帶變換器的電動機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及帶變換器的電動機。
【背景技術(shù)】
[0002]在變換器一體型交流電動機的散熱構(gòu)造中，已知有如下的構(gòu)成，即，使作為發(fā)熱體的電動機和功率模塊相對，在其間配置有載置圓板形狀的元件冷卻用金屬部件而將其強制冷卻的中空圓筒形狀的冷卻塊(專利文獻I)。
[0003]專利文獻1:(日本)特開2007 - 116840號公報
[0004]但是，在上述現(xiàn)有的帶變換器的電動機中，由于為將作為發(fā)熱體的電動機和變換器利用設(shè)于二者之間的冷卻塊冷卻的構(gòu)成，故而電動機和變換器的發(fā)熱量大的話，則具有僅由冷卻塊不能充分冷卻的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的課題在于提供一種散熱性優(yōu)良的帶變換器的電動機。
[0006]本發(fā)明通過在具有散熱功能的變換器框體的端部經(jīng)由散熱部件設(shè)置功率模塊來解決上述課題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，來自變換器的主要的發(fā)熱體即功率模塊的熱通過散熱部件而擴散并向變換器框體傳遞，故而起到通過增加散熱面積而使散熱性提高的效果。
【附圖說明】
[0008]圖1是表示本發(fā)明一實施方式的帶變換器的電動機的軸方向的剖面圖；
[0009]圖2是沿著圖1的II 一 II線的向視圖；
[0010]圖3是表示圖1的變換器框體的制造工序的剖面圖；
[0011]圖4是表示本發(fā)明另一實施方式的變換器框體的制造工序的剖面圖；
[0012]圖5是表示本發(fā)明再一實施方式的帶變換器的電動機的軸方向的剖面圖；
[0013]圖6是沿著圖5的VI — VI線的向視圖；
[0014]圖7是表不圖5的一個散熱部件和功率模塊的立體圖；
[0015]圖8是表示圖5的變換器框體的制造工序的剖面圖。
[0016]標(biāo)記說明
[0017]1:帶變換器的電動機
[0018]2:電動機
[0019]21:旋轉(zhuǎn)軸
[0020]22:定子
[0021]23:轉(zhuǎn)子
[0022]3:變換器
[0023]31:功率模塊
[0024]32:DC母線及平滑用電容器
[0025]33:電路基板
[0026]4:框體
[0027]41:電動機框體
[0028]411:筒狀主體
[0029]412:支架
[0030]413:軸承
[0031]414:電動機室
[0032]42:變換器框體
[0033]421:筒狀主體部
[0034]422:支架部
[0035]423:排氣孔
[0036]424:變換器室
[0037]425:卡止凸部
[0038]43:分隔支架
[0039]431:軸承
[0040]44:散熱部件
[0041]441:底面
[0042]442:側(cè)面
【具體實施方式】
[0043]以下，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0044]第一實施方式
[0045]圖1、圖2是表示本發(fā)明第一實施方式的帶變換器的電動機I的圖。本例的帶變換器的電動機I為將電動機2和變換器3 —體化的機電一體裝置，在框體4內(nèi)設(shè)有作為電動機2的構(gòu)成部件的旋轉(zhuǎn)軸21和定子22和轉(zhuǎn)子23、及作為變換器3的構(gòu)成部件的功率模塊31和DC母線及平滑用電容器32 (包含DC母線和平滑用電容器在內(nèi)，用標(biāo)記32表示)和電路基板33。另外，本例的帶變換器的電動機I包含也具有再生產(chǎn)生的發(fā)電功能的帶變換器的電動發(fā)動機。
[0046]本例的框體4包含電動機框體41、變換器框體42及分隔支架43，這些電動機框體41、分隔支架43及變換器框體42依次在軸方向上并列，通過螺栓或螺釘?shù)嚷?lián)接裝置(省略圖示)而將這些凸緣部彼此結(jié)合。這樣將構(gòu)成框體4的電動機框體41和變換器框體42由其他部件構(gòu)成并通過聯(lián)接裝置結(jié)合的情況也稱為一體化。另外，電動機框體41和變換器框體42由一個框體部件構(gòu)成的情況也稱為一體化。
[0047]電動機框體41具有軸方向的兩端面開放的筒狀主體411、將該筒狀主體411的一端面閉塞且可旋轉(zhuǎn)地支承旋轉(zhuǎn)軸21并使旋轉(zhuǎn)軸21貫通的支架412，這些筒狀主體411和支架412通過焊接、鉚接、螺栓等聯(lián)接裝置(省略圖示)而固定。筒狀主體411及支架412可通過散熱性優(yōu)良的鋁材等材料形成，另外，在筒狀主體411的外面形成多個散熱片，將傳遞到電動機框體41的來自功率模塊31的熱向外部散熱。
[0048]變換器框體42以具有筒狀主體部421和將該筒狀主體部421的一端面閉塞的支架部422的方式一體成形為有底筒狀。變換器框體42能夠由散熱性優(yōu)良的鋁材等材料形成，也可以在支架部422的外面設(shè)置多個散熱片，將傳遞到變換器框體42的來自功率模塊
31的熱向外部散熱。另外，也可以將筒狀主體部421和支架部422由其他部件構(gòu)成，通過焊接、鉚接、螺栓等聯(lián)接裝置將其固定。在后文中對變換器框體42的其他構(gòu)成進行說明。
[0049]分隔支架43兼具電動機框體41的另一支架、變換器框體42的另一支架，為了防止電動機框體41內(nèi)的塵埃向變換器框體42侵入而設(shè)置在電動機框體41的筒狀主體411與變換器框體42的筒狀主體部421之間。在該分隔支架43的部分，將電動機框體41和變換器框體42—體地聯(lián)接。另外，分隔支架43也可以構(gòu)成為電動機框體41的筒狀主體411的一部，或者構(gòu)成為變換器框體42的筒狀主體部421的一部分。
[0050]在電動機框體41的內(nèi)部形成電動機室414，在變換器框體42的內(nèi)部形成變換器室424，在這些電動機室414及變換器室424的軸方向的中心，通過軸承413、431支承旋轉(zhuǎn)軸21，使其向兩方向自如旋轉(zhuǎn)。而且，旋轉(zhuǎn)軸21的下端從電動機框體41向外部延伸，在此連接負(fù)荷。作為本例的與電動機2連接的負(fù)荷，列舉電動車的驅(qū)動軸等，將電動機2動力驅(qū)動而向驅(qū)動軸輸出，或能夠?qū)㈦妱榆嚨尿?qū)動軸的旋轉(zhuǎn)作為輸入而再生驅(qū)動。
[0051]在電動機室414，在筒狀主體411的內(nèi)周面固定有定子22，轉(zhuǎn)子21經(jīng)由空隙與該定子22的內(nèi)側(cè)而固定在旋轉(zhuǎn)軸21上。
[0052]定子22為產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的靜止部件，包括:構(gòu)成磁路的定子芯；卷繞在該定子芯上而被從變換器3供給交流電而生成旋轉(zhuǎn)磁場的定子線圈。定子芯例如為將多張硅銅板在軸方向上層疊而形成的圓筒狀的磁性體，被壓入筒狀主體411的內(nèi)周面，通過將定子芯的外周面嵌合在筒狀主體411的內(nèi)周面而進行固定。另外，定子線圈通過電連接卷繞在定子芯上的線圈導(dǎo)體而形成三相(U相、V相、W相)的相線圈，并且該三相的相線圈被星形結(jié)線(Y結(jié)線)而構(gòu)成。星形結(jié)線以形成中性點的方式將各相線圈的一端彼此電連接。另外，電動機的相數(shù)不限于三相。
[0053]雖然省略了圖示，在定子線圈的各相線圈的末端(與中性點側(cè)端部相對側(cè)的端部)電連接有引出導(dǎo)體。各引出導(dǎo)體為兼具有電動機2的輸入端子的平板狀長條導(dǎo)體，定子22的分隔支架43側(cè)的軸方向端部、具體地從定子線圈的線圈端部的分隔支架43側(cè)沿軸方向?qū)С?，以從電動機室414經(jīng)由分隔支架43的貫通孔而到達變換器室424的方式延伸，與變換器3的對應(yīng)相的端子電連接。
[0054]由此，變換器3的端子和電動機2的定子線圈的相線圈的同相彼此電連接，本例的帶變換器的電動機I作為電動機而起作用的情況下，從變換器3的端子輸出的各相的交流驅(qū)動電力經(jīng)由對應(yīng)的相的引出導(dǎo)體向定子線圈的對應(yīng)的相線圈引導(dǎo)。另外，在本例的帶變換器的電動機I作為發(fā)電機起作用的情況下，從定子線圈輸出的各相的交流再生電力經(jīng)由對應(yīng)相的引出導(dǎo)體向變換器3的對應(yīng)相的端子引導(dǎo)。
[0055]轉(zhuǎn)子23為通過與定子22的磁作用而旋轉(zhuǎn)的部位，在例如將多張硅銅板在旋轉(zhuǎn)軸21的方向上層積而形成的圓柱狀的磁性體的內(nèi)部埋入有多個永久磁鐵，或者在其磁性體的外周面上配置有多個永久磁鐵而構(gòu)成。在該情況下，多個永久磁鐵將極性不同的磁鐵在周方向上交替地等間隔排列。
[0056]另外，作為轉(zhuǎn)子23也能夠使用除了上述的永久磁鐵以外，還具有構(gòu)成磁路的轉(zhuǎn)子芯、卷繞在該轉(zhuǎn)子芯上且將從車載蓄電池等的外部供給的磁場電流經(jīng)由刷及滑環(huán)構(gòu)成的通電機構(gòu)接收而產(chǎn)生用于使轉(zhuǎn)子芯的爪狀磁極磁化用的磁通的轉(zhuǎn)子線圈、設(shè)于轉(zhuǎn)子芯的極性不同的爪狀磁極間的永久磁鐵的隨機型爪極構(gòu)造的轉(zhuǎn)子。
[0057]接著，對變換器室424內(nèi)的配置構(gòu)成進行說明。
[0058]在變換器室424中，以與變換器框體42的支架部422的內(nèi)面及筒狀主體部421的內(nèi)面相接的方式設(shè)置散熱部件44，在該散熱部件44安裝功率模塊31，進而依次固定有母線及平滑用電容器32和電路基板33。
[0059]散熱部件44優(yōu)選由導(dǎo)熱率高且廉價的材料、例如銅(398W/m -K)及鋁(236W/m -K)等金屬材料形成。而且，本例的散熱部件44形成為具有與變換器框體42的支架部422熱連接的底面441、與筒狀主體部421的內(nèi)面熱連接的側(cè)面442的杯狀，在支架部422的內(nèi)面與底面441之間安裝有熱阻小的粘接劑或潤滑脂(由X2所示)，筒狀主體部421的內(nèi)面和側(cè)面442通過熱裝或壓入等方法(由Xl所示)而接合固定。
[0060]圖3表示通過熱裝將安裝有功率模塊31的散熱部件44相對于變換器框體42接合固定后，組裝母線及平滑用電容器32和電路基板33的工序的一例。最初，如圖3(A)所示，在散熱部件44上安裝了功率模塊31之后，在散熱部件44的底面的外面及/或變換器框體42的支架部422的內(nèi)面涂敷粘接劑或潤滑脂。而且，如圖3(B)所示