CN110098673B

CN110098673B - 旋转电机的转子

Info

Publication number: CN110098673B
Application number: CN201910088675.9A
Authority: CN
Inventors: 大平健悟
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2021-09-07
Anticipated expiration: 2039-01-29
Also published as: US20190238017A1; US10770941B2; JP2019134564A; JP6688327B2; CN110098673A

Abstract

提供能够防止产生由于积存在冷却通路内的制冷剂引起的不平衡的旋转电机的转子。转子磁轭至少具有由相同形状的电磁钢板(33)层叠而成的第一铁芯块(32A)及第二铁芯块(32B)，该电磁钢板(33)具有成为制冷剂流路的磁轭空腔部(37)。从轴向观察时，位于最外径侧的磁轭空腔部在以转子(10)的轴心(CL)为中心的半径(R)的假想圆(C1)上具有外径侧内壁部(38)，该外径侧内壁部具有周向宽度(W)，第二铁芯块以相对于第一铁芯块旋转了倾斜角度(θ)的状态与第一铁芯块相邻配置。周向宽度(W)是从轴向观察时，第一铁芯块的外径侧内壁部(38A)与第二铁芯块的外径侧内壁部(38B)重叠的长度。

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

通常，旋转电机的转子中，通过层叠形成为大致圆环状的多个钢板来形成转子磁轭，在转子磁轭的外周侧，埋设有形成磁极部的多个磁铁。并且，近年来，为了抑制伴随旋转电机的高输出化产生的磁铁的发热，在转子磁轭设置有用于从内部冷却转子的冷却通路。

专利文献1中，公开有一种电动机，其在埋设有多个磁铁的转子磁轭的内部设置沿轴向延伸的冷却通路，并通过在冷却通路流动的制冷剂冷却转子磁轭之后，从设置于端板的孔排出制冷剂。

并且，旋转电机的转子中，已知有如下技术：制造转子磁轭时，为了使钢板的应变或磁特性均匀化，将通过层叠多个钢板来构成的铁芯块旋转规定角度(以下，还称为倾斜。)来组装。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2011-223717号公报

然而，以往的电动机的转子中，若铁芯块倾斜，则在铁芯块之间形成于转子磁轭的冷却通路中产生制冷剂积存，制冷剂无法完全排出，有可能残留在冷却通路内。积存在冷却通路内的制冷剂成为转子不平衡的原因，当转子启动时，可能由于该不平衡而产生振动。

发明内容

本发明提供一种能够防止产生由于积存在冷却通路内的制冷剂引起的不平衡的旋转电机的转子。

本发明涉及一种旋转电机的转子，其具备：

磁铁；以及

转子磁轭，形成有制冷剂流路及收容该磁铁的磁铁插入孔，

所述旋转电机的转子的特征在于，

所述转子磁轭至少具有由相同形状的钢板层叠而成的第一铁芯块及第二铁芯块，

该钢板具有成为所述制冷剂流路的开口部，

从轴向观察时，位于最外径侧的所述开口部在以所述转子的轴心为中心的假想圆上具有外径侧内壁部，该外径侧内壁部在周向上具有规定宽度，

所述第二铁芯块以相对于所述第一铁芯块旋转了规定角度的状态与所述第一铁芯块相邻配置，

所述规定宽度是从所述轴向观察时，所述第一铁芯块的所述开口部的所述外径侧内壁部与所述第二铁芯块的所述开口部的所述外径侧内壁部重叠的长度。

发明效果

根据本发明，即使将第一铁芯块及第二铁芯块以旋转了规定角度的状态层叠，制冷剂流路的外径侧内壁部也在假想圆上重叠，因此相邻的第一铁芯块及第二铁芯块的制冷剂流路彼此经由没有高低差、制冷剂积存部的圆弧面沿轴向连通，抑制制冷剂积存在制冷剂流路的内部。因此，能够抑制由于转子停止时制冷剂积存在制冷剂流路导致起动时因制冷剂的不平衡产生振动。

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A-A线剖视图及图3的B-B线剖视图。

图3是拆卸端板来示出倾斜的一对铁芯块(第一铁芯块及第二铁芯块)的主视放大图。

附图标记说明：

10 旋转电机的转子；

30 转子磁轭；

32A 第一铁芯块(铁芯块)；

32B 第二铁芯块(铁芯块)；

32C 第三铁芯块(铁芯块)；

32D 第四铁芯块(铁芯块)；

33 电磁钢板(钢板)；

37、37A、37B、37C、37D 磁轭空腔部(制冷剂流路、开口部)；

38、38A、38B、38C、38D 外径侧内壁部；

40 磁铁；

41、42 磁铁插入孔；

43 磁极部；

C1 假想圆；

CL 转子的轴心；

r 从轴心至磁铁的最内径部为止的距离；

R 假想圆的半径；

W 周向宽度(规定宽度)；

θ 倾斜角度(规定角度)。

具体实施方式

以下，参照图1至图3，对本发明的一实施方式的旋转电机的转子进行说明。

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、固定于转子轴20的转子磁轭30、配置于转子磁轭30的轴向的一侧的第一端板50、配置于转子磁轭30的轴向的另一侧的第二端板60以及检测转子10的旋转角度的分解器70。

转子轴20中，在其内侧形成供制冷剂流通的冷却流路21。冷却流路21在转子轴20的内部沿轴向延伸，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ATF在变速箱与马达壳之间循环的方式形成供给路径。

转子轴20中，形成用于从冷却流路21向转子磁轭30与第二端板60之间送入制冷剂的制冷剂供给孔部22。并且，在转子轴20的一端(图2中为左侧端部)，形成有具有第一台阶部23及第二台阶部24的大径部25。

转子磁轭30具有筒形状，在其中央形成沿轴向贯通的转子插入孔31。通过将转子磁轭30压入转子轴20，在转子插入孔31的内周面与转子轴20的外周面之间产生摩擦力，转子磁轭30固定于转子轴20。

第一端板50中，在中央形成轴插入孔51，游嵌于转子轴20。第一端板50被转子磁轭30的轴向一侧的端面及第一台阶部23挟持而定位于轴向位置。

在比轴插入孔51靠径向的外侧的位置，沿周向以等间隔形成端板孔部52。端板孔部52与后述的磁轭空腔部37同样地形成为大致矩形状的剖面，在径向上与磁轭空腔部37相同的位置且沿周向以相同间隔形成有与磁轭空腔部37相同的数量。

第二端板60中，在中央形成轴插入孔61，游嵌于转子轴20。第二端板60与转子磁轭30的轴向另一侧的端面抵接，并由压入于转子轴20的端板套环66定位轴向位置。

在第二端板60的转子磁轭30侧的内侧面，形成有与转子轴20的制冷剂供给孔部22连通并且与后述的磁轭空腔部37连通的环状槽64。

分解器70用于检测转子10的旋转角度，压入于大径部25，被同样压入于大径部25的分解器套环71及第二台阶部24挟持而固定于转子轴20。

如图3所示，转子磁轭30中，为了减轻其重量，多个空腔部34～37沿轴向贯通并且沿周向以规定间隔形成有多个。空腔部35、36具有大致梯形的剖面，形成为隔着剖面大致长圆形的空腔部34相互对称。并且，空腔部37(以下，将该空腔部称为磁轭空腔部37。)位于比空腔部34～36靠外周侧的位置，并且具有大致矩形状的剖面。

磁轭空腔部37是位于铁芯块32的最外径侧的制冷剂流路。空腔部34～36可以是制冷剂流路，也可以不是制冷剂流路。磁轭空腔部37的外径侧内壁部38设置于以转子10的轴心CL为中心的半径R的假想圆C1上。

转子磁轭30中，在比磁轭空腔部37更靠外周侧的位置，用于埋设磁铁40的磁铁插入孔41、42形成为大致V字形，并且磁铁插入孔41、42沿着周向以规定的间隔形成有多个。磁铁40例如为钕磁铁等永久磁铁，本实施方式中，由配置于磁铁插入孔41、42的2个磁铁40构成1个磁极部43。磁轭空腔部37配置于在周向上相邻的磁极部43之间。

通过磁轭空腔部37的外径侧内壁部38的假想圆C1的半径R设定为比从轴心CL至磁铁40的最内径部为止的距离r长。

如此构成的转子10中，从未图示的冷却泵压送而向冷却流路21供给的制冷剂供给至制冷剂供给孔部22、环状槽64、磁轭空腔部37，从第二端板60侧朝向第一端板50侧流过磁轭空腔部37之后，从第一端板50的端板孔部52排出。通过磁轭空腔部37的外径侧内壁部38的假想圆C1的半径R设定为比从轴心CL至磁铁40的最内径部为止的距离r长，因此能够从更近的位置有效地冷却温度易上升的磁铁40。

在此，转子磁轭30具备多个铁芯块32(图2所示的实施例中为4个铁芯块32A、32B、32C、32D)，通过沿周向各旋转规定的倾斜角度θ的同时层叠(旋转式层压)来形成。需要说明的是，以下的说明中，4个铁芯块32A～32D有时从第一端板50侧依次称为第一铁芯块32A、第二铁芯块32B、第三铁芯块32C、第四铁芯块32D。

具体而言，沿轴向相邻配置的第一铁芯块32A和第二铁芯块32B、第二铁芯块32B和第三铁芯块32C、第三铁芯块32C和第四铁芯块32D沿周向以各相差规定的倾斜角度θ的相位层叠。由此，能够使层叠的铁芯块32的应变或磁特性均匀化。

各铁芯块32沿着图2中的左右方向层叠大致相同形状的电磁钢板33，并通过铆接加工、粘接或焊接相互结合来形成。所层叠的电磁钢板33的张数在铁芯块32A～32D中可以不同。铁芯块32A～32D包含具有相同的剖面形状且只有厚度方向尺寸不同的铁芯块。

需要说明的是，第一铁芯块32A与第二铁芯块32B的位置关系和第二铁芯块32B与第三铁芯块32C的位置关系、及第三铁芯块32C与第四铁芯块32D的位置关系相同，因此，在下文中，主要对第一铁芯块32A与第二铁芯块32B进行说明，并且简化或省略第二铁芯块32B与第三铁芯块32C的详细说明、及第三铁芯块32C与第四铁芯块32D的详细说明。图3中，为了便于理解，仅示出第一铁芯块32A及第二铁芯块32B。

如图3所示，磁轭空腔部37是如上述那样位于铁芯块32的最外径侧的制冷剂流路，该外径侧内壁部38设置于以转子10的轴心CL为中心的半径R的假想圆C1上。由此，铁芯块32A、32B、32C、32D的磁轭空腔部37A、37B、37C、37D的外径侧内壁部38A、38B、38C、38D位于相同的半径R的假想圆C1上。

并且，外径侧内壁部38的周向宽度W设定为，铁芯块32以各相差规定的倾斜角度θ的相位层叠时，相邻的铁芯块32的外径侧内壁部38彼此在周向上重叠的长度。即，成为外径侧内壁部38的周向宽度W＞2πRx(θ/360)。

详细而言，组装转子磁轭30时，如图3所示，第一铁芯块32A的外径侧内壁部38A与第二铁芯块32B的外径侧内壁部38B在周向上重叠。由此，第一铁芯块32A的磁轭空腔部37A与第二铁芯块32B的磁轭空腔部37B沿轴向连通，并且通过第一铁芯块32A的外径侧内壁部38A与第二铁芯块32B的外径侧内壁部38B，形成没有高低差、制冷剂积存部的圆弧面。

并且，第二铁芯块32B的外径侧内壁部38B与第三铁芯块32C的外径侧内壁部38C也同样在周向上重叠，且第三铁芯块32C的外径侧内壁部38C与第四铁芯块32D的外径侧内壁部38D也同样在周向上重叠。因此，第二铁芯块32B的磁轭空腔部37B与第三铁芯块32C的磁轭空腔部37C也同样形成没有高低差、制冷剂积存部的圆弧面，且第三铁芯块32C的磁轭空腔部37C与第四铁芯块32D的磁轭空腔部37D也同样形成没有高低差、制冷剂积存部的圆弧面。

由此，相邻的铁芯块32的磁轭空腔部37(制冷剂流路)彼此经由没有高低差、制冷剂积存部的圆弧面沿轴向连通，因此防止制冷剂积存在磁轭空腔部37内，并且防止产生由于残留在磁轭空腔部37内的制冷剂引起的不平衡，从而抑制启动时的振动等故障。

转子10旋转时，供给至磁轭空腔部37的制冷剂如上述那样通过离心力从端板孔部52排出。另一方面，转子10停止时，制冷剂通过重力流入位于下方的磁轭空腔部37。此时，若磁轭空腔部37中存在制冷剂积存部，则制冷剂残留在制冷剂积存部，成为转子10不平衡的原因。但是，磁轭空腔部37的外径侧内壁部38位于半径R的假想圆C1上，相邻的铁芯块32的磁轭空腔部37(制冷剂流路)彼此经由没有高低差、制冷剂积存部的圆弧面沿轴向连通，因此制冷剂不会残留在磁轭空腔部37内，通过重力从第一端板50的端板孔部52排出。

并且，优选各磁轭空腔部37的内径侧内壁部39(图3的内径侧内壁部39A、39B)也形成于以转子10的轴心CL为中心的相同的半径R1的假想圆C2上，从而不形成制冷剂积存部。并且，内径侧内壁部39的周向宽度也优选设定为，在铁芯块32以各相差规定的倾斜角度θ的相位层叠时，相邻的铁芯块32的内径侧内壁部39彼此在周向上重叠的长度。由此，在转子10低速旋转时等的情况下，能够提高内径侧内壁部39处的制冷剂的流动性。需要说明的是，内径侧内壁部39的周向宽度可以与外径侧内壁部38的周向宽度W相同，也可以不同。

需要说明的是，前述实施方式能够适当进行变形、改良等。例如，上述的实施方式中，端板孔部52作为与磁轭空腔部37相同形状的孔部来进行了说明，但端板孔部52只要是如下大小即可，即，形成为大于磁轭空腔部37，且在组装了转子10时，与磁轭空腔部37连通，并且主视观察时，磁轭空腔部37从端板孔部52露出。

并且，端板孔部可以位于第二端板60，也可以位于第一端板50及第二端板60双方。

并且，关于外径侧内壁部38的周向宽度W，不限于相邻的铁芯块32相重叠，可以设定为所有的铁芯块32的磁轭空腔部37的外径侧内壁部38相重叠。由此，更可靠地防止制冷剂积存在磁轭空腔部37内。

并且，倾斜方向可以是相同方向，也可以是相反方向。此外，倾斜角度θ可以相同，也可以不同。

并且，本说明书中至少记载有以下内容。需要说明的是，在括号内示出上述实施方式中对应的构成要件等，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：

磁铁(磁铁40)；以及

转子磁轭(转子磁轭30)，形成有制冷剂流路(磁轭空腔部37)及收容该磁铁的磁铁插入孔(磁铁插入孔41、42)，

所述旋转电机的转子的特征在于，

所述转子磁轭至少具有由相同形状的钢板(电磁钢板33)层叠而成的第一铁芯块(第一铁芯块32A)及第二铁芯块(第二铁芯块32B)，

该钢板具有成为所述制冷剂流路的开口部(磁轭空腔部37)，

从轴向观察时，位于最外径侧的所述开口部在以所述转子的轴心(轴心CL)为中心的假想圆(假想圆C1)上具有外径侧内壁部(外径侧内壁部38)，该外径侧内壁部在周向上具有规定宽度(周向宽度W)，

所述第二铁芯块以相对于所述第一铁芯块旋转了规定角度(倾斜角度θ)的状态与所述第一铁芯块相邻配置，

所述规定宽度是从所述轴向观察时，所述第一铁芯块的所述外径侧内壁部与所述第二铁芯块的所述外径侧内壁部重叠的长度。

根据(1)，即使将第一铁芯块及第二铁芯块以旋转了规定角度的状态层叠，制冷剂流路的开口部的外径侧内壁部也在假想圆上重叠，因此相邻的第一铁芯块及第二铁芯块的制冷剂流路彼此经由没有高低差、制冷剂积存部的圆弧面沿轴向连通，抑制制冷剂积存在制冷剂流路的内部。因此，能够抑制由于在转子停止时制冷剂积存在制冷剂流路导致起动时因制冷剂的不平衡产生振动。

(2)根据(1)所述的旋转电机的转子，其中，

所述转子磁轭的由相同形状的所述钢板层叠而成的多个铁芯块(铁芯块32A、32B、32C、32D)以旋转了规定角度的状态相邻配置，

所述规定宽度是从所述轴向观察时，多个所述铁芯块的所述外径侧内壁部相重叠的长度。

根据(2)，即使将多个铁芯块以旋转了规定角度的状态层叠，制冷剂流路的开口部的外径侧内壁部也在假想圆上相重叠，因此多个铁芯块的制冷剂流路彼此经由没有高低差、制冷剂积存部的圆弧面沿轴向连通，因此更可靠地抑制制冷剂积存在制冷剂流路的内部。

(3)根据(1)或(2)所述的旋转电机的转子，其中，

所述假想圆的半径(半径R)比从所述轴心至所述磁铁的最内径部为止的距离(距离r)长。

根据(3)，能够靠近磁铁配置制冷剂流路，通过从靠近磁铁的位置进行冷却，转子的冷却效率得到提高。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的旋转电机的转子，其中，

所述转子由至少1个所述磁铁构成磁极部(磁极部43)，

所述制冷剂流路配置于在周向上相邻的所述磁极部之间。

根据(4)，抑制磁路受到制冷剂流路的阻碍，并且能够防止由于设置制冷剂流路而引起的转矩特性的降低。

Claims

1.一种旋转电机的转子，其具备：

磁铁；以及

转子磁轭，形成有制冷剂流路及收容该磁铁的磁铁插入孔，

所述旋转电机的转子的特征在于，

该钢板具有成为所述制冷剂流路的开口部，

从轴向观察时，位于最外径侧的所述开口部具有外径侧内壁部和内径侧内壁部，该外径侧内壁部在以所述转子的轴心为中心的第一假想圆上在周向上具有规定宽度，该内径侧内壁部形成于以所述转子的轴心为中心的第二假想圆上，

所述第一假想圆的半径设定为比从所述轴心至所述磁铁的最内径部为止的距离长，所述第二假想圆的半径设定为比从所述轴心至所述磁铁的最内径部为止的所述距离短，

2.根据权利要求1所述的旋转电机的转子，其中，

所述转子磁轭的由相同形状的所述钢板层叠而成的多个铁芯块以旋转了规定角度的状态相邻配置，

所述规定宽度是从所述轴向观察时，多个所述铁芯块的所述开口部的所述外径侧内壁部相重叠的长度。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机的转子，其中，

所述转子由至少1个所述磁铁构成磁极部，

所述制冷剂流路配置于在周向上相邻的所述磁极部之间。