JP2009225515A - Core and stator - Google Patents
Core and stator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009225515A JP2009225515A JP2008065213A JP2008065213A JP2009225515A JP 2009225515 A JP2009225515 A JP 2009225515A JP 2008065213 A JP2008065213 A JP 2008065213A JP 2008065213 A JP2008065213 A JP 2008065213A JP 2009225515 A JP2009225515 A JP 2009225515A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- core
- grooves
- stator
- rotor
- 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.)
- Pending
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 11
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 14
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 14
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229910000576 Laminated steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、コアおよびステータに係り、特に放熱性の向上対策に関する。 The present invention relates to a core and a stator, and more particularly to measures for improving heat dissipation.
近年、電気自動車,ハイブリッド車,ロボットなどの新技術の進展に伴い、それらの駆動用の回転電機(モータや発電機)のステータに要求される性能が高度化してきている。たとえば、電気自動車やハイブリッド車においては、大電流を流すことやコンパクト化が求められている。 In recent years, with the advancement of new technologies such as electric vehicles, hybrid vehicles, and robots, the performance required for the stators of rotating electric machines (motors and generators) for driving them has been advanced. For example, in an electric vehicle and a hybrid vehicle, a large current is required and downsizing is required.
ステータは、コアとコアに巻回されたコイルとを備えており、大電流化を図るには、コイルに流す電流を増やすことが求められるが、コイルに流す電流を増やす場合、コイル径を太くすると、コイル線材の剛性増大によるコイル巻きの困難さ、および渦損が増大するために、複数の細いコイルをコアに巻き付ける構造がしばしば採用されている。 The stator includes a core and a coil wound around the core. To increase the current, it is required to increase the current flowing through the coil. However, when increasing the current flowing through the coil, the coil diameter is increased. Then, in order to increase the difficulty of coil winding due to the increased rigidity of the coil wire and the eddy loss, a structure in which a plurality of thin coils are wound around the core is often employed.
たとえば、特許文献1に開示されるように、分割コアのスロット領域に敷設されたインシュレータにスロット領域を2つの部分スロット領域に分割する隔壁を設けて、各部分スロット領域に個別にコイルを巻き付けることにより、高密度のコイル構造を実現しようとするものがある。
上記特許文献1のような構造のステータにおいては、発熱したコイルの発熱の主な放熱経路は、コイル→コイルのモールド樹脂→コアを経て、コアのロータ側側面から回転電機内を流通する冷媒に放熱される経路となる。しかしながら、ステータにおけるコイル構造のコンパクト化を図りつつ、大電流化を進めると、コイルに急激かつ大量の発熱が生じた場合、速やかにコアのロータ側側面まで熱を伝達させるのが困難となり、モールド樹脂を劣化させるなど、信頼性の低下を招くおそれがある。 In the stator having the structure as described in Patent Document 1, the main heat dissipation path of the heat generated from the coil is the coil, the mold resin of the coil, the core, and the refrigerant circulating in the rotating electrical machine from the rotor side surface of the core. It becomes a route to dissipate heat. However, if the coil structure in the stator is made compact and the current is increased, if a large amount of heat is generated in the coil, it becomes difficult to quickly transfer the heat to the rotor side surface of the core. There is a risk of degrading the reliability such as deteriorating the resin.
本発明の目的は、コイルの発熱を速やかに逃すためのコアおよびこのコアを備えたステータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a core for quickly releasing the heat generated by a coil and a stator including the core.
本発明のコアは、回転電機のロータの周囲に配置されるステータのコアであって、ティース部の端面に、前記ロータ側の側面に開口する溝を形成したものである。 The core of the present invention is a stator core disposed around the rotor of a rotating electrical machine, and is formed by forming a groove opening on the side surface on the rotor side on the end surface of the tooth portion.
これにより、このコアを取り付けた回転電機において、回転電機のロータが回転すると、回転電機内の冷媒がロータの外側面に沿って流通し、さらにコアのティース部の溝に流れ込むことになる。したがって、大電流化や高密度化によって、コイルが急激に大量に発熱しても、コアのロータ側側面だけでなく、コイルに近接している部位からも、いわば短縮された放熱路を介しても、冷媒に放熱されるので、速やかな放熱が可能となる。よって、信頼性の低下を防止することができる。
本発明のコアは、環状のコアを複数個に分割した分割コアであってもよいし、環状のコアを単体で構成したものであってもよい。
Thereby, in the rotating electrical machine to which the core is attached, when the rotor of the rotating electrical machine rotates, the refrigerant in the rotating electrical machine flows along the outer surface of the rotor and further flows into the groove of the tooth portion of the core. Therefore, even if the coil suddenly generates a large amount of heat due to an increase in current and density, not only from the rotor side surface of the core, but also from a part close to the coil via a shortened heat dissipation path. However, since the heat is radiated to the refrigerant, quick heat radiation is possible. Therefore, it is possible to prevent a decrease in reliability.
The core of the present invention may be a divided core obtained by dividing an annular core into a plurality of pieces, or may be a single core constituted by an annular core.
上記溝がヨーク部の外周面まで貫通していることにより、冷媒の流れがよりスムーズになり、放熱性がさらに向上する。 Since the groove penetrates to the outer peripheral surface of the yoke portion, the flow of the refrigerant becomes smoother and the heat dissipation is further improved.
また、上記溝は、ティース部のコイルエンド側の端面に形成されていることが好ましく、ティース部のコイルエンド側の両端面に、それぞれ形成されていることがより好ましい。 Moreover, it is preferable that the said groove | channel is formed in the end surface by the side of the coil end of a teeth part, and it is more preferable that it is formed in the both end surfaces by the side of the coil end of a teeth part, respectively.
本発明のステータは、上記コアのティース部にコイルを巻回したものであって、これにより、大電流化や高密度化によって急激かつ大量の発熱が生じても、速やかに放熱することが可能なステータが得られる。 The stator of the present invention is obtained by winding a coil around the tooth portion of the core, so that heat can be quickly dissipated even if a large amount of heat is generated due to a large current or high density. A stable stator is obtained.
本発明のコアまたはステータによると、大電流化や高密度化による急激かつ大量の発熱が生じても、速やかに放熱することで、信頼性の低下を防止することができる。 According to the core or stator of the present invention, even if a large amount of heat is generated due to a large current or a high density, a rapid decrease in reliability can be prevented by quickly dissipating heat.
図1は、発明の実施の形態における分割コア10の形状を示す斜視図である。図2は、発明の実施の形態に係る分割ステータ30の正面図である。図3は、発明の実施の形態に係るステータ40の全体構造を概略的に示す斜視図である。図4は、発明の実施の形態に係るモータ50の主要部を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the shape of a split
図4に示すように、モータ50は、ロータ41と、ロータ41の周囲を囲むステータ40とを備えている。ロータ41は、概略的には、図4に示す軸方向zに平行な中心軸を有し、周方向θに回転する円柱体である。また、ステータ40は、分割ステータ30を周方向θに組み立てて構成され、ロータ41とは半径方向rにおいてほぼ一定の間隙を隔てる円筒体である。したがって、ステータ40の中心軸は、ロータ41の中心軸とほぼ一致している。
As shown in FIG. 4, the
図1に示すように、本実施の形態に係る分割コア10は、周方向θに伸びるヨーク部11と、ヨーク部11からロータ41に向かう半径方向rに突出したティース部12とを有している。 本実施の形態では、分割コア10は、絶縁被膜を有する磁性粉末を圧縮成形して形成される,いわゆる圧粉コア構造を採用しているが、多数の磁性鋼板を積層する積層鋼板構造を採用してもよい。
As shown in FIG. 1, the
ここで、本実施の形態の特徴として、ティース部12の軸方向zの両端面(コイルエンド側の両端面)には、ロータ側の側面である内側面12aに開口する溝14a,14bが形成されている。溝14a,14bは、ヨーク部11に延びて、さらに、ヨーク部11の外周面11aまで貫通している。
Here, as a feature of the present embodiment,
本実施の形態においては、ティース部12およびヨーク部11の軸方向zの寸法は、45mm〜65mm程度であり、ヨーク部11の周方向θの寸法は、30mm〜40mm程度であり、ティース部12の先端における周方向θの寸法は、15mm〜25mm程度であり、ティース部12の基端における周方向θの寸法は、20mm〜30mm程度であり、ヨーク部11の半径方向rの寸法は、5mm〜15mm程度であり、ティース部12の半径方向rの寸法は、15mm〜25mm程度である。
In the present embodiment, the dimension of the
そして、溝14a,14bの幅(周方向θの寸法)は、5mm〜10mm程度であり、深さ(軸方向zの寸法)は、15mm〜25mm程度である。
The widths (dimensions in the circumferential direction θ) of the
図2に示すように、分割ステータ30は、分割コア10のティース部12の周囲を囲むコイル20を有している。そして、ティース部12に設けられた溝14a,14bは、コイル20によって覆われている。
As shown in FIG. 2, the
また、本実施の形態では、コイル20は、樹脂によりモールドされており、いわゆるカセットコイルとして構成されている。モールド樹脂の材料としては、PPS樹脂(ポリフェニレンスルフィド),LCP樹脂(液晶ポリマー),エポキシ樹脂などが用いられる。
ただし、カセットコイル構造ではなく、コイル20をティース部12の外周に巻回していくことにより、形成された構造であってもよい。
Moreover, in this Embodiment, the
However, instead of the cassette coil structure, a structure formed by winding the
本実施の形態では、コイル20は、ほぼ円形の断面を有しているが、たとえば平角線であってもよいし、複数のコイル線を集合させた構造を有していてもよい。また、平角線の場合、ティース部12の外周面に沿って巻回されていてもよいし、いわゆるエッジワイズ形状であってもよい。
In the present embodiment, the
図4の拡大断面図に示すように、コイル20に電流が流れ、ロータ41が回転すると、ロータ41の表面に沿って冷媒が流れる。したがって、コイル20で発生した熱は、ティース部12のロータ側の側面である内側面12aやコイル20の外表面から冷媒に放出される。
As shown in the enlarged sectional view of FIG. 4, when a current flows through the
さらに、本実施の形態では、冷媒がティース部12の溝14a,14bにも流れ込むので、溝14a,14bの壁面や、溝14a,14bの天井面に相当するコイル20の内面からも、冷媒に熱が放出される。したがって、モータ50を搭載した車の加速時などにおいて、コイル20の急激な電流の増大により、コイル20の発熱が急激に増大したときにも、ティース部12の内側面12aやコイル20の外表面だけでなく、溝14a,14bの壁面やコイル20の内面など、いわば短縮された放熱経路を通じて速やかに放熱することが可能となる。よって、コイル線の被覆絶縁膜の劣化などを防止することができ、信頼性の低下を防止することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the refrigerant also flows into the
また、溝14a,14bからヨーク部11のコイルエンド側端面やコイル20の背面に冷媒が流通するので、放熱機能がより高められる。溝14a,14bがヨーク部11の外周面11aまで貫通していることにより、さらに放熱機能が高められる。
In addition, since the refrigerant flows from the
ただし、溝14a,14bは必ずしもヨーク部11の外周面11aまで貫通している必要はない。図1,図2に示す構造の場合、溝14a,14bが貫通していなくても、溝14a,14bの途中からヨーク部11のコイルエンド側端面やコイル20の背面に冷媒が流通するからである。
However, the
(変形例1)
図5は、実施の形態の変形例1に係る分割コア10の形状を示す斜視図である。本変形例においては、溝14a,14bから分岐してティース部12のコイルサイド面12bまで貫通する溝14c,14dが形成されている。溝14a,14bの後方がふさがっていて、ヨーク部11の外周面11aまで貫通していなくてもよい。
本変形例では、溝14c,14dにも冷媒が流通することで、さらに放熱機能が向上することになる。
(Modification 1)
FIG. 5 is a perspective view showing the shape of the split
In the present modification, the heat dissipation function is further improved by circulating the coolant through the
(変形例2)
図6は、実施の形態の変形例2に係る分割コア10の形状を示す斜視図である。本変形例では、ヨーク部11がティース部12よりも軸方向zに突出した構造となっている。そして、ヨーク部11の軸方向zの上端面11b,下端面11cに、ヨーク部11の周方向θの側面11dまで貫通する溝14e,14fが形成されている。なお、溝14a,14bの後方がふさがっていて、ヨーク部11の外周面11aまで貫通していなくてもよい。
(Modification 2)
FIG. 6 is a perspective view showing the shape of the
本変形例では、溝14e,14fにも冷媒が流れ込み、分割ステータ30を組み立てた環状のステータ40において(図3,図4参照)、冷媒がステータ40全体に周方向θに循環することで、さらに放熱機能が向上することになる。
In this modification, the refrigerant also flows into the
(その他の実施形態)
溝14a〜14fの断面形状は、実施の形態やその変形例のように、矩形である必要はなく、半円形など各種形状であってもよい。
(Other embodiments)
The cross-sectional shapes of the
溝14a〜14fは、実施の形態やその変形例のように、1つの面に単一である必要はなく、細溝を多数個形成するなど、同じ面に複数個形成されていてもよい。
The
また、図1,図5および図6に示す構造において、ヨーク部11の外周面11aにおいて、2つの溝14a,14bを接続する溝が形成されていてもよい。その場合には、冷媒が分割コア11の回りを循環可能になり、放熱機能がさらに向上する。
Further, in the structure shown in FIGS. 1, 5, and 6, a groove connecting the two
上記実施の形態およびその変形例では、分割コア10や分割ステータ30を環状に組み立てた構造を採用したが、単体のコアやステータ構造を採用してもよい。
In the said embodiment and its modification, the structure which assembled the division |
上記実施の形態では、ステータ40をモータの一部として使用した例について説明したが、本発明のステータ40は、モータだけでなく、発電機などの回転電機一般に用いることができる。
In the above embodiment, the example in which the
上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。 The structure of the embodiment of the present invention disclosed above is merely an example, and the scope of the present invention is not limited to the scope of these descriptions. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
本発明のコアおよびステータは、産業用モータ、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車,ロボットなどに配置されるモータや発電機に利用することができる。 The core and stator of the present invention can be used for motors and generators disposed in industrial motors, hybrid vehicles, electric vehicles, fuel cell vehicles, robots, and the like.
10 分割コア
11 ヨーク部
11a 外周面
11b 上端面
11c 下端面
11d 側面
12 ティース部
12a 内側面
12b コイルサイド面
14a〜14f 溝
20 コイル
30 分割ステータ
40 ステータ
41 ロータ
50 モータ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
ヨーク部と、該ヨーク部から前記ロータ側に突出するティース部とを備え、
前記ティース部の端面には、前記ロータ側の側面に開口する溝が形成されている、コア。 A stator core disposed around the rotor of the rotating electrical machine,
A yoke portion, and a teeth portion protruding from the yoke portion toward the rotor,
A core having a groove opened on a side surface on the rotor side is formed on an end surface of the tooth portion.
前記溝は、前記ヨーク部の外周面まで貫通している、コア。 The core of claim 1,
The groove penetrates to the outer peripheral surface of the yoke portion.
前記溝は、前記ティース部のコイルエンド側の端面に形成されている、コア。 The core according to claim 1 or 2,
The groove is a core formed on an end surface of the tooth portion on the coil end side.
前記溝は、前記ティース部のコイルエンド側の両端面に、それぞれ形成されている、コア。 The core of claim 3,
The said groove | channel is the core currently formed in the both end surfaces by the side of the coil end of the said teeth part, respectively.
前記コアの前記ティース部に巻回されたコイルと、
を備えているステータ。 A core according to any one of claims 1 to 4;
A coil wound around the teeth portion of the core;
Stator with.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008065213A JP2009225515A (en) | 2008-03-14 | 2008-03-14 | Core and stator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008065213A JP2009225515A (en) | 2008-03-14 | 2008-03-14 | Core and stator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009225515A true JP2009225515A (en) | 2009-10-01 |
Family
ID=41241714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008065213A Pending JP2009225515A (en) | 2008-03-14 | 2008-03-14 | Core and stator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009225515A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107786025A (en) * | 2016-08-26 | 2018-03-09 | 王勇 | Gas suspension rotor bearing-free electric rotating machine |
-
2008
- 2008-03-14 JP JP2008065213A patent/JP2009225515A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107786025A (en) * | 2016-08-26 | 2018-03-09 | 王勇 | Gas suspension rotor bearing-free electric rotating machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5681232B2 (en) | Electric motor stator injecting resin by injection molding | |
EP3579385B1 (en) | Cooling structure for dynamo-electric machine | |
CN111742473B (en) | Electromagnetic motor or generator with two rotors and four stators and integrated cooling system | |
JP5267091B2 (en) | Stator for rotating electrical machine | |
JP4457785B2 (en) | Stator structure of disk type rotating electrical machine | |
KR20150122128A (en) | Pole Shoe Cooling Gap for Axial Motor | |
JP2011172464A (en) | Stator for electric rotating machine | |
US20180367003A1 (en) | Wound strip machine | |
EP3136550A1 (en) | Rotor assembly having improved cooling path | |
US11336131B2 (en) | Stator and electric motor equipped with stator | |
JP2017093136A (en) | Dynamo-electric machine | |
US11255612B2 (en) | Wound strip machine | |
JP6374797B2 (en) | Cooling structure of rotating electric machine | |
JP2009225515A (en) | Core and stator | |
US20200366155A1 (en) | Rotating electric machine | |
JP3594007B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2005057884A (en) | Motor | |
JP5330860B2 (en) | Rotating electric machine | |
KR20160046581A (en) | Stator Coolant Cooling Channel type Electric Motor | |
JP2016127681A (en) | Rotating electric machine stator | |
JP5172199B2 (en) | Stator | |
US11489392B2 (en) | Bobbin structure of armature | |
JP5712852B2 (en) | Rotating electric machine stator | |
JP2012253869A (en) | Rotary machine | |
JP6776850B2 (en) | Rotating machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20091222 |