JP2015202011A - インバータ一体型回転電機 - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、インバータ各相と固定子各相の巻線を溶接で接続することで、ネジ接続に対し、部品点数を削減し、小型化、低コスト化することができるインバータ一体型回転電機を提供することを目的とする。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。
図1〜図5に基づいて実施の形態1を説明する。
図1は、この発明の実施の形態1に係るインバータ一体型回転電機の断面図、図2は、この発明の実施の形態1〜4に係るインバータ一体型回転電機の概略回路図、図3は、この発明の実施の形態1に係るインバータ一体型回転電機のパワー回路接続部(1)(2)(3)を示す説明図、図4は、この発明の実施の形態1に係るインバータ一体型回転電機の外部カバー、防水用樹脂、制御基板を除いたリヤブラケット側の正面図、図5は、この発明の実施の形態1に係るインバータ一体型回転電機の変形例であるパワー回路接続部(1)(3)(4)を示す説明図である。
回転子4のシャフト5は、ハウジングに設けられたフロントベアリング7a、リヤベアリング7bにより回転自在に支持され、回転子4は固定子3に対して同軸に回転できるように構成されている。回転子4の軸方向の両端面には、冷却ファン8が固定されている。
シャフト5のフロント側(フロントブラケットの外側)の端部には、プーリ9が装着され、シャフト5のリヤ側の端部には、一対のスリップリング10が装着され、スリップリング10と摺接する一対のブラシ11がブラシホルダ12内に配置されている。ブラシホルダ12、ブラシ11及びスリップリング10は、界磁巻線6に直流電力を供給するためのものである。
磁極位置検出センサ13は、リヤベアリング7bとブラシホルダ12の間に配置されており、リヤブラケット2の後方端部に装着されている。
この実施の形態1では、磁極位置検出センサ13は巻線型のセンサを用いており、巻線に電流を通電することにより、センサとして機能する。
また、磁極位置検出センサ13の外径は、スリップリング10の外径よりも大きくなっている。
ヒートシンク31は、ボルト15によりリヤブラケット2に固定、保持され、ヒートシンク31とリヤブラケット2が同電位になるように構成されている。
パワーモジュール22、界磁モジュール24、制御基板32は、ヒートシンク31及び樹脂ケース30に内包されており、ヒートシンク31と樹脂ケース30で構成される空間は、エポキシ、シリコン、ウレタンなどの防水用樹脂33で充填され、パワーモジュール22、界磁モジュール24と制御基板32は、防水用樹脂33で樹脂封止されている。
また、樹脂ケース30の外周側面には、固定子巻線接続用ターミナルの機能を有する金属ターミナル30bとGNDターミナル30cがインサート成形されており、固定子巻線接続用ターミナルの機能を有する金属ターミナル30bは、パワーモジュール22の金属ターミナル22b及び固定子巻線3aの出力線(固定子巻線の引出線3b)と後述するように接続(1)(2)されている。
GNDターミナル30cは、パワーモジュール22のGNDターミナル22cと接続されている。
また、ケースのGNDターミナル30cは、ヒートシンク31もしくはリヤブラケット2に接続されている。
この実施の形態1では、樹脂ケース30のGNDターミナル30cは、ヒートシンク31とネジ、ボルト15により共締めされている。
またGNDターミナル24cは、ヒートシンク31に接続されている。
パワーモジュール22のBターミナル22aは、樹脂ケース30のBターミナル30aに接続され、電力入出力用ボルト16に接続されている。
回転電機が発電動作を行う場合は、固定子巻線3aから出力される電流が、パワーモジ
ュール22の金属ターミナル22bを通り、樹脂ケース30のBターミナル30aに集まり、電力入出力用ボルト16に出力される。
なお、金属ターミナル22bと金属ターミナル30bとの接続(1)も溶接によって接続されている。
このように溶接接続部(4)の方向を変えるのは、溶接方法によって、溶接接続部の向きに有利、不利があるためである。例えば、プロジェクション溶接であれば、溶接時に接続するターミナル同士を電極で挟み込む必要があるため、図5のような方向とした方がスペースを確保し易くなる。このことは、後述する図9、13、17の場合も同様である。
図6〜図9に基づいて実施の形態1を説明する。
図6は、この発明の実施の形態2に係るインバータ一体型回転電機の断面図、図7は、この発明の実施の形態2に係るインバータ一体型回転電機のパワー回路接続部(3)(5)を示す説明図、図8は、この発明の実施の形態2に係るインバータ一体型回転電機の外部カバー、防水用樹脂、制御基板を除いたリヤブラケット側の正面図、図9は、この発明の実施の形態2に係るインバータ一体型回転電機の変形例であるパワー回路接続部(3)(6)を示す説明図である。
図10〜図13に基づいて実施の形態1を説明する。
図10は、この発明の実施の形態3に係るインバータ一体型回転電機の断面図、図11は、この発明の実施の形態3に係るインバータ一体型回転電機のパワー回路接続部(1)(7)を示す説明図、図12は、この発明の実施の形態3に係るインバータ一体型回転電機の外部カバー、防水用樹脂、制御基板を除いたリヤブラケット側の正面図、図13は、この発明の実施の形態3に係るインバータ一体型回転電機の変形例であるパワー回路接続部(1)(8)を示す説明図である。
図14〜図17に基づいて実施の形態1を説明する。
図14は、この発明の実施の形態4に係るインバータ一体型回転電機の断面図、図15は、この発明の実施の形態4に係るインバータ一体型回転電機のパワー回路接続部(9)を示す説明図、図16は、この発明の実施の形態4に係るインバータ一体型回転電機の外部カバー、防水用樹脂、制御基板を除いたリヤブラケット側の正面図、図17は、この発明の実施の形態4に係るインバータ一体型回転電機の変形例を示す説明図である。
このように構成することにより、コネクティングボード18を廃止、樹脂ケース30の金属ターミナル削減などの部品点数を減らせ、小型化、低コスト化が可能となる。
3b:固定子巻線引出線(出力線)、 4:回転子、 5:シャフト(回転子軸)、
6:界磁巻線、 7a:フロントベアリング、 7b:リヤベアリング、
8:冷却ファン、 9:プーリ、 10:スリップリング、 11:ブラシ、
12:ブラシホルダ、 13:磁極位置検出センサ、 14:外部カバー、
15:ボルト、 16:電力入出力用ボルト、 18:コネクティングボード、
18b:固定子巻線用ターミナル、 20:インバータ装置、
22:パワーモジュール、 22a:Bターミナル、 22b:金属ターミナル、
22c:GNDターミナル、 22d:信号線ターミナル、 24:界磁モジュール、
24a:Bターミナル、 24b1:ブラシプラスターミナル、
24b2:ブラシマイナスターミナル、 24c:GNDターミナル、
24d:信号線ターミナル、 30:樹脂ケース、 30a:Bターミナル、
30b:金属ターミナル 30b1:ブラシプラスターミナル、
30b2:ブラシマイナスターミナル、 30c:GNDターミナル、
31:ヒートシンク、 32:制御基板、 33:防水用樹脂。
樹脂でインサート成形した樹脂ケースに内包され且つこの樹脂ケースの外周側にインサート成形された固定子巻線接続用ターミナル、又は樹脂でインサート成形した樹脂ケースに内包され且つこの樹脂ケースの内部に装備されたパワーモジュールの固定子巻線接続用ターミナルは、
上記リヤブラケットに固定したコネクティングボードに設けられた固定子巻線用ターミナルと溶接で接続、又はこの固定子巻線用ターミナルを介せず上記固定子巻線の引出線と溶接で直接接続され、上記固定子巻線接続用ターミナルと、上記固定子巻線用ターミナル又は上記固定子巻線の引出線との溶接接続部は、引き出し方向を設定自在にしたものである。
Claims (6)
- 固定子巻線を有しリヤブラケットとフロントブラケットとによって支持された固定子、この固定子に対向して設けられ起磁力を発生させるための界磁巻線を有しリヤベアリングとフロントベアリングによって回転自在に支持された回転子、この回転子のリヤブラケット側回転子軸端部に設けられ、回転電機の磁極位置を検出する磁極位置検出センサ、
この磁極位置検出センサに並設され、上記界磁巻線に電流を通電するブラシを支持するブラシホルダ、及び上記リヤブラケット側回転子軸端部に設けられ、上記固定子巻線に固定子電流を通電するスイッチング素子と、このスイッチング素子および回転電機の動作を制御するための制御回路が搭載された制御基板と、上記スイッチング素子を冷却するためのヒートシンクとによって構成されたインバータ装置を備えたインバータ一体型回転電機であって、
上記インバータ装置の各ターミナルは、樹脂でインサート成形した樹脂ケースに内包され、
且つこの樹脂ケースの外周側にインサート成形された固定子巻線接続用ターミナルと、上記リヤブラケットに設けたコネクティングボードの固定子巻線用ターミナルとを溶接で接続したことを特徴とするインバータ一体型回転電機。 - 固定子巻線を有しリヤブラケットとフロントブラケットとによって支持された固定子、この固定子に対向して設けられ起磁力を発生させるための界磁巻線を有しリヤベアリングとフロントベアリングによって回転自在に支持された回転子、この回転子のリヤブラケット側回転子軸端部に設けられ、回転電機の磁極位置を検出する磁極位置検出センサ、
この磁極位置検出センサに並設され、上記界磁巻線に電流を通電するブラシを支持するブラシホルダ、及び上記リヤブラケット側回転子軸端部に設けられ、上記固定子巻線に固定子電流を通電するスイッチング素子と、このスイッチング素子および回転電機の動作を制御するための制御回路が搭載された制御基板と、上記スイッチング素子を冷却するためのヒートシンクとによって構成されたインバータ装置を備えたインバータ一体型回転電機であって、
上記インバータ装置の各ターミナルは、樹脂でインサート成形した樹脂ケースに内包され、
且つこの樹脂ケースの内部に装備されたパワーモジュールの固定子巻線接続用ターミナルと、上記リヤブラケットに設けたコネクティングボードの固定子巻線用ターミナルとを溶接で接続したことを特徴とするインバータ一体型回転電機。 - 固定子巻線を有しリヤブラケットとフロントブラケットとによって支持された固定子、この固定子に対向して設けられ起磁力を発生させるための界磁巻線を有しリヤベアリングとフロントベアリングによって回転自在に支持された回転子、この回転子のリヤブラケット側回転子軸端部に設けられ、回転電機の磁極位置を検出する磁極位置検出センサ、
この磁極位置検出センサに並設され、上記界磁巻線に電流を通電するブラシを支持するブラシホルダ、及び上記リヤブラケット側回転子軸端部に設けられ、上記固定子巻線に固定子電流を通電するスイッチング素子と、このスイッチング素子および回転電機の動作を制御するための制御回路が搭載された制御基板と、上記スイッチング素子を冷却するためのヒートシンクとによって構成されたインバータ装置を備えたインバータ一体型回転電機であって、
上記インバータ装置の各ターミナルは、樹脂でインサート成形した樹脂ケースに内包され、
且つこの樹脂ケースの外周側にインサート成形された固定子巻線接続用ターミナルと、上記固定子巻線の固定子巻線用ターミナルとを溶接で接続したことを特徴とするインバータ一体型回転電機。 - 固定子巻線を有しリヤブラケットとフロントブラケットとによって支持された固定子、この固定子に対向して設けられ起磁力を発生させるための界磁巻線を有しリヤベアリングとフロントベアリングによって回転自在に支持された回転子、この回転子のリヤブラケット側回転子軸端部に設けられ、回転電機の磁極位置を検出する磁極位置検出センサ、
この磁極位置検出センサに並設され、上記界磁巻線に電流を通電するブラシを支持するブラシホルダ、及び上記リヤブラケット側回転子軸端部に設けられ、上記固定子巻線に固定子電流を通電するスイッチング素子と、このスイッチング素子および回転電機の動作を制御するための制御回路が搭載された制御基板と、上記スイッチング素子を冷却するためのヒートシンクとによって構成されたインバータ装置を備えたインバータ一体型回転電機であって、
上記インバータ装置の各ターミナルは、樹脂でインサート成形した樹脂ケースに内包され、
且つこの樹脂ケースの内部に装備されたパワーモジュールの固定子巻線接続用ターミナルと、上記固定子巻線の固定子巻線用ターミナルとを溶接で接続したことを特徴とするインバータ一体型回転電機。 - 請求項1から請求項4における溶接は、TIG溶接であることを特徴とするインバータ一体型回転電機。
- 請求項1から請求項4における溶接は、プロジェクション溶接TIG溶接であることを特徴とするインバータ一体型回転電機。
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