JP6342022B1 - Controller-integrated rotating electrical machine - Google Patents

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JP6342022B1 JP2017011792A JP2017011792A JP6342022B1 JP 6342022 B1 JP6342022 B1 JP 6342022B1 JP 2017011792 A JP2017011792 A JP 2017011792A JP 2017011792 A JP2017011792 A JP 2017011792A JP 6342022 B1 JP6342022 B1 JP 6342022B1
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Abstract

【課題】複数個のパワーモジュールのスペースファクタを向上し、しかも冷却効率を向上して、小型化を図る。【解決手段】複数のパワーモジュール9は周方向に円環状に配列され、複数のパワーモジュールの各々は軸方向に見た形状が非等脚の台形であり、各々のパワーモジュールの上底9TBが径方向内側に、下底9LBが径方向外側に、それぞれ位置し、各々のパワーモジュールの一方の脚9LP1の傾斜度と他方の脚9LP2の傾斜度とが異なっており、相隣るパワーモジュールの一方の脚と他方の脚とが径方向に延在する隙間9g9を介して対向し、ヒートシンク31には、それぞれ径方向に延在して放射状に配設された複数のフィン31aが、複数のパワーモジュールの側に複数のパワーモジュールに対向して設けられている構造。【選択図】図4A space factor of a plurality of power modules is improved, cooling efficiency is improved, and the size is reduced. A plurality of power modules 9 are arranged in an annular shape in the circumferential direction, and each of the plurality of power modules has a trapezoidal shape with an unequal leg when viewed in the axial direction. The lower base 9LB is located radially inward and radially outward, and the slope of one leg 9LP1 and the slope of the other leg 9LP2 of each power module are different from each other. One leg and the other leg are opposed to each other via a gap 9g9 extending in the radial direction, and the heat sink 31 includes a plurality of fins 31a that extend radially and are arranged radially. A structure that is provided on the power module side facing a plurality of power modules. [Selection] Figure 4

Description

この発明は、固定子と回転子とを有するモータの第1のアセンブリ、および前記モータを制御する制御装置の第2のアセンブリを備え、前記第1のアセンブリと前記第2のアセンブリとが一体に同軸状に組み付けられた制御装置一体型回転電機、特に第2のアセンブリに内包されモータの通電制御を行うパワーモジュールおよび当該パワーモジュールを冷却するヒートシンクの構造に関するものである。   The present invention comprises a first assembly of a motor having a stator and a rotor, and a second assembly of a control device for controlling the motor, wherein the first assembly and the second assembly are integrated. The present invention relates to a control device-integrated rotating electrical machine assembled coaxially, and more particularly to a power module included in a second assembly for controlling energization of a motor and a heat sink structure for cooling the power module.

従来のこの種の制御装置一体型回転電機においては、例えば、長方形形状のパワーモジュールを矩形波状に配置し、パワーモジュール下のヒートシンク冷却フィンが矩形波状に配置されたインバータが例示されている。(特許文献1参照)   In this type of conventional controller-integrated rotating electrical machine, for example, an inverter in which rectangular power modules are arranged in a rectangular wave shape and heat sink cooling fins under the power module are arranged in a rectangular wave shape is exemplified. (See Patent Document 1)

特許第5373936号公報Japanese Patent No. 5373936

従来の制御装置一体型回転電機、例えば特許文献1に開示の事例、では次のような技術的課題が挙げられる。すなわち、長方形形状のパワーモジュールを矩形波状に配置し、パワーモジュール下のヒートシンク冷却フィンを矩形波状に配置しているので、冷却風路が中心に向いていなく外気の導入効率が悪いので、冷却効率が悪かった。また長方形のパワーモジュールを矩形波状に配置しているので、デッドスペースができる。   A conventional control device-integrated rotating electrical machine, for example, the case disclosed in Patent Document 1, has the following technical problems. In other words, the rectangular power module is arranged in a rectangular wave shape, and the heat sink cooling fins under the power module are arranged in a rectangular wave shape, so the cooling air path is not directed to the center and the outside air introduction efficiency is poor. Was bad. Further, since the rectangular power modules are arranged in a rectangular wave shape, a dead space is created.

この発明は、このような従来における技術的課題を解決するためになされたもので、複数個のパワーモジュールのスペースファクタを向上し、しかも冷却効率を向上して、小型化を図ることを目的とするものである。   The present invention has been made to solve such a technical problem in the related art, and aims to improve the space factor of a plurality of power modules, improve the cooling efficiency, and reduce the size. To do.

この発明に係る制御装置一体型回転電機は、固定子と回転子とを有するモータの第1のアセンブリ、および前記モータを制御する制御装置の第2のアセンブリを備え、前記第1のアセンブリと前記第2のアセンブリとが一体に同軸状に組み付けられた制御装置一体型回転電機であって、
前記制御装置は、前記モータに電力を供給する複数のパワーモジュールと、これら複数のパワーモジュールを冷却するヒートシンクとを有し、
前記複数のパワーモジュールは周方向に円環状に配列され、
前記複数のパワーモジュールの各々は軸方向に見た形状が非等脚の台形であり、
前記非等脚の台形の各々のパワーモジュールの上底が径方向内側に、下底が径方向外側に、それぞれ位置し、
前記非等脚の台形の各々のパワーモジュールの一方の脚の傾斜度と他方の脚の傾斜度とが異なっており、
前記非等脚の台形の各々のパワーモジュールの周方向の向きが同じであり、
相隣るパワーモジュールの前記一方の脚と前記他方の脚とが径方向に延在する隙間を介して対向しており
前記隙間の、その径方向内端から径方向外端に亘る間隔が同じであり、
前記ヒートシンクには、それぞれ径方向に延在して放射状に配設された複数のフィンが、前記複数のパワーモジュールの側に前記複数のパワーモジュールに対向して設けられている
ものである。
A controller-integrated rotating electrical machine according to the present invention includes a first assembly of a motor having a stator and a rotor, and a second assembly of a control device that controls the motor, and the first assembly and the A controller-integrated rotating electrical machine in which the second assembly is integrally and coaxially assembled;
The control device includes a plurality of power modules that supply power to the motor, and a heat sink that cools the plurality of power modules,
The plurality of power modules are arranged in an annular shape in the circumferential direction,
Each of the plurality of power modules is a trapezoid with a non-regular shape when viewed in the axial direction,
The upper base of each power module of the trapezoidal unequal leg is located on the radially inner side and the lower base is located on the radially outer side, respectively.
The inclination of one leg of each power module of the trapezoid of the non-equal leg is different from the inclination of the other leg,
The circumferential direction of each power module of the non-equal leg trapezoid is the same,
The one leg and the other leg of the adjacent power modules are opposed to each other through a gap extending in the radial direction,
The gap has the same distance from the radially inner end to the radially outer end,
The heat sink is provided with a plurality of fins radially extending in the radial direction and facing the plurality of power modules on the side of the plurality of power modules.

この発明による制御装置一体型回転電機は、複数のパワーモジュールは周方向に円環状に配列され、複数のパワーモジュールの各々は軸方向に見た形状が非等脚の台形であり、非等脚の台形の各々のパワーモジュールの上底が径方向内側に、下底が径方向外側に、それぞれ位置し、非等脚の台形の各々のパワーモジュールの一方の脚の傾斜度と他方の脚の傾斜度とが異なっており、前記非等脚の台形の各々のパワーモジュールの周方向の向きが同じであり、相隣るパワーモジュールの一方の脚と他方の脚とが径方向に延在する隙間を介して対向しており、当該隙間の、その径方向内端から径方向外端に亘る間隔が同じであるので、複数個のパワーモジュールのスペースファクタが向上し、しかも、ヒートシンクには、それぞれ径方向に延在して放射状に配設された複数のフィンが、複数のパワーモジュールの側に複数のパワーモジュールに対向して設けられているので、冷却効率が向上する効果がある。
In the controller-integrated rotating electrical machine according to the present invention, the plurality of power modules are arranged in an annular shape in the circumferential direction, and each of the plurality of power modules has a trapezoidal shape in which the shape seen in the axial direction is an unequal leg, The upper base of each power module of the trapezoid is located radially inward and the lower base is located radially outward. The slope of one leg of each power module of the non-equal trapezoid and the slope of the other leg Inclination is different, the circumferential direction of each power module of the trapezoid of the non-equal legs is the same, and one leg and the other leg of adjacent power modules extend in the radial direction Since the gaps are opposed to each other through the gap, and the gap between the radial inner end and the radial outer end is the same, the space factor of the plurality of power modules is improved, and the heat sink Each extending radially A plurality of fins arranged radially, so is provided opposite to the plurality of power modules on the side of the plurality of power modules, the effect of cooling efficiency is improved.

この発明の実施の形態1を示す図で、回転電機の縦断側面図である。It is a figure which shows Embodiment 1 of this invention, and is a vertical side view of a rotary electric machine. この発明の実施の形態1を示す図で、インバータアセンブリ(第2のアセンブリ)を、保護カバーを取り外した状態で、正面側(リヤ側)から見た正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows Embodiment 1 of this invention, and is the front view which looked at the inverter assembly (2nd assembly) from the front side (rear side) in the state which removed the protective cover. この発明の実施の形態1を示す図で、ヒートシンクをそのフィン側(リヤ側)から見た正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows Embodiment 1 of this invention, and is the front view which looked at the heat sink from the fin side (rear side). この発明の実施の形態1を示す図で、インバータアセンブリ(第2のアセンブリ)のBラインターミナル(電源端子)およびGNDラインターミナル(電源端子)の近傍の構造を正面側(リヤ側)から見た正面図である。In the figure which shows Embodiment 1 of this invention, the structure of the vicinity of the B line terminal (power terminal) and GND line terminal (power terminal) of an inverter assembly (2nd assembly) was seen from the front side (rear side). It is a front view. この発明の実施の形態2を示す図で、インバータアセンブリ(第2のアセンブリ)を、保護カバーを取り外した状態で、正面側(リヤ側)から見た正面図である。It is a figure which shows Embodiment 2 of this invention, and is the front view which looked at the inverter assembly (2nd assembly) from the front side (rear side) in the state which removed the protective cover.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図1から図4によって説明する。図1は回転電機の縦断側面図、図2はインバータアセンブリ(第2のアセンブリ)を、保護カバーを取り外した状態で、正面側(リヤ側)から見た正面図、図はヒートシンクをそのフィン側(リヤ側)から見た正面図、図4はインバータアセンブリ(第2のアセンブリ)のBラインターミナル(電源端子)およびGNDラインターミナル(電源端子)の近傍の構造を正面側(リヤ側)から見た正面図である。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a longitudinal side view of a rotating electrical machine, FIG. 2 is a front view of the inverter assembly (second assembly) viewed from the front side (rear side) with the protective cover removed, and the figure shows the heat sink on the fin side. FIG. 4 is a front view of the inverter assembly (second assembly) viewed from the front side (rear side) and the structure near the B line terminal (power terminal) and GND line terminal (power terminal) of the inverter assembly (second assembly). FIG.

図1において、回転電機1は、界磁巻線2aが巻かれた回転子2、三相固定子巻線3aが巻かれた固定子3、回転子2および固定子3を収容するフロントブラケット4とリヤブラケット5、回転子2の回転状態を検出する磁極位置検出センサー6、電力を供給するための電子モジュールであるパワーモジュール9および界磁モジュール10、電子モジュール(パワーモジュール9および界磁モジュール10)を制御する制御基板17、およびパワーモジュール9および界磁モジュール10に内包されている可制御半導体スイッチング素子(図示せず)のスイッチングサージを吸収するコンデンサ20、等から構成されている。
回転電機1は、大きな構成部品としてモータ本体を構成する第1のアセンブリ40と、前記モータに電力を供給する複数のパワーモジュールおよびこれら複数のパワーモジュールを冷却するヒートシンクを含む制御装置を構成する第2のアセンブリ30とで構成されている。
In FIG. 1, a rotating electrical machine 1 includes a rotor 2 around which a field winding 2 a is wound, a stator 3 around which a three-phase stator winding 3 a is wound, a rotor 2, and a front bracket 4 that houses the stator 3. And the rear bracket 5, the magnetic pole position detection sensor 6 for detecting the rotation state of the rotor 2, the power module 9 and the field module 10 which are electronic modules for supplying power, and the electronic module (the power module 9 and the field module 10). ) And a capacitor 20 that absorbs a switching surge of a controllable semiconductor switching element (not shown) included in the power module 9 and the field module 10.
The rotating electrical machine 1 includes a first assembly 40 that constitutes a motor body as a large component, a plurality of power modules that supply power to the motor, and a control device that includes a heat sink that cools the plurality of power modules. And two assemblies 30.

まず第1のアセンブリ40について説明する。
回転子2は、両端部がそれぞれ軸受7,8を介してフロントブラケット4とリヤブラケット5に回転自在に支持された回転軸11とを備えている。回転軸11の一端部は、フロントブラケット4よりフロント側に突出して、その先端部に、図示しない内燃機関と双方向にトルクを授受するためのプーリ12が取り付けられており、このプーリ12はベルト(図示省略)を介して内燃機関と連結される。
First, the first assembly 40 will be described.
The rotor 2 includes a rotating shaft 11 whose both ends are rotatably supported by a front bracket 4 and a rear bracket 5 via bearings 7 and 8, respectively. One end portion of the rotating shaft 11 protrudes from the front bracket 4 to the front side, and a pulley 12 is attached to a tip portion of the rotating shaft 11 for transmitting and receiving torque to and from an internal combustion engine (not shown). It is connected to the internal combustion engine via (not shown).

回転子2の界磁巻線2aに界磁電流を供給するためのスリップリング13を持ち、スリップリングはリヤブラケット5よりリヤ側に突き出ている。界磁巻線2aに通電するためのスリップリング13に摺接するブラシ16が、ブラシホルダ16aに保持されている。
回転子2の界磁鉄心の両端面には冷却風を発生させるためのフロント側のファン21Fおよびリヤ側のファン21Rが取り付けられている。ファン21F,21Rは何れも遠心ファンである。
A slip ring 13 for supplying a field current to the field winding 2 a of the rotor 2 is provided, and the slip ring protrudes from the rear bracket 5 to the rear side. A brush 16 slidably contacting the slip ring 13 for energizing the field winding 2a is held by the brush holder 16a.
A front-side fan 21F and a rear-side fan 21R for generating cooling air are attached to both end faces of the field core of the rotor 2. The fans 21F and 21R are both centrifugal fans.

磁極位置検出センサー6は、回転軸11すなわち回転子2の磁極位置を検出する。磁極位置検出センサー6は、回転軸11リヤブラケット5の外側でスリップリング13とベアリング8との間に位置して回転軸11と同軸的に配置されている。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より構成され、前記センサーステータ6aの内側に鉄心のみのセンサーロータ6bが回転自在に設けられている。   The magnetic pole position detection sensor 6 detects the magnetic pole position of the rotating shaft 11, that is, the rotor 2. The magnetic pole position detection sensor 6 is positioned between the slip ring 13 and the bearing 8 on the outside of the rear bracket 5 of the rotating shaft 11 and is arranged coaxially with the rotating shaft 11. The magnetic pole position detection sensor 6 includes a sensor stator 6a and a sensor rotor 6b. A sensor rotor 6b having only an iron core is rotatably provided inside the sensor stator 6a.

コネクティングボード18には、固定子口出し線3bとパワーモジュール9とを接続するためのコネクティングターミナル18aがインサート成形されている。
コネクティングボード18はリヤブラケット5のリヤ側にネジで固定される。
固定子口出し線3bはリヤブラケット5を貫通してリヤ側に露出しており、この露出部分でコネクティングボード18のターミナル18aのフロント側端部に溶接されている。
この溶接後に、第2のアセンブリ30がリヤブラケット5のリヤ側に取り外し可能に組付けられ、コネクティングボード18のコネクティングターミナル18aのリヤ側端部と、第2のアセンブリ30のケース14にインサート成形されたターミナル14aとがネジで固定され、固定子巻線(電機子巻線)3aとパワーモジュール9とがコネクティングターミナル18aを介して電気的に接続される。
The connecting board 18 is insert-molded with a connecting terminal 18 a for connecting the stator lead wire 3 b and the power module 9.
The connecting board 18 is fixed to the rear side of the rear bracket 5 with screws.
The stator lead wire 3b passes through the rear bracket 5 and is exposed to the rear side, and is welded to the front side end portion of the terminal 18a of the connecting board 18 at this exposed portion.
After this welding, the second assembly 30 is removably assembled to the rear side of the rear bracket 5, and is insert-molded into the rear end of the connecting terminal 18 a of the connecting board 18 and the case 14 of the second assembly 30. The terminal 14a is fixed with screws, and the stator winding (armature winding) 3a and the power module 9 are electrically connected via the connecting terminal 18a.

次に第2のアセンブリ30について説明する。
第2のアセンブリ30は、モータ駆動時の電機子電流の供給を行うインバータ及び発電時の電機子電流の整流を行うコンバータの機能を実行するスイッチング素子をその周辺回路とともにまとめた複数のパワーモジュール9と、界磁電流を制御するためのスイッチング素子をその周辺回路とともにまとめた界磁モジュール10と、パワーモジュール9と界磁モジュール10とが搭載されパワーモジュール9と界磁モジュール10とを冷却するヒートシンク31と、各モジュールの電力系の端子と接続されるターミナルを備えたケース14と、パワーモジュール9と界磁モジュール10とを制御するための制御回路が構成された制御基板17と、スイッチングサージを吸収するコンデンサ20とで構成されている。
Next, the second assembly 30 will be described.
The second assembly 30 includes a plurality of power modules 9 in which switching elements that perform functions of an inverter that supplies an armature current when driving a motor and a converter that rectifies the armature current when generating electric power, together with its peripheral circuits. A field module 10 in which switching elements for controlling the field current are gathered together with peripheral circuits thereof, a power module 9 and the field module 10 mounted thereon, and a heat sink for cooling the power module 9 and the field module 10 31, a case 14 having a terminal connected to a power system terminal of each module, a control board 17 configured with a control circuit for controlling the power module 9 and the field module 10, and a switching surge It is comprised with the capacitor | condenser 20 to absorb.

ブラシホルダ16aはヒ−トシンク31の中央の回転軸11が通る空間31sに配設されている。ブラシホルダ16aは、ケース14にインサート成形されたターミナルを介して、界磁モジュール10と接続される。
磁極位置検出センサー6のセンサーステータ6aはヒートシンク31に装着されている。磁極位置検出センサー6の出力信号の配線は制御基板17に接続される。
The brush holder 16 a is disposed in a space 31 s through which the center rotation shaft 11 of the heat sink 31 passes. The brush holder 16a is connected to the field module 10 via a terminal insert-molded in the case 14.
The sensor stator 6 a of the magnetic pole position detection sensor 6 is attached to the heat sink 31. The output signal wiring of the magnetic pole position detection sensor 6 is connected to the control board 17.

パワーモジュール9や界磁モジュール10はスイッチング素子等を配線用のリードフレームに搭載し、全体を樹脂成形した構造としている。各パワーモジュール9は、いずれも台形形状に構成され、台形の斜辺がほぼ径方向に向かうよう円環状に配列されている。正面側(リヤ側)から見てパワーモジュール9の直下に位置するヒートシンク冷却フィン31aが径方向に向かうように配列している。
ヒートシンク31には、それぞれ径方向に延在して放射状に配設された複数のフィン31aが、複数のパワーモジュールの側に、複数のパワーモジュール9,9,・・・に対向して設けられている。
また、図3に例示のように、複数のフィン31a間を、遠心ファン21F,21Rの回転によって生じる冷却風が、径方向中心に向けて流れるように構成されている。
The power module 9 and the field module 10 have a structure in which a switching element or the like is mounted on a lead frame for wiring and the whole is resin-molded. Each power module 9 is configured in a trapezoidal shape, and is arranged in an annular shape so that the hypotenuse of the trapezoid is directed substantially in the radial direction. The heat sink cooling fins 31a located immediately below the power module 9 when viewed from the front side (rear side) are arranged so as to be directed in the radial direction.
The heat sink 31 is provided with a plurality of fins 31a radially extending in the radial direction, facing the plurality of power modules 9, 9,... On the side of the plurality of power modules. ing.
In addition, as illustrated in FIG. 3, the cooling air generated by the rotation of the centrifugal fans 21 </ b> F and 21 </ b> R flows between the plurality of fins 31 a toward the radial center.

図2,図4に例示のように、円環状に配列された複数のパワーモジュール9,9,9,9,・・・の各々は、軸方向に見た形状が非等脚の台形であり、非等脚の台形の各々のパワーモジュールの上底9TBが径方向内側に、下底9LBが径方向外側に、それぞれ位置している。非等脚の台形の各々のパワーモジュールの一方の脚9LP1の傾斜度と他方の脚9LP2の傾斜度とが異なっており、図示の例では、一方の脚9LP1の傾斜度は0°、他方の脚9LP2の傾斜度は約−45°である。   As shown in FIGS. 2 and 4, each of the plurality of power modules 9, 9, 9, 9,... Arranged in an annular shape is a trapezoid whose shape in the axial direction is non-equal. The upper base 9TB of each of the power modules of the non-equal trapezoidal shape is located on the radially inner side, and the lower base 9LB is located on the radially outer side. The slope of one leg 9LP1 and the slope of the other leg 9LP2 of each power module of an unequal leg trapezoid are different. In the illustrated example, the slope of one leg 9LP1 is 0 °, The inclination of the leg 9LP2 is about −45 °.

相隣るパワーモジュールの前記一方の脚9LP1と前記他方の脚9LP2とが、径方向に延在する隙間9g9を介して対向し、この隙間9g9は、その径方向内端から径方向外端に亘る間隔が、図2,図4に図示のようにほぼ同じである。従って、複数のパワーモジュール9,9,・・・のスペースファクタが良くなり、径方向の小型化が可能となる。
なお、相隣るパワーモジュールの前記一方の脚9LP1と前記他方の脚9LP2とが、径方向に延在する隙間9g9を介して対向し、この隙間9g9は、その径方向内端から径方向外端に亘る間隔が、図2,図4に図示のようにほぼ同じである構造を形成できれば、必ずしも、一方の脚9LP1の傾斜度は0°とし他方の脚9LP2の傾斜度は約−45°としなくても、一方の脚9LP1の傾斜度を約+45°、他方の脚9LP2の傾斜度0°としてもよく、また、45°±α、0°±αとしてもよい。
The one leg 9LP1 and the other leg 9LP2 of the adjacent power modules face each other via a gap 9g9 extending in the radial direction, and this gap 9g9 extends from the radially inner end to the radially outer end. Spacing is substantially the same as shown in FIGS. Therefore, the space factor of the plurality of power modules 9, 9,... Is improved, and the radial size can be reduced.
Note that the one leg 9LP1 and the other leg 9LP2 of the adjacent power modules face each other through a gap 9g9 extending in the radial direction, and the gap 9g9 is radially outward from the radially inner end. If the structure in which the distance between the ends is substantially the same as shown in FIGS. 2 and 4 can be formed, the inclination of one leg 9LP1 is necessarily 0 ° and the inclination of the other leg 9LP2 is about −45 °. However, the inclination of one leg 9LP1 may be about + 45 °, and the inclination of the other leg 9LP2 may be 0 °, or may be 45 ° ± α and 0 ° ± α.

Bラインターミナルとも言われるバッテリ側共通ターミナル32と、GNDラインターミナルとも言われる接地側共通ターミナル33は、ケース14の内側に、軸方向に平行をなして配置され、各パワーモジュール9,9,・・・の各々のB端子と言われる電源端子9aとGND端子と言われる電源単位9bに溶接等でそれぞれ接合される。各パワーモジュール9,9,・・・のB端子(電源端子)9aとGND端子(電源端子)9bの溶接個所は制御基板17の下側(フロント側)で接合され、各パワーモジュール9,9,・・・の信号端子9cは制御基板に接続される。   The battery side common terminal 32, also referred to as the B line terminal, and the ground side common terminal 33, also referred to as the GND line terminal, are arranged inside the case 14 in parallel in the axial direction, and each power module 9, 9,. .. are joined by welding or the like to a power supply terminal 9a called a B terminal and a power supply unit 9b called a GND terminal. The welding location of the B terminal (power supply terminal) 9a and the GND terminal (power supply terminal) 9b of each power module 9, 9,... Is joined to the lower side (front side) of the control board 17, ,... Are connected to the control board.

非等脚の台形の各々のパワーモジュール9,9,・・・の各々の電源端子9a,9bは、それぞれ上底9TBに、周方向および軸方向に位置的にずれて、設けられている。
非等脚の台形の各々のパワーモジュール9,9,・・・の各々の複数の信号端子の列9cは、それぞれ下底9LBに設けられている。
The power terminals 9a, 9b of the power modules 9, 9,... Of the non-equal trapezoidal shape are respectively provided on the upper base 9TB so as to be displaced in the circumferential direction and the axial direction.
A plurality of signal terminal rows 9c of each of the power modules 9, 9,... Of the non-equal trapezoidal shape are respectively provided on the lower base 9LB.

バッテリ側共通ターミナル32および接地側共通ターミナル33は、軸方向に見た形状が何れもU字状であり、周方向に円環状に配列された複数のパワーモジュール9,9,・に囲まれる空間31s内に、絶縁して配設されている。
バッテリ側共通ターミナル32は、コネクティングターミナル18aと同電位(B電圧あるいはバッテリ電圧)であり、ケース14の外部へ延在するBラインターミナル外部接続端子320に接続されている。
接地側共通ターミナル33は、リヤブラケット5と同電位(GND電位あるいは接地電位)であり、ケース14の外部へ延在するBラインターミナル外部接続端子320に接続されている。
接地側共通ターミナル33およびバッテリ側共通ターミナル32は、軸方向に平行に配設され、前記接地側共通ターミナルに流れる電流の方向と前記バッテリ側共通ターミナルに流れる電流の方向とが逆向きである。
The battery-side common terminal 32 and the ground-side common terminal 33 are both U-shaped when viewed in the axial direction, and are surrounded by a plurality of power modules 9, 9,. Insulated in 31s.
The battery side common terminal 32 is at the same potential (B voltage or battery voltage) as the connecting terminal 18 a and is connected to a B line terminal external connection terminal 320 extending to the outside of the case 14.
The ground side common terminal 33 has the same potential as the rear bracket 5 (GND potential or ground potential), and is connected to the B line terminal external connection terminal 320 extending to the outside of the case 14.
The ground side common terminal 33 and the battery side common terminal 32 are arranged in parallel to the axial direction, and the direction of the current flowing through the ground side common terminal is opposite to the direction of the current flowing through the battery side common terminal.

第2のセンブリ30の組立後、第1のアセンブリ40のリヤブラケット5のリヤ側に第2のセンブリ30が装着され、その後保護カバー15が搭載される。   After the assembly of the second assembly 30, the second assembly 30 is mounted on the rear side of the rear bracket 5 of the first assembly 40, and then the protective cover 15 is mounted.

以上のように本実施の形態1によれば、パワーモジュールを台形形状で構成し、台形の斜辺部をほぼ径方向に向かうよう円環状に配列したことで、デットスペースが減りパワーモジュールを外径方向へ配置でき、パワーモジュール下のヒートシンク冷却フィンが径方向に向かうように配列しているので、ヒートシンク冷却フィンが等ピッチで効率よく配置でき、パワーモジュールが効率よく冷却される。
また、ヒートシンク冷却フィンが径方向に向かうように配列されるので、冷却風が中心へ向かって効率よく導入され、冷却性が向上できる。
また全てパワーモジュールが同形状で構成しているので、コスト低減できる。
As described above, according to the first embodiment, the power module is configured in a trapezoidal shape, and the oblique sides of the trapezoid are arranged in an annular shape so as to be directed substantially in the radial direction, thereby reducing the dead space and reducing the outer diameter of the power module. Since the heat sink cooling fins below the power module are arranged in the radial direction, the heat sink cooling fins can be efficiently arranged at an equal pitch, and the power module is efficiently cooled.
Further, since the heat sink cooling fins are arranged so as to be directed in the radial direction, the cooling air is efficiently introduced toward the center, and the cooling performance can be improved.
Moreover, since all the power modules are configured in the same shape, the cost can be reduced.

実施の形態2.
以下、本発明の実施の形態2を説明する。図5はインバータアセンブリ(第2のアセンブリ)を、保護カバーを取り外した状態で、正面側(リヤ側)から見た正面図である。ただし、実施の形態1の構成要素と類似要素には同符号を付す。基本的な構成は実施の形態1と同様であるので説明を省く。
Embodiment 2. FIG.
The second embodiment of the present invention will be described below. FIG. 5 is a front view of the inverter assembly (second assembly) viewed from the front side (rear side) with the protective cover removed. However, constituent elements and similar elements in the first embodiment are given the same reference numerals. Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted.

制御装置の各パワーモジュール9,9,・・の各々の複数の信号端子の列9cは、図5に例示のように、周方向に一列に構成され、全てのパワーモジュールの信号端子9cが、インバータ機能を有する第2のアセンブリ30のケース14の外壁側(台形の底辺)に配置されている。   As shown in FIG. 5, a plurality of signal terminal rows 9c of each of the power modules 9, 9,... Of the control device are arranged in a row in the circumferential direction, and the signal terminals 9c of all the power modules are The second assembly 30 having an inverter function is disposed on the outer wall side (the trapezoid base) of the case 14.

以上のように本実施の形態2によれば、信号端子9cをケースの外壁側に配置したので、制御基板の部品搭載が有効に活用できる。また制御基板の部品搭載面積が有効に活用できるので、インバータを小型化できる。   As described above, according to the second embodiment, since the signal terminal 9c is arranged on the outer wall side of the case, the component mounting of the control board can be effectively utilized. Moreover, since the component mounting area of the control board can be used effectively, the inverter can be downsized.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、組み合わせ、変形、省略することができる。
なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
In the present invention, the embodiments can be appropriately combined, modified, and omitted within the scope of the invention.
In addition, in each figure, the same code | symbol shows the same or equivalent part.

1 回転電機、2 回転子、2a 界磁巻線、3 固定子、3a 三相固定子巻線、
3b 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、
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 非等脚の台形状のパワーモジュール、
9a パワーモジュールのB端子(電源端子)、b パワーモジュールのGND端子(電源端子)、9c パワーモジュールの信号端子、9LB 非等脚の台形状のパワーモジュールの下底、9LP1 非等脚の台形状のパワーモジュールの一方の脚、
9LP2 非等脚の台形状のパワーモジュールの他方の脚、9TB 非等脚の台形状のパワーモジュールの上底、9g9 パワーモジュール間の隙間、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 ケースにインサート成形されたターミナル、15 カバー、16 ブラシ、16a ブラシホルダ、17 制御基板、18 コネクティングボード、18a コネクティングターミナル、19a コネクティングボードにインサートされたターミナルのステータコイル側との接続箇所、19b コネクティングボードにインサートされたターミナルのパワーモジュール側との接続箇所、20 コンデンサ、21F フロント側ファン、21R リヤ側ファン、30 インバータアセンブリ(第2のアセンブリ)、31 ヒートシンク、
31a ヒートシンク冷却フィン、31s パワーモジュールに囲まれる空間、32 Bラインターミナル(バッテリ側共通ターミナル)、320 Bラインターミナル外部接続端子、33 GNDラインターミナル(接地側共通ターミナル)、330 GNDラインターミナル外部接続端子、40 モータアセンブリ(第1のアセンブリ)
1 rotating electrical machine, 2 rotor, 2a field winding, 3 stator, 3a three-phase stator winding,
3b Stator lead wire, 4 front bracket, 5 rear bracket,
6 magnetic pole position detection sensor, 6a sensor stator, 6b sensor rotor,
7 bearings, 8 bearings, 9 non-regular trapezoidal power modules,
9a Power module's B terminal (power supply terminal), b Power module's GND terminal (power supply terminal), 9c Power module's signal terminal, 9LB Lower base of power module with non-equal legs, 9LP1 One leg of the power module,
9LP2 The other leg of the trapezoidal power module with an unequal leg, the upper base of the 9TB trapezoidal power module with an unequal leg, the gap between the 9g9 power modules, the 10 field module,
11 Rotating shaft, 12 Pulley, 13 Slip ring, 14 Case, 14a Insert-molded terminal, 15 Cover, 16 Brush, 16a Brush holder, 17 Control board, 18 Connecting board, 18a Connecting terminal, 19a Inserting into connecting board 19b connecting terminal to the stator coil side, 19b connecting terminal terminal to the power module side, 20 capacitor, 21F front fan, 21R rear fan, 30 inverter assembly (second assembly) ), 31 heat sink,
31a Heat sink cooling fin, space surrounded by 31s power module, 32 B line terminal (battery side common terminal), 320 B line terminal external connection terminal, 33 GND line terminal (ground side common terminal), 330 GND line terminal external connection terminal 40 Motor assembly (first assembly)

Claims (9)

固定子と回転子とを有するモータの第1のアセンブリ、および前記モータを制御する制御装置の第2のアセンブリを備え、前記第1のアセンブリと前記第2のアセンブリとが一体に同軸状に組み付けられた制御装置一体型回転電機であって、
前記制御装置は、前記モータに電力を供給する複数のパワーモジュールと、これら複数のパワーモジュールを冷却するヒートシンクとを有し、
前記複数のパワーモジュールは周方向に円環状に配列され、
前記複数のパワーモジュールの各々は軸方向に見た形状が非等脚の台形であり、
前記非等脚の台形の各々のパワーモジュールの上底が径方向内側に、下底が径方向外側に、それぞれ位置し、
前記非等脚の台形の各々のパワーモジュールの一方の脚の傾斜度と他方の脚の傾斜度とが異なっており、
前記非等脚の台形の各々のパワーモジュールの周方向の向きが同じであり、
相隣るパワーモジュールの前記一方の脚と前記他方の脚とが径方向に延在する隙間を介して対向しており
前記隙間の、その径方向内端から径方向外端に亘る間隔が同じであり、
前記ヒートシンクには、それぞれ径方向に延在して放射状に配設された複数のフィンが、前記複数のパワーモジュールの側に前記複数のパワーモジュールに対向して設けられている
ことを特徴とする制御装置一体型回転電機。
A first assembly of a motor having a stator and a rotor, and a second assembly of a control device for controlling the motor, wherein the first assembly and the second assembly are integrally and coaxially assembled. A controller-integrated rotating electrical machine,
The control device includes a plurality of power modules that supply power to the motor, and a heat sink that cools the plurality of power modules,
The plurality of power modules are arranged in an annular shape in the circumferential direction,
Each of the plurality of power modules is a trapezoid with a non-regular shape when viewed in the axial direction,
The upper base of each power module of the trapezoidal unequal leg is located on the radially inner side and the lower base is located on the radially outer side, respectively.
The inclination of one leg of each power module of the trapezoid of the non-equal leg is different from the inclination of the other leg,
The circumferential direction of each power module of the non-equal leg trapezoid is the same,
The one leg and the other leg of the adjacent power modules are opposed to each other through a gap extending in the radial direction,
The gap has the same distance from the radially inner end to the radially outer end,
The heat sink is provided with a plurality of fins radially extending in a radial direction and provided on the side of the plurality of power modules so as to face the plurality of power modules. Controller-integrated rotating electrical machine.
前記複数のフィン間を、冷却風が径方向中心に向けて流れることを特徴とする請求項1に記載の制御装置一体型回転電機。     The controller-integrated rotating electrical machine according to claim 1, wherein cooling air flows between the plurality of fins toward a radial center. 前記隙間、その径方向内端から径方向外端に亘って直線状に延在していることを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置一体型回転電機。 The gap is, controller-integrated electric rotating machine according to claim 1 or 2, characterized that you have linearly extending What Wataru from its radially inner end to the radially outer end. 前記複数のパワーモジュールの各々が、その複数の信号端子の列を、前記下底に有していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の制御装置一体型回転電機。 Each of the plurality of power modules, controller-integrated electric rotating machine according to any one of claims 1 to 3 in which the columns of the plurality of signal terminals, characterized that you have had the lower base . 前記複数のパワーモジュールの各々の前記信号端子の列が周方向に一列であることを特徴とする請求項4に記載の制御装置一体型回転電機。 Controller-integrated electric rotating machine according to claim 4, rows of said signal terminals of each of the plurality of power modules and wherein a row der Rukoto circumferentially. 前記複数のパワーモジュールの各々が、その対を成す電源端子を、前記上底に有していることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の制御装置一体型回転電機。 Wherein each of the plurality of power modules, a power supply terminal and forming a pair, controller-integrated electric rotating machine according to claim 1, any one of 4, wherein that you have had the upper base. 前記複数のパワーモジュールの各々の対を成す電源端子の接地側端子が接地側共通ターミナルに接続され、前記複数のパワーモジュールの各々の前記対を成す電源端子のバッテリ側端子がバッテリ側共通ターミナルに接続されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の制御装置一体型回転電機。 The ground-side terminal of the power supply terminal forming the each of the pair of the plurality of power modules is connected to the ground side common terminal, said plurality of power modules each power supply terminal said pair of battery-side terminal battery side common terminal The controller-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 1 to 6, wherein the controller-integrated dynamoelectric machine is connected to the controller. 前記接地側共通ターミナルおよび前記バッテリ側共通ターミナルが、周方向に円環状に配列された前記複数のパワーモジュールに囲まれる空間内に絶縁して配設されていることを特徴とする請求項に記載の制御装置一体型回転電機。 The ground-side common terminal and the battery side common terminal is insulated from it is arranged in a space surrounded by the plurality of power modules arranged annularly in the circumferential direction in claim 7, wherein The controller-integrated rotating electrical machine described. 前記接地側共通ターミナルおよび前記バッテリ側共通ターミナルが、軸方向に平行に配設され、前記接地側共通ターミナルに流れる電流の方向と前記バッテリ側共通ターミナルに流れる電流の方向とが逆向きであることを特徴とする請求項7または8に記載の制御装置一体型回転電機。 The ground-side common terminal and the battery side common terminal is disposed in parallel to the axial direction, and the direction of the current flowing in the direction of the current flowing to the ground side common terminal wherein the battery side common terminal is Ru opposite der The controller-integrated dynamoelectric machine according to claim 7 or 8.
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