JP6425065B2 - Electric rotating machine - Google Patents
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Description
本発明は、遠心方向に突出し、周方向に延在する周方向フィン部を有する固定子コアを備えた回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine including a stator core having a circumferential fin portion projecting in a centrifugal direction and extending in a circumferential direction.
従来、遠心方向に突出し、周方向に延在する周方向フィン部を有する固定子コアを備えた回転電機として、例えば以下に示す特許文献1に開示されている電動機がある。
Conventionally, as a rotating electrical machine provided with a stator core having a circumferential fin portion projecting in the centrifugal direction and extending in the circumferential direction, there is an electric motor disclosed in
この電動機は、筒状のステータを備えている。ステータは、冷却性能を確保するため、その外周面に、遠心方向に突出し周方向に延在する複数の突起部を有している。ステータ及び突起部が、固定子コア及び周方向フィン部に相当する。 The motor includes a cylindrical stator. The stator has a plurality of projections projecting in the centrifugal direction and extending in the circumferential direction on its outer peripheral surface in order to secure the cooling performance. The stator and the projection correspond to the stator core and the circumferential fin.
複数の突起部は、ステータの外周面に千鳥配置されている。突起部は、ステータの外周面の周方向に全周に渡って形成されている。 The plurality of protrusions are arranged in a staggered manner on the outer peripheral surface of the stator. The projection is formed over the entire circumference in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the stator.
ところで、電動機を車両に搭載する場合、一般的に搭載スペースに厳しい制約がある。そのため、電動機を極力小さくしなければならない。例えば、前述した電動機において、所定の径方向寸法を小さくしようとした場合、対応する部分のステータの突起部を削除しなければならない。その結果、冷却性能が低下してしまうという問題があった。 By the way, when mounting an electric motor in a vehicle, generally there are severe restrictions on the mounting space. Therefore, it is necessary to make the motor as small as possible. For example, in the case of the above-described electric motor, when it is intended to reduce the predetermined radial dimension, the projections of the corresponding portion of the stator must be deleted. As a result, there is a problem that the cooling performance is lowered.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、冷却性能の低下を抑え、径方向寸法を小さくすることができる回転電機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a rotating electrical machine capable of suppressing a decrease in cooling performance and reducing a radial dimension.
上記課題を解決するためになされた本発明は、筒部と、筒部の外周面から筒部の軸心に対して遠心方向に突出し周方向に延在する周方向フィン部と、を有する固定子コアと、固定子コアを収容するハウジングと、を備え、冷媒によって冷却される回転電機において、周方向フィン部は、筒部の軸方向に間隔をあけて複数設けられ、固定子コアは、筒部の外周面の少なくともいずれかに、筒部の外周面から遠心方向と交差する方向に突出し筒部の軸方向に延在する軸方向フィン部を有し、複数の周方向フィン部の外周面をハウジングの内周面に接触させた状態でハウジングに固定されており、周方向フィン部の間に、筒部の外周面、ハウジングの内周面、周方向フィン部の表面によって、冷媒を筒部の周方向に流す通路が形成されることを特徴とする。 The present invention, which has been made to solve the above-mentioned problems, has a fixing portion having a cylindrical portion and a circumferential fin portion projecting from the outer peripheral surface of the cylindrical portion with respect to the axial center of the cylindrical portion. In the rotating electrical machine including the rotor core and the housing for housing the stator core and cooled by the refrigerant , the circumferential direction fin portion is provided in a plurality at intervals in the axial direction of the cylinder portion, and the stator core is at least one of the outer peripheral surface of the cylindrical portion, have a axial fin portion extending in the axial direction of the projecting cylindrical portion from the outer peripheral surface of the cylindrical portion in a direction intersecting the centrifugal direction, the outer periphery of the plurality of circumferential fins The refrigerant is fixed to the housing in a state in which the surface is in contact with the inner peripheral surface of the housing, and the refrigerant is provided between the circumferential fin portions by the outer peripheral surface of the cylindrical portion, the inner peripheral surface of the housing, and the surface of the circumferential fin portion characterized in that the passage to flow in the circumferential direction of the cylindrical portion is formed To.
この構成によれば、軸方向フィン部を介して固定子コアを冷却することができる。そのため、筒部の外周面に全周に渡って周方向フィン部を形成しなくても固定子コアを冷却することができる。つまり、冷却性能の低下を抑えることができる。しかも、軸方向フィン部は、遠心方向に突出する周方向フィン部とは異なり、遠心方向と交差する方向に突出している。そのため、筒部の外周面に全周に渡って周方向フィン部を形成した場合に比べ、固定子コアの径方向寸法を小さくすることができる。 According to this configuration, the stator core can be cooled via the axial fin portion. Therefore, the stator core can be cooled without forming the circumferential fin portion on the entire outer periphery of the cylindrical portion. That is, the decrease in cooling performance can be suppressed. Moreover, unlike the circumferential fins projecting in the centrifugal direction, the axial fins project in the direction intersecting the centrifugal direction. Therefore, the radial dimension of the stator core can be reduced as compared with the case where the circumferential fin portion is formed on the entire outer periphery of the cylindrical portion.
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る回転電機を、車両を駆動するための駆動用モータに適用した例を示す。 Next, the present invention will be described in more detail by way of embodiments. In this embodiment, an example is shown in which the rotating electrical machine according to the present invention is applied to a drive motor for driving a vehicle.
(第1実施形態)
まず、図1〜図3を参照して第1実施形態の駆動用モータの構成について説明する。
First Embodiment
First, the configuration of the drive motor of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
図1及び図2に示す駆動用モータ1(回転電機)は、車両に搭載され、車両を駆動するための駆動力を発生する機器である。駆動用モータ1は、温度上昇を抑えるため、冷媒によって冷却される。駆動用モータ1は、ハウジング10と、固定子11と、回転子12とを備えている。
The drive motor 1 (rotary electric machine) shown in FIGS. 1 and 2 is a device that is mounted on a vehicle and generates a drive force for driving the vehicle. The
ハウジング10は、固定子11及び回転子12を収容するとともに、回転子12を回転可能に支持する部材である。ハウジング10は、前後方向の端部に軸受100、101を備えている。また、上部に冷媒流入通路102を、下部の左右両端部に冷媒流出通路103を備えている。
The
固定子11は、磁路の一部を構成するとともに、電流が流れることで回転磁界を発生する部材である。固定子11は、固定子コア110と、固定子巻線111とを備えている。
The
固定子コア110は、磁路の一部を構成するとともに、固定子巻線111を保持する磁性材からなる円筒状の部材である。固定子コア110は、電磁鋼板を板厚方向に積層して構成され、ハウジング10の内周面に固定されている。図3に示すように、固定子コア110は、筒部110aと、周方向フィン部110bと、軸方向フィン部110cとを備えている。
The
図2及び図3に示すように、筒部110aは、固定子巻線111を保持する筒状の部位である。筒部110aには、軸方向一端側から他端側に貫通するスロット110dが、周方向に複数形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
周方向フィン部110bは、固定子巻線111で発生した熱を放熱する、筒部110aの外周面から筒部110aの軸心に対して遠心方向に突出し周方向に延在する部位である。周方向フィン部110bは、筒部110aの下部を除く筒部110aの外周面に円弧状に設けられている。また、筒部110aの軸方向に複数設けられている。
The
軸方向フィン部110cは、固定子巻線111で発生した熱を放熱する、筒部110aの下部の外周面から遠心方向と交差する方向に突出し筒部110aの軸方向に延在する部位である。具体的には、筒部110aの下部の外周面から左右方向にそれぞれ突出し、筒部110aの軸方向に延在する部位である。軸方向フィン部110cは、筒部110aの軸方向一端部から他端部にかけて連続的に延在している。また、周方向に複数設けられている。
The
図1及び図2に示すように、固定子コア110は、周方向フィン部110bの外周面をハウジング10の内周面に接触させるとともに、軸方向フィン部110cの先端面とハウジング10の内周面の間に隙間を設けた状態で、ハウジング10に固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
固定子巻線111は、電流が流れることで磁束を発生する部材である。固定子巻線111は、固定子コア110のスロットに収容され保持されている。
The stator winding 111 is a member that generates a magnetic flux when a current flows. The stator winding 111 is accommodated and held in the slot of the
図1に示す回転子12は、磁路の一部を構成するとともに、磁束を発生する部材である。回転子12は、固定子11の発生した磁束によって回転力を発生する。回転子12は、回転軸120と、回転子コア121とを備えている。
The
回転軸120は、非磁性材の金属からなる円柱状の部材である。回転軸120は、軸受100、101を介してハウジング10に回転可能に支持されている。
The rotating
回転子コア121は、磁路の一部を構成するとともに、磁石(図略)を保持する磁性材からなる円筒状の部材である。回転子コア121には、磁石が埋設されている。回転子121は、その外周面を固定子コア110の内周面と対向させた状態で回転軸120に固定され、ハウジング10に回転可能に支持されている。
The
次に、図2及び図4を参照して、冷媒の流れについて説明する。なお、図4では、冷媒の流れをわかりやすくするため、固定子コアを構成する電磁鋼板の表示を省略している。 Next, the flow of the refrigerant will be described with reference to FIGS. 2 and 4. In addition, in FIG. 4, in order to make the flow of a refrigerant | coolant intelligible, the display of the electromagnetic steel plate which comprises a stator core is abbreviate | omitted.
図4に示すように、冷媒流入通路102を介して外部から流入した冷媒は、周方向フィン部110bの間を筒部110aの外周面に沿って周方向下方に流れる。そして、図2に示す軸方向フィン部110cの先端面とハウジング10の内周面の間に設けられた隙間を介して、軸方向フィン部110cの間に流入する。その後、図4に示すように、軸方向フィン部110cの間に流入した冷媒は、軸方向フィン部110cの間を筒部110aの外周面に沿って軸方向後方に流れ、冷媒流出通路103を介して外部に排出される。
As shown in FIG. 4, the refrigerant flowing from the outside through the
固定子巻線111で発生した熱は、筒部110aを介して周方向フィン部110b及び軸方向フィン部110cに伝達される。そして、周方向フィン部110b及び軸方向フィン部110cを介して冷媒に放熱される。そのため、駆動用モータ1の温度上昇を抑えることができる。
The heat generated in the stator winding 111 is transmitted to the
次に、第1実施形態の駆動用モータの効果について説明する。 Next, the effects of the drive motor of the first embodiment will be described.
第1実施形態によれば、固定子コア110は、軸方向フィン部110cを有している。軸方向フィン部110cは、筒部110aの下部の外周面から遠心方向と交差する方向に突出し筒部110aの軸方向に延在する部位である。そのため、軸方向フィン部110cを介して固定子コア110を冷却することができる。従って、筒部110aの外周面に全周に渡って周方向フィン部110bを形成しなくても、固定子コア110を冷却することができる。つまり、冷却性能の低下を抑えることができる。しかも、軸方向フィン部110cは、遠心方向に突出する周方向フィン部110bとは異なり、遠心方向と交差する方向に突出している。そのため、筒部110aの外周面に全周に渡って周方向フィン部110bを形成した場合に比べ、固定子コア110の上下方向の径方向寸法を小さくすることができる。
According to the first embodiment, the
第1実施形態によれば、軸方向フィン部110cは、筒部110aの軸方向一端部から他端部にかけて連続的に延在している。そのため、充分な冷却機能を有している。従って、冷却性能の低下を確実に抑えることができる。
According to the first embodiment, the
第1実施形態によれば、軸方向フィン部110cは、筒部110aの周方向に複数設けられている。そのため、冷却性能の低下をより確実に抑えることができる。
According to the first embodiment, a plurality of
第1実施形態によれば、固定子コア110は、電磁鋼板を積層して構成されている。そのため、周方向フィン部110b及び軸方向フィン部110cを容易に構成することができる。
According to the first embodiment, the
なお、第1実施形態では、本発明に係る回転電機を駆動用モータに適用した例を挙げているが、これに限られるものではない。オルタネータに適用してもよい。周方向フィン部を有する固定子コアを備えた回転電機に適用できる。 In addition, although the example which applied the rotary electric machine which concerns on this invention to a drive motor is mentioned in 1st Embodiment, it is not restricted to this. It may be applied to an alternator. The present invention can be applied to a rotating electrical machine provided with a stator core having circumferential fins.
第1実施形態では、軸方向フィン部110cが、筒部110aの下部の外周面に形成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。軸方向フィン部110cは、筒部110aの外周面の少なくもいずれかに形成されていればよい。
In the first embodiment, an example in which the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態のモータについて説明する。第2実施形態の駆動用モータは、第1実施形態の駆動用モータに対して、軸方向フィン部の構成を変更したものである。
Second Embodiment
Next, the motor of the second embodiment will be described. The drive motor of the second embodiment is the drive motor of the first embodiment in which the configuration of the axial fin portion is changed.
軸方向フィン部以外の構成は、第1実施形態と同一であるため説明を省略する。まず、図5を参照して固定子コアの構成について説明する。なお、図5では、冷媒の流れをわかりやすくするため、固定子コアを構成する電磁鋼板の表示を省略している。 The configuration other than the axial fin portion is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. First, the configuration of the stator core will be described with reference to FIG. In addition, in FIG. 5, in order to make the flow of a refrigerant | coolant intelligible, the display of the electromagnetic steel plate which comprises a stator core is abbreviate | omitted.
図5に示すように、駆動用モータ2の固定子コア210は、筒部210aと、周方向フィン部210bと、軸方向フィン部210cとを備えている。
As shown in FIG. 5, the
筒部210a及び周方向フィン部210bは、第1実施形態の筒部110a及び周方向フィン部110bと同一構成である。
The
軸方向フィン部210cは、固定子巻線211で発生した熱を放熱する、筒部210aの下部の外周面から遠心方向と交差する方向に突出し、筒部210aの軸方向に延在する部位である。具体的には、筒部210aの下部の外周面から左右方向にそれぞれ突出し、筒部210aの軸方向に延在する部位である。軸方向フィン部210cは、筒部210aの軸方向及び周方向にそれぞれ複数設けられ、千鳥配置されている。
The
次に、図5を参照して、冷媒の流れについて説明する。 Next, the flow of the refrigerant will be described with reference to FIG.
冷媒流入通路202を介して外部から流入した冷媒は、周方向フィン部210bの間を筒部210aの外周面に沿って周方向下方に流れる。そして、千鳥配置された軸方向フィン部210cに当たることで撹拌されながら、軸方向フィン部210cの間に流入する。その後、軸方向フィン部210cの間に流入した冷媒は、軸方向フィン部210cの間を筒部210aの外周面に沿って軸方向後方に流れ、冷媒流出通路203を介して外部に排出される。そのため、第1実施形態と同様に、駆動用モータ2の温度上昇を抑えることができる。
The refrigerant flowing from the outside through the
次に、第2実施形態の回転電機の効果について説明する。 Next, the effect of the rotary electric machine of the second embodiment will be described.
第2実施形態によれば、第1実施形態と同一構成を有することにより、その同一構成に対応した第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 According to the second embodiment, by having the same configuration as that of the first embodiment, the same effect as that of the first embodiment corresponding to the same configuration can be obtained.
第2実施形態によれば、軸方向フィン部210cは、筒部210aの軸方向及び周方向にそれぞれ複数設けられ、千鳥配置されている。そのため、筒部210aの外周面に沿って周方向に流れて来た冷媒が、第1実施形態に比べ撹拌される。従って、冷媒の流入圧力を上げる必要はあるものの、第1実施形態に比べ、冷却性能を向上させることができる。
According to the second embodiment, a plurality of
なお、第2実施形態では、本発明に係る回転電機を駆動用モータに適用した例を挙げているが、これに限られるものではない。オルタネータに適用してもよい。周方向フィン部を有する固定子コアを備えた回転電機に適用できる。 In addition, although the example which applied the rotary electric machine which concerns on this invention to a drive motor is mentioned in 2nd Embodiment, it is not restricted to this. It may be applied to an alternator. The present invention can be applied to a rotating electrical machine provided with a stator core having circumferential fins.
第2実施形態では、軸方向フィン部210cが、筒部210aの下部の外周面に形成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。軸方向フィン部210cは、筒部210aの外周面の少なくもいずれかに形成されていればよい。
In the second embodiment, an example in which the
(第3実施形態)
次に、第3実施形態の駆動用モータについて説明する。第3実施形態の駆動用モータは、第1実施形態の駆動用モータに対して、固定子コアの上部にも軸方向フィン部を設けるようにしたものである。
Third Embodiment
Next, a drive motor of the third embodiment will be described. In the drive motor of the third embodiment, an axial fin portion is provided also on the upper portion of the stator core in the drive motor of the first embodiment.
冷媒流入通路及び軸方向フィン部以外の構成は、第1実施形態と同一であるため説明を省略する。まず、図6〜図8を参照してハウジング及び固定子コアの構成について説明する。 The configuration other than the refrigerant inflow passage and the axial direction fin portion is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. First, the structures of the housing and the stator core will be described with reference to FIGS.
図6及び図7に示すように、駆動用モータ3のハウジング30は、上部の左右両端部に冷媒流入通路302を、下部の左右両端部に冷媒流出通路303を備えている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
図8に示すように、固定子コア310は、筒部310aと、周方向フィン部310bと、軸方向フィン部310cとを備えている。
As shown in FIG. 8, the
図7及び図8に示すように、筒部310aは、第1実施形態の筒部110aと同一構成である。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
周方向フィン部310bは、筒部310aの外周面から筒部310aの軸心に対して遠心方向に突出し周方向に延在する部位である。周方向フィン部310bは、筒部310aの上部及び下部を除く筒部310aの外周面に円弧状に設けられている。また、筒部310aの軸方向に複数設けられている。
The
軸方向フィン部310cは、筒部310aの上部及び下部の外周面から遠心方向と交差する方向に突出し筒部310aの軸方向に延在する部位である。具体的には、筒部310aの上部及び下部の外周面から左右方向にそれぞれ突出し筒部310aの軸方向に延在する部位である。軸方向フィン部310cは、筒部310aの軸方向一端部から他端部にかけて連続的に延在している。また、周方向に複数設けられている。
The
図6及び図7に示すように、固定子コア310は、周方向フィン部310bの外周面をハウジング30の内周面に接触させるとともに、軸方向フィン部310cの先端面とハウジング30の内周面の間に隙間を設けた状態で、ハウジング30に固定されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
次に、図7及び図9を参照して、冷媒の流れについて説明する。なお、図9では、冷媒の流れをわかりやすくするため、固定子コアを構成する電磁鋼板の表示を省略している。 Next, the flow of the refrigerant will be described with reference to FIGS. 7 and 9. In addition, in FIG. 9, in order to make the flow of a refrigerant | coolant intelligible, the display of the electromagnetic steel plate which comprises a stator core is abbreviate | omitted.
図9に示すように、冷媒流入通路302を介して外部から流入した冷媒は、上部の軸方向フィン部310cの間を筒部310aの外周面に沿って軸方向前方に流れる。そして、図7に示す上部の軸方向フィン部310cの先端面とハウジング30の内周面の間に設けられた隙間を介して周方向フィン部310bの間に流入する。その後、図9に示すように、周方向フィン部310bの間に流入した冷媒は、周方向フィン部310bの間を筒部310aの外周面に沿って周方向下方に流れる。そして、図7に示す下部の軸方向フィン部310cの先端面とハウジング30の内周面の間に設けられた隙間を介して、下部の軸方向フィン部310cの間に流入する。その後、図9に示すように、下部の軸方向フィン部310cの間に流入した冷媒は、軸方向フィン部310cの間を筒部310aの外周面に沿って軸方向後方に流れ、冷媒流出通路303を介して外部に排出される。そのため、第1実施形態と同様に、駆動用モータ3の温度上昇を抑えることができる。
As shown in FIG. 9, the refrigerant flowing from the outside through the
次に、第3実施形態の駆動用モータの効果について説明する。 Next, the effects of the drive motor of the third embodiment will be described.
第3実施形態によれば、第1実施形態と同一構成を有することにより、その同一構成に対応した第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 According to the third embodiment, by having the same configuration as that of the first embodiment, the same effect as that of the first embodiment corresponding to the same configuration can be obtained.
第3実施形態によれば、軸方向フィン部310cは、筒部310aの下部だけでなく上部にも設けられている。そのため、冷却性能の低下を抑えつつ、第1実施形態に比べ、固定子コア310の上下方向の径方向寸法をより小さくすることができる。
According to the third embodiment, the
なお、第3実施形態では、軸方向フィン部310cが筒部310aの軸方向一端部から他端部にかけて連続的に延在している例を挙げているが、これに限られるものではない。第2実施形態のように、筒部310aの軸方向及び周方向にそれぞれ複数設けられ、千鳥配置されていてもよい。
In the third embodiment, an example is given in which the
第3実施形態では、本発明に係る回転電機を駆動用モータに適用した例を挙げているが、これに限られるものではない。オルタネータに適用してもよい。周方向フィン部を有する固定子コアを備えた回転電機に適用できる。 Although the example which applied the rotary electric machine which concerns on this invention to a drive motor is mentioned in 3rd Embodiment, it is not restricted to this. It may be applied to an alternator. The present invention can be applied to a rotating electrical machine provided with a stator core having circumferential fins.
第3実施形態では、軸方向フィン部310cが筒部310aの上部及び下部の外周面に形成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。軸方向フィン部310cは、筒部310aの外周面の少なくもいずれかに形成されていればよい。
In the third embodiment, an example in which the
1・・・駆動用モータ、11・・・固定子、110・・・固定子コア、110a・・・筒部、110b・・・周方向フィン部、110c・・・軸方向フィン部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記固定子コアを収容するハウジング(10)と、
を備え、冷媒によって冷却される回転電機において、
前記周方向フィン部は、前記筒部の軸方向に間隔をあけて複数設けられ、
前記固定子コアは、前記筒部の外周面の少なくともいずれかに、前記筒部の外周面から遠心方向と交差する方向に突出し前記筒部の軸方向に延在する軸方向フィン部(110c、210c、310c)を有し、複数の前記周方向フィン部の外周面を前記ハウジングの内周面に接触させた状態で前記ハウジングに固定されており、
前記周方向フィン部の間に、前記筒部の外周面、前記ハウジングの内周面、前記周方向フィン部の表面によって、前記冷媒を前記筒部の周方向に流す通路が形成されることを特徴とする回転電機。 A cylindrical portion (110a, 210a, 310a), and circumferential fin portions (110b, 210b, 310b) projecting from the outer peripheral surface of the cylindrical portion with respect to the axial center of the cylindrical portion in the centrifugal direction and extending in the circumferential direction a stator core (110, 210, 310) having,
A housing (10) for housing the stator core;
In a rotating electrical machine provided with
The circumferential fin portion is provided in a plurality at intervals in the axial direction of the cylinder portion,
The stator core protrudes from at least one of the outer peripheral surface of the cylindrical portion from the outer peripheral surface of the cylindrical portion in a direction intersecting the centrifugal direction and extends in the axial direction of the cylindrical portion (110c, 210c, have a 310c), is secured to the housing in a state in which a plurality of outer circumferential surface of the circumferential fin portion is brought into contact with the inner peripheral surface of the housing,
Between the circumferential fin portions, a passage for flowing the refrigerant in the circumferential direction of the tubular portion is formed by the outer circumferential surface of the cylindrical portion, the inner circumferential surface of the housing, and the surface of the circumferential fin portion. Features a rotating electrical machine.
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