旋转电机的冷却结构的制作方法

1.本发明涉及旋转电机的冷却结构。


背景技术：

2.在旋转电机中，作为发热对策，具备使用冷却油等制冷剂的冷却结构。作为冷却结构，例如采用从定子的线圈端的上方从该线圈端的外径方向喷射制冷剂的方式(专利文献1)、使用从与线圈端对应的位置向旋转电机的轴向喷射制冷剂的油引导件的方式(专利文献2)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2006-115651号公报
6.专利文献2：日本专利第6436200号公报


技术实现要素：

7.在专利文献1那样的冷却结构中，从线圈端的上方喷射制冷剂，将线圈端作为传递路径向下方供给制冷剂，但由于制冷剂因重力而流下，因此，容易产生短路流，有时油不会传递到线圈端的最下部，冷却效率变差。
8.另外，专利文献2那样的具备油引导件的冷却结构需要确保油引导件的配置空间，导致电机尺寸的大型化、部件数量的增加，制造成本变高。
9.本发明鉴于以上的情形，其课题在于以低成本实现旋转电机中的线圈端的冷却效果的提高。
10.因此，本发明的一个方式是一种旋转电机的冷却结构，具有：托架，所述托架将收容旋转电机的定子的框架的开口部密闭，并且能够向该定子的线圈端供给制冷剂；以及制冷剂引导部件，所述制冷剂引导部件能够将从该托架供给的所述制冷剂向比所述旋转电机的旋转轴靠下方的所述线圈端引导。
11.本发明的另一方式在所述旋转电机的冷却结构中，所述制冷剂引导部件具有长板状的引导主体部，所述引导主体部将沿着所述托架的内表面部供给的所述制冷剂向所述旋转轴的下方引导。
12.本发明的另一方式在所述旋转电机的冷却结构中，在所述引导主体部的沿着长度方向的缘部还竖立设置有第一引导辅助部，所述第一引导辅助部将所述制冷剂从该引导主体部的一端侧向所述下方引导。
13.本发明的另一方式在所述旋转电机的冷却结构中，在所述引导主体部的上表面部还竖立设置有第二引导辅助部，所述第二引导辅助部将沿着所述内表面部供给到所述旋转轴的附近的所述制冷剂进一步从该旋转轴向最下方的所述线圈端引导。
14.本发明的另一方式在所述旋转电机的冷却结构中，设置有所述第二引导辅助部的所述引导主体部的上表面部与设置有所述第一引导辅助部的所述引导主体部的上表面部
相比，从所述内表面部伸出的伸出长度大。
15.本发明的另一方式在所述旋转电机的冷却结构中，所述引导主体部的上表面部朝向所述下方的所述线圈端倾斜。
16.本发明的另一方式在所述旋转电机的冷却结构中，所述制冷剂引导部件安装于所述托架的内表面部。
17.根据以上的本发明，能够以低成本实现旋转电机中的线圈端的冷却效果的提高。
附图说明
18.图1是安装有本发明的实施方式中的制冷剂引导部件的托架的主视图。
19.图2是图1的托架的立体图。
20.图3是表示本发明的实施方式中的制冷剂引导部件与旋转电机的旋转轴、转子、定子、线圈端以及框架之间的位置关系的立体图。
21.图4是本发明的实施方式中的旋转电机的从直接连结相反侧观察的立体图。
22.图5是图4的旋转电机的从直接连结侧观察的立体图。
23.图6是本发明的实施方式中的制冷剂引导部件的俯视图。
具体实施方式
24.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
25.应用了作为本发明的一个方式的冷却机构的本实施方式的旋转电机1例如搭载于车辆，具备图1～6所示的旋转轴2、转子3、定子4、制冷剂引导部件5以及壳体6。
26.如图3、5所示，旋转轴2经由轴承7、8旋转自如地支承在旋转电机1的壳体6内。转子3在壳体6内固定于旋转轴2的外周部。
27.如该图所示，定子4以确保与转子3的外周部的气隙的方式与旋转轴2以及转子3同轴地固定在壳体6内。定子4具备定子铁芯41以及定子线圈42。定子线圈42由卷绕于定子铁芯41的省略图示的多个分段线圈构成。而且，定子线圈42的一部分从旋转电机1的直接连结相反侧、直接连结侧的定子铁芯41的端部分别作为线圈端42a、42b而突出。另外，在定子线圈42连接有省略图示的母线。
28.制冷剂引导部件5能够将从壳体6的托架61供给的制冷剂(例如，冷却油)向比旋转电机1的旋转轴2靠下方的线圈端42a引导。
29.作为具体的方式，制冷剂引导部件5具有引导主体部50、第一引导辅助部51、第二引导辅助部52以及安装部53。
30.引导主体部50由将沿着与线圈端42a相向的托架61的内表面部61a供给的上述制冷剂向上述下方引导的长板状的部件构成。引导主体部50的上表面部54朝向上述下方的线圈端42a倾斜。
31.第一引导辅助部51在引导主体部50的沿着长度方向的缘部竖立设置，将上述制冷剂从引导主体部50的一端侧向上述下方引导。
32.第二引导辅助部52相对于引导主体部50的上表面部54的长度方向倾斜地竖立设置有多对，如图2、3所示，将沿着托架61的内表面部61a供给到旋转轴2的附近的上述制冷剂进一步从旋转轴2向最下方的线圈端42a引导。另外，如图6所示，设置有第二引导辅助部52
的引导主体部50的上表面部54与设置有第一引导辅助部51的引导主体部50的上表面部54相比，从内表面部61a伸出的伸出长度设定得更大(d2》d1)。
33.如图2所示，安装部53通过螺栓、螺母等紧固件(省略图示)固定于托架61的内表面部61a中的轴承支承部66的下方的位置。
34.如图4、5所示，壳体6具备框架60、旋转电机1的直接连结相反侧的托架61、以及旋转电机1的直接连结侧的托架(省略图示)。
35.框架60收容旋转轴2、转子3以及定子4。在框架60的外表面部，与旋转电机1(旋转轴2、转子3以及定子4)的轴向大致平行地形成有制冷剂导入路径62a。制冷剂导入路径62a从外部导入上述制冷剂并供给到托架61的制冷剂导入路径62b以及上述直接连结侧的托架的制冷剂导入路径(省略图示)。另外，在框架60的上述直接连结侧的下端附近的侧面部形成有排出口62c，用于冷却线圈端42a、42b之后的制冷剂从该排出口62c排出。
36.如图4、5所示，托架61例如由铝合金的压铸成形件构成，将上述直接连结相反侧的框架60的开口部密闭。
37.如图1、2所示，在托架61形成有制冷剂导入路径62b、第一流入孔63、第二流入孔64。制冷剂导入路径62b与旋转电机1的轴向平行地形成，与框架60的制冷剂导入路径62a连通。第一流入孔63使制冷剂导入路径62b内的制冷剂沿着线圈端42a的径向流入托架61内。第二流入孔64相对于第一流入孔63对称地形成为一对，使制冷剂导入路径62b内的制冷剂沿着线圈端42a的外周方向流入托架61内。另外，向上述直接连结相反侧突出设置的定子4的母线从托架61的背面部61b突出地被引出。并且，在托架61形成有供将定子4与省略图示的驱动控制系统连接的电线引出的连接口65。
38.另外，在托架61的内表面部61a的中央开口部61c的周缘，设置有对旋转轴2的上述直接连结相反侧的轴承7进行支承的轴承支承部66。在轴承支承部66形成有将来自第一流入孔63的制冷剂导入并向轴承7供给的制冷剂导入槽67。并且，在内表面部61a设置有将上述制冷剂引导至制冷剂导入槽67的一对引导部68。另外，在轴承支承部66与制冷剂引导部件5之间，形成有将上述制冷剂用于托架61的背面部61b的冷却的流出口69。
39.而且，如图4所示，在托架61的背面部61b，在从轴承支承部66突出的旋转轴2的一端21具备旋转角传感器9。
40.上述直接连结侧的托架将图5所示的直接连结侧的框架60的开口部密闭。该托架除了不具有连接口65以及旋转角传感器9以外，形成与托架61相同的形态。另外，上述直接连结侧的旋转轴2的另一端22从该直接连结侧的托架的中央部突出。另外，在该托架中，也具备与能够将从框架60供给的制冷剂向比旋转电机1的旋转轴2靠下方的线圈端42b引导的制冷剂引导部件5相同形态的制冷剂引导部件(省略图示)。
41.以下，参照图1～6对旋转电机1的冷却作用的一例进行说明。
42.通过泵压送而经由框架60的制冷剂导入路径62a被导入到托架61的制冷剂导入路径62b的上述制冷剂经由第一流入孔63以及第二流入孔64流入托架61内。从第一流入孔63流入的上述制冷剂沿着托架61的内表面部61a因重力而流下。沿着该内表面部61a流下的制冷剂被引导部68引导而向制冷剂导入槽67转移，并向轴承7供给。另一方面，从第二流入孔64流入的上述制冷剂沿着内表面部61a的内周方向因重力而流下。沿该内周方向流下的制冷剂的一部分用于旋转轴2的上方的定子4的线圈端42a的冷却。另外，上述制冷剂的另一部
分沿着内表面部61a向制冷剂引导部件5侧流下。进而，向制冷剂引导部件5的第一引导辅助部51侧流下的上述制冷剂通过第一引导辅助部51的引导而沿着引导主体部50的长度方向朝向第二引导辅助部52流下。另外，从轴承支承部66(旋转轴2、轴承7)的附近向第二引导辅助部52侧流下的上述制冷剂通过第二引导辅助部52的引导而从旋转轴2朝向最下方的线圈端42a供给。如上所述，上述制冷剂沿着线圈端42a的周向均匀地供给，因此，线圈端42a被均等地冷却。另外，从轴承支承部66侧向制冷剂引导部件5流下的制冷剂的一部分经由流出口69向托架61的背面部61b侧转移而用于背面部61b的冷却。并且，上述直接连结侧的托架内的线圈端42b也接受与托架61内的线圈端42a同样的上述制冷剂的供给而被均等地冷却。而且，用于冷却线圈端42a、42b之后的制冷剂从框架60的排出口62c排出。
43.如上所述，根据旋转电机1的冷却机构，被导入到框架60内的制冷剂通过制冷剂引导部件5的引导而被供给到框架60内的线圈端42a、42b的规定部位。特别是，能够向以往冷却不充分的比旋转轴2靠下方的部位、特别是线圈端42a、42b的最下方供给制冷剂。而且，通过该冷却效果的提高，电流密度能够产生富余，因此，也能够实现旋转电机1的小型化。因此，能够以低成本实现旋转电机1中的线圈端42a、42b的冷却效果的提高。
44.另外，安装制冷剂引导部件5的直接连结相反侧以及直接连结侧的托架由散热性高的合金、例如铝合金构成，由此，制冷剂在向制冷剂引导部件5供给的过程中被冷却，因此，冷却效果进一步提高。
45.并且，在制冷剂引导部件5中，利用长板状的引导主体部50将沿着上述托架的内表面部供给的上述制冷剂向上述下方引导，因此，能够将该制冷剂向旋转轴2的下方转移。
46.而且，通过在引导主体部50的沿着长度方向的缘部还竖立设置有第一引导辅助部51，上述制冷剂被从引导主体部50的一端侧向上述下方引导，因此，能够将该制冷剂可靠地向上述下方转移。
47.另外，通过在引导主体部50的上表面部还竖立设置有第二引导辅助部52，能够将沿着上述内表面部供给到旋转轴2的附近的上述制冷剂从旋转轴2朝向最下方的线圈端42a、42b供给。
48.并且，设置有第二引导辅助部52的引导主体部50的上表面部与设置有第一引导辅助部51的引导主体部50的上表面部相比，增大从上述内表面部伸出的伸出长度，从而进一步提高上述制冷剂向上述最下方的线圈端42a、42b的供给效果。
49.而且，引导主体部50的上表面部朝向上述下方的线圈端42a、42b倾斜地配置，从而第二引导辅助部52朝向上述最下方的线圈端42a、42b伸出。因此，更进一步提高上述制冷剂向上述最下方的线圈端42a、42b的供给效果。
50.另外，通过将制冷剂引导部件5安装于托架61的内表面部61a，利用托架61与制冷剂引导部件5之间的热传导来提高制冷剂引导部件5的冷却效果，因此，进一步提高上述下方的线圈端42a、42b的冷却效果。