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技術 ロータの製造方法

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 松本雅志草牧治樹川村葉月渡邉航平田中雄基
出願日 2018年12月26日 (2年1ヶ月経過) 出願番号 2018-242873
公開日 2020年7月9日 (7ヶ月経過) 公開番号 2020-108200
状態 未査定
技術分野 電動機、発電機の製造 回転電機の鉄心
主要キーワード 永久磁石ユニット 多孔質合成樹脂 半径方向外周側 磁性体板 磁石孔 多孔質金属 連続気孔 多孔質セラミック
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年7月9日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

ロータ磁石の冷却を効果的に行うこと。

解決手段

周縁に近い位置に複数の磁石孔が間隔をおいて配置されたロータコアと、磁石孔に挿入される永久磁石ユニット18を有するロータにおいて、永久磁石ユニット18は多孔質体82と磁石本体80とを接触するように構成し、永久磁石ユニットを磁石孔に挿入して固定する。磁石本体80と磁石孔との間には多孔質体82が介在するので、流路から供給される冷媒は多孔質体82を通過して流路を介し外側に排出され、ロータを冷媒によって効果的に冷却することができる。

概要

背景

車両の駆動用モータなど大出力のモータでは、発熱が大きい。このため、オイルなどの冷媒によってロータステータを冷却する場合が多い。特許文献1では、ステータとケースの間に多孔質体を配置し、ここに冷媒を供給し、ステータの冷却を促進することが提案されている。

概要

ロータの磁石の冷却を効果的に行うこと。周縁に近い位置に複数の磁石孔が間隔をおいて配置されたロータコアと、磁石孔に挿入される永久磁石ユニット18を有するロータにおいて、永久磁石ユニット18は多孔質体82と磁石本体80とを接触するように構成し、永久磁石ユニットを磁石孔に挿入して固定する。磁石本体80と磁石孔との間には多孔質体82が介在するので、流路から供給される冷媒は多孔質体82を通過して流路を介し外側に排出され、ロータを冷媒によって効果的に冷却することができる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

周縁に近い位置に複数の磁石孔が間隔をおいて配置されたロータコアを用意し、多孔質体磁石本体と接触するように配置した永久磁石ユニットを複数用意し、前記永久磁石ユニットを前記磁石孔に挿入して固定する、ロータの製造方法。

請求項2

前記多孔質体は、前記磁石本体の周囲を囲繞する、ロータの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、周縁に近い位置に複数の磁石が間隔をおいて配置されたロータの製造方法に関する。

背景技術

0002

車両の駆動用モータなど大出力のモータでは、発熱が大きい。このため、オイルなどの冷媒によってロータ、ステータを冷却する場合が多い。特許文献1では、ステータとケースの間に多孔質体を配置し、ここに冷媒を供給し、ステータの冷却を促進することが提案されている。

先行技術

0003

特開2009−50105号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ここで、特許文献1では、ステータコアの外周を冷媒と接触させることでステータを冷却する。一方、永久磁石モータにおいては、ロータの磁石において発熱が大きく、磁石の劣化が問題となる。従って、ロータの磁石をより効果的に冷却することが望まれる。

課題を解決するための手段

0005

本発明に係るロータの製造方法では、周縁に近い位置に複数の磁石孔が間隔をおいて配置されたロータコアを用意し、多孔質体と磁石本体と接触するように配置した永久磁石ユニットを複数用意し、前記永久磁石ユニットを前記磁石孔に挿入して固定する。

0006

前記多孔質体は、前記磁石本体の周囲を囲繞するとよい。

発明の効果

0007

本発明によれば、多孔質体の中を冷媒が流通することで、磁石本体を効果的に冷却することができる。

図面の簡単な説明

0008

モータの概略構成を示す図である。
永久磁石ユニットの構成を示す図であり、(a)は長手方向の正面を示す図であり、(b)はA−A断面図である。
ロータコアを軸方向から見た図である。
ロータの製造方法を示すフローチャートである。

実施例

0009

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。

0010

「モータの構成」
図1は、モータ10の概略構成を示す図である。このようにモータ10は、ロータ12とステータ20をケース60内に備えている。

0011

ロータ12は、ベアリング(図示せず)等を介してケース60に対して回転可能に支持されているロータ軸14に固定されたロータコア16を有する。ロータコア16は、円筒状であり、外周に近い位置に、軸方向に伸びる複数の永久磁石ユニット18が配設されている。

0012

ステータ20は、円環状であって内周側がロータ12の外周と対向するようにケース60に保持されている。また、ステータ20は、ステータコア22と、ステータコア22の内周側に設けられたティース巻回されるコイル24を有する。図1において、コイル24は、ステータコア22から軸方向に突出するコイルエンドのみが示されている。

0013

ステータ20のコイル24には、交流駆動電流が供給され、この駆動電流によってコイル24に発生した電磁力により、ステータ20に対してロータ12が回転する。

0014

本実施形態においては、ロータ12、ステータ20に冷媒(オイル)を循環してこれらを冷却する冷却装置30を有している。すなわち、ケース60内底部に溜まった冷媒は、必要に応じて冷却した後、ポンプ32によって、ロータ12とステータ20に供給される。

0015

ロータ軸14内に軸方向に伸びる流路34が設けられており、ここから半径方向外側に向けて複数の通路36が設けられる。この通路36は、ロータ軸14内からロータコア16内にまで伸び、ロータコア16内を軸方向に伸びる流路38に接続される。流路38には、さらに半径方向外周側に伸びる複数の流路70が接続されている。この流路70は、流路38を軸方向に伸びる複数の磁石孔72に接続する。そして、磁石孔72には外周端まで半径方向に伸び、外周に開口する複数の流路74が接続されている。

0016

ポンプ32によって流路34に冷媒を供給することで、流路38からの冷媒は、流路70、磁石孔72、流路74を通り、ロータコア16から半径方向に吐出すし、ケース60内の底部に戻る。

0017

なお、磁石孔72に内には、それぞれ永久磁石ユニット18が挿入されているが、この永久磁石ユニット18は多孔質体を有しており冷媒は通過可能になっている。ここで、この例では流路38の軸方向両端部は、閉じられており、磁石孔72に冷媒が流れるが、各流路の流量を適切に維持するように、流路38の両端を開口してもよい。

0018

また、ステータコア22の上方には、下側に複数の吐出口を有する冷却管40が設けられている。このため、ポンプ32によって冷却管40に冷媒を供給することで、冷媒がステータコア22およびコイル24に降りかかり、ケース60内底部に戻る。

0019

このように、冷却装置30によって、ロータ12、ステータ20が冷却される。

0020

「永久磁石ユニットの構成」
図2は、永久磁石ユニット18の構成を示す図であり、(a)は長手方向の正面を示す図であり、(b)はA−A断面図である。この例において、永久磁石ユニット18は磁石本体80と多孔質体82とから構成されている。すなわち、四角柱状の永久磁石ユニット18の4側面を覆う(囲繞する)ように、多孔質体82が設けられている。従って、磁石孔72の内側面と永久磁石ユニット18の外側面の間には多孔質体82が位置している。この多孔質体82は、上述した多孔質体52と同様の材質のものとできる。

0021

図3は、ロータコア16を軸方向から見た図である。このように、永久磁石ユニット18を挿入するための磁石孔72がロータコア16の周縁に近い位置に所定の間隔をおいて配置されている。磁石孔72は2つが1組でここに永久磁石ユニット18が挿入固定されることで、1つの磁極が構成される。磁石孔72は、ここに挿入される永久磁石ユニット18より若干大きく形成されている。特に、周方向の両端部には、軸方向に伸びる空隙がある。この空隙には接着剤高温に強いエポキシ系接着剤など)などを挿入してもよいし、ここを空隙のままにしてもよい。空隙のままにした場合には、軸方向の端部において、ロータコア16を構成する複数枚磁性体板(例えば、電磁鋼板)をかしめることで永久磁石ユニット18を抜けないようにするストッパ部を設けるとよい。

0022

このような構成によれば、磁石本体80と磁石孔72との間には多孔質体82が介在する。流路70から供給される冷媒は、多孔質体82を通過して、流路74を介し外側に排出される。

0023

ロータ12においては、永久磁石ユニット18の発熱が大きい。本実施形態によれば、多孔質体82を介し、磁石本体80に冷媒が直接接触する。従って、ロータ12を冷媒によって効果的に冷却することができる。

0024

ここで、多孔質体82は、内部に冷媒が流通できるように、連続気孔を有するものが採用される。多孔質体82は、多孔質合成樹脂多孔質セラミック多孔質ガラス多孔質金属など各種のものが採用できる。多孔質金属としては、各種のものが市販されており、適宜選択して使用することができる。特に、多孔質金属として、シート状のものを用いれば、その加工が容易である。

0025

多孔質体82として、金属を用いる場合、例えばアルミなどを採用できる。さらに、金属として、鉄、鉄合金などを用いることで多孔質体52を磁性体とすることもできる。

0026

「製造工程」
図4は、ロータ12の製造方法を示すフローチャートである。本実施形態のロータ12を製造する場合には、図3に示すような周縁に近い部分に磁石孔72が形成されたロータコア16を用意する(S11)。ロータコア16は磁石孔72が形成された磁性体板を積層することで形成するとよい。磁性体板としては電磁鋼板などが採用される。

0027

次に、永久磁石から構成される磁石本体80の周囲を多孔質体82で囲繞して、永久磁石ユニット18を形成する(S12)。永久磁石ユニット18は、磁石孔72の数に対応し複数用意する。多孔質体82は、例えばシート状の多孔質アルミが用いられる。この場合、磁石本体80の周りに多孔質体82を巻き付けて、永久磁石ユニット18を形成する。

0028

そして、永久磁石ユニット18を磁石孔72に挿入し、永久磁石ユニット18を接着剤などで磁石孔72内に固定する(S13)。

0029

10モータ、12ロータ、14ロータ軸、16ロータコア、18永久磁石ユニット、20ステータ、22ステータコア、24コイル、30冷却装置、32ポンプ、34,36,38,70,74流路、40冷却管、52多孔質体、60ケース、72磁石孔、80磁石本体、82 多孔質体。

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