电动系统的制作方法

1.本发明涉及车辆驱动装置的电动系统。


背景技术：

2.近年来，马达作为车辆驱动用装置的实际应用在扩大。作为车辆驱动用装置的马达由逆变器驱动，通过配置在马达的输出轴端的齿轮来驱动车辆。齿轮具有将马达的转速加以减速而将马达转矩传递至车轴的功能。在这样的电动系统中，将齿轮的润滑油用于马达的线圈冷却而提高线圈的冷却性能，使马达小型化并寻求高转矩化。
3.作为本技术领域的背景技术，有专利文献1(日本专利特开2012-105457号公报)。专利文献1中揭示了一种马达，其具备：转子，其构成为能绕转轴旋转；定子，其设置在转子周围；冷却管路，其配设于储存油的储油件上，使对储油件的油进行冷却的冷却水循环；以及减速器，其具有外齿齿轮，所述外齿齿轮转换转子的转速并搅拌储油件的油(参考权利要求1)。现有技术文献专利文献
4.专利文献1：日本专利特开2012-105457号公报


技术实现要素：

发明要解决的问题
5.在这样的电动系统中，连接马达与逆变器的线路(例如母线)的发热大，需要对母线进行冷却。若在母线的冷却中使用润滑油，则润滑油的温度上升，所以还需要冷却润滑油。另一方面，通常用于润滑油的冷却的油冷却器的设置会增加成本。
6.因此，业界在寻求以简易的系统来提高母线的冷却性能。解决问题的技术手段
7.本技术中揭示的发明的代表性的一例展示如下。即，一种电动系统，其具备：马达部，其具有定子和转子，由制冷剂加以冷却；逆变器部，其向所述定子的绕组供给电力；线路部，其将从所述逆变器部输出的电力传输至所述马达部；以及管路，其向所述马达部供给或排出制冷剂，所述管路设置在能与被所述管路冷却后的油性介质换热的位置。发明的效果
8.根据本发明，可以利用齿轮的润滑油来冷却母线、提高马达的冷却性能。前文所述以外的课题、构成以及效果将通过以下实施例的说明来加以明确。
附图说明
9.图1为本发明的实施例1的电动系统的横向截面图。图2为本发明的实施例1的马达及逆变器部分的剖视立体图。图3为本发明的实施例1的马达及逆变器部分的剖视立体图。
图4为从轴向观察本发明的实施例1的电动系统的主视图。图5为本发明的实施例2的马达及逆变器部分的剖视立体图。图6为本发明的实施例3的马达及逆变器部分的剖视立体图。图7为本发明的实施例4的马达及逆变器部分的剖视立体图。图8为从下方观察本发明的实施例4的储液部的剖视立体图。图9为本发明的实施例5的马达及逆变器部分的剖视立体图。图10为本发明的实施例6的马达及逆变器部分的剖视立体图。
具体实施方式
10.〈实施例1〉图1为实施例1的电动系统的横向截面图。图2及图3为实施例1的电动系统的马达及逆变器部分的剖视立体图，图3展示从图2中去除了转子及齿轮后的状态。图4为从轴向观察实施例1的电动系统的主视图。
11.本实施例的电动系统由马达1、逆变器2以及齿轮组件3构成，所述逆变器2配置在与马达1的相邻位置，所述齿轮组件3配置在马达1的输出方向。马达1在定子10的内周侧配置有转子11，在定子铁心上卷绕安装有绕组12。关于马达1的种类，可为具有永磁铁的永磁铁电动机、具有励磁绕组的同步电动机、具有笼形导体的感应电动机、仅由转子铁心形成的磁阻马达等，用于从转子产生磁场的构成零件和其形状不作限定。绕组12由分布绕组或集中绕组构成，绕组12可由方线或圆线构成，绕组的绕法和种类不作限定。马达1中，经由母线19的端子对马达1供给电源(例如三相交流)。
12.定子10通过热压配合或栓接等固定在机架16的内周侧。机架16是通过低压铸造或模铸等而形成，包含支撑轴承的端架，其形状和尺寸不作限定。机架16上形成有冷却水流路16a，冷却水流路16a连接于上部管路18a及下部管路18b。即，冷却水从上部管路18a流入，在通过冷却水流路16a时对马达1进行冷却，并从下部管路18b排出。此外，冷却水流路16a还宜连通至逆变器2的罩壳而利用冷却水对逆变器2也进行冷却。逆变器2也可经由马达1的机架16来加以冷却。在上部管路18a、冷却水流路16a以及下部管路18b中流通的制冷剂可为水，也可为油等其他种类的液体。
13.逆变器2的开关元件可为igbt或sic等，其种类和形状不作限定。从绕组12引出的马达输入端子经由母线19连接于逆变器输出端子，通过从逆变器2施加电流、电压，在绕组12中流通电流并产生旋转磁场，使得转子11旋转而产生转矩。转子11通过转轴17连接于齿轮组件3，该齿轮组件3内部的齿轮输出轴23与车轴连接，使得车辆驱动。如图2所示，转轴17可为中空转轴也可为实心转轴，其形状和尺寸不作限定。
14.齿轮组件3在齿轮箱21内部配置有多个齿轮22a～22d，以借助齿轮22a～22d将马达1的旋转加以减速并从齿轮输出轴23输出的方式构成齿轮22a～22d的齿轮比。在图1所示的例子中，齿轮是由平行轴的正齿轮构成，但齿轮也可为单一的行星齿轮或者行星齿轮与正齿轮的组合，是平行轴还是单轴等构成和齿轮比不作限定。此外，虽然图中没有记载，但通常会在齿轮组件3与车轴之间配置差速器。
15.如图1中灰色所示，在齿轮组件3内的下部积留有油性介质，齿轮22b浸渍在油性介质中，随着齿轮22b的旋转而对齿轮22b与齿轮22a之间进行润滑。此外，随着齿轮22b、22a的
旋转，油性介质会被上抛而溅到上部管路18a上，油性介质与冷却水在马达上部进行换热，利用上部管路18a内的冷却水来冷却油性介质。
16.此外，如图2～图4所示，母线19设置在上部管路18a的正下方，被齿轮22b、22a上抛的油性介质像图3、图4中虚线所示那样从上部管路18a滴落到母线19上，利用油性介质来冷却母线19。进而，下部管路18b设置在母线19的正下方，油性介质从母线19滴落到上部管路18a上，利用下部管路18b内的冷却水来冷却油性介质。此外，也可向机架16内导入油性介质，将下部管路18b浸渍在积留于机架16下部的油性介质中，由在下部管路18b中流动的冷却水进行冷却。
17.在本实施例中，可以利用在上部管路18a中流动的冷却水来冷却被齿轮22b、22a上抛的油性介质，可以利用从上部管路18a滴落的油性介质来冷却母线19。因此，能在不追加水管路的情况下提高马达1及逆变器2的冷却能力，能使冷却马达1及逆变器2用的冷却水管路简易化。
18.〈实施例2〉接着，对实施例2的电动系统进行说明。实施例2的电动系统设置有从冷却水管路18a、18b突出的凸片30。再者，在实施例2中，省略具有与前文所述的实施例相同的功能的构成的说明，主要对不同构成进行说明。
19.图5为实施例2的电动系统的马达及逆变器部分的剖视立体图。
20.设置有从上部管路18a的供油性介质所接触的外表面突出的突出部即凸片30。突出部可为图示的板状凸片30，也可为从上部管路18a的外表面突出的销杆形状。凸片30像虚线所图示的那样以油性介质从凸片30滴落到母线19上的方式设置在母线19的正上方。此外，突出部可像图示那样沿上部管路18a的延伸方向为平面的凸片形状，也可在上部管路18a的外表面为螺旋状，其形状多种多样。再者，凸片30宜至少朝上部管路18a的垂直下方延伸。
21.如图所示，可将凸片30设置在上部管路18a及下部管路18b两者上，也可设置在任一者上。理想而言，宜至少设置在上部管路18a上。
22.在本实施例中，增加冷却水管路18a、18b的表面积，能够提高冷却水对油性介质的冷却能力。
23.〈实施例3〉接着，对实施例3的电动系统进行说明。实施例3的电动系统中，冷却水管路18a、18b在与油性介质接触的位置上作了弯曲。再者，在实施例3中，省略具有与前文所述的实施例相同的功能的构成的说明，主要对不同构成进行说明。
24.图6为实施例3的电动系统的马达及逆变器部分的剖视立体图。
25.在实施例3中，上部管路18a在与油性介质接触的位置上朝下方弯曲，形成了u字形。上部管路18a的最下部宜以油性介质从上部管路18a滴落到母线19上的方式设置在母线19的正上方。上部管路18a的弯曲部可朝垂直方向延伸，也可朝斜下方延伸。
26.此外，下部管路18b在油性介质所接触的位置上朝上方弯曲，构成了u字形。宜以从母线19上滴落的油性介质接触下部管路18b的弯曲部的方式设置在母线19的正下方。
27.如图所示，可将弯曲部设置在上部管路18a及下部管路18b两者上，也可设置在任一者上。理想而言，宜至少设置在上部管路18a上。
28.在本实施例中，油性介质接触冷却水管路18a、18b的面积增加，能够提高冷却水对油性介质的冷却能力。
29.〈实施例4〉接着，对实施例4的电动系统进行说明。实施例4的电动系统在上部管路18a的下方设置有储液部31。再者，在实施例4中，省略具有与前文所述的实施例相同的功能的构成的说明，主要对不同构成进行说明。
30.图7为实施例4的电动系统的马达及逆变器部分的剖视立体图，图8为从下方观察实施例4的储液部的剖视立体图。
31.在实施例4中，在上部管路18a的下方设置有储液部31。储液部31例如具有底面和规定高度的侧壁，将被齿轮22b、22a上抛的油性介质作规定量程度的储留直至储留的油性介质的液面超过侧壁的高度而溢出为止。宜以从储液部31溢出的油性介质滴落到母线19上的方式在母线19的正上方设置成为溢出的油性介质的出口的排出部。储液部31中储留的油性介质将上部管路18a的至少一部分浸渍，被在上部管路18a中流动的冷却水冷却。
32.此外，可在储液部31的底面设置排出部。例如，宜以油性介质从储液部31滴落到母线19上的方式(图8中虚线所示)在储液部31的底面的母线19正上方设置排出孔31a。也能以排出孔31a的位置降低的方式在储液部31的底面内侧设置倾斜。
33.在本实施例中，油性介质在储液部31受到冷却，所以能提高油性介质的冷却能力，从而能高效地冷却母线19。此外，排出部(例如油性介质的出口、排出孔31a)使得油性介质准确地滴落到母线19上，能够降低母线19的温度。
34.〈实施例5〉接着，对实施例5的电动系统进行说明。实施例5的电动系统在上部管路18a的下方设置有储液部31。再者，在实施例5中，省略具有与前文所述的实施例相同的功能的构成的说明，主要对不同构成进行说明。
35.图9为实施例5的电动系统的马达及逆变器部分的剖视立体图。
36.在实施例5中，上部管路18a的冷却水的入口部18d配置于在铅垂方向上比出口部18e高的位置。即，上部管路18a具有越是远离入口部18d、垂直方向的高度便越是逐渐降低的倾斜部。并且，在连接上部管路18a的出口部18e与倾斜部的拐弯部18f处于母线19的正上方的位置上配置上部管路18a。接触到上部管路18a的油性介质从入口部18d沿上部管路18a的倾斜部的下表面流下，像虚线所图示的那样从拐弯部18f的位置滴落到母线19上。
37.在本实施例中，由拐弯部18f决定油性介质准确地滴落到母线19上的位置，能够提高母线19的冷却效率。
38.〈实施例6〉接着，对实施例6的电动系统进行说明。实施例6的电动系统设置有朝齿轮相反侧流动油性介质用的轴向油路32、33。再者，在实施例6中，省略具有与前文所述的实施例相同的功能的构成的说明，主要对不同构成进行说明。
39.图10为实施例6的电动系统的马达及逆变器部分的剖视立体图。
40.马达1在绕组12从定子铁心的端面突出的线圈末端流动或浸渍油性介质，由此获得了冷却性能，线圈末端还存在于远离齿轮组件3那一侧。在本实施例的电动系统中，通过设置从齿轮组件3通往马达1的远离齿轮组件3那一侧的油路32，能将在齿轮箱21的内部被
齿轮22a、22b上抛的油性介质流到马达1的远离齿轮组件3那一侧的线圈末端，从而能提高绕组12的冷却性能。此外，还能以远离齿轮组件3那一侧的轴承的冷却用的形式充分利用油性介质。
41.进而，通过设置从马达1的远离齿轮组件3那一侧通往齿轮组件3的油路33，能将油性介质从马达1的远离齿轮组件3那一侧送回至齿轮组件3，使得油性介质能在整个电动系统中循环。
42.再者，图10中，油路32、33是设置在马达1与逆变器2之间，但并不限定于图10所示的位置，也可设置在马达1的顶底中的顶侧(上侧)或者马达1的与逆变器2相反的一侧等。再者，图10中是以能见到油路32、33的方式展示的油路32、33的位置的剖视图，但实际上形成有管路。此外，关于油路32、33的形状，只要能形成管路，则也可为圆筒形等而非图10所示的形状，并无特别限定。
43.再者，本发明包含随附权利要求书的宗旨内的各种变形例及同等构成，并不限定于前文所述的实施例。例如，前文所述的实施例是为了以易于理解的方式说明本发明所作的详细说明，本发明并非一定限定于具备说明过的所有构成。此外，可将某一实施例的构成的一部分替换为其他实施例的构成。此外，也可对某一实施例的构成加入其他实施例的构成。此外，也可对各实施例的构成的一部分进行其他构成的追加、删除、替换。符号说明
[0044]1…
马达，2
…
逆变器，3
…
齿轮组件，10
…
定子，11
…
转子，12
…
绕组，16
…
机架，16a
…
冷却水流路，17
…
转轴，18a
…
上部管路，18b
…
下部管路，18d
…
入口部，18e
…
出口部，18f
…
拐弯部，19
…
母线，21
…
齿轮箱，22a、22b、22c、22d
…
齿轮，23
…
齿轮输出轴，30
…
凸片，31
…
储液部，31a
…
排出孔，32、33
…
轴向油路。