CN110299785A - 马达及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在各构成的配置上具有特征的马达及车辆。多个发热元件相对于固定方向而平行地固定于外壳，所述外壳包括：冷却流路，供冷媒流动；多个固定部，将所述多个发热元件固定于所述外壳；所述多个发热元件包括：第一发热元件；以及第二发热元件，所述多个固定部包括：第一固定部，配置于所述第一发热元件的一端；第二固定部，配置于所述第一发热元件的另一端；第三固定部，配置于所述第二发热元件的一端；以及第四固定部，配置于所述第二发热元件的另一端，所述第二固定部与所述第三固定部邻接，所述冷却流路配置于所述第二固定部与所述第三固定部之间以外。

Description

马达及车辆
技术领域
本发明涉及一种马达及车辆。
背景技术
近年来，马达的高效率化和高输出化的要求正在不断提高。为了实现马达高效率化和高输出化，需要流通高电流，另外，需要进行使时机最优化的控制。在如此这样以高电流驱动马达的情况下，无法忽视马达及与其驱动相关的构成的发热的影响。尤其，与马达的驱动相关的构成具有包含发热量大的开关元件的马达，因此重要的是进行有效率地冷却。
与此相对，在专利文献1中，公开了一种根据带电动机的汽车的动作模式而仅对必要的机器进行重点冷却，来改善冷却用泵的效率的技术。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开2011-217557号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
另外，在马达及与其驱动相关的构成中，伴随着马达的高效率化和高输出化的要求，各构成有大型化的倾向。若如此，则通过各构成的配置位置等而使装置的整体尺寸小型化变得更为重要。
但是，在专利文献1中，存在如下问题：虽然记载了对各构成进行冷却，但未考虑装置的小型化，且未考虑适于实现有效率地冷却或装置的小型化等要求的各构成的配置。
本发明的目的在于提供一种在各构成的配置上具有特征的马达。
[解决问题的技术手段]
本申请的例示的第一发明是一种马达，其包括：转子，具有沿着在轴向上延伸的中心轴而配置的马达轴；定子，与所述转子在径向上介隔间隙而相向；马达驱动用逆变器部，将电力从电池供给至所述定子；充电器，具有对所述电池进行充电的充电器用逆变器部；多个发热元件；以及外壳，收容所述定子、所述马达驱动用逆变器部、以及所述充电器。所述多个发热元件相对于固定方向而平行地固定于所述外壳。所述外壳包括：冷却流路，供冷媒流动；以及多个固定部，将所述多个发热元件固定于所述外壳。所述多个发热元件包括第一发热元件以及第二发热元件。所述多个固定部包括：第一固定部，配置于所述第一发热元件的一端；第二固定部，配置于所述第一发热元件的另一端；第三固定部，配置于所述第二发热元件的一端；以及第四固定部，配置于所述第二发热元件的另一端。所述第二固定部与所述第三固定部邻接。所述冷却流路配置于所述第二固定部与所述第三固定部之间以外。
[发明的效果]
根据本申请的例示的第一发明，能够提供一种在各构成的配置上具有特征的马达。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的马达的立体图。
图2是相当于沿图1中的箭头II-II观察的马达1的剖面图。
图3是相当于沿图2中的箭头III-III观察的马达1的剖面图。
图4是将盖部11卸下从上方观察图1的马达1的平面图。
图5是表示图1的马达1中的冷却部60的立体图。
图6是表示图1的马达1搭载于车辆的状态的框图。
图7是说明本发明的第一变形例的图，且是表示冷却部60的一部分的立体图。
图8是说明本发明的第二变形例的图，且是表示冷却部60的一部分的立体图。
图9是相当于第一实施方式的图3的本发明的第二实施方式的马达201的剖面图。
图10是表示图9的马达201的冷却部260的立体图。
图11是表示本发明的第三实施方式中的发热元件的配置的平面图。
图12是表示本发明的第四实施方式中的发热元件的配置的平面图。
图13是表示本发明的第五实施方式中的发热元件的配置的平面图。
图14是表示本发明的第六实施方式中的发热元件的配置的平面图。
[符号的说明]
1：马达
10：外壳
20：转子
30：定子
60：冷却部
136：充电器
131：马达驱动装置
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对本发明的实施方式的马达进行说明。在本实施方式中，对进行使车辆行驶的牵引马达(traction motor)的驱动的马达进行说明，但本发明并不限于此，也可适用于任何马达。另外，在以下的附图中，为了使各构成容易理解，存在使实际的结构与各结构中的比例尺和数量等不同的情况。
另外，在附图中，示出XYZ坐标系适宜作为三维正交坐标系。在XYZ坐标系中，如图1所示，Z轴方向是将正侧设为上侧，将负侧设为下侧的铅垂方向Z。另外，将铅垂方向Z的正侧称为“铅垂方向一侧”，将铅垂方向Z的负侧称为“铅垂方向另一侧”。Y轴方向是与图1所示的沿一个方向延伸的中心轴J平行的方向，且是与铅垂方向Z正交的方向。在以下的说明中，将与中心轴J平行的方向、即Y轴方向称为“轴向Y”。另外，将轴向Y的正侧称为“轴向一侧”，将轴向Y的负侧称为“轴向另一侧”。X轴方向是与轴向Y及铅垂方向Z两者正交的方向。在以下的说明中，将X轴方向称为“宽度方向X”。另外，将宽度方向X的正侧称为“宽度方向一侧”，将宽度方向X的负侧称为“宽度方向另一侧”。在本实施方式中，铅垂方向Z相当于规定方向。
另外，将以中心轴J为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴J为中心的周向简称为“周向θ”。另外，在周向θ上，当从轴向另一侧朝向轴向一侧观察时，将沿顺时针方向前进的一侧、即在图中表示周向θ的箭头前进的一侧称为“周向一侧”，将沿逆时针方向前进一侧、即与沿图中表示周向θ的箭头前进一侧相反的一侧称为“周向另一侧”。
再者，铅垂方向、上侧及下侧仅是用于说明各部的相对位置关系的名称，实际的配置关系等可为由所述名称所示的配置关系等以外的配置关系等。另外，在本说明书中，前后左右上下等方向表示在附图中观察的方向，并非限定使用本发明的装置时的方向。
再者，在本说明书中，沿着X轴方向、Y轴方向或Z轴方向延伸除了包含严格地沿着X轴方向、Y轴方向或Z轴方向延伸的情况，还包含沿着相对于X轴方向、Y轴方向或Z轴方向在未满45°的范围内倾斜的方向延伸的情况。
[第一实施方式]
＜整体构成＞
图1是第一实施方式的马达的立体图。
图2是相当于沿图1中的箭头II-II观察的马达1的剖面图。如图1及图2所示，本实施方式的马达1包括：外壳10、盖部11、盖构件12、传感器盖13、具有沿着中心轴J而配置的马达轴21的转子20、定子30、马达驱动装置131、充电器136、旋转检测部70、以及连接部18。
＜外壳10＞
如图2所示，外壳10收容转子20、定子30、旋转检测部70、马达驱动装置131及充电器136。外壳10是单一的构件。外壳10例如是由砂模铸造而制作。外壳10包括：周壁部10b、底壁部10a、轴承保持部10c、及方筒部10e。
＜周壁部10b＞
周壁部10b是在转子20及定子30的径向外侧包围转子20及定子30的筒状。在本实施方式中，周壁部10b是以中心轴J为中心的圆筒形状。周壁部10b在轴向一侧开口。周壁部10b具有冷却定子30、马达驱动装置131及充电器136的冷却部60。冷却部60是供冷媒流动的冷却流路。
＜底壁部10a＞
底壁部10a设置于周壁部10b的轴向另一侧的端部。底壁部10a堵塞周壁部10b的轴向另一侧。底壁部10a具有在Y轴方向上贯穿底壁部10a的传感器收容部10g。传感器收容部10g在沿Y轴方向观察时，例如为以中心轴J为中心的圆形形状。由底壁部10a与周壁部10b构成定子收容部14。即，外壳10包括具有周壁部10b与底壁部10a的有底筒状的定子收容部14。
＜轴承保持部10c＞
轴承保持部10c是从底壁部10a的轴向一侧的面中的传感器收容部10g的周缘部朝轴向一侧突出的圆筒状。轴承保持部10c在比后述的转子铁芯22更靠轴向另一侧，对以中心轴J为旋转轴而可旋转地支撑马达轴21的轴承10q进行保持。
＜方筒部10e＞
方筒部10e是从周壁部10b朝上侧延伸的方筒状。方筒部10e在上侧开口。在本实施方式中，方筒部10e例如是正方形筒状。如图2所示，构成方筒部10e的壁部中的轴向另一侧的壁部与底壁部10a的上端部相连。方筒部10e具有贯穿孔10f，所述贯穿孔10f在轴向Y上贯穿构成方筒部10e的壁部中的轴向一侧的壁部。贯穿孔10f的下端部与周壁部10b的轴向一侧的开口相连。由方筒部10e与周壁部10b构成逆变器收容部107e。即，外壳10具有逆变器收容部107e。另外，由方筒部10e与周壁部10b构成充电器收容部107f。即，外壳10具有充电器收容部107f。在逆变器收容部107e与充电器收容部107f之间，不设置间隔。
＜逆变器收容部107e＞
逆变器收容部107e位于定子收容部14的径向外侧。在本实施方式中，逆变器收容部107e在与轴向Y正交的铅垂方向Z上，位于定子收容部14的上侧。定子收容部14与逆变器收容部107e被分隔壁部10d在铅垂方向Z上分隔。分隔壁部10d是周壁部10b的上侧的部分。即，周壁部10b包括将定子收容部14与逆变器收容部107e分隔的分隔壁部10d。逆变器收容部107e收容马达驱动装置131。再者，所谓周壁部10b的周向另一侧的端部是指与分隔壁部10d的宽度方向一侧的端部相连的部位。另外，所谓周壁部10b的周向一侧的端部是指与分隔壁部10d的宽度方向另一侧的端部相连的部位。
＜充电器收容部107f＞
充电器收容部107f位于定子收容部14的径向外侧。在本实施方式中，充电器收容部107f在与轴向Y正交的铅垂方向Z上，位于定子收容部14的上侧。定子收容部14与充电器收容部107f被分隔壁部10d在铅垂方向Z上分隔。分隔壁部10d是周壁部10b的上侧的部分。即，周壁部10b包括将定子收容部14与充电器收容部107f分隔的分隔壁部10d。充电器收容部107f收容充电器136。
＜盖部11＞
盖部11是板面与铅垂方向Z正交的板状。盖部11固定于方筒部10e的上端部。盖部11堵塞方筒部10e的上侧的开口。
＜盖构件12＞
盖构件12是板面与轴向Y正交的板状。盖构件12固定于周壁部10b及方筒部10e的轴向一侧的面。盖构件12堵塞周壁部10b的轴向一侧的开口及贯穿孔10f。盖构件12具有在轴向Y上贯穿盖构件12的输出轴孔12a。输出轴孔12a例如是穿过中心轴J的圆形形状。盖构件12具有从盖构件12的轴向另一侧的面中的输出轴孔12a的周缘部朝轴向另一侧突出的轴承保持部12b。轴承保持部12b在比转子铁芯22更靠轴向一侧，对支撑马达轴21的轴承10p进行保持。
＜传感器盖13＞
传感器盖13固定于底壁部10a的轴向另一侧的面。传感器盖13覆盖并堵塞传感器收容部10g的轴向另一侧的开口。传感器盖13从轴向另一侧覆盖旋转检测部70。
＜转子20＞
转子20包括：马达轴21、转子铁芯22、磁铁23、第一端板24、以及第二端板25。
＜马达轴21＞
马达轴21的轴向两侧的部分分别由轴承旋转自如地支撑。马达轴21的轴向一侧的端部从周壁部10b的轴向一侧的开口朝向轴向一侧突出。马达轴21的轴向一侧的端部穿过输出轴孔12a而朝比盖构件12更靠轴向一侧突出。马达轴21的轴向另一侧的端部插入至传感器收容部10g中。
＜转子铁芯22＞
转子铁芯22固定于马达轴21的外周面。
＜磁铁23＞
磁铁23插入至设置于转子铁芯22的，在轴向Y上贯穿转子铁芯22的孔部。
＜第一端板24及第二端板25＞
第一端板24及第二端板25是在径向上扩展的圆环板状。第一端板24与第二端板25在与转子铁芯22接触的状态下，在轴向Y上夹持转子铁芯22。第一端板24与第二端板25从轴向两侧按压插入至转子铁芯22的孔部的磁铁23。
＜定子30＞
定子30与转子20在径向上介隔间隙而相向。定子30包括：定子铁芯31、以及安装于定子铁芯31的多个线圈32。定子铁芯31是以中心轴J为中心的圆环状。定子铁芯31的外周面固定于周壁部10b的内周面。定子铁芯31与转子铁芯22的径向外侧介隔间隙而相向。
＜旋转检测部70＞
旋转检测部70检测转子20的旋转。在本实施方式中，旋转检测部70例如是磁阻(variable reluctance，VR)式旋转变压器(resolver)。如图2所示，旋转检测部70收容于传感器收容部10g。即，旋转检测部70配置于底壁部10a。旋转检测部70具有旋转变压器用转子71、以及旋转变压器用定子72。
旋转变压器用转子71是在周向θ上延伸的环状。旋转变压器用转子71嵌合于马达轴21而得以固定。旋转变压器用转子71是磁性体。旋转变压器用定子72是包围旋转变压器用转子71的径向外侧的环状。旋转变压器用定子72嵌合于传感器收容部10g。旋转变压器用定子72被传感器盖13从轴向另一侧支撑。即，传感器盖13从轴向另一侧支撑旋转检测部70。旋转变压器用定子72沿周向θ具有多个线圈。
旋转变压器用转子71与马达轴21一起旋转，由此在旋转变压器用定子72的线圈中产生与旋转变压器用转子71的周向位置相应的感应电压。旋转变压器用定子72通过检测感应电压，来检测旋转变压器用转子71的旋转。由此，旋转检测部70检测马达轴21的旋转，从而检测转子20的旋转。旋转检测部70所检测出的转子20的旋转信息经由传感器配线(未图示)而被发送至马达驱动装置131。
＜连接器部18＞
如图1所示，连接器部18设置于方筒部10e的宽度方向另一侧的面。连接器部18包括：连接电池805(参照图6)的第一端子18a；以及连接外部电源900(参照图6)的第二端子18b。收容于马达1的充电器收容部107f的充电器136利用连接于第二端子18b的外部电源900，而对连接于第一端子18a的电池805进行充电。另外，收容于马达1的逆变器收容部107e的马达驱动装置131将连接于第一端子18a的电池805作为电源，并将电力供给至定子30。再者，已省略对各构成进行连接的配线的图示。
＜逆变器收容部107e及充电器收容部107f＞
图3是相当于沿图2中的箭头III-III观察的马达1的剖面图。图4是将盖部11卸下从上方观察图1的马达1的平面图。如图3及图4所示，逆变器收容部107e及充电器收容部107f以被方筒部10e包围的方式设置于分隔壁部10d的上表面(铅垂方向一侧的面)。如图4所示，在分隔壁部10d的上表面(铅垂方向一侧的面)配置电抗器140、电容器141及直流-直流(Direct Current-Direct Current，DC-DC)转换用逆变器部142。此处，将从分隔壁部10d朝铅垂方向一侧延伸的方筒部10e的壁中，与轴向Y平行的壁，且为宽度方向另一侧的壁称为侧壁部40。在侧壁部40的宽度方向一侧的面中轴向一侧配置马达驱动装置131的马达驱动用逆变器部132。在侧壁部40的宽度方向一侧的面中轴向另一侧配置充电器136的充电器用逆变器部137。将侧壁部40中配置有马达驱动用逆变器部132的壁部称为第一侧壁部。将侧壁部40中配置有充电器用逆变器部137的壁部称为第二侧壁部。第一侧壁部及第二侧壁部是单一的构件。分隔壁部10d的上表面是分隔壁部10d的面中径向外侧的面。侧壁部40的宽度方向一侧的面是径向内侧的面。
＜马达驱动装置131＞
如图4所示，马达驱动装置131收容于逆变器收容部107e。马达驱动装置131包括将电力从电池805供给至定子30的马达驱动用逆变器部132。马达驱动用逆变器部132包括：未图示的电路基板、发热的马达驱动用发热元件130。马达驱动用发热元件130例如是将多个开关元件收容于框体中而构成。马达驱动用发热元件130的多个开关元件的各者例如是绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)。马达驱动用发热元件130也可包含场效应晶体管(field effect transistor，FET)等其他开关元件。马达驱动用发热元件130也可为单独的开关元件。马达驱动用发热元件130也可为开关元件以外的发热元件。马达驱动用逆变器部132通过马达驱动用发热元件130的开关控制来进行直流(Directcurrent，DC)/交流(Alternating current，AC)转换。
＜充电器136＞
如图4所示，充电器136收容于充电器收容部107f。充电器136具有将外部电源900作为电源来对电池805进行充电的充电器用逆变器部137。充电器用逆变器部137包括：未图示的电路基板、发热的充电器用发热元件135。充电器用发热元件135例如是将多个开关元件收容于框体中而构成。充电器用发热元件135的多个开关元件的各者例如是绝缘栅双极晶体管(IGBT)。充电器用发热元件135也可包含FET等其他开关元件。充电器用发热元件135也可为单独的开关元件。充电器用发热元件135也可为开关元件以外的发热元件。充电器用逆变器部137通过充电器用发热元件135的开关控制而进行AC/DC转换。
＜DC-DC转换部146＞
DC-DC转换部146例如在马达驱动用逆变器部132与电池805之间进行电压的升压及降压。DC-DC转换用逆变器部142在DC-DC转换部146中进行DC/AC转换。省略利用DC-DC转换用逆变器部142进行DC/AC转换后进行AC/DC转换的构成的说明。DC-DC转换用逆变器部142包括：未图示的电路基板、发热的DC-DC转换用发热元件143。DC-DC转换用发热元件143例如是将多个开关元件收容于框体中而构成。DC-DC转换用发热元件143的多个开关元件的各者例如是绝缘栅双极晶体管(IGBT)。DC-DC转换用发热元件143也可包含FET等其他开关元件。DC-DC转换用发热元件143也可为单独的开关元件。DC-DC转换用发热元件143也可为开关元件以外的发热元件。DC-DC转换用逆变器部142通过DC-DC转换用发热元件143的开关控制来进行DC/AC转换。
＜电抗器140及电容器141＞
电抗器140及电容器141在马达驱动装置131、充电器136及DC-DC转换用逆变器部142的各构成中，进行功率因数改善或电压的稳定等。电抗器140例如平滑连接于电池805的电压。电容器141例如平滑连接于电池805的电压。
＜冷却部60＞
图5是表示图1的马达1中的冷却部60的立体图。再者，在图5中，将冷却部60的内部空间表示为立体形状。如图5所示，冷却部60包括：作为多个冷却流路的上游侧冷却流路61和下游侧冷却流路62、以及连接流路部63。如图4所示，侧壁部40的宽度方向另一侧的面包括：供在冷却部60中流动的冷媒流入的流入口16、供在冷却部60中流动的冷媒流出的流出口17。再者，侧壁部40的宽度方向另一侧的面是径向外侧的面。流入口16配置于侧壁部40的第一侧壁部的径向外侧的面。流出口17配置于侧壁部40的第二侧壁部的径向外侧的面。流入口16与冷却部60的流入部61d相连。流出口17与冷却部60的流出部62d相连。在冷却部60中流动的冷媒只要是能够冷却马达1的流体，则无特别限定。冷媒可为防冻液，也可为防冻液以外的液体，也可为气体。
冷却部60包括第一冷却流路61a，所述第一冷却流路61a在侧壁部40的第一侧壁部内，从流入口16到达至分隔壁部10d的径向一侧的端部(在图5中，为宽度方向另一侧的端部)。与流入口16相连的流入部61d连接于冷却流路61a。冷却部60包括第二冷却流路61b，所述第二冷却流路61b在分隔壁部10d内从分隔壁部10d的径向一侧的端部的第一冷却流路61a到达至分隔壁部10d的径向另一侧的端部(在图5中，为宽度方向一侧的端部)。冷却部60包括第三冷却流路61c，所述第三冷却流路61c在周壁部10b内，从分隔壁部10d的径向另一侧的端部的第二冷却流路61b朝周向一侧延伸，并到达至周壁部10b的周向一侧的端部。冷却部60包括作为第四冷却流路的连接流路部63，所述连接流路部63在周壁部10b内，从周壁部10b的周向一侧的端部的第三冷却流路61c朝轴向另一侧延伸，并到达至周壁部10b的周向一侧的端部，且为轴向上的流出口17的位置。冷却部60包括第五冷却流路62c，所述第五冷却流路62c在周壁部10b内，从周壁部10b的周向一侧的端部且为轴向上的流出口17的位置的作为第四冷却流路的连接流路部63朝周向另一侧延伸，并到达至周壁部10b的周向另一侧的端部。冷却部60包括第六冷却流路62b，所述第六冷却流路62b在分隔壁部10d内从周壁部10b的周向另一侧的端部的第五冷却流路62c到达至分隔壁部10d的径向一侧的端部。冷却部60包括第七冷却流路62a，所述第七冷却流路62a在侧壁部40的第二侧壁部内，从分隔壁部10d的径向一侧的端部的第六冷却流路62b到达至流出口17。与流出口17相连的流出部62d连接于冷却流路62b。
上游侧冷却流路61包括：第一冷却流路61a、第二冷却流路61b及第三冷却流路61c。下游侧冷却流路62包括：第五冷却流路62c、第六冷却流路62b及第七冷却流路62a。从流入口16流入至冷却部60内的冷媒依序流动至第一冷却流路61a、第二冷却流路61b、第三冷却流路61c、作为第四冷却流路的连接流路部63、第五冷却流路62c、第六冷却流路62b及第七冷却流路62a后，从流出口17流出。马达驱动用发热元件130、DC-DC转换用发热元件143、电抗器140、电容器141及充电器用发热元件135沿着冷却部60，从冷却部60的上游起按照马达驱动用发热元件130、DC-DC转换用发热元件143、电抗器140、电容器141、充电器用发热元件135的顺序来配置。
在本实施方式中，冷却部60在利用砂模铸造来制作外壳10时，利用具有冷却部60的形状的砂模的部分而成形。如图1及图2所示，外壳10包括用于排出对冷却部60进行成形的砂模的多个排出孔部19。利用砂模铸造而制造外壳10后，从排出孔部19排出对冷却部60进行成形的砂模。排出孔部19与冷却部60相连。对排出孔部19压入栓体80。利用栓体80将排出孔部19堵塞，从而能够抑制冷却部60内的冷媒漏出至外壳10的外部。
＜马达驱动用发热元件130及充电器用发热元件135的配置＞
马达驱动用发热元件130与第一冷却流路61a相向地配置。充电器用发热元件135与第七冷却流路62a相向地配置。因此，马达驱动用发热元件130配置于比充电器用发热元件135的配置位置更靠流入口16侧。即，马达驱动用逆变器部132配置于比充电器用逆变器部137的配置位置更靠流入口16侧。因此，能够进一步冷却冷却部60的上游侧的马达驱动用发热元件130，从而能够进行马达驱动中发热的马达驱动用发热元件130的有效率的冷却。另外，在充电时马达停止，马达驱动用发热元件130不发热，因此此时，即便发热的充电器用发热元件135配置于冷却部60的下游侧，也能够充分地进行冷却。另外，能够通过马达驱动用发热元件130、充电器用发热元件135及冷却部60的配置空间的有效利用，使装置小型化。
＜DC-DC转换用发热元件143、电抗器140及电容器141的配置＞
DC-DC转换用发热元件143与第二冷却流路61b相向地配置。电抗器140与第二冷却流路61b及第六冷却流路62b相向地配置。电容器141与第六冷却流路62b相向地配置。
＜车辆＞
图6是表示图1的马达搭载于车辆的状态的框图。车辆800包括：左前轮801、右前轮802、左后轮803、右后轮804、图1所示的马达1、电池805、变速器(transmission)807、差动齿轮(differential gear)808、及半轴(axle shaft)809。车辆800利用左前轮801、右前轮802、左后轮803及右后轮804这四个轮行驶。
电池805的直流电压通过马达1的马达驱动装置131而转换成三相交流电压并被供给至定子30，由此转子20旋转。转子20的旋转经由变速器807、差动齿轮808及半轴809而被传递至左后轮803及右后轮804。图6中，示出了后轮驱动的例子，但车辆800既可为前轮驱动，也可为四轮驱动。
外部电源900例如是充电站。例如，在车辆800停车时，将马达1连接于外部电源900，从而经由马达1的充电器136利用外部电源900的电压对电池805进行充电。
图6所示的各构成由搭载于车辆800的未图示的电子控制单元(ElectronicControl Unit，ECU)控制来进行动作。
[第一变形例]
以下，对所述实施方式中的冷却部60的形状的变形例进行说明。图7是说明本发明的第一变形例的图，且是表示冷却部60的一部分的立体图。在图7中，图中的箭头表示冷媒流动的方向。如图7所示，在第一变形例中，冷却部60的位置C处的剖面面积CC与位置D处的剖面面积DD相等。即，与冷却部60的冷媒流动的方向正交的面的剖面面积在冷却部60的一个部位与另一部位固定。因此，能够减少冷却部60中的冷媒的流动中产生的压力损失。
[第二变形例]
图8是说明本发明的第二变形例的图，且是表示冷却部60的一部分的立体图。在图8中，图中的箭头表示冷媒流动的方向。如图7所示，在第二变形例中，冷却部60的位置E处的剖面面积EE与位置F处的剖面面积FF相等。另外，在位置E处，剖面的形状为圆形，在位置F处，剖面的形状为四边形。即，在冷却部60的一个部位与另一部位，与冷媒流动的方向正交的面的剖面的形状不同，但剖面的面积固定。因此，能够在剖面的形状不同的冷却部60中，减少冷媒的流动中产生的压力损失。
[第二实施方式]
在本发明的第二实施方式中，对与第一实施方式相同的构成使用相同的符号。在第二实施方式中，马达201具有外壳210来取代第一实施方式的外壳10。在第二实施方式中，第一实施方式中的构成的代替构成只要无特别说明，则与第一实施方式中的构成相同。
图9是相当于第一实施方式的图3的本发明的第二实施方式的马达201的剖面图。外壳210包括：定子收容部214，收容定子30；逆变器收容部207e，收容马达驱动装置131的马达驱动用逆变器部132；以及充电器收容部207f，收容充电器136的充电器用逆变器部137。外壳210是单一的构件。逆变器收容部207e配置于定子收容部214的径向外侧。充电器收容部207f配置于定子收容部214的径向外侧。逆变器收容部207e与充电器收容部207f由分隔中壁部42分隔。马达驱动用逆变器部132包括：驱动器基板144、及控制基板145。驱动器基板144及控制基板145收容于逆变器收容部207e。DC-DC转换部146的DC-DC转换用逆变器部142收容于充电器收容部207f。马达驱动用逆变器部132具有马达驱动用发热元件130。充电器用逆变器部137具有充电器用发热元件135。DC-DC转换用逆变器部142包括DC-DC转换用发热元件143。
外壳210包括第一端壁部41、分隔中壁部42、第二端壁部43及分隔壁部210d。分隔壁部210d将定子收容部214与逆变器收容部207e及充电器收容部207f分隔。第一端壁部41从分隔壁部210d的径向一侧的端部(在图9中，为宽度方向另一侧的端部)沿径向外侧(图9中，为铅垂方向一侧)且与分隔壁部210d的面正交的方向延伸。第二端壁部43从分隔壁部210d的径向另一侧的端部(在图9中，为宽度方向一侧的端部)沿径向外侧(图9中，为铅垂方向一侧)且与分隔壁部210d的面正交的方向延伸。分隔中壁部42配置于第一端壁部41与第二端壁部43之间，从分隔壁部210d的面沿径向外侧(在图9中，为铅垂方向一侧)且与分隔壁部210d的面正交的方向延伸。第一端壁部41、第二端壁部43及分隔中壁部42为与轴向Y平行的板状。逆变器收容部207e被第一端壁部41、分隔壁部210d、及分隔中壁部42包围。充电器收容部207f被第二端壁部43、分隔壁部210d、及分隔中壁部42包围。在第一端壁部41的宽度方向另一侧的面上配置流入口216。在第二端壁部43的宽度方向一侧的面上配置流出口217。
外壳210具有冷却部260。图10是表示图9的马达201的冷却部260的立体图。在冷却部260中流动的冷媒从流入口216流入。在冷却部260中流动的冷媒从流出口217流出。如图10所示，冷却部260从流入口216朝第一端壁部41延伸。另外，冷却部260从第一端壁部41经由分隔壁部210d朝分隔中壁部42延伸。另外，冷却部260从分隔中壁部42经由分隔壁部210d朝第二端壁部43延伸。第一端壁部41具有作为冷却流路的冷却部260。分隔中壁部42具有作为冷却流路的冷却部260。第二端壁部43具有作为冷却流路的冷却部260。分隔壁部210d具有作为冷却流路的冷却部260。再者，在图10中示出线状的流路作为冷却部260，但理想的是冷却部260是沿着第一端壁部41、分隔壁部210d、分隔中壁部42及第二端壁部43各自的面而扩展的形状，根据所述形状能够进一步提高冷却效果。
驱动器基板144配置于第一端壁部41的面中宽度方向一侧的面。驱动器基板144与第一端壁部41接触来配置。此时，在驱动器基板144与第一端壁部41之间配置具有绝缘性的放热凝胶等来确保绝缘。马达驱动用逆变器部132配置于分隔中壁部42的面中宽度方向另一侧的面。控制基板145与驱动器基板144及马达驱动用逆变器部132隔开距离而配置于驱动器基板144与马达驱动用逆变器部132之间。
充电器用逆变器部137配置于分隔中壁部42的面中宽度方向一侧的面。DC-DC转换用逆变器部142配置于第二端壁部43的面中宽度方向另一侧的面。
驱动器基板144配置于驱动器基板144的面与第一端壁部41平行的方向上。控制基板145配置于控制基板145的面与第一端壁部41平行的方向上。因此，能够使马达201的尺寸在与分隔壁部平行的方向上小型化。另外，将驱动器基板144及控制基板145配置在与第一端壁部41及分隔中壁部42平行的方向(纵置)上。因此，通过有效利用第一端壁部41与分隔中壁部42之间的逆变器收容部207e的收容空间，能够实现作为机电一体型马达的马达201的小型化。
[第三实施方式]
在本发明的第三实施方式中，对各发热元件与冷却流路的配置进行说明。第三实施方式中说明的发热元件可为所述各实施方式中的任一发热元件。图11是表示本发明的第三实施方式中的发热元件的配置的平面图。在图11中，对在图4所示的分隔壁部10d中配置冷却流路360来代替冷却部60的构成中，与冷却流路360相向地配置第一发热元件230及第二发热元件235的例子进行说明。
第一发热元件230配置于分隔壁部10d的面中铅垂方向一侧的面。第一发热元件230利用第一固定部230a及第二固定部230b而固定于分隔壁部10d。第一固定部230a及第二固定部230b例如是螺栓。在图11中，利用三个第一固定部230a及三个第二固定部230b将第一发热元件230固定于分隔壁部10d，但第一固定部230a及第二固定部230b的数量可以是除此以外的数量。第一发热元件230相对于固定方向平行是指将多个第一固定部230a彼此连结的线及将多个第二固定部230b彼此连结的线与固定方向平行。固定方向是轴向Y。第一发热元件230配置成与轴向Y(固定方向)平行。
第二发热元件235配置于分隔壁部10d的面中铅垂方向一侧的面。第二发热元件235利用第三固定部235a及第四固定部235b而固定于分隔壁部10d。第三固定部235a及第四固定部235b例如是螺栓。在图11中，利用三个第三固定部235a及三个第四固定部235b将第二发热元件235固定于分隔壁部10d，但第三固定部235a及第四固定部235b的数量可以是除此以外的数量。第二发热元件235相对于固定方向平行是指将多个第三固定部235a彼此连结的线及将多个第四固定部235b彼此连结的线与固定方向平行。第二发热元件235配置成与轴向Y(固定方向)平行。
冷却流路360配置于第一固定部230a与第二固定部230b之间。冷却流路360配置于第三固定部235a与第四固定部235b之间。冷却流路360不配置于第二固定部230b与第三固定部235a之间。
如图11所示，冷却流路360配置于邻接的第二固定部230b与第三固定部235a之间以外。因此，冷却流路360不穿过显然在第一发热元件230与第二发热元件235之间不存在冷却对象的位置，从而能够进行效率良好的冷却。另外，通过冷却流路360的配置空间的有效利用，能够使马达1小型化。
另外，在第二固定部230b与第三固定部235a之间，不存在冷却流路360，由此在使用螺栓等固定部时，容易确保螺栓孔的深度。另外，在确保螺栓深度时，螺栓孔位于不与冷却流路360重合的位置，因此能够抑制配置第一发热元件230及第二发热元件235的部位的外壳10的厚度。
冷却流路360具有冷媒在与轴向Y(固定方向)平行的方向上流动的平行方向流路。第一发热元件230及第二发热元件235与平行方向流路相向地配置。冷却流路360具有冷媒在与轴向Y(固定方向)正交的方向上流动的正交方向流路。冷却流路360具有多个平行方向流路。
[第四实施方式]
在本发明的第四实施方式中，对各发热元件与冷却流路的配置进行说明。第四实施方式中说明的发热元件可为所述各实施方式中的任一发热元件。图12是表示本发明的第四实施方式中的发热元件的配置的平面图。在图12中，对在图4所示的分隔壁部10d中配置冷却流路460来代替冷却部60的构成中，与冷却流路460相向地配置第一发热元件230及第二发热元件235的例子进行说明。关于与第三实施方式相同的方面，省略说明。
在第四实施方式中，固定方向为与轴向Y正交的方向。第一发热元件230配置成相对于与轴向Y正交的方向(固定方向)平行。第二发热元件235配置成相对于与轴向Y正交的方向(固定方向)平行。
冷却流路460配置于第一固定部230a与第二固定部230b之间。冷却流路460配置于第三固定部235a与第四固定部235b之间。冷却流路460不配置于第二固定部230b与第三固定部235a之间。
冷却流路460具有冷媒在与和轴向Y正交的方向(固定方向)平行的方向上流动的平行方向流路。第一发热元件230及第二发热元件235与平行方向流路相向地配置。冷却流路460具有冷媒在与和轴向Y正交的方向(固定方向)正交的方向上流动的正交方向流路。冷却流路460具有多个平行方向流路。
[第五实施方式]
在本发明的第五实施方式中，对各发热元件与冷却流路的配置进行说明。第五实施方式中说明的发热元件可为所述各实施方式中的任一发热元件。图13是表示本发明的第五实施方式中的发热元件的配置的平面图。在图13中，对在图4所示的分隔壁部10d中配置冷却流路560来代替冷却部60的构成中，与冷却流路560相向地配置第一发热元件230、第二发热元件235及第三发热元件240的例子进行说明。关于与第三实施方式相同的方面，省略说明。
第三发热元件240配置于分隔壁部10d的面中铅垂方向一侧的面。第三发热元件240利用第五固定部240a及第六固定部240b而固定于分隔壁部10d。第五固定部240a及第六固定部240b例如是螺栓。在图13中，利用三个第五固定部240a及三个第六固定部240b将第三发热元件240固定于分隔壁部10d，但第五固定部240a及第六固定部240b的数量可以是除此以外的数量。在第五实施方式中，固定方向为轴向Y。第三发热元件240配置成与轴向Y(固定方向)平行。
冷却流路560配置于第一固定部230a与第二固定部230b之间。冷却流路560配置于第三固定部235a与第四固定部235b之间。冷却流路560配置于第五固定部240a与第六固定部240b之间。冷却流路560不配置于第二固定部230b与第三固定部235a之间。冷却流路560不配置于第四固定部235b与第五固定部240a之间。
冷却流路560具有冷媒在与轴向Y(固定方向)平行的方向上流动的平行方向流路。第一发热元件230、第二发热元件235及第三发热元件240与平行方向流路相向地配置。冷却流路560具有冷媒在与轴向Y(固定方向)正交的方向上流动的正交方向流路。冷却流路560具有多个平行方向流路。冷却流路560具有多个正交方向流路。冷却流路560相对于与轴向Y(固定方向)正交的方向呈多次折返的蛇腹状配置。冷却流路560也可相对于轴向Y(固定方向)呈多次折返的蛇腹状配置。
[第六实施方式]
在本发明的第六实施方式中，对各发热元件与冷却流路的配置进行说明。第六实施方式中说明的发热元件可为所述各实施方式中的任一发热元件。图14是表示本发明的第六实施方式中的发热元件的配置的平面图。在图14中，对在图4所示的分隔壁部10d中配置冷却流路660来代替冷却部60的构成中，与冷却流路660相向地配置第一发热元件230、第二发热元件235及第三发热元件240的例子进行说明。关于与第五实施方式相同的方面，省略说明。
在第六实施方式中，固定方向为轴向Y。第一发热元件230、第二发热元件235及第三发热元件240配置成与轴向Y(固定方向)平行。冷却流路660在第一固定部230a与第二固定部230b之间往返地配置。冷却流路660在第三固定部235a与第四固定部235b之间往返地配置。冷却流路660在第五固定部240a与第六固定部240b之间往返地配置。冷却流路660不配置于第二固定部230b与第三固定部235a之间。冷却流路660不配置于第四固定部235b与第五固定部240a之间。
冷却流路660具有冷媒在与轴向Y(固定方向)平行的方向上流动的平行方向流路。第一发热元件230、第二发热元件235及第三发热元件240与平行方向流路相向地配置。冷却流路660具有冷媒在与轴向Y(固定方向)正交的方向上流动的正交方向流路。冷却流路660具有多个平行方向流路。冷却流路660具有多个正交方向流路。冷却流路660相对于与轴向Y(固定方向)正交的方向呈多次折返的蛇腹状配置。冷却流路660也可相对于轴向Y(固定方向)呈多次折返的蛇腹状配置。
＜马达1的作用·效果＞
接着，对马达1的作用·效果进行说明。
(1)在所述实施方式的发明中，冷却流路360配置于邻接的第二固定部230b与第三固定部235a之间以外。因此，冷却流路360不穿过显然在第一发热元件230与第二发热元件235之间不存在冷却对象的位置，从而能够进行效率良好的冷却。另外，通过冷却流路360的配置空间的有效利用，能够使马达1小型化。另外，能够提供一种在各构成的配置上具有特征的马达1。
(2)另外，在将固定方向设为与轴向Y正交的方向的情况下，冷却流路360具有冷媒在与固定方向正交的方向上流动的正交方向流路。因此，能够覆盖多个发热元件(第一发热元件230、第二发热元件235)的与固定方向正交的方向上的长度，来冷却多个发热元件，从而能够进行效率良好的冷却。
(3)另外，在将固定方向设为与轴向Y正交的方向的情况下，冷却流路360具有冷媒在与固定方向正交的方向上流动的多个正交方向流路。因此，能够利用多个正交方向流路的各者对多个发热元件(第一发热元件230、第二发热元件235)的各者进行冷却，从而能够进行效率良好的冷却。
(4)另外，在将固定方向设为与轴向Y正交的方向的情况下，冷却流路560具有冷媒在与固定方向平行的方向上流动的多个平行方向流路。因此，能够利用多个平行方向流路将多个正交方向流路彼此连接，从而能够利用连续的冷媒的流动对多个发热元件进行冷却，来进行效率良好的冷却。
(5)另外，在将固定方向设为与轴向Y正交的方向的情况下，冷却流路560相对于固定方向呈蛇腹状地配置。因此，能够利用蛇腹状的冷却流路560对多个发热元件进行冷却，从而能够进行效率良好的冷却。另外，通过冷却流路560的配置空间的有效利用，能够使马达1小型化。
(6)另外，在冷却部60的上游侧固定马达驱动用发热元件130。因此，能够利用更低温的冷媒对上游侧的马达驱动用发热元件130进行冷却，从而能够进行效率良好的冷却。
(7)另外，马达驱动用发热元件130具有多个开关元件，充电器用发热元件135具有多个开关元件。因此，能够利用冷却部60对开关元件进行有效率地冷却，并且通过开关元件及冷却部60的配置空间的有效利用，能够使马达1小型化。
(8)另外，马达驱动用发热元件130与充电器用发热元件135的多个开关元件是IGBT。因此，能够利用冷却部60对IGBT进行有效率地冷却，并且通过IGBT及冷却部60的配置空间的有效利用，能够使马达1小型化。
(9)另外，固定方向是轴向Y。因此，多个发热元件相对于轴向Y而平行地固定，从而能够防止依存于发热元件的数量的，与轴向Y正交的方向上的马达1的尺寸的大型化。
(10)另外，固定方向为与轴向Y正交的方向。因此，多个发热元件相对于与轴向正交的方向而平行地固定，从而能够防止依存于发热元件的数量的，轴向Y上的马达1的尺寸的大型化。
(11)另外，具有定子收容部214、逆变器收容部207e、充电器收容部207f的外壳210是单一的构件。因此，能够通过机电一体使马达201小型化。
(12)另外，与冷却部260的冷媒流动的方向正交的面的剖面面积在冷却部260的一个部位与另一部位固定。因此，能够减少冷媒在冷却部260中流动时承受的压力损失，从而能够有效率地进行发热元件的冷却。
(13)另外，在车辆中，冷却流路360配置于邻接的第二固定部230b与第三固定部235a之间以外。因此，冷却流路360不穿过显然在第一发热元件230与第二发热元件235之间不存在冷却对象的位置，从而能够进行效率良好的冷却。另外，通过冷却流路360的配置空间的有效利用，能够使马达1小型化。
所述实施方式的马达的用途并无特别限定。所述实施方式的马达例如搭载于车辆中。另外，所述各构成能够在相互不矛盾的范围内，适宜进行组合。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述实施方式，在其主旨的范围内可进行各种变形及变更。所述实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨，同时包含于权利要求记载的发明与其相等的范围。

Claims (13)

1.一种马达，其特征在于，包括：
转子，具有沿着在轴向上延伸的中心轴而配置的马达轴；
定子，与所述转子在径向上介隔间隙而相向；
马达驱动用逆变器部，将电力从电池供给至所述定子；
充电器，具有对所述电池进行充电的充电器用逆变器部；
多个发热元件；以及
外壳，收容所述定子、所述马达驱动用逆变器部、以及所述充电器，
所述多个发热元件相对于固定方向而平行地固定于所述外壳，
所述外壳包括：
冷却流路，供冷媒流动；以及
多个固定部，将所述多个发热元件固定于所述外壳，
所述多个发热元件包括：
第一发热元件；以及
第二发热元件，
所述多个固定部包括：
第一固定部，配置于所述第一发热元件的一端；
第二固定部，配置于所述第一发热元件的另一端；
第三固定部，配置于所述第二发热元件的一端；以及
第四固定部，配置于所述第二发热元件的另一端，
所述第二固定部与所述第三固定部邻接，
所述冷却流路配置于所述第二固定部与所述第三固定部之间以外。
2.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，
所述冷却流路具有冷媒在与所述固定方向正交的方向上流动的正交方向流路。
3.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，
所述冷却流路具有冷媒在与所述固定方向正交的方向上流动的多个正交方向流路。
4.根据权利要求3所述的马达，其特征在于，
所述冷却流路具有冷媒在与所述固定方向平行的方向上流动的多个平行方向流路。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的马达，其特征在于，
所述冷却流路相对于所述固定方向呈蛇腹状配置。
6.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，
第一发热元件是马达驱动用发热元件，
第二发热元件是充电器用发热元件，
所述马达驱动用发热元件及所述充电器用发热元件固定于沿着所述冷却流路的位置，
所述马达驱动用发热元件的固定位置比所述充电器用发热元件的固定位置更靠所述冷却流路的流动的上游侧。
7.根据权利要求6所述的马达，其特征在于，
所述马达驱动用发热元件具有多个开关元件，
所述充电器用发热元件具有多个开关元件。
8.根据权利要求7所述的马达，其特征在于，
所述马达驱动用发热元件与所述充电器用发热元件的所述多个开关元件是多个绝缘栅双极晶体管。
9.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，
所述固定方向是轴向。
10.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，
所述固定方向是与轴向正交的方向。
11.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，
所述外壳包括：
定子收容部，收容所述定子；
逆变器收容部，位于所述定子收容部的径向外侧，且收容所述马达驱动用逆变器部；
充电器收容部，位于所述定子收容部的径向外侧，且收容所述充电器，
具有所述定子收容部、所述逆变器收容部及所述充电器收容部的所述外壳是单一的构件。
12.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，
所述冷媒在所述冷却流路内流动的方向上且与所述冷媒流动的方向正交的方向上的所述冷却流路的剖面的面积固定。
13.一种车辆，其特征在于，包括：
转子，具有沿着在轴向上延伸的中心轴而配置的马达轴；
定子，与所述转子在径向上介隔间隙而相向；
电池；
马达驱动用逆变器部，将电力从所述电池供给至所述定子；
充电器，具有对所述电池进行充电的充电器用逆变器部；
多个发热元件；以及
外壳，收容所述定子、所述马达驱动用逆变器部、以及所述充电器，
在利用所述马达的旋转来进行行驶的车辆中，
所述多个发热元件相对于固定方向而平行地固定于所述外壳，
所述外壳包括：
冷却流路，供冷媒流动；
多个固定部，将所述多个发热元件固定于所述外壳，
所述多个发热元件包括：
第一发热元件；以及
第二发热元件，
所述多个固定部包括：
第一固定部，配置于所述第一发热元件的一端；
第二固定部，配置于所述第一发热元件的另一端；
第三固定部，配置于所述第二发热元件的一端；以及
第四固定部，配置于所述第二发热元件的另一端，
所述第二固定部与所述第三固定部邻接，
所述冷却流路配置于所述第二固定部与所述第三固定部之间以外。
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