本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機、尤其是作為固定子的定子的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)：

以往，作為對定子芯體進行冷卻的方法，有如下方法：使對定子進行保持的筒構(gòu)件(下面稱為定子框架)外周、和在與該定子框架外側(cè)之間具有規(guī)定空間且具有內(nèi)徑的筒狀構(gòu)件(下面稱為電動機殼體)之間流過冷卻水、油等。此外，通常用于防止冷卻水漏出的密封通過在外周構(gòu)件與內(nèi)周構(gòu)件之間夾入O形環(huán)等彈性構(gòu)件來進行(例如參照下述專利文獻1、2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第5136069號說明書

專利文獻2：日本專利特開2009－247085號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)例如如上述專利文獻1那樣，在對定子芯體進行保持的定子框架與進一步收納定子框架的電動機殼體之間設(shè)置空間，并使冷卻水流過其間，從而對定子框架進行冷卻。此外，為了確保冷卻通路的氣密性，利用在旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸方向上取規(guī)定距離設(shè)置的彈性構(gòu)件(O形環(huán))將定子框 架外周與電動機殼體內(nèi)周的整個周圍密封起來。作為彈性構(gòu)件的O形環(huán)在旋轉(zhuǎn)電機的整個周圍延伸。

該結(jié)構(gòu)下，為了確保氣密性，需要對O形環(huán)的用料費進行適當(dāng)管理，因此對定子框架外周和電動機殼體內(nèi)周的加工、以及它們的組裝要求較高的精度，因此制造成本會提高。此外，通常利用金屬模成形制造的O形環(huán)若尺寸變大，則生產(chǎn)效率會降低，價格會提高。即，若O形環(huán)的尺寸變大，則需要較大的金屬模，而且一次只能制造一個O形環(huán)。特別是若對汽車用電動機等大型電動機應(yīng)用上述方法，則O形環(huán)價格會大幅上升。

而且，為了設(shè)置O形環(huán)，需要對定子框架外周或電動機外殼內(nèi)周實施用于設(shè)置O形環(huán)的槽加工。關(guān)于用于設(shè)置O形環(huán)的槽，為了保持O形環(huán)并確保氣密性，要求高精度和低表面粗糙度，通常實施機械加工。因此，加工難度會提高，導(dǎo)致價格提高。

另外，由于需要用于設(shè)置O形環(huán)的槽，因此定子框架或電動機殼體需要具有用于實施加工的壁厚。其結(jié)果會導(dǎo)致重量增加，進而加工方法受到限制。此外，也無法使用利用通常的金屬部件成形可廉價且高精度地制造的薄板金屬板成形等工藝。一般而言，利用不容易確保精度的鍛造、鑄造來制作坯料，并對大部分進行切削加工。

此外，定子芯體被壓入到定子框架中，但由于定子框架剛性較高，因此壓入力過大會導(dǎo)致定子鐵損增加，進而也會引起電動機性能降低。

本發(fā)明為了解決上述問題而完成，其目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)等，無需昂貴的材料和先進的技術(shù)，也能提高旋轉(zhuǎn)電機的功能，使制冷劑流路具有氣密性。

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

本發(fā)明在于一種旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)等，包括：定子芯體， 該定子芯體沿著固定于旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子的外周配置；定子框架，該定子框架沿著所述定子芯體的外周面延伸，并從該外周面?zhèn)葘λ龆ㄗ有倔w進行固定支承；以及電動機殼體，該電動機殼體的相對于所述轉(zhuǎn)軸的軸向、直徑較小的兩側(cè)端部以具有氣密性的方式焊接于所述定子框架的外周面上，以使得該電動機殼體與所述定子框架的外周面之間形成作為制冷劑流路的空間。

發(fā)明效果

本發(fā)明能提供一種旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)等，無需使用昂貴的材料和先進的技術(shù)，也能提高旋轉(zhuǎn)電機的功能，并使制冷劑流路具有氣密性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施方式1的旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的沿著旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸方向的剖視圖。

圖2是本發(fā)明實施方式2的旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的沿著旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸方向的上半部分的剖視圖。

圖3是本發(fā)明實施方式3的旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的沿著旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸方向的上半部分的剖視圖。

圖4是本發(fā)明實施方式4的旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的沿著旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸方向的上半部分的剖視圖。

圖5是本發(fā)明實施方式5的旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的沿著旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸方向的上半部分的剖視圖。

圖6是本發(fā)明實施方式3、4的旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的變形例的沿著旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸方向的上半部分的剖視圖。

圖7是本發(fā)明實施方式4的旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的變形例的沿著旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸方向的上半部分的剖視圖。

具體實施方式

下面，使用附圖并按照各實施方式來對本發(fā)明所涉及的旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)進行說明。此外，在各實施方式中，對相同或相當(dāng)部分以相同標號示出，并省略重復(fù)說明。

實施方式1.

圖1是本發(fā)明實施方式1的旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的沿著旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸方向的剖視圖。

轉(zhuǎn)子5固定于旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸AX。轉(zhuǎn)軸AX通過軸承(省略圖示)以可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承在軸向的兩端側(cè)。定子1沿著轉(zhuǎn)子5的外周配置，由配置在整個外周的定子芯體1b、以及卷繞于定子芯體1b的定子線圈1a構(gòu)成。

定子框架2沿著定子芯體1b的整個外周面延伸，從外周面一側(cè)對定子芯體1b進行固定支承。定子框架2例如是利用薄板成形制成的鐵制的圓筒狀框架，具有沿著旋轉(zhuǎn)電機的徑向外側(cè)延伸的凸緣部2a。

電動機殼體7配置在定子框架2的整個外周。電動機殼體7是將定子框架2收納在內(nèi)的例如通過薄板成形制成的鐵制的圓筒狀殼體。電動機殼體7在與定子框架2的外周面之間形成作為冷卻用的制冷劑流路CC的空間。電動機殼體7相對于轉(zhuǎn)軸AX的軸向而言，其兩端側(cè)的直徑小于中央部分，并與定子框架2的外周面靠近或緊密接合。電動機殼體7的一個示例如圖1所示，相對于轉(zhuǎn)軸AX的軸向而言，具有在中央部分與定子框架2的外周面之間形成沿著定子框架2的外周延伸的制冷劑流路CC的凸形的流路部7b、以及在流路部7b的兩側(cè)與定子框架2接近或緊密接合的凸緣部7a。此外，電動機殼體7具有向制冷劑流路CC提供、或從其排出由冷卻水、油、冷卻材料等構(gòu)成的制冷劑的供給/排出口H1、H2。并且，通過使制冷劑通過制冷劑流路CC來對定子芯體1b進行冷卻。

另外，定子芯體1b例如通過壓入或熱壓配合保持在定子框架2內(nèi)。

電動機殼體7相對于轉(zhuǎn)軸AX的軸向的、兩端側(cè)的例如凸緣部7a的部分分別具有氣密性地在整個定子框架2的外周面上形成焊接3，以使得形成與定子框架2的外周面之間的氣密性得以確保的制冷劑流路CC。

另外，電動機殼體7并不一定要采用圖1所例示的由凸形的流路部7b及其兩側(cè)的凸緣部7a構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，只要由形成制冷劑流路CC的部分、以及用于確保制冷劑流路CC的氣密性且分別焊接在其兩側(cè)的定子框架2的整個外周面上的直徑較小的兩端部構(gòu)成即可。此外，電動機殼體7也可以是沿著外周形成有多個制冷劑流路CC的形狀。

此外，定子框架2、電動機殼體7的制造方法不限于薄板成形，也可以不由鐵材構(gòu)成。

若采用上述結(jié)構(gòu)的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)，則能獲得以下效果。

由于無需O形環(huán)等添加密封構(gòu)件，因此能降低材料費成本。

由于無需加工保持O形環(huán)的槽，因此無需用于確保氣密性的高精度的加工所需的槽成形加工費，能降低成本。

由于能采用較薄材質(zhì)的定子框架2、電動機殼體7，因此能進行薄板成形，能降低部件加工費，還能實現(xiàn)輕量化。

薄材質(zhì)的定子框架2會導(dǎo)致高剛性的減弱，壓入力降低，因此能降低定子框架2將定子芯體1b緊固的力，進而能減少定子鐵損。

實施方式2.

圖2是本發(fā)明實施方式2的旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的沿著旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸方向的上半部分的剖視圖。另外，下半部分的剖視圖基本上相對于轉(zhuǎn)軸AX與上半部分線對稱，因而從實施方式2開始示出上半部分的剖視圖。此外，省略了供給/排出口H1、H2的圖示。

圖2的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)是圖1的變形例，是使圖1的定子框架2的一端 為凸緣形狀、并使凸緣形狀部分與電動機殼體7的凸緣部分焊接密封(沿著整個一周焊接)的結(jié)構(gòu)。

即，定子框架2相對于轉(zhuǎn)軸AX的軸向，在兩側(cè)的一側(cè)端部具有向旋轉(zhuǎn)電機的徑向外側(cè)突出的凸緣部2a。電動機殼體7相對于轉(zhuǎn)軸AX的軸向，在與凸緣部2a相同一側(cè)的端部具有向徑向外側(cè)突出的凸緣部7a(圖2左側(cè)的凸緣部)。并且，凸緣部2a和凸緣部7a以接合面朝向轉(zhuǎn)軸AX的軸向的方式在整個一周形成焊接3。

若采用上述結(jié)構(gòu)的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)，則能獲得以下效果。

與圖1那樣電動機殼體7兩端的直徑小于中央部的情況相比，能利用沖壓加工等來制造，制造變得容易，能降低成本。

在圖1的結(jié)構(gòu)中，要求兩個部位的焊接部(例如凸緣部7a)的旋轉(zhuǎn)電機徑向的精度、以及各自在轉(zhuǎn)軸AX的軸向上的同軸度，但若采用圖2的結(jié)構(gòu)，則只要求一方的徑向精度，制造較為容易。即，向徑向外側(cè)突出的凸緣部7a和凸緣部2a能僅通過按壓凸緣部彼此來確保緊密接合性，之后進行焊接即可。

與圖1的結(jié)構(gòu)相比，定子框架2在周面上的焊接部分為其中一方即可，因此能擴大制冷劑流路CC，進而能提高冷卻效果。

實施方式3.

圖3是本發(fā)明實施方式3的旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的沿著旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸方向的上半部分的剖視圖。圖3的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)是圖1、圖2的變形例，采用使實施方式1、2中的電動機殼體7的一個端部為向徑向內(nèi)側(cè)延伸的延伸部7c、且為利用延伸部7c對軸承8進行保持的結(jié)構(gòu)。另外，要保持的部件不限于軸承，例如也可以是旋轉(zhuǎn)檢測器等。

即，在圖1的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的情況下，如圖3所示，電動機殼體7相對于轉(zhuǎn)軸AX的軸向在兩側(cè)的一個端部(凸緣部7a)上具有向徑向內(nèi)側(cè)延 伸的延伸部7c、以及設(shè)置在延伸部7c端的轉(zhuǎn)軸AX用的軸承部或旋轉(zhuǎn)檢測器8。

此外，在圖2的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的情況下，例如如圖6那樣，電動機殼體7在向徑向外側(cè)延伸的凸緣部7a的相反側(cè)的端部(凸緣部7a)末端具有向徑向內(nèi)側(cè)延伸的延伸部7c、以及設(shè)置在延伸部7c端的轉(zhuǎn)軸AX用的軸承部或旋轉(zhuǎn)檢測器8。

由此，電動機殼體7的功能不僅是冷卻，還能兼顧旋轉(zhuǎn)體的支承、旋轉(zhuǎn)檢測器的固定，能利用功能集成(部件統(tǒng)一化)來降低成本，實現(xiàn)輕量化。

實施方式4.

圖4是本發(fā)明實施方式4的旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的沿著旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸方向的上半部分的剖視圖。圖4的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)是圖3的變形例，使用圖3的電動機殼體7的延伸部7c，并利用作為固定構(gòu)件的例如螺釘10將延伸部7c固定于旋轉(zhuǎn)電機保持構(gòu)件9。

此外，在圖2的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的情況下，如圖6那樣，電動機殼體7的向徑向外側(cè)延伸的凸緣部7a的相反側(cè)的端部的延伸部7c通過螺釘10固定于旋轉(zhuǎn)電機保持構(gòu)件9。

另外，延伸部7c不限于向徑向內(nèi)側(cè)延伸，例如也可以如圖7所示那樣向徑向外側(cè)延伸。該情況下，延伸部7c通過螺釘10固定于旋轉(zhuǎn)電機保持構(gòu)件9，但也可以不設(shè)置軸承部或旋轉(zhuǎn)檢測器8。此外，即使在圖4、圖6的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的情況下，也可以不設(shè)置軸承部或旋轉(zhuǎn)檢測器8。

此外，向旋轉(zhuǎn)電機保持構(gòu)件9的固定不限于螺釘固定，也可以是釘子等其它固定件、粘接劑等。

由此，能對電動機殼體7的功能進一步附加旋轉(zhuǎn)電機的固定功能，能利用功能集成(部件統(tǒng)一化)來降低成本，實現(xiàn)輕量化。

實施方式5.

圖5是本發(fā)明實施方式5的旋轉(zhuǎn)電機的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)的沿著旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸方向的上半部分的剖視圖。在上述各實施方式中，利用整個一周焊接等具有氣密性的焊接將電動機殼體7固定于定子框架2。在圖5的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)中，利用壓入或熱壓配合將電動機殼體7固定于定子框架2，氣密性的確保通過對嵌合部的外端部涂布樹脂構(gòu)件11來進行。

或者，利用電阻焊接等不具有氣密性的焊接將電動機殼體7焊接于定子框架2，氣密性的確保通過對接合部的外端部涂布樹脂構(gòu)件11來進行。

另外，該情況下，電動機殼體7向定子框架2的固定不限于壓入或熱壓配合，也可以分別與整個一周焊接等具有氣密性的焊接一起使用。

若采用上述結(jié)構(gòu)的定子芯體冷卻結(jié)構(gòu)，則能獲得以下效果。

無需高精度且具有氣密性的焊接。若要確保氣密性，通常需要使用激光焊接等昂貴的焊接設(shè)備，但若采用上述結(jié)構(gòu)，則能通過電阻焊接、壓入、熱壓配合將電動機殼體7固定于定子框架2，因此能降低成本。

通過與具有氣密性的焊接一起使用，能作為具有氣密性焊接的備用措施，提高可靠性。

另外，本發(fā)明并不僅限于上述各實施方式所限定的內(nèi)容，當(dāng)然也包含上述各實施方式所有可能的組合。

標號說明

1 定子

1a 定子線圈

1b 定子芯體

2 定子框架

2a 凸緣部

3 焊接

5 轉(zhuǎn)子

7 電動機殼體

7a 凸緣部

7b 流路部

7c 延伸部

8 軸承/旋轉(zhuǎn)檢測器

9 旋轉(zhuǎn)電機保持構(gòu)件

10 螺釘(固定構(gòu)件)

11 樹脂構(gòu)件

AX 轉(zhuǎn)軸

CC 制冷劑流路

H1、H2 供給/排出口