CN111725927A - 旋转电机 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种能够将转子有效地冷却的旋转电机。旋转电机(1)具备：定子(12)；以及转子(14)，具有：具有多个埋入孔的转子铁心(24)、多个永磁铁(26)、第一端板(2)、第二端板(5)。上述埋入孔包含：装填区域、外周侧空隙区域(34c)、内周侧空隙区域(34b)。第一端板(2)的第一引导槽(G1)覆盖1个或者多个外周侧空隙区域(34c)以及1个或者多个内周侧空隙区域(34b)。第二端板(5)使第一端板(2)覆盖的所有的外周侧空隙区域(34c)以及所有的内周侧空隙区域(34b)露出。

Description

旋转电机
技术领域
本发明的实施方式涉及旋转电机。
背景技术
近年，由于永磁铁的显著的研究开发，开发出了高磁能(energy)积的永磁铁，使用了这样的永磁铁的永磁铁型的旋转电机逐渐被用作电车或汽车的电动机或者发电机。通常，永磁铁型的旋转电机具备圆筒状的定子和在该定子的内侧被支承为旋转自如的圆柱形状的转子。转子具备转子铁心和埋入在该转子铁心内的多个永磁铁。
其中，正在研究用于对转子进行冷却的各种各样的构造的旋转电机。作为这样的旋转电机，存在日本公开特许公报即日本特开2013－42596号公报(以下称为专利文献1)以及同样为日本公开特许公报即日本特开2011－211862号公报(以下称为专利文献2)。
发明内容
本实施方式提供一种能够将转子有效地冷却的旋转电机。
一个实施方式所涉及的旋转电机具备：定子(stator)，具有定子铁心和线圈(coil)；以及转子，具有转子铁心、多个永磁铁、第一端板(end plate)以及第二端板，上述转子铁心具有中心轴线、第一端面、在与上述中心轴线平行的方向上位于上述第一端面的相反侧的第二端面、和分别从上述第一端面贯通至上述第二端面的多个埋入孔，上述第一端板与上述第一端面对置，上述第二端板与上述第二端面对置，上述转子设置成绕上述中心轴线相对于上述定子旋转自如，各个上述埋入孔包含：装填区域，供上述多个永磁铁中的对应的永磁铁装填；外周侧空隙区域，遍及上述埋入孔的全长延伸且从上述装填区域连续设置，且使上述永磁铁露出；以及内周侧空隙区域，遍及上述埋入孔的全长延伸且从上述装填区域连续设置，且使上述永磁铁露出，上述第一端板具有分别覆盖1个或者多个上述外周侧空隙区域以及1个或者多个上述内周侧空隙区域、且与上述第一端面之间形成有对空气进行引导的空间的1个或者多个第一引导(guide)槽，上述第二端板使上述第一端板覆盖的所有的上述外周侧空隙区域以及所有的上述内周侧空隙区域露出。
附图说明
图1是示出一个实施方式的实施例1所涉及的旋转电机的剖视图。
图2是将图1的转子沿着线II－II示出的剖视图。
图3是示出图1所示的转子的变形例的剖视图。
图4是示出上述实施方式的实施例2所涉及的旋转电机的转子的剖视图。
图5是示出上述实施方式的实施例3所涉及的旋转电机的转子的剖视图。
图6是将图5的转子沿着线VI－VI示出的剖视图。
图7是示出上述实施方式的实施例4所涉及的旋转电机的转子的剖视图。
图8是示出上述实施方式的实施例5所涉及的旋转电机的转子的剖视图。
图9是将图8的转子沿着线IX－IX示出的剖视图。
图10是将图8的转子沿着线X－X示出的剖视图。
图11是示出上述实施方式的实施例6所涉及的旋转电机的转子的剖视图。
图12是示出上述实施例6所涉及的旋转电机的转子的其他剖视图。
图13是示出上述实施方式的实施例7所涉及的旋转电机的转子的剖视图。
图14是示出上述实施方式的实施例8所涉及的旋转电机的转子的剖视图。
附图标记说明
1…旋转电机、12…定子、16…定子铁心、18…线圈、14…转子、24…转子铁心、24b…外周缘、24s1…第一端面、24s2…第二端面、26…永磁铁、34…埋入孔、34a…装填区域、34b…内周侧空隙区域、34c…外周侧空隙区域、30…第一空隙孔、40…第二空隙孔、2…第一端板、2a…外周缘、2b…第一对置部、G1…第一引导槽、S1…底面、S2…内周侧侧面、S3…外周侧侧面、S4…第一倾斜面、S5…第二倾斜面、S4a…第一内周侧端边、S4b…第一外周侧端边、S5a…第二内周侧端边、S5b…第二外周侧端边、h1…第一贯通部、5…第二端板、5a…外周缘、5b…第二对置部、G2…第二引导槽、h2…第二贯通部、8、9…轴承、C…中心轴线、ΔP1、ΔP2、ΔP3…压力差、Ro…第一距离、Ri…第二距离、Rt1…第三距离、Rt2…第四距离。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，公开内容仅仅是一例，本领域技术人员容易想到的保持发明主旨的前提下的适当变更当然也包含于本发明的范围。
并且，为了使说明更加明确，附图与实际的实施方式相比有时示意性地示出各部分的宽度、厚度、形状等，但这只不过是一例，并非用来限定本发明的解释。
并且，在本说明书和各图中，对于在已经出现过的图中叙述过的要素相同的要素，标注相同的附图标记并适当省略详细说明。
在本实施方式中，对旋转电机1进行说明。旋转电机1是磁铁埋入式同步马达。旋转电机1例如适合在混合动力汽车(HEV(Hybrid Electric Vehicle))或电动汽车(EV(Electric Vehicle))中作为驱动马达(motor)或者发电机应用。以下对本实施方式的各实施例进行说明。
(实施例1)
首先，对实施例1所涉及的旋转电机1进行说明。
图1是示出本实施例1所涉及的旋转电机1的剖视图。图2是将图1的转子14沿着线II－II示出的剖视图。在图2中，转子铁心24以及永磁铁26示出端面，旋转轴22以及第一端板2示出截面。
如图1以及图2所示，本实施例1的旋转电机1构成为永磁铁型的旋转电机。旋转电机1具备定子12、转子14、收容转子(rotor)14的一部分以及定子12的壳体(housing)6、以及被固定于壳体6的罩(cover)7。转子14位于定子12的内侧，被支承为绕中心轴线C旋转自如，且与定子12同轴地被支承。
定子12具备：圆筒状的定子铁心16；装配于定子铁心16的线圈(coil)(定子线圈)18；以及绝缘纸25。定子铁心16构成为将磁性材料例如硅钢等圆环状的电磁钢板16a以多张呈同心状地层叠而成的层叠体。定子铁心16具有中心轴线C。并且，在与中心轴线C平行的方向上，定子铁心16具有位于一端的第一端面16b和位于与第一端面16b相反侧的另一端的第二端面16c。
在线圈18卷绕有绝缘纸25，线圈18与绝缘纸25一起装设于定子铁心16。绝缘纸25将线圈18相对于外部电绝缘，对线圈18进行物理保护。线圈18具有线圈末端(coil end)18a、18b。线圈末端18a、18b在与中心轴线C平行的方向上从定子铁心16的两侧突出，且在定子铁心16的外侧露出。此处，线圈末端18a与第一端面16b对置，线圈末端18b与第二端面16c对置。线圈末端18a、18b中的定子铁心16侧的端部由绝缘纸25覆盖。
壳体6具有大致圆筒状的内周面6a。定子12被固定于壳体6。
转子14位于相比定子12靠中心轴线C侧的位置。转子14与定子12之间隔开稍许间隙(气隙(air gab))配置，旋转自如地且与定子12同轴地被支承在定子12的内侧。转子14具备：旋转轴22；圆筒形状的转子铁心24；埋设于转子铁心24的多个永磁铁26；圆筒形状的第一端板2；圆筒形状的第二端板5；垫圈3；以及螺母(nut)4。
旋转轴22沿与中心轴线C平行的方向延伸，且与转子铁心24同轴地设置。在旋转轴22安装有轴承8以及9。轴承8以及9由壳体6以及罩7固定。旋转轴22经由轴承8以及9而旋转自如地支承于壳体6以及罩7。另外，图示的例子简要地示出对旋转轴22进行支承的轴承构造的一例，省略关于详细构造的说明。
在旋转轴22固定有转子铁心24、第一端板2、以及第二端板5。在本实施例1中，旋转轴22具有突出部22a和外螺纹22b。突出部22a以及外螺纹22b位于旋转轴22的外周面侧，且在与中心轴线C平行的方向上隔开间隔地定位。突出部22a为凸缘部，具有圆环状的形状。
第一端板2、转子铁心24、以及第二端板5被旋转轴22插入。在与中心轴线C平行的方向上，第一端板2、转子铁心24、以及第二端板5位于突出部22a与外螺纹22b之间。转子铁心24在与中心轴线C平行的方向上由第一端板2和第二端板5夹持。螺母4具有与外螺纹22b对应的内(female)螺纹4a。内螺纹4a螺合于外螺纹22b，螺母4经由垫圈3而将第一端板2、转子铁心24、以及第二端板5按压于突出部22a。螺母4具有作为止动螺纹的功能。因此，第一端板2、转子铁心24、以及第二端板5相对于旋转轴22的相对位置被固定。
在本实施例1中，旋转轴22具有筒状的形状，且内部形成为中空。通过使用筒状的旋转轴22，能够实现转子14的轻量化。但是，与本实施例1不同，旋转轴22也可以是实心轴。
转子铁心24具有磁性材料、例如多张圆环状的电磁钢板24a。转子铁心24构成为将同心状的多个电磁钢板24a在与中心轴线C平行的方向层叠而成的层叠体。转子铁心24具有多个埋入孔34。例如，埋入孔34通过将被实施了冲压(press)加工的多个电磁钢板24a层叠而形成。
各个埋入孔34沿与中心轴线C平行的方向延伸，且贯通转子铁心24。各个永磁铁26沿与中心轴线C平行的方向延伸，且插入于对应的埋入孔34。多个永磁铁26(多个埋入孔34)在以中心轴线C为中心的周向排列。例如，图2所示的转子14具有4个磁极，使用8个永磁铁26。上述8个永磁铁26具有相同形状以及相同尺寸(size)。转子铁心24具有第一端面24s1和在与中心轴线C平行的方向上位于第一端面24s1的相反侧的第二端面24s2。
各个埋入孔34从第一端面24s1贯通至第二端面24s2。各个埋入孔34包含装填区域34a、外周侧空隙区域34c、内周侧空隙区域34b。在装填区域34a装填有多个永磁铁26中的对应的永磁铁26。另外，各永磁铁26遍及转子铁心24的大致全长被埋入。
外周侧空隙区域34c遍及埋入孔34的全长延伸，从装填区域34a连续设置，且使永磁铁26露出。内周侧空隙区域34b遍及埋入孔34的全长延伸，从装填区域34a连续设置，且使永磁铁26露出。
在转子铁心24的半径方向上，从中心轴线C至各个外周侧空隙区域34c为止的第一距离Ro相同，从中心轴线C至各个内周侧空隙区域34b为止的第二距离Ri相同。例如，第一距离Ro是从中心轴线C至外周侧空隙区域34c的几何中心为止的直线距离。第二距离Ri是从中心轴线C至内周侧空隙区域34b的几何中心为止的直线距离。
第一端板2与第一端面24s1以及多个永磁铁26对置，并覆盖第一端面24s1以及多个永磁铁26。第一端板2与第一端面24s1抵接。
在转子14的半径方向上，第一端板2的外周缘2a位于越过埋入孔34的整体的位置。此外，期望第一端板2的外周缘2a在转子14的半径方向上位于转子铁心24的外周缘24b的近前、或者与转子铁心24的外周缘24b位于同一圆周面上。无论是哪种情况，只要能够在第一端板2形成第一引导槽G1即可。
第一端板2具有1个或者多个第一引导槽G1。各个第一引导槽G1覆盖1个或者多个外周侧空隙区域34c以及1个或者多个内周侧空隙区域34b，且与第一端面24s1之间形成对空气进行引导的空间。在本实施例1中，第一端板2具有多个第一引导槽G1，第一引导槽G1与埋入孔34数量相同。各个第一引导槽G1覆盖1个埋入孔34以及1个永磁铁26。因此，各个第一引导槽G1具有I字状的第一区域A1，覆盖1个外周侧空隙区域34c、1个内周侧空隙区域34b、1个装填区域34a、以及1个永磁铁26。
第二端板5与第二端面24s2对置，覆盖第二端面24s2。第二端板5与第二端面24s2抵接。第二端板5使第一端板2覆盖的所有的外周侧空隙区域34c以及所有的内周侧空隙区域34b露出。在本实施例1中，第二端板5不仅使外周侧空隙区域34c以及内周侧空隙区域34b露出、而且使所有的装填区域34a(所有的永磁铁26)都露出。第二端板5的外径比第一端板2的外径小。因此，能够有助于转子14的轻量化和制造成本的降低。
在上述旋转电机1中，若在线圈18流过有电流，则在线圈18的周围产生磁通。通过上述的磁通作用于转子14的永磁铁26，转子14(旋转轴22)以中心轴线C为中心旋转。
接着，对用于在外周侧空隙区域34c的内部以及内周侧空隙区域34b的内部形成空气的流动的构件以及方法进行说明。
若转子14旋转，则在转子14的表面产生空气的流动。在外周侧空隙区域34c的周围和内周侧空隙区域34b的周围产生压力。外周侧空隙区域34c的位置处的回转速度超过内周侧空隙区域34b的位置处的回转速度。因此，在第二端面24s2侧，在外周侧空隙区域34c周围的空气的流速与内周侧空隙区域34b的周围的空气的流速之间产生差。由于上述情况，在第二端面24s2侧，在外周侧空隙区域34c的周围和内周侧空隙区域34b的周围之间产生压力差。
此处，设上述压力差为ΔP1、设外周侧空隙区域34c以及内周侧空隙区域34b的内部的空气的密度为ρ、设转子14旋转时的角速度为ω。于是，能够用下式表示压力差ΔP1。
ΔP1＝ρ(Ro2－Ri2)ω2/2···(式1)
在第一端面24s1侧，外周侧空隙区域34c以及内周侧空隙区域34b由第一端板2覆盖。第一端板2的第一引导槽G1构成为在外周侧空隙区域34c与内周侧空隙区域34b之间对空气进行引导。
因此，若转子14旋转，则空气从第二端面24s2侧朝内周侧空隙区域34b的内部流入，空气通过第一引导槽G1以及外周侧空隙区域34c，且空气从外周侧空隙区域34c朝第二端面24s2侧的外部流出。能够在内周侧空隙区域34b、第一引导槽G1、以及外周侧空隙区域34c形成空气的流动。能够对在内周侧空隙区域34b以及外周侧空隙区域34c露出的永磁铁26直接进行空冷。此外，能够在内周侧空隙区域34b以及外周侧空隙区域34c对转子铁心24直接进行空冷，能够对永磁铁26间接地进行冷却。由此，能够使永磁铁26的温度降低。
另外，在第一引导槽G1与第一端面24s1之间形成的空间的通风截面积能够进行各种调整。例如，通过缩小上述通风截面积，能够使上述空间中的空气的流量减少，能够降低旋转电机1的机械损失即风损。另一方面，通过扩大上述通风截面积，能够使上述空间中的空气的流量增加，能够对永磁铁26进一步进行冷却。
(变形例)
接着，对图1所示的转子14的变形例进行说明。
图3是示出图1所示的转子14的变形例的剖视图。
如图3所示，在变形例中，第二端板5的形状与上述实施例1不同。第二端板5具有比上述实施例1的第二端板5大的外径。在转子14的半径方向上，第二端板5的外周缘5a位于越过埋入孔34的整体(外周侧空隙区域34c的整体)的位置。此外，优选第二端板5的外周缘5a在转子14的半径方向上位于转子铁心24的外周缘24b的近前、或者与转子铁心24的外周缘24b位于同一圆周面上。无论是哪种情况，只要能够在第二端板5形成第二贯通部h2即可。
第二端板5与第二端面24s2对置，覆盖第二端面24s2，且与第二端面24s2抵接。在本变形例中，第二端板5与永磁铁26对置。第二端板5也可以与永磁铁26抵接。第二端板5具有多个第二贯通部h2。多个第二贯通部h2与第一端板2覆盖的所有的外周侧空隙区域34c以及所有的内周侧空隙区域34b以一对一的方式相连。各个第二贯通部h2使外周侧空隙区域34c或者内周侧空隙区域34b露出。
即便使用变形例的第二端板5，也能够在内周侧空隙区域34b、第一引导槽G1、以及外周侧空隙区域34c形成空气的流动，能够有助于永磁铁26的冷却。
(实施例2)
接着，对实施例2所涉及的旋转电机1进行说明。图4是示出本实施例2所涉及的旋转电机1的转子14的剖视图。在图4中，转子铁心24以及永磁铁26示出端面，旋转轴22以及第一端板2示出截面。
如图4所示，实施例2的旋转电机1的第一引导槽G1的结构与上述实施例1不同。各个第一引导槽G1覆盖在周向相邻的多个外周侧空隙区域34c以及在周向相邻的多个内周侧空隙区域34b。在本实施例2中，各个第一引导槽G1覆盖在周向相邻的2个外周侧空隙区域34c以及在周向相邻的2个内周侧空隙区域34b。
各个第一引导槽G1具有一对第一区域A1、以及在周向延伸且与一对第一区域A1相连的第二区域A2。例如，第二区域A2在周向上位于2个内周侧空隙区域34b之间。各个第一引导槽G1能够将在周向接近的多个外周侧空隙区域34c以及在周向接近的多个内周侧空隙区域34b一并覆盖。
第一引导槽G1中的第二区域A2是所谓的头部(header)，能够减小第一引导槽G1内的通风阻力。因此，第一引导槽G1能够使通风流量增加。由于能够提高外周侧空隙区域34c的内部或内周侧空隙区域34b的内部的空气的流速，因此能够进一步对永磁铁26进行冷却。
另外，各个第一引导槽G1也可以覆盖在周向相邻的3个以上外周侧空隙区域34c以及在周向相邻的3个以上内周侧空隙区域34b。
或者，多个第一引导槽G1中的1个以上也可以覆盖在周向相邻的多个外周侧空隙区域34c以及1个内周侧空隙区域34b。在该情况下，多个第一引导槽G1的其余引导槽覆盖1个外周侧空隙区域34c以及在周向相邻的多个内周侧空隙区域34b。
另外，实施例2的旋转电机1也可以具备变形例的第二端板5。
(实施例3)
接着，对实施例3所涉及的旋转电机1进行说明。
图5是示出本实施例3所涉及的旋转电机1的转子14的剖视图。在图5中，转子铁心24以及永磁铁26示出端面，旋转轴22以及第一端板2示出截面。图6是将图5的转子14沿线VI－VI示出的剖视图。
如图5以及图6所示，实施例3的旋转电机1的转子铁心24以及第一引导槽G1的结构与上述实施例1不同。
转子铁心24具有多个第一空隙孔30。第一空隙孔30沿与中心轴线C平行的方向延伸，且从第一端面24s1至第二端面24s2贯通转子铁心24。第一空隙孔30位于比多个内周侧空隙区域34b靠内周侧的位置。
第一空隙孔30具有圆形的截面形状。但是，第一空隙孔30也可以具有三角形等多边形的截面形状。第一空隙孔30作为使得磁通难以通过的磁通屏障(flux barrier)发挥功能，限制定子12的交链磁通的流动或永磁铁26的磁通的流动。并且，通过形成第一空隙孔30，能够实现转子铁心24的轻量化。
多个第一引导槽G1中的1个以上第一引导槽G1分别还覆盖至少1个第一空隙孔30。在本实施例3中，各个第一引导槽G1还覆盖1个第一空隙孔30。
各个第一引导槽G1具有一对第一区域A1、第二区域A2、以及与第二区域A2相连且覆盖第一空隙孔30的第三区域A3。例如，第三区域A3从与第一空隙孔30对置的区域沿半径方向延伸到第二区域A2。各个第一引导槽G1能够将外周侧空隙区域34c、内周侧空隙区域34b、以及第一空隙孔30一并覆盖。另外，第二端板5还使多个第一空隙孔30露出。
在转子铁心24的半径方向上，从中心轴线C至各个第一空隙孔30为止的第三距离Rt1相同。例如，第三距离Rt1是从中心轴线C至第一空隙孔30的几何中心为止的直线距离。相比第一距离Ro与第二距离Ri之差，第一距离Ro与第三距离Rt1之差更大。在外周侧空隙区域34c的周围和第一空隙孔30的周围之间产生的压力差ΔP2大于上述压力差ΔP1。由于能够提高外周侧空隙区域34c的内部或内周侧空隙区域34b的内部的空气的流速，因此能够进一步对永磁铁26进行冷却。
若转子14旋转，则空气从第二端面24s2侧流入第一空隙孔30以及内周侧空隙区域34b的内部，空气通过第一引导槽G1以及外周侧空隙区域34c，且空气从外周侧空隙区域34c朝第二端面24s2侧的外部流出。但是，转子14也可以构成为使得空气在内周侧空隙区域34b的内部从第一引导槽G1朝第二端面24s2侧流动。
另外，也可以形成为并非所有的第一引导槽G1都覆盖第一空隙孔30。只要多个第一引导槽G1中的1个以上的第一引导槽G1将至少1个外周侧空隙区域34c、至少1个内周侧空隙区域34b、以及至少1个第一空隙孔30一并覆盖即可。
实施例3的旋转电机1也可以具备变形例的第二端板5。上述多个第二贯通部h2(图3)与第一端板2覆盖的所有的外周侧空隙区域34c、所有的内周侧空隙区域34b、以及所有的第一空隙孔30以一对一的方式相连。各个第二贯通部h2使外周侧空隙区域34c、内周侧空隙区域34b、或者第一空隙孔30露出。
(实施例4)
接着，对实施例4所涉及的旋转电机1进行说明。
图7是示出本实施例4所涉及的旋转电机1的转子14的剖视图。在图7中，转子铁心24以及永磁铁26示出端面，旋转轴22以及第一端板2示出截面。
如图7所示，实施例4的旋转电机1的转子铁心24以及第一引导槽G1的结构与上述实施例3不同。
转子铁心24具有多个第二空隙孔40。第二空隙孔40沿与中心轴线C平行的方向延伸，且从第一端面24s1直至第二端面24s2贯通转子铁心24。第二空隙孔40位于相比多个内周侧空隙区域34b靠外周侧的位置。
第二空隙孔40具有圆形的截面形状。但是，第二空隙孔40也可以具有三角形等多边形的截面形状。第二空隙孔40作为使得磁通难以通过的磁通屏障发挥功能，限制定子12的交链磁通的流动和永磁铁26的磁通的流动。并且，通过形成第二空隙孔40，能够实现转子铁心24的轻量化。
多个第一引导槽G1中的1个以上的第一引导槽G1分别还覆盖至少1个第二空隙孔40。在本实施例4中，各个第一引导槽G1还覆盖1个第二空隙孔40。
各个第一引导槽G1具有一对第一区域A1、第二区域A2、第三区域A3。第二区域A2覆盖第二空隙孔40。在本实施例4中，在转子铁心24的半径方向上，第二区域A2的长度与第一区域A1的长度实质上相同。各个第一引导槽G1能够将外周侧空隙区域34c、内周侧空隙区域34b、第一空隙孔30、以及第二空隙孔40一并覆盖。另外，第二端板5还使多个第二空隙孔40露出。
在转子铁心24的半径方向上，从中心轴线C至各个第二空隙孔40为止的第四距离Rt2相同。例如，第四距离Rt2是从中心轴线C至第二空隙孔40的几何中心为止的直线距离。在本实施例4中，第四距离Rt2与第一距离Ro相同(Rt2＝Ro)。在第二空隙孔40的周围与内周侧空隙区域34b的周围之间产生的压力差ΔP3与上述压力差ΔP1相同(ΔP3＝ΔP1)。
然而，各个第一引导槽G1相连的通风面积(外周侧空隙区域34c、内周侧空隙区域34b、第一空隙孔30、以及第二空隙孔40的总截面积)比上述的实施例1乃至3的任一个都大。与实施例1乃至3相比较，能够减小外周侧空隙区域34c以及内周侧空隙区域34b的通风阻力，能够使转子铁心24内部的通风流量增加。由于能够提高外周侧空隙区域34c的内部和内周侧空隙区域34b的内部的空气的流速，因此能够进一步对永磁铁26进行冷却。
若转子14旋转，则空气从第二端面24s2侧流入第一空隙孔30以及内周侧空隙区域34b的内部，空气在第一引导槽G1以及外周侧空隙区域34c以及第二空隙孔40通过，且空气从外周侧空隙区域34c以及第二空隙孔40朝第二端面24s2侧的外部流出。但是，转子14也可以构成为使得空气从第一引导槽G1朝向第二端面24s2侧而在内周侧空隙区域34b的内部流动。
另外，也可以并非所有的第一引导槽G1均覆盖第二空隙孔40。只要多个第一引导槽G1中的1个以上第一引导槽G1将至少1个外周侧空隙区域34c、至少1个内周侧空隙区域34b、以及至少1个第二空隙孔40一并覆盖即可。其余的第一引导槽G1也可以包含将至少1个外周侧空隙区域34c以及至少1个内周侧空隙区域34b一并覆盖的第一引导槽G1、将至少1个外周侧空隙区域34c、至少1个内周侧空隙区域34b、以及至少1个第一空隙孔30一并覆盖的第一引导槽G1等。
实施例4的旋转电机1也可以具备变形例的第二端板5。上述多个第二贯通部h2(图3)与第一端板2所覆盖的所有的外周侧空隙区域34c、所有的内周侧空隙区域34b、所有的第一空隙孔30、以及所有的第二空隙孔40以一对一的方式相连。各个第二贯通部h2使外周侧空隙区域34c、内周侧空隙区域34b、第一空隙孔30、或者第二空隙孔40露出。
(实施例5)
接着，对实施例5所涉及的旋转电机1进行说明。
图8是示出本实施例5所涉及的旋转电机1的转子14的剖视图。图9是将图8的转子14沿着线IX－IX示出的剖视图。在图9中，转子铁心24以及永磁铁26示出一端面，旋转轴22以及第一端板2示出截面。图10是将图8的转子14沿着线X－X示出的剖视图。在图10中，转子铁心24以及永磁铁26示出另一端面，旋转轴22以及第二端板5示出截面。
如图8乃至图10所示，实施例5的旋转电机1的第一端板2以及第二端板5的结构与上述实施例1不同。
如图8以及图9所示，第一端板2具有第一对置部2b和1个或者多个第一贯通部h1。第一对置部2b与第一端面24s1对置，包含所有的第一引导槽G1。1个或者多个第一贯通部h1在转子铁心24的周向与所有的第一引导槽G1一起隔开间隔地排列。
在本实施例5中，第一端板2具有多个第一贯通部h1。更详细地说，第一端板2具有偶数个第一贯通部h1和偶数个第一引导槽G1。各个第一贯通部h1是沿与中心轴线C平行的方向贯通第一端板2且在外周缘2a开口并朝第一端板2的内侧凹陷的凹部。所有的第一贯通部h1以及所有的第一引导槽G1在第一端板2的周向隔开间隔地排列。在本实施例5中，第一贯通部h1以及第一引导槽G1在上述周向交替设置。各个第一贯通部h1使在第一端面24s1开口的1个外周侧空隙区域34c以及1个内周侧空隙区域34b露出。在本实施例5中，各个第一贯通部h1使1个埋入孔34的整体和1个永磁铁26的整体露出。
如图8以及图10所示，在转子14的半径方向上，第二端板5的外周缘5a位于越过埋入孔34的整体(外周侧空隙区域34c的整体)的位置。此外，优选第二端板5的外周缘5a在转子14的半径方向上位于转子铁心24的外周缘24b的近前、或者与转子铁心24的外周缘24b位于同一圆周面上。
第二端板5具有第二对置部5b和1个或者多个第二贯通部h2。第二对置部5b包含1个或者多个第二引导槽G2，且与第二端面24s2对置。各个第二引导槽G2覆盖1个或者多个外周侧空隙区域34c以及1个或者多个内周侧空隙区域34b，与第二端面24s2之间形成对空气进行引导的空间。在本实施例5中，第二对置部5b包含多个第二引导槽G2。各个第二引导槽G2覆盖1个外周侧空隙区域34c以及1个内周侧空隙区域34b。
在本实施例5中，第二端板5具有多个第二贯通部h2。更详细地说，第二端板5具有偶数个第二贯通部h2和偶数个第二引导槽G2。各个第二贯通部h2是沿与中心轴线C平行的方向贯通第二端板5且在外周缘5a开口并朝第二端板5的内侧凹陷的凹部。所有的第二贯通部h2以及所有的第二引导槽G2在第二端板5的周向隔开间隔地排列。在本实施例5中，第二贯通部h2以及第二引导槽G2在第二端板5的周向交替设置。
如图8乃至图10所示，第一端板2的第一贯通部h1使第二端板5所覆盖的所有的外周侧空隙区域34c以及所有的内周侧空隙区域34b露出。第二端板5的第二贯通部h2使第一端板2所覆盖的所有的外周侧空隙区域34c以及所有的内周侧空隙区域34b露出。
若转子14旋转，则空气从第二端面24s2侧流入借助第二贯通部h2而露出的内周侧空隙区域34b的内部，空气在第一引导槽G1以及外周侧空隙区域34c通过，且空气从在第二端面24s2侧的外部露出的外周侧空隙区域34c流出。另一方面，空气从第一端面24s1侧流入借助第一贯通部h1而露出的内周侧空隙区域34b的内部，空气在第二引导槽G2以及外周侧空隙区域34c通过，且空气从在第一端面24s1侧的外部露出的外周侧空隙区域34c流出。
对永磁铁26进行冷却后的空气朝第一端面24s1以及第二端面24s2的两侧流出。因此，能够避免壳体6的内部空间中的仅第一端面24s1侧的空间升温的情形或仅第二端面24s2侧的空间升温的情形。能够在壳体6内部的两侧空间减小空气的温度差。由此，从第一端面24s1侧流入转子铁心24的内部的空气的温度和从第二端面24s2侧流入转子铁心24的内部的空气的温度实质上相等。因此，在本实施例5中，与上述的实施例1乃至4相比较，能够降低流入转子铁心24的内部的空气的温度，能够进一步对永磁铁26进行冷却。
另外，也可以在实施例5的旋转电机1组合上述的实施例2乃至4的技术。例如，可以在转子铁心24形成有多个第一空隙孔30，可以形成有多个第二空隙孔40，也可以形成有多个第一空隙孔30以及多个第二空隙孔40的双方。第一引导槽G1以及第二引导槽G2也可以分别不仅覆盖1个外周侧空隙区域34c以及1个内周侧空隙区域34b，还覆盖多个外周侧空隙区域34c、多个内周侧空隙区域34b、多个第一空隙孔30、以及多个第二空隙孔40中的1个以上。
(实施例6)
接着，对实施例6所涉及的旋转电机1进行说明。
图11是示出本实施例6所涉及的旋转电机1的转子14的剖视图。在图11中，转子铁心24以及永磁铁26示出一端面，旋转轴22以及第一端板2示出截面。图12是示出本实施例6所涉及的旋转电机1的转子14的其他的剖视图。在图12中，转子铁心24以及永磁铁26示出另一端面，旋转轴22以及第二端板5示出截面。
如图11以及图12所示，实施例6的旋转电机1的第一端板2以及第二端板5的结构与上述实施例5不同。第一端板2覆盖的外周侧空隙区域34c的总数和第二端板覆盖的外周侧空隙区域34c的总数彼此不同。在本实施例6中，在第一端板2形成的第一引导槽G1的个数和在第二端板5形成的第二引导槽G2的个数彼此不同。
例如，第一端板2具有2个第一引导槽G1，各个第一引导槽G1覆盖1个埋入孔34以及1个永磁铁26。第二端板5具有6个第二引导槽G2，各个第二引导槽G2覆盖1个埋入孔34以及1个永磁铁26。
在本实施例6中，由于外部原因，会在轴承8与轴承9产生温度差。轴承8的温度比轴承9高。因此，转子14朝壳体6的内部空间中的第一端面24s1侧的空间运送的热量与朝第二端面24s2侧的空间运送的热量不同。在本实施例6中，转子14朝壳体6的内部空间中的第二端面24s2侧的空间较多地散热。通过抑制朝相对高温的轴承8侧的散热，能够控制轴承8、9的温度负荷，能够抑制轴承8、9的最高温度。
与本实施例6不同，在轴承9的温度比轴承8高的情况下，只要使第一端板2所覆盖的外周侧空隙区域34c的总数比第二端板所覆盖的外周侧空隙区域34c的总数少即可。例如，使第一引导槽G1的个数比第二引导槽G2的个数少即可。
另外，也可以在实施例6的旋转电机1组合上述的实施例2乃至4的技术。例如，可以在转子铁心24形成有多个第一空隙孔30，可以形成有多个第二空隙孔40，可以形成有多个第一空隙孔30以及多个第二空隙孔40双方。第一引导槽G1以及第二引导槽G2也可以分别不仅覆盖1个外周侧空隙区域34c以及1个内周侧空隙区域34b，还覆盖多个外周侧空隙区域34c、多个内周侧空隙区域34b、多个第一空隙孔30、以及多个第二空隙孔40的1个以上。
(实施例7)
接着，对实施例7所涉及的旋转电机1进行说明。
图13是示出本实施例7所涉及的旋转电机1的转子14的剖视图。
如图13所示，实施例7的旋转电机1的第二端板5的结构与上述变形例不同。
各个第二贯通部h2使外周侧空隙区域34c或者内周侧空隙区域34b露出。各个第二贯通部h2是随着趋向转子铁心24而孔径变小的锥(taper)孔。换言之，第二贯通部h2是随着趋向与转子铁心24相反侧而孔径变大的锥孔。
能够减小空气朝第二贯通部h2的开口部的流入阻力、以及空气从第二贯通部h2的开口部的流出阻力，能够使通风流量增加。由于能够提高外周侧空隙区域34c的内部和内周侧空隙区域34b的内部的空气的流速，因此能够进一步对永磁铁26进行冷却。
另外，也可以在实施例7的旋转电机1组合上述的实施例1乃至6的技术。
(实施例8)
接着，对实施例8所涉及的旋转电机1进行说明。
图14是示出本实施例8所涉及的旋转电机1的转子14的剖视图。
如图14所示，实施例8的旋转电机1的第一端板2的结构与上述实施例1不同。
第一引导槽G1具备底面S1、内周侧侧面S2、外周侧侧面S3、第一倾斜面S4、以及第二倾斜面S5。第一倾斜面S4包含与内周侧侧面S2相连的第一内周侧端边S4a以及与底面S1相连的第一外周侧端边S4b。第二倾斜面S5包含与底面S1相连的第二内周侧端边S5a以及与外周侧侧面S3相连的第二外周侧端边S5b。
在本实施例8中，底面S1、内周侧侧面S2、外周侧侧面S3、第一倾斜面S4、以及第二倾斜面S5分别是平面。底面S1与第一端板2的半径方向平行，内周侧侧面S2以及外周侧侧面S3与中心轴线C平行。第一倾斜面S4以及第二倾斜面S5在第一引导槽G1的2个部位形成倾斜部。
因此，在由第一引导槽G1以及第一端面24s1包围的空间中，当气流的方向从与中心轴线C平行的方向变为第一端板2的半径方向时、以及从第一端板2的半径方向变为与中心轴线C平行的方向时，空气平滑地流动，因此能够减小通风阻力。因此，第一引导槽G1能够使通风流量增加。由于能够提高外周侧空隙区域34c的内部和内周侧空隙区域34b的内部的空气的流速，因此能够进一步对永磁铁26进行冷却。
与本实施例8不同，第一引导槽G1也可以具有底面S1、内周侧侧面S2、与底面S1相连的外周侧侧面S3、以及包含与内周侧侧面S2相连的第一内周侧端边S4a和与底面S1相连的第一外周侧端边S4b的第一倾斜面S4。
或者，第一引导槽G1也可以具有底面S1、与底面S1相连的内周侧侧面S2、外周侧侧面S3、以及包含与底面S1相连的第二内周侧端边S5a以及与外周侧侧面S3相连的第二外周侧端边S5b的第二倾斜面S5。
本实施例8的技术也可以应用于第二引导槽G2。并且，也可以在实施例8的旋转电机1组合上述的实施例2乃至7的技术。
根据以上述方式构成的实施方式，能够获得能够将转子14有效地冷却的旋转电机1。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述的实施方式只不过是作为例子加以提示，并非意图限定发明的范围。上述新型的实施方式能够以其他的各种各样的方式加以实施，能够在不脱离发明的主旨的范围进行各种省略、置换、变更。上述的实施方式及其变形也包含于发明的范围或主旨，并且包含于技术方案所记载的发明及其等同范围。
例如，相对于转子铁心24的第一引导槽G1以及第二引导槽G2的相对位置并不限定于上述的实施方式。此处，作为第一引导槽G1以及第二引导槽G2的代表，以第一引导槽G1为例进行说明。
如图2所示，当第一引导槽G1所覆盖的最内周侧的孔部是内周侧空隙区域34b、第一引导槽G1所覆盖的最外周侧的孔部是外周侧空隙区域34c的情况下，内周侧侧面S2相比内周侧空隙区域34b朝内周缘2c侧偏移(offset)，外周侧侧面S3相比外周侧空隙区域34c朝外周缘2a侧偏移。但是，内周侧侧面S2也可以位于内周侧空隙区域34b中的内周缘2c侧的端部，外周侧侧面S3也可以位于外周侧空隙区域34c中的外周缘2a侧的端部。
如图5所示，在第一引导槽G1所覆盖的最内周侧的孔部是第一空隙孔30的情况下，内周侧侧面S2相比第一空隙孔30而朝内周缘2c侧偏移。但是，内周侧侧面S2也可以位于第一空隙孔30中的内周缘2c侧的端部。
如图7所示，在第一引导槽G1所覆盖的最外周侧的孔部是第二空隙孔40的情况下，外周侧侧面S3相比第二空隙孔40而朝外周缘2a侧偏移。但是，外周侧侧面S3也可以位于第二空隙孔40中的外周缘2a侧的端部。
转子的磁极数、尺寸、形状等并不限定于上述的实施方式，能够根据设计而进行各种变更。内周侧空隙、外周侧空隙、空隙孔的截面形状、以及埋入孔34的方向并不限定于上述实施方式的形状，能够选择各种各样的形状。在各磁极中，永磁铁的数量并不限于一对，也可以是3个以上。

Claims (8)

1.一种旋转电机，其特征在于，具备：
定子，具有定子铁心以及线圈；以及
转子，具有转子铁心、多个永磁铁、第一端板以及第二端板，上述转子铁心具有中心轴线、第一端面、在与上述中心轴线平行的方向上位于上述第一端面的相反侧的第二端面、以及分别从上述第一端面贯通至上述第二端面的多个埋入孔，上述第一端板与上述第一端面对置，上述第二端板与上述第二端面对置，上述转子设置成绕上述中心轴线相对于上述定子旋转自如，
各个上述埋入孔包含：装填区域，供上述多个永磁铁中的对应的永磁铁装填；外周侧空隙区域，遍及上述埋入孔的全长延伸且从上述装填区域连续设置，且使上述永磁铁露出；以及内周侧空隙区域，遍及上述埋入孔的全长延伸且从上述装填区域连续设置，且使上述永磁铁露出，
上述第一端板具有分别覆盖1个或者多个上述外周侧空隙区域以及1个或者多个上述内周侧空隙区域、且与上述第一端面之间形成有对空气进行引导的空间的1个或者多个第一引导槽，
上述第二端板使上述第一端板所覆盖的所有的上述外周侧空隙区域以及所有的上述内周侧空隙区域露出。
2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
在上述转子铁心的半径方向上，从上述中心轴线至各个上述外周侧空隙区域为止的第一距离相同，从上述中心轴线至各个上述内周侧空隙区域为止的第二距离相同，
各个上述第一引导槽覆盖在上述转子铁心的周向上相邻的多个外周侧空隙区域以及在上述周向上相邻的多个内周侧空隙区域，或者，
上述多个第一引导槽中的1个以上的第一引导槽覆盖在上述周向上相邻的多个外周侧空隙区域以及上述1个内周侧空隙区域，上述多个第一引导槽中的其余的第一引导槽覆盖上述1个外周侧空隙区域以及在上述周向上相邻的多个内周侧空隙区域。
3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，
上述转子铁心还具有多个第一空隙孔，上述多个第一空隙孔分别位于相比上述多个内周侧空隙区域靠内周侧的位置且从上述第一端面贯通至上述第二端面，
上述多个第一引导槽中的1个以上的第一引导槽还分别覆盖至少1个上述第一空隙孔。
4.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，
上述转子铁心还具有分别位于相比上述多个内周侧空隙区域靠外周侧的位置且从上述第一端面贯通至上述第二端面的多个第二空隙孔，
上述多个第一引导槽中的1个以上的第一引导槽还分别覆盖至少1个上述第二空隙孔。
5.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
上述第一端板具有：与上述第一端面对置且包含所有的上述第一引导槽的第一对置部；以及在上述转子铁心的周向上与上述所有的第一引导槽一起隔开间隔地排列的1个或者多个第一贯通部，
上述第二端板具有：包含1个或者多个第二引导槽且与上述第二端面对置的第二对置部；以及在上述周向上与上述所有的第二引导槽一起隔开间隔地排列的1个或者多个第二贯通部，上述1个或者多个第二引导槽分别覆盖1个或者多个上述外周侧空隙区域以及1个或者多个上述内周侧空隙区域并与上述第二端面之间形成有对空气进行引导的空间，
上述1个或者多个第一贯通部使上述第二端板所覆盖的所有的上述外周侧空隙区域以及所有的上述内周侧空隙区域露出，
上述1个或者多个第二贯通部使上述第一端板所覆盖的所有的上述外周侧空隙区域以及所有的上述内周侧空隙区域露出。
6.根据权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，
上述第一端板所覆盖的上述外周侧空隙区域的总数与上述第二端板所覆盖的上述外周侧空隙区域的总数彼此不同。
7.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
上述第二端板具有与上述第一端板所覆盖的所有的上述外周侧空隙区域以及所有的上述内周侧空隙区域以一对一的方式相连的多个第二贯通部，
各个上述第二贯通部是使上述外周侧空隙区域或者上述内周侧空隙区域露出并随着趋向上述转子铁心而孔径变小的锥孔。
8.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
上述第一引导槽具有：底面；内周侧侧面；外周侧侧面；包含与上述内周侧侧面相连的第一内周侧端边以及与上述底面相连的第一外周侧端边的第一倾斜面；以及包含与上述底面相连的第二内周侧端边以及与上述外周侧侧面相连的第二外周侧端边的第二倾斜面，
或者，
上述第一引导槽具有：底面；内周侧侧面；与上述底面相连的外周侧侧面；以及包含与上述内周侧侧面相连的第一内周侧端边和与上述底面相连的第一外周侧端边的第一倾斜面，
或者，
上述第一引导槽具有：底面；与上述底面相连的内周侧侧面；外周侧侧面；以及包含与上述底面相连的第二内周侧端边以及与上述外周侧侧面相连的第二外周侧端边的第二倾斜面。
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