CN117642967A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

在旋转电机中，外壳体的内周面具有：第1圆筒面，其设置于开口部侧，与第1密封部件接触；第2圆筒面，其以小于第1圆筒面的直径设置为比第1圆筒面更靠底部侧，与第2密封部件接触；以及第3圆筒面，其以小于第2圆筒面的直径设置为比第2圆筒面更靠底部侧，内壳体的前端部被压入该第3圆筒面，在将内壳体插入于外壳体内时，在第1密封部件与第1圆筒面接触的时间点、或者第2密封部件与第2圆筒面接触的时间点，在内壳体的轴向上，在内壳体的前端部与第3圆筒面之间存在间隙。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及具有定子以及转子的旋转电机。

背景技术

在WO2020/213052A1中记载有如下旋转电机，即，在圆筒状的外壳体的内部设置有圆筒状的内壳体，在它们之间形成有冷却液流路。

发明内容

关于WO2020/213052A1记载的旋转电机，在将内壳体组装于外壳体内时，将内壳体的前端部压入于外壳体，并且将设置于内壳体的凸缘固定于外壳体。

然而，关于WO2020/213052A1记载的旋转电机，如果在压入时内壳体的前端部的定心不充分，则内壳体会在倾斜的状态下压入于外壳体，冷却液有可能从密封部分泄漏。

因此，本发明的目的在于提供一种旋转电机，在将内壳体组装于外壳体内时，能够更可靠地进行内壳体的前端部的定心。

根据本发明的某个方式，旋转电机具有：圆筒状的内壳体，其对定子以及转子进行收容；有底圆筒状的外壳体，其将内壳体的外周覆盖；第1密封部件，其收容于在内壳体的外周面形成为环状的第1槽内，将内壳体的外周面与外壳体的内周面之间密封；第2密封部件，其收容于在内壳体的外周面与第1槽隔开间隔而形成为环状的第2槽内，将内壳体的外周面与外壳体的内周面之间密封；以及制冷剂通路，其由被第1密封部件、第2密封部件、内壳体以及外壳体包围的区域形成，供对定子进行冷却的制冷剂流通。外壳体的内周面具有：第1圆筒面，其设置于开口部侧，与第1密封部件接触；第2圆筒面，其以小于第1圆筒面的直径设置为比第1圆筒面更靠底部侧，与第2密封部件接触；以及第3圆筒面，其以小于第2圆筒面的直径设置为比第2圆筒面更靠底部侧，内壳体的前端部被压入该第3圆筒面。关于旋转电机，在将内壳体插入于外壳体内时，在第1密封部件与第1圆筒面接触的时间点、或者第2密封部件与第2圆筒面接触的时间点，在内壳体的轴向上，在内壳体的前端部与第3圆筒面之间存在间隙。

根据本发明，在内壳体的前端部与第3圆筒面接触之前，第1密封部件与第1圆筒面接触、或者第2密封部件与第2圆筒面接触，因此能够在将内壳体的前端部压入之前进行内壳体的定心。由此，在对内壳体和外壳体进行组装时，内壳体相对于外壳体不会倾斜，而能够将内壳体的前端部压入于外壳体。

附图说明

图1是从具有本实施方式涉及的旋转电机的驱动单元的正面观察的概略结构图。

图2是从侧面观察具有本实施方式涉及的旋转电机的驱动单元的示意图。

图3是表示本实施方式涉及的旋转电机的要部的局部剖面图。

图4是用于对本实施方式涉及的旋转电机的内壳体与外壳体的尺寸关系进行说明的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是从正面观察具有实施方式涉及的旋转电机M的驱动单元100的概略图。图2是从侧面观察驱动单元100的示意图。图3是表示旋转电机M的要部的轴向的剖面图。

驱动单元100搭载于车辆。如图1及图2所示，驱动单元100具有旋转电机M、逆变器I以及减速器G。驱动单元100例如利用由发电电机(未图示)通过内燃机(未图示)的动力发电所得的电力，作为对旋转电机M进行驱动而行驶的串联混合动力车辆的驱动源进行使用。此外，并不局限于此，驱动单元100例如可以作为由电池的电力驱动的电动车辆的驱动源而使用。

如图1及图2所示，在旋转电机M的上部配置有逆变器I。通过螺栓将逆变器I的外壳固定于旋转电机M的壳体，由此使得旋转电机M和逆变器I一体化。

减速器G通过螺栓紧固而固定于旋转电机M的壳体。减速器G的输入轴(未图示)与旋转电机M的旋转轴7连接。旋转电机M的驱动力由减速器G进行减速而通过转轴S传递至驱动轮(未图示)。

本实施方式的旋转电机M是作为电动机以及发电机而执行动作的电动发电机。具体而言，旋转电机M作为接受来自电池(未图示)的电力的供给而进行旋转驱动的电动机执行动作，在从驱动轮接受旋转能量的情况下，作为发电机而起作用。

旋转电机M例如为同步型旋转电机。旋转电机M在作为电动机执行动作时，基于来自控制器(未图示)的指令而施加由逆变器I产生的三相交流电，由此执行动作。另外，旋转电机M在作为发电机执行动作时，通过来自驱动轮(未图示)的驱动力进行旋转，由此产生电力，对电池进行充电。

如图3所示，旋转电机M具有：定子1；转子2；内壳体3，其对定子1以及转子2进行收容；以及外壳体4，其将内壳体3的外周覆盖。

定子1具有：定子芯体1a；以及定子线圈1b，其卷绕于定子芯体1a。转子2在定子1的内周与定子1略微隔开间隙而设置。转子2安装于旋转轴7而旋转自由地支撑于定子1内。

如图3所示，内壳体3形成为圆筒状。内壳体3例如由铝合金制成，通过铸造等而形成。内壳体3具有：圆筒部3a，其对定子1以及转子2进行收容；以及凸缘部3b，其设置于圆筒部3a的一端，与外壳体4的一端侧的开口部4c抵接。内壳体3通过由螺栓8将凸缘部3b紧固于外壳体4而固定于外壳体4。

在内壳体3的圆筒部3a的外周面设置有形成为环状的第1槽3c、以及形成为环状的第2槽3d。第1槽3c和第2槽3d在内壳体3的轴向上彼此隔开间隔而设置。在第1槽3c以及第2槽3d内分别设置有对内壳体3的外周面与外壳体4的内周面之间进行密封的作为第1密封部件的O型密封圈6a、以及作为第2密封部件的O型密封圈6b。

另外，内壳体3还具有肋3e，该肋3e从圆筒部3a的外周面向区域R内凸出，沿内壳体3的圆筒部3a的外周面以螺旋状延伸。肋3e形成为与外壳体4的内周面之间略微设置有间隙。

外壳体4形成为有底圆筒形状。外壳体4例如由铝合金制成、且通过铸造等而形成。外壳体4具有：圆筒部4a，其将内壳体3的外周覆盖；底部4b，其将圆筒部4a的一端封闭；以及厚壁部4d，其比设置于开口部4c侧的圆筒部4a更厚。

在内壳体3的外周面与外壳体4的内周面之间设置有供对定子1进行冷却的制冷剂流通的制冷剂通路5。制冷剂通路5在由O型密封圈6a、O型密封圈6b、内壳体3的外周面以及外壳体4的内周面包围的区域R内形成为将定子1的外周覆盖。在本实施方式中，制冷剂通路5形成为使得制冷剂沿设置于内壳体3的外周面的、以螺旋状延伸的肋3e流动，即，制冷剂通路5在区域R内形成为螺旋状。

外壳体4的圆筒部4a的内周面具有：第1圆筒面41，其设置于开口部4c侧，与O型密封圈6a接触；第2圆筒面42，其以小于第1圆筒面41的直径设置为比第1圆筒面41更靠底部4b侧，与O型密封圈6b接触；以及第3圆筒面43，其以小于第2圆筒面42的直径设置为比第2圆筒面42更靠底部4b侧，压入有内壳体3的前端部3f。

关于本实施方式的旋转电机M，将内壳体3从外壳体4的开口部4c插入，将内壳体3的前端部3f压入于外壳体4的第3圆筒面43。而且，通过利用螺栓8将内壳体3的凸缘部3b固定于外壳体4的厚壁部4d而使得内壳体3固定于外壳体4。

但是，在压入内壳体3时，如果内壳体3的前端部3f的定心不充分，则在内壳体3和外壳体4的中心轴错开的状态、或者内壳体3倾斜的状态下，有可能内壳体3被压入于外壳体4。在内壳体3在这种状态下被压入的情况下，例如，有可能在O型密封圈6a、6b等密封部分产生偏差而导致制冷剂泄漏、或者在内壳体3与外壳体4之间产生卡阻部而产生污染物。

因此，关于本实施方式的旋转电机M，在内壳体3的轴向上，在内壳体3的前端部3f与第3圆筒面43接触之前，至少使O型密封圈6a与第1圆筒面41接触、或者使O型密封圈6b与第2圆筒面42接触，由此进行内壳体3的定心。下面，对具体的结构进行说明。

图4是表示在将内壳体3从开口部4c插入于外壳体4内时O型密封圈6a与第1圆筒面41接触、且O型密封圈6b与外壳体4的第2圆筒面42接触的状态的图。如图4所示，在O型密封圈6a与第1圆筒面41接触、且O型密封圈6b与第2圆筒面42接触的时间点，在内壳体3的轴向上，在内壳体3的前端部3f与外壳体4的第3圆筒面43之间存在间隙C。换言之，关于旋转电机M，在内壳体3的前端部3f与第3圆筒面43接触之前，O型密封圈6a与第1圆筒面41接触，并且O型密封圈6b与第2圆筒面42接触。

为了实现这种结构，关于旋转电机M，在将从第1圆筒面41的开口部4c侧的端部41a至第3圆筒面43的开口部4c侧的端部43a为止的轴向距离设为D1，将与第3圆筒面43接触的前端部3f的外周面的底部4b侧的端部3g和第1槽3c的轴向的中心位置3i之间的距离设为D2时，在D1＞D2的位置形成第1槽3c。另外，在将从第2圆筒面42的开口部4c侧的端部42a至第3圆筒面43的开口部4c侧的端部43a为止的距离设为D3，将前端部3f的端部3g和第2槽3d的轴向的中心位置3h之间的距离设为D4时，在D3＞D4的位置形成第2槽3d。

将第1槽3c以及第2槽3d配置于这种位置，从而能够在内壳体3的前端部3f与第3圆筒面43接触之前，使得O型密封圈6a与第1圆筒面41接触，并且使得O型密封圈6b与第2圆筒面42接触。此外，如果是图4所示的位置、即轴向上第1槽3c的轴向的中心位置3i与第1圆筒面41的开口部4c侧的端部41a一致的位置，则O型密封圈6a可靠地与外壳体4的第1圆筒面41接触。同样地，如果是第2槽3d的轴向的中心位置3h与第2圆筒面42的开口部4c侧的端部42a一致的位置，则O型密封圈6b可靠地与外壳体4的第2圆筒面42接触。因而，将第1槽3c以及第2槽3d配置于上述位置，从而在将内壳体3的前端部3f压入之前，能够使得O型密封圈6a、6b分别与第1圆筒面41以及第2圆筒面42接触而进行内壳体3的定心。

此外，在O型密封圈6a与第1圆筒面41接触，并且O型密封圈6b与外壳体4的第2圆筒面42接触之后，将内壳体3朝向外壳体4的底部4b进一步插入而将内壳体3的前端部3f压入于第3圆筒面43。而且，如果将内壳体3朝向外壳体4的底部4b进一步插入，则内壳体3的凸缘部3b与外壳体4的开口部4c(厚壁部4d)抵接。

在该状态下，通过利用螺栓8将凸缘部3b固定于外壳体4，从而使得内壳体3和外壳体4一体化而结束组装。

此外，关于本实施方式的旋转电机M，如图3所示，在内壳体3的凸缘部3b与外壳体4的开口部4c(厚壁部4d)抵接时，在轴向上在内壳体3的前端面3j与外壳体4之间存在间隙D。由此，能够使得凸缘部3b可靠地与外壳体4的开口部4c(厚壁部4d)抵接，因此能够将内壳体3的前端面3j按压于外壳体4而防止内壳体3变形。

如上所述，关于本实施方式的旋转电机M，在内壳体3的前端部3f与第3圆筒面43接触之前，O型密封圈6b与第2圆筒面42接触，并且O型密封圈6a与第1圆筒面41接触。由此，能够在将内壳体3的前端部3f压入之前进行内壳体3的定心。其结果，在对内壳体3和外壳体4进行组装时，在内壳体3的中心轴相对于外壳体4的中心轴错开的状态、或者内壳体3相对于外壳体4倾斜的状态下，能够防止内壳体3的前端部3f被压入于外壳体4。

此外，在上述实施方式中，以O型密封圈6a、6b同时与第1圆筒面41以及第2圆筒面42接触的情况为例进行了说明，但O型密封圈6a、6b也可以在组装时不同时与第1圆筒面41以及第2圆筒面42接触。具体而言，在内壳体3的前端部3f与第3圆筒面43接触之前，如果O型密封圈6a、6b分别与第1圆筒面41以及第2圆筒面42接触，则在O型密封圈6a、6b这两个部位对内壳体3进行定心，因此能够可靠地进行内壳体3的定心。

在O型密封圈6a、6b未同时与第1圆筒面41以及第2圆筒面42接触的情况下，例如，在O型密封圈6b与第2圆筒面42接触时，优选以使得O型密封圈6a位于比第1圆筒面41更靠外侧的方式形成第1槽3c以及第2槽3d。关于该结构，在O型密封圈6b与第2圆筒面42接触之后，O型密封圈6a与第1圆筒面41接触。关于在O型密封圈6b与第2圆筒面42接触之前O型密封圈6a与第1圆筒面41接触的结构，在内壳体3相对于外壳体4倾斜地插入的情况下，O型密封圈6a与第2圆筒面42接触而使得内壳体3以O型密封圈6a为支点倾斜。此时，成为支点的O型密封圈6a与前端部3f之间的距离较长，因此前端部3f的径向的偏移量增大。因此，关于在O型密封圈6a与第1圆筒面41接触之前O型密封圈6b与第2圆筒面42接触的结构，假设即使内壳体3相对于外壳体4倾斜地插入，内壳体3也以接近前端部3f的O型密封圈6b为支点而倾斜。此时，成为支点的O型密封圈6b和前端部3f之间的距离较短，因此前端部3f的径向的偏移量减小。因而，通过形成为这种配置而使得前端部3f的径向的偏移量减小，因此能够更可靠地防止在内壳体3倾斜的状态下压入于外壳体4。

此外，可以形成为在O型密封圈6a与第1圆筒面41接触之后O型密封圈6b与第2圆筒面42接触。即使是该结构，在内壳体3的前端部3f与第3圆筒面43接触之前，也在O型密封圈6a、6b这两个部位对内壳体3进行定心，因此能够进行内壳体3的定心。

并且，在组装时，如果内壳体3的斜率、偏移量收敛于能够容许的范围，则可以形成为在内壳体3的前端部3f与第3圆筒面43接触之前至少仅使O型密封圈6a与第1圆筒面41接触、或者在内壳体3的前端部3f与第3圆筒面43接触之前仅使O型密封圈6b与第2圆筒面42接触的结构。在该情况下，在内壳体3的前端部3f压入于第3圆筒面43之前，也能够利用O型密封圈6a或者O型密封圈6b进行内壳体3的定心。

汇总说明以上述方式构成的本发明的实施方式的结构、作用以及效果。

旋转电机M具有：圆筒状的内壳体3，其对定子1以及转子2进行收容；有底圆筒状的外壳体4，其将内壳体3的外周覆盖；O型密封圈6a(第1密封部件)，其收容于在内壳体3的外周面形成为环状的第1槽3c内，将内壳体3的外周面与外壳体4的内周面之间密封；O型密封圈6b(第2密封部件)，其收容于在内壳体3的外周面与第1槽3c隔开间隔而形成为环状的第2槽3d内，将内壳体3的外周面与外壳体4的内周面之间密封；以及制冷剂通路5，其由被O型密封圈6a(第1密封部件)、O型密封圈6b(第2密封部件)、内壳体3以及外壳体4包围的区域R形成，供对定子1进行冷却的制冷剂流通。外壳体4的内周面具有：第1圆筒面41，其设置于开口部4c侧，与O型密封圈6a(第1密封部件)接触；第2圆筒面42，其以小于第1圆筒面41的直径设置为比第1圆筒面41更靠底部4b侧，与O型密封圈6b(第2密封部件)接触；以及第3圆筒面43，其以小于第2圆筒面42的直径设置为比第2圆筒面42更靠底部4b侧，压入有内壳体3的前端部3f。关于旋转电机M，在将内壳体3插入于外壳体4内时，在O型密封圈6a(第1密封部件)与第1圆筒面41接触的时间点、或者O型密封圈6b(第2密封部件)与第2圆筒面42接触的时间点，在内壳体3的轴向上，在内壳体3的前端部3f与第3圆筒面43之间存在间隙C。

关于该结构，在内壳体3的前端部3f与第3圆筒面43接触之前，O型密封圈6b与第2圆筒面42接触、或者O型密封圈6a与第1圆筒面41接触。由此，能够在将内壳体3的前端部3f压入之前进行内壳体3的定心。因而，在对内壳体3和外壳体4进行组装时，内壳体3不会相对于外壳体4倾斜，能够将内壳体3的前端部3f压入于外壳体4。

关于旋转电机M，在将内壳体3插入于外壳体4内时，在O型密封圈6a(第1密封部件)与第1圆筒面41接触，并且O型密封圈6b(第2密封部件)与第2圆筒面42接触的时间点，在内壳体3的轴向上，在内壳体3的前端部3f与第3圆筒面43之间存在间隙C。

关于该结构，在将内壳体3的前端部3f压入之前，O型密封圈6a、6b与第1圆筒面41以及第2圆筒面42接触。由此，在O型密封圈6a、6b这两个部位对内壳体3进行定心，因此能够更可靠地进行内壳体3的定心。

关于旋转电机M，在将内壳体3插入于外壳体4内时，在O型密封圈6b(第2密封部件)与第2圆筒面42接触之后，O型密封圈6a(第1密封部件)与第1圆筒面41接触。

关于该结构，即使内壳体3相对于外壳体4倾斜，O型密封圈6b也与第2圆筒面42接触，由此内壳体3以接近前端部3f的O型密封圈6b为支点而倾斜。由此，能够减小前端部3f的倾斜量，因此能够抑制前端部3f在倾斜的状态下压入于外壳体4。

关于旋转电机M，与外壳体4的开口部4c抵接的凸缘部3b设置于内壳体3的一端。在凸缘部3b与外壳体4抵接时，在轴向上，在内壳体3的前端面3j与外壳体4之间存在间隙D。

关于该结构，能够使凸缘部3b可靠地与外壳体4的开口部4c抵接。由此，能够将内壳体3的前端面3j按压于外壳体4而防止内壳体3过度变形。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式以及各变形例中说明的结构不过示出了本发明的应用例的一部分，其主旨并非限定本发明的技术范围。

在上述实施方式中，以旋转电机M是电动发电机的情况为例进行了说明，但旋转电机M也可以是发电机或者电动机。另外，旋转电机M并不局限于用作车辆用的驱动源，可以用于任何装置。

例如，在旋转电机M中，并非必须设置肋3e。另外，在上述实施方式中，作为第1、第2密封部件以O型密封圈6a、6b为例进行了说明，但密封部件也可以是X型密封圈等任意结构。

在上述实施方式中，以内壳体3的凸缘部3b与外壳体4的开口部4c抵接的情况为例进行了说明，但并不局限于此，例如，也可以在外壳体4设置凸台并使得凸缘部3b与该凸台抵接。

Claims (4)

1.一种旋转电机，其具有定子及转子，其中，

所述旋转电机具有：

圆筒状的内壳体，其对所述定子以及所述转子进行收容；

有底圆筒状的外壳体，其将所述内壳体的外周覆盖；

第1密封部件，其收容于在所述内壳体的外周面形成为环状的第1槽内，将所述内壳体的外周面与所述外壳体的内周面之间密封；

第2密封部件，其收容于在所述内壳体的外周面与所述第1槽隔开间隔而形成为环状的第2槽内，将所述内壳体的外周面与所述外壳体的所述内周面之间密封；以及

制冷剂通路，其由被所述第1密封部件、所述第2密封部件、所述内壳体以及所述外壳体包围的区域形成，供对所述定子进行冷却的制冷剂流通，

所述外壳体的所述内周面具有：

第1圆筒面，其设置于开口部侧，与所述第1密封部件接触；

第2圆筒面，其以小于所述第1圆筒面的直径设置为比所述第1圆筒面更靠底部侧，与所述第2密封部件接触；以及

第3圆筒面，其以小于所述第2圆筒面的直径设置为比所述第2圆筒面更靠底部侧，所述内壳体的前端部被压入该第3圆筒面，

在将所述内壳体插入于所述外壳体内时，在所述第1密封部件与所述第1圆筒面接触的时间点、或者所述第2密封部件与所述第2圆筒面接触的时间点，在所述内壳体的轴向上，在所述内壳体的所述前端部与所述第3圆筒面之间存在间隙。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，

在将所述内壳体插入于所述外壳体内时，在所述第1密封部件与所述第1圆筒面接触，并且所述第2密封部件与所述第2圆筒面接触的时间点，在所述内壳体的所述轴向上，在所述内壳体的所述前端部与所述第3圆筒面之间存在间隙。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其中，

在将所述内壳体插入于所述外壳体内时，在所述第2密封部件与所述第2圆筒面接触之后，所述第1密封部件与所述第1圆筒面接触。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其中，

与所述外壳体的所述开口部抵接的凸缘部设置于所述内壳体的一端，

在所述凸缘部与所述外壳体抵接时，在所述轴向上，在所述内壳体的前端面与所述外壳体之间存在间隙。