheral side of the yoke (4A) and arranged at intervals in the circumferential direction;
A winding (3) wound around the teeth (4B);
A water jacket (2) formed of a high thermal conductivity material in a cylindrical shape, the stator (4) being arranged on the inner peripheral side, and projecting from the yoke (4A) to both sides in the axial direction;
A motor housing (6) formed separately from the water jacket (2) and mounted with the water jacket (2);
A heat conductor (5) molded on the stator (4) with a resin having high heat conductivity, covering the winding (3) and the stator (4), and inside the water jacket (2) A heat conductor (5) integrated with the peripheral surface (2b);
With
The water jacket (2) is a jacket passage (2a) through which a coolant passes, and is perforated along the axial direction from one end of the axial center to the other end of the water jacket (2) and parallel to the circumferential direction. A jacket passage (2a) including a number of straight holes (a1) provided,
The thermal conductor (5)
One side surface in the axial direction is a tapered surface formed from the radially inner end of the winding (3) and one axial end to the one axial end of the linear hole (a1).
A taper surface formed on the other side surface in the axial direction from the radially inner end and the other axial end to the other axial end of the linear hole (a1) in the winding (3). cooling structure of a rotating electric machine, characterized in that it is.
前記ウォータジャケット(2)の軸心方向両端に配置されていて、前記ウォータジャケット(2)の径方向の厚さと略同じ幅を有するリング状のシール環(12)を備え、
前記ウォータジャケット(2)をアルミニウム合金で形成し、モータハウジング(6)を鉄系鋳物で形成し、ウォータジャケット(2)をモータハウジング(6)内に装着する前に、ウォータジャケット(2)の内周面(2b)に巻線(3)及び固定子(4)を覆う熱伝導体(5)をモールド成形しており、
前記ジャケット通路(2a)は、
隣接する直線孔(a1)の一端同士を連通する一端側の連通溝(a2)と、
前記隣接する直線孔(a1)の一方と、該一方の直線孔(a1)に隣接する直線孔(a1)であって前記隣接する直線孔(a1)の他方とは異なる直線孔(a1)との他端同士を連通する他端側の連通溝(a3)とを有し、
前記一端側の連通溝(a2)は、前記ウォータジャケット(2)の前記軸心方向一端側のシール環(12)によって閉鎖され、
前記他端側の連通溝(a3)は、前記ウォータジャケット(2)の前記軸心方向他端側のシール環(12)によって閉鎖されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機の冷却構造。
A ring-shaped seal ring (12) disposed at both axial ends of the water jacket (2) and having substantially the same width as the radial thickness of the water jacket (2);
The water jacket (2) is formed of an aluminum alloy, the motor housing (6) is formed of iron-based casting, and the water jacket (2) is attached to the motor housing (6) before the water jacket (2) is mounted. A heat conductor (5) covering the winding (3) and the stator (4) is molded on the inner peripheral surface (2b),
The jacket passage (2a)
A communication groove (a2) on one end side that connects one end of the adjacent straight hole (a1);
One of the adjacent straight holes (a1), a straight hole (a1) adjacent to the one straight hole (a1), and different from the other of the adjacent straight holes (a1) A communication groove (a3) on the other end side that communicates the other ends of
The communication groove (a2) on the one end side is closed by a seal ring (12) on one end side in the axial direction of the water jacket (2),
The rotating electrical machine according to claim 1 , wherein the communication groove (a3) on the other end side is closed by a seal ring (12) on the other axial end side of the water jacket (2). Cooling structure.
前記熱伝導体(5)の内部に形成された冷媒流通用の通路(8)であって、前記ヨーク(4A)に沿った環形状を呈していて、前記巻線(3)及び前記ティース(4B)とオーバラップした位置と、前記ヨーク(4A)とオーバラップした位置とに配置され且つ前記径方向に同心円環状に設けられた複数の通路(8)と、
を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の回転電機の冷却構造。
A passage (8) for refrigerant circulation formed inside the heat conductor (5), having a ring shape along the yoke (4A), and having the winding (3) and the teeth ( 4B) and a plurality of passages (8) disposed in positions overlapping with the yoke (4A) and provided concentrically in the radial direction,
Cooling structure of a rotating electric machine according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a.
前記通路(8)は、冷媒を流通させる通路内面が前記熱伝導体(7)を形成する樹脂によって構成されていることを特徴とする請求項3に記載の回転電機の冷却構造。 4. The cooling structure for a rotating electrical machine according to claim 3 , wherein the passage (8) is made of a resin forming the heat conductor (7) on the inner surface of the passage through which the refrigerant flows .
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