JP2010284028A - Rotating electrical machine integrated with switching element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotating electrical machine integrated with switching elements that is configured to further reduce loss due to resistance of a conductive path electrically connecting each of a plurality of switching elements to each coil. <P>SOLUTION: A plurality of switching elements 90 are arranged on the side faces 6a of coils 6 on an outer stator 2S, while being deviated them in an axial direction C of the coils 6. According to this, the plurality of switching elements can be efficiently arranged on the side faces 6a of the coils 6 and further, shorten each conductive path electrically connecting each switching element 90 to each coil 6, thereby further reducing the loss due to the electrical resistance in each conductive path. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、スイッチング素子一体型回転電機に関する。   The present invention relates to a switching element-integrated rotating electrical machine.

従来、アウタステータの外周にスイッチング素子を配置したスイッチング素子一体型回転電機が知られている（例えば特許文献１）。   Conventionally, a switching element-integrated rotating electrical machine in which a switching element is arranged on the outer periphery of an outer stator is known (for example, Patent Document 1).

特許第３５５９９０９号公報Japanese Patent No. 3559909

しかしながら、上記特許文献１に開示されるスイッチング素子一体型回転電機では、スイッチング素子とコイルとを接続する配線が屈曲した経路で配索されているため、配線の抵抗による損失が大きくなってしまう虞があった。特に、スイッチング素子を複数備える構成では、配線を特定の経路に沿って配索すると、スイッチング素子のレイアウトによっては配線の長さがさらに長くなってしまう虞があった。   However, in the switching element-integrated rotating electrical machine disclosed in Patent Document 1, since the wiring connecting the switching element and the coil is routed along a bent path, the loss due to the resistance of the wiring may increase. was there. In particular, in a configuration including a plurality of switching elements, if the wiring is routed along a specific path, the length of the wiring may be further increased depending on the layout of the switching elements.

そこで、本発明は、複数のスイッチング素子のそれぞれとコイルとを電気的に接続する導電経路の抵抗による損失がより少ないスイッチング素子一体型回転電機を得ることを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to obtain a switching element-integrated dynamoelectric machine with less loss due to resistance of a conductive path that electrically connects each of a plurality of switching elements and a coil.

本発明にかかるスイッチング素子一体型回転電機にあっては、複数のスイッチング素子を、ステータに設けられたコイルの側面上で、当該コイルの軸方向にずらして配置したことを最も主要な特徴とする。   The switching element-integrated dynamoelectric machine according to the present invention is characterized in that a plurality of switching elements are arranged on the side surface of the coil provided in the stator so as to be shifted in the axial direction of the coil. .

本発明によれば、コイルの側面上に複数のスイッチング素子をより効率よく配置することができるとともに、各スイッチング素子とコイルとを電気的に接続する導電経路をより短くすることができるため、当該導電経路における電気抵抗による損失をより少なくすることができる。   According to the present invention, a plurality of switching elements can be more efficiently arranged on the side surface of the coil, and a conductive path that electrically connects each switching element and the coil can be further shortened. Loss due to electrical resistance in the conductive path can be further reduced.

図１は、本発明の実施形態にかかるスイッチング素子一体型回転電機を含む回路の等価回路図である。FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a circuit including a switching element-integrated rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention. 図２は、本発明の実施形態にかかるスイッチング素子一体型回転電機の一つの相に含まれる複数の並列なスイッチング素子および配線を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a plurality of parallel switching elements and wirings included in one phase of the switching element-integrated dynamoelectric machine according to the embodiment of the present invention. 図３は、本発明の第１実施形態にかかるスイッチング素子一体型回転電機の内部構成の一部を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a part of the internal configuration of the switching element-integrated dynamoelectric machine according to the first embodiment of the present invention. 図４は、本発明の第１実施形態にかかるスイッチング素子一体型回転電機に含まれるステータの一部を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a part of the stator included in the switching element-integrated dynamoelectric machine according to the first embodiment of the present invention. 図５は、本発明の第１実施形態にかかるスイッチング素子一体型回転電機に含まれるステータコアの一部およびコイルの分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view of a part of the stator core and the coil included in the switching element-integrated dynamoelectric machine according to the first embodiment of the present invention. 図６は、本発明の第２実施形態にかかるスイッチング素子一体型回転電機の内部構成の一部を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a part of the internal configuration of the switching element-integrated dynamoelectric machine according to the second embodiment of the present invention. 図７は、本発明の第３実施形態にかかるスイッチング素子一体型回転電機に含まれるステータの一部を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a part of the stator included in the switching element-integrated dynamoelectric machine according to the third embodiment of the present invention. 図８は、本発明の第４実施形態にかかるスイッチング素子一体型回転電機に含まれるステータコアの一部およびコイルの分解斜視図である。FIG. 8 is an exploded perspective view of a part of a stator core and a coil included in a switching element-integrated dynamoelectric machine according to a fourth embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素に共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that similar components are included in the following embodiments. Therefore, in the following, common reference numerals are given to those similar components, and redundant description is omitted.

（第１実施形態）図１に示すように、本実施形態にかかるスイッチング素子一体型回転電機１（以下、単に回転電機１と称する）は、Ｕ相のコイル６ｕ、Ｖ相のコイル６ｖ、およびＷ相のコイル６ｗを有する三相交流モータ２と、複数のスイッチング素子９ｕｐ，９ｖｐ，９ｗｐ，９ｕｍ，９ｖｍ，９ｗｍによって構成されるインバータ３と、を一体に含んでいる。インバータ３は、配線１０ｐ，１０ｍを介してバッテリ４およびコンデンサ５に接続されており、図示しない制御装置によって複数のスイッチング素子９ｕｐ，９ｖｐ，９ｗｐ，９ｕｍ，９ｖｍ，９ｗｍのオンオフを制御され、各相の配線８ｕ，８ｖ，８ｗおよびコイル６ｕ，６ｖ，６ｗに対して、相互に位相差を有する所定波形の交流電力を出力する。各相のコイル６ｕ，６ｖ，６ｗは、中性点７で接続されている。   (First Embodiment) As shown in FIG. 1, a switching element-integrated rotating electrical machine 1 (hereinafter simply referred to as a rotating electrical machine 1) according to this embodiment includes a U-phase coil 6u, a V-phase coil 6v, and A three-phase AC motor 2 having a W-phase coil 6w and an inverter 3 composed of a plurality of switching elements 9up, 9vp, 9wp, 9um, 9vm, 9wm are integrally included. The inverter 3 is connected to the battery 4 and the capacitor 5 through wirings 10p and 10m, and the ON / OFF of the plurality of switching elements 9up, 9vp, 9wp, 9um, 9vm, and 9wm is controlled by a control device (not shown). AC power having a predetermined waveform having a phase difference from each other is output to the wirings 8u, 8v, 8w and the coils 6u, 6v, 6w. The coils 6u, 6v, 6w of each phase are connected at a neutral point 7.

また、図２に示すように、本実施形態にかかる回転電機１では、各相に、スイッチング素子９ｕｐ，９ｖｐ，９ｗｐ，９ｕｍ，９ｖｍ，９ｗｍを構成する複数のスイッチング素子９０（正極側素子９０ｐおよび負極側素子９０ｍ）、ならびに配線８０が、並列に複数含まれており、各相のコイル６ｕ，６ｖ，６ｗには、複数本（本実施形態では２本）の配線（巻線）８０が並列に巻かれている。   Further, as shown in FIG. 2, in the rotating electrical machine 1 according to the present embodiment, a plurality of switching elements 90 (positive-side elements 90p and 90w) constituting switching elements 9up, 9vp, 9wp, 9um, 9vm, 9wm are provided for each phase. A plurality of negative side elements 90m) and wirings 80 are included in parallel, and a plurality (two in this embodiment) of wirings (windings) 80 are parallel to each phase coil 6u, 6v, 6w. It is wound around.

モータ２は、図３に示すように、回転軸Ａｘの周りに略環状に配置されるアウタステータ（ステータ）２Ｓと、当該アウタステータ２Ｓの径方向内側に配置されて回転軸Ａｘ周りに回転するインナロータ（ロータ）２Ｒと、を備えている。なお、図３では、説明の便宜上、アウタステータ２Ｓの一部を切り欠いてあるが、アウタステータ２Ｓは全周に亘って連続するものとして構成してもよいし、図３のように実際に一部を切り欠いた構成としてもよい。   As shown in FIG. 3, the motor 2 has an outer stator (stator) 2S arranged in a substantially annular shape around the rotation axis Ax, and is arranged on the radially inner side of the outer stator 2S and rotates around the rotation axis Ax. And an inner rotor (rotor) 2R. In FIG. 3, for the sake of convenience of explanation, a part of the outer stator 2S is cut away, but the outer stator 2S may be configured to be continuous over the entire circumference, or actually as shown in FIG. It is good also as a structure which notched a part.

インナロータ２Ｒは、図示しない永久磁石が埋め込まれた所謂ＩＰＭ型のロータとして形成されている。なお、ＳＰＭ型のロータとしてもよい。また、各図では、ケース、シャフト、軸受等は省略してある。   The inner rotor 2R is formed as a so-called IPM type rotor in which a permanent magnet (not shown) is embedded. An SPM rotor may be used. In each figure, a case, a shaft, a bearing, and the like are omitted.

一方、アウタステータ２Ｓは、図３および図４に示すように、回転軸Ａｘの周方向に沿って延在するヨーク２０ｏと、ヨーク２０ｏから回転軸Ａｘの径方向内側に向けて突出する複数のティース２０ｔと、当該ティース２０ｔに巻回された配線８０からなるコイル６と、を有しており、周方向に沿って一定のピッチで並ぶ複数の電磁石が形成されている。   On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, the outer stator 2 </ b> S includes a yoke 20 o extending along the circumferential direction of the rotation axis Ax and a plurality of protrusions projecting from the yoke 20 o toward the radially inner side of the rotation axis Ax. It has the teeth 20t and the coil 6 which consists of the wiring 80 wound around the said teeth 20t, and the some electromagnet arranged in a constant pitch along the circumferential direction is formed.

また、本実施形態では、ヨーク２０ｏとティース２０ｔとからなるステータコアは、ティース２０ｔ毎（コイル６毎）に分割された分割体２０を組み合わせて構成されている。ステータコアは、例えば積層鋼板によって構成することができる。また、コイル６は、ティース２０ｔに配線８０を巻回した所謂集中巻きの形態となっている。本実施形態では、コイル６は、ティース２０ｔに配線８０を巻回することで形成されているため、コイル６の軸方向Ｃとティース２０ｔの突出方向とが同じになっている。   Moreover, in this embodiment, the stator core which consists of the yoke 20o and the teeth 20t is comprised combining the division body 20 divided | segmented for every teeth 20t (each coil 6). The stator core can be composed of, for example, a laminated steel plate. The coil 6 has a so-called concentrated winding in which the wiring 80 is wound around the tooth 20t. In the present embodiment, since the coil 6 is formed by winding the wiring 80 around the tooth 20t, the axial direction C of the coil 6 and the protruding direction of the tooth 20t are the same.

ここで、本実施形態では、コイル６を形成する巻線（配線８０）の複数の端部８０ａ，８０ｂは、図３および図４に示すように、いずれも、コイル６から同一方向（本実施形態では回転軸Ａｘに沿う方向）の一方側（図３および図４の上側）に引き出されている。   Here, in this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of ends 80 a and 80 b of the winding (wiring 80) forming the coil 6 are all in the same direction (this embodiment). In the form, it is drawn out to one side (the upper side in FIGS. 3 and 4) of the direction along the rotation axis Ax.

そして、一つのコイル６に対応する複数のスイッチング素子９０を、コイル６の側面６ａ上で当該コイル６の軸方向Ｃにずらして配置してある。よって、コイル６の側面６ａ上に複数のスイッチング素子９０をより効率よく配置して、これら複数のスイッチング素子９０のそれぞれについて、コイル６との距離をより短く設定することができる。   A plurality of switching elements 90 corresponding to one coil 6 are arranged on the side surface 6 a of the coil 6 so as to be shifted in the axial direction C of the coil 6. Therefore, the plurality of switching elements 90 can be more efficiently arranged on the side surface 6 a of the coil 6, and the distance from the coil 6 can be set shorter for each of the plurality of switching elements 90.

さらに、本実施形態では、一つのコイル６に対応する複数のスイッチング素子９０を、回転軸Ａｘの周方向（ヨーク２０ｏの延在方向）にもずらして配置してある。これにより、複数のスイッチング素子９０による発熱位置が分散されて局所的な過熱を抑制しやすくなるという利点がある。   Further, in the present embodiment, the plurality of switching elements 90 corresponding to one coil 6 are arranged so as to be shifted in the circumferential direction of the rotation axis Ax (extending direction of the yoke 20o). Thereby, there exists an advantage that it becomes easy to suppress the heat generation position by the some switching element 90, and to suppress local overheating.

また、本実施形態では、スイッチング素子９０が配置される側のコイル６の側面６ａを、複数のコイル６について、回転軸Ａｘと垂直な仮想平坦面Ｐ上に重なる平面状に形成し、複数（好適には全て）のスイッチング素子９０について、スイッチング素子９０と当該側面６ａとの距離を同じにしてある。   In the present embodiment, the side surface 6a of the coil 6 on the side where the switching element 90 is disposed is formed in a planar shape so as to overlap the virtual flat surface P perpendicular to the rotation axis Ax for the plurality of coils 6. The distance between the switching element 90 and the side surface 6a is the same for all (preferably all) switching elements 90.

さらに、複数のスイッチング素子９０間には中性点７に相当する円環状のバスリング７０を配置し、バスリング７０のコイル６の側面６ａからの距離を、スイッチング素子９０のコイル６の側面６ａからの距離とほぼ同じにしてある。   Further, an annular bus ring 70 corresponding to the neutral point 7 is disposed between the plurality of switching elements 90, and the distance from the side surface 6 a of the coil 6 of the bus ring 70 is determined by the distance 6 a of the coil 6 of the switching element 90. It is almost the same as the distance from.

したがって、複数のスイッチング素子９０ならびにバスリング７０を図示しない共通の支持部材（例えば円環状の基板）上に取り付けることができるようになる。この場合、別個に取り付ける場合に比べて組立の手間が減る上、スイッチング素子９０およびバスリング７０と、配線８０の端部８０ａ，８０ｂとの結線作業を、より容易に行うことができるようになる。   Therefore, the plurality of switching elements 90 and the bus ring 70 can be mounted on a common support member (for example, an annular substrate) (not shown). In this case, the labor of assembly is reduced as compared with the case of separately mounting, and the connection work between the switching element 90 and the bus ring 70 and the ends 80a and 80b of the wiring 80 can be performed more easily. .

なお、図３および図４では、スイッチング素子９０およびバスリング７０をコイル６の側面６ａ上から離間させた状態で示しているが、スイッチング素子９０およびバスリング７０は、コイル６の側面６ａにより近い位置に配置することが可能であるし、側面６ａ上に載置することも可能である。この際、スイッチング素子９０の内部導体ならびにバスリング７０と配線８０の内部導体との間で絶縁が確保されるのは勿論である。また、コイル６の側面６ａ上に、上述した共通の支持部材を載置することも可能である。   3 and 4, the switching element 90 and the bus ring 70 are shown separated from the side surface 6 a of the coil 6, but the switching element 90 and the bus ring 70 are closer to the side surface 6 a of the coil 6. It can be arranged at a position or can be placed on the side surface 6a. At this time, as a matter of course, the insulation between the internal conductor of the switching element 90 and the internal conductor of the bus ring 70 and the wiring 80 is ensured. It is also possible to place the above-described common support member on the side surface 6 a of the coil 6.

スイッチング素子９０は、本実施形態では、正極側素子９０ｐと負極側素子９０ｍとを一体化したものとして構成されている。なお、図３および図４では、バッテリ４およびコンデンサ５とスイッチング素子９０とを電気的に接続する配線１０ｐ，１０ｍや、スイッチング素子９０のオンオフ制御用の配線は、省略してある。   In the present embodiment, the switching element 90 is configured by integrating the positive electrode side element 90p and the negative electrode side element 90m. 3 and 4, the wirings 10p and 10m that electrically connect the battery 4 and the capacitor 5 and the switching element 90 and the wiring for on / off control of the switching element 90 are omitted.

また、スイッチング素子９０は、ティース２０ｔおよびそれに巻回されるコイル６毎に、そのコイル６に並列に巻回される配線８０の数（本実施形態では２つ）ずつ設けられている。すなわち、スイッチング素子９０の数は、本実施形態では、コイル６の数の２倍となっており、各分割体２０のコイル６の側面６ａ上に、スイッチング素子９０が２個ずつ載置されている。   Further, the switching element 90 is provided for each of the teeth 20t and the coils 6 wound around the teeth 20t by the number of wirings 80 wound around the coils 6 in parallel (two in this embodiment). That is, in this embodiment, the number of the switching elements 90 is twice the number of the coils 6, and two switching elements 90 are mounted on the side surface 6 a of the coil 6 of each divided body 20. Yes.

このように、本実施形態では、多数の並列なスイッチング素子９０によって、図１の等価回路に示すスイッチング素子９ｕｐ，９ｖｐ，９ｗｐ，９ｕｍ，９ｖｍ，９ｗｍが構成されている。かかる構成により、各スイッチング素子９０を小型化しかつ各配線８０を細径化することが可能になるとともに、スイッチング素子９０をオンオフするタイミングをわずかに適宜にずらすことで、サージを減殺することも可能となる。さらには、コンデンサ５の容量をより小さくすることも可能となる。   Thus, in this embodiment, the switching elements 9up, 9vp, 9wp, 9um, 9vm, and 9wm shown in the equivalent circuit of FIG. 1 are configured by a large number of parallel switching elements 90. With this configuration, each switching element 90 can be reduced in size and each wiring 80 can be reduced in diameter, and the surge can be reduced by slightly shifting the timing when the switching element 90 is turned on / off. It becomes. Furthermore, the capacity of the capacitor 5 can be further reduced.

また、図５に示すように、コイル６は、当該コイル６の軸方向Ｃに沿って並べて配置された相互に並列な複数（本実施形態では二つ）の分割コイル６Ｄを有し、各分割コイル６Ｄに対応してスイッチング素子９０を設けてある。そして、各分割コイル６Ｄの配線８０の一方の端部８０ａをスイッチング素子９０に電気的に接続し、他方の端部８０ｂをバスリング７０に電気的に接続してある。また、本実施形態では、二つの分割コイル６Ｄのバスリング７０に接続される端部８０ｂ，８０ｂを、コイル６の軸方向Ｃの中央部寄りに配置して回転軸Ａｘの周方向に沿うように配置し、これら端部８０ｂを円環状のバスリング７０に接続しやすくしてある。   As shown in FIG. 5, the coil 6 includes a plurality of (two in the present embodiment) split coils 6 </ b> D arranged in parallel along the axial direction C of the coil 6. A switching element 90 is provided corresponding to the coil 6D. One end 80 a of the wiring 80 of each divided coil 6 </ b> D is electrically connected to the switching element 90, and the other end 80 b is electrically connected to the bus ring 70. Further, in the present embodiment, the end portions 80b and 80b connected to the bus ring 70 of the two divided coils 6D are arranged near the central portion in the axial direction C of the coil 6 so as to be along the circumferential direction of the rotation axis Ax. These end portions 80b are easily connected to the annular bus ring 70.

以上、説明したように、本実施形態では、複数のスイッチング素子９０を、アウタステータ２Ｓのコイル６の側面６ａ上で、当該コイル６の軸方向Ｃにずらして配置した。これにより、コイル６の側面６ａ上に複数のスイッチング素子９０をより効率よく配置することができるとともに、各スイッチング素子９０とコイル６とを電気的に接続する導電経路をより短くすることができるため、当該導電経路における電気抵抗による損失をより少なくすることができる。   As described above, in the present embodiment, the plurality of switching elements 90 are arranged shifted in the axial direction C of the coil 6 on the side surface 6a of the coil 6 of the outer stator 2S. As a result, a plurality of switching elements 90 can be more efficiently arranged on the side surface 6a of the coil 6, and the conductive path that electrically connects each switching element 90 and the coil 6 can be shortened. The loss due to the electrical resistance in the conductive path can be further reduced.

また、本実施形態では、コイル６の配線（巻線）８０の端部８０ａをコイル６の側面６ａ上に突出させ、端部８０ａとスイッチング素子９０とを結線した。よって、各スイッチング素子９０とコイル６とを電気的に接続する導電経路としての配線８０の端部８０ａをいずれも直線的により短く配索することができるため、当該導電経路における電気抵抗による損失をより少なくすることができる。   Further, in the present embodiment, the end portion 80a of the wiring (winding) 80 of the coil 6 is protruded on the side surface 6a of the coil 6, and the end portion 80a and the switching element 90 are connected. Therefore, since both end portions 80a of the wiring 80 as a conductive path for electrically connecting each switching element 90 and the coil 6 can be routed in a straight line, the loss due to the electric resistance in the conductive path can be reduced. Can be less.

また、本実施形態では、複数の端部８０ａ，８０ｂを、コイル６から同一方向に引き出した。よって、端部８０ａ，８０ｂとスイッチング素子９０やバスリング７０との結線作業をコイル６の一方側で行うことができる分、作業性を高めることができる。   In the present embodiment, the plurality of end portions 80 a and 80 b are drawn from the coil 6 in the same direction. Therefore, workability can be improved because the connection work between the end portions 80a, 80b and the switching element 90 or the bus ring 70 can be performed on one side of the coil 6.

また、本実施形態では、コイル６が、当該コイル６の軸方向Ｃに沿って並べて配置された相互に並列な複数（本実施形態では２つ）の分割コイル６Ｄを有し、各分割コイル６Ｄの配線８０の端部８０ａとスイッチング素子９０とを結線した。よって、配線８０の端部８０ａのコイル６からの引き出し位置とスイッチング素子９０とを、軸方向Ｃにより近づけて配置することができ、配線８０の端部８０ａの長さをより短くすることができる。   In the present embodiment, the coil 6 has a plurality of (two in the present embodiment) divided coils 6D arranged in parallel along the axial direction C of the coil 6, and each divided coil 6D. The end 80a of the wiring 80 and the switching element 90 were connected. Therefore, the drawing position of the end 80a of the wiring 80 from the coil 6 and the switching element 90 can be arranged closer to the axial direction C, and the length of the end 80a of the wiring 80 can be further shortened. .

また、本実施形態では、複数のコイル６のスイッチング素子９０側の側面６ａを、一つの仮想平坦面Ｐ上に重なる平面状に形成した。よって、複数のスイッチング素子９やバスリング７０を当該仮想平坦面Ｐに沿って配置しやすくなるため、当該仮想平坦面Ｐに沿う共通の支持部材（基板等）を用いるなどして、組み付けの手間を減らすことが可能となる。また、結線処理を行う位置が揃う分、作業性を高めることも可能となる。   Further, in the present embodiment, the side surfaces 6a on the switching element 90 side of the plurality of coils 6 are formed in a planar shape that overlaps on one virtual flat surface P. Therefore, since it becomes easy to arrange the plurality of switching elements 9 and the bus ring 70 along the virtual flat surface P, it is difficult to assemble by using a common support member (substrate or the like) along the virtual flat surface P. Can be reduced. In addition, workability can be improved as much as the positions for performing the connection processing are aligned.

また、本実施形態では、ティース２０ｔおよびコイル６毎に形成される分割体２０における、スイッチング素子９０および配線８０の端部８０ａ，８０ｂのスペック（ティース２０ｔに対する相対位置、長さ等）を、複数（好適には全て）の分割体２０について同じにしてある。よって、複数の電磁石間の磁力のばらつきを抑制することができ、インナロータ２Ｒの回転むらが生じるのを抑制することができる。なお、上記スペックは、電磁石の磁力低下が極力生じないように設定することが可能であるし、回転電機１の性能低下を極力避けるためにインナロータ２Ｒの構成を最適化することも可能である。   In the present embodiment, a plurality of specifications (relative positions, lengths, etc. with respect to the teeth 20t) of the switching element 90 and the ends 80a and 80b of the wiring 80 in the divided body 20 formed for each of the teeth 20t and the coils 6 are used. This is the same for all (preferably all) divided bodies 20. Therefore, variation in magnetic force among the plurality of electromagnets can be suppressed, and uneven rotation of the inner rotor 2R can be suppressed. The above specifications can be set so that the magnetic force of the electromagnet is not reduced as much as possible, and the configuration of the inner rotor 2R can be optimized in order to avoid the performance of the rotating electrical machine 1 as much as possible.

（第２実施形態）図６に示すように、本実施形態では、複数（本実施形態では４つ）のスイッチング素子９０を、相互に隣接する二つのコイル６の境界部分に、回転軸Ａｘの径方向に沿って並べて配置した。具体的には、境界部分の一方側のコイル６に繋がるスイッチング素子９０と他方側のコイル６に繋がるスイッチング素子９０とを交互に並べて配置するのが好適である。なお、図６では、バッテリ４およびコンデンサ５とスイッチング素子９０とを電気的に接続する配線１０ｐ，１０ｍや、スイッチング素子９０のオンオフ制御用の配線、バスリング７０は、省略してある。   (Second Embodiment) As shown in FIG. 6, in this embodiment, a plurality (four in this embodiment) of switching elements 90 are arranged on the boundary portion between two coils 6 adjacent to each other on the rotation axis Ax. They were arranged side by side along the radial direction. Specifically, it is preferable that the switching elements 90 connected to the coil 6 on one side of the boundary portion and the switching elements 90 connected to the coil 6 on the other side are alternately arranged. In FIG. 6, the wirings 10p and 10m that electrically connect the battery 4 and the capacitor 5 and the switching element 90, the wiring for on / off control of the switching element 90, and the bus ring 70 are omitted.

本実施形態でも、上記第１実施形態と同様、コイル６の側面６ａ上に複数のスイッチング素子９０をより効率よく配置することができるとともに、各スイッチング素子９０とコイル６とを電気的に接続する導電経路をより短くすることができるため、当該導電経路における電気抵抗による損失をより少なくすることができる。   Also in the present embodiment, a plurality of switching elements 90 can be arranged more efficiently on the side surface 6a of the coil 6 as in the first embodiment, and the switching elements 90 and the coil 6 are electrically connected. Since the conductive path can be made shorter, loss due to electrical resistance in the conductive path can be further reduced.

また、本実施形態では、相互に隣接する二つのコイル６に対応する複数のスイッチング素子９０が集約して配置されるため、結線作業をより効率よく行えるようになるという利点がある。なお、複数のスイッチング素子９０のレイアウトは図３、図６等には限定されず、種々に変形可能である。   Moreover, in this embodiment, since the several switching element 90 corresponding to the two coils 6 adjacent to each other is arrange | positioned collectively, there exists an advantage that a connection operation | work can be performed more efficiently. The layout of the plurality of switching elements 90 is not limited to FIGS. 3 and 6 and can be variously modified.

（第３実施形態）図７に示すように、本実施形態では、コイル６の側面６ａ上に、基板９１を設けた。かかる構成では、スイッチング素子９０（図７には図示せず）を実装した基板９１の導体部分（導体パターン等、図示せず）に配線８０の端部８０ａを結線してもよいし、基板９１に取り付けたスイッチング素子９０に配線８０の端部８０ａを結線してもよい。また、図７のように基板９１をコイル６毎に分割するのではなく、複数のコイル６について共用してもよい。   (Third Embodiment) As shown in FIG. 7, in this embodiment, a substrate 91 is provided on the side surface 6a of the coil 6. In such a configuration, the end portion 80a of the wiring 80 may be connected to a conductor portion (a conductor pattern or the like, not shown) of the substrate 91 on which the switching element 90 (not shown in FIG. 7) is mounted. The end portion 80a of the wiring 80 may be connected to the switching element 90 attached to. Further, the substrate 91 may not be divided for each coil 6 as shown in FIG.

本実施形態でも、上記第１および第２実施形態と同様、コイル６の側面６ａ上に複数のスイッチング素子９０をより効率よく配置することができるとともに、各スイッチング素子９０とコイル６とを電気的に接続する導電経路をより短くすることができるため、当該導電経路における電気抵抗による損失をより少なくすることができる。なお、基板９１は、コイル６の側面６ａにより近づけて配置することが可能であるし、側面６ａ上に載置することも可能である。   Also in the present embodiment, a plurality of switching elements 90 can be more efficiently arranged on the side surface 6a of the coil 6 as in the first and second embodiments, and each switching element 90 and the coil 6 are electrically connected. Since the conductive path connected to can be made shorter, loss due to electric resistance in the conductive path can be further reduced. The substrate 91 can be arranged closer to the side surface 6a of the coil 6 and can be placed on the side surface 6a.

（第４実施形態）図８に示すように、本実施形態では、コイル６に対応する配線８０の複数の端部８０ａ，８０ｂを、コイル６から相反する方向に引き出した。本実施形態では、コイル６に対して回転軸Ａｘの軸方向の一方側（図８では上側）にスイッチング素子９０（図８には図示せず）に繋がる配線８０の端部８０ａを引き出し、他方側にバスリング７０（図８には図示せず）に繋がる配線８０の端部８０ｂを引き出した。   (Fourth Embodiment) As shown in FIG. 8, in this embodiment, a plurality of ends 80a and 80b of the wiring 80 corresponding to the coil 6 are drawn out from the coil 6 in opposite directions. In the present embodiment, the end portion 80a of the wiring 80 connected to the switching element 90 (not shown in FIG. 8) is drawn out to one side (upper side in FIG. 8) of the rotational axis Ax with respect to the coil 6, and the other The end 80b of the wiring 80 connected to the bus ring 70 (not shown in FIG. 8) was pulled out to the side.

かかる構成によれば、複数のスイッチング素子９０やバスリング７０を、コイル６の両側に配置することができるようになるため、スイッチング素子９０やバスリング７０のサイズが、コイル６の側面６ａの広さに対して相対的に大きい場合にあっても、これらスイッチング素子９０およびバスリング７０を分散させてレイアウトしやすくなるという利点がある。   According to such a configuration, a plurality of switching elements 90 and bus rings 70 can be arranged on both sides of the coil 6, so that the sizes of the switching elements 90 and the bus rings 70 are wide on the side surface 6 a of the coil 6. Even if it is relatively large, the switching element 90 and the bus ring 70 can be dispersed to facilitate layout.

なお、スイッチング素子９０に繋がる配線８０の端部８０ａを、コイル６の両側（すなわち図８の上側と下側と）に分けて引き出してもよい。この場合は、複数のスイッチング素子９０による発熱位置が分散されて局所的な過熱を抑制しやすくなるという利点がある。   Note that the end portion 80a of the wiring 80 connected to the switching element 90 may be drawn separately on both sides of the coil 6 (that is, the upper side and the lower side in FIG. 8). In this case, there is an advantage that heat generation positions by the plurality of switching elements 90 are dispersed and local overheating is easily suppressed.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず種々の変形が可能である。例えば、本発明は、アキシャルギャップ型の回転電機を含む構成としても実施することが可能である。また、スイッチング素子の並列数は２以外であってもよいし、スイッチング素子を複数のコイルで共用してもよい。また、コイル側面上でのスイッチング素子の姿勢や位置も、上記実施形態には限定されない。また、回転電機の細部の構成も、上記実施形態には限定されず、種々に変更して実施することができる。また、コイルは、導体が環状に周回したものであればよく、ティースに配線を直接巻回したものには限定されない。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made. For example, the present invention can be implemented as a configuration including an axial gap type rotating electrical machine. The number of parallel switching elements may be other than two, or the switching elements may be shared by a plurality of coils. Further, the posture and position of the switching element on the coil side surface are not limited to the above embodiment. Further, the detailed configuration of the rotating electrical machine is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various changes. Moreover, the coil should just be a thing with which the conductor was circularly wound, and is not limited to what wound wiring directly on the teeth.

１ スイッチング素子一体型回転電機
２Ｒ インナロータ（ロータ）
２Ｓ アウタステータ（ステータ）
６ コイル
６Ｄ 分割コイル
６ａ 側面
８０ 配線（巻線）
８０ａ，８０ｂ 端部
９０ スイッチング素子
Ａｘ 回転軸
Ｃ 軸方向
Ｐ 仮想平坦面 1 Rotating electrical machine with integrated switching element 2R Inner rotor (rotor)
2S Outer stator (stator)
6 coil 6D split coil 6a side face 80 wiring (winding)
80a, 80b End 90 Switching element Ax Rotating axis C Axial direction P Virtual flat surface

Claims (6)

回転軸の周方向に沿って並べて配置された複数のコイルを有するステータと、
前記ステータと対向する複数の永久磁石を有するロータと、
前記コイルの側面上で当該コイルの軸方向にずらして配置された複数のスイッチング素子と、
を備えることを特徴とするスイッチング素子一体型回転電機。 A stator having a plurality of coils arranged side by side along the circumferential direction of the rotating shaft;
A rotor having a plurality of permanent magnets facing the stator;
A plurality of switching elements arranged on the side surface of the coil and shifted in the axial direction of the coil;
A rotating element-integrated dynamoelectric machine comprising: 前記コイルの巻線の端部を前記コイルの側面上に突出させ、当該端部と前記スイッチング素子とを結線したことを特徴とする請求項１に記載のスイッチング素子一体型回転電機。   The switching element-integrated dynamoelectric machine according to claim 1, wherein an end portion of the coil winding is protruded on a side surface of the coil, and the end portion and the switching element are connected. 複数の前記端部が、前記コイルから同一方向に引き出されていることを特徴とする請求項２に記載のスイッチング素子一体型回転電機。   The switching element-integrated dynamoelectric machine according to claim 2, wherein a plurality of the end portions are drawn from the coil in the same direction. 複数の前記端部が、前記コイルから相反する方向に引き出されていることを特徴とする請求項２に記載のスイッチング素子一体型回転電機。   3. The switching element-integrated rotating electrical machine according to claim 2, wherein a plurality of the end portions are drawn out in opposite directions from the coil. 前記コイルが、当該コイルの軸方向に沿って並べて配置された相互に並列な複数の分割コイルを有し、
前記分割コイルの巻線の端部と前記スイッチング素子とを結線したことを特徴とする請求項２〜４のうちいずれか一つに記載のスイッチング素子一体型回転電機。 The coil has a plurality of split coils arranged in parallel with each other and arranged along the axial direction of the coil,
The switching element-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 2 to 4, wherein an end portion of the winding of the split coil and the switching element are connected. 複数の前記コイルの前記スイッチング素子側の側面を一つの仮想平坦面上に重なる平面状に形成したことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一つに記載のスイッチング素子一体型回転電機。   The switching element-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 1 to 5, wherein side surfaces of the plurality of coils on the switching element side are formed in a planar shape overlapping one virtual flat surface. .
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