JPWO2019008820A1 - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1に記載の従来の回転電機では、ロータコア保持部の内径側に設けられたオイル貯留部に貯留されたオイルを、遠心力により、第1オイル通路を介して永久磁石の背面に沿って軸方向に延びる第2オイル通路に供給し、永久磁石を冷却していた。
また、特許文献2に記載の従来の回転電機では、シャフトの軸心位置に供給されたオイルを、端板に形成された連絡油路を介してロータコアのフラックスバリアに供給し、永久磁石を冷却していた。
特許文献2に記載の従来の回転電機では、オイルがフラックスバリアに露呈する永久磁石の矩形断面の1つの短辺により構成される壁面に沿って流れることになる。そこで、永久磁石の冷却面積が小さくなり、永久磁石を効果的に冷却できなかった。
また、第1端板に形成された連通路を介して冷媒をロータコア冷却穴に供給しているので、ロータコアの内径部まで活用する用途にも適用できる。
図1はこの発明の実施の形態1に係る回転電機を示す縦断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る回転電機におけるロータコアの磁石収納穴周りを示す要部横断面図である。なお、縦断面図とは、シャフトの軸心を含む断面を示す断面図であり、横断面図とはシャフトの軸心と直交する断面を示す断面図である。図1および図2において、矢印は冷媒である冷却油の流れを示している。図2では、1極分のみを示している。図2では、説明の便宜上、一方の永久磁石23が省略されている。
冷媒排出口42が、ハウジング1の内部空間の鉛直方向の下端側と外部とを連通するように、反負荷側端板25に形成されている。なお、第1シャフト冷媒路36の開口が、冷媒供給口41となる。
また、上記実施の形態1では、連通路38は、冷却油9を内径側フラックスバリア31とロータコア冷却穴35に供給するように構成されているが、さらに、連通路38は、反負荷側端板25の外部、例えば径方向外方に開口するようにしてもよい。これにより、冷却油9が遠心力により連通路38から飛散し、ステータコイル12の反負荷側コイルエンドを冷却することができる。
図3はこの発明の実施の形態2に係る回転電機におけるロータコアの磁石収納穴周りを示す要部横断面図である。なお、図3中、矢印は冷却油の流れを示している。図3では、1極分のみを示している。
なお、他の構成は上記実施の形態1と同様に構成されている。
図4はこの発明の実施の形態3に係る回転電機におけるロータコアの磁石収納穴周りを示す要部横断面図である。なお、図4中、矢印は冷却油の流れを示している。図4では、1極分のみを示している。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
図5はこの発明の実施の形態4に係る回転電機を示す縦断面図、図6はこの発明の実施の形態4に係る回転電機におけるロータコアの磁石収納穴周りを示す要部横断面図である。なお、図5および図6中、矢印は冷却油の流れを示している。図6では、1極分のみを示している。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
図7はこの発明の実施の形態5に係る回転電機を示す縦断面図、図8はこの発明の実施の形態5に係る回転電機におけるロータコアの磁石収納穴周りを示す要部横断面図である。なお、図7および図8中、矢印は冷却油の流れを示している。図8では、1極分のみを示している。
ロータコア冷却穴35Aが、磁石収納穴30の第2内壁面30bの長さ方向の中央部より内径側の部位を、第1内壁面と反対側に突出させ、ロータコア22を軸方向に貫通するように形成されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
連通路38に流入した冷却油9の残部は、ロータコア冷却穴35Aに流入し、ロータコア冷却穴35A内を軸方向に流れる。ロータコア冷却穴35Aの負荷側の開口は塞がれているので、ロータコア冷却穴35A内を軸方向に流れる冷却油9は、ポンプ7の圧送力とロータ20の回転に起因する遠心力とにより、第2隙間44bに流入する。ロータコア冷却穴35Aから第2隙間44bに流入した冷却油9は、内径側フラックスバリア31Bから第2隙間44bに流入した冷却油9と合流し、永久磁石23の第2外壁面23bに沿って流れて、外径側フラックスバリア33に流入する。
また、磁石収納穴30、内径側フラックスバリア31B、外径側フラックスバリア33およびロータコア冷却穴35Aからなる穴形状が、軸方向に関して一定となっている。そこで、電磁鋼板から打ち抜かれた磁性薄板を積層してロータコア22を作製する際に、電磁鋼板から打ち抜かれる磁性薄板の形状が1種類となり、ロータコア22の加工コストを削減できる。
また、上記実施の形態5では、連通路38が冷却油9を内径側フラックスバリア31Bとロータコア冷却穴35Aに供給するように構成されているが、さらに、連通路38を反負荷側端板25Bの外部、例えば径方向外方に開口するようにしてもよい。これにより、冷却油9が遠心力により連通路38から飛散し、ステータコイル12の反負荷側コイルエンドを冷却することができる。
図9は、この発明の実施の形態6に係る回転電機を示す縦断面図、図10は、この発明の実施の形態6に係る回転電機におけるロータコアを構成する第1ロータコアの磁石収納穴周り示す要部横断面図、図11は、この発明の実施の形態6に係る回転電機におけるロータコアを構成する第2ロータコアの磁石収納穴周り示す要部横断面図である。なお、図9および図11中の矢印は、冷媒の流れを示している。図10および図11は、1磁極分のみを示している。図10および図11では、説明の便宜上、一方の永久磁石が省略されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
実施の形態6によれば、永久磁石23の第2外壁面23bが突起60により第2内壁面30baに固定されて、永久磁石23が磁石収納穴内に保持されている。そこで、永久磁石23を固定するための接着剤43が不要となり、コストを低減することができる。
図12は、この発明の実施の形態7に係る回転電機を示す縦断面図、図13は、この発明の実施の形態7に係る回転電機におけるロータコアを構成する第1ロータコアの磁石収納穴周り示す要部横断面図、図14は、この発明の実施の形態7に係る回転電機におけるロータコアを構成する第2ロータコアの磁石収納穴周り示す要部横断面図、図15は、この発明の実施の形態7に係る回転電機におけるロータコアを構成する第3ロータコアの磁石収納穴周り示す要部横断面図である。なお、図12中の矢印は、冷媒の流れを示している。図13から図15は、1磁極分のみを示している。図13から図15では、説明の便宜上、一方の永久磁石が省略されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
実施の形態7によれば、永久磁石23の第2外壁面23bが突起60により第2内壁面30ba,30bb,30bcに固定されて、永久磁石23が磁石収納穴内に保持されている。そこで、永久磁石23を固定するための接着剤が不要となり、コストを低減することができる。
また、上記実施の形態6,7では、実施の形態1におけるロータコアを軸方向に5分割あるいは3分割しているが、実施の形態2−5におけるロータコアを軸方向に5分割あるいは3分割してもよい。
図16は、この発明の実施の形態8に係る回転電機を示す縦断面図である。なお、図16中矢印は、冷却油の流れを示している。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
また、上記各実施の形態では、積層鉄心で構成されたロータコアについて説明しているが、ロータコアは塊状鉄心で構成されてもよい。
また、上記実施の形態6,7では、ロータコアが軸方向に複数分割されているが、分割された複数のロータコアは、全てを積層鉄心又は塊状鉄心で構成してもよく、分割された複数のロータコアは、積層鉄心と塊状鉄心とを混在させてもよい。
Claims (14)
- シャフトに固着され、軸方向に貫通する磁石収納穴が周方向に複数形成されたロータコア、上記ロータコアの軸方向の両端面に接する状態で上記シャフトに取り付けられた第1端板および第2端板、および上記磁石収納穴のそれぞれに収納された永久磁石を有するロータと、
上記ロータの外周側に、上記ロータと同軸に配置されたステータと、を備える回転電機において、
上記磁石収納穴は、相対する互いに平行な第1内壁面と第2内壁面とを有し、上記第1内壁面の軸方向と直交する長さ方向が、半径方向に対して周方向に傾斜しており、
上記永久磁石は、断面矩形に作製され、断面矩形の一対の長辺により構成される第1外壁面および第2外壁面と、断面矩形の一対の短辺により構成される第3外壁面および第4外壁面と、を有し、上記第1外壁面と上記第1内壁面との間に第1隙間を確保して、かつ上記第3外壁面を径方向外方に向けて、上記磁石収納穴に収納されており、
ロータコア冷却穴が、上記第1内壁面の上記長さ方向の中央部より内径側の位置で上記第1隙間に連結された状態で、軸方向に貫通するように上記ロータコアに形成され、
外径側冷媒流路が、上記第1隙間の外径側端部に連結された状態で、上記永久磁石の上記第3外壁面に沿って軸方向に貫通するように上記ロータコアに形成され、
連通路が、上記第1端板の内端面から上記ロータコア冷却穴に至るように上記第1端板に形成され、
排出路が、上記外径側冷媒流路と外部とを連通するように上記第2端板に形成され、
上記シャフトには、圧力源から冷媒を上記連通路に供給する冷媒供給路が形成されている回転電機。 - 上記ロータコア冷却穴が、上記第1隙間の内径側端部に連結されている請求項1記載の回転電機。
- 上記永久磁石の上記第2外壁面が、上記磁石収納穴の上記第2内壁面に固定されている請求項1又は請求項2記載の回転電機。
- 上記外径側冷媒流路は、上記磁石収納穴の上記第1内壁面の上記長さ方向の外径側に連なって、上記ロータコアを軸方向に貫通するように形成された外径側フラックスバリアである請求項3記載の回転電機。
- 外径側磁石保持部が、上記第2内壁面の外径側端部から突出し、上記永久磁石の上記第3外壁面の上記第2外壁面側の端部に接している請求項4記載の回転電機。
- 上記ロータコア冷却穴は、上記磁石収納穴の上記第1内壁面の上記長さ方向の外径側に連なって、上記ロータコアを軸方向に貫通するように形成された内径側フラックスバリアである請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の回転電機。
- 内径側フラックスバリアが、上記磁石収納穴の上記第2内壁面の上記長さ方向の内径側に連なって、上記ロータコアを軸方向に貫通するように形成され、
内径側磁石保持部が、上記第1内壁面の内径側端部から突出し、上記永久磁石の上記第4外壁面の上記第1外壁面側の端部に接しており、
上記内径側フラックスバリアが、上記連通路と上記排出路とに連結されている請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の回転電機。 - 上記永久磁石は、上記第1端板に接している請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の回転電機。
- 上記永久磁石は、軸方向の両端部が、上記第1端板と上記第2端板とに保持されて、上記磁石収納穴に収納されている請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の回転電機。
- 上記永久磁石は、磁石ブロックを互いに接して軸方向に配列して構成され、上記第1端板と接し、かつ上記第2端板と離間している請求項8又は請求項9記載の回転電機。
- 上記第1内壁面の上記長さ方向が、半径方向に対して周方向の逆側に傾斜して、周方向の距離が径方向外方に向かって漸次広くなるV字形に配置された上記磁石収納穴の対が、周方向に等角ピッチで配列されており、
1極が、上記磁石収納穴の対に収納された上記永久磁石により構成されている請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の回転電機。 - 上記ロータコアは、1種類の磁性薄板を軸方向に積層して構成されている請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の回転電機。
- 上記第1内壁面には、上記永久磁石に接する突起が形成されている請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の回転電機。
- 上記ロータコアは、複数種類の磁性薄板を軸方向に積層して構成されている請求項13記載の回転電機。
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