旋转电机以及旋转电机的制造方法与流程

1.本发明涉及一种旋转电机。


背景技术：

2.汽车所使用的设备要求小型化以及高输出化，在旋转电机中，为了冷却因电流量的增加而在定子导体中产生的热，通过冷却液进行冷却。
3.作为本技术领域的背景技术，有以下的现有技术。在专利文献1(日本专利特开2009-247085号)中记载了一种旋转电机，该旋转电机具有定子、隔着规定的间隙能够旋转地保持在定子的内部的转子，冷却液通路位于定子的外周，通过托架在周向上形成为带状，冷却液通路具有边界壁、隔着边界壁设置在一方的冷却液导入口以及设置在其另一方的冷却液排出口，以边界壁与冷却液排出口的距离变得比边界壁与冷却液导入口的距离小的方式形成边界壁(参照摘要)。
4.在专利文献2(日本特开2009-247085号)中记载了一种马达用壳体，其在圆筒形的马达用壳体主体的内部具有环状的冷却流路，在该环状的冷却流路上设置在马达用壳体主体的外周部开口的开口部，将堵塞该开口部的盖构件固定在马达用壳体主体上，在该盖构件的内表面上设置分割环状的冷却流路的边界部，隔着该边界部设置与环状的冷却流路连通的冷却液的供水口和排水口(参照摘要)。现有技术文献专利文献
5.专利文献1：日本专利特开2009-247085号公报专利文献2：日本专利特开2017-118668号公报


技术实现要素：

发明要解决的问题
6.但是，在专利文献1所记载的旋转电机中，由于通过压铸等铸造将边界壁一体成型在中央托架上，因此在被中央托架和后托架夹持而形成的冷却液流路中存在密封性低的问题。另外，在专利文献2所记载的马达用壳体中，由于是组装时边界部容易脱落的构造，因此存在组装性差的问题。
7.因此，本发明的目的在于提供一种在冷却液流路中密封性高，且组装性好的边界壁(密封构件)。解决问题的技术手段
8.如果表示本技术中公开的发明的代表性一例，则如下所述。即，一种旋转电机，其具备：卷绕有绕组的定子铁芯、支承所述定子铁芯的定子框架、配设在所述定子框架的外侧且在与所述定子框架之间形成流路空间的壳体以及配置在所述定子框架与所述壳体之间的密封构件，所述密封构件具有：与所述壳体以及所述定子框架接触的基座部、从所述基座部突出并插装于所述壳体的安装部的凸部，所述凸部具有：形成有突起部的第1凸部和没有
形成所述突起部的第2凸部，所述安装部由收容所述突起部的第1凹部和收容所述凸部的第2凹部构成。发明的效果
9.根据本发明，能够提供在冷却液流路中具有高密封性且组装性好的密封构件。通过以下的实施例的说明，能够明确上述以外的课题、构成以及效果。
附图说明
10.图1是本发明的一实施例的旋转电机的立体图。图2是表示旋转电机的整体构成的分解立体图。图3是将后壳体拆下后的状态的旋转电机的主视图。图4是图3的a部的放大图。图5是表示密封构件的形状的图。图6是密封构件的主视图。图7是安装有密封构件的前壳体的立体图。图8是表示密封构件的安装顺序的图。
具体实施方式
11.以下，参照附图说明本发明的实施例。
12.图1是本发明的一实施例的旋转电机100的立体图，图2是表示旋转电机100的整体构成的分解立体图，图3是将壳体11和转子4拆下后的状态的旋转电机100的主视图，图4是图3的a部的放大图。
13.旋转电机100具有轴向的一端开口的容器型的前壳体12和堵塞其开口部的后壳体11。冷却液导入口111和冷却液排出口112隔开距离地设置在前壳体12的轴向后部。前壳体12和后壳体11通过多个螺栓固定。冷却液流路15在定子3(最外周的定子框架34)和前壳体12之间在旋转电机100的周向上形成为带状。
14.如图2、图3所示，前壳体12和定子框架34为圆筒形状。通过o形环16、密封构件131等防止漏水部件将定子框架34从轴向安装到前壳体12上，从而形成冷却液流路15。前壳体12具有用于安装密封构件131的凹部123，并以位于冷却液导入口111与冷却液排出口112之间的冷却液流路15的方式固定密封构件131。
15.如图3、图4所示，冷却液流路15设置在前壳体12与定子框架34之间，通过o型环16与外界隔离，由密封构件131分隔导入侧和排出侧。密封构件131为了容易变形，由弹性材料(例如epdm)形成，并压缩配置在前壳体12与定子框架34之间。
16.在前壳体12的内侧安装有定子3。在定子3的内侧能够旋转地保持有转子4。
17.定子3由设置在层叠电磁钢板而成的定子铁芯上的多个齿通过线圈架隔开而卷装定子线圈构成，在定子铁芯的外侧安装有定子框架34。旋转电机100进行动作，当在定子线圈中流过电流时，定子线圈因铜损而发热。由于定子线圈在定子3内密集，因此由铜损引起的热滞留，温度容易变高。因此，通过在设置于定子框架34的外周的冷却液流路15中流动的冷却液，来冷却定子3。
18.转子4具有插入于设置在层叠电磁钢板而成的转子芯上的多个槽中的多个磁铁。
转子芯通过热压配合或压入来与轴(省略图示)紧固。轴经由设置在后壳体11以及前壳体12上的轴承能够旋转地被轴支承，并从前壳体12突出的部分输出动力。
19.这样的构成的旋转电机100例如设置在车辆(省略图示)的发动机室内，经由带或齿轮传递驱动力。另外，通过3相的电源电缆与逆变器等控制装置连接，控制其动作(驱动、发电)。
20.图5是表示实施例1的密封构件131的形状的图，图6是密封构件131的主视图，图7是前壳体12的安装密封构件131的部分的立体图。
21.实施例1的密封构件131具有插入于前壳体12的第2凹部123b的凸部132和与定子框架34的外侧面接触的基部133。
22.在凸部132的两侧面(左侧面以及右侧面)分别设有突起部136a、136b。突起部136a、136在周向上设置在密封构件131的一部分上，在设置有突起部136a、136b的部分(第1凸部132a)与没有设置的部分(第2凸部132b)之间形成由突起部136a、136b形成的高低差。突起部136a、136b的轴向的长度可以是5mm左右。突起部136a、136b插入于图7所示的前壳体12的第1凹部123a中，限制密封构件131的轴向的移动。
23.如图7所示，在前壳体12上设置有供密封构件131的凸部132插入的第2凹部123b、和供突起部136a、136b插入的第1凹部123a。为了抑制用于切削前壳体12而形成第2凹部123b的立铣刀的破损、磨损，第2凹部123b优选深度50mm、半径7mm左右。另外，为了抑制用于切削前壳体12而形成第1凹部123a的立铣刀的破损、磨损，第1凹部123a优选深度5mm、半径1.5mm左右。
24.如图5、图6所示，凸部132和突起部136a、136b可以由曲面形成。凸部132和突起部136a、136b由曲面形成，由此，应力不会向角部集中，在将密封构件131安装到前壳体12上时能够均等变形，能够抑制因应力的集中而引起的变形、破损。例如，在突起部136a、136b的截面为边的长度不同的长方形的情况下，应力集中于各角部，施加于边的面压根据边的长度而不同，弹性密封件应变，密封性可能会降低。为了抑制这种变形，凸部132以及突起部136a、136b由曲面形成。因此，当密封构件131被压缩时，凸部132按压前壳体12的面压变得均匀，从而能够提供具有良好密封性的密封构件131。
25.基座部133具有从正面观察设置在凸部132的左侧的基座第1部133a和设置在右侧的基座第2部133b，并形成为左右扩展的形状。基座第1部133a和基座第2部133b具有从基座部133向定子框架34侧突出的突出部133c。突出部133c的高度相对于基座部133的高度小，在本实施例中约为10分之1。另外，基座部133具有由突出部133c、基座第1部133a和基座第2部133b构成的空间形成部134。沿着空间形成部134形成有第1空间部135a和第2空间部135b，该第1空间部135a沿着定子框架34，在定子框架34与密封构件131之间形成空间，该第2空间部135b在密封构件131的中央部形成向凸部132的方向突出的空间。另外，第1空间部135a以及第2空间部135b是任意的构成，也可以不设置第1空间部135a以及第2空间部135b的双方或一方。
26.在将定子框架34装入到前壳体12时，密封构件131的突出部133c与定子框架34接触，被前壳体12和定子框架34压缩。被定子框架34压缩的突出部133c的体积的一部分压缩基座第1部133a和基座第2部133b，空间形成部134的体积的一部分被推出向定子框架34侧。被推出的空间形成部134与定子框架34接触。
27.在本构造中，由于定子框架34压缩密封构件131的面积是面向定子框架34的密封构件131的一部分，因此能够抑制压缩密封构件131的载荷，并且密封构件131与定子框架34接触的面积成为面向定子框架34的密封构件131的大致整个面，能够确保定子框架34与密封构件131之间的密封性。因此，确保分离来自冷却液导入口111的流路和通往冷却液排出口112的流路的密封性，并且一边压缩密封构件131，一边将定子框架34从轴向装入到前壳体12上时的摩擦力可以很小，因此组装作业性良好。
28.前壳体12和定子框架34具有制造上的公差。因此，密封构件131的压缩量根据前壳体12与定子框架34的组合而不同。在压缩量大的情况下，不仅是突出部133c，空间形成部134也被压缩。当空间形成部134被压缩时，空间形成部134的体积的一部分向第2空间部135b方向扩展，第2空间部135b的空间体积变小。因此，在前壳体12与定子框架34之间压缩密封构件131的空间形成部134而产生的反作用力被缓和，因此能够确保与来自冷却液导入口111的流路与通往冷却液排出口112的流路之间的密封性相关的密封构件131和定子框架34的接触面积，并且能够降低将定子框架34装入到前壳体12上时的摩擦力。
29.在本实施例中，不仅能够降低将定子框架34插入到前壳体12时的摩擦力，而且还能够抑制由密封构件131的压缩反作用力引起的向定子框架34的径向载荷，因此容易确保前壳体12和定子框架34组装时的同轴精度。由于前壳体12支承转子4，所以本构成有助于定子3和转子4的同轴精度的提高。
30.由于基座部133具有设置在凸部132的右侧的基座第1部133a和设置在左侧的基座第2部133b，因此密封构件131由三点支承，因此能够使施加在密封构件131上的压缩载荷均等，容易确保密封性。另外，通过使压缩载荷均等化，密封构件131的压缩反作用力容易从前壳体12的中心轴与径向在同一线上对准，在将定子框架34装入到前壳体12上时，容易使前壳体12和定子框架34的同轴对准，组装作业性好。
31.图8是表示密封构件131的安装顺序的图。
32.在第1工序中，首先，将突起部136a、136b从轴向插入到第1凹部123a，将凸部132的上部(第1凸部132a)安装在前壳体12上。由此，突起部136a、136b的端面与第1凹部123a的端面接触，确定密封构件131相对于前壳体12的轴向的位置。
33.接着，在第2工序中，将凸部132的下部(第2凸部132b)从径向插入到第2凹部123b。
34.如以上说明的那样，本发明的实施例的密封构件131具有与前壳体12以及定子框架34接触的基座部133、和从基座部133突出并插装于前壳体12的安装部(凹部123)的凸部132，凸部132具有形成有突起部136a、136b的第1凸部132a、和没有形成突起部136a、136b的第2凸部132b，安装部(凹部123)由收容突起部136a、136b的第1凹部123a和收容凸部132的第2凹部123b构成，因此能够抑制旋转电机组装时的密封构件131的变形，能够抑制在冷却液流路中密封性的降低。即，由于密封构件131通过突起部136a、136b与第1凹部123a卡合，因此在将定子框架34插入到前壳体12时，能够抑制密封构件131的脱落、变形。
35.在本实施例中，将突出部136a、136b设置在凸部132的两侧，从而抑制将定子框架34插入到前壳体12时的密封构件131脱落、变形。然而，即使在两侧没有设置突起部136a、136b的一侧的一个部位，也能够抑制将定子框架34插入到前壳体12时的密封构件131的脱落、变形。
36.另外，凸部132由相互大致平行的左侧面和右侧面、和将所述左侧面和右侧面在上
部连接的曲面构成，突起部136a、136b从所述大致平行的面分别向外侧突出，所以不存在锐角的角部，不能形成密封构件131的表面压力局部低的部位，因此能够提高密封性。
37.另外，本发明的实施例的旋转电机的制造方法具有：第1工序，将突起部136a、136b从轴向插入到第1凹部123a，将第1凸部132a收容在安装部(凹部123)中；以及第2工序，将第2凸部132b从径向插入到第2凹部123b，因此，在第1工序中，密封构件131通过突起部136a、136b与第1凹部123a卡合，由此限制密封构件131的轴向的移动，在第2工序中，在将密封构件131安装到前壳体12上时，密封构件131不在轴向上移动，确定密封构件131的安装位置。进一步地，当将定子框架34插入到前壳体12中时，密封构件131不会在轴向上移动，而能够抑制密封构件131的脱落、变形。
38.另外，本发明不限于上述的实施例，包含在所附的权利要求书的主旨内的各种变形例以及等同的构成。例如，上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而进行的详细说明，本发明并不限定于具备所说明的全部构成。另外，也可以将某一个实施例的构成的一部分置换为其他实施例的构成。另外，也可以在某一个实施例的构成中添加其他实施例的构成。另外，对于各实施例的构成的一部分，也可以进行其他构成的追加、删除、置换。
39.例如，定子框架34和后壳体11也可以一体化，定子3不依赖于绕组构造(例如集中卷绕或分布卷绕)。
40.《本说明书中公开的发明的其他方式》在本说明书中公开的发明中，作为权利要求书所记载的以外的本发明的观点的代表有以下内容。
41.(1)一种旋转电机，其具备：定子铁芯，其卷绕有绕组；定子框架，其支承所述定子铁芯；壳体，其配设在所述定子框架的外侧，并在所述壳体与所述定子框架之间形成流路空间；以及密封构件，其配置在所述定子框架与所述壳体之间，所述壳体具有安装有所述密封构件的安装部，所述密封构件具有与所述壳体以及所述定子框架接触的基座部和从所述基座部突出并插装于所述壳体的所述安装部的装载部。
42.(2)根据(1)所记载的旋转电机，所述基座部在与所述定子框架相对的位置具有空间形成部，该空间形成部能够通过所述定子框架以及所述壳体的按压使下表面形状变形。
43.(3)根据(2)所记载的旋转电机，所述空间形成部形成能够通过所述定子框架以及所述壳体的按压而缩小的空间。
44.(4)根据(3)所记载的旋转电机，所述基座部具有设置在所述装载部的左侧的基座第1部和设置在右侧的基座第2部。
45.(5)根据(4)所记载的旋转电机，所述空间形成部形成设置在所述基座第1部与所述基座第2部之间的第1空间部。
46.(6)根据(5)所记载的旋转电机，所述空间形成部在其下表面侧形成第1空间部，形成从所述第1空间部向所述装载部的方向突出的第2空间部。符号说明
47.3定子、4转子、11后壳体、12前壳体、15冷却液流路、16o型环、34定子框架、100旋转电机、111冷却液导入口、112冷却液排出口、123凹部、123a第1凹部、123b第2凹部、131密封构件、132凸部、132a第1凸部、132b第2凸部、133基座部、133a基座第1部、133b基座第2部、133c突出部、134空间形成部、135a第1空间部、135b第2空间部、136a以及136b突起部。