CN116458037A - 转子、旋转电机 - Google Patents
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Abstract
旋转电机的转子具备：转子铁芯；支承该转子的中空状的轴；以及端板，其配置于所述转子的旋转轴方向的端部，在与所述转子铁芯之间形成供制冷剂流动的流路，所述端板具有与所述轴接触的多个肋，所述流路具有形成于该多个肋之间的制冷剂流入部以及将该制冷剂流入部与所述端板的外周面之间连通的制冷剂流出部，在所述轴形成有连通所述制冷剂流入部和该轴的内侧的制冷剂供给孔，所述制冷剂流入部的最内径侧的周向长度比所述制冷剂供给孔的周向长度大。
Description
技术领域
本发明涉及转子以及使用该转子的旋转电机。
背景技术
近年来，在搭载于汽车等使用的电动机中，伴随着高输出，线圈的冷却要求变得严格。关于线圈的冷却，已知有下述的专利文献1的技术。在专利文献1中，公开了一种电动机的冷却结构，该电动机具备***有旋转轴的旋转铁芯、固定于壳体的固定铁芯以及设置在所述旋转铁芯的两端部的端板，所述旋转铁芯和所述固定铁芯中的至少一方的铁芯构成为根据电流的变化而使磁极变化，所述两个铁芯中的至少另一方的铁芯构成为通过永久磁铁具有磁极，在所述端板具备：形成槽并设置在该端板的壁面与所述旋转铁芯的端面的轴向之间的制冷剂通路；与该制冷剂通路连通的供给制冷剂的供给孔；以及与该制冷剂通路连通的排出制冷剂的第一排出孔。在该电动机的冷却结构中，在所述端板上，在所述制冷剂通路的外周侧呈周状地设置有排出槽，在该排出槽中，设置有从该排出槽使制冷剂从所述制冷剂通路的外周侧排出的第二排出孔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-142788号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1的冷却结构中，通过使分别设置于旋转轴和端板的制冷剂流路连通，从旋转轴通过端板向定子的线圈供给制冷剂。因此，在电动机组装时需要准确地进行旋转轴和端板的对位，对这些部件的加工精度和组装精度的要求严格。因此，存在电动机的制造工时增加，导致高成本化的问题。
解决问题的手段
本发明的旋转电机的转子具有转子铁芯；支承该转子的中空状的轴；以及端板，其配置于所述转子的旋转轴方向的端部，在与所述转子铁芯之间形成供制冷剂流动的流路，所述端板具有与所述轴接触的多个肋，所述流路具有形成于该多个肋之间的制冷剂流入部以及将该制冷剂流入部与所述端板的外周面之间连通的制冷剂流出部，在所述轴形成有连通所述制冷剂流入部和该轴的内侧的制冷剂供给孔，所述制冷剂流入部的最内径侧的周向长度比所述制冷剂供给孔的周向长度大。
本发明的旋转电机具有所述旋转电机的转子和隔着规定间隙配置在所述转子的外侧的定子。
发明效果
根据本发明，能够提供具有高线圈冷却性能并且能够实现低成本化的转子和旋转电机。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的旋转电机的结构的概略截面图。
图2是表示端板的外观和结构的图。
图3说明端板上的肋与孔部的位置关系的图。
图4是说明端板的制冷剂流入部与轴的制冷剂供给孔的位置关系的图。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的一个实施方式。
图1是表示本发明的一个实施方式的旋转电机的结构的概略截面图。图1所示的旋转电机100具有转子1、定子2以及壳体4，将转子1所包含的轴30作为旋转轴进行旋转驱动。旋转电机100例如用作汽车的驱动用电动机，通过轴30或未图示的齿轮箱等向汽车的驱动轮输出旋转转矩。在图1中，表示在沿着通过轴30的中心轴的截面切断旋转电机100的情况下，旋转电机100所具有的上述各构成要素的位置关系的概略。此外，旋转电机100不限于汽车的驱动用电动机，也可以是其他用途。
转子1具有转子铁芯10、端板20和轴30。转子铁芯10和端板20安装在轴30上，与轴30一起旋转驱动。转子铁芯10具有未图示的永久磁铁、绕组等磁场产生元件，使用该磁场产生元件在周围产生磁场。端板20与转子铁芯10的轴向的两端部分别相邻配置。在转子铁芯10和端板20，在径向的中心部分别形成有贯通孔，轴30贯穿这些贯通孔，由此将转子铁芯10和端板20安装在轴30上。
定子2隔着规定的间隙5配置在转子1的外侧，具有定子铁芯40和多个定子线圈50。在定子铁芯40，在周向上并列配置有多个沿轴向形成的未图示的槽，在各槽内***一层或多层的定子线圈50，由此构成定子2。各定子线圈50在形成于定子铁芯40的两端部的线圈端部相互连接，并且与未图示的逆变器装置连接。从该逆变器装置供给的交流电流流过各定子线圈50，由此在定子2中产生旋转磁场，在与转子1的磁场之间产生排斥力或吸引力，由此转子1进行旋转驱动。
轴30具有中空形状，在该轴的内部流过绝缘性的制冷剂(例如油等)。在转子1中，在端板20设有沿径向延伸的多个制冷剂流出部21。各制冷剂流出部21以与形成在轴30上的制冷剂供给孔31连通的方式配置，将从轴30的内部经由制冷剂供给孔31供给的制冷剂释放到定子2的附近。由此，在定子2中，定子线圈50的热量被制冷剂吸收，定子线圈50被冷却。
壳体4覆盖转子1和定子2的周围而配置，通过轴承6与轴30接触。由此，壳体4内被密闭，防止制冷剂向壳体4的外部漏出。此外，从轴30的制冷剂供给孔31通过端板20的制冷剂流出部21释放到定子2附近的制冷剂在吸收了定子线圈50的热量后，从设置于壳体4的未图示的排出口排出。
图2是表示端板20的外观和结构的图。在图2中，(a)表示从转子铁芯10侧观察端板20时的主视图，(b)表示端板20的立体图，(c)表示端板20的截面图。此外，在(c)的截面图中，表示(a)所示的A-A’线处的截面。
端板20除了具有上述的制冷剂流出部21之外，还分别具有多个制冷剂流入部22、肋23以及孔部24。肋23沿着端板20的贯通孔的内壁，在周向上隔开规定的间隔地分别形成。肋23分别与贯穿贯通孔的轴30(参照图1)接触，在与轴30之间产生摩擦力。
制冷剂流入部22是通过使在周向上彼此相邻的肋23和肋23之间的端板20的贯通孔的内壁的一部分向径向的外侧凹陷而形成的部分。制冷剂流入部22的外周部与制冷剂流出部21分别连结。由此，通过制冷剂流出部21将制冷剂流入部22和端板20的外周面之间连通。因此，通过制冷剂流入部22和制冷剂流出部21，能够在转子铁芯10和端板20之间形成供制冷剂流动的流路。
在此，如图2的(c)所示，制冷剂流出部21的轴向长度D1形成为比制冷剂流入部22的轴向长度D2小。即，制冷剂流出部21的截面积比制冷剂流入部22的截面积小。由此，在从形成于轴30的制冷剂供给孔31(参照图1)供给的制冷剂经由制冷剂流入部22向制冷剂流出部21流出时，能够使制冷剂的流速上升。其结果，如上所述，能够增大从制冷剂流出部21释放到定子2附近的制冷剂的势头(动压力)，有效地进行定子线圈50的冷却。
另外，在端板20的与轴30接触的面上，以连接多个肋23彼此的方式形成的环状的壁部25在轴向上与制冷剂流入部22相邻地配置。即，制冷剂流入部22的轴向的一端侧与壁部25相邻配置。该壁部25形成为沿着端板20的贯通孔的内壁跨越周向的整周。
壁部25与肋23同样，与贯穿贯通孔的轴30分别接触，在与轴30之间产生摩擦力。即，通过肋23和壁部25在轴30和端板20之间进行定位，端板20被轴30支承。
在此，在假设不形成肋23的结构的情况下，为了将端板20稳定地定位在轴30上，需要增大壁部25的轴向的长度(长度D5)。在这种情况下，端板20的重量增加。
在本实施方式中，通过肋23和壁部25，能够将端板20稳定地定位在轴30上。因此，与不设置肋23而仅通过壁部25进行端板20的定位的情况相比，能够使壁部25的厚度(长度D5)变薄，因此能够实现端板20的轻量化。
在此，如图2的(c)所示，壁部25的轴向长度D5也可以形成为比肋23的轴向长度D3小。由此，由于可以使壁部25的厚度(长度D5)更薄，所以可以进一步实现端板20的轻量化。
孔部24是沿轴向贯穿端板20的孔，配置在贯通孔的周围。此外，在端板20，肋23和孔部24如以下说明的那样按照规定的位置关系来配置。
图3是说明端板20的肋23和孔部24的位置关系的图。在图3中，与图2的(a)同样，表示从转子铁芯10侧观察端板20时的主视图。另外，为了相互区别形成于端板20的4个肋23，在图3中对各肋分别标注不同的符号23a～23d。另外，将离肋23a～23d最近的各个孔部24表示为孔部24a～24d。
在此，如图3所示，将通过孔部24a的中心和将贯通孔夹在中间而位于与孔部24a相对的位置的孔部24b的中心的直线定义为假想线25a。同样，将通过孔部24c的中心和将贯通孔夹在中间而位于与孔部24c相对的位置的孔部24d的中心的直线定义为假想线25c。这些假想线25a、25c分别通过贯通孔的中心O，在中心O上交叉。另外，假想线25a通过肋23a、23b，假想线25c通过肋23c、23d。
孔部24a～24d和肋23a～23d具有以上说明的位置关系。换言之，肋23a～23d分别配置在连结孔部24a～24d和端板20的贯通孔的中心O的假想线25a、25c上。由此，在旋转电机100的组装工序中，在操作者将轴30嵌入端板20时，操作者能够参考孔部24a～24d的位置，容易地进行轴30的制冷剂供给孔31和端板20的制冷剂流入部22的对位。即，在端板20安装在转子铁芯10的轴向端部的状态下，肋23和制冷剂流入部22位于转子铁芯10侧，因此，操作者不能通过目视确认这些位置。但是，由于肋23a～23d和孔部24a～24d处于上述的位置关系，所以操作者只要使孔部24a～24d和制冷剂供给孔31的位置在周向上相互不重叠，将轴30***并固定于端板20和转子铁芯10的贯通孔中即可。由此，即使不使用专用的对位夹具等，也能够防止肋23a～23d配置在制冷剂供给孔31上，使制冷剂供给孔31和制冷剂流入部22可靠地连通。
此外，如图3所示，在端板20，除了分别配置在与肋23a～23d对应的位置上的孔部24a～24d以外，还在贯通孔的周围形成有孔部24。在从与安装在转子铁芯10的面相反的一侧观察端板20的情况下，这些孔部24不能相互区别。但是，即使这样不能区别孔部24，操作者也能够通过上述作业使制冷剂供给孔31和制冷剂流入部22可靠地连通。即，通过以所有的孔部24和制冷剂供给孔31的位置在周向上相互不重叠的方式安装轴30，能够防止肋23a～23d配置在制冷剂供给孔31上。
图4是说明端板20的制冷剂流入部22和轴30的制冷剂供给孔31的位置关系的图。通过在图3中说明的对位，在制冷剂供给孔31和制冷剂流入部22连通的状态下，将轴30***到贯通孔中来安装端板20。由此，通过制冷剂供给孔31将制冷剂流入部22和轴30的内侧连通，能够将在轴30的内部流动的制冷剂从制冷剂供给孔31供给到制冷剂流入部22。
此时，制冷剂流入部22和制冷剂供给孔31的位置关系例如如图4所示。具体而言，若将制冷剂流入部22的最内径侧的周向长度定义为L1，将制冷剂供给孔31的周向长度定义为L2，则成为L1﹥L2的关系。即，制冷剂流入部22的最内径侧的周向长度L1比形成于轴30的制冷剂供给孔31的周向长度L2大。由此，制冷剂供给孔31相对于制冷剂流入部22在(L1-L2)的范围内容许周向的位置偏移，因此组装时的制冷剂流入部22和制冷剂供给孔31的对位变得容易。
在专利文献1那样的以往的结构中，L1＝L2，为了使制冷剂流入部22和制冷剂供给孔31无错位地连通，需要使这些位置在周向上准确地一致。因此，对端板20和轴30要求的加工公差、组装公差严格，需要制冷剂流入部22的基于切削加工等的高精度的加工、使用夹具等的高精度的组装作业，因此导致高成本化。另一方面，在本实施方式的结构中，如上所述，通过使L1﹥L2，使制冷剂流入部22和制冷剂供给孔31的对位变得容易。其结果，对于端板20、轴30的加工公差和组装公差比以往缓和，能够减少旋转电机100的制造所需的工时，实现低成本化。
根据以上说明的本发明的一个实施方式，起到以下的作用效果。
(1)旋转电机100的转子1具有：转子铁芯10；支承转子1的中空状的轴30；以及端板20，其配置在转子1的旋转轴方向的端部，在与转子铁芯10之间形成供制冷剂流动的流路。端板20具有与轴30接触的多个肋23，由端板20形成的流路具有在多个肋23之间形成的制冷剂流入部22以及将制冷剂流入部22与端板20的外周面之间连通的制冷剂流出部21。在轴30形成连通制冷剂流入部22和轴30的内侧的制冷剂供给孔31，制冷剂流入部22的最内径侧的周向长度L1比制冷剂供给孔31的周向长度L2大。这样，能够提供具有高线圈冷却性能且能够实现低成本化的旋转电机的转子。
(2)制冷剂流出部21的轴向长度D1比制冷剂流入部22的轴向长度D2小。这样，能够增大从制冷剂流出部21释放到定子2附近的制冷剂的势头，有效地进行定子线圈50的冷却。
(3)端板20具有沿轴向贯穿端板20的孔部24a～24d以及形成肋23a～23d并供轴30贯穿的贯通孔。肋23a～23d分别配置在连结孔部24a～24d和贯通孔的中心O的假想线25a、25c上。这样，当操作者将轴3嵌入到端板20时，操作者能够参考孔24a～24d的位置，容易地进行轴3的制冷剂供给孔31与端板20的制冷剂流入部22的对位。
(4)端板20具有在与轴30接触的面上跨越周向的整周而形成为环状的壁部25。壁部25的轴向长度D5也可以形成为比肋23的轴向长度D3小。这样，能够实现端板20的轻量化。
(5)制冷剂流入部22的轴向的一端侧与壁部25相邻地配置。这样，能够防止从制冷剂供给孔31向制冷剂流入部22流入的制冷剂漏出到端板20的外部，使制冷剂经由制冷剂流出部21可靠地释放到定子2的附近。
(6)旋转电机100具有转子1和隔着规定的间隙5配置在转子1的外侧的定子2。这样，能够提供具有高线圈冷却性能且能够实现低成本化的旋转电机100。
此外，以上说明的实施方式、各种变形例只是一个例子，只要不损害发明的特征，本发明就不限于这些内容。例如，端板20中的制冷剂流出部21、制冷剂流入部22、肋23及孔部24的个数不限于上述实施方式中说明的个数，可以是任意的个数。进而，在上述中说明了各种实施方式、变形例，但本发明不限于这些内容。在本发明的技术思想的范围内考虑的其他方式也包含在本发明的范围内。
符号说明
1…转子、2…定子、4…壳体、5…间隙、6…轴承、10…转子铁芯、20…端板、21…制冷剂流出部、22…制冷剂流入部、23…肋、24…孔部、25…壁部、30…轴、40…定子铁芯、50…定子线圈、100…旋转电机。
Claims (6)
1.一种旋转电机的转子，其特征在于，具备：
转子铁芯；
支承该转子的中空状的轴；以及
端板，其配置于所述转子的旋转轴方向的端部，在与所述转子铁芯之间形成供制冷剂流动的流路，
所述端板具有与所述轴接触的多个肋，
所述流路具有形成于该多个肋之间的制冷剂流入部以及将该制冷剂流入部与所述端板的外周面之间连通的制冷剂流出部，
在所述轴形成有连通所述制冷剂流入部和该轴的内侧的制冷剂供给孔，
所述制冷剂流入部的最内径侧的周向长度比所述制冷剂供给孔的周向长度大。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，
所述制冷剂流出部的轴向长度比所述制冷剂流入部的轴向长度小。
3.根据权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，
所述端板具有沿轴向贯穿所述端板的多个孔部以及形成所述多个肋并供所述轴贯穿的贯通孔，
所述多个肋分别配置在连结所述孔部和所述贯通孔的中心的假想线上。
4.根据权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，
所述端板具有在与所述轴接触的面上跨越周向的整周而形成为环状的壁部，
所述壁部的轴向长度形成为比所述肋的轴向长度小。
5.根据权利要求4所述的旋转电机的转子，其特征在于，
所述制冷剂流入部的轴向的一端侧与所述壁部相邻地配置。
6.一种旋转电机，其特征在于，具备：
权利要求1至5中任一项所述的旋转电机的转子；以及
在所述转子的外侧隔着规定的间隙配置的定子。
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