冷却用夹套装置和旋转电机的制作方法

本发明涉及冷却用夹套装置和旋转电机。

背景技术：

在专利文献1中公开了如下内容：“一种旋转电机，其特征在于，该旋转电机包括：壳体，其具有圆筒部，在该圆筒部的内部形成有具有流入口和喷出口的第1流路；定子，其固定于所述壳体的内周面，并具有多个狭缝，该多个狭缝收纳利用绝缘体与定子芯之间隔绝的线圈；转子，其设有间隙地配置于所述定子的内周面；以及冷却罩，在该冷却罩的内部形成有与所述第1流路连接的第2流路，该冷却罩与所述定子芯的端面接触地配置在所述定子的两端。”

对于专利文献1的冷却用夹套装置，其构成为，使用金属管形成流路，使该金属管在多个部位弯曲并以沿着旋转电机的周向卷绕的方式延伸设置，并且用板包住金属管。

专利文献1：日本特开2015－95908号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，对于专利文献1的冷却用夹套装置100，例如图7所示，由于冷却夹套(夹套主体)的流路整体使用金属管101来形成，因此，冷却夹套(夹套主体)部分成为沿着电动机等旋转电机的外形的形状，而存在难以安装于电动机的情况。

另外，由于是利用板102包住金属管101的构造，因此在金属管101与板102之间产生间隙，而存在由此引起冷却效率(热交换效率)下降的问题。

用于解决问题的方案

本公开的冷却用夹套装置的一技术方案为配置在旋转电机的发热部的周围而用于冷却所述发热部的冷却用夹套装置，该冷却用夹套装置构成为包括：大致平盘状的夹套主体，其形成有流路，该流路与在外表面开口而形成的一对出入口连通，并供制冷剂在该流路的内部流通；连结构件，其与所述旋转电机的发热部的外周形状相匹配，用于连结并保持多个所述夹套主体；以及管状构件，其与所述出入口连接，用于将从所述夹套主体的所述出入口排出的所述制冷剂经由另一所述夹套主体的所述出入口向所述流路输送，而使所述制冷剂在多个所述夹套主体的流路流通。

对于上述冷却用夹套装置，也可以是，所述夹套主体包括如下构件而以能够分割的方式形成：主体盘部，其形成为大致平盘状，具有自一表面向另一表面侧凹陷的槽；以及封闭盘部，其形成为大致平盘状，以能够装卸的方式重叠于所述主体盘部的一表面并与该主体盘部安装为一体，该封闭盘部封闭在所述主体盘部的一表面开口的槽而与所述主体盘部一起形成所述流路。

对于上述冷却用夹套装置，也可以是，利用所述主体盘部的所述槽形成的所述流路形成为使顺转流路部分和反转流路部分在所述主体盘部的中心附近相连而成的反转方形螺旋状，所述顺转流路部分形成自制冷剂供给口即所述出入口朝向所述主体盘部的中心以顺时针方向或逆时针方向地呈方形螺旋状卷入的形态，所述反转流路部分形成自作为所述顺转流路部分的流路的流通终端部即所述主体盘部的中心附近开始折返并以向逆时针方向或顺时针方向反转的方形螺旋状卷出至制冷剂排出口即所述出入口的形态。

本公开的旋转电机的一技术方案构成为包括上述的冷却用夹套装置的一技术方案。

发明的效果

根据本公开的一技术方案的冷却用夹套装置和具备该冷却用夹套装置的旋转电机，由于在冷却用夹套装置的夹套主体的连结部分不存在金属管，因而易于进行相对于电动机等旋转电机的安装。

另外，由于不会像以往的使用了金属管的情况那样产生间隙，因此能够使冷却效率大幅提高。

而且，不需要使用金属管，而能够无需向板插入管、对金属管进行弯曲加工等繁杂的作业。由此，能够容易进行冷却用夹套装置的制作、制造，另外，能够减少零部件个数，还能够谋求经济性的提高。

附图说明

图1是表示本公开的一实施方式的冷却用夹套装置的立体图。

图2a是表示本公开的一实施方式的冷却用夹套装置的夹套主体(主体盘部的流路形成面侧)的立体图。

图2b是表示本公开的一实施方式的冷却用夹套装置的夹套主体(主体盘部的外表面侧)的立体图。

图3是表示本公开的一实施方式的冷却用夹套装置的夹套主体(封闭盘部)的立体图。

图4是表示本公开的另一实施方式的冷却用夹套装置的夹套主体的分解立体图。

图5a是用于说明比较参考例的夹套主体的作用效果的图。

图5b是用于说明图4的夹套主体的作用效果的图。

图6a是表示图2的夹套主体的流路的形态的图。

图6b是表示图4的夹套主体的流路的形态的图。

图7是表示以往的冷却用夹套装置的立体图。

附图标记说明

1、冷却用夹套装置；2、20流路；2a、直线部；2b、连结部；3、30、夹套主体(冷却夹套)；3a、30a、主体盘部；3b、30b、封闭盘部；4、出入口(制冷剂供给口、制冷剂排出口)；5、连结构件；6、6a、6b、软管(管状构件)；7、7a、7b、软管接头；21、顺转流路部分；22、反转流路部分；32、端部。

具体实施方式

以下，参照图1至图3说明一实施方式的冷却用夹套装置和旋转电机。此外，在本实施方式中，对旋转电机为电动机的情况进行说明，但也能够采用发电机等、其他的旋转电机的形态。

例如图1、图2a、图2b、图3所示，本实施方式的冷却用夹套装置1为高热传导率的金属制且形成为大致平盘状。冷却用夹套装置1包括多个夹套主体(冷却夹套)3。各夹套主体3在内部具有供冷却水等制冷剂流通的流路2，并在端部具备制冷剂供给口(出入口4)和制冷剂排出口(出入口4)。自制冷剂供给口(出入口4)向流路2供给制冷剂，并将自制冷剂供给口(出入口4)流过了流路2的制冷剂排出。

如图2a所示，流路2沿着夹套主体3的与旋转电机的发热部的外周面接触的一表面形成为蜿蜒曲折状。即，沿着一个方向延伸且使间隔尽量小地平行排列的多个直线部2a通过利用连结部2b将该多个直线部2a中的相邻的直线部2a的一端部彼此、另一端部彼此交替连结而连通为一条流路2。由此，能够尽量大地确保作为流路2的表面积的制冷剂与夹套主体3之间的接触面积，而提高热交换效率。

另外，流路2的一端在夹套主体3的外表面开口而形成了制冷剂供给口(4)，冷却流路2的另一端在夹套主体3的外表面开口而形成了制冷剂排出口(4)(图2a、图2b)。

在此，本实施方式的冷却用夹套装置1的夹套主体3例如为铝、铜等热传导率较高的金属制。夹套主体3形成为大致平盘状，包括自一表面向另一表面侧沿着厚度方向凹陷并成为流路2(多个直线部2a和多个连结部2b)的槽。制冷剂供给口(4)以及制冷剂排出口(4)与该槽连通并在外表面开口。具备流路2、制冷剂供给口(4)以及制冷剂排出口(4)而形成主体盘部3a(图2a、图2b)。另外，形成为大致平盘状的封闭盘部3b(图3)以能够装卸的方式重叠于主体盘部3a的一表面并与该主体盘部3a安装为一体。封闭盘部3b封闭/密闭在主体盘部3a的一表面开口的槽，而形成流路2。对于由主体盘部3a和封闭盘部3b构成的夹套主体3，作为同模具的多个部分被分割形成，并构成了冷却用夹套装置1。此外，夹套主体3可以不一定分割形成，也可以形成为能够分割三个以上。另外，主体盘部3a与封闭盘部3b之间的连接部使用金属垫片等，能够可靠地封闭/密闭流路2即可。

另外，本实施方式的冷却用夹套装置1通过利用连结构件5连结多个夹套主体3而构成。即，构成为，在一夹套主体3的制冷剂供给口(4)连接制冷剂供给单元的管状构件的软管6，在另一夹套主体3的制冷剂排出口(4)连接冷却排出单元的软管6，并利用软管6连接剩余的相邻的夹套主体3的制冷剂供给口(4)和制冷剂排出口(4)。此外，在各制冷剂供给口(4)、各制冷剂排出口(4)以能够装卸的方式安装有用于连接软管6的结合构件的软管接头7。

对于上述结构的本实施方式的冷却用夹套装置1和具备该冷却用夹套装置1的旋转电机，以多个夹套主体3的、分别安装于被分割配置的连结构件5那一面的接触面与电动机等旋转电机的发热部的外周面接触的方式配置，并且通过连结被分割配置的连结构件5而将多个夹套主体3固定在各规定位置。

另外，在一夹套主体3的制冷剂供给口(4)连接制冷剂供给单元的软管6，在另一夹套主体3的制冷剂排出口(4)连接制冷剂排出单元的软管6，并利用软管6连接剩余的相邻的夹套主体3的制冷剂供给口(4)和制冷剂排出口(4)。

在穿过与制冷剂供给口(4)连接的软管6供给冷却水等制冷剂时，制冷剂向冷却用夹套装置1的夹套主体3的流路2流动，自制冷剂排出口(4)排出的制冷剂穿过软管6而向下一夹套主体3的制冷剂供给口(4)输送，并在该夹套主体3的流路2流通。依次流过多个夹套主体3的流路2并自最后的夹套主体3的制冷剂排出口(4)排出的制冷剂穿过软管6而向热交换器输送。制冷剂利用热交换被冷却，并且再次穿过软管6而向夹套主体3的制冷剂供给口(4)输送。如此，制冷剂进行循环，旋转电机被冷却。

此外，作为软管6，例如优选使用氟树脂制且柔软性优异的软管6。若使用这样的柔软性优异的软管6，则能够使软管6的安装时、相对于旋转电机的安装时的操作性良好。

而且，对于本实施方式的冷却用夹套装置1和旋转电机，与以往相比较，由于在连结部分没有金属管、且夹套主体3形成为大致平盘状，因此能够容易地进行相对于电动机等旋转电机的安装。

另外，由于不产生以往那样的间隙，因此，能够使冷却效率大幅提高。

而且，由于不使用金属管，因而可以不需要以往的向板插入管、对金属管进行弯曲加工等繁杂的作业。由此，能够容易地进行制作、制造。

因而，根据本实施方式的冷却用夹套装置1和旋转电机，能够实现具有优异的冷却性能、且能够容易地进行制造、能够谋求低成本化的冷却用夹套装置1和具备该冷却用夹套装置1的旋转电机。

接着，参照图4说明作为本公开的另一实施方式的冷却用夹套装置。

图4的分解立体图中的冷却用夹套装置的夹套主体30构成为，大致平盘状的封闭盘部30b以能够分解的方式接合于大致平盘状的主体盘部30a。在主体盘部30a的一表面侧沿着厚度方向以一定的深度形成有构成流路20的槽。主体盘部30a与封闭盘部30b的平面投影形状一致。将封闭盘部30b以外周缘与主体盘部30a的外周缘正好重合的方式相对于该主体盘部30a接合，而将主体盘部30a的槽密封，从而在主体盘部30a的内部形成流路20。

在主体盘部30a与封闭盘部30b之间的接合面的外周缘附近位置夹着方形的环状密封件25。环状密封件25使用hnbr(氢化丁腈橡胶)等耐热性、耐油性、机械强度、耐压缩永久变形性优异的材质的环状密封件。

此外，夹套主体30利用连结构件连结而构成冷却用夹套装置，由于应用于旋转电机的实施方式与图1的公开中的冷却用夹套装置1大致相同，因此引用图1的说明。

对于图4的夹套主体30，主体盘部30a的形成流路20的槽(以下适当地将槽也称作流路)的形状与图2a的夹套主体3不同。即，如已说明的那样，图2a的夹套主体3的主体盘部3a的流路2形成为蜿蜒曲折状。相对于此，图4的夹套主体30的主体盘部30a的流路20形成为图示那样的反转方形螺旋状。即，流路20通过使顺转流路部分21和反转流路部分22在主体盘部30a的中心附近相连而成。顺转流路部分21形成自制冷剂供给口(4)朝向主体盘部30a的中心在顺时针方向(逆时针方向)上呈方形螺旋状卷入的形态。反转流路部分22形成自作为顺转流路部分21的流路的流通终端部即主体盘部30a的中心附近开始折返并以向逆时针方向(顺时针方向)反转的方形螺旋状卷出至制冷剂排出口(4)的形态。上述这样的反转方形螺旋状的流路20自制冷剂供给口附近到制冷剂排出口附近以宽度均匀的方式形成。

接着，参照附图说明图4的夹套主体30的作用效果。图5a是用于说明比较参考例的夹套主体的作用效果的图，图5b是用于说明图4的夹套主体的作用效果的图。

在图5a的比较参考例中，通过将大致平盘状的封闭盘部300b以两者的外缘重合的方式接合于整体呈大致平盘状的主体盘部300a的一侧的主表面侧而构成夹套主体300。因此，在主体盘部300a的厚度尺寸d1上加上封闭盘部300b的厚度尺寸d2得到的尺寸成为夹套主体300的厚度尺寸d3。要求夹套主体300的厚度尺寸d3尽可能地小并成为薄型。因此，供用于连接软管6a的软管接头7a螺纹接合的主体盘部300a的厚度尺寸d1受到制约。因而，不得不使用相对小径的软管接头7a以及软管6a。

相对于此，对于图4的夹套主体30的情况，如图5b那样，在端部32处的厚度尺寸d3的主体盘部30a，具有台阶地形成有与封闭盘部30b的厚度尺寸d2相应的深度的凹处31。沿着厚度方向以深度d2形成于主体盘部30a的凹处31的底部处的厚度尺寸为d1。因此，在将主体盘部30a和封闭盘部30b接合起来时，封闭盘部30b收纳于凹处31而其厚度尺寸d2不会使夹套主体30的厚度尺寸d3增加。另一方面，关于主体盘部30a的端部32，主体盘部30a的厚度尺寸d3还保持夹套主体30的厚度尺寸d3不变。换言之，在主体盘部30a的端部32，不会由封闭盘部30b的接合导致夹套主体30的厚度尺寸增大，因此，不会阻碍薄型化，而无需限制厚度尺寸。因而，充分地确保主体盘部30a的端部32处的厚度尺寸，因此能够连接相对大径的软管接头7b，进而能够应用相对大径的软管6b。因此，降低制冷剂的循环中的压力损失，实现冷却效率优异的冷却用夹套装置。

接着，参照图6a和图6b说明夹套主体的流路的形态及其作用效果。图6a表示在参照图1、图2a以及图2b说明了的夹套主体3的主体盘部3a形成的流路的形态。图6b表示在图4的夹套主体30的主体盘部30a形成的流路的形态。

对于图6a的主体盘部3a的情况，利用六条直线部2a和将该六条直线部2a中相邻的直线部2a的端部彼此连接的五处连结部2b来形成一条流路2。五处连结部2b形成使制冷剂的流动的朝向转换180度的u字状折返部p1－p5。因此，自制冷剂供给口到制冷剂排出口的压力损失相对较大。

在图6b的例子中，主体盘部30a的流路20如已说明的那样形成为使顺转流路部分21和反转流路部分22在主体盘部30a的中心附近相连而成的反转方形螺旋状。顺转流路部分21形成自图6b中的左侧的出入口4即制冷剂供给口朝向主体盘部30a的中心o以顺时针方向地呈方形螺旋状卷入的形态。反转流路部分22形成自作为顺转流路部分21的流路的流通终端部即主体盘部30a的中心o附近开始折返以向逆时针方向反转的方形螺旋状卷出至出入口4即制冷剂排出口的形态。

即，作为顺转流路部分21的流通终端部为反转流路部分22的流通始端部，该部位为中心o。顺转流路部分21自制冷剂供给口经由90度以内的弯曲角度的多个弯曲部而在紧挨流通终端部(o)之前的弯曲部形成使制冷剂的流动的朝向转换180度的u字状折返部p11。另外，反转流路部分22在距流通始端部(o)最近的弯曲部形成使制冷剂的流动的朝向转换180度的u字状折返部p11，之后经由90度以内的弯曲角度的多个弯曲部到达制冷剂排出口。这样，在图6b的例子中，对自制冷剂供给口到制冷剂排出口的流路中的压力损失起到支配性影响的u字状折返部p11、p12仅为两处。因此，与图6a的情况相比，自制冷剂供给口到制冷剂排出口的压力损失较小。另外，反转方形螺旋状的流路20在包含u字状折返部p11、p12在内的自制冷剂供给口附近到制冷剂排出口附近以宽度均匀的方式形成。因此，能够进行所谓的连续加工，在制造上起到缩短加工的生产节拍时间的效果。

而且，在图4的实施方式中，起到以下的作用效果。即，作为被夹在位于主体盘部30a与封闭盘部30b之间的接合面处的外周缘附近位置的环状密封件25，使用hnbr(氢化丁腈橡胶)等耐热性、耐油性、机械强度、耐压缩永久变形性优异的材质的环状密封件。由此，与使用了金属垫片作为环状密封件25的情况相比，相对于封闭盘部30b的变形的追随性良好。因此，无需为了确保刚度而使用较厚尺寸的封闭盘部30b。另外，无需使用较大尺寸的螺纹件作为用于接合主体盘部30a和封闭盘部30b的螺纹件、无需增加螺纹件的个数。因而，能够谋求成本的降低。

以上，说明了冷却用夹套装置和旋转电机的实施方式，但本发明并不限定于上述的实施方式，在不偏离其主旨的范围内能够适当变更。

例如，在图1的实施方式中，图示了具备分别与旋转电机的发热部的外周面的四个部位接触的四个夹套主体3的冷却用夹套装置1，但夹套主体3的数量、配置根据旋转电机的形状(发热部的外周面的形状(平面部的数量))、冷却效率等确定即可。例如，对于在旋转电机的发热部的外周面具有七个平面部的情况，具备与各平面部接触的七个夹套主体3来构成冷却用夹套装置1即可。