CN109962575B - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

提供一种能够以与以往技术相比较低成本且简单的结构进行冷却的旋转电机。旋转电机具备：定子，其具有环状的定子铁心和装配于所述定子铁心的绕组，所述绕组具备在所述定子铁心的轴向上突出的线圈端部；上方体，其从铅垂方向上的上方覆盖所述线圈端部；以及制冷剂供给机构，其朝向规定方向供给制冷剂。所述制冷剂供给机构至少朝向所述上方体供给所述制冷剂。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及旋转电机。

背景技术

以往，作为混合动力机动车、电动机动车的动力源而使用旋转电机。旋转电机具有：定子铁心，其具有插槽；和线圈，其一部分配置于插槽内而装配于定子铁心。线圈由芯线被绝缘性的皮膜覆盖的多个导体形成。

此外，近年来，由于旋转电机的高输出化等，存在线圈的发热变大的情况。因此，有效地使旋转电机冷却的方法正在被各种研究。

例如在特开2008-312324号(以下，专利文献1)中，记载了如下的旋转电机的冷却构造，其具备：定子，其包含线圈端部；动力线，其从线圈端部引出；以及模制部，其一体地覆盖动力线，在模制部以通过多个动力线间的方式形成有贯通孔。根据专利文献1所记载的技术，能够使从动力线传到模制部的热量从模制部效率良好地散热，能够使定子的冷却性能提高。

然而，在上述的专利文献1所记载的技术中，需要形成模制部，进而形成贯通孔，所以，有可能模具为高成本且部件结构变得复杂。因此，在以往技术中，在提供能够以低成本且简单的结构进行冷却的旋转电机这一点存在课题。

发明内容

本发明的技术方案是鉴于上述情形而完成的，其目的在于，提供一种能够以与以往技术相比较低成本且简单的结构进行冷却的旋转电机。

为了解决上述的课题，本发明采用了以下的技术方案。

(1)本发明的一技术方案的旋转电机，具备：定子，其具有环状的定子铁心和装配于所述定子铁心的绕组，所述绕组具备在所述定子铁心的轴向上突出的线圈端部；上方体，其从铅垂方向上的上方覆盖所述线圈端部；以及制冷剂供给机构，其朝向规定方向供给制冷剂，所述制冷剂供给机构至少朝向所述上方体供给所述制冷剂。

(2)在上述技术方案(1)中，也可以是，所述上方体是对与所述定子的所述绕组电连接的导电构件进行覆盖的绝缘罩。

(3)在上述技术方案(1)或(2)中，也可以是，所述上方体具有第一壁部，该第一壁部面向所述定子铁心的周向，且与所述线圈端部对应地在所述轴向上伸出，所述制冷剂供给机构至少朝向所述上方体的所述第一壁部喷出所述制冷剂。

(4)在上述技术方案(1)～(3)中的任一项中，也可以是，所述上方体具有第二壁部，该第二壁部面向所述轴向，且配置于比所述线圈端部的所述轴向的端部靠所述轴向的内侧且比所述定子铁心靠所述轴向的外侧的位置。

(5)在上述技术方案(1)～(4)中的任一项中，也可以是，所述上方体具有第三壁部，该第三壁部面向所述轴向，且配置于与所述线圈端部的所述轴向的端部对应的位置。

(6)在上述技术方案(1)～(5)中的任一项中，也可以是，所述绕组由互相连接地使用的多个分段线圈形成，所述线圈端部包括使多个所述分段线圈连接的连接部，所述上方体从铅垂方向上的上方覆盖包括所述连接部的所述线圈端部。

根据上述技术方案(1)，具备从铅垂方向上的上方覆盖绕组的线圈端部的上方体和朝向规定方向供给制冷剂的制冷剂供给机构，制冷剂供给机构至少朝向上方体供给制冷剂，所以，从制冷剂供给机构供给的制冷剂在附着于上方体之后，由于重力而落下以向下方的线圈端部供给。由此，制冷剂能够从线圈端部渗透而冷却绕组及定子铁心。这样，根据上述技术方案(1)，仅通过朝向上方体供给制冷剂就能够冷却包括绕组的定子，所以，能够以与以往技术相比较低成本且简单的结构进行冷却。

另外，在将上述技术方案(1)适用于例如混合动力机动车、电动机动车等车辆的情况下，例如即便是上坡时等车辆倾斜了的状态下，从制冷剂供给机构供给的制冷剂也会在附着于上方体之后由上方体引导而可靠地向线圈端部供给。因此，根据本发明的技术方案，能够成为旋转电机的姿态对冷却的影响受到了抑制的高性能的旋转电机。

根据上述技术方案(2)，上方体是对与定子的绕组电连接的导电构件进行覆盖的绝缘罩，所以能够将覆盖导电构件的现存的绝缘罩作为上方体。因此，根据本发明的技术方案，无需为了冷却而新设置部件，所以能够以与以往技术相比较低成本且简单的结构进行冷却。

根据上述技术方案(3)，上方体具有面向周向并与线圈端部对应地在轴向上伸出的第一壁部，所以，从制冷剂供给机构供给的制冷剂在附着于上方体的第一壁部之后，会由于重力而沿着第一壁部落下以向下方的线圈端部供给。因此，能够将供给到上方体的制冷剂可靠地向线圈端部供给。

根据上述技术方案(4)，上方体具有面向轴向并配置于比线圈端部靠轴向的内侧且比定子铁心靠轴向的外侧的位置的第二壁部，所以，从制冷剂供给机构供给的制冷剂在附着于上方体的第二壁部之后，会由于重力而沿着第二壁部落下以向下方的线圈端部供给。因此，能够将供给到上方体的制冷剂可靠地向线圈端部供给。

根据上述技术方案(5)，上方体具有面向轴向并配置于与线圈端部的轴向的端部对应的位置的第三壁部，所以，从制冷剂供给机构供给到上方体的制冷剂向比线圈端部靠轴向的外侧形成的飞沫受到抑制，并且，由于重力而沿着第三壁部落下以向下方的线圈端部供给。因此，能够将供给到上方体的制冷剂可靠地向线圈端部供给。

根据上述技术方案(6)，线圈端部包括使多个分段线圈连接的连接部，上方体从铅垂方向上的上方覆盖包括连接部的线圈端部，所以，能够向线圈端部中的比过渡部容易发热的连接部供给制冷剂。因此，根据本发明的技术方案，能够使绕组效率良好地冷却。

附图说明

图1是示出实施方式的旋转电机的简要结构的剖视图。

图2是示出定子的一部分的剖视图。

图3是示出分段线圈的立体图。

图4是壳体内的从轴向观察到的汇流排罩周边的俯视图。

图5是壳体内的汇流排罩周边的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。

图1是示出实施方式的旋转电机的简要结构的剖视图。

如图1所示，实施方式的旋转电机1具备壳体2、定子3、转子4、输出轴5、制冷剂供给机构6及汇流排罩7。

本实施方式的旋转电机1是搭载于例如混合动力机动车、电动机动车那样的车辆的行驶用马达。不过，本实施方式的结构不限定于上述例子，也能够适用于搭载于车辆的发电用马达等其他用途的马达。另外，本实施方式的结构能够适用于搭载于车辆以外的、包括发电机在内的所谓的全体旋转电机。

需要说明的是，在以下的说明中，有时将沿着转子4的旋转中心的轴线C的方向称作轴向，将与轴线C正交的方向称作径向，将绕轴线C的方向称作周向。另外，在以下的说明中，上下方向与铅垂方向上的上下方向一致。

转子4例如具有转子铁心和安装于转子铁心的磁铁，且在定子3的内侧被驱动而旋转。

输出轴5连接于转子4而将转子4的旋转作为驱动力进行输出。

定子3形成为环状，例如安装于壳体2的内周面。定子3具有定子铁心11和安装于定子铁心11的绕组12，且使旋转磁场作用于转子4。

图2是示出定子的一部分的剖视图。需要说明的是，在图2中，为了使得定子3易于理解而以双点划线图示出转子4。

如图2所示，定子3具备定子铁心11和绕组12。需要说明的是，定子3有时还在插槽23内具备例如漆等填充固定物，但是，在本申请中为了便于说明，省略图示及说明。

定子铁心11形成为包围转子4的环状。定子铁心11通过多张电磁钢板在轴向上层叠而形成。需要说明的是，定子铁心11也可以是通过例如在周向上分割出的多个片段互相连结而形成的分割型定子铁心。

定子铁心11具有环状的磁轭部21、多个齿部22及多个插槽23。多个齿部22从磁轭部21朝向定子铁心11的径向的内侧突出。各插槽23形成于在定子铁心11的周向上互相相邻的两个齿部22之间。因此，多个插槽23在定子铁心11的周向上排列地配置。各插槽23在定子铁心11的轴向上贯穿定子铁心11。本实施方式的插槽23是径向的内侧开放的开口插槽。需要说明的是，本实施方式的结构不限定于此，也可以适用于径向的内侧封闭的闭合插槽。

绕组12收容于定子铁心11的插槽23而装配于定子铁心11。绕组12是由U相、V相及W相构成的三相线圈。本实施方式的绕组12由互相连接地使用的多个分段线圈14形成。

图3是示出分段线圈的立体图。需要说明的是，在图3中，图示出一个分段线圈14，收容于同一插槽23的另一个分段线圈省略了图示。另外，在图3中，透过定子铁心11而进行图示。

如图3所示，分段线圈14由多个(例如4个)分段导体14A形成。分段导体14A的芯线例如是扁平线。

分段导体14A具有形成为直线状的一对插入部14a、过渡部14b、以及一对连接部14c。一对插入部14a例如以由未图示的绝缘纸覆盖着的状态互相分开收容于不同的插槽23。多个分段线圈14在定子铁心11的周向上，以U相、U相、V相、V相、W相、W相、U相、U相…的顺序排列。

过渡部14b将一对插入部14a的一端连接。过渡部14b配置于插槽23的外部的轴向的一方(在本实施方式中是与配置后述的汇流排罩7的一侧相反的一侧)。

连接部14c位于一对插入部14a的另一端，即相对于插入部14a而位于与过渡部14b相反的一侧。连接部14c配置于插槽23的外部且轴向的另一方(在本实施方式中是配置后述的汇流排罩7的一侧)。连接部14c利用TIG焊接、激光焊接等而与其他的分段线圈14的连接部14c接合。由此，多个分段线圈14依次连结。需要说明的是，对接合的连接部14c施有基于粉体绝缘的涂装。由此，确保连接部14c电绝缘。

过渡部14b及连接部14c分别成为在定子铁心11的轴向上突出的线圈端部15A、15B。

如图1所示，如上述那样构成的定子3及转子4收容于壳体2。壳体2例如形成为能够收容定子3及转子4的筒状。在壳体2形成有供从后述的制冷剂供给机构6喷出的制冷剂流通的未图示的制冷剂通路。

图4是壳体内的从轴向观察到的汇流排罩周边的俯视图。

图5是壳体内的汇流排罩周边的立体图。

需要说明的是，图4及图5省略了壳体2的一部分的图示，图示出壳体2的内部的从绕组12的连接部14c侧观察到的状态。

如图4及图5所示，在壳体2内设置有制冷剂供给机构6和汇流排罩7。

制冷剂供给机构6是与形成于壳体2的未图示的制冷剂通路连通的管状的构件。制冷剂供给机构6在比连接部14c侧的线圈端部15B及定子铁心11靠上方处设置成沿着轴向延伸。另外，虽然省略图示及详细的说明，但是，制冷剂供给机构6在过渡部14b侧也同样地设置。即，制冷剂供给机构6在过渡部14b侧，在比过渡部14b侧的线圈端部15A及定子铁心11靠上方处设置成沿着轴向延伸。

制冷剂供给机构6的前端61配置于比线圈端部15B的轴向的端部靠轴向的内侧且比定子铁心11靠轴向的外侧的位置。在制冷剂供给机构6的前端61形成有例如能够将通过机械泵、电动泵等在制冷剂通路中循环的制冷剂喷出的喷出孔。喷出孔在制冷剂供给机构6的前端61处，在制冷剂供给机构6的径向上开口地设置。由此，制冷剂从制冷剂供给机构6的前端61向多个方向(相当于技术方案中的“规定方向”)呈放射状喷出。制冷剂例如是ATF(Automatic Transmission Fluid：自动变速器油)等润滑油。

汇流排罩7是覆盖与U相、V相及W相这三相的绕组12连接的三相汇流排8的绝缘罩。汇流排罩7例如由具有绝缘性的树脂材料形成。汇流排罩7从轴向观察，配置于比制冷剂供给机构6向周向上的逆时针方向侧(以下称作“CCW侧”。)稍微偏移了的位置。

在本实施方式中，汇流排罩7具有从上方覆盖三相汇流排8的板状的第一罩7A和从下方覆盖三相汇流排8的第二罩7B(相当于技术方案的“上方体”)。第一罩7A与第二罩7B例如通过扣合进行卡合而互相固定。

汇流排罩7的第二罩7B以从重力方向上的上方覆盖线圈端部15B的方式配置。第二罩7B具有主体部70、第一壁部71、第二壁部72及第三壁部73。

主体部70形成为面向径向的板状。主体部70从下方覆盖三相汇流排8，并且从重力方向上的上方覆盖线圈端部15B。

第一壁部71在俯视下形成为大致矩形的板状。第一壁部71从第二罩7B的主体部70朝向下方立起设置。第一壁部71面向周向，并与线圈端部15B对应地沿着轴向伸出。第一壁部71的轴向上的外侧的缘部配置于与线圈端部15B的轴向的端部对应的位置。

第二壁部72在俯视下形成为在CCW侧具有长边且在周向上的顺时针方向侧(以下称作“CW侧”)具有短边的大致梯形的板状。第二壁部72从第二罩7B的主体部70朝向下方立起设置。第二壁部72面向轴向，且沿着周向伸出。第二壁部72的周向上的CCW侧的缘部与第一壁部71连接。第二壁部72配置于比线圈端部15B的轴向的端部靠轴向的内侧且比定子铁心11靠轴向的外侧的位置。在本实施方式中，第二壁部72以相对于定子铁心11稍微空开间隙的状态配置于比定子铁心11靠轴向的外侧的位置。

第三壁部73在俯视下形成为大致矩形的板状。第三壁部73从第二罩7B的主体部70朝向下方立起设置。第三壁部73面向轴向，以与第二壁部72大致平行的方式沿着周向伸出。第三壁部73的周向上的CCW侧的缘部与第一壁部71连接。

在此，从制冷剂供给机构6的前端61向多个方向呈放射状喷出的制冷剂的一部分设定成如图4及图5中的箭头F那样，朝向汇流排罩7的第二罩7B中的主体部70及第一壁部71喷出。

从制冷剂供给机构6朝向主体部70及第一壁部71喷出的制冷剂附着于主体部70及第一壁部71。之后，附着于主体部70及第一壁部71的制冷剂由于重力而落下，沿着第一壁部71、第二壁部72及第三壁部73的表面移动，被向下方的线圈端部15B供给。

另外，即便在朝向主体部70及第一壁部71喷出的制冷剂形成飞沫的情况下，也会附着于面向轴向地配置的第二壁部72及第三壁部73，制冷剂的轴向上的飞沫受到抑制。之后，附着于第二壁部72及第三壁部73的制冷剂由于重力而落下，沿着第二壁部72及第三壁部73的表面移动，被向下方的线圈端部15B供给。供给到线圈端部15B的制冷剂从线圈端部15B渗透而冷却绕组12及定子铁心11。

根据本实施方式的旋转电机1，具备从铅垂方向上的上方覆盖绕组12的线圈端部15B的汇流排罩7的第二罩7B和朝向规定方向供给制冷剂的制冷剂供给机构6，制冷剂供给机构6朝向第二罩7B供给制冷剂，所以，从制冷剂供给机构6供给的制冷剂在附着于第二罩7B之后，会由于重力而落下以向下方的线圈端部15B供给。由此，制冷剂能够从线圈端部15B渗透而冷却绕组12及定子铁心11。这样，根据本实施方式的旋转电机1，仅通过朝向第二罩7B供给制冷剂就能够冷却包括绕组12的定子3，所以，能够以与以往技术相比较低成本且简单的结构进行冷却。

另外，在将本实施方式的旋转电机1适用于例如混合动力机动车、电动机动车等车辆的情况下，例如即便是上坡时等车辆倾斜了的状态下，从制冷剂供给机构6供给的制冷剂也会在附着于第二罩7B之后由第二罩7B引导而可靠地向线圈端部15B供给。因此，根据本实施方式，能够成为旋转电机1的姿态对冷却的影响受到了抑制的高性能的旋转电机1。

根据本实施方式的旋转电机1，第二罩7B是覆盖与定子3的绕组12电连接的三相汇流排8的绝缘罩，所以，能够将覆盖三相汇流排8的现存的绝缘罩作为第二罩7B。因此，根据本实施方式的旋转电机1，无需为了冷却而新设置部件，所以能够以与以往技术相比较低成本且简单的结构进行冷却。

根据本实施方式所记载的旋转电机1，汇流排罩7的第二罩7B具有面向周向并与线圈端部15B对应地在轴向上伸出的第一壁部71，所以，从制冷剂供给机构6供给的制冷剂在附着于第二罩7B的第一壁部71之后，会由于重力而沿着第一壁部71落下以向下方的线圈端部15B供给。因此，能够将供给到第二罩7B的制冷剂可靠地向线圈端部15B供给。

根据本实施方式的旋转电机1，汇流排罩7的第二罩7B具有面向轴向并配置于比线圈端部15B靠轴向的内侧且比定子铁心11靠轴向的外侧的位置的第二壁部72，所以，从制冷剂供给机构6供给的制冷剂在附着于第二罩7B的第二壁部72之后，会由于重力而沿着第二壁部72落下以向下方的线圈端部15B供给。因此，能够将供给到第二罩7B的制冷剂可靠地向线圈端部15B供给。

根据本实施方式的旋转电机1，汇流排罩7的第二罩7B具有面向轴向并配置于与线圈端部15B的轴向的端部对应的位置的第三壁部73，所以，从制冷剂供给机构6供给到第二罩7B的制冷剂向比线圈端部15B靠轴向的外侧形成的飞沫受到抑制，并且，由于重力而沿着第三壁部73落下从而向下方的线圈端部15B供给。因此，能够将供给到第二罩7B的制冷剂可靠地向线圈端部15B供给。

根据本实施方式的旋转电机，线圈端部15B包括使多个分段线圈14连接的连接部14c，汇流排罩7的第二罩7B从铅垂方向上的上方覆盖包括连接部14c的线圈端部15B，所以，能够向线圈端部15B中的比过渡部14b容易发热的连接部14c供给制冷剂。因此，根据本实施方式，能够使绕组12效率良好地冷却。

需要说明的是，本发明的技术范围并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内加以各种变更。

在上述的实施方式中，旋转电机1的绕组12由互相连结地使用的多个分段线圈14形成，但是，不限定于该方案。因此，旋转电机的线圈也可以是铜线的集中卷绕或分布卷绕。

在上述的实施方式中，汇流排罩7的第二罩7B从铅垂方向上的上方覆盖包括连接部14c的线圈端部15B，但是，也可以在包括过渡部14b的线圈端部15A侧也设置从铅垂方向上的上方覆盖的上方体。

另外，在上述的实施方式中，作为从铅垂方向上的上方覆盖包括连接部14c的线圈端部15B的上方体，采用了汇流排罩7的第二罩7B，但是，上方体不限定于第二罩7B，也可以以其他的构件进行设置。不过，在本实施方式中，在仅变更作为现存的部件的汇流排罩7的形状即可而无需新追加部件来作为上方体这一点上具有优越性。

另外，作为上方体的第二罩7B是覆盖三相汇流排8的绝缘罩，但是，例如也可以将覆盖端子等其他导电构件的绝缘罩作为上方体。

除此之外，能够适当在不脱离本发明的主旨的范围内将上述的实施方式中的构成要素置换为周知的构成要素，另外，也可以将上述的各实施方式及各变形例适当组合。

Claims (2)

1.一种旋转电机，其特征在于，

所述旋转电机具备：

定子，其具有环状的定子铁心和装配于所述定子铁心的绕组，所述绕组具备在所述定子铁心的轴向上突出的线圈端部；

上方体，其从铅垂方向上的上方覆盖所述线圈端部；以及

制冷剂供给机构，其朝向规定方向供给制冷剂，

所述制冷剂供给机构至少朝向所述上方体供给所述制冷剂，

所述上方体是对与所述定子的所述绕组电连接的导电构件进行覆盖的绝缘罩，

所述导电构件是配置于比所述线圈端部靠上方的位置的三相汇流排，

所述上方体具有：

主体部，其从下方覆盖所述三相汇流排，并且从上方覆盖所述线圈端部，且形成为面向径向的板状；

第一壁部，其从所述主体部朝向下方立起设置，且面向所述定子铁心的周向，并与所述线圈端部对应地在所述轴向上伸出；

第二壁部，其从所述主体部朝向下方立起设置，且面向所述轴向，并配置于比所述线圈端部的所述轴向的端部靠所述轴向的内侧且比所述定子铁心靠所述轴向的外侧的位置，所述第二壁部的所述周向上的一侧的缘部与所述第一壁部连接；以及

第三壁部，其从所述主体部朝向下方立起设置，且面向所述轴向，并配置于与所述线圈端部的所述轴向的端部对应的位置，所述第三壁部的所述周向上的一侧的缘部与所述第一壁部连接，

所述制冷剂供给机构至少朝向所述上方体的所述第一壁部喷出所述制冷剂。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述绕组由互相连接地使用的多个分段线圈形成，

所述线圈端部包括使多个所述分段线圈连接的连接部，

所述上方体从铅垂方向上的上方覆盖包括所述连接部的所述线圈端部。

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