CN114448126A - 旋转电机的转子 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能够有效地冷却最容易发热的永久磁铁的径向外侧区域的旋转电机的转子。旋转电机的转子(20)具备形成有多个磁极部(40)的转子铁芯(30)。各磁极部(40)的第一永久磁铁(421)插入第一磁铁插入孔(411)。在第一磁铁插入孔(411)的内部，在第一永久磁铁(421)的d轴侧端部(421d)和第一磁铁插入孔(411)的d轴侧端部(411d)之间形成有d轴侧空间部(431d)，在第一永久磁铁(421)的q轴侧端部(421q)和第一磁铁插入孔(411)的q轴侧端部(411q)之间形成有q轴侧空间部(431q)。第一永久磁铁(421)具有：连通d轴侧端部(421d)和q轴侧端部(421q)的第一连通部(42a)；以及连通d轴侧端部(421d)和q轴侧端部(421q)的第二连通部(42b)。

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，尤其涉及在转子铁芯上沿周向以规定的间隔形成有多个磁极部的旋转电机的转子。
背景技术
以往，在混合动力车、电池驱动车、燃料电池车等电动车辆中搭载有电动机、发电机等旋转电机。作为搭载于电动车辆的旋转电机，近年来，搭载于电动车辆的旋转电机的扭矩和输出不断增加。
此外，已知有所谓的IPM(InteriorPermanent Magnet：内置永久磁铁)型的旋转电机，作为在该旋转电机中使用的转子，使用在转子铁芯上沿周向以规定的间隔形成有多个磁极部，且各磁极部的永久磁铁插入设置于转子铁芯的磁铁插入孔中的转子。
IPM型的旋转电机的转速越高，永久磁铁的发热量越增加。另一方面，如果永久磁铁因发热而温度过高，则永久磁铁会发生退磁等，使得旋转电机的输出性能降低。因此，在旋转电机中，需要更有效地冷却永久磁铁。
因此，例如在专利文献1中公开了一种旋转电机的转子，该旋转电机是将永久磁铁固定于转子铁芯的外表面的、所谓的SPM(Surface Permanent Magnet：表面永久磁铁)型的旋转电机，该转子的特征在于，在粘接永久磁铁的台座与永久磁铁之间形成有轴向贯通孔。专利文献1所公开的旋转电机的转子能够利用通过形成于台座和永久磁铁的轴向贯通孔的冷却介质来冷却永久磁铁。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-201853号公报
发明要解决的课题
然而，对IPM型的旋转电机来说，永久磁铁越位于转子的径向外侧的部分越容易发热。专利文献1所公开的旋转电机的转子利用通过轴向贯通孔的冷却介质冷却了永久磁铁的径向内侧区域，却难以有效地冷却最容易发热的永久磁铁的径向外侧区域。
发明内容
本发明提供了一种能够有效地冷却最容易发热的永久磁铁的径向外侧区域的旋转电机的转子。
用于解决课题的手段
本发明提供了一种旋转电机的转子，其具备在周向上以规定的间隔形成有多个磁极部的、大致圆环形状的转子铁芯，
各磁极部具有在轴向上贯通所述转子铁芯的至少一个磁铁插入孔和插入所述磁铁插入孔中的永久磁铁，其中，
如果将各磁极部的中心轴设为d轴，将相对于该d轴隔开90度电角度的轴设为q轴，则从轴向观察，所述磁铁插入孔相对于所述d轴形成于周向一侧，以随着从所述d轴侧朝向所述q轴侧成为径向外侧的方式沿周向延伸，并具有：外径侧壁面，其沿周向延伸；内径侧壁面，其在径向内侧与所述外径侧壁面相对并沿周向延伸；d轴侧端部，其在周向上的所述d轴侧的端部将所述外径侧壁面和所述内径侧壁面连接；以及q轴侧端部，其在周向上的所述q轴侧的端部将所述外径侧壁面和所述内径侧壁面连接，
所述永久磁铁具有：外径侧端面，其在所述磁铁插入孔的内部与所述磁铁插入孔的所述外径侧壁面相对并沿周向延伸；内径侧端面，其在所述磁铁插入孔的内部与所述磁铁插入孔的所述内径侧壁面相对并沿周向延伸；d轴侧端部，其在周向上的所述d轴侧的端部将所述外径侧端面和所述内径侧端面连接；以及q轴侧端部，其在周向上的所述q轴侧的端部将所述外径侧端面和所述内径侧端面连接，
在所述磁铁插入孔的内部，在所述永久磁铁的所述d轴侧端部和所述磁铁插入孔的所述d轴侧端部之间形成有沿轴向贯通的d轴侧空间部，
在所述磁铁插入孔的内部，在所述永久磁铁的所述q轴侧端部和所述磁铁插入孔的所述q轴侧端部之间形成有沿轴向贯通的q轴侧空间部，
所述永久磁铁具有：第一连通部，其形成于从轴向一侧的第一端部向轴向中央侧离开规定距离的位置，并连通所述d轴侧端部和所述q轴侧端部；以及第二连通部，其形成于从轴向另一侧的第二端部向轴向中央侧离开规定距离的位置，并连通所述d轴侧端部和所述q轴侧端部，
所述d轴侧空间部具有：第一开口部，其在所述转子铁芯的轴向一侧的第一端面开口；以及第二开口部，其在所述转子铁芯的轴向另一侧的第二端面开口，
从所述d轴侧空间部的所述第一开口部向所述d轴侧空间部导入冷却介质，至少一部分所述冷却介质通过所述第一连通部供给至所述q轴侧空间部并向所述轴向另一侧流动，通过所述第二连通部再次供给至所述d轴侧空间部，并从所述d轴侧空间部的所述第二开口部排出。
发明效果
根据本发明，在永久磁铁形成有连通d轴侧端部和q轴侧端部的第一连通部，因此在磁铁插入孔中，能够从形成于径向内侧的d轴侧空间部导入冷却介质，并通过第一连通部向形成于径向外侧的q轴侧空间部供给冷却介质。由此，能够有效地冷却最容易发热的永久磁铁的径向外侧区域。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的旋转电机的侧面概略剖视图。
图2是图1的旋转电机的转子中的一个磁极部的放大图。
图3是说明图1的旋转电机的转子中的第一磁铁插入孔和第一永久磁铁，以及第一磁铁插入孔内部的冷却介质的流动的立体透视图。
附图标记说明
20 转子
30 转子铁芯
31 第一端面(轴向端面)
32 第二端面(轴向端面)
40 磁极部
411 第一磁铁插入孔(磁铁插入孔)
411a 外径侧壁面
411b 内径侧壁面
411d d轴侧端部
411q q轴侧端部
42a 第一连通部
42b 第二连通部
42c 第三连通部
42d 第四连通部
421 第一永久磁铁(永久磁铁)
421a 外径侧端面
421b 内径侧端面
421d d轴侧端部
421q q轴侧端部
4211 第一端部
4212 第二端部
431dd轴侧空间部
431d1 第一开口部
431d2 第二开口部
431q q轴侧空间部
51 第一端面板(端面板)
51a 轴向内侧面
52 第二端面板(端面板)
52a 轴向内侧面
531 O形环(密封部件)
532 O形环(密封部件)
具体实施方式
以下，基于附图对具备本发明的旋转电机的转子的旋转电机的一实施方式进行说明。需要说明的是，附图是沿符号的方向观察的。
(旋转电机的整体结构)
如图1所示，本实施方式的旋转电机1具备：转子轴10，其以旋转轴心RC为旋转轴心；转子20，其固定于转子轴10的外周面10a，具有以旋转轴心RC为中心的大致圆环形状，并与转子轴10一体地旋转；以及定子60，其被配置为包围转子20的外周面20a。
转子轴10是中空的轴，在其中空部分设置有供冷却介质流通的冷却介质流路11。冷却介质流路11构成为，在转子轴10的内部沿轴向延伸，并能够从外部供给冷却介质。作为冷却介质，例如使用ATF(Automatic Transmission Fluid：自动变速器流体)。在转子轴10上形成有从冷却介质流路11向外周面沿径向贯通的冷却介质导入路12。冷却介质流路11与设置于旋转电机1的外部的未图示的冷却介质供给装置相连接。
转子20具备：转子铁芯30，其呈在周向上以规定的间隔形成有多个磁极部40的、以旋转轴心RC为中心的大致圆环形状；以及配置于转子铁芯30的轴向一侧的第一端面板51和配置于轴向另一侧的第二端面板52。
转子铁芯30是通过在轴向上层叠多个相同形状的、大致圆环形状的电磁钢板而形成的。转子铁芯30具有：在轴向一侧与第一端面板51相对的第一端面31；在轴向另一侧与第二端面板52相对的第二端面32；从轴向观察时，呈以旋转轴心RC为中心的大致圆形的内周面33；以及呈以旋转轴心RC为中心的大致圆形且直径比内周面33大的外周面34。转子轴10通过压入、热压配合、冷缩配合等紧固固定于内周面33。
各磁极部40由沿轴向贯通转子铁芯30且与旋转轴心RC平行地延伸的磁铁插入孔41和插入磁铁插入孔41的永久磁铁42构成。
第一端面板51和第二端面板52均具有从轴向观察时形状与转子铁芯30大致相同的大致圆环形状。在轴向上，第一端面板51与转子铁芯30的第一端面31相对地配置，第二端面板52与转子铁芯30的第二端面32相对地配置。
第一端面板51具有：在轴向上与转子铁芯30的第一端面31相对的轴向内侧面51a；以及位于轴向内侧面51a相反一侧的轴向外侧面51b。第一端面板51的轴向内侧面51a与转子铁芯30的第一端面31抵接。第一端面板51的轴向外侧面51b与配置于转子轴10的外周面10a的轴环13抵接。轴环13通过压入等固定于转子轴10的外周面10a。
在第一端面板51的轴向内侧面51a，在径向内侧的端部形成有与设置于转子轴10的冷却介质导入路12相连通的环状槽511。并且，在第一端面板51的轴向内侧面51a设置有多个将环状槽511与设置于转子铁芯30的磁铁插入孔41连通的导入槽512。多个导入槽512从环状槽511向磁铁插入孔41朝向径向外侧呈放射状延伸。
在转子铁芯30的第一端面31与第一端面板51的轴向内侧面51a之间设置有以旋转轴心RC为中心的环状的O形环531。
第二端面板52具有：在轴向上与转子铁芯30的第二端面32相对的轴向内侧面52a；以及位于轴向内侧面52a相反一侧的轴向外侧面52b。第二端面板52的轴向内侧面52a与转子铁芯30的第二端面32抵接。第二端面板52的轴向外侧面52b与转子轴10的凸缘部10b抵接。凸缘部10b具有从转子轴10的外周面10a向径向外侧扩展的大致圆环形状。
轴环13从轴向一侧向轴向另一侧按压第一端面板51、转子铁芯30和第二端面板52。由此，转子20被转子轴10的轴环13和凸缘部10b夹持而被在轴向上固定于转子轴10。
在第二端面板52上，在径向上沿周向没置有多个沿轴向贯通的排出孔521。在第二端面板52的轴向内侧面上设置有多个将设置于转子铁芯30的磁铁插入孔41和排出孔521连通的排出槽522。
在转子铁芯30的第二端面32与第二端面板52的轴向内侧面52a之间设置有以旋转轴心RC为中心的环状的O形环532。
定子60配置为，从转子20的外周面20a在径向上隔开规定的间隔地与转子20的外周面20a相对。定子60具备大致圆环形状的定子铁芯70和安装于定子铁芯70的线圈80。
定子铁芯70是通过在轴向上层叠多个大致圆环形状的电磁钢板而构成的。定子铁芯70具有作为轴向一侧(转子铁芯30的第一端面31侧)的端面的第一端面71和作为轴向另一侧(转子铁芯30的第二端面32侧)的端面的第二端面72。定子铁芯70的第一端面71的轴向位置是与转子铁芯30的第一端面31大致相同的位置，定子铁芯70的第二端面72的轴向位置是与转子铁芯30的第二端面32大致相同的位置。
线圈80具有从定子铁芯70的第一端面71向前方突出的第一线圈端部81和从定子铁芯70的第二端面72向后方突出的第二线圈端部82。因此，第一线圈端部81比转子铁芯30的第一端面31更向轴向外侧突出，第二线圈端部82比转子铁芯30的第二端面32更向轴向外侧突出。
(冷却介质流路)
从外部向转子轴10的冷却介质流路11供给的冷却介质从冷却介质导入路12经由第一端面板51的环状槽511和导入槽512导入到形成于转子铁芯30的磁铁插入孔41。导入到磁铁插入孔41的冷却介质从转子铁芯30的第一端面31向第二端面32在磁铁插入孔41的内部流动，从而冷却永久磁铁42。冷却永久磁铁42并到达转子铁芯30的第二端面32的冷却介质经由第二端面板52的排出槽522从排出孔521排出。在旋转电机驱动时，转子20旋转，因此从排出孔521排出的冷却介质在旋转的转子20的离心力的作用下朝向径向外侧排出。
(磁极部的形状)
如图2所示，如果将连结旋转轴心RC和各磁极部40的中心的各磁极部40的中心轴设为d轴(图中的d轴)，将相对于d轴隔开90度电角度的轴没为q轴(图中的q轴)，则各磁极部40的磁铁插入孔41具有：第一磁铁插入孔411，其从轴向观察相对于d轴形成于周向一侧(图2中的逆时针侧)，以随着从d轴侧朝向q轴侧成为径向外侧的方式沿周向延伸，并具有朝向径向内侧凸出的大致圆弧形状；以及第二磁铁插入孔412，其相对于d轴形成于周向另一侧(图2中的顺时针侧)，以随着从d轴侧朝向q轴侧成为径向外侧的方式沿周向延伸，并具有朝向径向内侧凸出的大致圆弧形状，该第二磁铁插入孔412具有相对于d轴与第一磁铁插入孔411对称的形状。
各磁极部40的磁铁插入孔41还具有：第三磁铁插入孔413，其从轴向观察相对于d轴形成于周向一侧(图2中的逆时针侧)，位于比第一磁铁插入孔411靠径向外侧的位置，以随着从d轴侧朝向q轴侧成为径向外侧的方式沿周向延伸，并具有朝向径向内侧凸出的大致圆弧形状；以及第四磁铁插入孔414，其相对于d轴形成于周向另一侧(图2中的顺时针侧)，位于比第二磁铁插入孔412靠径向外侧的位置，以随着从d轴侧朝向q轴侧成为径向外侧的方式沿周向延伸，并具有朝向径向内侧凸出的大致圆弧形状，该第四磁铁插入孔414具有相对于d轴与第三磁铁插入孔413对称的形状。
各磁极部40的磁铁插入孔41还具有：第五磁铁插入孔415，其从轴向观察相对于d轴形成于周向一侧(图2中的逆时针侧)，位于比第三磁铁插入孔413靠径向外侧的位置，以随着从d轴侧朝向q轴侧成为径向外侧的方式沿周向延伸，并具有朝向径向内侧凸出的大致圆弧形状；以及第六磁铁插入孔416，其相对于d轴形成于周向另一侧(图2中的顺时针侧)，位于比第四磁铁插入孔414靠径向外侧的位置，以随着从d轴侧朝向q轴侧成为径向外侧的方式沿周向延伸，并具有朝向径向内侧凸出的大致圆弧形状，该第六磁铁插入孔416具有相对于d轴与第五磁铁插入孔415对称的形状。
各磁极部40的永久磁铁42具有：大致圆弧形状的第一永久磁铁421，其插入第一磁铁插入孔411，并配置为朝向径向内侧凸出；大致圆弧形状的第二永久磁铁422，其插入第二磁铁插入孔412，并配置为朝向径向内侧凸出；大致圆弧形状的第三永久磁铁423，其插入第三磁铁插入孔413，并配置为朝向径向内侧凸出；大致圆弧形状的第四永久磁铁424，其插入第四磁铁插入孔414，并配置为朝向径向内侧凸出；大致圆弧形状的第五永久磁铁425，其插入第五磁铁插入孔415，并配置为朝向径向内侧凸出；以及大致圆弧形状的第六永久磁铁426，其插入第六磁铁插入孔416，并配置为朝向径向内侧凸出。
各磁极部40的永久磁铁42、即第一永久磁铁421～第六永久磁铁426在径向上被磁化。此外，永久磁铁42、即第一永久磁铁421～第六永久磁铁426配置为，相邻的磁极部40的磁化方向不同，且磁极部40的磁化方向在周向上交替地不同。
第一磁铁插入孔411具有：外径侧壁面411a，其从轴向观察具有圆弧中心位于比转子铁芯30靠径向外侧的d轴上的大致圆弧形状，且相对于d轴在周向一侧(图2中的逆时针侧)沿周向延伸；内径侧壁面411b，其具有圆弧中心与外径侧壁面411a相同的大致圆弧形状，在径向内侧与外径侧壁面411a相对，并相对于d轴在周向一侧(图2中的逆时针侧)沿周向延伸；d轴侧端部411d，其连接外径侧壁面411a的d轴侧的端部和内径侧壁面411b的d轴侧的端部；以及q轴侧端部411q，其连接外径侧壁面411a的q轴侧的端部和内径侧壁面411b的q轴侧的端部。第一磁铁插入孔411的外径侧壁面411a和内径侧壁面411b以大致圆弧形状延伸，使得q轴侧的端部位于转子铁芯30的外周面34的附近。
第一永久磁铁421具有：外径侧端面421a，其在第一磁铁插入孔411的内部与第一磁铁插入孔411的外径侧壁面411a相对并沿周向延伸；内径侧端面421b，其在第一磁铁插入孔411的内部与第一磁铁插入孔411的内径侧壁面411b相对并沿周向延伸；d轴侧端部421d，其在周向上的d轴侧的端部连接外径侧端面421a和内径侧端面421b；以及q轴侧端部421q，其在周向上的q轴侧的端部连接外径侧端面421a与内径侧端面421b。
在第一磁铁插入孔411的内部，在第一永久磁铁421的d轴侧端部421d与第一磁铁插入孔411的d轴侧端部411d之间形成有沿轴向贯通的d轴侧空间部431d。d轴侧空间部431d具有在转子铁芯30的第一端面31开口的第一开口部431d1和在转子铁芯30的第二端面32开口的第二开口部431d2(参照图3)。
在第一磁铁插入孔411的内部，在第一永久磁铁421的q轴侧端部421q与第一磁铁插入孔411的q轴侧端部411q之间形成有沿轴向贯通的q轴侧空间部431q。q轴侧空间部431q具有在转子铁芯30的第一端面31开口的第一开口部431q1和在转子铁芯30的第二端面32开口的第二开口部431q2。
第一磁铁插入孔411的q轴侧空间部431q在转子铁芯30的第一端面31处被O形环531覆盖。同样地，第一磁铁插入孔411的q轴侧空间部431q在转子铁芯30的第二端面32处被O形环532覆盖。
如图3所示，在第一永久磁铁421上，在轴向上与轴向一侧的第一端部4211相隔规定距离的位置，形成有连通d轴侧端部421d和q轴侧端部421q的第一连通部42a。在本实施方式中，第一连通部42a是形成于第一永久磁铁421的内径侧端面421b的、从d轴侧端部421d向q轴侧端部421q延伸的槽部。
在第一永久磁铁421上，在轴向上与轴向另一侧的第二端部4212相隔规定距离的位置，形成有连通d轴侧端部421d和q轴侧端部421q的第二连通部42b。在本实施方式中，第二连通部42b是形成于第一永久磁铁421的内径侧端面421b的、从d轴侧端部421d向q轴侧端部421q延伸的槽部。
在第一永久磁铁421的d轴侧端部421d形成有从第一端部4211向第一连通部42a沿轴向延伸的第三连通部42c。在本实施方式中，第三连通部42c是形成于第一永久磁铁421的d轴侧端部421d的、从第一端部4211向第一连通部42a沿轴向延伸的槽部。
在第一永久磁铁421的q轴侧端部421q形成有从第一连通部42a向第二连通部42b沿轴向延伸的第四连通部42d。在本实施方式中，第四连通部42d是形成于第一永久磁铁421的q轴侧端部421q的、从第一连通部42a向第二连通部42b沿轴向延伸的槽部。
(磁铁插入孔内部的冷却介质的流动)
从外部向转子轴10的冷却介质流路11供给的冷却介质从冷却介质导入路12经由第一端面板51的环状槽511和导入槽512导入到形成于转子铁芯30的第一磁铁插入孔411。
导入第一磁铁插入孔411的冷却介质从d轴侧空间部431d的第一开口部431d1导入到d轴侧空间部431d。导入到d轴侧空间部431d的冷却介质的一部分通过第一永久磁铁421的第一连通部42a供给到q轴侧空间部431q，剩余部分在d轴侧空间部431d中沿轴向流动并从d轴侧空间部431d的第二开口部431d2排出。
从d轴侧空间部431d通过第一永久磁铁421的第一连通部42a供给到q轴侧空间部431q的冷却介质在q轴侧空间部431q中向轴向另一侧流动，通过第一永久磁铁421的第二连通部42b再次供给到d轴侧空间部431d，从d轴侧空间部431d的第二开口部431d2排出。
因此，在第一永久磁铁421形成有连通d轴侧端部421d和q轴侧端部421q的第一连通部42a，因此在第一磁铁插入孔411中，能够从形成于径向内侧的d轴侧空间部431d导入冷却介质，并通过第一连通部42a向形成于径向外侧的q轴侧空间部431q供给冷却介质。由此，能够有效地冷却最容易发热的第一永久磁铁421的径向外侧区域。
此外，在第一永久磁铁421形成有连通d轴侧端部421d和q轴侧端部421q的第二连通部42b，因此在第一磁铁插入孔411中，能够将供给至q轴侧空间部431q的冷却介质从第二连通部42b再次供给至形成于径向内侧的d轴侧空间部431d，并从d轴侧空间部431d的第二开口部431d2排出。由此，能够抑制从第一磁铁插入孔411排出的冷却介质流入转子20与定子60之间，从而降低旋转电机1的转子20旋转时的摩擦。
此时，第一连通部42a是形成于第一永久磁铁421的内径侧端面421b的、从d轴侧端部421d向q轴侧端部421q延伸的槽部，第二连通部42b是形成于第一永久磁铁421的内径侧端面421b的、从d轴侧端部421d向q轴侧端部421q延伸的槽部，因此能够容易地加工形成第一连通部42a和第二连通部42b。
在第一永久磁铁421的d轴侧端部421d还形成有从第一端部4211向第一连通部42a沿轴向延伸的第三连通部42c，因此能够将更多的冷却介质供给到第一连通部42a。由此，能够从第三连通部42c向第一连通部42a供给冷却介质，能够向形成于径向外侧的q轴侧空间部431q供给更多的冷却介质，因此能够更有效地冷却最容易发热的第一永久磁铁421的径向外侧区域。
此外，在第一永久磁铁421的q轴侧端部421q形成有从第一连通部42a向第二连通部42b沿轴向延伸的第四连通部42d，因此能够增加在第一永久磁铁421的q轴侧端部421q流动的冷却介质的流量。由此，能够更有效地冷却最容易发热的第一永久磁铁421的径向外侧区域。
第一磁铁插入孔411的q轴侧空间部431q在转子铁芯30的第一端面31处被O形环531覆盖，在转子铁芯30的第二端面32处被O形环532覆盖，因此，导入到第一磁铁插入孔411的冷却介质不会从形成于径向外侧的q轴侧空间部431q排出。由此，能够更可靠地抑制从第一磁铁插入孔411排出的冷却介质流入转子20与定子60之间。
此外，虽然第一磁铁插入孔411的q轴侧空间部431q在转子铁芯30的第一端面31处被O形环531覆盖，在转子铁芯30的第二端面32处被O形环532覆盖，由于在第一永久磁铁421形成有连通d轴侧端部421d和q轴侧端部421q的第一连通部42a，因此在第一磁铁插入孔411中，能够从形成于径向内侧的d轴侧空间部431d导入冷却介质，并通过第一连通部42a向形成于径向外侧的q轴侧空间部431q供给冷却介质。由此，能够抑制从第一磁铁插入孔411排出的冷却介质流入转子20与定子60之间，并且能够有效地冷却最容易发热的第一永久磁铁421的径向外侧区域。
第二磁铁插入孔412具有相对于d轴与第一磁铁插入孔411对称的形状，第二永久磁铁422具有相对于d轴与第一永久磁铁421对称的形状。在第二永久磁铁422上，与第一永久磁铁421同样地形成有第一连通部42a、第二连通部42b、第三连通部42c和第四连通部42d。此外，第二磁铁插入孔412的q轴侧空间部432q在转子铁芯30的第一端面31处被O形环531覆盖，在转子铁芯30的第二端面32处被O形环532覆盖。
第三磁铁插入孔413在第一磁铁插入孔411的径向外侧，具有比第一磁铁插入孔411直径小的、与第一磁铁插入孔411大致相似的形状。第三永久磁铁423具有比第一永久磁铁421直径小的、与第一永久磁铁421大致相似的形状。在第三永久磁铁423上，与第一永久磁铁421同样地形成有第一连通部42a、第二连通部42b、第三连通部42c和第四连通部42d。此外，第三磁铁插入孔413的q轴侧空间部433q在转子铁芯30的第一端面31处被O形环531覆盖，在转子铁芯30的第二端面32处被O形环532覆盖。
第四磁铁插入孔414具有相对于d轴与第三磁铁插入孔413对称的形状，第四永久磁铁424具有相对于d轴与第三永久磁铁423对称的形状。在第四永久磁铁424上，与第一永久磁铁421同样地形成有第一连通部42a、第二连通部42b、第三连通部42c和第四连通部42d。此外，第四磁铁插入孔414的q轴侧空间部434q在转子铁芯30的第一端面31处被O形环531覆盖，在转子铁芯30的第二端面32处被O形环532覆盖。
第五磁铁插入孔415在第三磁铁插入孔413的径向外侧，具有比第三磁铁插入孔413直径小的、与第一磁铁插入孔411大致相似的形状。第五永久磁铁425具有比第三永久磁铁423直径小的、与第一永久磁铁421大致相似的形状。在第五永久磁铁425上，与第一永久磁铁421同样地形成有第一连通部42a、第二连通部42b、第三连通部42c和第四连通部42d。此外，第五磁铁插入孔415的q轴侧空间部435q在转子铁芯30的第一端面31处被O形环531覆盖，在转子铁芯30的第二端面32处被O形环532覆盖。
第六磁铁插入孔416具有相对于d轴与第五磁铁插入孔415对称的形状，第六永久磁铁426具有相对于d轴与第五永久磁铁425对称的形状。在第六永久磁铁426上，与第一永久磁铁421同样地形成有第一连通部42a、第二连通部42b、第三连通部42c和第四连通部42d。此外，第六磁铁插入孔416的q轴侧空间部436q在转子铁芯30的第一端面31处被O形环531覆盖，在转子铁芯30的第二端面32处被O形环532覆盖。
以上，参照附图对本发明的一个实施方式进行了说明，但无需赘述的是本发明不限定于该实施方式。本领域技术人员显然能够在技术方案所记载的范畴内想到各种变更例或修正例，这些变更例或修正例当然也属于本发明的技术范围。此外，在不脱离发明的主旨的范围内，也可以将上述实施方式中的各构成要素任意地组合。
例如，在本实施方式中，第一连通部42a是形成于第一永久磁铁421的内径侧端面421b的槽部，第二连通部42b是形成于第一永久磁铁421的内径侧端面421b的槽部，但第一连通部42a和第二连通部42b中的双方或任意一方也可以形成于第一永久磁铁421的外径侧端面421a，第一连通部42a和第二连通部42b也可以形成于第一永久磁铁421的外径侧端面421a和内径侧端面421b这两个面上。
此外，例如，在本实施方式中，第一连通部42a是形成于第一永久磁铁421的内径侧端面421b的槽部，第二连通部42b是形成于第一永久磁铁421的内径侧端面421b的槽部，但第一连通部42a和第二连通部42b中的双方或任意一方也可以是从d轴侧端部421d向q轴侧端部421q贯通的贯通孔。
此外，例如，在本实施方式中，第三连通部42c是形成于第一永久磁铁421的d轴侧端部421d的、从第一端部4211向第一连通部42a沿轴向延伸的槽部，但第三连通部42c也可以是在周向上与第一永久磁铁421的d轴侧端部421d相距规定距离的位置上从第一端部4211向第一连通部42a沿轴向延伸的连通孔。
本说明书中至少记载有以下事项。尽管在括号内作为一个例子示出了在上述的实施方式中对应的构成要素等，但本发明并不限定于此。
(1)一种旋转电机的转子(转子20)，其具备：在周向上以规定的间隔形成有多个磁极部(磁极部40)的、大致圆环形状的转子铁芯(转子铁芯30)，其中，
各磁极部具有在轴向上贯通所述转子铁芯的至少1个磁铁插入孔(第一磁铁插入孔411)和插入所述磁铁插入孔中的永久磁铁(第一永久磁铁421)，
如果将各磁极部的中心轴设为d轴，将相对于该d轴隔开90度电角度的轴设为q轴，则从轴向观察，所述磁铁插入孔相对于所述d轴形成于周向一侧，以随着从所述d轴侧朝向所述q轴侧成为径向外侧的方式沿周向延伸，并具有：外径侧壁面(外径侧壁面411a)，其沿周向延伸；内径侧壁面(内径侧壁面411b)，其在径向内侧与所述外径侧壁面相对并沿周向延伸；d轴侧端部(d轴侧端部411d)，其在周向上的所述d轴侧的端部将所述外径侧壁面和所述内径侧壁面连接；以及q轴侧端部(q轴侧端部411q)，其在周向上的所述q轴侧的端部将所述外径侧壁面和所述内径侧壁面连接，
所述永久磁铁具有：外径侧端面(外径侧端面421a)，其在所述磁铁插入孔的内部与所述磁铁插入孔的所述外径侧壁面相对并沿周向延伸；内径侧端面(内径侧端面421b)，其在所述磁铁插入孔的内部与所述磁铁插入孔的所述内径侧壁面相对并沿周向延伸；d轴侧端部(d轴侧端部421d)，其在周向上的所述d轴侧的端部将所述外径侧端面和所述内径侧端面连接；以及q轴侧端部(q轴侧端部421q)，其在周向上的所述q轴侧的端部将所述外径侧端面和所述内径侧端面连接，
在所述磁铁插入孔的内部，在所述永久磁铁的所述d轴侧端部和所述磁铁插入孔的所述d轴侧端部之间形成有沿轴向贯通的d轴侧空间部(d轴侧空间部431d)，
在所述磁铁插入孔的内部，在所述永久磁铁的所述q轴侧端部和所述磁铁插入孔的所述q轴侧端部之间形成有沿轴向贯通的q轴侧空间部(q轴侧空间部431q)，
所述永久磁铁具有：第一连通部(第一连通部42a)，其形成于从轴向一侧的第一端部(第一端部4211)向轴向中央侧离开规定距离的位置，并连通所述d轴侧端部和所述q轴侧端部；以及第二连通部(第二连通部42b)，其形成于从轴向另一侧的第二端部(第二端部4212)向轴向中央侧离开规定距离的位置，并连通所述d轴侧端部和所述q轴侧端部，
所述d轴侧空间部具有：第一开口部(第一开口部431d1)，其在所述转子铁芯的轴向一侧的第一端面(第一端面31)开口；以及第二开口部(第二开口部431d2)，其在所述转子铁芯的轴向另一侧的第二端面(第二端面32)开口，
从所述d轴侧空间部的所述第一开口部向所述d轴侧空间部导入冷却介质，至少一部分所述冷却介质通过所述第一连通部供给至所述q轴侧空间部并向所述轴向另一侧流动，通过所述第二连通部再次供给至所述d轴侧空间部，并从所述d轴侧空间部的所述第二开口部排出。
根据(1)，在永久磁铁形成有连通d轴侧端部和q轴侧端部的第一连通部，因此在磁铁插入孔中，能够从形成于径向内侧的d轴侧空间部导入冷却介质，并通过第一连通部向形成于径向外侧的q轴侧空间部供给冷却介质。由此，能够有效地冷却最容易发热的永久磁铁的径向外侧区域。
此外，在永久磁铁上形成有连通d轴侧端部与q轴侧端部的第二连通部，因此在磁铁插入孔中，能够将供给至q轴侧空间部的冷却介质从第二连通部再次供给至形成于径向内侧的d轴侧空间部，并从d轴侧空间部的第二开口部排出。由此，能够抑制从磁铁插入孔排出的冷却介质流入转子与定子之间，从而降低旋转电机的转子旋转时的摩擦。
(2)根据(1)所述的旋转电机的转子，其中，
所述第一连通部是形成于所述永久磁铁的所述内径侧端面和所述外径侧端面的至少一方的、从所述d轴侧端部向所述q轴侧端部延伸的槽部，
所述第二连通部是形成于所述永久磁铁的所述内径侧端面和所述外径侧端面的至少一方的、从所述d轴侧端部向所述q轴侧端部延伸的槽部。
根据(2)，第一连通部是形成于永久磁铁的内径侧端面和外径侧端面的至少一方的、从d轴侧端部向q轴侧端部延伸的槽部，第二连通部是形成于永久磁铁的内径侧端面和外径侧端面的至少一方的、从d轴侧端部向q轴侧端部延伸的槽部，因此能够容易地加工形成第一连通部和第二连通部。
(3)根据(1)或(2)所述的旋转电机的转子，其中，
在所述永久磁铁的所述d轴侧端部形成有从所述第一端部向所述第一连通部沿轴向延伸的第三连通部(第三连通部42c)。
根据(3)，在永久磁铁的d轴侧端部形成有从第一端部向第一连通部沿轴向延伸的第三连通部，因此能够将更多的冷却介质供给到第一连通部。由此，能够从第三连通部向第一连通部供给冷却介质，能够向形成于径向外侧的q轴侧空间部供给更多的冷却介质，因此能够更有效地冷却最容易发热的永久磁铁的径向外侧区域。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的旋转电机的转子，其中，
在所述永久磁铁的所述q轴侧端部形成有从所述第一连通部向所述第二连通部沿轴向延伸的第四连通部(第四连通部42d)。
根据(4)，在永久磁铁的q轴侧端部形成有从第一连通部向第二连通部沿轴向延伸的第四连通部，因此能够增加在永久磁铁的q轴侧端部流动的冷却介质的流量。由此，能够更有效地冷却最容易发热的永久磁铁的径向外侧区域。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的旋转电机的转子，其中，
在所述转子铁芯的所述轴向一侧和所述轴向另一侧均设置有端面板(第一端面板51、第二端面板52)，所述端面板具有与所述转子铁芯相同中心且相同直径的大致圆环形状，
在所述转子铁芯的轴向端面(第一端面31、第二端面32)和在轴向上与所述转子铁芯的所述轴向端面相对的所述端面板的轴向内侧面(轴向内侧面51a、52a)之间，设置有与所述转子铁芯相同中心的环状的密封部件(O型环531、532)，
所述q轴侧空间部在所述转子铁芯的所述轴向端面处被所述密封部件覆盖。
根据(5)，q轴侧空间部在转子铁芯的轴向端面处被密封部件覆盖，因此，导入到磁铁插入孔的冷却介质不会从形成于径向外侧的q轴侧空间部排出。由此，能够更可靠地防止从磁铁插入孔排出的冷却介质流入转子与定子之间。
虽然q轴侧空间部在转子铁芯的轴向端面处被密封部件覆盖，由于在永久磁铁形成有连通d轴侧端部和q轴侧端部的第一连通部，因此在磁铁插入孔中，能够从形成于径向内侧的d轴侧空间部导入冷却介质，并通过第一连通部向形成于径向外侧的q轴侧空间部供给冷却介质。由此，能够防止从磁铁插入孔排出的冷却介质流入转子与定子之间，并且能够有效地冷却最容易发热的永久磁铁的径向外侧区域。

Claims (8)

1.一种旋转电机的转子，其具备在周向上以规定的间隔形成有多个磁极部的、大致圆环形状的转子铁芯，
各磁极部具有在轴向上贯通所述转子铁芯的至少一个磁铁插入孔和插入所述磁铁插入孔中的永久磁铁，其中，
如果将各磁极部的中心轴设为d轴，将相对于该d轴隔开90度电角度的轴设为q轴，则从轴向观察，所述磁铁插入孔相对于所述d轴形成于周向一侧，以随着从所述d轴侧朝向所述q轴侧成为径向外侧的方式沿周向延伸，并具有：外径侧壁面，其沿周向延伸；内径侧壁面，其在径向内侧与所述外径侧壁面相对并沿周向延伸；d轴侧端部，其在周向上的所述d轴侧的端部将所述外径侧壁面和所述内径侧壁面连接；以及q轴侧端部，其在周向上的所述q轴侧的端部将所述外径侧壁面和所述内径侧壁面连接，
所述永久磁铁具有：外径侧端面，其在所述磁铁插入孔的内部与所述磁铁插入孔的所述外径侧壁面相对并沿周向延伸；内径侧端面，其在所述磁铁插入孔的内部与所述磁铁插入孔的所述内径侧壁面相对并沿周向延伸；d轴侧端部，其在周向上的所述d轴侧的端部将所述外径侧端面和所述内径侧端面连接；以及q轴侧端部，其在周向上的所述q轴侧的端部将所述外径侧端面和所述内径侧端面连接，
在所述磁铁插入孔的内部，在所述永久磁铁的所述d轴侧端部和所述磁铁插入孔的所述d轴侧端部之间形成有沿轴向贯通的d轴侧空间部，
在所述磁铁插入孔的内部，在所述永久磁铁的所述q轴侧端部和所述磁铁插入孔的所述q轴侧端部之间形成有沿轴向贯通的q轴侧空间部，
所述永久磁铁具有：第一连通部，其形成于从轴向一侧的第一端部向轴向中央侧离开规定距离的位置，并连通所述d轴侧端部和所述q轴侧端部；以及第二连通部，其形成于从轴向另一侧的第二端部向轴向中央侧离开规定距离的位置，并连通所述d轴侧端部和所述q轴侧端部，
所述d轴侧空间部具有：第一开口部，其在所述转子铁芯的轴向一侧的第一端面开口；以及第二开口部，其在所述转子铁芯的轴向另一侧的第二端面开口，
从所述d轴侧空间部的所述第一开口部向所述d轴侧空间部导入冷却介质，至少一部分所述冷却介质通过所述第一连通部供给至所述q轴侧空间部并向所述轴向另一侧流动，通过所述第二连通部再次供给至所述d轴侧空间部，并从所述d轴侧空间部的所述第二开口部排出。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的转子，其中，
所述第一连通部是形成于所述永久磁铁的所述内径侧端面和所述外径侧端面的至少一方的、从所述d轴侧端部向所述q轴侧端部延伸的槽部，
所述第二连通部是形成于所述永久磁铁的所述内径侧端面和所述外径侧端面的至少一方的、从所述d轴侧端部向所述q轴侧端部延伸的槽部。
3.根据权利要求1或2所述的旋转电机的转子，其中，
在所述永久磁铁的所述d轴侧端部形成有从所述第一端部向所述第一连通部沿轴向延伸的第三连通部。
4.根据权利要求1或2所述的旋转电机的转子，其中，
在所述永久磁铁的所述q轴侧端部形成有从所述第一连通部向所述第二连通部沿轴向延伸的第四连通部。
5.根据权利要求3所述的旋转电机的转子，其中，
在所述永久磁铁的所述q轴侧端部形成有从所述第一连通部向所述第二连通部沿轴向延伸的第四连通部。
6.根据权利要求1、2、5中任一项所述的旋转电机的转子，其中，
在所述转子铁芯的所述轴向一侧和所述轴向另一侧均设置有端面板，所述端面板具有与所述转子铁芯相同中心且相同直径的大致圆环形状，
在所述转子铁芯的轴向端面和在轴向上与所述转子铁芯的所述轴向端面相对的所述端面板的轴向内侧面之间，设置有与所述转子铁芯相同中心的环状的密封部件，
所述q轴侧空间部在所述转子铁芯的所述轴向端面处被所述密封部件覆盖。
7.根据权利要求3所述的旋转电机的转子，其中，
在所述转子铁芯的所述轴向一侧和所述轴向另一侧均设置有端面板，所述端面板具有与所述转子铁芯相同中心且相同直径的大致圆环形状，
在所述转子铁芯的轴向端面和在轴向上与所述转子铁芯的所述轴向端面相对的所述端面板的轴向内侧面之间，设置有与所述转子铁芯相同中心的环状的密封部件，
所述q轴侧空间部在所述转子铁芯的所述轴向端面处被所述密封部件覆盖。
8.根据权利要求4所述的旋转电机的转子，其中，
在所述转子铁芯的所述轴向一侧和所述轴向另一侧均设置有端面板，所述端面板具有与所述转子铁芯相同中心且相同直径的大致圆环形状，
在所述转子铁芯的轴向端面和在轴向上与所述转子铁芯的所述轴向端面相对的所述端面板的轴向内侧面之间，设置有与所述转子铁芯相同中心的环状的密封部件，
所述q轴侧空间部在所述转子铁芯的所述轴向端面处被所述密封部件覆盖。
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