旋转电机的转子及旋转电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及旋转电机的转子及旋转电机。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中记载了一种包括转子铁心的旋转电机，该转子铁心具有在内部沿轴向延伸的多个轴向通风路、以及与该轴向通风路连通且从该轴向通风路向放射方向外侧延伸的多个放射方向通气管道。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本实公昭63 - 21177号公报
【发明内容】
[0006]本发明要解决的问题
[0007]近年来，随着永久磁铁的高特性化和低价格化，电动汽车用马达、铁路用马达、风力发电机等大型的旋转电机也使用永久磁铁，尤其是使用在永久磁铁的机械强度方面优异的IPM(Inter1r Permanent Magnet:内置式永久磁铁)型旋转电机。然而，由于永久磁铁中含有的稀土类金属价格昂贵，因此永久磁铁的增大而成为成本高涨的主要原因。另外，当永久磁铁被配置在高温中时，产生退磁的问题，而需要包含价格更加昂贵的稀土类金属的磁铁。因此，期望获得冷却性能优秀的IPM型旋转电机。
[0008]本发明是鉴于上述的问题而做出的，其目的是提供冷却性能优秀的IPM型旋转电机的转子及旋转电机。
[0009]用于解决问题的手段
[0010]为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，适用一种旋转电机的转子，具有??转子铁心，其包括多个铁心块；管道部件，其配置在所述多个铁心块的相互之间，并包括圆板状的管道板、以及呈放射状配置在所述管道板上的多个管道片；多个永久磁铁，其被埋入于所述铁心块中；以及多个通孔，其形成在所述管道板上，并能够供所述永久磁铁插通。
[0011]另外，根据本发明的另一方面，适用一种旋转电机，其具有定子、上述转子、以及固定有所述转子的轴。
[0012]另外，根据本发明的又一方面，适用一种具有定子和转子的旋转电机，具有:转子铁心，其包括多个铁心块；管道部件，其配置在所述多个铁心块的相互之间，并包括圆板状的管道板、以及呈放射状配置在所述管道板上的多个管道片；多个永久磁铁，其被埋入于所述铁心块中；多个通孔，其形成在所述管道板上，并能够供所述永久磁铁插通；以及支撑机构，其在由所述管道部件形成的通风管道的、所述通孔的外周侧的区域对两侧的所述铁心块的端面进行支撑。
[0013]发明效果
[0014]根据本发明，能够提供冷却性能优异的IPM型旋转电机的转子及旋转电机。
【附图说明】
[0015]图1是实施方式涉及的旋转电机及空气冷却器的轴向剖视图。
[0016]图2是表示旋转电机的转子的上半部的轴向剖视图。
[0017]图3是基于图2的A — A剖面的转子的横剖视图。
[0018]图4是表示铁心块的端面在按压力的作用下以向通风管道内膨胀的方式变形的情形的说明图。
[0019]图5是表示第一管道片的倾斜部的变形例的说明图。
[0020]图6是在永久磁铁的外周侧贯穿设置导体的棒部件的变形例中的转子的横剖视图。
[0021]图7是设置了具有L字状的倾斜部的第一管道片和导体的棒部件的变形例中的转子的横剖视图。
[0022]图8是设置了不具有倾斜部的第一管道片和导体的棒部件的变形例中的转子的横剖视图。
[0023]图9是表示室内配置用的空气冷却器的变形例的说明图。
[0024]图10是通风管道的位置在定子和转子中错开的变形例中的旋转电机和空气冷却器的轴向剖视图。
[0025]图11是在棒部件的外周侧设有缺口的变形例中的转子的横剖视图。
[0026]附图标记的说明
[0027]I 旋转电机
[0028]IA 旋转电机
[0029]2 转子
[0030]3 定子
[0031]10 轴
[0032]18 通风管道
[0033]20 转子铁心
[0034]21 铁心块
[0035]22 管道部件
[0036]23 永久磁铁
[0037]28 管道板
[0038]29 第二管道片(管道片)
[0039]30A第一管道片(管道片、支撑机构)
[0040]30B第一管道片(管道片)
[0041]30a倾斜部
[0042]31 通孔
[0043]33 棒部件(支撑机构)
【具体实施方式】
[0044]以下，边参照附图边对一个实施方式进行说明。
[0045]<旋转电机及空气冷却器的结构>
[0046]首先，对本实施方式涉及的旋转电机I和空气冷却器5的结构进行说明。如图1所示，旋转电机I是在定子3的内侧具有转子2的内转子型发电机。旋转电机I包括转子2和定子3、收容转子2和定子3的圆筒状的主体框架4、对转子2和定子3进行冷却的空气冷却器5、以及固定有转子2的轴10。
[0047]定子3被设置在配置于主体框架4的内周侧的定子肋41上。定子3和转子2在半径方向上空出规定间隙地配置。转子2包括转子铁心20，定子3包括定子铁心40。在转子2和定子3设置有在转子铁心20和定子铁心40内沿径向贯穿的通风管道18。另外，如图3所示，在转子铁心20的内周面侧的、周向上的多个部位处，在与轴10之间设置有轴向的空气通路19。轴10通过负载侧轴承13a和负载相反侧轴承13b被支承为旋转自如，其中，负载侧轴承13a的外圈与设置在主体框架4的负载侧(图1中右侧)的负载侧托架12a嵌合，负载相反侧轴承13b的外圈与设置在主体框架4的负载相反侧(图1中左侧)的负载相反侧托架12b嵌合。
[0048]空气冷却器5具有:安装在轴10的负载相反侧的端部的外部风扇14 ;安装在轴10的负载相反侧托架12b与转子2之间的内部风扇15 ;配置在主体框架4的上部的多根冷却管16 ;以及冷却器框架17，该冷却器框架17在外部风扇14的负载相反侧具有空气吸入口17a，且从外部风扇14覆盖至冷却管16的负载侧端部。
[0049]空气冷却器5通过轴10的旋转使外部风扇14和内部风扇15旋转。外部风扇14从空气吸入口 17a获取外部空气，将获取到的外部空气送入冷却管16内。另外，内部风扇15将主体框架4内的内部空气作为冷却风，经由空气通路19 (参照图3)内从负载侧向轴向吸引，通过离心力将冷却风从空气通路19送入通风管道18，使冷却风在通风管道18内朝向径向外侧流动，从而对转子2和定子3进行冷却。对转子2和定子3进行了冷却的内部空气在定子3的径向外侧沿着主体框架4向负载相反侧流动，通过内部风扇15而被送风到冷却管16的设置区域。由此，内部空气通过与在冷却管16内流动的外部空气的热交换而被冷却，再次向主体框架4内进行循环。
[0050]如上所述，本实施方式的空气冷却器5为将从外部获取的外部空气和对旋转电机I进行冷却的内部空气设为独立系统的冷却器，例如适于在室外使用的情况，但是旋转电机I的空气冷却器不限于此。
[0051]<转子的结构>
[0052]如图2和图3所示，转子2包括:具有沿轴10的轴向排列的多个铁心块21的上述转子铁心20 ;配置在铁心块21的相互之间的多个管道部件22 ;以及被埋入于各铁心块21中的多个永久磁铁23。永久磁铁23沿轴向贯穿管道部件22地被插入到铁心块21内。
[0053]多个铁心块21和管道部件22形成为包围轴10的周围的环状。如图3所示，在轴10的、周向上的多个部位(在图3所示的例子中，例如以90°间隔的四个部位)竖立设置有轴向的轴肋24。通过这种轴肋24，在铁心块21以及管道部件22与轴10之间形成有轴向的上述空气通路19。另外，如图2所示，多个铁心块21和管道部件22在通过设于轴肋24的外周上的两个夹紧件25而被向轴向内侧按压的状态下，经由轴肋24而被固定在轴10上。在轴肋24与管道部件22之间设置有用于防止管道部件22相对于轴10转动的键26。
[0054]<管道部件的结构>
[0055]管道部件22例如由奥氏体类SUS等非磁性体构成。如图3所示，管道部件22包括圆板状的管道板28、以及呈放射状配置在管道板28的一侧(负载侧或负载相反侧)的面上的多个第一管道片30A、30B和第二管道片29。管道部件22配置在多个铁心块21的相互之间，并在多个铁心块21的相互之间形成上述通风管道18。
[0056]在管道板28的外周部设有能够供永久磁