JP2023034301A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷媒によるロータコイルの冷却効率を高めることができる回転電機を提供する。【解決手段】回転電機1のロータ20は、複数のロータ突極24及びスロット28が形成されたロータコア22と、スロットを通ってロータ突極に巻き回されたロータコイル26を有する。ロータコアの軸線方向外側面に対向して配置された円環状の冷却プレート40が、回転可能に設けられており、外側面におけるロータ突極とロータコアの周方向で対応する位置に形成された第1吐出口51と、冷媒を回転軸の内部から冷却プレートの内部を経由して第1吐出口まで導く第1冷媒路と、冷却プレートの外周面におけるスロットと周方向で対応する位置に形成された第2吐出口52と、冷媒を回転軸の内部から冷却プレートの内部を経由して第2吐出口まで導く第2冷媒路と、を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、回転電機に関する。
特許文献1には、回転電機において、入力側ロータの回転時にオイル貯留部材に貯留された冷媒としてのオイルが、遠心力によって軸線方向両端部からロータコイルのコイルエンドに飛散することにより、オイルによってロータコイルを冷却する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、オイルがコイルエンドの内周面に衝突して広範囲に広がり難かったり、コイルエンドへ届くまでにオイルが拡散してしまったりするため、オイルによるロータコイルの冷却効率を高めるには改善の余地がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、冷媒によるロータコイルの冷却効率を高めることができる回転電機を提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る回転電機は、ステータに対向配置され、回転軸とともに回転するロータを含み、前記ロータは、複数のロータ突極、及び、隣り合うロータ突極間にスロットが形成されたロータコアと、前記スロットを通って前記ロータ突極に巻き回されたロータコイルと、有する回転電機であって、前記回転軸の軸線方向で前記ロータコアの軸線方向外側面に対向して配置された円環状の冷却プレートが、前記回転軸とともに回転可能に設けられており、前記冷却プレートは、前記軸線方向から見て、前記冷却プレートの軸線方向外側面における前記ロータ突極と前記ロータコアの周方向で対応する位置に形成された第1吐出口と、前記回転軸の内部に供給された冷媒を、前記回転軸の内部から前記冷却プレートの内部を経由して前記第1吐出口まで導く第1冷媒路と、前記軸線方向から見て、前記冷却プレートの外周面における前記スロットと前記周方向で対応する位置に形成された第2吐出口と、前記回転軸の内部に供給された冷媒を、前記回転軸の内部から前記冷却プレートの内部を経由して前記第2吐出口まで導く第2冷媒路と、を有するものである。
これにより、本発明に係る回転電機においては、ロータを回転させることにより、冷却プレートに形成された第1吐出口と第2吐出口とから冷媒を吐出させることによって、ロータコイルにおけるコイルエンドの軸線方向外側面とロータコイル(コイルエンド)の周方向外側面とに冷媒を流すことができ、コイルエンドも含めたロータコイルにおける冷媒の被覆面積が大きくなり、冷却コイルによるロータコイル(コイルエンド)の冷却効率を高めることができる。
また、上記において、前記第1吐出口は、前記ロータコアの軸線方向外側面からの距離が、前記ロータコイルのコイルエンドまでの距離と同等以上であるようにしてもよい。
これにより、第1吐出口から吐出した冷媒をコイルエンドへより供給されやすくすることが可能となる。
本発明に係る回転電機は、冷媒によるロータコイルの冷却効率を高めることができるという効果を奏する。
以下に、本発明に係る回転電機1の実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
図1は、実施形態に係る回転電機1を軸線方向から見た概略構成を示した図である。図2は、図1に示したロータ20のA-A断面図である。
実施形態に係る回転電機1は、ステータ10及びロータ20など含んで構成された三相同期型の回転電機である。
ステータ10は、ステータコア12、ステータコア12の周方向に沿って配置される複数のティース14、及び、ティース14に複数回巻回されるステータコイル16などによって構成されている。なお、図1には、ステータ10の一部分のみを示しているが、ロータ20の全周を囲むように円環状のステータ10が設けられている。
ステータコア12は、内周側に複数のティース14が配置される円環状の磁性体部材である。かかるステータコア12は、所定の形状の電磁鋼板を複数枚積層して形成される。
ステータコイル16は、U相巻線、V相巻線、W相巻線の三相巻線を含む。各相巻線は、予め定められた分布巻配置方法に従い、隣接するティース14の間の空間であるスロット18を順次通って、所定のティース14に順次巻回される。ティース14に巻回されるステータコイル16の各巻線は、ステータコア12の周方向に沿って、U相巻線、V相巻線、W相巻線が順次配置され一周する。
ロータ20は、ロータコア22、ロータコア22の周方向に沿って配置される複数のロータ突極24、及び、ロータ突極24に巻回されるロータコイル26などによって構成されている。
ロータコア22は、外周側に複数のロータ突極24が配置され、中心部に回転軸であるシャフト30が固定されるシャフト穴を有する円環状の磁性体部材である。かかるロータコア22は、所定の形状の電磁鋼板を複数枚積層して形成される。
ロータコイル26は、ロータ突極24に巻回された複数の巻線によって構成される。ロータコイル26は、隣接するロータ突極24の間に形成されるスロット28を通って、ロータ突極24に所定の巻数で巻回される。また、ロータコイル26は、コイルエンド27がロータコア22よりも軸線方向両側へ張り出した状態で、ロータ突極24に巻回されている。なお、本実施形態において「軸線方向」は、シャフト30の軸線が延びる方向(シャフト30の長手方向)とする。
シャフト30は円筒状であって、シャフト30の内部には、ロータコイル26などを冷却するための冷媒である冷却オイルを流すためのシャフト内冷媒路301が軸線方向にわたって形成されている。シャフト内冷媒路301には、例えば、オイルポンプなどによって軸線方向の一方側から冷却オイルが供給される。
実施形態に係る回転電機1においては、シャフト30の軸線方向でロータコア22の軸線方向外側面221に対向して配置された円環状の冷却プレート40が、シャフト30とともに回転可能に設けられている。図2に示すように、冷却プレート40は、軸線方向から見て、冷却プレート40の軸線方向外側面401におけるロータ突極24と周方向で対応する位置に形成された第1吐出口51を有している。なお、本実施形態において「周方向」は、ロータコア22の外周に沿った方向とする。また、冷却プレート40は、シャフト30のシャフト内冷媒路301に供給された冷媒である冷却オイルを、シャフト30の内部から冷却プレート40の内部を経由して第1吐出口51まで導く第1冷媒路61を有している。また、冷却プレート40は、軸線方向から見て、冷却プレート40の外周面402におけるスロット28と周方向で対応する位置に形成された第2吐出口52を有している。言い換えると、第2吐出口52は、軸線方向から見て、周方向で隣り合うロータ突極24間のほぼ中央に対応する位置に、冷却プレート40の外周面402に形成されている。また、冷却プレート40は、シャフト内冷媒路301に供給された冷却オイルを、シャフト30の内部から冷却プレート40の内部を経由して第2吐出口52まで導く第2冷媒路62と、を有する。
実施形態に係る回転電機1においては、ロータコア22に設けられた複数のロータ突極24の全てに対応させて、複数の第1吐出口51が冷却プレート40の軸線方向外側面401に形成されている。また、実施形態に係る回転電機1においては、ロータコア22に設けられた複数のスロット28の全てに対応させて、複数の第2吐出口52が冷却プレート40の外周面402に形成されている。また、実施形態に係る回転電機1において、第1冷媒路61及び第2冷媒路62の形状としては、シャフト30とともにロータ20が回転することによって生じる遠心力によって、シャフト内冷媒路301から第1吐出口51及び第2吐出口52まで冷却オイルが導かれる形状であれば、特に限定されるものではない。
図3は、冷却オイルが流れる経路の例を示した図である。実施形態に係る回転電機1においては、シャフト30とともにロータ20が回転することによって生じる遠心力により、図3中の矢印FL1で示すように、シャフト内冷媒路301の内周面に沿って軸線方向に流れる冷却オイルが、図3中の矢印FL2で示すように、第1冷媒路61を通って第1吐出口51に導かれる。そして、第1吐出口51に導かれた冷却オイルは、前記遠心力によって第1吐出口51から吐出し、コイルエンド27の軸線方向外側面271に供給される。コイルエンド27の軸線方向外側面271に供給された冷却オイルは、前記遠心力により、図3中の矢印FL3で示すように、ロータコア22の径方向でコイルエンド27の内周側から外周側に向かって、コイルエンド27の軸線方向外側面271に沿って流れてコイルエンド27を冷却する。
また、実施形態に係る回転電機1においては、前記遠心力により、図3中の矢印FL4で示すように、シャフト内冷媒路301の内周面311に沿って軸線方向に流れる冷却オイルが、図3中の矢印FL5で示すように、第2冷媒路62を通って第2吐出口52に導かれる。そして、第2吐出口52に導かれた冷却オイルは、前記遠心力によって第2吐出口52から吐出し、周方向でスロット28を挟んで対向する、ロータコイル26におけるコイルエンド27の周方向外側面272に供給される。コイルエンド27の周方向外側面272に供給された冷却オイルは、前記遠心力により、図3中の矢印FL6で示すように、ロータコア22の径方向でコイルエンド27の内周側から外周側に向かって、コイルエンド27の周方向外側面272に沿って流れてコイルエンド27を冷却する。また、第2吐出口52から吐出された冷却オイルの一部は、前記遠心力によって、スロット28内に位置するロータコイル26の部分にも供給されてロータコイル26を冷却する。
このように、実施形態に係る回転電機1では、ロータ20を回転させることにより、冷却プレート40に形成された第1吐出口51と第2吐出口52とから冷却オイルを吐出させることによって、コイルエンド27の軸線方向外側面とロータコイル26(コイルエンド27)の周方向外側面とに冷却オイルを流すことができる。よって、実施形態に係る回転電機1では、第1吐出口51と第2吐出口52とのどちらか一方だけを冷却プレート40に形成して、冷却オイルを吐出させる場合よりも、コイルエンド27も含めたロータコイル26における冷却オイルの被覆面積が大きくなり、冷却オイルによるロータコイル26(コイルエンド)27の冷却効率を高めることができる。
また、第1吐出口51は、ロータコア22の軸線方向外側面221から第1吐出口51までの距離が、第1吐出口51からコイルエンド27までの距離と同等以上であるようにしてもよい。これにより、第1吐出口51から吐出した冷却オイルをコイルエンド27へより供給されやすくすることが可能となる。
1 回転電機
10 ステータ
12 ステータコア
14 ティース
16 ステータコイル
18 スロット
20 ロータ
22 ロータコア
24 ロータ突極
26 ロータコイル
27 コイルエンド
28 スロット
30 シャフト
40 冷却プレート
51 第1吐出口
52 第2吐出口
61 第1冷媒路
62 第2冷媒路
221 軸線方向外側面
271 軸線方向外側面
272 周方向外側面
301 シャフト内冷媒路
311 内周面
401 軸線方向外側面
402 外周面
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26 ロータコイル
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28 スロット
30 シャフト
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51 第1吐出口
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61 第1冷媒路
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221 軸線方向外側面
271 軸線方向外側面
272 周方向外側面
301 シャフト内冷媒路
311 内周面
401 軸線方向外側面
402 外周面
Claims (2)
- ステータに対向配置され、回転軸とともに回転するロータを含み、
前記ロータは、複数のロータ突極、及び、隣り合うロータ突極間にスロットが形成されたロータコアと、前記スロットを通って前記ロータ突極に巻き回されたロータコイルと、有する回転電機であって、
前記回転軸の軸線方向で前記ロータコアの軸線方向外側面に対向して配置された円環状の冷却プレートが、前記回転軸とともに回転可能に設けられており、
前記冷却プレートは、
前記軸線方向から見て、前記冷却プレートの軸線方向外側面における前記ロータ突極と前記ロータコアの周方向で対応する位置に形成された第1吐出口と、
前記回転軸の内部に供給された冷媒を、前記回転軸の内部から前記冷却プレートの内部を経由して前記第1吐出口まで導く第1冷媒路と、
前記軸線方向から見て、前記冷却プレートの外周面における前記スロットと前記周方向で対応する位置に形成された第2吐出口と、
前記回転軸の内部に供給された冷媒を、前記回転軸の内部から前記冷却プレートの内部を経由して前記第2吐出口まで導く第2冷媒路と、
を有することを特徴とする回転電機。 - 前記第1吐出口は、前記ロータコアの軸線方向外側面からの距離が、前記ロータコイルのコイルエンドまでの距離と同等以上であることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021140466A JP2023034301A (ja) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021140466A JP2023034301A (ja) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | 回転電機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023034301A true JP2023034301A (ja) | 2023-03-13 |
Family
ID=85504570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021140466A Pending JP2023034301A (ja) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | 回転電機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023034301A (ja) |
-
2021
- 2021-08-30 JP JP2021140466A patent/JP2023034301A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240125 |