CN109891714B

CN109891714B - 旋转电机

Info

Publication number: CN109891714B
Application number: CN201680090536.4A
Authority: CN
Inventors: 橘田佳明; 西川健; 桑原克毅; 戸塚文贵; 井仓穣; 尾岛宏一; 井上正哉
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2016-11-11
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2036-11-11
Also published as: DE112016007433T5; JP6800239B2; CN109891714A; WO2018087882A1; JPWO2018087882A1; US20200212752A1; US11165302B2

Abstract

获得适用于空间节省且轻量的旋转电机。旋转电机(50)包括：转子(4)；定子(8)，其具有芯部(5a)、线圈(7)和绝缘体(6)，其中，芯部(5a)与转子(4)的外周面对置并配置成环状，线圈(7)卷绕于芯部(5a)，并具有突出形成于芯部(5a)的轴向端面的线圈边端(7a)，绝缘体(6)形成于芯(5a)的轴向端面，并使芯部(5a)与线圈(7)绝缘；母线棒(13)，其配置于定子(8)的线圈边端(7a)的外周侧；以及端子台(12)，其设于母线棒(13)的外周侧，并用于将来自外部电源的电流引入到定子(8)，绝缘体(6)具有保持有母线棒(13)的槽部(17)和保持有端子台(12)的端子台收纳部(19)。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及旋转电机，例如涉及装设于车辆等的旋转电机。

背景技术

以往，由于向线圈的供电部位于旋转电机的轴向端部，因此，在多数情况下，旋转电机的外部连接端子台配置于旋转电机的轴向外侧(例如，参照专利文献1)。

此外，从提高组装性等理由出发，为了将外部连接电缆形成为能以任意的定向进行安装，使用变换螺栓紧固定向的分体结构的端子台(例如，参照专利文献2、3)。

具有这些特征的旋转电机在面向HEV(Hybrid Electric Vehicle：混合动力车辆)的车辆等中，采用夹入到动力传递路径之间的配置的结构(例如，参照专利文献4、5)。

在将旋转电机配置于夹入到动力传递路径之间的位置时，列举出以下的技术问题。首先，第一，(1)在旋转电机的轴向两端配置有发动机或变速装置等结构物，因此，存在轴向的空间受到限制这样的技术问题。

接着第二，(2)在旋转电机的下方有地面，此外尤其在FR车中，在上方存在车厢的地板等，存在径向的空间也受到限制这样的技术问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2016－015885号公报

专利文献2：日本专利特开2012－170172号公报

专利文献3：日本专利特开2012－110082号公报

专利文献4：日本专利特开2011－109839号公报

专利文献5：日本特许第4876568号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，专利文献1所公开的以往的旋转电机具有端子台朝轴向延伸的结构，因此，会产生上述的(1)的问题。

此外，专利文献2至专利文献4所公开的以往的旋转电机配置分体结构的组装方向变换端子台，因此，旋转电机整体的径向尺寸变大，会产生上述(2)的问题。

此外，在专利文献5所公开的以往的旋转电机中，轴向的空间小，但因电缆朝轴向突出，而产生与径向的空间相关的问题。

另外，如专利文献5那样，将水冷电动机的水路构成在变速器壳体和电动发电机壳体之间的情况下，将电动机径向用于端子台的配置非常困难。

本发明为解决上述这种技术问题而作，其目的在于获得一种旋转电机，通过将端子台向轴向及径向的突出量设为最小限度，以适合于空间节省且轻量。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的旋转电机包括：转子；定子，所述定子具有芯部、线圈和绝缘体，其中，所述芯部与所述转子的外周面对置并配置成环状，所述线圈卷绕于所述芯部，并具有突出形成于所述芯部的轴向端面的线圈边端，所述绝缘体形成于所述芯部的轴向端面，并使所述芯部与所述线圈绝缘；母线棒，所述母线棒配置于所述定子的所述线圈边端的外周侧；以及端子台，所述端子台设于所述母线棒的外周侧，并用于将来自外部电源的电流引入到所述定子，所述绝缘体具有槽部和端子台收纳部，其中，所述槽部保持有所述母线棒，所述端子台收纳部保持有所述端子台。

发明效果

根据本发明的旋转电机，通过将端子台朝轴向及径向的突出量设为最小限度，能获得适合于节省空间且轻量的旋转电机。此外，能废除端子台的固定构件而将径向高度控制为最小限度，并且能实现部件个数的削减。

附图说明

图1是将本发明实施方式1的旋转电机装设于车辆的状态下的截面示意图。

图2是适用于本发明实施方式1的旋转电机的定子侧整体结构的侧视图。

图3是适用于本发明实施方式1的旋转电机的定子侧整体结构的剖视图。

图4是适用于本发明实施方式1的旋转电机的定子侧整体结构的剖视图。

图5是表示适用于本发明实施方式1的旋转电机的定子侧整体结构的绝缘体周边的分解立体图。

图6是适用于本发明实施方式1的旋转电机的定子侧整体结构的立体图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式1进行说明。

另外，在各附图中，相同符号表示相同或相当的构件。

实施方式1

图1是将本发明实施方式1的旋转电机装设于车辆的状态下的截面示意图。此外，图2是适用于本发明实施方式1的旋转电机的定子侧整体结构的侧视图。另外，在图1中，定子侧整体结构14的部分对图2的A-A切断面进行图示。

如图1所示，旋转电机50包括转子4和定子侧整体结构14。转子4包括：转子铁芯1，上述转子铁芯4由多个电磁钢板层叠而成；磁铁2，上述磁铁2配置并固定于转子铁芯1所设的通孔；以及转子轴套3，上述转子轴套3嵌合固定于转子铁芯1的内周，并与外部的输入轴、输出轴连结。

此外，旋转电机50的定子侧整体结构14包括定子8，上述定子8由定子铁芯5、树脂制的绝缘体6、线圈7以及绝缘纸(未图示)构成，其中，上述定子铁芯5配置于转子4的外周侧并由多个电磁钢板层叠而成，上述绝缘体6设于定子铁芯5的两端部，上述线圈7卷绕在定子铁芯5的周围，上述绝缘纸配置在定子铁芯5与线圈7之间。

另外，旋转电机50的定子侧整体结构14包括定子框架11，在上述定子框架11压入并固定有形成为圆环状的定子8，在上述定子框架11的外周部焊接固定有支撑件10，上述支撑件10进行水冷套9与外部针阀的连接，在上述定子框架11与水冷套9之间构成冷却水路31。

此外，旋转电机50的定子侧整体结构14包括：端子台12，上述端子台12从外部电源引入电力；以及母线棒13，上述母线棒13将从端子台12接受的电力分配到定子8各个分割的芯部5a。分割的芯部5a通过配设成环状来构成定子铁芯5。

由此，旋转电机50的定子侧整体结构14由定子8、定子框架11、端子台12和母线棒13构成。

此外，图3是适用于本发明实施方式1的旋转电机的定子侧整体结构的剖视图。具体而言，图3是定子侧整体结构14中的不具有作为端子台固定部的端子台收纳部19的芯部5a的剖视图。

如图3所示，在绝缘体6设有对线圈7的绕组区域进行规定的内周侧壁15和外周侧壁16。在设于定子铁芯5两端的绝缘体6的至少一方的、比外周侧壁16更靠径向33的外周侧，设有对各相的母线棒13进行收纳的槽部17。具体而言，为了将三根母线棒13进行收纳，在绝缘体6设有至少三处槽部17。此外，在绝缘体6设有母线棒13的分隔壁18，以对各个母线棒13进行绝缘。

此外，图4是适用于本发明实施方式1的旋转电机的定子侧整体结构的剖视图。具体而言，图4是定子侧整体结构14中的具有作为端子台固定部的端子台收纳部19的芯部5a的剖视图。端子台12设置在与呈圆环状并排的芯部5a内的三个芯部5a对应的母线棒13的外周侧。此外，如图4所示，端子台12配置于端子台收纳部19，上述端子台收纳部19设于绝缘体6的槽部17的外周侧。

此时，具有端子台收纳部19的绝缘体6仅设于定子8的、供端子台12配置的分割的铁芯5a。

例如，定子8包括芯部5a总数为三十六个的芯部5a，在上述三十六个芯部5a中的三个芯部5a设有对端子台12进行收纳的端子台收纳部19。另外，对端子台12进行保持的端子台收纳部19配置于母线棒13的外周侧。

此外，端子台12的设置位置采用如下配置：以从旋转电机50的轴向32的端面朝向轴向32的中央延伸的方式设置，使得设于端子台12的、与外部电源的紧固部能供从旋转电机50的径向33的外侧实施紧固的螺栓29进入。

如图1所示，旋转电机50收纳于电动机外壳20，并通过定子框架11的凸缘部紧固并固定于电动机外壳20。在电动机外壳20以从径向33观察时能看到端子台12的方式设有作业窗21。

旋转电机50配置成夹入到车辆的内燃机22与变速器23之间，内燃机22的内燃机输出轴24与变速器23的变速器输入轴25经由转子轴套3连结。

此外，逆变器26在旋转电机50的径向33外侧的位置处安装于电动机外壳20。此外，逆变器侧AC母线棒27经由导电性的间隔件28并使用螺栓29从径向33外侧的端子台螺栓紧固定向30固定于旋转电机50的端子台12。

图5是表示适用于本发明实施方式1的旋转电机的定子侧整体结构的绝缘体周边的分解立体图。此外，图6是适用于本发明实施方式1的旋转电机的定子侧整体结构的立体图。如图5所示，母线棒13保持在形成于绝缘体6的槽部17中，端子台12保持在形成于绝缘体6的端子台收纳部19处。此外，如图6所示，定子侧整体结构14包括多个芯部5a。在多个芯部5a中，与三个芯部5a对应地设有对端子台12进行设置的结构、即端子台收纳部19。对端子台12进行保持的结构配置于收纳有母线棒13的位置的外周侧。

本发明实施方式1的旋转电机50包括定子8，上述定子8具有：多个芯部5a，多个上述芯部5a配置成环状；线圈7，上述线圈7分别卷绕于多个芯部5a；以及绝缘体6，上述绝缘体6在多个芯部5a各自的轴向32的两个端面上使芯部5a与线圈7之间绝缘。

此外，旋转电机50包括具有圆筒形状的定子框架11。定子框架11具有：圆筒部，上述圆筒部嵌合到形成为圆环状的定子8的外周侧；以及固定部，上述固定部在圆筒部的一端与对旋转电机50进行收纳的电动机外壳20紧固，并通过悬臂对定子8进行固定。

此外，包括转子4，上述转子4具有：转子铁芯1，上述转子铁芯1能自由旋转地配置于定子8的内周侧，并在轴向32上具有通孔；多个磁铁2(永磁体)，多个上述磁铁2配置在以大致等间隔沿转子铁芯1的周向形成的收纳孔；以及转子轴套3，上述转子轴套3对转子铁芯1进行保持。另外，在本发明实施方式1的旋转电机50中，将电流分配到线圈7的环状的母线棒13配置于定子8的线圈边端7a的外周侧。此外，母线棒13通过从绝缘体6延伸并与绝缘体6一体构成的槽部17来保持。另外，在绝缘体6内的多个绝缘体6设有端子台收纳部19，上述端子台收纳部19对端子台12进行收纳，上述端子台12能螺栓紧固地将母线棒13与逆变器26之间连接。此外，上述螺栓紧固位置是定子框架11的外周侧，且螺栓紧固定向是从径向33外侧设置的定向。

由此，本发明实施方式1的旋转电机50能配置于夹在内燃机22与变速器23之间的有限的空间之间。也就是说，能将旋转电机50配置于夹入在动力传递路径之间的位置。这是由于夹在内燃机22与变速器23之间的旋转电机50在轴向32没有前后空间，与逆变器26的连接是在定子8的外周区域进行的。在本发明实施方式1中，使绝缘体6具备保持母线棒13和端子台12的功能，使绝缘体6、母线棒13、端子台12的结构一体化，因此，能在定子8的外周区域以最低限度的高度构成与逆变器26的连接点。

由此，能使绝缘体6具有接线板母线保持构件的功能，并能实现部件个数的削减、轻量化。此外，使其中三个绝缘体6还具备对端子台12进行保持的功能。端子台12还能通过与绝缘体6一体化，从而实现部件个数的削减。

此外，在作为比较例的其他冷却水路结构中，在定子框架外周与壳体之间存在通过O形环等密封的水路。然而，在作为比较例的上述结构中，存在定子框架外周的区域无法构成水路之外的结构的问题。

另一方面，在本发明实施方式1中，冷却水路31由定子框架11和焊接固定于定子框架11的水冷套9构成，因此，能将端子台12配置于定子框架11的外周侧。也就是说，在本发明实施方式1中，能使用水冷套结构水路的外周侧配置端子台12。由此，能在电动机结构体的轴向的长度34的范围内构成端子台12。

此外，在本发明实施方式1中，作为端子台12的固定部的端子台收纳部19与绝缘体6一体化，因此，无需将端子台12固定于定子框架11或水冷套9的固定构件。

由于无需固定于定子框架11的固定构件，因此，能在定子框架11的轴长方向上最大限度地配置水冷套9。

此外，由于无需固定于水冷套9的固定构件，因此，与将端子台12放置于水冷套9上的情况相比，能在不增大由端子台顶点决定的旋转电机50的最大直径的情况下，使水路厚度最大化，能实现冷却性的提高和旋转电机50的小型、轻量化、部件个数的削减。

此外，如本发明实施方式1所示那样，端子台12的导体构件保持于绝缘体6，端子台12的导体构件由与母线棒13不同的构件构成，从而能提高母线棒13、端子台12的成品率。由此，能提高母线棒13、端子台12各自的位置精度。

根据本发明实施方式1的旋转电机50，采用如下结构：将端子台12配置在电动机结构体的轴向长度34的范围内，并消除由端子台12形成的轴向32的突出部。另外，通过使端子台12的终端的固定与线圈7的绝缘体6一体化，从而能废除端子台12的固定构件，以最大限度地抑制径向33的高度，并且能实现部件个数的削减。

而且，通过使端子台12的螺栓紧固定向朝向径向33的外侧，存在如下效果：以还包括紧固工具路径的方式将端子台12的结构配置在电动机结构体的轴向长度34的范围内。

另外，本发明能在本发明的范围内对实施方式进行适当变形、省略。

(符号说明)

1转子铁芯；2磁铁；3转子轴套；4转子；5定子铁芯；5a芯部；6绝缘体；7线圈；7a线圈边端；8定子；9水冷套；10支撑件；11定子框架；12端子台；13母线棒；14定子侧整体结构；15内周侧壁；16外周侧壁；17槽部；18分隔壁；19端子台收纳部；20电动机外壳；21作业窗；22内燃机；23变速器；24内燃机输出轴；25变速器输入轴；26逆变器；27逆变器侧AC母线棒；28间隔件；29螺栓；30端子台螺栓紧固定向；31冷却水路；32轴向；33径向；34电动机结构体的轴向长度；50旋转电机。

Claims

1.一种旋转电机，其特征在于，包括：

转子；

定子，所述定子具有芯部、线圈和绝缘体，其中，所述芯部与所述转子的外周面对置并配置成环状，所述线圈卷绕于所述芯部，并具有突出形成于所述芯部的轴向端面的线圈边端，所述绝缘体形成于所述芯部的轴向端面，并使所述芯部与所述线圈绝缘；

母线棒，所述母线棒配置于所述定子的所述线圈边端的外周侧；以及

端子台，所述端子台设于所述母线棒的外周侧，并用于将来自外部电源的电流引入到所述定子，

所述端子台相对于所述定子朝轴向延伸，

所述绝缘体具有槽部和端子台收纳部，其中，所述槽部收纳有所述母线棒，所述端子台收纳部收纳有所述端子台，

所述端子台收纳部设置在比收纳有所述母线棒的位置更靠外周侧。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述槽部和所述端子台收纳部分别与所述绝缘体一体形成。

3.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

包括定子框架，所述定子框架具有圆筒部和固定部，其中，所述圆筒部具有圆筒状，并嵌合到所述定子的外周侧，所述固定部设于所述圆筒部的一端，并用于对所述定子进行固定，

所述端子台和所述外部电源通过螺栓固定，

所述螺栓的紧固位置是所述定子框架的外周侧，所述螺栓从径向外侧紧固。

4.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

所述端子台和所述外部电源通过螺栓固定，

5.如权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，

具有水冷套，所述水冷套焊接于所述定子框架的外周，

通过所述定子框架和所述水冷套构成水路。

6.如权利要求4所述的旋转电机，其特征在于，

具有水冷套，所述水冷套焊接于所述定子框架的外周，

通过所述定子框架和所述水冷套构成水路。

7.如权利要求3至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述端子台配置于由所述转子、所述定子和所述定子框架构成的电动机结构体的轴向长度的范围内。

8.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述端子台是导体构件，由与所述母线棒不同的构件构成。

9.如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，

所述端子台是导体构件，由与所述母线棒不同的构件构成。

10.如权利要求1至6、9中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述旋转电机设于夹在车辆的内燃机与变速器之间的位置。

11.如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，

所述旋转电机设于夹在车辆的内燃机与变速器之间的位置。

12.如权利要求8所述的旋转电机，其特征在于，

所述旋转电机设于夹在车辆的内燃机与变速器之间的位置。