CN102111038B - 具有冷却机构的旋转电机 - Google Patents

Abstract

提供了一种具有冷却机构的旋转电机，该旋转电机包括定子以及冷却剂通道，线圈在该定子中被缠绕以至于具有线圈端部。在冷却剂通道中限定有冷却剂流动通过的流路径、布置在该流路径中的流分离器、以及第一冷却剂出口和第二冷却剂出口。流分离器工作用于将冷却剂的流分离成至少第一冷却剂流和第二冷却剂流。第一冷却剂出口与第一冷却剂流相通，而第二冷却剂出口与第二冷却剂流相通。第一冷却剂出口和第二冷却剂出口使得冷却剂排出到线圈端部的不同部分，由此即使在旋转电机被不期望地倾斜时也冷却几乎整个线圈端部。

Description

具有冷却机构的旋转电机

技术领域

本发明总体上涉及具有冷却机构的旋转电机，其中该冷却机构被设计用于即使当旋转电机以任何方向倾斜时也确保向该旋转电机的定子的线圈端部供应冷却剂的冷却能力。

背景技术

日本专利4167886教导了一种用于对安装在旋转电机中的定子的线圈端部进行冷却的冷却机构。该冷却机构包括弧形的冷却剂通道，液体冷却剂被馈送至该弧形的冷却剂通道。每个冷却剂通道具有在其底部中形成的开口作为冷却剂出口，冷却剂从该冷却剂出口排出到线圈端部中的对应的一个线圈端部上。冷却剂通道还具有分别接合到该出口的中空圆柱形的导向装置，用于将冷却剂的流导向至线圈端部的所选部分中，以确保冷却机构的对线圈端部进行冷却的能力。

旋转电机通常由于某种原因而沿着相对的水平方向中的任一方向而倾斜，其中旋转电机的旋转轴沿着该相对的水平方向而倾斜。为了在这种情况下确保冷却能力，冷却剂出口被布置在两条线中，这些出口在冷却通道的纵向上在两条线之间交错。当旋转电机沿着任一的所述水平方向而倾斜时，冷却剂至少从两线式冷却剂出口中的任一出口排出，由此确保冷却剂排出到线圈端部上。

但是，旋转电机可能沿着另外的方向倾斜，其中所述轴仅沿着该另外的方向转动而不倾斜。冷却机构被设计成使得冷却剂被供应到弧形的冷却剂通道的顶部中央。因此，当旋转电机沿着上述的轴转动方向而倾斜时，可能导致使得冷却剂从冷却剂通道的相对的端部中的任一端部排出到部分的线圈端部的失败。

冷却剂通道的冷却剂出口正好位于线圈端部的外周围表面上方。冷却剂从圆柱形导向装置落下，并沿着线圈端部的外周围表面向下流，因此难以到达线圈端部的在线圈端部的轴向上相对的外表面或内表面，这总体上可能导致线圈冷却的不足。

因此，上述冷却机构具有的问题是：冷却能力可能取决于旋转电机倾斜的方向而劣化。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于避免现有技术的缺点。

本发明的另一目的在于提供一种具有冷却机构的旋转电机的改进结构，其中冷却机构被设计用于即使当旋转电机沿着给定方向倾斜时也确保向该旋转电机的定子的线圈端部供应冷却剂的冷却能力。

根据本发明的一个方面，提供了一种旋转电机，该旋转电机可以被用作电动机或发电机。该旋转电机包括：(a)转子；(b)要通过转子来旋转的转轴；(c)定子，该定子面对转子的周围，在该定子中形成有多个槽，线圈经由该多个槽被缠绕，以至于具有在定子的端部的外部沿着定子的轴向而延伸的线圈端部；(d)冷却剂通道，在该冷却剂通道中限定了冷却剂流动通过的流路径；(e)冷却剂供应机构，该冷却剂供应机构将冷却剂供应到冷却剂通道；(f)布置在流路径中的流分离器，该流分离器工作用于将冷却剂的流分离成至少两个流；以及(g)第一出口和第二出口。第一出口与作为由流分离器产生的两个流中的一个流的第一冷却剂流相通。第二出口与作为该两个流中的另一个流的第二冷却剂流相通。第一出口和第二出口使冷却剂排出到线圈端部的不同部分。

具体地，冷却剂通道的流分离器工作用于将冷却剂的流分成两个流：第一冷却剂流和第二冷却剂流。第一冷却剂流朝向第一出口流动，而第二冷却剂流朝向第二出口流动，由此即使当旋转电机被不期望地倾斜时也有效地冷却几乎整个线圈端部。

在本发明的优选模式中，流分离器由板构成，该板具有给定高度且沿着冷却剂在流路径中流动的方向而延伸，以将冷却剂的流分成第一冷却剂流和第二冷却剂流。

替代性地，流分离器可以由楔形的突出部分构成，以限定第一冷却剂流所进入的室。第一出口通向该室。

冷却剂通道还可以包括延伸部分，该延伸部分限定附加的流路径，冷却剂从该附加的流路径部分地排出到线圈端部上。该附加的流路径沿着重力的方向在第一出口和第二出口的下方延伸，由此允许部分冷却剂直接地落下到线圈端部的下部上，且还落下到线圈端部的右侧周围部分和左侧周围部分。

冷却剂通道可以包括入口导向装置，冷却剂从冷却剂供应机构经由该入口导向装置而流动到冷却剂通道中的流路径。入口导向装置确保了即使当旋转电机被不期望地倾斜时也将冷却剂供应到冷却剂通道的流路径的稳定性。

延伸部分沿着冷却剂通道的纵向而伸长。延伸部分面对线圈端部的周围表面，且与该周围表面分开给定的间隔，该间隔被选择以至于建立毛细管作用，该毛细管作用将冷却剂部分地吸引到延伸部分与线圈端部的周围表面之间的空气隙中，以附加地冷却线圈端部的周围部分。

延伸部分可以具有通道，该通道将部分的第二冷却剂流引导至线圈端部的部分外周。

冷却剂通道具有侧壁，第一冷却剂出口和第二冷却剂出口形成在该侧壁中。

冷却剂通道还可以具有形成在该冷却剂通道的底部中的第三冷却剂出口。

附图说明

根据以下给出的详细描述以及本发明的优选实施例的附图可以更充分地理解本发明，然而，以下给出的详细描述以及本发明的优选实施例的附图不应被用来将本发明限定到特定实施例，而仅仅是用于说明和理解的目的。

在附图中：

图1是示出了根据本发明第一实施例的具有冷却机构的旋转电机的纵剖视图；

图2是沿着图1中的线A-A截取的放大剖视图；

图3(a)是示出了安装在图1的旋转电机中的冷却剂通道的顶视图；

图3(b)是沿着图3(a)中的线B-B截取的冷却剂通道的纵剖视图；

图3(c)是从图3(a)中的箭头C看去的冷却剂通道的侧视图；

图3(d)是沿着图3(a)中的线D-D截取的冷却剂通道的横剖视图；

图3(e)是示出了图3(a)的冷却剂通道的变型的横剖视图；

图4(a)是图示了当图1的旋转电机以标准方位放置时从冷却剂通道至线圈端部的冷却剂流的部分侧视图；

图4(b)是图示了当图1的旋转电机倾斜时从冷却剂通道至线圈端部的冷却剂流的部分侧视图；

图5是图示了冷却剂流如何流动的、图1的旋转电机的部分放大剖视图；

图6是图1的旋转电机的部分侧视图，其中冷却剂流沿着该旋转电机移动；

图7(a)是示出了根据本发明第二实施例的要被安装在图1的旋转电机中的冷却剂通道的顶视图；

图7(b)是沿着图7(a)中的线B-B截取的冷却剂通道的纵剖视图；

图7(c)是从图7(a)中的箭头C看去的冷却剂通道的侧视图；

图8(a)是示出了根据本发明第三实施例的要被安装在图1的旋转电机中的冷却剂通道的顶视图；

图8(b)是沿着图8(a)中的线B-B截取的冷却剂通道的纵剖视图；

图9是图示了冷却剂流如何流动的、图8(a)和8(b)的冷却剂通道的部分放大剖视图；

图10(a)是示出了根据本发明第四实施例的要被安装在图1的旋转电机中的冷却剂通道的顶视图；

图10(b)是沿着图10(a)中的线B-B截取的冷却剂通道的纵剖视图；

图10(c)是沿着图10(a)中的线C-C截取的冷却剂通道的纵剖视图；以及

图10(d)是从图10(a)中的箭头D看去的冷却剂通道的侧视图。

具体实施方式

参考附图，其中在数个附图中相似的附图标记指示相似的部件，尤其参考图1，其示出了根据本发明第一实施例的旋转电机M。图2是沿着图1中的线A-A截取的放大剖视图。图3(a)、3(b)、3(c)、3(d)和3(e)示出了冷却剂通道3，该冷却剂通道3限定液体冷却剂流动通过的路径。图4(a)和4(b)是图示了冷却剂流的说明图。图5是图示了冷却剂流如何流动的、图1的旋转电机M的部分放大剖视图。图6是图1的旋转电机M的部分侧视图，其中冷却剂流沿着该旋转电机移动。旋转电机M通常以如图1中所示的方位放置，使得冷却剂如图中看到的那样地由于重力而向下流动。

旋转电机M用作发电机或电动机。如图1所示，旋转电机M配备有壳体2(也称为框架或外壳)、定子6、转子8、转轴9(即，功率输入/输出轴)、线圈C1、冷却剂通道3以及冷却剂供应管4。定子6、转子8、转轴9、线圈C1、冷却剂通道3以及冷却剂供应管4被布置在壳体2内部。旋转电机M还配备有布置在壳体2外部的泵10和诸如油冷却器之类的冷却装置(未示出)。

转子8由壳体2内的轴承来保持，以使得转子8可随转轴9一起旋转。转子8与转轴9整体地形成，但是转子8也可以替代性地由通过螺纹、螺栓或另外的类似机构而机械地焊接、粘接或接合到转轴9的单独的构件形成。

由电磁铁(或永久磁铁)制成的定子6布置在转子8的外周的周围。定子6具有限定槽(未示出)的梳状齿5，每个槽在相邻的两个齿5之间。导线经由槽缠绕以形成线圈C1(即，定子线圈)。具体地，线圈C1由多匝导线构成，每匝的相对的折叠部分布置在定子6的芯的相对的端部的外部，以形成所谓的线圈端部1。线圈C1具有中空圆柱形形状。线圈C1的线圈端部1以与旋转电机M的轴(即，转轴9的长度)相平行的相对的方向从定子6的芯的相对的端部延伸。

冷却剂供应管4布置在壳体2的顶部(即，上部，如图1中看到的)中，以将从泵10供应的诸如油之类的液体冷却剂引导至冷却剂通道3。冷却剂供应管4具有中空圆柱形形状，在冷却剂供应管4中形成有冷却剂出口4a，恰好在每个冷却剂通道3上方设有冷却剂出口4a，以使冷却剂落下到冷却剂通道3。冷却剂供应管4针对每个冷却剂通道3可以具有两个或更多个冷却剂出口4a。图1中的箭头F表示冷却剂流的路径。这同样适用于其它附图。从泵10馈送到冷却剂供应管4的冷却剂从冷却剂出口4a排出到冷却剂通道3，然后落下到线圈端部1上。冷却剂供应管4和泵10组合用作冷却剂供应机构。

冷却剂通道3在横截面上具有U形，并且针对壳体2中的每个线圈端部1布置一个冷却剂通道3。如上文所述，旋转电机M以转轴9水平地延伸的方式装配在例如机动车辆中。冷却剂通道3布置在冷却剂供应管4与旋转电机M的定子6的线圈端部1之间。如从附图中看到的那样，冷却剂通道3的底部面对线圈端部1的上表面，换言之，冷却剂通道3的底部恰好位于线圈端部1上方。冷却剂通道3除了相互镜像对称之外在结构上是相同的。因此，以下讨论将仅涉及冷却剂通道3中的一个。下面将参考图2到3(e)对冷却剂通道3的结构进行描述。图3(a)是冷却剂通道3的平面图。图3(b)是沿着图3(a)中的线B-B截取的纵剖视图。图3(c)是从图3(a)中的箭头C看去的侧视图。图3(d)和3(e)是沿着图3(a)中的线D-D截取的横剖视图。

如从图2可以看到的那样，冷却剂通道3按照线圈端部1的外周的曲率以弧形的形式弯曲。换言之，冷却剂通道3(即，冷却剂通道3的底表面)的曲率半径与线圈端部1(即，线圈C1)的外周的曲率半径基本上相同。冷却剂通道3具有入口导向装置14，入口导向装置14将冷却剂流从冷却剂供应管4引导至冷却剂通道3的顶部上方。

如图3(a)和3(b)中清楚地示出的那样，冷却剂通道3具有由侧壁3a和底部3b构成的主体、流分离器12、隔离壁3c以及延伸部分13。流分离器12由分流壁12a和端壁12b构成。分流壁12a用于使来自入口导向装置14的冷却剂流分成两个流。端壁12b用作阻止器，用以阻挡或阻止作为由分流壁12a产生的两个流中的一个流的冷却剂流，以建立冷却剂池。分流壁12a和端壁12b由一体式板构成，其高度与侧壁3a的高度基本上相同。

分流壁12a还用作隔离壁，以连同端壁12b和冷却剂通道3的主体(即，侧壁3a和底部3b)一起限定室20。隔离壁3c从冷却剂通道3内的侧壁3a中的一个侧壁3a延伸，以连同在室20的下游的冷却剂通道3的主体一起限定室40。换言之，如同流分离器12那样地，隔离壁3c将冷却剂通道3内的在室20的下游存在的空间分隔成两个空间：一个空间是室40，另一个空间是位于隔离壁3c的下游的延伸部分13之一的内部室。因此，流分离器12和隔离壁3c建立两个冷却剂池。如图3(c)所示，侧壁3a具有冷却剂出口11，冷却剂从该冷却剂出口11排出到线圈端部1上。冷却剂出口11被划分成左侧组11a和右侧组11b，左侧组11a和右侧组11b以下还可被称为第一组和第二组。出口11的右侧组11b与室20相通。出口1的左侧组11a与室40相通。如图2所示，从出口11的左侧组11a排出的冷却剂落下到线圈端部1的左半部上，并沿着线圈端部1的左半部流动，以冷却线圈端部1的左侧部分S1和S2。类似地，如图2所示，从出口11的右侧组11b排出的冷却剂落下到线圈端部1的右半部上，并沿着线圈端部1的右半部流动，以冷却线圈端部1的右侧部分S3和S4。左侧组11a和右侧组11b中的每个组可以具有至少一个出口11。

考虑到旋转电机M的可能的倾斜，出口11的左侧组11a和右侧组11b优选地被设计成在尺寸、形状和/或出口11的数量上彼此不同。例如，出口11可被制成圆形或椭圆形，或者可被制成具有左侧组11a和右侧组11b之间彼此不同的开口区域。此外，左侧组11a和右侧组11b之间在出口11的数量上可以不相同。建议左侧组11a和右侧组11b在配置和/或出口11的数量上彼此不同，以使得以下情况之间的要从左侧组11a和右侧组11b排出的冷却剂的总流速的差的变化最小化：当以标准方位放置的旋转电机M的垂直中心线90与重力的方向相平行(其中垂直中心线90如图4(b)所示地与纵向中心线(即，转轴9的长度)相垂直地延伸)时的情况，以及当垂直中心线90相对于重力方向而倾斜角度θ时的情况。注意，角度θ是旋转电机M在被安装在例如机动车辆中时倾斜的最大可能角度。

如上文所述，图3(b)是冷却剂通道3的纵剖视图。图3(d)是冷却剂通道3的横剖视图。如图3(d)所示，冷却剂通道3的每个延伸部分13在横截面上具有U形。冷却剂通道3的主体在截面配置上与延伸部分13相同。冷却剂通道3的每个延伸部分13和主体可以替代性地被设计成在横截面上具有半圆(或半管)形、V形或W形。每个延伸部分13还可以被设计成在横截面上具有另外的形状，只要该延伸部分13将冷却剂流向线圈端部1的下方引导(即，引导至线圈端部1的下半部)即可。图3(e)示出了每个延伸部分13的变型。延伸部分13在横截面上具有L形，且可以具有由虚线指示的侧壁3d，侧壁3d在高度上小于由实线指示的侧壁3a(即，图中看到的左侧的侧壁)。图3(e)中由虚线指示的较低的侧壁3d确定流动通过延伸部分13所需的冷却剂的容积(即，冷却剂流动通过延伸部分13所需的速率)。如果过量的冷却剂被提供到延伸部分13中，则将导致超出所需容积的一定量的冷却剂从较低的侧壁3d溢出到线圈端部1的上部上。使用较低的侧壁3d使得能够将所需量的冷却剂提供到线圈端部1的下部，并将超出量的冷却剂提供到线圈端部1的上部。

延伸部分13从冷却剂通道3的主体的下端延续并位于出口11下方。如稍后参考图6详细描述的那样，延伸部分13工作用于使已从上方流动而未从出口11排出的一定量的冷却剂落下到线圈端部1的下部上。如上文所述，包括延伸部分13的冷却剂通道3具有与线圈端部1的曲率半径基本上相同的曲率半径，并且从图2可以看出，包括延伸部分13的冷却剂通道3经由给定的空气隙而沿着线圈端部1的外周表面延伸。空气隙的尺寸(即，延伸部分13的底表面与线圈端部1的外周表面之间的间隔或距离)被选择以至于建立毛细管作用(即，毛细管力)，该毛细管作用为已从出口11流出或已从冷却剂通道3的入口导向装置14或侧壁3a溢出到延伸部分13与线圈端部1的外周表面之间的空气隙中的部分冷却剂流提供了路径，换言之，该毛细管作用将冷却剂部分地吸引到延伸部分13与线圈端部1的外周表面之间的空气隙中，由此增强对线圈端部1的上部的冷却的效果。

旋转电机M可以从图1中所示的方位倾斜到图4(b)中图示的角度θ。图4(a)是冷却剂通道3和线圈端部1的部分侧视图，其图示了当旋转电机M处于标准方位而未倾斜(即，处于图1中所示的方位)时的冷却剂流。图4(b)是冷却剂通道3和线圈端部1的部分侧视图，其图示了当旋转电机M从图4(a)的标准方位以角度θ倾斜时的冷却剂流。

如图4(a)所示，当旋转电机M处于标准方位时，冷却剂供应管4和冷却剂通道3保持其方位不变。从冷却剂供应管4提供的冷却剂均匀地分配到线圈端部1的右侧和左侧。具体地，已从冷却剂供应管4经由入口导向装置14提供的冷却剂流如参考图3(a)所描述的那样地被流分离器12划分成两个流。该流中的一个流进入室20，然后从出口11的右侧组11b排出线圈端部1的右侧部分上，而另一个流流到室40中，然后从出口11的左侧组11a排出到线圈端部1的左侧部分上。这导致了基本上相同的量的冷却剂被提供到线圈端部1的左侧部分S5和右侧部分S6。尚未从出口11的左侧组11a排出的部分冷却剂如箭头Fa所示的那样地从延伸部分13落下，然后沿着线圈端部1的左侧下部流动。因此，整个线圈端部1被冷却剂冷却。如图4(a)中看到的，当较大量的冷却剂被提供到冷却剂通道3时，其中部分冷却剂流到延伸部分13中的右侧的一个延伸部分13中，然后落下到线圈端部1的右侧下部上。

如图4(b)所示，当旋转电机M从图4(a)的标准方位沿逆时针方向以角度θ倾斜时，如图中看到的，冷却剂供应管4和冷却剂通道3也以相同的角度θ倾斜。如图4(a)的情况中那样地，已从冷却剂供应管4流动的冷却剂如图3(a)所示地被流分离器12(即，分流壁12a)分成两个流：该两个流中的一个流如从图中看到地继续流动到左侧，然后从出口11的左侧组11a排出，而另一个流停止在端壁12b处，然后从出口11的右侧组11b排出。简言之，冷却剂被分离成两个流，并被流分离器12分配到出口11的左侧组11a和右侧组11b，然后如图4(b)中所示地排出到线圈端部1的左侧部分S5和右侧部分S6上。通过调节出口11的左侧组11a的总开口区域相对于出口11的右侧组11b的总开口区域的比率，可以使得当旋转电机M以标准方位放置时的情况与当旋转电机M倾斜时的情况之间的要排出到线圈端部1的左侧部分S5和右侧部分S6上的冷却剂的总流速的差的变化最小化。该实施例的冷却机构确保了对旋转电机M的整个线圈端部1进行冷却的稳定性，而不管旋转电机M是否倾斜。

如已经参考图3(c)所描述的，出口11形成在冷却剂通道3的侧壁3a中。图5是图1的部分放大图，其表示当从与图4(a)和4(b)中的方向不相同的方向观看线圈端部1时的冷却剂流。从冷却剂通道3的出口11排出的大部分冷却剂沿着外侧表面1b流动，并从线圈端部1的内周表面1c(即，如图中看到的下表面)落下。从出口11排出的部分冷却剂由于其粘性(即，毛细管作用)而从外侧表面1b的边缘移动到在冷却剂通道3的底部3b下方的线圈端部1的外表面1a，并移动到线圈端部1的内侧表面1b，然后从线圈端部1的内周表面1c落下。可以通过调节出口11的开口区域来实现和控制将冷却剂分配到线圈端部1的几乎整个表面。

如图3(c)所示，尚未从出口11排出的一定量的冷却剂沿着延伸部分13落下。将参考图6对沿着延伸部分13的冷却剂流进行描述。已从出口11排出的冷却剂如箭头F指示地沿着线圈端部1流动。当旋转电机M工作时，线圈端部1的温度通常升高，使得流下到线圈端部1上的冷却剂吸收热量且温度上升，由此导致冷却剂对线圈端部1的包括下部S7的部分进行冷却的效果下降。已沿着延伸部分13流动的冷却剂落下到下部(尤其是线圈端部1的下半部)上且其温度保持为低的，使得线圈端部1的下部被良好地冷却。

本实施例的旋转电机M的冷却机构的结构提供了以下优点。

如已参考图1所描述的，旋转电机M包括：冷却剂供应管4，该冷却剂供应管4限定冷却剂从泵10被馈送到壳体2中所经由的冷却剂供应路径；以及被成形为与沟槽相似的冷却剂通道3，冷却剂从冷却剂供应管4流到该冷却剂通道3，并且该冷却剂通道3限定从冷却剂供应路径延伸到线圈端部1的流路径。每个冷却剂通道3具有布置在该冷却剂通道3的流路径中的流分离器12和隔离壁3c。流分离器12将已进入冷却剂通道3的冷却剂流分成两个流，并限定室20，该流中的一个流被阻挡在该室20中且随后从出口11的右侧组11b排出。隔离壁3c限定第二室40，另一冷却剂流进入到该第二室40中，并且该第二室40使得该另一冷却剂流从出口11的左侧组11a部分地排出。通过选择左侧组11a和右侧组11b中的每个的尺寸、配置和/或出口11的数量，可以良好地冷却几乎整个线圈端部1。两个室20和40用于将冷却剂分配到出口11的左侧组11a和出口11的右侧组11b，因此，即使在旋转电机M倾斜的情况下，也可以如图4(b)中所图示地冷却几乎整个线圈端部1。

每个冷却剂通道3的有益特征是：流分离器12将冷却剂流分成两个流，该两个流中的一个流继续朝向出口11的左侧组11a流动，然后排出到线圈端部1的左半部上，该两个流中的另一个流停止在端壁12b处，然后排出到线圈端部1的右半部上。线圈端部1的左半部和右半部在定子5的轴的径向(换言之，转子8旋转的方向)上彼此分离。因此，如图4(b)所示，即使当旋转电机M倾斜至角度θ时，冷却剂也被供应到几乎整个线圈端部1。

如上文所述，隔离壁3c和流分离器12的端壁12b建立冷却剂池，但不是必需这样做。例如，隔离壁3c可以被省去，以限定包括延伸部分13的内室的室40。端壁12b可以被省去，或者可以替代性地在端壁12b中形成开口或槽，已进入室20的部分冷却剂流经由该开口或槽漏出到室40。

流分离器12由板(即，分流壁12a)构成，该流分离器12具有给定高度，并沿着冷却剂在由冷却剂通道3限定的流路径中流动的方向而延伸，以将冷却剂流分成第一冷却剂流和第二冷却剂流。第一冷却剂流流动到出口11的左侧组11a。第二冷却剂流流动到出口11的右侧组11b。板的高度不必与侧壁3a的高度相同。可以通过选择分流壁12a和端壁12b的高度来确定要馈送到室40的冷却剂的量。

冷却剂通道3还包括延伸部分13，每个延伸部分13限定附加的流路径，冷却剂从该附加的流路径部分地排出到线圈端部1上。该附加的流路径在出口11的右侧组11a和左侧组11b的下方沿着重力的方向延伸，以使部分冷却剂直接落下到线圈端部1的下部上以及还落下到线圈端部1的右侧外周部分和左侧外周部分。延伸部分13中的任何一个可以被省去。

冷却剂通道3包括入口导向装置14，冷却剂从冷却剂供应机构经由该入口导向装置14流到冷却剂通道3中的流路径。即使当旋转电机M被不期望地倾斜时，入口导向装置14也确保了对冷却剂通道3的流路径供应冷却剂的稳定性。

每个延伸部分13沿着流通道3的纵向伸长。如上文所述，每个延伸部分13面对线圈端部1的外周表面，并与该外周表面分开给定的间隔，该间隔被选择以至于建立毛细管作用，该毛细管作用将冷却剂部分地吸引到空气隙中，以冷却线圈端部的上部。

每个延伸部分13具有通道，该通道将进入室40的部分冷却剂流引导至线圈端部1的部分外周，由此改善对线圈端部1的外周部分进行冷却的效果。

图7(a)到7(c)示出了根据第二实施例的冷却剂通道15，该冷却剂通道15作为对每个冷却剂通道3的替代而在图1的旋转电机M中使用。图7(a)是示出冷却剂通道15的平面图。图7(b)是沿着图7(a)中的线B-B截取的冷却剂通道15的纵剖视图。图7(c)是从图7(a)中的箭头C看去的冷却剂通道15的侧视图。与在第一实施例中采用的附图标记相同的附图标记指示相同的部件，在此省略对其的详细描述。

与第一实施例中的冷却剂通道3不同，冷却剂通道15不具有入口导向装置14，且在结构上与冷却剂通道3不相同。如在图7(a)中清楚地示出的，冷却剂通道15基本上关于该图的垂直中心线而对称。从泵10经由冷却剂供应管4供应冷却剂(未示出)，该冷却剂直接落下到冷却剂通道15的上部中心上，如图7(b)或7(c)中的箭头F指示的那样。

如图7(a)和7(b)中清楚地示出的，冷却剂通道15具有由侧壁15a和底部15b构成的主体、两个流分离器12以及两个弯曲的延伸部分13。流分离器12和延伸部分13布置成在主体的纵向上关于主体的中心而对称。如同第一实施例中那样，每个流分离器12由分流壁12a和端壁12b构成。流分离器12分别限定镜像对称地彼此相对的室20。如图7(c)所示，侧壁15a具有出口11，冷却剂从该出口11排出到线圈端部1上。出口11被划分成分别与左侧室20和右侧室20相通的左侧组11a和右侧组11b。从出口11的左侧组11a排出的冷却剂落下到线圈端部1的左半部上，并且如图2和4(a)所示地沿着线圈端部1的左半部流动以对线圈端部1的左半部进行冷却。类似地，从出口11的右侧组11b排出的冷却剂落下到线圈端部1的右半部上，并如图2和4(a)所示地沿着线圈端部1的右半部流动以对线圈端部1的右半部进行冷却。

流分离器12将已落下在冷却剂通道15的顶部中心上的冷却剂流分成三个流：如图中见到的那样，一个流流到右侧，第二个流流到左侧，第三个流流到室20。如同第一实施例中那样，即使当旋转电机M如图4(b)中那样地倾斜时，本实施例的冷却剂通道15的结构也工作以将冷却剂分配到线圈端部1的右侧部分、左侧部分、上部和下部，以冷却几乎整个线圈端部1。

图8(a)和8(b)示出了根据第三实施例的冷却剂通道16，该冷却剂通道16作为对每个冷却剂通道3的替代而在图1的旋转电机M中使用。图8(a)是示出冷却剂通道16的平面图。图8(b)是沿着图8(a)中的线B-B截取的冷却剂通道16的纵剖视图。与在第一实施例中采用的附图标记相同的附图标记指示相同的部件，在此省略对其的详细描述。

冷却剂通道16具有由侧壁16a和底部16b构成的主体、流分离器12、隔离壁16c以及延伸部分13。侧壁16a和底部16b与第一实施例中的侧壁3a和底部3b在形状上基本上相同。隔离壁16c与第一实施例中的隔离壁3c在结构和操作上相同。如第一实施例中那样，侧壁16a具有出口11(图8(a)和8(b)中未示出)。在底部16b中形成有出口11，该出口11中的四个出口11与室40相通，该出口11中的两个出口11与室20相通。底部16b可以具有至少两个出口11，其中针对室20和40中的每个有一个出口11。如第一实施例中那样，考虑到旋转电机M的倾斜，冷却剂从室20流动通过的出口11中的一些出口11优选地被设计成在尺寸、形状和/或数量上与冷却剂从室40流动通过的出口11中的剩余的出口11不相同。

图9是表示从冷却剂通道16排出的冷却剂流的、旋转电机M的部分放大的图。从冷却剂通道16的侧壁16a的出口11排出的冷却剂沿着外侧表面1b流动，并从线圈端部1的内周表面1c落下。从冷却剂通道16的底部16b中的出口11排出的冷却剂落下到外表面1a上，并沿着内侧表面1b流下至线圈端部1的内周表面1c。可以通过调节出口11的开口区域来实现将冷却剂分配到线圈端部1的整个表面。

如第一实施例中那样，流分离器12工作以将冷却剂分别分配到室20和40，使得冷却剂从底部16b的出口11落下到线圈端部1的右侧部分和左侧部分上。即使当旋转电机M倾斜时，室20也确保了将冷却剂供应到线圈端部1的所选部分的稳定性。

图10(a)到10(d)示出了根据第四实施例的冷却剂通道17，该冷却剂通道17作为对每个冷却剂通道3的代替而在图1的旋转电机M中使用。图10(a)是冷却剂通道17的平面图。图10(b)是沿着图10(a)中的线B-B截取的纵剖视图。图10(c)是沿着图10(a)中的线C-C截取的纵剖视图。图10(d)是从图10(a)中的箭头C看去的侧视图。与在第一实施例中采用的附图标记相同的附图标记指示相同的部件，在此省略对其的详细描述。

如第一实施例中那样，冷却剂通道17具有由侧壁17a和底部17b构成的主体、两个流分离器12、隔离壁17c以及延伸部分13。如图10(a)中所示，流分离器12形成在冷却剂通道17的下半部上。换言之，流分离器12形成在底部17b的面对出口11的纵向延伸的一半上，冷却剂从该出口11排出。流分离器12在其纵截面上具有楔形，换言之，每个流分离器12以阶梯形式成形，并与冷却剂流动的方向相对准地排列。每个流分离器12由底壁(即，阶梯)12c和直立端壁12d构成。底壁12c向冷却剂流的下游逐渐变薄，但是可以替代性地被成形为与冷却剂通道17的底部17b基本上相平行地延伸。换言之，底壁12c可以基本上按照底部17b的曲率或沿着冷却剂室17中的主要冷却剂流而延伸。然而，底壁12c优选地以大得足以使所需量的冷却剂积累在室20中的角度倾斜到冷却剂通道17的底部17b(即，曲率)。直立端壁12d可以基本上与底部17b相垂直地延伸。如图10(a)和10(b)中可以看到的那样，每个流分离器12对冷却剂通道17中的空间进行分隔以限定室20，并将冷却剂流分成两个流。具体地，流分离器12的直立端壁12d和隔离壁17c限定冷却剂所进入的与冷却剂流相对准地排列的三个室20，并用作阻止器，用于阻挡或阻止冷却剂流，以建立冷却剂池。替代性地，可以通过增加底部17的厚度并使直立端壁12c中的任一个或两个向下延伸至底部17b的下方来限定每个室20。换言之，替代性地，可以通过在底部17b中形成的楔形凹进来形成流分离器12，使得如图10(a)中看到的，在底壁12c和直立端壁12d之间的流分离壁12的角位于底部17b的上半部。如图10(d)所示，在侧壁17a中形成有出口11。出口11被划分成三个组：左侧组11a、右侧组11b和中间组11c。出口11的组11a、11b和11c中的每个组与一个室20相通，以使对应的一个冷却剂池以与第一实施例中描述的方式相同的方式排出到线圈端部1上。替代性地，冷却剂通道17可以被设计成仅具有上游的两个室20，或者仅具有出口11的组11a、11b和11c中的上游的两个组。

如图中看到的那样，冷却剂通道17的底部17b的上半部不具有流分离器12，换言之，冷却剂通道17的底部17b的上半部具有平坦表面，冷却剂沿着该平坦表面流动。底部17b的上半部的平坦表面在图10(a)中以实线指示，或在图10(c)中以双点划线指示。底部17c的上半部建立通过流分离器12划分的用于单个冷却剂流的冷却剂路径。如上文所述，室20分别建立冷却剂池。如图10(d)中清楚地示出的，冷却剂从室20中的池经由出口11的左侧组11a、右侧组11b和中间组11c而排出到线圈端部1上。

如上文所述，本实施例的每个冷却剂通道17被设计成具有以阶梯形式成形的流分离器12。流分离器12的底壁(即，阶梯)12c向冷却剂流的下游逐渐变薄，换言之，流分离器12的底壁12c倾斜以至于具有用于确定室20的容积的下坡。每个流分离器12将冷却剂流分成两个流：如图10(a)中看到的，一个流沿着从入口导向装置14延伸到左侧的一个延伸部分13的直的流路径而流动，第二个流流到一个室20中。室20储存冷却剂流以建立池。出口11的左侧组11a、右侧组11b和中间组11c使储存在室20中的冷却剂排出到线圈端部1的不同部分以对线圈端部1的不同部分进行冷却。如同以上实施例中那样地，即使当旋转电机M倾斜时，本实施例中的冷却剂通道17也确保了将冷却剂供应到几乎整个线圈端部1的稳定性。

虽然已经根据优选实施例对本发明进行了公开以便于更好的理解本发明，但是应当理解，可以以各种方式来实施本发明而不脱离本发明的原理。因此，应当将本发明理解成包括能够在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的原理的情况下实施的所有可能的实施方式和对所示出的实施例的变型。

用于旋转电机M的冷却机构被设计成具有上述的第一实施例至第四实施例中的两个或多个特征的组合。

例如，第一实施例和第三实施例可以被设计成具有两个或更多个流分离器12，而第二实施例和第四实施例可以被设计成具有单个或三个或更多个流分离器12。冷却剂通道3、15、16或17中的每个可以被构造成具有至少一个流分离器12，由此建立要被排出到旋转电机M的线圈端部1的至少两个冷却剂流。

如图3(a)和8(a)所示，第一实施例和第三实施例的流分离器12具有限定分流壁12a和端壁12b的一体式结构，该分流壁12a和端壁12b用作流阻止器以建立冷却剂池，然而，该分流壁12a和端壁12b可以由分离的板或除了板之外的构件构成。例如，分流壁12a和端壁12b中的任何一个或两个可以由网状或网格状的构件构成，或者可以由用平行的条的阵列构成的栅栏构成。

如同上述变型中那样地，图7(a)到7(c)中所示的第二实施例的每个流分离器12的分流壁12a和端壁12b可以替代性地由分离的构件构成。第四实施例的冷却剂通道17的每个流分离器12的底壁12c和端壁12d还可以被构成为彼此分离。作为对流分离器12的替代，冷却剂通道3、15、16或17中的每个可以被构造成在其底部上具有突出部分或网状构件，该突出部分或网状构件将冷却剂流分成两个或更多个冷却剂流，该两个或更多个冷却剂流将以与上述方式相同的方式从出口11排出。

第一实施例至第四实施例中的冷却剂供应管4在横截面上具有圆形，但可以被制成具有诸如椭圆形或三角形或其它形状之类的多边形形状。

第一实施例至第四实施例中的每个的旋转电机M配备有将冷却剂直接馈送到冷却剂供应管4的泵10，但可以具有布置在冷却剂供应管4与泵10之间的箱体。在该箱体中储存从泵10馈送的冷却剂，并且该箱体以通过在该箱体中积累冷却剂而产生的压力来馈送冷却剂。该箱体通常被自然地冷却，由此消除了对油冷却器的需要。替代性地，该箱体可以被安装在旋转电机M的内部。

Claims (7)

1.一种旋转电机，包括：

转子；

要通过所述转子来旋转的转轴；

定子，所述定子面对所述转子的外周，在所述定子中形成有多个槽，线圈经由所述多个槽被缠绕，以至于具有在所述定子的端部的外部沿着所述定子的轴向延伸的线圈端部；

冷却剂通道，在所述冷却剂通道中限定了冷却剂流动通过的流路径；

冷却剂供应机构，所述冷却剂供应机构将所述冷却剂供应到所述冷却剂通道；

布置在所述流路径中的流分离器，所述流分离器工作用于将所述冷却剂的流分离成至少两个流；以及

第一出口和第二出口，所述第一出口与作为由所述流分离器产生的所述两个流中的一个流的第一冷却剂流相通，所述第二出口与作为所述两个流中的另一个流的第二冷却剂流相通，所述第一出口和第二出口使得所述冷却剂排出到所述线圈端部的不同部分，

其中所述流分离器由楔形的突出部分构成，以限定所述第一冷却剂流所进入的室，并且所述第一出口通向所述室。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中所述冷却剂通道还包括延伸部分，所述延伸部分限定附加的流路径，所述冷却剂从所述附加的流路径部分地排出到所述线圈端部上，所述附加的流路径沿着重力的方向在所述第一出口和第二出口的下方延伸。

3.根据权利要求1所述的旋转电机，其中所述冷却剂通道包括入口导向装置，所述冷却剂从所述冷却剂供应机构经由所述入口导向装置而流动到所述冷却剂通道中的所述流路径。

4.根据权利要求1所述的旋转电机，其中所述冷却剂通道具有延伸部分，所述延伸部分沿着所述冷却剂通道的纵向而伸长，所述延伸部分面对所述线圈端部的外周表面，且与所述外周表面分开给定的间隔，所述间隔被选择以至于建立毛细管作用，所述毛细管作用将所述冷却剂部分地吸引到空气隙中，以冷却所述线圈端部的给定部分。

5.根据权利要求4所述的旋转电机，其中所述延伸部分具有通道，所述通道将部分的所述第二冷却剂流引导至所述线圈端部的部分外周。

6.根据权利要求1所述的旋转电机，其中所述冷却剂通道具有侧壁，所述第一冷却剂出口和第二冷却剂出口形成在所述侧壁中。

7.根据权利要求1所述的旋转电机，还包括：形成在所述冷却剂通道的底部中的第三冷却剂出口。

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