CN111628612A - 旋转电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种旋转电机。从定子侧喷射孔(107)和转子侧喷射孔(108、110)朝向定子(36)的线圈(34)和转子(44)所外嵌的旋转轴(14)的有底圆筒部(30)的内部空间同时喷射冷却液体(CL)，其中，所述定子侧喷射孔(107)和转子侧喷射孔(108、110)形成于马达盖(20)的底面侧内部所形成的冷却液体(CL)的液路(100)。在转子(44)的内部形成有液路(121、122、123、116)，其与形成于所述有底圆筒部(30)的内侧面的吸入孔(111、112、113)连通，并且延伸至端板(48、50)的排出孔(131、132)。据此，能够对定子和转子高效地进行冷却。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过冷却液体来冷却转子和定子的旋转电机。
背景技术
例如，在日本发明专利授权公报第5158861号中，公开了在通过马达的转子而旋转的转子侧旋转部件的轴上所设置的油路中流通冷却油来冷却所述转子的技术；以及在安装马达的定子的结构体上所设置的冷却水路中流通冷却水来冷却所述定子的技术(日本发明专利授权公报第5158861号的第[0037]、[0052]段)。
发明内容
然而，在日本发明专利授权公报第5158861号所公开的冷却结构中，由于是分别对作为发热部件的马达的转子(磁性体和磁铁)和定子的线圈进行间接冷却的结构，因此存在冷却效率低的技术问题。
本发明是考虑到这样的技术问题而作出的，其目的在于，提供一种能够对定子和转子高效地进行冷却的旋转电机。
本发明的一技术方案所涉及的旋转电机10、10A～10C具有马达主体18和有底圆筒状的马达盖20、20A、20B，其中，所述马达主体18由定子36和圆筒状的转子44构成，所述定子36是线圈34配置为环状的定子；所述转子44以同轴的方式配置于所述定子36的内侧，且通过由所述定子36实现的励磁进行旋转；所述有底圆筒状的马达盖20、20A、20B覆盖所述马达主体18的一主面侧，所述旋转电机的特征在于，具有冷却液体CL的液路100、定子侧喷射孔107和转子侧喷射孔108、110、136，其中，所述冷却液体CL的液路100形成于所述马达盖20、20A、20B的底面侧内部；所述定子侧喷射孔107形成于所述液路100，并向所述定子36喷射所述冷却液体CL；所述转子侧喷射孔108、110、136形成于所述液路100，并向所述转子44喷射所述冷却液体CL。
根据本发明，从形成于马达盖的底面侧内部所形成的冷却液体的液路的定子侧喷射孔和转子侧喷射孔同时喷射冷却液体。据此，能够同时冷却定子和转子双方，从而能够使旋转电机整体的冷却效率提高。
上述目的、特征和优点可从参照附图说明的下面的实施方式的说明中容易地理解。
附图说明
图1是着眼于冷却***来表示搭载有作为实施方式所涉及的旋转电机的马达的车辆的局部剖视图。
图2是表示图1所示的马达的冷却液体的流动的局部放大图。
图3是着眼于图1所示的马达的马达盖的内部的冷却液体的液路的局部放大图。
图4是着眼于图1所示的马达的转子内的冷却液体的液路的局部横向剖视图。
图5是着眼于冷却***来表示搭载有作为变形例1所涉及的旋转电机的马达的车辆的局部剖视图。
图6是着眼于冷却***来表示搭载有作为变形例2所涉及的旋转电机的马达的车辆的局部剖视图。
图7是着眼于冷却***来表示搭载有作为变形例3所涉及的旋转电机的马达的车辆的局部剖视图。
具体实施方式
下面，列举实施方式，参照附图来详细地说明本发明所涉及的旋转电机。
此外，为了便于理解发明，附图中的剖面是沿着基本中心线以外的线剖切而成的。
另外，在附图中，X1、X2方向为轴向且表示大致水平方向，Z1、Z2方向为轴垂直方向且表示大致铅垂方向。另外，Y1、Y2方向表示在水平面内与X1、X2方向正交的方向。
[实施方式]
[结构]
图1是着眼于冷却***70来表示搭载有作为实施方式所涉及的旋转电机的马达10的车辆12在轴向上的局部剖视图。车辆12例如为电动二轮机动车。
图2是表示马达10的内部的冷却液体的流动的局部放大图。
图3是着眼于马达10的马达盖20的内部的冷却液体的液路的轴垂直方向的局部剖视图。
图4是着眼于马达10的转子44的内部的冷却液体的液路的轴垂直方向的局部横向剖视图。
如图1所示，车辆12的马达10基本上由基台部16、马达主体18和马达盖20构成。
由基台部16和马达盖20构成马达壳体22，马达主体18被配置于由基台部16和马达盖20所形成的内部空间(马达壳体22的内部空间)。
沿着马达10(基台部16)的轴线方向设置有旋转轴14。旋转轴14由被设置于基台部16的滚珠轴承24轴支承的轴部26；和被螺母28固定于轴部26向马达盖20侧延伸的顶端部的有底圆筒部30构成。
旋转轴14卡合于车辆12的未图示的减速器。
马达主体18由卷绕于磁轭32的线圈34被配置为环状(图4)的定子36和磁铁40被沿着轴向埋入磁轭38的转子44构成。
定子36通过托架46利用螺栓49被固定于基台部16。
转子44嵌合于构成旋转轴14的有底圆筒部30的外周侧面。
更详细而言，转子44的磁轭38的两端被端板48、50夹持，一方的端板48被有底圆筒部30的外周侧面和凸缘部60支承，另一方的端板50被有底圆筒部30的外周侧面和螺母62支承固定。
在构成旋转轴14的有底圆筒部30的底面部侧的外周固定有旋转变压器转子56，以与该旋转变压器转子56相向的方式，旋转变压器定子58被固定于马达壳体22的基台部16。
在将旋转轴14和马达主体18组装于基台部16的状态下，马达盖20通过螺栓64被安装于基台部16，由此，马达主体18被配置于马达壳体22内的空间。
[搭载有马达10的车辆12的冷却***70的结构]
冷却***70具有形成于马达盖20的底面侧(图1中的X2方向)内部的冷却液体的液路100。
如图3所示，马达盖20内的液路100具有供给口102，且由直线液路104和C字状液路106构成，其中，所述供给口102被从未图示的电动泵供给冷却液体，在本实施方式中，例如被供给兼作润滑的油；所述直线液路104从供给口102通过入口液路103朝向轴中心；所述C字状液路106与该直线液路104连通，并从入口液路103与直线液路104的交叉部沿着圆周方向延伸。
在直线液路104的顶端部设置有指向旋转轴14的中心的中心喷射孔(转子侧喷射孔)108和在偏移中心喷射孔108的位置所设置的中央喷射孔(转子侧喷射孔)110。可以设置中心喷射孔108和中央喷射孔110的任一方，但需要设置于向有底圆筒部30的内部空间喷射冷却液体CL的位置。
另一方面，在C字状液路106上，沿着圆周大致等间隔地设置有喷射孔(定子侧喷射孔)107，其与轴向平行地向空间的内面侧喷射冷却液体CL。喷射孔107需要设置于向线圈34喷射冷却液体CL的位置。
[搭载有马达10的车辆12的冷却***70的作用]
(1)转子44的冷却
如图2、图3所示，从电动泵(未图示)向液路100的供给口102供给(流入)的冷却液体CL从入口液路103通过，经过直线液路104从中心喷射孔108和中央喷射孔110向马达10的内部空间喷射(图2)。
在该情况下，从中心喷射孔108喷射出的冷却液体CL朝向有底圆筒部30的内部底面的中心(旋转轴14的轴中心)位置。另外，从中央喷射孔110喷射出的冷却液体CL向偏移有底圆筒部30的内部底面的中心的内部底面位置喷射。
被喷射至有底圆筒部30的内部底面的冷却液体CL通过离心力向有底圆筒部30的内周侧面流动。
如图1、图2所示，在有底圆筒部30的内周侧面，吸入孔111、112、113分别以放射状设置于沿轴线的三个位置上(图4)。
如图2、图4所示，吸入孔111、112、113与设置于转子44的磁轭38内的放射状的液路121、122、123的一端侧连通，液路121、122、123的另一端侧与在转子44的磁轭38内与磁铁40平行地设置于轴向的液路116连通。液路116在轴向上的两端与设置于端板48、50的排出孔131、132连通。
排出孔131、132与面向转子44的两底面侧的内部空间连通。
据此，从电动泵(未图示)向液路100的供给口102供给(流入)且从中心喷射孔108和中央喷射孔110向有底圆筒部30的内部空间喷射的冷却液体CL通过离心力向有底圆筒部30的内周面流动，并且通过离心力进一步在吸入孔111、112、113和液路121、122、123中传递并在液路116中合流，从液路116通过排出孔131、132向马达10的内部空间排出。
通过这样的冷却液体CL的通流，转子44(磁轭38和埋入磁轭38内的磁铁40)被冷却。
从圆筒状的转子44的两底面侧的端板48、50所设置的排出孔131、132向马达10的内部空间所排出的冷却液体CL直接落下，或者与旋转轴14或定子36抵接而降下，并被贮存于油盘120中。
被贮存于油盘120的冷却液体CL通过电动泵被汲取上来，并且通过未图示的散热器被热交换，再次供给至供给口102。
这样一来，主要对转子44进行直接冷却。
(2)定子36的冷却
另一方面，从电动泵(未图示)向液路100的供给口102供给，如图2所示，从喷射孔107(也参照图3)朝轴向喷射的冷却液体CL与定子36的线圈34中的、除了被油盘120的冷却液体CL冷却的线圈34(图4中，Z2方向上的下部的三个线圈34)以外的线圈34(图4中，除了下部的三个线圈34以外的剩余的九个线圈34)直接抵接而进行冷却。
与线圈34直接抵接来对线圈34进行冷却的冷却液体CL在线圈34上传递，从而对线圈34进一步进行冷却，并且从线圈34落下而被贮存于油盘120中。
被贮存于油盘120的冷却液体CL通过电动泵被汲取上来，并且通过未图示的散热器被热交换，再次供给至供给口102。
这样一来，根据上述实施方式，从定子侧喷射孔107和转子侧喷射孔108、110分别同时向定子36的线圈34和转子44所外嵌的旋转轴14的有底圆筒部30的内部空间喷射冷却液体CL，其中，所述定子侧喷射孔107和转子侧喷射孔108、110形成于马达盖20的底面侧内部所形成的冷却液体CL的液路100。
在该情况下，由于在转子44的内部形成有与有底圆筒部30的内侧面所形成的吸入孔111、112、113连通，并且延伸至端板48、50的排出孔131、132的液路121、122、123、116，因此能够通过在液路121、122、123，116中通流的冷却液体CL，从内部高效地冷却转子44。
据此，根据上述实施方式，由于能够分别同时直接冷却作为主要发热源的定子36的线圈34、转子44的磁轭38和埋入的磁铁40(图4)，因此能够提高马达10的冷却***70的冷却效率。
[变形例]
上述实施方式也可以按以下这样进行变形。
此外，针对与实施方式相同的结构，标注相同的附图标记，仅说明不同的部分。
＜变形例1＞
图5是着眼于冷却***70A来表示搭载有作为变形例1所涉及的旋转电机的马达10A的车辆12A的局部剖视图。
在变形例1所涉及的车辆12A的马达10A的冷却***70A中，在固定于旋转轴14的有底圆筒部30的凸缘部60的内周侧，一体地设置有朝中心方向延伸的环状的突起130。
通过设置环状的突起130，转子44所外嵌的有底圆筒部30在轴向上的内侧面截面形成凹部133。通过该凹部133，易于积存利用离心力而集中于有底圆筒部30的内侧面的冷却液体CL，被集中于有底圆筒部30的内侧面的冷却液体CL大部分通过吸入孔111、112、113、116被从排出孔131、132排出，从而能够提高冷却効果。
＜变形例2＞
图6是着眼于冷却***70B来表示搭载有作为变形例2所涉及的旋转电机的马达10B的车辆12B的局部剖视图。
在变形例2所涉及的车辆12B的马达10B的冷却***70B中，相对于变形例1所涉及的冷却***70A，在形成于马达盖20A的底面侧内部的冷却液体CL的液路100上，新形成有突出至有底圆筒部30的内部空间的中空棒状部134，在该中空棒状部134的顶端部侧设置有喷射孔136。
设置于中空棒状部134的喷射孔136在轴向上设置一个，以与该轴向的喷射孔连通的方式，在轴垂直方向上设置四个(轴垂直方向的截面为十字形)。
通过以进入有底圆筒部30的内部空间的方式所设置的中空棒状部134的喷射孔136，能够将冷却液体CL更可靠地向旋转轴14的有底圆筒部30的吸入孔111、112、113所处的内部空间喷射。
通过中空棒状部134的顶端部侧所设置的喷射孔136，能够将冷却液体CL可靠地向旋转轴14的有底圆筒部30的内底面和内侧面喷射。
此外，即使喷射孔136仅为朝向旋转轴14的有底圆筒部30的内侧面侧的喷射孔，也能够实现一定的冷却效果。在下面说明的变形例3也相同。
＜变形例3＞
图7是着眼于冷却***70C来表示搭载有作为变形例3所涉及的旋转电机的马达10C的车辆12C的局部剖视图。
在变形例3所涉及的车辆12C的马达10C的冷却***70C中，相对于变形例2所涉及的冷却***70B，制作了与马达盖20B分体设置的中空棒状部134A。
此外，中空棒状部134A隔着密封件140被固定于马达盖20B的圆筒状的突出部138的底面。
通过分体地制作中空棒状部134A，能够实现与变形例2相同的效果，并且易于马达盖20B和中空棒状部134A的批量生产(脱模)。
[根据实施方式能够掌握的发明]
在此，下面记载了根据上述实施方式和变形例1～3能够掌握的发明。此外，为了便于理解，对结构要素用括号标注上述内容中(实施方式和变形例1～3中)所使用的附图标记，但该结构要素并不限定于标注该附图标记的结构要素。
本发明所涉及的旋转电机(10、10A～10C)具有马达主体(18)和有底圆筒状的马达盖(20、20A、20B)，其中，所述马达主体(18)由定子(36)和圆筒状的转子(44)构成，所述定子(36)是线圈(34)配置为环状的定子，所述转子(44)以同轴的方式配置于所述定子(36)的内侧，通过由所述定子(36)实现的励磁进行旋转；所述有底圆筒状的马达盖(20、20A、20B)覆盖所述马达主体(18)的一主面侧，其中，所述旋转电机(10、10A～10C)具有冷却液体(CL)的液路(100)、定子侧喷射孔(107)和转子侧喷射孔(108、110、136)，其中，所述冷却液体(CL)的液路(100)形成于所述马达盖(20、20A、20B)的底面侧内部；所述定子侧喷射孔(107)形成于所述液路(100)，并向所述定子(36)喷射所述冷却液体(CL)；所述转子侧喷射孔(108、110、136)形成于所述液路(100)，并向所述转子(44)喷射所述冷却液体(CL)。
根据本发明，从形成于马达盖(20、20A、20B)的底面侧内部所形成的冷却液体(CL)的液路(100)的定子侧喷射孔(107)和转子侧喷射孔(108、110、136)同时喷射冷却液体(CL)。据此，能够同时冷却定子(36)和转子(44)双方，从而能够使旋转电机(10、10A～10C)整体的冷却效率提高。
在此，所述转子(44)固定于旋转轴(14)的有底圆筒部(30)的外周侧面，所述转子侧喷射孔(108、110、136)设置于向所述有底圆筒部(30)的内周侧喷射所述冷却液体(CL)的位置。
据此，在旋转轴(14)的有底圆筒部(30)的内周侧所积存的冷却液体(CL)通过转子(44)的旋转被扩散至整个圆筒内周和整个底面内周，因此，通过旋转轴(14)使整个转子(44)被高效地冷却。
另外，在所述有底圆筒部(30)的开口侧端部内周面，设置有朝向轴中心方向的环状的突起(130)。
由此，转子(44)所外嵌的有底圆筒部(30)在轴向上的内侧面截面成为凹部(133)，通过离心力使冷却液体(CL)易于积存于该凹部(133)，从而能够提高冷却效果。
另外，在所述马达盖(20A、20B)的底面侧内部所形成的冷却液体(CL)的液路(100)形成于突出至所述有底圆筒部(30)的内部空间的中空棒状部(134、134A)，在该中空棒状部(134、134A)的顶端部侧设置有所述转子侧喷射孔(136)。
据此，通过以突出(进入)至有底圆筒部(30)的内部空间的方式所设置的中空棒状部(134、134A)的喷射孔(136)，能够更可靠地向旋转轴(14)的有底圆筒部(30)的内部空间喷射冷却液体(CL)。
另外，所述中空棒状部(134A)可以与所述马达盖(20B)的底面侧内部所形成的冷却液体(CL)的液路(100)分体形成。
据此，不需要与马达盖(20B)一体地设置中空棒状部(134A)，因此易于制作马达盖(20B)。
另外，还优选在所述中空棒状部(134、134A)的顶端部侧所设置的喷射孔(136)设置于所述冷却液体(CL)朝向所述有底圆筒部(30)的内周侧面的位置。
据此，由于能够使冷却液体(CL)直接喷射并且使其抵接于由转子(44)嵌合于外周侧面的有底圆筒部(30)的内周侧面所形成的截面形状为凹部(133)的部分，因此能够进一步提高冷却效果。
另外，还可以为：在所述中空棒状部(134、134A)的顶端部侧所设置的喷射孔(136)除了设置于所述冷却液体(CL)朝向所述有底圆筒部(30)的内周侧面的位置以外，还设置于所述冷却液体(CL)朝向所述有底圆筒部(30)的内底面的位置。
据此，能够将冷却液体(CL)直接喷射于转子(44)所外嵌的有底圆筒部(30)在轴向上的内侧截面的凹部(133)和内底面，因此能够进一步提高冷却效果。
此外，本发明并不限于上述的实施方式，当然可以根据本说明书的记载内容来采用各种结构。
Claims (7)
1.一种旋转电机(10、10A～10C)，其具有马达主体(18)和有底圆筒状的马达盖(20、20A、20B)，其中，
所述马达主体(18)由定子(36)和圆筒状的转子(44)构成，所述定子(36)是线圈(34)配置为环状的定子，所述转子(44)以同轴的方式配置于所述定子(36)的内侧，通过由所述定子(36)实现的励磁进行旋转；
所述有底圆筒状的马达盖(20、20A、20B)覆盖所述马达主体(18)的一主面侧，其特征在于，
所述旋转电机具有冷却液体(CL)的液路(100)、定子侧喷射孔(107)和转子侧喷射孔(108、110、136)，其中，
所述冷却液体(CL)的液路(100)形成于所述马达盖(20、20A、20B)的底面侧内部；
所述定子侧喷射孔(107)形成于所述液路(100)，并向所述定子(36)喷射所述冷却液体(CL)；
所述转子侧喷射孔(108、110、136)形成于所述液路(100)，并向所述转子(44)喷射所述冷却液体(CL)。
2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述转子(44)固定于旋转轴(14)的有底圆筒部(30)的外周侧面，
所述转子侧喷射孔(108、110、136)设置于向所述有底圆筒部(30)的内周侧喷射所述冷却液体(CL)的位置。
3.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，
在所述有底圆筒部(30)的开口侧端部内周面，设置有朝向轴中心方向的环状的突起(130)。
4.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，
在所述马达盖(20A、20B)的底面侧内部所形成的冷却液体(CL)的液路(100)形成于突出至所述有底圆筒部(30)的内部空间的中空棒状部(134、134A)，在该中空棒状部(134、134A)的顶端部侧设置有所述转子侧喷射孔(136)。
5.根据权利要求4所述的旋转电机，其特征在于，
所述中空棒状部(134A)与所述马达盖(20B)的底面侧内部所形成的冷却液体(CL)的液路(100)分体形成。
6.根据权利要求4或5所述的旋转电机，其特征在于，
在所述中空棒状部(134、134A)的顶端部侧所设置的喷射孔(136)设置于所述冷却液体(CL)朝向所述有底圆筒部(30)的内周侧面的位置。
7.根据权利要求6所述的旋转电机，其特征在于，
在所述中空棒状部(134、134A)的顶端部侧所设置的喷射孔(136)除了设置于所述冷却液体(CL)朝向所述有底圆筒部(30)的内周侧面的位置以外，还设置于所述冷却液体(CL)朝向所述有底圆筒部(30)的内底面的位置。
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