CN114640196A - 旋转电机的定子及定子的冷却构造 - Google Patents

Abstract

本公开涉及旋转电机的定子及定子的冷却构造。旋转电机的定子(20)具备定子芯(21)、具有线圈端部(23)并以在内部收纳线圈端部(23)的方式安装于定子芯(21)且在内部流动冷却油的冷却套(25)、多个导入部(255)及多个排出部(256)。线圈端部包括以与定子芯(21)的端面(21c)平行的方式延伸的多个第1部分(231)、和连接于多个第1部分(231)的各个的两端并沿着与轴向平行的方向延伸的多个一对的第2部分(232)。冷却套(25)包括内周壁部(251)及外周壁部(252)。多个导入部(255)设置于外周壁部(252)，多个排出部(256)设置于内周壁部(251)。

Description

旋转电机的定子及定子的冷却构造

技术领域

本公开涉及旋转电机的定子及定子的冷却构造。

背景技术

作为以往的旋转电机用的定子，在日本特许第5286397号公报中公开了从定子芯的轴向的两端突出的线圈端部(coil end)形成为朝向轴向的コ状的定子。

发明内容

为了冷却线圈端部而考虑以覆盖线圈端部的方式将冷却套设置于定子芯的轴向的两端并在冷却套内流动冷却油的构造。如日本特许第5286397号公报那样，在将线圈端部形成为朝向轴向的大致コ状的情况下，能够减小定子的体型，但线圈端部密集而定子的径向上的线圈端部间的间隙变窄。因此，在不用任何方法设置了冷却套的情况下，在位于定子的径向上的两端侧处的线圈端部与冷却套之间优先流动冷却油。在该情况下，冷却油无法充分地遍及到线圈端部的细微部分，线圈端部的冷却性能有可能低下。

本公开是鉴于上述那样的问题而完成的，本公开的目的在于，提供能够提高线圈端部的冷却性能的旋转电机的定子及冷却构造。

基于本公开的旋转电机的定子具备：定子芯，在轴向上具有一端及另一端；线圈，具有从上述一端及上述另一端的各自向外突出的线圈端部，并安装于上述定子芯；冷却套，以在内部收纳上述线圈端部的方式安装于上述定子芯的上述一端及上述另一端的各自，并在内部流动冷却油；多个导入部，向上述冷却套导入上述冷却油；以及多个排出部，将对上述线圈端部进行冷却后的上述冷却油从上述冷却套排出。上述线圈端部包括以与上述轴向上的上述定子芯的端面平行的方式延伸的多个第1部分、和在上述第1部分的延伸方向上连接于上述多个第1部分中的各个第1部分的两端并沿着与上述轴向平行的方向延伸的多个一对的第2部分。上述冷却套包括在与上述定子芯的径向平行的方向上互相相对的内周壁部及外周壁部。上述多个导入部以沿着上述定子芯的周向排列的方式设置于上述外周壁部，上述多个排出部以沿着上述定子芯的周向排列的方式设置于上述内周壁部。

如上述结构那样，线圈端部包括以与定子芯的端面平行的方式延伸的多个第1部分、和连接于多个第1部分中的各个第1部分的两端并沿着与轴向平行的方向延伸的多个一对的第2部分，由此能够将多个第1部分密集地配置。

在这样的情况下，多个导入部以沿着定子芯的周向排列的方式设置于冷却套的外周壁部，多个排出部以沿着上述定子芯的周向排列的方式设置于冷却套的内周壁部，由此能够使冷却油的流动变化而使冷却油以从冷却套的外周侧向内周侧的方式流动。由此，能够使得冷却油浸入线圈端部的内部而利用冷却油冷却至线圈端部的细微部分。结果，能够使线圈端部的冷却性能提高。

在基于上述本公开的旋转电机的定子的情况下，也可以是：上述导入部与上述排出部以上述轴向的位置不同的方式设置。

根据上述结构，通过导入部与排出部的坡度差，从而在轴向上冷却油也容易通过线圈端部内，能够使线圈端部的冷却性能进一步提高。

在基于上述本公开的旋转电机的定子的情况下，也可以是：上述导入部与上述排出部以上述周向的位置不同的方式设置。

根据上述结构，能够在定子芯的周向上流动冷却油并且使该冷却油以从冷却套的外周侧向内周侧的方式流动。结果，能够使线圈端部的冷却性能进一步提高。

在基于上述本公开的旋转电机的定子的情况下，也可以是：在上述周向上，上述导入部与上述排出部交替地配置。

根据上述结构，能够更有效地使冷却油流动，能够使线圈端部的冷却性能进一步提高。

基于本公开的定子的冷却构造具备上述的旋转电机的定子、和连接于上述多个导入部及上述多个排出部而用于使上述冷却油在上述冷却套循环的循环回路。

根据上述结构，能够利用循环回路使冷却后的冷却油在冷却套循环。

本发明的上述内容及其他目的、特征、方面及优点，将根据与附图相关联而被理解的与本发明有关的以下的详细说明而明了。

附图说明

图1是示出实施方式1的旋转电机的概略图。

图2是示出实施方式1的定子的冷却构造的概略图。

图3是示出实施方式1的定子的冷却构造的变形例的概略图。

图4是局部地示出实施方式1的定子的概略图。

图5是示出实施方式1的在冷却套内流动的冷却油的情况的概略图。

图6是示出实施方式1的在冷却套内流动的冷却油的情况的平面图。

图7是示出实施方式1的在冷却套内流动的冷却油的情况的纵剖视图。

图8是示出比较例中的在冷却套内流动的冷却油的情况的概略图。

图9是示出实施方式2的定子所具备的冷却套的平面图。

具体实施方式

以下，关于本公开的实施方式，参照图来详细地进行说明。此外，在以下所示的实施方式中，对于相同的或共通的部分在图中标注相同的标号，不重复进行其的说明。另外，在以下所说明的实施方式中，在提及个数、量等的情况下，除了特别进行记载的情况以外，本公开的范围不一定限定于该个数、量等。

(实施方式1)

图1是示出实施方式1的旋转电机的概略图。参照图1，对实施方式1的旋转电机10进行说明。

如图1所示，旋转电机10具备定子20、转子30及轴40。

定子20、转子30、及轴40收纳于未图示的壳体，轴40由壳体支承为能够旋转。定子20所包括的后述的定子芯21利用固定构件固定于壳体。

轴40固定于后述的转子芯31。轴40通过绕轴C1旋转，从而使得转子芯31与该轴40一体地旋转。

转子30包括转子芯31。转子芯31是通过将多个电磁钢板在上述轴C1方向上层叠而形成的。在转子芯31设置有在与轴C1方向平行的方向上贯通的多个孔部。在该多个孔部分别插入有永久磁体。

定子20包括定子芯21、线圈22、及冷却套25、26。

定子芯21具有大致圆筒形状，在轴向上具有一端21a及另一端21b。定子芯21是通过将对电磁钢板实施冲裁加工等而形成的多个环状的板沿着轴C1方向层叠而构成的。定子芯21在转子芯31的外周侧与轴40同轴地配置。

在定子芯21，沿着周向设置有多个从内周侧朝向外周方向在径向上延伸的槽状的插槽。定子芯21在位于周向上相邻的插槽之间的部分具有齿部。

线圈22按照3相交流型的电路设计而设置，包括U相线圈、V相线圈及W相线圈。线圈22安装于定子芯21。具体来说，线圈22安装于上述的插槽。线圈22所包括的U相线圈、V相线圈、W相线圈固定于与U相、V相、W相这3个相对应地预先决定的设置位置。

线圈22包括从定子芯21的一端21a向外突出的线圈端部23、和从定子芯21的另一端21b向外突出的线圈端部24。

冷却套25以将线圈端部23收纳于内部的方式液密地安装于定子芯21的一端21a。冷却套25呈环状设置。在冷却套25的内部流动冷却油，由此，线圈端部23被冷却。

冷却套26以将线圈端部24收纳于内部的方式液密地安装于定子芯21的另一端21b。冷却套26呈环状设置。在冷却套26的内部流动冷却油，由此，线圈端部24被冷却。

图2是示出实施方式1的定子的冷却构造的概略图。参照图2，对实施方式1的定子的冷却构造进行说明。

如图2所示，实施方式1的定子的冷却构造具备定子20及冷却系统50。冷却系统50是用于冷却定子20的系统。

冷却系统50包括第1循环回路60及第2循环回路70。第1循环回路60以冷却油能够进行循环的方式构成。更具体来说，第1循环回路60以在作为冷却部的热交换部80与冷却套25、26之间冷却油进行循环的方式设置。

第1循环回路60包括流路61、环状流路62、63、回收流路64、66及流路65、67、68。

冷却油的流动方向上的流路61的上游侧端部连接于热交换部80。流路61分支成环状流路62、63。

环状流路62以包围冷却套25的周围的方式设置。环状流路62与设置于冷却套25的外周壁部252(参照图1)处的多个导入部255(参照图4)连接。

利用该多个导入部255导入到冷却套25内的冷却油从设置于冷却套25的内周壁部251(参照图1)的多个排出部256(参照图4)向回收流路64排出。

回收流路64与排出部256的个数相应地设置有多个。冷却油的流动方向上的回收流路64的上游侧端部连接于排出部256。冷却油的流动方向上的多个回收流路64的下游侧端部各自以合流于流路65的方式设置。

环状流路63以包围冷却套26的周围的方式设置。环状流路63与设置于冷却套26的外周壁部262(参照图1)的多个导入部连接。

利用该多个导入部导入到冷却套26内的冷却油从设置于冷却套26的内周壁部261(参照图1)的多个排出部向回收流路66排出。

回收流路66与排出部的个数相应地设置有多个。冷却油的流动方向上的回收流路66的上游侧端部连接于排出部。冷却油的流动方向上的多个回收流路66的下游侧端部各自以合流于流路67的方式设置。

上述的流路65及流路67合流于流路68。冷却油的流动方向上的流路68的下游侧端部连接于热交换部80。热交换部80例如是油冷却器。

在热交换部80中流动的冷却油通过与在第2循环回路70中流动的制冷剂进行热交换而被冷却。

第2循环回路70例如以冷却水作为制冷剂能够进行循环的方式构成。具体来说，第2循环回路70以在散热器90与热交换部80之间冷却水能够进行循环的方式设置。

在热交换部80中与冷却油进行热交换而被加热后的冷却水的一部分被导入散热器90。散热器90使从冷却风扇91送来的送风空气(外气)与在该散热器90内流动的冷却水进行热交换来冷却冷却水。

图3是示出实施方式1的定子的冷却构造的变形例的概略图。参照图3对定子的冷却构造的变形例进行说明。

如图3所示，在冷却系统50A中，没有设置第2循环回路70，代替热交换部80而将散热器90A作为冷却部设置于第1循环回路60。在该情况下，第1循环回路60以在作为冷却部的散热器90A与冷却套25、26之间冷却油进行循环的方式设置，在散热器90A中流动的冷却油被从冷却风扇91送来的送风空气冷却。

图4是局部地示出实施方式1的定子的概略图。参照图4对定子20的详细情况进行说明。此外，在图4中，为了方便，在图中的下部侧，将冷却套25用虚线示出，将线圈端部23用实线示出，在图中的上部侧，将冷却套25用实线示出，将线圈端部23用虚线示出。

另外，在轴向上线圈22的一端侧和另一端侧具有大致同样的构造，因此，在此，说明位于线圈22的一端侧的冷却套25及线圈端部23的详细情况，省略位于线圈22的另一端侧的冷却套26及线圈端部24的详细情况。

如图4所示，线圈端部23包括多个第1部分231和多个一对的第2部分232。多个第1部分231中的各个以与定子芯21的端面21c平行的方式延伸。多个第1部分231中的各个沿着定子芯21的周向延伸。多个第1部分231在定子芯21的径向上排列配置，并且在定子芯21的周向上排列配置。

一对的第2部分232设置于多个第1部分231中的各个。一对的第2部分232连接于第1部分231的延伸方向的两端，并沿着与轴C1方向平行的方向延伸。

冷却套25包括内周壁部251、外周壁部252、及连接壁部253。内周壁部251及外周壁部252在与定子芯21的径向平行的方向上互相相对。连接壁部253将内周壁部251与外周壁部252连接，并与定子芯21的端面21c对置。

在外周壁部252设置有多个导入部255。从多个导入部255的各自向冷却套25内导入冷却油。多个导入部255以沿着定子芯21的周向排列的方式设置。多个导入部255中的各个设置于定子芯21的端面21c侧。

在内周壁部251设置有多个排出部256。导入到冷却套25内并冷却线圈端部23后的冷却油从多个排出部256中的各个排出。多个排出部256中的各个设置于连接壁部253侧。

多个导入部255以定子芯21的轴向的位置大致相同的方式设置。多个排出部256以定子芯21的轴向的位置大致相同的方式设置。另一方面，导入部255与排出部256以上述轴向的位置不同的方式设置。另外，导入部255与排出部256以定子芯21的周向的位置不同的方式设置。而且，在该周向上，导入部255与排出部256交替地配置。

图5～图7是示出实施方式1的在冷却套内流动的冷却油的情况的概略图、平面图、及纵剖视图。

如图5～图7所示，多个导入部255以沿着定子芯的周向排列的方式设置于冷却套25的外周壁部252，多个排出部256以沿着上述定子芯21的周向排列的方式设置于冷却套25的内周壁部251，由此，能够使冷却油的流动变化而使冷却油以从冷却套25的外周侧朝向内周侧的方式流动。

在此，如上所述，线圈端部23包括以与定子芯21的端面21c平行的方式延伸的多个第1部分231、和连接于多个第1部分231中的各个的两端并沿着与轴向平行的方向延伸的多个一对的第2部分232，由此使得多个第1部分231密集地配置。

在这样的状况下，通过如上述那样使冷却油的流动变化而使冷却油以从冷却套25的外周侧朝向内周侧的方式流动，从而能够使冷却油浸入线圈端部23的内部而由冷却油冷却至线圈端部23的细微部分。其结果，能够使线圈端部的冷却性能提高。

另外，导入部255与排出部256以定子芯21的轴向的位置不同的方式设置，由此，通过导入部255与排出部256的坡度差，从而在轴向上冷却油也容易通过线圈端部23内，能够使线圈端部23的冷却性能进一步提高。

而且，导入部255与排出部256以周向的位置不同的方式设置，由此，能够在定子芯21的周向上流动冷却油并且使冷却油以从冷却套25的外周侧朝向内周侧的方式流动。其结果，能够使线圈端部的冷却性能进一步提高。

此外，在定子芯21的周向上，导入部255与排出部256交替地配置，由此，能够有效地使冷却油流动，能够使线圈端部23的冷却性能进一步提高。

图8是示出比较例中的在冷却套内流动的冷却油的情况的概略图。参照图8对比较例中的在冷却套25X内流动的冷却油的情况进行说明。

在比较例中的冷却套25X中，在内周壁部251没有设置多个排出部256，在外周壁部252也没有设置多个导入部255。因此，在冷却套25X内使冷却油流动的情况下，在位于定子芯21的径向内侧处的线圈端部23的端部与冷却套25X的内周壁部251之间流动的冷却油沿着定子芯21的周向流动。

同样，在位于定子芯21的径向外侧处的线圈端部23的端部与冷却套25X的外周壁部252之间流动的冷却油沿着定子芯21的周向流动。

因此，在比较例中，冷却油没有充分遍及至线圈端部23的细微部分，线圈端部的冷却性能低下。

(实施方式2)

图9是示出实施方式2的定子所具备的冷却套的平面图。参照图9对实施方式2的定子进行说明。

如图9所示，实施方式2的定子与实施方式1的定子20相比，冷却套的结构不同。在本实施方式中也是，在轴向上在线圈22的一端侧和另一端侧具有大致同样的构造，因此，在此说明位于线圈22的一端侧的冷却套25A，省略位于线圈22的另一端侧的冷却套的说明。

冷却套25A在与实施方式1的冷却套25进行比较的情况下，导入部255及排出部256的个数及配置、以及设置有多个整流部257这些方面不同。其他结构大致同样。

在冷却套25A中，作为多个导入部255，设置有4个导入部255。另外，作为多个排出部256，设置有4个排出部256，作为多个整流部257，设置有3个整流部257。

在图9中，将在通过定子芯21的中心轴O并与该中心轴O垂直的平面中将冷却套25A分割为均等的4个区域的2条线设为第1假想线VL1及第2假想线VL2。

4个导入部255位于从第1假想线VL1与冷却套的外周壁部252交叉的位置P1分别向左旋转90度、180度、270度、360－θ3度的位置。即，4个导入部255中的1个导入部255位于从在定子芯21的周向上均等地配置的情况的位置在定子芯21的周向上偏移了的位置。此外，θ2比45度小。更详细地说，θ2可以比30度小，可以为大致20度。

4个排出部256位于相对于将第1假想线VL1中的上述中心轴O与上述位置P1连结的线分别向左旋转45度、135度、225度、315度的位置。4个排出部256在定子芯21的周向上均等地配置，在图9中，将在定子芯21的径向上互相相对的排出部256的中心连结的假想线VL3及VL4、与上述第1假想线VL1所成的角度中的较小一方的角度θ1为大致45度。

多个整流部257以在定子芯21的周向上排列的方式配置。整流部257配置于在周向上交替地配置的导入部255与排出部256之间的任意位置。

3个整流部257位于相对于将第1假想线VL1中的上述中心轴O与上述位置P1连结的线分别向左旋转0度、120度、240度的位置。3个整流部257在定子芯21的周向上均等地配置。

整流部257以外周壁部252的一部分向定子芯21的径向内侧凹陷的方式设置。整流部257以描绘圆弧的方式弯曲。通过设置这样的整流部257，从而能够以使得冷却油去向内周壁部251侧的方式使冷却油的流动变化。

如以上所述，即使在构成冷却套的情况下，也能够得到与实施方式1大致同样的效果。

对本发明的实施方式进行了说明，但应当认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而非限制性的内容。本发明的范围由权利要求书示出，意在包含与权利要求书均等的含义及范围内的所有变更。

Claims (5)

1.一种旋转电机的定子，具备：

定子芯，在轴向上具有一端及另一端；

线圈，具有从所述一端及所述另一端的各自向外突出的线圈端部，并安装于所述定子芯；

冷却套，以在内部收纳所述线圈端部的方式安装于所述定子芯的所述一端及所述另一端的各自，并在内部流动冷却油；

多个导入部，向所述冷却套导入所述冷却油；以及

多个排出部，将对所述线圈端部进行了冷却后的所述冷却油从所述冷却套排出，

所述线圈端部包括以与所述轴向上的所述定子芯的端面平行的方式延伸的多个第1部分、和在所述第1部分的延伸方向上连接于所述多个第1部分中的各个第1部分的两端并沿着与所述轴向平行的方向延伸的多个一对的第2部分，

所述冷却套包括在与所述定子芯的径向平行的方向上互相相对的内周壁部及外周壁部，

所述多个导入部以沿着所述定子芯的周向排列的方式设置于所述外周壁部，

所述多个排出部以沿着所述定子芯的周向排列的方式设置于所述内周壁部。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，

所述导入部与所述排出部以所述轴向的位置不同的方式设置。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机的定子，

所述导入部与所述排出部以所述周向的位置不同的方式设置。

4.根据权利要求3所述的旋转电机的定子，

在所述周向上，所述导入部与所述排出部交替地配置。

5.一种定子的冷却构造，具备：

权利要求1～4中任一项所述的旋转电机的定子；和

循环回路，连接于所述多个导入部及所述多个排出部，用于使所述冷却油在所述冷却套循环。

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