JP2016059190A - Rotor of dynamo-electric machine - Google Patents

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JP2016059190A
JP2016059190A JP2014184863A JP2014184863A JP2016059190A JP 2016059190 A JP2016059190 A JP 2016059190A JP 2014184863 A JP2014184863 A JP 2014184863A JP 2014184863 A JP2014184863 A JP 2014184863A JP 2016059190 A JP2016059190 A JP 2016059190A
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Inventor
宜史 野沢
Yoshifumi Nozawa
宜史 野沢
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トヨタ自動車株式会社
Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotor of a dynamo-electric machine capable of reliably cooling a permanent magnet while having a simple constitution.SOLUTION: A rotor 14 of a dynamo-electric machine includes a rotor core 20 and a plurality of permanent magnets 23 embedded in the rotor core 20. The plurality of permanent magnets 23 are fixed, with a fixing resin, within magnet holes formed in the rotor core 20. A part of the fixing resin projects from an end surface of the rotor core 20 in an axial direction to configure a guide wall 42A for guiding a flow of a refrigerant.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、ロータコアと、前記ロータコアに埋め込まれた複数の永久磁石と、を備えた回転電機のロータに関する。   The present invention relates to a rotor of a rotating electrical machine including a rotor core and a plurality of permanent magnets embedded in the rotor core.
従来から、回転電機のロータの永久磁石や、ステータのコイルエンドを冷却するために、冷却油等の冷媒を、ロータの回転軸から径方向外側に放出する技術が知られている。例えば、特許文献1には、ロータの回転軸およびエンドプレートの内部に冷媒流路を形成し、この冷媒流路を介して、ロータコアの軸方向端面に沿って冷媒を流す技術が開示されている。かかる技術において、エンドプレート本体は、ロータコアよりも小径であり、このエンドプレート本体の周面から冷媒が吐出される。吐出された冷媒は、ロータの回転で生じる遠心力により、ロータコアの軸方向端面上を径方向外側に向かって流れていく。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique is known in which a coolant such as cooling oil is discharged radially outward from a rotor rotating shaft in order to cool a permanent magnet of a rotor of a rotating electrical machine or a coil end of a stator. For example, Patent Document 1 discloses a technique in which a refrigerant flow path is formed inside the rotor rotation shaft and the end plate, and the refrigerant flows along the axial end surface of the rotor core via the refrigerant flow path. . In such a technique, the end plate body has a smaller diameter than the rotor core, and refrigerant is discharged from the peripheral surface of the end plate body. The discharged refrigerant flows radially outward on the axial end surface of the rotor core due to the centrifugal force generated by the rotation of the rotor.
また、特許文献2には、エンドプレートをロータコアの軸方向端面を完全に覆うサイズとし、このエンドプレートの内部に、ロータの永久磁石の軸方向端面を経由する冷媒通路と、この冷媒通路からエンドプレートの軸方向端面へと延びる(すなわちロータ軸方向と平行な方向に延びる)冷媒の排出孔と、を形成した技術が開示されている。この技術において、回転軸から供給された冷媒は、エンドプレート内の冷媒通路を通って、排出孔から外部に排出される。   In Patent Document 2, the end plate is sized so as to completely cover the axial end surface of the rotor core, and inside this end plate, there is a refrigerant passage passing through the axial end surface of the permanent magnet of the rotor, and the end from the refrigerant passage. There is disclosed a technique in which a refrigerant discharge hole extending to an axial end surface of a plate (that is, extending in a direction parallel to the rotor axial direction) is formed. In this technique, the refrigerant supplied from the rotating shaft passes through the refrigerant passage in the end plate and is discharged to the outside through the discharge hole.
特開2010−11621号公報JP 2010-11621 A 特開2009−27837号公報JP 2009-27837 A
こうした従来の技術によれば、冷媒がロータコアの軸方向端面を通るため、ロータがある程度は冷却される。しかしながら、特許文献1の技術では、エンドプレート本体から吐出される冷媒の流れを規制する流路等が設けられていない。そのため、エンドプレート本体から吐出された冷媒の流れは、ロータの回転数に依存し、十分な量の冷媒が永久磁石の軸方向端面を通らない場合もあった。この場合、永久磁石が適切に冷却されず、永久磁石の磁石性能の低下、ひいては、トルクや効率の低下、減磁といった問題を招く恐れがあった。   According to such a conventional technique, since the refrigerant passes through the axial end surface of the rotor core, the rotor is cooled to some extent. However, in the technique of Patent Document 1, a flow path or the like that regulates the flow of the refrigerant discharged from the end plate body is not provided. Therefore, the flow of the refrigerant discharged from the end plate body depends on the number of rotations of the rotor, and a sufficient amount of the refrigerant may not pass through the axial end surface of the permanent magnet. In this case, the permanent magnet is not properly cooled, and there is a risk that the performance of the permanent magnet may be degraded, and the torque, efficiency, and demagnetization may be reduced.
特許文献2の技術では、冷媒の流れは、エンドプレート内に形成された冷媒通路で規制されるため、冷媒は、永久磁石の軸方向端面をほぼ確実に通過する。しかし、特許文献2の技術では、エンドプレート内に、複雑な形状の冷媒通路を形成しなければならず、製造コストがかかるという問題があった。また、特許文献2では、ロータ軸方向と平行な方向に延びる排出孔から冷媒を外部に放出している。この場合、冷媒は、遠心力ではなく、追加供給される冷媒から押し出されて外部に放出されることになるため、冷媒をエンドプレートの外部に適切に放出するためには、多少の冷媒が必要という問題もあった。   In the technique of Patent Document 2, since the flow of the refrigerant is regulated by the refrigerant passage formed in the end plate, the refrigerant almost certainly passes through the end face in the axial direction of the permanent magnet. However, the technique of Patent Document 2 has a problem in that a complicated-shaped refrigerant passage has to be formed in the end plate, which increases manufacturing costs. Moreover, in patent document 2, the refrigerant | coolant is discharge | released outside from the discharge hole extended in the direction parallel to a rotor axial direction. In this case, the refrigerant is not centrifugal force, but is pushed out from the additionally supplied refrigerant and released to the outside. Therefore, some refrigerant is required to properly release the refrigerant to the outside of the end plate. There was also a problem.
そこで、本発明では、簡易な構成でありながら、永久磁石を確実に冷却できる回転電機のロータを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a rotor of a rotating electrical machine that can cool a permanent magnet reliably while having a simple configuration.
本発明の回転電機は、ロータコアと、前記ロータコアに埋め込まれた複数の永久磁石と、を備えた回転電機のロータであって、前記複数の永久磁石は、前記ロータコアに形成された磁石孔内に、固定用樹脂により固定されており、前記固定用樹脂の一部は、前記ロータコアの軸方向端面から突出して、冷媒の流れをガイドするガイド壁を構成する、ことを特徴とする。   A rotating electrical machine according to the present invention is a rotor of a rotating electrical machine including a rotor core and a plurality of permanent magnets embedded in the rotor core, and the plurality of permanent magnets are disposed in magnet holes formed in the rotor core. The fixing resin is fixed, and a part of the fixing resin protrudes from the axial end surface of the rotor core to form a guide wall for guiding the flow of the refrigerant.
好適な態様では、前記ガイド壁は、前記磁石孔の両サイド辺に沿って突出する一対の第一ガイド壁を含む。他の好適な態様では、前記ガイド壁は、前記ロータコアの内周側から前記永久磁石に向かって延びる一対の第二ガイド壁を含む。この場合、前記ロータコアの軸方向端面に配置され、前記ロータコアより小径のエンドプレートを備え、前記エンドプレートの周面には、前記冷媒を吐出する複数の吐出孔が周方向に配設されており、前記一対の第二ガイド壁は、前記吐出孔の周方向両側から径方向外側に延びている、ことが望ましい。   In a preferred aspect, the guide wall includes a pair of first guide walls protruding along both sides of the magnet hole. In another preferred aspect, the guide wall includes a pair of second guide walls extending from the inner peripheral side of the rotor core toward the permanent magnet. In this case, the rotor core is disposed on the end surface in the axial direction, and includes an end plate having a smaller diameter than the rotor core, and a plurality of discharge holes for discharging the refrigerant are disposed in the circumferential direction on the peripheral surface of the end plate. The pair of second guide walls preferably extend radially outward from both circumferential sides of the discharge hole.
他の好適な態様では、前記ガイド壁は、前記ロータコアの内周側から前記永久磁石に向かって延びた後、前記永久磁石に沿って周方向両側に分岐する略Y字または略T字状の冷媒流路を構成する。   In another preferred aspect, the guide wall extends substantially from the inner circumference side of the rotor core toward the permanent magnet, and then branches to the both sides in the circumferential direction along the permanent magnet. A refrigerant flow path is configured.
本発明によれば、永久磁石を固定する固定用樹脂で、ロータコアの軸方向端面に冷媒の流れをガイドするガイド壁を形成しているため、簡易な構成でありながら、確実に冷媒を永久磁石に導くことができ、永久磁石を確実に冷却できる。   According to the present invention, the fixing resin for fixing the permanent magnet is formed with the guide wall that guides the flow of the refrigerant on the axial end surface of the rotor core. The permanent magnet can be reliably cooled.
本発明の実施形態である回転電機の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the rotary electric machine which is embodiment of this invention. ロータの平面図である。It is a top view of a rotor. 図2のA−A端面図である。FIG. 3 is an AA end view of FIG. 2. ロータの斜視図である。It is a perspective view of a rotor. ガイド壁の形成の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of formation of a guide wall. 他のロータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of another rotor. 他のロータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of another rotor.
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の概略構成図である。また、図2は、ロータ14の平面図であり、図3は、図2のA−A端面図である。また、図4は、ロータ14の斜視図である。なお、これらの図面では、発明を理解しやすくするために、適宜、寸法比率を変えている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a rotating electrical machine 10 according to an embodiment of the present invention. 2 is a plan view of the rotor 14, and FIG. 3 is an AA end view of FIG. FIG. 4 is a perspective view of the rotor 14. In these drawings, the dimensional ratio is appropriately changed in order to facilitate understanding of the invention.
本実施形態の回転電機10は、ロータコア20の内部に永久磁石23を埋め込んだ永久磁石同期回転電機である。この回転電機10は、ロータ14およびステータ12を備えている。ステータ12は、その内周に複数のティースが形成された略環状のステータコア16と、各ティースに巻回されたステータコイル18と、から構成される。ロータ14は、このステータ12の内側に、ステータ12と同心に配される。   The rotating electrical machine 10 of this embodiment is a permanent magnet synchronous rotating electrical machine in which a permanent magnet 23 is embedded in the rotor core 20. The rotating electrical machine 10 includes a rotor 14 and a stator 12. The stator 12 includes a substantially annular stator core 16 having a plurality of teeth formed on the inner periphery thereof, and a stator coil 18 wound around each tooth. The rotor 14 is disposed concentrically with the stator 12 inside the stator 12.
ロータ14は、ロータコア20や、当該ロータコア20に埋め込まれた永久磁石23、ロータコア20の軸方向両端面に配されるエンドプレート24等を備えている。ロータコア20の中心には、回転軸26が挿通されており、当該回転軸26は、ベアリング(図示せず)等を介してケース(図示せず)に対して回転自在に支持されている。ロータ14は、この回転軸26とともに回転自在となっている。   The rotor 14 includes a rotor core 20, a permanent magnet 23 embedded in the rotor core 20, end plates 24 disposed on both end surfaces in the axial direction of the rotor core 20, and the like. A rotation shaft 26 is inserted through the center of the rotor core 20, and the rotation shaft 26 is rotatably supported with respect to a case (not shown) via a bearing (not shown). The rotor 14 is rotatable together with the rotating shaft 26.
ロータコア20は、複数の電磁鋼板をロータ軸方向に積層して構成される。各電磁鋼板は、円盤形状であり、例えば、ケイ素電磁鋼板等である。   The rotor core 20 is configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the rotor axial direction. Each electromagnetic steel sheet has a disk shape, for example, a silicon electromagnetic steel sheet.
ロータコア20の外周近傍には、永久磁石23を埋め込むための磁石孔28が複数形成されている。複数の磁石孔28は、ロータコア20の周方向に均等に並んでおり、各磁石孔28は、ロータコア20を軸方向に貫通している。各磁石孔28には、磁極22を構成する永久磁石23が埋め込まれている。一つの磁極22は、一対の永久磁石23で構成されており、この一対の永久磁石23は、ロータコア20の外周側に向かって略V字状に広がるような姿勢で配置されている。各永久磁石23は、それぞれ、扁平矩形状の断面を有するとともに、ロータコア20と略同じ軸方向長さを有する板状となっている。なお、ここで説明した永久磁石23や磁極22の数は、一例であり、その数は、適宜変更されてよい。また、本実施形態では、二つの永久磁石23で一つの磁極22を構成しているが、一つの永久磁石23で一つの磁極22を構成してもよい。   Near the outer periphery of the rotor core 20, a plurality of magnet holes 28 for embedding the permanent magnets 23 are formed. The plurality of magnet holes 28 are evenly arranged in the circumferential direction of the rotor core 20, and each magnet hole 28 penetrates the rotor core 20 in the axial direction. A permanent magnet 23 that constitutes the magnetic pole 22 is embedded in each magnet hole 28. One magnetic pole 22 is composed of a pair of permanent magnets 23, and the pair of permanent magnets 23 are arranged in such a posture as to spread in a substantially V shape toward the outer peripheral side of the rotor core 20. Each permanent magnet 23 has a flat rectangular cross section and a plate shape having substantially the same axial length as the rotor core 20. In addition, the number of the permanent magnets 23 and the magnetic poles 22 demonstrated here is an example, and the number may be changed suitably. Further, in the present embodiment, one magnetic pole 22 is constituted by two permanent magnets 23, but one magnetic pole 22 may be constituted by one permanent magnet 23.
各永久磁石23は、固定用樹脂により磁石孔28内に固定される。固定用樹脂は、磁石孔28と永久磁石23との間に流し込まれ、硬化することで永久磁石23の磁石孔28からの離脱を防止する。固定用樹脂としては、耐熱性のある熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂等が用いられる。本実施形態では、この固定用樹脂を、ロータコア20の軸方向端面から突出させて冷媒の流れをガイドする第一ガイド壁42Aおよび第二ガイド壁42Bとしている。以下、第一と第二を区別しない場合は、添え字アルファベットを省略して「ガイド壁42」と呼ぶ。また、このガイド壁42は、磁石孔28内の固定用樹脂は、一体化された一部材であるが、以下では、磁石孔28内の固定用樹脂は、「孔内樹脂40」と呼ぶ。   Each permanent magnet 23 is fixed in the magnet hole 28 by a fixing resin. The fixing resin is poured between the magnet hole 28 and the permanent magnet 23 and hardens to prevent the permanent magnet 23 from being detached from the magnet hole 28. As the fixing resin, a heat-resistant thermosetting resin such as an epoxy resin is used. In the present embodiment, the fixing resin is used as the first guide wall 42A and the second guide wall 42B that project from the axial end surface of the rotor core 20 and guide the flow of the refrigerant. Hereinafter, when the first and second are not distinguished, the subscript alphabet is omitted and referred to as “guide wall 42”. In addition, the guide wall 42 is a single member in which the fixing resin in the magnet hole 28 is integrated. Hereinafter, the fixing resin in the magnet hole 28 is referred to as “in-hole resin 40”.
エンドプレート24は、ロータコア20の軸方向両端に設けられる板材である。各エンドプレート24は、非磁性体、例えば、アルミニウム等の非磁性金属や樹脂等からなり、回転軸26に固着されている。各エンドプレート24は、ロータコア20よりも小径で、エンドプレート24の外周縁は、永久磁石23より内周側に位置している。換言すれば、本実施形態において、永久磁石23の軸方向端面は、エンドプレート24で覆われておらず、外部に露出した状態となっている。   The end plate 24 is a plate material provided at both axial ends of the rotor core 20. Each end plate 24 is made of a non-magnetic material, for example, a non-magnetic metal such as aluminum or a resin, and is fixed to the rotating shaft 26. Each end plate 24 has a smaller diameter than the rotor core 20, and the outer peripheral edge of the end plate 24 is located on the inner peripheral side of the permanent magnet 23. In other words, in this embodiment, the axial end surface of the permanent magnet 23 is not covered with the end plate 24 and is exposed to the outside.
回転軸26、ロータコア20、エンドプレート24の内部には、冷媒が流れるための流路が形成されている。すなわち、回転軸26の中心には、軸方向に貫通する軸内冷媒路30と当該軸内冷媒路30から分岐してコア内流路34に連通する分岐流路32が形成されている。ロータコア20の内周端には、軸方向に貫通するコア内流路34が形成されている。このコア内流路34は、回転軸26側から供給された冷媒が流れる流路である。コア内流路34は、磁極22と同数形成されており、周方向に間隔を開けて並んでいる。   Inside the rotating shaft 26, the rotor core 20, and the end plate 24, a flow path for the refrigerant to flow is formed. In other words, an axial refrigerant passage 30 penetrating in the axial direction and a branch passage 32 branched from the in-axis refrigerant passage 30 and communicating with the in-core passage 34 are formed at the center of the rotating shaft 26. An inner core passage 34 penetrating in the axial direction is formed at the inner peripheral end of the rotor core 20. The in-core flow path 34 is a flow path through which the refrigerant supplied from the rotating shaft 26 side flows. The same number of the in-core flow paths 34 as the magnetic poles 22 are formed and are arranged at intervals in the circumferential direction.
エンドプレート24の内部には、コア内流路34と連通したプレート内流路36が形成されている。プレート内流路36は、例えば、エンドプレート24のうちロータコア20との対向面に形成した溝や、エンドプレート24内に形成された横穴により構成される。プレート内流路36は、エンドプレート24の内周側から放射状に複数形成されている。各プレート内流路36は、内周側から外周端まで径方向に延びており、エンドプレート24の周面には、冷媒を吐出する吐出孔38が形成されている。また、プレート内流路36は、回転電機10のd軸Ld、すなわち、各磁極22の中心軸(一つの磁極22を構成する二つの永久磁石23の間の中心軸)を通る位置に設けられており、プレート内流路36は、磁極22と同数設けられている。   In the end plate 24, an in-plate channel 36 communicating with the in-core channel 34 is formed. The in-plate flow path 36 is configured by, for example, a groove formed on the surface of the end plate 24 facing the rotor core 20 or a horizontal hole formed in the end plate 24. A plurality of in-plate flow paths 36 are formed radially from the inner peripheral side of the end plate 24. Each intra-plate flow path 36 extends in the radial direction from the inner peripheral side to the outer peripheral end, and a discharge hole 38 for discharging the refrigerant is formed on the peripheral surface of the end plate 24. The in-plate flow path 36 is provided at a position passing through the d-axis Ld of the rotating electrical machine 10, that is, the central axis of each magnetic pole 22 (the central axis between the two permanent magnets 23 constituting one magnetic pole 22). The number of in-plate flow paths 36 is the same as that of the magnetic poles 22.
回転電機10を駆動する際、冷媒は、この軸内冷媒路30から分岐流路32、コア内流路34、プレート内流路36を経て、ロータコア20の軸方向端面に吐出される。そして、吐出された冷媒は、ロータ14の回転に伴い生じる遠心力により、径方向外側に進み、ステータ12のコイルエンドへと進む。冷媒は、コイルエンドに当たった後は、ケースの底部に落下する。この落下した冷媒は、回収、放熱された後、再度、軸内冷媒路30に供給される。なお、冷媒は、ロータ14およびステータ12に対して好適な冷却性能を発揮できる液体であれば、特に限定されないが、本実施形態では、冷却油を冷媒として用いている。   When driving the rotating electrical machine 10, the refrigerant is discharged from the in-axis refrigerant path 30 to the end face in the axial direction of the rotor core 20 through the branch flow path 32, the in-core flow path 34, and the in-plate flow path 36. The discharged refrigerant advances radially outward due to the centrifugal force generated with the rotation of the rotor 14 and advances to the coil end of the stator 12. After the refrigerant hits the coil end, it falls to the bottom of the case. The dropped refrigerant is recovered and radiated, and then supplied to the in-shaft refrigerant path 30 again. The refrigerant is not particularly limited as long as it is a liquid that can exhibit a suitable cooling performance for the rotor 14 and the stator 12, but in the present embodiment, cooling oil is used as the refrigerant.
ところで、回転電機10の駆動に伴い、ロータ14が発熱し、永久磁石23の温度が上昇すると、永久磁石23の磁気性能が低下して、出力トルクや効率の低下を招くだけでなく、場合によっては、永久磁石23の減磁を招く恐れがあった。そのため、冷媒でロータ14を冷却する際には、冷媒が永久磁石23の周辺に導かれ、永久磁石23が効率的に冷却されるようにするのが望ましい。   By the way, when the rotor 14 generates heat and the temperature of the permanent magnet 23 increases as the rotating electrical machine 10 is driven, not only does the magnetic performance of the permanent magnet 23 deteriorate, leading to a decrease in output torque and efficiency, but also depending on circumstances. May cause demagnetization of the permanent magnet 23. Therefore, when cooling the rotor 14 with the refrigerant, it is desirable that the refrigerant is guided to the periphery of the permanent magnet 23 so that the permanent magnet 23 is efficiently cooled.
ここで、エンドプレート24の周面の吐出孔38からロータコア20の軸方向端面に吐出された冷媒は、遠心力により、ロータコア20の軸方向端面を内周側から外周側に進む。このとき、ロータコア20の軸方向端面に冷媒のガイド機構が存在しない場合、冷媒の経路は、ロータ14の回転数によって、バラつくことになる。その結果、場合によっては、十分な量の冷媒が、永久磁石23の軸方向端面を通らず、永久磁石23を十分に冷却できない恐れがあった。   Here, the refrigerant discharged from the discharge hole 38 on the peripheral surface of the end plate 24 to the axial end surface of the rotor core 20 advances the axial end surface of the rotor core 20 from the inner peripheral side to the outer peripheral side by centrifugal force. At this time, when there is no refrigerant guide mechanism on the axial end surface of the rotor core 20, the refrigerant path varies depending on the rotational speed of the rotor 14. As a result, in some cases, a sufficient amount of the refrigerant does not pass through the end surface of the permanent magnet 23 in the axial direction, and the permanent magnet 23 may not be sufficiently cooled.
かかる問題を避けるために、エンドプレート24を、ロータコア20の軸方向端面のほぼ全体を覆う形状とし、当該エンドプレート24内に冷媒の流路を形成し、冷媒の流れをガイドすることも考えられる。しかし、この場合、複雑な形状をしたエンドプレート24を製造しなければならず、製造コストの増加を招いていた。   In order to avoid such a problem, it is conceivable that the end plate 24 has a shape that covers almost the entire axial end surface of the rotor core 20, and a refrigerant flow path is formed in the end plate 24 to guide the refrigerant flow. . However, in this case, the end plate 24 having a complicated shape must be manufactured, resulting in an increase in manufacturing cost.
そこで、本実施形態では、簡易な構成でありながら、永久磁石23を確実に冷却するために、永久磁石23を固定する固定用樹脂で、冷媒の流れをガイドするガイド壁42を形成している。すなわち、一般に、ロータ14の永久磁石23は、磁石孔28に挿入された後、当該磁石孔28と永久磁石23との間隙に充填される固定用樹脂(孔内樹脂40)により固定される。通常、この固定用樹脂は、ロータコア20の軸方向端面から突出させないが、本実施形態では、図3、図4に示すように、固定用樹脂の一部を軸方向端面から突出させ、リブ状のガイド壁42を形成している。   Therefore, in this embodiment, in order to reliably cool the permanent magnet 23 with a simple configuration, the guide wall 42 that guides the flow of the refrigerant is formed by a fixing resin that fixes the permanent magnet 23. . That is, in general, after the permanent magnet 23 of the rotor 14 is inserted into the magnet hole 28, it is fixed by a fixing resin (in-hole resin 40) filled in the gap between the magnet hole 28 and the permanent magnet 23. Normally, this fixing resin does not protrude from the axial end surface of the rotor core 20, but in this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, a part of the fixing resin protrudes from the axial end surface to form a rib shape. The guide wall 42 is formed.
各ガイド壁42は、原則として、対になる他のガイド壁42と間隔を開けてほぼ平行に延びており、この平行に延びる二つのガイド壁42の間が、冷媒が流れる冷媒流路となる。本実施形態では、磁石孔28の両サイド片に沿って延びる一対の第一ガイド壁42Aと、ロータコア20の内周側から磁石孔28に向かって径方向に延びる一対の第二ガイド壁42Bと、を設けている。   In principle, each guide wall 42 extends substantially in parallel with another pair of guide walls 42 with a gap therebetween, and a space between the two guide walls 42 extending in parallel serves as a refrigerant flow path through which the refrigerant flows. . In the present embodiment, a pair of first guide walls 42A extending along both side pieces of the magnet hole 28, and a pair of second guide walls 42B extending in the radial direction from the inner peripheral side of the rotor core 20 toward the magnet hole 28, Is provided.
第二ガイド壁42Bは、d軸Ldを挟んで両側に設けられており、d軸Ldに沿って延びる冷媒流路を構成している。ここで、既述した通り、エンドプレート24に形成されたプレート内流路36はd軸Ldに沿って延びており、その末端の吐出孔38は、d軸Ld上に位置している。したがって、第二ガイド壁42Bは、吐出孔38の周方向両側から径方向外側に延びており、吐出孔38から吐出された冷媒は、第二ガイド壁42Bで挟まれた冷媒流路内に流れ込むようになっている。各第二ガイド壁42Bの外周側端部は、磁石孔28の内周側の周縁に沿って延びる第一ガイド壁42Aに接続されている。   The second guide walls 42B are provided on both sides of the d-axis Ld, and constitute a refrigerant flow path extending along the d-axis Ld. Here, as described above, the in-plate flow path 36 formed in the end plate 24 extends along the d-axis Ld, and the discharge hole 38 at the end thereof is located on the d-axis Ld. Therefore, the second guide wall 42B extends radially outward from both circumferential sides of the discharge hole 38, and the refrigerant discharged from the discharge hole 38 flows into the refrigerant flow path sandwiched between the second guide walls 42B. It is like that. The outer peripheral side end of each second guide wall 42B is connected to a first guide wall 42A that extends along the inner peripheral edge of the magnet hole 28.
第一ガイド壁42Aは、磁石孔28の周縁から突出する壁である。第一ガイド壁42Aのうち、磁石孔28の内周側周縁に沿う第一ガイド壁42Aは、第二ガイド壁42Bに接続されており、磁石孔28の外周側周縁に沿う第一ガイド壁42Aは、隣接する他の第一ガイド壁42Aに接続されている。そして、こうした第一、第二ガイド壁42A,42Bにより、結果として、ロータコア20の軸方向端面には、内周側から永久磁石23に向かって延びた後、永久磁石23に沿って周方向両側に分岐する略Y字状の冷媒流路が形成されることになる。   The first guide wall 42 </ b> A is a wall protruding from the periphery of the magnet hole 28. Of the first guide wall 42A, the first guide wall 42A along the inner peripheral edge of the magnet hole 28 is connected to the second guide wall 42B, and the first guide wall 42A along the outer peripheral edge of the magnet hole 28. Is connected to another adjacent first guide wall 42A. As a result, the first and second guide walls 42 </ b> A and 42 </ b> B result in the axial end surface of the rotor core 20 extending from the inner peripheral side toward the permanent magnet 23 and then along the permanent magnet 23. Thus, a substantially Y-shaped refrigerant flow path that branches into the right side is formed.
この冷媒流路の内周側端部は、エンドプレート24の周面に形成された冷媒の吐出孔38近傍に設けられている。したがって、吐出孔38から吐出された冷媒は、この冷媒流路へと流れ込むことになる。ガイド壁42で囲まれた冷媒流路に流れ込んだ冷媒は、このガイド壁42に沿って流れることになり、結果として、冷媒は、ほぼ確実に永久磁石23の軸方向端面を通ることになる。その結果、永久磁石23を効率的に冷却することができ、磁気特性の低下や減磁を効果的に防止できる。   An end portion on the inner peripheral side of the refrigerant flow path is provided in the vicinity of the refrigerant discharge hole 38 formed on the peripheral surface of the end plate 24. Therefore, the refrigerant discharged from the discharge hole 38 flows into this refrigerant flow path. The refrigerant that has flowed into the refrigerant flow path surrounded by the guide wall 42 flows along the guide wall 42, and as a result, the refrigerant almost certainly passes through the axial end surface of the permanent magnet 23. As a result, the permanent magnet 23 can be efficiently cooled, and a reduction in magnetic characteristics and demagnetization can be effectively prevented.
次に、このガイド壁42の形成について説明する。図5は、ガイド壁42を形成する様子を示すイメージ図である。ガイド壁42は、永久磁石23を磁石孔28に固定する工程で形成される。すなわち、永久磁石23を固定する際には、ロータコア20の軸方向の両端面に、上型100Uおよび下型100Dを配置する。本実施形態では、この上型100Uおよび下型100Dに、ガイド壁42に対応する凹部102を形成している。そして、この上型100Uおよび下型100Dに、固定用樹脂を射出し、凹部102および永久磁石23と磁石孔28との間隙に固定用樹脂を充填する。その後、固定用樹脂を硬化させてから上型100Uおよび下型100Dを取り外せば、永久磁石23が孔内樹脂40により磁石孔28内に固定されるとともに、ロータコア20の端面にガイド壁42が形成されることになる。つまり、本実施形態によれば、上型100U・下型100Dの形状を変更さえすれば、製造工程は従来から殆ど変えることなく、ロータコア20の軸方向端面上に冷媒流路を形成することができる。   Next, the formation of the guide wall 42 will be described. FIG. 5 is an image diagram showing how the guide wall 42 is formed. The guide wall 42 is formed in a process of fixing the permanent magnet 23 to the magnet hole 28. That is, when the permanent magnet 23 is fixed, the upper mold 100U and the lower mold 100D are disposed on both end surfaces of the rotor core 20 in the axial direction. In the present embodiment, a recess 102 corresponding to the guide wall 42 is formed in the upper mold 100U and the lower mold 100D. Then, the fixing resin is injected into the upper mold 100U and the lower mold 100D, and the fixing resin is filled into the recesses 102 and the gaps between the permanent magnets 23 and the magnet holes 28. After that, if the fixing resin is cured and then the upper mold 100U and the lower mold 100D are removed, the permanent magnet 23 is fixed in the magnet hole 28 by the in-hole resin 40, and the guide wall 42 is formed on the end surface of the rotor core 20. Will be. That is, according to the present embodiment, as long as the shapes of the upper mold 100U and the lower mold 100D are changed, the refrigerant flow path can be formed on the axial end surface of the rotor core 20 with almost no change in the manufacturing process. it can.
なお、ガイド壁42を永久磁石23の固定とは別の工程で形成し、ガイド壁42を孔内樹脂40とは別体にすることも考えられなくはない。例えば、永久磁石23と磁石孔28との間隙に固定用樹脂を充填して孔内樹脂40を形成した後、別の、専用の樹脂・金型を用いて、ロータコア20の軸方向端面にガイド壁42を形成することも一応可能である。しかし、この場合、製造工程が煩雑になるだけでなく、ガイド壁42の位置を固定することが困難になる。   It should be noted that the guide wall 42 may be formed in a process different from the fixing of the permanent magnet 23 and the guide wall 42 may be separated from the in-hole resin 40. For example, after filling the gap between the permanent magnet 23 and the magnet hole 28 with the fixing resin to form the in-hole resin 40, the guide is provided on the axial end surface of the rotor core 20 using another dedicated resin / mold. It is possible to form the wall 42 once. However, in this case, not only the manufacturing process becomes complicated, but also it becomes difficult to fix the position of the guide wall 42.
すなわち、本実施形態のガイド壁42は、孔内樹脂40と一体化されている。孔内樹脂は、軸方向に垂直な方向(図2における紙面方向)に移動しようとしても、磁石孔28の側面に当たるため、殆ど移動できない。かかる移動できない孔内樹脂40と一体化されることにより、ガイド壁42も、殆ど移動できず、ロータコア20の軸方向端面上で位置固定される。一方、ガイド壁42を孔内樹脂40と別体にした場合、当該ガイド壁42は、遠心力等により、軸方向に垂直な力を受けると、比較的容易に、移動してしまう。もちろん、こうした問題は、ガイド壁42の位置を固定するための機構を設けることで解決できるが、その場合、ガイド壁42の構成が複雑となり、製造コストの増加を招く。   That is, the guide wall 42 of this embodiment is integrated with the in-hole resin 40. Even if the in-hole resin tries to move in a direction perpendicular to the axial direction (paper surface direction in FIG. 2), the resin in the hole hits the side surface of the magnet hole 28 and hardly moves. By being integrated with the in-hole resin 40 that cannot move, the guide wall 42 can hardly move and is fixed on the axial end surface of the rotor core 20. On the other hand, when the guide wall 42 is separated from the in-hole resin 40, the guide wall 42 moves relatively easily when it receives a force perpendicular to the axial direction due to centrifugal force or the like. Of course, such a problem can be solved by providing a mechanism for fixing the position of the guide wall 42. However, in this case, the configuration of the guide wall 42 becomes complicated, resulting in an increase in manufacturing cost.
また、本実施形態では、図3に示すように、第一ガイド壁42Aの幅を、孔内樹脂40の幅よりも大きくしている。かかる構成とすることで孔内樹脂40の軸方向への移動が規制され、永久磁石23の抜けがより確実に防止される。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the width of the first guide wall 42 </ b> A is made larger than the width of the in-hole resin 40. With this configuration, the movement of the in-hole resin 40 in the axial direction is restricted, and the permanent magnet 23 is more reliably prevented from coming off.
なお、これまで説明した構成は、いずれも一例であり、永久磁石23を固定するための固定用樹脂の一部をロータコア20の軸方向端面に突出させて、冷媒の流れをガイドするガイド壁42を形成するのであれば、その他の構成は適宜、変更されてもよい。例えば、本実施形態では、V字状に配置した一対の永久磁石23で一つの磁極22を構成するロータ14を例に挙げて説明したが、永久磁石23の配置は適宜変更されてもよい。例えば、本実施形態の技術は、図6に示すように、一つの永久磁石23で一つの磁極22を構成するべく、断面長方形の永久磁石23を、その長軸がロータコアの径線に直交するような配置(いわゆる、「ブロック形」や「一文字形」と呼ばれる配置)にしたロータ14に適用してもよい。この場合でも、磁石孔28の両サイド辺に沿った第一ガイド壁42Aと、当該磁石孔28に向かって内周側から径方向に延びる第二ガイド壁42Bと、を形成することが望ましい。ただし、この場合、永久磁石23の軸方向端面に沿って流れた後の冷媒を径方向外側に導くために、第一ガイド壁42Aの終端は、磁石孔28の周縁から逸れて、径方向外側に屈曲させることが望ましい。   The configurations described so far are all examples, and a guide wall 42 that guides the flow of the refrigerant by causing a part of the fixing resin for fixing the permanent magnet 23 to protrude in the axial end surface of the rotor core 20. The other configurations may be changed as appropriate. For example, in the present embodiment, the rotor 14 that constitutes one magnetic pole 22 with a pair of permanent magnets 23 arranged in a V shape has been described as an example, but the arrangement of the permanent magnets 23 may be changed as appropriate. For example, in the technique of the present embodiment, as shown in FIG. 6, in order to form one magnetic pole 22 with one permanent magnet 23, a permanent magnet 23 having a rectangular cross section is used, and its long axis is perpendicular to the radial line of the rotor core. The present invention may be applied to the rotor 14 having such an arrangement (so-called “block shape” or “single letter shape”). Even in this case, it is desirable to form the first guide wall 42 </ b> A along both sides of the magnet hole 28 and the second guide wall 42 </ b> B extending in the radial direction from the inner peripheral side toward the magnet hole 28. However, in this case, in order to guide the refrigerant after flowing along the axial end surface of the permanent magnet 23 to the radially outer side, the end of the first guide wall 42A is deviated from the peripheral edge of the magnet hole 28, and the radially outer side. It is desirable to be bent.
また、本実施形態では、ガイド壁42を、ロータコア20の軸方向端面から部分的に突出したリブ状としているが、ガイド壁42は、孔内樹脂40と一体化されているのであれば、他の形態であってもよい。例えば、図7に示すように、磁石孔28から突出させた固定用樹脂で、ロータコア20の軸方向端面の露出部分のほぼ全体を覆う板材を構成してもよい。そして、この板材のうち、冷媒流路に相当する箇所だけは、固定用樹脂が存在しない溝として形成する。この場合、この溝の側壁が、冷媒の流れをガイドするガイド壁42となる。   In the present embodiment, the guide wall 42 has a rib shape that partially protrudes from the axial end surface of the rotor core 20, but the guide wall 42 may be other as long as it is integrated with the in-hole resin 40. It may be a form. For example, as shown in FIG. 7, a plate material that covers substantially the entire exposed portion of the end surface in the axial direction of the rotor core 20 with a fixing resin protruding from the magnet hole 28 may be configured. And only the location corresponding to a refrigerant | coolant flow path is formed as a groove | channel in which fixing resin does not exist among this board | plate material. In this case, the side wall of the groove serves as a guide wall 42 that guides the flow of the refrigerant.
また、本実施形態では、冷媒を、回転軸26内部からロータコア20内部、ロータコア20内部からエンドプレート24内部を経由させて、ロータコア20の軸方向端面に吐出している。しかし、冷媒を、最終的にロータコア20の軸方向端面に吐出できるなら、その供給経路は、適宜、変更されてもよい。例えば、冷媒を、ロータコア20の内部を経由させず、回転軸26内部から、エンドプレート24内部に経由させ、エンドプレート24の周面からロータコア20の軸方向端面に吐出させてもよい。   In the present embodiment, the refrigerant is discharged to the axial end surface of the rotor core 20 from the inside of the rotating shaft 26 through the inside of the rotor core 20 and from the inside of the rotor core 20 through the inside of the end plate 24. However, the supply path may be appropriately changed as long as the refrigerant can be finally discharged to the end surface of the rotor core 20 in the axial direction. For example, the refrigerant may be discharged from the rotating shaft 26 to the inside of the end plate 24 without passing through the inside of the rotor core 20 and discharged from the peripheral surface of the end plate 24 to the axial end surface of the rotor core 20.
いずれにしても、永久磁石23を磁石孔28に固定する固定用樹脂の一部をロータコア20の軸方向端面から突出させて、当該固定用樹脂の一部で冷媒をガイドするガイド壁42を構成することで、簡易な構成でありながら、永久磁石23を確実に冷却できる。   In any case, a part of the fixing resin that fixes the permanent magnet 23 to the magnet hole 28 is protruded from the axial end surface of the rotor core 20 to form a guide wall 42 that guides the refrigerant with a part of the fixing resin. Thus, the permanent magnet 23 can be reliably cooled while having a simple configuration.
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、20 ロータコア、22 磁極、23 永久磁石、24 エンドプレート、26 回転軸、28 磁石孔、30 軸内冷媒路、32 分岐流路、34 コア内流路、36 プレート内流路、38 吐出孔、40 孔内樹脂、42 ガイド壁。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating electrical machine, 12 Stator, 14 Rotor, 16 Stator core, 18 Stator coil, 20 Rotor core, 22 Magnetic pole, 23 Permanent magnet, 24 End plate, 26 Rotating shaft, 28 Magnet hole, 30 In-axis refrigerant path, 32 Branch flow path, 34 flow path in core, 36 flow path in plate, 38 discharge hole, resin in 40 hole, 42 guide wall.

Claims (5)

  1. ロータコアと、前記ロータコアに埋め込まれた複数の永久磁石と、を備えた回転電機のロータであって、
    前記複数の永久磁石は、前記ロータコアに形成された磁石孔内に、固定用樹脂により固定されており、
    前記固定用樹脂の一部は、前記ロータコアの軸方向端面から突出して、冷媒の流れをガイドするガイド壁を構成する、
    ことを特徴とする回転電機のロータ。
    A rotor of a rotating electrical machine comprising a rotor core and a plurality of permanent magnets embedded in the rotor core,
    The plurality of permanent magnets are fixed by a fixing resin in a magnet hole formed in the rotor core,
    A part of the fixing resin protrudes from the axial end surface of the rotor core and constitutes a guide wall that guides the flow of the refrigerant.
    A rotor of a rotating electrical machine characterized by that.
  2. 請求項1に記載の回転電機のロータであって、
    前記ガイド壁は、前記磁石孔の両サイド辺に沿って突出する一対の第一ガイド壁を含む、ことを特徴とする回転電機のロータ。
    The rotor of the rotating electrical machine according to claim 1,
    The rotor of a rotating electrical machine, wherein the guide wall includes a pair of first guide walls protruding along both sides of the magnet hole.
  3. 請求項1または2に記載の回転電機のロータであって、
    前記ガイド壁は、前記ロータコアの内周側から前記永久磁石に向かって延びる一対の第二ガイド壁を含む、ことを特徴とする回転電機のロータ。
    A rotor for a rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
    The rotor of a rotating electrical machine, wherein the guide wall includes a pair of second guide walls extending from an inner peripheral side of the rotor core toward the permanent magnet.
  4. 請求項3に記載の回転電機のロータであって、さらに、
    前記ロータコアの軸方向端面に配置され、前記ロータコアより小径のエンドプレートを備え、
    前記エンドプレートの周面には、前記冷媒を吐出する複数の吐出孔が周方向に配設されており、
    前記一対の第二ガイド壁は、前記吐出孔の周方向両側から径方向外側に延びている、
    ことを特徴とする回転電機のロータ。
    The rotor of the rotating electrical machine according to claim 3, further comprising:
    Arranged on the axial end surface of the rotor core, comprising an end plate having a smaller diameter than the rotor core;
    A plurality of discharge holes for discharging the refrigerant are arranged in the circumferential direction on the peripheral surface of the end plate,
    The pair of second guide walls extend radially outward from both circumferential sides of the discharge hole,
    A rotor of a rotating electrical machine characterized by that.
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載の回転電機のロータであって、
    前記ガイド壁は、前記ロータコアの内周側から前記永久磁石に向かって延びた後、前記永久磁石に沿って周方向両側に分岐する略Y字または略T字状の冷媒流路を構成する、ことを特徴とする回転電機のロータ。
    A rotor of a rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 4,
    The guide wall extends from the inner peripheral side of the rotor core toward the permanent magnet, and then forms a substantially Y-shaped or substantially T-shaped refrigerant channel that branches to both sides in the circumferential direction along the permanent magnet. A rotor of a rotating electrical machine characterized by that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019072472A1 (en) * 2017-10-09 2019-04-18 Zf Friedrichshafen Ag Secondary element for an electrical machine
CN110870168A (en) * 2017-06-29 2020-03-06 日立汽车系统株式会社 Rotating electrical machine

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