JP2012016240A - Rotary electric machine and cooling system for rotary electric machine - Google Patents
Rotary electric machine and cooling system for rotary electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012016240A JP2012016240A JP2010152995A JP2010152995A JP2012016240A JP 2012016240 A JP2012016240 A JP 2012016240A JP 2010152995 A JP2010152995 A JP 2010152995A JP 2010152995 A JP2010152995 A JP 2010152995A JP 2012016240 A JP2012016240 A JP 2012016240A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- end plate
- refrigerant passage
- electrical machine
- rotating electrical
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、回転可能に設けられ、冷媒が流通する軸側冷媒通路を含む回転軸と、回転軸の外径側に固定されたロータと、ロータの外径側に対向するステータとを備える回転電機及び回転電機冷却システムに関し、回転電機冷却システムは、例えば、ロータを構成する永久磁石や積層鋼板を液冷し、回転電機の冷却効率を向上するために使用する。 The present invention provides a rotation shaft that includes a rotation shaft that is rotatably provided and includes a shaft-side refrigerant passage through which a refrigerant flows, a rotor that is fixed to the outer diameter side of the rotation shaft, and a stator that faces the outer diameter side of the rotor. Regarding the electric machine and the rotating electric machine cooling system, the rotating electric machine cooling system is used, for example, to cool the permanent magnets and laminated steel sheets constituting the rotor to improve the cooling efficiency of the rotating electric machine.
従来から知られている、車両用電動機等の回転電機は、ステータとロータとを備える。また、このような回転電機において、ロータやステータ等の発熱部に冷媒である冷却液(例えば冷却油)を供給することにより、効果的に回転電機を冷却することが考えられている。 2. Description of the Related Art Conventionally known rotating electrical machines such as vehicle electric motors include a stator and a rotor. In such a rotating electrical machine, it is considered that the rotating electrical machine is effectively cooled by supplying a cooling liquid (for example, cooling oil) that is a refrigerant to a heat generating portion such as a rotor or a stator.
例えば、特許文献1に記載の回転電機では、環状のステータがハウジングであるケースに固定され、ステータの内周側にエアギャップを介してロータが対向配置されている。ロータは、ケースに回転可能に支持された回転軸に保持されている。回転軸は、中空となっており、内側に設けた冷却液供給路に油等の冷却液が流入するようになっている。また、回転軸や、永久磁石を設けたロータコアや、エンドプレートに対応する、ロータコアの両端に対向配置した部材に冷却液を流すための流路が形成されている。ロータコアの流路に冷却液が流通することにより、永久磁石が冷却されるとされている。 For example, in the rotating electrical machine described in Patent Document 1, an annular stator is fixed to a case which is a housing, and a rotor is disposed opposite to the inner peripheral side of the stator via an air gap. The rotor is held by a rotating shaft that is rotatably supported by the case. The rotating shaft is hollow, and a coolant such as oil flows into a coolant supply path provided inside. In addition, a flow path for allowing the coolant to flow through a rotary shaft, a rotor core provided with a permanent magnet, and a member disposed opposite to both ends of the rotor core corresponding to the end plate is formed. It is said that the permanent magnet is cooled when the coolant flows through the flow path of the rotor core.
また、特許文献2に記載の回転電機では、積層鋼板により構成するロータコアと、エンドプレートとの間に、シャフトに形成した冷媒通路と連通するエンドプレート側冷媒通路を設けている。また、エンドプレートに、エンドプレート側冷媒通路と連通する排出孔を設けている。また、ロータコアの磁石挿入孔の開口縁部と、磁石挿入孔に挿入した磁石との間の隙間を、樹脂や板状の閉塞部材により閉塞することが記載されている。 Moreover, in the rotary electric machine described in Patent Document 2, an end plate side refrigerant passage communicating with a refrigerant passage formed in the shaft is provided between a rotor core formed of laminated steel plates and an end plate. In addition, the end plate is provided with a discharge hole communicating with the end plate-side refrigerant passage. It also describes that the gap between the opening edge of the magnet insertion hole of the rotor core and the magnet inserted into the magnet insertion hole is closed by a resin or a plate-like closing member.
上記の特許文献1に記載された構成では、エンドプレートとロータコアとの間に、冷却液を流す流路を設けている。このような構造では、使用時のロータ自身の回転による遠心力の作用により、エンドプレートとロータコアとの接触部を通じて、上記の流路から径方向外側に冷却液が染み出すように流れ、ロータとステータとの間のエアギャップに冷却液が入り込んでしまう可能性がある。エアギャップに油等の冷却液が流入すると、冷却液の粘性に起因する引き摺りトルクである、引き摺り抵抗が回転電機に発生し、回転電機の冷却性能が低下する可能性があるだけでなく、エアギャップ中の冷却液が回転電機の損失の増大の要因となるため、好ましくない。 In the configuration described in Patent Document 1, a flow path for flowing a coolant is provided between the end plate and the rotor core. In such a structure, due to the action of centrifugal force due to the rotation of the rotor itself during use, the coolant flows through the contact portion between the end plate and the rotor core so that the coolant oozes radially outward from the flow path, There is a possibility that the coolant enters the air gap between the stator and the stator. When coolant such as oil flows into the air gap, drag resistance, which is drag torque due to the viscosity of the coolant, is generated in the rotating electrical machine, which may reduce the cooling performance of the rotating electrical machine. Since the coolant in the gap causes an increase in loss of the rotating electrical machine, it is not preferable.
また、特許文献2に記載された構成の場合、ロータコアの磁石挿入孔の開口縁部と、磁石挿入孔に挿入した磁石との間の隙間を、樹脂や板状の閉塞部材により閉塞しているが、磁石挿入孔の開口縁部以外の部分に樹脂や閉塞部材を設けることを考慮しておらず、ロータコアとエンドプレートとの接触部において、磁石挿入孔の開口縁部以外の部分を通じて冷媒がエアギャップに流入する可能性がある。この場合も、回転電機の冷却性能の低下や、回転電機の損失の増大を招く可能性がある。 In the case of the configuration described in Patent Document 2, the gap between the opening edge portion of the magnet insertion hole of the rotor core and the magnet inserted into the magnet insertion hole is closed by a resin or a plate-like closing member. However, no consideration is given to providing a resin or a blocking member in a portion other than the opening edge portion of the magnet insertion hole, and the refrigerant flows through the portion other than the opening edge portion of the magnet insertion hole at the contact portion between the rotor core and the end plate. There is a possibility of flowing into the air gap. Also in this case, there is a possibility that the cooling performance of the rotating electrical machine is reduced and the loss of the rotating electrical machine is increased.
本発明の目的は、回転電機及び回転電機冷却システムにおいて、回転電機の過度の引き摺り抵抗の発生を防止するとともに、冷却性能の向上を図ることを目的とする。 An object of the present invention is to prevent excessive drag resistance of a rotating electrical machine and improve the cooling performance in the rotating electrical machine and the rotating electrical machine cooling system.
本発明に係る回転電機は、回転可能に設けられ、冷媒が流通する軸側冷媒通路を含む回転軸と、回転軸の外径側に固定されたロータと、ロータの外径側に対向するステータとを備え、ロータは、ロータコアと、ロータコアの軸方向端面に接触するように設けられたエンドプレートと、ロータコアとエンドプレートとの間に設けられ、軸側冷媒通路及びエンドプレートの軸方向外側面の両方に連通する第1ロータ側冷媒通路と、を含み、さらに、エンドプレートの外周縁部よりも内径側に配置されるように、第1ロータ側冷媒通路よりもロータの外径側に、エンドプレートとロータコアとの接触部を介して設けられた第2ロータ側冷媒通路であって、エンドプレートの軸方向外側面に通じさせている第2ロータ側冷媒通路を備えることを特徴とする回転電機である。 A rotating electrical machine according to the present invention includes a rotating shaft that is rotatably provided and includes a shaft-side refrigerant passage through which a refrigerant flows, a rotor that is fixed to the outer diameter side of the rotating shaft, and a stator that faces the outer diameter side of the rotor. And the rotor is provided between the rotor core, the end plate provided in contact with the axial end surface of the rotor core, and between the rotor core and the end plate. A first rotor side refrigerant passage communicating with both of the first rotor side refrigerant passage and the first rotor side refrigerant passage closer to the outer diameter side of the rotor than the first rotor side refrigerant passage, A second rotor-side refrigerant passage provided through a contact portion between the end plate and the rotor core, the second rotor-side refrigerant passage communicating with the axially outer side surface of the end plate. A rotary electric machine that.
上記の回転電機によれば、ロータ自身の回転による遠心力の作用により、第1ロータ側冷媒通路を流れる冷媒が、ロータコアとエンドプレートとの接触部を通じて径方向外側に流れた場合でも、その冷媒の多くが第2ロータ側冷媒通路を通じてエンドプレートの軸方向外側に排出される。このため、ロータとステータとの間のエアギャップに流入する冷媒量を減少またはなくすことができる。すなわち、第1ロータ側冷媒通路よりも径方向外側に流れた冷媒は、流路抵抗の小さい第2ロータ側冷媒通路に多く流れ、エアギャップへの冷媒の流入量を減少またはなくすことができる。このため、冷媒の利用によるロータの冷却性能の向上と、回転電機の引き摺り抵抗の減少との両立を図れる。この結果、回転電機の過度の引き摺り抵抗の発生を防止するとともに、冷却性能の向上を図れる。 According to the above rotating electric machine, even when the refrigerant flowing through the first rotor side refrigerant passage flows radially outward through the contact portion between the rotor core and the end plate due to the centrifugal force caused by the rotation of the rotor itself, the refrigerant Most of the gas is discharged to the outside in the axial direction of the end plate through the second rotor side refrigerant passage. For this reason, the amount of refrigerant flowing into the air gap between the rotor and the stator can be reduced or eliminated. That is, a large amount of refrigerant that has flowed radially outward from the first rotor-side refrigerant passage flows into the second rotor-side refrigerant passage having a small flow path resistance, so that the amount of refrigerant flowing into the air gap can be reduced or eliminated. For this reason, the improvement of the cooling performance of the rotor by the use of the refrigerant and the reduction of the drag resistance of the rotating electrical machine can be achieved. As a result, excessive drag resistance of the rotating electrical machine can be prevented and the cooling performance can be improved.
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、第2ロータ側冷媒通路は、エンドプレートに環状に設けられており、エンドプレートは、エンドプレートの外側面に一端が開口し、第2ロータ側冷媒通路と通じるように軸方向に設けられた冷媒逃がし通路を有する。 In the rotating electrical machine according to the present invention, preferably, the second rotor side refrigerant passage is provided in an annular shape in the end plate, and the end plate has one end opened on the outer surface of the end plate, and the second rotor side A refrigerant escape passage is provided in the axial direction so as to communicate with the refrigerant passage.
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、ロータコアは、複数の鋼板を軸方向に積層してなる積層体を有する。 In the rotating electrical machine according to the present invention, preferably, the rotor core has a laminate formed by laminating a plurality of steel plates in the axial direction.
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、エンドプレートは、第1ロータ側冷媒通路を有する環状本体部と、環状本体部の径方向外側に配置され、第2ロータ側冷媒通路を有する環状樹脂部材とを含む。 In the rotating electrical machine according to the present invention, preferably, the end plate has an annular main body portion having a first rotor-side refrigerant passage, and an annular shape arranged on the radially outer side of the annular main body portion and having a second rotor-side refrigerant passage. A resin member.
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、エンドプレートは、第1ロータ側冷媒通路を有する環状本体部と、環状本体部の径方向外側に、環状の第2ロータ側冷媒通路を介して配置された外側環状部材とを含む。 In the rotating electrical machine according to the present invention, preferably, the end plate has an annular main body portion having a first rotor-side refrigerant passage and a radially outer side of the annular main body portion via an annular second rotor-side refrigerant passage. A disposed outer annular member.
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、環状樹脂部材または外側環状部材とロータコアとの間に設けられたシール材を備える。 Moreover, the rotating electrical machine according to the present invention preferably includes a sealing material provided between the annular resin member or the outer annular member and the rotor core.
上記構成によれば、第2ロータ側冷媒通路の外径側に、環状樹脂部材または外側環状部材とロータコアとの間のシール材が設けられるので、ロータとステータとの間のエアギャップに流入する冷媒をより有効に、減少またはなくすことができる。このため、回転電機の引き摺り抵抗を過度に増大することなく、冷却性能をより向上できる。 According to the above configuration, the sealing material between the annular resin member or the outer annular member and the rotor core is provided on the outer diameter side of the second rotor-side refrigerant passage, and therefore flows into the air gap between the rotor and the stator. The refrigerant can be reduced or eliminated more effectively. For this reason, the cooling performance can be further improved without excessively increasing the drag resistance of the rotating electrical machine.
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、シール材は、接着剤であり、環状樹脂部材または外側環状部材は、ロータコアの軸方向端面に接着剤により接合されている。 In the rotating electrical machine according to the present invention, preferably, the sealing material is an adhesive, and the annular resin member or the outer annular member is joined to the axial end surface of the rotor core by an adhesive.
上記構成によれば、接着剤により冷媒のシール効果が向上するので、ロータとステータとの間のエアギャップに流入する冷媒量をより有効に、減少またはなくすことができる。このため、回転電機の過度の引き摺り抵抗の発生をより有効に防止しつつ、冷却性能をより向上できる。 According to the above configuration, the sealing effect of the refrigerant is improved by the adhesive, so that the amount of the refrigerant flowing into the air gap between the rotor and the stator can be reduced or eliminated more effectively. For this reason, it is possible to further improve the cooling performance while more effectively preventing the occurrence of excessive drag resistance of the rotating electrical machine.
また、本発明に係る回転電機冷却システムは、本発明に係る回転電機と、回転電機を構成する筐体の下部と軸側冷媒通路とを接続する接続路と、接続路に設けられ、軸側冷媒通路に冷媒を供給する冷媒供給部とを備えることを特徴とする回転電機冷却システムである。 The rotating electrical machine cooling system according to the present invention is provided in the connecting path, the connecting path connecting the rotating electrical machine according to the present invention, the lower part of the casing constituting the rotating electrical machine and the shaft-side refrigerant path, and the shaft side. A rotating electrical machine cooling system comprising: a refrigerant supply unit that supplies refrigerant to the refrigerant passage.
本発明に係る回転電機及び回転電機冷却システムによれば、回転電機の過度の引き摺り抵抗の発生を防止するとともに、冷却性能の向上を図れる。 According to the rotating electrical machine and the rotating electrical machine cooling system according to the present invention, it is possible to prevent excessive drag resistance of the rotating electrical machine and improve the cooling performance.
[第1の発明の実施の形態]
以下において、図1から図3を用いて本発明に係る第1の実施の形態を説明する。本実施の形態の回転電機は、例えばハイブリッド車両を駆動するモータとして、または、発電するための発電機として、または、その両方の機能を有するものとして使用する。図1に示すように、回転電機10は、筐体であり、ハウジングであるモータケース12の内面に固定したステータ14と、ステータ14の径方向内側に対向配置したロータ16と、回転軸18とを備える。このような回転電機10は、冷媒であり、冷却液である油をロータ16に供給することにより冷却する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The rotating electrical machine of the present embodiment is used, for example, as a motor for driving a hybrid vehicle, as a generator for generating electric power, or as a device having both functions. As shown in FIG. 1, the rotating
すなわち、ステータ14は、複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより構成するステータコア20と、ステータコア20の内周面の周方向複数個所に設けたティースに巻装したステータコイル22とを含む。ステータコイル22において、ステータコア20の軸方向両側面よりも外側に突出する部分により、一対のコイルエンドを構成している。ステータコア20は、モータケース12の内面に固定している。
That is, the
モータケース12は、ステータ14とロータ16とを収容している。回転軸18は、モータケース12に軸受24により回転可能に支持している。ロータ16は、回転軸18の軸方向中間部の外径側に固定し、ステータ14の径方向内側に、エアギャップ26を介して対向させている。言い換えれば、ステータ14は、ロータ16の外径側に対向している。
The
また、ロータ16は、複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより構成する積層体を有するロータコア28と、ロータコア28の周方向複数個所に配置した永久磁石30と、一対のエンドプレート32とを含む。永久磁石30は、ロータ16の径方向、または径方向に対し傾斜した方向に着磁している。
The
また、モータケース12の下部内側に冷却液としての機能も有する潤滑油の油溜まり部34を設けている。油溜まり部34の油は、オイルポンプ36によってロータ16へ供給可能としている。すなわち、本実施の形態の回転電機冷却システム38は、上記のような回転電機10と、冷媒である油を流す接続路であるオイル経路40と、オイル経路40に設けたオイルポンプ36とを備える。オイルポンプ36は、駆動により、油溜まり部34から油を汲み上げ、回転電機10に油を供給する冷媒供給部である。
Further, an
また、回転軸18の内部の中心軸上に軸側冷媒通路42を設けている。また、回転軸18の軸方向2個所位置のそれぞれで、周方向複数個所に径方向に伸びる第2軸側冷媒通路44を設けている。各第2軸側冷媒通路44は、軸側冷媒通路42に連通させるとともに、各第2軸側冷媒通路44の一端を回転軸18の外周面に開口させている。すなわち、回転軸18は、回転可能に設けられ、冷媒である油が流通する軸側冷媒通路42及び第2軸側冷媒通路44を含む。
Further, the shaft side
また、一対のエンドプレート32は、それぞれ金属等により構成され、それぞれロータコア28の軸方向両端面に接触するように設けている。また、ロータコア28の軸方向両端面と、この両端面にそれぞれ対向する各エンドプレート32の側面との間に、軸側冷媒通路42と通じる環状の第1ロータ側冷媒通路46を設けている。このために、各エンドプレート32は、略円環状に形成しており、ロータコア28の端面と対向する軸方向内側面の内径側に環状溝48を形成し、環状溝48の内周端は、エンドプレート32の内周面に達している。また、各エンドプレート32の外周寄り部分の周方向複数個所に、環状溝48の外周寄り部分と各エンドプレート32の軸方向外側面とを連通させる軸方向孔50を設けている。上記の環状溝48と軸方向孔50とにより、第1ロータ側冷媒通路46を構成している。なお、エンドプレートの「軸方向内側」とは、ロータコアと対向する側をいい、逆に、「軸方向外側」とは、ロータコアと反対側をいう(本明細書及び特許請求の範囲の全体で同じである。)。すなわち、第1ロータ側冷媒通路46は、軸側冷媒通路42及びエンドプレート32の軸方向外側面の両方に連通している。
The pair of
また、各エンドプレート32は、エンドプレート32の外周縁部よりも内径側に配置されるように、第1ロータ側冷媒通路46の外径側に、エンドプレート32とロータコア28との接触部を介して第2ロータ側冷媒通路52を設けている。第2ロータ側冷媒通路52は、エンドプレート32の軸方向内側面に、エンドプレート32と同軸上に円環状に設けている。また、各エンドプレート32の軸方向外側部分で、外周寄り部分の周方向等間隔複数個所(図2の例の場合は4個所)に、軸方向に、冷媒逃がし通路54を設けている。各冷媒逃がし通路54の一端は、エンドプレート32の軸方向外側面に開口させている。各冷媒逃がし通路54の他端は、第2ロータ側冷媒通路52に連通させている。このため、第2ロータ側冷媒通路52は、冷媒逃がし通路54を介して、エンドプレート32の軸方向外側面に連通している。
Each
このような一対のエンドプレート32は、回転軸18の外径側で、ロータコア28の軸方向両側に、ロータコア28の軸方向端面にそれぞれの軸方向内側面の外周寄り部分が接触するように配置している。そしてこの状態で、回転軸18の外周面に一体に設けた鍔部56と、回転軸18に嵌合して、内周側にかしめることにより回転軸18に固定したかしめ部材58とにより、ロータコア28と、一対のエンドプレート32とを挟んでいる。この状態で、第1ロータ側冷媒通路46は、回転軸18の軸側冷媒通路42に、第2軸側冷媒通路44を介して連通している。
Such a pair of
また、回転軸18に設けた軸側冷媒通路42にオイル経路40の下流端を接続し、モータケース12の下部に設けた排出口60を、オイル経路40の上流端に接続している。すなわち、オイル経路40は、モータケース12の下部と軸側冷媒通路42とを接続している。軸側冷媒通路42の、オイル経路40の接続側とは反対側の端部(図1の右端部)開口は、図示しない塞ぎ部材により塞いでいる。また、冷媒として機能する油として、例えば、オートマチックトランスミッションフルード(ATF)等の、変速装置の潤滑に使用する油を使用できる。
Further, the downstream end of the
また、排出口60からオイル経路40に排出させた油を、オイルパン等で冷却したり、外気または冷却水と油とを熱交換させる適宜の熱交換部で冷却してから、軸側冷媒通路42に油を供給することもできる。
In addition, the oil discharged from the
このような回転電機10を含む回転電機冷却システム38の使用時には、オイルポンプ36が駆動することで、油溜まり部34から軸側冷媒通路42に油が供給される。また、回転軸18の回転に伴う遠心力の作用により、軸側冷媒通路42から第2軸側冷媒通路44を介して、第1ロータ側冷媒通路46に油が流れ込む。第1ロータ側冷媒通路46に流れ込んだ油の大半は、図1に矢印aで示すように流れて、ロータコア28及び永久磁石30の表面を冷却してから、主放出口である軸方向孔50を通じて、ロータ16の外部へ放出される。放出された油は、モータケース12内で流下し、油溜まり部34に戻る。このため、永久磁石30や、ロータコア28を構成する積層体が、油により直接、または間接的に液冷される。
When the rotating electrical
この場合、油が第1ロータ側冷媒通路46に流れ込んだ際に、遠心力の作用により、図1の矢印bで示すように、ロータコア28とエンドプレート32との接触部を通じて径方向外側に染み出す流れが発生する可能性がある。この場合、矢印bで示す冷媒流れによって、ロータ16とステータ14との間のエアギャップ26が油で満たされると、油の粘性により、引き摺りトルク、すなわち引き摺り抵抗が発生し、回転電機10の冷却効果を著しく低下させるだけでなく、回転電機10の損失が増大する可能性がある。
In this case, when the oil flows into the first rotor-
これに対して、本実施の形態では、上記のように、第2ロータ側冷媒通路52を、第1ロータ側冷媒通路46の径方向外側に、ロータコア28とエンドプレート32との接触部を介して設けている。このため、ロータコア28とエンドプレート32との接触部から染み出す流れがエアギャップ26に到達する前に、図1で矢印cで示すように、油を第2ロータ側冷媒通路52と副放出口である冷媒逃がし通路54とを通じて、エンドプレート32の軸方向外側に排出させることができる。したがって、エアギャップ26に入り込む油を少なくするか、またはなくすことができる。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the second rotor side
次に、図2を用いて、第2ロータ側冷媒通路52及び冷媒逃がし通路54の機能をより詳しく説明する。図2は、図1のA−A断面図である。エンドプレート32は、それぞれ図2の斜格子で示す接触面S1、S2で、ロータコア28(図1)の軸方向端面と金属接触しており、図1に示したかしめ部材58により接触面S1,S2で予め設定された所定の面圧を受けた状態でロータコア28に固定されている。回転軸18が図2の矢印αで示す方向に回転している状態で、オイルポンプ36(図1)が駆動すると、回転軸18に設けた軸側冷媒通路42から、第2軸側冷媒通路44を介して第1ロータ側冷媒通路46に冷却液である油が導入される。この際、冷媒通路46に導入された油は、遠心力を受けながら、エンドプレート32に対し図2の矢印βで示す方向に流れて、軸方向孔50を通じて図2の裏面側に放出される。この際、第1ロータ側冷媒通路46内に、遠心力の作用により外周側の矢印γで示す範囲に油層である環状の冷却液層が設けられる。冷却液層の外周端は、第1ロータ側冷媒通路46の外周端と一致し、冷却液層の内周端は、図2の破線δで示す位置となる。
Next, the functions of the second rotor side
また、冷却液層は、遠心力の作用により、第1ロータ側冷媒通路46の外周部を構成する外周壁62に押し付けられる。この場合、冷却液層による圧力を、この外周壁62と、エンドプレート32及びロータコア28の接触面S1とで受けることになる。ただし、接触面S1に十分にシール性の高いシール構造がない場合には、図2の矢印b方向の径方向外側への染み出しの流れが発生する可能性がある。このように径方向外側へ染み出した油は、第2ロータ側冷媒通路52に流れ込み、この通路52内を矢印d方向に沿って流れ、第2ロータ側冷媒通路52の外周端と径方向同位置を含むように設置された冷媒逃がし通路54から、図2の裏面側に放出される。この場合、第2ロータ側冷媒通路52よりも外径側の接触面S2を通って外側に流れる油の経路よりも、冷媒逃がし通路54の流路抵抗が十分に小さくなる。このため、この外径側の接触面S1を通ってエアギャップ26(図1)に流入する油を少なくするか、またはなくすことができる。
Further, the coolant layer is pressed against the outer
すなわち、ロータ16(図1)自身の回転による遠心力の作用により、第1ロータ側冷媒通路46を流れる油が、ロータコア28とエンドプレート32との接触部を通じて径方向外側に流れた場合でも、その油の多くが第2ロータ側冷媒通路52を通じてエンドプレート32の軸方向外側に排出される。このため、ロータ16とステータ14との間のエアギャップ26(図1)に流入する油の量を減少またはなくすことができる。すなわち、第1ロータ側冷媒通路46よりも径方向外側に流れた油は、流路抵抗の小さい第2ロータ側冷媒通路52及び冷媒逃がし通路54に多く流れ、エアギャップ26への油の流入量を減少またはなくすことができる。このため、油の利用によるロータ16の冷却性能の向上と、回転電機10の引き摺り抵抗の減少との両立を図れる。この結果、回転電機10の過度の引き摺り抵抗の発生を防止するとともに、冷却性能の向上を図れる。
That is, even when the oil flowing through the first rotor-
図3は、本実施の形態において、第2ロータ側冷媒通路52(図1、図2)から冷媒逃がし通路54を通じて外部に排出可能な冷却液の流量(実線a)(排出能力)と、第1ロータ側冷媒通路46から外径側に染み出す冷却液の流量(一点鎖線b)とを、ロータ16の回転数との関係で示している。なお、以下の説明では、図1、図2と同一の要素には同一の符号を付して説明する。ロータ16の回転数は、単位時間である毎分におけるロータ16の回転量である。図3に示すように、ロータ16の回転数の増大に伴い、冷却液の排出能力も、染み出す冷却液流量も、いずれも増大する。これに対して、本実施の形態では、冷媒逃がし通路54の大きさ、数、第2ロータ側冷媒通路52の大きさ及び外径等を規制して、第2ロータ側冷媒通路52を通じての排出可能な油の流量が、ロータ16のすべての回転数領域で、第1ロータ側冷媒通路46から外径側に染み出す油の流量を上回るようにしている。このため、ロータコア28とエンドプレート32との接触部を通じて第1ロータ側冷媒通路46の径方向外側に染み出す油がエアギャップ26に流れ込むことを、より効果的に防止でき、引き摺り損失の発生をより効果的に防止できる。
FIG. 3 shows the flow rate (solid line a) (discharge capacity) of the coolant that can be discharged to the outside from the second rotor side refrigerant passage 52 (FIGS. 1 and 2) through the
なお、図2では、ロータ16の片側(図1の左側)に配置したエンドプレート32部分での油の流れを説明しているが、ロータ16の他側(図1の右側)に配置したエンドプレート32部分での油の流れも同様である。また、本実施の形態では、ロータコア28が複数の鋼板を積層してなる積層体を含む場合を説明したが、ロータコア28は、磁性粉末を加圧成形してなる圧粉磁心により構成することもできる。
2 illustrates the oil flow in the
[第2の発明の実施の形態]
図4は、本発明に係る第2の実施の形態の回転電機を含む回転電機冷却システムの略断面図である。図5は、ロータ及び回転軸についての、図4のB−B断面図である。図6は、図5に示すエンドプレートを取り出して、軸方向外側面を見た図である。本実施の形態の回転電機10では、上記の第1の実施の形態の回転電機において、各エンドプレート64を、金属製の環状の環状本体部66と、環状本体部66の外径側に嵌合固定した樹脂製の環状樹脂部材68とにより構成している。各環状本体部66は、上記の第1の実施の形態のエンドプレート32(図1等参照)と同様に、環状溝48と軸方向孔50とを設けているが、第2ロータ側冷媒通路及び冷媒逃がし通路は、環状本体部66に設けていない。すなわち、各環状本体部66は、第1の実施の形態のエンドプレート32において、第2ロータ側冷媒通路52及び冷媒逃がし通路54(図1等参照)を含む外周寄り部分を省略したような構成を有する。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a rotating electrical machine cooling system including the rotating electrical machine according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 4 for the rotor and the rotating shaft. FIG. 6 is a view of the end plate shown in FIG. In the rotating
図5に示すように、各環状樹脂部材68は、軸方向内側面の内周側に環状溝70を形成したもので、環状溝70の内周端は、環状樹脂部材68の内周面に達している。環状溝70は、第2ロータ側冷媒通路72を構成する。また、各環状樹脂部材68の周方向等間隔複数個所(図2の例の場合は4個所)に、軸方向に、冷媒逃がし通路74を設けている。各冷媒逃がし通路74の一端は、環状樹脂部材68の軸方向外側面に開口させている。各冷媒逃がし通路74の他端は、第2ロータ側冷媒通路72に連通させている。このため、第2ロータ側冷媒通路72は、冷媒逃がし通路74を介して、環状樹脂部材68の軸方向外側面に連通している。
As shown in FIG. 5, each
図6に示すように、各環状本体部66の外側に環状樹脂部材68を、締まり嵌め等により嵌合固定し、エンドプレート64を構成する。この状態で、図5に示すように、第1ロータ側冷媒通路46よりもロータ16の外径側に、環状本体部66の外周部に設けた外周壁62を介して第2ロータ側冷媒通路72が設けられる。また、第2ロータ側冷媒通路72は、エンドプレート64の外周縁部よりも内径側に配置される。
As shown in FIG. 6, an
また、環状本体部66と環状樹脂部材68との軸方向内側面をロータコア28(図4)の軸方向端面に対向するように配置した状態で、環状樹脂部材68とロータコア28との間にシール材である接着剤を設けている。すなわち、環状樹脂部材68を接着剤によりロータコア28の軸方向端面に接合し、接着剤を介して接触させている。
Further, a seal is provided between the
このような回転電機10を含む回転電機冷却システム38では、図5、図6に示すように、第1ロータ側冷媒通路46、軸方向孔50、第2ロータ側冷媒通路72、冷媒逃がし通路74、及び接触面S1、S2´が、上記の図2の構成の場合と同様に設けられる。なお、図5では、斜格子部分により環状本体部66とロータコア28との接触面S1と、環状樹脂部材68とロータコア28との接触面S2´とを、それぞれ表しており、図6では、斜格子部分により、環状樹脂部材68を表している。このような構成により、上記の第1の実施の形態と同様に、接触面S1、S2´を通じてのエアギャップ26(図4)への油の流入を少なくするか、またはなくすことができる。また、本実施の形態では、環状樹脂部材68とロータコア28との間にシール材である接着剤を設けているので、油が外径側へ染み出すことに対するシール効果の向上を図れる。すなわち、第2ロータ側冷媒通路72の外径側に、環状樹脂部材68とロータコア28との間の接着材が設けられるので、ロータ16とステータ14との間のエアギャップ26に流入する油の量をより有効に、減少またはなくすことができる。このため、回転電機10の過度の引き摺り抵抗の発生をより有効に防止しつつ、冷却性能をより向上できる。その他の構成及び作用は、上記の第1の実施の形態と同様であるため、重複する説明を省略する。なお、接着剤の代わりに、環状樹脂部材68とロータコア28との間に、シール材であるゴム等のシール部材を設けることもできる。なお、本実施の形態において、環状樹脂部材68をロータコア28の軸方向端面に接着材により接合せず、環状樹脂部材68を、環状本体部66に嵌合固定する嵌合力、または鍔部56とかしめ部材58とにより付与される軸方向の力によって、環状樹脂部材68の軸方向内側面を、ロータコア28の軸方向端面に突き当てる、すなわち、シール材を介さず直接接触させることもできる。
In the rotating electrical
[第3の発明の実施の形態]
図7は、本発明に係る第3の実施の形態の回転電機を構成する1のエンドプレートの軸方向外側面を見た図である。本実施の形態では、上記の図4から図6に示した第2の実施の形態において、各エンドプレート78は、環状本体部66と、環状本体部66の径方向外側に環状隙間を介して対向配置した外側環状部材76とにより構成している。図7では、外側環状部材76を斜線部で表している。外側環状部材76は、例えば樹脂により円環状に形成している。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a view of the outer side surface in the axial direction of one end plate constituting the rotating electrical machine according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, in the second embodiment shown in FIG. 4 to FIG. 6 described above, each
また、環状本体部66を回転軸18の外径側に固定した状態で、環状本体部66の径方向外側に配置した外側環状部材76の軸方向内側面(図7の裏側面)を、シール材である接着剤等によりロータコア28(図1等参照)の軸方向端面に接合し、接着剤を介して接触させている。そして、環状本体部66と外側環状部材76との間に設けられた環状空間部分により、第2ロータ側冷媒通路80を構成している。すなわち、環状の第2ロータ側冷媒通路80は、エンドプレート78の軸方向外側面(図7の表側面)に、別の通路を介さず直接に連通している。また、外側環状部材76は、環状本体部66の径方向外側に、環状の第2ロータ側冷媒通路80を介して配置されている。また、第2ロータ側冷媒通路80の軸方向内端(図7の奥端)は、エンドプレート78の軸方向内端に達している。このため、第2ロータ側冷媒通路80は、エンドプレート78の外周縁部である、外側環状部材76の外周縁部よりも内径側に配置される。なお、本実施の形態において、外側環状部材76を、ロータコア28の軸方向端面に接着剤により接合せず、外側環状部材76を、ロータコア28の軸方向端面にシール材を介さず直接接触させることもできる。例えば、環状本体部66の軸方向外端部外周面の周方向複数個所に径方向外側に突出する突部を設け、各突部の軸方向内側面により外側環状部材76をロータコア28側に押し付け、ロータコア28の軸方向端面に外側環状部材76の軸方向内側面を、シール材である接着剤を介さず直接接触させることもできる。
Further, in the state where the annular
このような本実施の形態の場合も、上記の各実施の形態と同様に、第1ロータ側冷媒通路46よりも径方向外側に染み出した油は、流路抵抗の小さい第2ロータ側冷媒通路80に多く流れ、エアギャップ26(図1等参照)への油の流入量を減少またはなくすことができる。その他の構成及び作用は、上記の図4から図6に示した第2の実施の形態、または上記の図1から図3に示した第1の実施の形態と同様であるので、重複する説明を省略する。
In the case of this embodiment as well, as in each of the above embodiments, the oil that oozes out radially outward from the first rotor-
10 回転電機、12 モータケース、14 ステータ、16 ロータ、18 回転軸、20 ステータコア、22 ステータコイル、24 軸受、26 エアギャップ、28 ロータコア、30 永久磁石、32 エンドプレート、34 油溜まり部、36 オイルポンプ、38 回転電機冷却システム、40 オイル経路、42 軸側冷媒通路、44 第2軸側冷媒通路、46 第1ロータ側冷媒通路、48 環状溝、50 軸方向孔、52 第2ロータ側冷媒通路、54 冷媒逃がし通路、56 鍔部、58 かしめ部材、60 排出口、62 外周壁、64 エンドプレート、66 環状本体部、68 環状樹脂部材、70 環状溝、72 第2ロータ側冷媒通路、74 冷媒逃がし通路、76 外側環状部材、78 エンドプレート、80 第2ロータ側冷媒通路。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
回転軸の外径側に固定されたロータと、
ロータの外径側に対向するステータとを備え、
ロータは、
ロータコアと、
ロータコアの軸方向端面に接触するように設けられたエンドプレートと、
ロータコアとエンドプレートとの間に設けられ、軸側冷媒通路及びエンドプレートの軸方向外側面の両方に連通する第1ロータ側冷媒通路と、を含み、
さらに、
エンドプレートの外周縁部よりも内径側に配置されるように、第1ロータ側冷媒通路よりもロータの外径側に、エンドプレートとロータコアとの接触部を介して設けられた第2ロータ側冷媒通路であって、エンドプレートの軸方向外側面に通じさせている第2ロータ側冷媒通路を備えることを特徴とする回転電機。 A rotating shaft that is rotatably provided and includes a shaft-side refrigerant passage through which a refrigerant flows;
A rotor fixed to the outer diameter side of the rotating shaft;
A stator facing the outer diameter side of the rotor,
The rotor
Rotor core,
An end plate provided in contact with the axial end face of the rotor core;
A first rotor side refrigerant passage that is provided between the rotor core and the end plate and communicates with both the axial refrigerant passage and the axially outer surface of the end plate;
further,
The second rotor side provided on the outer diameter side of the rotor with respect to the first rotor side refrigerant passage via the contact portion between the end plate and the rotor core so as to be arranged on the inner diameter side with respect to the outer peripheral edge portion of the end plate. A rotating electrical machine comprising a second rotor-side refrigerant passage which is a refrigerant passage and communicates with an axially outer side surface of an end plate.
第2ロータ側冷媒通路は、エンドプレートに環状に設けられており、
エンドプレートは、エンドプレートの軸方向外側面に一端が開口し、第2ロータ側冷媒通路と連通するように軸方向に設けられた冷媒逃がし通路を有することを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
The second rotor side refrigerant passage is provided in an annular shape in the end plate,
The end plate has a refrigerant escape passage that is open at one end on an axially outer side surface of the end plate and is provided in the axial direction so as to communicate with the second rotor side refrigerant passage.
ロータコアは、複数の鋼板を軸方向に積層してなる積層体を有することを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
The rotor core has a laminate formed by laminating a plurality of steel plates in the axial direction.
エンドプレートは、第1ロータ側冷媒通路を有する環状本体部と、環状本体部の径方向外側に配置され、第2ロータ側冷媒通路を有する環状樹脂部材とを含むことを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3,
The end plate includes an annular main body portion having a first rotor-side refrigerant passage, and an annular resin member disposed on a radially outer side of the annular main body portion and having a second rotor-side refrigerant passage.
エンドプレートは、第1ロータ側冷媒通路を有する環状本体部と、環状本体部の径方向外側に、環状の第2ロータ側冷媒通路を介して配置された外側環状部材とを含むことを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3,
The end plate includes an annular main body portion having a first rotor-side refrigerant passage, and an outer annular member disposed on the radially outer side of the annular main body portion via an annular second rotor-side refrigerant passage. Rotating electric machine.
環状樹脂部材または外側環状部材とロータコアとの間に設けられたシール材を備えることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 4 or 5,
A rotating electrical machine comprising a sealing material provided between an annular resin member or an outer annular member and a rotor core.
シール材は、接着剤であり、
環状樹脂部材または外側環状部材は、ロータコアの軸方向端面に接着剤により接合されていることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 6,
The sealing material is an adhesive,
The rotating electrical machine, wherein the annular resin member or the outer annular member is joined to the axial end surface of the rotor core with an adhesive.
回転電機を構成する筐体の下部と軸側冷媒通路とを接続する接続路と、
接続路に設けられ、軸側冷媒通路に冷媒を供給する冷媒供給部とを備えることを特徴とする回転電機冷却システム。 The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 7,
A connection path that connects the lower part of the casing constituting the rotating electrical machine and the shaft-side refrigerant path;
A rotating electrical machine cooling system, comprising: a refrigerant supply unit that is provided in the connection path and supplies the refrigerant to the shaft-side refrigerant path.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010152995A JP2012016240A (en) | 2010-07-05 | 2010-07-05 | Rotary electric machine and cooling system for rotary electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010152995A JP2012016240A (en) | 2010-07-05 | 2010-07-05 | Rotary electric machine and cooling system for rotary electric machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012016240A true JP2012016240A (en) | 2012-01-19 |
Family
ID=45601995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010152995A Withdrawn JP2012016240A (en) | 2010-07-05 | 2010-07-05 | Rotary electric machine and cooling system for rotary electric machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012016240A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013172556A (en) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Hino Motors Ltd | Motor unit for hybrid system |
KR101357964B1 (en) | 2012-08-03 | 2014-02-05 | 손을택 | Apparatus and method for preventing loss of permanent magnets repulsion |
WO2024041534A1 (en) * | 2022-08-26 | 2024-02-29 | 法雷奥新能源汽车(常熟)有限公司 | Motor rotor, motor and vehicle |
-
2010
- 2010-07-05 JP JP2010152995A patent/JP2012016240A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013172556A (en) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Hino Motors Ltd | Motor unit for hybrid system |
KR101357964B1 (en) | 2012-08-03 | 2014-02-05 | 손을택 | Apparatus and method for preventing loss of permanent magnets repulsion |
WO2024041534A1 (en) * | 2022-08-26 | 2024-02-29 | 法雷奥新能源汽车(常熟)有限公司 | Motor rotor, motor and vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5445675B2 (en) | Rotating machine | |
JP5959687B1 (en) | Rotating electric machine | |
JP5734765B2 (en) | Cooling structure of rotating electric machine | |
US9991754B2 (en) | Embedded permanent magnet rotary electric machine | |
JP5134064B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP6056518B2 (en) | Rotating structure for rotating electrical machine | |
JP5899716B2 (en) | Rotor structure of rotating electrical machine | |
JP2013017297A (en) | Rotor of rotary electric machine | |
JP2009303293A (en) | Rotor of rotating electric machine | |
CN109962547B (en) | Rotating electrical machine | |
WO2013136405A1 (en) | Rotating electrical machine | |
JP2013183481A (en) | Cooling structure of rotor for rotary electric machine and rotary electric machine | |
JP2007205246A (en) | Water pump and hybrid vehicle | |
JP2010268659A (en) | Structure for cooling rotor of permanent-magnet motor | |
JP5392012B2 (en) | Electric motor | |
JP5772415B2 (en) | Rotor structure of rotating electrical machine | |
JP2014064433A (en) | Rotor shaft of rotary electric machine | |
JP2012016240A (en) | Rotary electric machine and cooling system for rotary electric machine | |
JP6852817B2 (en) | Rotating machine | |
JP2012210120A (en) | Rotary electric machine | |
JP5710886B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP6151668B2 (en) | Rotor for rotating electrical machines | |
JP6795352B2 (en) | Electric electric machine | |
JP2017099147A (en) | Motor and electrically-driven supercharger with the same | |
JP2012060843A (en) | Rotor for rotary electric machine and rotary electric machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20131001 |