CN113141088B - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不会在旋转电机的轴向大型化并能够有效冷却供电单元的旋转电机。旋转电机主体(1)和供电单元(2)固定为一体，构成供电单元(2)的金属外框(26)的旋转电机主体(1)侧设置有制冷剂通路(57)。制冷剂通路(57)与控制提供给旋转电机主体(1)的功率的控制部件配置于旋转电机主体(1)的轴向的同一平面上，同时制冷剂通路(57)配置于比控制部件更靠旋转电机主体(1)的径向的外侧。

Description

旋转电机

技术领域

本申请涉及旋转电机。

背景技术

例如如专利文献1所公开的那样，以往已知一种将包含功率电路部的供电单元与旋转电机主体一体化并搭载于汽车等车辆的旋转电机。包含所述功率电路部的供电单元在旋转电机作为驱动内燃机的电动机进行动作时，将来自搭载于车辆的电池等直流电源的直流功率转换为交流功率来提供给旋转电机主体。另外，在旋转电机由内燃机驱动并作为发电机进行动作时，所述供电单元将旋转电机主体发电的交流功率转换为直流功率来提供给直流电源。众所周知，功率电路部由多个半导体开关元件构成。

构成所述功率电路部的半导体开关元件等电子元器件在有电流流过并进行动作时会发热，因此需要进行冷却。输出的增加或供电单元的小型化会使得发热密度增大，在利用风冷不能抑制温度上升的情况下使用热传递较高的制冷剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：德国专利公开第10 2011 087 602号说明书

发明内容

发明所要解决的技术问题

若功率电路部整体都配置发热部件，则需要对功率电路部整体配置制冷剂。如所述专利文献1那样，在功率电路部和旋转电机主体之间配置制冷剂，则会产生供电单元在旋转电机的轴向大型化并对周围的其他设备产生干扰的问题。

本申请公开了用于解决上述问题的技术，其目的在于提供一种不会在旋转电机的轴向大型化并能够有效冷却供电单元的旋转电机。

用于解决技术问题的技术手段

本申请所公开的旋转电机包括旋转电机主体和供电单元，所述旋转电机主体和所述供电单元在所述旋转电机主体的轴向上并排设置并固定为一体，所述旋转电机的特征在于，

所述旋转电机主体包括：

定子，该定子固定于外壳；

转子，该转子固定于以可自由旋转的方式被所述外壳所支承的转子轴；以及

冷却风扇，该冷却风扇与所述转子一起旋转，从设置于所述外壳的在所述轴向开口的进气口向所述外壳的内部吸入冷却风，从设置于所述外壳的排气口将所述冷却风排出至所述外壳的外部，

所述供电单元包括：

功率电路部，该功率电路部包括对提供给所述旋转电机主体的功率进行控制的功率半导体模块、与对提供给所述旋转电机主体的功率进行控制的控制部件；

控制基板，该控制基板包括对所述功率电路部进行控制的控制电路部；

金属外框，该金属外框搭载所述功率电路部和所述控制基板，设置使制冷剂流通的制冷剂通路，

所述制冷剂通路设置于所述金属外框的所述旋转电机主体侧，同时与所述控制部件配置在所述轴向的同一平面上。

发明效果

根据本申请所公开的旋转电机，能够提供一种不会在轴向大型化并能够有效冷却供电单元的旋转电机。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的旋转电机的主要部分剖视图。

图2是实施方式1所涉及的旋转电机的电路图。

图3是说明实施方式1所涉及的旋转电机的供电单元的图。

图4是说明实施方式1所涉及的旋转电机的供电单元的图。

具体实施方式

以下，使用附图对本申请所涉及的旋转电机的实施方式进行说明。此外，对各图中相同或相当部分标注相同符号。

实施方式1.

图1是表示实施方式1所涉及的旋转电机的主要部分剖视图，表示从图3的A-A线的箭头方向观察到的主要部分的截面。图2是以实施方式1所涉及的旋转电机的供电单元为主体的电路图，图3和图4是说明实施方式1所涉及的旋转电机的供电单元的图。此外，在以下说明中，在简单记载为轴向的情况下是指旋转电机或旋转电机主体的轴向，在简单记载为径向的情况下是指旋转电机或旋转电机主体的径向。

在图1、图2、图3以及图4中，旋转电机100包括旋转电机主体1、以及在旋转电机主体1的轴向并排设置并与旋转电机主体1一体化来向旋转电机主体1供电的供电单元2。旋转电机主体1能够作为驱动内燃机(未图示)的电动机进行动作，或作为由内燃机驱动而发电的发电机进行动作。实施方式1所涉及的旋转电机100构成为内燃机的启动用旋转电机。

旋转电机主体1包括分别使用铁等金属材料形成为碗状的作为负载侧托座的前托座3、作为负载相反侧托座的后托座4、由前托座3和后托座4构成的外壳5、固定于转子轴6的转子7、设置于转子7的励磁绕组8以及定子9。定子9包括定子铁心91、安装于定子铁心91的定子绕组92。

转子轴6通过设置于前托座3的前侧轴承10、与设置于后托座4的后侧轴承11，以可旋转的方式被外壳5所支撑。转子7固定于转子轴6，可旋转地配置于外壳5的内部。定子铁心91被前托座3的轴向的一端部与后托座4的轴向的一端部从轴向的两侧夹持，并固定于外壳5。定子9的内周面与转子7的外周面隔着规定的气隙而在旋转电机主体1的径向上相对。

从前托座3向旋转电机主体1相反侧突出的转子轴6的前侧端部安装有皮带轮12。旋转电机主体1经由皮带轮12与卷绕于皮带轮12的皮带(未图示)而与内燃机的曲柄轴(未图示)相连结。

固定于转子7的前侧端面的第一冷却风扇13以及固定于转子7的后侧端面的第二风扇14与转子7一起旋转。前托座3的轴向的端部设置有将冷却风吸入旋转电机主体1的内部的第一进气口15，后托座4的轴向的端部设置有将冷却风吸入旋转电机主体1的内部的第二进气口16。第一进气口15和第二进气口16在转子轴6的周围设置有多个。前托座3的外周面部设置有从旋转电机主体1的内部向外部排出冷却风的第一排气口17，且后托座4的外周面部设置有从旋转电机主体1的内部向外部排出冷却风的第二排气口18。

将第一进气口15和第一排气口17连通的第一通风管路R1形成在前托座3的轴向的内侧端面与转子7的负载侧的轴向端面之间。第一冷却风扇13配置于第一通风管路R1内。第二通风管路R2形成在后述的供电单元2的内周部与转子轴6的外周面之间，将旋转电机100的外部与后托座4的第二进气口16连通。将第二进气口16和第二排气口18连通的第三通风管路R3形成在后托座4的轴向的内侧端面与转子7的负载相反侧的轴向端面之间。第二冷却风扇14配置于第三通风管路R3的内部。

第一冷却风W1通过第一冷却风扇13的旋转所产生的离心力，从前托座3的外部被吸入至第一进气口15，并从第一通风管路R1经由第一排气口17被排出至旋转电机主体1的外部。第二冷却风W2通过第二冷却风扇14的旋转所产生的离心力，从供电单元2的外部被吸入至第二通风管路R2，经由后托座4的第二进气口16到达第三通风管路R3，并经由第二排气口18被排出至旋转电机主体1的外部。

供电单元2由后述的包含上臂功率半导体开关元件、下臂功率半导体开关元件和分流电阻的功率半导体模块20、对流过定子绕组92的电流进行滤波的滤波电容器21(参照图2)、包含电容器或线圈等来抑制噪声的输入滤波器22、树脂制壳体23、树脂制盖板24、控制基板25、金属外框26、向转子7供电的电刷27、以及对旋转电机100的旋转进行检测的旋转传感器28等来构成。功率半导体模块20、滤波电容器21、以及输入滤波器22构成功率电路部。金属外框26作为散热器而发挥作用，如图3和图4所示，从旋转电机主体1的轴向观察形成为圆形状。此处，滤波电容器21、输入滤波器22、电刷27、旋转传感器28分别构成控制部件，与功率半导体模块20同样控制向旋转电机主体1提供的功率。此外，在不需要抑制噪声的情况下，有时也不需要输入滤波器22。

对于功率半导体模块20，一相设置一个，在旋转电机主体1是三相旋转电机的情况下设置有三个，并分别并联连接。即，实施方式1中旋转电机主体1构成为三相旋转电机主体，因此如图2所示，功率半导体模块20由U相功率半导体模块20U、V相功率半导体模块20V、以及W相功率半导体模块20W来构成。

U相功率半导体模块20U、V相功率半导体模块20V、以及W相功率半导体模块20W分别由上臂功率半导体开关元件29与下臂功率半导体开关元件30的串联连接体以及后述的分流电阻31来构成。U相功率半导体模块20U、V相功率半导体模块20V、以及W相功率半导体模块20W构成三相桥接电路。

上臂功率半导体开关元件29与下臂功率半导体开关元件30分别例如由FET(FieldEffect Transistor：场效应型晶体管)和二极管的并联连接体构成。

U相功率半导体模块20U、V相功率半导体模块20V、以及W相功率半导体模块20W中各自的上臂功率半导体开关元件29与下臂功率半导体开关元件30的串联连接部、与U相功率半导体模块20U、V相功率半导体模块20V、以及W相功率半导体模块20W中各自的交流端子32之间，分别连接有成为电流传感器的分流电阻31。此外，图2中，为了避免图的复杂化，仅对U相功率半导体模块20U的交流端子标注交流端子标号32。

U相功率半导体模块20U、V相功率半导体模块20V、以及W相功率半导体模块20W的正极侧端子33分别经由供电单元2的第一正极侧导体34、输入滤波器22、供电单元2的第二正极侧导体35、供电单元2的正极侧端子36以及正极侧电缆37连接至作为搭载于车辆的直流电源的电池38的正极侧端子39。此外，图2中，为了避免图的复杂化，仅对U相功率半导体模块20U的正极侧端子标注正极侧端子的标号33。

U相功率半导体模块20U、V相功率半导体模块20V、以及W相功率半导体模块20W的负极侧端子40分别经由金属外框26、输入滤波器22、供电单元2的负极侧端子41以及负极侧电缆42连接至作为搭载于车辆的直流电源的电池38的负极侧端子43。电池38的负极侧端子43连接至车辆的处于接地电位的车体44。此外，图2中，为了避免图的复杂化，仅对U相功率半导体模块20U的负极侧端子标注负极侧端子的标号40。

U相功率半导体模块20U、V相功率半导体模块20V、以及W相功率半导体模块20W中各自的交流端子32经由母线45连接至旋转电机主体1的定子绕组92的各相的绕组端子。此外，图2中，为了避免图的复杂化，仅对连接U相功率半导体模块20U的交流端子32和定子绕组92的母线标注母线的标号45。

U相功率半导体模块20U、V相功率半导体模块20V、以及W相功率半导体模块20W的各正极侧端子33分别连接至供电单元2的第一正极侧导体34。U相功率半导体模块20U、V相功率半导体模块20V、以及W相功率半导体模块20W的各负极侧端子40分别利用第一螺钉46连接至金属外框26。

此外，U相功率半导体模块20U、V相功率半导体模块20V、以及W相功率半导体模块20W分别经由连接导体47、48与滤波电容器21并联连接。此外，图2中，为避免图的复杂化，仅对连接至与W相功率半导体模块20W并联连接的滤波电容器21的连接导体标注连接导体的标号47、48。

各滤波电容器21的正极侧端子49经由连接导体47连接至供电单元2的第一正极侧导体34，各滤波电容器21的负极侧端子50经由连接导体48连接至金属外框26。此外，图2中，为避免图的复杂化，仅对连接至与W相功率半导体模块20W并联连接的滤波电容器21的正极侧端子和负极侧端子标注正极侧端子的标号49和负极侧端子的标号50。

输入滤波器22的第一正极端子51连接至供电单元2的第二正极侧导体35，输入滤波器2的第二正极端子52连接至供电单元2的第一正极侧导体34。而且，输入滤波器22的负极端子53连接至金属外框26。此处，第一正极侧导体34与金属外框26并排配置。由此，第一正极侧导体34的平面部成为与金属外框26相对的配置，能够将正极和负极并排来降低电感，抑制噪声或开关损耗。

另外，U相功率半导体模块20U、V相功率半导体模块20V、以及W相功率半导体模块20W中各自的上臂功率半导体开关元件29和下臂功率半导体开关元件30的信号端子54连接至图1所示的控制基板25，并构成为接受来自设置于控制基板25的控制电路部的控制信号。此外，图2中，为了避免图的复杂化，仅对U相功率半导体模块20U中的下臂功率半导体开关元件30的信号端子标注信号端子的标号54。

功率半导体模块20构成为将上臂功率半导体开关元件29、下臂功率半导体开关元件30以及分流电阻31焊接至铜框上，在各框架之间通过铜板和铝线来连接，并对它们进行树脂密封。或者，功率半导体模块20构成为将上臂功率半导体开关元件29、下臂功率半导体开关元件30以及分流电阻31焊接至被绝缘覆盖的铝、铜等金属基板或陶瓷基板。

功率半导体模块20具有对上臂功率半导体开关元件29、下臂功率半导体开关元件30以及分流电阻31所产生的热量进行散热的散热面55。功率半导体模块20的散热面55与金属外框26的旋转电机主体1相反侧的面即搭载面上突出形成的突起部56的表面相对，并将功率半导体模块20搭载于金属外框26的突起部56。

此处，功率半导体模块20的散热面55上有上臂功率半导体开关元件29、下臂功率半导体开关元件30以及分流电阻31中的至少一部分导电性构件露出的情况下，在散热面55与金属外框26的搭载面之间确保规定的距离，并在散热面55与金属外框26的搭载面之间插入具有绝缘性的导热材料，再将功率半导体模块20搭载于金属外框26的突起部56。作为所述导热材料，能够使用具有粘性和流动性的油脂、凝胶、粘结剂或不具有流动性的片材、胶带等。

功率半导体模块20的散热面55与上臂功率半导体开关元件29、下臂功率半导体开关元件30以及分流电阻31绝缘的情况下，除所述导热材料以外还能够使用导电性的导热材料，在散热面55和金属外框26的搭载面之间可以不用确保距离。

金属外框26中，在与搭载功率半导体模块20的突起部56相对应的金属外框26内部的位置以沿金属外框26的周向的方式形成有制冷剂通路57作为冷却机构。金属外框26包括成为制冷剂58的出入口的出入口部59，使制冷剂58在制冷剂通路57的内部流通。由此，能够在大范围内使金属外框26对功率半导体模块20的上臂功率半导体开关元件29、下臂功率半导体开关元件30以及分流电阻31产生的热量进行有效导热并抑制温度上升。通过在金属外框26的径向配置制冷剂58的出入口部59，从而无需使金属外框26在径向大型化，能够在径向小型化。此处，通过对金属外框26使用多孔金属，从而即使相同尺寸也能够扩大表面积，因此能够提高冷却性。此外，出入口部59的入口侧和出口侧配置在径向的相反方向。

图3是从负载相反侧观察旋转电机100的供电单元的说明图。此外，图1是从箭头方向观察沿图3的A-A线的截面的剖视图。

制冷剂通路57和电刷27配置在后托座4的轴向端面的外侧并配置在轴向的同一平面上。以沿金属外框26的周向的方式搭载功率半导体模块20。由此，形成为不与金属外框26的径向重叠的结构，能够使旋转电机100在径向上小型化。另外，功率半导体模块20的负极侧端子40利用第一螺钉46紧固到金属外框26的制冷剂58上，由此，能够提高功率半导体模块20的负极侧端子40的冷却性，因此能够抑制内部的功率半导体开关元件和分流电阻的温度上升。此外，制冷剂通路57呈U字形结构，能够降低压力损耗。

此外，将功率半导体模块20的信号端子54配置于功率半导体模块20的一个边，当搭载于金属外框26时以朝向外周侧的方式进行配置，从而控制基板25的信号端子用的孔以沿外周的方式进行配置，因此能够提高布线图案的设计性。此外，通过将制冷剂通路57构成为U字形，从而能够将制冷剂58的入口部和出口部配置在金属外框26的径向的相反侧，由于无需绕制冷剂通路57一周，因此能够降低压力损耗。

另一方面，通过将制冷剂通路57配置于电刷27的轴向的同一平面上的外周部，从而能够在轴向小型化。此外，与电刷27同样地，通过在与制冷剂通路57轴向的同一平面上配置滤波电容器21、旋转传感器28、输入滤波器22等多个控制部件，从而能够进一步在轴向上小型化。另外，通过将电刷27、滤波电容器21、旋转传感器28以及输入滤波器22等控制部件直接搭载于金属外框26，从而能够抑制轴向上的大型化。

此处，以将金属外框26夹在中间的方式配置需要抑制温度上升的滤波电容器21和输入滤波器22，从而能够抑制滤波电容器21和输入滤波器22各自的发热干扰，能够抑制各自的温度上升。

使用半导体开关元件和二极管来构成为桥接电路，构成励磁电路部的励磁电路模块60(参照图3)搭载到金属外框26的突起部56或除突起部56以外的搭载面。而且，虽未图示，但构成励磁电路模块60的桥接电路的上臂侧连接至电池38的正极侧端子39，下臂侧连接至电池38的负极侧端子43。而且，励磁绕组8与构成励磁电路模块60的二极管并联连接。励磁电路的电流小于定子绕组92的电流，因此励磁电路模块60的发热小于功率半导体模块20。因此，将制冷剂通路57中发热量较少的励磁电路模块60配置于发热量较多的功率半导体模块20的下流侧，从而能提高利用低温的制冷剂59冷却功率半导体模块20的冷却性。

此外，虽未图示，但可以在金属外框26的形成有突起部56的面的相反侧的面上与功率半导体模块20的搭载区域相对的区域，设置一个或多个以与旋转电机主体1的轴向垂直地突出并向旋转电机主体1的径向延伸的方式形成得到的散热翅片。

控制基板25安装有未图示的CPU(Central Processing Unit：中央运算处理装置)等电子部件，包括对供电单元2的功率电路部和励磁电路部的半导体开关元件进行导通/截止控制的控制电路部。设置于控制基板25的控制电路部对功率电路部和励磁电路部的开关元件进行导通/截止控制，使功率电路部对电池38的直流功率与定子绕组92的交流功率之间进行功率转换，同时使励磁电路部控制励磁绕组8的励磁电流。

如图4所示，控制基板25由内部具有空间的圆形来构成。控制基板25也搭载有未图示的发热部件，通过制冷剂58来冷却。此时，以沿制冷剂通路57的方式呈U字形来搭载发热部件，从而能够提高冷却性。此外，也可以将控制基板25以沿制冷剂通路57的方式设为U字形。

功率半导体模块20和控制基板25等搭载于金属外框26的旋转电机主体1相反侧的面即搭载面。控制基板25相对于功率半导体模块20的金属外框26相反侧的表面在旋转电机主体1的轴向隔着间隔，并与功率半导体模块20在轴向并排配置地搭载于金属外框26。另外，树脂制的壳体23搭载于金属外框26的搭载面，以将搭载到金属外框26的搭载面的功率半导体模块20和控制基板25包含在内。树脂制的壳体23的与金属外框26相反侧的开口部被树脂制的盖板24封闭，从而保护搭载于金属外框26的搭载面的功率半导体模块20和控制基板25免受水或粉尘等的影响。将功率半导体模块20配置于制冷剂通路57的金属外框26的旋转电机主体1相反侧的面，并将控制基板25配置在功率半导体模块20的金属外框26的旋转电机主体1相反侧的面，从而抑制供电单元2的径向扩大，能够在径向上小型化。

此处，将灌封材料61(参照图1)填充到树脂制的壳体23的内部直到控制基板25埋没，因此能够提高防水性和防尘性，同时能够提高耐震性和导热性。此外，通过将盖板24设为铝等金属制，从而提高导热性和散热性，能够抑制噪声的传播。此外，根据情况，可以不将灌封材料61填充到树脂制的壳体23的内部。

通过对功率半导体模块20中的上臂功率半导体开关元件29和下臂功率半导体开关元件30进行导通/截止控制，从而能够高精度控制流过供电单元2的电流，提高输出的精度并提高效率，但供电单元2的输出电压会发生变动，进而导致在输出电流中产生纹波电流。

滤波电容器21用于吸收电压变动和纹波电流，但由于纹波电流施加至滤波电容器21因而滤波电容器21发热从而温度上升。滤波电容器21的温度上升会导致滤波电容器21劣化，缩短其寿命。因此，为了抑制滤波电容器21的劣化，将收纳了滤波电容器21的电容器壳体62配置为与第二冷却风W2相接触。此外，考虑纹波电流的量、温度上升等，滤波电容器21有时对每一相设置多个。

输入滤波器22抑制噪声，由线圈或电容器来构成，但由于电流的通电而会导致线圈或电容器发热从而温度上升。电容器因温度上升而寿命劣化，线圈使用的铁心因温度上升而消磁从而电感降低。因此，将收纳了输入滤波器22的输入滤波器壳体63(参照图1)搭载于制冷剂通路57或金属外框26并配置为与第二冷却风W2相接触。此外，考虑电流、电压或噪声的抑制程度等，用于输入滤波器22的线圈或电容器有时设置多个。

电刷27搭载于后托座4的转子7相反侧即搭载了供电单元2的一侧的外表面部，并搭载于转子轴6的周缘部的金属外框26。虽未图示，但构成为与励磁绕组8电连接的通电部安装于转子轴6，电刷27的滑动部与上述通电部相接触，从而将励磁电路部的输出输入至励磁绕组8。

旋转电机100中，将设置于前托座3和后托座4的安装部(未图示)利用螺栓牢固地固定于车辆的车体44或内燃机。后托座4和车体44经由定子铁心91和前托座3而电连接。此外，在能经由车体44电连接金属外框26和电池38的负极侧端子43的情况下，能够省略负极侧电缆42。

接着，对于旋转电机100中的电流的流向，以图2为中心进行说明。在使旋转电机100作为电动机进行动作的情况与作为发电机进行动作的情况下，电流的流向是不同的，此处，对使旋转电机100作为电动机进行动作的情况进行说明。

旋转电机主体1的定子绕组92中流过的电流从电池38的正极侧端子39经由正极侧电缆37、供电单元2的正极侧端子36流入供电单元2，并经由输入滤波器22、规定相的功率半导体模块20的上臂功率半导体开关元件29和分流电阻31而流到定子绕组92。而且之后，经由其他相的功率半导体模块20的分流电阻31、下臂功率半导体开关元件30流入金属外框26，并经由供电单元2的负极侧端子41、负极侧电缆42而流到电池38的负极侧端子43。

在搭载于控制基板25的CPU中，根据由分流电阻31检测出的电流值、来自旋转传感器28的旋转电机100的旋转速度及/或转子7的旋转位置信息、上臂功率半导体开关元件29、下臂功率半导体开关元件30的温度等信息，来运算对上臂功率半导体开关元件29和下臂功率半导体开关元件30进行导通/截止的控制模式。设置于控制基板25的控制电路部基于CPU的运算结果产生控制信号，并提供给上臂功率半导体开关元件29和下臂功率半导体开关元件30的信号端子。

如上那样构成的实施方式1所涉及的旋转电机100中，电池38的直流功率在供电单元2中转换成交流功率，并提供给定子绕组92。由此，定子铁心91产生旋转磁场，转子7进行旋转。而且，第一冷却翅片13和第二冷却翅片14与转子7的旋转联动地进行旋转。由此，在旋转电机100的前侧，从第一进气口15供气的第一冷却风W1在第一通风管路R1中流通，并从第一排气口17排出至旋转电机100的外部。而且，定子绕组92的线圈端部被在第一通风管路R1中流通的第一冷却风W1冷却。

另一方面，在旋转电机100的后侧，第二冷却风W2在形成于供电单元2的内周部与电刷27的外周部之间的第二通风管路R2中沿旋转电机100的轴向流向负载侧，从第二进气口16流入旋转电机主体1的内部，并在第三通风管路R3中流通，从第二排气口18排出至旋转电机主体1的外部。

收纳了滤波电容器21的电容器壳体62、电刷27、金属外框26、输入滤波器壳体63、后托座4以及转子7暴露在第二冷却风W2中。因此，功率半导体模块20中产生的热量经由金属外框26被第二冷却风W2散热，滤波电容器21中产生的热量经由电容器壳体62内的空气和电容器壳体62被第二冷却风W2散热，后侧轴承11的摩擦热与定子9中产生的热量经由后托座4被第二冷却风W2散热，励磁绕组8中产生的热量经由转子7被第二冷却风W2散热。由此，能抑制旋转电机100的各结构构件的温度上升。另外，定子绕组92的线圈端部被在第三通风管路R3中流通的第二冷却风W2冷却。

此外，虽未图示，但通过在滤波电容器21与电容器壳体62的内壁之间、或者输入滤波器22的线圈或电容器与输入滤波器壳体63的内壁之间插入导热材料，从而能够降低从滤波电容器21到电容器壳体62的热阻、或从输入滤波器22的线圈或电容器到输入滤波器壳体63的热阻，能够进一步降低滤波电容器21或输入滤波器22的线圈或电容器的温度。另外，还能够在滤波电容器21与电容器壳体62的内壁之间、或者输入滤波器22的线圈或电容器与输入滤波器壳体63的内壁之间插入导热材料，来提高耐震性。

作为插入到滤波电容器21与电容器壳体62的内壁之间、或者输入滤波器22的线圈或电容器与输入滤波器壳体63的内壁之间的导热材料，能够使用低粘度的油脂、凝胶或粘结剂、片材、胶带等，或者还能够使用与灌封材料61相同的材料。在设置多个滤波电容器21的情况下，通过在各滤波电容器之间插入导热材料，从而能够热连接各滤波电容器之间来降低各滤波电容器间的温度差。因此，不会因各滤波电容器间的温度差而产生的电阻的增减导致出现电阻较低的滤波电容器，能够防止电流过度地流过特定的滤波电容器而导致其寿命变短。

另外，若在滤波电容器21、输入滤波器22的线圈或电容器的整个外周都配置导热材料，则导热效果变得更高，但即使仅对滤波电容器21、输入滤波器22的线圈或电容器的外周的一部分配置导热材料，由于导热材料的热传导率比空气的热传导率要高1个数量级到2个数量级以上，因此针对滤波电容器21、输入滤波器22的线圈或电容器的温度降低的效果提高。电容器壳体62、或输入滤波器壳体63可以是树脂制，但通过铝等金属制，也能够进一步提高导热性和散热性。

实施方式1所涉及的旋转电机100如上述那样来构成，因此能够抑制在轴向上的扩大，并通过将功率半导体模块20、励磁电路模块60、控制基板25、滤波电容器21、输入滤波器22、电刷27、定子9、励磁绕组8、转子7、后侧轴承11、前侧轴承10等的发热通过第一冷却风W1和第二冷却风W2进行散热，从而能够降低温度。

此外，通过使制冷剂58流过金属外框26，从而能够提高供电单元2的冷却性。此处，对于制冷剂通路57，能够如图1所示在金属外框26的后托座4侧设置流路盖板64，或能够通过将铜、铝、SUS等金属管道与金属壳体26通过粘接、铆接、钎焊接合等进行连接来形成，或者能够通过铸造时形成空洞等来构成。

内置有母线45的布线构件65通过第二螺钉66而紧固于后托座4。在第二螺钉66的头部与制冷剂通路57在轴向上重叠的情况下，沿第二螺钉66将流路盖板64形成为突起形状67，将流路盖板64与第二螺钉66配置于径向的同一平面上，从而能够抑制在轴向上的扩大，使旋转电机100在轴向上小型化。流路盖板64的突起形状67所起的作用是在制冷剂通路57中形成突起形状部以使制冷剂58的流动不会发生急剧的变化，而为了使制冷剂58的流动不会发生急剧的变化，通过将突起形状67设为锥形或圆弧形能够抑制压力损耗的增加。此处对第二螺钉66进行了说明，但即使在流路盖板64的突起形状67即沿制冷剂通路57的突起形状部的外侧凹陷形状部配置旋转电机主体1的其他结构构件，也能够获得相同的效果。

将后托座4或布线构件65与金属外框26、流路盖板64或者输入滤波器22之间的间隙填埋的构件68介于彼此之间，从而能够防止第二冷却风W2从金属外框26和后托座4之间漏出，第二冷却风W2能够可靠地与电容器壳体62、电刷27、输入滤波器壳体63相接触来进行冷却。由此，能够利用制冷剂58来冷却供电单元2的外周部，并能够利用第二冷却风W2冷却内周部。

另外，经由将间隙填埋的构件68利用金属外框26和后托座4来夹住搭载于金属外框26的流路盖板64或输入滤波器22、与搭载于后托座4的布线构件65，从而能够提高耐震性。对于将间隙填埋的构件68，具有弹性的橡胶等较好。此外，将间隙填埋的构件68使用如橡胶那样不易传递热量的构件，从而能够使旋转电机主体1的热量不易传递到供电单元2。与用于旋转电机主体1的构件相比，用于供电单元2的构件的耐热温度较低的情况下，通过将间隙填埋的构件68的隔热效果，能够抑制供电单元2的温度上升。

此外，虽未图示，但母线45与定子绕组92的连接部在布线构件65和金属外框26之间露出的情况下，将间隙填埋的构件68介于母线45与定子绕组92的连接部与金属外框26之间，从而能够确保绝缘性。此外，第二冷却风W2吸取各部的热量而温度上升，并从第二排气口18排出至金属外框26与后托座4之间，但由于将间隙填埋的构件68填在金属外框26与后托座4之间，因此能够防止第二冷却风W2再次流入第二进气口16并抑制温度上升。

此外，本申请并不限于所述实施方式1，并且实施方式1中记载的各种特征、形态及功能并不限于特定实施方式的应用，可单独或以各种组合来应用于实施方式。由此，可以认为未示例的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，假设包括对至少一个构成要素进行变形、添加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。

标号说明

1 旋转电机主体，

2 供电单元，

3 前托座，

4 后托座，

5 外壳，

6 转子轴，

7 转子，

8 励磁绕组，

9 定子，

91 定子铁心，

92 定子绕组，

10 前侧轴承，

11 后侧轴承，

12 皮带轮，

13 第一冷却风扇，

14 第二冷却风扇，

15 第一进气口，

16 第二进气口，

17 第一排气口，

18 第二排气口，

20 功率半导体模块，

20U U相功率半导体模块，

20V V相功率半导体模块，

20W W相功率半导体模块，

21 滤波电容器，

22 输入滤波器，

23 壳体，

24 盖板，

25 控制基板，

26 金属外框，

27 电刷，

28 旋转传感器，

29 上臂功率半导体开关元件，

30 下臂功率半导体开关元件，

31 分流电阻，

32 交流端子，

33、36、39、49 正极侧端子，

34 第一正极侧导体，

35 第二正极侧导体，

37 正极侧电缆，

38 电池，

40、41、43、50 负极侧端子，

42 负极侧电缆，

44 车体，

45 母线，

46 第一螺钉，

47、48 连接导体，

51 第一正极端子，

52 第二正极端子，

53 负极端子，

54 信号端子，

55 散热面，

56 突起部，

57 制冷剂通路，

58 制冷剂，

59 出入口部，

60 励磁电路模块，

61 灌封材料，

62 电容器壳体，

63 输入滤波器壳体，

64 流路盖板，

65 布线构件，

66 第二螺钉，

67 突起形状，

68 构件，

100 旋转电机，

R1 第一通风管路，

R2 第二通风管路，

R3 第三通风管路，

W1 第一冷却风，

W2 第二冷却风。

Claims (19)

1.一种旋转电机，包括旋转电机主体和供电单元，所述旋转电机主体和所述供电单元在所述旋转电机主体的轴向上并排设置并固定为一体，所述旋转电机的特征在于，

所述旋转电机主体包括：

定子，该定子固定于外壳；

转子，该转子固定于以可自由旋转的方式被所述外壳所支承的转子轴；以及

冷却风扇，该冷却风扇与所述转子一起旋转，从设置于所述外壳的在所述轴向上开口的进气口向所述外壳的内部吸入冷却风，从设置于所述外壳的排气口将所述冷却风排出至所述外壳的外部，

所述供电单元包括：

功率电路部，该功率电路部包括对提供给所述旋转电机主体的功率进行控制的功率半导体模块、与对提供给所述旋转电机主体的功率进行控制的控制部件；

控制基板，该控制基板包括对所述功率电路部进行控制的控制电路部；以及

金属外框，该金属外框搭载所述功率电路部和所述控制基板，并设有使制冷剂流通的制冷剂通路，

所述制冷剂通路设置于所述金属外框的所述旋转电机主体侧，同时与所述控制部件配置在所述轴向的同一平面上，

在所述金属外框的所述旋转电机主体侧设置流路盖板，

将所述流路盖板形成为从所述旋转电机主体一侧朝向所述供电单元一侧沿所述轴向突出的突起形状部。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述制冷剂通路设置在比所述控制部件更靠所述旋转电机主体的径向的外侧。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

沿所述突起形状部的外侧的凹陷形状部配置有所述旋转电机主体的结构部件。

4.如权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，

所述突起形状部是锥形或圆弧形。

5.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述制冷剂通路、所述功率半导体模块以及所述控制基板沿着所述轴向从所述旋转电机主体起依次进行配置。

6.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述制冷剂通路的出入口部配置在所述旋转电机主体的径向上。

7.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述制冷剂通路的入口侧和出口侧配置在所述旋转电机主体的径向的相反方向上。

8.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

包括多个所述功率半导体模块，多个所述功率半导体模块配置成U字形，所述制冷剂通路以沿着多个所述功率半导体模块的方式进行配置。

9.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

包括构成所述旋转电机的励磁电路部的励磁电路模块，所述励磁电路模块配置于比所述功率半导体模块更靠所述制冷剂通路的下游侧。

10.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述控制基板、或搭载于所述控制基板的发热部件配置成U字形，同时所述制冷剂通路以沿所述控制基板、或所述发热部件的方式进行配置。

11.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

设置于所述功率半导体模块的端子连接至所述金属外框。

12.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

吸入所述进气口的冷却风构成为仅沿所述轴向通过。

13.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

包括连接所述供电单元的正极侧端子和所述功率半导体模块的正极侧端子的正极侧导体，所述正极侧导体和所述金属外框并排配置。

14.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述控制部件是对所述旋转电机的旋转进行检测的旋转传感器、向所述转子供电的电刷以及抑制噪声的输入滤波器中的至少一个。

15.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

包括在所述制冷剂通路和所述旋转电机主体之间将间隙填埋的构件。

16.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述控制部件搭载于所述金属外框。

17.如权利要求16所述的旋转电机，其特征在于，

所述控制部件包含对所述定子所具备的定子绕组中流过的电流进行滤波的滤波电容器、与抑制噪声的输入滤波器，所述滤波电容器和所述输入滤波器以将所述金属外框夹在中间的方式进行配置。

18.如权利要求15所述的旋转电机，其特征在于，

在将所述间隙填埋的构件与所述金属外框或所述旋转电机主体之间配置抑制噪声的输入滤波器和搭载于构成所述外壳的后托座的布线构件中的任一方或双方。

19.如权利要求1、2、17、18中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述金属外框由多孔金属构成。