JP7113945B1 - Rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
【課題】冷却液通路によるパワーモジュールの冷却性能を確保しつつ、軸方向の大きさを小型化した回転電機を得ること。【解決手段】回転軸、回転子、固定子、及びブラケットを設けたモータ部と、パワーモジュール、制御モジュール、及び冷却器を設けたインバータ部と、モータ部とインバータ部との間に配置され、一端が固定子巻線、他端がパワーモジュールに接続されたターミナルを有したコネクティングボードとを備え、冷却器は冷却液通路が形成された上蓋と冷却液通路の開口を塞ぐ下蓋とを有し、上蓋に設けられた上蓋ねじ穴と、上蓋ねじ穴に対向した下蓋に設けられた下蓋第一貫通孔と、下蓋第一貫通孔を通って上蓋ねじ穴に螺合された第一ねじとにより下蓋が上蓋に固定され、コネクティングボードは第一ねじの頭部に対向した部分にボード貫通孔またはボード凹部が設けられ、第一ねじの頭部はボード貫通孔またはボード凹部の内側に配置された部分を有する。【選択図】図1An object of the present invention is to obtain a rotating electric machine in which the size in the axial direction is reduced while ensuring the cooling performance of a power module by means of a coolant passage. A motor section having a rotating shaft, a rotor, a stator, and a bracket; an inverter section having a power module, a control module, and a cooler; A connecting board having terminals connected to a stator winding at one end and a power module at the other end, and a cooler having an upper lid in which a coolant passage is formed and a lower lid which closes the opening of the coolant passage. An upper lid screw hole provided in the upper lid, a lower lid first through hole provided in the lower lid facing the upper lid screw hole, and a lower lid first through hole screwed into the upper lid screw hole The lower cover is fixed to the upper cover by one screw, the connecting board is provided with a board through hole or a board recess in a portion facing the head of the first screw, and the head of the first screw is the board through hole or board recess. It has a portion located inside. [Selection drawing] Fig. 1
Description
本願は、回転電機に関するものである。 The present application relates to a rotating electric machine.
回転子及び固定子を有した回転電機本体であるモータ部と、パワー回路部を含み、モータ部に供給する電力を制御するインバータ部とが一体化された制御装置一体型の回転電機は、例えば、自動車等の車両に搭載されている。パワー回路部が備えるパワーモジュール及び界磁モジュール等を効果的に冷却するために、インバータ部には一般的に冷媒が流れる冷却液通路を備えた冷却器が設けられる。インバータ部とモータ部との間には、回転子が有した空冷ファンによって発生する冷却風を通すための風路が構成される。冷却器は風路に面するように設けられ、風路に向けて大きく突出させたフィンを冷却器に形成した構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 A controller-integrated rotating electrical machine in which a motor section, which is a rotating electrical machine main body having a rotor and a stator, and an inverter section that includes a power circuit section and controls power supplied to the motor section are integrated. , are installed in vehicles such as automobiles. In order to effectively cool the power module, the field module, and the like included in the power circuit section, the inverter section is generally provided with a cooler having a coolant passage through which a coolant flows. An air passage is formed between the inverter section and the motor section for passing cooling air generated by an air-cooling fan of the rotor. A cooler is provided so as to face an air passage, and a configuration is disclosed in which fins that protrude greatly toward the air passage are formed on the cooler (see, for example, Patent Document 1).
風路にフィンを突出させることで、パワーモジュール及び界磁モジュール等で生じた熱は冷却液通路とフィンとにより放熱される。冷却液通路とフィンとを備えたことで、パワーモジュール及び界磁モジュールを効率よく冷却することができる。 By protruding the fins into the air passage, heat generated in the power module, the field module, etc. is dissipated by the coolant passage and the fins. The power module and the field module can be efficiently cooled by providing the coolant passage and the fins.
上記特許文献1においては、風路に大きなフィンを設けたため、パワーモジュールを効率よく冷却することができる。しかしながら、インバータ部とモータ部との間の風路に大きなフィンを形成したため、インバータ部とモータ部との間の距離が広がるので、制御装置一体型の回転電機の軸方向の大きさが大きくなるという課題があった。また、大きなフィンを形成した構成で制御装置一体型の回転電機の軸方向の大きさを縮めるには、冷却器の軸方向の大きさを小さくすることになる。その場合、冷却液通路の軸方向の大きさが縮められることになる。フィンよりもパワーモジュールに近接して設けられ、パワーモジュールの冷却性能に大きく関わる冷却液通路の大きさが縮められると、パワーモジュールの冷却性能が悪化するという課題があった。
In
そこで、本願は、冷却液通路によるパワーモジュールの冷却性能を確保しつつ、軸方向の大きさを小型化した回転電機を得ることを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present application is to obtain a rotating electric machine in which the size in the axial direction is reduced while ensuring the cooling performance of the power module by means of the coolant passage.
本願に開示される回転電機は、回転軸と、界磁巻線が巻装された界磁コアを有して回転軸と一体回転する回転子と、界磁コアの径方向外側に配置され、固定子巻線が巻装された固定子コアを有した固定子と、界磁コア及び固定子コアの外側を覆うと共に軸受を介して回転軸の一端側及び他端側を保持したブラケットとを設けたモータ部と、固定子巻線への供給電流をオンオフするスイッチング素子を有したパワーモジュールと、スイッチング素子を制御する制御回路を有した制御モジュールと、パワーモジュールを冷却する冷却器とを設け、ブラケットの軸方向の他方側に配置され、ブラケットに固定されたインバータ部と、モータ部とインバータ部との間に少なくとも一部が配置され、一端が固定子巻線に接続され、他端がパワーモジュールに接続されたターミナル、及びターミナルを保持する保持部材を有し、保持部材がブラケットに固定されたコネクティングボードとを備え、冷却器は、軸方向の他方側の面にパワーモジュールが熱的に接続され、軸方向の一方側の面に軸方向の他方側に窪んだ冷却液通路が形成された上蓋と、冷却液通路の軸方向の一方側の開口を塞ぐ下蓋とを有し、上蓋の軸方向の一方側の面の外周部に設けられた上蓋ねじ穴と、上蓋ねじ穴に対向した下蓋の部分に設けられた下蓋第一貫通孔と、下蓋第一貫通孔を通って、上蓋ねじ穴に螺合された第一ねじとにより、下蓋が上蓋に固定され、コネクティングボードは、コネクティングボードの軸方向の他方側の面における第一ねじの頭部に対向した部分に、ボード貫通孔またはボード凹部が設けられ、第一ねじの頭部は、ボード貫通孔またはボード凹部の内側に配置された部分を有するものである。 A rotating electrical machine disclosed in the present application includes a rotating shaft, a rotor that has a field core wound with a field winding and rotates integrally with the rotating shaft, and is disposed radially outside the field core, A stator having a stator core wound with stator windings, and a bracket covering the outside of the field core and the stator core and holding one end side and the other end side of a rotating shaft via bearings. a power module having a switching element for turning on and off the current supplied to the stator winding; a control module having a control circuit for controlling the switching element; and a cooler for cooling the power module. , an inverter section arranged on the other side of the bracket in the axial direction and fixed to the bracket; a terminal connected to the power module; and a connecting board having a holding member that holds the terminal, the holding member being fixed to the bracket; an upper cover formed with a cooling liquid passage recessed on the other side in the axial direction on one side surface of the cooling liquid passage, and a lower cover closing the opening of the cooling liquid passage on one side in the axial direction, An upper lid screw hole provided in the outer peripheral portion of one side surface of the upper lid in the axial direction, a lower lid first through hole provided in the portion of the lower lid facing the upper lid screw hole, and a lower lid first through hole. The lower cover is fixed to the upper cover by the first screw threaded through the upper cover screw hole, and the connecting board is a portion facing the head of the first screw on the other side surface in the axial direction of the connecting board. is provided with a board through hole or board recess, and the head of the first screw has a portion located inside the board through hole or board recess.
本願に開示される回転電機によれば、回転軸、回転子、固定子、及びブラケットを設けたモータ部と、パワーモジュール、制御モジュール、及び冷却器を設けたインバータ部と、モータ部とインバータ部との間に配置され、一端が固定子巻線、他端がパワーモジュールに接続されたターミナルを有したコネクティングボードとを備え、冷却器は冷却液通路が形成された上蓋と冷却液通路の開口を塞ぐ下蓋とを有し、上蓋に設けられた上蓋ねじ穴と、上蓋ねじ穴に対向した下蓋に設けられた下蓋第一貫通孔と、下蓋第一貫通孔を通って上蓋ねじ穴に螺合された第一ねじとにより下蓋が上蓋に固定され、コネクティングボードは第一ねじの頭部に対向した部分にボード貫通孔またはボード凹部が設けられ、第一ねじの頭部はボード貫通孔またはボード凹部の内側に配置された部分を有するため、回転電機の軸方向の大きさを小型化することができる。また、冷却液通路の軸方向の大きさが縮められることなく回転電機は小型化されるので、冷却液通路によるパワーモジュールの冷却性能を確保することができる。 According to the rotating electric machine disclosed in the present application, a motor section provided with a rotating shaft, a rotor, a stator, and a bracket; an inverter section provided with a power module, a control module, and a cooler; the motor section and the inverter section; and a connecting board having a terminal connected to a stator winding at one end and a power module at the other end. The upper lid screw hole provided in the upper lid, the lower lid first through hole provided in the lower lid facing the upper lid screw hole, and the upper lid screw through the lower lid first through hole The lower cover is fixed to the upper cover by the first screw screwed into the hole, the connecting board is provided with a board through hole or a board recess in a portion facing the head of the first screw, and the head of the first screw is Since the rotary electric machine has a portion arranged inside the board through-hole or the board recess, the size of the rotary electric machine in the axial direction can be reduced. In addition, since the rotary electric machine is miniaturized without shrinking the size of the coolant passage in the axial direction, it is possible to ensure the cooling performance of the power module by the coolant passage.
以下、本願の実施の形態による回転電機を図に基づいて説明する。なお、各図において同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。 A rotating electric machine according to an embodiment of the present application will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding members and parts are denoted by the same reference numerals.
実施の形態1.
図1は実施の形態1に係る回転電機1の概略を示す断面図、図2はリヤカバー15を取り除いて回転電機1のインバータ部40の側を示す平面図、図3は回転電機1の固定子3とインバータ部40の接続を説明する断面図、図4は回転電機1のインバータ部40のモータ部30の側を示す平面図、図5は回転電機1のモータ部30のインバータ部40の側を示す平面図で、コネクティングボード18が取り付けられたリヤブラケット5を示す図、図6は実施の形態1に係る別の回転電機1の図3と同等の位置の断面図である。図2ではインバータ部40の内部の部品を破線で示している。回転電機1は、モータ部30とインバータ部40とを備えた制御装置一体型の回転電機1である。モータ部30は回転子2及び固定子3を有し、内燃機関(図示せず)を駆動する電動機として動作する。あるいは、モータ部30は内燃機関より駆動されて発電する発電機として機能する。インバータ部40はモータ部30の軸方向の他方側にモータ部30と並べて配置され、モータ部30に供給する電力を制御する。インバータ部40はモータ部30に固定され、モータ部30とインバータ部40とは一体化されている。
1 is a cross-sectional view showing an outline of the rotary
<モータ部30>
モータ部30は、回転軸11と、回転軸11と一体回転する回転子2と、回転子2の外側に配置された固定子3と、これらを収容すると共に回転軸11を回転自在に保持するブラケットとを備える。
<
The
回転子2は、界磁巻線2a、及び界磁巻線2aが巻装された界磁コア2bを有する。界磁コア2bの径方向外側に配置された固定子3は、複数相の固定子巻線3a、及び固定子巻線3aが巻装された固定子コア3bを有する。複数相の固定子巻線3aは、例えば、1組の3相巻線もしくは2組の3相巻線であるがこれらに限るものではなく、回転電機の種類に応じて設定される。ブラケットは、界磁コア2b及び固定子コア3bの外側を覆う。ブラケットは、フロントブラケット4及びリヤブラケット5を備える。フロントブラケット4は、軸受7を介して回転軸11の一端側を保持し、回転子2及び固定子3の一方側であるフロント側を覆う。リヤブラケット5は、軸受8を介して回転軸11の他端側を保持し、回転子2及び固定子3の他方側であるリヤ側を覆う。フロントブラケット4とリヤブラケット5とは、軸方向に間隔を空けて配置され、ボルト5aによって連結される。
The
回転軸11は、フロントブラケット4の貫通孔から突出した回転軸11の一端側の端部に、プーリ12を備える。プーリ12は、回転子2と外部の内燃機関(図示せず)の双方向でトルクを授受する。プーリ12と内燃機関とは、ベルト(図示せず)を介して連結される。回転軸11は、リヤブラケット5の貫通孔から突出した回転軸11の他端側にスリップリング13を備える。スリップリング13と界磁巻線2aとは電気的に接続されており、スリップリング13から界磁巻線2aに界磁電流が供給される。スリップリング13を摺設して界磁巻線2aに電流を供給するブラシ16は、ブラシホルダ16aに保持される。ブラシホルダ16aは、リヤカバー15が取り付けられる前のインバータ部40をモータ部30に装着した後、インバータ部40の中央に設けられた回転軸11が貫通する空間に配置される。ブラシホルダ16aはインバータ部40に固定される。
The rotating
回転子2の界磁コア2bのフロント側の端面に空冷ファン20が固定される。回転子2の界磁コア2bのリヤ側の端面に空冷ファン21が固定される。空冷ファン20と空冷ファン21とは、回転子2と一体回転する。空冷ファン20と空冷ファン21の回転に伴って冷却風が発生し、ブラケットの内部を冷却する。また、インバータ部40の冷却器37とリヤブラケット5との間には冷却気体通路22となる隙間部分が設けられ、冷却風は冷却気体通路22を通過して冷却器37を冷却する。
An
磁極位置検出センサー6は、センサーステータ6aとセンサーロータ6bとから構成される。回転軸11は、リヤブラケット5から突出した回転軸11の他端側でスリップリング13と軸受8との間にセンサーロータ6bを備える。センサーロータ6bは回転軸11と一体回転し、鉄心で形成される。センサーステータ6aは、センサーロータ6bと同軸に配置され、インバータ部40の上蓋31に設けられる。磁極位置検出センサー6は、センサーロータ6bの位置から回転軸11すなわち回転子2の磁極位置を検出する。
The magnetic pole
<インバータ部40>
インバータ部40は、モータ部30に電力を供給するパワーモジュール9及び界磁モジュール10と、パワーモジュール9及び界磁モジュール10を制御する制御モジュール17と、パワーモジュール9及び界磁モジュール10を冷却する冷却器37と、パワーモジュール9とモータ部30とを電気的に接続するターミナル14aを備えたケース14と、これらの部材をリヤ側及び径方向外側から覆うリヤカバー15とを備える。インバータ部40は、リヤブラケット5の軸方向の他方側に配置され、リヤブラケット5に固定される。本実施の形態では、インバータ部40は6個のパワーモジュール9を有しているが、パワーモジュール9の個数はこれに限るものではない。
<
The
パワーモジュール9は、スイッチング素子と周辺回路とを備える。スイッチング素子は電気配線を形成するリードフレーム上に配置され、周辺回路と共に樹脂材で封止される。パワーモジュール9が備えるAC端子9a、グランド端子9b、入力端子9c、及び制御端子9dは、樹脂材から露出して設けられる。AC端子9aは、ターミナル14a及びターミナル19を介して固定子口出し線3cと接続される。入力端子9cは、外部の直流電源に接続される。スイッチング素子は駆動時に直流電源から固定子巻線3aへの供給電流をオンオフし、固定子巻線3aへ固定子電流を供給する。スイッチング素子は、発電時に固定子電流の整流を行う。パワーモジュール9は、冷却器37の上蓋31の軸方向の他方側の面に配置され、上蓋31に熱的に接続される。
The
界磁モジュール10は、スイッチング素子と周辺回路とを備える。スイッチング素子は電気配線を形成するリードフレーム上に配置され、周辺回路と共に樹脂材で封止される。界磁モジュール10が備える端子10a、グランド端子10b、端子10c、及び制御端子10dは、樹脂材から露出して設けられる。端子10aは、ターミナル14bとブラシ16とスリップリング13を介して界磁巻線2aと接続される。グランド端子10bは、上蓋31と電気的に接続される。端子10cは、外部の直流電源に接続される。スイッチング素子は、界磁巻線2aへの供給電流をオンオフして界磁電流を制御する。界磁モジュール10は、冷却器37の上蓋31の軸方向の他方側の面に配置され、上蓋31に熱的に接続される。
The
制御モジュール17は、パワーモジュール9及び界磁モジュール10を制御する制御回路を備える。制御モジュール17は、例えば、電子部品が実装された基板で設けられる。制御モジュール17は、パワーモジュール9及び界磁モジュール10よりも軸方向の他方側に、パワーモジュール9及び界磁モジュール10とは間隔を空けて配置される。パワーモジュール9の制御端子9d及び界磁モジュール10の制御端子10dは、制御モジュール17に接続される。磁極位置検出センサー6の信号配線は、制御モジュール17に接続される。
The
冷却器37は、上蓋31と、下蓋32と、冷媒給排部であるニップル33とを備える。上蓋31には、軸方向の他方側の面にパワーモジュール9及び界磁モジュール10が熱的に接続され、軸方向の一方側の面に軸方向の他方側に窪んだ冷却液通路31aが形成される。板状に形成された下蓋32は、冷却液通路31aの軸方向の一方側の開口を塞ぐように設けられる。図1に示すように、上蓋31の軸方向の一方側の面の外周部に設けられた上蓋ねじ穴31cと、上蓋ねじ穴31cに対向した下蓋32の部分に設けられた下蓋第一貫通孔32aと、下蓋第一貫通孔32aを通って、上蓋ねじ穴31cに螺合された第一ねじ34とにより、下蓋32が上蓋31に固定される。下蓋32を上蓋31に固定することで、流路36は密封される。図4において、破線で囲まれたハッチングの箇所が冷却器37において冷媒の流れる部分であり、ニップル33の内側部分及び流路36である。なお、流路36の周囲にシール剤を配置しても構わない。
The cooler 37 includes an
上蓋31と下蓋32は、アルミニウム等の金属材料で作製される。ニップル33は上蓋31の側面に設けられ、冷却液通路31aと下蓋32とに囲まれた流路36に冷媒を供給及び排出する。冷媒には、例えば水、不凍液、またはエチレングリコール液が使用される。上蓋31は冷媒によって冷却され、上蓋31に熱的に接続されたパワーモジュール9及び界磁モジュール10も冷媒によって冷却される。冷却器37を上蓋31と下蓋32とに分離させて構成している理由を説明する。円弧状の冷却液通路31aを一体的な構造で形成する場合、中子を利用して鋳造により生産することは可能であるが、このような製造方法は高価で生産性が悪い。また、円弧状の冷却液通路31aは中ぐり切削も困難である。そのため、冷却器37を上蓋31と下蓋32とに分離させて構成している。
The
ケース14は、パワーモジュール9、界磁モジュール10、及び制御モジュール17の周囲を径方向外側から取り囲んで設けられる。ケース14は、絶縁性を備えた樹脂材で作製される。樹脂材は、例えばポリフェニレンサルファイドである。ケース14は、図2に示すように、他端側でパワーモジュール9と電気的に接続され、一端側がケース14から突出したターミナル14aを備える。ターミナル14aは、パワーモジュール9とモータ部30とを接続するための端子である。ターミナル14aは、ケース14に一体的にインサート成形して設けられる。
The
<固定子3とインバータ部40の接続構成>
固定子3とインバータ部40との電気的な接続の構成について説明する。回転電機1は、図5に示すように、モータ部30とインバータ部40との間に少なくとも一部が配置されたコネクティングボード18を備える。コネクティングボード18は、ターミナル19及び保持部材18aを有する。ターミナル19は、ターミナルを保持する保持部材18aにインサート成形されている。ターミナル19は、一端である接続箇所19aが固定子巻線3aに接続され、他端である接続箇所19bがパワーモジュール9に接続される。コネクティングボード18は、第二ねじ35により保持部材18aの部分でリヤブラケット5に固定される。
<Connection Configuration Between
A configuration of electrical connection between the
接続の詳細を図3により説明する。固定子巻線3aの端部である固定子口出し線3cは、リヤブラケット5のインバータ部40の側の壁面を貫通する。固定子口出し線3cは、コネクティングボード18を軸方向の一方側から他方側に貫通する。コネクティングボード18から軸方向の他方側に突出した固定子口出し線3cの部分は、ターミナル19の接続箇所19aに、例えば溶接により接続される。この接続後に、リヤカバー15を取り付ける前のインバータ部40がリヤブラケット5の軸方向のリヤ側に装着される。下蓋32は、下蓋32の軸方向の一方側の面における固定子口出し線3cの突出部及びターミナル19の接続箇所19aに対向した部分に、下蓋第二貫通孔32bが設けられる。上蓋31は、下蓋第二貫通孔32bに連通し、軸方向の他方側に窪んだ穴部31bを有する。穴部31bは、図4に示すように、流路36の配置を妨げない箇所に設けられる。固定子口出し線3cの突出部及びターミナル19の接続箇所19aは、図3に示すように、下蓋第二貫通孔32bを貫通し、穴部31bの内側に配置された部分を有する。
Details of connection will be described with reference to FIG. A
このように構成することで、穴部31bを設けない場合と比較して回転電機1の軸方向の大きさが短縮されるので、回転電機1を小型化することができる。また、穴部31bを設けることで、冷却器37を軽量化することができる。
With this configuration, the size of the rotary
ケース14が備えたターミナル14aの一端側とターミナル19の接続箇所19bとは、ねじ19cにより接続される。パワーモジュール9のAC端子9aとターミナル14aの他端側とは、例えば溶接により接合される。図2に示すように、パワーモジュール9のグランド端子9bは、上蓋31にねじ(図示せず)により固定される。グランド端子9bと上蓋31とは電気的に接続され、上蓋31はグランドになる。
One end side of the terminal 14a provided in the
<第一ねじ34の配置>
本願の要部である第一ねじ34の配置について説明する。コネクティングボード18は、コネクティングボード18の軸方向の他方側の面における第一ねじ34の頭部に対向した部分に、ボード貫通孔またはボード凹部が設けられる。第一ねじ34の頭部は、ボード貫通孔またはボード凹部の内側に配置された部分を有する。本実施の形態では、図5に示すように、5つのボード貫通孔18bがコネクティングボード18に設けられ、図1に示すように、第一ねじ34の頭部がボード貫通孔18bの内側に配置されている。ボード貫通孔18bはターミナル19をインサート成形する際に同時に保持部材18aに設けてもよいし、成形後に機械加工により設けても構わない。ボード貫通孔18bではなくボード凹部でも構わないが、貫通孔は凹部のように深さを考慮して作製する必要がないため、凹部ではなく貫通孔としたほうが作製は容易である。
<Arrangement of
Arrangement of the
このように構成することで、回転電機1の軸方向の大きさが短縮されるので、回転電機1を小型化することができる。また、冷却液通路31aの軸方向の大きさが縮められることなく回転電機1は小型化されるので、冷却液通路31aによるパワーモジュール9の冷却性能を確保することができる。
By configuring in this way, the size of the rotating
また、冷却器37は、図3に示すように、コネクティングボード18の軸方向の他方側に対して隙間38を空けて配置されている。回転電機1は、例えば図5において、矢印で示した方向が地方向となるように配置される。冷却器37とコネクティングボード18との間に隙間38を設けることで回転電機1が被水しても隙間38から容易に排水できるので、回転電機1の排水性を向上させることができる。回転電機1の排水性が向上するので、固定子3とインバータ部40との接続箇所に水が溜まることがないため、接続箇所に生じる電食を抑制することができる。また、インバータ部40とブラケットとの絶縁性を確保することができる。
3, the cooler 37 is arranged with a
また、図6に示すように、下蓋32の軸方向の一方側の面にフィン39を設けても構わない。フィン39は、回転電機1の軸方向の大きさが拡大しないように、下蓋32の軸方向の一方側においてがコネクティングボード18と対向していない下蓋32の部分に設けられる。フィン39を設けること、パワーモジュール9をさらに効率よく冷却することができる。また、冷却風からフィン39に熱を吸収させて冷却風の温度を安定させることができるので、モータ部30を効率的に冷却することができる。
Further, as shown in FIG. 6, a
以上のように、実施の形態1による回転電機1において、回転軸11、回転子2、固定子3、及びブラケットを設けたモータ部30と、パワーモジュール9、制御モジュール17、及び冷却器37を設けたインバータ部40と、モータ部30とインバータ部40との間に配置され、接続箇所19aが固定子巻線3a、接続箇所19bがパワーモジュール9に接続されたターミナル19を有したコネクティングボード18とを備え、冷却器37は冷却液通路31aが形成された上蓋31と冷却液通路31aの開口を塞ぐ下蓋32とを有し、上蓋31に設けられた上蓋ねじ穴31cと、上蓋ねじ穴31cに対向した下蓋32に設けられた下蓋第一貫通孔32aと、下蓋第一貫通孔32aを通って上蓋ねじ穴31cに螺合された第一ねじ34とにより下蓋32が上蓋31に固定され、コネクティングボード18は第一ねじ34の頭部に対向した部分にボード貫通孔18bまたはボード凹部が設けられ、第一ねじ34の頭部はボード貫通孔18bまたはボード凹部の内側に配置された部分を有するため、回転電機1の軸方向の大きさを小型化することができる。また、冷却液通路31aの軸方向の大きさが縮められることなく回転電機1は小型化されるので、冷却液通路31aによるパワーモジュール9の冷却性能を確保することができる。
As described above, in the rotary
固定子口出し線3cの突出部及びターミナルの接続箇所19aが下蓋第二貫通孔32bを貫通し、穴部31bの内側に配置された部分を有する場合、回転電機1の軸方向の大きさが短縮されるので、回転電機1を小型化することができる。また、冷却器37がコネクティングボード18の軸方向の他方側に対して隙間38を空けて配置されている場合、回転電機1が被水しても隙間38から容易に排水することができるので、固定子3とインバータ部40との接続箇所に水が溜まることがないため、接続箇所に生じる電食を抑制することができる。
When the projecting portion of the
実施の形態2.
実施の形態2に係る回転電機1について説明する。図7は実施の形態2に係る回転電機1の要部を示す断面図で、第一ねじ34と周囲の部分を示した図ある。実施の形態2に係る回転電機1は、ボード貫通孔18bが実施の形態1とは異なる構成になっている。
A rotating
第一ねじ34の頭部は、ボード貫通孔またはボード凹部に嵌合している。本実施の形態では、第一ねじ34の頭部がボード貫通孔18bの内側に嵌合して配置されている。ボード貫通孔18bの大きさは、第一ねじ34の頭部が嵌め合える大きさに作製される。
The head of the
以上のように、実施の形態2による回転電機1において、第一ねじ34の頭部はボード貫通孔18bに嵌合しているため、第一ねじ34の頭部とボード貫通孔18bとの嵌め合いをインバータ部40のモータ部30に対する位置決めに使用することができる。第一ねじ34の頭部とボード貫通孔18bとの嵌め合いをインバータ部40の位置決めに使用できるので、回転電機1の位置決めに用いる部品点数を削減することができる。回転電機1の部品点数を削減できるので、回転電機1の生産性を向上させることができる。
As described above, in the rotary
実施の形態3.
実施の形態3に係る回転電機1について説明する。図8は実施の形態3に係る回転電機1のインバータ部40のモータ部30の側を示す平面図、図9は回転電機1の要部を示す断面図、図10は回転電機1の下蓋32を示す平面図で、下蓋32の軸方向の一方側を示す図、図11は図10のA-A断面位置で切断した下蓋32の要部断面図である。実施の形態3に係る回転電機1は、下蓋32が下蓋凹部32cを備えた構成になっている。
A rotating
図9に示すように、リヤブラケット5の軸方向の他方側の面に設けられたブラケットねじ穴5bと、ブラケットねじ穴5bに対向したコネクティングボード18の部分に設けられた貫通孔18cと、貫通孔18cを通って、ブラケットねじ穴5bに螺合された第二ねじ35とにより、コネクティングボード18は保持部材18aの部分でリヤブラケット5に固定される。
As shown in FIG. 9, a
下蓋32は、下蓋32の軸方向の一方側の面における第二ねじ35の頭部に対向した部分に、軸方向の他方側に窪んだ下蓋凹部32cを備える。第二ねじ35の頭部は、下蓋凹部32cの内側に配置された部分を有する。本実施の形態では、下蓋32に対向するコネクティングボード18の領域に2つの第二ねじ35が配置されているため、図10に示すように、下蓋32は2つの下蓋凹部32cを有する。このように構成することで、回転電機1の軸方向の大きさが短縮されるので、回転電機1を小型化することができる。
The
本実施の形態では、下蓋32における下蓋32の冷却液通路31aを塞ぐ部分が軸方向の他方側に窪んで、図9に示すように、下蓋凹部32cが設けられる。下蓋凹部32cの軸方向の他方側の部分が冷却液通路31aの内部に突出している。冷却液通路31aの内部に突出させて下蓋凹部32cを設けた場合、流路36の内部の表面積が増加するので、パワーモジュール9の冷却性能を向上させることができる。なお、下蓋凹部32cが設けられる下蓋32の箇所は冷却液通路31aを塞ぐ部分に限るものではなく、第二ねじ35の頭部に対向した部分であれば他の箇所であっても構わない。
In the present embodiment, the portion of the
また、本実施の形態では、図8に示すように、下蓋凹部32cが突出した冷却液通路31aの部分の幅は、下蓋凹部32cが突出した冷却液通路31aの部分の前後の冷却液通路31aの幅よりも広い。このように構成することで、下蓋凹部32cの軸方向の他方側の部分が冷却液通路31aの内部に突出しても、流路36の断面積が縮小されることがないので、流路36の内部の冷媒の流れを妨げることがない。冷媒の流れが妨げられないので、冷却液通路31aによるパワーモジュール9の冷却性能を確保することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the width of the portion of the
以上のように、実施の形態3による回転電機1において、下蓋32は下蓋32の軸方向の一方側の面における第二ねじ35の頭部に対向した部分に軸方向の他方側に窪んだ下蓋凹部32cを備え、第二ねじ35の頭部が下蓋凹部32cの内側に配置された部分を有するため、回転電機1の軸方向の大きさが短縮されるので、回転電機1を小型化することができる。
As described above, in the rotating
下蓋32における下蓋32の冷却液通路31aを塞ぐ部分が、軸方向の他方側に窪んで、下蓋凹部32cが設けられ、下蓋凹部32cの軸方向の他方側の部分が冷却液通路31aの内部に突出している場合、流路36の内部の表面積が増加するので、パワーモジュール9の冷却性能を向上させることができる。また、下蓋凹部32cが突出した冷却液通路31aの部分の幅が下蓋凹部32cの突出した冷却液通路31aの部分の前後の冷却液通路31aの幅よりも広い場合、下蓋凹部32cの軸方向の他方側の部分が冷却液通路31aの内部に突出しても流路36の断面積が縮小されず、流路36の内部の冷媒の流れを妨げることがないため、冷却液通路31aによるパワーモジュール9の冷却性能を確保することができる。
A portion of the
また本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Also, while this application has described various exemplary embodiments and examples, various features, aspects, and functions described in one or more of the embodiments may vary from particular embodiment to specific embodiment. The embodiments are applicable singly or in various combinations without being limited to the application.
Accordingly, numerous variations not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed herein. For example, modification, addition or omission of at least one component, extraction of at least one component, and combination with components of other embodiments shall be included.
1 回転電機、2 回転子、2a 界磁巻線、2b 界磁コア、3 固定子、3a 固定子巻線、3b 固定子コア、3c 固定子口出し線、4 フロントブラケット、5 リヤブラケット、5a ボルト、5b ブラケットねじ穴、6 磁極位置検出センサー、6a センサーステータ、6b センサーロータ、7 軸受、8 軸受、9 パワーモジュール、9a AC端子、9b グランド端子、9c 入力端子、9d 制御端子、10 界磁モジュール、11 回転軸、12 プーリ、13 スリップリング、14 ケース、14a ターミナル、14b ターミナル、15 リヤカバー、16 ブラシ、16a ブラシホルダ、17 制御モジュール、18 コネクティングボード、18a 保持部材、18b ボード貫通孔、18c 貫通孔、19 ターミナル、19a 接続箇所、19b 接続箇所、19c ねじ、20 空冷ファン、21 空冷ファン、22 冷却気体通路、30 モータ部、31 上蓋、31a 冷却液通路、31b 穴部、31c 上蓋ねじ穴、32 下蓋、32a 下蓋第一貫通孔、32b 下蓋第二貫通孔、32c 下蓋凹部、33 ニップル、34 第一ねじ、35 第二ねじ、36 流路、37 冷却器、38 隙間、39 フィン、40 インバータ部
1 rotating
Claims (7)
前記固定子巻線への供給電流をオンオフするスイッチング素子を有したパワーモジュールと、前記スイッチング素子を制御する制御回路を有した制御モジュールと、前記パワーモジュールを冷却する冷却器と、を設け、前記ブラケットの軸方向の他方側に配置され、前記ブラケットに固定されたインバータ部と、
前記モータ部と前記インバータ部との間に少なくとも一部が配置され、一端が前記固定子巻線に接続され、他端が前記パワーモジュールに接続されたターミナル、及び前記ターミナルを保持する保持部材を有し、前記保持部材が前記ブラケットに固定されたコネクティングボードと、を備え、
前記冷却器は、軸方向の他方側の面に前記パワーモジュールが熱的に接続され、軸方向の一方側の面に軸方向の他方側に窪んだ冷却液通路が形成された上蓋と、前記冷却液通路の軸方向の一方側の開口を塞ぐ下蓋と、を有し、
前記上蓋の軸方向の一方側の面の外周部に設けられた上蓋ねじ穴と、前記上蓋ねじ穴に対向した前記下蓋の部分に設けられた下蓋第一貫通孔と、前記下蓋第一貫通孔を通って、前記上蓋ねじ穴に螺合された第一ねじとにより、前記下蓋が前記上蓋に固定され、
前記コネクティングボードは、前記コネクティングボードの軸方向の他方側の面における前記第一ねじの頭部に対向した部分に、ボード貫通孔またはボード凹部が設けられ、
前記第一ねじの頭部は、前記ボード貫通孔または前記ボード凹部の内側に配置された部分を有する回転電機。 A rotating shaft, a rotor having a field core wound with a field winding and rotating integrally with the rotating shaft, and a stator winding disposed radially outside the field core and wound with a stator winding and a bracket that covers the outside of the field core and the stator core and holds one end side and the other end side of the rotating shaft via bearings. Department and
a power module having a switching element for turning on and off a current supplied to the stator winding; a control module having a control circuit for controlling the switching element; and a cooler for cooling the power module, an inverter unit arranged on the other side of the bracket in the axial direction and fixed to the bracket;
a terminal having one end connected to the stator winding and the other end connected to the power module at least partially disposed between the motor section and the inverter section; and a holding member holding the terminal. a connecting board in which the holding member is fixed to the bracket;
The cooler includes an upper cover having a surface on the other axial side to which the power module is thermally connected, and a cooling liquid passage recessed toward the other axial side on the surface on the one axial side. a lower lid that closes the opening on one side of the coolant passage in the axial direction;
An upper lid screw hole provided in the outer peripheral portion of one side surface of the upper lid in the axial direction, a lower lid first through hole provided in the portion of the lower lid facing the upper lid screw hole, and the lower lid second The lower lid is fixed to the upper lid by a first screw that passes through a through hole and is screwed into the upper lid screw hole,
The connecting board is provided with a board through hole or a board recess in a portion facing the head of the first screw on the other side surface of the connecting board in the axial direction,
The rotary electric machine, wherein the head of the first screw has a portion arranged inside the board through-hole or the board recess.
前記下蓋は、前記下蓋の軸方向の一方側の面における前記第二ねじの頭部に対向した部分に、軸方向の他方側に窪んだ下蓋凹部が設けられ、
前記第二ねじの頭部は、前記下蓋凹部の内側に配置された部分を有する請求項1または2に記載の回転電機。 a bracket screw hole provided on the other side surface of the bracket in the axial direction; a through hole provided in a portion of the connecting board facing the bracket screw hole; The connecting board is fixed to the bracket by a second screw screwed into the
The lower lid is provided with a lower lid recess recessed toward the other axial side in a portion of the surface on the one axial side of the lower lid that faces the head portion of the second screw,
3. The electric rotating machine according to claim 1, wherein the head of said second screw has a portion arranged inside said lower lid concave portion.
前記下蓋凹部の軸方向の他方側の部分が前記冷却液通路の内部に突出している請求項3に記載の回転電機。 A portion of the lower lid blocking the coolant passage of the lower lid is recessed on the other side in the axial direction to provide the lower lid recess,
4. The electric rotating machine according to claim 3, wherein the other axial portion of the lower lid recess protrudes into the coolant passage.
前記下蓋は、前記下蓋の軸方向の一方側の面における前記固定子口出し線の突出部及び前記ターミナルの前記一端に対向した部分に、下蓋第二貫通孔が設けられ、
前記上蓋は、前記下蓋第二貫通孔に連通し、軸方向の他方側に窪んだ穴部を有し、
前記固定子口出し線の前記突出部及び前記ターミナルの前記一端は、前記下蓋第二貫通孔を貫通し、前記穴部の内側に配置された部分を有する請求項1から5のいずれか1項に記載の回転電機。 A stator lead wire, which is an end portion of the stator winding, passes through the connecting board from one side in the axial direction to the other side, and the stator lead wire protrudes from the connecting board to the other axial side. a portion connected to said one end of said terminal;
the lower lid is provided with a lower lid second through hole in a portion facing the protrusion of the stator lead wire and the one end of the terminal on one side surface of the lower lid in the axial direction;
the upper lid has a hole portion that communicates with the lower lid second through hole and is recessed on the other side in the axial direction;
6. The projecting portion of the stator lead wire and the one end of the terminal pass through the lower lid second through hole and have a portion disposed inside the hole portion. The rotary electric machine described in .
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