JP2019129570A - Electric motor assembly and control unit - Google Patents

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JP2019129570A JP2018008941A JP2018008941A JP2019129570A JP 2019129570 A JP2019129570 A JP 2019129570A JP 2018008941 A JP2018008941 A JP 2018008941A JP 2018008941 A JP2018008941 A JP 2018008941A JP 2019129570 A JP2019129570 A JP 2019129570A
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拡海 田村
Hiromi Tamura
拡海 田村
康貴 小西
Yasutaka Konishi
康貴 小西
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Abstract

To provide an electric motor assembly achieving a reduction in load that is applied to a motor and efficient cooling.SOLUTION: An electric motor assembly 1 includes: a motor 3; a motor casing 4; a strip-shaped thermoelectric conversion element 5 affixed to the inner surface of the motor casing 4; a cooling fan 8; a power supply 21 for supplying power to the thermoelectric conversion element 5; and a control unit 20 controlling such that the power supply 21 operates to supply power to the thermoelectric conversion element 5. The thermoelectric conversion element 5 has a structure where a first spin conversion to convert a spin flow generated by a temperature difference between both surfaces of the thermoelectric conversion element 5 into electromotive force and rotate the cooling fan 8, and a second spin conversion to convert a spin flow generated by power supplied from the power supply 21 into a heat flow and dissipate heat of the motor 3 to the outside of the motor casing 4 are performed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電動機組立体および制御装置に関するものである。   The present invention relates to a motor assembly and a control device.

近年、電動機(以下、これをモータと呼ぶ)の小型化が進んでいる。しかしながら、モータの小型化が進んでも、モータの効率として、以前のモータの効率と同等か、またはそれよりも高い効率が要求されているため、小型化されたモータの電気的損失は、以前のモータの電気的損失と変わらない。したがって、小型化されたモータでは、モータを収容するケーシングの表面積および/または体積が減少することにより、モータの温度上昇は大きくなる。このような事情からモータの効率的な冷却に対する課題が目立っている。   In recent years, miniaturization of electric motors (hereinafter referred to as motors) has progressed. However, even as the miniaturization of the motor progresses, the motor efficiency is required to be equal to or higher than that of the previous motor, so the electrical loss of the miniaturized motor is It is not different from the motor's electrical loss. Therefore, in a miniaturized motor, the temperature rise of the motor is increased by reducing the surface area and / or volume of the casing that houses the motor. Under such circumstances, the problem of efficient cooling of the motor stands out.

特開2007−336670号公報JP 2007-336670 A 特開2016−9838号公報JP, 2016-9838, A 特開2016−63680号公報JP, 2016-63680, A

モータの冷却方式として、駆動軸に冷却ファンを固定し、駆動軸の回転とともにモータを冷却する空気の流れを発生させる方式が存在する。しかしながら、モータには、その駆動による負荷と冷却ファンの回転による負荷とがかかるという問題がある。   As a method of cooling a motor, there is a method of fixing a cooling fan to a drive shaft and generating a flow of air for cooling the motor as the drive shaft rotates. However, the motor has a problem that a load due to the driving and a load due to the rotation of the cooling fan are applied.

ケーシングの内部に熱電素子と冷却水路とが設けられた水冷式回転電気機械が知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、このような回転電気機械の構造は複雑であり、また、冷却水が必要になるという課題がある。   There is known a water-cooled rotary electric machine in which a thermoelectric element and a cooling water channel are provided inside a casing (see, for example, Patent Document 1). However, the structure of such a rotary electric machine is complicated, and there is a problem that cooling water is required.

そこで、本発明は、モータにかかる負荷の軽減と効率的な冷却を実現する電動機組立体を提供することを目的とする。本発明は、モータにかかる負荷の軽減と効率的な冷却を実現する制御装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a motor assembly that achieves reduction in load applied to the motor and efficient cooling. An object of the present invention is to provide a control device which realizes reduction of load applied to a motor and efficient cooling.

一態様は、駆動軸を回転させるモータと、前記モータを収容するモータケーシングと、前記モータケーシングの内面に貼り付けられた帯状の熱電変換素子と、前記駆動軸とは独立して配置され、前記モータケーシングに隣接して配置され、かつ前記熱電変換素子に電気的に接続可能な冷却ファンと、前記熱電変換素子に電気的に接続可能であり、前記熱電変換素子に電力を供給する電源装置と、前記電源装置を動作させて前記熱電変換素子に電力を供給させる制御装置とを備え、前記熱電変換素子は、前記熱電変換素子の両面の間の温度差により発生したスピン流を起電力に変換して前記冷却ファンを回転させる第1スピン変換と、前記電源装置から供給された電力により発生したスピン流を熱流に変換して前記モータの熱を前記モータケーシングの外部に放出する第2スピン変換とが行われる構造を有していることを特徴とする電動機組立体である。   In one aspect, a motor for rotating a drive shaft, a motor casing for housing the motor, a strip-shaped thermoelectric conversion element attached to the inner surface of the motor casing, and the drive shaft are disposed independently, A cooling fan disposed adjacent to a motor casing and electrically connectable to the thermoelectric conversion element; and a power supply device electrically connectable to the thermoelectric conversion element and supplying power to the thermoelectric conversion element A control device that operates the power supply device to supply power to the thermoelectric conversion element, and the thermoelectric conversion element converts a spin current generated by a temperature difference between both surfaces of the thermoelectric conversion element into an electromotive force. Then, the first spin conversion for rotating the cooling fan and the spin current generated by the electric power supplied from the power supply device are converted into a heat current to convert the motor heat into the motor casing. It is an electric motor assembly according to claim in which the second spin conversion and to release to the outside of the ring has a structure made.

好ましい態様は、前記制御装置は、前記熱電変換素子によって前記第1スピン変換が行われているとき、前記温度差を連続的に監視し、前記温度差が所定のしきい値よりも大きくなった場合、前記電源装置を動作させて、前記電源装置から前記熱電変換素子に電力を供給させることを特徴とする。
好ましい態様は、前記制御装置は、前記熱電変換素子によって前記第2スピン変換が行われているとき、前記温度差を断続的に監視し、前記温度差が前記しきい値よりも小さくなった場合、前記電源装置を動作させて、前記電源装置から前記熱電変換素子への電力の供給を停止させることを特徴とする。
好ましい態様は、前記しきい値は、第1のしきい値と、前記第1のしきい値よりも大きな第2のしきい値とを備えており、前記制御装置は、前記温度差が前記第2のしきい値よりも大きくなった場合には、前記電源装置から前記熱電変換素子に電力を供給させ、かつ前記電源装置から前記冷却ファンに電力を供給させることを特徴とする。
In a preferred aspect, the control device continuously monitors the temperature difference when the first spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element, and the temperature difference becomes larger than a predetermined threshold value. In this case, the power supply device is operated to supply power from the power supply device to the thermoelectric conversion element.
In a preferred aspect, the control device intermittently monitors the temperature difference when the second spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element, and the temperature difference becomes smaller than the threshold value. And operating the power supply device to stop the supply of power from the power supply device to the thermoelectric conversion element.
In a preferred aspect, the threshold includes a first threshold and a second threshold larger than the first threshold, and the control device is further configured to: When it becomes larger than the second threshold value, power is supplied from the power supply device to the thermoelectric conversion element, and power is supplied from the power supply device to the cooling fan.

好ましい態様は、前記制御装置は、前記モータケーシングに隣接して配置されており、前記制御装置は、前記熱電変換素子によって前記第1スピン変換が行われているとき、前記制御装置の周囲の温度を監視し、前記温度が所定の許容値よりも大きくなった場合、前記電源装置を動作させて、前記熱電変換素子に電力を供給させることを特徴とする。
好ましい態様は、前記制御装置は、前記熱電変換素子によって前記第2スピン変換が行われているとき、前記温度を監視し、前記温度が前記許容値よりも小さくなった場合、前記電源装置を動作させて、前記電源装置から前記熱電変換素子への電力の供給を停止させることを特徴とする。
好ましい態様は、前記許容値は、第1の許容値と、前記第1の許容値よりも大きな第2の許容値とを備えており、前記制御装置は、前記温度が前記第2の許容値よりも大きくなった場合には、前記電源装置から前記熱電変換素子に電力を供給させ、かつ前記電源装置から前記冷却ファンに電力を供給させることを特徴とする。
In a preferred aspect, the control device is disposed adjacent to the motor casing, and the control device is configured to operate at a temperature around the control device when the first spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element. When the temperature becomes higher than a predetermined allowable value, the power supply device is operated to supply power to the thermoelectric conversion element.
In a preferred aspect, the control device monitors the temperature when the second spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element, and operates the power supply device when the temperature becomes lower than the allowable value. Thus, supply of electric power from the power supply device to the thermoelectric conversion element is stopped.
In a preferred aspect, the tolerance value includes a first tolerance value and a second tolerance value that is larger than the first tolerance value, and the control device is configured such that the temperature is the second tolerance value. If it becomes larger than that, power is supplied from the power supply device to the thermoelectric conversion element, and power is supplied from the power supply device to the cooling fan.

好ましい態様は、前記電動機組立体は、前記モータとは独立して配置されたインバータ装置をさらに備えており、前記インバータ装置は、前記制御装置と、前記電源装置とを備えていることを特徴とする。
好ましい態様は、前記モータケーシングは、前記モータを取り囲むモータフレームと、前記モータフレームの一方の開口端を閉じ、かつ前記駆動軸が貫通する貫通孔が形成された第1エンドカバーと、前記モータフレームの他方の開口端を閉じ、前記第1エンドカバーの反対側に配置された第2エンドカバーとを備えていることを特徴とする。
好ましい態様は、前記第1エンドカバーは、前記モータに隣接する第1モータ隣接面を有しており、前記第2エンドカバーは、前記モータに隣接する第2モータ隣接面を有しており、前記熱電変換素子は、前記第1モータ隣接面に貼り付けられた第1エンドカバー側素子と、前記第2モータ隣接面に貼り付けられた第2エンドカバー側素子とを備えていることを特徴とする。
In a preferred aspect, the electric motor assembly further includes an inverter device arranged independently of the motor, and the inverter device includes the control device and the power supply device. To do.
In a preferred aspect, the motor casing includes: a motor frame surrounding the motor; a first end cover formed with a through hole through which one open end of the motor frame is closed and the drive shaft penetrates; And a second end cover disposed on the opposite side of the first end cover.
In a preferred aspect, the first end cover has a first motor adjacent surface adjacent to the motor, and the second end cover has a second motor adjacent surface adjacent to the motor, The thermoelectric conversion element includes a first end cover side element affixed to the first motor adjacent surface and a second end cover side element affixed to the second motor adjacent surface. And

好ましい態様は、前記第1エンドカバー側素子は、前記第1モータ隣接面の内周側部位に貼り付けられた第1内側素子と、前記第1モータ隣接面の外周側部位に貼り付けられた第1外側素子とを備えており、前記第2エンドカバー側素子は、前記第2モータ隣接面の内周側部位に貼り付けられた第2内側素子と、前記第2モータ隣接面の外周側部位に貼り付けられた第2外側素子とを備えていることを特徴とする。
好ましい態様は、前記熱電変換素子は、前記モータフレームの内面に貼り付けられたモータフレーム側素子を備えていることを特徴とする。
好ましい態様は、前記モータフレーム側素子は、前記モータフレームの長手方向に延び、かつ互いに隣接する複数のフレーム素子を備えており、前記複数のフレーム素子は、前記モータフレームの円周方向に沿って配置されていることを特徴とする。
In a preferred embodiment, the first end cover side element is affixed to a first inner element affixed to an inner peripheral side portion of the first motor adjacent surface and an outer peripheral side portion of the first motor adjacent surface. A first outer element, and the second end cover side element includes a second inner element attached to an inner peripheral side portion of the second motor adjacent surface and an outer peripheral side of the second motor adjacent surface. And a second outside element attached to the portion.
In a preferred aspect, the thermoelectric conversion element includes a motor frame side element attached to an inner surface of the motor frame.
In a preferred aspect, the motor frame side element includes a plurality of frame elements extending in the longitudinal direction of the motor frame and adjacent to each other, and the plurality of frame elements extend along a circumferential direction of the motor frame. It is characterized by being arranged.

他の態様は、温度差により発生したスピン流を起電力に変換する第1スピン変換と、電力の供給により発生したスピン流を熱流に変換する第2スピン変換とが行われる構造を有する帯状の熱電変換素子に電気的に接続された制御装置であって、前記制御装置は、モータを収容するモータケーシングの内面に貼り付けられた前記熱電変換素子を介して前記熱電変換素子の両面の間の温度差を監視し、前記熱電変換素子によって前記第1スピン変換が行われているとき、前記温度差と所定のしきい値とを比較して、前記温度差が前記しきい値よりも大きいか否かを判定し、前記温度差が前記しきい値よりも大きくなった場合、前記熱電変換素子に電気的に接続された電源装置から前記熱電変換素子に電力を供給させて、前記モータの熱を前記モータケーシングの外部に放出させる前記第2スピン変換を前記熱電変換素子に行わせることを特徴とする。   In another aspect, a belt-like structure having a structure in which a first spin conversion that converts a spin current generated by a temperature difference into an electromotive force and a second spin conversion that converts a spin current generated by supplying power into a heat flow is performed. A control device electrically connected to a thermoelectric conversion element, wherein the control device is disposed between both surfaces of the thermoelectric conversion element via the thermoelectric conversion element attached to an inner surface of a motor casing accommodating a motor. A temperature difference is monitored, and when the first spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element, the temperature difference is compared with a predetermined threshold value to determine whether the temperature difference is larger than the threshold value. If the temperature difference is larger than the threshold value, power is supplied to the thermoelectric conversion element from a power supply device electrically connected to the thermoelectric conversion element, and the heat of the motor is The above The second spin converted to discharge to the outside of the casing, characterized in that to perform the thermoelectric conversion element.

好ましい態様は、前記制御装置は、前記熱電変換素子によって前記第2スピン変換が行われているとき、前記温度差と前記しきい値とを比較して、前記温度差が前記しきい値よりも大きいか否かを判定し、前記温度差が前記しきい値よりも小さくなった場合、前記電源装置を動作させて、前記電源装置から前記熱電変換素子への電力の供給を停止させることを特徴とする。
好ましい態様は、前記しきい値は、第1のしきい値と、前記第1のしきい値よりも大きな第2のしきい値とを備えており、前記制御装置は、前記温度差が前記第2のしきい値よりも大きくなった場合には、前記電源装置から前記熱電変換素子に電力を供給させ、かつ前記電源装置から前記モータケーシングに隣接して配置された冷却ファンに電力を供給させることを特徴とする。
好ましい態様は、前記制御装置は、前記モータケーシングに隣接して配置されており、前記制御装置は、前記熱電変換素子によって前記第1スピン変換が行われているとき、前記制御装置の周囲の温度を監視し、前記温度が所定の許容値よりも大きくなった場合、前記電源装置を動作させて、前記熱電変換素子に電力を供給させることを特徴とする。
In a preferred aspect, the control device compares the temperature difference with the threshold value when the second spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element, and the temperature difference is less than the threshold value. It is determined whether or not the temperature difference is larger, and when the temperature difference becomes smaller than the threshold value, the power supply device is operated to stop supplying power from the power supply device to the thermoelectric conversion element. And
In a preferred aspect, the threshold includes a first threshold and a second threshold larger than the first threshold, and the control device is further configured to: When the second threshold value is exceeded, power is supplied from the power supply device to the thermoelectric conversion element, and power is supplied from the power supply device to a cooling fan disposed adjacent to the motor casing. It is characterized by making it.
In a preferred aspect, the control device is disposed adjacent to the motor casing, and the control device is configured to measure a temperature around the control device when the first spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element. When the temperature becomes higher than a predetermined allowable value, the power supply device is operated to supply power to the thermoelectric conversion element.

好ましい態様は、前記制御装置は、前記熱電変換素子によって前記第2スピン変換が行われているとき、前記温度を監視し、前記温度が前記許容値よりも小さくなった場合、前記電源装置を動作させて、前記電源装置から前記熱電変換素子への電力の供給を停止させることを特徴とする。
好ましい態様は、前記許容値は、第1の許容値と、前記第1の許容値よりも大きな第2の許容値とを備えており、前記制御装置は、前記温度が前記第2の許容値よりも大きくなった場合には、前記電源装置から前記熱電変換素子に電力を供給させ、かつ前記電源装置から前記モータケーシングに隣接して配置された冷却ファンに電力を供給させることを特徴とする。
In a preferred aspect, the control device monitors the temperature when the second spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element, and operates the power supply device when the temperature becomes lower than the allowable value. Thus, supply of electric power from the power supply device to the thermoelectric conversion element is stopped.
In a preferred aspect, the tolerance value includes a first tolerance value and a second tolerance value that is larger than the first tolerance value, and the control device is configured such that the temperature is the second tolerance value. When it becomes larger, the power supply device supplies power to the thermoelectric conversion element, and the power supply device supplies power to a cooling fan disposed adjacent to the motor casing. .

電動機組立体はモータの排熱を利用して熱電変換素子に接続された冷却ファンを回転させることができる。電動機組立体は熱電変換素子への電力の供給によりモータの熱を積極的に放出することができる。結果として、電動機組立体は、効率的な冷却を実現することができる。さらに、冷却ファンはモータの排熱を利用した熱電変換素子の第1スピン変換によって回転されるため、冷却ファンを駆動軸に接続する必要はなく、電動機組立体はモータにかかる負荷を軽減することができる。   The motor assembly can use the exhaust heat of the motor to rotate a cooling fan connected to the thermoelectric conversion element. The electric motor assembly can actively release the heat of the motor by supplying electric power to the thermoelectric conversion element. As a result, the motor assembly can achieve efficient cooling. Furthermore, since the cooling fan is rotated by the first spin conversion of the thermoelectric conversion element using the exhaust heat of the motor, it is not necessary to connect the cooling fan to the drive shaft, and the electric motor assembly can reduce the load on the motor. Can.

電動機組立体の一実施形態を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view of an embodiment of a motor assembly. 図1のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 電動機組立体の冷却システムの一部を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing a part of a motor assembly cooling system. 電動機組立体の冷却システムを示す図である。FIG. 2 shows a cooling system of a motor assembly. 制御装置を含む制御システムの一実施形態を示す図である。FIG. 1 illustrates one embodiment of a control system that includes a controller. 制御装置の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of a control apparatus. 制御装置を含む制御システムの他の実施形態を示す図である。FIG. 7 shows another embodiment of a control system including a controller. 制御装置によるスイッチの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the switch by a control apparatus. 制御装置によるスイッチの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the switch by a control apparatus. 制御装置の温度モニターを示す図である。It is a figure which shows the temperature monitor of a control apparatus. 第1エンドカバーの第1モータ隣接面に貼り付けられた第1エンドカバー側素子および第2エンドカバーの第2モータ隣接面に貼り付けられた第2エンドカバー側素子を示す図である。It is a figure which shows the 1st end cover side element stuck on the 1st motor adjacent surface of a 1st end cover, and the 2nd end cover side element stuck on the 2nd motor adjacent surface of a 2nd end cover. 第1エンドカバーの第1モータ隣接面に貼り付けられた第1エンドカバー側素子の正面図である。It is a front view of the 1st end cover side element stuck on the 1st motor adjoining surface of the 1st end cover. 第2エンドカバーの第2モータ隣接面に貼り付けられた第2エンドカバー側素子の正面図である。It is a front view of the 2nd end cover side element stuck on the 2nd motor adjoining surface of the 2nd end cover. 制御装置を含む制御システムの他の実施形態を示す図である。FIG. 7 shows another embodiment of a control system including a controller. 制御装置を含む制御システムのさらに他の実施形態を示す図である。FIG. 7 illustrates yet another embodiment of a control system that includes a controller. 図16(a)は第1モータ隣接面の内周側部位および外周側部位を示す図であり、図16(b)は内周側部位に貼り付けられた第1内側素子および外周側部位に貼り付けられた第1外側素子を示す図である。FIG. 16 (a) is a view showing the inner peripheral side portion and the outer peripheral side portion of the first motor adjacent surface, and FIG. 16 (b) is a view showing the first inner element and the outer peripheral side portion attached It is a figure which shows the 1st outside element stuck. 図17(a)は第2モータ隣接面の内周側部位および外周側部位を示す図であり、図17(b)は内周側部位に貼り付けられた第2内側素子および外周側部位に貼り付けられた第2外側素子を示す図である。FIG. 17A is a view showing the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the second motor adjacent surface, and FIG. 17B shows the second inner element and the outer peripheral portion attached to the inner peripheral portion. It is a figure which shows the 2nd outer side element stuck. モータフレーム側素子の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of a motor frame side element. 図18のB−B線断面図である。It is the BB sectional drawing of FIG. モータフレーム側素子の他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the motor frame side element. モータフレーム側素子の他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the motor frame side element. 図21のC−C線断面図である。It is the CC sectional view taken on the line of FIG. 電動機組立体の他の実施形態を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic view showing another embodiment of a motor assembly. 本実施形態に係る電動機組立体に対する比較例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the comparative example with respect to the electric motor assembly which concerns on this embodiment. 電動機組立体のさらに他の実施形態を示す図である。FIG. 7 shows yet another embodiment of a motor assembly. 図25のD−D線断面図である。It is the DD sectional view taken on the line of FIG. 図27(a)はモータ隣接面の内周側部位および外周側部位を示す図であり、図27(b)は内周側部位に貼り付けられた内側素子および外周側部位に貼り付けられた外側素子を示す図である。FIG. 27A is a diagram showing an inner peripheral portion and an outer peripheral portion of the motor adjacent surface, and FIG. 27B is an inner element attached to the inner peripheral portion and an outer peripheral portion. It is a figure which shows an outer side element. モータケーシングのモータフレームの内面の全体に貼り付けられたモータフレーム側素子と、インバータケースのインバータカバーの内面の全体に貼り付けられたインバータカバー側素子とを示す図である。It is a figure which shows the motor frame side element stuck on the whole inner surface of the motor frame of a motor casing, and the inverter cover side element stuck on the whole inner surface of the inverter cover of an inverter case. カバープレートのカバープレート側インバータ隣接面に貼り付けられたカバープレート側素子を示す図である。It is a figure which shows the cover plate side element affixed on the cover plate side inverter adjacent surface of a cover plate.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の図面において、同一また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。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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted. The configuration of one embodiment which is not particularly described is the same as that of the other embodiments, and thus the description thereof will not be repeated.

図1は電動機組立体1の一実施形態を示す模式図である。図1に示すように、電動機組立体1は、駆動軸2と、駆動軸2を回転させるモータ(電動機)3と、モータ3を収容するモータケーシング4と、モータケーシング4の内面に貼り付けられた帯状の(テープ状の)熱電変換素子5と、駆動軸2とは独立して配置され、モータケーシング4に隣接して配置され、かつ熱電変換素子5に電気的に接続可能な冷却ファン8と、熱電変換素子5に電気的に接続可能であり、熱電変換素子5に電力を供給する電源装置21と、熱電変換素子5と電源装置21とを電気的に接続した状態で、電源装置21を動作させて熱電変換素子5に電力を供給させる制御装置20とを備えている。制御装置20は電源装置21に電気的に接続されている。   FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an electric motor assembly 1. As shown in FIG. 1, the motor assembly 1 is attached to the drive shaft 2, a motor (motor) 3 for rotating the drive shaft 2, a motor casing 4 for housing the motor 3, and the inner surface of the motor casing 4. The belt-shaped (tape-shaped) thermoelectric conversion element 5 and the drive shaft 2 are arranged independently of each other, are arranged adjacent to the motor casing 4, and can be electrically connected to the thermoelectric conversion element 5. The power supply device 21 is electrically connectable to the thermoelectric conversion element 5 and supplies power to the thermoelectric conversion element 5. The power supply device 21 is electrically connected to the thermoelectric conversion element 5 and the power supply device 21. And a control device 20 that supplies electric power to the thermoelectric conversion element 5. The controller 20 is electrically connected to the power supply 21.

モータ3およびモータケーシング4はモータ部を構成している。モータケーシング4は駆動軸2と同心状に配置されている。モータケーシング4は、モータ3を取り囲むモータフレーム4aと、モータフレーム4aの一方の開口端を閉じ、かつ駆動軸2が貫通する貫通孔10が形成された第1エンドカバー4bと、モータフレーム4aの他方の開口端を閉じ、第1エンドカバー4bの反対側に配置された第2エンドカバー4cとを備えている。駆動軸2は、貫通孔10を貫通して延びており、第1エンドカバー4bの軸受支持部40に支持された第1軸受17および第2エンドカバー4cの軸受支持部41に支持された第2軸受18に回転自在に支持されている。   The motor 3 and the motor casing 4 constitute a motor unit. The motor casing 4 is disposed concentrically with the drive shaft 2. The motor casing 4 includes a motor frame 4a surrounding the motor 3, a first end cover 4b having a through hole 10 formed therein for closing one open end of the motor frame 4a and through which the drive shaft 2 passes, and the motor frame 4a. The other open end is closed, and a second end cover 4c disposed on the opposite side of the first end cover 4b is provided. The drive shaft 2 extends through the through hole 10 and is supported by the first bearing 17 supported by the bearing support portion 40 of the first end cover 4b and the bearing support portion 41 of the second end cover 4c. It is rotatably supported by two bearings 18.

第1エンドカバー4bはモータ3に隣接する第1モータ隣接面11を有しており、第2エンドカバー4cはモータ3に隣接する第2モータ隣接面12を有している。モータ隣接面11は第1エンドカバー4bの内面であり、この内面の反対側の面は第1エンドカバー4bの外面である。同様に、モータ隣接面12は第2エンドカバー4cの内面であり、この内面の反対側の面は第2エンドカバー4cの外面である。   The first end cover 4 b has a first motor adjacent surface 11 adjacent to the motor 3, and the second end cover 4 c has a second motor adjacent surface 12 adjacent to the motor 3. The motor adjacent surface 11 is the inner surface of the first end cover 4b, and the surface opposite to the inner surface is the outer surface of the first end cover 4b. Similarly, the motor adjacent surface 12 is the inner surface of the second end cover 4c, and the surface opposite to the inner surface is the outer surface of the second end cover 4c.

図1に示す実施形態では、モータ3はモータフレーム4aの内側に配置されている。回転要素としてのモータ3は、駆動軸2に固定された回転子(ロータ)15と、回転子15を囲んで、外部(図示しない)からの電力を巻線(コイル)16bが受けて回転磁界を形成する固定子(ステータ)16とを備えている。回転子15および固定子16は回転要素を構成している。固定子16は、ステータコア16aと、ステータコア16aに巻かれた複数の巻線16bとを備えている。固定子16は、熱電変換素子5を介してモータフレーム4aに固定されている。回転子15は、回転子15と固定子16との間に形成される回転磁界によって回転し、回転子15が固定された駆動軸2は回転子15とともに回転する。   In the embodiment shown in FIG. 1, the motor 3 is arranged inside the motor frame 4a. A motor 3 as a rotating element is surrounded by a rotor 15 fixed to the drive shaft 2 and the rotor 15, and receives electric power from the outside (not shown) from the winding (coil) 16b, and a rotating magnetic field And a stator (stator) 16 that forms The rotor 15 and the stator 16 constitute a rotating element. The stator 16 includes a stator core 16a and a plurality of windings 16b wound around the stator core 16a. The stator 16 is fixed to the motor frame 4 a via the thermoelectric conversion element 5. The rotor 15 is rotated by a rotating magnetic field formed between the rotor 15 and the stator 16, and the drive shaft 2 to which the rotor 15 is fixed rotates together with the rotor 15.

図1では、モータ3は模式的に描かれている。モータ3は、例えば、ロータに永久磁石を用いた永久磁石型同期モータ(PMモータ)である。しかしながら、モータ3は、永久磁石型同期モータに限定されず、誘導モータや直流モータなど、様々な種類のモータであってもよい。   In FIG. 1, the motor 3 is schematically depicted. The motor 3 is, for example, a permanent magnet synchronous motor (PM motor) using a permanent magnet as a rotor. However, the motor 3 is not limited to a permanent magnet type synchronous motor, and may be various types of motors such as an induction motor and a DC motor.

図2は図1のA−A線断面図である。図2では、モータフレーム側素子5Aおよびモータケーシング4以外の要素の図示は省略されている。図2に示すように、熱電変換素子5はモータフレーム側素子5Aを備えている。モータフレーム側素子5Aは、1枚のシート状の素子であり、モータフレーム4aの内面に貼り付けられている。図1では、モータフレーム側素子5Aは部分的に描かれている。   FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In FIG. 2, illustration of elements other than the motor frame side element 5A and the motor casing 4 is omitted. As shown in FIG. 2, the thermoelectric conversion element 5 includes a motor frame side element 5A. The motor frame side element 5A is a single sheet-like element and is attached to the inner surface of the motor frame 4a. In FIG. 1, the motor frame side element 5A is partially depicted.

一実施形態では、モータフレーム側素子5Aはモータフレーム4aの内面の全体に貼り付けられてもよい。他の実施形態では、モータフレーム側素子5Aはモータフレーム4aの内面の一部に貼り付けられてもよい。他の実施形態の場合、固定子16は、発熱の大部分を占める複数の巻線16bを備えているため、モータフレーム側素子5Aは、固定子16(より具体的には、ステータコア16a)に接触する位置において、モータフレーム4aの内面に貼り付けられることが好ましい。   In one embodiment, the motor frame element 5A may be attached to the entire inner surface of the motor frame 4a. In another embodiment, the motor frame side element 5A may be attached to a part of the inner surface of the motor frame 4a. In the case of other embodiments, the stator 16 includes a plurality of windings 16b that occupy most of the heat generation, so that the motor frame side element 5A is connected to the stator 16 (more specifically, the stator core 16a). It is preferable to be stuck on the inner surface of the motor frame 4a at the contact position.

熱電変換素子5は、モータケーシング4の内部とモータケーシング4の外部との間の温度差、より具体的には、熱電変換素子5の両面の間の温度差(温度勾配)により発生したスピン流を起電力に変換して冷却ファン8を回転させる第1スピン変換と、電源装置21から供給された電力により発生したスピン流を熱流に変換してモータ3の熱をモータケーシング4の外部に放出する第2スピン変換が行われる構造を有している。熱電変換素子5の両面は、モータ3に隣接する熱電変換素子5の面、およびモータケーシング4の内面に隣接する熱電変換素子5の面である。   The thermoelectric conversion element 5 is a spin current generated by the temperature difference between the inside of the motor casing 4 and the outside of the motor casing 4, more specifically, the temperature difference (temperature gradient) between both surfaces of the thermoelectric conversion element 5. And convert the spin current generated by the power supplied from the power supply 21 into a heat flow and release the heat of the motor 3 to the outside of the motor casing 4 The second spin conversion is performed. The two surfaces of the thermoelectric conversion element 5 are the surface of the thermoelectric conversion element 5 adjacent to the motor 3 and the surface of the thermoelectric conversion element 5 adjacent to the inner surface of the motor casing 4.

熱電変換素子5はスピン変換技術が用いられた素子であり、特許文献2(特開2016−9838号公報)に記載された薄膜形状を有するテープ状の熱電変換素子と同様の熱電変換構造を有している。   The thermoelectric conversion element 5 is an element using a spin conversion technique and has a thermoelectric conversion structure similar to the tape-shaped thermoelectric conversion element having a thin film shape described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-9838). doing.

スピン変換とは、角運動量保存の法則に基づく物理量(例えば、熱、電気など)の相互変換の総称である。スピン流(spin current)は電子のスピン角運動量の流れである。電流とスピン流と熱流との間には相互作用が存在する。したがって、熱電変換素子5に電力が供給されると、すなわち、電流が流れると、熱電変換素子5には、スピン流が発生する。このような現象は、スピンホール効果(spin Hall effect)と呼ばれる。熱電変換素子5にスピン流が流れると、熱電変換素子5には、熱流が発生する。このような現象は、スピンペルチェ効果(spin Peltier effect)と呼ばれる。   Spin conversion is a generic term for mutual conversion of physical quantities (eg, heat, electricity, etc.) based on the law of conservation of angular momentum. Spin current is the flow of spin angular momentum of electrons. There is an interaction between current, spin current and heat flow. Therefore, when electric power is supplied to the thermoelectric conversion element 5, that is, when a current flows, a spin current is generated in the thermoelectric conversion element 5. Such a phenomenon is called a spin Hall effect. When a spin current flows through the thermoelectric conversion element 5, a heat flow is generated in the thermoelectric conversion element 5. Such a phenomenon is called a spin Peltier effect.

スピンペルチェ効果とは逆に、熱電変換素子5に熱流が流れると、熱電変換素子5には、スピン流が発生する。このような現象は、スピンゼーベック効果(spin Seebeck effect)と呼ばれる。スピンホール効果とは逆に、熱電変換素子5にスピン流が流れると、熱電変換素子5には、起電力が発生する。このような現象は、逆スピンホール効果(inverse spin Hall effect)と呼ばれる。本実施形態における熱電変換素子5は、スピンゼーベック効果および逆スピンホール効果を利用することにより、スピンを介して熱流を起電力に変換(すなわち、第1スピン変換)することができる。熱電変換素子5は、スピンホール効果およびスピンペルチェ効果を利用することにより、スピンを介して電力を熱流に変換(すなわち、第2スピン変換)することができる。   Contrary to the spin Peltier effect, when a heat flow flows through the thermoelectric conversion element 5, a spin flow is generated in the thermoelectric conversion element 5. Such a phenomenon is called a spin Seebeck effect. Contrary to the spin Hall effect, when a spin current flows in the thermoelectric conversion element 5, an electromotive force is generated in the thermoelectric conversion element 5. Such a phenomenon is called an inverse spin Hall effect. The thermoelectric conversion element 5 in the present embodiment can convert a heat current into an electromotive force (that is, first spin conversion) via spins by using the spin Seebeck effect and the reverse spin Hall effect. The thermoelectric conversion element 5 can convert power into heat flow (that is, second spin conversion) via spins by utilizing the spin Hall effect and the spin Peltier effect.

一般的な熱電変換素子(所謂、ゼーベック素子)では、熱流と電流とが平行に、かつ、同じ部分を流れる。したがって、熱を受ける面および熱を放出する面と、電力を受けて発電する面とは同一の面である。結果として、熱電変換素子に電力端子を設ける構造は複雑である。これに対し、上述した熱電変換素子5、所謂、スピンゼーベック素子は、スピンを用いるので、熱流と電流とが直交し、かつ異なる部分を流れる。したがって、熱を受ける面および熱を放出する面と、電力を受けて発電する面とは異なる面であるため、熱電変換素子5に電力端子を設ける構造は簡単である。結果として、電力端子を容易に設けることができ、その配線も非常に容易となる。   In a general thermoelectric conversion element (so-called Seebeck element), heat flow and current flow in parallel and in the same part. Therefore, the heat receiving side and the heat releasing side are the same side as the power receiving side and the power generating side. As a result, the structure which provides a power terminal in a thermoelectric conversion element is complicated. On the other hand, since the above-mentioned thermoelectric conversion element 5, so-called spin Seebeck element, uses spins, the heat flow and the current are orthogonal and flow in different parts. Therefore, since the surface that receives heat and the surface that emits heat are different from the surface that generates power upon receiving power, the structure in which the thermoelectric conversion element 5 is provided with power terminals is simple. As a result, the power terminals can be easily provided, and the wiring is very easy.

図3は電動機組立体1の冷却システムの一部を示す模式図である。図3に示すように、熱電変換素子5(本実施形態では、モータフレーム側素子5A)は、DC−DCコンバータ25を介して冷却ファン(DCファン)8に接続されている。以下、DC−DCコンバータ25を単にコンバータ25と呼ぶことがある。発熱体としてのモータ3は、その駆動によって発熱し、モータケーシング4の内部、すなわち、モータ3が配置された空間と、モータケーシング4の外部との間に温度差が生じる。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a part of the cooling system of the motor assembly 1. As shown in FIG. 3, the thermoelectric conversion element 5 (in the present embodiment, the motor frame side element 5A) is connected to a cooling fan (DC fan) 8 via a DC-DC converter 25. Hereinafter, the DC-DC converter 25 may be simply referred to as the converter 25. The motor 3 as a heating element generates heat when driven, and a temperature difference occurs between the inside of the motor casing 4, that is, between the space where the motor 3 is disposed and the outside of the motor casing 4.

図1に示すように、モータフレーム側素子5Aは、モータ3を取り囲むようにモータケーシング4の内面に貼り付けられており、モータ3とモータケーシング4との間に配置されている。したがって、モータフレーム側素子5Aには、モータ3の熱による流れ(熱流)が発生し、モータフレーム側素子5Aに起電力が発生する。モータフレーム側素子5Aに発生した起電力の電圧はコンバータ25によって上昇され、冷却ファン8はモータフレーム側素子5Aの起電力を電力源とした電力により回転する。冷却ファン8は、その周囲の空気をモータケーシング4に送り、空気の流れをモータケーシング4の表面に形成する。結果として、モータケーシング4は冷却され、モータ3はモータケーシング4を介して冷却される。   As shown in FIG. 1, the motor frame side element 5 </ b> A is attached to the inner surface of the motor casing 4 so as to surround the motor 3, and is disposed between the motor 3 and the motor casing 4. Therefore, a flow (heat flow) due to the heat of the motor 3 is generated in the motor frame side element 5A, and an electromotive force is generated in the motor frame side element 5A. The voltage of the electromotive force generated in the motor frame side element 5A is raised by the converter 25, and the cooling fan 8 is rotated by electric power using the electromotive force of the motor frame side element 5A as a power source. The cooling fan 8 sends ambient air to the motor casing 4 to form an air flow on the surface of the motor casing 4. As a result, the motor casing 4 is cooled and the motor 3 is cooled via the motor casing 4.

本実施形態によれば、冷却ファン8は、モータフレーム側素子5Aの第1スピン変換によって生じた起電力を電力源とした電力によって回転することができるため、冷却ファン8を駆動軸2に固定する必要はない。このような構成により、モータ3には、冷却ファン8の回転による負荷がかからないため、モータ3の負荷を軽減することができる。   According to the present embodiment, the cooling fan 8 can be rotated by electric power using the electromotive force generated by the first spin conversion of the motor frame side element 5A as a power source, and therefore the cooling fan 8 is fixed to the drive shaft 2. do not have to. With such a configuration, no load is applied to the motor 3 due to the rotation of the cooling fan 8, so the load on the motor 3 can be reduced.

図4は電動機組立体1の冷却システムを示す図である。制御装置20および電源装置21は熱電変換素子5(本実施形態では、モータフレーム側素子5A)に接続されている。したがって、制御装置20は電源装置21を動作させて電源装置21から熱電変換素子5に電力を供給すると、熱電変換素子5には、電気による流れ(電流)が発生し、熱電変換素子5に熱流が発生する。したがって、モータ3から発せられた熱は、熱電変換素子5の第2スピン変換によって生じた熱流によってモータ3からモータケーシング4に移動し、モータケーシング4の外部に放出される。結果として、モータ3は冷却される。   FIG. 4 is a view showing a cooling system of the motor assembly 1. The control device 20 and the power supply device 21 are connected to the thermoelectric conversion element 5 (in the present embodiment, the motor frame side element 5A). Therefore, when the control device 20 operates the power supply device 21 to supply power from the power supply device 21 to the thermoelectric conversion element 5, a flow (current) of electricity is generated in the thermoelectric conversion element 5 and a heat flow in the thermoelectric conversion element 5 Occurs. Therefore, the heat generated from the motor 3 is transferred from the motor 3 to the motor casing 4 by the heat flow generated by the second spin conversion of the thermoelectric conversion element 5 and released to the outside of the motor casing 4. As a result, the motor 3 is cooled.

図4に示すように、モータケーシング4の内部とモータケーシング4の外部との間に温度差が生じると、熱電変換素子5には起電力が発生する。制御装置20はコンバータ25に接続されており、コンバータ25の出力電圧制御を行う。冷却ファン8を回転させるための熱電変換素子5による起電力が不十分である場合、制御装置20を介して電源装置21から熱電変換素子5に電力を供給してもよい。   As shown in FIG. 4, when a temperature difference occurs between the inside of the motor casing 4 and the outside of the motor casing 4, an electromotive force is generated in the thermoelectric conversion element 5. The control device 20 is connected to the converter 25 and performs output voltage control of the converter 25. When the electromotive force by the thermoelectric conversion element 5 for rotating the cooling fan 8 is insufficient, power may be supplied from the power supply device 21 to the thermoelectric conversion element 5 via the control device 20.

図5は制御装置20を含む制御システムの一実施形態を示す図である。図5に示すように、制御装置20は、モータケーシング4の内面に貼り付けられた熱電変換素子5(本実施形態では、モータフレーム側素子5A)を介してモータケーシング4の内部とモータケーシング4の外部との間の温度差(より具体的には、モータフレーム側素子5Aの両面の間の温度差)を監視する監視部30を備えている。モータフレーム側素子5Aの両面は、モータ3に隣接するモータフレーム側素子5Aの面、およびモータフレーム4aの内面に隣接するモータフレーム側素子5Aの面である。   FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of a control system including the control device 20. As shown in FIG. As shown in FIG. 5, the control device 20 includes the inside of the motor casing 4 and the motor casing 4 via the thermoelectric conversion element 5 (in the present embodiment, the motor frame side element 5A) attached to the inner surface of the motor casing 4. Is provided with a monitoring unit 30 that monitors a temperature difference from the outside (more specifically, a temperature difference between both surfaces of the motor frame side element 5A). Both surfaces of the motor frame side element 5A are a surface of the motor frame side element 5A adjacent to the motor 3 and a surface of the motor frame side element 5A adjacent to the inner surface of the motor frame 4a.

制御装置20は、モータケーシング4の内部と外部との間の温度差と所定のしきい値とを比較して、温度差がしきい値よりも大きいか否かを判定する判定部31を備えている。制御装置20は、温度差がしきい値よりも大きくなった場合、熱電変換素子5に電気的に接続された電源装置21を動作させて、電源装置21から熱電変換素子5に電力を供給させる動作制御部32を備えている。動作制御部32は、電源装置21から熱電変換素子5への電力の供給により、モータ3の熱をモータケーシング4の外部に放出させる第2スピン変換を熱電変換素子5に行わせる。   The control device 20 includes a determination unit 31 that compares a temperature difference between the inside and the outside of the motor casing 4 with a predetermined threshold value and determines whether the temperature difference is larger than the threshold value. ing. When the temperature difference becomes larger than the threshold value, the control device 20 operates the power supply device 21 electrically connected to the thermoelectric conversion element 5 to supply power from the power supply device 21 to the thermoelectric conversion element 5. The operation control unit 32 is provided. The operation control unit 32 causes the thermoelectric conversion element 5 to perform second spin conversion that causes the heat of the motor 3 to be released to the outside of the motor casing 4 by supplying power from the power supply device 21 to the thermoelectric conversion element 5.

図5に示すように、監視部30は判定部31に接続されており、判定部31は動作制御部32に接続されている。熱電変換素子5には、複数の(本実施形態では、2本の)電線36が接続されており、電線36には2つのスイッチ35が接続されている。スイッチ35はスイッチ部34を構成している。   As shown in FIG. 5, the monitoring unit 30 is connected to the determination unit 31, and the determination unit 31 is connected to the operation control unit 32. A plurality of (in this embodiment, two) electric wires 36 are connected to the thermoelectric conversion element 5, and two switches 35 are connected to the electric wires 36. The switch 35 constitutes a switch unit 34.

監視部30には、電線36に対応する数の(本実施形態では、2本の)電線37が接続されており、電線36,37は2つのスイッチ35によって接続可能である。コンバータ25には、複数の(本実施形態では、2本の)電線39が接続されており、これら電線39のそれぞれは電線37に接続されている。   The monitoring unit 30 is connected to the number of electric wires 37 corresponding to the electric wires 36 (two in this embodiment), and the electric wires 36 and 37 can be connected by two switches 35. A plurality of (two in the present embodiment) electric wires 39 are connected to the converter 25, and each of the electric wires 39 is connected to the electric wire 37.

電源装置21には、複数の(本実施形態では、2本の)電線38が接続されており、スイッチ35の切り替えにより電線36,38は接続可能である。したがって、熱電変換素子5は、スイッチ35の切り替えにより制御装置20の監視部30または電源装置21に電気的に接続可能である。   A plurality of (in this embodiment, two) electric wires 38 are connected to the power supply device 21, and the electric wires 36 and 38 can be connected by switching the switch 35. Therefore, the thermoelectric conversion element 5 can be electrically connected to the monitoring unit 30 or the power supply device 21 of the control device 20 by switching the switch 35.

制御装置20は、スイッチ部34に電気的に接続され、かつスイッチ部34のスイッチ35を切り替えるスイッチ切り替え部33を備えており、スイッチ切り替え部33は動作制御部32に接続されている。動作制御部32がスイッチ切り替え部33を動作させると、熱電変換素子5と監視部30とはスイッチ35を介して接続される。動作制御部32がスイッチ切り替え部33を動作させると、熱電変換素子5と監視部30との接続が遮断され、熱電変換素子5と電源装置21とはスイッチ35を介して接続される。   The control device 20 includes a switch switching unit 33 that is electrically connected to the switch unit 34 and switches the switch 35 of the switch unit 34, and the switch switching unit 33 is connected to the operation control unit 32. When the operation control unit 32 operates the switch switching unit 33, the thermoelectric conversion element 5 and the monitoring unit 30 are connected via the switch 35. When the operation control unit 32 operates the switch switching unit 33, the connection between the thermoelectric conversion element 5 and the monitoring unit 30 is cut off, and the thermoelectric conversion element 5 and the power supply device 21 are connected via the switch 35.

制御装置20は、記憶部(図示しない)に電気的に格納されたプログラムに従って動作する。図6は制御装置20の処理フローを示す図である。図6に示すように、制御装置20の監視部30は、熱電変換素子5によって第1スピン変換が行われているとき、より具体的には、熱電変換素子5の第1スピン変換によって冷却ファン8が回転しているとき、モータケーシング4の内部とモータケーシング4の外部との間の温度差(より具体的には、熱電変換素子5の両面の間の温度差)を連続的に監視する(図6のステップS101参照)。   The control device 20 operates according to a program electrically stored in a storage unit (not shown). FIG. 6 is a diagram showing a process flow of the control device 20. As shown in FIG. 6, when the first spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element 5, the monitoring unit 30 of the control device 20 more specifically includes a cooling fan by the first spin conversion of the thermoelectric conversion element 5. When 8 is rotating, the temperature difference between the inside of the motor casing 4 and the outside of the motor casing 4 (more specifically, the temperature difference between both sides of the thermoelectric conversion element 5) is continuously monitored. (Refer step S101 of FIG. 6).

制御装置20の判定部31は、この温度差と制御装置20の記憶部に記憶されたしきい値とを比較し(図6のステップS102参照)、温度差がしきい値よりも大きくなった場合(図6のステップS102の「YES」参照)、その結果を示す信号を動作制御部32に送る。温度差がしきい値よりも小さい場合、監視部30は温度差の監視を継続する(図6のステップS102の「NO」参照)。   The determination unit 31 of the control device 20 compares this temperature difference with the threshold value stored in the storage unit of the control device 20 (see step S102 in FIG. 6), and the temperature difference becomes larger than the threshold value. In the case (see “YES” in step S102 of FIG. 6), a signal indicating the result is sent to the operation control unit 32. If the temperature difference is smaller than the threshold, the monitoring unit 30 continues monitoring the temperature difference (see “NO” in step S102 of FIG. 6).

動作制御部32は、判定部31からの信号を受けると、スイッチ切り替え部33を動作させて、熱電変換素子5と電源装置21とを接続する。動作制御部32は、電源装置21を動作させて、電源装置21から熱電変換素子5に電力を供給させる。電源装置21からの電力の供給により、熱電変換素子5の第2スピン変換が行われ、より具体的には、熱電変換素子5に熱流が発生し、モータ3の熱はモータケーシング4を介して電動機組立体1の外部に放出される。   When receiving the signal from the determination unit 31, the operation control unit 32 operates the switch switching unit 33 to connect the thermoelectric conversion element 5 and the power supply device 21. The operation control unit 32 operates the power supply device 21 to cause the power supply device 21 to supply power to the thermoelectric conversion element 5. The second spin conversion of the thermoelectric conversion element 5 is performed by the supply of power from the power supply device 21, and more specifically, heat flow is generated in the thermoelectric conversion element 5, and the heat of the motor 3 is transmitted through the motor casing 4. It is discharged to the outside of the motor assembly 1.

その後、監視部30は、熱電変換素子5によって第2スピン変換が行われているとき、断続的にモータケーシング4の内部とモータケーシング4の外部との間の温度差(より具体的には、熱電変換素子5の両面の間の温度差)を監視する(図6のステップS103参照)。より具体的には、動作制御部32は、スイッチ35と監視部30とが一定時間の間隔で接続されるように、スイッチ切り替え部33を動作させる。監視部30は、スイッチ35と監視部30とが接続されたとき、熱電変換素子5を介してモータケーシング4の内部とモータケーシング4の外部との間の温度差を監視する。   Thereafter, when the second spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element 5, the monitoring unit 30 intermittently detects a temperature difference between the inside of the motor casing 4 and the outside of the motor casing 4 (more specifically, The temperature difference between both surfaces of the thermoelectric conversion element 5 is monitored (see step S103 in FIG. 6). More specifically, the operation control unit 32 operates the switch switching unit 33 so that the switch 35 and the monitoring unit 30 are connected at regular time intervals. The monitoring unit 30 monitors the temperature difference between the inside of the motor casing 4 and the outside of the motor casing 4 via the thermoelectric conversion element 5 when the switch 35 and the monitoring unit 30 are connected.

一実施形態では、電動機組立体1は、熱電変換素子5の両面の間の温度差を特定する構成として、熱電変換素子5の両面のそれぞれに温度センサ(図示しない)を取り付ける構成を有してもよい。この場合、熱電変換素子5の両面に取り付けられた温度センサは監視部30に接続される。監視部30は、熱電変換素子5の両面のそれぞれの温度センサによって検出された温度を取得し、取得した温度の差分を熱電変換素子5の両面の間の温度差として算出してもよい。このようにして、監視部30は、熱電変換素子5の両面の間の温度差を特定することができる。この実施形態によれば、スイッチ切り替え部33は、その動作によって断続的に監視部30と熱電変換素子5とを接続する必要はないため、制御装置20は、断続的に監視部30と熱電変換素子5とを接続するスイッチ35の動作を省略することができる。なお、温度センサとして、測温抵抗体、熱電対、または測温抵抗体素子など既存の技術が適用された検出器が採用されてもよい。   In one embodiment, motor assembly 1 has a configuration for attaching a temperature sensor (not shown) to each of both sides of thermoelectric conversion element 5 as a configuration for specifying a temperature difference between both sides of thermoelectric conversion element 5. It is also good. In this case, temperature sensors attached to both surfaces of the thermoelectric conversion element 5 are connected to the monitoring unit 30. The monitoring unit 30 may acquire the temperatures detected by the temperature sensors on both surfaces of the thermoelectric conversion element 5 and calculate the difference between the acquired temperatures as the temperature difference between both surfaces of the thermoelectric conversion element 5. Thus, the monitoring unit 30 can identify the temperature difference between both sides of the thermoelectric conversion element 5. According to this embodiment, since the switch switching unit 33 does not need to intermittently connect the monitoring unit 30 and the thermoelectric conversion element 5 according to the operation thereof, the control device 20 intermittently performs the monitoring unit 30 and the thermoelectric conversion The operation of the switch 35 connecting the element 5 can be omitted. As the temperature sensor, a detector to which an existing technology such as a temperature measuring resistor, a thermocouple, or a temperature measuring resistor element is applied may be adopted.

判定部31は、この温度差がしきい値よりも小さくなった場合、すなわち、モータ3が熱電変換素子5の第2スピン変換によって許容温度まで冷却された場合、その結果を示す信号を動作制御部32に送る。動作制御部32は、判定部31からの信号を受けると、スイッチ切り替え部33を動作させて、熱電変換素子5と監視部30とを接続する。動作制御部32は、電源装置21を動作させて電源装置21から熱電変換素子5への電力の供給を停止させる。   When the temperature difference becomes smaller than the threshold value, that is, when the motor 3 is cooled to the allowable temperature by the second spin conversion of the thermoelectric conversion element 5, the determination unit 31 performs operation control of a signal indicating the result. Send to section 32. When receiving the signal from the determination unit 31, the operation control unit 32 operates the switch switching unit 33 to connect the thermoelectric conversion element 5 and the monitoring unit 30. The operation control unit 32 operates the power supply device 21 to stop the supply of power from the power supply device 21 to the thermoelectric conversion element 5.

このように、制御装置20は、モータケーシング4の外部とモータケーシング4の内部との温度差が所定のしきい値よりも小さい場合には、熱電変換素子5の第1スピン変換によって冷却ファン8を回転させて、モータ3を冷却する。制御装置20は、この温度差が所定のしきい値よりも大きい場合には、冷却ファン8の駆動から熱電変換素子5の第2スピン変換によるモータ3の放熱に切り替える。   As described above, when the temperature difference between the outside of motor casing 4 and the inside of motor casing 4 is smaller than a predetermined threshold value, control device 20 performs cooling fan 8 by the first spin conversion of thermoelectric conversion element 5. To cool the motor 3. When this temperature difference is larger than a predetermined threshold value, the control device 20 switches from driving the cooling fan 8 to heat radiation of the motor 3 by the second spin conversion of the thermoelectric conversion element 5.

本実施形態によれば、熱電変換素子5はモータケーシング4の内面に貼り付けられているため、電動機組立体1は、モータ3の排熱を利用して熱電変換素子5に接続された冷却ファン8を回転させることができ、熱電変換素子5への電力の供給によりモータ3を積極的に放熱することができる。結果として、電動機組立体1は、効率的な冷却を実現することができる。さらに、冷却ファン8はモータ3の排熱を利用した熱電変換素子5の第1スピン変換によって回転されるため、冷却ファン8を駆動軸2に接続する必要はなく、モータ3にかかる負荷を軽減することができる。   According to the present embodiment, since the thermoelectric conversion element 5 is attached to the inner surface of the motor casing 4, the motor assembly 1 is a cooling fan connected to the thermoelectric conversion element 5 using the exhaust heat of the motor 3. 8 can be rotated, and by supplying power to the thermoelectric conversion element 5, the motor 3 can be actively dissipated heat. As a result, the electric motor assembly 1 can achieve efficient cooling. Furthermore, since the cooling fan 8 is rotated by the first spin conversion of the thermoelectric conversion element 5 utilizing the exhaust heat of the motor 3, it is not necessary to connect the cooling fan 8 to the drive shaft 2, and the load on the motor 3 is reduced. can do.

本実施形態では、電動機組立体1は単一の冷却ファン8を備えているが、冷却ファン8の数は本実施形態には限定されない。電動機組立体1は複数の冷却ファン8を備えてもよい。上述したように、冷却ファン8を駆動軸2に接続する必要はないため、冷却ファン8の配置は特に限定されない。したがって、一実施形態では、モータ3の特に冷却したい部分(例えば、固定子16の複数の巻線16b)が冷却されるように、複数の冷却ファン8をそれぞれモータケーシング4に隣接することができるため、モータ3の冷却効果をより高めることができる。   In this embodiment, the electric motor assembly 1 includes a single cooling fan 8, but the number of cooling fans 8 is not limited to this embodiment. The motor assembly 1 may include a plurality of cooling fans 8. As described above, since it is not necessary to connect the cooling fan 8 to the drive shaft 2, the arrangement of the cooling fan 8 is not particularly limited. Thus, in one embodiment, the plurality of cooling fans 8 can be respectively adjacent to the motor casing 4 such that the particularly desired parts of the motor 3 to be cooled (e.g. the plurality of windings 16b of the stator 16) are cooled. Therefore, the cooling effect of the motor 3 can be further enhanced.

図7は制御装置20を含む制御システムの他の実施形態を示す図である。図8および図9は制御装置20によるスイッチ35,49の動作を説明するための図である。上述した実施形態では、コンバータ25が接続された電線39のそれぞれは監視部30が接続された電線37のそれぞれに接続されている。図7、図8、および図9に示す実施形態では、電線39は、2つのスイッチ49に接続されている。本実施形態では、スイッチ部34は、スイッチ35およびスイッチ49を備えている。電線37,39は2つのスイッチ49によって接続可能であり、電線38,39は2つのスイッチ49によって接続可能である。したがって、冷却ファン8(より具体的には、コンバータ25)は、スイッチ49の切り替えにより制御装置20の監視部30または電源装置21に電気的に接続可能である。   FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of a control system including the control device 20. As shown in FIG. 8 and 9 are diagrams for explaining the operation of the switches 35 and 49 by the control device 20. In the embodiment described above, each of the electric wires 39 to which the converter 25 is connected is connected to each of the electric wires 37 to which the monitoring unit 30 is connected. In the embodiment shown in FIGS. 7, 8, and 9, the electric wire 39 is connected to two switches 49. In the present embodiment, the switch unit 34 includes the switch 35 and the switch 49. The wires 37 and 39 can be connected by two switches 49, and the wires 38 and 39 can be connected by two switches 49. Therefore, the cooling fan 8 (more specifically, the converter 25) can be electrically connected to the monitoring unit 30 or the power supply device 21 of the control device 20 by switching the switch 49.

スイッチ切り替え部33はスイッチ35およびスイッチ49をそれぞれ切り替えることができる。図7に示すように、動作制御部32がスイッチ切り替え部33を動作させると、コンバータ25と監視部30とはスイッチ49を介して接続され、熱電変換素子5と監視部30とはスイッチ35を介して接続される。この場合、冷却ファン8は熱電変換素子5の第1スピン変換によって動作され、監視部30はモータケーシング4の内部とモータケーシング4の外部との間の温度差を連続的に監視する。   The switch switching unit 33 can switch the switch 35 and the switch 49, respectively. As shown in FIG. 7, when the operation control unit 32 operates the switch switching unit 33, the converter 25 and the monitoring unit 30 are connected via a switch 49, and the thermoelectric conversion element 5 and the monitoring unit 30 switch the switch 35. Connected through. In this case, the cooling fan 8 is operated by the first spin conversion of the thermoelectric conversion element 5, and the monitoring unit 30 continuously monitors the temperature difference between the inside of the motor casing 4 and the outside of the motor casing 4.

図8に示すように、動作制御部32がスイッチ切り替え部33を動作させると、コンバータ25と監視部30との接続が遮断され、熱電変換素子5と電源装置21とはスイッチ35を介して接続される。この場合、コンバータ25は、監視部30および電源装置21の両方に電気的に接続されず、結果として、冷却ファン8は動作しない。電源装置21から電力が供給されると、モータ3は熱電変換素子5の第2スピン変換によって放熱される。監視部30は、熱電変換素子5によって第2スピン変換が行われているとき、断続的にモータケーシング4の内部とモータケーシング4の外部との間の温度差を監視する(図8の点線参照)。   As shown in FIG. 8, when the operation control unit 32 operates the switch switching unit 33, the connection between the converter 25 and the monitoring unit 30 is cut off, and the thermoelectric conversion element 5 and the power supply device 21 are connected via the switch 35. Be done. In this case, the converter 25 is not electrically connected to both the monitoring unit 30 and the power supply 21, and as a result, the cooling fan 8 does not operate. When power is supplied from the power supply device 21, the motor 3 is dissipated by the second spin conversion of the thermoelectric conversion element 5. When the second spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element 5, the monitoring unit 30 intermittently monitors the temperature difference between the inside of the motor casing 4 and the outside of the motor casing 4 (see the dotted line in FIG. 8). ).

図9に示すように、動作制御部32がスイッチ切り替え部33を動作させると、コンバータ25と電源装置21とがスイッチ49を介して接続され、熱電変換素子5と電源装置21とがスイッチ35を介して接続される。この場合、電源装置21から電力が供給されると、モータ3は熱電変換素子5の第2スピン変換によって放熱され、これと同時に、冷却ファン8は回転する。監視部30は、冷却ファン8が電源装置21によって回転しているとき、断続的にモータケーシング4の内部とモータケーシング4の外部との間の温度差を監視する(図9の点線参照)。   As shown in FIG. 9, when the operation control unit 32 operates the switch switching unit 33, the converter 25 and the power supply device 21 are connected via the switch 49, and the thermoelectric conversion element 5 and the power supply device 21 switch 35. Connected through. In this case, when power is supplied from the power supply device 21, the motor 3 is dissipated by the second spin conversion of the thermoelectric conversion element 5, and at the same time, the cooling fan 8 rotates. The monitoring unit 30 intermittently monitors the temperature difference between the inside of the motor casing 4 and the outside of the motor casing 4 when the cooling fan 8 is rotated by the power supply 21 (see the dotted line in FIG. 9).

制御装置20は、熱電変換素子5の第1スピン変換によって冷却ファン8を回転させる動作(第1冷却動作)と、熱電変換素子5の第2スピン変換によってモータ3を放熱させる動作(第2冷却動作)と、電源装置21から供給される電力によって冷却ファン8を回転させつつ、熱電変換素子5の第2スピン変換によってモータ3を放熱させる動作(第3冷却動作)を実行することができる。制御装置20は、スイッチ切り替え部33を動作させることによって、これら第1冷却動作、第2冷却動作、および第3冷却動作を選択的に実行することができる。   The control device 20 operates to rotate the cooling fan 8 by the first spin conversion of the thermoelectric conversion element 5 (first cooling operation), and to dissipate the motor 3 by the second spin conversion of the thermoelectric conversion element 5 (second cooling). An operation (third cooling operation) of radiating heat of the motor 3 by the second spin conversion of the thermoelectric conversion element 5 can be performed while the cooling fan 8 is rotated by the power supplied from the power supply device 21 and the power supply device 21. The control device 20 can selectively execute the first cooling operation, the second cooling operation, and the third cooling operation by operating the switch switching unit 33.

一実施形態では、しきい値は、第1のしきい値と、第1のしきい値よりも大きな第2のしきい値とを備えてもよい。これら第1のしきい値および第2のしきい値は制御装置20の記憶部に記憶されている。判定部31は、熱電変換素子5の両面の間の温度差が第2のしきい値よりも大きくなった場合には、その結果を示す信号を動作制御部32に送る。動作制御部32は、判定部31からの信号を受けると、スイッチ切り替え部33を動作させて、熱電変換素子5と電源装置21とをスイッチ35を介して接続し、かつ冷却ファン8と電源装置21とをスイッチ49を介して接続する(図9参照)。動作制御部32が電源装置21を動作させると、電源装置21からの電力の供給により、熱電変換素子5の第2スピン変換が行われ、モータ3の熱はモータケーシング4を介して電動機組立体1の外部に放出される。同時に、冷却ファン8は、電源装置21からの電力の供給により回転する。   In one embodiment, the threshold value may comprise a first threshold value and a second threshold value that is greater than the first threshold value. These first threshold value and second threshold value are stored in the storage unit of the control device 20. When the temperature difference between both sides of the thermoelectric conversion element 5 becomes larger than the second threshold, the determination unit 31 sends a signal indicating the result to the operation control unit 32. When the operation control unit 32 receives a signal from the determination unit 31, the operation control unit 32 operates the switch switching unit 33 to connect the thermoelectric conversion element 5 and the power supply device 21 via the switch 35, and the cooling fan 8 and the power supply device. 21 are connected via the switch 49 (see FIG. 9). When the operation control unit 32 operates the power supply device 21, the second spin conversion of the thermoelectric conversion element 5 is performed by the supply of electric power from the power supply device 21, and the heat of the motor 3 is transmitted through the motor casing 4 to the motor assembly. It is released to the outside of 1. At the same time, the cooling fan 8 is rotated by the supply of power from the power supply device 21.

このように、制御装置20は、温度差が第2のしきい値よりも大きくなった場合、すなわち、モータ3を緊急的に冷却する必要が生じた場合には、第2スピン変換によってモータ3を放熱しつつ、冷却ファン8を回転させることができるため、モータ3をより効果的に冷却することができる。第2のしきい値は、例えば、モータ3を緊急的に冷却すべき値に決定される。   As described above, when the temperature difference becomes larger than the second threshold, that is, when the motor 3 needs to be cooled urgently, the control device 20 performs the second spin conversion on the motor 3. Since the cooling fan 8 can be rotated while radiating heat, the motor 3 can be cooled more effectively. For example, the second threshold value is determined to be a value for urgently cooling the motor 3.

上述した実施形態では、判定部31は、モータケーシング4の内部とモータケーシング4の外部との間の温度差と所定のしきい値とを比較して、温度差がしきい値よりも大きいか否かを判定するように構成されているが、判定部31の構成は上述した実施形態には限定されない。図10は制御装置20の温度モニター60を示す図である。図10に示すように、制御装置20は、その周囲の温度を監視する温度モニター60を備えてもよい。温度モニター60は、制御装置20に内蔵されており、温度センサと同様の機能を含んでいる。   In the embodiment described above, the determination unit 31 compares the temperature difference between the inside of the motor casing 4 and the outside of the motor casing 4 with a predetermined threshold value, and determines whether the temperature difference is larger than the threshold value. Although it is configured to determine whether or not, the configuration of the determination unit 31 is not limited to the above-described embodiment. FIG. 10 is a view showing a temperature monitor 60 of the control device 20. As shown in FIG. As shown in FIG. 10, the controller 20 may include a temperature monitor 60 that monitors the temperature around it. The temperature monitor 60 is built in the control device 20 and includes the same function as the temperature sensor.

制御装置20は、発熱体としてのモータ3の近傍、より具体的には、モータケーシング4に隣接して配置可能である。したがって、制御装置20がモータケーシング4に隣接して配置される場合、温度モニター60によって監視される温度はモータ3の温度上昇とともに上昇する。温度モニター60は、熱電変換素子5によって第1スピン変換が行われているとき、制御装置20の周囲の温度を監視する。判定部31は、温度モニター60によって監視された温度と記憶部(図示しない)に記憶された所定の許容値とを比較し、この温度が許容値よりも大きくなった場合、動作制御部32は、電源装置21を通じてモータフレーム側素子5Aに電力を供給してもよい。このような構成により、監視部30は熱電変換素子5の両面の間の温度差を監視する必要はないため、制御装置20による制御は容易になる。   The control device 20 can be disposed in the vicinity of the motor 3 as a heating element, more specifically, adjacent to the motor casing 4. Therefore, when the control device 20 is disposed adjacent to the motor casing 4, the temperature monitored by the temperature monitor 60 increases as the temperature of the motor 3 increases. The temperature monitor 60 monitors the temperature around the control device 20 when the first spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element 5. The determination unit 31 compares the temperature monitored by the temperature monitor 60 with a predetermined allowable value stored in the storage unit (not shown), and when the temperature becomes larger than the allowable value, the operation control unit 32 Power may be supplied to the motor frame element 5A through the power supply device 21. With such a configuration, the monitoring unit 30 does not need to monitor the temperature difference between both surfaces of the thermoelectric conversion element 5, so that the control by the control device 20 becomes easy.

さらに、温度モニター60は、熱電変換素子5(モータフレーム側素子5A)によって第2スピン変換が行われているとき、モータ3の温度に依存する制御装置20の周囲の温度を監視する。判定部31は、この温度と許容値とを比較し、この温度が許容値よりも小さくなった場合、動作制御部32は、電源装置21からモータフレーム側素子5Aへの電力の供給を停止させる。温度の監視は、温度モニター60、測温抵抗体、熱電対、または測温抵抗体素子などの要素に代えて、制御装置20が備える制御用IC(集積回路)に内蔵された温度センサによって行われてもよい。   Further, the temperature monitor 60 monitors the ambient temperature of the control device 20 depending on the temperature of the motor 3 when the second spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element 5 (motor frame side element 5A). The determination unit 31 compares the temperature with an allowable value, and when the temperature becomes lower than the allowable value, the operation control unit 32 stops the supply of electric power from the power supply device 21 to the motor frame side element 5A. . The temperature monitoring is performed by a temperature sensor incorporated in a control IC (integrated circuit) included in the control device 20 in place of elements such as the temperature monitor 60, the resistance temperature detector, the thermocouple, or the resistance temperature detector element. It may be

温度モニター60によって監視される温度との比較対象である許容値は、熱電変換素子5(本実施形態では、モータフレーム側素子5A)の両面の間の温度差との比較対象であるしきい値とは異なる。したがって、制御装置20の記憶部は、温度との比較対象である許容値と、温度差との比較対象であるしきい値とを記憶(格納)している。   The allowable value to be compared with the temperature monitored by the temperature monitor 60 is a threshold value to be compared with the temperature difference between both sides of the thermoelectric conversion element 5 (in the present embodiment, the motor frame element 5A). It is different from Therefore, the storage unit of the control device 20 stores (stores) an allowable value that is a comparison target with the temperature and a threshold that is a comparison target with the temperature difference.

一実施形態では、熱電変換素子5のゼーベック特性が特定されている場合は、制御装置20の記憶部は基準接点補償値を記憶してもよい。基準接点補償値は熱電変換素子5を構成する異なる金属の組み合わせによって決定される基準接点補償に必要な値である。制御装置20は、監視部30によって監視された熱電変換素子5の起電力および基準接点補償値に基づいて、熱電変換素子5が貼り付けられた部分の温度を計測することができる。判定部31は、この計測された温度と熱電変換素子5が貼り付けられた部分の許容値とを比較する。動作制御部32は、判定部31によって比較された比較結果に基づいて、電源装置21による上述した動作を実行することができる。この実施形態では、制御装置20がモータケーシング4から離間して配置された場合であっても、制御装置20は熱電変換素子5が貼り付けられた部分の温度を計測することができる。   In one embodiment, when the Seebeck characteristic of the thermoelectric conversion element 5 is specified, the storage unit of the control device 20 may store the reference junction compensation value. The reference junction compensation value is a value necessary for the reference junction compensation determined by a combination of different metals constituting the thermoelectric conversion element 5. The control device 20 can measure the temperature of the portion where the thermoelectric conversion element 5 is attached based on the electromotive force of the thermoelectric conversion element 5 and the reference junction compensation value monitored by the monitoring unit 30. The determination unit 31 compares the measured temperature with the allowable value of the portion where the thermoelectric conversion element 5 is attached. The operation control unit 32 can execute the above-described operation of the power supply device 21 based on the comparison result compared by the determination unit 31. In this embodiment, even when the control device 20 is disposed apart from the motor casing 4, the control device 20 can measure the temperature of the portion to which the thermoelectric conversion element 5 is attached.

制御装置20を含む制御システムが図7に示す構成を有している場合、許容値は、第1の許容値と第1の許容値よりも大きな第2の許容値とを備えてもよい。これら第1の許容値および第2の許容値は制御装置20の記憶部に記憶されている。判定部31は、制御装置20の周囲の温度が第2の許容値よりも大きくなった場合には、その結果を示す信号を動作制御部32に送る。動作制御部32は、判定部31からの信号を受けると、スイッチ切り替え部33を動作させて、熱電変換素子5と電源装置21とをスイッチ35を介して接続し、かつ冷却ファン8と電源装置21とをスイッチ49を介して接続する(図9参照)。   When the control system including the control device 20 has the configuration illustrated in FIG. 7, the tolerance value may include a first tolerance value and a second tolerance value that is larger than the first tolerance value. These first tolerance value and second tolerance value are stored in the storage unit of the control device 20. When the temperature around the control device 20 becomes higher than the second allowable value, the determination unit 31 sends a signal indicating the result to the operation control unit 32. When the operation control unit 32 receives a signal from the determination unit 31, the operation control unit 32 operates the switch switching unit 33 to connect the thermoelectric conversion element 5 and the power supply device 21 via the switch 35, and the cooling fan 8 and the power supply device. 21 are connected via the switch 49 (see FIG. 9).

このように、制御装置20は、温度が第2の許容値よりも大きくなった場合、すなわち、モータ3を緊急的に冷却する必要が生じた場合には、第2スピン変換によってモータ3を放熱しつつ、冷却ファン8を回転させることができるため、モータ3をより効果的に冷却することができる。したがって、第2の許容値は、例えば、モータ3を緊急的に冷却すべき値に決定される。   As described above, when the temperature becomes higher than the second allowable value, that is, when it is necessary to cool the motor 3 urgently, the controller 20 dissipates heat from the motor 3 by the second spin conversion. However, since the cooling fan 8 can be rotated, the motor 3 can be cooled more effectively. Therefore, the second allowable value is determined to be, for example, a value at which the motor 3 is to be urgently cooled.

制御装置20は、第1のしきい値および第2のしきい値と、第1の許容値および第2の許容値とに基づいて、モータ3の冷却動作(第1冷却動作、第2冷却動作、および第3冷却動作)を実行してもよい。例えば、制御装置20が第3冷却動作を実行する場合、モータ3の運転中において、監視部30は熱電変換素子5の両面の間の温度差を監視し、かつ温度モニター60はモータ3の温度を監視する。判定部31は、監視部30によって監視された温度差と記憶部に記憶された第1のしきい値および第2のしきい値とを比較する。同時に、判定部31は、温度モニター60によって監視された温度と記憶部に記憶された第1の許容値および第2の許容値とを比較する。動作制御部32は、熱電変換素子5の両面の間の温度差が第2のしきい値よりも大きくなった場合、および/または制御装置20の周囲の温度が第2の許容値よりも大きくなった場合、電源装置21を通じて熱電変換素子5および冷却ファン8に電力を供給させる。   The control device 20 performs a cooling operation (first cooling operation, second cooling) of the motor 3 based on the first threshold value and the second threshold value, and the first allowable value and the second allowable value. The operation and the third cooling operation may be performed. For example, when the control device 20 performs the third cooling operation, the monitoring unit 30 monitors the temperature difference between both sides of the thermoelectric conversion element 5 while the motor 3 is in operation, and the temperature monitor 60 detects the temperature of the motor 3 Monitor The determination unit 31 compares the temperature difference monitored by the monitoring unit 30 with the first threshold and the second threshold stored in the storage unit. At the same time, the determination unit 31 compares the temperature monitored by the temperature monitor 60 with the first allowable value and the second allowable value stored in the storage unit. Operation control unit 32 determines that the temperature difference between both sides of thermoelectric conversion element 5 becomes larger than the second threshold, and / or the temperature around control device 20 is larger than the second allowable value. In this case, power is supplied to the thermoelectric conversion element 5 and the cooling fan 8 through the power supply device 21.

上述したように、本実施形態における熱電変換素子5はテープ形状を有しているため、固定子16の巻線16bの形状および/または回転子15の位置を変更する必要はない。したがって、本実施形態の構成は、PMモータのみならず、PMモータ以外のすべてのモータに適用することができる。さらに、本実施形態における電動機組立体1は、熱電変換素子5を既存のモータケーシング4に貼り付けるだけの簡単な構造を有しているため、モータケーシング4の構造を変更する必要はない。   As described above, since the thermoelectric conversion element 5 in the present embodiment has a tape shape, it is not necessary to change the shape of the winding 16 b of the stator 16 and / or the position of the rotor 15. Therefore, the configuration of the present embodiment can be applied not only to the PM motor but also to all motors other than the PM motor. Furthermore, since the motor assembly 1 in the present embodiment has a simple structure in which the thermoelectric conversion element 5 is attached to the existing motor casing 4, there is no need to change the structure of the motor casing 4.

熱電変換素子5のモータケーシング4の内面への貼り付け箇所は特に制限されず、熱電変換素子5の配置によっては、より効率的なモータ3の排熱利用および/またはより高いモータ3の冷却効果を実現することができる。そこで、以下に示す実施形態では、熱電変換素子5の配置について図面を参照しつつ説明する。   The location where the thermoelectric conversion element 5 is attached to the inner surface of the motor casing 4 is not particularly limited. Depending on the arrangement of the thermoelectric conversion element 5, more efficient use of the exhaust heat of the motor 3 and / or higher cooling effect of the motor 3 is achieved. Can be realized. Therefore, in the embodiment described below, the arrangement of the thermoelectric conversion elements 5 will be described with reference to the drawings.

本実施形態において、上述した実施形態と同一または相当する部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。図11は第1エンドカバー4bの第1モータ隣接面11に貼り付けられた第1エンドカバー側素子5Bおよび第2エンドカバー4cの第2モータ隣接面12に貼り付けられた第2エンドカバー側素子5Cを示す図である。図11では、駆動軸2、モータ3、モータケーシング4、およびエンドカバー側素子5B,5C以外の要素の図示は省略されている。図12は第1エンドカバー4bの第1モータ隣接面11に貼り付けられた第1エンドカバー側素子5Bの正面図である。図13は第2エンドカバー4bの第2モータ隣接面12に貼り付けられた第2エンドカバー側素子5Cの正面図である。   In the present embodiment, the same or corresponding members as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. FIG. 11 shows the first end cover side element 5B attached to the first motor adjacent surface 11 of the first end cover 4b and the second end cover side attached to the second motor adjacent surface 12 of the second end cover 4c. It is a figure showing element 5C. In FIG. 11, illustration of elements other than the drive shaft 2, the motor 3, the motor casing 4, and the end cover side elements 5B and 5C is omitted. FIG. 12 is a front view of the first end cover-side element 5B attached to the first motor adjacent surface 11 of the first end cover 4b. FIG. 13 is a front view of the second end cover side element 5C attached to the second motor adjacent surface 12 of the second end cover 4b.

本実施形態では、熱電変換素子5は第1エンドカバー側素子5Bおよび第2エンドカバー側素子5Cを備えている。第1エンドカバー側素子5Bは環状形状を有しており、第2エンドカバー側素子5Cは円形状を有している。図1に示すように、第1エンドカバー4bが軸受支持部40を有している場合、第1エンドカバー側素子5Bは駆動軸2および軸受支持部40を避けるようにして配置される。第2エンドカバー4cが軸受支持部41を有している場合、第2エンドカバー側素子5Cは環状形状を有しており、軸受支持部41を避けるようにして配置される。他の実施形態では、軸受17,18のそれぞれが第1エンドカバー4bおよび第2エンドカバー4cのそれぞれから離間して配置された独立の軸受支持部によって支持されてもよい。この場合、第1エンドカバー側素子5Bの形状は図12に示す形状であってもよく、第2エンドカバー側素子5Cの形状は図13に示す形状であってもよい。   In the present embodiment, the thermoelectric conversion element 5 includes a first end cover side element 5B and a second end cover side element 5C. The first end cover side element 5B has an annular shape, and the second end cover side element 5C has a circular shape. As shown in FIG. 1, when the first end cover 4 b has the bearing support 40, the first end cover side element 5 B is disposed so as to avoid the drive shaft 2 and the bearing support 40. When the second end cover 4c has the bearing support portion 41, the second end cover side element 5C has an annular shape and is arranged so as to avoid the bearing support portion 41. In another embodiment, each of the bearings 17 and 18 may be supported by an independent bearing support portion that is spaced apart from each of the first end cover 4b and the second end cover 4c. In this case, the shape of the first end cover side element 5B may be the shape shown in FIG. 12, and the shape of the second end cover side element 5C may be the shape shown in FIG.

図14は制御装置20を含む制御システムのさらに他の実施形態を示す図である。図14に示すように、本実施形態の制御システムは、エンドカバー側素子5B,5Cが冷却ファン8、制御装置20、および電源装置21に並列的に接続された構成を有している。第1エンドカバー側素子5Bには、2本の電線36Aが接続されており、第2エンドカバー側素子5Cには、2本の電線36Bが接続されている。電線36Aには2つのスイッチ35Aが接続されており、電線36Bには2つのスイッチ35Bが接続されている。スイッチ35A,35Bはスイッチ部34を構成している。監視部30には、電線36A,36Bに対応する数の(本実施形態では、4本の)電線37が接続されている。コンバータ25には、4本の電線39が接続されており、これら電線39のそれぞれは電線37に接続されている。   FIG. 14 is a diagram showing still another embodiment of the control system including the control device 20. As shown in FIG. 14, the control system of the present embodiment has a configuration in which the end cover side elements 5B and 5C are connected in parallel to the cooling fan 8, the control device 20, and the power supply device 21. Two electric wires 36A are connected to the first end cover side element 5B, and two electric wires 36B are connected to the second end cover side element 5C. Two switches 35A are connected to the electric wire 36A, and two switches 35B are connected to the electric wire 36B. The switches 35A and 35B constitute a switch unit 34. The monitoring unit 30 is connected with the number of electric wires 37 (four in this embodiment) corresponding to the electric wires 36A and 36B. Four wires 39 are connected to the converter 25, and each of the wires 39 is connected to the wire 37.

電源装置21には、4本の電線38が接続されており、電線36A,36Bおよび電線38はスイッチ35A,35Bの切り替えにより接続可能である。スイッチ切り替え部33は、動作制御部32の指令によりスイッチ35A,35Bをそれぞれ独立に制御可能である。したがって、第1エンドカバー側素子5Bは、スイッチ35Aの切り替えにより監視部30または電源装置21に電気的に接続可能であり、第2エンドカバー側素子5Cは、スイッチ35Bの切り替えにより監視部30または電源装置21に電気的に接続可能である。   Four electric wires 38 are connected to the power supply device 21, and the electric wires 36A and 36B and the electric wires 38 can be connected by switching the switches 35A and 35B. The switch switching unit 33 can independently control the switches 35A and 35B according to a command from the operation control unit 32. Therefore, the first end cover element 5B can be electrically connected to the monitoring unit 30 or the power supply 21 by switching the switch 35A, and the second end cover element 5C can be connected to the monitoring unit 30 or the switch 30B by switching the switch 35B. It can be electrically connected to the power supply 21.

本実施形態によれば、エンドカバー側素子5B,5Cのそれぞれは独立した素子であるため、制御装置20は、エンドカバー側素子5B,5Cのそれぞれに対応して冷却ファン8の回転およびモータ3の放熱をそれぞれ独立して制御することができる。例えば、第1エンドカバー側素子5Bが貼り付けられた第1エンドカバー4bの内部と第1エンドカバー4bの外部との間の温度差(より具体的には、第1エンドカバー側素子5Bの両面の間の温度差)が所定のしきい値よりも小さい場合、動作制御部32は、スイッチ切り替え部33の動作によって冷却ファン8と第1エンドカバー側素子5Bとをスイッチ35Aを介して電気的に接続し、冷却ファン8を回転させることができる。第1エンドカバー側素子5Bの両面は、モータ3に隣接する第1エンドカバー側素子5Bの面、および第1エンドカバー4bのモータ隣接面11に隣接する第1エンドカバー側素子5Bの面である。   According to this embodiment, since each of the end cover side elements 5B and 5C is an independent element, the control device 20 rotates the cooling fan 8 and the motor 3 corresponding to each of the end cover side elements 5B and 5C. The heat dissipation of can be controlled independently. For example, the temperature difference between the inside of the first end cover 4b to which the first end cover side element 5B is attached and the outside of the first end cover 4b (more specifically, of the first end cover side element 5B When the temperature difference between the two surfaces is smaller than a predetermined threshold value, the operation control unit 32 electrically connects the cooling fan 8 and the first end cover side element 5B via the switch 35A by the operation of the switch switching unit 33. And the cooling fan 8 can be rotated. Both surfaces of the first end cover side element 5B are the surfaces of the first end cover side element 5B adjacent to the motor 3 and the surfaces of the first end cover side element 5B adjacent to the motor adjacent surface 11 of the first end cover 4b. is there.

第2エンドカバー側素子5Cが貼り付けられた第2エンドカバー4cの内部と第2エンドカバー4cの外部との間の温度差(より具体的には、第2エンドカバー側素子5Cの両面の間の温度差)が所定のしきい値よりも大きい場合、動作制御部32は、スイッチ切り替え部33の動作によって第2エンドカバー側素子5Cと電源装置21とをスイッチ35Bを介して電気的に接続し、モータ3を放熱することができる。このようにして、制御装置20は、冷却ファン8の駆動によるモータ3の冷却とモータ3の放熱によるモータ3の冷却とを同時に行うことができる。第2エンドカバー側素子5Cの両面は、モータ3に隣接する第2エンドカバー側素子5Cの面、および第2エンドカバー4cのモータ隣接面12に隣接する第2エンドカバー側素子5Cの面である。   The temperature difference between the inside of the second end cover 4c to which the second end cover side element 5C is attached and the outside of the second end cover 4c (more specifically, the both sides of the second end cover side element 5C If the temperature difference between the two) is larger than the predetermined threshold value, the operation control unit 32 electrically operates the second end cover element 5C and the power supply device 21 through the switch 35B by the operation of the switch switching unit 33. It is possible to connect and dissipate the motor 3. In this manner, the control device 20 can simultaneously perform cooling of the motor 3 by driving the cooling fan 8 and cooling of the motor 3 by radiating heat from the motor 3. Both surfaces of the second end cover side element 5C are a surface of the second end cover side element 5C adjacent to the motor 3 and a surface of the second end cover side element 5C adjacent to the motor adjacent surface 12 of the second end cover 4c. is there.

一実施形態では、電動機組立体1は複数の冷却ファン8を備えており、これら複数の冷却ファン8のそれぞれをエンドカバー側素子5B,5Cのそれぞれに電気的に接続してもよい。   In one embodiment, the motor assembly 1 includes a plurality of cooling fans 8, and each of the plurality of cooling fans 8 may be electrically connected to each of the end cover side elements 5B and 5C.

図14に示す制御システムの構成と図7に示す制御システムの構成とを組み合わせてもよい。図15は制御装置20を含む制御システムのさらに他の実施形態を示す図である。図15に示す実施形態では、4本の電線39のそれぞれは、4つのスイッチ49のそれぞれに接続されており、これら4つのスイッチ49、2つのスイッチ35A、および2つのスイッチ35Bはスイッチ部34を構成している。図15に示す実施形態においても、制御装置20は、第1冷却動作、第2冷却動作、および第3冷却動作を選択的に実行することができる。   The configuration of the control system shown in FIG. 14 may be combined with the configuration of the control system shown in FIG. FIG. 15 is a diagram showing still another embodiment of the control system including the control device 20. In the embodiment shown in FIG. 15, each of the four electric wires 39 is connected to each of the four switches 49, and the four switches 49, the two switches 35 </ b> A, and the two switches 35 </ b> B are connected to the switch unit 34. Configured. Also in the embodiment shown in FIG. 15, the control device 20 can selectively execute the first cooling operation, the second cooling operation, and the third cooling operation.

図16(a)は第1モータ隣接面11の内周側部位(内側部位)11aおよび外周側部位(外側部位)11bを示す図であり、図16(b)は内周側部位11aに貼り付けられた第1内側素子5B−1および外周側部位11bに貼り付けられた第1外側素子5B−2を示す図である。図16(a)に示すように、第1エンドカバー4bの第1モータ隣接面11は、駆動軸2に隣接する内周側部位11aと、内周側部位11aに接続された外周側部位11bとを備えている。本実施形態では、第1エンドカバー側素子5Bは、内周側部位11aに貼り付けられた環状の第1内側素子5B−1と、外周側部位11bに貼り付けられた環状の第1外側素子5B−2とを備えている。   FIG. 16 (a) is a view showing an inner peripheral side (inner side) 11a and an outer peripheral side (outer side) 11b of the first motor adjacent surface 11, and FIG. 16 (b) is attached to the inner peripheral side 11a. It is a figure which shows the 1st outer side element 5B-2 affixed on the attached 1st inner side element 5B-1 and the outer peripheral side site | part 11b. As shown to Fig.16 (a), the 1st motor adjacent surface 11 of the 1st end cover 4b is the outer peripheral side part 11b connected to the inner peripheral side part 11a adjacent to the drive shaft 2, and the inner peripheral side part 11a. And have. In the present embodiment, the first end cover side element 5B includes an annular first inner element 5B-1 affixed to the inner peripheral part 11a and an annular first outer element affixed to the outer peripheral part 11b. And 5B-2.

図17(a)は第2モータ隣接面12の内周側部位(内側部位)12aおよび外周側部位(外側部位)12bを示す図であり、図17(b)は内周側部位12aに貼り付けられた第2内側素子5C−1および外周側部位12bに貼り付けられた第2外側素子5C−2を示す図である。図17(a)に示すように、第2エンドカバー4cの第2モータ隣接面12は、その中央部分に位置する内周側部位12aと、内周側部位12aに接続された外周側部位12bとを備えている。本実施形態では、第2エンドカバー側素子5Cは、内周側部位12aに貼り付けられた円形状の第2内側素子5C−1と、外周側部位12bに貼り付けられた環状の第2外側素子5C−2とを備えている。   FIG. 17 (a) is a view showing an inner peripheral side (inner side) 12a and an outer peripheral side (outer side) 12b of the second motor adjacent surface 12, and FIG. 17 (b) is attached to the inner peripheral side 12a. It is a figure which shows the 2nd outer side element 5C-2 affixed on the attached 2nd inner side element 5C-1 and the outer peripheral side site | part 12b. As shown in FIG. 17A, the second motor adjacent surface 12 of the second end cover 4c has an inner peripheral portion 12a located at the central portion thereof and an outer peripheral portion 12b connected to the inner peripheral portion 12a. And have. In the present embodiment, the second end cover side element 5C includes a circular second inner element 5C-1 attached to the inner peripheral side part 12a and an annular second outer side attached to the outer peripheral side part 12b. And an element 5C-2.

図16(b)および図17(b)に示すように、熱電変換素子5は、4つの素子(すなわち、内側素子5B−1,5C−1および外側素子5B−2,5C−2)を備えている。これら素子5B−1〜5C−2のそれぞれは、素子5B−1〜5C−2のそれぞれに接続されたスイッチ35を介して制御装置20および電源装置21に電気的に接続可能であり、制御装置20は、内側素子5B−1,5B−2および内側素子5C−1,5C−2のそれぞれに対応して冷却ファン8の回転およびモータ3の放熱をそれぞれ独立して制御することができる。本実施形態の制御システムは、素子5B−1〜5C−2が冷却ファン8、制御装置20、および電源装置21に並列的に接続された構成を有している。以下の実施形態においても熱電変換素子5の接続構成は同様であるため、その詳細な説明を省略する。このような構成により、制御装置20はモータ3をより効果的に冷却することができる。一実施形態では、電動機組立体1は、素子5B−1〜5C−2に対応する数(本実施形態では、4つ)の冷却ファン8を備えてもよい。   As shown in FIGS. 16 (b) and 17 (b), the thermoelectric conversion element 5 includes four elements (ie, the inner elements 5B-1 and 5C-1 and the outer elements 5B-2 and 5C-2). ing. Each of the elements 5B-1 to 5C-2 can be electrically connected to the control device 20 and the power supply device 21 through the switches 35 connected to the elements 5B-1 to 5C-2, respectively. 20 can independently control the rotation of the cooling fan 8 and the heat radiation of the motor 3 corresponding to each of the inner elements 5B-1, 5B-2 and the inner elements 5C-1, 5C-2. The control system of this embodiment has a configuration in which the elements 5B-1 to 5C-2 are connected in parallel to the cooling fan 8, the control device 20, and the power supply device 21. Also in the following embodiments, the connection configuration of the thermoelectric conversion element 5 is the same, so the detailed description thereof will be omitted. With such a configuration, the control device 20 can cool the motor 3 more effectively. In one embodiment, the electric motor assembly 1 may include a number (four in this embodiment) of cooling fans 8 corresponding to the elements 5B-1 to 5C-2.

図18はモータフレーム側素子5Aの一実施形態を示す図である。図19は図18のB−B線断面図である。図18および図19では、モータフレーム側素子5Aおよびモータケーシング4以外の要素の図示は省略されている。   FIG. 18 is a diagram showing an embodiment of the motor frame side element 5A. FIG. 19 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. In FIG. 18 and FIG. 19, illustration of elements other than motor frame side element 5A and motor casing 4 is omitted.

上述したように、熱電変換素子5は、モータフレーム4aの内面に貼り付けられたモータフレーム側素子5Aを備えている。モータフレーム側素子5Aは、モータフレーム4aの長手方向、すなわち、駆動軸2の軸線CL方向に延び、かつ互いに隣接するフレーム素子5A−1〜5A−8を備えている。これらフレーム素子5A−1〜5A−8は、この順にモータフレーム4aの円周方向に沿って配置されている。モータフレーム側素子5A−1〜5A−8は、モータフレーム4aの内面の全体に貼り付けられている。   As described above, the thermoelectric conversion element 5 includes the motor frame side element 5A attached to the inner surface of the motor frame 4a. The motor frame side element 5A includes frame elements 5A-1 to 5A-8 which extend in the longitudinal direction of the motor frame 4a, that is, in the direction of the axis line CL of the drive shaft 2 and are adjacent to each other. These frame elements 5A-1 to 5A-8 are arranged in this order along the circumferential direction of the motor frame 4a. The motor frame elements 5A-1 to 5A-8 are attached to the entire inner surface of the motor frame 4a.

より具体的には、フレーム素子5A−1はフレーム素子5A−8とフレーム素子5A−2との間に配置されている。フレーム素子5A−3はフレーム素子5A−2とフレーム素子5A−4との間に配置されている。フレーム素子5A−5はフレーム素子5A−4とフレーム素子5A−6との間に配置されている。フレーム素子5A−7はフレーム素子5A−6とフレーム素子5A−8との間に配置されている。   More specifically, the frame element 5A-1 is disposed between the frame element 5A-8 and the frame element 5A-2. The frame element 5A-3 is disposed between the frame element 5A-2 and the frame element 5A-4. The frame element 5A-5 is disposed between the frame element 5A-4 and the frame element 5A-6. The frame element 5A-7 is disposed between the frame element 5A-6 and the frame element 5A-8.

図18および図19では、8つのフレーム素子5A−1〜5A−8が設けられているが、フレーム素子5A−1〜5A−8の数は本実施形態には限定されない。図18および図19に示す実施形態では、フレーム素子5A−1〜5A−8の両端は、モータ隣接面11,12まで延びている。図18および図19に示す実施形態においても、制御システムは、フレーム素子5A−1〜5A−8が冷却ファン8、制御装置20、および電源装置21に並列的に接続された構成を有している(図14および図15参照)。   In FIG. 18 and FIG. 19, eight frame elements 5A-1 to 5A-8 are provided, but the number of frame elements 5A-1 to 5A-8 is not limited to this embodiment. In the embodiment shown in FIGS. 18 and 19, both ends of the frame elements 5 </ b> A- 1 to 5 </ b> A- 8 extend to the motor adjacent surfaces 11 and 12. Also in the embodiment shown in FIGS. 18 and 19, the control system has a configuration in which frame elements 5A-1 to 5A-8 are connected in parallel to cooling fan 8, control device 20, and power supply device 21. (See FIGS. 14 and 15).

図20はモータフレーム側素子5Aの他の実施形態を示す図である。図20では、モータフレーム側素子5Aは、6つのフレーム素子、すなわち、フレーム素子5A−1〜5A−6を備えている。例えば、モータフレーム4aには、固定子16の巻線16bの近傍など、局所的に高温になる部分が存在する。図20に示すように、モータフレーム側素子5Aは、巻線16bに隣接して配置されたフレーム素子5A−1、フレーム素子5A−3、およびフレーム素子5A−5と、フレーム素子5A−1とフレーム素子5A−3との間に配置されたフレーム素子5A−2、フレーム素子5A−3とフレーム素子5A−5との間に配置されたフレーム素子5A−4、およびフレーム素子5A−5とフレーム素子5A−1との間に配置されたフレーム素子5A−6とを備えている。   FIG. 20 is a diagram showing another embodiment of the motor frame side element 5A. In FIG. 20, the motor frame side element 5A includes six frame elements, that is, frame elements 5A-1 to 5A-6. For example, in the motor frame 4a, there is a locally high temperature portion such as the vicinity of the winding 16b of the stator 16. As shown in FIG. 20, the motor frame side element 5A includes a frame element 5A-1, a frame element 5A-3 and a frame element 5A-5 disposed adjacent to the winding 16b, and a frame element 5A-1. Frame element 5A-2 disposed between frame element 5A-3, frame element 5A-4 disposed between frame element 5A-3 and frame element 5A-5, and frame element 5A-5 and frame And a frame element 5A-6 disposed between the element 5A-1.

これらフレーム素子5A−1〜5A−6は、この順にモータフレーム4aの円周方向に沿って配置されている。フレーム素子5A−1,5A−3,5A−5のモータフレーム4aの円周方向における長さは、フレーム素子5A−2,5A−4,5A−6のモータフレーム4aの円周方向における長さよりも長い。フレーム素子5A−1,5A−3,5A−5のそれぞれは、複数の(図20では、3つ)巻線16bのそれぞれに隣接して配置されており、フレーム素子5A−2,5A−4,5A−6のそれぞれは、複数の巻線16bのそれぞれから離間して配置されている。   These frame elements 5A-1 to 5A-6 are arranged in this order along the circumferential direction of the motor frame 4a. The length of the frame elements 5A-1, 5A-3, 5A-5 in the circumferential direction of the motor frame 4a is greater than the length of the frame elements 5A-2, 5A-4, 5A-6 in the circumferential direction of the motor frame 4a. Too long. Each of the frame elements 5A-1, 5A-3, 5A-5 is arranged adjacent to each of the plurality of (three in FIG. 20) windings 16b, and the frame elements 5A-2, 5A-4 , 5A-6 are spaced apart from each of the plurality of windings 16b.

図20に示す実施形態では、フレーム素子5A−1,5A−3,5A−5は、モータフレーム4aの局所的に高温になる部分に配置されており、フレーム素子5A−2,5A−4,5A−6は、モータフレーム4aのその他の部分に配置されている。したがって、制御装置20は、フレーム素子5A−1,5A−3,5A−5のそれぞれに対して第2スピン変換を実行させることができる。さらに、制御装置20は、フレーム素子5A−2,5A−4,5A−6のそれぞれに対して第1スピン変換を実行させることができる。図20による構成によれば、モータ3をより効果的に冷却することができる。   In the embodiment shown in FIG. 20, the frame elements 5A-1, 5A-3, 5A-5 are disposed in the portion of the motor frame 4a where the temperature is locally high, and the frame elements 5A-2, 5A-4, 5A-6 are arrange | positioned at the other part of the motor frame 4a. Therefore, the control device 20 can execute the second spin conversion on each of the frame elements 5A-1, 5A-3, 5A-5. Furthermore, the control device 20 can cause the frame elements 5A-2, 5A-4, and 5A-6 to execute the first spin conversion. According to the configuration shown in FIG. 20, the motor 3 can be cooled more effectively.

図21はモータフレーム側素子5Aの他の実施形態を示す図である。図22は図21のC−C線断面図である。図21では、モータフレーム側素子5Aおよびモータケーシング4以外の要素の図示は省略されている。図21および図22に示す実施形態では、フレーム素子5A−9は、フレーム素子5A−10〜5A−14の大部分を囲むように折れ曲がった形状を有している。モータフレーム5A−9の屈曲部のそれぞれは、モータ隣接面11,12のいずれかに近接している。   FIG. 21 is a diagram showing another embodiment of the motor frame side element 5A. FIG. 22 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG. In FIG. 21, illustration of elements other than the motor frame side element 5A and the motor casing 4 is omitted. In the embodiment shown in FIGS. 21 and 22, the frame element 5A-9 has a shape bent so as to surround most of the frame elements 5A-10 to 5A-14. Each of the bent portions of the motor frame 5A-9 is close to one of the motor contact surfaces 11 and 12.

フレーム素子5A−9を介して互いに隣接するフレーム素子5A−10〜5A−14のそれぞれの長さは第1モータ隣接面11から第2モータ隣接面12までの距離よりも短い。例えば、図21において、モータフレーム4aの上側のフレーム素子5A−10の一端は第2モータ隣接面12まで延びており、他端は第1モータ隣接面11から離間している。モータフレーム4aの下側のフレーム素子5A−11の一端は第1モータ隣接面11まで延びており、他端は第2モータ隣接面12から離間している。このように、フレーム素子5A−10〜5A−14のそれぞれは、モータ隣接面11,12のいずれかに近接するように、モータフレーム4aの円周方向に沿って交互に配置され、かつモータフレーム4aの円周方向に沿って等間隔に配置されている。図21および図22に示す実施形態においても、制御システムは、フレーム素子5A−9〜5A−14が冷却ファン8、制御装置20、および電源装置21に並列的に接続された構成を有している(図14および図15参照)。   The lengths of the frame elements 5A-10 to 5A-14 adjacent to each other via the frame element 5A-9 are shorter than the distance from the first motor adjacent surface 11 to the second motor adjacent surface 12. For example, in FIG. 21, one end of the upper frame element 5 </ b> A- 10 of the motor frame 4 a extends to the second motor adjacent surface 12, and the other end is separated from the first motor adjacent surface 11. One end of the lower frame element 5A-11 of the motor frame 4a extends to the first motor adjacent surface 11, and the other end is separated from the second motor adjacent surface 12. Thus, each of frame elements 5A-10 to 5A-14 is alternately arranged along the circumferential direction of motor frame 4a so as to approach either of motor adjacent surfaces 11 and 12, and motor frame They are arranged at equal intervals along the circumferential direction 4a. 21 and 22 also, the control system has a configuration in which the frame elements 5A-9 to 5A-14 are connected in parallel to the cooling fan 8, the control device 20, and the power supply device 21. (See FIGS. 14 and 15).

一実施形態では、熱電変換素子5は、フレーム素子5A−9〜5A−14の他、内側素子5B−1,5C−1および外側素子5B−2,5C−2を備えてもよい(図16(b)および図17(b)参照)。   In one embodiment, the thermoelectric conversion element 5 may include an inner element 5B-1, 5C-1 and an outer element 5B-2, 5C-2 in addition to the frame elements 5A-9 to 5A-14 (FIG. 16). (B) and FIG. 17 (b)).

熱電変換素子5はテープ形状を有しているため、熱電変換素子5のモータケーシング4の内面への貼り付け箇所は特に制限されない。したがって、図1、図11、図16、図17、図18、図21に示す実施形態はそれぞれ組み合わせてもよい。言い換えれば、熱電変換素子5は、モータケーシング4の内面の全体(モータフレーム4aの内面、第1エンドカバー4bのモータ隣接面11、および第2エンドカバー4cのモータ隣接面12)に貼り付けられてもよい。一実施形態では、熱電変換素子5は、モータケーシング4の外面に貼り付けられてもよい。   Since the thermoelectric conversion element 5 has a tape shape, the location where the thermoelectric conversion element 5 is attached to the inner surface of the motor casing 4 is not particularly limited. Therefore, the embodiments shown in FIG. 1, FIG. 11, FIG. 16, FIG. 17, FIG. 18, and FIG. In other words, the thermoelectric conversion element 5 is attached to the entire inner surface of the motor casing 4 (the inner surface of the motor frame 4a, the motor contact surface 11 of the first end cover 4b, and the motor contact surface 12 of the second end cover 4c) May be In one embodiment, the thermoelectric conversion element 5 may be attached to the outer surface of the motor casing 4.

図23は電動機組立体1の他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成は上述した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23では、熱電変換素子5のモータフレーム側素子5Aが部分的に描かれている。電動機組立体1は、モータ3とは独立して配置され、モータ3の回転速度を制御するインバータ装置50をさらに備えてもよい。インバータ装置50は、制御装置20と、電源装置21と、コンバータ25と、スイッチ部34とを備えている。   FIG. 23 is a schematic view showing another embodiment of the motor assembly 1. The configuration of the present embodiment, which is not particularly described, is the same as that of the above-described embodiment, and thus the description thereof will not be repeated. In FIG. 23, the motor frame side element 5A of the thermoelectric conversion element 5 is partially depicted. The electric motor assembly 1 may further include an inverter device 50 that is arranged independently of the motor 3 and controls the rotational speed of the motor 3. The inverter device 50 includes a control device 20, a power supply device 21, a converter 25, and a switch unit 34.

図23に示すように、モータケーシング4の内部とモータケーシング4の外部との間の温度差に起因する熱電変換素子5の第1スピン変換が行われると、熱電変換素子5に起電力が発生し、この起電力を電力源とする電力はインバータ装置50を介して冷却ファン8に供給される(図23の点線で表された矢印参照)。インバータ装置50からの電力の供給に起因する熱電変換素子5の第2スピン変換が行われると(図23の実線で表された矢印参照)、モータ3の熱はモータケーシング4の外部に放出される。   As shown in FIG. 23, when the first spin conversion of the thermoelectric conversion element 5 is performed due to the temperature difference between the inside of the motor casing 4 and the outside of the motor casing 4, an electromotive force is generated in the thermoelectric conversion element 5 Then, electric power using the electromotive force as an electric power source is supplied to the cooling fan 8 via the inverter device 50 (see the arrow represented by the dotted line in FIG. 23). When the second spin conversion of the thermoelectric conversion element 5 resulting from the supply of power from the inverter device 50 is performed (see the arrow represented by the solid line in FIG. 23), the heat of the motor 3 is released to the outside of the motor casing 4 Ru.

以下の実施形態では、モータ3およびインバータ装置50が直列的に配置されたインバータ一体型構造を有する電動機組立体1の構成について説明する。図24は本実施形態に係る電動機組立体1に対する比較例を説明するための模式図である。図24に示すように、モータ部に隣接してインバータ部が配置されており、駆動軸はこれらモータ部およびインバータ部を貫通して延びている。駆動軸には、冷却ファンが固定されており、冷却ファンは、その回転によって空気をインバータ部およびモータ部に送る。   In the following embodiment, the configuration of a motor assembly 1 having an inverter integrated structure in which the motor 3 and the inverter device 50 are arranged in series will be described. FIG. 24 is a schematic view for explaining a comparative example of the motor assembly 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 24, an inverter unit is disposed adjacent to the motor unit, and the drive shaft extends through the motor unit and the inverter unit. A cooling fan is fixed to the drive shaft, and the cooling fan sends air to the inverter unit and the motor unit by its rotation.

しかしながら、モータ部およびインバータ部の両方は発熱体であるため、モータ部の冷却のみならず、インバータ装置の冷却も課題として存在する。このように、モータ部とインバータ部のそれぞれを冷却する必要があるため、これらモータ部およびインバータ部の両方のより効率的な冷却方法を提案することが求められている。   However, since both the motor unit and the inverter unit are heating elements, not only the cooling of the motor unit but also the cooling of the inverter device is present as a problem. Thus, since it is necessary to cool each of the motor unit and the inverter unit, it is required to propose a more efficient cooling method for both the motor unit and the inverter unit.

しかしながら、モータ部とインバータ部との温度差は高いため、駆動軸の回転とともに冷却ファンを回転させる方式では、冷却ファンによって送られる空気はインバータ部で温められてしまう。この温められた空気がモータ部に送られるため、モータ部を十分に冷却することはできない。また、駆動軸に固定された冷却ファンの回転による負荷がモータ部にかかるという問題がある。   However, since the temperature difference between the motor unit and the inverter unit is high, in the method in which the cooling fan is rotated along with the rotation of the drive shaft, the air sent by the cooling fan is heated by the inverter unit. Since this warmed air is sent to the motor unit, the motor unit cannot be cooled sufficiently. In addition, there is a problem that a load due to rotation of a cooling fan fixed to the drive shaft is applied to the motor unit.

そこで、以下の実施形態では、モータ3にかかる負荷の軽減と効率的な冷却を実現することができる電動機組立体1の構成について説明する。図25は電動機組立体1のさらに他の実施形態を示す図である。本実施形態において、上述した実施形態と同一または相当する部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。特に説明しない本実施形態の構成は上述した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。本実施形態に係る電動機組立体1のモータ3は、例えば、小型の電動機としての永久磁石同期電動機(すなわち、PMモータ)である。図25では、駆動軸2を支持する軸受18は描かれていないが、ブラケット52は軸受18を支持する軸受支持部61を有してもよい(後述する図28参照)。一実施形態では、軸受18はブラケット52から離間して配置された独立の軸受支持部によって支持されてもよい。   Therefore, in the following embodiment, a configuration of the electric motor assembly 1 that can realize reduction of the load applied to the motor 3 and efficient cooling will be described. FIG. 25 is a view showing still another embodiment of the electric motor assembly 1. In the present embodiment, the same or corresponding members as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. The configuration of the present embodiment, which is not particularly described, is the same as that of the above-described embodiment, and thus the description thereof will not be repeated. The motor 3 of the motor assembly 1 according to the present embodiment is, for example, a permanent magnet synchronous motor (i.e., a PM motor) as a small-sized motor. Although the bearing 18 for supporting the drive shaft 2 is not illustrated in FIG. 25, the bracket 52 may have a bearing support 61 for supporting the bearing 18 (see FIG. 28 described later). In one embodiment, the bearing 18 may be supported by an independent bearing support spaced apart from the bracket 52.

インバータ装置50は、モータ3に隣接して配置されており、駆動軸2の軸線CL方向に沿ってモータケーシング4に直列的に接続されたインバータケース51に収容されている。インバータ装置50およびインバータケース51はインバータ部を構成している。インバータケース51は、モータケーシング4のモータフレーム4aと同心状に配置されたインバータカバー51aと、ブラケット52の反対側に配置され、インバータカバー51aの開口端を閉じるカバープレート51bとを備えている。インバータカバー51aは駆動軸2の軸線CL方向に延びている。カバープレート51bは、インバータ装置50に隣接するカバープレート側インバータ隣接面56を備えている。カバープレート側インバータ隣接面56はカバープレート51bの内面であり、この内面の反対側の面はカバープレート51bの外面である。   The inverter device 50 is disposed adjacent to the motor 3 and is accommodated in an inverter case 51 connected in series to the motor casing 4 along the axis CL direction of the drive shaft 2. The inverter device 50 and the inverter case 51 constitute an inverter unit. The inverter case 51 includes an inverter cover 51a disposed concentrically with the motor frame 4a of the motor casing 4, and a cover plate 51b disposed on the opposite side of the bracket 52 and closing the open end of the inverter cover 51a. The inverter cover 51 a extends in the direction of the axis CL of the drive shaft 2. The cover plate 51 b includes a cover plate side inverter adjacent surface 56 adjacent to the inverter device 50. The cover plate side inverter adjacent surface 56 is the inner surface of the cover plate 51b, and the surface opposite to the inner surface is the outer surface of the cover plate 51b.

カバープレート51bのカバープレート側インバータ隣接面56の上にはインバータ装置50が載置されている。本実施形態では、インバータカバー51aおよびカバープレート51bは別部材であるが、これらインバータカバー51aおよびカバープレート51bは一体成形部材であってもよい。   The inverter device 50 is mounted on the cover plate side inverter adjacent surface 56 of the cover plate 51 b. In the present embodiment, the inverter cover 51a and the cover plate 51b are separate members, but the inverter cover 51a and the cover plate 51b may be integrally formed members.

インバータケース51は、インバータカバー51aとモータフレーム4aとの間に配置されたブラケット52を介してモータケーシング4に直列的に接続されている。ブラケット52はモータケーシング4とインバータケース51との間に配置されている。モータケーシング4、インバータケース51、およびブラケット52は組立ケーシング55を構成している。本実施形態では、熱電変換素子5は組立ケーシング55に貼り付けられている。   The inverter case 51 is connected in series to the motor casing 4 via a bracket 52 disposed between the inverter cover 51a and the motor frame 4a. The bracket 52 is disposed between the motor casing 4 and the inverter case 51. The motor casing 4, the inverter case 51, and the bracket 52 constitute an assembly casing 55. In the present embodiment, the thermoelectric conversion element 5 is attached to the assembly casing 55.

駆動軸2はブラケット52を貫通しておらず、駆動軸2の端部はモータケーシング4内に位置している。このように、駆動軸2はインバータ装置50を貫通していないため、インバータ装置50のインバータ素子が実装される基板に貫通孔を設ける必要はなく、インバータ素子のレイアウトの最適化を図ることができる。   The drive shaft 2 does not penetrate the bracket 52 and the end of the drive shaft 2 is located in the motor casing 4. Thus, since the drive shaft 2 does not penetrate the inverter device 50, it is not necessary to provide a through hole in the substrate on which the inverter element of the inverter device 50 is mounted, and the layout of the inverter element can be optimized. .

インバータケース51およびブラケット52によって閉じられた空間が形成されており、インバータ装置50はこの閉じられた空間に配置されている。冷却ファン8は、駆動軸2とは独立して配置され、組立ケーシング55、本実施形態では、インバータケース51に隣接して配置され、かつ、インバータ装置50を介して熱電変換素子5に電気的に接続されている。   A closed space is formed by the inverter case 51 and the bracket 52, and the inverter device 50 is disposed in this closed space. The cooling fan 8 is disposed independently of the drive shaft 2 and is disposed adjacent to the assembly casing 55, in the present embodiment, the inverter case 51, and electrically connected to the thermoelectric conversion element 5 through the inverter device 50. It is connected to the.

本実施形態では、モータ3、インバータ装置50、および冷却ファン8は、この順に配置されている。冷却ファン8は、その回転によって空気の流れをインバータケース51の表面およびモータケーシング4の表面に形成し、これらインバータケース51およびモータケーシング4を冷却する。インバータ装置50はインバータケース51を介して冷却され、モータ3はモータケーシング4を介して冷却される。   In the present embodiment, the motor 3, the inverter device 50, and the cooling fan 8 are arranged in this order. The cooling fan 8 rotates to form an air flow on the surface of the inverter case 51 and the surface of the motor casing 4, and cools the inverter case 51 and the motor casing 4. The inverter device 50 is cooled via the inverter case 51, and the motor 3 is cooled via the motor casing 4.

ブラケット52は、モータ3に隣接するモータ隣接面53と、インバータ装置50に隣接するブラケット側インバータ隣接面54とを備えている。本実施形態では、熱電変換素子5はブラケット52のモータ隣接面53の全体に貼り付けられたブラケット側素子5Dを備えている。ブラケット52には、インバータ装置50とブラケット側素子5Dとを接続する電線(図示しない)が通過する通過孔52aが形成されている。図示しないが、インバータケース51にもインバータ装置50と冷却ファン8とを接続する電線が通過する通過孔が形成されている。一実施形態では、ブラケット側素子5Dは、ブラケット52のブラケット側インバータ隣接面54に貼り付けられてもよい。この場合、通過孔52aは設けられていなくてもよい。   The bracket 52 includes a motor adjacent surface 53 adjacent to the motor 3 and a bracket-side inverter adjacent surface 54 adjacent to the inverter device 50. In the present embodiment, the thermoelectric conversion element 5 includes a bracket side element 5 </ b> D attached to the entire motor adjacent surface 53 of the bracket 52. The bracket 52 is formed with a passage hole 52a through which an electric wire (not shown) connecting the inverter device 50 and the bracket side element 5D passes. Although not shown, the inverter case 51 is also formed with a passage hole through which an electric wire connecting the inverter device 50 and the cooling fan 8 passes. In one embodiment, the bracket side element 5D may be attached to the bracket side inverter adjacent surface 54 of the bracket 52. In this case, the passage hole 52a may not be provided.

図26は図25のD−D線断面図である。図26では、モータフレーム4aの図示は省略されている。図26に示すように、ブラケット側素子5Dは1枚のシート状の素子であり、通過孔52aを避けるようにしてモータ隣接面53に貼り付けられている。一実施形態では、ブラケット側素子5Dは、ブラケット52のブラケット側インバータ隣接面54に貼り付けられてもよい。   26 is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG. In FIG. 26, illustration of the motor frame 4a is omitted. As shown in FIG. 26, the bracket-side element 5D is a single sheet-like element, and is attached to the motor adjacent surface 53 so as to avoid the passage hole 52a. In one embodiment, the bracket-side element 5 </ b> D may be attached to the bracket-side inverter adjacent surface 54 of the bracket 52.

一実施形態では、ブラケット52が軸受支持部61を有している場合、ブラケット側素子5Dは軸受支持部61を避けるようにして配置される。この場合、ブラケット側素子5Dは環状形状を有する。他の実施形態では、軸受18がブラケット52から離間して配置された独立の軸受支持部によって支持されている場合、ブラケット側素子5Dの形状は図26に示す形状であってもよい。   In one embodiment, when the bracket 52 has the bearing support portion 61, the bracket side element 5 </ b> D is arranged so as to avoid the bearing support portion 61. In this case, the bracket side element 5D has an annular shape. In another embodiment, when the bearing 18 is supported by an independent bearing support disposed apart from the bracket 52, the shape of the bracket-side element 5D may be the shape shown in FIG.

本実施形態に係る熱電変換素子5は上述した実施形態に係る熱電変換素子5と同様の構造を有している。すなわち、熱電変換素子5は、熱電変換素子5の両面の間の温度差により発生したスピン流を電力に変換して冷却ファン8を回転させる第1スピン変換と、インバータ装置50に設けられた電源装置21から供給された電力により発生したスピン流を熱流に変換してモータ3の熱を放出する第2スピン変換とが行われる構造を有している。   The thermoelectric conversion element 5 according to this embodiment has the same structure as the thermoelectric conversion element 5 according to the above-described embodiment. That is, the thermoelectric conversion element 5 includes a first spin conversion that converts the spin current generated by the temperature difference between both surfaces of the thermoelectric conversion element 5 into electric power and rotates the cooling fan 8, and a power source provided in the inverter device 50. The spin current generated by the power supplied from the device 21 is converted into a heat flow, and a second spin conversion is performed to release the heat of the motor 3.

本実施形態では、熱電変換素子5はブラケット側素子5Dを備えている。したがって、モータケーシング4の内部空間とインバータケース51の内部空間との間に温度差が生じると、ブラケット側素子5Dには起電力が発生する。モータ3の発熱量とインバータ装置50の発熱量とは異なるため、モータ3とインバータ装置50との間に温度差が生じると、冷却ファン8はブラケット側素子5Dに発生した起電力を電力源とする電力により回転する。   In the present embodiment, the thermoelectric conversion element 5 includes the bracket side element 5D. Therefore, when a temperature difference occurs between the internal space of the motor casing 4 and the internal space of the inverter case 51, an electromotive force is generated in the bracket side element 5D. Since the heat generation amount of the motor 3 and the heat generation amount of the inverter device 50 are different, when a temperature difference occurs between the motor 3 and the inverter device 50, the cooling fan 8 uses the electromotive force generated in the bracket side element 5D as a power source. It is rotated by the electric power.

インバータ装置50は上述した実施形態と同様の構造を有している。すなわち、インバータ装置50は、制御装置20と、電源装置21と、コンバータ25と、スイッチ部34とを備えている(図5、図7、図14、および図15参照)。したがって、インバータ装置50の詳細な説明を省略する。   The inverter device 50 has the same structure as that of the above-described embodiment. That is, the inverter device 50 includes the control device 20, the power supply device 21, the converter 25, and the switch unit 34 (see FIG. 5, FIG. 7, FIG. 14, and FIG. 15). Therefore, detailed description of the inverter device 50 is omitted.

本実施形態においても、制御装置20は、図6に示すステップを実行することができる。すなわち、監視部30は、熱電変換素子5(本実施形態では、ブラケット側素子5D)の第1スピン変換によって冷却ファン8が回転しているとき、ブラケット側素子5Dの両面の間の温度差を連続的に監視するステップ(図6のステップS101参照)を実行する。ブラケット側素子5Dの両面は、モータ3に隣接するブラケット側素子5Dの面、およびブラケット52のモータ隣接面53に隣接するブラケット側素子5Dの面である。判定部31は、この温度差と制御装置20の記憶部に記憶されたしきい値とを比較し、温度差がしきい値よりも大きくなった場合、その結果を示す信号を動作制御部32に送るステップ(図6のステップS102参照)を実行する。動作制御部32は、判定部31からの信号に基づいてスイッチ切り替え部33および電源装置21を動作させる。電力が電源装置21からブラケット側素子5Dに供給されると、ブラケット側素子5Dの第2スピン変換が行われる。その後、監視部30は、ブラケット側素子5Dによって第2スピン変換が行われているとき、断続的に熱電変換素子5の両面の間の温度差を監視するステップ(図6のステップS103参照)を実行する。   Also in the present embodiment, the control device 20 can execute the steps shown in FIG. That is, when the cooling fan 8 is rotating by the first spin conversion of the thermoelectric conversion element 5 (in this embodiment, the bracket side element 5D), the monitoring unit 30 calculates the temperature difference between both surfaces of the bracket side element 5D. The step of continuously monitoring (see step S101 in FIG. 6) is performed. Both surfaces of the bracket-side element 5D are the surface of the bracket-side element 5D adjacent to the motor 3 and the surface of the bracket-side element 5D adjacent to the motor adjacent surface 53 of the bracket 52. The determination unit 31 compares the temperature difference with the threshold value stored in the storage unit of the control device 20, and when the temperature difference becomes larger than the threshold value, the operation control unit 32 displays a signal indicating the result. (See step S102 in FIG. 6). The operation control unit 32 operates the switch switching unit 33 and the power supply device 21 based on the signal from the determination unit 31. When electric power is supplied from the power supply device 21 to the bracket side element 5D, the second spin conversion of the bracket side element 5D is performed. Thereafter, when the second spin conversion is performed by the bracket side element 5D, the monitoring unit 30 intermittently monitors the temperature difference between both surfaces of the thermoelectric conversion element 5 (see step S103 in FIG. 6). Run.

本実施形態においても、上述した実施形態と同様に、しきい値は、第1のしきい値と第1のしきい値よりも大きな第2のしきい値とを備えてもよい。したがって、制御装置20は、熱電変換素子5(本実施形態では、ブラケット側素子5D)の両面の間の温度差が第2のしきい値よりも大きくなった場合には、ブラケット側素子5Dと電源装置21とをスイッチ35を介して接続し、かつ冷却ファン8と電源装置21とをスイッチ49を介して接続してもよい。言い換えれば、制御装置20は、第3冷却動作を実行してもよい。   Also in the present embodiment, the threshold may include a first threshold and a second threshold larger than the first threshold, as in the above-described embodiment. Therefore, when the temperature difference between both surfaces of the thermoelectric conversion element 5 (in this embodiment, the bracket side element 5D) becomes larger than the second threshold value, the control device 20 The power supply device 21 may be connected via the switch 35, and the cooling fan 8 and the power supply device 21 may be connected via the switch 49. In other words, the controller 20 may perform the third cooling operation.

制御装置20は、熱電変換素子5(本実施形態では、ブラケット側素子5D)の両面の間の温度差が所定のしきい値よりも大きい場合には、冷却ファン8の回転からブラケット側素子5Dの第2スピン変換によるモータ3の放熱に切り替える。ブラケット側素子5Dに熱流が発生すると、モータ3の熱はインバータ装置50側に移動し、または、インバータ装置50の熱はモータ3側に移動し、結果として、発熱体であるモータ3およびインバータ装置50のうち、高温の発熱体の温度を下げることができる。   When the temperature difference between both surfaces of the thermoelectric conversion element 5 (in this embodiment, the bracket side element 5D) is larger than a predetermined threshold value, the control device 20 determines the bracket side element 5D from the rotation of the cooling fan 8. Is switched to heat dissipation of the motor 3 by the second spin conversion. When a heat flow is generated in the bracket side element 5D, the heat of the motor 3 moves to the inverter device 50 side, or the heat of the inverter device 50 moves to the motor 3 side, and as a result, the motor 3 and the inverter device which are heating elements. Of 50, the temperature of the high-temperature heating element can be lowered.

本実施形態では、制御装置20はインバータ装置50に設けられているため、インバータ装置50のインバータ素子の発熱に依存して制御装置20の温度も上昇する。したがって、制御装置20は、その周囲の温度を監視する温度モニター60を備えてもよい(図10参照)。温度モニター60によって監視される温度はインバータ装置50のインバータ素子の温度上昇とともに上昇する。温度の監視は、温度モニター60、測温抵抗体、熱電対、または測温抵抗体素子などの要素に代えて、制御装置20が備える制御用IC(集積回路)に内蔵された温度センサによって行われてもよい。   In the present embodiment, since the control device 20 is provided in the inverter device 50, the temperature of the control device 20 also rises depending on the heat generation of the inverter element of the inverter device 50. Accordingly, the controller 20 may include a temperature monitor 60 that monitors the temperature around it (see FIG. 10). The temperature monitored by the temperature monitor 60 rises with the temperature rise of the inverter element of the inverter device 50. The temperature monitoring is performed by a temperature sensor incorporated in a control IC (integrated circuit) included in the control device 20 in place of elements such as the temperature monitor 60, the resistance temperature detector, the thermocouple, or the resistance temperature detector element. It may be

温度モニター60は、熱電変換素子5(ブラケット側素子5D)によって第1スピン変換が行われているとき、制御装置20の周囲の温度(より具体的には、インバータ装置50のインバータ素子の温度)を監視する。判定部31は、温度モニター60によって監視された温度と記憶部(図示しない)に記憶された所定の許容値とを比較し、この温度が許容値よりも大きくなった場合、動作制御部32は、電源装置21を通じてブラケット側素子5Dに電力を供給してもよい。   When the first spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element 5 (the bracket side element 5D), the temperature monitor 60 is the temperature around the control device 20 (more specifically, the temperature of the inverter element of the inverter device 50). To monitor. The determination unit 31 compares the temperature monitored by the temperature monitor 60 with a predetermined allowable value stored in a storage unit (not shown), and when the temperature becomes higher than the allowable value, the operation control unit 32 Power may be supplied to the bracket-side element 5D through the power supply device 21.

さらに、温度モニター60は、熱電変換素子5(ブラケット側素子5D)によって第2スピン変換が行われているとき、制御装置20の周囲の温度を監視する。判定部31は、この温度と許容値とを比較し、この温度が許容値よりも小さくなった場合、動作制御部32は、電源装置21からブラケット側素子5Dへの電力の供給を停止させる。   Furthermore, the temperature monitor 60 monitors the temperature around the control device 20 when the second spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element 5 (bracket side element 5D). The determination unit 31 compares this temperature with an allowable value, and when the temperature becomes lower than the allowable value, the operation control unit 32 stops the supply of electric power from the power supply device 21 to the bracket side element 5D.

温度モニター60によって監視される温度との比較対象である許容値は、熱電変換素子5(本実施形態では、ブラケット側素子5D)の両面の間の温度差との比較対象であるしきい値とは異なる。したがって、制御装置20の記憶部は、温度との比較対象である許容値と、温度差との比較対象であるしきい値とを記憶(格納)している。   The allowable value that is a comparison target with the temperature monitored by the temperature monitor 60 is a threshold value that is a comparison target with the temperature difference between both surfaces of the thermoelectric conversion element 5 (the bracket side element 5D in this embodiment). Is different. Therefore, the storage unit of the control device 20 stores (stores) an allowable value that is a comparison target with the temperature and a threshold that is a comparison target with the temperature difference.

一実施形態では、熱電変換素子5のゼーベック特性が特定されている場合は、制御装置20の記憶部は基準接点補償値を記憶してもよい。基準接点補償値は熱電変換素子5を構成する異なる金属の組み合わせによって決定される基準接点補償に必要な値である。制御装置20は、監視部30によって監視された熱電変換素子5の起電力および基準接点補償値に基づいて、熱電変換素子5が貼り付けられた部分の温度を計測することができる。判定部31は、この計測された温度と熱電変換素子5が貼り付けられた部分の許容値とを比較する。動作制御部32は、判定部31によって比較された比較結果に基づいて、電源装置21による上述した動作を実行することができる。   In one embodiment, when the Seebeck characteristic of the thermoelectric conversion element 5 is specified, the storage unit of the control device 20 may store the reference junction compensation value. The reference junction compensation value is a value necessary for the reference junction compensation determined by a combination of different metals constituting the thermoelectric conversion element 5. The control device 20 can measure the temperature of the portion where the thermoelectric conversion element 5 is attached based on the electromotive force of the thermoelectric conversion element 5 and the reference junction compensation value monitored by the monitoring unit 30. The determination unit 31 compares the measured temperature with the allowable value of the portion where the thermoelectric conversion element 5 is attached. The operation control unit 32 can execute the above-described operation of the power supply device 21 based on the comparison result compared by the determination unit 31.

本実施形態においても、上述した実施形態と同様に、許容値は、第1の許容値および第2の許容値を備えてもよい。この場合、制御装置20は、インバータ装置50のインバータ素子の温度が第2の許容値よりも大きくなった場合には、ブラケット側素子5Dと電源装置21とをスイッチ35を介して接続し、かつ冷却ファン8と電源装置21とをスイッチ49を介して接続してもよい。   Also in the present embodiment, the tolerance value may include a first tolerance value and a second tolerance value, as in the above-described embodiment. In this case, when the temperature of the inverter element of inverter device 50 becomes higher than the second allowable value, control device 20 connects bracket-side device 5D and power supply device 21 through switch 35, and The cooling fan 8 and the power supply device 21 may be connected via the switch 49.

図27(a)はモータ隣接面53の内周側部位(内側部位)53aおよび外周側部位(外側部位)53bを示す図であり、図27(b)は内周側部位53aに貼り付けられた内側素子5D−1および外周側部位53bに貼り付けられた外側素子5D−2を示す図である。図27(a)に示すように、ブラケット52のモータ隣接面53は、その中央部分に位置する内周側部位53aと、内周側部位53aに接続された外周側部位53bとを備えている。本実施形態では、ブラケット側素子5Dは、内周側部位53aに貼り付けられた内側素子5D−1と、外周側部位53bに貼り付けられた環状の外側素子5D−2とを備えている。   FIG. 27A is a view showing an inner peripheral portion (inner portion) 53a and an outer peripheral portion (outer portion) 53b of the motor adjacent surface 53, and FIG. 27B is attached to the inner peripheral portion 53a. It is a figure which shows outer side element 5D-2 affixed on inner side element 5D-1 and outer peripheral side site | part 53b. As shown in FIG. 27 (a), the motor adjacent surface 53 of the bracket 52 includes an inner peripheral side portion 53a located in the central portion thereof, and an outer peripheral side portion 53b connected to the inner peripheral side portion 53a. . In the present embodiment, the bracket side element 5D includes an inner element 5D-1 attached to the inner peripheral part 53a and an annular outer element 5D-2 attached to the outer peripheral part 53b.

これら素子5D−1,5D−2のそれぞれは、図16(b)および図17(b)に示す実施形態と同様に、素子5D−1,5D−2にそれぞれ接続されたスイッチ35を介して制御装置20および電源装置21に電気的に接続可能である。したがって、制御装置20は、素子5D−1,5D−2のそれぞれに対応して冷却ファン8の回転と、モータ3またはインバータ装置50の放熱とをそれぞれ独立して制御することができる。   Each of these elements 5D-1 and 5D-2 is connected via a switch 35 connected to each of the elements 5D-1 and 5D-2, as in the embodiment shown in FIGS. 16 (b) and 17 (b). It can be electrically connected to the control device 20 and the power supply device 21. Therefore, control device 20 can independently control the rotation of cooling fan 8 and the heat radiation of motor 3 or inverter device 50 corresponding to each of elements 5D-1 and 5D-2.

本実施形態によれば、モータ3またはインバータ装置50を放熱することで、モータ3の温度とインバータ装置50の温度とを互いに近づけつつ、冷却ファン8の回転によるモータ3およびインバータ装置50の冷却を行うことができる。   According to the present embodiment, by radiating the motor 3 or the inverter device 50, the motor 3 and the inverter device 50 are cooled by the rotation of the cooling fan 8 while bringing the temperature of the motor 3 and the temperature of the inverter device 50 close to each other. It can be carried out.

図28はモータケーシング4のモータフレーム4aの内面の全体に貼り付けられたモータフレーム側素子5Aと、インバータケース51のインバータカバー51aの内面の全体に貼り付けられたインバータカバー側素子5Eとを示す図である。図28では、モータフレーム側素子5Aおよびインバータカバー側素子5Eは部分的に描かれている。   FIG. 28 shows a motor frame element 5A attached to the entire inner surface of the motor frame 4a of the motor casing 4 and an inverter cover element 5E attached to the entire inner surface of the inverter cover 51a of the inverter case 51. FIG. In FIG. 28, the motor frame side element 5A and the inverter cover side element 5E are partially illustrated.

図28に示す実施形態では、熱電変換素子5は、モータフレーム側素子5Aおよびインバータカバー側素子5Eを備えている。これら素子5A,5Eのそれぞれは、図2に示す構成と同様に、モータフレーム4aの内面およびインバータカバー51aの内面のそれぞれに貼り付けられている。したがって、モータフレーム側素子5Aには、モータフレーム4aの内部と外部との間の温度差(より具体的には、モータフレーム側素子5Aの両面の間の温度差)により起電力が発生し、この起電力を電力源とする電力により冷却ファン8は回転する。制御装置20が電源装置21を通じてモータフレーム側素子5Aに電力を供給すると、モータフレーム側素子5Aには熱流が発生し、モータ3は放熱される。   In the embodiment shown in FIG. 28, the thermoelectric conversion element 5 includes a motor frame side element 5A and an inverter cover side element 5E. Each of the elements 5A and 5E is attached to the inner surface of the motor frame 4a and the inner surface of the inverter cover 51a, as in the configuration shown in FIG. Therefore, an electromotive force is generated in the motor frame side element 5A due to a temperature difference between the inside and outside of the motor frame 4a (more specifically, a temperature difference between both surfaces of the motor frame side element 5A). The cooling fan 8 is rotated by power using this electromotive force as a power source. When the control device 20 supplies power to the motor frame side element 5A through the power supply device 21, a heat flow is generated in the motor frame side element 5A, and the motor 3 dissipates heat.

インバータカバー側素子5Eには、インバータカバー51aの内部と外部との間の温度差(より具体的には、インバータカバー側素子5Eの両面の間の温度差)により起電力が発生し、この起電力を電力源とする電力により冷却ファン8は回転する。インバータカバー側素子5Eの両面は、インバータ装置50に隣接するインバータカバー側素子5Eの面、およびインバータカバー51aの内面に隣接するインバータカバー側素子5Eの面である。制御装置20が電源装置21を通じてインバータカバー側素子5Eに電力を供給すると、インバータカバー側素子5Eには熱流が発生し、インバータ装置50は放熱される。インバータ装置50の熱エネルギーの一部は第1スピン変換によって起電力に変換されるため、インバータ装置50から放出される放熱量は下がる。したがって、インバータケース51の表面に接触する空気の温度上昇は低減される。結果として、モータケーシング4に送られる空気は、インバータケース51で十分に温められることなく、モータケーシング4に送られ、モータケーシング4を十分に冷却することができる。このように、冷却ファン8は、その回転により、より効果的に組立ケーシング55を冷却することができる。   In the inverter cover side element 5E, an electromotive force is generated due to a temperature difference between the inside and the outside of the inverter cover 51a (more specifically, a temperature difference between both surfaces of the inverter cover side element 5E). The cooling fan 8 is rotated by power using the power as a power source. The two sides of the inverter cover side element 5E are the side of the inverter cover side element 5E adjacent to the inverter device 50 and the side of the inverter cover side element 5E adjacent to the inner surface of the inverter cover 51a. When the control device 20 supplies power to the inverter cover side element 5E through the power supply device 21, a heat flow is generated in the inverter cover side element 5E, and the inverter device 50 dissipates heat. Since a part of the thermal energy of the inverter device 50 is converted into electromotive force by the first spin conversion, the amount of heat released from the inverter device 50 decreases. Therefore, the temperature rise of the air in contact with the surface of inverter case 51 is reduced. As a result, the air sent to the motor casing 4 can be sent to the motor casing 4 without sufficiently warming it by the inverter case 51, and the motor casing 4 can be sufficiently cooled. Thus, the cooling fan 8 can cool the assembled casing 55 more effectively by its rotation.

図28に示す実施形態においても、制御システムの構成は、図14または図15に示す構成と同様であるため、冷却ファン8は、インバータ装置50の排熱またはモータ3の排熱によって回転することができる。また、インバータケース51(より具体的には、インバータカバー51a)の内部と外部との間の温度差が所定のしきい値よりも小さく、かつモータケーシング4(より具体的には、モータフレーム4a)の内部と外部との間の温度差が所定のしきい値よりも小さい場合には、素子5A,5Eの接続方法として並列接続または直列接続を選択することにより、電圧および電流のいずれかを上昇させるという選択が可能となる。   Also in the embodiment shown in FIG. 28, since the configuration of the control system is the same as the configuration shown in FIG. 14 or 15, the cooling fan 8 is rotated by the exhaust heat of the inverter device 50 or the exhaust heat of the motor 3. Can do. Further, the temperature difference between the inside and the outside of inverter case 51 (more specifically, inverter cover 51a) is smaller than a predetermined threshold value, and motor casing 4 (more specifically, motor frame 4a). In the case where the temperature difference between the inside and outside of) is smaller than a predetermined threshold value, either voltage or current is selected by selecting parallel connection or series connection as a connection method of elements 5A, 5E. The option to raise is possible.

本実施形態においても、モータフレーム側素子5Aは、モータフレーム4aの長手方向に延び、かつ互いに隣接する複数のフレーム素子(図18および図21参照)を備えてもよく、同様に、インバータカバー側素子5Eは、インバータカバー51aの長手方向、すなわち、駆動軸2の軸方向に延び、かつ互いに隣接する複数のカバー素子(図示しない)を備えてもよい。複数のカバー素子も、図18および図21に示す構成と同様に、それぞれ、インバータカバー51aの円周方向に沿って配置されてもよい。   Also in the present embodiment, the motor frame side element 5A may include a plurality of frame elements (see FIGS. 18 and 21) that extend in the longitudinal direction of the motor frame 4a and are adjacent to each other. The element 5E may include a plurality of cover elements (not shown) extending in the longitudinal direction of the inverter cover 51a, that is, in the axial direction of the drive shaft 2 and adjacent to each other. The plurality of cover elements may also be arranged along the circumferential direction of the inverter cover 51a, similarly to the configurations shown in FIGS.

一実施形態では、複数のカバー素子の両端は、図18に示す構成と同様に、それぞれ、ブラケット52のブラケット側インバータ隣接面54およびカバープレート側インバータ隣接面56まで延びている。他の実施形態では、複数のカバー素子のうち、1つのカバー素子は、図21に示す構成と同様に、他のカバー素子の大部分を囲むように折れ曲がった形状を有している。この長いカバー素子の屈曲部のそれぞれは、ブラケット側インバータ隣接面54およびカバープレート側インバータ隣接面56のいずれかに近接している。互いに隣接する他のカバー素子のそれぞれは、ブラケット側インバータ隣接面54およびカバープレート側インバータ隣接面56のいずれかに近接するようにインバータカバー51aの円周方向に沿って交互に配置されている。このような図18および図21に示す構成は、図25に示すブラケット側素子5Dにも適用することができる。   In one embodiment, the ends of the plurality of cover elements extend to the bracket side inverter adjacent surface 54 and the cover plate side inverter adjacent surface 56 of the bracket 52, respectively, as in the configuration shown in FIG. In another embodiment, among the plurality of cover elements, one cover element has a shape bent so as to surround most of the other cover elements, similarly to the configuration shown in FIG. Each of the bent portions of the long cover element is close to either the bracket-side inverter adjacent surface 54 or the cover plate-side inverter adjacent surface 56. The other cover elements adjacent to each other are alternately arranged along the circumferential direction of the inverter cover 51 a so as to be close to either the bracket-side inverter adjacent surface 54 or the cover plate-side inverter adjacent surface 56. The configurations shown in FIGS. 18 and 21 can also be applied to the bracket side element 5D shown in FIG.

さらに他の実施形態では、モータフレーム側素子5Aは、モータフレーム4aの内面の上半分に貼り付けられた上側フレーム素子と、モータフレーム4aの下半分に貼り付けられた下側フレーム素子とを備えてもよい。同様に、インバータカバー側素子5Eは、インバータカバー51aの上半分に貼り付けられた上側カバー素子と、インバータカバー51aの下半分に貼り付けられた下側カバー素子とを備えてもよい。   In still another embodiment, the motor frame side element 5A includes an upper frame element attached to the upper half of the inner surface of the motor frame 4a and a lower frame element attached to the lower half of the motor frame 4a. May be. Similarly, the inverter cover side element 5E may include an upper cover element attached to the upper half of the inverter cover 51a and a lower cover element attached to the lower half of the inverter cover 51a.

モータフレーム側素子5Aはモータフレーム4aの内面の全体に貼り付けられてもよく、またはモータフレーム4aの内面の一部に貼り付けられてもよい。同様に、インバータカバー側素子5Eはインバータカバー51aの内面の全体に貼り付けられてもよく、またはインバータカバー51aの内面の一部に貼り付けられてもよい。   The motor frame side element 5A may be attached to the entire inner surface of the motor frame 4a, or may be attached to a part of the inner surface of the motor frame 4a. Similarly, the inverter cover side element 5E may be attached to the entire inner surface of the inverter cover 51a, or may be attached to a part of the inner surface of the inverter cover 51a.

本実施形態では、例えば、組立ケーシング55の下側の内部と外部との間の温度差が所定のしきい値よりも大きくなった場合、下側フレーム素子および下側カバー素子によって第2スピン変換が行われ、モータ3およびインバータ装置50の下側が積極的に放熱される。組立ケーシング55の上側の内部と外部との間の温度差が所定のしきい値よりも小さい場合には、上側フレーム素子および上側カバー素子によって第1スピン変換が行われ、冷却ファン8から送られる空気によって組立ケーシング55は冷却される。   In the present embodiment, for example, when the temperature difference between the lower inside and the outside of the assembly casing 55 becomes larger than a predetermined threshold value, the second spin conversion is performed by the lower frame element and the lower cover element. As a result, the lower side of the motor 3 and the inverter device 50 actively dissipates heat. When the temperature difference between the inside and the outside on the upper side of the assembly casing 55 is smaller than a predetermined threshold value, the first spin conversion is performed by the upper frame element and the upper cover element and sent from the cooling fan 8. The assembly casing 55 is cooled by the air.

図29はカバープレート51bのカバープレート側インバータ隣接面56に貼り付けられたカバープレート側素子5Fを示す図である。一実施形態では、熱電変換素子5は、カバープレート51bのカバープレート側インバータ隣接面56に貼り付けられたカバープレート側素子5Fを備えてもよい。本実施形態においても、カバープレート側素子5Fは、カバープレート側素子5Fの両面の間の温度差により発生したスピン流を起電力に変換する第1スピン変換と、電源装置21から供給された電力により発生したスピン流を熱流に変換する第2スピン変換が行われる構造を有している。カバープレート側素子5Fの両面は、インバータ装置50に隣接するカバープレート側素子5Fの面、およびカバープレート51bのカバープレート側インバータ隣接面56に隣接するカバープレート側素子5Fの面である。   FIG. 29 is a diagram showing the cover plate side element 5F attached to the cover plate side inverter adjacent surface 56 of the cover plate 51b. In one embodiment, the thermoelectric conversion element 5 may include the cover plate side element 5F attached to the cover plate side inverter adjacent surface 56 of the cover plate 51b. Also in the present embodiment, the cover plate side element 5F includes the first spin conversion that converts the spin current generated by the temperature difference between both surfaces of the cover plate side element 5F into electromotive force, and the power supplied from the power supply device 21. Has a structure in which a second spin conversion is performed to convert the spin flow generated thereby into a heat flow. Both surfaces of the cover plate side element 5F are a surface of the cover plate side element 5F adjacent to the inverter device 50 and a surface of the cover plate side element 5F adjacent to the cover plate side inverter adjacent surface 56 of the cover plate 51b.

上述した実施形態(図1、図11、図16乃至図18、図20、図21、および図25乃至図29に示す実施形態を含む)はそれぞれ組み合わせてもよい。例えば、熱電変換素子5は、インバータケース51の内面の全体(インバータカバー51aの内面、カバープレート51bのカバープレート側インバータ隣接面56、およびブラケット52のブラケット側インバータ隣接面54)に貼り付けられてもよい。一実施形態では、熱電変換素子5は、インバータケース51の外面に貼り付けられてもよい。   The embodiments described above (including the embodiments shown in FIG. 1, FIG. 11, FIG. 16 to FIG. 18, FIG. 20, FIG. 21, and FIG. 25 to FIG. 29) may be combined respectively. For example, the thermoelectric conversion element 5 is attached to the entire inner surface of the inverter case 51 (the inner surface of the inverter cover 51a, the cover plate-side inverter adjacent surface 56 of the cover plate 51b, and the bracket-side inverter adjacent surface 54 of the bracket 52). Also good. In one embodiment, the thermoelectric conversion element 5 may be attached to the outer surface of the inverter case 51.

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。   Although the embodiment of the present invention has been described so far, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention may be implemented in various different forms within the scope of the technical idea.

1 電動機組立体
2 駆動軸
3 モータ
4 モータケーシング
4a モータフレーム
4b 第1エンドカバー
4c 第2エンドカバー
5 熱電変換素子
5A モータフレーム側素子
5A−1〜5A−14 フレーム素子
5B 第1エンドカバー側素子
5B−1 第1内側素子
5B−2 第1外側素子
5C 第2エンドカバー側素子
5C−1 第2内側素子
5C−2 第2外側素子
5D ブラケット側素子
5D−1 内側素子
5D−2 外側素子
5E インバータカバー側素子
5F カバープレート側素子
8 冷却ファン
10 貫通孔
11 第1モータ隣接面
11a 内周側部位
11b 外周側部位
12 第2モータ隣接面
12a 内周側部位
12b 外周側部位
15 回転子
16 固定子
16a ステータコア
16b 巻線
17 軸受
18 軸受
20 制御装置
21 電源装置
25 DC−DCコンバータ
30 監視部
31 判定部
32 動作制御部
33 スイッチ切り替え部
34 スイッチ部
35,35A,35B スイッチ
36,36A,36B,37,38,39 電線
40 軸受支持部
41 軸受支持部
49 スイッチ
50 インバータ装置
51 インバータケース
51a インバータカバー
51b カバープレート
52 ブラケット
52a 通過孔
53 モータ隣接面
53a 内周側部位
53b 外周側部位
54 ブラケット側インバータ隣接面
55 組立ケーシング
56 カバープレート側インバータ隣接面
60 温度モニター
61 軸受支持部
Reference Signs List 1 motor assembly 2 drive shaft 3 motor 4 motor casing 4a motor frame 4b first end cover 4c second end cover 5 thermoelectric conversion element 5A motor frame side element 5A-1 to 5A-14 frame element 5B first end cover side element 5B-1 1st inside element 5B-2 1st outside element 5C 2nd end cover side element 5C-1 2nd inside element 5C-2 2nd outside element 5D bracket side element 5D-1 inside element 5D-2 outside element 5E Inverter cover side element 5F Cover plate side element 8 Cooling fan 10 Through hole 11 First motor adjacent surface 11a Inner peripheral side region 11b Outer peripheral side region 12 Second motor adjacent surface 12a Inner peripheral side region 12b Outer peripheral side region 15 Rotor 16 Fixed Child 16a Stator core 16b Winding 17 Bearing 18 Bearing 20 Control device 21 Power supply 25 DC-DC Converter 30 Monitoring unit 31 Determination unit 32 Operation control unit 33 Switch switching unit 34 Switch unit 35, 35A, 35B Switch 36, 36A, 36B, 37, 38, 39 Wire 40 Bearing support unit 41 Bearing support unit 49 Switch 50 Inverter device 51 Inverter case 51a Inverter cover 51b Cover plate 52 Bracket 52a Passage hole 53 Motor adjacent surface 53a Inner peripheral side portion 53b Outer peripheral side portion 54 Bracket side inverter adjacent surface 55 Assembly casing 56 Cover plate side inverter adjacent surface 60 Temperature monitor 61 Bearing support portion

Claims (19)

駆動軸を回転させるモータと、
前記モータを収容するモータケーシングと、
前記モータケーシングの内面に貼り付けられた帯状の熱電変換素子と、
前記駆動軸とは独立して配置され、前記モータケーシングに隣接して配置され、かつ前記熱電変換素子に電気的に接続可能な冷却ファンと、
前記熱電変換素子に電気的に接続可能であり、前記熱電変換素子に電力を供給する電源装置と、
前記電源装置を動作させて前記熱電変換素子に電力を供給させる制御装置とを備え、
前記熱電変換素子は、前記熱電変換素子の両面の間の温度差により発生したスピン流を起電力に変換して前記冷却ファンを回転させる第1スピン変換と、前記電源装置から供給された電力により発生したスピン流を熱流に変換して前記モータの熱を前記モータケーシングの外部に放出する第2スピン変換とが行われる構造を有していることを特徴とする電動機組立体。
A motor that rotates the drive shaft;
A motor casing that houses the motor;
A strip-shaped thermoelectric conversion element attached to the inner surface of the motor casing;
A cooling fan disposed independently of the drive shaft, disposed adjacent to the motor casing, and electrically connectable to the thermoelectric conversion element;
A power supply device which can be electrically connected to the thermoelectric conversion element and supplies power to the thermoelectric conversion element;
A controller for operating the power supply device to supply power to the thermoelectric conversion element;
The thermoelectric conversion element converts a spin current generated due to a temperature difference between both surfaces of the thermoelectric conversion element into an electromotive force to rotate the cooling fan, and power supplied from the power supply device. A motor assembly characterized in that a second spin conversion is performed to convert generated spin flow into heat flow and release the heat of the motor to the outside of the motor casing.
前記制御装置は、
前記熱電変換素子によって前記第1スピン変換が行われているとき、前記温度差を連続的に監視し、
前記温度差が所定のしきい値よりも大きくなった場合、前記電源装置を動作させて、前記電源装置から前記熱電変換素子に電力を供給させることを特徴とする請求項1に記載の電動機組立体。
The controller is
When the first spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element, the temperature difference is continuously monitored,
2. The electric motor set according to claim 1, wherein when the temperature difference becomes larger than a predetermined threshold value, the power supply device is operated to supply electric power from the power supply device to the thermoelectric conversion element. Solid.
前記制御装置は、
前記熱電変換素子によって前記第2スピン変換が行われているとき、前記温度差を断続的に監視し、
前記温度差が前記しきい値よりも小さくなった場合、前記電源装置を動作させて、前記電源装置から前記熱電変換素子への電力の供給を停止させることを特徴とする請求項2に記載の電動機組立体。
The controller is
When the second spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element, the temperature difference is intermittently monitored,
The power supply device is operated when the temperature difference becomes smaller than the threshold value, and supply of electric power from the power supply device to the thermoelectric conversion element is stopped. Electric motor assembly.
前記しきい値は、第1のしきい値と、前記第1のしきい値よりも大きな第2のしきい値とを備えており、
前記制御装置は、前記温度差が前記第2のしきい値よりも大きくなった場合には、前記電源装置から前記熱電変換素子に電力を供給させ、かつ前記電源装置から前記冷却ファンに電力を供給させることを特徴とする請求項2または3に記載の電動機組立体。
The threshold includes a first threshold and a second threshold greater than the first threshold;
When the temperature difference is greater than the second threshold, the control device causes the power supply device to supply power to the thermoelectric conversion element, and the power supply device supplies power to the cooling fan. The motor assembly according to claim 2 or 3, wherein the motor assembly is supplied.
前記制御装置は、前記モータケーシングに隣接して配置されており、
前記制御装置は、前記熱電変換素子によって前記第1スピン変換が行われているとき、前記制御装置の周囲の温度を監視し、前記温度が所定の許容値よりも大きくなった場合、前記電源装置を動作させて、前記熱電変換素子に電力を供給させることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電動機組立体。
The control device is disposed adjacent to the motor casing,
The control device monitors the ambient temperature of the control device when the first spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element, and when the temperature becomes higher than a predetermined allowable value, the power supply device The electric motor assembly according to any one of claims 1 to 4, wherein the electric power is supplied to the thermoelectric conversion element.
前記制御装置は、前記熱電変換素子によって前記第2スピン変換が行われているとき、前記温度を監視し、前記温度が前記許容値よりも小さくなった場合、前記電源装置を動作させて、前記電源装置から前記熱電変換素子への電力の供給を停止させることを特徴とする請求項5に記載の電動機組立体。   The control device monitors the temperature when the second spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element, and when the temperature becomes lower than the allowable value, operates the power supply device, and The electric motor assembly according to claim 5, wherein supply of electric power from a power supply device to the thermoelectric conversion element is stopped. 前記許容値は、第1の許容値と、前記第1の許容値よりも大きな第2の許容値とを備えており、
前記制御装置は、前記温度が前記第2の許容値よりも大きくなった場合には、前記電源装置から前記熱電変換素子に電力を供給させ、かつ前記電源装置から前記冷却ファンに電力を供給させることを特徴とする請求項5または6に記載の電動機組立体。
The tolerance includes a first tolerance and a second tolerance that is greater than the first tolerance;
The control device causes the power supply device to supply power to the thermoelectric conversion element and causes the power supply device to supply power to the cooling fan when the temperature becomes higher than the second allowable value. The motor assembly according to claim 5 or 6, wherein
前記電動機組立体は、前記モータとは独立して配置されたインバータ装置をさらに備えており、
前記インバータ装置は、前記制御装置と、前記電源装置とを備えていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電動機組立体。
The electric motor assembly further includes an inverter device arranged independently of the motor,
The said inverter apparatus is provided with the said control apparatus and the said power supply device, The motor assembly as described in any one of the Claims 1 thru | or 7 characterized by the above-mentioned.
前記モータケーシングは、
前記モータを取り囲むモータフレームと、
前記モータフレームの一方の開口端を閉じ、かつ前記駆動軸が貫通する貫通孔が形成された第1エンドカバーと、
前記モータフレームの他方の開口端を閉じ、前記第1エンドカバーの反対側に配置された第2エンドカバーとを備えていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電動機組立体。
The motor casing is
A motor frame surrounding the motor;
A first end cover that closes one open end of the motor frame and is formed with a through-hole through which the drive shaft passes;
9. The motor frame according to claim 1, further comprising: a second end cover disposed on an opposite side of the first end cover by closing the other opening end of the motor frame. Electric motor assembly.
前記第1エンドカバーは、前記モータに隣接する第1モータ隣接面を有しており、
前記第2エンドカバーは、前記モータに隣接する第2モータ隣接面を有しており、
前記熱電変換素子は、
前記第1モータ隣接面に貼り付けられた第1エンドカバー側素子と、
前記第2モータ隣接面に貼り付けられた第2エンドカバー側素子とを備えていることを特徴とする請求項9に記載の電動機組立体。
The first end cover has a first motor contact surface adjacent to the motor,
The second end cover has a second motor adjacent surface adjacent to the motor,
The thermoelectric conversion element is
A first end cover side element attached to the first motor adjacent surface;
The electric motor assembly according to claim 9, further comprising a second end cover side element attached to the second motor adjacent surface.
前記第1エンドカバー側素子は、
前記第1モータ隣接面の内周側部位に貼り付けられた第1内側素子と、
前記第1モータ隣接面の外周側部位に貼り付けられた第1外側素子とを備えており、
前記第2エンドカバー側素子は、
前記第2モータ隣接面の内周側部位に貼り付けられた第2内側素子と、
前記第2モータ隣接面の外周側部位に貼り付けられた第2外側素子とを備えていることを特徴とする請求項10に記載の電動機組立体。
The first end cover side element is:
A first inner element attached to an inner circumferential side portion of the first motor adjacent surface;
And a first outer element attached to an outer peripheral side portion of the first motor adjacent surface,
The second end cover side element is:
A second inner element attached to an inner circumferential side portion of the second motor adjacent surface;
The motor assembly according to claim 10, further comprising: a second outer element attached to an outer peripheral side portion of the second motor adjacent surface.
前記熱電変換素子は、前記モータフレームの内面に貼り付けられたモータフレーム側素子を備えていることを特徴とする請求項9乃至11のいずれか一項に記載の電動機組立体。   The motor assembly according to any one of claims 9 to 11, wherein the thermoelectric conversion element comprises a motor frame side element attached to an inner surface of the motor frame. 前記モータフレーム側素子は、前記モータフレームの長手方向に延び、かつ互いに隣接する複数のフレーム素子を備えており、
前記複数のフレーム素子は、前記モータフレームの円周方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項12に記載の電動機組立体。
The motor frame side element includes a plurality of frame elements extending in the longitudinal direction of the motor frame and adjacent to each other;
The motor assembly according to claim 12, wherein the plurality of frame elements are disposed along a circumferential direction of the motor frame.
温度差により発生したスピン流を起電力に変換する第1スピン変換と、電力の供給により発生したスピン流を熱流に変換する第2スピン変換とが行われる構造を有する帯状の熱電変換素子に電気的に接続された制御装置であって、
前記制御装置は、
モータを収容するモータケーシングの内面に貼り付けられた前記熱電変換素子を介して前記熱電変換素子の両面の間の温度差を監視し、
前記熱電変換素子によって前記第1スピン変換が行われているとき、前記温度差と所定のしきい値とを比較して、前記温度差が前記しきい値よりも大きいか否かを判定し、
前記温度差が前記しきい値よりも大きくなった場合、前記熱電変換素子に電気的に接続された電源装置から前記熱電変換素子に電力を供給させて、前記モータの熱を前記モータケーシングの外部に放出させる前記第2スピン変換を前記熱電変換素子に行わせることを特徴とする制御装置。
A strip-shaped thermoelectric conversion element having a structure in which a first spin conversion for converting a spin current generated due to a temperature difference into an electromotive force and a second spin conversion for converting a spin current generated by power supply to a heat flow is performed. Connected control units,
The controller is
Monitoring a temperature difference between both sides of the thermoelectric conversion element via the thermoelectric conversion element attached to an inner surface of a motor casing accommodating the motor;
When the first spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element, the temperature difference is compared with a predetermined threshold value to determine whether the temperature difference is larger than the threshold value;
When the temperature difference is larger than the threshold value, power is supplied to the thermoelectric conversion element from a power supply device electrically connected to the thermoelectric conversion element, and the heat of the motor is external to the motor casing. A controller for causing the thermoelectric conversion element to perform the second spin conversion to be emitted to the
前記制御装置は、
前記熱電変換素子によって前記第2スピン変換が行われているとき、前記温度差と前記しきい値とを比較して、前記温度差が前記しきい値よりも大きいか否かを判定し、
前記温度差が前記しきい値よりも小さくなった場合、前記電源装置を動作させて、前記電源装置から前記熱電変換素子への電力の供給を停止させることを特徴とする請求項14に記載の制御装置。
The controller is
When the second spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element, the temperature difference is compared with the threshold value to determine whether the temperature difference is larger than the threshold value,
The power supply device is operated to stop the supply of power from the power supply device to the thermoelectric conversion element when the temperature difference becomes smaller than the threshold value. Control device.
前記しきい値は、第1のしきい値と、前記第1のしきい値よりも大きな第2のしきい値とを備えており、
前記制御装置は、前記温度差が前記第2のしきい値よりも大きくなった場合には、前記電源装置から前記熱電変換素子に電力を供給させ、かつ前記電源装置から前記モータケーシングに隣接して配置された冷却ファンに電力を供給させることを特徴とする請求項14または15に記載の制御装置。
The threshold comprises a first threshold and a second threshold greater than the first threshold,
When the temperature difference is greater than the second threshold value, the control device causes the power supply device to supply power to the thermoelectric conversion element, and the power supply device is adjacent to the motor casing. The control device according to claim 14, wherein electric power is supplied to a cooling fan arranged in a row.
前記制御装置は、前記モータケーシングに隣接して配置されており、
前記制御装置は、前記熱電変換素子によって前記第1スピン変換が行われているとき、前記制御装置の周囲の温度を監視し、前記温度が所定の許容値よりも大きくなった場合、前記電源装置を動作させて、前記熱電変換素子に電力を供給させることを特徴とする請求項14乃至16のいずれか一項に記載の制御装置。
The controller is disposed adjacent to the motor casing,
The control device monitors the ambient temperature of the control device when the first spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element, and when the temperature becomes higher than a predetermined allowable value, the power supply device The control device according to any one of claims 14 to 16, wherein the thermoelectric conversion element is supplied with electric power by operating
前記制御装置は、前記熱電変換素子によって前記第2スピン変換が行われているとき、前記温度を監視し、前記温度が前記許容値よりも小さくなった場合、前記電源装置を動作させて、前記電源装置から前記熱電変換素子への電力の供給を停止させることを特徴とする請求項17に記載の制御装置。   The control device monitors the temperature when the second spin conversion is performed by the thermoelectric conversion element, and when the temperature becomes lower than the allowable value, operates the power supply device, and The control device according to claim 17, wherein the supply of power from the power supply device to the thermoelectric conversion element is stopped. 前記許容値は、第1の許容値と、前記第1の許容値よりも大きな第2の許容値とを備えており、
前記制御装置は、前記温度が前記第2の許容値よりも大きくなった場合には、前記電源装置から前記熱電変換素子に電力を供給させ、かつ前記電源装置から前記モータケーシングに隣接して配置された冷却ファンに電力を供給させることを特徴とする請求項17または18に記載の制御装置。
The tolerance includes a first tolerance and a second tolerance that is greater than the first tolerance;
The control device is arranged to supply electric power from the power supply device to the thermoelectric conversion element when the temperature becomes higher than the second allowable value, and from the power supply device to be adjacent to the motor casing. The control device according to claim 17 or 18, wherein power is supplied to the cooling fan.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111917263A (en) * 2020-08-28 2020-11-10 上海莘汭驱动技术有限公司 Permanent magnet alternating current servo motor

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