CN111835104B

CN111835104B - 旋转电机

Info

Publication number: CN111835104B
Application number: CN202010322679.1A
Authority: CN
Inventors: 山口茂博; 藤久保诚; 渥美和弥
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-04-23
Filing date: 2020-04-22
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2040-04-22
Also published as: CN111835104A; JP6957552B2; JP2020182260A

Abstract

本发明提供一种旋转电机。在旋转电机(10)中，在围绕分割铁芯(24)的一部分的绝缘件(26)上卷绕有线圈线材(28)。在绝缘件(26)中的定子铁芯(18)的外周面的部位设置有外周壁(40)，在绝缘件(26)中的定子铁芯(18)的内周面的部位设置有内周壁(38)。通过盖部(60、62)将外周壁(40)与内周壁(38)连结，据此形成向被卷绕于分割铁芯(24)的线圈线材(28)供给制冷剂的空间(64)。据此，能够以紧凑的结构冷却线圈导线。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种组装有定子的旋转电机，该定子具有将多个分割铁芯部呈环状配置而形成的定子铁芯。

背景技术

例如，日本发明专利公开公报特开2010-124658号公开了如下技术：通过将多个分割定子铁芯(分割铁芯部)呈环状配置来形成定子铁芯，在各分割定子铁芯上卷绕有线圈线(线圈导线)的情况下，通过用线圈端盖(coil end cover)覆盖线圈端部(线圈末端)的周围来形成对线圈端部进行冷却的制冷剂通路。

发明内容

然而，在日本发明专利公开公报特开2010-124658号的技术中，由于利用线圈端盖覆盖线圈端部的周围，因此存在旋转电机大型化的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种能够以紧凑的结构对包括线圈端部的线圈导线进行冷却的旋转电机。

本发明的技术方案涉及一种旋转电机，该旋转电机组装有定子，该定子具有将多个分割铁芯部呈环状配置而形成的定子铁芯。在这种情况下，多个所述分割铁芯部分别具有分割铁芯、围绕所述分割铁芯的一部分的绝缘件(insulator)、和隔着所述绝缘件被卷绕于所述分割铁芯的线圈导线。另外，在多个所述绝缘件中的所述定子铁芯的外周面的部位设置有沿所述定子铁芯的周向延伸的外周壁。另一方面，在多个所述绝缘件中的所述定子铁芯的内周面的部位设置有沿所述周向延伸的内周壁。并且，所述旋转电机还具有盖部，该盖部将多个所述外周壁与多个所述内周壁连结，且沿所述周向延伸，据此形成向被卷绕于所述分割铁芯的所述线圈导线供给制冷剂的空间。

根据本发明，能够通过绝缘件的外周壁及内周壁、和盖部形成供给制冷剂的空间。即能够以最小限度的结构形成制冷剂的流路。据此，能够以紧凑的结构冷却包括线圈端部的线圈导线。

通过参照附图对以下实施方式所做的说明，上述的目的、特征及优点应易于被理解。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的旋转电机的定子的俯视图。

图2是图1的分割铁芯部的立体图。

图3是图2的分割铁芯部的立体分解图。

图4是图2的分割铁芯部的侧视图。

图5是示出图1的定子的内周面侧的一部分的概略结构图。

图6是沿着图4的VI-VI线剖切的剖视图。

图7是变形例的分割铁芯部的侧视图。

图8是示出变形例的定子的内周面侧的一部分的概略结构图。

图9是沿着图7的IX-IX线剖切的剖视图。

具体实施方式

下面，列举优选的实施方式，一边参照附图一边详细地说明本发明所涉及的旋转电机。

[1.旋转电机10的概略结构]

本实施方式所涉及的旋转电机10作为电动机或发电机发挥功能，如图1所示，通过组装有圆环状的定子12而构成。在定子12的内周侧配设有未图示的转子。

定子12是所谓的三相Y型接线的凸极绕组的定子。定子12包括：中空状的保持件14；三相输入端子U、V、W，其被设置在保持件14上；中性端子N，其形成中性点；和定子铁芯18，其通过将多个(图1中为18个)分割铁芯部16沿保持件14的内周面呈环状配置而形成。

定子铁芯18包括6个分割铁芯部16，每个分割铁芯部16具有U相、V相和W相的线圈20。在定子铁芯18中，通过将多个分割铁芯部16配置成环状，来使得U相(U1相～U6相)、V相(V1相～V6相)和W相(W1相～W6相)的各线圈20沿图1中的顺时针方向以U1、V1、W1、U2、…、U6、V6和W6的顺序排列配置。

在此，一边参照图2～图4，一边对具有U1相～U6相、V1相～V6相和W1相～W6相的线圈20的各分割铁芯部16中有代表性的一个分割铁芯部16的结构进行说明。此外，在此进行说明的分割铁芯部16的一部分结构例如与日本发明专利授权公报第5813359号所公开的分割铁芯部的一部分结构大致相同。另外，所有相的分割铁芯部16具有相同的结构。因此，在此，对一个分割铁芯部16的结构进行概略说明。

分割铁芯部16具有：分割铁芯24，其将通过冲压而冲裁出的大致T字状的金属板(钢板)22层叠多张而构成；绝缘件26，其将分割铁芯24电绝缘；和线圈20，其由隔着绝缘件26而卷绕在分割铁芯24上的线圈线材(线圈导线)28构成。线圈线材28是截面呈长方形的扁平线。

大致T字状的分割铁芯24由磁轭部24a和磁极部24b构成，其中，磁轭部24a在箭头B1方向(朝向定子铁芯18的外侧的方向)侧沿箭头C方向(定子铁芯18的周向)延伸；磁极部24b从磁轭部24a向箭头B2方向(朝向定子铁芯18的内侧的方向)延伸。另外，在磁轭部24a的箭头C2方向上的端部形成有大致半圆状的嵌合凹部24c，在磁轭部24a的箭头C1方向上的端部形成有与嵌合凹部24c对应的大致半圆状的嵌合凸部24d。

绝缘件26由具有挠性的树脂等电绝缘材料构成。绝缘件26是线圈20的线圈架，具有卷绕线圈线材28的卷绕部30和引绕部32，其中，引绕部32从卷绕部30向箭头B1方向突出并用于将线圈线材28的端部(始端部或终端部)沿箭头C方向引绕至输入端子U、V、W和中性端子N的部位。

卷绕部30由能在箭头A方向(上下方向、即定子12的轴向)上嵌合的上侧卷绕部34和下侧卷绕部36构成。

被设置在箭头A1方向侧(上侧)的上侧卷绕部34具有：上侧卷绕部主体34a，其截面形成为大致U字状；上侧内周壁34b，其在上侧卷绕部主体34a的箭头B2方向的端部上竖立设置；和上侧外周壁34c，其以与上侧内周壁34b相向的方式，在上侧卷绕部主体34a的箭头B1方向的端部竖立设置。

另一方面，被设置在箭头A2方向侧(下侧)的下侧卷绕部36具有：下侧卷绕部主体36a，其以与上侧卷绕部主体34a相向的方式截面形成为大致U字状；下侧内周壁36b，其以与上侧内周壁34b相向的方式在下侧卷绕部主体36a的箭头B2方向的端部上竖立设置；和下侧外周壁36c，其以与下侧内周壁36b相向的方式在下侧卷绕部主体36a的箭头B1方向的端部上竖立设置。

因此，若以夹入分割铁芯24的磁极部24b的方式使上侧卷绕部34与下侧卷绕部36嵌合，则上侧卷绕部主体34a与下侧卷绕部主体36a、上侧内周壁34b与下侧内周壁36b、以及上侧外周壁34c与下侧外周壁36c分别部分重合而结合。即，通过从上侧卷绕部34的下方插入下侧卷绕部36，使上侧卷绕部34与下侧卷绕部36一体化而构成卷绕部30。

而且，通过上侧内周壁34b和下侧内周壁36b，在绝缘件26中的定子铁芯18的内周面的部位形成沿着箭头C方向(定子铁芯18的周向)延伸的内周壁38。另一方面，通过上侧外周壁34c和下侧外周壁36c，在绝缘件26中的定子铁芯18的外周面的部位形成有沿箭头C方向延伸的外周壁40。

在卷绕部30的中央部，沿着箭头B方向形成有孔42。磁极部24b嵌入到孔42中。在卷绕部30的内周壁38与外周壁40之间，通过卷绕线圈线材28而构成线圈20。此外，如图2和图4所示，线圈20中从磁极部24b向箭头A1方向和箭头A2方向突出的部分构成为线圈端部44、46。

另一方面，引绕部32以从上侧外周壁34c的上端部附近向箭头B1方向突出的方式设置。引绕部32由板状部件48、导线收纳部50和终端固定部52构成，其中，导线收纳部50形成在板状部件48上且在图1的俯视图中呈大致U字状；终端固定部52形成在导线收纳部50的背后(箭头B2方向的背面的箭头C1方向侧的部位)且对卷绕在卷绕部30上的线圈线材28的终端部进行固定。

导线收纳部50构成为能够沿箭头C方向收纳卷绕在卷绕部30上的线圈线材28的始端部或终端部。即，导线收纳部50由分别竖立设置在板状部件48的箭头C2方向侧和箭头C1方向侧的块体50a、50b和将块体50a、50b的箭头B2方向的背面连结的连结部50c构成。

在块体50a上，在箭头A方向上以规定间隔设置有导线端部保持槽54a，该导线端部保持槽54a沿箭头C方向延伸，具有可收纳扁平线的线圈线材28的始端部或终端部的宽度(沿箭头A方向的长度)和深度(沿箭头B方向的深度)。另一方面，在块体50b上，也与块体50a同样，在箭头A方向上以规定间隔设置有导线端部保持槽54b，该导线端部保持槽54b沿箭头C方向延伸，具有可收纳线圈线材28的始端部或终端部的宽度和深度。

在各分割铁芯部16上，分别卷绕有相同形状的扁平线的线圈线材28而构成线圈20。在导线收纳部50中，线圈线材28的始端部或终端部以使扁平线的长边侧沿着箭头A方向的状态沿箭头C方向引绕，并收纳于各导线端部保持槽54a、54b。因此，各导线端部保持槽54a、54b具有大致相同的宽度(高度)。另外，各导线端部保持槽54a、54b中的最上部的导线端部保持槽54a、54b的深度比其它导线端部保持槽54a、54b的深度深。而且，其他导线端部保持槽54a、54b的深度大致相同。

即，构成U1相～U6相的线圈20的各线圈线材28的始端部与输入端子U连接。构成V1相～V6相的线圈20的各线圈线材28的始端部与输入端子V连接。构成W1相～W6相的线圈20的各线圈线材28的始端部与输入端子W连接。另外，构成所有的相(U1～U6相、V1～V6相、W1～W6相)的线圈20的各线圈线材28的终端部与中性端子N连接。

因此，从所有相引绕出的共计18根线圈线材28的终端部被引绕并收纳于最深的导线端部保持槽54a、54b。在这种情况下，在各分割铁芯部16中，卷绕在自己的卷绕部30上的线圈线材28的终端部被固定在终端固定部52上，并被引绕至最深的导线端部保持槽54a、54b中。

另外，U1相～U6相共计6根线圈线材28的始端部被引绕并收纳于其他导线端部保持槽54a、54b。V1相～V6相共计6根线圈线材28的始端部被引绕并收纳于导线端部保持槽54a、54b。W1相～W6相共计6根线圈线材28的始端部被引绕并收纳于导线端部保持槽54a、54b。

[2.旋转电机10的特征性结构]

接着，一边参照图1～图6，一边对本实施方式所涉及的旋转电机10的特征性结构进行说明。

如图1、图2、图4和图5所示，特征性结构是指，在旋转电机10上设置有将多个分割铁芯部16的外周壁40与内周壁38连结且沿箭头C方向延伸的大致圆环状的盖部60、62。在这种情况下，上侧的盖部60被设置在各分割铁芯部16的上部(箭头A1方向侧)，并且下侧的盖部62被设置在各分割铁芯部16的下部(箭头A2方向侧)。两个盖部60、62是金属制或树脂制的大致相同形状的圆环状部件，以覆盖线圈端部44、46的方式分别设置于绝缘件26的上部和下部。

上侧的盖部60以从上方覆盖上侧(箭头A1方向侧)的线圈端部44的方式将上侧内周壁34b(内周壁38)的上端部与上侧外周壁34c(外周壁40)的上端部连结。另一方面，下侧的盖部62具有使上侧的盖部60上下翻转的形状，以从下方覆盖下侧的线圈端部46的方式将下侧内周壁36b(内周壁38)的下端部与下侧外周壁36c(外周壁40)的下端部连结。

如此，通过上侧和下侧的各线圈端部44、46、内周壁38、外周壁40、上侧和下侧的各盖部60、62，在定子12上形成收容各分割铁芯部16的线圈20的空间64。此外，上侧和下侧的各盖部60、62与内周壁38之间以及上侧和下侧的各盖部60、62与外周壁40之间通过垫片(packing)、密封件(seal)或粘接剂等各种连结机构而连结。总之，在各盖部60、62与内周壁38之间以及各盖部60、62与外周壁40之间插入形成液密式封堵的连结机构，以使后述的制冷剂不泄漏即可。

另外，在上侧和下侧的各盖部60、62的外侧，按每个分割铁芯部16沿A方向形成且与空间64连通的喷嘴66、68与该盖部60、62设置为一体。被设置于上侧的盖部60的喷嘴66是与未图示的制冷剂供给机构连接，并将从该制冷剂供给机构供给的制冷剂供给到空间64的供给喷嘴。另一方面，被设置于下侧的盖部62的喷嘴68是将空间64内的制冷剂排出到外部的排出喷嘴。

此外，在对线圈20通电的情况下，在该线圈20(线圈线材28)上产生焦耳热。制冷剂是用于冷却包括产生焦耳热的线圈端部44、46的线圈线材28的冷却介质(例如，冷却油)。因此，空间64是线圈20的收容空间，并且是用于形成冷却线圈20(线圈线材28)的制冷剂的流路的空间。

如上所述，在定子12上，各分割铁芯部16被配置成环状。因此，如图1和图5所示，在相邻的两个分割铁芯部16之间形成有间隙70。在本实施方式中，利用制冷剂对收容在空间64内的线圈20(线圈线材28)均匀地进行冷却，并且设置有用于防止该制冷剂从定子12泄漏的机构。

具体而言，如图4～图6所示，在上侧和下侧的盖部60、62的空间64侧(上侧的盖部60的底面、下侧的盖部62的上表面)，形成有制冷剂引导件72、74，该制冷剂引导件72、74将制冷剂向在C方向上相邻的两个分割铁芯部16的间隙70引导。制冷剂引导件72、74被设置在相邻的两个分割铁芯部16之间，并且具有随着从各盖部60、62沿A方向靠向定子12的轴向中心而顶部变细的锥度形状。

另外，在多个制冷剂引导件72、74的前端部上连结有板状部件76，该板状部件76沿A方向延伸，将相邻的两个分割铁芯部16的间隙70分隔开。板状部件76的一端部与被设置在上侧的盖部60上的A1方向侧的制冷剂引导件72的前端部连结，另一端部与被设置在下侧的盖部62上的A2方向侧的制冷剂引导件74的前端部连结。另外，为了防止制冷剂泄漏到转子侧，优选将板状部件76插入到间隙70的至少B2方向侧(定子12的内周面侧)。

而且，在本实施方式中，如图5和图6所示，若从制冷剂供给机构经由上侧的喷嘴66(供给喷嘴)供给制冷剂，则该制冷剂从喷嘴66向空间64供给。所供给的制冷剂从A1方向侧的制冷剂引导件72被引导至板状部件76，并在间隙70中沿着A方向流动。据此，能够利用该制冷剂适当地冷却上侧的线圈端部44和卷绕在分割铁芯24上的线圈线材28。

在间隙70中流动的制冷剂被A2方向侧的制冷剂引导件74引导至喷嘴68侧。据此，下侧的线圈端部46被适当地冷却。然后，到达下侧的喷嘴68(排出喷嘴)的制冷剂经由该喷嘴68被向外部排出。

此外，在上述说明中，将喷嘴66作为供给喷嘴，将喷嘴68作为排出喷嘴。在本实施方式中，即使在将喷嘴68作为供给喷嘴、将喷嘴66作为排出喷嘴的情况下，也能够适当地冷却线圈20。在这种情况下，需要注意的是，制冷剂向与图6中箭头所示的方向相反的方向流动。

[3.变形例]

接着，一边参照图7～图9一边对本实施方式的变形例进行说明。

在变形例中，在下侧的盖部62上未设置有喷嘴68。因此，在变形例中，仅在上侧的盖部60上，在每个分割铁芯部16上设置有喷嘴66。因此，在变形例中，沿着C方向交替地设置有供给喷嘴和排出喷嘴。

在这种情况下，如图8和图9所示，若从制冷剂供给机构经由一方的喷嘴66(图9的左侧的喷嘴66(供给喷嘴))供给制冷剂，则该制冷剂从喷嘴66被供给到空间64。所供给的制冷剂从A1方向侧的制冷剂引导件72被引导至板状部件76，并在间隙70中沿着A方向流动。据此，在设置有供给喷嘴的分割铁芯部16中，能够利用该制冷剂适当地冷却上侧的线圈端部44和被卷绕于分割铁芯24的线圈线材28。

在间隙70中流动的制冷剂通过A2方向侧的制冷剂引导件74被向设有另一方的喷嘴66(图9的右侧的喷嘴66(排出喷嘴))的分割铁芯部16引导。据此，在该分割铁芯部16中，下侧的线圈端部46被适当地冷却。然后，被引导的制冷剂在设置有排出喷嘴的分割铁芯部16中，从下侧的盖部62被引导至板状部件76，并在间隙70中沿A方向流动。据此，在设置有该排出喷嘴的分割铁芯部16中，能够适当地冷却被卷绕于分割铁芯24的线圈线材28。

在间隙70中流动的制冷剂通过A1方向侧的制冷剂引导件72被向排出喷嘴侧引导。据此，在设置有排出喷嘴的分割铁芯部16中，上侧的线圈端部44被适当地冷却。然后，到达排出喷嘴(喷嘴66)的制冷剂经由该喷嘴66向外部排出。

[4.本实施方式的效果]

如上所述，本实施方式所涉及的旋转电机10组装有定子12，该定子12具有将多个分割铁芯部16呈环状配置而形成的定子铁芯18。在这种情况下，多个分割铁芯部16分别具有分割铁芯24、围绕分割铁芯24的一部分的绝缘件26、隔着绝缘件26被卷绕于分割铁芯24的线圈线材28(线圈导线)。

另外，在多个绝缘件26中的定子铁芯18的外周面的部位设置有沿C方向(定子铁芯18的周向)延伸的外周壁40。另一方面，在多个绝缘件26中的定子铁芯18的内周面的部位设置有沿C方向延伸的内周壁38。

并且，旋转电机10还具有盖部60、62，该盖部60、62将多个外周壁40与多个内周壁38连结且沿C方向延伸，据此形成向被卷绕于分割铁芯24的线圈线材28供给制冷剂的空间64。

根据该结构，能够通过绝缘件26的外周壁40及内周壁38、和盖部60、62形成供给制冷剂的空间64。即，能够以最小限度的结构形成制冷剂的流路。据此，能够以紧凑的结构冷却包括线圈端部44、46的线圈线材28。

在此，旋转电机10还具有多个制冷剂引导件72、74，该多个制冷剂引导件72、74被设置于空间64，用于将制冷剂引导至在C方向上相邻的两个分割铁芯部16的间隙70。由于在两个分割铁芯部16的线圈20(被卷绕于绝缘件26的线圈线材28)之间形成有间隙70，因此，通过将制冷剂引导至该间隙70，能够适当地冷却该线圈20。

在这种情况下，多个制冷剂引导件72、74具有随着从盖部60、62沿A方向(定子12的轴向)靠向该定子12的中心而前端变细的锥度形状。据此，由于易于将制冷剂引导至间隙70，因此能够提高对线圈20的冷却能力。

另外，旋转电机10还具有板状部件76，该板状部件76与多个制冷剂引导件72、74的前端部连结，且分隔间隙70。据此，能够使被制冷剂引导件72、74引导的制冷剂易于沿间隙70的形成方向(定子12的轴向、即A方向)流动。其结果，进一步提高了对线圈20的冷却能力。

在这种情况下，多个板状部件76以填满间隙70的方式被插入该间隙70。据此，能够防止制冷剂从空间64泄漏到定子12的内周面侧(转子侧)。

另外，多个板状部件76被插入到间隙70的至少内周面侧。据此，能够在间隙70中的设有板状部件76的部位，有效地防止制冷剂泄漏到定子12的内周面侧。另一方面，在间隙70中的未设置有板状部件76的部位，能够以填满该间隙70的方式将线圈线材28卷绕在绝缘件26上。

另外，旋转电机10还具有喷嘴66、68(供给喷嘴)，该喷嘴66、68与盖部60、62一体设置，用于从外部向空间64供给制冷剂。据此，能够削减旋转电机10的零部件数量。

在这种情况下，喷嘴66、68按多个分割铁芯部16的每个分割铁芯部16被设置于盖部60、62。据此，由于能够对每个分割铁芯部16冷却线圈20，因此能够进一步提高冷却能力。

以上，使用优选的实施方式说明了本发明，但是本发明的技术范围不局限于上述的实施方式的记载范围。本领域技术人员清楚可以对上述实施方式添加各种变更或改良。由权利要求书的记载可明确，添加了这样的变更或改良的形式也能够包含在本发明的技术范围内。另外，权利要求书中记载的括号中的标记是为了易于理解本发明而按照附图中的标记来添加的，本发明不应被解释为限定于标注有该标记的要素。

Claims

1.一种旋转电机(10)，其组装有定子(12)，该定子(12)具有将多个分割铁芯部(16)呈环状配置而形成的定子铁芯(18)，该旋转电机的特征在于，

多个所述分割铁芯部(16)分别具有分割铁芯(24)、围绕所述分割铁芯(24)的一部分的绝缘件(26)、和隔着所述绝缘件(26)被卷绕于所述分割铁芯(24)的线圈导线(28)，

在多个所述绝缘件(26)中的所述定子铁芯(18)的外周面的部位设置有沿所述定子铁芯(18)的周向延伸的外周壁(40)，

在多个所述绝缘件(26)中的所述定子铁芯(18)的内周面的部位设置有沿所述周向延伸的内周壁(38)，

所述旋转电机(10)还具有第一盖部(60)、第二盖部(62)、多个喷嘴(66)、和板状部件(76)，其中，

所述第一盖部(60)将多个所述外周壁(40)的沿着所述定子(12)的轴向的一端部与多个所述内周壁(38)的沿着所述轴向的一端部连结，且沿所述周向延伸；

所述第二盖部(62)将多个所述外周壁(40)的沿着所述轴向的另一端部与多个所述内周壁(38)的沿着所述轴向的另一端部连结，且沿所述周向延伸，据此，与所述第一盖部(60)一起形成向被卷绕于所述分割铁芯(24)的所述线圈导线(28)供给制冷剂的空间(64)；

多个所述喷嘴(66)在所述第一盖部(60)上按多个所述分割铁芯部(16)的每个分割铁芯部(16)与所述第一盖部(60)一体设置；

所述板状部件(76)以填满在所述周向上相邻的两个所述分割铁芯部(16)的间隙(70)中的所述定子铁芯(18)的内周面侧的方式被插入到所述间隙(70)中的所述定子铁芯(18)的内周面侧，

多个所述喷嘴(66)是从外部向所述空间(64)供给所述制冷剂的供给喷嘴(66)和从所述空间(64)向外部排出所述制冷剂的排出喷嘴(66)，

所述供给喷嘴(66)和所述排出喷嘴(66)在所述第一盖部(60)上沿所述周向交替设置。

2.根据权利要求1所述的旋转电机(10)，其特征在于，

还具有多个制冷剂引导件(72、74)，该多个制冷剂引导件(72、74)被设置于所述空间(64)，用于将所述制冷剂引导至所述间隙(70)。

3.根据权利要求2所述的旋转电机(10)，其特征在于，

多个所述制冷剂引导件(72、74)具有随着从所述第一盖部(60)和所述第二盖部(62)靠向所述定子(12)的轴向的中心而前端变细的锥度形状。

4.根据权利要求2或3所述的旋转电机(10)，其特征在于，

所述板状部件(76)与多个所述制冷剂引导件(72、74)的前端部连结。