本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機，特別是涉及通過冷卻油對定子和轉(zhuǎn)子進行冷卻的旋轉(zhuǎn)電機。

背景技術：

旋轉(zhuǎn)電機由旋轉(zhuǎn)自如的轉(zhuǎn)子和設置成包圍轉(zhuǎn)子的定子構成，并且，對卷繞于定子的定子線圈通電而獲得轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)力的旋轉(zhuǎn)電機是電動機，通過使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而在定子線圈中產(chǎn)生電流的旋轉(zhuǎn)電機是發(fā)電機。在上述旋轉(zhuǎn)電機中，由于在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時定子線圈中流通有電流，因此定子和定子線圈會發(fā)熱，該發(fā)熱會導致運轉(zhuǎn)效率降低。因此，對轉(zhuǎn)子和定子進行冷卻而維持運轉(zhuǎn)效率。

作為上述冷卻的方法，提出了一種方案，為了將冷卻油供給至組裝于旋轉(zhuǎn)電機內(nèi)部的定子和轉(zhuǎn)子的潤滑部位和冷卻部位，使冷卻油貯存在旋轉(zhuǎn)電機的外殼內(nèi)，并利用旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子或減速機的齒輪的旋轉(zhuǎn)運動攪起冷卻油，使其暫時貯存于設置在轉(zhuǎn)子上部的貯存部，之后，將冷卻油供給至轉(zhuǎn)子的中空軸內(nèi)而進行轉(zhuǎn)子的潤滑和冷卻(例如，參照專利文獻1)。

此外，提出了一種使用泵對冷卻油加壓并將冷卻油引導至定子的方式(例如，專利文獻2)，或者為了冷卻轉(zhuǎn)子而將轉(zhuǎn)子的軸形成中空的圓筒形狀，并使用泵將冷卻油壓送至圓筒部分的方式(例如，參照專利文獻3)。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2009－209965號公報。

專利文獻2：日本專利特開2011－193642號公報。

專利文獻3：日本專利特開2010－104206號公報。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術問題

在專利文獻1所提出的旋轉(zhuǎn)電機的冷卻方法中，利用轉(zhuǎn)子等的旋轉(zhuǎn)運動攪起冷卻油，因此存在不需要用于壓送冷卻油的泵的優(yōu)點，但在將油面攪起時會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩損失，并且根據(jù)油面的狀況，攪起的冷卻油的量會變動，因此存在轉(zhuǎn)子的冷卻性能不穩(wěn)定這樣的不良狀況。

此外，在專利文獻2和3所提出的冷卻方法中，由于使用泵供給冷卻油，因此冷卻油的供給量穩(wěn)定，但由于冷卻的對象獨立，因此需要擁有冷卻定子的泵和冷卻轉(zhuǎn)子的泵這兩個泵，旋轉(zhuǎn)電機的大型化和高成本成了問題。即使設置單個泵并設置單條供給冷卻油的路徑，由于利用配管連接而向位置分離的定子和轉(zhuǎn)子供給冷卻油，因此路徑變長導致壓損變高，需要更高性能的泵，與上述同樣存在無法避免旋轉(zhuǎn)電機的大型化、高成本化這樣的問題。

本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有的問題而作，其目的在于提供一種能利用以低壓損供給的冷卻油對定子和轉(zhuǎn)子雙方進行冷卻的旋轉(zhuǎn)電機。

解決技術問題所采用的技術方案

本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機包括如下的機構：該機構通過泵以加壓狀態(tài)將冷卻油供給至設置于外殼內(nèi)的上部的第一貯存部，并使冷卻油從第一貯存部噴出，利用冷卻油的自重將冷卻油引導至定子的冷卻結(jié)構和轉(zhuǎn)子的冷卻結(jié)構，從而有效地對定子和轉(zhuǎn)子這兩者進行冷卻。

此外，轉(zhuǎn)子的冷卻結(jié)構具有對引導來的冷卻油進行貯存的第二貯存部，并且該冷卻結(jié)構構成為將冷卻油引導至軸承油路和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸的軸油路，上述軸承油路將冷卻油從上述第二貯存部供給至轉(zhuǎn)子的軸承。

發(fā)明效果

在本發(fā)明中，采用通過泵將冷卻油壓送并暫時貯存在旋轉(zhuǎn)電機內(nèi)，在使冷卻油噴出之后利用自重將冷卻油供給至定子和轉(zhuǎn)子的冷卻結(jié)構，由此能提供一種旋轉(zhuǎn)電機，其具有的冷卻結(jié)構可以將壓損抑制到最小限度，并且能將冷卻油可靠地供給至定子和轉(zhuǎn)子這兩者，不需要冷卻油的攪起機構，且能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機的小型輕量化和高效率化。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施方式的旋轉(zhuǎn)電機的示意剖視圖。

圖2是示出圖1的第一貯存部中的冷卻油的流動的圖。

圖3是示出圖1的第二貯存部中的冷卻油的流動的圖。

圖4是示出圖3的轉(zhuǎn)子的a-a剖面的剖視圖。

具體實施方式

以下，使用附圖對本發(fā)明旋轉(zhuǎn)電機的實施方式進行說明。

圖1是示出本發(fā)明旋轉(zhuǎn)電機100的一實施方式的示意剖視圖，即旋轉(zhuǎn)電機100的轉(zhuǎn)軸方向的剖視圖。

旋轉(zhuǎn)電機100的外殼50包括主體部分的中間框架51以及前框架52和后框架53，并形成通過前框架52和后框架53封閉上述中間框架51兩端的結(jié)構，定子10固定于上述外殼50的中間框架51，轉(zhuǎn)子20的轉(zhuǎn)軸21分別經(jīng)由軸承521、531支承于前框架52和后框架53。此外，定子10呈以圓環(huán)狀配置的分割型筒狀，并嵌合固定于鐵制框架511，而且鐵制框架511固定于鋁制的中間框架51。在定子10的非負載一側(cè)的端面配置有母線保持件11，該母線保持件11收容向uvw的各相供電的母線。此外，在定子10的軸向兩端部具有線圈端12。

轉(zhuǎn)子20設置有軸21和轉(zhuǎn)子鐵芯22，上述軸21被負載側(cè)的軸承521和非負載側(cè)的軸承531支承，上述轉(zhuǎn)子鐵芯22設置于軸21的周面。磁體收容孔23沿周向等間隔地配置于轉(zhuǎn)子鐵芯22，上述磁體收容孔23用于以與轉(zhuǎn)軸方向平行的方式收容永磁體。

針對上述旋轉(zhuǎn)電機100的結(jié)構，以如下方式構成冷卻的結(jié)構。

即，如圖1和圖2所示，在構成外殼50的中間框架51、前框架52和后框架53的上部區(qū)域設置第一貯存部61，將從外部的泵80壓送來的冷卻油從入口70輸入。從上述第一貯存部61的入口70進入的冷卻油流至前框架52和后框架53，因此，上述第一貯存部61不僅貯存冷卻油，也可以說是沿中間框架51的軸向貫通的第一油路。

進入第一貯存部61的冷卻油從線圈噴出孔522、532朝向線圈端12噴出而冷卻定子10，上述線圈噴出孔522設置于前框架52，上述線圈噴出孔532設置于后框架53。而且，冷卻油從設置于前框架52的軸承噴出孔523朝向負載側(cè)的軸承521噴出而被用于軸承521的潤滑和冷卻。

此外，除了線圈噴出孔532以外，在后框架53還設置有軸噴出孔533，且上述后框架53構成為將冷卻油引導至轉(zhuǎn)子20的軸21的端部。即，在后框架53還設置有后蓋534而形成冷卻油的流路。因此，從軸噴出孔533噴出的冷卻油被冷卻油導入部541引導而貯存于第二貯存部62，上述冷卻油導入部541由蓋540隔出，上述第二貯存部62設置在軸21的上部。在上述第二貯存部62設置有直徑較小的孔621，并且上述第二貯存部62構成為將從上述孔621流出的冷卻油引導至非負載側(cè)的軸承531。此外，從第二貯存部62溢出的冷卻油通過后蓋534引導至軸21的端部而用于轉(zhuǎn)子20的冷卻。

使用圖3和圖4對轉(zhuǎn)子20的冷卻進行說明。圖3是將圖1的剖視圖的局部放大的圖，特別是示出了從后框架53的軸噴出孔533噴出的冷卻油的流動。雖然在圖1中未說明，但作為冷卻油的流路的貫通孔24以與軸21的軸向平行的方式與磁體收容孔23同樣沿轉(zhuǎn)子鐵芯22的周向等間隔地設置于轉(zhuǎn)子鐵芯22。在上述轉(zhuǎn)子鐵芯22的端面安裝有非負載側(cè)端板25，上述非負載側(cè)端板25設置有貫通孔以與貫通孔24配合，而且，在非負載側(cè)端板25的外側(cè)安裝有油路板26。在非負載側(cè)端板25與油路板26之間設置有空隙，通過該空隙構成從轉(zhuǎn)軸的中心以放射狀延伸的油路。如圖4的剖視圖所示，上述油路的形狀呈從中心部形成放射狀，并且貫通孔24位于放射狀的前端部分。

此外，在轉(zhuǎn)子20的軸21中設置有第一軸油路211和第二軸油路212，上述第一軸油路211從非負載側(cè)沿軸向開設，上述第二軸油路212從第一軸油路211沿徑向延伸，第二軸油路212配置成與上述非負載側(cè)端板25和油路板26的空隙重疊。在非負載側(cè)端板25設置有轉(zhuǎn)子鐵芯22的貫通孔24以及與設置于油路板26的放射狀油路的外形側(cè)端部的至少一部分重疊的貫通孔。

根據(jù)上述結(jié)構，供給至軸21的第一軸油路211的冷卻油在伴隨軸21的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力的作用下從第二軸油路212噴出，并通過油路板26引導、壓送至貫通孔24，從而噴出至轉(zhuǎn)子鐵芯22的負載側(cè)，通過上述冷卻油的流動對轉(zhuǎn)子鐵芯22和永磁體進行冷卻。

另外，雖然未圖示，但通過泵80加壓并供給至第一貯存部的冷卻油被貯存到設置于外殼50的下部的油盤，然后利用泵80將油盤的冷卻油吸起，從而循環(huán)使用。

如上所述，不利用分別連接至需要冷卻的區(qū)域的高壓配管進行連接，而是將冷卻油壓送至第一貯存部，并使冷卻油從第一貯存部噴出，來將冷卻油引導至定子的冷卻結(jié)構和轉(zhuǎn)子的冷卻結(jié)構，從而分別對定子和轉(zhuǎn)子進行冷卻，因此不需要較長的配管，旋轉(zhuǎn)電機整體的壓力損失變小，因此，能實現(xiàn)將冷卻油加壓輸出的泵的小型化并縮短油路，所以能實現(xiàn)框架生產(chǎn)率的提高和框體的小型化。此外，由于沒有利用轉(zhuǎn)子或齒輪將冷卻油攪起的結(jié)構，因此轉(zhuǎn)矩損失變少，能提高旋轉(zhuǎn)電機的效率。

此外，如圖中的箭頭所示，從位于第一貯存部61的軸噴出孔533噴出的冷卻油從第二貯存部62到達至軸21的端部。在本發(fā)明中，通過在各種配置中設置高低差，能利用重力將冷卻油引導至軸21，從而能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機結(jié)構的簡化、輕量化以及低成本化。

在軸21的油路中包括如第二軸油路212那樣的沿徑向延伸的油路結(jié)構，由此，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子自身通過離心力產(chǎn)生將冷卻油排出、吸入的效果，因此，即使不利用泵對由自重引導的冷卻油進行壓送，也能在轉(zhuǎn)子的冷卻中獲得足夠的冷卻油流量。因此，能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機結(jié)構的簡化、輕量化以及低成本化。

在本發(fā)明實施方式中，示出了除了軸噴出孔533以外，還設置有軸承噴出孔523和線圈噴出孔522、533的結(jié)構，但無論另外設置多少噴出孔，只要僅著眼于從第一貯存部61噴出的冷卻油的壓損和流量分配就能進行設計，也可基于削減設計工時和抑制冷卻系統(tǒng)整體的壓損上升，且能實現(xiàn)泵的低成本化和冷卻油配管結(jié)構的簡化，根據(jù)需要追加噴出孔。

此外，對通過使一部分的冷卻油從設置于蓋540的孔621流出來冷卻、潤滑位于孔621下方的非負載側(cè)的軸承531進行了說明，另外，通過在第二貯存部62的下端設置臺階，即使在流入軸的冷卻油量變得過剩的情況下，作為軸承潤滑用的冷卻油，也能始終確保由臺階產(chǎn)生的容積量。

在以上說明的旋轉(zhuǎn)電機中，直接從線圈噴射孔522、532對線圈端12加冷卻油，但也可根據(jù)線圈噴出孔522、532的配置而經(jīng)由其他構件將冷卻油引導至線圈端12。這對于軸承也是相同的。此外，也可將如上所述分別設有一個的各噴射孔設成多個朝向各部位的噴射孔。

在以上說明的旋轉(zhuǎn)電機中，將框架的結(jié)構形成為前、中間、后這種一分為三的結(jié)構，但也可選擇各種分割方式，如分割成后框架以及形成一體的前框架及中間框架的一分為二的結(jié)構，或者分割成前框架以及形成一體的中間框架和后框架的結(jié)構。

在以上說明的旋轉(zhuǎn)電機中，示出了鐵制框架511安裝于中間框架51的結(jié)構，但也可以是鐵制框架511安裝于后框架53或者前框架52的結(jié)構。

另外，本發(fā)明可以在其發(fā)明范圍內(nèi)對各實施方式進行自由組合，或者對各實施方式適當?shù)剡M行變形、省略。