旋转电机及转子的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及包括在内部形成有冷却流路的铁心的转子及具有该转子的旋转电机。
【背景技术】
[0002]例如同步电动机等旋转电机的转子通常具有绕轴旋转的转子轴、将强磁性体的钢板沿轴向层叠得到的圆筒形状的转子铁心、及形成为在转子铁心的周向外侧沿轴向延伸的多个狭缝中所收纳的转子线圈。
[0003]转子线圈由插入到转子铁心的狭缝的径向外侧的沿轴向延伸的开口部以堵住开口部的转子槽楔进行保持。此外，以利用环状的保持环将朝转子铁心轴向外侧突出的部分抵抗离心力的方式来保持转子线圈。
现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1:日本专利特开平5-161288号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0005]如上所述，虽然转子线圈与大多构件机械接触或结合，但需要维持电绝缘。因此，对于转子线圈及其周边的构件使用很多绝缘材料。
[0006]绝缘材料根据各自的材质等，在使用温度方面有耐热性能上的限制。另一方面，近年来的旋转电机的单机容量增大，且转子线圈内的电流密度有上升的趋势。因此，以转子线圈为代表的转子的各部分的冷却较为重要。此外，对于定子，各部分的冷却也同样重要。
[0007]在转子的冷却方面，例如专利文献1所示，有在转子轴与转子铁心间设置圆筒状空间并在轴向设置转子铁心间的间隙即管道的示例。空气等转子冷却用气体从该圆筒状空间流入并沿轴向流动，转换方向，在管道内朝径向外流动。在这种情况下，降低因冷却用气体的流动而导致的压力损耗，确保冷却性能较为重要。
[0008]因此，本发明的目的在于提高转子的冷却性能。
解决技术问题的技术方案
[0009]为了达到上述目的，本发明为一种旋转电机，该旋转电机包括转子和设置在所述转子的径向外侧的定子，其特征在于，所述转子具备:转子轴，该转子轴被枢轴支承而能旋转，并以转轴为中心沿轴向延伸；及转子铁心，该转子铁心具有多个层叠体，该多个层叠体将设置在所述转子轴的外侧、在中央具有同心地形成的中央开口且呈圆形的多个层叠用板沿所述轴向同心地进行层叠而得到，该多个层叠体通过在彼此沿所述轴向相邻的部分具有相互的间隔，来形成用于使冷却用气体朝径向外侧通过的管道，所述转子铁心具有沿所述轴向延伸的轴向流路，在夹着所述管道彼此相对的所述层叠体中的至少一个层叠体中，所述管道附近的所述轴向流路的面积随着沿所述轴向靠近所述管道而单调增大。
[0010]此外，本发明为一种旋转电机的转子，其特征在于，具备:转子轴，该转子轴被枢轴支承而能旋转，并以转轴为中心沿轴向延伸；及转子铁心，该转子铁心具有多个层叠体，该多个层叠体将设置在所述转子轴的外侧、在中央具有同心地形成的中央开口且呈圆形的多个层叠用板沿所述轴向同心地进行层叠而得到，该多个层叠体通过在彼此沿所述轴向相邻的部分具有相互的间隔，来形成用于使冷却用气体朝径向外侧通过的管道，所述转子铁心具有沿所述轴向延伸的轴向流路，在夹着所述管道彼此相对的所述层叠体中的至少层叠体中，所述管道附近的所述轴向流路的面积随着沿所述轴向靠近所述管道而单调增大。
发明效果
[0011 ] 根据本发明，能提高转子的冷却性能。
【附图说明】
[0012]图1是实施方式的旋转电机的四分之一剖视图。
图2是图1的I1-1I线向视上半部纵向剖视图。
图3是图1的II1-1II线向视纵向剖视图。
图4是表示图3的IV部的详细情况的纵向剖视图。
图5是示意性表示层叠体的组合的立体图。
【具体实施方式】
[0013]以下，参照附图来说明本发明的实施方式的旋转电机及转子。此处，对相互相同或类似的部分附加共同的标号，并省略重复说明。
[0014]图1是实施方式的旋转电机的四分之一剖视图。图2是图1的I1-1I线向视上半部纵向剖视图。图3是图1的II1-1II线向视纵向剖视图。旋转电机100具有转子10及定子20。
[0015]转子10具有绕转轴旋转的转子轴11、及配置在转子轴11的半径方向外侧且沿轴向延伸的圆筒状转子铁心12。转子铁心12具有比转子轴11的外形要大的内径，设置成与转子轴11同心，由多个肋状物13与转子轴11相结合。
[0016]将转子轴11的外表面与转子铁心12的内表面间相连接的多个肋状物13在周向上彼此隔开间隔沿轴向延伸。其结果是，利用转子轴11的外表面、转子铁心12的内表面及多个肋状物13形成多个轴向流路13a。
[0017]在转子铁心12的半径方向外侧的表面形成有在周向上彼此隔开间隔配置且沿轴向延伸的多个狭缝12a。在各狭缝12a设置有转子线圈14。在转子线圈14的轴向两端、SP转子铁心12的轴向外侧，为了防止转子线圈14因旋转时的离心力而朝径向外侧变形，利用保持环17(图2)对转子线圈14进行保持。
[0018]转子铁心12具有将在中心区域形成有孔的磁性体钢板即层叠用板31沿轴向层叠而得到的层叠体32 (图2、图3)。在与转子铁心12同心的圆周上沿周向彼此隔开间隔的位置，多个夹杆(clamp bar) 15 (图1、图2)沿轴向贯通转子铁心12。
[0019]在转子铁心12的轴向的两外侧分别设置有板状的夹具15a(图2、图3)。夹杆15的两端分别贯通夹具15a，且安装有螺母15b，利用螺母15b拧紧，从而夹具15a经由夹杆15朝彼此接近的方向移动。其结果是，由夹具15a从轴向两侧对转子铁心12进行紧固。
[0020]此外，在转子铁心12的、比夹杆15更靠径向外侧，在与转子铁心12同心的圆周上沿周向彼此隔开间隔的位置，多个阻尼条(damper bar) 16沿轴向贯通转子铁心12。阻尼条16的两端与开孔圆板状的短路板16a相连接。短路板16a也从轴向两侧将转子铁心12紧固。
[0021]在转子铁心12的轴向上形成有未设置层叠板31的部分，该部分是利用未图示的间隔件成为径向流路的间隙即管道33 (图2、图3)。管道33成为将轴向流路13a和转子10的径向外侧直接连通的流路。即，在管道33中，冷却用气体沿整个周向朝径向外侧流出。另夕卜，虽然示出了在轴向上的一处设置有管道33的情况，但并不限于此。也可在轴向上多处部位设置管道33。管道33的设置部位可由旋转电机100内的例如空气等冷却用气体的整体流动及流动分配等来决定。
[0022]在转子铁心12的径向外侧设有定子20。定子20为圆筒形状，定子20的径向内侧与转子10的径向外侧夹着间隙而相对。转子铁心12、转子线圈14及定子20收纳在未图示的壳体内。在壳体内形成冷却用气体(例如空气)的流路，在转子10内，冷却用气体从转子10的轴向两侧的端部在轴向流路13a内沿轴向流过之后，从管道33 (图2、图3)向径向外侧流出。
[0023]图4是表示图3的IV部的详细情况的纵向剖视图。图5是示意性表示层叠体的组合的立体图。
[0024]在层叠体32中沿轴向排列的第1层叠体32a与第2层叠体32b之间形成有管道33。第1层叠体32a具有沿轴向层叠的多个第1层叠板31a。第2层叠体32b具有沿轴向层叠的多个第2层叠板31b。除管道33附近以外，在多个第1层叠用板31a各自的中央处形成有同心同直径的中央开口 37。中央开口 37的直径大小为安装于转子轴11的多个肋状物13的外接圆加上能将转子轴11插入到层叠体32的间隙量。
[0025]在第1层叠体32a的管道33附近，在第1层叠体32a的中央形成的各开口的直径随着靠近管道33而呈两阶