密闭型旋转电机

摘要

本发明的密闭型旋转电机无需复杂的加工就能确保散热功能。密闭型旋转电机包括具有转轴和转子铁心的转子、具有定子铁心和定子线圈的定子、框架、以及外部冷却结构体(110)。外部冷却结构体(110)包括：冷却部盖板，该冷却部盖板与框架隔开间隔并相对地进行配置，覆盖框架的筒状部分，并与框架一起形成密闭空间(118)；以及分隔构件(112)，该分隔构件(112)连接在冷却部盖板内表面与框架的外表面之间，对密闭空间(118)内进行划分从而形成冷却材料的流路。此外，形成有来自外部的冷却材料的注入部(115)，且在流路出口形成有将冷却材料排出到外部的排出部(116)。

权利要求

1.一种密闭型旋转电机，其特征在于，包括：

转子，该转子具有转轴和转子铁心，其中，所述转轴沿轴向延伸，所述转子铁心设置于所述转轴的径向外侧；

定子，该定子具有定子铁心和定子线圈，其中，所述定子铁心设置于所述转子铁心的径向外侧且由铁心用钢板层叠而成，所述定子线圈铺设在形成于所述定子铁心的槽内；

框架，该框架收纳所述定子及所述转子铁心并呈筒状延伸；以及外部冷却结构体，该外部冷却结构体设置于所述框架的径向外侧，并从外部对所述框架进行冷却，所述外部冷却结构体包括：

冷却部盖板，该冷却部盖板与所述框架隔开间隔并相对地进行配置，覆盖所述框架的筒状部分，并与所述框架一起形成密闭空间；以及分隔构件，该分隔构件连接在所述冷却部盖板的内表面与所述框架的外表面之间，对所述密闭空间内进行划分从而形成冷却材料的流路，所述密闭型旋转电机形成有来自外部的冷却材料的注入部，且在所述流路的出口形成有将冷却材料排出到外部的排出部。

2.如权利要求1所述的密闭型旋转电机，其特征在于，所述分隔构件包括轴向分隔板，该轴向分隔板朝向轴向且沿周向互相隔开间隔，对该轴向分隔板进行设置，使得流动方向为轴向且交替反转。

3.如权利要求1所述的密闭型旋转电机，其特征在于，所述分隔构件朝向轴向且彼此沿周向隔开间隔，朝向列方向且呈列状地设置有多个第一短隔板，以使得流动方向为轴向且交替反转，并且，所述分隔构件包括第二短隔板，该第二短隔板相对于所述列方向有倾斜，所述第一短隔板与所述第二短隔板交替排列。

4.如权利要求1所述的密闭型旋转电机，其特征在于，所述分隔构件包括螺旋分隔板，对该螺旋分隔板进行配置，使得沿轴向呈螺旋式前进。

5.如权利要求1所述的密闭型旋转电机，其特征在于，所述分隔构件包括：

划分隔板，该划分隔板将所述密闭空间分割成两个区域并沿轴向配置；以及周向分隔板，该周向分隔板分别在所述两个区域中朝向轴向并在周向上彼此隔开间隔，对该周向分隔板进行配置，使得流动方向为轴向且交替反转，所述注入部以及所述排出部独立地形成在各个区间中。

说明书

密闭型旋转电机

技术领域

[0001] 本发明涉及密闭型的旋转电机。

背景技术

[0002] 在旋转电机的定子线圈中流过与旋转电机的输出相对应的电流。由于有电流流过，从而会因焦耳热产生铜损。在定子线圈的导体之间、或者定子线圈的导体与定子铁心、支承部等结构物之间设有用于防止短路的绝缘物。

[0003] 对于与温度条件相对应的各个绝缘等级，绝缘物的材料都不同。为了确保绝缘物有足够的绝缘作用，定子的冷却也较为重要。

[0004] 作为从外部对密闭型旋转电机的定子进行冷却的技术，已知有在框架的板厚内设置冷却用孔的例子(专利文献1)。此外，还已知在框架的内表面设置供冷却用介质通过的槽的技术(专利文献2)。现有技术文献
专利文献

[0005] 专利文献1：日本专利第3690920号公报专利文献2：日本实用新型登记第2513586号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

[0006] 对于在框架上设置冷却用孔的技术、以及在框架上设置供冷却用介质通过的槽的技术，都需要对框架进行加工，因此从经济性来看并不优选。此外，从确保足够的导热面积的观点来看，也并不能认为充分确保。

[0007] 为此，本发明的目的在于，对于密闭型旋转电机，无需复杂的加工就能确保散热功能。用于解决问题的技术方案

[0008] 为了实现上述目的，本发明所涉及的密闭型旋转电机的特征在于，包括：转子，该转子具有转轴和转子铁心，其中，所述转轴沿轴向延伸，所述转子铁心设置于所述转轴的径向外侧；定子，该定子具有定子铁心和定子线圈，其中，所述定子铁心设置于所述转子铁心的径向外侧且由铁心用钢板层叠而成，所述定子线圈铺设在形成于所述定子铁心的槽内；框架，该框架收纳所述定子及所述转子铁心并呈筒状延伸；以及外部冷却结构体，该外部冷却结构体设置于所述框架的径向外侧，并从外部对所述框架进行冷却，所述外部冷却结构体包括：冷却部盖板，该冷却部盖板与所述框架隔开间隔并相对地进行配置，覆盖所述框架的筒状部分，并与所述框架一起形成密闭空间；以及分隔构件，该分隔构件连接在所述冷却部盖板的内表面与所述框架的外表面之间，对所述密闭空间内进行划分从而形成冷却材料的流路，所述密闭型旋转电机形成有来自外部的冷却材料的注入部，且在所述流路的出口形成有将冷却材料排出到外部的排出部。
发明效果

[0009] 根据本发明，对于密闭型旋转电机，无需复杂的加工就能确保散热功能。

附图说明

[0010] 图1是表示实施方式1所涉及的密闭型旋转电机的结构的主视剖视图。图2是实施方式1所涉及的密闭型旋转电机的侧视图。
图3是实施方式1的密闭型旋转电机的外部冷却结构体的周向展开图。
图4是实施方式2所涉及的密闭型旋转电机的侧视图。
图5是实施方式2的密闭型旋转电机的外部冷却结构体的周向展开图。
图6是实施方式3所涉及的密闭型旋转电机的侧视图。
图7是实施方式3的密闭型旋转电机的外部冷却结构体的周向展开图。
图8是实施方式4所涉及的密闭型旋转电机的侧视图。
图9是实施方式4的密闭型旋转电机的外部冷却结构体的周向展开图。

具体实施方式

[0011] 以下，参照附图对本发明的实施方式所涉及的密闭型旋转电机进行说明。此处，对互相相同或类似的部分标注共通的标号，并省略重复说明。

[0012] [实施方式1]图1是表示实施方式1所涉及的密闭型旋转电机的结构的主视剖视图。密闭型旋转电机
200具有转子10、定子20、框架31、轴承40、以及外部冷却结构体110。

[0013] 转子10具有两端被可旋转地支承的转轴11、以及固定于转轴11的径向外侧的圆筒形的转子铁心12。定子20具有圆筒状的定子铁心21以及定子线圈22，该定子铁心21静止固定在转子铁心12的径向外侧并与转子铁心12相对，该定子线圈22铺设在未图示的槽中，所述槽形成于定子铁心21的内侧表面附近，彼此平行且沿周向隔开间隔地进行排列，并沿轴向延伸。

[0014] 框架31呈筒状并沿轴向延伸，对定子20及转子铁心12进行收纳，并对定子20进行静态支承。轴承40被固定支承于框架31，并以可旋转方式对转轴11进行支承。

[0015] 框架31的径向外侧设有外部冷却结构体110。主要由定子线圈22所产生的焦耳热会通过热传导而转移到框架31。框架内部的热量会通过框架31与冷却用气体间的热传导而转移到框架31。由此，转移到框架31的热量被安装在框架31上的外部冷却结构体110去除。

[0016] 图2是本实施方式所涉及的密闭型旋转电机的侧视图。图3是外部冷却结构体的周向的展开图。外部冷却结构体110具有冷却部盖板111、轴向隔板112、注入部115、以及排出部116。

[0017] 冷却部盖板111隔开间隔地设置在框架31的筒状面的径向外侧，以与筒状的面相对。冷却部盖板111在轴向上大致具有框架31的长度，在周向上几乎铺设在整个四周。然而，端子台150安装于框架31的外表面，从铺设冷却部盖板111的范围到设置端子台150的部分除外。

[0018] 冷却部盖板111的侧面与框架31之间设有未图示的侧板。框架31、冷却部盖板111以及侧板形成密闭空间118。侧板通过焊接等安装到框架31上。

[0019] 在冷却部盖板111的周向的一个端部与冷却部盖板111的周向的另一个端部之间的位置上将注入部115以及排出部116安装到框架31。另外，图2中示出了注入部115以及排出部116安装于框架31上部的例子，但并不限于此。可以是周向上任意部位。

[0020] 注入部115与注入管115b相连。注入部115为盒状，通过未图示的连通口与密闭空间118气密性连通。排出部116为盒状，通过未图示的连通口与密闭空间118气密性连通。

[0021] 因此，从注入管115b注入的冷却介质经由注入部115流入密闭空间118。还从密闭空间118经由排出部116从排出管116b排出。

[0022] 密闭空间118为大致环状的空间。这里，虽然大致接近整个四周，但并非整个四周，并不包含设置注入部115以及排出部116的部分的周向角度区域，该部分分别在与框架31垂直的方向上具有隔板。若在周向上展开，则密闭空间118大致为长方体形状。在周向的端部形成有与注入部115的连通口、以及与排出部116的连通口。密闭空间118内利用作为形成冷却材料流路的分隔件的多个轴向分隔板112来形成流路。多个轴向分隔板112朝着轴向彼此在周向上隔开间隔地进行排列。对彼此相邻的轴向分隔板112进行设置，使得流动方向为轴向，且交替反转。

[0023] 另外，注入部115和排出部116的位置也可以互为相反，流动方向与图3相反。

[0024] 对具有以上结构的本实施方式所涉及的密闭型旋转电机200的作用进行说明。在密闭型旋转电机200运行过程中，以由定子线圈22所产生的焦耳热为代表而在框架31的内部所产生的热通过经由框架31内的支承结构物等的热传导，或通过框架31内部的热传导，从而转移到框架31。

[0025] 转移到框架31的热量通过框架31与在密闭空间118内流动的冷却介质之间的热传递从而转移到冷却介质。此外，转移到框架31的一部分热量通过热传导转移到通过焊接等固定于框架31的各个轴向分隔板112。转移到轴向分隔板112的热量通过轴向分隔板112与在密闭空间118内流动的冷却介质的热传递从而转移到冷却介质。由此，作为传递到冷却介质的导热面积，不仅包括框架31的表面积，还包括形态与其不同的轴向分隔板112两个面的表面积。也就是说，散热能力相应得到提高。

[0026] 此外，由于密闭空间118内部的冷却介质的流动方向为轴向，且彼此交替在相反方向上变化，因此能抑制被冷却侧的框架31内的冷却气体在轴向上产生温度分布，能使框架31内的温度均匀。

[0027] 如上所述，根据本实施方式，对于密闭型旋转电机200，无需复杂的加工就能确保散热功能。

[0028] [实施方式2]本实施方式是实施方式1的变形。在本实施方式2中，在密闭空间118内部形成冷却材料流路的分隔构件与实施方式1不同。图4是实施方式2所涉及的密闭型旋转电机的侧视图，但如图4所示，本实施方式2的外形与实施方式1相同。

[0029] 图5是实施方式2的密闭型旋转电机的外部冷却结构体的周向展开图。外部冷却结构体120的流路的结构与实施方式1同样，流动方向为轴向且形成为交替反转。作为分隔构件包含多个第一短隔板122以及多个第二短隔板123。即，配置多个第一短隔板122以及多个第二短隔板123来代替实施方式1中的各个轴向分隔板112。

[0030] 多个第一短隔板122以长边方向为流动方向，并朝向列方向进行设置。此外，多个第二短隔板123与第一短隔板122交替排列地进行配置，且相对于列方向有倾斜。

[0031] 在具有以上结构的本实施方式所涉及的密闭型旋转电机中，分隔构件两面的表面积大致为多个第一短隔板122两面的表面积与多个第二短隔板123两面的表面积的总和，因此导热面积得以增加。

[0032] 此外，由于密闭空间118内的流动紊乱，因此分隔构件的各个部分上，冷却介质的流速增加，雷诺数增加。雷诺数的增加使得热传导率增加。

[0033] 如上所述，导热面积以及热传导率增加使得冷却能力增加。

[0034] [实施方式3]本实施方式是实施方式1的变形。图6是实施方式3所涉及的密闭型旋转电机的侧视图。
本实施方式3中，冷却器盖板131设置在整个四周上除注入部115以及排出部116以外的部分。

[0035] 图7是实施方式3的密闭型旋转电机的外部冷却结构体的周向展开图。本实施方式中，作为外部冷却结构体130的分隔部件，设置了螺旋分隔板133。螺旋分隔板133与轴向垂直并沿着周向倾斜，即呈螺旋状地进行安装。本实施方式中，冷却介质的流路是仅为一个方向的流路。即，从注入部115流入密闭空间118的冷却介质在不改变流动方向的情况下在密闭空间118内沿着周向前进，并从排出部116排出。

[0036] 在如上述那样形成的本实施方式中，由于密闭空间118内的流路上没有方向转换、扩大、缩小，因此压力损耗较低，能降低冷却介质的循环系统的动力。

[0037] [实施方式4]本实施方式与实施方式1相比，流动方向并非轴向，而是与轴垂直的方向。此外，不同点还在于形成了密闭空间149a以及密闭空间149b这两个密闭空间。图8是实施方式4所涉及的密闭型旋转电机的侧视图。分别设置了盒状的注入部145和排出部146、以及注入部147和排出部148这两组。此外，分别与注入部145和排出部146、以及注入部147和排出部148相连的配管也设置了注入管145b和排出管146b、以及注入管147b和排出管148b。

[0038] 图9是实施方式4的密闭型旋转电机的外部冷却结构体的周向展开图。外部冷却结构体140具有划分隔板142以及周向隔板143作为密闭空间内的分隔构件。

[0039] 划分隔板142沿着与轴垂直的方向进行设置，划分出密闭空间149a和密闭空间149b。密闭空间149a内以及密闭空间149b内分别利用周向隔板143形成流路。流路是与轴垂直的方向，彼此相邻的流路是方向相反的流路。

[0040] 在具有上述结构的本实施方式中，流路的方向与轴垂直，且方向交替反转，由此能使周向上的温度分布均匀。此外，通过在轴向上进行分割，能使轴向上的温度分布均匀。

[0041] [其它实施方式]以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为示例而呈现，而并非要对发明范围进行限定。例如，对于外部冷却机构，示出了在与框架的外表面相接的部位上通过焊接等固接于框架的情况，但并不限于此。例如，外部冷却机构也可以构成为能从框架拆下。此外，也可以对各实施方式的特征进行组合。

[0042] 另外，上述实施方式可以以其它各种形式来实施，在不脱离本发明思想的范围内，能进行各种省略、替换、变更。

[0043] 上述实施方式及其变形均包含在本发明的范围、本发明思想内，并包含在本专利申请权利要求所记载的发明及与其等同的范围内。标号说明

[0044] 10      转子11      转轴
12      转子铁心
20      定子
21      定子铁心
22      定子线圈
31      框架
40      轴承
110     外部冷却结构体
111     冷却部盖板
112     轴向分隔板(分隔构件)
115     注入部
115b    注入管
116     排出部
116b    排出管
118     密闭空间
120     外部冷却结构体
122     第一短隔板(分隔构件)
123     第二短隔板(分隔构件)
130     外部冷却结构体
131     冷却器盖板
133     螺旋分隔板(分隔构件)
140     外部冷却结构体
142     划分隔板(分隔构件)
143     周向分隔板(分隔构件)
145     注入部
145b    注入管
146     排出部
146b    排出管
147     注入部
147b    注入管
148     排出部
148b    排出管
149a、149b  密闭空间
150     端子台
200     密闭型旋转电机