JP2021151115A - 電動機組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】モータおよびインバータを効率よく冷却することができる電動機組立体が提供される。【解決手段】電動機組立体１は、モータケーシング１０と、インバータケース２１と、インバータケース２１をモータケーシング１０に締結する締結部材１００と、を備える。締結部材１００は、カバー部材２３とブラケット１３との間にインバータフレーム２２が挟まれた状態で、カバー部材側突出部１２３およびブラケット側突出部１１３に挿入される。【選択図】図１

Description

本発明は、電動機組立体に関する。

近年、モータの高効率化や小型化の要求が高まっている。モータの高効率化を実現するための手法の一つとして、インバータを活用した駆動制御技術が挙げられる。このような駆動制御技術では、モータの駆動環境や駆動状態に応じてモータを高効率とする制御が行われる。

モータの小型化に関しては、モータのコアは、その形状が最適化されるように設計され、モータの大きさ自体を小さくする方法が採用されることがある。その一方で、モータの高効率駆動を実現するための駆動制御を行うためには、インバータが必要である。したがって、モータおよびインバータの両方が設置される。

特開２０１９−１３４６６７号公報

しかしながら、モータおよびインバータのそれぞれが発熱源であるため、これらモータおよびインバータは互いに高温になりやすい。モータおよびインバータが高温になった場合、構成部品（すなわち、モータの構成部品および／またはインバータの構成部品）の焼損、寿命の低下、モータ効率の低下などの問題が懸念される。このような事情からモータおよびインバータの冷却構造の採用が必須となっている。

そこで、本発明は、モータおよびインバータを効率よく冷却することができる電動機組立体を提供することを目的とする。

一態様では、駆動軸を回転させるモータを収容するモータケーシングと、前記モータを制御するインバータを収容し、前記駆動軸の軸線方向に沿って前記モータケーシングに直列的に接続されたインバータケースと、前記インバータケースを前記モータケーシングに締結する締結部材と、を備える電動機組立体が提供される。前記インバータケースは、前記インバータの周囲に配置されたインバータフレームと、前記インバータフレームの開口端を閉じ、かつ前記締結部材が挿入されるカバー部材側突出部を有するカバー部材と、を備えており、前記モータケーシングは、前記インバータフレームに隣接して配置され、かつ前記締結部材が挿入されるブラケット側突出部を有するブラケットを備えており、前記締結部材は、前記カバー部材と前記ブラケットとの間に前記インバータフレームが挟まれた状態で、前記カバー部材側突出部および前記ブラケット側突出部に挿入される。

一態様では、前記モータケーシングは、前記ブラケットに隣接して配置されたモータフレームをさらに備えており、前記電動機組立体は、前記ブラケットを前記モータフレームに締結する締結具を備えており、前記ブラケットは、前記ブラケット側突出部に相当する第１ブラケット側突出部と、前記締結具が挿入される第２ブラケット側突出部と、を有しており、前記モータフレームは、前記締結具が挿入されるモータフレーム側突出部を有している。
一態様では、前記電動機組立体は、前記駆動軸に固定された冷却ファンを覆うように前記カバー部材に接続されたファンカバーをさらに備えており、前記カバー部材側突出部は、前記ファンカバーを前記カバー部材に接続する接続具が挿入される挿入孔を有している。
一態様では、前記挿入孔は、前記駆動軸の軸線方向と垂直に延びる垂直挿入孔であり、前記カバー部材側突出部は、前記締結部材が挿入される、前記軸線方向と平行に延びる平行挿入孔を有している。

一態様では、前記電動機組立体は、前記インバータフレームの外面から外側に向かって延びる複数のインバータケース側整流突起を備えており、前記電動機組立体は、前記複数のインバータケース側整流突起のうちの少なくとも１つと一直線上に並ぶように配置された、少なくとも１つのモータケーシング側整流突起を備えている。
一態様では、前記締結部材は、前記モータケーシング側整流突起と一直線上に並ぶように配置されている。
一態様では、前記締結部材は、前記複数のインバータケース側整流突起のうちの互いに隣接するインバータケース側整流突起の間に配置される。

一態様では、前記インバータケース側整流突起と前記締結部材との間の距離は、互いに隣接する他のインバータケース側整流突起の間の距離と同じである。
一態様では、前記インバータケースは、互いに隣接するインバータケース側整流突起の間に配置された、前記締結部材を位置決めするための位置決め部材をさらに備えている。
一態様では、前記締結部材は、前記位置決め部材の上方に配置されている。
一態様では、前記締結部材は、前記位置決め部材の内部に配置されている。

電動機組立体は、インバータフレームをカバー部材とブラケットとの間に挟んだ状態で、カバー部材とブラケットとを締結する構造を有している。したがって、電動機組立体は、冷却ファンの回転によって送られる空気の流路を阻害する部材の数を削減することができる。結果として、電動機組立体は、空気の流路を確保することができ、モータおよびインバータを効率よく冷却することができる。

電動機組立体の一実施形態を示す斜視図である。 電動機組立体の一実施形態を示す断面図である。 ファンカバーが取り外された電動機組立体の斜視図である。 図３のＡ線方向から見た図である。 カバー部材側突出部およびブラケット側突出部に挿入された締結部材を示す図である。 ブラケット側突出部（第２ブラケット側突出部）およびモータフレーム側突出部を示す図である。 ファンカバーをカバー部材に接続する接続具を示す図である。 図７のＢ線方向から見た図である。 図８のＣ−Ｃ線断面図である。 モータケーシング側整流突起と一直線上に並ぶように配置された締結部材を示す図である。 締結部材を位置決めする位置決め部材を示す図である。 締結部材を位置決めする位置決め部材を示す図である。 ポンプ装置を備えた給水装置を示す図である。 接続具の配置の一実施形態を示す図である。 接続具の配置の他の実施形態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下で説明する図面において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

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

図１および図２に示す実施形態に係る電動機組立体１は、縦置き（すなわち、地面に対して駆動軸５が垂直になるように配置する）姿勢で使用されてもよく、または横置き（すなわち、地面に対して駆動軸５が水平になるように配置する）姿勢で使用されてもよい。

駆動軸５は、モータケーシング１０およびインバータケース２１を貫通して延びており、モータケーシング１０およびインバータケース２１は駆動軸５と同心状に配置されている。本実施形態では、モータケーシング１０およびインバータケース２１は、駆動軸５の軸線ＣＬ方向に直列的に配置されているため、電動機組立体１はコンパクトな構造を有することができる。駆動軸５の端部（すなわち、駆動軸５の反負荷側）には、駆動軸５と同心状に配置された冷却ファン２５が固定されている。冷却ファン２５は、インバータケース２１の外側に配置されており、インバータケース２１に隣接している。一実施形態では、冷却ファン２５は遠心ファンである。

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

図２において、モータ８は模式的に描かれている。モータ８は、例えば、ロータに永久磁石を用いた永久磁石型モータである。しかしながら、モータ８は、永久磁石型モータに限定されず、誘導モータやＳＲモータなど、様々な種類のモータであってもよい。

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

インバータケース２１は、インバータ２０を取り囲み、言い換えれば、インバータ２０の周囲に配置されたインバータフレーム２２と、インバータフレーム２２の開口端を閉じるカバー部材２３と、を備えている。インバータフレーム２２は、ブラケット１３に隣接して配置されており、ブラケット１３に接続されている。

電動機組立体１は、冷却ファン２５を覆うようにインバータケース２１、より具体的には、カバー部材２３に接続されたファンカバー５１を備えている。ファンカバー５１は、人間の指の冷却ファン２５への接触を防止しつつ、冷却用の空気をインバータ部３およびモータ部２に、この順に送るための部材である。ファンカバー５１は、カバー部材２３を覆うように配置されており、カバー部材２３に固定されている。ファンカバー５１は、冷却ファン２５に対向するファンカバー５１の面に形成された開口５１ａを有している。

カバー部材２３の外面には、複数のフィン３６が形成されている。これらフィン３６は、冷却ファン２５に隣接しており、カバー部材２３の外面から冷却ファン２５に向かって延びている。カバー部材２３は駆動軸５と同心状に配置されており、カバー部材２３の中央には、駆動軸５が貫通する貫通孔４０が形成されている。駆動軸５は、この貫通孔４０を通ってカバー部材２３の外部まで延びている。

インバータケース２１の内部には、インバータ２０が配置されている。インバータ２０は、スイッチング素子やコンデンサなどの要素を含むインバータ要素４１と、このインバータ要素４１が実装された基板４２と、を備えている。基板４２はスペーサ４３を介してカバー部材２３の内面に固定されている。カバー部材２３の内面は、フィン３６が形成されたカバー部材２３の外面とは反対側の面である。カバー部材２３は基板４２が載置される受け皿形状を有している。このような構造により、カバー部材２３には、基板４２の放熱用および表面保護用の樹脂を充填することができる。

図１に示すように、ファンカバー５１、冷却ファン２５、カバー部材２３、インバータ２０、およびモータ８は、この順に配置されている。このような配置にする理由は、次の通りである。つまり、モータ８の構成部品よりもインバータ２０の構成部品の方が温度上昇による寿命の低下、焼損への影響が大きい。特に、インバータ２０の構成部品の１つである電界コンデンサの寿命は、モータ８の駆動条件が同一であるとの条件下において、インバータフレーム２２の内部の温度とコンデンサ自体の温度によって、変化する。したがって、インバータ２０の構成部品の冷却が重要である。本実施形態では、上述した配置により、冷却ファン２５の回転によって流れる空気は、カバー部材２３に接触し、カバー部材２３を介してインバータ２０を冷却することができる。

電動機組立体１は、駆動軸５の周囲を覆う軸カバー５０をさらに備えている。この軸カバー５０は、駆動軸５とインバータ２０とを隔離する隔離部材である。軸カバー５０は、円筒形状を有しており、駆動軸５と同心状に配置されている。軸カバー５０の形状は特に限定されない。軸カバー５０は、駆動軸５の軸線ＣＬ方向に延びている。インバータ２０（すなわち、インバータ要素４１および基板４２）およびインバータ２０と固定子７の巻線７ｂとを電気的に接続する接続線は、軸カバー５０の外側に配置されている。

基板４２は、駆動軸５および軸カバー５０が貫通する環状形状を有しており、基板４２および軸カバー５０は駆動軸５と同心状に配置されている。軸カバー５０を設けることにより、上記接続線の駆動軸５への巻き込み、およびインバータ要素４１の駆動軸５との接触を防止することができる。結果として、インバータ２０の故障を確実に防止することができる。

本実施形態では、モータフレーム１１およびインバータフレーム２２は別部材から構成されており、モータフレーム１１とインバータフレーム２２との間には、ブラケット１３が介在している。モータフレーム１１およびブラケット１３は互いに接続されており、インバータフレーム２２およびブラケット１３は互いに接続されている。このように、モータフレーム１１、ブラケット１３、およびインバータフレーム２２は別部材から構成されており、モータフレーム１１およびインバータフレーム２２はブラケット１３を介して接続されているため、作業者は、ブラケット１３をモータフレーム１１から取り外すことができる。したがって、作業者は、回転子６を引き抜くことなく、軸受２８を容易に交換することができる。つまり、このような構造により、電動機組立体１のメンテナンス性を向上することができる。

モータフレーム１１、ブラケット１３、およびインバータフレーム２２は別部材から構成されているため、モータフレーム１１、ブラケット１３、およびインバータフレーム２２に対して、目的に応じた材質を適用することができる。モータ８およびインバータ２０のそれぞれは発熱源である。したがって、例えば、これらモータ８およびインバータ２０の放熱性を考慮した場合、モータフレーム１１の材質およびインバータフレーム２２の材質として、熱伝導率の高いアルミニウム（Ａｌ）を適用することが好ましい。しかしながら、モータフレーム１１およびインバータフレーム２２の強度不足を回避するために、モータフレーム１１の厚さおよびインバータフレーム２２の厚さは厚くなりやすい。結果として、モータ８およびインバータ２０の収容空間が小さくなるおそれがある。

その一方で、モータフレーム１１の材質およびインバータフレーム２２の材質が鉄材である場合、モータフレーム１１の材質およびインバータフレーム２２の材質をアルミニウム材とするのに比べて、モータフレーム１１の厚さおよびインバータフレーム２２の厚さを薄くすることができる。しかしながら、鉄はアルミニウムよりも熱伝導率が低いため、発熱源の放熱性が劣るおそれがある。そこで、モータ８の収容空間を必要とするモータフレーム１１の材質およびインバータ２０の収容空間を必要とするインバータフレーム２２の材質を鉄材とし、発熱源の放熱性を確保するために、ブラケット１３の材質を熱伝導率の高いアルミニウム材とすることが好ましい。

図１に示すように、ファンカバー５１の開口５１ａは、整列して配置された複数の孔であり、これら複数の孔のそれぞれは、人間の指が冷却ファン２５に接触しない程度の大きさを有している。冷却ファン２５はファンカバー５１の内側に配置されており、ファンカバー５１の開口５１ａに隣接している。冷却ファン２５が回転すると、ファンカバー５１の開口５１ａの周囲の空気は開口５１ａを通過してファンカバー５１の内部に吸い込まれる。

図１に示すように、電動機組立体１は、インバータケース２１の外面、より具体的には、インバータフレーム２２の外面２２ａから外側に向かって延びる複数のインバータケース側整流突起５６を備えている。これら複数のインバータケース側整流突起５６のそれぞれはインバータフレーム２２の全体に亘って延びている。インバータケース側整流突起５６の数は本実施形態には限定されない。

複数のインバータケース側整流突起５６は、インバータフレーム２２の外面２２ａの周方向に沿って等間隔に配置されており、インバータフレーム２２の外面２２ａの半径方向外側に向かって延びている。これら複数のインバータケース側整流突起５６は駆動軸５の軸線ＣＬ方向にも延びている。一実施形態では、図示しないが、複数のインバータケース側整流突起５６は、インバータフレーム２２の外面２２ａの周方向に沿って不等間隔に配置されてもよい。

電動機組立体１は、モータケーシング１０の外面、より具体的には、モータフレーム１１の外面１１ａから外側に向かって延びるモータケーシング側整流突起５７をさらに備えてもよい。本実施形態では、電動機組立体１は、複数のモータケーシング側整流突起５７を備えている。この場合、複数のインバータケース側整流突起５６のそれぞれは、複数のモータケーシング側整流突起５７のそれぞれと一直線上に並ぶように配置されている。

一実施形態では、電動機組立体１は、単一のモータケーシング側整流突起５７を備えてもよい。この場合、モータケーシング側整流突起５７は、複数のインバータケース側整流突起５６のいずれかと一直線上に並ぶように配置される。つまり、電動機組立体１は、複数のインバータケース側整流突起５６のうちの少なくとも１つと一直線上に並ぶように配置された、少なくとも１つのモータケーシング側整流突起５７を備えている。

以下、電動機組立体１が複数のモータケーシング側整流突起５７を備えている場合について、説明する。特に説明しないモータケーシング側整流突起５７の構成はインバータケース側整流突起５６の構成と同じであるため、その重複する説明を省略する。

複数のモータケーシング側整流突起５７のそれぞれはモータフレーム１１の全体に亘って延びている。モータケーシング側整流突起５７の数は本実施形態には限定されない。複数のモータケーシング側整流突起５７は、モータフレーム１１の外面１１ａの周方向に沿って等間隔に配置されており、モータフレーム１１の外面１１ａの半径方向外側に向かって延びている。複数のモータケーシング側整流突起５７は駆動軸５の軸線ＣＬ方向にも延びている。一実施形態では、図示しないが、複数のモータケーシング側整流突起５７は、モータフレーム１１の外面１１ａの周方向に沿って不等間隔に配置されてもよい。

本実施形態によれば、インバータケース側整流突起５６およびモータケーシング側整流突起５７は一直線上に並ぶように配置されているため、モータフレーム１１およびインバータフレーム２２が別部材であったとしても、冷却ファン２５は、その回転によって直線状に流れる空気を発生させることができる。流れ方向が決定された空気は、その流速が損なわれることなく、モータケーシング１０の後端部、すなわち、エンドカバー１２までスムーズに流れることができる。インバータ２０およびモータ８を冷却するための空気は、インバータフレーム２２の外面２２ａおよびモータフレーム１１の外面１１ａに接触して、インバータ２０から発生した熱およびモータ８から発生した熱を奪うことができる。このようにして、インバータケース側整流突起５６に沿って流れる空気は、インバータケース２１およびモータケーシング１０を冷却することができるため、モータ８およびインバータ２０は効率よく冷却される。

モータケーシング側整流突起５７の数は、インバータケース側整流突起５６の数と同じであってもよく、または異なっていてもよい。モータケーシング側整流突起５７を設けることにより、インバータ２０およびモータ８を冷却するための空気は、確実に、整流された状態のまま、エンドカバー１２まで流れることができる。したがって、冷却ファン２５は、インバータケース２１およびモータケーシング１０を介して、インバータ２０およびモータ８をより効率よく冷却することができる。

上述したように、電動機組立体１は、別部材から構成されたブラケット１３、インバータフレーム２２、およびカバー部材２３を備えているため、これら部材を駆動軸５の軸線ＣＬ方向に沿って締結する必要がある。例えば、ブラケット１３とインバータフレーム２２とをボルトで互いに締結し、インバータフレーム２２とカバー部材２３とをボルトで互いに締結した場合、ボルトが挿入される突起の数が多くなってしまい、冷却ファン２５の回転によって送られる空気の流れが阻害されるおそれがある。結果として、電動機組立体１の冷却性能が低下してしまう。

そこで、電動機組立体１は、その冷却性能を低下させることなく、モータ８およびインバータ２０を効率よく冷却することができる構造を有している。具体的には、電動機組立体１は、カバー部材２３およびインバータフレーム２２を含むインバータケース２１をブラケット１３に締結する構造と、ブラケット１３をモータフレーム１１に締結する構造と、を有している。

インバータケース２１をブラケット１３に締結する構造について、図面を参照して説明する。図３は、ファンカバー５１が取り外された電動機組立体１の斜視図である。図４は、図３のＡ線方向から見た図である。図３および図４に示すように、電動機組立体１は、インバータケース２１をモータケーシング１０に締結する締結部材（例えば、通しボルト）１００を備えている。締結部材１００は、複数のインバータケース側整流突起５６のうちの互いに隣接するインバータケース側整流突起５６の間に配置されている。締結部材１００は、インバータ２０を放熱するための放熱フィンとしての機能を備えてもよい。この場合、締結部材１００は熱伝導率の高い材質から構成されることが好ましい。

カバー部材２３は、締結部材１００が挿入されるカバー部材側突出部１２３を有している。ブラケット１３は、締結部材１００が挿入されるブラケット側突出部（第１ブラケット側突出部）１１３を有している。

図３に示す実施形態では、複数（４つ）のカバー部材側突出部１２３は、カバー部材２３の周方向に沿って等間隔に配置されている。ブラケット側突出部１１３の数は、カバー部材側突出部１２３の数に対応しており、複数（４つ）のブラケット側突出部１１３は、ブラケット１３とカバー部材２３との間にインバータフレーム２２が挟まれたときに、カバー部材側突出部１２３に対応する位置に配置されている。この状態で、締結部材１００は、カバー部材側突出部１２３およびブラケット側突出部１１３に挿入される。

図５は、カバー部材側突出部１２３およびブラケット側突出部１１３に挿入された締結部材１００を示す図である。図５では、インバータケース側整流突起５６の図示は省略されている。

図５に示すように、カバー部材側突出部１２３は、締結部材１００が挿入される、軸線ＣＬ方向と平行に延びる平行挿入孔１２３ａを有している。ブラケット側突出部１１３は、締結部材１００が挿入される、軸線ＣＬ方向と平行に延びる平行挿入孔１１３ａを有している。図５に示す実施形態では、平行挿入孔１１３ａには、ねじ溝（図示しない）が形成されている。作業者は、平行挿入孔１２３ａおよび平行挿入孔１１３ａが一直線上に並ぶように、インバータフレーム２２をカバー部材２３およびブラケット１３で挟んだ状態で、締結部材１００を平行挿入孔１２３ａおよび平行挿入孔１１３ａに挿入する。その後、作業者は、締結部材１００を締め付けることにより、カバー部材２３、インバータフレーム２２、およびブラケット１３は、締結される。一実施形態では、平行挿入孔１１３ａは、貫通孔であってもよい。この場合、締結部材１００は、ボルトとナットとの組み合わせである。

次いで、ブラケット１３をモータフレーム１１に締結する構造について、図面を参照して説明する。図６は、ブラケット側突出部（第２ブラケット側突出部）およびモータフレーム側突出部を示す図である。図６に示すように、電動機組立体１は、ブラケット１３をモータフレーム１１に締結する締結具（例えば、ねじ）１０１を備えている。ブラケット１３は、上述したブラケット側突出部（第１ブラケット側突出部）１１３と、締結具１０１が挿入されるブラケット側突出部（第２ブラケット側突出部）１１４と、を有している。モータフレーム１１は、締結具１０１が挿入されるモータフレーム側突出部１１１を有している。

図６に示すように、ブラケット側突出部１１４は、締結具１０１が挿入される挿入孔１１４ａを有しており、モータフレーム側突出部１１１は、締結具１０１が挿入される挿入孔１１１ａを有している。図６に示す実施形態では、挿入孔１１１ａには、ねじ溝（図示しない）が形成されている。これら挿入孔１１１ａ，１１４ａは、軸線ＣＬ方向と平行に延びている。作業者は、これら挿入孔１１１ａ，１１４ａが一直線上に並ぶように、ブラケット１３をモータフレーム１１に密着させた状態で、締結具１０１を挿入孔１１１ａ，１１４ａに挿入する。その後、作業者は、締結具１０１を締め付けることにより、ブラケット１３はモータフレーム１１に締結される。一実施形態では、挿入孔１１１ａは、貫通孔であってもよい。この場合、締結具１０１は、ボルトとナットとの組み合わせである。

本実施形態によれば、電動機組立体１は、インバータケース２１をブラケット１３に締結する構造、より具体的には、インバータフレーム２２をカバー部材２３とブラケット１３との間に挟んだ状態で、カバー部材２３とブラケット１３とを締結する構造を有している。したがって、ブラケット１３とインバータフレーム２２とをボルトで互いに締結し、インバータフレーム２２とカバー部材２３とをボルトで互いに締結する必要はなく、冷却ファン２５の回転によって送られる空気の流路を阻害する部材の数を削減することができる。結果として、電動機組立体１は、空気の流路を確保することができ、電動機組立体１の冷却性能を低下させることなく、モータ８およびインバータ２０を効率よく冷却することができる。

さらに、本実施形態によれば、ボルトの数を削減することができる。したがって、電動機組立体１の全体の部品点数を削減することができ、材料費・製造費（すなわち、組立工程の削減）の観点からコストを抑制することができる。

さらに、本実施形態によれば、締結部材１００および締結具１０１が設けられている。したがって、作業者は、締結部材１００を取り外すことにより、締結具１０１によってブラケット１３をモータフレーム１１に固定したまま、インバータフレーム２２をブラケット１３から取り外すことができる。結果として、モータフレーム１１に収容されたモータ８は外部に露出せず、ごみや塵や液体などの異物の、モータフレーム１１内への侵入を防止することができる。さらに、ブラケット１３とモータフレーム１１との相対位置は締結具１０１によって固定されたままであるので、駆動軸５の落下に起因する駆動軸５の変形や破損などのトラブルを防止することができる。

特に、モータ８が永久磁石型モータである場合、回転子６と固定子７との間には、磁力が作用しているため、この磁力に起因して、回転子６が固定子７に接触するおそれがある。本実施形態によれば、ブラケット１３をモータフレーム１１に固定したまま、インバータフレーム２２を取り外すことができるため、回転子６の固定子７への接触を防止することができる。

図７は、ファンカバー５１をカバー部材２３に接続する接続具１３０を示す図である。図８は、図７のＢ線方向から見た図である。図９は、図８のＣ−Ｃ線断面図である。なお、図７では、ファンカバー５１の図示は省略されている。

図９に示すように、カバー部材側突出部１２３は、ファンカバー５１をカバー部材２３に接続する接続具１３０が挿入される挿入孔１２３ｂを有してもよい。挿入孔１２３ｂは、軸線ＣＬ方向と垂直に延びる垂直挿入孔である。したがって、カバー部材側突出部１２３は、軸線ＣＬ方向と平行に延びる平行挿入孔１２３ａと、軸線ＣＬ方向と垂直に延びる垂直挿入孔１２３ｂと、を有している。

図１および図３に示すように、接続具１３０をファンカバー５１に形成された貫通孔（図示しない）および挿入孔１２３ｂに挿入して締結することにより、ファンカバー５１はカバー部材２３に取り付けられる。カバー部材側突出部１２３に、締結部材１００が挿入される挿入孔１２３ａと、接続具１３０が挿入される挿入孔１２３ｂと、を設けることにより、インバータケース２１をブラケット１３に取り付けるための突出部およびファンカバー５１をカバー部材２３に取り付けるための突出部の２つの突出部を設ける必要はない。したがって、冷却ファン２５から送られる空気の流れを阻害する総面積を削減することができる。結果として、電動機組立体１は、空気の流路を確保することができ、電動機組立体１の冷却性能を低下させることなく、モータ８およびインバータ２０を効率よく冷却することができる。

図１０は、モータケーシング側整流突起５７と一直線上に並ぶように配置された締結部材１００を示す図である。図１０に示すように、締結部材１００は、モータケーシング側整流突起５７と一直線上に並ぶように配置されてもよい。

インバータケース側整流突起５６と締結部材１００との間の距離Ｄ１は、互いに隣接する他のインバータケース側整流突起５６，５６の間の距離Ｄ２と同じである（Ｄ１＝Ｄ２）。このような配置により、締結部材１００は、インバータケース側整流突起５６と同様の機能を発揮することができ、冷却ファン２５から送られる空気の流れを整流した状態で、空気をモータ部２まで送ることができる。

図１１および図１２は、締結部材１００を位置決めする位置決め部材１５０を示す図である。図１１および図１２に示す実施形態では、位置決め部材１５０は、互いに隣接するインバータケース側整流突起５６の間に配置されている。インバータケース側整流突起５６と位置決め部材１５０との間の距離Ｄ１’は、互いに隣接する他のインバータケース側整流突起５６，５６の間の距離Ｄ２と同じである（Ｄ１’＝Ｄ２）。

図１１に示す実施形態では、位置決め部材１５０は、軸線ＣＬ方向と平行に延びる台座形状を有しており、締結部材１００は、この位置決め部材１５０の上方に配置されている。図１２に示す実施形態では、位置決め部材１５０は、その中央に締結部材１００が貫通する貫通孔１５０ａを有しており、締結部材１００は、この貫通孔１５０ａに挿入されている。言い換えれば、締結部材１００は、位置決め部材１５０の内部に配置されている。貫通孔１５０ａは、駆動軸５の軸線ＣＬ方向と平行に延びている。

図１３は、ポンプ装置Ｐａを備えた給水装置３００を示す図である。図１３に示すように、給水装置３００は、複数（図１３では、２台）のポンプ装置Ｐａと、これら複数のポンプ装置Ｐａが載置されたベースＢと、ポンプ装置Ｐａの動作を制御する制御盤３０１と、制御盤３０１を支持する支持部材３０２と、を備えている。図示しないが、２台のポンプ装置Ｐａの間には、吐出管Ｐ２に連結された圧力タンク（図示しない）が配置されてもよい。

ポンプ装置Ｐａは、上述した実施形態に係る電動機組立体１と、電動機組立体１が接続されたポンプ（図示しない）と、を備えている。電動機組立体１は、横置き姿勢で、ベースＢに固定されたモータサポータ２００に支持されている。図１３に示す実施形態では、ファンカバー５１をカバー部材２３に接続するための接続具１３０は、３つ設けられており、ファンカバー５１の周方向に沿って、等間隔（図１３では、１２０度間隔）に配置されている。

図１３に示すように、接続具１３０は、ファンカバー５１の最も下部の位置には配置されておらず、ファンカバー５１の最下部から離間した位置に配置されている。仮に、接続具１３０がファンカバー５１の最下部に設けられている場合、作業者の、接続具１３０へのアクセスは、ベースＢに阻害されてしまい、電動機組立体１のメンテナンス性が悪くなる。電動機組立体１のメンテナンス性の向上を目的として、ベースＢとファンカバー５１との間の距離を大きくすると、ポンプ装置Ｐａの全体の高さが高くなってしまう。そこで、図１３に示す実施形態では、電動機組立体１は、作業者の、接続具１３０へのアクセスを容易にして、ファンカバー５１の取り外し作業を容易にする構造を有している。

図１４は、接続具１３０の配置の一実施形態を示す図である。図１４に示すように、電動機組立体１にモータサポータ２００が設けられている場合、接続具１３０は、電動機組立体１をファンカバー５１側から見たとき、駆動軸５の軸線ＣＬに関して、モータサポータ２００の反対側に位置する。言い換えれば、接続具１３０は、ファンカバー５１の最も上部の位置に配置されている。

他の接続具１３０は、ファンカバー５１の最上部に設けられた接続具１３０を基準にして、ファンカバー５１の周方向において、回転角度が１２０度の間隔で配置されている。このような配置により、接続具１３０は、ファンカバー５１の最下部には配置されないため、作業者は、ベースＢに阻害されることなく、接続具１３０にアクセスすることができ、容易にファンカバー５１の取り外し作業を行うことができる。

図１５は、接続具１３０の配置の他の実施形態を示す図である。図１５に示すように、電動機組立体１にアイボルト２５０が設けられている場合、接続具１３０は、電動機組立体１をファンカバー５１側から見たとき、アイボルト２５０と同一方向の位置に設けられる。言い換えれば、接続具１３０は、ファンカバー５１の最も上部の位置に配置されている。他の接続具１３０は、ファンカバー５１の最上部に設けられた接続具１３０を基準にして、回転角度が１２０度の間隔で配置されている。

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

１ 電動機組立体
２ モータ部
３ インバータ部
５ 駆動軸
６ 回転子（ロータ）
７ 固定子（ステータ）
７ａ ステータコア
７ｂ 巻線（コイル）
８ モータ
１０ モータケーシング
１１ モータフレーム
１１ａ 外面
１２ エンドカバー
１３ ブラケット
２０ インバータ
２１ インバータケース
２２ インバータフレーム
２２ａ 外面
２３ カバー部材
２５ 冷却ファン
２７ 軸受
２８ 軸受
３０ 貫通孔
３２ 軸受支持部
３３ 軸受支持部
３６ フィン
４０ 貫通孔
４１ インバータ要素
４２ 基板
４３ スペーサ
５０ 軸カバー
５１ ファンカバー
５１ａ 開口
５６ インバータケース側整流突起
５７ モータケーシング側整流突起
１００ 締結部材
１０１ 締結具
１１１ モータフレーム側突出部
１１１ａ 挿入孔
１１３ ブラケット側突出部（第１ブラケット側突出部）
１１３ａ 平行挿入孔
１１４ ブラケット側突出部（第２ブラケット側突出部）
１１４ａ 挿入孔
１２３ カバー部材側突出部
１２３ａ 平行挿入孔
１２３ｂ 垂直挿入孔
１３０ 接続具
１５０ 位置決め部材
１５０ａ 貫通孔
２００ モータサポータ
２５０ アイボルト
３００ 給水装置
３０１ 制御盤
３０２ 支持部材
Ｐａ ポンプ装置
Ｂ ベース
Ｐ２ 吐出管

Claims (11)

1. 駆動軸を回転させるモータを収容するモータケーシングと、
   前記モータを制御するインバータを収容し、前記駆動軸の軸線方向に沿って前記モータケーシングに直列的に接続されたインバータケースと、
   前記インバータケースを前記モータケーシングに締結する締結部材と、を備え、
   前記インバータケースは、
   前記インバータの周囲に配置されたインバータフレームと、
   前記インバータフレームの開口端を閉じ、かつ前記締結部材が挿入されるカバー部材側突出部を有するカバー部材と、を備えており、
   前記モータケーシングは、前記インバータフレームに隣接して配置され、かつ前記締結部材が挿入されるブラケット側突出部を有するブラケットを備えており、
   前記締結部材は、前記カバー部材と前記ブラケットとの間に前記インバータフレームが挟まれた状態で、前記カバー部材側突出部および前記ブラケット側突出部に挿入される、電動機組立体。
2. 前記モータケーシングは、前記ブラケットに隣接して配置されたモータフレームをさらに備えており、
   前記電動機組立体は、前記ブラケットを前記モータフレームに締結する締結具を備えており、
   前記ブラケットは、
   前記ブラケット側突出部に相当する第１ブラケット側突出部と、
   前記締結具が挿入される第２ブラケット側突出部と、を有しており、
   前記モータフレームは、前記締結具が挿入されるモータフレーム側突出部を有している、請求項１に記載の電動機組立体。
3. 前記電動機組立体は、前記駆動軸に固定された冷却ファンを覆うように前記カバー部材に接続されたファンカバーをさらに備えており、
   前記カバー部材側突出部は、前記ファンカバーを前記カバー部材に接続する接続具が挿入される挿入孔を有している、請求項１または請求項２に記載の電動機組立体。
4. 前記挿入孔は、前記駆動軸の軸線方向と垂直に延びる垂直挿入孔であり、
   前記カバー部材側突出部は、前記締結部材が挿入される、前記軸線方向と平行に延びる平行挿入孔を有している、請求項３に記載の電動機組立体。
5. 前記電動機組立体は、前記インバータフレームの外面から外側に向かって延びる複数のインバータケース側整流突起を備えており、
   前記電動機組立体は、前記複数のインバータケース側整流突起のうちの少なくとも１つと一直線上に並ぶように配置された、少なくとも１つのモータケーシング側整流突起を備えている、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電動機組立体。
6. 前記締結部材は、前記モータケーシング側整流突起と一直線上に並ぶように配置されている、請求項５に記載の電動機組立体。
7. 前記締結部材は、前記複数のインバータケース側整流突起のうちの互いに隣接するインバータケース側整流突起の間に配置される、請求項５または請求項６に記載の電動機組立体。
8. 前記インバータケース側整流突起と前記締結部材との間の距離は、互いに隣接する他のインバータケース側整流突起の間の距離と同じである、請求項７に記載の電動機組立体。
9. 前記インバータケースは、互いに隣接するインバータケース側整流突起の間に配置された、前記締結部材を位置決めするための位置決め部材をさらに備えている、請求項７または請求項８に記載の電動機組立体。
10. 前記締結部材は、前記位置決め部材の上方に配置されている、請求項９に記載の電動機組立体。
11. 前記締結部材は、前記位置決め部材の内部に配置されている、請求項９に記載の電動機組立体。

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