CN111869058B - 旋转电机的冷却结构 - Google Patents

Abstract

旋转电机的冷却结构具备：框体，其收容定子及转子；冷却介质，其与定子及转子接触来进行冷却；冷却机构，其是利用冷却水来对冷却介质进行冷却的冷却机构，具有形成于框体且设置有供冷却水流通的冷却水流路的冷却水配管，且冷却水配管与定子邻接；制冷剂配管，其设置有供冷却介质流通的制冷剂流路，且在隔着冷却水配管而与定子相反的一侧与冷却水配管邻接；以及制冷剂供给机构，其向制冷剂配管供给冷却介质。

Description

旋转电机的冷却结构

技术领域

本发明涉及旋转电机的冷却结构。

背景技术

有时在马达、发电机等旋转电机中设置有用于对定子及转子进行冷却的冷却结构。作为对定子及转子进行冷却的方法，存在使油等冷却介质与定子及转子接触来进行热交换的方法、使冷却水在内部流通的水套与定子接触的方法等。作为使用了冷却介质的方法，存在如下的方法：在收容定子及转子的框体内使冷却介质与定子或转子接触，将成为了高温的冷却介质利用设置在框体的外部的油冷却器来冷却，并将冷却后的冷却介质再次导入框体内。

例如，在专利文献1中公开了一种车辆用驱动装置，该车辆用驱动装置具备：电动机；润滑油冷却机构，其设置在电动机的外部，利用冷却水来冷却电动机的润滑油；冷却水循环机构，其使冷却水经由冷却水配管在对冷却水进行冷却的冷却水冷却机构与电动机及润滑油冷却机构之间循环；以及润滑油循环机构，其使润滑油经由润滑油配管在润滑油冷却机构与电动机之间循环。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006－174562号公报

发明内容

本发明要解决的问题

然而，近年来，要求旋转电机的输出的大型化及旋转电机的外形的小型化。在使旋转电机的输出大型化的情况下，发热量也会增大，因此需要更高效地冷却旋转电机。另外，在使旋转电机的外形小型化的情况下，旋转电机的冷却结构也被小型化，因此需要实现冷却效率的提高。

本发明提供具有优异的冷却效率的旋转电机的冷却结构。

用于解决课题的方案

(1)本发明的一方案的旋转电机的冷却结构是具备定子(20)及转子(30)的旋转电机(1)的冷却结构，其特征在于，具备：框体(3)，其收容所述定子(20)及所述转子(30)；冷却介质(9)，其与所述定子(20)及所述转子(30)中的至少任一方接触来对所述一方进行冷却；冷却机构(40)，其是利用冷却水(8)来对所述冷却介质(9)进行冷却的冷却机构(40)，具有形成于所述框体(3)且设置有供所述冷却水(8)流通的冷却水流路(45)的冷却水配管(41)，且所述冷却水配管(41)与所述定子(20)邻接；制冷剂配管(81)，其设置有供所述冷却介质(9)流通的制冷剂流路(82)，与所述冷却水配管(41)形成于同一构件，且在隔着所述冷却水配管(41)而与所述定子(20)相反的一侧与所述冷却水配管(41)邻接；以及制冷剂供给机构(59)，其向所述制冷剂配管(81)供给所述冷却介质，其中，所述定子(20)与所述冷却水配管(41)的上方邻接，所述制冷剂配管(81)与所述冷却水配管(41)的下方邻接，所述制冷剂流路(82)具备：第一流路(83)，其在所述转子(30)的旋转轴线方向上的所述制冷剂配管(81)与所述冷却水配管(41)重叠的范围内从所述旋转轴线方向的第一侧朝向第二侧延伸；以及第二流路(84)，其与所述第一流路(83)连通，且在所述旋转轴线方向上的所述制冷剂配管(81)与所述冷却水配管(41)重叠的范围内从所述旋转轴线方向的所述第二侧朝向所述第一侧延伸。

根据上述结构，除了能够利用冷却水配管来冷却定子以外，还能够在与冷却水配管邻接的制冷剂配管中将在框体的内部冷却旋转电机的冷却介质也利用冷却水配管同时进行冷却。由此，能够利用冷却水配管及冷却介质这两方来冷却旋转电机，而且冷却介质的冷却也能够在旋转电机的内部通过与冷却水配管的热交换来进行。因而，能够提供具有优异的冷却效率的旋转电机的冷却结构。

而且，能够使与定子接触后的冷却介质在重力的作用下下落而将该冷却介质向制冷剂配管的制冷剂流路引导。由此，能够容易形成冷却介质在冷却定子之后朝向制冷剂配管的流动。

另外，由于定子、冷却水配管及制冷剂配管沿着上下方向排列，因此能够抑制旋转电机的冷却结构在旋转轴线方向上大型化的情况。

而且，能够在制冷剂配管与冷却水配管重叠的范围内使冷却介质以沿着制冷剂流路在旋转轴线方向上往复的方式蜿蜒行进。由此，在制冷剂配管中冷却介质的热交换面积增加，因此能够使更大量的热量在冷却介质与冷却水配管之间进行热交换。因而，能够进一步提高冷却效率。

(2)在上述(1)的方案的旋转电机的冷却结构的基础上，也可以是，在比所述冷却水配管(41)靠下方的位置形成有贮存所述冷却介质(9)的贮存空间(55)。

通过如上那样构成，能够使与定子接触而温度上升了的冷却介质在贮存于贮存空间之间向制冷剂配管的制冷剂流路流通。由此，与定子接触而温度上升了的冷却介质在与贮存空间中残存的冷却介质混合来使温度降低之前，在制冷剂配管中与冷却水配管进行热交换。因而，能够进一步提高冷却效率。

(3)在上述(1)或(2)的方案的旋转电机的冷却结构的基础上，也可以是，向所述第一流路(83)导入与所述定子(20)及所述转子(30)中的至少任一方接触后的所述冷却介质(9)，所述第一流路(83)在绕着所述转子(30)的旋转轴线(O)的周向上设置有一对，所述第二流路(84)设置在一对所述第一流路(83)之间。

通过如上那样构成，定子在从旋转轴线方向观察时形成为圆环状，由此与定子邻接的冷却水配管及与冷却水配管邻接的制冷剂配管也在从旋转轴线方向观察时呈与定子同心的圆弧状延伸。因此，在配置于冷却水配管的下方的制冷剂配管中，设置于一对第一流路之间的第二流路位于比第一流路靠下方的位置。由此，能够使冷却介质在重力的作用下从第一流路朝向第二流路流动。因而，能够使冷却介质在制冷剂流路内顺畅地流动。

(4)在上述(3)的方案的旋转电机的冷却结构的基础上，也可以是，在比所述冷却水配管(41)靠下方的位置形成有贮存所述冷却介质(9)的贮存空间(55)，所述制冷剂流路(82)具备与所述贮存空间(55)连通的第三流路(85)，所述制冷剂配管(81)具备朝向所述旋转轴线方向的所述第一侧的第一侧面(81a)，在所述第一侧面(81a)设置有供所述冷却介质(9)导入的所述第一流路(83)的导入口(83a)和供从所述第一流路(83)流入到所述第二流路(84)中的所述冷却介质(9)排出的所述第二流路(84)的排出口(84a)，所述第三流路(85)具备：第一端开口(85a)，其在所述第一侧面(81a)开口，且供从所述第二流路(84)排出的所述冷却介质(9)流入；以及第二端开口(85b)，其面向所述贮存空间(55)，且供流入的所述冷却介质(9)排出。

通过如上那样构成，从在制冷剂配管的第一侧面开口的第二流路的排出口排出的冷却介质通过第一端开口向第三流路流入，并从在制冷剂配管的第二侧面开口的第二端开口排出。由此，能够使冷却介质以沿着制冷剂流路在旋转轴线方向上至少往复1.5次的方式蜿蜒行进。由此，在制冷剂配管中冷却介质的热交换面积增加，因此能够使更大量的热量在冷却介质与冷却水配管之间进行热交换。因而，能够进一步提高冷却效率。

(5)在上述(1)～(4)中的任一方案的旋转电机的冷却结构的基础上，也可以是，所述冷却水流路(45)沿着绕着所述转子(30)的旋转轴线(O)的周向延伸，所述制冷剂流路(82)的至少一部分沿着所述转子(30)的旋转轴线方向延伸。

通过如上那样构成，冷却水的流通方向与冷却介质的流通方向交叉，因此与冷却水流路及制冷剂流路彼此平行地延伸的结构相比，能够容易形成冷却水流路及制冷剂流路。

发明效果

根据上述的旋转电机的冷却结构，能够提供具有优异的冷却效率的旋转电机的冷却结构。

附图说明

图1是实施方式的马达的剖视图。

图2是表示与图1的II－II线相当的剖面的立体图。

图3是与图1的III－III线相当的部分的剖视图。

图4是与图3的IV－IV线相当的部分的剖视图。

图5是与图1的V－V线相当的部分的剖视图。

图6是从第二壳体侧观察制冷剂配管的内部结构的立体图。

图7是与图1的VII－VII线相当的部分的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，对具有相同或类似的功能的结构标注同一符号。并且，有时省略对这些结构的重复说明。

在本实施方式中，作为旋转电机的冷却结构，对车辆驱动用的马达的冷却结构进行说明。车辆驱动用的马达(以下，称为“马达”)是搭载于跨骑型的电动二轮车那样的车辆上的行驶用马达。但是，本发明的结构不局限于行驶用马达，还能够适用于发电用马达、车辆用以外的旋转电机(包括发电机)。在以下的说明中，在对马达的简要结构进行说明之后，对马达的冷却结构进行说明。

(马达的简要结构)

首先对实施方式的马达1的简要结构进行说明。

图1是实施方式的马达的剖视图。

如图1所示，马达1主要具备定子20、转子30以及收容定子20和转子30的壳体3(框体)。需要说明的是，在以下的说明中，将沿着转子30的旋转轴线O的方向称为“轴向”(旋转轴线方向)，将绕着旋转轴线O的周向称为“周向”，将转子30的径向称为“径向”。即，轴向是转子30的旋转轴线方向，径向是与轴向正交且从旋转轴线O呈放射状延伸的方向。另外，在以下的说明中使用的上下方向是将马达1搭载于车辆的状态下的铅垂方向，是与轴向正交的一个方向。另外，在各图中，箭头UP表示上方。

壳体3具备：配置在轴向的中央部的第一壳体11；配置在第一壳体11的轴向的第一侧的第二壳体12；隔着第一壳体11而配置在与第二壳体12相反的一侧的第三壳体13；隔着第三壳体13而配置在与第一壳体11相反的一侧的第四壳体14；以及隔着第二壳体12而配置在与第一壳体11相反的一侧的第五壳体15。

第一壳体11形成为与旋转轴线O同轴的圆筒状。第一壳体11在轴向的两侧开口。第一壳体11以从径向的外侧覆盖定子20及转子30的方式配置。

第二壳体12形成为与旋转轴线O同轴的圆筒状。第二壳体12形成为在第一壳体11侧开口的有底圆筒状。第二壳体12具备以闭塞一端部的方式沿着与径向正交的方向延伸的闭塞部12a。在闭塞部12a形成有与旋转轴线O同轴的贯通孔12b。另外，在闭塞部12a的上部形成有贯通闭塞部12a的通气孔12c(参照图2)。

第三壳体13形成为与旋转轴线O同轴的圆筒状。第三壳体13在轴向的两侧开口。

第四壳体14形成为与旋转轴线O同轴的圆筒状。第四壳体14形成为在第三壳体13侧开口的有底圆筒状。第四壳体14具备以闭塞一端部的方式沿着与径向正交的方向延伸的闭塞部14a。在闭塞部14a形成有与旋转轴线O同轴的贯通孔14b。

第五壳体15形成为与旋转轴线O同轴的圆筒状。第五壳体15形成为在第二壳体12侧开口的有底圆筒状。第五壳体15具备以闭塞一端部的方式沿着与径向正交的方向延伸的闭塞部15a。在闭塞部15a形成有与旋转轴线O同轴的贯通孔15b。

在壳体3的内部形成有由第一壳体11、第二壳体12、第三壳体13及第四壳体14包围的马达室5。在马达室5中收容有定子20及转子30。另外，在壳体3的内部设置有由第二壳体12及第五壳体15包围的通气室6。马达室5及通气室6通过第二壳体12的闭塞部12a而彼此划分开。通气室6构成为使马达室5的内部的空气向壳体3的外部逸散。

图2是表示与图1的II－II线相当的剖面的立体图。

如图2所示，通气室6经由第二壳体12的通气孔12c与马达室5连通。在通气室6设置有：将通气室6与壳体3的外部连通的上部连通路6a及下部连通路6b；以及使从通气孔12c至上部连通路6a的空气的流路成为迷宫状的多个(在本实施方式中为四个)肋7。多个肋7设置在上部连通路6a的下方且在从轴向观察时设置在上部连通路6a与通气孔12c之间。多个肋7在上下方向上排列设置。多个肋7在从轴线方向观察时从第五壳体15的周壁交替地延伸。各肋7延伸至在水平方向上比与上部连通路6a相同的位置靠前的位置。如图1所示，各肋7从第五壳体15的闭塞部15a朝向第二壳体12沿着轴向延伸。各肋7的前端与第二壳体12的闭塞部12a抵接。

根据这样的通气室6，通过通气孔12c(参照图2)进入到通气室6中的空气通过迷宫状的肋7之间而被从上部连通路6a向壳体3的外部放出。另外，进入到通气室6中的制冷剂无法通过迷宫状的肋7之间而向通气室6的下部下落，被从下部连通路6b向壳体3的外部放出。

定子20及转子30构成内转子型的IPM马达(内置式永磁同步马达)。

图3是与图1的III－III线相当的部分的剖视图。

如图3所示，定子20具备定子铁心21和装配于定子铁心21的线圈22。定子铁心21形成为圆筒状。定子铁心21以使外周面与第一壳体11的内周面密接的状态通过压入等固定于第一壳体11。定子铁心21的外周面在整个轴向上与第一壳体11的内周面接触。

定子铁心21通过将多个分割铁心23沿着周向排列而构成。分割铁心23通过将由电磁钢板构成的磁性板材沿着轴向层叠而成。分割铁心23具备背轭24和齿25。背轭24通过将在周向上邻接的分割铁心23彼此连结而在定子铁心21的径向外侧构成圆环状的部分。齿25从背轭24朝向径向内侧突出设置。在邻接的分割铁心23的齿25之间构成槽状的线圈槽26。即，在定子铁心21上，齿25及线圈槽26在周向上交替地配置。线圈槽26在轴向两侧开口。

线圈22以集中绕组的形式隔着绝缘体28卷绕安装于各齿25。绝缘体28包围分割铁心23的齿25。绝缘体28由树脂等电绝缘材料形成。绝缘体28以从线圈22与齿25之间以及径向的两侧与线圈22对置的方式配置。线圈22在轴向两端部具备从定子铁心21突出的线圈端22a(参照图1)。

如图1所示，转子30在定子20的内侧与定子20隔开规定间隔地配置。转子30具备能够旋转地支承于壳体3的轴31、外插于轴31的转子铁心32、装配于转子铁心32的磁铁33、以及与转子铁心32的端面对置地配置的第一端面板34A及第二端面板34B。

轴31以旋转轴线O为中心轴线而沿着轴向延伸。轴31穿过第二壳体12的贯通孔12b、第四壳体14的贯通孔14b及第五壳体15的贯通孔15b。轴31从壳体3向轴向两侧突出。轴31经由轴承101能够旋转地支承于第二壳体12。轴31经由轴承102能够旋转地支承于第四壳体14。轴31经由轴承103能够旋转地支承于第五壳体15。

如图3所示，转子铁心32形成为与轴31同心的圆筒状。转子铁心32与定子铁心21的内周面隔开规定间隔地对置配置。转子铁心32例如通过将电磁钢板沿着轴向层叠多片来形成。转子铁心32固定于轴31。由此，转子铁心32与轴31成为一体，能够相对于壳体3及定子20绕着旋转轴线O旋转。

在转子铁心32上，在规定的周向角度区域分别形成有供磁铁33装配的槽组36、以及减重孔37。槽组36形成在转子铁心32的外周部。槽组36具备一对磁铁槽38。在磁铁槽38中分别配置有一个磁铁33。在各槽组36中，一对磁铁槽38在周向上隔开间隔地形成。磁铁槽38沿轴向贯通转子铁心32。一对磁铁槽38在从轴向观察时关于从旋转轴线O朝向槽组36的周向上的中央部延伸的射线而彼此线对称地形成。减重孔37沿轴向贯通转子铁心32。减重孔37在从轴向观察时形成为三角形状。减重孔37以周向的宽度随着从径向内侧朝向外侧而逐渐变窄的方式形成。

磁铁33是稀土类磁铁。作为稀土类磁铁，例如举出有钕磁铁、钐钴磁铁、镨磁铁等。磁铁33在从轴向观察时形成为矩形形状，沿着轴向同样地延伸。磁铁33的轴向上的尺寸与转子铁心32的轴向上的尺寸大致一致。磁铁33的磁化方向被定向为径向。

如图1所示，第一端面板34A及第二端面板34B分别由铝等非磁性材料形成为与转子铁心32的外径大致同径的圆板状。在第一端面板34A及第二端面板34B的中心分别形成有沿着厚度方向(轴向)贯通的压入孔。

第一端面板34A与转子铁心32中的朝向第二壳体12侧的第一端面对置配置。第一端面板34A外插于轴31而被固定。第一端面板34A与转子铁心32的第一端面密接。由此，第一端面板34A限制配置于磁铁槽38的磁铁33向第二壳体12侧脱落的情况。在第一端面板34A上形成有将转子铁心32的减重孔37的内部与马达室5连通的贯通孔。

第二端面板34B与转子铁心32中的朝向第三壳体13侧的第二端面对置配置。第二端面板34B外插于轴31而被固定。第二端面板34B与转子铁心32的第二端面密接。由此，第二端面板34B限制配置于磁铁槽38的磁铁33向第三壳体13侧脱落的情况。在第二端面板34B上形成有将转子铁心32的减重孔37的内部与马达室5连通的贯通孔。

(马达的冷却结构)

接着，对实施方式的马达1的冷却结构进行说明。本实施方式的马达1的冷却结构具备水冷机构40(冷却机构)和油冷机构50。

(水冷机构)

水冷机构40利用冷却水8对定子20及后述的冷却油9(冷却介质)进行冷却。水冷机构40具备水套41(冷却水配管)、未图示的水泵及散热器。散热器设置在马达1的外部。水冷机构40通过设置在水套41与散热器之间的水泵来使冷却水8在水套41与散热器之间循环。

水套41形成在第一壳体11的内周部。即，水套41与定子铁心21的外周面密接。在水套41设置有供从水泵压力输送来的冷却水8流通的冷却水流路45。

如图3所示，冷却水流路45沿着周向呈圆弧状延伸。冷却水流路45在从轴向观察时关于与旋转轴线O正交且沿着上下方向延伸的直线呈线对称地设置。冷却水流路45具备一对冷却水流入口46和一对冷却水流出口47。一对冷却水流入口46设置在冷却水流路45的两端部。一对冷却水流入口46设置在第一壳体11的上部。一对冷却水流入口46在第一壳体11的外表面朝向上方开口。需要说明的是，在以下的说明中，将马达1的特定部位在从轴向观察时关于与旋转轴线O正交且沿着上下方向延伸的直线呈线对称地设置的结构称为在从轴向观察时呈左右对称。

一对冷却水流出口47设置在冷却水流路45的中间部。一对冷却水流出口47在从轴向观察时设置在比旋转轴线O靠下方的位置且设置在比冷却水流路45的最下部靠上方的位置。一对冷却水流出口47在第一壳体11的外表面朝向斜下方开口。

图4是与图3的IV－IV线相当的部分的剖视图。

如图4所示，冷却水流路45将轴向作为宽度方向而以固定的宽度延伸。在冷却水流路45的内表面上设置有使流路截面积局部地缩窄的多个突出部49。突出部49从冷却水流路45的轴向两侧的内表面交替地突出。各突出部49与冷却水流路45的径向两侧的内表面相连。各突出部49以前端位于冷却水流路45的宽度方向的中心线C上的方式或者前端跨过中心线C的方式延伸。在本实施方式中，各突出部49的前端位于中心线C上。

如图3所示，多个突出部49中的至少一部分的突出部49设置在周向上的与分割铁心23的齿25相同的位置。即，冷却水流路45的流路截面积在周向上的与齿25相同的位置处局部地变小。

根据这样的水冷机构40，被散热器冷却后的冷却水8通过水泵向冷却水流路45压力输送。流入到冷却水流路45中的冷却水8在冷却水流路45中流通的过程中对与水套41密接的定子铁心21进行冷却。在冷却水流路45中流通而温度上升了的冷却水8再次向散热器输送而被冷却。

(油冷机构)

如图1所示，油冷机构50利用冷却油9对定子20及转子30进行冷却。油冷机构50具备制冷剂导入部51、转子油冷部60、定子油冷部70、制冷剂冷却部80、贮存部54、排出部57、制冷剂引导部90和油泵59(制冷剂供给机构)。

制冷剂导入部51接受从油泵59压力输送来的冷却油9并将其向壳体3内导入。制冷剂导入部51具备设置于第四壳体14的闭塞部14a的导入流路52。导入流路52沿着上下方向延伸。导入流路52的下端部在壳体3的外表面开口。导入流路52的上端部在第四壳体14的贯通孔14b的内周面开口。

转子油冷部60利用冷却油9来对转子30进行冷却。转子油冷部60具备：形成于转子30的轴31的轴流路61；将轴流路61与转子铁心32的减重孔37连通的连通部62；以及转子铁心32的减重孔37。

轴流路61在轴31的内部沿着轴向延伸。轴流路61具备流入口63和流出口64。流入口63设置在与第四壳体14的贯通孔14b的内周面在径向上对置的位置。流入口63形成在轴向上的与导入流路52的上端部相同的位置。流入口63以贯通轴31的周壁的方式形成。流出口64设置在与转子铁心32的内周面在径向上对置的位置。流出口64形成在轴向上的与转子铁心32的中心相同的位置。流出口64以贯通轴31的周壁的方式形成。

连通部62形成于转子铁心32。连通部62形成在周向上的与转子铁心32的减重孔37相同的位置。连通部62形成在轴向上的与转子铁心32的中心相同的位置。连通部62将转子铁心32的内周面与减重孔37的内表面之间贯通。连通部62在转子铁心32的内周面上，在面向轴流路61的流出口64的位置开口。由此，连通部62将轴流路61与减重孔37连通。

根据这样的转子油冷部60，通过与轴31的旋转相伴的离心力来使轴流路61内的冷却油9向转子铁心32的减重孔37流出。流入到减重孔37中的制冷剂朝向轴向两侧分流，通过第一端面板34A及第二端面板34B的贯通孔而向马达室5内排出。由此，转子铁心32与冷却油9进行热交换而被冷却。

定子油冷部70利用冷却油9来对定子20进行冷却。定子油冷部70具备喷嘴构件71。喷嘴构件71将从制冷剂导入部51输送来的冷却油9朝向定子20喷出。喷嘴构件71设置在定子20与第四壳体14的闭塞部14a之间。喷嘴构件71具备与第四壳体14的闭塞部14a对置并密接的基部72以及从基部72朝向定子20延伸的喷嘴73。在基部72形成有槽部74，在该槽部74与第四壳体14的闭塞部14a之间形成冷却油9的流路。槽部74沿着周向呈环状延伸。槽部74内通过未图示的流路而与导入流路52连通。喷嘴73设置成与定子铁心21的线圈槽26(参照图3)相同的数量。喷嘴73沿着轴向延伸。喷嘴73的基端部在槽部74的壁面开口。喷嘴73的前端部配置在与定子铁心21的线圈槽26对置的位置(参照图7)。

根据这样的定子油冷部70，从油泵59经由导入流路52压力输送到槽部74内的冷却油9从喷嘴73的前端部喷出。从喷嘴73喷出的冷却油9的一部分通过定子铁心21的线圈槽26而沿着轴向流动。具体而言，冷却油9通过卷绕安装在相邻的分割铁心23的齿25上的一对线圈22之间而沿着轴向流通。由此，线圈22与冷却油9进行热交换而被冷却。通过一对线圈22之间的冷却油9向马达室5内的定子20与第二壳体12之间的空间流出。从喷嘴73喷出的冷却油9的剩余部分不向定子铁心21的线圈槽26流入而向马达室5内的定子20与第四壳体14之间的空间流出。向定子20与第四壳体14之间的空间流出的冷却油9下落而贮存在后述的贮存空间55中。

制冷剂冷却部80对通过转子油冷部60及定子油冷部70与定子20及转子30进行热交换而温度上升了的冷却油9的一部分进行冷却。制冷剂冷却部80具备制冷剂配管81。

制冷剂配管81形成于第一壳体11。在制冷剂配管81设置有供冷却油9流通的制冷剂流路82。即，制冷剂配管81是第一壳体11中的设置有制冷剂流路82的部分。制冷剂配管81设置在比水套41靠径向的外侧且靠下方的位置。具体而言，制冷剂配管81设置在水套41的最下部的下方。

如图3所示，制冷剂流路82具备第一流路83、第二流路84和第三流路85。第一流路83、第二流路84及第三流路85分别沿轴向贯通第一壳体11。

图5是与图1的V－V线相当的部分的剖视图。

如图5所示，第一流路83在周向上设置有一对。一对第一流路83在周向上隔开间隔地设置。一对第一流路83在从轴向观察时呈左右对称地设置。第一流路83的下表面随着从轴向上的第二壳体12侧朝向第三壳体13侧而朝向下方倾斜延伸。第一流路83具备导入口83a。导入口83a在制冷剂配管81中的朝向轴向上的第二壳体12侧的第一侧面81a开口。导入口83a形成为长轴沿着周向的长圆形状。

第二流路84在周向上设置有一对。一对第二流路84设置在一对第一流路83之间。一对第二流路84在周向上隔开间隔地设置。一对第二流路84在从轴向观察时呈左右对称地设置。第二流路84的下表面随着从轴向上的第三壳体13侧朝向第二壳体12侧而朝向下方倾斜延伸。第二流路84具备在制冷剂配管81的第一侧面81a开口的排出口84a。排出口84a形成为长轴沿着周向的长圆形状。排出口84a的下缘设置在比第一流路83的导入口83a的下缘靠下方的位置。

图6是从第二壳体侧观察制冷剂配管的内部结构的立体图。

如图6所示，第二流路84在周向上与周向上相邻的第一流路83的第三壳体13侧的端部相连。由此，周向上彼此相邻的第一流路83及第二流路84的第三壳体13侧的开口彼此相连。第一流路83及第二流路84各自的下表面在第三壳体13侧的端部彼此平滑地相连。

图7是与图1的VII－VII线相当的部分的剖视图。

如图7所示，第一流路83及第二流路84的第三壳体13侧的开口在仅使上端部稍微开口的状态下由第三壳体13闭塞。由此，能够使在第一流路83及第二流路84内变得过多的冷却油9向第三壳体13侧流出。

如图5所示，第三流路85在周向上设置有一对。一对第三流路85设置在第一流路83及第二流路84的下方。一对第三流路85在周向上隔开间隔地设置。一对第三流路85在从轴向观察时呈左右对称地设置。第三流路85的下表面随着从轴向上的第二壳体12侧朝向第三壳体13侧而朝向下方倾斜延伸。

如图5及图7所示，第三流路85具备在制冷剂配管81的第一侧面81a开口的第一端开口85a和在制冷剂配管81的第二侧面81b开口的第二端开口85b。第一端开口85a设置在第二流路84的排出口84a的下方。第一端开口85a的下缘与第二壳体12的内表面的最下部相连。

如图1所示，贮存部54跨第三壳体13及第四壳体14地形成。在贮存部54形成有将导入到壳体3内的冷却油9最终贮存的贮存空间55。即，贮存部54是第三壳体13及第四壳体14中的设置有贮存空间55的部分。贮存空间55形成在比水套41的最下部靠下方的位置。贮存空间55在上方开口而与马达室5内连通。另外，第三流路85的第二端开口85b面向贮存空间55而使第三流路85与贮存空间55连通(参照图7)。

排出部57将贮存在贮存空间55中的冷却油9向壳体3的外部排出。排出部57沿着上下方向贯通贮存部54的下部。在本实施方式中，排出部57贯通第四壳体14的下部。排出部57的上端部在贮存空间55的下表面开口。排出部57的下端部在壳体3的外表面开口。

制冷剂引导部90将流出到定子20与第二壳体12之间的空间内的冷却油9向规定位置引导。制冷剂引导部90具备下落防止壁91、飞散防止壁92和导入壁94。

如图1及图5所示，下落防止壁91抑制通过相邻的线圈22彼此之间而流出到定子20与第二壳体12之间的空间内的冷却油9向转子30下落的情况。下落防止壁91从第二壳体12的闭塞部12a的内表面朝向定子20沿着轴向延伸。下落防止壁91以在从轴向观察时从上方覆盖转子30的方式设置。下落防止壁91在从轴向观察时呈以旋转轴线O为中心的圆弧状延伸。下落防止壁91的上表面在与定子铁心21的线圈槽26(参照图3)的径向内侧的端部相同的位置处沿着周向延伸。下落防止壁91的前端接近定子20的轴向上的第二壳体12侧的端部(在图示的例子中为绝缘体28的端部)并与该端部对置。由此，通过相邻的线圈22彼此之间而流出的冷却油9顺着下落防止壁91的外周面被向从轴向观察时比转子30靠水平方向的外侧的位置引导。

飞散防止壁92抑制通过相邻的线圈22彼此之间而流出到定子20与第二壳体12之间的空间内的冷却油9向径向的外侧飞散的情况。飞散防止壁92从第二壳体12的闭塞部12a的内表面朝向第一壳体11沿着轴向延伸。飞散防止壁92以在从轴向观察时从上方覆盖定子20的方式设置。飞散防止壁92在从轴向观察时呈以旋转轴线O为中心的圆弧状延伸。飞散防止壁92在与第二壳体12的通气孔12c和定子20之间的部位相同的位置处沿着周向延伸。飞散防止壁92的前端接近第一壳体11并与该第一壳体11对置。由此，能够抑制通过定子铁心21的线圈槽26而流出的冷却油9向径向外侧及上方飞散而进入通气孔12c的情况。

如图1及图5所示，导入壁94将流出到定子20与第二壳体12之间的空间内的冷却油9向制冷剂配管81的第一流路83的导入口83a引导。导入口83a从第二壳体12的闭塞部12a的内表面朝向第一壳体11沿着轴向延伸。导入壁94的前端缘与制冷剂配管81的第一侧面81a抵接。导入壁94由支承构件95从下方进行支承，该支承构件95从第一壳体11中的一对第三流路85的第一端开口85a之间的部位延伸。

如图5所示，导入壁94设置在定子20的下方。导入壁94在从轴向观察时比定子20向水平方向宽幅地延伸。导入壁94具备：从轴向观察时将一对第二流路84的排出口84a一起从上方及侧方覆盖的中间部94a；以及从轴向观察时从中间部94a的两端部通过第一流路83的导入口83a的下方而延伸的一对侧部94b。中间部94a在从轴向观察时随着从与旋转轴线O正交的直线向水平方向离开而朝向下方倾斜延伸。侧部94b随着从中间部94a的端部向水平方向离开而朝向上方倾斜延伸。侧部94b的上表面在中间部94a与侧部94b的连接部附近沿着第一流路83的导入口83a的下缘延伸。

根据这样的导入壁94，将顺着下落防止壁91的上表面流动之后从下落防止壁91下落的冷却油9在一对侧部94b处承接。下落到导入壁94的侧部94b的冷却油9按照侧部94b的倾斜来流动而被向第一流路83的导入口83a引导。另外，导入壁94将从转子铁心32的减重孔37向第二壳体12侧下落的冷却油9在中间部94a处承接。下落到导入壁94的中间部94a的冷却油9按照中间部94a的倾斜来流动而被向第一流路83的导入口83a引导。

从导入口83a导入到第一流路83的冷却油9经由第一流路83及第二流路84而从第二流路84的排出口84a排出。此时，冷却油9在从径向观察时，在与水套41重叠的区域中一边蜿蜒行进一边流通。从第二流路84的排出口84a排出后的冷却油9向马达室5的下部下落而从第三流路85的第一端开口85a向第三流路85流入。流入到第三流路85的冷却油9按照第三流路85的下表面的倾斜来流动而从第二端开口85b排出。从第三流路85的第二端开口85b排出的冷却油9贮存在贮存部54的贮存空间55中并从排出部57适当排出。

如以上所说明的那样，本实施方式的马达1的冷却结构具有：壳体3；冷却油9，其与定子20及转子30接触来进行冷却；水冷机构40，其是利用冷却水8来对冷却油9进行冷却的水冷机构40，具有形成于壳体3且设置有供冷却水8流通的冷却水流路45的水套41，且水套41与定子20邻接；制冷剂配管81，其设置有供冷却油9流通的制冷剂流路82，且在隔着水套41而与定子20相反的一侧与水套41邻接；以及油泵59，其向制冷剂配管81供给冷却油9。

根据该结构，除了能够利用水套41来冷却定子20以外，还能够在与水套41邻接的制冷剂配管81中将在壳体3的内部冷却马达1的冷却油9也利用水套41同时进行冷却。由此，能够利用水套41及冷却油9这两方来冷却马达1，而且冷却油9的冷却也能够在马达1的内部通过与水套41的热交换来进行。因而，能够提供具有优异的冷却效率的马达的冷却结构。

而且，在像现有技术那样使用设置在马达的外部的油冷却器来对冷却油进行冷却的结构中，在要实现油冷却器中的冷却效率的提高的情况下，为了增加热交换面积而使在油冷却器的内部流通的冷却油的量增加。于是，在马达的内部与外部之间循环的冷却油的量增加，因此冷却结构可能会复杂化。根据本实施方式，由于冷却油9的冷却也能够在马达1的内部通过与水套41的热交换来进行，因此能够简单地构成马达的冷却结构。

另外，定子20与水套41的上方邻接，制冷剂配管81与水套41的下方邻接。

根据该结构，能够使与定子20接触后的冷却油9在重力的作用下下落而将该冷却油9向制冷剂配管81的制冷剂流路82引导。由此，能够容易形成冷却油9在冷却定子20之后朝向制冷剂配管81的流动。

另外，由于定子20、水套41及制冷剂配管81沿着上下方向排列，因此能够抑制马达的冷却结构在轴向上大型化的情况。

另外，在水套41的下方形成有贮存冷却油9的贮存空间55。

根据该结构，能够使与定子20接触而温度上升了的冷却油9在贮存于贮存空间55之前向制冷剂配管81的制冷剂流路82流通。由此，与定子20接触而温度上升了的冷却油9在与贮存空间55中残存的冷却油9混合来使温度降低之前，在制冷剂配管81中与水套41进行热交换。因而，能够进一步提高冷却效率。

另外，制冷剂流路82具备：在轴向上的制冷剂配管81与水套41重叠的范围内从轴向的第二壳体12侧朝向第三壳体13侧延伸的第一流路83；以及在轴向上的制冷剂配管81与水套41重叠的范围内从轴向的第三壳体13侧朝向第二壳体12侧延伸的第二流路84。

根据该结构，能够在制冷剂配管81与水套41重叠的范围内使冷却油9以沿着制冷剂流路82在轴向上往复的方式蜿蜒行进。由此，在制冷剂配管81中冷却油9的热交换面积增加，因此能够使更大量的热量在冷却油9与水套41之间进行热交换。因而，能够进一步提高冷却效率。

另外，第一流路83在周向上设置有一对，第二流路84设置在一对第一流路83之间。根据该结构，通过定子20在从轴向观察时形成为圆环状，由此与定子20邻接的水套41及与水套41邻接的制冷剂配管81也在从轴向观察时呈与定子20同心的圆弧状延伸。因此，在配置于水套41的下方的制冷剂配管81中，设置于一对第一流路83之间的第二流路84位于比第一流路83靠下方的位置。由此，能够使冷却油9在重力的作用下从第一流路83朝向第二流路84流动。因而，能够使冷却油9在制冷剂流路82内顺畅地流出。

另外，在制冷剂配管81的第一侧面81a设置有供冷却油9导入的第一流路83的导入口83a以及供从第一流路83流入到第二流路84中的冷却油9排出的第二流路84的排出口84a。制冷剂流路82具备与贮存空间55连通的第三流路85，第三流路85具备：在制冷剂配管81的第一侧面81a开口且供从第二流路84排出的冷却油9流入的第一端开口85a；以及面向贮存空间55且供流入的冷却油9排出的第二端开口85b。

根据该结构，从在制冷剂配管81的第一侧面81a开口的第二流路84的排出口84a排出的冷却油9通过第一端开口85a向第三流路85流入，并从在制冷剂配管81的第二侧面81b开口的第二端开口85b排出。由此，能够使冷却油9以沿着制冷剂流路82在轴向上至少往复1.5次的方式蜿蜒行进。由此，在制冷剂配管81中冷却油9的热交换面积增加，因此能够使更大量的热量在冷却油9与水套41之间进行热交换。因而，能够进一步提高冷却效率。

另外，水套41沿着周向延伸，制冷剂流路82的至少一部分沿着轴向延伸。

根据该结构，由于冷却水8的流通方向与冷却油9的流通方向交叉，因此与冷却水流路45及制冷剂流路82彼此平行地延伸的结构相比，能够容易形成冷却水流路45及制冷剂流路82。

另外，冷却水流路45通过设置在内表面的突出部49而以在周向上的与齿25相同的位置处使流路截面积局部地变小的方式形成。

根据该结构，由于在周向上的与齿25相同的位置处冷却水8的流速变快，因此能够使水套41的冷却效率在周向上的与齿25相同的位置处提高。因而，能够利用水套41高效地冷却卷绕安装有作为发热部位的线圈22的齿25。

需要说明的是，本发明并不限定于参照附图来说明的上述的实施方式，在其技术范围内考虑有各种各样的变形例。

例如，在上述实施方式中，转子铁心32的减重孔37设置在周向上的与各槽组36相同的位置，但也可以设置在周向上的槽组36之间的位置。

此外，可以在不脱离本发明的主旨的范围内将上述的实施方式中的构成要素适当置换为周知的构成要素。

符号说明

1…马达(旋转电机)

3…壳体(框体)

8…冷却水

9…冷却油(冷却介质)

20…定子

30…转子

40…水冷机构(冷却机构)

41…水套(冷却水配管)

45…冷却水流路

55…贮存空间

59…油泵(制冷剂供给机构)

81…制冷剂配管

81a…第一侧面

82…制冷剂流路

83…第一流路

83a…导入口

84…第二流路

84a…排出口

85…第三流路

85a…第一端开口

85b…第二端开口

O…旋转轴线

Claims (7)

1.一种旋转电机的冷却结构，其是具备定子(20)及转子(30)的旋转电机(1)的冷却结构，其中，

所述旋转电机的冷却结构具备：

框体(3)，其收容所述定子(20)及所述转子(30)；

冷却介质(9)，其与所述定子(20)及所述转子(30)中的至少任一方接触来对所述一方进行冷却；

冷却机构(40)，其是利用冷却水(8)来对所述冷却介质(9)进行冷却的冷却机构(40)，具有形成于所述框体(3)且设置有供所述冷却水(8)流通的冷却水流路(45)的冷却水配管(41)，且所述冷却水配管(41)与所述定子(20)邻接；

制冷剂配管(81)，其设置有供所述冷却介质(9)流通的制冷剂流路(82)，与所述冷却水配管(41)形成于同一构件，且在隔着所述冷却水配管(41)而与所述定子(20)相反的一侧与所述冷却水配管(41)邻接；以及

制冷剂供给机构(59)，其向所述制冷剂配管(81)供给所述冷却介质(9)，

所述定子(20)与所述冷却水配管(41)的上方邻接，

所述制冷剂配管(81)与所述冷却水配管(41)的下方邻接，

所述制冷剂流路(82)具备：

第一流路(83)，其在所述转子(30)的旋转轴线方向上的所述制冷剂配管(81)与所述冷却水配管(41)重叠的范围内从所述旋转轴线方向的第一侧朝向第二侧延伸；以及

第二流路(84)，其与所述第一流路(83)连通，且在所述旋转轴线方向上的所述制冷剂配管(81)与所述冷却水配管(41)重叠的范围内从所述旋转轴线方向的所述第二侧朝向所述第一侧延伸。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的冷却结构，其中，

在比所述冷却水配管(41)靠下方的位置形成有贮存所述冷却介质(9)的贮存空间(55)。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机的冷却结构，其中，

向所述第一流路(83)导入与所述定子(20)及所述转子(30)中的至少任一方接触后的所述冷却介质(9)，

所述第一流路(83)在绕着所述转子(30)的旋转轴线(O)的周向上设置有一对，

所述第二流路(84)设置在一对所述第一流路(83)之间。

4.根据权利要求3所述的旋转电机的冷却结构，其中，

在比所述冷却水配管(41)靠下方的位置形成有贮存所述冷却介质(9)的贮存空间(55)，

所述制冷剂流路(82)具备与所述贮存空间(55)连通的第三流路(85)，

所述制冷剂配管(81)具备朝向所述旋转轴线方向的所述第一侧的第一侧面(81a)，

在所述第一侧面(81a)设置有供所述冷却介质(9)导入的所述第一流路(83)的导入口(83a)和供从所述第一流路(83)流入到所述第二流路(84)中的所述冷却介质(9)排出的所述第二流路(84)的排出口(84a)，

所述第三流路(85)具备：

第一端开口(85a)，其在所述第一侧面(81a)开口，且供从所述第二流路(84)排出的所述冷却介质(9)流入；以及

第二端开口(85b)，其面向所述贮存空间(55)，且供流入的所述冷却介质(9)排出。

5.根据权利要求1或2所述的旋转电机的冷却结构，其中，

所述冷却水流路(45)沿着绕着所述转子(30)的旋转轴线(O)的周向延伸，

所述制冷剂流路(82)的至少一部分沿着所述转子(30)的旋转轴线方向延伸。

6.根据权利要求3所述的旋转电机的冷却结构，其中，

所述冷却水流路(45)沿着绕着所述转子(30)的旋转轴线(O)的周向延伸，

所述制冷剂流路(82)的至少一部分沿着所述转子(30)的旋转轴线方向延伸。

7.根据权利要求4所述的旋转电机的冷却结构，其中，

所述冷却水流路(45)沿着绕着所述转子(30)的旋转轴线(O)的周向延伸，

所述制冷剂流路(82)的至少一部分沿着所述转子(30)的旋转轴线方向延伸。

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