JP6079452B2 - Inverter-integrated rotating electrical machine - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機と回転電機に取り付けられたインバータ装置とを備えるインバータ一体型回転電機に関する。 The present invention relates to an inverter-integrated rotating electrical machine including a rotating electrical machine and an inverter device attached to the rotating electrical machine.
特許文献1には、インバータユニットと回転電機とを一体化してなる車両用回転電機装置が記載されている。特許文献1に記載の車両用回転電機装置においては、回転電機の回転子の回転に伴って冷却ファンが回転させられると、インバータユニットのカバーの外周に設けられた吸気孔から冷却風が吸入される。吸入された冷却風は、インバータユニットの放熱フィンに沿って流れて回転電機側に吸入された後に、冷却ファンによって遠心方向に曲げられ、回転電機のリヤブラケットの外周に設けられた排気孔から排出される。 Patent Document 1 describes a vehicular rotating electrical machine device in which an inverter unit and a rotating electrical machine are integrated. In the rotating electrical machine apparatus for a vehicle described in Patent Document 1, when the cooling fan is rotated along with the rotation of the rotor of the rotating electrical machine, cooling air is sucked from the intake holes provided on the outer periphery of the cover of the inverter unit. The The sucked cooling air flows along the radiating fins of the inverter unit, is sucked into the rotating electrical machine side, is bent in the centrifugal direction by the cooling fan, and is discharged from the exhaust hole provided on the outer periphery of the rear bracket of the rotating electrical machine. Is done.
特許文献1に記載の車両用回転電機装置においては、インバータユニットのカバーの吸気口と、回転電機のリヤブラケットの排気孔との間に仕切り壁を設けることにより、排気口から排出される高温度の排気冷却風が吸気口に循環することを抑制し、インバータユニとの効率的な冷却を図っている。しかしながら、特許文献1に記載の車両用回転電機装置においては、インバータユニットのカバーに対して外側に突出する仕切り壁を設けているので、仕切り壁の分だけインバータユニットが径方向に大きくなってしまうため、装置全体の小型化が阻害されるおそれがある。 In the rotating electrical machine apparatus for a vehicle described in Patent Literature 1, a high temperature discharged from the exhaust port is provided by providing a partition wall between the intake port of the inverter unit cover and the exhaust hole of the rear bracket of the rotary electrical machine. This prevents the exhaust cooling air from circulating to the intake port and achieves efficient cooling with the inverter unit. However, in the rotating electrical machine apparatus for a vehicle described in Patent Document 1, since the partition wall protruding outward is provided with respect to the cover of the inverter unit, the inverter unit becomes larger in the radial direction by the amount of the partition wall. Therefore, there is a possibility that downsizing of the entire apparatus may be hindered.
そこで、本発明は、インバータ装置を大型化することなく効率的に冷却可能なインバータ一体型回転電機を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the inverter integrated rotary electric machine which can be cooled efficiently, without enlarging an inverter apparatus.
上記課題を解決するために、本発明に係るインバータ一体型回転電機は、回転軸、回転軸の回転に伴って回転する冷却用ファン、及び、冷却用ファンを収容する収容空間を内部に画成するハウジングを有する回転電機と、放熱部材を有し、放熱部材がハウジング上に配置されるように回転電機に取り付けられたインバータ装置と、を備え、回転電機の側面には、第1の開口が形成されており、インバータ装置の側面には、第2の開口が形成されており、ハウジングの前記インバータ装置に対向する面には、第1の開口と第2の開口とを連通させるための第3の開口が形成されており、インバータ装置は、第2の開口から第3の開口に向かって延在する放熱フィンを有しており、第1の開口と第2の開口とは、回転軸の延在方向からみて互いに異なる位置に配置されている、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, an inverter-integrated rotating electrical machine according to the present invention internally defines a rotating shaft, a cooling fan that rotates as the rotating shaft rotates, and a housing space that houses the cooling fan. A rotating electrical machine having a housing and an inverter device attached to the rotating electrical machine so that the heat radiating member is disposed on the housing, and a first opening is provided on a side surface of the rotating electrical machine. A second opening is formed on the side surface of the inverter device, and a first opening for communicating the first opening and the second opening is formed on the surface of the housing facing the inverter device. 3 is formed, and the inverter device has a heat radiating fin extending from the second opening toward the third opening. The first opening and the second opening have a rotation axis. Seeing from each other It is disposed in a position, characterized in that.
本発明に係るインバータ一体型回転電機においては、インバータ装置の放熱部材が回転電機のハウジング上に配置されるように、インバータ装置が回転電機に取り付けられている。また、回転電機の側面には第1の開口が形成されており、インバータ装置の側面には第2の開口が形成されている。そして、回転電機のハウジングにおけるインバータ装置に対向する面には、第1の開口と第2の開口とを連通するための第3の開口が形成されている。このため、冷却用ファンが収容される収容空間は、その第3の開口を介して、第1の開口と第2の開口とに連通する。したがって、収容空間内において冷却用ファンが回転すると、空気等の冷媒が、例えば、第2の開口から吸入され第3の開口を通って収容空間に導入される。また、例えば、収容空間に導入された冷媒は、冷却用ファンの回転に伴って第1の開口から排出される。このような冷媒の流れにより、放熱部材及び放熱フィンを介してインバータ装置の各要素が冷却される。特に、本発明に係るインバータ一体型回転電機においては、第1の開口と第2の開口とが、回転電機の回転軸に沿った方向からみて、互いに異なる位置に形成されている。このため、例えば第1の開口から排出された冷媒が、第2の開口から再び吸入されることが抑制される。つまり、冷媒の還流が抑制される。よって、インバータ装置を大型化することなくインバータ装置を効率的に冷却可能である。 In the inverter-integrated rotating electrical machine according to the present invention, the inverter device is attached to the rotating electrical machine so that the heat dissipation member of the inverter device is disposed on the housing of the rotating electrical machine. Moreover, the 1st opening is formed in the side surface of a rotary electric machine, and the 2nd opening is formed in the side surface of an inverter apparatus. A third opening for communicating the first opening and the second opening is formed in a surface of the housing of the rotating electrical machine that faces the inverter device. For this reason, the accommodation space in which the cooling fan is accommodated communicates with the first opening and the second opening via the third opening. Therefore, when the cooling fan rotates in the accommodation space, for example, a refrigerant such as air is sucked from the second opening and introduced into the accommodation space through the third opening. For example, the refrigerant introduced into the accommodation space is discharged from the first opening with the rotation of the cooling fan. With such a refrigerant flow, each element of the inverter device is cooled via the heat radiating member and the heat radiating fins. In particular, in the inverter-integrated rotating electrical machine according to the present invention, the first opening and the second opening are formed at different positions as viewed from the direction along the rotating shaft of the rotating electrical machine. For this reason, for example, the refrigerant discharged from the first opening is suppressed from being sucked again from the second opening. That is, the recirculation of the refrigerant is suppressed. Therefore, the inverter device can be efficiently cooled without increasing the size of the inverter device.
本発明に係るインバータ一体型回転電機においては、第1の開口は、冷却用ファンの回転に応じて収容空間から冷媒を排出するための排出口であり、第2の開口は、冷却用ファンの回転に応じて、第3の開口を介して収容空間に冷媒を吸入するための吸入口であり、回転電機及びインバータ装置の側面には、回転電機とインバータ装置とを互いに固定するための固定部が突設されており、固定部は、少なくとも、第1の開口と第2の開口との間の位置であって、冷却用ファンの回転方向について第1の開口に隣接する位置に設けられているものとすることができる。この場合には、冷却用ファンの回転方向にならって第1の開口から排出される冷媒が第2の開口に直接向かうことを抑制することができる。よって、冷媒の還流を確実に抑制し、より効率的にインバータ装置を冷却可能である。 In the inverter-integrated rotating electrical machine according to the present invention, the first opening is an outlet for discharging the refrigerant from the accommodation space according to the rotation of the cooling fan, and the second opening is the cooling fan. A suction port for sucking the refrigerant into the accommodation space through the third opening according to the rotation, and a fixing portion for fixing the rotary electric machine and the inverter device to each other on the side surfaces of the rotary electric machine and the inverter device And the fixing portion is provided at least at a position between the first opening and the second opening and adjacent to the first opening in the rotation direction of the cooling fan. Can be. In this case, the refrigerant discharged from the first opening along the rotation direction of the cooling fan can be prevented from going directly to the second opening. Therefore, the recirculation | reflux of a refrigerant | coolant can be suppressed reliably and an inverter apparatus can be cooled more efficiently.
本発明に係るインバータ一体型回転電機においては、インバータ装置は、略円形の外形を有すると共に、複数のパワーモジュールと複数のコンデンサとを有し、パワーモジュールとコンデンサとは、インバータ装置の円周方向に沿って略等間隔で交互に配置されており、放熱フィンは、放熱部材におけるパワーモジュールの搭載部分に対応する部分に形成されており、第1の開口は、ハウジングにおけるコンデンサに対向する位置に形成されているものとすることができる。この場合には、インバータ装置における電気的及び熱的なアンバランスが生じることを抑制可能である。また、発熱部材であるパワーモジュールを効果的に冷却可能である。 In the inverter-integrated rotating electrical machine according to the present invention, the inverter device has a substantially circular outer shape and includes a plurality of power modules and a plurality of capacitors, and the power modules and the capacitors are arranged in the circumferential direction of the inverter device. The heat radiation fins are formed at portions corresponding to the power module mounting portion of the heat radiation member, and the first opening is at a position facing the capacitor in the housing. It may be formed. In this case, it is possible to suppress electrical and thermal imbalance in the inverter device. Moreover, the power module which is a heat generating member can be cooled effectively.
本発明に係るインバータ一体型回転電機においては、放熱フィンは、放熱部材における第2の開口側の領域に形成された複数の第1の放熱フィンと、放熱部材における第3の開口側の領域に形成された複数の第2の放熱フィンとを含み、第1の放熱フィンの形成密度は、第2の放熱フィンの形成密度よりも小さいものとすることができる。この場合には、第2の開口側の領域において冷媒の圧損が生じることを抑制することができる。 In the inverter-integrated dynamoelectric machine according to the present invention, the heat radiating fins are formed in the plurality of first heat radiating fins formed in the second opening side region of the heat radiating member and in the third opening side region of the heat radiating member. The formation density of the 1st radiation fin can be made into a thing smaller than the formation density of the 2nd radiation fin. In this case, it is possible to suppress the pressure loss of the refrigerant from occurring in the region on the second opening side.
本発明によれば、インバータ装置を効率的に冷却可能なインバータ一体型回転電機を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the inverter integrated rotary electric machine which can cool an inverter apparatus efficiently can be provided.
以下、本発明の一実施形態に係るインバータ一体型回転電機について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図の寸法比率は、実際のものとは異なる場合がある。 Hereinafter, an inverter-integrated rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same elements or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Also, the dimensional ratios in each figure may be different from the actual ones.
図1は、本実施形態に係るインバータ一体型回転電機の斜視図である。図1に示されるように、インバータ一体型回転電機100は、回転電機1とインバータ装置2とを備えている。インバータ一体型回転電機100は、全体として円筒状を呈している。回転電機1は、例えば3相モータであり、インバータ装置2は、例えば、3相モータを駆動する3相インバータである。回転電機1とインバータ装置2とは一体化されており、互いに電気的に接続されている。
FIG. 1 is a perspective view of an inverter-integrated rotating electrical machine according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the inverter-integrated rotating
図2は、図1(及び図5)のII−II線に沿った模式的な部分断面図である。図3は、図1,2に示されたハウジングの平面図である。図1〜3に示されるように、回転電機1は、回転軸10と、ファン11と、ハウジング12とを有している。ファン(冷却用ファン)11は、回転軸10の一端部10aに取り付けられており、回転軸10の回転に伴って回転する。なお、各図において、方向A1は回転軸10の延在方向を示しており、方向A2は回転軸10及びファン11の回転方向を示している。また、回転電機1は、回転電機としての機能を生じさせるために、例えば、回転軸10の回転に伴って回転する回転子や固定子等の図示しない要素をさらに有している。
FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1 (and FIG. 5). FIG. 3 is a plan view of the housing shown in FIGS. As shown in FIGS. 1 to 3, the rotating electrical machine 1 includes a rotating
ハウジング12は、方向A1における回転電機1の一端部1aを形成している。ハウジング12は、上壁部13と、側壁部14とを含む。上壁部13は、円板状を呈しており、方向A1に交差する方向に沿って延在している。側壁部14は、円筒状を呈しており、上壁部13から方向A1に沿って延在している。ハウジング12は、上壁部13と側壁部14とによって、内部に空間(収容空間)Sを画成している。回転軸10の一端部10a及びファン11は、空間S内に収容されている。
The
上壁部13には、複数(ここでは3つ)の開口(第3の開口)15が形成されている。開口15は、上壁部13の円周方向(方向A2)に沿って、互いに略等間隔に配列されている。また、上壁部13及び側壁部14には、複数(ここでは3つ)の開口(第1の開口)16が形成されている。開口16は、上壁部13と側壁部14との接続部分に形成されている。開口16は、方向A2に沿って互いに略等間隔となるように形成されている。
A plurality of (here, three) openings (third openings) 15 are formed in the
つまり、方向A1に交差する方向に延在するハウジング12の上面(インバータ装置2に対向する面)12aには開口15が形成されており、方向A1に沿って延在するハウジング12の側面(回転電機の側面)12b(及び上面12aの一部)には開口16が形成されている。ハウジング12の内部の空間Sは、開口15及び開口16において上方及び側方に開放されている。なお、ハウジング12の下端部は、回転電機1の胴体部分1Aに固定されている。
That is, an
ハウジング12の側面12b(側壁部14)には、回転電機1とインバータ装置2と互いに固定するための複数(ここでは3つ)の固定部17が突設されている。固定部17は、それぞれ、方向A2について開口16に隣接するように形成されている。
On the
図4は、図1,2に示されたインバータ装置の模式図である。特に、図4の(a)は、インバータ装置の模式的な平面図であり、図4の(b)は、インバータ装置の底面図である。図4の(a)においては、カバー及びコンデンサ基板を透過してパワーモジュール及びコンデンサを示している。図1,2,4に示されるように、インバータ装置2は、方向A1からみて略円形の外形を有している。インバータ装置2は、複数(ここでは3つ)のパワーモジュール20と、コンデンサ基板30と、複数のコンデンサ40と、ヒートシンク(放熱部材)50と、複数の放熱フィン60と、カバー70とを有している。
FIG. 4 is a schematic diagram of the inverter device shown in FIGS. In particular, FIG. 4A is a schematic plan view of the inverter device, and FIG. 4B is a bottom view of the inverter device. In FIG. 4A, the power module and the capacitor are shown through the cover and the capacitor substrate. As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
パワーモジュール20は、それぞれ、主回路基板21と、複数(ここでは8つ)のパワー素子22とを有している。パワー素子22は、主回路基板21の表面21aに搭載されている。パワー素子22は、例えば、4素子を1組として3相インバータの各相における上アーム又は下アームを構成する。各アームを構成する4つのパワー素子22は、表面21a上において一列に配列されている。パワー素子22としては、例えば、MOSFETやIGBT等を用いることができる。
Each of the
コンデンサ基板30は、その表面30aが主回路基板21の表面21aに対向するように主回路基板21に対向して配置されている。コンデンサ基板30の外形は略円形である。コンデンサ基板30の略中央には、開口部30hが形成されている。コンデンサ40は、コンデンサ基板30の表面30aに搭載されている。
The
コンデンサ40は、複数個(ここでは6個)を1組として、各組がコンデンサ基板30の円周方向(方向A2)に沿って互いに略等間隔となるように、コンデンサ基板30の表面30a上に分散して配置されている。ここでは、コンデンサ40の3つの組が、コンデンサ基板30の表面30a上において3等配されている。
A plurality of capacitors (here, six capacitors) are used as one set, and the sets are arranged on the
一方、パワーモジュール20は、それぞれ、方向A2に沿って互いに隣り合うコンデンサ40の組の間に配置されている。したがって、パワーモジュール20も、方向A2に沿って互いに略等間隔となるように、コンデンサ基板30の表面30a上に分散して配置されている。ここでは、3つのパワーモジュール20が、コンデンサ基板30の表面30a上において3等配されている。また、各アームを構成する複数のパワー素子22は、コンデンサ基板30の径方向に交差する方向に沿って配列されている。したがって、パワーモジュール20とコンデンサ40とは、インバータ装置2の円周方向(方向A2)に沿って略等間隔で交互に配置されている。
On the other hand, the
ヒートシンク50は、コンデンサ基板30の外形と略同一の外形(すなわち、略円形の外形)を有している。ヒートシンク50は、主回路基板21の裏面21bに接触する本体部51と、コンデンサ40を覆うように本体部51から延在するカバー部52とを含む。ヒートシンク50は、少なとも本体部51において、主回路基板21の裏面21bに熱的に接続されている。なお、コンデンサ40とカバー部52とを直接接触させる、或いは、放熱シート等の伝熱部材を介して接触させることにより、ヒートシンク50をコンデンサ40に熱的に接続してもよい。
The
上述したように、コンデンサ40の組が、方向A2に沿って互いに略等間隔にコンデンサ基板30上に配置されているので、そのコンデンサ40を覆うヒートシンク50のカバー部52も、方向A2に沿って互いに略等間隔にヒートシンク50に形成されている。したがって、方向A1に沿ったヒートシンク50の側面(インバータ装置2の側面)50sには、方向A2に沿って略等間隔で配置されるカバー部52の間に開口(第2の開口)53が形成されている。この実施形態では、3箇所のカバー部52により、3箇所の開口53が形成されている。ヒートシンク50は、例えばアルミ等の金属によって形成することができる。
As described above, the set of
また、ヒートシンク50の側面50sには、回転電機1とインバータ装置2とを互いに固定するための複数(ここでは3つ)の固定部57が突設されている。固定部57は、方向A2と逆方向についてヒートシンク50の開口53に隣接するように形成されている。後述するように、回転電機1側の固定部17と、インバータ装置2側の固定部57とは、方向A1に沿って連続するように配置される。したがって、固定部17,57は、開口16と開口53との間の位置であって、方向A2について開口16に隣接する位置に設けられている。
A plurality (three in this case) of fixing
放熱フィン60は、ヒートシンク50の本体部51の裏面51bから突出するように、裏面51bに立設されている。したがって、放熱フィン60は、ヒートシンク50の本体部51を介して、主回路基板21の裏面21bに熱的に接続されている。放熱フィン60は、本体部51の裏面51bに沿って(すなわち、主回路基板21の裏面21bに沿って)ヒートシンク50の外縁から中心に向かう方向に放射状に延在している。ヒートシンク50の本体部51上にはパワーモジュール20が搭載されるので、放熱フィン60は、ヒートシンク50におけるパワーモジュール20の搭載部分に対応する部分に形成されることとなる。
The radiating
放熱フィン60は、ヒートシンク50の外縁側に形成された複数の放熱フィン61(第1の放熱フィン)と、ヒートシンク50の中心側に形成された複数の放熱フィン(第2の放熱フィン)62とを含む。放熱フィン61の形成密度は、放熱フィン62の形成密度よりも小さい。したがって、互いに隣接する放熱フィン61同士の間隔は、互いに隣接する放熱フィン62同士の間隔よりも広い。また、ヒートシンク50の径方向と放熱フィン61の延在方向とのなす角度は、ヒートシンク50の径方向と放熱フィン62の延在方向とのなす角度よりも大きい。
The radiating
放熱フィン60は、上述したように、ヒートシンク50の外縁から中心に向かう方向に延在している。その一方で、各アームを構成する複数のパワー素子22は、コンデンサ基板30の径方向(すなわり、ヒートシンク50の外縁から中心に向かう方向)に交差する方向に配列されている。以上のような放熱フィン60は、例えばアルミ等の金属によって、ヒートシンク50と一体に形成することができる。
As described above, the radiating
カバー70は、パワーモジュール20、コンデンサ基板30、及び、コンデンサ40を覆うように配置され、その外縁部においてヒートシンク50の外縁部に固定されている。なお、カバー70の固定には、固定部57を利用してもよい。
The
以上のようなインバータ装置2は、ヒートシンク50が方向A1に沿って回転電機1のハウジング12上に配置されるように回転電機1の一端部1aに取り付けられている。回転電機1とインバータ装置2とは、方向A1に沿って互いに連続するように配置される固定部17と固定部57とによって固定される。固定部17,57は、回転電機1とインバータ装置2とを互いに固定したときに、方向A1に沿って延びる壁部となる。
The
このように回転電機1とインバータ装置2とを互いに固定することにより、ヒートシンク50の底面(本体部51の裏面51b)と、ハウジング12の上面12aとが対向する。このため、ヒートシンク50とハウジング12との間には、ヒートシンク50の開口53とハウジング12の内部の空間Sとを、ハウジング12の開口15を介して連通するように連通路Pが形成される。つまり、開口15は、空間S及び連通路Pを介して開口16と開口53とを連通させるためのものである。
Thus, by fixing the rotary electric machine 1 and the
連通路Pは、ヒートシンク50の本体部51の裏面51bと、方向A2に沿って互いに隣り合うカバー部52と、ハウジング12の上面12aとによって形成される。したがって、本体部51の裏面51bに形成された放熱フィン(放熱フィン61,62)60は、連通路P内に配置されると共に連通路Pに沿って延在する。特に、放熱フィン60は、開口53から開口15に向かって延在している(図5参照)。
The communication path P is formed by the
また、インバータ装置2は、ヒートシンク50の開口53とハウジング12の開口16とが、方向A1からみて互いに異なる位置に配置されるように、回転電機1に取り付けられている。ここでは、ヒートシンク50の開口53とハウジング12の一対の開口16とが、方向A2に沿って交互に配列される。これにより、開口16は、ハウジング12におけるコンデンサ20に対向する位置(ヒートシンク50のカバー部52に対向する位置)に形成されることとなる。なお、開口16と開口53が方向A1からみて互いに異なる位置に配置されるとは、方向A1からみて開口16の中心位置と開口53の中心位置とが互いに異なることを意味しており、方向A1からみて開口16と開口53とが部分的に重複する場合を含む。開口16と開口53とは、後述するように冷媒Mの還流を抑制可能な範囲において、その中心位置が互いに異なっていればよい。
Further, the
引き続いて、本実施形態に係るインバータ一体型回転電機100の作用・効果について説明する。図5は、図1に示されたインバータ一体型回転電機の平面図であり、インバータ一体型回転電機における冷媒の流れを説明するための図である。インバータ一体型回転電機100においては、図2,5に示されるように、ハウジング12の空間S内において回転軸10と共にファン11が回転すると、空気等の冷媒Mが、ヒートシンク50の開口53から吸入されて連通路Pを通り、ハウジング12の開口15を介して空間Sに導入される。また、空間Sに導入された冷媒Mは、ファン11の回転に伴ってハウジング12の開口16から排出される。
Subsequently, operations and effects of the inverter-integrated rotating
したがって、インバータ一体型回転電機100においては、ハウジング12の開口16が、ファン11の回転に応じて空間Sから冷媒Mを排出するための排出口として機能し、ヒートシンク50の開口53が、ファン11の回転に応じて、開口15を介して空間Sに冷媒Mを吸入するための吸入口として機能する。このような冷媒Mの流れにより、ヒートシンク50、放熱フィン60、及びヒートシンク50に熱的に接続されたインバータ装置2の各要素(例えばパワーモジュール20)が冷却される。
Therefore, in the inverter-integrated
特に、インバータ一体型回転電機100においては、ハウジング12の開口16と、ヒートシンク50の開口53とが、方向A1からみて互いに異なる位置となるように配置されている。このため、連通路Pを通ってハウジング12の開口16から排出された比較的高温の冷媒Mが、ヒートシンク50の開口53から再び吸入されることが抑制される。つまり、従来のようにインバータ装置2のカバー70等に仕切り壁等を設けなくとも、冷媒Mの還流が抑制される。よって、インバータ一体型回転電機100によれば、インバータ装置2を大型化することなくインバータ装置2を効率的に冷却可能である。
In particular, in the inverter-integrated rotating
ここで、図5に示されるように、ファン11の回転に応じて排出される冷媒Mは、ファン11の回転にならってハウジング12の開口16から排出される。これに対して、ハウジング12には、ファン11の回転方向A2について開口16に隣接する位置に固定部17が形成されている。したがって、ファン11の回転にならって開口16から排出される冷媒Mの流れFが、その固定部17によってファン11の回転方向A2に交差する方向に曲げられる。よって、ハウジング12の開口16から排出された冷媒Mが、ヒートシンク50の開口53に直接向かうことが抑制される。つまり、固定部17は、冷媒Mの還流を抑制するための壁部として機能する。これにより、インバータ装置2をより効率的に冷却可能となる。
Here, as shown in FIG. 5, the refrigerant M discharged according to the rotation of the
特に、インバータ一体型回転電機100においては、ファン11の回転方向A2と逆方向についてヒートシンク50の開口53に隣接するように、ヒートシンク50の側面50sに固定部57が形成されている。この固定部57は、回転電機1側の固定部17と方向A1に沿って連続するように配置される。したがって、この固定部57も、冷媒Mの還流を抑制するための壁部として機能する。このため、冷媒Mの還流をより確実に抑制可能となる。
In particular, in the inverter-integrated rotating
また、インバータ一体型回転電機100においては、そのように冷媒Mの還流を抑制するための壁部として、回転電機1とインバータ装置2とを固定(締結)するための固定部17,57を用いている。このため、そのような壁部を別部材として構成する場合と比較して、部品点数を削減することができる。
Further, in the inverter-integrated rotating
また、インバータ一体型回転電機100においては、インバータ装置2は、連通路Pの開口53側の領域において連通路Pに沿って延在するようにヒートシンク50上に形成された放熱フィン61と、連通路Pの空間S側の領域(開口15側の領域)において連通路Pに沿って延在するようにヒートシンク50上に形成された放熱フィン62とを含む。したがって、これらの放熱フィン61,62を用いることにより、インバータ装置2を効果的に冷却可能である。
In the inverter-integrated
特に、インバータ一体型回転電機100においては、放熱フィン61の形成密度が、放熱フィン62の形成密度よりも小さい。すなわち、互いに隣接する放熱フィン61同士の間隔が、互いに隣接する放熱フィン62同士の間隔よりも広い。また、ヒートシンク50の径方向と放熱フィン61の延在方向とのなす角度が、ヒートシンク50の径方向と放熱フィン62の延在方向とのなす角度よりも大きい。このため、連通路Pの吸入口(ここでは開口53)側の領域において冷媒Mの圧損が生じることを抑制することができる。
In particular, in the inverter-integrated rotating
さらに、インバータ一体型回転電機100においては、パワーモジュール20の各アームを構成するパワー素子22が、放熱フィン60の延在方向に交差する方向に沿って配列されている。つまり、各アームを構成する複数のパワー素子22が、放熱フィン60の延在方向に沿って連通路P内に形成される冷媒Mの流路に交差するように配列されることとなる。このため、各アームを構成する複数のパワー素子22に対して均一に冷却を行うことが可能となる。したがって、各アームのパワー素子22間において温度のばらつきが生じることを抑制することができる。
Further, in inverter-integrated
以上の実施形態は、本発明に係るインバータ一体型回転電機の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係るインバータ一体型回転電機は、上述したインバータ一体型回転電機100に限定されない。本発明に係るインバータ一体型回転電機は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述したインバータ一体型回転電機100を任意に変形したものとすることができる。
The above embodiments describe one embodiment of the inverter-integrated rotating electrical machine according to the present invention. Therefore, the inverter-integrated rotating electrical machine according to the present invention is not limited to the inverter-integrated rotating
例えば、上記実施形態においては、回転電機1側の開口16を、ファン11の回転に応じて空間Sから冷媒Mを排出するための排出口とし、インバータ装置2側の開口53を、ファン11の回転に応じて冷媒Mを空間Sに吸入するための吸入口とした。しかしながら、回転電機1側の開口16を、ファン11の回転に応じて冷媒Mを空間Sに吸入するための吸入口とし、インバータ装置2側の開口53を、ファン11の回転に応じて空間Sから冷媒Mを排出するための排出口としてもよい。
For example, in the above embodiment, the
その場合には、開口16と開口53との間の位置であって、ファン11の回転方向A2についてヒートシンク50の開口53に隣接する位置において、ヒートシンク50の側面50sに固定部57を形成することができる。これにより、ファン11の回転にならって開口53から排出される冷媒Mの流れが、その固定部57によってファン11の回転方向A2に交差する方向に曲げられる。よって、冷媒Mの還流を抑制し、インバータ装置2をより効率的に冷却可能である。つまり、冷媒Mの還流を抑制するための壁部は、ファン11の回転方向について排出口に隣接する位置に設けられればよい。
In that case, the fixing
また、上記実施形態においては、主な冷却対象となるパワーモジュール20が3つであり、それらが分散して配置されていた。このため、それぞれのパワーモジュール20を冷却するための冷媒の流路(例えば連通路P)を形成すべく、3つの開口15と3つの開口16と3つの開口53とを設けている。したがって、例えばパワーモジュール20の数を変更する場合等には、開口15、開口16、及び開口53の数も、パワーモジュール20の数に応じた数に適宜変更することができる。つまり、開口15、開口16、及び開口53は、任意の数とすることができる。
Moreover, in the said embodiment, the three
さらに、上記実施形態においては、固定部17,57は、全体として、方向A1に沿って開口16から開口53にわたって延在している。固定部17,57は、全体として、開口16の下側の端部(インバータ装置2と反対側の端部)から開口53の上側の端部(回転電機1と反対側の端部)にわたって延在していてもよいし、開口16の下側の端部と開口53の上側の端部との間において部分的に延在していてもよい。つまり、固定部17,57は、冷媒Mの還流を抑制可能な範囲において、少なくとも開口16と開口53との間に設けられていればよい。
Furthermore, in the said embodiment, the fixing | fixed
1…回転電機、2…インバータ装置、10…回転軸、11…ファン(冷却用ファン)、12…ハウジング、12b…側面(回転電機の側面)、15…開口(第3の開口)、16…開口(第1の開口)、17…固定部、50…ヒートシンク(放熱部材)、50s…側面(インバータ装置の側面)、53…開口(第2の開口)、60…放熱フィン、61…放熱フィン(第1の放熱フィン)、62…放熱フィン(第2の放熱フィン)、S…空間(収容空間)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotary electric machine, 2 ... Inverter apparatus, 10 ... Rotating shaft, 11 ... Fan (cooling fan), 12 ... Housing, 12b ... Side surface (side surface of rotating electrical machine), 15 ... Opening (3rd opening), 16 ... Opening (first opening), 17 ... fixed portion, 50 ... heat sink (heat radiating member), 50s ... side surface (side surface of inverter device), 53 ... opening (second opening), 60 ... radiating fin, 61 ... radiating fin (First radiating fin), 62... Radiating fin (second radiating fin), S... Space (accommodating space).
Claims (3)
放熱部材を有し、前記放熱部材が前記ハウジング上に配置されるように前記回転電機に取り付けられたインバータ装置と、を備え、
前記回転電機の側面には、第1の開口が形成されており、
前記インバータ装置の側面には、第2の開口が形成されており、
前記ハウジングの前記インバータ装置に対向する面には、前記第1の開口と前記第2の開口とを連通させるための第3の開口が形成されており、
前記インバータ装置は、前記第2の開口から前記第3の開口に向かって延在する放熱フィンを有しており、
前記第1の開口と前記第2の開口とは、前記回転軸の延在方向からみて互いに異なる位置に配置されており、
前記第1の開口は、前記冷却用ファンの回転に応じて前記収容空間から冷媒を排出するための排出口であり、
前記第2の開口は、前記冷却用ファンの回転に応じて、前記第3の開口を介して前記収容空間に冷媒を吸入するための吸入口であり、
前記回転電機及び前記インバータ装置の側面には、前記回転電機と前記インバータ装置とを互いに固定するための固定部が突設されており、
前記固定部は、少なくとも、前記第1の開口と前記第2の開口との間の位置であって、
前記冷却用ファンの回転方向について前記第1の開口に隣接する位置に設けられている、
ことを特徴するインバータ一体型回転電機。 A rotating electrical machine having a rotating shaft, a cooling fan that rotates as the rotating shaft rotates, and a housing that internally defines a housing space that houses the cooling fan;
An inverter device attached to the rotating electrical machine so that the heat radiating member is disposed on the housing.
A first opening is formed on a side surface of the rotating electrical machine,
A second opening is formed on a side surface of the inverter device,
A third opening for communicating the first opening and the second opening is formed on a surface of the housing facing the inverter device,
The inverter device has a heat radiation fin extending from the second opening toward the third opening;
The first opening and the second opening are arranged at different positions as viewed from the extending direction of the rotation shaft ,
The first opening is a discharge port for discharging the refrigerant from the accommodation space according to the rotation of the cooling fan,
The second opening is a suction port for sucking the refrigerant into the accommodation space through the third opening according to the rotation of the cooling fan,
A fixing portion for fixing the rotating electrical machine and the inverter device to each other is protruded from the side surfaces of the rotating electrical machine and the inverter device,
The fixing portion is at least a position between the first opening and the second opening,
Provided in a position adjacent to the first opening in the rotation direction of the cooling fan;
An inverter-integrated rotating electrical machine characterized by that.
前記パワーモジュールと前記コンデンサとは、前記インバータ装置の円周方向に沿って略等間隔で交互に配置されており、
前記放熱フィンは、前記放熱部材におけるパワーモジュールの搭載部分に対応する部分に形成されており、
前記第1の開口は、前記ハウジングにおける前記コンデンサに対向する位置に形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のインバータ一体型回転電機。 The inverter device has a substantially circular outer shape, and has a plurality of power modules and a plurality of capacitors.
The power module and the capacitor are alternately arranged at substantially equal intervals along the circumferential direction of the inverter device,
The radiating fin is formed in a portion corresponding to a power module mounting portion in the radiating member,
The first opening is formed at a position facing the capacitor in the housing.
The inverter-integrated dynamoelectric machine according to claim 1 .
前記第1の放熱フィンの形成密度は、前記第2の放熱フィンの形成密度よりも小さい、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のインバータ一体型回転電機。 The radiating fin includes a plurality of first radiating fins formed in a region on the second opening side of the radiating member and a plurality of second radiating fins formed on a region on the third opening side of the radiating member. Including heat dissipation fins,
The formation density of the first radiation fins is smaller than the formation density of the second radiation fins,
The inverter-integrated dynamoelectric machine according to claim 1 or 2 .
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