CN110247497A - 旋转电机的转子 - Google Patents

Abstract

提供能够有效地冷却配置于转子铁芯的内部的磁铁的旋转电机的转子。旋转电机的转子(10)具备：转子铁芯(30)；以及转子轴(20)，其与转子铁芯一体旋转。在转子轴上设置有：制冷剂流路(21)，其被供给制冷剂；以及制冷剂供给部(22)，其向转子铁芯供给制冷剂。在转子铁芯上设置有：多个磁铁***孔(34、35)，它们在转子铁芯的内部沿轴向延伸并分别配置有磁铁(41)；以及铁芯内流路(33)，其配置于磁铁(41)的附近并在转子铁芯的内部沿轴向延伸，并且，在所述转子铁芯中夹装有制冷剂分配板(80)。制冷剂分配板(80)形成连接制冷剂供给部(22)与铁芯内流路(33)的连接流路(82)。

Description

旋转电机的转子

技术领域

本发明涉及一种搭载于电动车辆等的旋转电机的转子。

背景技术

近年来，在将旋转电机作为驱动源进行使用的混合动力车辆或EV车辆中，对旋转电机的性能造成大的影响的永久磁铁的温度上升成为问题，有效地进行冷却成为课题。

在专利文献1中记载的旋转电机中，构成为：通过从相对于壳体固定的冷却油供给管向旋转中的转子的端板的端面供给制冷剂，从而对转子进行冷却。

在先技术文献

专利文献1：日本专利第5601504号公报

然而，在专利文献1中记载的旋转电机中，转子尤其是由温度上升引起的减磁成为问题的永久磁铁经由覆盖转子铁芯的两端面的端板而被冷却，因此存在冷却效率低的问题。另外，从冷却油供给管供给的制冷剂与端板产生干涉而飞散，最需要冷却的永久磁铁难以被冷却，存在改善的余地。

发明内容

本发明提供一种能够有效地冷却配置于转子铁芯的内部的磁铁的旋转电机的转子。

本发明是一种旋转电机的转子，其具备：

转子铁芯；以及

转子轴，其与该转子铁芯一体旋转，其中，

在所述转子轴上设置有：

制冷剂流路，其被供给制冷剂；以及

制冷剂供给部，其向所述转子铁芯供给所述制冷剂，

在所述转子铁芯上设置有：

多个磁铁***孔，它们在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸并分别配置有磁铁；以及

铁芯内流路，其配置于所述磁铁的附近并在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸，

并且在所述转子铁芯中夹装有制冷剂分配板，

连接所述制冷剂供给部与所述铁芯内流路的连接流路形成于所述制冷剂分配板。

发明效果

根据本发明，制冷剂经由形成于制冷剂分配板的连接流路，从转子轴向配置于磁铁的附近的铁芯内流路供给，因此能够通过在铁芯内流路流动的制冷剂有效地冷却磁铁。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的旋转电机的转子的立体图。

图2是图1的旋转电机的转子的分解立体图。

图3是图2的制冷剂分配板和一方的转子铁芯部的立体图。

图4是转子铁芯的主视图。

图5是图3及图4的A-A线的位置处的旋转电机的转子的剖视图。

图6是图3及图4的B-B线的位置处的旋转电机的转子的剖视图。

图7是变形例的转子铁芯的主要部分主视图。

附图标记说明：

10 旋转电机的转子；

20 转子轴；

21 制冷剂流路；

22 制冷剂供给部；

30、90 转子铁芯；

33、93 铁芯内流路；

33a、93a 空腔部；

34、35、94、95、96 磁铁***孔；

37、97 磁通屏障部；

41、98 磁铁；

50 第一端板(端板)；

52、62 板流路；

53、63 一端部；

54、64 开口部(另一端部)；

60 第二端板(端板)；

80 制冷剂分配板；

82 连接流路；

41a 磁铁的最内径部。

具体实施方式

以下，根据附图，对本发明的旋转电机的转子的一实施方式进行说明。

如图1及图2所示，本实施方式所涉及的旋转电机的转子10具备：转子轴20；转子铁芯30，其被转子轴20轴支承；第一端板50，其配置于转子铁芯30的轴向的一侧；第二端板60，其配置于转子铁芯30的轴向的另一侧；以及制冷剂分配板80，其夹装于转子铁芯30。

在转子轴20的内侧形成有供制冷剂流通的制冷剂流路21。制冷剂流路21在转子轴20的内部沿轴向延伸，并构成为能够从外部供给制冷剂。作为制冷剂，例如使用ATF(自动变速箱油，Automatic Transmission Fluid)，以使ATF经由变速箱和马达壳进行循环的方式形成供给路径。

在转子轴20上，沿周向呈规定的间隔且与制冷剂流路21连通地形成有多个制冷剂供给部22，该多个制冷剂供给部22用于从制冷剂流路21向转子铁芯30送入制冷剂。另外，在转子轴20的一端(图5中的右侧端部)形成有定位部23。

转子铁芯30具备分别通过层叠多个圆环状的电磁钢板而构成的一对转子铁芯部30A、30B。

还参照图4～图6，在一对转子铁芯部30A、30B的中央形成有沿轴向贯通的转子插通孔31。一对转子铁芯部30A、30B具有相同的形状，其层叠厚度(轴向长度)优选设定为大致相同的层叠厚度。

在转子铁芯30上，为了减轻其重量，在转子铁芯30的内周附近，沿周向以规定间隔形成有多个(图4所示的实施方式中为8个)减重部32。减重部32的截面形状形成为向外径侧突出的大致三角形状。

另外，在比减重部32靠外径侧的位置，沿着截面大致三角形状的减重部32的外径侧的两边而形成有截面大致矩形形状的多个(图4所示的实施方式中为16个)空腔部33a。在比空腔部33a更靠外周侧的位置，沿着周向以规定间隔交替形成有用于埋设磁铁41的多个(图4所示的实施方式中为16个)磁铁***孔34、35。

空腔部33a配置于磁铁***孔34、35的内径侧，至少空腔部33a的一部分(空腔部33a的最外径部33b)位于比磁铁41的最内径部41a靠外径侧的位置。即，从转子轴20的轴心O至空腔部33a的最外径部33b的距离L1比从转子轴20的轴心O至磁铁41的最内径部41a的距离L2长。

磁铁***孔34、35为与空腔部33a的长边大致平行地形成的截面大致矩形形状的孔，朝向转子铁芯30的外径侧以大致V字形展开而形成的磁铁***孔34、35成对。在大致V字形的一对磁铁***孔34、35之间设置有对磁铁***孔34、35进行分离的桥接部36。

磁铁41例如为钕磁铁等永久磁铁，由配置于大致V字形的一对磁铁***孔34、35的2个磁铁41构成1个磁极部42。图4所示的实施方式中，在转子10上形成有8个磁极部42。需要说明的是，空腔部33a构成供从制冷剂供给部22供给的制冷剂通过的铁芯内流路33。另外，铁芯内流路33除了包括空腔部33a以外，还包括设置于磁铁***孔34、35的磁通屏障部37。其中，磁通屏障部37是形成于磁铁***孔34、35与磁铁41之间的空隙。磁通屏障部37的一部分中可填充有树脂。

如图3、图5及图6所示，制冷剂分配板80为由绝缘材料构成的圆板，形成为与转子铁芯30、第一端板50及第二端板60相同的外径尺寸，在转子铁芯30的轴向中央部处配置于一对转子铁芯部30A、30B之间。由绝缘材料构成的制冷剂分配板80防止产生涡电流损耗。

制冷剂分配板80上，在其中央形成有转子轴孔81，并且在与转子铁芯30的减重部32对应的位置设置有形状与减重部32大致相同的多个贯通孔86。另外，在制冷剂分配板80的侧面形成有由单面8个、两面合计16个槽部形成的连接流路82。

连接流路82具备：径向通路83，其与转子轴20的制冷剂供给部22连通并向外径方向延伸；一对第1分支路84，它们从径向通路83分支并向周向两侧且外径方向延伸，且与转子铁芯30的空腔部33a连通；以及一对第2分支路85，它们在比第1分支路84靠外径侧的位置从径向通路83分支并向周向两侧且外径方向延伸，且与转子铁芯30的磁铁***孔34、35连通。

如图2、图5及图6所示，配置于转子铁芯30的两侧的第一端板50及第二端板60中，在其中央形成有转子轴孔51、61。

另外，在第一端板50及第二端板60的转子铁芯30侧的侧面，分别形成有多个(图2所示的实施方式中为16个)板流路52、62。针对形成于转子铁芯30的一对磁铁***孔34、35及位于该一对磁铁***孔34、35的内径侧的大致V字形的一对空腔部33a的每个，设置有板流路52、62。需要说明的是，板流路52、62具有相同的形状，因此以下中，仅对图2中图示的板流路62进行说明，对板流路52省略说明。

板流路62为形成于第二端板60的转子铁芯30侧的侧面的槽，位于其内径侧的一端部63连接于一对空腔部33a，位于外径侧的另一端部与在外周面开口的开口部64连接。开口部64与未图示的定子的线圈端部对置。

在用一对转子铁芯部30A、30B夹持制冷剂分配板80、而且在转子铁芯30的轴向两侧配置了第一端板50及第二端板60的状态下，转子轴20被***于第二端板60的转子轴孔61、转子铁芯部30B的转子插通孔31、制冷剂分配板80的转子轴孔81、转子铁芯部30A的转子插通孔31以及第一端板50的转子轴孔51，从而组装出旋转电机的转子10。此时，第二端板60与转子轴20的定位部23抵接。

接着，参照图2～图6，对转子铁芯30尤其对磁铁41的冷却作用进行说明。制冷剂通过未图示的制冷剂泵压送至转子轴20的制冷剂流路21，进一步从制冷剂流路21经由制冷剂供给部22而从一对径向通路83供给至各连接流路82，所述一对径向通路83在位于转子铁芯部30A、30B之间的制冷剂分配板80的两面形成。

供给至连接流路82的制冷剂从径向通路83向第1分支路84分流而在转子铁芯部30A、30B的空腔部33a(铁芯内流路33)向左右沿轴向流动，并且，从径向通路83向第2分支路85分流而在作为磁铁***孔34、35与磁铁41的间隙的磁通屏障部37(铁芯内流路33)向左右沿轴向流动。

然后，在空腔部33a(铁芯内流路33)沿轴向流动的制冷剂向第一端板50的板流路52的一端部53及第二端板60的板流路62的一端部63流出。另外，在磁通屏障部37(铁芯内流路33)沿轴向流动的制冷剂也向第一端板50的板流路52及第二端板60的板流路62流出。该制冷剂进一步通过离心力而从板流路52的开口部54和板流路62的开口部64向径向外侧排出，从而对未图示的定子的线圈端部进行冷却。

这样，在磁通屏障部37沿轴向流动的制冷剂与磁铁41直接接触而对磁铁41进行冷却，另外，在靠近磁铁41而设置的空腔部33a沿轴向流动的制冷剂也对磁铁41进行冷却。由此，能够从转子铁芯30的内部有效地冷却对旋转电机的转子10的性能造成重大影响且最需要冷却的磁铁41，防止由磁铁41的温度上升引起的旋转电机的转子10的性能下降。

需要说明的是，前述实施方式能够适当地进行变形、改良等。例如，制冷剂分配板80并非必需配置于轴向中央部。另外，铁芯内流路33可以是空腔部33a及磁通屏障部37中的任一个。

另外，上述实施方式中，对在制冷剂分配板80的两面设置连接流路82，并同时冷却转子铁芯部30A、30B的磁铁41的情况进行了说明，但还能够通过仅在制冷剂分配板80的一面形成连接流路82来冷却转子铁芯部30A、30B中的任一方的磁铁41。另外，构成一个磁极部42的磁铁41并不限定于配置成V字形的2个磁铁41，也可以设为由1个或3个以上的磁铁构成1个磁极。

如图7所示，变形例的转子铁芯90中，在转子铁芯90的内周附近形成有截面为大致椭圆形的减重部91，在减重部91的外周侧，沿周向形成有截面为大致矩形的3个空腔部93a。

在比3个空腔部93a更靠外径侧的位置，沿周向以规定间隔形成有用于埋设磁铁98的磁铁***孔94、95、96。在磁铁***孔94、95、96中分别配置有钕磁铁等磁铁98，由3个磁铁98构成1个磁极部92。需要说明的是，3个空腔部93a与磁铁***孔94、95、96对应而设置于内径侧。

3个空腔部93a及3个磁铁***孔94、95、96的磁通屏障部97构成铁芯内流路93。与图2及图3所示的实施方式的旋转电机的转子10相同地，3个空腔部93a分别与未图示的制冷剂分配板的第1分支路、以及第一端板及第二端板的板流路连通。另外，3个磁铁***孔94、95、96的磁通屏障部97分别与制冷剂分配板的第2分支路、以及第一端板及第二端板的板流路连通。

然后，通过从制冷剂分配板的连接流路供给而在空腔部93a(铁芯内流路93)及磁铁***孔94、95、96的磁通屏障部97(铁芯内流路93)沿轴向流动的制冷剂，有效地冷却磁铁98。其他作用与上述实施方式的旋转电机的转子10相同。

另外，本说明书中至少记载有以下事项。需要说明的是，括弧内示出了与上述实施方式中的相应的构成要素等，但并不限定于此。

(1)一种旋转电机的转子(旋转电机的转子10)，其具备：

转子铁芯(转子铁芯30、90)；以及

转子轴(转子轴20)，其与该转子铁芯一体旋转，其中，

在所述转子轴上设置有：

制冷剂流路(制冷剂流路21)，其被供给制冷剂；以及

制冷剂供给部(制冷剂供给部22)，其向所述转子铁芯供给所述制冷剂，

在所述转子铁芯上设置有：

多个磁铁***孔(磁铁***孔34、35、94、95、96)，它们在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸并分别配置有磁铁(磁铁41、98)；以及

铁芯内流路(铁芯内流路33、93)，其配置于所述磁铁的附近并在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸，

并且在所述转子铁芯中夹装有制冷剂分配板(制冷剂分配板80)，

连接所述制冷剂供给部与所述铁芯内流路的连接流路(连接流路82)形成于所述制冷剂分配板。

根据(1)，制冷剂经由形成于制冷剂分配板的连接流路，从转子轴向配置于磁铁的附近的铁芯内流路供给，因此能够通过在铁芯内流路流动的制冷剂有效地冷却磁铁。

(2)根据(1)所述的旋转电机的转子，其中，

所述铁芯内流路包括设置于所述磁铁***孔的磁通屏障部(磁通屏障部37、97)。

根据(2)，铁芯内流路包括设置于磁铁***孔的磁通屏障部，因此能够通过在磁通屏障部流动的制冷剂直接冷却磁铁。另外，通过将磁通屏障部设为铁芯内流路，能够使用具有通用性的电磁钢板。

(3)根据(1)或(2)所述的旋转电机的转子，其中，

所述铁芯内流路包括空腔部(空腔部33a、93a)，该空腔部配置于所述磁铁***孔的内径侧，且至少一部分(最外径部33b)位于比所述磁铁的最内径部(最内径部41a)靠外径侧的位置。

根据(3)，铁芯内流路包括配置于磁铁***孔的内径侧的空腔部，因此在空腔部流动的制冷剂通过基于转子的旋转的离心力，在铁芯内流路的磁铁侧流动。另外，铁芯内流路的至少一部分位于比磁铁的最内径部靠外径侧的位置，因此能够有效地冷却磁铁。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的旋转电机的转子，其中，

在所述转子铁芯的两端部设置有一对端板(端板50、60)，

在所述一对端板上形成有板流路(板流路52、62)，该板流路的一端部(一端部53、63)连接于所述铁芯内流路，并且另一端部(开口部54、64)与定子的线圈端部(线圈端部)对置。

根据(4)，在配置于转子铁芯的两端部的一对端板上形成有板流路，该板流路的一端部连接于铁芯内流路，并且另一端部与定子的线圈端部对置，因此假设即使转子轴产生了偏心，制冷剂也从任一个板流路排出，因此防止制冷剂残留在铁芯内流路。另外，板流路的另一端部与定子的线圈端部对置，因此能够与磁铁一同地，还冷却定子的线圈。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的旋转电机的转子，其中，

所述制冷剂分配板配置于所述转子铁芯的轴向中央部。

根据(5)，制冷剂分配板配置于转子铁芯的轴向中央部，因此能够积极地向最容易变成高温的转子铁芯的轴向中央部供给制冷剂。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的旋转电机的转子，其中，

所述连接流路由设置于所述制冷剂分配板的一端面侧的槽部以及设置于另一端面侧的槽部形成。

根据(6)，连接流路由设置于制冷剂分配板的一端面侧的槽部以及设置于另一端面侧的槽部形成，因此能够向定子铁芯两侧的铁芯内流路均等地供给制冷剂。

Claims (6)

1.一种旋转电机的转子，其具备：

转子铁芯；以及

转子轴，其与该转子铁芯一体旋转，其中，

在所述转子轴上设置有：

制冷剂流路，其被供给制冷剂；以及

制冷剂供给部，其向所述转子铁芯供给所述制冷剂，

在所述转子铁芯上设置有：

多个磁铁***孔，它们在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸并分别配置有磁铁；以及

铁芯内流路，其配置于所述磁铁的附近并在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸，

并且，在所述转子铁芯中夹装有制冷剂分配板，

连接所述制冷剂供给部与所述铁芯内流路的连接流路形成于所述制冷剂分配板。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的转子，其中，

所述铁芯内流路包含设置于所述磁铁***孔的磁通屏障部。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机的转子，其中，

所述铁芯内流路包含空腔部，该空腔部配置于所述磁铁***孔的内径侧，且至少一部分位于比所述磁铁的最内径部靠外径侧的位置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转电机的转子，其中，

在所述转子铁芯的两端部设置有一对端板，

在所述一对端板上形成有板流路，该板流路的一端部连接于所述铁芯内流路，并且另一端部与定子的线圈端部对置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转电机的转子，其中，

所述制冷剂分配板配置于所述转子铁芯的轴向中央部。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转电机的转子，其中，

所述连接流路由设置于所述制冷剂分配板的一端面侧的槽部以及设置于另一端面侧的槽部形成。