JPH06269143A - 外被冷却形回転電機 - Google Patents
外被冷却形回転電機Info
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- JPH06269143A JPH06269143A JP5049224A JP4922493A JPH06269143A JP H06269143 A JPH06269143 A JP H06269143A JP 5049224 A JP5049224 A JP 5049224A JP 4922493 A JP4922493 A JP 4922493A JP H06269143 A JPH06269143 A JP H06269143A
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Abstract
の自由度を損なうことのない小形、軽量の構造とする。 【構成】冷却媒体通路8aの隔壁7f1〜7f7をステ
ータフレーム7の鋳造と同時に形成し、この隔壁を適当
に配置することで冷却媒体通路8aを電動機の軸方向に
ジグザグ状にする。取付け用ボス等の強度ボス7b,7
c,7eは隔壁上に取付ける。また、冷却媒体通路8a
はステータフレーム7の軸方向一端で開口する空洞を形
成し、その空洞の開口を別部材30で封止することによ
り形成する。
Description
せて冷却を行なう外被冷却形回転電機に係わり、特に、
電機自動車用電動機に好適な小形、軽量にして製作容易
な外被冷却形回転電機に関する。
は、限られたエネルギーしか搭載できないため、特に電
動機、制御装置からなる駆動装置の小形、軽量化が要求
されている。また、十分な走行性能を得るために高出力
のものが要求される。このため、電動機、制御装置とも
温度上昇が問題となり、強制冷却が必要となる。かかる
問題に対し、電動機の熱交換器形強制液冷方式が一例と
して考えられる。この強制液冷方式には、例えば、冷却
媒体を巻線と回転子に直接接触させ熱吸収する方法があ
る。しかしこの方法は、冷却効率は良いとしても、高速
回転する電動機では回転子による冷却媒体の撹拌ロスが
増大し、得策ではない。そこで冷却効率は少し低下する
が、電動機の外被に冷却媒体を通す通路を形成したもの
が考えられる。このようなものとしては、例えば特開昭
48−60207号公報、実開平1−131256号公
報に記載の従来技術がある。
術は、冷却媒体通路となる螺旋形またはジグザグ状のパ
イプを別途用意しておき、このパイプをステータ外周に
位置決めし、外被を鋳造もしくはモールドにて形成する
際に一体に埋設成形するものである。
来技術は、ステータ外周に設けられた内筒状に螺旋形の
冷却媒体通路隔壁を配置し、そのさらに外周に外筒を被
せて冷却媒体通路を形成するものである。
来技術には次のような問題がある。電機自動車用電動機
では、電動機の外被には電動機の取付け用ボス等の強度
ボスが設けられている。冷却媒体通路を外被に形成する
場合、これら強度ボスは主として強度上の理由から冷却
媒体通路を避けて取付けなければならない。特開昭48
−60207号及び実開平1−131256号公報に記
載の従来技術では、冷却媒体通路を電動機の外被とは別
部材のパイプまたは隔壁にて螺旋状またはジグザグ状に
形成するので、上記強度ボスを電動機の搭載に都合の良
い位置に取付けることが難しく、車両搭載上制限が多い
という問題があり、このため電気自動車用電動機の構造
としては不十分なものであった。
従来技術では、冷却媒体通路となるパイプを高圧が作用
する成形鋳型内部に位置決め設定しなければならず、パ
イプを鋳造もしくはモールドにより一体に埋設成形する
ことが容易ではないという問題がある。また、パイプに
対する冷却媒体の出入口の位置の自由度も少なく、この
点でも搭載上制限が多いという問題もある。
易にし、搭載上の自由度を持たせることにより、安価で
小形、軽量な外被冷却形回転電機を提供することにあ
る。
め、本発明は、取付け用ボス等の強度ボスを外表面に有
する円筒状の外被に冷却媒体を流通させて冷却を行なう
外被冷却形回転電機において、前記外被を鋳造あるいは
モールドにて形成すると共に、その鋳造あるいはモール
ドにて該外被の内部に複数の隔壁を形成しながら冷却媒
体通路を形成し、その複数の隔壁にて該冷却媒体通路
を、前記強度ボスを避けるように回転電機の軸方向にジ
グザグ状に形成する。
くは、前記冷却媒体通路は、前記外被の軸方向一方の端
面において開口する空洞を前記鋳造あるいはモールドに
て形成した後、その空洞の開口部を封止手段にて封止す
ることにより形成されている。前記冷却媒体通路は、前
記外被の軸方向両端面において開口する空洞を前記鋳造
あるいはモールドにて形成した後、その空洞の両端開口
部を封止手段にて封止することにより形成してもよい。
方向の厚さが不均一である。また、前記外被の複数の隔
壁の上に前記強度ボスが設けられている。
を含む。また、好ましくは、前記封止手段として前記冷
却媒体通路の内径側封止部材と外径側封止部材とを含
む。この場合、前記内径側封止部材は、前記冷却媒体通
路に面する端板と該封止部材を押し付けるリング状部材
の内先端とが形成する三角溝内に収納され、前記外径側
封止部材は、前記内径側封止部材を押し付けるリング状
部材に形成した矩形溝に収納されている。また、好まし
くは、前記外被の前記冷却媒体通路用の空洞が開口する
軸方向端面に断面コの字状の溝が形成され、この溝と前
記外被を固定するエンドブラケットとの間に断面矩形状
の室を形成し、前記封止部材をこの断面矩形状の室に組
込み押し付けて固定している。
は周方向の所定の位置で前記冷却媒体通路を仕切り、前
記冷却媒体通路の入口部分と出口部分とを形成してい
る。
動機であってもよいし、直流電動機であってもよいし、
さらにその他の回転電機であってもよい。
はモールドにて形成された隔壁により強度ボスを避ける
ように回転電機の軸方向にジグザグ状に形成することに
より、強度ボスを隔壁上でかつ回転電機の搭載に都合の
良い位置に取付けることができ、搭載上の自由度を持た
せかつ十分な強度を確保することができる。また、冷却
媒体通路は外被の鋳造あるいはモールドと同時に形成さ
れるので、冷却媒体通路を容易に形成することができ
る。これらの結果として、安価で小形、軽量な外被冷却
形回転電機を製造することができる。
面において開口する空洞を形成することで冷却媒体通路
を形成することにより、空洞形成のために使用した鋳砂
を鋳造あるいはモールド後に容易に取り除くことがで
き、製作がさらに容易となる。
周方向の所定箇所を仕切ることで冷却媒体通路の入口部
分と出口部分とを形成することにより、冷却媒体の出入
口の位置の設定も容易であり、この点でも搭載上の自由
度を持たせることができる。
説明する。本実施例は本発明を電気自動車用の誘導電動
機に適用したものである。
駆動力を取り出すシャフト1、シャフト1に圧入固定さ
れたロータ2、ロータ2をベアリング3を介して支持す
るフロント側エンドブラケット4及びリア側エンドブラ
ケット5と、ロータ2と適正なギャップを有して対向す
るステータコア6、エンドブラケット4,5間に狭持さ
れステータコア6を保持するステータフレーム7で構成
されている。ステータフレーム7とフロント側エンドブ
ラケット4はインロー嵌合された後、ボルト8により締
め付け固定され、ステータフレーム7とリア側エンドブ
ラケット5はインロー嵌合された後、ボルト9により締
め付け固定されている。フロント側エンドブラケット4
及びリア側エンドブラケット5にはそれぞれ内リブ4
a,5aが形成される。ロータ2には、エンドリング2
aと内扇ファン2bが軸方向両側に形成されている。
載するための取付け用ボス7b等の特別な造形部(後
述)が設けられることが一般的である。本実施例は、こ
のような構成でなる誘導電動機のステータフレーム7の
内部に電動機の軸方向にジグザグ状の冷却媒体通路7a
を形成したものである。この冷却媒体通路7aは、ステ
ータフレーム7の内部にフロント側エンドブラケット4
側の端面において開口する空洞をステータフレーム7の
鋳造に際して形成し、その開口部を封止部材30にて封
止することにより形成されている。冷却媒体通路7aの
構成をさらに図2〜図6により詳細に説明する。
ロント側エンドブラケット4側から見た形状を示す。図
3は図2の線Aでステータフレーム7を切ってステータ
フレーム7を展開して示す図であり、冷却媒体通路7a
の隔壁形状を破線にて、外径部の表面形状を実線で示
す。図4は図3と同じ展開図をステータフレーム7の厚
さの中間位置における断面で示す図である。
部はステータコア6を保持するために円筒形であり、外
径部も概ね円筒形である。しかし、外径部の表面には、
上記の取付け用ボス7b、他の取付け用ボス7c、冷却
媒体のインレット、アウトレット用ボス7d、吊りボル
ト用ボス7eなどの各種ボスが形成されている。これら
ボスのうち、取付け用ボス7b,7c及び吊りボルト用
ボス7eは取付け強度を必要とするボス、すなわち強度
ボスである。また、ボス7dには図3及び図4に示すよ
うに冷却媒体の入口7d1及び出口7d2が形成されて
いる。
す。取付け用ボス7b,7cには取付け用金具10がボ
ルト止め固定され、この金具10を介して車両のメンバ
ー11に電動機が取付け固定される。また、ボス7dの
冷却媒体の入口7d1及び出口7d2には、インレット
12及びアウトレット13が取り付けられる。さらに、
ボス7eにはアイボルト14がねじ止め固定される。
レーム7に対して、本実施例では図3及び図4に示すよ
うに冷却媒体通路7aを形成する。まず、冷却媒体通路
7aは、ステータコア6を均一に冷却しかつ冷却媒体の
流通経路を長くして高い冷却作用を得るために、少なく
ともステータコア6の電動機の軸方向長さ部分をカバー
するように、電動機の軸方向にジグザグ状に形成され
る。このように冷却媒体通路7aをジグザグ状に形成す
るとき、上記のボス、特に取付け用ボス7b,7c及び
吊りボルト用ボス7eの強度ボスは冷却媒体通路7aの
気密性を保つためにも強度的にも、できるだけ通路7e
上に位置しない方が好ましい。このため、ステータフレ
ーム7の内径部及び外径部の間に適当な厚さの側壁を残
して同心円状に冷却媒体通路7aを形成し、かつ電動機
の軸方向に両側から交互に伸びる隔壁7f1〜7f7を
形成することにより冷却媒体通路7aをジグザグ状にす
る。また、空洞の周方向1箇所を隔壁7f8で仕切るこ
とにより冷却媒体通路7aの入口部分と出口部分を設定
する。このとき、隔壁7f1〜7f7の周方向の厚みを
均一にして冷却媒体通路7aのジグザグ形状を一様にす
るのが普通であるが、本実施例においては隔壁7f1〜
7f7の周方向の厚みを不均一にして冷却媒体通路7a
のジグザグ形状を不均一に形成し、強度ボス7b,7c
及び7eの下側に隔壁7f1〜7f7のいずれかを配す
る構造とした。すなわち、取付け用ボス7bの下側には
隔壁7f7が位置し、取付け用ボス7cの下側には隔壁
7f4が位置し、吊りボルト用ボス7eの下側には隔壁
7f1及び7f5が位置している。また、取付け用ボス
7b,7cの下側の隔壁7f7,7f4は周方向の厚み
が最も大きい概ね台形状をし、吊りボルト用ボス7eの
下側の隔壁7f1,7f5はボルト用ねじ穴が冷却媒体
通路7aに貫通しないように少し幅広くする。他の隔壁
7f2,7f3,7f6は最も厚みが小さい。
ボス7b,7c及び7eを避けるようにジグザグ状に形
成され、冷却媒体はその通路7a内を図4に矢印で示す
ごとくジグザグ状に流れる。もちろん、このように構成
してなる冷却媒体通路7aにおいても、その通路断面積
がほぼ一定になるように、強度ボスが上にない隔壁7f
2,7f3,7f6を適当に配する工夫をする。
鋳造にて形成されるが、上記冷却媒体通路7aはその鋳
造によりステータフレーム7の内部に隔壁7f1〜7f
8を形成しながらジグザグ状に形成される。また、この
ようなジグザグ形状の冷却媒体通路7aを鋳造で形成す
るとき、ステータフレーム7の軸方向一方の端面におい
て開口する空洞を鋳造にて形成し、その後その空洞の開
口部を封止部材30にて封止する。
成するには、冷却媒体通路7aの空洞に当る部分を鋳砂
で形成した中子を主型に組込み、熔湯を流し込んで硬化
後、その中子の鋳砂を取り除かなければならない。この
ためには、冷却媒体通路が位置する外被(ステータフレ
ーム)の外径面の適当な位置に鋳砂抜き用穴を設け、中
子の砂抜き後この穴を塞ぐことが一般的である。しか
し、この一般的な方法では、砂抜きが十分に行えないこ
とがあるとか、何個かの砂抜き穴を塞ぐときに密閉度が
十分でなくなるなどの不具合がある。そこで本実施例に
おいては、ステータフレーム7のフロント側エンドブラ
ケット4側における軸方向一方の端面をフロント側エン
ドブラケット4側から伸びる隔壁7f2,7f6を除い
た部分で開口するごとく構成し、その開口部を封止部材
30で封止する。このようにすれば中子の砂抜きも容易
に十分に行なえ、かつ封止部材30にて十分な密封度が
確保できる。
図6により説明する。図6において、ステータフレーム
7の冷却媒体通路7aの内壁面は前述のごとく鋳造にて
形成されたジグザグ状となっている。フロント側エンド
ブラケット4及びステータフレーム7の端面にはインロ
ー部4b,7gが形成され、フロント側エンドブラケッ
ト4はこれらインロー部4b,7gにて嵌合されステー
タフレーム7に同芯にねじ止め固定される。ステータフ
レーム7とフロント側エンドブラケット4が密着接触す
ることにより冷却媒体通路8aも塞がれることにはなる
が、冷却媒体の漏れ防止としては不十分である。そこ
で、冷却媒体通路7aのフロント側エンドブラケット4
側の端面部に内径、外径とも切削面が形成されたコの字
形溝30fを形成する。この溝30fの冷却媒体通路7
a側にリング状のバックアップリング30aを挿入す
る。その次に、溝30fの内径側においてバックアップ
リング30aに密着するようOリング30dを嵌装し、
外径側にOリング30b用の溝30cを有し、内径側に
Oリング30d用の三角溝30eを形成するOリングホ
ルダー30fを、溝30cにOリング30bを嵌入した
状態で挿入する。もちろんこの時、Oリング30b,3
0dは各々の溝30c,30eに収納され所要の撓み代
を有する構造にすることは言うまでもない。このように
Oリングホルダー30fをステータフレーム7のコの字
溝に挿入した後、フロント側エンドブラケット4を組付
けることにより、冷却媒体通路8aの内径側はOリング
30dにて、外径側はOリング30bにて封止すること
ができる。
冷却媒体通路7aを鋳造にて形成された隔壁7f1〜7
f7により強度ボスを避けるように電動機の軸方向にジ
グザグ状に形成したので、強度ボスを隔壁上でかつ電動
機の搭載に都合の良い位置に取付けることができる。ま
た、冷却媒体通路7aの周方向1箇所のインレット12
及びアウトレット13の取付けに都合の良い位置を隔壁
7f8で仕切ることにより冷却媒体の入口位置と出口位
置を自由に設定することができる。このため、電動機に
搭載上の自由度を持たせかつ十分な強度を確保すること
ができる。また、冷却媒体通路7aはステータフレーム
7の鋳造と同時に形成されるので、冷却媒体通路7aを
容易に形成することができ、特にステータフレーム7の
端面において開口する空洞を形成することで冷却媒体通
路を形成するので、空洞形成のために使用した鋳砂を容
易に取り除くことができる。これらの結果として、本実
施例によれば、安価で小形、軽量な外被冷却形回転電機
を製造することができる。
により、冷却媒体通路7a内のつまり、異物の除去が容
易にできるという効果もある。
ムの軸方向一方の端面において開口する空洞を鋳造にて
形成し、この空洞の開口部を封止して冷却媒体通路7a
を形成したが、ステータフレームの軸方向両端面におい
て開口する空洞を鋳造にて形成し、その空洞の両端開口
部を封止部材にて封止することにより冷却媒体通路7a
を形成してもよい。この場合でも、隔壁を適当に配する
ことにより同様にジグザグ形状にすることができる。
部品であるOリングホルダー30fをエンドブラケット
4を組付けることで固定したが、封止部品を溶接固定し
たもの、加締め固定したものなどでも同様の効果を達成
することができる。
機に適用した場合について説明したが、直流電動機、そ
の他の回転電機に本発明を適用しても同様の効果が得ら
れることは容易に推察できよう。
して用いたが、もちろん気体を冷却媒体として用いるこ
ともできることは言うまでもない。
及びその内部の冷却媒体通路を鋳造にて形成したが、こ
れを樹脂モールドにて形成しても同様の効果が得られ
る。
るいはモールドにて形成された隔壁により強度ボスを避
けるように回転電機の軸方向にジグザグ状に形成するの
で、強度ボスを隔壁上でかつ回転電機の搭載に都合の良
い位置に取付けることができ、搭載上の自由度を持たせ
かつ十分な強度を確保することができる。また、冷却媒
体通路は外被の鋳造あるいはモールドと同時に形成され
るので、冷却媒体通路を容易に形成することができる。
これらの結果として、安価で小形、軽量な外被冷却形回
転電機を製造することができる。
面において開口する空洞を形成することで冷却媒体通路
を形成するので、空洞形成のために使用した鋳砂を容易
に取り除くことができ、製作がさらに容易となる。
の入口部分と出口部分とを形成するので、冷却媒体の出
入口の位置を自由に設定することができ、この点でも搭
載上の自由度を持たせることができる。
ある誘導電動機の部分断面側面図である。
ロント側エンドブラケット側から見た形状を示す図であ
る。
た状態を示す図である。
中間位置における断面で示す図である。
た状態を示す電動機の車載状態図である。
開口部の封止部材の詳細構造を示す図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 取付け用ボス等の強度ボスを外表面に有
する円筒状の外被に冷却媒体を流通させて冷却を行なう
外被冷却形回転電機において、 前記外被を鋳造あるいはモールドにて形成すると共に、
その鋳造あるいはモールドにて該外被の内部に複数の隔
壁を形成しながら冷却媒体通路を形成し、その複数の隔
壁にて該冷却媒体通路を、前記強度ボスを避けるように
回転電機の軸方向にジグザグ状に形成したことを特徴と
する外被冷却形回転電機。 - 【請求項2】 請求項1記載の外被冷却形回転電機にお
いて、前記冷却媒体通路は、前記外被の軸方向一方の端
面において開口する空洞を前記鋳造あるいはモールドに
て形成した後、その空洞の開口部を封止手段にて封止す
ることにより形成されていることを特徴とする外被冷却
形回転電機。 - 【請求項3】 請求項1記載の外被冷却形回転電機にお
いて、前記冷却媒体通路は、前記外被の軸方向両端面に
おいて開口する空洞を前記鋳造あるいはモールドにて形
成した後、その空洞の両端開口部を封止手段にて封止す
ることにより形成されていることを特徴とする外被冷却
形回転電機。 - 【請求項4】 請求項1記載の外被冷却形回転電機にお
いて、前記複数の隔壁は円周方向の厚さが不均一である
ことを特徴とする外被冷却形回転電機。 - 【請求項5】 請求項1記載の外被冷却形回転電機にお
いて、前記外被の複数の隔壁の上に前記強度ボスが設け
られていることを特徴とする外被冷却形回転電機。 - 【請求項6】 請求項2記載の外被冷却形回転電機にお
いて、前記封止手段が弾性体を含むことを特徴とする外
被冷却形回転電機。 - 【請求項7】 請求項2記載の外被冷却形回転電機にお
いて、前記封止手段として前記冷却媒体通路の内径側封
止部材と外径側封止部材とを含むことを特徴とする外被
冷却形回転電機。 - 【請求項8】 請求項7記載の外被冷却形回転電機にお
いて、前記内径側封止部材は、前記冷却媒体通路に面す
る端板と該封止部材を押し付けるリング状部材の内先端
とが形成する三角溝内に収納され、前記外径側封止部材
は、前記内径側封止部材を押し付けるリング状部材に形
成した矩形溝に収納されていることを特徴とする外被冷
却形回転電機。 - 【請求項9】 請求項2記載の外被冷却形回転電機にお
いて、前記外被の前記冷却媒体通路用の空洞が開口する
軸方向端面に断面コの字状の溝が形成され、この溝と前
記外被を固定するエンドブラケットとの間に断面矩形状
の室を形成し、前記封止部材をこの断面矩形状の室に組
込み押し付けて固定したことを特徴とする外被冷却形回
転電機。 - 【請求項10】 請求項1記載の外被冷却形回転電機に
おいて、前記複数の隔壁の1つは周方向の所定の位置で
前記冷却媒体通路を仕切り、前記冷却媒体通路の入口部
分と出口部分とを形成することを特徴とする外被冷却型
回転電機。 - 【請求項11】 請求項1記載の外被冷却形回転電機が
交流誘導電動機であることを特徴とする外被冷却形回転
電機。 - 【請求項12】 請求項1記載の外被冷却形回転電機が
直流電動機であることを特徴とする外被冷却形回転電
機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5049224A JP2860036B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 外被冷却形回転電機 |
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JP5049224A JP2860036B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 外被冷却形回転電機 |
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JP2860036B2 JP2860036B2 (ja) | 1999-02-24 |
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ID=12824962
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5049224A Expired - Fee Related JP2860036B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 外被冷却形回転電機 |
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