CN106257801B

CN106257801B - 旋转电机的转子

Info

Publication number: CN106257801B
Application number: CN201610412445.XA
Authority: CN
Inventors: 大河内利典
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-06-16
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2019-01-15
Anticipated expiration: 2036-06-14
Also published as: US20160372983A1; JP6194926B2; US10199893B2; DE102016210211A1; JP2017005961A; CN106257801A; DE102016210211B4

Abstract

本发明涉及旋转电机的转子，转子由旋转轴支承，转子包括转子芯和嵌入在转子芯中的永磁体。在定子芯中形成有至少一个芯内冷却介质通路，该至少一个芯内冷却介质通路将从形成在旋转轴内部的轴内冷却介质通路供给的冷却介质引导到转子芯的外周端，并将所供给的冷却介质排入转子芯与定子之间的间隙中。该至少一个芯内冷却介质通路包括中央冷却介质通路，一对内周侧冷却介质通路，以及与所述间隙连通的外周侧冷却介质通路。中央冷却介质通路的径向外侧端部具有越靠近轴向中央越朝径向外侧延伸的斜度。

Description

旋转电机的转子

技术领域

本发明涉及旋转电机的转子，该转子包括转子芯和嵌入在转子芯的外周附近的永磁体。

背景技术

在其中永磁体嵌入转子芯内部的永磁体同步旋转电机中，当转子的温度随着旋转电机被驱动而上升时，不但磁性能会降低从而导致转矩和效率降低，而且当温度变高时永磁体会消磁(减磁)。当采用具有高抗磁力的磁体时，能够避免消磁的问题，但是在这种情况下，必须增大重稀土的含量百分比，这会导致成本增加。

因此，相关技术的各种结构已提出了一种冷却式旋转电机。例如，日本专利申请公报No.2008-228522(JP 2008-228522 A)描述了通过经形成在转子芯内部的多个冷却油通路排放从形成在旋转轴内部的油供给通路供给的油来冷却转子的技术。在JP 2008-228522A中，例如，通过在沿轴向连续排列的多个磁性钢板的每一个中形成在旋转电机的q-轴线上沿径向偏移一跨度延伸的槽口来形成在q-轴线上延伸的冷却油通路。

此外，日本专利申请公报No.2006-067777(JP 2006-067777 A)描述了通过经形成在转子芯内部的多个冷却油通路排放从形成在旋转轴内部的油供给通路供给的油来冷却转子的技术。在JP 2006-067777 A中，冷却油通路在旋转电机的d-轴线上延伸。在JP 2006-067777 A中，沿径向延伸的多个油通路沿轴向排列。

日本专利申请公报No.2012-223075(JP 2012-223075 A)描述了其中在转子芯中形成有沿轴向延伸的通孔并且冷却油从通孔的一端供给到另一端的技术。在JP 2012-223075 A中，通孔形成为使得通孔与转子芯的外周面之间的距离在一端侧(油流动路径的上游侧)比在另一端侧(油流动路径的下游侧)大。

但是，对于在JP 2008-228522 A中描述的技术，不存在沿轴向延伸的油通路，所以冷却在轴向上趋于不均匀，因此，转子不能得到有效冷却。在JP 2006-067777 A中，沿径向延伸的多个油通路沿轴向排列，所以与JP 2008-228522 A相比能够稍微改善冷却的不均匀。但是，在JP 2006-067777 A中，同样不存在沿轴向延伸的油通路，所以不能有效减少在轴向上的冷却不均匀。此外，在JP 2006-067777 A中，油从沿轴向排列的多个排出口排入作为转子与定子之间的空间的间隙中。这里，排入间隙中的油从间隙的两个轴向端(即，轴向上的两个端部)排放到外部。但是，在JP 2006-067777 A中，从所述排出口之一排出的油随着它前往间隙的轴向端部而倾向于与从位于不同轴向位置的排出口排出的油相干涉。在这种情况下，冷却介质会长时间滞留在间隙中而到达不了间隙的轴向端部。油的这种聚积会导致拖滞损失增大。

对于在JP 2012-223075 A中描述的技术，油流过沿轴向延伸的通孔，所以转子能够沿轴向自始至终得到冷却。但是，在JP 2012-223075 A中，油从转子的两个轴向端部朝向定子的线圈端部排放。也即，在JP 2012-223075 A中，油没有被供给到间隙中。结果，即使定子的线圈能够得到冷却，转子的外周面也不能被充分冷却。也就是说，没有相关结构能够有效冷却整个转子。

发明内容

本发明因而提供了一种旋转电机的转子，其中整个转子能够被有效冷却。

根据本发明一个方面的旋转电机的转子是这样一种旋转电机的转子，所述转子由旋转轴支承，所述转子包括转子芯，和嵌入在所述转子芯中的永磁体。在所述定子芯中形成有至少一个芯内冷却介质通路，所述至少一个芯内冷却介质通路将从形成在所述旋转轴内部的轴内冷却介质通路供给的冷却介质引导到所述转子芯的外周端，并将所供给的冷却介质排入所述转子芯与定子之间的间隙中。所述至少一个芯内冷却介质通路包括在比所述永磁体更靠向内周侧的位置沿轴向延伸的中央冷却介质通路，设置在所述转子芯的轴向两端附近并使所述轴内冷却介质通路与所述中央冷却介质通路连通的一对内周侧冷却介质通路，以及从所述中央冷却介质通路的轴向中央朝径向外侧延伸并与所述间隙连通的外周侧冷却介质通路。所述中央冷却介质通路的径向外侧端部具有越靠近所述轴向中央越朝径向外侧延伸的斜度(坡度、倾斜)。

在这一方面，所述中央冷却介质通路和所述外周侧冷却介质通路可形成在所述旋转电机的q-轴线上，并且所述内周侧冷却介质通路可包括在与所述旋转电机的所述q-轴线在周向上偏离的位置从所述转子的内周端延伸的第一冷却介质通路，和在周向上延伸成使所述第一冷却介质通路与所述中央冷却介质通路连通的第二冷却介质通路。在这种情况下，所述第一冷却介质通路的轴向位置和所述第二冷却介质通路的轴向位置可彼此不同。

此外，在上述方面，所述中央冷却介质通路的截面积可以越靠近所述轴向中央越大。此外，在上述方面，所述中央冷却介质通路的截面积可在轴向上是恒定不变的。

根据本发明，设置有沿轴向延伸的中央冷却介质通路，并且该中央冷却介质通路的径向外侧端部具有越靠近轴向中央越朝径向外侧延伸的斜度。因此，沿径向外侧端部流动的冷却介质的流速增大，所以整个转子芯能够被有效地冷却。此外，冷却介质从在转子的轴向中央处延伸的外周侧冷却介质通路排入所述间隙中，所以防止了所述间隙中冷却介质的干涉，并且转子芯的外周面和定子的内周面能够得到有效冷却。

附图说明

下面将参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是根据本发明示例性实施例的旋转电机的转子的横剖视图；

图2是沿图1中的线X-X截取的剖视图；

图3是示出冷却介质的流动的视图；

图4A是磁性钢板的示例的视图；

图4B是另一磁性钢板的示例的视图；

图4C是又一磁性钢板的示例的视图；

图5是另一转子的结构的视图；

图6是又一转子的结构的视图；

图7A是在根据相关技术的转子中使用的磁性钢板的视图；

图7B是在根据相关技术的转子中使用的另一磁性钢板的视图；

图7C是在根据相关技术的转子中使用的又一磁性钢板的视图；以及

图8是根据相关技术的转子的结构的视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的示例性实施例。图1是在根据本发明一个示例性实施例的旋转电机60中使用的转子10的横剖视图。此外，图2是沿图1中的线X-X截取的旋转电机60的剖视图。此外，图3是示出冷却介质的流动的视图。但是，为了便于理解本发明，图2和3中沿径向的长度被示出为与图1中的长度不同，而是略有夸大。此外，每个磁性钢板14的厚度等也与实际的厚度等不同。

本示例性实施例的旋转电机60是其中永磁体16嵌入在转子芯12中的永磁体同步旋转电机。该旋转电机60包括转子10和定子62。定子62包括：大体呈环状的定子芯64，在定子芯64的内周上形成有多个齿；和围绕所述齿卷绕的定子线圈66。转子10在该定子62内部与定子62同中心地布置。在转子10的外周面与定子62的内周面之间存在距离基本均一的间隙G。

转子10包括转子芯12和嵌入在转子芯12中的永磁体16。旋转轴50穿过转子芯12的中心，该旋转轴50经由未示出的轴承相对于同样未示出的壳体可旋转地支承。转子10能够与该旋转轴50一起旋转。

转子芯12由沿轴向层叠在一起的多个磁性钢板14形成。每个磁性钢板14呈圆盘状，并且例如是硅磁性钢板等。在转子芯12的外周附近形成有用于嵌入永磁体16的多个磁体孔20。该多个磁体孔20沿转子芯12的周向均匀排列，并且磁体孔20沿转子轴向(也即，与图1所在纸面垂直的方向)贯通转子芯12。

形成磁极18的永磁体16嵌入在磁体孔20中。一个磁极18由两个永磁体16形成。形成一个磁极18的两个永磁体16以大体呈V字形朝向转子芯12的外周侧张开的姿态布置。在本示例性实施例中，在转子芯12的外周端附近布置有16个永磁体16和8个磁极18。每个永磁体16呈具有扁平矩形截面并且轴向长度基本等于转子芯12的轴向长度的板状。在此说明的永磁体16和磁极18的数量仅是示例性的，并且可以视情况改变。此外，在本示例性实施例中，一个磁极18由一对永磁体16形成，但是也可以仅由一个永磁体16或者更多数量的永磁体16形成一个磁极18。

在旋转轴50和转子芯12中形成有供用于冷却转子10和定子62的冷却介质通过的冷却介质通路。冷却介质通路大体上被分成形成在旋转轴50内部的轴内冷却介质通路52和形成在转子芯12内部的芯内冷却介质通路。轴内冷却介质通路52是贯通旋转轴50的轴心的孔。该轴内冷却介质通路52首先从旋转轴50的端部沿轴向延伸，之后沿径向分叉并延伸到转子芯12的内周端。如图2所示，在本示例性实施例中，轴内冷却介质通路52从旋转轴50的两个端部延伸，因而能够将冷却介质供给到转子芯12中的两个轴向端部。

芯内冷却介质通路是将从轴内冷却介质通路52供给的冷却介质引导到转子芯12的外周端并将该冷却介质排入间隙G中的冷却介质通路，如之后会详细说明的那样。冷却介质通过泵等从设置在旋转电机60外部的冷却介质供给源供给到轴内冷却介质通路52。供给到轴内冷却介质通路52的冷却介质然后通过芯内冷却介质通路，并从转子芯12的外周端排入间隙G中。所排出的该冷却介质进入间隙G，然后向下落入旋转电机60的壳体底部。向下落入壳体底部的冷却介质被适当地收集和冷却，之后返回到冷却介质供给源。冷却介质不受特别限制，只要是对于转子10和定子62能够发挥适当的冷却性能的液体即可，但是在本示例性实施例中，将冷却油用作冷却介质。

如从上面的描述可知，在本示例性实施例中，冷却介质从旋转轴50的内部顺次通过转子芯12的内部，然后穿过间隙G。在此过程中(随着冷却介质流过这些部件)，热量从转子芯12、永磁体16和定子芯64被移除以试图冷却这些部件。在本示例性实施例中，芯内冷却介质通路具有特殊结构，以便既提高该冷却效率，又防止旋转电机60的输出性能恶化。现在将详细说明这种结构。

芯内冷却介质通路大体上被分为中央冷却介质通路22、内周侧冷却介质通路24和外周侧冷却介质通路26。中央冷却介质通路22是从转子芯12的一个端部附近沿轴向延伸到转子芯12的另一个端部附近的冷却介质通路。中央冷却介质通路22设置在比永磁体16更靠向内周侧的位置，并且设置在旋转电机60的q-轴线上。众所周知，q-轴线是穿过转子10的中心以及穿过相邻磁极18之间的中心位置(凸极的中心位置)的轴线。此外，d-轴线是穿过转子10的中心和一个磁极18的中心位置的轴线。在本示例性实施例中，中央冷却介质通路22设置每个q-轴线上，并且中央冷却介质通路22的数量与磁极18的数量相同。

中央冷却介质通路22的径向外侧端部具有越靠近轴向大致中央越朝径向外侧延伸的斜度。另一方面，中央冷却介质通路22的径向内侧端部沿平行于轴向的方向延伸。结果，中央冷却介质通路22的截面积越靠近轴向中央越大。中央冷却介质通路22的截面积的这种变化(也即，径向外侧端部的倾斜)可通过针对每个磁性钢板14改变形成磁性钢板14中所形成的中央冷却介质通路22的中央孔22a(见图4)的尺寸来实现。在图1中，中央冷却介质通路22在轴向大致中央处的形状用实线表示，中央冷却介质通路22在轴向端部附近的形状用虚线表示。在本示例性实施例中，在布置于转子芯12在轴向上的两个端部(下文中简称为“转子芯12的两个轴向端部”)处的磁性钢板14中没有设置形成中央冷却介质通路22的中央孔22a，以便闭锁中央冷却介质通路22的两个轴向端部。但是，形成中央冷却介质通路22的中央孔22a也可以设置在两个轴向端部处的磁性钢板14中，只要在转子芯12的两个轴向端部分别设置有端板等即可。

内周侧冷却介质通路24是使轴内冷却介质通路52与中央冷却介质通路22连通的冷却介质通路。该内周侧冷却介质通路24设置在转子芯12的两个轴向端部附近。每个内周侧冷却介质通路24包括从转子芯12的内周端延伸的第一冷却介质通路28，和使第一冷却介质通路28与中央冷却介质通路22连通的第二冷却介质通路30。第一冷却介质通路28是在d-轴线上延伸的流动路径。第一冷却介质通路28的一个端部连接到轴内冷却介质通路52，第一冷却介质通路28的另一个端部在比永磁体16更靠向内周侧的位置中止。第一冷却介质通路28的另一个端部以大体上椭圆的形状扩展，以便有利于与第二冷却介质通路30连通。第一冷却介质通路28设置在每个d-轴线上。一个内周侧冷却介质通路24的第一冷却介质通路28的数量与磁极18的数量相同。

第二冷却介质通路30是在比永磁体16更靠向内周侧的位置大致沿周向延伸的流动路径。第二冷却介质通路30的一个端部处于与第一冷却介质通路28的所述另一个端部重叠的位置。因此，如图2所示，第二冷却介质通路30和第一冷却介质通路28通过将形成有第二冷却介质通路30的磁性钢板14与形成有第一冷却介质通路28的磁性钢板14邻接层叠而连通在一起。第二冷却介质通路30的另一个端部连通到中央冷却介质通路22，如图1所示。在本示例性实施例中，在大致周向上沿相反方向延伸的两个第二冷却介质通路30连接到一个第一冷却介质通路28。此外，从不同的第一冷却介质通路28伸出的两个第二冷却介质通路30连接到一个中央冷却介质通路22。一个内周侧冷却介质通路24的第二冷却介质通路30的数量是第一冷却介质通路28的数量的两倍，也是磁极18的数量的两倍。

外周侧冷却介质通路26是从中央冷却介质通路22的大致轴向中央朝径向外侧延伸并与间隙G连通的冷却介质通路。外周侧冷却介质通路26从转子芯12的外周端沿径向延伸并且连接到中央冷却介质通路22。在此，如图2所示，外周侧冷却介质通路26仅设置在转子芯12的大致轴向中央处。换句话说，冷却介质排出口(也即，外周侧冷却介质通路26的外周端)仅设置在转子芯12的轴向中央处。此外，外周侧冷却介质通路26设置在每个q-轴线上，并且外周侧冷却介质通路26的数量与磁极18的数量相同。

这种芯内冷却介质通路是通过在构成转子芯12的磁性钢板14中适当地形成槽口或孔而形成的。此外，构成转子芯12的磁性钢板14根据它们在轴向上层叠的位置而具有不同的形状。下面参照图4A至4C进行说明。

构成转子芯12的磁性钢板14大体上有五种类型。第一种是其中仅形成有多个磁体孔20的磁性钢板14。这种磁性钢板14布置在转子芯12的两个轴向端部处。

第二种是除了多个磁体孔20以外还具有第一槽口28a和中央孔22a的磁性钢板14，如图4A所示。这种磁性钢板14布置在转子芯12的两个轴向端部附近。第一槽口28a是从内周侧端部沿d-轴线朝径向外侧延伸并且形成第一冷却介质通路28的槽口。中央孔22a是比磁体孔20更靠近内周侧布置并且位于q-轴线上的通孔。该中央孔22a形成中央冷却介质通路22。

第三种是除了多个磁体孔20以外还具有第二槽口30a和中央孔22a的磁性钢板14，如图4B所示。这种磁性钢板14与图4A中的磁性钢板14邻接布置。第二槽口30a是在比磁体孔20更靠向内周侧的位置沿大致周向延伸的槽口，并且形成第二冷却介质通路30。中央孔22a连接到该第二槽口30a。为了赋予中央冷却介质通路22a的径向外侧端部一斜度，形成在图4B的磁性钢板14中的中央孔22a比形成在图4A的磁性钢板14中的中央孔22a稍大。

第四种是具有多个磁体孔20和中央孔22a的磁性钢板14。这些磁性钢板14布置在图4B中的磁性钢板14与图4C中的磁性钢板14之间。但是，这些磁性钢板14中形成的中央孔22a的尺寸不是恒定不变的。该中央孔22a在越靠近轴向中央布置的磁性钢板14中越大。

第五种是除了多个磁体孔20以外还具有中央孔22a和外周侧槽口26a的磁性钢板14。这种磁性钢板14布置在转子芯12的大致轴向中央。外周侧槽口26a是从外周侧端部沿q-轴线朝径向内侧延伸的槽口，并且形成外周侧冷却介质通路26。中央孔22a连接到该外周侧槽口26a。此外，形成在图4C的磁性钢板14中的中央孔22a比形成在其它磁性钢板14中的中央孔22a大。形成有芯内冷却介质通路的转子芯12能够通过将这些多种磁性钢板14层叠在一起而构成。

接下来比照相关技术说明使用转子10时该转子10的冷却性能。在相关技术中，同样，已经提出了通过在转子芯12内部形成冷却介质流动路径来冷却转子10和定子62的技术。例如，JP 2008-228522 A描述了通过在沿轴向连续排列的多个磁性钢板14的每一个中形成在旋转电机的q-轴线上沿径向偏移一跨度延伸的槽口104、106和108来形成在q-轴线上延伸的冷却油通路的技术，如图7A，7B和7C所示。此外，JP 2006-067777 A描述了在沿轴向的多个部位设置在d-轴线上延伸的冷却介质通路110的技术，如图8所示。

根据这些相关技术，转子10和定子62能够被冷却，因为冷却介质能够从转子芯12内排入间隙G中。但是，对于JP 2008-228522 A中的技术，不存在沿轴向延伸的冷却介质通路，所以不能够沿轴向始终均匀地执行冷却，结果导致沿轴向的冷却往往不均匀。特别是，难以均匀地冷却在轴向上长的永磁体，所以永磁体的冷却效率差。

对于JP 2006-067777 A所述的在沿轴向的多个部位设置冷却介质通路的技术，这种问题得到一定改善。但是，即使对于JP 2006-067777 A中所述的技术，也不存在沿轴向延伸的冷却介质通路，所以难以均匀地冷却永磁体16。此外，对于JP 2006-067777 A中所述的技术，多个冷却介质排出口在转子芯12的外周面上沿轴向排列。在这种情况下，如图8中的箭头所示，随着从一个排出口排入间隙G的冷却介质朝间隙G的两端移动，它会与从另一个排出口排放的冷却介质相干涉。结果，冷却介质不能从间隙G迅速排出，而是聚积在间隙G中，这会导致拖滞损失增大。

此外，对于JP 2008-228522 A所述的技术，冷却介质通路在q-轴线上延伸，而对于JP 2006-067777 A所述的技术，冷却介质通路在d-轴线上延伸。这样，磁转矩和磁阻转矩中的一者会减小。也即，众所周知，IPM旋转电机通过永磁体16有效利用磁阻转矩和磁转矩两者来改善输出性能。为了有效利用磁转矩，必须减小d-轴线电流的交联磁通的磁路(下文中称为“d-轴线磁路”)中的磁阻力。此外，为了有效利用磁阻转矩，必须减小q-轴线电流的交联磁通的磁路(下文中称为“q-轴线磁路”)中的电磁阻力。

在此，d-轴线磁路Ld是横断旋转电机60的q-轴线的磁路，如图4中的虚线所示。因此，如果用于形成冷却介质通路的槽口104、106和108如JP 2008-228522 A中一样形成在q-轴线上，则磁阻力高的槽口104、106和108将位于d-轴线磁路Ld的中间。在这种情况下，d-轴线磁路Ld的磁阻力显著增大，这会导致磁转矩减小。此外，q-轴线磁路Lq是横断旋转电机60的d-轴线的磁路，如图4中的双点划线所示。因此，如果用于形成冷却介质通路的槽口如JP2006-067777 A中一样形成在d-轴线上，则磁阻力高的这些槽口将位于q-轴线磁路Lq的中间，所以q-轴线磁路Lq的磁阻力会显著增大，这会导致磁阻转矩减小。

另一方面，在本示例性实施例中，设置有沿轴向延伸的中央冷却介质通路22。因此，如图3中的粗实线所示，冷却介质能够沿转子芯12的轴向流动。结果，利用本示例性实施例，转子芯12和永磁体16能够在轴向上被基本均匀地冷却。此外，在本示例性实施例中，该中央冷却介质通路22的径向外侧端部倾斜使得该中央冷却介质通路22的径向外侧端部越靠近轴向大致中央越朝径向外侧延伸。该倾斜能改善朝外周侧冷却介质通路26(轴向大致中央)移动的冷却介质的流速，从而能够进一步改善冷却性能。也就是说，当转子10以高速旋转时，产生离心力，即，朝径向外侧的力。供给到中央冷却介质通路22的冷却介质响应于该离心力而朝径向外侧端部移动。然后，已到达径向外侧端部的冷却介质沿着径向外侧端部在朝径向外侧即朝径向大致中央的方向进一步移动。此外，在半径(即，到旋转中心的距离)越大的位置该离心力越大，也即，该离心力随着半径增大而增大。因为越靠近轴向中央，中央冷却介质通路22的径向外侧端部与旋转中心之间的距离越大，所以越靠近轴向大致中央，在径向外侧端部产生的离心力越大。也就是说，在本示例性实施例中，在中央冷却介质通路22的径向外侧端部存在离心力差。由于该离心力差，供给到中央冷却介质通路22的冷却介质倾向于更容易沿离心力越大的方向即朝轴向大致中央移动。结果，能够改善冷却介质朝外周侧冷却介质通路26(即，轴向大致中央)的流速，所以能够进一步改善冷却效率。

此外，在本示例性实施例中，已通过中央冷却介质通路22的冷却介质从外周侧冷却介质通路26排入间隙G中。外周侧冷却介质通路26仅设置在轴向大致中央。因此，冷却介质排出口仅位于轴向大致中央。结果，从轴向大致中央排放的冷却介质随着其向间隙G的两个轴向端部行进不会与从其它排出口排放的冷却介质相干涉，并且因而迅速排出到间隙G外，如图3所示。因此，能够有效防止由于冷却介质的聚积导致的拖滞损失。

此外，根据本示例性实施例，冷却介质流过比永磁体16更靠向内周侧的中央冷却介质通路22和比永磁体16更靠向外周侧的间隙G两者。结果，永磁体16被从内周侧和外周侧两者冷却，所以能够更有效地冷却永磁体16。因此，也能够防止由于热量导致的永磁体16的消磁和性能低下。

此外，在本示例性实施例中，第一冷却介质通路28、第二冷却介质通路30和外周侧冷却介质通路26各自形成在不同的轴向位置(磁性钢板14)。因此，根据本示例性实施例，d-轴线磁路Ld和q-轴线磁路Lq都没有被冷却介质通路分断，所以能够有效利用磁转矩和磁阻转矩两者，并且因此，能够防止旋转电机60的输出性能降低。

换句话说，如图4A至4C中的虚线所示，d-轴线磁路Ld首先延伸到转子芯12内部、穿过一个磁极18的中心、然后横断q-轴线，并在离开转子芯12之前穿过相邻的另一个磁极18的中心。此外，如图4A至4C中的双点划线所示，q-轴线磁路Lq首先从形成在磁极18之间的凸极延伸到转子芯12内部、然后横断d-轴线磁路Ld，并在离开转子芯12之前穿过相邻的另一个凸极。如果在d-轴线磁路Ld和q-轴线磁路Lq的路径中间存在槽口等，则磁转矩和磁阻转矩会减小。

在本示例性实施例中，沿周向延伸的第二冷却介质通路30和在q-轴线上延伸的外周侧冷却介质通路26形成在不同的磁性钢板14中，并且第一冷却介质通路28仅在磁性钢板14的径向上延伸半程，以便不妨碍d-轴线磁路Ld。因此，d-轴线磁路Ld不会被冷却介质通路分断，所以d-轴线磁路Ld的磁阻力能够保持得低。此外，在本示例性实施例中，在q-轴线上延伸的外周侧冷却介质通路26仅延伸到比永磁体16更靠向内周侧的位置，以便不妨碍q-轴线磁路Lq。因此，q-轴线磁路Lq也不会被冷却介质通路分断，所以磁阻力能够保持得小。

到目前为止所述的结构仅仅是示例。只要芯内冷却介质通路具有沿轴向延伸的中央冷却介质通路22、使轴内冷却介质通路52与中央冷却介质通路22连通的内周侧冷却介质通路24，以及在轴向大致中央处使中央冷却介质通路22与间隙G连通的外周侧冷却介质通路26，并且中央冷却介质通路22的径向外侧端部具有越靠近轴向大致中央越朝径向外侧延伸的斜度，其它结构可以修改。

例如，中央冷却介质通路22的径向外侧端部的斜度可以通过例如图2和3所示的平滑倾斜实现，或者可以通过如图6所示的阶梯实现。对于这种结构，在一个阶梯与下一个阶梯之间形成在多个磁性钢板14(附图所示示例中是三个)中的中央孔22a的位置和形状是相同的。因此，能够减少磁性钢板14的种类的数量。

此外，在本示例性实施例中，仅中央冷却介质通路22的径向外侧端部有斜度，但是中央冷却介质通路22的径向内侧端部也可以有斜度，如图5和6所示。在这种情况下，不管轴向位置如何，中央孔22a的截面积是相同的。也即，即使靠近轴向中央，中央孔22a也能够保持得小，所以能够减少由中央孔22a导致的强度降低。但是，只要能够确保转子芯12的强度，优选越靠近轴向中央，中央孔22a越大，如图2和3所示。这是因为中央孔22a越大，冷却介质与转子芯12之间的接触面积越大，所以冷却效率得以提高。轴向中央位于轴向端部的相对于冷却介质流的下游侧，并且位于供温度较高的冷却介质流动的位置。在轴向中央，优选地是中央孔22a大，以便增大转子芯12与冷却介质之间的接触面积。

该中央冷却介质通路22的斜度和尺寸可以根据所需的冷却能力、转子芯12的尺寸等适当地改变。例如，冷却介质的流速越高，冷却效率提高。如果要增大冷却介质的流速，则优选越大的斜度。另一方面，如果斜度大，则永磁体16与中央冷却介质通路22之间在两个轴向端部附近的距离越大，所以在两个轴向端部处永磁体16的冷却效率降低。中央冷却介质通路22的斜度可以根据冷却介质的所需流速以及中央冷却介质通路22与永磁体16之间的距离等来确定。此外，中央冷却介质通路22的截面积越大，冷却介质与转子芯12之间的接触面积越大，所以冷却效率提高。但是，如果中央冷却介质通路22的截面积过大，则转子芯12的强度降低，并且d-轴线磁路Ld和q-轴线磁路Lq变窄。因此，优选考虑这点来确定中央冷却介质通路22的截面积。

此外，在本示例性实施例中，第二槽口30a和中央孔22a形成在同一磁性钢板14中，如图4B所示。但是，中央冷却介质通路22也可以从与形成有第二槽口30a的磁性钢板14相邻的磁性钢板14延伸，并且第二槽口30a和中央孔22a可各自形成在不同的磁性钢板14中，如图6所示。在这种情况下，d-轴线磁路Ld能比图4B中的宽。

此外，在本示例性实施例中，第一冷却介质通路28、第二冷却介质通路30和外周侧冷却介质通路26是由贯穿磁性钢板14的槽口形成的，但是代替槽口，这些冷却介质通路也可以由不贯穿磁性钢板14的沟槽形成。此外，代替一个磁性钢板14，第一冷却介质通路28、第二冷却介质通路30和外周侧冷却介质通路26也可以由多个磁性钢板14形成。例如，磁性钢板14之中形成有外周侧槽口26a的三个磁性钢板14可以被层叠在一起，如图6所示。在这种情况下，外周侧冷却介质通路26的厚度(即，轴向距离)对应于三个磁性钢板14的厚度，所以外周侧冷却介质通路26的截面积能够增大。此外，在本示例性实施例中，仅例述了由其中磁性钢板14层叠在一起的层叠钢板形成的转子芯12。但是，只要例如强度特征和磁特性得以维持，也可以用除层叠钢板以外的物体如粉末磁芯等来形成有转子芯12。

此外，在本示例性实施例中，第一冷却介质通路28布置在d-轴线上，但是只要第一冷却介质通路28形成在与q-轴线在周向上偏离的位置，第一冷却介质通路28不限于设置在d-轴线上，而是可以设置在其它部位。另外，每种冷却介质通路的数量可以适当地改变。例如，中央冷却介质通路22也可以针对每两个凸极形成。这样，还可以调整第一冷却介质通路28、第二冷却介质通路30和外周侧冷却介质通路26的数量。

此外，在上述说明中，仅例述了永磁体16呈V形布置的转子10，但是，只要转子10布置成使得永磁体16嵌入在转子芯12中，永磁体16也可以是矩形或者马蹄形的。

Claims

1.一种旋转电机的转子，所述转子由旋转轴支承，所述转子的特征在于包括：

转子芯；和

嵌入在所述转子芯中的永磁体，

其中，

在所述转子芯中形成有至少一个芯内冷却介质通路，所述至少一个芯内冷却介质通路将从形成在所述旋转轴内部的轴内冷却介质通路供给的冷却介质引导到所述转子芯的外周端，并将所供给的冷却介质排入所述转子芯与定子之间的间隙中；

所述至少一个芯内冷却介质通路包括在比所述永磁体更靠向内周侧的位置沿轴向延伸的中央冷却介质通路，设置在所述转子芯的轴向两端附近并使所述轴内冷却介质通路与所述中央冷却介质通路连通的一对内周侧冷却介质通路，以及从所述中央冷却介质通路的轴向中央朝径向外侧延伸并与所述间隙连通的外周侧冷却介质通路；并且

所述中央冷却介质通路的径向外侧端部具有越靠近所述轴向中央越朝径向外侧延伸的斜度。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，

所述中央冷却介质通路和所述外周侧冷却介质通路形成在所述旋转电机的q-轴线上；并且

所述内周侧冷却介质通路包括在与所述旋转电机的所述q-轴线在周向上偏离的位置从所述转子的内周端延伸的第一冷却介质通路，和在周向上延伸成使所述第一冷却介质通路与所述中央冷却介质通路连通的第二冷却介质通路。

3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，

所述第一冷却介质通路的轴向位置和所述第二冷却介质通路的轴向位置彼此不同。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的转子，其特征在于，

所述中央冷却介质通路的截面积越靠近所述轴向中央越大。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的转子，其特征在于，

所述中央冷却介质通路的截面积在轴向上是恒定不变的。