旋转电机制造技术

本发明专利技术提供一种永久磁铁型的旋转电机，能够在维持扭矩特性的同时降低重量。根据实施方式，旋转电机具备转子。转子具备：旋转轴，被设置成围绕中心轴线旋转自如；转子铁芯(42)，层叠多片铁芯片板而构成，并同轴地安装于旋转轴；多个空隙孔(44a、44b)，分别沿着轴向贯通转子铁芯而形成，并在转子铁芯的轴向的一端面以及轴向的另一端面上开口；多个永久磁铁(50)，配置在空隙孔内，并沿着转子铁芯的轴向延伸；一对端板(60)，重叠设置于转子铁芯的一端面以及另一端面，并分别设置有与空隙孔的至少一部分连通的多个通风孔(62a、62b)。

【技术实现步骤摘要】
旋转电机
本专利技术的实施方式涉及一种在转子中设置有永久磁铁的旋转电机(rotaryelectricalmachine)。
技术介绍
近年来，通过永久磁铁的引人关注的研究开发，而开发出高磁能积(energyproduct)的永久磁铁，使用了这种永久磁铁的永久磁铁型的旋转电机逐渐被应用为电车、汽车的电动机或者发电机。在一般情况下，PMSM(PermanentMagnetSynchronousMotor：永磁同步电机)为主流，将永久磁铁埋入到转子铁芯内的IPM(InteriorPermanentMagnetMotor：内部永磁电动机)形式较多。由于在机内的构成中使用永久磁铁，所以旋转电机为了不使尘埃侵入而采用密闭构造。但是，在容量较大的旋转电机、例如铁道用的主电动机等的情况下，由于来自线圈(coil)、铁芯(ironcore)的发热，机内的温度容易变高。在主电动机的机内，通过转子的旋转而在驱动侧、反驱动侧的空间中产生搅拌流，对线圈周围等进行冷却。旋转电机的各构成部件的允许温度被确定。其中，与机内的其他设备相比，永久磁铁的允许温度的上限较低，当超过允许温度时，性能会降低。因此，永久磁铁需要在允许温度以内使用。但是，由于永久磁铁本身被埋入到转子铁芯内，所以上述的基于搅拌流的冷却无助于永久磁铁，永久磁铁的冷却较困难。因此，为了降低转子的温度，采用在机内设置风扇，基于使用了设置于转子的转子管道(rotorduct)的循环流的冷却方式。作为这样的技术，存在日本公开专利公报、特开2014-75882号公报(以下，称作专利文献1)，同样的日本公开专利公报、特开2010-80799号公报(以下，称作专利文献2)。转子的主要的损失产生部位在转子的外表面附近，但转子的外表面与定子之间的间隙(gap)较狭窄，难以增加通风量。此外，由于转子的转子管道从永久磁铁分离，所以无法对永久磁铁发挥足够的冷却性能。因此，可以认为在旋转电机的大容量化、小型化时冷却性能不足。
技术实现思路
因此，本专利技术的实施方式的课题在于提供一种能够有效地冷却转子的永久磁铁的旋转电机。根据实施方式，旋转电机具备转子，上述转子具备：旋转轴(shaft)，被设置成围绕中心轴线旋转自如；转子铁芯，层叠多片铁芯片板而构成，同轴地安装于上述旋转轴；多个空隙孔，分别沿着轴向贯通上述转子铁芯而形成，在上述转子铁芯的轴向的一端面以及轴向的另一端面上开口；多个永久磁铁，配置在上述空隙孔内，沿着上述转子铁芯的轴向延伸；以及一对端板，重叠配置于上述转子铁芯的一端面以及另一端面，分别设置有与上述空隙孔的至少一部分连通的多个通风孔。附图说明图1是表示第1实施方式的永久磁铁型的旋转电机的纵截面图。图2是表示上述旋转电机的横截面图。图3是表示上述旋转电机的转子的立体图。图4是将上述转子的铁芯与端板分解表示的分解立体图。图5是表示上述旋转电机的内扇风扇(fan)的立体图。图6是概要地表示上述转子铁芯的磁铁配设位置与内扇风扇的叶片的位置之间的关系的截面图。图7是概要地表示第2实施方式的旋转电机中的转子铁芯的磁铁配设位置与内扇风扇的叶片的位置之间的关系的截面图。图8是概要地表示第3实施方式的旋转电机中的转子铁芯的磁铁配设位置与内扇风扇的叶片的位置之间的关系的截面图。图9是表示第4实施方式的旋转电机的转子铁芯与端板的分解立体图。具体实施方式以下，参照附图对各种实施方式进行说明。另外，对于在各个实施方式中共通的构成标注相同的符号，并省略重复的说明。此外，各图是实施方式及用于促进其理解的示意图，其形状、尺寸、比等存在与实际装置不同的部位，这些内容能够参考以下的说明以及公知的技术而适当地进行设计变更。(第1实施方式)图1是表示第1实施方式的永久磁铁型的旋转电机的单侧一半的纵截面图，图2是上述旋转电机的横截面图。如图1所示，旋转电机10例如构成为内转子型(innerrotortype)的旋转电机。旋转电机10具备：壳体(caseorcasing)12，一体地具有大致圆筒状的框架(frame)以及将框架的两端闭塞的托架(bracket)；以及旋转轴14，大致同轴地贯通壳体12而设置。旋转轴14的两端部分别经由轴承16a、16b而旋转自如地支承于壳体12。旋转轴14被支承为围绕旋转电机10的中心轴线C旋转自如。旋转轴14的轴向两端分别从壳体12朝外方突出。旋转轴14的一方的端部构成驱动侧端部14a。旋转电机10具备：环状或者圆筒状的定子20，支承于壳体12；以及转子40，围绕中心轴线C旋转自如且与定子20同轴地支承在定子的内侧。如图1以及图2所示，定子20具备圆筒状的定子铁芯22以及卷绕于定子铁芯22的电枢绕组23。定子铁芯22通过将多片的磁性材料、例如硅钢等的圆环状的电磁钢板(铁芯片板)以同芯状层叠而构成。定子铁芯22固定于壳体12，并位于与中心轴线C同轴的位置。在定子铁芯22的内周部形成有多个槽(slot)24。多个槽24在圆周方向上隔开等间隔地排列。通过形成多个槽24，由此定子铁芯22的内周部构成面向转子40的多个定子齿(teeth)26。将电枢绕组23埋入到多个槽24中，并卷绕于定子齿26。电枢绕组23的线圈端部(coilend)23a、23b从定子铁芯22的层叠方向(轴向)的两端面沿轴向伸出。转子40具有：上述旋转轴14；圆筒形状的转子铁芯42，固定于旋转轴(shaft)14的轴向的大致中央部；以及多个永久磁铁50，埋入到转子铁芯42内。转子40在定子20的内侧隔开微小间隙而同轴地配置。即，转子铁芯42的外周面隔开微小间隙(气隙(airgap))而与定子铁芯22的内周面对置。转子铁芯42具有与中心轴线C同轴地形成的内孔45。旋转轴14插通以及嵌合于内孔45，并与转子铁芯42同轴地延伸。转子40进一步具有重叠设置于转子铁芯42的轴向两端面的一对端板60。对于端板60将后述。转子铁芯42由固定于旋转轴14的一对铁芯按压件46从轴向两端面夹持，而被保持在规定位置。在转子铁芯42以及铁芯按压件46上形成有多个沿着轴向贯通两者的通风管道(duct)47。多个通风管道47围绕中心轴线C在圆周方向上隔开一定间隔地设置。在本实施方式中，旋转电机10具备固定于旋转轴14的内扇风扇(第1冷却风扇)70以及外扇风扇(第2冷却风扇)72。内扇风扇70在壳体12的内部，相对于转子铁芯42而配置在反驱动侧。此处，内扇风扇70固定于反驱动侧的铁芯按压件46。外扇风扇72在壳体12的外侧安装于旋转轴14的反驱动侧端。旋转电机10一体地具有对壳体12的反驱动侧的端面以及外扇风扇72进行覆盖的外罩(cover)74、以及从外罩74沿着壳体12的外周面沿轴向延伸的多个通风管道76。在外罩74的中央部形成有多个进气口77。多个通风管道76在壳体12的外周面上，从外罩74沿着轴向延伸至超过定子铁芯22的驱动侧的端部的位置。通风管道76的延伸端开口，形成排气口76b。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转电机，其中，/n上述旋转电机具备转子，/n上述转子具备：/n旋转轴，被设置成围绕中心轴线旋转自如；/n转子铁芯，层叠多片铁芯片板而构成，同轴地安装于上述旋转轴；/n多个空隙孔，分别沿着轴向贯通上述转子铁芯而形成，并在上述转子铁芯的轴向的一端面以及轴向的另一端面上开口；/n多个永久磁铁，配置在上述空隙孔内，并沿着上述转子铁芯的轴向延伸；以及/n一对端板，重叠配置于上述转子铁芯的一端面以及另一端面，并分别设置有与上述空隙孔的至少一部分连通的多个通风孔。/n

【技术特征摘要】
20190227 JP 2019-0346781.一种旋转电机，其中，
上述旋转电机具备转子，
上述转子具备：
旋转轴，被设置成围绕中心轴线旋转自如；
转子铁芯，层叠多片铁芯片板而构成，同轴地安装于上述旋转轴；
多个空隙孔，分别沿着轴向贯通上述转子铁芯而形成，并在上述转子铁芯的轴向的一端面以及轴向的另一端面上开口；
多个永久磁铁，配置在上述空隙孔内，并沿着上述转子铁芯的轴向延伸；以及
一对端板，重叠配置于上述转子铁芯的一端面以及另一端面，并分别设置有与上述空隙孔的至少一部分连通的多个通风孔。


2.如权利要求1所述的旋转电机，其中，
上述空隙孔分别具有配置有上述永久磁铁的磁铁装填区域、以及分别与上述永久磁铁相接的第1空隙和第2空隙，
上述端板具有与上述第1空隙连通的第1通风孔以及与上述第2空隙连通的第2通风孔。


3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其中，
上述旋转电机具备：
壳体，收纳上述转子，并且经由轴承支承上述旋转轴；
定子，具有与上述转子铁芯的外周隔开间隙地配置并固定于上述壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：小山泰平，长谷部寿郎，内藤克仁，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝基础设施系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP