转子
阅读：468发布：2020-05-12
专利汇可以提供转子专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且能够恰当地冷却旋转 电机 的 转子 。为此，设置有：供冷却油流通的轴(100)；安装于轴(100)的大致圆筒状的转子轭(110)；安装于转子轭(110)的磁 铁 (130)；以及与转子轭(110)的一端抵接的第1端板(160)，转子轭(110)具有形成于比 磁铁 (130)靠内周侧的 位置 并供冷却油沿轴向流通的冷却油通道(113)，转子轭(110)经由第1端板(160)承受轴向的按压 力 ，转子轭(110)和第1端板(160)在半径方向的位置处于冷却油通道(113)与磁铁(130)之间的区间形成密封冷却油的密封部。，下面是转子专利的具体信息内容。
1.一种转子，其特征在于，具有：
轴，所述轴供冷却油流通；
大致圆筒状的转子轭，所述转子轭安装于所述轴；
磁铁，所述磁铁安装于所述转子轭；以及
第1端板，所述第1端板与所述转子轭的一端抵接，
所述转子轭具有冷却油通道，所述冷却油通道形成于比所述磁铁靠内周侧的位置，所述冷却油在所述冷却油通道中沿轴向流通，
所述转子轭经由所述第1端板承受轴向的按压力，
所述转子轭和所述第1端板在半径方向的位置处于所述冷却油通道与所述磁铁之间的区间形成密封所述冷却油的密封部。
2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，
所述第1端板以外周部沿着所述轴的轴向翘曲的方式变形，
所述密封部是所述转子轭的被所述第1端板按压的角部。
3.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，
所述密封部是在半径方向上具有规定的宽度的面。
4.根据权利要求3所述的转子，其特征在于，
所述转子还具备与所述转子轭的另一端抵接的第2端板，
所述冷却油通道使所述冷却油从所述第1端板朝向所述第2端板流通，所述密封部形成于比所述冷却油通道靠外周侧的位置。
5.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，
形成有所述密封部的轴向的位置和所述第1端板接触于所述轴的部位处的所述第1端板与所述转子轭相抵接的抵接位置相隔规定的偏移值以上。
转子
技术领域
背景技术
[0002] 应用于车辆等的旋转电机的转子具有层叠电磁钢板而成的转子轭和安装于转子轭的磁铁。在下述专利文献1中记载有为了防止磁铁飞散而通过一对端板保持转子轭以及磁铁的技术。即，这些端板在挠曲变形的同时按压并夹持转子轭以及磁铁。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1：日本特开2010-4619号公报
发明内容
[0006] 发明要解决的课题
[0007] 可是，优选能够从转子的轴心向转子的各部分供给冷却油来冷却转子。但是，若通过端板按压转子的各部分，则转子轭会发生变形，冷却油会从意外的部位漏出，会产生无法恰当地冷却转子的情况。
[0008] 该发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供能够恰当地进行冷却的转子。
[0009] 用于解决课题的手段
[0010] 为了解决上述课题，本发明的转子具有：轴，所述轴供冷却油流通；大致圆筒状的转子轭，所述转子轭安装于所述轴；磁铁，所述磁铁安装于所述转子轭；以及第1端板，所述第1端板与所述转子轭的一端抵接，所述转子轭具有冷却油通道，所述冷却油通道形成于比所述磁铁靠内周侧的位置处，所述冷却油在所述冷却油通道中沿轴向流通，所述转子轭经由所述第1端板承受轴向的按压力，所述转子轭和所述第1端板在半径方向的位置处于所述冷却油通道与所述磁铁之间的区间形成密封所述冷却油的密封部。
[0011] 发明效果
[0013] 图1是基于本发明的第1实施方式的转子的局部剖切主视图。
[0014] 图2是沿图1中的I-I线的剖视图。
[0015] 图3是图2中的A部的详细图。
[0016] 图4是沿图1中的II-II线的剖视图。
[0017] 图5是端板的示意剖视图。
[0018] 图6是转子轭发生形变时的转子的示意图。
[0019] 图7是基于本实施方式的转子的局部剖切立体图。
[0020] 图8是基于本发明的第2实施方式的转子的示意图。
[0021] 图9是基于本发明的第3实施方式的转子的示意图。
具体实施方式
[0022] [第1实施方式]
[0023] <第1实施方式的结构>
[0024] 图1是基于本发明的第1实施方式的转子RT1的局部剖切主视图。
[0025] 另外，该转子RT1应用于车辆用的旋转电机，作为电动机或发电机工作。图中所示的“前后”、“上下”的朝向是转子RT1安装于车辆时相对于车辆的行进方向的朝向。而且，与纸面垂直的方向是左右方向。
[0026] 转子RT1具有：形成为大致圆筒状的轴100；被插在轴100上的大致圆筒状的转子轭110；以及埋设于转子轭110中的磁铁130。转子轭110通过沿左右方向(与纸面垂直的方向)层叠大致同一形状的电磁钢板并通过铆接加工、粘接或焊接而相互结合而成。轴100的中空部104是供冷却油(未图示)流通的流路。
[0027] 图2是沿图1中的I-I线的剖视图。
[0028] 在转子轭110的左右两端面抵接有端板150(第2端板)和端板160(第1端板)。这些端板150、160固定转子轭110内的磁铁130，防止磁铁130飞散。并且，压入环170被压套于轴100。
[0029] 在轴100上，在端板160的右侧形成有外径扩大的大径部102。端板150、160以及转子轭110被大径部102和压入环170夹持，从而在轴向(左右方向)上被大径部102和压入环170按压。并且，在轴100中的比大径部102稍微靠左侧的位置形成有供油孔106，供油孔106从轴100的中空部104贯穿至外周面。在图2的端板160中，从空腔113至磁铁130为止的区间的左表面是平坦的，将该部分称作平坦部166。平坦部166是端板160与转子轭110在其任一部位接触的部分。
[0030] 返回到图1，转子轭110为了减轻其重量而形成有多个空腔111～118。首先，在转子轭110的内周附近沿环绕方向交替形成有截面为大致长圆状的空腔111和截面为大致三角形状的空腔112。并且，在比空腔111、112靠外周侧的位置，沿环绕方向交替形成有截面为大致三角形状的空腔113和截面为大致梯形的空腔114。在此，本实施方式的特征之一是，空腔113、114(冷却油通道)各自的外周面113a、114a排列在同一圆周上。
[0031] 并且，在比空腔113、114更靠外周侧的位置等间隔地形成有截面为大致三角形状的空腔115。在比空腔115更靠外周侧的位置沿环绕方向以规定间隔形成有用于埋设磁铁130的空腔116、117、118。并且，在端板150中的与空腔115相对的位置形成有与空腔115大致相同形状的贯通孔155。另外，虽省略图示，但在端板160(参照图2)中的与空腔115相对的位置也形成有与贯通孔155同样的贯通孔。
[0032] 图3是图2中的A部的详细图。在端板160中，与供油孔106相对的部位沿环绕方向被切成槽状，从而形成环状缺口部162。并且，在端板160的左表面形成有凹部164，该凹部164从环状缺口部162至空腔113的开口部呈大致圆环状凹陷。并且，在凹部164中，随处形成有向左侧突出并与转子轭110抵接的突出部163。
[0033] 通过该突出部163与转子轭110的抵接，维持了凹部164与转子轭110之间的间隔。当冷却油被从供油孔106供给到环状缺口部162，冷却油被填充到环状缺口部162的整周。在此，当转子RT1旋转时，填充到环状缺口部162内的冷却油通过离心力而沿凹部164向外周方向流动，并到达空腔113以及空腔114(参照图1)。另外，在图3中只图示了一处供油孔106，但是优选供油孔106沿环绕方向在2～6等分的位置处形成有多个，从而能够迅速供给冷却油。
[0034] 图4是沿图1中的II-II线的剖视图。
[0035] 在端板150的右表面形成有呈大致圆环状凹陷的凹部154。并且，在凹部154中，随处形成有向右侧突出并与转子轭110抵接的突出部153。通过该突出部153与转子轭110的抵接，维持了凹部154与转子轭110之间的间隔。
[0036] 在图1中，当转子RT1旋转时，空腔114以及空腔113(参照图1)内的冷却油通过离心力而集中到它们的外周面113a、114a，再经由图4所示的凹部154到达贯通孔155，并从贯通孔155排出到转子RT1的外部。
[0037] 图5是端板160的示意剖视图。
[0038] 即，在图5中夸张地示出了端板160的各部分的凹凸。
[0039] 在图5中，设轴100(参照图1)的中心轴线为CL，设端板160的外周端160a自中心轴线CL起的半径为R1。平坦部166相对于端板160的左端位置即突出部163的左端位置向右方向凹陷偏移值L1。在此，在本实施方式中设想的具体例中，偏移值L1[mm](毫米)优选设为“0.2≤L1≤0.6”的范围，更优选设为“0.35≤L1≤0.48”的范围。在后面对其理由进行叙述。
[0040] 图6是在本实施方式中转子轭110发生形变时的转子RT1的示意图。
[0041] 如上所述，转子轭110是层叠大致同一形状的电磁钢板并通过铆接加工、粘接或焊接而相互结合而构成。因而，电磁钢板在其密度低的部位(例如，图1中的空腔113、114的附近)容易在轴向上发生形变。这意味着转子轭110整体尤其是在空腔113、114的附近容易在轴向上发生形变。
[0042] 其中，在图6中，夸张地示出了转子RT1的各部分的形变以及凹凸。
[0043] 例如，转子轭110应用一般性的电磁钢板，在设半径R1(参照图5)为95[mm]，设压入环170的过盈量为0.05～0.1[mm]左右时，端板160的翘曲量P1是0.6～1.2[mm]左右。
[0044] 在这样的情况下，若如上述那样将偏移值L1[mm]设为“0.2≤L1≤0.6”的范围，则空腔113的外周面113a的端部113b(密封部)成为角部，转子轭110在端部113b处与端板160接触。当该端部113b成为角部而与平坦部166抵接时，冷却油在该部位被密封，冷却油不易向外周方向泄漏。换句话说，端部113b作为“密封部”发挥功能。而且，若将图5所示的偏移值L1设为“0.35≤L1≤0.48”的范围，则能够在端部113b处更加恰当地密封冷却油。
[0045] 并且，空腔114的外周面114a(参照图1)的端部也同样地成为角部即密封部而与端板160接触。因而，转子轭110的顺着沿外周面113a、114a形成的圆形的路径的角部与端板160接触。在此，若进一步通俗地表示偏移值L1与翘曲量P1之间的关系，则如下所述。即，优选的是，相对于翘曲量P1，将偏移值L1设定成使得“P1/L1”处于“1”～“6”的范围、更优选处于“2”～“3”的范围。
[0046] 并且，在图6中，在将成为密封部的端部113b所出现的轴向的位置设为X1，将端板160接触轴100的部位处的端板160与转子轭110相抵接的抵接位置设为X2时，位置X1、X2相隔上述的偏移值L1以上。
[0047] <第1实施方式的动作>
[0048] 接着，参照图7对本实施方式的动作进行说明。另外，图7是基于本实施方式的转子RT1的局部剖切立体图。
[0049] 在图7中，当转子RT1旋转时，中空部104内的冷却油经由供油孔106而到达凹部164。到达凹部164的冷却油趋向图1所示的空腔113的外周面113a以及空腔114的外周面
114a。如在之前的图6中所说明的那样，转子轭110以及端板160沿圆形的路径(沿着外周面
113a、114a形成)相互接触，密封冷却油。换句话说，抑制了冷却油向平坦部166的外周方向流动。
114a。如在之前的图6中所说明的那样，转子轭110以及端板160沿圆形的路径(沿着外周面
113a、114a形成)相互接触，密封冷却油。换句话说，抑制了冷却油向平坦部166的外周方向流动。
[0050] 因而，如图7的路径E1所示，到达空腔113、114的冷却油沿着外周面113a、114a从右朝向左方向流动，到达凹部154。即，即使在如图6所示那样转子轭110发生形变的情况下，也能够在转子轭110的内部形成沿左右方向流动的冷却油的恰当的路径。然后，到达端板150的凹部154的冷却油从贯通孔155被排出到转子RT1的外部。
[0051] <比较例>
[0052] 接着，为了明确本实施方式的效果，对比较例的结构进行说明。除偏移值L1(参照图5)为“0”之外，本比较例的结构与上述实施方式相同。
[0053] 在本比较例中，存在角部(例如图6所示的端部113b)不易在端板150与平坦部166的接触部位的问题。因此，到达空腔113以及空腔114(参照图1)的冷却油沿图7所示的路径E2泄漏的比例变大。即，冷却油只与转子轭110的大致右侧面接触，只冷却右侧面，因此无法充分地冷却转子轭110的内部。
[0054] <第1实施方式的效果>
[0055] 如以上说明，本实施方式的转子RT1具有：供冷却油流通的轴100；安装于轴100的大致圆筒状的转子轭110；安装于转子轭110的磁铁130；以及与转子轭110的一端抵接的第1端板160，转子轭110具有形成于比磁铁130靠内周侧的位置的冷却油通道113、114，冷却油在冷却油通道113、114中沿轴向流通，转子轭110经由第1端板160承受轴向的按压力，转子轭110和第1端板160在半径方向的位置处于冷却油通道113、114与磁铁130之间的区间形成密封冷却油的密封部113b。
[0056] 由此，能够使冷却油在冷却油通道113、114中流通，能够恰当地冷却转子RT1。
[0057] 而且，在本实施方式中，第1端板160以外周部沿轴100的轴向翘曲的方式变形，密封部113b是转子轭110的被第1端板160按压的角部。
[0058] 由此，即使在密封部113b的面积小的情况下，也能够使冷却油在冷却油通道113、114中流通，能够更加恰当地冷却转子RT1。
[0059] 而且，在本实施方式中，形成有密封部113b的轴向的位置X1和第1端板160接触轴100的部位处的第1端板160与转子轭110相抵接的抵接位置X2相隔规定的偏移值L1以上。
[0060] 由此，能够应对转子轭110的形变的同时，确定密封部113b的位置。
[0061] [第2实施方式]
[0062] 图8是基于本发明的第2实施方式的转子RT2的示意图。
[0063] 在本实施方式的转子RT2中，代替第1实施方式的转子RT1中的端板160而应用了端板260。端板260的偏移值L1(参照图5)是“0”。但是，由于端板260的刚性比端板160的刚性高，因此翘曲量P1(参照图6)也大致为“0”。
[0064] 在本实施方式中，由于翘曲量P1是“0”，因此即使偏移值L1是“0”，也能够使空腔113的端部113b作为角部而与端板260接触。由此，即使偏移值L1是“0”，也能够与第1实施方式同样地恰当地密封冷却油。
[0065] [第3实施方式]
[0066] 图9是基于本发明的第3实施方式的转子RT3的示意图。
[0067] 在本实施方式的转子RT3中，代替第1实施方式的转子RT1中的端板160而应用了端板360。与凹部164(参照图3)同样地，在端板360形成有凹部364。但是，凹部364的上端部位于比空腔113的外周面113a靠外周侧的位置。并且，由此，端板360的平坦部366也位于比空腔113的外周面113a靠外周侧的位置。
[0068] 如上所述，通过压入环170的按压力，转子轭110容易沿轴向发生形变。但是，由于在比空腔113、114(参照图1)靠外周侧的位置处空腔115～118所占的面积相对较小，因此电磁钢板的密度增高。因此，在空腔115～118的周边区域，转子轭110不易发生形变。因而，在图9中，有时在比空腔113靠外周侧的位置，转子轭110的右端面也可以理解为“平面”。
[0069] 在所述情况下，若配合在转子轭110的右端面出现的平面而形成端板360的平坦部366的面，则能够使转子轭110与端板360在平坦部366处面接触。由此，能够在平坦部366处更加恰当地密封冷却油。即，在本实施方式中，能够将在半径方向上具有规定的宽度的平坦部366整体作为密封部。
[0070] 如以上所述，根据本实施方式，能够使密封部366为在半径方向上具有规定的宽度的面。由此，能够更加恰当地密封冷却油。
[0071] 而且，在本实施方式中，还具备与转子轭110的另一端抵接的第2端板150，冷却油通道113、114使冷却油从第1端板160朝向第2端板150流通，密封部366形成于比冷却油通道113、114靠外周侧的位置。由此，能够维持密封部366的平坦性，更加恰当地密封冷却油。
[0072] [变形例]
[0073] 本发明并不限定于上述的实施方式，能够进行各种各样的变形。为了容易理解地说明本发明而例示了上述的实施方式，本发明并不限定于必须具备所说明的所有结构。并且，能够将一个实施方式的结构的一部分置换成其他实施方式的结构，还能够在一个实施方式的结构中追加其他实施方式的结构。并且，能够删除各实施方式的结构的一部分，或者追加或置换其他结构。例如，能够如下对上述实施方式进行变形。
[0074] (1)在上述各实施方式中，对在转子轭110形成有空腔111～118的例子进行了说明，但是即使是未形成有空腔111～118的转子轭，当被按压时形状也会发生形变，因此也能够应用本发明。
[0075] (2)并且，在上述各实施方式中，将磁铁130埋设于转子轭110的空腔116～118内，但是磁铁130也可以固接于转子轭110的外周面。
[0076] (3)并且，上述各实施方式不仅能够应用于车辆，还能够应用于各种各样的电气设备。由此，在这些电气设备中，能够根据其用途恰当地冷却转子。
[0077] 标号说明
[0078] 100：轴；
[0079] 110：转子轭；
[0080] 113、114：空腔(冷却油通道)；
[0081] 113b：端部(密封部)；
[0082] 130：磁铁；
[0083] 150：端板(第2端板)；
[0084] 160：端板(第1端板)；
[0085] 366：平坦部(密封部)；
[0086] RT1～RT3：转子。
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