(57)【要約】【課題】適切にコイルを冷却可能な回転電機のステータを提供する。【解決手段】回転電機のステータ１０は、円環状のステータコア本体１５と、ステータコア本体１５の外周部に設けられ、ボルト貫通孔１９が形成されたステータコア固定部１６と、を有するステータコア１１と、ステータコア１１に取り付けられ、渡り部１３がステータコア１１の端面２１から突出するように配置されたコイル１２と、ボルト貫通孔１９に挿通され、ステータコア１１を筺体１７に固定するボルト１８と、を備える。ボルト１８には、冷媒Ｒが導入される冷媒導入部２３と、渡り部１３に冷媒Ｒを供給する第１冷媒導出部２４と、を有するボルト冷媒流路２２が設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のステータコア本体と、該ステータコア本体の外周部に設けられ、ボルト貫通孔が形成されたステータコア固定部と、を有するステータコアと、
前記ステータコアに取り付けられ、渡り部が前記ステータコアの端面から突出するように配置されたコイルと、
前記ボルト貫通孔に挿通され、前記ステータコアを筺体に固定するボルトと、を備える回転電機のステータであって、
前記ボルトには、冷媒が導入される冷媒導入部と、前記渡り部に冷媒を供給する第１冷媒導出部と、を有するボルト冷媒流路が設けられている、回転電機のステータ。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機のステータであって、
前記ボルトのボルトヘッドと前記ステータコアの前記端面との間に配置され、ボルト挿通孔が形成されたカラーを更に備え、
前記カラーは、前記渡り部に対向するように配置される冷媒吐出部と、前記ボルトの前記第１冷媒導出部と前記冷媒吐出部とを連通させるカラー冷媒流路と、を備える、回転電機のステータ。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機のステータであって、
前記カラーには、前記ステータコアの前記端面に係合する係合部が設けられている、回転電機のステータ。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機のステータであって、
前記ボルトは、前記ボルト冷媒流路と連通し前記ボルト貫通孔に開口する第２冷媒導出部を有する、回転電機のステータ。
【請求項５】
請求項４に記載の回転電機のステータであって、
前記ステータコアは、前記ボルト貫通孔から冷媒を前記ステータコアの外周面に導くステータコア冷媒流路を有する、回転電機のステータ。
【請求項６】
請求項５に記載の回転電機のステータであって、
前記ステータコアは、複数の鋼板が積層されて構成され、
前記ステータコア冷媒流路は、開口部を有する鋼板と切欠部を有する鋼板とにより形成される、回転電機のステータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転電機のステータであって、
前記ステータコアの外周面は、軸方向に複数の凹凸を有する、回転電機のステータ。
【請求項８】
請求項７に記載の回転電機のステータであって、
前記ステータコアは、複数の鋼板が積層されて構成され、
前記凹凸は、外径寸法の異なる鋼板を積層することで構成される、回転電機のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のステータは、ステータコアにコイルが巻回されて構成されている。ステータは、回転電機が作動する際の銅損や鉄損などによる発熱で温度が上昇する。このため、ステータコアを貫通する孔部に冷却パイプを配置したり、ステータコアに挿通するボルトに冷媒流路を形成し、ステータコアを冷却する冷却方法が知られている（特許文献１、２参照）。このような冷却方法では、ステータコアの周囲に冷却パイプを配置する十分なスペースがない場合であっても、冷却流路を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３３６９６６号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３４４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２に記載の冷却方法では、ステータコアを冷却できてもコイルを冷却することができず、銅損が大きくなる領域ではステータを適切に冷却できない虞があった。
【０００５】
本発明は、回転電機のステータにおいて、適切にコイルを冷却可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、
円環状のステータコア本体と、該ステータコア本体の外周部に設けられ、ボルト貫通孔が形成されたステータコア固定部と、を有するステータコアと、
前記ステータコアに取り付けられ、渡り部が前記ステータコアの端面から突出するように配置されたコイルと、
前記ボルト貫通孔に挿通され、前記ステータコアを筺体に固定するボルトと、を備える回転電機のステータであって、
前記ボルトには、冷媒が導入される冷媒導入部と、前記渡り部に冷媒を供給する第１冷媒導出部と、を有するボルト冷媒流路が設けられている。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様によれば、ボルトに設けられたボルト冷媒流路を介してコイルの渡り部に冷媒を供給することで、コイルを適切に冷却でき、銅損を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転電機のステータの斜視図である。
【図２】図１に示す回転電機のステータの要部分解斜視図である。
【図３】図１に示す回転電機のステータの断面図である。
【図４】カラーの斜視図である。
【図５】ステータコア冷媒流路の斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】開口部が設けられた鋼板の要部側面図である。
【図８】外径寸法の異なる鋼板が積層されてステータコア冷媒流路が形成されたステータコアの要部側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１〜図３に示すように、回転電機のステータ１０は、ステータコア１１と、ステータコア１１のティースに巻回されたコイル１２と、を備える。コイル１２には、ステータコア１１の端面２１から突出するように渡り部１３が形成されている。ステータコア１１は、電磁鋼板などの複数の鋼板１４（１４Ａ，１４Ｂ）が積層されて形成され、円環状のステータコア本体１５と、ステータコア本体１５の外周部に設けられ複数（図に示す実施例では６個）のステータコア固定部１６と、を有する。
【００１１】
ステータコア固定部１６には、ボルト１８が挿通されるボルト貫通孔１９が形成されている。ステータコア１１は、ボルト貫通孔１９に挿通されて筺体１７に螺合する複数のボルト１８により固定されている。ボルト１８はボルトヘッド２０を備え、該ボルトヘッド２０とステータコア固定部１６の端面２１との間に配置されたカラー２７を介してステータコア１１をボルトヘッド２０と筺体１７との間で挟持する。
【００１２】
ボルト１８の内部には、略軸中心を通って軸方向に延びるボルト冷媒流路２２が設けられている。ボルト冷媒流路２２は、ボルトヘッド２０と反対側の端面に開口する冷媒導入部２３と、径方向に形成されてボルト冷媒流路２２に連通する第１冷媒導出部２４、及び第２冷媒導出部２５とを備える。即ち、冷媒導入部２３、第１冷媒導出部２４、及び第２冷媒導出部２５は、ボルト冷媒流路２２の一部を形成する。
【００１３】
冷媒導入部２３には、不図示の冷媒供給部から冷却油などの冷媒Ｒを供給するパイプ２６が接続されている。第１冷媒導出部２４は、カラー２７のボルト挿通孔２８に開口し、第２冷媒導出部２５は、ボルト貫通孔１９に開口する。
【００１４】
図４も参照して、カラー２７は、ボルト挿通孔２８の軸方向中間部が拡径されて形成された冷媒溜り部２９と、カラー２７の外周面に開口する冷媒吐出部３０と、冷媒溜り部２９と冷媒吐出部３０とを連通させる径方向孔３１と、を備える。即ち、冷媒溜り部２９、径方向孔３１、及び冷媒吐出部３０は、カラー冷媒流路３２を形成する。本実施形態では、カラー２７に２つの冷媒吐出部３０が設けられているが、１つのみが図示されている。冷媒吐出部３０の数や位置は適宜設定することができる。
【００１５】
また、ステータコア固定部１６の端面２１に当接するカラー２７の側面には、係合部３３が軸方向に突出して形成されている。係合部３３は、ステータコア固定部１６の端面２１に形成された係合溝３４（図２参照）に係合することで、冷媒吐出部３０がコイル１２の渡り部１３に向くようにカラー２７の向きが位置決めされる。
【００１６】
これにより、ボルト１８でステータコア１１及びカラー２７を筺体１７に組み付ける際、カラー２７の係合部３３とステータコア固定部１６の係合溝３４とを係合させることで冷媒吐出部３０の方向を確実にコイル１２の渡り部１３に向けて組み付けることができ、誤組み付けが防止されると共に組み付け工程が簡素化される。また、第１冷媒導出部２４は、カラー２７の冷媒溜り部２９に連通すればよいので、ボルト１８の位相を限定する必要はなく、さらに軸方向位置の許容範囲も大きいので、第１冷媒導出部２４の位置を気にせずに締め込み量を適宜設定できる。
【００１７】
そして、不図示の冷媒供給部から供給される冷媒Ｒは、図３に矢印で示すように、パイプ２６、冷媒導入部２３、ボルト冷媒流路２２、第１冷媒導出部２４、カラー冷媒流路３２を介して、冷媒吐出部３０からコイル１２の渡り部１３に向けて吐出されてコイル１２を効果的に冷却する。
【００１８】
図５〜図７及び図６に示すように、ステータコア１１は、開口部３５を有する複数の鋼板１４Ａと、切欠部３６を有する複数の鋼板１４Ｂと、が積層・接着されて形成される。
【００１９】
図５に示すように、鋼板１４Ａは、開口部３５の周方向位置が異なる複数種類の鋼板が積層されることで、開口部３５がボルト貫通孔１９に連通すると共に、隣接する鋼板１４Ａの開口部３５同士が軸方向に連通する。また、開口部３５を有する鋼板１４Ａと、切欠部３６を有する鋼板１４Ｂとが隣接して積層されることで、鋼板１４Ａの開口部３５と、鋼板１４Ｂの切欠部３６とが連通する。これにより、冷媒Ｒをボルト貫通孔１９からステータコア１１の外周面に導くステータコア冷媒流路３８が形成される。
【００２０】
そして、図３に示すように、ボルト冷媒流路２２の第２冷媒導出部２５からボルト貫通孔１９に供給された冷媒Ｒは、図６に矢印で示すように、それぞれの開口部３５及び切欠部３６、即ち、ステータコア冷媒流路３８を介してステータコア１１の外周面に導かれ、外周面に沿って流れてステータコア１１を冷却する。これにより、ステータコア１１は、内部及び外部から同時に冷却されことで効果的に冷却される。
【００２１】
図８に示すように、ステータコア１１は、外径寸法の異なる複数の鋼板１４を交互に積層することで、ステータコア１１の外周面には、軸方向に複数の凹凸が形成され、凹部が径方向に延びている。これにより、冷媒Ｒが接触するステータコア１１の外周面の表面積が増大して冷却性能が向上する。また、切欠部３６からステータコア１１の外周面に供給された冷媒Ｒは、凹部に沿って流れ、ステータコア１１の側方に流れ落ちることが防止されて効果的に冷却することができる。
【００２２】
即ち、冷媒供給部からボルト冷媒流路２２に供給された冷媒Ｒは、その一部がカラー２７の冷媒吐出部３０からコイル１２の渡り部１３に向けて吐出されてコイル１２を直接冷却し、他の一部が、ステータコア１１のステータコア冷媒流路３８に供給されてステータコア１１を内部、及び外部（外周面）から冷却する。これにより、回転電機のステータ１０の銅損及び鉄損を抑えることができる。
【００２３】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
前述した実施形態では、ステータコア１１の端面２１から突出する渡り部１３を冷却する場合について説明したが、ステータコア１１の反対側の端面４１（図３参照）から突出する渡り部１３を冷却するために、ボルト冷媒流路２２に連通する他の冷媒導出部を設け、さらに筺体１７にこの冷媒導出部と連通する貫通孔を設けてもよい。これにより、不図示の冷媒供給部から供給される冷媒Ｒは、パイプ２６、冷媒導入部２３、該冷媒導出部、筺体１７の貫通孔を介して、ステータコア１１の反対側の端面４１から突出するコイル１２の渡り部１３に向けて吐出される。したがって、ステータコア１１の反対側の端面４１から突出する渡り部１３も冷却される。
【００２４】
［総括］
上記実施形態からは、以下の態様が抽出される。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
【００２５】
（１）  円環状のステータコア本体（ステータコア本体１５）と、該ステータコア本体の外周部に設けられ、ボルト貫通孔（ボルト貫通孔１９）が形成されたステータコア固定部（ステータコア固定部１６）と、を有するステータコア（ステータコア１１）と、
前記ステータコアに取り付けられ、渡り部（渡り部１３）が前記ステータコアの端面（端面２１）から突出するように配置されたコイル（コイル１２）と、
前記ボルト貫通孔に挿通され、前記ステータコアを筺体（筺体１７）に固定するボルト（ボルト１８）と、を備える回転電機のステータ（回転電機のステータ１０）であって、
前記ボルトには、冷媒（冷媒Ｒ）が導入される冷媒導入部（冷媒導入部２３）と前記渡り部に冷媒を供給する第１冷媒導出部（第１冷媒導出部２４）とを有するボルト冷媒流路（ボルト冷媒流路２２）が設けられている。
【００２６】
（１）によれば、ボルトに設けられたボルト冷媒流路を介してコイルの渡り部に冷媒を供給することで、コイルを適切に冷却でき、銅損を抑えることができる。
【００２７】
（２）  （１）に記載の回転電機のステータにおいて、
前記ボルトのボルトヘッド（ボルトヘッド２０）と前記ステータコアの前記端面との間に配置され、ボルト挿通孔（ボルト挿通孔２８）が形成されたカラー（カラー２７）を更に備え、
前記カラーは、前記渡り部に対向するように配置される冷媒吐出部（冷媒吐出部３０）と、前記ボルトの前記第１冷媒導出部と前記冷媒吐出部とを連通させるカラー冷媒流路（カラー冷媒流路３２）と、を備える。
【００２８】
（２）によれば、カラーの冷媒吐出部をコイルの渡り部に対向させることで、冷媒を確実に渡り部に供給できる。また、ボルトの第１冷媒導出部の位置を気にせずに締め込み量を適宜設定できる。
【００２９】
（３）  （２）に記載の回転電機のステータにおいて、
前記カラーには、前記ステータコアの前記端面に係合する係合部（係合部３３）が設けられている。
【００３０】
（３）によれば、カラーを適切に位置決めすることができ、容易にカラーの冷媒吐出部をコイルの渡り部に対向させることができる。
【００３１】
（４）  （３）に記載の回転電機のステータにおいて、
前記ボルトは、前記ボルト冷媒流路と連通し前記ボルト貫通孔に開口する第２冷媒導出部（第２冷媒導出部２５）を有する。
【００３２】
（４）によれば、第２冷媒導出部及びボルト貫通孔を介してステータコアを冷却できる。
【００３３】
（５）  （４）に記載の回転電機のステータにおいて、
前記ステータコアは、前記ボルト貫通孔から冷媒を前記ステータコアの外周面に導くステータコア冷媒流路（ステータコア冷媒流路３８）を有する。
【００３４】
（５）によれば、第２冷媒導出部、ボルト貫通孔、及びステータコア冷媒流路を介してステータコアの外周面を冷却できる。これにより、ステータコアを適切に冷却でき、鉄損を抑えることができる。
【００３５】
（６）  （５）に記載の回転電機のステータにおいて、
前記ステータコアは、複数の鋼板（鋼板１４）が積層されて構成され、
前記ステータコア冷媒流路は、開口部（開口部３５）を有する鋼板（鋼板１４Ａ）と切欠部（切欠部３６）を有する鋼板（鋼板１４Ｂ）とにより形成される。
【００３６】
（６）によれば、ステータコアは、開口部を有する鋼板と切欠部を有する鋼板を積層することでステータコア冷媒流路を形成できる。
【００３７】
（７）  （１）〜（６）のいずれかに記載の回転電機のステータにおいて、
前記ステータコアの外周面は、軸方向に複数の凹凸を有する。
【００３８】
（７）によれば、ステータコアの外周面の表面積が増えるので、ステータコア冷媒流路から供給される冷媒が、周方向に導かれて冷却効率が向上する。
【００３９】
（８）  （７）に記載の回転電機のステータにおいて、
前記ステータコアは、複数の鋼板（鋼板１４）が積層されて構成され、
前記凹凸は、外径寸法の異なる鋼板（鋼板１４Ａ，１４Ｂ）を積層することで構成される。
【００４０】
（８）によれば、外径寸法の異なる鋼板を積層することでステータコアの外周面に複数の凹凸を容易に形成できる。
【符号の説明】
【００４１】
１０    回転電機のステータ
１１    ステータコア
１２    コイル
１３    渡り部
１４（１４Ａ，１４Ｂ）    鋼板
１５    ステータコア本体
１６    ステータコア固定部
１７    筺体
１８    ボルト
１９    ボルト貫通孔
２０    ボルトヘッド
２１    ステータコアの端面
２２    ボルト冷媒流路
２３    冷媒導入部
２４    第1冷媒導出部
２５    第２冷媒導出部
２７    カラー
２８    ボルト挿通孔
３０    冷媒吐出部
３２    カラー冷媒流路
３３    係合部
３５    開口部
３６    切欠部
３８    ステータコア冷媒流路
Ｒ      冷媒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019071718.tif 000009
【図８】
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