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JP6263564B2 - Rotating electric machine rotor and rotating electric machine - Google Patents

Rotating electric machine rotor and rotating electric machine Download PDF

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JP6263564B2
JP6263564B2 JP2016029708A JP2016029708A JP6263564B2 JP 6263564 B2 JP6263564 B2 JP 6263564B2 JP 2016029708 A JP2016029708 A JP 2016029708A JP 2016029708 A JP2016029708 A JP 2016029708A JP 6263564 B2 JP6263564 B2 JP 6263564B2
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permanent magnet
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知介 太田
知介 太田
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Description

本発明は、冷媒により効率よく冷却可能な回転電機のロータ及び回転電機に関する。   The present invention relates to a rotor of a rotating electrical machine and a rotating electrical machine that can be efficiently cooled by a refrigerant.

近年、駆動源として回転電機が用いられるハイブリッド車両やEV車両において、回転電機の性能に大きな影響を及ぼす永久磁石の温度上昇が問題となっており、効率的に冷却することが課題となっている。   In recent years, in hybrid vehicles and EV vehicles in which a rotating electrical machine is used as a drive source, a temperature increase of a permanent magnet that greatly affects the performance of the rotating electrical machine has become a problem, and efficient cooling has become a problem. .

特許文献1に記載の回転電機100は、図8に示すように、ロータ101とステータ110とを備える。ロータ101は、回転軸102によってケース103に支持され、磁性を有する複数の鋼板104aが積層されてなるロータコア104と、ロータコア104に間隔を隔てて固定された複数の永久磁石105と、ロータコア104の軸方向両側に配置されたエンドプレート106と、を備える。回転電機100では、ステータ110が、ロータ101の径方向外側に配置されてケース103に固定されており、同じくケース103に対して固定された冷媒供給部111から回転中のロータ101のエンドプレート106の端面に冷媒を供給することで、ロータ101を冷却するように構成されている。   A rotating electrical machine 100 described in Patent Literature 1 includes a rotor 101 and a stator 110 as shown in FIG. The rotor 101 is supported by a case 103 by a rotating shaft 102, a rotor core 104 formed by laminating a plurality of magnetic steel plates 104a, a plurality of permanent magnets 105 fixed to the rotor core 104 at intervals, and a rotor core 104. And end plates 106 arranged on both sides in the axial direction. In the rotating electrical machine 100, the stator 110 is arranged on the outer side in the radial direction of the rotor 101 and is fixed to the case 103, and the end plate 106 of the rotor 101 that is rotating from the refrigerant supply unit 111 that is also fixed to the case 103. The rotor 101 is cooled by supplying the coolant to the end face of the rotor.

特許第5601504号公報Japanese Patent No. 5601504

しかし、特許文献1に記載の回転電機100では、ロータ101、特に温度上昇による減磁が問題となる永久磁石105が、ロータコア104の両端面を覆うエンドプレート106を介して冷却されるため、冷却効率が低いという問題があった。また、冷媒供給部111から供給される冷媒は、エンドプレート106と干渉して飛散してしまい、最も冷却を要する永久磁石105が冷却され難く、改善の余地があった。   However, in the rotating electrical machine 100 described in Patent Document 1, the rotor 101, in particular, the permanent magnet 105 in which demagnetization due to temperature rise is a problem is cooled through the end plates 106 that cover both end faces of the rotor core 104. There was a problem of low efficiency. In addition, the refrigerant supplied from the refrigerant supply unit 111 interferes with the end plate 106 and scatters, so that the permanent magnet 105 that requires the most cooling is hardly cooled, and there is room for improvement.

本発明の目的は、ロータコア及び永久磁石を効率よく冷却して永久磁石の減磁を抑制し、回転電機の性能劣化を抑制することができる回転電機のロータ及び回転電機を提供することである。   An object of the present invention is to provide a rotor of a rotating electrical machine and a rotating electrical machine that can efficiently cool a rotor core and a permanent magnet, suppress demagnetization of the permanent magnet, and suppress performance deterioration of the rotating electrical machine.

上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
円周方向に沿って複数の磁石挿入孔(例えば、後述の実施形態での磁石挿入孔26)が設けられ、磁性を有するロータコア(例えば、後述の実施形態でのロータコア24)と、
前記磁石挿入孔に配置された永久磁石(例えば、後述の実施形態での永久磁石25)と、
前記ロータコアの軸方向両側に配置された端面板(例えば、後述の実施形態での端面板30)と、を備え、回転軸(例えば、後述の実施形態での回転軸22)に固定される回転電機のロータ(例えば、後述の実施形態でのロータ20)であって、
前記端面板には、液状の冷媒が供給される冷媒供給孔(例えば、後述の実施形態での冷媒供給孔31)が設けられ、
前記冷媒供給孔から供給される前記冷媒が、前記永久磁石に接触するように構成され
前記永久磁石と対向する前記端面板の内面には、前記冷媒供給孔に連通する冷媒排出路(例えば、後述の実施形態での冷媒排出路33)が設けられ、
前記冷媒供給孔から供給される前記冷媒が、前記冷媒排出路を介して排出され、
前記冷媒供給孔は、軸方向視で、ステータと対向する前記ロータコアの外周面又は内周面との距離が最も近い前記永久磁石の減磁最弱部(例えば、後述の実施形態での外径側角部25b)とオーバーラップするか、又は、
前記冷媒排出路は、ステータと対向する前記ロータコアの外周面又は内周面との距離が最も近い前記永久磁石の減磁最弱部(例えば、後述の実施形態での外径側角部25b)を通過する
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1
A plurality of magnet insertion holes (for example, a magnet insertion hole 26 in an embodiment described later) are provided along the circumferential direction, and a magnetic rotor core (for example, a rotor core 24 in an embodiment described later);
A permanent magnet disposed in the magnet insertion hole (for example, a permanent magnet 25 in an embodiment described later);
An end face plate (for example, an end face plate 30 in an embodiment to be described later) disposed on both sides in the axial direction of the rotor core, and the rotation fixed to a rotation shaft (for example, the rotation shaft 22 in an embodiment to be described later). An electric rotor (for example, a rotor 20 in an embodiment described later),
The end face plate is provided with a refrigerant supply hole (for example, a refrigerant supply hole 31 in an embodiment described later) to which a liquid refrigerant is supplied,
The refrigerant supplied from the refrigerant supply hole is configured to contact the permanent magnet,
On the inner surface of the end face plate facing the permanent magnet, a refrigerant discharge passage (for example, a refrigerant discharge passage 33 in an embodiment described later) communicating with the refrigerant supply hole is provided,
The refrigerant supplied from the refrigerant supply hole is discharged through the refrigerant discharge path,
The refrigerant supply hole is a demagnetization weakest portion of the permanent magnet (for example, an outer diameter in an embodiment described later) that is closest to the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the rotor core facing the stator in the axial direction. Overlap with the side corners 25b), or
The refrigerant discharge path is the demagnetization weakest portion of the permanent magnet that is closest to the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the rotor core facing the stator (for example, the outer-diameter side corner portion 25b in the embodiment described later). Pass through .

また、請求項に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、
前記冷媒供給孔は、円弧形状を有する。
In the invention according to claim 2 , in the invention according to claim 1 ,
The refrigerant supply hole has an arc shape.

また、請求項に記載の発明では、請求項1又は2に記載の発明において、
前記冷媒供給孔は、軸方向視で、前記永久磁石とオーバーラップする。
In the invention according to claim 3 , in the invention according to claim 1 or 2 ,
The refrigerant supply hole overlaps with the permanent magnet as viewed in the axial direction.

また、請求項に記載の発明では、
請求項1〜のいずれか1項に記載の回転電機のロータ(例えば、後述の実施形態でのロータ20)と、
前記ロータと径方向に対向するステータ(例えば、後述の実施形態でのステータ50)と、
前記ロータ及び前記ステータを収容する筺体(例えば、後述の実施形態での筺体40)と、
前記筺体に回転可能に支持される回転軸(例えば、後述の実施形態での回転軸22)と、を備えた回転電機(例えば、後述の実施形態での回転電機10)であって、
前記筺体には、前記冷媒供給孔に冷媒を供給する冷媒吐出部(例えば、後述の実施形態での冷媒吐出部41)が設けられている。
In the invention according to claim 4 ,
A rotor (for example, a rotor 20 in an embodiment described later) of the rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3 ,
A stator (for example, a stator 50 in an embodiment described later) opposed to the rotor in the radial direction;
A housing for housing the rotor and the stator (for example, a housing 40 in an embodiment described later);
A rotating electrical machine (for example, a rotating electrical machine 10 in an embodiment described later) provided with a rotating shaft (for example, a rotating shaft 22 in an embodiment described later) rotatably supported by the housing,
The casing is provided with a refrigerant discharge part (for example, a refrigerant discharge part 41 in an embodiment described later) for supplying the refrigerant to the refrigerant supply hole.

また、請求項に記載の発明では、請求項に記載の発明において、
前記冷媒吐出部からの冷媒吐出方向が、回転軸方向と平行である。
Further, in the invention according to claim 5 , in the invention according to claim 4 ,
The refrigerant discharge direction from the refrigerant discharge part is parallel to the rotation axis direction.

請求項1に記載の発明によれば、端面板に設けられた冷媒供給孔に供給される冷媒が永久磁石に接触することにより、永久磁石を効率よく冷却することができ、減磁を抑制できる。
また、冷媒排出路を設けたことで、冷媒の滞留を抑制し、効率よく永久磁石及び冷媒排出路内の冷媒と接触するロータコアを冷却することができる。
さらに、減磁が発生しやすい永久磁石の減磁最弱部を冷却することができ、回転電機の性能劣化を抑制できる。
According to the first aspect of the invention, the refrigerant supplied to the refrigerant supply hole provided in the end face plate comes into contact with the permanent magnet, whereby the permanent magnet can be efficiently cooled and demagnetization can be suppressed. .
Further, by providing the refrigerant discharge path, it is possible to suppress the stagnation of the refrigerant and efficiently cool the rotor core that comes into contact with the permanent magnet and the refrigerant in the refrigerant discharge path.
Furthermore, the weakest demagnetization part of the permanent magnet in which demagnetization is likely to occur can be cooled, and the performance deterioration of the rotating electrical machine can be suppressed.

請求項に記載の発明によれば、冷媒供給孔が円弧形状を有するので、端面板による永久磁石の保持機能を維持しつつ、ロータの遠心力を利用して効率よく永久磁石及び冷媒供給孔内の冷媒と接触するロータコアを冷却することができる。 According to the second aspect of the invention, since the refrigerant supply hole has an arc shape, the permanent magnet and the refrigerant supply hole are efficiently utilized by utilizing the centrifugal force of the rotor while maintaining the function of holding the permanent magnet by the end face plate. The rotor core in contact with the refrigerant inside can be cooled.

請求項に記載の発明によれば、永久磁石を効率よく冷却することができる。 According to invention of Claim 3 , a permanent magnet can be cooled efficiently.

請求項に記載の発明によれば、端面板に設けられた冷媒供給孔に供給される冷媒が永久磁石に接触することにより、永久磁石を効率よく冷却することができ、減磁を抑制できる。 According to the invention described in claim 4 , the permanent magnet can be efficiently cooled and demagnetization can be suppressed when the refrigerant supplied to the refrigerant supply hole provided in the end face plate contacts the permanent magnet. .

請求項に記載の発明によれば、フリクションを低減でき、回転電機の性能劣化を抑制できる。
According to the fifth aspect of the present invention, friction can be reduced and performance deterioration of the rotating electrical machine can be suppressed.

本発明の一実施形態に係る回転電機の断面図である。It is sectional drawing of the rotary electric machine which concerns on one Embodiment of this invention. ロータの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a rotor. ロータコアにV字状配置された永久磁石と、端面板の冷媒供給孔及び冷媒排出路との位置関係を示すロータの要部側面図である。It is a principal part side view of the rotor which shows the positional relationship of the permanent magnet arrange | positioned by V shape at a rotor core, and the refrigerant | coolant supply hole and refrigerant | coolant discharge path of an end surface plate. ロータの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of a rotor. (a)は第1変形例のロータの要部側面図であり、(b)は第2変形例のロータの要部側面図である。(A) is a principal part side view of the rotor of a 1st modification, (b) is a principal part side view of the rotor of a 2nd modification. (a)は第3変形例のロータの要部側面図であり、(b)は第4変形例のロータの要部側面図であり、(c)は第5変形例のロータの要部側面図である。(A) is a principal part side view of the rotor of a 3rd modification, (b) is a principal part side view of the rotor of a 4th modification, (c) is a principal part side view of the rotor of a 5th modification. FIG. (a)は第6変形例のロータの要部側面図であり、(b)は第7変形例のロータの要部側面図である。(A) is a principal part side view of the rotor of a 6th modification, (b) is a principal part side view of the rotor of a 7th modification. 特許文献1に記載の回転電機の構成を示す断面図である。2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a rotating electrical machine described in Patent Document 1.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る回転電機10は、ロータ20と、筺体40に固定されて、ロータ20の径方向外側に僅かな隙間を介して対向配置されるステータ50と、を備える、いわゆるインナーロータ型の回転電機である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating electrical machine 10 according to the present embodiment is fixed to the rotor 20 and the housing 40, and is disposed to face the outer side in the radial direction of the rotor 20 with a slight gap. A so-called inner rotor type rotating electrical machine.

ロータ20は、軸受21により筺体40に回転自在に支承される回転軸22と、回転軸22に固定された略椀状の支持部材23の外周面23aに嵌合固定されたロータコア24と、ロータコア24に埋め込まれた複数の永久磁石25と、ロータコア24の両端面に固定される端面板30と、を備える。   The rotor 20 includes a rotary shaft 22 that is rotatably supported by a housing 40 by a bearing 21, a rotor core 24 that is fitted and fixed to an outer peripheral surface 23a of a substantially bowl-shaped support member 23 that is fixed to the rotary shaft 22, and a rotor core. 24, a plurality of permanent magnets 25 embedded in 24, and end face plates 30 fixed to both end faces of the rotor core 24.

ロータコア24は、同一形状の円環状に形成された磁性を有する複数の鋼板(例えば、電磁鋼板)24aが、回転軸方向に積層されてなり、複数の(図2に示す実施形態では24個)磁石挿入孔26が回転軸方向に貫通して設けられている。   The rotor core 24 is formed by laminating a plurality of magnetic steel plates (for example, electromagnetic steel plates) 24a formed in an annular shape of the same shape in the direction of the rotation axis, and a plurality (24 in the embodiment shown in FIG. 2). A magnet insertion hole 26 is provided penetrating in the rotation axis direction.

複数の磁石挿入孔26は、ロータコア24の外周方向に向かって開くように略V字状に形成され、外周に向かって略V字状に開く一対の磁石挿入孔26毎に所定の間隔で形成されている。永久磁石25は、一対の磁石挿入孔26毎に磁極の向きを変えながら、各磁石挿入孔26に挿入され、充填材によって固定されている。   The plurality of magnet insertion holes 26 are formed in a substantially V shape so as to open toward the outer peripheral direction of the rotor core 24, and are formed at predetermined intervals for each pair of magnet insertion holes 26 that open in a substantially V shape toward the outer periphery. Has been. The permanent magnet 25 is inserted into each magnet insertion hole 26 while changing the direction of the magnetic pole for each pair of magnet insertion holes 26, and is fixed by a filler.

磁石挿入孔26には、ロータコア24の外周面24bに近い側の端部に磁束短絡防止用の空隙が磁石挿入孔26に連続して形成されている。また、ロータコア24の内周面24cに近い側の端部にも、磁束短絡防止用の空隙が磁石挿入孔26に連続して形成されている。従って、永久磁石25が磁石挿入孔26に挿入され、充填材によって固定された状態では、永久磁石25の両端部に磁束短絡防止部27、28が設けられる(図3参照。)。   In the magnet insertion hole 26, a gap for preventing magnetic flux short-circuiting is formed continuously at the end of the rotor core 24 near the outer peripheral surface 24 b. Also, a magnetic flux short-circuit prevention gap is formed continuously at the end of the rotor core 24 on the side close to the inner peripheral surface 24c. Therefore, when the permanent magnet 25 is inserted into the magnet insertion hole 26 and fixed by the filler, the magnetic flux short-circuit prevention portions 27 and 28 are provided at both ends of the permanent magnet 25 (see FIG. 3).

図3及び図4も参照して、ロータコア24の両端面には、端面板30が固定されている。端面板30は、鋼板24aと同一形状の円環状に形成されており、複数の冷媒供給孔31が内面及び外面を貫通して設けられている。それぞれの冷媒供給孔31は、V字状に配置された一対の磁石挿入孔26に対応して設けられている。即ち、V字状に配置された一対の永久磁石25に対して1つの冷媒供給孔31が対応する。   3 and 4, end face plates 30 are fixed to both end faces of the rotor core 24. The end face plate 30 is formed in an annular shape having the same shape as the steel plate 24a, and a plurality of refrigerant supply holes 31 are provided through the inner surface and the outer surface. Each refrigerant supply hole 31 is provided corresponding to a pair of magnet insertion holes 26 arranged in a V shape. That is, one refrigerant supply hole 31 corresponds to a pair of permanent magnets 25 arranged in a V shape.

冷媒供給孔31は、回転軸22側に中心を有し、ロータコア24の外周面24bに向かって凸となる円弧形状であり、軸方向視においてV字状配置された一対の永久磁石25と一部がオーバーラップしている。これにより、永久磁石25の側面の一部は、冷媒供給孔31から露出している。換言すれば、永久磁石25の側面の少なくとも他の一部は、軸方向視において端面板30と重なり、磁石挿入孔26からの永久磁石25の脱落を防止する。   The refrigerant supply hole 31 has a center on the rotating shaft 22 side, and has a circular arc shape that protrudes toward the outer peripheral surface 24b of the rotor core 24. The refrigerant supply hole 31 and the pair of permanent magnets 25 arranged in a V shape when viewed in the axial direction. The parts overlap. Thereby, a part of the side surface of the permanent magnet 25 is exposed from the coolant supply hole 31. In other words, at least another part of the side surface of the permanent magnet 25 overlaps the end face plate 30 when viewed in the axial direction, and prevents the permanent magnet 25 from falling off from the magnet insertion hole 26.

また、端面板30には、ロータコア24に固定されたとき、ロータコア24側となる端面板30の内面に、端面板30の外周方向に向かって略V字状に開く排出溝32が冷媒供給孔31に連通して形成されている。排出溝32は、1つの冷媒供給孔31に対して一対設けられている。従って、端面板30がロータコア24に固定されたとき、端面板30とロータコア24との間には、冷媒供給孔31と外部とを連通する冷媒排出路33が、排出溝32によって形成される。   In addition, the end face plate 30 has a discharge groove 32 that opens in a substantially V shape toward the outer peripheral direction of the end face plate 30 on the inner surface of the end face plate 30 on the rotor core 24 side when fixed to the rotor core 24. 31 is formed in communication. A pair of discharge grooves 32 is provided for one refrigerant supply hole 31. Therefore, when the end face plate 30 is fixed to the rotor core 24, a coolant discharge path 33 that connects the coolant supply hole 31 and the outside is formed by the discharge groove 32 between the end face plate 30 and the rotor core 24.

排出溝32は、V字状配置された一対の永久磁石25のそれぞれの外周側長辺25aに沿うように略V字状に形成されている。それぞれの排出溝32は、ロータコア24の外周面24bとの距離が最も近い永久磁石25の外径側角部25bと軸方向視で重なるように設けられる。なお、永久磁石25の外径側角部25bは、ステータ50からの磁力の影響を受けて永久磁石25の磁力が低下し易い、減磁最弱部である。   The discharge groove 32 is formed in a substantially V shape so as to extend along the outer peripheral long side 25a of each of the pair of permanent magnets 25 arranged in a V shape. Each discharge groove 32 is provided so as to overlap with the outer-diameter side corner portion 25b of the permanent magnet 25 having the shortest distance from the outer peripheral surface 24b of the rotor core 24 when viewed in the axial direction. The outer diameter side corner portion 25b of the permanent magnet 25 is the weakest demagnetization portion where the magnetic force of the permanent magnet 25 tends to decrease due to the influence of the magnetic force from the stator 50.

図1に戻り、ステータ50は、磁性を有する複数の鋼板(例えば、電磁鋼板)51aが、回転軸方向に積層してなるステータコア51と、ステータコア51の各ティース(図示せず)に巻回される複数のステータコイル52と、を備える。そして、ステータコイル52に電流を流すことによりステータ50に回転磁界が発生してロータ20を回転させる。   Returning to FIG. 1, the stator 50 is wound around a stator core 51 formed by laminating a plurality of magnetic steel plates (for example, electromagnetic steel plates) 51 a in the rotation axis direction, and teeth (not shown) of the stator core 51. A plurality of stator coils 52. Then, when a current flows through the stator coil 52, a rotating magnetic field is generated in the stator 50 to rotate the rotor 20.

筺体40には、回転軸22より上側の部分に端面板30の冷媒供給孔31に対向して冷媒吐出部41が設けられており、冷媒供給源から供給される冷媒は、冷媒吐出部41から回転軸方向と平行に、即ち、端面板30に対して直交する方向から吐出されてロータ20を冷却する。   The casing 40 is provided with a refrigerant discharge portion 41 at a portion above the rotating shaft 22 so as to face the refrigerant supply hole 31 of the end face plate 30, and the refrigerant supplied from the refrigerant supply source is supplied from the refrigerant discharge portion 41. The rotor 20 is cooled by being discharged from a direction parallel to the rotation axis direction, that is, from a direction orthogonal to the end face plate 30.

次に、上記の構成を備えた本実施形態の作用について説明する。
ステータコイル52に電流を流すと、回転磁界が発生してロータ20が回転駆動される。回転電機10の効率のロス分は、熱となり回転電機10の温度を上昇させる。ロータ20、特に、永久磁石25の温度上昇は、永久磁石25の磁力を低下させて、回転電機10の性能劣化の一因となるので、効率よく冷却する必要がある。
Next, the operation of the present embodiment having the above configuration will be described.
When a current is passed through the stator coil 52, a rotating magnetic field is generated and the rotor 20 is driven to rotate. The loss in efficiency of the rotating electrical machine 10 becomes heat and raises the temperature of the rotating electrical machine 10. An increase in the temperature of the rotor 20, particularly the permanent magnet 25, reduces the magnetic force of the permanent magnet 25 and contributes to the deterioration of the performance of the rotating electrical machine 10, so it is necessary to cool it efficiently.

図1に示すように、不図示の冷媒供給源から供給される冷媒は、筺体40に設けられた冷媒吐出部41から端面板30に向けて吐出され、端面板30の冷媒供給孔31から露出する永久磁石25に直接接触して永久磁石25を効率よく冷却する。また、冷媒は、同時に、冷媒供給孔31から露出するロータコア24の一部にも直接接触して冷却する。従って、エンドプレート106を介してロータ101を冷却する従来の回転電機100(図8参照)と比較して冷却効率がよく、また、冷媒との接触面積も多いので、効果的に冷却することができる。   As shown in FIG. 1, the refrigerant supplied from a refrigerant supply source (not shown) is discharged from the refrigerant discharge portion 41 provided in the housing 40 toward the end face plate 30 and exposed from the refrigerant supply hole 31 of the end face plate 30. The permanent magnet 25 is directly contacted to cool the permanent magnet 25 efficiently. At the same time, the refrigerant cools by directly contacting a part of the rotor core 24 exposed from the refrigerant supply hole 31. Therefore, compared with the conventional rotating electrical machine 100 (see FIG. 8) that cools the rotor 101 via the end plate 106, the cooling efficiency is good and the contact area with the refrigerant is large, so that the cooling can be effectively performed. it can.

更に、冷媒供給孔31から露出する永久磁石25、及びロータコア24を冷却した冷媒は、冷媒に作用する遠心力によって冷媒排出路33に流れ込み、冷媒排出路33内の永久磁石25の外径側角部25b、及びロータコア24を冷却して、ロータ20の外径方向に排出される。冷媒供給孔31及び冷媒排出路33内の冷媒には、遠心力が作用するので、冷媒供給孔31及び冷媒排出路33内で滞ることがなく、常に新しい冷媒が供給されて冷却されて高い冷却効率が維持される。   Furthermore, the permanent magnet 25 exposed from the refrigerant supply hole 31 and the refrigerant that has cooled the rotor core 24 flow into the refrigerant discharge path 33 by the centrifugal force acting on the refrigerant, and the outer diameter side angle of the permanent magnet 25 in the refrigerant discharge path 33. The part 25 b and the rotor core 24 are cooled and discharged in the outer diameter direction of the rotor 20. Centrifugal force acts on the refrigerant in the refrigerant supply hole 31 and the refrigerant discharge path 33, so that there is no stagnation in the refrigerant supply hole 31 and the refrigerant discharge path 33, and a new refrigerant is always supplied and cooled to achieve high cooling. Efficiency is maintained.

このように、冷媒供給孔31から露出する永久磁石25は、冷媒吐出部41から吐出する冷媒が直接接触して冷却され、また永久磁石25の減磁最弱部である外径側角部25bも、遠心力により冷媒排出路33を流れる冷媒により冷却されるので、効率よく冷却することができる。これにより、永久磁石25の減磁が抑制されて回転電機10の性能低下が抑制される。   Thus, the permanent magnet 25 exposed from the refrigerant supply hole 31 is cooled by direct contact with the refrigerant discharged from the refrigerant discharge portion 41, and the outer diameter side corner portion 25b which is the weakest demagnetization portion of the permanent magnet 25. However, since it is cooled by the refrigerant flowing through the refrigerant discharge path 33 by centrifugal force, it can be efficiently cooled. Thereby, the demagnetization of the permanent magnet 25 is suppressed, and the performance degradation of the rotary electric machine 10 is suppressed.

また、冷媒吐出部41からの冷媒は、端面板30に対して直角方向から吐出するので、冷媒との摩擦力が小さく、ロータ20の回転力に与える影響を最小限に抑えることができる。   Moreover, since the refrigerant from the refrigerant discharge part 41 is discharged from the direction perpendicular to the end face plate 30, the frictional force with the refrigerant is small, and the influence on the rotational force of the rotor 20 can be minimized.

以上説明したように、本実施形態に係る回転電機のロータ20によれば、端面板30には、冷媒が供給される冷媒供給孔31が設けられ、冷媒供給孔31から供給される冷媒が、永久磁石25に接触するように構成されるので、端面板30に設けられた冷媒供給孔31に供給される冷媒が永久磁石25に直接接触することにより、永久磁石25を効率よく冷却することができ、永久磁石25の減磁を抑制できる。   As described above, according to the rotor 20 of the rotating electrical machine according to the present embodiment, the end face plate 30 is provided with the refrigerant supply hole 31 to which the refrigerant is supplied, and the refrigerant supplied from the refrigerant supply hole 31 is Since it is configured to come into contact with the permanent magnet 25, the permanent magnet 25 can be efficiently cooled by directly contacting the permanent magnet 25 with the coolant supplied to the coolant supply hole 31 provided in the end face plate 30. And demagnetization of the permanent magnet 25 can be suppressed.

また、永久磁石25と対向する端面板30の内面には、冷媒供給孔31に連通する冷媒排出路33が設けられ、冷媒供給孔31から供給される冷媒が、冷媒排出路33を介して排出されるように構成されたので、冷媒の滞留を抑制し、常に新しく供給される冷媒により、効率よく永久磁石25及び冷媒排出路33内の冷媒と接触するロータコア24を冷却することができる。   A refrigerant discharge path 33 communicating with the refrigerant supply hole 31 is provided on the inner surface of the end face plate 30 facing the permanent magnet 25, and the refrigerant supplied from the refrigerant supply hole 31 is discharged through the refrigerant discharge path 33. Thus, the retention of the refrigerant is suppressed, and the rotor core 24 that contacts the refrigerant in the permanent magnet 25 and the refrigerant discharge path 33 can be efficiently cooled by the newly supplied refrigerant.

また、冷媒供給孔31が円弧形状を有するので、端面板30による永久磁石25の保持機能を維持しつつ、ロータ20の遠心力を利用して効率よく永久磁石25及び冷媒供給孔31内の冷媒と接触するロータコア24を冷却することができる。   Further, since the refrigerant supply hole 31 has an arc shape, the refrigerant in the permanent magnet 25 and the refrigerant supply hole 31 can be efficiently utilized using the centrifugal force of the rotor 20 while maintaining the function of holding the permanent magnet 25 by the end face plate 30. The rotor core 24 in contact with can be cooled.

また、冷媒排出路33は、ステータ50と対向するロータコア24の外周面24bとの距離が最も近い、永久磁石25の減磁最弱部となる外径側角部25bを通過するので、減磁が発生しやすい永久磁石25の外径側角部25bを冷却することができ、回転電機10の性能劣化を抑制できる。   Further, the refrigerant discharge path 33 passes through the outer-diameter side corner portion 25b which is the weakest demagnetization portion of the permanent magnet 25 and has the shortest distance from the outer peripheral surface 24b of the rotor core 24 facing the stator 50. It is possible to cool the outer-diameter-side corner 25b of the permanent magnet 25 that is liable to generate, and the performance deterioration of the rotating electrical machine 10 can be suppressed.

また、冷媒供給孔31は、軸方向視で、永久磁石25とオーバーラップするので、冷媒を直接永久磁石25と接触させて、永久磁石25を効率よく冷却することができる。   Moreover, since the refrigerant supply hole 31 overlaps with the permanent magnet 25 as viewed in the axial direction, the permanent magnet 25 can be efficiently cooled by bringing the refrigerant into direct contact with the permanent magnet 25.

また、冷媒吐出部41からの冷媒吐出方向は、回転軸方向と平行であるので、冷媒によるフリクションを低減でき、回転電機10の性能劣化を抑制できる。   Moreover, since the refrigerant | coolant discharge direction from the refrigerant | coolant discharge part 41 is parallel to a rotating shaft direction, the friction by a refrigerant | coolant can be reduced and the performance deterioration of the rotary electric machine 10 can be suppressed.

以下、本発明の各変形例について説明する。
(第1変形例)
図5(a)は、略V字状配置された永久磁石を備える第1変形例のロータの要部側面図である。
第1変形例のロータ20は、端面板30の冷媒供給孔31が、ロータ20の径方向外方に中心を有し、ロータ20の中心に向かって凸となる円弧形状に形成されている。冷媒供給孔31は、ロータコア24の内周面24cとの距離が最も近い永久磁石25の内径側角部25cとオーバーラップし、永久磁石25の一部を冷媒供給孔31から露出させている。
Hereinafter, each modification of the present invention will be described.
(First modification)
Fig.5 (a) is a principal part side view of the rotor of a 1st modification provided with the permanent magnet arrange | positioned substantially V-shaped.
The rotor 20 of the first modification is formed in an arc shape in which the refrigerant supply hole 31 of the end face plate 30 has a center radially outward of the rotor 20 and protrudes toward the center of the rotor 20. The refrigerant supply hole 31 overlaps the inner diameter side corner 25c of the permanent magnet 25 having the shortest distance from the inner peripheral surface 24c of the rotor core 24, and a part of the permanent magnet 25 is exposed from the refrigerant supply hole 31.

また、冷媒供給孔31に連通し、ロータコア24と協働して冷媒排出路33を形成する排出溝32が、永久磁石25の外径側角部(減磁最弱部)25bを通過して略V字状に形成されている。それ以外は、実施形態のロータ20と同様であるので、同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。   A discharge groove 32 that communicates with the refrigerant supply hole 31 and forms a refrigerant discharge path 33 in cooperation with the rotor core 24 passes through the outer diameter side corner (demagnetization weakest part) 25 b of the permanent magnet 25. It is formed in a substantially V shape. Other than that, since it is the same as the rotor 20 of the embodiment, the same or equivalent parts will be denoted by the same or corresponding symbols, and the description will be simplified or omitted.

第1変形例のロータ20によれば、減磁が発生しやすい永久磁石25の減磁最弱部である外径側角部25bと共に、内径側角部25cも同時に冷却することができ、回転電機10の性能劣化を抑制できる。なお、アウターロータ型の回転電機の場合には、永久磁石25の内径側角部25cが減磁最弱部となるため、本変形例はアウターロータ型の回転電機においても有効である。その他の構成及び作用は、上記実施形態のロータ20と同様である。   According to the rotor 20 of the first modified example, the inner diameter side corner portion 25c can be simultaneously cooled together with the outer diameter side corner portion 25b which is the weakest demagnetization portion of the permanent magnet 25 which is likely to be demagnetized. The performance deterioration of the electric machine 10 can be suppressed. In the case of an outer rotor type rotating electrical machine, the inner diameter side corner portion 25c of the permanent magnet 25 is the weakest demagnetizing portion, and therefore this modification is also effective in an outer rotor type rotating electrical machine. Other configurations and operations are the same as those of the rotor 20 of the above embodiment.

(第2変形例)
図5(b)は、略V字配置された永久磁石を備える第2変形例のロータの要部側面図である。
第2変形例のロータ20は、端面板30の冷媒供給孔31が略円形であり、各永久磁石25の外径側角部(減磁最弱部)25bに対応する位置に形成されており、外径側角部25bを冷媒供給孔31から露出させている。また、冷媒排出路33を形成する排出溝32が、冷媒供給孔31から外径側に延びるに従って幅が小さくなるように形成されている。
(Second modification)
FIG.5 (b) is a principal part side view of the rotor of the 2nd modification provided with the permanent magnet arrange | positioned substantially V-shaped.
In the rotor 20 of the second modification, the refrigerant supply hole 31 of the end face plate 30 is substantially circular, and is formed at a position corresponding to the outer diameter side corner (demagnetization weakest part) 25 b of each permanent magnet 25. The outer diameter side corner portion 25 b is exposed from the refrigerant supply hole 31. Further, the discharge groove 32 that forms the refrigerant discharge path 33 is formed so that the width decreases as it extends from the refrigerant supply hole 31 to the outer diameter side.

第2変形例のロータ20によれば、永久磁石25の減磁最弱部である外径側角部25bを冷媒で直接冷却することができる。その他の構成及び作用は、上記実施形態のロータ20と同様である。   According to the rotor 20 of the second modified example, the outer diameter side corner portion 25b which is the weakest demagnetization portion of the permanent magnet 25 can be directly cooled with the refrigerant. Other configurations and operations are the same as those of the rotor 20 of the above embodiment.

(第3変形例)
図6(a)は、略V字状配置された永久磁石を備える第3変形例のロータの要部側面図である。
第3変形例のロータ20の端面板30は、排出溝32を備えておらず、回転軸22側に中心を有し、ロータコア24の外周面24bに向かって凸となる円弧形状の冷媒供給孔31のみが形成されている。冷媒供給孔31は、図3に示す実施形態の端面板30と比較して径方向外方に形成されており、永久磁石25の外径側角部25bを冷媒供給孔31から露出させている。その他の構成及び作用は、上記実施形態のロータ20と同様である。
(Third Modification)
Fig.6 (a) is a principal part side view of the rotor of the 3rd modification provided with the permanent magnet arrange | positioned substantially V-shaped.
The end face plate 30 of the rotor 20 of the third modified example is not provided with the discharge groove 32, has a center on the rotating shaft 22 side, and has an arc-shaped refrigerant supply hole that protrudes toward the outer peripheral surface 24 b of the rotor core 24. Only 31 is formed. The refrigerant supply hole 31 is formed radially outward as compared with the end face plate 30 of the embodiment shown in FIG. 3, and the outer diameter side corner portion 25 b of the permanent magnet 25 is exposed from the refrigerant supply hole 31. . Other configurations and operations are the same as those of the rotor 20 of the above embodiment.

(第4変形例)
図6(b)は、略V字状配置された永久磁石を備える第4変形例のロータの要部側面図である。
第4変形例のロータ20の端面板30は、排出溝32を備えておらず、冷媒供給孔31がロータ20の径方向外方に中心を有し、ロータ20の中心に向かって凸となる円弧形状に形成されている。冷媒供給孔31は、ロータコア24の外周面24bとの距離が最も近い永久磁石25の外径側角部25bとオーバーラップし、外周面24に開口しているため、別途排出溝32を設けずとも冷媒を排出可能となっている。これにより、永久磁石25の減磁最弱部である外径側角部25bを効率よく冷却することができる。その他の構成及び作用は、上記実施形態のロータ20と同様である。
(Fourth modification)
FIG.6 (b) is a principal part side view of the rotor of the 4th modification provided with the permanent magnet arrange | positioned substantially V-shaped.
The end face plate 30 of the rotor 20 of the fourth modified example does not include the discharge groove 32, and the refrigerant supply hole 31 has a center radially outward of the rotor 20 and is convex toward the center of the rotor 20. It is formed in an arc shape. The refrigerant supply hole 31 overlaps the outer diameter side corner portion 25b of the permanent magnet 25 having the closest distance to the outer peripheral surface 24b of the rotor core 24 and is open to the outer peripheral surface 24. Therefore, no separate discharge groove 32 is provided. Both can discharge the refrigerant. Thereby, the outer-diameter side corner | angular part 25b which is a demagnetization weakest part of the permanent magnet 25 can be cooled efficiently. Other configurations and operations are the same as those of the rotor 20 of the above embodiment.

(第5変形例)
図6(c)は、略V字状配置された永久磁石を備える第5変形例のロータの要部側面図である。
第5変形例のロータ20の端面板30は、端面板30の冷媒供給孔31が、永久磁石25の外径側角部(減磁最弱部)25bに対応する位置に円形に形成されており、外径側角部25bを冷媒供給孔31から露出させている。その他の構成及び作用は、上記実施形態のロータ20と同様である。
(5th modification)
FIG.6 (c) is a principal part side view of the rotor of the 5th modification provided with the permanent magnet arrange | positioned substantially V-shaped.
The end face plate 30 of the rotor 20 of the fifth modified example is formed in a circular shape at a position where the refrigerant supply hole 31 of the end face plate 30 corresponds to the outer diameter side corner portion (demagnetization weakest portion) 25 b of the permanent magnet 25. In addition, the outer diameter side corner portion 25 b is exposed from the refrigerant supply hole 31. Other configurations and operations are the same as those of the rotor 20 of the above embodiment.

(第6変形例)
図7(a)は、永久磁石が平行配置された第6変形例のロータの要部側面図である。
第6変形例のロータ20は、平行配置された一対の永久磁石25が1つの磁極を構成しており、複数の磁極が周方向に沿って離間して設けられている。端面板30の冷媒供給孔31は、回転軸22側に中心を有し、ロータコア24の外周面24bに向かって凸となる円弧形状に形成されている。冷媒供給孔31に連通し、ロータコア24と協働して冷媒排出路33を形成する排出溝32は、永久磁石25の外径側角部(減磁最弱部)25bを通過して略V字状に形成されている。その他の構成及び作用は、上記実施形態のロータ20と同様である。
(Sixth Modification)
Fig.7 (a) is a principal part side view of the rotor of the 6th modification by which the permanent magnet was arrange | positioned in parallel.
In the rotor 20 of the sixth modified example, a pair of permanent magnets 25 arranged in parallel constitute one magnetic pole, and a plurality of magnetic poles are provided apart from each other in the circumferential direction. The refrigerant supply hole 31 of the end face plate 30 has a center on the rotating shaft 22 side and is formed in an arc shape that protrudes toward the outer peripheral surface 24 b of the rotor core 24. A discharge groove 32 that communicates with the refrigerant supply hole 31 and forms a refrigerant discharge path 33 in cooperation with the rotor core 24 passes through the outer diameter side corner (demagnetization weakest part) 25b of the permanent magnet 25 and is substantially V. It is formed in a letter shape. Other configurations and operations are the same as those of the rotor 20 of the above embodiment.

(第7変形例)
図7(b)は、略逆V字状配置された永久磁石を備える第7変形例のロータの要部側面図である。
第7変形例のロータ20は、内周に向かって略V字状に開く略逆V字状に配置された一対の永久磁石25が、1つの磁極を構成している。端面板30の冷媒供給孔31は、回転軸22側に中心を有し、ロータコア24の外周面24bに向かって凸となる円弧形状に形成され、ロータコア24の外周面24bとの距離が最も近い永久磁石25の外径側角部25bを冷媒供給孔31から露出させている。また、冷媒排出路33を形成する排出溝32が、略V字状に形成されている。その他の構成及び作用は、上記実施形態のロータ20と同様である。
(Seventh Modification)
FIG.7 (b) is a principal part side view of the rotor of the 7th modification provided with the permanent magnet arrange | positioned substantially reverse V shape.
In the rotor 20 of the seventh modified example, a pair of permanent magnets 25 arranged in a substantially inverted V shape that opens in a substantially V shape toward the inner periphery constitutes one magnetic pole. The refrigerant supply hole 31 of the end face plate 30 has a center on the rotating shaft 22 side, is formed in an arc shape that is convex toward the outer peripheral surface 24b of the rotor core 24, and is closest to the outer peripheral surface 24b of the rotor core 24. An outer diameter side corner 25 b of the permanent magnet 25 is exposed from the refrigerant supply hole 31. A discharge groove 32 that forms the refrigerant discharge path 33 is formed in a substantially V-shape. Other configurations and operations are the same as those of the rotor 20 of the above embodiment.

尚、本発明は、前述した実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、本発明による回転電機は、電動モータの他に、発電機や、電動モータ又は発電機として機能するモータジェネレータであってもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and modifications, improvements, and the like can be made as appropriate.
For example, the rotating electrical machine according to the present invention may be a generator, a motor generator that functions as an electric motor, or a generator in addition to the electric motor.

10 回転電機
20 ロータ
22 回転軸
24 ロータコア
24b 外周面
24c 内周面
25 永久磁石
25b 外径側角部(減磁最弱部)
25c 内径側角部
26 磁石挿入孔
30 端面板
31 冷媒供給孔
32 排出溝
33 冷媒排出路
40 筺体
41 冷媒吐出部
50 ステータ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating electrical machine 20 Rotor 22 Rotating shaft 24 Rotor core 24b Outer peripheral surface 24c Inner peripheral surface 25 Permanent magnet 25b Outer diameter side corner (demagnetization weakest part)
25c Inner diameter side corner part 26 Magnet insertion hole 30 End face plate 31 Refrigerant supply hole 32 Discharge groove 33 Refrigerant discharge path 40 Housing 41 Refrigerant discharge part 50 Stator

Claims (5)

円周方向に沿って複数の磁石挿入孔が設けられ、磁性を有するロータコアと、
前記磁石挿入孔に配置された永久磁石と、
前記ロータコアの軸方向両側に配置された端面板と、を備え、回転軸に固定される回転電機のロータであって、
前記端面板には、液状の冷媒が供給される冷媒供給孔が設けられ、
前記冷媒供給孔から供給される前記冷媒が、前記永久磁石に接触するように構成され
前記永久磁石と対向する前記端面板の内面には、前記冷媒供給孔に連通する冷媒排出路が設けられ、
前記冷媒供給孔から供給される前記冷媒が、前記冷媒排出路を介して排出され、
前記冷媒供給孔は、軸方向視で、ステータと対向する前記ロータコアの外周面又は内周面との距離が最も近い前記永久磁石の減磁最弱部とオーバーラップするか、又は、
前記冷媒排出路は、ステータと対向する前記ロータコアの外周面又は内周面との距離が最も近い前記永久磁石の減磁最弱部を通過する、回転電機のロータ。
A plurality of magnet insertion holes are provided along the circumferential direction, and a magnetic rotor core;
A permanent magnet disposed in the magnet insertion hole;
End face plates disposed on both sides in the axial direction of the rotor core, and a rotor of a rotating electrical machine fixed to a rotating shaft,
The end face plate is provided with a refrigerant supply hole for supplying a liquid refrigerant,
The refrigerant supplied from the refrigerant supply hole is configured to contact the permanent magnet,
On the inner surface of the end face plate facing the permanent magnet, a refrigerant discharge passage communicating with the refrigerant supply hole is provided,
The refrigerant supplied from the refrigerant supply hole is discharged through the refrigerant discharge path,
The refrigerant supply hole overlaps with the weakest demagnetization portion of the permanent magnet having the shortest distance from the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the rotor core facing the stator in the axial direction, or
The rotor of a rotating electrical machine, wherein the refrigerant discharge path passes through a demagnetization weakest portion of the permanent magnet that is closest to an outer peripheral surface or an inner peripheral surface of the rotor core facing the stator .
請求項1に記載の回転電機のロータであって、
前記冷媒供給孔は、円弧形状を有する、回転電機のロータ。
The rotor of the rotating electrical machine according to claim 1 ,
The refrigerant supply hole is a rotor of a rotating electric machine having an arc shape.
請求項1又は2に記載の回転電機のロータであって、
前記冷媒供給孔は、軸方向視で、前記永久磁石とオーバーラップする、回転電機のロータ。
A rotor for a rotating electrical machine according to claim 1 or 2 ,
The refrigerant supply hole is a rotor of a rotating electrical machine that overlaps with the permanent magnet as viewed in the axial direction.
請求項1〜のいずれか1項に記載の回転電機のロータと、
前記ロータと径方向に対向するステータと、
前記ロータ及び前記ステータを収容する筺体と、
前記筺体に回転可能に支持される回転軸と、を備えた回転電機であって、
前記筺体には、前記冷媒供給孔に冷媒を供給する冷媒吐出部が設けられている、回転電機。
The rotor of the rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3 ,
A stator radially opposed to the rotor;
A housing for housing the rotor and the stator;
A rotating electrical machine having a rotating shaft rotatably supported by the housing,
The rotating electrical machine, wherein the casing is provided with a refrigerant discharge portion that supplies the refrigerant to the refrigerant supply hole.
請求項に記載の回転電機であって、
前記冷媒吐出部からの冷媒吐出方向が、回転軸方向と平行である、回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 4 ,
A rotating electrical machine in which a refrigerant discharge direction from the refrigerant discharge portion is parallel to a rotation axis direction.
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