JP2004015956A

JP2004015956A - 駆動回路一体型モータ

Info

Publication number: JP2004015956A
Application number: JP2002168775A
Authority: JP
Inventors: Takemi Ueda; 上田　雄美; Mitsuhiro Miyazaki; 宮崎　充弘; Masanobu Tsuji; 辻　正伸; Yukitoshi Wada; 和田　幸利
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】屋外使用も想定される産業機械用の密閉型駆動回路一体型モータのモータ部および制御回路部の温度上昇を均一に抑制することにより、信頼性の高い小型の駆動回路一体型モータを提供することを目的とする。
【解決手段】ブラシレスモータ２と駆動回路部３を一体的に構成した駆動回路一体型モータ１であって、ブラシレスモータ２と駆動回路部３の間に配備し、モータ軸７を支持する軸受ハウジングを有したモータ側面６に、軸貫通のための穴を設け、モータ軸７を制御回路３Ａ内に突き出させ、軸端部にファン４を装備させた構成としている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンベア等の搬送機器、生産設備、各種工作機械、食品機械に代表される一般産業用機器に搭載される駆動回路一体型のモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来コンベア等の一般産業用機器に搭載されるモータは、モータ部と駆動回路部が独立した別体として構成され、モータはインダクションモータを、駆動回路は、商用周波数以外を作り出すインバータが、使用されている。
【０００３】
また、高効率を実現できるモータとしてはブラシレスモータが知られている。そのブラシレスモータの駆動回路は、ブラシレスモータと独立した別体として構成されている。なお、ブラシレスモータは、高効率であるが故に、インダクションモータと比較して同等の出力が必要な場合、小型化することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
コンベア等の搬送機器、工作機等を駆動させる一般産業機器に搭載されるモータと駆動回路部を合せた小型化への要求が高く、解決すべき必須の課題となっている。
【０００５】
しかし、単にモータ部をブラシレスモータ化するのみでは、この要求に答えることはできない。
【０００６】
また、ブラシレスモータと駆動回路部を単に一体化し、駆動回路部を小型化するのみでは、駆動回路部を構成する回路カバー内空間が狭くなり発熱体であるブラシレスモータに駆動回路が接近することとなり、制御回路を内蔵する回路カバー内空間の温度が上昇し、制御回路の信頼性が低下してしまうこととなる。
【０００７】
さらに、一般産業用に使用されるモータは、屋外でも使用される場合も予想されるため、防水機能を持つことが要求される。そこで、モータと駆動回路を、前記のように一体構造とした場合、モータ部および回路カバー部を一体で密閉させることとなり、温度が上昇しやすい構造となっている。
【０００８】
また、駆動回路自身も発熱体であるが、回路機能を構成する各回路部品の中にも、自己発熱の度合いに差があるため、回路内の少数部品のみ、温度が上昇してしまう時もある。場合によっては、ブラシレスモータ部の発熱度合いより多い時もあり、密閉された構造での制御回路の信頼性が低下してしまうこととなる。
【０００９】
また、従来の技術として存在するインダクションモータと周波数変換用インバータを一体化した構成にした時、モータ部およびインバータ部からの発熱を下げなければならず、前記と同様の課題を有していた。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を鑑みなされるものであり、運転時においても、駆動回路一体型モータの温度上昇を抑制することが可能で、かつ信頼性の高い小型の駆動回路一体型モータを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために本発明は、モータと駆動回路部を一体的に構成した駆動回路一体型モータであって、モータと駆動回路部の間に配備し、モータ軸を支持する軸受ハウジングを有したモータ側面に、軸貫通のための穴を設け、モータ軸を制御回路内に突き出させ、前記軸端部にファンを装備させた構成としている。
【００１２】
さらにモータと駆動回路に当接する側面には、空気が容易に還流できうるための空気還流用穴を設け、前記ファンにより発生した空気の流れをモータ内と制御回路内に行き渡らせた構成としたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本願発明の請求項１に記載の発明は、モータと駆動回路部が一体的に取り付けられた駆動回路一体型モータにおいて、前記モータの側面を貫通したモータ軸の先端にファンを取り付けた構成である。ファンは、駆動回路部を内蔵する回路カバー内にあり、モータ部と制御回路の間に装備され、モータの回転と同期して回転することにより、駆動回路内の空気を攪拌せしめ、駆動回路内の温度を均一化させることにより、特に発熱量の高い回路部品の温度を下げる機能を有するものである。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、モータの側面に空気還流通穴を設けたことを特徴とする請求項１に記載の駆動回路一体型モータであり、モータ部の発熱が、制御回路部より低い場合には、前記モータの側面にモータ部と制御回路部とに空気を還流させるための穴を設け、前記ファンにて発生させた攪拌空気により駆動回路一体型モータ内部全体の温度を均一化させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、モータと制御回路の間に設けたファンに制御回路とモータとを接続するリード線が、接触しないようにファンと駆動回路との間にファンカバーを装備させた、請求項１に記載の駆動回路一体型モータを示すものである。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、モータがブラシレスモータであることを特徴とする請求項１から請求項３に記載の駆動回路一体型モータである。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４に記載の駆動回路一体型モータを搭載したことを特徴とする産業用機器を示すものである。従来の技術によるモータと駆動回路とが分離独立された構造では、リード線等を介して独立したモータと駆動回路を取り付ける必要があり、結果的に産業機器本体が、大型化するという問題が有ったが、本発明の一体型モータとすることにより前記大型化の問題を解決することが可能となる。そして、モータと駆動回路とが分離独立したがための外部に露出したリード接続部の信頼性を確保するための保護、また外部ノイズ等からの信頼性を確保するためのシールド保護等が、不要となりより信頼性の高い産業機器とすることができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の具体例について、図面を用いて説明する。
【００１９】
図１は本発明の駆動回路一体型モータを示すものである。図において、１は駆動回路一体型モータ、２はブラシレスモータ、３は駆動回路部、３Ａは駆動回路、３Ｂは回路カバー、３Ｃは回路カバー内空間、４はファン、５はファンカバー、６はモータ側面、６Ａはモータ側面のモータ軸貫通穴、６Ｂはモータ軸受ハウジング、７はモータ軸である。
【００２０】
駆動回路一体型モータ１において、ブラシレスモータ２の反出力軸側に、ブラシレスモータ２と当接するように駆動回路部３が固定されている。
【００２１】
ブラシレスモータ２と駆動回路部３が対向する位置には、モータ側面６に設けられたモータ軸貫通穴６Ａを貫通したモータ軸７がある。前記モータ軸７の先端にはファン４を装備し、モータの回転に同期してファン４を回転させ、回路カバー３Ｂ内に装備された駆動回路３Ａ全体に空気を送り、駆動回路全体の空気を均一温度化せしめることにより、駆動回路３Ａに装備された回路部品の発熱温度を低減化させている。
【００２２】
具体的には、出力７５０Ｗ級駆動回路一体型モータの定格運転時の回路カバー内空間３Ｃの飽和温度は、本発明の駆動回路一体型モータで、ファン４がない時４２度の上昇であったが、ファン４付きの時は、３６度の上昇まで低減した。
【００２３】
特に駆動回路部品の中で自己発熱の高い部品は、ファン４により攪拌される空気の冷却により、約１０度の温度低下があった。
【００２４】
なお、ブラシレスモータ１に装備されたＣＳセンサー８と駆動回路３Ａとの間を接続するリード線９は、ファン４と駆動回路３Ａとの間に配備させたファンカバー５によりファン４に巻き込まれないように保護されている。
【００２５】
また、前記ファンカバー５は、前記回路カバー３Ｂと前記モータ側面６との間に位置し、直径方向、軸７中心の回転方向、スラスト方向共に容易に動かないように固定され、かつ前記ファンカバー５と前記モータ側面６との間に存在する前記リード線９の一部分は、前記ファンカバー５の貫通している個所で、ファン４に巻き込まれないようにしている。図１は、ファンカバー５の一側面とモータ側面６とで抑え込んだ構成を示しているが、その他リード線９を、押さえ金具にてモータ側面６に強制的にねじ等にて固定させてもよい。
【００２６】
また、図１は、ブラシレスモータ２の固定子コア１０に巻回された巻線１１全体を樹脂にてモールドした外殻が、前記モータ側面６も同時成形にて構成させた案を示している。なお、樹脂モールドは、前記巻線１１の固定子コア１０のスロット内部を一律に樹脂にて充填させ、巻線に電流が流れることによる電線自体の振動を抑制させ、ブラシレスモータ２の振動および騒音を低減化させるために実施するものである。
【００２７】
さて、駆動回路一体型モータ１の運転にともない、ブラシレスモータ２と駆動回路３Ａは互いに発熱する。ここで、駆動回路３Ａの温度上昇度合いが、ブラシレスモータ２の温度上昇度合いより低い時、前記モータ側面６は、モータ軸貫通穴６Ａのみとし、ブラシレスモータ２からの発熱をモータ側面６で遮断させ、回路カバー３Ｂ内のみの空気を、ファン４にて攪拌させる。
【００２８】
逆に、駆動回路３Ａの温度上昇度合いが、ブラシレスモータ２の温度上昇度合いより高い時は、図２に示す構成とするとよい。すなわち、モータ側面６には、モータ軸貫通穴６Ａ以外に空気還流用の穴６Ｃを設け、ファン４にて攪拌させた空気は、モータ部と駆動回路部全体を還流させことにより、モータ部の温度上昇の低減化を達成させるものである。
【００２９】
なお、モータが、インダクションモータであっても、インバータとの一体型密閉構造における温度上昇の低減化に対し、前記ファン４を、モータ部とインバータ部の間に装備させることにより、上述の効果を得ることができる。
【００３０】
そして、モータの温度上昇度合いが、駆動回路３Ａの温度上昇度合いより高い時は、モータ内部の回転子に装備させた内扇が、モータ側面６に設けられた空気還流用の穴６Ｃを通して、全体の空気の攪拌をさせ、モータ部の温度上昇の低減化を達成させることも可能である。
【００３１】
また、前記回路カバー３Ｂ、前記フレーム１３、前記ブラケットＡ１２を、金属製の材質とした場合は、内蔵されたモータおよび駆動回路およびリード線は、外部からのノイズに対し、シールドされた構成となる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、モータ部と駆動回路部全体を一体化密閉した構造とすることによる一般産業用途の外的使用環境に耐えうる耐水性能を確保し、かつ、ブラシレスモータを搭載し、その駆動回路と一体構造としているので、小型で、高効率な駆動回路一体型モータを提供することができる。
【００３３】
また、一体構造全体の外枠を、金属材質とした場合は、外部ノイズからシールドされた構造となり、耐外部ノイズ性の高い駆動回路一体型モータを提供することも可能となる。
【００３４】
そして、前記有用な効果を有する駆動回路一体型モータを産業用機器に搭載することにより、当該機器のモータ部と駆動回路部を電気的に連結する媒体が存在しないことによる信頼性の高い機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の駆動回路一体型モータを示す断面図
【図２】本発明のその他の駆動回路一体型モータを示す断面図
【符号の説明】
１　駆動回路一体型モータ
２　ブラシレスモータ
３　駆動回路部
３Ａ　駆動回路
３Ｂ　回路カバー
３Ｃ　回路カバー内空間
４　ファン
５　ファンカバー
６　モータ側面
６Ａ　モータ軸貫通穴
６Ｂ　モータ軸受ハウジング
６Ｃ　空気還流用穴
７　モータ軸
８　ＣＳセンサー部
９　リード線
１０　固定子コア
１１　巻線
１２　ブラケットＡ
１３　フレーム

Claims

モータと、駆動回路部が一体的に取り付けられた駆動回路一体型モータにおいて、前記モータの側面を貫通したモータ軸に、ファンを前記モータと駆動回路部の間に装備したことを特徴とする駆動回路一体型モータ。
モータの側面に空気還流通穴を設けたことを特徴とする請求項１に記載の駆動回路一体型モータ。
ファンと駆動回路との間にファンカバーを装備したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の駆動回路一体型モータ。
モータがブラシレスモータであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の駆動回路一体型モータ。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の駆動回路一体型モータを搭載したことを特徴とする産業用機器。