JP2017093255A - Rotor of rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機のロータに関し、特に内部に冷却液流路が設けられたロータに関する。 The present invention relates to a rotor of a rotating electrical machine, and more particularly to a rotor having a coolant flow path provided therein.
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)にコイルを配置することができ、このコイルに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 can be disposed on a fixed member (stator), and a rotating magnetic field is formed by supplying electric power to the coil. The other member (rotor) is rotated by the interaction with the magnetic field.
下記特許文献1には、ロータ(16)内に形成され、ロータ外周面に向けて冷却液(冷媒)を送るロータ内冷媒流路(22)が開示されている(段落0024、図1等参照)。なお、( )内の符号は、特許文献1で用いられたものであり、本願の実施形態で用いられる符号とは関連しない。 The following Patent Document 1 discloses an in-rotor refrigerant flow path (22) that is formed in the rotor (16) and sends a coolant (refrigerant) toward the outer peripheral surface of the rotor (see paragraph 0024, FIG. 1, etc.). ). In addition, the code | symbol in () is used by patent document 1, and is not related with the code | symbol used by embodiment of this application.
冷却液に粒子状の異物が混入していると、ロータの周囲を囲むように配置されたステータに向けて冷却液と共に異物が吐出される。この吐出される異物により、ステータコア、例えばステータコアの絶縁被覆が損傷する可能性がある。 When particulate foreign matter is mixed in the coolant, the foreign matter is discharged together with the coolant toward the stator arranged so as to surround the rotor. This discharged foreign matter may damage the stator core, for example, the insulation coating of the stator core.
本発明は、ロータに設けられた流路からステータに冷却液を吐出することによるステータコアの損傷を抑制することを目的とする。 An object of the present invention is to suppress damage to a stator core caused by discharging coolant from a flow path provided in a rotor to the stator.
本発明に係る回転電機のロータは、外周部に永久磁石が配置されたロータであり、ロータの径方向内側から外側に向けてロータ内部を延び、冷却液をロータの外周面から吐出する冷却液流路と、冷却液流路の内壁面に、ロータの周方向に窪んでいる異物捕集窪みを有する。異物捕集窪みは、永久磁石よりロータの径方向内側に位置する。 The rotor of the rotating electrical machine according to the present invention is a rotor in which a permanent magnet is disposed on the outer peripheral portion, and extends inside the rotor from the radially inner side to the outer side of the rotor, and discharges the cooling liquid from the outer peripheral surface of the rotor. The flow path and the inner wall surface of the coolant flow path have a foreign matter collecting recess that is recessed in the circumferential direction of the rotor. The foreign matter collecting recess is located on the radially inner side of the rotor from the permanent magnet.
ロータに配置された永久磁石の磁力によって、異物捕集窪みに歯車の摩耗粉などの磁性金属異物を捕集することができ、ステータに向けて吐出される異物を少なくすることができる。 Magnetic metal foreign matter such as gear wear powder can be collected in the foreign matter collecting recess by the magnetic force of the permanent magnet disposed on the rotor, and foreign matter discharged toward the stator can be reduced.
ステータに向けて吐出される異物が少なくなることにより、ステータコアの損傷を抑制することができる。 By reducing the amount of foreign matter discharged toward the stator, damage to the stator core can be suppressed.
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の回転軸線Cを含む断面を示す図であり、回転軸線Cに対して対称であり左半分が省略されている。図2は、回転電機10のロータ12の回転軸線Cに直交する断面を示す図であり、全周の四分の1が示されている。図3は、図2に示すA−A線による断面図である。以下において、回転軸線Cに沿う方向を「軸線方向」、回転軸線Cに直交する方向を「径方向」と記す。また、径方向内側とは回転軸線Cに近い側、径方向外側とは遠い側を言う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a cross section including the rotation axis C of the rotating
回転電機10は、概略円柱形状のロータ12と、ロータ12と同心であって、ロータ12を取り囲むように配置される略円筒形状のステータ14を有する。ロータ12は、円柱形状のロータコア16とロータコア16の中心を貫くロータシャフト18を有する。ロータ12は、このロータシャフト18を中心に回転する。このロータシャフト18の中心線が回転軸線Cである。ロータコア16は、積層された電磁鋼板20から形成される。ロータコア16には回転軸線Cと平行に延びる磁石収容孔22が形成され、磁石収容孔22内に永久磁石24が配置される。永久磁石24の形状は直方体であり、その1辺が回転軸線Cに平行に配置される。永久磁石24は、一方の極がロータの径方向外側、他方の極が径方向内側に配置される。図2によく示されるように、永久磁石24は、2個が外側に開いたV字形となるよう配置され、この2個が対をなして1つの磁極を形成する。図2において、永久磁石24A,24Bが1つの磁極を形成する永久磁石である。この対をなす永久磁石24A,24Bの極は同じ向きを向いており、例えば、両者ともにS極が径方向外側、N極が径方向内側に配置される。この対をなす永久磁石24A,24Bに隣接する永久磁石の対の極の向きは逆向きである。隣り合う永久磁石の対の近い側の2個の永久磁石24(例えば図2において、永久磁石24Bと永久磁石24C)の径方向内側には、フラックスバリア26が形成されている。フラックスバリア26は空隙であり、回転軸線Cに沿って延びる。空隙であるフラックスバリア26は、磁性鋼板で形成されたロータコアの他の部分に比べて透磁率が低く、磁束はここを避けるように延びる。これにより、フラックスバリア26によりロータコア16内の磁路が規定される。
The rotating
ステータ14は、ステータコア28とステータコア28に装着されたコイル30とを含む。ステータコア28は、ロータ12に対向する面に周方向に配列されたティースを有し、このティースに導線が巻回されてコイル30が形成される。コイル30に所定の電流を流すと、ステータ14の内側に回転する磁界が形成され、この磁界とロータ12の永久磁石24が相互作用してロータ12が回転する。
The
ロータコア16内には、冷却液が流れる冷却液流路32が形成されている。冷却液流路32はロータコア16の径方向内側から外側に向けて、好ましくは径方向に沿って延びている。また、冷却液流路32は、1つの磁極を構成する対をなす永久磁石24A,24Bの間を通って延びる。冷却液は、ロータシャフト18内の流路から冷却液流路32に流れ、冷却液流路32によりロータコア16の外周面に導かれ、ここからステータコア28の内周面に向けて吐出される。
In the
冷却液に異物が含まれていると、異物が冷却液と共にステータコア28に吐出され、ステータコア28を損傷する場合がある。ステータコア28の損傷として、例えばステータコア28の絶縁被覆の損傷が挙げられる。回転電機10が変速機と一体に配置される場合など、変速機内の歯車の摩耗粉が異物となる可能性がある。変速機と一体となった回転電機の場合、回転電機の冷却液は、変速機の潤滑油とすることができる。
If the coolant contains foreign matter, the foreign matter may be discharged together with the coolant to the
この回転電機10においては、冷却液中に異物を捕集するために、冷却液流路32の途中に異物捕集窪み34が設けられている。異物捕集窪み34は、冷却液流路32の内壁面から周方向に窪むように設けられている。図3の左右方向が周方向であり、異物捕集窪み34は、冷却液流路32の幅(軸線方向の寸法)と同じ幅に形成される。冷却液中の異物、特に歯車の摩耗粉などの磁性金属の異物は、永久磁石24の磁力により異物捕集窪み34に捕らえられる。異物捕集窪み34は、永久磁石24よりも回転軸線Cに近い位置に、つまり永久磁石24よりも径方向内側に位置することが好ましい。永久磁石24より外側では、ステータ14により形成される磁界の影響を受け、磁束の向きが変化するため安定的に異物を捕集できない可能性がある。これに比べ、永久磁石24より内側の位置では、磁束の向きが安定しているので、一旦捕らえられた異物は異物捕集窪み34内に留まる。
In this rotating
さらに、異物捕集窪み34は、フラックスバリア26よりも径方向内側の位置に配置されるとよい。フラックスバリア26の径方向内側においては、磁力線は周方向に延びる。このため、図2において矢印Mで示すように、異物捕集窪み34の底面を交差する方向に延びて、異物を底面に吸着させる。これにより安定的に異物を捕らえることができる。
Furthermore, the foreign
図4は、異物捕集窪みの形状の変形例を示す図である。異物捕集窪み36は、冷却液流路32の幅aよりも広い幅bで形成されている。
FIG. 4 is a view showing a modification of the shape of the foreign substance collecting recess. The foreign
10 回転電機、12 ロータ、14 ステータ、16 ロータコア、18 ロータシャフト、20 電磁鋼板、22 磁石収容孔、24 永久磁石、26 フラックスバリア、28 ステータコア、30 コイル、32 冷却液流路、34,36 異物捕集窪み。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
ロータの径方向内側から外側に向けてロータ内部を延び、冷却液をロータの外周面から吐出する冷却液流路と、
冷却液流路の内壁面に、ロータの周方向に窪んでいる異物捕集窪みであって、永久磁石よりロータの径方向内側に位置する異物捕集窪みと、
を有する,回転電機のロータ。 A rotor of a rotating electrical machine in which a permanent magnet is arranged on the outer periphery,
A coolant flow path extending from the radially inner side to the outer side of the rotor to discharge the coolant from the outer peripheral surface of the rotor;
On the inner wall surface of the coolant flow path, a foreign matter collecting dent recessed in the circumferential direction of the rotor, the foreign matter collecting dent positioned on the inner side in the radial direction of the rotor from the permanent magnet,
A rotor of a rotating electric machine having
Priority Applications (1)
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