CN110176818B - 旋转电机的转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转电机的转子，在将转子轴压入到转子铁芯时抑制转子铁芯的制冷剂接收口产生堵塞，所述转子轴在外周面具有与轴制冷剂流路连通的制冷剂供给口，所述转子铁芯在内周面具有与转子铁芯制冷剂流路连通的制冷剂接收口。旋转电机的转子具备转子轴和转子铁芯。转子轴具有沿轴向延伸的轴制冷剂流路，并在外周面具有轴制冷剂流路连通的制冷剂供给口。转子铁芯具有沿轴向延伸的转子铁芯制冷剂流路，并在内周面具有与转子铁芯制冷剂流路连通并与转子轴的制冷剂供给口相面对的制冷剂接收口。而且，在转子铁芯的内周面的与转子轴的制冷剂供给口相面对的部分设置有沿轴向延伸的避让槽部。

Description

旋转电机的转子

技术领域

本公开涉及旋转电机的转子，特别涉及将转子轴压入转子铁芯而形成的旋转电机的转子。

背景技术

旋转电机伴随着工作而发热，由于对设置于转子的永久磁铁的特性产生影响，因此需要冷却转子。

在日本特开2014-176235号公报中公开了一种具备转子轴和转子铁芯的旋转电机的转子，所述转子轴具有沿轴向延伸的制冷剂流路及沿径向延伸的制冷剂供给口，所述转子铁芯具有沿轴向延伸的第一制冷剂流路及与转子轴的制冷剂供给口相面对的第二制冷剂流路。

作为与本公开相关的技术，在日本特开2015-104176号公报中记述了具备转子轴和转子铁芯的旋转电机的转子，所述转子轴在外周侧具有键槽，所述转子铁芯具有供转子轴插入的中心孔以及比中心孔更向内径侧突出并与键槽嵌合的键部。在此，记述了键部具有沿着径向的切口，由此能够缓和可在键部的根部产生的应力集中。

发明内容

发明所要解决的课题

在旋转电机的转子中，当将转子轴压入转子铁芯时，伴随着压入,有时转子铁芯的内周面和转子轴的外周面被切削而形成切屑等。为了冷却转子铁芯，在转子铁芯的内周面设置制冷剂接收口，在从设置于转子轴的外周面的制冷剂供给口接受制冷剂的供给的情况下，由于将转子轴压入转子铁芯，制冷剂接收口可能因切屑等而堵塞。因此，期望一种在将转子轴压入到转子铁芯时能够抑制转子铁芯的制冷剂接收口堵塞的旋转电机的转子，所述转子轴在外周面具有与轴制冷剂流路连通的制冷剂供给口，所述转子铁芯在内周面具有与转子铁芯制冷剂流路连通的制冷剂接收口。

用于解决课题的手段

本公开的旋转电机的转子具备：转子轴，所述转子轴具有沿轴向延伸的轴制冷剂流路，并在外周面具有与轴制冷剂流路连通的制冷剂供给口；以及转子铁芯，所述转子铁芯具有沿轴向延伸的转子铁芯制冷剂流路，并在内周面具有与转子铁芯制冷剂流路连通并与转子轴的制冷剂供给口相面对的制冷剂接收口，在与转子轴的制冷剂供给口相面对的转子铁芯的内周面的部分，设置有沿轴向延伸的避让槽部。

发明效果

根据上述结构的旋转电机的转子，即使将转子轴压入转子铁芯，与避让槽部对应的转子轴的部分以及转子铁芯的部分也不会被切削。由此来抑制转子铁芯的制冷剂接收口的堵塞。

附图说明

图1是表示实施方式的旋转电机的转子的轴向端面的图。

图2是沿着图1的II-II线的剖视图。

图3是在说明实施方式的旋转电机的转子的作用效果的图中，表示将转子轴压入转子铁芯之前的状态的剖视图。

图4是表示接着图3正在将转子轴压入转子铁芯的状态的剖视图。

图5是表示接着图4转子轴相对于转子铁芯的压入结束后的状态的剖视图。

图6是表示作为比较例，在不具备避让槽部的现有技术的旋转电机的转子中，将转子轴压入转子铁芯之前的状态的剖视图。

图7是表示接着图6正在将转子轴压入转子铁芯的状态的剖视图。

图8是表示接着图7转子轴相对于转子铁芯的压入结束后的状态的剖视图。

附图标记说明

9、10转子；12转子轴；14轴制冷剂流路；16制冷剂供给口；18轴侧连接流路；19、20转子铁芯；21中心孔；22、23永久磁铁；24、25磁铁插入孔；26磁性体材料的薄板；30转子铁芯制冷剂流路；32制冷剂接收口；34铁芯侧连接流路；40避让槽部；50制冷剂；60切屑。

具体实施方式

以下，使用附图详细说明本实施方式。以下所述的尺寸、形状、材质、转子的磁极的数量、制冷剂供给口的数量、制冷剂接收口的数量等是用于说明的示例，能够根据旋转电机的转子的规格等进行适当变更。另外，以下，在所有附图中对相同的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

图1是表示搭载于车辆的旋转电机所使用的旋转电机的转子10的轴向端面的图。图2是沿着图1的II-II线的剖视图。以下，只要没有特别说明，将旋转电机的转子10称为转子10。使用转子10的旋转电机是三相同步型旋转电机，是在车辆动力运行时作为电动机发挥功能、在车辆处于制动时作为发电机发挥功能的马达/发电机。旋转电机由图1所示的转子10和圆环状的定子构成，所述定子在转子10的外周侧隔开规定的间隙间隔配置并卷绕有绕组线圈。在图1中省略了定子的图示。

在图1中，作为与转子10相关的三个轴，示出轴向、径向、周向。轴向是转子10的旋转中心轴C-C的延伸方向。径向是通过旋转中心轴C-C且向外周侧呈放射状延伸的方向。周向是绕旋转中心轴C-C的方向。

转子10包括转子轴12和转子铁芯20。转子轴12是被压入并固定于转子铁芯20的转子10的旋转轴，轴向的两端经由未图示的轴承旋转自如地支承于马达壳体(省略图示)。

图1表示压入后的(转子轴12的外径)＝(转子铁芯20的内径)＝D0。若将压入前的转子轴12的外径设为DS，将压入前的转子铁芯20的内径设为DC(参照图3)，则存在DS>D0>DC的关系。

转子轴12在内部具有沿轴向延伸的轴制冷剂流路14。在转子轴12的外周面设置有与轴制冷剂流路14连通的制冷剂供给口16。轴侧连接流路18是连结轴制冷剂流路14和制冷剂供给口16并沿径向延伸的流路。制冷剂供给口16和轴侧连接流路18沿周向各设置8个。

转子铁芯20具有使转子轴12穿过的中心孔21。压入转子轴12前的中心孔21的内径为DC。转子铁芯20包括形成转子10的磁极P的永久磁铁22、23。各磁极P以两个永久磁铁22、23为一对而构成。在图1的例子中，磁极P的数量为8。各磁极P中的一对永久磁铁22、23相互呈规定的倾斜角度而配置成大致V字形。大致V字形是指一对永久磁铁22、23的相互相面对的间隔越朝向外周侧越大的配置形状。永久磁铁22、23是具有大致矩形形状的截面的细长棒状的磁铁，棒状的长度分别设定为比转子铁芯20的轴向的全长LC稍短。永久磁铁22、23插入磁铁插入孔24、25，由树脂固定并埋入。

转子铁芯20在永久磁铁22、23的附近具有转子铁芯制冷剂流路30，该转子铁芯制冷剂流路30在比永久磁铁22、23靠内径侧的位置沿轴向延伸。转子铁芯制冷剂流路30的数量与磁极P的数量相同，为8个。各转子铁芯制冷剂流路30配置在相邻的磁极P的交界线上。在转子铁芯20的内周面设置有与转子铁芯制冷剂流路30连通的制冷剂接收口32。铁芯侧连接流路34是连结转子铁芯制冷剂流路30和制冷剂接收口32并沿径向延伸的流路。

在图2中，铁芯侧连接流路34的靠制冷剂接收口32侧的一条流路被分为两叉并与转子铁芯制冷剂流路30侧连接。图2的两叉型的铁芯侧连接流路34是用于说明的示例，只要是从制冷剂接收口32沿径向延伸并与转子铁芯制冷剂流路30连接的方式，则也可以不是两叉型。也可以是在径向延伸的一条流路而作为铁芯侧连接流路34，也可以是弯曲成两段的两叉型。

在沿着转子铁芯20的轴向的全长LC的中央部，沿周向设置有与转子铁芯制冷剂流路30的数量相同数量的8个制冷剂接收口32和铁芯侧连接流路34。在转子轴12按照规格被压入转子铁芯20的正确位置的情况下，如图2所示，转子铁芯20的制冷剂接收口32与转子轴12的制冷剂供给口16相面对。通过压入而组装成的转子10与未图示的定子一起被收纳于马达壳体而构成旋转电机。

在图2中，粗线是旋转电机工作时的转子10中的制冷剂50的流动。制冷剂50通过未图示的制冷剂循环泵等被引导至转子轴12的轴制冷剂流路14，在图2的情况下，从轴向的左侧向右侧流动。当旋转电机工作而转子10绕旋转中心轴C-C旋转时，制冷剂50通过离心力从8个制冷剂供给口16喷出。喷出的制冷剂50从与之相面对的转子铁芯20的制冷剂接收口32在铁芯侧连接流路34中沿径向流动，进入转子铁芯制冷剂流路30，在转子铁芯制冷剂流路30中沿轴向流动。通过在铁芯侧连接流路34中流动的制冷剂50，经由转子铁芯20，永久磁铁22、23的轴向的中央附近被冷却。另外，通过在转子铁芯制冷剂流路30中沿轴向流动的制冷剂50，永久磁铁22、23在遍及轴向的全长范围内被冷却。在转子铁芯制冷剂流路30中沿轴向流动的制冷剂50从转子铁芯20的轴向两端面喷出而被回收。例如，贮存在马达壳体的底部，通过制冷剂循环泵而再次向转子轴12的轴制冷剂流路14供给。

图1、图2所示的避让槽部40是在转子铁芯20的内周面中与转子轴12的制冷剂供给口16相面对的部分沿轴向延伸的槽。避让槽部40以跨制冷剂接收口32的方式从转子铁芯20的轴向一端到另一端设置在转子铁芯20的内周面。如图1所示，避让槽部40沿着转子铁芯20的内周面的周向与设置制冷剂接收口32的位置对应地设置有8个。转子铁芯20的内周面中的未设有避让槽部40的面成为与转子轴12的压入面。避让槽部40的槽深度设定为即使压入转子轴12，槽底也不会与转子轴12的外周面接触的程度的深度。避让槽部40的沿着周向的宽度尺寸能够在至少比转子铁芯20的内周面中的制冷剂接收口32的宽度尺寸大的条件下，根据转子铁芯20和转子轴12的压入所产生的保持力的规格来确定。通过设置避让槽部40，在压入转子轴12时，转子铁芯20的制冷剂接收口32的部分不会与转子轴12接触。

作为这样的转子铁芯20，使用层叠规定片数的磁性体材料的薄板26而形成的层叠体。对于规定片数的全部，磁性体材料的薄板26包括供转子轴12压入的中心孔21、用于插入多个永久磁铁22、23的磁铁插入孔24、25、转子铁芯制冷剂流路30、以及避让槽部40。全部磁性体材料的薄板26通过冲裁加工等将包含这些的磁性体的薄板片成形为规定的形状。需要说明的是，在规定片数中的、层叠于层叠体的轴向的全长LC的中央部的数片中，成形用于沿轴向形成两叉型的铁芯侧连接流路34的孔、狭缝等。叠层一边以中心孔21、磁铁插入孔24、25、转子铁芯制冷剂流路30、避让槽部40、两叉型的铁芯侧连接流路34形成规定的形状的方式进行对位一边通过铆接等固定，成为圆环状的层叠体。作为这样的磁性体材料的薄板26，能够使用电磁钢板。

与不具有避让槽部40的现有技术相比，使用图3至图8更详细地说明上述结构的作用效果。图3至图5是对于具有避让槽部40的转子10示出压入工序的经过的图，图6至图8是对于不具有避让槽部40的转子9示出压入工序的经过的图。这些图是对比图2的C-C线靠下半部分的部分中的、特别是与制冷剂供给口16、制冷剂接收口32相面对的部分进行放大示出的图。

关于转子10的图3是表示转子轴12被压入转子铁芯20之前的状态的图。转子铁芯20的内径为初始状态的DC，转子轴12的外径为初始状态的DS。

图4是转子轴12沿空心箭头的方向被压入转子铁芯20，转子轴12的前端到达制冷剂接收口32的跟前的状态。在该压入时，由于存在避让槽部40，因此转子轴12的外周面不与制冷剂接收口32附近的周向内周面接触。即使在未设置避让槽部40的部分伴随压入而转子轴12的外周面、转子铁芯20的内周面被切削，对于避让槽部40的部分，也不会伴随压入而切削转子轴12的外周面、转子铁芯20的内周面。

图5是压入工序结束，转子铁芯20的制冷剂接收口32与转子轴12的制冷剂供给口16位于相面对的位置的状态。即使伴随压入在未设置避让槽部40的部分转子轴12的外周面、转子铁芯20的内周面被切削，制冷剂接收口32也不会被该切屑等堵塞。

关于转子9的图6是与关于转子10的图3对应的图。在构成转子9的转子铁芯19上未设置避让槽部40。

关于转子9的图7是与关于转子10的图4对应的图，是转子轴12沿空心箭头的方向被压入转子铁芯19，转子轴12的前端到达制冷剂接收口32的跟前的状态。在该压入时，转子铁芯19的内周面和转子轴12的外周面遍及周向的整体地接触，伴随压入而转子轴12的外周面、转子铁芯19的内周面被切削。在图7中示出了其切屑60附着于转子轴12的前端部的状态。

关于转子9的图8是与关于转子10的图5对应的图，是压入工序结束，转子铁芯19的制冷剂接收口32和转子轴12的制冷剂供给口16位于相面对的位置的状态。伴随压入转子轴12的外周面、转子铁芯19的内周面被切削而产生的切屑60进入制冷剂接收口32，制冷剂接收口32成为被切屑60堵塞的状态。在该状态下，转子9与未图示的定子一起被收纳于马达壳体而成为旋转电机，旋转电机工作而向转子轴12供给制冷剂50，即使转子9旋转而从制冷剂供给口16喷出，也无法向制冷剂接收口32供给。因此，无法对转子铁芯19、永久磁铁22、23进行冷却。

根据上述结构的旋转电机的转子10，即使将转子轴12压入转子铁芯20，与避让槽部40对应的转子轴12的部分和转子铁芯20的部分也不会被切削。由此，能够抑制转子铁芯20的制冷剂接收口32的堵塞，能够进行转子铁芯20、永久磁铁22、23的冷却。

Claims (2)

1.一种旋转电机的转子，其中，

具备：

转子轴，所述转子轴具有沿轴向延伸的轴制冷剂流路，并在外周面具有与所述轴制冷剂流路连通的制冷剂供给口；以及

转子铁芯，所述转子铁芯具有沿轴向延伸的转子铁芯制冷剂流路，并在内周面具有与所述转子铁芯制冷剂流路连通并与所述转子轴的所述制冷剂供给口相面对的制冷剂接收口，

在与所述转子轴的所述制冷剂供给口相面对的所述转子铁芯的内周面的部分，设置有沿轴向延伸的避让槽部。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的转子，其中，

所述避让槽部以跨所述制冷剂接收口的方式从所述转子铁芯的轴向一端到另一端设置在所述转子铁芯的内周面。

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