WO1993017485A1 - Motor equipped with stator cooling means - Google Patents

Motor equipped with stator cooling means Download PDF

Info

Publication number
WO1993017485A1
WO1993017485A1 PCT/JP1993/000206 JP9300206W WO9317485A1 WO 1993017485 A1 WO1993017485 A1 WO 1993017485A1 JP 9300206 W JP9300206 W JP 9300206W WO 9317485 A1 WO9317485 A1 WO 9317485A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laminated
core
housing
resin material
heat
Prior art date
Application number
PCT/JP1993/000206
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kosei Nakamura
Yoshiyuki Hayashi
Takayuki Tamai
Original Assignee
Fanuc Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Ltd filed Critical Fanuc Ltd
Priority to DE69307422T priority Critical patent/DE69307422T2/de
Priority to EP93904326A priority patent/EP0581966B1/en
Publication of WO1993017485A1 publication Critical patent/WO1993017485A1/ja
Priority to KR93703145A priority patent/KR0135988B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/223—Heat bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/197—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227—Heat sinks

Definitions

  • the present invention relates to an electric motor provided with a stator cooling means, and more particularly to a stator winding cooling means which absorbs heat generated by a winding wound around a status slot and thereby suppresses heat generation of the entire stator. It relates to the motor provided. Background art
  • a structure in which heat of a stator is absorbed from a stator core or a structure in which heat of a rotor is absorbed via a rotating shaft has been used.
  • an outer casing is closely fixed to the outer periphery of the stator core disposed around the rotor, and a cooling medium flow path is provided inside the external casing to transfer the heat of the stator core to the cooling medium.
  • a structure has been already proposed in which the cooling effect is further improved by forming a cooling medium passage directly inside the stator core (for example, Japanese Patent Application No. 2-2636373).
  • the stator of the electric motor can be cooled mainly by absorbing heat generated from the stator core.
  • the heat generated by the stator includes not only heat generated from the stator core due to iron loss but also heat generated due to copper loss of the exciting winding wound around the stator core. Cooling the exciting winding by suppressing or effectively absorbing the heat generated by the copper loss prevents fluctuations in the electric motor output due to changes in the resistance of the winding, and contributes to improving the reliability of the motor. I do.
  • the conventional cooling structure as described above cannot directly absorb the heat of the exciting winding.
  • the present invention can further effectively cool the stator by absorbing not only the heat due to the iron loss of the stay core but also the heat due to the copper loss of the exciting winding wound around the stay core.
  • An object of the present invention is to provide an electric motor provided with cooling means, thereby further improving the performance of the electric motor.
  • the present invention provides a housing, a substantially cylindrical laminated stay core fixed to the inside of a housing, and having a plurality of slots in an inner peripheral portion, and a stacking stay core.
  • a stator having a plurality of excitation windings wound around each of the core slots, a rotor rotatably disposed inside the stay, and at least the total axial length of the laminated stator core.
  • the heat transfer member is filled with a granular material in each gap between the plurality of excitation windings and the inner wall surfaces of the plurality of slots of the laminated stay core and the inner wall surface of the housing, and It can also be formed from a thermally conductive composite resin material that is cured and molded by injecting a heat-resistant resin material in the molten state. Further, it is preferable that the particulate material mixed in the heat conductive composite resin material of the heat transfer member is made of aluminum oxide particles.
  • the housing includes a pair of housing members that sandwich the laminated stay core in the axial direction, and a cooling medium passage is provided inside the laminated stay core and the pair of housing members. Conveniently, it extends continuously over the total length of the entire length in the linear direction and the protruding length of each coil end portion of the exciting winding.
  • the heat due to the copper loss of the exciting winding wound around the laminated stay core is transmitted to the heat transfer member covering the exciting winding.
  • the heat transfer member made of a composite resin material having excellent heat conductivity further conducts this heat to the laminated core and the housing. Then, the heat conducted to the laminated stay core and the housing is absorbed by the cooling medium passing through the cooling medium passage. At the same time, the heat due to the core loss of the laminated stay core is also absorbed by the cooling medium passing through the cooling medium passage. In this way, the heat of the exciting winding and the laminated stay core is efficiently absorbed by the cooling medium, and the stay is cooled effectively.
  • FIG. 1 shows an electric motor provided with a cooling unit for stays according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along the line I-I of FIG. 2,
  • FIG. 2 is a plan view of a thin sheet core member forming a laminated stay core of the motor of FIG. 1, and
  • FIGS. 3a and 3b are diagrams for explaining a molding process of the heat transfer member of the electric motor of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the laminated stay core of the electric motor of FIG. 1 taken along line III-III of FIG.
  • FIG. 1 shows a cross section of an electric motor provided with stay cooling means according to an embodiment of the present invention.
  • This motor is disposed inside the motor and has a rotor 10 integrally having a rotating shaft 12 and a laminated stay core 1 disposed on the outer peripheral side of the motor and surrounding the rotor 10 at a predetermined interval. 4, and a stay 18 consisting of a plurality of excitation windings 16 wound around the laminated stay core 14.
  • a front housing 20 and a rear housing 22 that support the rotating shaft 12 of the rotor 10 and sandwich the laminated stay core 14 are arranged respectively.
  • the front housing 20 is provided with a bearing 24 in a central opening 20a, and rotatably supports a rotating shaft 12 integrated with the rotor 10.
  • the rear housing 22 includes an annular member 22 a and a lid member 22 b that is tightly fitted to the annular member 22 a, and a bearing is provided in a central opening 22 c inside the lid member 22 b. 24 is arranged, and the rotation shaft 12 of the rotor 10 is similarly rotatably supported.
  • the laminated stator core 14 is formed by laminating a number of thin steel cores 26 of silicon steel plates as shown in FIG. 2 in the axial direction of the electric motor.
  • the thin plate core 26 is provided with an opening 26a for surrounding the rotor 10 at the center, and is provided with a plurality of slot holes 28a at the periphery of the opening 26a.
  • the laminated stator core 14 is a thin plate core 2 with a thermosetting adhesive applied to both sides in advance.
  • the above-described excitation winding 16 is wound around a plurality of slots 28 (see FIG. 3a) formed by stacking a number of thin plate cores 26 and communicating with the slot holes 28a. Is done.
  • the thin plate core 26 forming the laminated stay core 14 has a plurality of coolant passages at four corners to form a coolant passage for cooling the stay 18. It has a hole 30a.
  • these coolant passage holes 30a communicate with each other to form a coolant passage 30 (FIG. 1) extending in the axial direction inside the laminated stay core 14. You. Further, as shown in FIG.
  • the housing 20 before sandwiching the laminated core 14, the housing 20 is provided with a coolant communication passage 32 at a position corresponding to the above-described coolant passage 30, and similarly in the rear.
  • the housing 22 has a coolant communication passage 3. Further, the laminated stay core 14, the front housing 20, and the rear housing 22 are fixed to each other by a plurality of tie bolts (not shown).
  • Figure 2 shows the port holes 36 for tie bolts.
  • the coolant communication passages 32 and 34 of the front housing 20 and the rear housing 22 are provided inside the housings 20 and 22 at the four corners of the laminated stay core 14. Roads 30 communicate with each other.
  • the rear housing 22 is provided with a coolant introduction path and a coolant discharge path (only one is indicated by 34a in FIG. 1) connected to an external coolant supply source.
  • the coolant is introduced into the coolant channel 30 of the stay core 14, and the coolant is discharged from the coolant channel 30.
  • one continuous coolant flow passage is formed from the coolant introduction passage to the coolant discharge passage via the plurality of coolant passages 30 and the respective coolant passages 32, 34.
  • the coolant flow path 30 of the laminated core 14 and the coolant communication path 32 of the front housing 20 and A well-known O-ring 38 is provided at each connecting portion of the rear housing 22 and the communication passage 34 to ensure the sealing of each connecting portion.
  • the exciting winding 16 wound around the laminated staying core 14 has a portion disposed in the slot 28 and coil end portions 4 protruding from both axial end surfaces of the laminated staying core 14.
  • a heat transfer member 42 made of a heat conductive composite resin material described later.
  • the thermally conductive composite resin material is formed by mixing a highly heat-conductive and electrically insulating granular material such as aluminum oxide as a filler into a resin having excellent heat resistance and moldability such as an epoxy resin. is there.
  • the heat conductive composite resin material is applied between the exciting winding 16 and the inner wall surface of the slot 28 of the laminated stay core 14 and the inner wall surfaces of the front housing 20 and the rear housing 22.
  • the thermal connection is made between the inner wall surface of the excitation coil 16 and the inner wall surface of the front housing 20 and the rear housing 22. Therefore, the heat generated in the exciting winding 16 is transferred to the laminated stay core 14, the front housing 20, and the rear housing 22 via the heat transfer member 42 made of a heat conductive composite resin material. Is transmitted well.
  • Each of the laminated cores 14, front housing 20, and rear housing 22 has a coolant flow path.
  • a coolant communication passage 32, and a coolant communication passage 34 are provided over the entire length of the exciting winding 16 in the axial direction, and the laminated stay core 14 and the housings 20, 2 are provided.
  • the heat transferred to 2 is effectively absorbed by the coolant flowing through coolant channel 30 and coolant communication passages 32 and 34.
  • the molding process of the heat transfer member 42 using the above-described heat conductive composite resin material will be described below with reference to FIGS. 3A and 3B.
  • a plurality of slots of a laminated steel core 14 formed by laminating a number of thin plate cores 26 are formed.
  • the stator winding 18 is formed by winding the exciting winding 16 around the contact 28.
  • the stage 18 formed in this way is connected to a pair of molds as shown in Fig. 3a.
  • the upper mold 46 is provided with a plurality of gates 48. Cores 50, 52, and 54 are placed in the central cavity portion of the stay 18 where the mouth 10 is to be placed and the portion where resin is not injected in the front and rear portions in the axial direction. Deploy. In this arrangement, when the thermally conductive composite resin material 56 containing the above-mentioned filler is injected in a molten state from the gate 48 of the upper mold 46, the thermally conductive composite resin material 56 is lowered by gravity. Then, it reaches the lower mold 44 through the gap between each slot 28 of the laminated steel core 14 and the exciting winding 16.
  • the other gates 48 act as air vent holes.
  • the thermally conductive composite resin material 56 is injected into the annular cavity 58 between the lower mold 44 and the core 50, and then the slot 28 and the core 5 A plurality of gaps 60 between 2 and the exciting winding 16 and an annular cavity 62 between the upper mold 46 and the core 54 are injected. Thereafter, the heat conductive composite resin material 56 is appropriately cured at room temperature or by heating to form the heat transfer member 42 over the gaps 60 and the cavities 58, 62 (see FIG. 3B). .
  • the gap between the slot 28 of the laminated stay core 14 and the exciting winding 16 is narrow, and in the above method, the heat conductive composite resin material is applied to each gap and the cavity. If 56 cannot be sufficiently injected, the heat conductive composite resin material 56 may be injected separately while being separated into a resin material and a filler. That is, first the lower cavity
  • the stator 18 in which the heat transfer member 42 surrounding the exciting winding 16 was formed in the slot 28 of the laminated stay core 14 and at the front and rear ends in the axial direction, as described above.
  • the electric motor shown in FIG. 1 is formed.
  • it is necessary to improve the molding accuracy of the heat transfer member 42 so that the heat transfer member 42 and the inner surfaces of the front housing 20 and the rear housing 22 are in close contact with each other. For this reason, it is actually preferable to employ the second molding method described above.
  • the cooling medium that cools the laminated stay core 14 and the exciting winding 16 is described as the cooling liquid.
  • the present invention can also be applied to an air-cooled electric motor using cooling air.
  • a cooling structure in which a cooling medium flow path is provided in an external housing that is closely fixed to the outer periphery of the laminated stay core can also be applied to the present invention.
  • the present invention is directed to a motor housing and / or a laminated stay core extending over the entire length of the laminated stay core and the projecting length of the coil end portion of the exciting winding wound around the laminated stay core.
  • a cooling medium passage through which the cooling medium passes is extended, and the space between the exciting winding and the inner wall surface of the slot and the inner wall surface of the housing is covered with the exciting winding to cover the laminated stay core and the housing.
  • a heat transfer member that thermally connects the A structure in which a heat member is molded from a heat conductive composite resin material and heat of a plurality of excitation windings is absorbed by a cooling medium passing through a cooling medium passage via a heat transfer member, a laminated stay core, and a housing. And Therefore, the heat of the exciting winding and the laminated stay core is efficiently absorbed by the cooling medium, and the stay is cooled more effectively, thereby reducing the heat loss of the motor and further improving the performance. improves.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

明 細 書 ステータ冷却手段を備えた電動機 技術分野
本発明は、 ステータ冷却手段を備えた電動機に関し、 特に、 ステ 一タスロッ トに巻設される卷線の発熱を吸収し、 それによりステー タ全体の発熱を抑制するステ一タ巻線冷却手段を備えた電動機に関 する。 背景技術
従来、 電動機の冷却構造として、 ステータの熱をステータコアか ら吸熱する構造や、 ロータの熱を回転軸を介して吸熱する構造が使 用されている。 ステ一タの吸熱冷却構造としては、 ロータの周囲に 配置したステータコアの外周に外部ケーシングを密着固定し、 この 外部ケ一シングの内部に冷却媒体の流通路を設けて、 ステータコア の熱を冷却媒体によって吸収するものが知られている。 また、 ステ ータコアの内部に直接に冷却媒体通路を形成することにより、 冷却 効果をさらに向上させた構造が既に提案されている （例えば、 特願 平 2— 2 6 3 7 4 3号） 。
上記の従来の冷却構造によれば、 電動機のステ一タを、 主にステ ータコアからの発熱を吸収することによって冷却することができる。 しかしながら、 ステータの発熱は、 鉄損によるステータコアからの 発熱だけではなく、 ステータコアに巻設した励磁巻線の銅損に起因 する発熱がある。 この銅損による発熱を抑制、 又は効果的に吸収し て励磁巻線を冷却することは、 卷線の抵抗値の変化による電動襻出 力の変動を防止し、 電動機の信頼性の向上に寄与する。 しかしなが ら、 上記のような従来の冷却構造では、 励磁巻線の熱を直接に吸収 することができない。 したがって、 励磁巻線の熱は、 一部がステー 夕コアを介して伝達かつ吸収されるが、 大部分は、 ステ一夕コアの 軸線方向雨端面から突出する励磁巻線のコイルェンド部カヽら、 その 周囲の空気中へ放散されることとなる。 このように、 従来の冷却構 造では、 励磁巻線に対する実質的な冷却効果を得ることが困難であ つた。 発明の開示
本発明は、 ステ一夕コアの鉄損による熱のみならず、 ステ一夕コ ァに巻設された励磁巻線の銅損による熱を吸収することにより、 ス テータをさらに効果的に冷却できる冷却手段を備えた電動機を提供 し、 以て電動機の性能をさらに向上させることを目的とする。
上記目的を達成するために、 本発明は、 ハウジングと、 ハウジン グの内側に固定され、 内周部に複数のスロッ トを有した略円筒状の 積層ステ一夕コア、 及び積曆ステ一夕コアのスロッ トの各々に巻設 される複数の励磁巻線を有したステ一タと、 ステ一夕の内側に回転 可能に配置されるロータと、 少なく とも積層ステ一タコアの軸線方 向全長と、 積曆ステ一夕コアの軸線方向両端面から突出する励磁巻 線のコイルェンド部の突出長との合計長さ部分に亙って、 ハウジン グ及び/又は積層ステ一タコアの内部に延設され、 冷却媒体を通す 冷却媒体通路と、 耐熱性樹脂材料に、 熱伝導性に優れかつ電気絶縁 性を有する粒状材料を混入してなる熱伝導性複合樹脂材料から形成 され、 複数の励磁巻線を被覆するとともに、 積層ステ一夕コアのス 口ッ トの内壁面及びハウジングの内壁面に接触する伝熱部材とを具 備して構成されるステ一夕冷却手段を備えた電動機を提供する。 本発明の好適な実施態様によれば、 伝熱部材は、 溶融状態の熱伝 導性複合樹脂材料を、 複数の励磁巻線と積層ステータコアの複数の スロッ 卜の内壁面及びハウジングの内壁面との間の各隙間に注入し、 硬化成型される。 あるいは、 伝熱部材を、 複数の励磁巻線と積層ス テ一夕コアの複数のスロッ トの内壁面及びハウジングの内壁面との 間の各隙間に粒状材料を充塡し、 かつ粒状材料に溶融状態の耐熱性 樹脂材料を注入して硬化成型された熱伝導性複合樹脂材料から形成 することもできる。 また、 伝熱部材の熱伝導性複合樹脂材料に混入 される粒状材料は、 酸化アルミ二ゥムの粒子群からなることが好ま しい。 さらに、 ハウジングが、 積層ステ一夕コアを軸線方向へ挟持 する一対のハウジング部材からなり、 冷却媒体通路が、 積層ステ一 夕コアと一対のハウジング部材との内部に、 積層ステ一夕コアの軸 線方向全長と励磁巻線の各コイルェンド部の突出長との合計長さ部 分に亙って連続して延設されることが好都合である。
積層ステ一夕コアに巻設された励磁卷線の銅損による熱は、 励磁 巻線を被覆する伝熱部材に伝達する。 熱伝導性に優れた複合樹脂材 料からなる伝熱部材は、 この熱をさらに積層ステ一夕コア及びハウ ジングへ良好に伝導する。 そして、 積層ステ一夕コア及びハウジン グへ伝導された熱は、 冷却媒体通路を通る冷却媒体によって吸収さ れる。 同時に積層ステ一夕コアの鉄損による熱も、 冷却媒体通路を 通る冷却媒体によって吸収される。 このようにして、 励磁巻線及び 積層ステ一夕コアの熱が冷却媒体に効率的に吸収され、 ステ一夕が 効果的に冷却される。 図面の簡単な説明
本発明の上記及び他の目的、 特徵、 及び利点を、 添付図面に示す 実施例に基づいて説明する。 同添付図面において ；
図 1 は、 本発明の実施例によるステ一夕冷却手段を備えた電動機 の縦断面図で、 図 2の線 I 一 Iに沿って示す図、
図 2は、 図 1の電動機の積層ステ一夕コアを形成する薄板コア部 材の平面図、 及び
図 3 a及び図 3 bは、 図 1の電動機の伝熱部材の成型工程を説明 する図で、 図 1の電動機の積層ステ一夕コアを図 2の線 I I I一 Π Γ に沿った断面図で示す図である。 発明を実施するための最良の態様
図面を参照すると、 図 1 は、 本発明の実施例によるステ一夕冷却 手段を備えた電動機を断面で示す。 この電動機は、 電動機内部に配 置され、 回転軸 1 2を一体に有するロータ 1 0 と、 電動機の外周側 に配置され、 所定間隔を有してロータ 1 0を囲繞する積層ステ一夕 コア 1 4、 及び積層ステ一夕コア 1 4に巻設される複数の励磁巻線 1 6からなるステ一夕 1 8 とを備える。 電動機の軸方向前後端には、 ロー夕 1 0の回転軸 1 2を支持するとともに積層ステ一夕コア 1 4 を挟持する前ハウジング 2 0及び後ハウジング 2 2がそれぞれ配置 される。 前ハウジング 2 0は、 中心の開口部 2 0 aに軸受 2 4を備 え、 ロータ 1 0 と一体化された回転軸 1 2を回転自在に支承する。 後ハウジング 2 2は、 環状部材 2 2 aと、 環状部材 2 2 aに密に嵌 合される蓋部材 2 2 bとを備え、 蓋部材 2 2 bの内側の中心開口部 2 2 cに軸受 2 4を配置して、 同様にロータ 1 0の回転軸 1 2を回 転自在に支承する。
積層ステ一タコア 1 4は、 図 2に示したような珪素鋼板の薄板コ ァ 2 6を電動機の軸線方向へ多数積層して形成される。 薄板コア 2 6は、 中心にロータ 1 0を囲繞するための開口部 2 6 aを備え、 開 口部 2 6 aの周縁に複数のスロッ ト孔 2 8 aを備える。 積層ステ一 タコア 1 4は、 予め熱硬化性の接着剤を両面に塗布した薄板コア 2 6を積層するか、 又は積層した多数の薄板コア 2 6に熱硬化性樹脂 を真空含浸させ、 適宜加熱することにより、 各薄板コア 2 6間の微 小な隙間を密封して形成される。 そして、 多数の薄板コア 2 6を積 層してスロッ ト孔 2 8 aの連通により形成される複数のスロッ ト 2 8 (図 3 a参照） に、 それぞれ前述の励磁巻線 1 6が巻設される。 図 2に示すように、 積層ステ一夕コア 1 4を形成する薄板コア 2 6は、 ステ一夕 1 8を冷却する冷却液の流通路を形成するために、 四隅に複数の冷却液流路孔 3 0 aを備える。 多数の薄板コア 2 6の 積層によりこれら冷却液流路孔 3 0 aが連通して、 積層ステ一夕コ ァ 1 4内部に軸線方向へ延びる冷却液流路 3 0 (図 1 ) が形成され る。 また、 図 1 に示すように、 積層ステ一夕コア 1 4を挟持する前 ハウジング 2 0は、 上記の冷却液流路 3 0に対応する位置に冷却液 連通路 3 2を備え、 同様に後ハウジング 2 2は冷却液連通路 3 を 備える。 さらに、 積層ステ一夕コア 1 4、 前ハウジング 2 0、 及び 後ハウジング 2 2は、 図示しない複数のタイボル卜によって相互に 固定される。 図 2に、 タイボルト用のポルト孔 3 6を示す。
前ハウジング 2 0及び後ハウジング 2 2の各冷却液連通路 3 2及 び 3 4は、 各ハウジング 2 0， 2 2の内部で、 積層ステ一夕コア 1 4の四隅に配置される冷却液流路 3 0を相互に連通する。 また、 後 ハウジング 2 2には、 外部の冷却液供給源に接続される冷却液導入 路及び冷却液排出路 （ 1つのみ図 1 に 3 4 aで示す） が設けられ、 これらを介して積層ステ一夕コア 1 4の冷却液流路 3 0内へ冷却液 が導入され、 かつ冷却液流路 3 0から冷却液が排出される。 このよ うにして、 冷却液導入路から複数の冷却液流路 3 0及び各冷却液連 通路 3 2 , 3 4を経て冷却液排出路まで、 連続する 1つの冷却液流 通路が形成される。 さらに、 図 1 に示すように、 積層ステ一夕コア 1 4の冷却液流路 3 0 と前ハウジング 2 0の冷却液連通路 3 2及び 後ハウジング 2 2の連通路 3 4 とのそれぞれの連結部には、 周知の 0リング 3 8が配設され、 各連結部の密封を確保している。
積層ステ一夕コア 1 4に巻設された励磁巻線 1 6は、 スロッ ト 2 8内に配置される部分、 及び積層ステ一夕コア 1 4の軸線方向両端 面から突出する各コイルェンド部 4 0に亙る実質的に全表面が、 後 述する熱伝導性複合樹脂材料からなる伝熱部材 4 2によって被覆さ れる。 熱伝導性複合樹脂材料は、 エポキシ樹脂等の耐熱性及び成形 性に優れた樹脂に、 酸化アルミニウム等の熱伝導性の高い電気絶縁 性の粒状材料を充塡材として混入、 形成されたものである。 この熱 伝導性複合樹脂材料を、 励磁巻線 1 6 と、 積層ステ一夕コア 1 4の スロッ ト 2 8の内壁面、 並びに前ハウジング 2 0及び後ハウジング 2 2の各内壁面、 との間の各空間に溶融状態で注入し、 適宜常温又 は加熱硬化させることにより、 励磁巻線 1 6を包囲して上記の各空 間を埋める伝熱部材 4 2が形成される。 伝熟部材 4 2は、 スロッ ト
2 8の内壁面、 並びに前ハウジング 2 0及び後ハウジング 2 2の各 内壁面と、 励磁巻線 1 6 との間を熱的に連結する。 したがって、 励 磁巻線 1 6に発生する熱は、 熱伝導性複合樹脂材料からなる伝熱部 材 4 2を介して、 積層ステ一夕コア 1 4、 前ハウジング 2 0、 及び 後ハウジング 2 2に良好に伝達される。 積層ステ一夕コア 1 4、 前 ハウジング 2 0、 及び後ハウジング 2 2には、 それぞれ冷却液流路
3 0、 冷却液連通路 3 2、 及び冷却液連通路 3 4が励磁巻線 1 6の 軸線方向全長に亙って設けられており、 積層ステ一夕コア 1 4及び 各ハウジング 2 0 , 2 2に伝達された熱が冷却液流路 3 0及び各冷 却液連通路 3 2 , 3 4内を通る冷却液により効果的に吸収される。 上記の熱伝導性複合樹脂材料による伝熱部材 4 2の成型工程を、 図 3 a及び図 3 bを参照して以下に説明する。 まず、 多数の薄板コ ァ 2 6を積層して形成した積層ステ一夕コア 1 4の、 複数のスロッ ト 2 8に励磁巻線 1 6を巻設してステータ 1 8を形成する。 このよ うにして形成したステ一夕 1 8を、 図 3 aに示すような一対の金型
4 4， 4 6の間に定置し、 ステ一夕 1 8の軸線を鉛直方向へ向けて 図示しない作業台上へ配置する。 上側の金型 4 6には複数の湯口 4 8が設けられる。 また、 口一夕 1 0を配置するためのステ一夕 1 8 の中心空洞部分及びその軸線方向前後部分の、 樹脂を注入しない部 分には、 それぞれ中子 5 0 , 5 2， 5 4を配置する。 この配置で、 上側の金型 4 6の湯口 4 8から前述の充塡材を含んだ熱伝導性複合 樹脂材料 5 6を溶融状態で注入すると、 熱伝導性複合樹脂材料 5 6 は重力により下方へ移動し、 積層ステ一夕コア 1 4の各スロッ ト 2 8 と励磁巻線 1 6 との隙間を通って下側の金型 4 4へ到達する。 こ のとき他の湯口 4 8は空気抜き穴として作用する。 このようにして 熱伝導性複合樹脂材料 5 6は、 下側の金型 4 4 と中子 5 0 との間の 環状のキヤビティ 5 8へ注入され、 さらに順次、 スロッ ト 2 8及び 中子 5 2 と励磁巻線 1 6 との複数の隙間 6 0、 及び上側の金型 4 6 と中子 5 4 との間の環状のキヤビティ 6 2へ注入される。 その後、 熱伝導性複合樹脂材料 5 6を適宜常温又は加熱硬化させせることに より、 各隙間 6 0及びキヤビティ 5 8 , 6 2に亙る伝熱部材 4 2が 形成される （図 3 b参照） 。
また、 特に小型電動機の場合等、 積層ステ一夕コア 1 4のスロッ ト 2 8 と励磁巻線 1 6 との隙間が狭小で、 上記の方法では各隙間及 びキヤビティへ熱伝導性複合樹脂材料 5 6を充分に注入できない場 合には、 熱伝導性複合樹脂材料 5 6を樹脂材と充塡材とに分離した 状態で別々に注入すればよい。 すなわち、 最初に下側のキヤビティ
5 8、 スロッ ト 2 8 と励磁巻線 1 6 との隙間 6 0、 及び上側のキヤ ビティ 6 2のそれぞれに、 酸化アルミニウム等の粒状の充塡材のみ を注入し、 次いで、 各部分にエポキシ樹脂等の成形性に優れた樹脂 を注入する。 この方法によれば、 狭小な空間にも熱伝導性複合樹脂 材料 5 6を注入可能となるだけでなく、 充塡材の充塡率をさらに高 めることができる。
このようにして、 積層ステ一夕コア 1 4のスロッ ト 2 8内及び軸 線方向前後端に、 励磁巻線 1 6を包囲する伝熱部材 4 2を形成した ステ一タ 1 8へ、 前述のようにロータ 1 0を揷設するとともに前ハ ウジング 2 0及び後ハウジング 2 2を取着、 固定することにより、 図 1に示す電動機が形成される。 このとき、 伝熱部材 4 2 と前ハウ ジング 2 0及び後ハウジング 2 2の内壁面とが密着するように、 伝 熱部材 4 2の成形精度を高める必要がある。 そのためにも、 実際上 は上記の第 2の成形方法を採用することが好ましい。
また、 このように励磁巻線 1 6を伝熱部材 4 2によって被覆した ので、 外'部から電動機内へ侵入した異物がコイルエンド部 4 0等へ 付着して、 短絡等の障害を誘因する危惧が排除される。
上記の実施例では、 積層ステ一夕コア 1 4及び励磁巻線 1 6を冷 却する冷却媒体を冷却液として説明したが、 冷却空気による空冷式 電動機にも、 本発明を適用できることは言うまでもない。 また、 積 層ステ一夕コアの外周に密着固定した外部ハウジング内に冷却媒体 の流通路を設けた冷却構造を、 本発明に適用することもできる。 産業上の利甩可能性
本発明は、 積層ステ一夕コアの全長部分及び積層ステ一夕コアに 巻設される励磁巻線のコイルェンド部の突出長部分に亙って、 電動 機のハウジング内部及び 又は積層ステ一夕コア内部に冷却媒体を 通す冷却媒体通路を延設し、 励磁巻線とスロ ッ ト内壁面及びハウジ ング内壁面との間の空間に、 励磁巻線を被覆して積層ステ一夕コア 及びハウジングとの間を熱的に連結する伝熱部材を配置し、 この伝 熱部材を熱伝導性複合樹脂材料から成型して、 複数の励磁巻線の熱 を、 伝熱部材、 積層ステ一夕コア、 及びハウジングを介して、 冷却 媒体通路を通る冷却媒体によって吸収する構成とした。 したがって、 励磁巻線及び積層ステ一夕コアの熱が冷却媒体に効率的に吸収され、 ステ一夕がさらに効果的に冷却されることとなり、 以て電動機の熱 損失が低減され、 性能が一層向上する。

Claims

請求の範囲
1 . ハウジングと、
前記ハウジングの内側に固定され、 内周部に複数のスロッ トを有 した略円筒状の積層ステ一夕コア、 及び該積層ステ一夕コアの該ス 口ッ トの各々に巻設される複数の励磁巻線を有したステ一夕と、 前記ステ一タの内側に回転可能に配置されるロータと、
少なく とも前記積層ステ一夕コアの軸線方向全長と、 該積層ステ 一夕コァの軸線方向両端面から突出する前記励磁巻線のコイルェン ド部の突出長との合計長さ部分に互って、 前記ハウジング及び Z又 は前記積層ステ一夕コアの内部に延設され、 冷却媒体を通す冷却媒 体通路と、
耐熱性樹脂材料に、 熱伝導性に優れかつ電気絶縁性を有する粒状 材料を混入してなる熱伝導性複合樹脂材料から形成され、 前記複数 の励磁巻線を被覆するとともに、 前記積層ステ一夕コアのスロッ ト の内壁面及び前記ハウジングの内壁面に接触する伝熱部材、 とを具備して構成されるステ一夕冷却手段を備えた電動機。
2 . 前記伝熱部材は、 溶融状態の前記熱伝導性複合樹脂材料を、 前記複数の励磁巻線と前記積層ステータコアの複数のスロッ トの内 壁面及び前記ハウジングの内壁面との間の各隙間に注入し、 硬化成 型される請求項 1に記載のステ一夕冷却手段を備えた電動機。
3 . 前記伝熱部材は、 前記複数の励磁巻線と前記積曆ステ一夕コ ァの複数のスロッ トの内壁面及び前記ハウジングの内壁面との間の 各隙間に前記粒状材料を充塡し、 かつ該粒状材料に溶融状態の前記 耐熱性樹脂材料を注入して硬化成型された前記熱伝導性複合樹脂材 料からなる請求項 1に記載のステ一夕冷却手段を備えた電動機。
4 . 前記伝熱部材の熱伝導性複合樹脂材料に混入される前記粒状 材料は、 酸化アルミ二ゥムの粒子群からなる請求項 1〜 3のいずれ か 1つに記載のステ一夕冷却手段を備えた電動機。
5 . 前記ハウジングは、 前記積層ステ一夕コアを軸線方向へ挟持 する一対のハウジング部材からなり、 前記冷却媒体通路が、 該積層 ステ一夕コアと該一対のハウジング部材との内部に、 該積層ステー 夕コアの軸線方向全長と前記励磁巻線の各コイルェン ド部の突出長 との合計長さ部分に亙って連続して延設される請求項 1〜 4のいず れか 1つに記載のステ一夕冷却手段を備えた電動機。
PCT/JP1993/000206 1992-02-21 1993-02-19 Motor equipped with stator cooling means WO1993017485A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE69307422T DE69307422T2 (de) 1992-02-21 1993-02-19 Mit ständerkühlmitteln ausgerüsteter motor
EP93904326A EP0581966B1 (en) 1992-02-21 1993-02-19 Motor equipped with stator cooling means
KR93703145A KR0135988B1 (en) 1992-02-21 1993-10-15 Motor equipped with stator cooling means

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4/35264 1992-02-21
JP4035264A JP2823412B2 (ja) 1992-02-21 1992-02-21 電動機の冷却装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1993017485A1 true WO1993017485A1 (en) 1993-09-02

Family

ID=12436950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1993/000206 WO1993017485A1 (en) 1992-02-21 1993-02-19 Motor equipped with stator cooling means

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0581966B1 (ja)
JP (1) JP2823412B2 (ja)
KR (1) KR0135988B1 (ja)
DE (1) DE69307422T2 (ja)
WO (1) WO1993017485A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150188385A1 (en) * 2013-12-30 2015-07-02 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Spindle motor
EP3376647A1 (en) * 2017-03-17 2018-09-19 Nidec Corporation Blower and vacuum cleaner

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0632566A1 (en) * 1993-06-30 1995-01-04 Simmonds Precision Engine Systems, Inc. Apparatus and methods for heat dissipation in electromechanical devices
DE19716758C2 (de) * 1997-04-12 2002-01-10 System Antriebstechnik Dresden Gehäuselose elektrische Maschine mit mehreren unmittelbar fluiddurchströmten axialen Kühlkanälen
JPH10322942A (ja) * 1997-05-21 1998-12-04 Denso Corp 回転電機
AU744424B2 (en) 1997-07-21 2002-02-21 Siemens Aktiengesellschaft Electric motor pod drive system for a vessel with a cooling device
DE29821564U1 (de) * 1998-12-02 2000-07-13 Impella Cardiotech Ag Fluidgekühlter Elektromotor mit hoher Leistungsdichte
CN1372715A (zh) * 1999-08-03 2002-10-02 西门子公司 防消磁的、永磁体励磁的船用驱动装置
DE19954314A1 (de) * 1999-11-11 2001-05-17 Hilti Ag Elektromotor
DE19957942C1 (de) * 1999-12-02 2001-03-08 Fortuna Werke Maschf Ag Motorspindel für eine Werkzeugmaschine, insbesondere Hochfrequenz-Motorspindel
JP3502589B2 (ja) * 2000-02-10 2004-03-02 三菱電機株式会社 交流発電機
JP3806303B2 (ja) 2000-12-11 2006-08-09 三菱重工業株式会社 発電機における冷却構造
US20020089240A1 (en) 2001-01-09 2002-07-11 Du Hung T. Electric motor having armature coated with a thermally conductive plastic
US7814641B2 (en) 2001-01-09 2010-10-19 Black & Decker Inc. Method of forming a power tool
US7096566B2 (en) 2001-01-09 2006-08-29 Black & Decker Inc. Method for making an encapsulated coil structure
JP2003011889A (ja) * 2001-06-29 2003-01-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd アジマス推進器
US6933633B2 (en) 2001-10-03 2005-08-23 Nissan Motor Co., Ltd. Rotating electric machine and cooling structure for rotating electric machine
KR100839471B1 (ko) * 2001-12-28 2008-06-18 두산인프라코어 주식회사 전기모터의 냉각구조
DE20302709U1 (de) * 2003-02-19 2004-07-29 Intrasys Gmbh Innovative Transport-Systeme Stator mit Wickelspulenkühlung
DE10317593A1 (de) * 2003-04-16 2004-11-18 Siemens Ag Elektrische Maschine mit gekühlten Ständer- und Läuferblechpaketen und Wicklungen
DE102004050743A1 (de) * 2004-10-19 2006-04-20 Pfeiffer Vacuum Gmbh Vibrationsarme Vakuumpumpe
KR101221236B1 (ko) * 2005-12-23 2013-01-11 두산인프라코어 주식회사 전동기의 냉각 구조장치
US7541701B2 (en) 2006-06-07 2009-06-02 A.O. Smith Corporation Totally enclosed fan cooled motor
US8358043B2 (en) * 2008-10-24 2013-01-22 Baker Hughes Incorporated Enhanced thermal conductivity material in annular gap between electrical motor stator and housing
CN103595172A (zh) * 2009-08-27 2014-02-19 六逸科技股份有限公司 内部具有导热胶的马达
US8519582B2 (en) 2009-09-29 2013-08-27 Regal Beloit America, Inc. Air cooled electric motor
EP2378642B1 (en) * 2010-04-13 2013-07-17 Siemens Aktiengesellschaft Electric machine
JP5573330B2 (ja) * 2010-04-23 2014-08-20 株式会社Ｉｈｉ モータ
TWI424663B (zh) * 2010-07-01 2014-01-21 Joy Ride Tech Co Ltd A motor with heat pipe
US20130069455A1 (en) * 2011-09-15 2013-03-21 Colin J. Hamer Electric machine module cooling system and method
WO2013067627A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-16 Tm4 Inc. Cooling assembly for electric machines
DE102015207865A1 (de) * 2015-04-29 2016-11-03 Continental Automotive Gmbh Gehäuselose elektrische Maschine
JP6672741B2 (ja) * 2015-11-24 2020-03-25 トヨタ紡織株式会社 モータ及びこれを備える電動過給機
US10971975B2 (en) 2016-12-14 2021-04-06 American Axle & Manufacturing, Inc. System and method for stator slot encapsulation using injected polymer
JP2018155237A (ja) * 2017-03-17 2018-10-04 日本電産株式会社 送風装置及び掃除機
DE102017208550A1 (de) * 2017-05-19 2018-11-22 Mahle International Gmbh Elektrische Maschine, insbesondere für ein Fahrzeug
CN110832746B (zh) * 2017-07-10 2021-11-30 三菱电机株式会社 电动机、空气调节机、电动吸尘器以及电动机的制造方法
DE102017214427B4 (de) 2017-08-18 2019-05-09 Conti Temic Microelectronic Gmbh Stator für eine elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Stators
DE102017221836A1 (de) * 2017-12-04 2019-06-06 Mahle International Gmbh Elektrische Maschine, insbesondere für ein Fahrzeug
DE102017221835A1 (de) * 2017-12-04 2019-06-06 Mahle International Gmbh Elektrische Maschine, insbesondere für ein Fahrzeug
US10615663B2 (en) 2018-02-09 2020-04-07 Deere & Company Electrical motor cooling design
CN110858744A (zh) * 2018-08-23 2020-03-03 北京锋锐新源电驱动科技有限公司 一种具有强化散热性能的轮毂电机
CN111384820A (zh) * 2018-12-27 2020-07-07 观致汽车有限公司 驱动电机冷却结构和具有该冷却结构的驱动电机
DE102019215693A1 (de) * 2019-10-11 2021-04-15 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine und Verfahren zur Herstellung der elektrischen Maschine
US11843281B2 (en) * 2021-10-01 2023-12-12 Ford Global Technologies, Llc Electric machine for vehicle
US20230105407A1 (en) * 2021-10-01 2023-04-06 Ford Global Technologies, Llc Electric machine for vehicle
US11923738B2 (en) 2021-10-01 2024-03-05 Ford Global Technologies, Llc Electric machine for vehicle
EP4283841A1 (de) 2022-05-24 2023-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung eines stators einer dynamoelektrischen maschine
WO2024024792A1 (ja) * 2022-07-26 2024-02-01 日本ゼオン株式会社 駆動ユニット

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49104104A (ja) * 1973-02-09 1974-10-02
JPS60121941A (ja) * 1983-12-05 1985-06-29 Fanuc Ltd 液冷モ−タ
JPH01198243A (ja) * 1988-02-02 1989-08-09 Fanuc Ltd 液冷モータの冷却用管路接合構造
JPH01157554U (ja) * 1988-04-12 1989-10-31
JPH02237445A (ja) * 1989-03-07 1990-09-20 Mitsubishi Electric Corp 電動機の成形方法
JPH04145859A (ja) * 1990-10-03 1992-05-19 Fanuc Ltd 液冷ステータコアを有するモータハウジング構造

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2992405A (en) * 1957-03-26 1961-07-11 Raytheon Co Insulating and cooling devices
US4213745A (en) * 1978-09-11 1980-07-22 Roberts Samuel A Pump for central heating system
JPS56141741A (en) * 1980-04-03 1981-11-05 Mitsubishi Electric Corp Canned type electric rotary machine
JPS6149637A (ja) * 1984-08-16 1986-03-11 Fanuc Ltd 小型モ−タの外被構造の製造方法
JPS641448A (en) * 1987-06-22 1989-01-05 Fanuc Ltd Mold forming method for motor stator
JP3040860U (ja) * 1997-02-13 1997-09-05 眞司 池谷 電話回線利用画像発信機
JP3070056U (ja) * 1999-12-28 2000-07-14 株式会社ホーネンコーポレーション 小型遠心分離機等に適合した試験管

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49104104A (ja) * 1973-02-09 1974-10-02
JPS60121941A (ja) * 1983-12-05 1985-06-29 Fanuc Ltd 液冷モ−タ
JPH01198243A (ja) * 1988-02-02 1989-08-09 Fanuc Ltd 液冷モータの冷却用管路接合構造
JPH01157554U (ja) * 1988-04-12 1989-10-31
JPH02237445A (ja) * 1989-03-07 1990-09-20 Mitsubishi Electric Corp 電動機の成形方法
JPH04145859A (ja) * 1990-10-03 1992-05-19 Fanuc Ltd 液冷ステータコアを有するモータハウジング構造

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0581966A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150188385A1 (en) * 2013-12-30 2015-07-02 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Spindle motor
EP3376647A1 (en) * 2017-03-17 2018-09-19 Nidec Corporation Blower and vacuum cleaner
CN108626147A (zh) * 2017-03-17 2018-10-09 日本电产株式会社 送风装置以及吸尘器

Also Published As

Publication number Publication date
KR0135988B1 (en) 1998-06-15
DE69307422T2 (de) 1997-08-21
EP0581966A4 (en) 1994-06-08
EP0581966A1 (en) 1994-02-09
EP0581966B1 (en) 1997-01-15
JP2823412B2 (ja) 1998-11-11
JPH05236705A (ja) 1993-09-10
DE69307422D1 (de) 1997-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1993017485A1 (en) Motor equipped with stator cooling means
US7459817B2 (en) Semi-enclosed AC motor
US7514826B2 (en) Stator coil cooling and method of manufacturing
US11811266B2 (en) Internal stator of a rotary field machine having stator tooth groups each consisting of two directly adjacent teeth and a magnetic return
CN111699619B (zh) 用于具有轴向散热的旋转场式机器的定子
US20060066159A1 (en) Fluid-passage built-in type electric rotating machine
EP1367698B1 (en) Electric rotary machine
WO2012096335A1 (ja) 回転電機ユニット
CN111712993B (zh) 电动马达的具有定子齿组的外部定子、每个定子齿组具有两个相邻的定子齿和连接轭
CN208986739U (zh) 盘式电机
CN108352751A (zh) 电机
US11088597B2 (en) Electric machine
WO2012169007A1 (ja) 回転電機
WO1992006529A1 (en) Liquid cooling device of motor
JPH04364343A (ja) モータにおけるステータ巻線の冷却構造とその製造方法
Bi et al. The study of cooling enhancement in axial flux permanent magnet motors for electric vehicles
JP2002191149A (ja) 回転電機
JPH1051989A (ja) モールド型モータ
US6914352B2 (en) Electric motor with improved cooling system
JPH0345141A (ja) 電気機械
JP3618867B2 (ja) 回転電機のコイル接続端部の絶縁処理方法
CN215990344U (zh) 电机定子冷却结构和电机
JPH06327208A (ja) Ｄｃブラシレスモータの固定子
WO2023074571A1 (ja) ステータ及び構造体
CN113364164A (zh) 电机定子冷却结构和电机

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1993904326

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 1993 129121

Country of ref document: US

Date of ref document: 19931012

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1019930703145

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1993904326

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1993904326

Country of ref document: EP