JP2009268327A - Brushless motor - Google Patents
Brushless motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009268327A JP2009268327A JP2008118075A JP2008118075A JP2009268327A JP 2009268327 A JP2009268327 A JP 2009268327A JP 2008118075 A JP2008118075 A JP 2008118075A JP 2008118075 A JP2008118075 A JP 2008118075A JP 2009268327 A JP2009268327 A JP 2009268327A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brushless motor
- housing
- coil
- heat pipe
- motor according
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Harvester Elements (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Description
本発明は、コイルの温度上昇を抑制する機能を有するブラシレスモータに関する。 The present invention relates to a brushless motor having a function of suppressing a temperature rise of a coil.
ブラシレスモータのステータは、コアバック部と、コアバック部から径方向に突設された複数のティースとを備える。複数のティースにそれぞれ導電線が巻き回されることによって複数のコイルが形成されている。ブラシレスモータは、複数のコイルに駆動電流を供給することによってロータを回転駆動させる。 The stator of a brushless motor includes a core back portion and a plurality of teeth protruding in the radial direction from the core back portion. A plurality of coils are formed by winding a conductive wire around each of the plurality of teeth. The brushless motor rotates the rotor by supplying a drive current to a plurality of coils.
コイルは、駆動電流が流れる際に、コイルが有する電気抵抗によって発熱し、温度が上昇する。コイルの温度上昇は、コイルの電気抵抗の上昇を伴い、ブラシレスモータの回転性能が劣化する原因となる。したがって、コイルの温度上昇を防ぐために、コイルを冷却することが従来から行われている。 When the drive current flows, the coil generates heat due to the electrical resistance of the coil, and the temperature rises. The temperature rise of the coil is accompanied by an increase in the electrical resistance of the coil, which causes the rotational performance of the brushless motor to deteriorate. Therefore, in order to prevent the temperature of the coil from increasing, the coil is conventionally cooled.
たとえば、特許文献1に、電気自動車などに搭載されるモータの冷却構造が開示されている。特許文献1に開示されているモータの冷却構造は、隣接するティース部の間に形成されるスロット部に冷媒パイプを通し、冷媒パイプに形成された孔部から冷媒を巻線に向かって噴霧する。 For example, Patent Document 1 discloses a cooling structure for a motor mounted on an electric vehicle or the like. In the cooling structure of the motor disclosed in Patent Document 1, a refrigerant pipe is passed through a slot portion formed between adjacent teeth portions, and the refrigerant is sprayed toward a winding from a hole formed in the refrigerant pipe. .
上述したように、特許文献1では、冷媒パイプから噴霧された冷媒によって、巻線を直接冷却するモータの冷却構造が開示されている。 As described above, Patent Document 1 discloses a cooling structure for a motor that directly cools a winding with a refrigerant sprayed from a refrigerant pipe.
しかしながら、特許文献1に開示されているモータの冷却構造は、冷媒パイプから噴霧された冷媒と、噴霧されなかった冷媒とを回収する構成が必要となる。このため、特許文献1に開示されているモータの冷却構造は、構造が複雑になるという問題があった。また、特許文献1に開示されているモータの冷却構造は、電気自動車などに搭載されることを前提としている。つまり、回収した冷媒の冷却に熱交換機を用いており、モータの小型化が難しいという問題があった。 However, the motor cooling structure disclosed in Patent Document 1 requires a configuration for collecting the refrigerant sprayed from the refrigerant pipe and the refrigerant that has not been sprayed. For this reason, the motor cooling structure disclosed in Patent Document 1 has a problem that the structure becomes complicated. The motor cooling structure disclosed in Patent Document 1 is premised on being mounted on an electric vehicle or the like. That is, a heat exchanger is used for cooling the recovered refrigerant, and there is a problem that it is difficult to reduce the size of the motor.
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、簡易な構成でコイルの温度上昇を抑制し、小型化を実現したブラシレスモータを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a brushless motor that can reduce the temperature of the coil with a simple configuration and can be downsized.
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、回転軸を中心に回転するロータと、前記回転軸を中心とした円環状のコアバック部の内周面から径方向に延びる複数のティースを有するステータコアと、各ティースに導電線が巻き回されて形成された複数のコイルと、円筒形の形状であり、内周面が前記ステータコアの外周面に接触するハウジングと、一端側が隣接するティースの間に形成されるスロットに挿入され、他端側が前記ハウジングに接触する複数のヒートパイプと、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention includes a rotor that rotates about a rotation shaft, and a plurality of teeth that extend in a radial direction from an inner peripheral surface of an annular core back portion centered on the rotation shaft. A stator core, a plurality of coils formed by winding conductive wires around each tooth, a cylindrical shape, a housing whose inner peripheral surface is in contact with the outer peripheral surface of the stator core, and a tooth whose one end is adjacent A plurality of heat pipes inserted into a slot formed between the other ends and contacting the housing.
請求項2記載の発明は、請求項1に記載のブラシレスモータにおいて、各ヒートパイプは、U字状の形状であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the brushless motor according to the first aspect, each heat pipe has a U-shape.
請求項3記載の発明は、請求項2に記載のブラシレスモータにおいて、前記ハウジングの外周面には、前記軸方向に沿って延びる溝が複数形成されており、各ヒートパイプの他端側は、各溝に挿入されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the brushless motor according to the second aspect, a plurality of grooves extending along the axial direction are formed on the outer peripheral surface of the housing, and the other end side of each heat pipe is It is characterized by being inserted into each groove.
請求項4記載の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のブラシレスモータにおいて、各コイルと各ヒートパイプとの間に形成される隙間が、電気絶縁性と、空気の熱伝導率より大きい熱伝導率とを有する充填剤で満たされていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the brushless motor according to any one of the first to third aspects, the gap formed between each coil and each heat pipe has electrical insulation and heat conduction of air. It is characterized by being filled with a filler having a thermal conductivity greater than that.
請求項5記載の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のブラシレスモータにおいて、各ヒートパイプの表面に、電気絶縁性を有する絶縁層が形成されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the brushless motor according to any one of the first to fourth aspects, an insulating layer having electrical insulation is formed on the surface of each heat pipe.
請求項6記載の発明は、請求項5に記載のブラシレスモータにおいて、前記絶縁層は、各ヒートパイプの一端側に形成され、各ヒートパイプと各コイルとを電気的に絶縁することを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the brushless motor according to claim 5, wherein the insulating layer is formed on one end side of each heat pipe and electrically insulates each heat pipe from each coil. To do.
請求項7記載の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のブラシレスモータにおいて、さらに、電気絶縁性と、2.0W/m・K以上の熱伝導率とを有する樹脂で形成され、前記ステータコアを覆うインシュレータ、を備えることを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is the brushless motor according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a resin having electrical insulation and a thermal conductivity of 2.0 W / m · K or more. And an insulator that covers the stator core.
請求項8記載の発明は、請求項7に記載のブラシレスモータにおいて、各コイルを形成する前記導電線の間に形成される隙間と、前記導電線と前記インシュレータとの間に形成される隙間とが、電気絶縁性と、空気の熱伝導率より大きい熱伝導率とを有する充填剤で満たされていることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the brushless motor according to the seventh aspect, a gap formed between the conductive wires forming each coil, and a gap formed between the conductive wires and the insulator. Is filled with a filler having electrical insulation and a thermal conductivity greater than that of air.
請求項9記載の発明は、回転軸を中心に回転するロータと、前記回転軸を中心とした円環状のコアバック部の内周面から径方向に延びる複数のティースを有するステータコアと、電気絶縁性と、2.0W/m・K以上の熱伝導率とを有する樹脂で形成され、前記ステータコアを覆うインシュレータと、前記インシュレータに覆われた各ティースに導電線が巻き回されて形成された複数のコイルと、円筒形の形状であり、内周面が前記ステータコアの外周面に接触したハウジングと、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is a rotor that rotates about a rotating shaft, a stator core having a plurality of teeth extending radially from an inner peripheral surface of an annular core back portion centered on the rotating shaft, and electrical insulation And an insulator covering the stator core, and a plurality of conductor wires wound around each of the teeth covered by the insulator. And a housing having an inner peripheral surface in contact with the outer peripheral surface of the stator core.
請求項10記載の発明は、請求項9に記載のブラシレスモータにおいて、各コイルを形成する前記導電線の間に形成される隙間と、前記導電線と前記インシュレータとの間に形成される隙間とが、電気絶縁性と、空気の熱伝導率より大きい熱伝導率とを有する充填剤で満たされていることを特徴とする。 A tenth aspect of the present invention is the brushless motor according to the ninth aspect, wherein a gap is formed between the conductive wires forming each coil, and a gap is formed between the conductive wires and the insulator. Is filled with a filler having electrical insulation and a thermal conductivity greater than that of air.
請求項11記載の発明は、請求項9または請求項10に記載のブラシレスモータにおいて、さらに、U字状の形状である複数のヒートパイプ、を備え、前記ハウジングの外周面には、軸方向に沿って延びる溝が複数形成されており、各ヒートパイプの一端側が隣接するティースの間に形成されるスロットに挿入され、各ヒートパイプの他端側が各溝に挿入されることを特徴とする。
The invention described in
請求項12記載の発明は、請求項11に記載のブラシレスモータにおいて、各コイルと各ヒートパイプとの間に形成される隙間が、電気絶縁性を有し、かつ空気の熱伝導率より大きい熱伝導率を有する充填剤で満たされていることを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the brushless motor according to the eleventh aspect, the gap formed between each coil and each heat pipe is electrically insulating and has a heat larger than the thermal conductivity of air. It is characterized by being filled with a filler having conductivity.
請求項13記載の発明は、請求項1ないし請求項12のいずれかに記載のブラシレスモータにおいて、前記ハウジングは、外周面から前記径方向の外側に突出した放熱フィンを複数有することを特徴とする。 A thirteenth aspect of the present invention is the brushless motor according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the housing has a plurality of radiating fins protruding outward in the radial direction from an outer peripheral surface. .
請求項14記載の発明は、請求項13に記載のブラシレスモータにおいて、各放熱フィンは、周方向の一方向に向かって湾曲していることを特徴とする。 A fourteenth aspect of the present invention is the brushless motor according to the thirteenth aspect, wherein each of the heat dissipating fins is curved in one circumferential direction.
請求項15記載の発明は、請求項1ないし請求項14のいずれかに記載のブラシレスモータにおいて、さらに、前記軸方向に関して前記ステータコアの一端側に配置され、前記ハウジングを冷却する空気流を発生させる冷却部、を備えることを特徴とする。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the brushless motor according to any one of the first to fourteenth aspects, the brushless motor is further disposed on one end side of the stator core with respect to the axial direction, and generates an air flow for cooling the housing. A cooling unit.
請求項16記載の発明は、請求項15に記載のブラシレスモータにおいて、前記冷却部は、前記ロータと一体に回転することによって前記空気流を発生されるインペラ、を有することを特徴とする。 A sixteenth aspect of the present invention is the brushless motor according to the fifteenth aspect, wherein the cooling unit includes an impeller that generates the airflow by rotating integrally with the rotor.
請求項17記載の発明は、請求項15に記載のブラシレスモータにおいて、前記冷却部は、前記冷却部は、回転することによって前記空気流を発生させるインペラと、前記インペラを回転させるための駆動部と、を有することを特徴とする。 According to a seventeenth aspect of the present invention, in the brushless motor according to the fifteenth aspect, the cooling unit includes an impeller that generates the air flow by rotating the cooling unit, and a driving unit that rotates the impeller. It is characterized by having.
請求項18記載の発明は、請求項1ないし請求項17のいずれかに記載のブラシレスモータであって、前記ブラシレスモータが刈払機に用いられることを特徴とする。
The invention according to
本発明に係るブラシレスモータにおいて、複数のヒートパイプの一端側が各スロットに挿入され、他端側がハウジングに接触している。コイルで発生する熱は、ヒートパイプを介してハウジングに移動し、ハウジングからブラシレスモータの外部に放出される。このように、本発明に係るブラシレスモータは、簡易な構成でコイルの温度上昇を防ぐことができ、ブラシレスモータを小型化することができる。 In the brushless motor according to the present invention, one end side of the plurality of heat pipes is inserted into each slot, and the other end side is in contact with the housing. The heat generated in the coil moves to the housing via the heat pipe and is released from the housing to the outside of the brushless motor. Thus, the brushless motor according to the present invention can prevent the temperature of the coil from rising with a simple configuration, and can reduce the size of the brushless motor.
また、ヒートパイプとコイルとの間に形成される隙間が電気絶縁性および空気の熱伝導率より大きい熱伝導率を有する充填剤で満たされているため、コイルで発生する熱を効率よくヒートパイプに伝えることができる。 In addition, since the gap formed between the heat pipe and the coil is filled with a filler having an electrical insulation property and a thermal conductivity larger than the thermal conductivity of air, the heat pipe efficiently absorbs the heat generated in the coil. Can tell.
また、インシュレータが電気絶縁性および2.0W/m・K以上の熱伝導率を有する樹脂で形成されているため、コイルで発生する熱は、インシュレータおよびステータコアを介してハウジングに移動することができる。このように、本発明に係るブラシレスモータは、簡易な構成でコイルの温度上昇を防ぐことができ、ブラシレスモータを小型化することができる。 Further, since the insulator is formed of a resin having an electrical insulation property and a thermal conductivity of 2.0 W / m · K or more, the heat generated by the coil can be transferred to the housing via the insulator and the stator core. . Thus, the brushless motor according to the present invention can prevent the temperature of the coil from rising with a simple configuration, and can reduce the size of the brushless motor.
{ブラシレスモータ1の全体構成}
以下、図面を参照しつつ本発明の一実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態に係るブラシレスモータ1の側面断面図である。図2は、ブラシレスモータ1の平面断面図である。図1に示す側面断面図は、図2に示す矢視B−B断面に相当し、図2に示す平面断面図は、図1に示す矢視A−A断面に相当する。
{Overall configuration of brushless motor 1}
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view of a brushless motor 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a plan sectional view of the brushless motor 1. The side cross-sectional view shown in FIG. 1 corresponds to the cross section taken along the line BB shown in FIG. 2, and the plan cross-sectional view shown in FIG. 2 corresponds to the cross section taken along the line AA shown in FIG.
図1に示すブラシレスモータ1は、たとえば、刈払機に搭載される。なお、ブラシレスモータ1は、刈払機に限らず、チェーンソーあるいは芝刈り機などの他の機器に搭載されてもよい。 The brushless motor 1 shown in FIG. 1 is mounted on a brush cutter, for example. The brushless motor 1 is not limited to the brush cutter, and may be mounted on other devices such as a chain saw or a lawn mower.
なお、ブラシレスモータ1は、搭載機器によって取り付け状態が異なり、様々な向きに配置される。したがって、ブラシレスモータ1には、絶対的な上下方向は存在しない。しかし、以下の説明において、便宜的に、図1の図面上の上下方向がブラシレスモータ1の上下方向であるとして説明する。 The brushless motor 1 is mounted in various directions depending on the mounted device. Therefore, the brushless motor 1 has no absolute vertical direction. However, in the following description, for convenience, it is assumed that the vertical direction on the drawing of FIG. 1 is the vertical direction of the brushless motor 1.
ハウジング21は、ブラシレスモータ1の回転軸J1を中心とした円筒形状であり、内周面にステータコア10が固定されている。ステータコア10は、ケイ素鋼板などを積層することによって形成された金属性部材である。ステータコア10は、回転軸J1を中心にして環状に構成されたコアバック部11と、コアバック部11から回転軸J1に向って放射状に配置された複数のティース部12とを備えている。インシュレータ17に覆われた各ティース部12に導電線140が巻き回されることによって、複数のコイル14が形成される。
The
また、ヒートパイプ30の蒸発部31が、隣接するティース部12の間に形成されるスロット13に挿入され、凝縮部32が、ハウジング21に形成される溝24に挿入されている。ヒートパイプ30は、コイル14で発生する熱をハウジング21に伝導させる。なお、図1および図2において、ヒートパイプ30の内部構造の表示を省略している。
Further, the
ハウジング21の上側及び下側に、ブラケット22、23がそれぞれ配置される。ブラケット22、23は、ビス止め等によってハウジング21に固定される。ブラケット22、23は、ボールベアリング18、18をそれぞれ保持している。ブラケット22、23が保持するボールベアリング18、18によって、回転軸J1を軸心とするシャフト15が回転自在に保持されている。
ロータ16は、ロータマグネット161およびロータコア162を備えており、シャフト15と一体に回転する。ロータマグネット161は、シャフト15に固定されたロータコア162の外周面に固定される。
The
上述した構成を有するブラシレスモータ1において、ロータマグネット161の回転位置に応じた電流が、電源装置から制御装置を介して供給される。コイル14に駆動電流が供給されることに伴って磁場が発生し、ロータマグネット161が回転する。このようにしてブラシレスモータ1は回転駆動力を得る。
In the brushless motor 1 having the above-described configuration, a current corresponding to the rotational position of the
{ブラシレスモータ1の放熱構造}
以下、コイル14で発生する熱を外部に放出するためのブラシレスモータ1の放熱構造について説明する。まず、ブラシレスモータ1における熱の流れの概要を説明する。
{Heat dissipation structure of brushless motor 1}
Hereinafter, a heat dissipation structure of the brushless motor 1 for releasing heat generated in the
ブラシレスモータ1において、駆動電流の供給によってコイル14で発生する熱は、ハウジング21に伝えられる。コイル14からハウジング21までの伝熱経路については、後述する。また、コイル14への駆動電流の供給に伴い、ロータ16とともにインペラ19が回転する。インペラ19の回転によって上側から下側への空気流が発生する。空気流は、ハウジング21の外周面に沿って流れ、ハウジング21を冷却する。
In the brushless motor 1, the heat generated in the
コイル14からハウジング21までの伝熱経路は、二通りある。第1の伝熱経路は、コイル14、グリス40、ヒートパイプ30、ハウジング21の順で熱が伝わる経路である。第2の伝熱経路は、コイル14、インシュレータ17、ステータコア10、ハウジング21の順で熱が伝わる経路である。以下、それぞれの伝熱経路について詳しく説明する。
There are two heat transfer paths from the
{第1の伝熱経路}
まず、第1の伝熱経路を構成するヒートパイプ30について説明する。図1に示すように、ヒートパイプ30は、U字状の形状をした金属性のパイプである。ヒートパイプ30の内部は、真空となっており、純水あるいは代替フロンなどの液体が封入されている。
{First heat transfer path}
First, the
ヒートパイプ30の端部を蒸発部31、凝縮部32とする。蒸発部31は、ステータコア10に形成されるスロット13に下側から挿入され、凝縮部32は、ハウジング21に形成される溝24に下側から挿入される。ヒートパイプ30は、スロット13の数に対応して配置される。また、ヒートパイプ30の湾曲部33は、ブラシレスモータ1の下側に位置している。湾曲部33から蒸発部31にかけてのヒートパイプ30の表面には、電気絶縁性を有する絶縁テープが巻かれることによって、絶縁層が形成される。なお、凝縮部32に絶縁テープが巻かれていてもよい。
Let the end part of the
次に、ハウジング21について説明する。ハウジング21は、コイル14で発生する熱をブラシレスモータ1の外部に放出するヒートシンクとして機能する。図2に示すように、ハウジング21は、回転軸J1を中心とした円筒形状の金属性部材である。ハウジング21の外周面には、軸方向に沿って延びる溝24と、放熱用のフィン25とがそれぞれ複数形成されている。
Next, the
溝24は、各スロット13の径方向外側に形成される。上述したように、溝24には、ヒートパイプ30の凝縮部32が下側から挿入される。このとき、溝24の壁面とヒートパイプ30の表面とが接触している。溝24をヒートパイプ30の断面形状に合わせて形成することによって、溝24の壁面とヒートパイプ30の表面との接触面積を増やすことができる。これにより、ヒートパイプ30の凝縮部32から放出される熱をハウジング21へ効率よく伝えることができる。
The
また、図2に示すように、フィン25は、ハウジング21の外周面から径方向外側に突出するとともに、周方向の一方に湾曲している。フィン25を湾曲させることによって、ハウジング21の表面積を増加させることができる。したがって、コイル14からハウジング21に移動した熱を、ブラシレスモータ1の外部に効率よく放出することができる。
As shown in FIG. 2, the
次に、インペラ19について説明する。図1に示すように、インペラ19は、下側に開口するカップ部の外周に複数の羽根191が設けられた構成である。インペラ19は、ブラシレスモータ1の上側に配置されており、シャフト15に固定されている。つまり、インペラ19と、ヒートパイプ30の湾曲部33とが、ブラケット22を挟んで反対側に位置する。インペラ19は、シャフト15と一体に回転することによって、下方向に流れる空気流を発生させる。
Next, the
次に、グリス40について説明する。図3は、図2に示す領域Cを拡大した図である。つまり、図3は、ヒートパイプ30の蒸発部31が挿入されたスロット13の状態を示す図である。なお、図3において、ヒートパイプ30の内部構造の表示を省略している。
Next, the
図3に示すように、スロット13は、グリス40で満たされている。グリス40は、電気絶縁性、および空気の熱伝動率より大きい熱伝導率を有するペースト状の部材である。ただし、グリス40の熱伝導率は、0.8(W/m・K)以上であることが望ましい。たとえば、グリス40として、シリコン樹脂などを用いることができる。なお、スロット13は、インシュレータ17、17によって径方向内側が閉じた状態となっている。これにより、グリス40が、スロット13からステータコア10の径方向内側に漏れ出ることを防いでいる。
As shown in FIG. 3, the
スロット13に挿入されたヒートパイプ30の蒸発部31は、スロット13の中央に位置している。ヒートパイプ30の蒸発部31の周方向両側には、グリス40を介してコイル14、14が位置している。このため、コイル14とヒートパイプ30の蒸発部31との間に何もない状態と比較して、コイル14で発生した熱は、グリス40を介してヒートパイプ30の蒸発部31へ容易に移動することができる。
The
なお、ヒートパイプ30の蒸発部31の表面には絶縁テープが巻かれているため、コイル14とヒートパイプ30の蒸発部31とが接触しても、コイル14とヒートパイプ30との間の電気絶縁性を確保できる。なお、絶縁テープは、コイル14で発生する熱がヒートパイプ30に移動する際の妨げとならないように、グリス40と同程度の熱伝導率を有することが望ましい。
In addition, since the insulating tape is wound around the surface of the
図4は、図3に示す領域Dを拡大した図である。なお、図4において、コイル14を形成する導電線140の断面形状を円形としている。図4に示すように、隣接する複数の導電線140の間に形成される隙間41と、隣接する複数の導電線140とインシュレータ17との間に形成される隙間42とが、グリス40によって満たされている。
FIG. 4 is an enlarged view of a region D shown in FIG. In FIG. 4, the cross-sectional shape of the
コイル14で発生する熱は、実際には、コイル14を形成する導電線140で発生する。コイル14において、導電線140が積層されているため、コイル14の内部に位置する導電線140で発生した熱は、隣接する導電線140を介してコイル14の外部に移動する。しかし、グリス40が隙間41、42に充填されることによって、コイル14の内部に位置する導電線140で発生する熱は、隣接する導電線140を移動するだけでなく、グリス40を介して他の導電線140に移動することが可能となる。これにより、コイル14で発生する熱が、コイル14の内部に蓄積されることを防いでいる。
The heat generated in the
なお、グリス40は、スロット13を満たすだけでなく、ティース部12の軸方向の両側を覆っていることが望ましい。これにより、コイル14全体がグリス40で覆われるため、コイル14全体で発生する熱を効率よくヒートパイプ30の蒸発部31に伝えることができる。また、ヒートパイプ30の蒸発部31は、コイル14の上部で発生する熱をハウジング21に伝えるために、ステータコア10の上側に突出している方が望ましい。
In addition, it is desirable that the
次に、第1の伝熱経路における熱の移動について詳しく説明する。まず、コイル14に駆動電流が供給されることによって、コイル14を形成する導電線140で熱が発生する。導電線140で発生した熱は、隣接する導電線140あるいは隙間41、42を満たすグリス40を介して、コイル14の外部へと移動する。コイル14の外部へ移動した熱は、スロット13を満たすグリス40を介してヒートパイプ30の蒸発部31に移動する。
Next, heat transfer in the first heat transfer path will be described in detail. First, when a drive current is supplied to the
ヒートパイプ30の蒸発部31では、グリス40から移動した熱によって液体が蒸発し、蒸発部31より低温の凝縮部32に蒸気が移動する。凝縮部32では、蒸気が凝縮し、蒸気が凝縮する際に発生する凝縮熱がハウジング21に伝えられる。ハウジング21に伝えられた熱は、インペラ19の回転によって発生する空気流によって、フィン25から外部に放出される。このように、ヒートパイプ30を用いることによって、冷媒を回収する構成を設けることなくコイル14で発生する熱をブラシレスモータ1の外部に放出することができるため、ブラシレスモータ1を小型化することができる。
In the
{第2の伝熱経路}
次に、第2の伝熱経路について説明する。なお、インペラ19およびハウジング21については、上記と同様であるため、その説明を省略する。上述したように、第2の伝熱経路では、コイル14で発生する熱が、インシュレータ17、ステータコア10を介してハウジング21へ伝えられる。
{Second heat transfer path}
Next, the second heat transfer path will be described. Since the
まず、インシュレータ17について説明する。図5(a)は、インシュレータ17の上面図である。図5(b)は、インシュレータ17の底面図である。図5(c)は、図5(a)に示す矢視E方向から見たインシュレータ17の側面図である。図5(a)〜図5(c)に示すように、インシュレータ17は、ティース部12の形状に合わせて形成され、軸方向の両側から各ティース部12を挟み込むようにしてステータコア10に取り付けられる。インシュレータ17は、電気絶縁性、および2.0(W/m・K)の熱伝導率を有する樹脂(たとえば、LCP樹脂)で形成される。ただし、インシュレータ17の熱伝導率は、18(W/m・K)以上であることが望ましい。また、図4に示すように、隙間41、42がグリス40で満たされている。このため、コイル14の内部で発生する熱は、インシュレータ17に移動することができる。
First, the
また、図2に示すように、ステータコア10の外周面とハウジング21の内周面とが接触している。これにより、ステータコア10からハウジング21への熱の移動が可能となっている。なお、ステータコア10の外周面とハウジング21の内周面との接触については、ステータコア10とハウジング21とが直接接触した状態だけでなく、ステータコア10の外周面とハウジング21の内周面との間に、グリス40と同程度の熱伝導率を有する薄膜などが介在した状態を含む。つまり、ステータコア10からハウジング21への熱の移動が妨げられなければよい。
Further, as shown in FIG. 2, the outer peripheral surface of the
次に、第2の伝熱経路における熱の移動について詳しく説明する。コイル14に駆動電流が供給されることによって、コイル14を形成する導電線140で熱が発生する。導電線140で発生した熱は、隣接する導電線140あるいは隙間41、42を満たすグリス40を介してインシュレータ17に移動する。インシュレータ17に移動した熱は、ステータコア10を介してハウジング21に伝わる。ステータコア10は、ケイ素鋼板などで形成されているため、コイル14からインシュレータ17に移動した熱を、ハウジング21に伝える。第1の伝熱経路と同様に、ハウジング21に伝えられた熱は、インペラ19の回転によって発生する空気流によって、ハウジング21からブラシレスモータ1の外部に放出される。
Next, heat transfer in the second heat transfer path will be described in detail. When a drive current is supplied to the
また、インペラ19がブラシレスモータ1の上側に配置されているため、インペラ19の回転によって発生する空気流がヒートパイプ30の湾曲部33のみを冷却することがない。つまり、空気流がハウジング21の外周面全体を冷却するため、ブラシレスモータ1は、第2の伝熱経路でハウジング21に移動した熱も、ハウジング21からブラシレスモータ1の外部へ効率よく放出することができる。
Further, since the
以上説明したように、本実施の形態に係るブラシレスモータ1は、U字形状のヒートパイプ30の蒸発部31をグリス40で満たされたスロット13に挿入し、凝縮部32をハウジング21に形成された溝24にそれぞれ挿入する。これにより、簡易な構成でコイル14の温度上昇を抑制できるため、ブラシレスモータの小型化が可能となる。
As described above, in the brushless motor 1 according to the present embodiment, the
また、インシュレータ17を電気絶縁性および高熱伝導性を有する樹脂で形成することによって、インシュレータ17、ステータコア10を介してコイル14で発生する熱をハウジング21に伝えることができる。これにより、二つの伝熱経路を介してコイル14で発生する熱がハウジング21に移動するため、コイル14の温度上昇をさらに抑制することができる。
Further, by forming the
なお、本実施の形態において、第1の伝熱経路および第2の伝熱経路によって、コイル14で発生する熱をハウジング21に伝える例について説明したが、これに限られない。たとえば、ブラシレスモータ1が、第1の伝熱経路および第2の伝熱経路のいずれか一方を有していてもよい。
In the present embodiment, the example in which the heat generated in the
また、本実施の形態において、溝24の壁面とヒートパイプ30の表面とが直接接触している例について説明したが、これに限られない。たとえば、溝24の壁面とヒートパイプ30との間に、グリス40と同程度の熱伝導率を有する絶縁テープなどの薄膜が介在していてもよい。
Moreover, in this Embodiment, although the example which the wall surface of the groove |
また、本実施の形態において、グリス40の熱伝導率が空気の熱伝導率より大きく、インシュレータ17の熱伝導率が2.0(W/m・K)以上である場合について説明している。しかし、コイル14を効率よく冷却するためには、本実施の形態で説明したグリス40およびインシュレータ17の各熱伝導率は、できるだけ大きい値であるほうが望ましい。
In the present embodiment, the case where the thermal conductivity of the
また、本実施の形態において、インペラ19がシャフト15と一体に回転することによって、空気流を発生させる例について説明したが、これに限られない。たとえば、軸流ファンを用いて空気流を発生させてもよい。軸流ファンを駆動するモータは、ブラシレスモータ1と別のモータとなる。この場合、ブラシレスモータ1が駆動していない状態においても、ハウジング21を冷却することができる。
In the present embodiment, the example in which the air flow is generated by the
また、本実施の形態において、三相のブラシレスモータ1に対応する放熱構造について説明したが、これに限られない。ブラシレスモータの相数、スロット数に応じて、ヒートパイプ30、およびハウジング21に形成される溝24の数を変更してもよい。
Moreover, in this Embodiment, although the thermal radiation structure corresponding to the three-phase brushless motor 1 was demonstrated, it is not restricted to this. The number of
1 ブラシレスモータ
10 ステータコア
11 コアバック部
12 ティース部
13 スロット
14 コイル
16 ロータ
17 インシュレータ
19 インペラ
21 ハウジング
24 溝
25 フィン
30 ヒートパイプ
31 蒸発部
32 凝縮部
33 湾曲部
40 グリス
140 導電線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (18)
前記回転軸を中心とした円環状のコアバック部の内周面から径方向に延びる複数のティースを有するステータコアと、
各ティースに導電線が巻き回されて形成された複数のコイルと、
円筒形の形状であり、内周面が前記ステータコアの外周面に接触するハウジングと、
一端側が隣接するティースの間に形成されるスロットに挿入され、他端側が前記ハウジングに接触する複数のヒートパイプと、
を備えることを特徴とするブラシレスモータ。 A rotor that rotates about a rotation axis;
A stator core having a plurality of teeth extending in a radial direction from an inner peripheral surface of an annular core back portion around the rotation axis;
A plurality of coils formed by winding a conductive wire around each tooth;
A housing having a cylindrical shape and an inner peripheral surface contacting the outer peripheral surface of the stator core;
A plurality of heat pipes having one end side inserted into a slot formed between adjacent teeth and the other end side contacting the housing;
A brushless motor comprising:
各ヒートパイプは、U字状の形状であることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 1,
Each heat pipe has a U-shape, and is a brushless motor.
前記ハウジングの外周面には、前記軸方向に沿って延びる溝が複数形成されており、
各ヒートパイプの他端側は、各溝に挿入されていることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 2,
A plurality of grooves extending along the axial direction are formed on the outer peripheral surface of the housing,
A brushless motor, wherein the other end of each heat pipe is inserted into each groove.
各コイルと各ヒートパイプとの間に形成される隙間が、電気絶縁性と、空気の熱伝導率より大きい熱伝導率とを有する充填剤で満たされていることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to any one of claims 1 to 3,
A brushless motor characterized in that a gap formed between each coil and each heat pipe is filled with a filler having an electrical insulating property and a thermal conductivity larger than that of air.
各ヒートパイプの表面に、電気絶縁性を有する絶縁層が形成されていることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to any one of claims 1 to 4,
A brushless motor, wherein an insulating layer having electrical insulation is formed on the surface of each heat pipe.
前記絶縁層は、各ヒートパイプの一端側に形成され、各ヒートパイプと各コイルとを電気的に絶縁することを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 5,
The insulating layer is formed on one end side of each heat pipe, and electrically insulates each heat pipe and each coil.
電気絶縁性と、2.0W/m・K以上の熱伝導率とを有する樹脂で形成され、前記ステータコアを覆うインシュレータ、
を備えることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
An insulator that is formed of a resin having an electrical insulating property and a thermal conductivity of 2.0 W / m · K or more, and covers the stator core;
A brushless motor comprising:
各コイルを形成する前記導電線の間に形成される隙間と、前記導電線と前記インシュレータとの間に形成される隙間とが、電気絶縁性と、空気の熱伝導率より大きい熱伝導率とを有する充填剤で満たされていることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 7,
The gap formed between the conductive wires forming each coil and the gap formed between the conductive wires and the insulator are electrically insulative and have a thermal conductivity greater than the thermal conductivity of air. A brushless motor characterized by being filled with a filler having
前記回転軸を中心とした円環状のコアバック部の内周面から径方向に延びる複数のティースを有するステータコアと、
電気絶縁性と、2.0W/m・K以上の熱伝導率とを有する樹脂で形成され、前記ステータコアを覆うインシュレータと、
前記インシュレータに覆われた各ティースに導電線が巻き回されて形成された複数のコイルと、
円筒形の形状であり、内周面が前記ステータコアの外周面に接触したハウジングと、
を備えることを特徴とするブラシレスモータ。 A rotor that rotates about a rotation axis;
A stator core having a plurality of teeth extending in a radial direction from an inner peripheral surface of an annular core back portion around the rotation axis;
An insulator that is formed of a resin having electrical insulation properties and a thermal conductivity of 2.0 W / m · K or more, and covers the stator core;
A plurality of coils formed by winding a conductive wire around each of the teeth covered by the insulator;
A housing having a cylindrical shape and an inner peripheral surface in contact with an outer peripheral surface of the stator core;
A brushless motor comprising:
各コイルを形成する前記導電線の間に形成される隙間と、前記導電線と前記インシュレータとの間に形成される隙間とが、電気絶縁性と、空気の熱伝導率より大きい熱伝導率とを有する充填剤で満たされていることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 9,
The gap formed between the conductive wires forming each coil and the gap formed between the conductive wires and the insulator are electrically insulative and have a thermal conductivity greater than the thermal conductivity of air. A brushless motor characterized by being filled with a filler having
U字状の形状である複数のヒートパイプ、
を備え、
前記ハウジングの外周面には、軸方向に沿って延びる溝が複数形成されており、
各ヒートパイプの一端側が隣接するティースの間に形成されるスロットに挿入され、各ヒートパイプの他端側が各溝に挿入されることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 9 or 10, further comprising:
A plurality of U-shaped heat pipes,
With
A plurality of grooves extending along the axial direction are formed on the outer peripheral surface of the housing,
A brushless motor, wherein one end of each heat pipe is inserted into a slot formed between adjacent teeth, and the other end of each heat pipe is inserted into each groove.
各コイルと各ヒートパイプとの間に形成される隙間が、電気絶縁性を有し、かつ空気の熱伝導率より大きい熱伝導率を有する充填剤で満たされていることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 11,
A brushless motor characterized in that a gap formed between each coil and each heat pipe is filled with a filler having an electrical insulating property and a thermal conductivity higher than that of air. .
前記ハウジングは、外周面から前記径方向の外側に突出した放熱フィンを複数有することを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to any one of claims 1 to 12,
The brushless motor, wherein the housing has a plurality of heat radiating fins protruding outward from the outer peripheral surface in the radial direction.
各放熱フィンは、周方向の一方向に向かって湾曲していることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 13,
Each of the heat dissipating fins is curved toward one direction in the circumferential direction.
前記軸方向に関して前記ステータコアの一端側に配置され、前記ハウジングを冷却する空気流を発生させる冷却部、
を備えることを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to any one of claims 1 to 14, further comprising:
A cooling unit disposed on one end side of the stator core with respect to the axial direction and generating an air flow for cooling the housing;
A brushless motor comprising:
前記冷却部は、
前記ロータと一体に回転することによって前記空気流を発生されるインペラ、
を有することを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 15,
The cooling part is
An impeller that generates the airflow by rotating integrally with the rotor;
A brushless motor characterized by comprising:
前記冷却部は、
回転することによって前記空気流を発生させるインペラと、
前記インペラを回転させるための駆動部と、
を有することを特徴とするブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 15,
The cooling part is
An impeller that generates the airflow by rotating;
A drive unit for rotating the impeller;
A brushless motor characterized by comprising:
前記ブラシレスモータが刈払機に用いられることを特徴とするブラシレスモータ。
A brushless motor according to any one of claims 1 to 17,
A brushless motor, wherein the brushless motor is used in a brush cutter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008118075A JP2009268327A (en) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | Brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008118075A JP2009268327A (en) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | Brushless motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009268327A true JP2009268327A (en) | 2009-11-12 |
Family
ID=41393441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008118075A Withdrawn JP2009268327A (en) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | Brushless motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009268327A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102290903A (en) * | 2010-06-18 | 2011-12-21 | 格伦德福斯管理联合股份公司 | Pump group |
CN104823372A (en) * | 2012-08-09 | 2015-08-05 | 朱利安·罗梅罗-贝尔特伦 | electric motor |
WO2016075145A1 (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | Robert Bosch Gmbh | Stator for an electric motor |
JP2022158796A (en) * | 2021-04-02 | 2022-10-17 | 建 劉 | Stator component and center disc shaft core dual rotor motor |
CN118381212A (en) * | 2024-06-27 | 2024-07-23 | 浙江大学 | Non-uniform winding heat dissipation motor |
-
2008
- 2008-04-30 JP JP2008118075A patent/JP2009268327A/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102290903A (en) * | 2010-06-18 | 2011-12-21 | 格伦德福斯管理联合股份公司 | Pump group |
CN104823372A (en) * | 2012-08-09 | 2015-08-05 | 朱利安·罗梅罗-贝尔特伦 | electric motor |
CN104823372B (en) * | 2012-08-09 | 2019-10-18 | 朱利安·罗梅罗-贝尔特伦 | electric motor |
WO2016075145A1 (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | Robert Bosch Gmbh | Stator for an electric motor |
DE102014223205B4 (en) | 2014-11-13 | 2023-11-09 | Robert Bosch Gmbh | Stator for an electric motor |
JP2022158796A (en) * | 2021-04-02 | 2022-10-17 | 建 劉 | Stator component and center disc shaft core dual rotor motor |
CN118381212A (en) * | 2024-06-27 | 2024-07-23 | 浙江大学 | Non-uniform winding heat dissipation motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10566876B2 (en) | Axial gap rotary electric machine | |
US11025138B2 (en) | Electric machine | |
JP5783804B2 (en) | Electric motor | |
JP5649737B2 (en) | Mechanical and electrical integrated module | |
US10277096B2 (en) | System for thermal management in electrical machines | |
US10454344B2 (en) | Rotating electrical machine utilizing cooling liquid supplied to coil end to cool other components | |
JP4402712B2 (en) | Controller-integrated rotating electrical machine | |
JP2015122856A (en) | Rotary electric machine integrated control device | |
JP2014023198A (en) | Electric motor | |
JP2009268327A (en) | Brushless motor | |
AU2012234318A1 (en) | Pole shoe | |
JP2015177723A (en) | Rotary electric machine | |
JP2011172464A (en) | Stator for electric rotating machine | |
KR20140007068A (en) | Voltage regulator device for a rotary electric machine, bearing for such a machine equipped with such a device and such a machine comprising such a bearing | |
WO2019180921A1 (en) | Dynamo-electrical machine provided with brush | |
KR101981661B1 (en) | Heat sink apparatus for armature of electric motor and electric motor using the same | |
JP2017038489A (en) | Motor cooling device | |
TWI572125B (en) | Rotor heat dissipation structure of inner rotor motor | |
JP2007325341A (en) | Motor and generator | |
JP5717669B2 (en) | Mechanical and electrical integrated module | |
JP2016513548A (en) | Blender motor housing | |
JP2008219034A (en) | Rotary heat sink | |
JP2005237159A (en) | Brushless motor | |
JP5404836B2 (en) | Power converter | |
JP2012253869A (en) | Rotary machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110413 |
|
A072 | Dismissal of procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A073 Effective date: 20120821 |
|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20120904 |