JP2010220376A - Motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はモータに関する。 The present invention relates to a motor.
従来のモータの一例について説明する。図5に例示するモータは、内側部分に中空部分を形成する、固定子としてのステータコア12と、ステータコア12の内側部分と対面し、シャフト16を軸として回転可能な、回転子としてのロータコア14とを備える。モータの作動時には、シャフト16を回転軸の軸心としてロータコア14が回転し、ステータコア12およびロータコア14が発熱する。この発熱を抑えるための冷却に関し、シャフト16の内部を経由して導入された、例えばATF、ギヤオイルなどの冷却液をロータコア14の両端部に密着させたエンドプレート118,120から、ステータコア12の両端部分から突出するコイルエンド22a,22bに向けて噴出させる技術が開示されている(例えば特許文献1〜3)。
An example of a conventional motor will be described. The motor illustrated in FIG. 5 includes a
次に、従来のモータにおける冷却液の流通の様子について説明する。 Next, the flow of the coolant in the conventional motor will be described.
図6は、図5に示すエンドプレート118とロータコア14の端部を含む部分拡大図である。図6において、シャフト16の内部を経由して冷却液導入路24内からエンドプレート118に形成された冷却液流路126に供給された冷却液は、ロータコア14の回転に伴う遠心力および冷却液自身の粘性に伴う慣性力により、冷却液流路126の先端部分、つまりロータコア14の外周方向へ移動し、やがてエンドプレート118を貫通する冷却液噴出口130から図5に示すコイルエンド22aに向けて噴出される。このとき、冷却液噴出口130から噴出する冷却液がより確実にコイルエンド22aに向かうよう、必要に応じて、エンドプレート118と一体または別体の案内部材128を設ける場合もある。
6 is a partially enlarged view including the
図5,6に示す構成のモータでは、冷却液噴出口130から噴出される冷却液の噴出量およびその噴出強度(圧力)は、シャフト16およびロータコア14の回転速度に応じて変化する場合がある。すなわち、シャフト16(ロータコア14)の回転速度が小さいと、一般に冷却液流路126に供給される冷却液の量は少ない。一方、シャフト16(ロータコア14)の回転速度が大きいと、一般に冷却液流路126に供給される冷却液の量は多くなる。
In the motor having the configuration shown in FIGS. 5 and 6, the amount of coolant jetted from the
このように、従来のモータでは、冷却液噴出口から噴出される冷却液の噴出量がモータの作動状態の変動に応じて異なる場合があるため、冷却液を必要以上に噴出させる場合があり、冷却効率などに不具合が生じる場合があり得た。 As described above, in the conventional motor, the amount of the coolant ejected from the coolant ejecting port may vary depending on the change in the operating state of the motor, and thus the coolant may be ejected more than necessary. There could be a problem with cooling efficiency.
本発明は、モータの作動状態の変動にかかわらず適正量の冷却液を噴出させることを目的とする。 An object of the present invention is to eject an appropriate amount of coolant regardless of fluctuations in the operating state of a motor.
本発明の構成は、以下の通りである。 The configuration of the present invention is as follows.
(1)内側部分に中空部分を形成するステータコアと、前記中空部分に配置され、前記ステータコアと対面して回転可能なロータコアと、前記ステータコアの、前記ロータコアの回転軸方向の両端部分から突出するコイルエンドと、前記ロータコアの回転軸方向の端部に密着し、前記ロータコアの回転に伴い回転するエンドプレートと、前記ステータコアを冷却する冷却液を前記エンドプレートに導入させるための冷却液導入路と、を備え、前記エンドプレートは、前記冷却液を流通させるための冷却液流路と、前記冷却液流路に流入した冷却液を前記コイルエンドに向けて噴出させるための冷却液噴出口と、前記冷却液噴出口からの冷却液噴出量を、前記エンドプレートの回転の程度に応じて調整する噴出量調整機構と、を有する、モータ。 (1) A stator core that forms a hollow portion in an inner portion, a rotor core that is disposed in the hollow portion and is rotatable to face the stator core, and a coil that protrudes from both end portions of the stator core in the rotation axis direction of the rotor core An end plate, an end plate that is in close contact with the end of the rotor core in the rotation axis direction, and rotates with the rotation of the rotor core; and a coolant introduction path for introducing a coolant that cools the stator core into the end plate; The end plate comprises: a cooling fluid passage for circulating the cooling fluid; a cooling fluid outlet for ejecting the cooling fluid flowing into the cooling fluid passage toward the coil end; A jet amount adjusting mechanism for adjusting a coolant jet amount from the coolant jet port according to the degree of rotation of the end plate.
本発明によれば、モータの作動状態の変動にかかわらず適正量の冷却液を噴出させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to eject an appropriate amount of coolant regardless of fluctuations in the operating state of the motor.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、各図面において同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。また、各図面に示された部材の寸法比は必ずしも実態に則していない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Moreover, the dimensional ratio of the members shown in each drawing does not necessarily conform to the actual situation.
図1は、本発明の実施の形態におけるモータの構成の概略について説明するための図である。図1に示すモータ10は、エンドプレート118,120に代えてエンドプレート18,20をそれぞれ設けたことを除き、図5に示す従来のモータとほぼ同様の構成を有している。また、図示していないが、必要に応じて、図5に示す案内部材128に相当する部材を設けることも可能である。
FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of a configuration of a motor according to an embodiment of the present invention. The
次に、図1に示すモータ10における冷却液の流通の様子について、図2,3を用いてさらに説明する。
Next, how the coolant flows in the
図2は、エンドプレート18とロータコア14の端部を含む、図1に示すモータ10の部分拡大図である。図2では、エンドプレート18につき、その内部構造について説明するために断面視している。図2に示すエンドプレート18は、冷却液導入路24内の冷却液を流通させるための冷却液流路26と噴出量調整機構50とを備える部材18aおよび図1に示すコイルエンド22aに向けて冷却液を噴出させるための冷却液噴出口30が形成された部材18bの二部材を含み、構成されている。冷却液導入路24からエンドプレート18内に流入した冷却液は、冷却液流路26の先端部分、つまりロータコア14の外周方向へ移動し、噴出量調整機構50を経由して冷却液噴出口30から噴出される。
FIG. 2 is a partially enlarged view of the
図3は、図2に示す噴出量調整機構50の構成の概略について説明するための、エンドプレート18の一部を構成する部材18bを部材18a側から側面視した図である。
FIG. 3 is a side view of the
図2,3において、噴出量調整機構50は、部材18bの一部に設けられた、内部をシャフト16の軸方向に貫通する空間内に配置されており、シャフト16の軸方向に貫通する調整口52を有する噴出径調整部材54が、弾性部材56を介して部材18aの内壁面19部分に連結された構成を有している。弾性部材56は、噴出径調整部材54に対し、エンドプレート18の回転に伴う遠心力に応じてエンドプレート18の径方向への所望の変位をさせるよう伸縮する。本実施の形態において、弾性部材56は、所定のばね定数を有する弾性材料またはバネ材料により構成されたものであり、いわゆる押しバネの性質を有するもの、引きバネの性質を有するもののいずれも適用し得る。また、図2,3では、弾性部材56は噴出径調整部材54よりもエンドプレート18の径方向外側に配置されているが、他の実施の形態として、エンドプレート18の径方向内側(つまり、図2,3では下側)に配置することも可能である。
2 and 3, the ejection
エンドプレート18の回転速度が所定の速さ以下で、噴出径調整部材54が受ける遠心力の程度がそれほど大きくない場合には、調整口52と冷却液噴出口30の配置はほぼ平行に保たれるよう構成されている。このため、冷却液の噴出径(面積)は調整口52と冷却液噴出口30のうち、より径が小さい方(図2では、調整口52)にしたがい、冷却液噴出口30から噴出する冷却液の量は適正に保持される。一方、エンドプレート18の回転が高速になるにつれて噴出径調整部材54が受ける遠心力が大きくなると、噴出径調整部材54はエンドプレート18の径方向外側(つまり、図2,3では上側)に向けて変位する。このとき、噴出径調整部材54の変位に伴い、図2に示す調整口52と冷却液噴出口30の配置がずれるため、冷却液噴出口30から噴出する冷却液の量は噴出径調整部材54により規制され、冷却液の噴出径(面積)は調整口52と冷却液噴出口30の重なり合う部分のみとなる。結果として冷却液噴出口30から噴出する冷却液の量は、ロータコア14の遠心力の程度にかかわらず、適正に保持されることになる。
When the rotational speed of the
なお、図3において、エンドプレート18の周方向(回転方向)に形成された噴出量調整機構50は一つとして例示してあるがこれに限らず、図1に示すエンドプレート18,20の周方向に複数設けることも好適である。このとき、冷却液噴出口30もまた、噴出量調整機構50と同様に複数配置することができる。本実施の形態によれば、ロータコア14が一周する間に図1に示すコイルエンド22a,22bからの冷却液の噴出が複数回行われることになるため、より効果的な冷却に寄与し得る。このとき、冷却液のより安定した噴出のために、噴出量調整機構50、冷却液噴出口30の組の、エンドプレートの周方向の配置は等間隔であることが好ましく、例えば180°間隔(二組)、90°間隔(四組)などとすることができる。
In FIG. 3, the ejection amount adjusting
図4は、本発明の他の実施の形態を示す部分拡大図である。なお、拡大部分は図2に対応している。図4に示すエンドプレート68は、弾性部材56に代えて、冷却液流路26内の冷却液を分岐させる冷却液分岐流路58と、冷却液分岐流路58を流通した冷却液を貯留させるための貯留部60を備え、調整口52を有する噴出径調整部材54に代えて調整口72を有する噴出径調整部材74を備えることを除き、図2に示すエンドプレート18とほぼ同様の構成を有している。
FIG. 4 is a partially enlarged view showing another embodiment of the present invention. The enlarged portion corresponds to FIG. 4 replaces the
図4において、冷却液導入路24からエンドプレート68内に流入した冷却液は、冷却液流路26の先端部分、つまりロータコア14の外周方向へ移動し、その後調整口52側と冷却液分岐流路58側とに分岐することになるが、その分岐の程度は、エンドプレート18の回転に伴う遠心力に応じて変化する。つまり、エンドプレート18の回転速度がそれほど大きくない場合には、冷却液分岐流路58側に流入する冷却液の量はわずかであるが、エンドプレート18の回転速度が上昇するに従い冷却液分岐流路58側に流入し、貯留部60に貯留する冷却液の量が増加する。貯留部60に貯留する冷却液の量が増加すると、噴出径調整部材74が受ける貯留部60からの圧力(液圧)が増加するため、噴出径調整部材74は径方向内側に変位する。そして、冷却液噴出口30から噴出される冷却液の量は、調整口72と冷却液噴出口30との配置関係、つまり重なり合う部分の面積に応じて調整される。
In FIG. 4, the coolant flowing into the
これに対し、エンドプレート18の回転速度が所定の速さ以下で、噴出径調整部材74が受ける遠心力の程度がそれほど大きくない場合には、調整口72と冷却液噴出口30の配置はほぼ平行に保たれるため、冷却液の噴出径(面積)は調整口72と冷却液噴出口30のうち、より径が小さい方(図4では、調整口72)にしたがい、冷却液噴出口30から噴出する冷却液の量は適正に保持される。このため、冷却液噴出口30から噴出する冷却液の量は、ロータコア14の遠心力の程度にかかわらず、適正に保持されることになる。なお、本実施の形態において、エンドプレート18の回転速度が所定の速さ以下で、噴出径調整部材74が受ける遠心力の程度がそれほど大きくない場合に、一旦変位した噴出径調整部材74を適正な箇所に戻すための図示しない弾性部材を噴出径調整部材74の径方向内側および/または外側に配置または併設することも好適である。
On the other hand, when the rotational speed of the
本発明は、車両などの移動体に搭載されるモータに限らず、冷却液を用いて冷却する様式のあらゆるモータにおいて利用することが可能である。 The present invention is not limited to a motor mounted on a moving body such as a vehicle, and can be used in any motor that is cooled using a coolant.
10 モータ、12 ステータコア、14 ロータコア、16 シャフト、18,20,68,118,120 エンドプレート、18a,18b 部材、19 内壁面、22a,22b コイルエンド、24 冷却液導入路、26,126 冷却液流路、30,130 冷却液噴出口、50 噴出量調整機構、52,72 調整口、54,74 噴出径調整部材、56 弾性部材、58 冷却液分岐流路、60 貯留部、128 案内部材。 10 motor, 12 stator core, 14 rotor core, 16 shaft, 18, 20, 68, 118, 120 end plate, 18a, 18b member, 19 inner wall surface, 22a, 22b coil end, 24 coolant introduction path, 26, 126 coolant Flow path, 30, 130 Cooling liquid ejection port, 50 ejection amount adjustment mechanism, 52, 72 adjustment port, 54, 74 ejection diameter adjustment member, 56 elastic member, 58 cooling liquid branch flow path, 60 storage section, 128 guide member.
Claims (1)
前記中空部分に配置され、前記ステータコアと対面して回転可能なロータコアと、
前記ステータコアの、前記ロータコアの回転軸方向の両端部分から突出するコイルエンドと、
前記ロータコアの回転軸方向の端部に密着し、前記ロータコアの回転に伴い回転するエンドプレートと、
前記ステータコアを冷却する冷却液を前記エンドプレートに導入させるための冷却液導入路と、
を備え、
前記エンドプレートは、
前記冷却液を流通させるための冷却液流路と、
前記冷却液流路に流入した冷却液を前記コイルエンドに向けて噴出させるための冷却液噴出口と、
前記冷却液噴出口からの冷却液噴出量を、前記エンドプレートの回転の程度に応じて調整する噴出量調整機構と、
を有することを特徴とするモータ。 A stator core forming a hollow portion in the inner portion;
A rotor core disposed in the hollow portion and rotatable to face the stator core;
A coil end protruding from both end portions of the stator core in the rotation axis direction of the rotor core;
An end plate that is in close contact with the end of the rotor core in the direction of the rotation axis and rotates with the rotation of the rotor core;
A coolant introduction path for introducing a coolant for cooling the stator core into the end plate;
With
The end plate is
A coolant flow path for circulating the coolant;
A coolant jet for ejecting the coolant flowing into the coolant channel toward the coil end;
A jet amount adjusting mechanism for adjusting the coolant jet amount from the coolant jet port according to the degree of rotation of the end plate;
The motor characterized by having.
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