JP2013126311A - Rotary electric machine - Google Patents

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Yu Hirai
悠 平井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary electric machine which effectively cools magnets of a rotor.SOLUTION: A rotary electric machine 10 includes a rotor 12 and a stator. The rotor 12 includes: a rotor core 22 formed by laminating multiple steel plates 40 in the axial direction; the rotor core 22 where at least the steel plate 40e at the outermost position in the axial end part, from among the multiple steel plates 40, is fastened to the adjacent steel plate 40 by welding or bonding; multiple magnets 30 respectively inserted into multiple magnet holes 23 which penetrate through the rotor core 22 in the axial direction with end surfaces thereof exposed to the exterior; and a coolant passage 32 provided at an inner peripheral side position relative to the multiple magnets 30 and penetrating through the rotor core 22 in the axial direction.

Description

本発明は、回転電機に関し、特に、回転電機に設けられるロータやステータの冷却構造に関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine, and more particularly to a cooling structure for a rotor and a stator provided in the rotating electrical machine.

従来から、回転電機を冷却するための技術が多数提案されている。例えば、特許文献1には、ロータコアの内部に、冷媒が通る冷媒通路を形成し、当該冷媒通路内に冷媒を流すことで、ロータコアや、当該ロータコアの外周付近に配置された磁石、さらには、ロータの外周囲に配置されたステータ等を冷却する技術が開示されている。この特許文献1では、ロータコアを積層電磁鋼板で構成する場合に、ロータコア内を流れる冷媒が、この電磁鋼板の間に流れ込む問題を解決するために、冷媒流路のうち、外周側の面を被覆する樹脂モールドを設けている。かかる技術によれば、エネルギ損失の発生を抑制しつつ、ある程度、効率的な冷却が可能となる。   Conventionally, many techniques for cooling a rotating electrical machine have been proposed. For example, in Patent Document 1, by forming a refrigerant passage through which a refrigerant passes inside the rotor core and flowing the refrigerant in the refrigerant passage, the rotor core, a magnet disposed near the outer periphery of the rotor core, A technique for cooling a stator or the like disposed around the outer periphery of the rotor is disclosed. In Patent Document 1, in order to solve the problem that the refrigerant flowing in the rotor core flows between the electromagnetic steel sheets when the rotor core is composed of laminated electromagnetic steel sheets, the outer peripheral surface of the refrigerant flow path is covered. A resin mold is provided. According to this technique, it is possible to efficiently cool to some extent while suppressing the occurrence of energy loss.

国際公開第2011/045860号パンフレットInternational Publication No. 2011/045860 Pamphlet

しかしながら、この特許文献1をはじめとする従来技術では、ロータコアから吐出した冷媒の流れについて十分な考慮が成されておらず、冷却効率が高いとは言い難かった。特に、従来技術では、ロータコアに埋め込まれた磁石の端面が、エンドプレート等で覆われており、冷媒流路から吐出した冷媒との熱交換が十分に行えていなかった。   However, in the prior art including this Patent Document 1, sufficient consideration is not given to the flow of the refrigerant discharged from the rotor core, and it is difficult to say that the cooling efficiency is high. In particular, in the prior art, the end face of the magnet embedded in the rotor core is covered with an end plate or the like, and heat exchange with the refrigerant discharged from the refrigerant flow path has not been sufficiently performed.

そこで、本発明では、従来に比して、ロータの磁石を、より効率的に冷却でき得る回転電機を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that can cool a rotor magnet more efficiently than in the prior art.

本発明の回転電機は、軸周りに回転するロータと、前記ロータの外周囲に配置されるステータと、を備えた回転電機であって、前記ロータは、複数の鋼板を軸方向に積層してなるロータコアであって、前記複数の鋼板のうち少なくとも最も軸方向端部に位置する鋼板が、溶接または接着により隣接する他の鋼板に固着されたロータコアと、その端面が外部に露出した状態で、ロータコアを軸方向に貫通する複数の磁石孔に挿通される複数の磁石と、前記複数の磁石より内周側位置に設けられ、ロータコアを軸方向に貫通する冷媒流路と、を備えたことを特徴とする。   A rotating electrical machine according to the present invention is a rotating electrical machine including a rotor that rotates about an axis and a stator that is disposed on the outer periphery of the rotor. The rotor includes a plurality of steel plates stacked in an axial direction. The rotor core, wherein the steel plate located at least at the end in the axial direction among the plurality of steel plates is fixed to another steel plate adjacent by welding or adhesion, and the end face thereof is exposed to the outside, A plurality of magnets that are inserted through a plurality of magnet holes that penetrate the rotor core in the axial direction; and a refrigerant flow path that is provided at an inner peripheral side of the plurality of magnets and penetrates the rotor core in the axial direction. Features.

好適な態様では、前記ロータコアの端面には、前記冷媒流路の端部から吐出した冷媒を前記磁石の端部付近に導くガイド部が形成されている。この場合、前記ガイド部は、溶接ビードで形成される、ことが望ましい。   In a preferred aspect, a guide portion for guiding the refrigerant discharged from the end portion of the refrigerant flow path to the vicinity of the end portion of the magnet is formed on the end face of the rotor core. In this case, it is desirable that the guide portion is formed of a weld bead.

他の好適な態様では、前記ロータは、さらに、少なくとも前記ロータコアの外周囲を覆う樹脂モールド部を含む。この場合、前記樹脂モールド部は、前記ロータコアの軸方向端面のうち前記磁石より外周側部分を覆うモールド端部を含み、前記モールド端部は、径方向外側に近づくにつれ、軸方向外側に向かうように傾斜している、ことが望ましい。また、前記樹脂モールド部は、磁性材料を含有した樹脂からなる、ことも望ましい。   In another preferred aspect, the rotor further includes a resin mold portion that covers at least the outer periphery of the rotor core. In this case, the resin mold portion includes a mold end portion that covers an outer peripheral side portion of the rotor core in the axial end surface of the rotor core, and the mold end portion is directed outward in the axial direction as approaching the radially outer side. It is desirable to be inclined. It is also desirable that the resin mold part is made of a resin containing a magnetic material.

本発明によれば、少なくとも、最も軸方向端部に位置する鋼板が、溶接または接着という強固な固着手段により隣接する他の鋼板に固着されているため、エンドプレートを配置しなくても、電磁鋼板の結合状態を維持できる。エンドプレートがないため、磁石の端面を外部に露出させることができ、結果として、ロータの磁石をより効率的に冷却できる。   According to the present invention, at least the steel plate located at the end in the axial direction is fixed to another adjacent steel plate by a strong fixing means such as welding or adhesion. The bonded state of the steel plates can be maintained. Since there is no end plate, the end face of the magnet can be exposed to the outside, and as a result, the rotor magnet can be cooled more efficiently.

本発明の実施形態である回転電機の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the rotary electric machine which is embodiment of this invention. ロータの概略正面図である。It is a schematic front view of a rotor. ロータの端部周辺の概略拡大図である。It is a general | schematic enlarged view of the edge part periphery of a rotor. 従来の回転電機の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the conventional rotary electric machine.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態である回転電機10の概略構成を示す概略断面図である。また、図2は、この回転電機10のうちロータ12の概略正面図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a rotating electrical machine 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic front view of the rotor 12 of the rotating electrical machine 10.

ここで説明する回転電機10は、モータおよび/またはジェネレータであり、典型的には、ハイブリッド車に搭載されるが、その用途はハイブリッド車に限定されず、たとえば燃料電池車や電気自動車、他の電気機器に搭載されてもよい。   The rotating electrical machine 10 described here is a motor and / or generator, and is typically mounted on a hybrid vehicle, but its application is not limited to a hybrid vehicle, such as a fuel cell vehicle, an electric vehicle, and the like. You may mount in an electric equipment.

回転電機10は、ロータ12と、ステータ14とに大別される。ステータ14は、リング状のステータコア16とステータコイル20とを有する。ステータコア16は、鉄または鉄合金などからなる電磁鋼板や圧粉磁心などから構成される。ステータコア16の内周面上には複数のティース部および該ティース部間に形成される凹部としてのスロット部が形成されており、各スロット部は、ステータコア16の内周側に開口するように設けられる。   The rotating electrical machine 10 is roughly divided into a rotor 12 and a stator 14. The stator 14 includes a ring-shaped stator core 16 and a stator coil 20. The stator core 16 is composed of an electromagnetic steel plate or a dust core made of iron or an iron alloy. A plurality of teeth portions and slot portions as recesses formed between the teeth portions are formed on the inner peripheral surface of the stator core 16, and each slot portion is provided so as to open to the inner peripheral side of the stator core 16. It is done.

3つの巻線相であるU相、V相およびW相を含むステータコイル20は、スロット部に嵌り合うようにティース部に巻き付けられる。U相、V相およびW相は、互いに円周上でずれるように巻き付けられる。なお、U相、V相およびW相は、それぞれが互いに異なる1つのティース部に巻回されてもよいし、一部が互いにオーバーラップするようにそれぞれが複数のティース部に巻回されてもよい。いずれにしても、ティース部に巻回されたステータコイルの一部は、ステータコアの端面から外側に突出して、コイルエンド21を形成する。   Stator coil 20 including three winding phases, U phase, V phase, and W phase, is wound around the tooth portion so as to fit into the slot portion. The U phase, the V phase, and the W phase are wound so as to deviate from each other on the circumference. The U phase, the V phase, and the W phase may be wound around a single tooth portion that is different from each other, or may be wound around a plurality of tooth portions so that some of them overlap each other. Good. In any case, a part of the stator coil wound around the tooth portion protrudes outward from the end face of the stator core to form the coil end 21.

ロータ12は、ステータ14と同心軸上に配置され、回転軸となるロータシャフト24、当該ロータシャフト24に固着されたロータコア22、および、ロータコア22に挿通された永久磁石30などを有する。ロータコア22は、複数の電磁鋼板を、軸方向に積層することで構成されている。このロータコア22のうち外周近傍には、軸方向に延びる磁石孔23が、図2に示すように、周方向に複数並んで形成されている。各磁石孔23には、ロータ12の磁極となる永久磁石30が挿通されている。なお、図2で示した永久磁石30の配置態様は一例であり、その個数や形状、配置角度、配置位置は適宜、変更されてよい。   The rotor 12 is disposed concentrically with the stator 14 and includes a rotor shaft 24 serving as a rotation shaft, a rotor core 22 fixed to the rotor shaft 24, a permanent magnet 30 inserted through the rotor core 22, and the like. The rotor core 22 is configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the axial direction. Near the outer periphery of the rotor core 22, a plurality of magnet holes 23 extending in the axial direction are formed side by side in the circumferential direction as shown in FIG. Permanent magnets 30 serving as magnetic poles of the rotor 12 are inserted through the magnet holes 23. In addition, the arrangement | positioning aspect of the permanent magnet 30 shown in FIG. 2 is an example, The number, shape, arrangement | positioning angle, and arrangement position may be changed suitably.

また、ロータコア22のうち、永久磁石30より内周側には、冷媒が流れる冷媒流路32が形成されている。この冷媒流路32は、ロータコア22を軸方向に貫通する孔である。この冷媒流路32は、図2に示すように、周方向に複数配設されている。なお、図2で示した冷媒流路32の配置態様は一例であり、永久磁石30より内周側に配されるのであれば、その個数や形状、配置角度、配置位置は適宜、変更されてよい。ただし、ロータ12やステータ14を均等に冷却するためには、この冷媒流路32は、周方向に均等に配置されることが望ましい。   Further, in the rotor core 22, a refrigerant flow path 32 through which a refrigerant flows is formed on the inner peripheral side of the permanent magnet 30. The refrigerant flow path 32 is a hole that penetrates the rotor core 22 in the axial direction. As shown in FIG. 2, a plurality of refrigerant flow paths 32 are arranged in the circumferential direction. Note that the arrangement mode of the refrigerant flow path 32 shown in FIG. 2 is an example. If the refrigerant flow path 32 is arranged on the inner peripheral side from the permanent magnet 30, the number, shape, arrangement angle, and arrangement position are appropriately changed. Good. However, in order to cool the rotor 12 and the stator 14 evenly, it is desirable that the refrigerant flow paths 32 be evenly arranged in the circumferential direction.

ロータシャフト24は、軸受部(図示せず)を介して回転電機10のケース(図示せず)に回転可能に取り付けられる。このロータシャフト24は、ロータコア22に固着されており、ロータコア22とともに回転するようになっている。このロータシャフト24の内部には、冷媒が通過する中空部34が形成されている。この中空部34を流れる冷媒の少なくとも一部は、中空部34と冷媒流路32を結ぶ連通路36を介して、ロータコア22に形成された冷媒流路32へと導かれる。   The rotor shaft 24 is rotatably attached to a case (not shown) of the rotating electrical machine 10 via a bearing portion (not shown). The rotor shaft 24 is fixed to the rotor core 22 and rotates together with the rotor core 22. A hollow portion 34 through which the refrigerant passes is formed inside the rotor shaft 24. At least a part of the refrigerant flowing through the hollow portion 34 is guided to the refrigerant flow path 32 formed in the rotor core 22 via the communication path 36 connecting the hollow portion 34 and the refrigerant flow path 32.

本実施形態では、この冷媒流路32に導かれた冷媒による冷却効率をより向上するために、ロータコア22等を特殊な構成としている。これについて、従来技術と比較して説明する。   In the present embodiment, in order to further improve the cooling efficiency by the refrigerant guided to the refrigerant flow path 32, the rotor core 22 and the like have a special configuration. This will be described in comparison with the prior art.

図4は、従来の回転電機の概略構成を示す概略断面図である。従来の回転電機でも、ロータコア22は、複数の電磁鋼板を軸方向に積層して構成されていた。従来のロータにおいて、電磁鋼板は、その裏面に形成された凸を、隣接する他の電磁鋼板の表面に形成された凹に押し込めるダボカシメ結合されていた。かかるカシメ結合は、結合の手間が楽である一方で、比較的結合力に乏しいという問題がある。そこで、従来の回転電機では、カシメ結合された電磁鋼板の積層体を一対のエンドプレート50で挟持していた。エンドプレート50は、ロータシャフト24に固着されており、その軸方向位置が規制される。かかるエンドプレート50で挟持されることにより、複数の電磁鋼板が互いに密着して結合した状態で保たれ、電磁鋼板の剥がれなどが防止される。   FIG. 4 is a schematic sectional view showing a schematic configuration of a conventional rotating electrical machine. Even in a conventional rotating electrical machine, the rotor core 22 is configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the axial direction. In the conventional rotor, the magnetic steel sheet is connected to a bump that presses the convex formed on the back surface thereof into the concave formed on the surface of another adjacent magnetic steel sheet. Such a caulking bond has a problem that the bonding effort is easy, while the bonding force is relatively poor. Therefore, in a conventional rotating electrical machine, a laminated body of electromagnetic steel plates that are caulked and joined is sandwiched between a pair of end plates 50. The end plate 50 is fixed to the rotor shaft 24, and its axial position is regulated. By being sandwiched by the end plate 50, the plurality of electromagnetic steel sheets are kept in close contact with each other, and peeling of the electromagnetic steel sheets is prevented.

かかる従来の回転電機10における冷媒の流れは、図4において、破線で示したような流れとなる。すなわち、エンドプレート50のうち、ロータコア22(積層体)に形成された冷媒流路32に対応する位置には、吐出孔52が設けられている。ロータシャフト24の中空部34に供給された冷媒は、連通路36、冷媒流路32を通過した後、吐出孔52から外部に吐出される。吐出された冷媒は、ロータ12の回転に伴い生じる遠心力により、軸方向外側に運ばれ、ステータ14のコイルエンド21等にぶつかり、これらを冷却する。その後、重力により回転電機10のケース底部に落下した冷媒は、ポンプ(図示せず)で汲み上げられ、再度、冷媒として回転電機10の各部に供給される。   The flow of the refrigerant in the conventional rotating electrical machine 10 is as shown by a broken line in FIG. That is, a discharge hole 52 is provided in the end plate 50 at a position corresponding to the refrigerant flow path 32 formed in the rotor core 22 (laminated body). The refrigerant supplied to the hollow portion 34 of the rotor shaft 24 passes through the communication path 36 and the refrigerant flow path 32 and is then discharged to the outside from the discharge hole 52. The discharged refrigerant is carried outward in the axial direction by the centrifugal force generated with the rotation of the rotor 12, hits the coil end 21 and the like of the stator 14, and cools them. Thereafter, the refrigerant that has fallen to the bottom of the case of the rotating electrical machine 10 due to gravity is pumped up by a pump (not shown), and is supplied again to each part of the rotating electrical machine 10 as a coolant.

ここで、こうした従来の回転電機10の場合、コイルエンド21は効率的に冷却できる一方で、ロータ12に配された永久磁石30を効率的に冷却することが難しかった。すなわち、従来のロータ12は、ロータコア22(電磁鋼板の積層体)の両端がエンドプレート50で挟持されており、永久磁石30の端面は、エンドプレート50で覆われていた。そのため、吐出孔52から吐出された冷媒は、エンドプレート50の表面上を流れるものの、永久磁石30には直接接触することはできず、永久磁石30から熱を効率的に奪うことができなかった。その結果、永久磁石30を効率的に冷却できず、発熱に伴う永久磁石30の熱減磁、ひいては、回転電機10の効率低下などの問題を招いていた。   Here, in the case of such a conventional rotating electrical machine 10, the coil end 21 can be efficiently cooled, but it is difficult to efficiently cool the permanent magnet 30 disposed on the rotor 12. That is, in the conventional rotor 12, both ends of the rotor core 22 (laminated body of electromagnetic steel plates) are sandwiched between the end plates 50, and the end surfaces of the permanent magnets 30 are covered with the end plates 50. Therefore, although the refrigerant discharged from the discharge hole 52 flows on the surface of the end plate 50, it cannot directly contact the permanent magnet 30, and heat cannot be efficiently removed from the permanent magnet 30. . As a result, the permanent magnet 30 could not be efficiently cooled, causing problems such as thermal demagnetization of the permanent magnet 30 due to heat generation, and consequently reduction in efficiency of the rotating electrical machine 10.

そこで、本実施形態では、より効率的に、永久磁石30を冷却するために、ロータ12を特殊構成とし、これにより、エンドプレート50を不要にし、永久磁石30の効率的な冷却を可能にした。これについて、図3を参照して説明する。図3は、ロータコア22の端部周辺の概略拡大図である。   Therefore, in this embodiment, in order to cool the permanent magnet 30 more efficiently, the rotor 12 has a special configuration, thereby eliminating the need for the end plate 50 and enabling the permanent magnet 30 to be efficiently cooled. . This will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic enlarged view around the end of the rotor core 22.

既述したとおり、このエンドプレート50は、永久磁石30の冷却の妨げとなる。そこで、エンドプレート50を省略することが考えられるが、単に、エンドプレート50を省略しただけでは、電磁鋼板40の連結状態を維持できず、一部の電磁鋼板40が剥がれる恐れがある。特に、最も端部に位置する電磁鋼板40eは、比較的剥がれやすいという問題がある。そこで、本実施形態では、少なくとも、最も端部に位置する電磁鋼板40eについては、カシメ結合に代えて、または、カシメ結合に加え、溶接という結合方法を採用し、最も端部に位置する電磁鋼板40eを溶接により隣接する他の電磁鋼板40に固着している。既述したとおり、最も端部に位置する電磁鋼板40eは、最も剥がれやすい電磁鋼板である。かかる最も端部に位置する電磁鋼板40eを、溶接という強固な固着手段で、隣接する他の電磁鋼板40に固着することで、電磁鋼板40の剥がれを効果的に防止することができる。なお、図3において、太線部分は、溶接箇所を示している。この図3から明らかなとおり、本実施形態では、端部の電磁鋼板40e以外の電磁鋼板40は、従来技術と同様、凹凸部分であるカシメ部38を、隣接する電磁鋼板40のカシメ部38に押し込めるダボカシメで連結している。このように、端部以外の電磁鋼板40については、結合の手間が楽なカシメ結合で結合することで、ロータコア22の製造工程を簡易化できる。ただし、ここで示した電磁鋼板40の結合態様は一例であり、少なくとも、最も端部に位置する電磁鋼板40eが溶接で結合されているのであれば、他の電磁鋼板40の結合態様は特に限定されない。したがって、例えば、より多数の電磁鋼板40が溶接で結合されてもよい。また、エンドプレート50を用いることなく、電磁鋼板40同士を強固に結合できるのであれば、溶接に代えて他の結合方法、例えば、接着結合などを用いるようにしてもよい。   As described above, the end plate 50 hinders cooling of the permanent magnet 30. Thus, although it is conceivable to omit the end plate 50, simply omitting the end plate 50 cannot maintain the connected state of the electromagnetic steel sheets 40, and some of the electromagnetic steel sheets 40 may be peeled off. In particular, the electromagnetic steel sheet 40e located at the end most has a problem that it is relatively easy to peel off. Therefore, in the present embodiment, at least for the electrical steel sheet 40e located at the end, instead of caulking, or in addition to caulking, a joining method called welding is adopted, and the electrical steel sheet located at the end. 40e is fixed to another adjacent electromagnetic steel sheet 40 by welding. As already described, the electromagnetic steel sheet 40e located at the end is the electromagnetic steel sheet that is most easily peeled off. The electromagnetic steel sheet 40e can be effectively prevented from being peeled off by fixing the electromagnetic steel sheet 40e located at the end to the other adjacent electromagnetic steel sheet 40 by a strong fixing means called welding. In FIG. 3, the bold line portion indicates the welding location. As is apparent from FIG. 3, in this embodiment, the electromagnetic steel plates 40 other than the end electromagnetic steel plates 40 e are replaced with the caulking portions 38 that are uneven portions as the caulking portions 38 of the adjacent electromagnetic steel plates 40, as in the prior art. It is connected with a squeeze that can be pushed in. Thus, about the electromagnetic steel plate 40 other than an edge part, the manufacturing process of the rotor core 22 can be simplified by couple | bonding by the caulking coupling with which the effort of coupling | bonding is easy. However, the coupling | bonding aspect of the electromagnetic steel plate 40 shown here is an example, and if the electromagnetic steel plate 40e located in the edge part is couple | bonded by welding at least, the coupling | bonding aspect of the other electromagnetic steel plate 40 will be especially limited. Not. Therefore, for example, a larger number of electromagnetic steel plates 40 may be joined by welding. Further, as long as the electromagnetic steel plates 40 can be firmly bonded without using the end plate 50, other bonding methods such as adhesive bonding may be used instead of welding.

また、本実施形態では、電磁鋼板40の剥がれをより効果的に防止するために、ロータコア22の外周囲を覆う樹脂モールド部44を設けている。この樹脂モールド部44は、ロータコア22を構成する複数の電磁鋼板40を積層し、軸方向に圧縮した状態(鋼板同士が密着した状態)で、モールド材料を当該積層体の周囲に配置し、固化させることで構成される。モールド材料が固化することで、電磁鋼板40の動きが規制され、電磁鋼板40同士が密着した状態で維持される。そして、これにより、電磁鋼板40の剥がれ等が効果的に防止される。   Moreover, in this embodiment, in order to prevent peeling of the electromagnetic steel sheet 40 more effectively, a resin mold portion 44 that covers the outer periphery of the rotor core 22 is provided. The resin mold portion 44 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates 40 constituting the rotor core 22 and compressing them in the axial direction (in a state where the steel plates are in close contact with each other). Is made up of. When the mold material is solidified, the movement of the electromagnetic steel sheet 40 is restricted, and the electromagnetic steel sheets 40 are maintained in close contact with each other. Thereby, peeling of the electromagnetic steel sheet 40 and the like are effectively prevented.

また、この樹脂モールド部44の軸方向端部は、ロータコア22の軸方向端面のうち永久磁石30より外周側部分を覆うモールド端部46を構成する。このモールド端部46は、図3に示す通り、外周側に向かうにつれ、徐々に肉厚になるように(軸方向外側に向かうように)傾斜している。これは、流れてきた冷媒を、より効率的にコイルエンド21に導くためであるが、これについては後に詳説する。なお、モールド材料は、樹脂のみで構成されてもよいが、ロータ12の磁気特性向上のためには、磁性材料含有樹脂で構成されることが望ましい。   Further, the axial end portion of the resin mold portion 44 constitutes a mold end portion 46 that covers an outer peripheral side portion from the permanent magnet 30 in the axial end surface of the rotor core 22. As shown in FIG. 3, the mold end 46 is inclined so as to gradually become thicker (toward the outer side in the axial direction) as it goes toward the outer peripheral side. This is for more efficiently guiding the flowing refrigerant to the coil end 21, which will be described in detail later. The mold material may be made of only a resin, but is preferably made of a magnetic material-containing resin in order to improve the magnetic characteristics of the rotor 12.

また、本実施形態では、図2、図3に示すように、ロータコア22の端面に、略線状の突起体であるガイド部48を設けている。このガイド部48は、冷媒流路32から吐出した冷媒を、より確実に、永久磁石30の端部に導くための部材である。本実施形態では、このガイド部48を、溶接痕の盛り上がりである溶接ビードで構成している。ガイド部48を溶接ビードで形成するのは、溶接ビードの場合、自由に種々の形状を形成できる自由度があり、また、既述した端部の電磁鋼板40eの溶接に用いた器具をそのまま用いて形成できるという手軽さがあるためである。ただし、当然のことながら、冷媒の流れを形成でき得るのであれば、溶接ビードに代えて他の手段でガイド部48を形成してもよい。また、本実施形態では、ガイド部48を、放射線状に延びる複数の線状突起としているが、冷媒を永久磁石30に導けるのであれば、ガイド部48の形状、個数、配置角度などは適宜、変更されてもよい。また、本実施形態では、ロータコア22の端面に形成された突起体をガイド部48として用いているが、ロータコア22の端面に形成された溝や凹をガイド部48として利用してもよい。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, a guide portion 48 that is a substantially linear protrusion is provided on the end surface of the rotor core 22. The guide portion 48 is a member for more reliably guiding the refrigerant discharged from the refrigerant flow path 32 to the end portion of the permanent magnet 30. In this embodiment, this guide part 48 is comprised with the weld bead which is a rise of a welding trace. In the case of a weld bead, the guide part 48 is formed by a weld bead, and there is a degree of freedom in which various shapes can be freely formed, and the tool used for welding the electromagnetic steel sheet 40e at the end described above is used as it is. This is because it can be easily formed. However, as a matter of course, the guide portion 48 may be formed by other means instead of the weld bead as long as the refrigerant flow can be formed. Further, in the present embodiment, the guide portion 48 is a plurality of linear protrusions extending radially, but if the refrigerant can be guided to the permanent magnet 30, the shape, number, arrangement angle, etc. of the guide portion 48 are appropriately determined. It may be changed. In this embodiment, the protrusion formed on the end surface of the rotor core 22 is used as the guide portion 48, but a groove or a recess formed on the end surface of the rotor core 22 may be used as the guide portion 48.

次に、かかる構成の回転電機10における冷媒の流れについて説明する。ロータシャフト24の中空部34に供給された冷媒は、連通路36を経て、ロータコア22内の冷媒流路32に流れる。冷媒流路32に到達した冷媒は、当該冷媒流路32に沿って軸方向に流れていき、冷媒流路32の端部から外部に吐出する。この吐出した冷媒は、ロータ12の回転に伴い生じる遠心力により、径方向外側に向かって、ロータコア22の端面を移動する。ガイド部48は、この冷媒が、より確実に永久磁石30へと向かうように、冷媒をガイドする。ここで、冷媒が流れるロータコア22の端面上には、永久磁石30の端面が、エンドプレート50で覆われることなく、そのまま外部に露出している。そのため、冷媒が、このロータコア22の端面を移動する過程で、永久磁石30に直接接触することができる。冷媒が、永久磁石30に直接接触すると、冷媒と永久磁石30との間で熱交換が行われ、効率的に、永久磁石30が冷却される。そして、結果として、温度上昇に伴う熱減磁が抑制され、回転電機の効率をより向上できる。   Next, the flow of the refrigerant in the rotating electrical machine 10 having such a configuration will be described. The refrigerant supplied to the hollow portion 34 of the rotor shaft 24 flows into the refrigerant flow path 32 in the rotor core 22 through the communication path 36. The refrigerant that has reached the refrigerant flow path 32 flows in the axial direction along the refrigerant flow path 32 and is discharged from the end of the refrigerant flow path 32 to the outside. The discharged refrigerant moves on the end face of the rotor core 22 toward the outside in the radial direction by the centrifugal force generated with the rotation of the rotor 12. The guide part 48 guides the refrigerant so that the refrigerant is directed to the permanent magnet 30 more reliably. Here, the end face of the permanent magnet 30 is exposed to the outside as it is without being covered with the end plate 50 on the end face of the rotor core 22 through which the refrigerant flows. Therefore, the refrigerant can directly contact the permanent magnet 30 in the process of moving on the end face of the rotor core 22. When the refrigerant directly contacts the permanent magnet 30, heat exchange is performed between the refrigerant and the permanent magnet 30, and the permanent magnet 30 is efficiently cooled. And as a result, the thermal demagnetization accompanying a temperature rise is suppressed and the efficiency of a rotary electric machine can be improved more.

径方向外側に運ばれた冷媒は、樹脂モールド部44の端部であるモールド端部46に到達する。このモールド端部46は、既述した通り、径方向外側に向かうにつれ、肉厚になるように(軸方向外側に向かうように)傾斜している。そのため、このモールド端部46にぶつかった冷媒は、当該モールド端部の傾斜に沿った流れ、すなわち、径方向外側に近づくにつれ、軸方向外側に向かうような流れになる。かかる流れの場合、冷媒は、ロータ12とステータ14との間のギャップに落ち込むことなく、コイルエンド21へと到達しやすくなる。その結果、発熱量の多いコイルエンド21をより効率的に冷却でき、ひいては、回転電機10の効率をより向上できる。   The refrigerant carried to the outer side in the radial direction reaches the mold end 46 which is the end of the resin mold 44. As described above, the mold end 46 is inclined so as to become thicker (outward in the axial direction) as it goes outward in the radial direction. Therefore, the refrigerant that has hit the mold end 46 flows along the inclination of the mold end, that is, flows toward the outside in the axial direction as it approaches the outside in the radial direction. In the case of such a flow, the refrigerant easily reaches the coil end 21 without falling into the gap between the rotor 12 and the stator 14. As a result, the coil end 21 that generates a large amount of heat can be cooled more efficiently, and the efficiency of the rotating electrical machine 10 can be further improved.

つまり、本実施形態によれば、コイルエンド21だけでなく、永久磁石30も効率的に冷却することができ、結果として、回転電機10の効率をより向上できる。なお、ここで説明した構成は、一例であり、ロータコア22を構成する複数の電磁鋼板40のうち、少なくとも、最も端部に位置する電磁鋼板40eを、溶接または接着により、隣接する他の電磁鋼板40に固着し、エンドプレート50を省略するのであれば、その他の構成は適宜、変更されてもよい。   That is, according to the present embodiment, not only the coil end 21 but also the permanent magnet 30 can be efficiently cooled, and as a result, the efficiency of the rotating electrical machine 10 can be further improved. In addition, the structure demonstrated here is an example, Among the several electromagnetic steel plates 40 which comprise the rotor core 22, at least the electromagnetic steel plate 40e located in the end part is adjoined by another electromagnetic steel plate by welding or adhesion | attachment. As long as it adheres to 40 and the end plate 50 is omitted, other configurations may be changed as appropriate.

10 回転電機、12 ロータ、14 ステータ、16 ステータコア、20 ステータコイル、21 コイルエンド、22 ロータコア、23 磁石孔、24 ロータシャフト、30 永久磁石、32 冷媒流路、34 中空部、36 連通路、38 カシメ部、40 電磁鋼板、44 樹脂モールド部、46 モールド端部、48 ガイド部、50 エンドプレート、52 吐出孔。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating electrical machine, 12 Rotor, 14 Stator, 16 Stator core, 20 Stator coil, 21 Coil end, 22 Rotor core, 23 Magnet hole, 24 Rotor shaft, 30 Permanent magnet, 32 Refrigerant flow path, 34 Hollow part, 36 Communication path, 38 Caulking part, 40 electromagnetic steel plate, 44 resin mold part, 46 mold end part, 48 guide part, 50 end plate, 52 discharge hole.

Claims (6)

軸周りに回転するロータと、前記ロータの外周囲に配置されるステータと、を備えた回転電機であって、
前記ロータは、
複数の鋼板を軸方向に積層してなるロータコアであって、前記複数の鋼板のうち少なくとも最も軸方向端部に位置する鋼板が、溶接または接着により隣接する他の鋼板に固着されたロータコアと、
その端面が外部に露出した状態で、ロータコアを軸方向に貫通する複数の磁石孔に挿通される複数の磁石と、
前記複数の磁石より内周側位置に設けられ、ロータコアを軸方向に貫通する冷媒流路と、
を備えたことを特徴とする回転電機。
A rotating electrical machine comprising: a rotor that rotates around an axis; and a stator that is disposed around an outer periphery of the rotor,
The rotor is
A rotor core formed by laminating a plurality of steel plates in the axial direction, and at least the steel plate located at the end in the axial direction among the plurality of steel plates is fixed to another steel plate adjacent by welding or adhesion; and
With the end face exposed to the outside, a plurality of magnets inserted through a plurality of magnet holes penetrating the rotor core in the axial direction;
A refrigerant flow path provided in an inner peripheral side position from the plurality of magnets and penetrating the rotor core in the axial direction;
A rotating electrical machine comprising:
請求項1に記載の回転電機であって、
前記ロータコアの端面には、前記冷媒流路の端部から吐出した冷媒を前記磁石の端部付近に導くガイド部が形成されている、ことを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 1,
A rotating electrical machine, wherein a guide portion that guides the refrigerant discharged from the end portion of the refrigerant flow path to the vicinity of the end portion of the magnet is formed on an end surface of the rotor core.
請求項2に記載の回転電機であって、
前記ガイド部は、溶接ビードで形成される、ことを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 2,
The rotating electrical machine wherein the guide portion is formed of a weld bead.
請求項1から3のいずれか1項に記載の回転電機であって、
前記ロータは、さらに、少なくとも前記ロータコアの外周囲を覆う樹脂モールド部を含む、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 rotary electric machine further includes a resin mold portion that covers at least an outer periphery of the rotor core.
請求項4に記載の回転電機であって、
前記樹脂モールド部は、前記ロータコアの軸方向端面のうち前記磁石より外周側部分を覆うモールド端部を含み、
前記モールド端部は、径方向外側に近づくにつれ、軸方向外側に向かうように傾斜している、ことを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 4,
The resin mold portion includes a mold end portion that covers an outer peripheral side portion of the rotor core in the axial direction end surface of the rotor core,
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the mold end portion is inclined so as to go outward in the axial direction as it approaches the radially outer side.
請求項4または5に記載の回転電機であって、
前記樹脂モールド部は、磁性材料を含有した樹脂からなる、ことを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 4 or 5,
The rotating electrical machine, wherein the resin mold part is made of a resin containing a magnetic material.
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