CN115053435A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

旋转电机(1)具备转子(11)、定子(12)及具有流路部(30)的壳体(3)。流路部(30)具有：内周壁(32)、外周壁(33)以及隔壁部(37)。所述内周壁与定子(12)的外周面(12a)接触；所述外周壁(33)配置于内周壁(32)的径向上的外侧；所述隔壁部(37)设置于周向上的一部分，并且在径向上连接内周壁(32)与外周壁(33)。定子(12)具有：轭部(21)及多个齿部(22)。所述轭部(21)沿周向延伸；所述多个齿部(22)，从轭部(21)向径向上的内侧延伸。轭部(21)包含：第1部分(21a)及第2部分(21b)。所述第1部分(21a)与各齿部(22)连接；所述第2部分(21b)配置于在周向上彼此相邻的两个第1部分(21a)之间。隔壁部(37)在径向上与第2部分(21b)面对。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种旋转电机。

背景技术

专利文献1、2中所记载的旋转电机具备转子、配置于转子的径向外侧的定子及容纳有所述定子的壳体。定子具有筒状的轭部及轭部向径向内侧延伸的齿部。旋转电机构成为通过使电流流过卷绕于齿部的线圈而生成旋转磁场，并通过由旋转磁场产生的磁力使转子旋转。

在壳体中形成有用于冷却定子等的制冷剂流动的制冷剂流路。壳体作为形成制冷剂流路的构成要件具有与定子的外周面接触的内周壁、配置于内周壁的径向外侧的外周壁及在径向上配置于内周壁与外周壁之间的隔壁部。隔壁部设置于壳体的周向上的一部分，并且连接内周壁与外周壁。在隔壁部的附近形成有制冷剂流路的入口，隔着隔壁部在与入口相反的一侧形成有制冷剂流路的出口。通过入口流入制冷剂流路的制冷剂在制冷剂流路中大致流动一圈之后通过出口流出。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-46853号公报

专利文献2：日本特开2014-236613号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在上述旋转电机中，当转子旋转时，磁力断续地作用于转子与齿部之间，由此定子振动。若这种振动从定子传递至内周壁，进而例如经由隔壁部从内周壁传递至外周壁，则因外周壁振动而会产生噪音。作为噪音对策之一，可考虑不设置隔壁部而抑制振动从内周壁传递至外周壁。然而，在该情况下，从入口到出口形成短路路径，从而存在制冷剂大部分容易流入短路路径的顾虑。因此，原本流过制冷剂流路的制冷剂的量大幅减少，从而可能会出现冷却功能较大受损这一问题。

本发明的目的在于即使在壳体的内周壁与外周壁通过隔壁部连接的情况下，也抑制定子的振动传递至外周壁。

用于解决技术课题的手段

第1发明的旋转电机具备：转子，能够以规定的轴向为旋转轴方向进行旋转；定子，在所述转子的径向上配置于所述转子的外侧；及壳体，具有形成有制冷剂流动的制冷剂流路的流路部，并且容纳有所述转子及所述定子,所述旋转电机的特征在于，所述流路部具有：内周壁，与所述定子的外周面接触；外周壁，配置于所述内周壁的所述径向上的外侧，且设置成在与所述内周壁之间形成所述制冷剂流路；及隔壁部，设置于与所述轴向及所述径向这两个方向正交的周向上的一部分，并且在所述径向上连接所述内周壁与所述外周壁，所述定子具有：筒状的轭部；及多个齿部，沿所述周向排列配置，并且从所述轭部向所述径向上的内侧延伸，所述轭部包含：第1部分，与各齿部连接；及第2部分，配置于在所述周向上彼此相邻的两个所述第1部分之间，所述隔壁部在所述径向上与所述第2部分面对。

轭部的第2部分为配置于在周向上彼此相邻的第1部分之间的部分。换言之，第2部分为在径向上薄于定子中的齿部与第1部分连接的部分的部分。即，在第2部分中弯曲刚性小。在本发明中，隔壁部在径向上与第2部分面对。换言之，在齿部与隔壁部之间夹设有第2部分。在这种结构中，当伴随旋转电机的动作而定子振动时，第2部分通过变形而作为弱弹簧要件发挥功能，由此能够抑制定子的振动传递至壳体的内周壁。由此，能够抑制振动经由隔壁部传递至壳体的外周壁。因此，即使在壳体的内周壁与外周壁通过隔壁部连接的情况下，也能够抑制定子的振动传递至外周壁。

第2发明的旋转电机的特征在于，在所述第1发明中，所述隔壁部在所述径向上与所述第2部分的所述周向上的中心面对。

第2部分中的周向上的中心部离设置有齿部的位置最远，因此刚性最低，且最容易变形。因此，尤其在隔壁部在径向上与上述中心部面对的情况下，能够最有效地发挥基于第2部分的防振功能。因此，能够有效地抑制振动经由隔壁部传递至外周壁。

附图说明

图1是本实施方式的实施例1所涉及的旋转电机的俯视图。

图2(a)是沿图1的II(a)-II(a)线剖切的剖视图，图2(b)是图1的II(b)向视图。

图3是实施例2所涉及的旋转电机的俯视图。

图4是比较例所涉及的旋转电机的俯视图。

图5是表示外周壁的振动振幅的曲线图。

具体实施方式

接着，对本发明的实施方式进行说明。另外，将图1的纸面垂直方向(图2(a)、(b)的纸面上下方向)设为轴向。以下，将与轴向正交的方向即转子11(后述)的径向简称为径向。将与轴向及径向这两个方向正交的方向称为周向。

(旋转电机)

首先，参考图1、图2(a)、图2(b)对本实施方式所涉及的旋转电机1的结构进行说明。图1是旋转电机1的俯视图。图2(a)是沿图1的II(a)-II(a)线剖切的剖视图。图2(b)是图1的II(b)向视图。

如图1所示，旋转电机1具有马达2及壳体3。马达2例如为公知的交流马达。马达2具有能够以上述轴向为旋转轴方向进行旋转的转子11及配置于转子11的径向上的外侧的定子12。马达2构成为通过在卷绕于定子12的未图示的线圈中交流电流流动时生成的旋转磁场而转子11旋转。

转子11例如为具有未图示的永久磁铁的大致圆筒状的部件。转子11配置于定子12的径向上的内侧。在转子11中嵌装有旋转轴13。另外，转子11的结构并不限于此。例如，转子11可以具有向与旋转轴方向正交的方向突出的多个凸极(即，马达2例如可以是开关磁阻电机)。定子12例如为由碳钢等磁性部件构成的大致筒状的部件。定子12配置于转子11的径向上的外侧。定子12嵌装于壳体3。定子12具有轭部21及多个齿部22，所述轭部21为在周向上遍及整周形成的大致圆筒状，所述多个齿部22从轭部21的周向上的一部分分别向径向上的内侧延伸。换言之，轭部21与齿部22设置成一体，轭部21的周向上的一部分与齿部22连接。在本实施方式中，6个齿部22在周向上大致以等间隔配置。轭部21包含与各齿部22连接的部分(第1部分21a)及配置于在周向上彼此相邻的第1部分21a之间的部分(第2部分21b)。第2部分21b为在径向上薄于定子12中的第1部分21a与齿部22连接的部分的部分。在本实施方式中，形成有6个第2部分21b。在本实施方式中，所有第2部分21b的周向上的尺寸及径向上的尺寸大致相等。

在各齿部22的周围卷绕有未图示的线圈。线圈与未图示的电源装置电连接。电源装置将用于使交流电流流过线圈的电力供给至马达2。更具体而言，电源装置以使相同相位的交流电流流过卷绕于6个齿部22中的隔着转子11位于彼此相反的一侧的一对齿部22的一对线圈的方式供给电力。在本实施方式中，电源装置以使相位彼此相差120度的三种交流电流分别流过三对线圈的方式供给电力(通常的三相交流)。

在这种马达2中，若如上述那样的电力供给至线圈，则生成以规定的周期沿周向旋转的旋转磁场，在旋转磁场的磁极与转子11之间产生磁力。由此，转子11以追随旋转磁场的方式与旋转轴13一同旋转。

壳体3为在轴向上的一侧开口的容纳马达2的外壳部件。壳体3例如通过通常的压铸法形成的铝合金压铸而成。另外，壳体3的材质无需一定是铝合金。例如，壳体3可以由铁等金属形成，或也可以由除金属以外的部件形成。并且，壳体3无需一定要通过压铸法形成，可以通过其他公知的铸造法等形成。壳体3具有流路部30，所述流路部30形成有用于冷却马达2的制冷剂流动的制冷剂流路31。如图1及图2(a)、图2(b)所示，流路部30具有内周壁32、外周壁33、底部34、入口部35、出口部36及隔壁部37。

内周壁32沿轴向延伸且在周向上遍及整周形成。内周壁32的内周面32a与定子12的外周面12a接触。如此，定子12嵌装于壳体3的内周壁32。与内周壁32同样地，外周壁33沿轴向延伸且在周向上遍及整周形成。外周壁33配置于内周壁32的径向上的外侧，并且在径向上与内周壁32排列配置。外周壁33设置成在径向上在与内周壁32之间隔着规定大小的间隙。上述间隙的大小例如在周向上大致恒定。底部34设置于壳体3的轴向上的另一侧端部，并且在径向上连接内周壁32与外周壁33。由内周壁32、外周壁33及底部34以沿周向的方式形成截面大致呈U字形(参考图2(a))的制冷剂流路31。换言之，在内周壁32与外周壁33之间形成制冷剂流路31。

入口部35为形成有用于将制冷剂供给至制冷剂流路31的入口41的部分。如图1所示，入口41在周向上的规定位置上，在外周壁33的内周面33a开口。并且，在外周壁33设置有向径向上的外侧突出的供给管部42。从供给管部42的前端遍及外周壁33的内周面33a形成有包含入口41的贯穿孔(供给流路43)。供给流路43经由入口41与制冷剂流路31连接。在本实施方式中，供给流路43沿与轴向大致正交的方向延伸，但并不限于此。

出口部36为形成有用于从制冷剂流路31排出制冷剂的出口44的部分。与入口41同样地，出口44在外周壁33的内周面33a开口。出口44的周向上的位置与入口41的周向上的位置(上述的规定位置)不同。并且，在外周壁33设置有向径向上的外侧突出的排出管部45。从外周壁33的内周面33a遍及排出管部45的前端形成有包含出口44的贯穿孔(排出流路46)。排出流路46经由出口44与制冷剂流路31连接。在本实施方式中，当从轴向观察时，入口部35与出口部36配置成隔着隔壁部37大致线对称(参考图1)。并且，供给流路43与排出流路46配置成大致平行，但并不限于此。

如图1所示，制冷剂流路31例如通过沿径向延伸且通过入口41的中心的假想直线L1及沿径向延伸且通过出口44的中心的假想直线L2大分为两个部分。即，制冷剂流路31分为第1流路51及第2流路52，所述第一流路51从入口41至出口44的周向上的长度为规定长度，所述第2流路52从入口41至出口44的周向上的长度短于规定长度。第1流路51占制冷剂流路31的大致整周。在本实施方式中，第1流路51的径向上的宽度在周向上大致恒定。第2流路52为制冷剂流路31中的去除了第1流路51的剩余部分。

隔壁部37为用于抑制导致通过入口41流入制冷剂流路31的制冷剂经由短的第2流路52从出口44流出的部分。如图1所示，隔壁部37设置于周向上的一部分(第2流路52的中途部)，在径向上配置于内周壁32与外周壁33之间。隔壁部37与内周壁32及外周壁33形成为一体，且沿轴向延伸(从图2(a))。隔壁部37连接内周壁32与外周壁33。即，通过隔壁部37，第2流路52分割为两个部分。由此，当通过入口41流入制冷剂流路31的制冷剂流向第2流路52侧时，通过隔壁部37能够防止制冷剂直接到达出口44。另外，隔壁部37可以作为与内周壁32及外周壁33不同的部件来设置。

并且，在壳体3的轴向上的一侧端部例如通过未图示的固定工具固定有大致圆板状的盖部件38。由此，制冷剂流路31除了入口41及出口44以外被密封。

在如上的制冷剂流路31中，通过入口41流入的制冷剂其大部分流向第1流路51侧，在第1流路51内在周向上大致遍及整周流动，并通过出口44流出。如此，通过制冷剂流动，壳体3被制冷剂冷却，进而与壳体3接触的马达2通过导热而冷却。

在此，当转子11旋转时，磁力断续地作用于定子12的齿部22与转子11之间。由此，齿部22振动而振动传递至定子12整体。若这种振动从定子12传递至内周壁32，进而例如经由隔壁部37从内周壁32传递至外周壁33，则外周壁33振动而可能会产生噪音。作为噪音对策之一，可考虑不设置隔壁部37而抑制振动从内周壁32传递至外周壁33，然而，在该情况下，第2流路52在从入口41与出口44之间短路，从而存在制冷剂大部分容易流入第2流路52侧的顾虑。因此，流过第1流路51的制冷剂的量大幅减少，从而可能会出现冷却功能较大受损这一问题。

因此，即使在内周壁32与外周壁33通过隔壁部37连接的情况下，为了抑制定子12的振动传递至壳体3的外周壁33，本申请发明人着眼于定子12与隔壁部37之间的位置关系。具体而言，本申请发明人着眼于定子12的轭部21中的第2部分21b的周向上的位置与隔壁部37的周向上的位置之间的关系。如上所述，第2部分21b为配置于轭部21中的在周向上彼此相邻的两个第1部分21a(例如，参考图1的分别与齿部61、62连接的第1部分63、64)之间的部分。更详细而言，例如，将从轴向观察时齿部61外缘中的大致沿径向延伸且在周向上离齿部62近的一侧部分设为外缘61a。并且，将从轴向观察时齿部62外缘中的大致沿径向延伸且在周向上离齿部61近的一侧部分设为外缘62a。第2部分21b例如为轭部21中的被外缘61a的延长线L3与齿部62的外缘62a的延长线L4之间夹持的部分。以下，对后述的实施例1、2及比较例中的第2部分21b与隔壁部37之间的位置关系进行说明。

(实施例1)

参考图1对实施例1的旋转电机1中的定子12的第2部分21b与隔壁部37之间的周向上的位置关系进行说明。在实施例1中，在周向上，隔壁部37限制在第2部分21b的内侧。换言之，隔壁部37在径向上与第2部分21b彼此面对。进一步换言之，在隔壁部37与马达2进行动作时通过断续的磁力而振动的齿部22之间夹设有第2部分21b。

更详细而言，隔壁部37在径向上与第2部分21b的周向上的中心(参考图1的直线L5)面对。换言之，第2部分21b的周向上的中心在周向上限制在隔壁部37的内侧。更严格而言，第2部分21b的周向上的中心的位置与隔壁部37的周向上的中心(参考图1的直线L6)的位置一致。

通过设为这种结构，本申请发明人认为，根据以下原理，能够抑制定子12的振动传递至壳体3的外周壁33。即，当定子12振动时，在径向上薄的第2部分21b通过变形而作为弱弹簧要件发挥功能，由此抑制定子12的振动传递至壳体3的内周壁32。由此，抑制振动经由隔壁部37传递至壳体3的外周壁33。如此，通过第2部分21b发挥防振功能。而且，第2部分21b中的周向上的中心部离设置有齿部22的位置最远，因此刚性最低，且最容易变形。因此，当隔壁部37在径向上与上述中心部面对时，最有效地发挥基于第2部分21b的防振功能。

(实施例2)

参考图3对实施例2的旋转电机1a中的定子12的第2部分21b与隔壁部37之间的周向上的位置关系进行说明。作为与实施例1的共同点，隔壁部37在径向上与第2部分21b面对。另一方面，作为与实施例1的不同点，隔壁部37不与第2部分21b的周向上的中心(参考图3的直线L5)面对。具体而言，在实施例2中，第2部分21b的周向上的中心与隔壁部37的周向上的中心错开15度。在这种结构中，本申请发明人认为，以某种程度抑制定子12振动时因第2部分21b变形而振动传递至壳体3的内周壁32。

(比较例)

参考图4对比较例的旋转电机1b中的定子12的第2部分21b与隔壁部37之间的周向上的位置关系进行说明。在比较例中，隔壁部37在径向上不与第2部分21b面对。隔壁部37与轭部21的第1部分21a在径向上面对。在这种结构中，齿部22的振动不经由第2部分21b传递至内周壁32，进而经由隔壁部37也传递至外周壁33，因此本申请发明人认为外周壁33较大的振动。

(外周壁的振动振幅的分析)

本申请发明人通过模拟分析了上述实施例1、2及比较例中的外周壁33的振动的大小。除第2部分21b与隔壁部37之间的周向上的位置关系以外的分析条件(例如，齿部22的大小、隔壁部37的大小、流过线圈的电流的振幅及频率)在实施例1、2及比较例中相同。在此基础上，本申请发明人关于实施例1、2及比较例，进行了与定子12的变形及壳体3的变形相关的模拟。而且，根据该模拟结果，计算出外周壁33的振动振幅的频率成分。

参考图5所示的曲线图对上述分析的结果进行说明。该曲线图是表示上述振动振幅的频率成分的曲线图。横轴表示频率。纵轴表示振动振幅。在比较例(参考图5的实线)中，在8000Hz～11000Hz的频域中，与其他频域相比具有振动振幅显著变大的倾向。另一方面，在实施例1(参考图5的虚线)中，获得了与比较例相比8000Hz～11000Hz的频域中的振动振幅大幅降低(大致减半或其以上)这一分析结果。即，在实施例1中，可知抑制外周壁33的振动的效果显著。并且，在实施例2(参考图5的单点划线)中，也获得了上述频域中的振动振幅与比较例中的振动振幅相比整体变小(大致减少两成或其以上)这一分析结果。即，在实施例2中，可知与比较例相比也获得振动抑制效果。

如上所述，当定子12振动时，第2部分21b通过变形而作为弱弹簧要件发挥功能，由此能够抑制振动传递至壳体3的内周壁32。由此，能够抑制振动经由隔壁部37传递至壳体3的外周壁33。因此，即使在壳体3的内周壁32与外周壁33通过隔壁部37连接的情况下，也能够抑制定子12的振动传递至外周壁33。

并且，第2部分21b中的周向上的中心部离设置有齿部22的位置最远，因此刚性最低，且最容易变形。因此，尤其在隔壁部37在径向上与上述中心部面对的情况下，能够最有效地发挥基于第2部分21b的防振功能。因此，能够有效地抑制振动经由隔壁部37传递至外周壁33。

接着，对所述实施方式附加了变更的变形例进行说明。但是，对具有与所述实施方式相同的结构的部分标注相同的符号，并适当省略其说明。

(1)在所述实施方式中，设为定子12的齿部22的数量为6个，且三相交流的电流流过线圈，但并不限于此。齿部22的数量可以不是6个。并且，可以使除三相交流以外(例如单向交流)的电流流过线圈。并且，齿部22无需一定在周向上以等间隔配置。即，多个第2部分21b的周向上的尺寸可以彼此不同。在该情况下，可以配置成在多个第2部分21b中的刚性最低(例如，在周向上最长)的第2部分21b的周向上的内侧限制隔壁部37。并且，所有齿部22的大小无需一定要相同。

(2)在所述实施方式中，马达2设为交流马达，但并不限于此。在直流马达中也能够适用本发明。

(3)在所述实施方式中，设为旋转电机1等具有用于使旋转轴13旋转的马达2，但并不限于此。例如，代替马达2，可以设置有通过外力使旋转轴13旋转而由此通过电磁感应在线圈中产生电动势的发电机。或者，可以将马达2用作发电机。在这种情况下，因在转子11与齿部22之间断续地产生磁力而定子12可能会振动，因此将隔壁部37配置成在径向上与第2部分21b彼此面对是有效的。

符号说明

1-旋转电机，3-壳体，11-转子，12-定子，12a-外周面，21-轭部，21a-第1部分，21b-第2部分，22-齿部，30-流路部，31-制冷剂流路，32-内周壁，33-外周壁，37-隔壁部。

Claims (2)

1.一种旋转电机，其具备：

转子，能够以规定的轴向为旋转轴方向进行旋转；

定子，在所述转子的径向上配置于所述转子的外侧；及

壳体，具有形成有制冷剂流动的制冷剂流路的流路部，并且容纳有所述转子及所述定子，

所述旋转电机的特征在于，

所述流路部具有：

内周壁，与所述定子的外周面接触；

外周壁，配置于所述内周壁的所述径向上的外侧，且设置成在与所述内周壁之间形成所述制冷剂流路；及

隔壁部，设置于与所述轴向及所述径向这两个方向正交的周向上的一部分，并且在所述径向上连接所述内周壁与所述外周壁，

所述定子具有：

筒状的轭部；及

多个齿部，沿所述周向排列配置，并且从所述轭部向所述径向上的内侧延伸，

所述轭部包含：

第1部分，与各齿部连接；及

第2部分，配置于在所述周向上彼此相邻的两个所述第1部分之间，

所述隔壁部在所述径向上与所述第2部分面对。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述隔壁部在所述径向上与所述第2部分的所述周向上的中心面对。

Images