JP2013132151A - Rotary electric machine and rotary electric machine cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒が流通する軸側冷媒通路を含むロータ軸と、ロータ軸の外径側に設けられ、使用時に回転するロータと、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、ステータコアから突出するステータコイルエンドを冷却するために使用する。 The present invention relates to a rotating electrical machine including a rotor shaft including a shaft-side refrigerant passage through which a refrigerant flows, a rotor that is provided on the outer diameter side of the rotor shaft and that rotates during use, and a stator that faces the outer diameter side of the rotor, and Regarding the rotating electrical machine cooling system, the rotating electrical machine cooling system is used, for example, for cooling a stator coil end protruding from a stator core.
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、ステータに設けられたステータコイルが通電により発熱し、温度が過度に上昇すると性能が低下するため、ロータ軸の内部の油路に冷却液(例えば冷却油)等の冷媒を供給し、遠心力で吹き飛ばした冷媒でステータコイルを冷却する、いわゆる軸心冷却構造と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. Further, in such a rotating electric machine, the stator coil provided in the stator generates heat when energized, and the performance deteriorates when the temperature rises excessively. Therefore, coolant (for example, cooling oil) or the like is placed in the oil passage inside the rotor shaft. It is considered that a so-called axial cooling structure is used in which the stator coil is cooled by a refrigerant blown off by centrifugal force.
例えば、特許文献1に記載の回転電機では、ロータを固定したロータ軸である回転軸に形成された冷媒の供給路となる軸中空部と、ロータコアの両側に設けられた一対のエンドプレートと、エンドプレートに軸中空部と通じるように形成された冷媒の案内路及び分岐路とを備える。冷媒の案内路は、エンドプレートの径方向内端部から径方向外側に向けて複数形成されており、それぞれエンドプレートの外周部で、軸方向外端面に開口する第1の排出口を有する。分岐路は、第1の排出口よりも径方向内側の位置で、案内路から分岐され、かつ、エンドプレートの端面で第1の排出口よりも径方向内側の位置に形成された第2の排出口を介して外部に開放されている。 For example, in the rotating electrical machine described in Patent Document 1, a shaft hollow portion serving as a refrigerant supply path formed on a rotating shaft that is a rotor shaft to which a rotor is fixed, a pair of end plates provided on both sides of the rotor core, The end plate includes a refrigerant guide path and a branch path formed so as to communicate with the shaft hollow portion. A plurality of refrigerant guide paths are formed from the radially inner end of the end plate toward the radially outer side, and each has a first discharge port that opens to the axially outer end surface at the outer periphery of the end plate. The branch path is a second position formed at a position radially inward of the first discharge port, branched from the guide path, and formed at a position radially inward from the first discharge port at the end face of the end plate. It is open to the outside through the discharge port.
このような回転電機により、軸中空部に供給された冷却油を、ロータの回転に基づく遠心力により第1の排出口から飛散させてステータのコイルエンドに供給し、コイルを冷却できるとされている。また、第1の排出口の排出限界を超える冷却油であり、案内路に滞留する余剰の冷却油を、分岐路の第2の排出口から円滑に排出させ、過量の冷媒の衝突によりコイルエンドへの攻撃性を軽減できるとされている。 With such a rotating electric machine, the cooling oil supplied to the shaft hollow portion is scattered from the first discharge port by the centrifugal force based on the rotation of the rotor and supplied to the coil end of the stator to cool the coil. Yes. Further, the cooling oil that exceeds the discharge limit of the first discharge port, the excess cooling oil staying in the guide path is smoothly discharged from the second discharge port of the branch path, and the coil end is caused by the collision of an excessive amount of refrigerant. It is said that the aggression against can be reduced.
特許文献2には、ロータ軸内の軸内油路に供給された油を、片側のエンドプレートからロータコア内のコア内油路を通じて他側のエンドプレートに供給し、他側のエンドプレートに設けられた帰還油路を介して、冷媒噴出口から冷媒を噴出させることが記載されている。帰還油路は、他側のエンドプレートにおいて、ロータコア側の開口部と径方向内側の端部とを連通させる。冷媒噴出口は、冷媒帰還路の径方向内側端部に連通し、他側のエンドプレートの外側面で、ロータからコイルエンドに向け冷媒を噴出させる。冷媒噴出口の回転半径はコア内油路の回転半径よりも小さい。 In Patent Document 2, the oil supplied to the in-shaft oil passage in the rotor shaft is supplied from one end plate to the other end plate through the in-core oil passage in the rotor core, and provided on the other end plate. It is described that the refrigerant is ejected from the refrigerant outlet through the return oil passage. The return oil passage causes the opening on the rotor core side and the radially inner end to communicate with each other in the other end plate. The refrigerant outlet communicates with the radially inner end of the refrigerant return path, and ejects the refrigerant from the rotor toward the coil end on the outer surface of the other end plate. The rotation radius of the refrigerant outlet is smaller than the rotation radius of the oil passage in the core.
また、特許文献3には、ロータ軸の油路から片側のエンドプレートの油路、ロータコア内の軸方向油路、及び他側のエンドプレートの油路を流れて、ステータのコイルエンドに冷媒を吹きかけることが記載されている。特許文献4には、ロータ軸の油路に冷媒を供給するとともに、ロータ軸の油路から、ロータ軸において、軸方向に関してロータコイルエンドの外側に外れた位置の孔を通じてステータコイルエンドに冷媒を吹き飛ばすことが記載されている。 Patent Document 3 discloses that the coolant flows from the oil passage of the rotor shaft to the oil passage of the one end plate, the axial oil passage in the rotor core, and the oil passage of the other end plate to the coil end of the stator. Spraying is described. In Patent Document 4, the coolant is supplied to the oil passage of the rotor shaft, and the coolant is supplied to the stator coil end from the rotor shaft oil passage through a hole at a position outside the rotor coil end in the axial direction of the rotor shaft. It is described to blow away.
上記の特許文献1から特許文献4に記載された構成のように、軸心冷却構造でステータコイルエンドを冷却する場合、ステータコイルエンドの冷却性を確保しつつ、簡易な構成でステータコイルエンドの損傷を有効に抑制する面から改良の余地がある。例えば、特許文献1に記載された構成では、エンドプレートに分岐路や複数の排出口を形成する必要があり、エンドプレートに冷媒を流すために形成する冷却通路構造が複雑になる。このため、回転電機冷却構造のコストが高くなる可能性がある。 When the stator coil end is cooled by the shaft center cooling structure as in the configurations described in Patent Literature 1 to Patent Literature 4 above, the stator coil end can be cooled with a simple configuration while ensuring the cooling performance of the stator coil end. There is room for improvement in terms of effectively suppressing damage. For example, in the configuration described in Patent Document 1, it is necessary to form a branch path and a plurality of discharge ports in the end plate, and the cooling passage structure formed for flowing the coolant through the end plate becomes complicated. For this reason, the cost of the rotating electrical machine cooling structure may increase.
また、特許文献2から特許文献4に記載された構成の場合、ロータの回転時に、エンドプレートやロータ軸に形成された孔を通じて冷媒をステータコイルエンドに向け吐出できる可能性はあるが、ロータの回転速度の上昇に伴い冷媒に作用する遠心力が増大して、ステータコイルエンドに冷媒が高い速度で衝突する可能性がある。このため、ステータコイルエンドの絶縁被膜が損傷する等、ステータコイルエンドの損傷を有効に抑制する面から改良の余地がある。 Further, in the case of the configurations described in Patent Document 2 to Patent Document 4, there is a possibility that the refrigerant can be discharged toward the stator coil end through holes formed in the end plate or the rotor shaft when the rotor rotates. As the rotation speed increases, the centrifugal force acting on the refrigerant increases, and the refrigerant may collide with the stator coil end at a high speed. For this reason, there is room for improvement in terms of effectively suppressing damage to the stator coil end, such as damage to the insulating coating on the stator coil end.
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、ステータコイルエンドの冷却性を確保しつつ、簡易な構成でステータコイルエンドの損傷を有効に抑制することである。 An object of the present invention is to effectively suppress damage to a stator coil end with a simple configuration while ensuring cooling performance of the stator coil end in a rotating electrical machine and a rotating electrical machine cooling system.
本発明に係る回転電機は、冷媒が流通する軸側冷媒通路を含むロータ軸と、前記ロータ軸の外径側に設けられ、使用時に回転するロータと、前記ロータの外径側に対向し、ステータコアの端部からステータコイルエンドが突出するステータとを備え、前記ロータは、ロータコアと、前記ロータコアの軸方向に隣接配置されたエンドプレートと、を備え、前記エンドプレートは、前記軸側冷媒通路と通じるように形成されたプレート側冷媒通路と、前記プレート側冷媒通路の端部に設けられ、前記ロータ回転時の遠心力により前記ステータコイルエンドに向け前記プレート側冷媒通路を流れる前記冷媒を吐出させる吐出口とを含み、前記プレート側冷媒通路は、内壁面に設けられ、前記吐出口から吐出される前記冷媒の密度を低下させる高面粗度部分を含む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 rotor shaft including a shaft-side refrigerant passage through which a refrigerant flows, a rotor that is provided on an outer diameter side of the rotor shaft, and that rotates during use, and is opposed to an outer diameter side of the rotor, A stator in which a stator coil end protrudes from an end portion of the stator core, and the rotor includes a rotor core and an end plate arranged adjacent to the axial direction of the rotor core, and the end plate includes the shaft-side refrigerant passage. A plate-side refrigerant passage formed so as to communicate with the plate-side refrigerant passage, and an end portion of the plate-side refrigerant passage that discharges the refrigerant flowing through the plate-side refrigerant passage toward the stator coil end by a centrifugal force when the rotor rotates. The plate-side refrigerant passage is provided on an inner wall surface, and has a high surface roughness that reduces a density of the refrigerant discharged from the discharge port. A rotary electric machine which comprises a moiety.
上記の回転電機によれば、簡易な構成でロータの回転速度の上昇時でも冷媒の吐出圧を低下させることができ、ステータコイルエンドに対して冷媒が衝突することによるステータコイルエンドの損傷を有効に抑制することができる。 According to the above rotary electric machine, the discharge pressure of the refrigerant can be reduced with a simple configuration even when the rotational speed of the rotor is increased, and damage to the stator coil end caused by the collision of the refrigerant with the stator coil end is effective. Can be suppressed.
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、前記高面粗度部分は、前記プレート側冷媒通路の内壁面に設けられた凹凸加工部である。 In the rotating electrical machine according to the present invention, it is preferable that the high surface roughness portion is a roughened portion provided on an inner wall surface of the plate-side refrigerant passage.
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、前記高面粗度部分は、前記プレート側冷媒通路の内壁面に設けられて、鋳造粗材のまま機械加工を施さない粗材表面部である。 In the rotating electrical machine according to the present invention, preferably, the high surface roughness portion is a rough material surface portion that is provided on an inner wall surface of the plate-side refrigerant passage and is not subjected to machining as a cast rough material. .
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、前記エンドプレートに設けられ、前記高面粗度部分に接続された空気導入孔を備える。 The rotating electrical machine according to the present invention preferably includes an air introduction hole provided in the end plate and connected to the high surface roughness portion.
上記構成によれば、高面粗度部分を流れる冷媒に空気導入孔から空気を混入させることで、さらに冷媒の吐出圧を低下させて、ステータコイルエンドの損傷をより有効に抑制できる。 According to the above configuration, the air flowing through the high surface roughness portion is mixed with air from the air introduction hole, so that the discharge pressure of the refrigerant is further reduced, and damage to the stator coil end can be more effectively suppressed.
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、前記軸側冷媒通路に前記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 a rotating electrical machine cooling system including the rotating electrical machine according to the present invention and a refrigerant supply unit that supplies the refrigerant to the shaft-side 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、ステータコイルエンドの冷却性を確保しつつ、簡易な構成でステータコイルエンドの損傷を有効に抑制できる。 According to the rotating electrical machine and the rotating electrical machine cooling system according to the present invention, damage to the stator coil end can be effectively suppressed with a simple configuration while ensuring the cooling performance of the stator coil end.
[第1の実施形態]
以下において、図1から図5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、例えばエンジン及び走行用モータを車両の駆動源として搭載するハイブリッド車両や、電気自動車等の電動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モータジェネレータとして使用する。図1に示すように、回転電機10は、ケース12の内側に固定されたステータ14と、ステータ14の径方向内側に対向配置されたロータ16と、ロータ軸18とを備える。すなわち、ステータ14は、ロータ16の外径側に対向する。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軸18に設けられた軸側冷媒通路19に供給し、ロータ16の軸方向両側に設けられたエンドプレート20の吐出口から油を吐出させることにより、ステータコイルエンドを冷却する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. The rotating electrical machine of the present embodiment is, for example, a hybrid vehicle equipped with an engine and a traveling motor as a vehicle drive source, a motor for driving an electric vehicle such as an electric vehicle, or a generator for generating power, or , And used as a motor generator having both functions. As shown in FIG. 1, the rotating
すなわち、ステータ14は、複数の電磁鋼板を積層することにより構成される積層体や、圧粉磁心等の磁性材料により形成されるステータコア22と、ステータコア22の内周面の周方向複数個所に設けられたティースに巻装されたステータコイル24とを含む。ステータコイル24において、ステータコア22の端部である軸方向両側面よりも外側に一対のステータコイルエンドである、コイルエンド26が突出している。
That is, the
ケース12は、ステータ14とロータ16とを収容している。ロータ軸18は、ケース12の内側に回転可能に支持されており、ロータ軸18の内側に、オイルポンプ60に連結されたポンプ軸28が相対回転可能に支持されている。ポンプ軸28の中心部には油が導入される軸方向冷媒通路30と、軸方向冷媒通路30の奥端部に、径方向に連結された径方向冷媒通路32とを有する。径方向冷媒通路32の径方向外端はポンプ軸28の外周面に開口している。
The
ロータ軸18の内周面とポンプ軸28の外周面との間に円筒状の隙間が形成され、この隙間により、径方向冷媒通路32に連通される第2軸方向冷媒通路34が形成されている。また、ロータ軸18の軸方向両側の周方向複数個所に、片側第2冷媒通路36及び他側第2冷媒通路38がそれぞれ形成されている。片側第2冷媒通路36及び他側第2冷媒通路38の径方向外端は、ロータ軸18の外周面に開口している。図示の例では、片側第2冷媒通路36はロータ軸18の径方向に形成され、他側第2冷媒通路38はロータ軸18に径方向に対し傾斜した方向に形成されている。ただし、各第2冷媒通路36,38はこのような形状に限定するものではなく、種々の形状を採用できる。例えばロータ軸18に径方向に各第2冷媒通路36,38を形成することもでき、また、ロータ軸18に径方向に対し傾斜した方向に各第2冷媒通路36,38を形成することもできる。第2軸方向冷媒通路34と片側第2冷媒通路36及び他側第2冷媒通路38とにより、油が流通する軸側冷媒通路19が形成される。ロータ軸18はこの軸側冷媒通路19を含む。
A cylindrical gap is formed between the inner peripheral surface of the
ロータ16は、ロータ軸18の外径側に設けられ、使用時に回転するものであり、ロータ軸18の外径側に固定されたロータコア40と、ロータコア40の周方向複数個所に埋設された永久磁石42と、ロータコア40の軸方向両側に挟むように隣接配置され、ロータ軸18に固定された非磁性材料製の一対のエンドプレート20とを含む。各永久磁石42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されている。
The
図2、図3に示すように、各エンドプレート20は、中心部に軸方向に形成された貫通孔44と、各エンドプレート20の軸方向外側(「軸方向外側」とはロータコアと反対側をいい、逆にロータコアと対向する側を内側という。本明細書全体で同じである。)面の周方向複数個所(図示の例では4個所)に形成され、内部に冷媒が流通するプレート側冷媒通路46を含む。各プレート側冷媒通路46は、エンドプレート20の径方向内側部分において、周方向等間隔の複数個所に略放射状に形成されている。各プレート側冷媒通路46の径方向内端は、貫通孔44の内周面に達し、径方向外端部に軸方向外側に向かうほど径方向外側となるように傾斜する傾斜面48が形成されている。また、各プレート側冷媒通路46の軸方向外端開口が吐出口50となっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, each
図5に示すように、回転電機10の使用時には、各エンドプレート20の軸方向外側に隣接するように略リング状の抑え部材52が、ロータ軸18の外側に固定される。また、各プレート側冷媒通路46の径方向内端部が、ロータ軸18の対応する第2冷媒通路36,38(36は図1参照)の径方向外端開口と通じるように、ロータ軸18の外側にエンドプレート20が配置される。このため、使用時には、各プレート側冷媒通路46の軸方向外端開口のうち、抑え部材52によって塞がれない、径方向外端部が吐出口50となる。また、各プレート側冷媒通路46は、軸側冷媒通路19と通じるように形成されている。このため、各エンドプレート20は、各プレート側冷媒通路46の端部に設けられ、ロータ回転時の遠心力によりコイルエンド26に向け、プレート側冷媒通路46を流れる油を吐出させる吐出口50を含んでいる。なお、図5に示した抑え部材52は省略することもできる。
As shown in FIG. 5, when the rotating
特に、各プレート側冷媒通路46は、内壁面の一部または全部に設けられた高面粗度部分54を含んでいる。図3に示すように、高面粗度部分54は、図5に示すように、吐出口50から吐出される油の密度を、高面粗度部分54の通過により低下させる。例えば、図3に示す例では、各エンドプレート20を鋳造により形成するとともに、少なくとも各プレート側冷媒通路46の内壁面の一部または全部を、鋳造後の鋳造粗材のまま機械加工を施さない粗材表面部とすることにより、高面粗度部分54を形成している。
In particular, each plate-
図4は、高面粗度部分の別例を示す、図3に対応する図である。図4に示す別例のように、各プレート側冷媒通路46の内壁面の一部または全部に形成された多数の凹凸を含む凹凸加工部により、高面粗度部分54を形成することもできる。この場合、凹凸加工部は、例えば鋳造粗材等の金属素材に鍛造加工や切削加工等の機械加工を施す等により形成することができる。すなわち、凹凸加工部は、エンドプレート20の通常の製造工程を大きく変えることなく形成できる。図4では、図3の場合よりも高面粗度部分54の面粗さが大きい。なお、図示は省略するが、エンドプレート20の内周面に一端を、エンドプレート20の軸方向外側面に他端を、それぞれ開口させる貫通孔を形成するとともに、貫通孔の内周面にネジ溝を切ることで設けられた凹凸加工部により、高面粗度部分54を形成することもできる。
FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 3 and showing another example of the high surface roughness portion. As in another example shown in FIG. 4, the high-
このような回転電機10の使用時には、図1に矢印αで示すように、ポンプ軸28の端部に連結されたオイルポンプ60から油が吐出され、ポンプ軸28の軸方向冷媒通路30に導入される。油は、軸方向冷媒通路30から奥部に連結された径方向冷媒通路32を通じて、第2軸方向冷媒通路34で軸方向両側に分岐され、各第2冷媒通路36,38を通じて対応する側のエンドプレート20のプレート側冷媒通路46に供給される。回転電機10の使用時にはロータ16内部を流れる油に遠心力が作用するため、図5に示すように、プレート側冷媒通路46の吐出口50から油が径方向外側、すなわち、対応する側のコイルエンド26の狙いとする位置に向け、飛散油56となって吐出される。このように冷媒がコイルエンド26に吹き付けられることで、コイルエンド26は冷却される。
When such a rotating
また、図1では、回転電機冷却システム58を示しており、回転電機冷却システム58は、回転電機10と、軸側冷媒通路19にポンプ軸28を介して油を供給する冷媒供給部であるオイルポンプ60と、ケース12の底部に一端部が接続され、オイルポンプ60の吸入口Pに他端部が接続された冷媒経路62とを含む。オイルポンプ60は、駆動によりケース12の底部に溜まった油を吸い上げ、ポンプ軸28の軸方向冷媒通路30に供給する。
1 shows a rotating electrical
このような回転電機10によれば、各エンドプレート20の構成が複雑となることがなく、簡易な構成とすることができる。しかも、各エンドプレート20のプレート側冷媒通路46に高面粗度部分54を設けているので、使用時のロータ16の回転速度の上昇時でも吐出口50から吐出される油の体積を低下させて、油の吐出圧、すなわち飛散圧を低下させることができる。このため、コイルエンド26に対して油が衝突することによるコイルエンド26の損傷を有効に抑制することができる。この結果、コイルエンド26の冷却性を確保しつつ、簡易な構成でコイルエンド26の損傷を有効に抑制できる。
According to such a rotating
また、ロータ16の回転速度が上昇しても、吐出口50から吐出される油の密度が過度に上昇するのを抑制できるので、油の飛散速度の上昇を抑制でき、コイルエンド26に油が付着する場合の飛散を抑制できる。このため、コイルエンド26の冷却効率を高くできる。
Even if the rotational speed of the
[第2の実施形態]
図6は、本発明に係る第2の実施の形態の回転電機を構成するエンドプレート64を軸方向外側から内側に見た図である。図7は、図6のC部拡大図である。図8は、ロータ軸18にエンドプレート64を固定した状態を示す、図6のD−D断面拡大対応図である。図9は、ロータ回転時に吐出口50から冷媒が吐出される様子を示す、図8に対応する図である。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a view of the
図6に示すように、本実施形態の回転電機を構成するエンドプレート64は、周方向等間隔の複数個所(図示の場合は2個所)の径方向内側部分に設けられたプレート側冷媒通路66を含む。各プレート側冷媒通路66は、上記の第1の実施形態で使用されるエンドプレート20(図3等参照)のプレート側冷媒通路46で、高面粗度部分54を設けない構成と同様の構成を有する下流側通路68と、下流側通路68の内壁面の底部の径方向中間部に一端を開口させるように設けられた上流側通路70(図7)とを含んでいる。各上流側通路70は、内壁面にネジ溝を形成することで設けられた高面粗度部分72を有する。
As shown in FIG. 6, the
図8に示すように、各上流側通路70の他端は、エンドプレート64の軸方向(図8の上下方向)に関して下流側通路68と反対側の半部において、貫通孔44の内周面に開口させている。さらに、各上流側通路70の高面粗度部分72において、エンドプレート64の正回転方向(図6、図7の矢印β方向)に関して前側となる内壁面に、空気導入孔74を接続している。すなわち、各エンドプレート64は、高面粗度部分72に一端側開口端を有する空気導入孔74を含む。なお、「正回転方向」とは、回転電機が車両の駆動用である場合に車両が前進となる方向に対応する1つの回転方向等、通常時に多く使用される回転方向をいう。
As shown in FIG. 8, the other end of each
図6に示すように、空気導入孔74は、エンドプレート64の周方向または周方向に対し傾斜した方向に伸びて、他端が、エンドプレート64の軸方向外側面に開口している。なお、空気導入孔74の他端側をエンドプレート64の軸方向に伸びるように形成された軸方向部とし、軸方向部と一端側の周方向部とを連通させることもできる。
As shown in FIG. 6, the
このように構成されるエンドプレート64は、ロータコア40(図1参照)の軸方向両側に隣接配置されるように、ロータ軸18の外径側に2個を固定する。この状態で、図8、図9に示すように、ロータ軸18に設けられた第2冷媒通路36(または38)と、プレート側冷媒通路66の上流側通路70とを連通させる。また、下流側通路68の径方向内端は第2冷媒通路36(または38)の径方向外端に対向させず、ロータ軸18により塞いでいる。
Two
このような回転電機の使用時には、図9に示すように、オイルポンプ60(図1参照)から軸側冷媒通路19に供給された冷媒であり、冷却液である油76が、各プレート側冷媒通路66の上流側通路70を流通し、下流側通路68を介して吐出口50から径方向外側のコイルエンド26(図1等参照)に向け吐出される。この場合、上流側通路70の高面粗度部分72に空気導入孔74が接続されているため、ロータ回転時に空気導入孔74を通じて空気が、高面粗度部分72を流れる油に混入され、気液混合状態となり、空気と油とが撹拌されて泡状油78となる。このため、泡状油78が吐出口50から吐出される。
When such a rotating electrical machine is used, as shown in FIG. 9, the
このように各プレート側冷媒通路66の吐出口50から吐出される油を泡状にできるため、吐出される油の密度をより低下させることができる。このため、使用時のロータの回転速度の上昇時でも吐出口50から吐出される油の吐出圧、すなわち飛散圧を低下させることができる。このため、ステータのコイルエンド26(図1等参照)に対して油が衝突することによるコイルエンド26の損傷を有効に抑制することができる。この結果、コイルエンド26の冷却性を確保しつつ、簡易な構成でコイルエンド26の損傷をより有効に抑制できる。すなわち、高面粗度部分72を流れる油に空気導入孔74から空気を混入させることで、さらに油の吐出圧を低下させて、コイルエンド26の損傷をより有効に抑制できる。
Thus, since the oil discharged from the
また、ロータの回転速度が上昇しても、吐出口50から吐出される油の密度が過度に上昇するのをより有効に抑制できるので、油の飛散速度の上昇をより有効に抑制でき、コイルエンド26に油が付着する場合の飛散を抑制できる。このため、コイルエンド26の冷却効率を高くできる。
Further, even if the rotational speed of the rotor is increased, excessive increase in the density of oil discharged from the
しかも上流側通路70にネジ溝を形成することで高面粗度部分72を設けているので、空気導入孔74を通じて取り入れた空気と油との撹拌がより促進され、より有効に泡状とすることができる。
In addition, since the high
なお、上記では高面粗度部分72をネジ溝により形成しているが、本実施形態はこれに限定するものではなく、例えば他の切削加工等の機械加工等により形成される他の凹凸加工部等により高面粗度部分をプレート側冷媒通路に形成し、この高面粗度部分に空気導入孔を接続することもできる。その他の構成及び作用は、上記の第1の実施形態と同様である。
In the above, the high
なお、上記の各実施形態では、冷媒を油とした場合を説明したが、冷媒はこれに限定するものではなく、例えば水やLLC等の他の冷却液等を使用することもできる。また、上記の各実施形態において、ロータコアの両側に配置される2個のエンドプレートのうち、片側のエンドプレートのみにプレート側冷媒通路を設けるとともに、プレート側冷媒通路の内壁面に高面粗度部分を設けて、対応する片側のコイルエンドのみに向け、片側のエンドプレートから冷媒を吐出させることもできる。 In each of the above-described embodiments, the case where the refrigerant is oil has been described. However, the refrigerant is not limited to this, and other cooling liquids such as water and LLC can be used. Further, in each of the above embodiments, the plate-side refrigerant passage is provided only on one end plate of the two end plates arranged on both sides of the rotor core, and the high surface roughness is provided on the inner wall surface of the plate-side refrigerant passage. A part can be provided and the refrigerant can be discharged from the end plate on one side toward only the corresponding coil end on one side.
10 回転電機、12 ケース、14 ステータ、16 ロータ、18 ロータ軸、19 軸側冷媒通路、20 エンドプレート、22 ステータコア、24 ステータコイル、26 コイルエンド、28 ポンプ軸、30 軸方向冷媒通路、32 径方向冷媒通路、34 第2軸方向冷媒通路、36 片側第2冷媒通路、38 他側第2冷媒通路、40 ロータコア、42 永久磁石、44 貫通孔、46 プレート側冷媒通路、48 傾斜面、50 吐出口、52 抑え部材、54 高面粗度部分、56 飛散油、58 回転電機冷却システム、60 オイルポンプ、62 冷媒経路、64 エンドプレート、66 プレート側冷媒通路、68 下流側通路、70 上流側通路、72 高面粗度部分、74 空気導入孔、76 油、78 泡状油。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ロータ軸の外径側に設けられ、使用時に回転するロータと、
前記ロータの外径側に対向し、ステータコアの端部からステータコイルエンドが突出するステータとを備え、
前記ロータは、
ロータコアと、
前記ロータコアの軸方向に隣接配置されたエンドプレートと、を備え、
前記エンドプレートは、前記軸側冷媒通路と通じるように形成されたプレート側冷媒通路と、前記プレート側冷媒通路の端部に設けられ、前記ロータ回転時の遠心力により前記ステータコイルエンドに向け前記プレート側冷媒通路を流れる前記冷媒を吐出させる吐出口とを含み、
前記プレート側冷媒通路は、内壁面に設けられ、前記吐出口から吐出される前記冷媒の密度を低下させる高面粗度部分を含むことを特徴とする回転電機。 A rotor shaft including a shaft-side refrigerant passage through which the refrigerant flows;
A rotor that is provided on the outer diameter side of the rotor shaft and rotates during use;
A stator facing the outer diameter side of the rotor, and a stator coil end protruding from an end of the stator core,
The rotor is
Rotor core,
An end plate adjacently disposed in the axial direction of the rotor core,
The end plate is provided at a plate-side refrigerant passage formed so as to communicate with the shaft-side refrigerant passage, and at an end of the plate-side refrigerant passage, and is directed toward the stator coil end by a centrifugal force when the rotor rotates. A discharge port for discharging the refrigerant flowing through the plate side refrigerant passage,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the plate-side refrigerant passage includes a high-surface roughness portion that is provided on an inner wall surface and reduces a density of the refrigerant discharged from the discharge port.
前記高面粗度部分は、前記プレート側冷媒通路の内壁面に設けられた凹凸加工部であることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotary electric machine according to claim 1, wherein the high surface roughness portion is a concavo-convex processed portion provided on an inner wall surface of the plate-side refrigerant passage.
前記高面粗度部分は、前記プレート側冷媒通路の内壁面に設けられて、鋳造粗材のまま機械加工を施さない粗材表面部であることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the high surface roughness portion is a rough material surface portion that is provided on an inner wall surface of the plate-side refrigerant passage and is not subjected to machining with a cast rough material.
前記エンドプレートに設けられ、前記高面粗度部分に接続された空気導入孔を備える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,
A rotating electrical machine comprising an air introduction hole provided in the end plate and connected to the high surface roughness portion.
前記軸側冷媒通路に前記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 4,
A rotating electrical machine cooling system comprising: a refrigerant supply unit that supplies the refrigerant to the shaft-side refrigerant passage.
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Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015023652A (en) * | 2013-07-18 | 2015-02-02 | 日産自動車株式会社 | Coil end oil-cooled structure of rotary electric machine |
WO2018030370A1 (en) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 日本電産株式会社 | Motor |
WO2018030218A1 (en) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 日本電産株式会社 | Motor |
CN109565216A (en) * | 2016-08-09 | 2019-04-02 | 日本电产株式会社 | Motor unit |
CN109565200A (en) * | 2016-08-09 | 2019-04-02 | 日本电产株式会社 | Motor |
CN109565199A (en) * | 2016-08-09 | 2019-04-02 | 日本电产株式会社 | Motor |
JP2020114099A (en) * | 2019-01-11 | 2020-07-27 | 本田技研工業株式会社 | Rotary electric machine |
US10763718B2 (en) | 2015-04-16 | 2020-09-01 | Sisin Aw Co., Ltd. | Stator core and method for manufacturing the same |
US10862365B2 (en) | 2016-08-09 | 2020-12-08 | Nidec Corporation | Motor unit |
US10862373B2 (en) | 2016-08-09 | 2020-12-08 | Nidec Corporation | Motor unit |
US10879769B2 (en) | 2016-08-09 | 2020-12-29 | Nidec Corporation | Motor unit |
US10886804B2 (en) | 2015-04-16 | 2021-01-05 | Aisin Aw Co., Ltd. | Rotating electrical machine |
US10903705B2 (en) | 2016-08-09 | 2021-01-26 | Nidec Corporation | Motor |
CN113300506A (en) * | 2021-05-28 | 2021-08-24 | 上海大学 | Slot wedge type in-slot liquid cooling motor |
US11137061B2 (en) | 2016-08-09 | 2021-10-05 | Nidec Corporation | Motor unit |
US11201523B2 (en) | 2016-08-09 | 2021-12-14 | Nidec Corporation | Motor unit |
WO2022206804A1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 比亚迪股份有限公司 | Motor system and vehicle having same |
US11616419B2 (en) | 2016-08-09 | 2023-03-28 | Nidec Corporation | Motor unit with oil cooling passage |
WO2023061642A1 (en) * | 2021-10-15 | 2023-04-20 | Vitesco Technologies GmbH | Fluid-cooled electrical machine and motor vehicle |
JP7472566B2 (en) | 2020-03-17 | 2024-04-23 | 株式会社アイシン | Vehicle drive device |
-
2011
- 2011-12-22 JP JP2011280800A patent/JP2013132151A/en active Pending
Cited By (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015023652A (en) * | 2013-07-18 | 2015-02-02 | 日産自動車株式会社 | Coil end oil-cooled structure of rotary electric machine |
US10763718B2 (en) | 2015-04-16 | 2020-09-01 | Sisin Aw Co., Ltd. | Stator core and method for manufacturing the same |
US10886804B2 (en) | 2015-04-16 | 2021-01-05 | Aisin Aw Co., Ltd. | Rotating electrical machine |
US11201523B2 (en) | 2016-08-09 | 2021-12-14 | Nidec Corporation | Motor unit |
US10903705B2 (en) | 2016-08-09 | 2021-01-26 | Nidec Corporation | Motor |
CN109565199A (en) * | 2016-08-09 | 2019-04-02 | 日本电产株式会社 | Motor |
JPWO2018030218A1 (en) * | 2016-08-09 | 2019-06-13 | 日本電産株式会社 | motor |
US11616419B2 (en) | 2016-08-09 | 2023-03-28 | Nidec Corporation | Motor unit with oil cooling passage |
CN109565216A (en) * | 2016-08-09 | 2019-04-02 | 日本电产株式会社 | Motor unit |
US10862365B2 (en) | 2016-08-09 | 2020-12-08 | Nidec Corporation | Motor unit |
US10862373B2 (en) | 2016-08-09 | 2020-12-08 | Nidec Corporation | Motor unit |
US10865873B2 (en) | 2016-08-09 | 2020-12-15 | Nidec Corporation | Motor unit |
US10868452B2 (en) | 2016-08-09 | 2020-12-15 | Nidec Corporation | Motor |
US10879769B2 (en) | 2016-08-09 | 2020-12-29 | Nidec Corporation | Motor unit |
WO2018030218A1 (en) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 日本電産株式会社 | Motor |
CN109565200B (en) * | 2016-08-09 | 2021-01-15 | 日本电产株式会社 | Motor |
CN109565200A (en) * | 2016-08-09 | 2019-04-02 | 日本电产株式会社 | Motor |
US10910918B2 (en) | 2016-08-09 | 2021-02-02 | Nidec Corporation | Motor |
CN109565199B (en) * | 2016-08-09 | 2021-02-02 | 日本电产株式会社 | Motor |
JP7028170B2 (en) | 2016-08-09 | 2022-03-02 | 日本電産株式会社 | motor |
US11137061B2 (en) | 2016-08-09 | 2021-10-05 | Nidec Corporation | Motor unit |
WO2018030370A1 (en) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 日本電産株式会社 | Motor |
US11205939B2 (en) | 2019-01-11 | 2021-12-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Rotary electric machine |
JP2020114099A (en) * | 2019-01-11 | 2020-07-27 | 本田技研工業株式会社 | Rotary electric machine |
JP7472566B2 (en) | 2020-03-17 | 2024-04-23 | 株式会社アイシン | Vehicle drive device |
WO2022206804A1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 比亚迪股份有限公司 | Motor system and vehicle having same |
CN113300506A (en) * | 2021-05-28 | 2021-08-24 | 上海大学 | Slot wedge type in-slot liquid cooling motor |
WO2023061642A1 (en) * | 2021-10-15 | 2023-04-20 | Vitesco Technologies GmbH | Fluid-cooled electrical machine and motor vehicle |
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