CN109149825B - 转子芯 - Google Patents

Abstract

有效地冷却转子芯。在转子芯(10)中，在轴向上层叠有多个电磁钢板(12)。通过使所述多个电磁钢板(12)的开口位置对齐而形成在轴向上延伸的冷却通路(22)。冷却通路(22)具有在一端侧连通的轴向上的通路(22a、22b、22c)。并且，在一条通路(22a)具有冷却介质的入口(22h)，在其他的通路(22b、22c)具有冷却介质的出口(22f、22g)。

Description

转子芯

技术领域

本公开涉及旋转电机的转子芯，尤其涉及冷却通路的构成。

背景技术

电动机、发电机等旋转电机具有定子和转子，利用来自外部的电力供给使转子旋转从而输出动力，并且通过利用来自外部的动力使转子旋转来输出发电电力。在永磁体马达中，在转子上配置多个永磁体而形成多个极，向定子供给电力而形成旋转磁场，从而使转子旋转。

另外，转子芯也大多通过层叠多块电磁钢板而构成，在永磁体马达中，在各电磁钢板上设置开口，使层叠的多个电磁钢板的开口的位置一致地进行层叠，由此形成在轴向上延伸的永磁体插入孔。

而且，马达在其驱动时发热。在电动汽车、混合动力车等的驱动用马达中，其发热量大，例如使油作为制冷剂进行循环来冷却定子、转子。

在专利文献1中，经由转子的驱动轴内的冷却通路，向设置于转子芯内的冷却通路供给油。在专利文献1中示出了设置如下冷却通路的技术方案，所述冷却通路在层叠有电磁钢板的转子芯的轴向上从转子芯的一端面贯通至另一端面。通过使油在这样的冷却通路中流通，能够冷却整个转子芯。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-27173号公报

发明内容

发明要解决的问题

在此，为了有效地冷却转子芯，存在想要提高油与转子芯的热交换的效率(冷却效率)，从而尽可能地增大向冷却介质侧移动的热量这一要求。

本公开的目的在于，增大热向冷却介质侧的移动量，提高冷却效率。

用于解决问题的技术方案

本公开的转子芯，在轴向上层叠有多个电磁钢板，包括多条通路，所述多条通路是通过使所述多个电磁钢板的开口位置对齐而形成的在轴向上延伸的冷却通路，并且在轴向端部相连通，在一条通路具有冷却介质的入口，在其他通路具有冷却介质的出口。

另外，在本公开的其他转子芯中，具有入口的通路在其两端与两条其他通路分别连通而形成轴向上的三条通路，两条其他通路各自具有出口。

另外，可以是，所述多个电磁钢板包括分别具有所述三条通路的开口的中间钢板和具有将两条通路连通的连通部的开口的端部钢板，在所层叠的电磁钢板的轴向上的一端侧以及另一端侧配置有端板，各端板具有与两条其他通路的出口中的任意一方对应的开口。

另外，可以是，具有出口的通路比具有入口的通路位于径向外侧。

发明效果

根据本发明，冷却通路的长度比转子芯的轴向长度长，从而能够增大热向冷却介质侧的移动量，能够提高冷却效率。

附图说明

图1A是示出转子芯的构成的主视图。

图1B是示出转子芯的构成的侧视图。

图2是示出图1B中的A-A剖面的图。

图3是示出图1B中的B-B剖面的图。

图4A是示出图2中的设置于由C表示的位置处的端板、电磁钢板的冷却通路的局部构成的图。

图4B是示出图2中的设置于由D表示的位置处的端板、电磁钢板的冷却通路的局部构成的图。

图4C是示出图2中的设置于由E表示的位置处的端板、电磁钢板的冷却通路的局部构成的图。

图5A是示出图2中的由F表示的位置处的电磁钢板、端板的局部构成的图。

图5B是示出图2中的由G表示的位置处的电磁钢板、端板的局部构成的图。

图5C是示出图2中的由H表示的位置处的电磁钢板、端板的局部构成的图。

图5D是示出图2中的由I表示的位置处的电磁钢板、端板的局部构成的图。

图6A是示出图2中的由D表示的位置处的冷却通路的其他构成的图。

图6B是示出图2中的由H表示的位置处的冷却通路的其他构成的图。

图7是示出另一实施方式的图1B中的B-B剖面的图。

图8是示出又一实施方式的图1B中的B-B剖面的图。

图9是示出使用了实施方式的转子芯的马达的构成的图。

附图标记说明

10转子芯，12电磁钢板，14端板，16旋转轴，18磁体插入孔，22冷却通路，22a、22b、22c通路，22d、22e连通部，22f、22g出口，22h入口，24轴内通路，26径向通路，30转子，32定子，34壳体，38泵。

具体实施方式

以下，基于附图对实施方式进行说明。此外，本发明并不限定于此处记载的实施方式。

“整体构成”

在图1A、图1B中示出转子芯10的概略构成。图1A是从与轴正交的方向观察得到的主视图，图1B是从轴向观察得到的侧视图。转子芯10通过在轴向上层叠多块圆环状的电磁钢板12并且在两端配置一对端板14而构成。电磁钢板12通过冲压加工等而形成有多个开口(旋转轴用、磁体插入用、冷却通路用)。另外，在该例中，端板14与电磁钢板12形状大致相同且厚度厚。并且，在电磁钢板12以及端板14的中心部的开口插通有旋转轴16，用热套(日文：焼きバメ)、铆接等方法将由电磁钢板12以及端板14构成的转子芯10固定于旋转轴16的周围。此外，端板14既可以由磁性体构成，也可以由非磁性体构成。

另外，端板14的形状只要能够抑制插入于电磁钢板12的层叠体的磁体在轴向上突出来即可，可以是任何形状。如图1B中虚线所示，在电磁钢板12的周边侧，在周向上以预定的间隔形成有磁体插入用的开口和冷却通路用的开口，在层叠电磁钢板12时使开口位置对齐，从而形成有在轴向上延伸的磁体插入孔18、冷却通路22。此外，在磁体插入孔18中插入磁体从而在转子芯10上形成多个极。另外，在一块电磁钢板12中，为磁体插入用的开口、冷却通路用的开口，层叠电磁钢板12而形成在轴向上延伸的磁体插入孔18、冷却通路22，以下，这些开口也称为磁体插入孔18、冷却通路22。

在图2中，示出了图1B的A-A剖面。A-A剖面是通过旋转轴16的中心轴的面的剖面，在该例中，是不通过磁体插入用的开口而通过冷却通路用的开口的位置处的剖面。另外，在图2中，也示意性地示出了旋转轴16的位于转子芯10的径向内侧的部分的剖面。

这样，通过使电磁钢板12中的冷却通路用的开口的位置一致，从而在转子芯10中形成有在轴向上延伸的冷却通路22。另外，在旋转轴16内形成有轴内通路24。在轴内通路24的相当于转子芯10的轴向上的中央的部分，形成有从轴内通路24沿径向延伸的径向通路26。在该例中，径向通路26与轴内通路24连接的部分是一条通路，之后在轴向上分支，在轴向上分离的两处沿径向延伸并与冷却通路22连接，此处为冷却通路22的入口22h。此外，轴内通路24在旋转轴16的端部与外部的冷却介质(油)的供给源连接。

在图3中，示出图1B、图2中的B-B剖面。该B-B剖面是用与轴平行的面切取转子芯10的上部而得到的冷却通路22的俯视剖视图。

这样，冷却通路22划分为中央的通路22a和位于周向上的两侧的通路22b、22c合计三条通路。

在中央的通路22a的中央部附近，两条径向通路26开口而形成有油的入口22h。另外，在中央的通路22a的轴向上的一端部设置有与相邻的一侧的通路22b相连通的连通部22d，在中央的通路22a的轴向上的另一端部设置有与相邻的另一侧的通路22c相连通的连通部22e。另外，在通路22b的与连通部22d相反的一侧的端部的端板14设置有出口22f，在通路22c的与连通部22e相反的一侧的端部的端板14设置有出口22g。因此，从径向通路26流入的制冷剂(油)在中央的通路22a向轴向上的两端侧流动，在连通部22d、22e折返，在通路22b、22c向轴向相反侧流动，并从端板14的出口22f、22g流出。从出口22f、22g流出的油向周边放出，因重力向下方落下而被收集回收。

这样，在该例中，油在转子芯10内流动转子芯10的轴向距离的约3倍的距离。因此，能够充分进行油与转子芯10的热交换，能够有效地冷却转子芯10。尤其是，朝向插入于磁体插入孔18的磁体的冷却通路22的面积(将通路22a、22b、22c合在一起得到的面积)变大，能够使来自磁体的热有效地向油移动。

在图4A～图4C、图5A～图5D中，示意性地示出了端板14、电磁钢板12的周边侧的一部分的构成。此外，各图是从图2中的左方向观察而得到的图。

在图4A中，示出了图2中用C表示的位置处的端板14。像这样，在端板14，仅在与通路22b对应的部分具有出口22f。在图中，用虚线示出磁体插入孔18的位置。另外，沙状地示出相当于冷却通路22的部分。

在图4B中，示出了图2中用D表示的位置处的电磁钢板12(端部钢板)。像这样，在与端板14相邻的部分的电磁钢板12，与通路22a、22b、22c、连通部22e对应的部分开口。在此，连通部22e是将通路22a、22c连通的部分，在图中用虚线示出。通路22a与通路22b分离，另一方面，来自通路22a的油经由连通部22e流入通路22c。

在图4C中，示出了图2中用E表示的位置处的电磁钢板12(中间钢板)。像这样，与通路22a、22b、22c对应的部分作为三个分离的单独的开口形成于比连通部22e靠内侧的电磁钢板12。

在图5A中，示出了图2中用F表示的位置处的电磁钢板12(中间钢板)。像这样，在通路22a与径向通路26连接的部分，以通路22a向径向内侧延伸的形式连接有径向通路26。

在图5B中，示出了图2中用G表示的位置处的电磁钢板12(中间钢板)。像这样，三条分离的通路22a、22b、22c单独地形成，在径向上的内侧形成有从中央的通路22a离开而与径向通路26连接的通路和轴内通路24的一部分。

在图5C中，示出了图2中用H表示的位置处的电磁钢板12(端部钢板)。在该图中，示出了与图4B在轴向上相反的一侧的部分，示出了将通路22a、22b连通的连通部22d。通路22a与通路22c分离，来自通路22a的油经由连通部22d流入通路22b。

在图5D中，示出了图2中用I表示的位置处的端板14。示出了与图4A在轴向上相反的一侧的部分，仅在与通路22c对应的部分具有出口22g。

根据这样的结构，如图3所示，流入到中央的通路22a的中央部附近的两处入口22h的油朝向轴向的两侧流动，流入在形成于端部的连通部22d、22e相邻的通路22b、22c，并从出口22f、22g流出。

另外，下游侧的通路22b、22c位于比中央的通路22a靠径向外侧的位置。因此，离心力发挥作用，使得油在下游侧的通路容易移动。

在图6A、图6B中，示出了图2中的D表示的位置、图2中由H表示的位置处的冷却通路的变形例。在该例中，形成有连通部22d、22e的部分的中央的通路22a向径向外侧(在图中用虚线表示的上侧的区域)扩大。由此，冷却通路22的下游侧位于径向外侧，因此也能够将离心力用于油的移动。此外，也可以使冷却通路22逐渐位于外侧，但在该情况下必须准备多种电磁钢板12，上述实施方式在制作上更有利。

另外，在上述实施方式中，采用如下结构：将与冷却通路22对应的开口形成为基本上一个形状，局部地堵住该开口来缩小开口。因此，电磁钢板12容易进行设计、加工。

在图7中示出另一实施方式的图1B、图2中的B-B剖面。在该例中，设置有五条通路22a、22b、22c、22i、22j。通路22i经由形成于通路22b的轴向端部(与连通部22d相反的一侧的轴向端部)的连通部22k连接，在与连通部22k相反的一侧的端部具有出口22f。通路22j经由形成于通路22c的轴向端部(与连通部22e相反的一侧的轴向端部)的连通部22l连接，在与连通部22l相反的一侧的端部具有出口22g。

因此，从入口22h流入通路22a的油通过通路22a、22b、22i而从出口22f流出，并且通过通路22a、22c、22j而从出口22g流出。

在图8中示出了又一实施方式的图1B、图2中的B-B剖面。在该例中，仅由两条通路22a、22b构成。在通路22a的一侧的端部设置入口22h，在此处连接通路26。由此，能够形成往复一次的冷却通路22a、22b。在该情况下，通过在周向上相邻的冷却通路22中依次反转入口、出口的轴向位置，能够将油从转子芯10的两端排出。

在图9中示出了使用实施方式的转子芯10的马达的构成。像这样，由转子芯10和旋转轴16形成转子30，在转子30的外侧以包围转子30的方式配置圆环状的定子32。并且，转子30以及定子32收纳于壳体34内。定子32固定于壳体34，转子30的旋转轴16贯通壳体34的一对侧壁且被设置于壳体34的轴承36支承为旋转自如。另外，积留于壳体34的底部的油利用泵38向旋转轴16内的轴内通路24供给。并且，按照上述方式，在转子芯10内流动、放出到壳体34内并进行循环。当然，也可以另外设置油箱，经由该该油箱使油向马达循环，也可以使该油向其他设备循环。而且，也优选在循环路径中设置冷却用的热交换器。

Claims (7)

1.一种转子芯，在轴向上层叠有多个电磁钢板，在所述多个电磁钢板的两端配置有一对端板，其中，

所述转子芯包括多条通路，所述多条通路是通过使所述多个电磁钢板的开口位置对齐而形成的在轴向上延伸的冷却通路，并且在轴向端部相连通，

在所述冷却通路中的第一通路具有冷却介质的入口，在所述冷却通路中的第二通路和第三通路具有冷却介质的出口，所述第二通路的出口设于一侧的端板，所述第三通路的出口设于另一侧的端板。

2.根据权利要求1所述的转子芯，其中，

与具有入口的所述第一通路相比，具有出口的所述第二通路和所述第三通路位于径向外侧的位置。

3.根据权利要求1所述的转子芯，其中，

具有入口的所述第一通路在其两端与所述第二通路和所述第三通路分别连通。

4.根据权利要求3所述的转子芯，其中，

与具有入口的所述第一通路相比，具有出口的所述第二通路和所述第三通路位于径向外侧的位置。

5.根据权利要求3所述的转子芯，其中，

所述多个电磁钢板包括：

分别具有所述第一通路、所述第二通路和所述第三通路的开口的中间钢板。

6.根据权利要求4所述的转子芯，其中，

所述多个电磁钢板包括：

分别具有所述第一通路、所述第二通路和所述第三通路的开口的中间钢板。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的转子芯，其中，

所述第二通路和所述第三通路位于所述第一通路的所述转子芯的周向上的两侧。

Images