JP5312614B2 - インバータ一体型駆動モジュール - Google Patents
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Description
図1はこの発明の実施の形態1に係るインバータ一体型駆動モジュールを示す分解斜視図、図2はこの発明の実施の形態1に係るインバータ一体型駆動モジュールを示す断面斜視図、図3はこの発明の実施の形態1に係るインバータ一体型駆動モジュールに適用されるモータを構成するロータを示す断面図、図4はこの発明の実施の形態1に係るインバータ一体型駆動モジュールに適用されるモータを構成するステータ支持部材を示す斜視図、図5はこの発明の実施の形態1に係るインバータ一体型駆動モジュールのステータ支持部材をブラケットに取り付けた状態をブラケットの一面側から見た正面図、図6はこの発明の実施の形態1に係るインバータ一体型駆動モジュールにおけるステータとブラケットとの径方向の位置関係を説明する図、図7はこの発明の実施の形態1に係るインバータ一体型駆動モジュールに適用されるインバータモジュールを構成するヒートシンクを示す背面図、図8はこの発明の実施の形態1に係るインバータ一体型駆動モジュールにおけるインバータユニットとステータコイルとの間の電気的な接続方法を説明する要部断面図、図9はこの発明の実施の形態1に係るインバータ一体型駆動モジュールにおける冷却風の流れを説明する断面斜視図である。
また、永久磁石19をロータヨーク部17の内周面に接着しているが、永久磁石19とロータヨーク部17との接合強度が十分ならば、スペーサ45および磁石押さえ46を省略してもよい。
また、永久磁石17をロータヨーク部17の内周面に直接取り付けているが、鉄などの磁性材料で作製され、16個の永久磁石19を同一円周上に等角ピッチに配列するように埋め込んだリング体を、スペーサ45と磁石押さえ46とに挟持されてロータヨーク部17内に圧入してもよい。
ついで、6個のインバータユニット8を、フィンベース10の表面上に、放熱フィン11の配設領域に対応するように、貫通穴10aの穴中心を中心とする同一円周上に等角ピッチに配列して実装し、インバータモジュール7を作製する。
さらに、フィンベース10の貫通穴10aの穴中心を第1インバータ側通風穴4の穴中心に一致させて、ねじ42を挿通穴10bに通してブラケット1の取付部2の一面に形成されたねじ穴43に締着して、インバータモジュール7をブラケット1の取付部2の一面に取り付ける。
そこで、アウターロータを用いたインバータ一体型駆動モジュール100においても、インバータユニット8および軸受30の過度の温度上昇が抑制されるので、インバータユニット8および軸受30の長寿命化が図られる。
第2ロータ側通風穴35が、底面部18のスロット部24と同等の径方向位置に穿設されているので、スロット部24内を軸方向に流れてきた冷却風が速やかに第2ロータ側通風穴35から排出される。そこで、第3冷却風通風路の通風抵抗の増大が抑えられ、第3冷却風通風路内を流通する冷却風の流量が確保される。
放射状リブ29が、軸方向に延在する板状に作製されているので、放射状リブ29が放熱フィンとして作用し、ステータ20および軸受30が効果的に冷却される。
図10はこの発明の実施の形態2に係るインバータ一体型駆動モジュールにおけるステータとインバータモジュールとの径方向の位置関係を説明する図である。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
この実施の形態2によれば、インバータユニット8が、第2インバータ側通風穴5の径方向外側に位置するように、フィンベース10の表面上に実装されている。そこで、放熱フィン11間を流通する冷却風の全てがインバータユニット8の冷却に供されるので、インバータユニット8を効果的に冷却することができる。
図11はこの発明の実施の形態3に係るインバータ一体型駆動モジュールにおける冷却風の流れを説明する断面斜視図である。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
また、第2インバータ側通風穴5を取付部2Aに形成する必要がないので、ブラケット1Aの加工が容易となる。
図12はこの発明の実施の形態4に係るインバータ一体型駆動モジュールにおける冷却風の流れを説明する断面斜視図である。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
図13はこの発明の実施の形態5に係るインバータ一体型駆動モジュールに適用されるヒートシンクを示す要部背面図である。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
図14はこの発明の実施の形態6に係るインバータ一体型駆動モジュールに適用されるヒートシンクを示す要部背面図である。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
図15はこの発明の実施の形態7に係るインバータ一体型駆動モジュールに適用されるヒートシンクを示す要部背面図である。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
図16はこの発明の実施の形態8に係るインバータ一体型駆動モジュールに適用されるヒートシンクを示す要部背面図である。
なお、他の構成は、上記実施の形態7と同様に構成されている。
図17はこの発明の実施の形態9に係るインバータ一体型駆動モジュールに適用されるヒートシンクを示す要部背面図である。
なお、他の構成は上記実施の形態7と同様に構成されている。
図18はこの発明の実施の形態10に係るインバータ一体型駆動モジュールに適用されるヒートシンクを示す要部背面図である。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
図19はこの発明の実施の形態11に係るインバータ一体型駆動モジュールに適用されるモータを構成するステータ支持部材を示す正面図である。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
したがって、この実施の形態11によれば、ステータコイル25や軸受30の過度の温度上昇が抑えられ、モータ出力特性の向上および軸受30の長寿命化が図られる。
図20はこの発明の実施の形態12に係るインバータ一体型駆動モジュールに適用されるモータを構成するステータ支持部材を示す正面図である。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
したがって、この実施の形態12においても、ステータコイル25や軸受30の過度の温度上昇が抑えられ、モータ出力特性の向上および軸受30の長寿命化が図られる。
図21はこの発明の実施の形態13に係るインバータ一体型駆動モジュールを示す断面斜視図である。
なお、実施の形態13は、遠心ファン31に代えて軸流ファン50を用いている点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
図22はこの発明の実施の形態14に係るインバータ一体型駆動モジュールを示す断面斜視図である。
なお、実施の形態14は、遠心ファン31に代えて軸流ファン50を用いている点を除いて、上記実施の形態3と同様に構成されている。
また、上記実施の形態8において、遠心ファン31に代えて軸流ファン50を用いる場合には、フィン除去領域37の内径側に位置する放熱フィン11の除去領域側の端部を、挿通穴10cに向かうように曲げることが、配線36の冷却性の観点から好ましい。
また、実施の形態13,14では、軸流ファン50を用いるものとしているが、ファンは、軸流ファン50に限定されるものではなく、ロータ16,16Aの底面部18の外周面に相対して配設されて冷却風をステータ支持部26,26A,26B内やスロット部24内に流入させるように動作するものであればよく、例えば斜流ファンでもよい。
また、上記各実施の形態では、ステータ支持部材は6枚の放射状リブを有しているものとしているが、放射状リブの枚数を増やしてもよい。これにより、放射状リブの放熱面積が増大し、ステータコイルおよび軸受での発熱がステータ支持部内を流通する冷却風に放熱され、ステータおよび軸受の温度上昇が抑えられる。この場合、各放射状リブの断面積を小さくすれば、放射状リブの枚数を増やすことに起因するステータ支持部内の通風抵抗の増大を抑えることができる。
また、上記各実施の形態では、インバータユニットが1個の上アームスイッチング素子と1個の下アームスイッチング素子とから構成されているものとしているが、インバータユニットは、並列に接続された複数個の上アームスイッチング素子と並列に接続された複数個の下アームスイッチング素子とから構成されてもよい。
また、上記各実施の形態では、スペーサがヒートシンクのフィンベースに一体に形成されているものとしているが、スペーサはフィンベースと別部品として作製されてもよい。
Claims (12)
- スロット部が外周側に開口するように周方向に配列された円環状のステータコア、および該ステータコアに巻装されたステータコイルを有するステータ、上記ステータコアに放射状リブを介して該ステータコアの軸心位置に保持されるベアリングボックス、および円筒状のロータヨーク部、該ロータヨーク部の一端から内径側に延設された底面部、およびN極とS極とが該ロータヨーク部の内周面に周方向に交互に配列されてなる複数の磁極を有し、該底面部が上記ベアリングボックスに収納された軸受に支持されたシャフトに固着されて、該ロータヨーク部が上記ステータコアを内包するように上記ステータに同軸に取り付けられたロータから構成されるモータと、
上記ロータの軸方向一側に上記底面部に相対して該ロータと供回り可能に配設されたファンと、
平板状のフィンベース、およびそれぞれ該フィンベースの裏面に垂直に立設されて径方向に延在して、周方向に配列された複数の放熱フィンを有するヒートシンク、およびそれぞれ該フィンベースの表面に該放熱フィンの配設領域上に位置するように実装され、上記ステータコイルに交流電力を供給する複数のインバータユニットから構成されるインバータモジュールと、を備えたインバータ一体型駆動モジュールにおいて、
上記モータが、上記ステータコアをブラケットの平板状の取付部の一面に固着して該ブラケットに取り付けられ、
上記インバータモジュールが、上記放熱フィンを上記取付部の他面に向けてスペーサを介して上記フィンベースを該取付部に固着して上記ブラケットに取り付けられ、
第1インバータ側通風穴が、上記軸受と相対する上記ブラケットの部位に穿設され、
第1ロータ側通風穴が、上記軸受と相対する上記底面部の部位に穿設され、
上記ファンの回転駆動により、隣り合う上記放熱フィン間に形成されて上記第1インバータ側通風穴と上記ヒートシンクの径方向外方とを連通し、冷却風が径方向に流れる径方向通風路、および上記ステータコアの内部に形成されて上記第1インバータ側通風穴と上記第1ロータ側通風穴とを連通し、冷却風が軸方向に流れる軸方向通風路からなる第1冷却風通風路が構成されることを特徴とするインバータ一体型駆動モジュール。 - 第2ロータ側通風穴が、上記ステータコアと相対する上記底面部の部位に穿設され、
上記ファンの回転駆動により、上記スロット部の内部に形成されて上記ロータヨーク部と上記取付部との間の空隙と協働して上記ロータヨーク部の径方向外方と上記第2ロータ側通風穴とを連通し、冷却風が軸方向に流れる第2冷却風通風路が構成されることを特徴とする請求項1記載のインバータ一体型駆動モジュール。 - 第2インバータ側通風穴が、上記ステータコアと相対する上記取付部の部位に穿設され、
第2ロータ側通風穴が、上記ステータコアと相対する上記底面部の部位に穿設され、
上記ファンの回転駆動により、上記スロット部の内部に形成されて上記第2インバータ側通風穴と協働して上記径方向通風路と上記第2ロータ側通風穴とを連通し、冷却風が軸方向に流れる第3冷却風通風路が構成されることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のインバータ一体型駆動モジュール。 - 上記第2インバータ側通風穴が上記スロット部に軸方向に相対するように上記取付部に穿設されていることを特徴とする請求項3記載のインバータ一体型駆動モジュール。
- 上記第2インバータ側通風穴が上記スロット部のそれぞれに軸方向に相対するように上記取付部に穿設されていることを特徴とする請求項4記載のインバータ一体型駆動モジュール。
- 薄板状フィンが軸方向に延在するように上記放射状リブに複数形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のインバータ一体型駆動モジュール。
- 上記インバータユニットと上記ステータコイルとを結線する配線が上記フィンベースおよび上記取付部を貫通していることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のインバータ一体型駆動モジュール。
- 上記配線が周方向に隣り合う複数本の上記放熱フィンの径方向の一部を除去して構成されたフィン除去スペース内を通るように上記フィンベースを貫通していることを特徴とする請求項7記載のインバータ一体型駆動モジュール。
- 上記フィン除去スペースの外径側又は内径側に位置する上記放熱フィンの端部が、上記放熱フィン間から上記フィン除去スペース内に流入する冷却風が上記フィン除去スペース内を通る上記配線に向うように曲げられていることを特徴とする請求項8記載のインバータ一体型駆動モジュール。
- 上記配線の絶縁シースの断面形状が、長軸方向を径方向とし、長軸の先端側および後端側を、短軸方向の幅を長軸の先端および後端に向って漸次狭くする曲線とする細長形状であることを特徴とする請求項8記載のインバータ一体型駆動モジュール。
- 上記配線が上記スペーサを挿通するように上記フィンベースを貫通していることを特徴とする請求項7記載のインバータ一体型駆動モジュール。
- 上記インバータユニットが、径方向関し、上記第2インバータ側通風穴より径方向外側に位置するように上記フィンベースの表面に実装されていることを特徴とする請求項3乃至請求項6のいずれか1項に記載のインバータ一体型駆動モジュール。
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