旋转电机的制作方法_2

文档序号:9402286阅读:来源:国知局
设为R2,将端板17的半径设为R3,此时,具有关系R3> R1) R2。此外,叶片172的形状、数量并没有特别限定,只要是能够随着转子2的旋转而旋转,并从远心方向、即径向内侧朝向外侧产生气流的形状即可。
[0020]另外,本实施方式I所涉及的旋转电机在外壳内作为冷却机构具备喷雾产生单元以提供作为液体制冷剂的冷却油喷雾。喷雾产生单元通过随着转子2的旋转,而利用负载侧端板17及非负载侧端板18中的某一个端板的下端部或这两个端板的下端部使存积在外壳内的冷却油溅起,从而产生喷雾。本实施方式I中,将非负载侧端板18的下端部设为主要的喷雾产生单元。
[0021]存积在外壳内的冷却油的液面高度(图3中用H来表示)被调整成比非负载侧端板18的下端部要高且比远心风扇的叶片172的最下端部要低的位置。由此,转子铁心15及非负载侧端板18的下端部浸入冷却油中,通过旋转来溅起冷却油,产生喷雾。另一方面,由于远心风扇的叶片172不浸入冷却油中,因此叶片172不会搅拌冷却油,从而抑制转矩损耗的产生。
[0022]若在具有上述冷却机构的旋转电机中使转子2旋转,则非负载侧端板18的下端部溅起冷却油,产生冷却油喷雾。另外,如图3的箭头标记所示,由设置于负载侧端板17的远心风扇产生从径向内侧朝径向外侧的气流。流入远心风扇的空气通过转子铁心15的第I贯通孔13及非负载侧端板18的第2贯通孔181,从非负载侧空间22提供。另外,由远心风扇排出至负载侧空间21的空气通过空隙19及定子外周槽20返回至非负载侧空间22。
[0023]也就是说,利用设置于负载侧端板17的远心风扇,包含冷却油喷雾的外壳内空气在转子铁心15内部的第I贯通孔13与转子2外部的通风路径中以相反方向流动,从而在旋转电机内形成包含冷却油喷雾的汽液混合的循环气流。根据上述冷却机构,能够将在外壳内的某一处产生的喷雾随着循环气流提供至整个设备内的任意部位,从而能以少量的喷雾量来进行有效的冷却。例如,在上述现有技术中无法获得冷却效果的线圈端12的外周侧、定子3的背面侧也能获得冷却效果。
[0024]此外,通过将不具有远心风扇的非负载侧端板18设为喷雾产生单元,从而刚刚产生的喷雾随着循环气流通过转子铁心15内部的第I贯通孔13,因此转子2能获得较好的冷却效果。
[0025]此外,作为负载侧端板17及非负载侧端板18的构成材料,通过使用非磁性材料,从而能添加将来自永磁体16的漏磁通阻断的效果。另外,为了获得相同效果,也可以在转子铁心15与端板17、18之间设置由非磁性材料构成的构件。
[0026]另外,对于端板17、18的构成材料,优选热膨胀率与轴I的构成材料相近似的材料。由此,在转子铁心15的温度发生变化的情况下,轴I与两端板17、18的嵌合条件也不会发生变化,因此旋转电机的可靠性得到提高。
[0027]此外,对于嵌合有定子3的部分的构成材料,优选线膨胀率与定子3的构成材料相近似的材料。由此,即使在高温时,嵌合的关系特性也不会发生变化,在使用润滑性较高的液体制冷剂时,也不会产生嵌合部发生滑动这样的问题。
[0028]如上所述,根据本实施方式1,通过利用非负载侧端板18的下端部溅起冷却油来产生喷雾,并利用设置于负载侧端板17的远心风扇来使包含该喷雾的空气循环,从而能利用该简易结构来高效地冷却转子2、定子3双方。另外,由于远心风扇的叶片172不浸入冷却油中,因此无需叶片172具有能耐搅拌阻力的强度,从而能以简易的结构来实现,并能抑制制造成本的提高。此外,由于远心风扇不浸入冷却油,因此能抑制因搅拌阻力而造成的效率下降,从而能实现旋转电机的小型轻量化及高效化。
[0029]实施方式2
本发明的实施方式2中,利用图4?图11来说明用于提高上述实施方式I中说明的旋转电机的冷却机构的冷却效果的各种变形例。此外,本实施方式2所涉及的旋转电机的整体结构与上述实施方式I相同,因此省略说明(参照图1)。
[0030]作为用于增加循环气流的流量的变形例,如图4所示,在转子2的外周面形成在轴向上贯通的多个转子外周槽23。由此,转子2与定子3之间的空隙19与转子外周槽23成为转子2外部的通风路径,转子2外部的循环气流的流量增加,因此冷却效果提高。
[0031]另外,上述实施方式I中,在非负载侧端板18的端部溅起冷却油,然而端部是平滑面,溅起的量依赖于冷却油的粘性。增加冷却油的溅起量能有效增加喷雾产生量。图5?图9示出了用于提高非负载侧端板18的冷却油溅起能力,并增加喷雾产生量的变形例。此夕卜,图5?图9示出了非负载侧端板,(a)是俯视图,(b)是局部剖视图。这些图中,省略了第2贯通孔181的图示,图中,H表示冷却油的油面高度。
[0032]在图5所示的示例中,浸入非负载侧端板18的冷却油的端部在周向上等间隔地形成多个圆筒状的凹陷部182。凹陷部182浸入冷却油,通过旋转在凹陷部182的内部获得冷却油。由此,能提高非负载侧端板18的冷却油溅起能力,增加喷雾产生量。此外,设置于负载侧端板17的叶片172的外径位于凹陷部182的内侧。
[0033]另外,如图6所示,也可以将多个凹陷部182a从转轴中心起配置成辐射状。由此,能够提高作为喷雾产生单元的功能,并实现非负载侧端板18的轻量化,提高旋转电机的效率。此外,在图7所示的示例中,凹陷部182b具有与端板18的外周连通的槽部。由此,能够提尚作为嗔雾广生单兀的功能,提尚冷却油向转子2的径向飞散的能力,提尚线圈端部12的冷却效果。
[0034]图5?图7所示的变形例中,与上述实施方式I相同,非负载侧端板18的外径在转子铁心15的外径以下,然而,如图8所示,也可以将端板18的外径设得大于转子铁心15,仅使具有凹陷部182的端板18的下端部浸入冷却油中。由此,能将转子铁心15的下端部设得高于冷却油的油面高度。此外,图9中,使非负载侧端板18的形状朝轴向倾斜,避开线圈端部12来进行配置,从而能比图8更进一步下降油面高度。
[0035]由此,将非负载侧端板18的外径设定为在转子铁心15的外径以下的情况,以及将非负载侧端板18的外径设定得大于转子铁心15的外径的情况,分别具有如下优点。在端板18的外径在转子铁心15的外径以下的情况下,如图10 (a)所示,在将转子2与定子3相组合时,既能够从转子2的负载侧(图中用L表示)进行组装,也能够从转子2的非负载侧(图中用R表示)进行组合,从而组装特性的自由度较大。
[0036]另一方面,在将端板18的外径设定得大于转子铁心15的外径的情况下,如图10(b)所示,从非负载侧进行的组装受到限制。取而代之地,由于转子铁心15的下端部不浸入冷却油,因此因冷却油溅起而产生的转矩损耗能得到抑制,从而兼顾旋转电机的高效化与冷却效果的提高。
[0037]优选为,根据旋转电机的规格来决定是否将端板18的外径设定得大于旋转铁心15的外径。例如,在是转子铁心15的轴向尺寸较短的规格的情况下,转子铁心15与冷却油之间的接触面积较小,因冷却油溅起而产生的转矩损耗较小,因此优先组装特性而将端板18的外径设定为在转子铁心15的外径以下。相反,在是转子铁心15的轴向尺寸较长的规格的情况下,因冷却油溅起而产生的转矩损耗较大,因此将端板18的外径设定得大于转子铁心15的外径,使得转子铁心15不浸入冷却油。
[0038]此外,在将端板18的外径设定得大于转子铁心15的外径的情况下,如图11所示,也可以将凹陷部182设置在转子铁心15—侧。由此,能进一步提高冷却油的溅起能力。另夕卜,在到此为止说明的示例中,在圆周方向上配
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