CN103904825A

CN103904825A - 轴方向磁束发动机的冷却构造

Info

Publication number: CN103904825A
Application number: CN201310232751.1A
Authority: CN
Inventors: 朴昇龙
Original assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Current assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2014-07-02
Also published as: KR20140084494A

Abstract

本发明根据轴方向磁束发动机包括，定子总成，促使发生磁束形成旋转磁场；转子总成，具备在旋转磁场内相互作用的磁体能够驱动旋转；以及机壳，收容所述定子总成与转子总成，轴方向磁束发动机的冷却构造包括，铁芯固定器，使所述定子总成的线圈与绕组的定子铁芯结合在所述机壳；以及冷却管，配置在所述铁芯固定器与所述机壳之间，邻接于所述线圈，使冷却水流动。

Description

轴方向磁束发动机的冷却构造

技术领域

本发明是关于发动机的冷却构造，更详细的说是将发热量高的定子铁芯周边配置冷却管，使得冷却水流动的的轴方向磁束发动机的冷却构造。

背景技术

最近的汽车从使用燃烧式引擎汽车到亲环境、考虑到燃油费且其他形态的汽车，即，对混合动力汽车或电动汽车的研发正在活跃的进行。

混合动力汽车将现有的引擎与电力能源驱动的引擎连接起来，驱动两种动力来源的汽车，而电力汽车只用电力能源驱动发动机，由于根据减少排气与环境污染，并且提高燃油消费率的效果，近来以美国与日本为中心成为受人瞩目的现实对应性的新一代汽车。

这样的混合动力汽车还是电动汽车，为了驱动电力发动机，安装作为驱动源的高容量电池，必要时向发动机提供电力，且起到在车辆减速、停止时，从再生动力源生成的电力能源为电池充电的作用。

如此车辆用电力发动机，由转子和定子构成，转子具备多个磁体的如较大的永久磁铁，定子为了使此转子旋转而生成电磁。

但是，为了车辆的驱动力，如此车辆用电力发动机在生成旋转驱动力的过程中，从发动机的线圈放出相当的热，所以为了提高发动机的耐久性有必要具备发动机的冷却装置。

（领先的技术文献）

（专利文献）

韩国公开专利公报第2009-0001045号（申请日：2007.06.29）

发明内容

（要解决的技术问题）

本发明的目的是提供轴方向磁束发动机的冷却构造，可以提高具有高发热量的定子线圈的冷却效率。

（解决问题的手段）

本发明的轴方向磁束发动机的冷却构造，轴方向磁束发动机包括，定子总成，促使发生磁束生成旋转电磁场；转子总成，在旋转电磁场内具备相互作用的磁体能够驱动旋转；以及机壳，收容所述定子总成与转子总成，轴方向磁束发动机的冷却构造包括，铁芯固定器，使所述定子总成的线圈与卷取的定子铁芯结合在所述机壳；以及冷却管，配置在所述铁芯固定器与所述机壳之间，邻接所述线圈，使冷却水流动。

在这里所述冷却管可以卷取在所述定子铁芯上，促使邻接所述线圈。

另外，所述冷却管以所述定子铁芯长度方向至少直列配置一个以上。

另外，还包括成型支持部，将所述冷却管固定并支持在所述铁芯固定器的所述成型支持部可以成型在所述铁芯固定器与所述机壳之间形成。

另外，所述铁芯固定器可以制作成金属材质，促使传达到所述定子铁芯的所述线圈的热传导至所述机壳。

（发明的效果）

根据本发明的轴方向磁束发动机的冷却构造，配置冷却水流动的冷却管，使之邻接具备高发热量的线圈，可以提高线圈的冷却效率，提供安全性高的轴方向发动机。

附图说明

图1是轴方向磁束发动机的构造图。

图2是显示轴方向发动机的定子总成以及转子总成的立体图。

图3是显示轴方向磁束发动机的定子总成以及转子总成的分解立体图；以及

图4是按照本发明的实施例具备冷却构造的定子总成的部分扩大的剖面图。

（附图标记说明）

100：轴方向磁束发动机

110：定子总成

120：转子总成

130：机壳

140：传感部

150：冷却构造

具体实施方式

参照以下附加的图面，详细说明对于轴方向发动机(Axial FluxPermanent magnet Motor:AFPM)的整体性构成以及根据本发明的最佳实施例的冷却构造。

参照图1，轴方向发动机100可以包括，定子总成110，促使发生磁束(magnetic flux，磁通量)形成旋转磁场(rotating field)；转子总成120，具备在旋转磁场内部相互作用的磁体，能驱动旋转，另外也可包括机壳130，收容如上所述的定子总成110以及转子总成120。

定子总成110可以具备定子铁芯111以及线圈112。

定子铁芯111固定或支持绕组的线圈112，提供根据定子总成110与转子总成120的相互作用发生的磁束的路径。另外，参考图2以及图3如下所述，定子铁芯111配置在机壳130内侧，可形成为圆形环状或环形(ring)形态。

线圈112绕组(winding)在定子铁芯111上。线圈112与电源部相连，接收提供的电流，因此发生与转子总成120相互作用的磁束。

另一方面，转子总成120可以具备轴121、旋转盘122、转子铁芯123以及磁体124。

轴121安装于机壳130内使其可以旋转。轴121可以以旋转轴的长度方向为中心旋转，长度方向前后侧依靠轴承旋转支持。

旋转盘122缔结在轴121，由转子铁芯123以及磁体124将旋转力传达至轴121。旋转盘122可以形成为在中心部与轴121缔结的圆盘或光盘(disk)的形态形成。另外，可以将旋转盘122配置在定子总成110之间，使一对旋转盘122a、122b相互对向设置。为了在便于以下说明，以图1图示为基准，在左侧配置的旋转盘122a称为第1旋转盘122a，在右侧配置的旋转盘122b称为第2旋转盘122b。

转子铁芯123安装在旋转盘122上。转子铁芯123如前所述的对应在定子铁芯111，固定或支持启动旋转力的磁体124，根据定子总成110与转子总成120的相互作用提供所发生的磁束路径。另外，参考图2以及图3，如下所述旋转铁芯123可以以圆盘或光盘形态形成，并与以圆形环状或环形态配置的定子铁芯111相对应。另外，转子铁芯123可以配置在定子总成110之间促使与一对转子铁芯123a、123b相互对象。也就是说，在第1旋转盘122a与第2旋转盘122b分别可以安装转子铁芯123a、123b。为了便于以下说明，安装在第一旋转盘122a的转子铁芯123a称为第1转子铁芯123a，安装在第2旋转盘122b的转子铁芯123b称为第2转子铁芯123b。

磁体124安装在转子铁芯123上。磁体124可以形成为永久磁铁，通过线圈112与形成的旋转磁场相互作用发生旋转力，如上所述旋转力通过旋转盘122转达至轴121，促使轴121旋转。

另一方面在机壳130内部设置了所定程度的安装空间，收容如上所述的定子总成110以及转子总成120。

机壳130可以包括，定子机壳131，将定子总成110固定并支持在机壳130内；转子机壳132，支持可以使转子总成120的轴121旋转。根据需求，机壳130可以以多个分割形成组装或一体形成。

另一方面，根据需要，轴方向磁束发动机100还包括传感部140。

传感部140是为了检测转子总成120的旋转速度、旋转位置等可以包括定子分解器(resolver stator,141)以及转子分解器(resolver rotor,142)。转子分解器141设置为固定在机壳130一侧，转子分解器142安装轴121等的转子总成120与转子总成120一起旋转。定子分解器141以及转子分解器142分别具有2个相(phase)以上的绕组，通过输出电压值的变化，检测转子总成120的旋转速度、旋转位置等。

图2是显示轴方向磁束发动机的定子总成以及转子总成的立体图。图3是轴方向磁束发动机的定子总成以及转子总成的分解立体图。

参考图2以及图3，可以将定子总成110以圆形环状或指环形态，配置在线圈112绕组的定子铁芯111机壳130内。另外，在定子总成110的两则分别配置第1、2转子铁芯123a、123b，第1、2转子铁芯123a、123b以圆盘或光盘形态形成，促使与以圆形环状或指环状配置的定子总成110对应，另外，为了第1、2转子铁芯123a、123b分别发生旋转力，可以安装磁体124，虽未在图2或图3所示，但与前所述相同，将第1、2转子铁芯123a、123b分别安装在第1、2旋转盘122a、122b，促使固定并支持（参照图1）。

另一方面，定子铁芯111以盘状(plate)的磁性钢板以多个堆叠形成，或多个定子铁芯单元111a以圆形环状或指环形态的配置形成。定子铁芯111以多个的定子磁铁芯单元111a形成的情况，在分别的定子铁芯单元111a可以分别卷取线圈单元112a。另外，分别的定子铁芯单元111a与邻接的定子铁芯单元111a连续连接，可形成一个的圆形环状状或指环状的形态。

如上所述的轴方向磁束发动机100与径向磁束发动机(Radial FluxPermanent magnet Mortor:RFPM)不同，促使发生定子总成110磁束的磁束方向以转子总成120的旋转轴方向形成。就是说径向磁束发动机的情况，促使发生定子(stator)的磁束的方向是以与转子(rotor)的旋转轴直交的方向（即，半径方向）形成。相反，轴方向磁束发动机100促使发生定子的磁束的方向与转子的旋转轴同一方向（即，轴方向）形成。

参照图1以及图2说明，在图1以及图2图示的箭头，根据定子总成110发生的磁束的方向进行概念性的显示，参照此轴方向磁束发动机100的情况，可以知道线圈112是与轴121的长度方向对应的方向促使发生磁束。如上所述是以轴121的长度方向（即，转子总成120的旋转轴方向）形成的磁束与在定子总成110的两侧分别配置的第1、2转子铁芯123a、123b以及磁体124相互作用发生旋转力，因此促使驱动旋转第1、2旋转盘122a、122b以及轴121。

如上所述构造的轴方向磁束发动机100与同一体积以及重量的半径方向磁束发动机相比可以生成较大扭转(torque)。就是说轴方向磁束发动机100根据单位体积或单位重量的扭转力，与半径方向磁束发动机相比显示出了优秀的性能。从而轴方向磁束发动机100的情况，与半径方向磁束发动机相比，与所要求扭转对比可以缩减装置的大小或重量，也可以提供小型的高输出化的驱动手段。

具备上述构成的轴方向磁束发动机100，在驱动中的定子铁芯111从绕组的线圈112产生大量的热，为了保障发动机100的稳定驱动特性，需冷却线圈112，还可以包括本实施例的轴方向磁束发动机的冷却构造150。

参照图4，本实施例的轴方向磁束发动机的冷却构造150可以包括铁芯固定器151、冷却管152、成型支持部153。

铁芯固定器151为了使定子铁芯111固定并结合于机壳130的定子机壳131，一侧固定在定子铁芯111的末端另一侧固定在定子机壳131，进而可以结合于定子铁芯111固定在定子机壳131。

为了使传达至定子铁芯的111线圈112的热直接传达至定子机壳131，将本实施例的铁芯固定器151制作成热传达特性高的金属材质为最佳。

冷却管152是为了冷却线圈112为了促使冷却水流动，可直列配置一个以上，促使邻接在线圈112。即，冷却管152可以为卷取在线圈112绕组的定子铁芯111的单一的冷却管152，或分别按定子铁芯111长度方向直列配置的一个以上的冷却管152。

成型支持部153固定在铁芯固定器151内部，支持使冷却管152，可以在冷却管152在卷取的定子铁芯111外侧成型形成。

如此根据成型支持部153，冷却管152可以非接触式的卷取在定子铁芯111。

以上，参照本发明的最佳实施例，说明了对于本发明的轴方向磁束发动机的冷却构造，但是本发明的权利范围并不限定于上述实施例，在不超过本发明的思想范围内进行修改、变更以及多样的变形实施例的可能性是对从业者来说是明确的。

Claims

1.轴方向磁束发动机的冷却构造，所述轴方向磁束发动机包括：定子总成（110），促使发生磁束形旋转磁场；转子总成（120），具备在旋转磁场内相互作用的磁体（124）能够驱动旋转；以及机壳（130），能够收容所述定子总成（110）与转子总成（120），其特征在于，包括：

铁芯固定器（151），使所述定子总成（110）的线圈（112）与绕组的定子铁芯（111）结合在机壳（130）；

以及冷却管（152），配置在所述铁芯固定器（151）与所述机壳（130）之间，邻接于所述线圈（112），使冷却水流动。

2.根据权利要求1所述轴方向磁束发动机的冷却构造，其特征在于，

所述铁芯固定器（151）一侧固定在所述定子铁芯（111）的末端，另一侧固定在所述机壳。

3.根据权利要求1所述轴方向磁束发动机的冷却构造，其特征在于，

所述铁芯固定器（151）以金属材质制成，促使将传达至所述定子铁芯（111）的所述线圈（112）的热传导至机壳（130）。

4.根据权利要求1所述轴方向磁束发动机的冷却构造，其特征在于，

将所述冷却管（152）卷取在定子铁芯（111），促使邻接于所述线圈（112）。

5.根据权利要求1所述轴方向磁束发动机的冷却构造，其特征在于，

将所述冷却管（152）以所述定子铁芯（111）的长度方向直列配置至少一个以上。

6.根据权利要求1所述轴方向磁束发动机的冷却构造，其特征在于，

一个所述冷却管（152）卷取在所述定子铁芯（111）上。

7.根据权利要求1所述轴方向磁束发动机的冷却构造，其特征在于，

所述冷却管（152）在所述定子铁芯（111）并列卷取一个以上。

8.根据权利要求1所述轴方向磁束发动机的冷却构造，其特征在于，

还包括成型支持部（153），将所述冷却管（152）固定并支持在所述铁芯固定器（151）上，所述成型支持部（153）在所述铁芯固定器（151）与所述机壳（130）之间的空间形成。

9.根据权利要求8所述轴方向磁束发动机的冷却构造，其特征在于，

所述成型支持部（153）成型在所述铁芯固定器（151）与所述机壳（130）之间的空间。

10.根据权利要求1所述轴方向磁束发动机的冷却构造，其特征在于，

所述冷却管（152）非接触式的结合在所述定子铁芯（111）上。