本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子的冷卻結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

作為現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)電機的冷卻裝置，例如已知有如下冷卻裝置，如專利文獻1所示，使軸和對該軸進行增強的軸套部等多個部件組合來構(gòu)成轉(zhuǎn)子軸，其中，在軸的軸芯部以及軸與軸套間的緊固部分別設(shè)置冷卻油路，經(jīng)由該冷卻油路供給冷卻油，對轉(zhuǎn)子及定子等進行冷卻。

專利文獻1：日本專利特許第5448559號公報

但是，在上述專利文獻1所示的冷卻裝置中，由于從軸的軸芯部的孔將軸與軸套的緊固部連通，并設(shè)置到達軸套外周面的通孔來形成轉(zhuǎn)子的油路，因此，在軸套這樣的圓筒部件中很難加工在徑向上較長的孔，存在生產(chǎn)成本變高這樣的問題。

此外，由于設(shè)置與軸和軸套間的緊固部連通的油路，因此，存在因各部件的尺寸精度或組裝精度而導(dǎo)致在緊固部處的油路直徑產(chǎn)生偏差的可能性，并存在制品間的油量不恒定而使得轉(zhuǎn)子的冷卻性產(chǎn)生偏差這樣的問題。

另外，為了高效地對轉(zhuǎn)子進行冷卻，優(yōu)選是對作為轉(zhuǎn)子的熱源的永磁體進行冷卻，但由于油路長，因此，供給至永磁體的冷卻液會成為與軸套及轉(zhuǎn)子芯進行熱交換后的高溫化的冷卻液，存在冷卻不充分的問題。

此外，油路增長會導(dǎo)致壓力損失的增大，因此，為了確保冷卻所需要的油量，需要使油路直徑大徑化，存在因各部件的大型化而使得成本增加及重量增加的問題。

另外，在上述專利文獻1所示的冷卻裝置中，構(gòu)成為在轉(zhuǎn)子芯之間設(shè)置墊圈，并利用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力使冷卻液擴散，將油也飛濺到定子芯以對定子也進行冷卻，但因墊圈的厚度而使輸出會下降，因此，存在為了獲得必要的輸出而必須使電動機大型化的問題。除此之外，從轉(zhuǎn)子飛濺出的冷卻液會進入轉(zhuǎn)子與定子間的空隙，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時因被剪切而發(fā)熱，因此，還存在冷卻液成為熱源的問題。

此外，在混合動力汽車及電動汽車等的旋轉(zhuǎn)電機中，希望在發(fā)動機的燃油效率差的低速旋轉(zhuǎn)區(qū)域中具有高轉(zhuǎn)矩，但在利用因轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的情況下，由于轉(zhuǎn)子的冷卻性取決于轉(zhuǎn)速，因此，存在在低速旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)冷卻液的供給不充分、輸出不足的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決上述這樣的問題而作，其目的在于以簡單的結(jié)構(gòu)使在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的熱有效地冷卻。

本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，包括：外殼；軸，該軸通過軸承以能旋轉(zhuǎn)的方式支承于所述外殼；軸套，該軸套固定于所述軸；轉(zhuǎn)子芯，該轉(zhuǎn)子芯安裝于所述軸套的圓筒部外周面；永磁體，該永磁體隔有間隙地安裝于所述轉(zhuǎn)子芯的外周；一對端板，這一對端板安裝于所述轉(zhuǎn)子芯的兩端面；以及引導(dǎo)板，該引導(dǎo)板配置于所述軸套的圓筒部端面，并與所述軸的外周部和所述軸套的內(nèi)筒部內(nèi)周面一起形成空間，所述軸設(shè)置有從軸端連通至所述空間的貫通油路孔，并且所述端板的內(nèi)周面設(shè)置有油路槽，該油路槽連通至所述轉(zhuǎn)子芯和所述永磁體間的間隙，并且所述軸套設(shè)置有將所述空間與所述油路槽連通的貫通油路孔。

根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機，由于能縮短由軸和軸套構(gòu)成的轉(zhuǎn)子軸的油路長度，因此，能容易地進行轉(zhuǎn)子軸的加工。

此外，由于不需要將軸的貫通油路孔和軸套的貫通油路孔設(shè)置在相對位置處，另外，對端板的內(nèi)周端面進行槽加工來形成油路槽，因此，槽形狀的自由度高，能相對于軸套的貫通油路孔容易地設(shè)置考慮了尺寸精度或組裝精度的開口部，其結(jié)果是，能使油路直徑的偏差小，并能以簡便的方法獲得穩(wěn)定的冷卻性。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明實施方式1的旋轉(zhuǎn)電機的示意結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖2是用于對圖1中的轉(zhuǎn)子內(nèi)的冷卻液的流動進行說明的剖視圖。

圖3是表示沿圖2中的b－b線的軸套和端板的主要部分剖視圖。

圖4是對本發(fā)明實施方式1的旋轉(zhuǎn)電機中的冷卻液的其它流動進行說明的剖視圖。

圖5是表示本發(fā)明實施方式2的旋轉(zhuǎn)電機的示意結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖6是表示圖5中的引導(dǎo)板的示意結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖7是對本發(fā)明實施方式2的旋轉(zhuǎn)電機中的冷卻液的流動進行說明的剖視圖。

(符號說明)

1旋轉(zhuǎn)電機

2外殼

2a、2b外殼構(gòu)件

3軸承

7油路

7a、7b噴射孔

7c油路

10轉(zhuǎn)子

11軸

11a貫通油路孔

12軸套

12a貫通油路孔

13轉(zhuǎn)子芯

14永磁體

15、16端板

15a油路槽

17夾持構(gòu)件

18引導(dǎo)板

18a軸向面

20定子

21定子芯

22絕緣體

23定子線圈

23a線圈端

24線圈端蓋

具體實施方式

實施方式1

以下，參照作為實施方式1的圖1～圖3，對本發(fā)明進行說明。

另外，各圖中，相同符號表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠帧?/p>

圖1是表示本發(fā)明實施方式1的旋轉(zhuǎn)電機的示意結(jié)構(gòu)的剖視圖。

這種旋轉(zhuǎn)電機具有作為電動機或發(fā)電機的功能，能裝載于例如混合動力汽車或電動汽車等。

在圖1中，旋轉(zhuǎn)電機1構(gòu)成為包括：外殼2，該外殼2使一對碗狀的構(gòu)件2a、2b對接而形成；定子20，該定子20呈圓周狀配置在上述外殼2內(nèi)；以及轉(zhuǎn)子10，該轉(zhuǎn)子10與定子20之間隔著一定的空隙，以能旋轉(zhuǎn)的方式配置于外殼2。

在此，定子20包括：圓環(huán)狀的定子芯21；絕緣體22，該絕緣體22組裝于定子芯21的兩端面；定子線圈23，該定子線圈23夾著絕緣體22卷繞于定子芯21；以及線圈端蓋24，該線圈端蓋24以覆蓋定子線圈23的線圈端23a的方式配置于定子芯21的兩端面。

另一方面，轉(zhuǎn)子10包括：軸11，該軸11經(jīng)由安裝在外殼2內(nèi)的軸承3被支承成能旋轉(zhuǎn)；軸套12，該軸套12用于對上述軸11進行增強且具有固定于軸11的支承部及圓筒部；轉(zhuǎn)子芯13，該轉(zhuǎn)子芯13安裝于上述軸套12的外周；永磁體14，該永磁體14構(gòu)成配置于上述定子芯13外周的磁極；以及一對端板15、16和夾持構(gòu)件17，這一對端板15、16和夾持構(gòu)件17與軸套12的外周部嵌合，并用于對轉(zhuǎn)子芯13及永磁體14進行固定。

此外，包括引導(dǎo)板18，該引導(dǎo)板18與軸套12的內(nèi)周側(cè)側(cè)端部抵接而配置，由上述引導(dǎo)板18、軸11的外周部和軸套12的內(nèi)周部、軸11與軸套12間的緊固部在轉(zhuǎn)子10內(nèi)形成空間a。另外，在軸11上形成有貫通油路孔11a，該貫通油路孔11a由從一端沿軸向設(shè)置的軸向孔和從上述軸向孔沿徑向延長且與空間a連通的徑向孔構(gòu)成。此外，在軸套12上設(shè)置有與空間a連通的多個貫通油路孔12a，另外，在一方的端板15上形成有多個油路槽15a，該油路槽15a能與轉(zhuǎn)子芯13和配置于轉(zhuǎn)子芯13的外周部的永磁體14間的間隙連通。

此外，外殼2形成有注入口及排出口(均未圖示)、油路7、多個噴射孔7a、多個噴射孔7b、油路7c(與油路7的連結(jié)部分未圖示)，其中，上述注入口及排出口用于將從外部泵壓送來的冷卻液導(dǎo)入、排出，上述油路7用于將從注入口注入的冷卻液輸送至定子20的兩端，多個上述噴射孔7a用于將從油路7輸送來的冷卻液5朝向線圈端23a或線圈端蓋24的內(nèi)壁噴射，多個上述噴射孔7b使冷卻液5朝向軸承3噴射，上述油路7c用于將冷卻液供給至設(shè)于軸11的貫通油路孔11a。

接著，對如上所述構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機1的冷卻作用進行說明。

首先，在汽車等的發(fā)動機啟動時，外部泵及旋轉(zhuǎn)電機1動作，利用外部泵將冷卻液經(jīng)由油路7、噴射孔7a、7b、7c壓送至旋轉(zhuǎn)電機1內(nèi)部。經(jīng)由上述油路7、噴射孔7a、7b、7c供給來的冷卻液從軸11的貫通油路孔11a釋放至空間a，在轉(zhuǎn)子10旋轉(zhuǎn)的情況下利用轉(zhuǎn)子10的離心力而被集中至軸套12的內(nèi)周面，或者是在轉(zhuǎn)子10極低速旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)的情況下利用自重而被集中至軸套12的內(nèi)周面。此時，如圖2所示，設(shè)于軸套12的端面的引導(dǎo)板18起到堤壩的作用，預(yù)先將冷卻液(圖中用虛線表示)積存在形成于軸套12的內(nèi)周面的空間a中，并能抑制冷卻液向軸向流出。

此外，積存于空間a的冷卻液經(jīng)由軸套12的貫通油路孔12a、與該貫通油路孔12a連通的設(shè)于端板15的油路槽15a，而如圖2中用箭頭表示的那樣供給至轉(zhuǎn)子芯13與永磁體14間的間隙。藉此，能將最大程度抑制了熱交換的冷卻液供給至永磁體14，并能實現(xiàn)轉(zhuǎn)子10更有效的冷卻。

另外，圖3表示沿圖2中的b－b線的軸套和端板的主要部分截面。

在此，形成于由軸11和軸套12構(gòu)成的轉(zhuǎn)子軸的油路能僅設(shè)置為與空間a連通的軸11的貫通油路孔11a和從空間a朝永磁體14側(cè)連通的軸套12的貫通油路孔12a。其結(jié)果是，能縮短軸11與軸套12間的油路長度，因此，能容易地進行轉(zhuǎn)子軸的加工。

此外，由于不需要將軸11的貫通油路孔11a和軸套12的貫通油路孔12a設(shè)置在相面對的位置處，另外，對端板15的內(nèi)周端面實施槽加工來形成油路槽15a，因此，槽形狀的自由度高，能相對于軸套12的貫通油路孔12a容易地設(shè)置考慮了尺寸精度或組裝精度的開口部。因而，能使油路直徑的偏差小，且能以簡便的方法獲得穩(wěn)定的冷卻性。

此外，由于能縮短從軸套12的內(nèi)周面到永磁體14的油路，因此，能使冷卻液的壓力損失變小，通過預(yù)先利用引導(dǎo)板18積存冷卻液，即便在轉(zhuǎn)子軸極低速旋轉(zhuǎn)時的微小的離心力的作用下，也能足夠?qū)⒗鋮s液供給至永磁體14，且在轉(zhuǎn)子軸沒有旋轉(zhuǎn)的情況下，也能利用冷卻液的自重進行供給，從而能加速轉(zhuǎn)子10的冷卻。

除此之外，引導(dǎo)板18起到散熱風(fēng)扇的作用，通過使轉(zhuǎn)子10旋轉(zhuǎn)來對引導(dǎo)板18進行空冷，與引導(dǎo)板18接觸的冷卻液也會被間接地冷卻，能將溫度更低的冷卻液供給至永磁體14，并能實現(xiàn)轉(zhuǎn)子10更有效的冷卻。

接著，基于圖4，對這樣的實施方式1中的其它冷卻作用進行說明。

在實施方式1中，如圖4所示，構(gòu)成為使對軸承3進行支承的外殼2的軸承部2c的軸向端面相對于外殼構(gòu)件2a的內(nèi)壁部突出。

通過這樣使軸承部2c突出，當(dāng)從形成于外殼構(gòu)件2a的噴射孔7b噴出的冷卻液沿外殼構(gòu)件2a的內(nèi)周壁流過之后，能在軸承部2c附近沿軸承部2c的突出方向改變液流，然后，利用位于軸承部2c的軸向端面的冷卻液的表面張力，能形成如下三個液流，即，沿著軸承部2c的端面流至軸承3的液流x，在由軸承部2c的軸向端面、引導(dǎo)板18的端面及軸11形成的空間c內(nèi)流動的液流y，利用冷卻液的自重而從軸承部2c落下的液流z。

藉此，由于能利用液流x使軸承3潤滑，并且能利用液流y、z使飛散至空間c間的冷卻液與引導(dǎo)板18抵接，因此，能利用油冷使通過空冷冷卻后的引導(dǎo)板18進一步冷卻。因而，能對積存在引導(dǎo)板18與軸套12內(nèi)周部間的冷卻液進行冷卻，并能進行更有效的冷卻。

實施方式2

圖5是表示本發(fā)明實施方式2的旋轉(zhuǎn)電機的示意結(jié)構(gòu)的剖視圖。

在上述實施方式1中，將引導(dǎo)板18設(shè)置成大致圓盤狀，將軸承部2c的軸向端面配置于在軸向上與軸套12分開的位置，但在實施方式2中，如圖5、圖6所示，構(gòu)成為將引導(dǎo)板18設(shè)置成大致杯狀的形狀，并且使對軸承3進行支承的外殼構(gòu)件2a的軸承部2c突出，并使引導(dǎo)板18的軸向的面18a與軸套12的內(nèi)周面及軸承部2c的外周面隔著間隙地相對。

通過如上所述構(gòu)成，從軸11的貫通油路孔11a放出的冷卻液能被積存在軸套12的內(nèi)周面與大致杯狀的引導(dǎo)板18的軸向面18a間的空間，并能增大與引導(dǎo)板18接觸的冷卻液的表面積。因而，通過轉(zhuǎn)子10旋轉(zhuǎn)而能使引導(dǎo)板18空冷，隨之，能對滯留在空間a的冷卻液進行冷卻，從而能進行更有效的冷卻。

此外，如圖7所示，通過使引導(dǎo)板18的軸向面18a與沿軸向突出的軸承部2c的外周面重疊，由于不僅液流y的冷卻液，從軸承部2c落下的液流z的冷卻液也能與引導(dǎo)板18抵接，因此，能使更多的冷卻液與引導(dǎo)板18的寬敞面接觸，從而能進一步提高冷卻效果。

另外，本發(fā)明不限定于上述實施方式，能在不脫離其精神的范圍內(nèi)進行適當(dāng)變形、省略。