CN114731093A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

提供使制冷剂高效地循环且冷却性能优异的旋转电机。在旋转电机(1)中具备制冷剂汲起机构，该制冷剂汲起机构设有传递转子(18)的旋转动力的动力传递机构(32)和通过动力传递机构(32)而旋转并高效地汲起制冷剂的叶轮(30)。动力传递机构(32)设置于转子(18)的旋转轴即第一轴(17)的一端部和与第一轴(17)的轴长方向交叉的叶轮(30)的旋转轴即第二轴(31)的一端。另外，在制冷剂汲起机构中，在叶轮(30)的下部配置冷却制冷剂(5)的热交换器(40)，叶轮(30)通过转子(18)的旋转而将由热交换器(40)冷却的制冷剂(5)向第一轴(17)侧供给，冷却定子(12)以及转子(18)。

Description

旋转电机

技术领域

本公开涉及具备通过转子的旋转进行驱动的制冷剂汲起机构的旋转电机。

背景技术

在旋转电机中，由于因对应于车速而增加的转子铁损或依据电流而产生的铜损导致发热，所以寻求高效地进行冷却。在以往的旋转电机中，通过设在旋转电机的外部的电动泵将制冷剂向旋转电机内供给，进行发热部的冷却。在上述的旋转电机中存在以下课题：因电动泵的驱动而产生的耗电大，作为旋转电机整体无法高效地运转。在以往的旋转电机中，为了解决上述那样的课题，已知有利用通过转子的旋转进行驱动的油泵来供给制冷剂的方法(例如参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－82841号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，专利文献1所记载的油泵难以将位于定子的下方的制冷剂汲起，设置在与下部的定子相同的高度。另外，在动作期间也需要将制冷剂蓄积至定子的高度。因而，下部的定子成为始终浸渍于制冷剂的状态，存在冷却不均匀的问题。

本公开是为了解决上述课题而做出的，其目的在于形成容易将位于下方的制冷剂汲起的构成，实现冷却性能优异的旋转电机。

用于解决课题的方案

本公开所涉及的旋转电机具备：壳体；定子，该定子收容于壳体；转子，该转子在定子的内侧旋转；第一轴，该第一轴在转子的旋转轴方向延伸并贯通转子，并与转子一起旋转；第二轴，该第二轴在上下方向延伸；动力传递机构，该动力传递机构将第一轴的旋转动力向第二轴传递；叶轮，该叶轮设置在第二轴的下端，并通过第二轴的旋转将在壳体内位于比第一轴低的位置的制冷剂汲起到至少第一轴的高度；以及流路，该流路用于将被汲起至第一轴的高度的制冷剂向转子以及定子的发热部供给。

发明的效果

根据本公开，容易汲起位于定子的下部的制冷剂，由此可获得使制冷剂高效地循环且冷却性能优异的旋转电机。

附图说明

图1是示出实施方式1所涉及的旋转电机的剖视图。

图2是从图1中的A-A线观看转子的图。

图3是图2所示的转子的局部放大图。

图4是从图1中的B-B线观看非输出侧端板的图。

图5是实施方式1所涉及的热交换器的概略构成图。

图6是图1所示的旋转电机的局部放大图。

图7是示出实施方式1所涉及的旋转电机的变形例的剖视图。

图8是示出实施方式2所涉及的旋转电机的剖视图。

图9是在图8的C-C线处对箱体内部进行投影的投影剖视图。

图10是实施方式3所涉及的旋转电机的旋转轴方向的剖视图。

图11是实施方式3所涉及的旋转电机的旋转轴方向的剖视图。

图12是示出实施方式4所涉及的旋转电机的剖视图。

图13是示出实施方式4所涉及的叶轮的示意图。

图14是图13所示的叶轮的剖视图。

具体实施方式

实施方式1.

图1是本公开的实施方式1所示的旋转电机1的剖视图。图2是从转子的旋转轴方向观看图1的旋转电机1的A-A剖面的剖视图。图3是将图2的一部分放大的图。图4是从转子的旋转轴方向观看图1的旋转电机1的B-B剖面的剖视图。以下，基于图1～图4，对实施方式1所涉及的旋转电机的构成进行说明。

利用图1来说明实施方式1所涉及的旋转电机1的基本构成。旋转电机1具备：构成外框的壳体2；设在壳体2内的圆筒状的定子12；以及设在定子12的径向内侧的圆筒状的转子18。在转子18的中心部，设置构成转子18的旋转轴的第一轴17。另外，壳体2在底部具有用于保持冷却用的制冷剂的排泄部7。在此，在本公开中，制冷剂5是指在旋转电机1的内部循环的制冷剂。

收容定子12和转子18的壳体2为圆筒形状，通过在两侧组合圆盘状的输出侧托架3和圆盘状的非输出侧托架4而构成。壳体2由金属成形而得，但也可以由树脂成形来获得。若是金属，则旋转机的重量变重，但材料的强度、耐热性高。另一方面，若是树脂制作，则强度方面不如金属制作，但耐腐蚀性优异，而且还能使旋转机本身轻量化，能使作为旋转机安装标的的设备的效率提高。

通过热套或者螺栓而保持于壳体2的定子12由定子芯10(铁心)和安装于定子芯10的线圈11(绕组)构成。

定子芯10通过在第一轴17的轴长方向层积具有优异磁特性的薄钢板而构成。另外，定子芯10具备在周向隔着规定的间隔地朝径向内侧突出地形成的齿部(未图示)。因而，若从第一轴17的轴长方向观看定子芯10，则π字形的齿部在周向排列。另外，齿部也可以构成为不是π字形而是T字形。线圈11通过在齿部即与定子芯10的π字形的腿部相当的部分以第一轴17的径向为轴卷绕导线而构成。卷绕的导线是具有高导电率的铜制品。导线的剖面形状是圆形，但也可以是平角形状。另外，“轴长方向”是指旋转轴延伸的方向。

设在定子12的径向内侧的转子18具有转子芯13和埋入在转子芯13内的永久磁铁14，两端被输出侧端板15以及非输出侧端板16夹入并固定。

转子芯13是圆筒形，通过在第一轴17的轴长方向层积具有优异磁特性即高透磁率以及小铁损的薄钢板而形成。另外，输出侧端板15以及非输出侧端板16由金属形成，但也可以由树脂形成。若是金属，则旋转机的重量变重，但材料的强度、耐热性高。另一方面，输出侧端板15以及非输出侧端板16若是树脂制作，则强度方面不如金属制作，但耐腐蚀性优异，而且能使旋转机自身轻量化。

图2是从图1的旋转电机1的A-A线观看转子芯13的剖视图。在转子芯13内部，2个相互邻接的永久磁铁14以朝第一轴17的径向外侧开口的方式呈V字形设置。永久磁铁14的形状为长方体，由铝镍钴合金、铁素体或者钕等材料形成。图3是将图2的转子芯13的剖视图的一部分放大来示出的图。在转子芯13中，设有用于将永久磁铁14插入的磁铁插入孔20、用于通过因转子18的旋转产生的离心力的作用来抑制转子芯13的破损的应力缓和孔21、以及用于冷却永久磁铁14的磁铁冷却孔22。磁铁插入孔20以及磁铁冷却孔22分别是沿着第一轴17的轴长方向贯通的孔。

另外，在转子18的中心部，构成转子18的旋转轴的第一轴17固定设置于转子18。第一轴17在输出侧托架3处由输出侧轴承机构27旋转自如地支撑，在非输出侧托架4处由非输出侧轴承机构28旋转自如地支撑。输出侧轴承机构27以及非输出侧轴承机构28分别是金属制作，从旋转轴方向观看的剖面为面包圈状。输出侧轴承机构27以及非输出侧轴承机构28使包括第一轴17的转子18准确且顺畅地旋转。另外，在输出侧轴承机构27的外侧以及非输出侧轴承机构28的外侧，分别设有油封29。

接着，对在壳体内部制冷剂流通的部分的构成进行说明。

图4是从图1的旋转电机1的B-B线观看非输出侧端板16的剖视图。输出侧端板15以及非输出侧端板16是圆盘状，在径向侧面部具备朝向定子12的定子芯10以及线圈11的多个输出侧喷出孔23和非输出侧喷出孔24。另外，在输出侧端板15与转子芯13之间，形成有成为制冷剂流路的输出侧端板制冷剂流路25。同样，在非输出侧，在非输出侧端板16与转子芯13之间，形成有成为制冷剂流路的非输出侧端板制冷剂流路26。非输出侧端板制冷剂流路26与输出侧端板制冷剂流路25经由转子芯13的磁铁冷却孔22而连通。

另外，如图1所示那样，在第一轴17中，设有用于将由后述的叶轮30汲起的制冷剂5向壳体2内部的发热部供给的流路。在壳体2内部，由于定子12和转子18发热，所以，从设于第一轴17的流路向发热部供给制冷剂5，冷却发热部。

设于第一轴17的流路由设于第一轴17的轴长方向的轴向流路70和设于第一轴17的径向的径向流路71构成。轴向流路70是沿着第一轴17的轴长方向即旋转轴方向以制冷剂5从非输出侧的端部流动至第一轴17的途中的方式设置的流路，是旋转轴方向的剖面为圆形的孔。径向流路71是将轴向流路70与非输出侧端板制冷剂流路26相连的流路，从第一轴17的中心朝圆筒表面呈放射状延伸。在图4中，作为径向流路71的一例示出了4条流路，但只要由1条以上的流路构成即可。

在这样构成的旋转电机1中，供给至第一轴17的轴向流路70的制冷剂5从径向流路71向非输出侧端板制冷剂流路26流入，向非输出侧喷出孔24或者磁铁冷却孔22分流。流入至磁铁冷却孔22的制冷剂5沿着第一轴17的轴长方向行进，经由输出侧端板制冷剂流路25从输出侧喷出孔23喷出。

接着，对将贮存在壳体2下部的排泄部7的制冷剂5冷却并再次朝壳体2内部的发热部供给的制冷剂5的汲起机构的构成进行说明。

如图1所示那样，第一轴17朝着壳体2的外侧，从输出侧托架3以及非输出侧托架4突出地设置。在朝输出侧托架3侧突出的部分，获取旋转电机1的输出。另一方面，在朝非输出侧托架4侧突出的部分，具备用于将由壳体2加热的制冷剂5冷却并从第一轴17的轴向流路70再次向壳体2内部的发热部供给制冷剂5的制冷剂5的汲起机构。制冷剂5的汲起机构收容在设于壳体2的外侧侧面的箱体8中。关于箱体8将在后叙述。

制冷剂5的汲起机构由将转子18的旋转动力向第二轴31传递的动力传递机构32、吸入制冷剂5的叶轮30、构成叶轮30的旋转轴的第二轴31、以及收容它们的箱体8构成。制冷剂5的汲起机构将排泄部7的制冷剂5向设在箱体8内的热交换器40吸引，进行冷却，将冷却后的制冷剂5再次经由第一轴17的流路向壳体2内部的发热部供给。在本公开中，通过在制冷剂5的汲起机构设置叶轮30，将蓄积在壳体2下部的排泄部7的制冷剂5汲起到至少第一轴17的高度，使其在旋转电机1的内部循环。

接着，对有关叶轮30的驱动的构成进行以下说明。

叶轮30安装在相对于第一轴17在上下方向延伸设置的第二轴31。第二轴31通过传递第一轴17的旋转动力的动力传递机构32而旋转。即，设于第二轴31的叶轮30经由动力传递机构32而通过第一轴17的旋转被驱动。

将第一轴17的旋转动力向第二轴31传递的动力传递机构32设置在第一轴17的从壳体2突出的部分即向壳体2的非输出侧突出的部分与第二轴31的两端之中靠近第一轴17的非输出侧的突出部分那侧的一端之间。动力传递机构32只要是通过第一轴17的旋转使第二轴31旋转的机构即可，可列举齿轮、伞齿轮或者面齿轮等。可是，并不限于此，若是将第一轴17的旋转动力向叶轮30传递的机构，则也可以是其他机构。另外，动力传递机构32并不限于金属制作。

作为动力传递机构32的一例，说明由伞齿轮33构成的场合。在第一轴17的从壳体2突出的部分设置第一齿轮33a，以与第一齿轮33a啮合的方式设置第二齿轮33b。第二齿轮33b固定在第二轴31的一端部。第一齿轮33a以及第二齿轮33b在中心部开设孔，在该孔中插入并固定第一轴17、第二轴31。

第二轴31相对于第一轴17在上下方向延伸地设置。换言之，第二轴31以相对于第一轴17的轴长方向交叉的方向成为旋转轴的方式设置。即，若将第一轴17和第二轴31的旋转轴分别延长，则处于交叉的关系。在图1中，作为交叉的关系的一个具体例，示出第一轴17和第二轴31成为垂直关系的场合。另外，由于只要在确保第一轴17和第二轴31在延长的场合交叉的关系的方向上设置第二轴31即可，所以，第一轴17和第二轴31所成的角度不是90°(垂直)，例如也可以在成为70°至110°的位置设置第二轴31。这样，通过将第一轴17和第二轴31配置成在延长的场合交叉的关系，后述的叶轮30的吸入口相对于制冷剂5的液面以平行或者倾斜的关系接触，因而，相比第一轴17和第二轴31处于不相交的位置关系的场合，能高效且可靠地汲起制冷剂5。

在第二轴31的下端、即第二轴31中未设置动力传递机构32的那侧，设有汲起制冷剂5的叶轮30。叶轮30由圆板和设在圆板的下表面的多个叶片构成，在中心部具有旋转轴。叶片以从中心部附近朝径向外侧延伸的方式设置，通过在第二轴31的旋转轴方向具有一定的高度，在旋转时，构成使制冷剂5旋回以及上升的面。叶轮30由于安装于第二轴31，所以，第二轴31成为叶轮30的旋转轴。即，叶轮30以叶轮30的旋转轴成为与第一轴17的旋转轴交叉那样的朝向的方式设置。进而，制冷剂汲起机构具备从箱体8内侧面朝叶轮30延伸设置的叶轮罩34。叶轮罩34以叶轮罩34的上端相比叶轮30的圆板位于下方的方式设置。叶轮罩34成为叶轮30的制冷剂吸入口。通过按照这样的朝向来设置叶轮30以及叶轮罩34，能从叶轮30的旋转轴(第二轴31)方向吸入制冷剂5，使其朝向叶轮30的叶片的径向外侧流出。

因而，通过像本公开的制冷剂5的汲起机构那样设置叶轮30，相比以往的泵，能容易向叶轮30的上部汲起。即，本公开的制冷剂5的汲起机构能将贮存于壳体2下部的排泄部7的制冷剂5向壳体2内部的发热部供给。

设在壳体2的外侧面的箱体8收容有第一轴17的非输出侧的突出部、动力传递机构32、第二轴31、叶轮30和叶轮罩34。箱体8配置成与非输出侧托架4连接。进而，在箱体8内部，设有进行制冷剂5的热交换的热交换器40、以及贮存进行了热交换后的制冷剂5的第一制冷剂贮存部60。即，在箱体8设有制冷剂5的汲起机构。

热交换器40设在箱体8的底部，对积存在壳体2的排泄部7的制冷剂5进行冷却。即，设在箱体8的底部中与壳体2的侧面相接那样的位置上。自此，使用图5、图6对热交换器40的相关构成进行说明。图5是作为热交换器40的一个具体例的板式热交换器41的概略构成图。图6是将热交换器40的周边放大了的主要部分剖视图，是示出了热交换器40与排泄部7、热交换器40与第一制冷剂贮存部60的关系的图。

热交换器40设在成为叶轮30的旋转空间的第一制冷剂贮存部60与排泄部7之间。即，热交换器40设在叶轮30与排泄部7之间。在以往的旋转电机中，在吸入制冷剂5的泵例如摆线泵或叶片泵这样的容积型泵与贮存制冷剂5的制冷剂积存部之间，设置有热交换器40或阀门等成为阻力的构成，存在泵的吸入效率降低的问题。但是，在本公开中，通过替代以往的吸入制冷剂5的泵而应用叶轮30，即使对于在叶轮30与排泄部7之间设置热交换器40的构成，也能通过使叶轮30旋转而高效地吸入制冷剂5。

在此，将在热交换器40与制冷剂5进行热交换的制冷剂称为外部制冷剂6。如上述那样，制冷剂5是在旋转电机1的内部循环的制冷剂5，对定子芯10、线圈11以及永久磁铁14进行冷却。另一方面，外部制冷剂6表示从箱体8外部被取入到热交换器40内部并与制冷剂5进行热交换的制冷剂。对于制冷剂5和外部制冷剂6，使用油或LLC(Long Life Coolant，长效冷却剂)等。为了容易说明而予以区别记载，但制冷剂5和外部制冷剂6也可以是相同种类的制冷剂。

图5所示的板式热交换器41通过层积传热板46而构成，该传热板46具有使制冷剂5流入流出的制冷剂流入流出孔42、43以及使外部制冷剂6流入流出的外部制冷剂流入流出孔44、45。在传热板46中，制冷剂流入流出孔42、43以及外部制冷剂流入流出孔44、45的各自的组合相对于传热板46的中心而位于对角线方向。传热板46构成为以仅流通着制冷剂5的传热板46和仅流通着外部制冷剂6的传热板46交替层叠的方式层积，相互的制冷剂不混合。相比其他的热交换器，板式热交换器41的每单位体积的热交换效率较高。因而，通过在本公开的热交换器40使用板式热交换器41，旋转电机1的内部中设置热交换器所需的部分变小，因而，作为旋转电机1整体也可实现小型化。

如图6所示那样，在排泄部7与热交换器40之间设有第二流入流出方向切换机构48，在热交换器40与第一制冷剂贮存部60之间设有第一流入流出方向切换机构47。即，在图6中，第一流入流出方向切换机构47配置在叶轮30的重力方向下侧。

在第一流入流出方向切换机构47，设有将第一制冷剂贮存部60和板式热交换器41的制冷剂流入流出孔42、43连接的制冷剂用流路49、以及将箱体8的外部与板式热交换器41的外部制冷剂流入流出孔44、45连接的外部制冷剂用流路50。另外，在第二流入流出方向切换机构48，设有将排泄部7与板式热交换器41的制冷剂流入流出孔42、43连接的制冷剂用流路49、以及将壳体2的外部与板式热交换器41的外部制冷剂流入流出孔44、45连接的外部制冷剂用流路50。

在图6中，示出了第一流入流出方向切换机构47的制冷剂用流路49与板式热交换器41的制冷剂流入流出孔43连接的场合的各构成的连接的一例。在该场合，第二流入流出方向切换机构48以第二流入流出方向切换机构48的制冷剂用流路49与板式热交换器41的制冷剂流入流出孔42连接的方式，以第二流入流出方向切换机构48的外部制冷剂用流路50与板式热交换器41的外部制冷剂流入流出孔44连接的方式，切换流路的连接。

这样，通过设置第一流入流出方向切换机构47以及第二流入流出方向切换机构48，能使外部制冷剂6向旋转电机1的外部流出而不与制冷剂5混合。

第一制冷剂贮存部60设在由热交换器40进行了热交换后的制冷剂5经由第一流入流出方向切换机构47而被贮存的位置，成为叶轮30的旋转空间。另外，在从旋转电机1的底部观看的场合，第一制冷剂贮存部60的制冷剂5的液面的高度优选的是在制冷剂的汲起开始前叶轮30浸渍于制冷剂5的高度，当开始汲起制冷剂5时处于比叶轮30高的位置。

另外，如图1所示那样，在箱体8内，为了支撑第二轴31，经由支撑构件62地设置叶轮用轴承机构61。在支撑构件62的下侧、即设有叶轮30的那侧，设有贮存由叶轮30从第一制冷剂贮存部60汲起的制冷剂5的第二制冷剂贮存部63。另一方面，在支撑构件62的上侧、即设有动力传递机构32的那侧，设有贮存从第二制冷剂贮存部63流入过来的制冷剂5的第三制冷剂贮存部64。另外，支撑构件62设有将第二制冷剂贮存部63与第三制冷剂贮存部64连通的连通孔65。

制冷剂5作为旋转电机1整体的润滑油发挥功能自不必说，进而，由于制冷剂5也积存在第三制冷剂贮存部64的设有动力传递机构32的部分，所以，制冷剂5也作为动力传递机构32的润滑油发挥功能。通过制冷剂5作为动力传递机构32的润滑油发挥功能，能更加高效地传递动力。

接着，使用图1至图6，连同实施方式1所涉及的旋转电机1的制冷剂循环流动一起，对制冷剂5的汲起机构的动作进行说明。

若转子18开始旋转，则与第一轴17的旋转联动，动力传递机构32向第二轴31传递动力。从动力传递机构32接受到动力的第二轴31与设于第二轴31的叶轮30一起旋转。即，固定于第一轴17的第一齿轮33a与第一轴17的旋转联动地旋转，使经由槽与第一齿轮33a啮合的第二齿轮33b旋转。由于第二齿轮33b固定于第二轴31，所以，伴随于第二齿轮33b的旋转，第二轴31也旋转，设在第二轴31的下端的叶轮30也旋转。

叶轮30由于在第一制冷剂贮存部60内浸渍于制冷剂5，所以，通过叶轮30的旋转动作而开始将排泄部7的制冷剂5汲起(吸入、排出(推高液面))。即，通过第一轴17的旋转使叶轮30旋转，贮存于第一制冷剂贮存部60的叶轮30周边的制冷剂5旋回，从通过叶轮罩设置的制冷剂吸入口向叶轮30的内部吸入制冷剂5。在此，叶轮30的制冷剂的吸入口因叶轮罩而比第二制冷剂贮存部63的宽度小，因而，制冷剂5被吸入到叶轮30的内部。被吸入到叶轮30的内部的制冷剂5通过叶轮30的旋转而旋回，接受到离心力而朝叶轮30的径向外侧流出。从叶轮30流出的制冷剂5顺着第二制冷剂贮存部63的侧壁流动，朝第三制冷剂贮存部64上升。即，通过叶轮30的旋转，贮存于排泄部7的制冷剂5朝叶轮30的叶片的径向外侧流出，流出的制冷剂5顺着第二制冷剂贮存部63以及第三制冷剂贮存部64的内壁流动，朝叶轮30的上部上升。这样，可获得通过叶轮30的旋转动作而使制冷剂5在箱体8内上升到至少第一轴17的高度的汲起效果。

借助通过叶轮30的旋转动作产生的汲起效果而在箱体8内上升的制冷剂5经由第二制冷剂贮存部63、连通孔65，被导向第三制冷剂贮存部64。

被引导至第三制冷剂贮存部64的制冷剂5向设于第一轴17的轴向流路70流入，抵达径向流路71。由于径向流路71在第一轴17的径向使流路延伸，所以，若转子18开始旋转，则抵达第一轴17的径向流路71的制冷剂5接受到离心力的作用。利用该离心力，能将制冷剂5从作为下游侧的轴向流路70导向径向流路71。在径向流路71产生的离心力的作用具有与转子18的转速成比例地变大的特征。

利用转子18的离心力从第一轴17的轴向流路70被引导至第一轴17的径向流路71的制冷剂5向由非输出侧端板16和转子芯13形成的非输出侧端板制冷剂流路26流入。流入到非输出侧端板制冷剂流路26的制冷剂5通过旋转电机1的旋转而接受到离心力，向设在非输出侧端板16的径向的非输出侧喷出孔24和设在转子芯13的磁铁冷却孔22分流。

从非输出侧喷出孔24喷出的制冷剂5被吹向位于非输出侧端板16的径向外侧的定子芯10以及线圈11。由于喷出的制冷剂5直接供给至连续地发热的定子芯10以及线圈11，所以，能进行高效率的冷却。

另一方面，流入到磁铁冷却孔22的制冷剂5将发热的永久磁铁14直接冷却，同时与第一轴17平行地向旋转电机1的输出侧行进，被导向设在输出侧端板15与转子芯13之间的输出侧端板制冷剂流路25。在输出侧端板制冷剂流路25中，制冷剂5也继续地接受到离心力，从设在输出侧端板15的输出侧喷出孔23喷出。喷出的制冷剂5被吹向位于输出侧端板15的径向外侧的定子芯10以及线圈11，冷却定子芯10以及线圈11。

这样，由于制冷剂5从位于旋转电机1的轴向的两端的输出侧喷出孔23和非输出侧喷出孔24喷出，所以，能将发热的定子芯10、线圈11在旋转轴方向以及径向都无偏差地均匀冷却。进而，这一系列的流路具有多个转弯或节流、放大等多个流体阻力。在旋转电机1中，除了因叶轮30的旋转而产生的汲起效果以外，还增加了与第一轴17的旋转联动地在径向流路71产生的汲起效果，因而，即便在旋转电机1内具有多个流体阻力，也能向规定的流路供给制冷剂5。

从输出侧喷出孔23以及非输出侧喷出孔24喷出的制冷剂5在重力的作用下向壳体2的下部落下。落下到壳体2的下部的制冷剂5经过与设在壳体2的底部的排泄部7连通的流通孔9，贮存至排泄部7。即，因重力的作用而落下的制冷剂5经由流通孔9向排泄部7回流。

返回至排泄部7的制冷剂5从定子芯10、线圈11以及永久磁铁14受热而升温。该升温的制冷剂5借助通过第一轴17的旋转而驱动的叶轮30，再次被吸引至热交换器40内。被吸引的制冷剂5在热交换器40中与温度比制冷剂5低的外部制冷剂6进行热交换。由于外部制冷剂6的温度比制冷剂5低，所以，对升温的制冷剂5进行冷却。

在此，对作为热交换器40的一个具体例的板式热交换器41内部的制冷剂5的流动进行说明。

从排泄部7流入至第二流入流出方向切换机构48的制冷剂5从制冷剂流入流出孔42或者制冷剂流入流出孔43向板式热交换器41内流入，在板式热交换器41内部与外部制冷剂6进行热交换，然后，从第一流入流出方向切换机构47的制冷剂用流路49向第一制冷剂贮存部60以及叶轮30供给。此时，外部制冷剂6从第一流入流出方向切换机构47内的外部制冷剂用流路50流入，外部制冷剂6经由板式热交换器41的外部制冷剂流入流出孔44或者外部制冷剂流入流出孔45，在板式热交换器41内部与制冷剂5进行热交换，然后，从第二流入流出方向切换机构48向旋转电机1外部流出。在第一流入流出方向切换机构47以及第二流入流出方向切换机构48中，制冷剂5在制冷剂用流路49内流通，外部制冷剂6在外部制冷剂用流路50内流通。

然后，向第一制冷剂贮存部60以及叶轮30供给的制冷剂5再次经由第一轴17内的轴向流路70以及径向流路71，冷却作为发热部的定子芯10、线圈11、永久磁铁14。通过以上的一系列动作而在旋转电机1内部循环的制冷剂5能利用旋转电机1的转子18的旋转动力进行循环。

如以上所述，本实施方式1所涉及的旋转电机1由于具备设有通过转子18的旋转动力进行驱动的叶轮30的制冷剂汲起机构，能容易地将排泄部7的制冷剂5向热交换器40吸引，进行冷却，并向叶轮30的上部汲起。向叶轮30的上部被汲起的制冷剂5由于经由第一轴17的轴向流路70以及径向流路71而被导向定子12以及转子18，所以，能冷却定子12以及转子18。因而，能高效地汲起制冷剂5，并使其循环，所以，能充分冷却发热部，可获得冷却性能优异的旋转电机。

另外，本公开的制冷剂5的汲起机构由于转子18的旋转轴(第一轴17)与叶轮30的旋转轴(第二轴31)交叉，所以能实现旋转电机1的小型化。另外，由于将在壳体2内循环的所有制冷剂5都在热交换器40进行热交换之后向发热部供给，所以，与将一部分的制冷剂5进行热交换后向发热部供给的场合相比，冷却效率变高。进而，制冷剂5也被导向设有作为制冷剂5的汲起机构的动力传递机构32或叶轮30的部分，所以，制冷剂5也成为动力传递机构32或叶轮30的润滑油，能高效地将制冷剂5汲起并使其循环。因而，由于能高效地汲起制冷剂5并使其循环，所以，能充分冷却发热部，可获得冷却性能优异的旋转电机。

因此，本公开的旋转电机1通过具备设有利用转子18的旋转动力进行驱动的叶轮30的制冷剂5的汲起机构，容易将位于定子12的下部的制冷剂5汲起，使制冷剂5高效地循环，发挥可获得冷却性能优异的旋转电机1的效果。

接着，使用图7对本公开的实施方式1的变形例进行说明。

本变形例的不同之处是在实施方式1的旋转电机1上设置了进行散热的散热翅片90。图7是本变形例的旋转电机1的剖视图。在壳体2的除了底面以外的外表面上安装散热翅片90。散热翅片90通过将在旋转电机1产生的热向壳体2的外侧的空气传热来进行散热。

在壳体2中，因冷却定子芯10、线圈11以及永久磁铁14而被加热的高温的制冷剂5贮存于排泄部7。排泄部7的侧面或底部也是壳体2的内壁。由于壳体2由金属或者树脂成形，所以，能将贮存于排泄部7的制冷剂5的热经由壳体2向散热翅片90传递。另外，由于定子12固定设置于壳体2，所以，在定子12产生的热也能经由壳体2向散热翅片90传递。由于散热翅片90与外气接触，所以，能对经由壳体2传递来的热与外部的空气进行热交换。

这样，通过将在壳体2内产生的热向散热翅片90传递，能将壳体2的热向壳体2的外部高效地散热。因而，能通过利用散热翅片90的空冷来促进热交换器40中的热交换。

根据本变形例，不仅能获得实施方式1的效果，还能获得冷却性能优异的旋转电机1。

实施方式2.

使用图8以及图9对本公开的实施方式2中的旋转电机101进行说明。另外，在图8以及图9中，与图1相同的附图标记表示相同或者相当的部分。该实施方式2构成为在实施方式1所涉及的旋转电机1的第三制冷剂贮存部设置了制冷剂5的防倒流构件91。

图8是本公开的实施方式2所涉及的旋转电机101的剖视图。旋转电机101的制冷剂5的汲起机构通过转子18的旋转而被驱动。因而，在转子18停止旋转的场合，叶轮30停止旋转，存在着贮存于第三制冷剂5贮存部64的制冷剂5因重力的作用而向第二制冷剂贮存部63倒流的可能性。因而，在实施方式2所涉及的旋转电机101中，为了防止制冷剂5的倒流，在第三制冷剂贮存部64设置防倒流构件91。

防倒流构件91是在以支撑构件62为基准进行比较的场合其末端部91a位于比第一轴17的轴向流路70的高度高的位置的构件。可是，防倒流构件91并不是将第三制冷剂贮存部64完全地分隔成存在连通孔65的区域和不存在连通孔65的区域的构件，而是按以下方式设置的构件：在第三制冷剂贮存部64的上部，从连通孔65流入过来的制冷剂5能超越防倒流构件91的末端部91a，朝着有动力传递机构32和第一轴17的一端部的区域流入。图9的(a)～(c)是在从C-C线观看图8的箱体8的内部的场合对防倒流构件91和连通孔65进行投影而得的投影剖视图。防倒流构件91的形状是板状、具有与连通孔65相同大小的直径或者比连通孔65的直径大的直径的圆筒形状或者半圆筒形状。另外，图9的(a)示出防倒流构件91的形状为板状的场合的剖视图，图9的(b)示出防倒流构件91的形状为半圆筒形状的场合的剖视图，图9的(c)示出防倒流构件91的形状为具有比连通孔65的直径大的直径的圆筒形状的场合的剖视图。

在这样构成的实施方式2所示的旋转电机101中，由于也进行与实施方式1所示的旋转电机1同样的动作，所以，以下仅对与防倒流构件91关联的动作进行说明。制冷剂5从第二制冷剂贮存部63流经支撑构件62的连通孔65，被抬起至超过第三制冷剂贮存部64的防倒流构件91的末端部91a的高度，而后被贮存至第三制冷剂贮存部64。因而，即便在转子18停止旋转而制冷剂5因重力将要向第二制冷剂贮存部63倒流的场合，只要制冷剂5不超过防倒流构件91的末端部91a的高度，制冷剂5就不会从连通孔65向第二制冷剂贮存部63倒流。即，能防止制冷剂5的倒流。

在本实施方式2所涉及的旋转电机101中，通过在第三制冷剂贮存部64设置防倒流构件91，即便在转子18停止的场合也能防止制冷剂5的倒流。由于能防止制冷剂5的倒流，所以，能适当地进行定子12或转子18的冷却。

如上所述，在本实施方式2所涉及的旋转电机101中，通过在实施方式1的旋转电机1中进一步设置防倒流构件91，例如即便在转子18停止旋转的场合，也能抑制制冷剂5从第三制冷剂贮存部64倒流，因而，能适当冷却发热部，能获得冷却性能优异的旋转电机101。

实施方式3.

利用图10以及图11对本公开的实施方式3所涉及的旋转电机201进行说明。另外，在图10以及图11中，与图1相同的附图标记表示相同或者相当的部分。该实施方式3所涉及的旋转电机201通过将实施方式1所涉及的旋转电机1的径向流路71的形状变形而得。因而，实施方式3所涉及的旋转电机201的剖视图(未图示)与图1所示的实施方式1所涉及的旋转电机1的剖视图同样。

图10以及图11是从图1的旋转电机1中的B-B线观看非输出侧端板16的剖视图，与图4的变形例相当。图4的第一轴17的径向流路71的出口形状也可以是具有图10的节流部92的形状或是像图11那样具有弯曲部93的形状。

图10的节流部92形成为呈现径向流路71的流路截面面积相对于径向内侧的流路截面面积朝径向外侧变小那样的形状。径向流路71的径向外侧即径向流路71的出口部分被节流，作为大的压力损失体发挥功能。在没有节流部92的场合，若转子18的转速增加，则会产生空气从与径向流路71连通的由非输出侧端板16和转子芯13形成的非输出侧端板制冷剂流路26的倒流，存在无法产生汲起效果的可能性。相对于此，通过在径向流路71设置将出口附近节流的节流部92，产生大的压力上升，因而能抑制空气从径向流路71的倒流。

另外，图11的弯曲部93形成为呈现相对于转子18的旋转方向使径向流路71的出口部分朝相反方向弯曲那样的形状。通过使径向流路71的端部弯曲，与图10的节流部92同样地作为径向流路71的出口附近的压力损失体发挥功能。由此，能抑制空气从非输出侧端板制冷剂流路26的倒流，并且持续汲起制冷剂5。另外，分别说明了节流部92以及弯曲部93，但径向流路71的出口形状也可以是组合了节流部92以及弯曲部93的形状。即便是组合了节流部92以及弯曲部93的形状，也能抑制空气从径向流路71的倒流。

在本实施方式3所涉及的旋转电机201中，通过在径向流路71设置导致压力损失的构成(节流部92、弯曲部93)，即便在转子18的转速增加的场合，也能抑制空气从非输出侧端板制冷剂流路26向径向流路71的倒流，能持续汲起制冷剂5。通过抑制空气朝径向流路71的倒流，能使转子18的转速增加，伴随着转子18的转速的增加，叶轮30的转速也增加，因而，能高效地汲起制冷剂5，能高效地冷却定子12或转子18。其结果，能使制冷剂5高效地循环，能获得冷却性能优异的旋转电机1。进而，由于即便使转速增加也能高效地使制冷剂循环，所以，能使旋转电机1高效地工作。

如上所述，在本实施方式3中，通过在实施方式1的旋转电机1中进一步在径向流路71中设置导致压力损失的构成(节流部92、弯曲部93)，即便在转子18的转速增加的场合，也能抑制空气朝径向流路71的倒流，因而，能高效地汲起制冷剂并使其循环，能获得冷却性能优异的旋转电机201。

实施方式4.

使用图12、图13以及图14来说明本公开的实施方式4所涉及的旋转电机301。另外，在图12、图13以及图14中，与图1相同的附图标记表示相同或者相当的部分。该实施方式4所涉及的旋转电机301使实施方式1所涉及的旋转电机1的叶轮30以及叶轮罩34的形状进行了变形。另外，与实施方式1同样的构成以及动作的说明予以省略。

图12是本公开的实施方式4所涉及的旋转电机301的剖视图。图13是示出本公开的实施方式4所涉及的叶轮30的示意图。图14是由与第二轴31的长度方向平行的面剖切了图13所示的叶轮30的剖视图。

如图12所示那样，叶轮30设置在第二轴31的下端。第二轴31贯通叶轮30的中心部，以与第二轴31一起旋转的方式固定于第二轴31。

如图13所示那样，叶轮30具备叶片94，该叶片94在第二轴31的周向相互空开间隔地配置，具有相对于叶轮30的旋转方向垂直的面。叶片94由于具有相对于叶轮30的旋转方向垂直的面，所以无论转子18的旋转方向如何都能汲起制冷剂。

在此，如图14所示那样，将自第二轴31起至叶片94的外周缘部95为止的径向的距离定义为径向距离D。对于本实施方式4所涉及的叶片94，自第二轴31起至叶片94的外周缘部为止的径向的距离D随着去往第二轴31的下端而减小。即，从第二制冷剂贮存部63朝向第一制冷剂贮存部60，叶片94呈末端变细的形状。

另外，返回图12，本实施方式4所涉及的叶轮罩34是沿着叶轮30旋转时的叶片94的外周缘部95的轨迹的形状。所谓沿着外周缘部95的轨迹的形状，例如是指如图12所示那样与叶轮30空开一定的间隔地沿着叶片94的外周缘部95的棱线的研钵状形状。叶片94的末端浸渍在贮存于第一制冷剂贮存部60的制冷剂5中，利用因叶轮30的旋转产生的离心力，在叶轮30内产生压力差，能将制冷剂汲起。由于叶轮罩34形成为沿着叶片94的形状的形状，所以，能最大限度地提高因叶轮30的旋转产生的压力。因而，通过将叶轮罩34设成为与叶片94的外周缘部95的轨迹吻合的形状，故而能在叶轮30内使压力差变成最大，相比实施方式1所涉及的旋转电机1，能更加高效地将贮存于第一制冷剂贮存部60的制冷剂5吸入，使其朝叶轮30的叶片的径向外侧流出。

在本实施方式4所涉及的旋转电机301中，叶轮30具备叶片94，该叶片94在第二轴31的周向相互空开间隔地配置，并具有相对于叶轮30的旋转方向垂直的面。对于叶片94，自第二轴31至叶片94的外周缘部95的径向的距离D随着去往第二轴31的下端而减小。进而，具备沿着叶轮30旋转时的叶片94的外周缘部95的轨迹的叶轮罩34。根据该构成，能高效地汲起制冷剂5，高效地冷却定子12或转子18，能获得冷却性能优异的旋转电机301。进而，由于即便使转速增加也能高效地使制冷剂循环，所以，能使旋转电机301高效地工作。

如上所述，在本实施方式4中，通过将实施方式1所涉及的旋转电机1的叶轮30以及叶轮罩34的形状变形，不仅可获得与实施方式1同样的效果，也能与转子18的旋转方向无关地将制冷剂5汲起并使其循环，能获得冷却性能优异的旋转电机301。另外，通过使叶轮罩34与叶片94的外周缘部95的轨迹吻合，能在叶轮30内使压力差成为最大，因而，相比实施方式1能进一步高效地汲起制冷剂5并使制冷剂循环，能获得冷却性能优异的旋转电机301。

另外，针对各实施方式的适当的组合、变形或省略也包含在实施方式所示的技术构思的范围内。

附图标记的说明

1、101、201、301旋转电机，2壳体，3输出侧托架，4非输出侧托架，5制冷剂，6外部制冷剂，7排泄部，8箱体，9流通孔，10定子芯，11线圈，12定子，13转子芯，14永久磁铁，15输出侧端板，16非输出侧端板，17第一轴，18转子，20磁铁插入孔，21应力缓和孔，22磁铁冷却孔，23输出侧喷出孔，24非输出侧喷出孔，25输出侧端板制冷剂流路，26非输出侧端板制冷剂流路，27输出侧轴承机构，28非输出侧轴承机构，29油封，30叶轮，31第二轴，32动力传递机构，33伞齿轮，33a第一齿轮，33b第二齿轮，34叶轮罩，40热交换器，41板式热交换器，42制冷剂流入流出孔，43制冷剂流入流出孔，44外部制冷剂流入流出孔，45外部制冷剂流入流出孔，46传热板，47第一流入流出方向切换机构，48第二流入流出方向切换机构，49制冷剂用流路，50外部制冷剂用流路，60第一制冷剂贮存部，61叶轮用轴承机构，62支撑构件，63第二制冷剂贮存部，64第三制冷剂贮存部，65连通孔，70轴向流路，71径向流路，90散热翅片，91防倒流构件，91a末端部，92节流部，93弯曲部，94叶片，95外侧缘部。

Claims (13)

1.一种旋转电机，其中，

上述旋转电机具备：

壳体；

定子，该定子收容于上述壳体；

转子，该转子在上述定子的内侧旋转；

第一轴，该第一轴在上述转子的旋转轴方向延伸并贯通上述转子，并与上述转子一起旋转；

第二轴，该第二轴在上下方向延伸；

动力传递机构，该动力传递机构将上述第一轴的旋转动力向上述第二轴传递；

叶轮，该叶轮设置在上述第二轴的下端，并通过上述第二轴的旋转将在上述壳体内位于比第一轴低的位置的制冷剂汲起到至少第一轴的高度；以及

流路，该流路用于将被汲起至上述第一轴的高度的上述制冷剂向上述转子以及上述定子的发热部供给。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其中，

上述旋转电机还具备：

排泄部，该排泄部设于上述壳体的底部，并贮存上述制冷剂；

箱体，该箱体设于上述壳体的侧面部，并收容从上述壳体突出的上述第一轴的一端部、上述第二轴以及上述动力传递机构；

热交换器，该热交换器冷却上述制冷剂；以及

第一制冷剂贮存部，该第一制冷剂贮存部在上述箱体内设于上述第二轴的下端侧，并贮存由上述热交换器冷却的上述制冷剂。

3.如权利要求2所述的旋转电机，其中，

上述热交换器以与上述壳体的侧面部接触的方式设于上述箱体的底部。

4.如权利要求3所述的旋转电机，其中，

上述动力传递机构具有设于上述第一轴的一端部的第一齿轮和设于上述第二轴的一端部且与上述第一齿轮啮合的第二齿轮。

5.如权利要求2～4中任一项所述的旋转电机，其中，

在上述第一制冷剂贮存部的上方具有用于使上述制冷剂沿上述第二轴上升的第二制冷剂贮存部，在上述第一制冷剂贮存部与上述第二制冷剂贮存部之间具备形成有用于吸入上述叶轮的上述制冷剂的口的叶轮罩。

6.如权利要求5所述的旋转电机，其中，

上述箱体具备支撑构件，该支撑构件将比上述第一制冷剂贮存部靠上部的空间划分成上述第二制冷剂贮存部和第三制冷剂贮存部，并设有将上述第二制冷剂贮存部与上述第三制冷剂贮存部连通的连通孔，

在上述第三制冷剂贮存部，设有在上述转子停止旋转的场合防止上述制冷剂倒流的防倒流构件。

7.如权利要求2～6中任一项所述的旋转电机，其中，

上述第一轴具有沿上述第一轴内的旋转轴方向设置的轴向流路和与上述轴向流路连通且在上述第一轴的径向贯通的径向流路。

8.如权利要求7所述的旋转电机，其中，

上述径向流路呈现相对于径向内侧的流路截面面积使流路截面面积朝径向外侧变小的形状。

9.如权利要求7或8所述的旋转电机，其中，

上述径向流路的端部朝与上述旋转电机的旋转方向相反的方向弯曲。

10.如权利要求2～9中任一项所述的旋转电机，其中，

上述旋转电机还具备安装于上述壳体的外表面的散热翅片。

11.如权利要求2～10中任一项所述的旋转电机，其中，

上述热交换器具有成为上述制冷剂的流路的制冷剂用流路和成为从上述箱体的外部流入的外部制冷剂的流路的外部制冷剂用流路，使上述制冷剂与上述外部制冷剂进行热交换。

12.如权利要求2～11中任一项所述的旋转电机，其中，

上述叶轮具备叶片，该叶片在上述第二轴的周向相互空开间隔地配置，并具有相对于上述叶轮的旋转方向垂直的面，

对于上述叶片，自上述第二轴起至上述叶片的外周缘部为止的径向距离随着去往上述第二轴的下端而减小。

13.如从属于权利要求5的权利要求12所述的旋转电机，其中，

上述叶轮罩是沿着上述叶轮旋转时的上述叶片的上述外周缘部的轨迹的形状。

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