旋转电机的制作方法

1.本发明涉及一种旋转电机。


背景技术：

2.专利文献1、2中所记载的旋转电机具备转子、配置于转子的径向外侧的定子及容纳有所述定子的壳体。定子具有筒状的轭部及从轭部向径向内侧延伸的齿部。旋转电机构成为通过使电流流过卷绕于齿部的线圈而生成旋转磁场，并通过由旋转磁场产生的磁力使转子旋转。
3.在壳体中形成有用于冷却定子等的制冷剂流动的制冷剂流路。壳体作为形成制冷剂流路的构成要件具有与定子的外周面接触的内周壁、配置于内周壁的径向外侧的外周壁及在径向上配置于内周壁与外周壁之间的隔壁部。隔壁部设置于壳体的周向上的一部分，并且连接内周壁与外周壁。在隔壁部的附近形成有制冷剂流路的入口，隔着隔壁部在与入口相反的一侧形成有制冷剂流路的出口。通过入口流入制冷剂流路的制冷剂在制冷剂流路中大致流动一圈之后通过出口流出。
4.以往技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2016-46853号公报
7.专利文献2：日本特开2014-236613号公报


技术实现要素：

8.发明要解决的技术课题
9.在上述旋转电机中，当转子旋转时，磁力断续地作用于转子与齿部之间，由此定子振动。若这种振动从定子传递至内周壁，进而例如经由隔壁部从内周壁传递至外周壁，则因外周壁振动而会产生噪音。作为噪音对策之一，可考虑不设置隔壁部而抑制振动从内周壁传递至外周壁。然而，在该情况下，从入口到出口形成短路路径，从而存在制冷剂大部分容易流入短路路径的顾虑。因此，原本流过制冷剂流路的制冷剂的量大幅减少，从而可能会出现冷却功能较大受损这一问题。
10.本发明的目的在于抑制冷却功能的降低，并且抑制定子的振动传递至壳体的外周壁。
11.用于解决技术课题的手段
12.第1发明的旋转电机具备：转子，能够以规定的轴向为旋转轴方向进行旋转；定子，在所述转子的径向上配置于所述转子的外侧；及壳体，具有形成有制冷剂流动的制冷剂流路的流路部，并且容纳有所述转子及所述定子，所述旋转电机的特征在于，所述流路部具有：内周壁，与所述定子的外周面接触；外周壁，配置于所述内周壁的所述径向上的外侧，且设置成在与所述内周壁之间形成所述制冷剂流路；入口部，在与所述轴向及所述径向这两个方向正交的周向上的规定位置形成有所述制冷剂流路的入口；及出口部，在所述周向上
在与所述规定位置不同的位置形成有所述制冷剂流路的出口，所述制冷剂流路包含：第1流路，从所述入口至所述出口的所述周向上的长度为规定长度；及第2流路，从所述入口至所述出口的所述周向上的长度短于所述第1流路，在所述第2流路中，在所述径向上在所述内周壁与所述外周壁之间设置有隔壁部，在所述隔壁部形成有沿所述周向贯穿的狭缝，所述狭缝的宽度窄于所述第1流路的宽度。
13.在本发明中，沿周向贯穿的狭缝形成于隔壁部，通过狭缝在隔壁部的径向上的外侧部分与内侧部分之间形成有间隙。由此，能够抑制伴随转子的旋转的定子的振动从内周壁传递至外周壁。但是，因该狭缝而从入口到出口形成短路路径，因此由此流过第2流路的制冷剂增加而流过第1流路的制冷剂减少，从而存在冷却功能降低的顾虑。在这一点上，在本发明中，狭缝的宽度窄于第1流路的宽度，因此能够大幅减少第2流路的流路阻力，从而能够尽量抑制制冷剂向第2流路的流入。因此，能够抑制冷却功能的降低，并且抑制定子的振动传递至壳体的外周壁。
14.第2发明的旋转电机在所述第1发明中，特征在于，所述狭缝在所述轴向上，至少从所述定子的所述外周面的一侧端的位置遍及另一侧端的位置延伸。
15.在本发明中，狭缝在轴向上至少从定子的外周面的一侧端的位置遍及另一侧端的位置延伸。即，在与轴向正交的任一截面上，内周壁的与定子的相邻部分和外周壁被狭缝分断。因此，有效地抑制定子的振动经由隔壁部从内周壁传递至外周壁。
16.第3发明的旋转电机在所述第1或第2发明中，特征在于，在所述入口部形成有与所述制冷剂流路连接的供给流路，当从所述轴向观察时，在通过所述供给流路的中心线与所述内周壁的外缘的交点的所述外缘的切线中，当将从所述交点向所述第1流路侧延伸的直线设为第1直线，将从所述交点向所述第2流路侧延伸的直线设为第2直线时，所述中心线与所述第1直线所成的角度为钝角，所述中心线与所述第2直线所成的角度为锐角。
17.在本发明中，中心线与第1直线所成的角度为钝角，中心线与第2直线所成的角度为锐角。由此，通过供给流路流入了制冷剂流路的制冷剂在与内周壁的外缘碰撞时，容易流向第1流路侧，且抑制向第2流路侧的流入。因此，能够进一步有效地抑制冷却功能的降低。
附图说明
18.图1是本实施方式所涉及的旋转电机的俯视图。
19.图2(a)是沿图1的ii(a)-ii(a)线剖切的剖视图，图2(b)是图1的ii(b)向视图。
20.图3是旋转电机的与轴向正交的剖视图。
21.图4是变形例所涉及的旋转电机的俯视图。
22.图5是另一变形例所涉及的旋转电机的俯视图。
23.图6(a)、图6(b)是表示制冷剂流路的入口附近的结构的说明图。
24.图7是表示又一变形例所涉及的旋转电机的与轴向正交的剖视图。
25.图8是参考例所涉及的旋转电机的俯视图。
26.图9是参考例所涉及的旋转电机的与轴向正交的剖视图。
具体实施方式
27.接着，对本发明的实施方式进行说明。另外，将图1的纸面垂直方向(图2(a)、图2
(b)的纸面上下方向)设为轴向。将图2(a)、图2(b)的纸面上侧设为轴向上的一侧。将图2(a)、图2(b)的纸面下侧设为轴向上的另一侧。以下，将与轴向正交的方向即转子11(后述)的径向简称为径向。将与轴向及径向这两个方向正交的方向称为周向。
28.(旋转电机)
29.首先，参考图1～图3对本实施方式所涉及的旋转电机1的结构进行说明。图1是旋转电机1的俯视图。图2(a)是沿图1的ii(a)-ii(a)线剖切的剖视图。图2(b)是图1的ii(b)向视图。图3是旋转电机1的与轴向正交的剖视图。
30.如图1所示，旋转电机1具有马达2及壳体3。马达2例如为公知的交流马达。马达2具有能够以上述轴向为旋转轴方向进行旋转的转子11及配置于转子11的径向上的外侧的定子12。马达2构成为通过在卷绕于定子12的未图示的线圈中交流电流流动时生成的旋转磁场而转子11旋转。
31.转子11例如为具有未图示的永久磁铁的大致圆筒状的部件。转子11配置于定子12的径向上的内侧。在转子11中嵌装有旋转轴13。另外，转子11的结构并不限于此。例如，转子11可以具有向与旋转轴方向正交的方向突出的多个凸极(即，马达2例如可以是开关磁阻电机)。定子12例如为由碳钢等磁性部件构成的大致筒状的部件。定子12配置于转子11的径向上的外侧。定子12嵌装于壳体3。定子12具有轭部21及多个齿部22，所述轭部21为在周向上遍及整周形成的大致圆筒状，所述多个齿部22从轭部21的周向上的一部分分别向径向上的内侧延伸。在本实施方式中，6个齿部22在周向上大致以等间隔配置。
32.在各齿部22的周围卷绕有未图示的线圈。线圈与未图示的电源装置电连接。电源装置将用于使交流电流流过线圈的电力供给至马达2。更具体而言，电源装置以使相同相位的交流电流流过卷绕于6个齿部22中的隔着转子11位于彼此相反的一侧的一对齿部22的一对线圈的方式供给电力。在本实施方式中，电源装置以使相位彼此相差120度的三种交流电流分别流过三对线圈的方式供给电力(通常的三相交流)。
33.在这种马达2中，若如上述那样的电力供给至线圈，则生成以规定的周期沿周向旋转的旋转磁场，在旋转磁场的磁极与转子11之间产生磁力。由此，转子11以追随旋转磁场的方式与旋转轴13一同旋转。
34.壳体3为在轴向上的一侧开口的容纳马达2的外壳部件。壳体3例如通过通常的压铸法形成的铝合金压铸而成。另外，壳体3的材质无需一定是铝合金。例如，壳体3可以由铁等金属形成，或也可以由除金属以外的部件形成。并且，壳体3无需一定要通过压铸法形成，可以通过其他公知的铸造法等形成。壳体3具有流路部30，所述流路部30形成有用于冷却马达2的制冷剂流动的制冷剂流路31。如图1及图2(a)、图2(b)所示，流路部30具有内周壁32、外周壁33、底部34、入口部35、出口部36及隔壁部37。
35.内周壁32沿轴向延伸且在周向上遍及整周形成。内周壁32的内周面32a与定子12的外周面12a接触。如此，定子12嵌装于壳体3的内周壁32。与内周壁32同样地，外周壁33沿轴向延伸且在周向上遍及整周形成。外周壁33配置于内周壁32的径向上的外侧，并且在径向上与内周壁32排列配置。外周壁33设置成在径向上在与内周壁32之间隔着规定大小的间隙。形成于内周壁32与外周壁33之间的上述间隙的大小例如在周向上大致恒定(参考图3)。底部34设置于壳体3的轴向上的另一侧端部，并且在径向上连接内周壁32与外周壁33。由内周壁32、外周壁33及底部34以沿周向的方式形成截面大致呈u字形(参考图2(a))的制冷剂
流路31。换言之，在内周壁32与外周壁33之间形成制冷剂流路31。
36.入口部35为形成有用于将制冷剂供给至制冷剂流路31的入口41的部分。如图1所示，入口41在周向上的规定位置上，在外周壁33的内周面33a开口。并且，在外周壁33设置有向径向上的外侧突出的供给管部42。从供给管部42的前端遍及外周壁33的内周面33a形成有包含入口41的贯穿孔(供给流路43)。供给流路43经由入口41与制冷剂流路31连接。在本实施方式中，供给流路43沿与轴向大致正交的方向延伸，但并不限于此。
37.出口部36为形成有用于从制冷剂流路31排出制冷剂的出口44的部分。与入口41同样地，出口44在外周壁33的内周面33a开口。出口44的周向上的位置与入口41的周向上的位置(上述的规定位置)不同。并且，在外周壁33设置有向径向上的外侧突出的排出管部45。从外周壁33的内周面33a遍及排出管部45的前端形成有包含出口44的贯穿孔(排出流路46)。排出流路46经由出口44与制冷剂流路31连接。在本实施方式中，当从轴向观察时，入口部35与出口部36配置成隔着隔壁部37大致线对称(参考图1)。并且，供给流路43与排出流路46配置成大致平行，但并不限于此。
38.如图1所示，制冷剂流路31例如通过沿径向延伸且通过入口41的中心的假想直线l1及沿径向延伸且通过出口44的中心的假想直线l2大分为两个部分。即，制冷剂流路31分为第1流路51及第2流路52，所述第1流路51从入口41至出口44的周向上的长度为规定长度，所述第2流路52从入口41至出口44的周向上的长度短于第1流路51。第1流路51占制冷剂流路31的大致整周。在本实施方式中，第1流路51的径向上的宽度在周向上大致恒定(参考图3)。第2流路52为制冷剂流路31中的去除了第1流路51的剩余部分。
39.隔壁部37为用于抑制导致通过入口41流入制冷剂流路31的制冷剂经由短的第2流路52从出口44流出的部分。如图1所示，隔壁部37设置于周向上的一部分(第2流路52的中途部)，在径向上配置于内周壁32与外周壁33之间。隔壁部37与内周壁32及外周壁33形成为一体，且沿轴向延伸(参考图2(a))。另外，隔壁部37可以作为与内周壁32及外周壁33不同的部件来设置。关于隔壁部37的更多内容，将在后面叙述。
40.并且，在壳体3的轴向上的一侧端部例如通过未图示的固定工具固定有大致圆板状的盖部件38。由此，制冷剂流路31除了入口41及出口44以外被密封。
41.在如上的制冷剂流路31中，通过入口41流入的制冷剂其大部分流向第1流路51侧，在第1流路51内在周向上大致遍及整周流动，并通过出口44流出。如此，通过制冷剂流动，壳体3被制冷剂冷却，进而与壳体3接触的马达2通过导热而冷却。
42.在此，当转子11旋转时，磁力断续地作用于定子12的齿部22与转子11之间。由此，齿部22振动而振动传递至定子12整体。若这种振动从定子12传递至内周壁32，进而例如经由隔壁部37从内周壁32传递至外周壁33，则外周壁33振动而可能会产生噪音。作为噪音对策之一，可考虑不设置隔壁部37而抑制振动从内周壁32传递至外周壁33，然而，在该情况下，第2流路52在从入口41与出口44之间短路，从而存在制冷剂大部分容易流入第2流路52侧的顾虑。因此，流过第1流路51的制冷剂的量大幅减少，从而可能会出现冷却功能较大受损这一问题。因此，为了抑制冷却功能的降低，并且抑制定子的振动传递至壳体3的外周壁33，壳体3的隔壁部37如下构成。
43.(隔壁部)
44.接着，参考图1～图3对隔壁部37的结构进行说明。如图1～图3所示，在隔壁部37形
成有狭缝53。当从轴向观察时，狭缝53例如以直线状延伸。狭缝53连通隔壁部37的周向上的两侧空间。换言之，狭缝53在周向上贯穿隔壁部37(参考图1)。进一步换言之，通过狭缝53在隔壁部37的径向上的外侧部分与内侧部分之间形成有间隙。通过这种间隙，抑制伴随转子11的旋转的定子12的振动经由隔壁部37从内周壁32传递至外周壁33。
45.并且，狭缝53沿轴向延伸(参考图2)。在轴向上，狭缝53比定子12的一侧端面12b更向一侧延伸，且比定子12的另一侧端面12c更向另一侧延伸。换言之，在轴向上，狭缝53比定子12的外周面12a的一侧端更向一侧延伸，且比外周面12a的另一侧端更向另一侧延伸。进一步换言之，狭缝53在轴向上至少从定子12的外周面12a的一侧端的位置遍及另一侧端的位置延伸。即，在与轴向正交的任一截面上(例如参考图3)，与内周壁32的定子12的接触部分与外周壁33被狭缝53分断。因此，有效地抑制定子12的振动经由隔壁部37从内周壁32传递至外周壁33。
46.但是，通过狭缝53，在第2流路52中形成有从入口41到出口44的短路路径，因此流入第2流路52的制冷剂增加而流入第1流路51的制冷剂减少，从而存在冷却功能降低的顾虑。因此，如图3所示，狭缝53的径向上的宽度w1窄于第1流路51的径向上的宽度w2(径向上的内周壁32与外周壁33的间隙)。因此，第2流路52的流路阻力变大，因此抑制制冷剂向第2流路52的流入。
47.如上所述，通过狭缝53，在隔壁部37的径向上的外侧部分与内侧部分之间形成有间隙。由此，能够抑制伴随转子11的旋转的定子12的振动从内周壁32传递至外周壁33。而且，狭缝53的宽度w1窄于第1流路51的宽度w2(径向上的内周壁32与外周壁33的间隙)，因此能够加大第2流路52的流路阻力，从而能够尽量抑制制冷剂向第2流路52的流入。因此，能够抑制冷却功能的降低，并且抑制定子12的振动传递至壳体3的外周壁33。
48.并且，狭缝53在轴向上至少从定子12的外周面12a的一侧端的位置遍及另一侧端的位置延伸。即，在与轴向正交的任一截面上，内周壁32的与定子12的接触部分和外周壁33被狭缝53分断。因此，能够有效地抑制定子12的振动经由隔壁部37从内周壁32传递至外周壁33。
49.接着，对所述实施方式附加了变更的变形例进行说明。但是，对具有与所述实施方式相同的结构的部分标注相同的符号，并适当省略其说明。
50.(1)在所述实施方式中，设为当从轴向观察时狭缝53以直线状延伸，但并不限于此。例如，如图4所示，在旋转电机1a的壳体3a中，在隔壁部61可以形成有从轴向观察时大致呈s字状的狭缝62。与上述的狭缝53同样地，狭缝62连通隔壁部61的周向上的两侧空间。换言之，这种狭缝62也沿周向贯穿隔壁部61。狭缝62形成为在周向上贯穿隔壁部61，且只要窄于第1流路51的宽度，则可以如此弯曲。
51.(2)进一步抑制冷却功能的降低，因此旋转电机1b的壳体3b(参考图5)可以如下构成。图5是旋转电机1b的俯视图。图6(a)、图6(b)是表示制冷剂流路31b的入口41b附近的结构的说明图。如图5所示，当轴向观察时，形成有入口41b的入口部35b及形成有出口44b的出口部36b无需线对称配置。更具体而言，与前述为止的实施方式相比，可以配置成供给流路43b向第2流路52b侧相对倾斜。详细而言，相对于供给管部42b的供给流路43b与内周壁32的外缘32b(参考图6(a)、图6(b))之间的关系如下。即，将通过供给流路43b的流路宽度方向上的中心的中心线设为中心线l3。将通过中心线l3与内周壁32的外缘32b的交点p的外缘32b
的切线设为切线l4。在切线l4中，将从交点p向第1流路51b侧延伸的直线设为第1直线l5。并且，在切线l4中，将从交点p向第2流路52b侧延伸的直线设为第2直线l6。此时，中心线l3与第1直线l5所成的角度θ1为钝角，中心线l3与第2直线l6所成的角度θ2为锐角。由此，通过供给流路43b流入了制冷剂流路31b的制冷剂在与内周壁32的外缘32b碰撞时，容易流向第1流路51b侧，且抑制向第2流路52b侧的流入。因此，能够进一步有效地抑制冷却功能的降低。作为一例，如图6(a)、图6(b)所示，角度θ1约为150度，角度θ2约为30度。
52.(3)与所述(2)的变形例同样地，为了进一步抑制冷却功能的降低，旋转电机1c的壳体3c(参考图7)可以如下构成。即，如图7所示，可以以使供给流路43c不与排出流路46c平行而向第2流路52c侧倾斜的方式设置有供给管部42c。由此，能够将供给流路43c的中心线l7与相当于上述第1直线l5的第1直线l8所成的角度设为钝角。并且，能够将中心线l7与相当于上述第2直线l6的第2直线l9所成的角度设为锐角。如此，可以使流入制冷剂流路31c的制冷剂容易流向第1流路51c侧，且抑制制冷剂向第2流路52c侧的流入。
53.(4)在前述为止的实施方式中，设为定子12的齿部22的数量为6个，且使三相交流的电流流过线圈，但并不限于此。齿部22的数量可以不是6个，并且可以使除三相交流以外(例如单相交流)的电流流过线圈。并且，齿部22无需一定在周向上以等间隔配置。所有齿部22的大小无需一定要相同。
54.(5)在前述为止的实施方式中，设为狭缝53等在轴向上至少从定子12的外周面12a的一侧端的位置遍及另一侧端的位置延伸，但并不限于此。例如，狭缝可以形成为在轴向上限制在定子12的内侧。
55.(6)在前述为止的实施方式中，设为第1流路51的宽度在周向上恒定，但并不限于此。第1流路51的宽度无需在周向上恒定。此时，为了加大第2流路52的流路阻力，优选构成为至少狭缝53中最窄部分的宽度小于第1流路51中最窄部分的宽度。
56.(7)在前述为止的实施方式中，设置供给流路43及排出流路46与轴向大致正交，但并不限于此。供给流路43及排出流路46无需一定要与轴向正交。
57.(8)在前述为止的实施方式中，马达2设为交流马达，但并不限于此。在直流马达中也能够适用本发明。
58.(9)在前述为止的实施方式中，设为旋转电机1等具有用于使旋转轴13旋转的马达2，但并不限于此。例如，代替马达2，可以设置有通过外力使旋转轴13旋转而由此通过电磁感应在线圈中产生电动势的发电机。或者，可以将马达2用作发电机。在这种情况下，因在转子11与齿部22之间断续地产生磁力而齿部22可能会振动，因此通过狭缝53隔绝内周壁32与外周壁33有效。
59.＜参考例＞
60.接着，参考图8、图9对与所述(2)的变形例相似的用于抑制制冷剂向第2流路侧流入的参考例进行说明。但是，对具有与前述为止的实施方式相同的结构的部分标注相同的符号，并适当省略其说明。
61.如图8、图9所示，与上述的壳体3等不同，在旋转电机1d的壳体3d中没有设置隔壁部。即，遍及周向上的整体设置有大致相同的宽度的制冷剂流路31d，且分为第1流路51d与第2流路52d。除此以外的壳体3d的结构与壳体3b相同。即，壳体3d具有上述的入口部35b、出口部36b、入口41b、供给管部42b、供给流路43b及出口44b。由此，通过将中心线l3与第1直线
l5所成的角度设为钝角，将中心线l3与第2直线l6所成的角度设为锐角(参考图9)，能够容易使制冷剂流向第1流路51d侧，且抑制制冷剂向第2流路52d侧的流入。
62.即，在如下旋转电机中，也能够抑制冷却功能的降低，并且抑制定子12的振动传递至壳体3d的外周壁33。
[0063]“一种旋转电机，其具备：
[0064]
转子，能够以规定的轴向为旋转轴方向进行旋转；
[0065]
定子，在所述转子的径向上配置于所述转子的外侧；及
[0066]
壳体，具有形成有制冷剂流动的制冷剂流路的流路部，并且容纳有所述转子及所述定子，所述旋转电机的特征在于，
[0067]
所述流路部具有：
[0068]
内周壁，与所述定子的外周面接触；
[0069]
外周壁，配置于所述内周壁的所述径向上的外侧，且设置成在与所述内周壁之间形成所述制冷剂流路；
[0070]
入口部，在与所述轴向及所述径向这两个方向正交的周向上的规定位置形成有所述制冷剂流路的入口；及
[0071]
出口部，在所述周向上在与所述规定位置不同的位置形成有所述制冷剂流路的出口，
[0072]
所述制冷剂流路包含：
[0073]
第1流路，从所述入口至所述出口的所述周向上的长度为规定长度；及
[0074]
第2流路，从所述入口至所述出口的所述周向上的长度短于所述第1流路，
[0075]
在所述入口部形成有与所述制冷剂流路连接的供给流路，
[0076]
当从所述轴向观察时，
[0077]
在通过所述供给流路的中心线与所述内周壁的外缘的交点的所述外缘的切线中，当将从所述交点向所述第1流路侧延伸的直线设为第1直线，将从所述交点向所述第2流路侧延伸的直线设为第2直线时，
[0078]
所述中心线与所述第1直线所成的角度为钝角，所述中心线与所述第2直线所成的角度为锐角。”[0079]
符号说明
[0080]
1-旋转电机，3-壳体，11-转子，12-定子，12a-外周面，30-流路部，31-制冷剂流路，32-内周壁，32b-外缘，33-外周壁，35-入口部，36-出口部，37-隔壁部，41-入口，43-供给流路，44-出口，51-第1流路，52-第2流路，53-狭缝，l3-中心线，l4-切线，l5-第1直线，l6-第2直线，p-交点，w1-宽度，w2-宽度，θ1-角度，θ2-角度。