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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine steuergerätintegrierte elektrische Rotationsmaschine, die eine elektrische Rotationsmaschine und ein Steuergerät enthält.
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Hintergrund
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Zum Beispiel offenbart
US 6 175 171 B1 eine elektrische Maschine mit Rotor und Stator, wobei eine Halterung an einem axialen Ende auf einer Rotor abgewandten Seite eine Leiterplatte mit Steuerelektronik aufnimmt, die mit einer Masse vergossen ist.
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Zum Beispiel offenbart
JP 2006 -
33 986 A (entsprechend
US 2007 / 0 103 101 A1 ) eine steuergerätintegrierte elektrische Rotationsmaschine. In dieser steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine ist eine aus Metall hergestellte Abdeckung durch eine dünne Harzplatte bzw. eine Harzfolie, die eine thermische Leitfähigkeit hat, mit elektronischen Komponenten einer Leiterplattenvorrichtung (einer Steuerungsleiterplattenvorrichtung) thermisch verbunden. Deshalb wird die Wärme der elektronischen Komponenten durch die dünne Harzplatte bzw. Harzfolie zu der Abdeckung geleitet und wird diese von der Abdeckung an eine Außenseite der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine freigesetzt.
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In
JP 2006 -
33 986 A (entsprechend
US 2007 / 0 103 101 A1 ) dient die Abdeckung als eine Wärmefreisetzplatte für ein Freisetzen der Wärme von der Leiterplattenvorrichtung, die die elektronischen Komponenten enthält. Die Wärmefreisetzplatte (Abdeckung) ist an einem Gehäuse (einem Harzglied einer schalenähnlichen Basis bzw. eines schalenähnlichen Bodens, die bzw. der wie eine flache kreisrunde Petrischale geformt ist) befestigt. Insbesondere befindet sich die Wärmefreisetzplatte im Eingriff mit dem Gehäuse.
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Wie es oben behandelt wurde, wird die Wärmefreisetzplatte hauptsächlich durch den Eingriff zwischen der Wärmefreisetzplatte und dem Gehäuse durch das Gehäuse gehalten. Um die Wärmefreisetzplatte mit dem Gehäuse in Eingriff zu bringen, müssen die Wärmefreisetzplatte und das Gehäuse angeordnet werden, um sich in einer Richtung senkrecht zu einer Axialrichtung einer Welle der elektrischen Rotationsmaschine miteinander zu überschneiden. Außerdem muss eine Hervorragung, die in der Richtung senkrecht zur Axialrichtung hervorragt, in einem der Bauteile, Wärmefreisetzplatte und Gehäuse, gebildet sein und muss eine Nut (Aussparung), die in der Richtung senkrecht zur Axialrichtung ausgespart ist, in dem anderen der Bauteile, Wärmefreisetzplatte und Gehäuse, gebildet sein, um mit der Hervorragung zu dem Zeitpunkt bzw. der Zeit eines Installierens bzw. Montierens der Wärmefreisetzplatte an das Gehäuse in Eingriff zu kommen. Deshalb ist eine vorgegebene Fixierungs- bzw. Befestigungsbreite erforderlich. Abgesehen von dem oben behandelten Eingriff zwischen der Wärmefreisetzplatte und dem Gehäuse können die Wärmefreisetzplatte und das Gehäuse zum Beispiel durch Schrauben oder ein Binden mit einem Bindemittel zusammen gehalten werden. Jedoch müssen in dem Fall der Fixierung bzw. Befestigung durch die Schrauben Schraubenlöcher in einem Endteil des Gehäuses gebildet sein. Deshalb ist eine vorgegebene Fixierungs- bzw. Befestigungsbreite erforderlich. Ebenso ist in dem Fall der Fixierung bzw. Befestigung durch das Binden mit dem Bindemittel eine zugeordnete entsprechende Struktur erforderlich. Zum Beispiel kann eine Nut in dem Endteil des Gehäuses gebildet sein und kann eine Hervorragung der Wärmefreisetzplatte gegen das in der Nut platzierte Bindemittel eingesetzt sein. Deshalb ist eine vorgegebene Fixierungs- bzw. Befestigungsbreite selbst in solch einem Fall erforderlich. Infolgedessen ist in der Struktur aus dem Stand der Technik schwierig, eine Größe der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine zu verringern.
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Zusammenfassung
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Die vorliegende Offenbarung wurde in Hinblick auf den obigen Punkt erstellt. Folglich ist es ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine steuergerätintegrierte elektrische Rotationsmaschine bereitzustellen, die eine Wärmefreisetzleistung der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine verbessern kann und eine Größe der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine verringern kann.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine steuergerätintegrierte elektrische Rotationsmaschine, die eine elektrische Rotationsmaschine und ein Steuergerät enthält, bereitgestellt. Die elektrische Rotationsmaschine enthält einen Stator, einen Rotor und eine Welle. Der Rotor ist bezüglich des Stators rotierbar. Die Welle ist integral mit dem Rotor rotierbar. Das Steuergerät ist in einer Axialrichtung der Welle an einer Endseite der Welle platziert und ist an der elektrischen Rotationsmaschine befestigt. Das Steuergerät enthält eine Leiterplattenvorrichtung und eine Gehäuse. Die Leiterplattenvorrichtung steuert die elektrische Rotationsmaschine und enthält eine erste Fläche, die auf einer Seite platziert ist, wo die elektrische Rotationsmaschine platziert ist, und eine zweite Fläche, die entgegengesetzt zu der ersten Fläche ist. Eine elektronische Komponente ist oder mehrere elektronische Komponenten sind an mindestens der zweiten Fläche unter den Flächen, erste Fläche und zweite Fläche, installiert bzw. montiert. Das Gehäuse nimmt die Leiterplattenvorrichtung auf. Das Gehäuse erstreckt sich in die Axialrichtung und bildet eine Seitenfläche des Steuergeräts, während eine gegenüberliegende Seite des Gehäuses, die gegenüberliegend zu der elektrischen Rotationsmaschine ist, geöffnet ist. Das Steuergerät enthält des Weiteren einen Versiegelungsharzkörper und eine erste Wärmefreisetzplatte. Der Versiegelungsharzkörper ist in einem Inneren des Gehäuses platziert und versiegelt die Leiterplattenvorrichtung. Die erste Wärmefreisetzplatte ist aus Metall hergestellt und ist in der Axialrichtung auf einer Seite der Leiterplattenvorrichtung, an der die zweite Fläche platziert ist, platziert. Die erste Wärmefreisetzplatte ist mit mindestens einer von der einen elektronischen Komponente oder den mehreren elektronischen Komponenten, die an der zweiten Fläche installiert bzw. montiert ist bzw. sind, thermisch verbunden. Die erste Wärmefreisetzplatte ist aufgrund einer Klebe- bzw. Hafteigenschaft des Versiegelungsharzkörpers fest an den Versiegelungsharzkörper gebunden.
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Figurenliste
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen sind nur für Darstellungszwecke und sind nicht gedacht, um den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise zu beschränken.
- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur einer steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt,
- 2 ist eine partiell perspektivische Ansicht, die ein Steuergerät und dessen periphere Struktur in einem Zustand zeigt, in dem eine erste Wärmefreisetzplatte von der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine gemäß der ersten Ausführungsform entfernt ist,
- 3 ist eine perspektivische Ansicht, die gemäß der ersten Ausführungsform das Steuergerät in einem Zustand zeigt, in dem eine Leiterplattenvorrichtung entfernt ist,
- 4 ist eine entlang Linie IV-IV in 3 genommene Querschnittsansicht der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine,
- 5 ist eine partiell vergrößerte Querschnittsansicht, die gemäß der ersten Ausführungsform eine Wärmefreisetzstruktur für ein Freisetzen von Wärme, die von einer elektronischen Komponente erzeugt wird, zeigt,
- 6 ist eine partiell vergrößerte Querschnittsansicht einer Modifikation der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine der ersten Ausführungsform entsprechend zu 5,
- 7 ist eine perspektivische Ansicht, die gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Steuergerät in einem Zustand zeigt, in dem eine Leiterplattenvorrichtung entfernt ist,
- 8 ist eine entlang Linie VII-VII in 7 genommene Querschnittsansicht der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine,
- 9 ist eine Querschnittsansicht einer steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entsprechend zu 4, und
- 10 ist eine Querschnittsansicht einer steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entsprechend zu 4.
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Ausführliche Beschreibung
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In jeder der folgenden Ausführungsformen sind identische oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. In der folgenden Beschreibung wird eine Axialrichtung einer Welle als eine Z-Richtung bezeichnet. Außerdem wird eine Richtung, die senkrecht zur Z-Richtung ist, als eine X-Richtung bezeichnet. Zusätzlich wird eine Richtung, die senkrecht zu beiden Richtungen, X-Richtung und Z-Richtung, ist, als eine Y-Richtung bezeichnet. In der folgenden Beschreibung wird, außer wenn es anders angemerkt wird, eine Form (Konfiguration) entlang einer X-Y-Ebene, d.h. eine Form, die in der Z-Richtung zu sehen ist, als eine Form in der Ebene (X-Y-Ebene) bezeichnet.
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Erste Ausführungsform
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Eine Struktur einer steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine wird mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben.
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Wie es in 1 zu sehen ist, enthält die steuergerätintegrierte elektrische Rotationsmaschine 10 eine elektrische Rotationsmaschine 11 und eine Steuergerät (eine Steuerungsvorrichtung) 12. Das Steuergerät 12 steuert die elektrische Rotationsmaschine (ein Steuerungssubjekt bzw. Steuerungsgegenstand) 11 und ist auf die elektrische Rotationsmaschine 11 abgestimmt bzw. ist in dieser integriert.
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Die elektrische Rotationsmaschine 11 hat eine Funktion eines Stromerzeugers (Lichtmaschine), der durch einen Motor des Fahrzeugs angetrieben wird und eine elektrische Leistung erzeugt. Die elektrische Rotationsmaschine 11 hat ebenfalls eine Funktion eines Elektromotors (Anlasser), der den Motor anlässt. Dieser Typ einer elektrischen Rotationsmaschine 11 wird ebenfalls als ein integrierter Startergenerator (ISG) bezeichnet. Wie es in 4 zu sehen ist, enthält die elektrische Rotationsmaschine 11 einen Stator 20, eine Welle 21 und einen Rotor 22.
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Der Stator 20 enthält einen Statorkern 20a, der in einer zylindrischen Röhrenform konfiguriert ist. Eine Vielzahl von hervorstehenden Polen (nicht gezeigt) ragt von einer Innenwand des Statorkerns 20a hervor. Dreiphasige Statorspulen 20b sind um Entsprechende der hervorstehenden Pole gewunden. Wenn ein phasenverschobener elektrischer Wechselstrom durch die dreiphasigen Statorspulen 20b geleitet wird, erzeugt der Stator 20 ein rotierendes Magnetfeld, dass den Rotor 22 rotiert.
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Die Welle 21 ist integral mit dem Rotor 22 gebildet und ist integral mit dem Rotor 22 rotierbar. In 4 wird eine Rotationsachse der Welle 21 durch ein Bezugszeichen L gekennzeichnet. Eine Schwungscheibe bzw. ein Schwungrad 23 ist an einem Endteil der Welle 21 befestigt. Deshalb wird die Schwungscheibe bzw. das Schwungrad 23 integral mit der Welle 21 rotiert. Ein Riemen (nicht gezeigt) ist um die Schwungscheibe bzw. das Schwungrad 23 gewunden. Eine Rotation der Welle 21 wir durch diesen Riemen an den Motor übertragen. Ein Magnet (nicht gezeigt) ist an dem anderen Endteil der Welle 21, der entgegengesetzt zu dem einen Endteil ist, an dem die Schwungscheibe bzw. das Schwungrad 23 befestigt ist, befestigt. Dieser Magnet ist eine Bestandteilkomponente einer Rotationspositionswahrnehmungsvorrichtung bzw. Rotationspositionsabtastvorrichtung, die einen Rotationswinkel der elektrischen Rotationsmaschine 11 wahrnimmt bzw. abtastet.
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Der Rotor 22 ist ein zylindrisches Glied, das koaxial mit dem Stator 20 ist. Der Rotor 22 ist auf einer radial inneren Seite des Stators 20 platziert. Die Welle 21 ist in einem Loch des Rotors 22, in dem sich eine Achse des Rotors 22 befindet, eingesetzt und ist in diesem befestigt. Der Rotors 22 enthält eine Rotorspule 22a, die in einem Inneren des Rotors 22 platziert ist. Ein Rotationsmoment wird durch eine Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld, das durch den elektrischen Strom erzeugt wird, der durch die Rotorspule 22a geleitet wird, und dem Rotationsmagnetfeld, das durch den Stator 20 erzeugt wird, in dem Rotor 22 erzeugt. Anstelle der Rotorspule 22a kann ein Permanentmagnet bzw. können Permanentmagnete in dem Rotor 22 eingebettet sein.
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Eine Vielzahl von Kühlungslüfter 24 ist integral mit dem Rotor 22 gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform enthalten die Lüfter 24 einen Lüfter 24a, der an der Seite der Schwungscheibe bzw. des Schwungrads 23 gelegenen Fläche des Rotors 22 platziert ist, und einen Lüfter 24b, der an einer entgegengesetzten Seite gelegenen Fläche des Rotors 22, d.h. der Seite des Steuergeräts 12 gelegenen Fläche des Rotors 22, platziert ist. Die Lüfter 24 werden integral mit dem Rotor 22 rotiert und erzeugen eine Kühlungsluftströmung, die den Stator 20 und den Rotor 22 kühlt.
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Wie es in 1 und 4 zu sehen ist, sind der Stator 20 und der Rotor 22 in dem Motorgehäuse 25 aufgenommen. Das Motorgehäuse 25 enthält einen Antriebsrahmen bzw. Antriebsseitenrahmen 25a, der auf der Seite der Schwungscheibe bzw. des Schwungrads 23 platziert ist, und einen Hinterrahmen bzw. Hinterseitenrahmen 25b, der auf der Seite des Steuergeräts 12 platziert ist. Ein Zentrumabschnitt des Stators 20, der in der Z-Richtung zentral gelegen ist, ist von dem Motorgehäuse 25 frei gelegt. Eine aufnehmende Durchgangsbohrung 25c, die die Welle 21 entlang der Rotationsachse L aufnimmt, ist in dem Motorgehäuse 25 gebildet. Ein Lager 26, das die Welle 21 rotierbar stützt, ist in der aufnehmenden Durchgangsbohrung 25c platziert.
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Der Antriebsrahmen bzw. Antriebsseitenrahmen 25a ist in einer Röhrenform mit einem Boden konfiguriert. Luftansauglöcher 25d sind in einer Bodenwand des Antriebsrahmens bzw. Antriebsseitenrahmens 25a gebildet. Die Kühlungsluft wird durch die Luftansauglöcher 25d in ein Inneres des Antriebsrahmens bzw. Antriebsseitenrahmens 25a (des Motorgehäuses 25) hineingezogen, wenn der Lüfter 24a rotiert wird. Die Luftansauglöcher 25d sind an entsprechenden Stellen, wo sich jeweils die Luftansauglöcher 25d mit dem Rotor 22 in einer in der Z-Richtung genommenen Ansicht (Hervorragungsansicht) überschneiden, gebildet. Außerdem sind Auslasslöcher 25e in einer Umfangswand des Antriebsrahmens bzw. Antriebsseitenrahmens 25a gebildet, um die hineingezogene Kühlungsluft, die durch die Luftansauglöcher 25d hineingenzogen wird, abzugeben. Durchgehende Pfeile, die in 4 zu sehen sind, kennzeichnen eine Strömung der Kühlungsluft. Wenn der Lüfter 24a integral mit dem Rotor 22 rotiert wird, wird die Kühlungsluft durch die Luftansauglöcher 25d in das Innere des Antriebsrahmens bzw. Antriebsseitenrahmens 25a hineingezogen. Die hineingezogene Luft wird dann durch die Auslasslöcher 25e abgegeben. Der Stator 20 und der Rotor 22 werden durch diese Kühlungsluft gekühlt.
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Der Hinterrahmen bzw. Hinterseitenrahmen 25b ist in einer Röhrenform mit einem Boden konfiguriert. Luftansauglöcher 25f sind in einer Bodenwand des Hinterrahmens bzw. Hinterseitenrahmens 25b gebildet. Die Kühlungsluft wird durch die Luftansauglöcher 25f in das Innere des Hinterrahmens bzw. Hinterseitenrahmens 25b (dem Inneren des Motorgehäuses 25) hineingezogen, wenn der Lüfter 24b rotiert wird.
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Die Luftansauglöcher 25f sind an entsprechenden Stellen, wo sich die Luftansauglöcher 25f mit dem Rotor 22 in der in der Z-Richtung genommenen Ansicht (Hervorragungsansicht) überschneiden, gebildet. Außerdem sind Auslasslöcher 25g in einer Umfangswand des Hinterrahmens bzw. Hinterseitenrahmens 25b gebildet, um die hineingezogene Kühlungsluft, die durch die Luftansauglöcher 25f hineingenzogen wird, abzugeben.
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Schleifringe (nicht gezeigt) sind an einer Außenumfangsfläche des anderen Endteils der Welle 21, der entgegengesetzt zu der Schwungscheibe bzw. dem Schwungrad 23 ist, installiert bzw. montiert. Bürsten 27 sind derart um die Schleifringe platziert, dass die Bürsten 27 die Schleifringe gleitbar berühren.
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Mit Bezug auf 1, 2 und 4 ist das Steuergerät 12 in der Z-Richtung an einer Endseite (obere Seite in 4) der Welle 21 platziert. In diesem Zustand, in dem das Steuergerät 12 an der einen Endseite der Welle 21 platziert ist, ist das Steuergerät 12 mit Befestigungsabschnitten 13, wie beispielsweise Schrauben (Schrauben mit Muttern), an der elektrischen Rotationsmaschine 11 befestigt, wie es in 1 und 2 zu sehen ist. Das Steuergerät 12 ist an den vielfachen Stellen an der elektrischen Rotationsmaschine 11 befestigt. Insbesondere ist das Steuergerät 12 mit den Befestigungsabschnitten 13 an dem Hinterrahmen bzw. Hinterseitenrahmen 25b befestigt.
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Wie es in 1 bis 4 zu sehen ist, enthält das Steuergerät 12 ein Gehäuse 30, eine Vielzahl von Schaltelementen 31, eine Wärmefreisetzplatte 32, eine Leiterplattenvorrichtung 33, einen Versiegelungsharzkörper 34 und eine Wärmefreisetzplatte35. Die Wärmefreisetzplatte 35 dient als eine erste Wärmefreisetzplatte und die Wärmefreisetzplatte 32 dient als eine zweite Wärmefreisetzplatte.
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Das Gehäuse 30 ist aus einem dielektrischen Material, wie beispielsweise Harz, hergestellt und ist in einer Röhrenform konfiguriert, die einen Boden hat und sich an einer Endseite in die Z-Richtung öffnet. Eine Sammelschiene (nicht gezigt), die eine elektrische Verzögerungsfunktion hat, ist in einem Inneren des Gehäuses 30 eingesetzt.
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Wie es in 3 und 4 zu sehen ist, enthält das Gehäuse 30 eine Bodenwand 30a, eine äußere Wand (radial äußere Wand) 30b und eine innere Wand (radial innere Wand) 30c. Eine Durchgangsbohrung 30d ist durch die Bodenwand 30a gebildet. Die Schaltelemente 31 sind an einer Stelle platziert, wo die Durchgangsbohrung 30d in dem Gehäuse 30 gebildet ist. Die äußere Wand 30b ist in einer Röhrenform konfiguriert und erstreckt sich in die Z-Richtung. Eine Außenumfangsfläche der äußeren Wand 30b bildet eine Seitenfläche des Steuergeräts 12. Die innere Wand 30c ist mit einem Endteil (radial äußerer Endteil) der Bodenwand 30a, der aufgrund des Vorhandanseins der Durchgangsbohrung 30d nicht mit der äußeren Wand 30b verbunden ist, verbunden. Die innere Wand 30c erstreckt sich von dem Endteil (radial äußerer Endteil) der Bodenwand 30a in die Z-Richtung in Richtung der elektrischen Rotationsmaschine 11. Eine Stelle eines Endteils (axialer Endteil) der äußeren Wand 30b, der sich auf der Seite der elektrischen Rotationsmaschine 11 befindet, und eine Stelle eines Endteils (axialer Endteil) der inneren Wand 30c, der sich auf der Seite der elektrischen Rotationsmaschine 11 befindet, sich einander generell gleich.
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Die Schaltelemente 31 bilden einen elektrischen Leistungswandler. Der elektrische Leistungswandler wandelt eine elektrische Leistung um und liefert die umgewandelte elektrische Leistung an die elektrische Rotationsmaschine 11, oder der elektrische Leistungswandler wandelt die elektrische Leistung der elektrischen Rotationsmaschine 11 um. In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie es in 3 zu sehen ist, die Gesamtzahl der Schalelemente 31 gleich sechs und diese sechs Schalelemente 31 bilden einen dreiphasigen Inverter. Der dreiphasige Inverter ist mit einer eingebauten Fahrzeugbatterie (nicht gezeigt), die eine Spannung von 12V oder 48V erzeugt, verbunden. Ein Glättungskondensator (nicht gezeigt) ist parallel zu der eingebauten Fahrzeugbatterie mit dem dreiphasigen Inverter verbunden, um eine Betriebsspannung, die von der eingebauten Fahrzeugbatterie geliefert wird, zu stabilisieren.
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Ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT, insulated-gate bipolar transistor) oder ein MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, metal oxide semiconductor field-effect transistor) kann als jedes der Schaltelemente 31 verwendet werden. Die Schaltelemente 31 sind in dem Inneren des Gehäuses 30 platziert. In der vorliegenden Ausführungsform sind zu dem Zweck eines effektiven Freisetzens der Wärme, die von den Schaltelementen 31 erzeugt wird, die Schaltelemente 31 separat von der Leiterplattenvorrichtung 33 bereitgestellt und an der aus Metall hergestellten Wärmefreisetzplatte 32 befestigt. Einige der nicht dargestellten Anschlüsse der Schaltelemente 31 sind mit der Sammelschiene des Gehäuses 30 oder der Leiterplattenvorrichtung 33 verbunden.
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Die Wärmefreisetzplatte 32 ist auf der Seite der elektrischen Rotationsmaschine 11 des Gehäuses 30 platziert, um die Durchgangsbohrung 30d des Gehäuses 30 zu schließen. Die Wärmefreisetzplatte 32 enthält eine Basis bzw. einen Boden 32a und eine Vielzahl von Rippen 32b. Die Rippen 32b ragen von der Basis bzw. dem Boden 32a in die Z-Richtung in Richtung der Seite der elektrischen Rotationsmaschine 11 hervor. Die Basis bzw. der Boden 32a überschneidet sich mit der Bodenwand 30a, der äußeren Wand 30b und der inneren Wand 30c des Gehäuses 30 und überschneidet sich ebenfalls mit der Durchgangsbohrung 30d in der in der Z-Richtung genommenen Ansicht (Hervorragungsansicht). Die Basis bzw. der Boden 32a ist an dem Ende der äußeren Wand 30b und dem Ende der inneren Wand 30c, die sich auf der Seite der elektrischen Rotationsmaschine 11 befinden, befestigt, um die Durchgangsbohrung 30d zu schließen. Die Basis bzw. der Boden 32a kann an dem Ende der äußeren Wand 30b und dem Ende der inneren Wand 30c durch ein entsprechendes Befestigungsverfahren oder -mittel, wie beispielsweise Schrauben oder ein Binden mit einem Bindemittel, befestigt sein.
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Die Schaltelemente 31 sind fest an eine entgegengesetzte Fläche der Basis bzw. des Bodens 32a, die entgegengesetzt zu der elektrischen Rotationsmaschine 11 ist, gebunden. Die Wärmefreisetzplatte 32 ist an dem Gehäuse 30 befestigt und schließt die Durchgangsbohrung 30d des Gehäuses 30. Deshalb können das Gehäuse 30 und die Wärmefreisetzplatte 32 als ein Gehäuse, das in einer Röhrenform mit einem Boden konfiguriert ist und die Schaltelemente 31 und die Leiterplattenvorrichtung 33 aufnimmt, dienen.
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Die Rippen 32b ragen von einer Fläche bzw. Oberfläche der Basis bzw. des Bodens 32a, die sich auf der Seite der elektrischen Rotationsmaschine 11 befindet, hervor. Zumindest einige der Rippen 32b überschneiden sich mit den Schaltelementen 31 in der in der Z-Richtung genommenen Ansicht (Hervorragungsansicht). Die Wärmefreisetzplatte 32 hat eine Funktion eines Freisetzens der Wärme, die hauptsächlich von den Schaltelementen 31 erzeugt wird, an das Gehäuse 30 und danach an die Außenseite des Steuergeräts 12. Die Bildung der Rippen 32 in der Wärmefreisetzplatte 32 erhöht den Luftkontaktflächenbereich der Wärmefreisetzplatte 32, so dass die Wärme effektiv freigesetzt werden kann. Wie es in 2 und 3 zu sehen ist, enthält die Wärmefreisetzplatte 32 die Rippen 32b.
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Außerdem sind, wie es in 3 zu sehen ist, Durchgangsbohrungen 13a durch die Wärmefreisetzplatte 32 gebildet. Die Schrauben (nicht gezeigt) sind durch die Durchgangsbohrungen 13a eingesetzt, um die Befestigungsabschnitte 13 zu bilden. Die Durchgangsbohrungen 13a sind in jeweilig von der Basis bzw. dem Boden 32a verlängerten Abschnitten, die sich von der äußeren Wand 30b radial nach außen in die X-Y-Ebene erstrecken, gebildet.
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Die Leiterplattenvorrichtung 33 arbeitet mit den Schaltelementen 31 zusammen, um die elektrische Rotationsmaschine 11 zu steuern. Die Leiterplattenvorrichtung 33 hat einen Schaltkreis, der einen Ansteuervorgang für ein Ansteuern der Schaltelemente 31 steuert. Die Leiterplattenvorrichtung 33 enthält eine Leiterplatte 33a und eine Vielzahl von elektronischen Komponenten 33b. Die elektronischen Komponenten 33b sind an der Leiterplatte 33a installiert bzw. montiert. Die Leiterplattenvorrichtung 33 ist in dem Gehäuse 30 aufgenommen. In einem Zustand, in dem die Leiterplattenvorrichtung 33 in dem Inneren des Gehäuses 30 positioniert ist, stimmt eine Plattendickenrichtung der Leiterplatte 33a (d.h. eine Richtung senkrecht zu einer Ebene der Leiterplatte 33a) generell mit der Z-Richtung überein.
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Die Leiterplatte 33a hat eine erste Fläche 33c und eine zweite Fläche 33d, die einander in der Z-Richtung entgegengesetzt sind. Spezieller befindet sich die erste Fläche 33c auf der Seite der elektrischen Rotationsmaschine 11 und befindet sich die zweite Fläche 33d auf einer entgegengesetzten Seite, die in der Z-Richtung entgegengesetzt zu der ersten Fläche 33c ist. Die elektronischen Komponenten 33b sind an mindestens der zweiten Fläche 33d unter den Flächen, erste Fläche 33c und zweite Fläche 33d, der Leiterplatte 33a installiert bzw. montiert. Eine Fläche der Leiterplattenvorrichtung 33, die sich auf der Seite der elektrischen Rotationsmaschine 11 befindet, stimmt mit der ersten Fläche 33c der Leiterplatte 33a überein. Eine entgegengesetzte Fläche der Leiterplattenvorrichtung 33, die entgegengesetzt zu der elektrischen Rotationsmaschine 11 ist, stimmt mit der zweiten Fläche 33d der Leiterplattenvorrichtung 33a überein. Deshalb kann die erste Fläche 33c der Leiterplatte 33a ebenso als die erste Fläche 33c der Leiterplattenvorrichtung 33 bezeichnet werden und kann die zweite Fläche 33d der Leiterplatte 33a ebenso als die zweite Fläche 33d der Leiterplattenvorrichtung 33 bezeichnet werden.
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Die elektronischen Komponenten 33b der vorliegenden Ausführungsform können zum Beispiel eine integrierte Treiberschaltung (driver IC, driver integrated circuit), einen Mikrocomputer, eine integrierte Stromschaltung bzw. Strommanagementschaltung (power IC, power integrated circuit), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC, application-specific integrated circuit), einen Schalter (z.B. MOSFET) und eine Magneto-Elektrische-Umwandlungsvorrichtung enthalten. Die integrierte Treiberschaltung steuert die Schaltelemente 31. Der Mikrocomputer führt verschiedene Funktionen aus, wie beispielsweise ein Ausgeben eines Steuerungssignals an die integrierte Treiberschaltung. Der Schalter steuert den elektrischen Strom, der durch die Rotorspule 22a geleitet werden soll. Die Magneto-Elektrische-Umwandlungsvorrichtung ist eine Komponente der Rotationspositionswahrnehmungsvorrichtung bzw. Rotationspositionsabtastvorrichtung. Der oben beschriebene Schalter ist mit den Bürsten 27 durch zum Beispiel die Sammelschiene, die in dem Gehäuse 30 installiert bzw. montiert ist, elektrisch verbunden.
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Die Leiterplattenvorrichtung 33 ist an der Bodenwand 30a des Gehäuses 30 platziert und eine Position der Leiterplattenvorrichtung 33 in der X-Y-Ebene ist festgesetzt. Zum Beispiel kann ein Außenumfangsabschnitt der ersten Fläche 33c der Leiterplattenvorrichtung 33 durch Stützabschnitte, die von der Innenfläche der äußeren Wand 30b radial nach innen hervorragen, gestützt werden.
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Der Versiegelungsharzkörper 34 ist im Inneren des Gehäuses 30 platziert und versiegelt (ummantelt) die Leiterplattenvorrichtung 33. Außerdem versiegelt (ummantelt) in der vorliegenden Ausführungsform der Versiegelungsharzkörper 34 die Schaltelemente 31. Epoxidharz kann als ein Material des Versiegelungsharzkörpers 34 verwendet werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Versiegelungsharzkörper 34 in einen Aufnahmeraum, der durch das Gehäuse 30 und die Wärmefreisetzplatte 32 definiert ist, gefüllt. In dem Gehäuse 30 ist der Versiegelungsharzkörper 34 ab einer Stelle der Schaltelemente 31 auf der Wärmefreisetzplatte 32 zu einer Stelle eines Endteils 30e der äußeren Wand 30b, die entgegengesetzt zu der elektrischen Rotationsmaschine 11 ist, gefüllt. Der Endteil 30e ist ein öffnungsseitiger Endteil des Gehäuses 30.
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Die Wärmefreisetzplatte 35 ist aus einem Metallmaterial hergestellt und ist in der Z-Richtung auf der Seite der zweiten Fläche 33d der Leiterplattenvorrichtung 33 platziert. Die Wärmefreisetzplatte 35 ist mit mindestens einer (mindestens einer elektronischen Subjektkomponente bzw. Gegenstandskomponente 33b) der elektronischen Komponenten 33b, die an der zweiten Fläche 33d installiert bzw. montiert sind, thermisch verbunden, um eine Übertragung der Wärme von der mindestens einen der elektronischen Komponenten 33b zur Wärmefreisetzplatte 35 zu ermöglichen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Hochwärmeerzeugenden (d.h. die elektronischen Subjektkomponenten bzw. Gegenstandskomponenten 33b) der elektronischen Komponenten 33b, die eine große Wärmemenge unter den elektronischen Komponenten 33b erzeugen, die auf der zweiten Fläche 33d platziert sind, jeweils durch ein wärmeleitendes Glied 36 mit der Wärmefreisetzplatte 35 thermisch verbunden. Ein wärmeabführendes Gel oder ein wärmeleitendes Bindemittel kann als das wärmeleitende Glied 36 verwendet werden.
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Die Wärmefreisetzplatte 35 ist aufgrund der Bindungseigenschaft des Versiegelungsharzkörpers 34 (spezieller der Bindungseigenschaft des Versiegelungsharzkörpers 34 in dem geschmolzenen Zustand oder nicht verfestigten Zustand) fest an den Versiegelungsharzkörper 34 gebunden, d.h. mit diesem verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform wird zu dem Zeitpunkt bzw. der Zeit eines Bildens des Versiegelungsharzkörpers 34 durch Verfestigen von Epoxidharz die Wärmefreisetzplatte 35 fest an den Versiegelungsharzkörper 34 gebunden. Die Wärmefreisetzplatte 35 enthält eine Basis bzw. einen Boden 35a und eine Vielzahl von Sockeln 35b. Jeder der Sockel 35b ragt von der Basis bzw. dem Boden 35a in Richtung der Leiterplattenvorrichtung 33 hervor. Jeder der Sockel 35b ist gebildet, um mit der Entsprechenden der elektronischen Subjektkomponenten bzw. Gegenstandskomponenten 33b, von denen jede das Subjekt bzw. der Gegenstand ist, das bzw. der durch die Wärmefreisetzplatte 35 gekühlt werden soll, übereinzustimmen. Insbesondere stimmt jeder Sockel 35b mindestens teilweise mit der entsprechenden elektronischen Subjektkomponente bzw. Gegenstandskomponente 33b in der in der Z-Richtung genommenen Ansicht (Hervorragungsansicht) überein. Die Wärmefreisetzplatte 35 kann durch Füllen eines geschmolzenen Metalls in eine Form bzw. Gussform gebildet werden. Ein Beispiel dafür ist ein Aluminiumspritzgussprodukt bzw. Aluminiumdruckgussprodukt, das durch einen Spritzguss- bzw. Druckgussprozess eines Aluminiummaterials gefertigt wird. Abgesehen davon kann die Wärmefreisetzplatte 35 durch einen Prozess eines Stampfens (Pressens) einer dünnen Metallplatte bzw. Metallfolie gebildet werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Basis bzw. der Boden 35a in einer ebenen Plattenform konfiguriert. Ein Außenumfangsrandteil der Basis bzw. des Bodens 35a überschneidet sich mit dem Endteil 30e des Gehäuses 30 in der in der Z-Richtung genommenen Ansicht (Hervorragungsansicht), wie es in 1 und 4 zu sehen ist. Die Basis bzw. der Boden 35a ist an dem Endteil 30e des Gehäuses 30 platziert. Deshalb ist eine Fläche der Basis bzw. des Bodens 35a (d.h. eine Innenfläche der Basis bzw. des Bodens 35a), die sich auf der Seite befindet, wo die Leiterplattenvorrichtung 33 platziert ist, mit dem Endteil 30e auf der generell gleichen Ebene. Ein bleibender Abschnitt der Innenfläche der Basis bzw. des Bodens 35a, der anders als Abschnitte ist, wo die Sockel 35b gebildet sind, ist fest an den Versiegelungsharzkörper 34 gebunden. Die Sockel 35b und die wärmeleitenden Glieder 36 sind durch den Versiegelungsharzkörper 34 versiegelt. Das heißt, dass die Sockel 35b ebenfalls fest an den Versiegelungsharzkörper 34 gebunden sind.
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Die Bindungsstruktur der Wärmefreisetzplatte 35 wird zum Beispiel auf die folgende Art und Weise gebildet. Insbesondere wird zuallererst die Leiterplattenvorrichtung 33 in einem Inneren des Gehäuses 30 platziert. Dann werden die wärmeleitenden Glieder 36 auf den elektronischen Subjektkomponenten bzw. Gegenstandskomponenten 33b, die gekühlt werden sollen, oder den Sockeln 35b platziert. In diesem Zustand wird die Wärmefreisetzplatte 35 an der Öffnung des Gehäuses 30 auf dem Endteil 30e platziert. Danach wird in einem Zustand, in dem die Wärmefreisetzplatte 35 in Richtung der Seite der Leiterplattenvorrichtung 33 gedrängt wird, ohne eine Positionsabweichung der Wärmefreisetzplatte 35 zu bewirken, das Epoxidharz durch einen Schlitz (Durchgangsbohrung), der in der Wärmefreisetzplatte 35 gebildet ist, in das Innere des Gehäuses 30 gefüllt. Spezieller wird das Epoxidharz in den Aufnahmeraum, der durch das Gehäuse 30 und die Wärmefreisetzplatte 32 definiert wird, gefüllt, bis das Epoxidharz die Innenfläche der Basis bzw. des Bodens 35a der Wärmefreisetzplatte 35 berührt. Dann wird das gefüllte Epoxidharz verfestigt, um den Versiegelungsharzkörper 34 zu bilden. Zu diesem Zeitpunkt bzw. dieser Zeit wird die Wärmefreisetzplatte 35 aufgrund der Bindungseigenschaft des Versiegelungsharzkörpers 34 fest an den Versiegelungsharzkörper 34 gebunden. Außerdem werden das Gehäuse 30, die Schaltelemente 31, die Basis bzw. der Boden 32a der Wärmefreisetzplatte 32 und die Leiterplattenvorrichtung 33 ebenfalls fest an den Versiegelungsharzkörper 34 gebunden.
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In der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine 10, die in der oben beschriebenen Art und Weise konstruiert ist, sind in dem Zustand, in dem das Steuergerät 12 durch die Befestigungsabschnitte 13 an der elektrischen Rotationsmaschine 11 befestigt ist, die elektrische Rotationsmaschine 11 und das Steuergerät 12 an der Stelle um die Welle 21 in der Z-Richtung voneinander beabstandet. Das heißt, dass ein vorgegebener Spalt bzw. Zwischenraum 40 zwischen der elektrischen Rotationsmaschine 11 und dem Steuergerät 12 gebildet ist, wie es in 4 zu sehen ist. Insbesondere ist der Spalt bzw. Zwischenraum 40 zwischen dem Hinterrahmen bzw. Hinterseitenrahmen 25b von der elektrischen Rotationsmaschine 11 und dem Gehäuse 30 und der Wärmefreisetzplatte 32 von dem Steuergerät 12 gebildet. Der Spalt bzw. Zwischenraum 40 öffnet sich zur Außenseite, mit Ausnahme von Stellen der Befestigungsabschnitte 13. Diese Öffnung des Spalts bzw. Zwischenraums 40 dient als eine Luftansaugöffnung 41, durch die die Kühlungsluft von der Außenseite zu dem bzw. in den Spalt bzw. Zwischenraum 40 eingeleitet wird. Wenn der Lüfter 24b integral mit dem Rotor 22 rotiert wird, wird die Kühlungsluft durch die Luftansaugöffnung 41 in den Spalt bzw. Zwischenraum 40 hineingezogen und wird diese durch die Luftansauglöcher 25f in den Hinterrahmen bzw. Hinterseitenrahmen 25b geführt.
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Danach wird die Kühlungsluft durch die Auslasslöcher 25g zur Außenseite abgegeben. Ein durchgehender Pfeil, der in 4 zu sehen ist, kennzeichnet eine Strömung der Kühlungsluft. Die Wärmefreisetzplatte 32 und die Schaltelemente 31 werden durch diese Kühlungsluft gekühlt. Außerdem werden der Stator 20 und der Rotor 22 ebenso durch die Kühlungsluft gekühlt.
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Als nächstes werden Vorteile der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine beschrieben.
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Wie es oben behandelt wurde, ist die Leiterplattenvorrichtung 33 durch den Versiegelungsharzkörper 34, der in dem Inneren des Gehäuses 30 platziert ist, versiegelt. Außerdem ist die mindestens eine (die mindestens eine elektronische Subjektkomponente bzw. Gegenstandskomponente 33b) der elektronischen Komponenten 33b, die auf der zweiten Fläche 33d der Leiterplattenvorrichtung 33 platziert sind, mit der Wärmefreisetzplatte 35, die in der Z-Richtung auf der Seite der zweiten Fläche 33d der Leiterplatte 33a platziert ist, thermisch verbunden.
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Deshalb wird die Wärme, die von den elektronischen Komponenten 33b erzeugt wird, an die Wärmefreisetzplatte 35 geleitet und wird diese von der Wärmefreisetzplatte 35 an die Außenseite des Steuergeräts 12 freigesetzt, wie es in 5 zu sehen ist. Deshalb kann die Wärme der elektronischen Komponenten 33b effektiv an die Außenseite des Steuergeräts 12 freigesetzt werden. Außerdem wird die Wärme, die von der Leiterplattenvorrichtung 33 erzeugt wird (die die Wärme enthält, die von den elektronischen Komponenten 33b erzeugt wird), in dem Versiegelungsharzkörper 34, der die Leiterplattenvorrichtung 33 bedeckt, verteilt. Deshalb kann die Wärmefreisetzleistung im Vergleich zu dem Fall aus dem Stand der Technik verbessert werden.
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In dem Fall aus dem Stand der Technik, in dem die Wärmefreisetzplatte durch den Eingriff zwischen der Wärmefreisetzplatte und dem Gehäuse durch das Gehäuse gehalten wird, müssen zum Beispiel die Wärmefreisetzplatte und das Gehäuse angeordnet werden, um sich in der Richtung senkrecht zur Z-Richtung miteinander zu überschneiden. Außerdem muss die Hervorragung, die in der Richtung senkrecht zur Z-Richtung hervorragt, in einem der Bauteile, Wärmefreisetzplatte und Gehäuse, gebildet sein und muss die Nut (Aussparung), die in der Richtung senkrecht zur Z-Richtung ausgespart ist, in dem anderen der Bauteile, Wärmefreisetzplatte und Gehäuse, gebildet sein, um mit der Hervorragung zu dem Zeitpunkt bzw. der Zeit eines Installierens bzw. Montierens der Wärmefreisetzplatte an das Gehäuse in Eingriff zu kommen. Wie es oben behandelt wurde, wird in dem Fall aus dem Stand der Technik eine vorgegebene Fixierungs- bzw. Befestigungsbreite in der Richtung senkrecht zur Z-Richtung benötigt. Außerdem können, abgesehen von dem oben behandelten Eingriff zwischen der Wärmefreisetzplatte und dem Gehäuse, die Wärmefreisetzplatte und das Gehäuse zum Beispiel durch Schrauben oder ein Binden mit einem Bindemittel zusammen gehalten werden. Jedoch müssen in dem Fall der Fixierung bzw. Befestigung durch die Schrauben Schraubenlöcher in einem Endteil des Gehäuses gebildet sein. Deshalb ist eine vorgegebene Fixierungs- bzw. Befestigungsbreite erforderlich. Ebenso ist in dem Fall der Fixierung bzw. Befestigung durch das Binden mit dem zugeordneten Bindemittel eine zugeordnete entsprechende Struktur erforderlich. Zum Beispiel kann eine Nut in dem Endteil des Gehäuses gebildet sein und kann eine Hervorragung der Wärmefreisetzplatte gegen das in der Nut platzierte Bindemittel eingesetzt sein. Wie es oben behandelt wurde, ist in der Haltestruktur aus dem Stand der Technik die vorgegebene Fixierungs- bzw. Befestigungsbreite erforderlich.
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Dagegen ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Wärmefreisetzplatte 35 fest an den Versiegelungsharzkörper 34 gebunden. Das heißt, dass die Wärmefreisetzplatte 35 durch die Fixierung bzw. Befestigung der Wärmefreisetzplatte 35 fest an dem Versiegelungsharzkörper 34 gehalten wird. Deshalb ist die Fixierungs- bzw. Befestigungsbreite, die in dem Fall des Eingriffs zwischen der Wärmefreisetzplatte und dem Gehäuse in dem Stand der Technik erforderlich ist, zwischen der Wärmefreisetzplatte 35 und dem Gehäuse 30 in der vorliegenden Ausführungsform nicht erforderlich. Folglich kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Größe des Steuergeräts 12 und damit die Größe der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine 10, die in der Richtung senkrecht zur Z-Richtung gemessen wird, verringert werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Wärmefreisetzplatte 35 auf dem Endteil 30e des Gehäuses 30 platziert, d.h. ist diese lediglich auf das Endteil 30e des Gehäuses 30 gesetzt bzw. gelegt. Jedoch kann die Wärmefreisetzplatte 35 mit einem Bindemittel fest an das Endteil 30e des Gehäuses 30 gebunden werden, falls es erwünscht ist. Wie es oben behandelt wurde, wird die Wärmefreisetzplatte 35 durch die Fixierung bzw. Befestigung der Wärmefreisetzplatte 35 an dem Versiegelungsharzkörper 34 gehalten. Deshalb ist es nicht erforderlich, die erforderliche Festigkeit einzig durch das Binden der Wärmefreisetzplatte 35 an das Gehäuse 30 mit dem Bindemittel zu erreichen. Folglich ist die Bindungsstruktur, die das zugeordnete Bindemittel verwendet und in dem Stand der Technik erforderlich ist, nicht in der vorliegenden Ausführungsform erforderlich. Das heißt, dass ein Bindemittel zwischen der Innenfläche der Basis bzw. des Bodens 35a und dem Endteil 30e des Gehäuses 30 platziert werden kann, um mit dem Bindemittel zeitweilig die Basis bzw. den Boden 35a und das Gehäuse 30 zu befestigen bzw. um mit dem Bindemittel zeitweilig eine Befestigung zwischen der Basis bzw. dem Boden 35a und dem Gehäuse 30 herzustellen. Folglich kann selbst in dem Fall eines Bindens der Wärmefreisetzplatte 35 mit dem Bindemittel an das Endteil 30e des Gehäuses 30 die Bindungsstruktur im Vergleich zur Technik aus dem Stand der Technik vereinfacht werden. Deshalb kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Größe des Steuergeräts 12 und damit die Größe der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine 10 verringert werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der bleibende Abschnitt der Fläche (der Innenfläche) der Wärmefreisetzplatte 35, die sich auf der Seite der zweiten Fläche 33d der Leiterplattenvorrichtung 33 befindet und anders als die Verbindungsabschnitte ist, die mit den elektronischen Komponenten 33b verbunden werden sollen, fest an dem Versiegelungsharzkörper 34 befestigt. Die Wärmefreisetzplatte 35 wird durch den Versiegelungsharzkörper 34 in der oben beschriebenen Art und Weise gestützt, so dass die Vibrationswiderstandsfestigkeit der Wärmefreisetzplatte 35 verringert werden kann. Das heißt, dass eine Plattendicke der Wärmefreisetzplatte 35, die in einer Richtung senkrecht zu einer Ebene der Wärmefreisetzplatte 35 gemessen wird, im Vergleich mit dem Fall, in dem der Versiegelungsharzkörper 34 nicht bereitgestellt ist, verringert werden kann. Auf diese Weise kann die Größe des Steuergeräts 12 und damit die Größe der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine 10, die in der Z-Richtung gemessen wird, verringert werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird das Beispiel beschrieben, in dem das wärmeleitende Glied 36, wie beispielsweise das wärmeabführende Gel, zwischen der elektronischen Komponente 33b und der Wärmefreisetzplatte 35 eingeschoben bzw. eingefügt ist. Jedoch ist die thermische Leitfähigkeit des Versiegelungsharzkörpers 34 niedriger als die thermische Leitfähigkeit des wärmeleitenden Glieds 36, wie beispielsweise des wärmeabführenden Gels, jedoch ist diese höher als die thermische Leitfähigkeit der Luft. Außerdem ist der Spalt bzw. Zwischenraum zwischen der elektronischen Komponente 33b und der Wärmefreisetzplatte 35 klein. Der Spalt bzw. Zwischenraum zwischen der elektronischen Komponente 33b und der Wärmefreisetzplatte 35 ist zum Beispiel ungefähr 0,5 mm. Folglich kann wie in einem Fall einer Modifikation der ersten Ausführungsform, die in 6 zu sehen ist, ein dazwischenliegender Abschnitt 34a, in dem der Versiegelungsharzkörper 34 platziert ist, zwischen der Wärmefreisetzplatte 35 und jeder entsprechender elektronischen Subjektkomponente bzw. Gegenstandskomponente 33b in der Z-Richtung platziert sein, um die Wärme der elektronischen Komponente 33b durch den dazwischenliegenden Abschnitt 34a an die Wärmefreisetzplatte 35 zu leiten. Das heißt, dass die Wärmefreisetzplatte 35 durch den Versiegelungsharzkörper 34 in dem dazwischenliegenden Abschnitt 34a thermisch mit den elektronischen Subjektkomponenten bzw. Gegenstandskomponenten 33b verbunden ist. Auf diese Weise kann das wärmeleitende Glied 36, wie beispielsweise das wärmeabführende Gel, beseitigt bzw. entfernt sein, so dass die Struktur der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine 10 vereinfacht werden kann.
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Zweite Ausführungsform
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Beschreibung der gleichen Teile, die gleich der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine 10 der ersten Ausführungsform sind, der Einfachheit halber weggelassen.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist eine der elektronischen Subjektkomponenten bzw. Gegenstandskomponenten 33b, die mit der Wärmefreisetzplatte 35 thermisch verbunden ist, ebenfalls mit der Wärmefreisetzplatte 32 thermisch verbunden.
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Wie es in 7 und 8 zu sehen ist, enthält die Wärmefreisetzplatte 32 einen Sockel 32c, der von der Basis bzw. dem Boden 32a in die Z-Richtung in Richtung der Leiterplattenvorrichtung 33 hervorragt. In 7 ist der Sockel 32c gebildet, um mit dem Schalter, der den elektrischen Strom steuert, der durch die Rotorspule 22a geleitet werden soll, unter den elektronischen Komponenten 33b, die an der zweiten Fläche 33d der Leiterplattenvorrichtung 33 installiert bzw. montiert sind, übereinzustimmen. Insbesondere überschneidet sich mindestens ein Abschnitt des Schalters mit dem Sockel 32c in der in der Z-Richtung genommenen Ansicht (Hervorragungsansicht).
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Wie es in 8 zu sehen ist, ist der Sockel 32c radial in einem Bereich (gegenüberliegender Bereich) zwischen der äußeren Wand 30b und der inneren Wand 30c in dem Gehäuse 30 platziert. Das wärmeleitende Glied 36 ist zwischen der ersten Fläche 33c der Leiterplattenvorrichtung und dem Sockel 32c eingeschoben bzw. eingefügt. Thermische Durchgangslöcher (Löcher) 33e für ein Leiten der Wärme sind in einem Abschnitt der Leiterplatte 33a (der Leiterplattenvorrichtung 33), der der elektronischen Komponente 33b (dem Schalter) entspricht, gebildet.
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Die Wärme, die von der elektronischen Komponente 33b (dem Schalter) erzeugt wird, wird durch das wärmeleitende Glied 36 an die Wärmefreisetzplatte 35 geleitet, wie es in der ersten Ausführungsform behandelt wurde. Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform die Wärme, die von der elektronischen Komponente 33b (dem Schalter) erzeugt wird, ebenso durch die thermischen Durchgangslöcher 33e der Leiterplattenvorrichtung 33 und dem wärmeleitenden Glied 36, das sich auf der Seite der ersten Fläche 33c befindet, an die Wärmefreisetzplatte 32 geleitet. Deshalb kann die Wärme der elektronischen Komponente 33b (des Schalters) durch die zwei Wärmefreisetzplatten 32, 35, zwischen denen die elektronische Komponente 33b (der Schalter) in der Z-Richtung eingeschoben bzw. eingefügt ist, an die Außenseite der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine 10 freigesetzt werden. Da die Wärme der elektronischen Komponente 33b (des Schalters) durch die zwei Flächen der Wärmefreisetzplatten 32, 35, die einander in der Z-Richtung entgegengesetzt sind, an die Außenseite der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine 10 freigesetzt werden kann, kann die Wärmefreisetzungsleistung weiter verbessert werden. Ähnlich wie die erste Ausführungsform wird die Wärme, die von der Leiterplattenvorrichtung 33 erzeugt wird (die die Wärme enthält, die von den elektronischen Komponenten 33b erzeugt wird), in dem Versiegelungsharzkörper 34 verteilt.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird das Beispiel beschrieben, in dem die Wärme der elektronischen Subjektkomponente bzw. Gegenstandskomponente 33b durch das wärmeleitende Glied 36 an die Wärmefreisetzplatte 32 geleitet wird. Jedoch kann ähnlich wie die Modifikation, die mit Bezug auf 6 behandelt wurde, die Wärme der elektronischen Komponente 33b durch den Versiegelungsharzkörper 34 an die Wärmefreisetzplatte 32 geleitet werden. In solch einem Fall ist der Versiegelungsharzkörper 34 zwischen der ersten Fläche 33c der Leiterplattenvorrichtung 33 und dem Sockel 32c der Wärmeabsetzplatte 32 eingeschoben bzw. eingefügt.
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Dritte Ausführungsform
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Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Beschreibung der gleichen Teile, die gleich der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine 10 der ersten Ausführungsform sind, der Einfachheit halber weggelassen.
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In der vorliegenden Ausführungsform, die in 9 zu sehen ist, enthält die Wärmefreisetzplatte 35 eine Erweiterung 35c, die sich von der Basis bzw. dem Boden 35a in die Z-Richtung in Richtung der elektrischen Rotationsmaschine 11 erstreckt.
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Die Basis bzw. der Boden 35a erstreckt sich in die Richtung (Radialrichtung) senkrecht zur Z-Richtung zur Außenseite des Endteils 30e des Gehäuses 30. Ein Ende der Erweiterung 35c ist mit einem erweiterten Endteil der Basis bzw. des Bodens 35a verbunden.
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Wie es oben behandelt wurde, ist der Spalt bzw. Zwischenraum 40 zwischen der elektrischen Rotationsmaschine 11 und dem Steuergerät 12 gebildet und öffnet sich der radial äußeren Endteil des Spalts bzw. Zwischenraums 40 an der Seitenfläche der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine 10 als die Luftansaugöffnung 41. Wenn der Lüfter 24b zusammen mit dem Rotor 22 rotiert wird, wird die Kühlungsluft durch die Luftansaugöffnung 41 in den Spalt bzw. Zwischenraum 40 hineingezogen, wie es durch einen durchgehenden Pfeil in 9 gekennzeichnet ist.
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Die Erweiterung 35c ist bei bzw. um generelle 90 Grad bezüglich der Basis bzw. des Bodens 35a, die bzw. der derart platziert ist, dass eine Plattendickenrichtung der Basis bzw. des Bodens 35a (d.h. eine Richtung senkrecht zur einer Ebene der Basis bzw. des Bodens 35a) generell mit der Z-Richtung übereinstimmt, gebogen bzw. geknickt. Die Erweiterung 35c ist zu der Stelle erweitert, wo die Kühlungsluft, die durch die Luftansaugöffnung 41 in den Spalt bzw. Zwischenraum 40 hineingezogen werden soll, gegen die Erweiterung 35c prallt. Jedoch ist die Erweiterung 35c derart platziert, dass die Erweiterung 35c die Luftansaugöffnung 41 nicht komplett schließt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Erweiterung 35c zu einer Stelle erweitert, die sich in der Z-Richtung auf der Stator 20 gelegenen Seite der Luftansaugöffnung 41 befindet. Die Erweiterung 35c überschneidet sich mit mindestens einem Abschnitt der Luftansaugöffnung 41 in einer in der Richtung senkrecht zur Z-Achse genommenen Ansicht (Hervorragungsansicht).
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Außerdem ist die Erweiterung 35c radial von dem Gehäuse 30 (der äußeren Wand 30b), der Wärmefreisetzplatte 32 und dem Hinterrahmen bzw. Hinterseitenrahmen 25b in der Richtung senkrecht zur Z-Richtung beabstandet. Zum Beispiel ist ein Spalt bzw. Zwischenraum (radialer Spalt bzw. Zwischenraum) 42 zwischen der äußeren Wand 30b des Gehäuses 30 und der Erweiterung 35c gebildet. Aufgrund des Vorhandenseins des Spalts bzw. Zwischenraums 42 zwischen der Erweiterung 35c und dem Gehäuse 30 kann, obwohl sich die Erweiterung 35c mit mindestens einem Abschnitt der Luftansaugöffnung 41 in der in der Richtung senkrecht zur Z-Achse genommenen Ansicht (Hervorragungsansicht) überschneidet, die Kühlungsluft durch die Luftansaugöffnung 41 in den Spalt bzw. Zwischenraum 40 hineingezogen werden, wenn der Lüfter 24b rotiert wird.
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Mit der obigen Konstruktion wird, wenn der Lüfter 24b zusammen mit dem Rotor 22 rotiert wird, die Kühlungsluft von der Luftansaugöffnung 41 in den Spalt bzw. Zwischenraum 40 hineingezogen, während die Erweiterung 35c mit der Kühlungsluft gekühlt wird. Folglich kann die Wärme, die von den elektronischen Komponenten 33b erzeugt wird, noch effektiver zur Außenseite der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine 10 freigesetzt werden. Vor allem ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Spalt bzw. Zwischenraum 42 zwischen dem Gehäuse 30 und der Erweiterung 35c gebildet, so dass der Wärmefreisetzflächenbereich vergrößert wird, um die Wärme noch effektiver zu kühlen.
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Die Erweiterung 35c kann platziert werden, um der Luftansaugöffnung 41 völlig gegenüberzuliegen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Durchgangsbohrung bzw. können Durchgangsbohrungen oder kann ein Ausschnitt bzw. können Ausschnitte in mindestens einem Abschnitt der Erweiterung 35c, der gegenüberliegend zu der Luftansaugöffnung 41 ist, gebildet sein. Es ist einzig erforderlich, dass die Erweiterung 35c an der Stellte, wo die Kühlungsluft aufgrund einer Rotation des Lüfters 23b bzw. 24b in den Spalt bzw. Zwischenraum 40 hineingezogen wird, gegen die Erweiterung 35c prallt.
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Vierte Ausführungsform
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Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Beschreibung der gleichen Teile, die gleich der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine 10 der ersten Ausführungsform sind, der Einfachheit halber weggelassen.
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In der vorliegenden Ausführungsform, die in 10 zu sehen ist, ist die Basis bzw. der Boden 35a der Wärmefreisetzplatte 35 in der Z-Richtung von dem Versiegelungsharzkörper 34 beabstandet. Das heißt, dass ein Spalt bzw. Zwischenraum 43 zwischen einer Fläche 34b des Versiegelungsharzkörpers 34, die von der Öffnung des Gehäuses 30 freigelegt ist, und der Basis bzw. dem Boden 35a gebildet ist.
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Mit der obigen Konstruktion kann der Flächenbereich, der zu dem Freisetzen der Wärme von der Wärmefreisetzplatte 35 beiträgt, verbessert werden. Mit anderen Worten kann die Basis bzw. der Boden 35a (der Wärmefreisetzplatte 35) die Wärme von den zwei Flächen, die in einander der Z-Richtung gegenüberliegend sind, freisetzen. Folglich kann die Wärmefreisetzleistung verbessert werden.
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Vor allem enthält in der vorliegenden Ausführungsform die Wärmefreisetzplatte 35 einen Durchdringungsabschnitt 35d, der an dem Zentrumsabschnitt der Basis bzw. des Bodens 35a, der die Rotationsachse L enthält, durch die Basis bzw. den Boden 35a dringt. Insbesondere enthält die Wärmefreisetzplatte 35 eine Durchgangsbohrung (oder einen Schlitz), die als der Durchdringungsabschnitt 35d dient und sich an dem Zentrumsabschnitt der Basis bzw. des Bodens 35a durch die Basis bzw. den Boden 35a erstreckt. Außerdem ist die Basis bzw. der Boden 35a an der Stelle platziert, die im Vergleich mit dem Endteil 30e des Gehäuses 30 in der Z-Richtung weiter von der zweiten Fläche 33d der Leiterplattenvorrichtung 33 weg ist. Das heißt, dass die Basis bzw. der Boden 35a nicht auf dem Endteil 30e platziert ist und der Spalt bzw. Zwischenraum 43 zwischen der Basis bzw. dem Boden 35a und dem Endteil 30e gebildet ist. Außerdem ist ein radial äußeres Ende der Basis bzw. des Bodens 35a auf einer radial inneren Seite des Endteils 30e in der in der Z-Richtung genommenen Ansicht (Hervorragungsansicht) platziert.
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Mit der oben beschriebenen Konstruktion findet eine natürliche Konvektion der äußeren Atmosphäre (Luft) durch den Spalt bzw. Zwischenraum zwischen der Basis bzw. dem Boden 35a und dem Endteil 30e, und dem Durchdringungsabschnitt 35d statt, wie es durch feste Pfeile in 10 gekennzeichnet ist. 10 kennzeichnet das Beispiel, in dem die linke Seite der steuergerätintegrierten elektrischen Rotationsmaschine 10 in der Ebene von 10 an der unteren Seite in dem Fahrzeug platziert ist und die rechte Seite der steuergerätintegrierten Rotationsmaschine 10 in der Ebene von 10 an der oberen Seite des Fahrzeugs platziert ist, in dem Zustand, in dem die steuergerätintegrierte elektrische Rotationsmaschine 10 in dem Fahrzeug installiert bzw. montiert ist. Für die Linke der zwei elektronischen Komponenten 33b, die in 10 zu sehen sind, wird die Luft durch die Öffnung zwischen der Basis bzw. dem Boden 35a und dem Endteil 30e in den Spalt bzw. Zwischenraum 43 hineingezogen und wird diese durch den Durchdringungsabschnitt 35d zur Außenseite abgegeben. Für die Rechte der zwei elektronischen Komponenten 33b, die in 10 zu sehen sind, wird die Luft durch den Durchdringungsabschnitt 35d in den Spalt bzw. Zwischenraum 43 hineingezogen und wird diese durch die Öffnung zwischen der Basis bzw. dem Boden 35a und dem Endteil 30e zur Außenseite abgegeben. Aufgrund der Konvektion der Außenluft kann die Wärmefreisetzleistung im Vergleich mit dem Fall, in dem der Spalt bzw. Zwischenraum 43 als ein geschlossener Raum gebildet ist, verbessert werden. Außerdem entfernt die Luft zu dem Zeitpunkt bzw. der Zeit eines Erzeugens der Luftkonvektion die Wärme nicht nur von der Wärmefreisetzplatte 35, sondern auch von der Fläche 34b des Versiegelungsharzkörpers 34. Deshalb kann die Wärmefreisetzleistung weiter verbessert werden.
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Außerdem ist das radial äußere Ende der Basis bzw. des Bodens 35a auf der radial inneren Seite des Endteils 30e platziert, so dass die Luftkonvektion gefördert werden kann. Da der Flächenbereich der Wärmefreisetzlatte 35 verringert ist, ist es außerdem möglich, ein Vorkommen einer Resonanz der Wärmefreisetzplatte 35 aufgrund eines Vorkommens der Fahrzeugvibrationen zu beschränken, selbst wenn die Basis bzw. der Boden 35a nicht durch den Versiegelungsharzkörper 34 gestützt wird.
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Die Struktur der Wärmefreisetzplatte 35 ist nicht auf die oben beschriebene Struktur beschränkt. Zum Beispiel kann in der Struktur, die in der ersten Ausführungsform zu sehen ist, das Epoxidharz bis zu einer unteren Stelle, die sich weiter unten als der Endteil 30e in dem Gehäuse 30 befindet, das in 10 zu sehen ist, gefüllt sein und kann dadurch der Spalt bzw. Zwischenraum 43 zwischen der Basis bzw. dem Boden 35a und der Fläche 34b des Versiegelungsharzkörpers 34 gebildet sein. Außerdem kann in dieser Struktur eine Vielzahl von Durchdringungsabschnitten 35d (Durchgangsbohrungen) in der Basis bzw. Boden 35a gebildet sein und kann die Konvektion der Außenluft durch den Spalt bzw. Zwischenraum 43 erfolgen.
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Außerdem kann, da die Wärmefreisetzplatte 35 nicht erforderlich ist, um das Gehäuse 30 zu berühren, die Wärmefreisetzplatte 35 in eine Vielzahl von Segmenten geteilt sein.
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Der Durchdringungsabschnitt 35d ist nicht auf die Durchgangsbohrung beschränkt. Ein Ausschnitt (Einschnitt bzw. Loch) kann als der Durchdringungsabschnitt 35d verwendet werden. Zum Beispiel kann eine radiale Aussparung (ein kluftförmiger bzw. spaltenförmiger Ausschnitt), die radial von einem Außenumfangsrand der Basis bzw. des Bodens 35a ausgespart ist, als der Durchdringungsabschnitt 35d verwendet werden.
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Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wurden beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Die obigen Ausführungsformen können auf verschiedene Weisen modifiziert werden, ohne von dem Sinn und Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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In den obigen Ausführungsformen ist das Beispiel beschrieben, in dem die Schaltelemente 31 für die elektrische Leistungsumwandlung auf der Wärmefreisetzplatte 32 platziert sind. Alternativ können die Schaltelemente 31 ähnlich wie die anderen elektronischen Komponenten 33b an der Leiterplattenvorrichtung 33 (der Leiterplatte 33a) installiert bzw. montiert sein. Das heißt, dass die Schaltelemente 31 als einige von den elektronischen Komponenten 33b enthalten sein können. In solch einem Fall können, um die Wärme von den Schaltelementen 31 effektiv freizusetzen, die Schaltelemente 31 mit der Wärmefreisetzplatte 35 thermisch verbunden sein.
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Außerdem kann die Wärmefreisetzplatte 32 von der oben beschriebenen Struktur beseitigt bzw. entfernt sein. Zum Beispiel ist es möglich, eine modifizierte Version des Gehäuses 30, das die Durchgangsbohrung 30d in der Bodenwand 30a nicht hat, zu verwenden.
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Die elektrische Rotationsmaschine 11 ist nicht notwendigerweise auf den ISG beschränkt. Das Antriebssubjekt bzw. der Antriebsgegenstand der elektrischen Rotationsmaschine 11 ist nicht notwendigerweise auf den Motor beschränkt.
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Eine steuergerätintegrierte elektrische Rotationsmaschine enthält eine elektrische Rotationsmaschine und ein Steuergerät. Elektronische Komponenten sind in dem Steuergerät an einer zweiten Fläche einer Leiterplattenvorrichtung installiert bzw. montiert. Ein Gehäuse nimmt die Leiterplattenvorrichtung auf. Das Steuergerät enthält einen Versiegelungsharzkörper und eine Wärmefreisetzplatte. Der Versiegelungsharzkörper ist in einem Inneren des Gehäuses platziert und versiegelt die Leiterplattenvorrichtung. Die Wärmefreisetzplatte ist aus Metall hergestellt und ist in der Z-Richtung auf der Seite der zweiten Fläche der Leiterplattenvorrichtung platziert. Die Wärmefreisetzplatte ist mit mindestens einer der elektronischen Komponenten, die an der zweiten Fläche installiert bzw. montiert sind, thermisch verbunden. Die Wärmefreisetzplatte ist aufgrund einer Bindungseigenschaft des Versiegelungsharzkörpers fest an den Versiegelungsharzkörper gebunden.
