JP2022176449A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却液通路によるパワーモジュールの冷却性能を確保しつつ、軸方向の大きさを小型化した回転電機を得ること。【解決手段】回転軸、回転子、固定子、及びブラケットを設けたモータ部と、パワーモジュール、制御モジュール、及び冷却器を設けたインバータ部と、モータ部とインバータ部との間に配置され、一端が固定子巻線、他端がパワーモジュールに接続されたターミナルを有したコネクティングボードとを備え、冷却器は冷却液通路が形成された上蓋と冷却液通路の開口を塞ぐ下蓋とを有し、上蓋に設けられた上蓋ねじ穴と、上蓋ねじ穴に対向した下蓋に設けられた下蓋第一貫通孔と、下蓋第一貫通孔を通って上蓋ねじ穴に螺合された第一ねじとにより下蓋が上蓋に固定され、コネクティングボードは第一ねじの頭部に対向した部分にボード貫通孔またはボード凹部が設けられ、第一ねじの頭部はボード貫通孔またはボード凹部の内側に配置された部分を有する。【選択図】図１

Description

本願は、回転電機に関するものである。

回転子及び固定子を有した回転電機本体であるモータ部と、パワー回路部を含み、モータ部に供給する電力を制御するインバータ部とが一体化された制御装置一体型の回転電機は、例えば、自動車等の車両に搭載されている。パワー回路部が備えるパワーモジュール及び界磁モジュール等を効果的に冷却するために、インバータ部には一般的に冷媒が流れる冷却液通路を備えた冷却器が設けられる。インバータ部とモータ部との間には、回転子が有した空冷ファンによって発生する冷却風を通すための風路が構成される。冷却器は風路に面するように設けられ、風路に向けて大きく突出させたフィンを冷却器に形成した構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

風路にフィンを突出させることで、パワーモジュール及び界磁モジュール等で生じた熱は冷却液通路とフィンとにより放熱される。冷却液通路とフィンとを備えたことで、パワーモジュール及び界磁モジュールを効率よく冷却することができる。

特開２０１７－１１９９９号公報

上記特許文献１においては、風路に大きなフィンを設けたため、パワーモジュールを効率よく冷却することができる。しかしながら、インバータ部とモータ部との間の風路に大きなフィンを形成したため、インバータ部とモータ部との間の距離が広がるので、制御装置一体型の回転電機の軸方向の大きさが大きくなるという課題があった。また、大きなフィンを形成した構成で制御装置一体型の回転電機の軸方向の大きさを縮めるには、冷却器の軸方向の大きさを小さくすることになる。その場合、冷却液通路の軸方向の大きさが縮められることになる。フィンよりもパワーモジュールに近接して設けられ、パワーモジュールの冷却性能に大きく関わる冷却液通路の大きさが縮められると、パワーモジュールの冷却性能が悪化するという課題があった。

そこで、本願は、冷却液通路によるパワーモジュールの冷却性能を確保しつつ、軸方向の大きさを小型化した回転電機を得ることを目的としている。

本願に開示される回転電機は、回転軸と、界磁巻線が巻装された界磁コアを有して回転軸と一体回転する回転子と、界磁コアの径方向外側に配置され、固定子巻線が巻装された固定子コアを有した固定子と、界磁コア及び固定子コアの外側を覆うと共に軸受を介して回転軸の一端側及び他端側を保持したブラケットとを設けたモータ部と、固定子巻線への供給電流をオンオフするスイッチング素子を有したパワーモジュールと、スイッチング素子を制御する制御回路を有した制御モジュールと、パワーモジュールを冷却する冷却器とを設け、ブラケットの軸方向の他方側に配置され、ブラケットに固定されたインバータ部と、モータ部とインバータ部との間に少なくとも一部が配置され、一端が固定子巻線に接続され、他端がパワーモジュールに接続されたターミナル、及びターミナルを保持する保持部材を有し、保持部材がブラケットに固定されたコネクティングボードとを備え、冷却器は、軸方向の他方側の面にパワーモジュールが熱的に接続され、軸方向の一方側の面に軸方向の他方側に窪んだ冷却液通路が形成された上蓋と、冷却液通路の軸方向の一方側の開口を塞ぐ下蓋とを有し、上蓋の軸方向の一方側の面の外周部に設けられた上蓋ねじ穴と、上蓋ねじ穴に対向した下蓋の部分に設けられた下蓋第一貫通孔と、下蓋第一貫通孔を通って、上蓋ねじ穴に螺合された第一ねじとにより、下蓋が上蓋に固定され、コネクティングボードは、コネクティングボードの軸方向の他方側の面における第一ねじの頭部に対向した部分に、ボード貫通孔またはボード凹部が設けられ、第一ねじの頭部は、ボード貫通孔またはボード凹部の内側に配置された部分を有するものである。

本願に開示される回転電機によれば、回転軸、回転子、固定子、及びブラケットを設けたモータ部と、パワーモジュール、制御モジュール、及び冷却器を設けたインバータ部と、モータ部とインバータ部との間に配置され、一端が固定子巻線、他端がパワーモジュールに接続されたターミナルを有したコネクティングボードとを備え、冷却器は冷却液通路が形成された上蓋と冷却液通路の開口を塞ぐ下蓋とを有し、上蓋に設けられた上蓋ねじ穴と、上蓋ねじ穴に対向した下蓋に設けられた下蓋第一貫通孔と、下蓋第一貫通孔を通って上蓋ねじ穴に螺合された第一ねじとにより下蓋が上蓋に固定され、コネクティングボードは第一ねじの頭部に対向した部分にボード貫通孔またはボード凹部が設けられ、第一ねじの頭部はボード貫通孔またはボード凹部の内側に配置された部分を有するため、回転電機の軸方向の大きさを小型化することができる。また、冷却液通路の軸方向の大きさが縮められることなく回転電機は小型化されるので、冷却液通路によるパワーモジュールの冷却性能を確保することができる。

実施の形態１に係る回転電機の概略を示す断面図である。 実施の形態１に係る回転電機のインバータ部の側を示す平面図である。 実施の形態１に係る回転電機の固定子とインバータ部の接続を説明する断面図である。 実施の形態１に係る回転電機のインバータ部のモータ部の側を示す平面図である。 実施の形態１に係る回転電機のモータ部のインバータ部の側を示す平面図である。 実施の形態１に係る別の回転電機の図３と同等の位置の断面図である。 実施の形態２に係る回転電機の要部を示す断面図である。 実施の形態３に係る回転電機のインバータ部のモータ部の側を示す平面図である。 実施の形態３に係る回転電機の要部を示す断面図である。 実施の形態３に係る回転電機の下蓋を示す平面図である。 図１０のＡ－Ａ断面位置で切断した下蓋の要部断面図である。

以下、本願の実施の形態による回転電機を図に基づいて説明する。なお、各図において同一、または相当部材、部位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は実施の形態１に係る回転電機１の概略を示す断面図、図２はリヤカバー１５を取り除いて回転電機１のインバータ部４０の側を示す平面図、図３は回転電機１の固定子３とインバータ部４０の接続を説明する断面図、図４は回転電機１のインバータ部４０のモータ部３０の側を示す平面図、図５は回転電機１のモータ部３０のインバータ部４０の側を示す平面図で、コネクティングボード１８が取り付けられたリヤブラケット５を示す図、図６は実施の形態１に係る別の回転電機１の図３と同等の位置の断面図である。図２ではインバータ部４０の内部の部品を破線で示している。回転電機１は、モータ部３０とインバータ部４０とを備えた制御装置一体型の回転電機１である。モータ部３０は回転子２及び固定子３を有し、内燃機関（図示せず）を駆動する電動機として動作する。あるいは、モータ部３０は内燃機関より駆動されて発電する発電機として機能する。インバータ部４０はモータ部３０の軸方向の他方側にモータ部３０と並べて配置され、モータ部３０に供給する電力を制御する。インバータ部４０はモータ部３０に固定され、モータ部３０とインバータ部４０とは一体化されている。

＜モータ部３０＞
モータ部３０は、回転軸１１と、回転軸１１と一体回転する回転子２と、回転子２の外側に配置された固定子３と、これらを収容すると共に回転軸１１を回転自在に保持するブラケットとを備える。

回転子２は、界磁巻線２ａ、及び界磁巻線２ａが巻装された界磁コア２ｂを有する。界磁コア２ｂの径方向外側に配置された固定子３は、複数相の固定子巻線３ａ、及び固定子巻線３ａが巻装された固定子コア３ｂを有する。複数相の固定子巻線３ａは、例えば、１組の３相巻線もしくは２組の３相巻線であるがこれらに限るものではなく、回転電機の種類に応じて設定される。ブラケットは、界磁コア２ｂ及び固定子コア３ｂの外側を覆う。ブラケットは、フロントブラケット４及びリヤブラケット５を備える。フロントブラケット４は、軸受７を介して回転軸１１の一端側を保持し、回転子２及び固定子３の一方側であるフロント側を覆う。リヤブラケット５は、軸受８を介して回転軸１１の他端側を保持し、回転子２及び固定子３の他方側であるリヤ側を覆う。フロントブラケット４とリヤブラケット５とは、軸方向に間隔を空けて配置され、ボルト５ａによって連結される。

回転軸１１は、フロントブラケット４の貫通孔から突出した回転軸１１の一端側の端部に、プーリ１２を備える。プーリ１２は、回転子２と外部の内燃機関（図示せず）の双方向でトルクを授受する。プーリ１２と内燃機関とは、ベルト（図示せず）を介して連結される。回転軸１１は、リヤブラケット５の貫通孔から突出した回転軸１１の他端側にスリップリング１３を備える。スリップリング１３と界磁巻線２ａとは電気的に接続されており、スリップリング１３から界磁巻線２ａに界磁電流が供給される。スリップリング１３を摺設して界磁巻線２ａに電流を供給するブラシ１６は、ブラシホルダ１６ａに保持される。ブラシホルダ１６ａは、リヤカバー１５が取り付けられる前のインバータ部４０をモータ部３０に装着した後、インバータ部４０の中央に設けられた回転軸１１が貫通する空間に配置される。ブラシホルダ１６ａはインバータ部４０に固定される。

回転子２の界磁コア２ｂのフロント側の端面に空冷ファン２０が固定される。回転子２の界磁コア２ｂのリヤ側の端面に空冷ファン２１が固定される。空冷ファン２０と空冷ファン２１とは、回転子２と一体回転する。空冷ファン２０と空冷ファン２１の回転に伴って冷却風が発生し、ブラケットの内部を冷却する。また、インバータ部４０の冷却器３７とリヤブラケット５との間には冷却気体通路２２となる隙間部分が設けられ、冷却風は冷却気体通路２２を通過して冷却器３７を冷却する。

磁極位置検出センサー６は、センサーステータ６ａとセンサーロータ６ｂとから構成される。回転軸１１は、リヤブラケット５から突出した回転軸１１の他端側でスリップリング１３と軸受８との間にセンサーロータ６ｂを備える。センサーロータ６ｂは回転軸１１と一体回転し、鉄心で形成される。センサーステータ６ａは、センサーロータ６ｂと同軸に配置され、インバータ部４０の上蓋３１に設けられる。磁極位置検出センサー６は、センサーロータ６ｂの位置から回転軸１１すなわち回転子２の磁極位置を検出する。

＜インバータ部４０＞
インバータ部４０は、モータ部３０に電力を供給するパワーモジュール９及び界磁モジュール１０と、パワーモジュール９及び界磁モジュール１０を制御する制御モジュール１７と、パワーモジュール９及び界磁モジュール１０を冷却する冷却器３７と、パワーモジュール９とモータ部３０とを電気的に接続するターミナル１４ａを備えたケース１４と、これらの部材をリヤ側及び径方向外側から覆うリヤカバー１５とを備える。インバータ部４０は、リヤブラケット５の軸方向の他方側に配置され、リヤブラケット５に固定される。本実施の形態では、インバータ部４０は６個のパワーモジュール９を有しているが、パワーモジュール９の個数はこれに限るものではない。

パワーモジュール９は、スイッチング素子と周辺回路とを備える。スイッチング素子は電気配線を形成するリードフレーム上に配置され、周辺回路と共に樹脂材で封止される。パワーモジュール９が備えるＡＣ端子９ａ、グランド端子９ｂ、入力端子９ｃ、及び制御端子９ｄは、樹脂材から露出して設けられる。ＡＣ端子９ａは、ターミナル１４ａ及びターミナル１９を介して固定子口出し線３ｃと接続される。入力端子９ｃは、外部の直流電源に接続される。スイッチング素子は駆動時に直流電源から固定子巻線３ａへの供給電流をオンオフし、固定子巻線３ａへ固定子電流を供給する。スイッチング素子は、発電時に固定子電流の整流を行う。パワーモジュール９は、冷却器３７の上蓋３１の軸方向の他方側の面に配置され、上蓋３１に熱的に接続される。

界磁モジュール１０は、スイッチング素子と周辺回路とを備える。スイッチング素子は電気配線を形成するリードフレーム上に配置され、周辺回路と共に樹脂材で封止される。界磁モジュール１０が備える端子１０ａ、グランド端子１０ｂ、端子１０ｃ、及び制御端子１０ｄは、樹脂材から露出して設けられる。端子１０ａは、ターミナル１４ｂとブラシ１６とスリップリング１３を介して界磁巻線２ａと接続される。グランド端子１０ｂは、上蓋３１と電気的に接続される。端子１０ｃは、外部の直流電源に接続される。スイッチング素子は、界磁巻線２ａへの供給電流をオンオフして界磁電流を制御する。界磁モジュール１０は、冷却器３７の上蓋３１の軸方向の他方側の面に配置され、上蓋３１に熱的に接続される。

制御モジュール１７は、パワーモジュール９及び界磁モジュール１０を制御する制御回路を備える。制御モジュール１７は、例えば、電子部品が実装された基板で設けられる。制御モジュール１７は、パワーモジュール９及び界磁モジュール１０よりも軸方向の他方側に、パワーモジュール９及び界磁モジュール１０とは間隔を空けて配置される。パワーモジュール９の制御端子９ｄ及び界磁モジュール１０の制御端子１０ｄは、制御モジュール１７に接続される。磁極位置検出センサー６の信号配線は、制御モジュール１７に接続される。

冷却器３７は、上蓋３１と、下蓋３２と、冷媒給排部であるニップル３３とを備える。上蓋３１には、軸方向の他方側の面にパワーモジュール９及び界磁モジュール１０が熱的に接続され、軸方向の一方側の面に軸方向の他方側に窪んだ冷却液通路３１ａが形成される。板状に形成された下蓋３２は、冷却液通路３１ａの軸方向の一方側の開口を塞ぐように設けられる。図１に示すように、上蓋３１の軸方向の一方側の面の外周部に設けられた上蓋ねじ穴３１ｃと、上蓋ねじ穴３１ｃに対向した下蓋３２の部分に設けられた下蓋第一貫通孔３２ａと、下蓋第一貫通孔３２ａを通って、上蓋ねじ穴３１ｃに螺合された第一ねじ３４とにより、下蓋３２が上蓋３１に固定される。下蓋３２を上蓋３１に固定することで、流路３６は密封される。図４において、破線で囲まれたハッチングの箇所が冷却器３７において冷媒の流れる部分であり、ニップル３３の内側部分及び流路３６である。なお、流路３６の周囲にシール剤を配置しても構わない。

上蓋３１と下蓋３２は、アルミニウム等の金属材料で作製される。ニップル３３は上蓋３１の側面に設けられ、冷却液通路３１ａと下蓋３２とに囲まれた流路３６に冷媒を供給及び排出する。冷媒には、例えば水、不凍液、またはエチレングリコール液が使用される。上蓋３１は冷媒によって冷却され、上蓋３１に熱的に接続されたパワーモジュール９及び界磁モジュール１０も冷媒によって冷却される。冷却器３７を上蓋３１と下蓋３２とに分離させて構成している理由を説明する。円弧状の冷却液通路３１ａを一体的な構造で形成する場合、中子を利用して鋳造により生産することは可能であるが、このような製造方法は高価で生産性が悪い。また、円弧状の冷却液通路３１ａは中ぐり切削も困難である。そのため、冷却器３７を上蓋３１と下蓋３２とに分離させて構成している。

ケース１４は、パワーモジュール９、界磁モジュール１０、及び制御モジュール１７の周囲を径方向外側から取り囲んで設けられる。ケース１４は、絶縁性を備えた樹脂材で作製される。樹脂材は、例えばポリフェニレンサルファイドである。ケース１４は、図２に示すように、他端側でパワーモジュール９と電気的に接続され、一端側がケース１４から突出したターミナル１４ａを備える。ターミナル１４ａは、パワーモジュール９とモータ部３０とを接続するための端子である。ターミナル１４ａは、ケース１４に一体的にインサート成形して設けられる。

＜固定子３とインバータ部４０の接続構成＞
固定子３とインバータ部４０との電気的な接続の構成について説明する。回転電機１は、図５に示すように、モータ部３０とインバータ部４０との間に少なくとも一部が配置されたコネクティングボード１８を備える。コネクティングボード１８は、ターミナル１９及び保持部材１８ａを有する。ターミナル１９は、ターミナルを保持する保持部材１８ａにインサート成形されている。ターミナル１９は、一端である接続箇所１９ａが固定子巻線３ａに接続され、他端である接続箇所１９ｂがパワーモジュール９に接続される。コネクティングボード１８は、第二ねじ３５により保持部材１８ａの部分でリヤブラケット５に固定される。

接続の詳細を図３により説明する。固定子巻線３ａの端部である固定子口出し線３ｃは、リヤブラケット５のインバータ部４０の側の壁面を貫通する。固定子口出し線３ｃは、コネクティングボード１８を軸方向の一方側から他方側に貫通する。コネクティングボード１８から軸方向の他方側に突出した固定子口出し線３ｃの部分は、ターミナル１９の接続箇所１９ａに、例えば溶接により接続される。この接続後に、リヤカバー１５を取り付ける前のインバータ部４０がリヤブラケット５の軸方向のリヤ側に装着される。下蓋３２は、下蓋３２の軸方向の一方側の面における固定子口出し線３ｃの突出部及びターミナル１９の接続箇所１９ａに対向した部分に、下蓋第二貫通孔３２ｂが設けられる。上蓋３１は、下蓋第二貫通孔３２ｂに連通し、軸方向の他方側に窪んだ穴部３１ｂを有する。穴部３１ｂは、図４に示すように、流路３６の配置を妨げない箇所に設けられる。固定子口出し線３ｃの突出部及びターミナル１９の接続箇所１９ａは、図３に示すように、下蓋第二貫通孔３２ｂを貫通し、穴部３１ｂの内側に配置された部分を有する。

このように構成することで、穴部３１ｂを設けない場合と比較して回転電機１の軸方向の大きさが短縮されるので、回転電機１を小型化することができる。また、穴部３１ｂを設けることで、冷却器３７を軽量化することができる。

ケース１４が備えたターミナル１４ａの一端側とターミナル１９の接続箇所１９ｂとは、ねじ１９ｃにより接続される。パワーモジュール９のＡＣ端子９ａとターミナル１４ａの他端側とは、例えば溶接により接合される。図２に示すように、パワーモジュール９のグランド端子９ｂは、上蓋３１にねじ（図示せず）により固定される。グランド端子９ｂと上蓋３１とは電気的に接続され、上蓋３１はグランドになる。

＜第一ねじ３４の配置＞
本願の要部である第一ねじ３４の配置について説明する。コネクティングボード１８は、コネクティングボード１８の軸方向の他方側の面における第一ねじ３４の頭部に対向した部分に、ボード貫通孔またはボード凹部が設けられる。第一ねじ３４の頭部は、ボード貫通孔またはボード凹部の内側に配置された部分を有する。本実施の形態では、図５に示すように、５つのボード貫通孔１８ｂがコネクティングボード１８に設けられ、図１に示すように、第一ねじ３４の頭部がボード貫通孔１８ｂの内側に配置されている。ボード貫通孔１８ｂはターミナル１９をインサート成形する際に同時に保持部材１８ａに設けてもよいし、成形後に機械加工により設けても構わない。ボード貫通孔１８ｂではなくボード凹部でも構わないが、貫通孔は凹部のように深さを考慮して作製する必要がないため、凹部ではなく貫通孔としたほうが作製は容易である。

このように構成することで、回転電機１の軸方向の大きさが短縮されるので、回転電機１を小型化することができる。また、冷却液通路３１ａの軸方向の大きさが縮められることなく回転電機１は小型化されるので、冷却液通路３１ａによるパワーモジュール９の冷却性能を確保することができる。

また、冷却器３７は、図３に示すように、コネクティングボード１８の軸方向の他方側に対して隙間３８を空けて配置されている。回転電機１は、例えば図５において、矢印で示した方向が地方向となるように配置される。冷却器３７とコネクティングボード１８との間に隙間３８を設けることで回転電機１が被水しても隙間３８から容易に排水できるので、回転電機１の排水性を向上させることができる。回転電機１の排水性が向上するので、固定子３とインバータ部４０との接続箇所に水が溜まることがないため、接続箇所に生じる電食を抑制することができる。また、インバータ部４０とブラケットとの絶縁性を確保することができる。

また、図６に示すように、下蓋３２の軸方向の一方側の面にフィン３９を設けても構わない。フィン３９は、回転電機１の軸方向の大きさが拡大しないように、下蓋３２の軸方向の一方側においてがコネクティングボード１８と対向していない下蓋３２の部分に設けられる。フィン３９を設けること、パワーモジュール９をさらに効率よく冷却することができる。また、冷却風からフィン３９に熱を吸収させて冷却風の温度を安定させることができるので、モータ部３０を効率的に冷却することができる。

以上のように、実施の形態１による回転電機１において、回転軸１１、回転子２、固定子３、及びブラケットを設けたモータ部３０と、パワーモジュール９、制御モジュール１７、及び冷却器３７を設けたインバータ部４０と、モータ部３０とインバータ部４０との間に配置され、接続箇所１９ａが固定子巻線３ａ、接続箇所１９ｂがパワーモジュール９に接続されたターミナル１９を有したコネクティングボード１８とを備え、冷却器３７は冷却液通路３１ａが形成された上蓋３１と冷却液通路３１ａの開口を塞ぐ下蓋３２とを有し、上蓋３１に設けられた上蓋ねじ穴３１ｃと、上蓋ねじ穴３１ｃに対向した下蓋３２に設けられた下蓋第一貫通孔３２ａと、下蓋第一貫通孔３２ａを通って上蓋ねじ穴３１ｃに螺合された第一ねじ３４とにより下蓋３２が上蓋３１に固定され、コネクティングボード１８は第一ねじ３４の頭部に対向した部分にボード貫通孔１８ｂまたはボード凹部が設けられ、第一ねじ３４の頭部はボード貫通孔１８ｂまたはボード凹部の内側に配置された部分を有するため、回転電機１の軸方向の大きさを小型化することができる。また、冷却液通路３１ａの軸方向の大きさが縮められることなく回転電機１は小型化されるので、冷却液通路３１ａによるパワーモジュール９の冷却性能を確保することができる。

固定子口出し線３ｃの突出部及びターミナルの接続箇所１９ａが下蓋第二貫通孔３２ｂを貫通し、穴部３１ｂの内側に配置された部分を有する場合、回転電機１の軸方向の大きさが短縮されるので、回転電機１を小型化することができる。また、冷却器３７がコネクティングボード１８の軸方向の他方側に対して隙間３８を空けて配置されている場合、回転電機１が被水しても隙間３８から容易に排水することができるので、固定子３とインバータ部４０との接続箇所に水が溜まることがないため、接続箇所に生じる電食を抑制することができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る回転電機１について説明する。図７は実施の形態２に係る回転電機１の要部を示す断面図で、第一ねじ３４と周囲の部分を示した図ある。実施の形態２に係る回転電機１は、ボード貫通孔１８ｂが実施の形態１とは異なる構成になっている。

第一ねじ３４の頭部は、ボード貫通孔またはボード凹部に嵌合している。本実施の形態では、第一ねじ３４の頭部がボード貫通孔１８ｂの内側に嵌合して配置されている。ボード貫通孔１８ｂの大きさは、第一ねじ３４の頭部が嵌め合える大きさに作製される。

以上のように、実施の形態２による回転電機１において、第一ねじ３４の頭部はボード貫通孔１８ｂに嵌合しているため、第一ねじ３４の頭部とボード貫通孔１８ｂとの嵌め合いをインバータ部４０のモータ部３０に対する位置決めに使用することができる。第一ねじ３４の頭部とボード貫通孔１８ｂとの嵌め合いをインバータ部４０の位置決めに使用できるので、回転電機１の位置決めに用いる部品点数を削減することができる。回転電機１の部品点数を削減できるので、回転電機１の生産性を向上させることができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る回転電機１について説明する。図８は実施の形態３に係る回転電機１のインバータ部４０のモータ部３０の側を示す平面図、図９は回転電機１の要部を示す断面図、図１０は回転電機１の下蓋３２を示す平面図で、下蓋３２の軸方向の一方側を示す図、図１１は図１０のＡ－Ａ断面位置で切断した下蓋３２の要部断面図である。実施の形態３に係る回転電機１は、下蓋３２が下蓋凹部３２ｃを備えた構成になっている。

図９に示すように、リヤブラケット５の軸方向の他方側の面に設けられたブラケットねじ穴５ｂと、ブラケットねじ穴５ｂに対向したコネクティングボード１８の部分に設けられた貫通孔１８ｃと、貫通孔１８ｃを通って、ブラケットねじ穴５ｂに螺合された第二ねじ３５とにより、コネクティングボード１８は保持部材１８ａの部分でリヤブラケット５に固定される。

下蓋３２は、下蓋３２の軸方向の一方側の面における第二ねじ３５の頭部に対向した部分に、軸方向の他方側に窪んだ下蓋凹部３２ｃを備える。第二ねじ３５の頭部は、下蓋凹部３２ｃの内側に配置された部分を有する。本実施の形態では、下蓋３２に対向するコネクティングボード１８の領域に２つの第二ねじ３５が配置されているため、図１０に示すように、下蓋３２は２つの下蓋凹部３２ｃを有する。このように構成することで、回転電機１の軸方向の大きさが短縮されるので、回転電機１を小型化することができる。

本実施の形態では、下蓋３２における下蓋３２の冷却液通路３１ａを塞ぐ部分が軸方向の他方側に窪んで、図９に示すように、下蓋凹部３２ｃが設けられる。下蓋凹部３２ｃの軸方向の他方側の部分が冷却液通路３１ａの内部に突出している。冷却液通路３１ａの内部に突出させて下蓋凹部３２ｃを設けた場合、流路３６の内部の表面積が増加するので、パワーモジュール９の冷却性能を向上させることができる。なお、下蓋凹部３２ｃが設けられる下蓋３２の箇所は冷却液通路３１ａを塞ぐ部分に限るものではなく、第二ねじ３５の頭部に対向した部分であれば他の箇所であっても構わない。

また、本実施の形態では、図８に示すように、下蓋凹部３２ｃが突出した冷却液通路３１ａの部分の幅は、下蓋凹部３２ｃが突出した冷却液通路３１ａの部分の前後の冷却液通路３１ａの幅よりも広い。このように構成することで、下蓋凹部３２ｃの軸方向の他方側の部分が冷却液通路３１ａの内部に突出しても、流路３６の断面積が縮小されることがないので、流路３６の内部の冷媒の流れを妨げることがない。冷媒の流れが妨げられないので、冷却液通路３１ａによるパワーモジュール９の冷却性能を確保することができる。

以上のように、実施の形態３による回転電機１において、下蓋３２は下蓋３２の軸方向の一方側の面における第二ねじ３５の頭部に対向した部分に軸方向の他方側に窪んだ下蓋凹部３２ｃを備え、第二ねじ３５の頭部が下蓋凹部３２ｃの内側に配置された部分を有するため、回転電機１の軸方向の大きさが短縮されるので、回転電機１を小型化することができる。

下蓋３２における下蓋３２の冷却液通路３１ａを塞ぐ部分が、軸方向の他方側に窪んで、下蓋凹部３２ｃが設けられ、下蓋凹部３２ｃの軸方向の他方側の部分が冷却液通路３１ａの内部に突出している場合、流路３６の内部の表面積が増加するので、パワーモジュール９の冷却性能を向上させることができる。また、下蓋凹部３２ｃが突出した冷却液通路３１ａの部分の幅が下蓋凹部３２ｃの突出した冷却液通路３１ａの部分の前後の冷却液通路３１ａの幅よりも広い場合、下蓋凹部３２ｃの軸方向の他方側の部分が冷却液通路３１ａの内部に突出しても流路３６の断面積が縮小されず、流路３６の内部の冷媒の流れを妨げることがないため、冷却液通路３１ａによるパワーモジュール９の冷却性能を確保することができる。

また本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ 回転電機、２ 回転子、２ａ 界磁巻線、２ｂ 界磁コア、３ 固定子、３ａ 固定子巻線、３ｂ 固定子コア、３ｃ 固定子口出し線、４ フロントブラケット、５ リヤブラケット、５ａ ボルト、５ｂ ブラケットねじ穴、６ 磁極位置検出センサー、６ａ センサーステータ、６ｂ センサーロータ、７ 軸受、８ 軸受、９ パワーモジュール、９ａ ＡＣ端子、９ｂ グランド端子、９ｃ 入力端子、９ｄ 制御端子、１０ 界磁モジュール、１１ 回転軸、１２ プーリ、１３ スリップリング、１４ ケース、１４a ターミナル、１４ｂ ターミナル、１５ リヤカバー、１６ ブラシ、１６ａ ブラシホルダ、１７ 制御モジュール、１８ コネクティングボード、１８ａ 保持部材、１８ｂ ボード貫通孔、１８ｃ 貫通孔、１９ ターミナル、１９ａ 接続箇所、１９ｂ 接続箇所、１９ｃ ねじ、２０ 空冷ファン、２１ 空冷ファン、２２ 冷却気体通路、３０ モータ部、３１ 上蓋、３１ａ 冷却液通路、３１ｂ 穴部、３１ｃ 上蓋ねじ穴、３２ 下蓋、３２ａ 下蓋第一貫通孔、３２ｂ 下蓋第二貫通孔、３２ｃ 下蓋凹部、３３ ニップル、３４ 第一ねじ、３５ 第二ねじ、３６ 流路、３７ 冷却器、３８ 隙間、３９ フィン、４０ インバータ部

Claims (7)

1. 回転軸と、界磁巻線が巻装された界磁コアを有して前記回転軸と一体回転する回転子と、前記界磁コアの径方向外側に配置され、固定子巻線が巻装された固定子コアを有した固定子と、前記界磁コア及び前記固定子コアの外側を覆うと共に軸受を介して前記回転軸の一端側及び他端側を保持したブラケットと、を設けたモータ部と、
   前記固定子巻線への供給電流をオンオフするスイッチング素子を有したパワーモジュールと、前記スイッチング素子を制御する制御回路を有した制御モジュールと、前記パワーモジュールを冷却する冷却器と、を設け、前記ブラケットの軸方向の他方側に配置され、前記ブラケットに固定されたインバータ部と、
   前記モータ部と前記インバータ部との間に少なくとも一部が配置され、一端が前記固定子巻線に接続され、他端が前記パワーモジュールに接続されたターミナル、及び前記ターミナルを保持する保持部材を有し、前記保持部材が前記ブラケットに固定されたコネクティングボードと、を備え、
   前記冷却器は、軸方向の他方側の面に前記パワーモジュールが熱的に接続され、軸方向の一方側の面に軸方向の他方側に窪んだ冷却液通路が形成された上蓋と、前記冷却液通路の軸方向の一方側の開口を塞ぐ下蓋と、を有し、
   前記上蓋の軸方向の一方側の面の外周部に設けられた上蓋ねじ穴と、前記上蓋ねじ穴に対向した前記下蓋の部分に設けられた下蓋第一貫通孔と、前記下蓋第一貫通孔を通って、前記上蓋ねじ穴に螺合された第一ねじとにより、前記下蓋が前記上蓋に固定され、
   前記コネクティングボードは、前記コネクティングボードの軸方向の他方側の面における前記第一ねじの頭部に対向した部分に、ボード貫通孔またはボード凹部が設けられ、
   前記第一ねじの頭部は、前記ボード貫通孔または前記ボード凹部の内側に配置された部分を有する回転電機。
2. 前記第一ねじの頭部は、前記ボード貫通孔または前記ボード凹部に嵌合している請求項１に記載の回転電機。
3. 前記ブラケットの軸方向の他方側の面に設けられたブラケットねじ穴と、前記ブラケットねじ穴に対向した前記コネクティングボードの部分に設けられた貫通孔と、前記貫通孔を通って、前記ブラケットねじ穴に螺合された第二ねじとにより、前記コネクティングボードが前記ブラケットに固定され、
   前記下蓋は、前記下蓋の軸方向の一方側の面における前記第二ねじの頭部に対向した部分に、軸方向の他方側に窪んだ下蓋凹部が設けられ、
   前記第二ねじの頭部は、前記下蓋凹部の内側に配置された部分を有する請求項１または２に記載の回転電機。
4. 前記下蓋における前記下蓋の前記冷却液通路を塞ぐ部分が、軸方向の他方側に窪んで、前記下蓋凹部が設けられ、
   前記下蓋凹部の軸方向の他方側の部分が前記冷却液通路の内部に突出している請求項３に記載の回転電機。
5. 前記下蓋凹部が突出した前記冷却液通路の部分の幅は、前記下蓋凹部が突出した前記冷却液通路の部分の前後の前記冷却液通路の幅よりも広い請求項４に記載の回転電機。
6. 前記固定子巻線の端部である固定子口出し線は、前記コネクティングボードを軸方向の一方側から他方側に貫通し、前記コネクティングボードから軸方向の他方側に突出した前記固定子口出し線の部分は、前記ターミナルの前記一端に接続され、
   前記下蓋は、前記下蓋の軸方向の一方側の面における前記固定子口出し線の突出部及び前記ターミナルの前記一端に対向した部分に、下蓋第二貫通孔が設けられ、
   前記上蓋は、前記下蓋第二貫通孔に連通し、軸方向の他方側に窪んだ穴部を有し、
   前記固定子口出し線の前記突出部及び前記ターミナルの前記一端は、前記下蓋第二貫通孔を貫通し、前記穴部の内側に配置された部分を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機。
7. 前記冷却器は、前記コネクティングボードの軸方向の他方側に対して隙間を空けて配置されている請求項１から６のいずれか１項に記載の回転電機。

Images