CN110299777A - 旋转电机的转子 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够从转子铁芯的内部有效地冷却磁铁的旋转电机的转子。旋转电机的转子(10)具备:转子铁芯(30);以及转子轴(20),其与该转子铁芯(30)一体旋转。在转子轴(20)上设置有:制冷剂流路(21),其被供给制冷剂;制冷剂供给部(22),其向转子铁芯(30)供给制冷剂。在转子铁芯(30)上设置有:多个磁铁插入孔(34),它们在转子铁芯(30)的内部沿轴向延伸并分别配置有磁铁(41);空腔部(32);制冷剂分配板(80)。制冷剂分配板(80)具有:储存部(120),其与制冷剂供给部(22)连通并储存制冷剂;多个连通孔(91、92、93),它们将该储存部(120)与空腔部(32)连接。
Description
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
近年来,在将旋转电机作为驱动源进行使用的混合动力车辆或EV车辆中,对旋转电机的性能造成大的影响的永久磁铁的温度上升成为问题,有效地进行冷却成为课题。
在专利文献1中记载的旋转电机中,构成为如下:通过从相对壳体固定的冷却油供给管向旋转中的转子的端板的端面供给制冷剂,从而对转子进行冷却。
在先技术文献
专利文献1:日本专利第5601504号公报
然而,在专利文献1中记载的旋转电机中,转子尤其是由温度上升引起的减磁成为问题的永久磁铁经由覆盖转子铁芯的两端面的端板而被冷却,因此存在冷却效率低的问题。另外,从冷却油供给管供给的制冷剂与端板产生干扰而飞散,最需要冷却的永久磁铁难以被冷却,存在改善的余地。
发明内容
本发明提供一种能够从转子铁芯的内部有效地冷却磁铁的旋转电机的转子。
第1发明是一种旋转电机的转子,其具备:
转子铁芯;以及
转子轴,其与该转子铁芯一体旋转,其中,
在所述转子轴上设置有:
制冷剂流路,其被供给制冷剂;以及
制冷剂供给部,其向所述转子铁芯供给所述制冷剂,
在所述转子铁芯上设置有:
多个磁铁插入孔,它们在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸并分别配置有磁铁;
铁芯内流路,其在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸;以及
制冷剂分配板,
所述制冷剂分配板具有:储存部,其与所述制冷剂供给部连通并储存所述制冷剂;以及多个连通孔,它们将该储存部与所述铁芯内流路连接。
第二发明是一种旋转电机的转子,其具备:
转子铁芯;
多个磁铁,它们配置于所述转子铁芯的内部或所述转子铁芯的外表面;以及
转子轴,其与该转子铁芯一体旋转,其中,
在所述转子轴上设置有:
制冷剂流路,其被供给制冷剂;以及
制冷剂供给部,其向所述转子铁芯供给所述制冷剂,
在所述转子铁芯上设置有:
铁芯内流路,其在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸;以及
制冷剂分配板,
所述制冷剂分配板具有:储存部,其与所述制冷剂供给部连通并储存所述制冷剂;以及多个连通孔,它们将该储存部与所述铁芯内流路连接。
发明效果
根据本发明,制冷剂经由通过制冷剂分配板形成的储存部及连通孔而从转子轴向铁芯内流路供给,因此能够通过在铁芯内流路流动的制冷剂来从转子铁芯的内部有效地冷却磁铁。
附图说明
图1是第1实施方式的旋转电机的转子的立体图。
图2是图1的旋转电机的转子的剖面立体图。
图3是图1的旋转电机的转子的剖视图。
图4是图1的制冷剂分配板的分解立体图。
图5A是从内侧观察图4的制冷剂分配板的第一板时的图。
图5B是从外侧观察图4的制冷剂分配板的第一板时的图。
图6是在第二实施方式的旋转电机的转子设置的制冷剂分配板的分解立体图。
图7A是从内侧观察图6的制冷剂分配板的第二板时的图。
图7B是从外侧观察图6的制冷剂分配板的第二板时的图。
图8A是从内侧观察变形例的第一板的一部分时的图。
图8B是从内侧观察另一变形例的第一板的一部分时的图。
图9是在本发明的第3实施方式的旋转电机的转子设置的制冷剂分配板的分解立体图。
图10A是从内侧观察图9的制冷剂分配板的第二板时的图。
图10B是从外侧观察图9的制冷剂分配板的第二板时的图。
图11是第4实施方式的旋转电机的转子的剖面立体图。
附图标记说明:
10 旋转电机的转子;
20 转子轴;
21 制冷剂流路;
22 制冷剂供给部;
30 转子铁芯;
32 空腔部;
33 铁芯内流路;
34 磁铁插入孔;
37 内侧磁通屏障部;
38 外侧磁通屏障部;
41 磁铁;
50 第一端板(端板);
52、62 板流路;
60 第二端板(端板);
80 制冷剂分配板;
81 第一板;
82 第二板;
85、105 板主体;
91、111 第一连通孔(连通孔);
92、112 内径侧第二连通孔(连通孔、第二连通孔);
93、113 外径侧第二连通孔(连通孔、第二连通孔);
94、94B、94C 制冷剂引导件;
115 接合部;
120 储存部。
具体实施方式
以下,根据附图,对本发明的旋转电机的转子的各实施方式进行说明。
[第1实施方式]
首先,参照图1~图5B,对本发明的第1实施方式的旋转电机的转子进行说明。
如图1~图3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;转子铁芯30,其被转子轴20轴支承;第一端板50,其配置于转子铁芯30的轴向的一侧;第二端板60,其配置于转子铁芯30的轴向的另一侧;以及制冷剂分配板80,其夹装于转子铁芯30中。
在转子轴20的内侧形成有供制冷剂流通的制冷剂流路21。制冷剂流路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),以使ATF在变速箱和马达壳循环的方式形成供给路径。
在转子轴20上,沿周向以规定的间隔与制冷剂流路21连通而形成有多个制冷剂供给部22,该多个制冷剂供给部用于从制冷剂流路21向转子铁芯30侧送入制冷剂。另外,在转子轴20的一端(图2中,为左侧端部)形成有定位部23。
转子铁芯30具备层叠多个电磁钢板而成的一对转子铁芯部30A、30B。在一对转子铁芯部30A、30B的轴向中央部配置有制冷剂分配板80。
在一对转子铁芯部30A、30B的中央形成有沿轴向贯通的转子插通孔31。一对转子铁芯部30A、30B具有相同的形状,其层叠厚度(轴向长度)优选设定为大致相同的层叠厚度。
在转子铁芯30上,为了使制冷剂流动,在转子铁芯30的内周附近,沿周向以规定的间隔形成有多个空腔部32。空腔部32构成供从制冷剂供给部22供给的制冷剂通过的铁芯内流路33。在比空腔部32靠外周侧的位置,沿周向以规定的间隔设置有用于埋设磁铁41的多个磁铁插入孔34。磁铁插入孔34形成为朝向转子铁芯30的外径侧打开的大致V字形。
磁铁41例如为钕磁铁等永久磁铁,由在大致V字形的磁铁插入孔34配置的2个磁铁41构成1个磁极部42。即,本实施方式的转子10为所谓的IPM型旋转电机(内置永磁马达,Interior Permanent Magnet Moror)。图2所示的实施方式中,在旋转电机的转子10上形成有8个磁极部42。
通过在磁铁插入孔34埋设2个磁铁41,在磁铁插入孔34中被2个磁铁41夹持的空间部成为内侧磁通屏障部37,2个磁铁41的外侧的空间部分别成为外侧磁通屏障部38。在此,磁通屏障部37、38为在磁铁插入孔34与被插入的磁铁41之间形成的空间部,可以在一部分填充有树脂。铁芯内流路33除了包含空腔部32以外,还包含设置于磁铁插入孔34的磁通屏障部37、38。
如图2~图5B所示,制冷剂分配板80为形成为与第一端板50、转子铁芯30及第二端板60相同的外径尺寸的圆板,制冷剂分配板80配置在一对转子铁芯部30A、30B之间且转子铁芯30的轴向中央部。
制冷剂分配板80通过第一板81和第二板82沿轴向重叠且外周部通过焊接等接合而构成。制冷剂分配板80优选由具有与转子铁芯30的线膨胀率大致相等的线膨胀率的材料构成。通过使转子铁芯30的线膨胀率与制冷剂分配板80的线膨胀率大致相等,能够在转子铁芯30和制冷剂分配板80抑制由热膨胀引起的变化量的差,能够抑制铁芯内流路33与后述的连通孔91~93、111~113的错位。“大致相等”表示线膨胀率的差为20%以下,线膨胀率的差优选为15%以下,进一步优选为12%以下。
另外,制冷剂分配板80优选由非磁性材料且非导电性材料构成,进一步优选由酚醛系树脂构成。通过由非磁性材料且非导电性材料构成制冷剂分配板80,能够降低损失。另外,通过由线膨胀率和铁大致相等的酚醛系树脂构成制冷剂分配板80,作为转子铁芯30的转子铁芯30的材料,能够由通常的电磁钢板构成转子铁芯30。
第一板81具备在其中央形成有沿轴向贯通的转子轴孔84的圆板状的板主体85。如图5A所示,在板主体85的其中一个侧面(图4的左侧面),设置有从其外周缘沿轴向延伸设置的凸缘部86。另外,如图5B所示,在板主体85的另一个侧面(图4的右侧面),从内径侧形成有3个环状槽87、88、89。
各环状槽87、88、89分别形成于与转子铁芯30(转子铁芯部30A)的空腔部32、内侧磁通屏障部37及外侧磁通屏障部38对应的径向位置。
在环状槽87内设置有多个(图5B所示的实施方式中为4个)第一连通孔91,这些第一连通孔91位于距转子轴孔84的中心C大致相同的径向位置(半径R1)且沿周向以等间隔地沿轴向贯通板主体85。在环状槽88内设置有多个(图5B所示的实施方式中为4个)内径侧第二连通孔92,这些内径侧第二连通孔92位于距转子轴孔84的中心C大致相同的径向位置(半径R2)且沿周向以等间隔地沿轴向贯通板主体85。另外,在环状槽89内设置有多个(图5B所示的实施方式中为4个)外径侧第二连通孔93,这些外径侧第二连通孔93位于距转子轴孔84的中心C大致相同的径向位置(半径R3)且沿周向以等间隔地沿轴向贯通板主体85。第一连通孔91、内径侧第二连通孔92及外径侧第二连通孔93的周向相位互不相同。
由此,第一连通孔91经由环状槽87与转子铁芯部30A的空腔部32连通,内径侧第二连通孔92经由环状槽88与转子铁芯部30A的内侧磁通屏障部37连通,外径侧第二连通孔93经由环状槽89与转子铁芯部30A的外侧磁通屏障部38连通。
多个第一连通孔91具有相同的孔径,多个内径侧第二连通孔92具有相同的孔径,而且多个外径侧第二连通孔93也具有相同的孔径。
如图3及图4所示,第二板82具有与第一板81相同的形状,具备在其中央形成有沿轴向贯通的转子轴孔104的圆板状的板主体105。
在板主体105的另一个侧面(图4的右侧面),在外径侧设置有沿轴向突出的环状凸部106。环状凸部106的外径比第一板81的凸缘部86的内径稍小,环状凸部106能够内嵌于凸缘部86。
另外,在板主体105的其中一个侧面(图4的左侧面),从内径侧起依次形成有3个环状槽107、108、109。各环状槽107、108、109分别形成于与转子铁芯30(转子铁芯部30B)的空腔部32、内侧磁通屏障部37及外侧磁通屏障部38对应的径向位置。
在环状槽107内设置有多个(图4所示的实施方式中为4个)第一连通孔111,这些第一连通孔111位于距转子轴孔104的中心C大致相同的径向位置(半径R1)且沿周向以等间隔地沿轴向贯通板主体105。在环状槽108内设置有多个(图4所示的实施方式中为4个)内径侧第二连通孔112,这些内径侧第二连通孔112位于距转子轴孔104的中心C大致相同的径向位置(半径R2)且沿周向以等间隔地沿轴向贯通板主体105。另外,在环状槽109内设置有多个(图4所示的实施方式中为4个)外径侧第二连通孔113,这些外径侧第二连通孔113位于距转子轴孔104的中心C大致相同的径向位置(半径R3)且沿周向以等间隔地沿轴向贯通板主体105。第一连通孔111、内径侧第二连通孔112及外径侧第二连通孔113的周向相位互不相同。
由此,第一连通孔111经由环状槽107与转子铁芯部30B的空腔部32连通,内径侧第二连通孔112经由环状槽108与转子铁芯部30B的内侧磁通屏障部37连通,外径侧第二连通孔113经由环状槽109与转子铁芯部30B的外侧磁通屏障部38连通。
多个第一连通孔111具有相同的孔径,多个内径侧第二连通孔112具有相同的孔径,而且多个外径侧第二连通孔113也具有相同的孔径。
这样形成的第一板81和第二板82通过在第一板81的凸缘部86内嵌第二板82的环状凸部106而重叠,通过焊接等对接合部115进行接合。由此,在圆板状的板主体85、105之间形成有作为圆盘状的空间的储存部120。储存部120的容量能够根据凸缘部86及环状凸部106的高度容易地进行变更。
如图1~图3所示,夹持转子铁芯30而在两端配置的第一端板50及第二端板60中,在其中央形成有转子轴孔51、61。
另外,在第一端板50的转子铁芯部30A侧的侧面形成有多个板流路52,在第二端板60的转子铁芯部30B侧的侧面形成有多个板流路62。板流路52、62在其外周具备向外径方向开口的开口部53、63。开口部53、63与未图示的定子的线圈端部对置。
板流路52与转子铁芯部30A的空腔部32及磁铁插入孔34连通,板流路62与转子铁芯部30B的空腔部32及磁铁插入孔34连通。
然后,旋转电机的转子10通过如下方式进行组装,即在用一对转子铁芯部30A、30B夹持制冷剂分配板80、而且在转子铁芯30的轴向两侧配置了第一端板50及第二端板60的状态下,在第二端板60的转子轴孔61、转子铁芯部30B的转子插通孔31、制冷剂分配板80(第一板81及第二板82)的转子轴孔84、104、转子铁芯部30A的转子插通孔31、以及第一端板50的转子轴孔51插入转子轴20。由此,制冷剂分配板80的储存部120与转子轴20的制冷剂供给部22连通。另外,第二端板60与转子轴20的定位部23抵接。
接着,参照图2~图4,对转子铁芯30尤其对磁铁41的冷却作用进行说明。制冷剂通过未图示的制冷剂泵压送至转子轴20的制冷剂流路21,进一步从制冷剂流路21经由制冷剂供给部22供给至位于转子铁芯部30A、30B之间的制冷剂分配板80的储存部120。
供给至储存部120的制冷剂从第一板81的第一连通孔91经由环状槽87供给至转子铁芯部30A的空腔部32(铁芯内流路33),并且从第一板81的内径侧第二连通孔92经由环状槽88供给至转子铁芯部30A的内侧磁通屏障部37(铁芯内流路33),而且从第一板81的外径侧第二连通孔93经由环状槽89供给至转子铁芯部30A的外侧磁通屏障部38(铁芯内流路33)。
在转子铁芯部30A的空腔部32、内侧磁通屏障部37及外侧磁通屏障部38沿轴向流动的制冷剂在间接及直接冷却磁铁41之后,向第一端板50的板流路52流出,并从开口部53通过离心力向径向外侧排出,从而对未图示的定子的线圈端部进行冷却。
而且,供给至储存部120的制冷剂与第一板81同样地从第二板82的第一连通孔111经由环状槽107供给至转子铁芯部30B的空腔部32(铁芯内流路33),并且从第二板82的内径侧第二连通孔112经由环状槽108供给至转子铁芯部30B的内侧磁通屏障部37(铁芯内流路33),而且从第二板82的外径侧第二连通孔113经由环状槽109供给至转子铁芯部30B的外侧磁通屏障部38(铁芯内流路33)。
然后,在转子铁芯部30B的空腔部32、内侧磁通屏障部37、及外侧磁通屏障部38沿轴向流动的制冷剂在间接及直接冷却磁铁41之后,向第二端板60的板流路62流出,并从开口部63通过离心力向径向外侧排出,从而对未图示的定子的线圈端部进行冷却。
由此,能够从转子铁芯30的内部有效地冷却对旋转电机的性能造成重大影响且最需要冷却的磁铁41,并防止由磁铁41的温度上升引起的旋转电机的性能下降。
多个第一连通孔91、111彼此、多个内径侧第二连通孔92、112彼此、以及多个外径侧第二连通孔93、113彼此分别具有相同的孔径,且沿周向以等间隔设置,因此制冷剂从储存部120沿周向均等地供给。
[第二实施方式]
接着,参照图6~图7B,对本发明的第二实施方式的旋转电机的转子10进行说明。需要说明的是,第二实施方式的旋转电机的转子10中,制冷剂分配板80与第1实施方式的旋转电机的转子10不同,其他结构相同,因此主要对制冷剂分配板80进行说明,对与第1实施方式的旋转电机的转子10相同的构成要素标注相同符号,并省略或简化说明。
如图6所示,本实施方式的制冷剂分配板80与第1实施方式的制冷剂分配板80同样地,通过第一板81和第二板82沿轴向重叠,且接合部115通过焊接等接合而构成。
如图6所示,在第一板81的板主体85的其中一个侧面(图6的左侧面),在第一连通孔91及内径侧第二连通孔92的径向外侧分别设置有制冷剂引导件94。制冷剂引导件94为从板主体85的内表面沿轴向突出且沿周向延伸设置的大致圆弧状的突起部,形成为包围第一连通孔91及内径侧第二连通孔92的径向外侧。
如图7A及图7B所示,在第二板82的板主体105的另一个侧面(图6的右侧面),也在第一连通孔111及内径侧第二连通孔112的径向外侧分别设置有制冷剂引导件。制冷剂引导件为从板主体105的内表面沿轴向突出且沿周向延伸设置的大致圆弧状的突起部,形成为包围第一连通孔111及内径侧第二连通孔112的径向外侧。
根据本实施方式的制冷剂分配板80,对储存于储存部120的制冷剂作用有离心力时,制冷剂向径向外侧流动,但由制冷剂引导件94阻碍制冷剂向径向外侧的流动,并向第一连通孔91、111及内径侧第二连通孔92、112引导。需要说明的是,通过环状凸部106向外径侧第二连通孔93、113引导。由此,能够向各部分适当地分配制冷剂,冷却性能得到提高。另外,在离心力较小的低速旋转区域也能够确保制冷剂的供给量。
制冷剂引导件94的形状只要是能够向连通孔引导制冷剂的形状,则能够设定为任意形状。图8A所示的变形例的制冷剂引导件94B形成为曲率半径较小的圆弧状突起部。另外,图8B所示的另一变形例的制冷剂引导件94C形成为朝向内径侧打开的V字形突起部。
根据变形例的制冷剂引导件94B、94C,能够可靠地向第一连通孔91、111引导该制冷剂引导件94B、94C所接收的制冷剂。需要说明的是,图8A及图8B中,示出了在第一连通孔91的径向外侧配置有制冷剂引导件94B、94C的例子,但还能够进一步在内径侧第二连通孔92、112的径向外侧配置制冷剂引导件94B、94C。
[第3实施方式]
接着,参照图9~图10B,对本发明的第3实施方式的旋转电机的转子10进行说明。需要说明的是,第3实施方式的旋转电机的转子10中,制冷剂分配板80的第一连通孔91、111、内径侧第二连通孔92、112及外径侧第二连通孔93、113的孔径与第1实施方式的旋转电机的转子10不同,其他结构相同,因此对与第1实施方式的旋转电机的转子10相同的构成要素标注相同符号,并省略或简化说明。
本实施方式的制冷剂分配板80中,第一连通孔91、111、内径侧第二连通孔92、112及外径侧第二连通孔93、113的孔径互不相同。具体而言,第一连通孔91、111、内径侧第二连通孔92、112及外径侧第二连通孔93、113的孔径依次变小。
若旋转电机的转子10旋转,则离心力作用于储存于储存部120的制冷剂,具有位于距转子轴20的中心C的半径较大的区域的制冷剂的压力变高而在外径侧制冷剂的供给量也变多的倾向。但是,通过从第一板81及第二板82的内径侧朝向外径侧而依次使第一连通孔91、111、内径侧第二连通孔92、112及外径侧第二连通孔93、113的孔径变小,能够使供给至各部分的制冷剂量大致相同,能够均匀地进行冷却。另外,若将第一连通孔91、111、内径侧第二连通孔92、112及外径侧第二连通孔93、113的孔径设定为不同孔径,则能够任意地控制供给至各部分的制冷剂量。
[第4实施方式]
接着,参照图11对本发明的第4实施方式的旋转电机的转子10进行说明。第4实施方式的旋转电机的转子10中,磁铁配置与第1实施方式的旋转电机的转子10不同,其他结构相同,因此对与第1实施方式的旋转电机的转子10相同的构成要素标注相同符号,并省略或简化说明。需要说明的是,作为第4实施方式的旋转电机的转子10的制冷剂分配板80,能够使用第1~第3实施方式的制冷剂分配板80。
本实施方式的转子10为在转子铁芯30的表面配置有磁铁41的所谓的SPM型的旋转电机(表贴式永磁马达,Surface Permanent Magnet Motor)。磁铁41在设置于转子铁芯30的表面的槽部配置,设定成配置有磁铁41的转子铁芯30的外径尺寸与制冷剂分配板80的外径尺寸大致相同。然后,在该转子铁芯30及制冷剂分配板80的外周面设置卷绕含浸有树脂的纤维而成的绕丝层40,防止磁铁41从槽部脱落。
本实施方式的制冷剂分配板80也与第1实施方式同样地优选由具有与转子铁芯30的线膨胀率大致相等的线膨胀率的材料构成。通过使转子铁芯30的线膨胀率与制冷剂分配板80的线膨胀率大致相等,能够在转子铁芯30和制冷剂分配板80抑制由热膨胀引起的外径变化量的差,并能够抑制在绕丝层40产生剪切力。“大致相等”表示线膨胀率的差为20%以下,线膨胀率的差优选为15%以下,进一步优选为12%以下。
另外,制冷剂分配板80优选由非磁性材料且非导电性材料构成,进一步优选由酚醛系树脂构成,这一点与第1实施方式相同。
需要说明的是,前述实施方式能够适当地进行变形、改良等。例如,上述各实施方式中,针对制冷剂分配板80配置于转子铁芯30的轴向中央部的情况进行了说明,但并不限定于轴向中央部,例如还能够配置于转子铁芯30的任一个侧面。此时,转子铁芯30形成为转子铁芯部30A、30B成为一体的转子铁芯30。
另外,本说明书中至少记载有以下事项。需要说明的是,括弧内示出了与上述实施方式中的相应的构成要素等,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:
转子铁芯(转子铁芯30);
转子轴(转子轴20),其与该转子铁芯一体旋转,其中,
在所述转子轴上设置有:
制冷剂流路(制冷剂流路21),其被供给制冷剂;以及
制冷剂供给部(制冷剂供给部22),其向所述转子铁芯供给所述制冷剂,
在所述转子铁芯上设置有:
多个磁铁插入孔(磁铁插入孔34),它们在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸并分别配置有磁铁(磁铁41);
铁芯内流路(空腔部32),其在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸;以及
制冷剂分配板(制冷剂分配板80),
所述制冷剂分配板具有:储存部(储存部120),其与所述制冷剂供给部连通并储存所述制冷剂;以及多个连通孔(第一连通孔91、111、内径侧第二连通孔92、112、以及外径侧第二连通孔93、113),它们将该储存部与所述铁芯内流路连接。
根据(1),制冷剂经由通过制冷剂分配板形成的储存部及连通孔而从转子轴供给至铁芯内流路,因此能够通过在铁芯内流路流动的制冷剂来从转子铁芯的内部有效地冷却磁铁。
(2)根据(1)所述的旋转电机的转子,其中,
所述多个连通孔包含:多个第一连通孔(第一连通孔91、111),它们配置于距所述转子轴的轴线(中心C)大致相同的径向位置,且与所述铁芯内流路连通;以及多个第二连通孔(内径侧第二连通孔92、112及外径侧第二连通孔93、113),它们配置于所述多个第一连通孔的外径侧,且与所述磁铁插入孔连通。
根据(2),能够通过经由多个第一连通孔将制冷剂供给至铁芯内流路来对转子铁芯进行冷却。另外,能够通过经由多个第二连通孔将制冷剂供给至磁铁插入孔来直接冷却磁铁。
(3)根据(2)所述的旋转电机的转子,其中,
所述多个第一连通孔沿周向以等间隔设置,
所述多个第二连通孔沿周向以等间隔设置。
根据(3),第一连通孔及第二连通孔分别沿周向以等间隔设置,因此能够在周向上均等地供给制冷剂。
(4)根据(2)或(3)所述的旋转电机的转子,其中,
所述多个第一连通孔具有相同的孔径,
所述多个第二连通孔具有相同的孔径。
根据(4),第一连通孔及第二连通孔分别具有相同的孔径,因此能够在周向上更均等地供给制冷剂。
(5)根据(4)所述的旋转电机的转子,其中,
所述多个第一连通孔的孔径与所述多个第二连通孔的孔径不同。
根据(5),通过使第一连通孔的孔径与第二连通孔的孔径不同,能够使径向上的流量不同。
(6)根据(5)所述的旋转电机的转子,其中,
所述多个第一连通孔的孔径大于所述多个第二连通孔的孔径。
根据(6),通过使位于内径侧的第一连通孔的孔径大于位于外径侧的第二连通孔的孔径,即使离心力起作用,也能够确保向第一连通孔的流量。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的旋转电机的转子,其中,
所述制冷剂分配板还具有制冷剂引导件(制冷剂引导件94、94B、94C),该制冷剂引导件在所述多个连通孔的径向外侧从形成所述储存部的内表面鼓出并沿周向延伸设置。
根据(7),对储存于储存部的制冷剂离心力起作用的情况下,制冷剂向径向外侧流动,但通过从形成储存部的内表面鼓出且沿周向延伸设置的制冷剂引导件阻碍制冷剂向径向外侧的流动,制冷剂被引导至连通孔。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的旋转电机的转子,其中,
所述制冷剂分配板包括圆盘状的第一板(第一板81)及第二板(第二板82),
所述第一板及所述第二板分别具有隔着成为所述储存部的间隙而对置配置的板主体(板主体85、105)、以及设置于该板主体的外缘部且相互接合的接合部(接合部115)。
根据(8),通过用2个板构成制冷剂分配板,能够容易地调整储存部的容量。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的旋转电机的转子,其中,
在所述转子铁芯的两端部设置有一对端板(第一端板50、第二端板60),
在所述一对端板上形成有板流路(板流路52、62),该板流路的一端部连接于所述铁芯内流路,并且另一端部与定子的线圈端部(线圈末端)对置。
根据(9),在配置于转子铁芯的两端部的一对端板上形成有板流路,该板流路的一端部连接于铁芯内流路,并且另一端部与定子的线圈端部对置,因此即便转子轴产生了偏心,制冷剂也从任一个板流路排出。由此,防止制冷剂残留在铁芯内流路。另外,板流路的另一端部与定子的线圈端部对置,因此还能够与冷却磁铁一同地冷却定子的线圈。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的旋转电机的转子,其中,
所述制冷剂分配板配置于所述转子铁芯的轴向中央部。
根据(10),制冷剂分配板配置于转子铁芯的轴向中央部,因此能够积极地向最容易变成高温的转子铁芯的轴向中央部供给制冷剂。
(11)一种旋转电机的转子(旋转电机的转子10),其具备:
转子铁芯(转子铁芯30);
多个磁铁(磁铁41),它们配置于所述转子铁芯的内部或所述转子铁芯的外表面;以及
转子轴(转子轴20),其与该转子铁芯一体旋转,其中,
在所述转子轴上设置有:
制冷剂流路(制冷剂流路21),其被供给制冷剂;以及
制冷剂供给部(制冷剂供给部22),其向所述转子铁芯供给所述制冷剂,
在所述转子铁芯上设置有:
铁芯内流路(空腔部32),其在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸;以及
制冷剂分配板(制冷剂分配板80),
所述制冷剂分配板具有:储存部(储存部120),其与所述制冷剂供给部连通且储存所述制冷剂;以及多个连通孔(第一连通孔91、111、内径侧第二连通孔92、112及外径侧第二连通孔93、113),它们将该储存部与所述铁芯内流路连接。
根据(11),制冷剂经由通过制冷剂分配板形成的储存部及连通孔而从转子轴供给至铁芯内流路,因此能够通过在铁芯内流路流动的制冷剂来从转子铁芯的内部有效地冷却磁铁。
(12)根据(11)所述的旋转电机的转子,其中,
所述转子铁芯的线膨胀率与所述制冷剂分配板的线膨胀率大致相等。
根据(12),转子铁芯的线膨胀率与制冷剂分配板的线膨胀率大致相等,因此能够抑制在转子铁芯和制冷剂分配板处由热膨胀引起的变化量的差异,能够抑制铁芯内流路与连通孔的错位。另外,能够使外径变化量也大致相等,即便在转子铁芯的外周面形成绕丝层的情况下,也能够抑制在绕丝层产生剪切力。
(13)根据(12)所述的旋转电机的转子,其中,
所述制冷剂分配板由非磁性材料且非导电性材料构成。
根据(13),通过由非磁性材料且非导电性材料构成制冷剂分配板,能够减少损失。
(14)根据(12)或(13)所述的旋转电机的转子,其中,
所述制冷剂分配板由酚醛系树脂构成。
根据(14),通过由线膨胀率与铁大致相等的酚醛系树脂构成制冷剂分配板,从而作为转子铁芯的材料,能够由通常的电磁钢板构成转子铁芯。
Claims (14)
1.一种旋转电机的转子,其具备:
转子铁芯;以及
转子轴,其与该转子铁芯一体旋转,其中,
在所述转子轴上设置有:
制冷剂流路,其被供给制冷剂;以及
制冷剂供给部,其向所述转子铁芯供给所述制冷剂,
在所述转子铁芯上设置有:
多个磁铁插入孔,它们在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸并分别配置有磁铁;
铁芯内流路,其在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸;以及
制冷剂分配板,
所述制冷剂分配板具有:储存部,其与所述制冷剂供给部连通并储存所述制冷剂;以及多个连通孔,它们将该储存部与所述铁芯内流路连接。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的转子,其中,
所述多个连通孔包含:多个第一连通孔,它们配置于距所述转子轴的轴线大致相同的径向位置,且与所述铁芯内流路连通;以及多个第二连通孔,它们配置于所述多个第一连通孔的外径侧,且与所述磁铁插入孔连通。
3.根据权利要求2所述的旋转电机的转子,其中,
所述多个第一连通孔沿周向以等间隔设置,
所述多个第二连通孔沿周向以等间隔设置。
4.根据权利要求2或3所述的旋转电机的转子,其中,
所述多个第一连通孔具有相同的孔径,
所述多个第二连通孔具有相同的孔径。
5.根据权利要求4所述的旋转电机的转子,其中,
所述多个第一连通孔的孔径与所述多个第二连通孔的孔径不同。
6.根据权利要求5所述的旋转电机的转子,其中,
所述多个第一连通孔的孔径大于所述多个第二连通孔的孔径。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转电机的转子,其中,
所述制冷剂分配板还具有制冷剂引导件,该制冷剂引导件在所述多个连通孔的径向外侧从形成所述储存部的内表面鼓出并沿周向延伸设置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的旋转电机的转子,其中,
所述制冷剂分配板包括圆盘状的第一板及第二板,
所述第一板及所述第二板分别具有隔着成为所述储存部的间隙而对置配置的板主体、以及设置于该板主体的外缘部且相互接合的接合部。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的旋转电机的转子,其中,
在所述转子铁芯的两端部设置有一对端板,
在所述一对端板上形成有板流路,该板流路的一端部连接于所述铁芯内流路,并且另一端部与定子的线圈端部对置。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的旋转电机的转子,其中,
所述制冷剂分配板配置于所述转子铁芯的轴向中央部。
11.一种旋转电机的转子,其具备:
转子铁芯;
多个磁铁,它们配置于所述转子铁芯的内部或所述转子铁芯的外表面;以及
转子轴,其与该转子铁芯一体旋转,其中,
在所述转子轴上设置有:
制冷剂流路,其被供给制冷剂;以及
制冷剂供给部,其向所述转子铁芯供给所述制冷剂,
在所述转子铁芯上设置有:
铁芯内流路,其在所述转子铁芯的内部沿轴向延伸;以及
制冷剂分配板,
所述制冷剂分配板具有:储存部,其与所述制冷剂供给部连通且储存所述制冷剂;以及多个连通孔,它们将该储存部与所述铁芯内流路连接。
12.根据权利要求11所述的旋转电机的转子,其中,
所述转子铁芯的线膨胀率与所述制冷剂分配板的线膨胀率大致相等。
13.根据权利要求12所述的旋转电机的转子,其中,
所述制冷剂分配板由非磁性材料且非导电性材料构成。
14.根据权利要求12或13所述的旋转电机的转子,其中,
所述制冷剂分配板由酚醛系树脂构成。
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