JP2017184351A - Dynamo-electric machine - Google Patents

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宏一 尾島
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勝成 高木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure which allows for efficient cooling by a convenient method, in a dynamo-electric machine where a permanent magnet is cooled by feeding a cooling liquid to the core.SOLUTION: A dynamo-electric machine includes a housing, a shaft supported rotatably by the housing, a hub fixed to the shaft, a rotor core and a permanent magnet attached to the outer peripheral surface of the hub, end plates attached to both end faces of the rotor core, and a guide plate arranged on the cylindrical part end face of the hub, and forming a space together with the outer peripheral part of the shaft and the cylindrical part inner peripheral surface of the hub. The shaft is provided with a through oil passage hole communicating with the space from the shaft end, an oil passage groove communicating with a gap between the rotor core and permanent magnet is provided in the inner peripheral surface of the end plate, and a through oil passage hole interconnecting the space and oil passage groove is provided in the hub.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、回転電機におけるロータの冷却構造に関するものである。   The present invention relates to a rotor cooling structure in a rotating electrical machine.

従来の回転電機における冷却装置として、例えば、特許文献1に示されるように、シャフトとこのシャフトを補強するボスなどの複数の部品を組み合わせてロータ軸を構成したものにおいて、シャフトの軸芯部とシャフトおよびボスの締結部とにそれぞれ冷却油路を設け、この冷却油路を通して冷却油を供給し、ロータおよびステータなどを冷却するものが知られている。   As a cooling device in a conventional rotating electric machine, for example, as shown in Patent Document 1, a rotor shaft is configured by combining a shaft and a plurality of parts such as a boss that reinforces the shaft. It is known that a cooling oil passage is provided in each of the fastening portions of the shaft and the boss, and the cooling oil is supplied through the cooling oil passage to cool the rotor and the stator.

特許第5448559号公報Japanese Patent No. 5448559

しかしながら、上述の特許文献1に示された冷却装置では、シャフト軸芯部の穴からシャフトとボスの締結部を連通し、ボス外周面まで到達させる貫通穴を設けてロータの油路を形成しているため、ボスのような円筒部品において径方向に長い穴を加工することが難しく、生産コストが高くなるという問題があった。
また、シャフトとボスの締結部に連通する油路を設けているため、各部品の寸法精度・組付け精度によって締結部での油路径にばらつきを生じる恐れがあり、製品間で油量が一定とならずロータの冷却性にばらつきが発生するという問題があった。
さらに、ロータを効率よく冷却するためには、ロータの熱源である永久磁石を冷却することが好ましいが、油路が長いため、永久磁石に供給される冷却液は、ボスやロータコアと熱交換してしまった後の高温化したものとなり、冷却が不十分となる問題があった。
However, in the cooling device disclosed in Patent Document 1 described above, the rotor oil passage is formed by providing a through hole that allows the shaft and the boss fastening portion to communicate with each other from the hole in the shaft shaft core portion and reach the outer peripheral surface of the boss. Therefore, there is a problem that it is difficult to process a long hole in the radial direction in a cylindrical part such as a boss, and the production cost is increased.
In addition, because the oil passage that communicates with the fastening portion of the shaft and boss is provided, there is a risk of variation in the oil passage diameter at the fastening portion depending on the dimensional accuracy and assembly accuracy of each part, and the oil amount is constant between products However, there is a problem that the cooling performance of the rotor varies.
Furthermore, in order to cool the rotor efficiently, it is preferable to cool the permanent magnet that is the heat source of the rotor. However, since the oil passage is long, the coolant supplied to the permanent magnet exchanges heat with the boss and the rotor core. There was a problem that the temperature became high after cooling and the cooling was insufficient.

また、油路の長さは圧損の増大を招くため、冷却に必要な油量を確保するためには油路径の大径化が必要であり、各部品の大型化によるコスト増および重量増となる問題があった。
さらに、上述の特許文献1に示された冷却装置では、ロータコアの間にスペーサを設け、ロータの回転による遠心力を利用して冷却液を広げ、ステータコアにも油を飛ばしてステータも冷却するように構成しているが、スペーサの厚みだけ出力が下がることになるため、必要な出力を得るにはモータを大型化しなければいけない問題があった。加えて、ロータから飛ばされた冷却液は、ロータとステータの空隙に入り込み、ロータ回転時にせん断されることによって発熱してしまうため、冷却液が熱源となる問題もある。
また、ハイブリッド自動車や電気自動車などにおける回転電機では、エンジンの燃費効率が悪い低回転域での高トルクが望まれるが、ロータの回転による遠心力を利用する場合、ロータの冷却性は、回転数に依存することになるため、低回転域では冷却液の供給が不十分となり出力不足になる問題がある。
Also, since the length of the oil passage causes an increase in pressure loss, it is necessary to increase the diameter of the oil passage in order to secure the amount of oil necessary for cooling. There was a problem.
Furthermore, in the cooling device disclosed in Patent Document 1 described above, a spacer is provided between the rotor cores, the coolant is spread using centrifugal force generated by the rotation of the rotor, and the stator is also cooled by blowing oil to the stator core. However, since the output is reduced by the thickness of the spacer, there is a problem that the motor must be enlarged to obtain the required output. In addition, since the cooling liquid blown from the rotor enters the gap between the rotor and the stator and generates heat by being sheared when the rotor rotates, there is a problem that the cooling liquid becomes a heat source.
In addition, in a rotating electric machine such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, a high torque in a low rotation region where the fuel efficiency of the engine is poor is desired. However, when centrifugal force due to the rotation of the rotor is used, the cooling performance of the rotor is Therefore, there is a problem that the supply of the cooling liquid is insufficient and the output is insufficient in the low rotation range.

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ロータで発生した熱を簡素な構成で効率的に冷却させることを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and aims to efficiently cool the heat generated in the rotor with a simple configuration.

この発明に係る回転電機は、ハウジングと、このハウジングに軸受を介して回転可能に支持されたシャフトと、このシャフトに固定されたボスと、このボスの外周面に取付けられたロータコアと、このロータコアの外周に間隙を有して取り付けられた永久磁石と、前記ロータコアの両端面に取付けられた一対のエンドプレートと、前記ボスの円筒部端面に配置され、前記シャフトの外周部と前記ボスの円筒部内周面とともに空間を形成するガイドプレートとを備え、前記シャフトに軸端から上記空間と連通する貫通油路穴を設けるとともに、前記エンドプレートの内周面に前記ロータコアと前記永久磁石との間隙に連通する油路溝を設け、かつ、前記ボスに前記空間と前記油路溝とを連通する貫通油路穴を設けたことを特徴とするものである。   A rotating electrical machine according to the present invention includes a housing, a shaft rotatably supported by the housing via a bearing, a boss fixed to the shaft, a rotor core attached to the outer peripheral surface of the boss, and the rotor core A permanent magnet attached to the outer periphery of the rotor core, a pair of end plates attached to both end faces of the rotor core, and an outer peripheral part of the shaft and a cylindrical part of the boss. A guide plate that forms a space with the inner peripheral surface of the portion, and a through oil passage hole that communicates with the space from the shaft end is provided in the shaft, and a gap between the rotor core and the permanent magnet is provided on the inner peripheral surface of the end plate. An oil passage groove that communicates with the boss, and a through oil passage hole that communicates the space and the oil passage groove is provided in the boss.

この発明による回転電機によれば、シャフトとボスとからなるロータ軸の油路長さを短くすることが可能となるため、ロータ軸の加工を容易にすることができる。
また、シャフトの貫通油路穴とボスの貫通油路穴とを対向位置に設ける必要がなく、さらに、エンドプレートの内周端面に溝加工を施して油路溝を形成するため、溝形状の自由度が高く、ボスの貫通油路穴に対し、寸法精度・組付け精度を考慮した開口部を容易に備えることができ、この結果、油路径のバラツキが小さく、簡便な方法で安定した冷却性を得ることができる。
According to the rotating electrical machine of the present invention, the oil path length of the rotor shaft composed of the shaft and the boss can be shortened, so that the processing of the rotor shaft can be facilitated.
In addition, it is not necessary to provide the through oil passage hole of the shaft and the through oil passage hole of the boss at the opposing positions, and further, the groove is formed on the inner peripheral end surface of the end plate to form the oil passage groove. It has a high degree of freedom and can easily be provided with an opening considering the dimensional accuracy and assembly accuracy for the through oil passage hole of the boss. As a result, there is little variation in the oil passage diameter and stable cooling with a simple method. Sex can be obtained.

この発明の実施の形態1に係る回転電機の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1におけるロータ内の冷却液の流れを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the flow of the cooling fluid in the rotor in FIG. 図2におけるB−B線に沿ったボスとエンドプレートを示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the boss | hub and end plate along the BB line in FIG. この発明の実施の形態1に係る回転電機における冷却液の他の流れを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the other flow of the cooling fluid in the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る回転電機における概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure in the rotary electric machine which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図5におけるガイドプレートの概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the guide plate in FIG. この発明の実施の形態2に係る回転電機における冷却液の流れを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the flow of the cooling fluid in the rotary electric machine which concerns on Embodiment 2 of this invention.

実施の形態1
以下、この発明を実施の形態1である図1〜図3を参照して説明する。
なお、各図中、同一符号は、同一あるいは相当部分を示すものとする。
Embodiment 1
Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS.
In addition, in each figure, the same code | symbol shall show the same or an equivalent part.

図1は、この発明の実施の形態1に係る回転電機の概略構成を示す断面図である。
このような回転電機は、電動機または発電機としての機能を有しており、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載されている。
1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention.
Such a rotating electrical machine has a function as an electric motor or a generator, and is mounted on, for example, a hybrid vehicle or an electric vehicle.

図1において、回転電機1は、一対の椀状の部材2a、2bを突き合わせて形成されたハウジング2と、このハウジング2内に円周状に配置されたステータ20と、ステータ20との間に一定の空隙を介して、ハウジング2に回転可能に配置されたロータ10とを備えて構成されている。
ここで、ステータ20は、円環状のステータコア21と、ステータコア21の両端面に組み付けられたインシュレータ22と、インシュレータ22を介してステータコア21に巻回されたステータコイル23と、ステータコア21の両端面にステータコイル23のコイルエンド23aを覆うよう配置されたコイルエンドカバー24とを備えている。
In FIG. 1, a rotating electrical machine 1 includes a housing 2 formed by abutting a pair of bowl-shaped members 2 a and 2 b, a stator 20 arranged circumferentially in the housing 2, and a stator 20. The rotor 10 is configured to be rotatably arranged in the housing 2 through a certain gap.
Here, the stator 20 includes an annular stator core 21, an insulator 22 assembled on both end faces of the stator core 21, a stator coil 23 wound around the stator core 21 via the insulator 22, and both end faces of the stator core 21. And a coil end cover 24 arranged to cover the coil end 23a of the stator coil 23.

一方、ロータ10は、ハウジング2内に取付けられた軸受3を介して回転可能に支持されたシャフト11と、このシャフト11を補強するためシャフト11に固定されボス12と、このボス12の外周に取付けられたロータコア13と、このロータコア13の外周に配置された磁極を構成する永久磁石14と、ボス12の外周部に嵌合され、ロータコア13および永久磁石14を固定するための一対のエンドプレート15、16及び挟持部材17とを備えている。   On the other hand, the rotor 10 includes a shaft 11 rotatably supported via a bearing 3 mounted in the housing 2, a boss 12 fixed to the shaft 11 for reinforcing the shaft 11, and an outer periphery of the boss 12. The attached rotor core 13, the permanent magnet 14 constituting the magnetic pole disposed on the outer periphery of the rotor core 13, and a pair of end plates that are fitted to the outer periphery of the boss 12 and fix the rotor core 13 and the permanent magnet 14. 15 and 16 and a clamping member 17.

また、ボス12の内周側側端部に当接して配置されたガイドプレート18を備え、このガイドプレート19、シャフト11の外周部とボス12の内周部、シャフト11とボス12の締結部によってロータ10内に空間Aを形成している。さらに、シャフト11には、一端から軸方向に設けられた軸方向穴と、この軸方向穴から径方向に延長され、空間Aに連通する径方向穴とからなる貫通油路穴11aが形成されている。また、ボス12には、空間Aに連通する複数の貫通油路穴12aが設けられており、さらに、一方のエンドプレート15には、ロータコア13とロータコア13の外周部に配置された永久磁石18との間隙に連通可能な複数の油路溝15aが形成されている。   In addition, a guide plate 18 disposed in contact with the inner peripheral side end of the boss 12 is provided. The guide plate 19, the outer peripheral portion of the shaft 11 and the inner peripheral portion of the boss 12, and the fastening portion of the shaft 11 and the boss 12. Thus, a space A is formed in the rotor 10. Further, the shaft 11 is formed with a through oil passage hole 11a including an axial hole provided in the axial direction from one end and a radial hole extending in a radial direction from the axial hole and communicating with the space A. ing. Further, the boss 12 is provided with a plurality of through oil passage holes 12 a communicating with the space A. Further, the one end plate 15 has a rotor core 13 and a permanent magnet 18 disposed on the outer periphery of the rotor core 13. A plurality of oil passage grooves 15a that can communicate with the gap are formed.

また、ハウジング2には、外部ポンプから圧送された冷却液を導入、排出するための注入口および排出口(いずれも図示せず)と、注入口から注入された冷却液をステータ20の両端まで送るための油路7と、油路7から送られてきた冷却液5をコイルエンド23aもしくはコイルエンドカバー24の内壁に向けて噴射するための複数の噴射孔7aと、軸受3に向けて冷却液5を噴射させる複数の噴射孔7bと、シャフト11に設けた貫通油路穴11aに冷却液を供給するための油路7c(油路7との連結部分は図示せず)とが形成されている。   Further, the housing 2 has an inlet and an outlet (both not shown) for introducing and discharging the coolant pumped from an external pump, and the coolant injected from the inlet to both ends of the stator 20. Cooling toward the bearing 3 and the oil passage 7 for sending, the plurality of injection holes 7a for injecting the coolant 5 sent from the oil passage 7 toward the inner wall of the coil end 23a or the coil end cover 24 A plurality of injection holes 7b for injecting the liquid 5 and an oil passage 7c for supplying the coolant to the through oil passage hole 11a provided in the shaft 11 (the connection portion with the oil passage 7 is not shown) are formed. ing.

次に、上述のように構成された回転電機1の冷却作用について説明する。
まず、自動車などのエンジンが起動されると、外部ポンプおよび回転電機1が動作し、外部ポンプにより油路7、噴射孔7a,7b,7cを通して回転電機1内部に冷却液が圧送される。この油路7、噴射孔7a,7b,7cを通して供給された冷却液は、シャフト11の貫通油路穴11aから空間Aに放出され、ロータ10が回転している場合、ロータ10の遠心力により、また、ロータ10が極低回転もしくは回転していない場合、自重によってボス12内周面に集められる。この際、図2に示すように、ボス12端面に設けたガイドプレート18が堰の役割を果たし、ボス12の内周面に形成された空間Aに冷却液(図中点線で示す)を溜めておき、軸方向への流出を抑制することができる。
Next, the cooling effect | action of the rotary electric machine 1 comprised as mentioned above is demonstrated.
First, when an engine such as an automobile is started, the external pump and the rotating electrical machine 1 operate, and the coolant is pumped into the rotating electrical machine 1 through the oil passage 7 and the injection holes 7a, 7b, and 7c by the external pump. The coolant supplied through the oil passage 7 and the injection holes 7a, 7b, and 7c is discharged into the space A from the through oil passage hole 11a of the shaft 11, and when the rotor 10 is rotated, the centrifugal force of the rotor 10 causes In addition, when the rotor 10 is rotating at a very low speed or not rotating, it is collected on the inner peripheral surface of the boss 12 by its own weight. At this time, as shown in FIG. 2, the guide plate 18 provided on the end surface of the boss 12 serves as a weir, and the coolant (shown by a dotted line in the figure) is accumulated in the space A formed on the inner peripheral surface of the boss 12. In addition, the outflow in the axial direction can be suppressed.

また、空間Aに溜められた冷却液は、ボス12の貫通油路穴12aと、この貫通油路穴12aと連通するエンドプレート15に設けられた油路溝15aを介して図2における矢印で示すように、ロータコア13と永久磁石14との間隙に供給されることになる。これにより、熱交換を最小限に抑えた冷却液を永久磁石14に供給することができ、より効率的なロータ10の冷却を実現することができる。
なお、図3は、図2におけるB−B線に沿ったボスとエンドプレートの要部断面を示している。
Further, the coolant stored in the space A is indicated by an arrow in FIG. 2 through the through oil passage hole 12a of the boss 12 and the oil passage groove 15a provided in the end plate 15 communicating with the through oil passage hole 12a. As shown, it is supplied to the gap between the rotor core 13 and the permanent magnet 14. As a result, the coolant with minimal heat exchange can be supplied to the permanent magnet 14, and more efficient cooling of the rotor 10 can be realized.
FIG. 3 shows a cross section of the main part of the boss and the end plate along the line BB in FIG.

ここで、シャフト11とボス12とからなるロータ軸に形成された油路は、空間Aに連通するシャフト11の貫通油路穴11aと、空間Aから永久磁石14側に連通するボス12の貫通油路穴12aのみとすることができる。この結果、シャフト11とボス12の油路長さを短くすることが可能となるため、ロータ軸の加工を容易にすることができる。
また、シャフト11の貫通油路穴11aとボス12の貫通油路穴12aとを相対向した位置に設ける必要がなく、さらに、エンドプレート15の内周端面に溝加工を施して油路溝15aを形成するため、溝形状の自由度が高く、ボス12の貫通油路穴12aに対し、寸法精度・組付け精度を考慮した開口部を容易に設けることができる。したがって、油路径のバラツキが小さく、簡便な方法で安定した冷却性を得ることが可能となる。
Here, the oil passage formed in the rotor shaft composed of the shaft 11 and the boss 12 has a through oil passage hole 11a of the shaft 11 communicating with the space A and a penetration of the boss 12 communicating from the space A to the permanent magnet 14 side. Only the oil passage hole 12a can be used. As a result, the oil path length between the shaft 11 and the boss 12 can be shortened, so that the processing of the rotor shaft can be facilitated.
Further, it is not necessary to provide the through oil passage hole 11a of the shaft 11 and the through oil passage hole 12a of the boss 12 at opposite positions, and further, an oil passage groove 15a is formed by performing groove processing on the inner peripheral end face of the end plate 15. Therefore, the opening of the through oil passage hole 12a of the boss 12 can be easily provided in consideration of dimensional accuracy and assembly accuracy. Therefore, the variation in the oil passage diameter is small, and it is possible to obtain a stable cooling performance by a simple method.

また、ボス12の内周面から永久磁石15までの油路を短くすることができるため、冷却液の圧力損失が小さくなり、ガイドプレート18で冷却液を溜めて置くことによって、ロータ軸の極低回転における僅かな遠心力でも十分に冷却液を永久磁石14にまで供給することができ、かつ、ロータ軸が回転していない場合でも、冷却液の自重によって供給が行われ、ロータ10の冷却を加速させることができる。   In addition, since the oil path from the inner peripheral surface of the boss 12 to the permanent magnet 15 can be shortened, the pressure loss of the coolant is reduced, and the coolant is stored by the guide plate 18 to place the pole of the rotor shaft. Even with a slight centrifugal force at low rotation, the coolant can be sufficiently supplied to the permanent magnet 14, and even when the rotor shaft is not rotating, the coolant is supplied by its own weight and the rotor 10 is cooled. Can be accelerated.

加えて、ガイドプレート18が放熱ファンの役割を果たし、ロータ10が回転することによってガイドプレート18が空冷され、ガイドプレート18と接する冷却液も間接的に冷却されることになり、より温度の低い冷却液を永久磁石14に供給することができ、より効率的なロータ10の冷却が実現できる。   In addition, the guide plate 18 serves as a heat radiating fan. When the rotor 10 rotates, the guide plate 18 is air-cooled, and the coolant in contact with the guide plate 18 is also indirectly cooled, so that the temperature is lower. The cooling liquid can be supplied to the permanent magnet 14, and more efficient cooling of the rotor 10 can be realized.

次に、このような実施の形態1における他の冷却作用について図4に基づいて説明する。
実施の形態1においては、図4に示すように、軸受3を支持するハウジング2の軸受部2cにおける軸方向端面をハウジング部材2aの内壁部に対し、突出するように構成している。
Next, another cooling action in the first embodiment will be described with reference to FIG.
In the first embodiment, as shown in FIG. 4, the axial end surface of the bearing portion 2c of the housing 2 that supports the bearing 3 is configured to protrude from the inner wall portion of the housing member 2a.

このように軸受部2cを突出させることにより、ハウジング部材2aに構成された噴射孔7bから噴出した冷却液がハウジング部材2aの内周壁を伝わった後、軸受部2c近傍で軸受部2cの突出方向に流れを変えることができ、その後、軸受部2cの軸方向端面における冷却液の表面張力により、軸受け部2cの端面に沿って軸受3に流れる流れXと、軸受け部3の軸方向端面、ガイドプレート18の端面およびシャフト11によって形成される空間C内に流れる流れYと、冷却液の自重により軸受け部3から落下する流れZの3つの流れを形成することができる。
これにより、流れXにより軸受3を潤滑させることができるとともに、流路Y、Zにより空間C内に飛散した冷却液をガイドプレート18に当接させることができるため、空冷により冷却されたガイドプレート18を油冷でさらに冷却させることができる。したがって、ガイドプレート18とボス12内周部間に溜めた冷却液を冷却することができ、より効率的な冷却を行わせることが可能となる。
By projecting the bearing portion 2c in this way, after the cooling liquid ejected from the injection hole 7b formed in the housing member 2a is transmitted through the inner peripheral wall of the housing member 2a, the projecting direction of the bearing portion 2c is near the bearing portion 2c. Then, the flow X flowing in the bearing 3 along the end surface of the bearing portion 2c, the axial end surface of the bearing portion 3, and the guide due to the surface tension of the coolant on the axial end surface of the bearing portion 2c. Three flows can be formed: a flow Y flowing in the space C formed by the end face of the plate 18 and the shaft 11 and a flow Z falling from the bearing portion 3 due to the weight of the coolant.
As a result, the bearing 3 can be lubricated by the flow X, and the cooling liquid scattered in the space C can be brought into contact with the guide plate 18 by the flow paths Y and Z. Therefore, the guide plate cooled by air cooling. 18 can be further cooled with oil cooling. Therefore, the coolant accumulated between the guide plate 18 and the inner peripheral portion of the boss 12 can be cooled, and more efficient cooling can be performed.

実施の形態2.
図5は、この発明の実施の形態2における回転電機の概略構造を示す断面図である。
上述の実施の形態1においては、ガイドプレート18を略円盤状とし、軸受部2cの軸方向端面をボス12から軸方向に離間した位置に配置しているが、実施の形態2では、図5、図6に示すように、ガイドプレート18を略カップ状の形状とするとともに軸受3を支持するハウジング部材2aの軸受部2cを突出させ、ガイドプレート18の軸方向の面18aをボス12の内周面および軸受部2cの外周面と間隙を持って対向するように構成している。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a rotating electrical machine according to Embodiment 2 of the present invention.
In the above-described first embodiment, the guide plate 18 has a substantially disk shape, and the axial end surface of the bearing portion 2c is disposed at a position spaced apart from the boss 12 in the axial direction. However, in the second embodiment, FIG. 6, the guide plate 18 has a substantially cup shape, and the bearing portion 2 c of the housing member 2 a that supports the bearing 3 protrudes, and the axial surface 18 a of the guide plate 18 is formed inside the boss 12. The peripheral surface and the outer peripheral surface of the bearing portion 2c are configured to face each other with a gap.

このように構成することによって、シャフト11の貫通油路穴11aから放出された冷却液は、ボス12の内周面と略カップ状のガイドプレート18の軸方向面18aとの間の空間に溜まらせることができ、ガイドプレート18と接する冷却液の表面積を大きくすることができる。したがって、ロータ10が回転することによってガイドプレート18を空冷させることが可能となり、これに伴って空間Aに滞留した冷却液を冷却することができ、より効果的な冷却を行わせることができる。   With this configuration, the coolant discharged from the through oil passage hole 11a of the shaft 11 is collected in a space between the inner peripheral surface of the boss 12 and the axial surface 18a of the substantially cup-shaped guide plate 18. The surface area of the coolant in contact with the guide plate 18 can be increased. Therefore, the rotation of the rotor 10 enables the guide plate 18 to be air-cooled, so that the cooling liquid staying in the space A can be cooled, and more effective cooling can be performed.

また、図7に示すように、ガイドプレート18の軸方向面18aを軸方向に突出した軸受部2cの外周面にオーバーラップさせることによって、流れYによる冷却液だけでなく、軸受部2cより落下する流れZの冷却液もガイドプレート18に当接させることができるため、より多くの冷却液をガイドプレート18の広い面と接触させることができ、冷却効果をさらに高めることが可能となる。   Further, as shown in FIG. 7, the axial surface 18a of the guide plate 18 is overlapped with the outer peripheral surface of the bearing portion 2c protruding in the axial direction, so that not only the cooling liquid due to the flow Y but also the bearing portion 2c falls. Since the coolant of the flowing flow Z can also be brought into contact with the guide plate 18, more coolant can be brought into contact with the wide surface of the guide plate 18 and the cooling effect can be further enhanced.

なお、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜、変形、省略することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably and can be abbreviate | omitted.

1:回転電機、 2:ハウジング、 2a,2b:ハウジング部材、
3:軸受、 7:油路、 7a,7b:噴射孔、 7c:油路、
10:ロータ、 11:シャフト、 11a:貫通油路穴
12:ボス、 12a:油路溝、 13:ロータコア、
14:永久磁石、 15,16エンドプレート、 15a:油路溝、
17:挟持部材、 18:ガイドプレート、 18a:軸方向面、
20:ステータ、 21:ステータコア、 22:インシュレータ、
23:ステータコイル、 23a:コイルエンド、 24:コイルエンドカバー
1: rotating electric machine, 2: housing, 2a, 2b: housing member,
3: bearing, 7: oil passage, 7a, 7b: injection hole, 7c: oil passage,
10: Rotor, 11: Shaft, 11a: Through oil passage hole 12: Boss, 12a: Oil passage groove, 13: Rotor core,
14: permanent magnet, 15, 16 end plate, 15a: oil passage groove,
17: clamping member, 18: guide plate, 18a: axial surface,
20: Stator, 21: Stator core, 22: Insulator,
23: Stator coil, 23a: Coil end, 24: Coil end cover

この発明に係る回転電機は、ハウジングと、このハウジングに軸受を介して回転可能に支持されたシャフトと、このシャフトに固定されたボスと、このボスの円筒部外周面に取付けられたロータコアと、このロータコアの外周に間隙を有して取付けられた永久磁石と、前記ロータコアの両端面に取付けられた一対のエンドプレートと、前記ボスの円筒部端面に配置され、前記シャフトの外周部と前記ボスの円筒部内周面とともに空間を形成するガイドプレートとを備え、前記シャフトに軸端から記空間と連通する貫通油路穴を設けるとともに、前記エンドプレートの内周面に前記ロータコアと前記永久磁石との間隙に連通する油路溝を設け、かつ、前記ボスに前記空間と前記油路溝とを連通する貫通油路穴を設けたことを特徴とするものである。 A rotating electrical machine according to the present invention includes a housing, a shaft rotatably supported by the housing via a bearing, a boss fixed to the shaft, a rotor core attached to the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the boss, wherein a permanent magnet kicked mounted with a gap in the outer periphery of the rotor core, and a pair of end plates attached to both end faces of the rotor core, disposed in the cylindrical end surface of the boss, the outer periphery of the shaft and a guide plate forming a space together with the cylindrical inner peripheral surface of the boss, with the previous SL provide space and through oil passage hole communicating from the shaft end to said shaft, said and said rotor core on the inner peripheral surface of the end plate permanent An oil passage groove communicating with a gap with a magnet is provided, and a through oil passage hole communicating with the space and the oil passage groove is provided in the boss. That.

一方、ロータ10は、ハウジング2内に取付けられた軸受3を介して回転可能に支持されたシャフト11と、このシャフト11を補強するためシャフト11に固定された支持部および円筒部を有するボス12と、このボス12の外周に取付けられたロータコア13と、このロータコア13の外周に配置された磁極を構成する永久磁石14と、ボス12の外周部に嵌合され、ロータコア13および永久磁石14を固定するための一対のエンドプレート15、16及び挟持部材17とを備えている。 On the other hand, the rotor 10 includes a shaft 11 rotatably supported via a bearing 3 attached in the housing 2, and a boss 12 having a support portion and a cylindrical portion fixed to the shaft 11 for reinforcing the shaft 11. The rotor core 13 attached to the outer periphery of the boss 12, the permanent magnet 14 constituting the magnetic pole disposed on the outer periphery of the rotor core 13, and the outer periphery of the boss 12 to fit the rotor core 13 and the permanent magnet 14 together. A pair of end plates 15 and 16 and a clamping member 17 for fixing are provided.

また、ボス12の内周側側端部に当接して配置されたガイドプレート18を備え、このガイドプレート1、シャフト11の外周部とボス12の内周部、シャフト11とボス12の締結部によってロータ10内に空間Aを形成している。さらに、シャフト11には、一端から軸方向に設けられた軸方向穴と、この軸方向穴から径方向に延長され、空間Aに連通する径方向穴とからなる貫通油路穴11aが形成されている。また、ボス12には、空間Aに連通する複数の貫通油路穴12aが設けられており、さらに、一方のエンドプレート15には、ロータコア13とロータコア13の外周部に配置された永久磁石1との間隙に連通可能な複数の油路溝15aが形成されている。 Also, with the inner peripheral side end portion in the guide plate 18 disposed in contact with the boss 12, the inner peripheral portion of the guide plate 1 8, the outer peripheral portion and a boss 12 of the shaft 11, engagement of the shaft 11 and the boss 12 A space A is formed in the rotor 10 by the portion. Further, the shaft 11 is formed with a through oil passage hole 11a including an axial hole provided in the axial direction from one end and a radial hole extending in a radial direction from the axial hole and communicating with the space A. ing. Further, the boss 12 is provided with a plurality of through oil passage holes 12 a communicating with the space A, and the permanent magnet 1 disposed on the outer periphery of the rotor core 13 and the rotor core 13 on one end plate 15. A plurality of oil passage grooves 15 a that can communicate with the gaps 4 are formed.

次に、上述のように構成された回転電機1の冷却作用について説明する。
まず、自動車などのエンジンが起動されると、外部ポンプおよび回転電機1が動作し、外部ポンプにより油路7、噴射孔7a,7b,7cを通して回転電機1内部に冷却液が圧送される。この油路7、噴射孔7a,7b,7cを通して供給された冷却液は、シャフト11の貫通油路穴11aから空間Aに放出され、ロータ10が回転している場合、ロータ10の遠心力により、また、ロータ10が極低回転もしくは回転していない場合、自重によってボス12内周面に集められる。この際、図2に示すように、ボス12端面に設けたガイドプレート18が堰の役割を果たし、ボス12の内周面に形成された空間Aに冷却液(図中点線で示す)を溜めておき、軸方向への流出を抑制することができる。
Next, the cooling effect | action of the rotary electric machine 1 comprised as mentioned above is demonstrated.
First, when an engine such as an automobile is started, the external pump and the rotating electrical machine 1 operate, and the coolant is pumped into the rotating electrical machine 1 through the oil passage 7 and the injection holes 7a, 7b, and 7c by the external pump. The coolant supplied through the oil passage 7 and the injection holes 7a, 7b, and 7c is discharged into the space A from the through oil passage hole 11a of the shaft 11, and when the rotor 10 is rotated, the centrifugal force of the rotor 10 causes In addition, when the rotor 10 is rotating at a very low speed or not rotating, it is collected on the inner peripheral surface of the boss 12 by its own weight. At this time, as shown in FIG. 2, the guide plate 18 provided on the end surface of the boss 12 serves as a weir, and coolant (shown by a dotted line in the figure) is applied to the space A formed on the inner peripheral surface of the boss 12. It can be stored and the outflow to an axial direction can be suppressed.

また、ボス12の内周面から永久磁石1までの油路を短くすることができるため、冷却液の圧力損失が小さくなり、ガイドプレート18で冷却液を溜めて置くことによって、ロータ軸の極低回転における僅かな遠心力でも十分に冷却液を永久磁石14にまで供給することができ、かつ、ロータ軸が回転していない場合でも、冷却液の自重によって供給が行われ、ロータ10の冷却を加速させることができる。 Moreover, since it is possible to shorten the oil passage from the inner circumferential surface of the boss 12 to the permanent magnet 1 4, the pressure loss of the cooling liquid is reduced by placing in reservoir coolant in the guide plate 18, the rotor shaft Even with a slight centrifugal force at a very low rotation, the coolant can be sufficiently supplied to the permanent magnet 14, and even when the rotor shaft is not rotating, the coolant is supplied by its own weight, and the rotor 10 Cooling can be accelerated.

このように軸受部2cを突出させることにより、ハウジング部材2aに構成された噴射孔7bから噴出した冷却液がハウジング部材2aの内周壁を伝わった後、軸受部2c近傍で軸受部2cの突出方向に流れを変えることができ、その後、軸受部2cの軸方向端面における冷却液の表面張力により、軸受部2cの端面に沿って軸受3に流れる流れXと、軸受部2cの軸方向端面、ガイドプレート18の端面およびシャフト11によって形成される空間C内に流れる流れYと、冷却液の自重により軸受部2cから落下する流れZの3つの流れを形成することができる。
これにより、流れXにより軸受3を潤滑させることができるとともに、流路Y、Zにより空間C内に飛散した冷却液をガイドプレート18に当接させることができるため、空冷により冷却されたガイドプレート18を油冷でさらに冷却させることができる。したがって、ガイドプレート18とボス12内周部間に溜めた冷却液を冷却することができ、より効率的な冷却を行わせることが可能となる。
By projecting the bearing portion 2c in this way, after the cooling liquid ejected from the injection hole 7b formed in the housing member 2a is transmitted through the inner peripheral wall of the housing member 2a, the projecting direction of the bearing portion 2c is near the bearing portion 2c. can change the flow on, then the surface tension of the coolant in the axial end face of the bearing portion 2c, the flow X flowing to the bearing 3 along the end face of the shaft receiving portion 2c, the axial end surface of the shaft receiving portion 2c , it is possible to form a flow Y which flows into the space C formed by the end face and the shaft 11 of the guide plate 18, the three streams flow Z falling from the shaft receiving portion 2c by the weight of the cooling liquid.
As a result, the bearing 3 can be lubricated by the flow X, and the cooling liquid scattered in the space C can be brought into contact with the guide plate 18 by the flow paths Y and Z. Therefore, the guide plate cooled by air cooling. 18 can be further cooled with oil cooling. Therefore, the coolant accumulated between the guide plate 18 and the inner peripheral portion of the boss 12 can be cooled, and more efficient cooling can be performed.

1:回転電機、 2:ハウジング、 2a,2b:ハウジング部材、
3:軸受、 7:油路、 7a,7b:噴射孔、 7c:油路、
10:ロータ、 11:シャフト、 11a:貫通油路穴
12:ボス、 12a:貫通油路穴、 13:ロータコア、
14:永久磁石、 15,16エンドプレート、 15a:油路溝、
17:挟持部材、 18:ガイドプレート、 18a:軸方向面、
20:ステータ、 21:ステータコア、 22:インシュレータ、
23:ステータコイル、 23a:コイルエンド、 24:コイルエンドカバー
1: rotating electric machine, 2: housing, 2a, 2b: housing member,
3: bearing, 7: oil passage, 7a, 7b: injection hole, 7c: oil passage,
10: Rotor, 11: Shaft, 11a: Through oil passage hole 12: Boss, 12a: Through oil passage hole , 13: Rotor core,
14: permanent magnet, 15, 16 end plate, 15a: oil passage groove,
17: clamping member, 18: guide plate, 18a: axial surface,
20: Stator, 21: Stator core, 22: Insulator,
23: Stator coil, 23a: Coil end, 24: Coil end cover

Claims (3)

ハウジングと、このハウジングに軸受を介して回転可能に支持されたシャフトと、このシャフトに固定されたボスと、このボスの外周面に取付けられたロータコアと、このロータコアの外周に間隙を有して取り付けられた永久磁石と、前記ロータコアの両端面に取付けられた一対のエンドプレートと、前記ボスの円筒部端面に配置され、前記シャフトの外周部と前記ボスの円筒部内周面とともに空間を形成するガイドプレートとを備え、
前記シャフトに軸端から上記空間と連通する貫通油路穴を設けるとともに、前記エンドプレートの内周面に前記ロータコアと前記永久磁石との間隙に連通する油路溝を設け、かつ、前記ボスに前記空間と前記油路溝とを連通する貫通油路穴を設けたことを特徴とする回転電機。
A housing, a shaft rotatably supported by the housing via a bearing, a boss fixed to the shaft, a rotor core attached to the outer peripheral surface of the boss, and a gap on the outer periphery of the rotor core; A permanent magnet attached, a pair of end plates attached to both end surfaces of the rotor core, and a cylindrical portion end surface of the boss, and forming a space together with the outer peripheral portion of the shaft and the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the boss. With a guide plate,
The shaft is provided with a through oil passage hole that communicates with the space from the shaft end, an oil passage groove that communicates with a gap between the rotor core and the permanent magnet is provided on the inner peripheral surface of the end plate, and the boss A rotating electrical machine comprising a through oil passage hole that communicates the space with the oil passage groove.
前記ガイドプレートは略カップ状に形成したことを特徴とする請求項1に記載の回転電機。   The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the guide plate is formed in a substantially cup shape. 前記ハウジングにおける前記軸受を支持する軸受部を軸方向に突出させ、前記ガイドプレートの軸方向の面を前記ボスの内周面および前記軸受部の外周面と空間を持って対向するように構成したことを特徴とする請求項2に記載の回転電機。
A bearing portion supporting the bearing in the housing is protruded in the axial direction, and the axial surface of the guide plate is configured to face the inner peripheral surface of the boss and the outer peripheral surface of the bearing portion with a space. The rotating electrical machine according to claim 2.
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