JP5304617B2 - Motor cooling structure - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動機の冷却構造に関し、特に回転子(ロータ)および固定子(ステータ)を冷却する電動機の冷却構造に関するものである。 The present invention relates to a motor cooling structure, and more particularly to a motor cooling structure for cooling a rotor (rotor) and a stator (stator).
電動機は産業機械や車両の動力源として広く利用されているが、特に、車両の駆動力源として用いられる場合、その電動機には小型・高出力化あるいは高効率化が要求される。また、電動機を運転すると、各部位が電気抵抗や磁界等の作用による内部損失から発熱して温度が上昇する。発熱した部位の温度と周囲の温度との差を温度上昇といい、この値が高くなりすぎると、電動機の最大出力は電動機の温度上昇によって制限される場合が多い。そのため、電動機の高出力化あるいは高効率化を図るためには、電動機の温度上昇を抑制するための冷却性能を向上させる必要がある。 Electric motors are widely used as power sources for industrial machines and vehicles. Particularly, when used as a driving power source for vehicles, the motors are required to be small in size, high in output, or high in efficiency. Further, when the electric motor is operated, each part generates heat due to internal loss due to the action of electric resistance, magnetic field and the like, and the temperature rises. The difference between the temperature of the part that generates heat and the ambient temperature is called temperature rise. If this value becomes too high, the maximum output of the motor is often limited by the temperature rise of the motor. Therefore, in order to increase the output or efficiency of the electric motor, it is necessary to improve the cooling performance for suppressing the temperature rise of the electric motor.
このように、電動機の冷却性能は、電動機の出力性能、効率および耐久性に影響を与える。これらの要請から、従来より冷媒を用いてロータ(回転子)の磁石やステータ(固定子)のコイルエンドを冷却する冷却構造を有する電動機等が存在する。電動機の冷却構造は、電動機の設置環境や運転環境等に応じて、ファンなどを用いた空気を冷媒とする空冷方式や、水や油などの液体を循環冷媒とした水冷方式や油冷方式などの循環冷媒供給方式が採用されている。そのような、液体を循環冷媒とした循環冷媒供給方式には、固定子や回転子と共に流路が設けられて、これらの流路を内燃機関や別の電動機などの動力源により駆動するポンプ式や、このようなポンプ式と併用されるか、もしくは個別に設けられる、回転子の遠心力を利用する流路(冷却構造)が設けられたものがある。 Thus, the cooling performance of the electric motor affects the output performance, efficiency, and durability of the electric motor. In view of these demands, there have conventionally been electric motors having a cooling structure for cooling a rotor (rotor) magnet and a stator (stator) coil end using a refrigerant. Depending on the motor installation environment and operating environment, etc., the cooling structure of the motor can be an air cooling system using air using a fan as a refrigerant, a water cooling system using a liquid such as water or oil, or an oil cooling system. The circulating refrigerant supply method is adopted. In such a circulating refrigerant supply method using a liquid as a circulating refrigerant, a flow path is provided together with a stator and a rotor, and these flow paths are driven by a power source such as an internal combustion engine or another electric motor. In addition, there are some provided with a flow path (cooling structure) using the centrifugal force of the rotor, which is used in combination with such a pump type or provided separately.
このようなロータやコイルエンドなどを冷却する冷却構造を備えた電動機が特許文献1ないし4に記載されている。特許文献1に記載の回転電機(電動機)は、回転可能に設けられた回転シャフトと、回転シャフトに固設されたコア体と、コア体に埋設された永久磁石と、コア体の軸方向端面に対向して設けられたエンドプレートとを有する。回転シャフトには、冷媒が流通可能な第1冷媒通路が形成されている。エンドプレートとコア体の軸方向端面との間には、第1冷媒通路に連通する第2冷媒通路が形成されている。第2冷媒通路の内部には、第2冷媒通路を周方向に仕切る隔壁と、第2冷媒通路へ導入された冷媒を永久磁石が配置されている軸方向端面の外周縁領域にまで導く経路壁が形成されている。このように構成されることから、ロータの外表面における冷媒の滞留を抑制している。 Patent Documents 1 to 4 describe an electric motor having a cooling structure for cooling such a rotor and a coil end. A rotating electrical machine (electric motor) described in Patent Literature 1 includes a rotating shaft provided rotatably, a core body fixed to the rotating shaft, a permanent magnet embedded in the core body, and an axial end surface of the core body. And an end plate provided opposite to the end plate. A first refrigerant passage through which a refrigerant can flow is formed in the rotating shaft. A second refrigerant passage communicating with the first refrigerant passage is formed between the end plate and the axial end surface of the core body. Inside the second refrigerant passage, a partition wall that divides the second refrigerant passage in the circumferential direction, and a path wall that guides the refrigerant introduced into the second refrigerant passage to the outer peripheral edge region of the axial end surface where the permanent magnet is disposed Is formed. Since it is comprised in this way, the residence of the refrigerant | coolant in the outer surface of a rotor is suppressed.
また、特許文献2にも、ステータに設けられた永久磁石を含む冷却対象部を冷媒によって冷却する回転電機(電動機)が記載されている。この回転電機は、回転可能に設けられたシャフトと、永久磁石を収容可能な収容孔と、収容孔内に収容された永久磁石とを含む、シャフトに固設されたロータとを備えている。また、このロータと対向し、コイルを有するステータと、ロータの軸方向端部に設けられたエンドプレートとを備えている。そして、このエンドプレートに形成され、永久磁石の軸方向端部を経由し、冷媒が流通可能な冷媒通路と、永久磁石の内径方向端部からロータの外周側に位置し、永久磁石を含む冷却対象部に対して、ロータの径方向内方に位置すると共に、冷媒通路に連通し、冷媒を排出可能な排出孔とを備える。このように構成されることから、コイルエンドに吹き付けられる冷媒を低減している。
さらに、特許文献3に記載のモータの冷却装置は、モータジェネレータを冷却する冷却液が流通される複数の冷却用流路が設けられており、複数の冷却用流路に冷却液を供給する冷却液供給口を備えている2つのジャケットから構成される冷却装置において、前記複数の冷却用流路の上部に前記冷却液供給口が連通されている。このように構成されることから、このモータの冷却装置は冷却効率を向上させている。 Further, the motor cooling device described in Patent Document 3 is provided with a plurality of cooling channels through which a cooling liquid for cooling the motor generator is circulated, and the cooling liquid is supplied to the plurality of cooling channels. In the cooling device including two jackets provided with liquid supply ports, the cooling liquid supply ports are communicated with the upper portions of the plurality of cooling channels. With this configuration, the motor cooling device improves the cooling efficiency.
そして、特許文献4には、固定子の内側に軸受け部材を介して回転子が配設され、前記固定子に対する冷却を循環冷媒の供給により行う液冷式回転電機が記載されている。この液冷式回転電機は、回転軸の回転に伴って回転する羽根車が回転子の回転軸端部に取り付けられ、羽根車に接する密閉空間が形成されている。この密閉空間に、水又は油などの冷媒が溜められており、密閉空間内の冷媒は、羽根車の回転によって吐出側配管を通って溝部に向かって吐出されると共に、冷却を終えた後に前記固定子側から返る冷媒を前記密閉空間に吸入させる構成となっている。吐出された冷媒は溝部を流れる際に固定子鉄心を冷却する。冷却を終えた冷媒は、吸入側配管を通って冷媒溜め容器の密閉空間側に吸入される。そして、軸受け部材の内輪部は、端部を介して密閉空間内の冷媒に冷却されるので外輪部との温度差が小さくなる。このような構成および作用から運転条件を考慮する必要がなくなる。また、スペース的及び経済的に有利な構成となっている。 Patent Document 4 describes a liquid-cooled rotary electric machine in which a rotor is disposed inside a stator via a bearing member and the stator is cooled by supplying a circulating refrigerant. In this liquid-cooled rotary electric machine, an impeller that rotates as the rotary shaft rotates is attached to the end of the rotary shaft of the rotor, and a sealed space that contacts the impeller is formed. A coolant such as water or oil is stored in the sealed space, and the coolant in the sealed space is discharged toward the groove portion through the discharge side pipe by the rotation of the impeller and after the cooling is finished, The refrigerant returning from the stator side is sucked into the sealed space. The discharged refrigerant cools the stator core as it flows through the groove. The cooled refrigerant is sucked into the sealed space side of the refrigerant reservoir through the suction side pipe. And since the inner ring | wheel part of a bearing member is cooled by the refrigerant | coolant in sealed space via an edge part, a temperature difference with an outer ring | wheel part becomes small. Such a configuration and action eliminates the need to consider operating conditions. Moreover, it is a space and economically advantageous structure.
前述のように電動機は、その動作や性能に影響を与える発熱を抑制するために、電動機の固定子(ステータ)や回転子(ロータ)などを冷却する必要があり、冷却を効果的に行うためには、冷媒の流路内での滞留などを考慮して、冷却効率のよい冷媒の挙動もしくは流れをつくって制御することが望ましい。さらに、このような冷媒の挙動を制御する場合であっても、工作性が良好なものがコスト面や生産性の点で有利である。これらの点を考慮して特許文献1ないし4の発明を考察すると、特許文献1の発明では、排出孔がエンドプレートの半径方向での最外周側に配置されて、外周側のオイルの滞留を抑制しようとしているが、単に最外周側に排出孔を設けるのみでは、遠心力による流路から排出孔までの冷媒の流れは最外周面付近では遅くなってしまう。そのため、この最外周面付近の滞留を防ぐのが不十分となり、冷媒は内側を主に流れてしまうため、エンドプレートの最外周部付近の冷却が効率よく行えない。 As described above, in order to suppress the heat generation that affects the operation and performance of the motor, it is necessary to cool the stator (rotor) of the motor and the like in order to effectively perform the cooling. For this, it is desirable to control the behavior or flow of the refrigerant with good cooling efficiency in consideration of the retention of the refrigerant in the flow path. Furthermore, even in the case of controlling the behavior of such a refrigerant, those having good workability are advantageous in terms of cost and productivity. Considering these points, the inventions of Patent Documents 1 to 4 are considered. In the invention of Patent Document 1, the discharge holes are arranged on the outermost peripheral side in the radial direction of the end plate, and the retention of oil on the outer peripheral side is prevented. Although it is trying to suppress, the flow of the refrigerant from the flow path to the discharge hole due to the centrifugal force is slow in the vicinity of the outermost peripheral surface by simply providing the discharge hole on the outermost peripheral side. For this reason, it is insufficient to prevent the stagnation in the vicinity of the outermost peripheral surface, and the refrigerant mainly flows inside, so that the cooling in the vicinity of the outermost peripheral portion of the end plate cannot be performed efficiently.
また、特許文献2では、排出孔がエンドプレートの内周側に設けられていることから、最外周部にオイルを流通させてロータの外周部を冷却するためには効果的であり、また、コイルエンドの吹き付けられるオイル量を低減できるが、エンドプレートの形状が複雑になって工作性が低くなるため、生産性が低下し、また製造コストがかかってしまう。
Further, in
さらに、特許文献3では、固定子側に油路が設けられており、この油路は蛇行しているため、冷却効率は高い。しかしながら、固定子側に設けられていることから、ポンプなどを用いてオイルを供給しなくてはならない。 Furthermore, in patent document 3, since the oil path is provided in the stator side and this oil path meanders, cooling efficiency is high. However, since it is provided on the stator side, oil must be supplied using a pump or the like.
そして、特許文献4では、冷却のための構成が複雑となり、また部品点数も増えてしまう。上述のとおり、ロータやステータのコイルエンドの冷却のために設けられた電動機の冷却構造には、電動機の冷却性能や生産性を向上させるために、未だ改良の余地があった。 And in patent document 4, the structure for cooling becomes complicated and the number of parts will also increase. As described above, the motor cooling structure provided for cooling the coil ends of the rotor and the stator still has room for improvement in order to improve the cooling performance and productivity of the motor.
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、固定子(ステータ)や回転子(ロータ)からの熱を冷媒によって冷却する電動機の冷却構造に関し、エンドプレートに設けられた冷媒の流れを改善して電動機の冷却性能を向上させることができる電動機の冷却構造を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and relates to a cooling structure for an electric motor that cools heat from a stator (stator) or a rotor (rotor) with a refrigerant. An object of the present invention is to provide a motor cooling structure that can improve the cooling performance of the motor by improving the flow of the motor.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、磁極を有する回転子が備えられた回転軸と、該回転軸を筒状に囲み、電流の変化により磁極を変化させる固定子を有する筒状部と、前記回転子の軸線方向の端部には、エンドプレートが備えられており、該エンドプレートには溝が形成されて、このエンドプレートの壁面と回転子の端面との軸方向での間に設けられる冷媒通路とを備える電動機の冷却構造において、前記冷媒通路は、前記エンドプレートの半径方向の内周側に設けられた冷媒が供給される供給孔と、半径方向に延長された第1隔壁の隔壁面により形成され、前記供給孔から半径方向の外周側の方向に設けられた第1流路と、前記第1隔壁の外周側の端部から周方向に延長された第2隔壁の外周面と、当該冷媒通路を形成する前記壁面のうち最外周面とにより形成され、前記第1流路の最外周部に連通されて周方向に設けられた第2流路と、半径方向で前記第2隔壁よりも内周側に設けられた冷媒を排出するための排出孔とを備え、前記供給孔から前記第1流路および第2流路を介して前記排出孔に前記冷媒が流通するように構成されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a rotating shaft provided with a rotor having a magnetic pole, and a stator that surrounds the rotating shaft in a cylindrical shape and changes the magnetic pole by a change in current. An end plate is provided at an end portion of the cylindrical portion and the rotor in the axial direction, and a groove is formed in the end plate, and an axial direction between a wall surface of the end plate and an end surface of the rotor is formed. in the cooling structure of Ru electrodeposition motivation a coolant passage provided between at, the refrigerant passage includes a supply hole refrigerant provided on the inner peripheral side in the radial direction of the end plate is provided, in the radial direction It is formed by extended partition wall surface of the first partition, a first passage provided in the direction of the radial outer peripheral side from the supply hole, extending from the end on the outer side of the first partition wall in the circumferential direction The outer peripheral surface of the second partition wall and the refrigerant passage are formed Is formed by the outermost surface of serial wall, said second flow path which is provided in communication with circumferentially outermost portion of the first flow path, the inner circumferential than the previous SL second partition wall in a semi-radial direction and a discharge hole for discharging the refrigerant is provided on the side, the refrigerant before Symbol discharge hole through the feed hole or found the first channel and the second channel is configured to flow it is characterized in that there.
また、請求項2の発明は、磁極を有する回転子が備えられた回転軸と、該回転軸を筒状に囲み、電流の変化により磁極を変化させる固定子を有する筒状部と、前記回転子の軸線方向の端部には、エンドプレートが備えられており、該エンドプレートには溝が形成されて、このエンドプレートの壁面と回転子の端面との軸方向での間に設けられる冷媒通路とを備える電動機の冷却構造において、前記冷媒通路は、前記エンドプレートの半径方向の内周側に設けられた冷媒が供給される供給孔と、該供給孔から半径方向の外周側の方向に設けられた第1流路と、半径方向で前記第1流路の最外周部より内周側に設けられた冷媒を排出するための排出孔とを備え、前記供給孔から前記排出孔までの前記冷媒通路は曲折し、前記冷媒通路は、前記第1流路の最外周部に連通されて周方向に設けられた第2流路と、該第2流路における前記第1流路に連通された端部とは反対側の端部に連通され、半径方向の内周側の方向に設けられた第3流路と、該第3流路の内周側に連通され、この第3流路の位置とは反対側の周方向に設けられた第4流路とを備え、前記供給孔は前記冷媒通路の一方の端部に設けられ、前記排出孔は前記冷媒通路の他方の端部に設けられていることを特徴とする電動機の冷却構造である。
According to a second aspect of the present invention , there is provided a rotary shaft provided with a rotor having magnetic poles, a cylindrical portion having a stator that surrounds the rotary shaft in a cylindrical shape and changes the magnetic poles according to a change in current, and the rotation An end plate is provided at an end portion in the axial direction of the child, and a groove is formed in the end plate, and the coolant is provided between the wall surface of the end plate and the end surface of the rotor in the axial direction. In the cooling structure of the electric motor including the passage, the refrigerant passage includes a supply hole provided on a radially inner peripheral side of the end plate, and a radial direction from the supply hole toward the outer peripheral side in the radial direction. A first flow path provided, and a discharge hole for discharging a refrigerant provided on an inner peripheral side from the outermost peripheral portion of the first flow path in the radial direction, from the supply hole to the discharge hole the refrigerant passage is bent, before Symbol refrigerant passage, the first A second flow path that is communicated with the outermost peripheral portion of the path and provided in the circumferential direction, and an end portion of the second flow path that is opposite to the end portion that is communicated with the first flow path; A third channel provided in the direction of the inner peripheral side of the direction, and a fourth channel provided in the circumferential direction opposite to the position of the third channel, communicated with the inner peripheral side of the third channel. and a flow path, the supply holes are the provided at one end of the refrigerant passage, wherein the discharge hole is a cooling structure for you characterized electrostatic motivation that is provided on the other end of the refrigerant passage It is.
そして、請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記第4流路における前記第3流路に連通されている端部とは反対側の端部に連通され、半径方向の内周側の方向に設けられた第5流路と、該第5流路の内周側の端部に連通され、この第5流路の位置とは反対側の周方向に設けられた第6流路を備えていることを特徴とする電動機の冷却構造である。
The invention according to claim 3 is the invention according to
請求項1の発明によれば、冷却の必要な外周部のオイルの流れをスムーズにして、外周部付近の冷却効率を向上できる。また、内周側に排出孔が設けられていることからオイルの排出速度を低減してオイルによる加速損失を抑制できる。 According to the first aspect of the present invention, the flow of oil in the outer peripheral portion that needs to be cooled can be made smooth to improve the cooling efficiency in the vicinity of the outer peripheral portion. Further, since the discharge hole is provided on the inner peripheral side, the oil discharge speed can be reduced to suppress the acceleration loss due to the oil.
また、請求項2の発明によれば、冷却の必要な外周部のオイルの流れをスムーズにして、外周部付近の冷却効率を向上できる。また、内周側に排出孔が設けられていることからオイルの排出速度を低減してオイルによる加速損失を抑制できる。
According to the invention of
そして、請求項3の発明によれば、冷却の必要な外周部のオイルの流れをスムーズにして、外周部付近の冷却効率を向上できる。また、内周側に排出孔が設けられていることからオイルの排出速度を低減してオイルによる加速損失を抑制できる。 According to the invention of claim 3, the flow of oil in the outer peripheral portion that needs to be cooled can be made smooth, and the cooling efficiency in the vicinity of the outer peripheral portion can be improved. Further, since the discharge hole is provided on the inner peripheral side, the oil discharge speed can be reduced to suppress the acceleration loss due to the oil.
つぎに、この発明の構成例(実施例1ないし3)を図面を参照して説明する。この発明の電動機の冷却構造は、ハイブリッド車両や電気自動車の動力源として用いられ、車両の走行のために連続運転するような電動機などに採用することができる。また、このような車両を対象とした他にも連続運転することによる発熱を冷媒によって冷却するような電動機にも採用できる。また、この発明の電動機の冷却構造を適用する電動機は、固定子(ステータ)が回転子(ロータ)の外周側に筒状に設けられて、固定子には固定子巻き線が設けられており、その固定子巻き線の軸線方向の両端部(コイルエンド)が、回転子の軸線方向の両端部より突き出てもしくは張り出しているような構成のものに適用できる。その代表的な例をモータの種類に応じて挙げれば、三相かご形誘導モータ、三相巻線形誘導モータ、単相誘導モータ、同期モータ、ブラシレス同期モータ、リラクタンスモータ、永久磁石形同期モータ(PMモータ)、ヒステリシスモータおよびシリースモータ(単相直巻整流子モータ)などがある。なお、この発明で対象とすることのできる電動機は、電力の供給により駆動する電動機としての機能(力行機能)と、機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能(回生機能)とを兼ね備えている。以下、この発明の電動機の冷却構造を対象とすることのできる電動機(モータ)の構成の一例について説明する。また、この発明の対象となるモータは、一例として交流電流を供給することによって回転するモータとして説明する。 Next, structural examples (Examples 1 to 3) of the present invention will be described with reference to the drawings. The motor cooling structure according to the present invention is used as a power source for a hybrid vehicle or an electric vehicle, and can be used for an electric motor that continuously operates for traveling of the vehicle. In addition to such vehicles, the present invention can also be applied to an electric motor that cools the heat generated by continuous operation with a refrigerant. In the electric motor to which the electric motor cooling structure of the present invention is applied, the stator (stator) is provided in a cylindrical shape on the outer peripheral side of the rotor (rotor), and the stator is provided with a stator winding. In addition, the present invention can be applied to a configuration in which both end portions (coil ends) in the axial direction of the stator winding protrude or protrude from both end portions in the axial direction of the rotor. Typical examples according to the type of motor include three-phase squirrel-cage induction motor, three-phase winding induction motor, single-phase induction motor, synchronous motor, brushless synchronous motor, reluctance motor, permanent magnet synchronous motor ( PM motor), hysteresis motor, and series motor (single-phase series commutator motor). The electric motor that can be the subject of the present invention has both a function as a motor driven by power supply (power running function) and a function as a generator that converts mechanical energy into electric energy (regenerative function). ing. Hereinafter, an example of the configuration of an electric motor (motor) that can be targeted for the electric motor cooling structure of the present invention will be described. Moreover, the motor used as the object of this invention is demonstrated as a motor rotated by supplying an alternating current as an example.
図4には、このモータの内部構成要素であり、主要な構成要素である固定子(ステータ)1と回転子(ロータ)2とがモータの内部に配置される状態と同様の位置関係で示されている。固定子1は、筒状の形状をしており、その内周面が、円筒状の回転子2の外周面と対向して配置されて、回転子2を内部に筒状に囲んで収容している。この固定子1の内周面と回転子2の外周面との隙間が、エアギャップ3となっている。なお、このエアギャップ3により固定子1と回転子2との相互に働く磁気吸引力が決定され、その寸法は、モータの大きさなどによって設定される。また、固定子1の外周側にはケーシング(筐体)4が備えられて、この固定子1がケーシング4に収容されている。この固定子1は、複数枚の電磁鋼板5を配列して積層させた固定子鉄芯6とともに鉛線などの導線が巻かれたコイル7を有する電磁石として構成される。固定子鉄芯(固定子コア)6に巻かれたコイル7は、その両端部で固定子鉄芯6の軸線A1方向の長さより延長された位置で折り返されており、この折り返した部位がコイル7のコイルエンド7aとなる。また、コイルエンド7aには、絶縁被膜7bが設けられている。そして、この固定子1がケーシング4内の数箇所に周状に配置されている。なお、例えばこのモータが、三相交流モータである場合などには、ケーシング4内に周状の等間隔に三箇所に設けられる構成となる。
FIG. 4 shows the internal components of this motor, and the main components, ie, the stator (stator) 1 and the rotor (rotor) 2 are shown in the same positional relationship as in the state in which the motor is arranged. Has been. The stator 1 has a cylindrical shape, and an inner peripheral surface thereof is disposed to face an outer peripheral surface of the
また、コイル7に繋がれて結線された図示しない導線が、インバーター(図示せず)に電気的に接続されて、このインバーターからバッテリー(図示せず)に図示しない別の導線によって電気的に接続されている。なお、例えばこのモータが三相交流モータである場合には、U端子、V端子およびW端子を有する端子ボックス(図示せず)などがケーシング4に設けられて、それぞれにインバーターからの導線が結線される構成となる。また、インバーターには、運転者のアクセルペダルおよびブレーキペダル(共に図示せず)の操作が、センサ(図示せず)により検知されて、図示しない電子制御装置を介してインバーターにその操作状況を表す情報が電気信号として通信される構成となっている。インバーターが、この電気信号を受け取るとバッテリーに電力量を指示して、バッテリーからの直流電流を交流電流に変換してモータに電力を供給する構成となっている。
A conductive wire (not shown) connected to the
一方、回転子2は、その半径方向の中心部に設けられた孔2aに回転軸8が挿入された構成となっている。回転軸8は軸線A1を軸芯に回転して、軸線A1方向に所定の長さを有して、図示しない動力伝達要素などに動力が伝達可能となっている。また、回転軸8の一方側(図4のx軸正方向)に回転子2の一方の端面が当接する位置決めリブ9が設けられている。さらに、回転軸8の他方側(図4のx軸負方向)に回転子2の他方の端面が当接する回転子取付具10が冠着されている。この位置決めリブ9と回転子取付具10とに回転子2の両端面が当接して挟まれて回転子2の軸線A1方向の位置が規定されている。
On the other hand, the
この回転軸8は、その両端部で、ボールベアリングや軸受けメタルなどの軸受け部材(図示せず)により支持されている。また、この回転軸8には、中空状にシャフト流路11が形成されている。さらに、後述するエンドプレート12の供給孔16に冷媒(以下、一例としてオイルとする)を供給するための孔11aが、シャフト流路11の内周面から回転軸8の外周面へと連通されている。このシャフト流路11に供給されるオイルは、図示しないオイルパンなどの冷媒溜め部に収容されたオイルが、図示しないポンプや回転子2の遠心力に起因する油圧力によって流通する構成となっている。
The
このような回転軸8に組み付けられた回転子2は、位置決めリブ9と回転子取付具10とに当接する回転子2の端部であるエンドプレート(端板)12を両端部に有している。また、回転子2には、このエンドプレート12に軸方向で挟まれて、回転軸8の外周面に当接して配置される、複数枚の電磁鋼板13を配列して積層させた回転子鉄芯(回転子コア)14が設けられている。エンドプレート12は、この回転子鉄芯14の積層構造となっている複数枚の電磁鋼板13を挟持して分散するのを防止する構造となっており、また、回転軸8には、ネジ止め、かしめ、圧入などの方法によって固定されて、その回転軸8と一体的に回転する構成となっている。このように、エンドプレート12が締結されることから、このエンドプレート12と一体的に回転子鉄芯14も回転するように構成されている。なお、エンドプレート12と複数枚の電磁鋼板13とは、ネジやボルトなどの締結部材がこの両部材12,13に挿通されて締結され、一体的に回転するような構成であってもよい。
The
また、図5に示すように、この回転子鉄芯14の外周側付近には、周状に複数の永久磁石群15が設けられている。言い換えると、複数の永久磁石群15は、周状に回転子鉄芯14に埋め込まれて構成されている。このように構成される永久磁石群15による磁極は、対となる永久磁石15同士で作られる磁極が、周方向に隣り合う磁極とは交互に異なるように複数の永久磁石群15が周状に並べられている。
Further, as shown in FIG. 5, a plurality of
ここで、回転子2の両端部に備えられ、永久磁石群15が埋め込まれた回転子鉄芯14を挟持するエンドプレート(端板)12について説明する。また、このエンドプレート12は、回転子2の両端部に設けられており、その2つのエンドプレート12は、鏡面対象に形成されているため、いずれか一方について説明する。そのため、いずれか他方のエンドプレート12は、以下に説明する一方のエンドプレート12と鏡面対象の構造となる。このエンドプレート12には後述する溝12aが形成されて、オイルを流通させるための流路(冷媒通路12b)を構成し、その流通されたオイルが後述する排出孔21より排出され、コイルエンド7aに吹き付けられて、そのコイルエンド7aが冷却される構成となっている。そのため、エンドプレート12とコイルエンド7aとの位置関係は、軸線A1方向で後述するエンドプレート12の排出孔21の位置とコイルエンド7aの位置とが重なる構成となっている。
Here, the end plate (end plate) 12 provided at both ends of the
前述のとおり、このエンドプレート12は、例えばプレス成形されることにより、連通された溝12aが一方面に形成されて、この溝12aが流路となって冷媒通路12bを形成している。言い換えると、溝12aが設けられることから、エンドプレート12の内部の空間に隔壁18,19,20が形成されてオイルが通過する流路が形成される。このように形成される冷媒通路12bには、回転軸8に設けられた孔11aが連通される供給孔16が設けられている。この供給孔16から第1流路R1が、半径方向の外周側に向かって設けられている。第1流路R1は、最外周面17に到達して周方向に沿って屈曲(もしくは曲折)するまでの流路である。言い換えると、前述のとおり溝12aが形成されたことからエンドプレート12の内部の空間を形成する壁面12cと隔壁18の隔壁面18aとにより第1流路R1が形成される。なお、このように第1流路R1が形成されるので、その断面は矩形となるが、溝12aが例えばプレス成形などによって形成できればよく、断面が半円形や半楕円形もしくは三角形などの種々の形状の流路であってもよく、エンドプレート12に形成される以下に示す流路についても同様に、断面が半円形や半楕円形もしくは三角形などの種々の形状の流路であってもよい。
As described above, the
この第1流路R1が、周方向に屈曲した部分から第2流路R2が設けられて、第2流路R2は、周方向に沿って一定の長さに延長されている。第2流路R2は、一定の長さに延長されて半径方向の内周側に屈曲するまでの流路である。言い換えると、エンドプレート12の内部の空間を形成する壁面(最外周面)17と隔壁19の隔壁面19aとにより第2流路R2が形成される。また、第2流路R2が、半径方向の内周側に屈曲した部分から第3流路R3が設けられて、第3流路R3は、半径方向の内周側に向かって一定の長さに延長されている。第3流路R3は、一定の長さに延長されて半径方向の内周側に向かって一定の長さに延長されて屈曲するまでの流路である。言い換えると、エンドプレート12の内部の空間を形成する壁面12dと隔壁19の側壁面19bとにより第3流路R3が形成される。
The first flow path R1 is provided with a second flow path R2 from a portion bent in the circumferential direction, and the second flow path R2 is extended to a certain length along the circumferential direction. The second flow path R2 is a flow path that extends to a certain length and is bent toward the inner peripheral side in the radial direction. In other words, the second flow path R <b> 2 is formed by the wall surface (outermost peripheral surface) 17 forming the space inside the
さらに、第3流路R3が、周方向に屈曲した部分から第4流路R4が設けられて、第4流路R4は、周方向に沿って第2流路R2を折り返すように一定の長さに延長されている。第4流路R4は、第3流路R3がある位置とは反対側の周方向に一定の長さに延長されて、半径方向の内周側に屈曲するまでの流路である。言い換えると、隔壁19の隔壁面19cと隔壁20の隔壁面20aとにより第4流路R4が形成される。またさらに、第4流路R4が、半径方向の内周側に屈曲した部分から第5流路R5が設けられて、第5流路R5は、半径方向の内周側に向かって一定の長さに延長されている。第5流路R5は、一定の長さに延長されて周方向に屈曲するまでの流路である。言い換えると、隔壁18の隔壁面18bと隔壁20の側壁面20bとにより第5流路R5が形成される。
Further, the fourth flow path R4 is provided from a portion where the third flow path R3 is bent in the circumferential direction, and the fourth flow path R4 has a certain length so as to fold back the second flow path R2 along the circumferential direction. It has been extended. The fourth flow path R4 is a flow path that extends to a certain length in the circumferential direction opposite to the position where the third flow path R3 is located and is bent toward the inner peripheral side in the radial direction. In other words, the fourth flow path R4 is formed by the
そして、第5流路R5が、周方向に屈曲した部分から第6流路R6が設けられて、第6流路R6は、周方向に沿って第4流路R4を折り返すように一定の長さに延長されている。第6流路R6は、第5流路R5がある位置とは反対側の周方向に一定の長さに延長された流路である。言い換えると、エンドプレート12の内部の空間を形成する壁面12eと隔壁20の隔壁面20cとにより第6流路R6が形成される。この第6流路R6の第5流路R5がある位置とは反対側の末端部付近には、オイルを吐出するための排出孔21が設けられている。排出孔21は、このように冷媒通路12bにおける供給孔16の位置を一方の端部とすると冷媒通路12bにおける他方の端部に位置して設けられている。この排出孔21から吐出されたオイルは、コイルエンド7aに吹き付けられて図示しないオイルパンなどの冷媒溜め部に戻されてる構成となっている。なお、このようにエンドプレート12に形成された第1流路R1ないし第6流路R6には、その溝12aが形成されている側の面に当接する薄板状もしくはシート状のシール部材(図示せず)が取り付けられて、回転子2に圧着されて流路が液密な状態に保持される構成であってもよい。また、オイルは、冷媒溜め部から供給孔16の間もしくは排出孔21から冷媒溜め部の間で、フィンやファンなどが設けられて冷却される構成であってもよい。
The fifth flow path R5 is provided with a sixth flow path R6 from a portion bent in the circumferential direction, and the sixth flow path R6 has a certain length so as to fold the fourth flow path R4 along the circumferential direction. It has been extended. The sixth channel R6 is a channel extended to a certain length in the circumferential direction opposite to the position where the fifth channel R5 is located. In other words, the sixth flow path R <b> 6 is formed by the
上記のように構成されたこの発明の構成例(実施例1)における電動機(モータ)およびこの発明の電動機の冷却構造の動作、作用および効果について、以下に説明する。運転者による図示しないアクセルペダルなどの操作により、図示しないインバーターによりバッテリから電力がモータ(図示せず)に供給される。モータに供給された電力による電流が固定子1のコイル7に供給される。固定子1のコイル7に電流が流されることから、コイル7と複数枚の電磁鋼板5とから固定子1に磁界を発生させる。固定子1は、ケーシング4内に数箇所に備え付けられており、この複数の固定子1に発生する磁界は、回転子2の回転状態と同期して切り替えられて変化する。この同期切り替えによる磁界の変化は、回転子2が回転するように行われる。このように、電流がコイル7に流れてモータの回転軸8が回転する。
The operation, action, and effect of the motor (motor) and the motor cooling structure of the present invention configured as described above (Example 1) of the present invention will be described below. When the driver operates an accelerator pedal (not shown) or the like, electric power is supplied from a battery to a motor (not shown) by an inverter (not shown). A current due to the electric power supplied to the motor is supplied to the
モータは、コイル7に電流が流されて、回転軸8が回転して、その回転軸8の動力が種々の動力伝達要素から車輪に伝達されて車両を駆動させる。このように車両を駆動させる場合には、連続的に回転軸8が回転して連続運転される。モータが連続運転される場合、上述のとおり、このモータの熱定格以上の熱が発生しないように発熱部位を冷却する必要がある。この発明においては、エンドプレート12内に設けられた冷媒通路12bによって回転子を冷却し、またコイルエンド7aにオイルを吹き付けて冷却する。以下のその動作について述べる。
In the motor, an electric current is passed through the
前述のようにモータが連続運転されていることから、回転軸8も連続して回転している。回転軸8とともに回転子鉄芯14が回転することから、エンドプレート12も一体で回転する。このように、エンドプレート12が回転することから、エンドプレート12の内部のオイルに遠心力が作用している。このエンドプレート12の内部のオイルに遠心力が作用していることから、回転軸8のシャフト流路11の内部に供給されているオイルが、回転軸8の孔11aから吐出する。回転軸8の孔11aから吐出したオイルは、エンドプレート12の供給孔16から冷媒通路12bに供給される。冷媒通路12bに供給されたオイルは、第1流路R1内で、半径方向の内周側から外周側へと流通する。オイルは、第1流路R1が周方向に屈曲して第2流路R2と連通されていることから、流れの向きを変えて、第2流路R2内を周方向に沿って流通する。
Since the motor is continuously operated as described above, the
第2流路R2を流通したオイルは、半径方向内側に第2流路R2から屈曲している第3流路R3に流通する。オイルは、第3流路R3を流れて、半径方向の内側に移動して、周方向で第3流路R3と連通されている位置とは反対側に屈曲している第4流路R4に流通する。オイルは、第4流路R4を流れて、第3流路R3と連通されている位置とは反対側の周方向に流れる。第4流路R4を流通したオイルは、第5流路R5に流れ込み、半径方向の内周側に移動する。第5流路R5を流れたオイルは、周方向で第5流路R5とは反対側に屈曲している第6流路R6を流通する。このように第1流路R1から第6流路R6までオイルが流通される際、回転子2で発生した熱をこのオイルが吸収する。そして、第6流路R6を流通したオイルは、第6流路R6の末端部付近に設けられている排出孔21から吐出される。排出孔21から吐出されたオイルは、コイルエンド7aに吹き付けられて、このコイルエンド7aの冷却を行い、図示しないオイルパンなどの冷媒溜め部に回収される。
The oil that has flowed through the second flow path R2 flows through the third flow path R3 that is bent from the second flow path R2 radially inward. The oil flows through the third flow path R3, moves inward in the radial direction, and enters the fourth flow path R4 bent to the opposite side to the position communicating with the third flow path R3 in the circumferential direction. Circulate. The oil flows through the fourth flow path R4 and flows in the circumferential direction opposite to the position communicating with the third flow path R3. The oil that has flowed through the fourth flow path R4 flows into the fifth flow path R5 and moves to the radially inner peripheral side. The oil that has flowed through the fifth flow path R5 flows through a sixth flow path R6 that is bent in the circumferential direction on the side opposite to the fifth flow path R5. As described above, when oil flows from the first flow path R1 to the sixth flow path R6, the oil absorbs heat generated in the
上記のように第1流路R1から第6流路R6へとオイルが流通することで、回転子2が冷却される。この際、第1流路R1から流れ込んだオイルが第2流路R2を通り、第3流路R3に流れ込む過程で、第3流路R3が半径方向の外周側から内周側へとオイルを流通させる構造となっていることから、第2流路R2を流れるオイルが最外周面17付近でその流速が大きくなる。第2流路R2を流れるオイルが最外周面17付近でその流速が大きくなることから、冷却の必要な最外周面17付近でのオイルの流れがスムースとなって、冷却効果が向上される。言い換えると、第3流路R3が半径方向の外周側から内周側へとオイルを流通させる構造となっていることから、エンドプレート12の最外周面17付近のオイルの流れが滞留することがないため、冷媒通路12b内を通してオイルの流れがスムースとなって回転子2の冷却効果が向上される。また、そのため、図5に示す、回転子2の回転子鉄芯14の外周側に周状に埋め込まれた永久磁石群15を効率よく冷却できる。
As described above, the oil flows from the first flow path R1 to the sixth flow path R6, whereby the
また、排出孔21が第6流路R6の末端部付近に設けられ、その配置はエンドプレート12の内周側となることから、オイルの排出速度を低減してオイルによる加速損失を低減もしくは抑制できる。また、排出孔21が第6流路R6の末端部付近に設けられ、その配置はエンドプレート12の内周側となることから、コイルエンド7aに吹き付けられるオイルの勢いが弱められることから、コイルエンド7aの絶縁被膜7bの損傷を低減できる。さらにエンドプレート12に設けられた第1流路R1ないし第6流路R6は、エンドプレート12の一方面にプレス成形されて連通した溝12aが形成され、隔壁18,19,20とエンドプレート12の壁面と回転子鉄芯14の端面とによって構成される。このようにエンドプレート12に曲折した溝12aが形成されて、エンドプレート12の壁面と回転子鉄芯14の端面との軸線A1方向での間に冷媒通路12bが設けられる構造となっていることから、エンドプレート12の剛性が増し、エンドプレート12と回転子2との間からオイルが漏れて、固定子1と回転子2との間のエアギャップ3に侵入することによるトルク損失を抑制できる。またさらに、このように第1流路R1ないし第6流路R6を構成することのできるエンドプレート12が、製造容易な形状であり、プレス成形により製造できるため、工作性がよいことから、製造コストの低減および製造工程の簡略化することができ、生産性が向上する。
In addition, since the
ここで、上記に示した構成例のエンドプレート12の他の構成例(実施例2)について説明する。図2には、上記に示した構成例のエンドプレート12の他の構成例であるエンドプレート22が示されている。この実施例2の構成は、エンドプレート22の構成を除けば、上記に示したエンドプレート12を有する構成例と同様である。そのため、エンドプレート22以外の構成についての説明は省略する。このエンドプレート22は、エンドプレート12と同様に溝22aが形成されてオイルを流通させるための流路(冷媒通路22b)を構成し、その流通されたオイルが後述する排出孔27より排出され、コイルエンド7aに吹き付けられて、そのコイルエンド7aが冷却される構成となっている。そのため、エンドプレート22とコイルエンド7aとの位置関係は、軸線A1方向で後述するエンドプレート22の排出孔27の位置とコイルエンド7aの位置とが重なる構成となっている。
Here, another configuration example (Example 2) of the
前述のとおり、このエンドプレート22は、例えばプレス成形されることにより、連通された溝22aが一方面に形成されて、この溝22aが流路となって冷媒通路22bを形成している。言い換えると、溝22aが設けられることから、エンドプレート22の内部の空間に隔壁25,26が形成されてオイルが通過する流路が形成される。このように形成される冷媒通路22bには、回転軸8に設けられた孔11aが連通される供給孔23が設けられている。この供給孔23から第1流路L1が、半径方向の外周側に向かって設けられている。第1流路L1は、最外周面24に到達して周方向に沿って屈曲するまでの流路である。言い換えると、前述のとおり溝22aが形成されたことからエンドプレート22の内部の空間を形成する壁面22cと隔壁25の隔壁面25aとにより第1流路L1が形成される。なお、このように第1流路L1が形成されるので、その断面は矩形となるが、溝22aが例えばプレス成形などによって形成できればよく、断面が半円形や半楕円形もしくは三角形などの種々の形状の流路であってもよく、エンドプレート22に形成される以下に示す流路についても同様に、断面が半円形や半楕円形もしくは三角形などの種々の形状の流路であってもよい。
As described above, the
この第1流路L1が、周方向に屈曲した部分から第2流路L2が設けられて、第2流路L2は、周方向に沿って一定の長さに延長されている。第2流路L2は、一定の長さに延長されて半径方向の内周側に屈曲するまでの流路である。言い換えると、エンドプレート22の内部の空間を形成する壁面(最外周面)24と隔壁26の隔壁面26aとにより第2流路L2が形成される。また、第2流路L2が、半径方向の内周側に屈曲した部分から第3流路L3が設けられて、第3流路L3は、半径方向の内周側に向かって一定の長さに延長されている。第3流路L3は、一定の長さに延長されて半径方向の内周側に向かって一定の長さに延長されて屈曲するまでの流路である。言い換えると、エンドプレート22の内部の空間を形成する壁面22dと隔壁26の側壁面26bとにより第3流路L3が形成される。
A second flow path L2 is provided from a portion where the first flow path L1 is bent in the circumferential direction, and the second flow path L2 is extended to a certain length along the circumferential direction. The second flow path L2 is a flow path that extends to a certain length and is bent toward the inner peripheral side in the radial direction. In other words, the second flow path L <b> 2 is formed by the wall surface (outermost peripheral surface) 24 that forms a space inside the
さらに、第3流路L3が、周方向に屈曲した部分から第4流路L4が設けられて、第4流路L4は、周方向に沿って第2流路L2を折り返すように一定の長さに延長されている。第4流路L4は、第3流路L3がある位置とは反対側の周方向に一定の長さに延長されて、半径方向の内周側に屈曲するまでの流路である。言い換えると、エンドプレート22の内部の空間を形成する壁面22eと隔壁26の隔壁面26cとにより第4流路L4が形成される。この第4流路L4の第3流路L3がある位置とは反対側の末端部付近にオイルを吐出するための排出孔27が設けられている。排出孔27は、このように冷媒通路22bにおける供給孔23の位置を一方の端部とすると冷媒通路22bにおける他方の端部に位置して設けられている。この排出孔27から吐出されたオイルは、コイルエンド7aに吹き付けられて図示しないオイルパンなどの冷媒溜め部に戻されてる構成となっている。なお、このようにエンドプレート22に形成された第1流路L1ないし第4流路L4には、その溝22aが形成されている側の面に当接する薄板状もしくはシート状のシール部材(図示せず)が取り付けられて、回転子2に圧着されて流路が液密な状態に保持される構成であってもよい。また、オイルは、冷媒溜め部から供給孔23の間もしくは排出孔27から冷媒溜め部の間で、フィンやファンなどが設けられて冷却される構成であってもよい。
Further, the fourth flow path L4 is provided from the portion where the third flow path L3 is bent in the circumferential direction, and the fourth flow path L4 has a certain length so that the second flow path L2 is folded back along the circumferential direction. It has been extended. The fourth flow path L4 is a flow path that extends to a certain length in the circumferential direction opposite to the position where the third flow path L3 is located and is bent toward the inner peripheral side in the radial direction. In other words, the fourth flow path L <b> 4 is formed by the
上記のように構成されたこの発明の他の構成例(実施例2)における電動機(モータ)およびこの発明の電動機の冷却構造の動作、作用および効果について、以下に説明する。なお、モータの回転軸8が回転して連続運転されて、回転軸8の孔11aからエンドプレート22の冷媒通路22bで供給孔23からオイルが供給されるまでのモータおよびオイルの動作は前述の構成例(実施例1)と同様であるため、説明を省略する。冷媒通路22bに供給されたオイルは、第1流路L1内で、半径方向の内周側から外周側へと流通する。オイルは、第1流路L1が周方向に屈曲して第2流路L2と連通されていることから、流れの向きを変えて、第2流路L2内を周方向に沿って流通する。
The operation, action, and effect of the electric motor (motor) and the electric motor cooling structure of the present invention configured as described above in another structural example (second embodiment) of the present invention will be described below. The operation of the motor and the oil until the
第2流路L2を流通したオイルは、半径方向内側に第2流路L2から屈曲している第3流路L3に流通する。オイルは、第3流路L3を流れて、半径方向の内側に移動して、周方向で第3流路L3と連通されている位置とは反対側に屈曲している第4流路L4に流通する。オイルは、第4流路L4を流れて、第3流路L3と連通されている位置とは反対側の周方向に流れる。このように第1流路L1から第4流路L4までオイルが流通される際、回転子2で発生した熱をこのオイルが吸収する。そして、第4流路L4を流通したオイルは、第4流路L4の末端部付近に設けられている排出孔27からオイルが吐出される。排出孔27から吐出されたオイルは、コイルエンド7aに吹き付けられて、このコイルエンド7aの冷却を行い、図示しないオイルパンなどの冷媒溜め部に回収される。
The oil flowing through the second flow path L2 flows through the third flow path L3 bent from the second flow path L2 inward in the radial direction. The oil flows through the third flow path L3, moves inward in the radial direction, and enters the fourth flow path L4 bent to the side opposite to the position communicating with the third flow path L3 in the circumferential direction. Circulate. The oil flows through the fourth flow path L4 and flows in the circumferential direction opposite to the position communicating with the third flow path L3. As described above, when oil flows from the first flow path L1 to the fourth flow path L4, the oil absorbs heat generated in the
上記のように第1流路L1から第4流路L4へとオイルが流通することで、回転子2が冷却される。この際、第1流路L1から流れ込んだオイルが第2流路L2を通り、第3流路L3に流れ込む過程で、第3流路L3が半径方向の外周側から内周側へとオイルを流通させる構造となっていることから、第2流路L2を流れるオイルが最外周面24付近でその流速が大きくなる。第2流路L2を流れるオイルが最外周面24付近でその流速が大きくなることから、冷却の必要な最外周面24付近でのオイルの流れがスムースとなって、冷却効果が向上される。言い換えると、第3流路L3が半径方向の外周側から内周側へとオイルを流通させる構造となっていることから、エンドプレート22の最外周面24付近のオイルの流れが滞留することがないため、冷媒通路22b内を通してオイルの流れがスムースとなって回転子2の冷却効果が向上される。また、そのため、図5に示す、回転子2の回転子鉄芯14の外周側に周状に埋め込まれた永久磁石群15を効率よく冷却できる。
As described above, the oil flows from the first flow path L1 to the fourth flow path L4, whereby the
また、排出孔27が第4流路L4の末端部付近に設けられ、その配置はエンドプレート22の内周側となることから、オイルの排出速度を低減してオイルによる加速損失を低減もしくは抑制できる。また、排出孔27が第4流路L4の末端部付近に設けられ、その配置はエンドプレート22の内周側となることから、コイルエンド7aに吹き付けられるオイルの勢いが弱められることから、コイルエンド7aの絶縁被膜7bの損傷を低減できる。さらにエンドプレート22に設けられた第1流路L1ないし第4流路L4は、エンドプレート22の一方面にプレス成形されて連通した溝22aが形成され、隔壁25,26とエンドプレート22の壁面と回転子鉄芯14の端面とによって構成される。このようにエンドプレート22に曲折した溝22aが形成されて、エンドプレート22の壁面と回転子鉄芯14の端面との軸線A1方向での間に冷媒通路22bが設けられる構造となっていることから、エンドプレート22の剛性が増し、エンドプレート22と回転子2との間からオイルが漏れて、固定子1と回転子2との間のエアギャップ3に侵入することによるトルク損失を抑制できる。またさらに、このように第1流路L1ないし第4流路L4を構成することのできるエンドプレート22が、製造容易な形状であり、プレス成形により製造できるため、工作性がよいことから、製造コストの低減および製造工程の簡略化することができ、生産性が向上する。
In addition, since the
ここで、上記に示した構成例のエンドプレート12の他の構成例(実施例3)について説明する。図3には、上記に示した構成例のエンドプレート12の他の構成例であるエンドプレート28が示されている。この実施例3の構成は、エンドプレート28の構成を除けば、上記に示したエンドプレート12を有する構成例と同様である。そのため、エンドプレート28以外の構成については同じ符号を付しての説明は省略する。また、このエンドプレート28は、エンドプレート12を隔壁19,20について改変したものであるため、その隔壁19,20の構成について説明する。
Here, another configuration example (Example 3) of the
このエンドプレート28の隔壁19,20の形状は、その開放端側である先端部分29,30が屈曲して形成されている。隔壁19の先端部分29は、半径方向の内周側の方向にエンドプレート28の内部の空間を形成する壁面12dに沿って屈曲している。言い換えると、隔壁19の先端部分29の隔壁面29aが、エンドプレート28の内部の空間を形成する壁面12dに対向し、隔壁面29bが、隔壁20の隔壁面20aに対向し、そして、隔壁面29cが、隔壁20の先端部分30の隔壁面30aに対向して形成されている。また、隔壁20の先端部分30は、半径方向の外周側の方向に隔壁18の隔壁面18bに沿って屈曲している。言い換えると、隔壁20の先端部分30の隔壁面30aが、前述のとおり隔壁19の先端部分29の隔壁面29c対向し、隔壁面30bが、隔壁19の隔壁面19cに対向し、そして、隔壁面30cが、隔壁18の隔壁面18bに対向し形成されている。なお、このエンドプレート28の隔壁19,20の屈曲された先端部分29,30の寸法すなわち隔壁19,20のどの部分で屈曲させるかは、第2流路R2の最外周面17付近の流速が適切で、排出孔21から排出されるオイルの排出速度を適切に低減するように設定されている。
The shape of the
このように隔壁19,20の開放端側である先端部分29,30が屈曲していることから、第3流路R3は、隔壁19の先端部分29の隔壁面29aが、エンドプレート28の内部の空間を形成する壁面12dに対向して構成される。第4流路R4は、隔壁面29bが隔壁20の隔壁面20aに対向した部分と、隔壁面29cが隔壁20の先端部分30の隔壁面30aに対向した部分と、隔壁面30bが、隔壁19の隔壁面19cに対向した部分とにより構成されて、やや蛇行した流路となっている。第5流路R5は、隔壁面30cが、隔壁18の隔壁面18bに対向して構成される。これ以外の第1流路R1、第2流路R2および第6流路R6については、前述の構成例(実施例1)と同様である。また、上記の構成以外については、前述の構成例(実施例1)と同様である。
Since the
上記のように構成されたこの発明の他の構成例(実施例3)における電動機(モータ)およびこの発明の電動機の冷却構造の動作、作用および効果について、以下に説明する。なお、モータの回転軸8が回転して連続運転されて、回転軸8の孔11aからエンドプレート28の冷媒通路28bで供給孔16からオイルが供給されるまでのモータおよびオイルの動作は前述の構成例(実施例1)と同様であるため、省略する。冷媒通路28bに供給されたオイルは、第1流路R1内で、半径方向の内周側から外周側へと流通する。オイルは、第1流路R1が周方向に屈曲して第2流路R2と連通されていることから、流れの向きを変えて、第2流路R2内を周方向に沿って流通する。
The operation, action, and effect of the electric motor (motor) and the electric motor cooling structure of the present invention configured as described above in another configuration example (third embodiment) of the present invention will be described below. The operation of the motor and oil until the
第2流路R2を流通したオイルは、半径方向内側に第2流路R2から屈曲している第3流路R3に流通する。オイルは、第3流路R3を流れて、半径方向の内側に移動して、周方向で第3流路R3と連通されている位置とは反対側に屈曲している第4流路R4に流通する。オイルは、第4流路R4を流れて、第3流路R3と連通されている位置とは反対側の周方向に流れる。第4流路R4を流通したオイルは、第5流路R5に流れ込み、半径方向の内周側に移動する。第5流路R5を流れたオイルは、周方向で第5流路R5とは反対側に屈曲している第6流路R6を流通する。このように第1流路R1から第6流路R6までオイルが流通される際、回転子2で発生した熱をこのオイルが吸収する。そして、第6流路R6を流通したオイルは、第6流路R6の末端部付近に設けられている排出孔21から吐出される。排出孔21から吐出されたオイルは、コイルエンド7aに吹き付けられて、このコイルエンド7aの冷却を行い、図示しないオイルパンなどの冷媒溜め部に回収される。
The oil that has flowed through the second flow path R2 flows through the third flow path R3 that is bent from the second flow path R2 radially inward. The oil flows through the third flow path R3, moves inward in the radial direction, and enters the fourth flow path R4 bent to the opposite side to the position communicating with the third flow path R3 in the circumferential direction. Circulate. The oil flows through the fourth flow path R4 and flows in the circumferential direction opposite to the position communicating with the third flow path R3. The oil that has flowed through the fourth flow path R4 flows into the fifth flow path R5 and moves to the radially inner peripheral side. The oil that has flowed through the fifth flow path R5 flows through a sixth flow path R6 that is bent in the circumferential direction on the side opposite to the fifth flow path R5. As described above, when oil flows from the first flow path R1 to the sixth flow path R6, the oil absorbs heat generated in the
上記のように第1流路R1から第6流路R6へとオイルが流通することで、回転子2が
冷却される。この際、第1流路R1から流れ込んだオイルが第2流路R2を通り、第3流
路R3に流れ込む過程で、第3流路R3が半径方向の外周側から内周側へとオイルを流通
させる構造となっていることから、第2流路R2を流れるオイルが最外周面17付近でそ
の流速が大きくなる。第2流路R2を流れるオイルが最外周面17付近でその流速が大き
くなることから、冷却の必要な最外周面17付近でのオイルの流れがスムースとなって、
冷却効果が向上される。言い換えると、第3流路R3が半径方向の外周側から内周側へと
オイルを流通させる構造となっていることから、エンドプレート28の最外周面17付近
のオイルの流れが滞留することがないため、冷媒通路28b内を通してオイルの流れがス
ムースとなって回転子2の冷却効果が向上される。また、そのため、図5に示す、回転子
2の回転子鉄芯14の外周側に周状に埋め込まれた永久磁石群15を効率よく冷却できる
。
As described above, the oil flows from the first flow path R1 to the sixth flow path R6, whereby the
The cooling effect is improved. In other words, since the third flow path R3 is configured to circulate oil from the outer peripheral side in the radial direction to the inner peripheral side, the oil flow near the outermost
この他の構成(実施例3)のエンドプレート28は、隔壁19,20の形状は、その開放端側である先端部分29,30が屈曲して形成されている。そして、このエンドプレート28の隔壁19,20の屈曲された先端部分29,30の寸法は、第2流路R2の最外周面17付近の流速が適切で、排出孔21から排出されるオイルの排出速度を適切に低減するように設定されていることから、前述の最外周面17付近でのオイルの流れをさらに調整することができる。
In the
また、排出孔21が第6流路R6の末端部付近に設けられ、その配置はエンドプレート28の内周側となることから、オイルの排出速度を低減してオイルによる加速損失を低減もしくは抑制できる。また、排出孔21が第6流路R6の末端部付近に設けられ、その配置はエンドプレート28の内周側となることから、コイルエンド7aに吹き付けられるオイルの勢いが弱められることから、コイルエンド7aの絶縁被膜7bの損傷を低減できる。さらにエンドプレート28に設けられた第1流路R1ないし第6流路R6は、エンドプレート28の一方面にプレス成形されて連通した溝28aが形成され、隔壁18,19,20および先端部分29,30とエンドプレート28の壁面と回転子鉄芯14の端面とによって構成される。このようにエンドプレート28に曲折した溝28aが形成されて、エンドプレート28の壁面と回転子鉄芯14の端面との軸線A1方向での間に冷媒通路28bが設けられる構造となっていることから、エンドプレート28の剛性が増し、エンドプレート28と回転子2との間からオイルが漏れて、固定子1と回転子2との間のエアギャップ3に侵入することによるトルク損失を抑制できる。またさらに、このように第1流路R1ないし第6流路R6を構成することのできるエンドプレート28が、製造容易な形状であり、プレス成形により製造できるため、工作性がよいことから、製造コストの低減および製造工程の簡略化することができ、生産性が向上する。
In addition, since the
なお、以上に示した構成例(実施例1ないし3)では、回転子2に永久磁石を採用したものを記載したが、回転子2が電磁石によって構成されるものであってよい。また、前述のとおり、固定子1が回転子2の外周側に筒状に設けられて、固定子1にはコイル(固定子巻き線)7が設けられており、そのコイル(固定子巻き線)7の軸線A1方向の両端部(コイルエンド7a)が、回転子の軸線A1方向の両端部より突き出て(張り出して)いるような構成の電動機に適用できる。
In the configuration examples (Examples 1 to 3) described above, the
12…エンドプレート、 12b…冷媒通路、 16…供給孔、 17…最外周面、
21…排出孔、 R1…第1流路。
12 ... end plate, 12b ... coolant passage, 16 ... feed hole, 17 ... the outermost circumferential surface,
21 ... discharge hole, R1 ... first flow path.
Claims (3)
前記冷媒通路は、
前記エンドプレートの半径方向の内周側に設けられた冷媒が供給される供給孔と、
半径方向に延長された第1隔壁の隔壁面により形成され、前記供給孔から半径方向の外周側の方向に設けられた第1流路と、
前記第1隔壁の外周側の端部から周方向に延長された第2隔壁の外周面と、当該冷媒通路を形成する前記壁面のうち最外周面とにより形成され、前記第1流路の最外周部に連通されて周方向に設けられた第2流路と、
半径方向で前記第2隔壁よりも内周側に設けられた冷媒を排出するための排出孔とを備え、
前記供給孔から前記第1流路および第2流路を介して前記排出孔に前記冷媒が流通するように構成されていることを特徴とする電動機の冷却構造。 A rotating shaft provided with a rotor having magnetic poles, a cylindrical portion having a stator that surrounds the rotating shaft in a cylindrical shape and changes the magnetic poles by a change in current, and an end portion in the axial direction of the rotor , end plates are provided, a groove is formed in the end plate, the cooling of Ru electrodeposition motivation a coolant passage provided between the axial direction of the end face of the wall and the rotor of the end plates In structure
The refrigerant passage is
A supply hole for supplying a refrigerant provided on the inner peripheral side in the radial direction of the end plate ;
Is formed by a partition wall surface of the first barrier ribs extending in a radial direction, a first passage provided in the direction of the radial outer peripheral side from the supply hole,
The outer peripheral surface of the second partition wall extending in the circumferential direction from the outer peripheral end of the first partition wall and the outermost peripheral surface of the wall surfaces forming the refrigerant passage, A second flow path provided in the circumferential direction in communication with the outer peripheral portion;
And a discharge hole for discharging the refrigerant is provided on the inner circumferential side than the pre-Symbol second partition wall in a semi-radial direction,
Cooling structure to that electric motive, characterized in that the refrigerant before Symbol discharge hole through the feed hole or found the first channel and the second channel is configured to flow.
前記冷媒通路は、前記エンドプレートの半径方向の内周側に設けられた冷媒が供給される供給孔と、
該供給孔から半径方向の外周側の方向に設けられた第1流路と、
半径方向で前記第1流路の最外周部より内周側に設けられた冷媒を排出するための排出孔とを備え、
前記供給孔から前記排出孔までの前記冷媒通路は曲折し、
前記冷媒通路は、前記第1流路の最外周部に連通されて周方向に設けられた第2流路と、該第2流路における前記第1流路に連通された端部とは反対側の端部に連通され、半径方向の内周側の方向に設けられた第3流路と、該第3流路の内周側に連通され、この第3流路の位置とは反対側の周方向に設けられた第4流路とを備え、前記供給孔は前記冷媒通路の一方の端部に設けられ、前記排出孔は前記冷媒通路の他方の端部に設けられていることを特徴とする電動機の冷却構造。 A rotating shaft provided with a rotor having magnetic poles, a cylindrical portion having a stator that surrounds the rotating shaft in a cylindrical shape and changes the magnetic poles by a change in current, and an end portion in the axial direction of the rotor In the cooling structure of the electric motor, the end plate is provided with a groove formed in the end plate and a refrigerant passage provided between the wall surface of the end plate and the end surface of the rotor in the axial direction. ,
The refrigerant passage includes a supply hole for supplying a refrigerant provided on an inner peripheral side in a radial direction of the end plate;
A first flow path provided in a radial direction from the supply hole;
A discharge hole for discharging the refrigerant provided on the inner peripheral side from the outermost peripheral portion of the first flow path in the radial direction,
The refrigerant passage from the supply hole to the discharge hole is bent,
Before SL refrigerant passage, a second flow path provided in the circumferential direction in communication with the outermost circumferential portion of the first flow path, and the communication-threaded end into the first flow path in the second flow path A third flow path that communicates with the opposite end and is provided in the radially inner circumferential direction, and communicates with the inner circumferential side of the third flow path, opposite to the position of the third flow path. A fourth flow path provided in a circumferential direction on the side, wherein the supply hole is provided at one end of the refrigerant passage, and the discharge hole is provided at the other end of the refrigerant passage. cooling structure that electric motive be characterized.
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