JP2008136273A

JP2008136273A - 回転電機

Info

Publication number: JP2008136273A
Application number: JP2006318679A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kato; 政紀加藤; Tetsuya Amazaki; 哲也甘崎; Nobuhiko Fujita; 暢彦藤田; Yoshito Asao; 淑人浅尾
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2026-11-27
Also published as: JP4500300B2

Abstract

【課題】パワー回路部の接続構造を簡易化して組立性、生産性を向上させるとともに、パワー回路部の劣化を防ぎ、信頼性の高いコンパクトな回転電機を得ることを目的とする
【解決手段】少なくとも上アームおよび下アームを構成する一対のスイッチング素子を備えてバッテリの電力を制御して回転電機部の出力を調整するパワー回路部とを備え、パワー回路部は、上アームを構成するスイッチング素子を搭載しバッテリの正極側に接続された第１のヒートシンクと、上アームを構成するスイッチング素子の負極側電極に接続された配線板と、配線板と接続されかつ電機子巻線の端末部であるステータリードと接続される中継部材と、中継部材に接続され、下アームを構成するスイッチング素子を搭載した第２のヒートシンクとを有する。
【選択図】図６

Description

この発明は、エンジンに連結されたベルト駆動式車両用回転電機およびベルト式車両用回転電機を制御する制御装置を備えた車両用回転電機の構造に関するものである。

従来、回転電機をインバータ制御するパワー回路部として、上アームおよび下アームのスイッチング素子の両方のドレイン端子が絶縁物を介することなく別々のヒートシンクに接続する構成を有するものがあり、上アームのスイッチング素子のソース端子は渡り部配線層を含む配線板を介して下アームの外側ヒートシンクに接続され、また、固定子の電機子巻線のリード線は交流配線を介して外側ヒートシンクに接続されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２１１８３５号公報（段落番号[００２２]、図３等）

従来の回転電機のパワー回路部の接続構成は、上アームのスイッチング素子のソース端子を取り出す配線板が、配線板の一部である渡り部配線層を介して下アームの外側ヒートシンクに接続される構成であるため、配線板の形状が複雑で製造工程が煩雑になることが懸念される。

また、内側ヒートシンクに搭載された上アームのスイッチング素子のソース端子と、下アームのスイッチング素子が搭載された外側ヒートシンクとを、一つの配線板（渡り部配線層を含む）で接続するため、両ヒートシンクを組み付ける際に、配線板に変形が生じ、配線板変形により、上アームのスイッチング素子のソース端子と配線板間の接続部および上アームのスイッチング素子のドレイン端子と内側ヒートシンク間の半田部等の接続部に負荷がかかり応力が発生するため、スイッチング素子が劣化するという問題があった。

また、配線板は内側ヒートシンク側から外側ヒートシンク側へ延びる渡り部配線層を含んでおり、細くて長く複雑な形状であるため、回転電機の稼働時に配線板が振動しやすく、振動が生じることによって配線板の断線が生じたり、振動による負荷が各接続部分にかかり、ソース端子の断線、スイッチング素子とヒートシンク間の半田にクラック等が生じる問題があった。

この発明は上記のような問題を解消するためになされたもので、パワー回路部の接続構造を簡易化して組立性、生産性を向上させるとともに、パワー回路部の劣化を防ぎ、信頼性の高いコンパクトな回転電機を得ることを目的とするものである。

この発明に係る回転電機は、回転軸を有する回転子と回転子を囲むように配設され電機子巻線を有する固定子とを備えた回転電機部と、少なくとも上アームおよび下アームを構成する一対のスイッチング素子を備えてバッテリの電力を制御して上記回転電機部の出力を調整するパワー回路部とを備えた回転電機である。そして、パワー回路部は、上アームを構成するスイッチング素子を搭載しバッテリの正極側に接続された第１のヒートシンクと、上アームを構成するスイッチング素子の負極側電極に接続された配線板と、配線板と接続されかつ電機子巻線の端末部であるステータリードと接続される中継部材と、中継部材に接続され、下アームを構成するスイッチング素子を搭載した第２のヒートシンクとを有するものである。

また、この発明に係る回転電機は、回転軸を有する回転子と回転子を囲むように配設され電機子巻線を有する固定子とを備えた回転電機部と、少なくとも上アームおよび下アームを構成する一対のスイッチング素子を備えてバッテリの電力を制御して上記回転電機部の出力を調整するパワー回路部とを備えた回転電機である。そして、パワー回路部は、上アームを構成するスイッチング素子を搭載しバッテリの正極側に接続された第１のヒートシンクと、上アームを構成するスイッチング素子の負極側電極に接続された配線板と、電機子巻線の端末部であるステータリードと接続される中継部材と、中継部材に接続され、下アームを構成するスイッチング素子を搭載した第２のヒートシンクとを有し、配線板と第２のヒートシンクはボルトで固定されることにより接続されているものである。

この発明の回転電機によれば、パワー回路部の接続を、上アームを構成するスイッチング素子の負極側電極と接続される配線板と、電機子巻線の端末部であるステータリードに接続され、かつ下アームを構成するスイッチング素子を搭載した第２のヒートシンクと接続される中継部材とに分けて行うことにより、各部材の形状を簡単にして組立性を高めるとともに、回転電機の組立時および稼働時に生じる各部材の変形や振動を抑え、パワー回路部の各接続部への負荷を低減することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による回転電機の構造を示す断面図である。図１において、回転電機１は、交流発電電動機（モータジェネレータ）である回転電機部２と、この回転電機部２を駆動制御するための制御部３（図２参照）と、回転電機部２の回転位置を検出する回転位置検出センサ４と、外部接続用のコネクタ５および電源端子６（図４参照）を備えている。

回転電機部２は、ケースとしてのフロントブラケット２０およびリアブラケット２１と、上記ケースにベアリング２２を介して回転自在に支持されている回転軸２３と、上記ケースに固定されると共に電機子巻線２４ａを有する固定子２４と、回転軸２３に固定されると共に界磁巻線２５ａを有する回転子２５と、回転子２５の軸方向両端面に固定される冷却ファン２６と、回転軸２３のフロント側の端部に固着されたプーリ２７と、回転軸２３のリア側外周に位置するようにリアブラケット２１に取り付けられたブラシホルダー２８と、回転軸２３のリア側に装着された一対のスリップリング２９に摺接するようにブラシホルダー２８内に配置された一対のブラシ２８ａと、回転軸２３のリア側端部に設置された回転位置検出センサ４を備えている。そして、この回転電機部２は、プーリ２７およびベルト（図示せず）を介してエンジンの回転軸（図示せず）に連結されている。

制御部３は、直流電力を交流電力、又は交流電力を直流電力に変換するパワー回路部３０と、界磁巻線２５ａに界磁電流を供給する界磁回路部４０と、パワー回路部３０および界磁回路部４０を制御する制御回路部５０とからなり、外部接続用コネクタ５および電源端子６を介して外部に接続される。

本実施の形態１では、パワー回路部３０は、回転電機部２に一体的または近接して設置されている。すなわち、リアブラケット２１のリア側に配設したカバー３４の内側に、複数のスイッチング素子３１ａおよび３１ｂと、各スイッチング素子３１ａおよび３１ｂに電気的に接続される電極部材を兼ねた第１のヒートシンクである内側ヒートシンク３２ａおよび第２のヒートシンクである外側ヒートシンク３２ｂと、各スイッチング素子の負極側電極であるソース端子などが接続される絶縁樹脂にインサート成形された配線板３３ａ、３３ｂとを備えている。これらパワー回路部のレイアウトについては、後述の図４、図５および図６にて詳述する。

制御回路部５０は、制御回路基板５１と、制御回路基板５１を収納するケース５２を備え、本例では、ケース５２内に絶縁樹脂５３を充填して制御回路部５０の絶縁性と耐環境性を向上させている。また、界磁回路部４０は、制御回路部５０のケース５２に取り付けられている。

図２は本実施の形態の回転電機部２の動作を説明するための概略回路図である。図２において制御部３のパワー回路部３０は、バッテリ１０１の正極側に接続した上アーム３１Ａを構成するスイッチング素子３１aおよび並列ダイオードと、バッテリの負極側に接続した下アーム３１Ｂを構成するスイッチング素子３１ｂおよび並列ダイオードとを２組直列に接続したものを１セットとし、当該セットを３個並列に配置することによりインバータを構成している。そして、当該インバータにはコンデンサ１０２が並列に接続されている。回転電機部２は、固定子２４の電機子巻線２４ａと、回転子２５の界磁巻線２５ａを備え、固定子２４の電機子巻線２４ａは、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルにより構成され、電機子巻線２４ａの各相のコイルのリード線端末部であるステータリード８を介して、上記直列に接続した上アーム３１Ａのスイッチング素子３１ａと下アーム３１Ｂのスイッチング素子３１ｂの中間接続点にそれぞれ接続されている。

制御部３の界磁回路部４０は、ブラシ２８ａとスリップリング２９（図１参照）を介して界磁巻線２５ａを挟んで直列接続される２つの半導体素子４１ａおよび４１ｂと、シャント抵抗４２に並列接続されるフライホイールダイオード４３とを備えている。
制御部３の制御回路部５０はパワー回路部３０の上アーム３１Ａのスイッチング素子３１ａと下アーム３１Ｂのスイッチング素子３１ｂのスイッチング動作を制御すると共に、界磁回路部４０を制御して回転子２５の界磁巻線２５ａに流す界磁電流を調整する。

なお、本実施の形態１のパワー回路部３０では、スイッチング素子３１ａおよび３１ｂをＭＯＳＦＥＴおよび並列ダイオードで構成しているが、図３（ａ）に示すような寄生ダイオード付のＭＯＳＦＥＴや、図３（ｂ）に示すようなＩＧＢＴおよび並列ダイオードで構成してもよい。

次に、図２に基づいて、本実施の形態１の回転電機部２の回路動作の概要を説明する。エンジン始動時に、バッテリ１０１から直流電力が電源端子６を介してパワー回路部３０に給電される。制御回路部５０は、パワー回路部３０の各スイッチング素子３１ａ、３１ｂをＯＮ／ＯＦＦ制御して、上記直流電力を三相交流電力に変換する。そして、この三相交流電力がステータリード８を介して電機子巻線２４ａに供給される。これにより、界磁回路部４０により界磁電流が供給されている回転子２５の界磁巻線２５ａの周囲に回転磁界が与えられ、回転子２５が回転駆動され、プーリ２７からベルト（図示せず）を介してエンジンのクランクシャフトへ伝達され、エンジンが始動する。

一方、エンジンが始動されると、エンジンの回転動力がクランクシャフトからベルトを介してプーリ２７へ伝達される。この駆動力により、回転電機部２の回転軸２３に固定された回転子２５が回転駆動されて、電機子巻線２４ａに三相交流電圧が誘起される。そして、制御回路部５０がパワー回路部３０の各スイッチング素子３１ａ、３１ｂをＯＮ／ＯＦＦ制御し、電機子巻線２４ａに誘起された三相交流電力を直流電力に変換してバッテリ１０１を充電する。

一方、図１に戻って、回転子２５に固定された冷却ファン２６は、回転子２５の回転により、カバー３４に設けた通風孔から冷却風をカバー３４の内部に吸入し、図に示す矢印Ｆのような冷却風路を形成する。各ヒートシンク３２ａ、３２ｂは回転軸方向の冷却風路Ｆ（図１参照）に沿った冷却フィンを備えているため、冷却風が各ヒートシンク３２ａ、３２ｂの冷却フィンの間を通り抜けることにより、各スイッチング素子３１ａ、３１ｂを冷却する。つまり、各ヒートシンクは伝熱経路としての役割を兼ね備え、スイッチング素子３１ａ、３１ｂから発生する熱を効率よく放熱している。

図４は、この発明の実施の形態１による回転電機を回転軸方向から見た時の正面図であり、回転電機のカバー３４と制御回路部５０のケース５２を取り外した状態である。また、図５はスイッチング素子の配置を示すため、さらに配線板３３ａ等を外した状態の回転電機を回転軸方向から見た時の正面図である。
図４、図５において、パワー回路部３０を構成するスイッチング素子３１ａ、３１ｂは、Ｕ、Ｖ、Ｗの三相の部位に分かれている。各相部位には、内側ヒートシンク３２ａおよび外側ヒートシンク３２ｂからなる一対のヒートシンクが配設され、内側ヒートシンク３２ａの一部には電源端子６が設けられている。そして、内側ヒートシンク３２ａには上アームを構成するスイッチング素子３２ａが並列に４個ずつ接続され、外側ヒートシンク３２ｂには下アームを構成するスイッチング素子３１ｂが並列に４個ずつ接続されている。

図６は、この発明の実施の形態１によるパワー回路部の組立構造を示す組立構造図であり、図６（ａ）はパワー回路部の一部の分解図、図６（ｂ）はパワー回路部の一部の組立図を示す。以下、図２に示した回路図および図４、図５に示した正面図を参照しながら図６を説明する。
図６において、内側ヒートシンク３２ａは正電位を有し、電源端子６（図４参照）を介して図２に示すバッテリ１０１の正極側端子と接続されている。そして内側ヒートシンク３２ａに配置される上アームを構成する４個のスイッチング素子３１ａは、その裏面電極であるドレイン端子が、当該内側ヒートシンク３２ａに直接半田等により接合されている。一方、下アームを構成するスイッチング素子３１ｂ（図１参照）も、図示されていないが、４個のスイッチング素子３１ｂがその裏面電極であるドレイン端子を外側ヒートシンク３２ｂに半田付等することにより直接接合されている。これにより各ヒートシンクはそれぞれが接合されるスイッチング素子のドレイン端子と同一電位を持つこととなる。

一方、上アームを構成するスイッチング素子３１ａの負極側電極であるソース端子は、絶縁樹脂にインサート成形された配線板３３ａにより内側ヒートシンク３２ａおよび外側ヒートシンク３２ｂとの間の冷却フィンがない場所に４個共通に取り出される。
配線板３３ａは中継部材３５と接合するための接合部３３０と、各ヒートシンク３２ａ、３２ｂおよび中継部材３５等と共にリアブラケットに固定するための固定穴３３１を備えている。また、中継部材３５は二股に分かれた形状であり、配線板３３ａと接合するための接合部３５０およびステータリード８と接合するための接合部３５１を備えている。さらに、中継部材３５は、各ヒートシンク３２ａ、３２ｂおよび配線板３３ａ等と共にリアブラケットに固定するための固定穴３５２を備えている。
配線板３３ａにより取り出されたスイッチング素子３１ａの負極側電極であるソース端子は、配線板３３ａの接合部３３０と中継部材３５の接合部３５０が溶接や半田付等により接合され、さらに中継部材３５が外側ヒートシンク３２ｂと接続されることにより、外側ヒートシンク３２ｂに搭載されたスイッチング素子３１ｂのドレイン端子と電気的に接続される。また、中継部材３５のもう一つの接合部３５１は電機子巻線２４ａの各相のコイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のリード線端末部であるステータリード８と接続され、中継部材３５と外側ヒートシンク３２ｂが固定されることにより、ステータリード８と外側ヒートシンク３２ｂのドレイン端子と電気的に接続される。
つまり、上記のような接続構成とすることで、図２で説明したように、電機子巻線２４ａの各相コイルが、対応する各相部位の内側ヒートシンク３２ａのスイッチング素子３１ａと外側ヒートシンク３２ｂのスイッチング素子３１ｂの中間接続点に電気的に接続されたことになる。
また、外側ヒートシンク３２ｂに配置されたスイッチング素子３１ｂの負極側電極であるソース端子は配線板３３ｂ（図１参照）により４個共通に取り出され、配線板３３ｂの一端がアース部（リアブラケット２１等）に接続されることにより接地される。

次に、上記パワー回路部の組み立てと回転電機部２への取り付け手順の一例として以下に概略を述べる。まず、上アームのスイッチング素子３１ａを内側ヒートシンク３２ａに、下アームのスイッチング素子３１ｂを外側ヒートシンク３２ｂに半田付等により設置する。そして、各配線板３３ａ、３３ｂにより各スイッチング素子３１ａ、３１ｂのソース端子を取り出す。そして、配線板３３ａの固定穴３３１、各ヒートシンク３２ａ、３２ｂに設けられたフランジ部３６ａ、３６ｂの固定穴３６０ａ、３６０ｂおよび中継部材３５の固定穴３５２を介して、図示しないボルト等により、上記各部材を回転電機部２のリアブラケット２１に同軸固定する。尚、同軸固定する際には、フランジ部３６ａと中継部材３５が接触せず、中継部材３５とフランジ部３６ｂが接触するように固定する必要があるため、本実施の形態１では、フランジ部３６ａと中継部材３５との間に固定穴３７０を有する絶縁部材３７を挟み、リアブラケット２１側から、フランジ部３６ｂ、中継部材３５、絶縁部材３７、フランジ部３６ａ、配線板３３ａの順で各部材の固定穴を介してボルト等により同軸でリアブラケット２１に共締め固定している。なお、上述したように、配線板３３ａは絶縁樹脂によりインサート成形されているため、当然ながら、共締め固定の際には配線板３３ａとフランジ部３６ａ間は電気的に絶縁されている。そして、ステータリード８と中継部材３５の接合部３５１を溶接等することにより接合し、さらに配線板３３ａの接合部３３０と中継部材３５の接合部３５１を溶接等することにより接合する。また、配線板３３ｂの一端を近くのアース部（リアブラケット２１等）に接続する。
なお、パワー回路部の組み立ておよび取り付けの手順は、上記例に限られるものではないが、各ヒートシンク３２ａ、３２ｂ等の各部材をリアブラケット２１に固定した後に、配線板３３ａの接合部３３０と中継部材３５の接合部３５０との接合を行う手順とすれば、上記各部材の接続および取付時にずれが生じたとしても、配線板３３ａと中継部材３５との溶接の際に、接合部で該ずれを吸収することができる。

なお、本実施の形態１では、パワー回路部３０のリアブラケット２１への同軸固定の順を、リアブラケット側から、外側ヒートシンク３２ｂのフランジ部３６ｂ、中継部材３５、絶縁部材３７、内側ヒートシンク３２ａのフランジ部３６ａ、配線板３３ａとしているが、フランジ部３６ａが中継部材３５およびフランジ部３６ｂと電気的に絶縁し、中継部材３５とフランジ部３６ｂとが同電位になるように接続できればどのような順序で固定してもよく、例えば、フランジ部３６ｂと中継部材３５の位置を入れ替えても構わない。

一方、本実施の形態１では、各ヒートシンク３２ａ、３２ｂのもう一方の端部についても、それぞれフランジ部３８ａ、３８ｂが設けられており、それぞれのフランジ部３８ａ、３８ｂが絶縁部材３９を挟んで、配線板３３ｂとともに、図示しないボルトによりリアブラケット２１に同軸固定されている。
また、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の内側ヒートシンクは中継板３００を介して隣り合う内側ヒートシンクと電気的に接続されている（図４、図６（ｂ）参照）。

以上のように、本実施の形態１によれば、パワー回路部３０の接続を、上アームを構成するスイッチング素子３１ａの負極側電極と接続される配線板３３ａと、電機子巻線２４ａの端末部であるステータリード８に接続され、かつ下アームを構成するスイッチング素子３１ｂを搭載した外側ヒートシンク３２ｂと接続される中継部材３５とに分けて行うことにより、各部材の形状を簡単にして組立性を高めるとともに、回転電機の組立時および稼働時に生じる各部材の変形や振動を抑え、パワー回路部３０の各接続部への負荷を低減することができる。

さらに、スイッチング素子３１ａ、３１ｂ、配線板３３ａ、３３ｂおよび各ヒートシンク３２ａ、３２ｂ等の各部材をリアブラケット２１に固定した後で、配線板３３ａと中継部材３５との接合を行うことで、上記各部材の接続および取付時にずれが生じたとしても、配線板３３ａと中継部材３５との溶接の際に接合部で該ずれを吸収することができるため、配線板３３ａに取付歪みが生じることを防ぐ。従って、配線板３３ａとスイッチング素子３１ａのソース端子との接続部や、スイッチング素子３１ａのドレイン端子と内側ヒートシンク３２ａとの半田接合部に、取付時の歪みによる負荷が伝達されることはなく、スイッチング素子３１ａの劣化を防いだ信頼性の高いパワー回路部を得ることができる。

また、上述の通り配線板３３ａと中継部材３５が分かれているため、回転電機稼働時の中継部材３５の振動が配線板３３ａに伝わることを低減し、配線板３３ａの断線を防ぐことができるだけでなく、配線板３３ａに接続されているスイッチング素子３１ａへの振動伝達も低減することができるため、スイッチング素子３１ａのソース端子の断線や、スイッチング素子３１ａのドレイン端子と内側ヒートシンク３２ａとの半田接合部の半田クラックの発生を防ぐ。

また、中継部材３５を介して配線板３３ａおよびステータリード８を外側ヒートシンク３２ｂに接続するので、配線板３３ａおよびステータリード８を直接外側ヒートシンクに接続する場合と異なり母材間の熱容量の違いを気にする必要がなく、中継部材３５の材料は、必要に応じて接合に適したものを選択することができる。そして、この接続を溶接、ろう付、半田付などで接合することにより行う場合に、熱容量の大きなヒートシンクに多量の熱量を奪われることなく簡単かつ短時間で接合を行うことができる。

また、内側ヒートシンク３２ａと外側ヒートシンク３２ｂが同軸のフランジ部３６ａおよび３６ｂで、絶縁部材３７と中継部材３５とを挟んでボルト（図示せず）でリアブラケット２１に同軸固定されているため、各ヒートシンク３２ａ、３２ｂを別々にリアブラケット２１等に固定する場合に比べて省スペースでパワー回路部を形成することができる。さらに、中継部材３５を固定する部品も不要である。また、一箇所で固定することができるため、固定ボルトの本数を減らすことができるだけでなく、空いたスペースに冷却フィンを配設すれば、冷却性能を高めることができる。

なお、本実施の形態１では、中継部材３５と配線板３３ａは同一材料で構成されており、かつ、その板厚も同一の厚さとしている。上述のように中継部材３５および配線板３３ａの材質や板厚は必要に応じて選択することができるが、本実施の形態１のように、同一材料かつ同一厚さとすることで、中継部材３５と配線板３３ａを溶接等で接合する際に、両部材の熱容量がほぼ等しくなり、どちらかの部材の方へ熱が多量に奪われることがないため、接合部が溶融しやすく、溶接の出力の低減、溶接時間の短縮を図ることができる。

また、本実施の形態１では、各相毎のステータリード８の本数が４本であるため、あらかじめ２本単位に分けてまとめておいてから、中継部材３５に接続している。従って、例えば接合をＴＩＧ溶接で行う場合には、ＴＩＧ溶接時に必要な母材の位置合わせが容易になり、溶接のトーチを動かすことなく一度で２本のステータリードと中継部材とを溶接することができ、また、確実に溶接することができるため、接合部の高信頼性が得られる。なお、本実施の形態１ではステータリードの本数が４本であるが、例えば３本であれば２本と１本、５本であれば２本、２本、１本のように状況に応じてまとめればよい。また、接合方法は、半田付、ろう付等であってもよく、同様の効果が得られる。
また、本実施の形態１では、ステータリード８を２本単位に分けてまとめるとともに、中継部材３５のステータリード８との接合部３５１の先端を２つに分岐している。中継部材３５をこのような形状としておくことで、ＴＩＧ溶接時に必要な母材の位置合わせがさらに容易になり、溶接時の熱が逃げにくく、さらに接合を強固に行うことができる。

また、本実施の形態１では、絶縁部材３７により内側ヒートシンク３２ａのフランジ部３６ａと中継部材３５間の絶縁を行っているが、中継部材３５を絶縁樹脂等でモールドする構成としてもよい。中継部材３５をこのような構成とすることにより、中継部材３５とフランジ部３６ａの間に絶縁部材３７を挟む必要がなく、中継部材３５とフランジ部３６ａを直接重ねて固定することができるので、部品点数を減らすことができる。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２によるパワー回路部の組立構造を示す組立構造図であり、図７（ａ）はパワー回路部の一部の分解図、図７（ｂ）はパワー回路部の一部の組立図を示す。実施の形態１では中継部材３５は二股に分かれた形状であり、一方の接合部３５０で配線板３３ａと接合され、もう一方の接合部３５１でステータリード８と接合されているが、本実施の形態２では図７に示すとおり、中継部材３５は二股に分かれておらず、一つの接合部３５３で配線板３３ａの接合部３３２およびステータリード８との接合を行っている。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されているため説明は省略する。

以上のように、本実施の形態２によれば、配線板３３ａおよびステータリード８を中継部材３５の接合部３５３一箇所で接合するため、接合に要する中継部材３５の接合部を削減することができる。従って中継部材３５の形状も単純化でき中継部材３５の成形も容易になる。また、接合箇所が一箇所となるので、例えば溶接、ろう付、半田付などで接合を行う際も溶接の出力を抑え、溶接時間を短縮し、生産性を向上させることができる。

実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３によるパワー回路部の組立構造を示す組立構造図であり、図８（ａ）はパワー回路部の一部の分解図、図８（ｂ）はパワー回路部の一部の組立図を示す。実施の形態１では、配線板３３ａが中継部材３５と接合され、中継部材３５が外側ヒートシンク３２ｂに接続されることによって、配線板３３ａと外側ヒートシンク３２ｂとの電気的接続を行っていたが、本実施の形態３では図８に示すとおり、配線板３３ａと中継部材３５とが接合されていない。本実施の形態３においては、配線板３３ａに丸端子部３０１を形成し、また外側ヒートシンク３２ｂにはネジ穴を有する固定部３０２を形成し、これらの丸端子部３０１および固定部３０２をボルト３０３で固定することにより、配線板３３ａと外側ヒートシンク３２ｂとを電気的に接続している。また、本実施の形態３では、配線板３３ａと中継部材３５とを接合する必要がないため、中継部材３５の形状は二股に分かれておらず、中継部材３５はステータリード８との接合部３５４のみ有していればよい。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されているため説明は省略する。

以上のように、本実施の形態３によれば、配線板３３ａと外側ヒートシンク３２ｂとの電気的接続を、配線板３３ａと中継部材３５を溶接等により接合し中継部材３５を外側ヒートシンク３２ｂで接続することにより行うのではなく、配線板３３ａと外側ヒートシンク３２ｂをボルト３０３で固定することにより行うため、被接続部材である配線板３３ａや外側ヒートシンク３２ｂの材質、熱容量によらず確実に接続することができる。また、溶接、半田付、カシメ等による接続と異なり、容易に取り外しができるため、パワー回路部３０に不具合が生じた場合でも、簡単に取り外して内部部品の組み替えなどを行うことができる。また、中継部材３５の形状も単純化でき中継部材３５の成形も容易になる。

この発明の実施の形態１による回転電機の構造を示す断面図である。この発明の実施の形態１による回転電機の動作を説明する概略回路図である。図２におけるスイッチング素子のその他の例を示す図である。この発明の実施の形態１による回転電機を回転電機部のカバーと制御回路部のケースを外した状態で回転軸方向から見た時の正面図である。図４において配線板を外した状態の回転軸方向から見た正面図である。この発明の実施の形態１による回転電機のパワー回路部の組立構造を示す組立構造図である。この発明の実施の形態２による回転電機のパワー回路部の組立構造を示す組立構造図である。この発明の実施の形態３による回転電機のパワー回路部の組立構造を示す組立構造図である。

符号の説明

１回転電機、２回転電機部、８ステータリード、２３回転軸、２４固定子、
２４ａ電機子巻線、２５回転子、３０パワー回路部、３１Ａ上アーム、
３１Ｂ下アーム、３１ａ，３１ｂスイッチング素子、
３２ａ内側ヒートシンク（第１のヒートシンク）、
３２ｂ外側ヒートシンク（第２のヒートシンク）、３３ａ配線板、３５中継部材、
３６ａ，３６ｂフランジ部、３０３ボルト。

Claims

回転軸を有する回転子と回転子を囲むように配設され電機子巻線を有する固定子とを備えた回転電機部と、少なくとも上アームおよび下アームを構成する一対のスイッチング素子を備えてバッテリの電力を制御して上記回転電機部の出力を調整するパワー回路部とを備えた回転電機であって、
上記パワー回路部は、上記上アームを構成するスイッチング素子を搭載し上記バッテリの正極側に接続された第１のヒートシンクと、上記上アームを構成するスイッチング素子の負極側電極に接続された配線板と、上記配線板と接続されかつ上記電機子巻線の端末部であるステータリードと接続される中継部材と、上記中継部材に接続され、上記下アームを構成するスイッチング素子を搭載した第２のヒートシンクとを有することを特徴とする回転電機。
上記第１のヒートシンクと上記第２のヒートシンクは各々フランジ部を有し、上記各フランジ部と上記中継部材とが同軸で固定されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
上記中継部材は上記配線板と同一の材料で構成され、かつ該中継部材の板厚は該配線板の板厚と同一であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
上記配線板および上記ステータリードは、上記中継部材上の同一箇所で上記中継部材と接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転電機。
回転軸を有する回転子と回転子を囲むように配設され電機子巻線を有する固定子とを備えた回転電機部と、少なくとも上アームおよび下アームを構成する一対のスイッチング素子を備えてバッテリの電力を制御して上記回転電機部の出力を調整するパワー回路部とを備えた回転電機であって、
上記パワー回路部は、上記上アームを構成するスイッチング素子を搭載し上記バッテリの正極側に接続された第１のヒートシンクと、上記上アームを構成するスイッチング素子の負極側電極に接続された配線板と、上記電機子巻線の端末部であるステータリードと接続される中継部材と、上記中継部材に接続され、上記下アームを構成するスイッチング素子を搭載した第２のヒートシンクとを有し、
上記配線板と上記第２のヒートシンクはボルトで固定されることにより接続されていることを特徴とする回転電機。
上記第１のヒートシンクと上記第２のヒートシンクは各々フランジ部を有し、上記各フランジ部と上記中継部材とが同軸で固定されていることを特徴とする請求項５に記載の回転電機。
上記ステータリードは、１本または２本毎にまとめられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の回転電機。
上記中継部材は樹脂モールドされていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の回転電機。