CN111181268B - 旋转电机的定子单元 - Google Patents

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Abstract

一种能够削减部件件数且能够小型化的旋转电机的定子单元。旋转电机的定子单元(10)具备定子(20)、定子支架(50)和冷却介质引导部(60)。定子(20)具备沿周向以规定的间隔形成有多个插槽(31)的定子铁心(30)、以及穿过所述插槽(31)并具有从所述定子铁心(30)的至少一方的端面突出的线圈末端部(41)。定子支架(50)配置成包围定子铁心(30)的外周面，并支撑定子(20)。冷却介质引导部(60)配置在线圈末端部(41)的上方，并向线圈末端部(41)供给第一冷却介质(R1)。冷却介质引导部(60)从定子支架的端面(50a)向线圈末端部(41)的上方突出，并与定子支架(50)一体成形。

Description

旋转电机的定子单元
技术领域
本发明涉及旋转电机的定子单元。
背景技术
以往，开发有电动机动车、混合动力机动车等具备有旋转电机作为动力源的车辆。近年，驱动用的旋转电机高输出化，并且伴随定子线圈的温度上升，旋转电机的性能恶化，因此，研究了对定子线圈进行冷却等的对策。
在专利文献1中，记载了一种旋转电机的定子单元，其在线圈末端部的上方配置有具有滴下孔的冷却介质引导部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-155811号公报
然而，在专利文献1所记载的旋转电机的定子单元中，需要将冷却介质引导部固定于定子铁心的螺栓，因此存在部件件数增加的问题。此外，由于冷却介质引导部通过螺栓固定于定子铁心的端面，因此存在供螺栓穿过的突条部而相应地导致定子铁心沿径向大型化的问题。
发明内容
本发明提供一种能够削减部件件数且能够小型化的旋转电机的定子单元。
用于解决课题的方案
本发明涉及一种旋转电机的定子单元，其具备：
定子，其具备沿周向以规定的间隔形成有多个插槽的定子铁心、以及穿过所述插槽并具有从所述定子铁心的至少一方的端面突出的线圈末端部的定子线圈；
定子支架，其配置成包围所述定子铁心的外周面，并支撑所述定子；以及
冷却介质引导部，其配置在所述线圈末端部的上方，并向所述线圈末端部供给第一冷却介质，
所述冷却介质引导部从所述定子支架的端面向所述线圈末端部的上方突出，并与所述定子支架一体成形。
发明效果
根据本发明，冷却介质引导部和定子支架一体成形，因此不需要固定定子支架和冷却介质引导部的固定构件，能够消减部件件数。此外，由于不需要在定子支架的端面上设置固定冷却介质引导部的固定部，所以能够使定子单元在径向上小型化。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式中的旋转电机的定子单元的立体图。
图2是在将图1的旋转电机的定子单元固定到壳体的状态下的A-A剖视图。
附图标记说明：
10 定子单元
20 定子
30 定子铁心
31 插槽
40 定子线圈
41 第一线圈末端部(线圈末端部)
50 定子支架
50a 第一端面(端面)
50c 外周面
52 冷却介质流路
60 冷却介质引导部
60a 底面
61 滴下孔
R1 第一冷却介质
R2 第二冷却介质。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的旋转电机的定子单元的一个实施方式进行说明。
[定子单元的构成]
如图1所示，本实施方式的旋转电机的定子单元10具备定子20、定子支架50和冷却介质引导部60。在定子20的内侧旋转自如地配置有未图示的转子。
需要说明的是，在下面的描述中，“轴向”、“周向”及“径向”以定子20(旋转电机)的轴心为基准进行定义。此外，“上方”和“下方”以定子单元10的使用状态下的铅垂方向为基准进行定义。在附图中，将定子单元10的上方表示为U，下方表示为D。
定子20具有大致圆筒形状，并且具备定子铁心30和多相(例如，U相，V相，W相)的定子线圈40，定子铁心30沿周向以规定的间隔形成有沿轴向贯穿的多个插槽31，定子线圈40穿过插槽31。定子线圈40具有从定子铁心30的轴向两侧的端面突出的第一线圈末端部41和第二线圈末端部42。
定子支架50配置成围绕定子铁心30的外周面并且具有支撑定子20的大致圆筒形状。定子支架50具有：第一端面50a和第二端面50b、以及外周面50c和内周面50d，第一端面50a和第二端面50b具有大致圆环形状并且位于轴向的两侧，外周面50c和内周面50d具有大致圆筒面形状。在定子支架50的外周面50c上设置有向径向外侧突出的凸壁51。凸壁51具有从第一端面50a侧朝向第二端面50b侧以规定间隔旋转多圈的螺旋形状。
如图1和图2所示，以包围定子支架50的外周面50c的方式设置有壳体70。在定子支架50的外周面50c与壳体70之间的空间中，形成冷却介质流路52，该冷却介质流路52由以螺旋状延伸的凸壁51分隔而成。在定子支架50的外周面50c的第一端面50a侧和第二端面50b侧设置有密封在定子支架50的外周面50c与壳体70之间的一对密封构件80。因此，冷却介质流路52由一对密封构件80密封。
在定子支架50的第二端面50b设置有多个紧固部54，该多个紧固部54从外周面50c向径向外侧突出并且形成有沿轴向贯穿的插通孔53。在插通孔53中穿过有紧固构件55，并且通过将紧固构件55螺合壳体70而将定子单元10固定于壳体70。
冷却介质引导部60从定子支架50的第一端面50a在轴向上向定子线圈40的第一线圈末端部41的上方突出。冷却介质引导部60具有沿定子支架50的第一端面50a和定子线圈40的第一线圈末端部41的外周形成的大致圆弧形形状。冷却介质引导部60具有沿周向以后述的第一冷却介质R1能够存储的方式凹陷的形状的底面60a。冷却介质引导部60在底面60a上具有沿周向以规定的间隔形成的在径向上贯穿的滴下孔61。另外，在本实施方式中，滴下孔61是圆孔，但也可以作为矩形形状的狭缝孔，能够设为任意形状。
定子支架50和冷却介质引导部60由金属构件一体成形。由此，不需要固定定子支架50和冷却介质引导部60的固定构件，能够消减部件件数。此外，由于不需要将固定冷却介质引导部60的固定部设置于定子支架50的第一端面50a，所以能够减小第一端面50a的径向的厚度，并且能够使定子支架50在径向上小型化。
[定子的冷却]
在定子单元10的上方，设置有用于向冷却介质引导部60供给第一冷却介质R1的第一冷却介质供给部90。第一冷却介质供给部90例如是管状构件，其从壳体70沿轴向突出并且配置在冷却介质引导部60的上方。另外，第一冷却介质R1例如是ATF(AutomaticTransmission Fluid)。第一冷却介质R1从第一冷却介质供给部90向下方排出以向冷却介质引导部60供给，并存储于冷却介质引导部60。存储在冷却介质引导部60中的第一冷却介质R1从设置在冷却介质引导部60的底面60a中的滴下孔61向定子线圈40的第一线圈末端部41滴下，冷却定子线圈40。
如上所述，冷却介质引导部60在底面60a上具有多个滴下孔61，并且第一冷却介质R1从滴下孔61滴下，由此向第一线圈末端部41供给第一冷却介质R1，因此能够以简单的结构向第一线圈末端部41供给第一冷却介质R1。此外，由于冷却介质引导部60具有沿定子线圈40的第一线圈末端部41的外周形成的大致圆弧形形状，所以能够缩短冷却介质引导部60与第一线圈末端部41之间的距离，能够可靠地向第一线圈末端部41供给第一冷却介质R1。
此外，在螺旋状的冷却介质流路52中，从未图示的第二冷却介质供给装置向第一端面50a侧或第二端面50b侧供给与第一冷却介质R1不同的第二冷却介质R2。第二冷却介质R2例如是水。供给到冷却介质流路52的第一端面50a侧或第二端面50b侧的第二冷却介质R2通过螺旋状的冷却介质流路52，经由定子支架50冷却定子铁心30，并且从冷却介质流路52的与供给了第二冷却介质侧相反一侧的第二端面50b侧或第一端面50a侧排出。
这里，定子支架50和冷却介质引导部60由高导热率的金属构件一体成形，因此经由定子支架50和冷却介质引导部60，促进在定子支架50的外周面50c上形成的冷却介质流路52中流动的第二冷却介质R2与存储在冷却介质引导部60中的第一冷却介质R1之间的热交换。
在本实施方式中，第二冷却介质R2的温度低于第一冷却介质R1的温度。因此，由第二冷却介质R2冷却定子支架50，通过冷却定子支架50来冷却冷却介质引导部60，并且通过冷却冷却介质引导部60来冷却第一冷却介质R1。由此，能够将冷却后的第一冷却介质R1向定子线圈40的第一线圈末端部41供给，能够有效地冷却定子线圈40。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式，能够适当地进行变形、改良等。
例如，在本实施方式中，凸壁51具有从第一端面50a侧朝向第二端面50b侧以规定间隔旋转多圈的螺旋形状，但例如也可以具有从第一端面50a侧和第二端面50b侧交替地沿轴向以大致直线状延伸的形状。以这种方式，冷却介质流路52沿着定子支架50的外周面50c形成，在冷却介质流路52中，冷却介质从第1端面50a侧向第2端面50b侧和从第2端面50b侧向第一端面50a侧交替地流动。
另外，在本说明书中至少描述了以下事项。另外，在括号内，示出了在上述的实施方式中对应的构成要素等，但是本发明并不限于此。
(1)一种旋转电机的定子单元(定子单元10)，其具备：
定子(定子20)，其具备沿周向以规定的间隔形成有多个插槽(插槽31)的定子铁心(定子铁心30)、以及穿过所述插槽并具有从所述定子铁心的至少一方的端面突出的线圈末端部(第一线圈末端部41)的定子线圈(定子线圈40)；
定子支架(定子支架50)，其配置成包围所述定子铁心的外周面，并支撑所述定子；以及
冷却介质引导部(冷却介质引导部60)，其配置在所述线圈末端部的上方，并向所述线圈末端部供给第一冷却介质(第一冷却介质R1)，其中，
所述冷却介质引导部从所述定子支架的端面(第一端面50a)向所述线圈末端部的上方突出，并与所述定子支架一体成形。
根据(1)，冷却介质引导部和定子支架一体成形，因此不需要固定定子支架和冷却介质引导部的固定构件，能够减少部件的数量。此外，由于不需要在定子支架的端面上设置固定冷却介质引导部的固定部，所以能够使定子单元在径向上小型化。
(2)根据(1)所述的旋转电机的定子单元，其中，
所述定子支架和所述冷却介质引导部由金属构件一体成形，
在所述定子支架的外周面(外周面50c)上形成供与所述第一冷却介质不同的第二冷却介质(第二冷却介质R2)流动的冷却介质流路(冷却介质流路52)。
根据(2)，定子支架和冷却介质引导部由高导热率的金属构件一体成形，因此促进在形成于定子支架的外周面的冷却介质流路中流动的第二冷却介质与在冷却介质引导部中流动的第一冷却介质之间的热交换。
(3)根据(2)所述的旋转电机的定子单元，其中，
所述第二冷却介质的温度低于所述第一冷却介质的温度。
根据(3)，第二冷却介质的温度低于第一冷却介质的温度，所以第二冷却介质经由定子支架冷却冷却介质引导部，能够冷却第一冷却介质。由此，能够将冷却后的第一冷却介质向线圈末端部供给，能够有效地冷却定子线圈。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的旋转电机的定子单元，其中，
所述冷却介质引导部沿所述线圈末端部的外周形成。
根据(4)，冷却介质引导部沿线圈末端部的外周形成，所以能够缩短冷却介质引导部与第一线圈末端部之间的距离，能够可靠地向第一线圈末端部供给第一冷却介质。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的旋转电机的定子单元，其中，
所述冷却介质引导部在底面(底面60a)上具有多个滴下孔(滴下孔61)，并通过从所述滴下孔滴下所述第一冷却介质，从而向所述线圈末端部供给所述第一冷却介质。
根据(5)，冷却介质引导部在底面上具有多个滴下孔，通过从该滴下孔滴下第一冷却介质，从而向第一线圈末端部供给第一冷却介质，因此能够以简单的结构向线圈末端部供给第一冷却介质。

Claims (3)

1.一种旋转电机的定子单元，其具备：
定子，其具备沿周向以规定的间隔形成有多个插槽的定子铁心、以及穿过所述插槽并具有从所述定子铁心的至少一方的端面突出的线圈末端部的定子线圈；
壳体；
定子支架，其配置成包围所述定子铁心的外周面，并支撑所述定子；以及
冷却介质引导部，其配置在所述线圈末端部的上方，并沿所述线圈末端部的外周形成，并且在所述冷却介质引导部的底面上具有多个滴下孔，供给第一冷却介质，
所述冷却介质引导部从所述定子支架的端面向所述线圈末端部的上方突出，并与所述定子支架一体成形，所述冷却介质引导部从所述定子支架向上方突出并从所述线圈末端部及所述定子支架的端面向外侧延伸，形成存留所述第一冷却介质的凹部，
在所述定子支架的外周面上形成供与所述第一冷却介质不同的第二冷却介质流动的冷却介质流路，
所述定子支架是设置于所述定子铁心与所述壳体之间的圆筒，在所述定子支架上具有所述冷却介质流路，
所述第一冷却介质与所述第二冷却介质经由一体成形的所述定子支架和所述冷却介质引导部而热交换，
所述热交换后的所述第一冷却介质沿所述外周流通并从所述多个滴下孔向所述线圈末端部供给，
所述冷却介质流路以螺旋状延伸。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子单元，其中，
所述定子支架和所述冷却介质引导部由金属构件一体成形。
3.根据权利要求2所述的旋转电机的定子单元，其中，
所述第二冷却介质的温度低于所述第一冷却介质的温度。
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