專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置，特別涉及埋設(shè)有永磁體的旋轉(zhuǎn)電機(jī)和具備該旋 轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
在埋設(shè)有永磁體的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，為了實(shí)現(xiàn)高效化和小型化，存在使用稀土類磁體 作為永磁體的情況。特別存在使用具有非常高的磁特性的Nd(釹)磁體的情況。Nd磁體雖 然具有出眾的磁特性，但具有越是高溫磁體的保持力越降低的溫度特性(熱退磁)。若Nd 磁體的保持力降低，則存在由于來(lái)自外部的反磁場(chǎng)，磁體不可逆退磁，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的性能降低 的問(wèn)題。因此為了用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的永磁體的溫度保護(hù)，永磁體的冷卻構(gòu)造變得重要。以往，提出各種使用冷卻液等來(lái)冷卻磁體或定子的線圈端部的電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)電機(jī) (例如，參照日本特開(kāi)2007-20337號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)、日本特開(kāi)2002-345188號(hào)公報(bào)(專 利文獻(xiàn)2)、日本特開(kāi)2006-25545號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3))。日本特開(kāi)2007-20337號(hào)公報(bào)(專 利文獻(xiàn)1)、日本特開(kāi)2002-345188號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)、日本特開(kāi)2006-25545號(hào)公報(bào)(專 利文獻(xiàn)3)中，公開(kāi)了在旋轉(zhuǎn)軸的軸芯和端板形成冷卻液通路，通過(guò)經(jīng)由該冷卻液通路供給 的冷卻液來(lái)進(jìn)行冷卻的構(gòu)造。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2007-20337號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2002-345188號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2006-25545號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
在埋設(shè)有永磁體的旋轉(zhuǎn)電氣用轉(zhuǎn)子中，一般而言，相比于內(nèi)部，外表面的磁通變化 更大。當(dāng)磁化(電磁體化)鐵心時(shí)，產(chǎn)生電能變成熱而消失的損失(鐵損)。因此，轉(zhuǎn)子的 外表面溫度更高。日本特開(kāi)2007-20337號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)、日本特開(kāi)2002-345188號(hào)公報(bào)(專利 文獻(xiàn)2)、日本特開(kāi)2006-25545號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)中提出的冷卻構(gòu)造中，冷卻用的冷媒通 過(guò)在端板形成的冷媒通路，流向溫度更高的轉(zhuǎn)子的外表面。在端板形成的冷媒通路中，通過(guò) 由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的作用，對(duì)導(dǎo)入到該冷媒通路的冷媒施加朝向端板的外周部的力。此時(shí)，形成冷媒從該冷媒通路流向排出的排出口的冷媒的流動(dòng)。在與該液體流相 接的轉(zhuǎn)子的外表面，通常供給溫度低的冷媒。然而，尤其在端板的外周部，存在產(chǎn)生冷媒的 流動(dòng)不流暢而滯留的部分的情況。冷媒的流動(dòng)滯留的轉(zhuǎn)子外表面不與液體流相接，不被供 給溫度低的冷媒。也就是，會(huì)發(fā)生如下問(wèn)題冷媒不會(huì)遍及轉(zhuǎn)子的外表面整體，在冷媒滯留 的部分轉(zhuǎn)子的溫度上升，發(fā)生熱退磁，磁體的保持力降低。本發(fā)明是鑒于上述的問(wèn)題而完成的，其主要目的是提供能夠抑制轉(zhuǎn)子的外表面的 冷媒滯留的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，具有以能夠旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸；固定設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸
4的芯體；埋設(shè)于芯體的永磁體；和與芯體的軸向端面對(duì)向地設(shè)置的端板。在旋轉(zhuǎn)軸上形成 有能夠流通冷媒的第一冷媒通路。在端板和芯體的軸向端面之間形成有與第一冷媒通路連 通的第二冷媒通路。在第二冷媒通路的內(nèi)部形成有在周方向上隔開(kāi)第二冷媒通路的隔壁； 和將已導(dǎo)入第二冷媒通路的冷媒導(dǎo)向至配置有永磁體的軸向端面的外周緣區(qū)域的路徑壁。在上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，優(yōu)選，在旋轉(zhuǎn)軸上形成從第一冷媒通路向第二冷媒通路導(dǎo)入 冷媒的導(dǎo)入口。在端板上形成有能夠從第二冷媒通路排出冷媒的排出口。導(dǎo)入口形成為相 對(duì)于隔壁位于旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)。排出口形成為相對(duì)于連接導(dǎo)入口和旋轉(zhuǎn)中心的直線位于旋 轉(zhuǎn)方向后方側(cè)。此外，優(yōu)選，路徑壁以沿著隔壁的方式形成在隔壁的旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)，導(dǎo)入口形成 在隔壁和路徑壁之間。此外，優(yōu)選，排出口形成在端板的外周部。本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置，具備第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)。第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)是能夠僅 單向旋轉(zhuǎn)的、上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的任一種。第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有以能夠雙向旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置的 旋轉(zhuǎn)軸；固定設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸的芯體；埋設(shè)于芯體的永磁體；和與芯體的軸向端面對(duì)向地設(shè) 置的端板。在第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上形成有能夠流通冷媒的第一冷媒通路。在第二旋轉(zhuǎn) 電機(jī)的端板和芯體的軸向端面之間形成有與第一冷媒通路連通的第二冷媒通路。在第二旋 轉(zhuǎn)電機(jī)的第二冷媒通路的內(nèi)部形成有在周方向上隔開(kāi)第二冷媒通路的隔壁。在第二旋轉(zhuǎn)電 機(jī)的端板上，能夠從第二冷媒通路排出冷媒的排出口沿著隔壁的延伸方向形成在端板的外 周部。在第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上形成有從第一冷媒通路向第二冷媒通路導(dǎo)入冷媒的導(dǎo)入 口，導(dǎo)入口形成為通過(guò)連接導(dǎo)入口和旋轉(zhuǎn)中心的直線將鄰接的隔壁形成的角二等分。根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在第二冷媒通路的內(nèi)部形成隔壁和路徑壁。因此，在第二 冷媒通路的內(nèi)部，冷媒流向配置有永磁體的芯體的軸向端面的外周緣區(qū)域，所以常時(shí)向永 磁體供給溫度低的冷媒，能夠有效地進(jìn)行冷卻。此外，構(gòu)成第二冷媒通路的芯體的軸向端面 上的冷媒流動(dòng)規(guī)定為相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向逆向的單向。因此，能夠抑制冷媒在上述軸向端面滯 留，能夠使冷媒常時(shí)遍及軸向端面的周方向的整體，所以能夠降低由冷媒冷卻永磁體的冷 卻能的不均(冷卻不均)，抑制磁體的熱退磁。
圖1是表示實(shí)施方式1的應(yīng)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的混合動(dòng)力車輛的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖2是表示驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3是表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)的詳細(xì)的剖面圖。圖4是表示沿圖3所示的IV-IV線的剖面的部分剖面示意圖。圖5是表示沒(méi)有形成路徑壁的變形例的部分剖面示意圖。圖6是表示軸能夠雙向旋轉(zhuǎn)的情況的變形例的部分剖面示意圖。符號(hào)說(shuō)明10轉(zhuǎn)子；20轉(zhuǎn)子芯；20a軸向端面；21電磁鋼板；29端板；31永磁體；41、42、43冷 媒通路；42a導(dǎo)入口 ；44排出口 ；45隔壁；46路徑壁；47流出口 ；50定子；51線圈；52電磁鋼 板；55定子芯；58軸；60三相電纜；61U相電纜；62V相電纜；63W相電纜；70控制裝置；100 發(fā)動(dòng)機(jī)；100A曲軸；101中心線；200驅(qū)動(dòng)單元；210,211,212旋轉(zhuǎn)電機(jī)；211A、212A轉(zhuǎn)子；
5211B、212B定子；211C、212C定子線圈；220動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)；221、222行星齒輪；221A、222A 太陽(yáng)輪；221B、222B小齒輪；221C、222C行星架；221D、222D齒圈；230副軸齒輪；240差動(dòng)齒 輪；400電池；500,600電纜；RD、RF箭頭。
具體實(shí)施例方式以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在下面的附圖中，對(duì)相同或相當(dāng)?shù)?部分標(biāo)記相同的參照序號(hào)，不重復(fù)其說(shuō)明。(實(shí)施方式1)圖1是表示實(shí)施方式1的應(yīng)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的混合動(dòng)力車輛的結(jié)構(gòu)的概略圖。如圖 1所示，本實(shí)施方式的混合動(dòng)力車輛構(gòu)成為包含發(fā)動(dòng)機(jī)100、驅(qū)動(dòng)單元200、P⑶300和電池 400。驅(qū)動(dòng)單元200經(jīng)由電纜500與PCU300電連接。此外，PCU300經(jīng)由電纜600與電池400 電連接。作為內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)100可以是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)單元200 與發(fā)動(dòng)機(jī)100 —起產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)100和驅(qū)動(dòng)單元200都設(shè)置在混合動(dòng)力 車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)。P⑶300是控制驅(qū)動(dòng)單元200的動(dòng)作的控制裝置。電池400是能夠充放 電的二次電池?；旌蟿?dòng)力車輛將發(fā)動(dòng)機(jī)100、和從電池400供給電力的驅(qū)動(dòng)單元200作為動(dòng) 力源進(jìn)行行駛。圖2是表示驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2所示，驅(qū)動(dòng)單元200構(gòu)成為包含旋 轉(zhuǎn)電機(jī)210、動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)220、副軸齒輪230和差動(dòng)齒輪240。旋轉(zhuǎn)電機(jī)210包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)211、212。動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)220設(shè)置在旋轉(zhuǎn)電機(jī)211、 212之間。旋轉(zhuǎn)電機(jī)211、212具有電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的至少任一方的功能。副軸齒輪230設(shè) 置在動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)220和差動(dòng)齒輪240之間。而且，差動(dòng)齒輪240與傳動(dòng)軸連接。旋轉(zhuǎn)電 機(jī)211、212、動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)220、副軸齒輪230和差動(dòng)齒輪240設(shè)置在殼體(未圖示)內(nèi)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)211,212分別構(gòu)成為包括轉(zhuǎn)子211A、212A ；定子211B、212B ；卷繞于定 子 211B、212B 的定子線圈 211C、212C。動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)220構(gòu)成為包括行星齒輪221、222。行星齒輪221、222分別構(gòu)成為 包括太陽(yáng)輪221A、222A ；小齒輪221B、222B ；行星架221C、222C以及齒圈221D、222D。發(fā)動(dòng)機(jī)100的曲軸100A、旋轉(zhuǎn)電機(jī)211的轉(zhuǎn)子211A、和旋轉(zhuǎn)電機(jī)212的轉(zhuǎn)子212A 以相同軸為中心旋轉(zhuǎn)。行星齒輪221中的太陽(yáng)輪221A結(jié)合于在曲軸100A貫通軸中心的中空的太陽(yáng)輪 軸。齒圈221D以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被支持在與曲軸100A同軸上。小齒輪221B配置在太陽(yáng) 輪221A和齒圈221D之間，在太陽(yáng)輪221A的外周自轉(zhuǎn)并且公轉(zhuǎn)。行星架221C結(jié)合于曲軸 100A的端部，支持各小齒輪221B的旋轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)電機(jī)212的轉(zhuǎn)子212A經(jīng)由作為減速器的行星齒輪222結(jié)合于與行星齒輪221 的齒圈221D —體旋轉(zhuǎn)的齒圈殼體。行星齒輪222通過(guò)作為旋轉(zhuǎn)元件之一的行星架222C固定于殼體的構(gòu)造進(jìn)行減速。 也就是，行星齒輪222包括結(jié)合于轉(zhuǎn)子212A的軸的太陽(yáng)輪222A ；與齒圈221D —體旋轉(zhuǎn)的 齒圈222D ；與齒圈222D以及太陽(yáng)輪222A嚙合、將太陽(yáng)輪222A的旋轉(zhuǎn)傳遞至齒圈222D的 小齒輪222B。
在車輛行駛時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)100輸出的動(dòng)力傳遞至曲軸100A，由動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)220分配到兩條路徑。上述兩條路徑中的一方是從副軸齒輪230經(jīng)由差動(dòng)齒輪240傳遞至傳動(dòng)軸的路 徑。傳遞至傳動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)力作為旋轉(zhuǎn)力傳遞至驅(qū)動(dòng)輪，使車輛行駛。另一方是驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)211發(fā)電的路徑。旋轉(zhuǎn)電機(jī)211通過(guò)由動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)220 分配來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)100的動(dòng)力進(jìn)行發(fā)電。由旋轉(zhuǎn)電機(jī)211發(fā)電產(chǎn)生的電力根據(jù)車輛的行駛狀 態(tài)、電池400的狀態(tài)分開(kāi)使用。例如，在車輛通常行駛時(shí)以及急加速時(shí)，由旋轉(zhuǎn)電機(jī)211發(fā) 電產(chǎn)生的電力直接成為驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)212的電力。另一方面，在電池400中已確定的條件 下，由旋轉(zhuǎn)電機(jī)211發(fā)電產(chǎn)生的電力經(jīng)由設(shè)置在PCU300內(nèi)的變換器和轉(zhuǎn)換器儲(chǔ)存在電池 400 中。旋轉(zhuǎn)電機(jī)212由儲(chǔ)存在電池400中的電力以及由旋轉(zhuǎn)電機(jī)211發(fā)電產(chǎn)生的電力中 的至少一方的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)212的驅(qū)動(dòng)力從副軸齒輪230經(jīng)由差動(dòng)齒輪240傳遞 到傳動(dòng)軸，由此能夠通過(guò)來(lái)自旋轉(zhuǎn)電機(jī)212的驅(qū)動(dòng)力輔助發(fā)動(dòng)機(jī)100的驅(qū)動(dòng)力，或僅通過(guò)來(lái) 自旋轉(zhuǎn)電機(jī)212的驅(qū)動(dòng)力使車輛行駛。另一方面，在車輛再生制動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)車體的慣性力旋轉(zhuǎn)。通過(guò)來(lái)自驅(qū)動(dòng)輪的 旋轉(zhuǎn)力，經(jīng)由差動(dòng)齒輪240和副軸齒輪230驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)212。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)212作為發(fā) 電機(jī)工作。這樣，旋轉(zhuǎn)電機(jī)212作為將制動(dòng)能變換為電力的再生制動(dòng)器作用。由旋轉(zhuǎn)電機(jī) 212發(fā)電產(chǎn)生的電力經(jīng)由設(shè)置在P⑶300內(nèi)的變換器儲(chǔ)存在電池400中。在本實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)211具有作為發(fā)電機(jī)(generator)的功能。此外，旋轉(zhuǎn) 電機(jī)212具有作為從電池400接受電力供給產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)(motor)和發(fā)電機(jī)的功 能。圖3是表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)的詳細(xì)的剖面圖。在圖3中，以旋轉(zhuǎn)電機(jī)210為例，對(duì)旋轉(zhuǎn)電 機(jī)的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。如圖3所示，旋轉(zhuǎn)電機(jī)210具備轉(zhuǎn)子10和配置在轉(zhuǎn)子10的外周上的 定子50。轉(zhuǎn)子10設(shè)置于沿著中心線101延伸的、作為旋轉(zhuǎn)軸的軸58。轉(zhuǎn)子10設(shè)置為與軸 58 一起，能夠以中心線101為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子10具有固定設(shè)置于軸58的芯體即轉(zhuǎn)子芯20 ；埋設(shè)于轉(zhuǎn)子芯20的永磁體31。 即，旋轉(zhuǎn)電機(jī)210是IPM(Interior Permanent Magnet)電機(jī)。轉(zhuǎn)子芯20具有沿中心線101 的圓筒形狀。轉(zhuǎn)子芯20由在中心線101的軸向上層疊的多個(gè)電磁鋼板21構(gòu)成。在轉(zhuǎn)子10的中心線101方向(軸向)上，以與轉(zhuǎn)子芯20的軸向端面20a相對(duì)的 方式，設(shè)置有端板29。端板29相對(duì)于軸向夾持電磁鋼板21的層疊構(gòu)造。當(dāng)與永磁體31相 對(duì)的電磁鋼板21的端部被磁化時(shí)，通過(guò)磁力的作用電磁鋼板21將要分離的力發(fā)揮作用，但 通過(guò)配置端板29夾持電磁鋼板21的層疊構(gòu)造，防止電磁鋼板21的分離。端板29通過(guò)螺 釘止動(dòng)、鉚接、壓入等任意方法，固定于軸58，伴隨軸58的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。定子50具有定子芯55和卷繞于定子芯55的線圈51。定子芯55由在中心線101 的軸向上層疊的多個(gè)電磁鋼板52構(gòu)成。轉(zhuǎn)子芯20和定子芯55不限定于電磁鋼板，也可以 由例如壓粉磁體構(gòu)成。線圈51通過(guò)三相電纜60電連接于控制裝置70。三相電纜60包括U相電纜61、 V相電纜62和W相電纜63。線圈51包括U相線圈、V相線圈和W相線圈，在這三個(gè)線圈端 子上分別連接有U相電纜61、V相電纜62和W相電纜63。
在控制裝置70中，從搭載于混合動(dòng)力汽車的ECU (Electrical ControlUnit,電子 控制單元)80發(fā)送旋轉(zhuǎn)電機(jī)210應(yīng)該輸出的轉(zhuǎn)矩指令值?？刂蒲b置70生成用于輸出由該 轉(zhuǎn)矩指令值指定的轉(zhuǎn)矩的電機(jī)控制電流，將該電機(jī)控制電流經(jīng)由三相電纜60向線圈51供下面對(duì)本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的冷卻構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。如圖3所示，軸58形成為中 空。在軸58的內(nèi)部，以包含作為軸58的旋轉(zhuǎn)的中心軸的中心線101的方式，形成沿著軸向 延伸的冷媒通路41。此外，在軸58內(nèi)部形成沿著軸58的徑向延伸的冷媒通路42。冷媒通 路41和冷媒通路42形成第一冷媒通路。在端板29和轉(zhuǎn)子芯20的軸向端面20a之間以與 冷媒通路42連通的方式形成有間隙，該間隙成為冷媒通路43。冷媒通路43形成第二冷媒 通路。在端板29上，以連通冷媒通路43和外部的方式形成有排出口 44。如圖3中的箭頭所示，用于冷卻永磁體31的冷媒能夠從冷媒通路41經(jīng)由冷媒通 路42向冷媒通路43流通。向冷媒通路43供給的冷媒能夠經(jīng)由排出口 44從冷媒通路43 排出。端板29和轉(zhuǎn)子芯20的接觸部也可以形成為金屬接觸面。此外，在端板29和轉(zhuǎn)子 芯20之間可以介入例如0環(huán)等密封部件。如果設(shè)置密封部件，能夠抑制冷媒從冷媒通路43 漏出，所以能夠供給壓力更高的冷媒來(lái)進(jìn)行冷卻。圖4是表示沿如圖3所示的IV-IV線的剖面的部分剖面示意圖。圖4是表示從轉(zhuǎn) 子芯20側(cè)經(jīng)由冷媒通路43觀察端板29時(shí)的概略圖。如圖4所示，在冷媒通路43的內(nèi)部 形成隔壁45，該隔壁45在周方向上隔開(kāi)冷媒通路43，將冷媒通路43分離為多個(gè)空間。平 板形狀的隔壁45沿著呈現(xiàn)如圖4所示的端板29的外形的圓形狀的徑(典型的是以隔壁45 在該圓的徑向上形成，隔壁45的延長(zhǎng)線通過(guò)該圓的中心的方式)形成。此外，在冷媒通路43的內(nèi)部形成有路徑壁46。路徑壁46以沿著隔壁45的方式 (典型的是隔壁45的延伸方向和路徑壁46的延伸方向平行的方式)形成。在圖4中將軸 58和端板29的旋轉(zhuǎn)方向以箭頭RD示出。在本實(shí)施方式中，如箭頭RD所示，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫?時(shí)針?lè)较?。路徑?6相對(duì)于隔壁45在旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)(也就是逆時(shí)針?lè)较騻?cè))形成。隔壁45和路徑壁46，以從與轉(zhuǎn)子芯20的軸向端面20a相對(duì)的端板29的表面突起 的方式，形成為與端板29成為一體。隔壁45和路徑壁46可以以固定于轉(zhuǎn)子芯20的方式 形成，但如果是圖4所示那樣的與端板29 —體形成的構(gòu)造，則能夠降低旋轉(zhuǎn)電機(jī)的部件數(shù) 量，所以更加優(yōu)選。下面對(duì)圖4所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的冷卻構(gòu)造中的冷媒的流動(dòng)進(jìn)行說(shuō)明。首先，由在軸 58形成的冷媒通路41供給的、例如絕緣性的冷卻液等冷媒，通過(guò)由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的作 用在冷媒通路42內(nèi)流向徑向外側(cè)。在軸58上形成有將冷媒從冷媒通路42導(dǎo)入到冷媒通 路43的導(dǎo)入口 42a。冷媒經(jīng)由導(dǎo)入口 42a從冷媒通路42導(dǎo)入到冷媒通路43。導(dǎo)入到冷媒通路43的冷媒通過(guò)由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的作用流向端板29的徑向外 側(cè)。如圖4所示，導(dǎo)入口 42a在隔壁45和路徑壁46之間形成。因此，冷媒在隔壁45和路 徑壁46之間形成的通路內(nèi)流向徑向外側(cè)。在冷媒通路43的內(nèi)部形成有路徑壁46，路徑壁 46以達(dá)到端板29的外周部的方式延伸，因此導(dǎo)入到冷媒通路43的冷媒被導(dǎo)至端板29的外 周部。也就是，導(dǎo)入到冷媒通路43的冷媒，如圖3所示，由路徑壁46導(dǎo)至在轉(zhuǎn)子芯20的軸 向端面20a配置永磁體31的徑向位置、即軸向端面20a的外周緣區(qū)域。例如，路徑壁46的外周側(cè)的端部以相對(duì)于配置有永磁體31的位置位于徑向內(nèi)側(cè)的方式，能夠調(diào)整路徑壁46 的徑向的長(zhǎng)度。冷媒還接受由端板29的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性力(哥氏力)的作用。因此，冷媒當(dāng)達(dá)到 設(shè)置在端板29的外周部的徑向外側(cè)的路徑壁46的端部時(shí)，從隔壁45和路徑壁46之間的 流路通過(guò)流出口 47而流出，如圖4的箭頭RF所示，沿端板29的周向流向旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)。 冷媒的流動(dòng)RF，如圖4所示，規(guī)定為相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向RD逆向的單向。如圖4所示，排出口 44在端板29的外周部形成。因此，冷媒在端板29的外周部流動(dòng)而到達(dá)排出口 44，從冷媒 通路43排出。冷媒在端板29的外周部流動(dòng)是指冷媒在轉(zhuǎn)子芯20中埋設(shè)有永磁體31的軸向端 面20a的外周緣區(qū)域流動(dòng)。因此，能夠抑制冷媒在軸向端面20a的外周緣區(qū)域滯留，能夠常 時(shí)向在轉(zhuǎn)子芯20的軸向端面20a露出的永磁體31的端部供給溫度低的冷媒，能夠有效地 冷卻永磁體31。如上所述，對(duì)在旋轉(zhuǎn)的端板29的表面流動(dòng)的冷媒作用慣性力。于是，能夠?qū)⒂糜?向冷媒通路43導(dǎo)入冷媒的導(dǎo)入口 42a以相對(duì)于隔壁45位于旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)的方式形成。 此外，將從冷媒通路43排出冷媒的排出口 44形成在比導(dǎo)入口 42a更靠后的旋轉(zhuǎn)方向后方 側(cè)(例如，排出口 44相對(duì)于連接導(dǎo)入口 42a和旋轉(zhuǎn)中心的直線位于旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè))。這 樣，通過(guò)軸58和端板29旋轉(zhuǎn)時(shí)的慣性力，冷媒從導(dǎo)入口 42a流向排出口 44，所以能夠更顯 著地獲得抑制冷媒的流動(dòng)滯留的效果。導(dǎo)入口 42a形成在一個(gè)隔壁的旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)的附近部是所希望的。此外，排出 口 44形成在相對(duì)于上述一個(gè)隔壁與旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)鄰接的其他隔壁的旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)的 附近部是所希望的。也就是，能夠以在某一個(gè)隔壁45的附近部，相對(duì)于該隔壁45在旋轉(zhuǎn)方 向后方側(cè)形成路徑壁46，相對(duì)于該隔壁45在旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)形成排出口 44的方式，制作端 板29。這樣，通過(guò)在與隔壁45接近的位置形成導(dǎo)入口 42a和排出口 44，從而能夠更增長(zhǎng)在 端板29的表面流動(dòng)的冷媒的路徑。其結(jié)果是，能夠更增長(zhǎng)冷媒與永磁體31接觸的時(shí)間，所 以通過(guò)冷媒的流動(dòng)能夠更有效地冷卻永磁體31。例如，平板狀的隔壁45形成在端板29的外形的圓的徑向時(shí)，能夠以連接導(dǎo)入口 42a和該圓的中心的直線相對(duì)于隔壁45的延伸方向形成10°以下的角度的方式，形成導(dǎo)入 口 42a。此外，能夠以連接排出口 44和該圓的中心的直線相對(duì)于隔壁45的延伸方向形成 10°以下的角度的方式，形成排出口 44。如上說(shuō)明，在本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，在冷媒通路43的內(nèi)部形成在周方向上 隔開(kāi)冷媒通路43的隔壁45 ；和將向冷媒通路43導(dǎo)入的冷媒導(dǎo)向至配置有永磁體31的轉(zhuǎn) 子芯20的軸向端面20a的外周緣區(qū)域的路徑壁46。根據(jù)該構(gòu)成，因?yàn)樾纬闪寺窂奖?6，所 以冷媒可靠地在配置有永磁體31的位置流動(dòng)，抑制冷媒的滯留。因此，將溫度低的冷媒常 時(shí)供給到永磁體31，能夠有效地冷卻永磁體31。此外，排出口 44相對(duì)于導(dǎo)入口 42a在旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)形成，所以能夠更顯著地獲 得通過(guò)旋轉(zhuǎn)時(shí)的慣性力使冷媒流向排出口 44從而抑制冷媒的流動(dòng)滯留的效果。此外，路徑壁46以沿著隔壁45的方式在隔壁45的旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)形成，導(dǎo)入口 42a在隔壁45和路徑壁46之間形成。因此，能夠更加增長(zhǎng)在端板29表面流動(dòng)的冷媒的路 徑，能夠更加增長(zhǎng)冷媒與永磁體31接觸的時(shí)間，所以能夠通過(guò)冷媒的流動(dòng)更有效的冷卻永磁體31。此外，因?yàn)榕懦隹?44在端板29的外周部形成，所以能夠使流向排出口 44的冷媒 可靠地在配置有永磁體31的端板29的外周部流動(dòng)。當(dāng)軸58和固設(shè)于軸58的轉(zhuǎn)子芯20以及端板29沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，冷媒具有 粘性，在冷媒通路43的內(nèi)部形成隔壁45，則即使不形成路徑壁46，也能夠?qū)⒗涿降牧鲃?dòng)規(guī) 定為相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向逆向的單向。圖5是如圖4所示的剖面圖的變形例，表示未形成路徑 壁的變形例的部分剖面示意圖。在圖5中，如箭頭RF所示，通過(guò)由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性力(離心力和哥氏力)的作用， 能夠獲得從導(dǎo)入口 42a導(dǎo)入到冷媒通路43的冷媒流向排出口 44、抑制冷媒的滯留的效果。 不過(guò)，在端板29的外周部的、相對(duì)于隔壁45在旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)的附近部，因?yàn)楦缡狭Φ淖?用，冷媒難以流動(dòng)。如果存在冷媒難以流動(dòng)的場(chǎng)所，則存在永磁體31的冷卻產(chǎn)生不均的可 能性。因此，如圖4所示，更加優(yōu)選設(shè)置路徑壁46的結(jié)構(gòu)。(實(shí)施方式2)實(shí)施方式1中說(shuō)明的形成有隔壁和路徑壁的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，優(yōu)選為直接連接于車軸的 主機(jī)電機(jī)等能夠僅單向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。另一方面，例如也能夠發(fā)揮減速器作用的電機(jī)等， 能夠雙向旋轉(zhuǎn)、在雙向的旋轉(zhuǎn)頻度都同等的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，存在冷媒的流動(dòng)規(guī)定為單向的實(shí) 施方式1的旋轉(zhuǎn)電機(jī)不適合的情況。于是，通過(guò)設(shè)為與雙向旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的冷媒的流動(dòng)，能夠向 能夠雙向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)提供適合的冷卻構(gòu)造。圖6是圖4所示的剖面圖的變形例，是表示旋轉(zhuǎn)軸能夠雙向旋轉(zhuǎn)時(shí)的變形例的部 分剖面示意圖。如圖6所示，與實(shí)施方式1同樣，在端板29和芯體的軸向端面之間的冷媒 通路上，形成有在周向上隔開(kāi)該冷媒通路的隔壁45。此外，在端板29形成排出口 44。排出口 44沿著隔壁45的延伸方向在端板29的 外周部形成。此外，在軸58上形成導(dǎo)入口 42a。導(dǎo)入口 42a在鄰接的兩個(gè)隔壁45之間形 成。根據(jù)該構(gòu)成，例如軸58沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)慣性力的作用，冷媒朝向端板 29的外周部，且向逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)。此外例如當(dāng)軸58沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，冷媒向順時(shí)針 方向流動(dòng)。而且，冷媒經(jīng)由相對(duì)于導(dǎo)入口 42a在旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)形成的隔壁45的延伸方向 上形成的排出口 44排出。這樣，通過(guò)旋轉(zhuǎn)時(shí)的慣性力，冷媒流向相對(duì)于導(dǎo)入口 42a在旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)形成 的排出口 44，所以能夠抑制冷媒的流動(dòng)滯留。因此，向永磁體31常時(shí)供給溫度低的冷媒，能 夠有效地冷卻永磁體31。當(dāng)導(dǎo)入口 42a以相對(duì)于一方的隔壁45靠近的方式形成時(shí)，在向能夠旋轉(zhuǎn)的雙向 中的任一方向旋轉(zhuǎn)的情況下，存在在端板29的外周部冷媒流動(dòng)的表面積變小、產(chǎn)生冷卻不 均、發(fā)生永磁體的熱退磁的可能性。于是，導(dǎo)入口 42a在由鄰接的兩個(gè)隔壁45包圍的空間 的大致中央部形成是所希望的。例如導(dǎo)入口 42a，能夠以通過(guò)連接導(dǎo)入口 42a和旋轉(zhuǎn)中心的 直線，將鄰接的兩個(gè)隔壁45形成的角二等分的方式形成。在此，在圖2所示的驅(qū)動(dòng)單元200中，具有作為發(fā)電機(jī)的功能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)211僅能 夠單向旋轉(zhuǎn)。此外，具有作為電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的功能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)212能夠雙向旋轉(zhuǎn)，在任一 方向都以相同的頻度旋轉(zhuǎn)。于是，能夠?qū)⑿D(zhuǎn)電機(jī)211作為第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)
10中使用實(shí)施方式1中說(shuō)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，此外將旋轉(zhuǎn)電機(jī)212作為第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在第 二旋轉(zhuǎn)電機(jī)中使用實(shí)施方式2中說(shuō)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)。這樣，通過(guò)將旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)為符合 旋轉(zhuǎn)方向特性的結(jié)構(gòu)(也就是，構(gòu)成與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主要旋轉(zhuǎn)方向相應(yīng)的冷媒的路徑)，能夠 獲得具備能夠有效地冷卻旋轉(zhuǎn)電機(jī)的冷卻構(gòu)造的驅(qū)動(dòng)裝置。在之前的說(shuō)明中，對(duì)端板和芯體的軸向端面之間的冷媒通路上形成四處平板狀隔 壁的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限定于這樣的結(jié)構(gòu)。例如，可以形成更多數(shù)量的隔壁。此 外，例如隔壁和路徑壁可以不是平板形狀，而是彎曲的板形狀等不同形狀。此外，優(yōu)選隔壁 以將端板和芯體的軸向端面之間的冷媒通路等分的方式形成。應(yīng)該認(rèn)為，此次公開(kāi)的實(shí)施方式在所有方面都是例示而非限制性的內(nèi)容。本發(fā)明 的范圍不由上述說(shuō)明而由權(quán)利要求表示，與權(quán)利要求相同的意思和范圍內(nèi)的所有變更都包 括在內(nèi)。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)特別有利地適用于搭載在車輛上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
權(quán)利要求
一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)(211)，具有以能夠旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸(58)；固定設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)軸(58)的芯體(20)；埋設(shè)于所述芯體(20)的永磁體(31)；和與所述芯體(20)的軸向端面(20a)對(duì)向地設(shè)置的端板(29)，在所述旋轉(zhuǎn)軸(58)上形成有能夠流通冷媒的第一冷媒通路(41、42)，在所述端板(29)和所述芯體(20)的所述軸向端面(20a)之間形成有與所述第一冷媒通路(41、42)連通的第二冷媒通路(43)，在所述第二冷媒通路(43)的內(nèi)部形成有在周方向上隔開(kāi)所述第二冷媒通路(43)的隔壁(45)；和將已導(dǎo)入所述第二冷媒通路(43)的冷媒導(dǎo)向至配置有所述永磁體(31)的所述軸向端面(20a)的外周緣區(qū)域的路徑壁(46)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(211)，其中，在所述旋轉(zhuǎn)軸(58)上形成有從所述第一冷媒通路(41、42)向所述第二冷媒通路(43) 導(dǎo)入冷媒的導(dǎo)入口(42a)，在所述端板(29)上形成有能夠從所述第二冷媒通路(43)排出冷媒的排出口(44)， 所述導(dǎo)入口(42a)形成為相對(duì)于所述隔壁(45)位于旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)， 所述排出口(44)形成為相對(duì)于連接所述導(dǎo)入口(42a)和旋轉(zhuǎn)中心的直線位于旋轉(zhuǎn)方 向后方側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(211)，其中，所述路徑壁(46)以沿著所述隔壁(45)的方式形成在所述隔壁(45)的旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)，所述導(dǎo)入口(42a)形成在所述隔壁(45)和所述路徑壁(46)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(211)，其中， 所述排出口(44)形成在所述端板(29)的外周部。
5.一種驅(qū)動(dòng)裝置(200)，具備第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(211)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(212)，所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(211)是能夠僅單向旋轉(zhuǎn)的、權(quán)利要求1到權(quán)利要求4的任一項(xiàng)所 述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(211)，所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(212)具有 以能夠雙向旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸(58)； 固定設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)軸(58)的芯體(20)； 埋設(shè)于所述芯體(20)的永磁體(31)；和 與所述芯體(20)的軸向端面(20a)對(duì)向地設(shè)置的端板(29)， 在所述旋轉(zhuǎn)軸(58)上形成有能夠流通冷媒的第一冷媒通路(41、42)， 在所述端板(29)和所述芯體(20)的所述軸向端面(20a)之間形成有與所述第一冷媒 通路(41、42)連通的第二冷媒通路(43)，在所述第二冷媒通路(43)的內(nèi)部形成有在周方向上隔開(kāi)所述第二冷媒通路(43)的隔 壁(45)，在所述端板(29)上，能夠從所述第二冷媒通路(43)排出冷媒的排出口(44)沿著所述 隔壁(45)的延伸方向形成在所述端板(29)的外周部，在所述旋轉(zhuǎn)軸(58)上形成有從所述第一冷媒通路(41、42)向所述第二冷媒通路(43)導(dǎo)入冷媒的導(dǎo)入口(42a)，所述導(dǎo)入口(42a)形成為通過(guò)連接所述導(dǎo)入口(42a)和旋轉(zhuǎn)中心的直線將鄰接的所述 隔壁(45)形成的角二等分。
全文摘要
提供能夠抑制轉(zhuǎn)子外表面的冷媒的滯留的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。該旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有以能夠旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸(58)；固定設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸(58)的芯體；埋設(shè)于芯體的永磁體；和與芯體的軸向端面對(duì)向地設(shè)置的端板(29)。在旋轉(zhuǎn)軸(58)上形成能夠流通冷媒的第一冷媒通路。在端板(29)和芯體的軸向端面之間形成與第一冷媒通路連通的第二冷媒通路。在第二冷媒通路的內(nèi)部，形成有在周方向上隔開(kāi)第二冷媒通路的隔壁(45)；和將已導(dǎo)入第二冷媒通路的冷媒導(dǎo)向至配置有永磁體的軸向端面的外周緣區(qū)域的路徑壁(46)。
文檔編號(hào)H02K9/08GK101849344SQ20088011494
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2008年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者棚橋文紀(jì), 立松和高, 竹綱靖治, 荒川亞富 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社