JP7330877B2 - Cooling fan, motor assembly - Google Patents

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Description

本発明は、冷却ファン、電動機組立体に関するものである。 The present invention relates to a cooling fan and motor assembly.

従来から、インバータ部とモータ部とを備えた電動機組立体が知られている。このような電動機組立体において、インバータ部は、インバータと、インバータを収容するインバータケースと、を備えている。モータ部は、駆動軸を回転させる回転子および固定子を備えるモータと、モータを収容するモータケーシングとを備えている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electric motor assembly including an inverter section and a motor section is known. In such an electric motor assembly, the inverter section includes an inverter and an inverter case that houses the inverter. The motor section includes a motor having a rotor and a stator that rotate the drive shaft, and a motor casing that houses the motor.

インバータおよびモータは発熱源であるため、電動機組立体が運転されると、インバータの熱はインバータケースに伝達され、インバータケースは高温になる。同様に、モータの熱はモータケーシングに伝達され、モータケーシングは高温になる。結果として、電動機組立体は、その全体として非常に高温になる。 Since the inverter and the motor are heat sources, when the electric motor assembly is operated, the heat of the inverter is transferred to the inverter case and the temperature of the inverter case becomes high. Similarly, heat from the motor is transferred to the motor casing, which becomes hot. As a result, the motor assembly as a whole becomes very hot.

したがって、電動機組立体は、駆動軸に固定された冷却ファンを備えている。冷却ファンは、駆動軸の回転とともに回転し、インバータケースの外面およびモータケーシングの外面を冷却する(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, the motor assembly includes a cooling fan fixed to the drive shaft. The cooling fan rotates with the rotation of the drive shaft and cools the outer surface of the inverter case and the outer surface of the motor casing (see, for example, Patent Document 1).

特開2019-162017号公報JP 2019-162017 A

ところで、冷却ファンには、羽根の剛性を高めるためや、冷却風をインバータケースの外周側に効率的に送るために、羽根の下部に下板(整流ガイド)を設ける場合がある。このような場合、下板とインバータケースとの間に熱が籠ってしまい、インバータの放熱性が低下する可能性がある。 In some cooling fans, a lower plate (straightening guide) is provided below the blades in order to increase the rigidity of the blades and to efficiently send the cooling air to the outer peripheral side of the inverter case. In such a case, heat may be trapped between the lower plate and the inverter case, degrading the heat dissipation of the inverter.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、冷却ファンの下板の裏側の空気を拡散させ、放熱性を向上させることができる冷却ファン、電動機組立体の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cooling fan and electric motor assembly capable of diffusing the air on the back side of the lower plate of the cooling fan and improving heat dissipation.

本発明の一態様に係る冷却ファンは、回転機の駆動軸に取り付けられるハブと、前記ハブの周面に設けられた羽根と、前記ハブの周面に設けられると共に、前記羽根を円錐面で支持する円錐状の下板と、前記下板の裏側に設けられた裏羽根と、を有する。 A cooling fan according to an aspect of the present invention includes a hub attached to a drive shaft of a rotating machine, blades provided on the peripheral surface of the hub, and provided on the peripheral surface of the hub, the blades having a conical surface. It has a supporting conical lower plate and a back blade provided on the back side of the lower plate.

上記冷却ファンにおいては、前記裏羽根は、前記ハブの周面に対し、径方向で離間して設けられていてもよい。
上記冷却ファンにおいては、前記裏羽根は、前記下板の外周端まで径方向に延びていてもよい。
上記冷却ファンにおいては、前記裏羽根は、前記下板の裏側の空間から軸方向に突出していてもよい。
上記冷却ファンにおいては、前記ハブ、前記羽根、前記下板、及び、前記裏羽根は、一体で成形されていてもよい。
In the cooling fan described above, the back blade may be radially spaced apart from the peripheral surface of the hub.
In the above cooling fan, the back blade may radially extend to the outer peripheral edge of the lower plate.
In the cooling fan described above, the back blade may axially protrude from a space on the back side of the lower plate.
In the cooling fan described above, the hub, the blades, the lower plate, and the rear blades may be integrally formed.

本発明の一態様に係る電動機組立体は、駆動軸と、前記駆動軸を回転させるモータと、内部に前記モータが配置されたモータケーシングと、前記モータの動作を制御するインバータと、内部に前記インバータが配置され、前記駆動軸が貫通するインバータケースと、前記インバータケースに隣接して配置され、前記駆動軸の端部に固定された冷却ファンと、を有する電動機組立体であって、前記冷却ファンとして、先に記載の冷却ファンを有する。 An electric motor assembly according to an aspect of the present invention includes a drive shaft, a motor that rotates the drive shaft, a motor casing in which the motor is arranged, an inverter that controls the operation of the motor, and A motor assembly comprising: an inverter case in which an inverter is arranged and through which the drive shaft passes; and a cooling fan arranged adjacent to the inverter case and fixed to an end of the drive shaft, wherein the cooling As a fan, it has the cooling fan described above.

上記電動機組立体においては、前記冷却ファンの前記裏羽根は、前記インバータの発熱素子の少なくとも一部と軸方向で重なる位置で回転してもよい。 In the electric motor assembly described above, the back blade of the cooling fan may rotate at a position axially overlapping at least a portion of the heat generating element of the inverter.

上記本発明の態様によれば、冷却ファンの下板の裏側の空気を拡散させ、放熱性を向上させることができる。 According to the aspect of the present invention, it is possible to diffuse the air on the back side of the lower plate of the cooling fan and improve heat dissipation.

一実施形態に係る電動機組立体の断面図である。1 is a cross-sectional view of an electric motor assembly according to one embodiment; FIG. 一実施形態に係る電動機組立体の左側面図である。It is a left view of the electric motor assembly which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る冷却ファン付近の電動機組立体の拡大断面図である。4 is an enlarged cross-sectional view of a motor assembly near a cooling fan according to one embodiment; FIG. 一実施形態に係る冷却ファンの表側の斜視図である。1 is a perspective view of the front side of a cooling fan according to one embodiment; FIG. 一実施形態に係る冷却ファンの裏側の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the back side of a cooling fan according to one embodiment; 図4に示す矢視A-A断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 4; FIG. 比較例として、裏羽根が下板の裏側の空間から軸方向に突出しない場合の空気の流れを示す解析図である。As a comparative example, it is an analysis diagram showing the flow of air when the back blade does not protrude from the space on the back side of the lower plate in the axial direction. 実施例として、裏羽根が下板の裏側の空間から軸方向に突出した場合の空気の流れを示す解析図である。As an example, it is an analysis diagram showing the flow of air when the back blade protrudes in the axial direction from the space on the back side of the lower plate. 一実施形態に係る裏羽根の変形例を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the modification of the back blade|wing which concerns on one Embodiment.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、一実施形態に係る電動機組立体1の断面図である。図2は、一実施形態に係る電動機組立体1の左側面図である。
図1に示すように、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電動機である。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。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electric motor assembly 1 according to one embodiment. FIG. 2 is a left side view of the electric motor assembly 1 according to one embodiment.
As shown in FIG. 1, the electric motor assembly 1 is an electric motor having an integrated structure in which an inverter 20 is built. The electric motor assembly 1 includes a motor section 2 and an inverter section 3 .

電動機組立体1は、モータ部2によって回転する駆動軸5を備えている。駆動軸5は、インバータ部3を貫通して配置されている。以下の説明では、駆動軸5の中心軸Oが延びる方向を軸方向といい、中心軸Oに直交する方向を径方向といい、中心軸O回りに周回する方向を周方向という。 The electric motor assembly 1 has a drive shaft 5 rotated by a motor section 2 . The drive shaft 5 is arranged to pass through the inverter section 3 . In the following description, the direction in which the central axis O of the drive shaft 5 extends is called the axial direction, the direction perpendicular to the central axis O is called the radial direction, and the direction of rotation around the central axis O is called the circumferential direction.

モータ部2は、駆動軸5を回転させる回転子6(ロータ)および固定子7(ステータ)を備えるモータ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、を備えている。また、インバータ部3は、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、軸方向においてモータケーシング10に直列的に接続されたインバータケース21と、を備えている。 The motor unit 2 includes a motor 8 including a rotor 6 (rotor) and a stator 7 (stator) that rotate the drive shaft 5, and a motor casing 10 that accommodates the rotor 6 and the stator 7. The inverter unit 3 includes an inverter 20 that controls the operation (rotational speed) of the motor 8, and an inverter case 21 that accommodates the inverter 20 and is connected in series with the motor casing 10 in the axial direction. .

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を貫通して延びている。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の中心軸Oと同軸の円筒状に形成されている。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の軸方向に直列的に配置されている。このため、電動機組立体1は、コンパクトな構造を有している。駆動軸5の端部(すなわち、駆動軸5の反負荷側)には、冷却ファン30が固定されている。冷却ファン30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。 Drive shaft 5 extends through motor casing 10 and inverter case 21 . Motor casing 10 and inverter case 21 are formed in a cylindrical shape coaxial with central axis O of drive shaft 5 . Motor casing 10 and inverter case 21 are arranged in series in the axial direction of drive shaft 5 . Therefore, the electric motor assembly 1 has a compact structure. A cooling fan 30 is fixed to the end of the drive shaft 5 (that is, the non-load side of the drive shaft 5). Cooling fan 30 is arranged outside inverter case 21 and is adjacent to inverter case 21 .

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)からの電力を受けて回転磁界を形成する固定子7と、を備えている。固定子7は、ステータコアと、ステータコアに巻かれたコイルと、を備えている。駆動軸5は、回転子6に固定され、上述した回転磁界によって回転子6とともに回転する。 A motor 8 that is a heat source is arranged inside the motor casing 10 . The motor 8 includes a rotor 6 fixed to the drive shaft 5 and a stator 7 surrounding the rotor 6 and receiving power from the outside (not shown) to form a rotating magnetic field. The stator 7 includes a stator core and coils wound around the stator core. The drive shaft 5 is fixed to the rotor 6 and rotates together with the rotor 6 by the rotating magnetic field described above.

図1において、モータ8は模式的に描かれている。モータ8は、例えば、ロータに永久磁石を用いた永久磁石型モータである。しかしながら、モータ8は、永久磁石型モータに限定されず、誘導モータやSRモータなど、様々な種類のモータであってもよい。 In FIG. 1, the motor 8 is depicted schematically. The motor 8 is, for example, a permanent magnet type motor using a permanent magnet for the rotor. However, the motor 8 is not limited to a permanent magnet type motor, and may be various types of motors such as an induction motor and an SR motor.

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12a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13aが形成されたモータ側板13(インバータケース側ブラケット)と、を備えている。 The motor casing 10 includes a motor frame 11 to which the stator 7 is fixed, an end cover 12 which closes one open end of the motor frame 11 and has a through hole 12a through which the drive shaft 5 passes, and the motor frame 11. and a motor side plate 13 (inverter case side bracket) that closes the other open end of the motor side plate 13 and has a through hole 13a through which the drive shaft 5 passes.

エンドカバー12およびモータ側板13は、モータ8を軸方向で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12bに支持された軸受14によって回転自在に支持されている。また、駆動軸5は、モータ側板13の軸受支持部13bに支持された軸受15によって回転自在に支持されている。 The end cover 12 and the motor side plate 13 face each other across the motor 8 in the axial direction. The drive shaft 5 is rotatably supported by a bearing 14 supported by the bearing support portion 12b of the end cover 12. As shown in FIG. Further, the drive shaft 5 is rotatably supported by a bearing 15 supported by the bearing support portion 13b of the motor side plate 13. As shown in FIG.

インバータケース21は、インバータ20を取り囲んでいる。インバータケース21は、インバータ20の周囲に配置されたインバータフレーム22と、インバータフレーム22の一方の開口端を閉じる冷却ファン側カバー部材23(冷却ファン側ブラケット)と、インバータフレーム22の他方の開口端を閉じるモータケーシング側カバー部材24(モータケーシング側ブラケット)と、を備えている。 Inverter case 21 surrounds inverter 20 . The inverter case 21 includes an inverter frame 22 arranged around the inverter 20 , a cooling fan side cover member 23 (cooling fan side bracket) that closes one open end of the inverter frame 22 , and the other open end of the inverter frame 22 . and a motor casing side cover member 24 (motor casing side bracket) that closes.

冷却ファン側カバー部材23は、冷却ファン30に隣接しており、駆動軸5が貫通する貫通孔23aを有している。モータケーシング側カバー部材24は、モータケーシング10のモータ側板13に隣接しており、駆動軸5が貫通する貫通孔24aを有している。貫通孔23aと貫通孔24aは、筒状部材25を介して軸方向に接続されている。筒状部材25は、駆動軸5の周囲を覆っている。 The cooling fan side cover member 23 is adjacent to the cooling fan 30 and has a through hole 23a through which the drive shaft 5 passes. The motor casing side cover member 24 is adjacent to the motor side plate 13 of the motor casing 10 and has a through hole 24a through which the drive shaft 5 passes. The through holes 23 a and 24 a are axially connected via a cylindrical member 25 . The tubular member 25 surrounds the drive shaft 5 .

インバータフレーム22は、冷却ファン側カバー部材23およびモータケーシング側カバー部材24に軸方向で挟まれて接続されている。なお、インバータフレーム22と冷却ファン側カバー部材23との接続構造、およびインバータフレーム22とモータケーシング側カバー部材24との接続構造は、嵌め合い構造であるが、その接続構造は特に限定されない。 The inverter frame 22 is connected to the cooling fan side cover member 23 and the motor casing side cover member 24 while being sandwiched in the axial direction. The connection structure between the inverter frame 22 and the cooling fan side cover member 23 and the connection structure between the inverter frame 22 and the motor casing side cover member 24 are fitting structures, but the connection structure is not particularly limited.

インバータフレーム22の外面には、径方向外側に向かって延びる複数の放熱フィン22aが形成されている。複数の放熱フィン22aは、駆動軸5の軸方向に延びている。インバータケース21(より具体的には、インバータフレーム22)は、冷却ファン30の回転によって送られる空気が、放熱フィン22aに接触することによって冷却される。そして、インバータ20は、インバータケース21を介して冷却される。 A plurality of radiating fins 22a extending radially outward are formed on the outer surface of the inverter frame 22 . The plurality of heat radiating fins 22 a extends in the axial direction of the drive shaft 5 . Inverter case 21 (more specifically, inverter frame 22) is cooled when air sent by rotation of cooling fan 30 comes into contact with heat radiating fins 22a. Inverter 20 is cooled via inverter case 21 .

モータフレーム11の外面には、径方向外側に向かって延びる複数の放熱フィン11aが形成されている。複数の放熱フィン11aは、駆動軸5の軸方向に延びている。モータケーシング10(より具体的には、モータフレーム11)は、冷却ファン30によって送られる空気が、放熱フィン11aに接触することによって冷却される。そして、モータ8は、モータケーシング10を介して冷却される。 A plurality of heat radiation fins 11a extending radially outward are formed on the outer surface of the motor frame 11 . The plurality of heat radiating fins 11 a extends in the axial direction of the drive shaft 5 . The motor casing 10 (more specifically, the motor frame 11) is cooled by the air sent by the cooling fan 30 coming into contact with the heat radiation fins 11a. The motor 8 is then cooled via the motor casing 10 .

電動機組立体1は、冷却ファン30を覆うファンカバー26を備えている。また、ファンカバー26は、冷却ファン側カバー部材23を覆うように配置されており、冷却ファン側カバー部材23に固定されている。ファンカバー26は、冷却ファン30と軸方向で対向する吸込口26aを有している。また、ファンカバー26は、インバータフレーム22の外面に沿って空気を吐き出す吐出口26bを有している。 The electric motor assembly 1 has a fan cover 26 that covers the cooling fan 30 . The fan cover 26 is arranged so as to cover the cooling fan side cover member 23 and is fixed to the cooling fan side cover member 23 . The fan cover 26 has a suction port 26a facing the cooling fan 30 in the axial direction. Further, the fan cover 26 has a discharge port 26b that discharges air along the outer surface of the inverter frame 22. As shown in FIG.

冷却ファン側カバー部材23の外面には、複数の放熱フィン23bが形成されている。放熱フィン23bは、冷却ファン側カバー部材23から冷却ファン30に向かって軸方向立設している。また、放熱フィン23bは、図2に示すように、駆動軸5を中心に、径方向に放射状に延びている。 A plurality of heat radiation fins 23 b are formed on the outer surface of the cooling fan side cover member 23 . The radiating fins 23 b stand axially from the cooling fan side cover member 23 toward the cooling fan 30 . 2, the radiation fins 23b radially extend in the radial direction around the drive shaft 5. As shown in FIG.

図1に戻り、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発熱素子41と、この発熱素子41が実装された基板42と、を備えている。基板42は、冷却ファン側カバー部材23の内面に固定されている。冷却ファン側カバー部材23の内面は、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、冷却ファン側カバー部材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。 Returning to FIG. 1 , the inverter 20 is arranged inside the inverter case 21 . The inverter 20 includes a heating element 41 including elements such as switching elements and capacitors, and a substrate 42 on which the heating element 41 is mounted. The board 42 is fixed to the inner surface of the cooling fan side cover member 23 . The inner surface of the cooling fan side cover member 23 has a saucer shape on which the substrate 42 is placed. With such a structure, the cooling fan side cover member 23 can be filled with a resin for heat dissipation and surface protection of the substrate 42 .

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、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の材質としては、熱伝導率の高いアルミニウムや鉄材を適用することが好ましい。 Each of motor 8 and inverter 20 is a heat source. Therefore, considering the heat dissipation of the motor 8 and the inverter 20, it is preferable to use aluminum or iron, which have high thermal conductivity, as the material of the motor frame 11 and the inverter frame 22. FIG.

図3は、一実施形態に係る冷却ファン30付近の電動機組立体1の拡大断面図である。図4は、一実施形態に係る冷却ファン30の表側の斜視図である。図5は、一実施形態に係る冷却ファン30の裏側の斜視図である。図6は、図4に示す矢視A-A断面図である。
これらの図に示すように、冷却ファン30は、ハブ31と、羽根32と、下板33(整流ガイド)と、裏羽根34と、を有している。本実施形態では、ハブ31、羽根32、下板33、及び、裏羽根34が、一体成形されている。この一体成形は、樹脂成形に限らず金属(鋳物など)であっても構わない。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the electric motor assembly 1 near the cooling fan 30 according to one embodiment. FIG. 4 is a perspective view of the front side of the cooling fan 30 according to one embodiment. FIG. 5 is a perspective view of the back side of the cooling fan 30 according to one embodiment. 6 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 4. FIG.
As shown in these figures, the cooling fan 30 has a hub 31, blades 32, a lower plate 33 (rectifying guide), and rear blades . In this embodiment, the hub 31, the blades 32, the lower plate 33, and the rear blades 34 are integrally formed. This integral molding is not limited to resin molding, and metal (such as casting) may be used.

ハブ31は、図3に示すように、円筒状に形成されており、駆動軸5の端部が挿入される挿入孔31aが形成されている。ハブ31の周面31b(外面)には、羽根32(表羽根)が設けられている。羽根32は、図4に示すように、周方向に間隔をあけて複数設けられている。これら複数の羽根32は、ハブ31の周面31bから径方向外側に向かって放射状に延びている。 As shown in FIG. 3, the hub 31 is cylindrical and has an insertion hole 31a into which the end of the drive shaft 5 is inserted. A peripheral surface 31 b (outer surface) of the hub 31 is provided with blades 32 (front blades). As shown in FIG. 4, a plurality of blades 32 are provided at intervals in the circumferential direction. The plurality of blades 32 radially extend radially outward from the peripheral surface 31 b of the hub 31 .

図3に示すように、羽根32の下部(軸方向におけるインバータケース21側の端部)は、下板33に支持されている。下板33は、ハブ31の周面31bに設けられた円錐板である。下板33は、軸方向におけるハブ31の周面31bの中腹部からインバータケース21側に向かうに従って漸次拡径した形状を有している。この下板33は、貫通孔や切り欠きなどが無い平滑な円錐面を形成している。下板33の表面33a(インバータケース21と反対側の円錐面)は、上述した羽根32の下部と接続され、羽根32を支持している。 As shown in FIG. 3 , the lower portion of the blade 32 (the end on the inverter case 21 side in the axial direction) is supported by the lower plate 33 . The lower plate 33 is a conical plate provided on the peripheral surface 31 b of the hub 31 . The lower plate 33 has a shape whose diameter gradually increases from the middle portion of the peripheral surface 31b of the hub 31 in the axial direction toward the inverter case 21 side. The lower plate 33 forms a smooth conical surface without through holes or notches. A surface 33a of the lower plate 33 (the conical surface on the side opposite to the inverter case 21) is connected to the lower portions of the blades 32 and supports the blades 32. As shown in FIG.

下板33の裏側には、裏羽根34が設けられている。裏羽根34は、図5に示すように、周方向に間隔をあけて複数設けられている。これら裏羽根34の周方向のピッチは、上述した表面33a側の羽根32と同じであるが、同じでなくても構わない。また、裏羽根34の枚数も、上述した表面33a側の羽根32と同じでなくても構わない。 A back blade 34 is provided on the back side of the lower plate 33 . As shown in FIG. 5, a plurality of back blades 34 are provided at intervals in the circumferential direction. The circumferential pitch of these rear blades 34 is the same as that of the blades 32 on the front surface 33a side described above, but it does not have to be the same. Also, the number of back blades 34 may not be the same as the number of blades 32 on the front surface 33a side.

図6に示すように、裏羽根34は、下板33の外周端33cまで径方向に延びている。一方で、羽根32は、下板33の外周端33cまで径方向に延びていない。また、裏羽根34は、ハブ31の周面31bに対し、径方向で離間して設けられている。つまり、裏羽根34とハブ31との間には、径方向において隙間Sが形成されている。隙間Sは、冷却が必要な部位や冷却ファン30の回転抵抗を加味した寸法を有していると良い。 As shown in FIG. 6, the back blade 34 extends radially to the outer peripheral end 33c of the lower plate 33. As shown in FIG. On the other hand, the blades 32 do not radially extend to the outer peripheral edge 33c of the lower plate 33. As shown in FIG. Further, the back blade 34 is provided radially apart from the peripheral surface 31b of the hub 31 . That is, a gap S is formed between the back blade 34 and the hub 31 in the radial direction. It is preferable that the gap S has a dimension that takes into consideration the part that needs to be cooled and the rotational resistance of the cooling fan 30 .

また、裏羽根34は、下板33の裏側の空間33Bから軸方向に突出している。下板33の裏側の空間33Bとは、下板33の裏面33bによって囲まれた円錐状の空間を言う。つまり、裏羽根34は、下板33の裏面33bから軸方向に延び、下板33の裏側の空間33B(あるいは外周端33c)よりもインバータケース21側(図3参照)に突出している。このような裏羽根34は、図3に示すように、インバータ20の発熱素子41の少なくとも一部と軸方向で重なる位置で回転するようになっている。 Further, the back blade 34 protrudes axially from the space 33B on the back side of the lower plate 33 . The space 33B on the back side of the lower plate 33 refers to a conical space surrounded by the back surface 33b of the lower plate 33 . That is, the back blade 34 extends axially from the back surface 33b of the lower plate 33 and protrudes toward the inverter case 21 (see FIG. 3) beyond the space 33B (or the outer peripheral end 33c) on the back side of the lower plate 33. As shown in FIG. 3, the back blade 34 rotates at a position axially overlapping with at least a portion of the heat generating element 41 of the inverter 20 .

上記構成の冷却ファン30によれば、駆動軸5が回転すると、ハブ31に設けられた羽根32によって、図1に示すファンカバー26の吸込口26aから空気が軸方向に吸い込まれ、その空気が羽根32から受ける遠心力によって径方向に吐出される。径方向に吐出された空気は、ファンカバー26の内面及び下板33の表面33a(円錐面)によって、インバータケース21の外面まで径方向に導かれ、ファンカバー26の吐出口26bからインバータフレーム22の放熱フィン22aに沿って軸方向に吐出される。 According to the cooling fan 30 configured as described above, when the drive shaft 5 rotates, the blades 32 provided on the hub 31 axially suck air from the suction port 26a of the fan cover 26 shown in FIG. The centrifugal force received from the vanes 32 causes the fluid to be discharged in the radial direction. The air discharged in the radial direction is radially guided to the outer surface of the inverter case 21 by the inner surface of the fan cover 26 and the surface 33a (conical surface) of the lower plate 33, and is discharged from the outlet 26b of the fan cover 26 to the inverter frame 22. is discharged axially along the radiating fins 22a.

下板33の裏側には、裏羽根34が設けられている。裏羽根34は、羽根32と共に回転し、下板33の裏側の空気を拡散させる。これによって、下板33とインバータケース21との間に熱が籠らないようになる。したがって、インバータ20の放熱性が低下してしまうことを抑制できる。また、裏羽根34が回転することで、下板33の裏側の空気に遠心力を与え、放射状に延びる放熱フィン23bの隙間を通って径方向に導くことができる。 A back blade 34 is provided on the back side of the lower plate 33 . The back blade 34 rotates together with the blade 32 and diffuses the air on the back side of the lower plate 33. - 特許庁As a result, heat is not trapped between the lower plate 33 and the inverter case 21 . Therefore, it is possible to prevent the heat dissipation of inverter 20 from deteriorating. Further, the rotation of the back blade 34 imparts a centrifugal force to the air on the back side of the lower plate 33, and the air can be guided in the radial direction through the gaps between the radially extending radiation fins 23b.

このように、上述した本実施形態によれば、モータ8の駆動軸5に取り付けられるハブ31と、ハブ31の周面31bに設けられた羽根32と、ハブ31の周面31bに設けられると共に、羽根32を表面33aで支持する円錐状の下板33と、下板33の裏側に設けられた裏羽根34と、を有する、という構成を採用することによって、冷却ファン30の下板33の裏側の空気を拡散させ、放熱性を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment described above, the hub 31 attached to the drive shaft 5 of the motor 8, the blades 32 provided on the peripheral surface 31b of the hub 31, and the blades 32 provided on the peripheral surface 31b of the hub 31 , a conical lower plate 33 for supporting the blades 32 on the surface 33a, and a rear blade 34 provided on the back side of the lower plate 33, the lower plate 33 of the cooling fan 30 is The air on the back side can be diffused to improve heat dissipation.

また、本実施形態では、図6に示すように、裏羽根34は、ハブ31の周面31bに対し、径方向で離間して設けられている。この構成によれば、裏羽根34のハブ31の周面31b付近の周速が遅く空気の拡散にあまり寄与しない部分による冷却ファン30の回転抵抗の増加を抑制できる。これによって、冷却ファン30を低負荷で回転できる。 In addition, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the back blade 34 is provided radially apart from the peripheral surface 31b of the hub 31 . According to this configuration, it is possible to suppress an increase in the rotation resistance of the cooling fan 30 due to a portion of the rear blade 34 near the peripheral surface 31b of the hub 31 where the peripheral speed is slow and does not contribute much to the diffusion of the air. This allows the cooling fan 30 to rotate with a low load.

また、本実施形態では、裏羽根34は、下板33の外周端33cまで径方向に延びていている。この構成によれば、下板33の裏側で拡散させた空気を、裏羽根34によって、下板33の外周端33cよりも径方向外側に押し出し易くなる。このため、下板33とインバータケース21との間に熱が籠り難くなる。 Further, in the present embodiment, the rear blade 34 extends radially to the outer peripheral end 33c of the lower plate 33. As shown in FIG. According to this configuration, the air diffused on the back side of the lower plate 33 can be easily pushed out radially outward from the outer peripheral end 33 c of the lower plate 33 by the back blade 34 . Therefore, heat is less likely to be trapped between the lower plate 33 and the inverter case 21 .

また、本実施形態では、裏羽根34は、下板33の裏側の空間33Bから軸方向に突出している。この構成によれば、下板33の裏側に、より多くの空気の流れを形成できる。このため、下板33とインバータケース21との間に熱がより籠り難くなる。 Further, in this embodiment, the back blade 34 axially protrudes from the space 33B on the back side of the lower plate 33 . According to this configuration, more air flow can be formed on the back side of the lower plate 33 . Therefore, it becomes more difficult for heat to remain between the lower plate 33 and the inverter case 21 .

図7は、比較例として、裏羽根34が下板33の裏側の空間33Bから軸方向に突出しない場合の空気の流れを示す解析図である。図8は、実施例として、裏羽根34が下板33の裏側の空間33Bから軸方向に突出した場合の空気の流れを示す解析図である。図7および図8では、空気の流れをベクトルの大きさで表している。
図7では、下板33の裏側の空気の流れが少ないのに対し、図8では、図7に比べて下板33の裏側の空気の流れが多いことが明らかに見て取れる。このように、上記構成によれば、冷却ファン30の下板33の裏側の空気を拡散させる効果が向上する。
FIG. 7 is an analysis diagram showing the flow of air when the back blade 34 does not protrude from the space 33B on the back side of the lower plate 33 in the axial direction as a comparative example. FIG. 8 is an analysis diagram showing the flow of air when the back blade 34 protrudes axially from the space 33B on the back side of the lower plate 33 as an example. 7 and 8, the airflow is represented by the magnitude of the vector.
It can clearly be seen that in FIG. 7 there is less air flow behind the lower plate 33, whereas in FIG. 8 there is more air flow behind the lower plate 33 than in FIG. Thus, according to the above configuration, the effect of diffusing the air behind the lower plate 33 of the cooling fan 30 is improved.

また、本実施形態では、ハブ31、羽根32、下板33、及び、裏羽根34は、一体で成形されている。これによって、冷却ファン30の各部位および全体としての剛性を高めることができ、また、冷却ファン30を低コストで製造できる。 Further, in this embodiment, the hub 31, the blades 32, the lower plate 33, and the rear blades 34 are integrally formed. As a result, the rigidity of each part of cooling fan 30 and the rigidity of the entire cooling fan 30 can be increased, and cooling fan 30 can be manufactured at low cost.

また、本実施形態の電動機組立体1は、駆動軸5と、駆動軸5を回転させるモータ8と、内部にモータ8が配置されたモータケーシング10と、モータ8の動作を制御するインバータ20と、内部にインバータ20が配置され、駆動軸5が貫通するインバータケース21と、インバータケース21に隣接して配置され、駆動軸5の端部に固定された裏羽根34を有する冷却ファン30と、を有するため、冷却ファン30の下板33の裏側の空気を拡散させ、放熱性を向上させることができる。 The electric motor assembly 1 of this embodiment includes a drive shaft 5, a motor 8 that rotates the drive shaft 5, a motor casing 10 in which the motor 8 is arranged, and an inverter 20 that controls the operation of the motor 8. , an inverter case 21 in which the inverter 20 is arranged and the drive shaft 5 penetrates; a cooling fan 30 arranged adjacent to the inverter case 21 and having a rear blade 34 fixed to the end of the drive shaft 5; , the air on the back side of the lower plate 33 of the cooling fan 30 can be diffused to improve heat dissipation.

また、本実施形態では、図3に示すように、冷却ファン30の裏羽根34は、インバータ20の発熱素子41の少なくとも一部と軸方向で重なる位置で回転するため、発熱素子41の熱を、放熱フィン23bを介して効率よく冷却することができる。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the back blade 34 of the cooling fan 30 rotates at a position axially overlapping at least a part of the heat generating element 41 of the inverter 20, so that the heat of the heat generating element 41 is dissipated. , can be efficiently cooled through the heat radiation fins 23b.

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。 While the preferred embodiments of the invention have been described and described, it is to be understood that they are illustrative of the invention and should not be considered limiting. Additions, omissions, substitutions, and other modifications may be made without departing from the scope of the invention. Accordingly, the invention should not be viewed as limited by the foregoing description, but rather by the claims appended hereto.

例えば、図9に示すように、裏羽根34に凹凸を形成しても構わない。図9に示す裏羽根34の回転方向を向く板面には、凸部34aと凹部34bが径方向に交互に形成されている。この裏羽根34が回転すると、凹部34bに淀みや渦ができ、空気を拡散させやすくなる。なお、このような凹凸は、裏羽根34の正圧面側に設けてもよいし、裏羽根34の負圧面側に設け、カルマン渦のように回転方向後方に渦を形成しても構わない。 For example, as shown in FIG. 9, the back blade 34 may be uneven. Protrusions 34a and recesses 34b are formed alternately in the radial direction on the plate surface of the back blade 34 shown in FIG. 9 facing the rotational direction. When the back blade 34 rotates, stagnation and swirl are generated in the concave portion 34b, making it easier to diffuse the air. Such irregularities may be provided on the pressure surface side of the rear blade 34, or may be provided on the suction surface side of the rear blade 34 to form a vortex rearward in the rotational direction like a Karman vortex.

また、例えば、上記実施形態では、冷却ファン30が取り付けられる回転機として、電動機を例示したが、発電機であっても構わない。 Further, for example, in the above-described embodiment, an electric motor was exemplified as the rotating machine to which the cooling fan 30 is attached, but it may be a generator.

1 電動機組立体
5 駆動軸
8 モータ(回転機)
10 モータケーシング
20 インバータ
21 インバータケース
30 冷却ファン
31 ハブ
31b 周面
32 羽根
33 下板
33a 表面(円錐面)
33B 空間
33c 外周端
34 裏羽根
41 発熱素子
1 electric motor assembly 5 drive shaft 8 motor (rotating machine)
10 Motor casing 20 Inverter 21 Inverter case 30 Cooling fan 31 Hub 31b Peripheral surface 32 Blade 33 Lower plate 33a Surface (conical surface)
33B Space 33c Outer edge 34 Back blade 41 Heating element

Claims (5)

回転機の駆動軸に取り付けられるハブと、
前記ハブの周面に設けられた羽根と、
前記ハブの周面に設けられると共に、前記羽根を円錐面で支持する円錐状の下板と、 前記下板の裏側に設けられた裏羽根と、を有し、
前記裏羽根は、前記下板の裏側の空間から軸方向に突出すると共に、軸方向に沿って垂直に延びる径方向内端縁を備え、且つ、前記径方向内端縁から前記下板の外周端まで径方向に延びている、ことを特徴とする冷却ファン。
a hub attached to the drive shaft of the rotating machine;
vanes provided on the peripheral surface of the hub;
a conical lower plate provided on the peripheral surface of the hub and supporting the blades on a conical surface; and a back blade provided on the back side of the lower plate ,
The back blade protrudes in the axial direction from a space on the back side of the lower plate, has a radially inner edge extending vertically along the axial direction, and extends from the radially inner edge to the outer periphery of the lower plate. A cooling fan , characterized in that it extends radially to the ends .
前記裏羽根は、前記ハブの周面に対し、径方向で離間して設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の冷却ファン。 2. The cooling fan according to claim 1, wherein the back blade is radially spaced from the peripheral surface of the hub. 前記ハブ、前記羽根、前記下板、及び、前記裏羽根は、一体で成形されている、ことを特徴とする請求項1または2に記載の冷却ファン。 3. The cooling fan according to claim 1, wherein said hub, said blades, said lower plate, and said rear blades are integrally molded. 駆動軸と、
前記駆動軸を回転させるモータと、
内部に前記モータが配置されたモータケーシングと、
前記モータの動作を制御するインバータと、
内部に前記インバータが配置され、前記駆動軸が貫通するインバータケースと、
前記インバータケースに隣接して配置され、前記駆動軸の端部に固定された冷却ファンと、を有する電動機組立体であって、
前記冷却ファンとして、請求項1~3のいずれか一項に記載の冷却ファンを有する、ことを特徴とする電動機組立体。
a drive shaft;
a motor that rotates the drive shaft;
a motor casing in which the motor is arranged;
an inverter that controls the operation of the motor;
an inverter case in which the inverter is arranged and through which the drive shaft passes;
a cooling fan disposed adjacent to the inverter case and fixed to an end of the drive shaft, the motor assembly comprising:
A motor assembly comprising the cooling fan according to any one of claims 1 to 3 as the cooling fan.
前記冷却ファンの前記裏羽根は、前記インバータの発熱素子の少なくとも一部と軸方向で重なる位置で回転する、ことを特徴とする請求項4に記載の電動機組立体。 5. The electric motor assembly according to claim 4 , wherein the back blade of the cooling fan rotates in a position overlapping at least a part of the heat generating element of the inverter in the axial direction.
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