JP2019126188A - 放熱部材および電動機組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータが配置された空間を冷却することによって、インバータを冷却することができる放熱部材を提供する。【解決手段】放熱部材６０は、インバータ２０を収容するインバータケース２１と、駆動軸５を回転させる回転子６および固定子７を備えるモータ８を収容するモータケーシング１０との間に配置可能であり、かつインバータケース２１およびモータケーシング１０に接続可能な放熱カバー６１と、放熱カバー６１の内面６１ａに接続され、インバータ２０が配置されたインバータ空間６６と駆動軸５に固定された内部ファン６５が配置されたファン空間６７とを区画可能な放熱プレート６２とを備える。放熱プレート６２は、内部ファン６５による空気の流れがインバータ空間６６とファン空間６７との間に形成可能な空気孔７０を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、放熱部材および電動機組立体に関するものである。

インバータ部とモータ部とを備えた電動機組立体が知られている。このような電動機組立体において、インバータ部は、インバータと、インバータを収容するインバータケースとを備えている。モータ部は、駆動軸を回転させる回転子および固定子を備えるモータと、モータを収容するモータケーシングとを備えている。

インバータおよびモータは発熱源であるため、電動機組立体が運転されると、インバータの熱はインバータケースに伝達され、インバータケースは高温になる。同様に、モータの熱はモータケーシングに伝達され、モータケーシングは高温になる。結果として、電動機組立体は、その全体として非常に高温になる。したがって、電動機組立体は、駆動軸に固定され、かつインバータケースおよびモータケーシングの外部に配置されたファンを備えている。ファンは、駆動軸の回転とともに回転し、インバータケースの外面およびモータケーシングの外面を冷却する。インバータは冷却されたインバータケースを介して間接的に冷却され、モータは冷却されたモータケーシングを介して間接的に冷却される。

特開平８−２７５４８３号公報 特開平８−２８９５０５号公報

しかしながら、ファンは、その回転によってインバータケースの外面およびモータケーシングの外面に空気を送ることはできるが、発熱源であるインバータが配置された空間、すなわち、インバータケースの内部空間に空気を送ることはできない。したがって、インバータケースの内部空間は十分に冷却されない。結果として、この内部空間は非常に高温になる場合がある。

インバータの構成要素は、インバータケースの内部空間の温度に依存して多大な影響を受けるため、インバータケースの内部空間が高温であると、インバータの構成要素が破損したり、インバータの構成要素の寿命が短くなることがある。したがって、インバータケースの内部空間の温度を低くすることは重要である。

そこで、本発明は、インバータが配置された空間を冷却することによって、インバータを冷却することができる放熱部材および該放熱部材を備えた電動機組立体を提供することを目的とする。

一態様は、インバータを収容するインバータケースと、駆動軸を回転させる回転子および固定子を備えるモータを収容するモータケーシングとの間に配置可能であり、かつ該インバータケースおよび該モータケーシングに接続可能な放熱カバーと、前記放熱カバーの内面に接続され、前記インバータが配置されたインバータ空間と前記駆動軸に固定された内部ファンが配置されたファン空間とを区画可能な放熱プレートとを備え、前記放熱プレートは、前記内部ファンによる空気の流れが前記インバータ空間と前記ファン空間との間に形成可能な空気孔を備えていることを特徴とする放熱部材である。

好ましい態様は、前記放熱プレートは、前記内部ファンの外側に位置する外周側部位と、前記外周側部位の内側に位置する内周側部位とを備えており、前記空気孔は、前記外周側部位に形成された外周側孔部と、前記内周側部位に形成された内周側孔部とを備えていることを特徴とする。
好ましい態様は、前記外周側孔部は、前記インバータと前記モータとを接続する動力線が通過可能な大きさを有していることを特徴とする。
好ましい態様は、前記外周側部位には、前記インバータと前記モータとを接続する動力線が通過可能な大きさを有する通過孔が形成されていることを特徴とする。

好ましい態様は、前記放熱プレートは、前記内部ファンの外側に位置する外周側部位と、前記外周側部位の内側に位置する内周側部位とを備えており、前記空気孔は、前記内周側部位から前記外周側部位に向かって延びるスリットを備えていることを特徴とする。
好ましい態様は、前記外周側部位には、前記インバータと前記モータとを接続する動力線が通過可能な大きさを有する通過孔が形成されていることを特徴とする。

他の態様は、駆動軸と、前記駆動軸を回転させる回転子および固定子を備えるモータと、前記モータを収容するモータケーシングと、前記モータに隣接して配置されたインバータと、前記インバータと前記モータとを接続する動力線と、前記インバータを収容し、前記駆動軸の軸線方向に沿って前記モータケーシングに直列的に配置されたインバータケースと、前記駆動軸に固定された内部ファンと、前記インバータケースと前記モータケーシングとの間に配置された放熱部材とを備え、前記放熱部材は、前記インバータケースおよび前記モータケーシングに接続された放熱カバーと、前記放熱カバーの内面に接続され、前記インバータが配置されたインバータ空間と前記内部ファンが配置されたファン空間とを区画する放熱プレートとを備えており、前記放熱プレートは、前記内部ファンによる空気の流れが前記インバータ空間と前記ファン空間との間に形成可能な空気孔を備えていることを特徴とする電動機組立体である。

好ましい態様は、前記放熱プレートは、前記内部ファンの外側に位置する外周側部位と、前記外周側部位の内側に位置する内周側部位とを備えており、前記空気孔は、前記外周側部位に形成された外周側孔部と、前記内周側部位に形成された内周側孔部とを備えていることを特徴とする。
好ましい態様は、前記外周側孔部は、前記動力線が通過可能な大きさを有していることを特徴とする。
好ましい態様は、前記外周側部位には、前記動力線が通過可能な大きさを有する通過孔が形成されていることを特徴とする。

好ましい態様は、前記放熱プレートは、前記内部ファンの外側に位置する外周側部位と、前記外周側部位の内側に位置する内周側部位とを備えており、前記空気孔は、前記内周側部位から前記外周側部位に向かって延びるスリットを備えていることを特徴とする。
好ましい態様は、前記外周側部位には、前記動力線が通過可能な大きさを有する通過孔が形成されていることを特徴とする。

放熱部材は、放熱カバーと、放熱プレートとを備えているため、インバータによって温められたインバータ空間の熱を放熱カバーの外部に積極的に放出することができる。結果として、放熱部材はインバータを冷却することができる。

電動機組立体の一実施形態を示す断面図である。 放熱部材をモータ部側から見たときの放熱部材の正面図である。 放熱カバーの内面から内側に向かって延びる複数のフィンを示す図である。 内部ファンの回転による空気の流れを示す図である。 動力線の直径と外周側孔部の隙間との関係および内部ファンの直径と外周側孔部によって形成された円の直径との関係を示す図である。 外周側部位に形成された通過孔を示す図である。 空気孔の他の実施形態を示す図である。 空気孔のさらに他の実施形態を示す図である。 電動機組立体の他の実施形態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下で説明する図面において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。以下で説明する複数の実施形態において、特に説明しない一実施形態の構成は、他の実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。

図１は電動機組立体１の一実施形態を示す断面図である。図１に示す電動機組立体１は、後述するインバータ２０が内蔵された一体型構造を有し、かつ陸上に配置される機械装置である。図１に示すように、電動機組立体１は、モータ部２と、インバータ部３とを備えている。電動機組立体１は、駆動軸５と、駆動軸５を回転させる回転子（ロータ）６および固定子（ステータ）７を備えるモータ（回転要素）８と、モータ８を収容するモータケーシング１０と、モータ８に隣接して配置され、モータ８の動作（回転速度）を制御するインバータ２０と、インバータ２０を収容し、駆動軸５の軸線ＣＬ方向に沿ってモータケーシング１０に直列的に配置されたインバータケース２１とを備えている。

駆動軸５は、モータケーシング１０およびインバータケース２１を貫通して延びており、モータケーシング１０およびインバータケース２１は駆動軸５と同心状に配置されている。本実施形態では、モータケーシング１０およびインバータケース２１は、駆動軸５の軸線ＣＬ方向に直列的に配置されているため、電動機組立体１はコンパクトな構造を有することができる。駆動軸５の端部（すなわち、駆動軸５の反負荷側）には、駆動軸５と同心状に配置された外部ファン２５が固定されている。外部ファン２５は、インバータケース２１の外側の位置において、インバータケース２１に隣接している。

モータケーシング１０の内部には、発熱源であるモータ８が配置されている。モータ８は、駆動軸５に固定された回転子６と、回転子６を囲んで、外部（図示しない）からの電力を巻線（コイル）７ｂが受けて回転磁界を形成する固定子（ステータ）７とを備えている。固定子７は、ステータコア７ａと、ステータコア７ａに巻かれた複数の巻線７ｂとを備えている。回転子６は、回転子６と固定子７との間に形成される回転磁界によって回転し、回転子６が固定された駆動軸５は回転子６とともに回転する。

図１において、モータ８は模式的に描かれている。モータ８は、例えば、ロータに永久磁石を用いた永久磁石型モータである。しかしながら、モータ８は、永久磁石型モータに限定されず、誘導モータやＳＲモータなど、様々な種類のモータであってもよい。

モータケーシング１０は、固定子７が固定された筒状のモータフレーム１１と、モータフレーム１１の一方の開口端を閉じ、かつ駆動軸５が貫通する貫通孔３０が形成されたエンドカバー１２と、モータフレーム１１の他方の開口端を閉じ、かつ駆動軸５が貫通する貫通孔３１が形成されたブラケット１３とを備えている。エンドカバー１２およびブラケット１３は、モータ８を挟んで互いに対向している。駆動軸５は、エンドカバー１２の軸受支持部３２に支持された軸受２７およびブラケット１３の軸受支持部３３に支持された軸受２８によって回転自在に支持されている。

モータフレーム１１の外面には、駆動軸５の軸線ＣＬ方向に延びる複数のフィン３５が配置されている。これらフィン３５は、モータフレーム１１の外面から外側に向かって延びており、モータフレーム１１の周方向に沿って等間隔に配置されている。モータフレーム１１の外面は固定子７が固定されたモータフレーム１１の内面とは反対側の面である。

インバータケース２１は、インバータ２０を取り囲む筒状のインバータフレーム２２と、インバータフレーム２２の開口端を閉じるカバー部材２３とを備えている。インバータフレーム２２の外面には、駆動軸５の軸線ＣＬ方向に延びる複数のフィン３７が配置されている。これらフィン３７は、インバータフレーム２２の外面から外側に向かって延びており、インバータフレーム２２の周方向に沿って等間隔に配置されている。インバータフレーム２２の外面はインバータ２０の周囲に配置されたインバータフレーム２２の内面とは反対側の面である。

インバータフレーム２２のカバー部材２３側の面２１ｃおよびカバー部材２３のインバータフレーム２２側の面２１ｄは、それぞれ嵌め合い構造を有しており、これらインバータフレーム２２およびカバー部材２３は、嵌め合いによって互いに接続されている。カバー部材２３の外面には、複数のフィン３６が形成されている。これらフィン３６は、外部ファン２５に隣接しており、カバー部材２３の外面から外部ファン２５に向かって延びている。

インバータケース２１のカバー部材２３は駆動軸５と同心状に配置されており、カバー部材２３の中央には、駆動軸５が貫通する貫通孔４０が形成されている。駆動軸５は、この貫通孔４０を通ってインバータ部３の外部まで延びている。

インバータケース２１の内部には、インバータ２０が配置されている。インバータ２０は、スイッチング素子やコンデンサなどの要素を含むインバータ要素４１と、このインバータ要素４１が実装された基板４２とを備えている。基板４２はスペーサ４３を介してカバー部材２３の内面に固定されている。カバー部材２３の内面はカバー部材２３の外面とは反対側の面である。カバー部材２３は基板４２が載置される受け皿形状を有している。このような構造により、カバー部材２３には、基板４２の放熱用および表面保護用の樹脂を充填することができる。

インバータケース２１（特に、カバー部材２３およびフィン３６）は、インバータ部３のヒートシンクとしての役割を果たすため、比較的高い放熱性能を有する材料（例えば、アルミニウム（Ａｌ）などの熱伝導性に優れた金属）から、基本的に構成されている。本実施形態では、インバータフレーム２２はモータフレーム１１の外形形状に合わせて円筒形状を有している。一実施形態では、モータケーシング１０がフィンや端子箱などの部材によって特殊な外形形状を有している場合、インバータケース２１は、このモータケーシング１０の形状に合わせた構造を有してもよい。

インバータ２０には、給電のための動力線４５および通信のための電気線４６が設けられている。図１では、動力線４５および電気線４６は模式的に太線で描かれている。動力線４５は電力を基板４２からモータ８に出力する線であり、電気線４６はコントローラなどの機器に接続された通信用の配線を含む。電気線４６は、入力線および通信線を含む複数の線であってもよく、または単一の線であってもよい。電気線４６は、インバータケース２１に形成された図示しない孔を通じて、電動機組立体１の外部空間に設けられた端子箱に接続されている。空気中の湿気および／または雨などの液体のインバータ２０への接触を防止するために、電気線４６が通過する孔は封止部材によって閉じられている。

電動機組立体１は、駆動軸５の周囲を覆う軸カバー５０をさらに備えている。この軸カバー５０は、駆動軸５とインバータ２０とを隔離する隔離部材である。軸カバー５０は、円筒形状を有しており、駆動軸５と同心状に配置されている。軸カバー５０の形状は特に限定されない。軸カバー５０は、駆動軸５の軸線ＣＬ方向に延びている。インバータ２０（すなわち、インバータ要素４１および基板４２）、動力線４５、および電気線４６は、軸カバー５０の外側に配置されている。基板４２は、駆動軸５および軸カバー５０が貫通する環状形状を有しており、基板４２および軸カバー５０は駆動軸５と同心状に配置されている。動力線４５および電気線４６は、インバータフレーム２２と軸カバー５０との間の空間に配置されている。軸カバー５０を設けることにより、動力線４５および電気線４６の駆動軸５への巻き込み、およびインバータ要素４１の駆動軸５との接触を防止することができる。結果として、インバータ２０の故障を確実に防止することができる。

カバー部材２３には、外部ファン２５を囲むようにファンカバー５１が取り付けられている。ファンカバー５１は、冷却用の空気をモータ部２側およびインバータ部３側に案内するための部材である。ファンカバー５１は、カバー部材２３を覆うように配置されている。ファンカバー５１は、外部ファン２５に対向するファンカバー５１の面に形成された開口５１ａを有している。

外部ファン２５が駆動軸５とともに回転すると、空気は開口５１ａを通じてインバータケース２１およびモータケーシング１０に送られる。この空気は、インバータケース２１、モータケーシング１０、フィン３５，３６，３７、および後述する放熱部材６０の放熱カバー６１の外面に形成されたフィン３８に接触してインバータ２０およびモータ８の熱を奪う。

外部ファン２５は、その回転によってインバータケース２１の外面およびモータケーシング１０の外面に空気を送ることはできるが、発熱源であるインバータ２０が配置された空間に空気を送ることはできない。上述したように、インバータ２０の構成要素であるインバータ要素４１の周囲が高温であると、インバータ要素４１が破損したり、インバータ要素４１（特に、コンデンサ）の寿命が短くなることがある。本実施形態では、電動機組立体１は、インバータ２０が配置された空間を十分に冷却することができる。以下、インバータ２０が配置された空間を十分に冷却して、インバータ２０を冷却することができる構成について図面を参照しつつ説明する。

図２は、放熱部材６０をモータ部２側から見たときの放熱部材６０の正面図である。電動機組立体１は、インバータケース２１とモータケーシング１０との間に配置された放熱部材６０を備えている。放熱部材６０は、インバータケース２１（より具体的には、インバータフレーム２２）およびモータケーシング１０（より具体的には、ブラケット１３）に接続された放熱カバー６１と、放熱カバー６１の内面６１ａに接続され、インバータ２０が配置されたインバータ空間６６と、内部ファン６５が配置されたファン空間６７とを区画する放熱プレート６２とを備えている。インバータ２０は、インバータケース２１、放熱カバー６１、およびモータケーシング１０のブラケット１３によって形成された密閉空間に配置されている。軸カバー５０はカバー部材２３および放熱プレート６２に接続されている。放熱プレート６２は、駆動軸５の軸線ＣＬ方向に対して垂直に延びている。

図１に示すように、放熱カバー６１のブラケット１３側の面６１ｂおよびブラケット１３の放熱カバー６１側の面１０ｄは、それぞれ嵌め合い構造を有しており、これら放熱カバー６１およびブラケット１３は、嵌め合いによって互いに接続されている。放熱カバー６１のインバータフレーム２２側の面６１ｃはインバータフレーム２２の放熱カバー６１側の面２１ｅに接続（固定）されている。

一実施形態では、放熱カバー６１の面（インバータフレーム２２側の面）６１ｃおよびインバータフレーム２２の面（放熱カバー６１側の面）２１ｅは、それぞれ嵌め合い構造を有しており、これら放熱カバー６１およびインバータフレーム２２は、嵌め合いによって互いに接続されていてもよい。他の実施形態では、放熱カバー６１およびインバータフレーム２２を密着させた状態で、通しボルトなどの締結具によってブラケット１３およびカバー部材２３を締結してもよい。さらに他の実施形態では、放熱カバー６１およびインバータフレーム２２は溶接などの固定手段によって互いに接続されてもよい。

内部ファン６５は、放熱プレート６２とブラケット１３との間に配置されており、駆動軸５に固定されている（図１参照）。内部ファン６５は、駆動軸５に固定されたボス部６５ａと、ボス部６５ａに固定され、ボス部６５ａの周方向に沿って等間隔に配置された複数の翼６５ｂとを備えている（図２参照）。

本実施形態では、内部ファン６５は、遠心ファンであるが、内部ファン６５の構造は特に限定されない。インバータケース２１および基板４２を含む要素の変更により、駆動軸５の軸線ＣＬ方向に沿って空気の流れを形成することが好ましい場合、内部ファン６５の翼６５ｂの傾きを変更するなど、内部ファン６５の形状を変更してもよい。一実施形態では、内部ファン６５は、軸流ファンであってもよい。本実施形態では、９枚の翼６５ｂが設けられているが、翼６５ｂの枚数は、モータ効率に影響のない範囲であれば、変更されてもよい。内部ファン６５は、駆動軸５の回転とともに回転するため、内部ファン６５を回転させるための特別な電源は不要である。

本実施形態では、単一の内部ファン６５が設けられているが、内部ファン６５の数は本実施形態には限定されない。複数の内部ファン６５が設けられてもよい。また、内部ファン６５は、軸流ファンと遠心ファンとの組み合わせであってもよい。この場合、放熱プレート６２側に軸流ファンを配置し、ブラケット１３側に遠心ファンを配置してもよい。逆に、放熱プレート６２側に遠心ファンを配置し、ブラケット１３側に軸流ファンを配置してもよい。

図２に示すように、放熱カバー６１の外面６１ｄには、外面６１ｄから外側に向かって延びる複数のフィン３８が形成されている。本実施形態では、これらフィン３８は放熱カバー６１の外面６１ｄの全体に配置されている。一実施形態では、これらフィン３８は放熱カバー６１の外面６１ｄの一部に配置されてもよい。他の実施形態では、放熱カバー６１は、放熱カバー６１の外面６１ｄに形成されたフィン３８のみならず、放熱カバー６１の内面６１ａに形成された複数のフィン３９を備えてもよい。

図３は放熱カバー６１の内面６１ａから内側に向かって延びる複数のフィン３９を示す図である。図３に示すように、放熱カバー６１の外面６１ｄおよび内面６１ａの両方にフィン３８およびフィン３９をそれぞれ設けることにより、放熱カバー６１の表面積をより大きくすることができる。

図２に示すように、放熱プレート６２は、内部ファン６５の回転による空気の流れがインバータ空間６６およびファン空間６７との間に形成可能な空気孔７０を備えている。空気孔７０は、放熱プレート６２の両面で開口しており、インバータ空間６６およびファン空間６７は、空気孔７０を通じて連通している。本実施形態では、放熱プレート６２は、内部ファン６５の外側に位置し、放熱カバー６１の内面６１ａに隣接する外周側部位（外側部位）７１と、外周側部位７１の内側に位置する内周側部位（内側部位）７２とを備えている。内周側部位７２には、駆動軸５が貫通する貫通孔７２ａ（図１参照）が形成されており、放熱プレート６２は駆動軸５と同心状に配置されている。空気孔７０は、外周側部位７１に形成された外周側孔部（外側孔部）７５と、内周側部位７２に形成された内周側孔部（内側孔部）７６とを備えている。本実施形態では、外周側孔部７５は複数の（３つの）開口であり、これら複数の外周側孔部７５は、放熱カバー６１の周方向に沿って等間隔に配置されている。一実施形態では、外周側孔部７５の数は少なくとも１であってもよい。

同様に、本実施形態では、内周側孔部７６は複数の（３つの）開口であり、これら複数の内周側孔部７６は、放熱カバー６１の周方向に沿って等間隔に配置されている。一実施形態では、内周側孔部７６の数は少なくとも１であってもよい。これら３つの内周側孔部７６は内部ファン６５に対向する位置に配置されている。

インバータ空間６６およびファン空間６７は、外周側孔部７５および内周側孔部７６によって互いに連通しており、これらインバータ空間６６およびファン空間６７において、空気の移動が可能である。

図４は内部ファン６５の回転による空気の流れを示す図である。図４において、動力線４５および電気線４６の図示は省略されている。図４に示すように、内部ファン６５が回転すると、インバータ空間６６の空気は内周側孔部７６を通って、ファン空間６７に流入する。その後、ファン空間６７に流入した空気はブラケット１３の面１０ｄに衝突し、空気の流れ方向が転換される。ファン空間６７内の空気は放熱カバー６１に向かって流れ、放熱カバー６１の内面６１ａに衝突する。空気の流れ方向はさらに転換され、空気は、外周側孔部７５を通って、ファン空間６７からインバータ空間６６に流れる。このように、空気は内部ファン６５の回転によってインバータ空間６６およびファン空間６７を循環し、すなわち、インバータ空間６６およびファン空間６７には、空気の循環流が形成され、インバータ２０の熱によって温められた空気は攪拌される。

インバータ２０付近の空気の温度はインバータ２０の熱によって上昇する傾向にあり、モータ８付近、特に、固定子７の巻線７ｂ付近の空気の温度は巻線７ｂの熱によって上昇する傾向にある。その一方で、インバータ２０およびモータ８から離間した位置の空気の温度は低い傾向にある。放熱部材６０は、インバータケース２１とモータケーシング１０との間に配置されており、インバータ２０およびモータ８から離間した位置に配置されている。したがって、内部ファン６５が配置されたファン空間６７はインバータ２０から離間しているため、ファン空間６７の温度はインバータ空間６６の温度よりも低い。内部ファン６５の回転によって、インバータ空間６６およびファン空間６７に空気の循環流が形成されると、インバータ２０の熱によって温められたインバータ空間６６の空気は冷却され、これらインバータ空間６６の空気の温度およびファン空間６７の空気の温度は均一になる。結果として、インバータ２０は冷却される。

放熱部材６０は、電動機組立体１の筐体の一部を構成し、電動機組立体１の外部空間の空気と接触する放熱カバー６１と、放熱カバー６１から電動機組立体１の内部に向かって延びる放熱プレート６２とを備えている。内部ファン６５が空気の循環流を形成すると、流れる空気は放熱プレート６２に接触し、インバータ２０によって温められたインバータ空間６６の熱は放熱カバー６１の外部に積極的に放出される。放熱プレート６２は、放熱カバー６１の表面積を大きくするためのフィンの役割を果たしている。内部ファン６５の回転によって流れる温められた空気は放熱プレート６２に接触し、この空気の熱は、放熱プレート６２および放熱カバー６１を伝達して、電動機組立体１の外部に放出される（図４の点線矢印参照）。さらに、外部ファン２５の回転によって流れる電動機組立体１の外部の空気は、放熱カバー６１およびフィン３８に接触してインバータ２０の熱を奪うことができる。放熱プレート６２の材質としては、特に限定されないが、熱伝導率が高い材質（例えば、銅またはアルミニウム）が好ましい。同様に、放熱カバー６１も熱伝導率が高い材質から構成されてもよい。放熱部材６０は、放熱カバー６１と、放熱プレート６２とを備えているため、インバータ２０によって温められたインバータ空間６６の熱を放熱カバー６１の外部に積極的に放出することができる。結果として、放熱部材６０はインバータ２０を冷却することができる。

電動機組立体１の内部には、動力線４５および電気線４６が配置されている（図１参照）。これら動力線４５および電気線４６は、作業者がカバー部材２３を取り外して、インバータ２０を確認（視認）することができる程度に長い長さを有している。仮に、動力線４５および電気線４６が内部ファン６５に接触すると、動力線４５および／または電気線４６が断線したり、インバータ２０が破損するおそれがある。そこで、本実施形態では、動力線４５は外周側孔部７５およびブラケット１３の貫通孔８０（図１参照）を通過して固定子７の巻線７ｂに接続されている。内周側孔部７６の大きさは電気線４６の大きさ（太さ）よりも小さいため、電気線４６の長さが長くても電気線４６は、内周側孔部７６を通過してファン空間６７に露出することはない。したがって、内周側孔部７６は、電気線４６の内部ファン６５への接触を防止することができる。

図５は動力線４５の直径と外周側孔部７５の隙間との関係および内部ファン６５の直径と外周側孔部７５によって形成された円の直径との関係を示す図である。図５に示すように、外周側孔部７５は動力線４５が通過可能な大きさを有している。外周側孔部７５の隙間、すなわち、距離Ｂは動力線４５の直径Ａよりも大きい（Ｂ＞Ａ）。さらに、外周側孔部７５によって形成された円の直径Ｃは内部ファン６５の直径Ｄよりも大きい（Ｃ＞Ｄ）。したがって、外周側孔部７５を通過する動力線４５は内部ファン６５には接触しない。動力線４５の直径Ａは内周側孔部７６の隙間、すなわち、距離Ｅよりも大きいため（Ａ＞Ｅ）、動力線４５は内周側孔部７６を通過しない。図示しないが、電気線４６の直径も距離Ｅよりも大きいため、電気線４６も内周側孔部７６を通過しない。

図６は、外周側部位７１に形成された通過孔８０を示す図である。図５では、動力線４５は外周側孔部７５を通過しているが、図６に示すように、放熱プレート６２の外周側部位７１は、動力線４５が通過可能な大きさを有する通過孔８０を有してもよい。図６では、３つの外周側孔部７５のうちの１つは分割されており、この分割された外周側孔部７５の間に通過孔８０が形成されている。一実施形態では、通過孔８０が内部ファン６５の外側に位置していれば、その配置箇所は特に限定されない。

図２に示す実施形態における空気孔７０は、インバータ空間６６からファン空間６７への空気の流れおよびファン空間６７からインバータ空間６６への空気の流れを阻害しない形状を有している。空気孔７０の形状は、このような空気の循環流が阻害されない形状であれば、図２に示す実施形態には限定されない。図７は空気孔７０の他の実施形態を示す図である。

図７に示すように、空気孔７０は、放熱プレート６２の内周側部位７２から外周側部位７１に向かって延びるスリット９０を備えている。本実施形態では、３０個のスリット９０が設けられているが、スリット９０の数は本実施形態には限定されない。少なくとも１つのスリット９０が設けられてもよい。これら複数のスリット９０は、放射状に延びており、互いに隣接する２つのスリット９０の間には、通過孔８０が形成されている。通過孔８０を放熱プレート６２の外周側部位７１に形成することができれば、スリット９０の数、配置、および形状は特に限定されない。図７では、内部ファン６５は軸流ファンであるが、遠心ファンであってもよい。放熱カバー６１は、放熱カバー６１の外面６１ｄに形成されたフィン３８のみならず、放熱カバー６１の内面６１ａに形成された複数のフィン３９を備えてもよい（図３参照）。

図８は空気孔７０のさらに他の実施形態を示す図である。図８に示すように、複数のスリット９０のうちの１つは他のスリット９０よりも短い長さを有しており、通過孔８０は、この短い長さを有するスリット９０の外側に配置されている。通過孔８０を放熱プレート６２の外周側部位７１に形成することができれば、スリット９０の数、配置、および形状は特に限定されない。図示しないが、空気孔７０は、放熱プレート６２に、規則正しく、またはランダムに配置された無数の孔であってもよい。図８に示す実施形態であっても、放熱カバー６１の内面６１ａには、複数のフィン３９が形成されてもよい（図３参照）。

図９は電動機組立体１の他の実施形態を示す図である。図９において、特に説明しない実施形態の構成は、上述した実施形態の構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。図９に示すように、駆動軸５は、放熱プレート６２およびカバー部材２３を貫通しておらず、駆動軸５の端部には、内部ファン６５が固定されている。このような構成によっても、電動機組立体１は放熱部材６０を備えているため、内部ファン６５の回転による空気の流れおよび放熱部材６０による放熱効果によってインバータ空間６６を冷却することができる。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。

１ 電動機組立体
２ モータ部
３ インバータ部
５ 駆動軸
６ 回転子
７ 固定子
７ａ ステータコア
７ｂ 巻線
８ モータ
１０ モータケーシング
１０ｄ 放熱カバー側の面
１１ モータフレーム
１２ エンドカバー
１３ ブラケット
２０ インバータ
２１ インバータケース
２１ｃ カバー部材側の面
２１ｄ インバータフレーム側の面
２１ｅ 放熱カバー側の面
２２ インバータフレーム
２３ カバー部材
２５ 外部ファン
２７，２８ 軸受
３０，３１ 貫通孔
３３ 軸受支持部
３５，３６，３７，３８，３９ フィン
４０ 貫通孔
４１ インバータ要素
４２ 基板
４３ スペーサ
４５ 動力線
４６ 電気線
５０ 軸カバー
５１ ファンカバー
５１ａ 開口
６０ 放熱部材
６１ 放熱カバー
６１ａ 内面
６１ｂ ブラケット側の面
６１ｃ インバータフレーム側の面
６１ｄ 外面
６２ 放熱プレート
６５ 内部ファン
６５ａ ボス部
６５ｂ 翼
６６ インバータ空間
６７ ファン空間
７０ 空気孔
７１ 外周側部位
７２ 内周側部位
７２ａ 貫通孔
７５ 外周側孔部
７６ 内周側孔部
８０ 貫通孔
９０ スリット

Claims (12)

1. インバータを収容するインバータケースと、駆動軸を回転させる回転子および固定子を備えるモータを収容するモータケーシングとの間に配置可能であり、かつ該インバータケースおよび該モータケーシングに接続可能な放熱カバーと、
   前記放熱カバーの内面に接続され、前記インバータが配置されたインバータ空間と前記駆動軸に固定された内部ファンが配置されたファン空間とを区画可能な放熱プレートとを備え、
   前記放熱プレートは、前記内部ファンによる空気の流れが前記インバータ空間と前記ファン空間との間に形成可能な空気孔を備えていることを特徴とする放熱部材。
2. 前記放熱プレートは、
   前記内部ファンの外側に位置する外周側部位と、
   前記外周側部位の内側に位置する内周側部位とを備えており、
   前記空気孔は、
   前記外周側部位に形成された外周側孔部と、
   前記内周側部位に形成された内周側孔部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の放熱部材。
3. 前記外周側孔部は、前記インバータと前記モータとを接続する動力線が通過可能な大きさを有していることを特徴とする請求項２に記載の放熱部材。
4. 前記外周側部位には、前記インバータと前記モータとを接続する動力線が通過可能な大きさを有する通過孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の放熱部材。
5. 前記放熱プレートは、
   前記内部ファンの外側に位置する外周側部位と、
   前記外周側部位の内側に位置する内周側部位とを備えており、
   前記空気孔は、前記内周側部位から前記外周側部位に向かって延びるスリットを備えていることを特徴とする請求項１に記載の放熱部材。
6. 前記外周側部位には、前記インバータと前記モータとを接続する動力線が通過可能な大きさを有する通過孔が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の放熱部材。
7. 駆動軸と、
   前記駆動軸を回転させる回転子および固定子を備えるモータと、
   前記モータを収容するモータケーシングと、
   前記モータに隣接して配置されたインバータと、
   前記インバータと前記モータとを接続する動力線と、
   前記インバータを収容し、前記駆動軸の軸線方向に沿って前記モータケーシングに直列的に配置されたインバータケースと、
   前記駆動軸に固定された内部ファンと、
   前記インバータケースと前記モータケーシングとの間に配置された放熱部材とを備え、
   前記放熱部材は、
   前記インバータケースおよび前記モータケーシングに接続された放熱カバーと、
   前記放熱カバーの内面に接続され、前記インバータが配置されたインバータ空間と前記内部ファンが配置されたファン空間とを区画する放熱プレートとを備えており、
   前記放熱プレートは、前記内部ファンによる空気の流れが前記インバータ空間と前記ファン空間との間に形成可能な空気孔を備えていることを特徴とする電動機組立体。
8. 前記放熱プレートは、
   前記内部ファンの外側に位置する外周側部位と、
   前記外周側部位の内側に位置する内周側部位とを備えており、
   前記空気孔は、
   前記外周側部位に形成された外周側孔部と、
   前記内周側部位に形成された内周側孔部とを備えていることを特徴とする請求項７に記載の電動機組立体。
9. 前記外周側孔部は、前記動力線が通過可能な大きさを有していることを特徴とする請求項８に記載の電動機組立体。
10. 前記外周側部位には、前記動力線が通過可能な大きさを有する通過孔が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の電動機組立体。
11. 前記放熱プレートは、
    前記内部ファンの外側に位置する外周側部位と、
    前記外周側部位の内側に位置する内周側部位とを備えており、
    前記空気孔は、前記内周側部位から前記外周側部位に向かって延びるスリットを備えていることを特徴とする請求項７に記載の電動機組立体。
12. 前記外周側部位には、前記動力線が通過可能な大きさを有する通過孔が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の電動機組立体。

Images