JP2017189052A - インバータ一体形回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転電機の反出力側にインバータとヒートシンクと冷却ファンとを配したインバータ一体形回転電機において、回転電機とインバータとを電気的に接続するための配線を容易に行うことができるようにする。【解決手段】カバー100の蓋部102からインバータ50の端子120,121,122の先端がカバー100の外部に露出している。カバー100の筒部101に引出線40,41,42とバスバー110,111,112の一端部とを接続する端子台44が設けられている。バスバー110,111,112は、端子台44からインバータ50の端子120,121,122の先端に向かって屈曲した形状を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、インバータ一体形回転電機に関するものである。
インバータ一体形回転電機の構成として、回転電機(モータ)とインバータとを一体化するとともに回転電機とインバータとの間に冷却ファンを設けた構造が知られている(特許文献1,2参照)。詳しくは、回転電機の反出力軸側にインバータと冷却ファンが配置され、回転電機のシャフトと一体回転する冷却ファンによる冷却風によりインバータの構成部品を冷却する。
ところで、回転電機とインバータ用ヒートシンクとの間に冷却ファンを有する構造において、回転電機とインバータとの配線接続を容易にする構造が求められている。
本発明の目的は、回転電機の反出力側にインバータとヒートシンクと冷却ファンとを配したインバータ一体形回転電機において、回転電機とインバータとを電気的に接続するための配線を容易に行うことができるようにすることにある。
本発明の目的は、回転電機の反出力側にインバータとヒートシンクと冷却ファンとを配したインバータ一体形回転電機において、回転電機とインバータとを電気的に接続するための配線を容易に行うことができるようにすることにある。
請求項1に記載の発明では、ハウジング内にロータが配置され、シャフトの出力側が前記ハウジングの一方の面から突出するとともに前記シャフトの反出力側が前記ハウジングの他方の面から突出する回転電機と、前記ハウジングの外部において前記シャフトの反出力側に固定され、前記シャフトの回転に伴い回転する冷却ファンと、前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側において前記冷却ファンから離間して配置され、放熱面が前記冷却ファンと対向し前記冷却ファンの回転に伴い発生する空気流が前記放熱面を通過するヒートシンクと、前記ヒートシンクにおける部品配置面に部品が配置され、前記回転電機を駆動するためのインバータと、筒部が蓋部で塞がれた有蓋筒状をなし、前記シャフトの反出力側に配置され、前記ヒートシンクの部品配置面に配置された前記部品を覆うカバーと、を備えたインバータ一体形回転電機において、前記回転電機から引き出され、前記回転電機と前記インバータとを電気的に接続するための引出線と、一端部が前記引出線と接続されるとともに他端部が前記インバータの端子と接続されるバスバーと、を有し、前記引出線は、前記回転電機から前記冷却ファンおよび前記ヒートシンクの外周を跨ぐように延在し、前記カバーの蓋部から前記端子の先端が前記カバーの外部に露出し、前記カバーの筒部に前記引出線と前記バスバーの一端部とを接続する端子台が設けられ、前記バスバーは、前記端子台から前記端子の先端に向かって屈曲した形状を有することを要旨とする。
請求項1に記載の発明によれば、回転電機とインバータとを電気的に接続するための引出線がバスバーの一端部と接続されるとともに他端部がインバータの端子と接続される。引出線は、回転電機から冷却ファンおよびヒートシンクの外周を跨ぐように延在する。カバーの蓋部から端子の先端がカバーの外部に露出している。そして、カバーの筒部に設けられた端子台により、引出線とバスバーの一端部とが接続され、このバスバーは、端子台から端子の先端に向かって屈曲した形状を有する。
よって、回転電機の反出力側にインバータとヒートシンクと冷却ファンとを配したインバータ一体形回転電機において、回転電機とインバータとを電気的に接続するための配線を容易に行うことができる。
請求項2に記載のように、請求項1に記載のインバータ一体形回転電機において、前記カバーと前記端子台とは一体形成されているとよい。
請求項3に記載のように、請求項1または2に記載のインバータ一体形回転電機において、前記カバーと前記ヒートシンクとの間を密封する第1シール材と、前記蓋部と前記端子との間を密封する第2シール材とを有するとよい。
請求項3に記載のように、請求項1または2に記載のインバータ一体形回転電機において、前記カバーと前記ヒートシンクとの間を密封する第1シール材と、前記蓋部と前記端子との間を密封する第2シール材とを有するとよい。
請求項4に記載のように、請求項1〜3のいずれか1項に記載のインバータ一体形回転電機において、前記ヒートシンクに対する前記カバーの締結方向と前記端子に対する前記バスバーの締結方向とが同一方向であるとよい。
本発明によれば、回転電機の反出力側にインバータとヒートシンクと冷却ファンとを配したインバータ一体形回転電機において、回転電機とインバータとを電気的に接続するための配線を容易に行うことができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1,2,3に示すように、インバータ一体形回転電機(モータ・インバータユニット)10は、回転電機20と、インバータ50と、金属製のヒートシンク60と、冷却ファン(遠心ファン)80と、整流プレート90と、インバータ50を覆うカバー100を備える。インバータ一体形回転電機10は車両に搭載される。回転電機20のハウジング21の外部におけるシャフト30の反出力側の軸線O上において、順に、冷却ファン80、整流プレート90、ヒートシンク60、インバータ50が配置されている。整流プレート90およびヒートシンク60は、シャフト30の延びる方向に直交する径方向に延びるように配置されている。回転電機20のシャフト30に固定された冷却ファン80の回転に伴い空気の流れが形成され、この空気はヒートシンク60を通り、この際、インバータ50の熱と交換することができるようになっている。
図1,2,3に示すように、インバータ一体形回転電機(モータ・インバータユニット)10は、回転電機20と、インバータ50と、金属製のヒートシンク60と、冷却ファン(遠心ファン)80と、整流プレート90と、インバータ50を覆うカバー100を備える。インバータ一体形回転電機10は車両に搭載される。回転電機20のハウジング21の外部におけるシャフト30の反出力側の軸線O上において、順に、冷却ファン80、整流プレート90、ヒートシンク60、インバータ50が配置されている。整流プレート90およびヒートシンク60は、シャフト30の延びる方向に直交する径方向に延びるように配置されている。回転電機20のシャフト30に固定された冷却ファン80の回転に伴い空気の流れが形成され、この空気はヒートシンク60を通り、この際、インバータ50の熱と交換することができるようになっている。
回転電機20について詳述する。
図1に示すように、本実施形態においては、回転電機20は密閉方式の三相誘導モータである。
図1に示すように、本実施形態においては、回転電機20は密閉方式の三相誘導モータである。
回転電機20は、ハウジング21と、円筒状のステータ22と、ロータ23を備えている。ハウジング21に固定されたステータ22の内方においてハウジング21に対し軸受24,25によりロータ23が回転可能に支持されている。
ハウジング21は、全体の概略形状として、両端面が塞がれた円筒状をなしている。詳しくは、ハウジング21は、第1ハウジング構成部材(フロント側ブラケット)26と第2ハウジング構成部材(リヤ側ブラケット)27からなる。第1ハウジング構成部材26は、円筒状の本体部26aと、本体部26aの一端開口部を閉塞する円板状のフロントプレート26bを有する。第2ハウジング構成部材27は、円筒状の本体部27aと、本体部27aの一端開口部を閉塞する円板状のリヤプレート27bを有する。第1ハウジング構成部材26と第2ハウジング構成部材27は金属材料(例えばアルミニウム)により形成されている。
第1ハウジング構成部材26の他端開口部の拡径部(フランジ部)26cと第2ハウジング構成部材27の他端開口部の拡径部(フランジ部)27cとの間にステータ22が位置する状態で第1ハウジング構成部材26と第2ハウジング構成部材27が複数本の連結ボルトB1(図2,3参照)を用いて連結固定されている。詳しくは、ボルトB1が、第1ハウジング構成部材26の外周部に設けた取付用突起34と第2ハウジング構成部材27の外周部に設けた取付用突起35とを貫通する状態で締結されている。
ハウジング構成部材26,27の拡径部26c,27c(図1参照)にはステータコア28の端部が固定されており、ステータコア28の外径表面が露出している。ステータ22は、ステータコア28とコイル29とを有する。ステータ22は、ハウジング構成部材26,27の本体部26a,27aに固定されたステータコア28のティース(図示せず)にコイル29が捲回されて構成されている。ステータコア28における出力側の端面28aからコイルエンド29aが突出しているとともにステータコア28における反出力側の端面28bからコイルエンド29bが突出している。ステータコア28は、電磁鋼板を積層して構成されている。
ステータ22の内側にはロータ23が配設されている。ロータ23は、シャフト30とロータコア31と二次導体32を有する。シャフト30は、ステータ22の中心部に配置されている。ロータコア31は、ステータ22の内方においてシャフト30に固定されている。ロータコア31は、電磁鋼板を積層して構成されている。
二次導体32は、ロータバー32aとエンドリング32b,32cを有する。ロータバー32aはロータコア31の内部に埋設され、軸方向に貫通するように配置されている。エンドリング32bはロータコア31の一端面に配置され、エンドリング32bはロータバー32aの一端と連結されている。エンドリング32cはロータコア31の他端面に配置され、エンドリング32cはロータバー32aの他端と連結されている。二次導体32(ロータバー32a、エンドリング32b,32c)はアルミよりなり、詳しくは、アルミダイキャストで製作している。
回転電機20は、ハウジング21内にロータ23が配置され、シャフト30の出力側がハウジング21の一方の面(端面)S1から突出するとともにシャフト30の反出力側がハウジング21の他方の面(端面)S2から突出している。また、ハウジング21は、図3に示すように、外周部に複数の取付用突起33を有し、取付用突起33にボルトB2aを螺入できるようになっている。
回転電機20を駆動するためのインバータ50は、ハウジング21の外部におけるシャフト30の反出力側の軸線O上において他方の面S2から離間した位置に配置されている。インバータ50はヒートシンク60に取り付けられている。ヒートシンク60と整流プレート90とを貫通する4本のボルトB2a(図3,5参照)をハウジング21の取付用突起33に螺入することによりヒートシンク60と整流プレート90とがハウジング21に固定されている。また、カバー100を貫通する4本のボルトB2b(図3,5参照)をヒートシンク60に螺入することによりカバー100がヒートシンク60に固定されている。各ボルトB2a,B2bはシャフト30の軸線方向から螺入される。
ヒートシンク60は、アルミダイカスト成型されている。ヒートシンク60は、空気流が通過する放熱面60aと、インバータ構成部品が配置される部品配置面60bを有する。
図1,4,5に示すように、ヒートシンク60は、略円板状の本体部61を有し、一方の面が放熱面60aであり、他方の面が部品配置面60bである。図1に示すように、ヒートシンク60の本体部61は、シャフト30の延びる方向に直交する径方向に延びており、ハウジング21の他方の面S2と対向配置されている。本体部61の他方の面(60b)には、図5に示すように、インバータ構成部品としての基板51およびスイッチング素子52が配置されている。詳しくは、本体部61の他方の面(60b)に基板51が図示しない絶縁層を介して搭載され、基板51にスイッチング素子52が実装されている。複数のスイッチング素子52によりU,V,Wの各相の上アーム・下アームが構成されている。そして、上アーム・下アームを構成するスイッチング素子のスイッチング動作により車載バッテリ等の直流電源からの直流を交流に変換して回転電機20の各相に供給する。これにより、回転電機20が駆動されてシャフト30が回転してシャフト30の出力側に接続された機器が回転駆動される。
図5に示すように、スイッチング素子52が実装された各基板51はヒートシンク60の本体部61においてシャフト30の反出力側の軸線Oの周りを囲むように配置されている。
図1,2,3に示すように、ヒートシンク60は、ハウジング21の外部におけるシャフト30の反出力側の軸線O上においてインバータ50と回転電機20との間に配置されている。本体部61の他方の面(60b)に配置される基板51、スイッチング素子52等はカバー100により覆われている。カバー100は、筒部101が蓋部102で塞がれた有蓋筒状をなしている。カバー100は、シャフト30の反出力側の軸線O上に配置され、ヒートシンク60の部品配置面60bに配置された部品としての基板51およびスイッチング素子52を覆っている。
図1,2,3に示すように、ヒートシンク60の本体部61の一方の面(60a)には、フィン62が設けられている。フィン62は、図4に示すように、複数の突条63aよりなる突条群63と、複数の突条64aよりなる突条群64と、複数の突条65aよりなる突条群65と、複数の突条66aよりなる突条群66を有する。また、フィン62は、複数の突条67aよりなる突条群67と、複数の突条68aよりなる突条群68と、複数の突条69aよりなる突条群69と、複数の突条70aよりなる突条群70を有する。
このように、ヒートシンク60は、ハウジング21の外部におけるシャフト30の反出力側の軸線O上において冷却ファン80から離間して配置され、放熱面60aが冷却ファン80と対向し冷却ファン80の回転に伴い発生する空気流が放熱面60aを通過する。
図1,2,3に示すように、冷却ファン80は、ハウジング21の外部におけるシャフト30の反出力側の軸線O上においてヒートシンク60と回転電機20との間においてシャフト30の反出力側に固定されている。冷却ファン80は、シャフト30の回転に伴い回転して空気を吸引可能である。つまり、冷却ファン80は、ロータ23の回転に伴い回転して冷却風を発生させる。詳しくは、冷却ファン80の回転に伴いシャフト30の反出力側の軸線O側から径方向外側に空気が送られる。
冷却ファン80について詳述する。
図1,2,3に示すように、冷却ファン80は板材を加工することにより形成されている。冷却ファン80は羽根部81と固定部82と延設部83とを有する。シャフト30と固定する部分である固定部82は円板状(フランジ状)をなし、シャフト30に固定される。円板状の固定部82の外周端から円筒状の延設部83が軸方向に延びている。円筒状の延設部83の他端に羽根部81が形成されている。羽根部81は、平板部81aと空気受け用の曲面部81bからなる。羽根部81の平板部81aがシャフト30の延びる方向に直交する径方向に延び、平板部81aの外周側に複数の曲面部81bが軸方向に屈曲するように形成されている。
図1,2,3に示すように、冷却ファン80は板材を加工することにより形成されている。冷却ファン80は羽根部81と固定部82と延設部83とを有する。シャフト30と固定する部分である固定部82は円板状(フランジ状)をなし、シャフト30に固定される。円板状の固定部82の外周端から円筒状の延設部83が軸方向に延びている。円筒状の延設部83の他端に羽根部81が形成されている。羽根部81は、平板部81aと空気受け用の曲面部81bからなる。羽根部81の平板部81aがシャフト30の延びる方向に直交する径方向に延び、平板部81aの外周側に複数の曲面部81bが軸方向に屈曲するように形成されている。
そして、冷却ファン80の回転に伴い曲面部81bによりシャフト30の反出力側の軸線O側から径方向外側に空気が送られることになる。つまり、図1に示すように、ヒートシンク60の放熱面60aと整流プレート90との間の空間において外気を外径側からシャフト30の反出力側の軸線O側に向かって導入できるとともに整流プレート90の穴91,92,93,94,95を通して冷却ファン80の平板部81aに沿って外径側に排出できるようになっている。
図1,2,3に示すように、整流プレート90は、ハウジング21の外部におけるシャフト30の反出力側の軸線O上においてヒートシンク60と冷却ファン80との間に配置されている。整流プレート90は、平板よりなり、略円板状をなしている。整流プレート90は、シャフト30の延びる方向に直交する径方向に延びており、シャフト30の反出力側の軸線O上の部位に四角形の穴95を有する。また、整流プレート90における穴95の周囲には、穴91,92,93,94が設けられている。
このように、ヒートシンク60が回転電機20と対向する向きに配置されている。ヒートシンク60に径方向から吸入した外気が、ロータ23と一体で回転する冷却ファン80によって径方向に排気される。詳しくは、冷却ファン80の回転に伴い吸引された空気はフィン62によりヒートシンク60の本体部61におけるシャフト30の反出力側の軸線Oに向かって流れ、その空気は、整流プレート90の穴91,92,93,94,95を通って冷却ファン80に導かれ、冷却ファン80の羽根部81を通って排出される。
図1,2,3に示すように、インバータ一体形回転電機10は、第2ハウジング構成部材27の上部からシャフト30の軸線方向に延びる複数本(3本)の引出線40,41,42と、バスバー110,111,112と、インバータ50に設けられた端子120,121,122,123,124を有する。
引出線40,41,42は、回転電機20から引き出され、回転電機20とインバータ50とを電気的に接続するためのものである。バスバー110,111,112は、一端部が引出線40,41,42と接続されるとともに他端部がインバータ50の端子120,121,122と接続される。
回転電機20の動力線である引出線40,41,42は、ヒートシンク60、冷却ファン80および整流プレート90の外周側においてシャフト30の軸線方向に延設され、回転電機20とインバータ50とを繋いでいる。引出線40はU相の引出線であり、引出線41はV相の引出線であり、引出線42はW相の引出線である。引出線(コード)40〜42は、コイル29から延び、グロメット43によりシールした状態で第2ハウジング構成部材27を貫通して外部に延設されている。各引出線40,41,42は圧着端子40a,41a,42aを有する。3本の引出線40,41,42は、水平方向において互いに離間して並設されており、この互いに離間して配置された引出線40,41,42の間の隙間(空隙)に空気が通過することができる。
このように、引出線40,41,42は、回転電機20から冷却ファン80およびヒートシンク60の外周を跨ぐように延在する。
インバータ50の基板51には、U相出力用の端子120、V相出力用の端子121、W相出力用の端子122、正極入力用の端子123、負極入力用の端子124が立設されている。各端子120〜124は円柱状をなし、シャフト30の軸線方向に延びている。端子120〜124はカバー100の蓋部102を貫通しており、端子120〜124と蓋部102との間はシール材としてのOリング140により密封されている。そして、カバー100の蓋部102から端子120〜124の先端がカバー100の外部に露出している。各端子120〜124には、それぞれ、ねじ穴125が形成されている。各ねじ穴125は、端子120〜124の軸方向に延び、端子120〜124の先端面に開口している。
インバータ50の基板51には、U相出力用の端子120、V相出力用の端子121、W相出力用の端子122、正極入力用の端子123、負極入力用の端子124が立設されている。各端子120〜124は円柱状をなし、シャフト30の軸線方向に延びている。端子120〜124はカバー100の蓋部102を貫通しており、端子120〜124と蓋部102との間はシール材としてのOリング140により密封されている。そして、カバー100の蓋部102から端子120〜124の先端がカバー100の外部に露出している。各端子120〜124には、それぞれ、ねじ穴125が形成されている。各ねじ穴125は、端子120〜124の軸方向に延び、端子120〜124の先端面に開口している。
正極用の端子123の先端および負極用の端子124に対し直流電源ラインの端子がねじ締結される。
カバー100の筒部101に引出線40,41,42とバスバー110,111,112の一端部とを接続する端子台44が設けられている。端子台44の上面は水平方向に延び、平坦な面となっている。端子台44にはナットN1が埋設されている。各引出線40,41,42は圧着端子40a,41a,42aを通してナットN1に螺合するボルトB3により対応する各バスバー110,111,112に電気的に接続されている。詳しくは、端子台44において、バスバー110,111,112の上に引出線40,41,42(圧着端子40a,41a,42a)を配置した状態でねじ締結される。
カバー100の筒部101に引出線40,41,42とバスバー110,111,112の一端部とを接続する端子台44が設けられている。端子台44の上面は水平方向に延び、平坦な面となっている。端子台44にはナットN1が埋設されている。各引出線40,41,42は圧着端子40a,41a,42aを通してナットN1に螺合するボルトB3により対応する各バスバー110,111,112に電気的に接続されている。詳しくは、端子台44において、バスバー110,111,112の上に引出線40,41,42(圧着端子40a,41a,42a)を配置した状態でねじ締結される。
バスバー110,111,112は、端子台44からカバー100の外表面に沿って端子120,121,122の先端に向かって屈曲した形状を有する。詳しくは、バスバー110,111,112は、端子台44からシャフト30の軸線方向に延びるとともに、その先端から蓋部102に沿って下方に向かって延びている。バスバー110,111,112の他端部においてボルトB4によりバスバー110,111,112が端子120〜122のねじ穴125に螺入されている。これにより、バスバー110,111,112の他端部が端子120,121,122の先端にねじ締結されている。ボルトB4はシャフト30の軸線方向から螺入される。また、各バスバー110,111,112においては、90度屈曲する部位には外側に凸となる円弧部115が形成され、円弧部115によりバスバー110〜112の両端を固定するときの公差を吸収することができるようになっている。詳細には、円弧部115は、径方向外側に凸となっている。
図1に示すように、カバー100と端子台44とは一体形成されている。カバー100とヒートシンク60との間は第1シール材としてのOリング130により密封されている。Oリング130は環状をなしている。また、上述したようにカバー100の蓋部102と各端子120,121,122,123,124との間は第2シール材としてのOリング140により密封されており、Oリング140は環状をなしている。このようにして、インバータ50が気密封止されている。
また、ヒートシンク60に対するカバー100の締結方向と端子120,121,122に対するバスバー110,111,112の締結方向とが同一方向であり、具体的には、共にシャフト30の軸線方向となっている。
次に、このように構成したインバータ一体形回転電機10の作用について説明する。
インバータ50によってコイル29が通電されるとステータ22において回転磁界が作られる。回転磁界が発生すると、ロータ23が回転する。この回転に伴い冷却ファン80も回転する。冷却ファン80の回転により空気(外気)が径方向外側からシャフト30の反出力側の軸線O側に向かって導入され、羽根部81を通って排出される。この空気によりインバータ50で発生した熱はヒートシンク60を介して排出される。
インバータ50によってコイル29が通電されるとステータ22において回転磁界が作られる。回転磁界が発生すると、ロータ23が回転する。この回転に伴い冷却ファン80も回転する。冷却ファン80の回転により空気(外気)が径方向外側からシャフト30の反出力側の軸線O側に向かって導入され、羽根部81を通って排出される。この空気によりインバータ50で発生した熱はヒートシンク60を介して排出される。
回転電機20とインバータ50とを繋ぐ複数本の引出線40,41,42が、ヒートシンク60、冷却ファン80および整流プレート90の外周側においてシャフト30の軸線方向に延設されており、U,V,Wの各相の引出線40,41,42により回転電機20とインバータ50とを電気的に接続することができる。また、カバー100の側面である筒部101に引出線用の端子台44を有しており、端子台44を用いてU,V,Wの各相の引出線40,41,42で回転電機20とインバータ50とを容易に電気的に接続することができる。
また、図1に示すように、冷却ファン80の回転に伴う整流プレート90の穴91〜95を通過する前の空気が引出線40,41,42に流れるとともに、冷却ファン80の回転に伴う整流プレート90の穴91〜95を通過した後の空気が引出線40,41,42に流れる。これにより、回転電機20とインバータ50とを繋ぐ複数本の引出線(U,V,Wの各相の引出線)40,41,42が冷却される。
このように、回転電機(モータ)20の引出線40,41,42を、カバー100に設けた端子台44を用いて、バスバー110,111,112を介してインバータ50と接続する構成とすることにより端子台を別途配置する場合に比べ小型化が図られる。また、端子台44において引出線40,41,42とバスバー110,111,112とをねじ締結することにより回転電機(モータ)20とインバータ50を分離可能に接続し、インバータ50を取り外して修理したりインバータ50を交換する等のメンテナンス性が確保されている。また、棒状の端子120,121,122が基板51に立設され、シャフト30の軸線方向(カバー100の締結方向)に延びており、インバータ50の密封が容易となっている。
詳しく説明する。
図6は比較例であり、基板51からインバータ端子であるバスバー200が回転電機(モータ)20の径方向に延設され、端子台44において引出線40,41,42と接続されている。また、シール材201にて端子台44が密封されているとともにシール材202にてカバー100が密封されている。このようにバスバー200と回転電機20の引出線40,41,42を接続する場合においては、インバータ端子であるバスバー200がシャフト30の軸線方向(カバー100の締結方向)に対し直角方向に設けられているため、カバー100の密封が難しく、コストアップを招く。
図6は比較例であり、基板51からインバータ端子であるバスバー200が回転電機(モータ)20の径方向に延設され、端子台44において引出線40,41,42と接続されている。また、シール材201にて端子台44が密封されているとともにシール材202にてカバー100が密封されている。このようにバスバー200と回転電機20の引出線40,41,42を接続する場合においては、インバータ端子であるバスバー200がシャフト30の軸線方向(カバー100の締結方向)に対し直角方向に設けられているため、カバー100の密封が難しく、コストアップを招く。
本実施形態では、カバー100の側面である筒部101に引出線の端子台44が設けられ、端子台44にはナットN1がインサート成形されている。この端子台44において回転電機(モータ)20の引出線40,41,42がバスバー110,111,112の一端部と締結され、バスバー110,111,112の他端部が端子120,121,122と接続される。このとき、バスバー110,111,112はカバー100に沿うように配置されている。また、バスバー110,111,112の他端部はシャフト30の軸線方向(カバー100の締結方向)において端子120,121,122とねじ締結される。
このようにして、回転電機(モータ)20の引出線40,41,42を締結する端子台44をカバー100の側面である筒部101にカバー100と一体に形成し、端子120,121,122はカバー100の締結軸方向で締結する。よって、端子台44を別に製作することなくインバータ50の密封が容易で、かつメンテナンス性もよいインバータ一体形回転電機10を提供できる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)インバータ一体形回転電機10は、ハウジング21内にロータ23が配置され、シャフト30の出力側がハウジング21の一方の面S1から突出するとともにシャフト30の反出力側がハウジング21の他方の面S2から突出する回転電機20を備える。また、ハウジング21の外部においてシャフト30の反出力側に固定され、シャフト30の回転に伴い回転する冷却ファン80を備える。さらに、ハウジング21の外部におけるシャフト30の反出力側において冷却ファン80から離間して配置され、放熱面60aが冷却ファン80と対向し冷却ファン80の回転に伴い発生する空気流が放熱面60aを通過するヒートシンク60を備える。さらには、ヒートシンク60における部品配置面60bに部品としての基板51およびスイッチング素子52が配置され、回転電機20を駆動するためのインバータ50を備える。また、筒部101が蓋部102で塞がれた有蓋筒状をなし、シャフト30の反出力側に配置され、ヒートシンク60の部品配置面60bに配置された部品としての基板51およびスイッチング素子52を覆うカバー100を備える。回転電機20から引き出され、回転電機20とインバータ50とを電気的に接続するための引出線40,41,42と、一端部が引出線40,41,42と接続されるとともに他端部がインバータ50の端子120,121,122と接続されるバスバー110,111,112と、を有する。引出線40,41,42は、回転電機20から冷却ファン80およびヒートシンク60の外周を跨ぐように延在している。カバー100の蓋部102から端子120,121,122の先端がカバー100の外部に露出している。カバー100の筒部101に引出線40,41,42とバスバー110,111,112の一端部とを接続する端子台44が設けられている。バスバー110,111,112は、端子台44から端子120,121,122の先端に向かって屈曲した形状を有する。
(1)インバータ一体形回転電機10は、ハウジング21内にロータ23が配置され、シャフト30の出力側がハウジング21の一方の面S1から突出するとともにシャフト30の反出力側がハウジング21の他方の面S2から突出する回転電機20を備える。また、ハウジング21の外部においてシャフト30の反出力側に固定され、シャフト30の回転に伴い回転する冷却ファン80を備える。さらに、ハウジング21の外部におけるシャフト30の反出力側において冷却ファン80から離間して配置され、放熱面60aが冷却ファン80と対向し冷却ファン80の回転に伴い発生する空気流が放熱面60aを通過するヒートシンク60を備える。さらには、ヒートシンク60における部品配置面60bに部品としての基板51およびスイッチング素子52が配置され、回転電機20を駆動するためのインバータ50を備える。また、筒部101が蓋部102で塞がれた有蓋筒状をなし、シャフト30の反出力側に配置され、ヒートシンク60の部品配置面60bに配置された部品としての基板51およびスイッチング素子52を覆うカバー100を備える。回転電機20から引き出され、回転電機20とインバータ50とを電気的に接続するための引出線40,41,42と、一端部が引出線40,41,42と接続されるとともに他端部がインバータ50の端子120,121,122と接続されるバスバー110,111,112と、を有する。引出線40,41,42は、回転電機20から冷却ファン80およびヒートシンク60の外周を跨ぐように延在している。カバー100の蓋部102から端子120,121,122の先端がカバー100の外部に露出している。カバー100の筒部101に引出線40,41,42とバスバー110,111,112の一端部とを接続する端子台44が設けられている。バスバー110,111,112は、端子台44から端子120,121,122の先端に向かって屈曲した形状を有する。
これにより、回転電機20の反出力側にインバータ50とヒートシンク60と冷却ファン80とを配したインバータ一体形回転電機において、回転電機20とインバータ50とを電気的に接続するための配線を容易に行うことができる。
(2)カバー100と端子台44とは一体形成されているので、小型化を図ることができるとともにインバータ50の密封性に優れている。
(3)カバー100とヒートシンク60との間を密封する第1シール材としてのOリング130と、蓋部102と端子120,121,122との間を密封する第2シール材としてのOリング140とを有するので、インバータ50の密封性に優れている。
(3)カバー100とヒートシンク60との間を密封する第1シール材としてのOリング130と、蓋部102と端子120,121,122との間を密封する第2シール材としてのOリング140とを有するので、インバータ50の密封性に優れている。
(4)ヒートシンク60に対するカバー100の締結方向と端子120,121,122に対するバスバー110,111,112の締結方向とが同一方向であるので、カバー100やバスバー110,111,112を締結しやすい。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・バスバーは断面長方形の帯板状のものを用いたがこれに限るものではない。例えば、バスバーは断面円形の導体を用いてもよい。
・バスバーは断面長方形の帯板状のものを用いたがこれに限るものではない。例えば、バスバーは断面円形の導体を用いてもよい。
・端子台44で引出線40,41,42とバスバー110,111,112の一端部をねじ締結するとともに、バスバー110,111,112の他端部と端子120,121,122とをねじ締結したが、これに限らない。例えば、バスバー110,111,112の他端部と端子120,121,122とを半田付けしてもよく、この場合にもメンテナンス性に優れている。
・端子台44においてバスバー110,111,112の上に引出線40,41,42(圧着端子40a,41a,42a)を配置したが、引出線40,41,42(圧着端子40a,41a,42a)の上にバスバー110,111,112を配置してもよい。
・バスバー110,111,112の全域はカバー100に沿うように配置されていたが、これに限らない。例えば、バスバー110,111,112の一部分はカバー100にインサート成形されていてもよい。
・バスバー110,111,112には、円弧部115が形成されていたが、これに限らない。円弧部115を形成しなくてもよい。また、円弧部115を軸方向外側に凸となるように形成してもよい。
・ヒートシンク60は、ハウジング21の外部におけるシャフト30の反出力側の軸線O上において配置したが、これに限ることなく、ヒートシンク60は、ハウジング21の外部におけるシャフト30の反出力側において配置すればよい。
・カバー100は、シャフト30の反出力側の軸線O上に配置したが、これに限ることなく、カバー100は、シャフト30の反出力側に配置すればよい。
・回転電機(モータ)の種類は問わない。つまり、誘導モータでなくてもよい。例えば永久磁石付きの回転電機でもよい。
・回転電機(モータ)の種類は問わない。つまり、誘導モータでなくてもよい。例えば永久磁石付きの回転電機でもよい。
・整流部材はプレートであったが、整流部材は板でなくてもよい。
・回転電機は密閉型に限らず、開放型の回転電機に適用してもよい。
・回転電機は密閉型に限らず、開放型の回転電機に適用してもよい。
10…インバータ一体形回転電機、20…回転電機、21…ハウジング、23…ロータ、30…シャフト、40…引出線、41…引出線、42…引出線、44…端子台、50…インバータ、51…基板、52…スイッチング素子、60…ヒートシンク、60a…放熱面、60b…部品配置面、80…冷却ファン、100…カバー、101…筒部、102…蓋部、110…バスバー、111…バスバー、112…バスバー、120…端子、121…端子、122…端子、130…Oリング、140…Oリング、S1…面、S2…面。
Claims (4)
- ハウジング内にロータが配置され、シャフトの出力側が前記ハウジングの一方の面から突出するとともに前記シャフトの反出力側が前記ハウジングの他方の面から突出する回転電機と、
前記ハウジングの外部において前記シャフトの反出力側に固定され、前記シャフトの回転に伴い回転する冷却ファンと、
前記ハウジングの外部における前記シャフトの反出力側において前記冷却ファンから離間して配置され、放熱面が前記冷却ファンと対向し前記冷却ファンの回転に伴い発生する空気流が前記放熱面を通過するヒートシンクと、
前記ヒートシンクにおける部品配置面に部品が配置され、前記回転電機を駆動するためのインバータと、
筒部が蓋部で塞がれた有蓋筒状をなし、前記シャフトの反出力側に配置され、前記ヒートシンクの部品配置面に配置された前記部品を覆うカバーと、
を備えたインバータ一体形回転電機において、
前記回転電機から引き出され、前記回転電機と前記インバータとを電気的に接続するための引出線と、
一端部が前記引出線と接続されるとともに他端部が前記インバータの端子と接続されるバスバーと、
を有し、
前記引出線は、前記回転電機から前記冷却ファンおよび前記ヒートシンクの外周を跨ぐように延在し、
前記カバーの蓋部から前記端子の先端が前記カバーの外部に露出し、
前記カバーの筒部に前記引出線と前記バスバーの一端部とを接続する端子台が設けられ、
前記バスバーは、前記端子台から前記端子の先端に向かって屈曲した形状を有することを特徴とするインバータ一体形回転電機。 - 前記カバーと前記端子台とは一体形成されていることを特徴とする請求項1に記載のインバータ一体形回転電機。
- 前記カバーと前記ヒートシンクとの間を密封する第1シール材と、前記蓋部と前記端子との間を密封する第2シール材とを有することを特徴とする請求項1または2に記載のインバータ一体形回転電機。
- 前記ヒートシンクに対する前記カバーの締結方向と前記端子に対する前記バスバーの締結方向とが同一方向であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインバータ一体形回転電機。
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JP2016077293A JP2017189052A (ja) | 2016-04-07 | 2016-04-07 | インバータ一体形回転電機 |
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JP2020010421A (ja) * | 2018-07-03 | 2020-01-16 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 回転機 |
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WO2024079974A1 (ja) * | 2022-10-12 | 2024-04-18 | 株式会社マキタ | 鉄筋結束機 |
WO2024079973A1 (ja) * | 2022-10-12 | 2024-04-18 | 株式会社マキタ | 鉄筋結束機 |
-
2016
- 2016-04-07 JP JP2016077293A patent/JP2017189052A/ja active Pending
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JP7137053B2 (ja) | 2018-07-03 | 2022-09-14 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 回転機 |
JP7164806B2 (ja) | 2018-07-03 | 2022-11-02 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 回転機 |
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