JP2009081953A - Rotating electric machine - Google Patents

Rotating electric machine Download PDF

Info

Publication number
JP2009081953A
JP2009081953A JP2007249723A JP2007249723A JP2009081953A JP 2009081953 A JP2009081953 A JP 2009081953A JP 2007249723 A JP2007249723 A JP 2007249723A JP 2007249723 A JP2007249723 A JP 2007249723A JP 2009081953 A JP2009081953 A JP 2009081953A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
rotating shaft
path
cooling
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007249723A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Murakami
聡 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin AW Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin AW Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Aisin AW Co Ltd
Priority to JP2007249723A priority Critical patent/JP2009081953A/en
Publication of JP2009081953A publication Critical patent/JP2009081953A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotating electric machine which cools down a rotor using liquid coolant, capable of attaining size reduction, and cooling a rotating shaft and the rotor. <P>SOLUTION: The rotating electric machine includes: the rotating shaft 140 in which an oil passage 150 in which the liquid coolant flows is formed; the rotor 120 including an end plate 131 which is provided on either end surface out of both end surfaces located in a center line direction O of a rotor core 121 and a magnet plate 130 provided at the other end surface of the rotor core 121; and a stator. The oil passage 150 includes: an axial direction oil passage 151 formed between the rotating shaft 140 and the rotor core 121; and a discharge passage which is formed at least on either of the end plate 131 or the magnet plate 130, connected to the axial direction oil passage 151, and can discharge the coolant. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転電機に関し、特にロータおよびコイルエンドの冷却を図ることができる回転電機に関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine, and more particularly to a rotating electrical machine capable of cooling a rotor and a coil end.

従来からロータの冷却が図られた回転電機が各種提案されている。たとえば、実開昭60−24154号公報に記載された回転電機は、回転軸と、この回転軸に固定され3つの鉄心ブロックを回転軸の軸方向に間隔を隔てて複数配置されて形成された回転子とを備えている。そして、回転軸の表面のうち、中央に配置された鉄心ブロックの内周面と対向する部分には、ネジ溝が形成されている。さらに、回転軸には、軸心穴と、この軸心穴およびネジ溝に接続された流体通路孔とが形成されている。そして、軸心穴、流体通路孔およびネジ溝をとおった冷却用冷媒が、鉄心ブロック間に形成された冷却用流体通路を通って、回転子を冷却する。   Conventionally, various types of rotating electrical machines in which the rotor is cooled have been proposed. For example, a rotating electrical machine described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-24154 is formed by arranging a rotating shaft and a plurality of three core blocks fixed to the rotating shaft at intervals in the axial direction of the rotating shaft. With a rotor. And the thread groove is formed in the part which opposes the internal peripheral surface of the iron core block arrange | positioned in the center among the surfaces of a rotating shaft. Further, the rotating shaft is formed with an axial hole and a fluid passage hole connected to the axial hole and the thread groove. Then, the cooling refrigerant passing through the shaft hole, the fluid passage hole, and the thread groove cools the rotor through the cooling fluid passage formed between the iron core blocks.

実開昭49−45304号公報に記載された回転電機は、外周面にスパイラル状の冷却溝が形成された回転軸と、この回転軸に固定され、コイルが装着されたロータコイルとを備えている。さらに、この回転電機は、ロータコアの端面に設けられた端板から突出すると共に、ロータコイルのコイルエンドを覆うように形成されたエンドキャップが設けられている。   A rotating electrical machine described in Japanese Utility Model Publication No. 49-45304 includes a rotating shaft having a spiral cooling groove formed on the outer peripheral surface thereof, and a rotor coil fixed to the rotating shaft and having a coil mounted thereon. Yes. Further, the rotating electrical machine is provided with an end cap that protrudes from an end plate provided on the end face of the rotor core and that covers the coil end of the rotor coil.

そして、このエンドキャップ内には、端板に設けられ、ロータコイルのコイルエンドに冷却媒体を案内する冷却油分配器が設けられており、ロータコイルのコイルエンドに向けて冷却媒体が吹付けられている。   And in this end cap, the cooling oil distributor which is provided in the end plate and guides the cooling medium to the coil end of the rotor coil is provided, and the cooling medium is sprayed toward the coil end of the rotor coil. Yes.

実開昭61−88468号公報に記載された回転電機は、外周に形成されたスパイラル形状の溝が形成された回転軸と、このスパイラル形状の溝部を覆い、軸方向スパイラル流路を形成すると共に回転軸外周に固着されたスリーブと、このスリーブの外周に嵌合固着された回転子と、回転電機内の空気を軸方向スパイラル流路に導く径方向通気孔とを備えている。この回転電機においては、オイルミストやエアで回転軸やロータを冷却している。   The rotating electrical machine described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-88468 has a rotating shaft formed on the outer periphery with a spiral groove formed thereon and covers the spiral groove to form an axial spiral flow path. A sleeve fixed to the outer periphery of the rotating shaft, a rotor fitted and fixed to the outer periphery of the sleeve, and a radial vent hole that guides air in the rotating electrical machine to the axial spiral flow path. In this rotating electrical machine, the rotating shaft and the rotor are cooled by oil mist and air.

特開2001−95205号公報に記載された回転電機においては、ロータとステータとのエアギャップには、冷媒ガスを供給し、ステータのコイルエンドには、冷媒液を流して、それぞれ冷却することとしている。   In the rotating electrical machine described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-95205, a refrigerant gas is supplied to the air gap between the rotor and the stator, and a refrigerant liquid is supplied to the coil ends of the stator to cool them. Yes.

特開昭62−44044号公報に記載された主軸駆動モータにおいては、外周面がテーパ状とされた主軸に、テーパスリーブを介して装着されたロータと、このロータに対応するステータとを備えており、テーパスリーブの外周面には、スパイラル溝が形成されている。この主軸駆動モータは、ハウジング内に収容されており、このハウジングには、エア供給口が形成されている。そして、エア供給口から供給されたエアは、ロータとステータとの隙間およびスパイラル溝を通って、ロータやステータを冷却する。
実開昭60−24154号公報 実開昭49−45304号公報 実開昭61−88468号公報 特開2001−95205号公報 特開昭62−44044号公報
The spindle drive motor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-44044 includes a rotor mounted on a spindle whose outer peripheral surface is tapered via a taper sleeve, and a stator corresponding to the rotor. A spiral groove is formed on the outer peripheral surface of the taper sleeve. The main shaft drive motor is accommodated in a housing, and an air supply port is formed in the housing. The air supplied from the air supply port cools the rotor and the stator through the gap between the rotor and the stator and the spiral groove.
Japanese Utility Model Publication No. 60-24154 Japanese Utility Model Publication No. 49-45304 Japanese Utility Model Publication No. 61-88468 JP 2001-95205 A JP 62-44044 A

実開昭60−24154号公報に記載された回転電機においては、中央に配置されたブロックと、両端部側に設けられたブロックとの間に隙間を形成して、流体通路孔を形成する必要があり、回転電機の中心軸方向の長さが長くなるという問題があった。   In the rotating electrical machine described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-24154, it is necessary to form a fluid passage hole by forming a gap between the block arranged at the center and the blocks provided at both ends. There is a problem that the length of the rotating electrical machine in the central axis direction becomes long.

そして、実開昭49−45304号公報に記載された回転電機においても、端板から中心軸方向に突出するコイルプレートが設けられており、回転電機の中心軸方向の長さが長くなるという問題があった。   In the rotating electrical machine described in Japanese Utility Model Publication No. 49-45304, a coil plate protruding from the end plate in the central axis direction is provided, and the length of the rotating electrical machine in the central axis direction is increased. was there.

実開昭61−88468号公報および特開昭62−44044号公報に記載された主軸駆動モータにおいては、エアを用いて回転軸やロータを冷却しており、液冷媒を用いて冷却する場合と比較して、冷却効率が悪く、ロータおよび回転軸を良好に冷却し難くなっている。   In the spindle drive motor described in Japanese Utility Model Laid-Open Nos. 61-88468 and 62-44044, air is used to cool the rotating shaft and rotor, and liquid refrigerant is used for cooling. In comparison, the cooling efficiency is poor, and it is difficult to cool the rotor and the rotating shaft well.

特開2001−95205号公報に記載された回転電機においては、凝縮機や圧縮機等を要し、回転電機のコンパクト化が図りにくくなっている。   The rotating electrical machine described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-95205 requires a condenser, a compressor, and the like, and it is difficult to make the rotating electrical machine compact.

特開昭62−44044号公報に記載された主軸駆動モータにおいては、エアを用いて回転軸やロータを冷却しており、液冷媒を用いて冷却する場合と比較して、冷却効率が悪く、ロータおよび回転軸を良好に冷却し難くなっている。   In the spindle drive motor described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-44044, the rotating shaft and the rotor are cooled using air, and the cooling efficiency is poor compared with the case where cooling is performed using liquid refrigerant. It is difficult to cool the rotor and the rotating shaft well.

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、液体状の冷媒を用いてロータを冷却する回転電機であって、回転シャフトおよびロータの冷却を図ることができるコンパクトな回転電機を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is a rotating electrical machine that cools a rotor using a liquid refrigerant, and aims to cool the rotating shaft and the rotor. It is to provide a compact rotating electric machine that can be used.

本発明に係る回転電機は、回転可能に支持され、液体状の冷媒が流れる冷却路が形成された回転シャフトと、回転シャフトに固設された筒状のロータコア、該ロータコアの中心軸方向に位置する両端面のうち、一方の端面に設けられた第1エンドプレート、およびロータコアの他方の端面に設けられた第2エンドプレートを含むロータと、ロータの周囲を取り囲むように配置されたステータコアおよび該ステータコアに巻回されたコイルを含むステータとを備える。そして、上記冷却路は、回転シャフトとロータコアとに間に形成されたロータ冷却路と、第1エンドプレートと第2エンドプレートとの少なくとも一方に形成され、ロータ冷却路に接続された、冷媒を排出可能な排出路とを含む。好ましくは、上記ロータ冷却路は、回転シャフトの周面上に螺旋状に形成された溝部と、該溝部を覆うように配置されたロータコアとによって規定される。好ましくは、上記排出路は、第1エンドプレートに形成された第1排出路と、第2エンドプレートに形成された第2排出路と有し、第1排出路のロータコアの一方の端面側が開口され、第2排出路がロータの他方の端面側が開口される。好ましくは、上記第1排出路は、冷媒を排出可能な第1排出口を含み、第2排出路は、冷媒を排出可能な第2排出口を含み、第1排出口と第2排出口とが、中心軸に沿う方向に整列される。好ましくは、上記コイルは、中心軸方向に位置するステータの両端面に設けられた第1および第2コイルエンドを含み、第1排出口は、第1コイルエンドに対して、ステータの径方向内方側に位置し、第2排出口は、第2コイルエンドに対して、ステータの径方向内方側に位置する。そして、上記第1排出路のロータの径方向外方側の端部は閉塞され、第1排出口は中心軸方向に向けて開口し、第2排出路のロータの径方向外方側の端部は閉塞され、第2排出口は中心軸方向に向けて開口する。   A rotating electrical machine according to the present invention includes a rotating shaft that is rotatably supported and formed with a cooling path through which a liquid refrigerant flows, a cylindrical rotor core fixed to the rotating shaft, and a position in the central axis direction of the rotor core A rotor including a first end plate provided on one end face and a second end plate provided on the other end face of the rotor core, a stator core disposed so as to surround the periphery of the rotor, and the And a stator including a coil wound around the stator core. The cooling path is formed in at least one of the rotor cooling path formed between the rotating shaft and the rotor core and the first end plate and the second end plate, and the refrigerant connected to the rotor cooling path And a discharge path that can be discharged. Preferably, the rotor cooling path is defined by a groove formed in a spiral shape on the peripheral surface of the rotating shaft, and a rotor core disposed so as to cover the groove. Preferably, the discharge path has a first discharge path formed in the first end plate and a second discharge path formed in the second end plate, and one end surface side of the rotor core of the first discharge path is open. Then, the second discharge path is opened on the other end face side of the rotor. Preferably, the first discharge path includes a first discharge port capable of discharging the refrigerant, and the second discharge path includes a second discharge port capable of discharging the refrigerant, and the first discharge port, the second discharge port, Are aligned in a direction along the central axis. Preferably, the coil includes first and second coil ends provided on both end faces of the stator located in the central axis direction, and the first discharge port is located in the radial direction of the stator with respect to the first coil end. The second discharge port is located on the radially inner side of the stator with respect to the second coil end. The end of the first discharge path on the radially outer side of the rotor is closed, the first discharge port opens toward the central axis, and the end of the second discharge path on the radially outer side of the rotor. The portion is closed, and the second discharge port opens toward the central axis direction.

本発明に係る回転電機によれば、液体状の冷媒を用いることで、ロータおよび回転シャフトの冷却効率の向上を図ることができると共に、回転電機の中心軸方向のコンパクト化を図ることができる。   According to the rotating electrical machine according to the present invention, by using a liquid refrigerant, it is possible to improve the cooling efficiency of the rotor and the rotating shaft and to make the rotating electrical machine compact in the central axis direction.

本発明の実施の形態に係る回転電機について、図1から図3を用いて説明する。
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。
A rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Note that in the embodiments described below, when referring to the number, amount, and the like, the scope of the present invention is not necessarily limited to the number, amount, and the like unless otherwise specified. In the following embodiments, each component is not necessarily essential to the present invention unless otherwise specified.

図1は、本発明の実施の形態に係る回転電機100の断面図であり、図2は、回転電機100の分解斜視図である。さらに、図3は、図1に示すIII−III線におけるロータ120の断面図である。図1に示すように、回転電機100は、回転中心軸Oを中心に回転可能に支持された回転シャフト140と、この回転シャフト140に固設されたロータ120と、このロータ120の外周側に設けられ、ロータ120の周囲を取り囲むように形成された環状のステータ170とを備えている。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotating electrical machine 100 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the rotating electrical machine 100. 3 is a cross-sectional view of the rotor 120 taken along line III-III shown in FIG. As shown in FIG. 1, the rotating electrical machine 100 includes a rotating shaft 140 that is rotatably supported around a rotation center axis O, a rotor 120 fixed to the rotating shaft 140, and an outer peripheral side of the rotor 120. And an annular stator 170 formed so as to surround the periphery of the rotor 120.

ロータ120は、回転シャフト140に固設され、複数の電磁鋼板を積層して、円筒状に形成されたロータコア121と、回転中心軸O方向に配列するロータコア121の一方の端面に設けられたマグネットプレート(第1エンドプレート)130と、他方の端面に設けられたエンドプレート131とを備えている。さらに、ロータ120は、ロータコア121に形成され、回転中心軸O方向に延びる磁石挿入孔126内に挿入され、樹脂123によって固定された永久磁石122とを備えている。   The rotor 120 is fixed to the rotary shaft 140, and a plurality of electromagnetic steel plates are laminated to form a cylindrical rotor core 121 and a magnet provided on one end face of the rotor core 121 arranged in the direction of the rotation center axis O. A plate (first end plate) 130 and an end plate 131 provided on the other end face are provided. Further, the rotor 120 includes a permanent magnet 122 formed in the rotor core 121 and inserted into a magnet insertion hole 126 extending in the direction of the rotation center axis O and fixed by a resin 123.

回転シャフト140は、軸部141から回転シャフト140の径方向に向けて張り出し、ロータ120を支持する台142と、ロータ120が固着される大径部143と、この大径部143に対して台142と反対側に位置する軸部144とを備えている。この回転シャフト140には、液体状の冷却油が流れる油路(冷却路)150が形成されている。   The rotating shaft 140 projects from the shaft portion 141 in the radial direction of the rotating shaft 140, and a base 142 that supports the rotor 120, a large diameter portion 143 to which the rotor 120 is fixed, and a base relative to the large diameter portion 143. 142 and a shaft 144 located on the opposite side. An oil path (cooling path) 150 through which liquid cooling oil flows is formed in the rotating shaft 140.

ロータ120のマグネットプレート130は、台142上に載置されている。エンドプレート131は、固定部材145によってロータコア121に向けて押圧され、ロータ120が、台142と固定部材145とによって挟まれ、回転シャフト140に固定されている。   The magnet plate 130 of the rotor 120 is placed on a table 142. The end plate 131 is pressed toward the rotor core 121 by the fixing member 145, and the rotor 120 is sandwiched between the base 142 and the fixing member 145 and fixed to the rotating shaft 140.

油路150は、冷却油が流れる軸方向油路151と、大径部143の回転中心軸O方向中央部に形成され、軸方向油路151から回転シャフト140の径方向外方に向けて延びる径方向油路152と、大径部143の外周面に形成されたロータ冷却路155とを備えている。   The oil passage 150 is formed in an axial oil passage 151 through which cooling oil flows and a central portion in the direction of the rotation center axis O of the large diameter portion 143, and extends from the axial oil passage 151 toward the radially outer side of the rotation shaft 140. A radial oil passage 152 and a rotor cooling passage 155 formed on the outer peripheral surface of the large diameter portion 143 are provided.

軸方向油路151の一方の端部は、図示されないオイルポンプに接続されており、オイルポンプから順次冷却油が供給されている。   One end of the axial oil passage 151 is connected to an oil pump (not shown), and cooling oil is sequentially supplied from the oil pump.

ロータ冷却路155は、大径部143の外周面上に形成され、回転中心軸O方向に向かうにしたがって、大径部143の周方向に延び、螺旋状に形成された溝部154と、大径部143に固設されたロータコア121の内周面とによって形成されている。   The rotor cooling path 155 is formed on the outer peripheral surface of the large-diameter portion 143, and extends in the circumferential direction of the large-diameter portion 143 in the direction of the rotation center axis O, and has a spirally formed groove portion 154 and a large-diameter It is formed by the inner peripheral surface of the rotor core 121 fixed to the portion 143.

マグネットプレート130は、非磁性材料から構成されており、平板円環状に形成されており、台142上に載置されている。マグネットプレート130は、台142よりも大径に形成されており、径方向外方に向けて延びる切欠部161が形成されている。   The magnet plate 130 is made of a nonmagnetic material, is formed in a flat plate ring shape, and is placed on the table 142. The magnet plate 130 is formed to have a larger diameter than the base 142, and a notch 161 extending outward in the radial direction is formed.

このマグネットプレート130には、マグネットプレート130の内周面のうち、ロータ冷却路155の一方の端部が位置する部分からロータ120の径方向外方に向けて延びる切欠部161が形成されている。   The magnet plate 130 is formed with a notch 161 that extends outward in the radial direction of the rotor 120 from a portion of the inner peripheral surface of the magnet plate 130 where one end of the rotor cooling path 155 is located. .

この切欠部161は、マグネットプレート130の外周縁部より径方向内方側に位置しており、この切欠部161に対して径方向外方側には、マグネットプレート130の径方向外方側に位置する切欠部161の先端部を規定する壁部162が形成されている。   The notch 161 is located on the radially inner side from the outer peripheral edge of the magnet plate 130, and on the radially outer side of the notch 161 on the radially outer side of the magnet plate 130. A wall portion 162 that defines the distal end portion of the notched portion 161 is formed.

さらに、この切欠部161は、台142の外周縁部よりもロータ120の径方向外方側にまで延びており、この切欠部161のうち、台142よりも径方向外方側に位置する部分は、外方に開口しており、冷却油が排出される開口部(第1排出口)164とされている。このように、マグネットプレート130の切欠部161と台142とロータコア121とによって、ロータ冷却路155に連通し、冷却油が排出される排出路166が形成されている。この排出路166の径方向外方側の端部は、閉塞されており、開口部164は、回転中心軸O方向にむけて開口している。   Further, the notch 161 extends to the radially outer side of the rotor 120 from the outer peripheral edge of the base 142, and a portion of the notch 161 located on the radially outer side of the base 142. Is opened outward and is an opening (first discharge port) 164 from which cooling oil is discharged. As described above, the notch 161 of the magnet plate 130, the base 142, and the rotor core 121 form a discharge path 166 that communicates with the rotor cooling path 155 and discharges the cooling oil. An end portion on the radially outer side of the discharge path 166 is closed, and the opening 164 opens toward the rotation center axis O direction.

エンドプレート131は、平板環状に形成されている。エンドプレート131には、エンドプレート131の内周面のうち、ロータ冷却路155の他方の端部が位置する部分からロータ120の径方向外方に向けて延びる切欠部160が形成されている。   The end plate 131 is formed in a flat plate shape. The end plate 131 is formed with a notch 160 that extends outward in the radial direction of the rotor 120 from the portion of the inner peripheral surface of the end plate 131 where the other end of the rotor cooling path 155 is located.

この切欠部160は、エンドプレート131の外周縁部より、エンドプレート131の径方向内方側に形成されており、切欠部160に対してエンドプレート131の径方向外方側には、切欠部160の径方向外方側の端部を規定する壁部163が形成されている。   The notch 160 is formed on the radially inner side of the end plate 131 from the outer peripheral edge of the end plate 131. The notch 160 is located on the radially outer side of the end plate 131 with respect to the notch 160. A wall portion 163 that defines a radially outer end of 160 is formed.

さらに、切欠部160は、固定部材145の外周縁部よりも、ロータ120の径方向外方側にまで延びている。そして、この切欠部160のうち、固定部材145よりも径方向外方側に位置する部分は、外方に向けて開口しており、冷却油が排出される開口部(第2開口部)165とされている。このエンドプレート131の切欠部160と、固定部材145と、ロータコア121とによって上記のようにロータ冷却路155に連通し、冷却油が排出される排出路167が規定されている。この排出路167の径方向外方側の端部は閉塞されており、開口部165は、回転中心軸O方向に向けて開口している。   Further, the notch 160 extends to the radially outer side of the rotor 120 from the outer peripheral edge of the fixing member 145. And the part located in the radial direction outer side rather than the fixing member 145 among this notch part 160 is opened toward the outward, and the opening part (2nd opening part) 165 from which cooling oil is discharged | emitted. It is said that. The cutout portion 160 of the end plate 131, the fixing member 145, and the rotor core 121 communicate with the rotor cooling passage 155 as described above to define the discharge passage 167 through which the cooling oil is discharged. An end portion on the radially outer side of the discharge path 167 is closed, and the opening 165 opens toward the rotation center axis O direction.

そして、ロータ120の回転時に、軸方向油路151内に供給された冷却油は、径方向油路152から開口部開口部153を通って、ロータ冷却路155内に入り込む。   When the rotor 120 rotates, the cooling oil supplied into the axial oil passage 151 passes through the opening opening 153 from the radial oil passage 152 and enters the rotor cooling passage 155.

この際、回転シャフト140内に配設された軸方向油路151および径方向油路152内を冷却油が流れることで、回転シャフト140が冷却される。そして、ロータ冷却路155内を入り込んだ冷却油は、ロータ冷却路155の両端部に向けて流れる。   At this time, the cooling oil flows in the axial oil passage 151 and the radial oil passage 152 disposed in the rotating shaft 140, whereby the rotating shaft 140 is cooled. The cooling oil that has entered the rotor cooling path 155 flows toward both ends of the rotor cooling path 155.

ここで、ロータ冷却路155は、ロータコア121の内表面と、回転シャフト140に形成された溝部154とによって形成されているため、冷却油がロータ冷却路155内を通ることで、回転シャフト140およびロータコア121が冷却される。   Here, since the rotor cooling path 155 is formed by the inner surface of the rotor core 121 and the groove portion 154 formed in the rotating shaft 140, the cooling oil passes through the rotor cooling path 155, so that the rotating shaft 140 and The rotor core 121 is cooled.

特に、ロータ冷却路155は、上記のように螺旋状に延びており、冷却油が回転シャフト140およびロータコア121と接触する接触面積が広く確保されており、良好に、回転シャフト140とロータコア121とを冷却することができる。   In particular, the rotor cooling path 155 extends spirally as described above, and a large contact area is ensured between the cooling oil and the rotating shaft 140 and the rotor core 121. Can be cooled.

ここで、開口部153は、ロータコア121の回転中心軸O方向中央部に形成されており、ロータコア121のうち、まず、回転中心軸O方向中央部に位置する部分が冷却される。その一方で、一般に、ロータコア121の温度は、回転中心軸O方向中央部に向かうにしたがって、高くなりやすくなっており、上記のように、ロータコア121の軸方向中央部側から積極的に冷却することで、ロータコア121および永久磁石122における回転中心軸O方向の温度分布のばらつきを低減することができる。   Here, the opening 153 is formed in the central portion of the rotor core 121 in the rotational center axis O direction. First, a portion of the rotor core 121 located in the central portion in the rotational center axis O direction is cooled. On the other hand, in general, the temperature of the rotor core 121 tends to increase as it goes toward the central portion in the rotation center axis O direction, and as described above, the rotor core 121 is actively cooled from the axial direction central portion side. Thus, variations in temperature distribution in the direction of the rotation center axis O in the rotor core 121 and the permanent magnet 122 can be reduced.

ここで、開口部153は、開口部153と、ロータ冷却路155の一方の端部までの距離と、ロータ冷却路155の他方の端部との距離が実質的に等しい部分に配置されており、一方の端部側に向けて流れる冷却油量と、他方の端部に向けて流れる冷却油量とに大きな差が生じることを抑制することができる。これにより、ロータコア121および回転シャフト140を回転中心軸O方向に略均一に冷却することができる。   Here, the opening 153 is disposed in a portion where the distance between the opening 153, one end of the rotor cooling path 155, and the other end of the rotor cooling path 155 are substantially equal. It is possible to suppress the occurrence of a large difference between the amount of cooling oil flowing toward one end and the amount of cooling oil flowing toward the other end. Thereby, the rotor core 121 and the rotating shaft 140 can be cooled substantially uniformly in the direction of the rotation center axis O.

そして、開口部153とロータ冷却路155の一方の端部に位置する部分と、開口部153からロータ冷却路155の他方の端部に位置する部分とは、いずれも、回転シャフト140の周囲を一周しており、回転シャフト140を周方向および軸方向に亘って、140およびロータコア121を冷却することができる。   The opening 153 and the portion located at one end of the rotor cooling path 155 and the portion located from the opening 153 to the other end of the rotor cooling path 155 both surround the rotating shaft 140. It makes a round, and 140 and the rotor core 121 can be cooled across the rotation shaft 140 in the circumferential direction and the axial direction.

さらに、開口部165と開口部164とは、互いに回転中心軸O方向に配列している。これにより、冷却油が開口部165から排出することにより、ロータ120が受ける反力の径方向成分と、冷却油が開口部164から排出することによりロータ120が受ける反力の径方向成分は、同一方向となる。これにより、ロータ120が反力によって傾斜することを抑制することができ、回転電機100の駆動時においても、ロータ120が振動することを抑制することができる。   Furthermore, the opening 165 and the opening 164 are arranged in the rotation center axis O direction. Thus, the radial component of the reaction force received by the rotor 120 due to the cooling oil being discharged from the opening 165 and the radial component of the reaction force received by the rotor 120 due to the cooling oil being discharged from the opening 164 are: The same direction. Thereby, it is possible to suppress the rotor 120 from being inclined by the reaction force, and it is possible to suppress the vibration of the rotor 120 even when the rotary electric machine 100 is driven.

そして、ロータ冷却路155の端部に達した冷却油は、切欠部160および切欠部161を通って、開口部壁部162および開口部165から排出され、冷却油が切欠部160および切欠部161を通る際に、エンドプレート131およびマグネットプレート130を冷却する。さらに、切欠部161および切欠部160は、ロータコア121の端面に開口しており、排出路166および排出路167を流通する冷却油は、ロータコア121の端面をも冷却する。   Then, the cooling oil that has reached the end of the rotor cooling path 155 passes through the notch 160 and the notch 161 and is discharged from the opening wall 162 and the opening 165, and the cooling oil is removed from the notch 160 and the notch 161. The end plate 131 and the magnet plate 130 are cooled when passing through. Further, the notch 161 and the notch 160 are open to the end face of the rotor core 121, and the cooling oil flowing through the discharge path 166 and the discharge path 167 also cools the end face of the rotor core 121.

この際、永久磁石122の両端部は、永久磁石122の延在方向中央部と比較して、磁束密度が高くなり、温度も高くなる。   At this time, both end portions of the permanent magnet 122 have higher magnetic flux density and higher temperature than the central portion in the extending direction of the permanent magnet 122.

その一方で、本実施の形態においては、上記のようにロータコア121の端面が冷却されるので、ロータコア121を介して、永久磁石122の端部をも良好に冷却することができる。   On the other hand, in the present embodiment, since the end surface of the rotor core 121 is cooled as described above, the end portion of the permanent magnet 122 can be cooled well through the rotor core 121.

ここで、開口部164および開口部165は、ステータコア171の軸方向端面に位置するコイル172のコイルエンド173に対して、ステータ170の径方向内方に位置している。このため、開口部164および開口部165から排出された冷却油は、その後、コイルエンド173に吹付けられ、コイルエンド173を冷却することができる。   Here, the opening 164 and the opening 165 are located radially inward of the stator 170 with respect to the coil end 173 of the coil 172 located on the axial end surface of the stator core 171. For this reason, the cooling oil discharged from the opening 164 and the opening 165 is then sprayed to the coil end 173, and the coil end 173 can be cooled.

なお、冷却油が開口部164および開口部165から排出される際には、壁部162および壁部163に衝突し、その後、コイルエンド173に吹付けられるため、コイルエンド173の表面に形成された絶縁被膜が損傷することを抑制することができる。   When the cooling oil is discharged from the opening 164 and the opening 165, it collides with the wall 162 and the wall 163 and is then sprayed on the coil end 173, so that it is formed on the surface of the coil end 173. It is possible to suppress damage to the insulating coating.

さらに、壁部163および壁部162は、ロータコア121の端面から回転中心軸O方向に向けて突出しており、開口部165および開口部164は、回転中心軸O方向に向けて開口している。   Furthermore, the wall part 163 and the wall part 162 protrude from the end surface of the rotor core 121 toward the rotation center axis O direction, and the opening 165 and the opening part 164 open toward the rotation center axis O direction.

このため、開口部165および開口部164から吐出された冷却油は、ロータ120の径方向外方に向かうにしたがって、ロータ120の軸方向端面から離れるように進み、開口部165および開口部164から排出された冷却油が、ステータ170とロータ120とのエアギャップ内に入り込むことが抑制されている。このため、エアギャップ内に冷却油が入り込むことで、冷却油の粘性等により、ロータ120の回転抵抗が高くなることを抑制することができる。さらに、開口部165および開口部164から吐出された冷却油がコイルエンド173に吹付けられる速度を低減することができ、コイルエンド173の表面に形成された絶縁被膜が剥離することを抑制することができる。   For this reason, the cooling oil discharged from the opening 165 and the opening 164 advances away from the axial end surface of the rotor 120 as it goes outward in the radial direction of the rotor 120, and from the opening 165 and the opening 164. The discharged cooling oil is suppressed from entering the air gap between the stator 170 and the rotor 120. For this reason, it is possible to prevent the rotational resistance of the rotor 120 from increasing due to the viscosity of the cooling oil and the like due to the cooling oil entering the air gap. Furthermore, the speed at which the cooling oil discharged from the opening 165 and the opening 164 is sprayed onto the coil end 173 can be reduced, and the insulating coating formed on the surface of the coil end 173 can be prevented from peeling off. Can do.

ここで、上記のように構成された油路150を形成するには、たとえば、軸方向油路151が形成された軸部の表面にエンドミル等の工具を用いてロータ冷却路155を形成する。この際、ロータ冷却路155は、螺旋状とされており、エンドミルによって容易に形成することができる。その後、径方向油路152を形成する。そして、ロータ120を回転シャフト140装着することで、容易に油路150を形成することができる。   Here, in order to form the oil passage 150 configured as described above, for example, the rotor cooling passage 155 is formed on the surface of the shaft portion where the axial oil passage 151 is formed using a tool such as an end mill. At this time, the rotor cooling passage 155 has a spiral shape and can be easily formed by an end mill. Thereafter, the radial oil passage 152 is formed. The oil passage 150 can be easily formed by attaching the rotor 120 to the rotating shaft 140.

さらに、ロータコア121を構成する電磁鋼板には、溝部等を形成する必要がなく、容易にロータコア121を形成することができ、さらに、ロータ120を回転シャフト140に装着する際に、溝部154との位置合わせ等を行う必要もなく、容易にロータ120を回転シャフト140に装着させることができる。このように、本実施の形態に係る回転電機100は、容易に製造することができる。   Furthermore, the magnetic steel sheet constituting the rotor core 121 does not need to be formed with a groove or the like, and the rotor core 121 can be easily formed. Further, when the rotor 120 is mounted on the rotating shaft 140, the groove 154 The rotor 120 can be easily mounted on the rotating shaft 140 without the need for alignment or the like. Thus, the rotating electrical machine 100 according to the present embodiment can be easily manufactured.

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。   Although the embodiment of the present invention has been described above, it should be considered that the embodiment disclosed this time is illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. Furthermore, the above numerical values are examples, and are not limited to the above numerical values and ranges.

本発明は、回転電機に適用することができ、特に、回転シャフト、ロータおよびコイルエンドの冷却が図られた回転電機に好適である。   The present invention can be applied to a rotating electrical machine, and is particularly suitable for a rotating electrical machine in which a rotating shaft, a rotor, and a coil end are cooled.

本発明の実施の形態に係る回転電機の断面図である。It is sectional drawing of the rotary electric machine which concerns on embodiment of this invention. 回転電機の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a rotary electric machine. ロータの平面図である。It is a top view of a rotor.

符号の説明Explanation of symbols

100 回転電機、120 ロータ、121 ロータコア、122 永久磁石、123 樹脂、126 磁石挿入孔、130 マグネットプレート、131 エンドプレート、140 回転シャフト、141 軸部、142 台、143 大径部、144 軸部、145 固定部材、150 油路、151 軸方向油路、152 径方向油路、153 開口部、154 溝部、155 ロータ冷却路、160,161 切欠部、162,163 壁部、164,165 開口部、170 ステータ、171 ステータコア、172 コイル、O 回転中心軸。   100 rotating electric machine, 120 rotor, 121 rotor core, 122 permanent magnet, 123 resin, 126 magnet insertion hole, 130 magnet plate, 131 end plate, 140 rotating shaft, 141 shaft section, 142 units, 143 large diameter section, 144 shaft section, 145 fixing member, 150 oil passage, 151 axial oil passage, 152 radial oil passage, 153 opening, 154 groove, 155 rotor cooling passage, 160, 161 notch, 162, 163 wall, 164, 165 opening, 170 Stator, 171 Stator core, 172 Coil, O Rotation center axis.

Claims (5)

回転可能に支持され、液体状の冷媒が流れる冷却路が形成された回転シャフトと、
前記回転シャフトに固設された筒状のロータコア、該ロータコアの中心軸方向に位置する両端面のうち、一方の端面に設けられた第1エンドプレート、および前記ロータコアの他方の端面に設けられた第2エンドプレートを含むロータと、
前記ロータの周囲を取り囲むように配置されたステータコアおよび該ステータコアに巻回されたコイルを含むステータとを備え、
前記冷却路は、前記回転シャフトと前記ロータコアとに間に形成されたロータ冷却路と、前記第1エンドプレートと前記第2エンドプレートとの少なくとも一方に形成され、前記ロータ冷却路に接続された、前記冷媒を排出可能な排出路と、を含む、回転電機。
A rotating shaft that is rotatably supported and formed with a cooling path through which a liquid refrigerant flows;
A cylindrical rotor core fixed to the rotating shaft, a first end plate provided on one end face among both end faces located in the central axis direction of the rotor core, and provided on the other end face of the rotor core A rotor including a second end plate;
A stator core disposed so as to surround the rotor, and a stator including a coil wound around the stator core,
The cooling path is formed in at least one of a rotor cooling path formed between the rotating shaft and the rotor core, and the first end plate and the second end plate, and is connected to the rotor cooling path. And a discharge path capable of discharging the refrigerant.
前記ロータ冷却路は、前記回転シャフトの周面上に螺旋状に形成された溝部と、該溝部を覆うように配置された前記ロータコアとによって規定された、請求項1に記載の回転電機。   2. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the rotor cooling path is defined by a groove formed in a spiral shape on a peripheral surface of the rotating shaft, and the rotor core disposed so as to cover the groove. 前記排出路は、前記第1エンドプレートに形成された第1排出路と、前記第2エンドプレートに形成された第2排出路と有し、
前記第1排出路の前記ロータコアの一方の端面側が開口され、前記第2排出路が前記ロータの他方の端面側が開口された、請求項1または請求項2に記載の回転電機。
The discharge path has a first discharge path formed in the first end plate and a second discharge path formed in the second end plate,
3. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein one end face side of the rotor core of the first discharge path is opened, and the second discharge path is opened on the other end face side of the rotor.
前記第1排出路は、前記冷媒を排出可能な第1排出口を含み、前記第2排出路は、前記冷媒を排出可能な第2排出口を含み、
前記第1排出口と前記第2排出口とが、前記中心軸に沿う方向に整列された、請求項3に記載の回転電機。
The first discharge path includes a first discharge port from which the refrigerant can be discharged, and the second discharge path includes a second discharge port from which the refrigerant can be discharged,
The rotating electrical machine according to claim 3, wherein the first discharge port and the second discharge port are aligned in a direction along the central axis.
前記コイルは、前記中心軸方向に位置する前記ステータの両端面に設けられた第1および第2コイルエンドを含み、前記第1排出口は、前記第1コイルエンドに対して、前記ステータの径方向内方側に位置し、前記第2排出口は、前記第2コイルエンドに対して、前記ステータの径方向内方側に位置し、
前記第1排出路の前記ロータの径方向外方側の端部は閉塞され、前記第1排出口は前記中心軸方向に向けて開口し、
前記第2排出路の前記ロータの径方向外方側の端部は閉塞され、前記第2排出口は前記中心軸方向に向けて開口する、請求項4に記載の回転電機。
The coil includes first and second coil ends provided on both end faces of the stator located in the central axis direction, and the first discharge port is a diameter of the stator with respect to the first coil end. The second discharge port is located on the radially inner side of the stator with respect to the second coil end,
An end of the first discharge path on the radially outer side of the rotor is closed, and the first discharge port opens toward the central axis direction,
5. The rotating electrical machine according to claim 4, wherein an end portion on the radially outer side of the rotor of the second discharge path is closed, and the second discharge port opens toward the central axis direction.
JP2007249723A 2007-09-26 2007-09-26 Rotating electric machine Withdrawn JP2009081953A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007249723A JP2009081953A (en) 2007-09-26 2007-09-26 Rotating electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007249723A JP2009081953A (en) 2007-09-26 2007-09-26 Rotating electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009081953A true JP2009081953A (en) 2009-04-16

Family

ID=40656299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007249723A Withdrawn JP2009081953A (en) 2007-09-26 2007-09-26 Rotating electric machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009081953A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011097781A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Aisin Aw Co Ltd Rotor for rotating electric machine
JP2011172375A (en) * 2010-02-18 2011-09-01 Aisin Aw Co Ltd Rotor for rotating electric machine
WO2012118140A1 (en) * 2011-03-02 2012-09-07 株式会社小松製作所 Cooling mechanism for electric motor and electric motor
JP2013038994A (en) * 2011-08-10 2013-02-21 Toyota Motor Corp Rotary electric machine
US9729027B2 (en) 2011-06-24 2017-08-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cooling structure of rotary electric machine
JP2020145782A (en) * 2019-03-04 2020-09-10 本田技研工業株式会社 Rotor and rotary electric machine
CN117439302A (en) * 2023-12-19 2024-01-23 珠海格力电器股份有限公司 Rotor assembly, motor and magnetic suspension blower

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011097781A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Aisin Aw Co Ltd Rotor for rotating electric machine
JP2011172375A (en) * 2010-02-18 2011-09-01 Aisin Aw Co Ltd Rotor for rotating electric machine
KR101494110B1 (en) 2011-03-02 2015-02-16 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 Cooling mechanism for electric motor and electric motor
JP2012182952A (en) * 2011-03-02 2012-09-20 Komatsu Ltd Cooling structure of motor and motor
CN103081312A (en) * 2011-03-02 2013-05-01 株式会社小松制作所 Cooling mechanism for electric motor and electric motor
WO2012118140A1 (en) * 2011-03-02 2012-09-07 株式会社小松製作所 Cooling mechanism for electric motor and electric motor
US9627943B2 (en) 2011-03-02 2017-04-18 Komatsu Ltd. Motor cooling structure and motor
US9729027B2 (en) 2011-06-24 2017-08-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cooling structure of rotary electric machine
JP2013038994A (en) * 2011-08-10 2013-02-21 Toyota Motor Corp Rotary electric machine
JP2020145782A (en) * 2019-03-04 2020-09-10 本田技研工業株式会社 Rotor and rotary electric machine
US11283316B2 (en) 2019-03-04 2022-03-22 Honda Motor Co., Ltd. Rotor and rotating electrical machine
CN117439302A (en) * 2023-12-19 2024-01-23 珠海格力电器股份有限公司 Rotor assembly, motor and magnetic suspension blower
CN117439302B (en) * 2023-12-19 2024-03-22 珠海格力电器股份有限公司 Rotor assembly, motor and magnetic suspension blower

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4560067B2 (en) Rotating electric machine
US9793783B2 (en) Rotor of rotary electric machine
JP5772832B2 (en) Rotating machine
JP2009081953A (en) Rotating electric machine
US20110074233A1 (en) Cooling structure of motor
JP5482376B2 (en) Hermetic rotary electric machine
WO2010128632A1 (en) Cooling structure for motors
WO2012070191A1 (en) Stator cooling apparatus
JP2016146704A (en) Rotary electric machine
WO2017082023A1 (en) Dynamo-electric machine
JP5549857B2 (en) Rotor for rotating electrical machines
JP5013751B2 (en) Electric motor
WO2019049397A1 (en) Rotor cooling structure for dynamo-electric machine
CN111654129A (en) Rotor and rotating electrical machine
JP4897587B2 (en) Rotating electric machine
JP2013062926A (en) Rotary electric machine
JP5772415B2 (en) Rotor structure of rotating electrical machine
JP2013021811A (en) Rotor of rotary electric machine
US11316402B2 (en) Rotor and motor including same
JP2020188561A (en) Rotary electric machine
JP2020188560A (en) Rotary electric machine
WO2019187021A1 (en) Cooling structure for rotating electrical device
JP6272526B1 (en) Rotating electric machine
JP2017204903A (en) Dynamo-electric machine
JP2022091290A (en) Cooling structure of bearing device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20101207