旋转电机的制作方法

本申请基于在2018年3月2日申请的日本特许申请第2018-037554号主张优先权，并将其内容引用于此。

本发明涉及一种利用冷却液进行冷却的旋转电机。

背景技术：

作为搭载于车辆等的旋转电机，存在如下的旋转电机，其具备与旋转轴一体地旋转的转子和配置在转子的径向外侧的定子，在转子的外周配置有多个永久磁铁，并且在定子上卷绕安装有线圈。对于这种旋转电机，在运转中定子的线圈的线圈末端部分容易发热。

作为其对策，已知有利用冷却液对定子侧的线圈末端部分进行冷却的旋转电机(例如，参照日本特许第5251903号)。

日本特许第5251903号所记载的旋转电机在壳体内的线圈末端的上方位置配置有冷却液的喷出口，并且在面对线圈末端的外周侧面的位置配置有贮存部，贮存部贮存从喷出口喷出并在线圈末端部分弹回的冷却液。在贮存部的上部设有对在线圈末端的上部区域的外表面弹回的冷却液进行收容的入口开口，在贮存部的下部设有将贮存在贮存部的冷却液向线圈末端的下部区域的外表面供给的出口开口。

然而，上述以往的旋转电机构成为利用贮存部的入口开口来捕捉在线圈末端的上部区域的外表面弹回的冷却液，并将其从出口开口向线圈末端的下部区域的外表面供给，因此，在从喷出口向线圈末端喷出的冷却液的流动发生了变化时等情况下，无法利用入口开口稳定地捕捉在线圈末端弹回的冷却液。

因此，在上述以往的旋转电机中，难以使冷却液相对于线圈末端的环绕状态(利用冷却液进行的冷却状态)稳定。

技术实现要素：

本发明的方案提供一种能够利用冷却液稳定地对卷绕安装在定子的线圈的线圈末端部分进行冷却的旋转电机。

本发明的旋转电机采用了以下的结构。

(1)本发明的一方案的旋转电机具备：转子，其与旋转轴一体地旋转；以及定子，其配置在所述转子的径向外侧，所述定子在定子铁心卷绕安装有线圈，所述线圈的从所述定子铁心的端部露出到外部的线圈末端被冷却液冷却，其中，所述旋转电机还具备由绝缘材料形成的线圈末端罩，所述线圈末端罩覆盖所述线圈末端的至少上部区域的外周，在所述线圈末端罩设有使冷却液朝向所述线圈末端流动的冷却液通路。

根据上述(1)的结构，当冷却液被导入线圈末端罩的冷却液通路时，该冷却液向被线圈末端罩覆盖的线圈末端部分供给。线圈末端的至少上部区域的外周被线圈末端罩覆盖，因此，从冷却液通路供给来的冷却液顺畅地在线圈末端的较宽范围向下方传递。线圈末端罩由绝缘材料形成，因此能够充分接近被施加高电压的线圈末端地配置。因此，在本发明的旋转电机中，能够抑制在线圈末端的冷却液的较大的溅回，能够利用冷却液稳定地将线圈末端的较宽范围冷却。

(2)在上述(1)的方案中，也可以是，所述冷却液通路的一部分与所述定子铁心的端面接触地设置。

在该情况下，供给到线圈末端罩内的冷却液通路的冷却液的一部分与定子铁心的端面接触地流动，因此也能够利用冷却液冷却定子铁心。

(3)在上述(1)或(2)的方案中，也可以是，所述线圈末端罩形成为覆盖所述线圈末端的整个外周区域。

在该情况下，容易使冷却液遍及线圈末端的整个外周区域。因此，能够利用冷却液更加效率良好地冷却线圈末端。

(4)在上述(1)～(3)中任一项的方案中，也可以是，所述线圈末端罩包括：第一线圈末端罩，其覆盖所述定子的轴向的一端侧的所述线圈末端；以及第二线圈末端罩，其覆盖所述定子的轴向的另一端侧的所述线圈末端，所述第一线圈末端罩和所述第二线圈末端罩由向所述冷却液通路供给冷却液的冷却液管连接。

在该情况下，能够利用紧凑的结构，向定子的轴向的一端侧的线圈末端和另一端侧的线圈末端供给冷却液。

(5)在上述(4)的方案中，也可以是，在所述冷却液管设有向所述定子铁心喷出冷却液的冷却液喷出孔。

在该情况下，能够利用从冷却液管喷出的冷却液也效率良好地冷却定子铁心。

(6)在上述(1)～(3)中任一项的方案中，也可以是，所述线圈末端罩包括：第一线圈末端罩，其覆盖所述定子的轴向的一端侧的所述线圈末端；以及第二线圈末端罩，其覆盖所述定子的轴向的另一端侧的所述线圈末端，所述第一线圈末端罩的所述冷却液通路和所述第二线圈末端罩的所述冷却液通路由形成于所述定子铁心内的铁心通路连接。

在该情况下，能够利用更紧凑的结构，向定子的轴向的一端侧的线圈末端和另一端侧的线圈末端供给冷却液。另外，能够利用在定子铁心内的铁心通路流动的冷却液也冷却定子铁心。

(7)在上述(1)～(6)中任一项的方案中，也可以是，在所述转子设有向所述线圈末端的内周部喷射供给冷却液的转子侧冷却液通路。

在该情况下，不仅能够将线圈末端从外周侧利用冷却液进行冷却，还能够从内周侧利用冷却液进行冷却。

本发明的方案具备将线圈末端的至少上部区域的外周覆盖的线圈末端罩，该线圈末端罩由绝缘材料形成，并且在线圈末端罩设有使冷却液朝向线圈末端流动的冷却液通路。因此，在采用本发明的旋转电机的情况下，能够使冷却液在线圈末端的至少上部区域的较宽范围向线圈末端传递，能够利用冷却液稳定地冷却线圈的线圈末端部分。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的旋转电机的纵剖视图。

图2是本发明的第一实施方式的旋转电机的沿着图1的ii-ii线的剖视图。

图3是本发明的第二实施方式的旋转电机的与第一实施方式的图2对应的剖视图。

图4是本发明的第三实施方式的旋转电机的纵剖视图。

图5是本发明的第四实施方式的旋转电机的纵剖视图。

图6是本发明的第五实施方式的旋转电机的纵剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在以下进行说明的各实施方式中，对共同部分标注相同的附图标记，省略重复的说明。

首先，对图1、图2所示的第一实施方式进行说明。

图1是将第一实施方式的旋转电机10沿轴向切出纵截面地示出的图，图2是表示沿着图1的ii-ii线的截面的图。

本实施方式的旋转电机10例如使用于电动车辆的驱动源。旋转电机10具备：定子11，其产生旋转磁场；转子12，其接受由定子11产生的旋转磁场而进行旋转；旋转轴13，其同轴地设置在转子12；以及壳体14，其将定子11保持在内部并覆盖转子12和定子11的外侧。

定子11具有：大致圆筒状的定子铁心16，其是由多个电磁钢板层叠而成的；以及线圈17，其卷绕安装在定子铁心16的内周侧的缘部。线圈17是由u相、v相、w相的三相线圈构成的。本实施方式的线圈17由相互连结地使用的分段线圈构成。分段线圈由分段导体构成，分段导体具有：一对插入部，它们插入定子铁心16的插槽；以及折回连结部，其将插入部彼此连结起来。一对插入部中的与折回连结部相反侧的端部被设为与相邻的其他分段导体连接的连结部。

线圈17在定子11的轴向的一端侧配置各分段导体的连结部，在定子11的轴向的另一端侧配置折回连结部。连结部和折回连结部从定子11的轴向的各端部向外侧突出(向外部露出)。连结部和折回连结部构成了线圈17的线圈末端18f、18s。在一方的线圈末端18f连接有外部的电力线。电流经由电力线对线圈17通电。

转子12具有：转子铁心19，其一体结合于旋转轴13的外表面；以及多个永久磁铁20，它们在圆周方向上间隔开地配置在转子铁心19的外周缘部。转子铁心19由多个电磁钢板层叠而形成为大致圆筒状。旋转轴13借助轴承9能够旋转地支承于壳体14。转子12接受定子11的旋转磁场而进行旋转，由此旋转轴13与转子12一体地旋转。

在旋转轴13的轴心部形成有用于将冷却液导入转子12的内部的冷却液导入通路21。冷却液导入通路21连接于未图示的泵装置，被导入从泵装置送来的冷却液。

另外，在转子12的转子铁心19设有转子侧冷却液通路22。

转子侧冷却液通路22是使从旋转轴13的冷却液导入通路21导入的冷却液经由永久磁铁20的附近流向转子12的轴向的两端部的通路。在转子侧冷却液通路22中流动的冷却液对转子12的永久磁铁20的附近部进行冷却。转子侧冷却液通路22的排出口23设于转子12的轴向两端的径向外侧部分。从转子侧冷却液通路22流出到排出口23部分的冷却液在转子12的离心力的作用下向径向外侧喷射。排出口23配置在定子11侧的线圈17的两侧的线圈末端18f、18s的径向内侧位置。从排出口23喷射出的冷却液向线圈末端18f、18s的径向内侧部分喷射供给。

另外，在壳体14的内侧设置有对定子11的轴向的一端侧的线圈末端18f的外周进行覆盖的第一线圈末端罩24f、以及对定子11的轴向的另一端侧的线圈末端18s的外周进行覆盖的第二线圈末端罩24s。在本实施方式中，第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s以覆盖对应的线圈末端18f、18s的整个外周区域的方式形成为大致圆环状。另外，第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s由绝缘性的树脂等绝缘材料形成。在第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s各自的内部设有使冷却液朝向对应的线圈末端18f、18s流动的冷却液通路25。

第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s具有将对应的各线圈末端18f、18s的外周面的外侧覆盖的外周壁26和将对应的各线圈末端18f、18s的轴向外侧的端面覆盖的端部壁27。第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s由无需担心电短路的绝缘材料形成，因此相对于对应的线圈末端18f、18s充分接近地配置。

在各线圈末端罩24f、24s的外周壁26的上部形成有沿着外周壁26的轴向延伸的冷却液导入孔25a。另外，在比外周壁26的冷却液导入孔25a靠径向内侧的区域，沿着外周壁26的周面地形成有环状孔25b。环状孔25b借助连接通路25c与冷却液导入孔25a连通。

在外周壁26的内周面形成有与环状孔25b连通的多个喷射孔25d。喷射孔25d在圆周方向上间隔开地设于外周壁26的至少上半部区域。从冷却液导入孔25a流入到环状孔25b的冷却液经由多个喷射孔25d向对应的线圈末端18f、18s的外周面喷出。

另外，外周壁26的轴向内侧的端面抵靠于定子铁心16的轴向外侧的端面。在外周壁26的轴向内侧的端面形成有与环状孔25b连通的多个连通孔25e。从冷却液导入孔25a流入到环状孔25b的冷却液的一部分经由多个连通孔25e与定子铁心16的轴向外侧的端面接触地流动。由此，定子铁心16的端面被冷却液冷却。

需要说明的是，在本实施方式中，冷却液导入孔25a、连接通路25c、环状孔25b、连通孔25e及喷射孔25d构成了冷却液通路25。

另外，在第一线圈末端罩24f的冷却液导入孔25a和第二线圈末端罩24s的冷却液导入孔25a嵌入有冷却液管28，由该冷却液管28将两个冷却液导入孔25a彼此相互连接。冷却液管28的一端部连接于未图示的冷却液导入配管。另外，冷却液管28跨定子铁心16的顶部的上方地配置。在冷却液管28中的与定子铁心16的上表面面对的中途部形成有向定子铁心16喷出冷却液的冷却液喷出孔29。

在本实施方式的旋转电机10中，当冷却液从冷却液导入配管导入冷却液管28时，该冷却液流入第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s各自的冷却液通路25的环状孔25b，该冷却液经由喷射孔25d向对应的线圈末端18f、18s的外周面喷射。由此，冷却液的一部分顺着线圈末端18f、18s直接流向下方，剩余的冷却液的大部分一边在线圈末端18f、18s的外表面与第一线圈末端罩24f及第二线圈末端罩24s各自的内表面(外周壁26的内表面、以及端部壁27的内表面)之间反复微小的溅回，一边顺着线圈末端18f、18s向下方流动落下。各线圈末端18f、18s在此期间被冷却液冷却。另外，流入到第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s各自的环状孔25b的冷却液的一部分经由连通孔25e与定子铁心16的各端面接触地流动，在此期间对定子铁心16的端面附近进行冷却。

另一方面，导入到旋转轴13的冷却液导入通路21的冷却液经由转子12的转子侧冷却液通路22向各线圈末端18f、18s的径向内侧区域喷射供给。各线圈末端18f、18s的径向内侧区域被喷射供给来的冷却液冷却。

如以上那样，本实施方式的旋转电机10具备对线圈17的各线圈末端18f、18s的外周进行覆盖的绝缘性的第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s，在第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s设有使冷却液朝向线圈末端18f、18s流动的冷却液通路25。因此，能够使冷却液顺畅地向线圈末端18f、18s的外周区域的较宽范围传递。尤其是，在本实施方式的旋转电机10中，第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s由绝缘树脂等绝缘材料形成，因此，能够使第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s充分接近被施加高电压的线圈末端18f、18s地配置。由此，能够使冷却液更顺畅地向线圈末端18f、18s的外周区域的较宽范围传递。

因此，在采用本实施方式的旋转电机10的情况下，能够利用冷却液稳定地冷却线圈17的线圈末端18f、18s部分。

另外，在本实施方式的旋转电机10中，第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s各自的冷却液通路25的一部分(连通孔25e)配置成与定子铁心16的端面接触，因此能够效率良好地冷却定子铁心16的端面。

另外，在本实施方式的旋转电机10中，第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s形成为将对应的线圈末端18f、18s的整个外周区域覆盖。因此，能够容易且可靠地使冷却液遍及各线圈末端18f、18s的整个外周区域。因此，在采用本实施方式的构造的情况下，能够利用冷却液更加效率良好地冷却线圈末端18f、18s。

此外，本实施方式的旋转电机10构成为对一方的线圈末端18f进行冷却的第一线圈末端罩24f和对另一方的线圈末端18s进行冷却的第二线圈末端罩24s由冷却液管28连接。因此，在采用本实施方式的构造的情况下，能够利用紧凑的结构来效率良好地冷却定子11的轴向的一端侧的线圈末端18f和另一端侧的线圈末端18s。

此外，在本实施方式的旋转电机10中，在冷却液管28设有向定子铁心16的外表面喷出冷却液的冷却液喷出孔29，因此能够利用从冷却液管28的冷却液喷出孔29喷出的冷却液将定子铁心16从外表面侧也效率良好地冷却。

另外，本实施方式的旋转电机10在转子12设有转子侧冷却液通路22，构成为经由该转子侧冷却液通路22向各线圈末端18f、18s的内周部供给冷却液。因此，不仅能够将各线圈末端18f、18s从外周侧利用冷却液进行冷却，还能够从内周侧利用冷却液进行冷却。因此，在采用本实施方式的结构的情况下，能够提高针对各线圈末端18f、18s而言的性能。

图3是第二实施方式的旋转电机的第一线圈末端罩24af的与第一实施方式的图2对应的剖视图。需要说明的是，在本实施方式中，第二线圈末端罩24as设为与第一线圈末端罩24af同样的构造。

本实施方式的旋转电机的基本结构与第一实施方式大致同样，但构成为第一线圈末端罩24af和第二线圈末端罩24as仅覆盖对应的线圈末端18f、18s的大致上半部的外周。具体而言，第一线圈末端罩24af和第二线圈末端罩24as形成为大致圆弧状，在其内部形成有圆弧孔25ab来代替第一实施方式的环状孔，并且，形成有与圆弧孔25ab连通的喷射孔25ad、连接通路25ac、冷却液导入孔25aa等。

圆弧孔25ab、喷射孔25ad、连接通路25ac、冷却液导入孔25aa等构成了第二实施方式中的冷却液通路25a。

本实施方式的旋转电机尽管在冷却液相对于线圈末端18f、18s的下半部传递的性能方面比第一实施方式的情况稍差，但是由于能够使第一线圈末端罩24af和第二线圈末端罩24as小型化，因此在车辆搭载性的方面是有利的。

图4是表示第三实施方式的旋转电机210的沿着轴向的纵截面的图。

本实施方式的旋转电机210的基本构造与第一实施方式的构造大致同样，但是在第一线圈末端罩24f的冷却液通路25和第二线圈末端罩24s的冷却液通路25由定子铁心16内的铁心通路31连接这一点与第一实施方式的情况不同。铁心通路31是在定子铁心16沿着轴向形成的通路。铁心通路31将导入到第一线圈末端罩24f的冷却液导入孔25a的冷却液的一部分导入第二线圈末端罩24s的冷却液导入孔25a。

本实施方式的旋转电机210由于第一线圈末端罩24f的冷却液通路25和第二线圈末端罩24s的冷却液通路25由定子铁心16内的铁心通路31连接，因此能够利用冷却管不占有定子铁心16的上部的紧凑结构，来向一端侧的线圈末端18f和另一端侧的线圈末端18s供给冷却液。另外，在本实施方式的旋转电机210中，能够利用在铁心通路31中流动的冷却液效率良好地冷却定子铁心16。

图5是表示第四实施方式的旋转电机310的沿着轴向的纵截面的图。

本实施方式的旋转电机310的基本结构与第一实施方式的结构大致同样，但是与第一实施方式的不同点在于，第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s各自的冷却液导入孔25a在轴向外侧的端面开口，且在上述的各开口分别连接有冷却液导入配管。

本实施方式的旋转电机310由于在第一线圈末端罩24f和第二线圈末端罩24s分别连接有冷却液导入配管，因此冷却液管不占有定子铁心16的上方，具有能够有效利用定子铁心16的上方空间这样的优点。

图6是表示第五实施方式的旋转电机410的沿着轴向的纵截面的图。

本实施方式的旋转电机410的基本结构与第一实施方式的结构大致同样，但是在第一线圈末端罩424f和第二线圈末端罩424s各自的端部壁27的下端连设有内周壁35这一点与第一实施方式的情况不同。内周壁35相连地设于端部壁27的下端，将各线圈末端18f、18s的靠轴向外侧的内周区域从径向内侧覆盖。需要说明的是，各线圈末端18f、18s的内周区域中的比内周壁35靠轴向内侧的区域在转子12的旋转时被从转子侧冷却液通路22喷射的冷却液冷却。

本实施方式的旋转电机410由于能够利用第一线圈末端罩424f和第二线圈末端罩424s各自的内周壁35来覆盖线圈末端18f、18s的内周区域，因此能够利用冷却液更稳定地冷却线圈17的各线圈末端18f、18s部分。

需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。