JP2020120425A - Rotor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータに関するものである。 The present invention relates to a rotor.
従来、ハイブリッド自動車や電気自動車の動力源として回転電機が使用されている。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、ロータの永久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。
ところで、ロータの軸方向における端部には、ロータをシャフトに固定するための端面板を設ける場合がある。このため、端面板を容易に製造するための技術が種々提案されている。
BACKGROUND ART Conventionally, rotating electric machines have been used as a power source for hybrid vehicles and electric vehicles. In a rotating electric machine, a current is supplied to the coil to form a magnetic field in the stator core, and a magnetic attractive force or repulsive force is generated between the permanent magnet of the rotor and the stator core. This causes the rotor to rotate with respect to the stator.
By the way, an end face plate for fixing the rotor to the shaft may be provided at the end portion of the rotor in the axial direction. For this reason, various techniques for easily manufacturing the end plate have been proposed.
例えば特許文献1には、複数のコア板が積層されて形成されたコア体と、コア体の積層方向の両端面に配置される一対のエンドプレート体と、を備え、エンドプレート体は複数枚の構成板材を厚み方向に重ね合わせることにより形成されている構成が記載されている。特許文献1に記載の技術によれば、各々の構成板材を従来のエンドプレート体の板厚に比べて薄いものにすることができるため、エンドプレート体の製造を容易にできるとされている。 For example, Patent Document 1 includes a core body formed by stacking a plurality of core plates, and a pair of end plate bodies arranged on both end surfaces of the core body in the stacking direction. The structure formed by stacking the constituent plate materials of (1) in the thickness direction is described. According to the technique described in Patent Document 1, each of the constituent plate members can be made thinner than the plate thickness of the conventional end plate body, so that the end plate body can be easily manufactured.
しかしながら、特許文献1に記載の技術にあっては、エンドプレート体(端面部材)の内部に冷媒が流通可能な冷媒路を形成した場合、2つの構成板材(端面板)の間から冷媒が漏出するおそれがある。 However, in the technique described in Patent Document 1, when the refrigerant passage through which the refrigerant can flow is formed inside the end plate body (end face member), the refrigerant leaks from between the two constituent plate members (end face plate). May occur.
そこで、本発明は、冷媒が流通可能な冷媒路が形成された端面部材において、端面部材の製造が容易で、かつ端面部材からの冷媒漏れを抑制したロータを提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a rotor in which an end surface member having a refrigerant passage through which a refrigerant can flow can be easily manufactured and in which refrigerant leakage from the end surface member is suppressed.
上記の課題を解決するため、請求項1に記載の発明に係るロータ(例えば、第1実施形態におけるロータ1)は、軸線(例えば、第1実施形態における軸線C)回りに回転可能に構成され、冷媒(例えば、第1実施形態における冷媒S)が流通する軸心冷却路(例えば、第1実施形態における軸心冷却路25)を有するシャフト(例えば、第1実施形態におけるシャフト2)と、前記シャフトに固定され、複数の鋼板(例えば、第1実施形態における鋼板30)が積層されて形成されるとともに前記軸線の軸方向に沿う冷却流路(例えば、第1実施形態における冷却流路36)が形成されたロータコア(例えば、第1実施形態におけるロータコア3)と、前記ロータコアの端面に隣接して配置され、前記軸心冷却路と前記冷却流路とを連通する冷媒路(例えば、第1実施形態における冷媒路60)を有する端面部材(例えば、第1実施形態における端面部材6)と、を備え、前記端面部材は、前記軸方向に複数の端面板が積層されることにより形成され、前記複数の端面板は、前記ロータコアから前記軸方向に最も離れた第一端面板(例えば、第1実施形態における第一端面板41)と、前記ロータコアに隣接し、かつ、前記第一端面板よりも板厚が薄い第二端面板(例えば、第1実施形態における第二端面板42)と、を含むことを特徴としている。
In order to solve the above problems, a rotor according to the invention described in claim 1 (for example, the rotor 1 in the first embodiment) is configured to be rotatable around an axis (for example, the axis C in the first embodiment). A shaft (for example, the
また、請求項2に記載の発明に係るロータは、前記第一端面板と前記第二端面板とは隣接していることを特徴としている。 A rotor according to a second aspect of the present invention is characterized in that the first end face plate and the second end face plate are adjacent to each other.
また、請求項3に記載の発明に係るロータは、前記端面部材は、前記軸方向に延びる軸方向流路(例えば、第1実施形態における第一軸方向流路46,第二軸方向流路48)と、前記軸線の径方向に延びる径方向流路(例えば、第1実施形態における第一径方向流路45)と、を有し、前記径方向流路は、前記第一端面板において前記第二端面板を向く面に形成されていることを特徴としている。
Further, in the rotor according to the invention described in
また、請求項4に記載の発明に係るロータは、前記複数の端面板は、前記第一端面板と前記第二端面板との間に挟まれた第三端面板(例えば、第2実施形態における第三端面板243)を更に含み、前記第三端面板は、前記第二端面板と同じ板厚を有することを特徴としている。 Further, in the rotor according to the invention described in claim 4, the plurality of end face plates are a third end face plate sandwiched between the first end face plate and the second end face plate (for example, the second embodiment. The third end face plate 243) is further included, and the third end face plate has the same plate thickness as the second end face plate.
また、請求項5に記載の発明に係るロータは、前記端面部材は、前記軸方向に延びる軸方向流路(例えば、第2実施形態における第一軸方向流路246,第二軸方向流路248)と、前記軸線の径方向に延びる径方向流路(例えば、第2実施形態における第三径方向流路250)と、を有し、前記径方向流路は、前記第三端面板に形成されていることを特徴としている。
Further, in the rotor according to the fifth aspect of the present invention, the end surface member has an axial flow path extending in the axial direction (for example, the first
本発明の請求項1に記載のロータによれば、端面部材は軸心冷却路と冷却流路とを連通する冷媒路を有するので、軸心冷却路を流れる冷媒は、冷媒路を通ってロータコアの冷却流路に供給される。これにより、ロータコアを冷却できる。端面部材は複数の端面板を積層することにより形成されているので、各端面板を薄く形成することができる。これにより、ひとつの部材から端面部材を形成する場合と比較して、端面部材を容易に製造できる。また、端面部材は複数の端面板により構成されているので、端面部材の内部に冷媒路を容易に形成できる。さらに、各端面板の材料を変更することにより汎用性を向上できる。
端面部材は、ロータコアから最も離れた位置に配置される第一端面板と、ロータコアに隣接する第二端面板と、を有し、第二端面板は第一端面板よりも薄く形成されている。このため、軸方向からロータコア及び端面板を挟んで固定する際、ロータコアの鋼板が軸方向の外側に開こうとする力により第二端面板が第一端面板側に押し付けられる。一方、第一端面板は第二端面板よりも厚く形成されているので、第二端面板からの開き方向の荷重を受け止めることができる。よって、各端面板の間に隙間が発生するのを抑制し、端面板からの冷媒漏れを抑制できる。
したがって、冷媒が流通可能な冷媒路が形成された端面部材において、端面部材の製造が容易で、かつ端面部材からの冷媒漏れを抑制したロータを提供できる。
According to the rotor of claim 1 of the present invention, since the end surface member has the refrigerant passage that connects the axial cooling passage and the cooling passage, the refrigerant flowing through the axial cooling passage passes through the refrigerant passage and the rotor core. Is supplied to the cooling flow path. As a result, the rotor core can be cooled. Since the end face member is formed by laminating a plurality of end face plates, each end face plate can be thinly formed. As a result, the end face member can be manufactured more easily than when the end face member is formed from one member. Further, since the end face member is composed of a plurality of end face plates, the refrigerant passage can be easily formed inside the end face member. Further, the versatility can be improved by changing the material of each end face plate.
The end face member has a first end face plate arranged at a position farthest from the rotor core and a second end face plate adjacent to the rotor core, and the second end face plate is formed thinner than the first end face plate. .. Therefore, when the rotor core and the end face plate are sandwiched and fixed from the axial direction, the second end face plate is pressed against the first end face plate side by the force of the steel plate of the rotor core trying to open outward in the axial direction. On the other hand, since the first end face plate is formed thicker than the second end face plate, the load in the opening direction from the second end face plate can be received. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a gap between the end plates and prevent the refrigerant from leaking from the end plates.
Therefore, in the end face member in which the refrigerant passage through which the coolant can flow is formed, it is possible to provide the rotor in which the end face member is easily manufactured and the refrigerant leakage from the end face member is suppressed.
本発明の請求項2に記載のロータによれば、端面部材は、第一端面板と第二端面板と、の2枚の板のみで形成されているため、端面部材の構成部材を最小限に抑えることができる。よって、部品点数の増加を抑制できる。また、第一端面板と第二端面板との間に冷媒路を形成することにより、冷媒路を容易に形成できる。よって、内部に冷媒路を有する端面部材を容易に製造できる。また、軸方向からロータコア及び端面板を挟んで固定する際、ロータコアの鋼板が軸方向の外側に開こうとする力により第二端面板が第一端面板へ押し付けられて変形する。このように、第二端面板がロータコアと第一端面板との間でパッキンとして作用することにより、各端面板間及び端面部材とロータコアとの間からの冷媒漏れを抑制できる。
According to the rotor of
本発明の請求項3に記載のロータによれば、径方向流路は、第一端面板において第二端面板を向く面に形成されているので、第一端面板と第二端面板とを積層することにより、端面部材の内部に容易に径方向流路を形成できる。径方向流路はロータコアの端面に露出しないので、例えばロータコアに形成される肉抜き孔等の冷媒の供給を目的としない部分に、意図せずに冷媒が入り込むことによるロータのアンバランスの発生を抑制できる。また、軸心冷却路からの冷媒を確実にロータコアの冷却流路に供給できるので、冷却効率を向上できる。さらに、ロータコアにおける冷却流路及び肉抜き孔の配置を自由に設定できるので、ロータコアの設計自由度を向上できる。よって、ロータのアンバランスを抑制し、冷却効率を向上するとともにロータコアの設計自由度を向上した高性能なロータとすることができる。
According to the rotor of
本発明の請求項4に記載のロータによれば、端面部材は、第一端面板と第二端面板と第三端面板と、の3枚の端面板により形成されているので、各端面板をさらに薄く形成できる。よって、端面部材を容易に製造できる。第三端面板は、第二端面板と同じ板厚を有するので、軸方向からロータコア及び端面板を挟んで固定する際、ロータコアの鋼板が軸方向の外側に開こうとする力により第二端面板及び第三端面板が第一端面板へ押し付けられて変形する。このように、第二端面板及び第三端面板がロータコアと第一端面板との間でパッキンとして作用することにより、各端面板間及び端面部材とロータコアとの間からの冷媒漏れを抑制できる。 According to the rotor of claim 4 of the present invention, since the end face member is formed by three end face plates of the first end face plate, the second end face plate, and the third end face plate, each end face plate Can be formed thinner. Therefore, the end surface member can be easily manufactured. Since the third end face plate has the same plate thickness as the second end face plate, when the rotor core and the end face plate are sandwiched and fixed from the axial direction, the second end due to the force of the steel plate of the rotor core opening outward in the axial direction. The face plate and the third end face plate are pressed against the first end face plate and deform. In this way, the second end face plate and the third end face plate act as packing between the rotor core and the first end face plate, so that refrigerant leakage from between the end face plates and between the end face member and the rotor core can be suppressed. ..
本発明の請求項5に記載のロータによれば、径方向流路は第三端面板に形成されているので、第一端面板及び第二端面板には軸方向流路のみが形成されていればよい。つまり、第一端面板は軸方向流路を有し、第二端面板は軸方向流路を有し、第三端面板は径方向流路を有する。このように、各端面板における冷媒路の構成を簡素化できるので、各端面板を例えばプレスの打ち抜き工程のみにより形成できる。よって、製造時の手間を低減し、製造コストを削減できる。また、製造が容易になるため、各冷媒路の寸法ばらつきを小さくできる。よって、端面板の製造が容易で、かつ加工精度を向上したロータとすることができる。
According to the rotor of
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るロータ1の第一断面における断面図である。図2は、第1実施形態に係るロータ1の第二断面における断面図である。具体的に、図1は、図6のI−I線に沿う断面図であり、図2は、図6のII−II線に沿う断面図である。図1及び図2では、軸線Cに対して対称となる部分を省略して図示している。
図1に示すロータ1は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車の動力源として使用される回転電機のロータ1として用いられる。ロータ1は、軸線Cを中心とする環状に形成されている。以下の説明では、ロータ1の軸線Cに沿う方向を軸方向といい、軸線Cに直交する方向を径方向といい、軸線C回りの方向を周方向という場合がある。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a first cross section of the rotor 1 according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the second cross section of the rotor 1 according to the first embodiment. Specifically, FIG. 1 is a sectional view taken along the line I-I of FIG. 6, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. In FIG. 1 and FIG. 2, a part which is symmetrical with respect to the axis C is omitted.
The rotor 1 shown in FIG. 1 is used as a rotor 1 of a rotating electric machine used as a power source of a hybrid vehicle or an electric vehicle, for example. The rotor 1 is formed in an annular shape around the axis C. In the following description, a direction along the axis C of the rotor 1 may be referred to as an axial direction, a direction orthogonal to the axis C may be referred to as a radial direction, and a direction around the axis C may be referred to as a circumferential direction.
ロータ1の径方向の外側には、不図示のステータが間隔をあけて配置される。ロータ1は、ロータ1に収容された磁石32と、ステータに装着されたコイルと、の間に磁気的な吸引力や反発力が生じることにより、ステータに対して軸線C回りに回転可能に構成されている。
図1に示すように、ロータ1は、シャフト2と、ロータコア3と、端面部材6と、カラー7と、を有する。
On the outer side of the rotor 1 in the radial direction, stators (not shown) are arranged at intervals. The rotor 1 is configured to be rotatable about the axis C with respect to the stator by generating a magnetic attractive force or a repulsive force between the
As shown in FIG. 1, the rotor 1 has a
(シャフト)
シャフト2は、軸線Cと同心となる筒状に形成されている。シャフト2は、回転電機ケースに軸受(いずれも不図示)を介して支持されている。シャフト2は、軸線C回りに回転可能とされている。シャフト2は、シャフト本体21と、突壁部22と、を有する。
(shaft)
The
シャフト本体21は、軸線Cを中心とする筒状に形成されている。シャフト本体21は、軸心冷却路25と、連通路26と、を有する。
軸心冷却路25は、シャフト本体21と同心に設けられている。軸心冷却路25は、シャフト本体21を軸方向に貫通している。軸心冷却路25には、不図示のポンプにより供給された冷媒Sが流通可能とされている。
連通路26は、シャフト本体21の内部を径方向に沿って延在している。連通路26は、軸心冷却路25とシャフト本体21の外周部21aとを連通している。連通路26は、周方向に放射状に複数設けられている。
The
The
The
突壁部22は、シャフト本体の軸方向の一方側(図1の左側)に設けられている。突壁部22は、シャフト本体21の外周部21aから径方向の外側に突出している。突壁部22は、シャフト本体21と接続されている。突壁部22は、シャフト本体21の外周部21aにおいて周方向の全周に亘って形成されている。
The protruding
(ロータコア)
ロータコア3は、軸線Cを中心とする環状に形成されている。ロータコア3は、シャフト2の径方向外側に配置されている。ロータコア3は、コア本体31と、磁石32と、を有する。
(Rotor core)
The
コア本体31は、軸線Cを中心とする環状に形成されている。コア本体31は、複数の鋼板30を軸方向に積層して形成されている。コア本体31の外形寸法は、シャフト2の突壁部22の外形寸法よりも大きい。コア本体31は、磁石保持孔35と、冷却流路36と、肉抜き孔37と、軸挿通孔38と、を有する。
The
磁石保持孔35は、コア本体31の外周部に設けられている。磁石保持孔35は、コア本体31を軸方向に貫通している。磁石保持孔35は、周方向に複数形成されている。
冷却流路36は、磁石保持孔35よりも径方向の内側に設けられている。冷却流路36は、コア本体31を軸方向に貫通している。冷却流路36は、周方向に複数(本実施形態においては8個)形成されている。
肉抜き孔37は、冷却流路36よりも径方向の内側に設けられている。肉抜き孔37は、コア本体31を軸方向に貫通している。肉抜き孔37は、周方向及び径方向に複数形成されている。
軸挿通孔38は、軸線Cと同心となるように設けられている。軸挿通孔38は、コア本体31を軸方向に貫通している。軸挿通孔38には、シャフト2が貫通した状態で圧入固定されている。これにより、ロータコア3とシャフト2とが軸線C回りに一体回転する。
The
The
The lightening
The
磁石32は、コア本体31の磁石保持孔35に挿入されている。磁石32は、例えば希土類磁石である。希土類磁石としては、例えばネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石、プラセオジム磁石等が挙げられる。
The
(端面部材)
端面部材6は、ロータコア3の端面に隣接して配置され、ロータコア3を軸方向に挟んでいる。端面部材6は、第一端面部材61と、第二端面部材62と、を有する。
第一端面部材61は、ロータコア3の軸方向における一方側に配置されている。第一端面部材61は、ロータコア3の軸方向一方側の端面に当接している。第一端面部材61は、軸方向に複数の端面板が積層されることにより形成されている。第一端面部材61は、第一端面板41と、第二端面板42と、冷媒路60と、を有する。
(End member)
The
The first
第一端面板41は、ロータコア3から軸方向に離れた位置に配置されている。第一端面板41は、シャフト2の突壁部22に当接している。
The first
図3は、第一端面板41を軸方向他方側(図1における右側)から見た正面図である。図4は、第一端面板41を軸方向一方側(図1における左側)から見た背面図である。
図3に示すように、第一端面板41は、軸線Cを中心とする環状に形成されている。第一端面板41は、アルミニウム等の金属材料により形成されている。第一端面板41の外形は、ロータコア3の外形と実質的に同じに形成されている。第一端面板41は、第一軸挿通孔44と、第一径方向流路45と、第一軸方向流路46と、を有する。
FIG. 3 is a front view of the first
As shown in FIG. 3, the first
第一軸挿通孔44は、軸線Cと同心となるように設けられている。第一軸挿通孔44は、第一端面板41を軸方向に貫通している。第一軸挿通孔44には、シャフト2が貫通した状態で圧入固定されている。
The first
第一径方向流路45は、第一端面板41における第二端面板を向く面(軸方向他方側を向く面)に形成されている(図2も参照)。第一径方向流路45は、周方向に間隔をあけて放射状に複数(本実施形態では8個)形成されている。第一径方向流路45は、供給口45aと、膨出部45bと、を有する。
供給口45aは、径方向に沿って延びている。供給口45aは、第一端面板41から軸方向一方側に向かって凹んでいる。供給口45aの径方向内側端部は、第一軸挿通孔44に連通している。換言すれば、図2に示すように、供給口45aの径方向内側端部は、シャフト2の連通路26に連通している。これにより、シャフト2の連通路26を流通する冷媒は、供給口45aへ流入可能とされている。
膨出部45bは、供給口45aよりも径方向外側に設けられている。膨出部45bは、第一端面板41から軸方向一方側に向かって凹んでいる。膨出部45bは、径方向に長軸を有する長孔状に形成されている。膨出部45bの径方向内側端部は、供給口45aに連通している。膨出部45bの径方向外側端部は、第一端面板41の径方向の中間部で終端している。正面視において、膨出部45bの周方向の幅寸法は、供給口45aの周方向の幅寸法よりも大きい。
The first
The
The bulging
第一軸方向流路46は、周方向において隣り合う第一径方向流路45の間に配置されている。第一軸方向流路46は、周方向に複数(本実施形態では8個)形成されている。第一軸方向流路46は、配給口46aと、貫通孔46bと、を有する。
配給口46aは、径方向に沿って延びている。供給口45aは、第一端面板41から軸方向一方側に向かって凹んでいる。配給口46aの径方向内側端部は、第一軸挿通孔44に連通している。換言すれば、図1に示すように、配給口46aの径方向内側端部は、シャフト2の連通路26に連通している。これにより、シャフト2の連通路26を流通する冷媒は、配給口46aへ流入可能とされている。
貫通孔46bは、配給口46aよりも径方向外側に設けられている。図3及び図4に示すように、貫通孔46bは、第一端面板41を軸方向に貫通している。貫通孔46bは、周方向に長軸を有する長孔状に形成されている。図3に示すように、貫通孔46bの径方向内側端部は、配給口46aに連通している。貫通孔46bの径方向外側端部は、膨出部45bの径方向外側端部よりも径方向内側に位置している。
The first
The
The through
図1に戻って、第二端面板42は、ロータコア3及び第一端面板41に隣接している。具体的に、第二端面板42の軸方向他方側の端面は、ロータコア3に当接している。第二端面板42の軸方向一方側の端面は、第一端面板41に当接している。第二端面板42は、第一端面板41よりも板厚が薄くなるように形成されている。
Returning to FIG. 1, the second
図5は、第二端面板42を軸方向他方側から見た正面図である。図6は、第一端面板41と第二端面板42とを重ねた状態における軸方向他方側から見た正面図である。
図5に示すように、第二端面板42は、軸線Cを中心とする環状に形成されている。第二端面板42は、アルミニウム等の金属材料により形成されている。第二端面板42の外形は、ロータコア3の外形と実質的に同じに形成されている。第二端面板42は、第二軸挿通孔47と、第二軸方向流路48と、を有する。
FIG. 5 is a front view of the
As shown in FIG. 5, the second
第二軸挿通孔47は、軸線Cと同心となるように設けられている。第二軸挿通孔47は、第二端面板42を軸方向に貫通している。第二軸挿通孔47には、シャフト2が挿通されている。
The second
第二軸方向流路48は、断面円形状を有し、第二端面板42を軸方向に貫通している。第二軸方向流路48は、周方向に複数(本実施形態では8個)形成されている。図6に示すように、第二軸方向流路48は、第一端面板41の第一径方向流路45に対応する位置に形成されている。具体的に、第二軸方向流路48は、周方向において第一径方向流路45の膨出部45bと一致する位置に形成されている。第二軸方向流路48は、径方向において一部が膨出部45bと重なるとともに、膨出部45bよりも径方向外側に位置している。図2に示すように、第二軸方向流路48は、第一端面板41の第一径方向流路45及びロータコア3の冷却流路36にそれぞれ連通している。第二軸方向流路48は、冷却流路36よりも径方向内側に位置している。
The second
図6に示すように、第一端面板41及び第二端面板42を積層した積層状態において、紙面手前側に第二端面板42が配置され、紙面奥側に第一端面板41が配置されている。
冷媒路60は、第一端面板41の第一径方向流路45と、第一端面板41の第一軸方向流路46と、第二端面板42の第二軸方向流路48と、を有する。図1及び図2に示すように、第一端面板41と第二端面板42とが軸方向に積層されることにより、第一端面部材61の内部に冷媒路60が設けられる。冷媒路60は、シャフト2の軸心冷却路25とロータコア3の冷却流路36とを連通している。
As shown in FIG. 6, in a laminated state in which the first
The
図1に示すように、第二端面部材62は、ロータコア3の軸方向における他方側に配置されている。第二端面部材62は、ロータコア3の軸方向他方側の端面に当接している。第二端面部材62は、軸線Cを中心とする環状に形成されている。第二端面部材62は、アルミニウム等の金属材料により形成されている。第二端面部材62の外形は、ロータコア3の外形と実質的に同じに形成されている。第二端面部材62は、排出孔65を有する。排出孔65は、断面円形状を有し、第二端面板42を軸方向に貫通している。排出孔65は、ロータコア3の冷却流路36に連通している。
As shown in FIG. 1, the second
(カラー)
カラー7は、第二端面部材62よりも軸方向の他方側に配置されている。カラー7は、第二端面部材62に当接している。カラー7は、軸線Cを中心とする環状に形成されている。カラー7は、例えば鉄等の金属材料により形成されている。カラー7の内周部7aには、シャフト2が圧入固定されている。カラー7の外形寸法は、シャフト2の突壁部22の外形寸法よりも小さい。カラー7は、カラー7とシャフト2の突壁部22との間に配置されたロータコア3及び端面部材6を軸方向に押圧している。
(Color)
The collar 7 is arranged on the other side in the axial direction with respect to the second
(ロータの作用、効果)
次に、ロータ1の作用、効果について説明する。
図1に示すように、ロータ1が回転すると、ロータ1の外部からポンプによりシャフト2の軸心冷却路25に冷媒Sが供給される。軸心冷却路25に供給された冷媒Sは、回転の遠心力により連通路26に流入し、連通路26内を径方向の外側に向かって移動する。連通路26から第一端面部材61の冷媒路60に供給された冷媒Sは、図1に示すように第一端面板41の第一軸方向流路46に流入する冷媒Sと、図2に示すように第一端面板41の第一径方向流路45に流入する冷媒Sと、に分けられる。
(Action and effect of rotor)
Next, the operation and effect of the rotor 1 will be described.
As shown in FIG. 1, when the rotor 1 rotates, the coolant S is supplied from the outside of the rotor 1 to the
図1に示すように、連通路26を流れる冷媒Sの一部は、第一端面板41の第一軸方向流路46に流入する。具体的に、冷媒Sは連通路26から第一軸方向流路46の配給口46aに流入し、配給口46a内を径方向外側に向かって移動する。その後、冷媒Sは、配給口46aから貫通孔46bに流入する。貫通孔46bに流入した冷媒Sは、軸方向一方側に向かって移動し、第一端面板41の軸方向一方側の端面からロータ1外部へ排出される。第一端面板41から排出された冷媒Sは、遠心力とその慣性力により径方向外側に飛散する。これにより、ロータ1の径方向外側に配置されたステータの軸方向一方側に位置するコイルエンド(不図示)に冷媒Sが供給され、ステータが冷却される。
As shown in FIG. 1, a part of the refrigerant S flowing through the
一方、図2に示すように、連通路26を流れる冷媒Sの残りの一部は、第一端面板41の第一径方向流路45に流入する。具体的に、冷媒Sは連通路26から第一径方向流路45の供給口45aに流入し、供給口45a内を径方向外側に向かって移動する。次に、冷媒Sは、供給口45aから膨出部45bに流入し、膨出部45b内を径方向外側に向かって移動する。その後、膨出部45bに流入した冷媒Sは、第二端面板42の第二軸方向流路48を通ってロータコア3の冷却流路36に流入する。冷却流路36に流入した冷媒Sは、さらに軸方向他方側に向かって移動し、第二端面部材62の排出孔65を通ってロータ1の外部へ排出される。これにより、ロータコア3の熱が冷媒Sにより吸収され、ロータコア3が冷却される。さらに、第二端面部材62から排出された冷媒Sは、遠心力とその慣性力により径方向外側に飛散する。これにより、ロータ1の径方向外側に配置されたステータの軸方向他方側に位置するコイルエンド(不図示)に冷媒Sが供給され、ステータが冷却される。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the remaining part of the refrigerant S flowing through the
このように、冷媒Sは、端面部材6の冷媒路60を介してステータ及びロータコア3を冷却する。ここで、図13は、端面部材6が単一の板部材により形成された従来技術におけるロータ1の断面図である。図13に示すように、第一端面部材61が単一の板部材により形成された場合、径方向流路145は、ロータコア3と第一端面部材61との間に形成されている。これにより、径方向流路145は、冷却流路36よりも径方向内側において肉抜き孔37に連通している。よって、径方向流路145を流通する冷媒Sは、冷却流路36だけでなく肉抜き孔37にも流入する。このため、肉抜き孔37に冷媒Sが流入することにより、ロータのアンバランスが発生するおそれがある。また、冷却流路36に供給される冷媒量が減少するため、冷却効率が低下するおそれがある。
In this way, the coolant S cools the stator and the
本構成においては、冷却流路36よりも径方向内側に肉抜き孔37が形成された場合であっても、冷却流路36のみに冷媒Sが供給される。よって、従来技術における課題に対し、ロータ1のアンバランスを抑制し、冷却効率を向上できる。
In this configuration, the refrigerant S is supplied only to the
本実施形態のロータ1によれば、端面部材6は軸心冷却路25と冷却流路36とを連通する冷媒路60を有するので、軸心冷却路25を流れる冷媒Sは、冷媒路60を通ってロータコア3の冷却流路36に供給される。これにより、ロータコア3を冷却できる。端面部材6は複数の端面板41,42を積層することにより形成されているので、各端面板41,42を薄く形成することができる。これにより、ひとつの部材から端面部材6を形成する場合と比較して、端面部材6を容易に製造できる。また、端面部材6は複数の端面板41,42により構成されているので、端面部材6の内部に冷媒路60を容易に形成できる。さらに、各端面板41,42の材料を変更することにより汎用性を向上できる。
端面部材6は、ロータコア3から最も離れた位置に配置される第一端面板41と、ロータコア3に隣接する第二端面板42と、を有し、第二端面板42は第一端面板41よりも薄く形成されている。このため、軸方向からロータコア3及び端面板41,42を挟んで固定する際、ロータコア3の鋼板30が軸方向の外側に開こうとする力により第二端面板42が第一端面板41側に押し付けられる。一方、第一端面板41は第二端面板42よりも厚く形成されているので、第二端面板42からの開き方向の荷重を受け止めることができる。よって、各端面板41,42の間に隙間が発生するのを抑制し、端面板41,42からの冷媒漏れを抑制できる。
したがって、冷媒Sが流通可能な冷媒路60が形成された端面板41,42において、端面板41,42の製造が容易で、かつ端面板41,42からの冷媒漏れを抑制したロータ1を提供できる。
According to the rotor 1 of the present embodiment, the
The
Therefore, in the
特に、本実施形態1において、端面部材6は、第一端面板41と第二端面板42と、の2枚の板のみで形成されているため、端面部材6の構成部材を最小限に抑えることができる。よって、部品点数の増加を抑制できる。また、第一端面板41と第二端面板42との間に冷媒路60を形成することにより、冷媒路60を容易に形成できる。よって、内部に冷媒路60を有する端面部材6を容易に製造できる。また、軸方向からロータコア3及び端面板41,42を挟んで固定する際、ロータコア3の鋼板30が軸方向の外側に開こうとする力により第二端面板42が第一端面板41へ押し付けられて変形する。このように、第二端面板42がロータコア3と第一端面板41との間でパッキンとして作用することにより、各端面板41,42間及び端面部材6とロータコア3との間からの冷媒漏れを抑制できる。
Particularly, in the first embodiment, the
第一端面板41は、第一径方向流路45と、第一軸方向流路46と、を有する。第一径方向流路45と第一軸方向流路46とはそれぞれ異なる流路を有するので、例えば各流路の大きさを変更することにより、第一径方向流路45及び第一軸方向流路46のそれぞれに流れる冷媒量を調整できる。これにより、軸方向の一方側及び他方側へ供給する冷媒量を容易かつ正確に分配できる。
また、例えば第二端面板42における第二軸方向流路48の孔位置を径方向に変更することにより、ロータコア3の任意の冷却流路36へ冷媒Sを供給できる。これにより、冷却流路36の位置が本実施形態とは異なるロータコア3にも端面部材6を適用できる。よって、ロータコア3と端面部材6との組み合わせ自由度を向上できる。また、より冷却が効果的な箇所に冷媒Sを供給できる。さらに、第二軸方向流路48の孔の個数を変更することにより、複数の冷却流路36へ冷媒を供給できる。これにより、ロータコア3の冷却効果を高めることができる。
The first
Further, for example, by changing the hole position of the second
第二端面板42の第二軸方向流路48は、第一端面板41の膨出部45bよりも径方向外側かつロータコア3の冷却流路36よりも径方向内側に配置されている。これにより、膨出部45bを流れる冷媒Sは、遠心力により、膨出部45b、第二軸方向流路48、冷却流路36の順に流入しやすい。よって、冷媒Sの流通を促進し、より一層ロータ1の冷却効率を向上できる。
The second
第一径方向流路45は、第一端面板41において第二端面板42を向く面に形成されているので、第一端面板41と第二端面板42とを積層することにより、端面部材6の内部に容易に第一径方向流路45を形成できる。第一径方向流路45はロータコア3の端面に露出しないので、例えばロータコア3に形成される肉抜き孔37等の冷媒Sの供給を目的としない部分に、意図せずに冷媒Sが入り込むことによるロータ1のアンバランスの発生を抑制できる。また、軸心冷却路25からの冷媒Sを確実にロータコア3の冷却流路36に供給できるので、冷却効率を向上できる。さらに、ロータコア3における冷却流路36及び肉抜き孔37の配置を自由に設定できるので、ロータコア3の設計自由度を向上できる。よって、ロータ1のアンバランスを抑制し、冷却効率を向上するとともにロータコア3の設計自由度を向上した高性能なロータ1とすることができる。
The first
(第2実施形態)
次に、本発明に係る第2実施形態について説明する。図7は、第2実施形態に係るロータ201の第一断面における断面図である。図8は、第2実施形態に係るロータ201の第二断面における断面図である。具体的に、図7は、図12のVII−VII線に沿う断面図であり、図8は、図12のVIII−VIII線に沿う断面図である。図9は、軸方向他方側から見た第一端面板241の正面図である。図10は、軸方向他方側から見た第二端面板242の正面図である。図11は、軸方向他方側から見た第三端面板243の正面図である。図12は、第一端面部材261の正面図である。図12は、第一端面板241、第二端面板242及び第三端面板243を積層した積層状態を軸方向他方側から見た図である。本実施形態では、第一端面部材61が3枚の端面板を有する点において上述した実施形態と相違している。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view of the first cross section of the
図7に示すように、本実施形態において、第一端面部材261は、第一端面板241と、第二端面板242と、第三端面板243と、冷媒路260と、を有する。
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the first
第一端面板241は、ロータコア3から軸方向に最も離れた位置に配置されている。図9に示すように、第一端面板241は、第一軸挿通孔244と、第一軸方向流路246と、を有する。第一軸挿通孔244は、軸線Cと同心となるように設けられている。第一軸挿通孔244は、第一端面板241を軸方向に貫通している。第一軸方向流路246は、周方向に長軸を有する長孔状に形成されている。第一軸方向流路246は、第一端面板241を軸方向に貫通している。第一軸方向流路246は、周方向に複数(本実施形態では8個)形成されている。
The first
図7に示すように、第二端面板242は、ロータコア3に隣接している。第二端面板242は、第一端面板241よりも板厚が薄くなるように形成されている。図10に示すように、第二端面板242は、第二軸挿通孔247と、第二軸方向流路248と、を有する。第二軸挿通孔247は、軸線Cと同心となるように設けられている。第二軸挿通孔247は、第二端面板242を軸方向に貫通している。第二軸方向流路248は、円形状に形成されている。第二軸方向流路248は、第二端面板242を軸方向に貫通している。第二軸方向流路248は、周方向に複数(本実施形態では8個)形成されている。
As shown in FIG. 7, the second
図7に示すように、第三端面板243は、第一端面板241と第二端面板242との間に挟まれている。第三端面板243は、第二端面板242と同じ板厚を有する。図11に示すように、第三端面板243は、第三軸挿通孔249と、第三径方向流路250と、連結口251と、を有する。
As shown in FIG. 7, the third
第三軸挿通孔249は、軸線Cと同心となるように設けられている。第三軸挿通孔249は、第三端面板243を軸方向に貫通している。
第三径方向流路250は、第三端面板243を軸方向に貫通している。第三径方向流路250は、周方向に放射状に複数(本実施形態では8個)形成されている。第三径方向流路250は、供給口250aと、膨出部250bと、を有する。供給口250aは、径方向に沿って延びている。供給口250aの径方向内側端部は、第三軸挿通孔249に連通している。膨出部250bは、供給口250aよりも径方向外側に設けられている。膨出部250bは、径方向に長軸を有する長孔状に形成されている。膨出部250bの径方向内側端部は、供給口250aに連通している。図12に示すように、膨出部250bの径方向外側端部は、第二端面板242の第二軸方向流路248に対応する位置に形成されている。具体的に、膨出部250bの径方向外側端部は、径方向において一部が第二軸方向流路248と重なるとともに、第二軸方向流路248よりも径方向内側で終端している。
連結口251は、周方向において隣り合う第三径方向流路250の間に配置されている。連結口251は、周方向に複数(本実施形態では8個)形成されている。連結口251は、径方向に沿って延びている。連結口251の径方向内側端部は、第三軸挿通孔249に連通している。連結口251の径方向外側端部は、第一端面板241の第一軸方向流路246に連通している。
The third
The third
The
図12において、紙面手前側から順に、第二端面板242、第三端面板243及び第一端面板241が配置されている。冷媒路260は、第一軸方向流路246と、第二軸方向流路248と、第三軸挿通孔249と、第三径方向流路250と、連結口251と、を有する。第一端面板241、第二端面板242及び第三端面板243が軸方向に積層されることにより、第一端面部材261の内部に冷媒路260が設けられる。冷媒路260は、ロータコア3の冷却流路36に連通している(図8参照)。
In FIG. 12, a second
本実施形態によれば、端面部材6は、第一端面板241と第二端面板242と第三端面板243と、の3枚の端面板により形成されているので、各端面板241,242,243をさらに薄く形成できる。よって、端面部材6を容易に製造できる。第三端面板243は、第二端面板242と同じ板厚を有するので、軸方向からロータコア3及び端面板241,242,243を挟んで固定する際、ロータコア3の鋼板30が軸方向の外側に開こうとする力により第二端面板242及び第三端面板243が第一端面板241へ押し付けられて変形する。このように、第二端面板242及び第三端面板243がロータコア3と第一端面板241との間でパッキンとして作用することにより、各端面板241,242,243間及び端面部材6とロータコア3との間からの冷媒漏れを抑制できる。
According to the present embodiment, the
また、第三径方向流路250は第三端面板243に形成されているので、第一端面板241及び第二端面板242には軸方向流路246,248のみが形成されていればよい。つまり、第一端面板241は第一軸方向流路246を有し、第二端面板242は第二軸方向流路248を有し、第三端面板243は第三径方向流路250を有する。このように、各端面板241,242,243における冷媒路60の構成を簡素化できるので、各端面板241,242,243を例えばプレスの打ち抜き工程のみにより形成できる。よって、製造時の手間を低減し、製造コストを削減できる。また、製造が容易になるため、各冷媒路60の寸法ばらつきを小さくできる。よって、端面板241,242,243の製造が容易で、かつ加工精度を向上したロータ201とすることができる。
Further, since the third
なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態においては、端面部材6はアルミ等の金属材料により形成される構成としたが、これに限られない。例えば複数の端面板のうちの一部を樹脂等の金属以外の材料により形成してもよい。
また、第一端面板41,241は、ロータ1,201の回転時におけるアンバランスを調整するためのバランス調整部材としての機能を兼ねてもよい。
また、本実施形態においては、端面部材6は軸方向に2枚又は3枚の板が積層されることにより形成される構成としたが、これに限らない。例えば、端面部材6は、軸方向に4枚以上の板が積層されることにより形成されていてもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the present embodiment, the
Further, the first
Further, in the present embodiment, the
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to appropriately replace the constituent elements in the above-described embodiment with known constituent elements within the scope of the present invention, and it is also possible to appropriately combine the above-described modifications.
1,201 ロータ
2 シャフト
3 ロータコア
6 端面部材
25 軸心冷却路
30 鋼板
36 冷却流路
41,241 第一端面板(端面板)
42,242 第二端面板(端面板)
45 第一径方向流路(径方向流路)
46,246 第一軸方向流路(軸方向流路)
48,248 第二軸方向流路(軸方向流路)
60,260 冷媒路
243 第三端面板(端面板)
250 第三径方向流路(径方向流路)
C 軸線
S 冷媒
1,201
42,242 Second end face plate (end face plate)
45 First radial flow path (radial flow path)
46,246 First axial flow path (axial flow path)
48,248 Second axial flow path (axial flow path)
60, 260
250 Third radial flow path (radial flow path)
C axis S refrigerant
Claims (5)
前記シャフトに固定され、複数の鋼板が積層されて形成されるとともに前記軸線の軸方向に沿う冷却流路が形成されたロータコアと、
前記ロータコアの端面に隣接して配置され、前記軸心冷却路と前記冷却流路とを連通する冷媒路を有する端面部材と、
を備え、
前記端面部材は、前記軸方向に複数の端面板が積層されることにより形成され、
前記複数の端面板は、
前記ロータコアから前記軸方向に最も離れた第一端面板と、
前記ロータコアに隣接し、かつ、前記第一端面板よりも板厚が薄い第二端面板と、を含むことを特徴とするロータ。 A shaft that is configured to be rotatable around an axis and that has a shaft cooling passage through which a refrigerant flows,
A rotor core that is fixed to the shaft, is formed by laminating a plurality of steel plates, and has a cooling flow path formed along the axial direction of the axis.
An end face member that is arranged adjacent to the end face of the rotor core and has a refrigerant passage that communicates the axial cooling passage and the cooling passage,
Equipped with
The end face member is formed by stacking a plurality of end face plates in the axial direction,
The plurality of end plates,
A first end face plate that is most distant from the rotor core in the axial direction,
And a second end face plate adjacent to the rotor core and having a thickness smaller than that of the first end face plate.
前記径方向流路は、前記第一端面板において前記第二端面板を向く面に形成されていることを特徴とする請求項2に記載のロータ。 The end surface member has an axial flow passage extending in the axial direction, and a radial flow passage extending in the radial direction of the axis,
The rotor according to claim 2, wherein the radial passage is formed on a surface of the first end face plate facing the second end face plate.
前記第三端面板は、前記第二端面板と同じ板厚を有することを特徴とする請求項1に記載のロータ。 The plurality of end face plates further includes a third end face plate sandwiched between the first end face plate and the second end face plate,
The rotor according to claim 1, wherein the third end face plate has the same plate thickness as the second end face plate.
前記径方向流路は、前記第三端面板に形成されていることを特徴とする請求項4に記載のロータ。 The end surface member has an axial flow passage extending in the axial direction, and a radial flow passage extending in the radial direction of the axis,
The rotor according to claim 4, wherein the radial passage is formed in the third end plate.
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