專利名稱：用于控制器集成電機的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及控制器集成電機，它包括主要用來驅(qū)動車輛的電機和與電機集成在一起以控制電機的控制器。
背景技術：
車輛的牽引電機在車輛運動時在其每個部分中都會升溫。溫度的升高是由定子和轉(zhuǎn)子繞組中的銅耗、定子中的鐵耗、以及其它機械損耗導致的。牽引電機通常使用以下的方法來對其自身進行冷卻。設置一吹風機，它吸入外界空氣，以強迫將氣流排入到電機內(nèi)。在電機中設置一風扇，它旋轉(zhuǎn)以將冷氣流循環(huán)通過電機。但是，這種牽引電機構造成其內(nèi)部和外部是相通的(開放型牽引電機)。因此，灰塵會進入到電機中，從而需要定期維護。因此近年來，已經(jīng)研制了具有外部風扇的完全封閉型牽引電機，它具有封閉的牽引電機主體，并將氣流排入到主體的外周表面上以進行冷卻。但是具有外部風扇的完全封閉型牽引電機的冷卻效率比開放型牽引電機低。因此，開放型牽引電機需要增加其尺寸以提供大功率。
牽引電機安裝在車輛主體之下的轉(zhuǎn)向架下的一個窄空間內(nèi)。這防止了牽引電機的尺寸的增加。另外，希望牽引電機能夠更小和更輕。另外，已經(jīng)提出未來的具有控制器的牽引電機包括變換器(或類似物)和集成有控制器的牽引電機(以下這種牽引電機稱之為“控制器集成電機”)(日本專利申請公開No.2004-312960)。通常，牽引電機和控制器是分開設置的。例如，牽引電機位于轉(zhuǎn)向架下面。另一方面，控制器位于車輛的地板下面。這種集成具有以下幾個優(yōu)點。
控制器和牽引電機通過電纜連接在一起。因此，將控制器和牽引電機靠近彼此來安裝能夠減少導線的長度和數(shù)量。這樣有助于降低成本和提高可靠性。使用永磁體同步電機作為牽引電機需要為每個牽引電機提供一個控制器。在該情況中，控制器控制著相應的牽引電機。另外，控制器具有減小的尺寸。因此，控制器集成電機與單獨設置的牽引電機和控制器相比能夠降低總成本。在由控制器所占據(jù)的地板的下方的空間也變得自由。這使得能夠有效使用自由的地板下方空間。因此，該控制器集成電機具有各種優(yōu)點。
但是，需要進一步減小以將控制器和牽引電機容納在轉(zhuǎn)向架中。而且，由于控制器和牽引電機兩者都發(fā)熱，所以需要進行充分冷卻以防止可能出現(xiàn)的過熱。即使在牽引電機與控制器分開的情況下，具有外部風扇的完全封閉型牽引電機在冷卻能力方面也有限。因此，同時冷卻控制器需要有效率的冷卻。因此，對于控制器集成電機，已經(jīng)提出了各種冷卻方法。這些冷卻方法大多數(shù)基于空氣冷卻方案。對于汽車而言，已經(jīng)將控制器集成電機投入到實際使用中。
圖17為剖視圖，顯示出普通的控制器集成電機。該電機操作用來使軸1轉(zhuǎn)動。軸1的轉(zhuǎn)動使得外部風扇4轉(zhuǎn)動。外部風扇4的轉(zhuǎn)動具有風扇作用以沿著徑向方向排出冷卻空氣流30。排出的冷卻空氣流30圍繞著控制器13流動。該冷卻空氣流30改善了控制器13表面的導熱性。因此冷卻了控制器13。
但是，在上面普通的控制器集成電機中的冷卻結構具有以下要解決的問題。
在該電機中，外部風扇4和控制器13沿著軸向方向并排安裝。這增加了電機沿著軸向方向的長度。一般來說，電機的軸向方向與鐵路車輛的寬度方向一致。鐵路車輛在寬度方向上較窄，從而限制了其中能夠安裝電機的空間。因此，該電機降低了能夠選擇在機動車中的電機安裝位置的自由度。
另外，來自外部風扇4的氣流大部分用來冷卻控制器13。這使得電機主體進入接近自然空氣冷卻的狀態(tài)。這種配置使得在電機產(chǎn)生較少熱量時只能通過自然對流來實現(xiàn)冷卻。但是，電機的增大容量會妨礙只是通過自然對流來實現(xiàn)冷卻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種設在車輛中的并且能夠減小軸的軸向?qū)挾纫约疤岣唠姍C主體和控制器的冷卻效率的控制器集成電機。
控制器集成電機包括電機主體和與電機主體集成在一起以控制電機主體的控制器，電機主體包括定子鐵心、轉(zhuǎn)動以在電機主體上施加驅(qū)動力的軸、保持定子鐵心和軸的框架、以及外部風扇，該外部風扇圍繞著軸設置，從而電機主體朝著軸的旋轉(zhuǎn)中心向內(nèi)凹入，外部風扇排出冷卻氣流以冷卻電機主體，控制器設在框架的外周附近，電機主體如此形成，從而來自外部風扇的冷卻氣流沿著框架的外周表面在軸的軸向方向上流動。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將在下面的說明中給出，并且部分地從該說明書中是顯而易見的，或者可以通過本發(fā)明的實踐認知。本發(fā)明的這些目的和優(yōu)點將通過下面具體指出的手段及其組合來獲得。


結合在說明書中并且構成本說明書的一部分的附圖顯示了本發(fā)明的實施方案，與上述發(fā)明概述和以下對實施方案的詳細說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的控制器集成電機的垂直剖面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的控制器集成電機的無載側的剖面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的控制器集成電機的垂直剖面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的控制器集成電機的無載側的剖面圖；圖5是構成根據(jù)本發(fā)明的第三實施方案的控制器集成電機的控制器的透視圖；圖6是構成根據(jù)本發(fā)明的第四實施方案的控制器集成電機的控制器的透視圖；圖7是構成根據(jù)本發(fā)明的第五實施方案的控制器集成電機的控制器的透視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第六實施方案的控制器集成電機的垂直剖面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第六實施方案的控制器集成電機的無載側的剖面圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的第七實施方案的控制器集成電機的垂直剖面圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的第七實施方案的控制器集成電機的無載側的剖面圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的第八實施方案的控制器集成電機的垂直剖面圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的第八實施方案的控制器集成電機的無載側的剖面圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的第九實施方案的控制器集成電機的垂直剖面圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的第九實施方案的控制器集成電機的無載側的剖面圖；圖16是構成根據(jù)本發(fā)明的第十實施方案的控制器集成電機的控制器的透視圖；圖17是傳統(tǒng)的控制器集成電機的垂直剖面圖。
具體實施例方式
下面將參照這些附圖對本發(fā)明的實施方案進行說明。
(第一實施方案)圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的控制器集成電機的垂直剖視圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的控制器集成電機的無載側的剖視圖。在圖17、1和2中的相同部件由相同的參考標號表示，并且將不進行詳細說明。下面將主要對不同的部件進行說明。在隨后的實施方案中也省略了重復的說明。
當前的控制器集成電機包括電機主體29和安裝在電機主體29上的控制器13。電機主體29包括框架3、端板10、定子鐵心8、定子線圈9、轉(zhuǎn)子鐵心2、轉(zhuǎn)動以在電機主體29上施加驅(qū)動力的軸1以及排出冷卻氣流30以冷卻電機主體29的外部風扇4。
在電機主體29中，外部風扇4在靠近軸的負載的加載側上繞軸1裝配。外部風扇4如此設置，從而電機主體29朝著軸1的旋轉(zhuǎn)中心向內(nèi)凹入。外部風扇4和框架3彼此分開，并且在它們之間只有較小的間隙。這防止了灰塵即使在外部風扇4轉(zhuǎn)動時也不會進入電機主體29。端板10覆蓋著外部風扇4和框架3的一部分。這形成了在框架3和端板10之間的冷卻風扇引導管道5。在端板10沿著其徑向方向的中央附近形成有通氣孔28。
控制器13設置在電機主體29的外周附近。具體地說，控制器13安裝在電機主體29的上部的一個側面上?？刂破?3通過支撐件14安裝在框架13的外周表面上?？刂破?3在三個位置處通過相應的支撐件14與電機主體29連接。在控制器13和框架3之間設有通氣空間6。該結構的其余部分與在圖17中所示的電機相同。
現(xiàn)在將對如上所述構成的控制器集成電機的操作進行說明。
在該控制器集成電機的操作期間，軸1的轉(zhuǎn)動使得外部風扇4轉(zhuǎn)動。外部風扇4的轉(zhuǎn)動徑向排出冷卻氣流30。排出的冷卻氣流30的流動方向由冷卻氣流引導管道5從徑向方向改變?yōu)檩S1的軸向方向。然后該冷卻氣流30沿著所形成的流動方向流動，并且從冷卻氣流引導管道5中流出。冷卻氣流30因此從冷卻氣流引導管道5中沿著軸向方向流出。冷卻氣流30然后沿著軸向方向并且沿著電機主體29的外表面流動穿過在控制器13和電機主體29之間的通氣空間6。然后冷卻氣流30排出到外面。
根據(jù)當前實施方案，由電機主體29中的定子鐵心8和定子線圈9產(chǎn)生的熱量傳遞給框架3。傳遞給框架3的熱量被來自外部風扇4并且沿著框架3的表面流動的冷卻氣流30冷卻。冷卻氣流30沿著控制器13的表面流動以增大控制器13周圍的導熱性。這使得控制器13能夠被有效冷卻。這個效果使得能夠抑制在電機主體29和控制器13中可能出現(xiàn)的溫度升高。
(第二實施方案)圖3為一垂直剖視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的控制器集成電機的結構。圖4為一剖視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的控制器集成電機的無載側的結構。
在當前的控制器集成電機中安裝有上控制器13和下控制器13a。在控制器13中的電路與在控制器13a中的電路連接。在控制器13和13a中的該相連的電路用作一個控制器。包括控制器13和13a的組合的控制器控制著電機主體29。該結構的其余部分與第一實施方案的相同。
在當前的控制器集成電機中的冷卻氣流30的流動與在第一實施方案中的類似。因此，冷卻氣流30圍繞著多個控制器13和13a流動。
根據(jù)當前的實施方案，當前的控制器集成電機具有多個設在電機主體29的外周附近的控制器。這能夠增大控制器的表面的導熱性。這進一步改善了當前控制器集成電機的冷卻性能。
(第三實施方案)圖5為一透視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的控制器集成電機的控制器的結構。
根據(jù)當前實施方案的控制器集成電機除了控制器之外按照與根據(jù)第一和第二實施方案的那些類似地構成。
當前的控制器集成電機在控制器13的表面上具有行進氣流散熱片16和冷卻氣流散熱片17。
行進氣流散熱片16相對于電機主體29橫向(與軸1垂直)安裝以便使得由車輛運動所導致的行進氣流31能夠平穩(wěn)地流動。行進氣流散熱片16優(yōu)選較長，但是不會與位于電機主體29周圍的其它部件干涉。
冷卻氣流散熱片17沿著垂直方向(與軸1平行)安裝以便使得來自外部風扇4的冷卻氣流30能夠平穩(wěn)流動。冷卻氣流散熱片17的鰭高度取決于控制器13和電機主體29之間的距離。
行進氣流散熱片16和冷卻氣流散熱片17的鰭間距設定為至少5mm以便防止污物填充在這些散熱片之間。
根據(jù)當前實施方案，來自外部風扇4的冷卻氣流30在冷卻氣流散熱片17之間流動。在操作期間，由于鐵路車輛的運動而導致的行進氣流31在行進氣流散熱片16之間流動。這能夠增大控制器13的表面的導熱性。這使之能夠改善當前控制器集成電機的冷卻性能。
(第四實施方案)圖6為一透視圖，顯示出設在根據(jù)本發(fā)明第四實施方案的控制器集成電機中的控制器的結構。該控制器集成電機的結構除了控制器之外與第一和第二實施方案的那些類似。
根據(jù)當前實施方案的控制器13具有多個從外殼延伸至控制器13的內(nèi)部的熱管18。這些熱管18沿著軸1的軸向方向設置。該結構的其余部分與根據(jù)第三實施方案的控制器13的類似。
根據(jù)當前實施方案，在控制器13中產(chǎn)生的熱量使得在熱管18中的工作流體運動。這使得在控制器13中所產(chǎn)生出的熱量輸送給控制器13的整個外殼。因此，緩解了在控制器13中的過熱點。也就是說，熱量傳遞給控制器13的整個外殼，從而具有與增大的散熱面積相同的作用。
因此，除了實現(xiàn)根據(jù)第三實施方案的操作和效果，第四實施方案能夠改善控制器13的冷卻性能。
(第五實施方案)圖7為一透視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明第五實施方案的控制器集成電機的控制器的結構。第五實施方案的結構除了控制器之外與第一和第二實施方案的那些類似。
根據(jù)當前實施方案的控制器13具有多個沿著控制器13的垂直方向(與軸1平行)延伸的控制器管道19?？刂破鞴艿?9的數(shù)量通過與安裝在控制器13內(nèi)的部件折衷考慮來確定。控制器管道19的內(nèi)徑通過與在控制器13中能夠利用的空間的面積折衷考慮來確定。控制器管道19的直徑太小會增大在經(jīng)過管道19的氣流中的壓力損失。因此，控制器管道19的內(nèi)徑至少為10mm。在其它方面中，控制器13按照與根據(jù)第三實施方案的控制器類似的方式構成。
根據(jù)當前實施方案，從冷卻氣流引導管道5流出的冷卻氣流30流經(jīng)控制器管道19然后排出到空氣中。在經(jīng)過控制器管道19時，冷卻氣流30吸附控制器13中產(chǎn)生的熱量并且將該熱量排出到外面。
因此，除了實現(xiàn)根據(jù)第三實施方案的操作和效果之外，第五實施方案能夠改善控制器13的冷卻性能。
(第六實施方案)圖8為一垂直剖視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明第六實施方案的控制器集成電機的結構。圖9為根據(jù)本發(fā)明第六實施方案的控制器集成電機的無載側的剖視圖。
當前的控制器集成電機具有設在框架3的外面并且與端板10連續(xù)的外殼33。該外殼33使冷卻氣流引導管道5能夠延伸至無載側?？刂破?3b安裝在無載側上。
控制器13b為圓形。在控制器13b的中央設有控制器通風管道20。在控制器13b和電機主體29之間設有支撐件14a。這些支撐件14a支撐著控制器13b。這些支撐件14a為金屬件。4至8個支撐件14a均勻分布在框架3側和控制器13b之間。該結構的其余部分與第一實施方案的類似。
現(xiàn)在將對如上所述的控制器集成電機的操作進行說明。
冷卻氣流30從外部風扇4通過冷卻氣流引導管道5被運送到無載側。在無載側上，使得冷卻氣流30沿著徑向方向流動。沿著徑向方向流動的該冷卻氣流30在控制器13b和電機主體29的無載側側面之間穿過。冷卻氣流30隨后穿過設在控制器13b中的控制器通風管道20，然后排出到外面。
根據(jù)當前實施方案，即使在控制器13b安裝在無載側上的情況下，電機安裝空間也能夠?qū)⒗鋮s氣流30強制排向控制器13b。這能夠抑制控制器13b中的溫度升高。當前實施方案還使得設在電機中的外部風扇4能夠?qū)⒗鋮s空氣30向控制器13b排出，因此使該控制器13b冷卻。因此，與在圖17中所示的控制器集成電機不同，當前的控制器集成電機能夠在基本上不增加其沿著軸向方向的長度的情況下安裝控制器13b。
(第七實施方案)圖10為一垂直剖視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明第七實施方案的控制器集成電機的結構。圖11為根據(jù)本發(fā)明第七實施方案的控制器集成電機的無載側的剖視圖。
在當前的控制器集成電機中，控制器13與第一和第二實施方案的情況一樣設在電機主體29的外周附近。控制器13設在電機主體29的上方。
液體入口管24與控制器13的端面連接以提供冷卻液體34。在控制器13中安裝有冷卻管。該冷卻管與連接在控制器13的另一個端面上的循環(huán)管22連接。
循環(huán)管道22與設在電機主體29的底部處的散熱器21連接。
散熱器21具有散熱器散熱片23。該散熱器散熱片23設在散熱器21的與電機主體29相對的表面上。液體出口管25與散熱器21的端面連接。冷卻管安裝在散熱器21的內(nèi)部以便提高散熱效率。
液體出口管25的頂端利用軸1的轉(zhuǎn)動與循環(huán)泵或磁性連接循環(huán)泵(未示出)連接。該循環(huán)泵與液體入口管24連接。
上面的結構讓冷卻液體34能夠流動穿過在控制器13和散熱器21中的冷卻管。
現(xiàn)在將對如上所述構成的控制器集成電機的操作進行說明。
通過液體入口管24流進控制器13的冷卻液體34去除了在控制器13中所產(chǎn)生的熱量。被加熱的冷卻液體34通過循環(huán)管22被運送到散熱器21。該被加熱的冷卻液體34在散熱器21中被冷卻。冷卻的冷卻液體34從液體出口管25排出。冷卻液體34隨后被運送給循環(huán)或磁性連接循環(huán)泵(未示出)。然后從循環(huán)泵將冷卻液體34輸送給液體入口管24。另外，來自外部風扇4的冷卻氣流30被強制排向控制器13和散熱器21的外圍。而且，火車行進氣流流向控制器13和散熱器21的外圍。
根據(jù)當前實施方案，控制器13受到由來自外部風扇4的冷卻氣流30、火車行進氣流和冷卻液體34提供的冷卻。該冷卻導致高冷卻性能。另外，在通過散熱器21冷卻受熱的冷卻液體34時，來自外部風扇4的冷卻氣流30和火車行進氣流還用來散熱。這使得散熱器21能夠有效地將熱量散發(fā)到外面。
(第八實施方案)圖12為一垂直剖視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明第八實施方案的控制器集成電機的結構。圖13為根據(jù)本發(fā)明第八實施方案的控制器集成電機的無載側的剖視圖。
在電機主體29下面設有兩個散熱器21和21a。該散熱器21和21a通過循環(huán)管22a連接在一起。該結構的其余部分與第七實施方案的相同。
現(xiàn)在將對如上所述構成的控制器集成電機的操作進行說明。
通過液體入口管24流進控制器13的冷卻液體去除在控制器13中產(chǎn)生的熱量。受熱的冷卻液體34通過循環(huán)管22流向散熱器21。冷卻液體34然后在散熱器21中被冷卻。在散熱器21中被冷卻的冷卻液體34通過循環(huán)管22a運送到另一散熱器21a。冷卻液體34在散熱器21a中被冷卻。在散熱器21a中被冷卻的冷卻液體34從液體出口管25排出。從液體出口管25排出的冷卻液體被運送給循環(huán)泵或基于磁性連接的循環(huán)泵(未示出)。送入的冷卻液體34從該循環(huán)泵被輸送給液體入口管24。該操作的其余部分與第七實施方案的類似。
根據(jù)當前實施方案，控制器13受到由來自外部風扇4的冷卻氣流30、火車行進氣流和冷卻液體34提供的冷卻作用。因此，控制器13受到非常有效的冷卻。散熱器21和21a受到由來自外部風扇4的冷卻氣流30和火車行進氣流提供的散熱。因此，即使在冷卻受熱冷卻液體34時，散熱器21和21a也能夠有效地將熱量排出到外面。多個散熱器用來改善散熱性能。這能夠進一步降低冷卻液體34的溫度。因此，能夠有效地冷卻控制器13。
(第九實施方案)
圖14為一垂直剖視圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明第九實施方案的控制器集成電機的結構。圖15為根據(jù)本發(fā)明第九實施方案的控制器集成電機的無載側的剖視圖。
當前的控制器集成電機具有兩個軸承冷卻液體輸送管26和一外殼管道27。該結構的其余部分與第八實施方案的相同。
軸承冷卻液體輸送管26在無載側上與軸承外殼11連接。外殼管道27圍繞著在無載側上的軸承12的外周設置。軸承冷卻液體輸送管26分別設在外殼管道27的入口和出口處。
兩個軸承冷卻液體輸送管26分別安裝在軸承外殼11的頂部和底部處。在重力方面，安裝在軸承外殼11的頂部處的軸承冷卻液體輸送管26用作入口。安裝在軸承外殼11的底部處的軸承冷卻液體輸送管26用作出口。
外殼管道27構成為圓形。從來自入口的冷卻液體34轉(zhuǎn)向兩個方向。冷卻液體34的分流隨后合并在一起。
軸承冷卻液體輸送管26的入口側頂端與循環(huán)泵或磁性連接循環(huán)泵(未示出)連接。軸承冷卻液體輸送管26的出口側頂端通過循環(huán)泵22(未示出)與散熱器21連接。
現(xiàn)在將對如上所述構成的控制器集成電機的操作進行說明。
冷卻液體34由循環(huán)泵或磁性連接循環(huán)泵(未示出)供給。冷卻液體34通過入口側軸承冷卻液體輸送管26流進外殼管道27。在外殼管道27中，冷卻液體24均勻地沿著兩個方向分流。隨后，冷卻液體34的分流再次合并在一起并且流向出口側軸承冷卻液體輸送管26。從軸承冷卻液體輸送管26流出的冷卻液體34通過循環(huán)管(未示出)流進散熱器21。該操作的其余部分與第八實施方案的類似。
根據(jù)當前實施方案，部分冷卻液體34流進在無載側上的軸承外殼11中以能夠以較低的溫度升高極限值充分冷卻軸承。當前實施方案還能夠抑制在不能有效利用空氣的電機類型中的無載側軸承中可能出現(xiàn)的溫度升高。
(第十實施方案)
圖16為一透視圖，顯示出設在根據(jù)本發(fā)明第十實施方案的控制器集成電機中的散熱器的結構。
當前的控制器集成電機在圖10至15中所示的散熱器21和21a中的每一個中具有多個熱管18。這些熱管18設在散熱器21和21a中的每一個的底部處。這里，熱管18的位置和數(shù)量取決于散熱器21和21a中的每一個的內(nèi)部尺寸。
根據(jù)當前實施方案，設在散熱器21和21a中的每一個中的熱管使得在散熱器中產(chǎn)生的熱量能夠均勻地傳遞給其外殼。這改善了在散熱器21和21a中的每一個中的熱平衡，從而提高了散熱效率。這使得散熱器21和21a能夠進一步降低冷卻液體34的溫度，從而能夠進一步降低冷卻液體34在其中循環(huán)流動的控制器13和軸承外殼11中的溫度升高。
在第一實施方案中，覆蓋著框架3的端板10的外周可以沿著軸向方向延伸，從而冷卻氣流在整個控制器13上流動。另外，控制器13安裝在電機主體20的頂部的一個側面上，但是本發(fā)明不限于此。例如，端板10可以安裝在電機主體29的下面。在這種情況中，端部10的尺寸和位置如此設置，從而不會與輪軸或轉(zhuǎn)向架中的任何其它部件干涉。另外，控制器13在三個位置處通過相應的支撐件與電機主體29連接。但是，本發(fā)明不限于此?？梢允褂萌我鈹?shù)量的支撐件14，只要能夠支撐控制器13?？梢杂蓮椥詷嫾鐝椈苫蛳鹉z而不是金屬件來構成支撐件14。如果在控制器13和電機主體29之間幾乎沒有任何空間或者控制器13和電機主體19相互緊密接觸地安裝，則不需要任何支撐件14。
在根據(jù)第二實施方案的控制器集成電機中，兩個控制器分別分布設置在電機的頂部和底部處，從而它們能夠連接在一起。該控制器只需分成多個部件。其它結構限制與在第一實施方案中的那些類似。而且，控制器的形狀沒有特別限制。
第三實施方案描述了在圖1至4中所示的控制器13。在與控制器13類似地構成時，在圖3和4中所示的控制器13a能夠具有與控制器13的那些類似的效果?？刂破?3可以在相對側面上具有散熱片，它們具有不會產(chǎn)生任何尺寸問題的長度。
在第四實施方案中，熱管18沿著軸1的軸向方向設置。但是，熱管18可以沿著橫向方向(與軸垂直)安裝。所安裝的熱管18的數(shù)量可以任選地根據(jù)與安裝在控制器的內(nèi)部的部件折衷考慮來確定。第四實施方案描述了在圖1至4中所示的控制器。在與控制器13類似地構成時，在圖3和4中所示的控制器13a能夠具有與控制器13的那些類似的效果。
在第五實施方案中，控制器管道19沿著垂直方向設置。但是，控制器管道19可以沿著橫向方向設置。在該情況中，行進氣流31穿過控制器管道19，然后排出到外面。在穿過控制器管道19時，行進氣流31吸附控制器13中產(chǎn)生的熱量并且將該熱量排出到外面。這能夠進一步改善控制器13的冷卻性能。
在第五實施方案中，所安裝的控制器管道19的數(shù)量可以任選地根據(jù)與安裝在控制器13的內(nèi)部的部件折衷考慮來確定?？刂破鞴艿?9的內(nèi)徑可以任選地根據(jù)與在控制器13中能夠占據(jù)空間的面積折衷考慮來確定?？刂破鞴艿?9優(yōu)選具有較大的內(nèi)徑。第五實施方案描述了在圖1至4中所示的控制器13。在與控制器13類似地構成時，在圖3和4中所示的控制器13a具有與控制器13類似的效果。
在第六實施方案中，控制器13b為圓形。但是，控制器13b可以為多邊形或可以具有任意其它形狀?？刂破魍L管道20設在控制器13b的中央。但是，本發(fā)明不限于此?？刂破魍L管道20只需如此構成，從而冷卻氣流30通過控制器13b排出到外面。而且，可以由橡膠或彈簧而不是金屬件來構成支撐件14a。
在第七實施方案中，如果采用磁性連接循環(huán)泵(未示出)作為循環(huán)泵，則不需要液體入口管24和液體出口管25。另外，在第七實施方案中，控制器13設在電機主體29的頂部處，并且散熱器21設在電機主體29的底部處。但是，本發(fā)明不限于這種結構?？刂破?3和散熱器21可以位于未占據(jù)的空間中。如果控制器13和散熱器21彼此相鄰設置，則不必使用循環(huán)管22。另外，散熱片23可以與根據(jù)第三至第五實施方案(圖5至7)的冷卻氣流散熱片17相同地設在電機主體29上。
在第八實施方案中，如果它們不會造成任何空間問題，則可以安裝更多的散熱器。在散熱器21和21a彼此相鄰安裝或者按照集成的方式安裝時，則不需要循環(huán)管22a?？梢愿淖兩崞?1和21a以及冷卻液體34按照這個順序從中循環(huán)流動的循環(huán)管22和22a的結構。這些結構只需使得冷卻液體34能夠有效地循環(huán)流動穿過散熱器和管道。
在第十實施方案中，可以根據(jù)散熱器21和21a的內(nèi)部尺寸等來任意改變熱管18的位置和數(shù)量。
本領域普通技術人員很容易想到其它優(yōu)點和變型。因此，本發(fā)明在其更廣義方面不限于在這里所示和所述的具體細節(jié)和代表性實施方案。因此，在不脫離由所附權利要求及其等同方案所限定的總體發(fā)明構思的精神或范圍的情況下可以做出各種變型。
權利要求
1.一種控制器集成電機，其特征在于，包括電機主體(29)和與電機主體(29)集成在一起以控制電機主體(29)的控制器(13)，所述電機主體(29)包括定子鐵心(8)；轉(zhuǎn)動以在電機主體(29)上施加驅(qū)動力的軸(1)；保持定子鐵心(8)和軸(1)的框架(3)；以及外部風扇(4)，其圍繞軸(1)設置，從而電機主體(29)朝著軸(1)的旋轉(zhuǎn)中心向內(nèi)凹入，該外部風扇(4)排出冷卻氣流(30)以冷卻電機主體(29)，所述控制器(13)設在框架(3)的外周附近，電機主體(29)如此形成，從而來自外部風扇(4)的冷卻氣流(30)沿著框架(3)的外周表面在軸(1)的軸向方向上流動。
2.一種控制器集成電機，其特征在于，包括電機主體(29)和與電機主體(29)集成在一起以控制電機主體(29)的控制器(13)，所述電機主體(29)包括定子鐵心(8)；轉(zhuǎn)動以在電機主體(29)上施加驅(qū)動力的軸(1)；保持定子鐵心(8)和軸(1)的框架(3)；以及外部風扇(4)，其圍繞軸(1)設置，從而電機主體(29)朝著軸(1)的旋轉(zhuǎn)中心向內(nèi)凹入，該外部風扇(4)排出冷卻氣流(30)以冷卻電機主體(29)，所述控制器(13)設在框架(3)的外周上，電機主體(29)如此形成，從而來自外部風扇(4)的冷卻氣流(30)沿著框架(3)的外周表面在軸(1)的軸向方向上流動。
3.一種控制器集成電機，其特征在于，包括電機主體(29)和與電機主體(29)集成在一起以控制電機主體(29)的控制器(13)，所述電機主體(29)包括定子鐵心(8)；轉(zhuǎn)動以在電機主體(29)上施加驅(qū)動力的軸(1)；保持定子鐵心(8)和軸(1)的框架(3)；以及外部風扇(4)，其圍繞軸(1)設置，從而電機主體(29)朝著軸(1)的旋轉(zhuǎn)中心向內(nèi)凹入，該外部風扇(4)排出冷卻氣流(30)以冷卻電機主體(29)，其中，所述控制器(13)設在框架(3)的沿著軸(1)的軸向方向與外部風扇(4)相對的側面上，并且還包括設在框架(3)的外圍表面上的管道(5)，用來將來自外部風扇(4)的冷卻氣流(30)沿著框架(3)的外周表面引導給控制器(13)。
4.如權利要求1至3中任一項所述的控制器集成電機，其特征在于，所述控制器(13)包括用于散熱的散熱片(16)。
5.如權利要求1至3中任一項所述的控制器集成電機，其特征在于，所述控制器(13)包括用于散熱的熱管(18)。
6.如權利要求1至3中任一項所述的控制器集成電機，其特征在于，所述控制器(13)包括貫通控制器(13)的用于散熱的貫通管道(19)。
7.如權利要求1至3中任一項所述的控制器集成電機，其特征在于，還包括安裝在控制器(13)中的冷卻液體循環(huán)管(22)，用來使冷卻液體(34)循環(huán)流動以冷卻控制器(13)；以及散熱器(21)，其與冷卻液體循環(huán)管(22)連接，以使冷卻液體(34)從冷卻液體循環(huán)管(22)流進散熱器(21)，該散熱器(21)冷卻冷卻液體(34)。
8.如權利要求1至3中任一項所述的控制器集成電機，其特征在于，還包括安裝在控制器(13)中的冷卻液體循環(huán)管(22)，用來使冷卻液體(34)循環(huán)流動以冷卻控制器(13)；散熱器(21)，其與冷卻液體循環(huán)管(22)連接，以使冷卻液體(34)從冷卻液體循環(huán)管(22)流進散熱器(21)，該散熱器(21)冷卻冷卻液體(34)；以及設在散熱器(21)上的用來使熱量從散熱器(21)散發(fā)出的散熱片。
9.如權利要求1至3中任一項所述的控制器集成電機，其特征在于，還包括外殼管道(27)，其使冷卻液體(34)流進用于支撐軸(1)的軸承的外殼中，該冷卻液體(34)冷卻所述軸承；以及散熱器(21)，其與外殼管道(27)連接，以使冷卻液體(34)流進散熱器(21)，該散熱器(21)冷卻冷卻液體(34)。
10.如權利要求1至3中任一項所述的控制器集成電機，其特征在于，還包括安裝在控制器(13)中的冷卻液體循環(huán)管(22)，用來使冷卻液體(34)循環(huán)流動以冷卻控制器(13)；外殼管道(27)，其與冷卻液體循環(huán)管(22)連接，以使冷卻液體(34)流動通過外殼管道(27)，該外殼管道(27)使得冷卻液體(34)能夠流進用于支撐軸(1)的軸承的外殼中，該冷卻液體(34)冷卻所述軸承；以及散熱器(21)，其冷卻已經(jīng)流動通過冷卻液體循環(huán)管(22)和外殼管道(27)的冷卻液體(34)。
11.如權利要求1至3中任一項所述的控制器集成電機，其特征在于，還包括安裝在控制器(13)中的冷卻液體循環(huán)管(22)，用來使冷卻液體(34)循環(huán)流動以冷卻控制器(13)；外殼管道(27)，其與冷卻液體循環(huán)管(22)連接，以使冷卻液體(34)流動通過外殼管道(27)，該外殼管道(27)使得冷卻液體(34)能夠流進用于支撐軸(1)的軸承的外殼中，該冷卻液體(34)冷卻所述軸承；以及散熱器(21)，其冷卻已經(jīng)流動通過冷卻液體循環(huán)管(22)和外殼管道(27)的冷卻液體(34)；以及設在散熱器(21)上的用于將熱量從散熱器(21)散發(fā)出的散熱片(23)。
全文摘要
一種控制器集成電機，包括電機主體(29)和與電機主體(29)集成在一起以控制電機主體(29)的控制器(13)，所述電機主體(29)包括定子鐵心(8)；轉(zhuǎn)動以在電機主體(29)上施加驅(qū)動力的軸(1)；保持定子鐵心(8)和軸(1)的框架(3)；以及外部風扇(4)，其圍繞軸(1)設置，從而電機主體(29)朝著軸(1)的旋轉(zhuǎn)中心向內(nèi)凹入，該外部風扇(4)排出冷卻氣流(30)以冷卻電機主體(29)，所述控制器(13)設在框架(3)的外周附近，電機主體(29)如此形成，從而來自外部風扇(4)的冷卻氣流(30)沿著框架(3)的外周表面在軸(1)的軸向方向上流動。
文檔編號H02K9/04GK101090216SQ200710102919
公開日2007年12月19日 申請日期2007年5月11日 優(yōu)先權日2006年5月12日
發(fā)明者小山泰平, 野田伸一, 殿城賢三, 白石茂智 申請人:株式會社東芝