JP2014064433A - Rotor shaft of rotary electric machine - Google Patents
Rotor shaft of rotary electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014064433A JP2014064433A JP2012209432A JP2012209432A JP2014064433A JP 2014064433 A JP2014064433 A JP 2014064433A JP 2012209432 A JP2012209432 A JP 2012209432A JP 2012209432 A JP2012209432 A JP 2012209432A JP 2014064433 A JP2014064433 A JP 2014064433A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor shaft
- coolant
- hole
- rotor
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Description
本発明は、回転電機のロータ軸に関し、特に冷却液を流すロータ軸の構造に関する。 The present invention relates to a rotor shaft of a rotating electrical machine, and more particularly to a structure of a rotor shaft through which a coolant flows.
電気エネルギを回転の運動エネルギに変換する電動機、回転の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機、さらに電動機と発電機どちらにも機能する電気機器が知られている。以下において、これらの電気機器を回転電機と記す。回転電機は、同軸に配置されて相対的に回転する二つの部材を有する。通常は、一方が固定され、他方が回転する。固定された部材(ステータ)にコイルを配置し、このコイルに交流電力を供給することにより回転する磁界を形成する。この磁界との相互作用により他方の部材(ロータ)が回転する。 An electric motor that converts electrical energy into rotational kinetic energy, a generator that converts rotational kinetic energy into electrical energy, and an electric device that functions as both the motor and the generator are known. Hereinafter, these electric devices are referred to as rotating electric machines. The rotating electrical machine has two members that are arranged coaxially and relatively rotate. Normally, one is fixed and the other rotates. A coil is arranged on a fixed member (stator), and a rotating magnetic field is formed by supplying AC power to the coil. The other member (rotor) is rotated by the interaction with the magnetic field.
ロータは、ステータが形成する回転磁界と相互作用するロータコアと、このロータコアを回転可能に支持するロータ軸を有する。ロータ軸は、ロータコアと一体となって回転し、ロータ回転を外部に伝達する出力軸として機能する。 The rotor has a rotor core that interacts with a rotating magnetic field formed by the stator, and a rotor shaft that rotatably supports the rotor core. The rotor shaft rotates integrally with the rotor core and functions as an output shaft that transmits the rotor rotation to the outside.
回転電機は、ステータに配置されたコイルや、ロータに配置された永久磁石などの発熱源を有し、これらを冷却する必要がある。下記特許文献1では、ロータ軸を中空軸とし、これを冷却液を送る流路として利用する技術が記載されている。ロータ軸の所定位置に径方向の貫通孔があけられ、この貫通孔から冷却液が送出されて、冷却対象となる部分へと冷却液が送られる(例えば、段落0022,0023参照)。 The rotating electrical machine has a heat source such as a coil arranged in the stator and a permanent magnet arranged in the rotor, and these need to be cooled. In the following Patent Document 1, a technique is described in which a rotor shaft is a hollow shaft and this is used as a flow path for sending a coolant. A through-hole in the radial direction is formed at a predetermined position of the rotor shaft, and the coolant is sent out from the through-hole, and the coolant is sent to a portion to be cooled (see, for example, paragraphs 0022 and 0023).
また、下記特許文献2には、中空のロータ軸の内壁面に軸線方向に延びる溝を設け、この溝の底面に勾配をつけて冷却液を送る技術が記載されている(段落0066−0070、図6参照)。 Patent Document 2 below describes a technique in which a groove extending in the axial direction is provided on the inner wall surface of a hollow rotor shaft, and a coolant is sent with a gradient in the bottom surface of the groove (paragraphs 0066-0070, (See FIG. 6).
上記特許文献1のように、径方向の貫通孔を介して冷却液を送出する場合、冷却液は、径方向の貫通孔の近傍では、この貫通孔に向かい、ここから送り出されるが、貫通孔から離れた位置では、冷却液が貫通孔に向けてうまく流れないことがあった。貫通孔に向かう流れが形成されないと、貫通孔から十分に冷却液を送出することができない場合がある。貫通孔へと流れなかった冷却液は、他の部分に多く流れ、その部分での無駄な供給過多が生じる。 When the coolant is sent out through the radial through-hole as in Patent Document 1, the coolant is sent to the through-hole in the vicinity of the radial through-hole. In a position away from the coolant, the coolant may not flow well toward the through hole. If the flow toward the through hole is not formed, the coolant may not be sufficiently sent from the through hole. A large amount of the coolant that has not flowed to the through-holes flows to other portions, and wasteful supply excessively occurs in those portions.
本発明は、中空のロータ軸の内側に供給された冷却液を、ロータ軸に形成された径方向の貫通孔に誘導することを目的とする。 An object of the present invention is to guide the coolant supplied to the inside of a hollow rotor shaft into a radial through hole formed in the rotor shaft.
本発明の回転電機のロータ軸は、中空軸であり、ロータ軸の内側と外側を繋ぐ貫通流路を有している。ロータ軸には、更にその内壁面に、螺旋状に延びる誘導溝が形成されている。中空のロータ軸の内側空間に供給された冷却液は、ロータ軸の回転によって螺旋の誘導溝から力を受け、貫通流路に向う流れが形成される。 The rotor shaft of the rotating electrical machine of the present invention is a hollow shaft, and has a through passage that connects the inside and the outside of the rotor shaft. The rotor shaft is further formed with a guide groove extending spirally on the inner wall surface thereof. The coolant supplied to the inner space of the hollow rotor shaft receives a force from the spiral guide groove by the rotation of the rotor shaft, and a flow toward the through flow path is formed.
誘導溝により冷却液を貫通流路に向け強制的に送ることで、貫通流路から送出される冷却液の流量を確保することができる。 By forcibly sending the coolant toward the through channel by the guide groove, the flow rate of the coolant sent from the through channel can be secured.
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図1は、本実施形態の回転電機10の概略構成を示す断面図である。回転電機10は、略円柱または円板形状のロータ12と、ロータ12の周囲を囲むように配置された略円筒または円環形状のステータ14を有する。以下において、ロータ12およびステータ14の形状は、簡単のために円柱および円筒と記す。ロータ12の円柱とステータ14の円筒とは同心に配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a rotating
ロータ12は、円板形状の電磁鋼板を積層して形成された円筒形状のロータコア16と、ロータコア16の中心を貫通するロータ軸18を有する。ロータコア16とロータ軸18とを固定するため、ロータ軸18に沿った方向において、ロータコア16がかしめ部材20とエンドプレート22で両側から挟まれるようにして、ロータ軸18に一体固定されている。ロータ12は、ロータ軸18を軸として回転する。
The
ロータコア16の外周面または外周面に近い部分に永久磁石24が配置されている。永久磁石24は、所定間隔で周方向に配列される。この回転電機10では、積層される電磁鋼板の一枚一枚の所定の位置に孔を形成し、電磁鋼板を積層したときに、前記の形成された孔が永久磁石24を収容する収容部を構成するようにしている。この収容部に永久磁石24を挿入し、ロータコア16に永久磁石24が固定配置される。
A
ロータコア16の永久磁石24の径方向内側の位置には、冷却液が流れる流路26が形成されている。この流路26は、永久磁石24の表面に冷却液が直接接するように設けられても、またロータコア16を構成する部材を介して永久磁石24と隣り合うように設けられてもよい。いずれにしても、流路26は、永久磁石24に隣接して配置される。以下、流路26を、永久磁石24に隣接配置されているという意味で、隣接流路26と記す。隣接流路26は、前述の永久磁石の収容部と同様、電磁鋼板の一枚一枚の所定の位置に孔をあけ、電磁鋼板が積層されたときに、孔が連なることにより形成される。隣接流路26は、ロータコア16の回転軸線方向における両端面に開口している。しかし、一方のみに開口するようにしてもよい。隣接流路26への冷却液の供給は、ロータ軸18から、エンドプレート22内に設けられたエンドプレート内流路28、およびロータコア16内に設けられたコア内流路30を介して行われる。エンドプレート内流路28は、エンドプレート22内に半径方向に延びて形成される。コア内流路30の一端は、エンドプレート内流路28に開口し、他端は隣接流路26に対し、その中央、つまり軸線方向における中央位置に開口している。
A
ロータ軸18は中空軸であり、一端がプラグ32により塞がれている。また、ロータ軸18は、ロータコア16に対して互いに反対側に配置された2個の軸受34により、不図示のケースに回転可能に支持されている。中空のロータ軸18の内側の空間には、この空間内に冷却液を供給する供給パイプ36が挿入されている。供給パイプ36の先端部の側面には、1つまたは複数の供給孔38が設けられている。供給パイプ36には、不図示のポンプから冷却液が送られ、冷却液は供給孔38から吐出されて、ロータ軸18の内側の空間に供給される。
The
ロータ軸18には、その内側と外側を繋ぐ径方向に延びる貫通孔40が一つまたは複数設けられている。この貫通孔40を通って、ロータ軸18の内側から外側へ冷却液が供給される。つまり、貫通孔40は、冷却液の流路となる。ロータ軸18の内壁面42には、螺旋状の溝44が形成されている。溝44は、後述するように、ロータ軸18内の冷却液を貫通孔40に向けて誘導する機能を有する。以降、溝44を誘導溝44と記す。誘導溝44の螺旋の向きは、貫通孔40の位置を境に逆向きとなっている。
The
ステータ14は、円筒の内周面に、周方向に沿って配列されたティースを有するステータコア46と、ティースに巻装されたステータコイル48を有する。ステータコア46は、完成時のステータコアの断面形状と同じ形状を有する電磁鋼板を積層して形成される。ステータコア46のティースに導線を巻き付けてコイル48が形成される。これによりティースが磁極となる。コイル48のステータコア46の端面から出た部分は、コイルエンドと呼ばれている。
The
供給パイプ36により、ロータ軸18の内側の空間に冷却液が供給される。供給される位置は、供給孔38の位置により定まり、回転電機10においては、ロータコア16に対応する部分に供給される。供給孔38から吐出されたとき、冷却液は、径方向外側に向かう。このとき、冷却液の流れは周方向の成分を有さない。冷却液は、内壁面42に達すると、ロータ軸18の回転によって、内壁面42に引きずられて周回を始める。冷却液は、すぐには内壁面42と同じ速度に達しないので、内壁面42との間に相対速度が生じる。この相対速度により、冷却液は誘導溝44から力を受けて、ロータ軸18の軸線方向に沿って移動する。この移動の向きが貫通孔40に向かう向きとなるように、誘導溝44の螺旋の向きが決定されている。
The coolant is supplied to the space inside the
ロータ軸18の内側の、貫通孔40の周辺の冷却液は、ロータ軸18の回転による遠心力を受け、貫通孔40を通ってロータ軸18の外側へ送られる。貫通孔40のロータ軸外側面の開口は、回転軸線方向においてエンドプレート22が配置された位置に設けられ、周方向においてエンドプレート内流路28の一端の位置と一致するように設けられている。これにより、冷却液は、貫通孔40からエンドプレート内流路28に送り出される。冷却液は、エンドプレート内流路28を遠心力により半径方向外側に流れ、外側の端部付近から、コア内流路30に流入する。更に、コア内流路30を流れて隣接流路26に達する。冷却液は、隣接流路26内で2方向(図1中では左右方向)に分かれ、それぞれロータコア16の端面の開口に向かい、この開口から流出する。
The coolant around the through
ロータ軸18の内壁面42に設けられた誘導溝44により、冷却液が貫通孔40近傍に向けて送られることで、貫通孔40付近の冷却液が減少しないようにしている。これにより、貫通孔40にて送られる冷却液に空気が噛み込むことを抑制することができ、安定してロータコア16内部に冷却液を送ることができる。また、ロータ軸18の貫通孔40から遠い位置に冷却液が過剰に滞留することを抑えることができる。冷却液が過剰に滞留することにより、想定していない箇所からロータ軸の外に冷却液が漏出することがあるが、これも抑止することができる。
The coolant is sent toward the vicinity of the through
回転電機10において、貫通孔40から送出された冷却液は、隣接流路26に向かい、ロータコア16、特に永久磁石24を冷却する。しかし、冷却液が、貫通孔40からステータコイル48、特にそのコイルエンドに向けて直接吐出されるようにしてもよい。このために、貫通孔40を、図示する位置よりロータコア16から離れた位置とし、エンドプレート22とずらして配置することも好適である。
In the rotating
隣接流路26内の冷却液の流れは、一端から他端に向かう1方向の流れとすることができる。例えば、隣接流路26の一端(図1において左端)を、エンドプレート内流路28の外側の端と対向させ、エンドプレート内流路28からの冷却液を直接受け入れるようにできる。受け入れられた冷却液は、隣接流路26内を他端に向けて(図1において右向き)流れ、他端より流出する。
The flow of the cooling liquid in the
誘導溝44は、1条でも、2条以上でもよい。また、位置によりピッチを変えてもよく、溝幅を変えてもよい。誘導溝44は、ロータ軸の内壁面42に刻設、つまり削り込んで形成することができる。また、螺旋状に巻かれた線条部材または帯状部材をロータ軸18の内部に挿入して、この部材の間の部分が溝となるようにしてもよい。さらに、内周面に溝が形成された円筒形状のスリーブを、ロータ軸18に挿入するようにしてもよい。
The
冷却液は、軸受などの潤滑を行う潤滑油と兼用することができる。また、回転電機が従来の自動変速機のように油圧アクチュエータを駆動する作動油と潤滑油を兼用する機器内に配置される場合、この兼用される流体を冷却液として用いることができる。 The cooling liquid can also be used as a lubricating oil for lubricating a bearing or the like. In addition, when the rotating electrical machine is disposed in a device that combines hydraulic oil and lubricating oil for driving a hydraulic actuator as in a conventional automatic transmission, this combined fluid can be used as a coolant.
回転電機10は、上述の埋込磁石型回転電機に限らず、表面磁石型回転電機、また永久磁石を用いないものなど、他の種類の回転電機にも本発明を適用することができる。
The rotary
10 回転電機、12 ロータ、14 ステータ、16 ロータコア、18 ロータ軸、22 エンドプレート、24 永久磁石、36 供給パイプ、38 供給孔、40貫通孔(貫通流路)、42 内壁面、44 誘導溝。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
ロータ軸は中空軸であって、ロータ軸の内側と外側を繋ぎ、ロータ軸の内側に供給された冷却液を外側に送出するための貫通流路を有し、
ロータ軸の内壁面には、貫通流路へ向かう冷却液の流れを形成するための、螺旋状に延びる誘導溝が形成されている、
ロータ軸。 A rotor shaft that supports a rotor core of a rotating electrical machine,
The rotor shaft is a hollow shaft, and has a through channel for connecting the inner side and the outer side of the rotor shaft and sending out the cooling liquid supplied to the inner side of the rotor shaft,
On the inner wall surface of the rotor shaft, a guide groove extending in a spiral shape is formed to form a flow of cooling liquid toward the through flow path.
Rotor shaft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012209432A JP2014064433A (en) | 2012-09-24 | 2012-09-24 | Rotor shaft of rotary electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012209432A JP2014064433A (en) | 2012-09-24 | 2012-09-24 | Rotor shaft of rotary electric machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014064433A true JP2014064433A (en) | 2014-04-10 |
Family
ID=50619165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012209432A Pending JP2014064433A (en) | 2012-09-24 | 2012-09-24 | Rotor shaft of rotary electric machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014064433A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015220937A (en) * | 2014-05-20 | 2015-12-07 | 日産自動車株式会社 | Cooling structure of rotary electric machine |
JP2018170943A (en) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 株式会社小松製作所 | Rotor, electric motor and hydraulic shovel |
CN109347261A (en) * | 2018-11-14 | 2019-02-15 | 珠海格力电器股份有限公司 | Compressor and its motor |
JP2019168031A (en) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | 本田技研工業株式会社 | Cooling structure of power transmission device |
US10778067B2 (en) | 2017-12-19 | 2020-09-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Rotary electric machine |
DE102019112790A1 (en) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | Benteler Steel/Tube Gmbh | Rotor shaft assembly |
-
2012
- 2012-09-24 JP JP2012209432A patent/JP2014064433A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015220937A (en) * | 2014-05-20 | 2015-12-07 | 日産自動車株式会社 | Cooling structure of rotary electric machine |
JP2018170943A (en) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 株式会社小松製作所 | Rotor, electric motor and hydraulic shovel |
US10778067B2 (en) | 2017-12-19 | 2020-09-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Rotary electric machine |
JP2019168031A (en) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | 本田技研工業株式会社 | Cooling structure of power transmission device |
CN109347261A (en) * | 2018-11-14 | 2019-02-15 | 珠海格力电器股份有限公司 | Compressor and its motor |
CN109347261B (en) * | 2018-11-14 | 2024-04-05 | 珠海格力电器股份有限公司 | Compressor and motor thereof |
DE102019112790A1 (en) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | Benteler Steel/Tube Gmbh | Rotor shaft assembly |
DE102019112790B4 (en) | 2019-05-15 | 2023-07-06 | Benteler Steel/Tube Gmbh | rotor shaft assembly |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5734765B2 (en) | Cooling structure of rotating electric machine | |
JP5772544B2 (en) | Cooling structure of rotating electric machine | |
JP5565642B2 (en) | Rotor for rotating electrical machines | |
JP5367258B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP6056518B2 (en) | Rotating structure for rotating electrical machine | |
JP5545180B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2014064433A (en) | Rotor shaft of rotary electric machine | |
JP2013017297A (en) | Rotor of rotary electric machine | |
JP2016073163A (en) | Operational method of rotary electric machine | |
JP2009232557A (en) | Permanent magnet type rotary electric machine | |
JP2015104214A (en) | Rotary electric machine | |
JP5549857B2 (en) | Rotor for rotating electrical machines | |
JP5751105B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2020014285A (en) | Rotary electric machine | |
JP2013183481A (en) | Cooling structure of rotor for rotary electric machine and rotary electric machine | |
JP2014230393A (en) | Rotary electric machine | |
JP2010239776A (en) | Rotary electric machine | |
JP2012217268A (en) | Cooling structure of generator motor and the generator motor | |
JP2013021811A (en) | Rotor of rotary electric machine | |
JP2013258889A (en) | Induction motor | |
JP5892091B2 (en) | Multi-gap rotating electric machine | |
JP2013220004A (en) | Induction motor | |
JP2010239775A (en) | Rotary electric machine | |
JP2013005531A (en) | Outer rotor type rotary electric machine | |
JP5522442B2 (en) | Rotor for rotating electrical machines |