CN103138483A - 电机冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明为电机冷却结构。一种包围定子和转子的外壳，其包括环形冷却室，该环形冷却室在外壳内形成，并限定了围绕定子和转子的周向流体路径。流体入口和流体出口与环形冷却室连通。主分隔件将流体入口与流体出口分开。

Description

电机冷却结构

技术领域

本发明涉及用于冷却电机的部件（例如转子或定子）的结构。

背景技术

定子是电机的固定的部分。定子与转子相互作用，所述转子是电机的运动或转动的部分。定子和转子允许电机将机械能转换为电能（发电机模式）和将电能转换为机械能（电动机模式）。

发明内容

提供了一种用于电机的外壳，该外壳包围定子和转子中的至少一个。环形冷却室形成在外壳内并限定了绕定子或转子的周向流体路径。流体入口和流体出口与该环形冷却室连通。主分隔件（primary divider）将流体入口与流体出口分隔开。

当接合附图来看时，从下文中对实现如权利要求限定的本发明的一些最佳模式和其他实施例的详细描述可理解本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势。

附图说明

图1是电机的示意性等轴视图，其部分地示出了一些内部特征部；

图2是图1中所示电机的示意性平面剖面图，其沿剖面线或平面线2-2截取；

图3是用于图1中所示电机的壳体的示意性等轴视图，显示了覆盖构件被移走，以及在插入环形冷却室之前的多个挡块；

图4是图3中所示外壳的示意性平面图，其中挡块已经插入；和

图5是外壳局部以及其中一个挡块的示意性放大视图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记在若干幅视图中代表相同或相似的部件，图1和图2中显示了电机10的两个示意图。图1显示了电机10在被基本组装后的立体图。图2显示了电机10的沿图1的线2-2剖开的平面剖面图。其他附图中所述的特征和部件可被并入到且用于图1和2所示的那些特征和部件，且部件可以在任何所示构造之间混合和匹配。

电机10具有包围多个内部部件的外壳12。电机10的内部部件包括定子14和转子16（其绕轴线17旋转）中的至少一个。定子14和转子16通常仅可在图2中看到。

覆盖构件18附接至外壳12或与外壳12紧密配合。轴线17可用来限定轴向方向或轴向运动，该轴向运动通常沿着或平行于轴线17发生。从轴线17向外或向内移动时产生相应的径向方向。

尽管本发明是针对汽车应用来详细描述的，但是本领域技术人员将理解本发明更广泛的适用性。本领域技术人员将理解，诸如“上”、“下”、“向上”、“向下”、“顶”、“底”等术语是对附图的描述性地使用，不代表本发明保护范围的局限性，所述保护范围由附加的权利要求来限定。

外壳12和覆盖构件18形成并限定了环形冷却室20，所述环形冷却室20在图1中用虚线部分地示出且在图2中部分可见，该环形冷却室与观察平面交叉。环形冷却室20是外壳12的一些部分之间的开放区域。环形冷却室20以及这里描述的其他结构限定了定子14周围的周向流体路径22。该周向流体路径22是图1中用虚线示出的蜿蜒轨迹路径。覆盖构件18可包括O-型圈或其他密封特征部，以协助阻止环形冷却室20的流体损失。

如图1所示，流体入口24与环形冷却室20连通，流体出口26与环形冷却室20连通。主分隔件28将流体入口24与流体出口26分隔开。主分隔件28基本跨越环形冷却室20的整个轴向长度，并基本避免流体入口24和流体出口26之间的流体交叉流动（cross flow）。

图中所示的电机10仅包括由一个流体入口24和一个流体出口26供应的单独的环形冷却室20。然而，电机10的某些构造可在外壳12内限定两个分开的环形冷却室20。在这种构造中，外壳12可包括多对流体入口24和流体出口26。还可以使用进一步的冷却路径和腔室。

现在参考图3和图4，并继续参照图1和2，其示出了电机10的部件的更多视图。图3显示了其上没有附接覆盖构件18的外壳12的等轴视图，图4显示了外壳12的平面图。

环形冷却室20可以是完全打开的，从而流体沿环形路径从流体入口24流向流体出口26。然而，外壳12被设计为具有在环形冷却室20产生周向流体路径22的蜿蜒线路的结构。如图2所示，周向流体路径22从环形冷却室的顶部出来并流入环形冷却室20的底部。尽管环形冷却室20和周向流体路径22被覆盖构件18挡住而不会被看到，但是图3中可以看出示例性的周向流体路径22的一些部分。

设置了多个第一局部分隔件或肋30以间断地阻碍环形冷却室20第一轴向侧32上的流动。另外，设置多个第二局部分隔件或挡块（baffle）34以间断地阻碍环形冷却室20第二轴向侧36上的流动。

肋30或挡块34在环形冷却室20的相对侧上错开，从而周向流体路径22具有蜿蜒路径。在所示的外壳12中具有六个挡块34和六个铸态（as cast）分隔件（五个肋30和主分隔件28）。然而，肋30和挡块34不必严格等比例地交错设置或彼此之间严格等距离地交错设置。可选择肋30或挡块34的数目，以给出冷却能力和压力降（由使流体流动转向所引起的）之间的最佳平衡。图4中再次显示了周向流体路径22，相对于观察者在其在挡块34之后且在肋30之前。

在外壳12中，肋30形成为外壳12的连续的、一体的部分，且由相同的材料形成。挡块34未形成为是外壳12的连续的、一体的部分，而是设置或插入到环形冷却室20的第二轴向侧36。例如，非限制性地，挡块34可以是挤出（extruded）的可挠塑料管。因此，挡块可被构造为抵抗在外壳12的铸造过程中形成的环形冷却室20的不完整性或制造公差而挠曲。

外壳12可形成为具有环形冷却室20的铸件，所述环形冷却室20通过铸造过程形成于其中。进一步地，肋30可以是外壳12的、在铸造中直接形成的铸态特征部。外壳12的铸造过程可能给予环形冷却室20一个或多个脱模角。挡块34是可挠的，从而其能够适应所述脱模角和制造差异性产生的变化的孔隙。

当肋30是铸态结构时，肋30也可为外壳12提供支撑结构。因此，由铸态特征部（多个肋片30）和可插入的特征部（插入环形冷却室20的多个挡块34）共同在结构上限定周向流体路径22。

外壳12包括多个挡块引导件38，所述到快引导件形成在环形冷却室20的第二轴向侧36上，并部分地延伸进入环形冷却室20。挡块引导件38可作为外壳12的连续的一部分铸造并绕环形冷却室20成对地设置。多对挡块引导件38形成可让挡块34插入的凹槽。组装之后，每一个挡块34置于一对挡块引导件38之间的凹槽内。挡块34被构造为抵抗该凹槽、外壳12内的任何不完整性和铸造外壳12中形成的脱模角而挠曲并与之相适应。

当冷却流体（例如汽车变速液、水或水和乙二醇混合物）从流体入口24流向流体出口26时，其蜿蜒地穿过环形冷却室20内的周向流体路径22。肋30和挡块34增加了周向流体路径22被冷却流体流过的长度。主分隔件28将流体入口24与流体出口26分开，以避免交叉流动并避免冷却流体以绕周向流体路径22多于一圈地流动。

现在参考图5，并继续参考图1-4，其显示了外壳12的一部分的放大视图。图5所示的视图示出了插入环形冷却室20内的挡块34的其中一个。外壳12形成为具有两个不同的脱模角，以协助产生让挡块34插入的凹槽。因此，挡块34取决于脱模角的变化插入，其限制了向环形冷却室20内的进一步运动。

详细的描述和附图或图片是对本发明的支持和描述，但本发明的保护范围仅有权利要求来限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

有关申请的交叉引用

本申请要求No.61/567,087，申请日为2011年12月5日的美国临时专利申请的优先权，其公开的内容通过引用合并于此。

Claims (10)

1.一种包围定子和转子中的至少一个的外壳，其包括：

环形冷却室，其在外壳内形成并限定了周向流体路径，冷却流体可运动经过该周向流体路径；

流体入口，其与所述环形冷却室连通；

流体出口，其与所述环形冷却室连通；和

主分隔件，其将流体入口与流体出口分隔开，从而进入流体入口的冷却流体经过周向流体路径并从流体出口离开。

2.如权利要求1所述的外壳，进一步包括多个第一局部分隔件，其间断地阻碍环形冷却室的第一轴向侧上的流动。

3.如权利要求2所述的外壳，进一步包括多个第二局部分隔件，其间断地阻碍环形冷却室的第二轴向侧上的流动，并与第一局部分隔件偏开，从而周向流体路径绕第一局部分隔件和第二局部分隔件蜿蜒。

4.如权利要求3所述的外壳，其中第一局部分隔件形成为外壳的连续的、一体的部分。

5.如权利要求4所述的外壳，进一步包括多个挡块，其中挡块置于环形冷却室的第二轴向侧上，并用作第二局部分隔件。

6.如权利要求5所述的外壳，其进一步包括覆盖构件，其被构造为与环形冷却室协作以限定周向流体路径。

7.如权利要求6所述的外壳，其中所述外壳是铸造件，环形冷却室和第一局部分隔件是外壳的铸态结构。

8.如权利要求7所述的外壳，其进一步包括多个挡块引导件，其形成于外壳的第二轴向侧上，并部分地延伸进入环形冷却室，其中所述挡块设置于成对的挡块引导件之间。

9.如权利要求8所述的外壳，其中挡块是有可挠管。

10.一种包围定子和转子中至少一个的外壳，其包括：

环形冷却室，其在外壳内形成并限定了周向流体路径，冷却流体可运动通过该周向流体路径；

流体入口，其与所述环形冷却室连通；

流体出口，其与所述环形冷却室连通；和

主分隔件，其将流体入口与流体出口分隔开，从而进入流体入口的冷却流体经过周向流体路径并从流体出口离开；

多个局部分隔件，其间断地阻碍环形冷却室的第一轴向侧上的流动；和

多个挡块，其间断地阻碍环形冷却室的第二轴向侧上的流动并与局部分隔件偏开，从而周向流体路径绕局部分隔件和挡块蜿蜒。

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