CN110247485A - 旋转电机的定子 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够适当地对在槽的内部配置的线圈进行冷却的旋转电机的定子。旋转电机的定子(10)具备：定子铁芯(20)，其具有圆环形状的定子磁轭(21)、从该定子磁轭(21)向内径侧突出的多个齿(22)、以及形成于相邻的该齿(22)之间的多个槽(23)；以及多个线圈(30)，它们配置于多个槽(23)中。在定子铁芯(20)中，以从外周侧包围多个线圈(30)的方式设有具有圆环形状的制冷剂分配板(50)，在制冷剂分配板(50)上设置有朝向多个线圈(30)喷出制冷剂的制冷剂供给部(55)。

Description

旋转电机的定子

技术领域

本发明涉及一种搭载于电动车辆等的旋转电机的定子。

背景技术

旋转电机的定子具备定子铁芯、以及安装于定子铁芯的线圈。为了使旋转电机高输出化，需要对成为热的发生源的线圈进行冷却。

以往，作为旋转电机的冷却方式，较多地使用了向定子铁芯的外侧或线圈端部供给水或油等制冷剂来进行冷却的方式。另外，还提出有如下方式，即，在插入到槽中的线圈束层内配置板状的热管，并通过热管内的热传输来对槽的内部进行冷却(参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献1：日本特开平10-248211号公报

然而，在向定子铁芯的外侧或线圈端部供给制冷剂来进行冷却的方式中，槽内部的冷却效率并不良好。

另外，在专利文献1所记载的冷却方式中，为了将热管插入到线圈束层内而使旋转电机的制造工序复杂化，由此存在制造成本变高的问题。并且，若考虑到能够实现热管的热传输功能的尺寸，则槽内的线圈占有率会显著下降。

发明内容

本发明提供一种能够适当地冷却在槽的内部配置的线圈的旋转电机的定子。

本发明是一种旋转电机的定子，其具备：

定子铁芯，其具有圆环形状的定子磁轭、从该定子磁轭向内径侧突出的多个齿、以及形成于相邻的该齿之间的多个槽；以及

线圈，其配置于多个所述槽，其中，

在所述定子铁芯中，以从外周侧包围所述线圈的方式设有具有圆环形状的制冷剂分配板，

在该制冷剂分配板上设置有朝向所述线圈喷出制冷剂的制冷剂供给部。

发明效果

根据本发明，通过在定子铁芯中插入制冷剂分配板，能够向位于槽内的线圈供给制冷剂，且能够适当地对在槽的内部配置的线圈进行冷却。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的旋转电机的定子的主视图。

图2是图1的旋转电机的定子的分解立体图。

图3是制冷剂分配板的立体图。

图4是拆卸其中一个定子铁芯及壳体来示出的旋转电机的定子的主要部分放大立体图。

图5是表示制冷剂分配板内的制冷剂的流动的说明图。

图6是表示从制冷剂分配板的制冷剂供给部流向槽内的线圈的制冷剂的流动的说明图。

图7是图1的A-A剖视图。

附图标记说明：

10 旋转电机的定子；

20 定子铁芯；

21 定子磁轭；

22 齿；

23 槽；

23a 内壁面；

24 开口部；

25 密封构件；

26 槽内流路；

30 线圈；

40 壳体；

41 内周面；

43 制冷剂入口部；

44 水套；

50 制冷剂分配板；

51 板环状部；

52 板齿；

53 板槽；

54 外周面；

55 制冷剂供给部(孔部)；

56 制冷剂导入路。

具体实施方式

以下，参照图1至图7，对本实施方式的旋转电机的定子10进行说明。

如图1及图2所示，旋转电机的定子10具备：定子铁芯20；线圈30；壳体40，其保持定子铁芯20；以及制冷剂分配板50，其插入到定子铁芯20中。

定子铁芯20具备层叠多个电磁钢板而成的一对定子铁芯部20A、20B。一对定子铁芯部20A、20B的轴向长度(层叠厚度)设定为大致相同。一对定子铁芯部20A、20B通过层叠相同形状的多个电磁钢板而构成，且具有形成为圆环形状的定子磁轭21、从定子磁轭21朝向径向内侧突出的多个齿22、以及形成于相邻的齿22之间的多个槽23。对定子铁芯20实施绝缘处理来确保绝缘性。

还参照图5及图6，各槽23具有在定子铁芯20的内周面开口的开口部24。在各开口部24以对开口部24进行密封的方式设置有密封构件25。密封构件25抑制供给到槽23内的制冷剂从开口部24向未图示的转子与定子铁芯20的间隙排出，从而有效地对槽23的内部进行冷却。需要说明的是，在槽23是不具有开口部24的闭槽的情况下，能够省略密封构件25的设置。

在多个槽23中分别插入有线圈30。需要说明的是，插入到各槽23中的多个线圈30可以通过粘接层相互粘接，而且相互粘接的线圈30也可以固定于密封构件25。如图5所示，在槽23的内壁面23_a与线圈30之间，沿轴向贯通而形成有槽内流路26。需要说明的是，本实施方式的线圈30由分段线圈形成，但也可以卷绕剖面为圆形的导线来形成。另外，本实施方式的线圈30中，虽省略了线圈端部的图示，但通过接合相同相的线圈端部彼此来构成多相的线圈环。

回到图2，壳体40形成为圆环状，在其内周面41固定有将制冷剂分配板50挟持在轴向中央部的定子铁芯20(定子铁芯部20A、20B)。壳体40在外周面的轴向中央部具备其一部分向外径侧突出的突起部42。在突起部42设置有用于取入从未图示的制冷剂泵供给的制冷剂的制冷剂入口部43(参照图7)。

如图3及图4所示，制冷剂分配板50为由绝缘材料形成的圆环形状的板状构件，被一对定子铁芯部20A、20B在轴向中央部挟持。通过由绝缘材料形成制冷剂分配板50，从而与线圈30的绝缘得到确保。

制冷剂分配板50具有板环状部51、从板环状部51向内径侧突出的多个板齿52、以及形成于相邻的该板齿52之间的多个板槽53。

板环状部51形成为与定子铁芯20的定子磁轭21大致相同的形状，板齿52形成为与定子铁芯20的齿22大致相同的形状，板槽53形成为与定子铁芯20的槽23大致相同的形状。

在板环状部51上，形成有连通制冷剂分配板50的外周面54与各板槽53并沿径向延伸的制冷剂供给部55。另外，制冷剂分配板50的外周面54的外径小于定子铁芯20的外周面27的外径。

制冷剂分配板50中，制冷剂分配板50的多个板齿52与定子铁芯20的多个齿22的周向相位对齐，换言之，使制冷剂分配板50的多个板槽53与定子铁芯20的多个槽23的周向相位一致，从而被一对定子铁芯部20A、20B挟持。

在定子铁芯20的多个槽23和制冷剂分配板50的多个板槽53中穿过有线圈30。换言之，定子铁芯20及制冷剂分配板50以在槽23及板槽53中收纳线圈30的状态，配置成定子磁轭21及板环状部51从外周侧包围这些线圈30。

如图5及图6所示，在定子铁芯20的外周面27上，外嵌组装有壳体40。制冷剂分配板50的外周面54的外径小于定子铁芯20的外周面27的外径，因此通过在壳体40的内周面41固定定子铁芯20的外周面，在壳体40的内周面41与制冷剂分配板50的外周面54之间形成环状的制冷剂导入路56。环状的制冷剂导入路56与制冷剂分配板50的制冷剂供给部55及壳体40的制冷剂入口部43连通。

然后，如图5及图6的箭头所示，从未图示的制冷剂泵供给到壳体40的制冷剂入口部43的制冷剂沿周向在设置于壳体40的内周面41与制冷剂分配板50的外周面54之间的环状的制冷剂导入路56流动，经由制冷剂分配板50的多个制冷剂供给部55，分为左右而向槽23与线圈30的间隙即槽内流路26喷出，进一步沿轴向在槽内流路26内流动，从而直接冷却线圈30。已对线圈30进行冷却的制冷剂从槽23的左右两端流出而冷却线圈30的未图示的线圈端部。

这样，制冷剂经由制冷剂分配板50，从温度易变高的定子铁芯20的轴向中央部向一对定子铁芯部20A、20B的槽内流路26供给，沿轴向左右在该槽内流路26内流动，从而直接冷却线圈30。由此，能够遍及整个轴向而高效且无温度变化地均匀地对槽23内的线圈30进行冷却。因此，能够加大容许电流，且转矩得到提高。

而且，如图7所示，壳体40还能够形成为空心圆环状，且在壳体40的内部设置水套44。

通过将该具有水套44的壳体40外嵌在定子铁芯20，通过经由制冷剂分配板50而向槽内流路26供给的制冷剂来直接冷却线圈30，并且通过水套44，还能够从外周面冷却定子铁芯20，能够有效地进行冷却。

需要说明的是，前述实施方式能够适当地进行变形、改良等。例如，上述各实施方式中，说明了制冷剂分配板50配置于定子铁芯20的轴向中央的情况，但并不限定于轴向中央，例如还能够配置于定子铁芯20的任一侧面。此时，定子铁芯20中，定子铁芯部20A、20B形成为一体。并且，可以根据线圈30的发热量来适当地改变制冷剂的供给量。

另外，本说明书中至少记载有以下事项。需要说明的是，括弧内示出了上述实施方式中的相应的构成要素等，但并不限定于此。

(1)一种旋转电机的定子(旋转电机的定子10)，其具备：

定子铁芯(定子铁芯20)，其具有圆环形状的定子磁轭(定子磁轭21)、从该定子磁轭向内径侧突出的多个齿(齿22)、以及形成于相邻的该齿之间的多个槽(槽23)；以及

多个线圈(线圈30)，它们配置于多个所述槽，其中，

在所述定子铁芯中，以从外周侧包围多个所述线圈的方式设有具有圆环形状的制冷剂分配板(制冷剂分配板50)，

在该制冷剂分配板上设置有朝向多个所述线圈喷出制冷剂的制冷剂供给部(制冷剂供给部55)。

根据(1)，通过在定子铁芯中插入制冷剂分配板，能够向位于槽内的线圈供给制冷剂，能够适当地冷却配置于槽内部的线圈。

(2)根据(1)所述的旋转电机的定子，其中，

在各槽的内壁面(内壁面23a)与多个所述线圈之间，设置有槽内流路(槽内流路26)，该槽内流路沿着多个所述线圈并沿轴向引导从所述制冷剂供给部供给到各槽中的所述制冷剂。

根据(2)，能够遍及整个轴向而对槽内的线圈进行冷却。

(3)根据(2)所述的旋转电机的定子，其中，

在所述定子铁芯的内周面形成有各槽的开口部(开口部24)，

在各槽设置有对所述开口部进行密封的密封构件(密封构件25)。

根据(3)，在各槽设置有对开口部进行密封的密封构件，

因此能够抑制供给到槽内的制冷剂从开口部排出。

(4)根据(2)或(3)所述的旋转电机的定子，其中，

所述线圈为分段线圈，

在各槽中配置有多个所述分段线圈，

多个所述分段线圈通过粘接层(粘接层)相互粘接。

根据(4)，在各槽中配置有通过粘接层粘接的多个分段线圈，因此能够在槽的内壁面与线圈之间容易形成槽内流路。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的旋转电机的定子，其中，

所述制冷剂分配板配置于所述定子铁芯的轴向中央部。

根据(5)，制冷剂分配板配置于定子铁芯的轴向中央部，因此能够积极地向最易成为高温的定子铁芯的轴向中央部供给制冷剂。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的旋转电机的定子，其中，

所述定子铁芯固定于壳体(壳体40)的内周面(内周面41)，

在所述制冷剂分配板的外周面(外周面54)与所述壳体的所述内周面之间，设置有环状的制冷剂导入路(制冷剂导入路56)，

在所述壳体上设置有与所述制冷剂导入路连通的制冷剂入口部(制冷剂入口部43)。

根据(6)，在制冷剂分配板的外周面与保持定子铁芯的壳体的内周面之间设置有环状的制冷剂导入路，因此不设置管等就能够遍及整周而向制冷剂分配板供给从制冷剂入口部导入的制冷剂。

(7)根据(6)所述的旋转电机的定子，其中，

所述壳体在内部形成有水套(水套44)。

根据(7)，能够经由制冷剂分配板冷却线圈，并且通过水套冷却定子铁芯。

(8)根据(1)至(7)中任一项所述的旋转电机的定子，其中，

所述制冷剂分配板具有：

与所述定子铁芯的所述定子磁轭大致相同的形状的板环状部(板环状部51)；

从所述板环状部向内径侧突出且与所述定子铁芯的多个所述齿大致相同的形状的多个板齿(板齿52)；以及形成于相邻的该板齿之间且与所述定子铁芯的多个所述槽大致相同的形状的多个板槽(板槽53)，

所述制冷剂供给部为从所述板环状部的外周面与所述板槽连通的孔部。

根据(8)，制冷剂分配板具有与定子铁芯大致相同的形状，因此线圈的安装等变得容易。

Claims (8)

1.一种旋转电机的定子，其中，

所述旋转电机的定子具备：

定子铁芯，其具有圆环形状的定子磁轭、从该定子磁轭向内径侧突出的多个齿、以及形成于相邻的该齿之间的多个槽；以及

多个线圈，它们配置于各槽，其中，

在所述定子铁芯中，以从外周侧包围多个所述线圈的方式设有具有圆环形状的制冷剂分配板，

在该制冷剂分配板上设置有朝向多个所述线圈喷出制冷剂的制冷剂供给部。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其中，

在各槽的内壁面与多个所述线圈之间设置有槽内流路，该槽内流路沿着多个所述线圈并沿轴向引导从所述制冷剂供给部供给到各槽中的所述制冷剂。

3.根据权利要求2所述的旋转电机的定子，其中，

在所述定子铁芯的内周面形成有各槽的开口部，

在各槽设置有对所述开口部进行密封的密封构件。

4.根据权利要求2或3所述的旋转电机的定子，其中，

所述线圈为分段线圈，

在各槽中配置有多个所述分段线圈，

多个所述分段线圈通过粘接层相互粘接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转电机的定子，其中，

所述制冷剂分配板配置于所述定子铁芯的轴向中央部。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转电机的定子，其中，

所述定子铁芯固定于壳体的内周面，

在所述制冷剂分配板的外周面与所述壳体的所述内周面之间设置有环状的制冷剂导入路，

在所述壳体上设置有与所述制冷剂导入路连通的制冷剂入口部。

7.根据权利要求6所述的旋转电机的定子，其中，

所述壳体在内部形成有水套。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的旋转电机的定子，其中，

所述制冷剂分配板具有：

与所述定子铁芯的所述定子磁轭大致相同的形状的板环状部；

从所述板环状部向内径侧突出且与所述定子铁芯的多个所述齿大致相同的形状的多个板齿；以及

形成于相邻的该板齿之间且与所述定子铁芯的多个所述槽大致相同的形状的多个板槽，

所述制冷剂供给部为从所述板环状部的外周面与所述板槽连通的孔部。