JP2014036518A

JP2014036518A - Motor

Info

Publication number: JP2014036518A
Application number: JP2012176865A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Kawasaki; 良彦川崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2014-02-24

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a configuration which can sufficiently cool a motor.SOLUTION: A refrigerant flowing path 36 for flowing a cooling medium is formed at an outer peripheral side of the rotor 30 so as to communicate axial-direction endpoints 30a, 30b of a rotor 30. The refrigerant flowing path 36 is formed so as to incline and have a larger cross section toward the endpoints 30a, 30b in a rotational direction from a region 37c of an axial-direction central part of the rotor 30, and the region 37c of the central part is formed so as to be covered at an outer peripheral side and positioned at a radial-direction outside of a permanent magnet 34. From above configuration, a motor 20 can be sufficiently cooled.

Description

本発明は、モータに関する。 The present invention relates to a motor.

従来、この種のモータとしては、ロータの外周側にギャップを空けてステータが配置され、ロータおよびステータの冷却用の冷却用流体がギャップに進入するものにおいて、ロータにその外周面からギャップに向けて突出する突出面が形成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このモータでは、突出面を、ロータの軸方向での一端部ではロータの回転に伴う冷却用流体の流動方向の後退端となり、且つ、ロータの軸方向での中央寄りでは流動用流体の流動方向の後退端より前方に位置するようにロータの軸方向に対して傾斜した傾斜面とする。これにより、冷却用流体がギャップからロータの軸方向での端部側に押し出され、ギャップ内の冷却用流体の量が少なくなるから、ロータとステータのと相対回転による冷却用流体の攪拌が抑制され、発熱や永久磁石の減磁を抑制することができる。 Conventionally, in this type of motor, a stator is disposed with a gap on the outer peripheral side of the rotor, and the cooling fluid for cooling the rotor and the stator enters the gap. There has been proposed one in which a projecting surface projecting is formed (see, for example, Patent Document 1). In this motor, the projecting surface is a retreating end in the flow direction of the cooling fluid accompanying the rotation of the rotor at one end portion in the axial direction of the rotor, and the flow direction of the flow fluid in the axial direction of the rotor. The inclined surface is inclined with respect to the axial direction of the rotor so as to be positioned in front of the retracted end of the rotor. As a result, the cooling fluid is pushed out from the gap toward the end of the rotor in the axial direction, and the amount of the cooling fluid in the gap is reduced. Therefore, stirring of the cooling fluid due to the relative rotation between the rotor and the stator is suppressed. Thus, heat generation and demagnetization of the permanent magnet can be suppressed.

特開２０１１−１２５０９０号公報JP 2011-125090 A

こうしたモータでは、ロータの冷却をより十分に行なえるようにすることが課題の一つとされている。上述のモータでは、回転駆動時に、冷却媒体が遠心力によってロータからギャップ側に飛散しやすいなどの課題があり、冷却媒体とロータとの熱交換がより十分に行なわれるようにするために更なる改善の余地がある。 In such a motor, one of the problems is to make it possible to sufficiently cool the rotor. In the above-described motor, there is a problem that the cooling medium is likely to be scattered from the rotor to the gap side due to centrifugal force at the time of rotational driving, and further in order to perform heat exchange between the cooling medium and the rotor more sufficiently. There is room for improvement.

本発明のモータは、より十分に冷却可能な構成を提案することを主目的とする。 The motor of the present invention is mainly intended to propose a configuration that can be sufficiently cooled.

本発明のモータは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The motor of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.

本発明のモータは、
永久磁石が埋め込まれたロータと、該ロータの外周側にギャップを介して配置されたステータとを備えるモータであって、
前記ロータの外周側には、冷却媒体の流通用の冷媒流通路が軸方向の両端部を連通するよう形成されてなり、
前記冷媒流通路は、前記ロータの軸方向の中央部の領域から両端部に向けて回転方向に傾斜すると共に断面積が大きくなるよう形成され、前記中央部の領域は、外周側が覆われると共に前記永久磁石の径方向外側に位置するよう形成されてなる、
ことを要旨とする。 The motor of the present invention
A motor comprising a rotor in which permanent magnets are embedded, and a stator disposed on the outer peripheral side of the rotor via a gap,
On the outer peripheral side of the rotor, a coolant flow passage for circulating the cooling medium is formed so as to communicate with both ends in the axial direction.
The refrigerant flow passage is formed so as to incline in the rotational direction from the region of the central portion in the axial direction of the rotor toward the both ends and to increase the cross-sectional area, and the region of the central portion covers the outer peripheral side and It is formed so as to be located on the radially outer side of the permanent magnet.
This is the gist.

この本発明のモータでは、ロータの外周側には、冷却媒体の流通用の冷媒流通路が軸方向の両端部を連通するよう形成される。そして、冷媒流通路は、ロータの軸方向の中央部の領域から両端部に向けて回転方向に傾斜すると共に断面積が大きくなるよう形成され、中央部の領域は、外周側が覆われると共に永久磁石の径方向外側に位置するよう形成される。これにより、冷却媒体が冷媒流通路の一方の端部（ロータの軸方向の一方の端部）側から他方の端部側に流れやすくなり、冷却媒体が冷媒流通路に入りやすくなると共に中央部の領域の流速が端部の領域の流速より速くなり、冷却媒体が遠心力によってロータから離れる（ギャップ側に飛散する）のが抑制され、永久磁石と冷媒流通路との距離が短くなる。この結果、冷却媒体とロータとの熱交換をより十分に行なうことでき、ロータをより十分に冷却することができる。 In the motor of the present invention, a coolant flow passage for circulating the cooling medium is formed on the outer peripheral side of the rotor so as to communicate with both ends in the axial direction. The refrigerant flow passage is formed so as to incline in the rotational direction from the region of the central portion in the axial direction of the rotor toward the both ends and to increase the cross-sectional area, and the central portion is covered with the outer peripheral side and the permanent magnet It forms so that it may be located in the radial direction outer side. Accordingly, the cooling medium easily flows from one end (one end in the axial direction of the rotor) side of the refrigerant flow passage to the other end, and the cooling medium easily enters the refrigerant flow passage and the central portion. The flow velocity in the region becomes faster than the flow velocity in the end region, the cooling medium is prevented from separating from the rotor by the centrifugal force (spattering toward the gap side), and the distance between the permanent magnet and the refrigerant flow passage is shortened. As a result, the heat exchange between the cooling medium and the rotor can be performed more sufficiently, and the rotor can be cooled more sufficiently.

本発明の一実施例としてのモータ２０の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the motor 20 as one Example of this invention. ロータ３０の外観を示す外観図である。2 is an external view showing an external appearance of a rotor 30. FIG.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.

図１は、本発明の一実施例としてのモータ２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、ロータ３０の外観を示す外観図である。モータ２０は、図１〜図２に示すように、回転軸２２に取り付けられたロータ３０と、ロータ３０の外周側にギャップ５０を介して同心円上に配置されたステータ４０と、を備える。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a motor 20 as an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an external view showing an external appearance of a rotor 30. As shown in FIGS. 1 to 2, the motor 20 includes a rotor 30 attached to the rotary shaft 22 and a stator 40 disposed concentrically on the outer peripheral side of the rotor 30 via a gap 50.

ロータ３０は、無方向性電磁鋼板を打ち抜いて形成した複数のロータ部材が積層されて形成されるロータコア３２と、ロータコア３２の複数のスロットにそれぞれ嵌挿される永久磁石３４と、を備える。このロータ３０の外周側には、冷却媒体（例えば、潤滑油など）の流通用の冷媒流通路３６がロータ３０の軸方向の両端部３０ａ，３０ｂを連通するよう形成されている。この冷媒流通路３６は、軸方向の中央部領域３７ｃから軸方向の両端部３０ａ，３０ｂに向けて回転方向（図１，図２の太線矢印の方向）に傾斜すると共に断面積が大きくなるよう形成されている（図２参照）。また、冷媒流通路３６は、端部３０ａ，３０ｂを含む端部領域３７ａ，３７ｂ（中央部領域３７ｃを除く領域）では、軸方向および外周側に開口しており、中央部領域３７ｃでは、ロータコア３２の外周壁３２ａによって外周側が覆われている（図２参照）。中央部領域３７ｃは、永久磁石３４の径方向外側に位置するよう（径方向外側の近傍となるよう）形成されている（図１参照）。 The rotor 30 includes a rotor core 32 formed by laminating a plurality of rotor members formed by punching a non-oriented electrical steel sheet, and permanent magnets 34 respectively inserted into a plurality of slots of the rotor core 32. On the outer peripheral side of the rotor 30, a coolant flow passage 36 for circulating a cooling medium (for example, lubricating oil) is formed so as to communicate with both end portions 30 a and 30 b in the axial direction of the rotor 30. The refrigerant flow passage 36 is inclined in the rotational direction (in the direction of the thick arrow in FIGS. 1 and 2) from the axial central region 37c toward the axial end portions 30a and 30b, and the sectional area is increased. It is formed (see FIG. 2). The refrigerant flow passage 36 opens in the axial direction and the outer peripheral side in the end regions 37a and 37b (regions excluding the central region 37c) including the end portions 30a and 30b, and in the central region 37c, the rotor core The outer peripheral side is covered with the outer peripheral wall 32a of 32 (refer FIG. 2). The central region 37c is formed so as to be located on the radially outer side of the permanent magnet 34 (see the vicinity of the radially outer side) (see FIG. 1).

ステータ４０は、無方向性電磁鋼板を打ち抜いて形成した複数のステータ部材が積層されて形成されるステータコア４２と、ステータコア４２の複数のスロット４４に巻回されたコイル４６と、を備える。なお、ステータコア４２の複数のスロット４４におけるコイル４６より内周側には、複数のスロット４４の開口部を塞ぐように蓋部材４８が配置されている。 The stator 40 includes a stator core 42 formed by stacking a plurality of stator members formed by punching a non-oriented electrical steel sheet, and a coil 46 wound around a plurality of slots 44 of the stator core 42. A lid member 48 is arranged on the inner peripheral side of the coils 46 in the plurality of slots 44 of the stator core 42 so as to close the openings of the plurality of slots 44.

こうして構成された実施例のモータ２０では、回転駆動時には、冷却媒体は、ロータ３０の冷媒流通路３６の一方の端部３０ａ（端部領域３７ａ）側から中央部領域３７ｃを経由して他方の端部３０ｂ（端部領域３７ｂ）側からロータ３０の外部に排出される。実施例では、冷媒流通路３６を、軸方向の中央部領域３７ｃから軸方向の両端部３０ａ，３０ｂに向けて回転方向に傾斜するよう形成するから、冷却媒体が冷媒流通路３６の一方の端部３０ａ（端部領域３７ａ）側から中央部領域３７ｃに流れやすくなり、その冷却媒体によって中央部領域３７ｃの冷却媒体が他方の端部３０ｂ（端部領域３７ｂ）側に押し出される。したがって、冷媒流通路３６全体として冷却媒体が流れやすくなる。また、冷媒流通路３６を、中央部領域３７ｃから両端部３０ａ，３０ｂに向けて断面積が大きくなるよう形成するから、冷媒流通路３６に冷却媒体が入りやすくなると共に中央部領域３７ｃでの流速が両端部３０ａ，３０ｂでの流速より速くなる。さらに、冷媒流通路３６の中央部領域３７ｃを、ロータコア３２の外周壁３２ａによって覆うから、冷却媒体が遠心力によってロータ３０から離れる（ギャップ５０側に飛散する）のが抑制される。加えて、冷媒流通路３６の中央部領域３７ｃを、永久磁石３４の径方向外側に位置するよう形成するから、冷媒流通路３６と永久磁石３４との距離が比較的短くなる。これらより、冷却媒体とロータ３０との熱交換をより十分に行なうことができ、ロータ３０をより十分に冷却することができる。特に、ロータ３０（永久磁石３４）が軸方向の長いときには、永久磁石３４の中央部の領域に熱がこもりやすいことから、実施例のように冷媒流通路３６を形成することによる意義が大きい。 In the motor 20 of the embodiment configured in this way, during rotation driving, the cooling medium passes from the one end 30a (end region 37a) side of the refrigerant flow passage 36 of the rotor 30 to the other via the central region 37c. The toner is discharged from the end 30b (end region 37b) side to the outside of the rotor 30. In the embodiment, the coolant flow passage 36 is formed so as to incline in the rotational direction from the axial central region 37 c toward the axial end portions 30 a and 30 b, so that the cooling medium is at one end of the coolant flow passage 36. It becomes easy to flow from the part 30a (end part area 37a) side to the center part area 37c, and the cooling medium in the central part area 37c is pushed out to the other end part 30b (end part area 37b) side by the cooling medium. Therefore, the cooling medium easily flows through the refrigerant flow passage 36 as a whole. Further, since the refrigerant flow passage 36 is formed so that the cross-sectional area increases from the central region 37c toward the both end portions 30a and 30b, the cooling medium can easily enter the refrigerant flow passage 36 and the flow velocity in the central region 37c. Becomes faster than the flow velocity at both ends 30a and 30b. Furthermore, since the central region 37c of the refrigerant flow passage 36 is covered with the outer peripheral wall 32a of the rotor core 32, the cooling medium is prevented from being separated from the rotor 30 by the centrifugal force (scattered toward the gap 50). In addition, since the central region 37c of the refrigerant flow passage 36 is formed so as to be positioned on the radially outer side of the permanent magnet 34, the distance between the refrigerant flow passage 36 and the permanent magnet 34 becomes relatively short. Accordingly, heat exchange between the cooling medium and the rotor 30 can be performed more sufficiently, and the rotor 30 can be cooled more sufficiently. In particular, when the rotor 30 (permanent magnet 34) is long in the axial direction, heat is likely to be trapped in the central region of the permanent magnet 34. Therefore, it is significant to form the refrigerant flow passage 36 as in the embodiment.

以上説明した実施例のモータ２０によれば、ロータ３０の外周側には、冷却媒体の流通用の冷媒流通路３６がロータ３０の軸方向の両端部３０ａ，３０ｂを連通するよう形成されており、冷媒流通路３６は、ロータ３０の軸方向の中央部の領域３７ｃから両端部３０ａ，３０ｂに向けて回転方向に傾斜すると共に断面積が大きくなるよう形成され、中央部の領域３７ｃは、外周側が覆われると共に永久磁石３４の径方向外側に位置するよう形成されるから、モータ２０をより十分に冷却することができる。 According to the motor 20 of the embodiment described above, the coolant flow passage 36 for circulating the cooling medium is formed on the outer peripheral side of the rotor 30 so as to communicate with both end portions 30a and 30b in the axial direction of the rotor 30. The refrigerant flow passage 36 is formed so as to be inclined in the rotational direction from the region 37c in the axial direction of the rotor 30 toward the both end portions 30a and 30b and to have a large cross-sectional area. Since the side is covered and formed so as to be located on the radially outer side of the permanent magnet 34, the motor 20 can be more sufficiently cooled.

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ロータ３０が「ロータ」に相当し、ステータ４０が「ステータ」に相当し、冷媒流通路３６が「冷媒流通路」に相当する。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the rotor 30 corresponds to a “rotor”, the stator 40 corresponds to a “stator”, and the refrigerant flow passage 36 corresponds to a “refrigerant flow passage”.

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.

本発明は、モータの製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the motor manufacturing industry.

２０モータ、２２回転軸、３０ロータ、３０ａ，３０ｂ端部、３２ロータコア、３２ａ外周壁，３４永久磁石、３６冷媒流通路、３７ａ，３７ｂ端部領域、３７ｃ中央部領域、４０ステータ、４２ステータコア、４４スロット、４６コイル、４８蓋部材、５０ギャップ。 20 Motor, 22 Rotating shaft, 30 Rotor, 30a, 30b End, 32 Rotor core, 32a Outer wall, 34 Permanent magnet, 36 Refrigerant flow path, 37a, 37b End region, 37c Central region, 40 Stator, 42 Stator core, 44 slots, 46 coils, 48 lid members, 50 gaps.

Claims

A motor comprising a rotor in which permanent magnets are embedded, and a stator disposed on the outer peripheral side of the rotor via a gap,
On the outer peripheral side of the rotor, a coolant flow passage for circulating the cooling medium is formed so as to communicate with both ends in the axial direction.
The refrigerant flow passage is formed so as to incline in the rotational direction from the region of the central portion in the axial direction of the rotor toward the both ends and to increase the cross-sectional area, and the region of the central portion covers the outer peripheral side and It is formed so as to be located on the radially outer side of the permanent magnet.
motor.