JP2018186588A - Controller-integrated rotary electric machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller-integrated rotary electric machine capable of improving vibration resistance of a controller.SOLUTION: A controller-integrated rotary electric machine comprises a rotary electric machine body 2 and a controller 3 which is arranged in the rotary electric machine body 2 and transmits and receives power with the rotary electric machine body 2. The controller 3 comprises: a power module 25; a control board 26 for controlling the power module 25; fins 31 which are installed on the circuit board 26 and comprise vertical sections 311 extending in a direction vertical to a component mounting face in the circuit board 26; a case 28 for surrounding the power module 25, the control board 26 and the fins 31; and silicone gel 29 filled inside the case 28.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この発明は、回転電機本体および回転電機本体との間で電力の送受を行う制御装置を一体化した制御装置一体型回転電機に関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine main body and a controller-integrated rotating electrical machine that integrates a rotating electrical machine body and a control device that transmits and receives power to and from the rotating electrical machine body.

従来、回転電機本体と、回転電機本体との間で電力の送受を行う制御装置とを一体化した制御装置一体型回転電機であって、制御装置が、直流電力を交流電力に変換し、また、交流電力を直流電力に変換するパワー回路部と、パワー回路部を制御する制御回路部とを有した制御装置一体型回転電機が知られている。パワー回路部は、モールド成形された複数のパワーモジュールを有し、それぞれのパワーモジュールがヒートシンクに配置されている。制御回路部は、制御基板を有し、制御基板にはパワーモジュールの端子が接続されている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a control device-integrated rotating electrical machine in which a rotating electrical machine body and a control device that transmits and receives power between the rotating electrical machine body are integrated, the control device converts DC power into AC power, and A controller-integrated dynamoelectric machine having a power circuit unit that converts AC power into DC power and a control circuit unit that controls the power circuit unit is known. The power circuit unit has a plurality of molded power modules, and each power module is disposed on a heat sink. The control circuit unit has a control board, and a terminal of the power module is connected to the control board (see, for example, Patent Document 1).

国際公開第2014/188803号International Publication No. 2014/188803

しかしながら、制御装置一体型回転電機がエンジンルーム内に設置して使用される場合に、制御基板が振動するので、制御装置の耐振性が悪いという課題があった。   However, when the control device-integrated rotating electrical machine is installed and used in the engine room, the control board vibrates, which causes a problem that the vibration resistance of the control device is poor.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、制御装置の耐振性を向上させることができる制御装置一体型回転電機を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a controller-integrated dynamoelectric machine that can improve the vibration resistance of the controller.

この発明に係る制御装置一体型回転電機は、回転電機本体と、回転電機本体に設けられ、回転電機本体との間で電力の送受を行う制御装置とを備え、制御装置は、パワーモジュールと、パワーモジュールを制御する制御基板と、制御基板に設けられ、制御基板における部品実装面に対して垂直な方向に延びる垂直部を含むフィンと、パワーモジュール、制御基板およびフィンの周囲を囲むケースと、ケースの内側に充填されたゲル状粘弾性部材とを有している。   A controller-integrated rotating electrical machine according to the present invention includes a rotating electrical machine main body, and a control device that is provided in the rotating electrical machine main body and transmits and receives electric power to and from the rotating electrical machine main body, and the control device includes a power module, A control board for controlling the power module, a fin provided on the control board and including a vertical portion extending in a direction perpendicular to the component mounting surface of the control board, a case surrounding the power module, the control board and the fin, A gel-like viscoelastic member filled inside the case.

この発明に係る制御装置一体型回転電機によれば、制御装置は、制御基板における部品実装面に対して垂直な方向に延びる垂直部を含むフィンと、パワーモジュール、制御基板およびフィンの周囲を囲むケースと、ケースの内側に充填されたゲル状粘弾性部材とを有しているので、制御装置の耐振性を向上させることができる。   According to the control device-integrated dynamoelectric machine according to the present invention, the control device surrounds the fin including the vertical portion extending in the direction perpendicular to the component mounting surface of the control board, the power module, the control board, and the periphery of the fin. Since the case and the gel-like viscoelastic member filled inside the case are provided, the vibration resistance of the control device can be improved.

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。It is sectional drawing which shows the control apparatus integrated rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1のシリコーンゲルによってポッティングされたパワーモジュールおよび制御基板を示す平面図である。It is a top view which shows the power module and control board | substrate potted with the silicone gel of FIG. 図2のIII−III線に沿って視た矢視断面図である。It is arrow sectional drawing seen along the III-III line of FIG. 図2のIV−IV線に沿って視た矢視断面図である。It is arrow sectional drawing seen along the IV-IV line of FIG. 実施の形態1に係る制御装置一体型回転電機の変形例を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a modification of the control device-integrated rotating electrical machine according to the first embodiment. 図5のVI−VI線に沿って視た矢視断面図である。It is arrow sectional drawing seen along the VI-VI line of FIG. 図5のVII−VII線に沿って視た矢視断面図である。It is arrow sectional drawing seen along the VII-VII line of FIG. この発明の実施の形態2に係る制御装置一体型回転電機を示す平面図である。It is a top view which shows the control apparatus integrated rotary electric machine which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図8のIX−IX線に沿って視た矢視断面図である。It is arrow sectional drawing seen along the IX-IX line of FIG. 図8のX−X線に沿って視た矢視断面図である。It is arrow sectional drawing seen along the XX line of FIG. この発明の実施の形態3に係る制御装置一体型回転電機を示す平面図である。It is a top view which shows the control apparatus integrated rotary electric machine which concerns on Embodiment 3 of this invention. 図11のXII−XII線に沿って視た矢視断面図である。It is arrow sectional drawing seen along the XII-XII line | wire of FIG. 図11のXIII−XIII線に沿って視た矢視断面図である。It is arrow sectional drawing seen along the XIII-XIII line | wire of FIG.

以下、この発明の実施の形態に係る制御装置一体型回転電機を図面に基づいて説明する。各図には、説明を明確にするために、X方向、Y方向、Z方向を記載している。なお、本発明は、以下の記述に限定されるものではなく、本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。各図においては、理解の容易のために、各部材の縮尺が実際とは異なる場合があり、また、本発明の特徴に関係しない構成は省略している。   Hereinafter, a controller-integrated rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the X direction, the Y direction, and the Z direction are shown for clarity of explanation. In addition, this invention is not limited to the following description, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably. In each figure, for easy understanding, the scale of each member may be different from the actual scale, and configurations not related to the features of the present invention are omitted.

実施の形態1.
実施の形態1では、制御装置一体型回転電機を車両に搭載して駆動の補助および発電に用いられる交流発電電動機に適用した例を示す。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。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 shows an example in which a controller-integrated rotating electrical machine is mounted on a vehicle and applied to an AC generator motor used for driving assistance and power generation. 1 is a cross-sectional view showing a control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention.

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1Aは、回転電機本体2と、回転電機本体2との間で電力の送受を行う制御装置3とを備えている。回転電機本体2は、回転軸4と、回転軸4に固定された回転子5とを備えている。回転子5は、回転子鉄心6と、回転子鉄心6に巻装された回転子巻線7とを備えている。   A controller-integrated rotating electrical machine 1A according to Embodiment 1 of the present invention includes a rotating electrical machine main body 2 and a control device 3 that transmits and receives electric power between the rotating electrical machine main body 2 and the rotating electrical machine main body 2. The rotating electrical machine body 2 includes a rotating shaft 4 and a rotor 5 fixed to the rotating shaft 4. The rotor 5 includes a rotor core 6 and a rotor winding 7 wound around the rotor core 6.

また、回転電機本体2は、フロントブラケット8と、フロントブラケット8に軸方向に隣り合うように設けられたリアブラケット9と、フロントブラケット8に設けられた軸受10と、リアブラケット9に設けられた軸受11とを備えている。回転軸4は、軸受10および軸受11を介してフロントブラケット8およびリアブラケット9に回転可能に支持されている。   The rotating electrical machine main body 2 is provided on the front bracket 8, the rear bracket 9 provided adjacent to the front bracket 8 in the axial direction, the bearing 10 provided on the front bracket 8, and the rear bracket 9. And a bearing 11. The rotating shaft 4 is rotatably supported by the front bracket 8 and the rear bracket 9 via the bearing 10 and the bearing 11.

また、回転電機本体2は、フロントブラケット8およびリアブラケット9に軸方向に挟み込まれて保持された固定子12を備えている。固定子12は、固定子鉄心13と、固定子鉄心13に巻装された固定子巻線14とを備えている。   The rotating electrical machine main body 2 includes a stator 12 that is sandwiched and held between the front bracket 8 and the rear bracket 9 in the axial direction. The stator 12 includes a stator core 13 and a stator winding 14 wound around the stator core 13.

また、回転電機本体2は、回転軸4におけるフロントブラケット8から外側へ突出した端部に取り付けられたプーリ15と、回転軸4におけるリアブラケット9から外側へ突出した部分に設置され、回転子5の回転状態を検出する回転位置検出装置16と備えている。   The rotating electrical machine main body 2 is installed on a pulley 15 attached to an end of the rotating shaft 4 protruding outward from the front bracket 8 and a portion of the rotating shaft 4 protruding outward from the rear bracket 9. And a rotational position detecting device 16 for detecting the rotational state of the motor.

また、回転電機本体2は、回転子鉄心6に電流を供給する一対のスリップリング17と、それぞれのスリップリング17に摺接する一対のブラシ18と、一対のブラシ18を保持するブラシホルダ19とを備えている。   The rotating electrical machine main body 2 includes a pair of slip rings 17 that supply current to the rotor core 6, a pair of brushes 18 that are in sliding contact with the slip rings 17, and a brush holder 19 that holds the pair of brushes 18. I have.

制御装置3は、固定子巻線14に電気的に接続されたパワー回路部20と、回転子巻線7に電気的に接続された界磁回路部21と、パワー回路部20および界磁回路部21を制御する制御回路部22と、パワー回路部20および制御回路部22を冷却するヒートシンク23とを備えている。ヒートシンク23は、安価で熱伝導性が良好なアルミニウム合金から構成されている。ヒートシンク23は、リアブラケット9に固定されている。ヒートシンク23におけるリアブラケット9側の面には、冷却能力を高めるための放熱フィン24が形成されている。   The control device 3 includes a power circuit unit 20 electrically connected to the stator winding 14, a field circuit unit 21 electrically connected to the rotor winding 7, the power circuit unit 20 and the field circuit. A control circuit unit 22 that controls the unit 21 and a heat sink 23 that cools the power circuit unit 20 and the control circuit unit 22 are provided. The heat sink 23 is made of an aluminum alloy that is inexpensive and has good thermal conductivity. The heat sink 23 is fixed to the rear bracket 9. On the surface of the heat sink 23 on the rear bracket 9 side, heat radiating fins 24 for increasing the cooling capacity are formed.

パワー回路部20は、ヒートシンク23における放熱フィン24が形成された面とは反対側の面に搭載された6個のパワーモジュール25を備えている。パワーモジュール25は、絶縁樹脂を用いたモールド成形によって形成されている。パワーモジュール25は、スイッチング素子として2個のMOSFET(Metal−Oxide−Semiconductor−Field−Effect−Transistor)を内蔵している。また、パワーモジュール25は、外部の図示しないバッテリーに電気的に接続される電源配線251と、固定子巻線14に電気的に接続される図示しない固定子巻線配線と、制御回路部22における制御基板26に接続される制御信号端子252と、ヒートシンク23に対して同電位となるグランド配線253とを備えている。制御信号端子252は、パワーモジュール25のリード部である。6個のパワーモジュール25によって二組の三相インバータ回路が形成されている。   The power circuit unit 20 includes six power modules 25 mounted on the surface of the heat sink 23 opposite to the surface on which the radiation fins 24 are formed. The power module 25 is formed by molding using an insulating resin. The power module 25 incorporates two MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor) as switching elements. The power module 25 includes a power supply wiring 251 that is electrically connected to an external battery (not shown), a stator winding wiring (not shown) that is electrically connected to the stator winding 14, and a control circuit unit 22. A control signal terminal 252 connected to the control board 26 and a ground wiring 253 having the same potential with respect to the heat sink 23 are provided. The control signal terminal 252 is a lead portion of the power module 25. Two sets of three-phase inverter circuits are formed by the six power modules 25.

界磁回路部21は、ヒートシンク23におけるパワーモジュール25が搭載されている面と同じ面に搭載された1個の界磁モジュール27を備えている。界磁モジュール27は、絶縁樹脂を用いたモールド成形によって形成されている。界磁モジュール27は、外部の図示しないバッテリーに電気的に接続される電源配線271と、ブラシ18に通電するための図示しないブラシ配線と、制御回路部22における制御基板26に接続される制御信号端子272と、ヒートシンク23に対して同電位となる図示しないグランド配線とを備えている。制御基板26には、電気的特性と機械的特性の良いガラスエポキシ樹脂が基材として用いられている。また、制御基板26には、パワー回路部20および界磁回路部21を制御するための部品261が実装されている。   The field circuit unit 21 includes one field module 27 mounted on the same surface as the surface on which the power module 25 is mounted in the heat sink 23. The field module 27 is formed by molding using an insulating resin. The field module 27 includes a power supply wiring 271 electrically connected to an external battery (not shown), a brush wiring (not shown) for energizing the brush 18, and a control signal connected to the control board 26 in the control circuit unit 22. A terminal 272 and a ground wiring (not shown) having the same potential with respect to the heat sink 23 are provided. For the control board 26, a glass epoxy resin having good electrical characteristics and mechanical characteristics is used as a base material. A component 261 for controlling the power circuit unit 20 and the field circuit unit 21 is mounted on the control board 26.

また、制御装置3は、ヒートシンク23に固定されたケース28をさらに備えている。ケース28は、ねじおよび接着剤を用いてヒートシンク23に固定されている。ケース28は、パワーモジュール25、界磁モジュール27および制御基板26を囲んでいる。ケース28は、PPS(Poly Phenylene Sulfide)、PBT(Poly Butylen Terephthalate)などの熱可塑性樹脂を用いて形成されている。ケース28は、天井部および底部に開口部が形成された形状となっている。   The control device 3 further includes a case 28 fixed to the heat sink 23. The case 28 is fixed to the heat sink 23 using screws and an adhesive. The case 28 surrounds the power module 25, the field module 27, and the control board 26. The case 28 is formed using a thermoplastic resin such as PPS (Poly Phenylene Sulfide), PBT (Poly Butylene Terephthalate). The case 28 has a shape in which openings are formed in the ceiling and bottom.

また、制御装置3は、ケース28の内側に充填されたゲル状粘弾性部材であるシリコーンゲル29が充填されている。シリコーンゲル29によって、パワーモジュール25、界磁モジュール27および制御基板26が一体的にポッティングされている。   The control device 3 is filled with a silicone gel 29 that is a gel-like viscoelastic member filled inside the case 28. The power module 25, the field module 27, and the control board 26 are integrally potted by the silicone gel 29.

また、制御装置一体型回転電機1Aは、制御装置3におけるリアブラケット9とは反対側の部分に設けられた制御装置カバー30を備えている。制御装置3は、リアブラケットおよび制御装置カバー30によって囲われている。   The control device-integrated rotating electrical machine 1 </ b> A includes a control device cover 30 provided on a portion of the control device 3 opposite to the rear bracket 9. The control device 3 is surrounded by a rear bracket and a control device cover 30.

本発明の実施の形態1に係る制御装置一体型回転電機1Aは、駆動を補助する電動機の機能と、発電する発電機の機能とを備えている。   The controller-integrated dynamoelectric machine 1A according to Embodiment 1 of the present invention has a function of an electric motor that assists driving and a function of a generator that generates electric power.

次に、制御装置一体型回転電機1Aが、電動機として機能する場合について説明する。制御装置一体型回転電機1Aが電動機として機能する場合には、外部のバッテリーからパワー回路部20に供給された直流電力が、パワー回路部20のスイッチング素子のオンオフ制御によって、三相交流電力に変換されて、固定子巻線14に供給される。   Next, a case where the control apparatus-integrated dynamoelectric machine 1A functions as an electric motor will be described. When the controller-integrated rotating electrical machine 1A functions as an electric motor, DC power supplied from an external battery to the power circuit unit 20 is converted into three-phase AC power by ON / OFF control of switching elements of the power circuit unit 20. And supplied to the stator winding 14.

また、外部のバッテリーから界磁回路部21に供給された直流電力が、界磁回路部21で調整された回転子巻線7に供給される。これにより、回転子巻線7の周囲に回転磁界が生じ、回転軸4が回転する。   Further, the DC power supplied from the external battery to the field circuit unit 21 is supplied to the rotor winding 7 adjusted by the field circuit unit 21. As a result, a rotating magnetic field is generated around the rotor winding 7 and the rotating shaft 4 rotates.

回転軸4の回転力は、プーリ15およびプーリ15に巻き掛けられた図示しない伝動ベルトを介して、図示しないエンジンに伝達される。制御回路部22は、外部機器から入力される情報および回転位置検出装置16から入力される情報に基づいて、パワー回路部20および界磁回路部21を制御する。   The rotational force of the rotary shaft 4 is transmitted to an engine (not shown) via a pulley 15 and a transmission belt (not shown) wound around the pulley 15. The control circuit unit 22 controls the power circuit unit 20 and the field circuit unit 21 based on information input from an external device and information input from the rotational position detection device 16.

次に、制御装置一体型回転電機1Aが、発電機として機能する場合について説明する。制御装置一体型回転電機1Aが発電機として機能する場合には、エンジンの回転力が伝動ベルトおよびプーリ15を介して回転軸4に伝達される。これにより、回転子5が回転して、固定子巻線14に三相交流電力が励起される。制御回路部22は、パワー回路部20のスイッチング素子のオンオフ制御によって、固定子巻線14に励起された三相交流電力を直流電力に変換する。変換された直流電力は、外部のバッテリーに供給され、このバッテリーが充電される。   Next, a case where the control apparatus-integrated rotating electrical machine 1A functions as a generator will be described. When the controller-integrated rotating electrical machine 1A functions as a generator, the rotational force of the engine is transmitted to the rotating shaft 4 via the transmission belt and the pulley 15. As a result, the rotor 5 rotates and three-phase AC power is excited in the stator winding 14. The control circuit unit 22 converts the three-phase AC power excited in the stator winding 14 into DC power by ON / OFF control of the switching element of the power circuit unit 20. The converted DC power is supplied to an external battery, and this battery is charged.

次に、シリコーンゲル29によるポッティング構造について詳細に説明する。図2は図1のシリコーンゲル29によってポッティングされたパワーモジュール25および制御基板26を示す平面図、図3は図2のIII−III線に沿って視た矢視断面図、図4は図2のIV−IV線に沿って視た矢視断面図である。   Next, the potting structure by the silicone gel 29 will be described in detail. 2 is a plan view showing the power module 25 and the control board 26 potted by the silicone gel 29 of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 2, and FIG. It is arrow sectional drawing seen along line IV-IV.

パワーモジュール25は、図示しない高熱伝導絶縁樹脂を介してヒートシンク23におけるリアブラケット9側の面とは反対側の面に配置されている。パワーモジュール25の電源配線251およびグランド配線253は、ケース28に一体に形成された銅の電源配線281およびグランド配線282にそれぞれ溶接によって接続されている。   The power module 25 is disposed on the surface of the heat sink 23 opposite to the surface on the rear bracket 9 side through a high thermal conductive insulating resin (not shown). The power supply wiring 251 and the ground wiring 253 of the power module 25 are connected to the copper power supply wiring 281 and the ground wiring 282 formed integrally with the case 28 by welding, respectively.

制御装置3は、制御基板26における両面に固定されたフィン31を備えている。それぞれのフィン31は、制御基板26の部品実装面に対して垂直な方向に延びる垂直部311を有している。フィン31は、制御基板26と同じ材料であるガラスエポキシ樹脂、ケース28と同じ材料であるPPSなどの軽量で機械的特性に優れた絶縁性の樹脂から構成されている。フィン31は、制御基板26の基材部分に、図示しない接着剤および図示しないねじを用いて固定されている。   The control device 3 includes fins 31 fixed on both sides of the control board 26. Each fin 31 has a vertical portion 311 extending in a direction perpendicular to the component mounting surface of the control board 26. The fins 31 are made of a light insulating resin having excellent mechanical properties, such as a glass epoxy resin that is the same material as the control board 26 and PPS that is the same material as the case 28. The fins 31 are fixed to the base portion of the control board 26 using an adhesive (not shown) and screws (not shown).

制御基板26には、パワーモジュール25における複数の制御信号端子252が半田32を用いて接続されている。   A plurality of control signal terminals 252 in the power module 25 are connected to the control board 26 using solder 32.

制御基板26に固定されたフィン31は、ケース28の内側に配置されている。また、フィン31は、パワーモジュール25および界磁モジュール27とともにシリコーンゲル29によってポッティングされている。   The fins 31 fixed to the control board 26 are disposed inside the case 28. Further, the fin 31 is potted with a silicone gel 29 together with the power module 25 and the field module 27.

シリコーンゲル29の中に配置された板形状の制御基板26は、シリコーンゲル29との接触面積の大きい方向である、部品実装面に対して垂直の方向、言い換えれば、Z方向の振動および衝撃に対しては、減衰力が大きく作用する。一方、制御基板26は、接触面積の小さい方向である、部品実装面に対して平行の方向、言い換えれば、X方向およびY方向の振動および衝撃に対しては、作用する減衰力が小さい。   The plate-shaped control substrate 26 arranged in the silicone gel 29 is resistant to vibration and impact in the direction perpendicular to the component mounting surface, in other words, the Z-direction, which is the direction in which the contact area with the silicone gel 29 is large. On the other hand, the damping force acts greatly. On the other hand, the control board 26 has a small damping force acting on vibrations and shocks in the direction parallel to the component mounting surface, in other words, the direction of small contact area, in other words, the X direction and the Y direction.

しかしながら、制御基板26には、制御基板26の部品実装面に対して垂直の方向に延びる垂直部311を有するフィン31が固定されているので、制御基板26の部品実装面に対して平行の方向の振動および衝撃に対しても、減衰力が大きく作用する。   However, since the fin 31 having the vertical portion 311 extending in the direction perpendicular to the component mounting surface of the control board 26 is fixed to the control board 26, the direction parallel to the component mounting surface of the control board 26 is fixed. The damping force also acts greatly on the vibrations and shocks.

フィン31は、制御基板26に実装されている部品261に対してではなく、制御基板26の基材部分に対して固定されているので、減衰力は、部品261に集中して作用することがなく、制御基板26の全体に作用する。   Since the fins 31 are fixed not to the component 261 mounted on the control board 26 but to the base material portion of the control board 26, the damping force may be concentrated on the component 261. It acts on the entire control board 26.

以上説明したように、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1Aによれば、外部からのX方向、Y方向およびZ方向の何れの方向の振動および衝撃に対しても、制御基板26の振動が減衰され、制御基板26自体の割れ、制御基板26に実装された部品261の脱落、半田32に発生するクラックなどを防止し、制御装置3の耐振性を高めることが可能になる。   As described above, according to the control apparatus-integrated dynamoelectric machine 1A according to the first embodiment of the present invention, any vibration and impact in the X direction, the Y direction, and the Z direction from the outside can be achieved. The vibration of the control board 26 is attenuated, and the control board 26 itself can be prevented from cracking, the component 261 mounted on the control board 26 falling off, the cracks occurring in the solder 32, etc., and the vibration resistance of the control device 3 can be improved. become.

また、フィン31は、制御基板26の両面に配置されているため、シリコーンゲル29とフィン31との間の接触面積が大きくなり、制御基板26に対してより大きい減衰力がバランスよく作用する。   Further, since the fins 31 are arranged on both surfaces of the control board 26, the contact area between the silicone gel 29 and the fins 31 is increased, and a larger damping force acts on the control board 26 in a balanced manner.

また、フィン31は軽量な樹脂から構成されているので、制御基板26の固有振動数を低くすることなく、耐振性の高い制御装置一体型回転電機1Aを提供できる。   Further, since the fins 31 are made of a lightweight resin, the controller-integrated rotating electrical machine 1A having high vibration resistance can be provided without reducing the natural frequency of the control board 26.

図5は実施の形態1に係る制御装置一体型回転電機1Aの変形例を示す平面図、図6は図5のVI−VI線に沿って視た矢視断面図、図7は図5のVII−VII線に沿って視た矢視断面図である。フィン31は、制御基板26の部品実装面に対して垂直な方向に延びる垂直部311と、制御基板26の部品実装面に対して平行な方向に延びる平行部312とを有してもよい。垂直部311には、制御基板26の基材の厚みと同じ幅の溝313が形成され、溝313には、制御基板26の基材の周縁部が挟み込まれている。これにより、制御基板26およびフィン31が互いに固定されている。この場合、フィン31は、振動の変位が大きい制御基板26の周縁部に固定されているため、より効率的に振動を減衰させることができるとともに、フィン31と制御基板26との位置決め固定が容易にでき、制御装置一体型回転電機1Aの生産性が向上する。   5 is a plan view showing a modification of the controller-integrated rotating electrical machine 1A according to the first embodiment, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5, and FIG. It is arrow sectional drawing seen along the VII-VII line. The fin 31 may include a vertical portion 311 extending in a direction perpendicular to the component mounting surface of the control board 26 and a parallel portion 312 extending in a direction parallel to the component mounting surface of the control board 26. A groove 313 having the same width as the base material of the control board 26 is formed in the vertical part 311, and the peripheral part of the base material of the control board 26 is sandwiched in the groove 313. Thereby, the control board 26 and the fins 31 are fixed to each other. In this case, since the fin 31 is fixed to the peripheral portion of the control board 26 having a large vibration displacement, the vibration can be attenuated more efficiently and the positioning of the fin 31 and the control board 26 can be easily fixed. Thus, the productivity of the control device-integrated rotating electrical machine 1A is improved.

実施の形態2.
図8はこの発明の実施の形態2に係る制御装置一体型回転電機を示す平面図、図9は図8のIX−IX線に沿って視た矢視断面図、図10は図8のX−X線に沿って視た矢視断面図である。実施の形態2では、実施の形態1と同様に、制御装置一体型回転電機を車両に搭載して駆動の補助および発電に用いられる交流発電電動機に適用した例を示す。この発明の実施の形態2に係る制御装置一体型回転電機1Bにおいて、制御基板26の構成、フィン31の構成、制御基板26とフィン31との間の固定方法は、実施の形態1と同様である。
Embodiment 2. FIG.
8 is a plan view showing a control apparatus-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG. 8, and FIG. It is arrow sectional drawing seen along-X-ray. In the second embodiment, as in the first embodiment, an example in which the controller-integrated rotating electrical machine is mounted on a vehicle and applied to an AC generator motor used for driving assistance and power generation will be described. In the control apparatus-integrated dynamoelectric machine 1B according to the second embodiment of the present invention, the configuration of the control board 26, the configuration of the fins 31, and the fixing method between the control board 26 and the fins 31 are the same as in the first embodiment. is there.

制御装置3は、フィン31および制御基板26とケース28の内壁との間に設けられた接着剤33を備えている。接着剤33は、シリコーンゲル29よりも弾性率が高いシリコーン系の材料から構成されている。接着剤33によって、フィン31および制御基板26は、ケース28の内壁に固定されている。接着剤33は、パワーモジュール25および界磁モジュール27とともにシリコーンゲル29によってポッティングされている。   The control device 3 includes an adhesive 33 provided between the fins 31 and the control board 26 and the inner wall of the case 28. The adhesive 33 is made of a silicone material having a higher elastic modulus than that of the silicone gel 29. The fins 31 and the control board 26 are fixed to the inner wall of the case 28 by the adhesive 33. The adhesive 33 is potted with a silicone gel 29 together with the power module 25 and the field module 27.

以上説明したように、この発明の実施の形態2に係る制御装置一体型回転電機1Bによれば、外部からのX方向、Y方向およびZ方向の何れの方向の振動および衝撃に対しては、実施の形態1と同様に制御基板26の振動が減衰される。また、この制御装置一体型回転電機1Bによれば、ケース28に対する制御基板26の全体の変位を小さくすることができる。これにより、制御装置一体型回転電機1Bの耐振性をより向上させることができる。   As described above, according to the controller-integrated dynamoelectric machine 1B according to the second embodiment of the present invention, with respect to vibrations and shocks in any of the X direction, the Y direction, and the Z direction from the outside, As in the first embodiment, the vibration of the control board 26 is attenuated. Further, according to the control device-integrated dynamoelectric machine 1B, the overall displacement of the control board 26 relative to the case 28 can be reduced. Thereby, the vibration resistance of the controller-integrated dynamoelectric machine 1B can be further improved.

実施の形態3.
図11はこの発明の実施の形態3に係る制御装置一体型回転電機を示す平面図、図12は図11のXII−XII線に沿って視た矢視断面図、図13は図11のXIII−XIII線に沿って視た矢視断面図である。実施の形態3では、実施の形態1および実施の形態2と同様に、制御装置一体型回転電機を車両に搭載して駆動の補助および発電に用いられる交流発電電動機に適用した例を示す。この発明の実施の形態3に係る制御装置一体型回転電機1Cにおいて、フィン31は、制御基板26の部品実装面に対して垂直な方向に制御基板26からパワーモジュール25に向かって延びる垂直部311と、垂直部311との間にパワーモジュール25の制御信号端子252が挟まれる係合部314とを有している。係合部314は、制御信号端子252に固定されている。
Embodiment 3 FIG.
11 is a plan view showing a control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG. 11, and FIG. 13 is XIII in FIG. It is arrow sectional drawing seen along the -XIII line. In the third embodiment, as in the first and second embodiments, an example is shown in which the controller-integrated rotating electrical machine is mounted on a vehicle and applied to an AC generator motor used for driving assistance and power generation. In the control device-integrated dynamoelectric machine 1C according to the third embodiment of the present invention, the fin 31 has a vertical portion 311 extending from the control board 26 toward the power module 25 in a direction perpendicular to the component mounting surface of the control board 26. And an engaging portion 314 between which the control signal terminal 252 of the power module 25 is sandwiched between the vertical portion 311. The engaging portion 314 is fixed to the control signal terminal 252.

フィン31は、実施の形態1と同様にガラスエポキシ樹脂、PPS樹脂などの軽量で機械的特性に優れた絶縁性材料から成形されている。フィン31は、制御基板26の基材部分に、接着剤およびねじを用いて固定されるとともに、制御信号端子252にも固定されている。実施の形態1と同様に、パワーモジュール25および界磁モジュール27は、シリコーンゲル29によってポッティングされている。   As in the first embodiment, the fins 31 are formed from an insulating material that is lightweight and excellent in mechanical properties, such as glass epoxy resin and PPS resin. The fins 31 are fixed to the base material portion of the control board 26 using an adhesive and screws, and are also fixed to the control signal terminal 252. As in the first embodiment, the power module 25 and the field module 27 are potted with a silicone gel 29.

以上説明したように、この発明の実施の形態3に係る制御装置一体型回転電機1Cによれば、外部からのX方向、Y方向およびZ方向の何れの方向の振動および衝撃に対しては、実施の形態1と同様に制御基板26の振動が減衰される。また、この制御装置一体型回転電機1Cによれば、パワーモジュール25の制御信号端子252と制御基板26とがフィン31により固定されるため、振動および温度変化がある場合であっても、制御信号端子252と制御基板26との間の変位が発生し難くなり、半田32に作用する応力を小さくすることができ、制御装置一体型回転電機1Cの耐振性のみならず、制御装置一体型回転電機1Cの温度変形耐性も向上することができる。   As described above, according to the control device-integrated dynamoelectric machine 1C according to the third embodiment of the present invention, with respect to vibrations and shocks in any of the X direction, the Y direction, and the Z direction from the outside, As in the first embodiment, the vibration of the control board 26 is attenuated. Further, according to the control device-integrated rotating electrical machine 1C, the control signal terminal 252 and the control board 26 of the power module 25 are fixed by the fins 31, so that even if there is vibration and temperature change, the control signal Displacement between the terminal 252 and the control board 26 is less likely to occur, the stress acting on the solder 32 can be reduced, and not only the vibration resistance of the controller-integrated rotating electrical machine 1C but also the controller-integrated rotating electrical machine. The temperature deformation resistance of 1C can also be improved.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、組み合わせ、変形させ、または、省略することができる。   In the present invention, the embodiments can be appropriately combined, modified, or omitted within the scope of the invention.

1A、1B、1C 制御装置一体型回転電機、2 回転電機本体、3 制御装置、4 回転軸、5 回転子、6 回転子鉄心、7 回転子巻線、8 フロントブラケット、9 リアブラケット、10 軸受、11 軸受、12 固定子、13 固定子鉄心、14 固定子巻線、15 プーリ、16 回転位置検出装置、17 スリップリング、18 ブラシ、19 ブラシホルダ、20 パワー回路部、21 界磁回路部、22 制御回路部、23 ヒートシンク、24 放熱フィン、25 パワーモジュール、26 制御基板、27 界磁モジュール、28 ケース、29 シリコーンゲル、30 制御装置カバー、31 フィン、32 半田、33 接着剤、251 電源配線、252 制御信号端子、253 グランド配線、261 部品、271 電源配線、272 制御信号端子、281 電源配線、282 グランド配線、311 垂直部、312 平行部、313 溝、314 係合部。   1A, 1B, 1C Controller-integrated rotating electrical machine, 2 Rotating electrical machine main body, 3 Controller, 4 Rotating shaft, 5 Rotor, 6 Rotor core, 7 Rotor winding, 8 Front bracket, 9 Rear bracket, 10 Bearing , 11 Bearing, 12 Stator, 13 Stator core, 14 Stator winding, 15 Pulley, 16 Rotation position detector, 17 Slip ring, 18 Brush, 19 Brush holder, 20 Power circuit section, 21 Field circuit section, 22 control circuit part, 23 heat sink, 24 heat radiation fin, 25 power module, 26 control board, 27 field module, 28 case, 29 silicone gel, 30 control device cover, 31 fin, 32 solder, 33 adhesive, 251 power supply wiring 252 Control signal terminal 253 Ground wiring 261 Parts 271 Power wiring 2 72 control signal terminal, 281 power supply wiring, 282 ground wiring, 311 vertical portion, 312 parallel portion, 313 groove, 314 engaging portion.

この発明に係る制御装置一体型回転電機は、回転電機本体と、回転電機本体に設けられ、回転電機本体との間で電力の送受を行う制御装置とを備え、制御装置は、パワーモジュールと、パワーモジュールを制御する制御基板と、制御基板に固定され、制御基板における部品実装面に対して垂直な方向に延びる垂直部を含むフィンと、パワーモジュール、制御基板およびフィンの周囲を囲むケースと、ケースの内側に充填されたゲル状粘弾性部材とを有し、垂直部は、ゲル状粘弾性部材と接触することによって、部品実装面に対して平行の方向についての制御基板の振動を減衰させるA controller-integrated rotating electrical machine according to the present invention includes a rotating electrical machine main body, and a control device that is provided in the rotating electrical machine main body and transmits and receives electric power to and from the rotating electrical machine main body, and the control device includes a power module, A control board for controlling the power module, a fin fixed to the control board and including a vertical portion extending in a direction perpendicular to a component mounting surface of the control board, and a case surrounding the power module, the control board and the fin , The gel-like viscoelastic member filled inside the case, and the vertical part attenuates the vibration of the control board in the direction parallel to the component mounting surface by contacting the gel-like viscoelastic member Let

Claims (7)

回転電機本体と、
前記回転電機本体に設けられ、前記回転電機本体との間で電力の送受を行う制御装置と
を備え、
前記制御装置は、パワーモジュールと、前記パワーモジュールを制御する制御基板と、前記制御基板に設けられ、前記制御基板における部品実装面に対して垂直な方向に延びる垂直部を含むフィンと、前記パワーモジュール、前記制御基板および前記フィンの周囲を囲むケースと、前記ケースの内側に充填されたゲル状粘弾性部材とを有している制御装置一体型回転電機。
A rotating electrical machine body;
A control device that is provided in the rotating electrical machine body and transmits and receives power to and from the rotating electrical machine body,
The control device includes a power module, a control board that controls the power module, a fin that is provided on the control board and includes a vertical portion that extends in a direction perpendicular to a component mounting surface of the control board, and the power A controller-integrated dynamoelectric machine having a module, a case surrounding the control board and the fins, and a gel-like viscoelastic member filled inside the case.
前記垂直部は、前記制御基板における両面に設けられている請求項1に記載の制御装置一体型回転電機。   The control apparatus-integrated dynamoelectric machine according to claim 1, wherein the vertical portion is provided on both surfaces of the control board. 前記フィンは、樹脂から構成されている請求項1または請求項2に記載の制御装置一体型回転電機。   The control device-integrated rotating electrical machine according to claim 1, wherein the fin is made of resin. 前記フィンは、前記制御基板の周縁部に固定されている請求項1から請求項3までの何れか一項に記載の制御装置一体型回転電機。   4. The control device-integrated dynamoelectric machine according to claim 1, wherein the fin is fixed to a peripheral portion of the control board. 5. 前記フィンは、前記部品実装面に対して平行な平行部を含み、
前記平行部は、複数の前記垂直部と一体に形成され、
複数の前記垂直部には、前記制御基板の周縁部が嵌められる溝が形成されている請求項1から請求項4までの何れか一項に記載の制御装置一体型回転電機。
The fin includes a parallel portion parallel to the component mounting surface,
The parallel part is formed integrally with the plurality of vertical parts,
The controller-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 1 to 4, wherein a groove in which a peripheral edge portion of the control board is fitted is formed in the plurality of vertical portions.
前記フィンまたは前記制御基板は、前記ゲル状粘弾性部材よりも弾性率が高い接着剤を用いて前記ケースに固定されている請求項1から請求項5までの何れか一項に記載の制御装置一体型回転電機。   The control device according to claim 1, wherein the fin or the control board is fixed to the case using an adhesive having a higher elastic modulus than the gel-like viscoelastic member. Integrated rotating electric machine. 前記フィンは、絶縁性材料から構成されており、
前記フィンは、前記パワーモジュールのリード部と係合されている請求項1から請求項6までの何れか一項に記載の制御装置一体型回転電機。
The fin is made of an insulating material,
The control device-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 1 to 6, wherein the fin is engaged with a lead portion of the power module.
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