JP2018074759A - 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する。 The present invention relates to a rotor of a rotating electrical machine.
従来、磁石が埋設された回転電機のロータにおいて、冷却油等の冷媒を用いてロータを冷却することが知られている。このロータは、冷媒を供給可能なシャフトに支持されたロータコアにおいて、シャフトを貫通する貫通孔と、磁石を冷却する冷媒が流通する冷媒通路を形成するスリットと、が形成された電磁鋼板を軸方向に積層して組み合わせることで、当該スリットが冷媒通路を形成している。ところで、このようなロータコアでは、磁石を効率的に冷却するために、ロータコア内部の周方向において冷媒を満遍なく供給できるようにすることが重要となっている。 Conventionally, in a rotor of a rotating electrical machine in which a magnet is embedded, it is known to cool the rotor using a refrigerant such as cooling oil. In this rotor, an electromagnetic steel sheet in which a through hole penetrating the shaft and a slit forming a refrigerant passage through which a refrigerant for cooling the magnet flows is axially formed in a rotor core supported by a shaft capable of supplying a refrigerant. The slits form a coolant passage by being stacked and combined. By the way, in such a rotor core, in order to cool a magnet efficiently, it is important to be able to supply the refrigerant uniformly in the circumferential direction inside the rotor core.
特許文献1では、第1電磁鋼板と第2電磁鋼板を軸方向に積層したロータコアであって、第1電磁鋼板に形成されロータコアの冷媒通路を構成する孔部と、第2電磁鋼板に形成され前記冷媒通路を形成する孔部とが、周方向において互いにずれた位置に形成したロータコアを開示している。
In
しかし、特許文献1の構成では、複数種類の鋼板を作成する必要があり、それぞれの鋼板を製造するための装置が必要となるため、生産設備費が高くなるといった問題があった。
However, in the configuration of
そこで、本発明は、上記問題に着目し、1種類の鋼板の積層構造によりロータコア内部の周方向において冷媒を満遍なく供給可能な回転電機のロータを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention focuses on the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a rotor of a rotating electrical machine that can supply a refrigerant uniformly in the circumferential direction inside the rotor core by a laminated structure of one type of steel plate.
本発明の一態様における回転電機のロータは、鋼板を積層して形成されるとともにシャフトに支持されたロータコアと、ロータコアの軸方向に延びて配置された複数の磁石と、を備える。ここで、ロータコアは、磁石を収容するとともに周方向に沿って配置された複数の収容部を備える。また、鋼板は、鋼板が積層されることにより収容部を形成する複数の収容部形成孔と、収容部形成孔に隣接して配置されるとともに収容部形成孔の個数及びその約数及び倍数とは異なる個数で周方向に並んで形成された複数のスリットと、を備える。そして、収容部を形成する回転角度で鋼板が回転積層されることで、互いに接触する一方の鋼板のスリットの一部と他方の鋼板のスリットの一部が積層方向で互いに連通し、ロータコアにおいて磁石を冷却するための冷媒が流通する冷媒通路が形成されていることを特徴とする。 A rotor of a rotating electrical machine according to an aspect of the present invention includes a rotor core that is formed by stacking steel plates and supported by a shaft, and a plurality of magnets that extend in the axial direction of the rotor core. Here, the rotor core includes a plurality of accommodating portions that are disposed along the circumferential direction while accommodating the magnet. In addition, the steel plate is disposed adjacent to the housing portion forming hole, the housing portion forming holes forming the housing portion by stacking the steel plates, and the number of the housing portion forming holes and its divisor and multiples. Comprises a plurality of slits formed in different numbers and arranged in the circumferential direction. And, by rotating and laminating the steel plates at a rotation angle that forms the accommodating portion, a part of the slits of one steel plate and a part of the slits of the other steel plate that are in contact with each other communicate with each other in the laminating direction, and the magnet in the rotor core A refrigerant passage through which a refrigerant for cooling the refrigerant flows is formed.
上記態様であれば、1種類の鋼板の積層構造により周方向において冷媒を満遍なく供給可能な冷媒通路を備えたロータを構築することができ、コスト増を抑制することができる。また、冷媒通路は、鋼板のスリットの端面部分のみならずスリットの間にある梁となる部分も壁面となるので、その分、冷媒通路を形成する壁面の表面積を大きくして、冷却効率を高めることができる。 If it is the said aspect, the rotor provided with the refrigerant path which can supply a refrigerant | coolant uniformly in the circumferential direction by the laminated structure of one type of steel plate can be constructed, and the increase in cost can be suppressed. In addition, since the refrigerant passage is not only the end surface portion of the slit of the steel plate but also the portion that becomes the beam between the slits becomes the wall surface, the surface area of the wall surface forming the refrigerant passage is increased accordingly, and the cooling efficiency is increased. be able to.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る回転電機10の軸方向に沿った断面図である。本実施形態の回転電機10は、ステータ12とロータ20とを備える。ステータ12は、例えば略円環状に打ち抜き加工された電磁鋼板を軸方向に積層して形成された筒状のステータコア14と、ステータコア14の内側に周方向に等間隔で突設された複数のティースに巻装されたコイル16とを有する。回転電機10の外部からコイル16に例えば交流電圧が印加されることによって、ステータ12の内側に回転磁界が生成されるようになる。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view along the axial direction of the rotating electrical machine 10 according to the first embodiment. The rotating electrical machine 10 of this embodiment includes a stator 12 and a
ロータ20は、ステータ12の内側にギャップ18を隔てて配置されている。ロータ20は、ベアリング31によって回転可能に支持されたシャフト32と、シャフト32の外周に固定されたロータコア22とを備える。ロータ20は、ステータ12の内周側に生成される回転磁界に対する吸引反発作用によって回転駆動するように構成されている。
The
ロータコア22は、例えば円柱状の外形を有する。また、ロータコア22は、後述のように例えば円環状に打ち抜き加工された鋼板38(電磁鋼板)を軸方向に積層(回転積層)して構成されている。ロータコア22の中心部にはシャフト32が挿通する挿通孔24が軸方向に貫通して形成されている。ロータコア22は、挿通孔24にシャフト32が挿通された状態で、かしめ、圧入、締り嵌め(焼嵌め)、溶接、ねじ留め等の手法によりシャフト32に固定される。
The
ロータコア22の周縁部には磁石30が周方向に等間隔で複数埋設されている(図2参照)。磁石30は、ロータコア22に形成され、ロータコア22とほぼ同じ長さを有して軸方向に沿って延びる収容部26に収容されている。
A plurality of
シャフト32には、ロータコア22の積層方向の端部に接続するフランジ部35が設けられている。シャフト32の内部には、例えば冷却油(その他、水、空気でもよい)等の冷媒が流通する内部冷媒通路34が形成されている。ロータコア22内部には冷媒を流通させる冷媒通路28が形成されており、磁石30に隣接して形成されている。内部冷媒通路34は、シャフト32の中央部及びフランジ部35を介してロータコア22の積層方向の端部に開口する冷媒通路28に連通しており、冷媒を冷媒通路28に供給できるようになっている。冷媒通路28の詳細については後述する。
The
冷媒は、図中の破線の矢印によりその流れる方向が図示されている。冷媒は、図示しないポンプにより内部冷媒通路34に導入され、フランジ部35を介して冷媒通路28に供給される。そして、ポンプは、冷媒通路28から排出された冷媒をくみ上げることで冷媒をロータコア22内に循環させている。
The direction in which the refrigerant flows is indicated by broken-line arrows in the figure. The refrigerant is introduced into the
図2は、第1実施形態に係る回転電機10を構成するロータコア22として積層される鋼板38の平面図である。図3は、図2に図示した鋼板38の上に同じ鋼板38を90度回転させて積層させた平面図である。図4は、図3の一点鎖線に示す円によりロータコア22を切断した切断面の周方向の展開断面図である。
FIG. 2 is a plan view of
図2に示すように、鋼板38は、鋼板38が積層されることによりシャフト32が挿通する挿通孔24を形成する貫通孔40と、鋼板38が積層されることにより収容部26を形成する収容部形成孔42と、を有する。また、鋼板38には、鋼板38が回転積層されることにより冷媒通路28を形成するスリット44が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
貫通孔40は、鋼板38の中心に形成されている。また、収容部形成孔42は、貫通孔40(シャフト32の軸心)を中心として周方向に等間隔に鋼板38の径方向の周縁部に形成されている。ここで、本実施形態では収容部形成孔は8個形成され、これにより、貫通孔40を中心として鋼板を90度(45度も可能)回転させることで、回転後の収容部形成孔42が回転前の収容部形成孔42に重なることになる。
The through
本実施形態において、スリット44は、収容部形成孔42に隣接するとともに貫通孔40を中心として周方向に等間隔に9個形成されている。図において、スリット44の周方向の長さと、周方向で互いに隣接するスリット44の間にある梁46の周方向の長さが等しくなるように形成されているが、これに限られない。またスリット44の個数は、収容部形成孔42の個数(8個)及びその約数及び倍数とは異なる個数である限り任意に設計することができる。
In the present embodiment, nine
図3に示すように、鋼板38の上に同じ鋼板38を反時計回りに90度回転させた状態で積層すると、上にあるスリット44と下にあるスリット44aが積層方向で連通する。しかし、上にあるスリット44は下にあるスリット44aに対して周方向で鋼板38の回転方向と同一の方向にずれた態様で上にあるスリット44の一部と下にあるスリット44aの一部が積層方向で連通している。
As shown in FIG. 3, when the
よって、鋼板38を反時計回り90度の回転角度で回転積層させていくと、図4に示すように、積層方向で互いに接触する一方のスリット44の一部と他方のスリット44の一部が積層方向で連通するとともに積層方向に連なる複数のスリット44がその積層順に鋼板の回転方向側に前進するようにずれていき、ロータコア22において螺旋形の冷媒通路28が形成される。
Therefore, when the
本実施形態では、回転角度が90度で鋼板38を回転積層しているため、鋼板38の上に4枚の鋼板38を回転積層させると最初の鋼板38と最後に積層した鋼板38の周方向の向きが同じになる。また、図4に示すように、周方向の互いに異なる位置に冷媒通路28が形成されるが、これらは互いに交わることはない。よって、本実施形態では、ロータコア22において9個の冷媒通路28が螺旋状に形成される。
In the present embodiment, since the
ここで、本実施形態のように、積層方向に連なる複数のスリット44がその積層順に鋼板38の回転方向側に前進するようにずれていくことで冷媒通路28が形成される条件を考える。
Here, as in the present embodiment, a condition is considered in which the
図3に示すように、回転方向を反時計回りに周回する方向と考え、いずれか一つのスリット44の回転方向の終端となる位置を回転方向の原点(ゼロ度)とする。そして、原点を基準として当該スリット44の回転方向で隣接するスリット44の終端の角度(当該終端と貫通孔40の中心を結ぶ線の角度)をαとし、始端の角度を(1−P)・αとし、回転積層の回転角度をθとする。ここで、角度αは、全周角度(360度)をスリット44の個数で除算して得られる角度である。また、Pは、角度αと、スリット44の周方向の両端から貫通孔40の中心を見込む中心角との割合(0<P<1)を表すものであり、スリット44が貫通孔40の中心を見込む中心角はα・Pとなる。
As shown in FIG. 3, the rotation direction is considered to be a counterclockwise rotation direction, and the position that is the end of the rotation direction of any one of the
このスリット44を回転角度θで回転させると、スリット44は、回転前のスリット44aに積層方向で連通するが、連通するスリット44aに対して回転方向側にずれた位置であってスリット44aの回転方向側において隣接するスリット44bから離間した位置に移動する。スリット44の終端の角度はα+θとなり、始端の角度は(1−P)・α+θとなる。一方、スリット44aの終端の角度は、[θ/α]・α+α(α<(θ/2))となり、始端の角度は、[θ/α]・α+(1−P)・αとなる。さらに、スリット44bの始端の角度は、[θ/α]・α+α+(1−P)・αとなる。なお、[θ/α]は、θ/αを超えない最大の整数を表す。
When the
本実施形態では、回転後のスリット44の始端が、回転前のスリット44a上に配置されることが条件であるから、[θ/α]・α+(1−P)・α<(1−P)・α+θ<[θ/α]・α+αの関係が成り立つ。これを整理すると、0<(θ/α)−[θ/α]<Pとなる。
In this embodiment, since it is a condition that the starting end of the
また、回転後のスリット44の終端が、回転前のスリット44aとスリット44bの間にある梁46の上に配置されることが条件であるから、[θ/α]・α+α<α+θ<[θ/α]・α+α+(1−P)・αとなる。これを整理すると、0<(θ/α)−[θ/α]<1−Pとなる。
Further, since it is a condition that the end of the
図5は、図2に示す鋼板38を複数枚周方向で同じ向きにして積層させた積層鋼板38Aを回転積層させた場合の模式図である。図5に示すように、ロータコア22は、鋼板38を同じ回転角度の配置で複数積層して形成された積層鋼板38Aを、当該回転角度で回転積層して構築してもよい。ここで、鋼板38は、周方向で同じ向きにした状態で2枚(3枚以上でもよい)重ね合わせて積層鋼板38Aを構築してもよい。そして、積層鋼板38Aを90度の回転角度により回転積層させて図5に示すロータコア22を構築してもよい。なお、積層鋼板38Aにおける鋼板38の積層枚数は統一する必要はなく、回転積層させる積層鋼板38Aごとに任意に積層枚数を変えてもよい。このように、ロータコア22を構築する際に積層鋼板38Aを回転積層させることにより、回転積層の回数を低減して作業コストを低減することができる。
FIG. 5 is a schematic diagram when a
図6は、図2に示す鋼板38を反時計回りに45度回転させて積層して形成したロータコア22の模式図である。本実施形態では、収容部形成孔42が8回対称であるので、鋼板38を45度の回転角度で回転積層しても冷媒通路28を備えるロータコア22を構築することができる。この場合、鋼板38を9枚重ねることにより、最下段の鋼板38のスリット44と最上段の鋼板38のスリットが周方向で一致する。
FIG. 6 is a schematic view of the
[第1実施形態の効果]
第1実施形態に係る回転電機10のロータ20は、鋼板38を積層して形成されるとともにシャフト32に支持されたロータコア22と、ロータコア22の軸方向に延びて配置された複数の磁石30と、を備える。ここで、ロータコア22は、磁石30を収容するとともに周方向に並んで配置された複数の収容部26を備える。また、鋼板38は、鋼板38が積層されることにより収容部26を形成する複数の収容部形成孔42と、収容部形成孔42に隣接して配置されるとともに鋼板38に形成された収容部形成孔42の個数及びその約数及び倍数とは異なる個数で周方向に並んで形成された複数のスリット44と、を備える。そして、収容部26を形成する回転角度で鋼板38が回転積層されることで、互いに接触する一方の鋼板38のスリット44の一部と他方の鋼板38のスリット44の一部が積層方向で互いに連通し、ロータコア22において磁石30を冷却するための冷媒が流通する冷媒通路28が形成されていることを特徴とする。
[Effect of the first embodiment]
The
これにより、1種類の鋼板38の積層構造により周方向において冷媒を満遍なく供給可能な冷媒通路28を備えたロータ20を構築することができ、コスト増を抑制することができる。また、冷媒通路28は、鋼板38のスリット44の端面部分のみならずスリット44の間にある梁46となる部分も壁面となるので、その分、冷媒通路28を形成する壁面の表面積を大きくして、冷却効率を高めることができる。
Thereby, the
ロータコア22は、周方向で同じ方向に向けられた複数枚の鋼板38を積層して形成された積層鋼板38Aが、当該回転角度で回転積層されたものであることを特徴とする。これにより、ロータコア22を構築する際に積層鋼板38Aを回転積層させることで、回転積層の回数を低減して作業コストを低減することができる。
The
回転積層における回転角度をθ、全周角度(360度)を鋼板38に形成されたスリット44の個数で除算して得られる角度をα、角度αとスリット44の周方向の両端から鋼板38の中心を見込む中心角との割合をP、としたとき、0<(θ/α)−[θ/α]<P、かつ、0<(θ/α)−[θ/α]<1−P(ただし、[θ/α]は、θ/αを超えない最大の整数)の関係を満たすことを特徴とする。これにより、積層方向に連なる複数のスリット44がその積層順に鋼板38の回転方向側に前進するようにずれていくことで複数の螺旋状の冷媒通路28を形成することができる。
The rotation angle in the rotation stacking is θ, the total circumferential angle (360 degrees) is divided by the number of
[第2実施形態]
図7は、第2実施形態に係る回転電機10(図1)を構成する鋼板38の平面図である。図8は、図7に図示した鋼板38の上に同じ鋼板38を反時計回りに90度回転させて積層させた場合の平面図である。図9は、図8の一点鎖線に示す円によりロータコア22を切断した切断面の周方向の展開断面図である。以下の実施形態において、第1実施形態と共通する構成要素には同一番号を付し、必要な場合を除いてその説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a plan view of a
図7に示すように、第2実施形態の鋼板38において、スリット44が収容部形成孔42に隣接するとともに周方向に等間隔で7個形成されている。また、スリット44の周方向の長さがスリット44間の梁46の周方向の長さよりも長くなるように形成されている。
As shown in FIG. 7, in the
図8に示すように、鋼板38の上に同じ鋼板38を反時計回りに90度回転させた状態で積層すると、上にあるスリット44と下にあるスリット44aが積層方向で連通する。しかし、上にあるスリット44は下にあるスリット44aに対して周方向で鋼板の回転方向とは反対の方向にずれた態様で上にあるスリット44の一部と下にあるスリット44aの一部が積層方向に連通している。
As shown in FIG. 8, when the
よって、鋼板38を反時計回り90度の回転角度で回転積層させていくと、図9に示すように、積層方向で互いに接触する一方のスリット44の一部と他方のスリット44の一部が積層方向で連通するとともに積層方向に連なる複数のスリット44がその積層順に鋼板の回転方向の反対方向に後退するようにずれていき、ロータコア22において螺旋形の冷媒通路28が形成される。本実施形態では、周方向の互いに異なる位置に冷媒通路28が7個形成されるが、これらは互いに交わることはない。よって、本実施形態では、ロータコア22において7個の冷媒通路28が螺旋状に形成される。
Therefore, when the
本実施形態のように、積層方向に連なる複数のスリット44がその積層順に鋼板33の回転方向の反対方向に後退するようにずれていくことで冷媒通路28が形成される条件を第1実施形態と同様に考える。スリット44を回転角度θで回転させると、スリット44は、回転前のスリット44aに積層方向で連通するが、連通するスリット44に対して回転方向の反対側にずれた位置であって連通するスリット44aの回転方向の反対側において隣接するスリット44cから離間した位置に移動する。スリット44の終端の角度はα+θとなり、始端の角度は(1−P)・α+θとなる。一方、スリット44aの終端の角度は、[θ/α]・α+2α(α>(θ/2))となり、始端の角度は、[θ/α]・α+α+(1−P)・αとなる。さらに、スリット44cの終端の角度は、[θ/α]・α+αとなる。
As in the present embodiment, the first embodiment is based on the condition that the plurality of
本実施形態では、回転後のスリット44の始端が、回転前のスリット44aとスリット44cの間にある梁46の上に配置されることが条件であるから、[θ/α]・α+α<(1−P)・α+θ<[θ/α]・α+α+(1−P)・αの関係が成り立つ。これを整理すると、P<(θ/α)−[θ/α]<1となる。
In the present embodiment, since it is a condition that the starting end of the
また、回転後のスリット44の終端が、回転前のスリット44a上に配置されることが条件であるから、[θ/α]・α+α+(1−P)・α<α+θ<[θ/α]・α+2αとなる。これを整理すると、1−P<(θ/α)−[θ/α]<1となる。
Further, since it is a condition that the end of the
図10は、第2実施形態のロータコア22におけるスキュー38Bの境界を示す周方向の展開断面図である。複数の鋼板38を積層順に順次回転させて形成したスキュー38Bを複数構築し、このスキュー38Bを積層することでロータコア22を構築する場合がある。このとき、スキュー38Bの境界において、一方の鋼板38の周方向の向きと他方の鋼板38の周方向の向きとの関係は任意となる。よって、前述の一方の鋼板38のスリット44と他方の鋼板38の梁46とが対向し、冷媒通路28がスキュー38Bの境界において閉塞される可能性がある。
FIG. 10 is a developed sectional view in the circumferential direction showing the boundary of the
しかし、本実施形態では、スリット44の周方向の長さが梁46の周方向の長さよりも長くなるように形成しているので、スリット44が梁46により完全に閉塞されることはない。よって、前述の一方の鋼板38のスリット44の一部と他方の鋼板38のスリット44の一部が互いに連通することになる。したがって、スキュー38Bの周方向の向きを任意であってもロータコア22において冷媒通路28を形成することができる。
However, in the present embodiment, since the circumferential length of the
本実施形態では、鋼板38において、回転角度をθ、全周角度を鋼板38に形成されたスリット44の個数で除算したときの角度をα、角度αとスリット44の周方向の両端から鋼板38の中心を見込む中心角との割合をP、としたとき、P<(θ/α)−[θ/α]<1、かつ、1−P<(θ/α)−[θ/α]<1(ただし、[θ/α]は、θ/αを超えない最大の整数)の関係を満たすことを特徴とする。これにより、積層方向に連なる複数のスリット44がその積層順に鋼板38の回転方向の反対側に後退するようにずれていくことで複数の螺旋状の冷媒通路28を形成することができる。
In the present embodiment, in the
また、スリット44の周方向の長さが、周方向で互いに隣接するスリット44の間にある梁46の周方向の長さよりも長いことを特徴とする。これにより、回転積層させる鋼板38の回転角度が任意であってもロータコア22において冷媒通路28を構築することができる。
Further, the circumferential length of the
[第3実施形態]
図11は、第3実施形態の回転電機10(図1)を構成する鋼板38の平面図である。図12は、図11に図示した鋼板38の上に同じ鋼板38を反時計回りに90度回転させて積層させた場合の平面図である。図13は、図12の一点鎖線に示す円によりロータコア22を切断した切断面の周方向の展開断面図である。第3実施形態のロータコア22において、冷媒通路28がメッシュ状に形成されたものである。図11に示すように、スリット44は、6回対称に形成され、スリット44の周方向の長さが梁46の周方向の長さよりも長くなるように形成されている。
[Third Embodiment]
FIG. 11 is a plan view of a
図12に示すように、鋼板38の上に同じ鋼板38を反時計回りに90度回転させた状態で積層すると、上の鋼板38のスリット44が下の鋼板38の梁46に対向し、互いに隣接する2つのスリット44に積層方向で同時に連通する。また、この鋼板38の上にさらに鋼板38を回転積層させると、一番上にある鋼板38のスリット44が一つ下の梁46に対向し、互いに隣接する2つのスリット44に積層方向で同時に連通する。よって、このような回転積層を繰り返すことにより、図13に示すように、ロータコア22においてメッシュ状の冷媒通路28が形成される。
As shown in FIG. 12, when the
本実施形態のように、積層方向に連なる複数のスリット44によりメッシュ状の冷媒通路28が形成される条件を考える。
Consider a condition in which the mesh-
前述同様に、スリット44を回転角度θで回転させると、スリット44の終端の角度はα+θとなり、始端の角度は(1−P)・α+θとなる。一方、回転後のスリット44の回転方向側の一部に連通する回転前のスリット44bの終端の角度は、[θ/α]・α+2α(α>(θ/2))となり、始端の角度は、[θ/α]・α+α+(1−P)・αとなる。また、回転後のスリット44bに回転方向の反対側の一部に連通する回転前のスリット44cの終端の角度は、[θ/α]・α+αとなり、始端の角度は、[θ/α]・α+(1−P)・αとなる。
As described above, when the
本実施形態では、回転後のスリット44の始端が、回転前のスリット44c上に配置されることが条件であるから、[θ/α]・α+(1−P)・α<(1−P)・α+θ<[θ/α]・α+α+の関係が成り立つ。これを整理すると、0<(θ/α)−[θ/α]<Pとなる。
In the present embodiment, since it is a condition that the starting end of the
また、回転後のスリット44の終端が、回転前のスリット44b上に配置されることが条件であるから、[θ/α]・α+α+(1−P)・α<α+θ<[θ/α]・α+2αとなる。これを整理すると、1−P<(θ/α)−[θ/α]<1となる。
Further, since it is a condition that the end of the
本実施形態では、0<(θ/α)−[θ/α]<P、かつ、1−P<(θ/α)−[θ/α]<1となるようにスリット44を形成することで、冷媒通路28がメッシュ状に形成されるため、ロータコア22において冷媒を均一に供給させることができる。
In this embodiment, the
[第4実施形態]
図14は、第4実施形態に係る回転電機10(図1)を構成する鋼板38の平面図である。図15は、図14に図示した鋼板38の上に同じ鋼板38を反時計回りに90度回転させて積層させた場合の平面図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 14 is a plan view of a
図示は省略するが、本実施形態では、大きなリラクタンストルクを発生させるため、ロータコア22には、V字配置の磁石(磁石30)が周方向に8対埋設されている。これに対応して、鋼板38には、V字配置の収容部形成孔42aが8対形成されている。また、スリット44は鋼板38に複数(図14、図15では19個)形成されているが、その径方向の位置がスリット44の周方向の並び順に周期的に変化するように形成されている。すなわち、スリット44は、収容部形成孔42aの対称性(8回対称)に係る回転角度(45度)を周期として径方向に振幅しつつ周方向に周回する帯48の外形に倣って形成されている。そして、帯48の径方向の外側に突出した部分が、周方向においてV字配置の収容部形成孔42aの間に入り込んでいる。このようにスリット44を形成することにより、V字配置の磁石等、任意の場所に配置された磁石を冷却するための冷媒通路28を任意の場所に構築することができる。
Although illustration is omitted, in this embodiment, in order to generate a large reluctance torque, eight pairs of magnets (magnets 30) arranged in a V shape are embedded in the
図15に示すように、本実施形態の鋼板38に対して同じ鋼板38を反時計回りに90度回転させて積層すると、新たに積層した鋼板38のスリット44は、回転前のスリット44に積層方向で連通するが、図3と同様に回転前のスリット44に対して鋼板38の回転方向にずれた位置に配置される。よって、この回転積層を繰り返してロータコア22を構築すると、19個の螺旋状の冷媒通路28(図4等参照)が形成される。
As shown in FIG. 15, when the
[第5実施形態]
図16は、第5実施形態に係る回転電機10の軸方向に沿った断面図である。図17は、第5実施形態に係る回転電機10を構成する鋼板38aの平面図である。図18は、図17に図示した鋼板38aの上に同じ鋼板38aを反時計回りに90度回転させて積層させた場合の平面図である。第5実施形態では、ロータコア22の軸心(シャフト32から)冷媒を冷媒通路28に供給する構成となっている。
[Fifth Embodiment]
FIG. 16 is a cross-sectional view along the axial direction of the rotating electrical machine 10 according to the fifth embodiment. FIG. 17 is a plan view of a
鋼板38aには、貫通孔40とスリット44とを連通する径方向スリット50が形成されている。径方向スリット50は、図17に示すように、貫通孔40と一体であるとともに径方向の外側に延び、複数のスリット44のうちの一つに連通させたものである。ここで、鋼板38aは、第1実施形態(図2)に示す鋼板38に径方向スリット50を追加したものとなっているが、他の実施形態の鋼板38でもよい。
A radial slit 50 that connects the through
一方、シャフト32では、フランジ部35(図1)が省略され、シャフト32内の内部冷媒通路34がシャフト32の長手方向の端部に及ぶ位置まで延びるように形成されている。そして、シャフト32の側面には、内部冷媒通路34に連通する冷媒供給口36が形成されている。冷媒供給口36は、径方向スリット50に対向する位置に形成されている。よって、内部冷媒通路34は、冷媒供給口36を介して径方向スリット50に連通する。
On the other hand, in the
ここで、図18に示すように、図17に示す鋼板38aの上に、同じ鋼板38aを90度の回転角度で反時計回りに回転させた鋼板38aを積層すると、径方向スリット50により挿通孔24(貫通孔40)と冷媒通路28(スリット44)とを連通する2つの連通通路56が形成される。
Here, as shown in FIG. 18, when a
鋼板38aによる90度の回転角度での回転積層を継続することにより、図16に示すように、径方向スリット50がシャフト32から冷媒通路28に冷媒をそれぞれ供給する連通通路56となるロータコア22を構築することができる。ただし、ロータコア22の積層方向の両端を構成する部分は径方向スリット50のない鋼板38を用いることが好適である。
As shown in FIG. 16, by continuing the rotational lamination with the
また、ロータコア22の一部(中央領域が好ましい)を構成する鋼板38aを90度の回転角度で9枚積層し、残りを鋼板38(径方向スリット50なし)で積層することにより、全ての冷媒通路28に径方向スリット50を介してシャフト32から冷媒を供給するロータコア22を構築できる。
Also, nine sheets of
本実施形態では、スリット44の個数が、収容部形成孔42の個数及びその約数及び倍数とは異なる個数であるので、径方向スリット50を備えた鋼板38aを回転積層することにより、ロータコア22中央部から全ての冷媒通路28に連通通路56(径方向スリット50)を介して冷媒を供給することができる。なお、図16において、鋼板38aに径方向スリット50が1個形成されているが、2個以上形成してもよい。
In the present embodiment, the number of the
[第6実施形態]
図19は、第6実施形態に係る回転電機10の軸方向に沿った断面図である。図20は、第6実施形態に係る回転電機10を構成する鋼板38bの平面図である。図21は、図20に図示した鋼板38bの上に同じ鋼板38bを反時計回りに90度回転させて積層させた場合の平面図である。第6実施形態は、第5実施形態と同様に、ロータコア22の軸心(シャフト32から)冷媒を冷媒通路28に供給する構成となっている。
[Sixth Embodiment]
FIG. 19 is a cross-sectional view along the axial direction of the rotating electrical machine 10 according to the sixth embodiment. FIG. 20 is a plan view of a
鋼板38bには、内側スリット52と外側スリット54が設けられている。内側スリット52は、貫通孔40と一体であるとともに、例えば複数のスリット44のいずれか一つのスリット44に向けて径方向の外側に向けて延びるとともに当該スリット44から離間するように形成されている。外側スリット54は、内側スリット52から周方向で鋼板38bの回転角度(90度)回転した位置にあるスリット44に一体に形成され、例えば貫通孔40に向けて、径方向の内側に延びるとともに貫通孔40に離間するように形成されている。ここで、内側スリット52の径方向の外側の端部は、外側スリット54の径方向の内側の端部よりも径方向で外側となるように形成されている。
The
一方、シャフト32の側面には、内部冷媒通路34に連通する冷媒供給口36が形成されている。冷媒供給口36は、内側スリット52に対向する位置に形成されている。よって、内部冷媒通路34は、冷媒供給口36を介して内側スリット52に連通する。
On the other hand, a
ここで、図21に示すように、図20に示す鋼板38bの上に、同じ鋼板38bを90度の回転角度で反時計回りに回転させた鋼板38bを積層すると、内側スリット52と外側スリット54が積層方向で互いに連通して貫通孔40とスリット44とを連通する連通通路56が形成される。
Here, as shown in FIG. 21, when the
鋼板38bによる90度の回転角度での回転積層を継続することにより、図19に示すように、内側スリット52及び外側スリット54が、シャフト32(冷媒供給口36)から全ての冷媒通路28に冷媒をそれぞれ供給する連通通路56となるロータコア22を構築することができる。ただし、ロータコア22の積層方向の両端を構成する部分は径方向スリット50のない鋼板38を用いることが好適である。
By continuing the rotation lamination with the
また、ロータコア22の一部(中央領域が好ましい)を構成する鋼板38bを90度の回転角度で10枚積層し、残りを鋼板38で積層することにより、全ての冷媒通路28に内側スリット52及び外側スリット54を介してシャフト32から冷媒を供給するロータコア22を構築できる。
Further, by laminating 10
本実施形態においても、スリット44の個数が、収容部形成孔42の個数及びその約数及び倍数とは異なる個数であるので、内側スリット52及び外側スリット54を備えた鋼板38bを回転積層することにより、ロータコア22中央部から全ての冷媒通路28に連通通路56(内側スリット52及び外側スリット54)を介して冷媒を供給することができる。なお、図21において、内側スリット52及び外側スリット54は、貫通孔40を挟んだ反対側にも形成してよい。
Also in the present embodiment, since the number of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the said embodiment showed only a part of application example of this invention, and the meaning which limits the technical scope of this invention to the specific structure of the said embodiment. Absent.
10 回転電機
20 ロータ
22 ロータコア
28 冷媒通路
30 磁石
32 シャフト
38 鋼板
44 スリット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating
Claims (8)
前記ロータコアの軸方向に沿って配置された複数の磁石と、を備え、
前記ロータコアは、
前記磁石を収容するとともに周方向に並んで配置された複数の収容部を備え、
前記鋼板は、
前記鋼板が積層されることにより前記収容部を形成する複数の収容部形成孔と、
前記収容部形成孔に隣接して形成されるとともに前記収容部形成孔の個数及びその約数及び倍数とは異なる個数で前記周方向に並んで形成された複数のスリットと、を備え、
前記収容部を形成する回転角度で前記鋼板が回転積層されることで、互いに接触する一方の前記鋼板の前記スリットの一部と他方の前記鋼板の前記スリットの一部が積層方向で互いに連通し、前記ロータコアにおいて前記磁石を冷却するための冷媒が流通する冷媒通路が形成されていることを特徴とする回転電機のロータ。 A rotor core formed by laminating steel plates and supported by a shaft;
A plurality of magnets arranged along the axial direction of the rotor core,
The rotor core is
A plurality of accommodating portions arranged to line up in the circumferential direction while accommodating the magnet,
The steel plate
A plurality of housing portion forming holes for forming the housing portion by laminating the steel plates;
A plurality of slits formed adjacent to the housing portion forming hole and arranged in the circumferential direction at a number different from the number of the housing portion forming hole and its divisor and multiple,
By rotating and laminating the steel plates at a rotation angle that forms the housing portion, a part of the slits of one of the steel plates that are in contact with each other and a part of the slits of the other steel plate communicate with each other in the laminating direction. A rotor for a rotating electrical machine, wherein a coolant passage through which a coolant for cooling the magnet flows is formed in the rotor core.
複数の前記スリットは、
径方向の位置が前記スリットの前記周方向の並び順に周期的に変化するように形成され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 1,
The plurality of slits are
A rotor of a rotating electrical machine, wherein the radial position is formed so as to periodically change in the order of arrangement of the slits in the circumferential direction.
前記ロータコアは、
前記鋼板を同じ前記回転角度の配置で複数積層して形成された積層鋼板が、前記回転角度で回転積層されたものであることを特徴とする回転電機のロータ。 In the rotor of the rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
The rotor core is
A rotor of a rotating electrical machine, wherein a laminated steel plate formed by laminating a plurality of the steel plates at the same rotation angle is rotated and laminated at the rotation angle.
前記回転角度をθ、
全周角度を前記鋼板に形成された前記スリットの個数で除算して得られる角度をα、
角度αと前記スリットの前記周方向の両端から前記鋼板の中心を見込む中心角との割合をP、としたとき、
0<(θ/α)−[θ/α]<P、かつ、0<(θ/α)−[θ/α]<1−P
または、
P<(θ/α)−[θ/α]<1、かつ、1−P<(θ/α)−[θ/α]<1(ただし、[θ/α]は、θ/αを超えない最大の整数)
の関係を満たすことを特徴とする回転電機のロータ。 The rotor of the rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3,
The rotation angle is θ,
The angle obtained by dividing the total circumferential angle by the number of slits formed in the steel sheet is α,
When the ratio between the angle α and the central angle at which the center of the steel sheet is viewed from both ends in the circumferential direction of the slit is P,
0 <(θ / α) − [θ / α] <P and 0 <(θ / α) − [θ / α] <1-P
Or
P <(θ / α)-[θ / α] <1, and 1-P <(θ / α)-[θ / α] <1 (where [θ / α] exceeds θ / α Not the largest integer)
A rotor of a rotating electrical machine characterized by satisfying the above relationship.
前記回転角度をθ、
全周角度を前記鋼板に形成された前記スリットの個数で除算して得られる角度をα、
角度αと前記スリットの前記周方向の両端から前記鋼板の中心を見込む中心角との割合をP、としたとき、
0<(θ/α)−[θ/α]<P、かつ、1−P<(θ/α)−[θ/α]<1(ただし、[θ/α]は、θ/αを超えない最大の整数)
の関係を満たすことを特徴とする回転電機のロータ。 The rotor of the rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3,
The rotation angle is θ,
The angle obtained by dividing the total circumferential angle by the number of slits formed in the steel sheet is α,
When the ratio between the angle α and the central angle at which the center of the steel sheet is viewed from both ends in the circumferential direction of the slit is P,
0 <(θ / α)-[θ / α] <P and 1-P <(θ / α)-[θ / α] <1 (where [θ / α] exceeds θ / α Not the largest integer)
A rotor of a rotating electrical machine characterized by satisfying the above relationship.
前記スリットの前記周方向の長さが、前記周方向で互いに隣接する2つの前記スリットの間にある梁の前記周方向の長さよりも長いことを特徴とする回転電機のロータ。 The rotor of the rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3,
The rotor of a rotating electrical machine, wherein the circumferential length of the slit is longer than the circumferential length of a beam between two slits adjacent to each other in the circumferential direction.
前記鋼板のうち、前記ロータコアの少なくとも一部を構成する前記鋼板は、
前記シャフトが貫通する貫通孔と、
前記貫通孔と複数の前記スリットの少なくとも一つに連通する径方向スリットと、を備え、
前記シャフトは、前記冷媒を流通させる内部冷媒通路と、前記径方向スリットに対向する位置に形成され前記内部冷媒通路に連通する冷媒供給口と、を備え、
当該鋼板が回転積層されることで、前記径方向スリットが前記シャフトから前記冷媒通路に前記冷媒をそれぞれ供給する連通通路になっていることを特徴とする回転電機のロータ。 The rotor of the rotary electric machine according to any one of claims 1 to 6,
Among the steel plates, the steel plate constituting at least a part of the rotor core,
A through hole through which the shaft passes;
A radial slit communicating with at least one of the through hole and the plurality of slits,
The shaft includes an internal refrigerant passage through which the refrigerant flows, and a refrigerant supply port that is formed at a position facing the radial slit and communicates with the internal refrigerant passage.
A rotor of a rotating electrical machine, wherein the steel sheet is rotationally laminated so that the radial slit serves as a communication passage for supplying the refrigerant from the shaft to the refrigerant passage.
前記鋼板のうち、前記ロータコアの少なくとも一部を構成する前記鋼板は、
前記シャフトが貫通する貫通孔と、
前記貫通孔と一体に形成されるとともに径方向の外側に延びる内側スリットと、
前記内側スリットから前記周方向で前記回転角度により回転した位置において前記スリットと一体に形成されるとともに径方向の内側に延びる外側スリットと、を備え、
前記シャフトは、前記冷媒を流通させる内部冷媒通路と、前記内側スリットに対向する位置に形成され前記内部冷媒通路に連通する冷媒供給口と、を備え、
当該鋼板が回転積層されることで、前記内側スリットと前記外側スリットが積層方向で連通され、前記シャフトから前記冷媒通路に前記冷媒を供給する連通通路が形成されていることを特徴とする回転電機のロータ。 The rotor of the rotary electric machine according to any one of claims 1 to 6,
Among the steel plates, the steel plate constituting at least a part of the rotor core,
A through hole through which the shaft passes;
An inner slit formed integrally with the through hole and extending radially outward;
An outer slit formed integrally with the slit at a position rotated by the rotation angle in the circumferential direction from the inner slit and extending radially inward,
The shaft includes an internal refrigerant passage through which the refrigerant flows, and a refrigerant supply port that is formed at a position facing the inner slit and communicates with the internal refrigerant passage.
The rotating electrical machine characterized in that the inner slit and the outer slit communicate with each other in the stacking direction by rotating and laminating the steel plates, and a communication passage for supplying the refrigerant from the shaft to the refrigerant passage is formed. Rotor.
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