专利名称：逆变器一体型驱动组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及内置了逆变器(inverter)的驱动组件，特别涉及轴承、逆变器组件等的冷却构造。
背景技术：
在以往的逆变器一体型交流电动机中，具有交流电动机，其固定于旋转轴上，具有冷却风扇，从电动机壳体的一端壁吸入冷却空气流；控制装置,其位于电动机壳体的一端壁的轴向外侧，固定于电动机壳体上；罩，其以覆盖控制装置的方式安装于电动机壳体上；电刷，其用于使励磁电流向交流电动机的转子流动(例如参照专利文献I)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特许第4123436号公报
发明内容
发明要解决的课题以往的逆变器一体型交流电动机使用内转子，因此，由于转子的构造上的制约，不能增多由转子产生的磁通量，不能增大每单位长度的转矩。即，在电动机的外径为恒定的情况下，与外转子相比，内转子与定子相对的表面积变小，产生的磁通量与外转子相比变少。这样，为了增大每单位长度的转矩，优选使用外转子。在使用外转子的情况下，与内转子相比，转子的直径变大，转子的重量变重，因此，用于轴支承转子的轴承的负担变大，轴承的发热量变多。但是，由于内置有逆变器，因此，冷却风向电动机内流入的流入路受到限制，因此，产生轴承的冷却不充分、轴承的寿命变短这样的新的不良。本发明是为了解决上述课题而做成的，其目的在于获得能利用将逆变器组件冷却了的冷却风冷却轴承、能高效率地冷却逆变器组件和轴承的逆变器一体型驱动组件。用于解决课题的方案本发明的逆变器一体型驱动组件具有电动机，其由定子、轴承箱和转子构成，该定子具有以极槽部向外周侧开口的方式沿周向排列的圆环状的定子铁心及卷绕在该定子铁心上的定子线圈，该轴承箱由上述定子铁心通过放射状肋保持于该定子铁心的轴心位置，该转子具有圆筒状的转子轭部、从该转子轭部的一端向内径侧延伸设置的底面部及使N极和S极在该转子轭部的内周面沿周向交替地排列的多个磁极，该底面部固定在被收纳于上述轴承箱内的轴承支承的轴上，该转子轭部以内包有上述定子铁心的方式同轴地安装于上述定子上；风扇，其配设为在上述转子的轴向一侧与上述底面部相对，能与该转子一起旋转；逆变器组件，其由降温装置和多个逆变器单元构成，该降温装置具有平板状的散热片座及分别与该散热片座的背面垂直地立设且向径向延伸、在周向上排列的多个散热片，该多个逆变器单元以分别位于该散热片的配设区域上方的方式安装在该散热片座的表面，用于向上述定子线圈供给交流电。而且，上述电动机通过将上述定子铁心固定于托架的平板状、的安装部的一面上而安装于该托架上，上述逆变器组件通过使上述散热片朝向上述安装部的另一面并借助分隔件将上述散热片座固定于该安装部而安装于上述托架上。另外，第I逆变器侧通风孔穿设于上述托架的与上述轴承相对的部位，第I转子侧通风孔穿设于上述底面部的与上述轴承相对的部位，构成有由径向通风路和轴向通风路构成的第I冷却风通风路，在上述风扇的旋转驱动的作用下，该径向通风路形成在相邻的上述散热片之间，将上述第I逆变器侧通风孔和上述降温装置的径向外方相连通，使冷却风沿径向流动，该轴向通风路形成在上述定子铁心的内部，将上述第I逆变器侧通风孔和上述第I转子侧通风孔相连通，使冷却风沿轴向流动。发明效果采用本发明，逆变器单元和轴承被在第I冷却风通风路内流动的冷却风冷却。因此，在使用外转子的逆变器一体型驱动组件中，也能抑制逆变器单元及轴承的过度的温度上升，因此，能谋求逆变器单元及轴承的长寿命化。
图I是表示本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的分解立体图。图2是表示本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的剖视立体图。图3是表不构成应用于本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的电动机的转子的剖视图。
图4是表不构成应用于本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的电动机的定子支承构件的立体图。图5是从托架的一面侧看将本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的定子支承构件安装于托架上的状态的主视图。图6是用于说明本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的定子和托架的径向的位置关系的图。图7是表示构成应用于本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的逆变器组件的降温装置的后视图。图8是用于说明本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的逆变器单元和定子线圈之间的电连接方法的主要部分剖视图。图9是用于说明本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的冷却风的流动的剖视立体图。图10是用于说明本发明的实施方式2的逆变器一体型驱动组件的定子和逆变器组件的径向的位置关系的图。图11是用于说明本发明的实施方式3的逆变器一体型驱动组件的冷却风的流动的剖视立体图。图12是用于说明本发明的实施方式4的逆变器一体型驱动组件的冷却风的流动的剖视立体图。图13是表示应用于本发明的实施方式5的逆变器一体型驱动组件的降温装置的主要部分后视图。图14是表示应用于本发明的实施方式6的逆变器一体型驱动组件的降温装置的主要部分后视图。图15是表示应用于本发明的实施方式7的逆变器一体型驱动组件的降温装置的主要部分后视图。图16是表示应用于本发明的实施方式8的逆变器一体型驱动组件的降温装置的主要部分后视图。图17是表示应用于本发明的实施方式9的逆变器一体型驱动组件的降温装置的主要部分后视图。图18是表示应用于本发明的实施方式10的逆变器一体型驱动组件的降温装置的主要部分后视图。图19是表不构成应用于本发明的实施方式11的逆变器一体型驱动组件的电动机的定子支承构件的主视图。 图20是表不构成应用于本发明的实施方式12的逆变器一体型驱动组件的电动机的定子支承构件的主视图。图21是表示本发明的实施方式13的逆变器一体型驱动组件的剖视立体图。图22是表示本发明的实施方式14的逆变器一体型驱动组件的剖视立体图。
具体实施例方式以下，使用
本发明的逆变器一体型驱动组件的优选的实施方式。实施方式I图I是表示本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的分解立体图，图2是表示本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的剖视立体图，图3是表示构成应用于本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的电动机的转子的剖视图，图4是表示构成应用于本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的电动机的定子支承构件的立体图，图5是从托架的一面侧看将本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的定子支承构件安装于托架上的状态的主视图，图6是用于说明本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的定子和托架的径向的位置关系的图，图7是表示构成应用于本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的逆变器组件的降温装置的后视图，图8是用于说明本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的逆变器单元和定子线圈之间的电连接方法的主要部分剖视图，图9是用于说明本发明的实施方式I的逆变器一体型驱动组件的冷却风的流动的剖视立体图。在图I及图2中，逆变器一体型驱动组件100具有托架I ;逆变器组件7，其安装于托架I的一面上，用于将从外部的直流电源(未图示)供给来的直流电转换为交流电；电动机14，其以与逆变器组件7相对的方式安装于托架I的另一面上，被供给由逆变器组件7转换后的交流电而进行旋转驱动。托架I例如通过将钢板弯折为L状而制作成，具有用于支承逆变器组件7及电动机14的平板状的安装部2和用于将逆变器一体型驱动组件100安装于安装座(未图示)上的安装臂3。而且，在安装部2上穿设有构成用于冷却轴承30的通风路的第I逆变器侧通风孔4。而且，在安装部2上，在以第I逆变器侧通风孔4的孔中心为中心的同一圆周上，以等角间距穿设有18个构成用于冷却定子线圈25的通风路的第2逆变器侧通风孔5。在此，第I逆变器侧通风孔4形成为与后述的定子支承构件26的定子支承部28同等的内径。第2逆变器侧通风孔5形成为分别与由后述的定子轭部22和相邻的齿部23划分成的极槽部24相对。另外，如图5所示，在安装部2上形成有降温装置安装用的螺纹孔43。逆变器组件7例如具有6个逆变器单元8和由铝、铜等制作成的降温装置9。逆变器单元8例如通过利用绝缘性树脂密封上臂开关(upper arm switching)元件和下臂开关(lower arm switching)元件而构成。降温装置9具有环形平板状的散热片座10和分别将径向作为延伸方向并垂直立设于散热片座10的背面、以等角间距呈放射状排列的多张散热片11，该散热片座10具有贯通孔10a。而且，6个逆变器单元8与散热片11的配设区域相对应地以在以贯通孔IOa的孔中心为中心的同一圆周上等角间距地配列的方式安装在散热片座1·0的表面上。另外，安装在散热片座10的表面上的逆变器单元8的径向位置与极槽部24的径向位置大致一致。另夕卜，如图7所示，在散热片座10的背面的以分隔位于逆变器单元8之间的散热片11的组的方式形成的空间，突设有与散热片11相同高度的分隔件12。另外，降温装置安装用的插通孔IOb以贯通散热片座10及分隔件12的方式形成，配线插通用的插通孔IOc以贯通散热片座10的方式形成。另外，分隔件12不限定于与散热片11相同的高度，也可以形成为比散热片11高。另外，分隔件12的个数不限定为6个，只要能将降温装置9稳定地安装于托架I的安装部2的一面上即可。另外，所有的分隔件12不需要为相同形状。电动机14具有转子16，其例如通过将铁等的磁性材料冲压成形而制作为有底圆筒状，具有圆筒状的转子轭部17及从转子轭部17的轴向一端向内方延伸的底面部18，在转子轭部17的轴心位置将底面部18固定于轴15上；永久磁铁19，其固定于转子轭部17的内周面而构成磁极；定子20，其例如通过层叠铁等的磁性钢板而制作成，具有定子铁心21及卷绕于齿部23上的定子线圈25，该定子铁心21具有制作为圆筒状的定子轭部22及分别从定子轭部22的外周面向径向外方突设、在周向上以等角间距排列的18个齿部23 ;定子支承构件26，其用于支承定子20，并且轴支承轴15 ;离心风扇31，其安装于转子16的底面部18的外周面。如图3所示，在转子16的底面部18，在以转子轭部17的轴心为中心的同一圆周上以等角间距穿设有18个构成用于冷却轴承30的通风路的第I转子侧通风孔34，在以转子轭部17的轴心为中心的同一圆周上以等角间距穿设有18个构成用于冷却定子线圈25的通风路的第2转子侧通风孔35。在此，第I转子侧通风孔34形成为在径向上位于轴承箱27和定子支承部28之间。另外，第2转子侧通风孔35形成为在径向上与由定子轭部22和相邻的齿部23划分成的极槽部24相对的位置关系。永久磁铁19是例如烧结稀土类磁铁。由不锈钢等的非磁性材料制作成的环状的分隔件45以与底面部18的内周面接触的方式嵌合安装于转子轭部17。而且，16个永久磁铁19以与分隔件45相接触且N极和S极交替地排列的方式在周向上以等角间距排列，通过粘接等固定于转子轭部17的内周面。另外，由不锈钢等的非磁性材料制作成的环状的磁铁推压件46以将永久磁铁19向分隔件45侧按压的方式压入转子轭部17，根据需要进行焊接而将磁铁推压件46固定于转子轭部17。由此，永久磁铁19的轴向的定位完成，能防止永久磁铁19的脱落。另外，能抑制磁通从永久磁铁19的轴向端面泄漏。
如图4所示，定子支承构件26具有圆筒状的轴承箱27、圆筒状的定子支承部28及从轴承箱27的外周面沿周向以等角间距呈放射状且沿轴向延伸、将轴承箱27和定子支承部28连结起来的6根放射状肋29。离心风扇31具有制作为平板环状的基部32和在基部32的一面上沿周向排列地配设的叶片33。而且，离心风扇31以基部32的一面朝向底面部18的外周面且确保与底面部18之间具有规定的间隙的方式固定于转子16上。另外，转子16例如通过将铁等的磁性材料冲压成形而制作成，但底面部18并不一定需要为磁性体。即，转子16的至少转子轭部17由磁性材料制作即可。另外，将永久磁铁19粘接于转子轭部17的内周面上，若永久磁铁19和转子轭部17的接合强度足够，则也可以省略分隔件45及磁铁推压件46。
另外，将永久磁铁17直接安装于转子轭部17的内周面上，但也可以将由铁等的磁性材料制作成、在同一圆周上以等角间距配列的方式埋入有16个永久磁铁19而成的环状体夹持于分隔件45与磁铁推压件46之间地压入转子轭部17内。下面，说明逆变器一体型驱动组件100的组装方法。首先，将定子支承部28以内嵌状态压入定子轭部22，根据需要进行焊接而将定子20和定子支承构件26 —体化。然后，使轴承30嵌合安装于轴承箱27。接着，将轴15压入到固定有离心风扇31的转子16的底面部18的轴心位置，根据需要进行焊接而将转子16和轴15 —体化。然后，将轴15压入轴承30中，以转子轭部17覆盖定子20的外周的方式将转子16组装于定子20，制作成电动机14。该电动机14是极数16、极槽数18的外转子型的3相电动机。接着，将6个逆变器单元8与散热片11的配设区域相对应地以在以贯通孔IOa的孔中心为中心的同一圆周上等角间距地排列的方式安装于散热片座10的表面上，制作成逆变器组件7。并且，如图5所示，使轴承箱27的轴心与第I逆变器侧通风孔4的孔中心一致，将螺钉40插通安装部2而紧固安装于形成于定子支承构件26上的螺纹孔41，从而将电动机14安装于托架I的安装部2的另一面上。此时，如图6所示，调整定子支承构件26的周向的位置，使极槽部24与第2逆变器侧通风孔5相对。并且，使散热片座10的贯通孔IOa的孔中心与第I逆变器侧通风孔4的孔中心一致，将螺钉42穿过插通孔IOb而紧固安装于形成于托架I的安装部2的一面上的螺纹孔43，从而将逆变器组件7安装于托架I的安装部2的一面上。接着，使用配线36将逆变器单元8的交流输出端子和定子线圈25的相位线圈连接，组装成逆变器一体型驱动组件100。如图8所示，配线36插入在降温装置9上开设的插通孔IOc而穿过散热片11之间，再插入穿设于托架I的安装部2上的第2逆变器侧通风孔5，从而将逆变器单元8的交流输出端子和定子线圈25的相位线圈连接。这样构成的逆变器一体型驱动组件100，由控制装置(未图示)控制各逆变器单元8的上臂开关元件及下臂开关元件的ON / 0FF，将从外部的电源(未图示)供给来的直流电转换为交流电，通过配线36供给到定子线圈25。由此，在定子20产生旋转磁场。利用该定子20的旋转磁场和由永久磁铁19产生的磁场的相互作用产生旋转力，转子16被旋转驱动。而且，离心风扇31与转子16 —起被旋转驱动。如图9中的箭头所示地构成如下的第I冷却风通风路利用该离心风扇31的旋转，冷却风从降温装置9的径向外方通过散热片11之间向径向内方流动，接着，从第I逆变器侧通风孔4通过定子支承部28内沿轴向流动，通过第I转子侧通风孔34向转子16的底面部18的外周侧流出，在底面部18和基部32之间向径向外方流动。而且，如图9中的箭头所示地构成如下的第3冷却风通风路从降温装置9的径向外方通过散热片11之间向径向内方流动的冷却风的一部分从第2逆变器侧通风孔5向定子20侧流动，在极槽部24内沿轴向流动，通过第2转子侧通风孔35向转子16的底面部18的外周侧流出，在底面部18和基部32之间向径向外方流动。因此，逆变器单元8的上臂开关元件及下臂开关元件的发热通过散热片座10传递到散热片11，被在散热片11之间流通的冷却风散热。而且，传递到散热片11的上臂开关元件及下臂开关元件的发热的一部分传递到托架I的安装部2，从托架I的表面散热。另外，轴承30的发热在定子支承部28内通过被沿轴向流动的冷却风散热。另外，定子线圈25的发热被在极槽部24内沿轴向流动的冷却风散热。另外，配线36的发热被在散热片11之间流动的冷却风及在第2逆变器侧通风孔5中流动的冷却风散热。 采用该实施方式1，构成如下的第I冷却风通风路在旋转驱动离心风扇31时，冷却风从降温装置9的径向外方通过散热片11之间向径向内方流动，接着从第I逆变器侧通风孔4通过定子支承部28内沿轴向流动，通过第I转子侧通风孔34向转子16的底面部18的外周侧流出，在底面部18和基部32之间向径向外方流动。因此，逆变器单元8和轴承30被在第I冷却风通风路内流动的冷却风冷却。另外，由于散热片11与托架I的安装部2接触，因此，逆变器单元8的发热的一部分通过散热片11传递到安装部2，从托架I的表面散热。因此，在使用外转子的逆变器一体型驱动组件100中，也能抑制逆变器单元8及轴承30的过度的温度上升，因此，能谋求逆变器单元8及轴承30的长寿命化。另外，构成有如下的第3冷却风通风路从降温装置9的径向外方通过散热片11之间向径向内方流动的冷却风的一部分从第2逆变器侧通风孔5向定子20侧流动，在极槽部24内沿轴向流动，通过第2转子侧通风孔35向转子16的底面部18的外周侧流出，在底面部18和基部32之间向径向外方流动。因此，能抑制定子线圈25的过度的温度上升，因此，能抑制由温度上升引起的损失的增加，能提高电动机输出特性。第2逆变器侧通风孔5以分别与极槽部24沿轴向相对的方式穿设于安装部2，因此，从散热片11之间通过第2逆变器侧通风孔5流入到定子20侧的冷却风顺利地流入到极槽部24内。因此，第3冷却风通风路的通风阻力变小，能确保在第3冷却风通风路内流通的冷却风的足够的流量。第2转子侧通风孔35穿设于底面部18的与极槽部24同等的径向位置，因此，在极槽部24内沿轴向流动来的冷却风被迅速地从第2转子侧通风孔35排出。因此，能抑制第3冷却风通风路的通风阻力的增大，能确保在第3冷却风通风路内流通的冷却风的流量。配线36插入在降温装置9的散热片座10上开设的插通孔IOc而通过散热片11之间，因此，配线36的发热被在散热片11之间流通的冷却风散热，能抑制配线36的温度上升。另外，配线36沿轴向贯通散热片座10和第2逆变器侧通风孔5，因此，能缩短配线长度，能谋求配线36的低阻力化。放射状肋29制作为沿轴向延伸的板状，因此，放射状肋29作为散热片起作用，能高效率地冷却定子20及轴承30。实施方式2图10用于说明本发明的实施方式2的逆变器一体型驱动组件的定子和逆变器组件的径向的位置关系的图。在图10中，逆变器单元8以位于第2逆变器侧通风孔5的径向外侧的方式安装在降温装置9的散热片座10的表面上。
另外，其它的结构为与上述实施方式I同样的结构。因此，在该实施方式2中，也能获得与上述实施方式I同样的效果。采用该实施方式2，逆变器单元8以位于第2逆变器侧通风孔5的径向外侧的方式安装在散热片座10的表面上。因此，在散热片11之间流通的全部冷却风都被供于逆变器单元8的冷却，因此，能高效率地冷却逆变器单元8。实施方式3图11是用于说明本发明的实施方式3的逆变器一体型驱动组件的冷却风的流动的剖视立体图。在图11中，托架IA的安装部2A省略托架I的安装部2的第2逆变器侧通风孔5，穿设有配线插通用的插通孔(未图示)。转子16A的转子轭部17A的轴向长度形成得比转子16的转子轭部17的轴向长度短。另外，其它的结构为与上述实施方式I同样的结构。在实施方式3的逆变器一体型驱动组件101中，转子轭部17A的轴向长度变短，因此，在将电动机14A安装于托架IA的安装部2A的另一面上时，在转子轭部17A和安装部2A之间形成有间隙。因此，如图11的箭头所示，构成如下的第I冷却风通风路利用离心风扇31的旋转，冷却风从降温装置9的径向外方通过散热片11之间向径向内方流动，接着从第I逆变器侧通风孔4通过定子支承部28内沿轴向流动，通过第I转子侧通风孔34向转子16A的底面部18的外周侧流出，在底面部18和基部32之间向径向外方流动。另外，如图11的箭头所示，构成如下的第2冷却风通风路冷却风从转子16A的外周侧在转子轭部17A和安装部2A之间通过间隙向径向内方流动，接着在极槽部24内沿轴向流动，通过第2转子侧通风孔35向转子16A的底面部18的外周侧流出，在底面部18和基部32之间向径向外方流动。采用该实施方式3，从降温装置9的径向外方通过散热片11之间向径向内方流动的全部冷却风都被供于轴承30的冷却，因此，被供于轴承30的冷却的冷却风的风量增大，能高效率地冷却轴承30。另外，从转子16A的外周侧在转子轭部17A和安装部2A之间通过间隙吸入的冷却风被供于定子线圈25的冷却，因此，被供于定子线圈25的冷却的冷却风的温度变低，能高效率地冷却定子线圈25。 另外，由于不需要在安装部2A上形成第2逆变器侧通风孔5，因此，托架IA的加工变得容易。实施方式4图12是用于说明本发明的实施方式4的逆变器一体型驱动组件的冷却风的流动的剖视立体图。在图12中，转子16A的转子轭部17A的轴向长度形成得比转子16的转子轭部17的轴向长度短。另外，其它的结构为与上述实施方式I同样的结构。在实施方式4的逆变器一体型驱动组件102中，转子轭部17A的轴向长度变短，因此，在将电动机14A安装于托架I的安装部2的另一面上时，在转子轭部17A和安装部2之间形成有间隙。
因此，如图12的箭头所示，构成如下的第I冷却风通风路利用离心风扇31的旋转，冷却风从降温装置9的径向外方通过散热片11之间向径向内方流动，接着从第I逆变器侧通风孔4通过定子支承部28内沿轴向流动，通过第I转子侧通风孔34向转子16A的底面部18的外周侧流出，在底面部18和基部32之间向径向外方流动。另外，如图12的箭头所示，构成有如下的冷却风通风路从转子16A的外周侧在转子轭部17A和安装部2A之间通过间隙向径向内方流动的冷却风，从降温装置9的径向外方在散热片11之间向径向内方流动，与从第2逆变器侧通风孔5向定子20侧流动的冷却风合流，在极槽部24内沿轴向流动，通过第2转子侧通风孔35向转子16A的底面部18的外周侧流出，在底面部18和基部32之间向径向外方流动。采用该实施方式4，从转子16A的外周侧在转子轭部17A和安装部2之间通过间隙吸入的冷却风，从降温装置9的径向外方在散热片11之间向径向内方流动，与从第2逆变器侧通风孔5向定子20侧流动的冷却风合流，被供于定子线圈25的冷却，因此，被供于定子线圈25的冷却的冷却风的风量增大，能高效率地冷却定子线圈25。实施方式5图13是表示应用于本发明的实施方式5的逆变器一体型驱动组件的降温装置的主要部分后视图。在图13中，降温装置9A的配线插通用的插通孔IOc穿设于散热片座10的分隔件12的径向外方位置。另外，其它的结构为与上述实施方式I同样的结构。采用该实施方式5，配线插通用的插通孔IOc穿设于散热片座10的分隔件12的径向外方的位置，因此，配线36通过插通孔IOc沿轴向延伸，不通过散热片11之间而被向电动机14侧引出。因此，冷却风不被配线36干扰而在散热片11之间流通，因此，被供于逆变器单元8及轴承30的冷却的冷却风的风量增大，能高效率地冷却逆变器单元8及轴承30。实施方式6图14是表示应用于本发明的实施方式6的逆变器一体型驱动组件的降温装置的主要部分后视图。在图14中，降温装置9B的配线插通用的插通孔IOc穿设于散热片座10的分隔件12的径向内方的位置。另外，其它的结构为与上述实施方式I同样的结构。采用该实施方式6，配线插通用的插通孔IOc穿设于散热片座10的分隔件12的径向内方的位置，因此，配线36通过插通孔IOc沿轴向延伸，不通过散热片11之间而被向电动机14侧引出。因此，冷却风不被配线36干扰而在散热片11之间流通，因此，被供于逆变器单元8及轴承30的冷却的冷却风的风量增大，能高效率地冷却逆变器单元8及轴承30。实施方式7
图15是表示应用于本发明的实施方式7的逆变器一体型驱动组件的降温装置的主要部分后视图。在图15中，降温装置9C去掉在周向上相邻的多根散热片11的径向的规定区域，将配线插通用的插通孔IOc穿设于散热片座10的散热片11的散热片除去空间37。另外，其它的结构为与上述实施方式I同样的结构。采用该实施方式7，插通孔IOc穿设于散热片座10的散热片除去空间37，因此，能抑制由配线36插通于插通孔IOc引起的通过散热片11之间向径向内方流动的冷却风的通风阻力的增大。因此，能确保被供于逆变器单元8及轴承30的冷却的冷却风的风量。另外，被供于配线36的冷却的冷却风增大，能高效率地冷却配线36。实施方式8
图16是表示应用于本发明的实施方式8的逆变器一体型驱动组件的降温装置的主要部分后视图。在图16中，降温装置9D的除去了径向的规定区域之外的散热片11的径向外侧的除去端部朝向插通孔IOc地弯曲。另外，其它的结构为与上述实施方式7同样的结构。采用该实施方式8，除去了径向的规定区域的散热片11的径向外侧的除去端部朝向插通孔IOc地弯曲，因此，冷却风在散热片11之间向径向内方流动，从散热片11的除去端部朝向插通孔IOc地流入散热片除去空间37。因此，被供于配线36的冷却的冷却风进一步增大，能更高效率地冷却配线36。实施方式9图17是表示应用于本发明的实施方式9的逆变器一体型驱动组件的降温装置的主要部分后视图。在图17中，配线36的绝缘套38形成为截面椭圆形。降温装置9E形成为插通孔IOc的截面形状适合于绝缘套38的截面形状的椭圆形。而且，插通于插通孔IOc的配线36的绝缘套38的截面椭圆形的长轴朝向径向，配设于散热片除去空间37内。另外，其它的结构为与上述实施方式7同样的结构。采用该实施方式9，截面椭圆形的绝缘套38的截面椭圆形的长轴朝向径向地配设于散热片除去空间37内，因此，在散热片11的散热片除去空间37内流通的冷却风被绝缘套38整流。因此，能减小散热片除去空间37内的由配线36引起的压损，能确保在散热片11之间流动的冷却风的风量，因此，能抑制由插通配线36引起的冷却逆变器单元8及轴承30的能力的降低。另外，在上述实施方式9中，绝缘套38形成为截面椭圆形，但绝缘套的截面形状不限定于椭圆形，只要是长轴的前端侧及后端侧为使短轴方向的宽度朝长轴方向的前端及后端逐渐变窄的曲线的细长形状即可。实施方式10图18是表示应用于本发明的实施方式10的逆变器一体型驱动组件的降温装置的主要部分后视图。在图18中，降温装置9F的配线插通用的插通孔IOc穿设于分隔件12。另外，其它的结构为与上述实施方式I同样的结构。
采用该实施方式10，由于插通孔IOc穿设于分隔件12，因此，冷却风不被配线36干扰而能在散热片11之间流通，能确保被供于逆变器单元8及轴承30的冷却的冷却风的风量。另外，插通于插通孔IOc的配线36的发热通过分隔件12及散热片座10传递到散热片11，从散热片11被冷却风散热。实施方式11图19是表不构成应用于本发明的实施方式11的逆变器一体型驱动组件的电动机的定子支承构件的主视图。在图19中，与各放射状肋29的周向的两侧面成直角地立设多张矩形平板状的薄板状散热片47,且该薄板状散热片47沿轴向延伸。另外，其它的结构为与上述实施方式I同样的结构。这样构成的定子支承构件26A的薄板状散热片47形成于各放射状肋29上，散热面积得到增大。因此，由定子线圈25产生的热、由轴承30产生的热传递到定子支承构件·26A，从薄板状散热片47被在定子支承构件26A内流动的冷却风散热。因此，采用该实施方式11，能抑制定子线圈25、轴承30的过度的温度上升，能谋求电动机输出特性的提高及轴承30的长寿命化。实施方式12图20是表不构成应用于本发明的实施方式12的逆变器一体型驱动组件的电动机的定子支承构件的主视图。在图20中，以将在周向上相邻的放射状肋29的各对相连结的方式配设多张截面圆弧形的长方形状的薄板状散热片48，且该薄板状散热片48沿轴向延伸。由此，由薄板状散热片48构成的圆筒从轴向看以同心状形成有3个。另外，其它的结构为与上述实施方式I同样的结构。这样构成的定子支承构件26B的截面圆弧形的长方形状的薄板状散热片48形成为将在周向上相邻的放射状肋29之间相连结，散热面积得到增大。因此，由定子线圈25产生的热、由轴承30产生的热被传递到定子支承构件26A，从薄板状散热片48被在定子支承构件26B内流动的冷却风散热。因此，在该实施方式12中，也能抑制定子线圈25、轴承30的过度的温度上升，能谋求电动机输出特性的提高及轴承30的长寿命化。在此，在上述实施方式I 12中使用离心风扇31，但风扇不限定于离心风扇31，只要以与转子16、16A的底面部18的外周面相对地配设而将冷却风从定子支承部26、26A、26B内、极槽部24内排出的方式进行动作即可，例如可以为轴流风扇。实施方式13图21是表示本发明的实施方式13的逆变器一体型驱动组件的剖视立体图。在图21中，轴流风扇50固定于轴15的从转子16的底面部18延伸出的延伸部，配设为与底面部18的外周面相对。该轴流风扇50与轴15 —起被旋转驱动，冷却风被从第I转子侧通风孔34送入定子支承部38内，并且从第2转子侧通风孔35送入极槽部24内。另外，实施方式13除了代替离心风扇31而使用轴流风扇50这一点之外，为与上述实施方式I同样的结构。在这样构成的逆变器一体型驱动组件103中，如图21的箭头所示，构成有如下的第I冷却风通风路利用轴流风扇50的旋转，冷却风从第I转子侧通风孔34送入定子支承部38内，在定子支承部38内沿轴向流动，接着从第I逆变器侧通风孔4向散热片11的内径侧流动，在散热片11之间从内径侧向径向外方流动而流出到降温装置9的径向外方。另夕卜，构成有如下的第3冷却风通风路冷却风从第2转子侧通风孔35送入极槽部24内，在极槽部24内沿轴向流动，接着从第2逆变器侧通风孔5进入散热片11之间，与从内径侧在散热片11之间向径向外方流动的冷却风合流。采用该实施方式13，与上述实施方式I不同，在冷却风被供于逆变器单元8的冷却之前被供于轴承30及定子线圈25的冷却，因此，能高效率地冷却轴承30及定子线圈25。因此，在使用由SiC等的高耐热半导体元件制作成的逆变器单元的情况下，由于轴承30、定子线圈25的耐热温度比逆变器单元低，因此，采用本结构很有效。实施方式14图22是表示本发明的实施方式14的逆变器一体型驱动组件的剖视立体图。 在图22中，轴流风扇50固定于轴15的从转子16的底面部18延出的延伸部，配设为与底面部18的外周面相对。另外，实施方式14除了代替离心风扇31而使用轴流风扇50这一点之外，为与上述实施方式3同样的结构。在这样构成的逆变器一体型驱动组件104中，如图22的箭头所示，构成有如下的第I冷却风通风路利用轴流风扇50的旋转，冷却风被从第I转子侧通风孔34送入定子支承部38内，在定子支承部38内沿轴向流动，接着从第I逆变器侧通风孔4向散热片11的内径侧流动，在散热片11之间从内径侧向径向外方流动而流出到降温装置9的径向外方。另夕卜，构成有如下的第3冷却风通风路冷却风被从第2转子侧通风孔35送入极槽部24内，在极槽部24内沿轴向流动，接着从转子16A的外周侧通过转子轭部17A和安装部2A之间的间隙流出到转子16A的外周外方。采用该实施方式14，与上述实施方式3不同，冷却风被供于逆变器单元8的冷却之前被供于轴承30的冷却，因此，能高效率地冷却轴承30。因此，在使用由SiC等的高耐热半导体元件制作成的逆变器单元的情况下，由于轴承30的耐热温度比逆变器单元低，因此，采用本结构很有效。在此，在实施方式13、14中，代替实施方式1、3中的离心风扇31而使用轴流风扇50，但在其它实施方式中，当然也可以代替离心风扇31而使用轴流风扇50。另外，在上述实施方式8中，在代替离心风扇31而使用轴流风扇50的情况下，位于散热片除去区域37的内径侧的散热片11的除去区域侧的端部朝向插通孔IOc弯曲，这从配线36的冷却性的观点出发是优选的。另外,在实施方式13、14中，使用轴流风扇50,但风扇不限定于轴流风扇50,只要以与转子16、16A的底面部18的外周面相对地配设而使冷却风流入定子支承部26、26A、26B内、极槽部24内的方式进行动作即可，也可以为例如斜流风扇。另外，在上述各实施方式中，定子铁心和定子支承构件构成为分别独立的部件，但定子铁心和定子支承构件也可以构成为一个部件。另外，在上述各实施方式中，定子支承构件具有6条放射状肋，也可以增加放射状肋的条数。由此，放射状肋的散热面积增大，定子线圈及轴承的发热被在定子支承部内流通的冷却风散热，能抑制定子及轴承的温度上升。在该情况下，若减小各放射状肋的截面积，则能抑制由增加放射状肋的条数引起的定子支承部内的通风阻力的增大。另外，在上述实施方式I、2、4 一 9、13、14中，配线穿过为了使冷却风流到极槽部而穿设于托架的安装部的第2逆变器侧通风孔，但也可以在托架的安装部新形成供配线插通的专用的孔。另外，在上述各实施方式中，逆变器单元由I个上臂开关元件和I个下臂开关元件构成，逆变器单元也可以由并列地相连接的多个上臂开关元件和并列地相连接的多个下臂开关元件构成。另外，在上述各实施方式中，使用6个逆变器单元，但逆变器单元的个数不限定于此，能根据定子线圈的连接形态适当设定。例如，若定子线圈构成为I组的3相交流绕组，则逆变器单元的个数为3个。另外，在上述各实施方式中，分隔件一体地形成在降温装置的散热片座上，但分隔件也可以制作为与散热片座分别独立的部件。另外，在上述各实施方式中，第2逆变器侧通风孔以分别与极槽部沿轴向相对的方式穿设于安装部，但第2逆变器侧通风孔未必需要设为与所有的极槽部沿轴向相对，第2逆变器侧通风孔的个数考虑定子线圈的温度上升度而适当地设定即可。权利要求
1.一种逆变器一体型驱动组件，其具有 电动机，其由定子、轴承箱和转子构成，该定子具有以使极槽部向外周侧开口的方式沿周向排列的圆环状的定子铁心及卷绕在该定子铁心上的定子线圈，该轴承箱由上述定子铁心通过放射状肋保持于该定子铁心的轴心位置，该转子具有圆筒状的转子轭部、从该转子轭部的一端向内径侧延伸设置的底面部及使N极和S极在该转子轭部的内周面沿周向交替地排列的多个磁极，该底面部固定在被收纳于上述轴承箱内的轴承支承的轴上，该转子轭部以内包有上述定子铁心的方式同轴地安装于上述定子上； 风扇，其配设为在上述转子的轴向一侧与上述底面部相对，能与该转子一起旋转； 逆变器组件，其由降温装置和多个逆变器单元构成，该降温装置具有平板状的散热片座及分别垂直立设于该散热片座的背面且向径向延伸、在周向上排列的多个散热片，该多个逆变器单元以分别位于该散热片的配设区域上方的方式安装在该散热片座的表面，用于向上述定子线圈供给交流电， 该逆变器一体型驱动组件的特征在于， 通过将上述定子铁心固定于托架的平板状的安装部的一面上而将上述电动机安装于该托架上， 通过使上述散热片朝向上述安装部的另一面并借助分隔件将上述散热片座固定于该安装部而将上述逆变器组件安装于上述托架上， 第I逆变器侧通风孔穿设于上述托架的与上述轴承相对的部位， 第I转子侧通风孔穿设于上述底面部的与上述轴承相对的部位， 构成有由径向通风路和轴向通风路构成的第I冷却风通风路，该径向通风路形成在相邻的上述散热片之间，将上述第I逆变器侧通风孔和上述降温装置的径向外方相连通，在上述风扇的旋转驱动的作用下，使冷却风沿径向流动，该轴向通风路形成在上述定子铁心的内部，将上述第I逆变器侧通风孔和上述第I转子侧通风孔相连通，在上述风扇的旋转驱动的作用下，使冷却风沿轴向流动。
2.根据权利要求I所述的逆变器一体型驱动组件，其特征在于， 第2转子侧通风孔穿设于上述底面部的与上述定子铁心相对的部位， 构成有第2冷却风通风路，该第2冷却风通风路形成在上述极槽部的内部，与上述转子轭部和上述安装部之间的空隙协作地将上述转子轭部的径向外方和上述第2转子侧通风孔相连通，在上述风扇的旋转驱动的作用下，使冷却风沿轴向流动。
3.根据权利要求I或2所述的逆变器一体型驱动组件，其特征在于， 第2逆变器侧通风孔穿设于上述安装部的与上述定子铁心相对的部位， 第2转子侧通风孔穿设于上述底面部的与上述定子铁心相对的部位， 构成有第3冷却风通风路，该第3冷却风通风路形成在上述极槽部的内部，与上述第2逆变器侧通风孔协作地将上述径向通风路和上述第2转子侧通风孔相连通，在上述风扇的旋转驱动的作用下，使冷却风沿轴向流动。
4.根据权利要求3所述的逆变器一体型驱动组件，其特征在于， 上述第2逆变器侧通风孔以沿轴向与上述极槽部相对的方式穿设于上述安装部上。
5.根据权利要求4所述的逆变器一体型驱动组件，其特征在于， 上述第2逆变器侧通风孔以沿轴向分别与上述极槽部相对的方式穿设于上述安装部。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的逆变器一体型驱动组件，其特征在于， 在上述放射状肋上，以沿轴向延伸的方式形成有多个薄板状散热片。
7.根据权利要求I 6中任一项所述的逆变器一体型驱动组件，其特征在于， 将上述逆变器单元和上述定子线圈连接的配线贯通上述散热片座及上述安装部。
8.根据权利要求7所述的逆变器一体型驱动组件，其特征在于， 上述配线以在散热片除去空间内通过的方式贯通上述散热片座，该散热片除去空间是通过除去在周向上相邻的多根上述散热片的径向的一部分而构成的。
9.根据权利要求8所述的逆变器一体型驱动组件，其特征在于， 上述散热片的位于上述散热片除去空间的外径侧或内径侧的端部，以使从上述散热片之间流入到上述散热片除去空间内的冷却风朝向在上述散热片除去空间内通过的上述配线的方式弯曲。
10.根据权利要求8所述的逆变器一体型驱动组件，其特征在于， 上述配线的绝缘套的截面形状为如下的细长形状长轴方向为径向，长轴的前端侧及后端侧为使短轴方向的宽度朝长轴的前端及后端逐渐变窄的曲线。
11.根据权利要求7所述的逆变器一体型驱动组件，其特征在于， 上述配线以插通上述分隔件的方式贯通上述散热片座。
12.根据权利要求3 6中任一项所述的逆变器一体型驱动组件，其特征在于， 上述逆变器单元以在径向上位于上述第2逆变器侧通风孔的径向外侧的方式安装于上述散热片座的表面。
全文摘要
本发明获得能利用将逆变器组件冷却了的冷却风冷却轴承、能高效率地冷却逆变器组件和轴承的逆变器一体型驱动组件。在本发明中，第1逆变器侧通风孔(4)穿设于散热片座(10)的与轴承(30)相对的部位，第1转子侧通风孔(34)穿设于底面部(18)的与轴承(30)相对的部位。因此，构成有如下的第1冷却风通风路利用离心风扇(31)的旋转驱动，冷却风在散热片(11)之间向径向内方流动，接着从第1逆变器侧通风孔(4)流到安装部(2)的一面侧，在定子铁心(21)的内部沿轴向流动后，从第1转子侧通风孔(34)流出到底面部(18)和基部(32)之间，然后在底面部(18)和基部(32)之间向径向外方流动。
文档编号H02K11/00GK102725943SQ20118000734
公开日2012年10月10日 申请日期2011年1月20日 优先权日2010年1月29日
发明者井上正哉, 北村达也, 大开美子, 枦山盛幸, 深山义浩 申请人:三菱电机株式会社