CN110224551A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够抑制冷却液供给用的泵装置的输出增大且适当地冷却转子和线圈的各线圈末端部分的旋转电机。旋转电机具备转子(12)、定子(11)及冷却液主通路(24)。转子(12)在外周配设有多个永久磁铁(20)，且与旋转轴(13)一体地旋转。定子(11)卷绕安装有线圈(17)，且配置于转子(12)的径向外侧。旋转电机还具备第一通路(26)、第二通路(27)、以及根据运转状况来对第二通路进行开闭的开闭调整部。第一通路(26)将供给到冷却液主通路(24)的冷却液经由转子(12)的内部向第一线圈末端(18f)供给。第二通路(27)从冷却液主通路(24)分支而将冷却液向第二线圈末端(18s)供给。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及进行基于冷却液的冷却的旋转电机。

背景技术

作为搭载于车辆等的旋转电机，存在如下旋转电机：其具备与旋转轴一体地旋转的转子和配置于转子的径向外侧的定子，在转子的外周配置有多个永久磁铁，并且在定子卷绕安装有线圈。对于这种旋转电机，在运转中，转子的永久磁铁、定子的线圈部分容易发热。

作为其对策，已知有利用冷却液来冷却转子、定子的线圈末端的旋转电机(例如，参照专利文献1：日本特开平9-182374号公报)。

在专利文献1所记载的旋转电机中，冷却液的供给部(冷却液主通路)通过旋转轴内的通路而与转子内的轴向通路连接，且在轴向通路的端部设置有油孔。供给到轴向通路的冷却液对转子的内部进行冷却，并且借助伴随转子的旋转产生的离心力而向定子的线圈的线圈末端部分飞散来进行供给。

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1所记载的旋转电机能够在转子的旋转中将转子的内部和线圈的线圈末端部分一起通过冷却液进行冷却。然而，定子的轴向的一端侧和另一端侧的线圈末端部分的发热的程度(发热的容易度)有时根据规格的不同而不同，在该情况下，当要充分地冷却容易发热的一侧的线圈末端部分时，必须提高作为冷却液的供给源的泵装置的输出，不得已地导致泵装置的大型化、能量消耗的增大。

于是，本发明提供能够抑制冷却液供给用的泵装置的输出增大且适当地冷却转子和线圈的各线圈末端部分的旋转电机。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的旋转电机采用了以下的结构。

即，本发明的旋转电机具备：转子(例如实施方式的转子12)，其在外周配设有多个永久磁铁(例如实施方式的永久磁铁20)，且与旋转轴(例如实施方式的旋转轴13)一体地旋转；定子(例如实施方式的定子11)，其卷绕安装有线圈(例如实施方式的线圈17)，且配置于所述转子的径向外侧；以及冷却液主通路(例如实施方式的冷却液主通路24)，其供给冷却液，所述线圈的第一线圈末端(例如实施方式的第一线圈末端18f)向所述转子的轴向的一端侧露出而配置，并且所述线圈的第二线圈末端(例如实施方式的第二线圈末端18s)向所述转子的轴向的另一端侧露出而配置，所述旋转电机的特征在于，还具备：第一通路(例如实施方式的第一通路26)，其将供给到所述冷却液主通路的冷却液经由所述转子的内部向所述第一线圈末端供给；第二通路(例如实施方式的第二通路27)，其从所述冷却液主通路分支而将冷却液向所述第二线圈末端供给；以及开闭调整部(例如实施方式的阀装置28)，其根据运转状况来对所述第二通路进行开闭。

根据上述的结构，例如，在转子的旋转速度为低旋转速度时，开闭调整部成为将第二通路关闭了的状态，供给到冷却液主通路的冷却液经由转子内的第一通路向定子的第一线圈末端供给。由此，在冷却液通过转子内的第一通路时冷却转子，并进一步地，供给到第一线圈末端的冷却液冷却第一线圈末端。另外，例如，当转子的旋转速度成为高旋转速度时，开闭调整部将第二通路打开，供给到冷却液主通路的冷却液的一部分通过第二通路直接向第二线圈末端供给。由此，导入到第一通路的冷却液冷却转子和第一线圈末端，并且导入到第二通路的冷却液冷却第二线圈末端。

优选的是，所述第二通路在所述第一通路的上游侧从所述冷却液主通路分支。

在该情况下，第二通路在对转子的内部进行冷却的第一通路的上游侧分支，因此能够将未被转子的热量加热的冷却液向线圈的第二线圈末端供给。因此，能够效率良好地冷却线圈的第二线圈末端。

也可以是，所述开闭调整部根据冷却液的供给压力来调整所述第二通路的开闭状态的结构。

在该情况下，能够在冷却液的供给压力充分升高了的状态下将第二通路打开，因此能够从第二通路向第二线圈末端稳定地供给冷却液。

也可以是，所述冷却液主通路连接于使冷却液的喷出压力与所述转子的旋转连动地增减的泵装置(例如实施方式的泵装置23)。

在该情况下，当转子的旋转速度增大时，与此相伴而泵装置的喷出压力升高，冷却液主通路的冷却液的压力也升高。因此，在采用了该结构的情况下，无需使用复杂的控制，就能够根据转子的旋转速度的升高来增大向第二通路的冷却液的供给。

也可以是，所述开闭调整部由阀装置(例如实施方式的阀装置28)构成，所述阀装置的趋向闭阀方向施加着力的阀芯(例如实施方式的阀芯34)根据所述冷却液主通路的冷却液的压力而进行开阀工作。

在该情况下，能够由可实现小型化的简单的结构构成开闭调整部。因此，在采用了该结构的情况下，能够实现旋转电机的小型化和产品成本的降低。

也可以是，在所述转子的轴向的另一端侧设置有端部罩(例如实施方式的端部罩22)，该端部罩以非接触状态覆盖所述转子的轴向的另一端侧，所述端部罩在与所述转子面对的一侧的端面具有朝向径向外侧呈放射状延伸的多个通路槽(例如实施方式的通路槽33)，在所述端部罩的与所述转子面对的一侧的端部结合有封堵板(例如实施方式的封堵板29)，由所述端部罩的所述通路槽和所述封堵板构成所述第二通路的一部分。

在该情况下，仅需在对转子的轴向的另一端侧进行覆盖的端部罩形成通路槽且在该端部罩结合有封堵板，就能够容易地形成第二通路的一部分。因此，在采用了该结构的情况下，能够通过构造的简化来实现旋转电机的小型化和产品成本的降低。

发明效果

本发明成为如下结构：相对于经由转子的内部向第一线圈末端供给冷却液的第一通路另外地，具备从冷却液主通路分支而将冷却液向第二线圈末端供给的第二通路，根据运转状况，由开闭调整部对第二通路进行开闭。因此，根据本发明，能够抑制冷却液供给用的泵装置的输出增大，且适当地冷却转子、线圈的第一线圈末端及第二线圈末端。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的旋转电机的纵剖视图。

图2是本发明的一实施方式的旋转电机的端部罩的剖面图。

图3是本发明的一实施方式的旋转电机的纵剖视图。

附图标记说明：

10…旋转电机

11…定子

12…转子

13…旋转轴

17…线圈

18f…第一线圈末端

18s…第二线圈末端

20…永久磁铁

22…端部罩

23…泵装置

24…冷却液主通路

26…第一通路

27…第二通路

28…阀装置(开闭调整部)

29…封堵板

33…通路槽

34…阀芯。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的一实施方式。

图1是将实施方式的旋转电机10沿着轴向纵剖切地示出的图。

本实施方式的旋转电机10例如用于电动车辆的驱动源。旋转电机10具备产生旋转磁场的定子11、接受由定子11产生的旋转磁场而旋转的转子12、同轴地设置于转子12的旋转轴13、将定子11保持于内部且对转子12和定子11的外侧进行覆盖的外壳14、以及利用冷却液来对转子12、定子11等进行冷却的冷却回路15。

定子11具有由多个电磁钢板层叠而成的大致圆筒状的定子铁心16、以及在定子铁心16的内周侧的缘部卷绕安装的线圈17。线圈17由U相、V相、W相这三相的线圈构成。本实施方式的线圈17由彼此连结地使用的分段线圈构成。分段线圈由分段导体构成，该分段导体具有向定子铁心16的未图示的插槽插入的一对插入部和将插入部彼此连结的未图示的折回连结部。一对插入部中的与折回连结部相反的一侧的端部成为与相邻的其他的分段导体连接的连结部。

线圈17在定子11的轴向的一端侧配置各分段导体的连结部，在定子11的轴向的另一端侧配置折回连结部。连结部和折回连结部从定子11的轴向的各端部向外侧突出(向外部露出)。在本实施方式的情况下，线圈17的连结部侧构成第一线圈末端18f，线圈17的折回连结部侧构成第二线圈末端18s。在第一线圈末端18f连接外部的电力线。经由电力线向线圈17通入电流。

转子12具有与旋转轴13的外表面一体地结合的转子铁心19和在圆周方向上分离开地配置于转子铁心19的外周缘部的永久磁铁20。转子12通过多个电磁钢板层叠而形成为大致圆筒状。旋转轴13经由轴承21而以能够旋转的方式支承于外壳14。通过转子12接受定子11的旋转磁场而旋转，从而旋转轴13与转子12一体地旋转。

需要说明的是，图中的附图标记8是与转子12的两端的电磁钢板重叠并将多个电磁钢板夹入的端面板。

在此，在本实施方式中，旋转电机10的对转子12、定子11的外侧进行覆盖的外壳14的轴向的一端侧与其他的发电机(旋转电机)、传动装置等的外壳一体地结合。另外，在旋转电机10的外壳14的轴向的另一端侧，安装有将转子12的轴向的另一端侧以非接触状态覆盖的圆环状的端部罩22。在本实施方式的情况下，在端部罩22的内周侧保持有轴承21。

冷却回路15具备：泵装置23，其喷出冷却液；冷却液主通路24，其将从泵装置23喷出的冷却液向旋转电机10供给；轴内通路25，其在旋转轴13的内部沿着轴向形成，且从冷却液主通路24被导入冷却液；第一通路26，其将经由转子12的内部从轴内通路25导入的冷却液向线圈17的第一线圈末端18f供给；以及第二通路27，其将从冷却液主通路24分支并从冷却液主通路24导入的冷却液向线圈17的第二线圈末端18s供给。在第二通路27夹装有阀装置28，该阀装置28为根据旋转电机10的运转状况而对第二通路27进行开闭的开闭调整部。

泵装置23经由齿轮机构等而与旋转电机10的旋转轴13连接，且与旋转轴13连动地被驱动而旋转。因此，与旋转电机10的转子12的旋转连动地，泵装置23的喷出量、喷出压增减。

第一通路26具有在转子12的各永久磁铁20的附近部沿着转子12的轴向延伸的轴向路26a、从轴向路26a的轴向的一端部贯穿一方的端面板8并在第一线圈末端18f的径向内侧位置开口的排出口26b、以及将旋转轴13的轴内通路25与轴向路26a的轴向的另一端部连通的导入路26c。在转子12的旋转时从冷却液主通路24向第一通路26的导入路26c导入冷却液之际，该冷却液在转子12内的轴向路26a流动，从转子12的一端侧的排出口26b向第一线圈末端18f进行喷射供给。在转子12内的第一通路26中流动的冷却液主要冷却在永久磁铁20产生的热量，供给到第一线圈末端18f的冷却液主要冷却在第一线圈末端18f产生的热量。

第二通路27的一部分形成于外壳14的端部罩22。在端部罩22的内侧端面(与转子12面对的一侧的端面)安装有与端部罩22的内侧端面大致相同外径的封堵板29。第二通路27在冷却液主通路24中的比与旋转轴13的轴内通路25连接的连接部靠上游侧的位置(比第一通路26靠上游侧的位置)分支。

图2是表示去掉封堵板29后的状态下的端部罩22的轴向内侧的端面的图。

如图1、图2所示，在端部罩22设置有构成阀装置28的一部分的阀收容部30、将阀收容部30的一端连接于第二通路27的上游侧部分的导入口31、形成于端部罩22的端面且与阀收容部30的另一端连通的环状槽32、以及从环状槽32的外周部呈放射状延伸且与端部罩22的外周侧连通的多个通路槽33。多个通路槽33在端部罩22的外周等间隔地形成。在本实施方式的情况下，在端部罩22安装有封堵板29的状态下，多个通路槽33与端部罩22一起形成放射状的通路(第二通路27的一部分)。

需要说明的是，图1中的附图标记38是与封堵板29一起共同紧固固定于端部罩22且检测转子12的旋转速度的分解器。在如本实施方式这样设为分解器38与封堵板29一起固定于端部罩22的情况下，能够将分解器38紧凑地设置于旋转电机10的外壳14内。

作为开闭调整部的阀装置28具备：球状的阀芯34，其收容于封堵板29的阀收容部30内，且从阀收容部30侧封堵导入口31；以及弹簧35(施力机构)，其对阀芯34向闭阀方向(将导入口31关闭的方向)施力。在冷却液主通路24内的冷却液的压力小于设定压力的期间，阀芯34将导入口31(第二通路27)关闭，当冷却液主通路24内的冷却液的压力成为设定压力以上时，阀芯34克服弹簧35的作用力而打开导入口31(第二通路27)。因此，阀装置28根据冷却液主通路24内的冷却液的供给压力来调整第二通路27的开闭状态。

图3是表示阀装置28的阀芯34将第二通路27打开的状态下的与旋转电机10的图1同样的截面的图。

以下，参照图1、图3来说明与旋转电机10的运转状况相应的冷却工作。

在旋转电机10的转子12的旋转速度低的期间，冷却液主通路24内的冷却液的压力未达到设定压力，因此如图1所示，阀装置28的阀芯34借助弹簧35的作用力而将第二通路27关闭。因此，从泵装置23供给到冷却液主通路24的冷却液的大致全部量向旋转轴13的轴内通路25导入。如图1中的箭头所示，导入到轴内通路25的冷却液通过转子12内的第一通路26，并从转子12的轴向的一端侧的排出口26b向线圈17的第一线圈末端18f喷射供给。冷却液在转子12的第一通路26内流动的期间，冷却转子12的永久磁铁20的附近部，并进一步向第一线圈末端18f喷射供给，由此冷却第一线圈末端18f。

此时，由阀装置28的阀芯34将第二通路27关闭，因此充分的流量的冷却液向第一通路26和第一线圈末端18f供给。

另外，当旋转电机10的转子12的旋转速度升高而冷却液主通路24内的冷却液的压力成为设定压力以上时，如图3所示，阀装置28的阀芯34克服弹簧35的作用力而将第二通路27打开。由此，如图3中的箭头所示那样，供给到冷却液主通路24的冷却液的一部分通过第二通路27的通路槽33而直接向第二线圈末端18s喷射供给。需要说明的是，此时，从冷却液主通路24导入到旋转轴13的轴内通路25的冷却液经由转子12的内部的第一通路26而向第一线圈末端18f喷射供给。

由此，旋转电机10的转子12被冷却液冷却，并且线圈17的第一线圈末端18f和第二线圈末端18s被冷却液一起冷却。

如以上那样，本实施方式的旋转电机10成为如下结构：相对于经由转子12的内部向第一线圈末端18f供给冷却液的第一通路26另外地，具备从冷却液主通路24分支而将冷却液向第二线圈末端18s供给的第二通路27，根据旋转电机10的运转状况，由阀装置28对第二通路27进行开闭。因此，在本实施方式的旋转电机10中，无需增大泵装置23的输出、容量，就能够对在低速旋转时也容易发热的第一线圈末端18f供给充分的流量的冷却液，而且，能够根据转子12的旋转而利用冷却液来适当地冷却转子12的内部、第一线圈末端18f及第二线圈末端18s。

另外，在本实施方式的旋转电机10中，第二通路27在第一通路26的上游侧从冷却液主通路24分支。因此，能够将未被转子12的热量加热的冷却液向线圈17的第二线圈末端18s供给。因此，在采用了该结构的情况下，能够效率良好地冷却线圈17的第二线圈末端18s。

另外，在本实施方式的旋转电机10中，构成为作为开闭调整部的阀装置28根据冷却液的供给压力来调整第二通路27的开闭状态。因此，在采用了本实施方式的情况下，能够在冷却液的供给压力充分升高了的状态下将第二通路27打开，能够从第二通路27向第二线圈末端18s稳定地供给冷却液。

而且，在本实施方式的旋转电机10中，在使冷却液的喷出压力与转子12的旋转连动地增减的泵装置23上连接冷却液主通路24。因此，在采用了本实施方式的旋转电机10的情况下，无需使用复杂的控制，就能够根据转子12的旋转速度的升高来增大冷却液向第二通路27的供给。

尤其是，在本实施方式的旋转电机10中，趋向闭阀方向施加着力的阀芯34根据冷却液主通路24的冷却液的压力而进行开阀工作的阀装置28构成开闭调整部。因此，能够利用可实现小型化的简单的结构来构成开闭调整部。因此，在采用了本实施方式的情况下，能够实现旋转电机10的小型化和产品成本的降低。

另外，在本实施方式的旋转电机10中，在转子12的轴向的端部侧设置有以非接触状态覆盖转子12的轴向的端部的端部罩22，在端部罩22的与转子12面对的一侧的端面形成有朝向径向外侧呈放射状延伸的多个通路槽33。并且，在端部罩22的与转子12面对的一侧的端部结合有封堵板29，由端部罩22的通路槽33和封堵板29构成第二通路的一部分。因此，仅需在对转子12的轴向的端部进行覆盖的端部罩22形成通路槽33，且将封堵板29结合于该端部罩22，就能够容易地形成第二通路27的一部分。因此，在采用了本实施方式的结构的情况下，能够通过构造的简化来实现旋转电机10的小型化和产品成本的降低。

需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种设计变更。

Claims (6)

1.一种旋转电机，其具备：

转子，其在外周配设有多个永久磁铁，且与旋转轴一体地旋转；

定子，其卷绕安装有线圈，且配置于所述转子的径向外侧；以及

冷却液主通路，其供给冷却液，

所述线圈的第一线圈末端向所述转子的轴向的一端侧露出而配置，并且所述线圈的第二线圈末端向所述转子的轴向的另一端侧露出而配置，

所述旋转电机的特征在于，还具备：

第一通路，其将供给到所述冷却液主通路的冷却液经由所述转子的内部向所述第一线圈末端供给；

第二通路，其从所述冷却液主通路分支而将冷却液向所述第二线圈末端供给；以及

开闭调整部，其根据运转状况来对所述第二通路进行开闭。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述第二通路在所述第一通路的上游侧从所述冷却液主通路分支。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述开闭调整部根据冷却液的供给压力来调整所述第二通路的开闭状态。

4.根据权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，

所述冷却液主通路连接于使冷却液的喷出压力与所述转子的旋转连动地增减的泵装置。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述开闭调整部由阀装置构成，该阀装置的趋向闭阀方向施加着力的阀芯根据所述冷却液主通路的冷却液的压力而进行开阀工作。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

在所述转子的轴向的另一端侧设置有端部罩，该端部罩以非接触状态覆盖所述转子的轴向的另一端侧，

所述端部罩在与所述转子面对的一侧的端面具有朝向径向外侧呈放射状延伸的多个通路槽，

在所述端部罩的与所述转子面对的一侧的端部结合有封堵板，

由所述端部罩的所述通路槽和所述封堵板构成所述第二通路的一部分。