專利名稱：開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，已知一種在外定子的外周配置開關(guān)元件的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)(例 如專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 日本專利第3559909號(hào)公報(bào)。
實(shí)用新型內(nèi)容但是，在上述專利文獻(xiàn)1所公開的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)中，由于連接開關(guān) 元件和線圈的配線以彎曲的路徑配置，所以可能使由配線的電阻引起的電損變大。特別地， 在具有多個(gè)開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)中，如果將配線沿特定的路徑配置，則可能因開關(guān)元件的設(shè)計(jì) 使配線的長度變得更長。因此，本實(shí)用新型的目的在于，得到一種開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其使由電氣 地連接多個(gè)開關(guān)元件的每一個(gè)和線圈的導(dǎo)電路徑的電阻引起的電損更少。本實(shí)用新型所涉及的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的最主要的特征在于，具有定 子，其具有沿旋轉(zhuǎn)軸的周方向并列配置的多個(gè)線圈；轉(zhuǎn)子，其具有與所述定子相對(duì)的多個(gè)永 磁體；以及多個(gè)開關(guān)元件，其配置在設(shè)置于定子上的線圈的側(cè)面，在該線圈的軸向上彼此錯(cuò) 位。實(shí)用新型的效果根據(jù)本實(shí)用新型，可以在線圈的側(cè)面更高效地配置多個(gè)開關(guān)元件，并且可以使將 各開關(guān)元件和線圈電氣連接的導(dǎo)電路徑更短，因此，可以使由該導(dǎo)電路徑中的電阻引起的 電損更少。
圖1是包含本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的電路 的等價(jià)電路圖。圖2是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的一個(gè) 相中包含的多個(gè)并列的開關(guān)元件以及配線的電路圖。圖3是表示本實(shí)用新型的第1實(shí)施方式所涉及的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)的一部分的斜視圖。圖4是表示本實(shí)用新型的第1實(shí)施方式所涉及的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)中包 含的定子的一部分的斜視圖。圖5是本實(shí)用新型的第1實(shí)施方式所涉及的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)中包含的 定子鐵心的一部分以及線圈的分解斜視圖。圖6是表示本實(shí)用新型的第2實(shí)施方式所涉及的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一部分的斜視圖。圖7是表示本實(shí)用新型的第3實(shí)施方式所涉及的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)中包 含的定子的一部分的斜視圖。圖8是本實(shí)用新型的第4實(shí)施方式所涉及的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)中包含的 定子鐵心的一部分以及線圈的分解斜視圖。
具體實(shí)施方式
下面，參照附圖，詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。此外，在以下的多個(gè)實(shí)施方式 中，包含相同的結(jié)構(gòu)要素。因此，以下，對(duì)這些相同的結(jié)構(gòu)要素，標(biāo)注通用的標(biāo)號(hào)，并且省略 重復(fù)的說明。(第1實(shí)施方式)如圖1所示，本實(shí)施方式所涉及的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī) 1(以下，簡稱為旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)1)，一體地包含三相交流電動(dòng)機(jī)2，其具有U相的線圈6u、V相 的線圈6v、以及W相的線圈6w ；以及逆變器3，其由多個(gè)開關(guān)元件9up、9Vp、9wp、9um、9Vm、 9wm構(gòu)成。逆變器3經(jīng)由配線IOpUOm與蓄電池4以及電容器5連接，利用未圖示的控制裝 置，對(duì)多個(gè)開關(guān)元件9up、9Vp、9Wp、9um、9Vm、9Wm的接通/斷開進(jìn)行控制，向各相的配線8u、 8v、8w以及線圈6u、6v、6w，輸出彼此具有相位差的規(guī)定波形的交流電力。各相的線圈6u、 6v、6w在中性點(diǎn)7處連接。另外，如圖2所示，在本實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)1中，對(duì)于各相，并列地包含 多組構(gòu)成開關(guān)元件9up、9vp、9wp、9um、9vm、9wm的多個(gè)開關(guān)元件90 (正極側(cè)元件90p以及負(fù) 極側(cè)元件90m)、以及多條配線80，對(duì)于各相的線圈6u、6v、6w，并列地卷繞多根(在本實(shí)施方 式中為2根)配線(卷線)80。電動(dòng)機(jī)2如圖3所示，具有外定子(定子)2S，其圍繞旋轉(zhuǎn)軸Ax以大致環(huán)狀配置； 以及內(nèi)轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)子)2R，其配置在該外定子2S的徑向內(nèi)側(cè)，圍繞旋轉(zhuǎn)軸Ax旋轉(zhuǎn)。此外，在 圖3中，為了方便說明，切去外定子2S的一部分，但外定子2S也可以構(gòu)成為圍繞整個(gè)圓周 而連續(xù)，也可以如圖3所示采用實(shí)際將一部分切去的結(jié)構(gòu)。內(nèi)轉(zhuǎn)子2R作為埋設(shè)有未圖示的永磁體的所謂IPM型轉(zhuǎn)子而形成。此外，也可以為 SPM型轉(zhuǎn)子。另外，在各圖中，省略外殼、軸、軸承等。另一方面，外定子2S如圖3及圖4所示，具有磁軛20ο，其沿旋轉(zhuǎn)軸Ax的周方向 延伸；多個(gè)齒部20t，其從磁軛20ο向旋轉(zhuǎn)軸Ax的徑向內(nèi)側(cè)凸出；以及線圈6，其由卷繞在該 齒部20t上的配線80構(gòu)成，該外定子2S形成多個(gè)電磁體，這些電磁體沿周方向隔著一定的 間距排列。另外，在本實(shí)施方式中，由磁軛20ο和齒部20t構(gòu)成的定子鐵心，是將按照齒部 20t (線圈6)的數(shù)量被分割的分割體20組合而構(gòu)成。定子鐵心例如可以由層疊鋼板構(gòu)成。 另外，線圈6成為在齒部20t上卷繞配線80的所謂集中卷繞的方式。在本實(shí)施方式中，由 于線圈6通過在齒部20t上卷繞配線80而形成，所以線圈6的軸向C與齒部20t的凸出方 向相同。在這里，在本實(shí)施方式中，形成線圈6的卷線(配線80)的多個(gè)端部80a、80b，如 圖3及圖4所示，均從線圈6向同一方向(在本實(shí)施方式中為沿旋轉(zhuǎn)軸Ax的方向)的一側(cè) (圖3及圖4的上側(cè))引出。[0025]另外，使與一個(gè)線圈6對(duì)應(yīng)的多個(gè)開關(guān)元件90，配置在線圈6的側(cè)面6a，在該線圈 6的軸向C上彼此錯(cuò)位。因此，可以在線圈6的側(cè)面6a更高效地配置多個(gè)開關(guān)元件90，對(duì) 于上述多個(gè)開關(guān)元件90，可以將其與線圈6之間的距離設(shè)定得更短。另外，在本實(shí)施方式中，使與一個(gè)線圈6對(duì)應(yīng)的多個(gè)開關(guān)元件90，在旋轉(zhuǎn)軸Ax的周 方向(磁軛20ο的延伸方向)上也彼此錯(cuò)位地配置。由此，具有下述優(yōu)點(diǎn)，即，多個(gè)開關(guān)元 件90的發(fā)熱位置分散，容易抑制局部過熱。另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)于多個(gè)線圈6，使配置開關(guān)元件90側(cè)的線圈6的側(cè)面6a 成為與垂直于旋轉(zhuǎn)軸Ax的假想平坦面P重疊的平面狀，對(duì)于多個(gè)(優(yōu)選全部)開關(guān)元件 90，使開關(guān)元件90與該側(cè)面6a之間的距離相同。另外，在多個(gè)開關(guān)元件90之間，配置相當(dāng)于中性點(diǎn)7的圓環(huán)狀的總線環(huán)70，將總線 環(huán)70相對(duì)于線圈6的側(cè)面6a的距離，設(shè)為與開關(guān)元件90相對(duì)于線圈6的側(cè)面6a的距離 大致相同。因此，可以將多個(gè)開關(guān)元件90以及總線環(huán)70安裝在未圖示的通用的支撐部件 (例如圓環(huán)狀的基板)上。在此情況下，與分別安裝的情況相比，減少組裝時(shí)間，而且，可以 更容易地進(jìn)行開關(guān)元件90以及總線環(huán)70、與配線80的端部80a、80b之間的接線作業(yè)。此外，在圖3及圖4中，示出了使開關(guān)元件90以及總線環(huán)70從線圈6的側(cè)面6a離 開的狀態(tài)，但也可以將開關(guān)元件90以及總線環(huán)70配置在更接近線圈6的側(cè)面6a的位置， 也可以載置在側(cè)面6a上。此時(shí)，當(dāng)然在開關(guān)元件90的內(nèi)部導(dǎo)體以及總線環(huán)70、與配線80 的內(nèi)部導(dǎo)體之間確保絕緣。另外，也可以在線圈6的側(cè)面6a，載置上述通用的支撐部件。 開關(guān)元件90在本實(shí)施方式中，作為將正極側(cè)元件90p和負(fù)極側(cè)元件90m —體化的 部件而構(gòu)成。此外，在圖3及圖4中，省略了將蓄電池4以及電容器5與開關(guān)元件90電氣 連接的配線10p、10m，以及用于開關(guān)元件90的接通/斷開控制的配線。另外，對(duì)于每一個(gè)齒部20t及卷繞在其上的線圈6，與并列地卷繞在該線圈6上 的配線80的條數(shù)(在本實(shí)施方式中為2個(gè))相對(duì)應(yīng)，設(shè)置1個(gè)開關(guān)元件90。即，開關(guān)元件 90的數(shù)量在本實(shí)施方式中，為線圈6數(shù)量的2倍，在各個(gè)分割體20的線圈6的側(cè)面6a，各 載置2個(gè)開關(guān)元件90。如上述所示，在本實(shí)施方式中，由多個(gè)并列的開關(guān)元件90，構(gòu)成圖1的等價(jià)電路所 示的開關(guān)元件9up、9Vp、9wp、9um、9Vm、9碰。通過上述結(jié)構(gòu)，可以將各開關(guān)元件90小型化且 將各配線80細(xì)徑化，并且，通過將開關(guān)元件90接通/斷開的定時(shí)適當(dāng)?shù)劐e(cuò)開一些，還可以 減少電涌。而且，也可以使電容器5的容量更小。另外，如圖5所示，線圈6具有沿該線圈6的軸向C排列配置的彼此并列的多個(gè) (在本實(shí)施方式中為2個(gè))分割線圈6D，與各分割線圈6D對(duì)應(yīng)地設(shè)置開關(guān)元件90。另外， 使各分割線圈6D的配線80的一個(gè)端部80a與開關(guān)元件90電氣連接，使另一個(gè)端部80b與 總線環(huán)70電氣連接。另外，在本實(shí)施方式中，將2個(gè)分割線圈6D的與總線環(huán)70連接的端 部80b、80b，配置在線圈6的軸向C的靠中央部的位置，并沿旋轉(zhuǎn)軸Ax的周方向配置，使這 些端部80b容易與圓環(huán)狀的總線環(huán)70連接。如上所述，在本實(shí)施方式中，使多個(gè)開關(guān)元件90配置在外定子2S的線圈6的側(cè)面 6a，在該線圈6的軸向C上彼此錯(cuò)位。由此，可以在線圈6的側(cè)面6a更高效地配置多個(gè)開 關(guān)元件90，并且，可以使將各開關(guān)元件90和線圈6電氣連接的導(dǎo)電路徑設(shè)置得更短，從而可以使由該導(dǎo)電路徑中的電阻引起的電損更少。另外，在本實(shí)施方式中，使線圈6的配線(卷線)80的端部80a在線圈6的側(cè)面6a 凸出，并將端部80a與開關(guān)元件90接線。因此，可以使作為將各開關(guān)元件90和線圈6電氣 連接的導(dǎo)電路徑的配線80的端部80a，均直線地且更短地配置，因此，可以使由該導(dǎo)電路徑 中的電阻引起的電損更少。另外，在本實(shí)施方式中，將多個(gè)端部80a、80b從線圈6向同一方向引出。因此，可 以在線圈6的一側(cè)進(jìn)行端部80a、80b與開關(guān)元件90及總線環(huán)70之間的接線作業(yè)，相應(yīng)地 提高作業(yè)性。另外，在本實(shí)施方式中，線圈6具有沿該線圈6的軸向C排列配置的彼此并列的多 個(gè)(在本實(shí)施方式中為2個(gè))分割線圈6D，將各分割線圈6D的配線80的端部80a與開關(guān) 元件90接線。因此，可以使配線80的端部80a的從線圈6引出的位置和開關(guān)元件90在軸 向C上更接近而配置，可以使配線80的端部80a的長度更短。另外，在本實(shí)施方式中，使多個(gè)線圈6的開關(guān)元件90側(cè)的側(cè)面6a形成為與一個(gè)假 想平坦面P重疊的平面狀。因此，容易將多個(gè)開關(guān)元件9及總線環(huán)70沿該假想平坦面P配 置，因此，通過使用沿該假想平坦面P的通用的支撐部件(基板等)等，可以減少組裝時(shí)間。 另外，也可以使進(jìn)行接線處理的位置緊湊，相應(yīng)地提高作業(yè)性。另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)于多個(gè)(優(yōu)選全部)分割體20，將每個(gè)齒部20t以及線 圈6所形成的分割體20中的開關(guān)元件90以及配線80的端部80a、80b的規(guī)格(相對(duì)于齒 部20t的相對(duì)位置、長度等)設(shè)為相同。因此，可以抑制多個(gè)電磁體間的磁力波動(dòng)，可以抑 制內(nèi)轉(zhuǎn)子2R的旋轉(zhuǎn)波動(dòng)的產(chǎn)生。此外，上述規(guī)格可以設(shè)定為，盡可能不產(chǎn)生電磁體的磁力 降低，也可以將內(nèi)轉(zhuǎn)子2R的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以盡可能避免旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)1的性能降低。[0041 ](第2實(shí)施方式)如圖6所示，在本實(shí)施方式中，將多個(gè)(在本實(shí)施方式中為4個(gè)) 開關(guān)元件90，沿旋轉(zhuǎn)軸Ax的徑向排列配置在彼此相鄰的2個(gè)線圈6的邊界部分。具體地 說，優(yōu)選將與邊界部分的一側(cè)的線圈6連接的開關(guān)元件90、和與另一側(cè)的線圈6連接的開關(guān) 元件90交替地排列配置。此外，在圖6中，省略將蓄電池4以及電容器5和開關(guān)元件90電 氣連接的配線10p、10m，以及用于開關(guān)元件90的接通/斷開控制的配線、總線環(huán)70。在本實(shí)施方式中，也可以與上述第1實(shí)施方式相同地，在線圈6的側(cè)面6a高效地 配置多個(gè)開關(guān)元件90，并且可以使將各開關(guān)元件90和線圈6電氣連接的導(dǎo)電路徑更短，因 此，可以使由該導(dǎo)電路徑中的電阻引起的電損更少。另外，在本實(shí)施方式中，由于將與彼此相鄰的2個(gè)線圈6對(duì)應(yīng)的多個(gè)開關(guān)元件90 集中地配置，所以具有可以更高效地進(jìn)行接線作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)。此外，多個(gè)開關(guān)元件90的設(shè)計(jì) 并不限定于圖3、圖6等，可以進(jìn)行各種變形。(第3實(shí)施方式)如圖7所示，在本實(shí)施方式中，在線圈6的側(cè)面6a設(shè)置基板91。 在上述結(jié)構(gòu)中，可以將配線80的端部80a與安裝開關(guān)元件90 (在圖7中未圖示)的基板91 的導(dǎo)體部分(導(dǎo)體圖案等，未圖示)接線，也可以將配線80的端部80a與安裝在基板91上 的開關(guān)元件90接線。另外，也可以不如圖7所示將基板91相對(duì)于每個(gè)線圈6進(jìn)行分割，而 對(duì)于多個(gè)線圈6共用基板91。在本實(shí)施方式中，也可以與上述第1及第2實(shí)施方式相同地，在線圈6的側(cè)面6a 更高效地配置多個(gè)開關(guān)元件90，并且可以使將各開關(guān)元件90和線圈6電氣連接的導(dǎo)電路徑更短，因此，可以使由該導(dǎo)電路徑中的電阻引起的電損更少。此外，基板91也可以配置為更 接近線圈6的側(cè)面6a，也可以載置在側(cè)面6a上。(第4實(shí)施方式)如圖8所示，在本實(shí)施方式中，將與線圈6對(duì)應(yīng)的配線80的多個(gè) 的端部80a、80b，從線圈6向彼此相反的方向引出。在本實(shí)施方式中，在線圈6上，向旋轉(zhuǎn)軸 Ax的軸向的一側(cè)(在圖8中，為上側(cè))引出與開關(guān)元件90(圖8中未圖示)連接的配線80 的端部80a，向另一側(cè)引出與總線環(huán)70 (圖8中未圖示)連接的配線80的端部80b。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于可以將多個(gè)開關(guān)元件90及總線環(huán)70，配置在線圈6的兩側(cè)，所 以具有下述優(yōu)點(diǎn)，即，即使在開關(guān)元件90及總線環(huán)70的尺寸，相對(duì)于線圈6的側(cè)面6a的寬 度較大的情況下，也容易將這些開關(guān)元件90以及總線環(huán)70分散而進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，也可以將與開關(guān)元件90連接的配線80的端部80a，向線圈6的兩側(cè)(即圖 8中的上側(cè)和下側(cè))分開而引出。在此情況下，具有下述優(yōu)點(diǎn)，即，使多個(gè)開關(guān)元件90的發(fā) 熱位置分散，容易抑制局部的過熱。以上，說明了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但本實(shí)用新型并不限定于上述實(shí)施方 式，可以進(jìn)行各種變形。例如，本實(shí)用新型可以采用包含軸向間隙型的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)而 實(shí)施。另外，開關(guān)元件的并列數(shù)量也可以為2個(gè)以外，也可以由多個(gè)線圈共用開關(guān)元件。另 外，線圈側(cè)面的開關(guān)元件的姿態(tài)及位置，并不限定于上述實(shí)施方式。另外，旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的細(xì) 節(jié)結(jié)構(gòu)，也不限定于上述實(shí)施方式，可以進(jìn)行各種變更而實(shí)施。另外，對(duì)于線圈，只要將導(dǎo)體 環(huán)繞成環(huán)狀即可，并不限定于在齒部上直接卷繞配線。
權(quán)利要求1.一種開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，具有 定子，其具有沿旋轉(zhuǎn)軸的周方向并列配置的多個(gè)線圈； 轉(zhuǎn)子，其具有與所述定子相對(duì)的多個(gè)永磁體；以及多個(gè)開關(guān)元件，其配置在所述線圈的側(cè)面，在該線圈的軸向上彼此錯(cuò)位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述線圈的卷線的端部向所述線圈的側(cè)面凸出，該端部和所述開關(guān)元件接線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其特征在于， 多個(gè)所述端部從所述線圈向同一方向引出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其特征在于， 多個(gè)所述端部從所述線圈向彼此相反的方向引出。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述線圈具有沿該線圈的軸向排列配置的彼此并列的多個(gè)分割線圈， 所述分割線圈的卷線的端部和所述開關(guān)元件接線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其特征在于， 多個(gè)所述線圈的所述開關(guān)元件側(cè)的側(cè)面形成為與一個(gè)假想平坦面重疊的平面狀。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)元件一體型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其使由將多個(gè)開關(guān)元件與線圈電氣連接的導(dǎo)電路徑的電阻引起的電損更少。將多個(gè)開關(guān)元件(90)，配置在設(shè)置于外定子(2S)上的線圈(6)的側(cè)面(6a)，在該線圈(6)的軸向(C)上彼此錯(cuò)位。由此，可以在線圈(6)的側(cè)面(6a)上更高效地配置多個(gè)開關(guān)元件，并且可以使將各開關(guān)元件(90)和線圈(6)電氣連接的導(dǎo)電路徑更短，因此，可以使由該導(dǎo)電路徑中的電阻引起的電損更少。
文檔編號(hào)H02K3/00GK201839152SQ201020219169
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者佐佐木健介 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社