JP7109587B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
複数相の巻線を備えた固定子と、
前記固定子の径方向内側に配置された回転子と、
前記回転子の磁極に具備したファンと、
前記回転子と一体回転する回転軸と、
前記固定子及び前記回転子を収容すると共に、前記回転軸を回転可能に支持するブラケットと、
前記巻線への通電をオンオフする電力用半導体素子を設けたパワーモジュールと、
前記パワーモジュールのヒートシンク固定面に熱的に接続されたヒートシンクと、
前記電力用半導体素子を制御する制御回路と、
前記ヒートシンクの配置空間において冷媒が流れる冷媒流路と、
前記冷媒流路を形成する流路構成部材と、
前記パワーモジュール及び前記制御回路を覆うカバーと、を備え、
前記電力用半導体素子の前記ヒートシンク固定面は、前記回転軸の径方向及び軸方向に延在し、
前記冷媒流路では、前記ヒートシンクの配置空間において径方向に前記冷媒が流れ、
前記流路構成部材は、軸方向における前記パワーモジュール及び前記ヒートシンクと、前記ブラケットとの間に配置され、前記パワーモジュール及び前記ヒートシンクを軸方向の一方側から支持し、
前記流路構成部材の支持面は、径方向内側の部分に対して、径方向外側の部分が、軸方向の他方側に突出しており、
前記パワーモジュール及び前記ヒートシンクは、径方向内側に向かうに従って、軸方向の一方側に移動するように、径方向に対して傾いて配置され、
前記カバーには、前記ヒートシンクの配置空間の径方向外側の部分に前記冷媒が流れるカバーの開口部が設けられており、
前記ブラケットの軸方向の他方側の壁部には、軸方向に貫通するブラケットの開口部が設けられ、
前記ファンは、前記ヒートシンクの配置空間を流れた冷媒を、前記ブラケットの開口部を通って軸方向の一方側に吸引し、
前記冷媒は、前記カバーの開口部を通って径方向内側に流れた後、前記ヒートシンクの配置空間において径方向内側に流れるに従って軸方向の一方側に移動し、その後、前記ブラケットの開口部を通って軸方向の一方側に流れるものである。
実施の形態1に係る回転電機100について図面を参照して説明する。図1は、回転電機100の斜視図である。図2は、回転電機100を、ヒートシンク110及び回転軸4の軸心Cを通る平面で切断した模式的な断面図である。図3は、1つのパワーモジュール160及びヒートシンク110の斜視図である。図4は、1つのパワーモジュール160に設けられた電力用半導体素子の回路図であり、図5は、パワーモジュール160及びヒートシンク110を径方向外側Y2から見た側面図である。
回転電機100は、回転電機本体部200を備えている。回転電機本体部200は、複数相の巻線を備えた固定子3と、固定子3の径方向内側Y1に配置された回転子6、回転子6と一体回転する回転軸4と、固定子3及び回転子6を収容すると共に、回転軸4を回転可能に支持するブラケットと、を備えている。
回転電機100は、回転電機本体部200に電力を供給する電力供給ユニット300を備えている。電力供給ユニット300は、回転電機本体部200のリア側Z2に配置され、回転電機本体部200に固定されている。電力供給ユニット300は、複数の電力用半導体素子を有し、直流電源と複数相の巻線との間で直流交流変換を行うインバータと、電力用半導体素子をオンオフ制御する制御回路170とを備えている。本実施の形態では、インバータは、電力用半導体素子を設けたパワーモジュール160により構成されている。また、電力供給ユニット300は、パワーモジュール160のヒートシンク固定面16に熱的に接続されたヒートシンク110と、ヒートシンク110の配置空間において、冷媒が流れる冷媒流路180と、を備えている。
パワーモジュール160及びヒートシンク110は、軸方向Zにおけるリア側ブラケット2と回路基板103(本例では、ケース102)との間の空間に配置されている。パワーモジュール160のヒートシンク固定面16は、径方向Y及び軸方向Zに延在している。冷媒流路180では、ヒートシンク110の配置空間において径方向Yに冷媒としての空気が流れる。なお、冷媒は、空気以外の媒体(例えば、冷却水)であってもよい。
次に、実施の形態2に係る回転電機100について説明する。上記の実施の形態1と同様の構成部分は説明を省略する。図6は、本実施の形態に係る回転電機100を、ヒートシンク110及び回転軸4の軸心Cを通る平面で切断した模式的な断面図である。
次に、実施の形態3に係る回転電機100について説明する。上記の実施の形態1と同様の構成部分は説明を省略する。図7及び図8は、本実施の形態に係る回転電機100を、ヒートシンク110及び回転軸4の軸心Cを通る平面で切断した模式的な断面図である。
Claims (10)
- 複数相の巻線を備えた固定子と、
前記固定子の径方向内側に配置された回転子と、
前記回転子の磁極に具備したファンと、
前記回転子と一体回転する回転軸と、
前記固定子及び前記回転子を収容すると共に、前記回転軸を回転可能に支持するブラケットと、
前記巻線への通電をオンオフする電力用半導体素子を設けたパワーモジュールと、
前記パワーモジュールのヒートシンク固定面に熱的に接続されたヒートシンクと、
前記電力用半導体素子を制御する制御回路と、
前記ヒートシンクの配置空間において冷媒が流れる冷媒流路と、
前記冷媒流路を形成する流路構成部材と、
前記パワーモジュール及び前記制御回路を覆うカバーと、を備え、
前記電力用半導体素子の前記ヒートシンク固定面は、前記回転軸の径方向及び軸方向に延在し、
前記冷媒流路では、前記ヒートシンクの配置空間において径方向に前記冷媒が流れ、
前記流路構成部材は、軸方向における前記パワーモジュール及び前記ヒートシンクと、前記ブラケットとの間に配置され、前記パワーモジュール及び前記ヒートシンクを軸方向の一方側から支持し、
前記流路構成部材の支持面は、径方向内側の部分に対して、径方向外側の部分が、軸方向の他方側に突出しており、
前記パワーモジュール及び前記ヒートシンクは、径方向内側に向かうに従って、軸方向の一方側に移動するように、径方向に対して傾いて配置され、
前記カバーには、前記ヒートシンクの配置空間の径方向外側の部分に前記冷媒が流れるカバーの開口部が設けられており、
前記ブラケットの軸方向の他方側の壁部には、軸方向に貫通するブラケットの開口部が設けられ、
前記ファンは、前記ヒートシンクの配置空間を流れた冷媒を、前記ブラケットの開口部を通って軸方向の一方側に吸引し、
前記冷媒は、前記カバーの開口部を通って径方向内側に流れた後、前記ヒートシンクの配置空間において径方向内側に流れるに従って軸方向の一方側に移動し、その後、前記ブラケットの開口部を通って軸方向の一方側に流れる回転電機。 - 数相の巻線を備えた固定子と、
前記固定子の径方向内側に配置された回転子と、
前記回転子の磁極に具備したファンと、
前記回転子と一体回転する回転軸と、
前記固定子及び前記回転子を収容すると共に、前記回転軸を回転可能に支持するブラケットと、
前記巻線への通電をオンオフする電力用半導体素子を設けたパワーモジュールと、
前記パワーモジュールのヒートシンク固定面に熱的に接続されたヒートシンクと、
前記電力用半導体素子を制御する制御回路と、
前記ヒートシンクの配置空間において冷媒が流れる冷媒流路と、を備え、
前記電力用半導体素子の前記ヒートシンク固定面は、前記回転軸の径方向及び軸方向に延在し、
前記冷媒流路では、前記ヒートシンクの配置空間において径方向に前記冷媒が流れ、
前記ヒートシンクは、径方向及び軸方向に延在し、前記ヒートシンク固定面に固定される板状の基礎部と、前記基礎部から前記ヒートシンク固定面とは反対側に突出した複数の突出部とを備えている回転電機。 - 前記複数の突出部のそれぞれは、軸方向に互いに間隔を空けて、周方向及び径方向に延在した板状に形成されている請求項2に記載の回転電機。
- 前記複数の突出部のそれぞれは、径方向内側に向かうに従って、軸方向の一方側に移動するように、径方向に対して傾いている請求項3に記載の回転電機。
- 前記制御回路は、板状の回路基板を備え、前記回路基板は、前記ブラケットの軸方向の他方側に間隔を空けて配置されると共に、前記回転軸の径方向及び周方向に延在し、
前記パワーモジュールと前記ヒートシンクとは、軸方向における前記ブラケットと前記回路基板との間の空間に配置されている請求項1から4のいずれか一項に記載の回転電機。 - 前記回転軸は、前記ブラケットから前記回路基板の軸方向の一方側の面まで、軸方向の他方側に延出している請求項5に記載の回転電機。
- 前記制御回路は、前記回路基板の軸方向の一方側を覆うケースを備え、前記ケースの軸方向の一方側の面が、前記冷媒が流れる流路を構成する請求項5又は6に記載の回転電機。
- 前記パワーモジュール及び前記制御回路を覆うカバーを更に備え、
前記カバーには、前記冷媒が流れる開口部が少なくとも1つ以上設けられている請求項2から4のいずれか一項に記載の回転電機。 - 前記冷媒流路を形成する流路構成部材を更に備え、
前記流路構成部材は、軸方向における前記パワーモジュール及び前記ヒートシンクと、前記ブラケットとの間に配置される請求項2から4のいずれか一項に記載の回転電機。 - 前記流路構成部材は、前記パワーモジュール及び前記ヒートシンクを軸方向の一方側から支持し、
前記流路構成部材の支持面は、径方向内側の部分に対して、径方向外側の部分が、軸方向の他方側に突出しており、
前記パワーモジュール及び前記ヒートシンクは、径方向内側に向かうに従って、軸方向の一方側に移動するように、径方向に対して傾いて配置されている請求項9に記載の回転電機。
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