JP2019165559A - Magnet cooling structure and rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁石冷却構造および回転電機に関する。 The present invention relates to a magnet cooling structure and a rotating electric machine.
ハイブリッド自動車や電気自動車等に搭載される回転電機では、コイルに電流が供給されることでステータコアに磁界が形成され、ロータの磁石とステータコアとの間に磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、ロータがステータに対して回転する。 In a rotating electrical machine mounted on a hybrid vehicle, an electric vehicle, or the like, a magnetic field is formed in the stator core by supplying current to the coil, and a magnetic attractive force or a repulsive force is generated between the rotor magnet and the stator core. Thereby, a rotor rotates with respect to a stator.
上述した回転電機では、駆動に伴い発熱すると、性能低下に繋がるおそれがある。そこで、回転電機を冷却するための構成が種々検討されている。例えば、特許文献1には、内部の冷媒供給路から冷媒をシャフト外部に供給可能な冷媒供給口を有するロータシャフトと、ロータシャフトの冷媒供給口から供給される冷媒を軸方向へと流通可能な冷媒流路を内周部に有するロータコアと、を備えた構造が開示されている。特許文献1では、軸心冷却によりロータおよびステータコイルを冷却可能としている。 In the above-described rotating electrical machine, if heat is generated with driving, there is a risk of performance degradation. Therefore, various configurations for cooling the rotating electrical machine have been studied. For example, in Patent Document 1, a rotor shaft having a refrigerant supply port capable of supplying a refrigerant from the internal refrigerant supply path to the outside of the shaft, and a refrigerant supplied from the refrigerant supply port of the rotor shaft can flow in the axial direction. A structure including a rotor core having a refrigerant channel in an inner peripheral portion is disclosed. In Patent Document 1, the rotor and the stator coil can be cooled by axial cooling.
しかしながら、ロータシャフト内部の冷媒供給路からロータコア内周部の冷媒流路に向けて冷媒を流し、ロータコア外周部の磁石を冷却するには、冷媒の流れを分岐させる構造が必要であり、ロータの内部構造が複雑化する可能性がある。そのため、簡素な構造でロータの磁石を冷却する上で改善の余地があった。 However, in order to flow the refrigerant from the refrigerant supply path in the rotor shaft toward the refrigerant flow path in the inner periphery of the rotor core and cool the magnet in the outer periphery of the rotor core, a structure for branching the refrigerant flow is required. Internal structure may be complicated. Therefore, there is room for improvement in cooling the rotor magnet with a simple structure.
そこで本発明は、簡素な構造でロータの磁石を冷却することができる磁石冷却構造および回転電機を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a magnet cooling structure and a rotating electrical machine that can cool a rotor magnet with a simple structure.
(1)本発明の一態様に係る磁石冷却構造は、磁石(例えば、実施形態における磁石22)を有するロータ(例えば、実施形態におけるロータ4)と、前記ロータの軸方向の端部に設けられ、開口部(例えば、実施形態における開口部29,129)を有する端面板(例えば、実施形態における端面板23)と、を備え、前記端面板には、前記開口部に供給される冷媒を、前記ロータの回転を利用して前記磁石に向けて導く誘導壁(例えば、実施形態における誘導壁31)が設けられている。
(2)本発明の一態様において、前記ロータの軸方向から見て、前記誘導壁は、前記ロータの回転方向(例えば、実施形態におけるロータ4の回転方向R1)の下流側ほど前記ロータの径方向の内側に位置するように傾斜する斜面(例えば、実施形態における斜面31a)を有していてもよい。
(3)本発明の一態様において、前記斜面は、前記径方向の内側に向けて凸をなす弧状の曲面であってもよい。
(4)本発明の一態様において、前記曲面は、前記ロータの回転方向の下流側ほど曲率が小さくてもよい。
(5)本発明の一態様において、前記開口部は、前記ロータの径方向の外側に開口する径方向外側開口(例えば、実施形態における径方向外側開口29)を含んでいてもよい。
(6)本発明の一態様において、前記開口部は、前記ロータの軸方向の外側に開口する軸方向外側開口(例えば、実施形態における軸方向外側開口129)を含んでいてもよい。
(7)本発明の一態様において、前記ロータの軸方向から見て、前記誘導壁は、前記ロータの径方向の外端から前記径方向の内側に向けて直線状に延びる直線部(例えば、実施形態における直線部31s)と、前記直線部の前記径方向の内端から前記ロータの回転方向の下流側ほど前記径方向の内側に位置するように前記径方向の内側に向けて凸をなす弧状を有し、前記ロータの回転方向の下流側ほど曲率が小さい曲線部(例えば、実施形態における曲線部31r)と、を備えていてもよい。
(8)本発明の一態様に係る回転電機(例えば、実施形態における回転電機1)は、コイル(例えば、実施形態におけるコイル12)が装着された筒状のステータ(例えば、実施形態におけるステータ3)と、前記ステータに対して径方向の内側に配置された上記の磁石冷却構造と、を備える。
(1) A magnet cooling structure according to one aspect of the present invention is provided at a rotor (for example, the
(2) In one aspect of the present invention, when viewed from the axial direction of the rotor, the guide wall has a diameter of the rotor toward the downstream side in the rotation direction of the rotor (for example, the rotation direction R1 of the
(3) In one aspect of the present invention, the slope may be an arcuate curved surface that protrudes toward the inside in the radial direction.
(4) In one aspect of the present invention, the curved surface may have a smaller curvature toward the downstream side in the rotation direction of the rotor.
(5) In one aspect of the present invention, the opening may include a radially outer opening that opens outward in the radial direction of the rotor (for example, the radially
(6) In one aspect of the present invention, the opening may include an axial outer opening that opens outward in the axial direction of the rotor (for example, the axial
(7) In one aspect of the present invention, when viewed from the axial direction of the rotor, the guide wall extends linearly from the radially outer end of the rotor toward the radially inner side (for example, The
(8) A rotating electrical machine according to one aspect of the present invention (for example, the rotating electrical machine 1 in the embodiment) includes a cylindrical stator (for example, the
上記(1)の態様によれば、端面板には、開口部に供給される冷媒を、ロータの回転を利用して磁石に向けて導く誘導壁が設けられていることで、ロータの内部構造(ロータシャフトおよびロータコアの内部構造)を複雑化することなく、誘導壁を通じて冷媒を磁石に導くことができる。したがって、簡素な構造でロータの磁石を冷却することができる。
上記(2)の態様によれば、ロータの軸方向から見て、誘導壁は、ロータの回転方向の下流側ほどロータの径方向の内側に位置するように傾斜する斜面を有することで、斜面に沿って冷媒が流れるため、より一層スムーズに冷媒を磁石に導くことができる。
上記(3)の態様によれば、斜面が径方向の内側に向けて凸をなす弧状の曲面であることで、斜面が平面である場合と比較して、更にスムーズに冷媒を磁石に導くことができる。
上記(4)の態様によれば、曲面はロータの回転方向の下流側ほど曲率が小さいことで、曲面の曲率が一定である場合と比較して、更にスムーズに冷媒を磁石に導くことができる。
上記(5)の態様によれば、開口部が、ロータの径方向の外側に開口する径方向外側開口を含むことで、ロータの径方向の外側から供給される冷媒を利用して磁石を冷却することができる。
上記(6)の態様によれば、開口部が、ロータの軸方向の外側に開口する軸方向外側開口を含むことで、ロータの軸方向の外側から供給される冷媒を利用して磁石を冷却することができる。
上記(7)の態様によれば、ロータの軸方向から見て、誘導壁がロータの径方向の外端から径方向の内側に向けて直線状に延びる直線部を備えることで、直線部において、ロータの径方向の外側から供給される冷媒を径方向の内側に向けてスムーズに導くことができる。加えて、ロータの軸方向から見て、誘導壁が、直線部の径方向の内端からロータの回転方向の下流側ほど径方向の内側に位置するように径方向の内側に向けて凸をなす弧状を有し、ロータの回転方向の下流側ほど曲率が小さい曲線部を備えることで、曲線部において、直線部から供給される冷媒を磁石に向けてスムーズに導くことができる。したがって、簡素な構造でロータの磁石をより効果的に冷却することができる。
上記(8)の態様によれば、コイルが装着された筒状のステータと、ステータに対して径方向の内側に配置された上記の磁石冷却構造と、を備えることで、簡素な構造でロータの磁石を冷却することができる回転電機を提供することができる。
According to the above aspect (1), the end face plate is provided with the guide wall that guides the refrigerant supplied to the opening toward the magnet using the rotation of the rotor, so that the internal structure of the rotor The refrigerant can be guided to the magnet through the guide wall without complicating the (inner structure of the rotor shaft and the rotor core). Therefore, the magnet of the rotor can be cooled with a simple structure.
According to the above aspect (2), the guide wall has an inclined surface that is inclined so that the downstream side in the rotational direction of the rotor is positioned on the inner side in the radial direction of the rotor as viewed from the axial direction of the rotor. Since the refrigerant flows along, the refrigerant can be guided to the magnet more smoothly.
According to the above aspect (3), since the inclined surface is an arcuate curved surface that protrudes inward in the radial direction, the refrigerant is more smoothly guided to the magnet than in the case where the inclined surface is a flat surface. Can do.
According to the above aspect (4), the curvature of the curved surface is smaller toward the downstream side in the rotation direction of the rotor, so that the refrigerant can be more smoothly guided to the magnet than in the case where the curvature of the curved surface is constant. .
According to the above aspect (5), the opening includes the radially outer opening that opens outward in the radial direction of the rotor, so that the magnet is cooled using the refrigerant supplied from the radially outer side of the rotor. can do.
According to the above aspect (6), the opening includes the axially outer opening that opens outward in the axial direction of the rotor, so that the magnet is cooled using the refrigerant supplied from the axially outer side of the rotor. can do.
According to the aspect of the above (7), the guide wall includes a straight portion that extends linearly from the outer end in the radial direction of the rotor toward the inner side in the radial direction when viewed from the axial direction of the rotor. The refrigerant supplied from the outside in the radial direction of the rotor can be smoothly guided toward the inside in the radial direction. In addition, when viewed from the axial direction of the rotor, the guide wall protrudes inward in the radial direction so that the guide wall is located on the inner side in the radial direction from the inner end in the radial direction of the linear portion toward the downstream side in the rotational direction of the rotor By providing the curved portion having an arc shape and a smaller curvature toward the downstream side in the rotation direction of the rotor, the refrigerant supplied from the straight portion can be smoothly guided toward the magnet in the curved portion. Therefore, the magnet of the rotor can be more effectively cooled with a simple structure.
According to the aspect of the above (8), the rotor has a simple structure by including the cylindrical stator on which the coil is mounted and the above-described magnet cooling structure disposed radially inside the stator. It is possible to provide a rotating electrical machine capable of cooling the magnets.
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。実施形態においては、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される回転電機(走行用モータ)を挙げて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the embodiment, a rotating electric machine (traveling motor) mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle will be described.
<回転電機>
図1は、実施形態に係る回転電機1の全体構成を示す概略構成図である。図1は、軸線Cを含む仮想平面で切断した断面を含む図である。
図1に示すように、回転電機1は、ケース2、ステータ3、ロータ4、出力シャフト5、および冷媒供給機構(不図示)を備える。
<Rotating electrical machinery>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an overall configuration of a rotating electrical machine 1 according to the embodiment. FIG. 1 is a diagram including a cross section cut along a virtual plane including an axis C. FIG.
As shown in FIG. 1, the rotating electrical machine 1 includes a
ケース2は、ステータ3およびロータ4を収容する筒状の箱形をなしている。ケース2内には、冷媒(不図示)が収容されている。ステータ3の一部は、ケース2内において、冷媒に浸漬された状態で配置されている。例えば、冷媒としては、トランスミッションの潤滑や動力伝達等に用いられる作動油である、ATF(Automatic Transmission Fluid)等が用いられる。
The
出力シャフト5は、ケース2に回転可能に支持されている。図1において符号6は、出力シャフト5を回転可能に支持する軸受を示す。以下、出力シャフト5の軸線Cに沿う方向を「軸方向」、軸線Cに直交する方向を「径方向」、軸線C周りの方向を「周方向」とする。
The
ステータ3は、ステータコア11と、ステータコア11に装着されたコイル12と、を備える。
ステータコア11は、軸線Cと同軸に配置された筒状をなしている。ステータコア11は、ケース2の内周面に固定されている。例えば、ステータコア11は、電磁鋼板が軸方向に積層されて構成されている。なお、ステータコア11は、金属磁性粉末を圧縮成形した、いわゆる圧粉コアであってもよい。
The
The
コイル12は、ステータコア11に装着されている。コイル12は、周方向に関して互いに120°の位相差をもって配置されたU相コイル、V相コイル及びW相コイルを備える。コイル12は、ステータコア11のスロット(不図示)に挿通された挿通部12aと、ステータコア11から軸方向に突出したコイルエンド部12bと、を備える。ステータコア11には、コイル12に電流が流れることで磁界が発生する。
The
ロータ4は、ステータ3に対して径方向の内側に、間隔をあけて配置されている。ロータ4は、出力シャフト5に固定されている。ロータ4は、軸線C回りに出力シャフト5と一体で回転可能に構成されている。ロータ4は、ロータコア21、磁石22および端面板23を備える。実施形態において、磁石22は永久磁石である。
The
ロータコア21は、軸線Cと同軸に配置された筒状をなしている。ロータコア21の径方向内側には、出力シャフト5が圧入固定されている。ロータコア21は、ステータコア11と同様に電磁鋼板が軸方向に積層されて構成されていても、圧粉コアであってもよい。
The
ロータコア21の外周部には、ロータコア21を軸方向に貫通する磁石保持孔25が設けられている。磁石保持孔25は、周方向に間隔をあけて複数配置されている。各磁石保持孔25内には、磁石22が挿入されている。
ロータコア21の内周部には、ロータコア21を軸方向に貫通する不図示の流路(ロータ内部流路)が形成されている。
A
A flow path (not shown) (rotor internal flow path) that penetrates the
端面板23は、ロータコア21に対して軸方向の両端部に配置されている。端面板23の径方向内側には、出力シャフト5が圧入固定されている。端面板23は、ロータコア21における少なくとも磁石保持孔25を軸方向の両端側から覆っている。端面板23は、ロータコア21の軸方向の外端面に当接している。
The
図2に示すように、端面板23には、端面板23を軸方向に貫通する貫通孔28が設けられている。貫通孔28は、端面板23にかかる応力緩和、端面板23の軽量化などのために設けられている。貫通孔28は、冷媒の排出孔としても機能する。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、端面板23には、端面板23の径方向外側に開口する開口部29(以下「径方向外側開口29」ともいう。)が設けられている。径方向外側開口29は、周方向に間隔をあけて複数配置されている。径方向外側開口29は、軸方向で磁石22と隣り合う位置に配置されている。径方向外側開口29には、不図示の冷媒供給機構により、ステータ冷却油などの冷媒(外部から滴下された冷媒)が供給される。
図2において、矢印R1はロータ4の回転方向、矢印Q1は径方向外側開口29に供給される冷媒の流入方向をそれぞれ示す。
As shown in FIG. 3, the
In FIG. 2, arrow R <b> 1 indicates the rotation direction of the
<誘導壁>
図4に示すように、端面板23には、径方向外側開口29に供給される冷媒を、ロータ4の回転を利用して磁石22に向けて導く誘導壁31が設けられている。実施形態において、誘導壁31は、ロータ4の軸方向の両端部に位置する一対の端面板23のそれぞれに設けられている。図4において、矢印R1はロータ4の回転方向、矢印Q1は径方向外側開口29に供給される冷媒の流入方向をそれぞれ示す。
<Induction wall>
As shown in FIG. 4, the
ロータ4の軸方向から見て、誘導壁31は、ロータ4の回転方向R1の下流側ほどロータ4の径方向の内側に位置するように傾斜する斜面31aを有する。言い換えると、斜面31aは、軸線Cおよび軸線Cに直交する線を含む仮想平面に対して、ロータ4の回転方向R1の下流側ほどロータ4の径方向の内側に位置するように傾斜する。
When viewed from the axial direction of the
斜面31aは、径方向の内側に向けて凸をなす弧状の曲面である。曲面は、ロータ4の回転方向R1の下流側ほど曲率が小さい。
The
具体的に、実施形態に係る誘導壁31は、ロータ4の軸方向から見て、直線部31sと、直線部31sに連なる曲線部31rと、を備える。
ロータ4の軸方向から見て、直線部31sは、ロータ4の径方向の外端から径方向の内側に向けて直線状に延びている。
ロータ4の軸方向から見て、曲線部31rは、直線部31sの径方向の内端からロータ4の回転方向R1の下流側ほど径方向の内側に位置するように径方向の内側に向けて凸をなす弧状を有している。曲線部31rは、ロータ4の回転方向R1の下流側ほど曲率が小さい。
Specifically, the
When viewed from the axial direction of the
When viewed from the axial direction of the
端面板23には、径方向外側開口29に連通する螺旋状の溝30(以下「螺旋溝30」ともいう。)が設けられている。ロータ4の軸方向から見て、螺旋溝30は、ロータ4の回転方向R1の下流側ほど先窄みになるように径方向の内側に窪む尖鋭形状をなしている。螺旋溝30の先端部(尖鋭部)は、磁石22に向けて開口している。
The
端面板23には、螺旋溝30に供給された冷媒を、ロータ4の回転を利用して螺旋溝30内に滞留させる第二壁32が設けられている。ロータ4の軸方向から見て、第二壁は、ロータ4の回転方向R1の下流側ほど径方向の内側に位置するように径方向の内側に向けて凸をなす弧状を有している。第二壁32は、誘導壁31と共に螺旋溝30を区画している。
The
<作用>
以下、実施形態の誘導壁31の作用について説明する。
まず、比較例について図5を参照して説明する。
図5に示すように、比較例に係る端面板23Xには、径方向の内側に窪むU字状の凹部30Xが設けられている。凹部30Xは、第一平面壁31Xと、ロータ4の回転方向R1で第一平面壁31Xと対向する第二平面壁32Xと、第一平面壁31Xの径方向の内端と第二平面壁32Xの径方向の内端とを繋ぐ第三平面壁33Xと、を備える。図5において矢印R2は、ロータ4の回転方向R1における接線方向成分を示す。
<Action>
Hereinafter, the operation of the
First, a comparative example will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, the
比較例においては、ロータ4の回転により冷媒が凹部30Xの第一平面壁31Xと衝突したとき、過大な衝撃力が生じ、冷媒が凹部30Xの外へ跳ね返されてしまう可能性が高い。図5において、矢印Q1はステータ冷却油などの冷媒の供給方向、矢印Q2は衝撃力により冷媒が跳ね返される方向をそれぞれ示す。
加えて、比較例においては、ロータ4の回転に伴う遠心力によって、冷媒が凹部に入り込んだとしても、凹部の外へ押し出されてしまう可能性が高い。
そのため、比較例においては、凹部30Xを磁石(不図示)に向けて開口させたとしても、冷媒が磁石に到達しにくい。
In the comparative example, when the refrigerant collides with the first
In addition, in the comparative example, even if the refrigerant enters the recess due to the centrifugal force accompanying the rotation of the
Therefore, in the comparative example, even if the
次に、実施形態について図6を参照して説明する。
実施形態においては、誘導壁31の斜面31aが径方向の内側に向けて凸をなす弧状の曲面であることで、ロータ4の回転により冷媒が曲面と衝突しても、過大な衝撃力は生じず、冷媒が螺旋溝30の外へ跳ね返されてしまう可能性は低い。
加えて、実施形態においては、ロータ4の回転により冷媒が曲面に沿って流れるため、ロータ4の回転に伴う遠心力によって冷媒が螺旋溝30の外へ押し出される可能性が低い。図6において矢印Q3は、曲面に沿う冷媒の流れ方向を示す。
Next, an embodiment will be described with reference to FIG.
In the embodiment, since the
In addition, in the embodiment, since the refrigerant flows along the curved surface by the rotation of the
具体的に、実施形態においては、誘導壁31がロータ4の径方向の外端から径方向の内側に向けて直線状に延びる直線部31s(図4参照、径方向に沿う平面)を備えることで、冷媒を直線部31sに沿って螺旋溝30内へ浸入させることができる。すなわち、実施形態においては、螺旋溝30内に対して冷媒が最初に入り込む部分が径方向に沿う直線部31sであるため、冷媒を遮る部分はなく、冷媒を螺旋溝30内へスムーズに浸入させることができる。
Specifically, in the embodiment, the
加えて、実施形態においては、誘導壁31が直線部31sの径方向の内端からロータ4の回転方向R1の下流側ほど径方向の内側に位置するように径方向の内側に向けて凸をなす弧状を有する曲線部31r(図4参照、曲面)を備えることで、直線部31sを経て螺旋溝30内に浸入した冷媒を、曲線部31rによってロータ4の回転方向R1の上流側から瞬時にかぶせることができるため、ロータ4の回転に伴う遠心力によって冷媒が螺旋溝30の外へ押し出されることを抑制することができる。
In addition, in the embodiment, the
加えて、実施形態においては、曲線部31rはロータ4の回転方向R1の下流側ほど曲率が小さいことで、ロータ4の回転により曲線部31rでかぶさっている冷媒を、磁石22に向けて開口する螺旋溝30の先端部に向けて、曲線部31rに沿ってスムーズに流すことができる(図4参照)。
そのため、実施形態においては、比較例に比べて冷媒が磁石22に到達しやすい。なお、磁石22に向けて流れた冷媒は、上述の貫通孔28(排出孔)を通じて端面板23の表面を流れていく。図4において矢印Q4は、磁石22に向けて流れた冷媒の排出方向を示す。
In addition, in the embodiment, the
Therefore, in the embodiment, the refrigerant easily reaches the
以上説明したように、上記実施形態の磁石冷却構造は、磁石22を有するロータ4と、ロータ4の軸方向の端部に設けられ、開口部29を有する端面板23と、を備え、端面板23には、開口部29に供給される冷媒を、ロータ4の回転を利用して磁石22に向けて導く誘導壁31が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、端面板23には、開口部29に供給される冷媒を、ロータ4の回転を利用して磁石22に向けて導く誘導壁31が設けられていることで、ロータ4の内部構造(出力シャフト5およびロータコア21の内部構造)を複雑化することなく、誘導壁31を通じて冷媒を磁石に導くことができる。したがって、簡素な構造でロータ4の磁石22を冷却することができる。
As described above, the magnet cooling structure of the above embodiment includes the
According to this configuration, the
上記実施形態では、ロータ4の軸方向から見て、誘導壁31は、ロータ4の回転方向R1の下流側ほどロータ4の径方向の内側に位置するように傾斜する斜面31aを有することで、斜面31aに沿って冷媒が流れるため、より一層スムーズに冷媒を磁石22に導くことができる。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、斜面31aが径方向の内側に向けて凸をなす弧状の曲面であることで、斜面31aが平面である場合と比較して、更にスムーズに冷媒を磁石22に導くことができる。
In the above embodiment, since the
上記実施形態では、曲面はロータ4の回転方向R1の下流側ほど曲率が小さいことで、曲面の曲率が一定である場合と比較して、更にスムーズに冷媒を磁石22に導くことができる。
In the embodiment described above, the curved surface has a smaller curvature toward the downstream side in the rotation direction R <b> 1 of the
上記実施形態では、開口部29がロータ4の径方向の外側に開口する径方向外側開口29を含むことで、ロータ4の径方向の外側から供給される冷媒を利用して磁石22を冷却することができる。
In the embodiment described above, the
上記実施形態では、ロータ4の軸方向から見て、誘導壁31がロータ4の径方向の外端から径方向の内側に向けて直線状に延びる直線部31sを備えることで、直線部31sにおいて、ロータ4の径方向の外側から供給される冷媒を径方向の内側に向けてスムーズに導くことができる。加えて、ロータ4の軸方向から見て、誘導壁31が、直線部31sの径方向の内端からロータ4の回転方向R1の下流側ほど径方向の内側に位置するように径方向の内側に向けて凸をなす弧状を有し、ロータ4の回転方向R1の下流側ほど曲率が小さい曲線部31rを備えることで、曲線部31rにおいて、直線部31sから供給される冷媒を磁石22に向けてスムーズに導くことができる。したがって、簡素な構造でロータ4の磁石22をより効果的に冷却することができる。
In the said embodiment, seeing from the axial direction of the
上記実施形態の回転電機1は、コイル12が装着された筒状のステータ3と、ステータ3に対して径方向の内側に配置された上記の磁石冷却構造と、を備えることで、簡素な構造でロータ4の磁石を冷却することができる回転電機1を提供することができる。
The rotating electrical machine 1 according to the above embodiment includes a
以下、実施形態の変形例について説明する。各変形例において、実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳細説明を省略する。 Hereinafter, modifications of the embodiment will be described. In each modified example, the same components as those in the embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
(第一変形例)
上述した実施形態では、開口部がロータ4の径方向の外側に開口する径方向外側開口29を含む構成について説明したが、これに限らない。例えば、図7に示すように、開口部が、ロータ4の軸方向の外側に開口する軸方向外側開口129を含んでいてもよい。図8に示すように、軸方向外側開口129は、螺旋溝30において先端部とは反対側の部分に連通している。
(First modification)
In the above-described embodiment, the configuration in which the opening portion includes the radial
本変形例では、開口部が、ロータ4の軸方向の外側に開口する軸方向外側開口129を含むことで、ロータ4の軸方向の外側から供給される冷媒を利用して磁石22を冷却することができる。
In this modification, the opening includes an axially
なお、開口部が、径方向外側開口29および軸方向外側開口129の双方を含んでいてもよい。これにより、ロータ4の径方向の外側から供給される冷媒およびロータ4の軸方向の外側から供給される冷媒を利用して磁石22を冷却することができる。
Note that the opening may include both the radially
(第二変形例)
上述した実施形態では、斜面31aが径方向の内側に向けて凸をなす弧状の曲面である構成について説明したが、これに限らない。例えば、図9に示すように、斜面231aが平面であってもよい。ロータ4の軸方向から見て、本変形例の斜面231aは、ロータ4の回転方向R1の下流側ほどロータ4の径方向の内側に位置するように直線状に傾斜している。
(Second modification)
In the above-described embodiment, the configuration in which the
上述した実施形態では、端面板23には、開口部に連通する螺旋溝30が設けられている構成について説明したが、これに限らない。例えば、図9に示すように、端面板23には、開口部に連通するV字状の溝230(以下「V字溝230」ともいう。)が設けられていてもよい。V字溝230の先端部(尖鋭部)は、磁石(不図示)に向けて開口している。
In the above-described embodiment, the
本変形例では、斜面231aがロータ4の回転方向R1の下流側ほどロータ4の径方向の内側に位置するように直線状に傾斜する平面であることで、ロータ4の回転により冷媒が平面と衝突しても過大な衝撃力は生じず、冷媒がV字溝230の外へ跳ね返されてしまう可能性は低い。
加えて、本変形例においては、ロータ4の回転により冷媒が傾斜する平面に沿って流れるため、ロータ4の回転に伴う遠心力によって冷媒がV字溝230の外へ押し出される可能性が低い。図9において矢印Q5は、傾斜する平面に沿う冷媒の流れ方向を示す。
In the present modification, the
In addition, in this modification, since the refrigerant flows along the inclined plane due to the rotation of the
(他の変形例)
上述した実施形態では、回転電機1が、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される走行用モータである例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、回転電機1は、発電用モータやその他用途のモータ、車両用以外の回転電機(発電機を含む)であってもよい。
(Other variations)
In the above-described embodiment, the rotating electrical machine 1 has been described by taking an example of a traveling motor mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. However, the present invention is not limited to this. For example, the rotating electrical machine 1 may be a motor for power generation, a motor for other uses, or a rotating electrical machine other than for a vehicle (including a generator).
上述した実施形態では、ロータ4の回転により、端面板23に設けられた誘導壁31に沿って冷媒を磁石22に供給した例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、出力シャフト5に設けたシャフト流路を利用して、軸心冷却を更に行っていてもよい。例えば、ケース2等に設けた供給口を通して、端面板23の開口部に冷媒を供給してもよい。
In the embodiment described above, the example in which the coolant is supplied to the
上述した実施形態では、誘導壁31が、ロータ4の軸方向の両端部に位置する一対の端面板23のそれぞれに設けられている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、誘導壁31が、ロータ4の軸方向の一端部に位置する一方の端面板23にのみ設けられていてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、誘導壁31における曲線部(曲面)が、ロータ4の回転方向R1の下流側ほど曲率が小さい例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、誘導壁31における曲線部(曲面)が、ロータ4の回転方向R1の下流側ほど曲率が大きくてもよい。
In the above-described embodiment, the curved portion (curved surface) in the
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であり、上述した変形例を適宜組み合わせることも可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and additions, omissions, substitutions, and other modifications of the configuration can be made without departing from the spirit of the present invention. It is also possible to combine the above-described modified examples as appropriate.
1…回転電機
3…ステータ
4…ロータ
12…コイル
22…磁石
23…端面板
29…径方向外側開口(開口部)
31…誘導壁
31a…斜面(曲面)
31s…直線部
31r…曲線部
129…軸方向外側開口(開口部)
231a…斜面
C…軸線
R1…ロータの回転方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotating
31 ... guide
31s ...
231a ... Slope C ... Axis R1 ... Rotation direction of rotor
Claims (8)
前記ロータの軸方向の端部に設けられ、開口部を有する端面板と、を備え、
前記端面板には、前記開口部に供給される冷媒を、前記ロータの回転を利用して前記磁石に向けて導く誘導壁が設けられていることを特徴とする磁石冷却構造。 A rotor having magnets;
An end face plate provided at an axial end of the rotor and having an opening,
The magnet cooling structure, wherein the end face plate is provided with a guide wall that guides the refrigerant supplied to the opening toward the magnet by using rotation of the rotor.
前記ロータの径方向の外端から前記径方向の内側に向けて直線状に延びる直線部と、
前記直線部の前記径方向の内端から前記ロータの回転方向の下流側ほど前記径方向の内側に位置するように前記径方向の内側に向けて凸をなす弧状を有し、前記ロータの回転方向の下流側ほど曲率が小さい曲線部と、を備えることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の磁石冷却構造。 When viewed from the axial direction of the rotor, the guide wall is
A linear portion extending linearly from the radially outer end of the rotor toward the radially inner side;
The linear portion has an arc shape that protrudes inward in the radial direction so as to be located on the inner side in the radial direction from the inner end in the radial direction to the downstream side in the rotation direction of the rotor, and the rotation of the rotor The magnet cooling structure according to any one of claims 1 to 6, further comprising a curved portion having a smaller curvature toward the downstream side in the direction.
前記ステータに対して径方向の内側に配置された請求項1から7のいずれか一項に記載の磁石冷却構造と、を備えることを特徴とする回転電機。 A cylindrical stator fitted with a coil;
A rotating electrical machine comprising: the magnet cooling structure according to any one of claims 1 to 7 disposed radially inside the stator.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018051624A JP2019165559A (en) | 2018-03-19 | 2018-03-19 | Magnet cooling structure and rotary electric machine |
CN201920327272.0U CN209627154U (en) | 2018-03-19 | 2019-03-15 | Magnet cooling structure and rotating electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2019165559A true JP2019165559A (en) | 2019-09-26 |
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- 2018-03-19 JP JP2018051624A patent/JP2019165559A/en active Pending
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- 2019-03-15 CN CN201920327272.0U patent/CN209627154U/en active Active
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CN209627154U (en) | 2019-11-12 |
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