CN112994304B - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷却性得到提高的旋转电机。旋转电机包括：转子；定子，该定子与转子相对配置，并具有定子铁芯和定子绕组，定子铁芯具有多个切槽，定子绕组卷绕于多个切槽，其中，定子具有多个线圈边端，该多个线圈边端突出形成于定子铁芯的轴向端面并设有从内径侧向外径侧贯通的径向的间隙，旋转电机包括母线，该母线以将多个线圈边端的间隙封堵的方式配置于多个线圈边端的内径侧，并将从定子的径向供给的制冷剂引导至多个线圈边端。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种旋转电机。

背景技术

近年来，在电动机或发电机等旋转电机中，要求小型高输出及高效率。为了应对这些要求，尤其在车载用电动机中采用分布绕组，该分布绕组使用了大致矩形截面的线圈。与集中绕组相比，分布绕组的定子因旋转磁场平滑地分布而具有噪声小的特征。此外，通过使用大致矩形截面的线圈，与捆扎圆线来构成绕组的情况相比，提高了线圈的占空系数，具有高输出的效果。另一方面，随着小型高输出的推进，要求提高冷却性能。

作为解决上述技术问题的手段，例如在专利文献1所记载的定子绕组中示出了以下构造：在线圈边端的顶点部折返的线圈回弯部形成为U字形状，以侧面朝向中心的方式呈放射状配置，并在线圈回弯部与相邻的线圈边端的顶点的线圈回弯部之间设有从内周侧向外周侧贯通的空间。通过设为如上所述的构造，使制冷剂穿过线圈边端部的空间，由此提高了冷却性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5770074号公报

然而，在专利文献1所公开的旋转电机中，由于制冷剂穿过线圈边端，因此制冷剂仅与线圈稍许接触，存在冷却性能不足的问题。

发明内容

本发明公开了为了解决上述技术问题的技术，其目的在于提供一种冷却性得以提高的旋转电机。

本申请公开的旋转电机包括：转子；以及定子，该定子与所述转子相对配置，并具有定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯具有多个切槽，所述定子绕组卷绕于多个所述切槽，其特征是，所述定子具有多个线圈边端，该多个线圈边端突出形成于所述定子铁芯的轴向端面并设有从内径侧向外径侧贯通的径向的间隙，所述旋转电机包括母线，该母线以将多个所述线圈边端的所述间隙封堵的方式配置于多个所述线圈边端的内径侧，并将从所述定子的径向供给的制冷剂引导至多个所述线圈边端。

根据本发明公开的旋转电机，能够获得一种冷却性得到提高的旋转电机。

附图说明

图1是表示实施方式一的旋转电机的定子的立体图。

图2是表示实施方式一的旋转电机的单位线圈的主视图。

图3A是实施方式一的旋转电机的母线的俯视图。

图3B是图3A的母线的侧视图。

图4是表示实施方式一的旋转电机的母线的连接示例的图。

图5A是表示实施方式一的旋转电机的俯视图。

图5B是图5A的A-A线的剖视图。

图5C是从图5A的B侧观察的侧视图。

图5D是表示实施方式一的旋转电机的变形例的俯视图。

图5E是图5D的C-C线的剖视图。

图6是表示实施方式二的旋转电机的主视图。

图7是表示实施方式三的母线的放大俯视图。

(符号说明)

1 定子

2 转子

3 旋转轴

9 定子铁芯

10 定子绕组

11 端部

12 单位线圈

13 母线

14 温度检测器

15 直线部

21 间隙

22 切槽

23 线圈切槽部

24 线圈边端

25 末端线

26 内径侧面

27 端面

28 第一侧面

29 第二侧面

30 顶部

50 旋转电机。

具体实施方式

实施方式一

以下，基于附图对实施方式一进行说明。另外，在各附图中，相同符号表示相同或相当的部分。

图1是表示实施方式一的旋转电机的定子的立体图。如图1所示，定子1包括：圆环状的定子铁芯9；安装于定子铁芯9的定子绕组10；以及安装于切槽22的接地绝缘纸(未图示)。

定子铁芯9包括在周向上排列的切槽22。在多个切槽22卷绕有定子绕组10。在定子铁芯9的轴向端面突出形成有多个线圈边端24。在多个线圈边端24之间设有从线圈边端24的内径侧向外径侧贯通的径向的间隙21。在多个线圈边端24的内径侧配置有母线13。母线13设置成将多个线圈边端24的间隙21封堵。此外，母线13将末端线25彼此电连接。

图2是表示实施方式一的旋转电机的单位线圈的主视图。单位线圈12是环状的线圈，定子绕组10包括多个单位线圈12。单位线圈12具有：安装于定子铁芯9的切槽22的线圈切槽部23；从定子铁芯9的切槽22突出并与从周向上不同的切槽22突出的其他线圈边端24连接的线圈边端24；以及在轴向上从定子铁芯9的切槽22突出并用于与定子绕组10的其他单位线圈12连接的末端线25。

此外，定子绕组10具有至少一个将多个单位线圈12的末端线25彼此电连接的母线13，由单位线圈12和母线13构成定子绕组10。定子绕组10和母线13是例如含铜的金属且为同一材料，但为分体部件。

图3A是实施方式一的旋转电机的母线的俯视图。此外，图3B是图3A的母线的侧视图。此外，图4是表示实施方式一的旋转电机的母线的连接示例的图。

如图3A所示，当从上表面(轴向)观察时，母线13以沿着线圈边端24的内径的方式具有圆弧状。此外，如图3B所示，当从侧面观察时，母线13成型为大致U字形状，并具有两个端部11。如图4所示，母线13各自的端部11通过TIG焊或者激光焊接等而与单位线圈12的末端线25电连接。母线13将例如相隔六个切槽的末端线25彼此连接。通过使用母线13将例如相隔六个切槽的末端线25彼此连接以及将末端线25彼此连接，从而连接成定子绕组10。

图5A是实施方式一的旋转电机的俯视图。此外，图5B是图5A的A-A线的剖视图，图5C是从图5A的B侧观察的侧视图。此外，图5D是表示实施方式一的旋转电机的变形例的俯视图，图5E是图5D的C-C线的剖视图。图5B、图5C和图5E以线圈边端24为中心进行图示，省略了配置于定子1的内周面的转子2和旋转轴3的图示。

如图5A所示，旋转电机50包括：具有被支承成能自由旋转的旋转轴3的转子2；以及与转子2的外周面相对配置的定子1。

如图5A和图5C所示，在线圈边端24设有从内径侧向外径侧贯通的径向的间隙21。母线13配置于定子1的内径侧，并且配置于将线圈边端24的间隙21封堵的位置。根据上述结构，抑制了在径向上喷射的制冷剂穿过线圈边端24的间隙21的情况，制冷剂沿着母线13b被引导至线圈边端24，因此，制冷剂与线圈边端24充分接触，使得冷却性能提高。

在图5B中，朝向母线13图示的箭头表示制冷剂的喷射方向或是制冷剂的扩散方向。如图5B所示，当制冷剂被从内径侧向外径侧喷射时，因制冷剂与母线13碰撞而使制冷剂扩散，能使制冷剂与线圈边端24大范围地接触，并能提高冷却性能。

此外，母线13将从定子1的径向供给的制冷剂引导至多个线圈边端24。制冷剂被从定子1的内径侧供给，具体地，例如被从转子2侧供给。

图5D是表示实施方式一的旋转电机的变形例的俯视图，图5E是图5D的C-C线的剖视图。在多个线圈边端24的内径侧配置有母线13的区域中，从定子铁芯9的切槽22突出的线圈边端24的根部的位置不会改变。如图5B所示，当使线圈边端24相对于定子铁芯9垂直地立起时，母线13可能会向定子铁芯9的端面27的内径侧伸出。因此，如图5D和图5E所示，也可以在配置母线13的区域中，使线圈边端24的位置靠近外径侧。

具体地，线圈边端24的内径侧面26具有线圈边端24的顶部30侧的第一侧面28和定子铁芯9的端面27侧的第二侧面29，线圈边端24也可以设置成使第一侧面28位于第二侧面29的外径方向，即，使第一侧面28设于外径侧。

根据上述结构，能使线圈边端24小型化，从而能在不会大型化的情况下提高冷却性能。

此外，母线13也可以在轴向上配置于比线圈边端24的顶部30更靠近定子铁芯9侧的位置。通过使母线13在轴向上配置于比线圈边端24的顶部30更靠近定子铁芯9侧的位置，从而能在线圈边端24内对制冷剂进行引导，使得冷却性提高。

此外，母线13也可以配置于定子1的内径面的外径侧。根据上述结构，能在不与转子2发生干涉的情况下提高冷却性能。

此外，母线13的截面形状为矩形，母线13的侧面也可以配置成与定子1的径向交叉。由于母线13可以通过面来接收制冷剂，因此，能使供给到线圈边端24的制冷剂的量增加，并进一步提高冷却性能。

此外，母线13沿着线圈边端24的内径成型为圆弧状。通过使母线13沿着线圈边端24的内径成型，增加了制冷剂与线圈边端24接触的面积，使得冷却性能提高。

此外，母线13的表面具有绝缘覆膜。通过使用在母线13的周围具有绝缘覆膜的构件，能缩小与线圈边端24绝缘所需的距离。即，由于能使母线13和线圈边端24靠近配置，因此，制冷剂与线圈边端24充分接触，使得冷却性能提高。

此外，定子绕组10具有多个环状线圈，多个环状线圈彼此的至少一组经由母线13连接。

制冷剂被从线圈边端24的内径侧朝向外径侧喷射。制冷剂因与母线13碰撞而扩散，使得制冷剂与线圈边端24充分接触，并使得冷却性能提高。

如上所述，根据实施方式一的旋转电机50，由于使制冷剂沿着母线13被引导至线圈边端24，因此，能获得制冷剂与线圈边端24充分接触且线圈边端24的冷却性得到提高的旋转电机50。

实施方式二

图6是表示实施方式二的旋转电机的主视图。对于实施方式二，仅对与实施方式一的不同之处进行说明，省略了与实施方式一相同的结构的说明。此外，在图6中，朝向母线13图示的箭头表示制冷剂的喷射方向或是制冷剂的流动方向。

如图6所示，在实施方式二的旋转电机50中，定子1设置成使转子2的旋转轴3的方向位于水平方向。在实施方式二中，例如冷却油、即制冷剂被从线圈边端24的外径侧朝向内径侧喷射。制冷剂例如被从对定子1进行保持的电动机壳体(未图示)侧供给。根据实施方式二的旋转电机50，由于从水平方向上侧喷射的制冷剂在重力作用下沿着母线13滴落，与线圈边端24充分接触，因此，使得冷却性能提高。

此外，母线13在线圈边端24的内径侧配置有多个，多个母线13配置于以转子2的旋转轴3为中心的90°以上的范围。

通过使母线13设有多个，并配置于以转子2的旋转轴3为中心的90°以上的范围，从而能使从上侧喷射的制冷剂经过母线13而与左右的线圈边端24接触，使得冷却性提高。

此外，也可以将母线13配置在旋转轴3的水平方向下侧，并将温度检测器14设置在配置于水平方向下侧的母线13。在这种情况下，通过在制冷剂难以附着的下侧设置温度检测器14，能在没有附着制冷剂的情况下对温度较高的母线13的温度进行测定。

定子1具有温度检测器14，母线13在水平方向上比旋转轴3更靠近下侧的位置至少配置一个，在水平方向下侧的母线13至少设置一个温度检测器14。

实施方式三

图7是表示实施方式三的母线的放大俯视图。在实施方式三中，仅对与实施方式二的不同之处进行说明。如图7所示，母线13具有直线部15，在直线部15设置有温度检测器14。由于温度检测器14设置于直线部15，因此，容易使温度检测器14与母线13的接触状态稳定，使得温度检测精度提高。

本申请记载有各种各样的例示的实施方式和实施例，但一个或多个实施方式所记载的各种各样的特征、方式以及功能并不局限于应用于特定的实施方式，能单独或以各种组合的方式应用于实施方式。

因此，未被例示的无数变形例被设想在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，包含对至少一个构成要素进行变形的情况、追加的情况或省略的情况，另外包含将至少一个构成要素抽出并与其他实施方式的构成要素组合的情况。

Claims (29)

1.一种旋转电机，包括：

转子；

定子，该定子与所述转子相对配置，并具有定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯具有多个切槽，所述定子绕组卷绕于多个所述切槽，

其特征在于，

所述定子具有多个线圈边端，该多个线圈边端突出形成于所述定子铁芯的轴向端面并设有从内径侧向外径侧贯通的径向的间隙，

所述旋转电机包括母线，该母线以将多个所述线圈边端的所述间隙封堵的方式配置于多个所述线圈边端的内径侧，并将从所述定子的径向供给的制冷剂引导至多个所述线圈边端，

所述线圈边端的内径侧面具有所述线圈边端的顶部侧的第一侧面和所述定子铁芯侧的第二侧面，

所述线圈边端的所述第一侧面设于所述第二侧面的外径侧。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述母线在轴向上配置于比所述线圈边端的所述顶部更靠近所述定子铁芯一侧的位置。

3.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述母线配置于所述定子的内径的外径侧。

4.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

所述母线配置于所述定子的内径的外径侧。

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，

所述母线的截面形状为矩形，所述母线的侧面配置成与所述定子的径向交叉。

6.如权利要求1至4中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述母线沿着所述线圈边端的内径成型为圆弧状。

7.如权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

所述母线沿着所述线圈边端的内径成型为圆弧状。

8.如权利要求1至4和权利要求7中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述母线的表面具有绝缘覆膜。

9.如权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

所述母线的表面具有绝缘覆膜。

10.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，

所述母线的表面具有绝缘覆膜。

11.如权利要求1至4、权利要求7、权利要求9和权利要求10中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子绕组具有多个环状线圈，多个所述环状线圈彼此的至少一组经由所述母线连接。

12.如权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子绕组具有多个环状线圈，多个所述环状线圈彼此的至少一组经由所述母线连接。

13.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子绕组具有多个环状线圈，多个所述环状线圈彼此的至少一组经由所述母线连接。

14.如权利要求8所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子绕组具有多个环状线圈，多个所述环状线圈彼此的至少一组经由所述母线连接。

15.如权利要求1至4、权利要求7、权利要求9、权利要求10和权利要求12至14中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述制冷剂被从所述线圈边端的内径侧朝向外径侧喷射。

16.如权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

所述制冷剂被从所述线圈边端的内径侧朝向外径侧喷射。

17.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，

所述制冷剂被从所述线圈边端的内径侧朝向外径侧喷射。

18.如权利要求8所述的旋转电机，其特征在于，

所述制冷剂被从所述线圈边端的内径侧朝向外径侧喷射。

19.如权利要求11所述的旋转电机，其特征在于，

所述制冷剂被从所述线圈边端的内径侧朝向外径侧喷射。

20.如权利要求1至4、权利要求7、权利要求9、权利要求10和权利要求12至14中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

设置成使所述转子的旋转轴的方向位于水平方向，

所述制冷剂被从水平方向上侧喷射。

21.如权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

设置成使所述转子的旋转轴的方向位于水平方向，

所述制冷剂被从水平方向上侧喷射。

22.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，

设置成使所述转子的旋转轴的方向位于水平方向，

所述制冷剂被从水平方向上侧喷射。

23.如权利要求8所述的旋转电机，其特征在于，

设置成使所述转子的旋转轴的方向位于水平方向，

所述制冷剂被从水平方向上侧喷射。

24.如权利要求11所述的旋转电机，其特征在于，

设置成使所述转子的旋转轴的方向位于水平方向，

所述制冷剂被从水平方向上侧喷射。

25.如权利要求20所述的旋转电机，其特征在于，

所述母线配置有多个，

多个所述母线配置于以所述旋转轴为中心的90°以上的范围。

26.如权利要求21至24中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述母线配置有多个，

多个所述母线配置于以所述旋转轴为中心的90°以上的范围。

27.如权利要求25所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子具有温度检测器，

所述母线在水平方向上在所述旋转轴的下侧至少配置一个，在水平方向下侧的所述母线至少设置有一个所述温度检测器。

28.如权利要求26所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子具有温度检测器，

所述母线在水平方向上在所述旋转轴的下侧至少配置一个，在水平方向下侧的所述母线至少设置有一个所述温度检测器。

29.如权利要求27或28所述的旋转电机，其特征在于，

所述母线具有直线部，

在所述直线部设置有所述温度检测器。