WO2023136117A1 - Rotary electric machine - Google Patents

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WO2023136117A1
WO2023136117A1 PCT/JP2022/047952 JP2022047952W WO2023136117A1 WO 2023136117 A1 WO2023136117 A1 WO 2023136117A1 JP 2022047952 W JP2022047952 W JP 2022047952W WO 2023136117 A1 WO2023136117 A1 WO 2023136117A1
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axial direction
rotor
centrifugal fan
electric machine
machine according
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PCT/JP2022/047952
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French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
健二 福井
隆之 鬼橋
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft

Definitions

  • the present application discloses a technique for solving the above problems, and aims to provide a highly efficient rotating electric machine with high cooling capacity.
  • a rotating electrical machine with high cooling capacity and high efficiency can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a rotating electrical machine 100 according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a plan view of the rotor 10 viewed from the axial direction Z.
  • FIG. The rotary electric machine 100 includes a stator 20 , a rotor 10 rotatably supported with its outer peripheral surface opposed to the inner peripheral surface of the stator 20 with a gap 4 interposed therebetween, and a housing 3 .
  • the rotor 10 is composed of a shaft 11 , a rotor core 12 , magnets 13 , end plates 14 and a centrifugal fan 15 .
  • a rotor core 12 in which electromagnetic steel plates are laminated in the axial direction Z is fixed to the shaft 11 .
  • a plate 14 is provided.
  • the rotary electric machine 100 is an IPM rotary electric machine (IPM: Interior Permanent Magnet).
  • FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the centrifugal fan 15.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the centrifugal fan 15.
  • the number of blades 15W is six in FIG. 3, the number of blades 15W does not have to be six, and the number of blades 15W may be changed according to the required cooling capacity and rotational speed.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the centrifugal fan 15 with a shroud.
  • the shroud 15A is attached inside the centrifugal fan 15 in the axial direction Z.
  • the shroud 15A has a hollow disk shape facing the coil 22 in the axial direction Z.
  • the shroud 15A restricts the flow path of the coolant flowing into the centrifugal fan 15 from the axial direction Z, and restricts blowback of the coolant.
  • the outer diameter of the shroud 15A is Rfo, which is the same as the outer diameter of the centrifugal fan 15 .
  • the inner diameter of the shroud 15A is Rfsi.
  • the housing 3 has an outlet 31OUT on the side with the centrifugal fan 15 and an inlet 31OUT on the side without the centrifugal fan 15 (opposite side in the axial direction Z) in order to secure the flow path of the refrigerant from the outside.
  • 31 IN is provided.
  • the suction port 31IN is provided outside the end plate 14 in the axial direction Z so as to open in the radial direction X. It may be provided to One end of the discharge port 31OUT on the stator core side in the axial direction Z is closer to the stator core 21 than the shroud 15A in the axial direction Z. As shown in FIG.
  • the centrifugal fan 15 of the rotor 10 creates a negative pressure inside the rotating electrical machine 100, and the coolant flows through the flow path indicated by the arrow P in FIG. flowing. That is, the refrigerant flows in the axial direction Z from the inlet 31IN side toward the outlet 31OUT.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of rotating electric machine 200 according to the second embodiment.
  • the difference in configuration between rotating electrical machine 100 of the first embodiment and rotating electrical machine 200 of the second embodiment is the support configuration of rotor 210 .
  • Rotating electric machine 200 is composed of rotor 210 , stator 20 and housing 3 .
  • a bearing 16 is provided on the outer side of the one end plate 14 in the axial direction Z.
  • a centrifugal fan 15 is provided between the end plate 14 and the bearing 16 (outside the end plate 14 in the axial direction Z), and the centrifugal fan 15 is arranged on a plane perpendicular to the axial direction Z of the shaft 211. ing. Centrifugal fan 15 rotates coaxially with shaft 11 .
  • a non-rotating portion of the bearing 16 (the outer ring of the bearing 16 in FIG. 5) is fixed to the housing 203 .
  • the rotor core 12 may be a dust core instead of the laminated electromagnetic steel sheets.
  • a cross section perpendicular to the axial direction Z of the rotor 210 is the same as in FIG. 2 of the first embodiment.
  • the outer diameter of the rotor 10 is Rrc.
  • the rotor core 12 extends in the axial direction Z and is provided with four slots S provided at regular intervals in the circumferential direction Y, and the magnets 13 are inserted in the axial direction Z in the IPM electric rotating machine ( IPM: Interior Permanent Magnet).
  • the configurations of the centrifugal fan 15 and the stator 20 are also the same as those of the first embodiment, so they are omitted.
  • the housing 203 is composed of a housing body 32 and a bracket 33.
  • the housing body 32 is provided with a discharge port 31OUT on the side with the centrifugal fan 15 and an intake port 231IN on the side without the centrifugal fan 15 (opposite side in the axial direction Z) in order to secure a coolant flow path.
  • the discharge port 31OUT is provided so as to open in the axial direction Z, but it may be provided so as to open in the radial direction X at the end of the housing body 32 on the side where the centrifugal fan 15 is not provided.
  • the bracket 33 may be omitted.
  • the refrigerant flows into the housing 203 from the suction port 231IN of the bracket 33 provided at one end of the housing 203 in the axial direction Z, flows through the gap 4 between the rotor 210 and the stator 20, and flows through the centrifugal fan 15. It is discharged to the outside of the housing 203 from an outlet 31OUT facing the centrifugal fan 15 in the radial direction X. Rotating electric machine 200 can be cooled by the flow of this coolant.
  • the vortex of the refrigerant flowing into the centrifugal fan 15 from the inner side of the shroud 15A in the radial direction X is The shroud 15A serves as a wall and can suppress the blowback of the refrigerant to the upstream side.
  • the coolant can be efficiently flowed to the outside of the rotating electrical machine 100 without reducing the cross-sectional area of the flow path (without generating pressure loss), and the cooling efficiency of the rotating electrical machine 100 can be improved.
  • the rotating electric machine 200 can be easily assembled.
  • the rotary electric machine 300 according to the third embodiment has the same effects as the first and second embodiments. Moreover, since the bearing 16 is provided only on one side as compared with the first embodiment, the assembly of the rotary electric machine 300 is facilitated.
  • the rotor 10 with the bearings 16 fixed thereto is inserted into the stator 20 after the stator 20 is fixed to the housing body 32. Since the rotary electric machine 300 can be assembled with the rotary electric machine 300, the ease of assembly of the rotary electric machine 300 can be improved.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of rotating electric machine 400 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view of end plate 414 .
  • the lower side of the paper surface of FIG. 7 is the rotor core 12 side.
  • Four notches 414k are provided in the lower surface of the end plate 414 at equal intervals in the circumferential direction in the axial direction Z, and these notches 414k communicate with the flux barriers 17 adjacent in the circumferential direction. , are provided so as to open in the radial direction X.
  • the rotary electric machine when the rotor rotates, negative pressure is formed by the centrifugal fan 15, and the refrigerant flows in the axial direction Z from the side where the centrifugal fan 15 is not arranged to the side where the centrifugal fan 15 is arranged.
  • the flux barrier 17 provided on the rotor 10 can also be used as a coolant flow path through the notch 414k. Thereby, the cooling performance of the rotor 10 can be further improved.
  • the coolant that has flowed through the flux barrier 17 flows toward the coil end portions 22e of the coils 22 located outside in the radial direction X of the rotor 10, and the coolant flows to the coil end portions 22e.
  • the notch 414k is positioned on the rotor 10 side (the stator core side) of the shroud 15A in the axial direction.
  • the outer diameter L1 of the end plate 514 is made larger than the length W1 between the two magnets 13 arranged symmetrically about the center O of the shaft 11 .
  • the end plate 514 covers at least part of the end surface of the magnet 13 in the axial direction Z, but does not cover the axial opening 17OUT of the flux barrier 17 .
  • the flux barrier 17 can be secured as a coolant flow path without interfering with the magnet fixing function of the end plate 514 .
  • the rotor 10 rotates, a negative pressure is generated by the centrifugal fan 15, and the refrigerant flows in the axial direction Z from the side where the centrifugal fan 15 is not arranged to the side where it is arranged.
  • the flux barrier 17 provided on the rotor 10 can also be used as a flow path. Thereby, the cooling performance of the rotor 10 can be improved.
  • the radius of the end plate 614 having the tapered portion 614T on the side of the centrifugal fan 15 may be smaller than the outer diameter of the shaft 15S of the centrifugal fan 15 . If both are the same, the outer peripheral surface of one axially outer end of the tapered portion 614T of the end plate is preferably connected to the outer peripheral surface of the root portion of the blade 15W of the centrifugal fan 15, as shown in FIG.
  • the space between the end plate 614 and the coil end portion 22e of the stator 20 is widened, and the refrigerant flowing out from the gap 4 can be smoothly introduced into the centrifugal fan 15. This can reduce the pressure loss.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of rotating electric machine 700 according to the seventh embodiment. As shown in FIG. 10, in this embodiment, shaft 715S of centrifugal fan 715 functions as an end plate.
  • a single part can perform the functions of the end plates 14 to 614 and the centrifugal fan 15 described above, and the number of parts of the rotary electric machine 700 can be reduced. can.
  • the balance of the rotor 710 is corrected after the shaft 11, the rotor core 12, the magnet 13 and the end plate 14 are assembled, and then the centrifugal fan 15 is assembled. However, if the end plate 14 and the centrifugal fan 15 are integrally molded, the shaft 11, the rotor core 12, the magnet 13, the end plate 14, and the centrifugal fan 715 are assembled. The balance adjustment process can be completed with a single balance correction.
  • the coil 822 is covered and fixed by the potting 23, so that the vibration resistance of the coil 822 can be improved. Moreover, since the potting 23 can function as a shroud for the centrifugal fan 15, the shroud for the centrifugal fan 15 can be omitted, and the moment of inertia of the rotor 10 can be reduced accordingly. In addition, manufacturing of the centrifugal fan 15 is facilitated.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of main parts showing the configuration of rotating electric machine 900 according to the ninth embodiment. As shown in FIG. 13, slots 20S for accommodating the coils 22 of the stator 920 are formed between the tooth portions 21T adjacent in the circumferential direction Y. As shown in FIG. 13,
  • the coil 22 is fixed by filling the potting 23 made of a resin material in the slot 20S and sealing it.
  • the tooth portion 21T of the stator 920 has shoe portions 21TS that protrude from the inner tip in the radial direction X to both sides in the circumferential direction Y.
  • a slot open portion SO is provided between two tooth portions 21T adjacent to each other in the circumferential direction Y.
  • a groove 24 extending in the axial direction Z is provided in the resin potting 23 of the slot open portion SO.
  • a groove 24 extending in the axial direction Z is formed by recessing on the outside of X. As shown in FIG.
  • the groove 24 provided in the resin material of the slot open portion SO increases the cross-sectional area of the coolant flow path between the stator 920 and the rotor 10, thereby increasing the flow rate of the coolant. Thereby, the cooling capacity of the coil 22 can be improved.
  • the present invention is not limited to the SPM rotating electric machine, and can also be applied to an IPM rotating electric machine and the like.

Abstract

A rotary electric machine (100) comprises a rotor (10) which is provided with a centrifugal fan (15) that rotates coaxially with a shaft (11), a stator (20) which is provided with a stator core (21) and a coil (22) that is wound around the stator core (21), and a housing (3) inside which the stator (20) is fixed, wherein: the housing (3) is provided with an intake port (31IN) further outward in the axial direction (Z) than another end plate (14) which has no centrifugal fan (15); the housing (3) is provided with a discharge port (31OUT) opposite from the centrifugal fan (15) in the radial direction (X); the centrifugal fan (15) is provided with a shroud (15A) on the inward side in the axial direction (Z); and the inner diameter of the shroud (15A) is greater than the outer diameter of the rotor (10).

Description

回転電機Rotating electric machine
 本願は、回転電機に関するものである。 This application relates to rotating electric machines.
 回転電機の小型化による材料費削減のため、回転電機の質量あたりの出力密度をより高めることが求められている。また、回転電機自体が移動体に用いられるようになり、更なる高効率化が求められている。出力密度を高めるための課題の一つは、回転電機の発熱である。回転電機の冷却に関して、水冷式では回転電機の質量・体格が大きくなり、適用範囲が限定される。そのため風冷式を採用することが多い。ロータがステータに対して回転するとき、ファンが、空気または別の流体を流体回路を通して循環させて、ロータを冷却する風冷式の回転電機として、例えば特許文献1に開示される回転電機が提案されている。  In order to reduce material costs by miniaturizing rotating electric machines, there is a need to further increase the output density per mass of rotating electric machines. In addition, the rotary electric machine itself has come to be used in moving bodies, and further improvement in efficiency is required. One of the issues for increasing the power density is the heat generated by the rotary electric machine. Regarding the cooling of a rotating electrical machine, the water-cooled type increases the mass and size of the rotating electrical machine, limiting its application range. Therefore, air cooling is often used. As an air-cooled rotating electrical machine, for example, the rotating electrical machine disclosed in Patent Document 1 has been proposed as an air-cooled rotating electrical machine in which a fan circulates air or another fluid through a fluid circuit to cool the rotor when the rotor rotates with respect to the stator. It is
特表2021-503268号公報Japanese Patent Publication No. 2021-503268
 しかしながら、さらなる回転電機の効率向上には、冷却能力を更に上げる必要がある。 However, in order to further improve the efficiency of rotating electric machines, it is necessary to further increase the cooling capacity.
 本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、冷却能力が高く、高効率な回転電機を提供することを目的とする。 The present application discloses a technique for solving the above problems, and aims to provide a highly efficient rotating electric machine with high cooling capacity.
 本願に開示される回転電機は、
シャフトと、前記シャフトに固着されたロータコアと、前記ロータコアの軸方向に延在し、周方向に等間隔に設けられたマグネットと、前記ロータコアの軸方向の両外側に設けられ、前記マグネットを固定する端板と、一方の前記端板の軸方向の外側に設けられ、前記シャフトと同軸に回転する遠心ファンとを備えるロータと、
ステータコアと、前記ステータコアに巻き回されたコイルとを備えたステータと、前記ステータが内側に固着されたハウジングからなる回転電機であって、
前記ハウジングは、前記遠心ファンがない他方の前記端板よりも軸方向の外側に、外部から冷媒を前記ハウジング内に導入する吸入口を備え、
前記ハウジングは、前記遠心ファンに対して径方向に対向し、前記冷媒を前記ハウジング外に排出する排出口を備え、
前記遠心ファンは、軸方向の内側にシュラウドを備え、
前記シュラウドの内径は、前記ロータの外径よりも大きいものである。
The rotating electric machine disclosed in the present application is
a shaft; a rotor core fixed to the shaft; magnets extending in the axial direction of the rotor core and provided at equal intervals in the circumferential direction; and a centrifugal fan provided outside one of the end plates in the axial direction and rotating coaxially with the shaft;
A rotating electric machine comprising a stator having a stator core, a coil wound around the stator core, and a housing in which the stator is fixed,
the housing has a suction port axially outside the other end plate without the centrifugal fan for introducing refrigerant into the housing from the outside;
the housing includes an outlet that faces the centrifugal fan in a radial direction and that discharges the refrigerant to the outside of the housing;
The centrifugal fan has a shroud on the inner side in the axial direction,
The inner diameter of the shroud is larger than the outer diameter of the rotor.
 本願に開示される回転電機によれば、冷却能力が高く、高効率な回転電機を提供できる。 According to the rotating electrical machine disclosed in the present application, a rotating electrical machine with high cooling capacity and high efficiency can be provided.
実施の形態1による回転電機の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing the configuration of a rotating electric machine according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態1によるロータを軸方向から見た平面図である。2 is a plan view of the rotor according to Embodiment 1 as seen from the axial direction; FIG. 実施の形態1による遠心ファンの構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing the configuration of a centrifugal fan according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態1によるシュラウド付きの遠心ファンの構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing the configuration of a shrouded centrifugal fan according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態2による回転電機の構成を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of a rotating electric machine according to Embodiment 2; 実施の形態3による回転電機の構成を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of a rotating electric machine according to Embodiment 3; 実施の形態4による端板の構成を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of an end plate according to Embodiment 4; 実施の形態5によるロータを軸方向から見た平面図である。FIG. 11 is a plan view of a rotor according to Embodiment 5 as seen from the axial direction; 実施の形態6による回転電機の構成を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of a rotating electric machine according to Embodiment 6; 実施の形態7による回転電機の構成を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of a rotating electric machine according to Embodiment 7; 実施の形態8による回転電機の構成を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing the configuration of a rotating electric machine according to an eighth embodiment; 実施の形態4による回転電機の構成を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of a rotating electrical machine according to Embodiment 4; 実施の形態9による回転電機の構成を示す要部断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view of a main part showing the configuration of a rotating electrical machine according to Embodiment 9;
実施の形態1.
 本明細書において、特に断り無く「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」、というときは、それぞれ、言及するステータ又はロータの「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」をいうものとする。また、シャフトについて「軸方向の外側」、「軸方向の内側」というときは、シャフトの中心点が含まれる側を「内側」、その反対を「外側」とする。
Embodiment 1.
In this specification, unless otherwise specified, "axial direction", "circumferential direction", "radial direction", "inner peripheral side", "outer peripheral side", "inner peripheral surface", and "outer peripheral surface" are used respectively. , "axial direction", "circumferential direction", "radial direction", "inner peripheral side", "outer peripheral side", "inner peripheral surface" and "outer peripheral surface" of the stator or rotor referred to. In addition, when referring to the shaft as “outside in the axial direction” and “inside in the axial direction”, the side including the center point of the shaft is “inner”, and the opposite is “outside”.
 図1は、実施の形態1による回転電機100の構成を示す断面図である。
 図2は、ロータ10を軸方向Zから見た平面図である。
回転電機100は、ステータ20と、ステータ20の内周面に、ギャップ4を介して外周面を対向させて回転可能に支持されたロータ10と、ハウジング3とから構成される。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a rotating electrical machine 100 according to Embodiment 1. As shown in FIG.
2 is a plan view of the rotor 10 viewed from the axial direction Z. FIG.
The rotary electric machine 100 includes a stator 20 , a rotor 10 rotatably supported with its outer peripheral surface opposed to the inner peripheral surface of the stator 20 with a gap 4 interposed therebetween, and a housing 3 .
 ロータ10は、シャフト11と、ロータコア12と、マグネット13と、端板14と、遠心ファン15とから構成される。 The rotor 10 is composed of a shaft 11 , a rotor core 12 , magnets 13 , end plates 14 and a centrifugal fan 15 .
 シャフト11には、電磁鋼板を軸方向Zに積層したロータコア12が固着され、ロータコア12の軸方向Zの両端に、ロータコア12の固定、マグネット13の固定、およびロータ10のバランス調整のための端板14が設けられている。 A rotor core 12 in which electromagnetic steel plates are laminated in the axial direction Z is fixed to the shaft 11 . At both ends of the rotor core 12 in the axial direction Z, there are ends for fixing the rotor core 12 , fixing the magnets 13 , and adjusting the balance of the rotor 10 . A plate 14 is provided.
 更に、それぞれの端板14の軸方向Zの外側には、ベアリング16が設けられている。一方の端板14とベアリング16の間には遠心ファン15が設けられ、遠心ファン15は、シャフト11の軸方向Zに垂直となる面上に配置されている。遠心ファン15は、シャフト11と同軸に回転する。ベアリング16の非回転部(図1のベアリング16の外輪)は、ハウジング3に固定されている。なお、ロータコア12は電磁鋼板を積層したものでなく、圧粉鉄心でもよい。 Furthermore, a bearing 16 is provided outside each end plate 14 in the axial direction Z. A centrifugal fan 15 is provided between one end plate 14 and the bearing 16 , and the centrifugal fan 15 is arranged on a plane perpendicular to the axial direction Z of the shaft 11 . Centrifugal fan 15 rotates coaxially with shaft 11 . A non-rotating portion of the bearing 16 (outer ring of the bearing 16 in FIG. 1) is fixed to the housing 3 . It should be noted that the rotor core 12 may be a dust core instead of the laminated electromagnetic steel sheets.
 図1に示すように、ロータ10の外径をRrcとする。回転電機100は、ロータコア12に、軸方向Zに延在し、周方向Yに等間隔に4つ設けられたスロットSに、マグネット13が、軸方向Zに挿入されたIPM回転電機(IPM:Interior Permanent Magnet)である。 As shown in FIG. 1, let the outer diameter of the rotor 10 be Rrc. The rotary electric machine 100 is an IPM rotary electric machine (IPM: Interior Permanent Magnet).
 なお、図2では、4極のロータ10を示しているが、6極、8極など、何極であってもよい。マグネット13の周方向Yの両側には、フラックスの短絡を防止するためのフラックスバリア17(軸方向Zに貫通する空洞)が設けられている。 Although FIG. 2 shows the rotor 10 with four poles, it may have any number of poles, such as six poles and eight poles. On both sides of the magnet 13 in the circumferential direction Y, flux barriers 17 (cavities penetrating in the axial direction Z) are provided to prevent short-circuiting of the flux.
 図3は、遠心ファン15の構成を示す斜視図である。なお、図3では、羽根15Wの枚数は6枚であるが、羽根15Wの枚数は、6枚でなくてもよく、必要となる冷却能力、回転数によって羽根15Wの枚数を変更するとよい。 3 is a perspective view showing the configuration of the centrifugal fan 15. FIG. Although the number of blades 15W is six in FIG. 3, the number of blades 15W does not have to be six, and the number of blades 15W may be changed according to the required cooling capacity and rotational speed.
 また、図3では、羽根15Wは、シャフト15Sから放射状に径方向Xの外側に延びる羽根としているが、放射状に限るものではなく、例えばインボリュート曲線を描く形状の羽根であってもよい。図3のように遠心ファン15の外径をRfo、羽根15Wの根元部分であるシャフト15Sの外径をRfsとする。 In FIG. 3, the blades 15W are blades that radially extend outward in the radial direction X from the shaft 15S, but are not limited to being radial, and may be blades that draw an involute curve, for example. As shown in FIG. 3, the outer diameter of the centrifugal fan 15 is Rfo, and the outer diameter of the shaft 15S, which is the root portion of the blades 15W, is Rfs.
 図4は、シュラウド付きの遠心ファン15の構成を示す斜視図である。シュラウド15Aは、遠心ファン15の軸方向Zの内側に取り付けられている。また、シュラウド15Aは、コイル22と軸方向Zに向かい合う中空の円板形状である。シュラウド15Aは、軸方向Zから遠心ファン15に流入する冷媒の流路を制限するとともに、冷媒の吹き戻しを制限する。シュラウド15Aの外径は、遠心ファン15の外径と同じRfoである。図4に示すように、シュラウド15Aの内径をRfsiとする。 FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the centrifugal fan 15 with a shroud. The shroud 15A is attached inside the centrifugal fan 15 in the axial direction Z. As shown in FIG. Moreover, the shroud 15A has a hollow disk shape facing the coil 22 in the axial direction Z. As shown in FIG. The shroud 15A restricts the flow path of the coolant flowing into the centrifugal fan 15 from the axial direction Z, and restricts blowback of the coolant. The outer diameter of the shroud 15A is Rfo, which is the same as the outer diameter of the centrifugal fan 15 . As shown in FIG. 4, the inner diameter of the shroud 15A is Rfsi.
 ロータ10の外周面とステータ20の内周面との間のギャップ4から流れてきた冷媒(空気)は、流路の断面積の変化によって渦を発生させる。しかしながら、シュラウド15Aの内径Rfsiを、図1に示すロータ10の外径Rrcよりも大きくすることによって、シュラウド15Aの径方向Xの内側から遠心ファン15に流れ込んだ冷媒の渦に関しては、シュラウド15Aが壁となって、上流側への吹き戻しを抑制できる。また、流路の断面積を小さくしない(圧損を発生させない)で、効率よく冷媒を回転電機100の外部に流すことができ、回転電機100の冷却効率を向上できる。 The coolant (air) flowing from the gap 4 between the outer peripheral surface of the rotor 10 and the inner peripheral surface of the stator 20 generates eddies due to changes in the cross-sectional area of the flow path. However, by making the inner diameter Rfsi of the shroud 15A larger than the outer diameter Rrc of the rotor 10 shown in FIG. It becomes a wall and can suppress blowback to the upstream side. In addition, the coolant can be efficiently flowed to the outside of the rotating electrical machine 100 without reducing the cross-sectional area of the flow path (without generating pressure loss), and the cooling efficiency of the rotating electrical machine 100 can be improved.
 図1に示すようにステータ20は、ステータコア21とステータコア21に巻き回されたコイル22とから構成される。ステータコア21は、電磁鋼板を軸方向Zに積層して構成され、隣り合う積層間は、軸方向Zにカシメ、接着、溶接などによって固着される。そしてステータ20のステータコア21は、ハウジング3の内側に固着されている。ステータコア21は、環状のコアバック部と、コアバック部から径方向Xの内側に突出する複数のティース部とを有する。 As shown in FIG. 1, the stator 20 is composed of a stator core 21 and a coil 22 wound around the stator core 21. The stator core 21 is configured by laminating electromagnetic steel sheets in the axial direction Z, and adjacent laminations are fixed in the axial direction Z by caulking, adhesion, welding, or the like. A stator core 21 of the stator 20 is fixed inside the housing 3 . The stator core 21 has an annular core-back portion and a plurality of teeth protruding inward in the radial direction X from the core-back portion.
 ステータコア21に巻き回されたコイル22のコイルエンド部22eの一端は、回転電機100として組み立てた時に、ロータ10の遠心ファン15と、軸方向Zに向かい合う位置に配置される。ハウジング3には、外部からの冷媒の流路を確保するために、遠心ファン15がある側には排出口31OUTが、遠心ファン15がない側(軸方向Zの反対側)には、吸入口31INが設けられている。図1では、吸入口31INは、端板14よりも軸方向Zの外側に、径方向Xに開口するように設けられているが、ハウジング3の軸方向Zの端面に、軸方向Zに開口するように設けてもよい。排出口31OUTにおける軸方向Zのステータコア側の一端は、軸方向Zにおいてシュラウド15Aよりもステータコア21側にある。 One end of the coil end portion 22e of the coil 22 wound around the stator core 21 is arranged at a position facing the centrifugal fan 15 of the rotor 10 in the axial direction Z when assembled as the rotating electric machine 100. The housing 3 has an outlet 31OUT on the side with the centrifugal fan 15 and an inlet 31OUT on the side without the centrifugal fan 15 (opposite side in the axial direction Z) in order to secure the flow path of the refrigerant from the outside. 31 IN is provided. In FIG. 1, the suction port 31IN is provided outside the end plate 14 in the axial direction Z so as to open in the radial direction X. It may be provided to One end of the discharge port 31OUT on the stator core side in the axial direction Z is closer to the stator core 21 than the shroud 15A in the axial direction Z. As shown in FIG.
 実施の形態1による回転電機100によれば、ロータ10が回転すると、ロータ10の遠心ファン15によって、回転電機100の内部に負圧が形成され、冷媒が、図1の矢印Pに示す流路を流れる。すなわち、冷媒は、吸入口31IN側から、排出口31OUTに向かって軸方向Zに流れる。 According to the rotating electrical machine 100 according to the first embodiment, when the rotor 10 rotates, the centrifugal fan 15 of the rotor 10 creates a negative pressure inside the rotating electrical machine 100, and the coolant flows through the flow path indicated by the arrow P in FIG. flowing. That is, the refrigerant flows in the axial direction Z from the inlet 31IN side toward the outlet 31OUT.
 詳細には、冷媒は、ハウジング3の軸方向Zの一端側の吸入口31INからハウジング3内に流れ込み、ロータ10とステータ20間のギャップ4を流れ、遠心ファン15の中を通って遠心ファン15に対して径方向Xに対向する排出口31OUTからハウジング3の外部に排出される。この冷媒の流れによって、回転電機100を冷却できる。 Specifically, the refrigerant flows into the housing 3 from the inlet 31IN at one end in the axial direction Z of the housing 3, flows through the gap 4 between the rotor 10 and the stator 20, passes through the centrifugal fan 15, and flows through the centrifugal fan 15. is discharged to the outside of the housing 3 from the discharge port 31OUT facing in the radial direction X. Rotating electric machine 100 can be cooled by the flow of this coolant.
 また、シュラウドの内径Rfsiをロータの外径Rrcよりも大きくすることによって、シュラウド15Aの径方向Xの内側から遠心ファン15に流れ込んだ冷媒の渦に関しては、シュラウド15Aが壁となって、冷媒の上流側への吹き戻しを抑制できる。また、流路の断面積を小さくしない(圧損を発生させない)で、効率よく冷媒を回転電機100の外部に排出することができ、回転電機100の冷却効率を向上できる。 Further, by making the inner diameter Rfsi of the shroud larger than the outer diameter Rrc of the rotor, the shroud 15A acts as a wall for the vortex of the refrigerant flowing into the centrifugal fan 15 from the inside of the shroud 15A in the radial direction X, and the refrigerant flows. Blowback to the upstream side can be suppressed. Moreover, the coolant can be efficiently discharged to the outside of the rotating electric machine 100 without reducing the cross-sectional area of the flow path (without generating pressure loss), and the cooling efficiency of the rotating electric machine 100 can be improved.
実施の形態2.
 以下、実施の形態2による回転電機を、図を用いて説明する。
図5は、実施の形態2による回転電機200の構成を示す断面図である。
実施の形態1の回転電機100と本実施の形態2の回転電機200との構成の違いは、ロータ210の支持構成である。回転電機200は、ロータ210とステータ20とハウジング3とから構成される。
Embodiment 2.
A rotating electric machine according to Embodiment 2 will be described below with reference to the drawings.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of rotating electric machine 200 according to the second embodiment.
The difference in configuration between rotating electrical machine 100 of the first embodiment and rotating electrical machine 200 of the second embodiment is the support configuration of rotor 210 . Rotating electric machine 200 is composed of rotor 210 , stator 20 and housing 3 .
 ロータ210は、シャフト211と、ロータコア12と、マグネット13と、端板14と、遠心ファン15とから構成される。 The rotor 210 is composed of a shaft 211 , rotor core 12 , magnets 13 , end plates 14 and centrifugal fan 15 .
 シャフト11には、電磁鋼板を軸方向Zに積層したロータコア12が固着され、ロータコア12の軸方向両端に、ロータコア12の固定、マグネット13の固定、およびバランス調整のための端板14が設けられている。 A rotor core 12 formed by stacking electromagnetic steel sheets in the axial direction Z is fixed to the shaft 11. End plates 14 are provided at both ends of the rotor core 12 in the axial direction for fixing the rotor core 12, fixing the magnets 13, and adjusting the balance. ing.
 更に、一方の端板14の軸方向Zの外側には、ベアリング16が設けられている。当該端板14とベアリング16との間(端板14の軸方向Zの外側)には遠心ファン15が設けられ、遠心ファン15は、シャフト211の軸方向Zに垂直となる面上に配置されている。遠心ファン15は、シャフト11と同軸に回転する。ベアリング16の非回転部(図5のベアリング16の外輪)は、ハウジング203に固定されている。なお、ロータコア12は電磁鋼板を積層したものでなく、圧粉鉄心でもよい。 Furthermore, a bearing 16 is provided on the outer side of the one end plate 14 in the axial direction Z. A centrifugal fan 15 is provided between the end plate 14 and the bearing 16 (outside the end plate 14 in the axial direction Z), and the centrifugal fan 15 is arranged on a plane perpendicular to the axial direction Z of the shaft 211. ing. Centrifugal fan 15 rotates coaxially with shaft 11 . A non-rotating portion of the bearing 16 (the outer ring of the bearing 16 in FIG. 5) is fixed to the housing 203 . It should be noted that the rotor core 12 may be a dust core instead of the laminated electromagnetic steel sheets.
 ロータ210の軸方向Zに垂直な断面は、実施の形態1の図2と同様である。
図5に示すように、ロータ10の外径をRrcとする。本実施の形態2では、ロータコア12に、軸方向Zに延在し、周方向Yに等間隔に4つ設けられたスロットSに、マグネット13が、軸方向Zに挿入されたIPM回転電機(IPM:Interior Permanent Magnet)である。
A cross section perpendicular to the axial direction Z of the rotor 210 is the same as in FIG. 2 of the first embodiment.
As shown in FIG. 5, the outer diameter of the rotor 10 is Rrc. In the second embodiment, the rotor core 12 extends in the axial direction Z and is provided with four slots S provided at regular intervals in the circumferential direction Y, and the magnets 13 are inserted in the axial direction Z in the IPM electric rotating machine ( IPM: Interior Permanent Magnet).
 なお、本実施の形態でも4極のロータ10を使用しているが、6極、8極など、何極であってもよい。マグネット13の周方向Yの両側には、フラックスの短絡を防止するためのフラックスバリア17が軸方向に設けられている。 Although the rotor 10 with four poles is used in this embodiment as well, it may have any number of poles, such as six poles and eight poles. On both sides of the magnet 13 in the circumferential direction Y, flux barriers 17 for preventing short-circuiting of the flux are provided in the axial direction.
 遠心ファン15およびステータ20の構成も実施の形態1と同様なので省略する。 The configurations of the centrifugal fan 15 and the stator 20 are also the same as those of the first embodiment, so they are omitted.
 ハウジング203は、ハウジング本体32とブラケット33とから構成される。ハウジング本体32には、冷媒の流路を確保するため、遠心ファン15のある側には排出口31OUTが、ない側(軸方向Zの反対側)には、吸入口231INが設けられている。図5では、排出口31OUTは、軸方向Zに開口するように設けられているが、ハウジング本体32の遠心ファン15のない側の端部に、径方向Xに開口するように設けてもよい。また、ロータ210の回転部がむき出しになるが、ブラケット33は、省略してもよい。 The housing 203 is composed of a housing body 32 and a bracket 33. The housing body 32 is provided with a discharge port 31OUT on the side with the centrifugal fan 15 and an intake port 231IN on the side without the centrifugal fan 15 (opposite side in the axial direction Z) in order to secure a coolant flow path. In FIG. 5, the discharge port 31OUT is provided so as to open in the axial direction Z, but it may be provided so as to open in the radial direction X at the end of the housing body 32 on the side where the centrifugal fan 15 is not provided. . Also, although the rotating portion of the rotor 210 is exposed, the bracket 33 may be omitted.
 実施の形態2による回転電機200によれば、ロータ210が回転すると、ロータ210の遠心ファン15によって、回転電機200の内部に負圧が形成され、冷媒が、図5の矢印Pに示す流路を流れる。すなわち、冷媒は、吸入口231IN側から排出口31OUTに向かって軸方向Zに流れる。 According to the rotating electric machine 200 according to the second embodiment, when the rotor 210 rotates, the centrifugal fan 15 of the rotor 210 creates a negative pressure inside the rotating electric machine 200, and the refrigerant flows through the flow path indicated by the arrow P in FIG. flowing. That is, the refrigerant flows in the axial direction Z from the inlet 231IN side toward the outlet 31OUT.
 詳細には、冷媒は、ハウジング203の軸方向Zの一端側に設けたブラケット33の吸入口231INからハウジング203内に流れ、ロータ210とステータ20間のギャップ4を流れ、遠心ファン15の中を通って遠心ファン15に対して径方向Xに対向する排出口31OUTからハウジング203の外部に排出される。この冷媒の流れによって、回転電機200を冷却することができる。 Specifically, the refrigerant flows into the housing 203 from the suction port 231IN of the bracket 33 provided at one end of the housing 203 in the axial direction Z, flows through the gap 4 between the rotor 210 and the stator 20, and flows through the centrifugal fan 15. It is discharged to the outside of the housing 203 from an outlet 31OUT facing the centrifugal fan 15 in the radial direction X. Rotating electric machine 200 can be cooled by the flow of this coolant.
 また、上記実施の形態1と同様に、シュラウド15Aの内径Rfsiをロータの外径Rrcよりも大きくすることによって、シュラウド15Aの径方向Xの内側から遠心ファン15に流れ込んだ冷媒の渦に関しては、シュラウド15Aが壁となって、冷媒の上流側への吹き戻しを抑制できる。また、流路の断面積を小さくしない(圧損を発生させない)で、効率よく冷媒を回転電機100の外部に流すことができ、回転電機100の冷却効率を向上できる。 Further, as in the first embodiment, by making the inner diameter Rfsi of the shroud 15A larger than the outer diameter Rrc of the rotor, the vortex of the refrigerant flowing into the centrifugal fan 15 from the inner side of the shroud 15A in the radial direction X is The shroud 15A serves as a wall and can suppress the blowback of the refrigerant to the upstream side. In addition, the coolant can be efficiently flowed to the outside of the rotating electrical machine 100 without reducing the cross-sectional area of the flow path (without generating pressure loss), and the cooling efficiency of the rotating electrical machine 100 can be improved.
 また、実施の形態1と比べるとベアリング16が片側にあるため、容易に回転電機200を組み立てることができる。 Also, since the bearing 16 is on one side compared to the first embodiment, the rotating electric machine 200 can be easily assembled.
実施の形態3.
 以下、実施の形態3による回転電機を、図を用いて、実施の形態1、2と異なる部分を中心に説明する。
図6は、実施の形態3による回転電機300の構成を示す断面図である。
実施の形態2の回転電機200と本実施の形態3の回転電機300との構成の違いは、ロータの構成である。
実施の形態2のロータ210では、片持ちされたロータ210とベアリング16の間に遠心ファン15が配置されていたが、本実施の形態3では、ロータ310のシャフト311の、ベアリング16に支持されていない側の端部に遠心ファン15を備える。したがって、吸入口331INと排出口331OUTの位置も、実施の形態2の回転電機200とは軸方向Zに反対になっている。
Embodiment 3.
Hereinafter, the rotating electric machine according to the third embodiment will be described with reference to drawings, focusing on the parts that differ from the first and second embodiments.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of rotating electric machine 300 according to the third embodiment.
The difference in configuration between the rotating electrical machine 200 of the second embodiment and the rotating electrical machine 300 of the third embodiment is the configuration of the rotor.
In the rotor 210 of the second embodiment, the centrifugal fan 15 is arranged between the cantilevered rotor 210 and the bearing 16, but in the third embodiment, the shaft 311 of the rotor 310 is supported by the bearing 16. A centrifugal fan 15 is provided at the end on the non-open side. Accordingly, the positions of the inlet 331IN and the outlet 331OUT are also opposite in the axial direction Z from the rotary electric machine 200 of the second embodiment.
 実施の形態3による回転電機300によれば、実施の形態1、2と同様の効果を奏する。また、実施の形態1と比べるとベアリング16が片側のみにあるため、回転電機300の組み立てが容易となる。 The rotary electric machine 300 according to the third embodiment has the same effects as the first and second embodiments. Moreover, since the bearing 16 is provided only on one side as compared with the first embodiment, the assembly of the rotary electric machine 300 is facilitated.
 さらに、ロータ310のロータコア12と端板14の径が、ベアリング16の径以上であれば、ステータ20をハウジング本体32に固定した後で、ベアリング16を固定したロータ10をステータ20内に挿入して回転電機300を組み立てることができるので、回転電機300の組み立て性を向上できる。 Furthermore, if the diameters of the rotor core 12 and the end plate 14 of the rotor 310 are equal to or greater than the diameter of the bearings 16, the rotor 10 with the bearings 16 fixed thereto is inserted into the stator 20 after the stator 20 is fixed to the housing body 32. Since the rotary electric machine 300 can be assembled with the rotary electric machine 300, the ease of assembly of the rotary electric machine 300 can be improved.
実施の形態4.
 以下、実施の形態4による回転電機を、図を用いて説明する。
本実施の形態による回転電機は、実施の形態1~3の回転電機100~回転電機300とは、ロータに使用する端板の構成が異なる。
図12は、実施の形態4による回転電機400の構成を示す断面図である。
図7は、端板414の斜視図である。図7の紙面下方が、ロータコア12側となる。
端板414の下面には、軸方向Zに向かって周方向に等間隔に4つの切り欠き414kが設けられており、この切り欠き414kは、周方向に隣り合うフラックスバリア17に連通し、更に、径方向Xに開口するように設けられている。
Embodiment 4.
A rotating electrical machine according to Embodiment 4 will be described below with reference to the drawings.
The rotating electrical machine according to the present embodiment differs from the rotating electrical machines 100 to 300 of the first to third embodiments in the configuration of the end plate used for the rotor.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of rotating electric machine 400 according to the fourth embodiment.
FIG. 7 is a perspective view of end plate 414 . The lower side of the paper surface of FIG. 7 is the rotor core 12 side.
Four notches 414k are provided in the lower surface of the end plate 414 at equal intervals in the circumferential direction in the axial direction Z, and these notches 414k communicate with the flux barriers 17 adjacent in the circumferential direction. , are provided so as to open in the radial direction X.
 実施の形態4による回転電機によれば、ロータが回転し、遠心ファン15によって負圧が形成され、冷媒が、遠心ファン15を配置していない側から、配置した側に軸方向Zに流れる際に、ロータとステータのギャップ4に加え、ロータ10に設けられたフラックスバリア17も、切り欠き414kを介して冷媒の流路とすることができる。これにより、ロータ10の冷却性能を更に向上させることができる。切り欠き414kは軸方向に貫通していないため、フラックスバリア17を流れた冷媒はロータ10の径方向Xの外側にあるコイル22のコイルエンド部22e側へ流れ、コイルエンド部22eへの冷媒の流量を向上できる。コイルエンド部22eへの冷媒の流量を向上させるため切り欠き414kの位置は、軸方向において、シュラウド15Aよりもロータ10側(ステータコア側)とする。 According to the rotary electric machine according to the fourth embodiment, when the rotor rotates, negative pressure is formed by the centrifugal fan 15, and the refrigerant flows in the axial direction Z from the side where the centrifugal fan 15 is not arranged to the side where the centrifugal fan 15 is arranged. In addition to the gap 4 between the rotor and the stator, the flux barrier 17 provided on the rotor 10 can also be used as a coolant flow path through the notch 414k. Thereby, the cooling performance of the rotor 10 can be further improved. Since the cutouts 414k do not penetrate in the axial direction, the coolant that has flowed through the flux barrier 17 flows toward the coil end portions 22e of the coils 22 located outside in the radial direction X of the rotor 10, and the coolant flows to the coil end portions 22e. Can improve flow rate. In order to improve the flow rate of the coolant to the coil end portion 22e, the notch 414k is positioned on the rotor 10 side (the stator core side) of the shroud 15A in the axial direction.
実施の形態5.
 以下、実施の形態5による回転電機を、図を用いて説明する。
本実施の形態による回転電機は、実施の形態1~3の回転電機100~回転電機300とは、ロータに使用する端板の構成が異なる。
図8は、ロータ510を軸方向Zから見た平面図である。
図8に示すように、端板514は、ロータ510のロータコア12のフラックスバリア17を塞がない形状である。端板514の外径L1は、図8におけるシャフト11の中心Oを中心として点対称に配置された2つのフラックスバリア17間の長さL2よりも小さくする。かつ、端板514の外径L1は、シャフト11の中心Oを中心として点対称に配置された2つのマグネット13間の長さW1よりも大きくする。このとき、端板514は、マグネット13の軸方向Zの端面の少なくとも一部を覆い、フラックスバリア17の軸方向の開口部17OUTは覆わない。これによって、端板514の磁石固定機能を阻害することなくフラックスバリア17を冷媒流路として確保できる。
Embodiment 5.
A rotating electrical machine according to Embodiment 5 will be described below with reference to the drawings.
The rotating electrical machine according to the present embodiment differs from the rotating electrical machines 100 to 300 of the first to third embodiments in the configuration of the end plate used for the rotor.
8 is a plan view of the rotor 510 viewed from the axial direction Z. FIG.
As shown in FIG. 8 , the end plate 514 has a shape that does not block the flux barrier 17 of the rotor core 12 of the rotor 510 . The outer diameter L1 of the end plate 514 is made smaller than the length L2 between the two flux barriers 17 arranged point-symmetrically about the center O of the shaft 11 in FIG. In addition, the outer diameter L1 of the end plate 514 is made larger than the length W1 between the two magnets 13 arranged symmetrically about the center O of the shaft 11 . At this time, the end plate 514 covers at least part of the end surface of the magnet 13 in the axial direction Z, but does not cover the axial opening 17OUT of the flux barrier 17 . As a result, the flux barrier 17 can be secured as a coolant flow path without interfering with the magnet fixing function of the end plate 514 .
 実施の形態5による回転電機によれば、ロータ10が回転し、遠心ファン15によって負圧が形成され、冷媒が、遠心ファン15を配置していない側から、配置した側に軸方向Zに流れる際に、ロータとステータのギャップ4に加え、ロータ10に設けられたフラックスバリア17も、流路とすることができる。これにより、ロータ10の冷却性能を向上させることができる。 According to the rotary electric machine according to Embodiment 5, the rotor 10 rotates, a negative pressure is generated by the centrifugal fan 15, and the refrigerant flows in the axial direction Z from the side where the centrifugal fan 15 is not arranged to the side where it is arranged. In addition to the gap 4 between the rotor and stator, the flux barrier 17 provided on the rotor 10 can also be used as a flow path. Thereby, the cooling performance of the rotor 10 can be improved.
 また、上述の流路を設けながら、ロータ510を構成するロータコア12の電磁鋼板およびマグネット13を軸方向Zに固定することができる。また、実施の形態4で説明した端板414に比べ、端板514の加工が容易であり、製品の製造コストを低減できる。なお、端板514の形状は、円筒状に限らず、中空の多角柱、星形の押し出し形状であってもよい。 Further, the electromagnetic steel plates of the rotor core 12 and the magnets 13 that constitute the rotor 510 can be fixed in the axial direction Z while providing the flow path described above. Moreover, compared with the end plate 414 described in the fourth embodiment, the end plate 514 can be easily processed, and the manufacturing cost of the product can be reduced. The shape of the end plate 514 is not limited to a cylindrical shape, and may be a hollow polygonal prism or a star-shaped extruded shape.
実施の形態6.
 以下、実施の形態6による回転電機を、図を用いて説明する。
図9は、実施の形態6による回転電機600の構成を示す断面図である。
本実施の形態による回転電機は、実施の形態1~実施の形態5の回転電機とは、ロータ610に使用する端板の構成が異なる。
実施の形態6では、外周面に、軸方向Zの外側に向かって外径が次第に小さくなるテーパ部614Tを備える端板614を使用する。なお、図9では、端板614は、遠心ファン15を取り付けた側の端板として使用する例を示しているが、両側に取り付けてもよい。また、テーパ部614Tを備える端板614の遠心ファン15側の半径は、遠心ファン15のシャフト15Sの外径より小さくてもよい。双方を同じにした場合は、図9のように、端板のテーパ部614Tの軸方向外側の一端の外周面が、遠心ファン15の羽根15Wの根元部の外周面に連なるので望ましい。
Embodiment 6.
A rotating electrical machine according to Embodiment 6 will be described below with reference to the drawings.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of rotating electric machine 600 according to the sixth embodiment.
The rotating electric machine according to the present embodiment differs from the rotating electric machines according to the first to fifth embodiments in the configuration of the end plate used for rotor 610 .
In Embodiment 6, an end plate 614 having a tapered portion 614T whose outer diameter gradually decreases outward in the axial direction Z is used on the outer peripheral surface. Although FIG. 9 shows an example in which the end plate 614 is used as the end plate on the side where the centrifugal fan 15 is attached, it may be attached on both sides. Also, the radius of the end plate 614 having the tapered portion 614T on the side of the centrifugal fan 15 may be smaller than the outer diameter of the shaft 15S of the centrifugal fan 15 . If both are the same, the outer peripheral surface of one axially outer end of the tapered portion 614T of the end plate is preferably connected to the outer peripheral surface of the root portion of the blade 15W of the centrifugal fan 15, as shown in FIG.
 実施の形態6による回転電機600によれば、端板614とステータ20のコイルエンド部22eとの間が広くなり、ギャップ4から流出する冷媒をスムーズに遠心ファン15に導入できる。これにより、圧損を小さくできる。 According to the rotary electric machine 600 according to Embodiment 6, the space between the end plate 614 and the coil end portion 22e of the stator 20 is widened, and the refrigerant flowing out from the gap 4 can be smoothly introduced into the centrifugal fan 15. This can reduce the pressure loss.
 また、遠心ファン15のシャフト15Sの外径を、ロータコア12の外径よりも小さくできるので、トレードオフの関係にある羽根15Wは、実施の形態1~5に比べて径方向Xに大きくできる。これにより、遠心ファン15の羽根15Wを有効に用いることができる。よって回転電機600内を軸方向Zに流れる冷媒の流量が大きくなり、回転電機600の冷却性能を向上できる。 Also, since the outer diameter of the shaft 15S of the centrifugal fan 15 can be made smaller than the outer diameter of the rotor core 12, the blades 15W, which are in a trade-off relationship, can be made larger in the radial direction X than in the first to fifth embodiments. As a result, the blades 15W of the centrifugal fan 15 can be used effectively. Therefore, the flow rate of the coolant flowing in the axial direction Z inside the rotary electric machine 600 is increased, and the cooling performance of the rotary electric machine 600 can be improved.
実施の形態7.
 以下、実施の形態7による回転電機を、図を用いて説明する。
本実施の形態による回転電機は、実施の形態1~実施の形態6の回転電機とは、遠心ファンと端板の構成が異なる。
図10は、実施の形態7による回転電機700の構成を示す断面図である。
図10に示すように、本実施の形態では、遠心ファン715のシャフト715Sが、端板の機能を有する。
Embodiment 7.
A rotating electrical machine according to Embodiment 7 will be described below with reference to the drawings.
The rotating electric machine according to the present embodiment differs from the rotating electric machines according to the first to sixth embodiments in the configuration of the centrifugal fan and the end plate.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of rotating electric machine 700 according to the seventh embodiment.
As shown in FIG. 10, in this embodiment, shaft 715S of centrifugal fan 715 functions as an end plate.
 実施の形態7による回転電機700によれば、1つの部品で、これまで説明した端板14~614と遠心ファン15の機能とを1部品で果たすことができ、回転電機700の部品点数を削減できる。 According to the rotary electric machine 700 according to the seventh embodiment, a single part can perform the functions of the end plates 14 to 614 and the centrifugal fan 15 described above, and the number of parts of the rotary electric machine 700 can be reduced. can.
 また、端板と遠心ファンとを個別の部品としていた場合は、シャフト11とロータコア12とマグネット13と端板14とを組み上げた状態でロータ710のバランス修正を行い、更に遠心ファン15を組み上げてからバランスを再修正する必要があるが、端板14と遠心ファン15とを一体成形させた場合は、シャフト11とロータコア12とマグネット13と端板14と遠心ファン715とを組み上げた状態での一度のバランス修正でバランス調整工程を終えることができる。 If the end plate and the centrifugal fan are separate parts, the balance of the rotor 710 is corrected after the shaft 11, the rotor core 12, the magnet 13 and the end plate 14 are assembled, and then the centrifugal fan 15 is assembled. However, if the end plate 14 and the centrifugal fan 15 are integrally molded, the shaft 11, the rotor core 12, the magnet 13, the end plate 14, and the centrifugal fan 715 are assembled. The balance adjustment process can be completed with a single balance correction.
実施の形態8.
 以下、実施の形態8による回転電機を、図を用いて説明する。
本実施の形態による回転電機は、実施の形態1~実施の形態6の回転電機とは、ステータの構成が異なる。
図11は、実施の形態8による回転電機800の構成を示す断面図である。
図11に示すように、ステータ820のコイル822のコイルエンド部822eは、樹脂剤のポッティング23によって封止して固定されている。そして、封止されたコイルエンド部822eが、遠心ファン15のシュラウドとしての機能を有する。なお、この時、シュラウドの機能を持たせたポッティング23の内径は、ロータ10のロータコア12の外径よりも大きくなる。
Embodiment 8.
A rotating electric machine according to Embodiment 8 will be described below with reference to the drawings.
The rotating electric machine according to the present embodiment differs from the rotating electric machines according to the first to sixth embodiments in the configuration of the stator.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of rotating electric machine 800 according to the eighth embodiment.
As shown in FIG. 11, the coil end portions 822e of the coils 822 of the stator 820 are sealed and fixed by the potting 23 of the resin agent. The sealed coil end portion 822 e functions as a shroud for the centrifugal fan 15 . At this time, the inner diameter of the potting 23 functioning as a shroud is larger than the outer diameter of the rotor core 12 of the rotor 10 .
 実施の形態8による回転電機800によれば、ポッティング23によってコイル822が覆われて固定されるため、コイル822の耐振動性を向上できる。また、ポッティング23に遠心ファン15のシュラウドの機能を持たせることができるので、遠心ファン15のシュラウドを省くことができ、その分だけ、ロータ10の慣性モーメントを小さくすることができる。また、遠心ファン15の作製も容易となる。 According to the rotating electrical machine 800 according to Embodiment 8, the coil 822 is covered and fixed by the potting 23, so that the vibration resistance of the coil 822 can be improved. Moreover, since the potting 23 can function as a shroud for the centrifugal fan 15, the shroud for the centrifugal fan 15 can be omitted, and the moment of inertia of the rotor 10 can be reduced accordingly. In addition, manufacturing of the centrifugal fan 15 is facilitated.
実施の形態9.
 以下、実施の形態9による回転電機を、図を用いて説明する。
本実施の形態による回転電機は、実施の形態1~実施の形態7の回転電機とは、ステータの構成が異なる。
図13は、実施の形態9による回転電機900の構成を示す要部断面図である。
図13に示すように、周方向Yに隣り合うティース部21Tの間にステータ920のコイル22を収納するスロット20Sが形成されている。
Embodiment 9.
A rotating electric machine according to Embodiment 9 will be described below with reference to the drawings.
The rotating electric machine according to the present embodiment differs from the rotating electric machines according to the first to seventh embodiments in the configuration of the stator.
FIG. 13 is a cross-sectional view of main parts showing the configuration of rotating electric machine 900 according to the ninth embodiment.
As shown in FIG. 13, slots 20S for accommodating the coils 22 of the stator 920 are formed between the tooth portions 21T adjacent in the circumferential direction Y. As shown in FIG.
 そして、コイル22は、スロット20Sの中で、樹脂材のポッティング23を充填し、封止して固定されている。ステータ920のティース部21Tは、その径方向Xの内側先端から周方向Yの両側に突出するシュー部21TSを有する。そして周方向Yに隣り合う2つのティース部21Tの間が、スロットオープン部SOである。スロットオープン部SOの樹脂材のポッティング23に、軸方向Zに延びる溝24を設けている。すなわち、樹脂材であるポッティング23には、ロータ10とステータ920との間に形成されたギャップ4に連通し、隣り合うシュー部21TS同士の周方向Yの隙間であるスロットオープン部SOから径方向Xの外側に凹み、軸方向Zに延びる溝24が形成されている。 Then, the coil 22 is fixed by filling the potting 23 made of a resin material in the slot 20S and sealing it. The tooth portion 21T of the stator 920 has shoe portions 21TS that protrude from the inner tip in the radial direction X to both sides in the circumferential direction Y. As shown in FIG. A slot open portion SO is provided between two tooth portions 21T adjacent to each other in the circumferential direction Y. As shown in FIG. A groove 24 extending in the axial direction Z is provided in the resin potting 23 of the slot open portion SO. That is, the potting 23, which is a resin material, communicates with the gap 4 formed between the rotor 10 and the stator 920, and is radially spaced from the slot open portion SO, which is the gap in the circumferential direction Y between the adjacent shoe portions 21TS. A groove 24 extending in the axial direction Z is formed by recessing on the outside of X. As shown in FIG.
 スロットオープン部SOの樹脂材に設けた溝24により、ステータ920とロータ10との間の冷媒の流路断面積が増加し、冷媒の流量を増加できる。これによりコイル22の冷却能力を向上できる。 The groove 24 provided in the resin material of the slot open portion SO increases the cross-sectional area of the coolant flow path between the stator 920 and the rotor 10, thereby increasing the flow rate of the coolant. Thereby, the cooling capacity of the coil 22 can be improved.
 なお、上記の実施の形態においては、SPM回転電機の場合について説明したが、SPM回転電機に限るものではなく、IPM回転電機などへも適用することができる。 In addition, in the above embodiment, the case of the SPM rotating electric machine has been described, but the present invention is not limited to the SPM rotating electric machine, and can also be applied to an IPM rotating electric machine and the like.
 本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
 従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
While this application describes various exemplary embodiments and examples, various features, aspects, and functions described in one or more embodiments may not apply to particular embodiments. can be applied to the embodiments singly or in various combinations.
Therefore, countless modifications not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed in the present application. For example, modification, addition or omission of at least one component, extraction of at least one component, and combination with components of other embodiments shall be included.
 100,200,300,400,600,700,800,900 回転電機、10,210,310,510,710 ロータ、11,211,311 シャフト、12 ロータコア、13 マグネット、14,414,514,614 端板、414k 切り欠き、614T テーパ部、15,715 遠心ファン、15A シュラウド、15S,715S シャフト、15W 羽根、16 ベアリング、17 フラックスバリア、20,820,920 ステータ、21 ステータコア、21T ティース部、21TS シュー部、SO スロットオープン部、22,822 コイル、22e,822e コイルエンド部、23 ポッティング、24 溝、3,203 ハウジング、32 ハウジング本体、33 ブラケット、31IN,231IN,331IN 吸入口、31OUT,331OUT 排出口、4 ギャップ、L1 外径、L2 長さ、O 中心、P 矢印、W1 長さ、Rrc 外径、Rfsi 内径、S,20S スロット、X 径方向、Y 周方向、Z 軸方向。 100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 900 rotary electric machine, 10, 210, 310, 510, 710 rotor, 11, 211, 311 shaft, 12 rotor core, 13 magnet, 14, 414, 514, 614 end Plate, 414k Notch, 614T Tapered part, 15,715 Centrifugal fan, 15A Shroud, 15S, 715S Shaft, 15W Blade, 16 Bearing, 17 Flux barrier, 20,820,920 Stator, 21 Stator core, 21T Teeth, 21TS Shoe part, SO slot open part, 22, 822 coil, 22e, 822e coil end part, 23 potting, 24 groove, 3, 203 housing, 32 housing body, 33 bracket, 31IN, 231IN, 331IN inlet, 31OUT, 331OUT outlet , 4 Gap, L1 outer diameter, L2 length, O center, P arrow, W1 length, Rrc outer diameter, Rfsi inner diameter, S, 20S slot, X radial direction, Y circumferential direction, Z axial direction.

Claims (14)

  1. シャフトと、前記シャフトに固着されたロータコアと、前記ロータコアの軸方向に延在し、周方向に等間隔に設けられたマグネットと、前記ロータコアの軸方向の両外側に設けられ、前記マグネットを固定する端板と、一方の前記端板の軸方向の外側に設けられ、前記シャフトと同軸に回転する遠心ファンとを備えるロータと、
    ステータコアと、前記ステータコアに巻き回されたコイルとを備えたステータと、前記ステータが内側に固着されたハウジングからなる回転電機であって、
    前記ハウジングは、前記遠心ファンがない他方の前記端板よりも軸方向の外側に、外部から冷媒を前記ハウジング内に導入する吸入口を備え、
    前記ハウジングは、前記遠心ファンに対して径方向に対向し、前記冷媒を前記ハウジング外に排出する排出口を備え、
    前記遠心ファンは、軸方向の内側にシュラウドを備え、
    前記シュラウドの内径は、前記ロータの外径よりも大きい回転電機。
    a shaft; a rotor core fixed to the shaft; magnets extending in the axial direction of the rotor core and provided at equal intervals in the circumferential direction; and a centrifugal fan provided outside one of the end plates in the axial direction and rotating coaxially with the shaft;
    A rotating electric machine comprising a stator having a stator core, a coil wound around the stator core, and a housing in which the stator is fixed,
    the housing has a suction port axially outside the other end plate without the centrifugal fan for introducing refrigerant into the housing from the outside;
    the housing includes an outlet that faces the centrifugal fan in a radial direction and that discharges the refrigerant to the outside of the housing;
    The centrifugal fan has a shroud on the inner side in the axial direction,
    The rotating electric machine, wherein the inner diameter of the shroud is larger than the outer diameter of the rotor.
  2. 前記排出口における軸方向の前記ステータコア側の一端は、軸方向において前記シュラウドよりも前記ステータコア側にある請求項1に記載の回転電機。 2 . The electric rotating machine according to claim 1 , wherein one end of the discharge port on the stator core side in the axial direction is located closer to the stator core side than the shroud in the axial direction.
  3. 前記シュラウドは、前記コイルと軸方向に向かい合う中空の円板形状である請求項1または請求項2に記載の回転電機。 3. The electric rotating machine according to claim 1, wherein the shroud has a hollow disc shape facing the coil in the axial direction.
  4. 前記ロータコアは、前記マグネットの周方向の両側に、軸方向に貫通して形成されたフラックスバリアを有し、
    前記端板は、前記フラックスバリアと、軸方向及び径方向に連通する切り欠きを備える請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転電機。
    The rotor core has flux barriers axially penetrating on both sides of the magnet in the circumferential direction,
    The rotating electric machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the end plate includes a notch that communicates with the flux barrier in the axial direction and the radial direction.
  5. 前記切り欠きは、軸方向において前記シュラウドよりも前記ロータ側にある請求項4に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to claim 4, wherein the notch is closer to the rotor than the shroud in the axial direction.
  6. 前記ロータコアは、前記マグネットの周方向の両側に、軸方向に貫通して形成されたフラックスバリアを有し、
    前記端板は、前記マグネットの軸方向の端面の少なくとも一部を覆い、前記フラックスバリアの軸方向の開口部は覆わない請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転電機。
    The rotor core has flux barriers axially penetrating on both sides of the magnet in the circumferential direction,
    The rotating electric machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the end plate covers at least a part of the axial end surface of the magnet and does not cover the axial opening of the flux barrier.
  7. 前記端板は、点対称に配置された2つの前記フラックスバリア間の距離よりも小さい外径を有する請求項6に記載の回転電機。 7. The rotating electric machine according to claim 6, wherein said end plate has an outer diameter smaller than the distance between said two flux barriers arranged point-symmetrically.
  8. 前記端板は、外周面に、軸方向の外側に向かって外径が次第に小さくなるテーパ部を備える請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の回転電機。 The rotating electric machine according to any one of claims 1 to 7, wherein the end plate has a tapered portion on an outer peripheral surface, the outer diameter of which gradually decreases toward the outer side in the axial direction.
  9. 前記端板の前記テーパ部の軸方向外側の一端の外径は、前記遠心ファンの羽根の根元部の外径以下である請求項8に記載の回転電機。 9. The electric rotating machine according to claim 8, wherein the outer diameter of one axially outer end of the tapered portion of the end plate is equal to or smaller than the outer diameter of the root portion of the blade of the centrifugal fan.
  10. 前記端板の前記テーパ部の軸方向外側の一端の外周面は、前記遠心ファンの羽根の根元部の外周面に連なる請求項8に記載の回転電機。 9. The electric rotating machine according to claim 8, wherein the outer peripheral surface of one axially outer end of the tapered portion of the end plate continues to the outer peripheral surface of the root portion of the blade of the centrifugal fan.
  11. 前記端板と前記遠心ファンとは、一体成形されている請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 10, wherein the end plate and the centrifugal fan are integrally molded.
  12. 前記シュラウドは、樹脂材で封止された前記コイルのコイルエンド部を覆うポッティングである請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の回転電機。 The electric rotating machine according to any one of claims 1 to 11, wherein the shroud is potting that covers coil end portions of the coils that are sealed with a resin material.
  13. 前記ロータの前記シャフトは、軸方向の一端のみが、前記ハウジングに回転可能に支持されている請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の回転電機。 The electric rotating machine according to any one of claims 1 to 12, wherein the shaft of the rotor is rotatably supported by the housing at only one end in the axial direction.
  14. 前記ステータコアは、環状のコアバック部と、前記コアバック部から径方向の内側に突出するティース部と、前記ティース部の径方向の内側先端から周方向の両側に突出するシュー部を有し、
    周方向に隣り合う前記ティース部同士の間には、前記コイルが収納されるスロットが形成され、
    前記スロットには前記コイルを固定する樹脂が充填され、
    前記樹脂には、前記ロータと前記ステータとの間に形成されたギャップに連通し、隣り合う前記シュー部同士の周方向の隙間であるスロットオープン部から径方向の外側に凹み、軸方向に延びる溝が形成されている請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の回転電機。
    The stator core has an annular core back portion, tooth portions protruding radially inward from the core back portion, and shoe portions protruding from radially inner ends of the tooth portions to both sides in the circumferential direction,
    Slots for accommodating the coils are formed between the tooth portions adjacent in the circumferential direction,
    The slot is filled with resin for fixing the coil,
    The resin communicates with a gap formed between the rotor and the stator, is recessed radially outward from a slot open portion that is a circumferential gap between the adjacent shoe portions, and extends in the axial direction. The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 13, wherein grooves are formed.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015198527A (en) * 2014-04-02 2015-11-09 三菱電機株式会社 Rotary electric machine
WO2019008820A1 (en) * 2017-07-05 2019-01-10 三菱電機株式会社 Rotating electric machine
WO2019186615A1 (en) * 2018-03-26 2019-10-03 三菱電機株式会社 Stator, electric motor, electric vacuum cleaner, and hand drying device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015198527A (en) * 2014-04-02 2015-11-09 三菱電機株式会社 Rotary electric machine
WO2019008820A1 (en) * 2017-07-05 2019-01-10 三菱電機株式会社 Rotating electric machine
WO2019186615A1 (en) * 2018-03-26 2019-10-03 三菱電機株式会社 Stator, electric motor, electric vacuum cleaner, and hand drying device

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