CN106100189B - 车辆用旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明通过无需增加元器件的方法来提升线圈的冷却效果，提高最大性能。本发明的车辆用旋转电机包括：转子；与转子的外周面相对配置且具有被分割为多个的铁心(12)的定子；卷绕于被分割为多个的铁心的上下表面所安装的绝缘体且具有向轴向端面突出而形成的线圈端部的线圈；以及在由被分割为多个的铁心所形成的各个槽内，配置于相邻线圈的侧面间的绝缘纸(4)，线圈中，在槽内，最外层部(31)即侧面呈阶梯式地进行配置，且在最外层部与绝缘纸之间形成多个间隙(3)。

Description

车辆用旋转电机

技术领域

本发明涉及能够提高旋转电机的最大性能的车辆用旋转电机，尤其涉及旋转电机的定子绕组结构。

背景技术

在搭载发动机和旋转电机的混合动力车辆中，大多采用夹入到发动机与变速器之间的薄型扁平型的无刷电动机。在采用这种无刷电动机的情况下，考虑到向现有车辆进行装载的装载性，优选使用直径较大且轴长较短的旋转电机。因此，在大多数情况下，采用能够力图缩短线圈端部的高度的集中绕组型旋转电机。

在采用集中绕组型的旋转电机的情况下，整个线圈的长度缩短，线圈电阻减小，从而能够减少发热。然而，在使用制冷剂进行冷却时，会出现各线圈绕组间的温度分布不均匀的情况。该情况下，由于变为高温的部位的温度的影响，从而导致旋转电机的最大输出受到限制。即，发生因冷却不充分而导致旋转电机的最大性能受到限制的情况。

为了解决该问题，提出了使用制冷剂喷出机构并利用来自外部的冷却油来对线圈整体进行冷却的方法(例如，参照专利文献1)。在使用了这种冷却方法的情况下，能够使线圈整体的温度分布均匀化。由此能够提高旋转电机的最大输出，该冷却方法可认为是使旋转电机的性能得以提高的有效方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010－57261号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，现有技术存在以下问题。

专利文献1的冷却方法存在下述问题：需要增加冷却油喷出用的泵等增加部件，从而导致成本增加。

并且，在专利文献1中，为了使用制冷剂喷出机构，从而无法在相间配置绝缘纸，而需要利用空气绝缘来确保绝缘距离。然而，在该情况下，槽内的导体的占空系数变小，导致线圈的最大线径受到抑制。因此，持续允许最大电流受到限制，结果导致只要始终需要较多制冷剂的状态无法持续就无法维持最大性能的问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于获得一种车辆用旋转电机，能够通过无需增加部件的方法来提升线圈的冷却效果，提高最大性能。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的车辆用旋转电机包括：转子；定子，该定子配置为与转子的外周面相对，且具有被分割为多个的铁心；线圈，该线圈卷绕于被分割为多个的铁心的上下表面所安装的绝缘体，并具有向轴向端面突出而形成的线圈端部；以及绝缘纸，该绝缘纸在由被分割为多个的铁心形成的各个槽内，被配置在相邻线圈的侧面间，线圈中，在槽内，作为最外层部的侧面呈阶梯式地进行配置，且在最外层部与绝缘纸之间形成多个间隙。

发明效果

根据本发明，具备下述结构，即：在铁心形成的槽内，线圈的最外层部呈阶梯式地进行配置，在最外层部与绝缘纸之间形成多个间隙，从而能够增加流过线圈相间的制冷剂的量。其结果能够获得下述车辆用旋转电机，即：能够通过无需增加元器件的方法，来提升线圈的冷却效果，提高最大性能。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的旋转电机的结构的剖视图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的旋转电机的定子的结构的立体图。

图3是表示本发明的实施方式1中的旋转电机的定子的绕组部的详细结构的立体图。

图4是表示本发明的实施方式1所涉及的旋转电机的定子的绕组部的剖视图。

图5是表示本发明的实施方式2所涉及的旋转电机的定子的绕组部的详细结构的立体图。

图6是本发明的实施方式2所涉及的旋转电机的定子的绕组部的剖视图。

具体实施方式

下面，使用附图来说明本发明的车辆用旋转电机的优选实施方式。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1中的旋转电机的结构的剖视图。如图1所示，本实施方式1中的旋转电机包括定子10和转子20。在转子20的外周侧配置有由层叠钢板构成的转子铁心22，在其内部配置有永磁体23。转子铁心22以其内周部被压入转子轴套(rotorboss)部24的外周的方式进行固定。

另一方面，定子10通过下述方式构成：在环状的框架11的内周压入由相同的层叠钢板构成的铁心12。在铁心12的内周与相对的转子铁心22的外周之间设有规定的间隙。

转子20由配置于转子轴套部24的内周的轴承21保持为能够相对于外壳1进行旋转。

铁心12的端面配置有配电元器件2。利用外部线束经由该配电元器件2向卷绕于定子10的铁心12的线圈进行供电，使其产生旋转磁场。由此，构成转子20被驱动从而所产生的转矩被传递的结构。

本实施方式1中的旋转电机采用利用驱动转子20时的离心力使从外部流入的制冷剂飞散、由此来进行线圈的冷却的方法。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的旋转电机的定子的结构的立体图。如图2所示，本实施方式1中的旋转电机的定子10构成为：在以排列有多个铁心12的状态而形成的槽中存放有集中卷绕而成的线圈。并且，定子10构成为具有线圈端部30，该线圈端部30形成为向铁心12的端面突出，并具有弯曲的形状。

通过使配置在铁心12上的配电元器件2与线圈的终端线相接合，来进行配电元器件2的内部所构成的母线与线圈间的电连接。通过从外部对供电端子部进行供电，来使得线圈中产生旋转磁场，由此能够对旋转电机进行驱动，其中，所述供电端子部从母线突出，并内置于与UVW相的各母线电接合的端子板。

图3是表示本发明的实施方式1中的旋转电机的定子的绕组部的详细结构的立体图。线圈卷绕于铁心12中所安装的绝缘体13，在轴向两端形成线圈端部30。相邻绕组部之间夹入有绝缘纸4。线圈的最终匝部32在笔直成形后，通过将接线部33固定于绝缘体13的切口部14来进行保持。

图4是表示本发明的实施方式1所涉及的旋转电机的定子的绕组部的剖视图。在由铁心12形成的槽内，在呈阶梯式配置的线圈的线圈剖面31的最外层与配置在相间的绝缘纸4之间形成多个间隙3。

由此，能够在不使导体的占空系数下降的情况下使流过线圈相间的制冷剂的量增加。因此，通过具备这种冷却结构，能够抑制整体的温度上升，并且能够实现绕组间的温度分布的均匀化，从而能够使旋转电机的持续运转性能提高。

如上所述，根据实施方式1，具有下述的旋转电机的定子绕组结构，即：在铁心形成的槽内呈阶梯式地配置线圈的最外层部，且在最外层部与绝缘纸之间形成有多个间隙。由此，能够使流过线圈相间的制冷剂的量增加，从而能够实现下述车辆用旋转电机，即：能够通过无需增加元器件的方法，来提升线圈的冷却效果，提高最大性能。

实施方式2.

本实施方式2中，说明通过对线圈的最终匝部32的配置进行改进来提高冷却效果的方法。

图5是表示本发明的实施方式2所涉及的旋转电机的定子的绕组部的详细结构的立体图。图5中，示出没有最外侧的绝缘纸4的状态。图6是本发明的实施方式2所涉及的旋转电机的定子的绕组部的剖视图。

本实施方式2中，在对线圈的最终匝部32进行成形的工序中，如图5所示，以使直线部34向槽的中央部的方向移动的方式进行配置。由此，如图6所示，使得绝缘纸4的外周侧的角部从铁心分割面15的延长线起朝相对的线圈侧突出。

由此，线圈的最终匝部32向槽的中央部的方向移动，通过使绝缘纸4移动，能够进一步增大槽内的间隙3。由此能够扩大相间的空间，将更多的制冷剂导入到线圈间，从而能够抑制线圈的温度上升，实现绕组间的温度分布的均匀化。

如图5所示那样对最终匝部32进行成形，结果使得线圈具有相对于转子的轴向倾斜而形成的笔直的直线部34。由此，通过将直线部34成形为倾斜，能够扩大与其他的线圈组之间的间隙，从而能够增加制冷剂的流入量。其结果使得能够抑制直线部34附近的线圈温度上升。

另外，在沿着线圈端部30的形状将笔直的最终匝部32进行弯曲之后，通过将接线部33固定于在绝缘体13的上表面所构成的切口部14，来对所述最终匝部32进行保持。由此，最终匝部32成为保持有足够的固定力的状态，从而能够进一步提高施加振动时的耐久性。

如上所述，根据实施方式2，具有下述旋转电机的定子绕组结构，即：相对于转子的轴向倾斜地配置线圈的最终匝部，从而在线圈间形成更宽的间隙。其结果使得在之前的实施方式1的效果的基础上，还能够进一步抑制线圈的温度上升。

并且，根据实施方式2，具有下述结构，即：能够利用在绝缘体的上表面所构成的切口部来对相对于转子的轴向倾斜配置的最终匝部进行保持固定。其结果使得最终匝部成为保持有足够的固定力的状态，能够确保施加振动时的耐久性。

另外，在上述实施方式2中，使用图5、图6对下述情况进行了说明，即：通过将线圈的最终匝部配置为相对于转子的轴向倾斜，从而使得绝缘纸的外周侧的角部被配置为比铁心的分割面的延长线更向另一线圈侧突出。然而，即使采用不将线圈的最终匝部配置为相对于转子的轴向倾斜、而将绝缘纸的外周侧的角部配置为比铁心的分割面的延长线更向另一线圈侧突出的绕组结构，也能够提升线圈的冷却效果，提高最大性能。

Claims (3)

1.一种车辆用旋转电机，其特征在于，包括：

转子；

定子，该定子配置为与所述转子的外周面相对，且具有被分割为多个的铁心；

线圈，该线圈卷绕于被分割为多个的所述铁心的上下表面所安装的绝缘体，并具有向轴向端面突出而形成的线圈端部；以及

绝缘纸，该绝缘纸在由被分割为多个的所述铁心形成的各个槽内，被配置在相邻线圈的侧面间，

所述线圈中，在所述槽内，作为最外层部的侧面呈阶梯式地进行配置，且在所述最外层部与所述绝缘纸之间形成多个间隙，

所述绝缘纸的外周侧的角部与所述相邻线圈的一个线圈的最终匝部相接触，

且，该外周侧的角部被配置为比相邻铁心的分割面的延长线更向另一线圈侧突出。

2.如权利要求1所述的车辆用旋转电机，其特征在于，

所述线圈中，最终匝部被配置为相对于所述转子的轴向倾斜，在最终匝部与其他的线圈组之间形成间隙。

3.如权利要求1或2所述的车辆用旋转电机，其特征在于，

通过将最终匝部固定于所述绝缘体中所形成的切口部来对所述线圈进行保持。