带变换器的电动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及带变换器的电动机。
【背景技术】
[0002]在变换器一体型交流电动机的散热构造中，已知有如下的构成，即，使作为发热体的电动机和功率模块相对，在其间配置有载置圆板形状的元件冷却用金属部件而将其强制冷却的中空圆筒形状的冷却块(专利文献I)。
[0003]专利文献1:(日本)特开2007 - 116840号公报
[0004]但是，在上述现有的带变换器的电动机中，由于为将作为发热体的电动机和变换器利用设于二者之间的冷却块冷却的构成，故而电动机和变换器的发热量大的话，则具有仅由冷却块不能充分冷却的问题。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的课题在于提供一种散热性优良的带变换器的电动机。
[0006]本发明通过在具有散热功能的变换器框体的端部经由散热部件设置功率模块来解决上述课题。
[0007]根据本发明，来自变换器的主要的发热体即功率模块的热通过散热部件而扩散并向变换器框体传递，故而起到通过增加散热面积而使散热性提高的效果。
【附图说明】
[0008]图1是表示本发明一实施方式的带变换器的电动机的轴方向的剖面图；
[0009]图2是沿着图1的II 一 II线的向视图；
[0010]图3是表示图1的变换器框体的制造工序的剖面图；
[0011]图4是表示本发明另一实施方式的变换器框体的制造工序的剖面图；
[0012]图5是表示本发明再一实施方式的带变换器的电动机的轴方向的剖面图；
[0013]图6是沿着图5的VI — VI线的向视图；
[0014]图7是表不图5的一个散热部件和功率模块的立体图；
[0015]图8是表示图5的变换器框体的制造工序的剖面图。
[0016]标记说明
[0017]1:带变换器的电动机
[0018]2:电动机
[0019]21:旋转轴
[0020]22:定子
[0021]23:转子
[0022]3:变换器
[0023]31:功率模块
[0024]32:DC母线及平滑用电容器
[0025]33:电路基板
[0026]4:框体
[0027]41:电动机框体
[0028]411:筒状主体
[0029]412:支架
[0030]413:轴承
[0031]414:电动机室
[0032]42:变换器框体
[0033]421:筒状主体部
[0034]422:支架部
[0035]423:排气孔
[0036]424:变换器室
[0037]425:卡止凸部
[0038]43:分隔支架
[0039]431:轴承
[0040]44:散热部件
[0041]441:底面
[0042]442:侧面
【具体实施方式】
[0043]以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
[0044]第一实施方式
[0045]图1、图2是表示本发明第一实施方式的带变换器的电动机I的图。本例的带变换器的电动机I为将电动机2和变换器3 —体化的机电一体装置，在框体4内设有作为电动机2的构成部件的旋转轴21和定子22和转子23、及作为变换器3的构成部件的功率模块31和DC母线及平滑用电容器32 (包含DC母线和平滑用电容器在内，用标记32表示)和电路基板33。另外，本例的带变换器的电动机I包含也具有再生产生的发电功能的带变换器的电动发动机。
[0046]本例的框体4包含电动机框体41、变换器框体42及分隔支架43，这些电动机框体41、分隔支架43及变换器框体42依次在轴方向上并列，通过螺栓或螺钉等联接装置(省略图示)而将这些凸缘部彼此结合。这样将构成框体4的电动机框体41和变换器框体42由其他部件构成并通过联接装置结合的情况也称为一体化。另外，电动机框体41和变换器框体42由一个框体部件构成的情况也称为一体化。
[0047]电动机框体41具有轴方向的两端面开放的筒状主体411、将该筒状主体411的一端面闭塞且可旋转地支承旋转轴21并使旋转轴21贯通的支架412，这些筒状主体411和支架412通过焊接、铆接、螺栓等联接装置(省略图示)而固定。筒状主体411及支架412可通过散热性优良的铝材等材料形成，另外，在筒状主体411的外面形成多个散热片，将传递到电动机框体41的来自功率模块31的热向外部散热。
[0048]变换器框体42以具有筒状主体部421和将该筒状主体部421的一端面闭塞的支架部422的方式一体成形为有底筒状。变换器框体42能够由散热性优良的铝材等材料形成，也可以在支架部422的外面设置多个散热片，将传递到变换器框体42的来自功率模块
31的热向外部散热。另外，也可以将筒状主体部421和支架部422由其他部件构成，通过焊接、铆接、螺栓等联接装置将其固定。在后文中对变换器框体42的其他构成进行说明。
[0049]分隔支架43兼具电动机框体41的另一支架、变换器框体42的另一支架，为了防止电动机框体41内的尘埃向变换器框体42侵入而设置在电动机框体41的筒状主体411与变换器框体42的筒状主体部421之间。在该分隔支架43的部分，将电动机框体41和变换器框体42—体地联接。另外，分隔支架43也可以构成为电动机框体41的筒状主体411的一部，或者构成为变换器框体42的筒状主体部421的一部分。
[0050]在电动机框体41的内部形成电动机室414，在变换器框体42的内部形成变换器室424，在这些电动机室414及变换器室424的轴方向的中心，通过轴承413、431支承旋转轴21，使其向两方向自如旋转。而且，旋转轴21的下端从电动机框体41向外部延伸，在此连接负荷。作为本例的与电动机2连接的负荷，列举电动车的驱动轴等，将电动机2动力驱动而向驱动轴输出，或能够将电动车的驱动轴的旋转作为输入而再生驱动。
[0051]在电动机室414，在筒状主体411的内周面固定有定子22，转子21经由空隙与该定子22的内侧而固定在旋转轴21上。
[0052]定子22为产生旋转磁场的静止部件，包括:构成磁路的定子芯；卷绕在该定子芯上而被从变换器3供给交流电而生成旋转磁场的定子线圈。定子芯例如为将多张硅铜板在轴方向上层叠而形成的圆筒状的磁性体，被压入筒状主体411的内周面，通过将定子芯的外周面嵌合在筒状主体411的内周面而进行固定。另外，定子线圈通过电连接卷绕在定子芯上的线圈导体而形成三相(U相、V相、W相)的相线圈，并且该三相的相线圈被星形结线(Y结线)而构成。星形结线以形成中性点的方式将各相线圈的一端彼此电连接。另外，电动机的相数不限于三相。
[0053]虽然省略了图示，在定子线圈的各相线圈的末端(与中性点侧端部相对侧的端部)电连接有引出导体。各引出导体为兼具有电动机2的输入端子的平板状长条导体，定子22的分隔支架43侧的轴方向端部、具体地从定子线圈的线圈端部的分隔支架43侧沿轴方向导出，以从电动机室414经由分隔支架43的贯通孔而到达变换器室424的方式延伸，与变换器3的对应相的端子电连接。
[0054]由此，变换器3的端子和电动机2的定子线圈的相线圈的同相彼此电连接，本例的带变换器的电动机I作为电动机而起作用的情况下，从变换器3的端子输出的各相的交流驱动电力经由对应的相的引出导体向定子线圈的对应的相线圈引导。另外，在本例的带变换器的电动机I作为发电机起作用的情况下，从定子线圈输出的各相的交流再生电力经由对应相的引出导体向变换器3的对应相的端子引导。
[0055]转子23为通过与定子22的磁作用而旋转的部位，在例如将多张硅铜板在旋转轴21的方向上层积而形成的圆柱状的磁性体的内部埋入有多个永久磁铁，或者在其磁性体的外周面上配置有多个永久磁铁而构成。在该情况下，多个永久磁铁将极性不同的磁铁在周方向上交替地等间隔排列。
[0056]另外，作为转子23也能够使用除了上述的永久磁铁以外，还具有构成磁路的转子芯、卷绕在该转子芯上且将从车载蓄电池等的外部供给的磁场电流经由刷及滑环构成的通电机构接收而产生用于使转子芯的爪状磁极磁化用的磁通的转子线圈、设于转子芯的极性不同的爪状磁极间的永久磁铁的随机型爪极构造的转子。
[0057]接着，对变换器室424内的配置构成进行说明。
[0058]在变换器室424中，以与变换器框体42的支架部422的内面及筒状主体部421的内面相接的方式设置散热部件44，在该散热部件44安装功率模块31，进而依次固定有母线及平滑用电容器32和电路基板33。
[0059]散热部件44优选由导热率高且廉价的材料、例如铜(398W/m -K)及铝(236W/m -K)等金属材料形成。而且，本例的散热部件44形成为具有与变换器框体42的支架部422热连接的底面441、与筒状主体部421的内面热连接的侧面442的杯状，在支架部422的内面与底面441之间安装有热阻小的粘接剂或润滑脂(由X2所示)，筒状主体部421的内面和侧面442通过热装或压入等方法(由Xl所示)而接合固定。
[0060]图3表示通过热装将安装有功率模块31的散热部件44相对于变换器框体42接合固定后，组装母线及平滑用电容器32和电路基板33的工序的一例。最初，如图3(A)所示，在散热部件44上安装了功率模块31之后，在散热部件44的底面的外面及/或变换器框体42的支架部422的内面涂敷粘接剂或润滑脂。而且，如图3(B)所示