JPWO2018221237A1 - Rotating electric machine for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
回転電機(10)は、ロータ(21)と、ステータ(31)とを有する。ロータは、オイルの噴流(61)を形成するためのノズル(51)を有する。ノズルの中心軸(56)は、ステータコア(32)のコア露出部分を指向している。この結果、噴流は、ステータコイル(33)に直接的に当たることがない。ステータコイルを覆う樹脂の破損が抑制される。ノズルの中心軸は、ノズルの径方向外側および径方向内側で、ロータコア(22)と交差することなく、延び出している。このような中心軸の配置は、大径穴(54)および小径穴(55)を加工する工程において、加工工具の配置を容易にし、加工工具の選択自由度を高める。The rotating electrical machine (10) includes a rotor (21) and a stator (31). The rotor has a nozzle (51) for forming an oil jet (61). The central axis (56) of the nozzle is directed to the exposed core portion of the stator core (32). As a result, the jet does not directly hit the stator coil (33). Damage to the resin covering the stator coil is suppressed. The central axis of the nozzle extends without intersecting the rotor core (22) on the radially outer side and the radially inner side of the nozzle. Such arrangement of the central axis facilitates the arrangement of the processing tools and increases the degree of freedom of selection of the processing tools in the process of machining the large diameter hole (54) and the small diameter hole (55).
Description
この出願は、2017年5月31日に日本に出願された特許出願第2017−107745号を基礎としており、基礎の出願の内容を、全体的に、参照により援用している。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2017-107745 filed in Japan on May 31, 2017, and the contents of the basic application are incorporated by reference in their entirety.
この明細書における開示は、内燃機関用回転電機に関する。 The disclosure in this specification relates to a rotating electrical machine for an internal combustion engine.
特許文献1は、内燃機関用回転電機を開示する。従来技術は、回転軸から噴射されるオイルの噴流を形成している。オイルの噴流は、コイルエンドを指向しており、コイルエンドに直接的に衝突している。 Patent document 1 discloses the rotary electric machine for internal combustion engines. The prior art forms a jet of oil injected from the rotating shaft. The oil jet is directed to the coil end and directly collides with the coil end.
コイルエンドは、複数の素線の束である。コイルエンドは、エポキシ、またはワニスといった電気絶縁性の樹脂によって覆われることによって固定され、保護されている。しかし、従来技術の構成では、例えばオイルのような冷却液の噴流、または冷却液に含まれる異物によって樹脂が傷つけられる場合がある。また、顕著な場合には、樹脂の剥離を生じる場合がある。これらの樹脂の損傷は、内燃機関用回転電機の耐久性を損なう。 The coil end is a bundle of a plurality of strands. The coil end is fixed and protected by being covered with an electrically insulating resin such as epoxy or varnish. However, in the configuration of the prior art, for example, the resin may be damaged by a jet of cooling liquid such as oil or a foreign substance contained in the cooling liquid. Moreover, in the case where it is remarkable, peeling of the resin may occur. These resin damages impair the durability of the rotating electrical machine for the internal combustion engine.
上述の観点において、または言及されていない他の観点において、内燃機関用回転電機にはさらなる改良が求められている。 In the above-mentioned viewpoints or other aspects not mentioned, there is a need for further improvements in rotating electrical machines for internal combustion engines.
開示されるひとつの目的は、高い耐久性を有する油冷型の内燃機関用回転電機を提供することである。 One object disclosed is to provide an oil-cooled type rotating electrical machine for an internal combustion engine having high durability.
開示される他のひとつの目的は、コイルの保護を図りながら、コイルを冷却できる内燃機関用回転電機を提供することである。 Another object of the disclosure is to provide a rotating electrical machine for an internal combustion engine that can cool a coil while protecting the coil.
開示される他のひとつの目的は、コイルの樹脂への機械的なダメージを抑制しながら、固定子の全体を冷却できる内燃機関用回転電機を提供することである。 Another object to be disclosed is to provide a rotating electrical machine for an internal combustion engine that can cool the entire stator while suppressing mechanical damage to the resin of the coil.
ここに開示された内燃機関用回転電機は、内面に永久磁石(23)が配置されたロータコア(22)と、ロータコアの径方向内側に配置されたステータコア(32)と、ステータコアの一部に装着され、樹脂(34)により保護されたステータコイル(33)とを備え、ロータコアに形成され、冷却液の噴流(61)を形成するためのノズルであって、ステータコイルを指向することなく、ステータコアを指向しているノズル(51)を有する。 A rotating electrical machine for an internal combustion engine disclosed herein is mounted on a rotor core (22) having a permanent magnet (23) disposed on an inner surface, a stator core (32) disposed radially inward of the rotor core, and a part of the stator core. And a stator coil (33) protected by a resin (34), and a nozzle formed on the rotor core for forming a jet (61) of cooling liquid, without directing the stator coil. Has a nozzle (51) pointing to
開示される内燃機関用回転電機によると、冷却液は、ノズルによって噴流となる。ノズルは、ステータコイルを指向することなく、ステータコアを指向している。このため、ノズルが形成する噴流は、樹脂で保護されたステータコイルに直接的に当たることなく、ステータコアに直接的に当たる。このため、冷却液または冷却液に含まれる異物に起因する樹脂の損傷が抑制される。また、冷却液は、ステータコアおよびステータコイルを冷却する。このため、耐久性の高い回転電機が提供される。 According to the disclosed rotating electrical machine for an internal combustion engine, the coolant is jetted by the nozzle. The nozzle is directed to the stator core without being directed to the stator coil. For this reason, the jet formed by the nozzle directly hits the stator core without directly hitting the stator coil protected by the resin. For this reason, damage to the resin due to the cooling liquid or the foreign matters contained in the cooling liquid is suppressed. The cooling liquid cools the stator core and the stator coil. For this reason, a highly durable rotating electrical machine is provided.
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。 The disclosed embodiments of the present specification employ different technical means to achieve each purpose. The reference numerals in parentheses described in the claims and this section exemplify the correspondence with the embodiments described later, and are not intended to limit the technical scope. The objects, features, and advantages disclosed in this specification will become more apparent with reference to the following detailed description and accompanying drawings.
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび/または構造的に対応する部分および/または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および/または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。 A plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In embodiments, functionally and / or structurally corresponding parts and / or associated parts may be assigned the same reference signs or reference signs that differ by more than a hundred. For the corresponding parts and / or associated parts, the description of other embodiments can be referred to.
第1実施形態
図1において、内燃機関用回転電機(以下、単に回転電機10という)は、発電機である。回転電機10は、車両、船舶、または航空機に用いることができる。回転電機10は、鞍乗り型の車両に用いることができる。First Embodiment In FIG. 1, a rotating electrical machine for an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as a rotating electrical machine 10) is a generator. The rotating
回転電機10は、内燃機関12に組み付けられている。内燃機関12は、ボディ13と、ボディ13に回転可能に支持され、内燃機関12と連動して回転する回転軸14とを有する。ボディ13は、内燃機関12のクランクケース、ミッションケースなどの構造体である。ボディ13は、内燃機関12を潤滑するためのオイルが存在しうる空洞13aを区画形成している。オイルは、回転電機10の冷却液として機能する。オイルは、内燃機関12の温度を調節する機能も有する。ボディ13は、例えば、内燃機関12のメインケースとカバーとの間に空洞13aを区画形成している。回転電機10は、空洞13aの中に収容されている。
The rotating
回転電機10は、ボディ13と回転軸14とに組み付けられている。回転軸14は、内燃機関12のクランク軸、またはクランク軸と連動する回転軸である。回転軸14は、内燃機関12が運転されることによって回転する。回転軸14は、回転電機10を発電機として機能させるように駆動する。
The rotating
回転電機10は、アウタロータ型の回転電機である。ロータ21と、ステータ31とを有する。以下の説明において、軸方向の語は、ロータ21、ステータ31、またはステータコア32を円筒と見なした場合の中心軸に沿う方向を指す。径方向の語は、ロータ21、ステータ31、またはステータコア32を円筒と見なした場合の径方向を指す。
The rotating
ロータ21は、界磁子である。ロータ21は、全体がカップ状である。ロータ21は、回転軸14の端部に固定される。回転軸14は、ロータ21を受けるために、外面14aを有する。外面14aは、先細りのテーパ面である。ロータ21と回転軸14とは、キー嵌合などの回転方向の位置決め機構を介して連結されている。ロータ21は、固定部材であるナット14bによって回転軸14に締め付けられ、固定されている。ロータ21は、回転軸14とともに回転する。ロータ21は、永久磁石によって界磁を提供する。
The
ロータ21は、カップ状のロータコア22を有する。ロータコア22は、内燃機関12の回転軸14に連結される。ロータコア22は、後述する永久磁石のためのヨークを提供する。ロータコア22は、磁性金属製である。ロータ21は、ロータコア22の内面に配置された永久磁石23を有する。
The
ロータコア22は、内筒22aと、外筒22bと、底板22cとを有する。内筒22aは、回転軸14に連結される。内筒22aは、ボス部を提供する。外筒22bは、内筒22aの径方向外側に、内筒22aから離れて位置している。外筒22bは、内面に永久磁石23を支持している。底板22cは、環状である。底板22cは、内筒22aと外筒22bとの間に広がっている。
The
内筒22aは、回転軸14を受け入れる貫通穴を有する。内筒22aは、内面22dを有する。内面22dは、外面14aと接触するテーパ面である。内筒22aと底板22cとの間には、内筒22aの外面と底板22cの内側の面とを滑らかに接続する移行面22eが設けられている。移行面22eは、内筒22aから底板22cに向けて徐々に直径が拡大する面である。移行面22eは、凹状の曲面によって形成されている。内筒22aと、外筒22bと、底板22cとは、連続した材料によって形成されている。
The
ステータ31は、電機子である。ステータ31は、環状の部材である。ステータ31は、外突極型のステータである。ステータ31は、ボディ13に固定されている。ステータ31は、回転軸14と内筒22aとを受け入れることができる貫通穴を有する。ステータ31は、ロータ21の内面とギャップを介して対向する外周面を有する。
The
ステータ31は、ステータコア32を有する。ステータコア32は、ロータ21の内側に配置されている。ステータコア32は、内燃機関12のボディ13に固定されている。ステータコア32の形状は、径方向内側に設けられた環状部分と、径方向外側に設けられた複数のティース(突極)とで特徴付けられる。
The
ステータ31は、ステータコア32に装着されたステータコイル33を有する。ステータコイル33は、ステータコア32の一部に装着されている。ステータコイル33は、ステータコア32に巻回されている。ステータコイル33は、多相巻線である。ステータコイル33は、ステータコア32の径方向外側のティースに配置されている。ステータコイル33は、電機子巻線を提供する。ステータコア32は、固定部材であるボルト35によってボディ13に固定されている。ボルト35は、ステータコア32を貫通している。ボルト35は、ボディ13のカバーにステータコア32を固定している。ボルト35は、回転電機10の一部品、または内燃機関12の一部品とみることができる。
The
内燃機関12は、オイルを空洞13aに供給するための供給装置41を有する。供給装置41は、オイルを溜めるオイルパン43と、オイルポンプ42とを有する。供給装置41は、空洞13aを経由する循環経路を含む。循環経路は、回転軸14に設けられた軸方向通路14cを有する。軸方向通路14cは、回転軸14の中心軸と平行に延びている。さらに、循環通路は、回転軸14に設けられた径方向通路14dを有する。
The
径方向通路14dは、回転軸14の中心軸に対して傾斜している。径方向通路14dは、外面14aと軸方向通路14cとに開口している。径方向通路14dは、その径方向内側の一端において軸方向通路14cに開口している。径方向通路14dは、その径方向外側の他端において外面14aに開口している。径方向通路14dは、回転軸14の外面14aの上と、軸方向通路14cの内部とを流体的に連通している。軸方向通路14cおよび径方向通路14dは、回転電機10を冷却するためのオイルを供給する通路である。
The
ロータ21は、ノズル51を有する。ノズル51は、循環通路の一部でもある。ノズル51は、オイルの噴流61を形成するための通路形状である。ノズル51は、ロータコア22に形成されている。ノズル51は、内筒22aと底板22cとの間の連結部分に設けられている。ノズル51は、内面22dと移行面22eとに開口している。ノズル51は、その径方向内側の一端において内面22dに開口している。ノズル51は、その径方向外側の他端において移行面22eに開口している。ノズル51は、径方向に延びている。ノズル51は、ロータコア22を通して内面22dと移行面22eとを連通している。
The
外面14aにおける径方向通路14dの開口と、内面22dにおけるノズル51の開口とは、流体的に連通している。ノズル51は、径方向通路14dからオイルを受け、径方向外側に向けて噴射する。ノズルは、回転電機10を冷却するためのオイルを供給する通路である。
The opening of the
外面14aにおける径方向通路14dの開口の位置と、内面22dにおけるノズル51の開口の位置とは、オイルが流れるように周方向および軸方向に関して一致している。外面14aおよび/または内面22dの上には、径方向通路14dとノズル51との連通を提供するための周方向溝および/または軸方向溝があってもよい。
The position of the opening of the
ノズル51の中心軸は、回転軸14の中心軸に対して傾斜している。ノズル51は、回転軸14の内燃機関12側、すなわち基端側から、回転軸14の先端側に向かうにしたがって、径方向外側に延びるように傾斜している。ノズル51は、ロータ21とステータ3間に形成される狭い空洞に向かうように傾斜している。ノズル51は、径方向通路14dの延長上に位置している。ノズル51の中心軸と、径方向通路14dの中心軸とは一致している。
The central axis of the
オイルは、オイルパン43に溜められている。オイルは、オイルパン43からオイルポンプ42によって組み上げられる。オイルポンプ42は、循環経路にオイルを循環させる。オイルは、軸方向通路14cに供給される。オイルは、軸方向通路14cから、径方向通路14dに供給される。オイルは、径方向通路14dから、ノズル51に供給される。オイルは、ノズル51から、噴射され、噴流61を形成する。オイルは、回転電機10の温度を調節する。多くの場合、オイルは、回転電機10を冷却する。オイルは、空洞13aから、再びオイルパン43へ戻る。なお、循環経路は、オイルクーラを備えていてもよい。循環経路は、異物を捕捉するストレーナを備えていてもよい。
Oil is stored in an
ノズル51は、ステータコイル33を指向することなく、ステータコア32を指向している。ノズル51は、オイルの噴流61を形成する。よって、噴流61も、ステータコイル33を指向することなく、ステータコア32を指向している。噴流61は、ノズル51によって規定される中心軸を有する。噴流61の中心軸と、ノズル51の機械的な中心軸とは、一致している。噴流61は、移行面22eから、径方向外側を指向して延びている。
The
噴流61は、ステータ31の径方向内側の環状部分を指向している。噴流61は、ステータ31の径方向外側の環状部分を指向していない。噴流61は、ステータコア32の端面を指向している。噴流61は、ステータコア32の露出部分を指向している。噴流61は、ステータコイル33を避けるように指向している。噴流61は、ステータコイル33に直接に当たらない。噴流61は、径方向外側に向けて延びている。噴流61は、ロータ21の内筒22aと底板22cとの間の角部から、ロータ21の開口部へ向けて傾斜している。
The
図2は、ステータコイル33をモデル化して示す断面図である。ステータコイル33を形成するコイル線33aは、単線の導体33bと、この導体33bを被覆する樹脂33cとを有する。コイル線33aは、二本など複数の導体によって提供されてもよい。導体33bは、銅または銅合金のような銅系金属製である。導体33bは、アルミニウムまたはアルミニウム合金のようなアルミ系金属製でもよい。よって、ステータコイル33を形成しているコイル線33aが樹脂33cにより保護されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the
さらに、コイル線33aの束としてのステータコイル33は、ワニスまたはエポキシのような樹脂33dによって覆われている。樹脂33dによりコイル33は固定されている。樹脂33dは、隣り合う複数のコイル線33a、および/またはコイル線33aと他の部材とを固定している。樹脂33dは、コア、ティース、ボビンと呼ばれるインシュレータ、コア表面に付着する絶縁層にコイル線33aを固定している。よって、ステータコイル33は、樹脂33dにより保護されている。
Further, the
この明細書では、コイル線33aを覆う樹脂33c、およびステータコイル33を覆う樹脂33dの両方を、ステータコイル33を保護するための樹脂34と呼ぶ。樹脂34は絶縁性を有する。この実施形態によると、オイルまたはオイルに含まれる異物に起因する樹脂34の損傷が抑制される。
In this specification, both the
図3は、回転電機10の具体的な形状を示している。ステータコア32は、複数のボルト35によってボディ13に固定されている。複数のボルト35は、ステータコア32の径方向内側部分、すなわち環状の露出部分に配置されている。ボルト35は、頭部35aを備える。複数の頭部35aは、ステータコア32の環状の露出部分に位置している。複数の頭部35aは、円形の軌道上に配置されている。頭部35aは、ステータコア32と底板22cとの間に位置している。
FIG. 3 shows a specific shape of the rotating
複数のボルト35は、ステータコア32に形成された貫通穴の中に受け入れられている。ステータコア32は、第1エンドプレート32aと、コア部分32bと、第2エンドプレート32cとを有する。第1エンドプレート32aと、コア部分32bと、第2エンドプレート32cとは、電磁鋼板製である。コア部分32bは、複数の電磁鋼板が積層された積層体である。第1エンドプレート32aと、第2エンドプレート32cとは、磁性金属板でもよい。
The plurality of
ステータ31は、インシュレータ36を有する。インシュレータ36は、電気絶縁性の樹脂製である。インシュレータ36は、ステータコア32とステータコイル33との間に配置されている。インシュレータ36の一部は、ステータコア32の上に延び出している。ステータコイル33は、インシュレータ36の上において、樹脂34によって被覆されている。
The
ノズル51は、内面22dに位置する入口52と、移行面22eに位置する出口53とを有する。入口52の面積は、出口53の面積より大きい。ノズル51は、大径穴54と、小径穴55とを有する。
The
大径穴54は、入口52を提供している。大径穴54は、所定の内径を有する。大径穴54は、内面22dから内筒22aの中に延びている。大径穴54は、内筒22aの中で終端している。大径穴54は、ドリルによって加工された円柱状の穴である。
小径穴55は、大径穴54の壁面に開口している。小径穴55は、オイルの流れ方向に沿って大径穴54の後に配置されている。小径穴55は、大径穴54より小さい内径を有する。小径穴55は、噴流61の形状を規定するように形成されている。小径穴55は、大径穴54の終端から内筒22aの中に延びている。小径穴55は、移行面22eに開口している。出口53は、小径穴55によって提供されている。小径穴55は、大径穴54の中と、移行面22eの上とを流体的に連通している。小径穴55は、ドリルによって加工された円柱状の穴である。小径穴55は、ステータコイル33を指向することなく、ステータコア32を指向している。
The
大径穴54と小径穴55とは、共通の中心軸56を有する。大径穴54の中心軸と小径穴55の中心軸とは、互いに離れて平行に配置されていてもよい。また、大径穴54の中心軸と小径穴55の中心軸とは、互いに交差していてもよい。
The
大径穴54の中心軸と小径穴55の中心軸とは、ノズル51から径方向外側および径方向内側に向けて延びていると仮想することができる。中心軸56は、ノズル51の径方向外側および径方向内側において、ロータ21と交差することがない。中心軸56は、径方向外側において、ロータ21の開放端、すなわち底板22cと反対側の開口から延び出している。中心軸56は、径方向内側において、内面22dを形成する貫通穴の開口から延び出している。言い換えると、ノズル51は、ノズル51の径方向内側においてロータコア22と交差しない中心軸56を有する。ノズル51は、ノズル51の径方向外側においてロータコア22と交差しない中心軸56を有する。このような大径穴54の中心軸と小径穴55の中心軸との配置は、ノズル51を加工する工程において、加工工具の配置を容易にし、加工工具の選択自由度を高める。
It can be assumed that the central axis of the large-
中心軸56は、内面22dに交差することなく、ロータ21の外へ延び出している。言い換えると、ロータ21の後端面から、中心軸56に沿って入口52を直接的に見ることができる。製造工程においては、中心軸56に沿って、加工工具を入口52へ到達させることができる。
The
ステータコア32がない場合、小径穴55の中心軸56は、径方向外側において、ロータコア22、例えば外筒22bと交差することがない。小径穴55の中心軸56は、ロータ21の開放端へ向けて、延び出している。製造工程においては、中心軸56に沿って、加工工具を出口53へ到達させることができる。
When there is no
回転電機10が内燃機関12の上において組み立てられた状態(以下、正規の組立状態という)では、ロータ21とステータ31とは、図示の状態に固定されている。すなわち、ロータ21の中にステータ31が配置されている。この状態で、回転軸14が回転し、ロータ21が回転する。同時に、供給装置41からオイルが供給される。オイルは、中心軸56に沿ってノズル51の中を流れる。オイルは、出口53から噴流61となる。噴流61は、径方向外側に向けて流れる。噴流61は、主として小径穴55によって形成される。噴流61の直径、例えばステータコア32に到達する位置での直径は、小径穴55の直径に依存している。噴流61の拡がり角は、小径穴55の直径および長さに依存する。さらに、小径穴55の内面の粗さおよび/または出口に形成される面取りなども、噴流61の形状に影響を与える。
In a state where the rotating
図3に記載したロータ21の場合、凹状の曲面である移行面22eに小径穴55の出口53がある。出口53に面取りを形成した場合、ロータ底面側に対しコア側(図の左側)の面取りが大きくなる。噴射されるオイルは、面取りの表面効果によって引っ張られる。この結果、噴射されるオイルは、ステータコア32の径方向内側部分を指向することとない、ステータコイル33の直撃が抑制される。
In the case of the
噴流61は、ロータ21の回転とともに回転する。噴流61は、ステータ31に当たる。噴流61が回転することにより、ステータ31の全体にオイルが供給される。噴流61は、軌道62に沿ってステータコア32に当たりながら移動する。噴流61は、頭部35aにも当たる。噴流61は、軌道62に沿って移動しながら、間欠的に複数の頭部35aを横切る。ステータ31に到達したオイルは、ステータ31の温度を調節し、空洞13aの中に流れ落ちる。
The
中心軸56は、噴流61の中心軸でもある。中心軸56は、ステータコア32と交差している。言い換えると、中心軸56は、ステータコア32の径方向内側部分と交差している。さらに言い換えると、中心軸56は、ステータコア32の環状の露出部分と交差している。中心軸56は、ステータコイル33と交差しない。
The
正規の組立状態では、ノズル51は、ステータコア32を指向している。より詳細には、ノズル51は、ステータコア32の径方向内側部分におけるステータコア32が露出している部分(以下、コア露出部分)を指向している。ノズル51は、ステータコイル33を指向していない。別の観点では、ステータコア32は、ステータコイル33で覆われることなく、ステータコア32が露出している環状のコア露出部分を有する。ノズル51は、コア露出部分を指向している。さらに別の観点では、ステータコア32は、径方向内側に設けられた環状部分と、径方向外側に設けられた複数のティースとを有する。ステータコイル33は、複数のティースに装着されている。ノズル51は、環状部分を指向している。
In the normal assembly state, the
別の観点では、ノズル51は、複数のボルト35の頭部35aが設置されている軌道62を指向しているともいえる。言い換えると、小径穴55の中心軸56は、径方向外側に向けて、コア露出部分を指向している。小径穴55の中心軸56は、ステータコイル33に達しないように設定されている。軌道62は、ステータコア32と中心軸56との交点の軌跡でもある。この結果、噴流61は、ステータコア32に直接に当たり、その後にステータコイル33に向けて流れる。
From another viewpoint, it can be said that the
回転電機10の製造方法は、ロータ21を製造する工程と、ステータ31を製造する工程と、ロータ21とステータ31とを内燃機関12の上で回転電機10として組み合わせる工程とを含む。ロータ21を製造する工程は、ロータコア22を形成するように金属材料を加工する工程と、加工されたロータコア22に、永久磁石23を装着する工程とを含む。ロータコア22の加工工程は、内筒22aと外筒22bと底板22cとを有するカップ状の形状を形成する基礎的工程を有する。さらに、ロータコア22の加工工程は、基礎的工程の途中で、または基礎的工程の後に実施されるノズル51のためのノズル加工工程を有する。
The manufacturing method of the rotating
ノズル加工工程は、大径穴54を加工するための大径穴工程と、小径穴55を加工するための小径穴工程とを有する。大径穴工程と、小径穴工程とは、どちらを先に実施してもよい。大径穴工程では、加工工具を内面22dに当て、大径穴54が形成される。例えば、ドリルによって内面22dから大径穴54が形成される。中心軸56はロータコア22と交差しないから、加工工具とロータコア22との干渉を抑制しながら、大径穴54が加工される。小径穴工程では、加工工具を移行面22eに当て、小径穴55が形成される。例えば、ドリルによって移行面22eから小径穴55が形成される。中心軸56はロータコア22と交差しないから、加工工具とロータコア22との干渉を抑制しながら、小径穴55が加工される。特に、大径穴54および/または小径穴55の近傍までチャック装置を接近させることができる。これにより、太い加工工具を用いることができ、ドリルの折損、曲がりなどの不具合を抑制することができる。
The nozzle machining process includes a large diameter hole process for machining the
大径穴工程において、加工工具は、内面22dを形成する貫通穴の大径側から、内面22dに当てることができる。このため、内面22dと加工工具との接触角を直角に近くすることができる。これにより、内面22dに対する加工工具の食付きを良くすることができる。
In the large-diameter hole process, the machining tool can be applied to the
小径穴工程において、加工工具は、ロータコア22の開口端から移行面22eに当てることができる。このため、移行面22eと加工工具との接触角を直角に近くすることができる。これにより、内面22dに対する加工工具の食付きを良くすることができる。
In the small-diameter hole process, the processing tool can be applied to the
この実施形態によると、噴流61は、ステータコア32のコア露出部分に直接的に当たる。噴流61は、ステータコイル33に直接的に当たることがない。これにより、オイルまたはオイルに含まれる異物に起因するステータコイル33を覆う樹脂34の破損が抑制される。特に、小径穴55は、噴流61の勢いを強くするから、樹脂34が強い応力を受けることとなる。この場合でも、樹脂の破損が抑制される。樹脂34の破損は、回転電機10の耐久性を低下させるから、この実施形態によると、高い耐久性をもつ回転電機10が提供される。例えば、樹脂34の破損は、コイル線の移動を許容するから、コイルの断線または短絡を生じるおそれがある。樹脂34の破損は噴射されたオイル中に異物を混入させるおそれがある。内燃機関や潤滑経路、例えばストレーナに不具合をもたらすおそれがある。この実施形態は、このような望ましくない不具合を抑制する。
According to this embodiment, the
第2実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、専ら、ノズル51の方向によって、ステータコイル33と噴流61との直接的な衝突が抑制されている。この実施形態では、インシュレータ36は、防護壁236aを有する。Second Embodiment This embodiment is a modified example based on the preceding embodiment. In the above embodiment, the direct collision between the
防護壁236aは、衝立部、または阻害壁とも呼ばれる。防護壁236aは、ステータコイル33の径方向内側に沿って延びている。防護壁236aは、筒状である。防護壁236aは、ステータコア32の環状部分と、複数のティースとの間に配置されている。防護壁236aは、インシュレータ36のうち、ステータコア32の環状部分を覆う板状部分に立設されている。防護壁236aは、ステータコア32の端面から軸方向に延び出している。防護壁236aは、ステータコイル33の径方向内側の面を、ステータコア32から軸方向へ向かう所定の範囲で覆っている。防護壁236aは、ステータコイル33の径方向内側の面のすべてを覆うほどに高くはない。
The
防護壁236aは、ステータコイル33に直接的にオイルが当たることを防ぐ。防護壁236aは、噴流61、または噴流61の一時的な跳ね返り流が、ステータコイル33に直接的に当たる量を抑制する。防護壁236aは、噴流61とステータコイル33との直接的な衝突を抑制しつつ、オイルの流量、噴流61の指向方向などの条件を、冷却性能を高める方向に修正する自由度を高める。
The
他の実施形態
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。Other Embodiments The disclosure herein is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations by those skilled in the art based thereon. For example, the disclosure is not limited to the combinations of parts and / or elements shown in the embodiments. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure may have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure includes those in which parts and / or elements of the embodiments are omitted. The disclosure encompasses the replacement or combination of parts and / or elements between one embodiment and another. The technical scope disclosed is not limited to the description of the embodiments. Some technical scope disclosed is shown by the description of the scope of claims, and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the scope of claims.
上記実施形態では、冷却液は、オイルによって提供される。これに代えて、内燃機関12が水冷である場合には、水冷用の水によって冷却液が提供されてもよい。
In the above embodiment, the coolant is provided by oil. Alternatively, when the
上記実施形態では、回転電機10は、車両用の内燃機関12と連結される。これに代えて、回転電機10は、定置型または可搬型の発電機に利用されてもよい。
In the above embodiment, the rotating
上記実施形態では、回転電機10は、発電機を提供する。これに代えて、回転電機10は、発電電動機、または交流発電機スタータ(AC Generator Starter)を提供してもよい。この場合、回転電機10は、ロータの回転位置を検出するための回転位置センサを備える。回転位置センサは、ロータの特殊磁極、または永久磁石の磁極を検出する。回転位置センサは、ステータとボディとの間に設けられる。回転位置センサは、オイルの噴霧が直接的に当たらないように配置される。例えば、オイルの噴射口(出口53)が、ステータ31上の回転位置センサが設置されている端面とは反対の端面に配置されていることが好ましい。この場合、回転電機10は、インバータ回路と制御装置とを含む電気回路に、電気的に接続される。制御装置は、回転位置センサによって検出される回転位置に応じて、インバータ回路を制御することにより、回転電機10を電動機として機能させるように回転電機10に供給される電力を制御する。
In the above embodiment, the rotating
上記実施形態では、移行面22eは、凹状の曲面によって提供されている。これに代えて、移行面22eは、テーパ状の斜面でもよい。斜面でも内筒22aと底板22cとの間が滑らかに接続される。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、ひとつのノズル51が設けられる。これに代えて、複数のノズル51が設けられてもよい。ノズル51の数は、求められるオイル量に応じて設定される。
In the above embodiment, one
10 回転電機、 12 内燃機関、
13 ボディ、 13a 空洞、 14 回転軸、
14a 外面、 14b ナット、
14c 軸方向通路、 14d 径方向通路、
21 ロータ、 22 ロータコア、 23 永久磁石、
31 ステータ、 32 ステータコア、
33 ステータコイル、 33c、33d、34 樹脂、
35 ボルト、 35a 頭部、 36 インシュレータ、
41 供給装置、 42 オイルポンプ、 43 オイルパン、
51 ノズル、 52 入口、 53 出口、
54 大径穴、 55 小径穴、 56 中心軸、
61 噴流、 62 軌道。10 rotating electrical machines, 12 internal combustion engines,
13 body, 13a cavity, 14 axis of rotation,
14a outer surface, 14b nut,
14c axial passage, 14d radial passage,
21 rotor, 22 rotor core, 23 permanent magnet,
31 stator, 32 stator core,
33 stator coil, 33c, 33d, 34 resin,
35 bolt, 35a head, 36 insulator,
41 supply device, 42 oil pump, 43 oil pan,
51 nozzles, 52 inlets, 53 outlets,
54 large-diameter hole, 55 small-diameter hole, 56 central axis,
61 jets, 62 orbits.
ここに開示された内燃機関用回転電機は、内面に永久磁石(23)が配置されたロータコア(22)と、ロータコアの径方向内側に配置されたステータコア(32)と、ステータコアの一部に装着され、樹脂(34)により保護されたステータコイル(33)とを備え、ロータコアに形成され、冷却液の噴流(61)を形成するためのノズルであって、ステータコイルを指向することなく、ステータコアを指向しているノズル(51)を有し、ノズルは、所定の内径を有する大径穴(54)と、冷却液の流れ方向に沿って大径穴の後に配置されており、大径穴より小さい内径を有する小径穴(55)とを備える。 A rotating electrical machine for an internal combustion engine disclosed herein is mounted on a rotor core (22) having a permanent magnet (23) disposed on an inner surface, a stator core (32) disposed radially inward of the rotor core, and a part of the stator core. And a stator coil (33) protected by a resin (34), a nozzle formed on the rotor core for forming a jet (61) of cooling liquid, without directing the stator coil. have a nozzle (51) being directed to the nozzle, the large-diameter hole (54) having a predetermined inner diameter, which is placed after the large-diameter hole along the flow direction of the cooling liquid, large-diameter hole Ru and a small-diameter hole (55) having a smaller inner diameter.
Claims (10)
前記ロータコアの径方向内側に配置されたステータコア(32)と、
前記ステータコアの一部に装着され、樹脂(34)により保護されたステータコイル(33)とを備え、
前記ロータコアに形成され、冷却液の噴流(61)を形成するためのノズルであって、前記ステータコイルを指向することなく、前記ステータコアを指向しているノズル(51)を有する内燃機関用回転電機。A rotor core (22) having permanent magnets (23) disposed on the inner surface;
A stator core (32) disposed radially inward of the rotor core;
A stator coil (33) attached to a part of the stator core and protected by a resin (34);
A rotating electrical machine for an internal combustion engine having a nozzle (51) that is formed in the rotor core and forms a jet (61) of a cooling liquid and that is directed to the stator core without being directed to the stator coil .
前記ノズルは、前記コア露出部分を指向している請求項1に記載の内燃機関用回転電機。The stator core has an annular core exposed portion where the stator core is exposed without being covered with the stator coil,
The rotating electrical machine for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the nozzle is directed to the core exposed portion.
前記ステータコイルは、複数の前記ティースに装着されており、
前記ノズルは、前記環状部分を指向している請求項1または請求項2に記載の内燃機関用回転電機。The stator core has an annular portion provided on the radially inner side and a plurality of teeth provided on the radially outer side,
The stator coil is attached to the plurality of teeth,
The rotating electrical machine for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the nozzle is directed to the annular portion.
前記冷却液の流れ方向に沿って前記大径穴の後に配置されており、前記大径穴より小さい内径を有する小径穴(55)とを備える請求項1から請求項3のいずれかに記載の内燃機関用回転電機。The nozzle includes a large-diameter hole (54) having a predetermined inner diameter,
The small diameter hole (55) which is arrange | positioned after the said large diameter hole along the flow direction of the said cooling fluid, and has an internal diameter smaller than the said large diameter hole. Rotating electric machine for internal combustion engines.
内燃機関の回転軸(14)に連結される内筒(22a)、
内面に永久磁石を支持する外筒(22b)、および
前記内筒と前記外筒との間に広がる底板(22c)を有し、
前記内筒は、内面(22d)を有し、
前記内筒と前記底板との間には、前記内筒と前記底板との間を滑らかに接続する移行面(22e)が形成されており、
前記ノズルは、前記ロータコアを通して前記内面と前記移行面とを連通する請求項1から請求項9のいずれかに記載の内燃機関用回転電機。The rotor core is
An inner cylinder (22a) coupled to the rotating shaft (14) of the internal combustion engine,
An outer cylinder (22b) supporting a permanent magnet on the inner surface, and a bottom plate (22c) extending between the inner cylinder and the outer cylinder;
The inner cylinder has an inner surface (22d),
Between the inner cylinder and the bottom plate, a transition surface (22e) for smoothly connecting the inner cylinder and the bottom plate is formed,
The rotating electrical machine for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9, wherein the nozzle communicates the inner surface and the transition surface through the rotor core.
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