JP2017184295A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】パワー回路部を搭載したヒートシンクがハウジングに搭載されているため、ハウジングからの受熱により温度が上昇しヒートシンクに一体化されているパワー回路部、制御回路部もつられて温度が高くなるという問題があった。【解決手段】パワーモジュールと界磁モジュールと制御回路部とヒートシンクと熱可塑性樹脂製ケースと封止樹脂とを有する電子モジュール、保護カバー、冷却ファンを備え、保護カバーには、第１吸気口、第２吸気口を設け、リヤ側ハウジングには、排気口を設け、第１吸気口から軸端外周部、リヤ側ハウジング端面の通気口、冷却ファンを経由して排気口に通じる第１通風路を形成し、第２吸気口からリヤ側ハウジングの外側端面とヒートシンクとの間隙、リヤ側ハウジング端面の通気口、及び冷却ファンを経由して排気口に通じる第２通風路を形成し、電子モジュール内において熱可塑性樹脂製ケースとヒートシンク間に、断熱部が区画形成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、電動機とパワー回路を含む制御部が一体化された特に自動車等に搭載される回転電機に関するものである。

従来、交流回転電機において、電機子巻線を持つ固定子に電流を通電するスイッチング素子を備えたパワーアセンブリとパワーアセンブリを制御する制御回路を備えた制御アセンブリを回転電機に搭載することが提案されている。（例えば、特許文献１、2参照）。

特許第５５４２９７７号公報 特許第４８５９９５０号公報

特許文献１では、ヒートシンクの一面にスイッチング素子を備えたパワー回路部を搭載し、パワー回路部と同一面の上部に制御回路部を備え、樹脂封止することでヒートシンク、パワー回路部、制御回路部を一体化する構成が提案されている。
この特許文献１では、パワー回路部を搭載したヒートシンクがハウジングに搭載されているため、ハウジングからの受熱により温度が上昇してしまう。そのため、ヒートシンクに一体化されているパワー回路部、制御回路部もつられて温度が高くなるという問題があった。特に、制御回路部については、ヒートシンクにつられて温度が上昇することで、使用する電子部品の耐熱を高くする必要があり、必要な性能を満たすにはサイズやコストアップにつながっていた。
特許文献２では、ヒートシンクの一面にスイッチング素子を備えたパワー回路部を搭載し、ブラケットに固定された制御回路部はコネクタでパワー回路部と接続し、反対側の面にフィンを備えた構成が提案されている。
この特許文献２では、パワー回路部と制御回路部を分割することで、制御回路部の固定位置をヒートシンクからハウジングに変更でき、接触面積が減り受熱を低減できる。しかし、パワー回路部との接続にコネクタが必要となり軸方向、径方向ともにサイズアップとなり、部品点数が増加しコストアップになるという課題があった。

この発明に係わる回転電機は、界磁コアと界磁巻線を有しリヤ側ハウジング及びフロント側ハウジングに回転自在に支持された回転子、この回転子の外側に配置され電機子巻線を有する固定子、前記電機子巻線に流れる電機子電流を制御するスイッチング素子を有するパワーモジュール、前記界磁巻線に流れる界磁電流を制御するスイッチング素子を有する界磁モジュール、この界磁モジュールと前記パワーモジュールを制御する制御回路部、この制御回路部、前記パワーモジュール、及び前記界磁モジュールが搭載されこれらを冷却するヒートシンク、このヒートシンクに固着された前記パワーモジュールと前記界磁モジュールと前記制御回路部の周囲を囲みこれらを収納した熱可塑性樹脂製ケース、この熱可塑性樹脂製ケースと前記パワーモジュールと前記界磁モジュールと前記制御回路部と前記ヒートシンクと、これらを前記熱可塑性樹脂製ケース内に封止する封止樹脂とを有する電子モジュール、及びこの電子モジュールを保護するために前記リヤ側ハウジングに設けられた保護カバー、及びこの保護カバー内において回転子軸の端部に設けられた冷却ファンを備えた回転電機であって、前記保護カバーの端面には、前記回転子軸の軸方向に開口する第１吸気口を設けると共に外周面には、前記回転子軸の径方向に開口する第２吸気口を設け、前記リヤ側ハウジングの外周面には、第１吸気口及び第２吸気口に対応する排気口を設け、前記第１吸気口から前記回転子軸の軸端外周部、前記リヤ側ハウジング端面の通気口、及び前記冷却ファンを経由して前記排気口に通じる第１通風路を形成すると共に前記第２吸気口から前記リヤ側ハウジングの外側端面と前記ヒートシンクとの間隙、前記リヤ側ハウジング端面の通気口、及び前記冷却ファンを経由して前記排気口に通じる第２通風路を形成し、前記電子モジュール内において前記熱可塑性樹脂製ケースと前記ヒートシンク間に、断熱部が区画形成されているものである。

この発明の回転電機によれば、パワーモジュール、界磁モジュール、制御回路部が樹脂封止された熱可塑性樹脂製ケースとヒートシンクの間に断熱部を設けることで、ヒートシンクからの受熱を低減し、電子モジュール内に温度勾配をつけることができる。これにより、制御回路部のうち、断熱部のリヤ側にある領域の温度を低減でき、制御回路部の電子部品の一部に耐熱の低い安価で小型な電子部品を使用することで小型化とコストを低減できる。また、断熱部を設けることで、封止樹脂の使用量を低減できる。これにより、製品の重量を低減し、自動車の燃費向上が見込める。
制御回路部の発熱部品を温度の低い位置に配置することが可能となり、信頼性の向上や耐熱の低い安価な部品を使用できる。

この発明の実施の形態１における回転電機を示す断面図である。 この発明の実施の形態１における回転電機の電子モジュールの展開図である。 図２の電子モジュールの熱可塑性樹脂製ケースのみを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は図（ａ）中のＡ−Ａ線を矢印方向に見た断面図である。 この発明の実施の形態１における回転電機の電子モジュールを示す上面図である。 この発明の実施の形態１における回転電機の回路図である。 この発明の実施の形態２における回転電機の断熱部を示す断面図である。 この発明の実施の形態３における回転電機の断熱部を示す断面図である。 この発明の実施の形態３における断熱部の変形例を示す断面図である。

以下、図面に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
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。
以下の実施の形態では、電動機として使用することで接続されたエンジンを再始動し、発電機として使用することで車両への電力供給や、バッテリを充電できる回転電機を例として説明する。なお、この発明は以下の記述に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合があり、また、発明の特徴に関係しない構成の図示は省略する。

実施の形態１.
図１〜図５に基づいて実施の形態１に係る回転電機を説明する。
図１は回転電機を示す断面図、図２は回転電機の電子モジュールの展開図、図３は図２の電子モジュールの熱可塑性樹脂製ケースのみを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は図（ａ）中のＡ−Ａ線の断面図、図４は回転電機の電子モジュールを示す上面図、図５はこの発明の実施の形態１における回転電機の回路図である。

図１において、回転電機１は、２種類のハウジング７、８、界磁巻線２、この界磁巻線２を覆う界磁鉄心３、回転子軸４ａとなるシャフトを有しハウジング７、８に軸受２２、２３を介して回転自在に保持された回転子４、及びこの回転子４の外周側に配置された電機子巻線５を保持しハウジング７、８に固定された固定子６を備えている。
回転子４の片側端部には、図示しない内燃機関と双方向にトルクを授受するためにプーリ１２が取り付けられており、ベルトを介して内燃機関と接続されている(以下プーリ側をフロント側、反プーリ側をリヤ側と呼ぶ)。
回転子４は、界磁電流を供給するためのスリップリング１３を持ち、スリップリング１３は、リヤ側ハウジング８よりリヤ側に突き出ている。回転子４の界磁鉄心３の両端面には、冷却風を発生させるための冷却ファン１９、２０が取り付けられている。また、回転子４の回転位相を検知するための回転センサ１５のロータが、スリップリング１３と軸受２３の間に搭載されている。

リヤ側ハウジング８の更にリヤ側には、後述の電子モジュール２５とブラシホルダ１４と回転センサ保護カバー２４が搭載されている。電子モジュール２５の中央には、回転子軸４ａが通る空間部Ｇがあり、この空間部Ｇには界磁巻線２に通電するためのブラシホルダ１４が配置され電子モジュール２５に固定されている。ブラシホルダ１４とリヤ側ハウジング８の間には、回転センサ１５の固定子が配置され、回転センサ１５の信号配線が電子モジュール２５に接続される。

電子モジュール２５は、電機子巻線に流れる駆動時の電機子電流の供給及び発電時の電機子電流の整流を行うためのスイッチング素子３０を周辺回路とともにまとめたパワーモジュール９、界磁巻線２に流す電流を制御するためのスイッチング素子３０を周辺回路とともにまとめた界磁モジュール１０、この界磁モジュール１０とパワーモジュールを制御する制御回路部１１、この制御回路部、パワーモジュール９、及び界磁モジュール１０が搭載されこれらを冷却するヒートシンク１７、このヒートシンクに固着されたパワーモジュール９と界磁モジュール１０と制御回路部１１の周囲を囲みこれらを収納した熱可塑性樹脂製ケース１８、パワーモジュール９と界磁モジュール１０の電力系の端子と接続されるターミナル（図示せず）などで構成され、これらのパワーモジュール９、界磁モジュール１０、制御回路部１１、ヒートシンク１７は、封止樹脂２７で熱可塑性樹脂製ケース１８内に封止されている。そして、電子モジュール２５の外周は、リヤ側ハウジングに設けられた保護カバー２１で保護されている。

熱可塑性樹脂製ケース１８とヒートシンク１７の間は、封止樹脂２７を注入した時に隙間から漏れないように接着剤２６などで固定されている。接着剤２６は、ヒートシンク１７上にディスペンサや印刷などの方法で塗布される。ディスペンサで塗布する場合には、熱可塑性樹脂製ケース１８と固定部分に液溜り用の凹部（図示せず）をヒートシンク１７に設ける。

熱可塑性樹脂製ケース１８には、図３（ｂ）に示すように熱可塑性樹脂製ケース１８とヒートシンク１７間の少なくとも1か所に密閉された例えば空気の層（空気層）よりなる断熱部３３が区画形成されている。また、この断熱部３３は、熱可塑性樹脂製ケース１８を介し制御回路部１１の発熱部品である電子部品２９と対向する位置に配置されている。なお、この断熱部３３は、例えば熱可塑性樹脂製ケース１８のヒートシンク１７との接着面に凹部を設け、この凹部の周囲を接着剤２６でヒートシンク１７に固定することにより構成される。また、断熱部３３は接着剤２６の液溜りを兼ねることができる。

断熱部３３を構成するため、熱可塑性樹脂製ケース１８の内周枠部１８ｆ１と外周枠部１８ｆ２を、径方向につなぐリブ１８ａを追加することになるが、これによって熱可塑性樹脂製ケース１８の剛性があがり反りを抑制できる。また、熱可塑性樹脂製ケース１８の径方向における外周と内周の樹脂部分をつなぐ個所が増えるため成型時の樹脂の流動性が向上し生産性が向上する。

なお、熱可塑性樹脂製ケース１８は、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙ Ｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の熱可塑性樹脂で形成されている。
また、制御回路部１１は熱溶着や熱かしめ、ねじ止めなどで熱可塑性樹脂製ケース１８に固定され、パワーモジュール９と界磁モジュール１０の信号端子は、はんだ付けなどで電気的に接合される。その後、熱可塑性樹脂製ケース１８内は、耐震性の向上や防塵・防水、長期信頼性の向上のため封止樹脂２７で封止される。封止樹脂２７には、例えばウレタンやシリコーン、エポキシ系などの樹脂を用いる。

次に図１〜４に基づいてヒートシンク１７を説明する。
ヒートシンク１７は、円盤状の形状をしており、回転子軸４ａに垂直に配置され、回転子軸４ａとの間で間隔を設けて取り巻く環状板でアルミニウムや銅等の熱伝導体である。
このヒートシンク１７の同一面上にパワーモジュール９、界磁モジュール１０が接合され、その裏面側には、冷却用のフィン３４がそれぞれ配置されている。ヒートシンク１７を円盤状にすることで、リヤ側ハウジング８内の配置スペースを有効に使うことができ、ヒートシンク１７のサイズを最大限とることができ、パワーモジュール９、界磁モジュール１０の設置スペースやフィン３４の面積を確保することができる。

パワーモジュール９や界磁モジュール１０は、スイッチング素子３０等を配線用のリードフレーム３１に搭載し、トランスファーモールド成形を用いて箱状に樹脂封止された構造としている。
制御回路部１１を構成する制御基板２８に用いる基板の材料は、電気的特性と機械的特性のよいガラスエポキシ樹脂を用い、制御基板２８にはパワーモジュール９と界磁モジュール１０を制御するための電子部品２９が実装され、熱可塑性樹脂製ケース１８には外部機器との間で信号の送受信を行うための外部接続用のコネクタ３２が実装されている。なお、制御基板２８は、熱可塑性樹脂製ケース１８に熱溶着や熱かしめ、ねじ止めなどで少なくとも1ヶ所以上で固定される(図示せず)。

次に電子モジュール２５等を冷却する通風路について説明する。
保護カバー２１には、冷却風を吸入するための、第１吸気口２１ａ及び第２吸気口２１ｂがそれぞれ設けられている。
すなわち、保護カバー端面の回転子軸付近には、回転子軸の軸方向に開口する第１吸気口２１ａを設けると共に外周面に、回転子軸の径方向に開口する第２吸気口２１ｂを設け、リヤ側ハウジング８の外周面には、第１吸気口２１ａ及び第２吸気口２１ｂに対応する排気口８ａが設けられている。

これによって、第１吸気口２１ａから回転子軸４ａの軸端外周部、リヤ側ハウジング端面の通気口８ｂ、及び冷却ファン２０を経由して排気口８ａに通じる回転子軸方向の第１通風路１０１が形成され、第２吸気口２１ｂからリヤ側ハウジング８の外側端面とヒートシンク１７との間隙、リヤ側ハウジング端面の通気口８ｂ、及び冷却ファン２０を経由して排気口８ａに通じる径方向の第２通風路１０２が形成されている。
上記のように冷却風の経路を部品ごとに分けることで、各経路の構成を最適化できる。同時に各経路内の部品は、低温の冷却風で冷却することができるため、より効率的に冷却することができる。

上述のようにヒートシンク１７は、円盤状の形状をしているが、回転電機は、基本的な構成要素が回転運動をするため、回転電機全体を円筒形にすることで体積が最小となる。
自動車のエンジンルームは、車室拡大を最大限に追及するために、コンパクト化され、また安全性の観点からも、エンジンルーム内に搭載されるエンジンや回転電機は小型化が要求されてきた。そのため、パワーモジュール９を円形に構成し、回転電機の円筒の頂部に集約配置することは、上記制約を満足するために重要である。すなわち、パワーモジュール９を円板上の限られたスペースに効率よく配置することが、製品の小型化達成のために特に必要とされている。

この実施の形態１では、制御回路部１１の制御基板２８をガラスエポキシ樹脂の基板としているが、セラミック基板や金属基板など電子部品２９を実装し、配線可能な部材を用いても問題ない。

次に、実施の形態１に係る回転電機の動作を図５に基づいて説明する。
図５は、この実施の形態１の回路図であり、この実施の形態１では三相の電機子巻線を２組備えている。電動機として動作する場合には制御回路部１１から界磁モジュール１０に界磁電流を流すように指示を行い、界磁巻線２が励磁される。次にパワーモジュール９に三相交流波形を流すことで回転子４が回転し、トルクを出力する。

一方で発電機として動作する場合は、外部コントローラから必要な発電電流の指示を受け、制御回路部が要求された発電電流に応じた界磁電流を流すように界磁モジュール１０に指示を出す。また、制御回路部１１が相電圧を測定し、出力電圧を超えた場合にスイッチング素子３０を切り替えるようにパワーモジュール９に指示することで電機子巻線５に発生する交流電流を直流電流へ整流を行う。

つづいて、制御回路部１１の放熱構造を説明する。
制御回路部１１に用いる制御基板２８と、制御基板２８に実装された電子部品２９の放熱経路は、封止樹脂２７を介して外気へ放熱する経路と、ヒートシンク１７へ放熱する経路の２つがある。外気への放熱経路の場合、制御基板２８の配線パターンに電流が流れた時のジュール発熱や、電子部品２９の自己発熱は、封止樹脂２７を介して熱伝導で電子モジュール２５のリヤ側へ伝わり、封止樹脂２７の外気側に到達し、熱伝達で外気へ放熱する。
次にヒートシンク１７への放熱経路の場合、制御基板２８の配線パターンに電流が流れた時のジュール発熱や、電子部品２９の自己発熱は、封止樹脂２７を介して熱伝導で電子モジュール２５のフロント側にあるヒートシンク１７へ伝わり、ヒートシンク１７のフロント側にあるフィン３４から熱伝達で外気へ放熱する。

制御回路部１１の温度は、ヒートシンク１７の温度と、制御基板２８や電子部品２９の温度上昇分を加えた値となるため、ヒートシンク１７の温度に影響される。ヒートシンク１７は、リヤ側ハウジング８を介して固定子６と熱的に接続している。外気が100℃の時に、最大で約２００℃となる固定子６からの受熱により、外気よりも温度が高くなる。そのため、ヒートシンク１７の温度上昇に伴い制御回路部１１の温度も上昇するが、封止樹脂２７よりも熱伝導率が一桁低い空気となる断熱部３３にヒートシンク１７からの受熱を抑制し、電子モジュール２５内に温度勾配をつけることができる。これにより、制御回路部１１のうち、断熱部３３のリヤ側にある領域の温度を低減でき、制御回路部１１の電子部品２９の一部に耐熱の低い安価で小型な電子部品２９を使用することで小型化とコストを低減できる。また、電子部品２９において、マイコンなどの発熱部品やコンデンサなどの熱に弱い部品を持ってくることで長期信頼性の向上が見込める。加えて、空気層の断熱部３３を設けることで、封止樹脂２７の使用量を低減し、低コスト化と製品を軽量化できる。

この実施の形態１では、断熱部３３を熱可塑性樹脂製ケース１８側に設けたが、ヒートシンク１７側に凹部を設けても同様の効果が得られることは言うまでもない。
このように、この実施の形態１によれば、熱可塑性樹脂製ケース１８とヒートシンク１７の間に空気層の断熱部３３を設けることで、ヒートシンク１７からの受熱を低減し、電子モジュール２５内に温度勾配をつけることができる。これにより、制御回路部１１のうち、断熱部３３のリヤ側にある領域の温度を低減でき、制御回路部１１の電子部品２９の一部に耐熱の低い安価で小型な電子部品２９を使用することで小型化とコストを低減できる。また、断熱部３３を設けることで、封止樹脂２７の使用量を低減できる。これにより、製品の重量を低減し、自動車の燃費向上が見込める。

実施の形態２.
図６はこの発明の実施の形態２における回転電機の断熱部を示す断面図である。
以下、図６に基づいて実施の形態２に係る回転電機を説明する。
この実施の形態２も実施の形態１と同様に、車両の駆動補助及び発電に用いる交流発電電動機へ適用した例であり、回転電機本体と制御装置とを備えている。

実施の形態２における回転電機は、熱可塑性樹脂製ケース１８の断熱部３３の形状を変えたものである。その他の構成は、実施の形態１の図１と同じである。

図６において、熱可塑性樹脂製ケース１８の断熱部３３は、径方向の内周側と外周側に位置する部分の樹脂を部分的になくし、熱可塑性樹脂製ケース１８とヒートシンク１７間の空気層の断熱部３３を径方向に開放（開口）し、冷却ファン２０による冷却風が流れる第３通風路１０３を構成したものである。なお、接着剤２６は断熱部３３の形状に合わせて塗布する位置を変更する。

ヒートシンク１７の径方向外向き及び内向きに開口して第１通風路１０１と第２通風路１０２とに連通する第３通風路１０３の構成により、熱可塑性樹脂製ケース１８とヒートシンク１７の間に低温の冷却風が流れることで、効率的に電子モジュール２５とヒートシンク１７を冷却でき、温度を低減することができる。
更に、通風路を増やすことで冷却ファン２０の通風路における圧力損失を低減できるため、冷却ファン２０の流量を増加することができ、これにより冷却性能の向上が見込め、ヒートシンク１７だけでなく固定子６の温度も低減できる。加えて、回転子軸中心に導入できる冷却風を増やせるため、ブラシホルダ１４、軸受２３の冷却性が向上する。更に熱可塑性樹脂製ケース１８の熱可塑性樹脂や封止樹脂の熱伝導率を高くすることで、電子モジュール２５の冷却性を向上できる。

実施の形態２では、断熱部３３を熱可塑性樹脂製ケース１８側に設けたが、ヒートシンク１７側に凹部を設けても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、ヒートシンク１７の冷却性が向上するため、ヒートシンク１７の小型化やフィン３４を低背化できる。

このように実施の形態２では、熱可塑性樹脂製ケース１８とヒートシンク１７間の空気層の断熱部３３によって第３通風路１０３を構成し、この部分に冷却風を流すことで、ヒートシンク１７からの受熱を低減し、電子モジュール２５内に温度勾配をつけることができる。これにより、制御回路部１１のうち、断熱部３３のリヤ側にある領域の温度を低減でき、制御回路部１１の電子部品２９の一部に耐熱の低い安価で小型な電子部品２９を使用することで小型化とコストを低減できる。また、断熱部３３を設けることで、封止樹脂２７の使用量を低減できる。これにより、製品の重量を低減し、自動車の燃費向上が見込める。

実施の形態３.
図７はこの発明の実施の形態３における回転電機の断熱部を示す断面図、図８はこの発明の実施の形態３における断熱部の変形例を示す断面図である。
まず、図７に基づいて実施の形態３に係る回転電機を説明する。
この実施の形態３も実施の形態１、２と同様に、車両の駆動補助及び発電に用いる交流発電電動機へ適用した例であり、回転電機本体と制御装置とを備えている。

実施の形態３における回転電機は、ヒートシンク１７の断熱部３３側すなわち熱可塑性樹脂製ケース１８の接着面よりもリヤ側に、第１通風路１０１のフィン３４とは別のフィン３４ａを設けたものである。その他の構成は実施の形態２の図６と同じである。
この構成により第３通風路１０３に流れる冷却風への放熱面積を拡大し、ヒートシンク１７の温度を低減することができる。また、フィン３４ａの配置により、狙った位置に冷却風の誘導ができる。なお、フィン３４ａは、断熱部内において、熱可塑性樹脂製ケース１８側、及びヒートシンク１７側の対向面のいずれか一方又は双方に取り付けることが可能である。

次に図８に基づいて、断熱部３３の変形例を説明する。
この変形例は、図８のように、インサート成形やアウトサートされ制御基板２８と熱的に接続したターミナル３５を、第３通風路１０３に露出させフィン３４ａとしたものである。このように構成することによって冷却性を向上できる。なお、ターミナル３５は、制御基板２８と接続されてなくても同様の効果を得ることができる。
フィン３４ａは、熱可塑性樹脂製ケース１８の接着面よりもリヤ側にあるが、接着面から凹ませてフィン３４ａを構成してもよい。
この構成によってヒートシンク１７の冷却性が向上するため、ヒートシンク１７の小型化やフロント側のフィン３４を低背化できる。

このように実施の形態３によっても、実施の形態２と同じように熱可塑性樹脂製ケース１８とヒートシンク１７間の空気層の断熱部３３に、第３通風路１０３を構成し、ヒートシンク１７にフィン３４を設け、冷却風を流すことで、ヒートシンク１７からの受熱を低減し、電子モジュール２５内に温度勾配をつけることができる。
これにより、制御回路部１１のうち、断熱部３３のリヤ側にある領域の温度を低減でき、制御回路部１１の電子部品２９の一部に耐熱の低い安価で小型な電子部品２９を使用することで小型化とコストを低減できる。また、断熱部３３を設けることで、封止樹脂２７の使用量を低減できる。これにより、製品の重量を低減し、自動車の燃費向上が見込める。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１：回転電機、 ４：回転子、 ６：固定子、 ８：リヤ側ハウジング、 ８ａ：排気口、 ８ｂ：通気口、 ９：パワーモジュール、 １０：界磁モジュール、 １１：制御回路部、 １７：ヒートシンク、 １８：熱可塑性樹脂製ケース、 １８ｆ１：熱可塑性樹脂製ケース１８の内周枠部、 １８ｆ２：熱可塑性樹脂製ケース１８の外周枠部、
２０：冷却ファン、 ２１：保護カバー、 ２１ａ：第１吸気口 ２１ｂ：第２吸気口
２５：電子モジュール、 ２６：接着剤、 ２７：封止樹脂、 ２８：制御基板、
２９：電子部品、 ３０：スイッチング素子、 ３１：リードフレーム、 ３３：断熱部、 ３４：フィン、 １０１：第１通風路、 １０２：第２通風路、 １０３：第３通風路

この発明に係わる回転電機は、界磁コアと界磁巻線を有しリヤ側ハウジング及びフロント側ハウジングに回転自在に支持された回転子、この回転子の外側に配置され電機子巻線を有する固定子、前記電機子巻線に流れる電機子電流を制御するスイッチング素子を有するパワーモジュール、前記界磁巻線に流れる界磁電流を制御するスイッチング素子を有する界磁モジュール、この界磁モジュールと前記パワーモジュールを制御する制御回路部、前記リヤ側ハウジングを介して固定子と熱的に接続されると共に前記制御回路部、前記パワーモジュール、及び前記界磁モジュールが搭載されこれらを冷却するヒートシンク、このヒートシンクに固着され前記パワーモジュールと前記界磁モジュールと前記制御回路部の周囲を囲みこれらを収納した熱可塑性樹脂製ケース、この熱可塑性樹脂製ケース、前記パワーモジュール、前記界磁モジュール、前記制御回路部、前記ヒートシンク、及び前記パワーモジュールと前記界磁モジュールと前記制御回路部とを前記熱可塑性樹脂製ケース内に封止する封止樹脂を有する電子モジュール、この電子モジュールを保護するために前記リヤ側ハウジングに設けられた保護カバー、及び前記リヤ側ハウジング内において回転子軸の端部に設けられた冷却ファンを備えた回転電機であって、前記熱可塑性樹脂製ケースには、前記制御回路部の電子部品と対向する位置に、この熱可塑性樹脂製ケースの内周枠部と、外周枠部と、この外周枠部及び内周枠部を径方向につなぐリブ部とによって区画形成された空気層の断熱部を設け、前記保護カバーの端面には、前記回転子軸の軸方向に開口する第１吸気口を設けると共に外周面には、前記回転子軸の径方向に開口する第２吸気口を設け、前記リヤ側ハウジングの外周面には、第１吸気口及び第２吸気口に対応する排気口を設け、前記第１吸気口から前記回転子軸の軸端外周部、前記リヤ側ハウジング端面の通気口、及び前記冷却ファンを経由して前記排気口に通じる第１通風路を形成し、前記第２吸気口から前記リヤ側ハウジングの外側端面と前記ヒートシンクとの間隙、前記リヤ側ハウジング端面の通気口、及び前記冷却ファンを経由して前記排気口に通じる第２通風路を形成し、前記断熱部を前記ヒートシンクの径方向外向き及び内向きに開口することにより、前記第１通風路と前記第２通風路とに連通する第３通風路を形成し、この第３通風路内において、前記熱可塑性樹脂製ケース側対向面及び前記ヒートシンク側対向面のいずれか一方又は双方に冷却フィンを設けたものである。

Claims (4)

1. 界磁コアと界磁巻線を有しリヤ側ハウジング及びフロント側ハウジングに回転自在に支持された回転子、この回転子の外側に配置され電機子巻線を有する固定子、前記電機子巻線に流れる電機子電流を制御するスイッチング素子を有するパワーモジュール、前記界磁巻線に流れる界磁電流を制御するスイッチング素子を有する界磁モジュール、この界磁モジュールと前記パワーモジュールを制御する制御回路部、この制御回路部、前記パワーモジュール、及び前記界磁モジュールが搭載されこれらを冷却するヒートシンク、このヒートシンクに固着され前記パワーモジュールと前記界磁モジュールと前記制御回路部の周囲を囲みこれらを収納した熱可塑性樹脂製ケース、この熱可塑性樹脂製ケースと前記パワーモジュールと前記界磁モジュールと前記制御回路部と前記ヒートシンクとこれらを前記熱可塑性樹脂製ケース内に封止する封止樹脂とを有する電子モジュール、及びこの電子モジュールを保護するために前記リヤ側ハウジングに設けられた保護カバー、及びこの保護カバー内において回転子軸の端部に設けられた冷却ファンを備えた回転電機であって、
   前記保護カバーの端面には、前記回転子軸の軸方向に開口する第１吸気口を設けると共に外周面には、前記回転子軸の径方向に開口する第２吸気口を設け、前記リヤ側ハウジングの外周面には、第１吸気口及び第２吸気口に対応する排気口を設け、前記第１吸気口から前記回転子軸の軸端外周部、前記リヤ側ハウジング端面の通気口、及び前記冷却ファンを経由して前記排気口に通じる第１通風路を形成すると共に前記第２吸気口から前記リヤ側ハウジングの外側端面と前記ヒートシンクとの間隙、前記リヤ側ハウジング端面の通気口、及び前記冷却ファンを経由して前記排気口に通じる第２通風路を形成し、前記電子モジュール内において前記熱可塑性樹脂製ケースと前記ヒートシンク間に、断熱部が区画形成されていることを特徴とする回転電機。
2. 前記断熱部は、前記熱可塑性樹脂製ケースを介し前記制御回路部の発熱部品と対向する位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記断熱部には、前記ヒートシンクの径方向外向き及び内向きに開口して前記第１通風路と前記第２通風路とに連通する第３通風路を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転電機。
4. 前記断熱部内において、前記熱可塑性樹脂製ケース及び前記ヒートシンクの対向面のいずれか一方又は双方に冷却フィンを取り付けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。

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