JP2023110968A - 回転電機ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】電流検出部の検出精度の低下を防止し、制御性能を向上させることが可能な回転電機ユニットを提供すること。【解決手段】回転電機ユニットは、固定子と、固定子に対して軸心回りに回転する回転子と、固定子に巻装される複数のコイルと、を有する回転電機と、回転子の軸心に沿った軸方向において、回転電機と並んで配置され、複数のパワーモジュールと、複数のパワーモジュールと複数のコイルとをそれぞれ電気的に接続する複数のバスバー３７と、複数のバスバーを流れる電流をそれぞれ検出する複数の電流検出部３８と、を有する電力変換装置と、複数のパワーモジュールを冷却する冷却部と、を備え、複数の電流検出部はそれぞれ、電流センサと、複数のバスバーのうち対応するバスバーが挿通されるコア３８ａと、を有し、コアは、冷却部と熱的に接続されている。【選択図】図１２

Description

本開示は、回転電機ユニットに関する。

従来、特許文献１に記載されるように、回転電機と電力変換装置が一体化された回転電機ユニットが知られている。回転電機のトルク、回転速度等を制御するために、電力変換装置には、回転電機ユニットの各相の電流値を検出する電流検出部（電流センサ）が設けられている。

特許第４７０８９５１号公報

電流検出部の検出精度は、回転電機ユニットの制御性能に影響を与える。電流検出部の検出値は温度によって変動するため、電流検出部を適切な温度条件下で使用することが求められる。
特許文献１の構造では、電流検出部が回転電機ユニットの中央部に配置されており、回転電機からの熱、及び電流検出部の周囲に配置される部品からの熱によって、電流検出部の温度が上昇する。この結果、電流検出部の検出精度が低下し、回転電機ユニットの制御性能が低下する可能性がある。

本開示は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、電流検出部の検出精度の低下を防止し、制御性能を向上させることが可能な回転電機ユニットを提供することを目的とする。

本開示に係る回転電機ユニットは、固定子と、前記固定子に対して軸心回りに回転する回転子と、前記固定子に巻装される複数のコイルと、を有する回転電機と、前記回転子の軸心に沿った軸方向において、前記回転電機と並んで配置され、複数のパワーモジュールと、前記複数のパワーモジュールと前記複数のコイルとをそれぞれ電気的に接続する複数のバスバーと、前記複数のバスバーを流れる電流をそれぞれ検出する複数の電流検出部と、を有する電力変換装置と、前記複数のパワーモジュールを冷却する冷却部と、を備え、前記複数の電流検出部はそれぞれ、電流センサと、前記複数のバスバーのうち対応するバスバーが挿通されるコアと、を有し、前記コアは、前記冷却部と熱的に接続されている、回転電機ユニット。

本開示によれば、電流検出部の検出精度の低下を防止し、回転電機ユニットの制御性能を向上させることが可能となる。

実施の形態１に係る回転電機ユニットの回路図である。 実施の形態１に係る回転電機ユニットの斜視図である。 実施の形態１に係る回転電機ユニットの斜視図であって、端子台のカバーを取り外した状態を示す図である。 実施の形態１に係る回転電機ユニットの斜視図であって、ケース及び端子台を取り外した状態を示す図である。 実施の形態１に係る回転電機ユニットの平面図であって、ケース及び端子台を取り外した状態を示す図である。 実施の形態１に係る回転電機ユニットの斜視図であって、ケース、端子台、及び制御基板を取り外した状態を示す図である。 実施の形態１に係る回転電機ユニットの平面図であって、ケース、端子台、及び制御基板を取り外した状態を示す図である。 図７のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図７のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。 実施の形態１に係るコンデンサユニットの斜視図である。 実施の形態１に係るバスバー及び電流検出部の斜視図である。 実施の形態１に係るバスバー、電流検出部、及び第１プレートの断面図である。 実施の形態１に係る回転電機の斜視図である。 実施の形態１に係る第２プレートの斜視図である。 実施の形態１に係るベースの斜視図である。 実施の形態２に係るバスバー、電流検出部、及び第１プレートの断面図である。 実施の形態３に係るバスバー、電流検出部、及び第１プレートの断面図である。 実施の形態４に係るバスバー、電流検出部、及び第１プレートの断面図である。 本開示の変形例に係るバスバー、電流検出部、及び第１プレートの断面図である。

実施の形態１．
以下、実施の形態１に係る回転電機ユニット１について、図面を参照して説明する。
図１は、回転電機ユニット１の回路図である。図２は、回転電機ユニット１の斜視図である。図２に示されるように、回転電機ユニット１は、回転電機２と、電力変換装置３と、冷却器４（冷却部）と、を備える。回転電機２と、電力変換装置３と、冷却器４とは、一体化されている。これにより、回転電機ユニット１の小型化を図ることができる。
なお、本明細書では、回転電機２の回転子２２の軸心に沿う方向を「軸方向」という。また、軸方向から見て、回転子２２の軸心と交差する方向を「径方向」といい、回転子２２の軸心回りに周回する方向を「周方向」という。

最初に、図１を参照して、回転電機ユニット１の回路構成（電気的構成）を説明する。なお、本実施の形態では、回転電機ユニット１として、６相駆動方式の回転電機ユニットを例に説明する。回転電機ユニット１は、例えば、車両に搭載される。

回転電機２は、６相（Ｕ１相、Ｖ１相、Ｗ１相、Ｕ２相、Ｖ２相、Ｗ２相）のそれぞれに対応する６つのコイル２５Ｕ１、２５Ｖ１、２５Ｗ１、２５Ｕ２、２５Ｖ２、２５Ｗ２を備える。なお、本明細書では、コイル２５Ｕ１、２５Ｖ１、２５Ｗ１、２５Ｕ２、２５Ｖ２、２５Ｗ２を、単にコイル２５とも称する。

電力変換装置３は、コンデンサユニット３４と、６相（Ｕ１相、Ｖ１相、Ｗ１相、Ｕ２相、Ｖ２相、Ｗ２相）のそれぞれに対応する６つのパワーモジュール３５Ｕ１、３５Ｖ１、３５Ｗ１、３５Ｕ２、３５Ｖ２、３５Ｗ２と、を備える。なお、本明細書では、パワーモジュール３５Ｕ１、３５Ｖ１、３５Ｗ１、３５Ｕ２、３５Ｖ２、３５Ｗ２を、単にパワーモジュール３５とも称する。

電力変換装置３には、バッテリー等の直流電源Ｅから直流電力が入力される。電力変換装置３は、直流電源Ｅから出力される直流電力を交流電力に変換して回転電機２に供給する。

コンデンサユニット３４は直流電源Ｅの正極端子と負極端子との間に接続される。コンデンサユニット３４は、並列接続された複数のコンデンサ素子３４ａを有する。なお、コンデンサユニット３４は１つのコンデンサ素子３４ａのみを有してもよい。コンデンサユニット３４は、直流電源Ｅの電力変動、またはパワーモジュール３５側の電力変動に対して、電圧が大きく変動しないよう安定化させる平滑コンデンサである。

各パワーモジュール３５は直流電源Ｅの正極端子と負極端子との間に接続される。各パワーモジュール３５は、上アーム側のスイッチング素子ＳＷ１及びダイオードＤ１と、下アーム側のスイッチング素子ＳＷ２及びダイオードＤ２と、を備える。スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor；絶縁ベースバイポーラトランジスタ）である。スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２は直列接続される。スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ２との接続点は、対応する相のコイル２５に接続される。ダイオードＤ１は、スイッチング素子ＳＷ１に逆方向に並列接続される。ダイオードＤ２は、スイッチング素子ＳＷ２に逆方向に並列接続される。

次に、回転電機ユニット１の構造を説明する。
電力変換装置３は、ケース３１と、カバー３２ｃを有する端子台３２と、制御基板３６と、を有する。図３は、回転電機ユニット１の斜視図であって、端子台３２のカバー３２ｃを取り外した状態を示す図である。図４は、回転電機ユニット１の斜視図であって、ケース３１及び端子台３２を取り外した状態を示す図である。図５は、回転電機ユニット１の平面図であって、ケース３１及び端子台３２を取り外した状態を示す図である。図６は、回転電機ユニット１の斜視図であって、ケース３１、端子台３２、及び制御基板３６を取り外した状態を示す図である。図７は、回転電機ユニット１の平面図であって、ケース３１、端子台３２、及び制御基板３６を取り外した状態を示す図である。図８は、図７のＡ－Ａ線に沿った断面図である。図９は、図７のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。

＜電力変換装置＞
図２、図４、図６等に示されるように、電力変換装置３は、ケース３１と、端子台３２と、信号コネクタ３３と、コンデンサユニット３４と、制御基板３６と、複数のパワーモジュール３５（本実施の形態では、６つのパワーモジュール３５Ｕ１、３５Ｖ１、３５Ｗ１、３５Ｕ２、３５Ｖ２、３５Ｗ２）と、複数（本実施の形態では、６つ）のバスバー３７と、複数（本実施の形態では、６つ）の電流検出部３８と、を備える。

ケース３１は、コンデンサユニット３４、パワーモジュール３５、制御基板３６等の電子部品を上方から覆う。これにより、これら電子部品と、回転電機ユニット１の周辺に搭載される部品との絶縁性を確保し、回転電機ユニット１の外部から異物が侵入することを防ぐ。

図２及び図３に示されるように、端子台３２は、ケース３１の上面に設けられる。端子台３２は、直流電源Ｅとコンデンサユニット３４とを接続する。端子台３２は、正極側接続端子３２ａと、負極側接続端子３２ｂと、カバー３２ｃと、を有する。

正極側接続端子３２ａは、直流電源Ｅの正極端子、及び後述するコンデンサユニット３４の正極導体３４２に接続される。負極側接続端子３２ｂは、直流電源Ｅの負極端子、及び後述するコンデンサユニット３４の負極導体３４３に接続される。カバー３２ｃは、正極側接続端子３２ａ及び負極側接続端子３２ｂを上方から覆い、電力変換装置３の内部に異物が侵入することを防止する。

信号コネクタ３３は、ケース３１の側面に設けられる。また、図４に示されるように、信号コネクタ３３は、信号コネクタ用ハーネス３３ａを介して制御基板３６に接続される。信号コネクタ３３は、車両等に搭載される外部の制御装置と電力変換装置３との間で各種信号の受け渡しに用いられる。
なお、軸方向から見たときに、回転子２２の軸心に対して信号コネクタ３３が配置される側を前方側と称し、その反対側を後方側と称する。端子台３２及び信号コネクタ３３は、回転電機ユニット１の前方側に配置される。信号コネクタ３３の周方向の位置と、信号コネクタ用ハーネス３３ａの周方向の位置とは略同一である。これにより、信号コネクタ３３と制御基板３６との接続経路の長さ（信号コネクタ用ハーネス３３ａの長さ）を短縮できるため、耐ノイズ性を向上できる。

コンデンサユニット３４は、電力変換装置３の中央部に配置される。コンデンサユニット３４は、後述する冷却器４の第１プレート４１に固定される。
図１０は、コンデンサユニット３４の斜視図である。図１０に示されるように、コンデンサユニット３４は、本体部３４１と、正極導体３４２と、負極導体３４３と、を有する。

本体部３４１は、円筒形状である。本体部３４１には、複数のコンデンサ素子３４ａ（図１を参照）が収容される。本体部３４１の外周面には、ハーネス固定部３４１ａが形成される。ハーネス固定部３４１ａには軸方向に延びる貫通孔が形成されており、この貫通孔に、後述する回転電機２のレゾルバ用ハーネス２７ｃが挿通される。本体部３４１の下部には、コンデンサユニット３４を第１プレート４１に取り付けるための複数の取付部３４１ｂが形成される。取付部３４１ｂは、本体部３４１の外周面から径方向外側に突出する突起である。取付部３４１ｂにはボルト穴３４１ｃが形成されており、ボルト穴３４１ｃにボルト４１ｆ２（図７を参照）を締結することにより、コンデンサユニット３４が第１プレート４１に取り付けられる。

正極導体３４２及び負極導体３４３は、板状部材である。正極導体３４２は、端子台３２の正極側接続端子３２ａ、及び後述するパワーモジュール３５の正極端子３５ｂに接続される。負極導体３４３は、端子台３２の負極側接続端子３２ｂ、及び後述するパワーモジュール３５の負極端子３５ｃに接続される。

正極導体３４２は、正極側接続端子３２ａに接続される第１端部３４２ａと、正極端子３５ｂに接続される第２端部３４２ｂと、を有する。

第１端部３４２ａは、本体部３４１の下端から引き出され、正極側接続端子３２ａに向けて軸方向に延びる。第１端部３４２ａの先端部は屈曲されて、正極側接続端子３２ａに上方から接触する。第１端部３４２ａの先端部にはボルト穴３４２ｃが形成されている。図３に示されるように、第１端部３４２ａの先端部は、正極側接続端子３２ａに、ボルト３４４により固定される。

第２端部３４２ｂは、各相のパワーモジュール３５に対応して設けられる。すなわち、６つの第２端部３４２ｂが設けられる。第２端部３４２ｂは、本体部３４１の下端から引き出され、パワーモジュール３５の正極端子３５ｂに向けて延びる。６つの第２端部３４２ｂは、周方向に等間隔（６０°間隔）に配置される。６つの第２端部３４２ｂは、同一形状である。

負極導体３４３は、負極側接続端子３２ｂに接続される第１端部３４３ａと、負極端子３５ｃに接続される第２端部３４３ｂと、を有する。

第１端部３４３ａは、本体部３４１の下端から引き出され、負極側接続端子３２ｂに向けて軸方向に延びる。第１端部３４３ａの先端部は屈曲されて、負極側接続端子３２ｂに上方から接触する。第１端部３４３ａの先端部にはボルト穴３４３ｃが形成されている。図３に示されるように、第１端部３４３ａの先端部は、負極側接続端子３２ｂに、ボルト３４４により固定される。

第２端部３４３ｂは、各相のパワーモジュール３５に対応して設けられる。すなわち、６つの第２端部３４３ｂが設けられる。第２端部３４３ｂは、本体部３４１の下端から引き出され、パワーモジュール３５の負極端子３５ｃに向けて延びる。６つの第２端部３４３ｂは、周方向に等間隔（６０°間隔）に配置される。６つの第２端部３４３ｂは、同一形状である。

図６及び図７に示されるように、６つのパワーモジュール３５は、コンデンサユニット３４を囲むように配置される。６つのパワーモジュール３５は、周方向に等間隔（６０°間隔）に配置される。パワーモジュール３５Ｕ１、３５Ｖ１、３５Ｗ１、３５Ｕ２、３５Ｖ２、３５Ｗ２は、周方向にこの順に配置される。したがって、同じ相のパワーモジュール３５（例えば、Ｕ１相とＵ２相のパワーモジュール３５Ｕ１、３５Ｕ２）は、コンデンサユニット３４を挟んで径方向に対向するよう配置される。パワーモジュール３５は、第１プレート４１に対して固定される。

各パワーモジュール３５は、本体部３５ａと、正極端子３５ｂと、負極端子３５ｃと、出力端子３５ｄと、上アーム側の信号端子３５ｅと、下アーム側の信号端子３５ｆとを有する。

本体部３５ａは、軸方向から見たときに、略矩形状を有する。本体部３５ａは、上アーム側のスイッチング素子ＳＷ１及びダイオードＤ１と、下アーム側のスイッチング素子ＳＷ２及びダイオードＤ２と、を備える。

正極端子３５ｂは、正極導体３４２の第２端部３４２ｂと対向するように配置される。正極端子３５ｂは、第２端部３４２ｂに直接接続される。図７に示されるように、軸方向から見て、第２端部３４２ｂと正極端子３５ｂとの第１接続部Ｃ１は、コンデンサユニット３４の本体部３４１とパワーモジュール３５の本体部３５ａとの間に位置している。

負極端子３５ｃは、負極導体３４３の第２端部３４３ｂと対向するように配置される。負極端子３５ｃは、第２端部３４３ｂに直接接続される。図７に示されるように、軸方向から見て、第２端部３４３ｂと負極端子３５ｃとの第２接続部Ｃ２は、コンデンサユニット３４の本体部３４１とパワーモジュール３５の本体部３５ａとの間に位置している。

出力端子３５ｄは、バスバー３７を介して、コイル２５のコイル端末２５ａに接続される。上アーム側の信号端子３５ｅは、上アーム側のスイッチング素子ＳＷ１及びダイオードＤ１と接続される。下アーム側の信号端子３５ｆは、下アーム側のスイッチング素子ＳＷ２及びダイオードＤ２と接続される。上アーム側の信号端子３５ｅ及び下アーム側の信号端子３５ｆは、制御基板３６と接続される。図４に示されるように、上アーム側の信号端子３５ｅ及び下アーム側の信号端子３５ｆは、制御基板３６に直接取り付けられる。

図１１は、バスバー３７及び電流検出部３８の斜視図である。図１２は、バスバー３７、電流検出部３８、及び第１プレート４１の断面図である。

図１１に示されるように、バスバー３７は、略Ｌ字状の板状部材である。バスバー３７は、第１板部７１と、第２板部７２とを有する。各バスバー３７は、対応する相のパワーモジュール３５とコイル２５とを電気的に接続する。

図７に示されるように、バスバー３７は、周方向に隣り合うパワーモジュール３５同士の間に配置される。バスバー３７は、第１プレート４１に固定される。第１板部７１は、バスバー３７が第１プレート４１に固定された状態で周方向に延びる。第２板部７２は、バスバー３７が第１プレート４１に固定された状態で径方向に延びる。

第１板部７１は、出力端子３５ｄと接続される第１端子７１ａを備える。第１端子７１ａは、第１板部７１の端部に形成される。図７に示されるように、第１端子７１ａは、出力端子３５ｄと対向するように配置される。第１端子７１ａは、出力端子３５ｄに直接接続される。軸方向から見て、第１端子７１ａと出力端子３５ｄとの第３接続部Ｃ３は、パワーモジュール３５の本体部３５ａよりも径方向外側に位置している。

第２板部７２は、出力端子３５ｄと接続される第２端子７２ａと、第１伝熱部７２ｂ（伝熱部）と、挿通部７２ｄと、第２伝熱部７２ｆ（伝熱部）と、を備える。

第２端子７２ａは、第２板部７２の端部に形成される。図７に示されるように、第２端子７２ａは、コイル端末２５ａと対向するように配置される。第２端子７２ａは、コイル端末２５ａと直接接続される。軸方向から見て、第２端子７２ａとコイル端末２５ａとの第４接続部Ｃ４は、パワーモジュール３５の本体部３５ａよりも径方向内側に位置している。

第１伝熱部７２ｂは、第２端子７２ａと挿通部７２ｄとの間に設けられる。第１伝熱部７２ｂは、第１プレート４１の上面に接触している。第１伝熱部７２ｂは、第１プレート４１と熱的に接続されている。

挿通部７２ｄは、第１プレート４１の上面から離れて配置される。挿通部７２ｄは、電流検出部３８のコア３８ａに挿通される。
第１伝熱部７２ｂと挿通部７２ｄとは、第１介在部７２ｃにより接続されている。第１介在部７２ｃは、第１伝熱部７２ｂから挿通部７２ｄに向けて上方に傾斜して延びる。なお、第１介在部７２ｃは、第１伝熱部７２ｂから挿通部７２ｄに向けて軸方向に延びていてもよい。

第２伝熱部７２ｆは、挿通部７２ｄと第１板部７１との間に設けられる。第２伝熱部７２ｆは、第１プレート４１の上面に接触している。第２伝熱部７２ｆは、第１プレート４１と熱的に接続されている。
挿通部７２ｄと第２伝熱部７２ｆとは、第２介在部７２ｅにより接続されている。第２介在部７２ｅは、挿通部７２ｄから第２伝熱部７２ｆに向けて下方に傾斜して延びる。なお、第２介在部７２ｅは、挿通部７２ｄから第２伝熱部７２ｆに向けて軸方向に延びていてもよい。

電流検出部３８は、各バスバー３７に対応して設けられる。電流検出部３８は、バスバー３７を流れる電流を検出する。電流検出部３８は、コア３８ａと、電流センサ３８ｂと、信号端子３８ｃと、を備える。

コア３８ａは、磁性体によって形成されている。図１１に示されるように、コア３８ａは、磁気ギャップ３８ａ１を有する略Ｃ字状に形成される。コア３８ａには、バスバー３７が挿通される。コア３８ａは、バスバー３７を囲うように配置される。図１２に示されるように、コア３８ａの下面は、第１プレート４１の上面に接触している。コア３８ａは、第１プレート４１と熱的に接続されている。

電流センサ３８ｂは、コア３８ａの磁気ギャップ３８ａ１に挿入される。電流センサ３８ｂは、例えば、ホール素子により構成される。
信号端子３８ｃは、制御基板３６と接続される。図４に示されるように、信号端子３８ｃは、制御基板３６に直接取り付けられる。これにより、耐ノイズ性が向上し、電流検出部３８によるバスバー３７の電流値の検出精度が向上する。

バスバー３７に交流電流が流れると、バスバー３７の周囲には交流電流に対応する磁界が発生する。電流センサ３８ｂは、コア３８ａの磁気ギャップ３８ａ１に生じる磁界を検出し、電気信号に変換して制御基板３６に出力する。

図６及び図７に示されるように、バスバー３７及び電流検出部３８は、樹脂部材３９に覆われる。樹脂部材３９は、第１プレート４１にボルト締めにより固定される。

図４及び図５に示されるように、制御基板３６は、中央部が開口した円板形状を有する。制御基板３６の内側には、コンデンサユニット３４が配置される。

制御基板３６には、上アーム側の信号端子３５ｅ、下アーム側の信号端子３５ｆ、及び電流検出部３８の信号端子３８ｃが直接接続される。制御基板３６には、信号コネクタ用ハーネス３３ａを介して、信号コネクタ３３が接続される。制御基板３６には、レゾルバ用ハーネス２７ｃを介して、後述する回転電機２のレゾルバ２７が接続される。制御基板３６は、車両等に搭載される外部の制御装置から入力される制御指令に基づいてパワーモジュール３５を制御する。

制御基板３６は、第１プレート４１に取り付けられる支柱４１ｅを介して、第１プレート４１に対して固定される。具体的には、図４に示されるように、支柱４１ｅの上端を制御基板３６の下面に当接させた状態で、制御基板３６を、支柱４１ｅに、ボルト４１ｆ１により固定する。
制御基板３６を第１プレート４１に対して固定することにより、回転電機ユニット１に入力された振動による制御基板３６の破損、及び制御基板３６と信号端子３５ｅ、３５ｆ、３８ｃ等との接続部の破損を防止することができる。

＜回転電機＞
図８、図１３等を参照して、回転電機２について説明する。図１３は、回転電機２の斜視図である。
図８に示されるように、回転電機２は、固定子２１と、回転子２２と、シャフト２３と、ハウジング２４と、複数のコイル２５（本実施の形態では、６つのコイル２５Ｕ１、２５Ｖ１、２５Ｗ１、２５Ｕ２、２５Ｖ２、２５Ｗ２）と、第１、第２の軸受２６ａ、２６ｂと、レゾルバ２７と、を備える。

固定子２１は、環状である。固定子２１は、回転子２２の外周を囲むように設けられる。固定子２１は、ハウジング２４に固定されている。

回転子２２は、固定子２１の内側に設けられる。回転子２２は、固定子２１に対して軸心回りに回転自在である。

回転子２２の中心には、シャフト２３が配置される。シャフト２３の軸方向の一方側（図８における紙面下側）は、回転子２２の回転を、車両等に伝達する出力側である。

コイル２５は、固定子２１に巻装される。コイル２５は、例えば、固定子２１に分布巻きされる。コイル２５として、例えば、一辺が０．５～６．０ｍｍの四角形状の断面を有する平角線が用いられる。各相のコイル２５のコイル端末２５ａは、バスバー３７を介して、対応する相のパワーモジュール３５に接続される。図１３に示されるように、６つのコイル端末２５ａは、周方向に等間隔（６０°間隔）に配置される。

レゾルバ２７は、シャフト２３の回転角を検出する。レゾルバ２７は、レゾルバ固定子２７ａと、レゾルバ回転子２７ｂと、を備える。レゾルバ固定子２７ａは、ハウジング２４に固定されている。レゾルバ回転子２７ｂは、シャフト２３の上端部（非出力側の端部）に取り付けられる。レゾルバ２７は、レゾルバ用ハーネス２７ｃを介して、制御基板３６に接続される。

ハウジング２４は、固定子２１、回転子２２、及びシャフト２３を収容する。ハウジング２４は、蓋部２４１と、内筒部２４２と、外筒部２４３と、底部２４４と、を備える。

蓋部２４１は、円形状の板状部材である。蓋部２４１は、内筒部２４２の上端に固定される。蓋部２４１は、固定子２１及び回転子２２を上方から覆う。図１３に示されるように、蓋部２４１には、コイル端末２５ａが挿通されるコイル貫通穴２４１ａが形成される。

内筒部２４２は、円筒形状である。内筒部２４２は、固定子２１を径方向外側から覆う。固定子２１は、内筒部２４２に、例えば、焼き嵌めまたは圧入により固定される。
外筒部２４３は、円筒形状である。外筒部２４３は、内筒部２４２を径方向外側から覆う。外筒部２４３は、内筒部２４２に、例えば、焼き嵌めまたは圧入により固定される。
内筒部２４２及び外筒部２４３により、回転電機２を冷却する第２冷却部６（図８を参照）が構成される。第２冷却部６の詳細については後述する。

底部２４４は、円形状の板状部材である。底部２４４は、外筒部２４３の下端に固定される。底部２４４は、固定子２１及び回転子２２を下方から覆う。底部２４４には、回転電機ユニット１を車両に取り付けるための取付部２４４ａが設けられる。

シャフト２３の上端部（非出力側の端部）には、第１の軸受２６ａが設けられる。第１の軸受２６ａは、蓋部２４１に固定されている。シャフト２３の下端部（出力側の端部）には、第２の軸受２６ｂが設けられる。第２の軸受２６ｂは、底部２４４に固定されている。第１の軸受２６ａ及び第２の軸受２６ｂは、シャフト２３を回転自在に支持する。

＜冷却器＞
図８、図９、図１２、図１４、図１５等を参照して、冷却器４について説明する。冷却器４は、回転電機２と電力変換装置３との間に設けられる。冷却器４は、回転電機２と電力変換装置３とを固定する。冷却器４は、第１プレート４１と、複数（本実施の形態では、６つ）の第２プレート４２と、ベース４３と、を有する。

図１４は、第２プレート４２の斜視図である。第２プレート４２は、略矩形の板状部材である。第２プレート４２は、パワーモジュール３５毎に設けられる。第２プレート４２の第１面には、パワーモジュール３５が取り付けられる。パワーモジュール３５は、第２プレート４２の第１面に、例えばはんだ付けにより固定される。第２プレート４２の第２面には、放熱フィン４２ａが設けられる。

第２プレート４２には、貫通孔４２ｂが形成される。図６に示されるように、貫通孔４２ｂに、第１プレート４１に取り付けられる支柱４１ｅが挿通されることにより、第２プレート４２は第１プレート４１に固定される。これにより、パワーモジュール３５が、第１プレート４１に対して固定される。

第１プレート４１は、円形の板状部材である。電力変換装置３の各部材（コンデンサユニット３４、パワーモジュール３５、制御基板３６、バスバー３７、電流検出部３８、樹脂部材３９等）は、第１プレート４１の上面に対して固定される。

図９に示されるように、第１プレート４１には、複数（本実施の形態では、６つ）の開口部４１ｃが形成される。第２プレート４２が第１プレート４１に固定された状態で、開口部４１ｃの内側には、放熱フィン４２ａが配置される。図１２に示されるように、第１プレート４１には、コイル端末２５ａが挿通されるコイル貫通穴４１ａが形成される。また、第１プレート４１には、レゾルバ用ハーネス２７ｃが挿通される不図示のハーネス貫通穴が形成される。

図１５は、ベース４３の斜視図である。図８、図１５等に示されるように、ベース４３は、略円筒形状である。ベース４３の上面には、第１プレート４１が固定される。ベース４３の下面には、ハウジング２４の蓋部２４１が固定される。

図１５に示されるように、ベース４３には、レゾルバ用ハーネス２７ｃが挿通されるハーネス貫通穴４３ａが形成される。ベース４３には、コイル端末２５ａが挿通されるコイル貫通穴４３ｂが形成される。また、図８に示されるように、ベース４３の下部には、レゾルバ２７が配置される空洞部４３ｃが形成される。

冷却器４には、冷媒が流通する第１冷却流路５１が設けられる。冷媒としては、例えば、水（冷却水）が用いられる。

図１５に示されるように、第１冷却流路５１は、第１流路５２と、第２流路５３と、第３流路５４と、を有する。第１流路５２、第２流路５３、及び第３流路５４は、ベース４３の上面に形成される溝部と、第１プレート４１及び第２プレート４２の下面と、により形成される。ベース４３の側面には、第１冷却流路５１と接続される第１継手４８が取り付けられている。

第１流路５２は、軸方向から見たときに、６つのパワーモジュール３５のうち半数のパワーモジュール３５（具体的には、パワーモジュール３５Ｕ１、３５Ｖ１、３５Ｗ１）に重なる位置に形成される。第２流路５３は、軸方向から見たときに、６つのパワーモジュール３５のうちもう半数のパワーモジュール３５（具体的には、パワーモジュール３５Ｕ２、３５Ｖ２、３５Ｗ２）に重なる位置に形成される。また、第１流路５２及び第２流路５３は、軸方向から見たときに、６つのバスバー３７及び６つの電流検出部３８に重なるよう配置される。第３流路５４は、軸方向から見たときに、コンデンサユニット３４に重なる位置に形成される。

第１継手４８から供給される冷媒は、第１流路５２と、第２流路５３と、第３流路５４とに分岐され、第１流路５２、第２流路５３、及び第３流路５４を流れる。パワーモジュール３５Ｕ１、３５Ｖ１、３５Ｗ１にて発生する熱は、放熱フィン４２ａを介して、第１流路５２を流れる冷媒と熱交換される。これにより、パワーモジュール３５Ｕ１、３５Ｖ１、３５Ｗ１が冷却される。パワーモジュール３５Ｕ２、３５Ｖ２、３５Ｗ２にて発生する熱は、放熱フィン４２ａを介して、第２流路５３を流れる冷媒と熱交換される。これにより、パワーモジュール３５Ｕ２、３５Ｖ２、３５Ｗ２が冷却される。コンデンサユニット３４（コンデンサ素子３４ａ）にて発生する熱は、第１プレート４１を介して、第３流路５４を流れる冷媒と熱交換される。これにより、コンデンサユニット３４（コンデンサ素子３４ａ）が冷却される。

また、バスバー３７の第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆ、並びに電流検出部３８のコア３８ａは、第１プレート４１と熱的に接続されている。したがって、バスバー３７及び電流検出部３８にて発生する熱は、第１プレート４１を介して、第１流路５２及び第２流路５３を流れる冷媒と熱交換される。これにより、バスバー３７及び電流検出部３８が冷却される。

＜第２冷却部＞
図８に示されるように、内筒部２４２と外筒部２４３とにより、第２冷却部６が構成される。第２冷却部６には、冷媒が流通する第２冷却流路６１が設けられる。第２冷却流路６１は、内筒部２４２の外周面と外筒部２４３の内周面とにより形成される。

第１冷却流路５１は、第３継手６５を介して、第２冷却流路６１と接続されている。第１冷却流路５１からの冷媒は、第３継手６５を介して第２冷却流路６１に流入し、第２冷却流路６１を流れる。回転電機２にて発生する熱は、第２冷却流路６１を流れる冷媒と熱交換される。これにより、回転電機２が冷却される。外筒部２４３の側面には、第２冷却流路６１と接続される第２継手６６が取り付けられている。第２冷却流路６１からの冷媒は、第２継手６６を介して外部に排出される。

なお、本実施の形態では、端子台３２、信号コネクタ３３、第１継手４８、及び第２継手６６は、回転電機ユニット１の前方側に配置される。これにより、端子台３２、信号コネクタ３３、第１継手４８、及び第２継手６６を、回転電機ユニット１の周方向の一方に集約できるため、回転電機ユニット１の車両等への搭載性、及びメンテナンス性が向上する。

本実施の形態では、回転電機ユニット１は、固定子２１と、回転子２２と、複数のコイル２５と、を有する回転電機２と、軸方向において回転電機２と並んで配置され、複数のパワーモジュール３５と、複数のバスバー３７と、複数の電流検出部３８と、を有する電力変換装置３と、複数のパワーモジュール３５を冷却する冷却器４と、を備える。複数の電流検出部３８はそれぞれ、電流センサ３８ｂと、複数のバスバー３７のうち対応するバスバー３７が挿通されるコア３８ａと、を有する。コア３８ａは、冷却器４と熱的に接続されている。

コア３８ａが冷却器４と熱的に接続されているため、冷却器４によって電流検出部３８を冷却することができる。したがって、電流検出部３８の温度上昇による電流検出部３８の検出精度の低下を防止することができる。この結果、回転電機ユニット１の制御性能を向上させることができる。

また、複数のバスバー３７はそれぞれ、コア３８ａに挿通される挿通部７２ｄと、冷却器４と熱的に接続される第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆと、を有する。
この場合、第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆが冷却器４と熱的に接続されているため、冷却器４によってバスバー３７も冷却することができる。これにより、バスバー３７が挿通されるコア３８ａの温度上昇をより効果的に抑制することができ、電流検出部３８の検出精度の低下をより確実に防止することができる。
また、冷却器４によってバスバー３７を冷却できるため、バスバー３７に大容量の電流を入力することが可能となり、回転電機ユニット１の高出力化が可能となる。さらに、バスバー３７の幅（断面積）を小さくすることが可能となり、回転電機ユニット１の小型化が可能となる。

また、第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆが、挿通部７２ｄを挟んで配置される。
バスバー３７は、コイル２５及びパワーモジュール３５と接続されているため、コイル２５及びパワーモジュール３５からの熱により、バスバー３７の温度が上昇する。バスバー３７のうち、挿通部７２ｄよりもコイル２５側の部分には第１伝熱部７２ｂが設けられており、バスバー３７のうち、挿通部７２ｄよりもパワーモジュール３５側の部分には第２伝熱部７２ｆが設けられている。冷却器４によって第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆが冷却されるため、コイル２５及びパワーモジュール３５からの熱によるバスバー３７の温度上昇を抑制することができる。この結果、コア３８ａの温度上昇をより効果的に抑制することができ、電流検出部３８の検出精度の低下をより確実に防止することができる。

また、第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆは、冷却器４と接触している。
この場合、簡単な構成により、冷却器４と第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆとを熱的に接続することができる。

実施の形態２．
図１６は、実施の形態２に係るバスバー３７、電流検出部３８、及び第１プレート４１の断面図である。なお、実施の形態１と同様の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１６に示されるように、実施の形態２においては、第１伝熱部７２ｂと、挿通部７２ｄと、第２伝熱部７２ｆとが直線状に延びる。バスバー３７に、第１介在部７２ｃ及び第２介在部７２ｅが設けられていない。第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆは、第１プレート４１の上面から離れて配置されている。第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆと第１プレート４１との間には、放熱部材７４が設けられている。第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆは、放熱部材７４を介して、第１プレート４１と熱的に接続されている。また、コア３８ａの側面は、放熱部材７４と接触しており、放熱部材７４と熱的に接続されている。

本実施の形態においても、実施の形態１と同様の効果を奏することが可能である。すなわち、コア３８ａが冷却器４と熱的に接続されているため、冷却器４によって電流検出部３８を冷却することができる。したがって、電流検出部３８の温度上昇による電流検出部３８の検出精度の低下を防止することができ、回転電機ユニット１の制御性能を向上させることができる。また、第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆが冷却器４と熱的に接続されているため、冷却器４によってバスバー３７も冷却することができる。したがって、バスバー３７が挿通されるコア３８ａの温度上昇をより効果的に抑制することができ、電流検出部３８の検出精度の低下をより確実に防止することができる。

さらに、第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆと第１プレート４１との間には、放熱部材７４が設けられており、第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆは、放熱部材７４を介して、第１プレート４１と熱的に接続されている。したがって、第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆを第１プレート４１に接触させる必要がないため、第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆの配置の自由度が向上し、バスバー３７の製造が容易となる。

さらに、放熱部材７４が、コア３８ａと熱的に接続されているため、電流検出部３８をより効果的に冷却することができる。したがって、電流検出部３８の温度上昇による電流検出部３８の検出精度の低下をより確実に防止することができる。

実施の形態３．
図１７は、実施の形態３に係るバスバー３７、電流検出部３８、及び第１プレート４１の断面図である。なお、実施の形態１と同様の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１７に示されるように、実施の形態３においては、第１プレート４１が、収容凹部７５を有している。収容凹部７５は、第１プレート４１の上面から下方に窪んだ凹部である。収容凹部７５には、コア３８ａのうち、挿通部７２ｄが挿通される位置よりも下方の部分が収容される。コア３８ａの下面及び側面は、収容凹部７５において第１プレート４１と接触しており、第１プレート４１と熱的に接続されている。
また、第１伝熱部７２ｂと、挿通部７２ｄと、第２伝熱部７２ｆとが直線状に延びる。バスバー３７に、第１介在部７２ｃ及び第２介在部７２ｅが設けられていない。第１介在部７２ｃ及び第２介在部７２ｅは、第１プレート４１の上面に接触しており、第１プレート４１と熱的に接続されている。

本実施の形態においても、実施の形態１と同様の効果を奏することが可能である。すなわち、コア３８ａが冷却器４と熱的に接続されているため、冷却器４によって電流検出部３８を冷却することができる。したがって、電流検出部３８の温度上昇による電流検出部３８の検出精度の低下を防止することができ、回転電機ユニット１の制御性能を向上させることができる。また、第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆが冷却器４と熱的に接続されているため、冷却器４によってバスバー３７も冷却することができる。したがって、バスバー３７が挿通されるコア３８ａの温度上昇をより効果的に抑制することができ、電流検出部３８の検出精度の低下をより確実に防止することができる。

さらに、冷却器４が収容凹部７５を有しており、コア３８ａの一部が収容凹部７５に収容されている。したがって、コア３８ａと冷却器４との接触面積が増加し、電流検出部３８をより効果的に冷却することができる。この結果、電流検出部３８の温度上昇による電流検出部３８の検出精度の低下をより確実に防止することができる。さらに、コア３８ａを収容凹部に収容することにより、コア３８ａを冷却器４に対して容易に取り付けることができる。

実施の形態４．
図１８は、実施の形態４に係るバスバー３７、電流検出部３８、及び第１プレート４１の断面図である。なお、実施の形態１～３と同様の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

実施の形態４は、実施の形態２と実施の形態３とを組み合わせたものである。
図１８に示されるように、実施の形態４においては、第１伝熱部７２ｂと、挿通部７２ｄと、第２伝熱部７２ｆとが直線状に延びる。第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆは、第１プレート４１の上面から離れて配置されている。第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆと第１プレート４１との間には、放熱部材７４が設けられている。第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆは、放熱部材７４を介して、第１プレート４１と熱的に接続されている。また、コア３８ａの側面は、放熱部材７４と接触しており、放熱部材７４と熱的に接続されている。
また、第１プレート４１が、収容凹部７５を有している。収容凹部７５には、コア３８ａの下部が収容される。コア３８ａの下面及び側面は、収容凹部７５において第１プレート４１と接触しており、第１プレート４１と熱的に接続されている。
本実施の形態においても、実施の形態１～３と同様の効果を奏することが可能である。

なお、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

例えば、上述の実施の形態においては、バスバー３７が、第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆを有する構成を説明したが、本開示はこれに限られない。バスバー３７が、第１伝熱部７２ｂのみを有していてもよいし、第２伝熱部７２ｆのみを有していてもよい。

また、上述の実施の形態においては、コア３８ａの下面が、第１プレート４１の上面に接触している構成を説明したが、本開示はこれに限られない。コア３８ａと第１プレート４１との間に放熱部材が設けられており、コア３８ａは、放熱部材を介して第１プレート４１と熱的に接続されていてもよい。

また、パワーモジュール３５とコイル２５との発熱量の違いにより、バスバー３７のうち、パワーモジュール３５に接続される側の部分とコイル２５に接続される側の部分とで、温度が異なる場合がある。バスバー３７の温度が全体として均一になるようバスバー３７を冷却するために、第１伝熱部７２ｂ及び第２伝熱部７２ｆと第１プレート４１との接触面積の大きさを調整してもよい。
図１９は、本開示の変形例に係るバスバー３７、電流検出部３８、及び第１プレート４１の断面図である。本変形例では、パワーモジュール３５の発熱量よりも、コイル２５の発熱量が大きい場合について説明する。この場合、バスバー３７のうち、コイル２５に接続される側の部分の温度が、パワーモジュール３５に接続される側の部分の温度よりも高くなる。図１９に示されるように、第１伝熱部７２ｂの長さを長くすることにより、第１伝熱部７２ｂと第１プレート４１との接触面積を大きくし、バスバー３７のうち、コイル２５に接続される側の部分を重点的に冷却する。なお、例えば、電流検出部３８（挿通部７２ｄ）の配置位置をコイル２５（コイル端末２５ａ）から遠ざけることにより、第１伝熱部７２ｂの長さを長くしてもよい。

また、回転電機ユニット１として、６相駆動方式の回転電機ユニットを例に説明したが、本開示はこれに限られない。回転電機ユニット１として、３相駆動方式の回転電機ユニットを用いてもよい。また、冗長性を持たせるために、回転電機ユニット１として、２重３相駆動方式の回転電機ユニットを用いてもよい。

１ 回転電機ユニット
２ 回転電機
３ 電力変換装置
２１ 固定子
２２ 回転子
２５ コイル
３５ パワーモジュール
３７ バスバー
３８ 電流検出部
３８ａ コア
３８ｂ 電流センサ
７２ｂ 第１伝熱部（伝熱部）
７２ｄ 挿通部
７２ｆ 第２伝熱部（伝熱部）
７４ 放熱部材
７５ 収容凹部

Claims (7)

1. 固定子と、前記固定子に対して軸心回りに回転する回転子と、前記固定子に巻装される複数のコイルと、を有する回転電機と、
   前記回転子の軸心に沿った軸方向において、前記回転電機と並んで配置され、複数のパワーモジュールと、前記複数のパワーモジュールと前記複数のコイルとをそれぞれ電気的に接続する複数のバスバーと、前記複数のバスバーを流れる電流をそれぞれ検出する複数の電流検出部と、を有する電力変換装置と、
   前記複数のパワーモジュールを冷却する冷却部と、
   を備え、
   前記複数の電流検出部はそれぞれ、電流センサと、前記複数のバスバーのうち対応するバスバーが挿通されるコアと、を有し、
   前記コアは、前記冷却部と熱的に接続されている、回転電機ユニット。
2. 前記複数のバスバーはそれぞれ、前記コアに挿通される挿通部と、前記冷却部と熱的に接続される伝熱部と、を有する、請求項１に記載の回転電機ユニット。
3. 前記伝熱部は、前記挿通部を挟んで配置される第１伝熱部及び第２伝熱部を有する、請求項２に記載の回転電機ユニット。
4. 前記伝熱部は、前記冷却部と接触している、請求項２または３に記載の回転電機ユニット。
5. 前記伝熱部と前記冷却部との間には、放熱部材が設けられており、
   前記伝熱部は、前記放熱部材を介して前記冷却部と熱的に接続されている、請求項２または３に記載の回転電機ユニット。
6. 前記放熱部材は、前記コアと熱的に接続されている、請求項５に記載の回転電機ユニット。
7. 前記冷却部は、前記コアの一部を収容する収容凹部を有している、請求項１～６のいずれか一項に記載の回転電機ユニット。

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