CN103107630A

CN103107630A - 旋转电机

Info

Publication number: CN103107630A
Application number: CN2012104413023A
Authority: CN
Inventors: 长尾敏男; 永尾光格
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2013-05-15
Also published as: JP2013106365A; BR102012020977A2; JP5527308B2; EP2592727A2; US20130119794A1

Abstract

本发明提供一种旋转电机，其实现了小型化。为解决所述课题，将旋转电机构成为具有：筒状的定子；以及框架，所述框架在内周面设置所述定子，所述框架包含：第一部位，所述第一部位通过使所述框架的外周面的一部分缩小直径而使厚度减薄来形成；和第二部位，所述第二部位的厚度比所述第一部位的厚度厚。框架具有收纳部、第一冷却介质通路和第二冷却介质通路。收纳部收纳发热部件。第一冷却介质通路形成在所述收纳部与所述定子之间。第二冷却介质通路形成在所述第二部位。

Description

旋转电机

技术领域

公开的实施方式涉及旋转电机。

背景技术

以往，具有水冷式的冷却机构的旋转电机已被公知。例如，在专利文献1中，公开了具有电动机（亦即，旋转电机）的电动汽车用驱动装置，所述电动机具有包围定子的外侧的环状的冷却介质通路。

另外，专利文献1的旋转电机在定子的上方配置有驱动时发热的动力模块（下面，记载为“发热部件”），用流过所述冷却介质通路的冷却介质将所述发热部件与定子一起冷却。

专利文献1：日本特开平6-99745号公报

但是，在现有的旋转电机中，在实现小型化的方面存在进一步改善的余地。这是因为，在形成包围定子的外侧的冷却介质通路时，要求旋转电机的框架具有超过定子的外径的预定宽度。

发明内容

实施方式的一个形态正是鉴于上文而完成的，其目的在于提供一种能够实现小型化的旋转电机。

实施方式的一个形态涉及的旋转电机具有：筒状的定子；以及框架，所述框架在内周面设置所述定子，所述框架包含：第一部位，所述第一部位通过使所述框架的外周面的一部分缩小直径而使厚度减薄来形成；第二部位，所述第二部位的厚度比所述第一部位的厚度厚。所述框架具有收纳部、第一冷却介质通路和第二冷却介质通路。所述收纳部用于收纳发热部件。所述第一冷却介质通路形成于所述收纳部与所述定子之间。所述第二冷却介质通路形成于所述第二部位。

根据实施方式的这一形态，能够实现小型化。

附图说明

图1是表示实施方式涉及的旋转电机的结构例的图。

图2是沿图1的A-A′线的剖视图。

图3是沿图2的B-B′线的剖视图。

图4A是沿图3的C-C′线的剖视图。

图4B是沿图3的D-D′线的剖视图。

图5A是沿图4B的E-E′线的剖视图。

图5B是沿图5A的F-F′线的剖视图。

图5C是沿图5A的F-F′线的剖视图。

图6是表示冷却介质的流动的示意图。

标号说明

10：旋转电机；

11：框架；

11a：第一部位；

11b：第一收纳部；

11c：第一冷却介质通路；

11ca：第三连通孔；

11cb：突起；

11cb′：支柱；

11d：第二冷却介质通路；

11e：连接路；

11f：轴承；

11g：第三收纳部；

11h：第二部位；

12：第一盖；

13：托架；

13a：第二收纳部；

13b：第一连通孔；

13c：第二连通孔；

13f：轴承；

14：第二盖；

15：注入口；

16：排出口；

17：旋转变压器；

21：定子；

22：转子；

23：发热部件；

24：轴。

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明本申请所公开的旋转电机的实施方式。另外，本发明并不被下面所示的实施方式限定。而且，在下面，以车辆用发电机对旋转电机进行说明。

首先，对实施方式涉及的旋转电机的结构例，用图1进行说明。图1是表示实施方式涉及的旋转电机10的结构例的图。另外，在图1中，表示从负载侧的斜上方观察旋转电机10的情况。

而且，在图1中，为了使说明容易理解，图示出三维直角坐标系，该三维直角坐标系包含以铅直向上方向作为正方向的Z轴。所述直角坐标系有时也表示在用于下面的说明中的其他附图中。

而且，在下面，关于由多个要素构成的结构要素，有时只对多个要素之中的一个要素赋予标号，而对其他要素则省略标号。在所述情况下，认为赋予标号的一个要素与其他要素是同样的结构。

如图1所示，旋转电机10具有框架11、第一盖12和托架13。框架11形成为有底的大致筒状，在其内部收纳有定子21、转子22之类的旋转电机10的驱动部并收纳有发热部件23。

定子21通过层叠多片环状的电磁钢片而形成为筒状，所述定子21的外周面与框架11的内周面固定连接。亦即，框架11在内周面与定子21外接。

而且，在定子21的内周侧隔着预定的间隙i对置地配置转子22。转子22具有沿着图中的X方向贯通设置的轴24。轴24由轴承（后述）支承，所述轴承分别设置在负载侧和负载相反侧。从而，转子22能够绕图中的轴线AX自由转动。

发热部件23配置在定子21的上方。此时，发热部件23收纳在框架11所具有的第一收纳部（后述）内。所述第一收纳部的上方开口，在所述开口部安装第一盖12。

而且，此处虽未图示，不过，在框架11的负载相反侧也开口，在所述开口部安装托架13。关于所述框架11的负载相反侧的进一步的结构，利用图3后述。

而且，框架11具有冷却介质的注入口15和排出口16。此处，作为一例，排出口16设置在比注入口15高的位置。

接着，利用包含图1的A-A′线的YZ平面的剖视图，对旋转电机10的结构例进一步详细说明。图2是沿图1的A-A′线的剖视图。

如图2所示，框架11形成为在侧壁包含第一部位11a，所述第一部位11a是使框架11的外周面的一部分的直径缩小（参照图中的箭头sh）而使厚度减薄来形成的。这样，通过在框架11设置薄壁化了的第一部位11a，能够既保持定子21的外径，又减小旋转电机10的预定宽度。亦即，能够兼顾确保旋转电机10的输出和小型化。

另外，如图2所示，在本实施方式中，认为框架11在定子21的侧方各具有一个所述第一部位11a。

而且，框架11具有第一收纳部11b、第一冷却介质通路11c和第二冷却介质通路11d。在第一收纳部11b中，如已述那样，收纳有发热部件23。

第一冷却介质通路11c形成在所述第一收纳部11b与定子21之间，具有与第一收纳部11b的底面基本平行的顶面部。通过具有所述顶面部，能够高效地从下方冷却发热部件23。关于第一冷却介质通路11c的详细情况，利用图5A～图5C后述。

第二冷却介质通路11d分别独立地形成在厚度比所述第一部位11a的厚度厚的第二部位11h。另外，如图2所示，在本实施方式中，设在每个第一部位11a的上方和下方的第二部位11h各形成有一个第二冷却介质通路11d。

而且，第二冷却介质通路11d具有形状与定子21的外周对应的内壁面，且第二冷却介质通路11d以沿框架11的内周的中心轴线（亦即，图1所示的轴线AX）的方向延伸的方式形成。通过使第二冷却介质通路11d成为所述形状，能够高效地冷却定子21。

接着，利用作为沿图2的B-B′线的剖视图的图3，对从侧方（Y轴的正方向）观察旋转电机10的情况的内部结构进行说明。

如图3所示，框架11还具有连接路11e，所述连接路11e将所述第二冷却介质通路11d（参照图2）彼此连接起来。连接路11e形成在框架11的轴线AX方向的端面附近。而且，连接路11e与第二冷却介质通路11d相同，具有形状与定子21的外周对应的内壁面。

另外，在图3中，只示出了形成在框架11的轴线AX方向的负载相反侧端面附近的连接路11e，但在框架11的负载侧端面的附近也形成有连接路11e。这方面利用图4A后述。而且，框架11将环状的轴承11f保持在轴线AX方向的负载侧端面。

另外，重复利用图1的说明，如3所示，在框架11的负载相反侧的开口部安装有托架13。所述托架13保持环状的轴承13f，用所述轴承13f和所述轴承11f支承轴24。

而且，在所述托架13的开口部安装第二盖14。从而，形成第二收纳部13a。第二收纳部13a用于收纳在轴24的负载相反侧端部安装的旋转变压器17。

而且，托架13具有第一连通孔13b，所述第一连通孔13b使所述第二收纳部13a与第一收纳部11b连通，并且托架13具有第二连通孔13c，所述第二连通孔13c同样地使第二收纳部13a与收纳旋转电机10的驱动部的第三收纳部11g连通。

在第二收纳部13a内，除旋转变压器17外，通过经由所述第一连通孔13b和第二连通孔13c，还能够收纳从第三收纳部11g延伸出的配线的接线部等，并且，能够将所述配线容易地延伸向第一收纳部11b。

亦即，由于能够沿图中的YZ平面将维护部位集中配置，因此，能够得到能提高维护作业效率的优点。总而言之，在旋转电机10被用作车辆用发电机的情况下，由于为了确保防水性而施行密封的部位沿YZ平面整齐地配置，因此，能够一并得到容易施行且可靠性高的密封的优点。

接着，利用作为沿图3的C-C′线的剖视图的图4A，以及同样地作为沿图3的D-D′线的剖视图的图4B，对所述连接路11e进一步详细说明。

如图4A所示，在框架11的负载侧端面的附近也设置有连接路11e，所述连接路11e将第二冷却介质通路11d彼此沿图中的Z轴连接起来。

此处，在图4A中，表示了沿框架11的外缘将第二冷却介质通路11d彼此连接起来的连接路11e，但也可不限于此。例如，也可以通过将图4A的连接路11e的宽度进一步扩大到轴承11f的外周附近，从而使定子21和转子22（都参照图1）的端面的冷却效率提高。

而且，重复利用图3的说明，如图4B所示，在框架11的负载相反侧端面的附近设置有连接路11e，所述连接路11e将在所述第一部位11a（参照图2）下方形成的第二冷却介质通路11d彼此沿图中的Y轴方向连接起来。

另外，如图4B所示，在第一部位11a（参照图2）上方形成的第二冷却介质通路11d中的一个被设置为与第一冷却介质通路11c连通。而且，另一个第二冷却介质通路11d被设置为与冷却介质的排出口16连通。

而且，第一冷却介质通路11c被设置为与冷却介质的注入口15连通，根据以上的结构，第一冷却介质通路11c和第二冷却介质通路11d按预定的顺序从注入口15到排出口16一连串地连通起来。

另外，此处，利用作为沿图4B的E-E′线的剖视图的图5A，对第一冷却介质通路11c详细作出说明。

如图5A所示，第一冷却介质通路11c形成为与所述第一收纳部11b（参照图2）具有大致相同的预定宽度的大致矩形形状。所述第一冷却介质通路11c在大致矩形的一个角部处与注入口15连通。而且，在位于所述角部的对角的角部附近具有与第二冷却介质通路11d之一连通的第三连通孔11ca。

而且，第一冷却介质通路11c具有多个突起11cb。所述突起11cb起着翼片的作用，用于对从注入口15注入并经由第一冷却介质通路11c向第三连通孔11ca流入的冷却介质进行整流。

另外，在图5A中，示出了并列的6个突起11cb，但配置位置或个数等并不仅限于此。例如，也可以以使冷却介质蛇行流通的方式排列突起11cb。

对所述突起11cb，利用图5B和图5C进一步说明。图5B和图5C是沿图5A的F-F′线的剖视图。

如图5B所示，突起11cb以彼此面对的朝向设置在第一冷却介质通路11c的顶面部和底面部。另外，如图5B所示，通过使所述顶面部的突起11cb与底面部的突起11cb的末端彼此不接触，能够既对冷却介质进行整流，又截断来自第一冷却介质通路11c的底面部方向的热的传导。亦即，能够可靠地对配置在第一冷却介质通路11c的上方的发热部件23（参照图2）进行冷却。

另外，所述方面，并不妨碍设置将第一冷却介质通路11c的顶面部和底面部连接起来的支柱11cb′而非突起11cb，如图5C所示。在设置所述支柱11cb′的情况下，能够得到能提高第一冷却介质通路11c的强度的优点。

这样，由于第一冷却介质通路11c被设置为与注入口15连通，因此，能够利用刚注入的温度低的冷却介质冷却发热部件23。亦即，能够高效地冷却发热部件23。

将以上结构作为前提，利用图6说明本实施方式中的冷却介质的流动。图6是表示冷却介质的流动的原理图。

如图6所示，从注入口15注入的冷却介质（参照箭头101），在第一冷却介质通路11c（参照箭头102）流通，然后朝向第三连通孔11ca流入（参照箭头103）。

接着，冷却介质朝向沿定子21的外周并沿轴线AX方向延伸的第二冷却介质通路11d流入（参照箭头104），经由框架11的负载侧端面附近的连接路11e（参照箭头105），然后在第二冷却介质通路11d朝向负载相反侧方向折回（参照箭头106）。

接着，冷却介质经由框架11的负载相反侧端面附近的连接路11e（参照箭头107），在第二冷却介质通路11d朝向负载侧方向再次折回（参照箭头108）。

然后，冷却介质经由框架11的负载侧端面附近的连接路11e（参照箭头109），在第二冷却介质通路11d朝向负载相反侧方向进一步折回（参照箭头110）。接着，最终冷却介质从排出口16排出（参照箭头111）。

这样，首先，通过使冷却介质朝向第一冷却介质通路11c流通，能够高效且可靠地冷却发热部件23。而且，虽然设置有被所述第一部位11a（参照图2）分离开的独立的第二冷却介质通路11d，不过经由连接路11e使冷却介质遍及定子21的周围地流通，因此，能够兼顾框架的小型化和优良的冷却效率。

另外，实施方式涉及的旋转电机10还能够得到使框架11的变形的影响不易波及到发热部件23等的效果。关于所述方面，使用已经表示的图2具体进行说明。

如图2所示，定子21与框架11的内周面固定连接，所述固定连接通过热压配合等进行。此时，存在着因所述热压配合的加热而在框架11的内周面及其周围产生变形的可能性。

但是，由于实施方式涉及的旋转电机10在收纳发热部件23的第一收纳部11b与定子21之间配置中空结构的第一冷却介质通路11c，因此，能够用面对定子21的第一冷却介质通路11c的内壁面吸收所述变形。

亦即，由于放置发热部件23的第一收纳部11b的底面部不会变形而保持平坦，因此，不会对以发热部件23为首的收纳在第一收纳部11b的各种设备施加由变形引起的不良影响，能够稳定地动作。

如上所述，实施方式涉及的旋转电机具有：筒状的定子；以及框架，所述框架在内周面设置所述定子，所述框架包含：第一部位，所述第一部位通过使所述框架的外周面的一部分缩小直径而使厚度减薄来形成；和第二部位，所述第二部位的厚度比所述第一部位的厚度厚。框架具有收纳部、第一冷却介质通路和第二冷却介质通路。收纳部收纳发热部件。第一冷却介质通路形成在所述收纳部与所述定子之间。第二冷却介质通路形成在所述第二部位。

从而，根据实施方式涉及的旋转电机，能够实现小型化。

另外，在所述实施方式中，虽然对将发热部件配置在定子的上方的情况进行了说明，但发热部件的配置位置并不限定于此。

而且，在所述实施方式中，虽然举例示出了将与定子的侧方相对的框架的侧壁薄壁化了的情况，但并不仅限于此。亦即，只要根据旋转电机自身的配置空间的形状、发热部件的配置位置等，适当地决定薄壁化的部位及其形状即可。

而且，在所述实施方式中，对旋转电机主要用作车辆用发电机的情况进行了说明，但当然可以与旋转电机的用途无关地进行应用。例如，也可以应用在将旋转电机作为电动机使用的情况。

进一步的效果和变形例能够由本领域技术人员容易地导出。因此，本发明的更广泛的形态并不仅限于如以上那样表示和记述的特定的细节和代表性的实施方式。从而，只要不脱离由附加的权利要求范围及其等价物定义的总体的发明概念的精神和范围，就能够进行各种各样的变更。

Claims

1.一种旋转电机，其特征在于，

所述旋转电机具有：

筒状的定子；

框架，所述框架在内周面设置所述定子，所述框架具有：第一部位，所述第一部位通过使所述框架的外周面的一部分缩小直径而使厚度减薄来形成；和第二部位，所述第二部位的厚度比所述第一部位的厚度厚，

所述框架具有：

收纳部，所述收纳部用于收纳发热部件；

第一冷却介质通路，所述第一冷却介质通路形成在所述收纳部与所述定子之间；和

第二冷却介质通路，所述第二冷却介质通路形成在所述第二部位。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述第一冷却介质通路被设置为与冷却介质的注入口连通，

所述第二冷却介质通路之一被设置为与所述冷却介质的排出口连通，

所述第二冷却介质通路按照预定的顺序与所述第一冷却介质通路连通连接。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述框架在该框架的内周的中心轴线方向的端面附近具有连接路，所述连接路将所述第二冷却介质通路彼此连接起来。

4.如权利要求1、2或3所述的旋转电机，其特征在于，

所述第二冷却介质通路具有形状与所述定子的外周对应的内壁面。

5.如权利要求1～4中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述框架在所述定子的侧方各具有一个所述第一部位，并且

所述框架在各个所述第一部位的上方和下方各具有一个所述第二冷却介质通路。

6.如权利要求1～5中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述第一冷却介质通路具有顶面部，所述顶面部是与所述收纳部的底面大致平行的形状的内壁面。

7.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，

所述第一冷却介质通路分别在所述顶面部和与所述顶面部相对的底面部具有朝向相对的突起。

8.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，

所述第一冷却介质通路具有支柱，所述支柱将所述顶面部以及与所述顶面部相对的底面部连接起来。