旋转电机的制作方法

文档序号:33624582发布日期:2023-03-25 15:21阅读:57来源:国知局
旋转电机的制作方法
旋转电机
1.优先权基础申请等相关申请的引用
2.本技术以日本专利申请2021-153136(申请日:2021年9月21日)为基础,要求该申请的优先权的利益。本技术通过参照该申请而包含该申请的全部内容。
技术领域
3.本文所述的实施方式涉及旋转电机。


背景技术:

4.近年来,提出有在转子的磁极配置永久磁铁的永久磁铁式旋转电机。此外,车辆驱动用的旋转电机需求小型化以及高输出化。伴随高输出化,定子线圈以及永久磁铁的温度上升可能成为问题。因此,需要强化旋转电机的冷却性能。


技术实现要素:

5.本发明的实施方式的课题在于提供提高了冷却性能的旋转电机。
6.根据实施方式,旋转电机,其具备:定子,具备具有位于轴向的一端的第一端面及位于所述轴向的另一端的第二端面、以及外周面的筒状的定子铁芯,安装于所述定子铁芯的定子线圈,以及设于所述定子铁芯的外周的第一流路形成部,所述第一流路形成部形成有从所述定子铁芯的轴向的一端延伸至另一端的第一流路、以及在所述定子铁芯的径向上位于所述第一流路的外侧并从所述定子铁芯的轴向的一端延伸至另一端的第二流路;第一托架,具备具有与所述第一端面对置的开口端的环状的周壁,与所述第一端面隔开间隔地对置的底壁,以及由所述周壁的一部分形成的第二流路形成部;以及第二托架,具备具有与所述第二端面对置的开口端的环状的周壁,以及与所述第二端面隔开间隔地对置的底壁。所述第一托架的所述第二流路形成部具备:第一端壁,从所述周壁的所述开口端沿径向伸出并具有周向的宽度;一对第一侧壁,从所述第一端壁的所述周向的一端以及另一端分别沿所述轴向延伸至所述底壁,并且沿所述径向立设、并在所述周向上隔开间隔地相互对置;第一底壁,位于所述一对第一侧壁之间,从所述第一端壁的所述开口端侧的端部沿所述轴向延伸至所述底壁,并具有所述周向的第一宽度;第一隔壁,位于所述一对第一侧壁之间,从所述第一端壁沿所述轴向延伸至所述底壁并具有所述周向的第一宽度,在所述径向上隔开间隔地与所述第一底壁对置;第一顶壁,位于所述一对第一侧壁之间,从所述第一端壁的伸出侧的端部沿所述轴向延伸至所述底壁并具有所述周向的第一宽度,在所述径向上隔开间隔地与所述第一隔壁对置;第一流出口,形成于所述第一端壁并具有所述周向的规定宽度,与所述第一流路的一端对置;第二流出口,形成于所述第一端壁并具有所述周向的规定宽度,相对于所述第一流出口位于所述径向的外侧并与所述第二流路的一端对置;第一流入口,形成于所述第一底壁并位于与所述底壁相邻的位置,具有所述周向的第一宽度;第二流入口,形成于所述第一底壁并相对于所述第一流入口位于所述第一端壁侧,具有比所述第一宽度小的所述周向的第二宽度;流通口,形成于所述第一隔壁并位于与所述第二流入
口对置的位置,具有比所述第一宽度小的所述周向的第三宽度;以及筒状的第二隔壁,位于所述第一底壁与所述第一隔壁之间,具有与所述第一底壁相连并位于所述第二流入口的周围的一端、以及与所述第一隔壁相连并位于所述流通口的周围的另一端。通过所述第一底壁、所述第一隔壁、所述一对第一侧壁、以及所述第二隔壁,形成将所述第一流入口与所述第一流出口相连的外部气体流路,通过所述第一隔壁、所述第一顶壁、所述一对第一侧壁、以及所述第二隔壁,形成将所述第二流入口与所述第二流出口相连的内部气体流路。
附图说明
7.图1是表示实施方式的旋转电机的外观的立体图。
8.图2是将第一托架以及罩板分解示出的所述旋转电机的分解立体图。
9.图3是沿着图1的线a-a的所述旋转电机的剖面图。
10.图4是沿着图3的线c-c的第一托架部分的剖面图。
11.图5是沿着图3的线d-d的第一托架部分的剖面图。
12.图6是沿着图3的线b-b的所述旋转电机的剖面图。
13.图7是表示所述旋转电机的一部分纵剖面的所述旋转电机的剖面图。
14.图8是示意地表示第一托架的外部气体流路以及内部气体流路的立体图。
15.图9是包含沿着图8的线f-f的流路形成部的剖面的立体图。
16.图10是包含沿着图8的线g-g的流路形成部的剖面的立体图。
17.图11是包含沿着图8的线h-h的流路形成部的剖面的立体图。
18.图12是包含沿着图3的线e-e的第二托架部分的剖面图。
具体实施方式
19.以下参照附图对实施方式的旋转电机进行说明。
20.另外,本公开仅为一例,本领域技术人员能够容易想到的保持发明的主旨的适当变更当然也包含在本发明的范围内。在全部实施方式中对于共通的构成标注相同的附图标记,并省略重复的说明。此外,各图是用于促进实施方式及其理解的示意图,其形状、尺寸、比例等存在与实际的装置不同之处,但其能够参考以下的说明与公知的技术而适当设计变更。
21.(实施方式)
22.图1是表示实施方式的旋转电机的外观的立体图,图2是将第一托架以及罩板分解示出的旋转电机的分解立体图,图3是沿着图1的线a-a的旋转电机的剖面图。在以下的说明中,将旋转电机的中心轴线c1的方向称作轴向,将与中心轴线c1正交的方向称作径向,将绕中心轴线c1环绕的方向称作周向。
23.如图1以及图2所示,旋转电机10构成为所谓的全封闭型旋转电机。旋转电机10具备定子12、固定于定子12的轴向的一端面的第一铁芯按压件14a以及固定于定子12的轴向的另一端面的第二铁芯按压件14b、固定于第一铁芯按压件14a并覆盖定子12的一端侧(驱动侧)的碗形状的第一托架16、固定于第二铁芯按压件14b并覆盖定子12的另一端侧(非驱动侧)的碗形状的第二托架18、以及固定于定子12的外周的多张例如四张罩板20。第一托架16以及第二托架18与定子12一同构成内部被密闭的壳体(外壳)。在第一托架16以及第二托
架18安装有内置后述的轴承b1、b2的轴承座。在壳体内,设有相对于定子12旋转自如的后述的转子28。转子的旋转轴的轴向的两端部由轴承支承,并绕中心轴线c1旋转自如地配置。
24.如图3所示,定子12具有大致环状或者圆筒状的定子铁芯24、以及卷绕于定子铁芯的定子线圈26。定子铁芯24通过沿轴向层叠多张磁性材料、例如由硅钢板构成的环状的金属薄板(电磁钢板)p1而构成。定子线圈26配置于定子铁芯24的多个槽中,并且具有从定子铁芯24的轴向的一端面24a以及另一端面24b沿轴向伸出的线圈端部27a、27b。与定子铁芯24的轴向的一端面以及另一端面重叠地配置第一铁芯按压件14a以及第二铁芯按压件14b,从轴向的两侧夹持定子铁芯24。
25.第一托架16例如通过铝或者铝合金形成为碗形状,一体地具有大致圆筒形状的周壁16a以及将周壁16a的一端侧封堵的圆盘状的底壁16b。第一托架16通过将周壁16a的开口侧一端固定于第一铁芯按压件14a,从而与中心轴线c1同轴地配置并覆盖定子12的驱动侧。底壁16b与定子铁芯24的一端面在轴向上隔开间隔地对置。环状的第一轴承托架53通过螺栓紧固于底壁16b的中央部。内置有第一轴承b1的第一轴承座54紧固于第一轴承托架53的中央部。在第一轴承b1的周围,在第一轴承托架53设有多个进气口55。
26.图4是沿着图3的线c-c的第一托架16的横截面图。如图所示,在第一轴承托架53设有多个进气口55。多个进气口55位于旋转轴30的周围,在周向上等间隔地排列。
27.如图3所示,第二托架18例如通过铝或者铝合金形成为大致碗形状,一体地具有大致圆筒形状的周壁18a、将周壁18a的一端侧封堵的圆盘状的底壁18b、以及设于底壁18b的内表面侧并与周壁18a隔开间隔地对置的环状的隔壁18c。第二托架18通过将周壁18a的开口侧一端固定于第二铁芯按压件14b,从而与中心轴线c1同轴地配置并覆盖定子12的非驱动侧。内置有第二轴承b2的第二轴承座62紧固于底壁18b的中央部。在第二轴承b2的周围,在底壁18b设有多个进气口55。
28.转子28具备旋转轴30、转子铁芯32、以及嵌入转子铁芯32的多根永久磁铁m。旋转轴30与中心轴线c1同轴地配置于壳体内,轴向的一端部以及另一端部分别由第一轴承b1、第二轴承b2旋转自如地支承。旋转轴30的一方的端部穿过轴承b1向机外伸出,构成了驱动端部30a。
29.转子铁芯32通过沿轴向层叠多张磁性材料、例如由硅钢板构成的环状的金属薄板(电磁钢板)p2而构成,形成为大致圆筒形状。转子铁芯32安装于旋转轴30的轴向的大致中央部,在定子铁芯24的内侧,与中心轴线c1同轴地配置。转子铁芯32的外周面隔开间隙(空气间隙)地与定子铁芯24的内周面对置。转子铁芯32的轴向长度与定子铁芯24的轴向长度大致相等地形成,转子铁芯32跨全长与定子铁芯24对置。
30.在转子铁芯32的外周部形成有分别沿轴向延伸的多个磁铁嵌入孔50,并沿周向隔开间隔地排列。磁铁嵌入孔50沿轴向贯通转子铁芯32而形成,并在转子铁芯32的两端面开口。在各磁铁嵌入孔50中装填有矩形板状的永久磁铁m。永久磁铁m跨转子铁芯32的轴向全长延伸设置。
31.转子铁芯32由安装于旋转轴30的一对圆板状的铁芯按压件28a、28b,从轴向两端面夹持而被支撑。铁芯按压件28a、28b形成为环状,其外径形成得比转子铁芯32的外径稍小。
32.在转子铁芯32与第一轴承b1之间,在旋转轴30安装有第一风扇fa,并与旋转轴30
一体地自如旋转。在转子铁芯32与第二轴承b2之间,在旋转轴30安装有第二风扇fb,并与旋转轴30一体地自如旋转。
33.第一风扇fa构成为离心式风扇,通过旋转而产生径向方向的风。第一风扇fa具备喇叭形状或者扇形状的风扇主体70a。风扇主体70a固定于旋转轴30,从转子铁芯32侧向第一托架16、并且向径向的外周侧扩大并伸出。风扇主体70a的外周缘部位于第一托架16的周壁16a的内侧,与周壁16a的一部分在径向上排列地配置。该外周缘部与周壁16a的内周部隔着圆环状的微小间隙相互扣合。圆环状的微小间隙部形成为互为凹凸形状的大致两段构造,形成有迷宫构造部x。
34.第一托架16的内部空间由风扇主体70a分隔为规定于第一风扇fa与底壁16b之间的外侧空间oa、以及规定于第一风扇fa与定子12之间的内侧空间ia。第一托架16的进气口55与外侧空间oa连通。
35.图5是沿着图3的线d-d的第一托架16部分的横截面图。如图所示,第一风扇fa具有与风扇主体70a的定子铁芯24一侧的内表面隔开间隙地对置配置的环状的内罩72、设于风扇主体70a的内表面与内罩72之间的多片内叶片73、以及设于风扇主体70a的第一轴承b1一侧的外表面的多片外叶片74。内叶片73在周向上隔开一定间隔地设置,位于内侧空间ia。外叶片74在周向上隔开一定间隔地设置,位于外侧空间oa。
36.如图3所示,第二风扇fb构成为离心式风扇,通过旋转而产生径向方向的风。第二风扇fb具有喇叭形状或者扇形状的风扇主体76a。风扇主体76a经由铁芯按压件28b固定于旋转轴30,从转子铁芯32侧向第二托架18的底壁18b、并且向径向的外周侧扩大并伸出。风扇主体76a的外周缘部位于第二托架18的隔壁18c的内侧,与隔壁18c在径向上排列地配置。该外周缘部与隔壁18c的内周部隔着圆环状的微小间隙相互扣合。圆环状的微小间隙部形成为互为凹凸形状的大致两段构造,形成有迷宫构造部x。
37.第二托架18的内部空间由风扇主体76a以及隔壁18c分隔为规定于第二风扇fb与底壁18b之间的外侧空间oa、以及规定于第二风扇fb与定子12之间的内侧空间ia。第二托架18的进气口65以及排气口与外侧空间oa连通。
38.第二风扇fb具有与风扇主体76a的第二轴承b2一侧的外表面隔开间隙地对置配置的环状的外罩77、以及设于风扇主体76a与外罩77之间的多片外叶片78。外叶片78在周向上隔开一定间隔地设置,位于外侧空间oa。
39.图6是沿着图3的线b-b的定子以及转子的剖面图。
40.如图6所示,在本实施方式中,转子28构成为多个磁极、例如6个磁极。在转子铁芯32按每一磁极嵌设两个永久磁铁m。在将穿过中心轴线c1以及周向的磁极中心并沿放射方向延伸的轴设为磁极中心轴(d轴)的情况下,在各d轴的周向两侧设有磁铁嵌入孔50。磁铁嵌入孔50具有与永久磁铁m的形状对应的大致矩形的剖面形状,分别相对于d轴倾斜。两个永久磁铁m分别装填、配置于磁铁嵌入孔50内。永久磁铁m例如通过粘合剂等固定于转子铁芯32。
41.永久磁铁m例如横截面形成为矩形状的细长的平板状,配置于转子铁芯32的轴向的全长。各磁铁嵌入孔50具有装填有永久磁铁m的大致矩形状的装填区域、从装填区域的长度方向的一端向d轴一侧鼓出的内周侧空隙50a、以及从装填区域的长度方向的另一端向转子铁芯32的外周面一侧鼓出的外周侧空隙50b。两个磁铁嵌入孔50以及两个永久磁铁m的内
周侧一端隔着d轴相邻对置,外周侧一端从d轴沿周向分离并且位于转子铁芯32的外周面的附近,呈大致v状排列地配置。如后述那样,冷却空气能够穿过各磁铁嵌入孔50的内周侧空隙50a以及外周侧空隙50b流通。
42.在定子铁芯24的内周部形成有多个槽36。多个槽36在周向上等间隔地排列。各槽36在定子铁芯24的内周面开口,从该内周面向放射方向伸出。各槽36跨定子铁芯24的轴向的全长延伸设置。通过形成多个槽36,从而定子铁芯24的内周部构成了面向转子28的多个齿38。
43.定子线圈26例如由多根扁平导体构成。定子线圈26在各槽36中各配置两根,并卷绕于齿38。通过电流在定子线圈26中流动,从而在定子12(齿38)形成规定的交链磁通。
44.在本实施方式中,定子12具有设于其外周部的多处位置、例如四处位置的流路形成部(第一流路形成部)40。四个流路形成部40在周向上位于等间隔的位置,例如位于分离90度的位置。各流路形成部40具有从构成定子铁芯24的各电磁钢板p1的外周向径向外侧伸出的格子状的肋42。肋42具有大致圆弧状的主肋42a。主肋42a从电磁钢板p1的外周缘的一处位置向径向外侧伸出至在周向上分离的其他位置,与外周缘隔开间隔地对置。在主肋42a与电磁钢板p1的外周缘之间规定有第一流路f1。此外,肋42一体地包含分别从电磁钢板p1的外周缘沿径向延伸至主肋42a、将第一流路f1在周向上分隔为多个的多个第一整流肋42b,以及从主肋42a的外周缘向径向外侧分别伸出的多个第二整流肋42c。
45.通过将多张电磁钢板p1层叠为同心状,从而肋42在轴向上并排排列。由此,在肋42与定子铁芯24的外周面之间,形成有沿轴向连续地延伸的第一流路f1。第一整流肋42b位于第一流路f1内,能够作为整流板发挥功能。
46.流路形成部40具有罩板20。罩板20覆盖肋42地配置,罩板20的两侧缘部固定于、例如焊接于定子铁芯24的外周。罩板20的对置的一对端缘分别焊接于第一铁芯按压件14a以及第二铁芯按压件14b。通过定子铁芯24的外周面、主肋42a的外周面、以及罩板20的内表面规定第二流路f2。第二流路f2从定子铁芯24的轴向的一端沿轴向连续地延伸至轴向的另一端。第二整流肋42c位于第二流路f2内,能够作为整流板发挥功能。
47.图7是表示旋转电机的一部分的纵剖面的旋转电机的立体图。如图7所示,在本实施方式中,构成定子铁芯24的多张电磁钢板p2绕中心轴线c1、以依次沿旋转方向错开数度的状态层叠。由此,各流路形成部40的第一流路f1相对于轴向倾斜规定角度地延伸。同样,位于第二流路f2内的多个第二整流肋42c相对于轴向倾斜规定角度地延伸。
48.如图2所示,定子12的第一铁芯按压件14a、以及第二铁芯按压件14b分别具有设于外周部的四处位置的流通口44。设于四处位置的流通口44在周向上位于等间隔的位置,例如分离90度的位置。各流通口44包含分别由沿周向延伸的圆弧状的长孔构成的第一流通口44a以及第二流通口44b。第一以及第二流通口44a、44b在径向上排列地配置,在一例中,第一流通口44a位于径向的内侧,第二流通口44b位于径向的外侧。另外,第一流通口44a以及第二流通口44b也可以分别设为在周向上分割为多个的流通口。
49.如图3以及图7所示,在将第一铁芯按压件14a以及第二铁芯按压件14b安装于定子铁芯24的端面的状态下,第一铁芯按压件14a的第一流通口44a位于与定子12的对应的第一流路f1的一端对置的位置,并与第一流路f1连通。第一铁芯按压件14a的第二流通口44b位于与定子12的对应的第二流路f2的一端对置的位置,并与第二流路f2连通。同样,第二铁芯
按压件14b的第一流通口44a位于与定子12的对应的第一流路f1的另一端对置的位置,并与第一流路f1连通。第二铁芯按压件14b的第二流通口44b位于与定子12的对应的第二流路f2的另一端对置的位置,并与第二流路f2连通。
50.如图1所示,第一托架16具有设于周壁16a的多个位置、这里为设于四处位置的规定宽度以及规定厚度的流路形成凸部(第二流路形成部)48。四个流路形成凸部48在周向上位于等间隔的位置,例如分离90度的位置。各流路形成凸部48从周壁16a的开口端沿轴向延伸至底壁16b,具有周向上的规定宽度。流路形成凸部48分别与定子12的流路形成部40对置。在流路形成凸部48中,后述的外部气体流路以及内部气体流路以相互分隔的状态形成。
51.在相邻的两个流路形成凸部48之间,在周壁16a的开口端分别设有凸缘52。包含流路形成凸部48以及凸缘52的周壁16a的外径以及外形,与第一铁芯按压件14a的外径以及外形大致一致。周壁16a的内径设定为比定子铁芯24的外径(不包含流路形成部40的外径)稍小的直径。
52.第一托架16在四个流路形成凸部48与第一铁芯按压件14a的流通口44分别对置的位置,固定于第一铁芯按压件14a。这里,凸缘52通过螺栓紧固于第一铁芯按压件14a。
53.第二托架18具有设于周壁18a的多个位置、这里为设于四处位置的规定宽度以及规定厚度的流路形成凸部(第三流路形成部)58。四个流路形成凸部58位于在周向上等间隔的位置,例如分离90度的位置。各流路形成凸部58从周壁18a的轴向的一端延伸至另一端,具有周向上的规定宽度。在流路形成凸部58中,后述的外部气体流路以及内部气体流路以相互分隔的状态形成。
54.在相邻的两个流路形成凸部58之间,在周壁18a的开口端分别设有凸缘61。包含流路形成凸部58以及凸缘61的周壁18a的外径以及外形,与第二铁芯按压件14b的外径以及外形大致一致。周壁18a的内径设定为比定子铁芯24的外径(不包含流路形成部40的外径)稍小的直径。
55.第二托架18具有设于周壁18a的多个位置、这里为设于四处位置的规定宽度以及规定厚度的流路形成凸部(第三流路形成部)58。四个流路形成凸部58位于在周向上等间隔的位置,例如分离90度的位置。各流路形成凸部58从周壁18a的开口端沿轴向延伸至底壁18b,具有周向上的规定宽度。在流路形成凸部58中,后述的外部气体流路以及内部气体流路以相互分隔的状态形成。第二托架18在四个流路形成凸部58与第二铁芯按压件14b的流通口44分别对置的位置,固定于第二铁芯按压件14a。这里,凸缘61通过螺栓紧固于第二铁芯按压件14b。
56.接下来,对第一托架16的流路形成凸部48的构成进行说明。
57.图8是示意地表示形成于第一托架的流路形成凸部48的外部气体流路以及内部气体流路的流路形成凸部48的立体图。如图所示,在流路形成凸部48内形成有第一外部气体流路ra以及第一内部气体流路ri。流路形成凸部48具有在第一托架16的外侧空间oa开口的第一流入口ip1、以及与定子12的第一流路f1的一端对置的第一流出口op1。第一外部气体流路ra将第一流入口ip1与第一流出口op1相连。第一外部气体流路ra从第一流入口ip1沿轴向延伸至第一流出口op1。第一外部气体流路ra在周向上具有第一宽度w1。第一外部气体流路ra在轴向的中途部,具有周向的宽度形成得比其他部分窄的窄幅部ws。
58.流路形成凸部具有在第一托架16的内侧空间ia开口的第二流入口ip2、以及与定
子12的第二流路f2的一端对置的第二流出口op2。第二流入口ip2与第一外部气体流路ra的窄幅部ws在周向上并排排列。第二流出口op2相对于第一流出口op1位于径向的外侧。第一内部气体流路ri将第二流入口ip2与第二流出口op2相连。第一内部气体流路ri从第二流入口ip2横穿第一外部气体流路ra并向径向的外侧延伸,而且沿轴向延伸至第二流出口op2。在第一内部气体流路ri中沿轴向延伸的部分在周向上具有第一宽度w1,相对于第一外部气体流路ra位于径向的外侧。
59.接下来,对形成第一外部气体流路ra以及第一内部气体流路ri的壁部的构成进行说明。图9是表示沿着图8的线f-f的流路形成凸部的剖面的立体图,图10是表示沿着图8的线g-g的流路形成凸部的剖面的立体图,图11是表示沿着图6的线h-h的流路形成凸部的剖面的立体图。
60.如图9所示,流路形成凸部48具有从周壁16a的开口端沿径向伸出并具有周向的宽度w的第一端壁48a,分别沿径向立设于周壁16a并从第一端壁48a的周向的一端以及另一端沿轴向延伸至底壁16b、在周向上隔开第一宽度w1相互对置的一对第一侧壁48b,以及位于一对第一侧壁48b之间并从第一端壁48a的开口端的侧的端部沿轴向延伸至底壁16b、具有周向的第一宽度w1的第一底壁48c。在本实施方式中,第一底壁48c由第一托架16的周壁16a的一部分构成。
61.在第一端壁48a形成有第一流出口op1以及第二流出口op2。第一流出口op1以及第二流出口op2是沿周向延伸的长孔,具有周向上的规定宽度(<w1)。第一流出口op1位于周壁16a的开口端侧,第二流出口op2相对于第一流出口op1位于径向的外侧。
62.流路形成凸部48具有位于一对第一侧壁48b之间并从第一端壁48a的径向的中途部沿轴向延伸至底壁16b、在径向上隔开间隔地与第一底壁48c对置的第一隔壁48d,以及位于一对第一侧壁48b之间并从第一端壁48a的伸出侧的端部沿轴向延伸至底壁16b、在径向上隔开间隔地与第一隔壁48d对置的第一顶壁48e。第一隔壁48d以及第一顶壁48e分别具有周向的第一宽度w1。第一顶壁48e的底壁16b侧的端部与第一隔壁48d的底壁16b侧的端部相连。
63.如图9所示,在第一底壁48c形成有第一流入口ip1以及第二流入口ip2。第一流入口ip1位于与底壁16b相邻的位置。第一流入口ip1是沿周向延伸的长孔,在周向上具有第二宽度w2。第二宽度w2比第一底壁48c的第一宽度w1稍小。第二流入口ip2相对于第一流入口ip1位于第一端壁48a侧,并且位于与一方的侧壁48b相邻的位置。第二流入口ip2是从一方的侧壁48b向另一方的侧壁48b沿周向延伸的长孔,具有周向的第三宽度w3。第三宽度w3比第二宽度w2小,例如设定为第一宽度w1的1/2左右。
64.如图10以及图11所示,在第一隔壁48d形成有流通口cp1。流通口cp1位于与第二流入口ip2在径向上对置的位置。流通口cp1是从一方的侧壁48b向另一方的侧壁48b沿周向延伸的长孔,具有周向的第三宽度w3。
65.流路形成凸部48具有位于第一底壁48c与第一隔壁之间并沿径向延伸的筒状的第二隔壁48f。第二隔壁48f的一端与第一底壁48c相连并位于第二流入口ip2的周围,第二隔壁48f的另一端与第一隔壁48d相连并位于流通口cp1的周围。在本实施方式中,第二隔壁48f的一部分由侧壁48b形成。通过第二隔壁48f的内周面,规定将第二流入口ip2与流通口cp1相连的流路。
66.在上述构成的流路形成凸部48中,通过第一底壁48c、第一隔壁48d、一对第一侧壁48b、以及第二隔壁48f,规定将第一流入口ip1与第一流出口op1相连的第一外部气体流路ra,通过第一隔壁48d、第一顶壁48e、一对第一侧壁48b、以及第二隔壁48f,规定将第二流入口ip2与第二流出口op2相连的第一内部气体流路ir。
67.如图5所示,第一托架16的四个流路形成凸部48位于在周向上等间隔的位置,例如分离90度的位置。在本实施方式中,一个流路形成凸部48的第一外部气体流路ra的窄幅部ws形成为与一方的侧壁48b相邻的位置,在周向上相邻的其他流路形成凸部48的窄幅部ws形成为与另一方的侧壁48b相邻的位置。即,在周向上相邻的两个流路形成凸部相对于穿过这两个流路形成凸部48之间以及中心轴线c1的虚拟线l1,形成为左右对称的形状。
68.如图3所示,在将第一托架16固定于第一铁芯按压件14a的状态下,各流路形成凸部48的第一流出口op1与第一铁芯按压件14a的第一流通口44a以及定子12的第一流路f1的一端对置。由此,流路形成凸部48的第一外部气体流路ra经由第一流出口op1以及第一流通口44a与第一流路f1的一端连通。各流路形成凸部48的第二流出口op2与第一铁芯按压件14a的第一流通口44b以及定子12的第二流路f2的一端对置。由此,流路形成凸部48的第一内部气体流路ri经由第二流出口op2以及第二流通口44b与第二流路f2的一端连通。
69.各流路形成凸部48的第一流入口ip1在第一托架16的外侧空间oa开口,第一外部气体流路ra经由第一流入口ip1与外侧空间oa连通。各流路形成凸部48的第二流入口ip2在第一托架16的内侧空间ia开口,第一内部气体流路ri经由第二流入口ip2与内侧空间ia连通。
70.接下来,对第二托架18的流路形成凸部58的构成进行说明。
71.图12是沿着图3的线e-e的第二托架部分的剖面图。
72.如图3、图7以及图12所示,流路形成凸部58一体地具有从周壁18a的开口端沿径向伸出并具有周向的规定宽度的第二端壁58a,从第二端壁58a的周向的一端以及另一端分别沿轴向延伸至底壁18b、并且沿径向立设并在周向上隔开规定宽度相互对置的一对第二侧壁58b,位于一对第二侧壁58b之间并从第二端壁58a的开口端侧的端部沿轴向延伸至底壁18b的第二底壁58c,位于一对第二侧壁58b之间并从第二端壁58a沿轴向延伸至底壁18b、在径向上隔开间隔地与第二底壁58c对置的第三隔壁58d,位于一对第二侧壁58b之间并从第二端壁58a的伸出侧的端部沿所述轴向延伸至底壁、在所述径向上隔开间隔地与所述第二隔壁对置的第二顶壁58e,以及位于第二底壁58c与第三隔壁58d之间并与第二底壁58c及第三隔壁58d相连的第四隔壁58f。流路形成凸部58具有形成于第二端壁58a并与第一流路f1的另一端对置的第三流入口ip3,形成于第二端壁58a并位于第三流入口ip3的径向的外侧、且与第二流路f2的另一端对置的第四流入口ip4、以及形成于各第二侧壁58b的排气口60。
73.如图7所示,第二流路形成凸部58还具有形成于第二底壁58c并位于与底壁18b相邻的位置的第三流出口op3,以及形成于第三隔壁58d并与第三流出口op3对置的第二流通口cp2。前述的第四隔壁58f具有在排气口60和第三流出口op3之间、与第二底壁58c相连的一端,以及在排气口60和第二流通口cp2之间,与第三隔壁58d相连的另一端,并规定了将第二流通口cp2与第三流出口op3相连的流路。
74.通过第二底壁58c、第三隔壁58d、一对第二侧壁58b、以及第四隔壁58f,形成将第三流入口ip3与排气口60相连的第二外部气体流路ra。第二外部气体流路ra从第三流入口
ip3至第四隔壁58f、在第二底壁58c与第三隔壁58d之间沿轴向延伸,并与形成于一对第二侧壁58b的排气口60相连。
75.通过第三隔壁58d、第二顶壁58e,第四隔壁58f以及一对第二侧壁58b,形成将第三流出口op3与第四流入口ip4相连的第二内部气体流路ri。第二内部气体流路ri从第四流入口ip4至底壁18b的附近、在第三隔壁58d与第二顶壁58e之间沿轴向延伸,并进一步穿过第二流通口cp2延伸至第三流出口op3。第二外部气体流路ra的周向的宽度以及第二内部气体流路ri的周向的宽度形成为与流路形成凸部58的周向的宽度大致相等的宽度。
76.如图3所示,在将第二托架18固定于第二铁芯按压件14b的状态下,各流路形成凸部58的第三流入口ip3与第二铁芯按压件14b的第一流通口44a以及定子12的第一流路f1的另一端对置。由此,流路形成凸部58的第二外部气体流路ra经由第三流入口ip3以及第一流通口44a与第一流路f1的另一端连通。各流路形成凸部58的第四流入口ip4与第二铁芯按压件14b的第二流通口44b以及定子12的第二流路f2的另一端对置。由此,流路形成凸部58的第二内部气体流路ri经由第四流入口ip4以及第二流通口44b与第二流路f2的另一端连通。各流路形成凸部58的第三流出口op3在第二托架18的外侧空间oa开口,第二外部气体流路ra经由第三流出口op3与外侧空间oa连通。
77.对如上述那样构成的旋转电机10的动作以及冷却作用进行说明。
78.如图3所示,在旋转电机10的运行时,对定子线圈26通电、转子28绕中心轴线c1旋转。此时,定子线圈26以及永久磁铁m发热,该热量传递至旋转电机10内的各部,从而温度上升。第一风扇fa以及第二风扇fb与转子28的旋转轴30一体地绕中心轴线c1旋转。
79.另外,在图3中,实线箭头表示外部气体的流动,中空箭头表示内部气体的流动。若第一风扇fa旋转,则通过外叶片74在第一托架16的外侧空间oa产生空气流。由此,外部气体穿过设于底壁16b的进气口55被吸入外侧空间oa。流入的外部气体即冷却空气流经第一轴承b1的周围之后,沿着风扇主体70a以及底壁16b在外侧空间oa内沿放射方向流动,其一部分从各流路形成凸部48的第一流入口ip1流入第一外部气体流路ra。冷却空气穿过第一外部气体流路ra流入定子12的第一流路f1,在流经该第一流路f1之后,流入第二托架18的第二外部气体流路ra。冷却空气在流经第二外部气体流路ra之后,从排气口60排出到机外。
80.通过如上述那样从进气口55导入外侧空间oa的冷却空气,第一轴承b1以及风扇主体70a被冷却而温度降低。此时,转子28的热量以及内侧空间ia的热量传递至风扇主体70a,从风扇主体70a向冷却空气散热。由此,能够有助于转子28以及内侧空间ia的温度降低。
81.在冷却空气流经定子12的第一流路f1时,冷却空气与定子铁芯24的外周面直接接触地流动。定子铁芯24的热量向冷却空气散热,从而定子铁芯24被冷却。由于在第一流路f1设有多根第一整流肋42b,因此冷却空气在第一流路f1内不偏向周向的一方侧地在周向的整个区域内大致均匀地流通。同时,通过设置第一整流肋42b,从而定子铁芯24与冷却空气的接触面积变大,能够有助于定子铁芯24更高效地散热以及冷却。
82.同时,若第一风扇fa旋转,则通过内叶片73在第一托架16的内侧空间ia内产生内部气流。内部气流穿过第一风扇fa的内叶片73与内罩72之间沿放射方向流出。流出的内部气体穿过线圈端部27a的周围,并从流路形成凸部48的第二流入口ip2流入第一内部气体流路ri。在流入的内部气体流经第一内部气体流路ri之后,流入定子12的第二流路f2,并流过第二流路f2。而且,内部气体从第二流路f2穿过第二托架18的第二内部气体流路ri,流入第
二托架18的内侧空间ia,在流经线圈端部27b的周围之后,穿过转子铁芯32的磁铁嵌入孔(内周侧空隙50a、外周侧空隙50b)50、以及转子铁芯32与定子铁芯24之间的间隙(空气间隙)返回第一托架16的内侧空间ia。
83.在内部气体流经第一托架16的内部气体流路ri期间,通过流经第一外部气体流路ra的外部气体、隔着隔壁被冷却从而温度降低。此外,在内部气体流经定子12的第二流路f2期间,经由罩板20向机外散热从而温度降低。同时,内部气体通过流经第一流路f1的冷却空气、隔着主肋42a被冷却从而温度降低。由于在第二流路f2设有多根第二整流肋42c,因此内部气体在第二流路f2内不偏向周向的一方侧地在周向的整个区域内大致均匀地流通。同时,通过设置第二整流肋42c,从而定子铁芯24侧的肋的接触面积变大,能够有助于内部气体更高效地散热以及冷却。通过如上述那样使温度降低后的内部气体在机内循环流通,从而能够使定子线圈26、定子铁芯24、转子铁芯32、永久磁铁m的热量向内部气体散热,有助于其冷却。
84.另一方面,若第二风扇fb旋转,则通过外叶片78以及外罩77在第二托架18的外侧空间oa内产生空气流。由此,外部气体穿过设于底壁18b的进气口65被吸入外侧空间oa。流入后的外部气体即冷却空气沿着第二轴承b2的周围以及风扇主体76a的外表面流动之后,从底壁18b的排气口流出机外。
85.通过导入外侧空间oa的冷却空气,第二轴承b2以及风扇主体76a被冷却从而温度降低。此时,转子28的热量以及内侧空间ia的热量传递至风扇主体76a,从风扇主体76a向冷却空气散热。由此,能够有助于转子28以及内侧空间ia的温度降低。
86.根据以上那样构成的本实施方式的旋转电机,形成以与定子铁芯24的外周面相接的方式设置的第一流路f1、以及以覆盖第一流路f1的径向的外周侧的方式设置的第二流路,通过采用使外部气体在第一流路f1中流动,使内部气体在第二流路f2中流动的构成,从而能够通过外部气体高效地冷却定子铁芯24、并且能够将流经第二流路f2的内部气体的热量向机外散热,并且能够通过外部气体冷却内部气体。通过使温度降低后的内部气体在旋转电机的机内循环流通,从而能够有助于机内的定子线圈、转子铁芯、永久磁铁等的冷却。
87.定子12的第一流路f1通过包含与构成定子铁芯24的电磁钢板p1一体成形的肋42的流路形成部40而形成。因此,无需在定子的外周侧设置独立的通风管道等,能够实现部件数量的减少、旋转电机的小型化。
88.此外,第一托架16具有多个流路形成凸部48,在各流路形成凸部48内,形成有与定子12的第一流路f1连通的外部气体流路ra以及与定子12的第二流路f2连通的内部气体流路ri。即,第一托架16一体地具有多个外部气体流路ra以及多个内部气体流路ri而构成。同样,第二托架18一体地具有多个外部气体流路ra以及多个内部气体流路ri而构成。因此,无需在第一托架以及第二托架设置独立的通风管道等,能够实现部件数量的减少、旋转电机的小型化。
89.根据以上所述,根据本实施方式,能够提供提高了冷却能力且能够小型化的全闭型的旋转电机。
90.虽然说明了本发明的实施方式,但该实施方式作为例子而提示,无意限定发明的范围。上述的新的实施方式能够以其他各种方式实施,在不脱离发明的主旨的范围内,能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式包含在发明的范围、主旨内,并且包含在权利要求
书所记载的发明及其等效的范围内。
91.例如在上述的实施方式中,定子的流路形成部设于定子铁芯的外周部的四处位置,但不限于此,流路形成部也可以为设置两个、三个、或者五个以上的构成。根据流路形成部的数量,增减第一托架以及第二托架的流路形成凸部的数量即可。本发明的旋转电机不限于永久磁铁型的旋转电机,也可以应用于具有笼型的转子的感应旋转电机。
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