JP2009124829A - Driver of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動機とこの電動機を制御する制御装置とを備えた車両用の駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device that includes an electric motor and a control device that controls the electric motor.
車両用駆動装置、例えば、鉄道車両用の駆動装置は、車輪の近傍で台車内にそれぞれ設置された複数の主電動機と、これらの主電動機を駆動する制御装置と、を備えている。従来、主電動機として使用されている誘導電動機では、一台の制御装置で複数台の主電動機を駆動するため、制御装置は、車両の床下に設置され、配線により各主電動機に接続されている。 2. Description of the Related Art A vehicle drive device, for example, a railroad vehicle drive device includes a plurality of main motors installed in a carriage in the vicinity of wheels and a control device that drives these main motors. Conventionally, in induction motors used as main motors, a single control device drives a plurality of main motors, so the control devices are installed under the floor of the vehicle and connected to each main motor by wiring. .
近年、磁石の高性能化や磁束密度を向上させる技術の進歩により、主電動機として永久磁石同期電動機が適用されるようになってきた。この場合、主電動機と、電力を供給する制御装置とは1:1に対応する。そのため、制御装置は、車両の床下に設置する必要はなく、各主電動機の近傍に設置、または主電動機と一体型にすることが可能となる。主電動機と制御装置とを一体型にすると以下のような様々なメリットが生じる。 In recent years, permanent magnet synchronous motors have come to be applied as main motors due to advances in technology for improving magnet performance and increasing magnetic flux density. In this case, the main motor and the control device that supplies power correspond to 1: 1. Therefore, the control device does not have to be installed under the floor of the vehicle, and can be installed in the vicinity of each main motor or integrated with the main motor. When the main motor and the control device are integrated, the following various merits arise.
一つ目として、従来の主電動機と制御装置とはケーブルで接続されている。両者が近接して配置されると配線距離が短くなり、または配線が不要となることからコスト低減を図ることができる。また、配線ノイズが発生しないため、信号線へのノイズの影響がなくなる。 First, a conventional main motor and a control device are connected by a cable. If both are arranged close to each other, the wiring distance is shortened, or the wiring is unnecessary, so that the cost can be reduced. Further, since no wiring noise is generated, the influence of noise on the signal line is eliminated.
二つ目として、主電動機と制御装置とが1:1で個別対応しているため、制御装置を小型にすることができ、主電動機と制御装置を含めたトータルコストが低減する。
三つ目として、制御装置の占有していた車両の床下スペースが空くことから、この部分への他の電源装置の設置や2階建て車両の設置など有効に利用できる。
しかし、主電動機および制御装置を寸法制約の多い台車内に収めるには、これらを小型化することが必要となる。また、主電動機、制御装置ともに熱を発生するため、許容温度を越えないように十分に冷却しなければならない。
Secondly, since the main motor and the control device individually correspond to each other at a 1: 1 ratio, the control device can be reduced in size, and the total cost including the main motor and the control device is reduced.
Thirdly, since the space under the floor of the vehicle occupied by the control device is vacant, it can be used effectively such as installation of another power supply device or installation of a two-story vehicle in this portion.
However, it is necessary to reduce the size of the main motor and the control device in order to fit them in a cart with many dimensional constraints. Further, since both the main motor and the control device generate heat, they must be sufficiently cooled so as not to exceed the allowable temperature.
電動機と制御装置が一体的に設けられた駆動装置としては、例えば特許文献1に開示された装置があげられる。この装置によれば、ロータに設けられたファンの回転で冷却風を外部から吸引し、吸引された風がインバータのスイッチング素子の周囲を通過するときに熱を奪い、外部に排気する構成となっている。
しかしながら、上述した従来の電機車駆動装置では、次のような解決すべき課題が存在する。
従来のように車両の床下に制御装置が設置されている場合、列車の走行による振動は、台車と車両の間に設けられた空気ばねで減衰するため、制御装置に過大な振動は伝播しなかった。しかし、制御装置を台車内に設置した場合、空気ばねでの防振ができないため、制御装置が台車や主電動機からの振動を直接受けてしまう。主電動機は台車の振動に耐えるように設計されているため問題ないが、現状の制御装置は十分な防振がされていないため、故障してしまう可能性がある。また、制御装置と主電動機を一体的に設けた場合、主電動機から制御装置に熱が伝導し、制御装置内の温度が上昇し、許容温度を越えてしまう可能性がある。
However, the conventional electric vehicle driving apparatus described above has the following problems to be solved.
When the control device is installed under the floor of the vehicle as in the past, vibration caused by running of the train is damped by the air spring provided between the carriage and the vehicle, so that excessive vibration does not propagate to the control device. It was. However, when the control device is installed in the carriage, vibrations cannot be prevented by the air spring, and the control device directly receives vibrations from the carriage and the main motor. The main motor is not problematic because it is designed to withstand the vibration of the bogie, but the current control device is not sufficiently vibration proof and may break down. In addition, when the control device and the main motor are provided integrally, heat is conducted from the main motor to the control device, and the temperature in the control device may rise and exceed the allowable temperature.
この発明は、上記の課題を解決させるためになされたもので、その目的は、主電動機と制御装置を一体にした場合でも、制御装置に加わる振動を抑制し、かつ、制御装置の温度を許容値以下に維持することが可能な車両用の駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems. The object of the present invention is to suppress vibration applied to the control device and tolerate the temperature of the control device even when the main motor and the control device are integrated. An object of the present invention is to provide a vehicle drive device that can be maintained below a value.
この発明の態様に係る車両用の駆動装置は、モータケースと、前記モータケースに回転自在に支持されているとともに、前記モータケースの外側に突出した端部を有する回転軸と、前記モータケース内で前記回転軸に設けられたロータと、前記モータケース内に設けられたステータと、を有する電動機と、前記モータケースと脱着可能に取付けられ、外気の流入、流出が可能な着脱ケースと、前記着脱ケース内に設けられ、防振部材によって弾性的に支持された取付け板と、前記取付け板に設けられ、前記電動機に電力を供給する制御装置と、前記取付け板に設けられ前記制御装置を冷却するヒートシンクと、を備えている。 A vehicle drive device according to an aspect of the present invention includes a motor case, a rotary shaft that is rotatably supported by the motor case, and that has an end protruding outside the motor case, and an interior of the motor case. And an electric motor having a rotor provided on the rotating shaft and a stator provided in the motor case, a detachable case that is detachably attached to the motor case, and that allows inflow and outflow of outside air, and A mounting plate provided in the detachable case and elastically supported by a vibration isolating member; a control device provided on the mounting plate for supplying power to the motor; and a cooling device provided on the mounting plate for cooling the control device. A heat sink.
前記制御装置は、前記取付け板の一方の表面に設けられ、前記ヒートシンクは、前記取付け板の他方の表面に設けられ前記制御装置と取付け板を挟んで対向した複数の放熱フィンを有している。前記取付け板は、冷却風が流れる通風孔を有している。 The control device is provided on one surface of the mounting plate, and the heat sink has a plurality of radiating fins provided on the other surface of the mounting plate and facing the control device with the mounting plate interposed therebetween. . The mounting plate has ventilation holes through which cooling air flows.
前記モータケース内で前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と一体に回転可能な冷却ファンと、前記モータケースに形成され、冷却風を吸い込むモータ通風孔と、前記モータケースに形成され前記冷却ファンと対向した排気口と、を備え、前記着脱ケースは、前記モータ通風孔に対向して前記モータケースに取付けられ、前記着脱ケースは、吸気口と、前記冷却ファンにより前記吸気口から着脱ケース内に吸い込まれ前記制御装置およびヒートシンクの周囲を流れた冷却風を前記モータ通気孔に導く通風孔と、を有している。 A cooling fan attached to the rotating shaft in the motor case and rotatable integrally with the rotating shaft, a motor ventilation hole formed in the motor case for sucking cooling air, and formed in the motor case and the cooling fan And the detachable case is attached to the motor case so as to face the motor ventilation hole, and the detachable case is disposed in the detachable case from the intake port by the intake port and the cooling fan. And a ventilation hole that guides the cooling air that has been sucked into the controller and the heat sink around the heat sink.
前記制御装置は、前記取付け板の一方の表面に設けられ、前記ヒートシンクは、前記取付け板の他方の表面に設けられ前記制御装置と取付け板を挟んで対向した複数の放熱フィンを有している。前記取付け板は、冷却風が流れる通風孔を有している。 The control device is provided on one surface of the mounting plate, and the heat sink has a plurality of radiating fins provided on the other surface of the mounting plate and facing the control device with the mounting plate interposed therebetween. . The mounting plate has ventilation holes through which cooling air flows.
前記着脱ケース内にそれぞれ前記回転軸と平行な方向に沿って設けられた複数の取付け板を備え、前記各取付け板は、防振部材により前記着脱ケースに弾性的に支持され、各取付け板に前記制御装置およびヒートシンクが取付けられている。 The attachment / detachment case includes a plurality of attachment plates provided along a direction parallel to the rotation axis, and the attachment plates are elastically supported by the attachment / detachment case by vibration-proof members. The control device and the heat sink are attached.
前記回転軸が前記着脱ケースの内部まで延設され、前記回転軸の延出端に取付けられ前記回転軸と一体に回転可能であるとともに前記着脱ケース内に設けられた冷却ファンを備え、前記着脱ケースは、前記冷却ファンの半径方向外側に位置した排気口と、前記冷却ファンにより前記着脱ケース内に外気を吸い込む吸気口と、を有している。
前記ヒートシンクは、前記取付け板に取り付けられ前記冷却ファンの径方向内側に設けられた複数の放熱フィンを有している。
The rotating shaft extends to the inside of the detachable case, is attached to an extended end of the rotating shaft, and can rotate integrally with the rotating shaft, and includes a cooling fan provided in the detachable case, the detachable The case has an exhaust port located on the radially outer side of the cooling fan, and an intake port for sucking outside air into the detachable case by the cooling fan.
The heat sink has a plurality of heat radiating fins attached to the mounting plate and provided radially inward of the cooling fan.
前記着脱ケースに接続され、前記着脱ケース内に冷却風を導く吸気ダクトを備え、前記モータケースは、前記着脱ケースと対向して位置し冷却風を吸い込むモータ通風孔と、冷却風を排気する排気口と、を有し、前記着脱ケースは、前記モータ通風孔に対向して前記モータケースに取付けられ、前記着脱ケースは、前記吸気ダクトから着脱ケース内に導かれ前記制御装置およびヒートシンクの周囲を流れた冷却風を前記モータ通気孔に導く通風孔を有している。 An air intake duct that is connected to the detachable case and guides the cooling air into the detachable case, the motor case being positioned opposite to the detachable case and sucking the cooling air, and an exhaust for exhausting the cooling air And the attachment / detachment case is attached to the motor case so as to face the motor ventilation hole, and the attachment / detachment case is led from the intake duct into the attachment / detachment case and around the control device and the heat sink. There is a ventilation hole for guiding the flowing cooling air to the motor ventilation hole.
前記制御装置は、前記取付け板の一方の表面に設けられ、前記ヒートシンクは、前記取付け板の他方の表面に設けられ前記制御装置と取付け板を挟んで対向した複数の放熱フィンを有している。 The control device is provided on one surface of the mounting plate, and the heat sink has a plurality of radiating fins provided on the other surface of the mounting plate and facing the control device with the mounting plate interposed therebetween. .
発明の様態によれば、主電動機と制御装置を一体にした場合でも、制御装置に加わる振動を抑制し、かつ、制御装置の温度を許容値以下に維持することが可能な車両用の駆動装置を提供することができる。 According to an aspect of the invention, even when the main motor and the control device are integrated, the vehicle drive device that can suppress vibration applied to the control device and maintain the temperature of the control device below an allowable value. Can be provided.
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る車両用駆動装置について詳細に説明する。 Hereinafter, a vehicle drive device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
始めに、この発明の実施形態に係る電機車駆動装置を備えた鉄道車両について説明する。図21は鉄道車両を概略的に示している。この鉄道車両は、それぞれ車輪50が設けられた一対の台車フレーム52と、台車フレーム上に空気ばね54を介して支持された車両55と、を備えている。各台車フレーム52上で車輪50の近傍には電機車駆動装置56が載置されている。電機車駆動装置56は、後述するように、電動機とこの電動機に取り付けられた制御装置とを一体に備えている。電機車駆動装置56は、図示しないギアボックスおよびカップリングを介して回転力を車輪50に伝達できるように接続されている。車輪50は図示しないレール上に載置されている。車輪50、台車フレーム52、空気ばね54で構成される構造を総称して台車と呼ぶ。
First, a railway vehicle provided with an electric vehicle driving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 21 schematically shows a railway vehicle. The railway vehicle includes a pair of
車両55の天井側にはパンタグラフ57が設けられ、このパンダグラフは架線58と接触している。架線58からパンタグラフ57に供給された電力は、図示しない他の機器を通過し、制御装置に供給される。電力は制御装置により直流から交流に変換され、図示しない配線を通して、各電動機に供給される。電動機は供給された電力により稼動し、ギアボックスとカップリングを介して車輪50を回転させ、これにより、車両55はレール上を走行する。
A
次に、実施形態に係る電機車駆動装置について説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図、図2は、図1に示した電機車駆動装置の線A1−A1に沿った断面図、図3は図1に示した電機車駆動装置の線B1−B1に沿った断面図である。
Next, the electric vehicle driving apparatus according to the embodiment will be described.
(First embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the electric vehicle driving apparatus according to the first embodiment, FIG. 2 is a sectional view taken along line A1-A1 of the electric vehicle driving apparatus shown in FIG. 1, and FIG. It is sectional drawing along line B1-B1 of the shown electric vehicle drive device.
図1ないし図3示すように、電機車駆動装置は、電動機30および電動機の一端部外側に脱着可能に取り付けられた制御装置ユニット32と、を一体的に備えている。
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the electric vehicle drive device is integrally provided with an
図1に示すように、電動機30は、両端が閉塞したほぼ円筒状のモータケース3と、モータケースをほぼ同軸的に貫通して設けられた回転軸1とを備えている。回転軸1の両端部は、それぞれ軸受2により、モータケース3に対して回転自在に支持されているとともに、これらの両端部は、モータケースから外方に突出している。回転軸1の一方の端部は、図示しないカップリング、ギアボックス等を介して車輪50に駆動力を出力する出力端を構成している。
As shown in FIG. 1, the
モータケース3内において、回転軸1の軸方向中央部に、円筒状のロータ鉄心6が固定されている。ロータ鉄心6は、一対のロータ鉄心押さえ34により、軸方向両側面から挟まれるように支持されている。ロータ鉄心6およびロータ鉄心押さえ34には、両者を軸方向に貫通するロータダクト5が複数個形成されている。
In the
ロータ鉄心6の外周側にはエアギャップ(空隙)を介して、積層鉄心で形成された円筒状のステータ7が設けられている。ステータ7は、モータケース3の内周面に固定されている。ステータ7の内周部には、軸方向に延びた複数の溝が形成され、これらの溝にステータコイル4が埋め込まれている。ステータコイル4のコイルエンドはステータ7の両側面から軸方向に張り出している。
A cylindrical stator 7 formed of a laminated iron core is provided on the outer peripheral side of the
モータケース3の外面には、電動機30を台車フレーム52に取り付けるための図示しない複数の台座、および他の機器と接続するための取付け座が設けられている。また、モータケース3は、その他端部から延出した円筒状の取付けリム36を一体に有している。取付けリム36は、回転軸1と同軸的に形成されているとともに、モータケース3の周壁と面一に延びている。この取付けリム36とモータケース3の端壁とにより、後述する冷却ファンが収容された凹所37が形成されている。
On the outer surface of the
回転軸1の反負荷側端部には、冷却ファンとして、外扇ファン8が取り付けられている。この外扇ファン8は、一般にラジアルファンと呼ばれ、回転軸1の両回転方向に対応できるように形成されている。すなわち、外扇ファン8は円盤状のファンベースを有し、このファンベースは回転軸1に同芯状に固定され回転軸と一体的に回転される。ファンベースには、複数の板状の羽根8aが設けられ、それぞれ回転軸1を中心として半径方向に延びているとともに円周方向に等間隔を置いて位置している。
An
外扇ファン8は、モータケース3の凹所37内に位置している。外扇ファン8の羽根8aは取付けリム36と対向している。そして、取付けリム36には、外扇ファン8と対向して複数の排気口9が形成され、円周方向に沿って離間して設けられている。
The
図1に示すように、制御装置ユニット32は、電動機30の取付けリム36に取り付けられ、電動機の他端部、つまり、外扇ファン8と対向して位置している。制御装置ユニット32は、円柱形状に形成された着脱ケース12を有している。この着脱ケース12は、円筒状の周壁12a、周壁の一方の開口を閉塞した円盤状の第1端壁12b、および周壁の他方の開口を閉塞した円盤状の第2端壁12cを一体に有している。
As shown in FIG. 1, the
着脱ケース12は、第1端壁12bの周縁部をモータケース3の取付けリム36に複数の接続ボルト10でボルト止めすることにより、モータケースに脱着可能に取り付けられている。第1端壁12bはモータケース3の凹所37を塞ぐように取り付けられ、外扇ファン8と対向している。着脱ケース12の周壁12aは、取付けリム36とほぼ面一に並んで延びている。
The
図1ないし図3に示すように、電動機30側に位置した着脱ケース12の第1端壁12bの中央には円形の通風孔14が形成され、第2端壁12cには外気を導入するための複数の吸気口17が形成されている。吸気口17の形状は自由に設定することができる。
As shown in FIGS. 1 to 3, a
着脱ケース12内には円盤状の取付け板13が配設されている。取付け板13は第1および第2端壁12b、12cよりも僅かに小さい径に形成され、第1および第2端壁の間にこれらの端壁と対向して配置されている。取付け板13は、この取付け板の外周縁と着脱ケース12の内周面との間にそれぞれ配設された複数の防振部材、例えば、コイルばね11により、着脱ケース12内に弾性的に支持されている。
A disc-shaped mounting
各コイルばね11は、その一端が着脱ケース12の周壁12a内面に固定され、他端が取付け板13の外周縁に固定されている。コイルばね11は、取付け板13の円周方向に沿って互いに間隔を置いて複数設けられ、特に、取付け板の下側の領域では、上側に比較して短い間隔で複数個設けられている。
Each
防振部材は、取付け板13を防振できるものであれば良く、コイルばねに限らず、例えば、ゴム材、樹脂材、ワイヤーロープ防振材など、所望の防振を可能にする材料を用いることができる。
The anti-vibration member is not limited to the coil spring as long as the
取付け板13の電動機30と反対側の面、つまり、着脱ケース12の第2端壁12cと対向する面には、電動機30に電力を供給するとともに電動機の動作を制御する複数の制御装置16が載置されている。各制御装置16は矩形箱状に形成され、ここでは取付け板13の上下2箇所に設置されている。制御装置16の設置個数は自由に選択でき、配置も上下以外に左右でもよい。
A plurality of
取付け板13の電動機30と対向した面には、ヒートシンクとして機能する、それぞれ薄い矩形板状に形成された複数の放熱フィン15が設けられている。これらの放熱フィン15は、第1端壁12bに形成された通風孔14に対して放射方向に延びているとともに、円周方向に沿って互いに等間隔離間して設けられている。放熱フィン15の寸法や設置方向は自由に設定でき、所望の冷却性能が得られるように取り付けられる。
A plurality of radiating
上記のように構成された電機車駆動装置56の作用について説明する。
電動機30の運転稼動時、電動機により回転軸1が回転されると、これと一体に外扇ファン8が回転される。すると、外気(冷却風)が着脱ケース12に形成された吸気口17から着脱ケース12内に吸込まれ、制御装置16を冷却した後、着脱ケース12と取付け板13との隙間を通り、放熱フィン15の方向へ流れる。放熱フィン15間を通過した冷却風は通風孔14を通り、外扇ファン8で半径方向に吹き出し、排気口9から外部に排気される。また、制御装置16で発生した熱は、取付け板13を介して放熱フィン15に伝導し、拡散していく。
The operation of the electric
When the
車両55の走行時、振動が車輪50から台車フレーム52に伝播する。台車フレーム52に載置されている電動機30が共に振動することで、着脱ケース12が振動する。振動は着脱ケース12からコイルばね11を介して取付け板13に伝播し、取付け板13に設置された制御装置16に到達する。
これらの振動伝播、冷却風の流れ、熱の拡散は、各制御装置16の個数や配置、放熱フィン15の形状、吸気口形状を自由に設定しても、ほぼ同様の作用となる。
When the vehicle 55 travels, vibration propagates from the
These vibration propagation, cooling air flow, and heat diffusion are substantially the same even if the number and arrangement of the
上記の作用により、車輪50から台車フレーム52、電動機30に伝播した振動は、コイルばね11で十分に減衰し、制御装置16に到達する。したがって、制御装置16に伝わる振動を十分に低減することができ、制御装置16を電動機30と一体にした構成としても、振動に起因する制御装置の不具合を防止することができる。
Due to the above action, the vibration propagated from the
また、外扇ファン8の回転に伴う吸引力で着脱ケース12内を冷却風が流れ、放熱フィン15間を通過する際に制御装置16から発生した熱を奪い、外部に排気される。つまり、制御装置16を強制空冷することができ、冷却効率を高めることで制御装置を許容温度以下に維持することができる。
Further, the cooling air flows through the
一般的に電動機30よりも制御装置16のほうが耐用年数が短いため、制御装置だけを交換することになるが、その場合にも、着脱ケース12に設けられた接続ボルト10をはずすだけで制御装置ユニット32を容易に交換することできる。これにより、電機車駆動装置のメンテナンス性が向上する。
In general, the
以上により、制御装置と電動機を一体型にした場合にでも、制御装置に加わる振動を抑制し、かつ、制御装置の温度を許容値以下に維持することが可能な車両用駆動装置が得られる。 As described above, even when the control device and the electric motor are integrated, a vehicle drive device that can suppress vibration applied to the control device and maintain the temperature of the control device below an allowable value can be obtained.
(第2の実施形態)
次に、この発明の第2の実施形態に係る電機車駆動装置について説明する。
図4は、第2の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図、図5は、図4に示した電機車駆動装置の線A2−A2に沿った断面図、図6は図4に示した電機車駆動装置の線B2−B2に沿った断面図である。図中、第1の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, an electric vehicle drive apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described.
4 is a longitudinal sectional view of the electric vehicle driving apparatus according to the second embodiment, FIG. 5 is a sectional view taken along line A2-A2 of the electric vehicle driving apparatus shown in FIG. 4, and FIG. It is sectional drawing along line B2-B2 of the shown electric vehicle drive device. In the figure, the same elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図4ないし図6に示すように、制御装置ユニット32の取付け板13の中央部に通風孔18が形成されている。取付け板13の電動機30と反対側の面、つまり、着脱ケース12の第2端壁12cと対向する面には、電動機30に電力を供給するとともに電動機の動作を制御する複数の制御装置16が載置されている。取付け板13の電動機30と対向した面には、それぞれ薄い矩形板状に形成された複数の放熱フィン15が設けられている。放熱フィン15は、垂直方向に沿って互いに平行に延びている。両端部の放熱フィン15は垂直方向に延設され、通風孔18の両側に位置しているとともに仕切り板19を構成している。上部、下部に設けられた放熱フィン15は、それぞれ一つの部品として構成され、仕切り板19間に設けられている。
As shown in FIGS. 4 to 6, a
また、着脱ケース12の第1端壁12bには、上部、下部の2箇所に矩形状の通風孔14が形成され、それぞれ放熱フィン15と対向している。第2の実施形態において、制御装置16を上部、下部の2箇所に限らず、3箇所以上に設置してもよく、その個数によって、放熱フィンの取付け構成を変更できる。第2の実施形態において、他の構成は第1の実施形態と同一である。
Further, the
第2の実施形態に係る電機車駆動装置56によれば、吸気口17から着脱ケース12内に流入した冷却風は、着脱ケース12と取付け板13との隙間に向かう流れと、通風孔18に向かう流れとに分流する。着脱ケース12と取付け板13との隙間を通過した流れは、仕切り板19の外部を流れ、通風孔14に向かう。また、通風孔18を通過した流れは、仕切り板19間を上下に分流し、放熱フィン15間を通過した後、通風孔14に向かう。通風孔14を通過した風は、外扇ファン8により排気口9から外部に排気される。
上記以外の作用は、防振作用を含め、第1の実施形態と同様である。
According to the electric
Operations other than those described above are the same as those in the first embodiment, including the vibration isolation function.
第2の実施形態に係る電機車駆動装置においても、前述した第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。更に、第2の実施形態によれば、取付け板13の通風孔18を通過した冷却風が、集中的に放熱フィン15間を通過するため、制御装置16で発生した熱を効率よく放熱でき、制御装置16の冷却性能を向上させることができる。
In the electric vehicle driving apparatus according to the second embodiment, it is possible to obtain the same functions and effects as those of the first embodiment described above. Furthermore, according to the second embodiment, the cooling air that has passed through the ventilation holes 18 of the mounting
(第3の実施形態)
次に、この発明の第3の実施形態に係る電機車駆動装置について説明する。
図7は、第3の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図、図8は、図7に示した電機車駆動装置の線A3−A3に沿った断面図、図9は図7に示した電機車駆動装置の線B3−B3に沿った断面図である。図中、第1の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, an electric vehicle drive apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described.
7 is a longitudinal sectional view of the electric vehicle driving apparatus according to the third embodiment, FIG. 8 is a sectional view taken along line A3-A3 of the electric vehicle driving apparatus shown in FIG. 7, and FIG. It is sectional drawing along line B3-B3 of the shown electric vehicle drive device. In the figure, the same elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図4ないし図6に示すように、モータケース3内においてロータ鉄心6の負荷側に、回転軸1と一体的に回転できるように固定された内扇ファン20が設けられている。内扇ファン20の外周部と対向したモータケース3の周壁に複数の排気口9が形成されている。一般的にこのような構成の電動機30を自己通風型電動機と称する。
As shown in FIGS. 4 to 6, an
モータケース3の反負荷側の端壁3aには、複数のモータ通風孔14aが形成されている。制御装置ユニット32の着脱ケース12は、その第1端壁12bがモータケース3の端壁3aと対向した状態でモータケースに脱着可能に取り付けられている。第1端壁12bには複数の通風孔14が形成され、それぞれモータケース3のモータ通風孔14aと対向している。取付け板13の中央部には通風孔18が形成され、複数の放熱フィン15は、通風孔18の周囲に放射状に配設されている。
他の構成は、第1または第2の実施形態と同一の構成である。
A plurality of motor ventilation holes 14 a are formed in the
Other configurations are the same as those in the first or second embodiment.
上記のように構成された電機車駆動装置56によれば、回転軸1と一体的に回転する内扇ファン20の吸引作用により、外気(冷却風)が着脱ケース12の内部に流入する。着脱ケース12内での冷却風の流れは第2の実施形態と同様である。通風孔14、モータ通風孔14aを通過した冷却風は、電動機30のモータケース3内部に流入し、エアギャップやロータダクト5を通過した後、内扇ファン20により排気口9から外部に排気される。
According to the electric
これ以外は、防振作用を含め、第2の実施形態と同様の作用である。
上記のように構成された第3の実施形態に係る電機車駆動装置においても、第2の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
Except this, it is the same operation as that of the second embodiment including the anti-vibration effect.
Also in the electric vehicle driving apparatus according to the third embodiment configured as described above, the same effects as those of the second embodiment can be obtained.
(第4の実施形態)
次に、この発明の第4の実施形態に係る電機車駆動装置について説明する。
図10は、第4の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図、図11は、図10に示した電機車駆動装置の線A4−A4に沿った断面図、図12は図10に示した電機車駆動装置の線B4−B4に沿った断面図である。図中、第1の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, an electric vehicle drive apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
10 is a longitudinal sectional view of the electric vehicle driving apparatus according to the fourth embodiment, FIG. 11 is a sectional view taken along line A4-A4 of the electric vehicle driving apparatus shown in FIG. 10, and FIG. It is sectional drawing along line B4-B4 of the shown electric vehicle drive device. In the figure, the same elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図10ないし図12に示すように、第4の実施形態では、取付け板13の電動機30と対向した面に制御装置16が設けられ、取付け板の反対側の面に放熱フィン15と仕切り板19が設けられている。つまり、第4の実施形態によれば、着脱ケース12内部に設けられた制御装置16と放熱フィン15、仕切り板19との配置が、第2の実施形態におけるこれらの配置と、取付け板13を対称に反対となっている。また、放熱フィン15の上下端部には水平方向に延びた仕切り板19aがそれぞれ設けられている。
他の構成は、第1および第2の実施形態と同一の構成である。
As shown in FIGS. 10 to 12, in the fourth embodiment, the
Other configurations are the same as those in the first and second embodiments.
上記のように構成された電機車駆動装置56によれば、外扇ファン8の回転による吸引作用で冷却風が矩形状の吸気口17aから着脱ケース12内に流入し、放熱フィン15間を通過し、取付け板13の通風孔18に向かう。仕切り板19および仕切り板19aにより、吸気された冷却風は全て通風孔18に向かう流れとなる。
According to the electric
通風孔18を通過した冷却風は第1端壁12bに複数個設けられた通風孔14に向かって分流し、更に、外扇ファン8により排気口9を通して外部に排気される。上記以外の作用は、防振作用を含め、第1の実施形態に係る電機車駆動装置と同様である。
The cooling air that has passed through the ventilation holes 18 is diverted toward the ventilation holes 14 provided in the
上記のように構成された第4の実施形態に係る電機車駆動装置においても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。また、上記構成の電機車駆動装置によれば、着脱ケース12内部に流入した冷却風は全て放熱フィン15間を通過し、取付け板の通風孔18に向かうため、放熱フィン15間を通過する冷却風の風量や流速が増加する。したがって、制御装置16から発生する熱を効率よく奪うことができ、冷却性能を向上させることができる。
Also in the electric vehicle driving apparatus according to the fourth embodiment configured as described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, according to the electric vehicle driving apparatus having the above-described configuration, since all the cooling air flowing into the
(第5の実施形態)
次に、この発明の第5の実施形態に係る電機車駆動装置について説明する。
図13は、第5の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図、図14は、図13に示した電機車駆動装置の線A5−A5に沿った断面図である。図中、第1の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, an electric vehicle drive apparatus according to a fifth embodiment of the invention will be described.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view of the electric vehicle driving apparatus according to the fifth embodiment, and FIG. 14 is a sectional view taken along line A5-A5 of the electric vehicle driving apparatus shown in FIG. In the figure, the same elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図13および図14に示すように、第5の実施形態では、着脱ケース12は、モータケース3の周壁よりも径の小さい周壁12aと、周壁12aの一端を閉塞しているとともにモータケースの径とほぼ等しい外径を有した円盤状の第1端壁12bと、周壁12aの他端を閉塞した第2端壁12cとを一体に備えている。また、着脱ケース12内には、筒状、例えば、角筒状の支持枠38が配設され、第1端壁と第2端壁との間を周壁12aと同軸的に延びている。
As shown in FIGS. 13 and 14, in the fifth embodiment, the
着脱ケース12内には、2つの矩形状の取付け板13が配設されている。これらの取付け板13はそれぞれ水平方向に延びているとともに、支持枠38の上方および下方の2箇所に設けられている。各取付け板13の4つの角部と支持枠38との間、および取付け板の4つの角部と周壁12aとの間には、それぞれ垂直方向に延びた防振部材、例えば、コイルばね11が設けられている。これにより、各取付け板13は、コイルばね11により弾性的に、つまり、振動を減衰可能に支持されている。なお、周壁12aの内面には、それぞれ軸方向に延びたベース21が固定され、コイルばね11は、このベース21に固定されている。
In the
着脱ケース12内において、各取付け板13の半径方向外側の表面上には制御装置16が設置され、取付け板の反対表面上には放熱フィン15が設けられている。着脱ケース12の第2端壁12cには、複数の矩形状の吸気口17が形成され、それぞれ放熱フィン15と対向している。着脱ケース12の第1端壁12bには複数の通風孔14が形成され、それぞれ放熱フィン15と対向して位置している。他の構成は、前述した第1の実施形態と同一の構成である。
In the
上記のように構成された第5の実施形態に係る電機車駆動装置56によれば、外扇ファン8の回転による吸引作用で、冷却風が吸気口17から着脱ケース12内に流入し、放熱フィン15間を通過した後、通風孔14から外扇ファン8に向かい、更に、外扇ファン8により排気口9を通して外部に排気される。上記以外の作用は、防振作用を含め、第1の実施形態に係る電機車駆動装置と同様である。
According to the electric
上記のように構成された第5の実施形態に係る電機車駆動装置においても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。また、上記構成の電機車駆動装置によれば、複数の取付け板13が水平方向に設置され、各取付け板に1つの制御装置が設けられ、他の取付け板と別個に支持に支持されていることから、振動が伝播した際に、一方の取付け板の振動が他方の取付け板には影響しない。
Also in the electric vehicle driving apparatus according to the fifth embodiment configured as described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, according to the electric vehicle driving apparatus having the above-described configuration, the plurality of mounting
また、着脱ケース12内において、冷却風の通風路が放熱フィン15間だけとなっていることから、放熱フィン15には風量が多く、流れの速い冷却風が通過する。したがって、制御装置16で発生した熱を効率よく放熱でき、冷却性能を高めることができる。
Moreover, since the ventilation path of the cooling air is only between the
更に、着脱ケース12の半径方向寸法を短縮することができ、着脱ケースとしての占有スペースを減少させることが可能となる。これにより、電機車駆動装置全体の小型化を測ることができる。
Furthermore, the radial dimension of the
(第6の実施形態)
次に、この発明の第6の実施形態に係る車両用駆動装置について説明する。
図15は、第6の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図、図16は、図15に示した電機車駆動装置の線A6−A6に沿った断面図、図17は図16に示した電機車駆動装置の線B6−B6に沿った断面図である。図中、第1の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Sixth embodiment)
Next, a vehicle drive device according to a sixth embodiment of the present invention will be described.
15 is a longitudinal sectional view of the electric vehicle driving apparatus according to the sixth embodiment, FIG. 16 is a sectional view of the electric vehicle driving apparatus shown in FIG. 15 taken along line A6-A6, and FIG. It is sectional drawing along line B6-B6 of the shown electric vehicle drive device. In the figure, the same elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図15ないし図17に示すように、第6の実施形態では、電動機30の回転軸1が着脱ケース12の内部にまで延出し、その端部に外扇ファン8が取り付けられている。すなわち、外扇ファン8は着脱ケース12内に設けられている。
As shown in FIGS. 15 to 17, in the sixth embodiment, the
着脱ケース12は、円筒状の周壁12a、周壁の一方の開口を閉塞した円盤状の第1端壁12b、および周壁の他方の開口を閉塞した円盤状の第2端壁12cとを一体に有している。着脱ケース12は、第1端壁12bの周縁部をモータケース3の取付けリム36に複数の接続ボルト10でボルト止めすることにより、モータケースに脱着可能に取り付けられている。着脱ケース12の周壁12aは、取付けリム36とほぼ面一に並んで延びている。
The
着脱ケース12内には円盤状の取付け板13が配設されている。取付け板13は第1および第2端壁の間にこれらの端壁と対向して配置されている。取付け板13は、この取付け板の外周縁と着脱ケース12の内周面との間にそれぞれ配設された複数のコイルばね11により、着脱ケース12内に弾性的に支持されている。
A disc-shaped mounting
着脱ケース12の第1端壁12bの中央部には透孔40が形成され、仕切り板13の中央部には通風孔18が形成されている。回転軸1は、透孔40および通風孔18を通って取付け板13と第2端壁12cとの間まで延びている。透孔40、通風孔18および回転軸1は、お互いが干渉しない寸法構成となっている。回転軸1の延出端に取付けられた外扇ファン8は、取付け板13と第2端壁12cとの間に位置している。
A through
取付け板13の第2端壁12cと対向する面には、複数の放熱フィン15が固定されている。これらの放熱フィン15は、通風孔18に対して放射方向に延びているとともに、外扇ファン8の羽根8aの径方向内側に配置されている。取付け板13の第1端壁12bと対向する面には、複数、例えば、2つの制御装置16が取り付けられている。
A plurality of radiating
着脱ケース12の周壁12aにおいて、外扇ファン8の外周と対向する部分には、複数例えば、4つの排気口9が形成され、円周方向に沿って互いに離間して位置している。着脱ケース12の周壁12aにおいて、制御装置16の径方向外側に位置した部分には、複数例えば、4つの吸気口17が形成され、円周方向に沿って互いに離間して位置している。吸気口17および排気口9は着脱ケース12の周壁に4箇ずつ形成されているが、特にこの限りではなく、設置数、形成位置、および形状は自由に設定可能である。
電機車駆動装置56の他の構成は、前述した第1の実施形態と同一の構成である。
A plurality of, for example, four
The other configuration of the electric
上記のように構成された第6の実施形態に係る電機車駆動装置56によれば、外扇ファン8の回転に伴う吸引作用により、冷却風が吸気口17から着脱ケース12内に流入し、制御装置16の周囲を通って取付け板13の通風孔18に向かう。通風孔18を通過した風は、放熱フィン15の間を通って半径方向外側に流れ、外扇ファン8により排気口9から外部に排気される。上記以外の作用は、防振作用を含め、第1の実施形態に係る電機車駆動装置と同様である。
According to the electric
上記のように構成された第6の実施形態に係る電機車駆動装置においても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。また、外扇ファン8の吸引作用効果の高い箇所に放熱フィン15が設けられているため、放熱フィン間を通過する流速が増し、制御装置16で発生する熱を効率よく放熱でき、冷却性能を高めることができる。
In the electric vehicle driving apparatus according to the sixth embodiment configured as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In addition, since the
(第7の実施形態)
次に、この発明の第7の実施形態に係る車両用駆動装置について説明する。
図18は、第7の実施形態に係る電機車駆動装置の縦断面図、図19は、図18に示した電機車駆動装置の線A7−A7に沿った断面図、図20は図18に示した電機車駆動装置の線B7−B7に沿った断面図である。図中、第1の実施形態と同一の要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Seventh embodiment)
Next, a vehicle drive device according to a seventh embodiment of the present invention will be described.
18 is a longitudinal sectional view of the electric vehicle drive device according to the seventh embodiment, FIG. 19 is a cross-sectional view taken along line A7-A7 of the electric vehicle drive device shown in FIG. 18, and FIG. It is sectional drawing along line B7-B7 of the shown electric vehicle drive device. In the figure, the same elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図18ないし図20に示すように、第7の実施形態では、冷却ファンが省略され、代わりに、着脱ケース12に吸気ダクト22が接続され、吸気ダクト22の先には図示しないブロアーが設けられている。
As shown in FIGS. 18 to 20, in the seventh embodiment, the cooling fan is omitted, and instead, an
電動機30のモータケース3の反負荷側端壁には、複数のモータ通風孔14aが形成され、負荷側の端壁には、複数のモータ排気口23が形成されている。一般に、このような構成の電動機を強制通風型電動機と称する。着脱ケース12の電動機側の第1端壁12bには通風孔14が形成され、モータ通風孔14aと対向している。
電機車駆動装置56の他の構成は、前述した第1の実施形態と同一の構成である。
A plurality of motor ventilation holes 14 a are formed in the end wall on the opposite side of the
The other configuration of the electric
上記のように構成された第7の実施形態に係る電機車駆動装置56によれば、図示しないブロアーから強制的に送り込まれた冷却風が、吸気ダクト22を通過して着脱ケース12内に流入し、制御装置16の周囲を流れた後、取付け板13と着脱ケース12との隙間を通過する。その後、冷却風は、放熱フィン15間を通過し、通風孔14、モータ通風孔14aを通り、電動機30のモータケース3内部に流入する。そして、冷却風は、エアギャップ、ロータダクト5を通過し、モータ排気口23から外部に排気される。
According to the electric
上記以外の作用は、防振作用を含め、第1の実施形態に係る電機車駆動装置と同様である。上記のように構成された第7の実施形態に係る電機車駆動装置においても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。 The operation other than the above is the same as that of the electric vehicle driving apparatus according to the first embodiment, including the vibration isolation effect. Also in the electric vehicle driving apparatus according to the seventh embodiment configured as described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. Some constituent elements may be deleted from all the constituent elements shown in the embodiments, or constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
この発明は、前述した車両用駆動装置の電動機に限らず、自動車用モータ、家電用モータ、産業用モータ、発電機などの回転電動機にも適用可能である。防振部材は、一種類に限らず、防振特性の異なる複数種類の防振部材を組み合わせて用いてもよい。 The present invention is not limited to the above-described electric motor for a vehicle drive device, but can also be applied to a rotary electric motor such as an automobile motor, a household appliance motor, an industrial motor, or a generator. The vibration isolation member is not limited to one type, and a plurality of types of vibration isolation members having different vibration isolation characteristics may be used in combination.
1…回転軸、3…モータケース、4…ステータコイル、6…ロータ鉄心、
7…ステータ鉄心、8…冷却ファン、11…コイルばね(防振部材)、
12…着脱ケース、13…取付け板、14…通風孔、15…放熱フィン、
16…制御装置、30…電動機、32…制御装置ユニット、56…電機車駆動装置
DESCRIPTION OF
7 ... Stator iron core, 8 ... Cooling fan, 11 ... Coil spring (vibration isolation member),
12 ... Detachable case, 13 ... Mounting plate, 14 ... Ventilation hole, 15 ... Radiation fin,
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記モータケースと脱着可能に取付けられ、外気の流入、流出が可能な着脱ケースと、
前記着脱ケース内に設けられ、防振部材によって弾性的に支持された取付け板と、
前記取付け板に設けられ、前記電動機に電力を供給する制御装置と、
前記取付け板に設けられ前記制御装置を冷却するヒートシンクと、
を備えた車両用の駆動装置。 A motor case, a rotary shaft that is rotatably supported by the motor case and has an end protruding outside the motor case, a rotor provided on the rotary shaft in the motor case, and the motor An electric motor having a stator provided in the case;
A detachable case that is detachably attached to the motor case, and that allows inflow and outflow of outside air;
A mounting plate provided in the detachable case and elastically supported by a vibration isolating member;
A control device provided on the mounting plate for supplying electric power to the motor;
A heat sink provided on the mounting plate for cooling the control device;
The drive device for vehicles provided with.
前記着脱ケースは、前記冷却ファンと対向して前記モータケースに取付けられ、
前記着脱ケースは、吸気口と、前記冷却ファンにより前記吸気口から着脱ケース内に吸い込まれ前記制御装置およびヒートシンクの周囲を流れた冷却風を前記冷却ファンに導く通風孔と、を有している請求項1に記載の車両用の駆動装置。 A cooling fan attached to an end of the rotating shaft outside the motor case and rotatable integrally with the rotating shaft; and an exhaust port formed in the motor case and facing the cooling fan,
The detachable case is attached to the motor case facing the cooling fan,
The detachable case includes an air inlet, and a ventilation hole that guides the cooling air that is sucked into the detachable case from the air inlet by the cooling fan and flows around the control device and the heat sink to the cooling fan. The vehicle drive device according to claim 1.
前記着脱ケースは、前記モータ通風孔に対向して前記モータケースに取付けられ、
前記着脱ケースは、吸気口と、前記冷却ファンにより前記吸気口から着脱ケース内に吸い込まれ前記制御装置およびヒートシンクの周囲を流れた冷却風を前記モータ通気孔に導く通風孔と、を有している請求項1に記載の車両用の駆動装置。 A cooling fan attached to the rotating shaft in the motor case and rotatable integrally with the rotating shaft, a motor ventilation hole formed in the motor case for sucking cooling air, and formed in the motor case and the cooling fan And an exhaust port opposed to
The detachable case is attached to the motor case facing the motor ventilation hole,
The detachable case includes an air inlet, and a ventilation hole that guides the cooling air that is sucked into the detachable case from the air inlet by the cooling fan and flows around the control device and the heat sink to the motor air hole. The vehicle drive device according to claim 1.
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