车辆的电机装置的制造方法_2

文档序号:9753774阅读:来源:国知局
[0050]首先,将详细说明逆变器单元30的构造。逆变器单元30构造成使用作为电源的蓄电池的电力运转,并且将从蓄电池供给的DC电力转换为用于驱动电机单元20的AC电力(即,逆变器单元30构造成产生AC电力),并且将AC电力供给到电机单元20。逆变器单元30包括电力转换器31、电容器32和控制电路33。该实施例假设第一空间62容纳电力转换器31,同时第二空间63容纳电容器32和控制电路33。这意味着逆变器单元30分隔地容纳在两个不同的逆变器空间62、63中。
[0051]电力转换器31包括多个开关元件,诸如半导体闸流管和称为IGBT (绝缘栅门极晶体管)的晶体管,并且构造成通过打开和关闭开关元件而将DC电力转换为AC电力。电容器32安置在连接蓄电池与电力转换器31的电路上,并且构造成使从蓄电池供给的DC电力平稳。控制电路33采取控制板的形态,并且构造成控制包括在电力转换器31中的开关元件的开/关状态。
[0052]特别地,在逆变器单元30、电力转换器31和电容器32的元件之中,因为电力转换器31和电容器32由于来自蓄电池的大电流而产生大量的热,所以这些元件趋向于具有升高的温度。为了处理这种不便,如图1所示,冷却通道70(将在稍后详细描述的第一部分71和第二部分72)安置在电力转换器31和电容器32附近,以冷却电力转换器31和电容器32ο
[0053]接着,将详细说明电机单元20的构造。电机单元20构造成通过利用在逆变器单元30中产生的AC电力使转子旋转而产生要传递到车轮(未示出)的旋转力。电机单元20构成三相AC电机。如图3所示,电机单元20包括转子,该转子由轴21和固定于轴21的周边的转子芯24构成,并且具有嵌入在转子芯24中的磁铁25。电机单元20还包括定子,该定子由沿着转子芯24的周边以恒定间隔布置的一些定子芯23和缠绕在各个定子芯23周围的线圈22构成。各个定子芯23固定于外壳40的围绕电机空间61的内壁。
[0054]该实施例的轴21安置成具有水平延伸的芯轴0,并且由固定于外壳40的两个轴承5、6可旋转地支撑。例如,轴21的第一端21a(图3中的左端)突出到外壳40的外面,并且经由齿轮箱(未示出)连接于车轴(axle)。轴21的另一端或第二端21b (图3中的右端)收纳在安置于电机空间61中的膨出部42b(将在稍后描述)中。第二端21b装备有用于检测轴21的旋转角的解角器3 (旋转角传感器)。在下文中,沿着轴21的芯轴O的方向,安置轴21的第一端21a的一侧也称为“第一侧”,而安置第二端21b的一侧也称为“第二侧”。
[0055]解角器3包括转子3a、定子3b和输出端子(未示出)。解角器3构造成将转子3a相对于定子3b的旋转角经由输出端子输出到控制器(未示出)。解角器3的转子3a以相对于定子3b可旋转的方式固定于轴21的第二端21b的周边,并且与轴21 —起旋转。解角器3的定子3b安置在转子3a的周边处,并且固定于膨出部42b。
[0056]接着,将描述外壳40的构造。如图2至4所示,外壳40是具有与小立方体结合的大立方体外观的箱形部件,该小立方体装接于大立方体的侧面,并且具有与大立方体的基部齐平的基部。外壳40由本体41、侧盖42、第一盖43和第二盖44构成。
[0057]作为外壳40的主要部分的本体41具有部分打开(具体地,除了要在下面描述的栗容纳部41c之外的部分打开)的矩形顶面(对应于大立方体的顶面),并且具有打开的整体矩形的侧面(对应于小立方体的侧面并且与芯轴O平行)。在下文中,如图2和4所示,沿着与轴21的芯轴O垂直的水平方向,打开的侧面的一侧也称为“右侧”,而相反侧也称为“左侧”。
[0058]本体41包括:第一分隔壁41a (壁),其沿着比本体41的顶缘的高度稍低的高度处的水平面延伸;和第二分隔壁41b (壁),其沿着稍微位于本体41的右缘内侧的竖直面延伸。本体41的内部空间通过第一分隔壁41a竖直地分为两个室61、62,并且还通过第二分隔壁41b水平地(沿着左右方向)分为两个室61、63。S卩,逆变器空间62、63经由各个壁41a、41b与电机空间61相邻地设置。本体41具有形成在沿着轴21的第一侧处的侧壁上的孔,轴21的第一端21a通过该孔安置。本体41具有开口,该开口成型为大致圆形,并且形成在沿着轴21的第二侧处的侧壁41d上。本体41的孔和开口形成在侧壁的围绕电机空间61的各个部分上。
[0059]本体41还具有栗容纳部41c,栗50嵌合并且固定于该栗容纳部41c内。从第二侧观看时,栗容纳部41c设置在开口的倾斜向上的角部处,该角部对应于左上角部(S卩,由左边的侧壁和第二侧上的侧壁41d形成的角部的顶部)。该实施例的栗容纳部41c是从沿着芯轴O的第二侧上的侧壁41d向内凹进的凹部,并且具有与栗50的外形一致的形状。栗容纳部41c的顶面是从本体41的顶缘连续的平滑的水平面。栗容纳部41c设置有开口(未示出),该开口与栗50的排出部51 (将在稍后描述)相应地定位,并且构成冷却通道70的上游端70a。
[0060]如图3和4所示,第一盖43是闭合本体41的打开的顶面的盖,并且在通过螺栓(未示出)固定于本体41的顶缘并且固定于栗容纳部41c的顶面之后,构成外壳40的顶壁。第二盖44是闭合本体41的打开的侧面的盖,并且在通过螺栓(未示出)固定于本体41的右缘之后,构成外壳40的侧壁。第二盖42是闭合本体41的开口的盖,并且在通过多个(在图2中是6个)螺栓7固定于本体41的第二侧上的侧壁41d之后,与本体41的第二侧上的侧壁41d合作构成外壳40的侧壁。
[0061]第一盖43与本体41合作划分容纳逆变器单元30的电力转换器31的第一空间62。第二盖44与本体41合作划分容纳逆变器单元30的电容器32和控制电路33的第二空间63。第二盖42与本体41合作划分容纳电机单元20的电机空间61。
[0062]当从顶部观看时,该实施例的第一盖62形成为大致L状,并且具有几乎均匀的高度(竖直方向上的长度)。逆变器单元30的电力转换器31安置在第一空间62中,并且与栗容纳部41c隔开。电力转换器31固定于将第一空间62从电机空间61分开的第一分隔壁41a的上面。
[0063]相比之下,该实施例的第二空间63形成为大致立方体,并且具有几乎均匀的深度(水平方向上的长度)。逆变器单元30的电容器32和控制电路33安置在第二空间63中,并且互相隔开。电容器32和控制电路33均固定于将第二空间63从电机空间61分开的第二分隔壁41b的右面。在该实施例中,电容器32安置在第二侧上,而控制电路33安置在第一侧上。
[0064]该实施例的电机空间61具有筒状形状,该筒状形状具有水平延伸的轴。电机单元20以电机单元20的芯轴O与电机空间61的轴O大致一致的方式容纳在电机空间61中。电机空间61的内径设定得比中心位于芯轴O处的电机空间20的直径稍大。电机空间61的沿着轴向的长度设定为安置解角器3的空间的长度与转子芯24、定子芯23和电机单元20的线圈22的沿着轴向的长度之和。S卩,电机空间61提供了用于容纳第二侧上的解角器3的室61a(在下文中,称为“围绕空间61a”)。侧盖42放置在围绕空间61a中。
[0065]侧盖42具有形成为盘状的圆板部42a和从圆板部42a的中心以大致截锥状突出的膨出部42b。圆板部42a具有比电机空间61的内径稍大的直径。圆板部42a从电机空间61的外侧固定于本体41,并且闭合本体41的开口。相比之下,膨出部42b放置在电机空间61的围绕空间61a中。
[0066]设置膨出部42b以枢转地支撑轴21和固定解角器3,并且膨出部42b与芯轴O同轴地安置。膨出部42b固定到解角器3的定子3b和可旋转地支撑轴21的轴承6。膨出部42b具有比解角器3的外径稍大、并且比电机空间61的内径足够小的外径。
[0067]除了分别用作电机空间61和逆变器空间62、63的室之外,外壳40还具有形成在围绕室61、62、63的壁的内侧的冷却通道70。通过栗50转送的冷却剂流动到冷却通道70内。
[0068]如图2所描绘地,栗50是电动水栗,例如,并且具有:吸入部52,其将冷却剂吸入到栗50内;排出部51,其使通过吸入部52吸入的冷却剂转送到冷却通道70 ;和连接部(未示出),其连接于电源。吸入部52突出到外壳40的外面,而排出部51从栗50的侧面突出,并且相对于外壳40的外面安置在内侧处。连接部从栗50的侧面朝着排出部51的相反侧突出,并且通过形成在本体41的左壁上的孔(未示出)布设。
[0069]栗50从外壳40的外面嵌合到栗容纳部41c内,其定向程使得排出部51指向右。即,栗50 —体化到外壳40中。吸入部52安置在外壳40的外面,并且在与芯轴O平行的方向上突出。相比之下,排出部51容纳在栗容纳部41c中,并且从外壳40的外面向内安置。
[0070]冷却通道70用作电机装置I的内部的冷却剂的流动路径(换句话说,冷却通道70构造成使冷却剂流经冷却通道70),并且形成在包括第一分隔壁41a和第二分隔壁41b的壁的内侧。该实施例的冷却通道70采取以下形态:从在栗容纳部41c处开口的上游端70a连续到在本体41的右侧面(即,第二空间63上方的侧面)处开口的下游端70b的单一流动路径,如图2所示。需要注意的是:下游端70b的位置不受特别限制。
[0071]如图1至4所示,冷却通道70包括:用于冷却电力转换器31的第一冷却部71、用于冷却电容器32的第二冷却部72、和用于冷却电机单元20的第三冷却部73。第一冷却部71采取与第一分隔壁41a的内侧的电力转换器31的底面平行延伸的水平面的形状,从而与电力转换器31的表面形状一致。此外,第二冷却部72采取与第二分隔壁41b的内侧的电容器32的侧面平行延伸的竖直面的形状,从而与电容器32的表面形状一致。在该
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