CN113273062B - 电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动机，其包括：马达壳体；定子，设置于所述马达壳体的内部，具有线圈；转子，以旋转轴为中心可旋转地安装于所述定子的内侧；以及喷射孔，沿着径向贯通形成于所述转子的圆周面，随着所述转子的旋转，将所述马达壳体内部的冷却流体喷射到所述线圈，从而在使油引起的阻力最小化的同时能够促进油的对流引起的冷却。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种能够促进油的对流冷却的电动机。

背景技术

近来，以电动机作为车辆的行驶用驱动源的电动车辆(包括混合动力车辆)具有优异的燃料比，因而正在作为未来车辆上市。

通常，电动机具有转子和定子，转子可以可旋转地设置于定子的内部。

定子具有缠绕于定子芯的定子线圈，为使转子旋转而向定子线圈施加电流时，在定子线圈中产生热量，正在开发用于冷却在电动机中产生的热量的技术。

就电动车辆的电动机而言，冷却电动机中产生的热量对电动机的高输出、小型化以及效率提升方面起到重要的作用。

在现有的电动机冷却方式中，采用通过在壳体的内部循环冷却水来间接冷却马达的间接冷却方式和通过向定子或转子等喷射油来直接冷却马达的直接冷却方式。

直接冷却方式具有比间接冷却方式冷却效率高且冷却性能好的优点，因此近来积极进行对直接冷却方式的研发。

在现有专利技术文献韩国授权专利10-0828799(2008年5月9日公告)中，公开了一种混合动力车辆的马达和发电机的油冷却结构。

现有专利公开了一种复数个甩油盘一体地附接于转子的一侧或两侧外周面以便舀起油并甩向周边的混合动力车辆的马达和发电机的油冷却结构。

然而，现有专利的甩油盘在转子旋转时浸入油中受到油的阻力而减小马达的旋转力，从而存在马达效率降低和引发噪音等的副作用的问题。

发明内容

发明要解决的问题

本发明是为解决现有的问题而做出的，其目的在于，提供一种在使油引起的阻力最小化的同时能够促进油的对流引起的冷却的电动机。

用于解决问题的手段

为了达成上述的目的，本发明的电动机可以包括：马达壳体；定子，设置于所述马达壳体的内部，具有线圈；转子，以旋转轴为中心可旋转地安装于所述定子的内侧；以及喷射孔，沿着径向贯通形成于所述转子的圆周面，随着所述转子的旋转，将所述马达壳体内部的冷却流体喷射到所述线圈。

根据与本发明相关的一例，所述冷却流体可以为油或空气。

根据与本发明相关的一例，所述转子可以包括：转子芯；复数个端板，安装于所述转子芯的轴向两端；以及筋，具有复数个所述喷射孔，在复数个所述端板中的每一个沿着外围圆周面延伸。

根据与本发明相关的一例，复数个所述喷射孔可以沿着所述筋的厚度方向贯通形成。

根据与本发明相关的一例，复数个所述端板中的每一个还可以包括冷却流体容纳部，所述冷却流体容纳部以与所述喷射孔连通的方式形成在所述筋的径向内侧。

根据与本发明相关的一例，包括配置于所述马达壳体的两端的复数个端盖，以覆盖所述马达壳体的两端，所述冷却流体容纳部可以沿着所述端板的圆周方向延伸，并且在轴向上可以面向所述端盖呈开放。

根据与本发明相关的一例，所述冷却流体可以从所述转子的外围圆周面经由复数个所述喷射孔喷射到所述线圈的内侧。

根据与本发明相关的一例，复数个所述喷射孔可以形成为圆形或椭圆形。

根据与本发明相关的一例，复数个所述喷射孔可以在所述转子的圆周面两端部沿着圆周方向隔开配置。

根据与本发明相关的另一实施例，复数个所述喷射孔中的每一个在圆周方向上延伸得比宽度更长。

根据与本发明相关的又一实施例，复数个所述喷射孔可以沿着斜线方向伸长地延伸。

根据与本发明相关的一例，还可以包括：油流路，形成在所述马达壳体的内部；以及油吐出口，其两侧在所述马达壳体的上部沿着厚度方向分别与所述油流路和所述马达壳体的内侧空间连通地连接，从而将油供应到所述线圈。

发明效果

本发明的电动机的效果如下。

第一、在转子芯的两端部安装有端板，在端板的外围圆周面沿着圆周方向延伸的筋的轴向凸出长度比冷却流体容纳部短，由此能够将从线圈的径向内侧上部滴落到端板的外围圆周面上部的油引导为流入冷却流体容纳部的内侧，并将油储藏在冷却流体容纳部的内侧。

第二、形成于筋的复数个喷射孔以浸没于储存在马达壳体的内部底面的油的状态下容纳油，并且因与转子的旋转一起旋转而将所容纳的油拉升至马达壳体的上部，并能够通过离心力将油从端板的上部经由喷射孔喷射到线圈。

第三、复数个喷射孔在转子旋转时通过离心力将喷射孔的内部或流入到冷却流体容纳部的油喷射到线圈的内侧面来冷却线圈的内侧面。

第四、形成于转子的外围圆周面的筋沿着圆周面设置有复数个喷射孔，因而产生将储存在马达壳体的内部的油从下部拉升至上部的流动，从而能够促进油的对流冷却。

第五、在端板的外围圆周面沿着圆周方向延伸的筋、在筋上沿着径向贯通形成的复数个喷射孔以及在端板的外侧面沿着圆周方向凹陷地形成的冷却流体容纳部即使在转子旋转时以浸入于油的状态下旋转，也能够使油引起的流阻最小化。

附图说明

图1是示出本发明的电动机的概念图。

图2是示出图1中删除端盖之后的转子的端板的概念图。

图3是示出图2中的转子的概念图。

图4是示出图3中的端板的立体图。

图5是沿着图4中的V-V线截取的剖视图。

图6是放大示出图1中的VI部分的放大图。

图7是放大示出图2中的VII部分的放大图。

图8是示出本发明另一实施例的以椭圆形形成的复数个喷射孔形成于转子的外周面的形态的概念图。

图9是示出复数个喷射孔形成为圆形的形态的概念图。

图10是示出图8中的沿着圆周方向延伸的复数个喷射孔的长度形成为彼此不同的形态的概念图。

图11是示出复数个喷射孔形成为沿着斜线方向延伸的形态的概念图。

具体实施方式

以下，参照附图对本说明书所公开的实施例进行详细说明，与图号无关地，对相同或相似的构成要素标上相同的附图标记，并且将省略对其的重复说明。以下说明中使用的构成要素的后缀“模块”及“部”仅考虑到说明书的容易撰写而被赋予或混用，它们本身并不具有彼此区分的含义或作用。并且，在说明本说明书中公开的实施例时，如果判断为对相关的公知技术的具体说明可能会混淆本说明书中公开的实施例的主旨，则省略其详细说明。并且，附图仅是用于使本说明书中公开的实施例容易理解，应当理解为本说明书中公开的技术思想并不受附图限制，而涵盖了本发明的思想及技术范围内所包括的所有变更、均等物以及替代物。

包括序数的术语诸如第一、第二等可以用于说明各种构成要素，但是所述构成要要素不受所述术语的限制。所述术语仅用于将一个构成要素与其他构成要素进行区分。

当提及某一个构成要素“连接”或“耦合”到另一个构成要素时，应理解为，可以直接连接或耦合到另一个构成要素，或者在它们之间也可以存在其他构成要素。相反，当提及某一个构成要素“直接连接”或“直接耦合”到另一个构成要素时，应理解为在它们之间不存在其他构成要素。

除非在上下文中另有明确说明，否则单数的表达包括复数的表达。

在本申请中，应理解为，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在说明在说明书中描述的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在，不能预先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或增加的可能性。

图1是示出本发明的电动机的概念图，图2是示出图1中删除端盖110之后的转子130的端板132的概念图，图3是示出图2中的转子130的概念图，图4是示出图3中的端板132的立体图，图5是沿着图4中的V-V线截取的剖视图，图6是放大示出图1中的VI部分的放大图，图7是放大示出图2中的VII部分的放大图。

本发明的电动机可以包括马达壳体100、端盖110、定子120以及转子130。

马达壳体100可以形成为圆筒形。马达壳体100可以形成电动机的外观。在马达壳体100的内部形成有容纳空间，从而定子120和转子130组件可以容纳于马达壳体100的内部。

马达壳体100可以形成为圆筒形。马达壳体100的两端部可以在圆周面的长度方向上呈开放。复数个端盖110可以安装成覆盖马达壳体100的两端部。

定子120可以由定子芯121和线圈122构成。

定子芯121可以通过沿着轴向层叠结合复数个圆形钢板而构成。转子容纳孔可以以圆筒形贯通形成在定子芯121的内侧。

复数个槽沿着轴向贯通形成在定子芯121的内部，复数个槽可以沿着定子芯121的圆周方向隔开配置。线圈122可以插入到槽进行缠绕。

线圈122由发夹(hair pin)形状的导体构成，可以通过彼此连接凸出到槽的外侧的导体的两端部而构成。可以将凸出到槽的外侧的导体的两端部命名为端线圈1221。

定子芯121的外侧圆周面可以热压入到马达壳体100的内侧圆周面而与马达壳体100结合。

转子130可以以旋转轴133为中心可旋转地安装于马达壳体100的内部。

端盖110可以由覆盖马达壳体100的一端部的前盖111和覆盖马达壳体100的另一端部的后盖112构成。前盖111是旋转轴133贯通的盖，旋转轴133不贯通后盖112，旋转轴133的一端部可以容纳于后盖112的轴承容纳部113。

轴承114可以设置于前盖111和后盖112各自的中央部的内侧。轴承114可以可旋转地支撑旋转轴133的两端部。

转子130可以由转子芯131、复数个永磁铁(未图示)以及复数个端板132构成。转子芯131可以通过沿着轴向层叠结合复数个圆形钢板而构成。转子芯131可以形成为圆筒形。

复数个永磁铁可以插入安装于转子芯131的内部。

复数个端板132安装于转子芯131的长度方向的两端部，从而能够防止容纳于转子芯131的内部的永磁铁在轴向上与转子芯131脱离。轴容纳孔沿着轴向贯通形成在端板132的内侧中央部，旋转轴133可以通过轴容纳孔贯通结合。

旋转轴容纳孔沿着轴向贯通形成在转子芯131的内侧中央部，旋转轴133可以通过旋转轴容纳孔插入结合于转子芯131的内部。

转子130可以与定子120隔着气隙(air gap)而配置。电源施加到线圈122而在线圈122的周围形成磁场，永磁铁上形成旋转磁场，从而转子130进行旋转。

端板132紧固于转子芯131，随着转子130进行旋转，端板132可以与转子芯131一起以旋转轴133为中心进行旋转。

为了将在电动机中产生的热量释放到外部，在马达壳体100的内部可以形成有油流路101。油流路101可以由沿着马达壳体100的圆周方向隔开地形成的复数个热交换单元1031构成。复数个热交换单元1031可以在圆周方向上以之字形形状彼此连通。

在马达壳体100的下部可以形成有油流入口，在马达壳体100的上部可以形成有油吐出口102。油流路101的一侧可以与油流入口连通地连接，油流路101的另一侧可以与油吐出口102连通地连接。

油经由油流入口流入油流路101，并沿着油流路101朝油吐出口102移动，并可以经由油吐出口102喷射到线圈122的外侧上部。

油泵(未图示)安装于马达壳体100的侧面且与油流路101连接，从而能够将油沿着油流路101泵送为从油流入口移动到油吐出口102。

油吐出口102分别配置于马达壳体100的长度方向的两端部，油吐出口102的一侧与油流路101连通，而油吐出口102的另一侧可以以与马达壳体100的容纳空间连通的方式沿着马达壳体100的厚度方向贯通形成。

在马达壳体100的容纳空间填充有一定量的油，因此油经由油流入口流入油流路101并通过油泵的循环动力沿着油流路101进行循环，并经由油吐出口102直接喷射到线圈122，由此吸收线圈122的热量，从而能够对其进行冷却。

经由油吐出口102喷射到线圈122的油滴落到端线圈1221的外侧圆周面的上端，并可以向线圈122的圆周方向两侧进行移动。

端板132对应地形成为具有与转子芯131的外围圆周面相同的尺寸，在端板132的外围圆周面可以设置有至少一个喷射孔135。在本实施例中，复数个喷射孔135可以配置成沿着圆周方向隔开。

筋134可以以环(ring)形状在端板132的外围圆周面沿着圆周方向延伸。复数个喷射孔135可以沿着筋134的厚度方向贯通形成。复数个喷射孔135可以沿着端板132的径向贯通形成。

端板132还可以包括冷却流体容纳部136。冷却流体容纳部136可以配置在从筋134至端板132的径向内侧。冷却流体容纳部136可以沿着端板132的轴向厚度方向凹陷地形成。

冷却流体容纳部136在端板132的轴向厚度面上，其面向转子芯131的一端被堵塞，而面向端盖110的一端呈开放。冷却流体容纳部136可以形成为，面向端盖110开放的沿着一个方向横卧的“U”字形槽部形状。

据此，填充于马达壳体100的下部的油可以容易地流入冷却流体容纳部136。

复数个喷射孔135中的每一个的径向外侧可以与线圈122的内侧面面对地连通，径向内侧可以与冷却流体容纳部136连通地连接。

筋134的从端板132的外围圆周面沿着轴向凸出的长度比端板132的轴向厚度更短。

冷却流体容纳部136的径向内侧端部可以形成为，在轴向上比冷却流体容纳部136的径向外侧端部(或筋134的轴向凸出长度)更凸出。

根据这种构成，筋134将从线圈122的径向内侧上部滴落到端板132的外围圆周面上部的油引导为流入冷却流体容纳部136的内侧，并可以将油储存在冷却流体容纳部136的内侧。

另外，形成于筋134的复数个喷射孔135以浸没于储存在马达壳体100的内部底面的油的状态下容纳油，并且因与转子130的旋转一起旋转而将所容纳的油拉升至马达壳体100的上部，并能够通过离心力将油从端板132的上部经由喷射孔135喷射到线圈122。

此外，复数个喷射孔135在转子130旋转时可以通过离心力将喷射孔135的内部或流入到冷却流体容纳部136的油喷射到线圈122的内侧面来冷却线圈122的内侧面。

此外，形成于转子130的外围圆周面的筋134沿着圆周面设置有复数个喷射孔135，因而产生将储存在马达壳体100的内部的油从下部拉升至上部的流动，从而能够促进油的对流冷却。

不仅如此，在端板132的外围圆周面沿着圆周方向延伸的筋134、在筋134上沿着径向贯通形成的复数个喷射孔135以及在端板132的外侧面沿着圆周方向凹陷地形成的冷却流体容纳部136即使在转子130旋转时以浸入于油的状态下旋转，也能够使油引起的流阻最小化。

端板132可以设置有复数个凹陷部137，复数个所述凹陷部137在端板132的面向端盖110的外侧面形成在旋转轴容纳孔和冷却流体容纳部136之间。复数个凹陷部137可以沿着厚度方向凹陷地形成。复数个凹陷部137可以配置成沿着圆周方向隔开。

复数个凹陷部137中的每一个可以形成为扇形。复数个凹陷部中的每一个的沿着径向面对的两个内侧面平行地延伸，沿着圆周方向面对的两个内侧面可以在端板132的圆周方向上形成预设的角度。

复数个凹陷部137中的每一个在其内部容纳油，从而可以使马达壳体100内部的油产生湍流。

根据这种构成，由于复数个凹陷部137在转子130旋转时将容纳于凹陷部137的内部的油反射到马达壳体100的内部空间，因此能够在马达壳体100的内部促进油的对流冷却。

复数个端板132中的每一个还可以包括复数个油喷嘴138。

复数个油喷嘴138可以构成为，从端板132朝端盖110喷射油。复数个油喷嘴138可以沿着圆周方向隔开配置。

在油喷嘴138中，内侧端部可以与用于使油在转子芯131的内部进行循环的内部流路142连通地连接，外侧端部可以形成为与马达壳体100的容纳空间连通。

油喷嘴138可以形成为，从内侧端部越接近外侧端部则越向上倾斜。复数个油喷嘴138中的每一个可以通过朝轴承114容纳部113的内侧喷射油来冷却轴承114。

在旋转轴133的内部可以形成有油容纳槽部139。油容纳槽部139可以沿着轴向延伸至旋转轴133的中央部。油容纳槽部139的内侧端部被堵塞，油容纳槽部139的外侧端部以与轴承114容纳部113的内侧连通的方式呈开放，从而油可以从轴承114容纳部113的内侧流入油容纳槽部139。

复数个径向流路141可以从转子芯131的内侧中央部沿着径向延伸。复数个径向流路141中的每一个的径向内侧端部可以与油容纳槽部139连通地连接。复数个径向流路141可以沿着轴向彼此隔开配置。

旋转轴133可以设置有与油容纳槽部139连通的复数个连通孔140。复数个连通孔140中的每一个沿着径向贯通形成，连通孔140的内侧端部可以与油容纳槽部139连通，连通孔140的外侧端部可以与复数个径向流路141连通地连接。

复数个内部流路142中的每一个可以在转子芯131的内部沿着轴向延伸。内部流路142的轴向一端部可以与径向流路141的外侧端部连接，内部流路142的另一端部可以与油流路101槽部连通地连接。

根据这种构成，油从轴承114容纳部113的内侧流入油容纳槽部139，并通过旋转轴133的离心力从油容纳槽部139的内侧端部经由连通孔140朝径向外侧移动到径向流路141，并从径向流路141在轴向上沿着内部流路142移动到端板132的复数个油喷嘴138。

在复数个油喷嘴138的内侧端部凹陷地形成有沿着圆周方向延伸的油头部1381，从而可以收集来自复数个内部流路142的油。收集到油头部1381的油分配到复数个油喷嘴138，从而可以经由油喷嘴138向轴承114容纳部113喷射油。

在马达壳体100的内部还可以包括冷却水流路103。冷却水流路103可以由复数个热交换单元1031构成。复数个热交换单元1031可以借助复数个分隔壁1032沿着圆周方向隔开配置。

在复数个分隔壁1032的前端部或后端部形成有连接孔，复数个热交换单元1031可以在圆周方向上以之字形形状连接。冷却水流路103和油流路101可以以彼此能够进行热交换的方式配置在马达壳体100的内部。

例如，冷却水流路103和油流路101同心地配置在马达壳体100的内部，并且可以分别沿着马达壳体100的厚度方向配置在其的内侧和外侧。

冷却水流入口和冷却水流出口形成在马达壳体100的一侧，可以与车辆的散热器连接。

冷却水在车辆的散热器中释放热量而被冷却之后，经由冷却水流入口沿着马达壳体100的内部的冷却水流路103流动的同时与油流路101的油进行热交流来冷却油，然后可以经由冷却水流出口流出并循环到散热器中。

在端盖110的内部还可以包括冷却水流路115。端盖110的冷却水流路115与马达壳体100的冷却水流路103连通，或者可以形成为与马达壳体100分开的流路。在端盖110的冷却水流路115形成为与马达壳体100分开的流路的情况下，端盖110也可以形成有冷却水流入口和冷却水流出口。

图8是示出本发明另一实施例的以椭圆形形成的复数个喷射孔形成于转子130的外周面的形态的概念图，图9是示出复数个喷射孔135形成为圆形的形态的概念图，图10是示出图8中的沿着圆周方向延伸的复数个喷射孔235的长度形成为彼此不同的形态的概念图，图11是示出复数个喷射孔335形成为沿着斜线方向延伸的形态的概念图。

复数个喷射孔135、235、335可以在沿着转子130的长度方向的两端部的外围圆周面配置成分别沿着圆周方向隔开。复数个喷射孔135、235、335可以沿着端板132的外围圆周面隔开配置。复数个喷射孔135、235、335可以在沿着端板132的外围圆周面延伸的筋134上沿着圆周方向隔开配置。

复数个喷射孔135、235、335中的每一个可以形成为圆形或椭圆形。在图9的实施例中，喷射孔135形成为圆形，在图8和图10的实施例中，示出了喷射孔235形成为椭圆形的形态。

椭圆形形态的喷射孔235是指，喷射孔135的宽度恒定且沿着圆周方向伸长地延伸且喷射孔235的两端部形成为半圆形。

如图10所示，复数个喷射孔235的各个喷射孔235的长度可以延伸为预设的第一长度。并且，复数个喷射孔235的各个喷射孔235的长度可以延伸为比第一长度更长的第二长度。并且，复数个喷射孔235的各个喷射孔235的长度可以延伸为比第二长度更长的第三长度。

另外，复数个喷射孔235的各个喷射孔235的长度也可以通过组合第一长度至第三长度的喷射孔235中的至少两个而构成。

如图11所示，复数个喷射孔335可以沿着斜线方向延伸。斜线方向是指相对轴向朝圆周方向倾斜地形成。

沿着斜线方向延伸的复数个喷射孔335可以沿着筋134的圆周方向以相等的间隔隔开配置。

Claims (10)

1.一种电动机，其特征在于，包括：

马达壳体；

定子，设置于所述马达壳体的内部，具有线圈；

转子，具有转子芯和分别安装于所述转子芯的两端的复数个端板，所述转子以旋转轴为中心可旋转地安装于所述定子的内侧；以及

复数个端盖，安装成覆盖所述马达壳体的两端部，

复数个所述端盖中的每一个具有轴承容纳部，

复数个所述端板中的每一个包括：

筋，在所述端板的外围圆周面以环状延伸；

复数个喷射孔，沿着径向贯通形成于所述筋的圆周面，随着所述转子的旋转，将所述马达壳体内部的冷却流体喷射到所述线圈；

冷却流体容纳部，以与所述喷射孔连通的方式配置在所述筋的径向内侧，沿着所述端板的厚度方向凹陷地形成，且面向所述端盖呈开放；

复数个油喷嘴，配置在所述冷却流体容纳部的内侧，将从形成在所述转子芯的内部的内部流路传递而至的油喷射到所述轴承容纳部；以及

油头部，在所述端板的一表面沿着圆周方向延伸以连接所述内部流路和复数个所述油喷嘴的一侧端部，并且将所述油分配给复数个所述油喷嘴，

沿着轴向从所述端板的外围圆周面凸出的所述筋的轴向凸出长度比所述端板的轴向厚度更短。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述冷却流体为油或空气。

3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

复数个所述喷射孔沿着所述筋的厚度方向贯通形成。

4.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

复数个所述端盖分别配置在所述马达壳体的两端，

所述冷却流体容纳部沿着所述端板的圆周方向延伸。

5.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述冷却流体从所述转子的外围圆周面经由复数个所述喷射孔喷射到所述线圈的内侧。

6.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

复数个所述喷射孔形成为圆形或椭圆形。

7.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

复数个所述喷射孔在所述转子的圆周面两端部沿着圆周方向隔开配置。

8.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

复数个所述喷射孔中的每一个在圆周方向上延伸得比宽度更长。

9.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

复数个所述喷射孔沿着斜线方向伸长地延伸。

10.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，还包括：

油流路，形成在所述马达壳体的内部；以及

油吐出口，其两侧在所述马达壳体的上部沿着厚度方向分别与所述油流路和所述马达壳体的内侧空间连通地连接，从而将油供应到所述线圈。