CN106487161A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转电机。该电动机不会大型化，元器件数量也较少，且可通过简单操作来冷却定子。该电动机在定子线圈(22)的内径侧设置有包围线圈终端的内径侧且具有可挠性的环状的密封构件(34)，从外壳的上部流入到外壳的内部的冷却油沿由密封构件(34)、线圈终端盖(32)及线圈终端形成的线圈终端油路(37、38)流下。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及利用在外壳内流下的冷却介质来冷却定子的旋转电机。

背景技术

以往，已知有一种定子，包括：环状的定子铁心；配置于所述定子铁心的外周面侧的环状的外侧盖；配置于所述定子铁心的内周面侧的环状的内侧盖；在所述定子铁心的中心轴线方向的一端部侧塞住由所述外侧盖和所述内侧盖形成的开放部的环状的第1线圈终端盖；及在所述定子铁心的中心轴线方向的另一端部侧塞住由所述外侧盖和所述内侧盖形成的开放部的环状的第2线圈终端盖，利用所述外侧盖、所述内侧盖、所述第1线圈终端盖及所述第2线圈终端盖来构成冷却夹套(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5320118号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在上述定子中，存在如下问题：需要用于配置冷却夹套的空间，从而定子变得大型化，且需要构成冷却夹套的较多的构件数量，还会带来将冷却夹套安装于定子的复杂操作。

本发明将解决上述问题作为课题，提供一种不会造成大型化、元器件数量也较少、且可通过简单操作来冷却定子的旋转电机。

解决技术问题的技术方案

本发明所涉及的旋转电机包括：

外壳；

贯通该外壳的轴；

收纳在所述外壳的内部且固定于所述轴的转子；及

固定于所述外壳、包围所述转子的外周面且具有环状的定子铁心和经由线圈架卷绕安装于该定子铁心的定子线圈的定子，

所述定子线圈具有从所述定子铁心的两侧端面沿所述轴的轴线方向突出的线圈终端，该旋转电机中，

沿所述线圈终端的整个周边以在所述轴线方向上相对的方式设置有线圈终端盖，

在所述定子线圈的内径侧设置有包围所述线圈终端的内径侧且具有可挠性的环状的密封构件，

从所述外壳的上部流入到所述外壳的内部的冷却介质沿由所述密封构件、所述线圈终端盖及所述线圈终端形成的线圈终端制冷剂流路流下。

发明效果

根据本发明所涉及的旋转电机，在定子线圈的内径侧设置包围线圈终端的内径侧且具有可挠性的环状的密封构件，冷却介质沿由该密封构件、线圈终端盖及线圈终端形成的线圈终端制冷剂流路流下，因此，不会大型化，元器件数量也较少，且可通过简单操作来冷却定子。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的电动机的简要主视剖视图。

图2是表示图1的定子的主要部分的局部立体图。

图3是表示图1的线圈终端油路内的冷却油的流向的图。

图4是表示展开图1的密封构件时的展开图。

图5是表示本发明实施方式2的密封构件的结构要素即密封构件片的主视图。

图6是表示将图5的密封构件片组装于定子的状态的图。

图7是表示相邻的密封构件片彼此的配置关系的图。

具体实施方式

下面，基于附图说明本发明的各实施方式的电动机，对各图中的相同或者相当的构件、部位，标注相同的标号进行说明。

实施方式1

图1是表示本发明实施方式1的电动机的简要主视剖视图，图2是表示图1的定子2的主要部分的局部立体图。

作为旋转电机的该电动机为内转子型三相无刷电动机，包括转子1、与该转子1之间隔开一定空隙且包围转子1的外周而设置的定子2、包围该定子2的周侧面且固定有定子2的铝制的中心框3、与该中心框3同轴线且设置在负载侧的前框4、及与中心框3同轴线且设置在反负载侧的后框5。

另外，利用前框4、中心框3及后框5构成外壳。

在前框4的中心部，保持有负载侧轴承6，在后框5的中心部，保持有反负载侧轴承7。负载侧轴承6及反负载侧轴承7对在前框4及后框5的中心轴线上延伸配置的轴8进行支承，使其旋转自如。

转子1具有：嵌入到轴8且由沿转子1的轴线方向层叠的薄板钢板构成的转子铁心9；在该转子铁心9中在周向上隔开间隔且分别沿轴线方向延伸而形成的磁体收纳孔中收纳的永磁体10；设置于转子铁心9的负载侧端面，与设置于反负载侧端面的反负载侧端板12协作来防止永磁体10的脱落的负载侧端板11；及设置于转子铁心9的负载侧的内径部且将转子铁心9固定于轴8的固定构件13。

定子2具有圆环状的定子铁心21及经由线圈架25卷绕安装于该定子铁心21的定子线圈22。

定子铁心21中，3n个(n为整数)分割定子铁心23排列成环状，分割定子铁心23彼此为圆筒形状，通过铁制框24的热压配合来彼此接合。

分割定子铁心23由沿定子2的轴线方向进行层叠的薄板钢板构成，具有圆弧状的后轭部26、及在后轭部26的内周面从周向的中心部向定子铁心21的中心轴线朝径向内侧突出的齿部(未图示)。

线圈架25由多个分割线圈架20构成，各分割线圈架20包括包围齿部的筒状部(未图示)、从筒状部的后轭部26侧的端部向外侧突出的第1凸缘27、及从筒状部的后轭部26侧的相反侧的端部向外侧突出的第2凸缘28。

定子线圈22包括与U相对应的多个U相线圈部15、与V相对应的多个V相线圈部16、及与W相对应的多个W相线圈部17。

上述分割定子线圈即各U相线圈部15、各V相线圈部16、及各W相线圈部17通过将作为漆包线的导线经由分割线圈架20以集中卷绕的方式卷绕于齿部来构成。

在定子铁心21的反负载侧端面的外径侧设置有沿整个周边延伸的母线支架29。在该母线支架29内收纳有向各相线圈部15、16、17供电的各母线30。

从定子铁心21的两侧端面朝轴8的轴线方向突出的定子线圈22的线圈终端由多个线圈终端部即分割线圈终端31构成。

各分割线圈终端31为各相线圈部15、16、17的各线圈终端部。

在各分割线圈终端31的上述轴线方向的前框4侧及后框5侧，第1线圈终端盖32及第2线圈终端盖33分别与各分割线圈终端31相对设置。

第1线圈终端盖32及第2线圈终端盖33为如图3所示那样在中心部形成有圆孔的圆板，在内径侧具有朝内侧弯曲的端部。

图4是表示配置在定子线圈22的内径侧的环状的密封构件34的展开图。

该具有可挠性且由绝缘纸构成的密封构件34包括带状的基部36、及等间隔地形成于该基部36且根部为圆弧状的突出部35，环状的密封构件34在下部具有缺失的缺失部39。

该密封构件34中，在前框4侧，基部36的一部分夹在分割线圈架20的第2凸缘28与分割定子线圈即各U相线圈部15、各V相线圈部16、各W相线圈部17各自的内径侧之间。密封构件34的各突出部35进入到相邻的分割线圈终端31间的间隙。

利用密封构件34的基部36、分割线圈终端31及第1线圈终端盖32，形成第1线圈终端制冷剂流路即第1线圈终端油路37。

同样，该密封构件34中，在后框5侧，基部36的一部分夹在分割线圈架20的第2凸缘28与分割定子线圈即各U相线圈部15、各V相线圈部16、各W相线圈部17各自的内径侧之间。密封构件34的各突出部35进入到相邻的分割线圈终端31间的间隙。

利用密封构件34的基部36、分割线圈终端31及第2线圈终端盖33，形成第2线圈终端制冷剂流路即第2线圈终端油路38。

在前框4上，沿轴8的轴线观察时，V字状的一对第1线圈喷射孔40形成在缺失部39的正上方。各第1线圈喷射孔40指向第1线圈终端油路37的内部。

前框4中，在第1线圈喷射孔40的轴8的轴线方向的外侧，第1轴承喷射孔41指向负载侧轴承6而形成。

在后框5上，沿轴8的轴线观察时，V字状的一对第2线圈喷射孔42形成在缺失部39的正上方。各第2线圈喷射孔42指向第2线圈终端油路38的内部。

后框5中，在第2线圈喷射孔42的轴8的轴线方向的外侧，第2轴承喷射孔43指向反负载侧轴承7而形成。

中心框3在最上部形成有沿径向膨胀的膨胀部，在该膨胀部的内部形成有沿轴线方向延伸的油路44。

该油路44分别与第1线圈喷射孔40、第1轴承喷射孔41、第2线圈喷射孔42及第2轴承喷射孔43连通。

在上述结构的电动机中，由泵46压送的冷却介质即冷却油从油路入口部45流入中心框3内部的油路44，在前框4侧，如图1的箭头A所示，从第1线圈喷射孔40向第1线圈终端油路37内喷射。

同时，冷却油在后框5侧，如图1的箭头C所示，从第2线圈喷射孔42向第2线圈终端油路38内喷射。

之后，如图3的箭头E所示，分成2个方向的第1线圈终端油路37及第2线圈终端油路38内的冷却油对线圈终端部即各分割线圈终端31进行冷却，并因重力而如箭头F所示那样流下，最终经由第1线圈终端油路37及第2线圈终端油路38下侧的下部空间而排出到外壳的外部。

第1线圈终端油路37及第2线圈终端油路38内的冷却油在从密封构件34、第1线圈终端盖32及第2线圈终端盖33之间等向密封构件34的内径侧泄漏的情况下，就这样如图3的箭头G所示，通过缺失部39，与来自第1线圈终端油路37及第2线圈终端油路38的冷却油合流，就这样排出到外壳的外部。

此外，在前框4侧，冷却油如图1的箭头B所示，从第1轴承喷射孔41向负载侧轴承6喷射。

同时，在后框5侧，冷却油如图1的箭头D所示，从第2轴承喷射孔43向反负载侧轴承7喷射。

其结果是，冷却油对负载侧轴承6及反负载侧轴承7进行冷却和润滑。

根据该实施方式的电动机，在形成第1线圈终端油路37及第2线圈终端油路38时，利用具有可挠性的密封构件34以环状包围各分割线圈终端31的内径侧，因此，可吸收各分割线圈终端31等的尺寸偏差，可简单形成第1线圈终端油路37及第2线圈终端油路38而不使其大型化。

密封构件34为绝缘纸且为薄壁，可抑制定子线圈22的占空系数的下降。

密封构件34包括基部36、及等间隔地形成于该基部36且根部为圆弧状的突出部35，在展开时为带状的平板，例如可利用冲压加工来简单形成。

流入第1线圈终端油路37内的冷却油由配置成V字状的第1线圈喷射孔40分流至不同的2个方向，与第1线圈终端盖32喷射碰撞，但因其弹回而导致的来自第1线圈终端油路37的冷却油的溢出得到抑制。

同样，流入第2线圈终端油路38内的冷却油也由配置成V字状的第2线圈喷射孔42分流至不同的2个方向，与第2线圈终端盖33喷射碰撞，但因其弹回而导致的来自第2线圈终端油路38的冷却油的溢出也得到抑制。

密封构件34中，基部36的一部分夹持在各分割线圈终端31和各分割线圈架20的第2凸缘28之间，第1线圈终端油路37及第2线圈终端油路38的各自内径侧与分割线圈终端31相接。

因此，即使在冷却油量较少的情况下，第1线圈终端油路37、第2线圈终端油路38内的冷却油也沿环状密封构件34的外周面、即第1线圈终端油路37和第2线圈终端油路38的内径侧流下，与抵接于密封构件34的分割线圈终端31碰撞，能可靠地冷却各分割线圈终端31。

定子线圈22的结构要素即各导线彼此由清漆固定，可原样利用该清漆来将密封构件34固定于分割线圈终端31，因此，无需设置用于固定密封构件34的新结构就能够将密封构件34固定于分割线圈终端31。

密封构件34由绝缘纸构成，因此，即使在密封构件34有损伤的情况下，也不会对电气系统产生影响。此外，即使将密封构件34夹持在各分割线圈终端31与各分割线圈架20之间，也可将对定子线圈22的绝缘产生的影响抑制得较少。

密封构件34中，进入到相邻的分割线圈终端31间的空隙的多个突出部35隔开间隔地形成多个，因此，上述空隙由突出部35塞住，可确保对于第1线圈终端油路37及第2线圈终端油路38中的冷却油的密封性，确保分割线圈终端31的冷却性能。

密封构件34在第1线圈喷射孔40及第2线圈喷射孔42的正下方形成有来自密封构件34的内侧的冷却油流下的缺失部39，因此，从第1线圈终端油路37及第2线圈终端油路38泄漏出的冷却油通过缺失部39，与沿第1线圈终端油路37及第2线圈终端油路38流下的冷却油合流，就这样排出到外壳的外部。

因此，排出到外壳的外部的冷却油再次由泵46提供给外壳的内部，用于各分割线圈终端31的冷却。

在没有缺失部39的完整圆形的密封构件的情况下，从第1线圈终端油路37及第2线圈终端油路38泄漏出的冷却油贮存至达到定子2与转子1之间的气隙的水位为止，在该情况下，会使转子1的旋转负荷增大，但通过在密封构件34形成缺失部39，可防止这种情况。

密封构件34为单一构件，因此，可确保第1线圈终端油路37及第2线圈终端油路38的密封性，进一步削减元器件数量，从而可实现产品的低成本化，提高生产性。

另外，在上述实施方式1中，环状密封构件34的各突出部35的周向尺寸均匀，但通过使各突出部35的周向尺寸在冷却油的下游侧比上游侧要小，从而在冷却油的流速较高、冷却油较易泄漏的上游侧，减小在配置于相邻的分割线圈终端31间的空隙的突出部35的间隙，且在冷却油的流速较低、冷却油不易泄漏的下游侧，增大在配置于空隙的突出部35的间隙，从而将冷却油的泄漏抑制在最低限度，且力图提高密封构件34相对于定子2的组装性。

实施方式2

图5是表示本发明实施方式2的电动机的密封构件片50的主视图，图6是表示将图5的密封构件片50组装于定子2的状态的定子2的主要部分立体图。

在该实施方式中，密封构件34A利用多个包括基部51和形成于基部51的两端部的突出片部52的密封构件片50来构成。

即，密封构件34A将进入相邻的分割线圈终端31间的空隙的突出片部52彼此重叠且形成为环状。

如图7所示，密封构件片50中，离通过密封构件34A的中心的铅直线较近的密封构件片在重叠部中配置在离该铅直线较远的密封构件片的上侧。此外，箭头H表示冷却油的流向。

该密封构件34A也与实施方式1的密封构件34同样，具有缺失部39。

其它结构与实施方式1的电动机相同。

在该实施方式中，在将定子铁心21压入框24时，将各密封构件片50的基部51的一部分插入到分割线圈架20的第2凸缘28与分割定子线圈即各U相线圈部15、各V相线圈部16、各W相线圈部17之间，从而将各密封构件片50安装于定子线圈22。

此时，在将各相线圈部15、16、17卷绕安装于轴线方向的高度不同的分割定子铁心23而成的各分割定子安装有密封构件片50的情况下，各密封构件片50的轴线方向的高度位置产生偏差。

然而，密封构件片50具有可挠性，因此，与第1线圈终端盖32、第2线圈终端盖33弯曲抵接，从而使得各分割定子的轴线方向的尺寸偏差被吸收。

此外，密封构件片50中，离通过密封构件34A的中心的铅直线较近的密封构件片在重叠部中配置在离该铅直线较远的密封构件片的上侧，因此，可抑制冷却油从相邻的密封构件片50间泄漏。

另外，在实施方式2中，对于一个分割定子，利用一个密封构件片50来进行对应，但也可利用一个密封构件片50来对应多个分割定子。

另外，在上述各实施方式中，对下述电动机进行了说明，即：定子2具有多个分割定子铁心23、经由分割线圈架20卷绕安装于该各分割定子铁心23的多个分割定子线圈即U相线圈部15、V相线圈部16、W相线圈部17，U相线圈部15、V相线圈部16、W相线圈部17具有从分割定子铁心23的两侧端面沿轴8的轴线方向突出的多个分割线圈终端31，但这仅仅是一例。

例如，本发明也可适用于下述电动机，即：在定子铁心中在周向上等间隔地沿轴线方向延伸形成的各插槽以集中卷绕、波状卷绕等方式卷绕安装各相的线圈部。

此外，外壳由前框4、中心框3及后框5构成，但也可以是将前框和中心框一体化或将中心框和后框一体化的外壳。

此外，转子1并不限于具有永磁体10的转子，也可以是在转子铁心卷绕安装有绕组的转子。

上述各实施方式中，作为旋转电机对电动机的情况进行了说明，但本发明也可适用于发电机。

符号说明

1转子、2定子、3中心框、4前框、5后框、6负载侧轴承、7反负载侧轴承、8轴、9转子铁心、10永磁体、11负载侧端板、12反负载侧端板、13固定构件、15U相线圈部(分割定子线圈)、16V相线圈部(分割定子线圈)、17W相线圈部(分割定子线圈)、20分割线圈架、21定子铁心、22定子线圈、23分割定子铁心、24框、25线圈架、26后轭部、27第1凸缘、28第2凸缘、29母线支架、30母线、31分割线圈终端(线圈终端部)、32第1线圈终端盖、33第2线圈终端盖、34，34A密封构件、35突出部、36基部、37第1线圈终端油路(第1线圈终端制冷剂流路)、38第2线圈终端油路(第2线圈终端制冷剂流路)、39缺失部、40第1线圈喷射孔、41第1轴承喷射孔、42第2线圈喷射孔、43第2轴承喷射孔、44油路、45油路入口部、46泵、50密封构件片、51基部、52突出片部。

Claims (11)

1.一种旋转电机，包括：

外壳；

贯通该外壳的轴；

收纳在所述外壳的内部且固定于所述轴的转子；及

定子，该定子固定于所述外壳、包围所述转子的外周面，且具有环状的定子铁心和经由线圈架卷绕安装于该定子铁心的定子线圈，

所述定子线圈具有从所述定子铁心的两侧端面沿所述轴的轴线方向突出的线圈终端，该旋转电机的特征在于，

沿所述线圈终端的整个周边以在所述轴线方向上相对的方式设置有线圈终端盖，

在所述定子线圈的内径侧设置有包围所述线圈终端的内径侧且具有可挠性的环状的密封构件，

从所述外壳的上部流入到所述外壳的内部的冷却介质沿由所述密封构件、所述线圈终端盖及所述线圈终端形成的线圈终端制冷剂流路流下。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述密封构件夹持在所述线圈终端与形成于所述线圈架的端部的凸缘之间。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述密封构件为在下部具有缺失的缺失部的缺圆形状。

4.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述密封构件为绝缘纸。

5.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述密封构件为单一构件。

6.如权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

所述线圈终端由多个线圈终端部构成，该多个线圈终端部通过在所述定子铁心的、前端部指向所述轴的所述轴线的各齿部卷绕导线而成，

所述密封构件中，进入到相邻的所述线圈终端部间的空隙的多个突出部隔开间隔形成有多个。

7.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，

与所述冷却介质的上游侧相比，在所述冷却介质的下游侧所述密封构件的所述突出部的周向的宽度较窄。

8.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述线圈终端由多个线圈终端部构成，该多个线圈终端部通过在所述定子铁心的、前端部指向所述轴的所述轴线的各齿部卷绕导线而成，

所述密封构件由多个密封构件片构成，该多个密封构件片在两端部具有进入到相邻的所述线圈终端部间的空隙的突出片部，

所述密封构件将相邻的所述密封构件片的所述突出片部彼此重叠而形成为环状。

9.如权利要求8所述的旋转电机，其特征在于，

各所述密封构件片中，离通过所述密封构件的中心的铅直线较近的密封构件片在重叠部中配置在离该铅直线较远的密封构件片的上侧。

10.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子具有多个分割定子铁心、及经由分割线圈架卷绕安装于该各分割定子铁心的多个分割定子线圈，

所述分割定子线圈具有从所述分割定子铁心的两侧端面沿所述轴的所述轴线方向突出的多个分割线圈终端。

11.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述冷却介质为冷却油。