JP2021078277A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機に関するものである。 The present invention relates to a rotary electric machine.
従来、鉛直方向を中心軸として回転するロータを備えた縦置き型の回転電機の構成が知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, a configuration of a vertically installed rotary electric machine provided with a rotor that rotates about a vertical direction as a central axis is known (for example, Patent Document 1).
ところで、ロータとステータとを備える回転電機では、ロータ回転時において、ロータコア等の所望の部品に潤滑液を供給する技術が種々提案されている。
例えば特許文献2には、ロータコアと、回転軸と、を有するロータであって、回転軸内に冷媒(潤滑液)が流通可能な軸内冷媒路(内部流路)を設けた構成が開示されている。特許文献2に記載の技術によれば、潤滑液の自重やロータ回転時の遠心力を受けて潤滑液が径方向の外側に移動することにより、内部流路からロータコアの径方向外側端部まで潤滑液を供給することができるとされている。
By the way, in a rotary electric machine provided with a rotor and a stator, various techniques for supplying a lubricating liquid to a desired component such as a rotor core during rotation of the rotor have been proposed.
For example,
しかしながら、特許文献1に記載の縦置き型の回転電機に内部流路を設けた場合、内部流路の延在方向と重力方向が一致するため、潤滑液が重力によって内部流路を下方へ流通する。このため、ロータコアの径方向外側に潤滑液を供給することができず、シャフトの外周部に配置された種々の部品まで潤滑液を供給できないおそれがある。 However, when the vertical rotating electric machine described in Patent Document 1 is provided with an internal flow path, the extending direction of the internal flow path and the direction of gravity coincide with each other, so that the lubricating liquid flows downward through the internal flow path due to gravity. To do. Therefore, the lubricating liquid cannot be supplied to the radial outer side of the rotor core, and there is a possibility that the lubricating liquid cannot be supplied to various parts arranged on the outer peripheral portion of the shaft.
そこで、本発明は、鉛直方向に沿って軸方向を有する軸線回りに回転するロータを備えた縦置き型の回転電機において、内部流路を流通する潤滑液を径方向の外側に向かって誘導し、所望の部品に潤滑液を供給可能な回転電機を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention guides the lubricating liquid flowing through the internal flow path outward in the radial direction in a vertically installed rotary electric machine provided with a rotor that rotates around an axis having an axial direction along the vertical direction. An object of the present invention is to provide a rotary electric machine capable of supplying a lubricating liquid to a desired component.
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回転電機(例えば、実施形態における回転電機1)は、鉛直方向に沿って軸方向を有する軸線(例えば、実施形態における軸線C)回りに回転するロータ(例えば、実施形態におけるロータ4)と、前記ロータを収納するモータケース(例えば、実施形態におけるモータケース2)と、前記モータケースに対して前記ロータを回転可能に支持するベアリング(例えば、実施形態における上部ベアリング11及び下部ベアリング12)と、前記ロータに潤滑液(例えば、実施形態における潤滑液S)を供給する供給手段(例えば、実施形態における供給手段5)と、を備え、前記ロータは、前記軸線と同軸に設けられ、前記供給手段から供給された前記潤滑液が流通可能な内部流路(例えば、実施形態における内部流路25)を有するシャフト(例えば、実施形態におけるシャフト21)と、前記供給手段より前記軸方向の下方であって、かつ前記内部流路に設けられるオイルプラグ(例えば、実施形態におけるオイルプラグ7)と、を有し、前記オイルプラグは、前記ロータの径方向に沿って前記シャフトの外側へ向けて前記潤滑液を供給する分配面(例えば、実施形態における中部分配面52及び下部分配面53)を有することを特徴としている。
In order to solve the above problems, the rotary electric machine according to the invention according to claim 1 (for example, the rotary electric machine 1 in the embodiment) has an axis having an axial direction along the vertical direction (for example, the axis C in the embodiment). A rotor that rotates around (for example, the
また、請求項2に記載の発明に係る回転電機は、前記オイルプラグは、前記軸方向において、前記ベアリングと対応する位置に設けられることを特徴としている。 Further, the rotary electric machine according to the second aspect of the present invention is characterized in that the oil plug is provided at a position corresponding to the bearing in the axial direction.
また、請求項3に記載の発明に係る回転電機は、前記オイルプラグは、前記軸線の前記軸方向に並んで複数設けられ、複数の前記オイルプラグのうち、第一オイルプラグ(例えば、実施形態における上部オイルプラグ41及び中部オイルプラグ42)は、前記第一オイルプラグより前記軸方向の下方に位置する第二オイルプラグ(例えば、実施形態における中部オイルプラグ42及び下部オイルプラグ43)に前記潤滑液を供給可能な連通孔(例えば、実施形態における上部連通孔54及び中部連通孔55)を有することを特徴としている。
Further, in the rotary electric machine according to the invention of
また、請求項4に記載の発明に係る回転電機は、複数の前記オイルプラグは、それぞれ前記連通孔を有し、複数の前記オイルプラグにおける前記連通孔の内径は、互いに異なることを特徴としている。 The rotary electric machine according to the fourth aspect of the present invention is characterized in that each of the plurality of oil plugs has the communication hole, and the inner diameters of the communication holes in the plurality of oil plugs are different from each other. ..
また、請求項5に記載の発明に係る回転電機は、複数の前記オイルプラグは、前記軸方向の上方から下方へ向かうにつれて各々の前記連通孔の内径が小さくなることを特徴としている。 Further, the rotary electric machine according to the fifth aspect of the present invention is characterized in that the inner diameter of each of the communication holes of the plurality of oil plugs decreases from the upper side to the lower side in the axial direction.
また、請求項6に記載の発明に係る回転電機は、前記軸方向において最も上方に位置する前記オイルプラグ(例えば、実施形態における上部オイルプラグ41)は、潤滑液貯留部(例えば、実施形態における潤滑液貯留部45)を形成することを特徴としている。
Further, in the rotary electric machine according to the invention of claim 6, the oil plug (for example, the
また、請求項7に記載の発明に係る回転電機は、前記潤滑液は、前記ロータ及び前記ロータの前記径方向の外側に配置されるステータ(例えば、実施形態におけるステータ3)を冷却可能とされたことを特徴としている。
Further, in the rotary electric machine according to the invention of
本発明の請求項1に記載の回転電機によれば、ロータのシャフトに設けられた内部流路にはオイルプラグが配置されている。オイルプラグは分配面を有するので、内部流路内に流入した潤滑液を、オイルプラグの分配面によりシャフトの径方向の外側へ向けて誘導することができる。これにより、鉛直方向に沿って軸方向を有する軸線回りに回転するロータを備えた縦置き型の回転電機であっても、内部流路から潤滑液を径方向の外側に向かって流通させ、例えばシャフトの外周部に配置されるロータコアやベアリング等の種々の部品に潤滑液を供給できる。
したがって、鉛直方向に沿って軸方向を有する軸線回りに回転するロータを備えた縦置き型の回転電機において、内部流路を流通する潤滑液を径方向の外側に向かって誘導し、所望の部品に潤滑液を供給可能な回転電機を提供できる。
According to the rotary electric machine according to claim 1 of the present invention, an oil plug is arranged in an internal flow path provided on the shaft of the rotor. Since the oil plug has a distribution surface, the lubricating liquid flowing into the internal flow path can be guided outward in the radial direction of the shaft by the distribution surface of the oil plug. As a result, even in a vertically installed rotary electric machine equipped with a rotor that rotates around an axis having an axial direction along the vertical direction, the lubricating liquid can be circulated outward in the radial direction from the internal flow path, for example. Lubricating fluid can be supplied to various parts such as rotor cores and bearings arranged on the outer peripheral portion of the shaft.
Therefore, in a vertically installed rotary electric machine provided with a rotor that rotates around an axis having an axial direction along the vertical direction, the lubricating liquid flowing through the internal flow path is guided outward in the radial direction to obtain a desired component. Can provide a rotary electric machine capable of supplying lubricating liquid to the vehicle.
本発明の請求項2に記載の回転電機によれば、オイルプラグは、モータケースに対してロータを回転可能に保持するベアリングに潤滑液を供給する。これにより、ベアリングに適切に潤滑液を供給し、フリクションを低減するとともにベアリングの摩耗を抑制できる。よって、ベアリングの性能を高い状態に維持できる。
According to
本発明の請求項3に記載の回転電機によれば、オイルプラグは軸方向に並んで複数設けられ、軸方向の上方に位置する第一オイルプラグは、連通孔を有する。連通孔を通じて潤滑液が下方へ流通することにより、第一オイルプラグから、第一オイルプラグより下方に位置する第二オイルプラグまで、潤滑液を供給できる。これにより、各オイルプラグにより径方向の外側へ潤滑液を供給しつつ、軸方向の上方から下方へ向かって潤滑液を流通させることができる。また、軸方向において複数の箇所にオイルプラグを設けることができるので、軸方向の異なる位置に配置された種々の部品へ効率的に潤滑液を供給することができる。
According to the rotary electric machine according to
本発明の請求項4に記載の回転電機によれば、連通孔を有する複数のオイルプラグは、各々の連通孔の内径が互いに異なるように形成されている。このため、オイルプラグの下方及び径方向外側にそれぞれ流通させる潤滑液の流量を適宜設定できる。これにより、例えば軸方向に沿って複数配置されたベアリング等の各部品に対して、適切な量の潤滑液を供給できる。よって、潤滑液の供給量を最適化し、潤滑液による潤滑効率を向上できる。
According to the rotary electric machine according to
本発明の請求項5に記載の回転電機によれば、複数のオイルプラグは、軸方向の上方から下方へ向かうにつれて各々の連通孔の内径が小さくなるようにそれぞれ形成されている。このように、潤滑液の供給量が多い上方のオイルプラグでは下方へ流通させる潤滑液の量を増加させ、潤滑液の供給量が少ない下方のオイルプラグでは下方へ流通させる潤滑液の量を減少させることにより、各オイルプラグから径方向の外側へ供給される潤滑液の量を均等にすることができる。よって、軸方向において供給される潤滑液の量を均等に分配できる。
According to the rotary electric machine according to
本発明の請求項6に記載の回転電機によれば、軸方向において最も上方に位置するオイルプラグは潤滑液貯留部を形成するので、潤滑液貯留部から内部流路へ潤滑液を供給できる。これにより、例えば供給手段内の潤滑液に気体が混入して発生するいわゆるエア噛み等により供給手段からの潤滑液の供給が一時的に滞った場合であっても、潤滑液貯留部に溜まった潤滑液が内部流路へ供給される。このため、潤滑液の供給が途絶えることがない。また、供給手段からの供給量に依らず、一定量の潤滑液を内部流路へ供給することができる。よって、安定的に潤滑液を供給可能な回転電機とすることができる。 According to the rotary electric machine according to claim 6 of the present invention, since the oil plug located at the uppermost position in the axial direction forms the lubricating liquid storage portion, the lubricating liquid can be supplied from the lubricating liquid storage portion to the internal flow path. As a result, even if the supply of the lubricating liquid from the supplying means is temporarily interrupted due to, for example, so-called air biting generated by mixing gas into the lubricating liquid in the supplying means, the lubricating liquid is accumulated in the lubricating liquid storage portion. Lubricating fluid is supplied to the internal flow path. Therefore, the supply of the lubricating liquid is not interrupted. Further, a constant amount of lubricating liquid can be supplied to the internal flow path regardless of the amount supplied from the supply means. Therefore, it is possible to obtain a rotary electric machine capable of stably supplying the lubricating liquid.
本発明の請求項7に記載の回転電機によれば、潤滑液は、ロータ及びステータを冷却可能とされている。潤滑液は、冷却液としても機能するので、内部流路から径方向の外側に供給された潤滑液により、ロータコアやステータ、ベアリング等の種々の部品を効果的に冷却することができる。よって、フリクションを低減するとともに冷却効率を向上した高性能な回転電機とすることができる。
According to the rotary electric machine according to
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態)
(回転電機)
図1は、実施形態に係る回転電機1の上方部分を示す部分断面図であり、潤滑液の流通の第一状態(初期状態)を示す説明図である。
回転電機1は、例えば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。但し、本発明の回転電機1の構成は、走行用モータに限らず、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)としても適用可能である。
(Embodiment)
(Rotating machine)
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an upper portion of the rotary electric machine 1 according to the embodiment, and is an explanatory view showing a first state (initial state) of the flow of the lubricating liquid.
The rotary electric machine 1 is mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. However, the configuration of the rotary electric machine 1 of the present invention is applicable not only to a traveling motor but also to a power generation motor, a motor for other purposes, and a rotary electric machine (including a generator) other than for vehicles.
回転電機1は、ステータ3と、ロータ4と、供給手段5と、モータケース2と、を備える。
本実施形態の回転電機1は、ロータ4の回転中心である軸線Cの軸方向が鉛直上下方向に沿うように配置された縦置き型の回転電機1である。以下の説明では、ロータ4におけるシャフト21の軸線Cに沿う方向を単に軸方向といい、軸線Cに直交する方向を径方向といい、軸線C周りの方向を周方向という場合がある。上下方向は、鉛直上下方向に一致している。
The rotary electric machine 1 includes a
The rotary electric machine 1 of the present embodiment is a vertical rotary electric machine 1 arranged so that the axial direction of the axis C, which is the center of rotation of the
(ステータ)
ステータ3は、後述するモータケース2の内側に固定されている。ステータ3は、環状に形成されている。ステータ3は、ステータコア31と、コイル33と、を有する。
ステータコア31は、複数の鋼板を軸方向に積層して形成される積層コアである。ステータコア31は、軸線Cを中心とする環状に形成されている。ステータコア31の外周部は、モータケース2の内壁面に固定されている。ステータコア31は、ステータコア31の内周部から径方向内側に向かって突出する不図示のティースを有する。ティースは周方向に複数設けられている。各ティース間はスロット(不図示)とされている。
(Stator)
The
The
コイル33は、ステータコア31のスロットに挿入されている。コイル33は、例えば複数の銅線セグメントをスロットに挿入することにより、ステータコア31に装着されている。コイル33は、ステータコア31のスロットに挿入されるコイル挿通部35と、ステータコア31から軸方向の両側に突出するコイルエンド36と、を有する。
The
(ロータ)
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、鉛直方向に沿って軸方向を有する軸線C回りに回転可能に構成されている。ロータ4は、ロータコア22と、永久磁石23と、端面板24と、シャフト21と、複数のオイルプラグ7と、を備える。
(Rotor)
The
ロータコア22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22は、後述するシャフト21の外周部に取り付けられている。ロータコア22は、軸線C回りに回転可能に構成されている。
The
永久磁石23は、ロータコア22の外周部に配置されている。永久磁石23は、例えばロータコア22の内部を軸方向に沿って延びている。永久磁石23は、周方向に間隔をあけて複数形成されている。永久磁石23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。
なお、永久磁石23は、ロータコア22の外表面に接着固定されていてもよい。換言すれば、本実施形態において、回転電機1は、いわゆるIPM(Interior Permanent Magnet)モータでもよく、いわゆるSPM(Surface Permanent Magnet)モータでもよい。
The
The
端面板24は、ロータコア22の軸方向の上方及び下方における端面を覆っている。端面板24は、ロータコア22の端面に内側面が接触するように配置されている。各端面板24は、軸線Cを中心とする環状に形成されている。各端面板24の径方向内側端部及び径方向外側端部は、ロータコア22の径方向内側端部及び径方向外側端部と面一とされている。
The
シャフト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21は、ロータコア22の内周部に取り付けられている。シャフト21は、軸線Cを回転中心としてロータコア22と一体回転可能に形成されている。シャフト21は、モータケース2に取り付けられた上部ベアリング11及び下部ベアリング12を介してモータケース2に対して回転可能に支持されている。上部ベアリング11及び下部ベアリング12は、ロータコア22を上方及び下方から挟むようにそれぞれ設けられている。上部ベアリング11及び下部ベアリング12は、例えばボールベアリングである。シャフト21は、内部流路25と、径方向流路26と、を有する。
The
内部流路25は、シャフト21を軸方向に貫通している。内部流路25は、軸線Cと同軸上に設けられている。内部流路25は、軸方向から見て円形状に形成されている。内部流路25の内径は、軸方向においてほぼ均一となるように形成されている。内部流路25には、詳しくは後述する供給手段5より供給された潤滑液Sが流通可能とされている。
径方向流路26は、シャフト21内を径方向に沿って延びている。径方向流路26は、内部流路25と、シャフト21の外周部と、を連通している。本実施形態において、径方向流路26は、軸方向において上部ベアリング11及び下部ベアリング12に対応する位置にそれぞれ形成されている。径方向流路26は、周方向に間隔をあけて複数形成されている。径方向流路26には、内部流路25から潤滑液Sが流入可能とされている。
The
The
オイルプラグ7は、シャフト21に取り付けられている。オイルプラグ7は、軸方向に並んで複数設けられている。本実施形態において、オイルプラグ7は、上部オイルプラグ41(請求項の第一オイルプラグ)と、中部オイルプラグ42(請求項の第一オイルプラグ又は第二オイルプラグ)と、下部オイルプラグ43(請求項の第二オイルプラグ)と、を有する。
The
上部オイルプラグ41は、シャフト21の軸方向の最上部に設けられている。上部オイルプラグ41は、詳しくは後述する供給手段5のうち、ロータ4に潤滑液Sを供給する供給口59よりも軸方向の下方に設けられている。上部オイルプラグ41は、軸線Cを中心とする環状に形成されている。上部オイルプラグ41は、面壁51と、上部連通孔54と、を有する。
The
面壁51は、軸線Cを中心とし、軸方向に面する環状に形成されている。面壁51の外周部は、シャフト21の外周部より径方向の外側に位置している。面壁51の外周部は、モータケース2の内壁に接続されている。これにより、面壁51より上方の空間には、供給手段5から供給される潤滑液Sが貯留される潤滑液貯留部45が形成されている。面壁51の内周部には、軸方向の下方へ延びる上部フランジ61が一体形成されている。上部フランジ61の少なくとも一部は、内部流路25内に配置されている。本実施形態において、上部フランジ61の外周部は、内部流路25の内周部(内壁)に当接している。
The
上部連通孔54は、面壁51の径方向中央に設けられている。上部連通孔54は、軸線Cと同軸上に配置され、面壁51を軸方向に貫通している。具体的に、上部連通孔54は、面壁51の内周部及び上部フランジ61の内周部に設けられている。上部連通孔54は、面壁51より上方の空間と面壁51より下方の空間とを連通している。換言すれば、上部連通孔54は、上部オイルプラグ41に供給された潤滑液Sを、上部オイルプラグ41より下方に位置する中部オイルプラグ42に供給可能にしている。上部連通孔54は、軸方向から見て円形状に形成されている。軸方向から見た上部連通孔54の開口面積はSaとされている。
The
中部オイルプラグ42は、軸線Cを中心とする環状に形成されている。中部オイルプラグ42は、上部オイルプラグ41より軸方向の下方に設けられている。中部オイルプラグ42は、内部流路25に配置されている。中部オイルプラグ42は、軸方向において上部ベアリング11と同等の位置に配置されている。中部オイルプラグ42は、中部分配面52と、中部連通孔55と、を有する。
The
中部分配面52は、径方向に沿ってシャフト21の外側へ潤滑液Sを供給している。具体的に、中部分配面52は、軸線Cを中心とし、軸方向に面する環状に形成されている。中部分配面52は、軸方向において、上部ベアリング11と対応する位置に形成された径方向流路26より下方に配置されている。中部分配面52の外径は、内部流路25の内径と同等となっている。中部分配面52の外周部には、軸方向の下方に延びる中部外フランジ62が一体形成されている。中部外フランジ62の外周部は、シャフト21の内周部(内壁)に当接している。中部オイルプラグ42は、内部流路25内においてシャフト21の内壁に圧入固定されている。中部分配面52の内周部には、軸方向の上方に延びる中部内フランジ63が一体形成されている。
The
中部連通孔55は、中部分配面52の径方向中央に設けられている。中部連通孔55は、軸線Cと同軸上に配置され、中部分配面52を軸方向に貫通している。具体的に、中部連通孔55は、中部分配面52の内周部及び中部内フランジ63の内周部に設けられている。中部連通孔55は、中部分配面52より上方の空間と中部分配面52より下方の空間とを連通している。換言すれば、中部連通孔55は、中部オイルプラグ42に供給された潤滑液Sを、中部オイルプラグ42より下方に配置された下部オイルプラグ43に供給可能にしている。中部連通孔55は、軸方向から見て円形状に形成されている。中部連通孔55の内径は、上部オイルプラグ41の上部連通孔54の内径より小さい。これにより、軸方向から見た中部連通孔55の開口面積Sbは、上部連通孔54の開口面積Saより小さい(Sb<Sa)。
The
下部オイルプラグ43は、軸線Cを中心とする環状に形成されている。下部オイルプラグ43は、中部オイルプラグ42より軸方向の下方に設けられている。下部オイルプラグ43は、内部流路25に配置されている。下部オイルプラグ43は、軸方向において下部ベアリング12と同等の位置に配置されている。下部オイルプラグ43は、下部分配面53と、下部連通孔56と、を有する。
The
下部分配面53は、径方向に沿ってシャフト21の外側へ潤滑液Sを供給している。下部分配面53は、軸方向において、下部ベアリング12と対応する位置に形成された径方向流路より下方に配置されている。下部オイルプラグ43のうち、下部連通孔56の内径以外の構成は、中部オイルプラグ42の構成とほぼ同等とされている。すなわち、下部分配面53の外周部には下部外フランジ64が一体形成され、下部分配面53の内周部には下部内フランジ65が一体形成されている。下部連通孔56の内径(すなわち、下部分配面53の内周部及び下部内フランジ65の内周部)は、中部オイルプラグ42の中部連通孔55の内径より小さい。これにより、軸方向から見た下部連通孔56の開口面積Scは、中部連通孔55の開口面積Sbより小さい(Sc<Sb)。
The
(供給手段)
供給手段5は、ロータ4に潤滑液Sを供給している。供給手段5は、内部流路25の上端に潤滑液Sを供給する供給口59を有する。供給口59から供給された潤滑液Sは、潤滑液貯留部45に貯留する。供給手段5は、モータケース2内に潤滑液Sを循環させるための不図示のポンプと、ポンプと供給口59とを接続する不図示のチューブと、を含む。ポンプは、モータケース2の下部に溜まった潤滑液Sを供給口59まで汲み上げて潤滑液貯留部45に潤滑液Sを供給している。
(Supply means)
The supply means 5 supplies the lubricating liquid S to the
(モータケース)
モータケース2は、ステータ3及びロータ4を収容している。モータケース2の内部には、潤滑液Sが収容されている。上述したステータ3及びロータ4は、モータケース2の内部において、一部が潤滑液Sに浸漬された状態で配置されている。なお、潤滑液S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)等が好適に用いられている。潤滑液Sは、回転電機1の各部品を潤滑するとともに、回転電機1内を循環することにより各部品を冷却可能とされている。
(Motor case)
The
(潤滑液の動作)
次に、上述した回転電機1における潤滑液Sの動作について説明する。
始めに、供給手段5のポンプ(不図示)が駆動され、供給手段5により上部オイルプラグ41の上方に位置する潤滑液貯留部45に潤滑液Sが貯留された状態を第一状態(初期状態)とする。第一状態において、潤滑液貯留部45に供給された潤滑液Sは、自重により、上部オイルプラグ41の上部連通孔54を介して軸方向の下方へ流通する。
(Operation of lubricating fluid)
Next, the operation of the lubricating liquid S in the rotary electric machine 1 described above will be described.
First, the state in which the pump (not shown) of the supply means 5 is driven and the lubricating liquid S is stored in the lubricating
図2は、潤滑液Sの流通の第二状態を示す説明図である。
図2に示すように、上部連通孔54を流通した潤滑液Sが中部オイルプラグ42に達した状態を第二状態とする。第二状態において、中部オイルプラグ42に達した潤滑液Sの一部は、中部連通孔55を介して軸方向の下方へ流通する。一方、中部連通孔55の開口面積Sbは上部連通孔54の開口面積Saより小さいので、中部オイルプラグ42に達した潤滑液Sの残りの一部は、中部分配面52に沿って径方向の外側に向かって移動する。中部分配面52に沿って径方向の外側に移動した潤滑液Sは、さらにシャフト21の径方向流路26を流通してシャフト21の外周部へ移動する。シャフト21の外周部から排出された潤滑液Sは、上部ベアリング11に供給されて上部ベアリング11を潤滑及び冷却した後、自重によりモータケース2の下部へ落下する。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a second state of distribution of the lubricating liquid S.
As shown in FIG. 2, the state in which the lubricating liquid S flowing through the
図3は、潤滑液Sの流通の第三状態を示す説明図である。
図3に示すように、中部連通孔55を流通した潤滑液Sが下部オイルプラグ43に達した状態を第三状態とする。第三状態において、下部オイルプラグ43に達した潤滑液Sの一部は、下部連通孔56を介して軸方向の下方へ流通する。下部連通孔56を流通した潤滑液Sは、内部流路25の下端部からシャフト21の外部へ排出され、モータケース2の下部に流入する。一方、下部連通孔56の開口面積Scは中部連通孔55の開口面積Sbより小さいので、下部オイルプラグ43に達した潤滑液Sの残りの一部は、下部分配面53に沿って径方向の外側に向かって移動する。下部分配面53に沿って径方向の外側に移動した潤滑液Sは、さらにシャフト21の径方向流路26を流通してシャフト21の外周部へ移動する。シャフト21の外周部から排出された潤滑液Sは、下部ベアリング12に供給されて下部ベアリング12を潤滑及び冷却した後、自重によりモータケース2の下部へ落下する。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a third state of distribution of the lubricating liquid S.
As shown in FIG. 3, the state in which the lubricating liquid S flowing through the
ここで、上部ベアリング11に供給される潤滑液Sの流量をF1とし、上部オイルプラグ41の上部連通孔54を流通する潤滑液Sの流量をXとしたとき、上部ベアリング11に供給される潤滑液Sの流量F1、上部連通孔54を流通する潤滑液Sの流量X、上部連通孔54の開口面積Sa、中部連通孔55の開口面積Sbは、以下の関係を満足する。
F1=X×(Sa−Sb)/Sa・・・(1)
また、下部ベアリング12に供給される潤滑液Sの流量をF2としたとき、下部ベアリング12に供給される潤滑液Sの流量F2、上部連通孔54を流通する潤滑液Sの流量X、上部連通孔54の開口面積Sa、中部連通孔55の開口面積Sb、下部連通孔56の開口面積Scは、以下の関係を満足する。
F2=X×((Sa−Sb)×(Sb−Sc))/(Sa×Sb)・・・(2)
Here, when the flow rate of the lubricating liquid S supplied to the
F1 = X × (Sa-Sb) / Sa ... (1)
Further, when the flow rate of the lubricating liquid S supplied to the
F2 = X × ((Sa-Sb) × (Sb-Sc)) / (Sa × Sb) ... (2)
このように、第三状態を経た後、各ベアリング11,12に供給されてモータケース2の下部に落下した潤滑液S及び下部連通孔56を介してモータケース2の下部に流入した潤滑液Sは、供給手段5により汲み上げられ、潤滑液貯留部45に再び供給される。
このように、潤滑液Sは、第一状態、第二状態、第三状態を経て回転電機1内を循環することにより、内部流路25を流通する。潤滑液Sは、上部ベアリング11及び下部ベアリング12を含む所望の部品に供給され、回転電機1の各部品を潤滑及び冷却する。
As described above, after passing through the third state, the lubricating liquid S supplied to the
In this way, the lubricating liquid S circulates in the rotary electric machine 1 through the first state, the second state, and the third state, and thus flows through the
(作用、効果)
次に、回転電機1の作用、効果について説明する。
本実施形態の回転電機1によれば、ロータ4のシャフト21に設けられた内部流路25にはオイルプラグ7が配置されている。オイルプラグ7は分配面(中部分配面52、下部分配面53)を有するので、内部流路25内に流入した潤滑液Sを、オイルプラグ7の分配面52,53によりシャフト21の径方向の外側へ向けて誘導することができる。これにより、鉛直方向に沿って軸方向を有する軸線C回りに回転するロータ4を備えた縦置き型の回転電機1であっても、内部流路25から潤滑液Sを径方向の外側に向かって流通させ、例えばシャフト21の外周部に配置されるロータコア22やベアリング11,12等の種々の部品に潤滑液Sを供給できる。
したがって、鉛直方向に沿って軸方向を有する軸線C回りに回転するロータ4を備えた縦置き型の回転電機1において、内部流路25を流通する潤滑液Sを径方向の外側に向かって誘導し、所望の部品に潤滑液Sを供給可能な回転電機1を提供できる。
(Action, effect)
Next, the operation and effect of the rotary electric machine 1 will be described.
According to the rotary electric machine 1 of the present embodiment, the
Therefore, in the vertically installed rotary electric machine 1 provided with the
オイルプラグ7は、モータケース2に対してロータ4を回転可能に保持する上部ベアリング11及び下部ベアリング12に潤滑液Sを供給する。これにより、上部ベアリング11及び下部ベアリング12に適切に潤滑液Sを供給し、フリクションを低減するとともに上部ベアリング11及び下部ベアリング12の摩耗を抑制できる。よって、上部ベアリング11及び下部ベアリング12の性能を高い状態に維持できる。
The
オイルプラグ7は軸方向に並んで複数設けられ、軸方向の上方に位置する上部オイルプラグ41(中部オイルプラグ42)は、上部連通孔54(中部連通孔55)を有する。上部連通孔54(中部連通孔55)を通じて潤滑液Sが下方へ流通することにより、上部オイルプラグ41(中部オイルプラグ42)から、上部オイルプラグ41(中部オイルプラグ42)より下方に位置する中部オイルプラグ42(下部オイルプラグ43)まで、潤滑液Sを供給できる。これにより、各オイルプラグ7により径方向の外側へ潤滑液Sを供給しつつ、軸方向の上方から下方へ向かって潤滑液Sを流通させることができる。また、軸方向において複数の箇所にオイルプラグ7を設けることができるので、軸方向の異なる位置に配置された種々の部品へ効率的に潤滑液Sを供給することができる。
A plurality of oil plugs 7 are provided side by side in the axial direction, and the upper oil plug 41 (middle oil plug 42) located above in the axial direction has an upper communication hole 54 (middle communication hole 55). The lubricating liquid S flows downward through the upper communication hole 54 (middle communication hole 55), so that the upper oil plug 41 (middle oil plug 42) is located below the upper oil plug 41 (middle oil plug 42). The lubricating liquid S can be supplied up to the oil plug 42 (lower oil plug 43). As a result, the lubricating liquid S can be circulated from the upper side to the lower side in the axial direction while supplying the lubricating liquid S to the outside in the radial direction by each
複数のオイルプラグ7は、各々の連通孔(上部連通孔54,中部連通孔55,下部連通孔56)の内径が互いに異なるように形成されている。このため、オイルプラグ7の下方及び径方向外側にそれぞれ流通させる潤滑液Sの流量を適宜設定できる。これにより、例えば軸方向に沿って複数配置されたベアリング11,12等の各部品に対して、適切な量の潤滑液Sを供給できる。よって、潤滑液Sの供給量を最適化し、潤滑液Sによる潤滑効率を向上できる。
The plurality of oil plugs 7 are formed so that the inner diameters of the respective communication holes (
複数のオイルプラグ7は、軸方向の上方から下方へ向かうにつれて各々の連通孔54,55,56の内径が小さくなるようにそれぞれ形成されている。このように、潤滑液Sの供給量が多い上方のオイルプラグ7(本実施形態においては、上部オイルプラグ41又は中部オイルプラグ42)では下方へ流通させる潤滑液Sの量を増加させ、潤滑液Sの供給量が少ない下方のオイルプラグ7(本実施形態においては、中部オイルプラグ42又は下部オイルプラグ43)では下方へ流通させる潤滑液Sの量を減少させることにより、各オイルプラグ7から径方向の外側へ供給される潤滑液Sの量を均等にすることができる。よって、軸方向において供給される潤滑液Sの量を均等に分配できる。
The plurality of oil plugs 7 are formed so that the inner diameters of the communication holes 54, 55, and 56 become smaller from the upper side to the lower side in the axial direction. As described above, in the upper oil plug 7 (in this embodiment, the
軸方向において最も上方に位置する上部オイルプラグ41は潤滑液貯留部45を形成するので、潤滑液貯留部45から内部流路25へ潤滑液Sを供給できる。これにより、例えば供給手段5内の潤滑液Sに気体が混入して発生するいわゆるエア噛み等により供給手段5からの潤滑液Sの供給が一時的に滞った場合であっても、潤滑液貯留部45に溜まった潤滑液Sが内部流路25へ供給される。このため、潤滑液Sの供給が途絶えることがない。また、供給手段5からの供給量に依らず、一定量の潤滑液Sを内部流路25へ供給することができる。よって、安定的に潤滑液Sを供給可能な回転電機1とすることができる。
Since the
潤滑液Sは、ロータ4及びステータ3を冷却可能とされている。潤滑液Sは、冷却液としても機能するので、内部流路25から径方向の外側に供給された潤滑液Sにより、ロータコア22やステータ3、ベアリング11,12等の種々の部品を効果的に冷却することができる。よって、フリクションを低減するとともに冷却効率を向上した高性能な回転電機1とすることができる。
The lubricating liquid S can cool the
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、上述した実施形態では、中部オイルプラグ42及び下部オイルプラグ43は、上部ベアリング11及び下部ベアリング12にそれぞれ対応する位置に配置したが、これに限らない。例えば、各オイルプラグ7は、ステータ3のコイル33やロータコア22の内部の永久磁石23等に対応した位置に配置してもよい。これにより、ステータ3のコイル33やロータコア22等、ベアリング11,12以外の部品にも積極的に潤滑液Sを供給できる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the
オイルプラグ7の個数は上述の実施形態に限定されない。
また、上部オイルプラグ41を設けなくてもよい。すなわち、潤滑液貯留部45はなくてもよい。但し、潤滑液Sを安定的に内部流路25内に供給できる点において、上部オイルプラグ41及び潤滑液貯留部45を設けた本実施形態の構成は優位性がある。
The number of oil plugs 7 is not limited to the above-described embodiment.
Further, it is not necessary to provide the
上述した実施形態では、各オイルプラグ7は、軸方向の上方から下方へ向かうにつれて各々の連通孔54,55,56の内径が小さくなる構成としたが、これに限らない。各オイルプラグ7に設けられた連通孔54,55,56の内径は、各オイルプラグ7により潤滑液Sが供給される各部品に対応させて内径の大きさを設定してもよい。すなわち、潤滑液Sの必要量が多い部品と対応する位置に設けられたオイルプラグ7の内径を大きく設定し、潤滑液Sの必要量が少ない部品と対応する位置に設けられたオイルプラグ7の内径を小さく設定してもよい。また、内形の大きさが同じ連通孔を有するオイルプラグ7を複数配置してもよい。
In the above-described embodiment, each
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、上述した実施形態及び変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to replace the components in the above-described embodiment with well-known components as appropriate without departing from the spirit of the present invention, and the above-described embodiments and modifications may be appropriately combined.
1 回転電機
2 モータケース
3 ステータ
4 ロータ
5 供給手段
7 オイルプラグ
11 上部ベアリング(ベアリング)
12 下部ベアリング(ベアリング)
21 シャフト
25 内部流路
41 上部オイルプラグ(第一オイルプラグ、最も上方に位置するオイルプラグ)
42 中部オイルプラグ(第一オイルプラグ、第二オイルプラグ)
43 下部オイルプラグ(第二オイルプラグ)
45 潤滑液貯留部
52 中部分配面(分配面)
53 下部分配面(分配面)
54 上部連通孔(連通孔)
55 中部連通孔(連通孔)
C 軸線
S 潤滑液
1 Rotating
12 Lower bearing (bearing)
21
42 Central oil plug (first oil plug, second oil plug)
43 Lower oil plug (second oil plug)
45 Lubricating
53 Lower distribution surface (distribution surface)
54 Upper communication hole (communication hole)
55 Central communication hole (communication hole)
C Axis S Lubricating Liquid
Claims (7)
前記ロータを収納するモータケースと、
前記モータケースに対して前記ロータを回転可能に支持するベアリングと、
前記ロータに潤滑液を供給する供給手段と、
を備え、
前記ロータは、
前記軸線と同軸に設けられ、前記供給手段から供給された前記潤滑液が流通可能な内部流路を有するシャフトと、
前記供給手段より前記軸方向の下方であって、かつ前記内部流路に設けられるオイルプラグと、
を有し、
前記オイルプラグは、前記ロータの径方向に沿って前記シャフトの外側へ向けて前記潤滑液を供給する分配面を有することを特徴とする回転電機。 A rotor that rotates around an axis that has an axial direction along the vertical direction,
A motor case for accommodating the rotor and
A bearing that rotatably supports the rotor with respect to the motor case,
A supply means for supplying the lubricating liquid to the rotor and
With
The rotor
A shaft provided coaxially with the axis and having an internal flow path through which the lubricating liquid supplied from the supply means can flow.
An oil plug that is below the supply means in the axial direction and is provided in the internal flow path.
Have,
The oil plug is a rotary electric machine having a distribution surface for supplying the lubricating liquid toward the outside of the shaft along the radial direction of the rotor.
複数の前記オイルプラグのうち、第一オイルプラグは、前記第一オイルプラグより前記軸方向の下方に位置する第二オイルプラグに前記潤滑液を供給可能な連通孔を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転電機。 A plurality of the oil plugs are provided side by side in the axial direction of the axis line.
Among the plurality of oil plugs, the first oil plug is characterized in that the second oil plug located below the first oil plug in the axial direction has a communication hole capable of supplying the lubricating liquid. The rotary electric machine according to claim 1 or 2.
複数の前記オイルプラグにおける前記連通孔の内径は、互いに異なることを特徴とする請求項3に記載の回転電機。 Each of the plurality of oil plugs has the communication hole.
The rotary electric machine according to claim 3, wherein the inner diameters of the communication holes in the plurality of oil plugs are different from each other.
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