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定子

阅读:729发布:2020-05-12

专利汇可以提供定子专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且提供能大致均匀地冷却整个线圈端部且在使流通的冷媒的量增加时能提高在冷却路流动的冷媒的流速并提高冷却效率的 定子 。一种定子(1),线圈端部(12)具有多个轴向导体部(13),多个轴向导体部(13)与插入多个槽(2)的每个中的槽导体部(11)连续设置,从多个槽(2)的每个向定子轴向外侧伸出;定子(1)具有盖构件(20),盖构件(20)具有:主体部(21),在整周上 覆盖 线圈端部(12)的至少外周面;容置室,形成在主体部(21)的径向内侧且分别单独地容置多个轴向导体部(13);导入路(23),向该容置室内导入冷媒;容置室的内壁面与轴向导体部(13)间的间隙是从导入路(23)导入的冷媒进行流通的冷却路。,下面是定子专利的具体信息内容。

1.一种定子,具有:圆筒状的定子心,其具有在周向上以规定间隔设置有多个并且在内周面侧开口的槽;线圈,其具有从所述定子铁心的轴向端部突出的线圈端部;其特征在于,
所述线圈端部具有多个轴向导体部,该多个轴向导体部与插入所述多个槽的每个槽中的槽导体部连续设置,从所述多个槽的每个槽向定子轴向外侧伸出;
所述定子具有盖构件,该盖构件具有:主体部,其在整周上覆盖所述线圈端部的至少外周面;容置室,其形成在该主体部的径向内侧,分别单独地容置所述多个轴向导体部;导入路,其向该容置室内导入冷媒;
所述容置室的内壁面与所述轴向导体部之间的间隙形成从所述导入路导入的冷媒所流通的冷却路。
2.如权利要求1所述的定子,其特征在于,所述冷却路具有朝向定子径向内侧开口的开口部。
3.如权利要求1或2所述的定子,其特征在于,
所述冷却路具有:外周区域,其使冷媒沿着所述轴向导体部的定子径向外侧面流动;
侧方区域,其使冷媒沿着所述轴向导体部的定子周向两侧面流动。
4.如权利要求3所述的定子,其特征在于,
所述冷却路具有节流部,该节流部的流路截面积从所述冷却路与所述导入路连接的连接部开始越朝向下游侧越小。
5.如权利要求1~4中任一项所述的定子,其特征在于,
所述导入路由形成在所述主体部的所述定子铁心侧的端面上的凹槽构成。
6.如权利要求1~5中任一项所述的定子,其特征在于,
所述导入路具有:周回路,其围绕所述容置室的径向外侧一周;连接路,其将该周回路和所述容置室的内部连接。
7.如权利要求6所述的定子,其特征在于,
所述连接路具有:第一连接路,其经由所述容置室的径向外壁将所述周回路和所述容置室内连接;第二连接路,其设置在相邻的两个所述容置室之间,从所述周回路向径向内侧延伸,经由所述容置室的周向侧壁与所述容置室内连接。
8.如权利要求1~7中任一项所述的定子,其特征在于,
所述盖构件具有多个径向壁部,该多个径向壁部沿着所述定子的径向配置成放射状,并且插入相邻的两个轴向导体部之间,
在相邻的两个径向壁部之间形成所述容置室。
9.如权利要求8所述的定子,其特征在于,
在所述径向壁部的定子径向内侧端部形成有突条,该突条在定子周向上突出,沿着定子轴向延伸。
10.如权利要求1~9中任一项所述的定子,其特征在于,还具有密封构件,该密封构件是配置在所述盖构件的径向内侧并且安装在所述定子铁心的轴向端部上的圆环板状构件,所述密封构件在其轴向厚度的范围内堵塞朝向定子径向内侧开口的所述容置室的开口部。
11.如权利要求10所述的定子,其特征在于,
所述密封构件具有多个密封突部,所述多个密封突部以与所述多个槽的间隔相等的间隔设置在所述密封构件的外周面上,各密封突部堵塞所述容置室的各个所述开口部。
12.如权利要求1~11中任一项所述的定子,其特征在于,还具有基底构件,该基底构件是在其内周面侧形成有与所述定子铁心的多个槽对应的多个凹部的圆环板状的构件,所述基底构件夹入安装在所述定子铁心的轴向端面与所述盖构件之间。
13.如权利要求12所述的定子,其特征在于,
所述基底构件的轴向厚度设定为大于绝缘片的从所述轴向端部突出的突出量,其中,所述绝缘片被设置成插入所述槽中并且一部分从所述定子铁心的轴向端部突出。
14.如权利要求12或13所述的定子,其特征在于,
在所述基底构件上形成有连通路,该连通路使形成在所述定子铁心的外周面上的冷媒供给路与设置在所述盖构件上的所述导入路连通。
15.如权利要求1~14中任一项所述的定子,其特征在于,
所述主体部形成为,覆盖所述线圈端部的外周面,还覆盖所述线圈端部的定子轴向端面中的定子径向外侧的一部分区域。
16.如权利要求1~15中任一项所述的定子,其特征在于,
所述线圈端部具有:所述轴向导体部;周向导体部,其在周向上将不同的槽之间连接,使两个所述轴向导体部彼此连接,
所述盖构件具有从轴向观察覆盖整个所述轴向导体部的形状。
17.如权利要求1~16中任一项所述的定子,其特征在于,还具有圆筒状构件,该圆筒状构件具有与所述定子铁心的外周面接触的内周面,
所述定子铁心是层叠圆环板状的板而形成的层叠构造体,
在所述定子铁心的外周面上形成有焊接槽,该焊接槽沿轴向延伸,用于通过焊接使处于层叠状态的所述钢板相互连接,
通过所述圆筒状构件的内周面和所述焊接槽形成轴向流路,该轴向流路是使冷媒在所述定子铁心的外周面上沿轴向流动的冷媒的流路,
所述轴向流路成为将冷媒向所述导入路供给的冷媒供给路。
18.如权利要求17所述的定子,其特征在于,
在所述圆筒状构件的内周面上形成有周向凹槽,该周向凹槽在定子周向的整个区域中沿定子周向延伸,
通过所述定子铁心的外周面和所述周向凹槽形成周向流路,该周向流路是使冷媒在所述定子铁心的外周面上沿周向流动的冷媒流路,
所述周向流路与所述轴向流路交叉,通过该交叉部将所述周向流路与所述轴向流路连通。

说明书全文

定子

技术领域

[0001] 本发明涉及具有圆筒状的定子心和线圈的定子,所述定子铁心具有在周向上以规定间隔设置有多个并且在内周面侧开口的槽,所述线圈具有从所述定子铁心的轴向端部突出的线圈端部。

背景技术

[0002] 作为冷却从定子铁心的轴向端部突出的线圈端部的方法,已知从上部对线圈端部的外周面喷射冷媒来冷却线圈端部的技术(例如,参照下述的专利文献1)。在专利文献1中记载的结构中,从油喷出的作为冷媒的油供给至设置于线圈端部的上部的室中,从形成在该室的底面的喷射口向线圈端部喷射油。然后,喷射至线圈端部的冷媒在从线圈端部滴下为止的期间内进行流动的路径中,通过与线圈端部之间的热交换来冷却线圈端部。
[0003] 专利文献1:JP特开平8-130856号公报

发明内容

[0004] 发明要解决的问题
[0005] 但是,在上述专利文献1的结构中,喷射至线圈端部的冷媒在从线圈端部滴下为止的期间内进行流动的路径中,不受任何控制,所以向线圈端部喷射的冷媒依靠重等沿着任意的路径流动。因此,难以均匀地冷却整个线圈端部,有可能产生线圈端部的下部等局部温度高等的温度不均的情况。
[0006] 另外,冷媒流动的路径能够为任意的路径,而且在冷媒与线圈端部进行热交换时的冷媒的流速仅依靠重力,所以即使增加从喷射口喷射的冷媒的量,也未必能够以所增加的冷媒的量提高冷媒的流速,并提高冷却效率。
[0007] 本发明是鉴于上述问题而提出的,其目的在于提供如下的定子,即,能够大致均匀地冷却线圈端部整体,并且在增加了流通的冷媒的量时,使在冷却路中流动的冷媒的流速升高,提高冷却效率。
[0008] 用于解决问题的手段
[0009] 用于达到上述目的的本发明的定子,具有:圆筒状的定子铁心,其具有在周向上以规定间隔设置有多个并且在内周面侧开口的槽;线圈,其具有从所述定子铁心的轴向端部突出的线圈端部;其结构特征在于,所述线圈端部具有多个轴向导体部,该多个轴向导体部与插入所述多个槽的每个槽中的槽导体部连续设置,从所述多个槽的每个槽向定子轴向外侧伸出;所述定子具有盖构件,该盖构件具有:主体部,其在整周上覆盖所述线圈端部的至少外周面;容置室,其形成在该主体部的径向内侧,分别单独地容置所述多个轴向导体部;导入路,其向该容置室内导入冷媒;所述容置室的内壁面与所述轴向导体部之间的间隙形成从所述导入路导入的冷媒流通的冷却路。
[0010] 根据上述的结构特征,由于在多个轴向导体部的每个轴向导体部与盖构件所具有的容置室的内壁面之间的间隙中,形成有冷媒流通的冷却路,所以能够在所有槽中大致均匀地冷却轴向导体。因而,能够大致均匀地冷却整个线圈端部,从而能够抑制线圈端部发生温度不均。
[0011] 另外,因为每个轴向导体部都容置在容置室中,并且从导入路导入的冷媒进行流通的冷却路被容置室的内壁面划分,所以能够抑制供给至容置室的冷媒在除了冷却路以外的路径上流动。因而,在增加了向导入路供给的冷媒的量的情况下,在冷却路中流动的冷媒的流速与所增加的冷媒的量对应地升高,从而能够提高冷却效率。
[0012] 在此,优选所述冷却路具有朝向定子径向内侧开口的开口部。
[0013] 根据该结构,能够使冷却了轴向导体部之后的冷媒向定子径向内侧排出,能够适当地确保来自容置室的冷媒的排出路径。另外,在与轴向导体部连续设置的导体部配设在径向内侧的情况下,能够向该导体部供给冷却了轴向导体部之后的冷媒,不浪费冷却了轴向导体部之后的冷媒,而用于冷却该导体部。
[0014] 另外,优选所述冷却路具有:外周区域,其使冷媒沿着所述轴向导体部的定子径向外侧面流动;侧方区域,其使冷媒沿着所述轴向导体部的定子周向两侧面流动。
[0015] 根据该结构,能够使冷媒沿着轴向导体部的定子径向外侧面和定子周向两侧面流通,从而能够形成冷媒一边以大面积与轴向导体部接触一边流通的状态。因而,能够更高效地冷却轴向导体部。
[0016] 另外,优选所述冷却路具有节流部,该节流部的流路截面积从所述冷却路与所述导入路连接的连接部开始越朝向下游侧越小。
[0017] 根据该结构,能够使冷却路中的节流部下游侧的冷媒的流速高于导入路中的冷媒的流速,从而能够进一步提高冷却效率。
[0018] 另外,优选所述导入路由形成在所述主体部的所述定子铁心侧的端面上的凹槽构成。
[0019] 根据该结构,能够将导入路形成为与主体部相同的部件,能够抑制部件数量的增加。另外,能够使制造盖构件时的导入路的形成工序简单。
[0020] 另外,优选所述导入路具有:周回路,其围绕所述容置室的径向外侧一周;连接路,其将该周回路和所述容置室的内部连接。
[0021] 根据该结构,仅向周回路供给冷媒,就能够使冷媒遍及每个容置室。
[0022] 另外,优选所述连接路具有:第一连接路,其经由所述容置室的径向外壁将所述周回路和所述容置室内连接;第二连接路,其设置在相邻的两个所述容置室间,从所述周回路向径向内侧延伸,经由所述容置室的周向侧壁与所述容置室内连接。
[0023] 根据该结构,能够从径向外壁侧和周向侧壁侧对容置室内供给冷媒。因而,能够向形成在容置室内的冷却路的各部分比较均匀地供给冷媒,从而能够进一步提高冷却效率。
[0024] 另外,优选所述盖构件具有多个径向壁部,该多个径向壁部沿着所述定子的径向配置成放射状,并且插入相邻的两个轴向导体部之间,在相邻的两个径向壁部之间形成所述容置室。
[0025] 根据该结构,能够由径向壁部的定子周向侧面形成容置室的定子周向上的两侧的内壁面,能够在周向上适当对多个容置室之间进行划分。
[0026] 另外,优选在所述径向壁部的定子径向内侧端部形成有突条,该突条在定子周向上突出,沿着定子轴向延伸。
[0027] 根据该结构,能够在容置室的定子径向内侧的端部通过该端部形成开口部,并且该开口部具有比径向外侧的定子周向宽度窄的定子周向宽度。
[0028] 另外,优选还具有密封构件,该密封构件是配置在所述盖构件的径向内侧并且安装在所述定子铁心的轴向端部上的圆环板状构件,所述密封构件在其轴向厚度的范围内堵塞朝向定子径向内侧开口的所述容置室的开口部。
[0029] 根据该结构,能够抑制冷媒向定子径向内侧流动,而抑制冷媒进入形成在定子与配设在定子的径向内侧的转子之间的间隙中。
[0030] 另外,优选所述密封构件具有多个密封突部,所述多个密封突部以与所述多个槽的间隔相等的间隔设置在所述多个密封构件的外周面上,各密封突部堵塞所述容置室的各个所述开口部。
[0031] 根据该结构,因为容置室的各个开口部被堵塞,所以能够进一步抑制冷媒向定子径向内侧流动,而抑制冷媒进入形成在定子与配设在定子的径向内侧的转子之间的间隙中。
[0032] 另外,优选还具有基底构件,该基底构件是在内周面侧形成有与所述定子铁心的多个槽对应的多个凹部的圆环板状构件,所述基底构件夹入安装在所述定子铁心的轴向端面与所述盖构件之间。
[0033] 根据该结构,能够通过改变基底构件的轴向厚度而任意设定冷却路的轴向位置
[0034] 另外,优选所述基底构件的轴向厚度设定为大于绝缘片的从所述轴向端部突出的突出量,其中,所述绝缘片被设置成插入所述槽中并且一部分从所述定子铁心的轴向端部突出。
[0035] 根据该结构,能够抑制盖构件与绝缘片接触。因而,在设计冷却路时,几乎不需要考虑绝缘片的影响,能够容易地设定适当间隙的冷却路。
[0036] 另外,优选在所述基底构件上形成有连通路,该连通路使形成在所述定子铁心的外周面上的冷媒供给路与设置在所述盖构件上的所述导入路连通。
[0037] 根据该结构,在定子铁心的外周面形成有冷媒供给路的情况下,能够从该冷媒供给路适当地对盖构件的导入路供给冷媒。
[0038] 另外,优选所述主体部形成为,覆盖所述线圈端部的外周面,还覆盖所述线圈端部的定子轴向端面中的定子径向外侧的一部分区域。
[0039] 根据该结构,能够使轴向导体部的容置在容置室内的部分更大,因而能够更可靠地冷却轴向导体部。
[0040] 另外,优选所述线圈端部具有:所述轴向导体部;周向导体部,其在周向上将不同的槽之间进行连接,使两个所述轴向导体部彼此连接,所述盖构件具有从轴向观察覆盖整个所述轴向导体部的形状。
[0041] 根据该结构,能够有效地冷却整个轴向导体部。另外,对于冷却路具有朝向定子径向内侧开口的开口部的结构来说,因为能够将冷却了轴向导体部之后的冷媒供给至周向导体部,所以不仅能够有效地冷却轴向导体部,还能够有效地冷却周向导体部。
[0042] 另外,优选还具有圆筒状构件,该圆筒状构件具有与所述定子铁心的外周面接触的内周面,所述定子铁心是层叠圆环板状的板而形成的层叠构造体,在所述定子铁心的外周面上形成有焊接槽,该焊接槽沿轴向延伸,用于通过焊接使处于层叠状态的所述钢板相互连接,通过所述圆筒状构件的内周面和所述焊接槽形成轴向流路,该轴向流路是使冷媒在所述定子铁心的外周面上沿轴向流动的冷媒的流路,所述轴向流路成为将冷媒向所述导入路供给的冷媒供给路。
[0043] 根据该结构,能够不在定子铁心上设置多余的槽等,而在定子铁心的外周面上形成沿着轴向的冷媒的流路。并且,通过使冷媒在该流路中流动,能够使冷媒通过定子铁心的外周面适当供给至用于冷却线圈端部的容置室内。
[0044] 另外,优选在所述圆筒状构件的内周面上形成有周向凹槽,该周向凹槽在定子周向的整个区域中沿定子周向延伸,通过所述定子铁心的外周面和所述周向凹槽形成周向流路,该周向流路是使冷媒在所述定子铁心的外周面上沿周向流动的冷媒流路,所述周向流路与所述轴向流路交叉,通过该交叉部将所述周向流路与所述轴向流路连通。
[0045] 根据该结构,仅通过在圆筒状构件的内周面上形成周向凹槽,就能够形成沿着定子铁心的外周面并且沿周向延伸的冷媒的流路。并且,通过使冷媒在该流路中流动,能够良好地冷却定子铁心的外周面。而且,周向流路和轴向流路交叉,通过该交叉部将周向流路和轴向流路连通,因而,能够实现两流路间的冷媒的流通、混合,从而能够适当地实现冷却定子铁心的外周面和向容置室内供给冷媒两方面。附图说明
[0046] 图1是本发明的实施方式的定子的轴向剖视图。
[0047] 图2是使盖构件在轴向上移动后的状态下的定子的立体图。
[0048] 图3是拆下盖构件并且使圆筒状构件在轴向上移动后的状态下的定子的立体图。
[0049] 图4是定子的立体分解图。
[0050] 图5是盖构件的立体图。
[0051] 图6是将图5的局部放大来表示冷却液流的说明图。
[0052] 图7是基底构件的立体图。
[0053] 图8是密封构件的立体图。
[0054] 图9是密封构件的立体图。
[0055] 图10是从径向内侧观察安装盖构件、基底构件和密封构件之前的状态下的槽导体部和轴向导体部的边界附近的示意图。
[0056] 图11是表示在图10中安装了基底构件的状态的示意图。
[0057] 图12是表示在图11中又安装了盖构件的状态的示意图。
[0058] 图13是表示在图12中又安装了密封构件的状态的示意图。
[0059] 图14是表示盖构件的导入路中的冷却液流的说明图。
[0060] 图15是表示冷媒供给路和导入路中的冷却液流的说明图。
[0061] 图16是定子的局部放大剖视图。
[0062] 图17是图16中的XVII-XVII剖视图。

具体实施方式

[0063] 基于附图说明本发明的实施方式。图1是本实施方式的定子1的轴向剖视图。图2是使定子1具有的盖构件20在轴向上移动后的状态下的定子1的立体图。图3是拆下盖构件20并且使圆筒状构件60在轴向上移动后的状态下的定子1的立体图。图4是定子1的分解立体图。如这些图所示,本实施方式的定子1具有覆盖线圈端部12的盖构件20,该盖构件20具有容置室22,该容置室22分别单独地容置形成线圈端部12的多个轴向导体部13。盖构件20还具有将冷却液导入容置室22的内部的导入路23,从导入路23导入的冷却液在由容置室22的内壁面与轴向导体部13间的间隙形成的冷却路30中流通,由此,分别单独地冷却多个轴向导体部13。在本实施方式中,冷却液相当于本发明的冷媒。冷却液例如能够使用油。下面,关于本实施方式的定子1的结构,按照顺序详细说明定子1的概略结构、盖构件20的结构、基底构件50的结构、密封构件40的结构、安装顺序、定子1的冷却机构。此外,在下面的说明中,只要没有特别地声明,都以定子1的中心轴心为基准定义轴向、周向、径向。
[0064] 1.定子的概略结构
[0065] 如图1~图4所示,定子1作为主要结构构件具有定子铁心3、圆筒状构件60、线圈10、盖构件20、基底构件50和密封构件40。
[0066] 如图1所示,定子铁心3是层叠了圆环板状的电磁钢板6而成的层叠构造体,形成为大致圆筒形状。在本实施方式中,电磁钢板6相当于本发明的钢板。在定子铁心3的内周面上,沿着周向以规定间隔设置有多个槽2,该多个槽2沿着定子铁心3的轴向延伸。各槽2的截面形状相互相同,各槽2具有规定的宽度和深度,在内周面侧开口。在本实施方式中,在定子铁心3上,在整周共设置有48个槽2。并且,在各个槽2中缠绕安装有线圈10,该线圈10形成有从定子铁心3的轴向端部突出的线圈端部12。
[0067] 如图3所示,在构成定子铁心3的多个电磁钢板6的各个电磁钢板6的外径侧,以在周向上将外周大致均匀分为6份的方式形成有6处用于利用焊接使处于层叠状态的电磁钢板6相互连接的凹入径向内侧的凹部。并且,因为在电磁钢板6层叠后的状态下,该凹部在层叠方向(与轴向相同的方向)上相连,所以在定子铁心3的外周面上沿轴向延伸的焊接槽61,在周向上将外周大致均匀分为6份的位置上,形成在轴向上的整个区域上。此外,如图3和图15所示,焊接槽61由相互相邻的一对槽部构成。
[0068] 定子铁心3例如通过热装等固定容纳在圆筒状构件60中,该圆筒状构件60具有与定子铁心3的外周面接触的内周面。圆筒状构件60具有在周向上均匀配置的3个安装部66。因而,定子1能够通过圆筒状构件60的安装部66固定在用于容置定子1的箱体(未图示)上。
[0069] 另外,如图3所示,在圆筒状构件60的内周面的周向整个区域中形成有沿周向延伸的周向凹槽63。此外,周向凹槽63形成在轴向上的多处。
[0070] 如图1和图4所示,线圈10具有插入定子铁心3的多个槽2的每个槽2中的槽导体部11和所述线圈端部12。线圈10的线圈端部12具有:多个轴向导体部13,其与插入多个槽2的每个槽2中的槽导体部11连续设置,并且从多个槽2的每个槽2向轴向外侧伸出;周向导体部14,其在周向上将不同的槽2之间连接,使两个轴向导体部13彼此接连。
[0071] 而且,线圈10预先形成为能够缠绕安装在定子铁心3中的规定形状,如图1所示,在定子铁心3的各槽2中插入有多条用于形成线圈10的线状导体。此外,在本实施方式中,在各槽2中插入有4条线状导体。另外,形成线圈10的线状导体具有矩形截面。在槽导体部11中,该4条线状导体以在槽2的内部沿径向排成一列的方式排列配置。并且,与槽导体部11连续而在轴向上伸出并且在轴向上从定子铁心3突出的线状导体构成线圈端部12的轴向导体部13。关于该轴向导体部13,4条线状导体排列配置成能够一边保持排成一列的状态,一边从大致平行于轴向的状态被向径向内侧弯曲,而形成大致平行于径向的状态。此外,根据图4可知,轴向导体部13配置成轴向导体部13彼此在周向上不重叠。在本实施方式中,将构成线圈端部12的线状导体中的与槽导体部11的周向位置相同的部分作为轴向导体部13。并且,在周向导体部14中,在槽2的内部配置在径向外侧的两条线状导体,在从定子铁心3的轴向端部向轴向外侧离开规定距离的位置,沿径向排列配置,并且,在轴向上的比该位置靠定子铁心3侧的位置,在槽2的内部配置在径向内侧的两条线状导体沿径向排列配置。
[0072] 在本实施方式中,定子1是在由三相交变电流驱动的旋转电机中使用的定子,线圈10也由三相结构(U相、V相、W相)形成。并且,在相邻的两个槽2中各插入4条相同的相的线状导体。如图4所示,在相邻的两个槽2的每个槽2中配置在径向外侧的两条线状导体总共4条线状导体,在从定子铁心3的轴向端部向轴向外侧离开规定距离的位置,沿径向排列配置,在轴向上的比该位置靠定子铁心3侧的位置,在相邻的两个槽2的每个槽2中配置在径向内侧的两条线状导体总共4条线状导体,沿径向排列配置。
[0073] 如图4所示,相位不同的周向导体部14的一部分配置为在周向上重合。并且,为了确保相位不同的周向导体部14间的电绝缘性,在相位不同的周向导体部14重合的部分上安装有相间绝缘片4。相间绝缘片4例如能够使用由粘接芳族聚酰胺纤维(aramid fiber)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate)形成的材料等的高电绝缘性和高耐热性的材料成形的薄片等。
[0074] 另外,如图4所示,在相邻的两个轴向导体部13间形成有空隙。该空隙形成为沿着周向间隔规定间隔,周向上的宽度在轴向上大致相等。并且,在该空隙中插入后述的盖构件20的径向壁部27。
[0075] 2.盖构件的结构
[0076] 图5是盖构件20的立体图。如图5所示,盖构件20具有主体部21、容置室22和导入路23。盖构件20例如由树脂等绝缘材料形成。
[0077] 如图1和图2所示,主体部21具有覆盖线圈端部12的整个外周面并且从轴向观察覆盖整个轴向导体部13的形状。在此,在本实施方式中,线圈端部12的外周面是指沿着线圈端部12的多个轴向导体部13的径向最外周而形成的面。
[0078] 容置室22是形成在主体部21的径向内侧并且用于分别单独地容置多个轴向导体部13的空间,形成与轴向导体部13的数量相等的个数。如图5所示,盖构件20具有多个径向壁部27,该多个径向壁部27沿径向放射状地配置,插入相邻的两个轴向导体部13之间,在相邻的两个径向壁部27之间形成容置室22。另外,在径向壁部27的径向内侧端部形成有在周向上突出并且沿轴向延伸的突条28。并且,通过相邻的两个突条28间的空间形成容置室22的开口部。因而,容置室22的开口部的周向宽度窄于容置室22的内部的周向宽度。
[0079] 导入路23是用于向容置室22的内部导入冷却液的流路。如图5和图6所示,在本实施方式中,导入路23具有:周回路24,其由形成在主体部21中的定子铁心3侧的端面上的凹槽构成,围绕容置室22的径向外侧一周;连接路25、26,其将该周回路24和容置室22的内部连接;导入口29,其用于向周回路导入冷却液。此外,图6是将图5的一部分放大来表示冷却液流的说明图。并且,连接路具有:第一连接路25,其经由容置室22的径向外壁将周回路24和容置室22的内部连接;第二连接路26,其设置在相邻的两个容置室22之间,从周回路24向径向内侧延伸,经由容置室22的周向侧壁与容置室22的内部连接。另外,导入口29以与上述的形成在定子铁心3上的焊接槽61的数量相等的数量(在本实施方式中为6个),形成在周向上将外周大致均匀地进行分割的位置上。
[0080] 详细情况后面叙述,如表示冷媒供给路67和导入路23中的冷却液流的说明图即图15所示,经由形成在定子铁心3的外周面上的轴向流路62和基底构件50的连通路51向导入口29供给冷却液。在图6中,用实线箭头示出供给至导入口29的冷却液的流通情况,供给至导入口29的冷却液供给至周回路24,从周回路24经由第一连接路25和第二连接路26供给至容置室22的内部。
[0081] 3.基底构件的结构
[0082] 图7是基底构件50的立体图。基底构件50例如由树脂等绝缘材料形成。如图7所示,基底构件50是圆环板状的构件,在内周面侧形成有与定子铁心3的多个槽对应的多个凹部52。并且,如图1和图4所示,基底构件50夹入安装在定子铁心3的轴向端面与盖构件20之间。因而,通过盖构件20形成的冷却路30的轴向位置由基底构件50的轴向厚度决定。
[0083] 在基底构件50上形成有连通路51。如图15所示,连通路51是用于使形成在定子铁心3的外周面上的轴向流路62和设置在盖构件20上的导入路23连通的流路。在本实施方式中,连通路51构成为使轴向流路62和导入口29连通,将在轴向流路62中流动的冷却液供给至容置室22的内部。连通路51以与导入口29的数量相等的数量(在本实施方式中为6个),形成在周向上将外周大致均匀地进行分割的位置上。
[0084] 4.密封构件的结构
[0085] 图8是线圈端部12侧的密封构件40的立体图。另外,图9是从定子铁心3侧观察的密封构件40的立体图。密封构件40例如由树脂等绝缘材料形成。如图1所示,密封构件40是圆环板状的构件,配置在盖构件20的径向内侧并且安装在定子铁心3的轴向端部。密封构件40是用于在其轴向厚度的范围内堵塞朝向定子径向内侧开口的容置室22的开口部的构件。
[0086] 如图8所示,密封构件40具有以与多个槽2的间隔相等的间隔设置在外周面的多个密封突部41,各密封突部41堵塞容置室22的各个开口部。而且,密封构件40具有多个(在本实施方式中为24个)线圈承受部42,该线圈承受部42在密封构件40安装在定子铁心3的轴向端部上的状态下,被配设在线圈端部12的径向内侧的线状导体的一部分插入。
[0087] 5.安装顺序
[0088] 在此,参照图10~图13说明盖构件20、基底构件50和密封构件40的安装顺序。此外,这些构件被固定而能够获得液密闭状态。图10是从径向内侧观察安装盖构件20、基底构件50和密封构件40之前的状态下的槽导体部11和轴向导体部13的边界附近的示意图。图11是表示在图10中安装了基底构件50的状态的示意图。图12是表示在图11中又安装了盖构件20的状态的示意图。图13是表示在图12中又安装了密封构件40的状态的示意图。
[0089] 如图10所示,在槽2的内部以一部分比定子铁心3的轴向端部突出的方式插入有槽内绝缘片5。在本实施方式中,槽内绝缘片5相当于本发明的绝缘片。槽内绝缘片5也与相间绝缘片4同样,例如能够使用由粘接芳族聚酰胺纤维和聚对苯二甲酸乙二醇酯而形成的材料等的高电绝缘性和高耐热性的材料成形的薄片等。
[0090] 如图11所示,首先,将基底构件50安装在定子铁心3的轴向端部上。此外,基底构件50的轴向厚度设定为大于槽内绝缘片5从轴向端部突出的突出量。此时,如图15所示,决定基底构件50在周向上的位置,使基底构件50的连通路51与后述的轴向流路62连通。
[0091] 接着,如图12所示,将盖构件20安装在基底构件50的与定子铁心3侧相反一侧的轴向端部上。此时,如图15所示,决定盖构件20在周向上的位置,使盖构件20的导入口29与后述的轴向流路62连通。在此,基底构件50和盖构件20抵接成液密闭状态,因而,如图14所示,供给至盖构件20的导入口29的冷却液仅在周回路24、第一连接路25和第二连接路26中流动,而供给至形成在容置室22内部的冷却路30的外周区域31和侧方区域
32。此外,图14是表示盖构件20的导入路23中的冷却液流的说明图。冷却路30的详细结构后面叙述。
[0092] 最后,如图13所示,将密封构件40安装在盖构件20的径向内侧。如图13所示,密封构件40所具有的密封突部41堵塞各个容置室22的开口部。此外,如图1和图13所示,确定密封构件40在轴向上的位置,使密封构件40的定子铁心3侧的端面与盖构件20的定子铁心3侧的端面大致一致。另外,确定密封构件40在周向上的位置,使形成线圈端部12的线状导体中的最接近密封构件40配设的24个线状导体插入密封构件40的线圈承受部42中。
[0093] 6.定子的冷却机构
[0094] 如上所述,本实施方式的定子1具有圆筒状构件60和盖构件20。并且,通过圆筒状构件60形成冷媒供给路67,通过盖构件20形成用于冷却线圈端部的冷却路30。下面,详细说明上述的冷媒供给路67和冷却路30的结构。
[0095] 6-1.冷媒供给路的结构
[0096] 图15中的(a)是说明冷媒供给路67中的冷却液流的说明图,用实线箭头表示冷却液流。在本实施方式中,冷媒供给路67具有轴向流路62和周向流路64。
[0097] 轴向流路62由圆筒状构件60的内周面和形成在定子铁心3上的焊接槽61形成,是冷却液在定子铁心3的外周面上沿轴向流动的冷却液流路。如上所述,焊接槽61形成在周向上将定子铁心3的外周面大致均匀地分为6份的位置上,在各个焊接槽61的配设位置形成轴向流路62。在图15中的(a)中示出了其中的一个轴向流路62。并且,轴向流路62在定子铁心3的轴向端部经由基底构件50的连通路51与盖构件20的导入口29连通。
[0098] 周向流路64由定子铁心3的外周面和形成在圆筒状构件60上的周向凹槽63形成,是冷却液在定子铁心3的外周面上沿周向流动的冷却液流路。如上所述,周向凹槽63形成在轴向上的多个处,在各个周向凹槽63的配设处形成周向流路64。在图15中的(a)示出了其中的3个周向流路64。并且,轴向流路62和周向流路64在多个交叉部65交叉,从而在各个交叉部65相互连通。
[0099] 因为冷媒供给路67构成如上述那样,所以未图示的泵进行动作而供给至与轴向流路62连通的流路(未图示)的冷却液,在轴向流路62中流动,经由基底构件50的连通路51供给至盖构件20的导入口29。另外,在轴向流路62中流动的冷却液的一部分分配至周向流路64中,在周向流路64中流动的冷却液对定子铁心3的外周面进行冷却。冷却了定子铁心3的外周面的冷却液经由任意的交叉部65流入任意的轴向流路62。
[0100] 6-2.冷却路的结构
[0101] 冷却路30由盖构件20的容置室22的内壁面与轴向导体部13间的间隙形成,是从导入路23导入的冷却液流通的流路。即,冷却路30由容置室22的内壁面划分。另外,因为各个轴向导体部13容置在容置室22中,所以在各个轴向导体部13的周围形成有冷却路30。从冷媒供给路67经由盖构件20的导入路23向该冷却路30供给冷却液。在图15中的(b)中示出了盖构件20的导入路23中的冷却液流。在该图中用实线箭头表示在从冷媒供给路67的轴向流路62供给的冷却液流入冷却路30中时的冷却液流。
[0102] 如图14所示,冷却路30具有相互连通的外周区域31和侧方区域32,在冷却液在这些外周区域31和侧方区域32中流动时,对轴向导体部13进行冷却。此外,如图14所示,冷却路30形成为包围在轴向导体部13的周围。
[0103] 外周区域31是冷却液沿着轴向导体部13的径向外侧面流动的区域。如定子1的局部放大图即图16所示,外周区域31沿着轴向导体部13的径向外侧面向径向内侧弯曲,与冷却路30的朝向径向内侧开口的开口部连通。图16中的实线箭头表示外周区域31中的冷却液的流通的情况。另外,如图16中的XVII-XVII分剖视图即图17所示,侧方区域32是冷却液沿着轴向导体部13的周向两侧面流动的区域。图17中的实线箭头表示侧方区域32中的冷却液的流通的情况。侧方区域32也沿着轴向导体部13的周向侧面向径向内侧弯曲,与上述的冷却路30的开口部连通。此外,冷却路30的开口部由容置室22的未被密封构件40的密封突部41堵塞的开口部与轴向导体部13间的间隙形成。
[0104] 如图14所示,供给至导入口29的冷却液,经由周回路24、第一连接路25流入冷却路30的外周区域31,并且经由第二连接路26流入冷却路30的侧方区域32。并且,流入冷却路30的这些冷却液,沿着轴向导体部13的径向外侧面和周向两侧面,或者沿着形成轴向导体部13的线状导体间的间隙,朝向所述冷却路30的形成在内径侧的开口部流动。并且,对轴向导体部13进行冷却之后的冷却液从冷却路30的开口部流出至盖构件20的外侧,供给至周向导体部14。然后,在冷却液沿着周向导体部14流动时,对周向导体部14进行冷却。
[0105] 另外,如图17所示,冷却路30具有节流部33,该节流部33的流路截面积从节流部33与导入路23连接的连接部开始越朝向下游侧越小。节流部33使其下游侧的冷却液的流速高于其上游侧的冷却液的流速。在本实施方式中,设定径向壁部27在周向上的厚度,使相邻的两个径向壁部27间的距离从定子铁心3侧的端面越朝向轴向外侧的规定位置越小。
径向壁部27在周向上的厚度,在除了形成有突条28处的径向的整个区域上,都如上述那样设定。此外,冷却路30的开口部由容置室22的开口部与轴向导体部13间的间隙形成,其中,容置室22的开口部由径向壁部27的突条28形成。节流部33形成在除了冷却路30的开口部之外的径向整个区域上。
[0106] 此外,节流部33的末端部(下游侧端部)的位置形成在与密封构件40的定子铁心3侧相反一侧的端面相同的位置或位于该位置的定子铁心3侧的位置。此外,在本实施方式中,末端部(下游侧端部)的位置形成在与密封构件40的定子铁心3侧相反一侧的端面大致相同的位置。因而,在冷却液在节流部33中朝向轴向外侧流动时,冷却液不能从容置室22向径向内侧泄露,在封闭的流路内流路截面积变小。因此,能够有效提高供给至节流部33下游侧的冷却液的流速。
[0107] 〔其他实施方式〕
[0108] (1)在上述的实施方式中,以盖构件20的主体部21从轴向观察具有覆盖轴向导体部13的整体的形状的情况为例进行说明。但是,本发明的实施方式不限于此。即,盖构件20的主体部21形成为覆盖线圈端部12的轴向端面的径向外侧的一部分区域的结构,也是本发明的优选实施方式之一。另外,盖构件20的主体部21也可以形成为不覆盖线圈端部
12的轴向端面,而仅覆盖线圈端部12的外周面的结构。
[0109] (2)在上述的实施方式中,以在径向壁部27的径向内侧端部形成有在周向上突出并且沿轴向延伸的突条28的情况为例进行说明。但是,本发明的实施方式不限于此。即,在径向壁部27的径向内侧端部未形成突条28的结构,也是本发明的优选实施方式之一。
[0110] (3)在上述的实施方式中,以导入路23具有围绕容置室22的径向外侧一周的周回路24和将该周回路24和容置室22的内部进行连接的连接路的情况为例进行说明。但是,本发明的实施方式不限于此。即,导入路23形成为不具有周回路24而分别单独地向每个容置室22供给冷却液的结构,也是本发明的优选实施方式之一。
[0111] (4)在上述的实施方式中,以连接路具有第一连接路25和第二连接路26的情况为例进行说明,其中,第一连接路25经由容置室22的径向外壁将周回路24和容置室22的内部连接,第二连接路26设置在相邻的两个容置室22之间,从周回路24向径向内侧延伸,经由容置室22的周向侧壁与容置室22的内部连接。但是,本发明的实施方式不限于此。即,连接路仅具有第一连接路25和第二连接部26中的任意一个的结构,也是本发明的优选实施方式之一。
[0112] (5)在上述的实施方式中,以如下的情况为例进行说明,即,插入槽2内部的槽内绝缘片5从定子铁心3的轴向端部突出,定子1所具有的基底构件50的轴向厚度设定为大于槽内绝缘片5的从该轴向端部突出的突出量。但是,本发明的实施方式不限于此。即,形成为槽内绝缘片5几乎不从定子铁心2的轴向端部突出的结构,也是本发明的优选实施方式之一。在这种情况下,定子1可以形成不具有基底构件50的结构。
[0113] (6)在上述的实施方式中,以如下的情况为例进行说明,即,定子1具有基底构件50,在基底构件50上形成有连通路51,该连通路51使形成在定子铁心3的外周面上的冷媒供给路67与设置在盖构件20上的导入路23连通。但是,本发明的实施方式不限于此。
即,形成为在定子铁心3的外周面未形成冷媒供给路67等情况下基底构件50不具有连通路51的结构,也是本发明的优选实施方式之一。另外,定子1也可以形成不具有基底构件
50的结构。
[0114] (7)在上述的实施方式中,以定子1具有密封构件40并且密封构件40的密封突部41堵塞容置室22的开口部的情况为例进行说明。但是,本发明的实施方式不限于此。即,形成为密封构件40不具有密封突部41而堵塞容置室22的开口部的结构,也是本发明的优选实施方式之一。例如,能够形成通过密封构件40的外周面堵塞容置室22的开口部的结构。另外,定子1可以形成不具有密封构件40的结构。
[0115] (8)在上述的实施方式中,以冷却路30具有朝向径向内侧开口的开口部的情况为例进行说明。但是,本发明的实施方式不限于此。即,形成冷却路30具有不是朝向径向内侧而是朝向轴向外侧开口的开口部的结构,或者,具有朝向径向内侧开口的开口部和朝向轴向外侧开口的开口部两个开口部的结构,也是本发明的优选实施方式之一。
[0116] (9)在上述的实施方式中,以冷却路30具有使冷却液沿着轴向导体部13的径向外侧面流动的外周区域31和使冷却液沿着轴向导体部13的周向两侧面流动的侧方区域32的情况为例进行说明。但是,本发明的实施方式不限于此。即,形成为冷却路30仅具有外周区域31和侧方区域32中的任一个的结构,也是本发明的优选实施方式之一。
[0117] (10)在上述的实施方式中,以冷却路30具有从与导入路23的连接部开始随着朝向下游侧而流路截面积逐渐变小的节流部33的情况为例进行说明。但是,本发明的实施方式不限于此。即,形成为冷却路30不具有节流部33的结构,也是本发明的优选实施方式之一。
[0118] (11)在上述的实施方式中,以由形成在主体部21的定子铁心3侧的端面上的凹槽构成导入路23的情况为例进行说明。但是,本发明的实施方式不限于此。即,由设置在主体部21内部的孔构成导入路23,或者,由不同于主体部21的构件构成入路23,都是本发明的优选实施方式之一。
[0119] (12)在上述的实施方式中,以在圆筒状构件60的内周面上形成周向凹槽63并且由该周向凹槽63和定子铁心3的外周面形成周向流路64的情况为例进行说明。但是,本发明的实施方式不限于此。即,形成为在圆筒状构件60的内周面上未形成周向凹槽63,在定子铁心3的外周面上未形成周向流路64的结构,也是本发明的优选实施方式之一。
[0120] (13)在上述的实施方式中,以通过圆筒状构件60的内周面和焊接槽61在定子铁心3的外周面形成轴向流路62并且轴向流路62构成向导入路23供给冷却液的冷媒供给路67的情况为例进行说明。但是,本发明的实施方式不限于此。例如,形成为通过形成在圆筒状构件60的内周面上的轴向凹槽和定子铁心3的外周面形成轴向流路62的结构,也是本发明的优选实施方式之一。另外,冷媒供给路67可以不是由形成在定子铁心3的外周面上的轴向流路62构成,而由在容置定子1的箱体内部设置的流路等构成。
[0121] (14)在上述的实施方式中,以定子铁心3容置在圆筒状构件60中的情况为例进行说明。但是,本发明的实施方式不限于此。即,形成为定子铁心3不容置在圆筒状构件60中而直接固定在箱体中的结构,也是本发明的优选实施方式之一。
[0122] (15)在上述的实施方式中,以如下的情况为例进行说明,即,线圈10预先形成为能够缠绕安装在定子铁心3中的规定形状,形成线圈10的线状导体具有矩形截面。但是,本发明的实施方式不限于此。即,形成为形成线圈10的线状导体例如具有圆形等除了矩形截面以外的截面形状的结构,也是本发明的优选实施方式之一。另外,形成为线圈10未预先形成能够缠绕安装在定子铁心3中的规定形状的结构,也是本发明的优选实施方式之一。
[0123] (16)在上述的实施方式中,以定子1是在通过三相交变电流驱动的旋转电机中使用的定子的情况为例进行了说明,但是,本发明的实施方式不限于此。即,定子1形成为在通过除了三相交变电流以外的电力驱动的旋转电机中使用的定子,也是本发明的优选实施方式之一。
[0124] 产业上的可利用性
[0125] 本发明能够适用于具有圆筒状的定子铁心和线圈的公知的各种定子,圆筒状的定子铁心具有在周向上以规定间隔设置有多个并且在内周面侧开口的槽,线圈具有从该定子铁心的轴向端部突出的线圈端部。
[0126] 附图标记的说明
[0127] 1:定子
[0128] 2:槽
[0129] 3:定子铁心
[0130] 5:槽内绝缘片(绝缘片)
[0131] 6:电磁钢板(钢板)
[0132] 10:线圈
[0133] 11:槽导体部
[0134] 12:线圈端部
[0135] 13:轴向导体部
[0136] 14:周向导体部
[0137] 20:盖构件
[0138] 21:主体部
[0139] 22:容置室
[0140] 23:导入路
[0141] 24:周回路
[0142] 25:第一连接路(连接路)
[0143] 26:第二连接路(连接路)
[0144] 27:径向壁部
[0145] 28:突条
[0146] 30:冷却路
[0147] 31:外周区域
[0148] 32:侧方区域
[0149] 33:节流部
[0150] 40:密封构件
[0151] 41:密封突部
[0152] 50:基底构件
[0153] 51:连通路
[0154] 52:凹部
[0155] 60:圆筒状构件
[0156] 61:焊接槽
[0157] 62:轴向流路
[0158] 63:周向凹槽
[0159] 64:周向流路
[0160] 65:交叉部
[0161] 67:冷媒供给路
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