CN110176835A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转电机，与现有技术的相比能够有效地进行冷却。所述旋转电机具备：定子，其具有绕组和环状的定子铁心，所述绕组装配于所述定子铁心，且具备在所述定子铁心的轴向上突出的线圈末端；导电构件，其与所述定子的所述绕组电连接，所述导电构件的至少一部分配置于所述线圈末端的上方；罩构件，其从下方覆盖所述导电构件，且配置于所述线圈末端的上方；以及制冷剂供给机构，其向规定方向喷出制冷剂，向所述定子供给所述制冷剂。在所述罩构件的与所述线圈末端对应的位置设有在上下方向上贯穿的孔部。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种旋转电机。

背景技术

以往，作为混合动力机动车、电动机动车的动力源，使用旋转电机。旋转电机具有：定子铁心，其具有插槽；以及线圈，该线圈的一部分配置于插槽内而装配于定子铁心。线圈由芯线被绝缘性的皮膜覆盖的多个导体形成。

然而，近年来，因旋转电机的高输出化等，线圈的发热有时变大，因此有时使用制冷剂来有效地冷却旋转电机。

例如日本专利第5815846号(以下，称为专利文献1)所记载的旋转电机具备：定子；制冷剂供给机构，其供给用于冷却定子的制冷剂；多个母线，它们对外部电线与多相的线圈进行电中继；以及绝缘罩，其覆盖母线。在绝缘罩上设有上下贯穿的贯通孔。

根据专利文献1所记载的技术，在冷却液体浸入到绝缘罩的内部时，能够穿过贯通孔而排出冷却流体，因此能够防止母线间的短路，并且能够抑制因冷却流体存积而导致的绝缘罩或冷却液体自身的劣化。

然而，随着旋转电机的高输出化等，关于有效地冷却旋转电机，期望进一步的提高。

发明内容

本发明的方案是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种与现有技术相比能够有效地进行冷却的旋转电机。

为了解决上述的技术问题而达到上述目的，本发明采用以下的方案。

(1)本发明的一方案的旋转电机具备：定子，其具有绕组和环状的定子铁心，所述绕组装配于所述定子铁心，且具备在所述定子铁心的轴向上突出的线圈末端；导电构件，其与所述定子的所述绕组电连接，所述导电构件的至少一部分配置于所述线圈末端的上方；罩构件，其从下方覆盖所述导电构件，且配置于所述线圈末端的上方；以及制冷剂供给机构，其向规定方向喷出制冷剂，向所述定子供给所述制冷剂，在所述罩构件的与所述线圈末端对应的位置设有在上下方向上贯穿的孔部。

(2)在上述方案(1)中，可以的是，在所述罩构件设有将所述制冷剂向所述孔部引导的引导部。

(3)在上述方案(1)或(2)中，可以的是，所述罩构件具有能够收纳所述导电构件的收纳凹部，所述收纳凹部在俯视下在与所述线圈末端对应的位置具有弯曲部，所述孔部形成于所述弯曲部的角部。

(4)在上述方案(1)至(3)中的任一方案中，可以的是，所述绕组由彼此连接地使用的多个分段线圈形成，所述线圈末端包括将多个所述分段线圈连接的连接部，所述罩构件配置于包括所述连接部的所述线圈末端的上方。

根据上述方案(1)，具备：导电构件，其至少一部分配置于所述线圈末端的上方；罩构件，其从下方覆盖所述导电构件，且配置于所述线圈末端的上方；以及制冷剂供给机构，其供给制冷剂，在罩构件的与线圈末端对应的位置设有在上下方向上贯穿的孔部，因此从制冷剂供给机构供给并浸入到罩构件的制冷剂穿过孔部并借助重力而下落，被供给到下方的线圈末端。由此，制冷剂能够从线圈末端浸透来冷却绕组及定子铁心。另外，与现有技术同样地，能够防止导电构件的短路，并且能够抑制因制冷剂存积而导致的罩构件、制冷剂等的劣化。因此，根据方案(1)，能够抑制罩构件、制冷剂等的劣化，并且能够利用穿过罩构件的孔部而排出的制冷剂来冷却定子，因此与现有技术相比能够有效地进行冷却。

根据上述方案(2)，在罩构件设有将制冷剂向孔部引导的引导部，因此浸入到罩构件的制冷剂不会滞留而穿过孔部并在重力的作用下下落，被供给到下方的线圈末端。因此，能够进一步地抑制罩构件、制冷剂等的劣化，并且能够利用穿过罩构件的孔部而排出的制冷剂来进行定子的冷却。

根据上述方案(3)，罩构件具有能够收纳导电构件的收纳凹部，孔部形成于收纳凹部的弯曲部的角部，因此浸入到罩构件的制冷剂不会滞留于收纳凹部的角部而被排出。因此，能够进一步地抑制罩构件、制冷剂等的劣化，并且能够利用穿过罩构件的孔部而排出的制冷剂来进行定子的冷却。另外，通过设有能够收纳导电构件的收纳凹部，从而能够确保作为绝缘距离的沿面距离，因此能够提高布局性且确保导电构件的绝缘。

根据上述方案(4)，线圈末端包括将多个分段线圈连接的连接部，罩构件配置于包括连接部的线圈末端的上方，因此能够穿过罩构件的孔部地对线圈末端中的比过渡部更容易发热的连接部供给制冷剂。因此，根据方案(4)，能够效率良好地冷却绕组。

附图说明

图1是示出实施方式的旋转电机的简要结构的剖视图。

图2是示出定子的一部分的剖视图。

图3是示出分段线圈的立体图。

图4是壳体内的从轴向观察到的罩构件及罩构件周边的说明图。

图5是壳体内的从上方观察到的罩构件及罩构件周边的说明图。

图6是壳体内的罩构件及罩构件周边的立体图。

具体实施方式

以下，关于本发明的各实施方式，参照附图来进行说明。

图1是示出实施方式的旋转电机的简要结构的剖视图。

如图1所示，实施方式的旋转电机1具备壳体2、定子3、转子4、输出轴5、制冷剂供给机构6及罩构件7。

本实施方式的旋转电机1是搭载于例如像混合动力机动车、电动机动车那样的车辆的行驶用马达。但是，本实施方式的结构并不局限于上述例子，还能够应用于搭载在车辆的发电用马达等其他用途的马达。另外，本实施方式的结构能够应用于搭载于车辆以外且包括发电机的所谓旋转电机的整个范畴。

需要说明的是，在以下的说明中，有时将沿着转子4的旋转中心的轴线C的方向称为轴向，将与轴线C正交的方向称为径向，将绕轴线C的方向称为周向。另外，在以下的说明中，上下方向与铅垂方向的上下方向一致。

转子4例如具有转子铁心和安装于转子铁心的磁铁，并在定子3的内侧被驱动而旋转。本实施方式的转子4是所谓的IPM转子，磁铁***转子铁心，并从轴向被端面板覆盖而限制轴向的移动。

输出轴5与转子4连接，将转子4的旋转作为驱动力而输出。

定子3形成为环状，例如安装于壳体2的内周面。定子3具有定子铁心11和安装于定子铁心11的绕组12，并且对转子4作用旋转磁场。

图2是示出定子的一部分的剖视图。需要说明的是，在图2中，为了容易理解定子3而将转子4以双点划线进行图示。

如图2所示，定子3具备定子铁心11和绕组12。需要说明的是，在定子3上的插槽23内有时还具备例如清漆等填充固着物，但是在本申请中为了便于说明，省略图示及说明。

定子铁心11形成为包围转子4的环状。定子铁心11通过多片的电磁钢板在轴向上层叠而形成。需要说明的是，定子铁心11也可以是通过例如在周向上被分割的多个片段彼此连结而形成的分割型定子铁心。

定子铁心11具有环状的磁轭部21、多个齿部22以及多个插槽23。多个齿部22从磁轭部21朝向定子铁心11的径向的内侧突出。各插槽23形成于在定子铁心11的周向上彼此相邻的两个齿部22之间。因此，多个插槽23在定子铁心11的周向上排列配置。各插槽23在定子铁心11的轴向上贯穿定子铁心11。本实施方式的插槽23是将径向的内侧开放的开口插槽。需要说明的是，本实施方式的结构并不局限于此，还能够应用于径向的内侧封闭的闭合插槽。

绕组12被收容于定子铁心11的插槽23而装配于定子铁心11。绕组12是由U相、V相及W相构成的三相线圈。本实施方式的绕组12由彼此连接使用的多个分段线圈14形成。

图3是示出分段线圈的立体图。需要说明的是，在图3中，图示出一个分段线圈14，省略了收容于同一插槽23的另一个分段线圈的图示。另外，在图3中，透过定子铁心11而进行图示。

如图3所示，分段线圈14由多个(例如4个)分段导体14A形成。分段导体14A的芯线例如是扁平线。

分段导体14A具有形成为直线状的一对***部14a、过渡部14b、以及一对连接部14c。一对***部14a在例如被未图示的绝缘纸覆盖的状态下分开地收容于彼此不同的插槽23。多个分段线圈14在定子铁心11的周向上按U相、U相、V相、V相、W相、W相、U相、U相......的顺序排列。

过渡部14b连接一对***部14a的一端。过渡部14b配置于插槽23的外部且轴向的一方(在本实施方式中，为配置有后述的罩构件7的一侧的相反侧)。

连接部14c位于一对***部14a的另一端且***部14a的与过渡部14b相反的一侧。连接部14c配置于插槽23的外部且轴向的另一方(在本实施方式中，配置有后述的罩构件7的一侧)。连接部14c通过TIG焊接、激光焊接等与其他的分段线圈14的连接部14c接合。

由此，多个分段线圈14依次被连结。需要说明的是，在被接合的连接部14c实施有基于粉体绝缘的涂装。由此，连接部14c确保电绝缘。

过渡部14b及连接部14c分别成为在定子铁心11的轴向上突出的线圈末端15A、15B。

如图1所示，如上述构成的定子3及转子4收容于壳体2。壳体2例如形成为能够收容定子3及转子4的筒状。在壳体2上形成有供从后述的制冷剂供给机构6喷出的制冷剂流通的未图示的制冷剂通路。

图4是壳体内的从轴向观察到的罩构件及罩构件周边的说明图。

图5是壳体内的从上方观察到的罩构件及罩构件周边的说明图。需要说明的是，在图5中，省略了三相母线8(参照图4，与技术方案中的“导电构件”相当)的图示。

图6是壳体内的罩构件及罩构件周边的立体图。

如图4至图6所示，在壳体2内设有制冷剂供给机构6、三相母线8及罩构件7。

制冷剂供给机构6是与形成于壳体2的未图示的制冷剂通路连通的管状的构件。制冷剂供给机构6在连接部14c侧的线圈末端15B及定子铁心11的上方以沿着轴向延伸的方式设置。另外，省略图示及详细说明，但是制冷剂供给机构6在过渡部14b侧也同样地设置。即，在过渡部14b侧，制冷剂供给机构6在过渡部14b侧的线圈末端15A及定子铁心11的上方以沿着轴向延伸的方式设置。而且，在本实施方式中，制冷剂通过设于输出轴5的内部及端面板的第二制冷剂供给机构(未图示)从转子向径向的外侧呈放射状排出。

制冷剂供给机构6的前端61配置于相比线圈末端15B的轴向的端部靠轴向的内侧且相比定子铁心11靠轴向的外侧的位置。在制冷剂供给机构6的前端61形成有通过例如机动泵、电动泵等能够喷出经由制冷剂通路循环的制冷剂的喷出孔。喷出孔在制冷剂供给机构6的前端61设为沿着制冷剂供给机构6的径向开口。由此，制冷剂从制冷剂供给机构6的前端61向多个方向呈放射状喷出。制冷剂例如是ATF(Automatic Transmission Fluid：自动变速器油)等润滑油。

三相母线8配置于线圈末端15B的上方。例如是由铜等导电材料构成的三条板状构件。三相母线8将U相、V相及W相的各相的绕组12与设于壳体2的外部的未图示的三相连接器中的U相、V相及W相的各相的端子之间电连接。

罩构件7配置于线圈末端15B的上方。罩构件7是从下方覆盖三相母线8的绝缘罩。罩构件7例如由具有绝缘性的树脂材料形成。从轴向观察时，罩构件7配置于相比制冷剂供给机构6在周向上稍微偏离的位置。

如图5所示，罩构件7具有能够将各相的三相母线8单独收纳的收纳凹部71a、71b、71c。收纳凹部71a、71b、71c分别由壁部分隔开，并具有能够使各相的三相母线8彼此绝缘的规定的深度。收纳凹部71a、71b、71c将各相的三相母线8以彼此绝缘的状态进行收纳。

收纳凹部71a、71b、71c具有分别沿着轴向的第一直线部分、沿着周向的第二直线部分以及设于第一直线部分与第二直线部分之间的弯曲部72a、72b、72c，收纳凹部71a、71b、71c在俯视下形成为L字形。收纳凹部71a、71b、71c中的一个收纳凹部71a的弯曲部72a配置于与包括连接部14c的线圈末端15B对应的位置。

在罩构件7的收纳凹部71a的与线圈末端15B对应的位置设有在上下方向上贯穿的多个(在本实施方式中为两个)孔部75a、75b。

孔部75a、75b中的一方的孔部75a形成于弯曲部72a的角部。另外，孔部75a、75b中的另一方的孔部75b形成于与一方的孔部75a在周向上分离开的位置。

另外，在罩构件7的收纳凹部71a设有将制冷剂向孔部75a、75b引导的引导部73。引导部73例如是设于收纳凹部71a的底部的多个槽。引导部73例如设置为将收纳凹部71a的端部与孔部75a、75b连接，且将一方的孔部75a与另一方的孔部75b连接。

在此，从制冷剂供给机构6的前端61喷出的制冷剂的一部分、以及从第二制冷剂供给机构喷出的制冷剂的一部分浸入罩构件7的收纳凹部71a。浸入到收纳凹部71a的制冷剂通过收纳凹部71a的底部、引导部73而被导入至孔部75a、75b。之后，如图4及图6所示，浸入到罩构件7的收纳凹部71a的制冷剂穿过孔部75a、75b并借助重力而下落，被供给到下方的线圈末端15B(参照图4及图6中的箭头F)。被供给到线圈末端15B的制冷剂从线圈末端15B浸透而冷却绕组12及定子铁心11。

根据本实施方式，具备配置于线圈末端15B的上方的三相母线8、从下方覆盖三相母线8且配置于线圈末端15B的上方的罩构件7、以及供给制冷剂的制冷剂供给机构6，在罩构件7的与线圈末端15B对应的位置设有在上下方向上贯穿的孔部75a、75b，因此从制冷剂供给机构6供给并浸入到罩构件7的制冷剂穿过孔部75a、75b且借助重力而下落，被供给到下方的线圈末端15B。由此，制冷剂能够从线圈末端15B浸透而冷却绕组12及定子铁心11。另外，与现有技术同样地，能够防止罩构件7的短路，并且能够抑制因制冷剂存积而导致的罩构件7、制冷剂等的劣化。因此，根据本实施方式的旋转电机1，能够抑制罩构件7、制冷剂等的劣化，并且能够利用穿过罩构件7的孔部75a、75b而排出的制冷剂来冷却定子3，因此，与现有技术相比能够有效地进行冷却。

根据本实施方式的旋转电机1，在罩构件7设有将制冷剂向孔部75a、75b引导的引导部73，因此浸入到罩构件7的制冷剂不会滞留而穿过孔部75a、75b并借助重力而下落，被供给到下方的线圈末端15B。因此，能够进一步地抑制罩构件7、制冷剂等的劣化，并且能够利用穿过罩构件7的孔部75a、75b而排出的制冷剂进行定子3的冷却。

根据本实施方式的旋转电机1，罩构件7具有能够收纳三相母线8的收纳凹部71a、71b、71c，孔部75a形成于收纳凹部71a的弯曲部72a的角部，因此浸入到罩构件7的制冷剂不会滞留于收纳凹部71a的角部而被排出。因此，能够进一步地抑制罩构件7、制冷剂等的劣化，并且能够利用穿过罩构件7的孔部75a、75b而排出的制冷剂来进行定子的冷却。另外，通过设有能够收纳三相母线8的收纳凹部71a、71b、71c，能够确保作为绝缘距离的沿面距离，因此能够提高布局性且确保三相母线8的绝缘。

根据本实施方式的旋转电机1，线圈末端15B包括与多个分段线圈14连接的连接部14c，由于罩构件7配置于包括连接部14c的线圈末端15B的上方，因此能够穿过罩构件7的孔部75a、75b而对线圈末端15A、15B中的比过渡部14b更容易发热的连接部14c供给制冷剂。因此，根据本实施方式，能够使绕组12效率良好地冷却。

需要说明的是，本发明的技术范围并不局限于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变更。

在上述的实施方式中，罩构件7从上方覆盖包括连接部14c的线圈末端15B，但是也可以在包括过渡部14b的线圈末端15A侧设置从上方覆盖的上方体。

在上述的实施方式中，具有孔部75a、75b的罩构件7是从下方覆盖三相母线8的绝缘罩，但例如也可以在覆盖端子等其他导电构件且配置于线圈末端15A、15B的上方的绝缘罩上设置孔部。

另外，在上述的实施方式中，罩构件7从下方覆盖三相母线8，但也可以还设置从上方覆盖三相母线8的罩。

除此之外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够适当地将上述的实施方式中的构成要素替换为公知的构成要素，另外，可以适当地组合上述的各实施方式及各变形例。

Claims (4)

1.一种旋转电机，其特征在于，

所述旋转电机具备：

定子，其具有绕组和环状的定子铁心，所述绕组装配于所述定子铁心，且具备在所述定子铁心的轴向上突出的线圈末端；

导电构件，其与所述定子的所述绕组电连接，所述导电构件的至少一部分配置于所述线圈末端的上方；

罩构件，其从下方覆盖所述导电构件，且配置于所述线圈末端的上方；以及

制冷剂供给机构，其向规定方向喷出制冷剂，向所述定子供给所述制冷剂，

在所述罩构件的与所述线圈末端对应的位置设有在上下方向上贯穿的孔部。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

在所述罩构件设有将所述制冷剂向所述孔部引导的引导部。

3.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述罩构件具有能够收纳所述导电构件的收纳凹部，

所述收纳凹部在俯视下在与所述线圈末端对应的位置具有弯曲部，

所述孔部形成于所述弯曲部的角部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述绕组由彼此连接地使用的多个分段线圈形成，

所述线圈末端包括将多个所述分段线圈连接的连接部，

所述罩构件配置于包括所述连接部的所述线圈末端的上方。