[发明专利]具有导热部件的回转电机

说明书

本申请基于1996年8月9日申请的，申请号为平-8-210779的日本专利，并要求其优先权，该日本专利所公开的内容在这里作为参考。

本发明涉及一种具有用于冷却定子线圈的冷却风扇的回转电机，尤其是涉及一种用在汽车上的交流电机，其中冷却片和定子线圈相连，以便有效地冷却定子线圈。

一种为回转电机并用于汽车上的交流电机产生电能，以便给电机充电并向各种电力设备提供电能，如照明设备、点火系统及其它。近来，由于用于车辆上的，包括电子控制系统的电力设备数量的增加，车辆所需的电能增加，而且交流电机的安装空间变小。因此，需要一种具有小尺寸，能产生高能的交流电机。交流电机的紧凑性及高能效也满足燃油经济性的要求。

交流电机的高能效可有效的减小定子线圈的铜损是公如的(I²R，其中I是定子电流，R是线圈电阻)。由于定子线圈的电阻取决于线圈的温度，而且随线圈温度的升高而增大，因此必须通过冷却线圈来抑制线圈温度的升高。

冷却定子线圈的传统技术披露在日本专利公开公告No.平-6-70508上。披露在这个公告中的回旋电机具有一个连在线圈末端的金属环，通过将线圈中产生的热量传导到金属环和壳体，该金属环可用来冷却线圈。金属环通过一胶带和一种填充材料被固定在线圈末端。日本实用新型公开公告No.平-1-166477及日本专利公开公告No.昭-63-213464披露了另一传统技术。其中公开的线性马达具有一个树脂模制线圈，线圈上形成有一热辐射片。线圈被热辐射片冷却。

由于公告平-6-70508中所公开的回转电机的线圈通过胶带和填充材料的导热而被冷却，所以其冷却效力不足以将这一技术应用于不断产生大量热量的汽车上所使用的交流电机的线圈。公告平-1-166477或昭-63-213464中所公开的线性马达的线圈通过在树脂模制线圈上形成的辐射片的自然辐射而被冷却。因此，其冷却效力不足以将相同技术应用于交流电机。

本发明根据上述问题而得到，本发明的一个目的是提供一种具有导热部件的回转电机，它能够有效地冷却产生大量热量的定子线圈，尤其是提供一个用于汽车上的、结构紧凑并具有高效能的交流电机。

为了达到上面所述的目的，一个导热部件和一定子线圈相接触，以便定子线圈产生的热量被传至导热部件，同时导热部件被一冷却风扇产生的冷却空气流冷却。这样一来，定子线圈能够被有效地冷却，而且回转电机的相应效能能够被提高。此外，冷却部件和固定部件相接触，如铝制的、构成机器外壳的一个框架。导热部件不仅被冷却风扇的冷却空气流冷却，还通过将热量传至通常比定子线圈温度低的框架而被冷却。导热部件可容易地置于定子线圈和框架之间，尤其是当框架上具有一个接收导热部件的凹口时。

最好在定子线圈和导热部件之间放置一个由诸如铝的导热材料制成的绝缘部件，当定子线圈的绝缘层由于和导热部件相接触或任何其它原因而被破坏时，该绝缘部件可确保定子线圈和导热部件之间的电绝缘。绝缘部件可以是覆包在导热部件表面的绝缘层，或者一个分开装置的部件。

导热部件的一可取形状是一个不会和来自冷却风扇的冷却空气流发生干扰的片。该片可以是由诸如铝或铜的导热材料制成的波纹板，或者是作为一个单独体形成于框架或壳体上的板。波纹板可通过压力加工和滚压弯曲而制造，这样一来，许多平板面和相应的弯曲面相连，并在相应的弯曲面弯折。当波纹板被装在机器上时，它被推向定子线圈，这样一来，由于弯曲面的一些变形，波纹板的接触面积增大。波纹板最好放置在回转式机器内，以便弯曲面可相对于旋转轴在径向放置并延展，即波纹板的平板面沿径向放置。这样一来，阻止流过波纹板的冷却空气的力变小。当在径向吹空气的冷却风扇被固定在转子的轴向端面时，波纹板的这种布置尤为有效。

最好把导热部件和缠绕短程搭接在线圈的转子线圈相结合，该线圈具有较小的线圈末端高度和较低的电阻。尽管由于线圈末端的高度低而很难通过向其直接吹冷却空气来冷却，但是线圈的热量被传至和线圈末端接触的传导部件，并且传导部件可被冷却空气有效地冷却。同时，在这种情况中，由于线圈末端的高度低，因此有足够的空间安装传导部件。

参考附图，通过对下述最优实施例的理解，本发明的其它目的和特征可变得更明显。

图1是按照本发明的第一实施例的交流电机的整体结构的局部剖视图；

图2显示了一个缠绕短程搭接线圈的定子线圈的例子；

图3是显示在第一实施例中固定在线圈末端的波纹板的透视图；

图4是显示空气流过波纹板上的气孔的简图；

图5A是显示形成波纹板的一个示意性过程的透视图；