WO2023127349A1 - モータ - Google Patents
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
- H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
- H02K9/06—Arrangements 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 invention relates to motors.
- Patent Document 1 discloses a rotor core that rotates around a rotation axis, permanent magnets inserted into magnet insertion holes formed in the rotor core, and the rotor core.
- An electric motor is disclosed having a rotor with first and second end plates respectively provided on both axial end faces.
- the first end plate has a base that closes one end of the magnet insertion hole, and blades that are provided on the surface of the base.
- the rotor has a cooling hole that opens between the blade portion of the first end plate and the rotating shaft and penetrates the rotor core and the second end plate. When the rotor is rotating, the vanes generate a pressure difference between the axial ends of the rotor.
- a motor includes a rotor having a shaft extending in the axial direction of a central axis, a rotor core having a shaft insertion hole into which the shaft is inserted, and a rotor radially outward of the rotor core.
- a positioned stator Further, the motor has a first motor fan that is fixed to the shaft or the rotor core at a position on one side in the axial direction of the rotor core and rotates together with the rotor core. Further, the motor has a second motor fan that is fixed to the shaft or the rotor core at a position on the other side of the rotor core in the axial direction and rotates together with the rotor core.
- the rotor core has a plurality of axial air passages extending axially therethrough.
- the axial air passage includes a first axial air passage and a second axial air passage.
- the first motor fan includes a first air blowing portion located on one side in the axial direction of the first axial air passage, and a first air blowing portion axially penetrating the first motor fan to form the second axial air passage. and a first air hole communicating with one side in the axial direction.
- the second motor fan includes a second air blowing portion located on the other side in the axial direction of the second axial air passage, and a second motor fan that axially penetrates the second motor fan to form the first axial air passage. and a second fan main body having a second air hole communicating with the other side in the axial direction.
- the air when the first blower rotates with the rotation of the first motor fan, the air flows in the first axial direction when the first blower blows air. It flows axially in the air passage. Further, when the second air blower rotates with the rotation of the second motor fan, the air flows axially through the second axial air passage when the second air blower blows air. This allows air to flow axially within the rotor core. Therefore, the rotor core can be efficiently cooled.
- FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a motor according to Embodiment 1 in a cross section including a central axis.
- FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the motor according to Embodiment 1 in a cross section including the central axis.
- FIG. 3 is a diagram showing an example of a rotor core according to Embodiment 1.
- FIG. 4 is a perspective view showing an example of a rotor core, a first motor fan, and a second motor fan according to Embodiment 1.
- FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of the first motor fan according to the first embodiment.
- FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the positional relationship between the air blower and the ventilation holes according to the first embodiment;
- FIG. 7 is a diagram showing an example of a motor according to a modification of the first embodiment;
- the direction parallel to the central axis P of the motor 100 is the “axial direction”
- the direction orthogonal to the central axis P is the “radial direction”
- the Each direction is referred to as a "circumferential direction”.
- P1 is a sign indicating one side in the axial direction
- P2 is a code indicating the other side in the axial direction.
- this definition is not intended to limit the orientation of the motor 100 during use.
- the motor 100 according to Embodiment 1 can be used as a drive source for rotating an axle of a vehicle.
- Vehicles are, for example, hybrid vehicles (HEV), plug-in hybrid vehicles (PHV), and electric vehicles (EV).
- HEV hybrid vehicles
- EV electric vehicles
- the motor 100 according to the first embodiment can also be used as a drive source for operating devices, equipment, and members other than the vehicle.
- FIG. 1 and 2 are cross-sectional views showing a schematic configuration of the motor 100 according to the first embodiment, including the central axis P.
- FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view including a first axial air passage 63a, which will be described later.
- FIG. 2 is a cross-sectional view including a second axial air passage 63b, which will be described later.
- the motor 100 includes a casing 1, a rotor 2, a stator 3, a first motor fan 4a, a second motor fan 4b, and a fixing member .
- the motor 100 is a so-called inner rotor type motor in which the rotor 2 is rotatably positioned about the central axis P within the cylindrical stator 3 .
- the casing 1 accommodates a rotor 2 , a stator 3 , a first motor fan 4 a , a second motor fan 4 b , and a fixed member 10 .
- the casing 1 has a first casing member 11 and a second casing member 12 .
- the first casing member 11 includes a tubular portion 13 and a bottom plate portion 14 .
- the cylindrical portion 13 has a cylindrical shape and is positioned radially outward of the stator 3 .
- the tubular portion 13 extends in the axial direction.
- the bottom plate portion 14 closes the end portion of the tubular portion 13 on the other axial side P2.
- the cylindrical portion 13 is open on one axial side P1.
- the bottom plate portion 14 has a bottom plate portion through hole 15 and a first bearing portion 16 .
- the bottom plate portion through hole 15 axially penetrates the bottom plate portion 14 .
- the first bearing portion 16 is positioned radially inward of the bottom plate portion through hole 15 .
- the second casing member 12 is an annular plate member.
- the second casing member 12 closes the opening of the tubular portion 13 on one axial side P1.
- the second casing member 12 has a casing through hole 17 and a second bearing portion 18 .
- the casing through hole 17 axially penetrates the second casing member 12 .
- the second bearing portion 18 is cylindrical and positioned radially inward of the casing through-hole 17 .
- the rotor 2 has a shaft 5 and a rotor core 6 .
- the shaft 5 is hollow rod-shaped and extends axially. An end portion of the shaft 5 on the other axial side P ⁇ b>2 is inserted into the first bearing portion 16 . An end portion of the shaft 5 on one axial side P ⁇ b>1 is inserted into the second bearing portion 18 .
- the first bearing portion 16 and the second bearing portion 18 rotatably support the shaft 5 .
- the first bearing portion 16 and the second bearing portion 18 are, for example, bearings. Thereby, the shaft 5 is rotatable around the central axis P. As shown in FIG.
- FIG. 3 shows an example of the rotor core 6 according to the first embodiment.
- the rotor core 6 is constructed by laminating a plurality of core plates of electromagnetic steel sheets punched into a predetermined shape in the thickness direction. As shown in FIG. 3, the rotor core 6 is columnar.
- the rotor core 6 has a shaft insertion hole 61 , multiple magnet insertion holes 62 a and 62 b , and multiple axial air passages 63 .
- the shaft insertion hole 61 is located in the center of the rotor core 6 when the rotor core 6 is viewed in the axial direction.
- the shaft insertion hole 61 axially penetrates the rotor core 6 .
- a shaft 5 is inserted into the shaft insertion hole 61 .
- the rotor core 6 is fixed to the shaft 5 and rotates about the central axis P together with the shaft 5 .
- the rotor core 6 has magnet insertion holes 62a extending radially outward toward one side in the circumferential direction and magnet insertion holes 62b extending radially outward toward the other side in the circumferential direction.
- the rotor core 6 has eight magnet insertion holes 62a and 62b, respectively.
- a plurality of magnet insertion holes 62 a and 62 b are arranged in the circumferential direction of rotor core 6 .
- Rotor magnets (not shown) are accommodated in the respective magnet insertion holes 62a and 62b. 1 and 2, illustration of the magnet insertion holes 62a and 62b is omitted.
- the axial air passage 63 is a passage for air to flow inside the rotor core 6 .
- the axial air passage 63 is located radially inside the magnet insertion holes 62a and 62b.
- the axial air passages 63 each axially penetrate the rotor core 6 .
- the axial air passage 63 opens the rotor core 6 at both the end surface of the rotor core 6 on one axial side P1 and the end surface on the other axial side P2.
- the axial air passage 63 has a triangular shape with rounded vertices when viewed in the axial direction of the rotor core 6 .
- the rotor core 6 has eight axial air passages 63 .
- the axial air passage 63 includes a first axial air passage 63a and a second axial air passage 63b, which will be described later.
- rotor core 6 has twice as many axial air passages 63 as the number of pole pairs of motor 100 .
- the axial air passages 63 are arranged in the circumferential direction of the rotor core 6 at regular intervals.
- the plurality of axial air passages 63 are preferably positioned at intervals of 45 degrees (360/(number of pole pairs ⁇ 2)) in the circumferential direction of the shaft 5 .
- FIG. 3 indicates an example of a straight line connecting the center axis P and the region between the magnet insertion holes 62a and 62b.
- the axial air passage 63 extends between the central axis P and the region between the magnet insertion holes 62a and 62b in the rotor core 6. is not located in As a result, compared to the case where the axial air passage 63 is positioned between the region and the central axis P, the rigidity of the region of the rotor core 6 can be ensured, and a decrease in the strength of the rotor core 6 can be suppressed. . Therefore, even if a radial force is applied to the rotor core 6, radial deformation of the rotor core 6 is suppressed.
- the stator 3 is cylindrical.
- the stator 3 is positioned radially outward of the rotor 2 .
- the stator 3 has a stator core 31 and stator coils 32 .
- Stator core 31 is cylindrical.
- the stator core 31 has a plurality of slots arranged in a circumferential direction on its inner periphery. Illustration of the slots is omitted. Each slot extends axially with respect to the stator 3 .
- Each slot accommodates an axially extending stator coil 32 .
- the stator coil 32 is wound around the stator core 31 .
- the stator coil 32 has coil end portions 33 protruding axially outward from the axial ends of the stator core 31 .
- FIG. 4 is a perspective view showing the rotor core 6, the first motor fan 4a, and the second motor fan 4b according to the first embodiment.
- FIG. 5 is a diagram showing an example of the motor fan according to the first embodiment.
- the motor 100 has a plurality of motor fans. Specifically, the motor 100 has a first motor fan 4a and a second motor fan 4b.
- the first motor fan 4 a and the second motor fan 4 b are positioned axially outward of the rotor core 6 and fixed to the shaft 5 axially outward of the rotor core 6 .
- the first motor fan 4 a and the second motor fan 4 b rotate together with the shaft 5 and the rotor core 6 .
- the first motor fan 4 a is located on the one axial side P 1 with respect to the rotor core 6 .
- the second motor fan 4b is located on the other side P2 in the axial direction with respect to the rotor core 6. As shown in FIG. As shown in FIGS. 1, 2 and 4, the first motor fan 4a contacts the end surface of the rotor core 6 on one axial side P1. Further, the second motor fan 4b contacts the end surface of the rotor core 6 on the other axial side P2.
- the first motor fan 4a has a plate-like first fan body portion 40a.
- the first fan main body portion 40a includes a first fan through hole 41a, a first flange portion 42a, a plurality of first vent holes 43a, a first taper portion 431a, a plurality of first air blowing portions 45a, and a first wall portion 46a.
- the first fan through-hole 41a is located in the center of the first fan main body 40a when viewed in the axial direction of the first fan main body 40a.
- the first fan through hole 41a axially penetrates the first fan main body 40a.
- the shaft 5 is inserted into the first fan through hole 41a.
- the first motor fan 4a is fixed to the shaft 5 at a position on one axial side P1 of the rotor core 6 by a fixing member 10, which will be described later.
- a first fan body portion 40 a of the first motor fan 4 a rotates together with the shaft 5 and the rotor core 6 .
- the first flange portion 42a is annular.
- the first flange portion 42a is located radially outward with respect to the first fan through hole 41a. Note that the first flange portion 42 a contacts the end surface of the rotor core 6 .
- the first air hole 43a axially penetrates the first fan body portion 40a.
- the first fan main body portion 40a includes a first tapered portion 431a positioned on the inner peripheral surface of the first vent hole 43a.
- the first tapered portion 431a enlarges the passage area of the first air hole 43a as it is axially separated from the rotor core 6.
- the first tapered portion 431a is inclined radially outward as it extends axially outward.
- the first air blower 45a includes a first recess 44a and at least one first blade 48a. As shown in FIG. 5, there may be a plurality of first blades 48a. As shown in FIG. 5, the first recessed portion 44a is a portion that is recessed in the axial direction on the rotor core 6 side surface of the first fan main body portion 40a. The first recessed portion 44a is positioned radially outward with respect to the first flange portion 42a. The first concave portion 44a extends from the first flange portion 42a to the outer peripheral edge portion of the first fan body portion 40a.
- the first concave portion 44a has a first inner peripheral side bottom surface portion 441a and a first tapered bottom surface portion 442a on the bottom surface.
- the first inner peripheral bottom surface portion 441a extends radially outward from the first flange portion 42a.
- the first tapered bottom surface portion 442a is located radially outward of the first inner peripheral side bottom surface portion 441a.
- the first tapered bottom surface portion 442a extends from the first inner peripheral side bottom surface portion 441a to the outer peripheral edge portion of the first fan main body portion 40a. In the first tapered bottom surface portion 442a, the depth of the first concave portion 44a increases toward the outer peripheral edge portion of the first fan main body portion 40a.
- a surface of the first fan main body portion 40 a having the first concave portion 44 a contacts the end surface of the rotor core 6 .
- the first recess 44a and the end face of the rotor core 6 form a first radial air passage 47a of the first blower portion 45a. That is, the rotor 2 and the first air blowing portion 45a include a first radial air passage 47a that is a space surrounded by the bottom and side surfaces of the first recess 44a and the axial end surface of the rotor core 6 .
- the plurality of first blades 48a axially protrude toward the rotor core 6 from the bottom surface of the first recess 44a.
- the radially outer ends of the plurality of first blades 48a are positioned at the outer peripheral edge of the first fan body portion 40a.
- the entire first blade 48a is positioned radially outward of the first vent hole 43a.
- the entire first blade 48a is positioned radially outward of the first air hole 43a.
- the plurality of first blades 48a extend linearly in the radial direction.
- the position of the tip of the first blade 48a and the position of the end surface of the first fan main body 40a in contact with the axial end surface of the rotor core 6 in the axial direction are determined. , are the same.
- the height of the first blade 48a is such that when the end surface of the first fan main body 40a is in contact with the end surface of the rotor core 6, no gap is formed between the end surface of the rotor core 6 and the first blade 48a.
- the first wall portion 46a separates the adjacent first blower portion 45a and the first ventilation hole 43a.
- the second motor fan 4b is a motor fan having the same configuration as the first motor fan 4a will be described below.
- the second motor fan 4b has the same configuration as the first motor fan 4a described above, so detailed description of the configuration is omitted.
- the fan main body of the second motor fan 4b is referred to as a second fan main body 40b.
- the fan through hole, the flange portion, the ventilation hole, the taper portion, the blower portion, and the wall portion of the second fan main body portion 40b are formed into the second fan through hole 41b, the second flange portion 42b, and the second ventilation hole 43b, respectively.
- the recesses, vanes, and radial air passages of the second air blower 45b are referred to as a second recess 44b, a second vane 48b, and a second radial air passage 47b.
- the inner peripheral bottom surface portion and the tapered bottom surface portion of the bottom surface of the second recess 44b are referred to as a second inner peripheral bottom surface portion 441b and a second tapered bottom surface portion 442b.
- the fixed member is annular.
- the fixing member 10 is a nut.
- a fastener other than the nut may be used as the fixing member.
- a shaft 5 is inserted into the fixed member 10 .
- the fixing member 10 is located on the one axial side P1 of the first motor fan 4a.
- the fixed member 10 comes into contact with the first motor fan 4a and restricts its movement in the axial direction.
- the shaft 5 has a pressing portion 51 radially protruding from the outer peripheral surface of the shaft 5 .
- the pressing portion 51 is positioned on the other side P2 in the axial direction of the shaft 5 relative to the second motor fan 4b.
- the end surface of the second motor fan 4b on the other axial side P2 comes into contact with the pressing portion 51 to restrict the movement in the axial direction.
- the first motor fan 4 a , the rotor core 6 , and the second motor fan 4 b are sandwiched between the fixing member 10 and the pressing portion 51 .
- the first motor fan 4a, the rotor core 6, and the second motor fan 4b are sandwiched between the fixing member 10 and the pressing portion 51 in the axial direction. , is fixed to the shaft 5 .
- FIG. 6 the center view shows the rotor core 6 .
- 6 shows the surface of the first motor fan 4 a attached to the rotor core 6 on the side that contacts the rotor core 6 .
- 6 shows the surface of the second motor fan 4b attached to the rotor core 6 on the side contacting the rotor core 6.
- FIG. Further, broken lines in the drawings of the first motor fan 4a and the second motor fan 4b indicate the positions of the openings of the first axial air passage 63a and the second axial air passage 63b in the rotor core 6, respectively.
- the number of first axial air passages 63a and the number of second axial air passages 63b are equal.
- the plurality of first axial air passages 63a and the plurality of second axial air passages 63b are alternately positioned in the rotor core 6 in the circumferential direction.
- the plurality of first air blowing portions 45a and the plurality of first ventilation holes 43a are alternately positioned in the circumferential direction.
- the plurality of second air blowing portions 45b and the plurality of second ventilation holes 43b are alternately positioned in the circumferential direction in the second fan body portion 40b.
- the position of the first blower 45a of the first motor fan 4a and the position of the second blower 45b of the second motor fan 4b are displaced in the circumferential direction. Further, the position of the first ventilation hole 43a of the first motor fan 4a and the position of the second ventilation hole 43b of the second motor fan 4b are shifted in the circumferential direction.
- the angle of circumferential deviation is, for example, 45 degrees. Note that the deviation angle does not have to be 45 degrees.
- the first radial air passage 47a of the first blower portion 45a of the first motor fan 4a is located on one axial side of the first axial air passage 63a. It is located at a position facing the opening of P1. That is, the first air blowing portion 45a of the first motor fan 4a is located on the first axial side P1 of the first axial air passage 63a, and is located on the first axial side P1 of the rotor core 6 when viewed from the one axial side P1. It is located at a position overlapping the directional air passage 63a.
- the second ventilation hole 43b of the second motor fan 4b axially penetrates the second fan body portion 40b of the second motor fan 4b, and is located on the other axial side P2 of the first axial air passage 63a. Located at a position facing the opening. In other words, the second air hole 43b is located at a position overlapping the first axial air passage 63a when viewed from the other axial side P2 of the rotor core 6, and is connected to the other axial side P2 of the first axial air passage 63a. .
- first radial air passage 47a and the second air hole 43b of the first air blowing portion 45a are connected to the first axial air passage 63a.
- a two-dot chain line with white circles at the ends indicates the correspondence relationship between the first radial air passage 47a, the second vent hole 43b, and the first axial air passage 63a.
- the second radial air passage 47b of the second air blowing portion 45b of the second motor fan 4b is located on the other axial side of the second axial air passage 63b. It is located at a position facing the opening of P2. That is, the second air blowing portion 45b of the second motor fan 4b is located on the other axial side P2 of the second axial air passage 63b, and is located on the second axial side P2 when the rotor core 6 is viewed from the other axial side P2. It is located at a position overlapping the directional air passage 63b.
- first ventilation hole 43a of the first motor fan 4a axially penetrates the first fan main body portion 40a of the first motor fan 4a, and is located on one axial side P1 of the second axial air passage 63b. Located at a position facing the opening. That is, the first air hole 43a is located at a position overlapping the second axial air passage 63b when viewed from the one axial side P1 of the rotor core 6, and is connected to the one axial side P1 of the second axial air passage 63b. .
- the second radial air passage 47b and the first ventilation hole 43a of the second blower portion 45b are connected to the second axial air passage 63b.
- the two-dot chain line with black circles at the ends indicates the correspondence relationship between the second radial air passage 47b, the first vent hole 43a, and the second axial air passage 63b.
- the first blower portion 45a of the first motor fan 4a and the second blower portion 45b of the second motor fan 4b are positioned at different positions. positioned. That is, when the rotor core 6 is viewed in the axial direction, the first air blower 45a and the second air blower 45b are positioned so as not to overlap each other.
- FIG. 1 and 2 dashed arrows indicate an example of the direction in which air flows when the first motor fan 4a and the second motor fan 4b rotate as the shaft 5 rotates.
- the first blower portion 45a has a first radial air passage 47a extending to the outer peripheral edge portion of the first fan body portion 40a. Therefore, due to the rotation of the first motor fan 4a as described above, the first blowing portion 45a of the first motor fan 4a moves the air in the first axial air passage 63a through the first radial air passage 47a. flow radially outward. Specifically, as the first motor fan 4a rotates, the first blade 48a and the first wall portion 46a guide the air radially outward within the first radial air passage 47a. As a result, the air flows through the first axial air passage 63a from the other axial side P2 toward the one axial side P1. Air flows into the first axial air passage 63a from the other axial side P2 of the rotor core 6 through the second ventilation holes 43b.
- the first blades 48a of the first motor fan 4a overlap at least a portion of the coil end portion 33 of the stator coil 32 on one axial side P1. Therefore, the air flowed in the radial direction by the first motor fan 4a hits the coil end portion 33 on the one axial side P1. As a result, the coil end portion 33 on the one axial side P1 is cooled.
- the second blower portion 45b has a second radial air passage 47b extending to the outer peripheral edge portion of the second fan body portion 40b. Therefore, due to the rotation of the second motor fan 4b, the second blowing portion 45b of the second motor fan 4b causes the air in the second axial air passage 63b to flow radially outward through the second radial air passage 47b. flow in the direction of Specifically, as the second motor fan 4b rotates, the second blade 48b and the second wall portion 46b guide the air radially outward within the second radial air passage 47b. As a result, the air flows through the second axial air passage 63b from the one axial side P1 toward the other axial side P2. Air flows into the second axial air passage 63b from one axial side P1 of the rotor core 6 through the first ventilation holes 43a.
- the second blade 48b of the second motor fan 4b overlaps at least a portion of the coil end portion 33 of the stator coil 32 on the other axial side P2. Therefore, the air flowed in the radial direction by the second motor fan 4b hits the coil end portion 33 on the other side P2 in the axial direction. As a result, the coil end portion 33 on the other axial side P2 is cooled.
- the rotor core 6 can be efficiently cooled.
- the rotor core 6 and the coil end portions 33 can be cooled by the air that flows through the rotor core 6 and then the coil end portions 33 as described above. Therefore, with the configuration of the motor 100 of the present embodiment, it is possible to efficiently cool the rotor core 6 and the coil end portions 33 while circulating the air around the rotor core 6 .
- the motor 100 includes the rotor 2 having the shaft 5 extending in the axial direction of the central axis, the rotor core 6 having the shaft insertion hole 61 into which the shaft 5 is inserted, and the rotor core 6. a stator 3 positioned radially outward. Further, the motor 100 has a first motor fan 4a that is fixed to the shaft 5 or the rotor core 6 at a position on one axial side P1 of the rotor core 6 and that rotates together with the rotor core 6 .
- the motor 100 also has a second motor fan 4 b that is fixed to the shaft 5 or the rotor core 6 at a position on the other axial side P ⁇ b>2 of the rotor core 6 and that rotates together with the rotor core 6 .
- the rotor core 6 has a plurality of axial air passages 63 extending axially therethrough.
- the axial air passage 63 includes a first axial air passage 63a and a second axial air passage 63b.
- the first motor fan 4a includes a first blower portion 45a located on one axial side P1 of the first axial air passage 63a, and a second axial air passage extending axially through the first motor fan 4a.
- the first air blower 45a axially flows air in the first axial air passage 63a.
- the second motor fan 4b axially penetrates the second blower portion 45b located on the other axial side P2 of the second axial air passage 63b and the second motor fan 4b to form the first axial air passage. and a second fan body portion 40b having a second air hole 43b connected to the other axial side P2 of 63a.
- the second air blower 45b causes the air to flow axially within the second axial air passage 63b.
- the rotation of the first blowing section 45a accompanying the rotation of the first motor fan 4a causes the air to flow axially through the first axial air passage 63a.
- the second air blower 45b causes the air to flow in the second axial air passage 63b in a direction opposite to the direction in which the air flows in the first axial air passage 63a.
- air flows bidirectionally in the axial direction within the rotor core 6 . Therefore, the air around the axial ends of the rotor core 6 is replaced in the axial direction. Therefore, the rotor core 6 can be efficiently cooled.
- the first blower portion 45a is located at a position overlapping the first axial air passage 63a when the rotor core 6 is viewed from the one axial side P1.
- the second blower portion 45b is located at a position overlapping the second axial air passage 63b when the rotor core 6 is viewed from the other axial side P2.
- the first blower portion 45a and the first axial air passage 63a overlap.
- the second air blowing portion 45b and the second axial air passage 63b overlap. It efficiently flows through the air passage 63b. Therefore, the rotor core 6 can be efficiently cooled.
- the first ventilation hole 43a is located at a position overlapping the second axial air passage 63b when the rotor core 6 is viewed from the one axial side P1.
- the second ventilation hole 43b is located at a position overlapping the first axial air passage 63a when the rotor core 6 is viewed from the other axial side P2.
- the first ventilation hole 43a and the second axial air passage 63b overlap each other. It flows smoothly between the air passage 63b.
- the second air passage 43b overlaps the first axial air passage 63a. and flow smoothly. The rotor core 6 can be efficiently cooled.
- the axial air passages 63 include a plurality of first axial air passages 63a and a plurality of second axial air passages 63b.
- the first fan body portion 40a has a plurality of first air blowing portions 45a and a plurality of first ventilation holes 43a.
- the second fan body portion 40b has a plurality of second air blowing portions 45b and a plurality of second ventilation holes 43b.
- the plurality of first axial air passages 63a and the plurality of second axial air passages 63b are alternately positioned in the rotor core 6 in the circumferential direction.
- the plurality of first air blowing portions 45a and the plurality of first ventilation holes 43a are alternately positioned in the circumferential direction in the first fan body portion 40a.
- the plurality of second air blowing portions 45b and the plurality of second ventilation holes 43b are alternately positioned in the circumferential direction in the second fan body portion 40b.
- the rotor core 6 can be moved in the circumferential direction compared to the case where the plurality of first air blowing portions 45a are continuously positioned in the circumferential direction and the plurality of first ventilation holes 43a are continuously positioned in the circumferential direction. Uniform cooling is possible.
- the rotor core 6 can be uniformly cooled in the circumferential direction as compared with the case where the plurality of second air blowing portions 45b are continuously positioned in the circumferential direction and the plurality of second ventilation holes 43b are continuously positioned in the circumferential direction. can be done.
- the weight balance in the circumferential direction of the first motor fan 4a and the second motor fan 4b is good. Therefore, vibration of the motor 100 is suppressed.
- the number of first axial air passages 63a and the number of second axial air passages 63b are equal. According to the above-described configuration, since the number of the first axial air passages 63a and the number of the second axial air passages 63b are equal, the number of axial air passages in the first axial air passages 63a and the second axial air passages is When the air flows in the opposite direction, the air smoothly flows in both directions in the axial direction without staying on one side or the other side in the axial direction.
- the first fan main body portion 40a has a first wall portion 46a that separates the adjacent first air blowing portion 45a and the first ventilation hole 43a.
- the second fan body portion 40b has a second wall portion 46b that separates the adjacent second air blowing portion 45b and the second ventilation hole 43b.
- the first wall portion 46a prevents air from flowing between the first blower portion 45a and the first vent hole 43a.
- the second wall portion 46b prevents air from flowing between the second blower portion 45b and the second ventilation hole 43b. Therefore, the air coming out of the axial air passage 63 of the rotor core 6 does not immediately flow into another axial air passage 63 . Therefore, high temperature air does not stay around the rotor core 6 .
- the rotor core 6 has magnet insertion holes 62a and 62b that penetrate in the axial direction and into which rotor magnets are inserted.
- the axial air passage 63 is positioned radially inward of the magnet insertion holes 62 a and 62 b in the rotor core 6 .
- the axial air passage 63 of the rotor core 6 is located radially inward of the magnet insertion holes 62a and 62b, so the rotor core 6 can be efficiently cooled.
- the weight of the rotor core can be reduced.
- the stator 3 has a stator core 31 having a plurality of slots and stator coils 32 accommodated in the slots of the stator core 31 .
- the first air blowing portion 45a has a plurality of first blades 48a, and causes air to flow radially outward as the first air blowing portion 45a rotates.
- the second air blower 45b has a plurality of second blades 48b, and blows air radially outward by rotation of the second air blower 45b.
- the blades 48 of the first air blowing portion 45a and the blades 48 of the second blowing portion 45b are located at least one of the coil end portions 33 of the stator coil 32 protruding axially outward from the stator core 31. overlap with the part.
- the air flowing radially outward by the first air blower 45 a and the second air blower 45 b hits the coil end portions 33 . Therefore, the first motor fan 4 a and the second motor fan 4 b can cool the coil end portion 33 .
- the motor 100 has a casing 1 that houses a rotor core 6, a stator 3, a first motor fan 4a, and a second motor fan 4b.
- the rotor core 6 , the stator 3 , the first motor fan 4 a and the second motor fan 4 b are positioned inside the casing 1 .
- the air flow can be easily formed in the casing 1 by the first motor fan 4a and the second motor fan 4b. Therefore, the motor 100 can be efficiently cooled.
- the internal space of the casing 1 may be a closed space. That is, the rotor core 6, stator 3, each fan, air and shaft 5 may be located within a closed space. In this case, outside air does not flow into the interior space. Dust, dust, and dirt outside the motor 100, that is, contamination, do not enter the motor 100. - ⁇ As a result, the motor 100 is not adversely affected by the contamination because there is no contamination.
- FIG. 7 is a diagram showing an example of a motor 100A according to a modification of the first embodiment.
- a motor 100A has a cooling section 34 added to the motor 100 of the first embodiment, but the configuration other than the cooling section 34 is the same.
- the same reference numerals are assigned to the same configurations as in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
- the motor 100A has a cooling section 34 .
- the cooling part 34 has, for example, a tubular shape extending in the axial direction. In addition, the cooling part 34 may not be cylindrical.
- the cooling portion 34 is positioned between the stator 3 and the tubular portion 13 of the first casing member 11 .
- the radially inner surface of the cooling portion 34 contacts the radially outer surface of the stator 3 .
- a radially outer surface of the cooling portion 34 contacts the inner surface of the tubular portion 13 .
- the cooling part 34 may be a component that is retrofitted to the first casing member 11 or may be molded as part of the first casing member 11 .
- the cooling part 34 has a coolant channel 35 inside.
- the coolant channel 35 is a channel through which coolant flows.
- one coolant channel 35 meanders within the cooling section 34 .
- the coolant is a liquid such as water. Note that the coolant may be a liquid other than water.
- the cooling part 34 has an outflow part (not shown) and an inflow part (not shown).
- a cooling device (not shown) cools the coolant flowing out from the outflow portion and causes the cooled coolant to flow into the coolant flow path 35 from the inflow portion.
- Motor 100 ⁇ /b>A has a cooling portion that cools the outer peripheral side of stator core 31 .
- the blades 48 of the first blowing section 45a and the blades 48 of the second blowing section 45b partially overlap the cooling section.
- the air blown by the first blower 45a and the second blower 45b flows toward the cooling section and is cooled by the cooling section. Since the air around the motor 100 is cooled by the cooling section, the rotor core 6 and the stator coils 32 can be efficiently cooled.
- the plurality of first air blowing portions 45a and the plurality of first ventilation holes 43a are alternately positioned in the circumferential direction.
- the plurality of second air blowing portions 45b and the plurality of second ventilation holes 43b are alternately positioned in the circumferential direction.
- not all of the plurality of first air blowing portions and the plurality of first air holes may be alternate, and some of the plurality of first air blowing portions or the plurality of first air holes are continuously positioned in the circumferential direction.
- first blades 48a of the first motor fan 4a when the first fan main body 40a is viewed in the axial direction, at least a part of the first blades 48a is positioned more than the first ventilation holes 43a. It may be positioned radially outward, and the remaining portion may be positioned radially inward of the first air hole 43a. Further, when viewed in the axial direction of the second fan main body 40b, at least a part of the second blades 48b is located radially outward of the second ventilation holes 43b, and the remaining part is located in the second ventilation hole 43b. It may be located radially inward of the air hole 43b.
- the first blade guides the air in the first radial air passage to the outer peripheral edge of the first fan main body. Also, the second blade guides the air in the second radial air passage to the outer peripheral edge of the second fan main body. Therefore, the air flows smoothly through each radial air passage.
- the first motor fan 4a and the second motor fan 4b are used.
- the fan for the first motor and the fan for the second motor may have the same size and shape, or may have different shapes or different sizes.
- first motor fan 4 a and the second motor fan 4 b are fixed to the shaft 5 .
- first motor fan and the second motor fan may be fixed to the rotor core.
- the first blower portion 45a of the first motor fan 4a and the second blower portion 45b of the second motor fan 4b flow air in both directions in the axial direction.
- the first motor fan and the second motor fan may flow air in the same axial direction.
- the rotor core 6 has the axial air passage 63 apart from the shaft insertion hole 61 and the magnet insertion hole 62 .
- either one or both of the shaft insertion hole and the magnet insertion hole may be used as the axial air passage.
- the rotor core 6 has the axial air passage 63 in addition to the shaft insertion hole 61 and the magnet insertion holes 62a, 62b.
- the shaft insertion hole and the magnet insertion hole may be used as the axial air passage.
- the axial air passage 63 is parallel to the axial direction.
- the axial air passage may extend in a direction transverse to the axial direction.
- the axial air passage may extend axially while extending circumferentially. Therefore, when viewing the rotor core in the axial direction, the opening of the first axial air passage and the opening of the second axial air passage may overlap or may be positioned at the same position. Even in this case, the opening on one side in the axial direction of the first axial air passage is connected to the first concave portion of the first blower portion of the first motor fan, and the opening on the other side in the axial direction of the first axial air passage is connected. is connected to the second ventilation hole of the fan for the second motor.
- the opening on the other side in the axial direction of the second axial air passage is connected to the second concave portion of the second blowing section of the second motor fan, and the opening on the one side in the axial direction of the second axial air passage is connected to , the first ventilation holes of the first motor fan are connected.
- the rotor core 6 has eight magnet insertion holes 62 a , eight magnet insertion holes 62 b and eight axial air passages 63 .
- the number of magnet insertion holes 62a and 62b is plural, and may be seven or less, or may be nine or more.
- the number of axial air passages may be one or more, seven or less, or nine or more.
- the axial air passage 63 is positioned radially inward of the magnet insertion holes 62a, 62b in the rotor core 6. As shown in FIG. However, the axial air passage may be positioned radially outward of the magnet insertion holes in the rotor core.
- the axial air passage 63 has a triangular shape with rounded vertices when viewed in the axial direction of the rotor core 6 .
- the shape of the axial air passage 63 is not limited to triangular, and may be circular, elliptical, or rectangular, for example.
- the end surface of the rotor core 6 on the one axial side P1 is in contact with the first motor fan 4a.
- the motor may have a first anti-scattering plate between the axial one end surface of the rotor core and the first motor fan.
- the first anti-scatter plate is fixed to the shaft or rotor core and rotates together with the rotor core.
- the first anti-scatter plate closes the opening of the magnet insertion hole on the one axial end surface of the rotor core.
- the first anti-scattering plate has a first plate through-hole that axially penetrates the first anti-scattering plate and overlaps the first axial air passage when viewed in the axial direction. Due to the first plate through-hole, the first anti-scattering plate does not block the opening of the axial air passage on the end face of the rotor core.
- the end surface of the rotor core 6 on the other axial side P2 contacts the second motor fan 4b.
- the motor may have a second anti-scatter plate between the end surface of the rotor core on the other side in the axial direction and the second motor fan.
- the second anti-scatter plate is fixed to the shaft or rotor core and rotates together with the rotor core.
- the second anti-scattering plate closes the opening of the magnet insertion hole on the other end face in the axial direction of the rotor core.
- the second anti-scattering plate has a second plate through-hole that passes through the second anti-scattering plate in the axial direction and overlaps the axial air passage when the rotor core is viewed in the axial direction. Due to the second plate through-hole, the second anti-scattering plate does not block the opening of the axial air passage on the end face of the rotor core.
- the first blower portion 45a and the second blower portion 45b have the first vane 48a and the second vane 48b linearly extending in the radial direction.
- the blades of the air blower need not be straight. Further, the number of blades that the air blowing section has may be two or less, or may be four or more.
- the first fan body portion 40a has a first tapered bottom surface portion 442a.
- the second fan main body portion 40b has a second tapered bottom surface portion 442b.
- the recess of the fan body may have a constant depth.
- the position of the tip of the first blade 48a and the position of the end surface of the first fan main body 40a that contacts the axial end surface of the rotor core 6 are the same in the axial direction.
- the position of the tip of the second blade 48b and the position of the end surface of the second fan body portion 40b that contacts the axial end surface of the rotor core 6 are the same.
- the position of the tip of the blade and the position of the end surface of the fan main body contacting the axial end surface of the rotor core need not be the same.
- the first blade 48a of the first air blowing portion 45a and the second blade 48b of the second blowing portion 45b are arranged axially from the stator core 31 of the stator coil 32. It overlaps with at least a portion of the outwardly protruding coil end portion 33 and a portion of the cooling portion.
- the first blade and the second blade do not have to overlap the coil end portion and the cooling portion.
- the first blade 48a of the first blower section 45a and the second blade 48b of the second blower section 45b overlap a part of the cooling section.
- the first blade and the second blade may not partially overlap the cooling section.
- the first radial air passage 47a is formed by the first recess 44a and the end face of the rotor core 6 on the one axial side P1. Further, the second recess 44b and the end surface of the rotor core 6 on the other axial side P2 form a second radial air passage 47b.
- the air blowing portion of the fan main body has a radial air passage which is located inside the fan main body and has one end open to the outer peripheral edge of the fan main body and the other end connected to the axial air passage. You may
- the internal space defined by the first casing member 11 and the second casing member 12 is a closed space.
- the internal space defined by the first casing member and the second casing member may not be sealed. Either or both of the first casing member and the second casing member may be open.
- the present invention is applicable to motors having a fan that rotates with the rotor core.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
モータは、ロータとステータとを有する。モータは、ロータのロータコアの軸方向一方側に位置する第1モータ用ファンと、ロータコアの軸方向他方側に位置する第2モータ用ファンと、を有する。ロータコアは、軸方向に貫通する第1軸方向空気通路と第2軸方向空気通路とを含む。第1モータ用ファンの第1ファン本体部は、第1軸方向空気通路の軸方向一方側に位置して第1軸方向空気通路内で空気を軸方向に流す第1送風部と、第1モータ用ファンを軸方向に貫通して第2軸方向空気通路の軸方向一方側に繋がる第1通気孔と、を有する。第2モータ用ファンの第2ファン本体部は、第2軸方向空気通路の軸方向他方側に位置して第2軸方向空気通路内で空気を軸方向に流す第2送風部と、第2モータ用ファンを軸方向に貫通して第1軸方向空気通路の軸方向他方側に繋がる第2通気孔と、を有する。
Description
本発明は、モータに関する。
ロータを冷却する構成を有するモータが知られている。このようなモータとして、例えば、特許文献1には、回転軸を中心に回転する回転子鉄心と、前記回転子鉄心に形成された磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、前記回転子鉄心の軸方向の両端面にそれぞれ設けられた第一および第二の端板と、を備えた回転子を有する電動機が開示されている。
前記第一の端板は、前記磁石挿入孔の一端側を塞ぐ基部と、前記基部の表面に設けられた羽根部と、を有する。前記回転子は、前記第一の端板の前記羽根部と前記回転軸との間に開口し、前記回転子鉄心と前記第二の端板とを貫通する冷却孔を有する。前記回転子が回転しているときに、前記羽根部は、前記回転子の前記軸方向の両端間に圧力差を発生させる。
特許文献1に開示された電動機では、前記回転子が回転している際に、前記羽根部は、前記回転子の前記軸方向の両端間に圧力差を発生させる。この圧力差によって、回転子鉄心内の冷却孔では、空気が軸方向の一方向に流れる。これにより、前記回転子鉄心が冷却される。しかし、第一の端板は、前記回転子鉄心における軸方向の端面の一方のみに位置している。前記回転子鉄心における軸方向の端面の一方のみに羽根部が位置する構成よりも、ロータコアをより効率良く冷却可能なモータが求められている。
本発明の目的は、ロータコアとともに回転するファンを有するモータにおいて、前記ロータコアをより効率良く冷却可能な構成を実現することにある。
本発明の例示的な一実施形態に係るモータは、中心軸の軸方向に延びるシャフトと、前記シャフトが挿入されるシャフト挿入孔を有するロータコアと、を有するロータと、前記ロータコアの径方向外側に位置するステータと、を備える。さらに、前記モータは、前記ロータコアの軸方向一方側の位置で前記シャフト又は前記ロータコアに固定され、前記ロータコアとともに回転する第1モータ用ファンを有する。また、前記モータは、前記ロータコアの軸方向他方側の位置で前記シャフト又は前記ロータコアに固定され、前記ロータコアとともに回転する第2モータ用ファンを有する。前記ロータコアは、軸方向に貫通する複数の軸方向空気通路を有する。前記軸方向空気通路は、第1軸方向空気通路と第2軸方向空気通路とを含む。前記第1モータ用ファンは、前記第1軸方向空気通路の軸方向一方側に位置する第1送風部と、前記第1モータ用ファンを軸方向に貫通して前記第2軸方向空気通路の軸方向一方側に繋がる第1通気孔と、を有する第1ファン本体部を有する。前記第2モータ用ファンは、前記第2軸方向空気通路の軸方向他方側に位置する第2送風部と、前記第2モータ用ファンを軸方向に貫通して前記第1軸方向空気通路の軸方向他方側に繋がる第2通気孔と、を有する第2ファン本体部を有する。
本発明の例示的な一実施形態に係るモータによれば、第1モータ用ファンの回転に伴う第1送風部の回転によって、前記第1送風部が空気を流す場合、空気が第1軸方向空気通路内を軸方向に流れる。また、第2モータ用ファンの回転に伴う第2送風部の回転によって、前記第2送風部が空気を流す場合、空気が第2軸方向空気通路内を軸方向に流れる。これにより、ロータコア内で、空気が軸方向に流れる。よって、前記ロータコアを効率良く冷却することができる。
以下、図面を参照し、本発明の例示的な実施の形態を詳しく説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表しているわけではない。
なお、以下では、モータ100の説明において、モータ100の中心軸Pと平行な方向を「軸方向」、中心軸Pに直交する方向を「径方向」、中心軸Pを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とそれぞれ称する。以下の説明、及び、図面において、「P1」は軸方向一方側を示す符号である。「P2」は、軸方向他方側を示す符号である。ただし、この定義により、モータ100の使用時の向きを限定する意図はない。
また、以下の説明において、“固定”、“接続”及び“取り付ける”等(以下、固定等)の表現は、部材同士が直接、固定等されている場合だけでなく、他の部材を介して固定等されている場合も含む。すなわち、以下の説明において、固定等の表現には、部材同士の直接的及び間接的な固定等の意味が含まれる。
(実施形態1)
図1~図6を用いて、実施形態1に係るモータ100の一例を説明する。
図1~図6を用いて、実施形態1に係るモータ100の一例を説明する。
(モータの構成)
実施形態1に係るモータ100は、車両の車軸を回転させる駆動源として使用可能である。車両は、例えば、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)、電気自動車(EV)である。なお、実施形態1に係るモータ100は、車両以外の装置、機器、部材を動作させる駆動源として使用することも可能である。
実施形態1に係るモータ100は、車両の車軸を回転させる駆動源として使用可能である。車両は、例えば、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)、電気自動車(EV)である。なお、実施形態1に係るモータ100は、車両以外の装置、機器、部材を動作させる駆動源として使用することも可能である。
図1、図2は、実施形態1に係るモータ100の概略構成を、中心軸Pを含む断面で示す図である。図1は、後述する第1軸方向空気通路63aを含む断面図である。図2は、後述する第2軸方向空気通路63bを含む断面図である。
図1及び図2に示すように、モータ100は、ケーシング1、ロータ2、ステータ3、第1モータ用ファン4a、第2モータ用ファン4b、及び、固定部材10を備える。実施形態1では、モータ100は、円筒状のステータ3内に、ロータ2が中心軸Pを中心として回転可能に位置する、いわゆるインナーロータ型のモータである。
(ケーシング)
ケーシング1は、ロータ2、ステータ3、第1モータ用ファン4a、第2モータ用ファン4b、及び、固定部材10を収容する。ケーシング1は、第1ケーシング部材11及び第2ケーシング部材12を有する。
ケーシング1は、ロータ2、ステータ3、第1モータ用ファン4a、第2モータ用ファン4b、及び、固定部材10を収容する。ケーシング1は、第1ケーシング部材11及び第2ケーシング部材12を有する。
第1ケーシング部材11は、筒部13及び底板部14を含む。筒部13は、筒状であり、ステータ3の径方向外方に位置する。筒部13は、軸方向に延びる。底板部14は、筒部13の軸方向他方側P2の端部を塞いでいる。筒部13は、軸方向一方側P1が開口している。底板部14は、底板部貫通孔15及び第1軸受部16を有する。底板部貫通孔15は、底板部14を軸方向に貫通する。第1軸受部16は、底板部貫通孔15の径方向内方に位置する。
第2ケーシング部材12は、環状の板部材である。第2ケーシング部材12は、筒部13の軸方向一方側P1の開口を塞いでいる。第2ケーシング部材12は、ケーシング貫通孔17及び第2軸受部18を有する。ケーシング貫通孔17は、第2ケーシング部材12を軸方向に貫通する。第2軸受部18は、筒状であり、ケーシング貫通孔17の径方向内方に位置する。
(ロータ)
ロータ2は、シャフト5及びロータコア6を有する。
ロータ2は、シャフト5及びロータコア6を有する。
(シャフト)
図1に示すように、シャフト5は中空棒状であり、軸方向に延びる。シャフト5の軸方向他方側P2の端部は、第1軸受部16に挿入される。シャフト5の軸方向一方側P1の端部は、第2軸受部18に挿入される。第1軸受部16及び第2軸受部18は、シャフト5を回転可能に支持する。第1軸受部16及び第2軸受部18は、例えば、ベアリングである。これにより、シャフト5は、中心軸Pを中心として回転可能である。
図1に示すように、シャフト5は中空棒状であり、軸方向に延びる。シャフト5の軸方向他方側P2の端部は、第1軸受部16に挿入される。シャフト5の軸方向一方側P1の端部は、第2軸受部18に挿入される。第1軸受部16及び第2軸受部18は、シャフト5を回転可能に支持する。第1軸受部16及び第2軸受部18は、例えば、ベアリングである。これにより、シャフト5は、中心軸Pを中心として回転可能である。
(ロータコア)
図3は、実施形態1に係るロータコア6の一例を示す。ロータコア6は、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板のコア板を、厚み方向に複数枚、積層することによって構成される。図3に示すように、ロータコア6は柱状である。ロータコア6は、シャフト挿入孔61、複数の磁石挿入孔62a、62b、及び、複数の軸方向空気通路63を有する。
図3は、実施形態1に係るロータコア6の一例を示す。ロータコア6は、所定の形状に打ち抜かれた電磁鋼板のコア板を、厚み方向に複数枚、積層することによって構成される。図3に示すように、ロータコア6は柱状である。ロータコア6は、シャフト挿入孔61、複数の磁石挿入孔62a、62b、及び、複数の軸方向空気通路63を有する。
シャフト挿入孔61は、ロータコア6を軸方向に見て、ロータコア6の中央に位置する。シャフト挿入孔61は、ロータコア6を軸方向に貫通している。シャフト5がシャフト挿入孔61内に挿入される。ロータコア6はシャフト5に固定され、中心軸Pを中心に、シャフト5とともに回転する。
図3に示すように、ロータコア6は、周方向一方側に向かうに従って径方向外方に延びる磁石挿入孔62a及び周方向他方側に向かうに従って径方向外方に延びる磁石挿入孔62bを有する。ロータコア6は、それぞれ8個の磁石挿入孔62a,62bを有する。複数の磁石挿入孔62a,62bは、ロータコア6の周方向に並んでいる。それぞれの磁石挿入孔62a,62b内には、図示しないロータ磁石が収容される。なお、図1、図2では磁石挿入孔62a,62bの図示を省略している。
図3に示すように、軸方向空気通路63は、ロータコア6内に空気を流すための通路である。軸方向空気通路63は、磁石挿入孔62a,62bよりも径方向内側に位置する。軸方向空気通路63は、それぞれ、ロータコア6を軸方向に貫通する。軸方向空気通路63によって、ロータコア6は、ロータコア6の軸方向一方側P1の端面及び軸方向他方側P2の端面の両方で、開口している。軸方向空気通路63は、ロータコア6を軸方向に見て、頂点が丸められた三角形状である。
図3に示すように、ロータコア6は、8個の軸方向空気通路63を有する。軸方向空気通路63は、後述する第1軸方向空気通路63aと第2軸方向空気通路63bとを含む。例えば、ロータコア6は、モータ100の極対数の2倍の軸方向空気通路63を有する。それぞれの軸方向空気通路63は、ロータコア6の周方向に等間隔に並んでいる。具体的に、複数の軸方向空気通路63は、シャフト5の周方向に45度(360/(極対数×2))の間隔で位置することが好ましい。ここで、図3における破線は、磁石挿入孔62aと磁石挿入孔62bとの間の領域と、中心軸Pとを結ぶ直線の一例を示す。図3の破線に示すように、ロータコア6を軸方向に見て、軸方向空気通路63は、ロータコア6における磁石挿入孔62aと磁石挿入孔62bとの間の領域と、中心軸Pとの間には、位置しない。これにより、前記領域と中心軸Pとの間に軸方向空気通路63が位置する場合に比べて、ロータコア6において前記領域の剛性を確保することができ、ロータコア6の強度の低下が抑制される。よって、ロータコア6に径方向の力が加わっても、ロータコア6の径方向の変形が抑制される。
(ステータ)
ステータ3は、円筒状である。ステータ3は、ロータ2の径方向外方に位置する。ステータ3は、ステータコア31と、ステータコイル32とを有する。ステータコア31は、円筒状である。ステータコア31は、内周に周方向に並んだ複数のスロットを有する。スロットの図示は省略する。各スロットは、ステータ3に対して軸方向に延びている。各スロット内には、軸方向に延びるステータコイル32が収容されている。ステータコイル32は、ステータコア31に巻回されている。ステータコイル32は、ステータコア31の軸方向端部から軸方向外方に突出しているコイルエンド部33を有する。
ステータ3は、円筒状である。ステータ3は、ロータ2の径方向外方に位置する。ステータ3は、ステータコア31と、ステータコイル32とを有する。ステータコア31は、円筒状である。ステータコア31は、内周に周方向に並んだ複数のスロットを有する。スロットの図示は省略する。各スロットは、ステータ3に対して軸方向に延びている。各スロット内には、軸方向に延びるステータコイル32が収容されている。ステータコイル32は、ステータコア31に巻回されている。ステータコイル32は、ステータコア31の軸方向端部から軸方向外方に突出しているコイルエンド部33を有する。
(モータ用ファン)
図4、図5を用いて、実施形態1に係るモータ用ファンの一例を説明する。図4は、実施形態1に係るロータコア6、第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bを示す斜視図である。図5は、実施形態1に係るモータ用ファンの一例を示す図である。
図4、図5を用いて、実施形態1に係るモータ用ファンの一例を説明する。図4は、実施形態1に係るロータコア6、第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bを示す斜視図である。図5は、実施形態1に係るモータ用ファンの一例を示す図である。
図1、図2及び図4に示すように、モータ100は複数のモータ用ファンを有する。具体的に、モータ100は、第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bを有する。第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bは、ロータコア6に対して軸方向外方に位置し、ロータコア6の軸方向外方でシャフト5に固定される。第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bは、シャフト5及びロータコア6とともに回転する。
第1モータ用ファン4aは、ロータコア6に対して軸方向一方側P1に位置する。また、第2モータ用ファン4bは、ロータコア6に対して軸方向他方側P2に位置する。図1、図2及び図4に示すように、第1モータ用ファン4aは、ロータコア6の軸方向一方側P1の端面と接触する。また、第2モータ用ファン4bは、ロータコア6の軸方向他方側P2の端面と接触する。
図5に示すように、第1モータ用ファン4aは、板状の第1ファン本体部40aを有する。第1ファン本体部40aは、第1ファン貫通孔41a、第1フランジ部42a、複数の第1通気孔43a、第1テーパー部431a、複数の第1送風部45a、及び、第1壁部46aを有する。
図5に示すように、第1ファン貫通孔41aは、第1ファン本体部40aを軸方向に見て、第1ファン本体部40aの中央に位置する。第1ファン貫通孔41aは、第1ファン本体部40aを軸方向に貫通する。シャフト5が、第1ファン貫通孔41a内に挿入される。第1モータ用ファン4aは、後述する固定部材10によって、ロータコア6の軸方向一方側P1の位置でシャフト5に固定される。第1モータ用ファン4aの第1ファン本体部40aは、シャフト5及びロータコア6とともに回転する。
第1フランジ部42aは環状である。第1フランジ部42aは、第1ファン貫通孔41aに対して径方向外方に位置する。なお、第1フランジ部42aは、ロータコア6の端面と接触する。
第1通気孔43aは、第1ファン本体部40aを軸方向に貫通する。図4に示すように、第1ファン本体部40aは、第1通気孔43aの内周面に位置する第1テーパー部431aを含む。第1テーパー部431aは、ロータコア6から軸方向に離れるに従って、第1通気孔43aの通路面積を拡大させる。例えば、第1テーパー部431aは、軸方向外方に向かうに従って、径方向外方に傾斜している。
第1送風部45aは、第1凹部44a及び少なくとも1つの第1羽根48aを含む。図5に示すように、第1羽根48aは複数であってもよい。図5に示すように、第1凹部44aは、第1ファン本体部40aのロータコア6側の面において、軸方向に凹む部分である。第1凹部44aは、第1フランジ部42aに対して径方向外方に位置する。第1凹部44aは、第1フランジ部42aから第1ファン本体部40aの外周縁部まで延びている。
第1凹部44aは、底面に、第1内周側底面部441aと第1テーパー底面部442aとを有する。第1内周側底面部441aは、第1フランジ部42aから径方向外方に延びる。第1テーパー底面部442aは、第1内周側底面部441aよりも径方向外方に位置する。第1テーパー底面部442aは、第1内周側底面部441aから第1ファン本体部40aの外周縁部まで延びる。第1テーパー底面部442aでは、第1ファン本体部40aの外周縁部に向かうに従って第1凹部44aの深さが深くなっている。
第1ファン本体部40aのうち、第1凹部44aを有する面が、ロータコア6の端面と接触する。第1ファン本体部40aの端面がロータコア6の端面と接触した状態で、第1凹部44aとロータコア6の端面とによって、第1送風部45aの第1径方向空気通路47aが構成される。すなわち、ロータ2及び第1送風部45aは、第1凹部44aの底面及び側面と、ロータコア6の軸方向の端面とに囲まれた空間である第1径方向空気通路47aを含む。
複数の第1羽根48aは、第1凹部44aの底面からロータコア6に向けて軸方向に突出する。複数の第1羽根48aの径方向外側端部は、第1ファン本体部40aの外周縁部に位置する。さらに、第1ファン本体部40aを軸方向に見て、第1羽根48aの全体が第1通気孔43aよりも径方向外方に位置する。具体的に、第1ファン本体部40aを軸方向に見て、第1羽根48aの全体が、第1通気孔43aよりも径方向外方に位置する。また、複数の第1羽根48aは、径方向に直線状に延びている。
なお、第1ファン本体部40aを径方向に見て、軸方向において、第1羽根48aの先端の位置と、ロータコア6の軸方向端面と接触する第1ファン本体部40aの端面の位置とは、同じである。つまり、第1羽根48aの高さは、第1ファン本体部40aの端面がロータコア6の端面と接触した状態で、ロータコア6の端面と第1羽根48aとの間に隙間ができない高さである。
第1壁部46aは、隣接する第1送風部45aと第1通気孔43aとを隔てる。
以下では、第2モータ用ファン4bが、第1モータ用ファン4aと構成が同じモータ用ファンである例を説明する。第2モータ用ファン4bは、上述した第1モータ用ファン4aと同様の構成であるので詳細な構成の説明を省略する。
なお、以下の説明では、第2モータ用ファン4bのファン本体部を第2ファン本体部40bと称する。また、第2ファン本体部40bのファン貫通孔、フランジ部、通気孔、テーパー部、送風部、及び、壁部をそれぞれ、第2ファン貫通孔41b、第2フランジ部42b、第2通気孔43b、第2テーパー部431b、第2送風部45b、及び、第2壁部46bと称する。また、第2送風部45bが有する凹部、羽根、及び、径方向空気通路を、第2凹部44b、第2羽根48b、第2径方向空気通路47bと称する。また、第2凹部44bの底面の内周側底面部及びとテーパー底面部を、第2内周側底面部441b及びと第2テーパー底面部442bと称する。
(固定部材)
固定部材は円環状である。例えば、固定部材10は、ナットである。なお、ナット以外の留め具が固定部材として用いられてもよい。シャフト5が、固定部材10に挿入される。固定部材10は、第1モータ用ファン4aよりも軸方向一方側P1に位置する。固定部材10は、第1モータ用ファン4aと接触し、軸方向の移動を規制する。図1、図2に示すように、シャフト5は、シャフト5の外周面から径方向に突出する押さえ部51を有する。押さえ部51は、シャフト5において、第2モータ用ファン4bよりも軸方向他方側P2に位置する。第2モータ用ファン4bの軸方向他方側P2の端面が押さえ部51と接触し、軸方向の移動を規制する。
固定部材は円環状である。例えば、固定部材10は、ナットである。なお、ナット以外の留め具が固定部材として用いられてもよい。シャフト5が、固定部材10に挿入される。固定部材10は、第1モータ用ファン4aよりも軸方向一方側P1に位置する。固定部材10は、第1モータ用ファン4aと接触し、軸方向の移動を規制する。図1、図2に示すように、シャフト5は、シャフト5の外周面から径方向に突出する押さえ部51を有する。押さえ部51は、シャフト5において、第2モータ用ファン4bよりも軸方向他方側P2に位置する。第2モータ用ファン4bの軸方向他方側P2の端面が押さえ部51と接触し、軸方向の移動を規制する。
第1モータ用ファン4a、ロータコア6、及び、第2モータ用ファン4bは、固定部材10と押さえ部51との間で挟まれている。固定部材10をシャフト5に対して回転させて締めることによって、第1モータ用ファン4a、ロータコア6、及び、第2モータ用ファン4bは、固定部材10及び押さえ部51によって軸方向に挟み込まれて、シャフト5に固定される。
(通気孔と送風部の位置関係)
次に、図6を用いて、第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bがロータコア6に固定されたモータ100において、ロータコア6を軸方向に見た場合の第1ファン本体部40aが有する第1送風部45a及び第1通気孔43aと、第2ファン本体部40bが有する第2送風部45b及び第2通気孔43bの位置関係の一例を説明する。
次に、図6を用いて、第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bがロータコア6に固定されたモータ100において、ロータコア6を軸方向に見た場合の第1ファン本体部40aが有する第1送風部45a及び第1通気孔43aと、第2ファン本体部40bが有する第2送風部45b及び第2通気孔43bの位置関係の一例を説明する。
図6のうち、中央図は、ロータコア6を示す。図6のうち、右図は、ロータコア6に取り付けられた状態の第1モータ用ファン4aのロータコア6に接触する側の面を示す。図6のうち、左図は、ロータコア6に取り付けられた状態の第2モータ用ファン4bのロータコア6に接触する側の面を示す。さらに、第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bの図における破線は、ロータコア6における第1軸方向空気通路63a及び第2軸方向空気通路63bの開口の位置を示す。なお、第1軸方向空気通路63aの数と第2軸方向空気通路63bの数は等しい。
図6に示すように、複数の第1軸方向空気通路63aと複数の第2軸方向空気通路63bとは、ロータコア6において、周方向に交互に位置する。また、第1ファン本体部40aにおいて、複数の第1送風部45aと複数の第1通気孔43aとは、周方向に交互に位置する。さらに、複数の第2送風部45bと複数の第2通気孔43bとは、第2ファン本体部40bにおいて、周方向に交互に位置する。
図6に示すように、第1モータ用ファン4aの第1送風部45aの位置と、第2モータ用ファン4bの第2送風部45bの位置とは、周方向にずれている。また、第1モータ用ファン4aの第1通気孔43aの位置と、第2モータ用ファン4bの第2通気孔43bの位置とは、周方向にずれている。周方向のずれの角度は、例えば、45度である。なお、ずれの角度は45度でなくてもよい。
図6に示すように、ロータ2を軸方向に見て、第1モータ用ファン4aの第1送風部45aの第1径方向空気通路47aは、第1軸方向空気通路63aの軸方向一方側P1の開口と対向する位置に位置する。つまり、第1モータ用ファン4aの第1送風部45aは、第1軸方向空気通路63aの軸方向一方側P1に位置し、かつ、ロータコア6を軸方向一方側P1から見て、第1軸方向空気通路63aに重なる位置に位置する。
また、第2モータ用ファン4bの第2通気孔43bは、第2モータ用ファン4bの第2ファン本体部40bを軸方向に貫通し、第1軸方向空気通路63aの軸方向他方側P2の開口と対向する位置に位置する。つまり、第2通気孔43bは、ロータコア6を軸方向他方側P2から見て、第1軸方向空気通路63aと重なる位置に位置し、第1軸方向空気通路63aの軸方向他方側P2に繋がる。
このように、第1送風部45aの第1径方向空気通路47a及び第2通気孔43bが、第1軸方向空気通路63aと繋がる。図6において、端部が白丸の二点鎖線は、第1径方向空気通路47a、第2通気孔43b、及び、第1軸方向空気通路63aの対応関係を示している。
これにより、空気は、第1径方向空気通路47aと第1軸方向空気通路63aとの間で移動可能である。また、空気は、第2通気孔43bと第1軸方向空気通路63aとの間で移動可能である。
図6に示すように、ロータ2を軸方向に見て、第2モータ用ファン4bの第2送風部45bの第2径方向空気通路47bは、第2軸方向空気通路63bの軸方向他方側P2の開口と対向する位置に位置する。つまり、第2モータ用ファン4bの第2送風部45bは、第2軸方向空気通路63bの軸方向他方側P2に位置し、かつ、ロータコア6を軸方向他方側P2から見て、第2軸方向空気通路63bに重なる位置に位置する。
また、第1モータ用ファン4aの第1通気孔43aは、第1モータ用ファン4aの第1ファン本体部40aを軸方向に貫通し、第2軸方向空気通路63bの軸方向一方側P1の開口と対向する位置に位置する。つまり、第1通気孔43aは、ロータコア6を軸方向一方側P1から見て、第2軸方向空気通路63bと重なる位置に位置し、第2軸方向空気通路63bの軸方向一方側P1に繋がる。
そのため、第2送風部45bの第2径方向空気通路47b及び第1通気孔43aが、第2軸方向空気通路63bと繋がる。図6において、端部が黒丸の二点鎖線は、第2径方向空気通路47b、第1通気孔43a、及び、第2軸方向空気通路63bの対応関係を示している。
これにより、空気は、第2径方向空気通路47bと第2軸方向空気通路63bとの間で移動可能である。また、空気は、第1通気孔43aと第2軸方向空気通路63bとの間で移動可能である。
さらに、実施形態1のモータ100では、ロータコア6を軸方向に見て、第1モータ用ファン4aの第1送風部45aと第2モータ用ファン4bの第2送風部45bとは、異なる位置に位置している。つまり、ロータコア6を軸方向に見て、第1送風部45aと第2送風部45bとは、互いに重ならない位置に位置する。
(モータの冷却)
次に、図1、図2を用いて、実施形態1に係るモータ100での空気による冷却の一例を説明する。図1、図2において、破線矢印は、シャフト5の回転に伴って、第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bが回転した場合に、空気が流れる方向の一例を示す。
次に、図1、図2を用いて、実施形態1に係るモータ100での空気による冷却の一例を説明する。図1、図2において、破線矢印は、シャフト5の回転に伴って、第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bが回転した場合に、空気が流れる方向の一例を示す。
ロータ2が中心軸Pを中心として回転すると、シャフト5及びロータコア6が回転する。シャフト5及びロータコア6の回転に伴って、第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bが回転する。
第1送風部45aは、第1ファン本体部40aの外周縁部まで延びる第1径方向空気通路47aを有する。そのため、上述のような第1モータ用ファン4aの回転によって、第1モータ用ファン4aの第1送風部45aは、第1軸方向空気通路63aの空気を、第1径方向空気通路47aを介して径方向外方に流す。具体的には、第1モータ用ファン4aの回転によって、第1羽根48aと第1壁部46aとが、第1径方向空気通路47a内で空気を径方向外方に案内する。これにより、空気は、第1軸方向空気通路63a内を、軸方向他方側P2から軸方向一方側P1に向けて流れる。第1軸方向空気通路63a内には、ロータコア6の軸方向他方側P2から、第2通気孔43bを通って、空気が流れる。
図1に示すように、ステータ3を径方向に見て、第1モータ用ファン4aの第1羽根48aは、ステータコイル32の軸方向一方側P1のコイルエンド部33の少なくとも一部と重なる。そのため、第1モータ用ファン4aが径方向に流した空気は、軸方向一方側P1のコイルエンド部33に当たる。これにより、軸方向一方側P1のコイルエンド部33が冷却される。
第2送風部45bは、第2ファン本体部40bの外周縁部まで延びる第2径方向空気通路47bを有する。そのため、第2モータ用ファン4bの回転によって、第2モータ用ファン4bの第2送風部45bは、第2軸方向空気通路63bの空気を、第2径方向空気通路47bを介して径方向外方に流す。具体的には、第2モータ用ファン4bの回転によって、第2羽根48bと第2壁部46bとが、第2径方向空気通路47b内で空気を径方向外方に案内する。これにより、空気は、第2軸方向空気通路63b内を、軸方向一方側P1から軸方向他方側P2に向けて流れる。第2軸方向空気通路63b内には、ロータコア6の軸方向一方側P1から、第1通気孔43aを通って、空気が流れる。
図2に示すように、ステータ3を径方向に見て、第2モータ用ファン4bの第2羽根48bは、ステータコイル32の軸方向他方側P2のコイルエンド部33の少なくとも一部と重なる。そのため、第2モータ用ファン4bが径方向に流した空気は、軸方向他方側P2のコイルエンド部33に当たる。これにより、軸方向他方側P2のコイルエンド部33が冷却される。
このように、第1軸方向空気通路63aと第2軸方向空気通路63bとでは、空気が逆方向に流れる。すなわち、ロータコア6の内部では、空気が、軸方向の双方向に流れる。効率良くロータコア6を冷却することができる。
上述のようにロータコア6内を流れた後にコイルエンド部33に流れる空気によって、ロータコア6及びコイルエンド部33を冷却することができる。よって、本実施形態のモータ100の構成により、ロータコア6周辺の空気を循環させつつ、ロータコア6及びコイルエンド部33を効率良く冷却することができる。
上述のように、実施形態1に係るモータ100は、中心軸の軸方向に延びるシャフト5と、シャフト5が挿入されるシャフト挿入孔61を有するロータコア6と、を有するロータ2と、ロータコア6の径方向外側に位置するステータ3と、を備える。さらに、モータ100は、ロータコア6の軸方向一方側P1の位置でシャフト5又はロータコア6に固定され、ロータコア6とともに回転する第1モータ用ファン4aを有する。また、モータ100は、ロータコア6の軸方向他方側P2の位置でシャフト5又はロータコア6に固定され、ロータコア6とともに回転する第2モータ用ファン4bを有する。ロータコア6は、軸方向に貫通する複数の軸方向空気通路63を有する。軸方向空気通路63は、第1軸方向空気通路63aと第2軸方向空気通路63bとを含む。第1モータ用ファン4aは、第1軸方向空気通路63aの軸方向一方側P1に位置する第1送風部45aと、第1モータ用ファン4aを軸方向に貫通して第2軸方向空気通路63bの軸方向一方側P1に繋がる第1通気孔43aと、を有する第1ファン本体部を有する。第1送風部45aは、第1軸方向空気通路63a内で空気を軸方向に流す。第2モータ用ファン4bは、第2軸方向空気通路63bの軸方向他方側P2に位置する第2送風部45bと、第2モータ用ファン4bを軸方向に貫通して第1軸方向空気通路63aの軸方向他方側P2に繋がる第2通気孔43bと、を有する第2ファン本体部40bを有する。第2送風部45bは、第2軸方向空気通路63b内で空気を軸方向に流す。
上述の構成によれば、第1モータ用ファン4aの回転に伴う第1送風部45aの回転によって、空気が第1軸方向空気通路63a内を軸方向に流れる。また、第2モータ用ファン4bの回転に伴う第2送風部45bの回転によって、空気が第2軸方向空気通路63b内を軸方向に流れる。これにより、ロータコア6内で、空気が軸方向に流れる。よって、ロータコア6を効率良く冷却することができる。
具体的には、第2送風部45bは、第2軸方向空気通路63b内で、第1軸方向空気通路63a内を空気が流れる方向とは逆方向に空気を流す。これにより、ロータコア6内で、空気が軸方向の双方向に流れる。よって、ロータコア6の軸方向端部の周辺の空気が軸方向で入れ替わる。従って、ロータコア6を効率良く冷却することができる。
第1送風部45aは、ロータコア6を軸方向一方側P1から見て、第1軸方向空気通路63aに重なる位置に位置する。第2送風部45bは、ロータコア6を軸方向他方側P2から見て、第2軸方向空気通路63bに重なる位置に位置する。
上述の構成によれば、ロータコア6を軸方向一方側P1から見て、第1送風部45aと第1軸方向空気通路63aとが重なるので、第1送風部45aが空気を流す場合、空気は、第1軸方向空気通路63a内を効率良く流れる。また、ロータコア6を軸方向他方側P2から見て、第2送風部45bと第2軸方向空気通路63bとが重なるので、第2送風部45bが空気を流す場合、空気は、第2軸方向空気通路63b内を効率良く流れる。従って、ロータコア6を効率良く冷却することができる。
第1通気孔43aは、ロータコア6を軸方向一方側P1から見て、第2軸方向空気通路63bと重なる位置に位置する。第2通気孔43bは、ロータコア6を軸方向他方側P2から見て、第1軸方向空気通路63aと重なる位置に位置する。
上述の構成によれば、ロータコア6を軸方向一方側P1から見て、第1通気孔43aと第2軸方向空気通路63bとが重なるので、空気は、第1通気孔43aと第2軸方向空気通路63bとの間で、スムーズに流れる。また、ロータコア6を軸方向他方側P2から見て、第2通気孔43bは第1軸方向空気通路63aと重なるので、空気は、第2通気孔43bと第1軸方向空気通路63aとの間でスムーズに流れる。ロータコア6を効率良く冷却することができる。
軸方向空気通路63は、複数の第1軸方向空気通路63aと複数の第2軸方向空気通路63bとを、含む。第1ファン本体部40aは、複数の第1送風部45aと複数の第1通気孔43aとを有する。第2ファン本体部40bは、複数の第2送風部45bと複数の第2通気孔43bとを有する。複数の第1軸方向空気通路63aと複数の第2軸方向空気通路63bとは、ロータコア6において、周方向に交互に位置する。複数の第1送風部45aと複数の第1通気孔43aとは、第1ファン本体部40aにおいて、周方向に交互に位置する。複数の第2送風部45bと複数の第2通気孔43bとは、第2ファン本体部40bにおいて、周方向に交互に位置する。
上述の構成によれば、複数の第1送風部45aが周方向に連続して位置し、複数の第1通気孔43aが周方向に連続して位置する場合に比べ、ロータコア6を周方向に均一に冷却することができる。また、複数の第2送風部45bが周方向に連続して位置し、複数の第2通気孔43bが周方向に連続して位置する場合に比べ、ロータコア6を周方向に均一に冷却することができる。しかも、上述の構成により、第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bの周方向における重量のバランスがよい。従って、モータ100の振動が抑制される。
第1軸方向空気通路63aの数と第2軸方向空気通路63bの数は等しい。上述の構成によれば、第1軸方向空気通路63aの数と第2軸方向空気通路63bの数が等しいので、前記第1軸方向空気通路63a内と前記第2通路内とで軸方向の逆方向に空気が流れる場合には、空気は、軸方向の一方側又は他方側に滞留することなく、スムーズに軸方向の双方向に流れる。
第1ファン本体部40aは、隣接する第1送風部45aと第1通気孔43aとを隔てる第1壁部46aを有する。第2ファン本体部40bは、隣接する第2送風部45bと第2通気孔43bとを隔てる第2壁部46bを有する。
上述の構成によれば、第1壁部46aは、空気が第1送風部45aと第1通気孔43aとの間で流れることを防ぐ。また、第2壁部46bは、空気が第2送風部45bと第2通気孔43bとの間での流れることを防ぐ。よって、ロータコア6の軸方向空気通路63から出た空気が、直ぐに別の軸方向空気通路63に流れない。従って、ロータコア6の周囲に高温の空気が滞留しない。
ロータコア6は、軸方向に貫通してロータ磁石が挿入される磁石挿入孔62a、62bを有する。軸方向空気通路63は、ロータコア6において磁石挿入孔62a、62bよりも径方向内側に位置する。上述の構成によれば、ロータコア6の軸方向空気通路63は、磁石挿入孔62a、62bよりも径方向内側に位置するため、ロータコア6を効率良く冷却することができる。しかも、軸方向空気通路63を設けることにより、ロータコアの軽量化を図ることができる。
ステータ3は、複数のスロットを有するステータコア31と、ステータコア31のスロット内に収容されるステータコイル32とを有する。第1送風部45aは、複数の第1羽根48aを有し、第1送風部45aの回転によって径方向外方に空気を流す。第2送風部45bは、複数の第2羽根48bを有し、第2送風部45bの回転によって径方向外方に空気を流す。ステータ3を径方向に見て、第1送風部45aの羽根48及び第2送風部45bの羽根48は、ステータコイル32のうちステータコア31から軸方向外方に突出するコイルエンド部33の少なくとも一部と重なる。
上述の構成によれば、第1送風部45a及び第2送風部45bによって径方向外方に流れる空気は、コイルエンド部33に当たる。したがって、第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bは、コイルエンド部33を冷却することができる。
モータ100は、ロータコア6、ステータ3、第1モータ用ファン4a、及び、第2モータ用ファン4bを収容するケーシング1を有する。上述の構成によれば、ロータコア6、ステータ3、第1モータ用ファン4a、及び、第2モータ用ファン4bは、ケーシング1内に位置する。これにより、ケーシング1内に、第1モータ用ファン4a、及び、第2モータ用ファン4bによる空気の流れを容易に形成することができる。よって、モータ100を効率良く冷却することができる。さらに、ケーシング1の内部空間は、密閉された空間でもよい。つまり、ロータコア6、ステータ3、各ファン、空気、及び、シャフト5は、密閉された空間内に位置してもよい。この場合、外部の空気が前記内部空間に流れ込まない。モータ100外部の埃、粉塵、ゴミ、即ち、コンタミネーションが、モータ100内に混入しない。これにより、コンタミネーションの混入がないので、モータ100は、コンタミネーションによる悪影響を受けない。
(変形例)
図7は、実施形態1の変形例に係るモータ100Aの一例を示す図である。モータ100Aは、実施形態1のモータ100に冷却部34が追加されているが、冷却部34の以外の構成は同じである。実施形態1と同一の構成には、同一の符号を付して、説明を省略する。
図7は、実施形態1の変形例に係るモータ100Aの一例を示す図である。モータ100Aは、実施形態1のモータ100に冷却部34が追加されているが、冷却部34の以外の構成は同じである。実施形態1と同一の構成には、同一の符号を付して、説明を省略する。
モータ100Aは冷却部34を有する。冷却部34は、例えば、軸方向に延びている筒状である。なお、冷却部34は、筒状でなくてもよい。冷却部34は、ステータ3と、第1ケーシング部材11の筒部13との間に位置する。冷却部34の径方向内側の面は、ステータ3の径方向外側の面と接触する。冷却部34の径方向外側の面は、筒部13の内面と接触する。冷却部34は、第1ケーシング部材11に後付けする部品であってもよいし、第1ケーシング部材11の一部として成形されてもよい。
冷却部34は、内部に、冷媒流路35を有する。冷媒流路35は、冷媒が流れる流路である。例えば、1本の冷媒流路35が冷却部34内で蛇行している。冷媒は、例えば水などの液体である。なお、冷媒は、水以外の液体でもよい。冷却部34は、図示しない流出部と図示しない流入部を有する。図示しない冷却装置は、前記流出部から流出した冷媒を冷却し、冷却した冷媒を前記流入部から冷媒流路35に流入させる。
モータ100Aは、ステータコア31の外周側を冷却する冷却部を有する。ステータ3を径方向に見て、第1送風部45aの羽根48及び第2送風部45bの羽根48は、冷却部の一部と重なる。これにより、第1送風部45a及び第2送風部45bが流す空気は、冷却部に向かって流れて、冷却部によって冷却される。モータ100の周辺の空気が冷却部によって冷却されるため、ロータコア6及びステータコイル32を効率良く冷却することができる。
<その他の実施形態>
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
前記実施形態では、第1ファン本体部40aにおいて、複数の第1送風部45aと複数の第1通気孔43aとは、周方向に交互に位置する。また、前記実施形態では、第2ファン本体部40bにおいて、複数の第2送風部45bと複数の第2通気孔43bとは、周方向に交互に位置する。しかし、第1送風部と第1通気孔との間に、通気孔でも送風部でもない領域があってもよい。また、複数の第1送風部と複数の第1通気孔の全てが交互でなくてもよく、一部の複数の第1送風部又は複数の第1通気孔は、周方向に連続して位置してもよい。また、第2送風部と第2通気孔との間に、通気孔でも送風部でもない領域があってもよい。また、複数の第2送風部と複数の第2通気孔の全てが交互でなくてもよく、一部の複数の第2送風部又は複数の第2通気孔は、周方向に連続して位置してもよい。
前記実施形態での第1モータ用ファン4aの第1羽根48aについては、第1ファン本体部40aを軸方向に見て、第1羽根48aの少なくとも一部は、第1通気孔43aよりも、径方向外方に位置し、残りの一部は、第1通気孔43aよりも径方向内方に位置してもよい。また、第2ファン本体部40bを軸方向に見て、第2羽根48bの少なくとも一部は、第2通気孔43bよりも、径方向外方に位置し、残りの一部は、第2通気孔43bよりも、径方向内方に位置してもよい。第1羽根は、第1径方向空気通路内の空気を第1ファン本体部の外周縁部に導く。また、第2羽根は、第2径方向空気通路内の空気を第2ファン本体部の外周縁部に導く。よって、空気が、それぞれの径方向空気通路内をスムーズに流れる。
前記実施形態では、第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bを用いる。第1モータ用ファン及び第2モータ用ファンは、同じサイズ、同じ形状でもよいし、異なる形状であってもよいし、異なるサイズであってもよい。
前記実施形態では、第1モータ用ファン4a及び第2モータ用ファン4bは、シャフト5に固定される。しかし、第1モータ用ファン及び第2モータ用ファンは、ロータコアに固定されてもよい。
前記実施形態では、第1モータ用ファン4aの第1送風部45a及び第2モータ用ファン4bの第2送風部45bは、軸方向において、双方向に空気を流す。しかし、第1モータ用ファン及び第2モータ用ファンは、軸方向の同じ方向に空気を流してもよい。
前記実施形態では、ロータコア6は、シャフト挿入孔61及び磁石挿入孔62とは別に、軸方向空気通路63を有する。しかし、シャフト挿入孔と磁石挿入孔の何れか一方、又は、両方が、軸方向空気通路として用いられてもよい。
前記実施形態では、ロータコア6は、シャフト挿入孔61及び磁石挿入孔62a、62bとは別に、軸方向空気通路63を有する。しかし、シャフト挿入孔と磁石挿入孔の何れか一方、又は、両方が、軸方向空気通路として用いられてもよい。
前記実施形態では、軸方向空気通路63は軸方向と平行である。しかし、軸方向空気通路は、軸方向に対して交差する方向に延びていてもよい。例えば、軸方向空気通路は、周方向に延びつつ軸方向に延びていてもよい。そのため、ロータコアを軸方向に見て、第1軸方向空気通路の開口と第2軸方向空気通路の開口が重なっていてもよいし、同じ位置に位置してもよい。この場合でも、第1軸方向空気通路の軸方向一方側の開口には、第1モータ用ファンの第1送風部の第1凹部が繋がり、第1軸方向空気通路の軸方向他方側の開口には、第2モータ用ファンの第2通気孔が繋がる。また、第2軸方向空気通路の軸方向他方側の開口には、第2モータ用ファンの第2送風部の第2凹部が繋がり、第2軸方向空気通路の軸方向一方側の開口には、第1モータ用ファンの第1通気孔が繋がる。
ロータコア6は、8個の磁石挿入孔62a、8個の磁石挿入孔62b、及び、8個の軸方向空気通路63を有する。しかし、磁石挿入孔62a、62bは、複数であり、7個以下でもよいし、9個以上でもよい。また、軸方向空気通路は、1つ以上であればよく、7個以下でもよいし、9個以上でもよい。
前記実施形態では、軸方向空気通路63は、ロータコア6において磁石挿入孔62a、62bよりも径方向内方に位置する。しかし、軸方向空気通路は、ロータコアにおいて磁石挿入孔よりも径方向外方に位置してもよい。
前記実施形態では、軸方向空気通路63は、ロータコア6を軸方向に見て、頂点が丸められた三角形状である。しかし、ロータコアを軸方向に見て、軸方向空気通路63の形状は、三角形状に限られず、例えば、円、楕円、矩形でもよい。
前記実施形態では、ロータコア6の軸方向一方側P1の端面と第1モータ用ファン4aとが接触する。しかし、モータは、ロータコアの軸方向一方側の端面と第1モータ用ファンとの間に、第1飛散防止プレートを有してもよい。第1飛散防止プレートは、シャフト又はロータコアに固定され、ロータコアとともに回転する。第1飛散防止プレートは、ロータコアの軸方向一方側の端面における磁石挿入孔の開口を塞ぐ。なお、第1飛散防止プレートは、第1飛散防止プレートを軸方向に貫通し、軸方向に見て、第1軸方向空気通路と重なる第1プレート貫通孔を有する。前記第1プレート貫通孔により、第1飛散防止プレートは、ロータコアの端面の軸方向空気通路の開口を塞がない。
前記実施形態では、ロータコア6の軸方向他方側P2の端面と第2モータ用ファン4bとが接触する。しかし、モータは、ロータコアの軸方向他方側の端面と第2モータ用ファンとの間に、第2飛散防止プレートを有してもよい。第2飛散防止プレートは、シャフト又はロータコアに固定され、ロータコアとともに回転する。第2飛散防止プレートは、ロータコアの軸方向他方側の端面における磁石挿入孔の開口を塞ぐ。なお、第2飛散防止プレートは、軸方向に第2飛散防止プレートを貫通し、ロータコアを軸方向に見て、軸方向空気通路と重なる第2プレート貫通孔を有する。第2プレート貫通孔により、第2飛散防止プレートは、ロータコアの端面の軸方向空気通路の開口を塞がない。
前記実施形態では、第1送風部45a及び第2送風部45bは、径方向に直線状に延びる第1羽根48a及び第2羽根48bを有する。しかし、送風部が有する羽根は、直線状でなくてもよい。また、送風部が有する羽根は、2枚以下でもよいし4枚以上でもよい。
前記実施形態では、第1ファン本体部40aは、第1テーパー底面部442aを有する。また、第2ファン本体部40bは、第2テーパー底面部442bを有する。しかし、ファン本体部の凹部は、深さが一定でもよい。
前記実施形態では、軸方向において、第1羽根48aの先端の位置と、ロータコア6の軸方向端面と接触する第1ファン本体部40aの端面の位置とは、同じである。また、軸方向において、第2羽根48bの先端の位置と、ロータコア6の軸方向端面と接触する第2ファン本体部40bの端面の位置とは、同じである。しかし、羽根の先端の位置と、ロータコアの軸方向端面と接触するファン本体部の端面の位置とは同じでなくてもよい。
前記実施形態及び変形例では、ステータ3を径方向に見て、第1送風部45aの第1羽根48a及び第2送風部45bの第2羽根48bは、ステータコイル32のうちステータコア31から軸方向外方に突出するコイルエンド部33の少なくとも一部及び冷却部の一部と重なる。しかし、ステータを径方向に見て、第1羽根及び第2羽根は、コイルエンド部及び冷却部と重ならなくてもよい。
前記実施形態の変形例では、ステータ3を径方向に見て、第1送風部45aの第1羽根48a及び第2送風部45bの第2羽根48bは、冷却部の一部と重なる。しかし、ステータを径方向に見て、第1羽根及び第2羽根は、冷却部の一部と重ならなくてもよい。
前記実施形態では、第1凹部44aとロータコア6の軸方向一方側P1の端面によって、第1径方向空気通路47aが構成される。また、第2凹部44bとロータコア6の軸方向他方側P2の端面によって、第2径方向空気通路47bが構成される。しかし、ファン本体部の送風部は、ファン本体部の内部に位置し、一端がファン本体部の外周縁部に開口し、他端が軸方向空気通路と繋がる通路を、径方向空気通路として有してもよい。
前記実施形態では、第1ケーシング部材11及び第2ケーシング部材12による内部空間は、密閉された空間である。しかし、第1ケーシング部材及び第2ケーシング部材による内部空間は、密閉されていなくてもよい。第1ケーシング部材と第2ケーシング部材とのいずれか一方、又は、両方が開口していてもよい。
本発明は、ロータコアとともに回転するファンを有するモータに利用可能である。
100、100A モータ
1 ケーシング
10 固定部材
11 第1ケーシング部材
12 第2ケーシング部材
13 筒部
14 底板部
15 底板部貫通孔
16 第1軸受部
17 ケーシング貫通孔
18 第2軸受部
2 ロータ
3 ステータ
31 ステータコア
32 ステータコイル
33 コイルエンド部
34 冷却部
35 冷媒流路
4a 第1モータ用ファン
40a 第1ファン本体部
41a 第1ファン貫通孔
42a 第1フランジ部
43a 第1通気孔
44a 第1凹部
441a 第1内周側底面部
442a 第1テーパー底面部
45a 第1送風部
46a 第1壁部
47a 第1径方向空気通路
48a 第1羽根
4b 第2モータ用ファン
40b 第2ファン本体部
41b 第2ファン貫通孔
42b 第2フランジ部
43b 第2通気孔
44b 第2凹部
441b 第2周側底面部
442b 第2テーパー底面部
45b 第2送風部
46b 第2壁部
47b 第2径方向空気通路
48b 第2羽根
5 シャフト
51 押さえ部
6 ロータコア
61 シャフト挿入孔
62a 磁石挿入孔
62b 磁石挿入孔
63 軸方向空気通路
63a 第1軸方向空気通路
63b 第2軸方向空気通路
P 中心軸
P1 軸方向一方側
P2 軸方向他方側
1 ケーシング
10 固定部材
11 第1ケーシング部材
12 第2ケーシング部材
13 筒部
14 底板部
15 底板部貫通孔
16 第1軸受部
17 ケーシング貫通孔
18 第2軸受部
2 ロータ
3 ステータ
31 ステータコア
32 ステータコイル
33 コイルエンド部
34 冷却部
35 冷媒流路
4a 第1モータ用ファン
40a 第1ファン本体部
41a 第1ファン貫通孔
42a 第1フランジ部
43a 第1通気孔
44a 第1凹部
441a 第1内周側底面部
442a 第1テーパー底面部
45a 第1送風部
46a 第1壁部
47a 第1径方向空気通路
48a 第1羽根
4b 第2モータ用ファン
40b 第2ファン本体部
41b 第2ファン貫通孔
42b 第2フランジ部
43b 第2通気孔
44b 第2凹部
441b 第2周側底面部
442b 第2テーパー底面部
45b 第2送風部
46b 第2壁部
47b 第2径方向空気通路
48b 第2羽根
5 シャフト
51 押さえ部
6 ロータコア
61 シャフト挿入孔
62a 磁石挿入孔
62b 磁石挿入孔
63 軸方向空気通路
63a 第1軸方向空気通路
63b 第2軸方向空気通路
P 中心軸
P1 軸方向一方側
P2 軸方向他方側
Claims (11)
- 中心軸の軸方向に延びるシャフトと、軸方向に貫通し且つ前記シャフトが挿入されるシャフト挿入孔を有する柱状のロータコアと、を有するロータと、
前記ロータコアの径方向外側に位置するステータと、を有するモータであって、
前記ロータコアの軸方向一方側に位置し、前記ロータコアとともに回転する第1モータ用ファンと、
前記ロータコアの軸方向他方側に位置し、前記ロータコアとともに回転する第2モータ用ファンと、を有し、
前記ロータコアは、軸方向に貫通する複数の軸方向空気通路を有し、
前記軸方向空気通路は、第1軸方向空気通路と第2軸方向空気通路とを含み、
前記第1モータ用ファンは、
前記第1軸方向空気通路の軸方向一方側に位置して前記第1モータ用ファンの回転によって前記第1軸方向空気通路内で空気を軸方向に流す第1送風部と、前記第1モータ用ファンを軸方向に貫通して前記第2軸方向空気通路の軸方向一方側に繋がる第1通気孔と、を有する第1ファン本体部を有し、
前記第2モータ用ファンは、
前記第2軸方向空気通路の軸方向他方側に位置して前記第2モータ用ファンの回転によって前記第2軸方向空気通路内で空気を軸方向に流す第2送風部と、前記第2モータ用ファンを軸方向に貫通して前記第1軸方向空気通路の軸方向他方側に繋がる第2通気孔と、を有する第2ファン本体部を有する、モータ。 - 請求項1に記載のモータにおいて、
前記第2送風部は、前記第2軸方向空気通路内で、前記第1軸方向空気通路内を空気が流れる方向とは逆方向に空気を流す、モータ。 - 請求項1又は2に記載のモータにおいて、
前記第1送風部は、前記ロータコアを軸方向一方側から見て、前記第1軸方向空気通路に重なる位置に位置し、
前記第2送風部は、前記ロータコアを軸方向他方側から見て、前記第2軸方向空気通路に重なる位置に位置する、モータ。 - 請求項1から3の何れか1項に記載のモータにおいて、
前記第1通気孔は、前記ロータコアを軸方向一方側から見て、前記第1通気孔と前記第2軸方向空気通路とが重なる位置に位置し、
前記第2通気孔は、前記ロータコアを軸方向他方側から見て、前記第2通気孔と前記第1軸方向空気通路とが重なる位置に位置する、モータ。 - 請求項1から4の何れか1項に記載のモータにおいて、
前記軸方向空気通路は、複数の前記第1軸方向空気通路と複数の前記第2軸方向空気通路とを、含み、
前記第1モータ用ファンは、複数の前記第1送風部と複数の前記第1通気孔とを有し、
前記第2モータ用ファンは、複数の前記第2送風部と複数の前記第2通気孔とを有し、
前記複数の第1軸方向空気通路と前記複数の第2軸方向空気通路とは、前記ロータコアにおいて、周方向に交互に位置し、
前記複数の第1送風部と前記複数の第1通気孔とは、前記第1モータ用ファンにおいて、周方向に交互に位置し、
前記複数の第2送風部と前記複数の第2通気孔とは、前記第2モータ用ファンにおいて、周方向に交互に位置する、モータ。 - 請求項1から5の何れか1項に記載のモータにおいて、
前記第1軸方向空気通路の数と前記第2軸方向空気通路の数は等しい、モータ。 - 請求項1から6の何れか1項に記載のモータにおいて、
前記第1モータ用ファンは、隣接する前記第1送風部と前記第1通気孔とを隔てる第1壁部を有し、
前記第2モータ用ファンは、隣接する前記第2送風部と前記第2通気孔とを隔てる第2壁部を有する、モータ。 - 請求項1から7の何れか1項に記載のモータにおいて、
前記ロータコアは、軸方向に貫通してロータ磁石が挿入される磁石挿入孔を有し、
前記軸方向空気通路は、前記ロータコアにおいて前記磁石挿入孔よりも径方向内側に位置する、モータ。 - 請求項1から8の何れか1項に記載のモータにおいて、
前記ステータは、
複数のスロットを有するステータコアと、
前記ステータコアのスロット内に収容されるステータコイルとを有し、
前記第1送風部は、複数の羽根を有し、前記第1送風部の回転によって径方向外方に空気を流し、
前記第2送風部は、複数の羽根を有し、前記第2送風部の回転によって径方向外方に空気を流し、
前記ステータを径方向に見て、前記第1送風部の羽根及び前記第2送風部の羽根は、前記ステータコイルのうち前記ステータコアから軸方向外方に突出するコイルエンド部の少なくとも一部と重なる、モータ。 - 請求項9に記載のモータにおいて、
前記ステータコアの外周側を冷却する冷却部を有し、
前記ステータを径方向に見て、前記第1送風部の羽根及び前記第2送風部の羽根は、前記冷却部の一部と重なる、モータ。 - 請求項1から10の何れか1項に記載のモータにおいて、
前記ロータコア、前記ステータ、前記第1モータ用ファン、及び、前記第2モータ用ファンを収容するケーシングを有する、モータ。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011211862A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Fuji Electric Co Ltd | 密閉型回転電機 |
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2022
- 2022-11-21 WO PCT/JP2022/042947 patent/WO2023127349A1/ja unknown
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