CN103107637A - 电子元器件冷却单元、绕组切换器、旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子元器件冷却单元、绕组切换器、旋转电机，使电子元器件冷却单元的冷却面积增大，冷却性能提高。其具有：切换控制单元框架（31），在其内部形成供冷却水循环的水冷冷却室（35）；至少一个上面壁（35a），其属于切换控制单元框架，用于安装二极管模块（32）和IGBT模块（33）；侧面，其属于切换控制单元框架，并包围上面壁的周围；和供给口喷嘴（37）和排出口喷嘴（38），其相互相邻地设置在切换控制单元框架的侧面并与水冷冷却室连通，水冷冷却室是以供给口喷嘴和排出口喷嘴作为两端的大致U字型形状，从上面壁观察的流路宽度为，切换控制单元框架的敞开口（31a）侧的流路宽度比喷嘴（37、38）侧的流路宽度大。

Description

电子元器件冷却单元、绕组切换器、旋转电机

技术领域

公开的实施方式涉及电子元器件冷却单元、绕组切换器以及旋转电机。

背景技术

在专利文献1中，记载有这样的马达，其一体地具有马达主体部以及切换马达主体部的绕组的绕组切换器。在该马达中，在绕组切换器的框体内部形成有冷却液路。

专利文献1：日本特开2011-147253号公报（第3图）

一般地，绕组切换器具有由半导体开关元件等构成的绕组切换模块和二极管等用于对定子的绕组进行切换的多个电子元器件。在此，上述现有技术的冷却液路形成为中途的流路宽度大致固定的大致U字状的液路。在这样的冷却液路中，能冷却电子元器件的冷却面的面积有限，未必能够充分冷却多个电子元器件。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种电子元器件冷却单元、绕组切换器以及旋转电机，增大了冷却面积，提高了冷却性能。

为解决上述课题，根据本发明的一个观点，应用一种电子元器件冷却单元，所述电子元器件冷却单元具有：框体，所述框体在内部形成有供冷却介质循环的流路；至少一个载置面，所述至少一个载置面属于所述框体，用于载置电子元器件；侧面，所述侧面属于所述框体，并包围所述载置面的周围；以及两个开口部，所述两个开口部相互相邻地设置在所述框体的一侧的所述侧面并与所述流路连通，所述流路是以所述两个开口部的任意一方作为供给口而另一方作为排出口的大致U字型形状，从所述载置面方向观察的流路宽度形成为：所述框体的另一侧的流路宽度比所述框体的一侧的流路宽度大。

而且，为解决上述课题，根据本发明的另一观点，应用一种绕组切换器，所述绕组切换器是用于切换旋转电机的定子的绕组的绕组切换器，所述绕组切换器具有：框体，所述框体在内部形成有供冷却介质循环的流路；电子元器件，所述电子元器件载置在所述框体所具有的至少一个载置面；侧面，所述侧面属于所述框体，并包围所述载置面的周围；以及两个开口部，所述两个开口部相互相邻地设置在所述框体的一侧的所述侧面并与所述流路连通，所述流路是以所述两个开口部的任意一方作为供给口而另一方作为排出口的大致U字型形状，从所述载置面方向观察的流路宽度形成为：所述框体的另一侧的流路宽度比所述框体的一侧的流路宽度大。

而且，为解决上述课题，根据本发明的又一观点，应用一种旋转电机，所述旋转电机是具有定子和转子，并具有切换所述定子的绕组的绕组切换器，所述绕组切换器具有：框体，所述框体在内部形成有供冷却介质循环的流路；电子元器件，所述电子元器件载置在所述框体所具有的至少一个载置面；侧面，所述侧面属于所述框体，并包围所述载置面的周围；以及两个开口部，所述两个开口部相互相邻地设置在所述框体的一侧的所述侧面并与所述流路连通，所述流路是以所述两个开口部的任意一方作为供给口而另一方作为排出口的大致U字型形状，从所述载置面方向观察的流路宽度形成为：所述框体的一侧的流路宽度比所述框体的一侧的流路宽度大。

根据本发明，能够使电子元器件冷却单元的冷却面积增大，使冷却性能提高。

附图说明

图1是表示将一个实施方式涉及的电动机按照各主要结构部件分解开的状态的外观整体立体图。

图2是表示从图1中的A-A线沿箭头方向观察的组装完成状态的电动机的轴向侧剖面图。

图3是从图2中的B-B线剖面沿箭头方向观察的配线单元的俯视图。

图4是从图2中的C-C线剖面沿箭头方向观察的切换控制单元的俯视图。

图5是从图2中的D-D线剖面沿箭头方向观察的切换控制单元框架的轴向剖面图。

图6是从图5中的E-E线剖面沿箭头方向观察的切换控制单元框架的侧剖面图。

图7是变形例的具有水冷冷却室的切换控制单元框架的与图6对应的侧剖面图。

图8是将绕组用端子板固定在水冷冷却室的情况下，电动机的与图2对应的侧剖面图。

标号说明

1：电动机主体；

2：配线单元；

3：切换控制单元（绕组切换器）；

4：盖部；

11：电动机主体框架；

11e：冷却水路；

12：输出轴（轴）；

13：转子；

14：定子；

15：旋转变压器；

21：配线单元框架；

21c：贯穿插入孔；

21d：贯穿插入孔；

21e：连通孔；

22：绕组用端子板；

22b：连接部；

23：电源用端子板；

24：屏蔽板；

25：外部电源线缆；

26：高速用线缆；

27：低速用线缆；

28：电源用线缆；

29：卷绕部分；

31：切换控制单元框架（框体、电子元器件冷却单元）；

31a：敞开口；

31b：内壁部（侧面、冷却面）；

32：二极管模块（电子元器件）；

33：IGBT模块（电子元器件）；

34：控制电路基板；

35：水冷冷却室（流路、电子元器件冷却单元）；

35a：上面壁（载置面）；

35b：下面壁；

35c：分隔壁部（分隔板）；

35d：整流翼片（整流板）；

35e：安装部；

37：供给口喷嘴（开口部、供给口）；

38：排出口喷嘴（开口部、排出口）；

100：电动机（旋转电机）。

具体实施方式

下面，一边参照附图，一边说明一个实施方式。

图1是表示将一个实施方式涉及的电动机按照主要结构部件分解开的状态的外观整体立体图。图2是表示从图1中的A-A线沿箭头方向观察的组装完成状态的电动机的轴向侧剖面图。图示的例子的电动机例如是应用在电动汽车的驱动用马达的旋转式电动机。另外，在图2中，为避免图示的繁乱，省略线缆等配线。

在这些图1、图2中，电动机100具有电动机主体1、配线单元2、切换控制单元3和盖部4。电动机主体1整体的外观为大致圆筒形状，在其一侧（图1中的左下侧，图2中的左侧）的轴向端部使后述的输出轴12突出，在其相反侧（图1中的右上侧，图2中的右侧）的轴向端部同轴地重叠连接有配线单元2和切换控制单元3，所述配线单元2和切换控制单元3各自的外径大致相同且为在轴向较短的形状。其重叠顺序为电动机主体1、配线单元2以及切换控制单元3的顺序。并且，在切换控制单元3的开口端部安装相同外径的盖部4，电动机100的整体被构成为大致圆筒形状的组装体。

电动机主体1具有电动机主体框架11、输出轴12、埋入有永久磁铁的转子13、具有绕组的定子14以及旋转变压器15。电动机主体框架11整体构成为大致圆筒形状，一侧（图1中的左下侧，图2中的左侧）的轴向端部用闭塞壁11a封闭，另一侧（图1中的右上侧，图2中的右侧）的轴向端部开口。在图示的本实施方式的例子中，上述输出轴12贯通闭塞壁11a，并在开口的一侧的轴向端部与配线单元2连接。而且，在电动机主体框架11的内部，在接近开口侧的轴向位置设置支承壁11b，该支承壁11b和上述闭塞壁11a在各自的中心位置隔着轴承11c将输出轴12支承成旋转自如。而且，在该电动机主体框架11的外周侧壁11d的内部，遍及全周地设置可供冷却水在周向流通的冷却水路11e。另外，没有特别详细图示，该冷却水路11e经由供冷却水流通的配管与外部的冷却水泵（配管、冷却水泵均省略图示）连通。通过使冷却水在该冷却水路11e流通，能够吸收电动机主体1的发热。

在本实施方式的电动机100的例子中，埋入有永久磁铁的转子13构成为大致圆柱形状，并在电动机主体框架11的内部同轴地固定在上述输出轴12。而且，具有绕组的定子14构成为圆筒形状，并以包围上述埋入有永久磁铁的转子13的外周侧的配置，固定在电动机主体框架11的内周面。如上所述，输出轴12的一侧（图1中的左下侧，图2中的左侧）的端部贯通上述电动机主体框架11的闭塞壁11a并突出，另一侧（图1中的右上侧，图2中的右侧）的端部收纳在电动机主体框架11的内部。在该输出轴12的另一侧的端部设置用于检测该输出轴12的旋转速度和旋转位置的旋转变压器15。

如以上那样构成的电动机主体1是三相交流同步型马达，其能够通过对具有绕组的定子14供给三相交流电来驱动埋入有永久磁铁的转子13和输出轴12旋转，通过旋转变压器15能够检测该转子13的转角。没有特别图示，具有绕组的定子14具有两组绕组，所述绕组是将与三相交流电的各相对应的三根绕组14并列地卷绕而构成的。在只对它们中的一组绕组供给三相交流电的情况下，由于阻抗很低，因此即使在高频区域，也能够流过充分的电流，成为高速驱动电动机100的理想状态。而且，在串联连接两组绕组并对其整体供给三相交流电的情况下,由于阻抗很高，因此即使在低频区域，也能够施加充分的电压，能够以相同电流使电动机100产生很大的转矩，成为低速驱动的理想状态。

切换控制单元3是对从外部供给的三相交流电如何与上述两组绕组连接并供给来进行切换控制的单元，配线单元2是将使三相交流电的供给端子、切换控制单元3以及电动机主体1的两组绕组之间连接起来的线缆最适当地卷绕并收纳起来的单元。

图3是从上述图2中的B-B线剖面沿箭头方向观察的配线单元2的俯视图。在上述图1～图3中，配线单元2具有配线单元框架21、绕组用端子板22、电源用端子板23和屏蔽板24。

除了在外周部分、在上述电源用端子板23的配置位置具有角部21a之外，配线单元框架21的外观为与上述电动机主体框架11外径相同的大致圆筒形状。而且，该配线单元框架21在与电动机主体框架11连接的一侧（图1中的左下侧，图2中的左侧、图3中的进深侧）的轴向端部具有屏蔽壁21b，并且相反侧（图1中的右上侧，图2中的右侧、图3中的近前侧）的轴向端部形成开口。在配线单元框架21的内部，绕组用端子板22在接近轴中心的位置固定在屏蔽壁21b，电源用端子板23在上述角部21a的位置固定在屏蔽壁21b。

绕组用端子板22整体由成形树脂部件构成，其一体地具有直接固定在屏蔽壁21b的底座部22a以及与上述切换控制单元3连接的连接部22b。底座部22a为从设置于屏蔽壁21b的设置面起的、高度比较低的大致长方体形状。连接部22b为大致长方体形状，其沿着底座部22a的宽度方向一侧（图2、图3中的上侧）的边配置成沿长度方向相同的长度，并且其上端具有从配线单元框架21的开口侧端部突出这样的程度的高度。因此，该绕组用端子板22具有使如图2中所示的大致L字形状的剖面在长度方向连续的形状。在位于配线单元框架21的底面的大致圆形形状的屏蔽壁21b，绕组用端子板22的底座部22a相对于屏蔽壁21b的中心偏离并以该底座部22a的沿长度方向的边成为屏蔽壁21b的弦的配置方式进行固定。而且，连接部22b位于底座部22a的接近屏蔽壁21b的外周侧的边。

在底座部22a的与连接部22b连接的部分以外的上表面，遍及其长度方向以等间隔或不等间隔的配置设置六个端子结合部22c。在相邻的两个端子结合部22c之间设置稍稍变高的隔断壁22d。而且，在连接部22b的末端部遍及其长度方向以等间隔或不等间隔的配置设置六个连接部22e（参照后述的图4）。位于相同长度方向位置的端子结合部22c与连接部22e之间经由设置在底座部22a和连接部22b的内部的金属制汇流条（bus bar）22f电连接起来。

电源用端子板23与上述绕组用端子板22同样，具备大致L字形状的剖面沿长度方向连续的形状，并且所述电源用端子板23配置在配线单元框架21的外周侧的角部21a并固定在屏蔽壁21b。在该电源用端子板23遍及长度方向以等间隔或不等间隔的配置设置三个电源结合部23a。这三个电源结合部23a经由外部电源线缆25与未图示的外部逆变器连接。

在配线单元框架21的屏蔽壁21b的中心位置设置屏蔽板24，所述屏蔽板24例如由磁性体等构成并且具有比在上述电动机主体1设置的旋转变压器15稍大的外径。而且，在屏蔽壁21b，在比屏蔽板24靠外周侧的适当的周向位置，相邻设置有两个贯穿插入孔21c、21d。而且，在屏蔽壁21b，在比绕组用端子板22靠外周侧的位置设有连通孔21e，所述连通孔21e贯通屏蔽壁21b并用于使上述旋转变压器15的配线通过配线单元框架21的内部。

并且，在设置在绕组用端子板22的底座部22a的六个端子结合部22c之中，图3中的左侧的三个端子结合部22c是用于与各个高速用线缆26的端子结合的结合部，图3中的右侧的三个端子结合部22c是用于与各个低速用线缆27的端子结合的结合部。上述连接部22b以分别对应这些高速用线缆26和低速用线缆27的方式，沿长度方向被分为两部分。设置在电源用端子板23的三个电源结合部23a是用于分别与电源用线缆28的端子结合的结合部。各结合部通过螺栓等的夹紧而与各线缆的端子结合起来。高速用线缆26、低速用线缆27以及电源用线缆28分别具有三根配线，这三根配线与三相交流电的U、V、W各相对应。

电源用线缆28是供从未图示的外部的逆变器供给的、驱动用的三相交流电流流过的线缆。高速用线缆26是对上述电动机主体1的内部具有的两组绕组在高速驱动切换时连接的线缆，由于根据连接的切换状态不同会流过较大的电流，因此使用较粗的线缆。低速用线缆27是对上述电动机主体1的内部具有的两组绕组在低速驱动切换时连接的线缆，由于无论在何种连接切换状态都会流过与上述电源用线缆28同等的或比其低的电流，因此使用与电源用线缆28同等粗细的线缆。

使三根高速用线缆26贯穿插入到最接近绕组用端子板22的位置的贯穿插入孔21c从而贯穿插入到电动机主体1的内部。三根低速用线缆27通过另一方的贯穿插入孔21d贯穿插入到电动机主体1的内部。这样贯穿插入到电动机主体1的内部的高速用线缆26和低速用线缆27共计6根线缆，如图1所示，分别在电动机主体框架11的内周侧在沿相同的卷绕方向多层卷绕的状态下被收纳起来，从该卷绕部分29引出的各端部与两组绕组连接（在图2中，省略了包括该卷绕部分29的所有配线）。

从图3的剖面观察时，在该电动机主体1内的线缆的卷绕部分29的卷绕路径是沿着与配线单元框架21外径相同的电动机主体框架11的外周侧壁11d的内表面绕逆时针方向描绘的圆形路径（未特别图示）。对该圆形路径，图3中所示的配置的高速用线缆26以能够沿曲率较小的（曲率半径较大）的配线路径进入的方式被牵引卷绕。而且，对同样的圆形路径，图3中所示的配置的低速用线缆27以能够沿曲率较大的（曲率半径较小）的配线路径进入的方式被牵引卷绕。

在此，在底座部22a的上表面，相邻的两个端子结合部22c之间的隔断壁22d沿着附近的线缆的配线路径的方向进行设置。若考虑这些隔断壁22d之间的出口位置，可以看作以下述方式进行连接：使最粗的三根高速用线缆26在绕组用端子板22的半径方向最外周侧配线，使最细的低速用线缆27在绕组用端子板22的半径方向的大致中央位置配线。另外，此时的半径方向意味着大致圆筒形状的配线单元框架21的半径方向。而且，在图示的该例子的配线路径中，将三根高速用线缆26和三根低速用线缆27以相互相邻的方式配置。

图4是从上述图2中的C-C线剖面沿箭头方向观察的切换控制单元3的俯视图。在上述图1、图2和图4中，切换控制单元3具有切换控制单元框架31、二极管模块32、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块33以及控制电路基板34。

切换控制单元框架31的外观具有与上述电动机主体框架11外径相同的大致圆筒形状。而且，该切换控制单元框架31在与配线单元框架21连接的一侧（图1中的左下侧，图2中的左侧、图4中的进深侧）的轴向端部具有水冷冷却室35，并在相反侧（图1中的右上侧，图2中的右侧、图3中的近前侧）的轴向端部开口。上述水冷冷却室35被设置成在切换控制单元框架31的周向的一部分（图2中、图4中的上方部分）朝向配线单元2开口并且除此以外的部分被全面地屏蔽。在与配线单元2连接时，在没有设置该水冷冷却室35的开口部分（以下，称为敞开口31a），上述绕组用端子板22的连接部22b贯通并插入切换控制单元框架31的内部。另外，关于水冷冷却室35的构造在后面详述。

在切换控制单元框架31的内部，二极管模块32在接近上述敞开口31a一侧的位置固定在水冷冷却室35的上面壁35a（图2中的右侧的壁面、图4中的近前侧的壁面），IGBT模块33在远离上述敞开口31a一侧的位置固定在水冷冷却室35的上面壁35a（图2中的右侧的壁面、图4中的近前侧的壁面）。并且，控制电路基板34以重叠在二极管模块32和IGBT模块33的上方侧（图2中的右侧、图4中的近前侧）的配置进行固定，并经由外部控制线缆36与未图示的外部的切换控制装置连接。另外，在此处，为便于说明，将盖部4一侧作为上方侧，将电动机主体1一侧作为下方侧。二极管模块32相对于上述连接部22b的末端的六个连接部22e分别经由适当的配线连接起来，所述连接部22b从配线单元2插入该切换控制单元3的内部。而且，IGBT模块33分别经由适当的配线与二极管模块32和控制电路基板34连接（这些配线被省略图示）。这些之中，由于在上述连接部22b、二极管模块32以及IGBT模块33经由上述高速用线缆26和低速用线缆27流过很大的电流，因此，会发热而形成很高的温度。因此，这些连接部22b、二极管模块32以及IGBT模块33有必要与设置在切换控制单元框架31的构成水冷冷却室35的部件接触而被吸热。

图5是从上述图2中的D-D线剖面沿箭头方向观察的切换控制单元框架31的轴向剖面图，图6是从图5中的E-E线剖面沿箭头方向观察的切换控制单元框架31的侧剖面图。亦即，图5、图6分别主要表示水冷冷却室35的轴向剖面和侧剖面。在这些图5、图6中，水冷冷却室35由密闭空间构成，所述密闭空间由切换控制单元框架31的外周侧面的、除向配线单元2侧敞开的敞开口31a的周围部分之外的部分以及分隔上述敞开口31a的内壁部31b包围侧方，并且由位于靠配线单元2侧的下面壁35b和其轴向相反侧的上面壁35a夹持。另外，在本实施方式的例子中，下面壁35b和上面壁35a的各自的内表面以平行面对的方式配置。

并且，在水冷冷却室35的内部设置分隔壁部35c，所述分隔壁部35c从水冷冷却室35的大致中心位置跨上述敞开口31a的相反侧（图2中、图5中的下侧）的外周侧壁延伸设置，并与下面壁35b和上面壁35a连接，因此，在图5的俯视图中所看到的该水冷冷却室35的整体具有大致U字型形状（在图5中上下颠倒）。在该大致U字形状的两端位置，亦即在上述敞开口31a的相反侧，在夹持分隔壁部35c的两个位置的外周侧壁分别开口，并分别与喷嘴37、38连通设置。在本实施方式的例子中，图5中左侧的喷嘴37起着供给口喷嘴37的功能，用于将冷却水供给到该水冷冷却室35的内部，图5中右侧的喷嘴38起着排出口喷嘴38的功能，用于从该水冷冷却室35的内部排出冷却水。这些供给口喷嘴37和排出口喷嘴38分别经由供冷却水流通的配管与外部的冷却水泵连通（配管、冷却水泵均省略图示）。

并且，在该大致U字形状的水冷冷却室35的内部，沿着从供给口喷嘴37朝向排出口喷嘴38的方向流通冷却水，作为在图5的俯视图中看到的水冷冷却室35的形状被如下形成，靠上述敞开口31a的一侧（亦即大致U字形状的弯曲侧）的流路宽度比设置上述供给口喷嘴37和排出口喷嘴38的一侧（亦即大致U字形状的两端侧）大。亦即，流路宽度被形成为从两个喷嘴37、38侧朝向流路进深侧扩大。特别地，在被上述分隔壁部35c分隔开的区域中，从喷嘴37、38朝向敞开口31a侧，流路宽度扩大。

而且，在水冷冷却室35的内部，在靠配线单元2侧的上面壁35a设置多个整流翼片35d。这些整流翼片35d是从上面壁35a突出到没有达到下面壁35b的程度的壁部，在冷却水流通的路径的各区域中，分别沿着冷却水的流通方向设置四个整流翼片。并且，如上所述，特别是在被上述分隔壁部35c分隔的区域中，由于形成为从喷嘴37、38侧朝向敞开口31a侧流路宽度扩大，因此，设置在该区域的各整流翼片35d大致呈放射状地配置。在除此以外的区域，沿冷却水的流动方向大致平行地配置四个整流翼片35d。

而且，在水冷冷却室35的内部设有在内部具有螺孔39的安装部35e，所述安装部35e用于使上述二极管模块32和IGBT模块33与水冷冷却室35的上面壁35a接触并固定。各整流翼片35d以不干涉这些安装部35e的配置进行设置。各安装部35e以从上面壁35a过渡到下面壁35b地与所述上面壁35a和下面壁35b连接的方式设置。这样，二极管模块32和IGBT模块33通过与各螺孔39螺纹连接的螺钉固定在各安装部35e，并在广泛的范围接触水冷冷却室35的上面壁35a。从而，即使在二极管模块32和IGBT模块33中流过很大的电流而发热，也能够被水冷冷却室35吸热。而且，即使是同样的水冷冷却室35，由于与流路宽度很宽的靠敞开口31a侧的区域（图2中、图5中的上侧区域）相比，流路宽度狭窄的喷嘴37、38侧的区域（图2中、图5中的下侧区域）的冷却水的流速很快，所以冷却效率很高。因此，如图示那样，将发热温度较高的IGBT模块33配置在喷嘴37、38侧的区域，使发热温度较低的二极管模块32配置在靠敞开口31a侧的区域。

而且，如图2、图5所示，上述绕组用端子板22的连接部22b从配线单元2贯通上述敞开口31a并插入切换控制单元3内部，该连接部22b的侧部的平坦面与水冷冷却室35的靠敞开口31a侧的上述内壁部31b接触。从而，即使在该连接部22b内部设置的汇流条22f流过很大的电流而使连接部22b整体发热，也能够被水冷冷却室35吸热。而且，由于电源用端子板23也是在流过电流时发热的部件，因此，如上述图2所示，能够通过使其剖面大致L字形状的末端部接触水冷冷却室35的下面壁35b来被吸热。而且，没有特别图示，与设置在电动机主体1的内部的旋转变压器15连接的配线，经由配线单元框架21的上述连通孔21e以及切换控制单元框架31的敞开口31a进行配线，并与控制电路基板34连接。

若观察如以上那样构成的电动机100的整体，如上述那样，就是将电动机主体1、配线单元2、切换控制单元3以及盖部4按此顺序重叠连接起来的结构。其中，定子14具有绕组，在内部具有该定子14的电动机主体1的发热量最大，其次，在内部具有二极管模块32和IGBT模块33的切换控制单元3的发热量很高。虽然配线单元2由于内部具有的各端子板22、23和各线缆26、27、28流过很大的电流而发热，但如果以单元为单位观察的话，与电动机主体1或切换控制单元3相比，发热量低很多。从而，配线单元2起到隔断从电动机主体1到切换控制单元3的热传导的隔热室的作用。

在以上说明中，冷却水（未特别图示）相当于各权利要求项所述的冷却介质，水冷冷却室35相当于各权利要求项的流路，切换控制单元框架31相当于各权利要求项所述的框体，二极管模块32和IGBT模块33相当于各权利要求项所述的电子元器件，上面壁35a的上侧（图2中的右侧、图6中的上侧）的面相当于各权利要求项所述的载置面，切换控制单元框架31的外周侧面的除敞开口31a的周围部分以外的部分与内壁部31b合并起来的侧面，相当于各权利要求项所述的侧面，切换控制单元框架31中的设置喷嘴37、38的一侧相当于各权利要求项所述的框体的一侧，切换控制单元框架31中的设置敞开口31a的一侧相当于各权利要求项所述的框体的另一侧，供给口喷嘴37相当于各权利要求项所述的开口部和供给口，排出口喷嘴38相当于各权利要求项所述的开口部和排出口，包括水冷冷却室35的切换控制单元框架31的整体相当于各权利要求项所述的电子元器件冷却单元。而且，分隔壁部35c相当于各权利要求项所述的分隔板，内壁部31b的靠敞开口31a侧的侧面相当于各权利要求项所述的冷却面，整流翼片35d相当于各权利要求项所述的整流板，电动机100整体相当于各权利要求项所述的旋转电机，切换控制单元3相当于各权利要求项所述的绕组切换器，输出轴12相当于各权利要求项所述的轴。

如以上说明的那样，根据本实施方式的电动机100，使冷却水循环的水冷冷却室35形成于切换控制单元框架31的内部。该水冷冷却室35是以切换控制单元框架31的供给口喷嘴37和排出口喷嘴38作为两端的大致U字型形状，从上面壁35a的上侧（图2中的右侧、图4中的近前侧）的面观察的流路宽度形成为靠敞开口31a侧的流路宽度比切换控制单元框架31的喷嘴37、38侧的流路宽度大。亦即，流路宽度以从开口部朝向流路进深侧扩大的方式形成。

通过成为这样的流路形状，与中途的流路宽度大致固定的U字型流路相比，可以增大能够冷却二极管模块32和IGBT模块33等电子元器件的载置面的面积（冷却面的面积；在本例中，上面壁35a的面积）。其结果，由于能够充分冷却多个电子元器件，因此，能够提高冷却性能。

另外，为了扩大冷却面的面积，也可考虑使流路在大范围曲折前行的结构，在该情况下，可能产生下述的问题。亦即，在通过压铸工艺等铸造法，利用型芯使内部具有流路的框体一体成形的情况下，一般利用自溃散型芯，在铸造后将成为砂状的型芯从开口部排出。但是，在形成曲折前行状的流路的情况下，型芯很难排出，进行排出作业就相当麻烦。与此相对地，在本发明中，由于流路是U字状，因此，通过使开口部侧朝向下方就能够容易地排出型芯。从而，与上述结构相比，在生产性方面具有优势。

而且，根据本实施方式，在切换控制单元框架31的水冷冷却室35内设置分隔壁部35c，所述分隔壁部35c从喷嘴37、38侧朝向敞开口31a侧延伸设置，用于分隔流路的供给口和排出口。并且，水冷冷却室35形成为：在由分隔壁部35c分隔开的区域内，流路宽度从喷嘴37、38侧朝向敞开口31a侧扩大。

通过这样的结构，冷却水如下流动。亦即，从供给口喷嘴37供给到水冷冷却室35内的冷却水在由分隔壁部35c分隔的分隔区域中，一边由于流路宽度的扩大而使流速减速一边流过流路，在没有设置分隔壁部35c的区域中，使流动方向反转，并一边通过在分隔区域中使流路宽度再次缩小来使流速加速一边流过流路，然后从另一方的排出口喷嘴38排出。

通过成为这样的流动，冷却水的流速变化就主要在由分隔壁部35c形成的分隔区域内，能够减小并抑制在流动方向反转的区域中的冷却水的流速的变化。其结果，能够抑制冷却水的流动的紊乱，能够抑制冷却效率降低。

而且，根据本实施方式，通过将水冷冷却室35的流路宽度形成为靠敞开口31a侧的流路宽度比喷嘴37、38侧的流路宽度大，不仅上面壁35a，而且内壁部31b的侧面也能够形成为能够冷却电子元器件的冷却面。由于通过该内壁部31b的冷却面能够进一步冷却其它的电子元器件，或者用上面壁35a和内壁部31b这两个面冷却同一电子元器件等，因此，能够进一步使冷却性能提高。

而且，根据本实施方式,切换控制单元框架31在水冷冷却室35内具有对冷却水的流动进行整流的多个整流翼片35d，整流翼片35d在水冷冷却室35由分隔壁部35c分隔开的区域中呈大致放射状地配置，而在其它区域，沿冷却水的流动方向相互大致平行地配置。从而，能够将冷却水的流动整流成为上述的流动。而且，由于通过整流翼片35d能够使水冷冷却室35内的散热面积增大，因此，也具有能够使冷却效率提高的效果。

而且，根据本实施方式，整流翼片35d被设置为从水冷冷却室35的上面壁35a侧的内壁突出。从而，由于能够使水冷冷却室35内的特别是安装电子元器件的上面壁35a侧的散热面积增大，因此，能够进一步使冷却效率提高。而且，通过以与水冷冷却室35的下面壁35b的内壁之间具有间隙的方式设置整流翼片35d，与将整流翼片35d设置成与水冷冷却室35两侧的内壁接触的结构相比，能够实现与设置间隙部分的量相当的轻量化。

而且，根据本实施方式，通过使切换控制单元框架31具有多个安装部35e，能够利用螺钉等安装件将电子元器件固定在上面壁35a，能够提高固定的可靠性和操作性。而且，安装部35e突出到切换控制单元框架31的水冷冷却室35内，通过以不与该安装部35e干涉的方式设置整流翼片35d，能够抑制整流功能的下降。

而且，根据本实施方式，安装部35e以与水冷冷却室35的上面壁35a侧的内壁和其下面壁35b侧的内壁双方接触的方式设置。从而，由于多个安装部35e在水冷冷却室35内起到作为支柱的功能，因此，能够提高切换控制单元框架31的强度。

另外，在上述实施方式中，将绕组用端子板22集中设置成一个，但本发明并不仅限于此。例如，可以设置与高速用线缆26和低速用线缆27分别地各别对应的两个绕组用端子板22，或者也可以分为三个以上绕组用端子板22进行设置。而且，三根高速用线缆26为最粗的线缆，三根低速用线缆27和三根电源用线缆28为具有同样粗细的线缆，但没有必要这样限定为两种粗细。例如，也可以使高速用线缆26中的一根最粗，使其它的高速用线缆26比其细，也可以使低速用线缆27中的某一根比较细的高速线缆粗。亦即，也可以将线缆的粗细分作三种以上。在此情况下，最细的线缆的配线路径也可以不在半径方向中央位置。亦即，只要采用使最粗的线缆的配线路径位于半径方向最外周位置的原则即可，也可以使其以外的中等程度粗细的线缆位于半径方向的中央位置。

另外，在设置于切换控制单元框架31的水冷冷却室35中，在上述实施方式中，下面壁35b和上面壁35a各自的内表面分别以平行面对的方式进行配置，但本发明并不仅限于此。例如，也可以是，如与上述图6对应的图7所示，也可以将下面壁35bA和上面壁35aA各自的内面相互倾斜地配置，以使从侧面方向观察的情况下的流路宽度为：敞开口31a侧的流路宽度W2比喷嘴37、38侧的流路宽度W1小。亦即，也可以形成为流路的深度从喷嘴37、38侧朝向流路进深侧变浅。通过成为这样的流路形状，将从图5的俯视方向观察的情况下的流路宽度从喷嘴37、38侧朝向流路进深侧不断扩大，能够将流路剖面积保持大致固定。其结果，由于能够将冷却水的流速保持大致固定，因此，不会使冷却效率下降，能够增大冷却面的面积。其结果，能够进一步提高冷却性能。

而且，上述结构的水冷冷却室35也能够应用在上述切换控制单元3和电动机100以外，例如，应用在同样地高温发热的逆变器等也很有效。而且，关于整流翼片35d，以从上面壁35a突出到未到达下面壁35b的程度的壁部进行设置，但并不仅限于此。例如，既可以使整流翼片35d从下面壁35b突出，或者也可以使整流翼片35d从下面壁35b和上面壁35a双方突出并在其间空出间隙，或者连接起来。

另外，如与图2对应的图8所示，也可以是，通过使电源用端子板23中的剖面呈大致L字形状的底边部与水冷冷却室35的下面壁35b接触，并使该电源用端子板23自身固定在水冷冷却室35，从而进一步使冷却效率提高。而且，在配线单元2侧的部件中，只使各端子板22、23的树脂部分的平坦面与水冷冷却室35接触，但并不仅限于此。例如，也可以以使各线缆26、27、28与水冷冷却室35接触的方式配线，或者也可以使各端子板22、23的内部的金属制的汇流条22f露出到外部并使其与水冷冷却室35直接接触。在此情况下，考虑到各汇流条之间的绝缘而形成的结构就变得必要。

另外，电动机主体框架11和配线单元框架21被分别构成，但并不仅限于此。例如，没有特别图示，也可以一体形成电动机主体框架11和配线单元框架21。在此情况下，为了使对电动机主体框架11内部的访问变得容易，需要独立构成上述闭塞壁11a并使其能够装卸。或者，也可以将配线单元框架21和切换控制单元框架31一体形成。而且，没有必要一定要使电动机主体1和配线单元2相互相邻连接，例如，也可以在它们之间配置并连接与输出轴12连接的制动器单元等。而且，在电动机主体1中,将配线单元2和切换控制单元3配置和连接到使输出轴12突出的一侧的相反侧的轴向端部，但不仅限于此。例如，也可以使配线单元2和切换控制单元3配置和连接到电动机主体1的使输出轴12突出的一侧的轴向端部。在此情况下，有必要构成为使输出轴12贯通配线单元2和切换控制单元3的中心位置。

而且，在上述实施方式中，将作为负载相反侧托架的支承壁11b和配线单元2分开设置，但也可以是，例如配线单元2的配线单元框架21具有支承壁而成为支承轴承11c的结构。换言之，也可以是配线单元2设置在负载相反侧托架的结构。从而，能够实现电动机100的进一步的小型化。

而且，在上述实施方式中，以旋转电机是电动机的情况作为一例进行了说明，但不仅限于此，也可以应用在旋转电机是发电机的情况。

而且，除上述已经说明过的以外，也可以适当地组合和利用上述实施方式和各变形例的技术方法。

除此之外，虽没有一一举例示出，不过在不脱离其主旨的范围内，能够施加种种的变更并加以实施。

Claims (10)

1.一种电子元器件冷却单元，其特征在于，

所述电子元器件冷却单元具有：

框体，所述框体在内部形成有供冷却介质循环的流路；

至少一个载置面，所述至少一个载置面属于所述框体，用于载置电子元器件；

侧面，所述侧面属于所述框体，并包围所述载置面的周围；以及

两个开口部，所述两个开口部相互相邻地设置在所述框体的一侧的所述侧面并与所述流路连通，

所述流路是以所述两个开口部的任意一方作为供给口而另一方作为排出口的大致U字型形状，

从所述载置面方向观察的所述流路的流路宽度形成为：所述框体的另一侧的流路宽度比所述框体的一侧的流路宽度大。

2.如权利要求1所述的电子元器件冷却单元，其特征在于，

所述框体具有：

分隔板，所述分隔板在所述流路内从所述一侧朝向所述另一侧延伸设置，用于分隔所述流路的所述供给口和所述排出口，

所述流路形成为，

在由所述分隔板分隔开的区域中，所述流路宽度从所述一侧朝向所述另一侧扩大。

3.如权利要求2所述的电子元器件冷却单元，其特征在于，

所述框体在所述一侧的所述侧面具有能够冷却所述电子元器件的冷却面。

4.如权利要求2或3所述的电子元器件冷却单元，其特征在于，

所述框体在所述流路内具有：

多个整流板，所述多个整流板对所述冷却介质的流动进行整流，

在所述流路由所述分隔板分隔的区域中，所述整流板呈大致放射状地进行配置；而在除此以外的区域，所述整流板沿所述冷却介质流动的方向相互大致平行地进行配置。

5.如权利要求4所述的电子元器件冷却单元，其特征在于，

所述整流板被设置成从所述流路的靠所述载置面侧的内壁突出。

6.如权利要求4或5所述的电子元器件冷却单元，其特征在于，

所述框体具有：

多个安装部，所述多个安装部用于将所述电子元器件固定在所述载置面，

所述整流板以不与突出到所述流路内的所述安装部产生干涉的方式设置。

7.如权利要求6所述的电子元器件冷却单元，其特征在于，

所述安装部以与所述流路的靠所述载置面侧的内壁以及相反侧的内壁双方连接的方式设置。

8.如权利要求1～7中任一项所述的电子元器件冷却单元，其特征在于，

所述流路形成为，

从所述侧面方向观察的流路宽度为：所述框体的另一侧的流路宽度比所述框体的一侧的流路宽度小。

9.一种绕组切换器，所述绕组切换器是用于切换旋转电机的定子的绕组的绕组切换器，其特征在于，

所述绕组切换器具有：

框体，所述框体在内部形成有供冷却介质循环的流路；

电子元器件，所述电子元器件载置在所述框体所具有的至少一个载置面；

侧面，所述侧面属于所述框体，并包围所述载置面的周围；以及

两个开口部，所述两个开口部相互相邻地设置在所述框体的一侧的所述侧面并与所述流路连通，

所述流路是以所述两个开口部的任意一方作为供给口而另一方作为排出口的大致U字型形状，

从所述载置面方向观察的流路宽度形成为：所述框体的另一侧的流路宽度比所述框体的一侧的流路宽度大。

10.一种旋转电机，所述旋转电机具有定子和转子，并具有切换所述定子的绕组的绕组切换器，其特征在于，

所述绕组切换器具有：

框体，所述框体在内部形成有供冷却介质循环的流路；

电子元器件，所述电子元器件载置在所述框体所具有的至少一个载置面；

侧面，所述侧面属于所述框体，并包围所述载置面的周围；以及

两个开口部，所述两个开口部相互相邻地设置在所述框体的一侧的所述侧面并与所述流路连通，

所述流路是以所述两个开口部的任意一方作为供给口而另一方作为排出口的大致U字型形状，

从所述载置面方向观察的流路宽度形成为：所述框体的一侧的流路宽度比所述框体的一侧的流路宽度大。

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