JP2013150468A - Rotary electric machine for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用回転電機に関するものであり、特に、電力制御部を一体に備える車両用回転電機の空冷に関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine for a vehicle, and more particularly to air cooling of a rotating electrical machine for a vehicle that is integrally provided with a power control unit.
近年、地球温暖化防止を図るために車両停止時にエンジンを停止する技術(アイドリングストップ技術)が提案されている。アイドリングストップ技術では、エンジンが停止状態にあるところから再度エンジンを始動する際に様々な方式が提案されている。その一つとして、エンジン稼働中にバッテリ充電を行なうオルタネータ(車両用発電機)を利用してエンジン始動を行なう方式がある。エンジン始動の際には、オルタネータ(車両用発電機)を電動機として利用するのである。この場合、オルタネータ(車両用発電機)を回転駆動させるためにインバータ装置等が必要とされる。また、エンジン稼働時にオルタネータ(車両用発電機)により発電される電力をバッテリに充電するには整流装置等が必要とされる。これらのインバータ装置や整流装置等の電力制御部をオルタネータ(車両用発電機)と一体化させる技術が提案されている。 In recent years, in order to prevent global warming, a technique for stopping the engine when the vehicle is stopped (idling stop technique) has been proposed. In the idling stop technology, various methods have been proposed when the engine is started again from a state where the engine is stopped. As one of them, there is a method of starting an engine using an alternator (vehicle generator) that charges a battery while the engine is running. When starting the engine, an alternator (vehicle generator) is used as an electric motor. In this case, an inverter device or the like is required to rotationally drive the alternator (vehicle generator). In addition, a rectifier or the like is required to charge the battery with power generated by an alternator (vehicle generator) when the engine is operating. Techniques have been proposed in which power control units such as these inverter devices and rectifiers are integrated with an alternator (vehicle generator).
こうした電力制御部に搭載されているインバータ装置や整流装置等には、半導体素子が使用されることが一般的である。しかしながら、半導体素子は使用温度に応じて動作特性が変化する性質があり、特に高熱では特性悪化もしくは素子破壊による故障を招来してしまうこともある。半導体素子等を含む電力制御部を所定の制御特性の範囲内で稼働させるために、許容される使用温度範囲を越えない環境での使用が必要とされる。このため、電力制御部をオルタネータ(車両用発電機)と一体化させて小型にした場合にも、インバータ装置や整流装置等の温度上昇が許容される使用温度範囲に収まるように放熱設計をすることが必須である。そこで、従来のインバータ装置一体型回転電機装置では、回転電機のエンドハウジングとインバータ装置のケースの結合部分に設けられた空気吸入口と、エンドハウジングの軸方向壁面に設けられた通風孔と、エンドハウジングの径方向壁面に設けられた排出孔とで形成される冷却風通路に冷却風をスムーズに通過させることで冷却性能の向上を図っている(特許文献1など)。
A semiconductor element is generally used for an inverter device, a rectifier, or the like mounted on such a power control unit. However, a semiconductor element has a property that its operating characteristics change depending on the operating temperature. In particular, when the heat is high, the characteristics may deteriorate or a failure due to element destruction may occur. In order to operate a power control unit including a semiconductor element or the like within a range of predetermined control characteristics, use in an environment that does not exceed an allowable use temperature range is required. For this reason, even when the power control unit is integrated with an alternator (vehicle generator) to make it compact, the heat dissipation design is made so that the temperature rise of the inverter device, the rectifier, etc. is within the allowable operating temperature range. It is essential. Therefore, in a conventional inverter unit-integrated dynamoelectric machine device, an air suction port provided in a joint portion between the end housing of the dynamoelectric machine and the case of the inverter device, a ventilation hole provided in an axial wall surface of the end housing, and an end The cooling performance is improved by smoothly passing the cooling air through a cooling air passage formed by a discharge hole provided in the radial wall surface of the housing (
しかしながら、上記のインバータ装置一体型回転電機装置では、冷却風の取入口が周面の全方位に開口されている。また、取入口と排出口とが互いに近接して配置されている。このため、装置から排出される暖気された排気風が、再度、空気吸入口から取り入れられてしまうことも考えられる。この場合、暖気された空気が取り入れられることとなり、十分な放熱・冷却を行なうことが困難な場合も考えられる。放熱・冷却特性が不十分になってしまうおそれがあり、効率のよい放熱・冷却を行なうことができず問題である。 However, in the above-described inverter device-integrated dynamoelectric machine, cooling air intakes are opened in all directions on the circumferential surface. The intake port and the discharge port are arranged close to each other. For this reason, it is also conceivable that the warmed exhaust air discharged from the apparatus is taken in from the air intake port again. In this case, warmed air is taken in, and it may be difficult to perform sufficient heat dissipation and cooling. There is a possibility that the heat dissipation / cooling characteristics may be insufficient, and efficient heat dissipation / cooling cannot be performed, which is a problem.
また、電動機駆動によるアイドリングストップ時のエアコン駆動や、発電機として機能している場合の減速回生時の電力の回生効率、その他のエンジンアシスト等による燃費向上を図るには、インバータ装置や整流装置等の定格に余裕を持たせる必要がある。しかしながら、定格に余裕を持たせて大きな電力を扱えるようにした場合、インバータ装置や整流装置等の発熱は更に大きなものとなるおそれがあり、従来の技術では十分な放熱・冷却の効果が得られないという問題点がある。 In addition, in order to improve fuel efficiency by driving the air conditioner when idling is stopped by motor drive, power regeneration efficiency during deceleration regeneration when functioning as a generator, and other engine assist, etc., inverter devices, rectifiers, etc. It is necessary to provide a margin for the rating. However, if a large amount of power can be handled with a sufficient margin in the rating, the heat generated by the inverter or rectifier may become even greater, and the conventional technology can provide sufficient heat dissipation and cooling effects. There is no problem.
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、電力制御部を一体に備える車両用回転電機を空冷する際の放熱・冷却性能を向上させた車両用回転電機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicular rotating electrical machine that has improved heat dissipation and cooling performance when the vehicular rotating electrical machine that is integrally provided with a power control unit is air-cooled. .
本願に係る車両用回転電機は、回転電機部と、回転電機部を制御する電力制御部と、を備えている。電力制御部は、回転電機部の回転軸方向に隣接して配設されており、冷却風導入路、通風孔、および電力制御部を備えている。冷却風導入路は冷却風を回転軸に向かって導入する経路である。冷却風導入路は通風孔に連接されており、通風孔が回転軸の周縁で回転電機部に向かって開口されている。電力制御部には電力制御用回路が実装されており、冷却風導入路から通風孔に向かう冷却風によって冷却されるように配置されている。回転電機部にある回転子に一体に備えられる送風フィンが回転することにより発生する負圧に応じて、冷却風導入路から冷却風が導入される。 The vehicular rotating electrical machine according to the present application includes a rotating electrical machine unit and a power control unit that controls the rotating electrical machine unit. The power control unit is disposed adjacent to the rotating shaft direction of the rotating electrical machine unit, and includes a cooling air introduction path, a ventilation hole, and a power control unit. The cooling air introduction path is a path for introducing the cooling air toward the rotation axis. The cooling air introduction path is connected to the ventilation hole, and the ventilation hole is opened toward the rotating electrical machine portion at the periphery of the rotation shaft. A power control circuit is mounted on the power control unit and is arranged to be cooled by cooling air from the cooling air introduction path toward the ventilation hole. Cooling air is introduced from the cooling air introduction passage in accordance with the negative pressure generated by the rotation of the air blowing fin provided integrally with the rotor in the rotating electrical machine unit.
更に、冷却風導入路の吸気口は、径方向に開口している。回転電機部は、回転子および固定子を収納するハウジングにおいて、冷却風を排気する排気口を備え、回転軸方向で電力制御部側にある排気口は、排気量が吸気口付近よりも吸気口から離れた部分のほうが多くなるように形成されている。 Furthermore, the inlet of the cooling air introduction path is opened in the radial direction. The rotating electrical machine section includes an exhaust port that exhausts cooling air in a housing that houses the rotor and stator, and the exhaust port on the power control unit side in the direction of the rotation axis has an exhaust amount that is greater than that near the intake port. It is formed so that there are more parts away from.
更に、排気口は、第1排気口と第2排気口との2種類の排気口がある。第1排気口は、回転軸方向において、吸気口に隣接する位置に配置され、第2排気口は、第1排気口に隣接して周方向に配置されている。また、第1排気口は第2排気口に比して排気口の開口面積が小さく形成されている。 Furthermore, there are two types of exhaust ports, a first exhaust port and a second exhaust port. The first exhaust port is disposed at a position adjacent to the intake port in the rotation axis direction, and the second exhaust port is disposed circumferentially adjacent to the first exhaust port. Further, the first exhaust port is formed so that the opening area of the exhaust port is smaller than that of the second exhaust port.
更に、冷却風導入路は、電力制御部と回転電機部との間に配置されている。 Further, the cooling air introduction path is disposed between the power control unit and the rotating electrical machine unit.
更に、冷却風導入路の吸気口は、車両の前方に向かって開口されて配置されている。 Further, the air inlet of the cooling air introduction path is arranged to open toward the front of the vehicle.
更に、冷却風導入路は、壁面が熱伝導性の良好な部材で成型されており、電力制御部は冷却風導入路の外側の壁面に配設されている。その内側の壁面には通風経路内に向かって放熱フィンが立設されている。 Further, the cooling air introduction path has a wall surface formed of a member having good thermal conductivity, and the power control unit is disposed on the outer wall surface of the cooling air introduction path. Radiation fins are erected on the inner wall surface toward the ventilation path.
本願に係る車両用回転電機によれば、冷却風導入路から導入される冷却風はその全量が通風孔に導かれて排気される。電力制御部は冷却風導入路から通風孔に向かう冷却風によって冷却されるように配置されている。このため、電力制御部に実装されている電力制御用回路が回転電機部の制御動作に応じて発熱しても、電力制御部および電力制御部に実装されている電力制御用回路は、冷却風導入路から導入される冷却風により効果的に放熱・冷却を行なうことができる。 According to the vehicular rotating electrical machine according to the present application, the entire amount of the cooling air introduced from the cooling air introduction path is guided to the ventilation hole and exhausted. The power control unit is arranged so as to be cooled by the cooling air from the cooling air introduction path toward the ventilation hole. For this reason, even if the power control circuit mounted on the power control unit generates heat according to the control operation of the rotating electrical machine unit, the power control circuit mounted on the power control unit and the power control unit Heat can be effectively radiated and cooled by the cooling air introduced from the introduction path.
また、回転電機部は、回転子および固定子を収納するハウジングにおいて、冷却風を排気する排気口を備え、回転軸方向で電力制御部側にある排気口は、その排気量が、径方向に開口されている冷却風導入路の吸気口の付近より吸気口から離れた部分のほうが多くなるように形成されている。これにより、排気風は、主に吸気口から離れた部分から排出され、冷却風導入路の吸気口付近に排気される排気風の量は制限される。このため、車両用回転電機内で放熱・冷却の用に供されて暖気された排気風が冷却風導入路から再度取り込まれることを抑制することができる。冷却風導入路から導入される冷却風は外気から新たに取り込まれるため、車両用回転電機において効果的に放熱・冷却を行なうことができる。 In addition, the rotating electrical machine unit includes an exhaust port for exhausting cooling air in a housing that houses the rotor and the stator, and the exhaust port on the power control unit side in the rotation axis direction has an exhaust amount in the radial direction. It is formed so that the portion away from the intake port is larger than the vicinity of the intake port of the cooling air introduction path that is opened. As a result, the exhaust air is mainly discharged from a portion away from the intake port, and the amount of the exhaust air exhausted near the intake port of the cooling air introduction path is limited. For this reason, it can suppress that the exhaust air which was provided for heat radiation and cooling within the rotating electrical machine for vehicles and was warmed up is taken in again from the cooling air introduction path. Since the cooling air introduced from the cooling air introduction path is newly taken in from the outside air, heat can be radiated and cooled effectively in the vehicular rotating electrical machine.
また、第1排気口の開口面積が第2排気口の開口面積より小さいので、排気風は、主に第2排気口から排出され、第1排気口から排気される量は限られている。これにより、冷却風導入路の吸気口と回転軸方向において隣接する位置に排気される排気風の量は制限される。このため、車両用回転電機内で放熱・冷却の用に供されて暖気された排気風が冷却風導入路から再度取り込まれることを抑制することができる。冷却風導入路から導入される冷却風は外気から新たに取り込まれるため車両用回転電機において効果的に放熱・冷却を行なうことができる。 Further, since the opening area of the first exhaust port is smaller than the opening area of the second exhaust port, the exhaust air is mainly discharged from the second exhaust port, and the amount discharged from the first exhaust port is limited. As a result, the amount of exhaust air exhausted to a position adjacent to the intake port of the cooling air introduction path in the rotation axis direction is limited. For this reason, it can suppress that the exhaust air which was provided for heat radiation and cooling within the rotating electrical machine for vehicles and was warmed up is taken in again from the cooling air introduction path. Since the cooling air introduced from the cooling air introduction path is newly taken in from the outside air, heat can be radiated and cooled effectively in the vehicular rotating electrical machine.
また、電力制御部と回転電機部との間に冷却風導入路が配設されるので、電力制御部と回転電機部との間は冷却風により熱的に遮断される。それぞれで発生する熱の伝播を抑制することができ、互いに他からの伝熱による熱的影響を排除することができる。 In addition, since the cooling air introduction path is disposed between the power control unit and the rotating electrical machine unit, the power control unit and the rotating electrical machine unit are thermally blocked by the cooling air. The propagation of heat generated in each can be suppressed, and the thermal effects of heat transfer from each other can be eliminated.
また、冷却風導入路の吸気口が車両の前方に向かって開口されているので、特に走行時において、エンジンルーム内の他の部位で暖気された空気を取り込むことなく、暖気されていない外気を効率よく取り込むことができる。 In addition, since the intake port of the cooling air introduction path is opened toward the front of the vehicle, the outside air that has not been warmed is taken in without taking in air that has been warmed in other parts of the engine room, particularly during traveling. It can be taken in efficiently.
また、冷却風導入路の壁面が熱伝導性の良好な部材で成型されており、電力制御部が配設される冷却風導入路の内側の壁面から通風経路内に向かって放熱フィンが立設されていることにより、冷却風導入路自体は放熱性が良好である。放熱性の良好な冷却風導入路に配設される電力制御部は効果的に放熱・冷却される。 The wall surface of the cooling air introduction path is formed of a member having good thermal conductivity, and the radiation fins are erected from the inner wall surface of the cooling air introduction path where the power control unit is disposed toward the ventilation path. As a result, the cooling air introduction path itself has good heat dissipation. The power control unit disposed in the cooling air introduction path with good heat dissipation is effectively radiated and cooled.
本発明の一実施形態における車両用回転電機の構造を、図1乃至4および図8を参照に説明する。 A structure of a vehicular rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIG. 8.
図1は、本発明の一実施形態における車両用回転電機の構造を、電力制御部13と回転電機部12の一部とを回転軸1に沿った断面を表示して示した図である。図2は、図1のAA断面を矢視の方向から見た断面図である。図3は、本発明の一実施形態における車両用回転電機の側面図である。図4は、本発明の一実施形態における車両用回転電機を冷却風導入路6の吸気口6aから見た側面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a vehicular rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention, with a
本発明の一実施形態における車両用回転電機の構成を説明する。
車両用回転電機は、オルタネータ(発電機)あるいは電動機として機能する回転電機部12と、回転電機部12を発電機として使用する場合の発電あるいは回転電機部12を電動機として使用する場合の駆動を制御する電力制御部13とが、回転電機部12の回転軸1に沿って隣接して配設されている(図1、3、4、参照)。
A configuration of a vehicular rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described.
The rotating electrical machine for a vehicle controls a rotating
回転電機部12は、中心に回転軸1が配設されるロータ3とロータ3の周面に対向して配置されコイル8が巻回されるステータ4とを備える一般的な回転電機の構造を有しており、これらがモータハウジング5に収納されている(図1、参照)。
The rotating
図1に示すように、回転軸1に沿った電力制御部13に隣接するロータ3の端面には送風フィン3aがロータ3と一体に配設されている。また、回転軸1に沿った電力制御部13とは反対側の端面には、モータハウジング5を介してプーリ10が回転軸1に軸支されている(図1、3、4、参照)。プーリ10はベルト21(図8、参照)を介してエンジン23(図8、参照)のクランクシャフト25(図8、参照)に架け渡されている。
As shown in FIG. 1,
また、モータハウジング5の側壁であって、回転軸1の方向で電力制御部13側の端部に至る部分には、電力制御部13を放熱・冷却するために冷却風導入路6の吸気口6aから吸気される冷却風の排気口9a、9bが周方向に所定間隔で開口されている(図3、4、参照)。排気口9a、9bは、回転軸1の方向に沿って長尺状の開口形状を有しており、排気口9aは排気口9bに比して狭幅に開口されている。また、排気口9aは、吸気口6aと回転軸1の方向において隣接する位置に配置されている。排気口9bは、排気口9aに隣接して周方向に配置されている。
In addition, a portion of the side wall of the
また、モータハウジング5の側壁であって、回転軸1の方向でプーリ10側の端部に至る部分には、回転電機部12を放熱・冷却する冷却風の排気口9cが周方向に所定間隔で開口されている(図1、3、4、参照)。排気口9cは、回転軸1の方向に沿って長尺状の開口形状を有している。
Further, on the side wall of the
本発明の一実施形態における車両用回転電機は、回転電機部12はオルタネータ(発電機)と電動機の機能を奏する。すなわち、エンジン稼働時にはオルタネータ(発電機)として機能し、アイドリングストップ時(すなわち、エンジン停止時でエンジンを始動する際)には電動機として機能する。エンジン稼働時には、クランクシャフト25(図8、参照)の回転がベルト21(図8、参照)を介してプーリ10を回転させることにより回転電機部12において発電が行なわれる。また、アイドリングストップ時にあっては、回転電機部12が始動機として回転することによりベルト21を介してクランクシャフト25を回転させエンジン23(図8、参照)を再始動させる。
エンジン23が再始動した後はクランクシャフト25の回転によりプーリ10が回転し、回転電機部12は通常のオルタネータ(発電機)として動作し、バッテリ(不図示)やその他の車両電装品(不図示)に電力を供給する。
In the vehicular rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention, the rotating
After the
電力制御部13は、冷却風導入路6を構成する外壁面であって回転電機部12とは反対側の壁面に電力制御基板7が載置されている(図1、3、4、参照)。電力制御基板7には、回転電機部12の電力制御を行なう回路が実装されている。具体的には、オルタネータ(発電機)として機能する際の回転電機部12からの発電電力を整流する整流機能と、電動機として機能する際の回転電機部12への駆動電力の供給のためのインバータ機能とを併せ持つ。整流機能およびインバータ機能は、いずれも電力制御用の半導体素子を含む回路素子により構成され電力制御基板7に実装されている。整流機能を奏する半導体素子はダイオード等の整流素子を含み、回転電機部12で発電された交流電力を直流電力に変換する。変換された直流電力はバッテリ(不図示)等に充電される。インバータ機能を奏する半導体素子はMOSトランジスタやIGBT等のパワースイッチング素子を含み、バッテリ(不図示)から供給される直流電力を交流電力に変換して回転電機部12の回転駆動の制御を行なう。尚、MOSトランジスタやIGBT等のパワースイッチング素子には、ダイオード構造が内蔵されている場合があり、電力制御部13としてパワースイッチング素子を含む構成によりインバータ機能を備えていれば、同時に整流機能も備える構成とすることができる。
なお回転軸1は、プーリ10側はモータハウジング5に設けられた軸受け(不図示)により、電力制御部13側は冷却風導入路6の内壁に設けられた軸受けにより(図1、参照)、回転可能に支持されている。
The
The
冷却風導入路6は車両用回転電機の径方向に矩形状に開口しており、車両用回転電機は冷却風導入路6の吸気口6aが車両の前方を望む方向に配置されて車両に設置される(図1、3、4、8、参照)。また、吸気口6aから吸気された冷却風WINを回転軸1にまで導入する矩形管状の通風経路W(図1、3、参照)を有している。通風経路W内には、電力制御基板7が載置されている外壁面の内側の面から通風経路W内に向かって、通風経路Wに平行に放熱フィン11が立設されている(図4、参照)。また、冷却風導入路6は、その壁面が放熱フィン11と共に熱伝導性の良好な部材で成型されている。したがって、通風経路Wを通過する冷却風WINにより冷却風導入路6は効率よく放熱・冷却される。
The cooling
また、冷却風導入路6には、回転軸1を囲んで回転電機部12を望む通風孔2(図1、2、参照)が開口されている。吸気口6aから導入された冷却風WINは、その全量が冷却風導入路6の通風経路Wを通り通風孔2から回転電機部12に送られる。
The cooling
また、通風孔2は、図2に示すように、回転軸1の外周縁を囲む円環状であってロータ3の送風フィン3aの配置されている位置より内径側に開口されている。
As shown in FIG. 2, the
以上のような構成を有する車両用回転電機において冷却風WINの吸気による放熱・冷却の仕組みについて説明する。 A mechanism of heat radiation / cooling by intake of the cooling air WIN in the vehicular rotating electrical machine having the above-described configuration will be described.
ロータ3が回転することによりロータ3と一体に形成されている送風フィン3aも同様に回転する。その結果、送風フィン3aより内径側にあった空気が排気口9a、9bから排気される。送風フィン3aの回転による排気により送風フィン3aの内径側が負圧となる。この負圧を利用して吸気口6aから外気が冷却風WINとして吸気される。吸気された冷却風WINは、冷却風導入路6内の通風経路Wを通り通風孔2を介して回転電機部12に流入する。回転電機部12に流入した冷却風WINは、送風フィン3aの外径側にあるモータハウジング5の側壁に開口された排気口9a、9bから排気される(図3、参照)。
As the rotor 3 rotates, the blowing
冷却風導入路6の吸気口6aから吸気された冷却風WINは、その全量が冷却風導入路6の通風経路Wを通過する。冷却風導入路6は、その壁面が熱伝導性の良好な部材で成型されており、同様に熱伝導性の良好な放熱フィン11が通風経路W内に立設されている。このため、冷却風WINによる放熱・冷却が良好に行なわれる。電力制御基板7は、冷却風導入路6の外壁面に載置されており、この外壁面を含んで通風経路Wが構成されているので、外壁面を介して良好に放熱・冷却される。したがって、回転電機部12の制御動作に応じて電力制御基板7が発熱しても効率的に放熱・冷却することができる。
The entire amount of the cooling air WIN sucked from the
また、電力制御基板7と回転電機部12との間に冷却風導入路6が備えられ、冷却風WINが通る通風経路Wが形成される。これにより、電力制御基板7と回転電機部12との間は冷却風WINにより熱的に遮断される。それぞれの領域で発生した熱が互いに他の領域に伝播することはなく、互いに他からの伝熱による熱的影響を排除することができる。
In addition, the cooling
通風経路Wを通過した冷却風WINは、排気口9a、9bを通って排気風WOUTとして外部に排気される。ここで、排気風WOUTは、車両用回転電機を経て、電力制御基板7を放熱・冷却した後の空気であるので暖気された空気である。そこで、回転電機部12の周方向に配置されている排気口9a、9bのうち、排気口9aに隣接して周方向に配置されている排気口9bを排気口9aより広幅に構成することで、主として排気口9bから排気を行なうことができる(図3、4、参照)。これにより、排気口9aからの排気を制限することができる。したがって暖気された排気風WOUTが再度吸気口6aから吸気されてしまうことを抑制することができる。
The cooling air WIN that has passed through the ventilation path W is exhausted to the outside as exhaust air WOUT through the
また、冷却風導入路6の吸気口6aが車両の前方に向かって開口されているので(図8、参照)、特に走行時において、エンジンルーム内で暖気された空気を取り込むことなく、暖気されていない外気を効率よく取り込むことができる。
Further, since the
これにより、冷却風導入路6から導入される冷却風WINは、暖気されていない外気を効率よく取り込むことができ、車両用回転電機において効果的に放熱・冷却を行なうことができる。
Thereby, the cooling air WIN introduced from the cooling
一方、回転電機部12では、プーリ10側から吸気された冷却風は、回転電機部12を放熱・冷却した後、モータハウジング5のプーリ10側の端部に開口されている排気口9cから排気される。
On the other hand, in the rotating
図5ないし図7には、一実施形態の第1ないし第3の別例における車両用回転電機の構造を示す。 5 to 7 show the structure of a vehicular rotating electrical machine according to first to third other examples of one embodiment.
図5に示されている第1の別例における車両用回転電機では、一実施形態(図1ないし4)における排気口9aが形成されておらず、この部分に開口がない構成を例示するものである。
In the rotating electrical machine for a vehicle in the first other example shown in FIG. 5, the
このため、排気風は全量が排気口9bから排気され、冷却風導入路6の吸気口6a付近に排気される排気風WOUTの量は一実施形態に比較してさらに制限される。その結果、車両用回転電機内で電力制御部13の放熱・冷却の用に供されて暖気された排気風WOUTが冷却風導入路6から再度取り込まれることを抑制することができる。冷却風導入路6から導入される冷却風WINは外気から新たに取り込まれるため車両用回転電機において効果的に放熱・冷却を行なうことができる。
For this reason, the entire amount of the exhaust air is exhausted from the
図6に示されている第2の別例における車両用回転電機では、回転電機部12を放熱・冷却する冷却風の排気用としてプーリ10側に開口されている排気口として、排気口9cの他に排気口9dを備える構成である。排気口9dは、一実施形態において、回転軸1方向に冷却風導入路6の吸気口6aに隣接する位置に配置されている排気口9cに代えて配置される。排気口9dは排気口9cに比して開口面積が小さく形成されている。
In the rotating electrical machine for the vehicle in the second alternative example shown in FIG. 6, the
また、図7に示されている第3の別例における車両用回転電機では、一実施形態において、回転軸1方向に冷却風導入路6の吸気口6aに隣接する位置に配置されている排気口9dが形成されておらず開口されていない。
In the third embodiment of the rotating electrical machine for the vehicle shown in FIG. 7, in one embodiment, the exhaust gas disposed at a position adjacent to the
第2の別例における車両用回転電機では、排気口9dの開口面積が排気口9cの開口面積より小さいので、回転電機部12の放熱・冷却に供された排気風は、主に排気口9cから排出され、排気口9dから排気される量は限られている。電力制御部13の放熱・冷却用の冷却風の吸気口6aと回転軸1方向において隣接する位置に排気される回転電機部12からの排気風の量が制限される。このため、車両用回転電機内で回転電機部12の放熱・冷却の用に供されて暖気された排気風が冷却風導入路6に再度取り込まれることを抑制することができる。冷却風導入路6から導入される冷却風WINは外気から新たに取り込まれるため車両用回転電機の回転電機部12を効果的に放熱・冷却を行なうことができる。
In the vehicular rotating electrical machine according to the second example, the opening area of the
また、第3の別例における車両用回転電機では、回転軸1方向に冷却風導入路6の吸気口6aに隣接する位置に排気口9dが形成されておらず開口されていないため、回転電機部12からの排気風は全量が吸気口6aとは回転軸1方向で異なる位置から排気される。このため、車両用回転電機内で回転電機部12の放熱・冷却の用に供されて暖気された排気風が冷却風導入路6に再度取り込まれることを、更に抑制することができる。冷却風導入路6から導入される冷却風WINは外気から新たに取り込まれるため車両用回転電機の回転電機部12を効果的に放熱・冷却することができる。
Further, in the vehicular rotating electrical machine in the third alternative example, since the
ここで、ロータ3は回転子の一例であり、ダイオード等の整流素子やMOSトランジスタやIGBT等のパワースイッチング素子等を含む回路が電力制御用回路の一例である。また、モータハウジング5はハウジングの一例である。また、排気口9aは第1排気口の一例であり、排気口9bは第2排気口の一例である。また、電力制御基板7は電力制御部の一例である。
Here, the rotor 3 is an example of a rotor, and a circuit including a rectifying element such as a diode and a power switching element such as a MOS transistor or IGBT is an example of a power control circuit. The
以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、冷却風導入路6から導入される冷却風WINはその全量が通風孔2に導かれる。電力制御基板7は冷却風導入路6から通風孔2に向かう冷却風WINの通風経路Wを構成する冷却風導入路6に載置されているので、電力制御基板7が回転電機部12の制御動作に応じて発熱しても、電力制御基板7は通風経路Wを流れる冷却風WINにより効果的に放熱・冷却される。
As described above in detail, according to the present embodiment, the entire amount of the cooling air WIN introduced from the cooling
また、排気口9aが排気口9bより狭幅に開口されており開口面積が小さいので、排気風WOUTは、主に排気口9bから排気される。冷却風導入路6の吸気口6aと回転軸1の方向に隣接する位置に開口されているのは排気口9aであるので、吸気口6aに隣接する位置で排気される排気風WOUTの量は制限される。このため、車両用回転電機の回転電機部12で放熱・冷却の用に供されて暖気された排気風WOUTが吸気口6aから再度取り込まれることはない。吸気口6aからは暖気されていない外気を効率よく取り込むことができる。車両用回転電機において効果的に放熱・冷却を行なうことができる。
Further, since the
また、電力制御基板7と回転電機部12との間に冷却風導入路6が配設されるので、電力制御基板7と回転電機部12との間は冷却風により熱的に遮断される。それぞれで発生する熱が対面する領域に伝熱することによる熱的影響を排除することができる。
In addition, since the cooling
また、冷却風導入路6の吸気口6aが車両の前方に向かって開口されているので、特に走行時において、吸気口6aにエンジンルーム内で暖気された空気が取り込まれることはなく、暖気されていない外気が効率よく取り込まれる。
Further, since the
また、冷却風導入路6の壁面は熱伝導性の良好な部材で成型されており、電力制御基板7が配設される冷却風導入路6の内側の壁面から通風経路W内に向かって放熱フィン11が立設されている。更に、放熱フィン11も冷却風導入路6の壁面と同様に熱伝導性の良好な部材で成型されている。これにより、冷却風導入路6、および冷却風導入路6に載置されている電力制御基板7は効果的に放熱・冷却される。
Further, the wall surface of the cooling
尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、本実施形態では、電力制御基板7は冷却風導入路6の外壁面に載置されるものとして説明したが、本願はこれに限定されるものではない。冷却風導入路6内の通風経路Wに載置される構成とすることもできる。
また、排気口9aは排気口9bと共に、モータハウジング5の側壁において周方向に所定の間隔で開口される場合について説明したが、本願はこれに限定されるものではない。排気口9aが開口される間隔は排気口9bが開口される間隔に比して離間した間隔であってもよい。また、開口形状は長尺状の開口形状に限らず、その他の形状とすることもできる。
また、排気口9c、9dについても、その配置間隔や開口形状は、実施形態の場合に限定されるものではない。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, although the
Moreover, although the
Further, the arrangement intervals and the opening shapes of the
1 回転軸
2 通風孔
3 ロータ
3a 送風フィン
4 ステータ
5 モータハウジング
6 冷却風導入路
6a 吸気口
7 電力制御基板
8 コイル
9 排気口
9a、9b、9c、9d 排気口
10 プーリ
11 放熱フィン
12 回転電機部
13 電力制御部
21 ベルト
23 エンジン
25 クランクシャフト
W 通風経路
WIN 冷却風
WOUT 排気風
1 Rotating
6 Cooling
Claims (6)
前記電力制御部は、
前記回転軸に向かって冷却風を導入する冷却風導入路と、
前記冷却風導入路に連接され、前記回転軸の周縁で前記回転電機部に向かって開口される通風孔と、
電力制御用回路が実装され、前記冷却風導入路から前記通風孔に向かう冷却風によって冷却されるように配置される電力制御部とを備え、
前記回転電機部は、
回転子に一体に備えられる送風フィンを備え、
前記回転子の回転に伴い前記送風フィンが回転することにより発生する負圧に応じて前記冷却風が導入されることを特徴とする車両用回転電機。 A rotating electrical machine for a vehicle comprising: a rotating electrical machine unit; and a power control unit that is disposed adjacent to a rotational axis direction of the rotating electrical machine unit and controls the rotating electrical machine unit,
The power control unit
A cooling air introduction path for introducing cooling air toward the rotating shaft;
A ventilation hole connected to the cooling air introduction path and opened toward the rotating electrical machine part at the periphery of the rotating shaft;
A power control circuit is mounted, and includes a power control unit disposed so as to be cooled by cooling air from the cooling air introduction path toward the ventilation hole,
The rotating electrical machine part is
Provided with air blowing fins integrated with the rotor,
The rotating electrical machine for a vehicle according to claim 1, wherein the cooling air is introduced in accordance with a negative pressure generated by the rotation of the blower fins as the rotor rotates.
前記回転電機部は、
前記回転子および固定子を収納するハウジングにおいて、前記冷却風を排気する排気口を備え、
前記回転軸方向で前記電力制御部側にある前記排気口は、排気量が前記吸気口付近よりも前記吸気口から離れた部分のほうが多くなるように形成されている請求項1に記載の車両用回転電機。 The inlet of the cooling air introduction path opens in the radial direction,
The rotating electrical machine part is
In the housing that houses the rotor and the stator, the exhaust port for exhausting the cooling air,
2. The vehicle according to claim 1, wherein the exhaust port located on the power control unit side in the rotation axis direction is formed such that an exhaust amount is larger in a portion away from the intake port than in the vicinity of the intake port. Rotating electric machine.
前記回転軸方向において前記吸気口に隣接する位置に配置される第1排気口と、
前記第1排気口に隣接して周方向に配置される第2排気口とを備え、
前記第1排気口は、前記第2排気口に比して排気口の開口面積が小さいことを特徴とする請求項2に記載の車両用回転電機。 The exhaust port is
A first exhaust port disposed at a position adjacent to the intake port in the rotational axis direction;
A second exhaust port disposed in the circumferential direction adjacent to the first exhaust port,
The rotating electrical machine for a vehicle according to claim 2, wherein the first exhaust port has an opening area of the exhaust port smaller than that of the second exhaust port.
前記壁面の外側面に前記電力制御部が配設され、該壁面の内側面から前記通風経路内に放熱フィンが立設されてなることを特徴とする請求項1ないし5の何れか1項に記載の車両用回転電機。
The cooling air introduction path is formed by molding a wall having a good thermal conductivity,
The power control unit is disposed on an outer side surface of the wall surface, and a heat radiating fin is provided upright in the ventilation path from an inner side surface of the wall surface. The rotating electrical machine for vehicles as described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012009674A JP2013150468A (en) | 2012-01-20 | 2012-01-20 | Rotary electric machine for vehicle |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP5674900B1 (en) * | 2013-11-08 | 2015-02-25 | 三菱電機株式会社 | Electric power supply unit integrated rotating electric machine |
CN105706340A (en) * | 2013-09-09 | 2016-06-22 | 法雷奥电机设备公司 | Protective cover for a rotating electric machine for a motor vehicle |
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2012
- 2012-01-20 JP JP2012009674A patent/JP2013150468A/en active Pending
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