特開 2022-189307 冷却ファン、電動機組立体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022189307

(43)【公開日】2022-12-22

(54)【発明の名称】冷却ファン、電動機組立体

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/28 20060101AFI20221215BHJP

   F04D 29/58 20060101ALI20221215BHJP

   H02K 9/06 20060101ALI20221215BHJP

【ＦＩ】

F04D29/28 J

F04D29/58 P

F04D29/28 H

H02K9/06 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021097825

(22)【出願日】2021-06-11

(71)【出願人】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】安 炳辰

(72)【発明者】

【氏名】北村 正史

(72)【発明者】

【氏名】大渕 真志

(72)【発明者】

【氏名】生越 広行

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 裕輔

(72)【発明者】

【氏名】松田 道昭

(72)【発明者】

【氏名】大垣 冬季

(72)【発明者】

【氏名】落合 章裕

(72)【発明者】

【氏名】大石 洋平

(72)【発明者】

【氏名】永井 昌幸

(72)【発明者】

【氏名】前田 毅

(72)【発明者】

【氏名】西村 和馬

(72)【発明者】

【氏名】田辺 凱太

(72)【発明者】

【氏名】高橋 伸

【テーマコード（参考）】

3H130

5H609

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB26

3H130AB47

3H130AB50

3H130AB57

3H130AC01

3H130BA33G

3H130CA07

3H130CB05

3H130CB14

3H130EB01C

3H130EB02C

5H609BB11

5H609BB19

5H609PP01

5H609PP05

5H609PP16

5H609QQ02

5H609RR07

5H609RR10

5H609RR16

5H609RR18

5H609RR24

5H609RR67

5H609RR71

(57)【要約】

【課題】冷却ファンの裏側に熱が籠ることを抑制し、放熱性を向上させることができる冷却ファン、電動機組立体を提供する。
【解決手段】冷却ファン３０は、半径方向外側に延びる主板３２を有してモータの駆動軸に取り付けられるハブ３１と、主板３２の表面３２ａに設けられた複数のファンブレード３３と、を有し、主板３２には、複数のファンブレード３３よりも半径方向内側に、軸方向に貫通するスリット３５が設けられている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半径方向外側に延びる主板を有して回転機の駆動軸に取り付けられるハブと、
前記主板の表面に設けられた複数のファンブレードと、を有し、
前記主板には、前記複数のファンブレードよりも半径方向内側に、軸方向に貫通するスリットが設けられている、ことを特徴とする冷却ファン。

【請求項2】

前記ファンブレードは、遠心ファンまたは斜流ファンのファンブレード形状を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の冷却ファン。

【請求項3】

前記主板の裏面に設けられた複数の第２のファンブレードを有する、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。

【請求項4】

前記主板は、前記スリットを横断する複数のリブを有する、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の冷却ファン。

【請求項5】

前記リブは、軸流ファンのファンブレード形状を有する、ことを特徴とする請求項４に記載の冷却ファン。

【請求項6】

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１～５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。

【請求項7】

前記インバータケースの端面には、少なくとも一部が前記冷却ファンの裏側に対向する複数の放熱フィンを有する、ことを特徴とする請求項６に記載の電動機組立体。

【請求項8】

前記複数の放熱フィンは、前記駆動軸を中心に螺旋状に設けられている、ことを特徴とする請求項７に記載の電動機組立体。

【請求項9】

前記インバータケースの周面には、軸方向に延びる複数の第２の放熱フィンが設けられており、
前記インバータケースの端面に設けられた前記複数の放熱フィンの半径方向外側の端部には、前記複数の放熱フィンの隙間を流動する空気を、前記複数の第２の放熱フィンの隙間に導くガイドベーンが設けられている、ことを特徴とする請求項７または８に記載の電動機組立体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却ファン、電動機組立体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

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）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－１６２０１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、冷却ファンには、ファンブレード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、半径方向外側に延びる円板状若しくは円錐板状の主板を設ける場合がある。このような場合、冷却ファンの裏側に熱が籠り易くなり、インバータの放熱性が低下する可能性がある。

【0007】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、冷却ファンの裏側に熱が籠ることを抑制し、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。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る冷却ファンは、半径方向外側に延びる主板を有して回転機の駆動軸に取り付けられるハブと、前記主板の表面に設けられた複数のファンブレードと、を有し、前記主板には、前記複数のファンブレードよりも半径方向内側に、軸方向に貫通するスリットが設けられている。

【0009】

上記冷却ファンにおいては、前記ファンブレードは、遠心ファンまたは斜流ファンのファンブレード形状を有してもよい。

【0010】

上記冷却ファンにおいては、前記主板の裏面に設けられた複数の第２のファンブレードを有してもよい。

【0011】

上記冷却ファンにおいては、前記主板は、前記スリットを横断する複数のリブを有してもよい。

【0012】

上記冷却ファンにおいては、前記リブは、軸流ファンのファンブレード形状を有してもよい。

【0013】

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。

【0014】

上記電動機組立体においては、前記インバータケースの端面には、少なくとも一部が前記冷却ファンの裏側に対向する複数の放熱フィンを有してもよい。

【0015】

上記電動機組立体においては、前記複数の放熱フィンは、前記駆動軸を中心に螺旋状に形成されていてもよい。

【0016】

上記電動機組立体においては、前記インバータケースの周面には、軸方向に延びる複数の第２の放熱フィンが設けられており、前記インバータケースの端面に設けられた前記複数の放熱フィンの半径方向外側の端部には、前記複数の放熱フィンの隙間を流動する空気を、前記複数の第２の放熱フィンの隙間に導くガイドベーンが設けられていてもよい。

【発明の効果】

【0017】

上記本発明の一態様によれば、冷却ファンの裏側に熱が籠ることを抑制し、放熱性を向上させることができる冷却ファン、電動機組立体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態に係る電動機組立体の断面図である。

【図2】第１実施形態に係る電動機組立体の斜視図である。

【図3】第１実施形態に係る電動機組立体からファンカバーを取り外した状態を示す斜視図である。

【図4】第１実施形態に係る電動機組立体からファンカバーを取り外した状態を示す正面図である。

【図5】第１実施形態に係る冷却ファンの表側の斜視図である。

【図6】第１実施形態に係る冷却ファンの裏側の斜視図である。

【図7】第１実施形態に係る冷却ファンが回転したときの空気の流れを示す電動機組立体の模式図である。

【図8】第１実施形態の変形例に係る冷却ファンが回転したときの空気の流れを示す電動機組立体の模式図である。

【図9】第２実施形態に係る電動機組立体らファンカバーを取り外した状態を示す斜視図である。

【図10】第２実施形態に係る電動機組立体からファンカバーを取り外した状態を示す正面図である。

【図11】第３実施形態に係る電動機組立体の断面図である。

【図12】第３実施形態に係る電動機組立体からファンカバーを取り外した状態を示す斜視図である。

【図13】第３実施形態に係る電動機組立体からファンカバーを取り外した状態を示す正面図である。

【図14】第３実施形態に係る電動機組立体からファンカバーを取り外した状態を示す側面図である。

【図15】第４実施形態に係る電動機組立体の断面図である。

【図16】第４実施形態に係る電動機組立体からファンカバーを取り外した状態を示す斜視図である。

【図17】第４実施形態に係る電動機組立体からファンカバーを取り外した状態を示す側面図である。

【図18】第５実施形態に係る冷却ファンが回転したときの空気の流れを示す電動機組立体の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る電動機組立体１の断面図である。図２は、第１実施形態に係る電動機組立体１の斜視図である。図３は、第１実施形態に係る電動機組立体１からファンカバー２６を取り外した状態を示す斜視図である。図４は、第１実施形態に係る電動機組立体１からファンカバー２６を取り外した状態を示す正面図である。
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。

【0021】

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に直交する方向を半径方向といい、中心軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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、固定子７による回転磁界によって回転子６とともに回転する。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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の周囲を囲っている。

【0030】

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。

【0031】

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複数の発熱素子４１と、これら発熱素子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図示しない樹脂を充填することができる。

【0032】

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、モータケーシング１０の材質およびインバータケース２１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。

【0033】

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。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、インバータケース２１の周面に沿って空気を吐き出す吐出口２６ｂを有している。

【0034】

インバータケース２１の周面には、複数の放熱フィン２２ａが設けられている。複数の放熱フィン２２ａは、インバータフレーム２２と一体で形成され、軸方向に直線状に延びている。また、インバータケース２１の軸方向の端面にも、複数の放熱フィン２３ｂが設けられている。複数の放熱フィン２３ｂは、冷却ファン側カバー部材２３と一体で形成され、冷却ファン３０の背面側から半径方向外側に延びている。

【0035】

モータケーシング１０の周面には、複数の放熱フィン１１ａが設けられている。複数の放熱フィン１１ａは、モータフレーム１１と一体で形成され、軸方向に沿って直線状に延びている。モータケーシング１０の放熱フィン１１ａとインバータケース２１の放熱フィン２２ａは、図２及び図３に示すように、互いに軸方向に連続するように配置されている。これにより、冷却ファン３０の回転によって、ファンカバー２６の吐出口２６ｂからインバータケース２１の周面に沿って送られる空気は、放熱フィン２２ａ及び放熱フィン１１ａに沿って流れ、インバータ部３及びモータ部２を冷却することができる。

【0036】

図５は、第１実施形態に係る冷却ファン３０の表側の斜視図である。図６は、第１実施形態に係る冷却ファン３０の裏側の斜視図である。
これらの図に示すように、冷却ファン３０の中心部には、上述した駆動軸５の端部に取り付けられるハブ３１が設けられている。ハブ３１は、駆動軸５の中心軸Ｏと同心の円柱状に形成されている。

【0037】

ハブ３１の周面には、半径方向外側に延びる主板３２が設けられている。主板３２は、略円板状ないし略円錐板状に形成されている。本実施形態の主板３２は、図１に示す中心軸Ｏに沿う断面視で、半径方向外側に向かうに従って、冷却ファン側カバー部材２３に対し軸方向で徐々に近づくように傾斜している。

【0038】

図５に示すように、主板３２の表面３２ａには、ファンブレード３３が設けられている。なお、主板３２の表面３２ａとは、軸方向において上述したインバータケース２１と反対側を向く面を言う。ファンブレード３３は、遠心ファンのファンブレード形状を有する。なお、遠心ファンのファンブレード形状とは、半径方向に設置される平板もしくは半径方向外側ほど回転方向から後退する曲線を描くブレード形状をいう。例えば、図４に示す冷却ファン３０は、時計回りに右回転するため、ファンブレード３３は半径方向外側ほど回転方向後方（反時計回り）に後退している。

【0039】

具体的に、ファンブレード３３は、主板３２の表面３２ａにおいて、周方向に間隔をあけて複数設けられている。これら複数のファンブレード３３は、ハブ３１の周面から半径方向に離間して配置されると共に、図４に示すように、主板３２の表面３２ａの内周側から外周側に向けて湾曲状に延びつつ、主板３２の表面３２ａに対して略垂直な方向に立設している。

【0040】

図６に示すように、主板３２の裏面３２ｂには、第２のファンブレード３４（裏羽根）が設けられている。なお、主板３２の裏面３２ｂとは、上述したインバータケース２１と軸方向において対向する面を言う。第２のファンブレード３４は、遠心ファンのファンブレード形状を有する。

【0041】

具体的に、第２のファンブレード３４は、主板３２の裏面３２ｂにおいて、周方向に間隔をあけて複数設けられている。これら複数の第２のファンブレード３４は、ハブ３１の周面から半径方向に離間して配置されると共に、中心軸Ｏを中心に放射状に延びている。なお、第２のファンブレード３４の周方向の位相は、上述した表面３２ａ側のファンブレード３３とずれているが、同じであっても構わない。また、第２のファンブレード３４の枚数も、上述した表面３２ａ側のファンブレード３３と同じでなくても構わない。

【0042】

第２のファンブレード３４は、図１に示すように、主板３２の裏側の空間から軸方向に突出している。主板３２の裏側の空間とは、主板３２の裏面３２ｂによって囲まれた円錐状の空間を言う。つまり、第２のファンブレード３４は、主板３２の裏面３２ｂから軸方向に延び、主板３２の裏側の空間よりもインバータケース２１側に突出している。このような第２のファンブレード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ようになっている。

【0043】

図５に戻り、主板３２には、複数のファンブレード３３よりも半径方向内側に、軸方向に貫通するスリット３５が設けられている。スリット３５は、中心軸Ｏを中心とする円環状に形成されている。なお、スリット３５は、主板３２の裏面３２ｂに設けられた複数の第２のファンブレード３４に対しても半径方向内側に設けられている（図６参照）。

【0044】

主板３２には、図５に示すように、スリット３５を横断するリブ３６が設けられている。リブ３６は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。これら複数のリブ３６は、中心軸Ｏを中心に放射状に延びている。スリット３５は、複数のリブ３６によって円弧状の複数の孔部に分割され、当該円弧状の複数の孔部が周方向に断続的に並んだ形状を有している。なお、スリット３５の孔の数や形状は、特に限定されず、単数でも複数でも、軸方向から見て円形、楕円形、多角形、その他の異形であっても構わない。

【0045】

図１に示すように、冷却ファン３０に対向するインバータケース２１の端面には、放熱フィン２３ｂが設けられている。放熱フィン２３ｂは、周方向に間隔をあけて複数設けられている。放熱フィン２３ｂは、冷却ファン３０の裏側に対向する第１部分２３ｂ１と、冷却ファン３０よりも半径方向外側に配置された第２部分２３ｂ２と、を有している。

【0046】

第１部分２３ｂ１は、冷却ファン３０の裏面３２ｂの第２のファンブレード３４に接触しないような高さで形成されている。第２部分２３ｂ２は、軸方向において主板３２の外周縁と連続するような高さで形成されている。つまり、第２部分２３ｂ２は、軸方向において第１部分２３ｂ１よりも高く形成されている。このような放熱フィン２３ｂは、図４に示すように、中心軸Ｏを中心に螺旋状に設けられている。

【0047】

続いて、上記構成の冷却ファン３０の作用について、図７を参照して説明する。

【0048】

図７は、第１実施形態に係る冷却ファン３０が回転したときの空気の流れを示す電動機組立体１の模式図である。
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、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る。空気の一部は、ファンブレード３３から受ける遠心力によって、符号Ｆ１に示すように主板３２の表面３２ａに沿って半径方向外側に吐出される。

【0049】

また、空気の一部は、第２のファンブレード３４から受ける遠心力によって、符号Ｆ２に示すようにスリット３５を通過し、主板３２の裏面３２ｂに沿って半径方向外側に吐出される。このように、冷却ファン３０にスリット３５を設け、冷却ファン３０の裏側に空気の流れを形成することで、主板３２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。

【0050】

主板３２の表面３２ａ及び裏面３２ｂのそれぞれから半径方向外側に吐出された空気は、合流し、ファンカバー２６の内面に沿ってインバータケース２１の周面まで導かれる。そして、ファンカバー２６の吐出口２６ｂから吐出された空気は、インバータケース２１の放熱フィン２２ａ及びモータケーシング１０の放熱フィン１１ａに沿って流れ、インバータ部３及びモータ部２を冷却する。なお、ファンカバー２６の吐出口２６ｂの近傍に、ガイドベーン２７を設けることで、ファンカバー２６の内側の空気を、インバータケース２１の周面まで導きやすくなる。

【0051】

このように、上述した第１実施形態の冷却ファン３０は、半径方向外側に延びる主板３２を有してモータ８の駆動軸５に取り付けられるハブ３１と、主板３２の表面３２ａに設けられた複数のファンブレード３３と、を有し、主板３２には、複数のファンブレード３３よりも半径方向内側に、軸方向に貫通するスリット３５が設けられている。この構成によれば、スリット３５を介して主板３２の裏側に空気を導き、冷却ファン３０の裏側に熱が籠ることを抑制し、放熱性を向上させることができる。また、スリット３５は、複数のファンブレード３３よりも半径方向内側に設けられているため、主板３２の整流及びガイド機能が低下することを防止できる。

【0052】

また、第１実施形態では、主板３２の裏面３２ｂに設けられた複数の第２のファンブレード３４を有する。この構成によれば、主板３２の裏側に積極的に空気の流れを形成し、放熱性を向上させることができる。

【0053】

また、第１実施形態では、主板３２は、スリット３５を横断する複数のリブ３６を有する。この構成によれば、複数のリブ３６によって、スリット３５が形成された主板３２の剛性を高めることができる。

【0054】

また、第１実施形態に係る電動機組立体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冷却ファン３０と、を有するため、冷却ファン３０の裏側に熱が籠ることを抑制し、放熱性を向上させることができる。

【0055】

また、第１実施形態では、インバータケース２１の端面には、少なくとも一部が冷却ファン３０の裏側に対向する複数の放熱フィン２３ｂ（第１の放熱フィン）を有する。この構成によれば、スリット３５を介して主板３２の裏側に導かれた空気が、放熱フィン２３ｂに沿って流れることで、インバータケース２１の端面からインバータ２０を冷却することができる。

【0056】

また、第１実施形態では、複数の放熱フィン２３ｂは、駆動軸５を中心に螺旋状に設けられている。この構成によれば、冷却ファン３０の回転よって旋回成分を与えられた空気を滑らかにインバータケース２１の周面まで導くことができるため、冷却ファン３０から半径方向外側に吐出された空気の圧力損失を小さくすることができる。

【0057】

なお、上述した第１実施形態では、以下のような変形例を採用し得る。

【0058】

図８は、第１実施形態の変形例に係る冷却ファン３０が回転したときの空気の流れを示す電動機組立体１の模式図である。
図８に示す冷却ファン３０は、主板３２の裏面３２ｂに、上述した第２のファンブレード３４を備えていない点で、上記実施形態と異なる。

【0059】

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、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る。空気の一部は、ファンブレード３３から受ける遠心力によって、符号Ｆ１に示すように主板３２の表面３２ａに沿って半径方向外側に吐出される。

【0060】

また、主板３２の表面３２ａに沿って半径方向外側に吐出された空気の一部は、符号Ｆ２に示すように相対的に圧力が低くなっている主板３２の裏面３２ｂに流れ、スリット３５を通過し、ファンブレード３３の上流側に逆流する。
このように、冷却ファン３０にスリット３５を設けることで、第２のファンブレード３４が無くても冷却ファン３０の裏側に空気の流れを形成することができる。したがって、主板３２とインバータケース２１との間に熱が籠らないようになり、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。

【0061】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0062】

図９は、第２実施形態に係る電動機組立体１からファンカバー２６を取り外した状態を示す斜視図である。図１０は、第２実施形態に係る電動機組立体１からファンカバー２６を取り外した状態を示す正面図である。
これらの図に示すように、第２実施形態の電動機組立体１は、インバータケース２１の端面に設けられた複数の放熱フィン２３ｂに、ガイドベーン２３ｂ３が設けられている点で、上記実施形態と異なる。

【0063】

ガイドベーン２３ｂ３は、図１０に示すように、放熱フィン２３ｂの半径方向外側の端部に設けられている。ガイドベーン２３ｂ３は、冷却ファン側カバー部材２３よりも半径方向外側に延出している。また、ガイドベーン２３ｂ３には、放熱フィン２３ｂの第２部分２３ｂ２の螺旋状の曲げに対して、冷却ファン側カバー部材２３の外周縁を変曲点とする逆方向の曲げが形成されている。すなわち、放熱フィン２３ｂは、図１０に示す正面視で略Ｓ字状に形成されている。

【0064】

上記構成の第２実施形態によれば、インバータケース２１の周面には、軸方向に延びる複数の放熱フィン２２ａ（第２の放熱フィン）が設けられており、インバータケース２１の端面に設けられた複数の放熱フィン２３ｂの半径方向外側の端部には、複数の放熱フィン２３ｂの隙間を流動する空気を、複数の放熱フィン２２ａの隙間に導くガイドベーン２３ｂ３が設けられているため、冷却ファン３０の回転よって旋回成分を与えられた空気を滑らかにインバータケース２１の周面の放熱フィン２２ａまで導くことができる。

【0065】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0066】

図１１は、第３実施形態に係る電動機組立体１の断面図である。図１２は、第３実施形態に係る電動機組立体１からファンカバー２６を取り外した状態を示す斜視図である。図１３は、第３実施形態に係る電動機組立体１からファンカバー２６を取り外した状態を示す正面図である。図１４は、第３実施形態に係る電動機組立体１からファンカバー２６を取り外した状態を示す側面図である。
これらの図に示すように、第３実施形態の電動機組立体１は、インバータケース２１の端面に設けられた複数の放熱フィン２３ｂの第２部分２３ｂ２が、冷却ファン３０の表面３２ａのファンブレード３３と略同じ高さで形成されている点で、上記実施形態と異なる。

【0067】

また、第３実施形態の放熱フィン２３ｂは、図１３に示すように、第１部分２３ｂ１、第２部分２３ｂ２、及びガイドベーン２３ｂ３を含む全体が、円弧状に曲がっている点で、上記実施形態と異なる。第３実施形態の放熱フィン２３ｂは、冷却ファン３０の外周縁に沿う接線に対する角度が、半径方向外側に向かうに従って、徐々に大きくなるように円弧状に曲がっている。

【0068】

上記構成の第３実施形態によれば、図１１に示すように、放熱フィン２３ｂの第２部分２３ｂ２が、冷却ファン３０の表面３２ａのファンブレード３３と略同じ高さで形成されているため、主板３２の裏面３２ｂに沿って流れる空気だけでなく、主板３２の表面３２ａに沿って流れる空気も、インバータケース２１の周面の放熱フィン２２ａまで滑らかに導くことができる。

【0069】

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0070】

図１５は、第４実施形態に係る電動機組立体１の断面図である。図１６は、第４実施形態に係る電動機組立体１からファンカバー２６を取り外した状態を示す斜視図である。図１７は、第４実施形態に係る電動機組立体１からファンカバー２６を取り外した状態を示す側面図である。
これらの図に示すように、第４実施形態の電動機組立体１は、インバータケース２１の端面に設けられた複数の放熱フィン２３ｂのガイドベーン２３ｂ３に、傾斜部２３ｂ４が形成されている点で、上記実施形態と異なる。

【0071】

つまり、第４実施形態の放熱フィン２３ｂは、斜流タイプのガイドベーン２３ｂ３を備えている。また、第４実施形態のファンカバー２６にも傾斜部２６ｃが形成されている。ファンカバー２６の傾斜部２６ｃは、ガイドベーン２３ｂ３の傾斜部２３ｂ４と平行に形成されている（図１５参照）。なお、第４実施形態の放熱フィン２３ｂを正面から視た形状は、上述した図１３に示す第３実施形態の放熱フィン２３ｂの形状と同じである。

【0072】

上記構成の第４実施形態によれば、図１５に示すように、放熱フィン２３ｂが斜流タイプのガイドベーン２３ｂ３を有しているため、冷却ファン３０から半径方向外側に吐出される空気を軸方向に導きやすくなる。

【0073】

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0074】

図１８は、第５実施形態に係る冷却ファン３０が回転したときの空気の流れを示す電動機組立体１の模式図である。
第５実施形態の冷却ファン３０は、主板３２の表面３２ａに設けられた複数のファンブレード３３が、斜流ファンのファンブレード形状を有する点で、上記構成と異なる。また、第５実施形態の冷却ファン３０は、スリット３５を横断する複数のリブ３６が、軸流ファンのファンブレード形状を有する点で、上記実施形態と異なる。

【0075】

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、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る。空気の一部は、ファンブレード３３から受ける遠心力によって、符号Ｆ１に示すように主板３２の表面３２ａに沿って半径方向外側に吐出される。

【0076】

また、主板３２の表面３２ａに沿って半径方向外側に吐出された空気の一部は、符号Ｆ２に示すように相対的に圧力が低くなっている主板３２の裏面３２ｂに流れ込み、スリット３５を通過し、ファンブレード３３の上流側に逆流する。ここで、スリット３５には、軸流ファンのファンブレード形状を有するリブ３６が設けられているため、当該空気の逆流を促進させ、冷却ファン３０の裏側に空気の流れを形成することができる。したがって、主板３２とインバータケース２１との間に熱が籠らないようになり、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。

【0077】

また、第５実施形態のファンブレード３３は、斜流ファンのファンブレード形状を有しており、斜流ファンは、遠心ファンに比べて半径方向の寸法が小さくできるので、冷却ファン３０の回転による騒音を低減できる。また、第５実施形態のリブ３６は、軸流ファンのファンブレード形状を有するが、半径方向の寸法の制限から、軸流ファンの昇圧は斜流ファンの昇圧に勝てないので、符号Ｆ２に示すように、スリット３５を介しファンブレード３３の上流側に逆流する流れを促進させる向きで設置するとよい。なお、リブ３６が、軸流ファンのファンブレード形状でなくても、符号Ｆ２に示す逆流は生じる。

【0078】

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。

【0079】

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。

【符号の説明】

【0080】

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、７…固定子、８…モータ、１０…モータケーシング、１１…モータフレーム、１１ａ…放熱フィン、１２…エンドカバー、１２ａ…貫通孔、１２ｂ…軸受支持部、１３…モータ側板、１３ａ…貫通孔、１３ｂ…軸受支持部、１４…軸受、１５…軸受、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…放熱フィン（第２の放熱フィン）、２３…冷却ファン側カバー部材、２３ａ…貫通孔、２３ｂ…放熱フィン（第１の放熱フィン）、２３ｂ１…第１部分、２３ｂ２…第２部分、２３ｂ３…ガイドベーン、２３ｂ４…傾斜部、２４…モータケーシング側カバー部材、２４ａ…貫通孔、２５…筒状部材、２６…ファンカバー、２６ａ…吸込口、２６ｂ…吐出口、２６ｃ…傾斜部、２７…ガイドベーン、３０…冷却ファン、３１…ハブ、３２…主板、３２ａ…表面、３２ｂ…裏面、３３…ファンブレード、３４…第２のファンブレード、３５…スリット、３６…リブ、４１…発熱素子、４２…基板、Ｏ…中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】