JP6007878B2 - Rotating electric machine for vehicles - Google Patents

Rotating electric machine for vehicles Download PDF

Info

Publication number
JP6007878B2
JP6007878B2 JP2013193764A JP2013193764A JP6007878B2 JP 6007878 B2 JP6007878 B2 JP 6007878B2 JP 2013193764 A JP2013193764 A JP 2013193764A JP 2013193764 A JP2013193764 A JP 2013193764A JP 6007878 B2 JP6007878 B2 JP 6007878B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin plate
plate member
stator
rotating electrical
electrical machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013193764A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015061408A (en
Inventor
勇生 馬渡
勇生 馬渡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2013193764A priority Critical patent/JP6007878B2/en
Priority to DE201410113419 priority patent/DE102014113419A1/en
Publication of JP2015061408A publication Critical patent/JP2015061408A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6007878B2 publication Critical patent/JP6007878B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225Terminal boxes or connection arrangements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/09Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)

Description

本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用回転電機に関する。   The present invention relates to a vehicular rotating electrical machine mounted on a passenger car, a truck, or the like.

従来から、インバータパワー回路と、このインバータパワー回路を制御する制御基板と、この制御基板を包囲する樹脂ケースとがリヤブラケットに保持、固定されている制御装置一体型回転電機が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この制御基板は、リヤブラケットの後方に取り付けられた樹脂ケース内に収納され、その上部に蓋が取り付けられて樹脂ケース内への異物の侵入が阻止されている。また、回転子のシャフトの後端には磁気位置検出センサが取り付けられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a controller-integrated rotating electrical machine in which an inverter power circuit, a control board that controls the inverter power circuit, and a resin case that surrounds the control board are held and fixed to a rear bracket ( For example, see Patent Document 1.) The control board is housed in a resin case attached to the rear of the rear bracket, and a lid is attached to the upper part of the control board to prevent foreign matter from entering the resin case. A magnetic position detection sensor is attached to the rear end of the rotor shaft.

特開2011−97806号公報JP 2011-97806 A

ところで、特許文献1に開示された制御基板は樹脂ケース内に収納されているため、樹脂ケースの外部に配置された磁気位置検出センサと制御基板との間の信号線の接続は樹脂ケースを貫通させて行う必要があり、制御基板や樹脂ケース周辺の構造が複雑になるという問題があった。また、樹脂ケースを貫通させて信号線の接続を行う必要があるため、この貫通部から樹脂ケース内に水等の異物が浸入しないようにシール材を塗布するなどの対策が必要になり、そのためにさらに構造が複雑になる。   By the way, since the control board disclosed in Patent Document 1 is housed in the resin case, the connection of the signal line between the magnetic position detection sensor arranged outside the resin case and the control board passes through the resin case. There is a problem that the structure around the control board and the resin case becomes complicated. In addition, since it is necessary to connect the signal line through the resin case, it is necessary to take measures such as applying a sealing material so that foreign substances such as water do not enter the resin case from this penetration. The structure becomes even more complicated.

また、制御基板に磁気位置検出センサを実装することができれば信号線の這い回し等を簡略化したり、シール材を省略することができるが、磁気位置検出センサとシャフトとの間には樹脂ケースがあるため、それらの間の距離が長くなり、位置検出精度が悪化してしまうので望ましくない。   In addition, if the magnetic position detection sensor can be mounted on the control board, it is possible to simplify the winding of the signal line and the like, and the sealing material can be omitted. However, there is a resin case between the magnetic position detection sensor and the shaft. Therefore, the distance between them becomes long, and the position detection accuracy deteriorates, which is not desirable.

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、制御基板やケース周辺の構造を簡略化することができ、回転検出精度の悪化を抑制することができる車両用回転電機を提供することにある。   The present invention has been created in view of the above points, and an object of the present invention is for a vehicle that can simplify the structure around the control board and the case and can suppress deterioration in rotation detection accuracy. It is to provide a rotating electrical machine.

上述した課題を解決するために、本発明の車両用回転電機は、回転子、固定子、フレーム、電力変換器、制御基板、基板ケースを備える。回転子は、回転軸の端部に回転検出用磁石が取り付けられている。固定子は、回転子と対向配置されている。フレームは、回転子と固定子を収容して保持する。電力変換器は、固定子に含まれる固定子巻線に誘起される交流電圧を直流電圧に変換、または、外部から印加される直流電圧を交流電圧に変換して固定子巻線に印加する。制御基板は、回転検出用磁石と対向配置された回転角センサと電力変換器を制御する制御回路とが実装されている。基板ケースは、制御基板を収納するとともに、回転角センサと回転検出用磁石との間に配置された非磁性金属からなる薄板部材を含んで構成され、フレームに固定されている。また、上述した薄板部材は、制御基板に当接する当接部を有し、この当接部は、薄板部材の平板部分を部分的に突出させることにより形成されている。 In order to solve the above-described problem, a rotating electrical machine for a vehicle according to the present invention includes a rotor, a stator, a frame, a power converter, a control board, and a board case. The rotor has a rotation detecting magnet attached to the end of the rotating shaft. The stator is disposed opposite to the rotor. The frame accommodates and holds the rotor and the stator. The power converter converts an AC voltage induced in a stator winding included in the stator into a DC voltage, or converts a DC voltage applied from the outside into an AC voltage and applies it to the stator winding. The control board is mounted with a rotation angle sensor disposed opposite to the rotation detection magnet and a control circuit for controlling the power converter. The board case is configured to contain a control board, and includes a thin plate member made of a non-magnetic metal disposed between the rotation angle sensor and the rotation detection magnet, and is fixed to the frame. The thin plate member described above has a contact portion that contacts the control board, and this contact portion is formed by partially projecting the flat plate portion of the thin plate member.

制御基板に回転角センサを実装することにより、回転角センサから引き出した信号線を基板ケースを通して這い回す必要がなくなるため、制御基板や基板ケース周辺の構造を簡略化することができる。また、基板ケースの少なくとも一部を非磁性金属の薄板部材を用いて形成し、この薄板部材を介して回転検出用磁石と回転角センサとを対向させることにより、回転検出用磁石と回転角センサとの間の距離を短くすることができるため、回転検出精度の悪化を抑制することができる。さらに、薄板部材として非磁性金属を用いているため、薄板部材の厚みを薄くすることができるとともに、薄くした場合であっても基板ケースの強度を確保することが可能となる。   By mounting the rotation angle sensor on the control board, it is not necessary to squeeze the signal line drawn from the rotation angle sensor through the board case, so that the structure around the control board and the board case can be simplified. In addition, at least a part of the substrate case is formed using a non-magnetic metal thin plate member, and the rotation detection magnet and the rotation angle sensor are made to face each other through the thin plate member, so that the rotation detection magnet and the rotation angle sensor are opposed to each other. Since the distance between the two can be shortened, deterioration of the rotation detection accuracy can be suppressed. Furthermore, since a nonmagnetic metal is used as the thin plate member, the thickness of the thin plate member can be reduced, and the strength of the substrate case can be ensured even when the thickness is reduced.

一実施形態の車両用回転電機の構成を示す図ある。It is a figure which shows the structure of the rotary electric machine for vehicles of one Embodiment. MOSモジュールの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a MOS module. Hブリッジ回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of H bridge circuit. 回転角センサの具体的な配置例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of arrangement | positioning of a rotation angle sensor. 電力変換器を含む車両用回転電機の斜視図である。It is a perspective view of the rotary electric machine for vehicles containing a power converter. 電力変換器の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a power converter. 正極側入出力端子と負極側入出力端子の概略形状を示す図である。It is a figure which shows schematic shape of a positive electrode side input / output terminal and a negative electrode side input / output terminal. 電力変換器の取付状態を示す平面図である。It is a top view which shows the attachment state of a power converter. フレームの部分的断面図である。It is a fragmentary sectional view of a frame. 制御基板が収納された樹脂ケースを示す平面図である。It is a top view which shows the resin case in which the control board was accommodated. 図10のXI−XI線断面図である。It is the XI-XI sectional view taken on the line of FIG. 制御基板の形状を示す平面図である。It is a top view which shows the shape of a control board. 基板ケースの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a substrate case.

以下、本発明を適用した一実施形態の車両用回転電機について、図面を参照しながら説明する。図1に示すように、一実施形態の車両用回転電機100は、2つの固定子巻線1A、1B、界磁巻線2、2つのMOSモジュール群3A、3B、UVW相ドライバ4A、XYZ相ドライバ4B、Hブリッジ回路5、Hブリッジドライバ6、回転角センサ7、制御回路8、入出力回路9、電源回路10、ダイオード11、コンデンサ12を含んで構成されている。この車両用回転電機100は、ISG(インテグレーテッド・スターター・ジェネレーター)と称されており、電動機の機能と発電機の機能を併せ持っている。   Hereinafter, a rotating electrical machine for a vehicle according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a rotating electrical machine 100 for a vehicle according to an embodiment includes two stator windings 1A and 1B, a field winding 2, two MOS module groups 3A and 3B, a UVW phase driver 4A, and an XYZ phase. A driver 4B, an H bridge circuit 5, an H bridge driver 6, a rotation angle sensor 7, a control circuit 8, an input / output circuit 9, a power supply circuit 10, a diode 11, and a capacitor 12 are configured. The vehicular rotating electrical machine 100 is called an ISG (Integrated Starter Generator), and has both a function of an electric motor and a function of a generator.

一方の固定子巻線1Aは、U相巻線、V相巻線、W相巻線からなる三相巻線であって、固定子鉄心(図示せず)に巻装されている。同様に、他方の固定子巻線1Bは、X相巻線、Y相巻線、Z相巻線からなる三相巻線であって、上述した固定子鉄心に、固定子巻線1Aに対して電気角で30度ずらした位置に巻装されている。本実施形態では、これら2つの固定子巻線1A、1Bと固定子鉄心によって、回転子と対向配置された固定子が構成されている。なお、固定子巻線1A、1Bのそれぞれの相数は3以外であってもよい。   One stator winding 1A is a three-phase winding composed of a U-phase winding, a V-phase winding, and a W-phase winding, and is wound around a stator core (not shown). Similarly, the other stator winding 1B is a three-phase winding composed of an X-phase winding, a Y-phase winding, and a Z-phase winding, and the stator iron core described above is connected to the stator winding 1A. And is wound at a position shifted by 30 degrees in electrical angle. In the present embodiment, a stator disposed opposite to the rotor is constituted by the two stator windings 1A and 1B and the stator core. The number of phases of each of the stator windings 1A and 1B may be other than three.

界磁巻線2は、ベルトあるいはギアを介してエンジンとの間で駆動力の入出力を行う回転軸を有する回転子に磁界を発生させるためのものであり、界磁極(図示せず)に巻装されて回転子を構成している。   The field winding 2 is for generating a magnetic field in a rotor having a rotating shaft that inputs and outputs a driving force to and from the engine via a belt or a gear, and a field pole (not shown) It is wound to form a rotor.

一方のMOSモジュール群3Aは、一方の固定子巻線1Aに接続されており、全体で三相ブリッジ回路が構成されている。このMOSモジュール群3Aは、発電動作時に固定子巻線1Aに誘起される交流電圧を直流電圧に変換するとともに、電動動作時に外部(高電圧バッテリ200)から印加される直流電圧を交流電圧に変換して固定子巻線1Aに印加する電力変換器3として動作する。MOSモジュール群3Aは、固定子巻線1Aの相数に対応する3個のスイッチングモジュールとしてのMOSモジュール3AU、3AV、3AWを備えている。MOSモジュール3AUは、固定子巻線1Aに含まれるU相巻線に接続されている。MOSモジュール3AVは、固定子巻線1Aに含まれるV相巻線に接続されている。MOSモジュール3AWは、固定子巻線1Aに含まれるW相巻線に接続されている。   One MOS module group 3A is connected to one stator winding 1A to form a three-phase bridge circuit as a whole. This MOS module group 3A converts an AC voltage induced in the stator winding 1A during a power generation operation into a DC voltage, and also converts a DC voltage applied from the outside (high voltage battery 200) into an AC voltage during an electric operation. Then, it operates as a power converter 3 applied to the stator winding 1A. The MOS module group 3A includes MOS modules 3AU, 3AV, and 3AW as three switching modules corresponding to the number of phases of the stator winding 1A. MOS module 3AU is connected to a U-phase winding included in stator winding 1A. MOS module 3AV is connected to a V-phase winding included in stator winding 1A. MOS module 3AW is connected to a W-phase winding included in stator winding 1A.

図2に示すように、MOSモジュール3AUは、2つのMOSトランジスタ30、31、電流検出用抵抗32を備えている。一方のMOSトランジスタ30は、ソースがP端子を介して固定子巻線1AのU相巻線に接続され、ドレインがパワー電源端子PBに接続された上アーム(ハイサイド側)の第1のスイッチング素子である。パワー電源端子PBは、例えば定格48Vの高電圧バッテリ200(第1のバッテリ)や高電圧負荷210の正極端子に接続されている。他方のMOSトランジスタ31は、ドレインがP端子を介してU相巻線に接続され、ソースが電流検出用抵抗32を介してパワーグランド端子PGNDに接続された下アーム(ローサイド側)の第2のスイッチング素子である。これら2つのMOSトランジスタ30、31からなる直列回路が高電圧バッテリ200の正極端子と負極端子の間に配置され、これら2つのMOSトランジスタ30、31の接続点にP端子を介してU相巻線が接続されている。また、MOSトランジスタ30のゲート、ソース、MOSトランジスタ31のゲート、電流検出用抵抗32の両端のそれぞれがUVW相ドライバ4Aに接続されている。   As shown in FIG. 2, the MOS module 3AU includes two MOS transistors 30 and 31 and a current detection resistor 32. One MOS transistor 30 has a source connected to the U-phase winding of the stator winding 1A via the P terminal and a first switching of the upper arm (high side) whose drain is connected to the power power supply terminal PB. It is an element. The power power supply terminal PB is connected to the positive terminal of the high voltage battery 200 (first battery) or the high voltage load 210 having a rating of 48V, for example. The other MOS transistor 31 has a drain connected to the U-phase winding via the P terminal and a source connected to the power ground terminal PGND via the current detection resistor 32 in the second lower-arm side (low side). It is a switching element. A series circuit composed of these two MOS transistors 30 and 31 is arranged between the positive terminal and the negative terminal of the high-voltage battery 200, and a U-phase winding is connected to the connection point of these two MOS transistors 30 and 31 via the P terminal. Is connected. Further, the gate and source of the MOS transistor 30, the gate of the MOS transistor 31, and both ends of the current detection resistor 32 are connected to the UVW phase driver 4A.

MOSトランジスタ30、31のそれぞれのソース・ドレイン間にはダイオードが並列接続されている。このダイオードはMOSトランジスタ30、31の寄生ダイオード(ボディダイオード)によって実現されるが、別部品としてのダイオードをさらに並列接続するようにしてもよい。上アームおよび下アームの少なくとも一方を、MOSトランジスタ以外のスイッチング素子を用いて構成するようにしてもよい。   A diode is connected in parallel between the source and drain of each of the MOS transistors 30 and 31. This diode is realized by a parasitic diode (body diode) of the MOS transistors 30 and 31, but a diode as a separate part may be further connected in parallel. You may make it comprise at least one of an upper arm and a lower arm using switching elements other than a MOS transistor.

なお、MOSモジュール3AU以外のMOSモジュール3AV、3AWや後述するMOSモジュール3BX、3BY、3BZも基本的に同じ構成を有しており、詳細な説明は省略する。   Note that MOS modules 3AV and 3AW other than the MOS module 3AU and MOS modules 3BX, 3BY, and 3BZ, which will be described later, basically have the same configuration and will not be described in detail.

他方のMOSモジュール群3Bは、他方の固定子巻線1Bに接続されており、全体で三相ブリッジ回路が構成されている。このMOSモジュール群3Bは、発電動作時に固定子巻線1Bに誘起される交流電圧を直流電圧に変換するとともに、電動動作時に外部(高電圧バッテリ200)から印加される直流電圧を交流電圧に変換して固定子巻線1Bに印加する電力変換器3として動作する。MOSモジュール群3Bは、固定子巻線1Bの相数に対応する3個のスイッチングモジュールとしてのMOSモジュール3BX、3BY、3BZを備えている。MOSモジュール3BXは、固定子巻線1Bに含まれるX相巻線に接続されている。MOSモジュール3BYは、固定子巻線1Bに含まれるY相巻線に接続されている。MOSモジュール3BZは、固定子巻線1Bに含まれるZ相巻線に接続されている。   The other MOS module group 3B is connected to the other stator winding 1B, and a three-phase bridge circuit is formed as a whole. This MOS module group 3B converts the AC voltage induced in the stator winding 1B into a DC voltage during a power generation operation, and converts the DC voltage applied from the outside (high voltage battery 200) into an AC voltage during an electric operation. Then, it operates as a power converter 3 applied to the stator winding 1B. The MOS module group 3B includes MOS modules 3BX, 3BY, and 3BZ as three switching modules corresponding to the number of phases of the stator winding 1B. The MOS module 3BX is connected to the X-phase winding included in the stator winding 1B. The MOS module 3BY is connected to a Y-phase winding included in the stator winding 1B. MOS module 3BZ is connected to a Z-phase winding included in stator winding 1B.

UVW相ドライバ4Aは、3個のMOSモジュール3AU、3AV、3AWのそれぞれに含まれるMOSトランジスタ30、31の各ゲートに入力する駆動信号を生成するとともに、電流検出用抵抗32の両端電圧を検出する。同様に、XYZ相ドライバ4Bは、3個のMOSモジュール3BX、3BY、3BZのそれぞれに含まれるMOSトランジスタ30、31の各ゲートに入力する駆動信号を生成するとともに、電流検出用抵抗32の両端電圧を検出する。   The UVW phase driver 4A generates a drive signal to be input to each gate of the MOS transistors 30 and 31 included in each of the three MOS modules 3AU, 3AV, and 3AW, and detects a voltage across the current detection resistor 32. . Similarly, the XYZ phase driver 4B generates drive signals to be input to the gates of the MOS transistors 30 and 31 included in each of the three MOS modules 3BX, 3BY, and 3BZ, and the voltage across the current detection resistor 32. Is detected.

Hブリッジ回路5は、ブラシ装置55(図5)を介して界磁巻線2の両端に接続されており、界磁巻線2に励磁電流を供給する励磁回路である。図3に示すように、Hブリッジ回路5は、2つのMOSトランジスタ50、51、2つのダイオード52、53、電流検出用抵抗54を備えている。ハイサイド側のMOSトランジスタ50とローサイド側のダイオード52が直列に接続されており、この接続点に界磁巻線2の一方端が接続されている。また、ハイサイド側のダイオード53とローサイド側のMOSトランジスタ51と電流検出用抵抗54とが直列に接続されており、ダイオード53とMOSトランジスタ51の接続点に界磁巻線2の他方端が接続されている。このHブリッジ回路5は、パワー電源端子PBとパワーグランド端子PGNDのそれぞれに接続されている。MOSトランジスタ50、51をオンすることにより、Hブリッジ回路5から界磁巻線2に励磁電流が供給される。また、MOSトランジスタ50、51のいずれかをオフすることにより励磁電流の供給が停止されるとともに、ダイオード52、53のいずれかを介して界磁巻線2を流れる励磁電流を環流させることができる。   The H bridge circuit 5 is connected to both ends of the field winding 2 via the brush device 55 (FIG. 5) and is an excitation circuit that supplies an excitation current to the field winding 2. As shown in FIG. 3, the H-bridge circuit 5 includes two MOS transistors 50, 51, two diodes 52 and 53, and a current detection resistor 54. A high-side MOS transistor 50 and a low-side diode 52 are connected in series, and one end of the field winding 2 is connected to this connection point. A high-side diode 53, a low-side MOS transistor 51, and a current detection resistor 54 are connected in series, and the other end of the field winding 2 is connected to a connection point between the diode 53 and the MOS transistor 51. Has been. The H bridge circuit 5 is connected to each of the power power supply terminal PB and the power ground terminal PGND. By turning on the MOS transistors 50 and 51, an exciting current is supplied from the H bridge circuit 5 to the field winding 2. Further, by turning off one of the MOS transistors 50 and 51, the supply of the excitation current is stopped, and the excitation current flowing through the field winding 2 can be circulated through one of the diodes 52 and 53. .

Hブリッジドライバ6は、Hブリッジ回路5に含まれるMOSトランジスタ50、51の各ゲートに入力する駆動信号を生成するとともに、電流検出用抵抗54の両端電圧を検出する。   The H bridge driver 6 generates a drive signal to be input to each gate of the MOS transistors 50 and 51 included in the H bridge circuit 5 and detects a voltage across the current detection resistor 54.

回転角センサ7は、回転子の回転角を検出する。例えば、永久磁石とホールICを用いて回転角センサ7を構成することができる。具体的には、図4に示すように、回転子20の回転軸21先端に回転検出用磁石としての永久磁石22を固定するとともに、この永久磁石22と対向する位置に制御基板102上の位置に回転角センサ7としてのホールIC23を配置する。このホールIC23には、永久磁石22の外周近傍であって互いに90°隔たった位置に配置されたホール素子が含まれている。これらのホール素子の出力を取り出すことにより、永久磁石22とともに回転する回転子20の回転角を検出することができる。なお、回転角センサ7は、ホールIC23以外(例えば磁気抵抗効果素子や磁気インピーダンス素子など)を用いて構成するようにしてもよい。また、図4に示した永久磁石22の配置や取付方法は一例であって、回転軸21やその周辺構造に合わせて適宜変更するようにしてもよい。   The rotation angle sensor 7 detects the rotation angle of the rotor. For example, the rotation angle sensor 7 can be configured using a permanent magnet and a Hall IC. Specifically, as shown in FIG. 4, a permanent magnet 22 as a rotation detecting magnet is fixed to the tip of the rotating shaft 21 of the rotor 20, and a position on the control board 102 is located at a position facing the permanent magnet 22. The Hall IC 23 serving as the rotation angle sensor 7 is disposed at the center. The Hall IC 23 includes Hall elements arranged in the vicinity of the outer periphery of the permanent magnet 22 and at positions separated from each other by 90 °. By extracting the outputs of these Hall elements, the rotation angle of the rotor 20 that rotates together with the permanent magnet 22 can be detected. Note that the rotation angle sensor 7 may be configured using a device other than the Hall IC 23 (for example, a magnetoresistive element, a magnetic impedance element, or the like). Further, the arrangement and attachment method of the permanent magnets 22 shown in FIG. 4 are merely examples, and may be appropriately changed according to the rotating shaft 21 and its peripheral structure.

制御回路8は、電力変換器3を含む車両用回転電機100の全体を制御する。この制御回路8には、アナログ−デジタル変換器やデジタル−アナログ変換器が備わっており、他の構成との間で信号の入出力を行う。制御回路8は、例えばマイコン(マイクロコンピュータ)によって構成されており、所定の制御プログラムを実行することにより、UVWドライバ4A、XYZドライバ4B、Hブリッジドライバ6を制御して車両用回転電機100を電動機や発電機として動作させたり、異常検出や通知などの各種処理を行う。   The control circuit 8 controls the entire vehicular rotating electrical machine 100 including the power converter 3. The control circuit 8 includes an analog-digital converter and a digital-analog converter, and inputs / outputs signals to / from other components. The control circuit 8 is constituted by, for example, a microcomputer (microcomputer), and controls the UVW driver 4A, the XYZ driver 4B, and the H bridge driver 6 by executing a predetermined control program, and the electric rotating machine 100 for the vehicle is driven by an electric motor. Or operate as a generator, or perform various processes such as abnormality detection and notification.

入出力回路9は、制御用ハーネス310を介して外部との間の信号の入出力や、高電圧バッテリ200の端子電圧やパワーグランド端子PGNDの電圧のレベル変換等を行う。入出力回路9は、入出力される信号や電圧を処理するための入出力インタフェースであって、例えばカスタムICによって必要な機能が実現されている。   The input / output circuit 9 performs input / output of signals to / from the outside via the control harness 310, level conversion of the terminal voltage of the high voltage battery 200 and the voltage of the power ground terminal PGND, and the like. The input / output circuit 9 is an input / output interface for processing input / output signals and voltages, and a necessary function is realized by, for example, a custom IC.

電源回路10は、定格12Vの低電圧バッテリ202(第2のバッテリ)が接続されており、例えばスイッチング素子をオンオフしてその出力をコンデンサで平滑することにより、5Vの動作電圧を生成する。この動作電圧によって、UVW相ドライバ4A、XYZ相ドライバ4B、Hブリッジドライバ6、回転角センサ7、制御回路8、入出力回路9が動作する。   The power supply circuit 10 is connected to a low voltage battery 202 (second battery) with a rating of 12 V, and generates an operating voltage of 5 V by turning on and off the switching element and smoothing the output with a capacitor, for example. With this operating voltage, the UVW phase driver 4A, the XYZ phase driver 4B, the H bridge driver 6, the rotation angle sensor 7, the control circuit 8, and the input / output circuit 9 operate.

コンデンサ12は、車両用回転電機100を電動動作させるためにMOSモジュール3AU等のMOSトランジスタ30、31をオンオフする際に発生するスイッチングノイズを除去あるいは低減するためのものである。図1では1つのコンデンサ12が用いられているが、実際にはスイッチングノイズの大きさに応じて適宜その数が決定される。例えば、図5に示されるように、本実施形態の車両用回転電機100では4つのコンデンサ12が用いられている。   The capacitor 12 is for removing or reducing switching noise generated when the MOS transistors 30 and 31 such as the MOS module 3AU are turned on and off to electrically operate the vehicular rotating electrical machine 100. Although one capacitor 12 is used in FIG. 1, in practice, the number is appropriately determined according to the magnitude of switching noise. For example, as shown in FIG. 5, four capacitors 12 are used in the vehicular rotating electrical machine 100 of the present embodiment.

上述したUVW相ドライバ4A、XYZ相ドライバ4B、Hブリッジ回路5、Hブリッジドライバ6、回転角センサ7(回転子に取り付けられた永久磁石を除く)、制御回路8、入出力回路9、電源回路10が1枚の制御基板102に搭載されている。   UVW phase driver 4A, XYZ phase driver 4B, H bridge circuit 5, H bridge driver 6, rotation angle sensor 7 (excluding permanent magnets attached to the rotor), control circuit 8, input / output circuit 9, power supply circuit 10 is mounted on one control board 102.

また、図1に示すように、車両用回転電機100には、パワー電源端子PB、パワーグランド端子PGNDや、制御グランド端子CGNDと制御電源端子CBと制御用ハーネス310などが取り付けられるコネクタ400が備わっている。パワー電源端子PBは、高電圧の正極側入出力端子であり、高電圧バッテリ200や高電圧負荷210が所定のケーブルを介して接続される。制御電源端子CBは、低電圧の正極側入力端子であり、低電圧バッテリ202や低電圧負荷204が所定のケーブルを介して接続される。   As shown in FIG. 1, the vehicular rotating electrical machine 100 includes a connector 400 to which a power power terminal PB, a power ground terminal PGND, a control ground terminal CGND, a control power terminal CB, a control harness 310, and the like are attached. ing. The power power supply terminal PB is a high voltage positive side input / output terminal to which the high voltage battery 200 and the high voltage load 210 are connected via a predetermined cable. The control power supply terminal CB is a low-voltage positive-side input terminal to which a low-voltage battery 202 and a low-voltage load 204 are connected via a predetermined cable.

パワーグランド端子PGNDは、負極側入出力端子としての第1のグランド端子であって、パワー系回路を接地するためのものである。このパワーグランド端子PGNDは、第1の接続線としての接地用ハーネス320を介して車両フレーム500に接続されている。上述したMOSモジュール群3A、3B(電力変換器3)およびHブリッジ回路5(励磁回路)がパワー系回路である。このパワー系回路には、固定子巻線1A、1Bや界磁巻線2と共通の電流が流れるパワー素子としてのMOSトランジスタ30、31、50、51が含まれている。   The power ground terminal PGND is a first ground terminal as a negative input / output terminal, and is used for grounding the power system circuit. The power ground terminal PGND is connected to the vehicle frame 500 via a grounding harness 320 as a first connection line. The MOS module groups 3A and 3B (power converter 3) and the H bridge circuit 5 (excitation circuit) described above are power system circuits. This power system circuit includes MOS transistors 30, 31, 50, 51 as power elements through which a current common to the stator windings 1A, 1B and the field winding 2 flows.

また、制御グランド端子CGNDは、パワーグランド端子PGNDとは別に設けられた第2のグランド端子であって、制御系回路を接地するためのものである。この制御グランド端子CGNDは、接地用ハーネス320とは別の接地用ケーブル330(第2の接続線)を介して接地されている。この制御グランド端子CGNDと車両用回転電機100のフレーム(以後、「ISGフレーム」と称する)110との間には、入出力回路9の内部配線を介してダイオード11が挿入されている。具体的には、ダイオード11のカソードがフレームグランド端子FLMGNDに接続されており、このフレームグランド端子FLMGNDがISGフレーム110に接続されている。上述したUVW相ドライバ4A、XYZ相ドライバ4B、Hブリッジドライバ6、回転角センサ7、制御回路8、入出力回路9などが制御系回路である。なお、この接地用ケーブル330の接続先は、車両側に用意されたグランド電位(0V)の部位であり、電圧変動がないものとする。また、図1では、ダイオード11は入出力回路9の外部に設けられているが、ダイオード11を入出力回路9に搭載するようにしてもよい。   The control ground terminal CGND is a second ground terminal provided separately from the power ground terminal PGND, and is for grounding the control system circuit. The control ground terminal CGND is grounded via a grounding cable 330 (second connection line) different from the grounding harness 320. A diode 11 is inserted between the control ground terminal CGND and the frame (hereinafter referred to as “ISG frame”) 110 of the vehicular rotating electrical machine 100 via an internal wiring of the input / output circuit 9. Specifically, the cathode of the diode 11 is connected to the frame ground terminal FLMGND, and this frame ground terminal FLMGND is connected to the ISG frame 110. The UVW phase driver 4A, the XYZ phase driver 4B, the H bridge driver 6, the rotation angle sensor 7, the control circuit 8, the input / output circuit 9 and the like described above are control system circuits. Note that the ground cable 330 is connected to a ground potential (0 V) portion prepared on the vehicle side and has no voltage fluctuation. In FIG. 1, the diode 11 is provided outside the input / output circuit 9, but the diode 11 may be mounted on the input / output circuit 9.

コネクタ400は、パワー電源端子PB、パワーグランド端子PGND以外の端子(制御グランド端子CGNDや制御電源端子CBなど)に制御用ハーネス310や接地用ケーブル330、その他のケーブルを取り付けるためのものである。   The connector 400 is for attaching the control harness 310, the grounding cable 330, and other cables to terminals (such as the control ground terminal CGND and the control power terminal CB) other than the power power terminal PB and the power ground terminal PGND.

上述した車両用回転電機100のISGフレーム110は、例えばアルミダイカストによって形成された導電体であり、このISGフレーム110がエンジン(E/G)ブロック510にボルトによって固定されている。さらに、エンジンブロック510は接地用ハーネス322によって車両フレーム500に接続されている。   The above-described ISG frame 110 of the vehicular rotating electrical machine 100 is a conductor formed by, for example, aluminum die casting, and the ISG frame 110 is fixed to the engine (E / G) block 510 with bolts. Further, the engine block 510 is connected to the vehicle frame 500 by a grounding harness 322.

本実施形態の車両用回転電機100はこのような構成を有しており、次に、電力変換器3の構造と制御基板102を収納する基板ケース80(図10、図11)の構造について説明する。   The vehicular rotating electrical machine 100 of the present embodiment has such a configuration. Next, the structure of the power converter 3 and the structure of the substrate case 80 (FIGS. 10 and 11) that houses the control substrate 102 will be described. To do.

図6に示すように、2つのMOSモジュール群3A、3Bを含んで一体に構成される電力変換器3は、MOSモジュール3AU、3AV、3AW、3BX、3BY、3BZと、正極側入出力端子300および負極側入出力端子301が突出する端子台308と、各MOSモジュール3AU等と端子台308との間に配置される6個の中間端子台309とを含んで構成されている。正極側入出力端子300と負極側入出力端子301は、異なる形状を有している(例えば、異なる直径のボルト)。なお、図6に示す電力変換器3の分解斜視図や図5に示す車両用回転電機100の斜視図では、制御回路8と入出力回路9等が実装された制御基板102や、制御基板102を収納する基板ケース80、電力変換器3や制御基板102等を覆うリアカバーなどが取り外された状態が示されている。   As shown in FIG. 6, the power converter 3 configured integrally including the two MOS module groups 3 </ b> A and 3 </ b> B includes the MOS modules 3 </ b> AU, 3 </ b> AV, 3 </ b> AW, 3BX, 3BY, 3BZ, and the positive-side input / output terminal 300. And a terminal block 308 from which the negative input / output terminal 301 protrudes, and six intermediate terminal blocks 309 arranged between each MOS module 3 AU and the terminal block 308. The positive electrode side input / output terminal 300 and the negative electrode side input / output terminal 301 have different shapes (for example, bolts having different diameters). In the exploded perspective view of the power converter 3 shown in FIG. 6 and the perspective view of the vehicular rotating electrical machine 100 shown in FIG. 5, the control board 102 on which the control circuit 8 and the input / output circuit 9 are mounted, and the control board 102 A state is shown in which the substrate case 80 for storing the battery, the rear cover that covers the power converter 3, the control board 102, and the like are removed.

端子台308は、インサート成型により形成されており、正極側入出力端子300が接続された板状の配線層としての正極側バスバー302と、負極側入出力端子301が接続された板状の配線層としての負極側バスバー303とを含んでいる(図7)。これらの正極側バスバー302と負極側バスバー303のそれぞれは、端子台308を構成する樹脂材料を挟んで対向した状態で積層されている。図5では、端子台308の一部を途中で破断した状態であって、破断面において正極側バスバー302と負極側バスバー303が露出した状態が示されている(A部)。   The terminal block 308 is formed by insert molding, and the positive electrode side bus bar 302 as a plate-like wiring layer to which the positive electrode side input / output terminal 300 is connected and the plate type wiring to which the negative electrode side input / output terminal 301 is connected. And a negative electrode side bus bar 303 as a layer (FIG. 7). Each of the positive electrode side bus bar 302 and the negative electrode side bus bar 303 is laminated in a state of being opposed to each other with a resin material constituting the terminal block 308 interposed therebetween. FIG. 5 shows a state in which a part of the terminal block 308 is partially broken, and the positive bus bar 302 and the negative bus bar 303 are exposed on the fracture surface (part A).

また、図7に示すように、正極側バスバー302は、正極側入出力端子300を挟んで2方向に延在する2つの枝部302A、302Bを有する。これら2つの枝部302A、302Bは、正極側入出力端子300および負極側入出力端子301の中心を挟んで対称形状(線対称)を有している。図8に示すように、一方の枝部302Aには、MOSモジュール3AU、3AV、3AWの各電源端子(パワー電源端子PB)がほぼ等間隔に接続される。他方の枝部302Bには、MOSモジュール3BX、3BY、3BZの各電源端子(パワー電源端子PB)がほぼ等間隔に接続される。また、負極側バスバー303は、負極側入出力端子301を挟んで2方向に延在する2つの枝部303A、303Bを有する。これら2つの枝部303A、303Bは、正極側入出力端子300および負極側入出力端子301の中心を挟んで対称形状(線対称)を有している。一方の枝部303Aには、MOSモジュール3AU、3AV、3AWの各グランド端子(パワーグランド端子PGND)がほぼ等間隔に接続される。他方の枝部303Bには、MOSモジュール3BX、3BY、3BZの各グランド端子(パワーグランド端子PGND)がほぼ等間隔に接続される。   As shown in FIG. 7, the positive electrode side bus bar 302 has two branch portions 302 </ b> A and 302 </ b> B extending in two directions with the positive electrode side input / output terminal 300 interposed therebetween. These two branch portions 302A and 302B have a symmetrical shape (line symmetry) with the centers of the positive input / output terminal 300 and the negative input / output terminal 301 interposed therebetween. As shown in FIG. 8, the power supply terminals (power power supply terminals PB) of the MOS modules 3AU, 3AV, and 3AW are connected to the one branch portion 302A at substantially equal intervals. The power supply terminals (power power supply terminals PB) of the MOS modules 3BX, 3BY, and 3BZ are connected to the other branch portion 302B at substantially equal intervals. Further, the negative electrode side bus bar 303 has two branch portions 303A and 303B extending in two directions with the negative electrode side input / output terminal 301 interposed therebetween. These two branch portions 303A and 303B have a symmetrical shape (axisymmetric) with the centers of the positive input / output terminal 300 and the negative input / output terminal 301 interposed therebetween. The ground terminals (power ground terminals PGND) of the MOS modules 3AU, 3AV, and 3AW are connected to the one branch portion 303A at substantially equal intervals. The ground terminals (power ground terminals PGND) of the MOS modules 3BX, 3BY, and 3BZ are connected to the other branch portion 303B at substantially equal intervals.

熱伝導性を向上させるために、MOSモジュール3AU等の下面とフレーム40との間の隙間に熱伝導性が良好なグリースG1(図6)を充填させることが望ましい。また、正極側バスバー302と負極側バスバー303(端子台308)は、MOSモジュール3AU等の上面に押圧された状態で接触しているため、MOSモジュール3AU等に含まれるMOSトランジスタ30、31の発熱を放熱する放熱部材としても用いられている。但し、この放熱部材としての放熱性を高めるためには、MOSモジュール3AU等や端子台308を形成するモールド樹脂の熱伝導性を高めたり、MOSモジュール3AU等と端子台308との間の隙間に熱伝導性が良好なグリースG2(図6)を充填するなどの工夫をすることが望ましい。なお、図6では、MOSモジュール3BXに対応するグリースG1、G2の充填位置をハッチングで示したが、他のMOSモジュール3AU等についても同様であり、図示は省略されている。また、必ずしもグリースG1、G2の少なくとも一方を、全てのMOSモジュール3AU等に対応させて充填する必要はなく、放熱性のばらつき等を考慮して充填対象となるMOSモジュール3AU等の数を減らすようにしてもよい。   In order to improve thermal conductivity, it is desirable to fill a gap between the lower surface of the MOS module 3AU or the like and the frame 40 with grease G1 (FIG. 6) having good thermal conductivity. Further, since the positive electrode side bus bar 302 and the negative electrode side bus bar 303 (terminal block 308) are in contact with the upper surface of the MOS module 3AU or the like in a pressed state, the heat generation of the MOS transistors 30 and 31 included in the MOS module 3AU or the like. It is also used as a heat radiating member that radiates heat. However, in order to improve the heat dissipation as the heat radiating member, the thermal conductivity of the mold resin forming the MOS module 3AU or the terminal block 308 or the gap between the MOS module 3AU or the terminal block 308 is increased. It is desirable to devise such as filling grease G2 (FIG. 6) with good thermal conductivity. In FIG. 6, the filling positions of the greases G1 and G2 corresponding to the MOS module 3BX are indicated by hatching, but the same applies to the other MOS modules 3AU and the like, and the illustration is omitted. In addition, it is not always necessary to fill at least one of the greases G1 and G2 in correspondence with all the MOS modules 3AU, and the number of MOS modules 3AU to be filled is reduced in consideration of variation in heat dissipation. It may be.

フレーム40は、回転子20と固定子2を収容して保持するためのものであり、図5や図6に示すように、リア部40A、センター部40B、フロント部40Cの3つの分割部位によって構成されている。センター部40Bは、固定子を内包する筒状部材であり、図9に示すように、内部に冷却液流路41を構成する凹部41Aを有する。リア部40Aは、センター部40Bの一方の軸方向端部であるリア側(反プーリ側)を塞ぐ円盤状部材である。センター部40Bの冷却液流路41はセンター部40Bの一方の軸方向端部において開口し、この開口部の両側に気密性維持のためのOリング42が配置されており、これらのOリング42に当接するようにリア部40Aを取り付けて凹部41Aの開口面を閉塞することにより冷却液流路41が形成される。また、リア部40Aは、センター部40Bと反対側の軸方向端面に、各MOSモジュール3AU等の下面が接触した状態で電力変換器3が取り付けられている。   The frame 40 is for housing and holding the rotor 20 and the stator 2, and as shown in FIGS. 5 and 6, the frame 40 is divided into three divided parts, a rear part 40A, a center part 40B, and a front part 40C. It is configured. The center portion 40B is a cylindrical member that encloses the stator, and has a concave portion 41A that constitutes the coolant channel 41 inside, as shown in FIG. The rear portion 40A is a disk-like member that closes the rear side (the non-pulley side) that is one axial end of the center portion 40B. The coolant channel 41 of the center portion 40B opens at one axial end of the center portion 40B, and O-rings 42 for maintaining airtightness are disposed on both sides of the opening, and these O-rings 42 are provided. The coolant flow path 41 is formed by attaching the rear portion 40A so as to abut against and closing the opening surface of the recess 41A. Further, in the rear portion 40A, the power converter 3 is attached in a state where the lower surface of each MOS module 3AU or the like is in contact with the axial end surface opposite to the center portion 40B.

冷却液流路41は、横断面がC字形状を有しており、その一方端に対応するリア部40Aの一部に冷却液入口41B(図5、図6)が、他方端に対応するリア部40Aの一部に冷却液出口41C(図5、図6)が設けられている。これらの冷却液入口41Bおよび冷却液出口41Cのそれぞれには、冷却液用配管41D(図9)が接続されて冷却液の供給および排出が行われる。このような冷却液流路41を通して冷却液を流すことにより、フレーム40が冷却される。   The coolant channel 41 has a C-shaped cross section, and a coolant inlet 41B (FIGS. 5 and 6) corresponds to the other end of a part of the rear portion 40A corresponding to one end thereof. A coolant outlet 41C (FIGS. 5 and 6) is provided in a part of the rear portion 40A. A coolant pipe 41D (FIG. 9) is connected to each of the coolant inlet 41B and the coolant outlet 41C to supply and discharge the coolant. The frame 40 is cooled by flowing the coolant through the coolant channel 41.

また、図5に示す電力変換器3の上部には図示しない基板ケース80が配置されており、この基板ケース80に制御基板102が収納されている。図10および図11に示すように基板ケース80が制御基板102に収納されている。この基板ケース80は、制御基板102が搭載されるハウジング82と、シール材83を介してハウジング82の開口を覆うカバー84とを備える。なお、図10にはシール材83およびカバー84を取り付ける前の状態が示されている。   Further, a board case 80 (not shown) is disposed on the power converter 3 shown in FIG. 5, and the control board 102 is accommodated in the board case 80. As shown in FIGS. 10 and 11, the substrate case 80 is accommodated in the control substrate 102. The substrate case 80 includes a housing 82 on which the control substrate 102 is mounted, and a cover 84 that covers the opening of the housing 82 with a sealing material 83 interposed therebetween. FIG. 10 shows a state before the sealing material 83 and the cover 84 are attached.

ハウジング82は、外周部82Aよりも内径側に配置された4つの固定部82Bを有し、これら4つの固定部82Bによってフレーム40のリア部40Aに固定されている。これら4つの固定部82Bは、回転軸21に対して対称配置されている。また、それぞれの固定部82Bには、固定部材としてのネジを挿通する挿入孔82Cが形成されている。フレーム40のリア部40Aは、回転子20の回転軸21に沿ってリア側に突出した4本の取付ポスト44(図5、図6、図8)を有する。これら4本の取付ポスト44は、上述した4つの固定部82Bに対応する位置に設けられている。固定部82Bのそれぞれに形成された挿入孔82Cにネジを通して締め回すことにより、固定部82Bを取付ポスト44に締結して、基板ケース80の全体をリア部40Aに固定することができる。   The housing 82 has four fixing portions 82B arranged on the inner diameter side of the outer peripheral portion 82A, and is fixed to the rear portion 40A of the frame 40 by these four fixing portions 82B. These four fixing portions 82B are arranged symmetrically with respect to the rotating shaft 21. Each fixing portion 82B is formed with an insertion hole 82C through which a screw as a fixing member is inserted. The rear portion 40 </ b> A of the frame 40 has four mounting posts 44 (FIGS. 5, 6, and 8) that protrude rearward along the rotation shaft 21 of the rotor 20. These four mounting posts 44 are provided at positions corresponding to the above-described four fixing portions 82B. By tightening a screw through the insertion hole 82C formed in each of the fixing portions 82B, the fixing portion 82B can be fastened to the mounting post 44 and the entire substrate case 80 can be fixed to the rear portion 40A.

制御基板102は、図12に示すように、基板ケース80の外形形状に沿った多角形形状(例えば八角形に近い形状)を有しており、基板ケース80(ハウジング82)の4つの固定部82Bに対応する位置(4箇所)に、外形部から貫通部としての切り欠き部80Aを有する。なお、切り欠き部80Aを設ける代わりに、固定部82Bの形状に合わせた貫通部としての貫通孔を設けるようにしてもよい。   As shown in FIG. 12, the control board 102 has a polygonal shape (for example, a shape close to an octagon) along the outer shape of the board case 80, and the four fixing portions of the board case 80 (housing 82). There are notches 80A as penetrating parts from the outer shape at positions (four places) corresponding to 82B. Instead of providing the cutout portion 80A, a through hole as a through portion that matches the shape of the fixed portion 82B may be provided.

カバー84は、ハウジング82の外周部82Aに対してシール材83を介して蓋をするようにハウジング82に取り付けられており、4つの固定部82Bを含む制御基板102の全体を覆っている。カバー84と当接する外周部82Aの端部は、図11に示すようにV溝形状を有しており、シール面積の拡大と位置決めの容易化が図られている。なお、単にシール性を確保する場合には、V溝形状ではなく、平面形状としてもよい。   The cover 84 is attached to the housing 82 so as to cover the outer peripheral portion 82A of the housing 82 via a sealing material 83, and covers the entire control board 102 including the four fixing portions 82B. The end portion of the outer peripheral portion 82A that comes into contact with the cover 84 has a V-groove shape as shown in FIG. 11, so that the seal area is enlarged and positioning is facilitated. In order to simply ensure sealing performance, a flat shape may be used instead of the V groove shape.

また、上述したハウジング82は、各固定部82Bの周囲に、制御基板102に設けられた貫通部としての切り欠き部80Aを貫通する仕切り壁82Dを有する。この仕切り壁82Dの内側には、挿入孔82Cを含む固定部82Bの全体が配置されている。また、この仕切り壁82Dの端部は、図11に示すように、シール材83を介してカバー84に当接しており、仕切り壁82Dの内部空間と制御基板102の搭載空間との間が仕切り壁82Dによって分離される。   Further, the housing 82 described above has a partition wall 82D penetrating a notch 80A as a penetrating portion provided in the control board 102 around each fixed portion 82B. Inside the partition wall 82D, the entire fixing portion 82B including the insertion hole 82C is disposed. Further, as shown in FIG. 11, the end portion of the partition wall 82D is in contact with the cover 84 via a sealing material 83, and the space between the internal space of the partition wall 82D and the mounting space of the control board 102 is partitioned. It is separated by a wall 82D.

また、上述したハウジング82は、制御基板102に実装されたホールIC23(回転角センサ7)と、回転子20の回転軸21先端に固定された回転検出用磁石としての永久磁石22との間に配置された非磁性金属からなる薄板部材82Eがインサート成形により一体に形成されている。ハウジング82は、金属材料である薄板部材82E以外は絶縁材としての樹脂材料によって形成されている。薄板部材82Eとしては、例えば、熱伝導性が良好なアルミニウムや銅などの金属材料を用いることができる。この薄板部材82Eは、基板ケース80の外部(図11に示す例では下側)に露出している。また、この薄板部材82Eの端部は、4つの固定部82Bに埋設されている(図11)。   Further, the housing 82 described above is provided between the Hall IC 23 (rotation angle sensor 7) mounted on the control board 102 and the permanent magnet 22 as a rotation detection magnet fixed to the tip of the rotation shaft 21 of the rotor 20. A thin plate member 82E made of nonmagnetic metal is integrally formed by insert molding. The housing 82 is formed of a resin material as an insulating material except for the thin plate member 82E which is a metal material. As the thin plate member 82E, for example, a metal material such as aluminum or copper having good thermal conductivity can be used. The thin plate member 82E is exposed to the outside of the substrate case 80 (lower side in the example shown in FIG. 11). Moreover, the edge part of this thin plate member 82E is embed | buried under four fixing | fixed part 82B (FIG. 11).

ところで、薄板部材82Eは、金属材料であって良好な熱伝導性を有するため、制御基板102の一部(例えば、発熱量が多い制御回路8やHブリッジ回路5、電源回路10、ダイオード5のいずれかが搭載された領域)と当接する当接部82Fを備えることが望ましい(図13)。この当接部82Fは、薄板部材82Eの平板部分を部分的に突出させることにより形成される。なお、当接部82Fは、薄板部材82Eと一体成形する必要は必ずしもなく、薄板部材82Eとは別部材としての金属材料からなる当接部82Fをネジ止めや接着剤固定により組み合わせて用いるようにしてもよい。また、薄板部材82Eを挟んで当接部82Fと反対側に、薄板部材82Eと一体あるいは別体の放熱フィン82G(図13)を配置することにより、さらに放熱性を向上させるようにしてもよい。   Incidentally, since the thin plate member 82E is a metal material and has good thermal conductivity, a part of the control board 102 (for example, the control circuit 8, the H bridge circuit 5, the power supply circuit 10, and the diode 5 having a large amount of heat generation) It is desirable to provide an abutting portion 82F that abuts on the area on which either is mounted (FIG. 13). The contact portion 82F is formed by partially projecting the flat plate portion of the thin plate member 82E. Note that the contact portion 82F is not necessarily formed integrally with the thin plate member 82E, and the contact portion 82F made of a metal material as a separate member from the thin plate member 82E is used in combination by screwing or adhesive fixing. May be. Further, by disposing a radiation fin 82G (FIG. 13) that is integral with or separate from the thin plate member 82E on the opposite side of the abutting portion 82F across the thin plate member 82E, the heat radiation performance may be further improved. .

このように、本実施形態の車両用回転電機100では、制御基板102に回転角センサ7(ホールIC23)を実装することにより、回転角センサ7から引き出した信号線を基板ケース80を通して這い回す必要がなくなるため、制御基板102や基板ケース80周辺の構造を簡略化することができる。また、基板ケース80の少なくとも一部を非磁性金属の薄板部材82Eを用いて形成し、この薄板部材82Eを介して回転検出用磁石としての永久磁石22と回転角センサ7(ホールIC23)とを対向させることにより、永久磁石22と回転角センサ7(ホールIC23)との間の距離を短くすることができるため、回転検出精度の悪化を抑制することができる。さらに、薄板部材82Eとして非磁性金属を用いているため、薄板部材82Eの厚みを薄くすることができるとともに、薄くした場合であっても基板ケース80の強度を確保することが可能となる。   As described above, in the vehicular rotating electrical machine 100 according to the present embodiment, the rotation angle sensor 7 (Hall IC 23) is mounted on the control board 102, so that the signal line drawn from the rotation angle sensor 7 needs to be wound around the board case 80. Therefore, the structure around the control board 102 and the board case 80 can be simplified. Further, at least a part of the substrate case 80 is formed by using a non-magnetic metal thin plate member 82E, and the permanent magnet 22 as the rotation detecting magnet and the rotation angle sensor 7 (Hall IC 23) are formed through the thin plate member 82E. By making them face each other, the distance between the permanent magnet 22 and the rotation angle sensor 7 (Hall IC 23) can be shortened, so that deterioration in rotation detection accuracy can be suppressed. Furthermore, since a nonmagnetic metal is used as the thin plate member 82E, the thickness of the thin plate member 82E can be reduced, and the strength of the substrate case 80 can be ensured even when the thickness is reduced.

また、薄板部材82Eを基板ケース80の外部に露出させているため、基板ケース80に収納された制御基板102に実装された制御回路8等からの放熱を促すことができ、冷却性を向上させることができる。   Further, since the thin plate member 82E is exposed to the outside of the substrate case 80, heat radiation from the control circuit 8 or the like mounted on the control board 102 accommodated in the substrate case 80 can be promoted, and the cooling performance is improved. be able to.

また、制御基板102に当接する当接部82Fを薄板部材82Eが有している場合には、制御基板102に実装された制御回路8等で発生した熱を当接部82Fを通して基板ケース80の外部に効率よく放熱することができる。この当接部82Fを薄板部材82Eの平板部分を部分的に突出させて形成することにより、発熱量が多い制御回路8等に対応した位置に突起部を設けて薄板部材82Eの一部を当接させることができ、放熱効果をより高めることができる。   Further, when the thin plate member 82E has the contact portion 82F that contacts the control board 102, the heat generated in the control circuit 8 or the like mounted on the control board 102 passes through the contact portion 82F to the substrate case 80. Heat can be efficiently radiated to the outside. By forming the contact portion 82F by partially projecting the flat plate portion of the thin plate member 82E, a protrusion is provided at a position corresponding to the control circuit 8 or the like that generates a large amount of heat, and a part of the thin plate member 82E is applied. The heat dissipation effect can be further enhanced.

また、基板ケース80は、薄板部材82Eと一体に形成されるとともにフレーム4(リア部4A)に固定される絶縁材からなる固定部82Bを有している。これにより、基板ケース80に含まれる薄板部材82Eを電気絶縁状態でフレーム4に固定することが可能となる。特に、固定部82Bに金属製の薄板部材82Eを埋設することにより、固定部82Bの強度を高めることができ、フレーム4に対して基板ケース80を安定的に固定することが可能となる。   The substrate case 80 has a fixing portion 82B formed of an insulating material that is integrally formed with the thin plate member 82E and is fixed to the frame 4 (rear portion 4A). Thereby, the thin plate member 82E included in the substrate case 80 can be fixed to the frame 4 in an electrically insulated state. In particular, by embedding a metal thin plate member 82E in the fixing portion 82B, the strength of the fixing portion 82B can be increased, and the substrate case 80 can be stably fixed to the frame 4.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、ISGとして動作する車両用回転電機100について説明したが、電動動作および発電動作のいずれかのみを行う車両用回転電機についても本発明を適用することができる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, in the above-described embodiment, the vehicular rotating electrical machine 100 that operates as an ISG has been described. However, the present invention can also be applied to a vehicular rotating electrical machine that performs only one of an electric operation and a power generation operation.

また、上述した実施形態では、2つの固定子巻線1A、1Bと2つのMOSモジュール群3A、3Bを備えるようにしたが、一方の固定子巻線1Aと一方の整流器モジュール群3Aを備える車両用回転電機や、3つ以上の固定子巻線やMOSモジュールを備えた車両用回転電機についても本発明を適用することができる。   In the embodiment described above, the two stator windings 1A and 1B and the two MOS module groups 3A and 3B are provided. However, the vehicle includes one stator winding 1A and one rectifier module group 3A. The present invention can also be applied to a rotating electrical machine for a vehicle and a rotating electrical machine for a vehicle including three or more stator windings and a MOS module.

また、上述した実施形態では、正極側入出力端子300および負極側入出力端子301の中心を挟んで左右それぞれに3個ずつMOSモジュール3AU等を分散して配置したが、左右それぞれに分散配置するMOSモジュール3AU等の数を異ならせたり、左右のいずれか一方のみにMOSモジュール3AU等を配置するようにしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, three MOS modules 3AU and the like are distributed and arranged on the left and right sides of the centers of the positive input / output terminal 300 and the negative input / output terminal 301. The number of the MOS modules 3AU and the like may be different, or the MOS modules 3AU and the like may be arranged only in either the left or right.

また、上述した実施形態では、ハウジング82のほぼ全体に対応するように薄板部材82Eを配置したが、ホールIC23に対応する領域のみに薄板部材82Eを配置するようにしてもよい。また、4つの固定部82Bがカバー84によって覆われる場合について説明したが、カバー84の一部に切り欠き部(あるいは孔)を設けて固定部82Bをカバー84で覆わない構造としてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the thin plate member 82E is arranged so as to correspond to almost the entire housing 82, but the thin plate member 82E may be arranged only in a region corresponding to the Hall IC 23. Although the case where the four fixing portions 82B are covered by the cover 84 has been described, a structure in which a cutout portion (or a hole) is provided in a part of the cover 84 so that the fixing portion 82B is not covered by the cover 84 may be employed.

上述したように、本発明によれば、制御基板に回転角センサを実装することにより、回転角センサから引き出した信号線を基板ケースを通して這い回す必要がなくなるため、制御基板や基板ケース周辺の構造を簡略化することができる。また、基板ケースの少なくとも一部を非磁性金属の薄板部材を用いて形成し、この薄板部材を介して回転検出用磁石と回転角センサとを対向させることにより、回転検出用磁石と回転角センサとの間の距離を短くすることができるため、回転検出精度の悪化を抑制することができる。さらに、薄板部材として非磁性金属を用いているため、薄板部材の厚みを薄くすることができるとともに、薄くした場合であっても基板ケースの強度を確保することが可能となる。   As described above, according to the present invention, since the rotation angle sensor is mounted on the control board, it is not necessary to crawl the signal line drawn from the rotation angle sensor through the board case. Can be simplified. In addition, at least a part of the substrate case is formed using a non-magnetic metal thin plate member, and the rotation detection magnet and the rotation angle sensor are made to face each other through the thin plate member, so that the rotation detection magnet and the rotation angle sensor are opposed to each other. Since the distance between the two can be shortened, deterioration of the rotation detection accuracy can be suppressed. Furthermore, since a nonmagnetic metal is used as the thin plate member, the thickness of the thin plate member can be reduced, and the strength of the substrate case can be ensured even when the thickness is reduced.

7 回転角センサ
8 制御回路
20 回転子
21 回転軸
22 永久磁石
23 ホールIC
80 基板ケース
82B 固定部
82F 当接部
102 制御基板
7 Rotation angle sensor 8 Control circuit 20 Rotor 21 Rotating shaft 22 Permanent magnet 23 Hall IC
80 Substrate case 82B Fixed part 82F Contact part 102 Control board

Claims (6)

回転軸(21)の端部に回転検出用磁石(22)が取り付けられた回転子(20)と、
前記回転子と対向配置された固定子と、
前記回転子と前記固定子を収容して保持するフレーム(4)と、
前記固定子に含まれる固定子巻線(1A、1B)に誘起される交流電圧を直流電圧に変換、または、外部から印加される直流電圧を交流電圧に変換して前記固定子巻線に印加する電力変換器(3)と、
前記回転検出用磁石と対向配置された回転角センサ(7、23)と前記電力変換器を制御する制御回路(8)とが実装される制御基板(102)と、
前記制御基板を収納するとともに、前記回転角センサと前記回転検出用磁石との間に配置された非磁性金属からなる薄板部材(82E)を含んで構成され、前記フレームに固定される基板ケース(80)と、
を備え、前記薄板部材は、前記制御基板に当接する当接部(82F)を有し、
前記当接部は、前記薄板部材の平板部分を部分的に突出させることにより形成されていることを特徴とする車両用回転電機。
A rotor (20) having a rotation detection magnet (22) attached to an end of the rotation shaft (21);
A stator disposed opposite to the rotor;
A frame (4) for accommodating and holding the rotor and the stator;
AC voltage induced in the stator windings (1A, 1B) included in the stator is converted into DC voltage, or DC voltage applied from the outside is converted into AC voltage and applied to the stator winding A power converter (3) to
A control board (102) on which a rotation angle sensor (7, 23) disposed opposite to the rotation detection magnet and a control circuit (8) for controlling the power converter are mounted;
A substrate case that houses the control substrate and includes a thin plate member (82E) made of a nonmagnetic metal disposed between the rotation angle sensor and the rotation detection magnet, and is fixed to the frame ( 80)
The thin plate member has a contact portion (82F) that contacts the control board,
The abutment portion, the rotary electric machine for a vehicle characterized that you have been formed by projecting the planar part of the thin plate members partially.
請求項1において、
前記薄板部材は、前記基板ケースの外部に露出していることを特徴とする車両用回転電機。
In claim 1,
The rotating electrical machine for vehicles, wherein the thin plate member is exposed to the outside of the substrate case.
請求項1または2において、
前記制御基板には、前記回転子の界磁巻線に励磁電流を供給する励磁回路であるHブリッジ回路(5)と、動作電圧を生成する電源回路(10)と、前記フレームとグランド端子との間に挿入されたダイオード(11)とが搭載されており、
前記当接部は、前記Hブリッジ回路、前記電源回路、前記ダイオードのいずれかに対向する位置に設けられていることを特徴とする車両用回転電機。
In claim 1 or 2,
The control board includes an H bridge circuit (5) that is an excitation circuit that supplies an excitation current to the field winding of the rotor, a power supply circuit (10) that generates an operating voltage, the frame and a ground terminal. And a diode (11) inserted between
The rotating electrical machine for a vehicle according to claim 1, wherein the contact portion is provided at a position facing any one of the H-bridge circuit, the power supply circuit, and the diode.
請求項1〜3のいずれか一項において、
前記基板ケースは、前記薄板部材と一体に形成されるとともに前記フレームに固定される絶縁材からなる固定部(82B)を有することを特徴とする車両用回転電機。
In any one of Claims 1-3,
The vehicular rotating electrical machine according to claim 1, wherein the substrate case includes a fixing portion (82B) formed integrally with the thin plate member and made of an insulating material fixed to the frame.
請求項4において、
前記固定部には、前記薄板部材が埋設されていることを特徴とする車両用回転電機。
In claim 4,
The rotating electrical machine for a vehicle according to claim 1, wherein the thin plate member is embedded in the fixing portion.
請求項1〜5のいずれか一項において、
前記基板ケースは、前記制御基板が載置されるハウジング(82)と、前記ハウジングの開口を覆うカバー(84)とを備えることを特徴とする車両用回転電機。
In any one of Claims 1-5,
The rotating electrical machine for vehicles, wherein the substrate case includes a housing (82) on which the control substrate is placed and a cover (84) that covers an opening of the housing.
JP2013193764A 2013-09-19 2013-09-19 Rotating electric machine for vehicles Active JP6007878B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013193764A JP6007878B2 (en) 2013-09-19 2013-09-19 Rotating electric machine for vehicles
DE201410113419 DE102014113419A1 (en) 2013-09-19 2014-09-17 Rotating electric machine for vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013193764A JP6007878B2 (en) 2013-09-19 2013-09-19 Rotating electric machine for vehicles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015061408A JP2015061408A (en) 2015-03-30
JP6007878B2 true JP6007878B2 (en) 2016-10-12

Family

ID=52580128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013193764A Active JP6007878B2 (en) 2013-09-19 2013-09-19 Rotating electric machine for vehicles

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6007878B2 (en)
DE (1) DE102014113419A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6543999B2 (en) * 2015-03-31 2019-07-17 日本電産株式会社 Motor and electric power steering apparatus
DE102015213828A1 (en) * 2015-07-22 2017-01-26 Mahle International Gmbh Assembly for an adjusting device, in particular an exhaust gas turbocharger, and method for producing such an assembly
JP6271054B1 (en) 2017-02-17 2018-01-31 三菱電機株式会社 Rotating electric machine for vehicles

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4999744B2 (en) * 2008-03-21 2012-08-15 株式会社Taiyo Electric rotary actuator
JP5263024B2 (en) * 2009-06-18 2013-08-14 株式会社日立製作所 Rotation angle detection device and rotation speed detection device
JP4851575B2 (en) 2009-11-02 2012-01-11 三菱電機株式会社 Controller-integrated rotating electrical machine
JP5063722B2 (en) * 2010-03-19 2012-10-31 三菱電機株式会社 Electric drive device and electric power steering device equipped with the same
JP6008527B2 (en) 2012-03-19 2016-10-19 日本クロージャー株式会社 cartridge

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015061408A (en) 2015-03-30
DE102014113419A1 (en) 2015-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105322720B (en) Driving device and electric power steering apparatus including the driving device
US9479025B2 (en) Drive device and electric power steering device including the drive device
US9457835B2 (en) Drive unit and electric power steering including the drive unit
CN105720747B (en) Driving device
US9359004B2 (en) Driver unit and electric power steering device including the driver unit
US9543802B2 (en) Motor drive apparatus
US8304942B2 (en) Drive apparatus adapted to promote heat dissipation from electronic circuit integrated therein
US9461522B2 (en) Drive unit and electric power steering device including the drive unit
US9392732B2 (en) Electronic control unit and rotating electric machine
US9180906B2 (en) Driving apparatus
US8456049B2 (en) Drive apparatus
US9000633B2 (en) Drive apparatus having a motor, a heat sink, and a plurality of semiconductor modules
US8299664B2 (en) Drive apparatus and semiconductor module
US9088195B2 (en) Drive apparatus
JP5202573B2 (en) Rotating electrical machine with integrated vehicle control device
JP2015006118A (en) Rotary electric machine for vehicle
US7400111B2 (en) Battery and electric unit assembly for vehicle
JP2015006116A (en) Rotary electric machine for vehicle
US20130099610A1 (en) Driving apparatus
JP6024631B2 (en) Rotating electric machine for vehicles
EP4096065A1 (en) Electric drive device and electric power steering device
JP6007878B2 (en) Rotating electric machine for vehicles
US11581786B2 (en) Rotary electric machine
JP6007877B2 (en) Rotating electric machine for vehicles
EP4106154A1 (en) Electric drive device and electric power steering device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150227

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160330

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160816

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160829

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6007878

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250