旋转电机的冷却系统以及具备此冷却系统的旋转电机的制作方法

本实用新型涉及一种旋转电机的冷却系统以及具备此冷却系统的旋转电机。

背景技术：

混合动力车辆是搭载作为行驶用动力源的发动机(内燃机)和行驶用马达，通过使用这些中的两者或者一者来实现高效率的行驶。

在具有发电机及电动机的混合动力车辆中，通过使兼作变速器的齿轮润滑的自动变速箱油(automatictransmissionfluid，atf)等制冷剂滴落至发电机及电动机的定子(stator)侧线圈，从而进行定子侧线圈的冷却。

另外，对于用作混合动力汽车或电动汽车的动力源的旋转电机，要求小型且高输出。例如，在专利文献1中提出有：在定子芯(statorcore)的槽内，将第一组导线及第二组导线的槽内导线部按照电位高的顺序并列排列。根据专利文献1所记载的技术，能够将槽内导线部的电位差抑制得较低，因此能够使槽内导线部的绝缘所需的绝缘覆膜的厚度薄。因此，能够提高定子芯的槽内的导线的槽满率(以下简称作槽满率)，从而旋转电机的小型化或高输出化成为可能。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2010-178458号公报

技术实现要素：

[实用新型所要解决的问题]

但是，在对考虑进一步减小皮膜厚度而将无绝缘皮膜导体(裸导体)与绝缘皮膜有导体(现行导体)交替并列构成的绕组结构的定子进行冷却时，有可能在atf等制冷剂中混入微细的导体杂质(contamination：污染，以下称作杂质)。若杂质堆积于裸导体与现行导体间，则有引起接地的担忧。

本实用新型是有鉴于此种背景而完成，其目的在于提供一种防止润滑油的污染而实现防止接地的旋转电机的冷却系统以及具备此冷却系统的旋转电机。

[解决问题的技术手段]

为了解决所述问题，技术方案1的旋转电机的冷却系统包括：制冷剂路径，供对旋转电机进行冷却的制冷剂流动；以及制冷剂用过滤器，在所述制冷剂路径的流路中，去除所述制冷剂的杂质，所述制冷剂用过滤器是设置在内置所述旋转电机的壳体(case)的表面侧。

技术方案2根据技术方案1所述的旋转电机的冷却系统，其所述制冷剂用过滤器与具有散热延伸部的滤板相接，且设置在所述壳体的表面侧。

技术方案3根据技术方案2所述的旋转电机的冷却系统，其所述滤板在外周部具有所述散热延伸部，所述制冷剂用过滤器是与所述滤板的中央侧相接而配置。

技术方案4根据技术方案1所述的旋转电机的冷却系统，其所述旋转电机的冷却系统是设置于车辆中，至少所述制冷剂用过滤器配置在能以所述车辆的行驶风来冷却的区域。

技术方案5的旋转电机，包括：制冷剂路径，供对定子进行冷却的制冷剂流动；以及制冷剂用过滤器，在所述制冷剂路径的流路中，去除所述制冷剂的杂质，所述制冷剂用过滤器是设置在内置所述定子的壳体的表面侧。

[实用新型的效果]

根据本实用新型，能够提供一种防止润滑油的污染而实现防止接地的旋转电机的冷却系统以及具备此冷却系统的旋转电机。

附图说明

图1是搭载有本实用新型的实施方式的旋转电机的冷却系统的混合动力车辆的透视立体图。

图2是本实用新型的实施方式的滤油器安装后的旋转电机的冷却系统的概略立体图。

图3是本实用新型的实施方式的滤油器安装前的旋转电机的冷却系统的概略立体图。

图4是表示本实施方式的旋转电机的冷却系统的概要的框图。

图5(a)及图5(b)是表示本实施方式的旋转电机的冷却系统的朝向壳体加工面安装滤板的图，图5(a)是表示对壳体加工面涂布散热脂(grease)的图，图5(b)是表示朝向壳体加工面设置滤板的图。

图6(a)至图6(c)是表示本实施方式的旋转电机的冷却系统的滤板及滤油器的结构的图，图6(a)是其立体图，图6(b)是其剖面图，图6(c)是其主要部分剖面图。

符号的说明

1：混合动力车辆

3：旋转电机

7：冷却系统

10：马达定子

20：发电机定子

30：机械油泵

31：atf冷却器

32：冷却回路(冷却管线)

33：前保险杠

40：机壳(壳体)

41：第1侧罩

41a：壳体加工面

42：第2侧罩

45：散热脂

50、51：供油管(冷却管线)

60：滤板

61：圆形板

62：圆环凸缘部(散热延伸部)

63：冷却鳍(散热延伸部)

70：滤油器

71：圆筒部

72：盖部

具体实施方式

接下来，对于本实用新型的实施方式的旋转电机的冷却系统以及具备此冷却系统的旋转电机，一边适当地参照附图，一边作详细说明。另外，各附图中，对于共同的部分标注相同的符号并省略重复说明。

图1是搭载有本实用新型的实施方式的旋转电机的冷却系统的混合动力车辆的透视立体图。图2是滤油器安装后的旋转电机的冷却系统的概略立体图，图3是滤油器安装前的旋转电机的冷却系统的概略立体图。

在图1所示的混合动力车辆1中，作为行驶用动力源的发动机2及旋转电机3(马达及发电机)是与内置有差速装置的驱动力切换装置4或自动变速器5一同构成动力单元(powerunit)6，且横置地搭载于前轮8彼此之间。混合动力车辆1具有对旋转电机3进行冷却的冷却系统7。混合动力车辆1可为具有作为冷却对象的旋转电机3以及用于对其进行冷却的冷却系统7的车辆，也可为混合动力车辆以外的车辆。

图4是表示冷却系统7的概要的框图。冷却系统7通过atf(润滑油：制冷剂)来对马达定子10的定子芯11及线圈12、与发电机定子20的定子芯21及线圈22进行冷却。冷却系统7也可邻接于旋转电机3而配置，对可与旋转电机3连结的未图示的传动装置(transmission)的零件(例如齿轮、轴承)进行冷却。

如图4所示，冷却系统7具有atf冷却器(散热器(radiator))31、冷却回路32(冷却管线、制冷剂路径)及机壳(housing)40(壳体)。冷却回路32包含供油管50、51(后述)。另外，图4中的电阻的符号表示热阻。

冷却系统7在冷却回路32(冷却管线)的流路中具备杂质去除用的筒(cartridge)式滤油器70(后述)。本实施方式中，滤油器70是设置在atf冷却器31的喷出侧的供油管50(冷却管线、制冷剂路径)上。滤油器70只要是在冷却回路32的流路中，则设置在任何处皆可。

机械油泵(mechanicaloilpump)30是使atf循环者，是依靠发动机的旋转来进行输出的机械泵。机械油泵30只要能够使atf循环，则也可为其他泵(例如电动泵)。

atf冷却器31进行atf的散热。如所述图1所示，atf冷却器31被设于混合动力车辆1的前保险杠(frontbumper)33的一部分。由此，在混合动力车辆1的行驶时，来自散热器侧部的行驶风(冷却风)吹向atf冷却器31，由此，atf得到冷却。只要能够对atf进行冷却即可，atf冷却器31也可配置于其他部位。

如图4所示，冷却回路32按照箭头c所示的路径来使atf循环。冷却回路32包含多个管道(pipe)(未图示)或机壳40内的空间等。使atf通过各管道而滴落至旋转电机3的定子侧的线圈12、22，由此来进行线圈12、22的冷却。

另外，如图4的滤油器70(制冷剂用过滤器)内的虚线所示，在冷却回路32(冷却管线)的流路中设置有滤油器70，以去除atf的杂质。

＜机壳40＞

机壳40具有收容旋转电机3(马达及发电机)以保护旋转电机3的功能，并且具有储存对旋转电机3进行了冷却后的atf的作为冷却液用箱(例如油盘(oilpan))的功能。

如图2及图3所示，机壳40具有作为反负载侧壳体罩的第1侧罩41、及作为负载侧壳体罩的第2侧罩42。

在第1侧罩41的侧面，连接有供油管50(冷却管线、制冷剂路径)，所述供油管50连接于滤油器70，并经由滤油器70而连接于atf冷却器31的一端。atf冷却器31的另一端连接于第2侧罩42下方的排油管51(冷却管线)，将自动变速器5的液压回路(未图示)的atf供给至旋转电机3(马达及发电机)的内部。

如上所述，在机壳40的内部空间的下部，形成有储存从供油管50供给的atf的油槽(未图示)。而且，油槽内的atf经由排油管51而回流至自动变速器5的液压回路。

＜壳体加工面41a＞

第1侧罩41形成机壳40的端部。第1侧罩41被切削加工成端部为平坦的壳体加工面41a。壳体加工面41a是滤板60(后述)的安装部。

壳体加工面41a是配合滤板60的圆盘形状而形成为圆形。壳体加工面41a与旋转电机3的轴(shaft)的轴方向正交，其中心与旋转电机3的轴的轴方向一致。

通过将第1侧罩41的端部设为平坦的壳体加工面41a，从而能够使滤板60的背面以密接的方式设置于壳体加工面41a。由于第1侧罩41的壳体加工面41a与滤板60的背面以大范围形成面接触，因此能够使机壳40的热散发至滤板60侧。如后所述，通过在所述壳体加工面41a上涂布散热脂45(后述)，能够达成更高的散热性。

另外，由于以密接于第1侧罩41的壳体加工面41a的方式来设置滤板60，因此能够使机壳40的振动分散至滤板60侧而降低振动。壳体加工面41a的中心为旋转电机3的轴的轴方向，是机壳40的主要振动部位(壳体的振动部)。由于在所述振动部位设置滤板60，因此通过增加滤板60的重量，能够降低系统整体的振动。振动的下降具有减轻壳体振动声的效果。

＜滤板60＞

图5(a)及图5(b)是表示朝向壳体加工面41a上安装滤板60的图。

如图5(a)所示，在壳体加工面41a上，涂布散热脂45，并如图5(b)所示，滤板60经由散热脂45而设置于壳体加工面41a。如上所述，壳体加工面41a的中心(旋转电机3的轴的轴中心)与圆盘状的滤板60的中心一致。滤板60朝向壳体加工面41a上的设置可使用紧固部件等任何部件。

图6(a)至图6(c)是表示滤板60及滤油器70的结构的图，图6(a)是其立体图，图6(b)是其剖面图，图6(c)是其主要部分剖面图。

滤板60是用于固定滤油器70的安装板，例如包含al或al合金。通过将滤板60设为al制，从而能够得到高散热性与由适度的重量增加获得振动下降。

另外，滤板60还具有：将机壳40的热散发至滤板60侧的功能；以及设置于第1侧罩41的壳体加工面41a而增加振动部位的重量以降低振动的功能。

如图6(a)至图6(c)所示，滤板60包括：圆形板61，用于固定滤油器70；圆环凸缘部62(散热延伸部)，从圆形板61的周部朝旋转电机3的轴的轴方向竖立，进而朝外周方向弯折成l字型而延伸；以及冷却鳍(fin)63(散热延伸部)，设于圆环凸缘部62的外周侧。

圆形板61在表面侧的外周形成有圆环凸缘部62，并且在中央部固定有滤油器70的圆筒部71的底部(未图示)。通过在圆形板61的中央部配置滤油器70，从而在外周侧形成有圆环凸缘部62的情况下，能够抑制滤油器70的高度。另外，所述固定借助任何方式皆可，例如也可对滤油器70的圆筒部71的底部进行螺固固定。

圆形板61的背面侧被设置于第1侧罩41的壳体加工面41a。

通过采用圆环凸缘部62从圆形板61的周部朝旋转电机3的轴的轴方向竖立规定高度的结构，从而确保设置多片(本实施方式中为三片)冷却鳍63的空间。

冷却鳍63是通过行驶风(冷却风)来对滤板60进行冷却。如图6(c)的箭头所示，冷却鳍63相对于行驶风(冷却风)的流动而设定成达到最大接触面积的角度。行驶风有来自散热器侧部的行驶风与从发动机舱(engineroom)下部流入的行驶风。

＜滤油器70＞

如图1至图4所示，滤油器70被设置在供油管50(冷却管线、制冷剂路径)上，通过过滤或吸附来去除atf流路中的杂质。滤油器70包括：圆筒部71，收容筒(cartridge)式滤油器(未图示)；以及盖部72，螺入安装在圆筒部71上部，用于更换筒式滤油器。通过打开盖部72，能够更换筒式滤油器。滤油器70的底部被固定(例如通过紧固部件而固定)于滤板60的圆形板61表面的中央部。

另外，如图1至图3所示，在圆筒部71的侧面部，安装有供油管50。从其中一个供油管50流入滤油器70内的atf(润滑油、制冷剂)经筒式滤油器去除杂质，杂质被去除的atf从另一个供油管50喷出。

如以上所说明的，本实施方式的旋转电机3的冷却系统7包括：冷却回路32及供油管50、51(冷却管线、制冷剂路径)，供对旋转电机3(马达及发电机)进行冷却的atf(润滑油、制冷剂)流动；以及滤油器70，在冷却回路32的流路中去除atf(制冷剂)的杂质，滤油器70是设置在内置旋转电机3的机壳40(壳体)的第1侧罩41的表面侧。

借助所述结构，通过atf冷却器31后的atf(制冷剂)在通过滤油器70一次后，流向机壳40内的各润滑部或冷却部。能够削减冷却管线的流路中的杂质量，以免引起接地。尤其，在对将无绝缘皮膜导体(裸导体)与绝缘皮膜有导体(现行导体)交替排列构成的定子进行冷却时，能够防止制冷剂中的杂质堆积于裸导体与现行导体间而引起接地的现象于未然。而且，由于对绕组的损伤(damage)减轻，因此也能够应用于薄覆膜线圈。

滤油器70是与具有圆环凸缘部62及冷却鳍63(散热延伸部)的滤板60相接，且设置在机壳40的第1侧罩41的壳体加工面41a。冷却鳍63相对于行驶风的流动而设定成达到最大接触面积的角度。

借助所述结构，行驶风(冷却风)通过来自散热器侧部的行驶风与从发动机舱下部流入的行驶风来对滤板70进行冷却。由于提高了冷却功能的滤板60是设置在第1侧罩41的壳体加工面41a，因此能够将机壳40的热散发至滤板60侧。由此，能够实现atf(润滑油、制冷剂)的温度降低，从而能够防止atf的热劣化。

另外，由于以密接于第1侧罩41的壳体加工面41a的方式来设置滤板60，因此能够使机壳40的振动分散至滤板60侧而降低振动，从而能够减小壳体振动声。

另外，本实施方式中，由于滤板60经由散热脂45而设置于壳体加工面41a，因此能够达成更高的散热性。

另外，本实施方式中，由于滤油器70是与滤板60的中央侧相接地配置，因此既能抑制滤油器70的高度，又能在外周侧形成圆环凸缘部62及冷却鳍63(散热延伸部)。

另外，本实施方式中，旋转电机3的冷却系统7被设置于混合动力车辆1，且至少滤油器70配置于能以混合动力车辆1的行驶风来冷却的区域，因此能够通过行驶风来效率良好地对安装有滤油器70的滤板60进行冷却。

再者，本实用新型并不限于所述实施方式，当然能基于所述说明书的记载内容来采用各种结构。

例如，滤油器70设置于冷却回路32及供油管50、51(冷却管线)中的任何部位皆可。

所述实施方式中，作为冷却结构，列举了混合动力车辆1，但只要是具备旋转电机3(马达及发电机)且需要对其进行冷却的结构体，则并不限于此。例如，混合动力车辆1也可为不具有发动机而仅将马达作为驱动源的电动汽车或燃料电池车辆。