旋转电机的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种旋转电机。该旋转电机包括转子和转子轴。所述转子具有冷却流路且所述转子轴固定在所述转子的内周面上。所述转子轴具有：中空部，液体冷却剂被供给至所述中空部；冷却剂流入口，所述冷却剂流入口提供所述中空部和所述冷却流路之间的连通；和延伸穿过所述中空部的冷却剂供给轴。所述冷却剂供给轴具有将所述液体冷却剂排出至所述中空部的冷却剂排出口。所述冷却剂流入口在转子轴向上的位置与所述冷却剂排出口在所述转子轴向上的位置相偏离。
【专利说明】
旋转电机
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种旋转电机，具体涉及转子的冷却结构。
【背景技术】
[0002]在以下日本专利申请公报N0.2014-176235的旋转电机中，转子通过将液体冷却剂从形成在转子轴内部的冷却剂通路供给至形成在转子芯内部的各冷却流路而被冷却。
[0003]在JP2014-176235 A中，液体冷却剂从转子轴内部的冷却剂通路直接供给至转子芯内部的各冷却流路；因此，供给至转子芯内部的各冷却流路的液体冷却剂的量由于转子轴内部的冷却剂通路中的液体冷却剂的压力变动等而变动。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种利用液体冷却剂来抑制转子的冷却性能的变动的旋转电机。
[0005]与本发明的一个方面有关的旋转电机包括转子和转子轴。所述转子具有冷却流路且所述转子轴固定在所述转子的内周面上。所述转子轴具有:中空部，液体冷却剂被供给至所述中空部;冷却剂流入口，所述冷却剂流入口提供所述中空部和所述冷却流路之间的连通;和延伸穿过所述中空部的冷却剂供给轴。所述冷却剂供给轴具有将所述液体冷却剂排出至所述中空部的冷却剂排出口。所述冷却剂流入口在转子轴向上的位置与所述冷却剂排出口在所述转子轴向上的位置相偏离。
[0006]根据本发明，形成在转子轴中的各冷却剂流入口在转子轴向和转子周向中的任一方向上与形成在冷却剂供给轴中的各冷却剂排出口相偏离，由此抑制了从冷却剂排出口排出的液体冷却剂流对冷却剂流入口的流的直接影响。因此，可抑制经冷却剂流入口供给至转子的冷却流路的液体冷却剂的量的变动，从而抑制液体冷却剂对转子的冷却性能的变动。
[0007]与本发明的第二方面有关的旋转电机包括转子和转子轴。所述转子具有供液体冷却剂流过的冷却流路且所述转子轴固定在所述转子的内周面上。所述转子轴具有:中空部，所述液体冷却剂被供给至所述中空部;冷却剂流入口，所述冷却剂流入口提供所述中空部和所述冷却流路之间的连通;和延伸穿过所述中空部的冷却剂供给轴。所述冷却剂供给轴具有将所述液体冷却剂排出至所述中空部的冷却剂排出口。所述冷却剂流入口在转子周向上的位置与所述冷却剂排出口在所述转子周向上的位置相偏离。
[0008]在本发明的第二方面中，所述冷却剂流入口在转子轴向上的位置可与所述冷却剂排出口在所述转子轴向上的位置相偏离。
【附图说明】
[0009]下面将参照【附图说明】本发明的示例性实施方式的特征、优点及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中:
[0010]图1是示出根据本发明的实施方式的旋转电机的构型示例的纵剖视图；
[0011]图2是说明根据本发明的实施方式的旋转电机中的液体冷却剂流的视图；以及
[0012]图3是示出本发明的实施方式中的转子轴和冷却剂供给轴的另一构型示例的剖视图。
【具体实施方式】
[0013]在下文中，将参照【附图说明】实施本发明(下文称为实施方式)的模式。
[0014]图1是示出根据本发明的实施方式的旋转电机的示意性构型的纵剖视图。在该旋转电机中，定子10配置在转子20的外周侧，且转子20和定子10配置成以在它们之间在径向上隔着一距离(磁隙)的方式彼此对向。定子10包括定子芯11和配置在定子芯11上的线圈
12。转子20包括转子芯21和多个永磁体22，永磁体22以在转子周向上互相间隔(例如，等间隔)的方式配置在转子芯21中。各永磁体22沿转子轴向(沿着转子20的旋转轴线的方向)延伸。转子芯21的内周面以沿转子轴向延伸的方式限定出轴装配孔30。转子轴16例如通过压配合等嵌合在轴装配孔30中，以便将沿转子轴向延伸的转子轴16嵌合在转子20的内周面上。转子轴16由壳体60经轴承61A、61B可旋转地支承成使得转子20可相对于定子10和转子轴16旋转。
[0015]为了冷却转子20，例如，在转子芯21的内部形成有供诸如冷却油的液体冷却剂通过的冷却流路。在转子轴16的内部，以沿转子轴向延伸的方式形成有中空部17，液体冷却剂被供给至该中空部17。转子轴16设置有提供中空部17和转子芯21的冷却流路之间的连通的多个冷却剂流入口 18。多个冷却剂流入口 18以互相间隔开(例如，等间隔)的方式配置在转子周向上，且各冷却剂流入口 18沿转子径向延伸。
[0016]转子芯21的冷却流路包括多个第一和第二冷却流路41、42。多个第一冷却流路41互相间隔开(例如，等间隔)的方式配置在转子周向上。各第一冷却流路41以沿转子轴向延伸的方式配置在永磁体22的内周侧。各第一冷却流路41在转子轴向上的两端朝转子的外部开口。多个(数量与第一冷却流路41和冷却剂流入口 18相同)第二冷却流路42以互相间隔开(例如，等间隔)的方式配置在转子周向上。各第二冷却流路42提供各冷却剂流入口 18和各第一冷却流路41之间的连通，并且在图1的示例中，各第二冷却流路42从其与各冷却剂流入口 18连通的在转子径向上的内侧端部以逐级分支成两条的方式延伸到其与各第一冷却流路41连通的在转子径向上的外侧端部。然而，各第二冷却流路42不必形成为分支成两条和逐级延伸。在图1的示例中，各冷却剂流入口 18和各第二冷却流路42在其在转子轴向上的中央位置处彼此连接，但各冷却剂流入口 18和各第二冷却流路42之间在转子轴向上的连接位置不必是中央位置。
[0017]冷却剂供给轴50沿转子轴向延伸穿过转子轴16内部的中空部17。换言之，转子轴16的内周面和冷却剂供给轴50的外周面在其间限定出间隙。冷却剂供给轴50由壳体60经未示出的轴承旋转地支承。此外，冷却剂供给轴50由转子轴16经由密封部件62A、62B支承。密封部件62A、62B以在转子轴向上互相间隔的方式配置，且中空部17位于密封部件62A、62B之间，从而通过密封部件62A、62B防止液体冷却剂从中空部17泄漏。冷却剂供给轴50以相同转速与转子20和转子轴16—体地旋转。
[0018]在冷却剂供给轴50的内部，供从未示出的栗排出的液体冷却剂流过的冷却剂通路51形成为沿转子轴向延伸。在冷却剂供给轴50中，还形成有提供冷却剂通路51和转子轴16的中空部17之间的连通的多个冷却剂排出口 52。多个冷却剂排出口 52以互相间隔开(例如，等间隔)的方式配置在转子周向上。
[0019]在本实施方式中，为了防止转子轴16的各冷却剂流入口18在转子径向上与冷却剂供给轴50的各冷却剂排出口52对向，冷却剂流入口 18配置成使得各冷却剂流入口 18的转子轴向位置与各冷却剂排出口 52的转子轴向位置不同以便使各冷却剂流入口 18定位于在转子轴向上与各冷却剂排出口52相偏离的位置处。在图1的示例中，仅在一个转子轴向位置处示出各冷却剂排出口 52，并且仅在一个转子轴向位置处示出各冷却剂流入口 18，但也可在多个转子轴向位置处形成有冷却剂排出口 52，并且可在多个转子轴向位置处形成有冷却剂流入口 18，只要各冷却剂流入口 18在转子轴向上与各冷却剂排出口 52相偏离以使得各冷却剂流入口 18在转子径向上不与各冷却剂排出口 52对向的条件成立即可。
[0020]从未示出的栗供给的液体冷却剂流过冷却剂供给轴50内部的冷却剂通路51，并如图2的箭头A所示从各冷却剂排出口 52排出到转子轴16内部的中空部17中，由此暂时将液体冷却剂储存在中空部17中。储存在转子轴16内部的中空部17中的液体冷却剂在转子旋转时通过离心力流入各冷却剂流入口 18中。已流入各冷却剂流入口 18中的液体冷却剂如图2的箭头B所示供给至各第二冷却流路42，然后供给至各第一冷却流路41。液体冷却剂流过第二冷却流路42和第一冷却流路41，由此冷却转子20(转子芯21和永磁体22)。流过第一冷却流路41的液体冷却剂如图2的箭头C所示从各第一冷却流路41在转子轴向上的两端排出到转子的外部。
[0021]这里，如果转子轴16的各冷却剂流入口18在转子径向上与冷却剂供给轴50的各冷却剂排出口52对向，则从各冷却剂排出口52排出的液体冷却剂直接供给至各冷却剂流入口
18。此时，如果来自冷却剂排出口 52的液体冷却剂的排出压力由于栗的排出压力的变动等而变动，则经冷却剂流入口 18供给至转子芯21的第一和第二冷却流路41、42的液体冷却剂的量变动。因此，发生液体冷却剂对转子20的冷却性能的变动。此外，从冷却剂排出口 52排出的液体冷却剂在冷却剂流入口 18处被排斥并回流；因此液体冷却剂的流动被扰乱，并且变得不稳定。
[0022]相反，在本实施方式中，为了防止各冷却剂流入口18在转子径向上与各冷却剂排出口 52对向，冷却剂流入口 18配置成使得各冷却剂流入口 18的转子轴向位置与各冷却剂排出口 52的转子轴向位置相偏离，由此防止从冷却剂排出口 52排出的液体冷却剂直接供给至冷却剂流入口 18，从而暂时将液体冷却剂储存在中空部17中，然后再将液体冷却剂供给至冷却剂流入口 18。通过这种构型，可抑制从冷却剂排出口 52排出的液体冷却剂流对冷却剂流入口 18处的流的直接影响。例如，即使来自冷却剂排出口 52的液体冷却剂的排出压力由于栗的排出压力的变动等而变动，也可抑制经冷却剂流入口 18供给至转子芯21的第一和第二冷却流路41、42的液体冷却剂的量的变动。可防止从冷却剂排出口 52排出的液体冷却剂在冷却剂流入口 18处被排斥而回流，由此稳定储存在中空部17中的液体冷却剂的液位D，从而稳定朝向冷却剂流入口 18的液体冷却剂流。结果，可抑制利用液体冷却剂对转子20的冷却性能的变动。
[0023]在上述实施方式中，已说明了将各冷却剂流入口18配置于在转子轴向上与各冷却剂排出口 52相偏离的位置处以便防止各冷却剂流入口 18在转子径向上与各冷却剂排出口52对向的示例。然而，在本实施方式中，如与转子轴向垂直的图3的剖视图中所示，例如，为了防止各冷却剂流入口 18在转子径向上与各冷却剂排出口 52对向，冷却剂流入口 18可配置成使得各冷却剂流入口 18的转子周向位置与各冷却剂排出口 52的转子周向位置不同以便将各冷却剂流入口 18定位于在转子周向上与各冷却剂排出口 52相偏离的位置处。这种情况下，也可抑制从冷却剂排出口 52排出的液体冷却剂流对冷却剂流入口 18处的流的直接影响。此外，在本实施方式中，各冷却剂流入口 18可配置于在转子轴向和转子周向这两个方向上都与各冷却剂排出口 52相偏离的位置处以便防止各冷却剂流入口 18在转子径向上与各冷却剂排出口52对向。如上所述，在本实施方式中，各冷却剂流入口 18能以在转子轴向和转子周向中的任一方向上与各冷却剂排出口52相偏离的方式配置。
[0024]在上述实施方式中，已说明了冷却剂供给轴50以相同转速与转子20和转子轴16—体地旋转的示例。然而，在本实施方式中，冷却剂供给轴50可由转子轴16经由轴承等支承成使得冷却剂供给轴50以与转子20和转子轴16的转速不同的转速旋转。在本实施方式中，可构造成冷却剂供给轴50固定在壳体60上，且转子轴16由冷却剂供给轴50经由轴承等支承成使得冷却剂供给轴50不旋转。
[0025]如上所述，已说明了实施本发明的模式，但本发明并不限于上述实施方式，并且毋容置疑的是，在不脱离本发明的要旨的情况下本发明能以各种模式实施。
【主权项】
1.一种旋转电机，包括: 转子，所述转子具有供液体冷却剂流过的冷却流路;和 固定在所述转子的内周面上的转子轴，所述转子轴具有: 中空部，所述液体冷却剂被供给至所述中空部， 冷却剂流入口，所述冷却剂流入口提供所述中空部和所述冷却流路之间的连通，和延伸穿过所述中空部的冷却剂供给轴，所述冷却剂供给轴具有将所述液体冷却剂排出至所述中空部的冷却剂排出口， 其中，所述冷却剂流入口在转子轴向上的位置与所述冷却剂排出口在所述转子轴向上的位置相偏尚。2.一种旋转电机，包括: 转子，所述转子具有供液体冷却剂流过的冷却流路;和 固定在所述转子的内周面上的转子轴，所述转子轴具有: 中空部，所述液体冷却剂被供给至所述中空部， 冷却剂流入口，所述冷却剂流入口提供所述中空部和所述冷却流路之间的连通，和延伸穿过所述中空部的冷却剂供给轴，所述冷却剂供给轴具有将所述液体冷却剂排出至所述中空部的冷却剂排出口， 其中，所述冷却剂流入口在转子周向上的位置与所述冷却剂排出口在所述转子周向上的位置相偏尚。3.根据权利要求2所述的旋转电机，其中 所述冷却剂流入口在转子轴向上的位置与所述冷却剂排出口在所述转子轴向上的位置相偏呙。
【文档编号】H02K9/193GK105871099SQ201610081949
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】金重庆, 金重庆一, 松本雅志, 北川胜秀, 白崎靖明
【申请人】丰田自动车株式会社