CN110277855A

CN110277855A - 旋转电机

Info

Publication number: CN110277855A
Application number: CN201910192609.6A
Authority: CN
Inventors: 吉泉裕介; 井上雅志
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2019-09-24
Anticipated expiration: 2039-03-13
Also published as: CN110277855B; JP2019161999A

Abstract

本发明提供一种能够适当地冷却配置在插槽内部的线圈的旋转电机。旋转电机(10)具备：定子(80)，其具备定子铁芯(81)及线圈(82)；转子(20)，其与定子(80)对置配置；以及转子轴(30)，其与转子(20)一体旋转。在定子铁芯(81)的内周面形成有各插槽(85)的开口部(86)，在转子轴(30)设置有：制冷剂流路(31)，其被供给制冷剂；以及制冷剂供给部(32)，其向转子铁芯(40)供给制冷剂。在转子铁芯(40)形成有流路(62)，该流路(62)的一端部与制冷剂供给部(32)连接，并且另一端部与定子(80)的开口部(86)对置。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种搭载于电动车辆等的旋转电机。

背景技术

旋转电机的定子具备定子铁芯以及安装于定子铁芯的线圈。为了使旋转电机高输出化，需要对作为热的发生源的线圈进行冷却。

以往，作为旋转电机的冷却方式，大多使用向定子铁芯的外侧或线圈末端供给水或油等制冷剂而进行冷却的方式。另外，还提出有在插入到插槽中的线圈束层内配置板状的热管，并通过热管内的热传输对插槽的内部进行冷却的方式(参照专利文献2)。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2006-211779号公报

专利文献2：日本特开平10-248211号公报

然而，在向定子铁芯的外侧或线圈末端供给制冷剂而进行冷却的方式中，插槽的内部的冷却效率不好。

另外，在专利文献2所记载的冷却方式中，存在因为将热管插入到线圈束层内而使旋转电机的制造工序复杂化，由此制造成本变高的问题。另外，若考虑能够实现热管的热传输功能的尺寸，则插槽内的线圈占有率显著降低。

发明内容

本发明提供一种能够适当地冷却配置在插槽的内部的线圈的旋转电机。

本发明为一种旋转电机，其具备：

定子，其具备定子铁芯和线圈，所述定子铁芯具有圆环形状的定子磁轭、从该定子磁轭向内径侧突出的多个齿、以及形成于相邻的该齿之间的多个插槽，所述线圈配置在多个所述插槽内；

转子，其在该定子的内周侧与该定子对置配置；以及

转子轴，其与该转子一体旋转，其中，

在所述定子铁芯的内周面形成有各插槽的开口部，

在所述转子轴设置有：制冷剂流路，其被供给制冷剂；以及制冷剂供给部，其向转子铁芯供给所述制冷剂，

在所述转子铁芯形成有流路，该流路的一端部与所述制冷剂供给部连接，并且另一端部与所述定子的所述开口部对置。

发明效果

根据本发明，在转子铁芯形成有流路，该流路的一端部与转子轴的制冷剂供给部连接，并且另一端部与定子的开口部对置，因此能够经由与定子对置配置的转子向位于插槽内的线圈喷出制冷剂，并且能够适当地冷却配置在插槽的内部的线圈。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的旋转电机的剖视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是从内径侧观察的定子铁芯的主要部分放大立体图。

图5是变形例的旋转电机的剖视图。

图6是另一变形例的旋转电机的剖视图。

附图标记说明：

10 旋转电机；

20 转子；

30 转子轴；

31 制冷剂流路；

32 制冷剂供给部；

40 转子铁芯；

42 磁铁插入孔；

45 磁铁；

60 制冷剂板；

62 流路；

80 定子；

81 定子铁芯；

82 线圈；

83 定子磁轭；

84 齿；

85 插槽；

86 开口部；

88 环状槽；

D1、D2 齿的内径；

W1、W2 开口部的周向宽度。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的旋转电机的一实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式所涉及的旋转电机10具备转子20、与转子20一体旋转的转子轴30以及在转子20的外周侧隔着规定间隙配置的定子80。

在转子轴30上，在其内侧形成有供制冷剂流通的制冷剂流路31。制冷剂流路31在转子轴30的内部沿轴向延伸，并且构成为能够被从外部供给制冷剂。作为制冷剂，例如使用ATF(Automatic Transmission Fluid)，以ATF经由变速箱及马达壳进行循环的方式形成供给路径。

另外，在转子轴30上，为了从制冷剂流路31向转子20送入制冷剂，沿轴向排列2个且沿周向以规定间隔形成有多个制冷剂供给部32。

转子20具备：转子铁芯40，其轴支承于转子轴30上；一对端板50，它们配置在转子铁芯40的轴向两侧；制冷剂板60，其夹装于转子铁芯40的轴向中央部；以及一对板固定部70，它们配置在一对端板50的轴向的两个外侧。

转子铁芯40具备层叠多个电磁钢板而成的一对转子铁芯部40A、40B。在一对转子铁芯部40A、40B的轴向中央部配置有制冷剂板60。

一对转子铁芯部40A、40B在其中央形成有沿轴向贯通的转子插通孔41。一对转子铁芯部40A、40B具有相同形状，其层叠厚度(轴向长度)优选设定为大致相同的层叠厚度。

在转子铁芯40上，在周向上以规定间隔沿轴向延伸设置有用于埋设磁铁45的多个磁铁插入孔42。磁铁45例如为钕磁铁等永久磁铁。

制冷剂板60为在中央形成有与转子铁芯40的转子插通孔41大致相同的内径尺寸的转子轴孔61的圆板，被一对转子铁芯部40A、40B夹持而配置在转子铁芯40的轴向中央部。

制冷剂板60由树脂构成，在其内部沿周向形成有多个连通内径侧和外径侧的流路62。流路62中，设置在一端面的导入部64a与沿轴向排列的2个制冷剂供给部32的其中一个连通，设置在另一端面的导入部64b与沿轴向排列的2个制冷剂供给部32的另一个连通。另外，流路62具有向制冷剂板60的外周部开口的喷出口63。

被一对转子铁芯部40A、40B夹持在轴向中央部的制冷剂板60对配置有磁铁45的多个磁铁插入孔42的侧面(内侧面)进行密封。由此，制冷剂板60防止磁铁45从磁铁插入孔42脱落，并且用制冷剂板60截断磁铁45的热量来抑制对在流路62内流动的制冷剂带来的热的影响。另外，还能够使夹着制冷剂板60而位于两侧的转子铁芯部40A、40B倾斜。

一对端板50在其中央形成有转子轴孔51。另外，通过夹持转子铁芯40而配置在轴向两端，对磁铁插入孔42的侧面(外侧面)进行密封以防止磁铁45从磁铁插入孔42脱落。

配置在一对端板50的进一步靠轴向两侧的位置的一对板固定部70在其中央形成有转子轴孔71。在将转子轴30压入到转子轴孔71时，板固定部70限制一对端板50的轴向位置。

通过将转子轴30插通到一对板固定部70的转子轴孔71、一对端板50的转子轴孔51、转子铁芯40的转子插通孔41及制冷剂板60的转子轴孔61来组装转子20。由此，制冷剂板60的流路62与转子轴30的制冷剂供给部32连通。

如图1及图4所示，定子80具备定子铁芯81以及线圈82。

定子铁芯81由层叠有相同形状的多个电磁钢板而成，并且具有形成为圆环形状的定子磁轭83、从定子磁轭83的内径侧朝向径向内侧突出的多个齿84以及形成在相邻的齿84之间的多个插槽85。

各插槽85具有向定子铁芯81的内周面开口的开口部86。开口部86的周向宽度在轴向上设定为不同的宽度。具体而言，如图2～图4所示，与制冷剂板60的流路62对置的部分即定子铁芯81的轴向中央部处的周向宽度W1宽，其轴向两侧的部分处的周向宽度W2窄。需要说明的是，为了维持旋转电机10的特性，开口部86的窄的周向宽度W2优选设定为与以往相同程度的宽度。

周向宽度W1宽的部分的开口部86的面积优选设定为比制冷剂板60的流路62的喷出口63的面积大。由此，能够将从制冷剂板60的流路62喷出的制冷剂可靠地收入到定子铁芯81的插槽85中。

如图2及图3所示，在多个插槽85中分别插入有用绝缘纸87绝缘的多个(本实施方式中为6个)线圈82。

在具有这种结构的旋转电机10中，从未图示的制冷剂泵供给到转子轴30的制冷剂流路31的制冷剂经由多个制冷剂供给部32流入到制冷剂板60的流路62，进一步从流路62的喷出口63向径向外侧喷出。

而且，制冷剂从与流路62(喷出口63)对置设置的开口部86的周向宽度W1宽的部分供给到插槽85内(参照图3)，直接冷却位于插槽85内且温度最容易变高的轴向中央部的线圈82。此时，周向宽度W1宽的部分的开口部86的面积比制冷剂板60的流路62的喷出口63的面积大，因此从流路62喷出的制冷剂能够容易进入到插槽85中。供给到插槽85内的制冷剂的一部分在插槽85内沿轴向流动，从而在整个轴向上对线圈82进行冷却。

需要说明的是，从喷出口63飞散的一部分制冷剂还从开口部86的周向宽度W2窄的部分供给到插槽85内。由于开口部86的周向宽度W2窄，因此主要从开口部86的周向宽度W1宽的部分供给到插槽85内的制冷剂难以从开口部86排出。

(变形例)

如图5所示，在变形例的旋转电机10中，流路62由一对制冷剂板60之间的间隙构成，该一对制冷剂板60夹着设置在转子轴30的轴向中央部的一对凸缘部33对置配置。流路62与设置在转子轴30的凸缘部33中的制冷剂供给部32连通。需要说明的是，在本变形例中，一对制冷剂板60之间的间隙的外周部整周成为流路62的喷出口63。

另外，在本变形例中，开口部86的周向宽度W1宽的部分的齿84的内径D1比其他部分(周向宽度W2窄的部分)的内径D2大，在定子铁芯81的内周面形成有环状槽88。

由此，从制冷剂板60的喷出口63喷出的制冷剂被收集到环状槽88中并有效地供给到插槽85内，从而有效地对配置在插槽85内的线圈82进行冷却。其他结构及效果与实施方式的旋转电机10相同，因此对相同部分标注相同标记或相应的标记并省略说明。

需要说明的是，前述实施方式能够适当地进行变形、改良等。例如，配置在插槽85内的线圈82的数量不限于6根，能够适当地改变。另外，线圈82不限于分段线圈，可以是以往的绕组。

另外，图1中所记载的制冷剂板60由一张板状构件构成，但如图6所示，流路62可以由一对制冷剂板60之间的间隙构成，该一对制冷剂板60夹着设置在转子轴30的轴向中央部的凸缘部33对置配置。在图6的变形例中，流路62中，设置在其中一个制冷剂板60与凸缘部33之间的导入部64a和沿轴向排列的2个制冷剂供给部32的其中一个连通，设置在另一制冷剂板60与凸缘部33之间的导入部64b和沿轴向排列的2个制冷剂供给部32的另一个连通。在本变形例中，一对制冷剂板60之间的间隙的外周部整周成为流路62的喷出口63。

另外，本说明书中至少记载有以下事项。需要说明的是，在括弧内示出上述实施方式中相对应的构成要素等，但并不限定于此。

(1)一种旋转电机(旋转电机10)，其具备：

定子(定子80)，其具备定子铁芯(定子铁芯81)和线圈(线圈82)，所述定子铁芯(定子铁芯81)具有圆环形状的定子磁轭(定子磁轭83)、从该定子磁轭向内径侧突出的多个齿(齿84)、以及形成于相邻的该齿之间的多个插槽(插槽85)，所述线圈(线圈82)配置在多个所述插槽内；

转子(转子20)，其在该定子的内周侧与该定子对置配置；以及

转子轴(转子轴30)，其与该转子一体旋转，其中，

在所述定子铁芯的内周面形成有各插槽的开口部(开口部86)，

在所述转子轴设置有：制冷剂流路(制冷剂流路31)，其被供给制冷剂；以及制冷剂供给部(制冷剂供给部32)，其向转子铁芯(转子铁芯40)供给所述制冷剂，

在所述转子铁芯形成有流路(流路62)，该流路(流路62)的一端部与所述制冷剂供给部连接，并且另一端部与所述定子的所述开口部对置。

根据(1)，在转子铁芯形成有一端部与转子轴的制冷剂供给部连接并且另一端部与定子的开口部对置的流路，因此能够经由与定子对置配置的转子向位于插槽内的线圈喷出制冷剂，并且能够适当地冷却配置在插槽内部的线圈。

(2)根据(1)所述的旋转电机，其中，

所述转子铁芯中设置有制冷剂板(制冷剂板60)，

所述流路设置于所述制冷剂板。

根据(2)，流路设置于制冷剂板，因此能够抑制由转子铁芯带来的热量的影响。另外，能够使夹着制冷剂板而位于两侧的转子铁芯倾斜。

(3)根据(1)所述的旋转电机，其中，

在所述转子铁芯上设置有多个磁铁插入孔(磁铁插入孔42)，多个所述磁铁插入孔沿轴向延伸并分别配置有磁铁(磁铁45)，

所述制冷剂板由树脂构成，且密封所述磁铁插入孔。

根据(3)，制冷剂板具有磁铁的防脱功能。另外，制冷剂板由树脂构成，因此能够抑制磁铁的热量的影响。

(4)根据(2)或(3)所述的旋转电机，其中，

所述制冷剂板配置于所述转子铁芯的轴向中央部。

根据(4)，制冷剂板配置于转子铁芯的轴向中央部，因此能够积极地向最容易变成高温的定子铁芯的轴向中央部供给制冷剂。

(5)根据(2)至(4)中任一项所述的旋转电机，其中，

所述制冷剂板设置有一对，

所述流路设置在一对该制冷剂板之间的间隙中。

根据(5)，流路设置在一对制冷剂板之间的间隙，因此能够抑制由转子铁芯带来的热量的影响。另外，能够使夹着制冷剂板而位于两侧的转子铁芯倾斜。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的旋转电机，其中，

在轴向上与所述流路对置的部分(周向宽度W1)处的所述插槽的开口部的周向宽度比不与所述流路对置的部分(周向宽度W2)处的所述插槽的开口部的周向宽度长。

根据(6)，在轴向上与流路对置的部分处的插槽的开口部的周向宽度比不与流路对置的部分处的插槽的开口部的周向宽度长，因此能够将从流路供给的制冷剂积极地收入到插槽内。

(7)根据(1)至(6)中任一项所述的旋转电机，其中，

在所述齿的内周面设置有环状槽(环状槽88)，

该环状槽通过在轴向上与所述流路对置的部分的内径(内径D1)比不与所述流路对置的部分的内径(内径D2)大而形成。

根据(7)，在齿的内周面设置有环状槽，该环状槽通过在轴向上与所述流路对置的部分的内径比不与流路对置的部分的内径大而形成，因此能够将从流路供给的制冷剂积极地收入到插槽内。

Claims

1.一种旋转电机，其具备：

转子，其在该定子的内周侧与该定子对置配置；以及

转子轴，其与该转子一体旋转，其中，

在所述定子铁芯的内周面形成有各插槽的开口部，

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，

所述转子铁芯中设置有制冷剂板，

所述流路设置于所述制冷剂板。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其中，

在所述转子铁芯上设置有多个磁铁插入孔，多个所述磁铁插入孔沿轴向延伸并分别配置有磁铁，

所述制冷剂板由树脂构成，且密封所述磁铁插入孔。

4.根据权利要求2或3所述的旋转电机，其中，

所述制冷剂板配置于所述转子铁芯的轴向中央部。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的旋转电机，其中，

所述制冷剂板设置有一对，

所述流路设置在一对该制冷剂板之间的间隙中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转电机，其中，

在轴向上与所述流路对置的部分处的所述插槽的开口部的周向宽度比不与所述流路对置的部分处的所述插槽的开口部的周向宽度长。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其中，

在所述齿的内周面设置有环状槽，

该环状槽通过在轴向上与所述流路对置的部分的内径比不与所述流路对置的部分的内径大而形成。