JP2014183615A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine.
従来、巻線への通電を切り替える半導体モジュール、および、半導体モジュールの作動を制御する制御基板を内蔵する回転電機が知られている。例えば特許文献1に記載された電動パワーステアリング装置の回転電機では、半導体モジュールおよび制御基板を内蔵することにより、半導体モジュールおよび制御基板が回転電機の外部に設けられる場合と比べ、車両への組付工数の削減、および、設置スペースの削減等に寄与している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor module that switches energization to a winding and a rotating electrical machine that incorporates a control board that controls the operation of the semiconductor module are known. For example, in the rotating electrical machine of the electric power steering device described in
特許文献1の回転電機では、巻線に流れるリップル電流を抑制するためのコンデンサを備えている。そして、この回転電機では、半導体モジュール、制御基板およびコンデンサは、ステータ等を収容するモータケースの軸方向外側かつシャフトの軸方向に並ぶようにして設けられている。そのため、回転電機がシャフトの軸方向に大型化するおそれがある。
特許文献1の回転電機は、車両のコラム軸の近傍に設置される。このような電動パワーステアリング装置用の回転電機や車両の車輪を駆動する主機モータ等、車載用の回転電機の場合、車種によっては設置スペースの制約を受けることがある。そのため、特に車載用の回転電機では小型化が重要な課題となっている。
The rotating electric machine of
The rotating electrical machine of
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、制御基板を内蔵する小型の回転電機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a small rotating electrical machine having a built-in control board.
本発明の回転電機は、モータケースとステータと巻線とロータとシャフトと半導体モジュールと制御基板とコンデンサとを備えている。
ステータは、筒状のモータケースに収容される。巻線は、ステータに巻回されるようにして設けられる。ロータは、ステータの内側に回転可能に設けられる。シャフトは、ロータの回転中心に設けられる。半導体モジュールは、巻線への通電を切り替える。制御基板は、半導体モジュールの作動を制御する制御回路を有する。コンデンサは、半導体モジュールに接続される。これにより、巻線に流れるリップル電流を抑制可能である。
The rotating electrical machine of the present invention includes a motor case, a stator, a winding, a rotor, a shaft, a semiconductor module, a control board, and a capacitor.
The stator is accommodated in a cylindrical motor case. The winding is provided so as to be wound around the stator. The rotor is rotatably provided inside the stator. The shaft is provided at the rotation center of the rotor. The semiconductor module switches energization to the winding. The control board has a control circuit that controls the operation of the semiconductor module. The capacitor is connected to the semiconductor module. Thereby, the ripple current flowing through the winding can be suppressed.
本発明では、半導体モジュール、制御基板およびコンデンサは、モータケースの軸方向外側かつシャフトの径方向外側に設けられる。そのため、本発明では、半導体モジュールの作動を制御する制御基板を回転電機の一構成要素として備えながら、回転電機のシャフトの軸方向の大きさを小さくすることができる。
なお、半導体モジュールおよび制御基板を、コンデンサに対しシャフトの径方向外側に設けた場合、回転電機のシャフトの軸方向の大きさをさらに小さくすることができる。
In the present invention, the semiconductor module, the control board, and the capacitor are provided outside in the axial direction of the motor case and outside in the radial direction of the shaft. Therefore, in the present invention, the axial size of the shaft of the rotating electrical machine can be reduced while the control board for controlling the operation of the semiconductor module is provided as one component of the rotating electrical machine.
When the semiconductor module and the control board are provided on the outer side in the radial direction of the shaft with respect to the capacitor, the size in the axial direction of the shaft of the rotating electrical machine can be further reduced.
以下、本発明の複数の実施形態による回転電機を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による回転電機、および、その一部を図1〜10に示す。
回転電機1は、例えば車両の車輪を駆動するための主機モータとして適用される。
Hereinafter, a rotating electrical machine according to a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(First embodiment)
The rotary electric machine by 1st Embodiment of this invention and its part are shown to FIGS.
The rotating
回転電機1は、図1、10に示すように、モータケース10、ステータ21、巻線30、ロータ22、シャフト40、半導体モジュール50、制御基板60、コンデンサ70、インバータケース80およびインバータカバー90等を備えている。
モータケース10は、例えば金属により有底筒状に形成されている。モータケース10は、筒部11および底部12を有している。底部12は、筒部11の一端を塞ぐようにして筒部11と一体に形成されている。
ステータ21は、例えば鉄等の金属薄板を積層することにより、略円環状に形成されている。ステータ21は、軸が筒部11の軸と平行になるよう、モータケース10の内側に収容および固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 10, the rotating
The
The
巻線30は、ステータ21に巻回されるようにして設けられている。
ロータ22は、例えば鉄等の金属薄板を積層することにより、略円板状に形成されている。ロータ22は、中心を板厚方向に貫く穴部23を有している。ロータ22は、穴部23の外縁から軸方向の一方に延びる延伸部24、および、軸方向の他方に延びる延伸部25を有している。ロータ22は、ステータ21の内側に設けられる。
The winding 30 is provided so as to be wound around the
The
シャフト40は、アウターシャフト41およびインナーシャフト42を有している。アウターシャフト41は、例えば金属により筒状に形成され、外壁がロータ22の穴部23の内壁に嵌合するようにして設けられている。これにより、アウターシャフト41とロータ22とは、一体に回転可能である。
The
インナーシャフト42は、例えば金属により筒状に形成され、アウターシャフト41の内側に設けられている。インナーシャフト42は、外径がアウターシャフト41の内径よりも小さい。そのため、インナーシャフト42は、アウターシャフト41に対し相対回転可能である。
The
モータケース10の筒部11の底部12とは反対側には、筒部11の底部12とは反対側の端部を塞ぐようにしてモータカバー100が設けられている。
モータケース10の底部12の中央には、底部12を板厚方向に貫く穴部が形成され、軸受13が設けられている。モータカバー100の中央には、モータカバー100を板厚方向に貫く穴部が形成され、軸受101が設けられている。
A
In the center of the
図1に示すように、アウターシャフト41は、ロータ22の延伸部24を介して軸受13に軸受けされ、ロータ22の延伸部25を介して軸受101に軸受けされている。これにより、ロータ22は、ステータ21の内側で回転可能に設けられている。すなわち、シャフト40は、ロータ22の回転中心に設けられている。ロータ22が回転することにより、回転電機1の回転がシャフト40の一端から出力される。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態では、インナーシャフト42の内側に潤滑油が供給される。また、インナーシャフト42には、内壁と外壁とを接続する穴部が形成されている。これにより、当該穴部を経由してインナーシャフト42の内側から外側へ潤滑油が流出し、インナーシャフト42の外壁およびアウターシャフト41の内壁等の摺動箇所が潤滑される。
In the present embodiment, lubricating oil is supplied to the inner side of the
半導体モジュール50は、図3に示すように、スイッチング素子51、52、樹脂体53、金属板54、55、56、端子57、58、59等を有している。
スイッチング素子51、52は、本実施形態では、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等の半導体スイッチング素子である。樹脂体53は、樹脂により例えば矩形の板状に形成され、スイッチング素子51、52を封止している。
As illustrated in FIG. 3, the
In the present embodiment, the switching
金属板54、55、56は、例えば銅等の金属により板状に形成されている。金属板54は、一方の面がスイッチング素子51のコレクタに接続し、他方の面が樹脂体53から露出するよう樹脂体53に設けられている。金属板55は、一方の面がスイッチング素子52のエミッタに接続し、他方の面が樹脂体53から露出するよう樹脂体53に設けられている。スイッチング素子51のエミッタとスイッチング素子52のコレクタとは、樹脂体53内で接続されている。金属板56は、一方の面がスイッチング素子51のエミッタとスイッチング素子52のコレクタとの接続点に接続し、他方の面が樹脂体53から露出するよう樹脂体53に設けられている(図3(A)参照)。
The
端子57、58、59は、例えば銅等の金属薄板により形成されている。端子57は、一方の面が金属板54の他方の面に接合するようにして設けられている。端子58は、一方の面が金属板55の他方の面に接合するようにして設けられている。端子59は、一方の面が金属板56の他方の面に接合するようにして設けられている。端子57、58、59は、それぞれ、先端部が略直角に折れ曲がるようにして形成されている(図3(B)参照)。
The
制御基板60は、図3(C)に示すように、基板61、マイコン62およびドライバ63等を有している。基板61は、例えばガラス繊維とエポキシ樹脂からなるプリント配線板である。基板61は、円弧状に形成されている。
As shown in FIG. 3C, the
マイコン62およびドライバ63は、基板61の一方の面に実装されている。本実施形態では、マイコン62およびドライバ63は、基板61に対し、それぞれ3つ設けられている。図1、2、7、10に示すように、制御基板60は、2つ設けられている。2つの制御基板60は、環状となるよう同一平面上に配置されている。
The
図3(C)に示すように、基板61の他方の面、すなわち、マイコン62およびドライバ63とは反対側の面に、半導体モジュール50が設けられている。本実施形態では、半導体モジュール50は、1つの基板61に対し、3つ設けられている。
1つの基板61に設けられる3つの半導体モジュール50の端子59は、それぞれ、巻線30の各相(U相、V相、W相)に接続される。ここで、1つの半導体モジュール50のスイッチング素子51とスイッチング素子52とは、各相におけるスイッチング素子対(アーム)を構成している。本実施形態では、1つの基板61に設けられる3つの半導体モジュール50は、1系統のインバータを構成している。よって、本実施形態では、2系統のインバータを備えている。
As shown in FIG. 3C, the
マイコン62は、CPU、ROM、RAMおよびIO等を有する小型のコンピュータである。ドライバ63は、マイコン62および半導体モジュール50のスイッチング素子51、52のゲートに接続されている。マイコン62は、演算により算出した制御信号をドライバ63に出力する。ドライバ63は、マイコン62からの制御信号に基づきスイッチング素子51、52に電流を流す。これにより、スイッチング素子51、52のスイッチング作動が制御され、巻線30の各相への通電が切り替えられる。その結果、ステータ21に回転磁界が生じ、ロータ22が回転する。ここで、マイコン62およびドライバ63は、特許請求の範囲における「制御回路」に対応している。
The
コンデンサ70は、図4に示すように、フィルムコンデンサ71、電極板72、73等を有している。フィルムコンデンサ71は、中実筒状に形成されている。フィルムコンデンサ71は、軸に垂直な平面による断面の形状が角丸長方形となるよう形成されている。フィルムコンデンサ71は、6つで1つのコンデンサ70を構成している。6つのフィルムコンデンサ71は、それぞれの軸が平行となるよう、かつ、円弧状に並ぶようにして配置されている。電極板72、73は、金属薄板をプレス加工または折り曲げ加工等することにより円弧状に形成されている。電極板72は、フィルムコンデンサ71の正極に接続するよう設けられている。電極板73は、フィルムコンデンサ71の負極に接続するよう設けられている。これにより、1つのコンデンサ70は、全体が円弧状となるよう形成されている(図4参照)。電極板72は、端子部74、75を有している。電極板73は、端子部76、77を有している。
As shown in FIG. 4, the
図1、2、4、7、10に示すように、コンデンサ70は、2つ設けられている。2つのコンデンサ70は、環状となるよう同一平面上に配置されている。コンデンサ70の電極板72の端子部74は、半導体モジュール50の端子57に接続される。電極板73の端子部76は、半導体モジュール50の端子58に接続される(図7参照)。半導体モジュール50の端子59は、巻線30に接続される巻線端子31に接続される(図7、9参照)。コンデンサ70の端子部75は、図示しないバッテリの正極に接続される。コンデンサ70の端子部77は、バッテリの負極に接続される。
上記構成により、半導体モジュール50のスイッチング素子51、52がスイッチング作動すると、コンデンサ70および半導体モジュール50を経由してバッテリから巻線30に電流が流れる。このとき、コンデンサ70は、巻線30に流れるリップル電流を抑制可能である。
As shown in FIGS. 1, 2, 4, 7, and 10, two
With the above configuration, when the switching
インバータケース80は、例えばアルミ等の金属により形成されている。インバータケース80は、図5に示すように、板部81、第1筒部82、第2筒部83および脚部84等を有している。板部81は、環状に形成されている。第1筒部82は、板部81の内縁部から板厚方向に筒状に延びるよう形成されている。第2筒部83は、板部81の外縁部から板厚方向に筒状に延びるよう形成されている。なお、第2筒部83の軸方向の長さは、第1筒部82の軸方向の長さより小さい。脚部84は、板部81の外縁部から、第1筒部82および第2筒部83とは反対側へ延びるよう形成されている。脚部84は、本実施形態では、板部81の周方向に略等間隔で3つ形成されている。
The
インバータカバー90は、例えばアルミ等の金属により形成されている。インバータカバー90は、図6に示すように、筒部91、第1板部92、第2板部93および押さえ部94等を有している。第1板部92は、筒部91の一方の端部から径方向内側へ延びるよう環状に形成されている。第2板部93は、筒部91の他方の端部から径方向外側へ延びるよう環状に形成されている。押さえ部94は、第2板部93の第1板部92とは反対側の面から矩形状に突出するよう形成されている。押さえ部94は、第2板部93の周方向に略等間隔で6つ形成されている。
The
図7に示すように、インバータケース80の板部81の第1筒部82と第2筒部83との間に、半導体モジュール50、制御基板60およびコンデンサ70が設けられる。ここで、コンデンサ70のフィルムコンデンサ71の軸方向の大きさと、インバータケース80の第1筒部82の軸方向の長さとは、概ね同じである。また、半導体モジュール50、基板61、マイコン62およびドライバ63を合わせた板厚方向の大きさと、第2筒部83の軸方向の長さとは、概ね同じである。
As shown in FIG. 7, the
図2、7、8に示すように、インバータカバー90は、半導体モジュール50、制御基板60およびコンデンサ70を覆うようインバータケース80に設けられる。インバータケース80とインバータカバー90とは、例えばねじ2により接合される(図2参照)。ここで、インバータカバー90は、第1板部92の内縁部がインバータケース80の第1筒部82に当接し、第2板部93の外縁部がインバータケース80の第2筒部83に当接するよう設けられる。これにより、インバータケース80とインバータカバー90との間には、空間200が形成される(図1、10参照)。本実施形態では、当該空間200にポッティング材201が充填されている。また、インバータカバー90の押さえ部94は、半導体モジュール50の位置に対応し、基板61を経由して半導体モジュール50をインバータケース80の板部81に押し付けている。このように、本実施形態では、半導体モジュール50は、制御基板60の基板61とインバータケース80の板部81との間に位置している。また、半導体モジュール50、制御基板60、コンデンサ70、インバータケース80およびインバータカバー90は、「インバータ部」を構成している。
As shown in FIGS. 2, 7, and 8, the
また、本実施形態では、インバータケース80は、板部81、第1筒部82および第2筒部83と半導体モジュール50、制御基板60およびコンデンサ70との距離が所定範囲内となるよう形成されている。また、インバータカバー90は、筒部91、第1板部92および第2板部93と半導体モジュール50、制御基板60およびコンデンサ70との距離が所定範囲内となるよう形成されている。すなわち、インバータケース80およびインバータカバー90は、内壁から半導体モジュール50、制御基板60およびコンデンサ70までの距離が所定範囲内となるよう半導体モジュール50、制御基板60およびコンデンサ70に沿うような形状に形成されている。
In the present embodiment, the
図9に示すように、半導体モジュール50、制御基板60およびコンデンサ70を収容するインバータケース80およびインバータカバー90は、ステータ21の外壁に3つ形成された固定部26にインバータケース80の脚部84が当接するようにして設けられる。
インバータカバー90の筒部91の径方向外側に、コンデンサ70の端子部75、77に接続するよう入力端子台3が設けられている。入力端子台3には、図示しないバッテリが接続される。また、ステータ21の径方向外側に、巻線30に接続するようにして電流センサ4が設けられている。電流センサ4は、図示しないホールICを有している。電流センサ4により、巻線30に流れる電流を検出することができる。
As shown in FIG. 9, the
The
回転電機1の組み付けを行うとき、例えば、固定部26と脚部84とが当接した状態のステータ21、インバータケース80およびインバータカバー90等を、内側にロータ22およびシャフト40を配置したモータケース10に挿入する。そして、固定部26および脚部84を、例えばボルト等の締結部材によりモータケース10に固定する。これにより、ステータ21、インバータケース80およびインバータカバー90は、ステータ21の内側にロータ22が位置した状態でモータケース10に固定される。さらに、インバータカバー90を覆うようモータカバー100をモータケース10に組み付けることにより回転電機1が完成する。
When the rotating
次に、本実施形態における半導体モジュール50、制御基板60およびコンデンサ70の配置について、図1、10に基づき説明する。
本実施形態では、半導体モジュール50、制御基板60およびコンデンサ70は、いずれも、モータケース10の軸方向外側かつシャフト40の径方向外側に設けられている。ここで、「モータケース10の軸方向外側」とは、「モータケース10の軸方向であってモータケース10の外部」であることを意味する。
Next, the arrangement of the
In the present embodiment, the
また、半導体モジュール50および制御基板60は、コンデンサ70に対しシャフト40の径方向外側に設けられている。
また、半導体モジュール50および制御基板60は、コンデンサ70のシャフト40の軸方向の両端面を含む仮想平面P1、P2間に設けられている。
また、半導体モジュール50および制御基板60は、シャフト40の軸方向から見て重なるようにして設けられている。
また、コンデンサ70、半導体モジュール50および制御基板60は、シャフト40の軸方向から見てモータケース10のシルエット内に収まるよう設けられている。
Further, the
Further, the
Further, the
Further, the
以上説明したように、本実施形態では、半導体モジュール50、制御基板60およびコンデンサ70を、モータケース10の軸方向外側かつシャフト40の径方向外側に設けている。そのため、半導体モジュール50の作動を制御する制御基板60を回転電機1の一構成要素として備えながら、回転電機1のシャフト40の軸方向の大きさを小さくすることができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、半導体モジュール50および制御基板60は、コンデンサ70に対しシャフト40の径方向外側に設けられている。これにより、回転電機1のシャフト40の軸方向の大きさをさらに小さくすることができる。
また、本実施形態では、半導体モジュール50および制御基板60は、コンデンサ70のシャフト40の軸方向の両端面を含む仮想平面P1、P2間に設けられている。これにより、回転電機1のシャフト40の軸方向の大きさをより一層小さくすることができる。
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、コンデンサ70、半導体モジュール50および制御基板60を設置可能なインバータケース80と、コンデンサ70、半導体モジュール50および制御基板60を覆うようインバータケース80に設けられるインバータカバー90と、をさらに備えている。これにより、コンデンサ70、半導体モジュール50および制御基板60を外部からの衝撃、湿気、熱等から保護することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、インバータケース80とインバータカバー90とにより形成される空間200に充填されるようにして設けられるポッティング材201をさらに備えている。これにより、空間200に配置されたコンデンサ70、半導体モジュール50および制御基板60を外部からの衝撃、湿気、熱等から確実に保護することができる。
Moreover, in this embodiment, the
また、本実施形態では、インバータカバー90およびインバータケース80は、内壁からコンデンサ70、半導体モジュール50および制御基板60までの距離が所定範囲内となるようコンデンサ70、半導体モジュール50および制御基板60に沿うような形状に形成されている。これにより、空間200にコンデンサ70、半導体モジュール50および制御基板60を収容しつつ、空間200の容積を小さくすることができる。したがって、回転電機1の体格を小さくすることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、半導体モジュール50および制御基板60は、シャフト40の軸方向から見て重なるようにして設けられている。これにより、回転電機1のシャフト40の径方向の大きさを小さくすることができる。
また、本実施形態では、コンデンサ70、半導体モジュール50および制御基板60は、シャフト40の軸方向から見てモータケース10のシルエット内に収まるよう設けられている。これにより、回転電機1のシャフト40の径方向の大きさをさらに小さくすることができる。
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態による回転電機を図11に示す。第2実施形態は、半導体モジュールおよび制御基板の配置が第1実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
A rotating electrical machine according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG. The second embodiment differs from the first embodiment in the arrangement of the semiconductor module and the control board.
第2実施形態では、半導体モジュール50は、制御基板60の基板61とインバータカバー90の第2板部93との間に位置するよう設けられている。ここで、マイコン62およびドライバ63は、基板61の半導体モジュール50とは反対側に実装されている。すなわち、マイコン62およびドライバ63は、基板61とインバータケース80の板部81との間に位置している。
In the second embodiment, the
本実施形態では、第1実施形態と同様、半導体モジュール50、制御基板60およびコンデンサ70を、モータケース10の軸方向外側かつシャフト40の径方向外側に設けている。また、半導体モジュール50および制御基板60は、コンデンサ70に対しシャフト40の径方向外側に設けられている。また、半導体モジュール50および制御基板60は、コンデンサ70のシャフト40の軸方向の両端面を含む仮想平面P1、P2間に設けられている。また、半導体モジュール50および制御基板60は、シャフト40の軸方向から見て重なるようにして設けられている。また、コンデンサ70、半導体モジュール50および制御基板60は、シャフト40の軸方向から見てモータケース10のシルエット内に収まるよう設けられている。上記構成により、半導体モジュール50の作動を制御する制御基板60を回転電機の一構成要素として備えながら、回転電機の体格を小さくすることができる。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態による回転電機を図12に示す。第3実施形態は、インバータケースおよびインバータカバーの形状、および、半導体モジュールおよび制御基板の配置等が第1実施形態と異なる。
(Third embodiment)
A rotating electrical machine according to a third embodiment of the present invention is shown in FIG. The third embodiment is different from the first embodiment in the shapes of the inverter case and the inverter cover, the arrangement of the semiconductor module and the control board, and the like.
第3実施形態では、インバータケース80は、第1実施形態と異なり、第2筒部83を有していない。また、インバータカバー90は、第1実施形態と異なり、第2板部93を有していない。また、インバータカバー90の筒部91の第1板部92とは反対側の端部は、インバータケース80の板部81の外縁部に当接している。
In the third embodiment, the
本実施形態では、第1実施形態と同様、半導体モジュール50、制御基板60およびコンデンサ70を、モータケース10の軸方向外側かつシャフト40の径方向外側に設けている。また、半導体モジュール50および制御基板60は、コンデンサ70に対しシャフト40の径方向外側に設けられている。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the
また、制御基板60は、基板61の板厚方向がシャフト40の軸に直交するようにして設けられている。すなわち、基板61は、シャフト40の周方向に沿う形状に形成されている。マイコン62およびドライバ63は、基板61のコンデンサ70側の面に実装されている。半導体モジュール50は、基板61のコンデンサ70とは反対側の面に設けられている。このように、半導体モジュール50および制御基板60は、シャフト40の径方向から見て重なるようにして設けられている。
The
また、半導体モジュール50および制御基板60は、コンデンサ70のシャフト40の軸方向の両端面を含む仮想平面P1、P2間に設けられている。また、コンデンサ70、半導体モジュール50および制御基板60は、シャフト40の軸方向から見てモータケース10のシルエット内に収まるよう設けられている。上記構成により、半導体モジュール50の作動を制御する制御基板60を回転電機の一構成要素として備えながら、回転電機の体格を小さくすることができる。
Further, the
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態による回転電機を図13に示す。第4実施形態は、半導体モジュールおよび制御基板の配置が第3実施形態と異なる。
(Fourth embodiment)
A rotating electrical machine according to a fourth embodiment of the present invention is shown in FIG. The fourth embodiment differs from the third embodiment in the arrangement of the semiconductor module and the control board.
第4実施形態では、半導体モジュール50は、制御基板60の基板61とコンデンサ70との間に位置するよう設けられている。ここで、マイコン62およびドライバ63は、基板61の半導体モジュール50とは反対側に実装されている。すなわち、マイコン62およびドライバ63は、基板61とインバータカバー90の筒部91との間に位置している。
In the fourth embodiment, the
本実施形態では、第3実施形態と同様、半導体モジュール50、制御基板60およびコンデンサ70を、モータケース10の軸方向外側かつシャフト40の径方向外側に設けている。また、半導体モジュール50および制御基板60は、コンデンサ70に対しシャフト40の径方向外側に設けられている。また、半導体モジュール50および制御基板60は、シャフト40の径方向から見て重なるようにして設けられている。また、半導体モジュール50および制御基板60は、コンデンサ70のシャフト40の軸方向の両端面を含む仮想平面P1、P2間に設けられている。また、コンデンサ70、半導体モジュール50および制御基板60は、シャフト40の軸方向から見てモータケース10のシルエット内に収まるよう設けられている。上記構成により、半導体モジュール50の作動を制御する制御基板60を回転電機の一構成要素として備えながら、回転電機の体格を小さくすることができる。
In the present embodiment, as in the third embodiment, the
(他の実施形態)
本発明の他の実施形態では、半導体モジュールおよび制御基板は、コンデンサに対しシャフトの径方向内側に設けられていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、半導体モジュールおよび制御基板は、コンデンサのシャフトの軸方向の両端面を含む仮想平面間の外部に設けられていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、インバータケースとインバータカバーとにより形成される空間にポッティング材が設けられていなくてもよい。
(Other embodiments)
In another embodiment of the present invention, the semiconductor module and the control board may be provided on the radially inner side of the shaft with respect to the capacitor.
In another embodiment of the present invention, the semiconductor module and the control board may be provided outside a virtual plane including both end faces in the axial direction of the shaft of the capacitor.
In another embodiment of the present invention, the potting material may not be provided in the space formed by the inverter case and the inverter cover.
また、本発明の他の実施形態では、インバータカバーおよびインバータケースの少なくとも一方は、内壁からコンデンサ、半導体モジュールおよび制御基板までの距離が所定範囲外となるような形状に形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、インバータケースおよびインバータカバーを備えていなくてもよい。
In another embodiment of the present invention, at least one of the inverter cover and the inverter case may be formed in a shape such that the distance from the inner wall to the capacitor, the semiconductor module, and the control board is outside a predetermined range.
In another embodiment of the present invention, the inverter case and the inverter cover may not be provided.
上述の第1実施形態および第2実施形態では、半導体モジュールおよび制御基板が、シャフトの軸方向から見て重なるようにして設けられる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、半導体モジュールおよび制御基板は、シャフトの軸方向から見て重ならないようにして設けられることとしてもよい。 In the first embodiment and the second embodiment described above, an example in which the semiconductor module and the control board are provided so as to overlap each other when viewed from the axial direction of the shaft has been described. On the other hand, in another embodiment of the present invention, the semiconductor module and the control board may be provided so as not to overlap each other when viewed from the axial direction of the shaft.
また、上述の第3実施形態および第4実施形態では、半導体モジュールおよび制御基板が、シャフトの径方向から見て重なるようにして設けられる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、半導体モジュールおよび制御基板は、シャフトの径方向から見て重ならないようにして設けられることとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、コンデンサ、半導体モジュールおよび制御基板は、シャフトの軸方向から見てモータケースのシルエットからはみ出す位置に設けられていてもよい。
Further, in the above-described third embodiment and fourth embodiment, the example in which the semiconductor module and the control board are provided so as to overlap each other when viewed from the radial direction of the shaft has been described. On the other hand, in another embodiment of the present invention, the semiconductor module and the control board may be provided so as not to overlap each other when viewed from the radial direction of the shaft.
In another embodiment of the present invention, the capacitor, the semiconductor module, and the control board may be provided at a position protruding from the silhouette of the motor case when viewed from the axial direction of the shaft.
また、本発明の他の実施形態では、半導体モジュールのスイッチング素子として、IGBTに限らず、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタまたはバイポーラトランジスタ等を用いてもよい。
また、本発明の回転電機は、車両の主機モータに限らず、船舶等他の乗り物の駆動源、あるいは、その他装置等の駆動源として用いることができる。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
In another embodiment of the present invention, the switching element of the semiconductor module is not limited to the IGBT but may be a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor or a bipolar transistor.
The rotating electrical machine of the present invention can be used not only as a main motor of a vehicle but also as a drive source for other vehicles such as a ship or a drive source for other devices.
Thus, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
1 ・・・・回転電機
10 ・・・モータケース
21 ・・・ステータ
22 ・・・ロータ
30 ・・・巻線
40 ・・・シャフト
50 ・・・半導体モジュール
60 ・・・制御基板
62 ・・・マイコン(制御回路)
63 ・・・ドライバ(制御回路)
70 ・・・コンデンサ
DESCRIPTION OF
63 ... Driver (control circuit)
70 ・ ・ ・ Capacitor
Claims (9)
前記モータケースに収容されるステータ(21)と、
前記ステータに巻回される巻線(30)と、
前記ステータの内側に回転可能に設けられるロータ(22)と、
前記ロータの回転中心に設けられるシャフト(40)と、
前記巻線への通電を切り替える半導体モジュール(50)と、
前記半導体モジュールの作動を制御する制御回路(62、63)を有する制御基板(60)と、
前記半導体モジュールに接続されるコンデンサ(70)と、を備え、
前記半導体モジュール、前記制御基板および前記コンデンサは、前記モータケースの軸方向外側かつ前記シャフトの径方向外側に設けられることを特徴とする回転電機(1)。 A cylindrical motor case (10);
A stator (21) housed in the motor case;
A winding (30) wound around the stator;
A rotor (22) rotatably provided inside the stator;
A shaft (40) provided at the rotation center of the rotor;
A semiconductor module (50) for switching energization to the winding;
A control board (60) having a control circuit (62, 63) for controlling the operation of the semiconductor module;
A capacitor (70) connected to the semiconductor module,
The rotating electrical machine (1), wherein the semiconductor module, the control board, and the capacitor are provided on an outer side in the axial direction of the motor case and on an outer side in the radial direction of the shaft.
前記コンデンサ、前記半導体モジュールおよび前記制御基板を覆うよう前記インバータケースに設けられるインバータカバー(90)と、
をさらに備える請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転電機。 An inverter case (80) capable of installing the capacitor, the semiconductor module and the control board;
An inverter cover (90) provided in the inverter case to cover the capacitor, the semiconductor module and the control board;
The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
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