JP2018074671A - 制御装置一体型回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】過電流を確実に遮断することができる制御装置一体型回転電機を得る。
【解決手段】制御装置には、冷却部材が設けられ、パワー回路部は、スイッチング素子を含むパワーモジュールと、パワーモジュールの複数の端子に接続される導体を含む電力相互接続部品と、を有し、パワーモジュールの複数の端子のうち、少なくとも１つにヒューズ部が形成され、ヒューズ部と電力相互接続部品とが互いに離間し、電力相互接続部品には、電力相互接続部品には、パワーモジュールの端子が配設される周辺部に切欠が設けられており、パワーモジュールの端子が配設されない部位は、冷却部材側に延在されている。
【選択図】図４

Description

この発明は、制御装置一体型回転電機に関し、特に、構成部品が短絡故障した際の短絡電流を遮断する制御装置一体型回転電機に関する。

従来から、回転電機とこの回転電機を制御する制御装置とが一体に構成された制御装置一体型回転電機として、固定子と、回転軸を含み固定子に対して回転可能な回転子と、固定子および回転子を支持する支持体と、を有する回転電機本体、および回転軸の周囲に配置され、回転電機本体から受けた電力または回転電機本体へ供給する電力を交流と直流との間で変換するパワー回路部を有し、回転電機本体に設けられた制御装置を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献１には、パワー回路部が、スイッチング素子を含むパワーモジュールと、パワーモジュールの端子に接続される導体を含む電力相互接続部品と、を有し、電力相互接続部品の１つである正のバスバーが、回転軸の周囲を囲む環状部と、環状部に互いに間隔を置いて設けられ、各パワーモジュールの正端子が例えば溶接等により個別に接続される複数の正端子接続部と、環状部に設けられ、バッテリと電気的に接続される電源端子部と、を有していることが示されている。

また、スイッチング素子と、スイッチング素子の主電極に接続されたパワーリードと、を備え、パワーリードに断面積の小さな狭窄部を設けることによりヒューズ部を形成し、パワーリードに過電流が流れたときにヒューズ部が溶断して過電流を遮断する半導体装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許第５７３０３３３号公報 特開２００３−０６８９６７号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
すなわち、バッテリと電気的に接続される電源端子部と電気的に接続される電力相互接続部品である正のバスバーを、パワーモジュールの端子と接続し、さらにパワーモジュールの端子の一部分に、過電流が流れたときに溶断するヒューズ部を形成した場合について考える。このとき、過電流が流れた瞬間は、一時的にヒューズ部を溶断することができるが、溶断部が高温になって溶融され、再び電力相互接続備品と電気的接触を生じることがあり、ヒューズ機能が実現されないという問題がある。

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あり、過電流を確実に遮断することができる制御装置一体型回転電機を得ることを目的とする。

この発明に係る制御装置一体型回転電機は、固定子と、回転軸を含み固定子に対して回転可能な回転子と、固定子および回転子を支持する支持体と、を有する回転電機本体、および回転軸の周囲に配置され、回転電機本体から受けた電力または回転電機本体へ供給する電力を交流と直流との間で変換するパワー回路部を有し、回転電機本体に設けられた制御装置を備えた制御装置一体型回転電機であって、制御装置には、冷却部材が設けられ、パワー回路部は、スイッチング素子を含むパワーモジュールと、パワーモジュールの複数の端子に接続される導体を含む電力相互接続部品と、を有し、パワーモジュールの複数の端子のうち、少なくとも１つにヒューズ部が形成され、ヒューズ部と電力相互接続部品とが互いに離間し、電力相互接続部品には、電力相互接続部品には、パワーモジュールの端子が配設される周辺部に切欠が設けられており、パワーモジュールの端子が配設されない部位は、冷却部材側に延在されているものである。

この発明に係る制御装置一体型回転電機によれば、制御装置には、冷却部材が設けられ、パワー回路部は、スイッチング素子を含むパワーモジュールと、パワーモジュールの複数の端子に接続される導体を含む電力相互接続部品と、を有し、パワーモジュールの複数の端子のうち、少なくとも１つにヒューズ部が形成され、ヒューズ部と電力相互接続部品とが互いに離間し、電力相互接続部品には、パワーモジュールの端子が配設される周辺部に切欠が設けられており、パワーモジュールの端子が配設されない部位は、冷却部材側に延在されている。
ここで、パワーモジュールの端子のうちの少なくとも１つにヒューズ部を設け、ヒューズ部と電力相互接続部品とが離間しているので、再びヒューズ部と電力相互接続部品との電気的接触が生じず、ヒューズ機能を実現することができる。
また、電力相互接続部品には、パワーモジュールの端子が配設される周辺部に切欠が設けられており、パワーモジュールの端子が配設されない部位は、冷却部材側に延在されている。そのため、回転電機本体の冷却ファンにより冷却部材を冷却することによって、電力相互接続部品を冷却することができるので、自動車用の内燃機関室内に装着されるような高温雰囲気温度環境下においても、過電流による電力相互接続部品の温度上昇を低減し、電力相互接続部品の熱膨張を抑制し、ヒューズ部と電力相互接続部品とに電気的接触が生じず、ヒューズ機能として相乗の効果を有する。
そのため、過電流を確実に遮断することができる制御装置一体型回転電機を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機を示す断面図である。 図１に示した制御装置一体型回転電機をリヤ側から見た側面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図である。 この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路部におけるヒューズ部と正のバスバーとの接合状態を示す斜視図である。

以下、この発明に係る制御装置一体型回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、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に係る制御装置一体型回転電機を示す断面図である。また、図２は、図１に示した制御装置一体型回転電機をリヤ側から見た側面図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であり、パワー回路部のパワーモジュールを示している。また、図４は、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路部におけるヒューズ部と正のバスバーとの接合状態を示す斜視図である。

図１〜図４において、制御装置一体型回転電機３００は、回転電機本体１００と、回転電機本体１００に搭載された制御装置２００とから構成されている。なお、この発明の実施の形態１では、制御装置一体型回転電機３００として、交流発電電動機、すなわちモータジェネレータを例に挙げて説明する。

回転電機本体１００は、筒状の固定子３と、固定子３の内側に配置され、固定子３に対して回転可能な回転子６と、固定子３および回転子６を支持する支持体であるケースとを有している。

ケースは、回転子６の軸線方向について固定子３を嵌着するフロントブラケット１およびリヤブラケット２で構成されている。また、フロントブラケット１およびリヤブラケット２は、例えばアルミニウム製である。

固定子３は、フロントブラケット１およびリヤブラケット２のそれぞれに固定された筒状の固定子鉄心３ｂと、固定子鉄心３ｂに設けられた電機子巻線である固定子巻線３ａとを有している。

回転子６は、回転子６の軸線上に配置された回転軸４と、回転軸４の中間部に固定された回転子鉄心６ｂと、回転子鉄心６ｂに設けられた界磁巻線である回転子巻線６ａとを有している。

回転軸４は、フロントブラケット１およびリヤブラケット２を貫通している。また、回転軸４は、フロントブラケット１およびリヤブラケット２のそれぞれに軸受７ａ、７ｂを介して回転自在に支持されている。

回転子鉄心６ｂの外周部は、固定子３の内周部に対向している。回転子鉄心６ｂには、回転子６と一体に回転する送風用の冷却ファン８が設けられている。また、リヤブラケット２には、制御装置２００に設けられる冷却部材であるヒートシンク２１の冷却フィン２１ａに効率よく送風できるように、吸気孔２ｂおよび排気孔２ａが形成されている。

回転軸４のフロントブラケット１側の端部には、プーリ９が固定されている。プーリ９には、エンジンの回転軸と連動する図示しない伝達ベルトが巻き掛けられている。また、回転軸４のリヤブラケット２側の端部には、回転軸４の回転に応じた信号を発生する回転位置検出センサ１３が設けられている。

さらに、回転軸４の回転位置検出センサ１３よりもリヤ側の部分には、回転子巻線６ａに電気的に接続された複数のスリップリング１０が設けられている。ここで、スリップリング１０は、回転軸４の外周部を囲む環状の導電性部材である。

スリップリング１０には、回転子６に磁界を発生させるための界磁電流をスリップリング１０に供給するための導電性のブラシ１１がそれぞれ接触している。リヤブラケット２には、各スリップリング１０に対して接離する方向へブラシ１１を案内するブラシホルダ１２が設けられている。

ブラシホルダ１２には、各スリップリング１０に接触する方向へ各ブラシ１１を個別に付勢する押圧ばねが設けられている。各ブラシ１１は、押圧ばねの付勢力により、スリップリング１０に押し付けられる。回転子６が回転するときには、スリップリング１０がブラシ１１に対して摺動する。

制御装置２００は、リヤブラケット２に支持されている。また、制御装置２００は、固定子巻線３ａに電気的に接続されたパワー回路部１７と、直流電源であるバッテリから電力を調整して界磁電流として回転子巻線６ａに供給する界磁回路部１９と、パワー回路部１７および界磁回路部１９のそれぞれを制御する制御回路部５０と、パワー回路部１７および界磁回路部１９のそれぞれと制御回路部５０との間で制御信号の送受信を行うための信号中継端子５１とを有している。

制御回路部５０には、回転位置検出センサ１３から信号中継端子５１を介して信号が送られる。また、制御回路部５０には、例えばエンジン制御ユニット等の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が設けられている。制御回路部５０は、外部機器および回転位置検出センサ１３のそれぞれからの情報に基づいて、界磁回路部１９およびパワー回路部１７を制御する。

界磁回路部１９は、制御回路部５０の制御により、回転子巻線６ａへの界磁電流を調整する。回転子６には、界磁回路部１９で調整された界磁電流が回転子巻線６ａに供給される。これにより、回転子６に磁界が発生する。

パワー回路部１７は、制御回路部５０の制御により、固定子巻線３ａから受けた電力または固定子巻線３ａへ供給する電力を交流と直流との間で変換する。すなわち、パワー回路部１７は、制御回路部５０の制御により、バッテリからの直流電力を交流電力に変換して固定子巻線３ａへ供給し、固定子巻線３ａからの交流電力を直流電力に変換してバッテリへ供給する。

信号中継端子５１は、パワー回路部１７および界磁回路部１９のそれぞれに電気的に接続された信号配線を有している。パワー回路部１７および界磁回路部１９のそれぞれと制御回路部５０との間の信号の送受信は、信号中継端子５１を介して行われる。

ここで、パワー回路部１７および界磁回路部１９は、リヤブラケット２の外側に配置されている。また、パワー回路部１７および界磁回路部１９は、回転軸４の周囲に配置されている。

パワー回路部１７は、回転軸４の周囲を囲む略Ｕ字状に配列された装置である。また、パワー回路部１７は、複数のパワーモジュールと、各パワーモジュールおよび界磁回路部１９のそれぞれに対する電力配線を含む電力相互接続部品２０と、界磁回路部１９、各パワーモジュールおよび電力相互接続部品２０のそれぞれが取り付けられたヒートシンク２１とを有している。なお、この発明の実施の形態１では、パワーモジュールが６つの場合を例に挙げて説明する。

ヒートシンク２１は、回転軸４を軸としたドーナツ状の回転体であり、回転軸４の周囲を囲んだ状態でリヤブラケット２に支持されている。また、ヒートシンク２１の反回転子鉄心６ｂ側の面は、界磁回路部１９、パワー回路部１７の各パワーモジュールおよび電力相互接続部品２０が取り付けられる共通の取付面２１ｂとされている。ヒートシンク２１の取付面２１ｂは、回転軸４の軸線に対して垂直な平面である。

また、ヒートシンク２１の回転子鉄心６ｂ側の面には、冷却フィン２１ａが設けられている。回転電機本体１００に設けられた冷却ファン８によって、径方向から外気を冷却風Ｗ１として取り込み、界磁回路部１９、パワー回路部１７の各パワーモジュールおよび電力相互接続部品２０からの熱は、ヒートシンク２１および冷却フィン２１ａを介して外気へ放散される。

また、電力相互接続部品２０とスリップリング１０とブラシ１１との周りを包むように、カバー１５が装着されている。カバー１５は、外部からの異物浸入を防止する役割である。

電力相互接続部品２０には、界磁回路部１９またはパワー回路部１７の各パワーモジュールが配置される複数の開口部５３が設けられている。界磁回路部１９およびパワー回路部１７の各パワーモジュールは、開口部５３に配置された状態でヒートシンク２１の取付面２１ｂに取り付けられている。

したがって、電力相互接続部品２０は、回転軸４の軸線方向に沿ってパワー回路部１７を見たときに、界磁回路部１９およびパワー回路部１７の各パワーモジュールのそれぞれの領域に重なることを避けて配置されている。

すなわち、電力相互接続部品２０は、回転軸４の軸線方向に沿ってパワー回路部１７を見たときに、界磁回路部１９およびパワー回路部１７の各パワーモジュールのいずれの領域にも重ならないように界磁回路部１９およびパワー回路部１７の各パワーモジュールのそれぞれの領域から外れて配置されている。

界磁回路部１９およびパワー回路部１７の各パワーモジュールは、回転軸４の周囲を囲むように、回転軸４の周方向へ互いに間隔を置いて配置されている。パワー回路部１７の各パワーモジュールは、スイッチング素子１６を含み扁平の直方体形状とされたモジュール本体１７ｅと、モジュール本体１７ｅからそれぞれ突出する正端子１７ａ、負端子１７ｃ、ＡＣ端子１７ｂおよび複数の信号端子１７ｄとを有している。

ここで、スイッチング素子１６として、パワートランジスタや電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ：Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等が用いられる。パワー回路部１７は、スイッチング素子１６によるＯＮ／ＯＦＦのスイッチング動作を繰り返すことにより、直流と交流との間で電力を変換する。

モジュール本体１７ｅは、複数のスイッチング素子１６がインサート成形により絶縁樹脂と一体化されることにより作製されている。モジュール本体１７ｅは、その厚さ方向を回転軸４の軸線方向に一致させて配置されている。モジュール本体１７ｅの４つの側面のうち、回転軸４に近い側の側面に正端子１７ａが設けられ、回転軸４から離れた側の側面に負端子１７ｃおよびＡＣ端子１７ｂが設けられ、残りの２つの側面に各信号端子１７ｄが設けられている。

ここで、モジュール本体１７ｅから突出する正端子１７ａには、ヒューズ部が形成されている。ヒューズ部は、正端子１７ａの一部に狭窄部１７ｆを設けることにより形成され、正端子１７ａに過電流が流れたときに溶断し、過電流を遮断する。なお、これに限定されないが、正端子１７ａは、銅または銅合金からなるプレートを、打ち抜き加工することによって形成することができる。

電力相互接続部品２０は、複数の導体としての正のバスバー２０ａ、複数の負のバスバー２０ｃ、電機子用接続ターミナル２０ｂおよび複数の界磁用接続ターミナル２０ｆと、正のバスバー２０ａ、負のバスバー２０ｃ、電機子用接続ターミナル２０ｂおよび界磁用接続ターミナル２０ｆを保持するように、中空ケース状の外枠を備え、絶縁体である熱可塑性樹脂で連結され、その中空部に熱硬化性樹脂で注型されている。

正のバスバー２０ａ、負のバスバー２０ｃ、電機子用接続ターミナル２０ｂおよび界磁用接続ターミナル２０ｆは、インサート成形により一体化されている。また、正のバスバー２０ａ、負のバスバー２０ｃ、電機子用接続ターミナル２０ｂおよび界磁用接続ターミナル２０ｆは、パワー回路部１７の各パワーモジュールおよび界磁回路部１９のそれぞれに対する電力配線とされている。

また、正のバスバー２０ａ、負のバスバー２０ｃ、電機子用接続ターミナル２０ｂおよび界磁用接続ターミナル２０ｆは、回転軸４の軸線方向に沿って電力相互接続部品２０を見たときに、互いに離して配置されている。正のバスバー２０ａは、界磁回路部１９およびパワー回路部１７の各パワーモジュールよりも径方向内側の位置に配置されている。負のバスバー２０ｃ、電機子用接続ターミナル２０ｂは、界磁回路部１９およびパワー回路部１７の各パワーモジュールよりも径方向外側の位置に配置されている。

また、正のバスバー２０ａは、回転軸４の周囲を囲む環状部として設けられ、パワー回路部１７の各パワーモジュールの正端子１７ａおよび界磁回路部１９の界磁用接続ターミナル２０ｆが、例えば溶接等により個別に接続される複数の正端子接続部と、バッテリに電気的に接続される電源端子部２４とを有している。

また、正のバスバー２０ａには、パワー回路部１７の各パワーモジュールの正端子１７ａが接続される周辺部に切欠Ｘが設けられており、正のバスバー２０ａとパワー回路部１７の各パワーモジュールの正端子１７ａの狭窄部１７ｆとが離間するように構成されている。また、正のバスバー２０ａの、パワー回路部１７の各パワーモジュールの正端子１７ａが接続されない部位は、ヒートシンク２１側の軸方向に延在しており、モジュール本体１７ｅの厚さ方向において、その端部がモジュール本体１７ｅの表面の高さ位置に達する程度の幅を備えている。

ここで、切欠Ｘは、少なくとも正端子１７ａのヒューズ部の中央よりも上まで切り欠かれている。これは、ヒューズは、ヒューズ部の中央で溶断するためである。また、切欠Ｘの幅は、少なくともヒューズ部の幅よりも大きくされているが、組み立て精度に応じて決める必要がある。

パワー回路部１７の各パワーモジュールの正端子１７ａおよび電源端子部２４は、回転軸４の軸線方向へ環状部から突出している。パワー回路部１７の各パワーモジュールの正端子１７ａおよび界磁回路部１９の界磁用接続ターミナル２０ｆのそれぞれは、並行に延びている。環状部は、厚さ方向が径方向になるように帯状の導体を曲げて形成されている。

正のバスバー２０ａは、パワー回路部１７の各パワーモジュールの正端子１７ａおよび電源端子部２４が設けられた金属板である帯状の導体を曲げて端部同士を接続することにより作製されている。正のバスバー２０ａは、パワー回路部１７の各パワーモジュールの正端子１７ａおよび電源端子部２４が絶縁体から露出された状態で、電力相互接続部品２０を構成する絶縁体と一体化されている。

各負のバスバー２０ｃは、パワー回路部１７の各パワーモジュールの負端子１７ｃが例えば溶接等により接続される負端子接続部を有している。パワー回路部１７の各パワーモジュールの負端子１７ｃは、回転軸４の軸線方向へ突出し、それぞれ並行に延びている。各負のバスバー２０ｃには、ヒートシンク２１に固定するためのボルト２３が通されるボルト通し穴が設けられている。

負のバスバー２０ｃは、板状の金属片を曲げることにより作製されている。また、負のバスバー２０ｃは、ボルト２３の周囲の部分が絶縁体から露出された状態で、電力相互接続部品２０を構成する絶縁体と一体化されている。

電力相互接続部品２０およびヒートシンク２１は、ボルト２３によってリヤブラケット２にまとめて機械的に締結されている。負のバスバー２０ｃは、ボルト２３によってリヤブラケット２に機械的に締結されることにより、リヤブラケット２にアース接続されている。

電機子用接続ターミナル２０ｂは、固定子巻線３ａに電気的に接続され、パワー回路部１７のパワーモジュールのＡＣ端子１７ｂに例えば溶接等により接続されるＡＣ端子接続部を有している。電機子用接続ターミナル２０ｂは、板状の金属片を曲げることにより作製されている。また、電機子用接続ターミナル２０ｂは、ＡＣ端子接続部が絶縁体から露出された状態で、絶縁体と一体化されている。パワー回路部１７のパワーモジュールのＡＣ端子１７ｂは、ＡＣ端子接続部に並行に延びている。

界磁用接続ターミナル２０ｆは、ブラシ１１およびスリップリング１０を介して回転子巻線６ａに電気的に接続されている。界磁用接続ターミナル２０ｆは、板状の金属片を曲げることにより作製されている。また、界磁用接続ターミナル２０ｆは、界磁用端子接続部が絶縁体から露出された状態で、電力相互接続部品２０を構成する絶縁体と一体化されている。界磁回路部１９の界磁用接続ターミナル２０ｆは、界磁用端子接続部に並行に延びている。

電力相互接続部品２０を構成する絶縁体は、回転軸４が中央を通るように環状に成形されている。また、開口部５３は、正のバスバー２０ａ、負のバスバー２０ｃ、電機子用接続ターミナル２０ｂおよび界磁用接続ターミナル２０ｆを避けて構成されている。また、電力相互接続部品２０を構成する絶縁体がヒートシンク２１の取付面２１ｂに接触した状態でヒートシンク２１に取り付けられている。

また、電力相互接続部品２０を構成する絶縁体は、回転軸４の軸線に対して垂直な方向、すなわち径方向に沿ってパワー回路部１７を見たときに、パワー回路部１７の各パワーモジュールおよび界磁回路部１９のそれぞれの領域に重なる位置に配置されている。つまり、絶縁体ケース、パワー回路部１７の各パワーモジュールおよび界磁回路部１９は、回転軸４の軸線に対して垂直な共通の平面上に配置されている。

また、電力相互接続部品２０は、回転軸４の周囲を囲む内壁部２０ｄと、パワー回路部１７の各パワーモジュールおよび界磁回路部１９をまとめて囲む外壁部２０ｅとを有し、内壁部２０ｄと外壁部２０ｅとが直接ヒートシンク２１と接して凹部が形成される。界磁回路部１９およびパワー回路部１７の各パワーモジュールは、内壁部２０ｄと外壁部２０ｅとの間に形成された凹部内に配置されている。

信号端子１７ｄは、界磁回路部１９およびパワー回路部１７の各パワーモジュールのそれぞれに並行した状態で、内壁部２０ｄと外壁部２０ｅとの間に形成された凹部内に配置されている。

内壁部２０ｄと外壁部２０ｅとの間に形成された凹部内には、絶縁性の充填材６０が充填されている。これにより、界磁回路部１９、信号端子１７ｄおよびパワー回路部１７の各パワーモジュールは、充填材６０中に埋め込まれている。充填材６０は、熱硬化性の任意の樹脂材料を用いて成形することができるが、例えば、エポキシ樹脂に、熱伝導性の高いアルミナやケイ素化合物等をフィラーとして含有させて、成形することが好ましい。

充填材６０を埋設することによって、モジュール本体１７ｅから突出する正端子１７ａに設けられた狭窄部１７ｆと正のバスバー２０ａとが、充填材６０を介し連結している。また、隣接するパワーモジュールの狭窄部１７ｆの相互間を、パワーモジュール端子よりも弾性係数の低い樹脂で被覆し、複数のモジュール端子が充填材６０で互いに連結している。

次に、動作について説明する。パワー回路部１７および界磁回路部１９は、回転位置検出センサ１３および外部機器のそれぞれからの情報に基づいて、制御回路部５０により制御される。

エンジンの始動時には、バッテリからの直流電力がパワー回路部１７および界磁回路部１９のそれぞれに供給される。界磁回路部１９では、制御回路部５０の制御により、バッテリからの直流電力を界磁電流に調整する動作が行われる。界磁回路部１９からの界磁電流は、ブラシ１１およびスリップリング１０を介して回転子巻線６ａに供給される。これにより、回転子６には、直流磁界が発生する。

一方、パワー回路部１７の各パワーモジュールでは、制御回路部５０の制御により、スイッチング動作が行われる。これにより、バッテリからの直流電力が交流電力に変換される。パワー回路部１７で変換された交流電力は、固定子巻線３ａに供給される。これにより、固定子３には回転磁界が発生し、回転子６が回転される。また、回転子６の回転により、プーリ９が回転され、エンジンが始動される。

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９に伝達される。これにより、回転子６が回転され、固定子巻線３ａに交流電力が誘起される。このとき、パワー回路部１７の各パワーモジュールでは、制御回路部５０の制御により、スイッチング動作が行われる。これにより、固定子巻線３ａに誘起された交流電力が直流電力に変換される。この後、パワー回路部１７からの直流電力は、バッテリに充電される。

このように、この発明の実施の形態１では、パワーモジュールの端子のうちの少なくとも１つにヒューズ部を設け、ヒューズ部と電力相互接続部品２０とが離間しているので、再びヒューズ部と電力相互接続部品２０との電気的接触が生じず、ヒューズ機能を実現することができる。

また、電力相互接続部品２０には、パワーモジュールの端子が配設される周辺部に切欠Ｘが設けられており、パワーモジュールの端子が配設されない部位は、ヒートシンク２１側に延在されている。そのため、回転電機本体１００の冷却ファン８によりヒートシンク２１を冷却することによって、電力相互接続部品２０を冷却することができるので、自動車用の内燃機関室内に装着されるような高温雰囲気温度環境下においても、過電流による電力相互接続部品２０の温度上昇を低減し、電力相互接続部品２０の熱膨張を抑制し、ヒューズ部と電力相互接続部品２０とに電気的接触が生じず、ヒューズ機能として相乗の効果を有する。

また、充填材を埋設することによって、モジュール本体から突出する正端子１７ａに備えられる狭窄部１７ｆと正のバスバー２０ａとが充填材を介し連結しているので、気中放電現象がなく、ヒューズ機能の信頼性が向上する。また、自動車用途では、融雪剤散布による霧状の塩化物の浸入を防止することができるので、電蝕による狭窄部１７ｆの断線が生じることなく、ヒューズ機能の信頼性が向上する。

また、隣接するパワーモジュールの狭窄部１７ｆの相互間をパワーモジュール端子よりも弾性係数の低い樹脂で被覆し、複数のモジュール端子が樹脂で互いに連結しているので、自動車の内燃機関に、制御装置一体型回転電機が直接装着される場合であっても、内燃機関の振動伝達によって、狭窄部１７ｆの断線が生じることなく、ヒューズ機能の信頼性が向上する。

以上のように、実施の形態１によれば、制御装置には、冷却部材が設けられ、パワー回路部は、スイッチング素子を含むパワーモジュールと、パワーモジュールの複数の端子に接続される導体を含む電力相互接続部品と、を有し、パワーモジュールの複数の端子のうち、少なくとも１つにヒューズ部が形成され、ヒューズ部と電力相互接続部品とが互いに離間し、電力相互接続部品には、パワーモジュールの端子が配設される周辺部に切欠が設けられており、パワーモジュールの端子が配設されない部位は、冷却部材側に延在されている。
そのため、過電流を確実に遮断することができる制御装置一体型回転電機を得ることができる。

１ フロントブラケット、２ リヤブラケット、２ａ 排気孔、２ｂ 吸気孔、３ 固定子、３ａ 固定子巻線、３ｂ 固定子鉄心、４ 回転軸、６ 回転子、６ａ 回転子巻線、６ｂ 回転子鉄心、７ａ、７ｂ 軸受、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 回転位置検出センサ、１５ カバー、１６ スイッチング素子、１７ パワー回路部、１７ａ 正端子、１７ｂ ＡＣ端子、１７ｃ 負端子、１７ｄ 信号端子、１７ｅ モジュール本体、１７ｆ 狭窄部、１９ 界磁回路部、２０ 電力相互接続部品、２０ａ 正のバスバー、２０ｂ 電機子用接続ターミナル、２０ｃ 負のバスバー、２０ｄ 内壁部、２０ｅ 外壁部、２０ｆ 界磁用接続ターミナル、２１ ヒートシンク、２１ａ 冷却フィン、２１ｂ 取付面、２３ ボルト、２４ 電源端子部、５０ 制御回路部、５１ 信号中継端子、５３ 開口部、６０ 充填材、１００ 回転電機本体、２００ 制御装置、３００ 制御装置一体型回転電機、Ｘ 切欠。

Claims (3)

1. 固定子と、回転軸を含み前記固定子に対して回転可能な回転子と、前記固定子および前記回転子を支持する支持体と、を有する回転電機本体、および前記回転軸の周囲に配置され、前記回転電機本体から受けた電力または前記回転電機本体へ供給する電力を交流と直流との間で変換するパワー回路部を有し、前記回転電機本体に設けられた制御装置を備えた制御装置一体型回転電機であって、
   前記制御装置には、冷却部材が設けられ、
   前記パワー回路部は、スイッチング素子を含むパワーモジュールと、前記パワーモジュールの複数の端子に接続される導体を含む電力相互接続部品と、を有し、
   前記パワーモジュールの複数の端子のうち、少なくとも１つにヒューズ部が形成され、前記ヒューズ部と前記電力相互接続部品とが互いに離間し、
   前記電力相互接続部品には、前記パワーモジュールの端子が配設される周辺部に切欠が設けられており、前記パワーモジュールの端子が配設されない部位は、前記冷却部材側に延在されている
   制御装置一体型回転電機。
2. 前記ヒューズ部と前記電力相互接続部品とが互いに離間する部位に、充填材が埋設されている
   請求項１に記載の制御装置一体型回転電機。
3. 前記ヒューズ部は、前記パワーモジュールの端子よりも弾性係数の低い樹脂で被覆され、前記パワーモジュールの複数の端子が前記樹脂で互いに連結している
   請求項１または請求項２に記載の制御装置一体型回転電機。

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