旋转电机的制作方法

本发明涉及旋转电机。

背景技术：

以往，作为混合动力机动车、电动机动车的动力源而使用旋转电机。旋转电机具备定子。定子具备定子铁心和导体。定子具备包围转子的呈环状的定子铁心和装配于定子铁心的绕组。绕组具有向定子铁心的轴向侧突出的线圈末端。

此外，近年来，因旋转电机的高输出化等，有时绕组的发热变大。

因此，关于冷却绕组的方法正进行各种研究。作为冷却绕组的方法，提出了例如在专利文献1(日本特开2013-38875号公报)所公开的方法。

专利文献1的旋转电机具备供冷却液流通的冷却管。冷却管从如下位置沿定子铁心的轴向延伸设置，所述位置是从线圈末端的外周向上方分离开的位置。在线圈末端的上方设置有冷却液供给口。冷却液供给口将在冷却管中流通的冷却液向线圈末端供给。由此，线圈末端被冷却液冷却。

发明要解决的课题

然而，在专利文献1的旋转电机中，将制冷剂从冷却管直接向线圈末端供给而冷却绕组。因此，为了广范围地冷却绕组，需要在线圈末端的周向上配置多个冷却管来供给制冷剂。然而，由于在该情况下在定子铁心的周围配置许多冷却管，因此导致定子铁心的周围的部件的布局复杂化。

技术实现要素：

于是，本发明的目的在于提供能够以比以往技术简单的结构有效地冷却绕组的旋转电机。

用于解决课题的方案

本发明的方案的旋转电机(后述的实施方式的旋转电机1、旋转电机101)的特征在于，其具备：环状的定子铁心(后述的实施方式的定子铁心11)；绕组(后述的实施方式的绕组12)，其装配于所述定子铁心，且具有向所述定子铁心的轴向侧突出的线圈末端(后述的实施方式的线圈末端15a、15b)；绝缘性的绕组罩(后述的实施方式的绕组罩6、绕组罩106)，其配置在所述定子铁心的轴向的端面(后述的实施方式的端面19)，且覆盖所述线圈末端；以及制冷剂供给机构(后述的实施方式的供给管8)，其设置在比所述绕组罩靠上方的位置，且向所述绕组供给制冷剂(后述的实施方式的制冷剂d)，在所述绕组罩的外周面(后述的实施方式的外周面65)上，从所述外周面的上部朝向下部而设置有向所述线圈末端导入所述制冷剂的多个制冷剂导入孔(后述的实施方式的制冷剂导入孔7、第一制冷剂导入孔71、第二制冷剂导入孔72、第三制冷剂导入孔73)。

在一方案中，所述旋转电机的特征在于，多个所述制冷剂导入孔形成为越趋向所述绕组罩的所述外周面的周向的下方，则所述制冷剂导入孔的开口面积越大。

在一方案中，所述旋转电机的特征在于，多个所述制冷剂导入孔分别沿着所述绕组罩的所述外周面的轴向延伸地配置。

在一方案中，所述旋转电机的特征在于，在所述定子铁心的内周侧配置有转子(后述的实施方式的转子4)，在所述绕组罩中的比所述定子铁心与所述转子之间的间隙(后述的实施方式的气隙s)靠下侧的位置，设置有排出所述制冷剂的排出孔(后述的实施方式的排出孔75)。

在一方案中，所述旋转电机的特征在于，多个所述制冷剂导入孔设置在所述绕组罩的所述外周面的上半部。

在一方案中，所述旋转电机的特征在于，在比所述绕组罩的所述外周面靠轴向外侧的位置，在整周设置有从所述外周面立起的壁部(后述的实施方式的壁部66)。

在一方案的旋转电机(后述的实施方式的旋转电机101)中，所述旋转电机的特征在于，在所述制冷剂导入孔的周围设置有将所述制冷剂向所述制冷剂导入孔引导的引导部(后述的实施方式的引导部102)。

发明效果

根据本发明的一方案的旋转电机，在定子铁心的轴向的端面配置有绕组罩，在绕组罩的外周面上设置有多个制冷剂导入孔。由此，从制冷剂供给机构供给的制冷剂从多个制冷剂导入孔沿着线圈末端的周向分布地导入，并冷却线圈末端。因此，不用像以往技术那样沿着线圈末端的周向配置多个制冷剂供给机构，能够广范围地冷却绕组。因此，根据该旋转电机，能够以比以往技术简单的结构有效地冷却绕组。

在一方案中，多个制冷剂导入孔形成为越趋向绕组罩的外周面的周向的下方，则开口面积越大，由此未被导入开口面积小的上方的制冷剂导入孔而在绕组罩的外周面上传递的制冷剂被向开口面积较大的下方的制冷剂导入孔导入。因此，能够容易在线圈末端的周向上广范围地导入制冷剂。因此，根据本发明的旋转电机，能够以比以往技术简单的结构有效地冷却绕组。

在一方案中，多个制冷剂导入孔分别沿着绕组罩的外周面的轴向延伸地配置，因此能够在线圈末端的周向及轴向导入制冷剂。因此，根据本发明的旋转电机，能够以比以往技术简单的结构更加有效地冷却绕组。

在一方案中，在绕组罩中的比定子铁心与转子之间的间隙靠下侧的位置设置有制冷剂的排出孔，因此能够防止制冷剂进入间隙。因此，根据本发明的旋转电机，能够防止在定子铁心与转子之间因制冷剂而产生摩擦(摩擦阻力)，并且能够有效地冷却绕组。

在一方案中，在绕组罩的外周面的上半部设置有多个制冷剂导入孔，因此未被导入上方的制冷剂导入孔而在外周面上传递的制冷剂在从外周面落下时被向下方的制冷剂导入孔导入。因此，根据本发明的旋转电机，能够以比以往技术简单的结构更加有效地冷却绕组。

在一方案中，在绕组罩的外周面上设置有壁部。由此，未被导入制冷剂导入孔而在外周面上传递的制冷剂向外周面的轴向外侧的流出被壁部阻止，从而制冷剂被可靠地向下方的制冷剂导入孔导入。因此，根据本发明的旋转电机，能够以比以往技术简单的结构更加有效地冷却绕组。

在一方案中，在制冷剂导入孔的周围设置有引导部，因此在制冷剂导入孔的周边传递的制冷剂被可靠地向制冷剂导入孔导入。因此，根据本发明的旋转电机，能够以比以往技术简单的结构更加有效地冷却绕组。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的旋转电机的简要结构顶剖视图。

图2是表示定子的一部分的剖视图。

图3是表示图2的分段线圈的立体图。

图4是图1的a部的放大图。

图5是示意性地表示旋转电机的去除壳体后的状态的立体图。

图6是图5的b-b剖视图。

图7是本发明的第二实施方式的旋转电机的沿着径向的剖视图。

附图标记说明：

1、101旋转电机

4转子

6、106绕组罩

7制冷剂导入孔

8供给管(制冷剂供给机构)

11定子铁心

12绕组

15a、15b线圈末端

19端面

65外周面

66壁部

71第一制冷剂导入孔(制冷剂导入孔)

72第二制冷剂导入孔(制冷剂导入孔)

73第三制冷剂导入孔(制冷剂导入孔)

75排出孔

102引导部

d制冷剂

s气隙(间隙)。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是表示本发明的第一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及绕组罩6。

本实施方式的旋转电机1例如是搭载于混合动力机动车、电动机动车这样的车辆的行驶用马达。但是，本实施方式的结构不限定于上述例子，也能够适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适用于搭载在车辆的以外的包括发电机在内的所谓的旋转电机整个类别。

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，且在定子3的内侧被驱动而旋转。

输出轴5与转子4连接，且将转子4的旋转作为驱动力而输出。

定子3形成为环状，且例如被安装于壳体2的内周面。定子3具有定子铁心11、以及安装于定子铁心11的绕组12，且使旋转磁场作用于转子4。绕组12具有向定子铁心11的轴向侧突出的线圈末端15a、15b。

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的周壁29的上部设置有两个连通孔25。各连通孔25配置在各绕组罩6的第一制冷剂导入孔71的上方。各连通孔25通过上下贯穿周壁29而形成。在各连通孔25连接有供给制冷剂d的后述的供给管8(相当于技术方案的“制冷剂供给机构”)。

图2是表示定子的一部分的剖视图。需要说明的是，在图2中，为了易于理解定子3而以双点划线图示转子4及绕组罩6。

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，有时在定子3的插槽23内例如还具备清漆等填充固着物，但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通过多张电磁钢板在轴向层叠而形成。需要说明的是，定子铁心11例如也可以是分割型定子铁心，该分割型定子铁心通过在周向上被分割的多个片段彼此连结而形成。

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。多个插槽23在定子铁心11的周向上排列配置。各插槽23沿着定子铁心11的轴向贯穿定子铁心11。各插槽23是径向的内侧开放的开放插槽。需要说明的是，本实施方式的结构不限定于此，也能够适用于径向的内侧闭合的封闭插槽。

在定子铁心11与转子4之间形成有间隙(以下称为“气隙s”)。

绕组12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由彼此连接地使用的多个分段线圈14形成。

图3是表示分段线圈14的立体图。需要说明的是，在图3中，图示出一个分段线圈14，对于收容在同一插槽23中的另一个分段线圈，省略图示。另外，在图3中，透过定子铁心11地进行图示。

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插入部14a、过渡部14b、以及一对连接部14c。一对插入部14a例如在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的周向上按照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将一对插入部14a的一端连接。过渡部14b配置在插槽23的外部且轴向的一方的位置。

连接部14c位于一对插入部14a的另一端且相对于插入部14a而与过渡部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的位置。连接部14c通过tig焊接、激光焊接等而与其他的分段线圈14的连接部14c接合。由此，多个分段线圈14依次连结。需要说明的是，对接合的连接部14c施加有基于粉体绝缘的涂装。由此，确保连接部14c的电绝缘。

过渡部14b及连接部14c分别成为沿着定子铁心11的轴向突出的线圈末端15a、15b。

图4是图1的a部的放大图。

图5是示意性地表示旋转电机的去除壳体后的状态的立体图。

图6是图5的b-b剖视图。需要说明的是，在图6中，以双点划线图示壳体2及供给管8。

如图4至图6所示，绕组罩6是将制冷剂d导入绕组罩6的内部且通过制冷剂d来冷却线圈末端15a、15b(绕组12)的部件。制冷剂d例如是atf(automatictransmissionfluid：自动变速器油)等润滑油。

绕组罩6由树脂等具有绝缘性的材料形成。绕组罩6的沿着定子铁心11及转子4的径向的截面形成为u字状的环状。绕组罩6配置在定子铁心11及转子4的轴向的外侧，且从轴向在整周覆盖定子铁心11的端面19及转子4的端面49。由此，绕组罩6覆盖线圈末端15a、15b。

绕组罩6具备外周壁61、侧壁63、以及设置于外周壁61的外周面65上的多个制冷剂导入孔7。

外周壁61面向径向，且配置在比绕组12靠径向的外侧的位置。外周壁61沿着定子铁心11的周向形成为环状。外周壁61的轴向内侧端(前端)抵接于定子铁心11的轴向侧的端面19。

侧壁63面向绕组罩6的轴向，且配置在比绕组12靠轴向的外侧的位置。侧壁63沿着定子铁心11及转子4的周向形成为包围输出轴5的环状。侧壁63的外周侧与外周壁61的轴向外侧端连接。侧壁63的内周侧开放。

如图6所示，在外周壁61的外周面65上设置有多个制冷剂导入孔7。

在此，当将比绕组罩6的中心线r靠上方的部分定义为外周面65的上半部时，多个制冷剂导入孔7设置在绕组罩6的外周面65的上半部。即，多个制冷剂导入孔7在与绕组罩6的轴向正交的截面上设置在比绕组罩6的中心线r靠上方的位置。

多个制冷剂导入孔7包括第一制冷剂导入孔71、第二制冷剂导入孔72及第三制冷剂导入孔73。多个制冷剂导入孔7向线圈末端15a、15b导入制冷剂d。多个制冷剂导入孔7从外周面65的上部朝向下部设置。

多个制冷剂导入孔7形成为沿着外周面65的轴向延伸的矩形形状。多个制冷剂导入孔7(第一制冷剂导入孔71、第二制冷剂导入孔72及第三制冷剂导入孔73)从绕组罩6的外周面65的上部朝向下部而排列设置。

第一制冷剂导入孔71设置于外周面65的上端。第二制冷剂导入孔72在外周面65的上半部设置于比第一制冷剂导入孔71靠下方的位置。第二制冷剂导入孔72在上半部夹着第一制冷剂导入孔71而分别设置于周向的两侧。第三制冷剂导入孔73在外周面65的上半部设置于比多个第二制冷剂导入孔72靠下方的位置。第三制冷剂导入孔73在上半部夹着第一制冷剂导入孔71及第二制冷剂导入孔72而分别设置于周向的两侧。

多个制冷剂导入孔7的开口面积形成为从外周面65的上方越趋向下方则越大。即，第二制冷剂导入孔72的开口面积形成为比第一制冷剂导入孔71的开口面积大。第三制冷剂导入孔73的开口面积形成为比第二制冷剂导入孔72的开口面积大。进一步地说明，多个制冷剂导入孔7设定为轴向的长度相同。第二制冷剂导入孔72的周向的宽度设定为比第一制冷剂导入孔71的周向的宽度大。第三制冷剂导入孔73的周向的宽度设定为比第二制冷剂导入孔72的周向的宽度大。

在外周面65上设置有形成为环状的壁部66。壁部66配置在比多个制冷剂导入孔7靠轴向的外侧的位置。壁部66从外周面65在整周立起地设置。

在绕组罩6的下部设置有排出孔75。排出孔75在绕组罩6的侧壁63的下部设置在周向的中间部分。排出孔75贯穿侧壁63地设置。排出孔75将供给到线圈末端15b(15a)的制冷剂d(绕组罩6的内部的制冷剂d)向绕组罩6的外部排出。在排出孔75连接有未图示的排出管的一端。排出管的另一端与储存制冷剂d的未图示的储存部连接。排出管将从排出孔75排出的制冷剂d送向储存部。排出孔75配置在比定子铁心11与转子4之间的气隙s靠下侧的位置。

如图4及图6所示，在壳体2的周壁29的上方配置有作为制冷剂供给机构的供给管8。供给管8的内部形成为使制冷剂d能够流通。

供给管8具备供给管主体85和两个分支管86。供给管主体85沿着壳体2的轴向延伸地形成。分支管86的基端与供给管主体85连接。在分支管86的前端形成有供给口81。分支管86的前端与壳体2的连通孔25连接。由此，供给口81配置在绕组罩6中的第一制冷剂导入孔71的上方。供给管8例如经由电动油泵与未图示的储存部连接。在储存部储存有制冷剂d。储存部的制冷剂d通过电动油泵的驱动而经过供给管8及各供给口81朝向绕组罩6的第一制冷剂导入孔71及第一制冷剂导入孔71的周边滴下。

如图6所示，绕组罩6通过多个螺栓9紧固连结于壳体2。关于该结构以下具体地进行说明。

在绕组罩6的外周壁61的下部设置有多个安装部10。安装部10例如是相对于绕组罩6嵌件成形的金属制的套环。在安装部10设置形成有内螺纹的螺纹孔95。

在壳体2的周壁29设置有螺栓孔96。螺栓孔96贯穿周壁29地形成。螺栓孔96配置在与绕组罩6的螺纹孔95相对应的位置。

螺栓9具备棒状的螺纹部91和在螺纹部91的基端设置的头部92。螺栓9穿过螺栓孔96并使螺纹部91螺纹安装于螺纹孔95。由此，绕组罩6通过螺栓9而相对于壳体2被紧固连结固定。在螺栓9的头部92与壳体2的外周面26之间，夹有具有密封功能的垫圈93。垫圈93形成为环状的薄板状。螺纹部91穿过垫圈93。螺栓9的头部92与壳体2的螺栓孔96及外周面26之间被垫圈93密封。

接着，使用图6说明通过绕组罩6进行的对绕组12的冷却方法。

从供给管8的供给口81排出的制冷剂d被导入绕组罩6的第一制冷剂导入孔71。导入到第一制冷剂导入孔71中的制冷剂d进入绕组罩6的内部并被供给到线圈末端15b(15a)的上端。

未被导入第一制冷剂导入孔71而在绕组罩6的外周面65上传递的制冷剂d在绕组罩6的外周面65朝向下方移动，被导入第二制冷剂导入孔72。导入到第二制冷剂导入孔72中的制冷剂d进入绕组罩6的内部而被供给到线圈末端15b(15a)。

另外，未被导入第二制冷剂导入孔72而在绕组罩6的外周面65上传递的制冷剂d在绕组罩6的外周面65朝向下方移动，被导入第三制冷剂导入孔73。导入到第三制冷剂导入孔73中的制冷剂d进入绕组罩6的内部而被供给到线圈末端15b(15a)。

供给到线圈末端15b(15a)的制冷剂d朝向线圈末端15b(15a)的下方流动并冷却线圈末端15b(15a)。由此，绕组12被冷却。制冷剂d当到达线圈末端15b(15a)的下端时，从排出孔75向未图示的排出管内排出。

根据本实施方式的旋转电机1，在定子铁心11的轴向的端面19配置绕组罩6，在绕组罩6的外周面65上作为多个制冷剂导入孔7而设置有第一制冷剂导入孔71、第二制冷剂导入孔72及第三制冷剂导入孔73。由此，从供给管8供给的制冷剂d从第一制冷剂导入孔71、第二制冷剂导入孔72及第三制冷剂导入孔73沿着线圈末端15a、15b的周向分布地被导入，并冷却线圈末端15a、15b。因此，不用像以往技术那样沿着线圈末端15a、15b的周向配置许多供给管，能够广范围地冷却绕组12。因此，根据本实施方式的旋转电机1，能够以比以往技术简单的结构有效地冷却绕组12。

另外，根据本实施方式的旋转电机1，多个制冷剂导入孔7形成为越趋向绕组罩6的外周面65的周向的下方则开口面积越大。具体而言，第二制冷剂导入孔72形成为比第一制冷剂导入孔71大，第三制冷剂导入孔73形成为比第二制冷剂导入孔72大，因此，未导入开口面积小的上方的第一制冷剂导入孔71而在绕组罩6的外周面65上传递的制冷剂d被向开口面积较大的下方的第二制冷剂导入孔72及第三制冷剂导入孔73导入。因此，能够容易在线圈末端15a、15b的周向上广范围地导入制冷剂d。因此，根据本实施方式的旋转电机1，能够以比以往技术简单的结构有效地冷却绕组12。

根据本实施方式的旋转电机1，第一制冷剂导入孔71、第二制冷剂导入孔72及第三制冷剂导入孔73沿着绕组罩6的外周面65的轴向延伸地配置，因此能够在线圈末端15a、15b的周向及轴向导入制冷剂d。因此，根据本实施方式的旋转电机1，能够以比以往技术简单的结构更加有效地冷却绕组12。

根据本实施方式的旋转电机1，在绕组罩6中的比定子铁心11与转子4之间的气隙s靠下侧的位置设置有制冷剂d的排出孔75，因此能够防止制冷剂d进入气隙s。因此，根据本实施方式的旋转电机1，能够防止在定子铁心11与转子4之间因制冷剂d产生摩擦(摩擦阻力)，并且能够有效地冷却绕组12。

根据本实施方式的旋转电机1，在绕组罩6的外周面65的上半部设置有第一制冷剂导入孔71、第二制冷剂导入孔72及第三制冷剂导入孔73，因此未被导入上方的第一制冷剂导入孔71而在外周面65上传递的制冷剂d在从外周面65落下时被向下方的第二制冷剂导入孔72及第三制冷剂导入孔73导入。因此，根据本实施方式的旋转电机1，能够以比以往技术简单的结构更加有效地冷却绕组12。

根据本实施方式的旋转电机1，在绕组罩6的外周面65上设置有壁部66。由此，未被导入第一制冷剂导入孔71而在外周面65上传递的制冷剂d向外周面65的轴向外侧的流出被壁部66阻止，从而制冷剂d被可靠地向下方的第二制冷剂导入孔72及第三制冷剂导入孔73导入。因此，根据本实施方式的旋转电机1，能够以比以往技术简单的结构更加有效地冷却绕组12。

(第二实施方式)

图7是第二实施方式的旋转电机的沿着径向的剖视图。

如图7所示，在绕组罩106的第三制冷剂导入孔73的下端设置有引导部102。引导部102形成为将制冷剂d向第三制冷剂导入孔73引导。具体地，引导部102从第三制冷剂导入孔73的下端朝向径向的外侧而向斜上方伸出。

根据本实施方式的旋转电机101，在第三制冷剂导入孔73的周围设置有引导部102，因此在第三制冷剂导入孔73的周边传递的制冷剂d被可靠地向第三制冷剂导入孔73导入。因此，根据本实施方式的旋转电机101，能够以比以往技术简单的结构更加有效地冷却绕组12。

需要说明的是，本发明的技术范围并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够施加各种的变更。

例如在上述的各实施方式中，绕组罩6、106设置成覆盖定子铁心11的端面19及转子4的端面49，但设置成至少将定子铁心11的绕组12中的线圈末端15a、15b在整周覆盖即可。

另外，在上述的各实施方式中，分别通过一个孔构成了第一制冷剂导入孔71、第二制冷剂导入孔72及第三制冷剂导入孔73，但是也可以通过多个孔来构成。

另外，在上述的各实施方式中，第一制冷剂导入孔71、第二制冷剂导入孔72及第三制冷剂导入孔73设置为沿着绕组罩6的外周面65的轴向延伸的狭缝，但第一制冷剂导入孔71、第二制冷剂导入孔72及第三制冷剂导入孔73的形状并不限定于各实施方式。因此，例如，也可以通过将多个孔在轴向上分离开地配置来形成第一制冷剂导入孔71、第二制冷剂导入孔72及第三制冷剂导入孔73。

另外，在第二实施方式的旋转电机101中，在第三制冷剂导入孔73的周围设置有引导部102，但引导部102的设置位置并不限定于本实施方式。在多个制冷剂导入孔7(第一制冷剂导入孔71、第二制冷剂导入孔72、第三制冷剂导入孔73)中的至少一个制冷剂导入孔7的周围设置引导部102即可。

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成周知的构成要素，另外，也可以适当地组合上述的各实施方式及各变形例。