JP2014082892A - Assembly method of rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、制御装置が回転電機本体に搭載された例えばオルタネータまたはオルタネータ兼スタータなどの回転電機に関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine such as an alternator or an alternator / starter mounted on a rotating electrical machine main body.
従来、制御装置が回転電機本体に搭載された回転電機においては、制御装置は、直流電流を交流電流、または交流電流を直流電流に変換する電力モジュールと、界磁巻線に界磁電流を供給する界磁モジュールと、電力モジュールおよび界磁モジュールを制御する制御回路部とで構成されており、リヤブラケットの後方に配置されている。
制御装置の構成としては、例えば、特許文献１の制御装置では、複数のパワーモジュール（電力モジュール）がヒートシンクの表面上に絶縁層を介して搭載され、そのアース端子は樹脂ケースにインサート成形されたアース電位接続用端子に接続されている。界磁モジュールも同様である。このアース電位接続用端子はリング状の開口部を備えており、ヒートシンクと共にリヤブラケットにネジ締結されるようになっている。（例えば、特許文献１）
また、特許文献２の制御装置では、各々の電子モジュールが単体で絶縁され、ヒートシンクに搭載されている。この電子モジュールは、箱型のハウジングとハウジング内に配置された複数の半導体素子（パワートランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等）と、ハウジングに一体的に成形された電力接続部材（金属トラック）とからなり、ハウジングの底面には電力接続部材に絶縁接着されたアルミまたは、銅製のプレートが装着された構成になっている。（例えば、特許文献２）
Conventionally, in a rotating electrical machine in which a control device is mounted on the rotating electrical machine body, the control device supplies a field current to a power module that converts a direct current into an alternating current or an alternating current into a direct current, and a field winding. And a control circuit unit that controls the power module and the field module, and is disposed behind the rear bracket.
As a configuration of the control device, for example, in the control device of Patent Document 1, a plurality of power modules (power modules) are mounted on the surface of the heat sink via an insulating layer, and the ground terminal is insert-molded in a resin case. Connected to the ground potential connection terminal. The same applies to the field module. This ground potential connection terminal has a ring-shaped opening, and is screwed to the rear bracket together with the heat sink. (For example, Patent Document 1)
Moreover, in the control apparatus of patent document 2, each electronic module is insulated independently and mounted in the heat sink. This electronic module includes a box-shaped housing and a plurality of semiconductor elements (power transistor, MOSFET, IGBT, etc.) disposed in the housing, and a power connection member (metal track) integrally formed in the housing. On the bottom surface of the housing, an aluminum or copper plate that is insulatively bonded to the power connecting member is mounted. (For example, Patent Document 2)
従来の特許文献１のような回転電機の制御装置にあっては、電力モジュールや界磁モジュールなどの電子モジュールのアース端子が樹脂ケースに形成されたアース電位接続端子を経由してヒートシンクに接地しているため、電子モジュールとヒートシンクの間の絶縁耐圧チェックが困難という課題があった。また、特許文献２のような回転電機の制御装置にあっては、電子モジュール単体で絶縁耐圧チェックが完了しているので、ヒートシンクとの絶縁耐圧チェックは不要であるが、電子モジュールの発熱を底面に接着された金属プレートからヒートシンクへ伝達するときのロスが大きく、電子モジュール内の半導体素子の冷却性の確保が難しいうえ、電子モジュールのハウジングの底面に金属製のプレートを装着するため、電子モジュールの構成が複雑になるという課題があった。 In a conventional control device for a rotating electrical machine such as Patent Document 1, an earth terminal of an electronic module such as a power module or a field module is grounded to a heat sink via an earth potential connection terminal formed on a resin case. Therefore, there is a problem that it is difficult to check the dielectric strength between the electronic module and the heat sink. In addition, in the control device for a rotating electrical machine as in Patent Document 2, since the withstand voltage check is completed with the electronic module alone, the withstand voltage check with the heat sink is unnecessary, but the heat generation of the electronic module is reduced to the bottom. Loss when transmitting from the metal plate bonded to the heat sink to the heat sink is large, it is difficult to ensure the cooling performance of the semiconductor element in the electronic module, and the metal plate is attached to the bottom of the housing of the electronic module, so the electronic module There is a problem that the configuration of the system becomes complicated.
この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、電子モジュールの構造の簡素化を図りながら、制御装置を回転電機本体に取り付ける直前に電子モジュールとヒートシンクの絶縁耐圧を確認できるようにすることで、市場への不良品の流出を未然に防止することができる制御装置一体型の回転電機を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the dielectric strength between the electronic module and the heat sink can be confirmed immediately before the controller is attached to the rotating electrical machine body while simplifying the structure of the electronic module. By doing so, an object is to obtain a controller-integrated rotating electrical machine capable of preventing the outflow of defective products to the market.
この発明に係る回転電機は、制御装置が回転電機本体に搭載された回転電機において、前記制御装置を構成する複数の電子モジュールが絶縁層を介してヒートシンクの表面上に
搭載され、前記電子モジュールのアース端子が前記ヒートシンクから離間して配置されるとともに、前記電子モジュールと前記ヒートシンク間の絶縁耐電圧試験実施後に前記アース端子と前記ヒートシンクが電気的に接続されるよう構成されていることを特徴とするものである。
In the rotating electrical machine according to the present invention, in the rotating electrical machine in which the control device is mounted on the rotating electrical machine main body, a plurality of electronic modules constituting the control device are mounted on the surface of the heat sink via an insulating layer. A ground terminal is disposed apart from the heat sink, and is configured such that the ground terminal and the heat sink are electrically connected after performing an insulation withstand voltage test between the electronic module and the heat sink. To do.
この発明の回転電機によれば、制御装置を構成する複数の電子モジュールが絶縁層を介してヒートシンクの表面上に搭載され、前記電子モジュールのアース端子が前記ヒートシンクから離間して配置されるとともに、前記電子モジュールと前記ヒートシンク間の絶縁耐電圧試験実施後に前記アース端子と前記ヒートシンクが電気的に接続されるよう構成されているため、ヒートシンクに電子モジュールが搭載された時点では、電子モジュールのアース端子がヒートシンクから離間して配置されており、電子モジュールとヒートシンクの間の絶縁耐圧チェックが可能である。さらに、この電子モジュールの接着面は、電位をもった電力接続部材が露出されており、電子モジュールの発熱は絶縁層（接着剤または絶縁シートなど）のみを介してヒートシンクに伝導されるので、冷却性能を容易に確保できる。また、電子モジュール自体の構成もシンプルにできるため、電子モジュール自体の小型化、ひいては制御装置の小型化もできる効果がある。 According to the rotating electrical machine of the present invention, a plurality of electronic modules constituting the control device are mounted on the surface of the heat sink via an insulating layer, and the ground terminal of the electronic module is disposed apart from the heat sink, Since the ground terminal and the heat sink are configured to be electrically connected after the dielectric withstand voltage test between the electronic module and the heat sink, the ground terminal of the electronic module is mounted when the electronic module is mounted on the heat sink. Are spaced apart from the heat sink, and a dielectric strength check between the electronic module and the heat sink is possible. In addition, the power connection member having a potential is exposed on the adhesive surface of the electronic module, and the heat generated in the electronic module is conducted to the heat sink only through the insulating layer (adhesive or insulating sheet). Performance can be secured easily. Further, since the configuration of the electronic module itself can be simplified, there is an effect that the electronic module itself can be reduced in size and, in turn, the control device can be reduced in size.
以下、この発明の実施の形態について説明するが、各図において同一、または相当部分については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における回転電機を示す縦断面図、図２はこの発明の実施の形態１における回転電機の制御基板取り付け前の状態の制御装置をリヤ側から見た側面図、図３はこの発明の実施の形態１における回転電機の電気回路を示す説明図、図４ａはこの発明の実施の形態１における回転電機の図２のI−I矢視断面を示す断面図（絶縁耐圧チェック前）、図４ｂはこの発明の実施の形態１における回転電機の図２のI−I矢視断面を示す断面図（絶縁耐圧チェック後）である。図１から図３において、回転電機１は、回転電機本体２と、回転電機本体２に搭載された制御装置３とを有する制御装置一体型回転電機であり、この例では、回転電機１は例えばオルタネータ兼スタータなどの交流発電電動機（モータジェネレータ）である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the drawings, the same or corresponding parts will be described with the same reference numerals.
Embodiment 1 FIG.
1 is a longitudinal sectional view showing a rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the control device in the state before mounting of the control board of the rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention as seen from the rear side. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an electric circuit of the rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4A is a cross-sectional view showing a section taken along the line II of FIG. 2 of the rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4B is a cross-sectional view (after the dielectric strength check) showing a cross section taken along the line I-I of FIG. 2 of the rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention. 1 to 3, a rotating electrical machine 1 is a controller-integrated rotating electrical machine having a rotating electrical machine body 2 and a control device 3 mounted on the rotating electrical machine body 2. In this example, the rotating electrical machine 1 is, for example, It is an AC generator motor (motor generator) such as an alternator and starter.
回転電機本体２は、筒状の固定子４と、固定子４の内側に配置され、固定子４に対して回転可能な回転子５と、固定子４及び回転子５を支持するケース（支持体）６とを有している。
ケース６は、回転子５の軸線方向の前後についており、固定子４を挟む金属製のフロント（前）ブラケット７およびリヤ（後）ブラケット８と、フロントブラケット７及びリヤブラケット８間を締め付ける複数の締結ボルト９とを有している。
固定子４は、フロントブラケット７及びリヤブラケット８のそれぞれに固定された筒状の固定子鉄心１０と、固定子鉄心１０に設けられた固定子巻線（電機子巻線）１１とを有している。
回転子５は、回転子５の軸線上に配置された回転軸１２と、回転軸１２の中間部に固定された回転子鉄心１３と、回転子鉄心１３に設けられた回転子巻線（界磁巻線）１４とを有している。
The rotating electrical machine main body 2 includes a cylindrical stator 4, a rotor 5 that is disposed inside the stator 4 and is rotatable with respect to the stator 4, and a case that supports the stator 4 and the rotor 5 (support Body) 6.
The case 6 is in front of and behind the rotor 5 in the axial direction, and includes a plurality of metal front (front) brackets 7 and rear (rear) brackets 8 sandwiching the stator 4, and a plurality of bolts between the front bracket 7 and the rear bracket 8. It has a fastening bolt 9.
The stator 4 has a cylindrical stator core 10 fixed to each of the front bracket 7 and the rear bracket 8, and a stator winding (armature winding) 11 provided on the stator core 10. ing.
The rotor 5 includes a rotating shaft 12 disposed on the axis of the rotor 5, a rotor core 13 fixed to an intermediate portion of the rotating shaft 12, and a rotor winding (field) provided on the rotor core 13. Magnetic winding) 14.
回転軸１２は、フロントブラケット７及びリヤブラケット８を貫通している。また、回転軸１２は、フロントブラケット７及びリヤブラケット８のそれぞれに軸受１５を介して回転自在に支持されている。
回転子鉄心１３の外周部は、固定子４の内周部に対向している。回転子鉄心１３の前後には、回転子５と一体に回転する送風用の冷却ファン１６が設けられている。
回転軸１２のフロントブラケット７側の端部には、プーリ１７が固定されている。プーリ１７には、エンジン（図示せず）の回転軸と連動する伝達ベルト（図示せず）が巻き掛けられている。また、回転軸１２のリヤブラケット８側には、回転軸１２の回転位置に応じた信号を発生する回転位置検出センサ１８と、回転子巻線１４に電気的に接続された複数のスリップリング１９が設けられている。スリップリング１９は、回転軸１２の外周部を囲む環状の導電性部材である。
The rotating shaft 12 passes through the front bracket 7 and the rear bracket 8. The rotating shaft 12 is rotatably supported by the front bracket 7 and the rear bracket 8 via bearings 15.
The outer peripheral portion of the rotor core 13 faces the inner peripheral portion of the stator 4. Before and after the rotor core 13, a cooling fan 16 for blowing air that rotates integrally with the rotor 5 is provided.
A pulley 17 is fixed to the end of the rotating shaft 12 on the front bracket 7 side. The pulley 17 is wound around a transmission belt (not shown) that interlocks with a rotating shaft of an engine (not shown). Further, on the rear bracket 8 side of the rotary shaft 12, a rotational position detection sensor 18 that generates a signal corresponding to the rotational position of the rotary shaft 12 and a plurality of slip rings 19 electrically connected to the rotor winding 14. Is provided. The slip ring 19 is an annular conductive member that surrounds the outer periphery of the rotating shaft 12.
スリップリング１９には、回転子５に磁界を発生させるための界磁電流をスリップリング１９に供給するための導電性のブラシ２０がそれぞれ接触している。リヤブラケット８には、各スリップリング１９に対して接離する方向へブラシ２０を案内するブラシホルダ２１が設けられている。ブラシホルダ２１には、各スリップリング１９に接触する方向へ各ブラシ２０を個別に付勢する押圧ばね２２が設けられている。各ブラシ２０は、押圧ばね２２の付勢力により、スリップリング１９に押し付けられる。回転子５が回転されるときには、スリップリング１９がブラシ２０に対して摺動する。 The slip ring 19 is in contact with a conductive brush 20 for supplying a field current for generating a magnetic field in the rotor 5 to the slip ring 19. The rear bracket 8 is provided with a brush holder 21 that guides the brush 20 in a direction in which the brush 20 comes in contact with or separates from each slip ring 19. The brush holder 21 is provided with a pressing spring 22 that individually biases each brush 20 in a direction in contact with each slip ring 19. Each brush 20 is pressed against the slip ring 19 by the urging force of the pressing spring 22. When the rotor 5 is rotated, the slip ring 19 slides with respect to the brush 20.
制御装置３は、リヤブラケット８に支持され、絶縁樹脂で成形されたカバー３９で覆われており、固定子巻線１１に電気的に接続された電力モジュール２３と、バッテリ（外部直流電源）３０からの電力を調整して界磁電流として回転子巻線１４に供給する界磁モジュール２４と、これらの電子モジュールが実装されるヒートシンク２９と配線部材３１、および電力モジュール２３及び界磁モジュール２４のそれぞれを制御する制御回路部２５とを有している。
界磁モジュール２４は、界磁電流を通電する半導体素子３２群をモールディングして作製され、バッテリ端子２４ａとアース端子２４ｂと界磁巻線接続端子２４ｃと信号端子２４ｄとを有する。また、裏面には電位をもった電力接続部材３３が露出されており、絶縁性の接着剤または絶縁シートからなる絶縁層３４を介してヒートシンク２９に固定されている。
The control device 3 is supported by the rear bracket 8 and covered with a cover 39 formed of insulating resin, and is electrically connected to the stator winding 11 and a battery (external DC power source) 30. Of the field module 24 that adjusts the power from the power supply and supplies it as a field current to the rotor winding 14, the heat sink 29 and the wiring member 31 on which these electronic modules are mounted, and the power module 23 and the field module 24. And a control circuit unit 25 for controlling each of them.
The field module 24 is manufactured by molding a group of semiconductor elements 32 through which a field current is passed, and includes a battery terminal 24a, a ground terminal 24b, a field winding connection terminal 24c, and a signal terminal 24d. Further, a power connection member 33 having a potential is exposed on the back surface, and is fixed to the heat sink 29 via an insulating layer 34 made of an insulating adhesive or insulating sheet.
電力モジュール２３は、固定子電流を通電する２つの半導体素子３６を直列に接続した素子対をモールディングして作製され、バッテリ端子２３ａとアース端子２３ｂと交流出力端子２３ｃと信号端子２３ｄとを有する。信号端子２３ｄは、直列接続される一方の半導体素子３６のソースと他方の半導体素子３６のドレインとの接点に接続される端子、および各半導体素子３６のゲート電極に接続される端子である。また、界磁モジュール２４と同様に、電力モジュール２３の裏面には電位をもった電力接続部材３３が露出されており、絶縁性の接着剤または絶縁シートからなる絶縁層３４を介してヒートシンク２９に固定されている。
制御回路部２５は、各種の電子部品２８を制御基板２６に実装して構成され、電力モジュール２３の信号端子２３ｄ、界磁モジュール２４の信号端子２４ｄ、回転位置検出センサ１８の信号端子１８ａ、外部からの信号線接続用コネクタ２７の信号端子などに電気的に接続されている。
The power module 23 is manufactured by molding an element pair in which two semiconductor elements 36 for passing a stator current are connected in series, and includes a battery terminal 23a, a ground terminal 23b, an AC output terminal 23c, and a signal terminal 23d. The signal terminal 23 d is a terminal connected to the contact point between the source of one semiconductor element 36 and the drain of the other semiconductor element 36 connected in series, and a terminal connected to the gate electrode of each semiconductor element 36. Similarly to the field module 24, a power connection member 33 having a potential is exposed on the back surface of the power module 23, and is attached to the heat sink 29 via an insulating layer 34 made of an insulating adhesive or insulating sheet. It is fixed.
The control circuit unit 25 is configured by mounting various electronic components 28 on the control board 26, and includes a signal terminal 23d of the power module 23, a signal terminal 24d of the field module 24, a signal terminal 18a of the rotational position detection sensor 18, and an external device. Are electrically connected to the signal terminals of the signal line connector 27.
次に、制御装置３の動作について説明する。制御回路部２５では、回転位置検出センサ１８からの回転子５の回転位置信号と、外部接続用コネクタ２７を通じて入力された例えばエンジン制御ユニットなどの外部機器（図示せず）からの信号情報に基づいて、界磁モジュール２４及び電力モジュール２３を制御する。
エンジンの始動時には、バッテリ３０からの直流電力が電力モジュール２３及び界磁モジュール２４のそれぞれに供給される。界磁モジュール２４では、制御回路部２５の制御により、バッテリ３０からの直流電力を界磁電流に調整する動作が行われる。界磁モジュール２４からの界磁電流は、ブラシ２０及びスリップリング１９を介して回転子巻線１４に供給される。これにより、回転子５には、直流磁界が発生する。
一方、電力モジュール２３は、制御回路部２５の制御により、スイッチング動作が行われる。これにより、バッテリ３０からの直流電力が交流電力に変換される。電力モジュール２３で変換された交流電力は、固定子巻線１１に供給される。これにより、固定子４には回転磁界が発生し、回転子５が回転する。回転子５の回転により、プーリ１７が回転され、エンジンが始動される。
Next, the operation of the control device 3 will be described. The control circuit unit 25 is based on the rotational position signal of the rotor 5 from the rotational position detection sensor 18 and signal information from an external device (not shown) such as an engine control unit input through the external connection connector 27. Thus, the field module 24 and the power module 23 are controlled.
When the engine is started, DC power from the battery 30 is supplied to each of the power module 23 and the field module 24. In the field module 24, an operation for adjusting the DC power from the battery 30 to the field current is performed under the control of the control circuit unit 25. The field current from the field module 24 is supplied to the rotor winding 14 via the brush 20 and the slip ring 19. As a result, a DC magnetic field is generated in the rotor 5.
On the other hand, the power module 23 performs a switching operation under the control of the control circuit unit 25. Thereby, the DC power from the battery 30 is converted into AC power. The AC power converted by the power module 23 is supplied to the stator winding 11. Thereby, a rotating magnetic field is generated in the stator 4 and the rotor 5 rotates. The pulley 17 is rotated by the rotation of the rotor 5 and the engine is started.
エンジンの始動後には、エンジンからの回転動力がプーリ１７に伝達されて回転子５が回転され、固定子巻線１１に交流電力が誘起される。このとき、電力モジュール２３では、制御回路部２５の制御によりスイッチング動作が行われて、固定子巻線１１に誘起された交流電力を直流電力に変換する。この電力モジュール２３からの直流電力は、外部のバッテリ３０に充電される。 After the engine is started, the rotational power from the engine is transmitted to the pulley 17 to rotate the rotor 5, and AC power is induced in the stator winding 11. At this time, in the power module 23, a switching operation is performed under the control of the control circuit unit 25 to convert the AC power induced in the stator winding 11 into DC power. The direct current power from the power module 23 is charged in the external battery 30.
次に、電子モジュール（電力モジュール２３、界磁モジュール２４）とその配線構造について、図４ａおよび図４ｂにもとづき電力モジュール２３を用いて説明する。界磁モジュール２４も基本的な構成は電力モジュール２３と同様であるので説明は省略する。電力モジュール２３は、半導体素子３６と電力接続部材３３とが絶縁樹脂４０でモールド成形されており、半導体素子３６を冷却するためのヒートシンク２９に絶縁性接着剤または絶縁シートなどの絶縁層３４を介して実装されている。電力モジュール２３のバッテリ端子２３ａは、配線部材３１にインサート成形されたバッテリターミナル３７に接合されている。また、電力モジュール２３のアース端子２３ｂも配線部材３１にインサート成形されたアース電位の接続線に接続されており、そのアースターミナル（アース端子）３８は、図４ａに示すようにヒートシンク２９から離間するように隙間をあけて配置されている。このため、半導体素子３６の実装された電力接続部材３３とヒートシンク２９との間の絶縁耐圧チェックをすることができる。つまり、制御装置３の組み立てが完了した後に絶縁耐圧チェックができる。絶縁耐圧チェック後の工程は、各電力モジュール２３のアース端子２３ｂが接合されたアースターミナル３８のリング状の開口部４１を、図４ｂに示すようにヒートシンク２９にボルトまたはネジなどの締結部材４３でネジ締めして電気的に接続し、制御装置３を回転電機本体２に取り付けるだけなので、市場への不良品に流出を防ぐことができる。 Next, an electronic module (power module 23, field module 24) and its wiring structure will be described using the power module 23 based on FIGS. 4a and 4b. Since the field module 24 has the same basic configuration as that of the power module 23, description thereof is omitted. In the power module 23, the semiconductor element 36 and the power connection member 33 are molded with an insulating resin 40, and an insulating layer 34 such as an insulating adhesive or an insulating sheet is attached to a heat sink 29 for cooling the semiconductor element 36. Has been implemented. The battery terminal 23 a of the power module 23 is joined to a battery terminal 37 that is insert-molded in the wiring member 31. Further, the ground terminal 23b of the power module 23 is also connected to a ground potential connection line insert-molded in the wiring member 31, and the ground terminal (ground terminal) 38 is separated from the heat sink 29 as shown in FIG. 4a. So that there is a gap between them. For this reason, a dielectric strength check between the power connection member 33 on which the semiconductor element 36 is mounted and the heat sink 29 can be performed. That is, the dielectric strength check can be performed after the assembly of the control device 3 is completed. After the dielectric strength check, the ring-shaped opening 41 of the earth terminal 38 to which the earth terminal 23b of each power module 23 is joined is connected to the heat sink 29 with a fastening member 43 such as a bolt or a screw as shown in FIG. Since the control device 3 is simply attached to the rotating electrical machine main body 2 by screwing and electrically connected, it is possible to prevent outflow of defective products to the market.
また、電力モジュール２３に搭載された半導体素子３６（パワートランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等）の発熱は、電力接続部材３３、絶縁層３４（絶縁接着剤または絶縁シート）、ヒートシンク２９の順に伝導するため、電力モジュール２３単体で絶縁するよりも、効率よく冷却することができる。
さらに、電力モジュール２３は、電力接続部材３３と半導体素子３６と絶縁樹脂４０と半導体素子３６を電気接続する配線３５のみの簡素な構成が可能である。
また、電力モジュール２３のアース端子２３ｂは、配線部材３１のアースターミナル３８によって中継されているので、電力モジュール２３のアース端子２３ｂ位置によらず、任意の空きスペースにヒートシンク２９との接続位置を設定できるので、電力モジュール２３の実装の自由度が向上する。
また、電力モジュール２３を構成する電力接続部材３３も、アース端子２３ｂの取り出し位置を気にする必要がないので小さく構成でき、電力モジュール２３を小型化できる。
Further, the heat generated by the semiconductor element 36 (power transistor, MOSFET, IGBT, etc.) mounted on the power module 23 is conducted in the order of the power connecting member 33, the insulating layer 34 (insulating adhesive or insulating sheet), and the heat sink 29. The power module 23 can be cooled more efficiently than being isolated by itself.
Furthermore, the power module 23 can have a simple configuration including only the power connection member 33, the semiconductor element 36, the insulating resin 40, and the wiring 35 that electrically connects the semiconductor element 36.
Further, since the ground terminal 23b of the power module 23 is relayed by the ground terminal 38 of the wiring member 31, the connection position with the heat sink 29 is set in an arbitrary empty space regardless of the position of the ground terminal 23b of the power module 23. Therefore, the degree of freedom for mounting the power module 23 is improved.
Further, the power connection member 33 constituting the power module 23 can also be made small because it is not necessary to care about the position where the ground terminal 23b is taken out, and the power module 23 can be downsized.
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２における回転電機のアース端子の取り付け状態を示す断面図（絶縁耐圧チェック後）である。上記実施の形態１では、絶縁耐圧チェック後の工程は、各電力モジュール２３のアース端子２３ｂが接合されたアースターミナル３８のリング状の開口部４１をヒートシンク２９に締結部材４３でネジ締めし、制御装置３を回転電機本体２に取り付けた場合について説明したが、実施の形態２では、図５に示すようにアースターミナル３８のリング状の開口部４１の位置を制御装置３の取り付け位置と同じ位置にして、ヒートシンク２９を挟み込むようにしてリヤブラケット８に取り付けている。この構成により、電力モジュール２３のアース接続用の締結部材４３の本数を減らすことができ、部品点数の低減によるコスト低減が可能になる。
この構成は電力モジュール２３について説明したが、界磁モジュール２４についても同様の構成をとることは可能である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view (after an insulation withstand voltage check) showing an attachment state of the ground terminal of the rotating electric machine according to Embodiment 2 of the present invention. In the first embodiment, after the dielectric breakdown voltage check, the ring-shaped opening 41 of the earth terminal 38 to which the earth terminal 23b of each power module 23 is joined is screwed to the heat sink 29 with the fastening member 43 and controlled. Although the case where the apparatus 3 is attached to the rotating electrical machine main body 2 has been described, in the second embodiment, the position of the ring-shaped opening 41 of the earth terminal 38 is the same as the attachment position of the control apparatus 3 as shown in FIG. The heat sink 29 is sandwiched between the rear bracket 8 and the heat sink 29. With this configuration, the number of fastening members 43 for ground connection of the power module 23 can be reduced, and the cost can be reduced by reducing the number of components.
Although this configuration has been described for the power module 23, the field module 24 can have the same configuration.
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３における回転電機のアース端子の取り付け状態を示す断面図（絶縁耐圧チェック後）である。上記実施の形態１および２では、絶縁耐圧チェック後にアースターミナル３８に備えられたリング状の開口部４１にてヒートシンク２９に締結部材４３でネジ締めした場合について説明したが、実施の形態３では、図６に示すようにアースターミナル３８はヒートシンク２９に溶接またはろう付けなどの溶着部４２により直接電気的に接続されている。この構成により、アースターミナル３８とヒートシンク２９の接合する端部を単純な形状にすることができ、ネジなどの他の部品が不要になって部品点数の低減によるコスト低減が可能になる。また、溶着による接合のため、確実に接合することができ、耐振性や信頼性を確保することが可能となる。
この構成は電力モジュール２３について説明したが、界磁モジュール２４についても同様の構成をとることは可能である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view (after an insulation withstand voltage check) showing an attachment state of the ground terminal of the rotating electrical machine according to Embodiment 3 of the present invention. In the first and second embodiments, the case where the ring-shaped opening 41 provided in the earth terminal 38 is screwed to the heat sink 29 with the fastening member 43 after the dielectric breakdown voltage check has been described, but in the third embodiment, As shown in FIG. 6, the ground terminal 38 is directly electrically connected to the heat sink 29 by a welded portion 42 such as welding or brazing. With this configuration, the end portion where the earth terminal 38 and the heat sink 29 are joined can be formed in a simple shape, and other parts such as screws are not required, and the cost can be reduced by reducing the number of parts. Moreover, since it is joined by welding, it can be reliably joined, and it is possible to ensure vibration resistance and reliability.
Although this configuration has been described for the power module 23, the field module 24 can have the same configuration.
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４における回転電機の制御基板取り付け前の状態の制御装置をリヤ側から見た側面図、図８はこの発明の実施の形態４における回転電機の図７のII−II矢視断面を示す断面図（絶縁耐圧チェック後）である。上記実施の形態１から３では電力モジュール２３のアース端子２３ｂは、配線部材３１のアースターミナル３８を介してヒートシンク２９に接続されていたが、実施の形態４では、図７および図８に示すように電力モジュール２３のアース端子２３ｂがリング状の開口部４１を備え、ヒートシンク２９に締結部材４３で直接ネジ締めされている。この構成により、電力モジュール２３のアース端子２３ｂを接続するための配線部材３１が不要になって部品点数の低減によるコスト低減が可能になる。また、電力モジュール２３のアース端子２３ｂが直接ヒートシンク２９に接続されるため、アース回路の経路が単純で、信頼性の確保が容易となる。
この構成は電力モジュール２３について説明したが、界磁モジュール２４についても同様の構成をとることは可能である。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 7 is a side view of the control device in the state before mounting the control board of the rotating electric machine according to the fourth embodiment of the present invention as viewed from the rear side, and FIG. 8 is II in FIG. 7 of the rotating electric machine according to the fourth embodiment of the present invention. It is sectional drawing (after an insulation withstand voltage check) which shows a -II arrow cross section. In the first to third embodiments, the ground terminal 23b of the power module 23 is connected to the heat sink 29 via the ground terminal 38 of the wiring member 31, but in the fourth embodiment, as shown in FIGS. The ground terminal 23 b of the power module 23 includes a ring-shaped opening 41 and is directly screwed to the heat sink 29 with a fastening member 43. With this configuration, the wiring member 31 for connecting the ground terminal 23b of the power module 23 becomes unnecessary, and the cost can be reduced by reducing the number of parts. Further, since the ground terminal 23b of the power module 23 is directly connected to the heat sink 29, the path of the ground circuit is simple and it is easy to ensure reliability.
Although this configuration has been described for the power module 23, the field module 24 can have the same configuration.
It should be noted that within the scope of the present invention, the embodiments can be freely combined, or the embodiments can be appropriately modified or omitted.
１ 回転電機、２ 回転電機本体、３ 制御装置、２３ 電力モジュール、２４ 界磁モジュール、２９ ヒートシンク、３８ アース端子。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating electrical machine, 2 Rotating electrical machine main body, 3 Control apparatus, 23 Power module, 24 Field module, 29 Heat sink, 38 Ground terminal.
この発明は、制御装置が回転電機本体に搭載された例えばオルタネータまたはオルタネータ兼スタータなどの回転電機の組立方法に関するものである。 The present invention relates to a method for assembling a rotating electrical machine such as an alternator or an alternator / starter in which a control device is mounted on a rotating electrical machine main body.
この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、電子モジュールの構造の簡素化を図りながら、制御装置を回転電機本体に取り付ける直前に電子モジュールとヒートシンクの絶縁耐圧を確認できるようにすることで、市場への不良品の流出を未然に防止することができる制御装置一体型の回転電機の組立方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the dielectric strength between the electronic module and the heat sink can be confirmed immediately before the controller is attached to the rotating electrical machine body while simplifying the structure of the electronic module. By doing so, it is an object of the present invention to obtain a method for assembling a controller-integrated rotating electrical machine that can prevent the outflow of defective products to the market.
この発明に係る回転電機の組立方法は、制御装置が回転電機本体に搭載された回転電機の組立方法であって、前記制御装置を構成する複数の電子モジュールが絶縁層を介してヒートシンクの表面上に搭載され、前記電子モジュールのアース端子が前記ヒートシンクから離間して配置される工程と、前記搭載後に前記電子モジュールと前記ヒートシンク間の絶縁耐圧試験を実施する工程と、前記絶縁耐電圧試験実施後に前記アース端子と前記ヒートシンクが電気的に接続される工程とを備えていることを特徴とするものである。 Method of assembling a rotary electric machine according to the present invention, the control device is a method of assembling the mounted rotary electric machine to the rotary electric machine main body, wherein the controller a plurality of electronic modules constituting the surface of the heat sink through the insulating layer And a step of disposing the ground terminal of the electronic module away from the heat sink, a step of performing a dielectric strength test between the electronic module and the heat sink after the mounting, and after performing the dielectric withstand voltage test And a step of electrically connecting the ground terminal and the heat sink.
この発明の回転電機の組立方法によれば、制御装置を構成する複数の電子モジュールが絶縁層を介してヒートシンクの表面上に搭載され、前記電子モジュールのアース端子が前記ヒートシンクから離間して配置される工程と、前記搭載後に前記電子モジュールと前記ヒートシンク間の絶縁耐圧試験を実施する工程と、前記絶縁耐電圧試験実施後に前記アース端子と前記ヒートシンクが電気的に接続される工程とを備えているため、ヒートシンクに電子モジュールが搭載された時点では、電子モジュールのアース端子がヒートシンクから離間して配置されており、電子モジュールとヒートシンクの間の絶縁耐圧チェックが可能である。さらに、この電子モジュールの接着面は、電位をもった電力接続部材が露出されており、電子モジュールの発熱は絶縁層（接着剤または絶縁シートなど）のみを介してヒートシンクに伝導されるので、冷却性能を容易に確保できる。また、電子モジュール自体の構成もシンプルにできるため、電子モジュール自体の小型化、ひいては制御装置の小型化もできる効果がある。 According to the method of assembling a rotating electrical machine of the present invention, a plurality of electronic modules constituting the control device are mounted on the surface of the heat sink via an insulating layer, and the ground terminal of the electronic module is disposed apart from the heat sink. that a step, a step of performing a withstand voltage test between the said electronic module after the mounting heat sink, the ground terminal and the heat sink after the dielectric withstand voltage test implementation and a step of electrically connecting For this reason, when the electronic module is mounted on the heat sink, the ground terminal of the electronic module is disposed away from the heat sink, so that a dielectric strength check between the electronic module and the heat sink can be performed. In addition, the power connection member having a potential is exposed on the adhesive surface of the electronic module, and the heat generated in the electronic module is conducted to the heat sink only through the insulating layer (adhesive or insulating sheet). Performance can be secured easily. Further, since the configuration of the electronic module itself can be simplified, there is an effect that the electronic module itself can be reduced in size and, in turn, the control device can be reduced in size.
Claims (8)
4. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the ground terminal of the electronic module is directly screw-connected to the heat sink.
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