JP2013183483A - Cooling structure of rotor for rotary electric machine and rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機用ロータの冷却構造及びこれを備えた回転電機に係り、特に、シャフトから供給される冷却液によってロータコアを冷却する回転電機用ロータの冷却構造等に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine rotor cooling structure and a rotating electrical machine including the same, and more particularly to a rotating electrical machine rotor cooling structure that cools a rotor core with a coolant supplied from a shaft.
従来、電磁鋼板を積層して構成されるモータのロータを冷却油で冷却することが行われている。例えば特開2009−71923号公報(以下、特許文献1という。)には、電動モータの外部に設けていたポンプを、電動モータ内に設けることができるようにしてコンパクトな構成とすることを解決課題とした電動モータの冷却構造が開示されている。 Conventionally, a rotor of a motor configured by laminating electromagnetic steel sheets is cooled with cooling oil. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-71923 (hereinafter referred to as Patent Document 1) solves the problem that the pump provided outside the electric motor can be provided in the electric motor to have a compact configuration. A cooling structure for an electric motor as a problem is disclosed.
この電動モータの冷却構造では、ロータコア内に複数配した永久磁石の近傍をそれぞれ通り、ロータコアを上下に貫通する複数本の冷却油通路が形成されている。下部プレートの下面部には各冷却油通路に連通する環状溝が形成され、環状溝は、下部プレートに密接したポンプの吐出口が連通している。ポンプは、ロータシャフト駆動軸として構成され、モータハウジングの底部に形成した油溜り内の油を各冷却油通路内に圧送することができる。これにより、各冷却油通路から噴出した油は、ステータコアのステータコイル、上部コイルエンドを冷却することができる、と記載されている。 In the cooling structure of the electric motor, a plurality of cooling oil passages that pass through the vicinity of a plurality of permanent magnets arranged in the rotor core and penetrate the rotor core vertically are formed. An annular groove communicating with each cooling oil passage is formed in the lower surface portion of the lower plate, and the annular groove communicates with a discharge port of a pump that is in close contact with the lower plate. The pump is configured as a rotor shaft drive shaft and can pump oil in an oil sump formed at the bottom of the motor housing into each cooling oil passage. Accordingly, it is described that the oil ejected from each cooling oil passage can cool the stator coil and the upper coil end of the stator core.
上記特許文献1に記載の電動モータの冷却構造では、多数枚の電磁鋼板を積層して構成されるロータコア内に冷却油通路が軸方向に延伸して形成されている。そのため、ロータ回転時の遠心力によって冷却油が冷却油通路から各電磁鋼板間の隙間に進入して径方向外側へと流れ、そして、ロータとステータとの間のギャップ部に流出する。そうすると、ギャップ部に冷却油が介在した状態でロータが駆動されることになり、ロータの回転抵抗となってモータの出力損失(以下、「引きずり損失」ともいう。)が発生する。 In the cooling structure of the electric motor described in Patent Document 1, a cooling oil passage is formed by extending in the axial direction in a rotor core configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates. Therefore, the cooling oil enters the gaps between the electromagnetic steel plates from the cooling oil passage by the centrifugal force when the rotor rotates, flows outward in the radial direction, and flows out to the gap portion between the rotor and the stator. If it does so, a rotor will be driven in the state where cooling oil intervened in a gap part, and it will become a rotation resistance of a rotor, and output loss (henceforth "drag loss") of a motor will generate | occur | produce.
本発明の目的は、ロータコア内の冷媒流路から電磁鋼板間への冷却液の進入を抑制して引きずり損失を低減できる回転電機用ロータの冷却構造を提供することである。 The objective of this invention is providing the cooling structure of the rotor for rotary electric machines which can suppress a drag | invasion of the cooling fluid from the refrigerant flow path in a rotor core between electromagnetic steel plates, and can reduce a drag loss.
本発明に係る一態様の回転電機用ロータの冷却構造は、内部に流れる冷却液を外部に供給する回転可能なシャフトと、前記シャフトに外嵌固定され、前記シャフトから供給される冷却液を前記モータの軸方向に流すための冷媒流路穴を有し、かつ、複数の磁性板材を回転電機の軸方向に積層して構成されるロータコアとを備え、前記冷媒流路穴の内周面のうち前記ロータコアの径方向に関して外径側の内周面上に、前記磁性板材間への冷却液の進入を阻止するシール部材を設けているものである。 A cooling structure for a rotor for a rotating electrical machine according to an aspect of the present invention includes a rotatable shaft that supplies a coolant flowing inside to the outside, a fitting shaft that is externally fitted and fixed to the shaft, and a coolant supplied from the shaft. A rotor core having a refrigerant flow path hole for flowing in the axial direction of the motor and having a plurality of magnetic plate members laminated in the axial direction of the rotating electrical machine, and having an inner peripheral surface of the refrigerant flow path hole Among them, a seal member for preventing the coolant from entering between the magnetic plate members is provided on the inner peripheral surface on the outer diameter side in the radial direction of the rotor core.
本発明に係る回転電機用ロータの冷却構造において、前記シール部材は、前記冷媒流路穴内の外径側の領域を占めるように設けられて前記磁性板材間の隙間を塞いでいるのが好ましい。 In the cooling structure for a rotor for a rotating electrical machine according to the present invention, it is preferable that the seal member is provided so as to occupy a region on the outer diameter side in the refrigerant flow path hole and closes a gap between the magnetic plate members.
また、本発明に係る回転電機用ロータの冷却構造において、前記冷媒流路穴の内周面には突起が形成され、該突起が前記シール部材に係合して前記シール部材が前記冷媒流路穴の内周面から剥離しないように保持されるのが好ましい。 Further, in the rotor cooling structure for a rotating electrical machine according to the present invention, a protrusion is formed on an inner peripheral surface of the refrigerant flow path hole, and the protrusion engages with the seal member so that the seal member becomes the refrigerant flow path. It is preferable to hold the hole so as not to peel from the inner peripheral surface of the hole.
この場合、前記突起は前記冷媒流路穴の周方向両側の内壁面からそれぞれ突出する2つの突起からなり、該2つの突起が径方向内側で前記シール部材に係合して押さえてもよいし、または、前記突起は前記冷媒流路穴の外径側の内周面から突出する1つの突起であり、該1つの突起が前記シール部材にアンカーとして埋め込まれることにより前記シール部材が前記外径側の内周面上に保持されてもよい。 In this case, the protrusion may be formed of two protrusions that protrude from inner wall surfaces on both sides in the circumferential direction of the coolant channel hole, and the two protrusions may engage and hold the seal member radially inward. Alternatively, the protrusion is one protrusion that protrudes from the inner peripheral surface on the outer diameter side of the coolant channel hole, and the one protrusion is embedded as an anchor in the seal member, so that the seal member has the outer diameter. It may be held on the inner peripheral surface of the side.
さらに、本発明に係る回転電機用ロータの冷却構造において、前記ロータコアは永久磁石が埋設された磁極を含み、前記冷媒流路穴は前記永久磁石からの磁束が通る磁束通路を規定するフラックスバリアを構成してもよい。 Furthermore, in the rotor cooling structure for a rotating electrical machine according to the present invention, the rotor core includes a magnetic pole in which a permanent magnet is embedded, and the refrigerant passage hole has a flux barrier that defines a magnetic flux passage through which a magnetic flux from the permanent magnet passes. It may be configured.
本発明の別の態様である回転電機は、回転磁界を発生させるステータと、前記ステータにエアギャップを介して対向配置され、上記いずれかの構成の冷却構造を有するロータとを備える。 A rotating electrical machine according to another aspect of the present invention includes a stator that generates a rotating magnetic field, and a rotor that is disposed to face the stator via an air gap and has a cooling structure having any one of the above configurations.
本発明に係る回転電機用ロータの冷却構造では、冷媒流路の外径側の内周面上にシール部材を設けているので、ロータ回転時に遠心力が作用することによって冷却液がロータコアを構成する磁性板材間に進入して径方向側へと流れてロータの外周面に流れ出るのを阻止することができる。したがって、ロータが回転駆動されるときにロータとステータとの間のギャップ部に冷却液が介在するのを抑制でき、引きずり損失の低減により回転電機の出力向上を図れる。 In the cooling structure for a rotor for a rotating electrical machine according to the present invention, the seal member is provided on the inner peripheral surface on the outer diameter side of the refrigerant flow path. It is possible to prevent the air from entering between the magnetic plates to flow to the radial side and out to the outer peripheral surface of the rotor. Therefore, it is possible to suppress the coolant from interposing in the gap portion between the rotor and the stator when the rotor is rotationally driven, and to improve the output of the rotating electrical machine by reducing the drag loss.
以下に、本発明に係る実施の形態(以下、実施形態という)について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments according to the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this description, specific shapes, materials, numerical values, directions, and the like are examples for facilitating the understanding of the present invention, and can be appropriately changed according to the application, purpose, specification, and the like. In addition, when a plurality of embodiments and modifications are included in the following, it is assumed from the beginning that these characteristic portions are used in appropriate combinations.
図1は、本実施形態のロータ冷却構造を含む回転電機10の軸方向に沿った断面図である。図1に示すように、回転電機10は、ステータ12とロータ14とを備える。ステータ12とロータ14との間には、径方向のギャップ部Gが設けられている。
FIG. 1 is a cross-sectional view along the axial direction of a rotating
ステータ12は、筒状をなす磁性体からなるステータコア16と、このステータコア16の内周部に突設されて周方向に等間隔で配置された複数のティース部の周囲に巻装されたステータコイル18とから構成される。ステータコア16は、例えば、それぞれ略円環状に打ち抜き加工された多数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して、かしめ、溶接、接着等の少なくとも1つにより一体に連結して構成されている。
The
ステータコイル18は、上記ティース部間に挿入および配置されたスロット内部分(図示せず)と、ステータコア16の軸方向端面から外側へ突出するコイルエンド部18a,18bとを含む。各コイルエンド部18a,18bは、軸方向から見たときに略円環状をなして形成されている。
ステータコア16およびステータコイル18からなるステータ12は、図示しない円筒状のケース内に収容されている。ケースは、後述するシャフトを回転可能に支持するための少なくとも2つの軸受部材が軸方向両側に設けられている。
The
ステータコア16の内周側に配置されたロータ14は、筒状のロータコア20と、ロータコア20の中心を貫通して軸方向に延伸するシャフト22とを含む。ロータコア20は、シャフト22に外嵌固定されている。
The
ロータコア20は、例えば、それぞれ略円板状に打ち抜き加工された多数枚の電磁鋼板(磁性板材)を軸方向に積層して、かしめ、溶接、接着等の少なくとも1つにより一体に構成されている。また、ロータコア20は、ステータコア16と略同じ軸方向長さを有しており、軸方向端面同士が略面一に配置されている。
For example, the
シャフト22は、その両端側において、回転電機10を収容するケースに取り付けた軸受部材によって回転可能に支持されている。
The
シャフト22は、外周面から径方向外側へ突出したフランジ部24を有する。フランジ部24は、ロータコア20の軸方向の一端面に当接して、シャフト22上におけるロータコア20の軸方向位置を決める機能を有する。また、シャフト22上には、固定部材26がロータコア20の軸方向他端面に当接した状態で固定されている。固定部材26は、かしめ等によってシャフト22上に固定される環状の金属製部材であり、これによりシャフト22上におけるロータコア20の軸方向の移動が規制されている。
The
ロータコア20の中心に形成されたシャフト穴の縁部に凸状のキーを形成し、シャフト22の外周面に軸方向へ延伸して形成されたキー溝に嵌合することによって、シャフト22に対するロータコア20の周方向位置を固定することができる。
By forming a convex key at the edge of the shaft hole formed in the center of the
なお、ロータコア20は、例えば、焼嵌め、圧入等によってシャフト22上に外嵌固定されてもよく、その場合、固定部材26やキーを省略することができる。
The
シャフト22内には、冷却液を流すための冷媒流路28が軸方向に貫通して形成されている。この冷却液には例えば冷却油が好適に用いられる。図1において冷却油がATF(Automatic Transmission Fluid)として表示され、冷却油の流れが矢印によって示されている。以下においては、冷却液が冷却油であるものとして説明するが、これに限定されるものではなく、永久磁石を含むロータコア20に対して好適な冷却性能を発揮し得る冷却液であれば他の冷却液が用いられてもよい。
In the
シャフト22内の冷媒流路28は、シャフト22の一端側において開口しており、この開口部から図示しないオイルポンプおよびオイルクーラ等を介して冷却油が循環して供給されるようになっている。なお、シャフト22内の冷媒流路28は、ロータコア20への冷却油供給だけを目的とするのであれば、シャフト22の他端側まで貫通していなくてもよく、ロータコア20の軸方向中間位置辺りで終端していてもよい。
The
また、シャフト22には、内部の冷媒流路28に連通して外周面に開口する冷媒供給路30が形成されている。冷媒供給路30は、シャフト22を流れる冷却油を、ロータ14の回転時に作用する遠心力によってロータコア20に供給するための通路である。冷媒供給路30は、シャフト22の周方向に間隔をおいて放射方向に複数形成されている。
Further, the
ロータコア20において軸方向の中央位置には、ロータ側の冷媒供給路32が形成されている。冷媒供給路32は、内径側端部がシャフト22の冷媒供給路30に連通している。冷媒供給路30は、ロータコア20を構成する多数枚の電磁鋼板のうち上記中央位置に対応する電磁鋼板に、径方向に延伸する切り欠き部を加工しておくことにより形成される。
In the
ロータコア20の冷媒供給路32の外径側端部は、ロータコア20に形成された冷媒流路穴34に連通している。ロータコア20の冷媒流路穴34は、ロータコア20内を軸方向に貫通して形成されている。すなわち、ロータコア20の冷媒流路穴34は、ロータコア20の軸方向端面20a,20bにおいて開口している。
The outer diameter side end of the
さらに、ロータコア20の冷媒流路穴34には、シール部材52が設けられている。シール部材52は、ロータコア20の冷媒流路穴34を軸方向に流れる冷却油が、ロータコア20の構成する電磁鋼板の間の隙間に進入して又は染み入って径方向外側へと流れ、ロータコア20の外周面とステータコア16の内周面(すなわちティース部の内径側端面)との間のギャップ部Gに流出するのを阻止する機能を有する。
Further, a
続いて、図1に加えて図2,3も参照して上記シール部材52について詳細に説明する。図2は図1におけるロータコア20の軸方向端面を示す図であり、図3は図2におけるロータコア20に含まれる磁極38の1つを拡大して示す図である。
Next, the sealing
本実施形態の回転電機10のロータ14は、図1および図2に示すように、永久磁石40が埋設されたIPM(Interior Permanent Magnet)型ロータである。具体的には、本実施形態のロータ14は、ロータコア20の外周部に8つの磁極38が周方向に等間隔で配置されており、周方向に隣り合う2つの磁極38でN極およびS極の4磁極対を構成している。ただし、磁極38および磁極対の数は、上記のものに限定されるものではない。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、図2に示すように、ロータコア20の中心には、円形のシャフト穴21が形成されている。図2に示す例では、シャフト穴21の内周には、キーまたはキー溝が形成されていない。したがって、ロータコア20は、焼嵌め等によってシャフト22に固定されることになる。
As shown in FIG. 2, a
さらに、ロータコア20において周方向に隣り合う2つの磁極38の間には、かしめ部39が形成されている。かしめ部39は、電磁鋼板が円環状に打ち抜き加工される際に一方面が凹状で他方面が凸状に半抜きされて形成されている。このようして各電磁鋼板に形成されているかしめ部39を互いに凹凸嵌合させながら電磁鋼板を連結して積層していくことにより、ロータコア20が一体に構成されている。
Further, a
各磁極38は、同一の構造を有している。したがって、以下では図3を参照して1つの磁極38について永久磁石40やシール部材52の配置などについて説明する。
Each
図2,3に示すように、1つの磁極38には、1つの永久磁石40がロータコア20の外周面20c近傍に埋設されている。永久磁石40は、ロータコア20の外周面に略沿った姿勢で配置されている。また、永久磁石40は、扁平矩形状の断面を有すると共にロータコア20と略同じ軸方向長さを有する板状のものであり、ロータコア20に軸方向へ延伸して形成された磁石挿入穴46内に挿入されて固定されている。さらに、永久磁石40は、磁石挿入穴46の内壁面との間に樹脂が充填されることによって接着固定される。
As shown in FIGS. 2 and 3, one
磁極38の内径側には、略矩形状をなす冷媒流路穴34が形成されている。冷媒流路穴34は、軸方向に貫通する穴であって低透磁率の空隙を内包することから、磁極38におけるフラックスバリアを構成する。このように各磁極38における冷媒流路穴34がフラックスバリアを構成することにより、冷媒流路穴34とフラックスバリアとを別々の貫通孔として設ける場合よりも、ロータコア20を構成する電磁鋼板の加工が容易になるとともにロータコア20の遠心力等に対する強度低下を抑制することができる。
On the inner diameter side of the
上記のように本実施形態のロータ14では、ロータコア20の磁極38に設けられた永久磁石40と冷媒流路穴34との間に、電磁鋼板部分からなる磁束通路50が形成されている。
As described above, in the
冷媒流路穴34の内周面のうちロータコア20の径方向に関して外径側の内周面上には、電磁鋼板間への冷却油の進入を阻止するシール部材52が設けられている。シール部材52は、冷媒流路穴34の内側領域のうち外径側の領域を占めるように設けられて電磁鋼板間の隙間を塞いでいる。
A
シール部材52は、耐油性に優れた材質で形成されるのが好ましい。また、シール部材52は、ロータ14における磁気特性に影響を与えないように非磁性材料で形成されるのが好ましい。さらに、シール部材52は、積層された電磁鋼板を電気的に導通させないように非導電性であることが好ましい。これらのことから、シール部材52は、例えば樹脂により好適に形成されることができる。
The
シール部材52は、例えば、溶融した樹脂を冷媒流路穴34の外径側領域に注入および充填して硬化させて形成されてもよいし、あるいは、予め樹脂成型された成形品をロータコア20の端面から軸方向に挿入して冷媒流路穴34の外径側の内周面上に接着固定してもよい。
The
冷媒流路穴34の周方向両側の内壁面には、2つの突起54が対向して形成されている。より詳しくは、突起54は、略矩形状をなしており、冷媒流路穴34の内壁面48,49と一体に形成されている。そして、これらの突起54は、径方向内側においてシール部材52の周方向両側端部に係合している。これにより、シール部材52は、冷媒流路穴34の外径側の内周面から剥離しないように突起54によって押さえられている。
Two
なお、冷媒流路穴34の形状は、上記のような略矩形状に限定されるものではなく、磁極38に含まれる永久磁石の配置に応じて適宜に設定することができ、例えば略三角状に形成されてもよい。
Note that the shape of the refrigerant flow path hole 34 is not limited to the substantially rectangular shape as described above, and can be appropriately set according to the arrangement of the permanent magnets included in the
次に、上記構成からなる回転電機10における冷却動作について説明する。
Next, the cooling operation in the rotating
シャフト22の一端部から、オイルポンプにより圧送された冷却油が冷媒流路28に供給される。冷媒流路28に供給された冷却油は、軸方向に流れてシャフト22の冷媒供給路30およびロータコア20内の冷媒供給路32を介してロータコア20の冷媒流路穴34に供給される。
From one end of the
ロータコア20の軸方向中央位置で冷媒流路穴34に流れ込んだ冷却油は、軸方向両側に分かれて流れる。それから、ロータコア20の軸方向端面20a,20bまで流れた冷却油は、冷媒流路穴34の端部である開口部から流出して、遠心力の作用によって径方向外側へ飛ばされる。そして、冷却油は、ステータ12に巻装されたステータコイル18のコイルエンド部18a,18bに掛かってステータコイル18ひいてはステータ12を冷却することができる。
The cooling oil that has flowed into the
このようにしてシャフト22から供給された冷却油がロータコア20内を流れることで、回転電機10の回転駆動時に変動磁束による渦電流損等によって高温になるロータコア20およびこれに埋設された永久磁石40を効果的に冷却することができ、永久磁石の減磁を抑制できる。
Thus, the cooling oil supplied from the
また、冷却油がロータコア20内の冷媒流路穴34を軸方向に流れるとき、遠心力の作用によって径方向外側に押し付ける力が作用する。そのため、冷却油は、冷媒流路穴34の径方向外側に位置する内壁面を構成する電磁鋼板の間の隙間に進入することがある。そうすると、シール部材52が無い場合には、冷却油がロータコア20の外周面まで流れ出ることになり、その結果、ロータ14とステータ12との間のギャップ部Gに冷却油が介在することによって引きずり損失が発生することになる。
In addition, when the cooling oil flows in the axial direction through the refrigerant flow path hole 34 in the
これに対し、本実施形態におけるロータ14には、冷媒流路穴34の径方向外側の内周面にシール部材52が設けられているため、冷却油が電磁鋼板間に進入するのを阻止することができ、これにより冷却油がロータコア20の外周面まで流れ出るのを抑制することができる。したがって、冷却油がロータ14とステータ12との間のギャップ部Gに介在することによって生じる回転電機10の引きずり損失を低減することができる。
On the other hand, since the
また、本実施形態のシール部材52は、周方向両側の2つの突起54によって押さえられていることから、冷媒流路穴34の外径側の内周面から剥離してロータコア20から飛び出るのを防止することができる。
Further, since the
次に、図4を参照して、シール部材52を押さえるための別の例について説明する。この例では、冷媒流路穴34の周方向両側の内壁面48,49が押さえ部55によって連結されており、上記実施形態における2つの突起54を延伸させてつなげたものに等しくなっている。
Next, another example for pressing the
このようにしてシール部材52を配置する領域を冷媒流路穴34から完全に区画して、シール部材52が冷媒流路穴34の外径側の内周面近傍に埋め込まれて配置される構成としてもよい。これによっても、冷媒流路穴34から電磁鋼板間へ進入した冷却油はシール部材52によってせき止められて、ロータコア20の外周面まで流れるのを抑制することができる。
In this way, the region in which the
また、シール部材52は押さえ部55によって押さえられているので剥離してロータコア20から脱落するのを防止できる。
Further, since the
ただし、この場合には、押さえ部55の幅(すなわち径方向長さ)をできるだけ短くして、磁束が流れ込みにくくすることにより磁気特性への影響を小さくするのが好ましい。 However, in this case, it is preferable to reduce the influence on the magnetic characteristics by making the width of the pressing portion 55 (that is, the length in the radial direction) as short as possible to make it difficult for the magnetic flux to flow.
次に、図5を参照して、シール部材52の押さえ部のさらに別の例について説明する。図5に示すように、冷媒流路穴34が略矩形状に形成されており、その周方向両側の内壁面48,49には突起が設けられていない。それに代わり、冷媒流路穴34の外径側の内周面に1つの突起54が突設されている。この突起54は、径方向内側へ向かって幅広になった略台形状をなしており、この突起54の周囲を含む内周面上にシール部材52が設けられている。この場合、シール部材52は、例えば、溶融した樹脂を注入および硬化させて形成されるのが好ましい。突起54の形状は、シール部材52が径方向内側への移動を規制する引っ掛かり形状であれば、台形状以外の形状、例えばきのこ形等であってもよい。
Next, still another example of the pressing portion of the
この例では、シール部材52は、その内部に埋め込まれた突起54がアンカーとなって、冷媒流路穴34の内周面上に保持される。したがって、シール部材52が剥離してロータコア20から脱落するのを防止できる。
In this example, the
なお、本発明は上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載される事項の範囲内において種々の変更や改良が可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above and its modification, A various change and improvement are possible within the range of the matter described in the claim of this application.
例えば、上記においてはロータ14の各磁極38に1つの永久磁石40が含まれる例について説明したが、これに限定されるものではなく、図6に示すように1つの磁極38に2つの永久磁石40a,40bが含まれてもよいし、3つ以上の永久磁石が含まれてもよい。
For example, in the above description, an example in which each
また、上記においては回転電機10のロータ14は永久磁石40が埋設されたIPM型ロータであるものと説明したが、これに限定されるものではなく、永久磁石がロータの表面に露出したSPM(Surface Permanent Magnet)型ロータに適用されてもよいし、或いは、永久磁石を含まないロータをシャフトから供給される冷却油によって冷却する場合に適用してもよい。
In the above description, the
さらに、上記においては、冷媒流路穴34がフラックスバリアを構成するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、フラックスバリアとは別に形成された冷媒流路穴にシール部材が設けられてもよい。 Further, in the above description, the refrigerant flow path hole 34 constitutes the flux barrier. However, the present invention is not limited to this, and a seal member is provided in the refrigerant flow path hole formed separately from the flux barrier. May be.
さらにまた、上記においてはエンドプレートを用いないロータについて説明したが、ロータコアの軸方向の一方側または両側にエンドプレートが設けられていてもよい。この場合、エンドプレートには、ロータコアの冷媒流路穴に連通する冷却油排出口を形成しておけばよい。 Furthermore, in the above description, a rotor that does not use an end plate has been described. However, end plates may be provided on one or both sides in the axial direction of the rotor core. In this case, the end plate may be provided with a cooling oil discharge port communicating with the coolant flow path hole of the rotor core.
10 回転電機、12 ステータ、14 ロータ、16 ステータコア、18 ステータコイル、18a,18b コイルエンド部、20 ロータコア、20a,20b 軸方向端面、20c 外周面、21 シャフト穴、22 シャフト、24 フランジ部、26 固定部材、28 冷媒流路、30 シャフトの冷媒供給路、32 ロータコアの冷媒供給路、34 冷媒流路穴、38 磁極、39 かしめ部、40,40a,40b 永久磁石、46 磁石挿入穴、48,49 内壁面、50 磁束通路、52 シール部材、54 突起、55 押さえ部、G ギャップ部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
内部に流れる冷却液を外部に供給する回転可能なシャフトと、
前記シャフトに外嵌固定され、前記シャフトから供給される冷却液を前記モータの軸方向に流すための冷媒流路穴を有し、かつ、複数の磁性板材を回転電機の軸方向に積層して構成されるロータコアと、を備え、
前記冷媒流路穴の内周面のうち前記ロータコアの径方向に関して外径側の内周面上に、前記磁性板材間への冷却液の進入を阻止するシール部材を設けている、
回転電機用ロータの冷却構造。 A rotor cooling structure for a rotating electrical machine,
A rotatable shaft for supplying coolant flowing inside to the outside;
A coolant passage hole that is externally fitted and fixed to the shaft for flowing a coolant supplied from the shaft in the axial direction of the motor, and a plurality of magnetic plates are laminated in the axial direction of the rotating electrical machine; A rotor core configured,
A seal member is provided on the inner peripheral surface on the outer diameter side of the inner peripheral surface of the refrigerant flow path hole to prevent the coolant from entering between the magnetic plate members.
Cooling structure for rotors for rotating electrical machines.
前記シール部材は、前記冷媒流路穴内の外径側の領域を占めるように設けられて前記磁性板材間の隙間を塞いでいる、回転電機用ロータの冷却構造。 The rotor cooling structure for a rotating electrical machine according to claim 1,
The rotor cooling structure for a rotating electrical machine, wherein the seal member is provided so as to occupy a region on the outer diameter side in the refrigerant flow path hole and closes a gap between the magnetic plate members.
前記冷媒流路穴の内周面には突起が形成され、該突起が前記シール部材に係合して前記シール部材が前記冷媒流路穴の内周面から剥離しないように保持する、回転電機用ロータの冷却構造。 The rotor cooling structure for a rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
A protrusion is formed on the inner peripheral surface of the refrigerant flow path hole, and the protrusion engages with the seal member and holds the seal member so as not to peel from the inner peripheral surface of the refrigerant flow path hole. Rotor cooling structure.
前記突起は前記冷媒流路穴の周方向両側の内壁面からそれぞれ突出する2つの突起からなり、該2つの突起が径方向内側で前記シール部材に係合して押さえる、回転電機用ロータの冷却構造。 The rotor cooling structure for a rotating electrical machine according to claim 3,
The protrusion comprises two protrusions that protrude from inner wall surfaces on both sides in the circumferential direction of the coolant channel hole, and the two protrusions engage and hold the seal member radially inward to cool the rotor for a rotating electrical machine. Construction.
前記突起は前記冷媒流路穴の外径側の内周面から突出する1つの突起であり、該1つの突起が前記シール部材にアンカーとして埋め込まれることにより前記シール部材が前記外径側の内周面上に保持される、回転電機用ロータの冷却構造。 The rotor cooling structure for a rotating electrical machine according to claim 3,
The protrusion is one protrusion that protrudes from the inner peripheral surface of the coolant channel hole on the outer diameter side, and the one protrusion is embedded as an anchor in the seal member so that the seal member is connected to the inner diameter of the outer diameter side. A cooling structure for a rotor for a rotating electrical machine held on a peripheral surface.
前記ロータコアは永久磁石が埋設された磁極を含み、前記冷媒流路穴は前記永久磁石からの磁束が通る磁束通路を規定するフラックスバリアを構成する、回転電機用ロータの冷却構造。 In the rotor cooling structure for a rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 5,
The rotor core cooling structure for a rotating electrical machine, wherein the rotor core includes a magnetic pole in which a permanent magnet is embedded, and the refrigerant flow path hole constitutes a flux barrier that defines a magnetic flux path through which a magnetic flux from the permanent magnet passes.
前記ステータにエアギャップを介して対向配置され、請求項1〜6のいずれか一項に記載の冷却構造を有するロータと、を備える、回転電機。 A stator that generates a rotating magnetic field;
A rotating electrical machine comprising: a rotor disposed opposite to the stator via an air gap and having the cooling structure according to any one of claims 1 to 6.
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