CN106953444A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转电机，其能够仅利用冷却介质的自重均匀地完成线圈的冷却，且能够经济地构成。旋转电机(10)具备定子(12)，在所述定子(12)上配置有罩构件(22)。罩构件(22)具备：环绕在外侧线圈端部(18a)以及内侧线圈端部(20a)的外周侧的外周部(28a)；环绕在所述外侧线圈端部(18a)以及所述内侧线圈端部(20a)的内周侧的内周部(28b)；以及沿着外侧径向线圈(24)在径向上延伸且比该外侧径向线圈(24)在轴向上突出的外侧壁部(30a)。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种旋转电机，该旋转电机中，在定子的槽线圈的线圈端部连接径向线圈，并且在所述定子上安装覆盖所述线圈端部的至少一部分且收容所述径向线圈的罩构件。

背景技术

通常，在旋转电机中，向在配置为圆环状的定子上设置的槽插入槽线圈，并且使线圈端部从所述定子的轴向端部突出。

以往，为了冷却线圈端部而提出有各种方案。例如，在专利文献1中公开了如下的定子：在大致均匀地冷却线圈端部的整体并且使流通的制冷剂的量增加时，该定子能够使所述制冷剂的流速增快而提高冷却效率。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-166710号公报

在上述的专利文献1中，仅利用制冷剂的自重而无法均匀地冷却线圈端部，因此，利用泵向具有液密状态的罩部供给所述制冷剂，由此使所述线圈端部的冷却变得均匀。

然而，需要使用喷出量高的比较昂贵的泵，存在使设备费用整体的成本上涨这样的问题。

发明内容

本发明用于解决这种课题，其目的在于，提供一种能够仅利用冷却介质的自重而均匀地完成线圈的冷却且能够经济地构成的旋转电机。

用于解决课题的方案

本发明所涉及的旋转电机具备槽线圈、多个径向线圈、以及环状的罩构件。槽线圈插入到设于定子的槽中，径向线圈通过配置为圆环状的多个线圈端部与所述槽线圈连接，并且沿径向延伸。罩构件覆盖线圈端部的至少一部分且收容径向线圈，并且安装于定子。

罩构件具备：环绕在线圈端部的外周侧的外周部；环绕在所述线圈端部的内周侧的内周部；以及沿着所述径向线圈在径向上延伸、且比该径向线圈在轴向上更突出的壁部。

而且，在罩构件上，形成有具有上部侧外周流路、第一径向流路、内周流路、第二径向流路、以及下部侧外周流路的线圈冷却流路。在上部侧外周流路中，从罩构件的外周部的上部侧供给的冷却介质沿着所述外周部通过自重进行流通。在第一径向流路中，冷却介质从上部侧外周流路沿着壁部与径向线圈之间通过自重进行流通。

在内周流路中，冷却介质从第一径向流路沿着内周部通过自重进行流通。在第二径向流路中，冷却介质从内周流路沿着壁部与径向线圈之间通过自重进行流通。在下部侧外周流路中，冷却介质从第二径向流路沿着外周部通过自重被排出。

另外，在该旋转电机中，优选的是，在罩构件的至少与定子对置的一方的面侧以及与所述一方的面侧相反的另一方的面侧，分别形成线圈冷却流路。

发明效果

在本发明中，从上部侧向罩构件的外周部供给的冷却介质通过自重沿着上部侧外周流路流通，并且从所述上部侧外周流路沿着在壁部与径向线圈之间形成的第一径向流路流通。此外，冷却介质通过自重从第一径向流路沿着内周部在内周流路中流通，之后从所述内周流路沿着在壁部与径向线圈之间形成的第二径向流路流通。然后，冷却介质通过自重从第二径向流路沿着下部侧外周流路被排出。

因此，冷却介质仅通过自重从上方向下方流动，就能够在从线圈端部以及径向线圈的上部侧到下部侧的范围内流通。因此，仅利用冷却介质的自重，就能够均匀地冷却线圈端部以及径向线圈，能够经济且紧凑地构成旋转电机整体。

附图说明

图1是将本发明的实施方式所涉及的旋转电机的主要部位分解后的状态下的立体说明图。

图2是构成所述旋转电机的罩构件和径向线圈的分解立体说明图。

图3是从所述罩构件的一方的面观察的主要部位的立体说明图。

图4是从所述罩构件的一方的面观察的主视说明图。

图5是从所述罩构件的另一方的面观察的主要部位的立体说明图。

图6是从所述罩构件的所述另一方的面观察的主视说明图。

图7是所述罩构件以及所述径向线圈的剖视说明图。

图8是所述罩构件的上部侧的动作说明图。

图9是所述罩构件的下部侧的动作说明图。

附图标记说明：

10…旋转电机

12…定子

16…槽

18…外侧槽线圈

18a…外侧线圈端部

20…内侧槽线圈

20a…内侧线圈端部

22…罩构件

22a、22b…面

24…外侧径向线圈

26…内侧径向线圈

28a…外周部

28b…内周部

30a、30b…外侧壁部

40…冷却介质供给部

42…上部侧外周流路

44a、48a…外侧径向流路

44b、48b…内侧径向流路

46a…外侧内周流路

46b…内侧内周流路

50a、50b…下部侧外周流路

52…冷却介质排出部

54a…外侧线圈冷却流路

54b…内侧线圈冷却流路

具体实施方式

如图1所示，本发明的实施方式所涉及的旋转电机10具备圆环状的定子12，所述定子12收容未图示的转子。在定子12的径向内侧设有多个齿14，并且在邻接的所述齿14之间形成有槽16。多个槽16在定子12内配置为圆环状。

各槽16沿定子12的轴向(箭头A方向)贯穿形成。外侧槽线圈18和内侧槽线圈20以相互绝缘的状态沿所述轴向延伸并收容在各槽16中。

外侧槽线圈18配置为圆环状，并且在所述外侧槽线圈18的端部，设有从定子12的端面12f沿轴向突出的宽度较窄的外侧线圈端部18a。内侧槽线圈20同轴地配置在外侧槽线圈18的内侧且配置为圆环状。在内侧槽线圈20的端部，设有从定子12的环状的端面12f沿轴向突出的宽度较窄的内侧线圈端部20a。以使外侧线圈端部18a比内侧线圈端部20a朝轴向外侧突出的方式设定外侧线圈端部18a以及内侧线圈端部20a各自的轴向长度。

在定子12上以覆盖外侧线圈端部18a以及内侧线圈端部20a的至少一部分的方式配置环状的罩构件22。如图2所示，罩构件22在一方的面22a侧收容多个外侧径向线圈24，并且在另一方的面22b侧(与定子12面对的一侧)收容多个内侧径向线圈26。

罩构件22由具有绝缘性及非磁性的材料、例如树脂形成。罩构件22具有与定子12的端面12f的形状大致相同的形状，且具备在外侧线圈端部18a以及内侧线圈端部20a的外周侧环绕的外周部28a。罩构件22具备在外侧线圈端部18a以及内侧线圈端部20a的内周侧环绕的内周部28b。外周部28a以及内周部28b由轴向上的宽度较宽且径向上成为薄壁的环状薄板构成。内周部28b的宽度尺寸被设定为大于外周部28a的宽度尺寸。

如图2～图4所示，向面22a侧突出的多片外侧壁部30a以等角度间隔分离并一体成形在罩构件22的外周部28a。如图3所示，各外侧壁部30a从外周部28a的端面朝轴向外侧突出长度t1，并且在主视下，沿着渐开线形状朝径向内侧延伸，并与内侧环部32一体化。

内侧环部32形成为轴向上的宽度较宽且径向上成为薄壁状，所述内侧环部32的前端位置从内周部28b的前端位置向内侧(面22b侧)分离长度t2。在内侧环部32的底面和内周部28b的上表面固定有多个支承板部34a。各支承板部34a配置在从各外侧壁部30a的下端位置连续的位置，并且从内周部28b的前端向内侧分离。

如图5以及图6所示，向面22b侧突出的多片外侧壁部30b隔开等角度间隔进行分离而一体成形在罩构件22的外周部28a。如图5所示，各外侧壁部30b从外周部28a的端面朝轴向外侧突出长度t3，并且在主视下，沿着渐开线形状而朝径向内侧延伸，并与矩形部36一体化。外侧壁部30a与外侧壁部30b在主视下沿相互不同的方向倾斜形成。外侧壁部30a、外侧壁部30b以及外周部28a的轴向上的长度的合计被设定为与内周部28b的轴向上的长度大致相同的尺寸。

矩形部36形成为径向上呈长条的长方形，在所述矩形部36的底面和内周部28b的上表面固定有多个支承板部34b。各支承板部34b从内周部28b的前端位置向内侧(面22a侧)分离长度t4。

如图2所示，外侧径向线圈24具有由铜等导电性材料形成的方棒状。外侧径向线圈24在主视下具有渐开线形状，且配置在罩构件22的各外侧壁部30a之间。如图7所示，外侧壁部30a比外侧径向线圈24沿轴向突出长度S1。在外侧径向线圈24的上端设有连结部24a，所述连结部24a与外周部28a接近且沿轴向延伸并配置。在外侧径向线圈24的下端，设有延伸至内侧环部32的下端的连接部24b。各连接部24b与外侧槽线圈18的外侧线圈端部18a电连接。外侧线圈端部18a通过矩形部36与连接部24b连接。

如图2所示，内侧径向线圈26具有由铜等导电性材料形成的方棒状。内侧径向线圈26在主视下具有渐开线形状，且配置在罩构件22的各外侧壁部30b之间。如图7所示，外侧壁部30b比内侧径向线圈26沿轴向突出长度S2。在内侧径向线圈26的上端设有连结部26a，所述连结部26a与外周部28a接近且沿轴向延伸并配置。在内侧径向线圈26的下端，设有延伸至内周部28b上的连接部26b。

各连接部26b与内侧槽线圈20的内侧线圈端部20a电连接。连结部24a与连结部26a电连接，外侧径向线圈24与内侧径向线圈26电连接。

如图4所示，在罩构件22的上方配置有冷却介质供给部40，从该冷却介质供给部40向所述罩构件22的上部供给冷却介质M。在罩构件22的外周部28a的上部侧形成上部侧外周流路42，在该上部侧外周流路42中，从冷却介质供给部40供给的冷却介质M沿着所述外周部28a的周面通过自重进行流通。

在罩构件22的面22a侧的上部设有第一外侧径向流路44a，在该第一外侧径向流路44a中，冷却介质M从上部侧外周流路42沿着外侧壁部30a与外侧径向线圈24之间通过自重进行流通。在罩构件22的上部侧设有外侧内周流路46a，在该外侧内周流路46a中，冷却介质M从第一外侧径向流路44a沿着内周部28b通过自重进行流通。

在罩构件22的下部侧设有第二外侧径向流路48a，在该第二外侧径向流路48a中，冷却介质M从外侧内周流路46a沿着外侧壁部30a与外侧径向线圈24之间通过自重进行流通。在罩构件22的下部侧设有下部侧外周流路50a，在该下部侧外周流路50a中，冷却介质M从第二外侧径向流路48a沿着外周部28a通过自重被排出。在下部侧外周流路50a的下方，根据需要而配置冷却介质排出部52。

在罩构件22的面22a侧，形成具有上部侧外周流路42、第一外侧径向流路44a、外侧内周流路46a、第二外侧径向流路48a以及下部侧外周流路50a的外侧线圈冷却流路54a。

如图6所示，在罩构件22的面22b侧的上部设有第一内侧径向流路44b，在该第一内侧径向流路44b中，冷却介质M从上部侧外周流路42沿着外侧壁部30b与内侧径向线圈26之间通过自重进行流通。在罩构件22的上部侧设有内侧内周流路46b，在该内侧内周流路46b中，冷却介质M从第一内侧径向流路44b沿着内周部28b通过自重进行流通。

在罩构件22的下部侧设有第二内侧径向流路48b，在该第二内侧径向流路48b中，冷却介质M从内侧内周流路46b沿着外侧壁部30b与内侧径向线圈26之间通过自重进行流通。在罩构件22的下部侧设有下部侧外周流路50b，在该下部侧外周流路50b中，冷却介质从第二内侧径向流路48b沿着外周部28a通过自重被排出。在下部侧外周流路50b的下方，根据需要而配置冷却介质排出部52。

在罩构件22的面22b侧，形成具有上部侧外周流路42、第一内侧径向流路44b、内侧内周流路46b、第二内侧径向流路48b以及下部侧外周流路50b的内侧线圈冷却流路54b。

以下对这样构成的旋转电机10的动作进行说明。

首先，如图4所示，当从冷却介质供给部40向罩构件22的上部供给冷却介质M时，所述冷却介质M沿着上部侧外周流路42通过自重进行流通。因此，如图4以及图8所示，冷却介质M从上部侧外周流路42沿着在外侧壁部30a与外侧径向线圈24之间形成的第一外侧径向流路44a通过自重进行流通。

进而，冷却介质M从第一外侧径向流路44a沿着内周部28b的外侧内周流路46a通过自重进行流通。冷却介质M在向罩构件22的下部侧流动之后，如图4以及图9所示，从外侧内周流路46a沿着第二外侧径向流路48a通过自重进行流通。然后，冷却介质M从第二外侧径向流路48a沿着下部侧外周流路50a通过自重进行流通，并向冷却介质排出部52排出(参照图4)。

在该情况下，在本实施方式中，冷却介质M能够通过自重沿着外侧线圈冷却流路54a从罩构件22的上方向下方流动。因此，冷却介质M能够在从外侧线圈端部18a、内侧线圈端部20a以及外侧径向线圈24的上部侧到下部侧的范围内顺畅且可靠地流通。

由此，能够仅利用冷却介质M的自重来均匀地冷却外侧线圈端部18a、内侧线圈端部20a以及外侧径向线圈24。因此，无需使用喷出量高的比较昂贵的泵，就能够经济且紧凑地构成旋转电机10整体。

另外，如图6所示，当从冷却介质供给部40向罩构件22的上部供给冷却介质M时，所述冷却介质M沿着上部侧外周流路42流通。因此，冷却介质M从上部侧外周流路42沿着在外侧壁部30b与内侧径向线圈26之间形成的第一内侧径向流路44b通过自重进行流通。

进而，冷却介质M从第一内侧径向流路44b沿着内周部28b的内侧内周流路46b通过自重进行流通。冷却介质M在向罩构件22的下部侧流动之后，从内侧内周流路46b沿着第二内侧径向流路48b通过自重进行流通。然后，冷却介质M从第二内侧径向流路48b沿着下部侧外周流路50b通过自重进行流通，并向冷却介质排出部52排出(参照图6)。

由此，冷却介质M能够通过自重沿着内侧线圈冷却流路54b从罩构件22的上方向下方流动。因此，冷却介质M能够在从外侧线圈端部18a、内侧线圈端部20a以及内侧径向线圈26的上部侧到下部侧的范围内流通。因此，能够仅利用冷却介质M的自重而均匀地冷却外侧线圈端部18a、内侧线圈端部20a以及内侧径向线圈26，能够经济且紧凑地构成旋转电机10整体。

需要说明的是，在本实施方式中具备外侧线圈冷却流路54a以及内侧线圈冷却流路54b，但不限于此，也能够使用三条以上的线圈冷却流路。

Claims (2)

1.一种旋转电机，其具备：

槽线圈，其插入到设于定子的槽中；

多个径向线圈，它们通过配置为圆环状的多个线圈端部与所述槽线圈连接，并且沿径向延伸；以及

环状的罩构件，其覆盖所述线圈端部的至少一部分且收容所述径向线圈，并且安装于所述定子，

其特征在于，

所述罩构件具备：

外周部，其环绕在所述线圈端部的外周侧；

内周部，其环绕在所述线圈端部的内周侧；以及

壁部，其沿着所述径向线圈在径向上延伸、且比该径向线圈在轴向上更突出，

在所述罩构件上形成有线圈冷却流路，该线圈冷却流路具有上部侧外周流路、第一径向流路、内周流路、第二径向流路、以及下部侧外周流路，在该上部侧外周流路中，从所述外周部的上部侧供给的冷却介质沿着所述外周部通过自重进行流通，在该第一径向流路中，所述冷却介质从所述上部侧外周流路沿着所述壁部与所述径向线圈之间通过自重进行流通，在该内周流路中，所述冷却介质从所述第一径向流路沿着所述内周部通过自重进行流通，在该第二径向流路中，所述冷却介质从所述内周流路沿着所述壁部与所述径向线圈之间通过自重进行流通，在该下部侧外周流路中，所述冷却介质从所述第二径向流路沿着所述外周部通过自重被排出。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

在所述罩构件的至少与所述定子对置的一方的面侧以及与所述一方的面侧相反的另一方的面侧，分别形成所述线圈冷却流路。