JP2015077019A - 回転駆動装置及びこれを備えた建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機に生じた振動の電力スイッチング素子に対する伝達の抑制と、電力スイッチング素子の冷却効率の維持とを両立することができる回転駆動装置を提供する。【解決手段】旋回駆動装置１２は、ケーシング２１と電力スイッチング素子２３との間に設けられているとともにケーシング２１と電力スイッチング素子２３とを連結する防振伝熱部材１６を備えている。防振伝熱部材１６は、金属により構成された複数の伝熱部２５と、伝熱部同士の間に介在する防振部２６ａとを備えている。伝熱部２５は、防振伝熱部材１６におけるケーシング２１側の端部から電力スイッチング素子２３側の端部まで延びるとともに、電動機１４に予め設定された縦方向に沿った振動が電動機１４に加わることに応じて防振部２６ａの変形を許容するように配置されている。【選択図】図６

Description

本発明は、電動機と、この電動機に取り付けられているとともに前記電動機の駆動を制御するインバータとを有する回転駆動装置、及びこれを備えた建設機械に関する。

近年では、排出ガス（二酸化炭素等）の削減や省エネを目的として、自動車及び建設機械を含む車両のハイブリッド化（電動化）が進められている。

具体的に、自動車の走行、建設機械の旋回動作、又は建設機械のブームの起伏動作を行うためのパワーユニットとして、電動機及びその動作を制御するインバータが用いられている。

ここで、前記パワーユニットの小型化及び低コスト化を図るために、例えば、特許文献１に記載のように、電動機とインバータとを一体化する技術が知られている。

特許文献１において、電動機は、モータ部とこれを収容するケーシングとを有するとともに、インバータは、前記ケーシングの台座部に対してねじにより締結された電力スイッチング素子（パワーＭＯＳトランジスタモジュール）を備えている。

また、前記ケーシングは、その内部を流れる低圧冷媒ガスにより冷却されている。そのため、このケーシングに取り付けられた電力スイッチング素子は、前記低圧冷媒ガス（ケーシング）との間で熱交換が行われることにより冷却される。

特許第３７６０８８７号公報

しかしながら、特許文献１のように電力スイッチング素子をケーシングに対してねじにより締結した場合、ケーシングに生じた振動がそのまま電力スイッチング素子に伝達するため、ケーシングに大きな振動が加わると、電力スイッチング素子が破損するおそれがある。

そこで、ケーシングと電力スイッチング素子との間に緩衝材を設けることが考えられるが、弾性及び／又は粘性を有する一般的な緩衝材の材料は熱抵抗が大きいため、緩衝材を設けることにより電力スイッチング素子の冷却効率が悪化するという問題が生じる。

本発明の目的は、電動機に生じた振動の電力スイッチング素子に対する伝達の抑制と、電力スイッチング素子の冷却効率の維持とを両立することができる回転駆動装置、及びこれを備えた建設機械を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、回転駆動装置であって、回転軸を回転駆動する電動機本体と前記電動機本体を収容するケーシングと前記ケーシングを冷却するための冷却機構とを有する電動機と、前記ケーシングに取り付けられたインバータであって、前記電動機本体に対する電力の供給回路を制御する電力スイッチング素子を有するインバータと、前記ケーシングと前記電力スイッチング素子との間に設けられているとともに前記ケーシングと前記電力スイッチング素子とを連結する防振伝熱部材とを備え、前記防振伝熱部材は、金属により構成された複数の伝熱部と、前記複数の伝熱部同士の間に介在する防振部とを備え、前記複数の伝熱部は、前記防振伝熱部材における前記ケーシング側の端部から前記電力スイッチング素子側の端部までそれぞれ延びるとともに、前記電動機に予め設定された縦方向に沿った振動が前記電動機に加わることに応じて前記防振部の変形を許容するように配置されている、回転駆動装置を提供する。

本発明によれば、防振伝熱部材におけるケーシング側の端部から電力スイッチング素子側の端部まで延びる複数の伝熱部を通じて電力スイッチング素子の熱をケーシングに伝えることができるため、冷却機構を用いて冷却されたケーシングと伝熱部との間で熱交換を行なうことにより電力スイッチング素子を冷却することができる。

さらに、電動機に縦方向の振動が加わることに応じて防振部の変形を伴って複数の伝熱部の相対変位が許容されるため、電動機に生じた縦方向の振動が電力スイッチング素子に伝達するのを抑制することができる。

したがって、電動機に生じた振動の電力スイッチング素子に対する伝達の抑制と、電力スイッチング素子の冷却効率の維持とを両立することができる。

前記回転駆動装置において、前記電力スイッチング素子は、前記ケーシングに対し前記縦方向と直交する横方向に取り付けられており、前記複数の伝熱部は、前記縦方向に重なり合う複数の縦伝熱部を含んでいることが好ましい。

電動機に縦方向の振動が生じると、ケーシングと電力スイッチング素子との間で横方向に沿って延びる複数の縦伝熱部は、その両端部が縦方向の反対向きに相対変位するように傾斜する。ここで、複数の縦伝熱部の間にはそれぞれ防振部が介在しているため、複数の縦伝熱部同士の間に設けられた防振部がせん断方向に変形する。

これにより、ケーシングと電力スイッチング素子とが横方向に連結された、縦方向の振動に不利となる構成において、ケーシングから電力スイッチング素子への縦方向の振動伝達を有効に抑制することができる。

前記回転駆動装置において、前記電力スイッチング素子は、前記ケーシングに対し前記縦方向に取り付けられており、前記複数の伝熱部は、前記縦方向と直交する横方向に並ぶ複数の横伝熱部を含み、前記複数の横伝熱部にうち隣り合う２つの横伝熱部の一部は、前記縦方向に互いに重なり合うことが好ましい。

電動機に縦方向の振動が生じると、縦方向に重なり合う２つの横伝熱部同士が互いに近づく又は離れる方向に移動する。ここで、２つの横伝熱部同士の間にはそれぞれ防振部が介在しているため、複数の横伝熱部同士に間に設けられた防振部が圧縮又は引張方向に変形する。

これにより、ケーシングと電力スイッチング素子とが縦方向に連結された構成において、ケーシングから電力スイッチング素子への縦方向の振動伝達を抑制することができる。

前記回転駆動装置において、前記複数の伝熱部は、前記縦方向及び前記横方向を含む平面に対して直交する奥行き方向に並ぶ複数の奥行き伝熱部を含むことが好ましい。

前記態様によれば、電動機に生じた縦方向の振動だけでなく、奥行き方向の振動についても、ケーシングから電力スイッチング素子への振動伝達を抑制することができる。

前記回転駆動装置において、前記防振伝熱部材は、前記防振部と同材質により構成されているとともに前記複数の伝熱部の両端面と前記ケーシング及び前記電力スイッチング素子との間に介在する介在部をさらに備えていることが好ましい。

電動機に縦方向の振動が生じると、伝熱部の変位に伴い伝熱部の両端面とケーシング及び電力スイッチング素子との間の距離が変動するため、伝熱部とケーシング及び電力スイッチング素子との間の摩擦が生じるおそれがあるとともに、伝熱部とケーシング及び電力スイッチング素子との間に隙間が形成されるおそれがある。

前記摩擦は、ケーシング及び電力スイッチング素子の磨耗を生じさせる理由になる。また、前記隙間は、熱伝導率の低い空気が伝熱部とケーシング及び電力スイッチング素子との間に介在することにより熱伝導の効率を低下させる理由となる。

そこで、前記態様のように、伝熱部の両端面とケーシング及び電力スイッチング素子との間に介在部を設けることにより前記摩擦の発生及び隙間の形成を防止することができるため、前記磨耗及び熱伝導効率の低下を抑制することができる。

前記回転駆動装置において、前記インバータは、前記電動機本体に対する電力の平滑化を行う平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサと前記電力スイッチング素子とを接続する接続部材とをさらに備え、前記平滑コンデンサは、前記防振伝熱部材を介さずに前記ケーシングに取り付けられているとともに、前記接続部材は、前記平滑コンデンサと前記電力スイッチング素子との相対変位に応じて変形可能であることが好ましい。

平滑コンデンサが電動機（ケーシング）に取り付けられる場合、電力スイッチング素子及び平滑コンデンサとケーシングとの間に上述した防振伝熱部材が介在していれば、ケーシングで生じた縦方向の振動が平滑コンデンサを介して電力スイッチング素子に伝達される可能性は低い。

しかし、電動機（ケーシング）の大きさの制約を受けて、防振伝熱部材を介さずに平滑コンデンサをケーシングに取り付けざるを得ない場合がある。ここで、前記態様のように、平滑コンデンサと電力スイッチング素子とを接続する接続部材が変形可能に構成されていることにより、ケーシングで生じた縦方向の振動が平滑コンデンサを介して電力スイッチング素子に伝達するのを抑制することができる。

前記回転駆動装置において、前記複数の伝熱部を構成する金属は、アルミニウム又は銅を含むことが好ましい。

前記態様によれば、比較的廉価な材料で伝熱部を構成することができる。

また、本発明は、建設機械であって、下部走行体と、前記下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に対して変位可能となるように前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、前記回転駆動装置とを備え、前記回転駆動装置は、前記縦方向と前記建設機械の上下方向とを沿わせるように配置されている、建設機械を提供する。

本発明によれば、上述したように、電動機に生じた振動の電力スイッチング素子に対する伝達の抑制と、電力スイッチング素子の冷却効率の維持とを両立することができる。

ここで、アタッチメントから作業対象物へ与える力の反力を受けて車体（下部走行体）が地面から一旦浮き上がり、再び車体が接地する、いわゆる車体落としの状態が生じた際に、建設機械には、上下方向の激しい振動が発生する。

そこで、本発明に係る建設機械によれば、縦方向と建設機械の上下方向とを沿わせるように回転駆動装置が配置されているため、前記車体落としの際に電動機に生じた上下方向の振動が電力スイッチング素子に伝達するのを有効に抑制することができる。

本発明によれば、電動機に生じた振動の電力スイッチング素子に対する伝達の抑制と、電力スイッチング素子の冷却効率の維持とを両立することができる。

本発明の第１実施形態に係るハイブリッドショベルの全体構成を示す概略側面図である。 図１に示すハイブリッドショベルの車体が浮き上がった状態を示す概略側面図である。 図１に示す旋回駆動装置の全体構成を示す側面断面図である。 図３に示す旋回駆動装置の一部を省略して示す斜視図である。 図４に示す旋回駆動装置の平面断面図である。 図３の一部を拡大して示す側面断面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 図６に示す防振伝熱部材が上下方向の振動に応じて変形した状態を示す側面断面図である。 本発明の第２実施形態に係る防振伝熱部材を示す側面断面図である。 図９のＸ−Ｘ線断面図である。 本発明の第３実施形態に係る旋回駆動装置の全体構成を示す側面断面図である。 図１１の一部を拡大して示す側面断面図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。 図１２の防振伝熱部材が上下方向の振動に応じて変形した状態を示す側面断面図である。 本発明の第４実施形態に係る旋回駆動装置の一部を拡大して示す側面断面図である。 図１５に示す旋回駆動装置の一部を省略して示す斜視図である。 図１６に示すバスバーの形態を説明するための側面概略図である。 図１７に示すバスバーが上下方向の振動に応じて弾性変形した状態を示す側面概略図である。

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

［第１実施形態（図１〜図９）］
図１を参照して、建設機械の一例としてのハイブリッドショベル１は、自走式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられたアタッチメント４とを備えている。

上部旋回体３は、旋回体本体１１と、旋回体本体１１を下部走行体２に対して旋回駆動する旋回駆動装置（回転駆動装置）１２とを備えている。旋回駆動装置１２の具体的構成については後に説明する。

アタッチメント４は、上部旋回体３に対して起伏可能なブーム５と、ブーム５に対して回動可能なアーム６と、アーム６に対して回動可能なバケット７とを備えている。

また、アタッチメント４は、ブーム５を起伏させるブームシリンダ８と、ブーム５に対してアーム６を回動させるアームシリンダ９と、アーム６に対してバケット７を回動させるバケットシリンダ１０とを備えている。

ハイブリッドショベル１では、例えば掘削作業時に、いわゆる車体落としの状態が生じることがある。

ここで、車体落としの状態とは、図２の矢印Ｙ１に示すようにバケット７を手前に引き付ける力を地面に加えたときに地面から受ける反力により、矢印Ｙ２に示すように下部走行体２の前端部を支点として車体（下部走行体２）の後端部が地面から一旦浮き上がり、再び車体が接地する状態である。

そして、以下説明する旋回駆動装置１２は、車体落としの際に発生する上下方向の振動による電力スイッチング素子２３の破損を抑制と、電力スイッチング素子２３の冷却効率維持との両立を図るものである。

図３を参照して、旋回駆動装置１２は、上部旋回体３の旋回駆動源としての電動機１４と、電動機１４の側面に（横方向に）取り付けられているとともに電動機１４の駆動を制御するインバータ１５と、電動機１４とインバータ１５との間に設けられているとともに電動機１４とインバータ１５とを連結する３つの防振伝熱部材１６（図４参照）と、インバータ１５を下から支持するばね１７とを備えている。

電動機１４は、上下方向に延びる回転軸２０と、回転軸２０の途中部に固定されたロータ（電動機本体）１９と、ロータ１９の外周に設けられたステータ（電動機本体）１８と、回転軸２０を下方に導出させた状態で回転軸２０の上部、ロータ１９及びステータ１８を収容するケーシング２１とを備えている。

回転軸２０は、下部走行体２に旋回駆動力を与えるためのものである。

ステータ１８は、インバータ１５から供給される三層交流電力によりロータ１９を回転駆動する。

ケーシング２１は、ロータ１９の周囲を取り囲む側壁２１ａと、側壁２１ａの上下の開口を閉じる一対の端壁２１ｂとを備えている。側壁２１ａには、回転軸２０の軸線回りの全周にわたり冷媒通路（冷却機構）２１ｃが設けられている。冷媒通路２１ｃには、冷媒（液体又は気体）を流すためのポンプ及び冷媒を冷却するための冷却器を含むとともに冷媒を循環可能な冷却回路（図示せず）に接続されている。また、端壁２１ｂには、それぞれ回転軸２０を回転可能に支持する軸受け２１ｆが設けられている。

インバータ１５は、図外の蓄電装置又はコンバータから供給された直流電力を平滑化する平滑コンデンサ２２と、平滑コンデンサ２２を通じて得られた電力の電動機１４に対する供給回路を制御する３つの電力スイッチング素子２３（図４参照）と、電動機１４に対してＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御された三層交流電力が供給されるように電力スイッチング素子２３を制御する制御回路２４とを備えている。

平滑コンデンサ２２の容量は、平滑コンデンサ２２に供給される電圧の大きさ、及び負荷インピーダンスに許容されるリップル電圧の大きさ等に応じて決定される。そのため、これらを考慮して平滑コンデンサ２２を省略することができる場合もある。

電力スイッチング素子２３は、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）により構成されている。

図３〜図５を参照して、３つの防振伝熱部材１６は、３つの電力スイッチング素子２３とケーシング２１との間にそれぞれ設けられている。具体的に、３つの防振伝熱部材１６は、ケーシング２１の円筒状の側壁２１ａの外周面に形成された３つの平坦面２１ｄ（図５参照）にそれぞれ接着されている。また、３つの防振伝熱部材１６の平坦面２１ｄと反対側の面は、３つの電力スイッチング素子２３に対してそれぞれ接着されている。ここで、平滑コンデンサ２２は、３つの防振伝熱部材１６に跨るように配置され、３つの防振伝熱部材１６に接着されている（図４参照）。また、制御回路２４は、電力スイッチング素子２３の防振伝熱部材１６と反対側の面に取り付けられている。なお、図４及び図５では、制御回路２４の図示が省略されている。

各防振伝熱部材１６の構成は同一であるため、１つの防振伝熱部材１６の構成のみについて説明する。

図６及び図７を参照して、防振伝熱部材１６は、熱伝導性を有する金属（例えば、アルミニウム又は銅）により構成された複数の伝熱部２５と、これら伝熱部２５よりも変形し易い材質で構成された変形部２６とを備えている。

複数の伝熱部２５は、防振伝熱部材１６のケーシング２１側の端部から平滑コンデンサ２２及び電力スイッチング素子２３側の端部までそれぞれ水平方向に沿って延びるとともに、上下方向（縦方向）に等間隔に並んで配置され、それぞれ図６の紙面と直交する奥行き方向に向けて延びている。

ここで、複数の伝熱部２５は、それぞれ同一の形状（板形状）を有しており、上から見たときに全てが重なるように配置されている。

また、複数の伝熱部２５は、変形部２６内に埋設されている。つまり、防振伝熱部材１６における、上下方向の両端面、ケーシング２１側の端面、電力スイッチング素子２３側の端面、奥行き方向の両端面（図７の左右方向の両端面）は、変形部２６によって構成されているとともに、伝熱部２５同士の間にも変形部２６が設けられている。

変形部２６は、伝熱部２５よりも小さい粘性係数を有する（伝熱部２５よりもせん断変形し易い）材質によって構成されている。ここで、変形部２６を構成する材質は、伝熱部２５よりも小さい弾性率を有していてもよい（伝熱部２５よりも弾性変形し易くてもよい）。例えば、変形部２６は、ゴム、プラスチック、ゲル［シリコンゲル、ゲル状ポリマー］により構成することができる。

具体的に、変形部２６は、その要部として、伝熱部２５同士の間に介在する防振部２６ａと、伝熱部２５と平滑コンデンサ２２及び電力スイッチング素子２３との間及び伝熱部２５とケーシング２１との間にそれぞれ介在する介在部２６ｂとを備えている。

このような防振伝熱部材１６は、例えば、複数の伝熱部２５を並べて配置した状態で伝熱部２５同士の間及び伝熱部２５の外側に変形部２６を構成する材料を成形することにより製造することができる。また、複数の伝熱部２５を挿入するための穴が形成された変形部２６の成形品を準備し、前記穴に伝熱部２５を挿入した後に変形部２６の成形品によって前記穴を塞ぐことによっても防振伝熱部材１６を製造することができる。

ばね１７は、電動機１４に振動が生じていない状態において、インバータ１５の自重により防振伝熱部材１６が変形するのを規制するように、インバータ１５を下から支持する。具体的に、ばね１７は、ケーシング１７の側壁２１ａから突出する台座２１ｅとインバータ１５（電力スイッチング素子２３）との間に設けられ、インバータ１５に対して下から付勢力を与える。

なお、変形前の変形部２６によってインバータ１５の自重を保持できる場合には、ばね１７を省略することができる。

以下、図６及び図８を参照して、防振伝熱部材１６による作用について説明する。

電動機１４に対して振動が生じていない図６に示す状態では、複数の伝熱部２５が水平方向に沿った姿勢を維持している。

電動機１４に上下方向の大きな振動、例えば、ハイブリッドショベル１の車体落とし時の振動が生じると、図８に示すように、伝熱部２５のケーシング２１側の端部と電力スイッチング素子２３側の端部とが上下方向の反対向きに相対変位するように伝熱部２５が傾斜する。ここで、複数の伝熱部２５同士の間にはそれぞれ防振部２６ａが介在しているため、防振部２６ａがせん断方向に変形する。

これにより、ケーシング２１から電力スイッチング素子２３への上下方向（縦方向）の振動伝達を有効に抑制することができる。

また、防振伝熱部材１６におけるケーシング２１側の端部から電力スイッチング素子２３側の端部まで延びる複数の伝熱部２５を通じて電力スイッチング素子２３の熱をケーシング２１に伝えることができる。そのため、防振伝熱部材１６の変形の前後を通じて冷媒通路２１ｃを用いて冷却されたケーシング２１と伝熱部２５との間で熱交換を行うことにより電力スイッチング素子２３を冷却することができる。

特に、図６及び図８に示すように、防振伝熱部材１６及び電力スイッチング素子２３は、ケーシング２１（側壁２１ａ）における冷媒通路２１ｃが設けられた部分に取り付けられているため、有効に電力スイッチング素子２３を冷却することができる。

ここで、図８に示す状態では、伝熱部２５の変位に伴い伝熱部２５の両端面とケーシング２１及び電力スイッチング素子２３との間の距離が変動するため、伝熱部２５とケーシング２１及び電力スイッチング素子２３との間に隙間が形成されるおそれがある。

前記摩擦は、ケーシング２１及び電力スイッチング素子２３の磨耗を生じさせる理由になる。また、前記隙間は、熱伝導率の低い空気が伝熱部２５とケーシング２１及び電力スイッチング素子２３との間に介在することによる熱伝導の効率を低下させる理由となる。

しかし、伝熱部２５の両端面とケーシング２１及び電力スイッチング素子２３との間に介在部２６ｂが設けられていることにより、前記摩擦の発生及び隙間の形成を防止することができるため、前記磨耗及び熱伝導効率の低下を抑制することができる。

以上説明したように、複数の伝熱部２５を通じて電力スイッチング素子２３の熱を放熱することができるとともに、電動機１４に上下方向の振動（例えば、車体落としの際に生じた振動）が加わることに応じて防振部２６ａの変形を伴って複数の伝熱部２５の相対変位が許容される。

したがって、電動機１４に生じた振動の電力スイッチング素子２３に対する伝達の抑制と、電力スイッチング素子２３の冷却効率の維持とを両立することができる。

また、前記実施形態によれば、以下の効果を奏する。

電力スイッチング素子２３がケーシング２１の側方（横方向）に連結された、縦方向の振動に不利となる構成において、ケーシング２１から電力スイッチング素子２３への上下方向（縦方向）の振動伝達を有効に抑制することができる。

伝熱部２５の両端面とケーシング２１及び電力スイッチング素子２３との間に介在部２６ｂが設けられているため、ケーシング２１及び電力スイッチング素子２３の磨耗及び熱伝導効率の低下を抑制することができる。

なお、第１実施形態では、図３に示すように、円筒状の側壁２１ａに３つの平坦面２１ｄを形成し、これら平坦面２１ｄにそれぞれ防振伝熱部材１６が接着されているが、防振伝熱部材１６の設け方は、これに限定されない。

例えば、側壁２１ａに平坦面２１ｄよりも大きな１つ平坦面を形成し、この平坦面に３枚の防振年熱部材１６の大きさを持つ１枚の防振伝熱部材を接着するとともに、この防振伝熱部材に３つの電力スイッチング素子２３を接着してもよい。

［第２実施形態（図９及び図１０）］
図９及び図１０を参照して、第２実施形態に係る防振伝熱部材２７について説明する。以下、主に第１実施形態と異なる構成について説明する。なお、図９は、図８と同様の視点に沿って見たときの断面図である。

防振伝熱部材２７は、金属により構成された複数の伝熱部２８と、これら伝熱部２８よりも変形し易い材質で構成された変形部２９とを備えている。

伝熱部２８は、上下方向に等間隔に並ぶ６つの伝熱部２８の列が奥行き方向に等間隔に６列並ぶように配置されている。また、伝熱部２８は、それぞれ円柱状に形成され、その軸線が図９の左右方向に沿って延びるように配置されている。

複数の伝熱部２８は、変形部２９内に埋設されている。

変形部２９は、その要部として、上下方向に並ぶ伝熱部２８同士の間に介在する上下防振部２９ａと、奥行き方向に並ぶ伝熱部２８同士の間に介在する奥行き防振部２９ｂと、伝熱部２８の両端面とケーシング２１及び電力スイッチング素子２３（それぞれ図示せず）との間に介在する介在部２９ｃとを備えている。

第２実施形態では、奥行き方向にならぶ複数の伝熱部２８を有するとともに、これら伝熱部２８同士の間に介在する奥行き防振部２９ｂを有する。そのため、上下方向だけでなく奥行き方向の振動（例えば、上部旋回体３の旋回動作時に生じる振動）についてもケーシング２１から電力スイッチング素子２３への伝達を抑制することができる。

［第３実施形態（図１１〜図１４）］
以下、第３実施形態について、主に前記実施形態と異なる構成について説明する。

図１１を参照して、第３実施形態に係るケーシング２１の冷媒通路２１ｃは、ケーシング２１の上の端壁２１ｂの範囲まで拡張されている。この端壁２１ｂの上面は、平坦面とされている。また、端壁２１ｂには、防振伝熱部材３０が接着され、防振伝熱部材３０の上面には、インバータ１５が接着されている。つまり、第３実施形態では、インバータ１５が電動機１４に対して上向き（縦方向）に取り付けられている。

具体的に、インバータ１５のうち、電力スイッチング素子２３及び平滑コンデンサ２２は、防振伝熱部材３０上に接着され、制御回路２４は、電力スイッチング素子２３上に取り付けられている。

図１２及び図１３を参照して、防振伝熱部材３０は、金属により構成された複数の伝熱部３１と、これら伝熱部３１よりも変形し易い材質で構成された変形部３２とを備えている。

複数の伝熱部３１は、防振伝熱部材３０のケーシング２１側の端部から平滑コンデンサ２２及び電力スイッチング素子２３側の端部までそれぞれ傾斜して延びるとともに、図１２の左右方向（上下方向と直交する横方向）に等間隔に並んで配置され、それぞれ図１２の紙面と直交する奥行き方向に向けて延びている。

ここで、複数の伝熱部３１は、それぞれ同一の形状（板形状）を有するとともに、同一角度で傾斜している。そして、複数の伝熱部３１のうち隣接する２つの伝熱部３１は、上下方向（縦方向）に一部が重なるように配置されている。

また、複数の伝熱部３１は、変形部３２内に埋設されている。つまり、防振伝熱部材３０における、上下方向の両端面、横方向の両端面（図１２の左右方向の両端面）、奥行き方向の両端面（図１３の上下方向の両端面）は、変形部３２によって構成されているとともに、伝熱部３１同士の間にも変形部３２が設けられている。

変形部３２は、伝熱部３１よりも小さい弾性率を有する（伝熱部３１よりも弾性変形し易い）材質によって構成されている。ここで、変形部３２を構成する材質は、伝熱部３１よりも小さい粘性係数を有していてもよい（伝熱部３２よりもせん断変形し易くてもよい）。例えば、変形部３２は、ゴム、プラスチック、ゲル［シリコンゲル、ゲル状ポリマー］により構成することができる。

具体的に、変形部３２は、その要部として、伝熱部３１同士の間に介在する防振部３２ａと、伝熱部３１と平滑コンデンサ２２及び電力スイッチング素子２３との間及び伝熱部３１とケーシング２１との間にそれぞれ介在する介在部３２ｂとを備えている。

以下、図１２及び図１４を参照して、防振伝熱部材３０による作用について説明する。

電動機１４に対して振動が生じていない図１２に示す状態では、複数の防振部３２ａが初期の傾斜姿勢を維持している。

電動機１４に上下方向の大きな振動、例えば、ハイブリッドショベル１の車体落とし時の振動が生じると、図１４に示すように、ケーシング２１に対する伝熱部３１の傾斜角度が小さくなるように（伝熱部３１を寝かせるように）、伝熱部３１が変位する（さらに傾斜する）。ここで、複数の伝熱部３１同士の間にはそれぞれ防振部３２ａが介在しているため、防振部３２ａが圧縮又は引張方向に変形する。

これにより、ケーシング２１から電力スイッチング素子２３への上下方向（縦方向）の振動伝達を有効に抑制することができる。

また、防振伝熱部材３０におけるケーシング２１側の端部から電力スイッチング素子２３側の端部まで延びる複数の伝熱部２５を通じて電力スイッチング素子２３の熱をケーシング２１に伝えることができる。そのため、防振伝熱部材３０の変形の前後を通じて冷媒通路２１ｃを用いて冷却されたケーシング２１と伝熱部３１との間で熱交換を行うことにより電力スイッチング素子２３を冷却することができる。

なお、第３実施形態では、ケーシング２１の上面にインバータ１５及び防振伝熱部材３０を設けているが、インバータ１５及び防振伝熱部材３０をケーシング２１の下面に設けてもよい。

また、第２実施形態で説明したように、第３実施形態に係る複数の伝熱部３１を奥行き方向に複数並べるとともに、これら伝熱部３１同士の間に防振部３２ａを設けることもできる。

［第４実施形態（図１５〜図１８）］
以下、第４実施形態について、主に第１実施形態と異なる構成について説明する。

第４実施形態では、電力スイッチング素子２３が防振伝熱部材１６を介してケーシング２１の側壁２１ａに取り付けられている一方、平滑コンデンサ２２が防振伝熱部材１６を介さずにケーシング２１の端壁２１ｂに取り付けられている。なお、制御回路２４は、電力スイッチング素子２３の防振伝熱部材１６と反対側の面に取り付けられている。

また、インバータ１５は、平滑コンデンサ２２と電力スイッチング素子２３とを電気的に接続する６本のバスバー（接続部材）３３をさらに備えている。

図１６及び図１７に示すように、バスバー３３は、平滑コンデンサ２２から下に延びる第１縦部３３ａと、この第１縦部３３ａの下端部で直角に屈曲されて水平方向に延びる横部３３ｂと、この横部３３ｂの先端部で直角に屈曲されて下に延びて電力スイッチング素子２３に固定される第２縦部３３ｃとを有する。

横部３３ｂは、その長方形の断面形状における短辺（つまり、板厚方向）が上下方向（縦方向）に沿って配置されているため、上下方向に弾性変形が可能である。

また、第１縦部３３ａと横部３３ｂとの屈曲部、及び横部３３ｂと第２縦部３３ｃとの屈曲部は、それぞれ上下方向（縦方向）に対して直角に屈曲されているため、バスバー３３は、それぞれ屈曲角度を変更することに伴う上下方向の弾性変形が可能である。

以下、図１７及び図１８を参照して、第４実施形態の作用について説明する。

電動機１４に対して振動が生じていない図１７に示す状態では、バスバー３３が初期の形体で維持されている。

電動機１４に上下方向の大きな振動が生じると、電動機１４に対して防振伝熱部材１６を介さずに取り付けられている平滑コンデンサ２２と、電動機１４に対して防振伝熱部材１６を介して取り付けられている電力スイッチング素子２３とが上下方向に相対変位する。

ここで、バスバー３３は、上述のように弾性変形可能であるため、平滑コンデンサ２２から電力スイッチング素子２３への振動の伝達を抑制することができる。

具体的に、図１８に示すように、平滑コンデンサ２２と電力スイッチング素子２３との上下方向の相対変位に応じて、バスバー３３は、横部３３ｃを撓ませるとともに屈曲部の屈曲角度を変更するように上下方向に弾性変形する。

なお、第４実施形態では、バスバー３３の板厚方向を上下方向に沿わせること、及び、バスバー３３の屈曲方向を上下方向に直交させることによってバスバー３３を弾性変形可能としているが、これらのうちの一方のみによってバスバー３３を弾性変形可能に構成してもよい。

また、弾性変形可能なバスバー３３を接続部材として採用しているが、平滑コンデンサ２２と電力スイッチング素子２３との上下方向の相対変位に応じて塑性変形する接続部材（例えば、電線）を採用することもできる。

ただし、接続部材に比較的に大きな電流が流れる場合には、バスバー３３を採用することが好ましい。

［他の実施形態］
第１〜第４実施形態のうちの複数を組み合わせた構成とすることができる。

回転駆動装置の一例として旋回駆動装置１２を説明したが、回転駆動装置は、エンジンの駆動をアシストするために用いられる発電電動機でもよい。

回転軸２０を上下方向に沿わせるように電動機１４を配置する例について説明したが、回転軸２０を水平方向に沿わせるように電動機１４を配置することもできる。

ハウジング２１に設定された縦方向（電力スイッチング素子２３への伝達を抑制する振動の方向）がハイブリッドショベル１の上下方向に沿って配置された例について説明したが、縦方向を上下方向以外の方向（例えば、水平方向）に沿って配置することもできる。

電動機１４に取り付けられたインバータ１５の要素として平滑コンデンサ２２を説明したが、平滑コンデンサ２２は電動機１４に取り付けられたインバータ１５の一部であること要しない。例えば、平滑コンデンサ２２が電動機１４以外の場所（上部旋回体３における電動機１４以外の場所）に設けられていてもよい。

伝熱部２５、２８、３１がそれぞれ等間隔に配置されている例について説明したが、伝熱部の間隔は等間隔であることを要しない。例えば、複数の伝熱部同士の間隔が全て異なる間隔であってもよい。

１ ハイブリッドショベル（建設機械の一例）
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ アタッチメント
１２ 旋回駆動装置
１４ 電動機
１５ インバータ
１６、２７、３０ 防振伝熱部材
１７ ケーシング
１８ ステータ（電動機本体の一例）
１９ ロータ（電動機本体の一例）
２０ 回転軸
２１ ケーシング
２１ｃ 冷媒通路（冷却機構の一例）
２２ 平滑コンデンサ
２３ 電力スイッチング素子
２５、２８、３１ 伝熱部
２６ａ、３２ａ 防振部
２６ｂ、２９ｃ、３２ｂ 介在部
２９ａ 上下防振部
２９ｂ 奥行き防振部
３３ バスバー（接続部材の一例）

Claims (8)

1. 回転駆動装置であって、
   回転軸を回転駆動する電動機本体と前記電動機本体を収容するケーシングと前記ケーシングを冷却するための冷却機構とを有する電動機と、
   前記ケーシングに取り付けられたインバータであって、前記電動機本体に対する電力の供給回路を制御する電力スイッチング素子を有するインバータと、
   前記ケーシングと前記電力スイッチング素子との間に設けられているとともに前記ケーシングと前記電力スイッチング素子とを連結する防振伝熱部材とを備え、
   前記防振伝熱部材は、金属により構成された複数の伝熱部と、前記複数の伝熱部同士の間に介在する防振部とを備え、
   前記複数の伝熱部は、前記防振伝熱部材における前記ケーシング側の端部から前記電力スイッチング素子側の端部までそれぞれ延びるとともに、前記電動機に予め設定された縦方向に沿った振動が前記電動機に加わることに応じて前記防振部の変形を許容するように配置されている、回転駆動装置。
2. 前記電力スイッチング素子は、前記ケーシングに対し前記縦方向と直交する横方向に取り付けられており、
   前記複数の伝熱部は、前記縦方向に重なり合う複数の縦伝熱部を含んでいる、請求項１に記載の回転駆動装置。
3. 前記電力スイッチング素子は、前記ケーシングに対し前記縦方向に取り付けられており、
   前記複数の伝熱部は、前記縦方向と直交する横方向に並ぶ複数の横伝熱部を含み、
   前記複数の横伝熱部にうち隣り合う２つの横伝熱部の一部は、前記縦方向に互いに重なり合う、請求項１に記載の回転駆動装置。
4. 前記複数の伝熱部は、前記縦方向及び前記横方向を含む平面に対して直交する奥行き方向に並ぶ複数の奥行き伝熱部を含む、請求項２又は３に記載の回転駆動装置。
5. 前記防振伝熱部材は、前記防振部と同材質により構成されているとともに前記複数の伝熱部の両端面と前記ケーシング及び前記電力スイッチング素子との間に介在する介在部をさらに備えている、請求項１〜４の何れか１項に記載の回転駆動装置。
6. 前記インバータは、前記電動機本体に対する電力の平滑化を行う平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサと前記電力スイッチング素子とを接続する接続部材とをさらに備え、
   前記平滑コンデンサは、前記防振伝熱部材を介さずに前記ケーシングに取り付けられているとともに、前記接続部材は、前記平滑コンデンサと前記電力スイッチング素子との相対変位に応じて変形可能である、請求項１〜５の何れか１項に記載の回転駆動装置。
7. 前記複数の伝熱部を構成する金属は、アルミニウム又は銅を含む、請求項１〜６の何れか１項に記載の回転駆動装置。
8. 建設機械であって、
   下部走行体と、
   前記下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、
   前記上部旋回体に対して変位可能となるように前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、
   請求項１〜７の何れか１項に記載の回転駆動装置とを備え、
   前記回転駆動装置は、前記縦方向と前記建設機械の上下方向とを沿わせるように配置されている、建設機械。

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