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JP2015204653A - Rotary electric machine - Google Patents

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JP2015204653A
JP2015204653A JP2014081721A JP2014081721A JP2015204653A JP 2015204653 A JP2015204653 A JP 2015204653A JP 2014081721 A JP2014081721 A JP 2014081721A JP 2014081721 A JP2014081721 A JP 2014081721A JP 2015204653 A JP2015204653 A JP 2015204653A
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正人 河野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary electric machine capable of efficiently discharging a coolant that flows into a lightening hole to the outside while improving coolability of a permanent magnet and suppressing wind noise during rotation of a rotor.SOLUTION: Within a recess 44, an annular partition 47 is protrusively provided which partitions the inside of a capture chamber 43 into a radially inside first chamber 45 and a radially outside second chamber 46. At least either an outer peripheral surface or an inner peripheral surface of the partition 47 is disposed at a position to be axially lapped with any one of a plurality of permanent magnets on a magnetic plate. The partition 47 includes a communication hole 48 that communicates the first chamber 45 and the second chamber 46. In a portion of the end plate 31 opposite to the second chamber 46, a discharge hole 49 is provided for discharging the coolant from the second chamber 46 to the outside.

Description

この発明は、モータや発電機等の回転電機に関し、特に、ロータの冷却構造を改良した回転電機に関するものである。   The present invention relates to a rotating electrical machine such as a motor and a generator, and more particularly to a rotating electrical machine having an improved rotor cooling structure.

車両の駆動源等として用いられる回転電機として、複数の磁性板が軸方向に積層され、外周縁部に永久磁石が保持されたモータコアを用いたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art As a rotating electrical machine used as a vehicle drive source or the like, a rotary electric machine using a motor core in which a plurality of magnetic plates are laminated in the axial direction and a permanent magnet is held at an outer peripheral edge is known (for example, see Patent Document 1). ).

特許文献1に記載の回転電機は、ロータコアの積層された複数の磁性板の軸方向の端部が一対のエンドプレートによって挟み込まれて固定されるとともに、各磁性板の径方向内側の領域に軽量化のための肉抜き孔が設けられている。また、この回転電機では、ロータコアの径方向外側からはステータを冷却した冷却液が流れ込み、その冷却液はロータコアを冷却した後に下方に滴下する。
ところで、この種の回転電機においては、ロータコアの径方向外側から冷却液が流れ込むと、ロータコアの積層された磁性板の隙間から径方向内側の領域の肉抜き孔部分に冷却液が入り込み、その流れ込んだ冷却液がロータの回転バランスを悪化させる原因となり易い。このため、特許文献1に記載の回転電機では、エンドプレート上の磁性板の肉抜き孔と軸方向で重なる位置に複数の開口が設けられ、肉抜き孔に入り込んだ冷却液がエンドプレートの開口を通して迅速に外部に排出されるように工夫されている。
In the rotating electrical machine described in Patent Document 1, the end portions in the axial direction of a plurality of magnetic plates on which the rotor cores are stacked are sandwiched and fixed by a pair of end plates, and light weight is provided in a radially inner region of each magnetic plate. A lightening hole is provided for conversion. In this rotating electrical machine, the cooling liquid that has cooled the stator flows from the outer side in the radial direction of the rotor core, and the cooling liquid drops downward after cooling the rotor core.
By the way, in this type of rotating electrical machine, when the cooling liquid flows from the radially outer side of the rotor core, the cooling liquid enters the gap hole portion in the radially inner region from the gap between the magnetic plates on which the rotor core is laminated, and flows into the area. However, the coolant is liable to deteriorate the rotational balance of the rotor. For this reason, in the rotating electrical machine described in Patent Document 1, a plurality of openings are provided at positions overlapping with the lightening holes of the magnetic plate on the end plate in the axial direction, and the coolant that has entered the lightening holes opens the openings of the end plate. It is devised so that it can be quickly discharged to the outside.

特開2010−004609号公報JP 2010-004609 A

しかしながら、上記従来の回転電機においては、磁性板が積層されたロータコアの軸方向の端部にエンドプレートが密着しているため、ロータコア上に保持された永久磁石の軸方向の端部付近を効率良く冷却することが難しい。
また、上記従来の回転電機においは、エンドプレートに磁性板の肉抜き孔と軸方向で重なる位置に開口が設けられているため、ロータの回転時にエンドプレートの開口が周囲の空気を切り、そのことが騒音の発生や回転抵抗の増大の原因となり易い。
However, in the conventional rotating electric machine, since the end plate is in close contact with the axial end of the rotor core on which the magnetic plates are laminated, the vicinity of the axial end of the permanent magnet held on the rotor core is efficient. It is difficult to cool well.
Further, in the above conventional rotating electric machine, since the end plate is provided with an opening at the position overlapping with the hollow hole of the magnetic plate in the axial direction, the opening of the end plate cuts off the surrounding air when the rotor rotates. This is likely to cause noise and increase in rotational resistance.

そこでこの発明は、永久磁石の冷却性の向上とロータの回転時における風切の抑制を図りつつ、肉抜き孔に流れ込んだ冷却液を効率良く外部に排出することのできる回転電機を提供しようとするものである。   Therefore, the present invention aims to provide a rotating electrical machine capable of efficiently discharging the coolant flowing into the lightening hole while improving the cooling performance of the permanent magnet and suppressing the wind cut during the rotation of the rotor. To do.

この発明に係る回転電機は、上記課題を解決するために、複数の磁性板(例えば、実施形態の磁性板30a)が軸方向に積層され、外周縁部に複数の永久磁石(例えば、実施形態の永久磁石36)が保持されるロータコア(例えば、実施形態のロータコア30)と、前記複数の磁性板を軸方向の両端部で挟み込む一対のエンドプレート(例えば、実施形態のエンドプレート31)と、を備えたロータ(例えば、実施形態のロータ3)を有し、前記複数の磁性板の径方向内側領域には肉抜き孔(例えば、実施形態の肉抜き孔42)が設けられ、前記ロータコアには外周側から冷却液が供給され、前記複数の磁性板の前記肉抜き孔に流れ込んだ前記冷却液が前記エンドプレートを通して外部に排出される回転電機において、少なくとも一方の前記エンドプレートには、隣接する磁性板との間で、前記肉抜き孔から流れ出た前記冷却液を捕捉する捕捉室(例えば、実施形態の捕捉室43)を形成する凹部(例えば、実施形態の凹部44)が設けられ、前記凹部内には、前記捕捉室内を径方向内側の第1室(例えば、実施形態の第1室45)と径方向外側の第2室(例えば、実施形態の第2室46)とに隔成する環状の隔壁(例えば、実施形態の隔壁47)が突設され、前記隔壁は、その外周面と内周面の少なくとも一方が前記複数の永久磁石のいずれかと軸方向でラップする位置に配置されるとともに、前記第1室と前記第2室とを連通する連通孔(例えば、実施形態の連通孔48)が設けられ、前記少なくとも一方のエンドプレートの前記第2室に臨む部位には、前記第2室から前記冷却液を外部に排出する排出孔(例えば、実施形態の排出孔49)が設けられるようにした。   In the rotating electrical machine according to the present invention, in order to solve the above problems, a plurality of magnetic plates (for example, the magnetic plate 30a of the embodiment) are laminated in the axial direction, and a plurality of permanent magnets (for example, the embodiment) Rotor core (for example, the rotor core 30 of the embodiment), a pair of end plates (for example, the end plate 31 of the embodiment) that sandwich the plurality of magnetic plates at both ends in the axial direction, (For example, the rotor 3 of the embodiment), and a plurality of magnetic plates are provided with a lightening hole (for example, a lightening hole 42 of the embodiment) in the radially inner region, and the rotor core is provided in the rotor core. In the rotating electrical machine in which the cooling liquid is supplied from the outer peripheral side and the cooling liquid that has flowed into the hollow holes of the plurality of magnetic plates is discharged to the outside through the end plate, at least one of the In the end plate, a recess (for example, a recess in the embodiment) that forms a capture chamber (for example, the capture chamber 43 in the embodiment) that captures the cooling liquid that has flowed out of the hollow hole between adjacent magnetic plates. 44), and in the concave portion, a first chamber (for example, the first chamber 45 of the embodiment) radially inward and a second chamber (for example, the second chamber of the embodiment) radially outside the capture chamber. An annular partition wall (for example, the partition wall 47 of the embodiment) that is separated from the chamber 46) protrudes, and at least one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the partition wall is axially aligned with any one of the plurality of permanent magnets. And a communication hole (for example, the communication hole 48 of the embodiment) that communicates the first chamber and the second chamber is provided, and the second chamber of the at least one end plate is provided. In the part facing the surface, the cooling from the second chamber. Discharge hole for discharging the liquid to the outside (e.g., the discharge hole 49 of the embodiment) and so is provided.

これにより、磁性板の肉抜き孔に冷却液が流れ込んだ状態でロータが回転すると、その冷却液が磁性板とエンドプレートの間の捕捉室の第1室側に流れ込む。第1室に流れ込んだ冷却液は、ロータの回転とそれに伴う遠心力よって環状の隔壁の内周面に沿って流れ、その後に連通孔を通って第2室内に流れ込む。第2室に流れ込んだ冷却液は、環状の隔壁の外周面に沿って第2室内を流れ、その後に排出孔を通って外部に排出される。冷却液は、こうして第1室と第2室の内部を流動する間に、ロータコアの外周縁部に保持された永久磁石の端部付近を冷却する。また、エンドプレートの径方向内側領域には、ロータの外部に直接開口する部分が存在しないため、ロータの回転時には風切が抑制される。   As a result, when the rotor rotates in a state where the cooling liquid flows into the lightening holes of the magnetic plate, the cooling liquid flows into the first chamber side of the trapping chamber between the magnetic plate and the end plate. The coolant that has flowed into the first chamber flows along the inner peripheral surface of the annular partition due to the rotation of the rotor and the accompanying centrifugal force, and then flows into the second chamber through the communication hole. The coolant that has flowed into the second chamber flows in the second chamber along the outer peripheral surface of the annular partition, and then is discharged to the outside through the discharge hole. The coolant cools the vicinity of the end portion of the permanent magnet held on the outer peripheral edge portion of the rotor core while flowing in the first chamber and the second chamber. Further, since there is no portion that opens directly to the outside of the rotor in the radially inner region of the end plate, wind cutting is suppressed during rotation of the rotor.

前記連通孔と前記排出孔とは、前記エンドプレートの円周方向で相互にずれた位置に配置され、前記エンドプレートの円周上における前記連通孔と前記排出孔の間には前記複数の永久磁石のうちの少なくとも一つが配置されることが望ましい。
この場合、連通孔を通って第2室内に流れ込んだ冷却液が少なくとも一つの永久磁石の近傍を通過して排出孔から外部に排出される。
The communication hole and the discharge hole are disposed at positions shifted from each other in the circumferential direction of the end plate, and the plurality of permanent holes are disposed between the communication hole and the discharge hole on the circumference of the end plate. Desirably, at least one of the magnets is disposed.
In this case, the coolant flowing into the second chamber through the communication hole passes through the vicinity of at least one permanent magnet and is discharged to the outside through the discharge hole.

前記連通孔は、前記隔壁上の180°離間した位置に二つ設けられ、前記排出孔は、前記エンドプレート上の前記二つの連通孔と90°離間した位置に二つ設けられるようにしても良い。
この場合、第1室内に流入した冷却液は、隔壁上の180°離間した二つ連通孔の少なくともいずれかを通って第2室内に流れ込む。その冷却液は少なくとも第2室内を90°流動したところで排出孔から外部に排出される。
Two communication holes are provided at a position 180 ° apart from each other on the partition wall, and two discharge holes are provided at a position 90 ° apart from the two communication holes on the end plate. good.
In this case, the coolant that has flowed into the first chamber flows into the second chamber through at least one of the two communication holes that are 180 ° apart from each other on the partition wall. The coolant is discharged to the outside through the discharge hole when it flows at least 90 ° in the second chamber.

また、前記排出孔は、前記エンドプレート内の冷却液の流動回転方向について、前記連通孔から最も離間した位置に設けられることが好ましい。
この場合、隔壁の連通孔から第2室内に流れ込んだ冷却液は、エンドプレート内の流動回転方向において連通孔から最も離間した位置に設けられていることから、磁性板の円周方向に沿って第2室内を充分な距離流動する。したがって、この間永久磁石の端部近傍を充分に冷却することが可能になる。
Moreover, it is preferable that the said discharge hole is provided in the position most spaced apart from the said communicating hole regarding the flow rotation direction of the cooling fluid in the said end plate.
In this case, the coolant flowing into the second chamber from the communication hole of the partition wall is provided at a position farthest from the communication hole in the direction of flow rotation in the end plate, and therefore, along the circumferential direction of the magnetic plate. Flow through the second chamber for a sufficient distance. Therefore, during this time, the vicinity of the end of the permanent magnet can be sufficiently cooled.

前記凹部は、前記第2室に臨む部位の深さが前記第1室に臨む部位の深さよりも浅く設定されるようにしても良い。
この場合、第1室の深さが深くなるため、磁性板の肉抜き孔からは冷却液が流入し易くなる。また、第2室内に流れ込んだ冷却液は、第1室内の冷却液に比較して流動しにくくなり、その分充分な時間をもって永久磁石の端部近傍を冷却することが可能になる。
The recess may be set such that the depth of the portion facing the second chamber is shallower than the depth of the portion facing the first chamber.
In this case, since the depth of the first chamber is increased, the coolant is liable to flow from the hole in the magnetic plate. In addition, the coolant that has flowed into the second chamber is less likely to flow than the coolant in the first chamber, and it is possible to cool the vicinity of the end of the permanent magnet in a sufficient amount of time.

前記排出孔は、前記第2室の最も径方向外側位置に配置されることが望ましい。
この場合、排出孔の近傍部分では冷却液に大きな遠心力が作用し、排出孔からは冷却液が排出され易くなる。
It is desirable that the discharge hole is disposed at a radially outermost position of the second chamber.
In this case, a large centrifugal force acts on the coolant in the vicinity of the discharge hole, and the coolant is easily discharged from the discharge hole.

この発明によれば、磁性板の肉抜き孔から冷却液が外部に排出されるときに、その冷却液が永久磁石の軸方向の端部付近を流動するため永久磁石の冷却性を高めることができ、しかも、エンドプレートの径方向内側領域に、ロータの外部に直接開口する部分が存在しないことから、ロータの回転時における風切を抑制することができる。したがって、この発明によれば、ロータの冷却性の向上を図りつつつ、回転電機の動力損失の低減と静粛性の向上を図ることができる。   According to the present invention, when the coolant is discharged to the outside from the hole in the magnetic plate, the coolant flows in the vicinity of the axial end of the permanent magnet, so that the cooling performance of the permanent magnet can be improved. In addition, since there is no portion that opens directly to the outside of the rotor in the radially inner region of the end plate, it is possible to suppress wind cutting during rotation of the rotor. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the power loss and improve the quietness of the rotating electrical machine while improving the cooling performance of the rotor.

この発明の第1の実施形態のモータユニットの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the motor unit of 1st Embodiment of this invention. この発明の第1の実施形態のモータユニットの端面図である。It is an end view of the motor unit of 1st Embodiment of this invention. この発明の第1の実施形態のモータユニットのロータ部分の斜視図である。It is a perspective view of the rotor part of the motor unit of 1st Embodiment of this invention. この発明の第1の実施形態のエンドプレートの裏面図である。It is a reverse view of the end plate of 1st Embodiment of this invention. この発明の第1の実施形態のロータヨークの端面図である。1 is an end view of a rotor yoke according to a first embodiment of the present invention. この発明の第1の実施形態のモータユニットの図1VのI部の拡大図である。It is an enlarged view of the I section of Drawing 1V of the motor unit of a 1st embodiment of this invention. この発明の第2の実施形態のエンドプレートの裏面図である。It is a reverse view of the end plate of 2nd Embodiment of this invention. この発明の第3の実施形態のエンドプレートの裏面図である。It is a reverse view of the end plate of the 3rd Embodiment of this invention.

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下で説明する実施形態に係る回転電機は、ハイブリッド車両や燃料電池車両の動力源として用いられるモータである。
最初に、図1〜図6に示す第1の実施形態について説明する。
図1は、車両のモータユニット1の概略断面図であり、図2は、モータユニット1の図1の左端面図である。
図1に示すように、モータユニット1は、モータ4と、そのモータ4を収容するユニットハウジング5と、を備えている。なお、以下の説明では、モータ4の中心軸Oに沿う方向を軸方向といい、中心軸Oと直交する方向を径方向といい、中心軸O周りに周回する方向を周方向というものとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the rotary electric machine which concerns on embodiment described below is a motor used as a motive power source of a hybrid vehicle or a fuel cell vehicle.
First, the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6 will be described.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a motor unit 1 of a vehicle, and FIG. 2 is a left end view of the motor unit 1 in FIG.
As shown in FIG. 1, the motor unit 1 includes a motor 4 and a unit housing 5 that houses the motor 4. In the following description, a direction along the central axis O of the motor 4 is referred to as an axial direction, a direction orthogonal to the central axis O is referred to as a radial direction, and a direction around the central axis O is referred to as a circumferential direction. .

モータ4は、いわゆるインナーロータ型のモータであって、筒状のステータ2と、そのステータ2の内側に配置されたロータ3と、そのロータ3の軸心部に同軸に圧入固定されたシャフト6と、を備えている。   The motor 4 is a so-called inner rotor type motor, and includes a cylindrical stator 2, a rotor 3 disposed inside the stator 2, and a shaft 6 that is coaxially press-fitted and fixed to an axial center portion of the rotor 3. And.

ステータ2は、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて形成されたステータコア20を有している。ステータコア20は、径方向の内側に向かって延びるティース21を備えている。ティース21には、インシュレータ22を介してコイル23が巻装されている。   The stator 2 has a stator core 20 formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the axial direction. The stator core 20 is provided with teeth 21 that extend inward in the radial direction. A coil 23 is wound around the tooth 21 via an insulator 22.

ユニットハウジング5は、略筒状に形成されてモータ4の外周域を覆うモータハウジング5Aと、モータハウジング5Aの軸方向の一端側に設けられた図外のセンサハウジングと、を備えている。
モータハウジング5Aには、ステータ2のステータコア20が例えば不図示のボルト等により固定されている。
The unit housing 5 includes a motor housing 5A that is formed in a substantially cylindrical shape and covers the outer peripheral area of the motor 4, and a sensor housing (not shown) provided on one end side in the axial direction of the motor housing 5A.
A stator core 20 of the stator 2 is fixed to the motor housing 5A with, for example, a bolt (not shown).

センサハウジングには、ロータ3の回転角度を検出可能な例えばレゾルバ等の不図示の回転センサが、ロータ3と同軸となるように取り付けられている。また、センサハウジングには、ロータ3のシャフト6の一端を回転自在に支持する不図示のベアリングが設けられている。なお、ロータ3のシャフト6の他端は、不図示のミッションハウジング等に設けられたベアリングにより回転自在に支持されている。これにより、ロータ3は、ステータ2の内側において回転可能となっている。   A rotation sensor (not shown) such as a resolver capable of detecting the rotation angle of the rotor 3 is attached to the sensor housing so as to be coaxial with the rotor 3. The sensor housing is provided with a bearing (not shown) that rotatably supports one end of the shaft 6 of the rotor 3. Note that the other end of the shaft 6 of the rotor 3 is rotatably supported by a bearing provided in a transmission housing (not shown) or the like. Thereby, the rotor 3 can be rotated inside the stator 2.

また、モータハウジング5Aの上壁には、不図示のオイルポンプによって汲み上げられた冷却液(例えば、潤滑オイル)をモータ4の上部に滴下させる冷却液通路25が設けられている。なお、図25aは、モータハウジング5Aの上壁の端部から冷却液を滴下させるための開口である。   In addition, a coolant passage 25 is provided on the upper wall of the motor housing 5 </ b> A for dropping a coolant (for example, lubricating oil) pumped up by an oil pump (not shown) onto the upper portion of the motor 4. FIG. 25a shows an opening for dripping the coolant from the end of the upper wall of the motor housing 5A.

図3は、ロータ3の斜視図である。
図1,図3に示すように、ロータ3は、磁性板30a(例えば、電磁鋼板)が軸方向に複数積層されて形成されたロータコア30と、ロータコア30の軸方向両端の磁性板30aに当接して、複数の磁性板30aを軸方向の両側から挟み込んで固定する一対のエンドプレート31,31と、を備えている。
FIG. 3 is a perspective view of the rotor 3.
As shown in FIGS. 1 and 3, the rotor 3 contacts a rotor core 30 formed by laminating a plurality of magnetic plates 30 a (for example, electromagnetic steel plates) in the axial direction, and magnetic plates 30 a at both axial ends of the rotor core 30. A pair of end plates 31 and 31 are provided so as to be in contact with each other and sandwich and fix the plurality of magnetic plates 30a from both sides in the axial direction.

ロータコア30(磁性板30a)とエンドプレート31の中心部には、それぞれ貫通孔40,41が形成されている。これらの貫通孔40,41にはシャフト6が圧入され、ロータコア30と、その軸方向の両側の一対のエンドプレート31とがシャフト6に一体回転可能に固定されている。また、ロータコア30(磁性板30a)の貫通孔40まわりの内周縁部には、軽量化のための複数の肉抜き孔42が形成されている。   Through holes 40 and 41 are formed in the center portions of the rotor core 30 (magnetic plate 30a) and the end plate 31, respectively. The shaft 6 is press-fitted into the through holes 40 and 41, and the rotor core 30 and a pair of end plates 31 on both sides in the axial direction are fixed to the shaft 6 so as to be integrally rotatable. In addition, a plurality of lightening holes 42 for weight reduction are formed in the inner peripheral edge portion around the through hole 40 of the rotor core 30 (magnetic plate 30a).

ロータコア30(磁性板30a)は、周方向にわたって等間隔に配される複数のスロット群35を有している。スロット群35は、肉抜き孔42よりも径方向の外側において、周方向に約45°ピッチとなるように8か所に設けられている。
スロット群35は、円周方向で隣接する第一スロット35Aと第二スロット35Bとによって構成されている。第一スロット35Aと第二スロット35Bには、それぞれ永久磁石36が挿入される。
The rotor core 30 (magnetic plate 30a) has a plurality of slot groups 35 arranged at equal intervals in the circumferential direction. The slot groups 35 are provided at eight locations so as to have a pitch of about 45 ° in the circumferential direction on the outer side in the radial direction than the lightening holes 42.
The slot group 35 includes a first slot 35A and a second slot 35B that are adjacent in the circumferential direction. Permanent magnets 36 are inserted into the first slot 35A and the second slot 35B, respectively.

ロータコア30(磁性板30a)には、スロット群35の周辺部分が永久磁石36により磁化されることにより磁極部37が形成されている。この実施形態のロータ3は、スロット群35が8か所に設けられており、8極(4極対)の磁極部37を有している。周方向で隣り合う磁極部37は、永久磁石36によりそれぞれ異なる極に磁化されている。すなわち、ロータ3の磁極部37は、周方向にN極とS極とが交互に並ぶように形成されている。   A magnetic pole portion 37 is formed on the rotor core 30 (magnetic plate 30 a) by magnetizing the peripheral portion of the slot group 35 by the permanent magnet 36. In the rotor 3 of this embodiment, the slot groups 35 are provided at eight locations, and each has a magnetic pole portion 37 having eight poles (four pole pairs). The magnetic pole portions 37 adjacent in the circumferential direction are magnetized to different poles by the permanent magnet 36. That is, the magnetic pole portion 37 of the rotor 3 is formed so that the N pole and the S pole are alternately arranged in the circumferential direction.

第一スロット35Aと第二スロット35Bは、平面視で略矩形状に形成されており、これらの各内部に永久磁石36が挿入配置されている。永久磁石36は、例えばネオジム磁石等の永久磁石であって、矩形板状に形成されている。各スロット35A,35Bと永久磁石36の間の隙間には樹脂が充填されている。
第一スロット35Aと第二スロット35Bは、径方向の内側から外側に向かって、互いの離間幅が漸次広がるように、径方向に対して傾斜して形成されている。
The first slot 35A and the second slot 35B are formed in a substantially rectangular shape in plan view, and a permanent magnet 36 is inserted and disposed in each of these. The permanent magnet 36 is a permanent magnet such as a neodymium magnet, and is formed in a rectangular plate shape. The gaps between the slots 35A and 35B and the permanent magnet 36 are filled with resin.
The first slot 35 </ b> A and the second slot 35 </ b> B are formed to be inclined with respect to the radial direction so that the separation width gradually increases from the radial inner side to the outer side.

ところで、モータハウジング5Aの上壁の冷却液通路25から下方に滴下した冷却液は、図1中の矢印で示すように、モータ4のステータ2上を流動してステータ2を冷却した後にロータコア30の外周面上に流れ込む。そして、ロータコア30に流れ込んだ冷却液の一部は、磁性板30a間の隙間を通ってロータコア30の径方向内側の肉抜き孔42内に流れ込み、その間にロータコア30を冷却する。   By the way, the coolant dropped downward from the coolant passage 25 on the upper wall of the motor housing 5A flows on the stator 2 of the motor 4 to cool the stator 2 as shown by the arrows in FIG. It flows on the outer peripheral surface of. A part of the coolant that has flowed into the rotor core 30 flows through the gaps between the magnetic plates 30a into the hollow holes 42 on the radially inner side of the rotor core 30, and cools the rotor core 30 during that time.

図4は、一方のエンドプレート31の裏面(磁性板30aと対向する側の面)を示す図であり、図5は、ロータコア30(磁性板30a)の端面にエンドプレート31を仮想線で重ね合せて描いた図である。また、図6は、図1のVI部を拡大した断面図である。
この実施形態では、ロータコア30の両側に配置されるエンドプレート31,31は同様の構造とされている。エンドプレート31には、図4〜図6に示すように、隣接する磁性板30aと対向する側の端面に円環状の凹部44が形成されている。この凹部44は、隣接する磁性板30aとの間で捕捉室43を形成し、肉抜き孔42から流れ出た冷却液を捕捉室43内に流れ込ませるようになっている。
FIG. 4 is a diagram showing the back surface of one end plate 31 (the surface facing the magnetic plate 30a), and FIG. 5 shows the end plate 31 superimposed on the end surface of the rotor core 30 (magnetic plate 30a) with a virtual line. It is the figure drawn together. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a portion VI in FIG.
In this embodiment, the end plates 31 and 31 disposed on both sides of the rotor core 30 have the same structure. As shown in FIGS. 4 to 6, the end plate 31 is formed with an annular recess 44 on the end surface facing the adjacent magnetic plate 30 a. The recess 44 forms a trapping chamber 43 between the adjacent magnetic plates 30 a and allows the coolant flowing out of the lightening holes 42 to flow into the trapping chamber 43.

エンドプレート31の磁性板30aと対向する側の面は、内周縁部と外周縁部が隣接する磁性板30aと環状に当接している。また、エンドプレート31の凹部44の底面には、捕捉室43内を径方向内側の第1室45と径方向外側の第2室46とに隔成する円環状の隔壁47が突設されている。隔壁47は、エンドプレート31と同軸に形成され、先端面が隣接する磁性板30aと永久磁石36とに当接するようになっている。径方向内側の第1室45は、ロータコア30の肉抜き孔42に対して直接対向し、第2室46は、肉抜き孔42と対向する位置よりも径方向外側に位置している。   The surface of the end plate 31 on the side facing the magnetic plate 30a is in annular contact with the magnetic plate 30a adjacent to the inner peripheral edge and the outer peripheral edge. Further, an annular partition wall 47 is provided on the bottom surface of the recess 44 of the end plate 31 so as to separate the inside of the capture chamber 43 into a first chamber 45 on the radially inner side and a second chamber 46 on the radially outer side. Yes. The partition wall 47 is formed coaxially with the end plate 31, and is in contact with the magnetic plate 30 a and the permanent magnet 36 adjacent to each other at the front end surface. The first chamber 45 on the inner side in the radial direction directly faces the lightening hole 42 of the rotor core 30, and the second chamber 46 is located on the outer side in the radial direction from the position facing the lightening hole 42.

隔壁47は、図5に示すように、その内周面47iと外周面47oとがすべての永久磁石36と軸方向でラップする位置に配置されている。この実施形態の場合、隔壁47は、各スロット群35の第一スロット35A内と第二スロット35B内の永久磁石36の中央領域の一部を横切るように配置されている。そして、隔壁47の円周上の相互に180°離間した位置には、第1室45と第2室46を連通する一対の連通孔48,48が設けられている。ロータコア30の肉抜き孔42から第1室45内に流入した冷却液は、連通孔48,48を通って第2室46内に流れ込む。   As shown in FIG. 5, the partition wall 47 is disposed at a position where the inner peripheral surface 47 i and the outer peripheral surface 47 o wrap with all the permanent magnets 36 in the axial direction. In the case of this embodiment, the partition wall 47 is disposed so as to cross a part of the central region of the permanent magnet 36 in the first slot 35A and the second slot 35B of each slot group 35. A pair of communication holes 48, 48 that communicate the first chamber 45 and the second chamber 46 are provided at positions 180 ° apart from each other on the circumference of the partition wall 47. The coolant flowing into the first chamber 45 from the lightening hole 42 of the rotor core 30 flows into the second chamber 46 through the communication holes 48 and 48.

また、エンドプレート31の底壁のうちの、第2室46内に臨む最も径方向外側の位置には、第2室46内の冷却液をロータ3の外部に排出するための一対の排出孔49,49が形成されている。一対の排出孔49,49は、エンドプレート31の円周方向において、連通孔48,48と90°離間した位置に配置されている。   A pair of discharge holes for discharging the coolant in the second chamber 46 to the outside of the rotor 3 is located at the outermost radial position facing the second chamber 46 in the bottom wall of the end plate 31. 49, 49 are formed. The pair of discharge holes 49, 49 are arranged at positions spaced 90 ° from the communication holes 48, 48 in the circumferential direction of the end plate 31.

また、エンドプレート31の凹部44は、第1室45に臨む部位と第2室46に臨む部位で同深さではなく、第2室46に臨む部位の深さが第1室45に臨む部位の深さよりも浅く設定されている。   Further, the recess 44 of the end plate 31 is not the same depth at the part facing the first chamber 45 and the part facing the second chamber 46, but the part where the depth facing the second chamber 46 faces the first chamber 45. It is set shallower than the depth.

以上の構成において、図1中の矢印で示すように、モータ4のステータ2を冷却した冷却液がロータコア30の内部の肉抜き孔42に流れ込むと、その冷却液は、軸方向両側のエンドプレート31と磁性板30aの間に形成された捕捉室43の第1室45側に流入する。こうして、第1室45内に流入した冷却液は、図4中の矢印で示すようにロータ3(エンドプレート31)の回転に伴う遠心力によって径方向外側に押しやられる。このとき、冷却液は、ロータ3の回転に遅れて回転するようになるため、エンドプレート31やロータコア30に対しては図中矢印で示すように相対回転する。
これにより、第1室45内で径方向外側に押しやられた冷却液は、隔壁47の内周面に沿って流動し、その一部が連通孔48を通して第2室46内に流入する。第2室46内に流入した冷却液は、隔壁47の外周面に沿って流動した後、排出孔49を通って外部に排出される。
In the above configuration, when the coolant that has cooled the stator 2 of the motor 4 flows into the lightening holes 42 in the rotor core 30 as indicated by the arrows in FIG. 31 flows into the first chamber 45 side of the capture chamber 43 formed between the magnetic plate 30a and the magnetic plate 30a. Thus, the coolant flowing into the first chamber 45 is pushed outward in the radial direction by the centrifugal force accompanying the rotation of the rotor 3 (end plate 31) as shown by the arrow in FIG. At this time, the coolant rotates with a delay from the rotation of the rotor 3, and therefore rotates relative to the end plate 31 and the rotor core 30 as indicated by arrows in the drawing.
As a result, the coolant pushed radially outward in the first chamber 45 flows along the inner peripheral surface of the partition wall 47, and a part thereof flows into the second chamber 46 through the communication hole 48. The coolant that has flowed into the second chamber 46 flows along the outer peripheral surface of the partition wall 47, and then is discharged to the outside through the discharge hole 49.

第1室45内の冷却液が隔壁47の内周面に沿って流動する間は、その冷却液が永久磁石36の端面の一部に接して流れ、永久磁石36のその部位の熱を奪って冷却する(図5参照)。   While the coolant in the first chamber 45 flows along the inner peripheral surface of the partition wall 47, the coolant flows in contact with a part of the end surface of the permanent magnet 36 and deprives the part of the permanent magnet 36 of heat. To cool (see FIG. 5).

一方、第2室46内の冷却液が隔壁47の外周面47oに沿って流動する間は、その冷却液が永久磁石36の端面の残余の一部に接して流れ、永久磁石36のその部位の熱を奪って冷却する。このとき、各スロット群35の二つの永久磁石36は、隔壁47よりも径方向外側に大きくはみ出しているため、この隔壁47の外周面47oに沿う冷却液の流れによって効率良く冷却される。特に、各スロット群35の二つの永久磁石36は、隔壁47の延在する円周の接線と交差するように傾斜しているため、発熱し易い角部が効率良く冷却される。   On the other hand, while the coolant in the second chamber 46 flows along the outer peripheral surface 47 o of the partition wall 47, the coolant flows in contact with the remaining part of the end face of the permanent magnet 36, and the portion of the permanent magnet 36 Take away the heat and cool. At this time, since the two permanent magnets 36 of each slot group 35 protrude greatly outward in the radial direction from the partition wall 47, the two permanent magnets 36 are efficiently cooled by the flow of the coolant along the outer peripheral surface 47 o of the partition wall 47. In particular, since the two permanent magnets 36 of each slot group 35 are inclined so as to intersect the tangent of the circumference of the partition wall 47, the corners that are likely to generate heat are efficiently cooled.

また、この実施形態に係るモータ4の場合、エンドプレート31の凹部44(第1室45を構成する部分)が、磁性板30aの径方向内側領域の肉抜き孔42の存在する部分に対向しているため、磁性板30aの肉抜き孔42の周縁部が変形して、エンドプレート31に離反方向の荷重が作用するのを未然に防止することができる。   Further, in the case of the motor 4 according to this embodiment, the concave portion 44 (the portion constituting the first chamber 45) of the end plate 31 faces the portion where the lightening holes 42 in the radially inner region of the magnetic plate 30a are present. Therefore, it is possible to prevent the peripheral portion of the lightening hole 42 of the magnetic plate 30a from being deformed and the load in the separation direction from acting on the end plate 31 in advance.

この実施形態に係るモータ4においては、ロータコア30の肉抜き孔42から冷却液が外部に排出されるときに、その冷却液が捕捉室43内の隔壁47に沿って永久磁石36に接して流れるため、ロータコア30、特にロータコア30の永久磁石36の端部付近を効率良く冷却することができ、しかも、エンドプレート31の径方向内側領域に、ロータ3の外部に直接開口する部分が存在しないことから、ロータ3の回転時における風切を抑制することができる。
したがって、この実施形態に係るモータ4において、ロータ3の冷却性の向上を図りつつつ、風切の抑制によって動力損失の低減と静粛性の向上を図ることができる。
In the motor 4 according to this embodiment, when the coolant is discharged to the outside from the lightening hole 42 of the rotor core 30, the coolant flows in contact with the permanent magnet 36 along the partition wall 47 in the capture chamber 43. Therefore, the rotor core 30, in particular, the vicinity of the end of the permanent magnet 36 of the rotor core 30 can be efficiently cooled, and there is no portion that directly opens outside the rotor 3 in the radially inner region of the end plate 31. From this, it is possible to suppress wind cuts during rotation of the rotor 3.
Therefore, in the motor 4 according to this embodiment, the power loss can be reduced and the quietness can be improved by suppressing wind cutting while improving the cooling performance of the rotor 3.

また、この実施形態に係るモータ4では、エンドプレート31に形成される連通孔48と排出孔49がエンドプレート31の円周方向で相互にずれた位置に配置され、エンドプレート31の円周方向における連通孔48と排出孔49の間の位置に永久磁石36が配置されているため、連通孔48を通って第2室46内に流れ込んだ冷却液が必ずいくつかの永久磁石36の近傍を通過して排出孔49から外部に排出される。このため、永久磁石36を効率良く冷却することができる。   In the motor 4 according to this embodiment, the communication hole 48 and the discharge hole 49 formed in the end plate 31 are arranged at positions shifted from each other in the circumferential direction of the end plate 31, and the circumferential direction of the end plate 31 Since the permanent magnet 36 is disposed at a position between the communication hole 48 and the discharge hole 49, the coolant that has flowed into the second chamber 46 through the communication hole 48 always passes in the vicinity of some of the permanent magnets 36. It passes through and is discharged from the discharge hole 49 to the outside. For this reason, the permanent magnet 36 can be efficiently cooled.

特に、この実施形態に係るモータ4は、連通孔48が隔壁47上の180°離間した位置に二つ設けられ、排出孔49がエンドプレート31上の連通孔と90°離間した位置に二つ設けられているため、連通孔48を通って第2室46内に流れ込んだ冷却液が少なくとも90°以上第2室46内を流動して永久磁石36の近傍を充分に冷却してから外部に排出される。したがって、ロータ3の冷却性が充分に高まる。   In particular, in the motor 4 according to this embodiment, two communication holes 48 are provided at positions 180 ° apart on the partition wall 47, and two discharge holes 49 are provided at positions 90 ° apart from the communication holes on the end plate 31. Therefore, the coolant flowing into the second chamber 46 through the communication hole 48 flows through the second chamber 46 by at least 90 ° to sufficiently cool the vicinity of the permanent magnet 36 and then to the outside. Discharged. Therefore, the cooling performance of the rotor 3 is sufficiently enhanced.

また、この実施形態に係るモータ4においては、エンドプレート31の凹部44の第2室46に臨む部位の深さが第1室45に臨む部位の深さよりも浅く設定されているため、ロータコア30の肉抜き孔42から第1室45へは冷却液が流入し易くなり、第2室46内に流れ込んだ冷却液は、第1室45内の冷却液に比較して流動しにくくなる。このため、第2室46内においては、内部に流入した冷却液によって充分な時間をもって永久磁石36の端部近傍を冷却することができる。   Further, in the motor 4 according to this embodiment, the depth of the portion facing the second chamber 46 of the recess 44 of the end plate 31 is set to be shallower than the depth of the portion facing the first chamber 45. The coolant is more likely to flow into the first chamber 45 from the lightening holes 42, and the coolant flowing into the second chamber 46 is less likely to flow than the coolant in the first chamber 45. For this reason, in the 2nd chamber 46, the edge part vicinity of the permanent magnet 36 can be cooled with sufficient time with the coolant which flowed in the inside.

さらに、この実施形態に係るモータ4では、排出孔49が、エンドプレート31上の第2室46に臨む部位のうちの最も径方向外側位置に配置されているため、冷却液に作用する大きな遠心力によって排出孔49から冷却液を容易に排出することができる。   Furthermore, in the motor 4 according to this embodiment, since the discharge hole 49 is disposed at the outermost radial position of the portion facing the second chamber 46 on the end plate 31, a large centrifugal force acting on the cooling liquid. The coolant can be easily discharged from the discharge hole 49 by force.

また、この実施形態においては、連通孔48と排出孔49がエンドプレート31上に90°ずつずれて各二つ配置されているが、ロータ3の回転方向が一方向に決まっている場合には、図7に示す第2の実施形態や、図8に示す第3の実施形態のように、排出孔149,249はエンドプレート131,231内の冷却液の流動回転方向について、連通孔48から最も離間した位置に設けるようにしても良い。   Further, in this embodiment, the communication hole 48 and the discharge hole 49 are arranged on the end plate 31 so as to be shifted by 90 ° each, but when the rotation direction of the rotor 3 is determined in one direction, As in the second embodiment shown in FIG. 7 and the third embodiment shown in FIG. 8, the discharge holes 149 and 249 extend from the communication hole 48 in the flow rotation direction of the coolant in the end plates 131 and 231. You may make it provide in the most distant position.

図7に示す第2の実施形態においては、連通孔48が隔壁47上の180°離間した位置に二つ設けられるとともに、二つの排出孔149がエンドプレート131内の流動方向について、各連通孔48から180°弱進んだ位置に設けられている。   In the second embodiment shown in FIG. 7, two communication holes 48 are provided at positions 180 ° apart from each other on the partition wall 47, and the two discharge holes 149 are connected to the communication holes in the end plate 131 in the flow direction. It is provided at a position slightly advanced from 48 to 180 °.

図8に示す第3の実施形態においては、連通孔48が隔壁47上に一つのみ設けられ、一つの排出孔249がエンドプレート231内の流動方向について、連通孔48から360°弱進んだ位置に設けられている。
なお、これら第2,第3の実施形態は、エンドプレート以外の構造は第1の実施形態と同様とされている。
In the third embodiment shown in FIG. 8, only one communication hole 48 is provided on the partition wall 47, and one discharge hole 249 advances slightly less than 360 ° from the communication hole 48 in the flow direction in the end plate 231. In the position.
In the second and third embodiments, the structure other than the end plate is the same as that of the first embodiment.

上述した第2,第3の実施形態に係るモータは、いずれも排出孔149,249がエンドプレート131,231内の冷却液の流動回転方向について、連通孔48から最も離間した位置に設けられているため、第2室46内に流入した冷却液がロータコアの円周方向に沿って充分な距離移動することになる。
したがって、これらの第2,第3の実施形態においては、ロータの回転時に冷却液によって永久磁石の近傍を充分に冷却することができる。
In the motors according to the second and third embodiments described above, the discharge holes 149 and 249 are provided at positions farthest from the communication hole 48 in the flow rotation direction of the coolant in the end plates 131 and 231. Therefore, the coolant flowing into the second chamber 46 moves a sufficient distance along the circumferential direction of the rotor core.
Therefore, in these second and third embodiments, the vicinity of the permanent magnet can be sufficiently cooled by the coolant when the rotor rotates.

なお、この発明は上記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種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、隔壁47の外周面47oと内周面47iの両方がすべの永久磁石36と軸方向でラップするように設定されているが、隔壁47は、その外周面47oと内周面47iの少なくとも一方がいずれかの永久磁石36と軸方向でラップする配置であれば良い。
また、上記の実施形態においては、車両駆動用のモータを回転電機の一例とし説明しているが、回転電機は、車両駆動用途以外のモータや、発電機であっても良い。
In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various design change is possible in the range which does not deviate from the summary. For example, in the above embodiment, both the outer peripheral surface 47o and the inner peripheral surface 47i of the partition wall 47 are set so as to wrap with all the permanent magnets 36 in the axial direction, but the partition wall 47 has an outer peripheral surface 47o. As long as at least one of the inner peripheral surface 47i wraps in the axial direction with any of the permanent magnets 36.
In the above embodiment, the motor for driving the vehicle is described as an example of the rotating electrical machine. However, the rotating electrical machine may be a motor other than the vehicle driving application or a generator.

3…ロータ
4…モータ
30…ロータコア
30a…磁性板
31,131,231…エンドプレート
36…永久磁石
42…肉抜き孔
43…捕捉室
44…凹部
45…第1室
46…第2室
47…隔壁
48…連通孔
49,149,249…排出孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Rotor 4 ... Motor 30 ... Rotor core 30a ... Magnetic plate 31, 131, 231 ... End plate 36 ... Permanent magnet 42 ... Meat removal hole 43 ... Trapping chamber 44 ... Recess 45 ... First chamber 46 ... Second chamber 47 ... Partition 48 ... Communication hole 49,149,249 ... Discharge hole

Claims (6)

複数の磁性板が軸方向に積層され、外周縁部に複数の永久磁石が保持されるロータコアと、前記複数の磁性板を軸方向の両端部で挟み込む一対のエンドプレートと、を備えたロータを有し、
前記複数の磁性板の径方向内側領域には肉抜き孔が設けられ、
前記ロータコアには外周側から冷却液が供給され、
前記複数の磁性板の前記肉抜き孔に流れ込んだ前記冷却液が前記エンドプレートを通して外部に排出される回転電機において、
少なくとも一方の前記エンドプレートには、隣接する磁性板との間で、前記肉抜き孔から流れ出た前記冷却液を捕捉する捕捉室を形成する凹部が設けられ、
前記凹部内には、前記捕捉室内を径方向内側の第1室と径方向外側の第2室とに隔成する環状の隔壁が突設され、
前記隔壁は、その外周面と内周面の少なくとも一方が前記複数の永久磁石のいずれかと軸方向でラップする位置に配置されるとともに、前記第1室と前記第2室とを連通する連通孔が設けられ、
前記少なくとも一方のエンドプレートの前記第2室に臨む部位には、前記第2室から前記冷却液を外部に排出する排出孔が設けられていることを特徴とする回転電機。
A rotor comprising a rotor core in which a plurality of magnetic plates are laminated in the axial direction and a plurality of permanent magnets are held on the outer peripheral edge, and a pair of end plates that sandwich the plurality of magnetic plates at both ends in the axial direction. Have
In the radially inner region of the plurality of magnetic plates, a hole is provided,
Cooling liquid is supplied to the rotor core from the outer peripheral side,
In the rotating electrical machine in which the coolant that has flowed into the lightening holes of the plurality of magnetic plates is discharged to the outside through the end plate,
At least one of the end plates is provided with a recess that forms a trapping chamber that traps the coolant flowing out of the lightening hole between adjacent magnetic plates,
An annular partition that projects the capture chamber into a radially inner first chamber and a radially outer second chamber protrudes from the recess.
The partition wall is disposed at a position where at least one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface overlaps with any one of the plurality of permanent magnets in the axial direction, and communicates with the first chamber and the second chamber. Is provided,
A rotating electrical machine, wherein a portion of the at least one end plate facing the second chamber is provided with a discharge hole for discharging the coolant from the second chamber to the outside.
前記連通孔と前記排出孔とは、前記エンドプレートの円周方向で相互にずれた位置に配置され、
前記エンドプレートの円周上における前記連通孔と前記排出孔の間には前記複数の永久磁石のうちの少なくとも一つが配置されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
The communication hole and the discharge hole are arranged at positions shifted from each other in the circumferential direction of the end plate,
2. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein at least one of the plurality of permanent magnets is disposed between the communication hole and the discharge hole on a circumference of the end plate.
前記連通孔は、前記隔壁上の180°離間した位置に二つ設けられ、
前記排出孔は、前記エンドプレート上の前記二つの連通孔と90°離間した位置に二つ設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機。
Two of the communication holes are provided at 180 ° apart positions on the partition wall,
3. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein two of the discharge holes are provided at positions 90 ° apart from the two communication holes on the end plate.
前記排出孔は、前記エンドプレート内の冷却液の流動回転方向について、前記連通孔から最も離間した位置に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機。   3. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the discharge hole is provided at a position farthest from the communication hole in a flow rotation direction of the coolant in the end plate. 前記凹部は、前記第2室に臨む部位の深さが前記第1室に臨む部位の深さよりも浅く設定されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転電機。   5. The rotation according to claim 1, wherein a depth of a portion facing the second chamber is set to be shallower than a depth of a portion facing the first chamber. Electric. 前記排出孔は、前記第2室の最も径方向外側位置に配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転電機。   The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the discharge hole is disposed at a radially outermost position of the second chamber.
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