JPH10248211A - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
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- JPH10248211A JPH10248211A JP5135397A JP5135397A JPH10248211A JP H10248211 A JPH10248211 A JP H10248211A JP 5135397 A JP5135397 A JP 5135397A JP 5135397 A JP5135397 A JP 5135397A JP H10248211 A JPH10248211 A JP H10248211A
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- winding
- slot
- stator core
- heat
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スロット底側巻線とスロット開口側巻線間に
挿入され、鉄心端部から周方向に突出配設したプレート
状ヒートパイプを有する回転電機がある。上記巻線間を
通過する冷却ガスはパイプ内径側に衝突して円滑に流れ
ず、よどみ領域ができパイプ端部放熱部からの熱伝達率
は余り高くない。それ故、パイプの冷却ガスに対する熱
通過率が小さくなり、巻線温度上昇値は増加する。 【解決手段】 プレート状ヒートパイプを巻線端部のス
ロット底側巻線とスロット開口側巻線間に単段若しくは
複数段配設し、固定子鉄心端面より突出させた端部を傾
斜若しくは曲部を形成する。これにより、ヒートパイプ
内径側に衝突することなく、スムーズに流れ、よどみ領
域もでき難い為、ヒートパイプ端部放熱部からの熱伝達
率は高くなる。又、ヒートパイプ端部の放熱面積が増加
する。
挿入され、鉄心端部から周方向に突出配設したプレート
状ヒートパイプを有する回転電機がある。上記巻線間を
通過する冷却ガスはパイプ内径側に衝突して円滑に流れ
ず、よどみ領域ができパイプ端部放熱部からの熱伝達率
は余り高くない。それ故、パイプの冷却ガスに対する熱
通過率が小さくなり、巻線温度上昇値は増加する。 【解決手段】 プレート状ヒートパイプを巻線端部のス
ロット底側巻線とスロット開口側巻線間に単段若しくは
複数段配設し、固定子鉄心端面より突出させた端部を傾
斜若しくは曲部を形成する。これにより、ヒートパイプ
内径側に衝突することなく、スムーズに流れ、よどみ領
域もでき難い為、ヒートパイプ端部放熱部からの熱伝達
率は高くなる。又、ヒートパイプ端部の放熱面積が増加
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図１１は従来例を示す開放形回転電機の
断面図で、（ａ）は回転電機全体の断面図，（ｂ）はヒ
ートパイプ挿入状態の固定子断面図，（ｃ）は固定子内
外周平均の巻線温度分布図、（ｄ）は冷却封の流れ状態
図である。
断面図で、（ａ）は回転電機全体の断面図，（ｂ）はヒ
ートパイプ挿入状態の固定子断面図，（ｃ）は固定子内
外周平均の巻線温度分布図、（ｄ）は冷却封の流れ状態
図である。
【０００３】図に於いて、固定子枠１内には固定子鉄心
２があり、この固定子鉄心２内のスロットには固定子巻
線３が収納され、この固定子巻線３はスロット底側巻線
３ａとスロット開口側巻線３ｂで形成される。固定子鉄
心２の両端には外側間隔片５を介して結束する押え板４
があって、内周側には回転子導体７を収納した回転子鉄
心６がある。回転子鉄心６の内周に回転軸９が嵌着さ
れ、この回転軸９は軸受１０を介して軸受ブラケット８
で支承される。固定子枠１両端に配設の軸受ブラケット
８には吸気口１１と排気口１２がある。機内には軸受ブ
ラケット８に配設の防風板１３があり、前記回転子導体
７の軸方向延長線上に回転子導体端部フィン１４があ
る。また固定子巻線３を固定子鉄心２に保持する楔１５
があって、前記スロット底側巻線３ａとスロット開口側
巻線３ｂ間にはプレート状ヒートパイプ１６がある。
２があり、この固定子鉄心２内のスロットには固定子巻
線３が収納され、この固定子巻線３はスロット底側巻線
３ａとスロット開口側巻線３ｂで形成される。固定子鉄
心２の両端には外側間隔片５を介して結束する押え板４
があって、内周側には回転子導体７を収納した回転子鉄
心６がある。回転子鉄心６の内周に回転軸９が嵌着さ
れ、この回転軸９は軸受１０を介して軸受ブラケット８
で支承される。固定子枠１両端に配設の軸受ブラケット
８には吸気口１１と排気口１２がある。機内には軸受ブ
ラケット８に配設の防風板１３があり、前記回転子導体
７の軸方向延長線上に回転子導体端部フィン１４があ
る。また固定子巻線３を固定子鉄心２に保持する楔１５
があって、前記スロット底側巻線３ａとスロット開口側
巻線３ｂ間にはプレート状ヒートパイプ１６がある。
【０００４】一般にプレート状ヒートパイプにおいて
は、中空部に封入された冷媒が高温部で沸騰して低温部
で凝縮し、気相，液相が活発に中空部の軸方向に振動す
ることで、高温部となる受熱部から低温部となる放熱部
へ小さい温度差で熱輸送が成される。受熱部は冷媒が十
分に沸騰する程度に高温であること、放熱部は輸送され
た熱が放出されるのに十分な熱通過率と伝熱面積が必要
となる。また、中空部の空間は端部毎にＵターンするよ
うに配され、ヒートパイプの幅方向に複数の中空部空間
が存在し、その両端は封止されている。
は、中空部に封入された冷媒が高温部で沸騰して低温部
で凝縮し、気相，液相が活発に中空部の軸方向に振動す
ることで、高温部となる受熱部から低温部となる放熱部
へ小さい温度差で熱輸送が成される。受熱部は冷媒が十
分に沸騰する程度に高温であること、放熱部は輸送され
た熱が放出されるのに十分な熱通過率と伝熱面積が必要
となる。また、中空部の空間は端部毎にＵターンするよ
うに配され、ヒートパイプの幅方向に複数の中空部空間
が存在し、その両端は封止されている。
【０００５】上記の様に構成した回転電機の通風システ
ムを図１１を用いて説明する。図１１において矢印は冷
却ガスの流れを示す。冷却ガスの機内通風は回転子導体
端部フィン１４の昇圧効果による。軸受ブラケット８の
吸気口１１より機内へ吸引された冷却ガスは、回転子導
体７の端部近傍を通過し固定子巻線３の端部から排気口
１２へ向かう。一方、このような回転電機においては、
回転子鉄心６及び固定子鉄心２で鉄損、固定子巻線３，
回転子導体７で銅損、軸受１０で摩擦損など熱的損失が
発生する。
ムを図１１を用いて説明する。図１１において矢印は冷
却ガスの流れを示す。冷却ガスの機内通風は回転子導体
端部フィン１４の昇圧効果による。軸受ブラケット８の
吸気口１１より機内へ吸引された冷却ガスは、回転子導
体７の端部近傍を通過し固定子巻線３の端部から排気口
１２へ向かう。一方、このような回転電機においては、
回転子鉄心６及び固定子鉄心２で鉄損、固定子巻線３，
回転子導体７で銅損、軸受１０で摩擦損など熱的損失が
発生する。
【０００６】固定子鉄心２で発生した損失の一部は、鉄
心端部や固定子鉄心２の内径側及び外径側表面から冷却
ガスへ放熱する。また、固定子巻線３で発生した損失の
一部も固定子鉄心２端面から突出した巻線端部から冷却
ガスへ放熱する。そして固定子鉄心２や固定子巻線３で
発生した残りの損失の殆どはプレート状ヒートパイプ６
を介して突出した端部の方に伝熱される。
心端部や固定子鉄心２の内径側及び外径側表面から冷却
ガスへ放熱する。また、固定子巻線３で発生した損失の
一部も固定子鉄心２端面から突出した巻線端部から冷却
ガスへ放熱する。そして固定子鉄心２や固定子巻線３で
発生した残りの損失の殆どはプレート状ヒートパイプ６
を介して突出した端部の方に伝熱される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この様な構造の回転電
機では、スロット底側巻線３ａとスロット開口側巻線３
ｂ間の空間に挿入され、鉄心２端部から突出したプレー
ト状ヒートパイプ１６は周方向に配されている。一方、
固定子巻線３端部にて、巻線端部のスロット底側巻線３
ａとスロット開口側巻線３ｂの間を通過する冷却ガス
（矢印Ａａ）は、図１１（ｃ）に示すようにプレート状
ヒートパイプ１６内径側に衝突し、円滑に流れず（矢印
Ａａの流れ）よどみ領域１６ａが出来て、ヒートパイプ
１６端部放熱部からの熱伝達率はあまり高くない。それ
故、ヒートパイプ１６の冷却ガスに対する熱通過率が小
さくなり、回転電機巻線３の温度上昇値は増加し、絶縁
などを許容温度上昇値以下に抑えるためには、マシンサ
イズが大きくなるという問題点があった。
機では、スロット底側巻線３ａとスロット開口側巻線３
ｂ間の空間に挿入され、鉄心２端部から突出したプレー
ト状ヒートパイプ１６は周方向に配されている。一方、
固定子巻線３端部にて、巻線端部のスロット底側巻線３
ａとスロット開口側巻線３ｂの間を通過する冷却ガス
（矢印Ａａ）は、図１１（ｃ）に示すようにプレート状
ヒートパイプ１６内径側に衝突し、円滑に流れず（矢印
Ａａの流れ）よどみ領域１６ａが出来て、ヒートパイプ
１６端部放熱部からの熱伝達率はあまり高くない。それ
故、ヒートパイプ１６の冷却ガスに対する熱通過率が小
さくなり、回転電機巻線３の温度上昇値は増加し、絶縁
などを許容温度上昇値以下に抑えるためには、マシンサ
イズが大きくなるという問題点があった。
【０００８】また、本発明でプレート状ヒートパイプと
称しているものは、プレート状でウィックが無く軸方向
に複数回ターンして両端を封止した中空部に冷媒に封入
し、冷媒が軸方向に振動することにより熱輸送を行うヒ
ートパイプである。このヒートパイプは、そのターン数
（中空部の端から端までにおける受熱部と放熱部の現れ
る組数。例えば、受―放，つまり両端が受熱部と放熱部
なら１、受―放−受―放なら２、受―放−受―放−受な
ら２．５となる）が多いほどヒートパイプの熱伝導率は
良い。しかし、プレート状ヒートパイプ１６の幅方向に
存在する複数の中空部空間のピッチには製造上の限界が
あり、巻線の幅（周方向長さ）によって幅方向の中空部
空間の個数にも限界があり、大きい熱伝導率を得られ
ず、マシンを十分小形化できないという課題があった。
本発明は、温度上昇値を低減し、マシンサイズを小さく
できる回転電機を供することにある。
称しているものは、プレート状でウィックが無く軸方向
に複数回ターンして両端を封止した中空部に冷媒に封入
し、冷媒が軸方向に振動することにより熱輸送を行うヒ
ートパイプである。このヒートパイプは、そのターン数
（中空部の端から端までにおける受熱部と放熱部の現れ
る組数。例えば、受―放，つまり両端が受熱部と放熱部
なら１、受―放−受―放なら２、受―放−受―放−受な
ら２．５となる）が多いほどヒートパイプの熱伝導率は
良い。しかし、プレート状ヒートパイプ１６の幅方向に
存在する複数の中空部空間のピッチには製造上の限界が
あり、巻線の幅（周方向長さ）によって幅方向の中空部
空間の個数にも限界があり、大きい熱伝導率を得られ
ず、マシンを十分小形化できないという課題があった。
本発明は、温度上昇値を低減し、マシンサイズを小さく
できる回転電機を供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、プ
レート状ヒートパイプの一端を固定子鉄心端部より突出
させ、巻線端部のスロット底側巻線とスロット開口側巻
線間を通過する冷却ガスがスムーズに抜けるように、プ
レート状ヒートパイプの一端を傾斜させる。このように
プレート状ヒートパイプの一端を傾斜させることによ
り、プレート状ヒートパイプ内径側に衝突することな
く、スムーズに流れ、よどみ領域もできにくいため、ヒ
ートパイプ端部放熱部からの熱伝達率は高くなる。それ
ゆえ、固定子鉄心内中央の巻線から冷却ガスまでの熱通
過率が大きくなり固定子巻線の温度が低くなる。又、巻
線端部先端近傍でプレート状ヒートパイプ端部がＵ字状
に曲げられているので、ヒートパイプ端部の放熱面積が
増加する。
レート状ヒートパイプの一端を固定子鉄心端部より突出
させ、巻線端部のスロット底側巻線とスロット開口側巻
線間を通過する冷却ガスがスムーズに抜けるように、プ
レート状ヒートパイプの一端を傾斜させる。このように
プレート状ヒートパイプの一端を傾斜させることによ
り、プレート状ヒートパイプ内径側に衝突することな
く、スムーズに流れ、よどみ領域もできにくいため、ヒ
ートパイプ端部放熱部からの熱伝達率は高くなる。それ
ゆえ、固定子鉄心内中央の巻線から冷却ガスまでの熱通
過率が大きくなり固定子巻線の温度が低くなる。又、巻
線端部先端近傍でプレート状ヒートパイプ端部がＵ字状
に曲げられているので、ヒートパイプ端部の放熱面積が
増加する。
【００１０】次に請求項２乃至６には、スロット底側巻
線とスロット開口側巻線間にヒートパイプが複数段配設
され固定子鉄心端部より曲部や端部が突出させているの
で、放熱面積が増加して固定子巻線の温度が低くなる。
又、受熱領域より放熱領域が１で少ないことから受熱が
大となってヒートパイプ自体の温度上昇が大となり、ヒ
ートパイプ特性が良くなり発熱部（固定子鉄心や固定子
巻線）の冷却が向上する。更に、ヒートパイプ長さが製
造上の標準化の意味で多種長さのものが形成されないの
で、低温状態や他の温度特性で使用できるように直線上
のものを曲げることによって、それを達成することがで
きる。
線とスロット開口側巻線間にヒートパイプが複数段配設
され固定子鉄心端部より曲部や端部が突出させているの
で、放熱面積が増加して固定子巻線の温度が低くなる。
又、受熱領域より放熱領域が１で少ないことから受熱が
大となってヒートパイプ自体の温度上昇が大となり、ヒ
ートパイプ特性が良くなり発熱部（固定子鉄心や固定子
巻線）の冷却が向上する。更に、ヒートパイプ長さが製
造上の標準化の意味で多種長さのものが形成されないの
で、低温状態や他の温度特性で使用できるように直線上
のものを曲げることによって、それを達成することがで
きる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図を参照しつつ本発明の実
施例を説明する。図１は本発明の第１実施例を示す断面
図で、図に於いて、固定子巻線３を納めた固定子鉄心２
のスロット底側巻線３ａとスロット開口側巻線３ｂの間
に、パイプの一方端を傾斜させたプレート状ヒートパイ
プ２６を配し、その傾斜部を固定子鉄心２端面より突出
させ他端は固定子鉄心２端面と同一とする。この傾斜部
により、線端部のスロット底側巻線３ａとスロット開口
側巻線３ｂの間を冷却ガスが円滑に通過する。
施例を説明する。図１は本発明の第１実施例を示す断面
図で、図に於いて、固定子巻線３を納めた固定子鉄心２
のスロット底側巻線３ａとスロット開口側巻線３ｂの間
に、パイプの一方端を傾斜させたプレート状ヒートパイ
プ２６を配し、その傾斜部を固定子鉄心２端面より突出
させ他端は固定子鉄心２端面と同一とする。この傾斜部
により、線端部のスロット底側巻線３ａとスロット開口
側巻線３ｂの間を冷却ガスが円滑に通過する。
【００１２】この様に突出したヒートパイプ端を傾斜さ
せることにより、以下のような作用がある。一般に、回
転電機全体の発生熱量ｑとし、ヒートパイプを介しての
伝熱量をｑ１、ヒートパイプ以外からの伝熱量をｑ２と
すれば、 ｑ＝ｑ１＋ｑ２ また、巻線からヒートパイプを介しての冷却ガスまでの
伝熱経路における熱通過率をＫ１，ヒートパイプ以外の
巻線から冷却ガスまでの伝熱経路における熱通過率をＫ
２、夫々の冷却ガスへの放熱面積をＡ１，Ａ２、巻線温
度と冷却空気の温度差δＴとすると、式（１）となる。
せることにより、以下のような作用がある。一般に、回
転電機全体の発生熱量ｑとし、ヒートパイプを介しての
伝熱量をｑ１、ヒートパイプ以外からの伝熱量をｑ２と
すれば、 ｑ＝ｑ１＋ｑ２ また、巻線からヒートパイプを介しての冷却ガスまでの
伝熱経路における熱通過率をＫ１，ヒートパイプ以外の
巻線から冷却ガスまでの伝熱経路における熱通過率をＫ
２、夫々の冷却ガスへの放熱面積をＡ１，Ａ２、巻線温
度と冷却空気の温度差δＴとすると、式（１）となる。
【００１３】 ｑ＝（Ｋ１・Ａ１＋Ｋ２・Ａ２）δＴ ……（１） また、ヒートパイプを介しての伝熱経路における熱通過
率Ｋ１は、絶縁を含んだ巻線部の熱伝導率λ１、その厚
さをｌ１、その断面積をａ１とし、ヒートパイプの熱伝
導率λ２、その長さをｌ２，その断面積をａ２とし、ヒ
ートパイプ表面から冷却ガスへの熱伝達率をα３とする
と、式（２）の関係がある。
率Ｋ１は、絶縁を含んだ巻線部の熱伝導率λ１、その厚
さをｌ１、その断面積をａ１とし、ヒートパイプの熱伝
導率λ２、その長さをｌ２，その断面積をａ２とし、ヒ
ートパイプ表面から冷却ガスへの熱伝達率をα３とする
と、式（２）の関係がある。
【００１４】 １／Ｋ１＝ｌ１・Ａ１／λ１／ａ１＋ｌ２・Ａ１／λ２／ａ２＋１／α３ ……（２） 本実施例の場合、突出したヒートパイプ端を傾斜させる
ことにより、冷却ガスがプレート状ヒートパイプ２６内
径側に衝突することなく、滑らかに流れ、よどみ領域も
できにくいため、ヒートパイプ端部放熱部からの熱伝達
率α３は大きくなり、熱通過率Ｋ１が大きくなって温度
差δＴが小さくなる。つまり、固定子鉄心内中央の巻線
から冷却ガスまでの熱通過率が大きくなることにより固
定子巻線の温度が低くなる。この結果、エネルギ密度を
上げることができマシンサイズを小さくできる。
ことにより、冷却ガスがプレート状ヒートパイプ２６内
径側に衝突することなく、滑らかに流れ、よどみ領域も
できにくいため、ヒートパイプ端部放熱部からの熱伝達
率α３は大きくなり、熱通過率Ｋ１が大きくなって温度
差δＴが小さくなる。つまり、固定子鉄心内中央の巻線
から冷却ガスまでの熱通過率が大きくなることにより固
定子巻線の温度が低くなる。この結果、エネルギ密度を
上げることができマシンサイズを小さくできる。
【００１５】図２は本発明の第２実施例を示す断面図
で、図に於いて、固定子巻線３を納めた固定子鉄心２の
スロット底側巻線３ａとスロット開口側巻線３ｂの間
に、パイプ両端をＵ字状に曲げたプレート状ヒートパイ
プ２６ａの両曲部を固定子鉄心２端面より突出させて配
設する。この様にプレート状ヒートパイプ２６ａが巻線
端部先端近傍でＵ字状に曲がっていることにより、プレ
ート状ヒートパイプ２６ａ端部の放熱面積が増加して式
（２）のＡ１が大きくなり、熱通過率Ｋ１が大きくなっ
て温度差δＴが小さくなる。つまり、固定子鉄心内中央
の巻線から冷却ガスまでの熱通過率が大きくなることに
より固定子巻線の温度が低くなる。
で、図に於いて、固定子巻線３を納めた固定子鉄心２の
スロット底側巻線３ａとスロット開口側巻線３ｂの間
に、パイプ両端をＵ字状に曲げたプレート状ヒートパイ
プ２６ａの両曲部を固定子鉄心２端面より突出させて配
設する。この様にプレート状ヒートパイプ２６ａが巻線
端部先端近傍でＵ字状に曲がっていることにより、プレ
ート状ヒートパイプ２６ａ端部の放熱面積が増加して式
（２）のＡ１が大きくなり、熱通過率Ｋ１が大きくなっ
て温度差δＴが小さくなる。つまり、固定子鉄心内中央
の巻線から冷却ガスまでの熱通過率が大きくなることに
より固定子巻線の温度が低くなる。
【００１６】図３は本発明の第３実施例を示す断面図
で、図に於いて、固定子巻線３を納めた固定子鉄心２の
スロット底側巻線３ａとスロット開口側巻線３ｂの間
に、パイプ両端が傾斜したプレート状ヒートパイプ２６
ｂの両傾斜部を固定子鉄心２端面より突出させて配設す
る。（第１実施例より両傾斜部の突出が異なる） この様に、プレート状ヒートパイプ２６ｂの両傾斜部を
固定子鉄心２の端面より突出させることにより、第１実
施例より式（２）のλ２が大きくなる。
で、図に於いて、固定子巻線３を納めた固定子鉄心２の
スロット底側巻線３ａとスロット開口側巻線３ｂの間
に、パイプ両端が傾斜したプレート状ヒートパイプ２６
ｂの両傾斜部を固定子鉄心２端面より突出させて配設す
る。（第１実施例より両傾斜部の突出が異なる） この様に、プレート状ヒートパイプ２６ｂの両傾斜部を
固定子鉄心２の端面より突出させることにより、第１実
施例より式（２）のλ２が大きくなる。
【００１７】図４は本発明の第４実施例を示す断面図
で、図に於いて、固定子巻線３を納めた固定子鉄心２の
スロット底側巻線３ａとスロット開口側巻線３ｂの間
に、Ｕ字状に曲げたプレート状ヒートパイプ２６ｃを曲
部が固定子鉄心２の一方の端面から突出させ、ヒートパ
イプ２６ｃの両端は固定子鉄心２の端面と同一としてヒ
ートパイプ２６ｃを両巻線３ａ，３ｂ間では２段にして
配設する。
で、図に於いて、固定子巻線３を納めた固定子鉄心２の
スロット底側巻線３ａとスロット開口側巻線３ｂの間
に、Ｕ字状に曲げたプレート状ヒートパイプ２６ｃを曲
部が固定子鉄心２の一方の端面から突出させ、ヒートパ
イプ２６ｃの両端は固定子鉄心２の端面と同一としてヒ
ートパイプ２６ｃを両巻線３ａ，３ｂ間では２段にして
配設する。
【００１８】すると、ターン数が増えてヒートパイプの
熱伝導率が増加し、式（２）のλ２が大きくなり、熱通
過率Ｋ１が大きくなって温度差δＴが小さくなる。ここ
で、固定子鉄心２内のヒートパイプ２６ｃを受熱領域と
し、固定子鉄心２外のヒートパイプ２６ｃを放熱領域と
すると、図４ではＵ字状のヒートパイプ２６ｃが両巻線
３ａ，３ｂ間では２段になっているので、受熱領域と放
熱領域の組合わせは次のようになる。
熱伝導率が増加し、式（２）のλ２が大きくなり、熱通
過率Ｋ１が大きくなって温度差δＴが小さくなる。ここ
で、固定子鉄心２内のヒートパイプ２６ｃを受熱領域と
し、固定子鉄心２外のヒートパイプ２６ｃを放熱領域と
すると、図４ではＵ字状のヒートパイプ２６ｃが両巻線
３ａ，３ｂ間では２段になっているので、受熱領域と放
熱領域の組合わせは次のようになる。
【００１９】 （受熱領域）→（放熱領域）→（受熱領域） となって、（受）が２で（放）が１である。すると、ヒ
ートパイプの（受）と（放）の割合は、（受）が２／３
で（放）が１／３となって放熱領域が少ないことが分か
る。一方、発熱部（固定子鉄心や固定子巻線）からの熱
放散を考慮する場合に、ヒートパイプの特性でみると受
熱領域が高温度であればある程、放熱領域への熱輸送が
高くて冷却効率が高い。この為、受熱領域となる例えば
固定子鉄心や固定子巻線の温度上昇がヒートパイプの高
効率を発揮する熱輸送温度（仮に低温状態と呼ぶ）にな
っていないと、ヒートパイプを使用したにもかかわらず
冷却効率が悪く対象となる温度の低下が余り期待できな
い。
ートパイプの（受）と（放）の割合は、（受）が２／３
で（放）が１／３となって放熱領域が少ないことが分か
る。一方、発熱部（固定子鉄心や固定子巻線）からの熱
放散を考慮する場合に、ヒートパイプの特性でみると受
熱領域が高温度であればある程、放熱領域への熱輸送が
高くて冷却効率が高い。この為、受熱領域となる例えば
固定子鉄心や固定子巻線の温度上昇がヒートパイプの高
効率を発揮する熱輸送温度（仮に低温状態と呼ぶ）にな
っていないと、ヒートパイプを使用したにもかかわらず
冷却効率が悪く対象となる温度の低下が余り期待できな
い。
【００２０】これら低温状態で本実施例を使用すると、
放熱領域が１で少ないことから受熱が大となってヒート
パイプ自体の温度上昇が大となり、ヒートパイプ特性が
良くなり発熱部（固定子鉄心や固定子巻線）の冷却が向
上する。又、ヒートパイプ長さが製造上の標準化の意味
で多種長さのものが形成されないので、低温状態や他の
温度特性で使用できるように直線上のものを曲げること
によって、それを達成することができる。又、発熱部の
温度状態（高温か低温）によってパイプの曲部回数や長
さ及び固定子鉄心２端面からの突出長さを調節すること
ができる。
放熱領域が１で少ないことから受熱が大となってヒート
パイプ自体の温度上昇が大となり、ヒートパイプ特性が
良くなり発熱部（固定子鉄心や固定子巻線）の冷却が向
上する。又、ヒートパイプ長さが製造上の標準化の意味
で多種長さのものが形成されないので、低温状態や他の
温度特性で使用できるように直線上のものを曲げること
によって、それを達成することができる。又、発熱部の
温度状態（高温か低温）によってパイプの曲部回数や長
さ及び固定子鉄心２端面からの突出長さを調節すること
ができる。
【００２１】図５は本発明の第５実施例を示す断面図
で、図に於いて、固定子巻線３を納めた固定子鉄心２の
スロット底側巻線３ａとスロット開口側巻線３ｂの間
に、Ｕ字状に曲げたプレート状ヒートパイプ２６ｄを曲
部が固定子鉄心２の一方の端面から突出させ、反曲部を
固定子鉄心２の他方端面より突出させてヒートパイプ２
６ｄを固定子巻線３ａ，３ｂ間では２段にして配設す
る。すると、上記第４実施例よりプレート状ヒートパイ
プ２６ｄ端部の放熱面積が増加し、式（２）のＡ１が大
きくなり、熱通過率Ｋ１が大きくなって温度差δＴが小
さくなる。
で、図に於いて、固定子巻線３を納めた固定子鉄心２の
スロット底側巻線３ａとスロット開口側巻線３ｂの間
に、Ｕ字状に曲げたプレート状ヒートパイプ２６ｄを曲
部が固定子鉄心２の一方の端面から突出させ、反曲部を
固定子鉄心２の他方端面より突出させてヒートパイプ２
６ｄを固定子巻線３ａ，３ｂ間では２段にして配設す
る。すると、上記第４実施例よりプレート状ヒートパイ
プ２６ｄ端部の放熱面積が増加し、式（２）のＡ１が大
きくなり、熱通過率Ｋ１が大きくなって温度差δＴが小
さくなる。
【００２２】図６は本発明の第６実施例を示す断面図
で、固定子巻線３を納めた固定子鉄心２のスロット底側
固定子巻線３ａとスロット開口側固定子巻線３ｂの間
に、途中切断の長円状に曲げたプレート状ヒートパイプ
２６ｈの曲部を固定子鉄心２の両端面から突出させ、ヒ
ートパイプ２６ｈの両端を固定子鉄心２内で突き合わ
せ、２段のヒートパイプ２６ｈとして配する。すると、
上記第５実施例よりプレート状ヒートパイプ端部の放熱
面積が増加して式（２）のＡ１が大きくなり、熱通過率
Ｋ１が大きくなって温度差δＴが小さくなる。
で、固定子巻線３を納めた固定子鉄心２のスロット底側
固定子巻線３ａとスロット開口側固定子巻線３ｂの間
に、途中切断の長円状に曲げたプレート状ヒートパイプ
２６ｈの曲部を固定子鉄心２の両端面から突出させ、ヒ
ートパイプ２６ｈの両端を固定子鉄心２内で突き合わ
せ、２段のヒートパイプ２６ｈとして配する。すると、
上記第５実施例よりプレート状ヒートパイプ端部の放熱
面積が増加して式（２）のＡ１が大きくなり、熱通過率
Ｋ１が大きくなって温度差δＴが小さくなる。
【００２３】図７は本発明の第７実施例を示す断面図
で、図に於いて、固定子巻線３を納めた固定子鉄心２の
スロット底側巻線３ａとスロット開口側巻線３ｂの間
に、１本のヒートパイプをＳ字状に曲げこの曲げたプレ
ート状ヒートパイプ２６ｇをＳ字の曲部が固定子鉄心２
の両端面から突出し、スロット底側巻線３ａとスロット
開口側巻線３ｂの間は３段のヒートパイプとして配設す
る。尚，ヒートパイプ２６ｇの両端は固定子鉄心２の両
端と同一面である。又、ヒートパイプ２６ｇはＵ字状或
いはＳ字状のものを複数本接続して形成してもよい。こ
の様に配設することで、上記第４実施例よりターン数が
増えてヒートパイプの熱伝導率が増加し、式（２）のλ
２が大きくなり、熱通過率Ｋ１が大きくなって温度差δ
Ｔが小さくなる。
で、図に於いて、固定子巻線３を納めた固定子鉄心２の
スロット底側巻線３ａとスロット開口側巻線３ｂの間
に、１本のヒートパイプをＳ字状に曲げこの曲げたプレ
ート状ヒートパイプ２６ｇをＳ字の曲部が固定子鉄心２
の両端面から突出し、スロット底側巻線３ａとスロット
開口側巻線３ｂの間は３段のヒートパイプとして配設す
る。尚，ヒートパイプ２６ｇの両端は固定子鉄心２の両
端と同一面である。又、ヒートパイプ２６ｇはＵ字状或
いはＳ字状のものを複数本接続して形成してもよい。こ
の様に配設することで、上記第４実施例よりターン数が
増えてヒートパイプの熱伝導率が増加し、式（２）のλ
２が大きくなり、熱通過率Ｋ１が大きくなって温度差δ
Ｔが小さくなる。
【００２４】図８は本発明の第８実施例を示す断面図で
ある。これは第７実施例に対し曲げたＳ字状のプレート
状ヒートパイプ２６ｆの両端を固定子鉄心２の両端面よ
り突出させて配する。すると、上記第７実施例よりター
ン数が増えてヒートパイプ２６ｆの熱伝導率が増加し、
式（２）のλ２が大きくなり、熱通過率Ｋ１が大きくな
って温度差δＴが小さくなる。
ある。これは第７実施例に対し曲げたＳ字状のプレート
状ヒートパイプ２６ｆの両端を固定子鉄心２の両端面よ
り突出させて配する。すると、上記第７実施例よりター
ン数が増えてヒートパイプ２６ｆの熱伝導率が増加し、
式（２）のλ２が大きくなり、熱通過率Ｋ１が大きくな
って温度差δＴが小さくなる。
【００２５】図９は本発明の第９実施例を示す断面図で
ある。これは第４実施例のＵ字状に曲げた複数本のプレ
ート状ヒートパイプ２６ｅが曲部を固定子鉄心２の両端
面から突出させると共に、ヒートパイプ２６ｅ両端は固
定子鉄心２の両端面と同一にして交互にスロット底側巻
線３ａとスロット開口側巻線３ｂの間に配設し、合計４
段のヒートパイプ２６ｅとする。この様に合計４段のヒ
ートパイプ２６ｅとすることにより、上記第４実施例よ
りヒートパイプ２６ｅの伝熱面積が増加して式（２）の
ａ２が大きくなり、熱通過率Ｋ１が大きくなって温度差
δＴが小さくなる。
ある。これは第４実施例のＵ字状に曲げた複数本のプレ
ート状ヒートパイプ２６ｅが曲部を固定子鉄心２の両端
面から突出させると共に、ヒートパイプ２６ｅ両端は固
定子鉄心２の両端面と同一にして交互にスロット底側巻
線３ａとスロット開口側巻線３ｂの間に配設し、合計４
段のヒートパイプ２６ｅとする。この様に合計４段のヒ
ートパイプ２６ｅとすることにより、上記第４実施例よ
りヒートパイプ２６ｅの伝熱面積が増加して式（２）の
ａ２が大きくなり、熱通過率Ｋ１が大きくなって温度差
δＴが小さくなる。
【００２６】図１０は本発明の第１０実施例を示す断面
図で、第９実施例に対して夫々のヒートパイプ２６ｉの
反曲部を固定子鉄心２の端面より突出させる。すると、
第９実施例よりターン数が増えてヒートパイプ２６ｉの
熱伝導率が増加し、式（２）のλ２が大きくなり、熱通
過率Ｋ１が大きくなって温度差δＴが小さくなる。
図で、第９実施例に対して夫々のヒートパイプ２６ｉの
反曲部を固定子鉄心２の端面より突出させる。すると、
第９実施例よりターン数が増えてヒートパイプ２６ｉの
熱伝導率が増加し、式（２）のλ２が大きくなり、熱通
過率Ｋ１が大きくなって温度差δＴが小さくなる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、固定子鉄心内中央の巻
線から冷却ガスまでの熱通過率が、従来より大きくなる
ため、鉄心内中央の巻線の温度が低くなり、エネルギ密
度を上げることができ、マシンサイズの小さな回転電機
を供することができる。
線から冷却ガスまでの熱通過率が、従来より大きくなる
ため、鉄心内中央の巻線の温度が低くなり、エネルギ密
度を上げることができ、マシンサイズの小さな回転電機
を供することができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図で（ａ）はス
ロット断面図、（ｂ）はヒートパイプ挿入状態の固定子
断面図、（ｃ）は固定子内外周平均の巻線温度分布図、
（ｄ）は冷却封の流れ状態図、
ロット断面図、（ｂ）はヒートパイプ挿入状態の固定子
断面図、（ｃ）は固定子内外周平均の巻線温度分布図、
（ｄ）は冷却封の流れ状態図、
【図２】本発明の第２実施例を示す図１相当図、
【図３】本発明の第３実施例を示す図１相当図、
【図４】本発明の第４実施例を示す図１相当図、
【図５】本発明の第５実施例を示す図１相当図、
【図６】本発明の第６実施例を示す図１相当図、
【図７】本発明の第７実施例を示す図１相当図、
【図８】本発明の第８実施例を示す図１相当図、
【図９】本発明の第９実施例を示す図１相当図、
【図１０】本発明の第１０実施例を示す図１相当図、
【図１１】従来例を示す図１相当図。
１；固定子枠、 ２；固定子鉄心、 ３；固定子巻線、 ３ａ；スロット底側巻線、 ３ｂ；スロット開口側巻線、 ６；回転子鉄心、 ７；回転子導体、 １５；楔、 １６，２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６
ｅ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈ，２６ｉ；プレート状ヒー
トパイプ。
ｅ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈ，２６ｉ；プレート状ヒー
トパイプ。
Claims (6)
- 【請求項１】 スロット内に固定子巻線であるスロット
底側巻線とスロット開口側巻線を収納した固定子鉄心
で、前記スロット底側及びスロット開口側巻線間に挿入
されたプレート状でウィックがなく、軸方向に複数回タ
ーンして両端を封止した中空部に冷媒封入し該冷媒が軸
方向に振動することにより熱輸送を行うプレート状ヒー
トパイプを有する回転電機において、前記プレート状ヒ
ートパイプの一端又は両端を固定子鉄心端面より突出さ
せ、この突出部を傾斜若しくはＵ字形に形成したことを
特徴とする回転電機。 - 【請求項２】 スロット内に固定子巻線であるスロット
底側巻線とスロット開口側巻線を収納した固定子鉄心
で、前記スロット底側及びスロット開口側巻線間に挿入
されたプレート状でウィックがなく、軸方向に複数回タ
ーンして両端を封止した中空部に冷媒封入し該冷媒が軸
方向に振動することにより熱輸送を行うプレート状ヒー
トパイプを有する回転電機において、前記プレート状ヒ
ートパイプをＵ字状に曲げスロット底側及びスロット開
口側巻線間で複数段に配設し、パイプの曲部を固定子鉄
心の一方端面から突出させ反曲部端を固定子鉄心端面と
同一又は固定子鉄心端面より突出させたことを特徴とす
る回転電機。 - 【請求項３】 スロット内に固定子巻線であるスロット
底側巻線とスロット開口側巻線を収納した固定子鉄心
で、前記スロット底側及びスロット開口側巻線間に挿入
されたプレート状でウィックがなく、軸方向に複数回タ
ーンして両端を封止した中空部に冷媒封入し該冷媒が軸
方向に振動することにより熱輸送を行うプレート状ヒー
トパイプを有する回転電機において、前記プレート状ヒ
ートパイプを途中断の長円状に曲げてヒートパイプの両
端を固定子鉄心内で突き合わせ、スロット底側及びスロ
ット開口側巻線間で２段のヒートパイプとし、パイプの
曲部を固定子鉄心の両端面から突出させたことを特徴と
する回転電機。 - 【請求項４】 スロット内に固定子巻線であるスロット
底側巻線とスロット開口側巻線を収納した固定子鉄心
で、前記スロット底側及びスロット開口側巻線間に挿入
されたプレート状でウィックがなく、軸方向に複数回タ
ーンして両端を封止した中空部に冷媒封入し該冷媒が軸
方向に振動することにより熱輸送を行うプレート状ヒー
トパイプを有する回転電機において、前記プレート状ヒ
ートパイプをＳ字状に曲げ、このＳ字状パイプを単体又
は複数個組合わせてスロット底側及びスロット開口側巻
線間に複数段配設し、パイプの曲部を固定子鉄心の両端
から突出させると共にパイプの一端を固定子鉄心端面と
同一又は固定子鉄心端面より突出させたことを特徴とす
る回転電機。 - 【請求項５】 前記プレート状ヒートパイプの両端を固
定子鉄心端面より突出させた請求項４記載の回転電機。 - 【請求項６】 Ｕ字状に曲げたプレート状ヒートパイプ
を複数個スロット底側及びスロット開口側巻線間に交互
に挿入し、両巻線間に複数段のヒートパイプを有する請
求項２記載の回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5135397A JPH10248211A (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5135397A JPH10248211A (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | 回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10248211A true JPH10248211A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=12884574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5135397A Pending JPH10248211A (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | 回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10248211A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2498380A1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-09-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Stator arrangement |
| US20190238010A1 (en) * | 2018-01-30 | 2019-08-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Stator of rotary electric machine |
| US10886805B2 (en) | 2018-03-08 | 2021-01-05 | Honda Motor Co., Ltd. | Stator for rotary electric machine |
| FR3131477A1 (fr) * | 2021-12-28 | 2023-06-30 | Thales | Machine électrique intégrant des matériaux à changement de phase. |
-
1997
- 1997-03-06 JP JP5135397A patent/JPH10248211A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2498380A1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-09-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Stator arrangement |
| US20190238010A1 (en) * | 2018-01-30 | 2019-08-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Stator of rotary electric machine |
| CN110098698A (zh) * | 2018-01-30 | 2019-08-06 | 本田技研工业株式会社 | 旋转电机的定子 |
| US10886805B2 (en) | 2018-03-08 | 2021-01-05 | Honda Motor Co., Ltd. | Stator for rotary electric machine |
| FR3131477A1 (fr) * | 2021-12-28 | 2023-06-30 | Thales | Machine électrique intégrant des matériaux à changement de phase. |
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