CN110957842A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

一种旋转电机，包括：旋转轴；转子，上述转子固定在旋转轴上；定子，上述定子布置成径向地面对转子；以及壳体，上述壳体具有筒状部。筒状部供定子在其径向内侧或径向外侧上组装到其上。此外，筒状部具有彼此径向地间隔开且径向地面对的内壁部和外壁部。在内壁部与外壁部之间，形成有供冷却剂流过的环形的冷却剂通路。在壳体的筒状部的与定子相反的径向侧的外表面上，在至少一个突条部与冷却剂通路径向地重叠的轴向范围内，形成有倾斜地或与旋转轴的轴向方向平行地延伸的至少一个突条部。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种旋转电机。

背景技术

以往，已知有一种技术，为了降低旋转电机中的噪音和振动而在壳体的外周面上形成从该外周面向径向外侧突出的肋，并将壳体设置成围绕旋转电机的定子。

例如，日本专利申请特开JP2014166031A号公报公开了一种旋转电机。在该旋转电机中，在形成于壳体的冷却水流路中设置有多个内肋，将冷却水流路分隔为多个流路段。此外，在壳体的外周面上设置有多个外肋，多个外肋从外周面向径向外侧突出，并且在壳体的周向方向上延伸，每个外肋定位成与流路段中的对应一个径向地重叠。通过外肋，可以抑制冷却水流路的后侧上(或在壳体的外周面上)的膜振动。

另一方面，当旋转电机在扭矩产生模式或电力产生模式下运转时，对轴扭矩(即，作用在旋转轴上的扭矩)的反作用力施加到定子，使得壳体接收取决于轴扭矩的力矩负载。在降低由旋转电机中的扭矩脉动引起的壳体的振动方面，重要的是提高壳体的扭转刚性。

但是，在上述专利文献所公开的旋转电机中，由于在壳体的外周面上形成有沿周向方向延伸(即，与壳体的轴向方向垂直地延伸)的外肋，因此不能期待壳体的扭转刚性的提高。因此，尤其是在旋转电机处于高负载时，可能不能充分地降低噪声和振动。

发明内容

根据本公开，提供一种旋转电机，上述旋转电机包括：旋转轴；转子，上述转子固定在旋转轴上；定子，上述定子布置成径向地面对转子；以及壳体，上述壳体具有筒状部。筒状部供定子在其径向内侧或径向外侧上组装到其上。此外，筒状部具有彼此径向地间隔开且径向地面对的内壁部和外壁部。在内壁部与外壁部之间，形成有供冷却剂流过的环形的冷却剂通路。在壳体的筒状部的与定子相反的径向侧的外表面上，在至少一个突条部与冷却剂通路径向地重叠的轴向范围内，形成有倾斜地或与旋转轴的轴向方向平行地延伸的至少一个突条部。

通过在壳体的筒状部的与定子相反的径向侧的外表面上形成至少一个突条部，可以在至少一个突条部与冷却剂通路径向地重叠的轴向范围内提高壳体的筒状部的扭转刚性。更具体地，在转子旋转期间在定子侧产生周向的反作用应力(或作用于旋转轴的扭矩的反作用力)时，能够使壳体的筒状部在轴向范围内均等地接收应力。因此，可以有效地降低筒状部的膜振动。其结果是，可以提高壳体的筒状部的扭转刚性，从而降低由旋转电机中的扭矩脉动引起的噪声和振动。

在根据本公开的上述旋转电机中，至少一个突条部可以包括第一突条部和第二突条部，上述第一突条部沿从轴向方向朝周向方向上的一侧倾斜的第一方向延伸，上述第二突条部沿从轴向方向朝周向方向上的另一侧倾斜的第二方向延伸。在至少一个突条部与冷却剂通路径向地重叠的轴向范围内，第一突条部和第二突条部可优选地彼此相交。

通过上述构造，与第一突条部和第二突条部不彼此相交地延伸的情况相比，可以进一步提高壳体的筒状部的扭转刚性，从而更有效地减小冷却剂通路的背侧上(或者在筒状部的与定子相反的径向侧的外表面上)的膜振动。

作为替代，至少一个第一突条部可以包括第一突条部和第二突条部，上述第一突条部和上述第二突条部以相对于轴向方向倾斜并且彼此平行的方式延伸，并且在周向方向上间隔开。在至少一个突条部与冷却剂通路径向地重叠的轴向范围内，设置有第一突条部的第一周向范围和设置有第二突条部的第二周向范围可优选地彼此部分重叠。

通过上述构造，与第一突条部和第二突条部构造成使得它们的周向范围不彼此重叠的情况相比，可以进一步提高壳体的筒状部的扭转刚性，从而更有效地减小冷却剂通路的背侧上的膜振动。

在另一实施方式中，旋转电机还包括盖，上述盖通过多个紧固构件固定到壳体的筒状部的轴向端部。至少一个突条部包括与筒状部的轴向端部一体地连接的多个突条部。紧固构件被紧固以在突条部与筒状部的轴向端部一体地连接的位置处或紧邻该位置处将盖固定到筒状部的轴向端部。

通常，壳体构造成在执行紧固构件的紧固的位置处具有高刚性(例如，具有大的厚度)。因此，通过在执行紧固构件的紧固的位置处或紧邻该位置处将突条部与筒状部的轴向端部一体地连接，可以进一步提高壳体的筒状部的刚性。

此外，壳体具有形成为从筒状部的轴向端部径向突出的凸缘。凸缘构造成通过多个紧固构件固定到固定对象。至少一个突条部包括与凸缘一体地连接的多个突条部。紧固构件被紧固以在突条部与凸缘一体地连接的位置处或紧邻该位置处将凸缘固定到固定对象。

如上所述，通常，壳体构造成在执行紧固构件的紧固的位置处具有高刚性。因此，通过在执行紧固构件的紧固的位置处或紧邻该位置处将突条部与凸缘一体地连接，可以进一步提高壳体的筒状部的刚性。

在又一实施方式中，壳体的筒状部具有连接部，上述连接部设置在冷却剂通路中以径向地连接内壁部和外壁部。至少一个突条部定位成与连接部径向地重叠。

通过该连接部，可以进一步提高壳体的筒状部的刚性，从而更有效地减小冷却剂通路的背侧上的膜振动。

连接部可以是在内壁部与外壁部之间延伸以分隔冷却剂通路的分隔部。至少一个突条部可以优选地形成为使得当沿着径向方向观察时，至少一个突条部与分隔部相交。

通过上述构造，分别设置在壳体的筒状部的外壁部或内壁部的相反径向侧上的至少一个突条部和分隔部彼此径向地重叠，从而有效地加强外壁部或内壁部。另外，由于至少一个突条部形成为倾斜地或与轴向平行地延伸，因此至少一个突条部可靠地与分隔部相交，从而可靠地加强外壁部或内壁部。

至少一个突条部可以包括第一突条部和第二突条部，上述第一突条部沿从轴向方向朝周向方向上的一侧倾斜的第一方向延伸，上述第二突条部沿从轴向方向朝周向方向上的另一侧倾斜的第二方向延伸。第一突条部与第二突条部可优选地在它们之间的相交处彼此相交。第一突条部与第二突条部之间的相交处可优选地定位成与连接部径向地重叠。

通过上述构造，可以进一步提高壳体的筒状部的刚性。

在再一实施方式中，至少一个突条部具有大高度部和小高度部。大高度部以与冷却剂通路交叉的方式沿至少一个突条部的纵向方向延伸。小高度部以不与冷却剂通路交叉的方式沿至少一个突条部的纵向方向延伸。大高度部的径向高度设定为大于小高度部的径向高度。

通过上述构造，由于以与冷却剂通路交叉的方式延伸的大高度部的径向高度设定得较大，因此可以加强壳体的筒状部的外壁部或内壁部的与筒状部的膜振动的波腹对应的部分，从而有效地降低膜振动。此外，由于至少一个突条部的形状设计成在其纵向方向上呈凹形和凸形，因此进一步增加了壳体的表面积，从而进一步提高了空气冷却效果。此外，由于以不与冷却剂通路交叉的方式延伸的小高度部的径向高度较小，因此可以抑制整个壳体的重量和尺寸增加。

定子可以包括定子芯和缠绕在定子芯上的定子线圈。在壳体的筒状部的径向内侧或径向外侧上，定子芯可以以其间具有预定过盈量的方式装配到筒状部。

通过上述构造，可以在筒状部中引起径向应力(残余应力)，并且在筒状部的形成有冷却剂通路(即，空腔)的部分处的径向应力的幅度可以不同于在筒状部的其它部分处的径向应力的幅度。在这种情况下，由于筒状部中的径向应力的偏差，筒状部与定子芯之间的接合状态将发生变化，从而影响从定子芯到筒状部的热传导，并且使得无法通过筒状部可靠地保持定子芯。

鉴于此，通过将至少一个突条部构造成具有以与冷却剂通路交叉的方式延伸的大高度部和以不与冷却剂通路交叉的方式延伸的小高度部，并且将大高度部的径向高度设定为大于小高度部的径向高度，能够减小筒状部中的径向应力的偏差，从而便于从定子芯到筒状部的热传导，并且使得能够通过筒状部可靠地保持定子芯。

此外，壳体的筒状部可以具有在内壁部与外壁部之间沿周向方向延伸的分隔部，以将冷却剂通路在轴向方向上分隔成冷却剂通路段。大高度部可以以与冷却剂通路段中的一个交叉的方式沿至少一个突条部的纵向方向延伸。小高度部可以以与壳体的筒状部的分隔部交叉的方式沿至少一个突条部的纵向方向延伸。

通过上述构造，分隔部形成在筒状部中的轴向中间位置处、即形成在冷却剂通路的相反轴向端部之间的中间位置处。因此，通过分隔部，在筒状部的轴向中间位置处确保了壳体的筒状部对定子芯的径向紧固力。此外，通过将至少一个突条部的大高度部的径向高度设定为大于至少一个突条部的小高度部的径向高度，可以实现壳体的筒状部中的应力均衡。

另外，通过使至少一个突起形成为相对于轴向方向倾斜地延伸，能够更可靠地实现壳体的整个筒状部中的应力均衡。

在另一实施方式中，壳体的筒状部由内筒状构件和外筒状构件构成，上述内筒状构件中形成有内壁部，上述外筒状构件中形成有外壁部。内筒状构件和外筒状构件彼此接合，且密封构件插设在它们之间以密封冷却剂通路。

通过上述构造，当壳体的筒状部发生扭转变形时，密封构件的密封性能可能由于扭转变形而降低。例如，在设置有密封构件的位置处可能发生压缩力的局部减小，从而导致冷却剂的泄漏。

鉴于此，通过在壳体的筒状部中形成的至少一个突条部，提高了筒状部的扭转刚性。因此，能够抑制壳体的筒状部的扭转变形，从而抑制密封构件的密封性能降低。

附图说明在附图中：

图1是表示根据第一实施例的旋转电机的外观的正视图；

图2是旋转电机的纵向剖视图；

图3是旋转电机的定子的一部分的剖视图；

图4A是表示形成在旋转电机的壳体的筒状部中的冷却水通路的第一构造实例的示意图；

图4B是表示冷却水通路的第二构造实例的示意图；

图4C是表示冷却水通路的第三构造实例的示意图；

图4D是表示冷却水通路的第四构造实例的示意图；

图5是表示壳体的筒状部的分隔部的第一构造实例的冷却水通路的一部分的展开图；

图6是表示分隔部的第二构造实例的冷却水通路的一部分的展开图；

图7是表示分隔部的第三构造实例的冷却水通路的一部分的展开图；

图8是表示代替分隔部设置的壳体的筒状部的柱部的构造的冷却水通路的一部分的展开图；

图9是表示根据第二实施例的旋转电机的外观的正视图；

图10是根据第二实施例的形成在旋转电机的壳体的筒状部中的冷却水通路的一部分的展开图；

图11是表示根据第三实施例的旋转电机的外观的正视图；

图12是沿图11中的线XII-XII剖切的剖视图；

图13是根据第三实施例的变型的突条部的纵向剖视图；

图14是根据第四实施例的形成在旋转电机的壳体的筒状部中的冷却水通路的一部分的展开图；

图15是根据第五实施例的旋转电机的纵向剖视图。

具体实施方式

下面将参照图1至图15描述示例性实施例。应当注意，为了明确和理解，已在每幅图中尽可能对在整体说明中具有相同功能的相同部件标注相同的附图标记，并且为了避免赘述，不再对相同部件进行重复说明。

[第一实施例]

图1和图2表示根据第一实施例的旋转电机10的总体构造。

在本实施例中，旋转电机10设计成用作例如车辆中的机械动力源。应当注意，旋转电机10也可以用于其它应用，诸如工业、船舶、航空、家庭、办公自动化和娱乐应用。

更具体而言，在本实施例中，旋转电机10构造成内转子型多相交流电动机。另外，旋转电机10可以是同步电动机或感应电动机。

图1表示旋转电机10的外观。图2表示沿着旋转电机10的旋转轴11的中心轴线AX剖切的旋转电机10的纵向剖面。在下文中，旋转轴11的中心轴线AX延伸的方向将称为轴向方向；从中心轴线AX径向延伸的方向将称为径向方向；并且沿着其中心在中心轴线AX上的圆延伸的方向将称为周向方向。

如图1和图2所示，旋转电机10包括：转子12，上述转子12固定在旋转轴11上；定子13，上述定子13定位成围绕转子12；壳体14，上述壳体14中容纳有转子12和定子13；以及盖15，上述盖15固定到壳体14的一个轴向端。转子12和定子13同轴布置成径向地彼此面对。壳体14形成为具有一个轴向端开口的有底筒状形状。在壳体14的开口端，通过多个螺栓16(即，紧固构件)安装有盖15。在壳体14和盖15中，设置有轴承17、18，旋转轴11和转子12经由轴承17、18可旋转地支承。在旋转轴11的轴向端部(即，图2中的左端部)上，安装有滑轮19。

如图2所示，壳体14具有：筒状部21，上述筒状部21形状为圆柱形，并供定子13组装到上述筒状部31的径向内侧上；以及环形凸缘22，上述环形凸缘22从筒状部21的轴向端部(即，图2中的左端部)径向地向外突出。定子13例如通过收缩配合或压配固定到壳体14的筒状部21，并且在它们之间具有预定过盈量。凸缘22设置为用于将旋转电机10固定到固定对象X(例如，车辆的框架)的固定部。在凸缘22中，沿周向方向以预定间隔形成有多个紧固孔23。凸缘22通过分别延伸穿过紧固孔23的多个螺栓16(即，紧固构件)固定到固定对象X。

此外，在筒状部21的与凸缘22相反的轴向端上，形成有环形部24。在环形部24中，沿周向方向以预定间隔形成有多个紧固孔25。紧固孔25沿轴向方向延伸，并在筒状部21的轴向端面(更具体地，筒状部21的环形部24)上开口。盖15通过分别延伸穿过紧固孔25的多个螺栓16固定到筒状部21的环形部24。

转子12包括：转子芯，上述转子芯通过沿轴向方向层叠多个磁钢片而形成，并固定在旋转轴11上；以及多个永磁体，上述多个永磁体保持在转子芯中。

如图3所示，定子13包括：环形定子芯32，上述环形定子芯32具有沿周向方向布置的多个槽31；以及多相定子线圈33，上述多相定子线圈33缠绕在定子芯32上以便容纳在槽31中。定子芯32通过沿轴向方向层叠多个环形磁钢片并通过例如铆接将它们固定在一起而形成。定子线圈33由具有矩形剖面形状并且插入在每个槽31中的多个径向对准的层中的电导线34形成。

如图2所示，定子线圈33包括多个相绕组，每个相绕组具有轴向突出到盖15外部的端子35。在端子35上连接有电力线束36。

在如上所述构造的旋转电机10中，定子线圈33的通电由逆变器和控制器控制，这两者在图中都未示出。因此，通过控制定子线圈33的通电，能够对旋转电机10以扭矩产生模式或电力产生模式运转期间作用在旋转轴11上的扭矩进行控制。

在本实施例中，旋转电机10具有使用冷却水作为冷却剂的水冷结构。在下文中，将详细描述水冷结构。另外，应当注意，旋转电机10可以替代地通过诸如润滑油之类的其它冷却剂来冷却。

如图2所示，壳体14的筒状部21具有彼此径向地间隔开并径向地面对的内壁部41和外壁部42。在内壁部41与外壁部42之间，形成有供冷却水流过的环形冷却水通路43。

在本实施例中，旋转电机10是内转子型的。因此，内壁部41对应于定子侧壁部(即，定子13侧的壁部)，并且外壁部42对应于反定子侧壁部(即，与定子13相反侧的壁部)。冷却水通路43对应于冷却剂通路。

冷却水通路43在轴向方向上定位成与定子芯32径向重叠。在冷却水通路43的两个轴向端处，内壁部41和外壁部42一体地连接以封闭冷却水通路43。

在本实施例中，环形冷却水通路43在轴向方向上的宽度大于定子芯32的轴向长度。

如图1所示，在壳体14的筒状部21中，以径向地向外突出的方式形成有入口端口44和出口端口45。在入口端口44和出口端口45上分别连接有在图中未示出的冷却水导入管和冷却水排出管。在运转中，冷却水从冷却水导入管经由入口端口44流入冷却水通路43，然后流经冷却水通路43，之后从冷却水通路43流出，经由出口端口45流到冷却水排出管。另外，尽管在图中未示出，但是在冷却水管中，设置有用于使冷却水循环的冷却水泵(例如，电动泵)和用于对从冷却水通路43流出的冷却水进行散热的散热装置(例如，散热器)。

冷却水通路43可以以如图4A-4D所示的各种方式构造。

具体而言，在图4A所示的冷却水通路43的第一构造实例中，流入端口44和流出端口45在壳体14的筒状部21中定位成在周向方向上彼此接近。此外，冷却水通路43沿着周向方向延伸。与入口端口44连通的冷却水通路43的入口侧端部和与出口端口45连通的冷却水通路43的出口侧端部彼此分开。冷却水通路43的周向范围(或角度范围)小于360°。

相反，在图4B所示的冷却水通路43的第二构造实例中，冷却水通路43的周向范围超过360°。冷却水通路43的入口侧端部和冷却水通路43的出口侧端部彼此分开但在轴向方向上重叠。

另外，尽管在图中未示出，但是入口端口44和出口端口45可定位在相同的周向位置，以使冷却水通路43的周向范围等于360°。

在图4C所示的冷却水通路43的第三构造实例中，冷却水通路43形成为没有断开的周向端的圆形形状。入口端口44和出口端口45分别在两个彼此靠近的周向位置处流体地连接到冷却水通路43。

相反，在图4D所示的冷却水通路43的第四构造实例中，冷却水通路43也形成为没有断开的周向端的圆形形状。然而，入口端口44和出口端口45分别在彼此分开180°的两个周向位置处流体地连接到冷却水通路43。

返回参照图2，在壳体14的筒状部21中，形成有将冷却水通路43沿轴向方向分隔成多个冷却水通路段的多个分隔部46。分隔部46设置为径向连接内壁部41和外壁部42的连接部。每个分隔部46形成为沿周向方向延伸，以使其纵向方向与周向方向重合。

此外，如图1和图2所示，在壳体14的筒状部21的径向外侧(即，在与定子13相反的径向侧)的外表面上，在突条部47与冷却水通路43径向地重叠的轴向范围内形成多个突条部47，多个突条部47相对于轴向方向倾斜地延伸。

在本实施例中，突条部47包括第一突条部47和第二突条部47，上述第一突条部47沿从轴向方向朝周向方向上的一侧倾斜的第一方向延伸，上述第二突条部47沿从轴向方向朝周向方向上的另一侧倾斜的第二方向延伸。第一突条部47彼此平行地延伸，并在周向方向上以相等的间隔隔开。类似地，第二突条部47彼此平行地延伸，并在周向方向上以相等的间隔隔开。此外，每个第一突条部47沿其纵向(即，从轴向方向朝周向方向上的一侧倾斜的第一方向)延伸，以与预定数量的第二突条部47相交。类似地，每个第二突条部47沿其纵向(即，从轴向方向朝周向方向上的另一侧倾斜的第二方向)延伸，以与预定数量的第一突条部47相交。第一突条部47和第二突条部47的每个相交对形成大致“X”形状。

分隔部46和突条部47分别设置在与内壁部41一起限定冷却水通路43的外壁部42的径向内侧和径向外侧上。更具体地，在壳体14的筒状部21中，分隔部46形成在冷却水通路43中，而突条部47形成在冷却水通路43的外部。

如上所述，在形成于筒状部21的与凸缘22相反侧的轴向端处的环形部24上，通过螺栓16固定有盖15。突条部47形成为与环形部24一体地连接。此外，在突条部47与环形部24一体地连接的位置处或紧邻该位置处，紧固螺栓16以将盖15固定到壳体14的筒状部21的环形部24。

此外，突条部47也形成为与凸缘22一体地连接。此外，在突条部47与凸缘22一体地连接的位置处或紧邻该位置处，紧固螺栓16以将壳体14的凸缘22固定到固定对象X。

分隔部46可以以如图5-7所示的各种方式构造。

应当注意，在图5-7的每幅图中：形成在冷却水通路43中的分隔部46用实线表示；形成在壳体14的筒状部21的外表面上的突条部47用虚线表示；垂直方向对应于轴向方向；并且水平方向对应于周向方向。

在图5所示的分隔部46的第一构造实例中，分隔部46沿冷却水通路43的宽度方向(即，沿轴向方向)形成三排，从而将冷却水通路43分隔成四个冷却水通路段。此外，三排中的每一排由沿周向方向彼此分开的预定数量的分隔部46构成。在周向相邻的每对分隔部46之间形成有冷却水能够沿轴向方向流动的间隙48。也就是说，由分隔部46分隔的四个冷却水通路段部全部经由在周向相邻的分隔部46之间形成的间隙48彼此连通。此外，对于每两个轴向相邻的排，两排中的一排的分隔部46与两排中的另一排的分隔部46周向地偏移。

在图5所示的分隔部46的第一构造实例中，所有分隔部46构造成沿周向方向延伸。作为替代，所有的分隔部46可以构造成相对于周向方向倾斜地延伸。作为另一替代，一些分隔部46可以构造成沿周向方向延伸，而剩余分隔部46可以构造成相对于周向方向倾斜地延伸。通过适当地构成分隔部46，能够使冷却水通路43中的冷却水的流速分布优化，从而使冷却水从入口端口44向出口端口45的流动平滑，并且便于将已经进入冷却水通路43的气泡与冷却水一起排出。

另外，在图5所示的分隔部46的第一构造实例中，分隔部46的排数设定为三。或者，分隔部46的排数可以设定为二或四以上。

与像冷却水通路43一样形成为沿周向方向延伸(即，垂直于轴向方向延伸)的分隔部46相反，突条部47形成为相对于轴向方向倾斜地延伸。因此，当沿径向方向观察时，每个突条部47与对应分隔部46相交(或交叉)。此外，突条部47包括分别沿第一方向和第二方向延伸的第一突条部47和第二突条部47，上述第一方向和上述第二方向从轴向方向分别朝周向方向的相反侧倾斜。第一突条部47与第二突条部47之间的每个相交处P都定位成与一个分隔部46径向地重叠。

壳体14例如通过模制制成。在这种情况下，冷却水通路43通过使用芯形成；筒状部21的内壁部41、外壁部42、分隔部46和突条部47全部一体地形成为单件。也就是说，壳体14是单个一体形成体。在本实施例中，分隔部46沿周向方向形成在筒状部21的冷却水通路43中，因此，可以简化冷却水通路43的结构。此外，由于分隔部46以在周向方向上分离的形式设置，因此在壳体14的模制期间排出芯砂变得容易。因此，能够实现适于壳体14的制造、冷却水在冷却水通路43中的流通、以及分隔部46的刚性的提高的构造。在图6所示的分隔部46的第二构造实例中，三排的对应分隔部46在冷却水通路43的宽度方向(即，轴向方向)上彼此对齐。换句话说，三排的对应分隔部46定位于相同的周向位置。因此，形成在三排分隔部46之间的对应间隙48也在冷却水通路43的宽度方向上彼此对齐。

在图7所示的分隔部46的第三构造实例中，每排仅包括沿周向方向延伸并具有彼此分开的两个周向端且在两个周向端之间形成有间隙的单个分隔部46，上述间隙与入口端口44及出口端口45连通。

另外，如图8所示，作为将内壁部41与外壁部42径向地连接的连接部，在冷却水通路43中，也可以形成柱部49来代替如上所述的分隔部46。每个柱部49可以具有圆形、四边形或三角形的剖面形状。此外，当沿径向方向观察时，一些突条部47可以形成为与对应柱部49相交(或交叉)。

另外，作为替代，在冷却水通路43中，可以形成有分隔部46和柱部49作为径向地连接内壁部41和外壁部42的连接部。

根据本实施例，能够得到以下的有益效果。

在根据本实施例的旋转电机10中，在壳体14的筒状部21的位于与定子13相反的径向侧的外壁部42上，形成有在突条部47与冷却水通路43径向地重叠的轴向范围(即，与环形的冷却水通路43的宽度对应的轴向范围)上相对于轴向方向倾斜地延伸的突条部47。因此，可以在轴向范围内提高壳体14的筒状部21的扭转刚性。更具体地，在转子12旋转期间在定子13侧产生周向的反作用应力(或作用于旋转轴11的扭矩的反作用力)时，能够使壳体14的筒状部21在轴向范围内均等地接收应力。因此，可以有效地减小筒状部21的膜振动。其结果是，可以提高壳体14的筒状部21的扭转刚性，从而降低由旋转电机10中的扭矩脉动引起的噪声和振动。此外，由于突条部47形成为与冷却水通路43径向地重叠，因此可以更有效地减小筒状部21的膜振动。

在本实施例中，突条部47包括第一突条部47和第二突条部47，上述第一突条部47沿从轴向方向朝周向方向上的一侧倾斜的第一方向延伸，上述第二突条部47沿从轴向方向朝周向方向上的另一侧倾斜的第二方向延伸。此外，在突条部47与冷却水通路43径向地重叠的轴向范围内，每个第一突条部47与预定数量的第二突条部47相交；每个第二突条部47与预定数量的第一突条部47相交。因此，与所有突条部47都不彼此相交地延伸的情况相比，可以进一步提高壳体14的筒状部21的扭转刚性，从而更有效地减小冷却水通路43的背侧(或筒状部21的位于与定子13相反的径向侧的外表面)上的膜振动。

此外，由于突条部47形成在壳体14的筒状部21的外表面上，因此壳体14的表面积增大，从而便于壳体14中的空气冷却作用。此外，由于突条部47形成为相对于轴向方向倾斜地延伸，因此当旋转电机10安装在车辆中使得轴向方向与车辆行驶期间的风向重合时，容易在壳体14的筒状部21的外表面上产生风的紊流，从而提高空气冷却效果。

此外，随着壳体14的刚性的提高，能够提高旋转电机10抵抗振动和冲击负荷的耐久性，从而提高旋转电机10抵抗外力的安全性和可靠性。此外，在壳体14通过铸造(例如，低压铸造或压铸)制成的情况下，可以防止壳体14由于气孔的变形而破裂，还可以防止壳体14在铸造过程期间破损。另外，还可以提高壳体14的密封性能。

在本实施例中，螺栓16被紧固以在突条部47与环形部24一体地连接的位置处或紧邻该位置处将盖15固定到壳体14的筒状部21的环形部24(或轴向端部)。通常，壳体14构造成在执行螺栓16的紧固的位置处具有高刚性(例如，具有大的厚度)。因此，通过在执行螺栓16的紧固的位置处或紧邻该位置处将突条部47与壳体14的筒状部21的环形部24一体地连接，可以进一步提高壳体14的筒状部21的刚性。

在本实施例中，在突条部47与凸缘22一体地连接的位置处或紧邻该位置处，紧固螺栓16以将壳体14的凸缘22固定到固定对象X。如上所述，通常，壳体14构造成在执行螺栓16的紧固的位置处具有高刚性。因此，通过在执行螺栓16的紧固的位置处或紧邻该位置处将突条部47与凸缘22一体地连接，可以进一步提高壳体14的筒状部21的刚性。

在本实施例中，突条部47定位成与设置在冷却水通路43中以径向地连接内壁部41和外壁部42的分隔部46(或者柱部49)径向地重叠。因此，能够进一步提高壳体14的筒状部21的刚性，从而更有效地降低冷却水通路43的背侧的膜振动。

在本实施例中，每个突条部47形成为当沿径向方向观察时与对应分隔部46相交(或交叉)。因此，分别设置在外壁部42的径向外侧和径向内侧上的突条部47和分隔部46彼此径向地重叠，从而有效地加强外壁部42。另外，在本实施例中，由于突条部47形成为相对于轴向方向倾斜地延伸，因此每个突条部47与更多数量的分隔部46相交，从而与突条部47形成为平行于轴向方向延伸的情况相比，更有效地加强了外壁部42。

在本实施例中，突条部47之间的每个相交处P定位成与一个分隔部46径向地重叠。因此，可以进一步提高壳体14的筒状部21的刚性。

在本实施例中，定子13通过收缩配合或压配固定到壳体14的筒状部21，并且在它们之间具有预定过盈量。因此，周向应力可能保留在壳体14的筒状部21中。鉴于此，随着筒状部21的刚性的提高，可以抑制由于筒状部21中的残余周向应力而引起的壳体14的变形，从而防止旋转电机10的性能劣化和在旋转电机10的组装期间产生问题。另外，由于能够抑制壳体14的变形，因此能够维持筒状部21与定子芯32之间的适当接触，从而便于从定子13向壳体14的热传导，从而提高旋转电机10的冷却性能。

在本实施例中，在定子芯32的槽31中，容纳有具有矩形剖面形状并且一起形成定子线圈33的电导线34。通过这种构造，定子线圈33在槽31中的占空系数得到改善。此外，定子芯32的周向刚性增加。另一方面，在定子芯32收缩配合或压配到壳体14的筒状部21、且在它们之间具有过盈量的情况下，保留在筒状部21中的周向应力增加。然而，随着筒状部21的刚性的提高，仍然可以防止由于残余周向应力而产生问题。

在本实施例中，壳体14的筒状部21的内壁部41、外壁部42、分隔部46和突条部47全部一体地形成为单件。因此，可以进一步提高壳体14的筒状部21的刚性。

在本实施例中，冷却水通路43被分隔部46分隔成四个冷却水通路段。因此，能够减小各冷却水通路段发生膜振动的面积，从而抑制由膜振动引起的谐波噪声。此外，通过在冷却水通路43中设置分隔部46，可以增大壳体14与冷却水之间的接触面积以及冷却水通路43中的冷却水的流速，从而便于壳体14与冷却水之间的热交换。

[第二实施例]

根据第二实施例的旋转电机10具有与根据第一实施例的旋转电机10类似的结构。因此，下文将主要描述它们之间的差异。图9表示根据本实施例的旋转电机10的外观。图10表示根据本实施例的突条部47的构造。

如图9所示，在本实施例中，所有的突条部47至少在突条部47与冷却水通路43径向地重叠的轴向范围内倾斜于轴向方向且彼此平行地延伸。此外，所有的突条部47在周向方向上以预定间隔间隔开。另外，每个突条部47与形成在壳体14的筒状部21的一个轴向端处的凸缘22及形成在筒状部21的另一个轴向端处的环形部24一体地连接。

如图10所示，当沿径向方向观察时，每个突条部47与对应分隔部46相交(或交叉)。此外，在突条部47与冷却水通路43径向地重叠的轴向范围内(即，在与环形的冷却水通路43的宽度对应轴向范围内)，对于周向相邻的每对突条部47，设置有周向相邻的一对突条部47中的一个的周向范围与设置有周向相邻的一对突条部47中的另一个的周向范围彼此部分地重叠。

例如，在图10中，对于周向相邻的一对突条部47A和47B，设置有突条部47A的周向范围RA与设置有突条部47B的周向范围RB彼此部分地重叠。

通过根据本实施例的突条部47的上述构造，与将突条部47构造成使其周向范围不彼此重叠的情况相比，可以进一步提高壳体14的筒状部21的扭转刚性，从而更有效地减小冷却水通路43的背侧上的膜振动。

另外，在本实施例中，分隔部46可以如图5至图7所示的任意构造实例那样构成。另外，作为将内壁部41与外壁部42径向地连接的连接部，在冷却水通路43中，也可以形成图8所示的柱部49来代替分隔部46。

[第三实施例]

根据第三实施例的旋转电机10具有与根据第一实施例的旋转电机10类似的结构。因此，下文将主要描述它们之间的差异。

图11表示根据本实施例的旋转电机10的外观。图12表示根据本实施例的突条部47中的一个的剖面，该剖面是沿着突条部47的纵向方向(即，沿着图11中的线XII-XII)剖切的。

在本实施例中，如参照图2在第一实施例中所述，定子13包括定子芯32和缠绕在定子芯32上的定子线圈33。定子芯32在筒状部21的径向内侧组装到壳体14的筒状部21。更具体地，定子芯32例如通过收缩配合或压配固定到壳体14的筒状部21，且在它们之间具有预定过盈量。

此外，在壳体14的筒状部21中，形成有沿周向方向延伸的环形的冷却水通路43。冷却水通路43被多个分隔部46沿轴向方向分隔成多个(例如，在本实施例中为三个)冷却水通路段43a。每个突条部47具有大高度部和小高度部，每个大高度部以与冷却水通路43交叉的方式沿突条部47的纵向方向延伸，每个小高度部以不与冷却水通路43交叉的方式沿突条部47的纵向方向延伸。

更具体地，如图12所示，每个大高度部以与冷却水通路段43a中的对应一个交叉的方式沿突条部47的纵向方向延伸。另一方面，每个小高度部以与对应一个分隔部46交叉的方式沿突条部47的纵向方向上延伸。大高度部的径向高度H1设定为大于小高度部的径向高度H2(即，H1＞H2)。这里，径向高度H1和H2表示突条部47的大高度部和小高度部从壳体14的筒状部21的外表面ST径向地向外突出的距离。

在图12中，每个大高度部为凹形，而每个小高度部为凸形。此外，大高度部和小高度部通过设置在它们之间的斜面连接。

作为替代，如图13所示，大高度和小高度部中的每一个可以具有矩形剖面形状。在这种情况下，大高度部和小高度部直接地连接，而在它们之间没有设置斜面。

另外，在图12和图13中，在突条部47的纵向方向上，每个大高度部的宽度设定为等于每个冷却水通路段43a的宽度。但是，尽管在图中未示出，但是也可以将每个大高度部的宽度替代地设定为比每个冷却水通路段43a的宽度小或大。

在本实施例中，由于将以与冷却水通路43交叉的方式延伸的大高度部的径向高度H1设定得较大，因此可以加强外壁部42的与筒状部21的膜振动的波腹对应的那些部分，从而有效地降低膜振动。此外，由于每个突条部47的形状设计成在其纵向方向上呈凹形和凸形，因此进一步增加了壳体14的表面积，从而进一步提高了空气冷却效果。此外，由于将以不与冷却水通路43交叉的方式延伸的小高度部的径向高度H2设定得较小，因此能够抑制壳体14整体的重量和尺寸增大。

在本实施例中，定子芯32通过收缩配合或压配固定到壳体14的筒状部21，并且在它们之间具有预定过盈量。因此，在筒状部21中可能产生径向应力(残余应力)，并且在筒状部21的形成有冷却水通路43(即，空腔)的那些部分处的径向应力的幅度可能与在筒状部21的其它部分处的径向应力的幅度不同。在这种情况下，由于筒状部21中的径向应力的变化，筒状部21与定子芯32之间的接合状态将发生变化，从而影响从定子芯32到筒状部21的热传导，并且使得无法通过筒状部21可靠地保持定子芯32。

鉴于此，在本实施例中，每个突条部47构造成具有大高度部和小高度部，每个大高度部以与冷却水通路43交叉的方式沿突条部47的纵向方向延伸，每个小高度部分以不与冷却水通路43交叉的方式沿突条部47的纵向方向延伸，大高度部的径向高度H1设定为大于小高度部的径向高度H2。通过这种构造，能够减小筒状部21中的径向应力的偏差，从而便于从定子铁芯32向筒状部21的热传导，能够通过筒状部21可靠地保持定子铁芯32。

此外，在本实施例中，分隔部46形成在筒状部21的轴向中间位置、即形成在冷却水通路43的相反轴向端之间的中间位置。因此，通过分隔部46，在筒状部21中的轴向中间位置处确保壳体14的筒状部21对定子芯32的径向紧固力。此外，将突条部47的大高度部的径向高度H1设定为大于突条部47的小高度部的径向高度H2，可以实现壳体14的筒状部21中的应力均衡。

另外，通过使突条部47形成为相对于轴向方向倾斜地延伸，可以更可靠地实现壳体14的整个筒状部21中的应力均衡。

[第四实施例]

根据第四实施例的旋转电机10具有与根据第一实施例的旋转电机10类似的结构。因此，下文将主要描述它们之间的差异。

在第一实施例中，突条部47形成为相对于轴向方向倾斜地延伸(见图5-8)。

相反，在本实施例中，如图14所示，在壳体14的筒状部21的径向外侧(即，在与定子13相反的径向侧)的外表面上，在突条部47与冷却水通路43径向地重叠的轴向范围内，突条部47形成为平行于轴向方向延伸。也就是说，突条部47形成为垂直于周向方向延伸。

另外，尽管在图中未示出，但作为替代，一些突条部47可以形成为相对于轴向方向倾斜地延伸，而剩余突条部47可以形成为平行于轴向方向延伸。

[第五实施例]

根据第五实施例的旋转电机10具有与根据第一实施例的旋转电机10类似的结构。因此，下文将主要描述它们之间的差异。

在第一实施例中，壳体14通过使用用于形成冷却水通路43的芯模制而成。因此，筒状部21的内壁部41、外壁部42、分隔部46和突条部47全部一体地形成为单件。

相反，在本实施例中，筒状部21的内壁部41和外壁部42分开形成，然后组装在一起以在它们之间形成冷却水通路43。

具体而言，如图15所示，在本实施例中，壳体14的筒状部21通过将内筒状构件51和外筒状构件52彼此接合而形成。内筒状构件51中形成有筒状部21的内壁部41。更具体地，内筒状构件51具有构成筒状部21的内壁部41的周壁部。另一方面，外筒状构件52中形成有筒状部21的外壁部42。更具体地，外筒状构件52具有构成筒状部21的外壁部42的周壁部。

外筒状构件52径向地定位于内筒状构件51的外侧以围绕内筒状构件51。在内筒状构件51与外筒状构件52之间，形成有沿周向方向延伸的环形的冷却水通路43。

在外筒状构件52的内周面上，形成有筒状部21的分隔部46，上述分隔部46从外筒状构件52的内周面径向地向内突出。每个分隔部46的远端与内筒状构件51的外周面邻接。应当注意，每个分隔部46可以替代地使其远端与内筒状构件51的外周面分离。

另外，作为替代，筒状部21的分隔部46可以形成在内筒状构件51的外周面上以从外周面径向地向外突出。作为另一替代，一些分隔部46可以形成于内筒状构件51的外周面上，而剩余分隔部46可以形成于外筒状构件52的内周面上。

在内筒状构件51与外筒状构件52的接合部之间，插设有密封冷却水通路43的密封构件61和62。密封构件61和62分别设置在筒状部21中的冷却水通路43的相反轴向侧上。更具体地，可以在内筒状构件51或外筒状构件52的接合表面中形成凹部，密封构件61和62可以分别布置在凹部中。另外，密封构件61和62中的每一个可由垫圈、液体垫圈或O形环实现。

在本实施例中，当壳体14的筒状部21发生扭转变形时，密封构件61和62的密封性能可能会由于扭转变形而降低。例如，在设置有密封构件61和62的位置处可能发生压缩力的局部减小，从而导致冷却水的泄漏。

鉴于此，在根据本实施例的旋转电机10中，突条部47形成在壳体14的筒状部21中，从而提高筒状部21的扭转刚性。因此，能够抑制壳体14的筒状部21的扭转变形，从而抑制密封构件61和62的密封性能降低。

虽然已经示出和描述了上述特定实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的精神的情况下，可以进行各种变形、改变和改进。

例如，在如上所述的实施例中，壳体14的筒状部21具有形成在冷却水通路43中的分隔部46，以将冷却水通路43沿轴向方向分隔成多个冷却水通路段。替代地，壳体14的筒状部21可以不具有形成在冷却水通路43中的分隔部。在这种情况下，冷却水通路43在轴向方向上不被分隔成多个冷却水通路段。

在如上所述的实施例中，突条部47的沿纵向方向的根部可以构造为锥形表面或凹曲表面。在这种情况下，可以抑制在突条部47的根部处的应力集中。

在如上所述的实施例中，突条部47形成为倾斜地或与轴向方向平行地笔直延伸。替代地，突条部47可以形成为在壳体14的筒状部21的外表面上螺旋地延伸。此外，在这种情况下，可以将一个或多个条带螺旋地缠绕在筒状部21的外表面上以形成突条部47。

在如上所述的实施例中，采用冷却水作为用于冷却旋转电机10的冷却剂，以流过冷却水通路43。替代地，可以采用气态冷却剂作为冷却旋转电机10的冷却剂。在这种情况下，冷却水通路43构成供气态冷却剂流经的气态冷却剂通路。

在如上所述的实施例中，定子线圈33由具有矩形剖面形状并且插入定子芯32的槽31中的电导线34形成。作为替代，定子线圈33可由具有圆形剖面形状并且插入定子芯32的槽31中的电导线形成。作为另一替代，定子线圈33可以由集中地缠绕在形成于芯段中的绕线管上的电导线形成，芯段被组装在一起以形成定子芯32。作为又一替代，定子线圈33可以通过层叠压制的电导体而形成。此外，定子13可以替代地构造成无芯定子、即没有定子芯32的定子。

在如上所述的实施例中，定子芯32以其间具有预定过盈量的方式装配到壳体14的筒状部21。作为替代，定子芯32可以以其间没有过盈量的方式装配到壳体14的筒状部21。

在如上所述的实施例中，带轮19用作旋转电机10中的机械动力传输装置。替代地，可以将花键、齿轮、联接器或链条用作机械动力传输装置。另外，随着壳体14的刚性的提高，即使当径向力和轴向力从机械动力传输装置施加到旋转轴11时，也可以抑制壳体14的变形。

在如上所述的实施例中，旋转电机10构造成内转子型电机。作为替代，旋转电机10可以构造成外转子型电机。在这种情况下，旋转电机10具有转子12，上述转子12径向地布置在定子13的外侧以径向地面对定子13。此外，旋转电机10包括壳体14，上述壳体14具有在定子13的径向内侧组装到定子13的筒状部21。更具体地，壳体14的筒状部21装配到定子13的定子芯32，并且在它们之间具有预定过盈量。在壳体14的筒状部21中，在筒状部21的内壁部41和外壁部42之间形成有冷却水通路43。冷却水通路43被分隔部46在轴向方向上分隔成多个冷却水通路段。此外，在壳体14的筒状部21的径向内侧(即，在与定子13相反的径向侧)的外表面上，在突条部47与冷却水通路43径向地重叠的轴向范围内，突条部47形成为倾斜地或与轴向方向平行地延伸。另外，在冷却水通路43中，也可以形成柱部49来代替分隔部46。

Claims (12)

1.一种旋转电机(10)，其特征在于，所述旋转电机(10)包括：

旋转轴(11)；

转子(12)，所述转子(12)固定在所述旋转轴上；

定子(13)，所述定子(13)布置成径向地面对所述转子；以及

壳体(14)，所述壳体(14)具有筒状部(21)，所述筒状部供所述定子在所述筒状部的径向内侧或径向外侧上组装到所述筒状部，

其中，

所述筒状部具有彼此径向地间隔开且径向地面对的内壁部(41)和外壁部(42)，

在所述内壁部与所述外壁部之间形成有供冷却剂流过的环形的冷却剂通路(43)，

在所述壳体的所述筒状部的与所述定子相反的径向侧的外表面上，在至少一个突条部与所述冷却剂通路径向地重叠的轴向范围内，形成有倾斜地或与所述旋转轴的轴向方向平行地延伸的至少一个突条部(47)。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述至少一个突条部包括第一突条部和第二突条部，所述第一突条部沿从所述轴向方向朝周向方向上的一侧倾斜的第一方向延伸，所述第二突条部沿从所述轴向方向朝周向方向上的另一侧倾斜的第二方向延伸，

在所述至少一个突条部与所述冷却剂通路径向地重叠的轴向范围内，所述第一突条部和所述第二突条部彼此相交。

3.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述至少一个突条部包括第一突条部和第二突条部，所述第一突条部和第二突条部以相对于所述轴向方向倾斜并且彼此平行的方式延伸，并且在周向方向上间隔开，

在所述至少一个突条部与所述冷却剂通路径向地重叠的轴向范围内，设置有所述第一突条部的第一周向范围(RA)和设置有所述第二突条部的第二周向范围(RB)彼此部分地重叠。

4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述旋转电机还包括盖(15)，所述盖(15)通过多个紧固构件(16)固定到所述壳体的所述筒状部的轴向端部(24)，

其中，

所述至少一个突条部包括与所述筒状部的所述轴向端部一体地连接的多个突条部，

所述紧固构件被紧固以在突条部与所述筒状部的所述轴向端部一体地连接的位置处或紧邻该位置处将所述盖固定到所述筒状部的所述轴向端部。

5.如权利要求1至4中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述壳体具有凸缘(22)，所述凸缘(22)形成为从所述筒状部的轴向端部径向地突出，

所述凸缘构造成通过多个紧固构件(16)固定到固定对象(X)，

所述至少一个突条部包括与所述凸缘一体地连接的多个突条部，

所述紧固构件被紧固以在突条部与所述凸缘一体地连接的位置处或紧邻该位置处将所述凸缘固定到所述固定对象。

6.如权利要求1至5中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述壳体的所述筒状部具有连接部(46、49)，所述连接部(46、49)设置在所述冷却剂通路中以径向地连接所述内壁部和所述外壁部，

所述至少一个突条部定位成与所述连接部径向地重叠。

7.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，所述连接部是在所述内壁部和所述外壁部之间延伸以分隔所述冷却剂通路的分隔部(46)，

所述至少一个突条部形成为使得当沿径向方向观察时，所述至少一个突条部与所述分隔部相交。

8.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，所述至少一个突条部包括第一突条部和第二突条部，所述第一突条部沿从所述轴向方向朝周向方向上的一侧倾斜的第一方向延伸，所述第二突条部沿从所述轴向方向朝周向方向上的另一侧倾斜的第二方向延伸，

所述第一突条部和所述第二突条部在所述第一突条部和所述第二突条部之间的相交处彼此相交，

所述第一突条部和所述第二突条部之间的相交处定位成与所述连接部径向地重叠。

9.如权利要求1至5中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述至少一个突条部具有大高度部和小高度部，所述大高度部以与所述冷却剂通路交叉的方式沿所述至少一个突条部的纵向方向延伸，所述小高度部以不与所述冷却剂通路交叉的方式沿所述至少一个突条部的纵向方向延伸，

所述大高度部的径向高度(H1)设定为大于所述小高度部的径向高度(H2)。

10.如权利要求9所述的旋转电机，其特征在于，所述定子包括定子芯(32)和缠绕在所述定子芯上的定子线圈(33)，

在所述壳体的所述筒状部的径向内侧或径向外侧上，所述定子芯以在所述定子芯与所述筒状部之间具有预定过盈量的方式装配到所述筒状部。

11.如权利要求10所述的旋转电机，其特征在于，所述壳体的所述筒状部具有分隔部(46)，所述分隔部(46)在所述内壁部与所述外壁部之间沿周向方向延伸，以将所述冷却剂通路在所述轴向方向上分隔成冷却剂通路段，

所述大高度部以与所述冷却剂通路段中的一个交叉的方式沿所述至少一个突条部的所述纵向方向延伸，

所述小高度部以与所述壳体的所述筒状部的所述分隔部交叉的方式沿所述至少一个突条部的所述纵向方向延伸。

12.如权利要求1至11中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述壳体的所述筒状部由内筒状构件(51)和外筒状构件(52)构成，所述内筒状构件(51)中形成有所述内壁部，所述外筒状构件(52)中形成有所述外壁部，

所述内筒状构件和所述外筒状构件彼此接合，且密封构件(61、62)插设在所述内筒状构件和所述外筒状构件之间以密封所述冷却剂通路。

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