专利名称：电动机冷却结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动机冷却结构，特别涉及冷却包括置于线圈端部与电动机壳体之间
的线圈端罩的电动机的冷却结构。
背景技术：
通常，冷却电动机的冷却结构是公知的(例如，日本专利申请公报No. 2006-1977 72 (JP-A-2006-197772))。在冷却结构中，通过泵将冷却剂经过流体通路提供给电动机的线 圈。根据此冷却结构，冷却剂的循环吸收了由电动机产生的热量，并由此冷却电动机。
在JP-A-2006-197772中描述的冷却结构中，可以通过增加电动机的线圈端部与 冷却剂之间的接触面积来改善电动机的冷却效率。在仅通过在流体通路中循环冷却剂来冷 却电动机的结构中，由电动机产生的热量被冷却剂吸收并且释放到外部。但是，没有其他的 用于释放热量的路径。具体地，因为在线圈端部的外围的空气起到了绝热体的作用，所以将 热量从线圈端部传递到电动机壳体的路径可能不足以充分地冷却电动机。
发明内容
本发明提供了一种电动机冷却结构，其中进一步改善了冷却效率。
本发明的第一方面是冷却电动机的冷却结构，该电动机包括置于线圈端部与电动 机壳体之间的线圈端部罩。在线圈端部罩与线圈端部或电动机壳体之间设置了微小缝隙， 冷却流体泄漏到微小缝隙中。 在本发明的该方面，冷却流体泄漏到形成在线圈端部罩与线圈端部或电动机壳体 之间的微小缝隙中。当冷却流体泄漏到微小缝隙中并且流动时，冷却流体取代了存在于微 小缝隙中的空气，其中空气起到绝热体的作用。如果冷却流体存在于微小缝隙中，相对于空 气存在于微小缝隙的情况增加了线圈端部与冷却流体之间的接触面积，因此由线圈端部发 射的热量可以容易地传递给电动机壳体。因此，根据本发明，可以将由电动机产生的热量有 效地释放到外侧。 在上述电动机冷却结构中，线圈端部罩不一定要连接到线圈端部或者电动机壳 体，而是可以夹在线圈端部与电动机壳体之间。 根据本发明的这个方面，微小缝隙既形成在线圈端部与线圈端部罩之间，也形成 在线圈端部罩与电动机壳体之间，因此冷却流体可以泄漏到微小缝隙中。因此，根据该方 面，由电动机产生的热量可以被有效地释放到外侧。同样，线圈端部罩也不连接到线圈端部 或者电动机壳体，因此，组装过程更简单，并且线圈端部自身或者电动机壳体自身或者线圈 端部罩自身不需要被精确地形成。因此，根据本方面，电动机组装被简化并且可以以更低成 本生产冷却结构。 在上述电动机冷却结构中，也可以接受将流体通路形成在线圈端部罩与线圈端部 或者电动机壳体之间，并且使得在流体通路中流动的冷却流体的一部分泄漏到微小缝隙 中。
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根据本发明的这个方面，可以通过在流体通路中流动的冷却流体将从线圈端部发
射的热量释放到外侧。与此同时，可以通过已经泄漏到微小缝隙中的冷却流体将热量进一 步释放到外侧。因此，根据本发明，可以有效地将由电动机产生的热量释放到外侧。 在上述电动机冷却结构中，流体通路可以沿着线圈端部形成为环形形状并且形成
为多个。 根据本发明的这个方面，由电动机产生的热量可以被容易地释放到外侧，由此使 线圈端部的表面温度均衡。 在上述电动机冷却结构中，流体通路可以形成为使得在流体通路中流动的冷却流 体被弓I导到电动机支承轴承。 根据本发明的这个方面，提供给流体通路的冷却流体可以被引导到电动机支承轴
承，因此通过用于吸收由电动机产生的热量的冷却流体润滑电动机支承轴承。 此外，在上述电动机冷却系统中，线圈端部罩可以由绝缘构件构成，该绝缘构件具
有特定值或者更大的热传导率。 根据本发明的这个方面，在以更高效率释放由电动机产生的热量的同时，可以将 电动机线圈与电动机壳体可靠地绝缘。 根据本发明，可以进一步改善释放由电动机产生的热量的冷却效率。
通过参照附图，本发明的上述和其他特征和优点将会从示例实施例的以下说明变
得更清楚，其中相似的附图标记用来表示相似的原件，其中 图1为包括根据本发明的实施例的冷却结构的电动机的截面图； 图2为根据本发明的电动机的分解立体图；以及 图3为包括在根据本发明的电动机冷却结构内的流体通路的立体图。
具体实施例方式
图1图示了电动机12的截面图，其包括根据本发明的实施例的冷却结构10。图2 图示了电动机12的分解立体图。图3图示了包括在电动机12的冷却结构10内的流体通 路的立体图。举例来说，电动机12是产生用于驱动车轮的驱动力的装置。
在本实施例中，电动机12包括转子14和定子16。转子14和定子16被容纳在金 属电动机壳体18内。容纳转子14和定子16的内部空间形成在电动机壳体18内。当转子 14和定子16被容纳在电动机壳体18的内部空间中时，从外侧(图1中的左侧)将圆盘形 的电动机壳体罩20用螺栓固定在电动机壳体18上。转子14固定到转子轴26的外围，转 子轴26通过电动机支承轴承22和24支撑到电动机壳体18和电动机壳体罩20上。转子 14与转子轴26整体地旋转。 定子16形成为与内部的转子14相适应的圆筒的形状。定子16的内壁和转子14 的外壁布置为在径向上分开确定距离并且由间隙分隔开。定子16在设置在圆筒的外壁上 的突起部上连接到电动机壳体18。定子16包括定子铁芯和缠绕到定子铁芯上的线圈30。 线圈30由涂有磁漆的电线构成或者由树脂成型，并且由定子铁芯支撑。
定子16的线圈30的轴向端部(线圈端部)30a和30b由线圈端部罩32a和32b
4从外侧覆盖。线圈端部罩32a和32b基本形成为环形形状，以覆盖沿圆周排列起来的所有 的线圈端部30a和30b。具体地，线圈端部罩32a和32b成形以从轴向外侧和径向外侧覆盖 线圈端部30a和30b。线圈端部罩32a和32b由绝缘构件构成，绝缘构件具有比空气的热传 导率高的热传导率。 在将电动机壳体罩20用螺栓固定到电动机壳体18上之后，线圈端部罩32a和32b 被置于定子16的线圈端部30a与电动机壳体18之间或者线圈端部30b与电动机壳体罩20 之间。但是，线圈端部罩32a和32b没有被螺栓固定或者由粘合剂固定到线圈端部30a和 30b上、电动机壳体上或者电动机壳体罩20上。线圈端部罩32a和32b夹在线圈端部30a 与电动机壳体18之间或者线圈端部30b与电动机壳体罩20之间。 由于这个原因，形成了微小缝隙P和Q，其中微小缝隙P形成在线圈端部罩32a与 电动机壳体18之间或者线圈端部罩32a与线圈端部30a之间，而微小缝隙Q形成在线圈端 部罩32b与电动机壳体罩20之间或者线圈端部罩32b与线圈端部30b之间。微小缝隙P和 Q可以连接到流体通路34、36和38并且其尺寸制作成能允许毛细运动。在通路34、36和 38中流动的冷却剂(冷却流体)的一部分从通路34、36和38汲取到微小缝隙P和Q中。
电动机12包括冷却结构10。冷却结构10包括将冷却流体引导到电动机12的线 圈端部30a和30b的流体通路34、36和38。流体通路34、36和38由形成在线圈端部罩32a 和32b的一个表面上(具体而言，轴向内侧的表面上以及径向内侧的凸缘表面上)的凹槽 构成。流体通路34、36和38是由线圈端部30a和30b的外壁和线圈端部罩32a和32b的 凹槽所包围的空间形成的通路。流体通路34、36和38形成在线圈端部30a和30b与线圈 端部罩32a和32b之间。流体通路34、36和38基本为环形形状，以便于和沿圆周排列的所 有线圈端部30a和30b —同将电动机的转子轴26作为中心。 流体通路34、36和38的上游侧连接到单连通通路40。泵42连接到连通通路40。 储液器通过吸入口 44和过滤器46连接到泵42，其中在储液器中收集冷却剂。泵42将冷却 流体从储液器中汲取出来并通过高压将冷却流体经过连通通路40提供给流体通路34、36 和38。冷却流体通常是油，其用于吸收由电动机12所产生的热量的并且也润滑电动机。
流体通路34、36和38的下游侧连接到上述储液器。流动通过流体通路34、36和 38的冷却流体从出口排出，之后返回储液器。 冷却被加热的冷却流体的冷却器可以布置在例如流体通路34、36和38的下游侧 与储液器之间。在这种情况下，来自流体通路34、36和38的冷却流体通过出口排出，并且 由冷却器冷却，之后返回储液器。 分支通路48连接到流体通路34、36和38 (具体而言，连接到它们的一部分；或者 在本实施例中，连接到流体通路34)。分支通路48构造为使得其出口朝向电动机支承轴承 22开口 。将一部分从储液器引导到流体通路34、36和38的冷却流体提供给分支通路48。 提供给分支通路48的冷却流体穿过分支通路48，之后提供给电动机支承轴承22(参照图1 中图示的箭头)。提供给电动机支承轴承22的冷却流体在润滑电动机支承轴承22之后通 过重力下落，之后返回到储液器。 在电动机12的冷却结构10中，储液器中收集的冷却流体通过泵42泵起(pump up)，并且经过过滤器46和吸入口 44，之后排出到泵42下游侧上的连通通路40。将排出到 连通通路40的冷却流体提供给流体通路34、36和38。在流经基本为环形形状的通路34、
536和38时以及与电动机12的线圈端部30a和30b接触时，提供给流体通路34、36和38的 大部分冷却流体吸收由电动机12产生的热量。到达流体通路34、36和38的出口的冷却流 体被排出并返回储液器。因此，在本实施例中，储液器中的冷却流体循环通过流体通路34、 36和38，并且冷却电动机12。 流体通路34、36和38被形成为使得在通路34、36和38中流动的冷却流体被部分 地引导到电动机支承轴承22，并连接到分支通路48。在这种结构中，将从连通通路40提供 给流体通路34、36和38的冷却剂的一部分提供给分支通路48。提供给分支通路48的冷却 流体提供给电动机支承轴承22。提供给电动机支承轴承22的冷却流体之后返回储液器。 因此，在本实施例中，储液器中的冷却流体被弓I导到电动机支承轴承22，来润滑电动机支承 轴承22。 根据此结构，没有必要与流体通路34、36和38分离地设置将润滑油从储液器引导 出来以润滑电动机支承轴承22的专用通路。即，从存储器引导到流体通路34、36和38的冷 却流体部分地用于冷却电动机12，而其余的冷却流体用于润滑电动机支承轴承22。因此， 没有必要分离地建立将流体从储液器中引导出来的构造，并且通过使用用于吸收由电动机 12所产生的热量的冷却流体来润滑电动机支承轴承22。因此，根据本发明，可以容易地实 现将冷却流体引导到电动机12以及将润滑油引导到电动机支承轴承22的构造。
在上述电动机12的冷却结构10中，流体通路34、36和38形成在线圈端部30a和 30b与线圈端部罩32a和32b之间。其形成是通过将线圈端部罩32a和32b成型为使得构 成流体通路34、36、38的凹槽形成在表面上来实现的。由于这个原因，不需要为了形成流体 通路34、36和38而将凹槽等形成在电动机壳体18和电动机壳体罩20的表面上。如果凹 槽形成在置于线圈端部30a和30b与电动机壳体18或者电动机壳体罩20之间并且从外侧 覆盖线圈端部30a和30b的线圈端部罩32a和32b的表面上，就足够了 。根据本实施例，可 以通过使线圈端部罩32a和32b成型来简单地构成流体通路34、36和38。
如上所述，线圈端部罩32a和32b由绝缘构件构成。根据本实施例，如果线圈30 的涂有磁漆的电线或者树脂成型的树脂破损，可以防止线圈30与金属电动机壳体18和电 动机壳体罩20之间的短路。因此，可以更可靠地使线圈30与电动机壳体18和电动机壳体 罩20保持绝缘。 在本实施例的电动机12的冷却结构10中，线圈端部罩32a和32b分别夹在线圈端 部30a与电动机壳体18之间以及线圈端部30b与电动机壳体罩20之间。因此，微小缝隙P 可以形成在线圈端部罩32a与电动机壳体18之间或者线圈端部罩32a与线圈端部30a之 间，而微小缝隙Q可以形成在线圈端部罩32b与电动机壳体罩20之间或者线圈端部罩32b 与线圈端部30b之间。 这些微小缝隙P和Q连接到流体通路34、36和38，其中冷却流体被引入流体通路 34、36和38中。因此，在流体通路34、36和38中流动的冷却流体轻微地泄露，并且一部分 被引导到微小缝隙P和Q。 在这种情况下，冷却流体进入微小缝隙P和Q，并且由此从微小缝隙P和Q中取代 空气，其中空气作为绝热体存在于微小缝隙P和Q中。因此，由电动机12产生的热量不保 留在微小缝隙P和Q内，而是释放到外侧。在上述情况下，进入微小缝隙P和Q的冷却流体保留在微小缝隙P和Q中，使得由电动机12产生的热量按照以下顺序传递从线圈端部30a或30b到冷却流体、到线圈端部 罩32a或32b、到冷却流体、到电动机壳体18或者到电动机壳体罩20。线圈端部罩32a和 32b具有高于空气的热传导率。因此，由电动机12产生的热量容易地传递通过冷却流体和 线圈端部罩32a和32b，到达电动机壳体18和电动机壳体罩20。 此外，如果冷却流体保留在微小缝隙P和Q中，相比于其中冷却流体不保留的构造 来说，增加了线圈端部30a和30b与冷却流体之间的接触面积。因此，由电动机12产生的 热量变得更易于传递到电动机壳体18和电动机壳体罩20，并且使线圈端部30a和30b的表 面温度更加均衡。 根据本实施例的冷却结构10，由电动机12产生的热量充分地释放到外侧，并且进 一步地改善了冷却电动机12的效率。 如上所述，在本实施例中，为了改善冷却电动机12的效率，微小缝隙P可以形成在 线圈端部罩32a与电动机壳体18之间或者线圈端部罩32a与线圈端部30a之间，微小缝隙 Q可以形成在线圈端部罩32b与电动机壳体罩20之间或者线圈端部罩32b与线圈端部30b 之间。通过将线圈端部罩32a和32b夹在线圈端部30a和30b、电动机壳体18以及电动机 壳体罩20之间，而不是将线圈端部罩32a和32b固定到线圈端部30a和30b、电动机壳体 18以及电动机壳体罩20上，来形成微小缝隙P和Q。 由于这个原因，可以在电动机12的组装过程中省略线圈端部罩32a和32b的连 接。并且，当建立上述微小缝隙P和Q时，不需要准确地形成线圈端部30a和30b、电动机壳 体18和电动机壳体罩20以及线圈端部罩32a和32b。根据本实施例，可以合理并简单地制 造包括冷却结构10以冷却定子16的电动机12，使电动机的组装得到简化，并且可以通过合 理的构造实现冷却结构10。 在本实施例中，如上所述形成的微小缝隙由从流体通路34、36和38泄漏的冷却流 体填充。因此，可以减轻由微小缝隙P和Q的存在而引起的构件之间(具体而言，线圈端部 罩32a和32b与线圈端部30a和30b之间，或者与电动机壳体18之间，或者与电动机壳体 罩20之间)的接触声或冲击。根据本实施例的电动机12，可以抑制出现由微小缝隙P和Q 的存在而引起的接触声，并且可以将构件的损伤最小化。 在上述实施例中，圆筒形的电动机壳体18以及用螺栓固定到电动机壳体18上的 环形电动机壳体罩20是本发明的"电动机壳体"的非限制性实施例。 在上述实施例中，基本环形的流体通路34、36和38布置在线圈端部30a和30b与 线圈端部罩32a和32b之间。但是，可以根据在流体通路中流动的冷却流体的压力以及线 圈端部30a和30b与冷却流体之间的接触面积之间的关系，来适当地设置流体通路的数目。 根据情况也适用具有一个流体通路的实施例。
权利要求
一种冷却结构，所述冷却结构用于冷却电动机，所述电动机包括置于线圈端部与电动机壳体之间的线圈端部罩，其中，微小缝隙设置在所述线圈端部罩与所述线圈端部和所述电动机壳体中的至少一者之间，冷却流体泄漏到所述微小缝隙中。
2. 根据权利要求l所述的冷却结构，其中，所述线圈端部罩与所述线圈端部或所述电动机壳体不相连接，而是夹在所述线圈端部 与所述电动机壳体之间。
3. 根据权利要求1或2所述的冷却结构，其中，冷却通路形成在所述线圈端部罩与所述线圈端部和所述电动机壳体中的至少一者之 间，所述冷却流体在所述冷却通路中流动；并且在所述流体通路中流动的所述冷却流体的一部分泄漏到所述微小缝隙中。
4. 根据权利要求3所述的冷却结构，其中，所述流体通路沿着所述线圈端部形成为环形的形状并且形成为多个。
5. 根据权利要求3或4所述的冷却结构，其中， 所述流体通路形成为使得所述冷却流体被弓I导到电动机支承轴承。
6. 根据权利要求1到5中任意一项所述的冷却结构，其中， 所述线圈端部罩由绝缘构件构成，所述绝缘构件具有至少为特定值的热传导率。
7. 根据权利要求6所述的冷却结构，其中， 所述线圈端部罩的热传导率大于空气的热传导率。
8. 根据权利要求1到7中任意一项所述的冷却结构，其中， 所述冷却流体为润滑油。
9. 根据权利要求1到8中任意一项所述的冷却结构，其中， 所述微小缝隙的尺寸制作成能允许所述冷却流体的毛细运动。
10. 根据权利要求3到9中任意一项所述的冷却结构，其中， 在所述线圈端部罩中的凹槽形成所述流体通路。
11. 一种电动机冷却机构，包括 电动机壳体，其包围电动机；线圈端部罩，其布置在所述电动机壳体与所述电动机的线圈之间，并且覆盖所述线圈 的线圈端部；冷却通路，其布置在所述线圈端部罩中，冷却流体在所述冷却通路中流动；以及 泵，其将所述冷却流体提供给所述冷却通路，其中，微小缝隙形成在所述线圈端部罩与所述电动机壳体和所述线圈端部中的至少一 者之间，所述冷却流体泄漏到所述微小缝隙中。
全文摘要
一种电动机冷却结构(10)，其包括置于线圈端部(30a，30b)与电动机壳体(18，20)之间的线圈端部罩(32a，32b)以及流体通路(34到38)，冷却流体在流体通路中流动，流体通路形成在线圈端部罩(32a，32b)与线圈端部(30a，30b)或者电动机壳体(18，20)之间。通过将线圈端部罩(32a，32b)夹在线圈端部(30a，30b)与电动机壳体(18，20)之间，而不是将线圈端部罩32a和32b连接到线圈端部(30a，30b)或电动机壳体(18，20)上，来将微小缝隙(P，Q)形成在线圈端部罩(32a，32b)与线圈端部(30a，30b)或电动机壳体(18，20)之间，流体通路中的冷却流体流动到微小缝隙中。
文档编号H02K9/19GK101772879SQ200880101490
公开日2010年7月7日 申请日期2008年11月3日 优先权日2007年11月7日
发明者村田智史 申请人:丰田自动车株式会社