旋转电机单元

技术领域

本发明涉及一种搭载于电动车辆等的旋转电机单元。

背景技术

以往，在电动车辆等中搭载有旋转电机单元。当诸如电动机和发电机等旋转电机因驱动而发热时，输出效率降低，因此，必须对其进行适当冷却。例如，专利文献1公开了一种旋转电机单元，其设置有配置在旋转电机上方的冷却油管，且从冷却油管向旋转电机滴下冷却油，从而冷却旋转电机。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2006-115650号公报

发明要解决的课题

然而，在专利文献1的旋转电机单元中，从轴向观察，从冷却油管滴下的大部分冷却介质在旋转轴上方沿着从定子铁芯向轴向外侧突出的线圈端部流动，而在旋转轴下方，冷却介质在重力作用的作用下不沿线圈端部流动而向正下方流落。因此，难以将冷却介质供给到旋转电机的旋转轴下方的部分。

发明内容

本发明提供了一种能够将更多的冷却介质供给到旋转电机的旋转轴下方的部分的旋转电机单元。

用于解决课题的方案

本发明涉及一种旋转电机单元，其具备：

旋转电机，其具有在水平方向上延伸的旋转轴；

旋转电机壳体，其具有用于收纳所述旋转电机的旋转电机收纳部；以及

冷却介质供给部，其收纳在所述旋转电机收纳部中并向所述旋转电机供给冷却介质，其中，

所述冷却介质供给部配置在所述旋转电机的所述旋转轴的上方且在与上下方向及轴向这双方正交的左右方向上与所述旋转电机重叠的位置，

从所述冷却介质供给部排出所述冷却介质以将所述冷却介质供给至所述旋转电机，

其中，

所述旋转电机壳体具有与所述旋转电机的轴向一端面对置的一端侧盖部，

在所述旋转电机的所述旋转轴的下方且在所述左右方向上与所述旋转电机重叠的位置，形成有从所述一端侧盖部向所述旋转电机沿轴向延伸的突出部，

在所述突出部的上下方向中央的下方形成有从所述左右方向观察在所述突出部的前端侧形成且沿轴向延伸的冷却介质流下表面、以及与所述冷却介质流下表面的基端侧端部相邻且在比所述冷却介质流下表面向上方凹陷的位置处沿轴向延伸的凹面，

所述突出部的所述冷却介质流下表面的轴向中央部配置为在轴向上与所述旋转电机重叠。

发明效果

根据本发明，从冷却介质流下表面的轴向中央部向下方流下的冷却介质被供给至旋转电机，因此，能够将更多的冷却介质供给到旋转电机的旋转轴下方的部分。

附图说明

图1是从前方观察本发明的一个实施方式的旋转电机单元的图。

图2是从右侧观察的本发明的一个实施方式的旋转电机单元的主要部分的剖视图。

图3是图2的突出部的周围的放大图。

附图标记说明：

1 旋转电机单元

10 旋转电机

50 旋转变压器(转速检测装置)

534D 下紧固部(转速检测装置的一部分)

60 旋转电机壳体

600 旋转电机收纳部

62 前表面盖(一端侧盖部)

71 冷却介质排出孔(冷却介质供给部)

80 突出部

81 冷却介质流下表面

81a 基端侧端部

81b 轴向中央部

82 凹面

CL 旋转轴

L1、L2 轴向宽度

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的旋转电机单元的一个实施方式进行说明。

如图1和图2所示，本实施方式的旋转电机单元1具备：旋转电机10，其具有沿水平方向延伸的旋转轴CL；旋转变压器50；旋转电机壳体60，其具有收纳旋转电机10和旋转变压器50的旋转电机收纳部600。

另外，在本说明书等中，轴向、径向、周向是指以旋转电机10的旋转轴CL为基准的方向。另外，在本说明书等中，为了使说明简单且明确，将轴向定义为前后方向，将与上下方向以及前后方向(轴向)双方正交的方向定义为左右方向，与搭载有旋转电机单元1的制品的前后方向等无关。即，例如，在旋转电机单元1搭载于车辆的情况下，旋转电机10的轴向可以与车辆的前后方向一致，也可以是车辆的左右方向，也可以是从车辆的前后方向以及左右方向倾斜的水平方向。在附图中，将旋转电机单元1的前方表示为Fr，将后方表示为Rr，将左侧表示为L，将右侧表示为R，将上方表示为U，将下方表示为D。

【旋转电机】

旋转电机10具备：旋转轴20；固定在旋转轴20的外周面上的大致圆环形状的转子30；以及配置成与转子30的外周面对置的定子40。

旋转轴20是旋转电机10的输入输出轴，并且在前后方向上水平地延伸。旋转轴20的前端部201收纳在旋转电机壳体60的旋转电机收纳部600中。旋转轴20的后端部202向旋转电机收纳部600的后方突出，并且与配置在旋转电机收纳部600的外部的传动轴90同轴地连结。

在旋转轴20的外周设置有沿径向扩大的大致圆环形状的凸缘21和旋转变压器转子固定部22。旋转变压器转子固定部22设置成从凸缘21的前侧端面向径向外侧突出。

转子30具备：转子铁芯31，其具有大致圆环形状，且在外周侧沿周向设置有与旋转轴CL平行的多个磁铁插入孔33；插入各磁铁插入孔33中的永磁体35；配置在转子铁芯31的轴向两端面上的前端侧端面板371和后端侧端面板372；以及套环39。

前端侧端面板371和后端侧端面板372均具有在径向上与转子铁芯31基本相同的大致圆环形状。在前端侧端面板371中，前侧面371a抵接在旋转轴20的凸缘21上，后侧面371b抵接在转子铁芯31的前端面31a上。前端侧端面板371规制插入到转子铁芯31的磁铁插入孔33中的永磁体35，使其不跑出到转子铁芯31的前方。后端侧端面板372的前侧面372a抵接在转子铁芯31的后端面31b上。后端侧端面板372规制插入到转子铁芯31的磁铁插入孔33中的永磁体35，使其不跑出到转子铁芯31的后方。

套环39与后端侧端面板372的后侧面372b抵接，并且固定到旋转轴20的外周面。此外，套环39向前方按压前端侧端面板371、转子铁芯31、和后端侧端面板372。由此，转子30夹持在旋转轴20的凸缘21和套环39之间，并在轴向上固定至旋转轴20。

定子40具备：定子铁芯41，其具有大致圆环形状，且在其内周面上具有以环形形状设置的多个齿部(未图示)；以及由缠绕在齿部上的多个U相、V相、和W相绕组组成的线圈42。线圈42穿过定子铁芯41的相邻的齿部间，并且具有从定子铁芯41的前端面41a向前方突出的前侧线圈端部421，以及从定子铁芯41的后端面41b向后方突出的后侧线圈端部422。

【旋转变压器】

旋转变压器50具备安装于旋转轴20的旋转变压器转子51和安装于旋转电机壳体60的旋转变压器定子52。在本实施方式中，旋转变压器50设置于旋转电机10的转子30及定子40的前方。

旋转变压器转子51由例如电磁钢的管状部件(电磁钢管)形成。电磁钢管是具有优异的磁特性的钢管。旋转变压器转子51形成有径向长度长的厚壁部51a和径向长度短的薄壁部51b。旋转变压器转子51通过例如压入的方式固定于旋转轴20的旋转变压器转子固定部22。

旋转变压器定子52具备：定子部53，其与旋转变压器转子51的径向外侧对置配置且具有以旋转轴CL为圆环中心的大致圆环形状；以及电信连接器部54，其从定子部53向径向外侧延伸并沿轴向向前方突出。在本实施方式中，电信连接器部54从定子部53向左下方延伸。

在定子部53的内周面具备以向径向内侧延伸的方式形成且在周向上呈环状配置的多个检测部531。在本实施方式中，沿着定子部53的内周面在周向上呈环状配置有十四个检测部531。在定子部53的内部，在各检测部531上配置有线圈(未图示)。

在定子部53的外周面上设置有多个紧固部534，它们以向径向外侧延伸的方式形成且形成有在中心轴方向上贯通的螺栓插通孔533。在本实施方式中，共形成有三个紧固部534，包括从定子部53的外周面朝下方向径向外侧延伸的下紧固部534D、朝左上方向径向外侧延伸的左上紧固部534L、以及朝右上方向径向外侧延伸的右上紧固部534R。下紧固部534D设置在旋转轴CL的下方且在左右方向上与旋转电机10重叠的位置。

在定子部53的外周面上设置有顶销部535，其形成为向径向外侧延伸并向前方突出。在本实施方式中，顶销部535具有向前方突出的销形状。此外，在本实施方式中，顶销部535与右上紧固部534R一体地形成。

电信连接器部54具备：从定子部53的外周面朝左下方向径向外侧延伸的延伸部541；以及从延伸部541向前方突出的外部连接部542。电信连接器部54与定子部53一体地形成。

电信连接器部54的延伸部541具备：从定子部53的外周面朝左下方向径向外侧延伸的第一延伸部541a；以及第二延伸部541b，其从第一延伸部541a的径向外侧端部沿轴向向前方延伸且在前表面形成有大致圆板形状的嵌合部541c。

电信连接器部54的外部连接部542形成为从第二延伸部541b的嵌合部541c的前表面向前方突出。外部连接部542向旋转电机壳体60的外部突出，并且通过将从旋转电机单元1的外部的控制单元等延伸的线束等连接至外部连接部542，从而经由端子部从旋转电机单元1的外部向配置于定子部53的内部的线圈供给电力。

例如，当向旋转电机10的定子40的线圈42供给电流时，转子30旋转，且随着转子30的旋转，旋转轴20及旋转变压器转子51旋转。

当旋转变压器转子51旋转时，旋转变压器转子51与旋转变压器定子52之间的间隙由于旋转变压器转子51的厚壁部51a及薄壁部51b而变化。当向旋转变压器定子52的线圈供给电流时，形成磁场，且随着旋转变压器转子51与旋转变压器定子52之间的间隙根据旋转变压器转子51的旋转而变化，磁通量随位置变化。通过由旋转变压器定子52的检测部531检测该磁通的变化，能够检测旋转轴20及转子30的转速、即旋转电机10的转速。

【旋转电机壳体】

旋转电机壳体60具有：主壳体61，其覆盖旋转电机10的外周面和后表面，形成旋转电机收纳部600的外周面和后表面，并且前表面开口；以及前表面盖62，其与旋转电机10的前表面对置，覆盖旋转电机10的前表面，形成旋转电机收纳部600的前表面，并封闭主壳体61的开口的前表面。前表面盖62通过紧固螺栓63固定到主壳体61。

前表面盖62设置有第一轴承631。第一轴承631轴支撑旋转轴20的前端。

在前表面盖62上与旋转变压器定子52的嵌合部541c的前方对置的位置处设置有在前后方向上贯通并且能够嵌合旋转变压器定子52的嵌合部541c的嵌合孔(未图示)。在前表面盖62上与旋转变压器定子52的顶销部535的前方对置的位置处设置有具有从前表面盖62向后方突出的大致圆筒的形状并且能够将顶销部535插入其中的顶销收纳部(未图示)。通过将旋转变压器定子52的顶销部535插入到顶销收纳部中并将旋转变压器定子52的嵌合部541c与嵌合孔嵌合，相对于前表面盖62定位旋转变压器定子52。

前表面盖62上设置有紧固凸台部64，其设置为与旋转变压器定子52的紧固部534的前方对置，具有从前表面盖62向后方突出的大致圆筒形状，并在内周面形成有螺纹槽。因此，在与旋转变压器定子52的下紧固部534D的前方对置的位置上设置的下紧固凸台部64D设置在旋转轴CL的下方且在左右方向上与旋转电机10重叠的位置。

通过将紧固螺栓65插入设置于旋转变压器定子52的各个紧固部534中的螺栓插通孔533并紧固到设置在前表面盖62上的紧固凸台部64，旋转变压器定子52被安装并固定到前表面盖62。

第二轴承632设置在主壳体61的旋转电机收纳部600的后表面。第二轴承632轴支撑旋转轴20的后端部。

如上所述，旋转电机10的旋转轴20由旋转电机壳体60的第一轴承631和第二轴承632以旋转自如的状态轴支撑。因此，固定在旋转轴20上的旋转电机10的转子30和旋转变压器50的旋转变压器转子51也与旋转轴20一起以旋转自如的状态被收纳在旋转电机壳体60中。

【冷却介质供给管】

旋转电机收纳部600设置有向旋转电机10供给冷却介质的冷却介质供给管70。在旋转电机10的旋转轴CL的上方且在左右方向上与旋转电机10重叠的位置，从轴向观察，在旋转电机10的旋转轴CL的左侧及右侧设置有一对冷却介质供给管70。一对冷却介质供给管70均从旋转电机收纳部600的前表面到后表面与旋转轴CL平行地延伸。

在一对冷却介质供给管70中，在轴向上与旋转电机10重叠的位置处设置有冷却介质排出孔71。从未图示的冷却介质供给装置向一对冷却介质供给管70供给ATF(AutomaticTransmission Fluid)等冷却介质。从冷却介质供给装置供给到冷却介质供给管70的冷却介质从冷却介质排出孔71排出(包括滴下、喷射)并被供给至旋转电机10以对旋转电机10进行冷却。

在本实施方式中，冷却介质排出孔71具有：在轴向上设置在与旋转电机10的前侧线圈端部421重叠的位置的前侧冷却介质排出孔711；以及在轴向上设置在与旋转电机10的后侧线圈端部422重叠的位置的后侧冷却介质排出孔712。向冷却介质供给管70供给并从前侧冷却介质排出孔711排出的冷却介质被供给至旋转电机10的前侧线圈端部421以对前侧线圈端部421进行冷却。向冷却介质供给管70供给并从后侧冷却介质排出孔712排出的冷却介质被供给至旋转电机10的后侧线圈端部422以对后侧线圈端部422进行冷却。

从冷却介质排出孔71排出的冷却介质的大部分沿着前侧线圈端部421和后侧线圈端部422在左右方向上向外侧流动。并且，冷却介质当到达位于前侧线圈端部421及后侧线圈端部422的上下方向中央部的左端部及右端部时，从前侧线圈端部421及后侧线圈端部422分离，并在重力的作用下向正下方流下。因此，从冷却介质排出孔71排出且沿着前侧线圈端部421和后侧线圈端部422在左右方向上向外侧流动的冷却介质的大部分无法供给至旋转轴CL下方的前侧线圈端部421和后侧线圈端部422。

另一方面，从冷却介质排出孔71排出的冷却介质的一部分穿过前侧线圈端部421和后侧线圈端部422，并流向旋转轴20、转子30的前端面、以及旋转变压器转子51。流向旋转轴20、转子30的前端面、以及旋转变压器转子51的冷却介质因旋转轴20、转子30、以及旋转变压器转子51的旋转等在旋转电机壳体60的旋转电机收纳部600的内部飞散，并顺着前表面盖62和旋转变压器定子52向下方流动。

【突出部】

如图3所示，在旋转电机10的旋转轴CL的下方且在左右方向上与旋转电机10重叠的位置，从旋转电机壳体60的前表面盖62向后方突出的下紧固凸台部64D以及固定至下紧固凸台部64D的旋转变压器定子52的下紧固部534D形成从前表面盖62向旋转电机10沿轴向延伸的突出部80。

在突出部80的上下方向中央的下方，从左右方向观察，形成有：冷却介质流下表面81，其形成于突出部80的前端侧且沿轴向延伸；以及凹面82，其与冷却介质流下表面81的基端侧端部81a相邻，且在比冷却介质流下表面81向上方凹陷的位置处沿轴向延伸。

在本实施方式中，突出部80的冷却介质流下表面81由旋转变压器定子52的下紧固部534D的外周面534b形成。突出部80的凹面82由从旋转电机壳体60的前表面盖62向后方突出的下紧固凸台部64D的外周面64a形成。更具体地，在突出部80的上下方向中央的下方，从轴向观察，旋转变压器定子52的下紧固部534D的外周面534b位于下紧固凸台部64D的外周面64a的外侧。因此，旋转变压器定子52的下紧固部534D的下端部比下紧固凸台部64D的外周面64a向下方突出。

另外，突出部80的冷却介质流下表面81，即旋转变压器定子52的下紧固部534D的外周面534b配置为使轴向中央部81b与旋转电机10的前侧线圈端部421在轴向上重叠。

由此，从冷却介质排出孔71排出的冷却介质的一部分因旋转轴20、转子30、以及旋转变压器转子51的旋转等在旋转电机壳体60的旋转电机收纳部600的内部飞散，顺着前表面盖62和旋转变压器定子52向突出部80流动，并从突出部80向下方流下。另外，在突出部80的上下方向中央的下方，从左右方向观察，形成有冷却介质流下表面81以及在比冷却介质流下表面81向上方凹陷的位置处沿轴向延伸的凹面82，因此，从突出部80向下方流动的冷却介质主要从冷却介质流下表面81的轴向中央部81b向下方流下。而且，突出部80的冷却介质流下表面81配置为使轴向中央部81b与旋转电机10的前侧线圈端部421在轴向上重叠，因此，从冷却介质流下表面81的轴向中央部81b向下方流下的冷却介质被供给到旋转电机10的前侧线圈端部421。由此，能够将更多的冷却介质供给到旋转电机10的旋转轴CL下方的部分，从而能够提高旋转电机10的冷却效率。

此外，突出部80的凹面82的轴向宽度L1，即下紧固凸台部64D的轴向长度等于或大于突出部80的冷却介质流下表面81的轴向宽度L2，即旋转变压器定子52的下紧固部534D的轴向厚度。

在突出部80的凹面82的轴向宽度小的情况下，顺着前表面盖62流到突出部80的冷却介质没有从凹面82流到冷却介质流下表面81，而是从凹面82向下方流下，顺着旋转变压器定子52流到突出部80的冷却介质从冷却介质流下表面81流向凹面82，并从凹面82向下方流下。因此，在突出部80的凹面82的轴向宽度小的情况下，顺着前表面盖62或旋转变压器定子52流到突出部80的冷却介质从凹面82向下方流下，而不是从冷却介质流下表面81向下方流下。在本实施方式中，突出部80的凹面82的轴向宽度L1等于或大于冷却介质流下表面81的轴向宽度L2，因此，顺着前表面盖62流到突出部80的大部分冷却介质从凹面82流到冷却介质流下表面81，抑制顺着旋转变压器定子52流到突出部80的冷却介质从冷却介质流下表面81向凹面82流入这一情况。由此，能够抑制流向突出部80的冷却介质向凹面82的流动，并且能够使更多的冷却介质从冷却介质流下表面81流下。

这样，从旋转电机壳体60的前表面盖62向后方突出的下紧固凸台部64D以及固定至下紧固凸台部64D的旋转变压器定子52的下紧固部534D形成突出部80，旋转变压器定子52的下紧固部534D的外周面534b形成突出部80的冷却介质流下表面81，由此能够在不增加部件数量的情况下向旋转电机10的旋转轴CL下方的部分供给更多的冷却介质。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方式，而是能够适当地进行变形、改良等。

例如，在本实施方式中，突出部80由从旋转电机壳体60的前表面盖62向后方突出的下紧固凸台部64D以及固定至下紧固凸台部64D的旋转变压器定子52的下紧固部534D形成，但也可以相对于下紧固凸台部64D以及下紧固部534D另行设置具有冷却介质流下表面81以及凹面82的突出部80。

此外，例如，在本实施方式中，突出部80的凹面82由在旋转变压器定子52的下紧固部534D上方沿轴向延伸的下紧固凸台部64D的外周面64a形成，但也可以在下紧固凸台部64D的外周面64a的前端侧设置在外周面64a的上方沿轴向延伸的台阶面，并将该台阶面作为突出部80的凹面82。此时，台阶面的轴向宽度优选地等于或大于冷却介质流下表面81的轴向宽度L2。

此外，例如，在本实施方式中，旋转电机壳体60具有：主壳体61，其覆盖旋转电机10的外周面和后表面，形成旋转电机收纳部600的外周面和后表面，并且前表面开口；以及前表面盖62，其与旋转电机10的前表面对置，覆盖旋转电机10的前表面，形成旋转电机收纳部600的前表面，并封闭主壳体61的开口的前表面，但也可以不具有主壳体61和前表面盖62，旋转电机壳体60可以是构成旋转电机收纳部600的前表面、后表面、以及外周面的任意的部件。例如，旋转电机壳体60也可以具有构成旋转电机收纳部600的前表面和外周面的主壳体，以及构成旋转电机收纳部600的后表面的后表面盖。

此外，本说明书中至少记载了以下事项。需要说明的是，在括号内，示出了在上述的实施方式中对应的组成要素等，但并不限于此。

(1)一种旋转电机单元(旋转电机单元1)，其具备：

旋转电机(旋转电机10)，其具有在水平方向上延伸的旋转轴(旋转轴CL)；

旋转电机壳体(旋转电机壳体60)，其具有用于收纳所述旋转电机的旋转电机收纳部(旋转电机收纳部600)；以及

冷却介质供给部(冷却介质排出孔71)，其收纳在所述旋转电机收纳部中并向所述旋转电机供给冷却介质，其中，

所述冷却介质供给部配置在所述旋转电机的所述旋转轴的上方且在与上下方向及轴向这双方正交的左右方向上与所述旋转电机重叠的位置，

从所述冷却介质供给部排出所述冷却介质以将所述冷却介质供给至所述旋转电机，

其中，

所述旋转电机壳体具有与所述旋转电机的轴向一端面(前表面)对置的一端侧盖部(前表面盖62)，

在所述旋转电机的所述旋转轴的下方且在所述左右方向上与所述旋转电机重叠的位置，形成有从所述一端侧盖部向所述旋转电机沿轴向延伸的突出部(突出部80)，

在所述突出部的上下方向中央的下方形成有从所述左右方向观察在所述突出部的前端侧形成且沿轴向延伸的冷却介质流下表面(冷却介质流下表面81)、以及与所述冷却介质流下表面的基端侧端部(基端侧端部81a)相邻且在比所述冷却介质流下表面向上方凹陷的位置处沿轴向延伸的凹面(凹面82)，

所述突出部的所述冷却介质流下表面的轴向中央部(轴向中央部81b)配置为在轴向上与所述旋转电机重叠。

根据(1)，在旋转电机壳体中，在旋转电机的旋转轴的下方且在左右方向上与旋转电机重叠的位置设置有从一端侧盖部向旋转电机沿轴向延伸的突出部，因此，在旋转电机壳体的旋转电机收纳部的内部飞散的冷却介质的一部分流向突出部，并从突出部向下方流下。另外，在突出部的上下方向中央的下方形成有从左右方向观察在突出部的前端侧形成且沿轴向延伸的冷却介质流下表面、以及与冷却介质流下表面的基端侧端部相邻且在比冷却介质流下表面向上方凹陷的位置处沿轴向延伸的凹面，因此，从突出部向下方流下的冷却介质主要从冷却介质流下表面的轴向中央部向下方流下。而且，突出部的冷却介质流下表面的轴向中央部配置为在轴向上与旋转电机重叠，因此，从冷却介质流下表面的轴向中央部向下方流下的冷却介质被供给到旋转电机。由此，能够将更多的冷却介质供给到旋转电机的旋转轴下方的部分，从而能够提高旋转电机的冷却效率。

(2)根据(1)所述的旋转电机单元，其中，

所述凹面的轴向宽度(轴向宽度L1)等于或大于所述冷却介质流下表面的轴向宽度(轴向宽度L2)。

根据(2)，凹面的轴向宽度等于或大于冷却介质流下表面的轴向宽度，因此，能够抑制流到突出部的冷却介质向凹面的流动，并且能够使更多的冷却介质从冷却介质流下表面流下。

(3)根据(1)或(2)所述的旋转电机单元，其中，

所述旋转电机壳体上安装有用于检测所述旋转电机转速的转速检测装置(旋转变压器50)，

所述突出部的所述冷却介质流下表面是所述转速检测装置的一部分(下紧固部534D)。

根据(3)，突出部的冷却介质流下表面是转速检测装置的一部分，因此，能够在不增加部件数量的情况下向旋转电机的旋转轴下方的部分供给更多的冷却介质。