本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)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(jī)的冷卻裝置，例如已知有如下冷卻裝置，如專利文獻(xiàn)1所示，使軸和對(duì)該軸進(jìn)行增強(qiáng)的軸套部等多個(gè)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(duì)轉(zhuǎn)子及定子等進(jìn)行冷卻。

專利文獻(xiàn)1：日本專利特許第5448559號(hào)公報(bào)

但是，在上述專利文獻(xiàn)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(dá)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(zhǎng)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(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻，優(yōu)選是對(duì)作為轉(zhuǎn)子的熱源的永磁體進(jìn)行冷卻，但由于油路長(zhǎng)，因此，供給至永磁體的冷卻液會(huì)成為與軸套及轉(zhuǎn)子芯進(jìn)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(zhǎng)會(huì)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(xiàn)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(kuò)散，將油也飛濺到定子芯以對(duì)定子也進(jìn)行冷卻，但因墊圈的厚度而使輸出會(huì)下降，因此，存在為了獲得必要的輸出而必須使電動(dòng)機(jī)大型化的問題。除此之外，從轉(zhuǎn)子飛濺出的冷卻液會(huì)進(jìn)入轉(zhuǎn)子與定子間的空隙，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)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(dòng)力汽車及電動(dòng)汽車等的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，希望在發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)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(jiǎn)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(jī)，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(duì)端板，這一對(duì)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?jī)?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(jī)，由于能縮短由軸和軸套構(gòu)成的轉(zhuǎn)子軸的油路長(zhǎng)度，因此，能容易地進(jìn)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(duì)位置處，另外，對(duì)端板的內(nèi)周端面進(jìn)行槽加工來形成油路槽，因此，槽形狀的自由度高，能相對(duì)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(jiǎn)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(shí)施方式1的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的示意結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖2是用于對(duì)圖1中的轉(zhuǎn)子內(nèi)的冷卻液的流動(dòng)進(jìn)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(duì)本發(fā)明實(shí)施方式1的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的冷卻液的其它流動(dòng)進(jìn)行說明的剖視圖。

圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的旋轉(zhuǎn)電機(jī)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(duì)本發(fā)明實(shí)施方式2的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的冷卻液的流動(dòng)進(jìn)行說明的剖視圖。

(符號(hào)說明)

1旋轉(zhuǎn)電機(jī)

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(shí)施方式

實(shí)施方式1

以下，參照作為實(shí)施方式1的圖1～圖3，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。

另外，各圖中，相同符號(hào)表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠帧?/p>

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

這種旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的功能，能裝載于例如混合動(dòng)力汽車或電動(dòng)汽車等。

在圖1中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1構(gòu)成為包括：外殼2，該外殼2使一對(duì)碗狀的構(gòu)件2a、2b對(duì)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(duì)上述軸11進(jìn)行增強(qiáng)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(duì)端板15、16和夾持構(gòu)件17，這一對(duì)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(duì)轉(zhuǎn)子芯13及永磁體14進(jìn)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(zhǎng)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(gè)貫通油路孔12a，另外，在一方的端板15上形成有多個(gè)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(gè)噴射孔7a、多個(gè)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(gè)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(gè)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(duì)如上所述構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的冷卻作用進(jìn)行說明。

首先，在汽車等的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，外部泵及旋轉(zhuǎn)電機(jī)1動(dòng)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(jī)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(shí)，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(shí)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(zhǎng)度，因此，能容易地進(jìn)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(duì)的位置處，另外，對(duì)端板15的內(nèi)周端面實(shí)施槽加工來形成油路槽15a，因此，槽形狀的自由度高，能相對(duì)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(jiǎn)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(shí)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(jìn)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(duì)引導(dǎo)板18進(jìn)行空冷，與引導(dǎo)板18接觸的冷卻液也會(huì)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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子10更有效的冷卻。

接著，基于圖4，對(duì)這樣的實(shí)施方式1中的其它冷卻作用進(jìn)行說明。

在實(shí)施方式1中，如圖4所示，構(gòu)成為使對(duì)軸承3進(jìn)行支承的外殼2的軸承部2c的軸向端面相對(duì)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(gè)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(dòng)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(rùn)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(jìn)一步冷卻。因而，能對(duì)積存在引導(dǎo)板18與軸套12內(nèi)周部間的冷卻液進(jìn)行冷卻，并能進(jìn)行更有效的冷卻。

實(shí)施方式2

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

在上述實(shí)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(shí)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(duì)軸承3進(jìn)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(duì)。

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(duì)滯留在空間a的冷卻液進(jìn)行冷卻，從而能進(jìn)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(jìn)一步提高冷卻效果。

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