JP2021065031A - Rotor of rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機のロータの構造に関する。 The present invention relates to the structure of a rotor of a rotary electric machine.
モータ等の回転電機では、ステータのコイルエンドの冷却が必要となる場合がある。コイルエンドの冷却構造については様々な構造が提案されている。例えば、特許文献1では、ロータコアとエンドプレートの軸方向位置を固定リングで保持するロータ構造において、エンドプレートに油溝を設けて固定リングとエンドプレートとの間に冷却油を半径方向に流す油路を形成し、この油路から冷却油を半径方向外側に吹き出させてコイルエンドに当ててコイルエンドを冷却する構造が提案されている。 In a rotary electric machine such as a motor, it may be necessary to cool the coil end of the stator. Various structures have been proposed for the cooling structure of the coil end. For example, in Patent Document 1, in a rotor structure in which an axial position of a rotor core and an end plate is held by a fixing ring, an oil groove is provided in the end plate and cooling oil flows radially between the fixing ring and the end plate. A structure has been proposed in which a path is formed, and cooling oil is blown outward in the radial direction from the oil channel and applied to the coil end to cool the coil end.
ところで、近年、回転電機の軽量化が求められており、エンドプレートを薄くすることが検討されている。この場合、エンドプレートに設けた溝が浅くなり、特許文献1に記載された従来技術の構造では、流路抵抗が増加してコイルエンドに十分な冷媒を供給することができない場合がある。 By the way, in recent years, there has been a demand for weight reduction of rotary electric machines, and thinning of end plates has been studied. In this case, the groove provided in the end plate becomes shallow, and in the structure of the prior art described in Patent Document 1, the flow path resistance may increase and it may not be possible to supply a sufficient refrigerant to the coil end.
そこで、本開示は、エンドプレートに設けた溝が浅い場合でも、十分な冷媒をコイルエンドに供給可能なロータを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present disclosure is to provide a rotor capable of supplying a sufficient refrigerant to the coil end even when the groove provided in the end plate is shallow.
本開示の回転電機のロータは、回転軸と、前記回転軸の外周に取付けられたロータコアと、前記ロータコアの軸方向端面に配置されて前記回転軸の外周に取付けられるエンドプレートと、前記エンドプレートの軸方向端面に当接するように前記回転軸の外周に取付けられて前記ロータコアと前記エンドプレートの軸方向位置を保持する保持部材と、を備える回転電機のロータであって、前記回転軸は、内部に設けられた油路から外部に冷媒を供給する供給口を備え、前記エンドプレートは、前記保持部材が当接する面で、内周面から径方向外側に向かって延び、内周端が前記回転軸の前記供給口に連通するエンドプレート溝を有し、前記保持部材は、前記エンドプレートに当接する面で前記エンドプレート溝と対向して内周面から外周面まで延び、内周端が前記回転軸の前記供給口に連通する保持部材溝を有し、前記エンドプレート溝の半径方向長さは前記保持部材溝の半径方向長さよりも長く、前記エンドプレート溝と前記保持部材溝とが前記回転軸の前記供給口から供給された冷媒を半径方向外側に排出する冷媒排出油路を構成すること、を特徴とする。 The rotor of the rotary electric machine of the present disclosure includes a rotary shaft, a rotor core attached to the outer periphery of the rotary shaft, an end plate arranged on the axial end surface of the rotor core and attached to the outer periphery of the rotary shaft, and the end plate. A rotor of a rotary electric machine including a rotor core and a holding member for holding an axial position of the end plate, which is attached to the outer periphery of the rotary shaft so as to abut on the axial end surface of the rotary shaft. The end plate is provided with a supply port for supplying refrigerant to the outside from an oil passage provided inside, and the end plate extends from the inner peripheral surface toward the outer side in the radial direction at the surface with which the holding member abuts, and the inner peripheral end is said. The holding member has an end plate groove communicating with the supply port of the rotating shaft, and the holding member extends from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface facing the end plate groove on the surface abutting the end plate, and the inner peripheral end has an inner peripheral end. The holding member groove communicating with the supply port of the rotating shaft is provided, the radial length of the end plate groove is longer than the radial length of the holding member groove, and the end plate groove and the holding member groove are formed. It is characterized by forming a refrigerant discharge oil passage for discharging the refrigerant supplied from the supply port of the rotating shaft to the outside in the radial direction.
本開示は、エンドプレートに設けたエンドプレート溝と保持部材に設けた保持部材溝とで冷媒を半径方向外側に排出する冷媒排出油路を構成するので、エンドプレートに設けた溝が浅い場合でも、冷媒の流路断面積を確保して十分な冷媒をコイルエンドに供給することができる。 In the present disclosure, the end plate groove provided on the end plate and the holding member groove provided on the holding member constitute a refrigerant discharge oil passage for discharging the refrigerant to the outside in the radial direction, so that even if the groove provided on the end plate is shallow. , It is possible to secure the flow path cross-sectional area of the refrigerant and supply a sufficient refrigerant to the coil end.
以下、図面を参照しながら実施形態のロータ30について説明する。最初にロータ30が組み込まれた回転電機であるモータ100の構造について説明する。以下の説明では、回転軸20に保持部材である固定リング35が取付けられている側を保持部材側、反対側をフランジ側として説明する。
Hereinafter, the
図1に示す様に、モータ100は、ケーシング10と、ステータ11と、ロータ30とで構成される。ロータ30は、回転軸20と、ロータコア31と、エンドプレート33,38と、保持部材である固定リング35とで構成される。ロータコア31は、複数の電磁鋼板32を軸方向に積層して溶接などで一体にした円筒形状のものである。エンドプレート33,38は、ロータコア31の軸方向端面に当接するように取付けられている。エンドプレート33は、例えば、ロータコア31に溶接で固定してもよい。ロータコア31とエンドプレート33,38は、保持部材側から回転軸20の外周に圧入され、フランジ側のエンドプレート38の軸方向端面は回転軸20のフランジ24に当接している。固定リング35は、保持部材側から回転軸20に嵌め込まれて回転軸20に固定されている。固定リング35は、保持部材側のエンドプレート33の軸方向端面に当接して回転軸20のフランジ24との間でロータコア31とエンドプレート33との軸方向位置を保持する。ロータ30は、ボールベアリング23を介してケーシング10に回転自在に取付けられている。
As shown in FIG. 1, the
ステータ11は、ヨークとティースとを有する電磁鋼板を複数積層したステータコア12と、ステータコア12のティースに巻回したコイルとで構成される。ステータコア12の軸方向端面にはステータコア12の軸方向端面から軸方向に突出したコイルエンド13が形成されている。ステータ11は、ロータコア31の外周側のケーシング10の内面に取付けられている。
The stator 11 is composed of a
回転軸20の中心には軸方向に延びて冷媒である冷却油を軸方向に流す軸方向油路21と、回転軸20の内部で軸方向油路21から半径方向に外周面まで延びて軸方向油路21から外部に冷却油を供給する供給口22とが設けられている。本実施形態のロータ30で、供給口22は、円周方向の角度が90度毎に4つ設けられている。
At the center of the rotating
図2に示す様に、エンドプレート33は、固定リング35が当接する面に内周面33aから径方向外側に向かって延びるエンドプレート溝34が設けられている。また、図3に示す様に、固定リング35は、エンドプレート33に当接する面に内周面35aから外周面35bまで延びる保持部材溝36が設けられている。エンドプレート溝34と保持部材溝36は、供給口22と同様、それぞれ、円周方向の角度が90度毎に4つ設けられている。エンドプレート溝34の半径方向長さは、保持部材溝36の半径方向長さよりも長くなっており、エンドプレート溝34の外周端部では、溝の深さが外周側になるほど浅くなっている。このためエンドプレート溝34の外周端部の底面は保持部材側に向かって傾斜する傾斜面となっている。
As shown in FIG. 2, the
図4に示す様に、エンドプレート33はエンドプレート溝34の内周端が回転軸20に設けられた供給口22に連通するように回転軸20に取付けられる。そして、固定リング35は、保持部材溝36がエンドプレート溝34と対向し、内周端が回転軸20に設けられた供給口22に連通するようにエンドプレート33の保持部材側に取付けられる。図5に示す様に、エンドプレート溝34と対向して配置される保持部材溝36とは、冷却油を半径方向に排出する冷媒排出油路39を構成する。
As shown in FIG. 4, the
また、エンドプレート溝34の半径方向長さは、保持部材溝36の半径方向長さよりも長くなっており、エンドプレート溝34の外周端部では、底面が保持部材側に向かって傾斜している。このため、エンドプレート溝34の外周端部は、供給口22から冷媒排出油路39を通って半径方向に流れた冷却油を半径方向外側で且つ保持部材側に向かって吹き出す冷却油吹き出し口を形成する。そして、エンドプレート溝34の外周端部から半径方向外側で且つ保持部材側に向かって吹き出した冷却油は、コイルエンド13にあたってコイルエンド13を冷却する。
Further, the radial length of the
以上説明した実施形態のロータ30では、エンドプレート33に設けたエンドプレート溝34と固定リング35に設けた保持部材溝36とで冷却油を半径方向外側に排出する冷媒排出油路39を構成するので、エンドプレート33を薄くしてエンドプレート溝34の深さが浅くなった場合でも、冷却油の流路断面積を確保して十分な冷却油をコイルエンド13に供給できる。
In the
また、エンドプレート溝34の長さと外周部の底面の傾斜角度を調整することにより、冷却油の吹き出し方向を調整することができるので、冷却油をコイルエンド13に的確に吹き付けることができる。
Further, since the cooling oil blowing direction can be adjusted by adjusting the length of the
次に、図6から図8を参照しながら他の実施形態のロータ310について説明する。先に図1から図5を参照して説明した実施形態のロータ30と同様の部位には同様の符号を付して説明は省略する。
Next, the
図6に示す様に、ロータ310は、ナット41とワッシャ42とによってロータコア31とエンドプレート33の軸方向位置を保持する保持部材を構成したものである。また、回転軸20の外周面にはナット41がねじ込まれるねじが設けられている。ロータコア31とエンドプレート33とはワッシャ42を回転軸20にはめてナット41を回転軸20にねじ込むことにより、ワッシャ42とフランジ24との間に保持される。
As shown in FIG. 6, the
図7に示す様に、ワッシャ42のエンドプレート33に接する面には、内周面42aから外周面42bまで延びる保持部材溝43が設けられている。保持部材溝43は、円周方向の角度が90度毎に4つ設けられている。ワッシャ42の外径寸法は、図4に示した実施形態の固定リング35の外径寸法と略同一で、エンドプレート溝34の半径方向長さは、保持部材溝43の半径方向長さよりも長くなっている。
As shown in FIG. 7, a holding
図8に示す様に、ワッシャ42の保持部材溝43がエンドプレート33に設けられたエンドプレート溝34と対向するようにワッシャ42の位置を調整して、ナット41によってワッシャ42を固定すると、ワッシャ42の保持部材溝43の内周端は供給口22に連通する。そして、エンドプレート溝34と保持部材溝43とは、冷却油を半径方向に排出する冷媒排出油路39を構成する。
As shown in FIG. 8, the position of the
先に説明したロータ30と同様、供給口22から冷媒排出油路39を通って半径方向に流れた冷却油は、エンドプレート溝34の外周端部から半径方向外側で且つ保持部材側に向かって吹き出してコイルエンド13を冷却する。
Similar to the
本実施形態のロータ310は先に説明したロータ30と同様、エンドプレート33を薄くしてエンドプレート溝34の深さが浅くなった場合でも、冷却油の流路断面積を確保して十分な冷却油をコイルエンド13に供給できる。
Similar to the
次に図9から図12を参照して参考例のロータ320について説明する。先に図6から8を参照して説明したロータ310と同様の部位には同様の符号を付して説明は省略する。
Next, the
図10に示す様に、ロータ320のエンドプレート33には、エンドプレート溝34に代えて内周面33aから半径方向外側に向かって延びる細長い切欠き37が設けられている。切欠き37は、円周方向の角度が90度毎に4つ設けられており、内周端は供給口22に連通している。切欠き37の長さは、ワッシャ42の半径方向長さよりも長くなっている。また、図9、図11に示す様に、ワッシャ42のエンドプレート33に接する面の外周側は、外周側に向かうほどエンドプレート33の軸方向端面から離れるように保持部材側に傾斜するテーパ面45となっている。
As shown in FIG. 10, the
図12に示す様に、切欠き37とロータコア31の軸方向端面とは、冷却油を半径方向に排出する冷媒排出油路39を構成する。
As shown in FIG. 12, the
先に述べたように、切欠き37の長さがワッシャ42の半径方向長さよりも長く、ワッシャ42の外周側のテーパ面45が保持部材側に傾斜しているので、供給口22から冷媒排出油路39を通って半径方向に流れた冷却油は、ワッシャ42のテーパ面45にガイドされて切欠き37の外周端部から半径方向外側で且つ保持部材側に向かって吹き出してコイルエンド13を冷却する。
As described above, the length of the
本実施形態のロータ320の冷媒排出油路39は、エンドプレート33の厚さ分の深さを有するので、エンドプレート33の厚さを薄くした場合でも、冷却油の流路断面積を確保して十分な冷却油をコイルエンド13に供給できる。また、ワッシャ42のテーパ面45の傾斜角度と切欠き37の半径方向の長さを調整することにより、冷却油の吹き出し方向を調整することができるので、冷却油をコイルエンド13に的確に吹き付けることができる。
Since the refrigerant
10 ケーシング、11 ステータ、12 ステータコア、13 コイルエンド、20 回転軸、21 軸方向油路、22 供給口、23 ボールベアリング、24 フランジ、30,310,320 ロータ、31 ロータコア、32 電磁鋼板、33,38 エンドプレート、33a,35a,42a 内周面、34 エンドプレート溝、35 固定リング、35b,42b 外周面、36,43 保持部材溝、37 切欠き、39 冷媒排出油路、41 ナット、42 ワッシャ、45 テーパ面、100 モータ。 10 casings, 11 stators, 12 stator cores, 13 coil ends, 20 rotating shafts, 21 axial oil passages, 22 supply ports, 23 ball bearings, 24 flanges, 30, 310, 320 rotors, 31 rotor cores, 32 electrical steel sheets, 33, 38 end plate, 33a, 35a, 42a inner peripheral surface, 34 end plate groove, 35 fixing ring, 35b, 42b outer peripheral surface, 36,43 holding member groove, 37 notch, 39 refrigerant discharge oil passage, 41 nut, 42 washer , 45 tapered surfaces, 100 motors.
Claims (1)
前記回転軸の外周に取付けられたロータコアと、
前記ロータコアの軸方向端面に配置されて前記回転軸の外周に取付けられるエンドプレートと、
前記エンドプレートの軸方向端面に当接するように前記回転軸の外周に取付けられて前記ロータコアと前記エンドプレートの軸方向位置を保持する保持部材と、を備える回転電機のロータであって、
前記回転軸は、内部に設けられた油路から外部に冷媒を供給する供給口を備え、
前記エンドプレートは、前記保持部材が当接する面で、内周面から径方向外側に向かって延び、内周端が前記回転軸の前記供給口に連通するエンドプレート溝を有し、
前記保持部材は、前記エンドプレートに当接する面で前記エンドプレート溝と対向して内周面から外周面まで延び、内周端が前記回転軸の前記供給口に連通する保持部材溝を有し、
前記エンドプレート溝の半径方向長さは前記保持部材溝の半径方向長さよりも長く、前記エンドプレート溝と前記保持部材溝とが前記回転軸の前記供給口から供給された冷媒を半径方向外側に排出する冷媒排出油路を構成すること、
を特徴とする回転電機のロータ。 Rotation axis and
The rotor core attached to the outer circumference of the rotating shaft and
An end plate arranged on the axial end face of the rotor core and attached to the outer circumference of the rotating shaft,
A rotor of a rotary electric machine including a rotor core attached to the outer periphery of the rotating shaft so as to abut on the axial end surface of the end plate and a holding member for holding the axial position of the end plate.
The rotating shaft is provided with a supply port for supplying a refrigerant to the outside from an oil passage provided inside.
The end plate has an end plate groove that extends radially outward from the inner peripheral surface at the surface that the holding member abuts, and the inner peripheral end communicates with the supply port of the rotating shaft.
The holding member has a holding member groove that extends from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface on the surface that abuts on the end plate and faces the end plate groove, and the inner peripheral end communicates with the supply port of the rotating shaft. ,
The radial length of the end plate groove is longer than the radial length of the holding member groove, and the end plate groove and the holding member groove cause the refrigerant supplied from the supply port of the rotating shaft to be radially outward. Constructing a refrigerant discharge oil passage to discharge,
Rotating electric machine rotor featuring.
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JP2019188471A JP2021065031A (en) | 2019-10-15 | 2019-10-15 | Rotor of rotary electric machine |
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JP2019188471A Pending JP2021065031A (en) | 2019-10-15 | 2019-10-15 | Rotor of rotary electric machine |
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