JP6268750B2 - Rotating electric machine - Google Patents

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Description

本発明は、冷却構造を有する回転電機に関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine having a cooling structure.

ロータ及びステータを有する回転機において、ロータの回転によって加熱された回転機を冷却する冷却構造が設けられる。   In a rotating machine having a rotor and a stator, a cooling structure for cooling the rotating machine heated by the rotation of the rotor is provided.

ロータ軸に同軸に配置され、積層された電磁鋼板で構成されるロータ鉄心と、ロータ鉄心を軸方向両側から圧縮保持し、かつロータ鉄心とロータ軸との間のトルク伝達を行うべく、ロータ軸に固着されたエンドプレートと、ロータ軸外周とロータ鉄心内周との間に区画された冷却通路と、この冷却通路にロータ軸内を経由して冷媒を導入する通路と、を備えた回転機が開示されている(特許文献1)。   A rotor iron core composed of magnetic steel sheets arranged coaxially with the rotor shaft, and the rotor shaft to compress and hold the rotor iron core from both sides in the axial direction and to transmit torque between the rotor iron core and the rotor shaft. Rotating machine comprising: an end plate fixed to the rotor; a cooling passage defined between the outer periphery of the rotor shaft and the inner periphery of the rotor core; and a passage for introducing refrigerant into the cooling passage through the rotor shaft Is disclosed (Patent Document 1).

ステータの内側に間隙を持って配置されるロータを備え、ロータ鉄心に設けたロータ軸方向に延びる磁石挿入孔に永久磁石が挿入固定されている回転機において、ロータの回転中心に対して永久磁石の外周側面が磁石挿入孔に密着し、永久磁石の内側側面には磁石挿入孔に沿って冷媒が導かれる冷却通路が形成され、この冷却通路の断面形状は回転中心に向けて頂点をもつ凸形状を有する回転機が開示されている(特許文献2)。   In a rotating machine having a rotor arranged with a gap inside a stator and having a permanent magnet inserted and fixed in a magnet insertion hole extending in the rotor axial direction provided in the rotor iron core, the permanent magnet with respect to the rotation center of the rotor A cooling passage is formed on the inner side surface of the permanent magnet to guide the refrigerant along the magnet insertion hole. The cross-sectional shape of the cooling passage is convex with a vertex toward the rotation center. A rotating machine having a shape is disclosed (Patent Document 2).

ケースに収納されたステータと、ステータの内周面に間隙を介して外周面が対面するロータとを備え、ロータとステータとの間の間隙内に軸方向開口端部に向かう気流を発生させる気流発生装置を備えた回転機が開示されている(特許文献3)。   An air flow that includes a stator housed in a case and a rotor whose outer peripheral surface faces the inner peripheral surface of the stator via a gap, and generates an air flow toward the axially open end in the gap between the rotor and the stator. A rotating machine including a generator is disclosed (Patent Document 3).

特開2012−165488号公報JP 2012-165488 A 特開2002−345188号公報JP 2002-345188 A 特開2003−250248号公報JP 2003-250248 A

ところで、冷却の際にロータの軸方向両端に形成される冷媒流路だけでは磁石端面のみの冷却となり、磁石の熱伝導率が小さいことからも、磁石の温度分布が大きくなるだけであり、軸方向中心部の冷却には効果が小さい。   By the way, only the refrigerant flow path formed at both ends of the rotor in the axial direction at the time of cooling only cools the magnet end face, and the thermal conductivity of the magnet is small. The effect is small for cooling the center of the direction.

流路に冷媒を流す場合、冷却性能を十分に確保するためには流路内での冷媒の流速の向上が必要となる。その際、磁石に対する伝熱面積を確保するにはある程度の流路断面積が必要であり、また磁石の数だけの流路が必要となる。その結果、冷媒の供給量が膨大となる。一方で回転機における冷媒の流量は通常10L/min程度であるから、この程度の流量で冷却効果を十分に得ることが困難である。   When flowing a refrigerant through the flow path, it is necessary to improve the flow rate of the refrigerant in the flow path in order to ensure sufficient cooling performance. At that time, in order to secure a heat transfer area for the magnet, a certain amount of flow path cross-sectional area is required, and as many flow paths as the number of magnets are required. As a result, the supply amount of the refrigerant becomes enormous. On the other hand, since the flow rate of the refrigerant in the rotating machine is usually about 10 L / min, it is difficult to obtain a sufficient cooling effect with this flow rate.

また、空気の気流を用いた冷却では十分な冷却効果を得ることができない。   Moreover, sufficient cooling effect cannot be obtained by cooling using an air stream.

本発明は、ステータと、前記ステータに対して相対的に回転するロータと、を備える回転電機であって、前記ステータと前記ロータとの間の間隙にオイルと空気とを同時に供給して前記間隙を冷媒流路としたことを特徴とする回転電機である。   The present invention is a rotating electrical machine comprising a stator and a rotor that rotates relative to the stator, wherein oil and air are simultaneously supplied to a gap between the stator and the rotor to provide the gap. Is a rotating electrical machine characterized by using a refrigerant flow path.

ここで、前記間隙において、前記オイルと前記空気とを気・液二相流とすることが好適である。   Here, it is preferable that the oil and the air are in a gas / liquid two-phase flow in the gap.

また、前記ロータに接続されたロータシャフトの中心を通る流路を介して、前記間隙にオイルを供給するオイル供給路と、前記ステータ側から前記間隙に空気を供給する空気供給路と、を備えることが好適である。   Also, an oil supply path for supplying oil to the gap via a flow path passing through the center of the rotor shaft connected to the rotor, and an air supply path for supplying air to the gap from the stator side are provided. Is preferred.

また、前記ロータに接続されたロータシャフトの中心を通る流路を介して、前記間隙に空気を供給する空気供給路と、前記ステータ側から前記間隙にオイルを供給するオイル供給路と、を備えることが好適である。   Also, an air supply path for supplying air to the gap via a flow path passing through the center of the rotor shaft connected to the rotor, and an oil supply path for supplying oil to the gap from the stator side are provided. Is preferred.

また、前記オイル供給路は、前記間隙に繋がる複数の流路を有することが好適である。   Further, it is preferable that the oil supply path has a plurality of flow paths connected to the gap.

また、前記間隙にノズル噴射によりオイルを供給するオイル供給路と、前記ステータ側から前記間隙に空気を供給する空気供給路と、を備えることが好適である。   It is preferable that an oil supply path for supplying oil to the gap by nozzle injection and an air supply path for supplying air to the gap from the stator side are preferably provided.

また、前記ロータの軸方向の端部に前記オイルを貯蔵するオイル貯蔵部を備え、前記オイルを前記オイル貯蔵部から前記間隙へ供給することが好適である。   In addition, it is preferable that an oil storage portion that stores the oil is provided at an end portion in the axial direction of the rotor, and the oil is supplied from the oil storage portion to the gap.

また、前記空気供給路は、前記間隙に繋がる複数の流路を有することが好適である。   In addition, it is preferable that the air supply path has a plurality of flow paths connected to the gap.

また、前記オイルと前記空気とのボイド率(空気体積/(オイル体積+空気体積))が0.05以上0.9以下であることが好適である。   Moreover, it is preferable that the void ratio (air volume / (oil volume + air volume)) between the oil and the air is 0.05 or more and 0.9 or less.

また、前記ロータの温度を測定する温度センサを備え、前記温度センサで検出された温度に応じて前記間隙への前記オイル及び前記空気の少なくとも一方の供給量を制御することが好適である。   It is preferable that a temperature sensor for measuring the temperature of the rotor is provided, and the supply amount of at least one of the oil and the air to the gap is controlled according to the temperature detected by the temperature sensor.

本発明によれば、ロータでの損失を低減しつつ、効果的な冷却を行うことが可能な回転機を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rotary machine which can perform effective cooling can be provided, reducing the loss in a rotor.

本発明の実施の形態における回転機の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the rotary machine in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における回転機の構成を示す正断面図である。It is a front sectional view showing the configuration of the rotating machine in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における回転機の構成の別例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows another example of a structure of the rotary machine in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における循環システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the circulation system in embodiment of this invention. ロータの径方向の位置とロータでの損失との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the position of the radial direction of a rotor, and the loss in a rotor. 冷媒温度による冷却性能の違いを示す図である。It is a figure which shows the difference in the cooling performance by a refrigerant temperature. 本発明の実施の形態における温度センサを用いた制御を説明する図である。It is a figure explaining the control using the temperature sensor in embodiment of this invention. 変形例1における回転機の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the rotary machine in the modification 1. 変形例2における回転機の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the rotary machine in the modification 2.

本発明の実施の形態における回転機100は、図1の側断面図及び図2の正断面図に示すように、ケース10、ステータコア12、ステータコイル14、ロータ16、ロータ軸18、ロータ軸冷媒流路20、ロータ内冷媒流路22、空気供給口24及び空気流路26を含んで構成される。   A rotating machine 100 according to an embodiment of the present invention includes a case 10, a stator core 12, a stator coil 14, a rotor 16, a rotor shaft 18, a rotor shaft refrigerant, as shown in a side sectional view of FIG. 1 and a front sectional view of FIG. The flow path 20, the rotor refrigerant flow path 22, the air supply port 24, and the air flow path 26 are configured.

ケース10は、回転機100の構成要素を収納し、機械的に保持する。ステータコア12は、円筒状の磁性体である。ステータコア12は、ステータコイル14を収納するスロットを有する。ステータコイル14は、ステータコア12のスロットに収納され、電流が流されることによりロータ16に対して磁界を発生させる。ロータ16は、円柱状の磁性体であり、ステータコア12の内周面と間隙Gを介して外周面が対向するように配置される。ロータ16には、軸方向に延びる磁石挿入孔に永久磁石が挿入固定される。ロータ16は、ステータコイル14からの磁界を受けて、ステータコア12内にて回転させられる。ロータ16は、回転軸であるロータ軸18に接続され、ロータ軸18によって回転力が回転機100の外部へ伝達される。   The case 10 houses the components of the rotating machine 100 and mechanically holds them. The stator core 12 is a cylindrical magnetic body. The stator core 12 has a slot for accommodating the stator coil 14. The stator coil 14 is housed in a slot of the stator core 12 and generates a magnetic field with respect to the rotor 16 when an electric current flows. The rotor 16 is a columnar magnetic body and is disposed so that the inner peripheral surface of the stator core 12 and the outer peripheral surface face each other with the gap G interposed therebetween. A permanent magnet is inserted into and fixed to the rotor 16 in a magnet insertion hole extending in the axial direction. The rotor 16 receives the magnetic field from the stator coil 14 and is rotated in the stator core 12. The rotor 16 is connected to a rotor shaft 18 that is a rotation shaft, and the rotational force is transmitted to the outside of the rotating machine 100 by the rotor shaft 18.

ロータ軸18には、ロータ軸冷媒流路20が形成される。ロータ軸冷媒流路20は、冷媒の流路であり、ロータ軸18の軸方向に沿ってロータ16の内部に向かって通ずるように設けられる。ロータ内冷媒流路22は、ロータ16内に冷媒の流路として形成される。ロータ内冷媒流路22は、ロータ軸冷媒流路20と連通して形成され、ロータ16の外周面に向けて、冷媒がステータコア12とロータ16との間隙Gに供給されるように設けられる。   A rotor shaft refrigerant flow path 20 is formed in the rotor shaft 18. The rotor shaft refrigerant flow path 20 is a refrigerant flow path, and is provided so as to communicate with the inside of the rotor 16 along the axial direction of the rotor shaft 18. The in-rotor coolant channel 22 is formed in the rotor 16 as a coolant channel. The in-rotor refrigerant flow path 22 is formed so as to communicate with the rotor shaft refrigerant flow path 20 and is provided so that the refrigerant is supplied to the gap G between the stator core 12 and the rotor 16 toward the outer peripheral surface of the rotor 16.

ロータ内冷媒流路22は、単数のみならず、複数設けてもよい。ロータ内冷媒流路22は、例えば図1及び図2に示すように、ロータ軸冷媒流路20からロータ16の外周面に向けて放射状に設けられる。ロータ内冷媒流路22は、ロータ軸冷媒流路20の端部に連通させてもよいし、ロータ軸冷媒流路20の途中に連通させてもよい。例えば、図3の側断面図に示すように、ロータ16の軸方向に沿ってロータ軸冷媒流路20の複数の箇所からロータ内冷媒流路22を設けてもよい。このとき、ロータ内冷媒流路22をロータ16の軸方向の中心位置近傍に設けることが好適である。ロータ内冷媒流路22をロータ16の軸方向の中心位置近傍に設けることによって、間隙Gに供給された冷媒をロータ16の両端へ向けて均等に流すことができ、冷却の均等性を担保することができる。   The number of the in-rotor refrigerant flow paths 22 may be not limited to one, but may be plural. For example, as illustrated in FIGS. 1 and 2, the rotor internal coolant flow path 22 is provided radially from the rotor shaft coolant flow path 20 toward the outer peripheral surface of the rotor 16. The in-rotor refrigerant flow path 22 may be communicated with an end portion of the rotor shaft refrigerant flow path 20 or may be communicated in the middle of the rotor shaft refrigerant flow path 20. For example, as shown in the side sectional view of FIG. 3, the in-rotor coolant channel 22 may be provided from a plurality of locations of the rotor shaft coolant channel 20 along the axial direction of the rotor 16. At this time, it is preferable to provide the in-rotor refrigerant flow path 22 in the vicinity of the axial center position of the rotor 16. By providing the in-rotor refrigerant flow path 22 in the vicinity of the center position in the axial direction of the rotor 16, the refrigerant supplied to the gap G can be made to flow evenly toward both ends of the rotor 16, and the cooling uniformity is ensured. be able to.

冷媒は、液体であれば特に限定されるものではなく、オイル、水等とすることができる。ただし、電気的絶縁保持のためにオイルとすることが好適である。オイルは、例えば、鉱物油(ナフテン系、パラフィン系等)、部分合成油、合成油(PAO等)とするとよい。   The refrigerant is not particularly limited as long as it is liquid, and can be oil, water, or the like. However, it is preferable to use oil for electrical insulation retention. The oil may be, for example, mineral oil (naphthenic, paraffinic, etc.), partially synthetic oil, synthetic oil (PAO, etc.).

空気供給口24は、回転機100に対して冷却に利用される空気を供給するための供給元となる経路である。空気流路26は、ステータコア12に形成される空気の流路である。空気流路26は、空気供給口24に連通して空気供給口24からステータコア12とロータ16との間隙Gまで設けられる。空気供給口24から供給された空気は空気供給口24を通って間隙Gへ導入される。なお、本実施の形態では、空気を適用したが、冷却に使用できる気体であればよく、例えば、窒素等としてもよい。   The air supply port 24 is a path serving as a supply source for supplying air used for cooling to the rotating machine 100. The air flow path 26 is an air flow path formed in the stator core 12. The air flow path 26 communicates with the air supply port 24 and is provided from the air supply port 24 to the gap G between the stator core 12 and the rotor 16. Air supplied from the air supply port 24 is introduced into the gap G through the air supply port 24. In this embodiment, air is applied, but any gas that can be used for cooling may be used, and for example, nitrogen may be used.

図4は、回転機100に適した冷媒の循環システム200の構成を示す図である。循環システム200は、トランスアスクル30内に構成され、ディファレンシャルギア32、オイルポンプ34、熱交換器36、オイルパン38及び空気ポンプ40を含んで構成される。   FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a refrigerant circulation system 200 suitable for the rotating machine 100. The circulation system 200 is configured in the transaxle 30 and includes a differential gear 32, an oil pump 34, a heat exchanger 36, an oil pan 38, and an air pump 40.

オイルパン38に溜められた冷媒(オイル)はディファレンシャルギア32に設けられたオイルポンプ34によって吸い上げられ、熱交換器36により冷却された後に回転機100に供給される。回転機100に供給された冷媒は、ロータ軸冷媒流路20を介してロータ内冷媒流路22へ流通し、ロータ16の回転と共にロータ内冷媒流路22を通じてロータ16の外周面、すなわちステータコア12とロータ16との間隙Gへ供給される。一方、空気ポンプ40からは空気供給口24に空気が導入され、ステータコア12の空気流路26を通じて間隙Gへ供給される。   The refrigerant (oil) stored in the oil pan 38 is sucked up by the oil pump 34 provided in the differential gear 32, cooled by the heat exchanger 36, and then supplied to the rotating machine 100. The refrigerant supplied to the rotating machine 100 flows to the in-rotor refrigerant flow path 22 via the rotor shaft refrigerant flow path 20, and, as the rotor 16 rotates, the outer peripheral surface of the rotor 16, that is, the stator core 12 through the in-rotor refrigerant flow path 22. To the gap G between the rotor 16 and the rotor 16. On the other hand, air is introduced from the air pump 40 into the air supply port 24 and supplied to the gap G through the air flow path 26 of the stator core 12.

間隙Gへ供給された冷媒(オイル)と空気とは混合され、気体と液体の2相流が生成され、回転機100と冷媒の間で熱交換が行われて間隙Gを通じて排出される。回転機100から排出された冷媒(オイル)は再びオイルパン38に戻される。   The refrigerant (oil) and air supplied to the gap G are mixed to generate a two-phase flow of gas and liquid, and heat is exchanged between the rotating machine 100 and the refrigerant and is discharged through the gap G. The refrigerant (oil) discharged from the rotating machine 100 is returned to the oil pan 38 again.

図5は、ロータ16の径方向の位置とロータでの損失との関係を示す図である。図5からも明らかなように、ロータ損失の多くは、ロータ16のコア内での損失であり、その分布はロータ16の外周部に集中している。ロータ16の磁石の温度上昇の原因は、ロータ16の外周面からの加熱が主要因である。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the radial position of the rotor 16 and the loss in the rotor. As is apparent from FIG. 5, most of the rotor loss is loss in the core of the rotor 16, and the distribution is concentrated on the outer peripheral portion of the rotor 16. The main cause of the temperature rise of the magnet of the rotor 16 is heating from the outer peripheral surface of the rotor 16.

本実施の形態における回転機100では、ロータ16の磁石の加熱源となっているロータ16の外周面に直接触れる間隙Gを冷媒の流路としている。これにより、加熱源に最も近い位置において冷媒と効率的に熱交換することができる。すなわち、他の部位から間接的に冷却する方法に比べて、冷媒の流量を増やすことなく、効果的に冷却を行うことができる。   In the rotating machine 100 according to the present embodiment, a gap G that directly touches the outer peripheral surface of the rotor 16 serving as a heating source for the magnets of the rotor 16 is used as a refrigerant flow path. Thereby, heat can be efficiently exchanged with the refrigerant at a position closest to the heating source. That is, cooling can be effectively performed without increasing the flow rate of the refrigerant as compared with the method of indirectly cooling from other parts.

特に、間隙Gでは、ステータコア12側とロータ16側との間で大きな速度勾配を持つため、流路に同流量の冷媒を単純に流す場合と比べて数十倍の熱伝達率が得られる。   In particular, since the gap G has a large speed gradient between the stator core 12 side and the rotor 16 side, a heat transfer coefficient several tens of times higher than that in the case of simply flowing the same flow rate of refrigerant through the flow path can be obtained.

図6は、冷媒温度による冷却性能の違いを示す図である。図6から明らかなように、冷媒として空気を用いたときよりオイルを用いたときの方が磁石の温度は低くなっており、空気よりオイルの方が熱容量及び熱伝達率で冷却特性が良い。一方、オイルのような液体は空気のような気体に対して粘度が高い。したがって、オイルを冷媒としてステータコア12とロータ16との間隙Gに供給した場合、ロータ16の回転による引き摺り損失が発生する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a difference in cooling performance depending on the refrigerant temperature. As is clear from FIG. 6, the temperature of the magnet is lower when oil is used than when air is used as the refrigerant, and the oil has better heat capacity and heat transfer coefficient than air and has better cooling characteristics. On the other hand, a liquid such as oil has a higher viscosity than a gas such as air. Therefore, when oil is supplied as a refrigerant to the gap G between the stator core 12 and the rotor 16, drag loss due to rotation of the rotor 16 occurs.

本実施の形態における回転機100では、冷媒を供給する際にオイルと空気とを混合して2相流として間隙Gに供給することによって、オイルのみを供給した場合に比べて引き摺り損失を低減することができる。その一方で、空気よりも冷却特性が良いオイルを混合させているので、回転機100に対する冷却能力を高めることができる。   In rotating machine 100 in the present embodiment, when supplying refrigerant, oil and air are mixed and supplied to gap G as a two-phase flow, thereby reducing drag loss compared to when only oil is supplied. be able to. On the other hand, since oil having better cooling characteristics than air is mixed, the cooling capacity for the rotating machine 100 can be increased.

ここで、ボイド率=空気体積/(空気体積+オイル体積)を0.05以上0.9以下とすることが好適である。特に好ましくは、ボイド率を0.1以上0.5以下とするとよい。このようなボイド率の範囲とすることによって、ロータ16に対する引き摺り損失を低減しつつ、冷却効果を高めることができる。   Here, the void ratio = air volume / (air volume + oil volume) is preferably 0.05 or more and 0.9 or less. Particularly preferably, the void ratio is 0.1 or more and 0.5 or less. By setting the void ratio in such a range, the cooling effect can be enhanced while reducing the drag loss with respect to the rotor 16.

また、空気流路26の流路径(内径)は、ロータ内冷媒流路22の流路径(内径)よりも小さくすることが好ましい。これにより、オイルと空気とを混合して2相流とした際にオイル内の空気の気泡を小さくすることができ、冷媒全体の均一性を高め、引き摺り損失を低減でき、冷却効果を均一かつ高くすることができる。特に、空気流路26の流路径(内径)は、1mm以下とすることが好ましい。   Further, the flow path diameter (inner diameter) of the air flow path 26 is preferably smaller than the flow path diameter (inner diameter) of the in-rotor refrigerant flow path 22. As a result, when the oil and air are mixed to form a two-phase flow, air bubbles in the oil can be reduced, the uniformity of the entire refrigerant can be improved, drag loss can be reduced, and the cooling effect can be achieved uniformly. Can be high. In particular, the channel diameter (inner diameter) of the air channel 26 is preferably 1 mm or less.

また、図7に示すように、ロータ16内に温度センサ50を設け、温度センサ50でロータ16の温度を測定し、制御装置300にて温度センサ50の出力を受けてオイルポンプ34や空気ポンプ40を制御する構成としてもよい。例えば、温度センサ50から出力される温度が高くなるほど、オイルポンプ34の出力を高め、回転機100への冷媒(オイル)の供給量を増加させればよい。また、例えば、温度センサ50から出力される温度が高くなるほど、オイルポンプ34及び空気ポンプ40の出力を高め、回転機100への冷媒(オイル)及び空気の全体供給量を増加させればよい。   Further, as shown in FIG. 7, a temperature sensor 50 is provided in the rotor 16, the temperature of the rotor 16 is measured by the temperature sensor 50, and the output of the temperature sensor 50 is received by the control device 300 to receive the oil pump 34 or air pump 40 may be configured to be controlled. For example, the higher the temperature output from the temperature sensor 50, the higher the output of the oil pump 34 and the greater the amount of refrigerant (oil) supplied to the rotating machine 100. Further, for example, the higher the temperature output from the temperature sensor 50, the higher the outputs of the oil pump 34 and the air pump 40, and the total supply amount of refrigerant (oil) and air to the rotating machine 100 may be increased.

なお、温度センサ50は、回転機100の温度を直接又は間接に測定できればよく、ロータ16内に設ける構成に限定されない。例えば、温度センサ50は、オイルパン38に設けて冷媒(オイル)の温度から回転機100の温度を間接的に測定する構成としてもよい。   The temperature sensor 50 only needs to be able to directly or indirectly measure the temperature of the rotating machine 100 and is not limited to the configuration provided in the rotor 16. For example, the temperature sensor 50 may be provided in the oil pan 38 and indirectly measure the temperature of the rotating machine 100 from the temperature of the refrigerant (oil).

<変形例1>
変形例1における回転機102は、図8の側断面図に示すように、ケース10、ステータコア12、ステータコイル14、ロータ16、ロータ軸18、ロータ軸冷媒流路20、空気供給口24、空気流路26及び冷媒貯蔵部52を含んで構成される。本変形例において、回転機100と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
<Modification 1>
As shown in the side sectional view of FIG. 8, the rotating machine 102 in Modification 1 includes a case 10, a stator core 12, a stator coil 14, a rotor 16, a rotor shaft 18, a rotor shaft refrigerant flow path 20, an air supply port 24, air The flow path 26 and the refrigerant | coolant storage part 52 are comprised. In this modification, the same components as those of the rotating machine 100 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

冷媒貯蔵部52は、ロータ16の端部に、ロータ16の端部及びステータコア12とロータ16との間隙Gを覆うように設けられる。冷媒貯蔵部52にはロータ軸冷媒流路20から冷媒が供給され、冷媒貯蔵部52を介して冷媒が間隙Gへと供給される。一方、空気は、空気供給口24からステータコア12の空気流路26を通じて間隙Gへ供給される。本変形例では、このようにして冷媒と空気との2相流が形成され、間隙Gを通って冷却が行われる。   The refrigerant storage unit 52 is provided at the end of the rotor 16 so as to cover the end of the rotor 16 and the gap G between the stator core 12 and the rotor 16. The refrigerant is supplied from the rotor shaft refrigerant flow path 20 to the refrigerant storage unit 52, and the refrigerant is supplied to the gap G through the refrigerant storage unit 52. On the other hand, air is supplied from the air supply port 24 to the gap G through the air flow path 26 of the stator core 12. In this modification, a two-phase flow of the refrigerant and air is formed in this way, and cooling is performed through the gap G.

<変形例2>
変形例2における回転機104は、図9の側断面図に示すように、ケース10、ステータコア12、ステータコイル14、ロータ16、ロータ軸18、空気供給口24、空気流路26及び冷媒ノズル54を含んで構成される。本変形例において、回転機100と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
<Modification 2>
As shown in the side sectional view of FIG. 9, the rotating machine 104 in Modification 2 includes a case 10, a stator core 12, a stator coil 14, a rotor 16, a rotor shaft 18, an air supply port 24, an air flow path 26, and a refrigerant nozzle 54. It is comprised including. In this modification, the same components as those of the rotating machine 100 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

冷媒ノズル54は、ステータコア12とロータ16との間隙Gにノズル孔が向けられるように設けられる。冷媒は、冷媒ノズル54から間隙Gへ噴射されて供給される。一方、空気は、空気供給口24からステータコア12の空気流路26を通じて間隙Gへ供給される。本変形例では、このようにして冷媒と空気との2相流が形成され、間隙Gを通って冷却が行われる。   The refrigerant nozzle 54 is provided such that the nozzle hole is directed to the gap G between the stator core 12 and the rotor 16. The refrigerant is supplied from the refrigerant nozzle 54 to the gap G. On the other hand, air is supplied from the air supply port 24 to the gap G through the air flow path 26 of the stator core 12. In this modification, a two-phase flow of the refrigerant and air is formed in this way, and cooling is performed through the gap G.

上記変形例1及び2の構成によっても、上記実施の形態と同様に、ロータでの損失を低減しつつ、効果的な冷却を行うことができる。   Also with the configurations of the first and second modifications, effective cooling can be performed while reducing the loss in the rotor as in the above embodiment.

なお、冷媒を供給するためのロータ軸冷媒流路20及びロータ内冷媒流路22、冷媒貯蔵部52、冷媒ノズル54と、空気を供給するための空気供給口24及び空気流路26と、を入れ替えた構成としてもよい。すなわち、上記実施の形態、変形例1及び2において冷媒を供給するための手段において空気を供給し、空気を供給するための手段において冷媒を供給する構成としてもよい。   The rotor shaft refrigerant flow path 20 and the rotor internal refrigerant flow path 22 for supplying the refrigerant, the refrigerant storage section 52, the refrigerant nozzle 54, and the air supply port 24 and the air flow path 26 for supplying air are provided. It is good also as the structure replaced. That is, in the above-described embodiment and modifications 1 and 2, air may be supplied by the means for supplying the refrigerant, and the refrigerant may be supplied by the means for supplying air.

また、上記実施の形態、変形例1及び2では、間隙Gに対して冷媒と空気とを別々に供給する構成としたが、混合後に供給する構成としてもよい。   Moreover, in the said embodiment and the modification 1 and 2, although it was set as the structure which supplies a refrigerant | coolant and air separately with respect to the gap | interval G, it is good also as a structure supplied after mixing.

10 ケース、12 ステータコア、14 ステータコイル、16 ロータ、18 ロータ軸、20 ロータ軸冷媒流路、22 ロータ内冷媒流路、24 空気供給口、26 空気流路、30 トランスアスクル、32 ディファレンシャルギア、34 オイルポンプ、36 熱交換器、38 オイルパン、40 空気ポンプ、50 温度センサ、52 冷媒貯蔵部、54 冷媒ノズル、100、102、104 回転機、200 循環システム、300 制御装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Case, 12 Stator core, 14 Stator coil, 16 Rotor, 18 Rotor shaft, 20 Rotor shaft refrigerant flow path, 22 Rotor refrigerant flow path, 24 Air supply port, 26 Air flow path, 30 Transaxle, 32 Differential gear, 34 Oil pump, 36 heat exchanger, 38 oil pan, 40 air pump, 50 temperature sensor, 52 refrigerant storage unit, 54 refrigerant nozzle, 100, 102, 104 rotating machine, 200 circulation system, 300 controller.

Claims (7)

ステータと、前記ステータに対して相対的に回転するロータと、
前記ロータに接続されたロータシャフトの中心を通る流路を介して、前記ステータと前記ロータとの間の間隙にオイルを供給するオイル供給路と、
前記ステータ側から前記間隙に空気を供給する空気供給路と、
を備える回転電機であって、
前記空気供給路の流路径は、前記オイル供給路の流路径より小さく、前記間隙にオイルと空気とを同時に供給して前記間隙を冷媒流路としたことを特徴とする回転電機。
A stator and a rotor that rotates relative to the stator;
An oil supply path for supplying oil to a gap between the stator and the rotor via a flow path passing through the center of the rotor shaft connected to the rotor;
An air supply path for supplying air from the stator side to the gap;
A rotating electric machine comprising:
The rotary electric machine characterized in that a flow path diameter of the air supply path is smaller than a flow path diameter of the oil supply path, and oil and air are simultaneously supplied to the gap to make the gap a refrigerant flow path.
請求項1に記載の回転電機であって、
前記間隙において、前記オイルと前記空気とを気・液二相流とすることを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 1,
In the gap, the rotary electric machine is characterized in that the oil and the air are in a gas / liquid two-phase flow.
請求項1又は2に記載の回転電機であって、
前記オイル供給路は、前記間隙に繋がる複数の流路を有することを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
The rotary electric machine, wherein the oil supply path has a plurality of flow paths connected to the gap.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転電機であって、
前記ロータの軸方向の端部に前記オイルを貯蔵するオイル貯蔵部を備え、
前記オイルを前記オイル貯蔵部から前記間隙へ供給することを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3,
An oil storage part for storing the oil at the axial end of the rotor;
A rotating electrical machine that supplies the oil from the oil storage section to the gap.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転電機であって、
前記空気供給路は、前記間隙に繋がる複数の流路を有することを特長とする回転電機。
The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 4,
The rotating electrical machine, wherein the air supply path has a plurality of flow paths connected to the gap.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転電機であって、
前記オイルと前記空気とのボイド率(空気体積/(オイル体積+空気体積))が0.05以上0.9以下であることを特徴とする回転電機。
It is a rotary electric machine of any one of Claims 1-5,
A rotating electrical machine having a void ratio (air volume / (oil volume + air volume)) between the oil and the air of 0.05 or more and 0.9 or less.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の回転電機であって、
前記ロータの温度を測定する温度センサを備え、
前記温度センサで検出された温度に応じて前記間隙への前記オイル及び前記空気の少なくとも一方の供給量を制御することを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 6,
A temperature sensor for measuring the temperature of the rotor;
A rotating electrical machine that controls a supply amount of at least one of the oil and the air to the gap according to a temperature detected by the temperature sensor.
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