旋轉(zhuǎn)電的制造方法
【專利摘要】通過(guò)以緊湊結(jié)構(gòu)充分冷卻內(nèi)部布線，使旋轉(zhuǎn)電機(jī)緊湊。該旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括：電動(dòng)機(jī)主體(1)，配備有具有繞組的定子(14)、輸出軸(12)和其中嵌入永磁體的轉(zhuǎn)子(13)；切換控制單元(3)，切換定子(14)的繞組。切換控制單元(3)包括：切換控制單元框架(31)，具有其中形成的循環(huán)冷卻水的水冷冷卻室(35)；二極管模塊(32)和絕緣柵雙極晶體管(IGBT)模塊(33)，安裝在切換控制單元框架(31)的上壁(35a)上；下壁(35b)和內(nèi)壁(31b)，設(shè)置到切換控制單元框架(31)并且接觸涉及將定子(14)的繞組連接到二極管模塊(32)和IGBT模塊(33)的高速用電纜(26)、低速用電纜(27)和電源用電纜(28)的繞組用端子臺(tái)(22)和電源用端子臺(tái)(23)。
【專利說(shuō)明】旋轉(zhuǎn)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]所公開的實(shí)施方式涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻(xiàn)I描述了一體地包括發(fā)動(dòng)機(jī)主體部和用于切換發(fā)動(dòng)機(jī)主體部的繞組的繞組切換單元的發(fā)動(dòng)機(jī)。在這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)中，在電動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)部形成第一冷卻水通道，在繞組切換單元的殼體內(nèi)部形成第二冷卻水通道。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:特開2011-147253號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0007]盡管專利文獻(xiàn)I沒(méi)有清楚地描述，但在一體地包括繞組切換單元的發(fā)動(dòng)機(jī)中，將發(fā)動(dòng)機(jī)主體部的繞組和繞組切換單元彼此連接的布線和與電源用電纜連接的布線等設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部。當(dāng)電流流動(dòng)時(shí)，這些布線產(chǎn)生熱，需要也對(duì)內(nèi)部布線進(jìn)行冷卻。
[0008]然而，由于以上現(xiàn)有技術(shù)的第一冷卻水通道用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)主體部的繞組并且第二冷卻水通道用于冷卻繞組切換單元中設(shè)置的發(fā)熱組件，因此內(nèi)部布線并沒(méi)有被充分冷卻。此外，如果設(shè)置用于冷卻內(nèi)部布線的單獨(dú)冷卻結(jié)構(gòu)，則造成旋轉(zhuǎn)電機(jī)的尺寸增大的問(wèn)題。
[0009]本發(fā)明是依據(jù)以上問(wèn)題形成的并且目的在于提供一種可用緊湊結(jié)構(gòu)充分冷卻內(nèi)部布線的緊湊型旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0010]解決問(wèn)題的手段
[0011]為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括:旋轉(zhuǎn)電機(jī)主體部，其包括定子和轉(zhuǎn)子；繞組切換單元，其被構(gòu)造成切換所述定子的繞組，其中，所述繞組切換單元包括:殼體，其在內(nèi)部形成有使冷卻劑循環(huán)的流路；電子組件，其安裝在所述殼體的安裝面上；接觸面，其設(shè)置在所述殼體上并且與布線相關(guān)構(gòu)件接觸，所述布線相關(guān)構(gòu)件與包括將所述繞組和所述電子組件連接起來(lái)的布線在內(nèi)的內(nèi)部布線相關(guān)。
[0012]發(fā)明效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)以緊湊結(jié)構(gòu)充分冷卻內(nèi)部布線，使旋轉(zhuǎn)電機(jī)緊湊。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是示出其中針對(duì)各主要構(gòu)成部件分解根據(jù)實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)的整個(gè)外觀的透視圖。
[0015]圖2是當(dāng)從圖1中的箭頭A-A線看時(shí)處于組裝狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)的軸向側(cè)面剖視圖。
[0016]圖3是當(dāng)從圖2中的箭頭B-B線剖面看時(shí)布線單元的平面圖。[0017]圖4是當(dāng)從圖2中的箭頭C-C線剖面看時(shí)切換控制單元的平面圖。
[0018]圖5是當(dāng)從圖2中的箭頭D-D線剖面看時(shí)切換控制單元框架的軸向剖視圖。
[0019]圖6是當(dāng)從圖5中的箭頭E-E線剖面看時(shí)切換控制單元框架的側(cè)面剖視圖。
[0020]圖7是包括變形例的水冷冷卻室的切換控制單元框架的對(duì)應(yīng)于圖6的側(cè)面剖視圖。
[0021]圖8是當(dāng)繞組用端子臺(tái)固定到水冷冷卻室時(shí)電動(dòng)機(jī)的對(duì)應(yīng)于圖2的側(cè)面剖視圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0022]以下，將通過(guò)參照附圖描述實(shí)施方式。
[0023]圖1是示出其中針對(duì)各主要構(gòu)成部件分解根據(jù)實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)的整個(gè)外觀的透視圖，圖2是當(dāng)從圖1中的箭頭A-A線看時(shí)處于組裝狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)的軸向側(cè)面剖視圖。例如，圖示示例中的電動(dòng)機(jī)是被應(yīng)用于電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。在圖2中，為了避免圖示復(fù)雜，省略了電纜等布線。
[0024]在圖1和圖2中，電動(dòng)機(jī)100具有電動(dòng)機(jī)主體1、布線單元2、切換控制單元3和蓋部4。電動(dòng)機(jī)主體I整體具有基本上圓柱形的外觀并且具有隨后將描述的輸出軸12，其一側(cè)(圖1中的左下側(cè)和圖2中的左側(cè))的軸向端部突出，布線單元2和切換控制單元3分別具有基本上相同的外徑和較短的形狀，在軸向方向上同軸堆疊并且連接到其相對(duì)側(cè)(圖1中的右上側(cè)和圖2中的右側(cè))的軸向端部。堆疊次序是電動(dòng)機(jī)主體1、布線單元2和切換控制單元3。此外，具有相同外徑的蓋部4附接到切換控制單元3的開口端部，整個(gè)電動(dòng)機(jī)100構(gòu)成基本上圓柱形的組件。
[0025]電動(dòng)機(jī)主體I具有電動(dòng)機(jī)主體框架11、輸出軸12、其中嵌入永磁體的轉(zhuǎn)子13、具有繞組的定子14、旋變器15。電動(dòng)機(jī)主體框架11通常通過(guò)具有基本上圓柱形的形狀構(gòu)成并且其一側(cè)(圖1中的左下側(cè)和圖2中的左側(cè))的軸向端部被封閉壁Ila密封并且另一側(cè)(圖1中的右上側(cè)和圖2中的右側(cè))的軸向端部開口。在這個(gè)實(shí)施方式的圖示示例中，輸出軸12穿透封閉壁11a，布線單元2連接到開口側(cè)的軸向端部。此外，支承壁Ilb設(shè)置在電動(dòng)機(jī)主體框架11內(nèi)部的接近開口側(cè)的軸向位置，輸出軸12能通過(guò)支承壁Ilb和封閉壁Ila各自的中心位置處的軸承Ilc被旋轉(zhuǎn)地支承。此外，在這個(gè)電動(dòng)機(jī)主體框架11的外周側(cè)壁Ild內(nèi)部，在整個(gè)外周設(shè)置冷卻水通道lie，冷卻水可通過(guò)冷卻水通道Ile周向地流動(dòng)。盡管沒(méi)有具體詳細(xì)示出，但這個(gè)冷卻水通道Ile經(jīng)由管道連接到外部冷卻水泵，冷卻水流過(guò)所述管道(管道或冷卻水泵中的任一個(gè)都沒(méi)有示出)。通過(guò)允許冷卻水流過(guò)冷卻水通道lie，可吸收電動(dòng)機(jī)主體I產(chǎn)生的熱。
[0026]在這個(gè)實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)100的示例中，其中嵌入永磁體的轉(zhuǎn)子13被構(gòu)造成具有基本上柱形的形狀,并且同軸地固定到電動(dòng)機(jī)主體框架11內(nèi)部的輸出軸12。此外，具有繞組的定子14被構(gòu)造成具有圓柱形形狀并且以環(huán)繞其中嵌入永磁體的轉(zhuǎn)子13的外周側(cè)這種布置固定于電動(dòng)機(jī)主體框架11的內(nèi)周表面。如上所述，輸出軸12 —側(cè)(圖1中的左下側(cè)和圖2中的左側(cè))的端部通過(guò)穿透電動(dòng)機(jī)主體框架11的封閉壁Ila而突出，而另一側(cè)(圖1中的右上側(cè)和圖2中的右側(cè))的端部被容納在電動(dòng)機(jī)主體框架11內(nèi)部。在這個(gè)輸出軸12另一側(cè)的端部，設(shè)置用于檢測(cè)輸出軸12的旋轉(zhuǎn)速度或旋轉(zhuǎn)位置的旋變器15。
[0027]如上構(gòu)造的電動(dòng)機(jī)主體I是三相AC同步發(fā)動(dòng)機(jī)，其通過(guò)向具有繞組的定子14供應(yīng)三相AC電力，可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)其中嵌入永磁體的轉(zhuǎn)子13和輸出軸12，并且可用旋變器15檢測(cè)轉(zhuǎn)子13的旋轉(zhuǎn)角度。盡管沒(méi)有具體示出，但具有繞組的定子14包括兩組繞組，每組分別由并聯(lián)纏繞的、分別與三相AC中的三相中的每相對(duì)應(yīng)的三個(gè)繞組構(gòu)成。如果只向這些繞組中的一個(gè)供應(yīng)三相AC，則由于阻抗低，因此允許充足的電流流入甚至高頻區(qū)域，這是高速驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)100的適用狀態(tài)。此外，如果這兩組繞組串聯(lián)連接并且向它們都供應(yīng)三相AC，則由于阻抗高，因此甚至在低頻區(qū)域中也可施加充足的電壓，并且相對(duì)于同樣的電流，在電動(dòng)機(jī)100中可產(chǎn)生較大的扭矩，這是低速驅(qū)動(dòng)的適用狀態(tài)。
[0028]切換控制單元3是對(duì)針對(duì)外部供應(yīng)的三相AC電力怎樣連接這兩組繞組執(zhí)行切換控制的單元，布線單元2是容納三相AC電力的供應(yīng)端子、切換控制單元3、用于通過(guò)最佳地鋪設(shè)電纜連接電動(dòng)機(jī)主體I的這兩組繞組的電纜的單元。
[0029]圖3是當(dāng)從圖2中的箭頭B-B線剖面看時(shí)布線單元2的平面圖。在以上的圖1至圖3中，布線單元2具有布線單元框架21、繞組用端子臺(tái)22、電源用端子臺(tái)23、屏蔽板24。
[0030]布線單元框架21的外觀具有基本上圓柱形的形狀，具有與電動(dòng)機(jī)主體框架11的外徑相同的外徑，不同的是，在其外周部分上的布置有電源用端子臺(tái)23的位置具有角部21a。此外，這個(gè)布線單元框架21在將連接到電動(dòng)機(jī)主體框架11的一側(cè)(圖1中的左下側(cè)、圖2中的左側(cè)、圖3中的深度側(cè))的軸向端部具有屏蔽壁21b，相對(duì)側(cè)(圖1中的右上側(cè)、圖2中的右側(cè)、圖3中的前側(cè))的軸向端部開口。在布線單元框架21內(nèi)部，分別地，繞組用端子臺(tái)22固定到接近軸中心的位置，電源用端子臺(tái)23固定到屏蔽壁21b上角部21a的位置。
[0031]繞組用端子臺(tái)22整體由成型樹脂構(gòu)件形成并且一體地包括直接固定到屏蔽壁21b的基臺(tái)部22a和連接到切換控制單元3的連結(jié)部22b。基臺(tái)部22a具有基本上立方體的形狀，從安裝有屏蔽壁21b的表面起算的高度相對(duì)低。連結(jié)部22b被布置成沿著基臺(tái)部22a的寬度方向上的一側(cè)(圖2和圖3中的上側(cè))在長(zhǎng)度方向上具有相同長(zhǎng)度并且具有基本上立方體的形狀，該立方體形狀具有使其上端從布線單元框架21的開口側(cè)端部突出這樣的高度。因此，繞組用端子臺(tái)22在如圖2中所示具有基本上L形的截面上具有在長(zhǎng)度方向上連續(xù)的形狀。在具有基本上圓形的形狀并且位于布線單元框架21的底表面的屏蔽壁21b上，繞組用端子臺(tái)22的基臺(tái)部22a相對(duì)于屏蔽壁21b的中心移位并且固定成使沿著其長(zhǎng)度方向的一側(cè)作為屏蔽壁21b的弦。此外，連結(jié)部22b位于更靠近基臺(tái)部22a中的屏蔽壁21b的外周側(cè)的一側(cè)。
[0032]在不是連接到連結(jié)部22b的基臺(tái)部22a的上表面上，六個(gè)端子結(jié)合部22c在其長(zhǎng)度方向上以相等或不等的間隔設(shè)置。略微較高的分隔壁22d設(shè)置在相鄰的兩個(gè)端子結(jié)合部22c之間。此外，在連結(jié)部22b的頂端部分，六個(gè)連接部22e在其長(zhǎng)度方向上以相等或不等的間隔設(shè)置(參見(jiàn)隨后將描述的圖4)。位于相同長(zhǎng)度位置的端子結(jié)合部22c和連接部22e通過(guò)設(shè)置在基臺(tái)部22a和連結(jié)部22b內(nèi)部的金屬匯流條22f彼此電連接。
[0033]電源用端子臺(tái)23具有在長(zhǎng)度方向上連續(xù)的基本上L形的截面(與繞組用端子臺(tái)22類似)并且布置在布線單元框架21的外周側(cè)的角部21a并且固定到屏蔽壁21b。在這個(gè)電源用端子臺(tái)23上，三個(gè)電源結(jié)合部23a在其長(zhǎng)度方向上以相等或不等的間隔設(shè)置。這三個(gè)電源結(jié)合部23a通過(guò)外部電源電纜25連接到未示出的外部逆變器。
[0034]在布線單元框架21的屏蔽壁21b的中心位置，設(shè)置屏蔽板24，屏蔽板24的外徑略大于設(shè)置在電動(dòng)機(jī)主體I上的旋變器15并且例如由磁體等制成。此外，在屏蔽壁21b中，兩個(gè)插入孔21c、21d彼此相鄰地設(shè)置在屏蔽板24外周側(cè)的合適周向位置。此外，在屏蔽壁21b中，在繞組用端子臺(tái)22外周側(cè)的位置設(shè)置連通孔21e，連通孔21e通過(guò)穿透屏蔽壁21b將旋變器15的布線引導(dǎo)到布線單元框架21中。
[0035]然后，在設(shè)置在繞組用端子臺(tái)22的基臺(tái)部22a上的六個(gè)端子結(jié)合部22c中，圖3中這些結(jié)合部中左側(cè)的三個(gè)分別是用作高速用電纜26的結(jié)合端子的結(jié)合部，圖3右側(cè)的另外三個(gè)結(jié)合部分別是用作低速用電纜27的結(jié)合端子的結(jié)合部。連結(jié)部22b被分成與高速用電纜26和低速用電纜27中的每個(gè)對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度方向上的兩個(gè)部分。設(shè)置在端子臺(tái)23上的三個(gè)電源結(jié)合部23a是分別用作電源用電纜28的結(jié)合端子的結(jié)合部。結(jié)合部中的每個(gè)通過(guò)緊固螺栓等結(jié)合各電纜的端子。高速用電纜26、低速用電纜27和電源用電纜28均以三個(gè)為一組布線，三個(gè)中的每個(gè)對(duì)應(yīng)于三相AC的U、V和W相中的每個(gè)。
[0036]電源用電纜28是未示出的外部逆變器供應(yīng)的用于驅(qū)動(dòng)的三相AC電流流過(guò)的電纜。高速用電纜26是在切換至高速驅(qū)動(dòng)時(shí)連接到設(shè)置在以上的電動(dòng)機(jī)主體I內(nèi)部的兩組繞組的電纜，由于相對(duì)大的電流根據(jù)連接的切換狀態(tài)流動(dòng)，因此使用粗的電纜。低速用電纜27是在切換至低速驅(qū)動(dòng)時(shí)連接到設(shè)置在以上的電動(dòng)機(jī)主體I內(nèi)部的兩組繞組的電纜，由于等于或小于電源用電纜28的電流的電流在連接的任何切換狀態(tài)下流動(dòng)，因此使用粗度與電源用電纜28的粗度相同的電纜。
[0037]三個(gè)高速用電纜26通過(guò)最靠近繞組用端子臺(tái)22的位置處的插入孔21插入并且插入電動(dòng)機(jī)主體I中。三個(gè)低速用電纜27穿過(guò)另一個(gè)插入孔21d并且插入電動(dòng)機(jī)主體I中。插入電動(dòng)機(jī)主體I中的總共六個(gè)電纜(也就是說(shuō)，高速用電纜26和低速用電纜27)分別以在電動(dòng)機(jī)主體框架11的內(nèi)周側(cè)沿相同的纏繞方向纏繞數(shù)周的狀態(tài)安置，從纏繞部分29突出的各個(gè)端部連接到所述兩組繞組(在圖2中省略了包括這個(gè)纏繞部分29的整個(gè)布線)。
[0038]當(dāng)從圖3中的剖面看時(shí)(未具體示出)，這個(gè)電動(dòng)機(jī)主體I中的電纜的纏繞部分29的纏繞路徑是沿著與布線單元框架21具有相等外徑的電動(dòng)機(jī)主體框架11的外周側(cè)壁Ild的內(nèi)表面在逆時(shí)針?lè)较蛏闲纬傻膱A形路徑。針對(duì)這個(gè)圓形路徑，具有圖3中示出的布置的高速用電纜26可被鋪設(shè)成以相對(duì)小的曲率(大曲率半徑)進(jìn)入布線路徑。此外，針對(duì)相同的圓形路徑，具有圖3中示出的布置的低速用電纜27被鋪設(shè)成以相對(duì)大的曲率(小曲率半徑)進(jìn)入布線路徑。
[0039]這里，基臺(tái)部22a的上表面上的相鄰兩個(gè)端子結(jié)合部22c之間的分隔壁22d設(shè)置在附近沿著電纜的布線路徑的方向上。考慮到分隔壁22d之間的出口位置，可以認(rèn)為連接使得三個(gè)最粗的高速用電纜26在繞組用端子臺(tái)22的徑向方向上在最外周側(cè)布線并且最細(xì)的低速用電纜27分別在繞組用端子臺(tái)22的徑向方向上在基本中心位置布線。這里，徑向方向是指具有基本上圓柱形形狀的布線單元框架21中的徑向方向。此外，在這個(gè)圖示示例的布線路徑中，三個(gè)高速用電纜26和三個(gè)低速用電纜27被布置成彼此毗鄰。
[0040]圖4是當(dāng)從以上圖2中的箭頭C-C線剖面看時(shí)切換控制單元3的平面圖。在以上的圖1、圖2和圖4中，切換控制單元3具有切換控制單元框架31、二極管模塊32、IGBT模塊33和控制電路板34。
[0041]切換控制單元框架31的外觀具有基本上圓柱形的形狀，與電動(dòng)機(jī)主體框架11具有相同的外徑。此外，這個(gè)切換控制單元框架31在將連接到布線單元框架21的一側(cè)(圖I中的左下側(cè)、圖2中的左側(cè)、圖4中的深度側(cè))的軸向端部具有水冷冷卻室35并且另一側(cè)(圖1中的右上側(cè)、圖2中的右側(cè)、圖4中的前側(cè))的軸向端部開口。水冷冷卻室35被設(shè)置成在切換控制單元框架31的軸向上在一部分(圖2和圖4中的上部)朝向布線單元2開口并且除此之外的整個(gè)表面將被屏蔽。當(dāng)水冷冷卻室35與布線單元2連接時(shí)，繞組用端子臺(tái)22的連結(jié)部22b穿透上面沒(méi)有設(shè)置這個(gè)水冷冷卻室35的開口部分(下文中，稱為開放口 31a)并且被插入切換控制單元框架31。隨后，將詳細(xì)描述水冷冷卻室35的結(jié)構(gòu)。
[0042]在切換控制單元框架31內(nèi)部，二極管模塊32分別固定到靠近水冷冷卻室35的開放口 31a —側(cè)的位置處的上表面壁35a和水冷冷卻室35的遠(yuǎn)離開放口 31a —側(cè)(圖2中右側(cè)的壁表面和圖4中前側(cè)的壁表面)的位置處的IGBT模塊33。控制電路板34被固定成堆疊在二極管模塊32和IGBT模塊33的上側(cè)(圖2中的右側(cè)和圖4中的前側(cè))的布置并且經(jīng)由外部控制電纜36連接到未示出的外部切換控制器。這里，為了方便說(shuō)明，假設(shè)蓋部4 一側(cè)是上側(cè)并且電動(dòng)機(jī)主體I 一側(cè)是下側(cè)。二極管模塊32與連結(jié)部22b頂端的六個(gè)連接部22e進(jìn)行連接，連結(jié)部22b經(jīng)由各個(gè)合適的布線從布線單元2插入切換控制單元3。此外，IGBT模塊33經(jīng)由各個(gè)合適的布線(未示出這些布線)連接到二極管模塊32和控制電路板34。其中，由于大電流經(jīng)由高速用電纜26和低速用電纜27流過(guò)連結(jié)部22b、二極管模塊32和IGBT模塊33，因此產(chǎn)生高溫的熱。因此，需要使這些連結(jié)部22b、二極管模塊32和IGBT模塊33接觸設(shè)置在切換控制單元框架31上的構(gòu)成水冷冷卻室35的構(gòu)件，以吸收熱。
[0043]圖5是當(dāng)從圖2中的箭頭D-D線剖面看時(shí)切換控制單元框架31的軸向剖視圖，圖6是當(dāng)從圖5中的箭頭E-E線剖面看時(shí)切換控制單元框架31的側(cè)面剖視圖。也就是說(shuō)，圖5和圖6分別示出主要水冷冷卻室35中的軸向剖面和側(cè)面剖面。在這些圖5和圖6中，水冷冷卻室35由密封空間構(gòu)成，所述密封空間的各側(cè)被切換控制單元框架31的外周側(cè)表面上的一部分環(huán)繞，除了朝向布線單元2側(cè)的開放口 31a的外周部分和分隔開放口 31a并且還被位于布線單元2側(cè)的下表面壁35b和軸向方向上相對(duì)側(cè)的上表面壁35a夾住的內(nèi)壁部31b之外。在這個(gè)實(shí)施方式的不例中，下表面壁35b和上表面壁35a的各個(gè)內(nèi)表面被布置成平行地彼此面對(duì)。
[0044]此外，在水冷冷卻室35內(nèi)部，設(shè)置分隔壁部35c，分隔壁部35c在開放口 31a的相對(duì)側(cè)(圖2和圖5中的下側(cè))的外周壁上從其基本上中心位置延伸并且連接下表面壁35b和上表面壁35a，因此，在圖5的平面圖上看到的水冷冷卻室35的整體具有基本上U形(圖5中被垂直地顛倒)。這個(gè)基本上U形的兩個(gè)端部位置(開放口 31a相對(duì)側(cè)的夾住分隔壁部35c的兩個(gè)位置)處的外周側(cè)壁分別開口，噴嘴37和38分別設(shè)置成是連通的。在這個(gè)實(shí)施方式的示例中，圖5中左側(cè)的噴嘴37用作供給口噴嘴37，將冷卻水供應(yīng)到水冷冷卻室35中，而圖5中右側(cè)的噴嘴38用作排出口噴嘴37，將冷卻水從水冷冷卻室35內(nèi)部排出。供給口噴嘴37和排出口噴嘴38經(jīng)由管道連接到外部冷卻水泵，其中，使冷卻水流過(guò)管道(管道和冷卻水泵都未示出)。
[0045]在這個(gè)基本上U形的水冷冷卻室35內(nèi)部，冷卻水在從供給口噴嘴37朝向排出口噴嘴38的方向上流動(dòng)，在圖5的平面圖上看到的水冷冷卻室35的形狀被形成為，使得開放口 31a—側(cè)(也就是說(shuō)，基本上U形的彎曲側(cè))的流路寬度大于設(shè)置有供給口噴嘴37和排出口噴嘴38側(cè)(也就是說(shuō)，基本上U形的兩個(gè)端部側(cè))的流路寬度。也就是說(shuō)，形成為使得流路寬度從兩個(gè)噴嘴37和38側(cè)朝向流路深度側(cè)擴(kuò)大。具體地，在通過(guò)分隔壁部35c分隔的區(qū)域中，形成為使得流路寬度從噴嘴37和38側(cè)朝向開放口 31a側(cè)擴(kuò)大。
[0046]此外，在水冷冷卻室35內(nèi)部，多個(gè)整流翼片35d設(shè)置在布線單元2側(cè)的上表面壁35a。這些整流翼片35d是壁部，從上表面壁35a突出達(dá)到?jīng)]有到達(dá)下表面壁35b這種程度并且在冷卻水流過(guò)的路徑的每個(gè)區(qū)域中分別沿著冷卻水的流動(dòng)方向設(shè)置成四個(gè)的數(shù)量。如上所述，具體地，在通過(guò)分隔壁部35c分隔的區(qū)域中，形成為使得流路寬度從噴嘴37和38側(cè)朝向開放口 31a側(cè)擴(kuò)大，因此，設(shè)置在該區(qū)域中的整流翼片35d中的每個(gè)基本上徑向地布置。在其它區(qū)域中，四個(gè)整流翼片35d沿著冷卻水的流動(dòng)方向基本上平行地布置。
[0047]此外，在水冷冷卻室35內(nèi)部，設(shè)置附接部35e，附接部35e均具有螺孔39，螺孔39用于使二極管模塊32和IGBT模塊33與水冷冷卻室35內(nèi)的上表面壁35a接觸并且將二極管模塊32和IGBT模塊固定于此。整流翼片35d中的每個(gè)設(shè)置成不干擾這些附接部35e的布置。附接部35中的每個(gè)被設(shè)置成從上表面壁35到下表面壁35b，以將這二者連接。以此方式，二極管模塊32和IGBT模塊33借助用螺孔39中的每個(gè)旋牢的螺桿固定到附接部35e中的每個(gè)并且在廣范圍內(nèi)與水冷冷卻室35的上表面壁35a接觸。結(jié)果，即使大電流流過(guò)二極管模塊32和IGBT模塊33并且產(chǎn)生熱，熱也可以被水冷冷卻室35吸收。此外，即使是相同的水冷冷卻室35，與流路寬度大的開放口 31a側(cè)的區(qū)域中相比，在流通通道寬度小的噴嘴37和38側(cè)的區(qū)域(圖2和圖5中下側(cè)的區(qū)域)中，冷卻水的流動(dòng)速率更快，冷卻效率更高。因此，如圖示的，其中發(fā)熱溫度相對(duì)高的IGBT模塊33布置在噴嘴37和38側(cè)的區(qū)域中，而發(fā)熱溫度相對(duì)低的二極管模塊32布置在開放口 31a側(cè)的區(qū)域中。
[0048]此外，如圖2和圖5中所示，從布線單元2穿透開放口 31a并且插入切換控制單元3的繞組用端子臺(tái)22的連結(jié)部22b使其側(cè)部的平坦面與水冷冷卻室35的開放口 31a側(cè)的內(nèi)壁部31b接觸。結(jié)果，即使大電流流過(guò)設(shè)置在連結(jié)部22b內(nèi)部的匯流條22f并且整個(gè)連結(jié)部22b產(chǎn)生熱，熱也可被水冷冷卻室35吸收。此外，由于電源用端子臺(tái)23也是當(dāng)電流流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生熱的構(gòu)件，因此通過(guò)使其頂端部具有與如圖2中所示的水冷冷卻室35的下表面壁35b接觸的基本上L形截面，熱可被吸收。此外，盡管沒(méi)有具體示出，但與設(shè)置在電動(dòng)機(jī)主體I內(nèi)部的旋變器15連接的布線穿過(guò)布線單元框架21的連通孔21e和切換控制單元框架31的開放口 31a進(jìn)行鋪設(shè)并且連接到控制電路板34。
[0049]看如上構(gòu)造的整個(gè)電動(dòng)機(jī)100，電動(dòng)機(jī)主體1、布線單元2、切換控制單元3和蓋部4依次堆疊并且如上所述地連結(jié)。其中，包括具有繞組的定子14的電動(dòng)機(jī)主體I具有最大的熱產(chǎn)生量，接著，其內(nèi)包括二極管模塊32和IGBT模塊33的切換控制單元3具有次最大的熱產(chǎn)生量。盡管布線單元2其內(nèi)設(shè)置有因流過(guò)大電流而產(chǎn)生熱的端子臺(tái)22和23、電纜26、27和28，但布線單元的熱產(chǎn)生量比電動(dòng)機(jī)主體I和切換控制單元3低得多。結(jié)果，布線單元2用作絕緣室，阻斷從電動(dòng)機(jī)主體I到切換控制單元3的熱傳遞。
[0050]如上，輸出軸12對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的軸，電動(dòng)機(jī)主體I對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)主體部，切換控制單元3對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的繞組切換單元，冷卻水(未具體不出)對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的冷卻劑，水冷冷卻室35對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的流路，切換控制單元框架31對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的殼體，上表面壁35a的上側(cè)(圖2中的右側(cè)和圖6中的上側(cè))的表面對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的安裝面，二極管模塊32和IGBT模塊33對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的電子組件，高速用電纜26、低速用電纜27和電源用電纜28對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的多個(gè)內(nèi)部布線，繞組用端子臺(tái)22和電源用端子臺(tái)23以及匯流條22f、高速用電纜26、低速用電纜27和電源用電纜28的成型樹脂構(gòu)件對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的布線相關(guān)構(gòu)件，下表面壁35b的下側(cè)(圖2中的左側(cè)和圖6中的下側(cè))的表面對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的接觸面和相對(duì)安裝面，內(nèi)壁部31b對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的接觸面和側(cè)面，整個(gè)電動(dòng)機(jī)100對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。此夕卜，繞組用端子臺(tái)22對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的端子臺(tái)和第一端子臺(tái)，外部電源電纜25對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的電源電纜，電源用端子臺(tái)23對(duì)應(yīng)于各權(quán)利要求中描述的端子臺(tái)和第二端子臺(tái)。
[0051]如上所述，根據(jù)這個(gè)實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)100，切換控制單元3具有切換控制單元框架31，切換控制單元框架31的內(nèi)部形成有水冷冷卻室35，冷卻水通過(guò)水冷冷卻室35進(jìn)行循環(huán)，在這個(gè)切換控制單元框架31的上表面壁35a上，安裝產(chǎn)生熱的二極管模塊32和IGBT模塊33。結(jié)果，通過(guò)使冷卻水通過(guò)水冷冷卻室35進(jìn)行循環(huán)來(lái)冷卻二極管模塊32和IGBT模塊33。
[0052]另一方面，在切換控制單元框架31中，設(shè)置與涉及高速用電纜26、低速用電纜27和電源用電纜28的繞組用端子臺(tái)22和電源用端子臺(tái)23接觸的內(nèi)壁部31b和下表面壁35b，高速用電纜26、低速用電纜27和電源用電纜28將定子14的繞組和切換控制單元3的二極管模塊32和IGBT模塊33彼此連接。繞組用端子臺(tái)22和電源用端子臺(tái)23在電流流過(guò)時(shí)產(chǎn)生熱。在這個(gè)實(shí)施方式中，通過(guò)使繞組用端子臺(tái)22與切換控制單元框架31的內(nèi)壁部31b接觸并且通過(guò)使電源用端子臺(tái)23與切換控制單元框架31的下表面部分35b接觸，可分別用冷卻其的冷卻水執(zhí)行熱交換。此外，由于可如上地使用切換控制單元3的冷卻結(jié)構(gòu)冷卻繞組用端子臺(tái)22和電源用端子臺(tái)23，因此不需要單獨(dú)設(shè)置冷卻結(jié)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)100的尺寸也不增大。因此，可用緊湊結(jié)構(gòu)充分地冷卻作為內(nèi)部布線的高速用電纜26、低速用電纜27和電源用電纜28。
[0053]此外，根據(jù)這個(gè)實(shí)施方式，使繞組用端子臺(tái)22與用于冷卻其的內(nèi)壁部31b接觸，經(jīng)由繞組用端子臺(tái)22連接的高速用電纜26和低速用電纜27被冷卻。此外，使電源用端子臺(tái)23接觸用于冷卻其的下表面壁35b，通過(guò)電源用端子臺(tái)23連接的電源用電纜28被冷卻。如上所述，通過(guò)具有其中使繞組用端子臺(tái)22和電源用端子臺(tái)23進(jìn)行接觸的結(jié)構(gòu)，相比于其中使電纜本身與用于冷卻其的內(nèi)壁部31b和下表面壁35b接觸的情況，接觸面積可增大，冷卻效率可提高。此外，如果繞組用端子臺(tái)22和電源用端子臺(tái)23固定到內(nèi)壁部31b和下表面壁35b，則使它們緊密接觸，冷卻效率可進(jìn)一步提高。
[0054]此外，根據(jù)這個(gè)實(shí)施方式，通過(guò)使其中夾有水冷冷卻室35的上面安裝了二極管模塊32和IGBT模塊33的上表面壁35a和相對(duì)側(cè)布置的下表面壁35b接觸生熱構(gòu)件，可確保面積與上表面壁35a基本上相等的廣接觸面。此外，通過(guò)使側(cè)面(諸如，環(huán)繞上表面壁35a周邊的內(nèi)壁部31b)成為接觸面，可確保較廣的接觸面，并且通過(guò)使接觸面成與下表面壁35b的角度不同的角度，可提高接觸面和端子臺(tái)22和23中的每個(gè)之間的接觸模式的自由度。因此，可提高切換控制單元3的冷卻性能。
[0055]此外，根據(jù)這個(gè)實(shí)施方式，通過(guò)使繞組用端子臺(tái)22與用于冷卻其的內(nèi)壁部31b接觸，可有效地冷卻高速用電纜26和低速用電纜27，高速用電纜26和低速用電纜27通過(guò)繞組用端子臺(tái)22將定子14的繞組和切換控制單元3的二極管模塊32和IGBT模塊33連接。[0056]此外，根據(jù)這個(gè)實(shí)施方式，由于繞組用端子臺(tái)22具有匯流條22f和成型樹脂構(gòu)件并且通過(guò)成型樹脂構(gòu)件上形成的平坦面和內(nèi)壁部31b之間的接觸，匯流條22f被冷卻。由于匯流條22f的截面面積總體大于繞組的截面面積，因此通過(guò)將繞組的端部轉(zhuǎn)換成匯流條22f，接著通過(guò)執(zhí)行熱交換，導(dǎo)熱面積可增大，冷卻效率可提高。此外，通過(guò)在成型樹脂構(gòu)件上形成平坦面，與側(cè)面的緊密接觸增強(qiáng)，冷卻效率可進(jìn)一步提高。
[0057]此外，根據(jù)這個(gè)實(shí)施方式，通過(guò)使電源用端子臺(tái)23與用于冷卻其的下表面壁35b接觸，可有效地冷卻電源用電纜28，電源用電纜28通過(guò)電源用端子臺(tái)23連接定子14的繞組和外部電源用電纜25。
[0058]在以上實(shí)施方式中，繞組用端子臺(tái)22通過(guò)聚集成一組的方式進(jìn)行設(shè)置，但本發(fā)明不限于此。例如，可設(shè)置與高速用電纜26和低速用電纜27中的每個(gè)分別對(duì)應(yīng)的繞組用兩個(gè)端子臺(tái)22或者可將其分成三個(gè)部分或更多部分并且進(jìn)行設(shè)置。此外，三個(gè)高速用電纜26是最粗的，三個(gè)低速用電纜27和電源用三個(gè)電纜28是具有相同粗度的電纜，但粗度不一定限于如上的兩種類型。例如，高速用電纜26中的一個(gè)可最粗并且其它高速用電纜26可比它細(xì)或者可使低速用電纜27中的任一個(gè)粗于較細(xì)的高速用電纜。也就是說(shuō)，電纜粗度的類型的數(shù)量可以是三個(gè)或更多個(gè)。在這種情況下，最細(xì)電纜的布線路徑不一定在徑向方向上位于中心位置。也就是說(shuō)，原理上，僅必須最粗電纜的布線路徑在徑向方向上位于最外周位置，除此之外的具有中間粗度的電纜可在徑向方向上位于中心位置。
[0059]在設(shè)置在切換控制單元框架31中的水冷冷卻室35中，在以上實(shí)施方式中以各個(gè)內(nèi)表面彼此平行面對(duì)的方式布置下表面壁35b和上表面壁35a,但本發(fā)明不限于此。例如，如對(duì)應(yīng)于圖6的圖7中所示，關(guān)于當(dāng)從側(cè)表面方向看時(shí)的流路寬度，下表面壁35bA和上表面壁35aA可被布置成，各個(gè)內(nèi)表面以開放口 31a側(cè)的流路寬度W2變得小于噴嘴37和38側(cè)的流路寬度Wl的方式彼此傾斜。也就是說(shuō)，以流路的深度從噴嘴37和38側(cè)向著流路深度側(cè)變窄的方式，形成流路的形狀。通過(guò)如上地形成流路形狀，可保持流路截面面積基本上恒定，而當(dāng)從圖5中的平面方向看時(shí)的流路寬度從噴嘴37和38側(cè)向著流路深度側(cè)擴(kuò)大。結(jié)果，因?yàn)榭杀３掷鋮s水的流動(dòng)速率基本上恒定，所以冷卻表面的面積可增大，而冷卻效率沒(méi)有降低。結(jié)果，冷卻性能可進(jìn)一步提高。
[0060]此外，具有以上構(gòu)造的水冷冷卻室35還可應(yīng)用于除了以上的切換控制單元3和電動(dòng)機(jī)100之外的那些并且可例如應(yīng)用于類似地在高溫下產(chǎn)生熱的逆變器。此外，整流翼片35d設(shè)置在從上表面壁35a突出達(dá)到?jīng)]有到達(dá)下表面壁35b這種程度的壁部上，但不限于此。例如，它可從下表面壁35b突出或者可使其間設(shè)置有間隙地或者以它們連接的方式從下表面壁35b和上表面壁35a 二者突出。
[0061]如對(duì)應(yīng)于圖2的圖8中所示，通過(guò)使在電源用端子臺(tái)23中具有基本上L形截面的底側(cè)部分接觸水冷冷卻室35的下表面壁35b并且將電源用端子臺(tái)23本身固定到水冷冷卻室35，可進(jìn)一步提高冷卻效率。此外，在布線單元2側(cè)的構(gòu)件之中，只使端子臺(tái)22和23的樹脂部分的平坦面與水冷冷卻室35的內(nèi)壁部31b和下表面壁35b接觸，但不限于此。例如，電纜26、27和28中的每個(gè)可被布線成接觸構(gòu)成水冷冷卻室35的壁部中的任一個(gè)。另選地,端子臺(tái)22和23中的每個(gè)內(nèi)部的金屬匯流條22f可暴露于外部并且直接接觸構(gòu)成水冷冷卻室35的壁部中的任一個(gè)。在這種情況下，需要考慮到各匯流條之間的絕緣的構(gòu)造。
[0062]電動(dòng)機(jī)主體框架11和布線單元框架21被構(gòu)造為單獨(dú)的本體，但不限于此。例如，盡管未具體示出，但電動(dòng)機(jī)主體框架11和布線單元框架21可一體地形成。在這種情況下，為了有助于進(jìn)入電動(dòng)機(jī)主體框架11的內(nèi)部，封閉壁Ila需要被構(gòu)造為單獨(dú)的本體，可拆卸地形成。另選地，布線單元框架21和切換控制單元框架31可一體地形成。此外，電動(dòng)機(jī)主體I和布線單元2不一定必須相鄰地連結(jié)，例如，與輸出軸12連結(jié)的制動(dòng)單元等可布置在它們之間并且與它們連結(jié)。此外，在電動(dòng)機(jī)主體I中，布線單元2和切換控制單元3被布置成連結(jié)到輸出軸12突出側(cè)的相對(duì)側(cè)的軸向端部，但不限于此。例如，布線單元2和切換控制單元3可被布置成連結(jié)到電動(dòng)機(jī)主體I的輸出軸12突出側(cè)的軸向端部。在這種情況下，應(yīng)該構(gòu)造成使得輸出軸12穿透布線單元2和切換控制單元3的中心位置。
[0063]此外，在以上實(shí)施方式中，其中旋轉(zhuǎn)電機(jī)是電動(dòng)機(jī)的情況被作為示例說(shuō)明，但不限于此，本發(fā)明還可應(yīng)用于其中旋轉(zhuǎn)電機(jī)是發(fā)電機(jī)的情況。
[0064]此外，在以上實(shí)施方式中，分別地制造作為反負(fù)載側(cè)支架的支承壁Ilb和布線單元2,但例如,可如此構(gòu)造,使得布線單元2的布線單元框架21包括支承壁并且支承軸承He。換句話講，可如此構(gòu)造，使得布線單元2設(shè)置在反負(fù)載側(cè)支架上。結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)100的進(jìn)一步尺寸減小。
[0065]此外，除了上述那些之外，可以適于使用的方式組合實(shí)施方式和方法的各種變形例。
[0066]盡管未具體舉例，但本發(fā)明以不脫離其主旨的范圍內(nèi)增加的各種變化實(shí)現(xiàn)。
[0067]符號(hào)說(shuō)明
[0068]I 電動(dòng)機(jī)主體(旋轉(zhuǎn)電機(jī)主體部)
[0069]2 布線單元
[0070]3 切換控制單元(繞組切換單元)
[0071]4 蓋部
[0072]11電動(dòng)機(jī)主體框架
[0073]Ile冷卻水通道
[0074]12輸出軸(軸)
[0075]13 轉(zhuǎn)子
[0076]14 定子
[0077]15旋變器
[0078]21布線單元框架
[0079]21c插入孔
[0080]2Id插入孔
[0081]2Ie連通孔
[0082]22繞組用端子臺(tái)(布線相關(guān)構(gòu)件、端子臺(tái)、第一端子臺(tái))
[0083]22b連結(jié)部
[0084]23電源用端子臺(tái)(布線相關(guān)構(gòu)件、端子臺(tái)、第二端子臺(tái))
[0085]24屏蔽板
[0086]25外部電源電纜(電源電纜)
[0087]26高速用電纜(內(nèi)部布線、布線相關(guān)構(gòu)件)
[0088]27低速用電纜(內(nèi)部布線、布線相關(guān)構(gòu)件)[0089]28電源用電纜(內(nèi)部布線、布線相關(guān)構(gòu)件)
[0090]29纏繞部分
[0091]31切換控制單元框架(殼體)
[0092]31a開放口
[0093]31b內(nèi)壁部(接觸面、側(cè)面)
[0094]32二極管模塊(電子組件)
[0095]33IGBT模塊(電子組件)
[0096]34控制電路板
[0097]35水 冷冷卻室
[0098]35a上表面壁(安裝面)
[0099]35b下表面壁(接觸面、相對(duì)安裝面)
[0100]35c分隔壁部
[0101]35d整流翼片
[0102]35e附接部
[0103]37供給口噴嘴
[0104]38排出口噴嘴
[0105]100電動(dòng)機(jī)(旋轉(zhuǎn)電機(jī))
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括: 旋轉(zhuǎn)電機(jī)主體部，其包括定子和轉(zhuǎn)子； 繞組切換單元，其被構(gòu)造成切換所述定子的繞組，其中， 所述繞組切換單元包括: 殼體，其在內(nèi)部形成有使冷卻劑循環(huán)的流路； 電子組件，其安裝在所述殼體的安裝面上； 接觸面，其設(shè)置在所述殼體上并且與布線相關(guān)構(gòu)件接觸，所述布線相關(guān)構(gòu)件與包括將所述繞組和所述電子組件連接起來(lái)的布線在內(nèi)的內(nèi)部布線相關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 所述布線相關(guān)構(gòu)件是連接有所述內(nèi)部布線的端子臺(tái)； 所述接觸面接觸所述端子臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 所述接觸面是包圍所述安裝面的周邊的側(cè)面和隔著所述流路布置在所述安裝面的相對(duì)側(cè)的相對(duì)安裝面中的至少一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 所述側(cè)面接觸第一端子臺(tái)，所述第一端子臺(tái)被構(gòu)造成將所述繞組的端部與所述電子組件電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 所述第一端子臺(tái)包括: 匯流條，其被構(gòu)造成將所述繞組的端部與所述電子組件電連接； 成型樹脂構(gòu)件，其設(shè)置在所述匯流條周圍； 所述側(cè)面接觸所述成型樹脂構(gòu)件上形成的平坦面。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中的任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 所述相對(duì)安裝面接觸第二端子臺(tái)，所述第二端子臺(tái)被構(gòu)造成將所述繞組的端部與電源電纜電連接。
【文檔編號(hào)】H02K9/19GK103918164SQ201180074763
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月10日
【發(fā)明者】永尾光格, 井上岳司, 長(zhǎng)尾敏男 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)