JP2013106361A - Control device-integrated rotary electric machine - Google Patents

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Tatsuya Fukase
達也 深瀬
Nobuhiko Fujita
暢彦 藤田
Yasushi Nakajima
泰 中島
Hitoshi Isoda
仁志 磯田
Naohide Maeda
直秀 前田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device-integrated rotary electric machine capable of preventing generation of excessive wear to a slip ring or a brush by preventing grease flowing into a sliding section between the slip ring and the brush even after grease seeps through a bearing.SOLUTION: On the rear side of a rotating shaft 12, a slip ring 19 and a rear bearing 11a are disposed in order from a shaft end. A rotation sensor 110 is disposed between the slip ring 19 and the rear bearing 11a. Between a sliding section between the slip ring 19 and a brush 21 and the rear bearing 11a, there is provided a disc-like slip ring protective member 27 that rotates synchronously with the rotating shaft 12 and obtains a maximum area in the perpendicular direction to the rotating shaft 12.

Description

この発明は、例えば車両のエンジンに連結されたベルト式回転電機を制御する制御装置を備えた制御装置一体型回転電機に関するものである。   The present invention relates to a controller-integrated dynamoelectric machine including a controller that controls, for example, a belt-type dynamoelectric machine connected to a vehicle engine.

従来、車両のエンジンに連結されたベルト式回転電機、例えば界磁巻線式の車両用回転電機においては、界磁電流がブラシからスリップリングを介して回転子の界磁巻線へと供給される。この際ブラシは、ブラシ後方に取り付けられたスプリングでスリップリングに押し付けられた状態で摺動する。スリップリングとブラシは、プラス側とマイナス側で一組ずつ設置されている。これらのブラシとスリップリングは、一般にプラス側とマイナス側との間の電気絶縁性を確保するために、それぞれ絶縁性のモールド樹脂等で覆われて保持されている。   Conventionally, in a belt-type rotating electrical machine connected to a vehicle engine, for example, a field-winding vehicle rotating electrical machine, a field current is supplied from a brush to a rotor field winding via a slip ring. The At this time, the brush slides while being pressed against the slip ring by a spring attached to the back of the brush. A pair of slip rings and brushes are installed on the plus side and the minus side. These brushes and slip rings are generally covered and held with an insulating mold resin or the like in order to ensure electrical insulation between the plus side and the minus side.

このブラシとスリップリングとの摺接部に異物が進入すると、ブラシもしくはスリップリングの摩耗が異常に進む状態である異常摩耗状態になる場合がある。そこで、ブラシが収納されているブラシホルダとスリップリングのモールド樹脂との間には、外部からの異物や水分の進入を防止する構造が設けられている。   When foreign matter enters the sliding contact portion between the brush and the slip ring, there is a case where the wear of the brush or the slip ring becomes an abnormal wear state where the wear proceeds abnormally. Therefore, a structure is provided between the brush holder in which the brush is accommodated and the mold resin of the slip ring to prevent entry of foreign matter and moisture from the outside.

しかしながら、モータジェネレータのような車両用制御装置一体型回転電機は、オルタネータなどの回転電機と比較して、同等の出力電流を発電したときの回転電機自身の温度上昇が大きく、ベアリングの温度が上昇しやすいと共に、エンジン始動モードを備えるためにベルト張力が大きく、ベアリングが受ける負荷が大きくなる。このため、回転軸をハウジングに固定するベアリングからグリスが染み出す場合があり、この染み出したグリスがブラシとスリップリングとの摺接部へ進入することが懸念される。   However, a vehicular control device-integrated rotating electrical machine such as a motor generator has a larger temperature rise when the same output current is generated than a rotating electrical machine such as an alternator, and the bearing temperature rises. It is easy to do, and since the engine start mode is provided, the belt tension is large and the load that the bearing receives is large. For this reason, grease may ooze out from the bearing that fixes the rotating shaft to the housing, and there is a concern that the oozed grease enters the sliding contact portion between the brush and the slip ring.

また、スリップリングとベアリングは、共に回転軸に固定されて隣り合って配置される場合が多い。この場合、スリップリング、ブラシ、ベアリングは、外部からの異物が進入しないように設けられた連通した半閉鎖空間に取付けられる。このため、ベアリングから染み出したグリスは、容易にスリップリングとブラシとの摺接部に進入することができる状態となる。   Further, the slip ring and the bearing are often fixed to the rotating shaft and arranged adjacent to each other. In this case, the slip ring, the brush, and the bearing are attached to a continuous semi-closed space provided so as to prevent foreign matters from entering. For this reason, the grease that oozes out from the bearing can easily enter the sliding contact portion between the slip ring and the brush.

このグリスは、ブラシホルダ外部からの異物と同様に、スリップリングとブラシとの摺接部に入り込むと異常摩耗の原因となる。その結果、スリップリングとブラシの異常摩耗の発生を防止することが難しく、異常摩耗が発生した場合には想定されている寿命よりもはるかに早い段階でブラシもしくはスリップリングの摩耗量が限界値を迎え、回転電機が発電不能になる故障の原因となる。   Similar to foreign matter from the outside of the brush holder, this grease causes abnormal wear when it enters the sliding contact portion between the slip ring and the brush. As a result, it is difficult to prevent the abnormal wear of the slip ring and the brush, and when the abnormal wear occurs, the wear amount of the brush or the slip ring reaches the limit value much earlier than the expected life. At the same time, the rotating electrical machine becomes a cause of failure that makes it impossible to generate electricity.

例えば、特開2002−159159公報(特許文献1)に開示された車両用交流発電機においては、回転子のリヤ側端面に通常の冷却ファンと第2の冷却ファンが設けられ、この第2の冷却ファンによりベアリング収容部周辺に冷却風を導いて軸受けの温度を低減できる構造がとられている。   For example, in a vehicle AC generator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-159159 (Patent Document 1), a normal cooling fan and a second cooling fan are provided on the rear side end face of the rotor, and the second cooling fan is provided. A cooling fan is used to guide the cooling air around the bearing housing portion to reduce the temperature of the bearing.

また、特開2007−074854公報(特許文献2)に開示された車両用回転電機においては、スリップリングの周囲空間を覆うブラシホルダのスリンガ部に通風路を形成し、冷却空気が回転電機の内部を流れる時に生じるスリンガ部内外の差圧を利用してスリンガ内に冷却空気を流入させ、スリップリング、ブラシ、およびこれに近接して配置される軸受の温度上昇を抑える構造がとられている。   Moreover, in the rotating electrical machine for a vehicle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-074854 (Patent Document 2), a ventilation path is formed in the slinger portion of the brush holder that covers the space around the slip ring, and the cooling air is provided inside the rotating electrical machine. The cooling air is caused to flow into the slinger using the pressure difference between the inside and outside of the slinger generated when flowing through the slipper, and the temperature of the slip ring, the brush, and the bearing disposed in the vicinity thereof is suppressed.

特開2002−159159号公報JP 2002-159159 A 特開2007−074854号公報JP 2007-074854 A

上記特許文献1あるいは特許文献2に開示された車両用回転電機は、ベアリングのグリスが流出する原因となるベアリングの温度上昇を抑制する効果により、ベアリングからのグリスの流出量防止に一定の効果あると思われる。しかし、ベルトの張力が大きい制御装置一体型回転電機などでは、特許文献1あるいは特許文献2に開示されているように、ベアリングの温度を低減する方式のみで、ベアリングからのグリスの染み出しを防止することは困難である。このため、ベアリングからグリスが染み出した場合、スリップリングとブラシとの摺接部への流入を防止することができず、ブラシおよびスリップリングの異常摩耗の発生を防止できないという問題がある。   The rotating electrical machine for a vehicle disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2 described above has a certain effect in preventing the amount of grease from flowing out from the bearing due to the effect of suppressing the temperature rise of the bearing that causes the grease of the bearing to flow out. I think that the. However, as disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2, in a control device-integrated rotating electrical machine with a high belt tension, only the method of reducing the temperature of the bearing prevents leakage of grease from the bearing. It is difficult to do. For this reason, when grease oozes out from the bearing, there is a problem that the slip ring and the brush cannot be prevented from flowing into the sliding contact portion, and the abnormal wear of the brush and the slip ring cannot be prevented.

この発明は、上記のような従来の課題を解消するためになされたもので、ベアリングからグリスが染み出した場合でも、スリップリングとブラシとの摺接部にグリスが流れ込むのを防止し、スリップリングもしくはブラシの異常摩耗の発生を防止する制御装置一体型回転電機を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and prevents grease from flowing into the sliding contact portion between the slip ring and the brush even when grease oozes out from the bearing. A controller-integrated rotating electrical machine that prevents the occurrence of abnormal wear of a ring or brush is provided.

この発明に係る制御装置一体型回転電機は、ハウジングに回転自在に支持された回転軸と、上記回転軸を上記ハウジングのリア側で固定するリアベアリングとフロント側で固定するフロントベアリングと、上記回転軸に固定されると共に界磁鉄心及び界磁巻線を有する回転子と、上記回転軸のリア側に装着されると共に、上記界磁巻線に界磁電流を供給するスリップリングと、上記スリップリングを介して上記界磁巻線に界磁電流を供給するブラシと、上記ブラシを保持すると共に、上記ブラシに界磁電流を供給するブラシホルダと、を備えた制御装置一体型回転電機において、上記回転軸のリア側に、軸端から上記スリップリング、上記リアベアリングの順に配置すると共に、上記スリップリングと上記リアベアリングとの間に回転センサを配置し、上記スリップリングと上記ブラシとの摺接部と上記リアベアリングとの間に、上記回転軸と同期して回転すると共に、上記回転軸に垂直な方向に最大面積になるように円盤状のスリップリング保護部材を設置したものである。   The controller-integrated rotating electrical machine according to the present invention includes a rotating shaft that is rotatably supported by a housing, a rear bearing that fixes the rotating shaft on the rear side of the housing, a front bearing that fixes the rotating shaft on the front side, and the rotation A rotor fixed to the shaft and having a field core and a field winding; a slip ring mounted on the rear side of the rotating shaft and supplying a field current to the field winding; and the slip In a controller-integrated dynamoelectric machine comprising: a brush that supplies a field current to the field winding through a ring; and a brush holder that holds the brush and supplies a field current to the brush. On the rear side of the rotating shaft, the slip ring and the rear bearing are arranged in this order from the shaft end, and a rotation sensor is provided between the slip ring and the rear bearing. A disc-like shape is arranged between the sliding contact portion between the slip ring and the brush and the rear bearing so as to rotate in synchronization with the rotation shaft and to have a maximum area in a direction perpendicular to the rotation shaft. The slip ring protective member is installed.

この発明に係る制御装置一体型回転電機は、上記の構成を採用することにより、ベアリングからグリスが染み出した場合でも、スリップリング保護部材がスリップリングへのグリス流入に対する防護壁として作用し、スリップリングとブラシとの摺接部にグリスが流れ込むのを防止できる。従って、スリップリングもしくはブラシの異常摩耗の発生を防止することができる。   In the controller-integrated rotating electrical machine according to the present invention, by adopting the above-described configuration, even when grease oozes out from the bearing, the slip ring protective member acts as a protective wall against the inflow of grease into the slip ring, The grease can be prevented from flowing into the sliding contact portion between the ring and the brush. Therefore, the occurrence of abnormal wear of the slip ring or brush can be prevented.

この発明の実施の形態1に係る制御装置一体型回転電機の断面図である。1 is a cross-sectional view of a control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1に係る制御装置一体型回転電機の回路図である。1 is a circuit diagram of a controller-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 従来の車両用回転電機のスリップリング近傍の断面図である。It is sectional drawing of the slip ring vicinity of the conventional rotary electric machine for vehicles. この発明の実施の形態1に係る制御装置一体型回転電機に用いられるスリップリング保護板の一例を示す外観模式図である。It is an external appearance schematic diagram which shows an example of the slip ring protection board used for the control apparatus integrated rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る制御装置一体型回転電機に用いられるスリップリング保護板の他の例を示す外観模式図である。It is an external appearance schematic diagram which shows the other example of the slip ring protection board used for the control apparatus integrated rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る制御装置一体型回転電機に用いられるスリップリング保護板の更に他の例を示す外観模式図である。It is an external appearance schematic diagram which shows the further another example of the slip ring protection board used for the control apparatus integrated rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る制御装置一体型回転電機に用いられるスリップリング保護板の更に他の例を示す外観模式図である。It is an external appearance schematic diagram which shows the further another example of the slip ring protection board used for the control apparatus integrated rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る制御装置一体型回転電機に用いられるスリップリング保護板の更に他の例を示す外観模式図である。It is an external appearance schematic diagram which shows the further another example of the slip ring protection board used for the control apparatus integrated rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る回転電機に用いられるスリップリング保護板の更に他の例を示す外観模式図である。It is an external appearance schematic diagram which shows the further another example of the slip ring protection board used for the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る回転電機に用いられるスリップリング保護板の更に他の例を示す外観模式図である。It is an external appearance schematic diagram which shows the further another example of the slip ring protection board used for the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図6に示すスリップリング保護板に回転センサを設置したときの近傍の外観模式図である。It is an external appearance schematic diagram when the rotation sensor is installed in the slip ring protection plate shown in FIG. この発明の実施の形態2に係る回転電機に用いられるスリップリング保護板の外観模式図である。It is an external appearance schematic diagram of the slip ring protection board used for the rotary electric machine which concerns on Embodiment 2 of this invention.

以下、この発明に係る制御装置一体型回転電機の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。   A preferred embodiment of a controller-integrated rotating electrical machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る制御装置一体型回転電機を図1および図2に基づいて説明する。図1は、実施の形態1に係る制御装置一体型回転電機の断面図で、図2は、その回路図である。この実施の形態1で説明する制御装置一体型回転電機は、車両用の交流発電電動機(モータジェネレータ)を示しているが、他の制御装置一体型回転電機でも適用可能である。
Embodiment 1 FIG.
A control apparatus-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of the controller-integrated rotating electrical machine according to the first embodiment, and FIG. 2 is a circuit diagram thereof. The controller-integrated rotating electrical machine described in the first embodiment is an AC generator motor (motor generator) for a vehicle, but may be applied to other controller-integrated rotating electrical machines.

図1および図2において、制御装置一体型回転電機(以下、回転電機という。)100は、ハウジングとしてのフロントブラケット10およびリアブラケット11と、フロントブラケット10のベアリング10a、およびリアブラケット11のベアリング11aを介して回転自在に支持される回転軸12と、フロントブラケット10およびリアブラケット11に固定されると共に、電機子巻線13aを有する固定子13と、回転軸12に固定されると共に、界磁鉄心14および界磁巻線14aを有する回転子15と、回転軸12のフロント側の端部に固着されるプーリー16とを備えている。そして、回転電機100は、プーリー16に掛けられたベルト(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。また、回転電機100の駆動の際の発熱により、回転子15や固定子13の温度が上昇するため、回転子15の軸方向両端面には冷却用の遠心ファン17、18が設けられている。   1 and 2, a controller-integrated rotating electrical machine (hereinafter referred to as a rotating electrical machine) 100 includes a front bracket 10 and a rear bracket 11 as housings, a bearing 10a of the front bracket 10, and a bearing 11a of the rear bracket 11. The rotary shaft 12 is supported rotatably via the front bracket 10, the front bracket 10 and the rear bracket 11, the stator 13 having the armature winding 13a, the rotary shaft 12, and the field shaft. A rotor 15 having an iron core 14 and a field winding 14a, and a pulley 16 fixed to the front end of the rotating shaft 12 are provided. The rotating electrical machine 100 is connected to an engine rotation shaft (not shown) via a belt (not shown) hung on the pulley 16. Further, since the temperature of the rotor 15 and the stator 13 rises due to the heat generated when the rotating electrical machine 100 is driven, the centrifugal fans 17 and 18 for cooling are provided on both axial end surfaces of the rotor 15. .

また、回転電機100は、回転軸12のリア側に装着された一対のスリップリング19と、回転軸12のリア側外周に位置するようにリアブラケット11に取り付けられたブラシホルダ20と、上記一対のスリップリング19に摺接するようにブラシホルダ20内に配置された一対のブラシ21を備えている。   Further, the rotating electrical machine 100 includes a pair of slip rings 19 mounted on the rear side of the rotating shaft 12, a brush holder 20 attached to the rear bracket 11 so as to be positioned on the rear side outer periphery of the rotating shaft 12, and the pair. A pair of brushes 21 arranged in the brush holder 20 so as to be in sliding contact with the slip ring 19 is provided.

さらに、回転電機100は、図2に示すように、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22と、回転子15の界磁巻線14aに界磁電流を供給する界磁回路部23と、パワー回路部22および界磁回路部23を制御する制御回路部24を備え、外部接続用コネクタおよび電源端子(図示せず)を介して外部に接続される。   Further, as shown in FIG. 2, the rotating electrical machine 100 supplies a field current to the power circuit unit 22 that converts DC power into AC power or AC power into DC power, and the field winding 14 a of the rotor 15. And a control circuit unit 24 that controls the power circuit unit 22 and the field circuit unit 23, and is connected to the outside through an external connection connector and a power supply terminal (not shown).

パワー回路部22は、複数のパワー素子22a、22bと、このパワー素子22a、22bに電気的に接続される電極部材を兼ねるヒートシンク25(図1参照)を備えている。各パワー素子22a、22b間の接続は、モールド樹脂にインサート成形された導電性部材(図示せず)と、ヒートシンク25によって行われ、中継配線部材(図示せず)により制御回路部24に電気的に接続される。   The power circuit unit 22 includes a plurality of power elements 22a and 22b and a heat sink 25 (see FIG. 1) that also serves as an electrode member electrically connected to the power elements 22a and 22b. The connection between the power elements 22a and 22b is performed by a conductive member (not shown) insert-molded in a mold resin and a heat sink 25, and is electrically connected to the control circuit unit 24 by a relay wiring member (not shown). Connected to.

ここで、制御回路部24は、制御回路基板(図示せず)と、この制御回路基板を収納する樹脂製のケース(図示せず)を備えている。この樹脂製のケースは、防水カバー(図示せず)等により制御回路基板への塩泥水の浸入を防ぐような構造を有している。界磁回路部23は、上記の制御回路基板と同一基板上に実装することも可能であり、あるいは制御回路基板と分離して構成してもよい。また、図2に示すように、パワー回路部22、界磁回路部23、および制御回路部24によりパワー部26が構成されている。なお、上記外部接続用コネクタは、制御回路部24の近傍に配設され、制御回路部24と電気的に接続されている。   Here, the control circuit unit 24 includes a control circuit board (not shown) and a resin case (not shown) for housing the control circuit board. This resin case has a structure that prevents salt water from entering the control circuit board by a waterproof cover (not shown) or the like. The field circuit unit 23 can be mounted on the same substrate as the control circuit board described above, or may be configured separately from the control circuit board. Further, as shown in FIG. 2, a power unit 26 is configured by the power circuit unit 22, the field circuit unit 23, and the control circuit unit 24. The external connector is disposed in the vicinity of the control circuit unit 24 and is electrically connected to the control circuit unit 24.

前述のように、パワー回路部22を構成するパワー素子22a、22bは、通電時に発熱をともなうため、パワー回路部22にはパワー素子22a、22bの放熱用のヒートシンク25が設置されている。このヒートシンク25は、パワー素子22a、22bの過度の温度上昇を防止するように多数のフィンが設けられている。特にモータジェネレータなどでは、内部に発電電流の整流機能およびインバータ機能を併せ持つパワー回路部22を備える。パワー回路部22を構成するパワー素子22a、22bは、MOS−FETなどのスイッチング可能なパワー半導体を使用し、配線部材もしくは放熱部材などと一括にトランスファー成形されたものや、樹脂性のケースもしくは囲いに覆われシリコーンゲルなどでポッティングされたパワーモジュールとなっている。このパワーモジュールには、ヒートシンク25が接続されており、通電時にパワー素子22a、22bで生じた発熱を冷却空気に放出する機能を有している。   As described above, since the power elements 22a and 22b constituting the power circuit unit 22 generate heat when energized, the power circuit unit 22 is provided with a heat sink 25 for heat dissipation of the power elements 22a and 22b. The heat sink 25 is provided with a large number of fins so as to prevent an excessive temperature rise of the power elements 22a and 22b. In particular, a motor generator or the like includes a power circuit unit 22 that has both a rectification function of a generated current and an inverter function. The power elements 22a and 22b constituting the power circuit unit 22 use a switchable power semiconductor such as a MOS-FET and are formed by transfer molding together with a wiring member or a heat radiating member, or a resin case or enclosure. It is a power module covered with a silicone gel and potted. The power module is connected to a heat sink 25 and has a function of releasing heat generated in the power elements 22a and 22b to cooling air when energized.

また、回転電機100において、界磁回路部23からの界磁電流は、ブラシホルダ20に保持されたブラシ21と回転軸12に取り付けられたスリップリング19を介して供給される。ブラシ21は、スリップリング19と摺動するようにスプリング(図示せず)で加圧されており、回転電機動作時には両者の摩擦により摺接面で発熱が生じる。また、この摺動部では、ブラシ21とスリップリング19は接触状態で保持されるため、接触部の電気抵抗に起因した発熱も生じる。さらに、通電にともなう各部材中のジュール発熱も同時に生じる。   In the rotating electrical machine 100, the field current from the field circuit unit 23 is supplied via the brush 21 held by the brush holder 20 and the slip ring 19 attached to the rotating shaft 12. The brush 21 is pressurized by a spring (not shown) so as to slide with the slip ring 19, and heat is generated on the sliding contact surface due to friction between the two during operation of the rotating electrical machine. Moreover, in this sliding part, since the brush 21 and the slip ring 19 are held in contact, heat generation due to the electrical resistance of the contact part also occurs. Furthermore, Joule heat generation in each member accompanying energization occurs simultaneously.

スリップリング19の近傍には、回転軸12を固定するリアベアリング11aが備えられており、このリアベアリング11aは、回転軸12をフロントブラケット10、リアブラケット11に固定する2つのベアリングの中で、スリップリング19に近い側のベアリングである。リアベアリング11aは、回転軸12とリアブラケット11の両方に接するが、回転軸12はリアブラケット11と接することが無いように配置されるため、回転軸12とリアブラケット11との間にはクリアランスが生じる。   In the vicinity of the slip ring 19, a rear bearing 11 a for fixing the rotary shaft 12 is provided. The rear bearing 11 a is one of two bearings for fixing the rotary shaft 12 to the front bracket 10 and the rear bracket 11. This is a bearing closer to the slip ring 19. The rear bearing 11a is in contact with both the rotating shaft 12 and the rear bracket 11, but the rotating shaft 12 is disposed so as not to contact the rear bracket 11. Therefore, a clearance is provided between the rotating shaft 12 and the rear bracket 11. Occurs.

従来の回転電機の場合、このクリアランスとスリップリング19を取り囲むブラシホルダ20内部の空間は、少なくとも一部分が繋がった状態で設けられている。この結果、リアベアリング11aから染み出したグリスがスリップリング19とブラシ21との摺接部に流れ込み、異常摩耗が生じる原因となる場合がある。   In the case of a conventional rotating electrical machine, the clearance and the space inside the brush holder 20 surrounding the slip ring 19 are provided in a state where at least a part thereof is connected. As a result, the grease that oozes out from the rear bearing 11a may flow into the sliding contact portion between the slip ring 19 and the brush 21 and cause abnormal wear.

また、モータジェネレータなどの制御装置一体型回転電機では、動作モードが連続発電モードに加えて、始動モードや回生発電モードなどを備える。特に始動モードを備える車両用回転電機の場合、エンジンの始動に必要な大きな回転トルクを、ベルトを介してエンジンに伝える必要があるため、ベルト張力がオルタネータなどと比較して大きくなる。また、発電モードでもオルタネータと比較して、同等の出力電流を発電した場合には、回転電機の発熱量が大きくなるため、構成部材の温度が高くなる。この結果、制御装置一体型回転電機では、ベアリングのグリスが染み出すことが懸念され、このグリスがスリップリング19とブラシ21との摺接部に進入した場合には異常摩耗が発生する原因になる。   Further, in a rotating electrical machine with an integrated control device such as a motor generator, the operation mode includes a start mode, a regenerative power generation mode, and the like in addition to the continuous power generation mode. In particular, in the case of a rotating electrical machine for a vehicle having a start mode, it is necessary to transmit a large rotational torque necessary for starting the engine to the engine via the belt, so that the belt tension becomes larger than that of an alternator or the like. In addition, in the power generation mode, when the same output current is generated as compared with the alternator, the amount of heat generated by the rotating electrical machine increases, and the temperature of the constituent members increases. As a result, in the controller-integrated rotating electrical machine, there is a concern that grease from the bearing may ooze out, and when this grease enters the sliding contact portion between the slip ring 19 and the brush 21, it causes abnormal wear. .

そこで、実施の形態1では後述するように、回転軸12のリア側に、軸端からスリップリング19、回転センサ、リアベアリング11aの順に回転電機構成部材が配置される。そして、スリップリング19とブラシ21との摺接部とリアベアリング11aとの間に、回転軸12に固定され回転軸12に垂直になるように円盤状のスリップリング保護部材(以下、スリップリング保護板という。)27を設けている。これにより、リアベアリング11aからグリスが染み出した場合でも、染み出したグリスがスリップリング19とブラシ21との摺接部に付着しないようにしている。   Therefore, in the first embodiment, as will be described later, rotating electrical machine components are arranged on the rear side of the rotating shaft 12 in the order of the slip ring 19, the rotation sensor, and the rear bearing 11a from the shaft end. A disc-shaped slip ring protection member (hereinafter referred to as slip ring protection) is fixed to the rotary shaft 12 and perpendicular to the rotary shaft 12 between the sliding contact portion between the slip ring 19 and the brush 21 and the rear bearing 11a. 27) is provided. Thereby, even when grease oozes out from the rear bearing 11a, the oozed grease is prevented from adhering to the sliding contact portion between the slip ring 19 and the brush 21.

ここで、実施の形態1に係る回転電機をより理解し易くするために、従来の回転電機を図面により説明する。
図3は、従来の車両用回転電機のスリップリング近傍の断面図である。スリップリング19は回転軸12に固定されており、回転軸12は2つのベアリングを介してフロントブラケットとリアブラケット11に固定されている。スリップリング19の近くに設置されたリアベアリング11aは、回転軸12に固定された状態でリアブラケット11に差し込まれることで、回転軸12を回転自在に固定する。このとき、回転軸12とリアブラケット11が接する状態にあると回転抵抗が大きくなるため、2つの部材の間にはクリアランス30を設ける。このクリアランス30とスリップリング19を取り囲むブラシホルダ20の内部の空間は、少なくとも一部分が繋がった状態で設けられている。この結果、リアベアリング11aから染み出したグリスは、容易にスリップリング19が設置された部分に流れ込むことができる。このグリスがスリップリング19とブラシ21との摺接部に付着すると、スリップリング19やブラシ21の異常摩耗を引き起こす原因となる。
Here, in order to make the rotating electrical machine according to Embodiment 1 easier to understand, the conventional rotating electrical machine will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the vicinity of a slip ring of a conventional vehicular rotating electrical machine. The slip ring 19 is fixed to the rotating shaft 12, and the rotating shaft 12 is fixed to the front bracket and the rear bracket 11 via two bearings. The rear bearing 11 a installed near the slip ring 19 is inserted into the rear bracket 11 while being fixed to the rotating shaft 12, thereby fixing the rotating shaft 12 to be freely rotatable. At this time, if the rotary shaft 12 and the rear bracket 11 are in contact with each other, the rotational resistance increases, so a clearance 30 is provided between the two members. The space inside the brush holder 20 surrounding the clearance 30 and the slip ring 19 is provided in a state where at least a part thereof is connected. As a result, the grease oozing out from the rear bearing 11a can easily flow into the portion where the slip ring 19 is installed. If this grease adheres to the sliding contact portion between the slip ring 19 and the brush 21, it causes abnormal wear of the slip ring 19 and the brush 21.

この構造では、ブラシホルダ20、リアブラケット11、リアベアリング11aで囲われた空間は、外気と半遮断状態になる。この空間の内部に配置されたブラシ21とスリップリング19との摺接部や、リアベアリング11aなどは回転電機の動作時に発熱をともなうため、外気と半遮断状態になる空間内部で、リアベアリング11a、ブラシ21、スリップリング19で発生した熱が蓄積され、温度上昇が大きくなるという問題がある。   In this structure, the space surrounded by the brush holder 20, the rear bracket 11, and the rear bearing 11a is in a half-blocked state from the outside air. Since the sliding contact portion between the brush 21 and the slip ring 19 and the rear bearing 11a and the like disposed inside this space generate heat during the operation of the rotating electrical machine, the rear bearing 11a is in the space where the outside air is in a semi-blocked state. There is a problem that heat generated in the brush 21 and the slip ring 19 is accumulated, and the temperature rise increases.

そこで実施の形態1に係る回転電機では、図1に示すように、回転軸12のリア側に軸端からスリップリング19、回転センサ(図示せず)、リアベアリング11aの順に回転電機構成部材が配置され、スリップリング19とリアベアリング11aの間には、回転軸12に固定されたスリップリング保護板27を設ける。この構成による回転電機100は、回転軸12を固定するリアベアリング11aの近くに回転センサを配置することで、回転センサの検出精度を良好にすることができる。   Therefore, in the rotating electrical machine according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, the rotating electrical machine constituent members are arranged in the order of the slip ring 19, the rotation sensor (not shown), and the rear bearing 11 a from the shaft end to the rear side of the rotating shaft 12. Between the slip ring 19 and the rear bearing 11a, a slip ring protection plate 27 fixed to the rotary shaft 12 is provided. The rotating electrical machine 100 having this configuration can improve the detection accuracy of the rotation sensor by disposing the rotation sensor near the rear bearing 11 a that fixes the rotation shaft 12.

また、回転軸12のスリップリング19が取付けられた部分は、回転電機100のハウジングの外部に突出するように設けられているため、回転電機100の動作時に回転子12に固定された遠心ファン18により生じる冷却風が、ブラシホルダ20のブラシ収納部付近に効率よく供給され、ブラシ21の温度上昇を低減できる。   Further, since the portion of the rotating shaft 12 to which the slip ring 19 is attached is provided so as to protrude outside the housing of the rotating electrical machine 100, the centrifugal fan 18 fixed to the rotor 12 during operation of the rotating electrical machine 100. The cooling air generated by the above is efficiently supplied to the vicinity of the brush housing portion of the brush holder 20 and the temperature rise of the brush 21 can be reduced.

更に、スリップリング保護板27がスリップリング19とリアベアリング11aの間にあることにより、リアベアリング11aでグリスが染み出した場合でもスリップリング19の設置部分に流れ込むことを防止する。スリップリング保護板27の位置は、回転センサのリア側でもフロント側でも良い。ここで、スリップリング保護板27が、回転センサのフロント側に配置される場合、フロントベアリング10aから流出したグリスは、回転センサに付着することが無く、グリスが付着することによる回転センサの誤動作も防止できる。   Further, since the slip ring protection plate 27 is located between the slip ring 19 and the rear bearing 11a, even if grease leaks out from the rear bearing 11a, it is prevented from flowing into the installation portion of the slip ring 19. The position of the slip ring protection plate 27 may be on the rear side or the front side of the rotation sensor. Here, when the slip ring protection plate 27 is disposed on the front side of the rotation sensor, the grease flowing out from the front bearing 10a does not adhere to the rotation sensor, and malfunction of the rotation sensor due to the adhesion of grease also occurs. Can be prevented.

また、スリップリング保護板27は、リアブラケット11およびブラシホルダ20との間に一定のクリアランスを有する。これにより、外気と空気が出入り可能となり、外部への熱の排出が促進されリアベアリング11aの温度上昇が低減される結果、グリスの染み出し量も少なくなり、さらに異常摩耗の発生を防止する効果が向上する。また、スリップリング19とブラシ21との摺接部にも冷却風が流入することで、これらの部材の温度上昇が低減され、部材の摩耗速度が小さくなる。   Further, the slip ring protection plate 27 has a certain clearance between the rear bracket 11 and the brush holder 20. As a result, the outside air and air can enter and exit, the discharge of heat to the outside is promoted, and the temperature rise of the rear bearing 11a is reduced. As a result, the amount of grease exuded is reduced, and the occurrence of abnormal wear is further prevented. Will improve. Further, the cooling air also flows into the sliding contact portion between the slip ring 19 and the brush 21, whereby the temperature rise of these members is reduced and the wear rate of the members is reduced.

図4は、実施の形態1に係る回転電機に用いられるスリップリング保護板の一例を示す外観模式図である。スリップリング保護板27は、回転軸12に固定され、回転軸12の長手方向に垂直に最大面を持つように設置されている。図4は、図1に示すスリップリング19に一体成形された場合のスリップリング保護板27の形状である。なお、スリップリング19の詳細形状は省略されている。このスリップリング保護板27により、スリップリング保護板27よりもフロント側に設置されたリアベアリング11aから染み出したグリスが、スリップリング保護板27よりもリア側に設置されたスリップリング19に進入することを防止できる。また、スリップリング保護板27がスリップリング19と一体成形されていることで、回転軸12への取り付け強度を高くできる。   FIG. 4 is a schematic external view illustrating an example of a slip ring protection plate used in the rotating electrical machine according to the first embodiment. The slip ring protection plate 27 is fixed to the rotary shaft 12 and installed so as to have a maximum surface perpendicular to the longitudinal direction of the rotary shaft 12. FIG. 4 shows the shape of the slip ring protection plate 27 when it is integrally formed with the slip ring 19 shown in FIG. The detailed shape of the slip ring 19 is omitted. Due to the slip ring protection plate 27, the grease that has oozed out from the rear bearing 11 a installed on the front side of the slip ring protection plate 27 enters the slip ring 19 installed on the rear side of the slip ring protection plate 27. Can be prevented. Further, since the slip ring protection plate 27 is integrally formed with the slip ring 19, the attachment strength to the rotating shaft 12 can be increased.

また、スリップリング保護板27は回転軸12に固定されるため、回転電機100の動作時には、回転軸12と同じ回転数で回転する。このとき、スリップリング保護板27の回転軸12に対する垂直度が低い場合には振れが生じ、騒音の発生やスリップリング保護板27自身の信頼性が低下するなどの問題が生じる。しかしながら、スリップリング保護板27がスリップリング19に一体成形されている場合、回転軸12に垂直度良く設置できるため、上記のような問題も回避できる。   Further, since the slip ring protection plate 27 is fixed to the rotating shaft 12, it rotates at the same rotational speed as the rotating shaft 12 when the rotating electrical machine 100 is operated. At this time, when the perpendicularity of the slip ring protection plate 27 with respect to the rotation shaft 12 is low, vibration occurs, and problems such as generation of noise and deterioration of the reliability of the slip ring protection plate 27 itself occur. However, when the slip ring protection plate 27 is integrally formed with the slip ring 19, it can be installed with a high degree of perpendicularity to the rotating shaft 12, and thus the above-described problems can be avoided.

スリップリング保護板27をスリップリング19とは別の部材で構成し、回転軸12にかしめやスナップフィットなどの取り付け部材で取り付けてもよい。この場合は、回転電機100を組み立てる際、回転軸12にスリップリング19を固定した後に、リアベアリング11aの内周にスリップリング19を通す場合は、スリップリング保護板27を別部材で構成し、取り付ける方法をとることで回転電機100が組立て可能となる。また、スリップリング保護板27をスリップリング19などと別部材で構成することで、成形が容易となり、形状の自由度が向上し製造コストが低減する。スリップリング保護板27がスリップリング19と一体成形されている場合と別部材で構成されている場合の両者において、スリップリング保護板27は、スリップリング構成樹脂、スリップリング構成樹脂以外の樹脂、もしくは金属で構成されている。   The slip ring protection plate 27 may be formed of a member different from the slip ring 19 and attached to the rotating shaft 12 with an attachment member such as caulking or snap fit. In this case, when assembling the rotating electrical machine 100, after the slip ring 19 is fixed to the rotating shaft 12, when the slip ring 19 is passed through the inner periphery of the rear bearing 11a, the slip ring protection plate 27 is configured as a separate member, The rotating electrical machine 100 can be assembled by taking the attachment method. Further, by forming the slip ring protection plate 27 as a separate member from the slip ring 19 or the like, molding becomes easy, the degree of freedom in shape is improved, and the manufacturing cost is reduced. In both the case where the slip ring protection plate 27 is integrally formed with the slip ring 19 and the case where the slip ring protection plate 27 is formed of a separate member, the slip ring protection plate 27 is made of slip ring constituent resin, resin other than slip ring constituent resin, or Consists of metal.

また、図5は、スリップリング保護板の他の例を示す外観模式図である。図5(a)に示すように、スリップリング保護板27aは、スリップリング19と一体に成形された第1のスリップリング保護板27a1と、これに固定される第2のスリップリング保護板27a2の2つの部材で構成されている。このように、第1のスリップリング保護板27a1をスリップリング19と一体成形することで固定強度を高く保つと共に、回転軸12に対する高い直角度を得ることができる。そして、図5(b)に示すように、第2のスリップリング保護板27a2を第1のスリップリング保護板27a1に取り付けるように設置することで、スリップリング保護板27aの外径をより大きくできると共に、別部材として成形するため複雑な形状を低コストに作り込むことが可能となる。   FIG. 5 is a schematic external view showing another example of the slip ring protection plate. As shown in FIG. 5A, the slip ring protection plate 27a includes a first slip ring protection plate 27a1 formed integrally with the slip ring 19 and a second slip ring protection plate 27a2 fixed to the slip ring protection plate 27a2. It consists of two members. As described above, the first slip ring protective plate 27a1 is integrally formed with the slip ring 19, so that the fixing strength can be kept high and a high squareness with respect to the rotating shaft 12 can be obtained. And as shown in FIG.5 (b), the outer diameter of the slip ring protection board 27a can be enlarged more by installing so that the 2nd slip ring protection board 27a2 may be attached to the 1st slip ring protection board 27a1. In addition, since it is molded as a separate member, it becomes possible to build a complicated shape at a low cost.

第1のスリップリング保護板27a1と第2のスリップリング保護板27a2の取り付けは、かしめもしくはスナップフィットなどの取り付け部材で行う。これにより、新たに接着材などの結合部材を設ける必要が無く、製造コストを低減できる。また、構造上スリップリング19を回転軸12に取り付けたあとに、リアベアリング11aをスリップリング19の外側を通して取り付ける場合は、スリップリング19に一体成形されている部材の外形がリアベアリング11aの内径よりも小さくする必要がある。図5に示す形態をとることで、第1のスリップリング保護板27a1をリアベアリング11aの内径よりも小さくし、リアベアリング11aを通した後に第2のスリップリング保護板27a2を固定することで、回転電機100が組み立て可能であると共に、高いグリスの流入を防止する効果を期待できる直径の大きいスリップリング保護板27aを設置可能である。   The first slip ring protection plate 27a1 and the second slip ring protection plate 27a2 are attached by an attachment member such as caulking or snap fit. Thereby, it is not necessary to newly provide a bonding member such as an adhesive, and the manufacturing cost can be reduced. Further, when the rear bearing 11a is attached through the outside of the slip ring 19 after the slip ring 19 is structurally attached to the rotary shaft 12, the outer shape of the member integrally formed with the slip ring 19 is larger than the inner diameter of the rear bearing 11a. Need to be smaller. By taking the form shown in FIG. 5, the first slip ring protection plate 27a1 is made smaller than the inner diameter of the rear bearing 11a, and after passing through the rear bearing 11a, the second slip ring protection plate 27a2 is fixed, The rotary electric machine 100 can be assembled, and a slip ring protection plate 27a having a large diameter that can be expected to prevent the inflow of high grease can be installed.

図6は、スリップリング保護板の更に他の例を示す外観模式図である。スリップリング保護板27bは、リアブラケット11とブラシホルダ20との間に一定のクリアランスを有して設置され、外気と空気が出入り可能に構成されている。これにより、スリップリング19とブラシ21(図1参照)との摺接部にグリスが付着することを防止すると同時に、スリップリング19とブラシ21との摺接部およびリアベアリング11aに冷却風が流れ、それぞれの部分の温度上昇を低減できる。また、リアベアリング11aから染み出したグリスがスリップリング保護板27bに付着した場合、回転電機100が動作中であれば、グリスに作用する遠心力により外部に排出される。この結果、リアブラケット11とスリップリング保護板27bとの間のクリアランスがグリスで詰まることがなく冷却性の悪化も生じない。   FIG. 6 is a schematic external view showing still another example of the slip ring protection plate. The slip ring protection plate 27b is installed with a certain clearance between the rear bracket 11 and the brush holder 20, and is configured to allow outside air and air to enter and exit. This prevents grease from adhering to the sliding contact portion between the slip ring 19 and the brush 21 (see FIG. 1), and at the same time, cooling air flows through the sliding contact portion between the slip ring 19 and the brush 21 and the rear bearing 11a. , The temperature rise of each part can be reduced. Further, when the grease oozing out from the rear bearing 11a adheres to the slip ring protection plate 27b, if the rotating electrical machine 100 is in operation, it is discharged to the outside by the centrifugal force acting on the grease. As a result, the clearance between the rear bracket 11 and the slip ring protection plate 27b is not clogged with grease, and the cooling performance is not deteriorated.

図7は、スリップリング保護板の更に他の例を示す外観模式図である。スリップリング保護板27cは、回転軸12のブラシホルダ20側(図1参照)に円周状の突部27c1を設け、ブラシホルダ20に設けられた窪みと、互いの隙間が小さい状態で組み合わされることで、ラビリンス構造を形成している。スリップリング保護板27cとブラシホルダ20の一部がラビリング構造を形成することにより、ブラシ21とスリップリング19との摺接部近傍への外部からの異物の進入を防止できる。また、ブラシ21とスリップリング19との摺接部で発生したブラシ摩耗粉をラビリンス構造の隙間から排出することも可能となる。また、ラビリンス構造の隙間から雰囲気の空気は出入り可能となって、スリップリング19の近傍生じた熱は外部へ排出しやすくなり、摺接部の温度上昇を低減できる。また、スリップリング保護板27cに円周状の突部27c1を設けることで、円周方向の剛性が増加し、構造強度などの変形に対する耐性を向上する。   FIG. 7 is a schematic external view showing still another example of the slip ring protection plate. The slip ring protection plate 27c is provided with a circumferential protrusion 27c1 on the brush holder 20 side (see FIG. 1) of the rotary shaft 12, and is combined with a recess provided in the brush holder 20 with a small gap therebetween. Thus, a labyrinth structure is formed. The slip ring protection plate 27c and a part of the brush holder 20 form a rabbling structure, thereby preventing foreign matter from entering the vicinity of the sliding contact portion between the brush 21 and the slip ring 19. Further, brush wear powder generated at the sliding contact portion between the brush 21 and the slip ring 19 can be discharged from the gap of the labyrinth structure. In addition, air in the atmosphere can enter and exit through the gaps in the labyrinth structure, and heat generated in the vicinity of the slip ring 19 can be easily discharged to the outside, and the temperature rise at the sliding contact portion can be reduced. Further, by providing the circumferential protrusion 27c1 on the slip ring protection plate 27c, the rigidity in the circumferential direction is increased and the resistance to deformation such as structural strength is improved.

図8は、スリップリング保護板の更に他の例を示す外観模式図である。スリップリング保護板27dは、リアベアリング11a側に円周状の突部27d1を備えている。これにより、リアベアリング11aに直接外部からの異物が侵入するのを防止する。また、スリップリング保護板27dが円周状の突部27d1を備えることで、グリスの流出をより確実に防止することが可能となる。この円周状の突部27d1がスリップリング保護板27dの円周状に設置されていることで、円周方向の剛性が増加し、構造強度などの変形に対する耐性を向上する。なお、図7および図8のスリップリング保護板27c、27dに設けられた円周状の突部27c1、27d1は、回転軸12を中心としている。この2つ突部27c1、27d1の直径は、一致している必要はない。2つの突部27c1、27d1の直径が異なる場合、曲げに対する構造強度をさらに強くすることが出来る。   FIG. 8 is a schematic external view showing still another example of the slip ring protection plate. The slip ring protection plate 27d includes a circumferential protrusion 27d1 on the rear bearing 11a side. This prevents foreign matter from entering the rear bearing 11a directly. In addition, since the slip ring protection plate 27d includes the circumferential protrusion 27d1, it is possible to more reliably prevent the grease from flowing out. Since the circumferential protrusion 27d1 is disposed in the circumferential shape of the slip ring protection plate 27d, the rigidity in the circumferential direction is increased, and resistance to deformation such as structural strength is improved. Note that the circumferential protrusions 27c1 and 27d1 provided on the slip ring protection plates 27c and 27d in FIGS. The diameters of the two protrusions 27c1 and 27d1 do not need to match. When the diameters of the two protrusions 27c1 and 27d1 are different, the structural strength against bending can be further increased.

また、図8のスリップリング保護板27dに設けられた円周状の突部27d1の中心と回転軸12の中心とはずれていてもよい。円周状の突部27d1の中心と回転軸12の中心がずれていることで、回転電機100が動作している間、回転軸12の回転に合わせて突部27d1は変心しながら回転する。これにより、リアベアリング11a近傍の雰囲気は、かき回されると共に外部雰囲気との置換が促進される。この結果、リアベアリング11aの温度上昇を低減できる。   Further, the center of the circumferential protrusion 27d1 provided on the slip ring protection plate 27d in FIG. Since the center of the circumferential protrusion 27d1 and the center of the rotary shaft 12 are deviated, the protrusion 27d1 rotates while changing its center in accordance with the rotation of the rotary shaft 12 while the rotating electrical machine 100 is operating. Thereby, the atmosphere in the vicinity of the rear bearing 11a is stirred and the replacement with the external atmosphere is promoted. As a result, the temperature rise of the rear bearing 11a can be reduced.

図9は、スリップリング保護板の更に他の例を示す外観模式図である。スリップリング保護板27eのリアベアリング11a側には、複数の遠心ファン形状の突部27e1が設けられている。スリップリング保護板27eに複数の遠心ファン形状の突部27e1を設けることで、グリスの進入を防ぐと共に、リアベアリング11aの突部27e1により巻き起こされた冷却風をリアベアリング11aに供給し、温度を低減する。また、リアブラケット11とリアベアリング11aで構成される空間中の雰囲気を流動するように促進するため、この雰囲気と外部雰囲気との置換が積極的に行われる。その結果、リアベアリング11aから放出された熱は、回転子15に固定された遠心ファン18により発生した冷却風が流れる部分へ排気される。   FIG. 9 is a schematic external view showing still another example of the slip ring protection plate. A plurality of centrifugal fan-shaped protrusions 27e1 are provided on the slip ring protection plate 27e on the rear bearing 11a side. By providing a plurality of centrifugal fan-shaped protrusions 27e1 on the slip ring protection plate 27e, the ingress of grease is prevented, and the cooling air generated by the protrusions 27e1 of the rear bearing 11a is supplied to the rear bearing 11a. Reduce. Further, in order to promote the flow of the atmosphere in the space formed by the rear bracket 11 and the rear bearing 11a, the atmosphere and the external atmosphere are actively replaced. As a result, the heat released from the rear bearing 11a is exhausted to a portion where cooling air generated by the centrifugal fan 18 fixed to the rotor 15 flows.

図10は、スリップリング保護板の更に他の例を示す外観模式図である。スリップリング保護板27fには、リアベアリング11a側に遠心ファン形状の突部27f1を有すると共に、突部27f1の内側にスリップリング保護板27fのリア側とフロント側を通風可能にする貫通穴27f2が設けられている。これにより、回転子15が回転した時に、スリップリング保護板27fの近傍の雰囲気は流動が促進される。また、ブラシホルダ20の内部に取り囲まれた雰囲気も流動が活発化されるため、ブラシ21の温度上昇の低減やブラシ摩耗粉の排出が促進される。また、この貫通穴27f2は、リアベアリング11aから染み出したグリスがスリップリング19側に流出しないように、メッシュ状の形状や、直径3mm以内の大きさの貫通穴27f2を複数個並べるような構造で設定する。なお、図11は、図6に示すスリップリング保護板27bに回転センサ110を設置したときの近傍の外観模式図である。   FIG. 10 is a schematic external view showing still another example of the slip ring protection plate. The slip ring protection plate 27f has a centrifugal fan-shaped projection 27f1 on the rear bearing 11a side, and a through hole 27f2 that allows ventilation on the rear side and front side of the slip ring protection plate 27f inside the projection 27f1. Is provided. Accordingly, when the rotor 15 rotates, the atmosphere in the vicinity of the slip ring protection plate 27f is promoted to flow. Moreover, since the atmosphere surrounded by the inside of the brush holder 20 is also activated, reduction in temperature rise of the brush 21 and discharge of brush wear powder are promoted. Further, the through hole 27f2 has a structure in which a plurality of through holes 27f2 having a mesh shape or a diameter of 3 mm or less are arranged so that the grease exuded from the rear bearing 11a does not flow out to the slip ring 19 side. Set with. FIG. 11 is a schematic external view of the vicinity when the rotation sensor 110 is installed on the slip ring protection plate 27b shown in FIG.

実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2に係る回転電機について説明する。図12は、実施の形態2に係る回転電機に用いられるスリップリング保護板の外観模式図である。なお、その他の構成は実施の形態1と同様であり、図示説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a rotary electric machine according to Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 12 is a schematic external view of a slip ring protection plate used in the rotating electrical machine according to the second embodiment. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the illustration and description thereof are omitted.

スリップリング保護板120は、回転センサ110もしくは回転センサ110の少なくとも一部を備え、回転センサ110には、レゾルバやホールセンサなどのセンサが設置されている。スリップリング保護板120が回転センサ110もしくは回転センサ110の少なくとも一部による位置検出機能を備えることで、回転センサ110とスリップリング保護板120とを別々に取り付ける場合よりも、製造コストおよびスペースの削減(特に、回転電機の回転軸長手方向の全長の低減)などができる。また、回転センサ110をスリップリング保護板120に取り付けると、回転軸12に対する同軸度や垂直度を良好に取り付けることが可能となるため、回転センサ110の検出精度や出力の安定性が向上する。なお、スリップリング保護板120への回転センサ110の取り付けは、スリップリング保護板120へ別途取り付けてもよく、一体成形してもよい。   The slip ring protection plate 120 includes a rotation sensor 110 or at least a part of the rotation sensor 110, and a sensor such as a resolver or a hall sensor is installed in the rotation sensor 110. Since the slip ring protection plate 120 has a position detection function by the rotation sensor 110 or at least a part of the rotation sensor 110, the manufacturing cost and space can be reduced as compared with the case where the rotation sensor 110 and the slip ring protection plate 120 are separately mounted. (In particular, reduction of the total length of the rotating electric machine in the longitudinal direction of the rotating shaft). Further, when the rotation sensor 110 is attached to the slip ring protection plate 120, it is possible to satisfactorily attach the degree of coaxiality and perpendicularity with respect to the rotation shaft 12, thereby improving the detection accuracy and output stability of the rotation sensor 110. The rotation sensor 110 may be attached to the slip ring protection plate 120 separately or may be integrally formed with the slip ring protection plate 120.

回転センサ110としてレゾルバを使用する場合、スリップリング保護板120の構成部材を電磁鋼板とする。このとき、スリップリング保護板120の外周を取り囲むリアブラケット11に、レゾルバの回転軸12に取り付けた部分以外を配置する。これにより、回転電機の回転速度や位置検出が可能になると共に、スリップリング保護板120自身がレゾルバの構成部材になるため、新たにレゾルバの一部をスリップリング保護板120に固定する場合よりも取り付けスペースと製造コストを低減できる。   When a resolver is used as the rotation sensor 110, the constituent member of the slip ring protection plate 120 is an electromagnetic steel plate. At this time, parts other than the part attached to the rotary shaft 12 of the resolver are arranged on the rear bracket 11 surrounding the outer periphery of the slip ring protection plate 120. As a result, the rotational speed and position of the rotating electrical machine can be detected, and the slip ring protection plate 120 itself becomes a constituent member of the resolver, so that a part of the resolver is newly fixed to the slip ring protection plate 120. Installation space and manufacturing cost can be reduced.

回転センサ110としてホールセンサを使用する場合、スリップリング保護板120に磁性を持つ部材を取り付けてもよく、もしくはスリップリング保護板120に磁性を持たせたり、磁性をもつ部材を使用してもよい。そして、スリップリング保護板120の外周を取り囲むリアブラケット11に、センサの受信機能を持つ部分を取り付ける。これにより、回転電機の回転速度や位置検出が可能になると共に、スリップリング保護板120自身が回転センサ110の構成部材になるため、新たに回転センサ110の一部をスリップリング保護板120に固定する場合よりも取り付けスペースを低減できる。   When a Hall sensor is used as the rotation sensor 110, a member having magnetism may be attached to the slip ring protection plate 120, or the slip ring protection plate 120 may be magnetized or a member having magnetism may be used. . And the part which has the receiving function of a sensor is attached to the rear bracket 11 surrounding the outer periphery of the slip ring protection plate 120. As a result, the rotational speed and position of the rotating electrical machine can be detected, and the slip ring protection plate 120 itself becomes a component of the rotation sensor 110, so that a part of the rotation sensor 110 is newly fixed to the slip ring protection plate 120. The installation space can be reduced as compared with the case of doing.

以上、この発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態により発明が限定されるものではなく、その発明の範囲内において、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略することが可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, invention is not limited by these embodiments, and within the scope of the invention, combining each embodiment, or each embodiment suitably, It can be changed or omitted.

10 フロントブラケット
10a、10b ベアリング
11 リアブラケット
12 回転軸
13 固定子
13a 電機子巻線
14 界磁鉄心
14a 界磁巻線
15 回転子
16 プーリー
17、18 遠心ファン
19 スリップリング
20 ブラシホルダ
21 ブラシ
22 パワー回路部
22a、22b パワー素子
23 界磁回路部
24 制御回路部
25 ヒートシンク
26 パワー部
27、27a、27b、27c、 スリップリング保護部材
27d、27e、27f、120 スリップリング保護部材
27c1、27d1、27e1、27f1 突部
27f2 貫通穴
30 クリアランス
100 回転電機
110 回転センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Front bracket 10a, 10b Bearing 11 Rear bracket 12 Rotating shaft 13 Stator 13a Armature winding 14 Field iron core 14a Field winding 15 Rotor 16 Pulley 17, 18 Centrifugal fan 19 Slip ring 20 Brush holder 21 Brush 22 Power Circuit part 22a, 22b Power element 23 Field circuit part 24 Control circuit part 25 Heat sink 26 Power part 27, 27a, 27b, 27c, slip ring protection member 27d, 27e, 27f, 120 slip ring protection member 27c1, 27d1, 27e1, 27f1 Projection 27f2 Through-hole 30 Clearance 100 Rotating electrical machine 110 Rotation sensor

Claims (7)

ハウジングに回転自在に支持された回転軸と、
上記回転軸を上記ハウジングのリア側で固定するリアベアリングとフロント側で固定するフロントベアリングと、
上記回転軸に固定されると共に界磁鉄心及び界磁巻線を有する回転子と、
上記回転軸のリア側に装着されると共に、上記界磁巻線に界磁電流を供給するスリップリングと、
上記スリップリングを介して上記界磁巻線に界磁電流を供給するブラシと、
上記ブラシを保持すると共に、上記ブラシに界磁電流を供給するブラシホルダと、を備えた制御装置一体型回転電機において、
上記回転軸のリア側に、軸端から上記スリップリング、上記リアベアリングの順に配置すると共に、上記スリップリングと上記リアベアリングとの間に回転センサを配置し、
上記スリップリングと上記ブラシとの摺接部と上記リアベアリングとの間に、上記回転軸と同期して回転すると共に、上記回転軸に垂直な方向に最大面積になるように円盤状のスリップリング保護部材を設置したことを特徴とする制御装置一体型回転電機。
A rotating shaft rotatably supported by the housing;
A rear bearing for fixing the rotating shaft on the rear side of the housing and a front bearing for fixing on the front side;
A rotor fixed to the rotating shaft and having a field core and a field winding;
A slip ring that is mounted on the rear side of the rotating shaft and supplies a field current to the field winding;
A brush for supplying a field current to the field winding via the slip ring;
In the controller-integrated dynamoelectric machine comprising the brush holder that holds the brush and supplies a field current to the brush.
On the rear side of the rotating shaft, the slip ring and the rear bearing are arranged in this order from the shaft end, and a rotation sensor is arranged between the slip ring and the rear bearing,
A disc-shaped slip ring between the sliding contact portion of the slip ring and the brush and the rear bearing that rotates in synchronization with the rotation shaft and has a maximum area in a direction perpendicular to the rotation shaft. A controller-integrated rotating electrical machine, wherein a protective member is provided.
上記スリップリング保護部材は、スリップリング構成樹脂もしくはスリップリング構成樹脂とは異なる樹脂、もしくは金属から構成され、上記スリップリングと一体に成形されるか、取り付け部材で上記回転軸に固定されることを特徴とする請求項1に記載の制御装置一体型回転電機。   The slip ring protection member is made of slip ring constituent resin, resin different from slip ring constituent resin, or metal, and is formed integrally with the slip ring or fixed to the rotating shaft with an attachment member. The controller-integrated rotating electrical machine according to claim 1, wherein 上記スリップリング保護部材は、上記スリップリングと一体に成形された第1のスリップリング保護部材と、上記第1のスリップリング保護部材に固定される第2のスリップリング保護部材で構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の制御装置一体型回転電機。   The slip ring protection member includes a first slip ring protection member formed integrally with the slip ring, and a second slip ring protection member fixed to the first slip ring protection member. The control apparatus-integrated dynamoelectric machine according to claim 1 or 2, characterized in that 上記スリップリング保護部材は、上記回転軸に対して垂直な面の上記スリップリング側の面に円周状の突部を備え、上記ブラシホルダに形成された窪みとの組み合わせによりラビリンス構造を形成することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の制御装置一体型回転電機。   The slip ring protection member includes a circumferential protrusion on a surface on the slip ring side of a surface perpendicular to the rotation axis, and forms a labyrinth structure by combination with a recess formed in the brush holder. The control apparatus-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 1 to 3. 上記スリップリング保護部材は、上記回転軸に対して垂直な面のリアベアリング側に円周状態の突起を備えることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の制御装置一体型回転電機。   5. The control device integrated type according to claim 1, wherein the slip ring protection member includes a circumferential projection on a rear bearing side of a surface perpendicular to the rotation shaft. Rotating electric machine. 上記スリップリング保護部材の上記リアベアリング側にファン形状の突起を備えると共に、上記スリップリング保護部材のリア側とフロント側とを通風可能とする貫通穴を備えることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の制御装置一体型回転電機。   6. The slip ring protection member is provided with a fan-shaped protrusion on the rear bearing side, and further includes a through hole that allows ventilation between the rear side and the front side of the slip ring protection member. The control device-integrated dynamoelectric machine according to any one of the above. 上記スリップリング保護部材は、少なくとも一部分に回転センサもしくは回転センサの少なくとも一部を備えることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の制御装置一体型回転電機。   The controller-integrated rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 6, wherein the slip ring protection member includes at least a part of a rotation sensor or at least a part of the rotation sensor.
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