JP6914800B2 - Rotating machine stator - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機のステータに関する。 The present invention relates to a stator of a rotary electric machine.
回転電機のステータは、ステータコアにコイルが巻回されて構成されている。ステータは、回転電機が作動する際の銅損や鉄損などによる発熱で温度が上昇する。このため、ステータコアを貫通する孔部に冷却パイプを配置したり、ステータコアに挿通するボルトに冷媒流路を形成し、ステータコアを冷却する冷却方法が知られている(特許文献1、2参照)。このような冷却方法では、ステータコアの周囲に冷却パイプを配置する十分なスペースがない場合であっても、冷却流路を形成することができる。 The stator of a rotary electric machine is configured by winding a coil around a stator core. The temperature of the stator rises due to heat generated by copper loss and iron loss when the rotary electric machine operates. Therefore, there is known a cooling method in which a cooling pipe is arranged in a hole penetrating the stator core or a refrigerant flow path is formed in a bolt inserted through the stator core to cool the stator core (see Patent Documents 1 and 2). In such a cooling method, a cooling flow path can be formed even when there is not enough space for arranging the cooling pipe around the stator core.
しかしながら、特許文献1、2に記載の冷却方法では、ステータコアを冷却できてもコイルを冷却することができず、銅損が大きくなる領域ではステータを適切に冷却できない虞があった。 However, in the cooling methods described in Patent Documents 1 and 2, even if the stator core can be cooled, the coil cannot be cooled, and there is a possibility that the stator cannot be appropriately cooled in the region where the copper loss becomes large.
本発明は、回転電機のステータにおいて、適切にコイルを冷却可能な技術を提供する。 The present invention provides a technique capable of appropriately cooling a coil in a stator of a rotary electric machine.
本発明の一態様は、
円環状のステータコア本体と、該ステータコア本体の外周部に設けられ、ボルト貫通孔が形成されたステータコア固定部と、を有するステータコアと、
前記ステータコアに取り付けられ、渡り部が前記ステータコアの端面から突出するように配置されたコイルと、
前記ボルト貫通孔に挿通され、前記ステータコアを筺体に固定するボルトと、
前記ボルトのボルトヘッドと前記ステータコアの前記端面との間に配置され、ボルト挿通孔が形成されたカラーと、を備える回転電機のステータであって、
前記ボルトには、冷媒が導入される冷媒導入部と、前記渡り部に冷媒を供給する第1冷媒導出部と、を有するボルト冷媒流路が設けられ、
前記カラーは、前記渡り部に対向するように配置される冷媒吐出部と、前記ボルトの前記第1冷媒導出部と前記冷媒吐出部とを連通させるカラー冷媒流路と、を備え、
前記カラーには、前記ステータコアの前記端面に係合する係合部が設けられている。
One aspect of the present invention is
A stator core having an annular stator core body and a stator core fixing portion provided on the outer peripheral portion of the stator core body and formed with bolt through holes.
A coil attached to the stator core and arranged so that the crossover portion protrudes from the end face of the stator core.
A bolt that is inserted through the bolt through hole and fixes the stator core to the housing.
A stator of a rotary electric machine having a collar arranged between the bolt head of the bolt and the end face of the stator core and having a bolt insertion hole formed therein.
The bolt is provided with a bolt refrigerant flow path having a refrigerant introduction portion into which the refrigerant is introduced and a first refrigerant outlet portion for supplying the refrigerant to the crossover portion.
The collar includes a refrigerant discharge portion arranged so as to face the crossover portion, and a color refrigerant flow path that communicates the first refrigerant outlet portion of the bolt and the refrigerant discharge portion .
The collar is provided with an engaging portion that engages with the end face of the stator core .
上記態様によれば、ボルトに設けられたボルト冷媒流路を介してコイルの渡り部に冷媒を供給することで、コイルを適切に冷却でき、銅損を抑えることができる。 According to the above aspect, by supplying the refrigerant to the crossover portion of the coil through the bolt refrigerant flow path provided in the bolt, the coil can be appropriately cooled and copper loss can be suppressed.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図3に示すように、回転電機のステータ10は、ステータコア11と、ステータコア11のティースに巻回されたコイル12と、を備える。コイル12には、ステータコア11の端面21から突出するように渡り部13が形成されている。ステータコア11は、電磁鋼板などの複数の鋼板14(14A,14B)が積層されて形成され、円環状のステータコア本体15と、ステータコア本体15の外周部に設けられ複数(図に示す実施例では6個)のステータコア固定部16と、を有する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
ステータコア固定部16には、ボルト18が挿通されるボルト貫通孔19が形成されている。ステータコア11は、ボルト貫通孔19に挿通されて筺体17に螺合する複数のボルト18により固定されている。ボルト18はボルトヘッド20を備え、該ボルトヘッド20とステータコア固定部16の端面21との間に配置されたカラー27を介してステータコア11をボルトヘッド20と筺体17との間で挟持する。
A bolt through
ボルト18の内部には、略軸中心を通って軸方向に延びるボルト冷媒流路22が設けられている。ボルト冷媒流路22は、ボルトヘッド20と反対側の端面に開口する冷媒導入部23と、径方向に形成されてボルト冷媒流路22に連通する第1冷媒導出部24、及び第2冷媒導出部25とを備える。即ち、冷媒導入部23、第1冷媒導出部24、及び第2冷媒導出部25は、ボルト冷媒流路22の一部を形成する。
Inside the
冷媒導入部23には、不図示の冷媒供給部から冷却油などの冷媒Rを供給するパイプ26が接続されている。第1冷媒導出部24は、カラー27のボルト挿通孔28に開口し、第2冷媒導出部25は、ボルト貫通孔19に開口する。
A
図4も参照して、カラー27は、ボルト挿通孔28の軸方向中間部が拡径されて形成された冷媒溜り部29と、カラー27の外周面に開口する冷媒吐出部30と、冷媒溜り部29と冷媒吐出部30とを連通させる径方向孔31と、を備える。即ち、冷媒溜り部29、径方向孔31、及び冷媒吐出部30は、カラー冷媒流路32を形成する。本実施形態では、カラー27に2つの冷媒吐出部30が設けられているが、1つのみが図示されている。冷媒吐出部30の数や位置は適宜設定することができる。
With reference to FIG. 4, the
また、ステータコア固定部16の端面21に当接するカラー27の側面には、係合部33が軸方向に突出して形成されている。係合部33は、ステータコア固定部16の端面21に形成された係合溝34(図2参照)に係合することで、冷媒吐出部30がコイル12の渡り部13に向くようにカラー27の向きが位置決めされる。
Further, an engaging portion 33 is formed so as to project in the axial direction on the side surface of the
これにより、ボルト18でステータコア11及びカラー27を筺体17に組み付ける際、カラー27の係合部33とステータコア固定部16の係合溝34とを係合させることで冷媒吐出部30の方向を確実にコイル12の渡り部13に向けて組み付けることができ、誤組み付けが防止されると共に組み付け工程が簡素化される。また、第1冷媒導出部24は、カラー27の冷媒溜り部29に連通すればよいので、ボルト18の位相を限定する必要はなく、さらに軸方向位置の許容範囲も大きいので、第1冷媒導出部24の位置を気にせずに締め込み量を適宜設定できる。
As a result, when the
そして、不図示の冷媒供給部から供給される冷媒Rは、図3に矢印で示すように、パイプ26、冷媒導入部23、ボルト冷媒流路22、第1冷媒導出部24、カラー冷媒流路32を介して、冷媒吐出部30からコイル12の渡り部13に向けて吐出されてコイル12を効果的に冷却する。
The refrigerant R supplied from the refrigerant supply unit (not shown) is a
図5〜図7及び図6に示すように、ステータコア11は、開口部35を有する複数の鋼板14Aと、切欠部36を有する複数の鋼板14Bと、が積層・接着されて形成される。
As shown in FIGS. 5 to 7 and 6, the
図5に示すように、鋼板14Aは、開口部35の周方向位置が異なる複数種類の鋼板が積層されることで、開口部35がボルト貫通孔19に連通すると共に、隣接する鋼板14Aの開口部35同士が軸方向に連通する。また、開口部35を有する鋼板14Aと、切欠部36を有する鋼板14Bとが隣接して積層されることで、鋼板14Aの開口部35と、鋼板14Bの切欠部36とが連通する。これにより、冷媒Rをボルト貫通孔19からステータコア11の外周面に導くステータコア冷媒流路38が形成される。
As shown in FIG. 5, in the
そして、図3に示すように、ボルト冷媒流路22の第2冷媒導出部25からボルト貫通孔19に供給された冷媒Rは、図6に矢印で示すように、それぞれの開口部35及び切欠部36、即ち、ステータコア冷媒流路38を介してステータコア11の外周面に導かれ、外周面に沿って流れてステータコア11を冷却する。これにより、ステータコア11は、内部及び外部から同時に冷却されことで効果的に冷却される。
Then, as shown in FIG. 3, the refrigerant R supplied from the
図8に示すように、ステータコア11は、外径寸法の異なる複数の鋼板14を交互に積層することで、ステータコア11の外周面には、軸方向に複数の凹凸が形成され、凹部が径方向に延びている。これにより、冷媒Rが接触するステータコア11の外周面の表面積が増大して冷却性能が向上する。また、切欠部36からステータコア11の外周面に供給された冷媒Rは、凹部に沿って流れ、ステータコア11の側方に流れ落ちることが防止されて効果的に冷却することができる。
As shown in FIG. 8, in the
即ち、冷媒供給部からボルト冷媒流路22に供給された冷媒Rは、その一部がカラー27の冷媒吐出部30からコイル12の渡り部13に向けて吐出されてコイル12を直接冷却し、他の一部が、ステータコア11のステータコア冷媒流路38に供給されてステータコア11を内部、及び外部(外周面)から冷却する。これにより、回転電機のステータ10の銅損及び鉄損を抑えることができる。
That is, a part of the refrigerant R supplied from the refrigerant supply unit to the bolt
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
前述した実施形態では、ステータコア11の端面21から突出する渡り部13を冷却する場合について説明したが、ステータコア11の反対側の端面41(図3参照)から突出する渡り部13を冷却するために、ボルト冷媒流路22に連通する他の冷媒導出部を設け、さらに筺体17にこの冷媒導出部と連通する貫通孔を設けてもよい。これにより、不図示の冷媒供給部から供給される冷媒Rは、パイプ26、冷媒導入部23、該冷媒導出部、筺体17の貫通孔を介して、ステータコア11の反対側の端面41から突出するコイル12の渡り部13に向けて吐出される。したがって、ステータコア11の反対側の端面41から突出する渡り部13も冷却される。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified, improved, and the like.
In the above-described embodiment, the case where the
[総括]
上記実施形態からは、以下の態様が抽出される。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
[Summary]
The following aspects are extracted from the above embodiments. The components and the like corresponding to the above-described embodiments are shown in parentheses, but the present invention is not limited thereto.
(1) 円環状のステータコア本体(ステータコア本体15)と、該ステータコア本体の外周部に設けられ、ボルト貫通孔(ボルト貫通孔19)が形成されたステータコア固定部(ステータコア固定部16)と、を有するステータコア(ステータコア11)と、
前記ステータコアに取り付けられ、渡り部(渡り部13)が前記ステータコアの端面(端面21)から突出するように配置されたコイル(コイル12)と、
前記ボルト貫通孔に挿通され、前記ステータコアを筺体(筺体17)に固定するボルト(ボルト18)と、を備える回転電機のステータ(回転電機のステータ10)であって、
前記ボルトには、冷媒(冷媒R)が導入される冷媒導入部(冷媒導入部23)と前記渡り部に冷媒を供給する第1冷媒導出部(第1冷媒導出部24)とを有するボルト冷媒流路(ボルト冷媒流路22)が設けられている。
(1) An annular stator core main body (stator core main body 15) and a stator core fixing portion (stator core fixing portion 16) provided on the outer peripheral portion of the stator core main body and formed with a bolt through hole (bolt through hole 19). With the stator core (stator core 11)
A coil (coil 12) attached to the stator core and arranged so that a crossover portion (crossover portion 13) protrudes from an end surface (end surface 21) of the stator core.
A rotary electric machine stator (rotary electric machine stator 10) including a bolt (bolt 18) that is inserted into the bolt through hole and fixes the stator core to the housing (housing body 17).
The bolt has a refrigerant introduction section (refrigerant introduction section 23) into which the refrigerant (refrigerant R) is introduced and a first refrigerant lead-out section (first refrigerant lead-out section 24) for supplying the refrigerant to the cross section. A flow path (bolt refrigerant flow path 22) is provided.
(1)によれば、ボルトに設けられたボルト冷媒流路を介してコイルの渡り部に冷媒を供給することで、コイルを適切に冷却でき、銅損を抑えることができる。 According to (1), by supplying the refrigerant to the crossover portion of the coil through the bolt refrigerant flow path provided in the bolt, the coil can be appropriately cooled and copper loss can be suppressed.
(2) (1)に記載の回転電機のステータにおいて、
前記ボルトのボルトヘッド(ボルトヘッド20)と前記ステータコアの前記端面との間に配置され、ボルト挿通孔(ボルト挿通孔28)が形成されたカラー(カラー27)を更に備え、
前記カラーは、前記渡り部に対向するように配置される冷媒吐出部(冷媒吐出部30)と、前記ボルトの前記第1冷媒導出部と前記冷媒吐出部とを連通させるカラー冷媒流路(カラー冷媒流路32)と、を備える。
(2) In the stator of the rotary electric machine according to (1),
Further provided with a collar (collar 27) arranged between the bolt head (bolt head 20) of the bolt and the end face of the stator core and formed with a bolt insertion hole (bolt insertion hole 28).
The collar is a color refrigerant flow path (color) that communicates a refrigerant discharge portion (refrigerant discharge portion 30) arranged so as to face the crossover portion, the first refrigerant outlet portion of the bolt, and the refrigerant discharge portion. A refrigerant flow path 32) is provided.
(2)によれば、カラーの冷媒吐出部をコイルの渡り部に対向させることで、冷媒を確実に渡り部に供給できる。また、ボルトの第1冷媒導出部の位置を気にせずに締め込み量を適宜設定できる。 According to (2), by making the color refrigerant discharge portion face the crossover portion of the coil, the refrigerant can be reliably supplied to the crossover portion. Further, the tightening amount can be appropriately set without worrying about the position of the first refrigerant outlet portion of the bolt.
(3) (2)に記載の回転電機のステータにおいて、
前記カラーには、前記ステータコアの前記端面に係合する係合部(係合部33)が設けられている。
(3) In the stator of the rotary electric machine according to (2),
The collar is provided with an engaging portion (engaging portion 33) that engages with the end face of the stator core.
(3)によれば、カラーを適切に位置決めすることができ、容易にカラーの冷媒吐出部をコイルの渡り部に対向させることができる。 According to (3), the collar can be appropriately positioned, and the refrigerant discharge portion of the collar can be easily opposed to the crossover portion of the coil.
(4) (3)に記載の回転電機のステータにおいて、
前記ボルトは、前記ボルト冷媒流路と連通し前記ボルト貫通孔に開口する第2冷媒導出部(第2冷媒導出部25)を有する。
(4) In the stator of the rotary electric machine according to (3),
The bolt has a second refrigerant lead-out portion (second refrigerant lead-out portion 25) that communicates with the bolt refrigerant flow path and opens in the bolt through hole.
(4)によれば、第2冷媒導出部及びボルト貫通孔を介してステータコアを冷却できる。 According to (4), the stator core can be cooled through the second refrigerant outlet and the bolt through hole.
(5) (4)に記載の回転電機のステータにおいて、
前記ステータコアは、前記ボルト貫通孔から冷媒を前記ステータコアの外周面に導くステータコア冷媒流路(ステータコア冷媒流路38)を有する。
(5) In the stator of the rotary electric machine according to (4),
The stator core has a stator core refrigerant flow path (stator core refrigerant flow path 38) that guides the refrigerant from the bolt through hole to the outer peripheral surface of the stator core.
(5)によれば、第2冷媒導出部、ボルト貫通孔、及びステータコア冷媒流路を介してステータコアの外周面を冷却できる。これにより、ステータコアを適切に冷却でき、鉄損を抑えることができる。 According to (5), the outer peripheral surface of the stator core can be cooled via the second refrigerant lead-out portion, the bolt through hole, and the stator core refrigerant flow path. As a result, the stator core can be appropriately cooled and iron loss can be suppressed.
(6) (5)に記載の回転電機のステータにおいて、
前記ステータコアは、複数の鋼板(鋼板14)が積層されて構成され、
前記ステータコア冷媒流路は、開口部(開口部35)を有する鋼板(鋼板14A)と切欠部(切欠部36)を有する鋼板(鋼板14B)とにより形成される。
(6) In the stator of the rotary electric machine according to (5),
The stator core is formed by laminating a plurality of steel plates (steel plates 14).
The stator core refrigerant flow path is formed of a steel plate (
(6)によれば、ステータコアは、開口部を有する鋼板と切欠部を有する鋼板を積層することでステータコア冷媒流路を形成できる。 According to (6), the stator core can form a stator core refrigerant flow path by laminating a steel plate having an opening and a steel plate having a notch.
(7) (1)〜(6)のいずれかに記載の回転電機のステータにおいて、
前記ステータコアの外周面は、軸方向に複数の凹凸を有する。
(7) In the stator of the rotary electric machine according to any one of (1) to (6),
The outer peripheral surface of the stator core has a plurality of irregularities in the axial direction.
(7)によれば、ステータコアの外周面の表面積が増えるので、ステータコア冷媒流路から供給される冷媒が、周方向に導かれて冷却効率が向上する。 According to (7), since the surface area of the outer peripheral surface of the stator core is increased, the refrigerant supplied from the stator core refrigerant flow path is guided in the circumferential direction to improve the cooling efficiency.
(8) (7)に記載の回転電機のステータにおいて、
前記ステータコアは、複数の鋼板(鋼板14)が積層されて構成され、
前記凹凸は、外径寸法の異なる鋼板(鋼板14A,14B)を積層することで構成される。
(8) In the stator of the rotary electric machine according to (7),
The stator core is formed by laminating a plurality of steel plates (steel plates 14).
The unevenness is formed by laminating steel plates (
(8)によれば、外径寸法の異なる鋼板を積層することでステータコアの外周面に複数の凹凸を容易に形成できる。 According to (8), a plurality of irregularities can be easily formed on the outer peripheral surface of the stator core by laminating steel plates having different outer diameter dimensions.
10 回転電機のステータ
11 ステータコア
12 コイル
13 渡り部
14(14A,14B) 鋼板
15 ステータコア本体
16 ステータコア固定部
17 筺体
18 ボルト
19 ボルト貫通孔
20 ボルトヘッド
21 ステータコアの端面
22 ボルト冷媒流路
23 冷媒導入部
24 第1冷媒導出部
25 第2冷媒導出部
27 カラー
28 ボルト挿通孔
30 冷媒吐出部
32 カラー冷媒流路
33 係合部
35 開口部
36 切欠部
38 ステータコア冷媒流路
R 冷媒
10 Rotating
Claims (6)
前記ステータコアに取り付けられ、渡り部が前記ステータコアの端面から突出するように配置されたコイルと、
前記ボルト貫通孔に挿通され、前記ステータコアを筺体に固定するボルトと、
前記ボルトのボルトヘッドと前記ステータコアの前記端面との間に配置され、ボルト挿通孔が形成されたカラーと、を備える回転電機のステータであって、
前記ボルトには、冷媒が導入される冷媒導入部と、前記渡り部に冷媒を供給する第1冷媒導出部と、を有するボルト冷媒流路が設けられ、
前記カラーは、前記渡り部に対向するように配置される冷媒吐出部と、前記ボルトの前記第1冷媒導出部と前記冷媒吐出部とを連通させるカラー冷媒流路と、を備え、
前記カラーには、前記ステータコアの前記端面に係合する係合部が設けられている、回転電機のステータ。 A stator core having an annular stator core body and a stator core fixing portion provided on the outer peripheral portion of the stator core body and formed with bolt through holes.
A coil attached to the stator core and arranged so that the crossover portion protrudes from the end face of the stator core.
A bolt that is inserted through the bolt through hole and fixes the stator core to the housing.
A stator of a rotary electric machine having a collar arranged between the bolt head of the bolt and the end face of the stator core and having a bolt insertion hole formed therein.
The bolt is provided with a bolt refrigerant flow path having a refrigerant introduction portion into which the refrigerant is introduced and a first refrigerant outlet portion for supplying the refrigerant to the crossover portion.
The collar includes a refrigerant discharge portion arranged so as to face the crossover portion, and a color refrigerant flow path that communicates the first refrigerant outlet portion of the bolt and the refrigerant discharge portion .
A stator of a rotary electric machine, wherein the collar is provided with an engaging portion that engages with the end face of the stator core.
前記ボルトは、前記ボルト冷媒流路と連通し前記ボルト貫通孔に開口する第2冷媒導出部を有する、回転電機のステータ。 The stator of the rotary electric machine according to claim 1.
The bolt is a stator of a rotary electric machine having a second refrigerant lead-out portion that communicates with the bolt refrigerant flow path and opens in the bolt through hole.
前記ステータコアは、前記ボルト貫通孔から冷媒を前記ステータコアの外周面に導くステータコア冷媒流路を有する、回転電機のステータ。 The stator of the rotary electric machine according to claim 2.
The stator core is a stator of a rotary electric machine having a stator core refrigerant flow path that guides a refrigerant from a bolt through hole to an outer peripheral surface of the stator core.
前記ステータコアは、複数の鋼板が積層されて構成され、
前記ステータコア冷媒流路は、開口部を有する鋼板と切欠部を有する鋼板とにより形成される、回転電機のステータ。 The stator of the rotary electric machine according to claim 3.
The stator core is formed by laminating a plurality of steel plates.
The stator core refrigerant flow path is a stator of a rotary electric machine formed of a steel plate having an opening and a steel plate having a notch.
前記ステータコアの外周面は、軸方向に複数の凹凸を有する、回転電機のステータ。 The stator of the rotary electric machine according to any one of claims 1 to 4.
The outer peripheral surface of the stator core is a stator of a rotary electric machine having a plurality of irregularities in the axial direction.
前記ステータコアは、複数の鋼板が積層されて構成され、
前記凹凸は、外径寸法の異なる鋼板を積層することで構成される、回転電機のステータ。 The stator of the rotary electric machine according to claim 5.
The stator core is formed by laminating a plurality of steel plates.
The unevenness is a stator of a rotary electric machine formed by laminating steel plates having different outer diameter dimensions.
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