CN110048548A - 电动机的冷却构造 - Google Patents

Abstract

一种电动机的冷却构造，包括：电动机壳体，其收纳安装定子及转子，并且形成向转子轴方向的端面开口的槽；电动机控制电路，其安装于电动机壳体；端子座，其堵塞所述槽，并形成冷却水可在该槽内流通的冷却水路，并且将电动机的电力线及电动机控制电路的电力线连接。

Description

电动机的冷却构造

本申请是申请日为2013年08月07日，申请号为201380047771.X，发明名称为“电动机的冷却构造”，申请人为日产自动车株式会社的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电动机的冷却构造。

背景技术

为了使组件小型化，已知有将电动机控制电路(逆变器)与电动机一体化的构造。在这种构造中，由于连接电动机和逆变器的电力线较短，因此，电动机线圈的热量易经由电力线向逆变器传递。当传递的热量多时，逆变器内部的半导体元件就有可能发生故障。

因此，(日本)JP2010－268633A中提案有冷却电力线的构造。具体而言，将连接逆变器电力线及电动机电力线的端子座和内置有水路的冷却器经由L字形状传热部件而连接。L字形状传热部件中的一平板部(第一平板部)粘接固定于远离水路的冷却器表面。与第一平板部正交的第二平板部粘接固定于端子座。而且，逆变器电力线夹着第二平板部而与端子座进行螺栓联接。

(日本)JP2010－268633A的构造由于冷却器和端子座由L字形状传热部件来连接，因此，必须严格管理各零件的公差。即使严格管理公差，也有可能因零件精度的偏差，而在冷却器及第一平板部之间或端子座及第二平板部之间形成间隙。如果形成间隙，则从冷却器表面向端子座传递的热阻就会变大，与端子座连接的电力线的冷却性能就会变差，电动机线圈的热量有可能经由电力线而向电动机控制电路传递。

发明内容

本发明是着眼于这种现有问题点而创立的。本发明的目的在于，提供一种即使电动机控制电路与电动机一体化，电动机线圈的热量也难以经由电力线向电动机控制电路传递的电动机的冷却构造。

本发明的电动机的冷却构造的一方式包括：电动机壳体，其收纳安装定子及转子，并且形成向转子轴方向的端面开口的槽；电动机控制电路，其安装于所述电动机壳体。并且，还包括端子座，该端子座堵塞所述槽，形成冷却水可在该槽内流通的冷却水路，并且将电动机的电力线及电动机控制电路的电力线连接。

附图说明

图1是表示本发明的电动机的冷却构造的主要部件的立体图；

图2是表示本发明的电动机的冷却构造的主要部件的纵剖面图；

图3是端子座附近的横剖面的放大图；

图4是表示本发明的电动机的冷却构造的第二实施方式的图；

图5是表示本发明的电动机的冷却构造的第三实施方式的图；

图6是表示本发明的电动机的冷却构造的第四实施方式的图；

图7是表示本发明的电动机的冷却构造的第五实施方式的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是表示本发明的电动机的冷却构造的主要部件的立体图。

本发明的电动机的冷却构造1主要包括定子10、电动机壳体20、逆变器30、端子座40。

定子10与未图示的转子一同收纳安装于电动机壳体20。定子10具备U相电动机电力线11U、V相电动机电力线11V、W相电动机电力线11W。这些电动机电力线向逆变器30延伸。在图1中，由于逆变器30配置在电动机壳体20的上方，因此，这些电动机电力线向上延伸。另外，如后所述，U相电动机电力线11U通过端子座40与U相逆变器电力线31U连接。V相电动机电力线11V通过端子座40与V相逆变器电力线31V连接。W相电动机电力线11W通过端子座40与W相逆变器电力线31W连接。当从逆变器30向定子10供给三相交流电力时，转子就旋转。相反，当转子旋转时，其旋转力就作为再生电力而流到逆变器30。

电动机壳体20收纳安装定子10及未图示的转子。电动机壳体20为大致圆筒形。在电动机壳体20挖掘有向转子的旋转轴方向的端面21开口的槽22。在该槽22内流动有用于冷却电动机的冷却水。此外，在图1中，槽22在电动机壳体20的圆周方向上以规定长度而形成，但与该槽22连续地形成有沿转子轴方向贯通电动机壳体20的孔。由于是这样形成的，因此从入口流入的冷却水按入口→圆周方向→轴方向→反面的圆周方向→轴方向→……的流向转一周，并从出口流出。

逆变器30是控制电动机的电路。逆变器30将未图示的蓄电池的直流电力转换为三相交流电力，供给到电动机。另外，将通过转子的旋转力而产生的再生电力(三相交流电力)转换为直流电力，并供给到蓄电池(未图示)。逆变器30具备U相逆变器电力线31U、V相逆变器电力线31V、W相逆变器电力线31W。这些逆变器电力线向电动机(定子10)延伸。在图1中，这些逆变器电力线向下延伸。

端子座40夹着密封部件50而安装于电动机壳体20的端面21。在该实施方式中，端子座40通过转子的旋转轴方向的螺栓61而与电动机壳体20联接。此外，密封部件50是包围向电动机壳体20开口的槽22的周围的形状。

图2是表示本发明的电动机的冷却构造的主要部件的纵剖面图，图2(A)是整体图，图2(B)是图2(A)的B部放大图。

如图2(A)所示，本发明的电动机的冷却构造1主要包括定子10、转子100、电动机壳体20、逆变器30、端子座40。

而且，定子10及转子100收纳安装于电动机壳体20。另外，在电动机壳体20的前后安装有前盖25F及后盖25R。在前盖25F及后盖25R上配置有逆变器30。

另外，如图2(B)所示，以夹着密封部件50而堵塞电动机壳体20的槽22的方式安装有端子座40。端子座40包括电力线固定部41、端子座主体42。

在电力线固定部41形成有内螺纹，螺栓62与该内螺纹联接。螺栓62将电动机电力线11及逆变器电力线31一并紧固。在相对于端子座40重叠有逆变器电力线31进而在其上重叠有电动机电力线11的状态下，螺栓62进行联接。电力线固定部41及螺栓62用碳钢等金属进行制造。

端子座主体42为例如树脂制，具有电绝缘性。端子座主体42浇铸有电力线固定部41。该端子座主体42堵塞电动机壳体20的槽22。

图3是端子座附近的横剖面的放大图。

端子座40包括U相电力线固定部41U、V相电力线固定部41V、W相电力线固定部41W、端子座主体42。U相电力线固定部41U与螺栓62一同将U相电动机电力线11U及U相逆变器电力线31U一并紧固。V相电力线固定部41V与螺栓62一同将V相电动机电力线11V及V相逆变器电力线31V一并紧固。W相电力线固定部41W与螺栓62一同将W相电动机电力线11W及W相逆变器电力线31W一并紧固。而且，端子座主体42浇铸有U相电力线固定部41U、V相电力线固定部41V、W相电力线固定部41W。由于采用的是这种构造，因此，U相电力线固定部41U、V相电力线固定部41V、W相电力线固定部41W相互电绝缘。另外，在端子座40内浇铸有金属套管43。螺栓61插通该金属套管43，与电动机壳体20联接。

公知的是为了使单元小型化，使电动机和逆变器接近(一体化)的构造。在这种构造中，由于连接电动机和逆变器的电力线较短，因此，电动机线圈的热量容易经由电力线向逆变器传递。如果传递的热量多，则逆变器内部的半导体元件有可能发生故障。

与此相对，在本实施方式中，形成有向电动机壳体20的端面21开口的槽22，通过由将电动机电力线11及逆变器电力线31连接的端子座40堵塞该槽22，形成冷却水路。由于是这样，因此，通过在冷却水路内流动的冷却水来直接冷却端子座40(电动机电力线11及逆变器电力线31)，所以电动机线圈的热量难以传递到逆变器的内部。

另外，在本实施方式中，在相对于端子座40重叠有逆变器电力线31进而在其上重叠有电动机电力线11的状态下，螺栓62进行联接。由于采用的是这种构造，因此，与相对于端子座40重叠电动机电力线11并在其上重叠逆变器电力线31的构造相比，逆变器电力线31容易被冷却。因此，电动机线圈的热量难以传递到逆变器的内部。

另外，在(日本)JP2010－268633A的构造中，由于端子座和内置有水路的冷却器经由L字形状传热部件而连接，因此，因各零件的精度的偏差，有可能在零件间形成间隙，如果可形成间隙，则从冷却器表面向端子座传递的热阻就会增大，与端子座连接的电力线的冷却性能就会变差。

与此相对，在本实施方式中，通过将电动机电力线11及逆变器电力线31固定于端子座40，且使端子座40的下面和水路22的开口邻接，并在轴方向将端子座40和水路22的开口周围联接，由此，能够在一方向将端子座40和水路22的开口周围联接。

因此，不需要如(日本)JP2010－268633A那样介于冷却器和端子座之间的由两个平板部构成的L字形状传热部件，所以能够抑制因零件公差而产生的间隙。因此，能够减小热阻，能够提高与端子座连接的电力线的冷却性能。

即，由于中途不经由传热部件，而是由冷却水直接冷却端子座，因此，能够得到良好的冷却性能。

利用螺栓来紧固夹着密封部件而配置于电动机壳体的端面的端子座。这样，由于具有密封部件，所以能够满足冷却性能，同时，防止来自槽的开口的漏水。

(第二实施方式)

图4是表示本发明的电动机的冷却构造的第二实施方式的图，且是端子座附近的横剖面的放大图。

此外，在下述中，在实现与上述同样功能的部分，施加同一符号，适当省略重复的说明。

本实施方式的端子座主体42包括盖部421和浇铸部422。

盖部421为金属制。盖部421以堵塞电动机壳体20的槽22的方式配置。盖部421的上部以从根部朝向上方扩大的方式形成，浇铸部422进入该楔形部分。

浇铸部422浇铸有U相电力线固定部41U、V相电力线固定部41V、W相电力线固定部41W、盖部421的楔部分。浇铸部422具有电绝缘性，例如为树脂制。

根据本实施方式，由于由金属制的盖部421形成冷却水路，冷却水不会与树脂部分(浇铸部422)接触，因此，可避免树脂部分(浇铸部422)的吸湿。因此，本实施方式的端子座40在强度、耐久性能上都优异。即，根据实施方式，即使长期使用，也能够提供绝缘可靠性高的端子座。

(第三实施方式)

图5是表示本发明的电动机的冷却构造的第三实施方式的图，且是端子座附近的横剖面的放大图。

本实施方式的端子座40包括夹持在电力线固定部41和盖部421之间的绝缘部件43。绝缘部件43例如为树脂制的薄板。

在第二实施方式的构成中，也需要使浇铸部422的树脂流入电力线固定部41和盖部421之间，为了确保树脂的流动，必须在电力线固定部41和盖部421之间设置某种程度的间隙。另外，也为了确保电力线固定部41和盖部421之间的树脂的强度，需要设置电力线固定部41和盖部421之间的间隙，来确保树脂的厚度。

与此相对，如果是该第三实施方式的结构，则由于具有绝缘部件43，因此不需要使树脂流入电力线固定部41和盖部421之间，能够使电力线固定部41和盖部421接近。如果能够接近，则热量的传导性就提高，因此，冷却性能就提高。另外，由于在电力线固定部41和盖部421之间没有树脂，因此，也不要求确保树脂的强度。

此外，绝缘部件43优选热导率比浇铸部422高。理由是，如果热导率高，则热阻就变小，容易抑制电力线的升温。

(第四实施方式)

图6是表示本发明的电动机的冷却构造的第四实施方式的图，且是端子座附近的横剖面的放大图。

该第四实施方式的端子座40不仅包括U相电力线固定部41U、V相电力线固定部41V、W相电力线固定部41W，而且还包括中性点电力线固定部41N。

根据这种构成，由于也能够散发电动机的最大发热点即中性点的热量，因此，能够提高电动机的连续输出性能。

(第五实施方式)

图7是表示本发明的电动机的冷却构造的第五实施方式的图，且是端子座附近的纵剖面的放大图。

本实施方式的端子座40在堵塞槽22的面上形成有翼片(散热片)42a。

如果这样构成翼片42a，则端子座40和冷却水的接触面积就增加，因此，能够得到更良好的冷却性能。

此外，在第四实施方式的结构上设置翼片的情况下，可以使对应于中性点电力线固定部的翼片的长度(高度)比对应于三相电力线固定部的翼片的长度(高度)大。这样的话，就能够更高效地散发电动机的最大发热点即中性点的热量。

以上说明的电动机的冷却构造(1)包括：收纳安装定子(10)及转子并且形成向转子轴方向的端面开口的槽(22)的电动机壳体(20)、安装于电动机壳体(20)的电动机控制电路(30)、堵塞槽(22)并形成冷却水可在该槽(22)内流通的冷却水路且将电动机的电力线(11)及电动机控制电路(30)的电力线(31)连接的端子座(40)。通过制成这种构造，利用在冷却水路内流动的冷却水直接冷却端子座40(电动机电力线11及逆变器电力线31)，所以，电动机线圈的热量难以传递到逆变器的内部。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式表示的只不过是本发明的应用例的一部分，不是要将本发明的技术范围限定在上述实施方式的具体构成的意思。

例如，在上述实施方式中，例示的是利用螺栓来紧固夹着密封部件而配置于电动机壳体的端面的端子座的构造，但不局限于这种构造。也可以不设置密封部件，而是将端子座粘接或焊接于电动机壳体。

另外，上述实施方式可适当组合。

本发明申请基于2012年9月21日在日本国专利厅申请的特愿2012－208456要求优先权，这些申请的全部内容通过参照而被编入本说明书中。

Claims (8)

1.一种电动机的冷却构造，具备：

电动机壳体，其收纳安装定子及转子，并且形成向转子轴方向的端面开口且在所述转子轴方向挖出的多个槽，与该槽连续地形成沿所述转子轴方向贯通的孔；

电动机控制电路，其安装于所述电动机壳体；

端子座，其将电动机的电力线及电动机控制电路的电力线连接，

通过所述端子座堵塞所述槽，形成冷却水可在该槽内流通的冷却水路，

所述端子座不具有散热器，

所述端子座包括承接所述电力线的电力线固定部和承接所述电力线固定部的绝缘性的端子座主体，所述端子座主体堵塞所述槽。

2.如权利要求1所述的电动机的冷却构造，其中，

还包括设置于所述电动机壳体的槽的开口的周围的密封部件，

所述端子座通过转子轴方向的联接部件以夹着所述密封部件的方式固定于所述电动机壳体。

3.如权利要求1或2所述的电动机的冷却构造，其中，

所述端子座包括：

盖部，其堵塞所述槽；

电力线固定部，其形成有内螺纹，该内螺纹与紧固电动机的电力线及电动机控制电路的电力线的螺栓联接；

结合部，其使所述盖部及电力线固定部电绝缘并一体化。

4.如权利要求3所述的电动机的冷却构造，其中，

所述端子座还包括夹持在所述盖部及电力线固定部的绝缘部件。

5.如权利要求4所述的电动机的冷却构造，其中，

所述绝缘部件的热导率比所述结合部的热导率高。

6.如权利要求1～5中任一项所述的电动机的冷却构造，其中，

所述端子座包括面向所述冷却水路的翼片。

7.如权利要求1～6中任一项所述的电动机的冷却构造，其中，

所述端子座还连接有电动机中性点。

8.如权利要求7所述的电动机的冷却构造，其中，

所述端子座包括：

第一翼片，其对应设置于连接电动机的电力线及电动机控制电路的电力线部位，并面向所述冷却水路；

第二翼片，其对应设置于连接电动机中性点的部位，并面向所述冷却水路，其长度比所述第一翼片长。