旋转电机的冷却构造制造技术

有效地冷却具有使用矩形线的扁立线圈的旋转电机。在齿（１２０１８）上卷绕矩形线而形成了扁立线圈。为了对方形的齿（１２０１８）卷绕矩形线，具有决定扁立线圈相对于齿（１２０１８）的相对位置的支撑部（１２０１３）。使冷却液在冷却水通路（１２０１２）中流动，所述冷却水通路（１２０１２）在由矩形线形成并通过支撑部（１２０１３）而被定位了的扁立线圈与齿之间形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及安装在车辆上的旋转电机的构造，特别是涉及具有使用矩形线形成的扁立线圈(edgewise coil)的旋转电机的冷却构造。
技术介绍
公知一旦旋转电机运行，则线圈的导线会发热而温度上升，如果不对该导线充分地进行冷却，则会导致旋转电机的输出下降或者导线的耐久性降低。作为这样的旋转电机的定子的绕线，有时使用矩形线来形成扁立线圈。如果使用该矩形线，则与通常的圆形线相比，线圈截面积增大，因此通过直流电阻的减小和频率特性的改善等，能够实现小型化、高性能化。另一方面，矩形线具有弯曲时的曲率半径大、与旋转电机的定子(铁心)的齿之间的空隙大的倾向。即，当这样的矩形线已卷绕在覆盖铁心的绝缘部件的截面为四边形的卷绕部上时，难以将导线准确地卷绕成四边形，无法避免导线仅与四边形的顶点部接触而从直线部浮起并在此产生间隙的问题。因此，由于间隙会作为隔热空间而发挥作用，因而导线的热量难以经由绝缘部件传递至铁心，即使对铁心进行冷却，导线的冷却性也会进一步恶化。鉴于这样的问题，日本专利文献特开2004-343877号公报(专利文献1)公开了能够通过简单的构造来有效地冷却旋转电机的线圈导线的旋转电机的线圈。该旋转电机的线圈是在覆盖铁心周围的绝缘部件的卷绕部上重叠卷绕多层导线的旋转电机的线圈，其特征是通过形成在绝缘部件上的流路向形成在绝缘部件的卷绕部与导线之间的间隙中填充了导热性部件。根据该旋转电机的线圈，由于通过形成在绝缘部件上的流路向形成在-->覆盖铁心周围的绝缘部件的卷绕部与卷绕在其上的导线之间的间隙中填充了导热性部件，因此能够通过经由导热性部件和绝缘部件将导线的热量传递至铁心来有效地进行散热并冷却导线。并且，由于不需要冷媒和使其循环的泵等，因此能够降低成本。
技术实现思路
但是，上述专利文献1所公开的旋转电机的线圈只是更多地将线圈(导线)的热量传递给铁心来间接地进行冷却而不是积极地冷却线圈自身。这样，有时可能无法充分地冷却矩形线。本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种旋转电机的冷却构造，该冷却构造能够有效地冷却具有使用矩形线的扁立线圈的旋转电机。第一专利技术的旋转电机的冷却构造是用于冷却具有多个线圈的旋转电机的构造，所述多个线圈通过在覆盖铁心的周围的绝缘部件上重叠卷绕多层矩形线而形成。该冷却构造包括在各个线圈中由于矩形线的卷绕的曲率半径大而形成的、绝缘部件与矩形线之间的间隙和用于供应在间隙中流动的冷媒的供应单元。在第一专利技术中，根据旋转电机的极数形成了多个线圈，该线圈通过在覆盖铁心的周围的绝缘部件上重叠卷绕多层矩形线而形成。对于在覆盖方形的铁心(齿)的周围的绝缘材料上无间隙地卷绕矩形线来说，由于矩形线的卷绕的曲率半径大，因此难以将截面为四边形的矩形线无间隙地卷绕成四边形，无论如何在绝缘部件与矩形线之间都会形成间隙。供应单元向该间隙中供应冷媒，该间隙为冷媒的通路。由于向间隙中供应冷媒而不是如以往那样将导热部件组装到间隙中来间接地提高冷却效率，因此能够直接冷却铁心。结果，能够提供一种旋转电机的冷却构造，该旋转电机的冷却构造能够有效地冷却具有使用矩形线的(扁立)线圈的旋转电机。在第二专利技术的旋转电机的冷却构造中，除了第一专利技术的结构以外，冷媒从一个线圈向其他的线圈流动。根据第二专利技术，例如在旋转电机的旋转轴为水平的情况下，冷却液被-->供应给最上部的定子线圈，冷媒由于重力而向下一个相邻的线圈流动。通过该过程接连不断地进行，能够冷却多个线圈。第三专利技术的旋转电机的冷却构造除了第一或第二专利技术的结构以外，还包括使间隙的截面积减小的绝缘材料。根据第三专利技术，由于间隙的截面积变小，因此冷媒(这里为液体)的流速上升。因此，进一步促进了热交换，因而提高了冷却效率。在第四专利技术的旋转电机的冷却构造中，除了第一或第二专利技术的结构以外，供应单元包括：管道，向与间隙相连通的孔部供应冷媒；以及泵，使冷媒在管道中流动。根据第四专利技术，通过泵向旋转电机的线圈的间隙中供应冷却液或者向散热器供应吸收了热量的冷却液，由此能够有效地冷却旋转电机。附图说明图1是包括本专利技术的实施方式的电动发电机的混合动力车辆整体的控制框图；图2是表示动力分配机构的图；图3是混合动力车辆的冷却系统的整体构成图；图4是本专利技术的实施方式的电动发电机的截面图；图5是本专利技术的实施方式的电动发电机的立体图；图6是与图5相对应的局部放大图；图7是与图6相对应的截面图；图8是本专利技术的实施方式的电动发电机(带冷却管)的侧面图；图9是与图8相对应的、具有冷却管的电动发电机的立体图；图10A是表示冷却水的流动方式的图(第一图)，是从电动发电机140的上方观察定子线圈端12010的图；图10B是图10A中的XB-XB截面图；图11A是表示冷却水的流动方式的图(第二图)，是从电动发电机140的上方观察定子线圈端12010的图；图11B是图11A中的XIB-XIB截面图；-->图12是本专利技术的实施方式的变形例的电动发电机的局部截面立体图。具体实施方式以下，参照附图来说明本专利技术的实施方式。在以下的说明中，对同一部件标注相同的标号。它们的名称和功能也相同。因此，不重复对它们的详细的说明。另外，在附图之间，有时纵横的尺寸比率等不同，这表示本专利技术并非仅适用于限定为特定尺寸比的电动发电机。参照图1来说明包括电动发电机的混合动力车辆整体的控制框图，所述电动发电机具有本专利技术的实施方式的冷却构造。另外，本专利技术不限于图1所示的混合动力车辆。在本专利技术中，作为动力源的、例如汽油发动机等内燃机(以下作为发动机来进行说明)是使车辆行驶的驱动源、并且是发电机的驱动源即可。并且，可以是驱动源为发动机和电动发电机并能够通过电动发电机的动力来行驶的车辆(无论是否停止发动机)，也可以是安装有行驶用蓄电池的其他方式的混合动力车辆(不限于所谓的串联式或并联式等的混合动力车辆，但是限于在系统起动后能够进行EV行驶的车辆)。该蓄电池为镍氢电池或锂离子电池等，对其种类没有特殊的限制。另外，也可以代替蓄电池而使用电容器。并且，具有本专利技术的实施方式的冷却构造的电动发电机还可以应用于不具有发动机的电动车辆。混合动力车辆包括发动机120和电动发电机(MG)140。以下，为了便于说明，将电动发电机140表示为电动发电机140A(或MG(2)140A)和电动发电机140B(或MG(1)140B)，根据混合动力车辆的行驶状态，电动发电机140A作为发电机发挥功能，或者电动发电机140B作为电动机发挥功能。在该电动发电机作为发电机发挥功能的情况下，进行再生制动。当电动发电机作为发电机发挥功能时，车辆的运动能量被转换为电能，车辆减速。混合动力车辆除此之外还包括：减速器180，将由发动机120或电动发电机140产生的动力传递给驱动轮160，或者将驱动轮160的驱动传递给发动机120或电动发电机140；动力分配机构(例如后述的行星齿轮机-->构)200，将由发动机120产生的动力分配给驱动轮160和电动发电机140B(MG(1)140B)这两个路径；行驶用蓄电池220，充入用于驱动电动发电机140的电力；逆变器240，在行驶用蓄电池220的直流与电动发电机140A(MG(2)140A)和电动发电机140B(MG(1)140B)的交流之间进行转换的同时进行电流控制；蓄电池控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机的冷却构造，具有多个线圈（１２０４０），所述多个线圈（１２０４０）通过在覆盖铁心（１２０００）的周围的绝缘部件（１２０２１）上重叠卷绕多层矩形线（１２０５０）而形成，　在各个所述线圈中，在所述绝缘部件（１２０２１）与所述矩 形线（１２０５０）之间形成有间隙，并且，　所述冷却构造具有供应部（１２０１２），所述供应部（１２０１２）用于供应在所述间隙中流动的冷却介质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-6-13 156352/20071.一种旋转电机的冷却构造，具有多个线圈(12040)，所述多个线圈(12040)通过在覆盖铁心(12000)的周围的绝缘部件(12021)上重叠卷绕多层矩形线(12050)而形成，在各个所述线圈中，在所述绝缘部件(12021)与所述矩形线(12050)之间形成有间隙，并且，所述冷却构造具有供应部(12012)，所述供应部(12012...

【专利技术属性】
技术研发人员：园原知香，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]