JP2007166802A - Rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転軸の径方向に突出する突極が、周方向に配列されているロータを有する回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine having a rotor in which salient poles protruding in a radial direction of a rotating shaft are arranged in a circumferential direction.
電動機等の回転電機には、そのロータに、回転軸の径方向に突出する突極が、周方向に所定の間隔で配列されているものがある。このようなロータに突極を有する回転電機としてリラクタンスモータが知られている。突極が周方向に配列されていることで、リラクタンスすなわち磁気抵抗が低い部分と高い部分が、ロータ周方向に交互に配置されることになる。このようなロータの周囲に、ステータによって回転磁界を形成すると、突極が回転磁界に引き付けられ、ロータを回転させるトルクを発生することができる。 Some rotating electrical machines such as electric motors have salient poles that protrude in the radial direction of the rotating shaft arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. A reluctance motor is known as a rotating electric machine having salient poles on such a rotor. By arranging the salient poles in the circumferential direction, reluctance, that is, portions with low and high magnetic resistance are alternately arranged in the rotor circumferential direction. When a rotating magnetic field is formed around the rotor by the stator, the salient poles are attracted to the rotating magnetic field, and torque for rotating the rotor can be generated.
リラクタンスモータは、ロータに永久磁石を配しておらず、上記のようにリラクタンスの差によりトルクを発生するモータである。ロータに永久磁石を用いていないため、その分だけ安価であり、また、ロータに永久磁石を固定するための構造が不要で、構造を簡単なものとすることができる。さらに、永久磁石が、回転による遠心力でロータより剥れることについての考慮も不要であり、高速回転での使用にも適している。このような利点から、リラクタンスモータは、例えば、自動車の動力源として採用することが有望視されている。 The reluctance motor is a motor that does not have a permanent magnet disposed on the rotor and generates torque due to the difference in reluctance as described above. Since no permanent magnet is used in the rotor, the cost is reduced accordingly, and a structure for fixing the permanent magnet to the rotor is unnecessary, and the structure can be simplified. Furthermore, it is not necessary to consider that the permanent magnet is peeled off from the rotor by the centrifugal force due to rotation, and it is suitable for use at high speed rotation. From such advantages, the reluctance motor is considered to be promising as a power source for automobiles, for example.
ところで、前述のような回転電機には、ロータの回転軸を支持するベアリングを潤滑するため、またロータやステータを冷却するために、これら部位に外部から潤滑油を供給し、ロータ及びステータを収容するハウジング内(以下、モータ室と記す)の底に、潤滑油が溜まっている状態、又は潤滑油が流れている状態など、「潤滑油が存在する状態」で作動するものがある(例えば、特許文献1,2参照)。 By the way, in the rotating electric machine as described above, in order to lubricate the bearing that supports the rotating shaft of the rotor and to cool the rotor and the stator, lubricating oil is supplied to these parts from the outside, and the rotor and the stator are accommodated. There are those that operate in “the state in which the lubricating oil exists” such as the state in which the lubricating oil is accumulated or the lubricating oil is flowing in the bottom of the housing (hereinafter referred to as the motor chamber) (for example, (See Patent Documents 1 and 2).
このような潤滑系を採用する回転電機が、上述の突極を備えたロータを有する場合、隣り合う突極の間の溝状の空隙(以下、スロットと記す)に、潤滑油が流入すると、突極がこの潤滑油を叩き、これがロータの回転抵抗となる。このようなロータに突極を備える回転電機の場合、潤滑油の攪拌に起因するロータの回転抵抗(以下、「潤滑油の攪拌抵抗」と記す)は、ロータの形状が略円柱形状を呈するものに比べて大きなものとなり、回転電機が出力するトルクを低下させることとなる。 When a rotating electrical machine that employs such a lubrication system has a rotor with the above-described salient poles, when lubricating oil flows into a groove-like gap (hereinafter referred to as a slot) between adjacent salient poles, The salient pole strikes this lubricating oil, which becomes the rotational resistance of the rotor. In the case of a rotating electric machine having a salient pole on such a rotor, the rotational resistance of the rotor due to the stirring of the lubricating oil (hereinafter referred to as “stirring resistance of the lubricating oil”) is such that the rotor has a substantially cylindrical shape. As a result, the torque output from the rotating electrical machine is reduced.
特に、回転電機が、その動力を伝達する動力伝達機構と一体に結合されて車両用の駆動装置を構成している場合、回転電機の潤滑油は、駆動装置で共用されていることがあり、駆動装置が非作動状態にあるとき、モータ室に溜まっている潤滑油に、突極が浸かっていることがある。このような状態にある回転電機を作動させると、突極が潤滑油を攪拌し、ロータには、極めて大きな潤滑油の攪拌抵抗が作用することとなり、車両の燃費悪化の要因となる。以上のように、突極を備えたロータを有する回転電機には、潤滑油の攪拌抵抗を低減する技術が要望されている。 In particular, when the rotating electrical machine is integrally coupled with a power transmission mechanism that transmits the power to constitute a vehicle drive device, the lubricating oil of the rotating electrical machine may be shared by the drive device, When the drive device is in the non-operating state, the salient pole may be immersed in the lubricating oil accumulated in the motor chamber. When the rotating electrical machine in such a state is operated, the salient poles agitate the lubricating oil, and a very large agitation resistance of the lubricating oil acts on the rotor, which causes a deterioration in fuel consumption of the vehicle. As described above, a rotating electrical machine having a rotor with salient poles is required to have a technique for reducing the agitation resistance of lubricating oil.
そこで、本発明は、ロータ回転時にモータ室の油に流れを形成することで、潤滑油の攪拌抵抗を低減可能な回転電機を提供する。 Therefore, the present invention provides a rotating electrical machine that can reduce the stirring resistance of lubricating oil by forming a flow in the oil in the motor chamber when the rotor rotates.
本発明の回転電機において、突極は、ロータの回転により潤滑油が当たって抵抗を受ける抵抗面を有しており、抵抗面うち回転軸の軸方向の端部には、これに当たる潤滑油に軸方向外向きの流れを形成するよう、軸方向に対して傾斜している軸流形成面が形成されている。突極の軸流形成面が、これに当たる潤滑油に軸方向外向きの流れを形成することで、隣り合う突極の間からの潤滑油の排出を促進している。 In the rotating electrical machine of the present invention, the salient pole has a resistance surface that receives resistance due to the contact of the lubricating oil by rotation of the rotor, and the end of the resistance surface in the axial direction of the rotating shaft is exposed to the corresponding lubricating oil. An axial flow forming surface that is inclined with respect to the axial direction is formed so as to form an axially outward flow. The axial flow forming surface of the salient poles forms a flow outward in the axial direction in the lubricating oil hitting the salient poles, thereby facilitating the discharge of the lubricating oil from between adjacent salient poles.
好ましくは、回転電機のステータの磁極は、軸方向に沿って延設されており、突極は、前記軸方向の略中央に、軸方向に沿って延設されている本体部と、本体部より軸方向外側に、軸方向に対して傾斜して延設され、その抵抗面が軸流形成面となる軸流形成部とを有する。軸方向に沿って延設されているステータの磁極に対応して、本体部が設けられており、その外側に傾斜した軸流形成部が設けられている。ステータは、その磁極が、従来の軸方向に沿って延びる形式のものを利用することができ、潤滑油に軸方向外向きの流れを形成する回転電機を、低コストで実現することができる。 Preferably, the magnetic pole of the stator of the rotating electrical machine extends along the axial direction, and the salient pole extends at the approximate center in the axial direction along the axial direction, and the main body portion Further, it has an axial flow forming portion that extends on the outer side in the axial direction so as to be inclined with respect to the axial direction and whose resistance surface becomes an axial flow forming surface. A main body portion is provided corresponding to the magnetic pole of the stator extending along the axial direction, and an inclined axial flow forming portion is provided outside the main body portion. As the stator, a magnetic pole whose type extends along the conventional axial direction can be used, and a rotating electrical machine that forms an axially outward flow in the lubricating oil can be realized at low cost.
また好ましくは、回転電機には、ロータが主に回転する向きである主回転方向が規定されており、軸流形成部は、本体部からロータ端面に向けて、主回転方向に対して後退するよう、傾斜角度が設定されている。 Preferably, the rotating electrical machine defines a main rotation direction in which the rotor mainly rotates, and the axial flow forming portion moves backward from the main body portion toward the rotor end surface with respect to the main rotation direction. The inclination angle is set so that.
また好ましくは、ロータを収容し、底部に潤滑油が溜まっているモータ室と、ロータ端面より前記軸方向外側に設けられ、モータ室外に連通する油通路とを有しており、ロータが回転すると、軸流形成部が油通路に向かう流れを形成することで、モータ室に溜まっている潤滑油をモータ室外に排出する。 Preferably, the motor chamber contains a rotor and has lubricating oil stored at the bottom, and has an oil passage that is provided on the outer side in the axial direction from the end surface of the rotor and communicates with the outside of the motor chamber. Then, the axial flow forming part forms a flow toward the oil passage, whereby the lubricating oil accumulated in the motor chamber is discharged out of the motor chamber.
また好ましくは、回転電機は、回転電機からの動力を伝達するギアを有する動力伝達機構と一体に結合されて、車両を駆動する駆動装置を構成するものであり、駆動装置には、モータ室と、ギアを収容するギア室と、モータ室及びギア室に供給する潤滑油を貯留するタンク室が設けられている。ロータが回転すると、モータ室に溜まっている潤滑油が、油通路からギア室に送られ、さらにギアによりタンク室に掻き揚げられることにより、タンク室に貯留され、ロータの抵抗面に当たる油量が減少する。 Preferably, the rotating electrical machine is integrally coupled with a power transmission mechanism having a gear for transmitting power from the rotating electrical machine, and constitutes a drive device that drives the vehicle. A gear chamber for housing the gear and a tank chamber for storing lubricating oil supplied to the motor chamber and the gear chamber are provided. When the rotor rotates, the lubricating oil collected in the motor chamber is sent from the oil passage to the gear chamber, and further swept up into the tank chamber by the gear, so that the amount of oil that is stored in the tank chamber and hits the resistance surface of the rotor is reduced. Decrease.
本発明の回転電機によれば、スロット内にある潤滑油に軸方向外向きの流れを形成し、潤滑油をスロット外に排出することで、ロータ回転時における潤滑油の攪拌抵抗を低減することができる。 According to the rotating electrical machine of the present invention, the axially outward flow is formed in the lubricating oil in the slot, and the lubricating oil is discharged out of the slot, so that the stirring resistance of the lubricating oil during rotor rotation is reduced. Can do.
以下、本発明に係る実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。一例として、車両の駆動装置に一体に結合された回転電機について説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As an example, a rotating electrical machine integrally coupled to a vehicle drive device will be described.
まず、本実施形態の回転電機10が適用される車両1の駆動装置5及びその制御系について、図1を用いて説明する。図1には、車両1の駆動装置5および制御系の概略構成を示している。車両1には、動力源として、発電可能な電動機である回転電機10が設けられている。また、回転電機10が出力した動力を駆動輪48に伝達させる機構として、回転電機10から伝達された回転を減速してトルクを増大する減速装置30と、減速装置30から伝達された動力を左右の駆動輪48に分配する差動装置40が設けられている。また車両1には、回転電機10に供給する電力を貯蔵する二次電池50と、二次電池50と回転電機10との間に介在して電力の授受を行うインバータ52と、インバータ52を制御することで回転電機10の駆動を制御する電子制御装置54(以下、ECUと記す)が設けられている。
First, the
回転電機10は、インバータ52から供給された電力を、動力に変換して回転軸12から出力する電動機としての機能と、回転軸12から入力された動力を、電力に変換してインバータ52に出力する発電機としての機能とを兼ね備えており、これら電動機又は発電機としての機能は、ECU54により逐次、切換可能に制御される。回転電機10は、電動機として、駆動輪48に動力を出力する一方、発電機として、駆動輪48から伝達された動力を電力に変換して回収することができる。
The rotating
回転電機10は、ステータ16とロータ18とを有している。ステータ16は、インバータ52に電気的に接続されており、インバータ52から電力供給を受けて回転磁界を形成することができる。ロータ18は、ステータ16に形成される回転磁界に引き付けられて回転駆動する。ロータ18には、回転軸12が結合されており、ロータ18に生じる回転駆動力は、この回転軸12から減速装置30に伝達される。回転電機10のロータ18や、これに配列されている突極の構造については、後述する。
The rotating
減速装置30は、回転電機10の回転軸12に連結されているメインシャフト32と、メインシャフト32に結合されているカウンタドライブギア33と、カウンタドライブギア33と噛み合うカウンタドリブンギア34と、カウンタドリブンギア34と結合されているカウンタシャフト35と、カウンタシャフト35に結合されており、差動装置40のリングギア42と噛み合うファイナルドライブギア36とを有している。
The
回転電機10の回転軸12からメインシャフト32に伝達された回転は、カウンタドライブギア33とカウンタドリブンギア34により、回転速度が減速しトルクが増大してカウンタシャフト35に伝達される。カウンタシャフト35に伝達された回転は、ファイナルドライブギア36と差動装置40のリングギア42により、さらに回転速度が減速しトルクが増大して差動装置40に伝達される。このようにして、減速装置30は、回転電機10の回転軸12から出力された回転を減速しトルクを増大させて、回転電機10の出力した動力を、差動装置40に伝達する。
The rotation transmitted from the rotating
差動装置40は、ファイナルドライブギア36に噛み合うリングギア42と、リングギア42に固定された差動ケース43とを有している。差動ケース43は、左右の駆動軸46にそれぞれ接続している左右のサイドギア45と、このサイドギア45と直交して噛み合うピニオンギア44とを、回転可能に保持している。
The
減速装置30のファイナルドライブギア36からリングギア42を介して差動ケース43に伝達された回転は、差動ケース43と共に回転するピニオンギア44からサイドギア45に伝達される。サイドギア45の回転は、左右の駆動軸46を介して駆動輪48に伝達される。車両1が旋回する場合など、左右の駆動輪48に回転速度の差が生じる場合は、サイドギア45にも回転速度差が生じることとなるが、この場合は、ピニオンギア44が自転することで、この回転速度差を吸収することができる。このようにして、差動装置40は、減速装置30から出力された動力を、左右の駆動軸46、すなわち駆動輪48に分配して伝達することができる。
The rotation transmitted from the final drive gear 36 of the
以上のように車両1を構成することで、回転電機10は、二次電池50から供給された電力から発生した動力を、減速装置30及び差動装置40を介して、駆動輪48に伝達させて、車両1を推進させることができる。また、車両減速時においては、駆動輪48から差動装置40及び減速装置30に入力された動力を、回転電機10に伝達し、ここで電力に変換して、二次電池50に回収することが可能となっている。回転電機10の動力発生及び電力回収は、アクセルポジションセンサ56の操作量に基づき算出された要求駆動力や、二次電池50から検出された電池残存容量に応じて、ECU54により適宜、制御されている。
By configuring the vehicle 1 as described above, the rotating
以上に説明した回転電機10、減速装置30、及び差動装置40は、一体に結合されて駆動装置5を構成している。この駆動装置5において、回転電機10、減速装置30、及び差動装置40を潤滑する潤滑油は、共用されており、潤滑油は、駆動装置5内を循環して、これら装置を、順次、潤滑及び冷却するよう構成されている。以下に、駆動装置5の構造と、駆動装置5内を循環する潤滑油の流れについて、図2〜図3を用いて説明する。図2には、回転電機10及び駆動装置5の横断面図を示し、図3には、図2のA−A線による断面図、すなわち駆動装置の縦断面図を示す。なお、これらの図において、矢印Xは、車両左方を、矢印Yは、車両前方を、矢印Zは、車両上方を示している。
The rotating
駆動装置5には、図2に示すように、前述のロータ18、ステータ16及び回転軸12を収容するモータ室10aと、減速装置30のギア33,34,36及びシャフト32,35と差動装置40のリングギア42及び差動ケース43を収容するギア室30aと、駆動装置5内の潤滑油を貯留するタンク室60aが形成されている。また、図3に示すように、回転電機10のステータ16の車両上方には、タンク室60aに連通し、駆動装置5の作動時に潤滑油を一時的に貯留する上部タンク室62aが形成されている。これらモータ室10a、ギア室30a、タンク室60a及び上部タンク室62aは、駆動装置5のハウジング14により仕切られている。タンク室60aとギア室30aの間には、図2に示すように、油通路64が形成されている。
As shown in FIG. 2, the driving
また、図3に示すように、モータ室10aとギア室30aとの間にあるハウジング14bには、これらを連通する油通路66が形成されており、この油通路66は、ロータ端面18bより、回転軸12の軸方向(矢印Tで示す)の外側に設けられている。また、モータ室10aと上部タンク室62aの間には、連通穴68が形成されている。このように、モータ室10a、ギア室30a、タンク室60a、及び上部タンク室62aは連通しており、潤滑油が流通可能となっている。また、減速装置30のメインシャフト32及びカウンタシャフト35、及び回転電機10の回転軸12は、内部が中空に形成されており、この中空部分の両端は、開放されている。つまり、シャフト及び回転軸12の、一端から他端へ潤滑油が流通可能となっている。
Further, as shown in FIG. 3, the
次に、駆動装置5内を循環する潤滑油の流れについて説明する。車両1が静止しているとき、すなわち駆動装置5及び回転電機10が非作動状態にあるとき、モータ室10a及びギア室30aの底部10c,30cには、所定の量の潤滑油が溜まっており、その油面の高さは、略同一となっている。このとき、回転電機10のロータ18は、潤滑油に浸かった状態となっている。
Next, the flow of the lubricating oil that circulates in the
そして、駆動装置5すなわち回転電機10がロータ18を回転させて車両1を前進させると、ロータ18の回転に伴い、リングギア42が回転して、ギア室30aにある潤滑油を上部タンク62aに掻き揚げる。上部タンク62aに掻き揚げられた潤滑油は、連通穴68から滴下してステータ16を冷却すると共に、図示しない潤滑油通路からタンク室60aに流入する。タンク室60aに流入した潤滑油は、油通路64からギア室30aに流入する。
Then, when the
ギア室30aに流入した潤滑油は、ギア室30aにあるメインシャフト32及びカウンタシャフト35を保持するベアリング71〜74を潤滑する一方、図2に矢印Hで示すように、メインシャフト32の端(車両1右側)からメインシャフト32の中空部分に流入する。この中空部分から、さらに矢印Iで示すように回転軸12の中空部分12aに流れた潤滑油は、矢印Jで示すように回転軸12を保持するベアリング76,77を潤滑してモータ室10aに流入する。
The lubricating oil that has flowed into the
さらに、図3に示すように、モータ室10aに流入した潤滑油は、ステータ16とハウジング14の間に形成されている潤滑油通路65やステータ16とロータ18の間を流れ、さらにモータ室10aとギア室30aの間にある油通路64を矢印Kで示すように、軸方向Tを外向きに流れて、再びギア室30aに戻る。
Further, as shown in FIG. 3, the lubricating oil flowing into the
モータ室10aからギア室30aに流れた潤滑油と、タンク室60aからベアリング71〜74を潤滑してギア室30aに流れた潤滑油は合流して、図2に矢印Lで示すように差動装置40に向けて流れる。差動装置40に流れた潤滑油は、差動ケース43を保持するベアリング78,79や、差動ケース43内にあるサイドギア45やピニオンギア44を潤滑する一方、再び、リングギア42の回転により、上部タンク室62aに掻き揚げられる。
The lubricating oil flowing from the
このように、ロータ18の回転に伴うリングギア42の回転により、駆動装置5内に潤滑油を循環させることで、上部タンク室62aから供給する潤滑油によりステータ16を冷却する一方、モータ室10a及びギア室30aに潤滑油を供給して各ベアリングを潤滑する。また、リングギア42がギア室30aにある潤滑油を掻き揚げて、タンク室60a,62aに潤滑油を貯留することで、この分、ギア室30aと、これに連通するモータ室10aに溜まっている潤滑油の油面を低下させて、ロータ18の突極80が攪拌する潤滑油の油量を減少させる。
As described above, the rotation of the
次に、回転電機10のロータ18の構造について、図3及び図4を用いて説明する。図4には、図3のB−B線による断面図、すなわちロータ18の略中央の断面図を示す。なお、図4には、回転電機10が非作動状態のときに、モータ室10aに溜まっている潤滑油の油面の一例を、一点鎖線Dで示す。
Next, the structure of the
回転電機10は、リラクタンスモータであり、そのロータ18には、図4に示すように、回転軸12の径方向(矢印Sで示す)を外向きに突出する突極80が、周方向(矢印Rで示す)に所定の間隔で配列されている。つまり、隣り合う突極80の間には、溝状の空隙82が形成されていることとなり、以下、この「溝状の空隙」をスロット82と記す。
The rotating
この突極80は、図3に示すように、ロータ端面18aから、もう一方のロータ端面18bの間に亘って、設けられている。詳細には、2つのロータ端面18a,18bの間の略中央の部分80a(以下、本体部と記す)において、回転軸の軸方向(矢印Tで示す)に沿って延設されている。この本体部80aに対応して、ステータ16の磁極16aが、軸方向Tに沿って設けられている。なお、本体部80aより軸方向外側の部分80cは、軸方向Tに対して傾斜して延設されており、この部分の詳細については後述する。
As shown in FIG. 3, the
このような突極80を有するロータ18を回転させると、突極80は、モータ室10aに溜まっている潤滑油に当たって、これを攪拌し、その反力としての抵抗を潤滑油より受ける。すなわち、突極80を構成する面の中には、モータ室10aに溜まっている潤滑油が当たって、その抵抗を受ける面がある。この面は、ロータが回転する向きに応じて定まる。
When the
本実施形態の回転電機10は、車両1用の駆動装置5を構成しており、また、車両1は、前後進が可能な自動車であることから、ロータ18が主に回転する向き(以下、主回転方向と記す)は、回転電機10すなわち駆動装置5が、車両1を前進させる方向に規定されている。本実施形態のロータ18の主回転方向を、図3〜図6に、矢印Rmで示す。
The rotating
以上から、本実施形態のロータの各突極80には、これを構成する面のうち、ロータ18が主回転方向Rmに回転したときに、潤滑油が当たって抵抗を受ける面を定義することができる。以下の説明において、この抵抗を受ける面を「抵抗面」と記し、図3〜図6に符号90(90a,90c)で示す。つまり、抵抗面90は、図4に示すように、突極80と、スロット82との境界面のうち、主回転方向Rm側の境界面となる。
From the above, for each
上述のような潤滑系を採用し、かつ突極80を有する回転電機10において、モータ室10aからスロット82に潤滑油が流入すると、突極80の抵抗面90がこの潤滑油を叩き、これがロータ18の回転抵抗となって、回転電機10が出力するトルクを低下させる。
In the rotating
加えて、回転電機10すなわち駆動装置5が非作動状態にあるときは、モータ室10aの底部に潤滑油が溜まっており、この潤滑油には、図4に示すように、ロータ18の突極80が浸かっている。回転電機10が作動を開始してロータ18が主回転方向Rmに回転すると、突極80の抵抗面90が溜まっている潤滑油を攪拌し、ロータ18には極めて大きな潤滑油の攪拌抵抗が作用する。このとき、ロータ18と共にリングギア42が回転して潤滑油を掻き揚げ、タンク室60a,62aに潤滑油を貯留することで、ロータ18の突極80が攪拌する潤滑油の油量は減少していく。しかし、リングギア42の回転により、タンク室60a,62aに潤滑油が十分に貯留されて、モータ室10aの底部10cに溜まっている潤滑油の油面が低下するまでには、回転電機10の作動開始から、ある程度の時間がかかる。この間、突極80は潤滑油に浸かっているため、ロータ18には極めて大きな回転抵抗が作用することとなる。
In addition, when the rotary
以上のようなロータ回転時における潤滑油の攪拌抵抗を低減するために、本実施形態においては、ロータ18の回転時において、突極80の抵抗面90に当たる潤滑油に、回転軸12の軸方向外向きの流れを形成している。以下に、本実施形態における突極80の詳細な構造について、図3〜図6を用いて説明する。図5には、図3に矢印Cで示す方向から見たロータの端面図を示し、図6には、図5に矢印Uで示す径方向Sの外側から見た突極の上面図を示す。なお、図6においては、理解を容易とするため、円柱状のロータを平面状に展開した状態を示している。
In order to reduce the agitation resistance of the lubricating oil during the rotation of the rotor as described above, in the present embodiment, the axial direction of the
突極80は、図3に示すように、軸方向Tの略中央に設けられている本体部80aと、本体部80aから軸方向T外側に延設されている軸流形成部80cから構成されている。軸流形成部80cは、本体部80aから連続して、ロータ端面18a,18bまで延設されている。なお、本体部80aと軸流形成部80cは、図4に二点鎖線Eで囲う、略同一の軸直交断面を有している。
As shown in FIG. 3, the
本体部80aは、図6に示すように、ロータ回転軸12の軸方向Tに沿って延設されている。この本体部80aに対応して、ステータ16の磁極16aが、軸方向Tに沿って設けられている。ステータ16が回転磁界を形成すると、ステータ16の磁極16aと突極80の本体部80aとの間が、磁束の通り道となる。一方、軸流形成部80cは、軸方向Tに対し、所定の角度θで傾斜して延設されている。傾斜角度θは、本体部80aからロータの端面18aに向けて、主回転方向Rmに対して後退するよう設定されている。
As shown in FIG. 6, the
このように突極80を構成することで、ロータ18の回転により定義される抵抗面90は、図6に示すように、本体部80aとスロット82との境界面である本体面90aと、軸流形成部80cとスロット82との境界面である軸流形成面90cに区画される。つまり、抵抗面90のうち、軸流形成部80cに対応する、軸方向Tの端部が、軸流形成面90cとなる。上述のように、軸流形成面90cは、本体面90aから軸方向Tを外向きに離れるに従って、本体面90aから主回転方向Rmとは逆方向に離れるよう、回転軸12の軸方向Tに対して、角度θで傾斜している。図5に示すように、ロータ端面18aを軸方向Tから見ると、スロット開口86を通して、軸流形成面90cが、その面を覗かせている。
By configuring the
なお、軸流形成面の傾斜角度θは、回転電機10が非作動状態から作動を開始して、モータ室10aに溜まっている潤滑油の排出が必要となるような回転速度域や、回転電機10にとって使用頻度の高い回転速度域など、潤滑油に軸方向外向きの流れを形成する目的に応じて、任意の角度に設定することができる。
Note that the inclination angle θ of the axial flow forming surface is such that the rotating
ロータ18が、主回転方向Rmに回転する、すなわち図6において突極80が主回転方向Rmに「移動する」と、スロット82内にある潤滑油は、矢印Fで示すように、抵抗面90に向けて相対的に移動することとなる。そして、抵抗面90に向けて移動する潤滑油のうち、軸流形成面90cに当たった潤滑油は、矢印Gで示すように、向きを変えて軸方向Tを外向きに移動する。つまり、ロータ18が主回転方向Rmに回転することにより、軸流形成面90cは、これに当たる潤滑油に、軸方向外向きの流れを形成する。
When the
さらに、ロータ18の回転により、軸流形成面90cが、潤滑油に軸方向外向きの流れ(矢印Gで示す)を形成することで、図3に示すように、モータ室10aの底部10cに溜まっていた潤滑油は、モータ室10aとギア室30aとの間のハウジング14b側に押し付けられる。これにより、モータ室10a内の潤滑油は、矢印Kで示すように、油通路66からギア室30aに圧送されて排出される。
Further, as the
ギア室30aに送られた潤滑油は、さらに、リングギア42により掻き揚げられて、タンク室60a,62aに貯留される。タンク室60a,62aに貯留される潤滑油量が、回転電機10が非作動状態のときに比べて増加することにより、この分だけ、モータ室10a及びギア室30aに溜まる潤滑油量が減少し、モータ室10aの油面が低下する。これにより、ロータ18の突極80の抵抗面90に当たる潤滑油量が減少する。
The lubricating oil sent to the
以上説明したように本実施形態においては、突極80の抵抗面90のうち、軸方向Tの端部に軸流形成面90cを形成することで、ロータ18が主回転方向Rmに回転しているとき、スロット82内にある潤滑油に軸方向外向きの流れを形成することで、スロット開口86からの潤滑油の排出を促進している。この結果、従来の突極をロータに備える回転電機に比べて、ロータ回転時における潤滑油の攪拌抵抗を低減することができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、ステータ16の磁極16aが軸方向Tに沿って延設されており、これに対応して、同じく軸方向Tに沿って延びる本体部80aが設けられている。本体部80aの外側に、本体部80aに対して傾斜が付けられた軸流形成部80cを設けるだけで良く、ステータ16については、その磁極16aが従来の軸方向Tに沿って延びる形式のものを利用することができる。潤滑油に軸方向外向きの流れを形成する回転電機を、低コストで実現することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、ロータ端面より軸方向外側に、モータ室10aとギア室30aとを連通する油通路66が設けられている。ロータ18が回転を開始すると、軸流形成面が潤滑油に形成する軸方向外向きの流れにより、モータ室の底部に溜まっていた潤滑油を、油通路からギア室に排出する。回転電機の非作動状態において、モータ室の底部に溜まっていた潤滑油を、ロータの回転開始と同時に、モータ室外に排出させることができる。これにより、モータ室に溜まる潤滑油の油面を低下させ、ロータの抵抗面に当たる潤滑油量を減少させることができる。
In the present embodiment, an
なお、本実施形態において、突極80の軸流形成部80cは、本体部80aと略同一の断面を有し、本体部80aに対して傾斜しているものとしたが、本発明は、これに限定されるものではない。ロータ回転時に、これに当たる潤滑油に軸方向外向きの流れを形成する軸流形成面を有していれば良く、例えば、突極を、主回転方向Rm側に上底を有する台形形状とすることも好適である。略直方体を呈する突極に対して、主回転方向Rm側の二辺を面取りするだけで良く、容易に製造することができる。
In the present embodiment, the axial
1 車両、5 駆動装置、10 回転電機、12 回転軸、14 ハウジング、16 ステータ、18 ロータ、30 減速装置、40 差動装置、50 二次電池、54 電子制御装置(ECU)、80 突極、80a 本体部、80c 軸流形成部、82、スロット、86 スロット開口、90 抵抗面、90c 軸流形成面。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle, 5 Drive apparatus, 10 Rotating electrical machine, 12 Rotating shaft, 14 Housing, 16 Stator, 18 Rotor, 30 Reduction gear, 40 Differential device, 50 Secondary battery, 54 Electronic control unit (ECU), 80 Salient pole, 80a body, 80c axial flow forming portion, 82, slot, 86 slot opening, 90 resistance surface, 90c axial flow forming surface.
Claims (5)
ロータを収容するモータ室に潤滑油が存在する状態で作動する回転電機であって、
突極は、ロータの回転により、潤滑油が当たって抵抗を受ける抵抗面、を有しており、
抵抗面うち回転軸の軸方向の端部には、これに当たる潤滑油に軸方向外向きの流れを形成するよう、軸方向に対して傾斜している軸流形成面、が形成されている、
回転電機。 The salient poles protruding in the radial direction of the rotating shaft have rotors arranged at predetermined intervals in the circumferential direction,
A rotating electrical machine that operates in a state where lubricating oil is present in a motor chamber that houses a rotor,
The salient pole has a resistance surface that receives resistance when the rotor is rotated by the rotation of the rotor.
An axial flow forming surface that is inclined with respect to the axial direction is formed at the axial end portion of the rotating shaft of the resistance surface so as to form an axially outward flow in the lubricating oil hitting the rotating shaft.
Rotating electric machine.
回転電機のステータの磁極は、軸方向に沿って延設されており、
突極は、
前記軸方向の略中央に、軸方向に沿って延設されている、本体部と、
本体部より軸方向外側に、軸方向に対して傾斜して延設され、その抵抗面が軸流形成面となる軸流形成部と、を有する、
回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 1,
The magnetic pole of the stator of the rotating electrical machine extends along the axial direction,
The salient pole is
A main body portion extending along the axial direction at substantially the center in the axial direction;
An axial flow forming portion that extends outward in the axial direction from the main body portion and is inclined with respect to the axial direction, and the resistance surface of which is an axial flow forming surface.
Rotating electric machine.
回転電機には、ロータが主に回転する向きである主回転方向が規定されており、
軸流形成部は、本体部からロータ端面に向けて、主回転方向に対して後退するよう、傾斜角度が設定されている、
回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 2,
In the rotating electrical machine, the main rotation direction, which is the direction in which the rotor mainly rotates, is defined,
The axial flow forming portion has an inclination angle set so as to recede from the main body portion toward the rotor end surface with respect to the main rotation direction.
Rotating electric machine.
ロータを収容し、底部に潤滑油が溜まっているモータ室と、
ロータ端面より前記軸方向外側に設けられ、モータ室外に連通する油通路と、
を有し、
ロータが回転すると、軸流形成部が油通路に向かう流れを形成することで、モータ室に溜まっている潤滑油を、モータ室外に排出する、回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 3,
A motor chamber that houses the rotor and contains lubricating oil at the bottom;
An oil passage provided outside the rotor end surface in the axial direction and communicating with the outside of the motor chamber;
Have
A rotating electrical machine that discharges the lubricating oil accumulated in the motor chamber to the outside of the motor chamber by forming a flow toward the oil passage when the rotor rotates.
回転電機は、回転電機からの動力を伝達するギアを有する動力伝達機構と一体に結合されて、車両を駆動する駆動装置を構成するものであり、
駆動装置には、モータ室と、ギアを収容するギア室と、モータ室及びギア室に供給する潤滑油を貯留するタンク室が設けられており、
ロータが回転すると、
モータ室に溜まっている潤滑油が、油通路からギア室に送られ、さらにギアによりタンク室に掻き揚げられることにより、タンク室に貯留され、
抵抗面に当たる油量が減少する、回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 4,
The rotating electrical machine is integrally coupled with a power transmission mechanism having a gear for transmitting power from the rotating electrical machine, and constitutes a drive device that drives the vehicle.
The drive device is provided with a motor chamber, a gear chamber that houses a gear, and a tank chamber that stores lubricating oil supplied to the motor chamber and the gear chamber,
When the rotor rotates,
Lubricating oil accumulated in the motor chamber is sent from the oil passage to the gear chamber, and further swept up into the tank chamber by the gear, thereby being stored in the tank chamber,
A rotating electrical machine that reduces the amount of oil hitting the resistance surface.
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