JP7134302B1 - Rotating electric machine with integrated controller - Google Patents
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Abstract
【課題】径方向に小型化したインバータアセンブリを備えた制御装置一体型回転電機を得ること。【解決手段】回転子、固定子、及びブラケットを設けた駆動部と、パワーモジュール、ヒートシンク、パワーモジュールの軸方向の他方側に間隔を空けて配置された制御モジュール、制御モジュールとヒートシンクとの間に配置された高電位側接続部材、高電位側接続部材が固定されたケース、及び高電位側端子が高電位側接続部材に接続され、低電位側端子がヒートシンクに接続されたフィルタユニットを設けたインバータアセンブリとを備え、フィルタユニットは制御モジュールの軸方向の他方側に配置され、制御モジュールは貫通孔を複数有し、高電位側端子は第一の貫通孔を貫通して配置された第一中間接続部材を介して高電位側接続部材に電気的に接続され、低電位側端子は第二の貫通孔を貫通して配置された第二中間接続部材を介してヒートシンクに接続されている。【選択図】図1An object of the present invention is to obtain a controller-integrated rotating electric machine having an inverter assembly that is reduced in size in the radial direction. A drive section having a rotor, a stator, and a bracket, a power module, a heat sink, a control module spaced apart on the other axial side of the power module, and between the control module and the heat sink. a high-potential-side connecting member arranged in a tumbler, a case to which the high-potential-side connecting member is fixed, and a filter unit in which the high-potential-side terminal is connected to the high-potential-side connecting member and the low-potential-side terminal is connected to the heat sink. The filter unit is arranged on the other side of the control module in the axial direction, the control module has a plurality of through holes, and the high potential side terminal is arranged through the first through hole. It is electrically connected to the high-potential-side connection member via one intermediate connection member, and the low-potential-side terminal is connected to the heat sink via a second intermediate connection member arranged through the second through hole. . [Selection drawing] Fig. 1
Description
本願は、制御装置一体型回転電機に関するものである。 The present application relates to a controller-integrated dynamoelectric machine.
車両用の回転電機は、回転電機に加えて、回転電機を制御する制御装置を備えている。車両用の回転電機には、省スペース性と搭載性の容易さ、また、回転電機と制御装置を接続する配線ハーネスの縮小化などが要求されている。特に自動車のエンジンルームに回転電機を搭載する場合、限られた空間に回転電機が設置できることが求められている。回転電機の径方向のスペースが僅かしか確保できない車種においては、部品が干渉する不具合、外部機器との接続コネクタ及び固定用のねじを取り付けるための作業空間が確保できない不具合が生じている。最悪の場合、スペースに回転電機が入らず回転電機を設置できない場合もある。このようにエンジンルーム内のレイアウトにより、回転電機の取り付けが制約されている。そのため、回転電機と制御装置とを一体化させた機電一体型の回転電機である制御装置一体型回転電機が開発されている。 A rotating electrical machine for a vehicle includes, in addition to the rotating electrical machine, a control device that controls the rotating electrical machine. Rotating electrical machines for vehicles are required to be space-saving and easy to mount, and to reduce the size of wiring harnesses that connect the rotating electrical machines and control devices. Especially when a rotating electric machine is mounted in an engine room of an automobile, it is required that the rotating electric machine can be installed in a limited space. In the case of a vehicle model in which only a small space can be secured in the radial direction of the rotating electric machine, there are problems that parts interfere with each other, and that work space for attaching connectors and fixing screws to external devices cannot be secured. In the worst case, the rotating electrical machine cannot be installed because the rotating electrical machine cannot fit into the space. Thus, the layout in the engine room restricts the mounting of the rotating electric machine. Therefore, a controller-integrated rotating electrical machine, which is a mechanical-electrically integrated rotating electrical machine in which a rotating electrical machine and a control device are integrated, has been developed.
制御装置一体型回転電機の制御装置において、平滑コンデンサが、パワーモジュールと対応するn個の平滑コンデンサで構成されると共に、ヒートシンク上にパワーモジュールと同一平面上で、かつ、パワーモジュールの間、及び一端側に位置するパワーモジュールと隣接する個所にそれぞれ分散して配置される技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 In a control device for a controller-integrated rotating electrical machine, the smoothing capacitor is composed of n smoothing capacitors corresponding to the power modules, and is on the same plane as the power modules on the heat sink, between the power modules, and A technique has been disclosed in which the power modules located on one end side are arranged in a dispersed manner at locations adjacent to each other (see, for example, Patent Literature 1).
上記特許文献1においては、スイッチング時のサージ及び出力電圧変動を抑制するための平滑コンデンサをパワーモジュールの近傍に分散配置させることで、スイッチング時の電圧変動に関する回路ループを小さくし、インダクタンスを抑えることができる。しかしながら、パワーモジュール間に複数のコンデンサを搭載する場合、パワーモジュール間の隙間部分にコンデンサを収容するための収容面積が必要になる。そのため、パワーモジュール間の隙間部分を拡大する必要があるので、コンデンサの数量、サイズに依存して制御装置であるインバータアセンブリ全体が径方向に拡大し、制御装置一体型回転電機が径方向に大型化するという課題があった。また、パワーモジュールはスイッチング素子を有しており、制御時のスイッチングノイズを低減するフィルタ機能部品をインバータアセンブリに搭載する場合、フィルタ機能部品の占有面積が大きくインバータアセンブリ全体が径方向に拡大し、制御装置一体型回転電機が径方向に大型化するという課題があった。
In
そこで、本願は、径方向への大型化を抑制したインバータアセンブリを備えた制御装置一体型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 controller-integrated rotating electrical machine that includes an inverter assembly that suppresses an increase in size in the radial direction.
本願に開示される制御装置一体型回転電機は、回転軸と、界磁巻線が巻装された界磁鉄心を有して回転軸と一体回転する回転子と、界磁鉄心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、界磁鉄心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駆動部と、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、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、パワーモジュールを冷却するヒートシンクと、スイッチング素子を制御する制御回路を有し、パワーモジュールの軸方向の他方側に間隔を空けて配置された制御モジュールと、パワーモジュールのモジュール高電位側端子が接続され、制御モジュールとヒートシンクとの間に配置された高電位側接続部材と、高電位側接続部材が固定され、制御モジュールの軸方向の一方側の少なくとも一部を覆ったケースと、高電位側端子が高電位側接続部材に電気的に接続され、低電位側端子がヒートシンクに電気的に接続されたフィルタユニットとを設け、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アセンブリとを備え、フィルタユニットは、制御モジュールの軸方向の他方側に配置され、制御モジュールは、軸方向に貫通した貫通孔を複数有し、高電位側端子は、第一の貫通孔を貫通して配置された第一中間接続部材を介して高電位側接続部材に電気的に接続され、低電位側端子は、第二の貫通孔を貫通して配置された第二中間接続部材を介してヒートシンクに接続されているものである。 A controller-integrated dynamoelectric machine disclosed in the present application includes a rotating shaft, a rotor having a field core wound with a field winding and rotating integrally with the rotating shaft, and a rotor radially outside the field core. A stator having a stator core wound with stator windings, a field core and the stator core are covered, and one end side and the other end side of the rotating shaft are held via bearings. a power module having a switching element for turning on and off the supply current to the stator winding; and the power module is thermally connected to the surface on the other side in the axial direction. A control module having a heat sink for cooling and a control circuit for controlling switching elements and arranged on the other side of the power module in the axial direction with a gap therebetween is connected to a module high-potential side terminal of the power module. a high-potential-side connecting member disposed between the and the heat sink; a case to which the high-potential-side connecting member is fixed and covering at least a portion of one axial side of the control module; a filter unit electrically connected to the side connection member and a low potential side terminal electrically connected to the heat sink; and an inverter assembly disposed on the other axial side of the bracket and fixed to the bracket. , the filter unit is arranged on the other side of the control module in the axial direction, the control module has a plurality of through-holes penetrating in the axial direction, and the high potential side terminal is arranged through the first through-hole. The low potential side terminal is electrically connected to the high potential side connection member through the first intermediate connection member, and the low potential side terminal is connected to the heat sink through the second intermediate connection member arranged through the second through hole. It is what is done.
本願に開示される制御装置一体型回転電機によれば、フィルタユニットは制御モジュールの軸方向の他方側に配置され、制御モジュールは軸方向に貫通した貫通孔を複数有し、高電位側端子は第一の貫通孔を貫通して配置された第一中間接続部材を介して高電位側接続部材に電気的に接続され、低電位側端子は第二の貫通孔を貫通して配置された第二中間接続部材を介してヒートシンクに接続されているため、パワーモジュール間の隙間部分にフィルタユニットを収容するための収容面積は不要であり、パワーモジュール間の隙間部分を拡大する必要がないので、径方向への大型化を抑制したインバータアセンブリを備えた制御装置一体型回転電機を得ることができる。 According to the controller-integrated dynamoelectric machine disclosed in the present application, the filter unit is arranged on the other side of the control module in the axial direction, the control module has a plurality of through holes penetrating in the axial direction, and the high potential side terminal is It is electrically connected to the high-potential-side connecting member via the first intermediate connecting member arranged through the first through-hole, and the low-potential-side terminal is arranged through the second through-hole. Since the filter unit is connected to the heat sink via the two intermediate connection members, there is no need for an accommodation area for accommodating the filter unit in the gap between the power modules, and there is no need to enlarge the gap between the power modules. It is possible to obtain a controller-integrated dynamoelectric machine that includes an inverter assembly that suppresses an increase in size in the radial direction.
以下、本願の実施の形態による制御装置一体型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。なお、各図間の図示では、対応する各構成部のサイズ及び縮尺は、それぞれ独立している。 A controller-integrated rotating electrical 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. It should be noted that the size and scale of each corresponding component are independent of each other in the illustrations between the figures.
実施の形態1.
図1は実施の形態1に係る制御装置一体型回転電機1の概略を示す断面図、図2は制御装置一体型回転電機1の要部を示す断面図で、図1とは異なるフィルタユニット19の接続箇所を示す図、図3は制御装置一体型回転電機1の要部を示す断面図で、フィルタユニット19の接続箇所を示す図、図4は別の制御装置一体型回転電機1の要部を示す断面図で、フィルタユニット19の接続箇所を示す図、図5は制御装置一体型回転電機1のフィルタユニット19の軸方向他方側の平面図、図6は制御装置一体型回転電機1のフィルタユニット19の軸方向一方側の斜視図、図7は図5から絶縁部材19cを取り除いてフィルタユニット19の小ユニット22を示す平面図、図8は制御装置一体型回転電機1の小ユニット22を示す斜視図、図9は制御装置一体型回転電機1の小ユニット22を示す分解斜視図で、小ユニット22を軸方向に分解した図である。制御装置一体型回転電機1は、回転電機本体である駆動部29と、制御装置であるインバータアセンブリ30とを備える。駆動部29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、駆動部29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。インバータアセンブリ30は駆動部29の軸方向の他方側に駆動部29と並べて配置され、駆動部29に供給する電力を制御する。インバータアセンブリ30は駆動部29に固定され、駆動部29とインバータアセンブリ30とは一体化されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of a controller-integrated rotating
<駆動部29>
駆動部29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が巻装された界磁鉄心2bを有する。界磁鉄心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、界磁鉄心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。ブラシ16は、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、スリップリング13の方向に移動可能な状態でブラシホルダ16aに保持される。ブラシホルダ16aは、カバー15が取り付けられる前のインバータアセンブリ30を駆動部29に装着した後、インバータアセンブリ30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はインバータアセンブリ30に固定される。
The rotating
回転子2の界磁鉄心2bのフロント側の端面にファン20が固定される。回転子2の界磁鉄心2bのリヤ側の端面にファン21が固定される。ファン20とファン21とは、回転子2と一体回転する。ファン20とファン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、インバータアセンブリ30のヒートシンク28とリヤブラケット5との間には冷却気体通路23となる隙間部分が設けられ、冷却風は冷却気体通路23を通過してヒートシンク28を冷却する。
A
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、リヤブラケット5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
<インバータアセンブリ30>
インバータアセンブリ30は、駆動部29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を冷却するヒートシンク28と、パワーモジュール9のモジュール高電位側端子(図示せず)が接続された高電位側接続部材14aと、高電位側接続部材14aが固定されたケース14と、高電位側端子19aが高電位側接続部材14aに電気的に接続され、低電位側端子19bがヒートシンク28に電気的に接続されたフィルタユニット19と、これらの部材をリヤ側及び径方向外側から覆うカバー15とを備える。図1は低電位側端子19bとヒートシンク28との接続箇所を示す図で、図2は高電位側端子19aと高電位側接続部材14aとの接続箇所を示す図である。パワーモジュール9は複数設けられる。固定子巻線3aが1組の3相巻線である場合、インバータアセンブリ30は例えば3個のパワーモジュール9を有する構成となるが、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
インバータアセンブリ30の組立後、インバータアセンブリ30はリヤブラケット5の軸方向の他方側に配置され、コネクティングボード18が装着されたリヤブラケット5のリヤ側に設けたボス5bとねじ(図示せず)にて固定される。コネクティングボード18は、後述するターミナル14cと固定子口出し線3cとを接続するターミナル18aを有した部材である。図1は断面図なため、ターミナル18aの一部のみを示す。カバー15は、インバータアセンブリ30がリヤブラケット5に固定された後にねじ(図示せず)にてケース14に取り付けられる。カバー15は、インバータアセンブリ30の各部材を内蔵し、インバータアセンブリ30を塩泥水等の被水から保護すると共に、エンジン周辺の部材からインバータアセンブリ30を絶縁する。
After the
インバータアセンブリ30を構成する部材について説明する。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、モジュール高電位側端子、モジュール低電位側端子9b、及び制御端子9c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14cを介して固定子口出し線3cと接続される。ターミナル14cはパワーモジュール9と駆動部29とを電気的に接続するための端子で、ケース14に設けられる。固定子口出し線3cは、固定子巻線3aの端部である。モジュール高電位側端子は、高電位側接続部材14aを介して外部の直流電源に接続される。モジュール低電位側端子9bとヒートシンク28とは、図3に示すように電気的に接続され、ヒートシンク28はグランドになる。モジュール低電位側端子9bとヒートシンク28とは、例えばねじ(図示せず)により接続される。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、ヒートシンク28の軸方向の他方側の面に配置され、ヒートシンク28に熱的に接続される。
Members constituting
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が備える出力端子、グランド端子、電源端子、及び制御端子10aは、樹脂材から露出して設けられる。出力端子は、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。グランド端子は、ヒートシンク28と電気的に接続される。電源端子は、高電位側接続部材14aを介して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、ヒートシンク28の軸方向の他方側の面に配置され、ヒートシンク28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9c及び界磁モジュール10の制御端子10a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のセンサーステータ6aの信号配線は、制御モジュール17に接続される。制御モジュール17と外部との接続は、信号端子コネクタ(図示せず)を介して行われる。制御モジュール17は、軸方向に貫通した貫通孔を複数有する。図3では貫通孔として、第一の貫通孔17a、第二の貫通孔17bを示す。これらの貫通孔には、後述する中間接続部材が配置される。
The
ヒートシンク28は、アルミニウム等の金属材料で作製される。ヒートシンク28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が熱的に接続される。パワーモジュール9及び界磁モジュール10を冷媒によって冷却する流路をヒートシンク28に設けても構わない。
The
高電位側接続部材14aは、図3に示すように、制御モジュール17とヒートシンク28との間に配置される。高電位側接続部材14aは、例えば、電気伝導度が高い銅から作製される。高電位側接続部材14aは、ケース14に内包される。高電位側接続部材14aと外部の電源との接続は、ケース14に設けたバッテリー接続端子(図示せず)を介して行われる。高電位側接続部材14aとヒートシンク28は、異なる電位を有している。
The high potential
ケース14は、図3に示すように、制御モジュール17の軸方向の一方側の少なくとも一部を覆う。ケース14は、図1に示すように、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、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14cを備える。高電位側接続部材14a及びターミナル14c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
<フィルタユニット19>
フィルタユニット19は、図3に示すように、制御モジュール17の軸方向の他方側に配置される。フィルタユニット19は、高電位側端子19a、低電位側端子19b、及びフィルタ部材24を有する。フィルタ部材24は、フィルタ機能を有し、高電位側端子19a及び低電位側端子19bに電気的に接続される。フィルタ部材24は、電圧変動及び電流リップルを吸収する。フィルタ部材24は、ノイズをキャンセルする効果を有する。フィルタ部材24は、例えばコンデンサであるが、フィルタ部材24はコンデンサに限るものではない。コンデンサと他の電気部品を組み合わせてフィルタ機能を構成してもよく、コンデンサを用いずにコイル等からフィルタ機能を構成しても構わない。
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The
高電位側端子19aは、第一の貫通孔17aを貫通して配置された第一中間接続部材25aを介して高電位側接続部材14aに電気的に接続される。低電位側端子19bは、第二の貫通孔17bを貫通して配置された第二中間接続部材25bを介してヒートシンク28に接続される。第一中間接続部材25a及び第二中間接続部材25bは、例えば、電気伝導度が高い銅から筒状に作製される。電流リップルがフィルタ部材24に印加されることにより、フィルタ部材24は発熱して温度が上昇する。フィルタ部材24はヒートシンク28と熱的に接続されるため、フィルタ部材24の温度の上昇は抑制される。なお、フィルタ部材24がコンデンサである場合、電流リップルの量などを勘案して、コンデンサを複数個設ける場合がある。
The high
このように構成することで、パワーモジュール9間の隙間部分にコンデンサ等のフィルタ部材24を有したフィルタユニット19を収容するための収容面積は不要であり、パワーモジュール9間の隙間部分を拡大する必要がないため、径方向への大型化を抑制したインバータアセンブリ30を備えた制御装置一体型回転電機1を得ることができる。
By configuring in this way, there is no need for an accommodation area for accommodating the
フィルタユニット19の接続の詳細を説明する。図3に示すように、高電位側端子19a、第一中間接続部材25a、及び高電位側接続部材14aを軸方向に貫通する高電位側の貫通孔40aが設けられる。高電位側の貫通孔40aに軸方向の他方側から一方側に挿入された第一ねじ41aと、第一ねじ41aの軸方向の他方側のねじ突出部に螺合されたナット42とが設けられる。第一ねじ41aとナット42とに挟まれて、高電位側端子19a、第一中間接続部材25a、及び高電位側接続部材14aが電気的に接続されている。このように構成することで、高電位側端子19aと高電位側接続部材14aとを容易に電気的かつ機械的に接続できると共に、接続の信頼性を高めることができる。また、高電位側端子19aと高電位側接続部材14aとを容易に接続できるため、制御装置一体型回転電機1の生産性を向上させることができる。
Details of connection of the
低電位側端子19b、及び第二中間接続部材25bを軸方向に貫通する低電位側の貫通孔40bが設けられる。ヒートシンク28は、軸方向の他方側に開口するねじ穴28aを有する。低電位側の貫通孔40bに軸方向の他方側から一方側に挿入され、ねじ穴28aに螺合された第二ねじ41bが設けられる。第二ねじ41bとねじ穴28aが形成されたヒートシンク28の部分とに挟まれて、低電位側端子19b、及び第二中間接続部材25bが電気的に接続され、フィルタユニット19がヒートシンク28に固定されている。このように構成することで、低電位側端子19bとヒートシンク28とを容易に電気的かつ機械的に接続できると共に、接続の信頼性を高めることができる。また、低電位側端子19bとヒートシンク28とを容易に接続できるため、制御装置一体型回転電機1の生産性を向上させることができる。
A low-potential-side through
図3とは異なるモジュール低電位側端子9bとヒートシンク28との接続について、図4を用いて説明する。モジュール低電位側端子9bは、パワーモジュール9の本体部から突出して設けられる。モジュール低電位側端子9bは、第二中間接続部材25bとヒートシンク28との間に挟まれて第二中間接続部材25bとヒートシンク28に電気的に接続され、第二ねじ41bが貫通する低電位側の貫通孔40bが設けられている。このように構成することで、パワーモジュール9と第二中間接続部材25bとを接近させることができるので、さらに径方向への大型化を抑制したインバータアセンブリ30を備えた制御装置一体型回転電機1を得ることができる。また、低電位側端子19b、モジュール低電位側端子9b、及びヒートシンク28を容易に電気的かつ機械的に接続できると共に、接続の信頼性を高めることができる。また、低電位側端子19b、モジュール低電位側端子9b、及びヒートシンク28を容易に接続できるため、制御装置一体型回転電機1の生産性をさらに向上させることができる。また、パワーモジュール9とフィルタ部材24との配線距離が短くなるため、配線を低インダクタンス化することができる。本実施の形態では、図3及び図4の何れ場合においても、モジュール低電位側端子9bはヒートシンク28と直接接続されている。
Connection between the module low
<フィルタユニット19の小ユニット22>
フィルタユニット19の構成の詳細を図5から図9を用いて説明する。フィルタユニット19は、高電位側端子19a、低電位側端子19b、及びフィルタ部材24を有した小ユニット22を複数備える。フィルタユニット19は、複数の小ユニット22が一体的にモールド成形されて構成されている。本実施の形態では、モールド樹脂である絶縁部材19cによりフィルタユニット19は一体成形されており、図7に示すように、フィルタユニット19は3つの小ユニット22を備える。小ユニット22は、パワーモジュール9の数に比例して設けられる。
<
Details of the configuration of the
このように構成することで、複数の小ユニット22が一体化成形されることで一つのユニットとしてフィルタユニット19を扱うことができるので、フィルタユニット19の寸法の安定化が容易となり、フィルタユニット19の製造検査に関わる製造コストを低減することができる。また、別体の場合はそれぞれの部品を組み合わせるための隙間が生じるが、一体化により隙間を最小限に抑えることができるので、製造コストが削減されると共に、部品サイズの縮小を図ることができる。
By configuring in this way, the
小ユニット22のそれぞれにおいて、高電位側端子19aは板状に形成された高電位側電極板22aに設けられ、低電位側端子19bは板状に形成された低電位側電極板22bに設けられる。複数の高電位側端子19a及び複数の低電位側端子19bは、屈曲部19b1を介して高電位側電極板22aまたは低電位側電極板22bに連結されて、軸方向に撓む撓み端子、もしくは高電位側電極板22aまたは低電位側電極板22bと一体的に形成された固定端子である。本実施の形態では、高電位側端子19aを固定端子とし、低電位側端子19bを撓み端子として設けている。固定端子と撓み端子の構成はこれに限るものではない。
In each of the
フィルタユニット19は、ケース14及びヒートシンク28と別体である。フィルタユニット19は、第一中間接続部材25a及び第二中間接続部材25bを介して、固定側であるケース14及びヒートシンク28に固定される。フィルタユニット19が別体なため、フィルタユニット19の固定の際にフィルタユニット19と固定側との軸方向の寸法調整が必要になる。屈曲部19b1を設けた構成にすることで、屈曲部19b1がフィルタユニット19と固定側との間の軸方向の寸法ばらつきを吸収することができるので、フィルタユニット19と固定側との軸方向の寸法調整が不要になるため、制御装置一体型回転電機1の生産性を向上させることができる。また、フィルタユニット19と固定側との間の機械的、及び電気的な接続の信頼性を向上させることができる。
The
フィルタユニット19は、固定端子を少なくとも3つ備える。固定端子以外の高電位側端子19aまたは低電位側端子19bは、撓み端子である。本実施の形態では、3つの高電位側端子19aが固定端子であり、それ以外の低電位側端子19bが撓み端子である。
The
フィルタユニット19を固定する際、フィルタユニット19の軸方向の位置はフィルタユニット19を3箇所で支持することで決定される。固定端子を少なくとも3つ備えた構成にすることで、3箇所に設けられた固定端子によりフィルタユニット19の軸方向の位置が決定され、撓み端子は決定されたフィルタユニット19の位置に倣って固定されるので、フィルタユニット19の軸方向の位置を安定させることができる。また、フィルタユニット19と固定側との間の機械的、及び電気的な接続の信頼性を向上させることができる。また、フィルタユニット19の軸方向の位置を調整する部材が他に不要であり、部品点数を削減することができ、かつ第一中間接続部材25a及び第二中間接続部材25bを共通の部材にできるため、低コストで生産性が向上した制御装置一体型回転電機1を得ることができる。
When fixing the
小ユニット22のそれぞれにおいて、高電位側端子19aと低電位側端子19bとは、隣接して配置されている。図7に示すように、高電位側端子19aと低電位側端子19bは、並べて配置されている。このように構成することで、フィルタ部材24のノイズキャンセル効果を向上させることができる。
In each of the
小ユニット22のそれぞれにおいて、図9に示すように、高電位側電極板22aと低電位側電極板22bとが絶縁材22cを介して軸方向に積層される。高電位側端子19a及び低電位側端子19bは、軸方向の一方側及び軸方向の他方側に露出している。高電位側端子19aと低電位側端子19bをそれぞれが有した高電位側電極板22aと低電位側電極板22bは、双方の距離が近いほど小ユニット22におけるノイズキャンセル効果が高くなる。一方で距離が近いほど絶縁性が悪化するという背反事項がある。そのため、高電位側電極板22aと低電位側電極板22bとの間にシート材または樹脂などの絶縁部材19cを介在させることで、高電位側電極板22aと低電位側電極板22bとの間の距離を接近させることができる。
In each of the
高電位側電極板22aと低電位側電極板22bとの間の距離は、0.3mmから3mm程度が適切である。距離が近い場合は、絶縁性に優れたシート材またはシリコーンなどが絶縁部材19cの材料に適している。距離が3mm程度の場合は、樹脂部材またはエポキシなどが適している。このように構成することで、高電位側電極板22aと低電位側電極板22bとの間の距離を安定して接近させることができるので、高電位側電極板22aと低電位側電極板22bとの間の絶縁性を高めつつ、小ユニット22におけるノイズキャンセル効果を高めることができる。
A suitable distance between the high potential
高電位側電極板22aは、積層された部分から周囲に突出した高電位接続部22a1を有する。低電位側電極板22bは、積層された部分から周囲に突出した低電位接続部22b1を有する。高電位接続部22a1と低電位接続部22b1とは、図6に示すように、フィルタユニット19の軸方向の一方側に露出して設けられる。フィルタ部材24は、図9に示すように、高電位側フィルタ端子24aと低電位側フィルタ端子24bとを有する。高電位側フィルタ端子24aは、高電位接続部22a1を軸方向の一方側に貫通し、高電位接続部22a1から軸方向の一方側に突出した端子突出部が、半田により高電位接続部22a1の軸方向の一方側の面に接続される。低電位側フィルタ端子24bは、低電位接続部22b1を軸方向の一方側に貫通し、低電位接続部22b1から軸方向の一方側に突出した端子突出部が、半田により低電位接続部22b1の軸方向の一方側の面に接続される。
The high-potential-
このように構成することで、高電位側端子19a及び低電位側端子19bを取り囲んで複数のフィルタ部材24を配置することができるので、小ユニット22を小型化することができる。小ユニット22が小型化されるので、フィルタユニット19を小型化することができる。また、フィルタ部材24を一方の側から高電位側電極板22a及び低電位側電極板22bに接続できるので、制御装置一体型回転電機1の生産性を向上させることができる。本実施の形態では、一つの小ユニット22に5つのフィルタ部材24を設けているが、フィルタ部材24の個数はこれに限るものではない。
With this configuration, a plurality of
フィルタユニット19はモールド樹脂により一体成形され、高電位接続部22a1と低電位接続部22b1の軸方向の一方側の面は、モールド樹脂から外部に露出している。このように構成することで、フィルタユニット19が一体成形された後に、フィルタ部材24をまとめて高電位側電極板22a及び低電位側電極板22bに半田により接続できるので、制御装置一体型回転電機1の生産性を向上させることができる。
The
高電位側フィルタ端子24aの端子突出部、及び低電位側フィルタ端子24bの端子突出部の周囲に、図6に示すように、モールド樹脂により形成された壁36が配置される。高電位側フィルタ端子24aの端子突出部の中心と壁36との間の距離、及び低電位側フィルタ端子24bの端子突出部の中心と壁36との間の距離は、1.5mm以上である。複数の端子突出部を半田により接続する場合、主に噴流半田設備を利用して複数箇所を同じ作業で接続する。噴流半田設備における半田を行うノズルの直径は、約3mmである。ノズルを端子突出部に接近させるためには、端子突出部の中心から直径3mm以上のスペースが必要になる。そのため、端子突出部の中心と壁36との間の距離を1.5mm以上設けた構成としている。
As shown in FIG. 6, a
このように構成することで、噴流半田を行う際に設備の有したノズルが端子突出部の周囲の部材と干渉しないため、ノズルを端子突出部に接近させることができる。ノズルが端子突出部に接近するので、端子突出部における半田接続の信頼性を向上させることができる。また、壁36により段差が形成されているため、端子突出部と外部の部品との接触が抑制され、端子突出部の破損が抑制されるので、フィルタユニット19の信頼性を向上させることができる。
With this configuration, the nozzle of the equipment does not interfere with members around the terminal projecting portion when jet soldering is performed, so the nozzle can be brought closer to the terminal projecting portion. Since the nozzle is close to the terminal protrusion, the reliability of the solder connection at the terminal protrusion can be improved. In addition, since the
フィルタユニット19は、図6に示すように、軸方向の一方側の面に軸方向の他方側に窪んだ嵌合部19dを有する。嵌合部19dは、絶縁部材19cの部分に形成される。嵌合部19dは、複数の小ユニット22が一体化成形される際に同時に形成される。第一中間接続部材25a及び第二中間接続部材25bは、嵌合部19dに嵌め合って設けられる。嵌合部19dのそれぞれは、内周面に、内側に向かって突出し、軸方向に延出した突起部31を少なくとも3つ有している。第一中間接続部材25a及び第二中間接続部材25bを嵌合部19dに嵌め合う際、モールド樹脂からなる突起部31が削られるように第一中間接続部材25a及び第二中間接続部材25bが嵌合部19dに押し込まれる。
As shown in FIG. 6, the
このように構成することで、第一中間接続部材25a及び第二中間接続部材25bのフィルタユニット19に対する位置精度を安定させることができる。また、第一中間接続部材25a及び第二中間接続部材25bをフィルタユニット19に安定して固定することができる。
With this configuration, the positional accuracy of the first
フィルタユニット19の外周部における角部37は、図6に示すように、少なくともR2以上の曲面である。フィルタユニット19がケース14及びヒートシンク28に固定された後、ケース14の内部にエポキシなどの絶縁材である封止部材38が導入される。封止部材38により、フィルタユニット19の一部は埋まる。フィルタユニット19は主にモールド樹脂からなり、エポキシ等の封止部材38とは異なる材料である場合が多い。ヒートサイクル試験などでインバータアセンブリ30の内部の温度変化が大きくなる場合、異なる材料間における線膨張差により、角部37は応力集中が生じやすい箇所になる。そのため、異なる材料の界面は密着性が悪くなり、界面においてクラックなどの不具合が発生しやすい。
As shown in FIG. 6, the
角部37を少なくともR2以上の曲面とすることで、角部37における応力の集中を緩和することができる。角部37における応力集中が緩和されるので、フィルタユニット19の外周部のモールド樹脂と封止部材38との界面におけるモールド樹脂と封止部材38の線膨張差による剥離を抑制することができる。
By forming the
以上のように、実施の形態1による制御装置一体型回転電機1において、フィルタユニット19は制御モジュール17の軸方向の他方側に配置され、制御モジュール17は軸方向に貫通した貫通孔を複数有し、高電位側端子19aは第一の貫通孔17aを貫通して配置された第一中間接続部材25aを介して高電位側接続部材14aに電気的に接続され、低電位側端子19bは第二の貫通孔17bを貫通して配置された第二中間接続部材25bを介してヒートシンク28に接続されているため、パワーモジュール9間の隙間部分にコンデンサ等のフィルタ部材24を有したフィルタユニット19を収容するための収容面積は不要であり、パワーモジュール9間の隙間部分を拡大する必要がないので、径方向への大型化を抑制したインバータアセンブリ30を備えた制御装置一体型回転電機1を得ることができる。
As described above, in the controller-integrated
高電位側端子19a、第一中間接続部材25a、及び高電位側接続部材14aを軸方向に貫通する高電位側の貫通孔40aが設けられ、高電位側の貫通孔40aに軸方向の他方側から一方側に挿入された第一ねじ41aと、第一ねじ41aの軸方向の他方側のねじ突出部に螺合されたナット42とを設け、第一ねじ41aとナット42とに挟まれて、高電位側端子19a、第一中間接続部材25a、及び高電位側接続部材14aが電気的に接続されている場合、高電位側端子19aと高電位側接続部材14aとを容易に電気的かつ機械的に接続できると共に、接続の信頼性を高めることができる。
A high-potential-side through
低電位側端子19b、及び第二中間接続部材25bを軸方向に貫通する低電位側の貫通孔40bが設けられ、ヒートシンク28は軸方向の他方側に開口するねじ穴28aを有し、低電位側の貫通孔40bに軸方向の他方側から一方側に挿入され、ねじ穴28aに螺合された第二ねじ41bを設け、第二ねじ41bとねじ穴28aが形成されたヒートシンク28の部分とに挟まれて、低電位側端子19b、及び第二中間接続部材25bが電気的に接続され、フィルタユニット19がヒートシンク28に固定されている場合、低電位側端子19bとヒートシンク28とを容易に電気的かつ機械的に接続できると共に、接続の信頼性を高めることができる。
A low-potential-side through
モジュール低電位側端子9bがパワーモジュール9の本体部から突出して設けられ、モジュール低電位側端子9bは第二中間接続部材25bとヒートシンク28との間に挟まれて、第二中間接続部材25bとヒートシンク28に電気的に接続され、第二ねじ41bが貫通する低電位側の貫通孔40bが設けられている場合、パワーモジュール9と第二中間接続部材25bとを接近させることができるので、さらに径方向への大型化を抑制したインバータアセンブリ30を備えた制御装置一体型回転電機1を得ることができる。
A module low-
フィルタユニット19が高電位側端子19a、低電位側端子19b、及びフィルタ部材24を有した小ユニット22を複数備え、フィルタユニット19は複数の小ユニット22が一体的にモールド成形されて構成されている場合、複数の小ユニット22が一体化成形されることで一つのユニットとしてフィルタユニット19を扱うことができるので、フィルタユニット19の寸法の安定化が容易となり、フィルタユニット19の製造検査に関わる製造コストを低減することができる。
The
小ユニット22のそれぞれにおいて、高電位側端子19aと低電位側端子19bとが隣接して配置されている場合、フィルタ部材24のノイズキャンセル効果を向上させることができる。
In each of the
小ユニット22のそれぞれにおいて、高電位側端子19aが板状に形成された高電位側電極板22aに設けられ、低電位側端子19bが板状に形成された低電位側電極板22bに設けられ、複数の高電位側端子19a及び複数の低電位側端子19bが屈曲部19b1を介して高電位側電極板22aまたは低電位側電極板22bに連結されて、軸方向に撓む撓み端子、もしくは高電位側電極板22aまたは低電位側電極板22bと一体的に形成された固定端子である場合、屈曲部19b1がフィルタユニット19と固定側との間の軸方向の寸法ばらつきを吸収することができるので、フィルタユニット19と固定側との軸方向の寸法調整が不要になるため、制御装置一体型回転電機1の生産性を向上させることができる。
In each of the
フィルタユニット19が固定端子を少なくとも3つ備えた場合、3箇所に設けられた固定端子によりフィルタユニット19の軸方向の位置が決定され、撓み端子は決定されたフィルタユニット19の位置に倣って固定されるので、フィルタユニット19の軸方向の位置を安定させることができる。
When the
小ユニット22のそれぞれにおいて、高電位側電極板22aと低電位側電極板22bとが絶縁材22cを介して軸方向に積層され、高電位側端子19a及び低電位側端子19bが軸方向の一方側及び軸方向の他方側に露出している場合、高電位側電極板22aと低電位側電極板22bとの間の距離を安定して接近させることができるので、高電位側電極板22aと低電位側電極板22bとの間の絶縁性を高めつつ、小ユニット22におけるノイズキャンセル効果を高めることができる。
In each of the
フィルタ部材24が高電位側フィルタ端子24aと低電位側フィルタ端子24bとを有し、高電位側フィルタ端子24aが高電位接続部22a1を軸方向の一方側に貫通し、高電位接続部22a1から軸方向の一方側に突出した端子突出部が半田により高電位接続部22a1の軸方向の一方側の面に接続され、低電位側フィルタ端子24bが低電位接続部22b1を軸方向の一方側に貫通し、低電位接続部22b1から軸方向の一方側に突出した端子突出部が半田により低電位接続部22b1の軸方向の一方側の面に接続される場合、高電位側端子19a及び低電位側端子19bを取り囲んでフィルタ部材24を配置することができるので、小ユニット22を小型化することができる。
The
フィルタユニット19がモールド樹脂により一体成形され、高電位接続部22a1と低電位接続部22b1の軸方向の一方側の面がモールド樹脂から外部に露出している場合、フィルタユニット19が一体成形された後に、まとめてフィルタ部材24を高電位側電極板22a及び低電位側電極板22bに半田により接続できるので、制御装置一体型回転電機1の生産性を向上させることができる。
When the
高電位側フィルタ端子24aの端子突出部、及び低電位側フィルタ端子24bの端子突出部の周囲に、モールド樹脂により形成された壁36が配置され、高電位側フィルタ端子24aの端子突出部の中心と壁36との間の距離、及び低電位側フィルタ端子24bの端子突出部の中心と壁36との間の距離が1.5mm以上である場合、噴流半田を行う際に設備の有したノズルが端子突出部の周囲の部材と干渉しないため、ノズルを端子突出部に接近させることができるので、端子突出部における半田接続の信頼性を向上させることができる。
A
フィルタユニット19が軸方向の一方側の面に軸方向の他方側に窪んだ嵌合部19dを有し、第一中間接続部材25a及び第二中間接続部材25bが嵌合部19dに嵌め合って設けられ、嵌合部19dのそれぞれが、内周面に、内側に向かって突出し、軸方向に延出した突起部31を少なくとも3つ有している場合、第一中間接続部材25a及び第二中間接続部材25bのフィルタユニット19に対する位置精度を安定させることができる。
The
フィルタユニット19の外周部における角部37が少なくともR2以上の曲面である場合、角部37における応力の集中を緩和することができるので、フィルタユニット19の外周部のモールド樹脂と封止部材38との界面におけるモールド樹脂と封止部材38の線膨張差による剥離を抑制することができる。
When the
実施の形態2.
実施の形態2に係る制御装置一体型回転電機1について説明する。図10は実施の形態2に係る制御装置一体型回転電機1の要部を示す断面図で、フィルタユニット19の接続箇所を示す図である。実施の形態2に係る制御装置一体型回転電機1は、モジュール低電位側端子9bとヒートシンク28とが間接的に接続される構成になっている。
A controller-integrated
インバータアセンブリ30は、第二中間接続部材25bとヒートシンク28との間に挟まれて、第二中間接続部材25bとヒートシンク28に電気的に接続され、第二ねじ41bが貫通する低電位側の貫通孔40bが設けられ、ヒートシンク28の軸方向の他方側の面に沿って延出した低電位側接続部材14bを有する。パワーモジュール9は、パワーモジュール9の本体部から突出したモジュール低電位側端子9bを有する。モジュール低電位側端子9bは、低電位側接続部材14bに電気的に接続されると共に、低電位側端子19b及びヒートシンク28に電気的に接続されている。
The
フィルタユニット19がヒートシンク28に固定される前、モジュール低電位側端子9bとヒートシンク28とは離間されており、低電位側接続部材14bとヒートシンク28も離間されている。フィルタユニット19が第二ねじ41bによりヒートシンク28に固定され、モジュール低電位側端子9bと低電位側接続部材14bとが電気的に接続されることで、モジュール低電位側端子9b及び低電位側接続部材14bとヒートシンク28とは電気的に接続される。モジュール低電位側端子9bと低電位側接続部材14bとは、例えば、溶接により接続される。
Before the
このように構成することで、フィルタユニット19がヒートシンク28に固定される前のモジュール低電位側端子9bとヒートシンク28とが離間したパワーモジュール9の低電位側が開放された状態において、例えば、インバータアセンブリ30の製造時の中間試験である高電圧試験を実施することができる。高電圧試験において、高電位側接続部材14aとヒートシンクに28に高電圧を印可して高電位側接続部材14aの短絡確認及び高電位側接続部材14aと接続されたパワーモジュール9の短絡確認を行うことができる。
With this configuration, in a state in which the low potential side of the
以上のように、実施の形態2による制御装置一体型回転電機1において、インバータアセンブリ30が、第二中間接続部材25bとヒートシンク28との間に挟まれて第二中間接続部材25bとヒートシンク28に電気的に接続され、ヒートシンク28の軸方向の他方側の面に沿って延出した低電位側接続部材14bを有し、モジュール低電位側端子9bが低電位側接続部材14bに電気的に接続されると共に、低電位側端子19b及びヒートシンク28に電気的に接続されているため、フィルタユニット19がヒートシンク28に固定される前のパワーモジュール9の低電位側が開放された状態において、高電位側接続部材14a及びパワーモジュール9の短絡確認ができるので、電気的に信頼性の高いインバータアセンブリ30を製造することができる。
As described above, in the controller-integrated
実施の形態3.
実施の形態3に係る制御装置一体型回転電機1について説明する。図11は実施の形態3に係る制御装置一体型回転電機1のケース14の要部を示す斜視図で、フィルタユニット19が接続される箇所を示す図である。実施の形態3に係る制御装置一体型回転電機1は、ケース14のフィルタユニット19と接続される箇所の構成が実施の形態1とは異なる構成になっている。
A controller-integrated
ケース14は、軸方向の他方側の面の第一中間接続部材25aの周囲の一部に沿った位置に、軸方向の他方側に突出したケース突出部32を有する。ケース14は、ケース突出部32を少なくとも2つ有している。本実施の形態では、3つの第一中間接続部材25aのそれぞれに対応した3つのケース突出部32を有する。
The
フィルタユニット19は、第一中間接続部材25a及び第二中間接続部材25bを嵌合部19dに嵌め合った状態でケース14に固定される。ケース突出部32は、フィルタユニット19がケース14に固定される際の位置決めに利用される部位である。第一中間接続部材25aをケース突出部32に沿わせて、フィルタユニット19をケース14に配置し、第一ねじ41aによりフィルタユニット19をケース14に固定する。本実施の形態では3つのケース突出部32を設けたが、ケース突出部32は少なくとも2つあればよい。ケース突出部32が2つあれば、フィルタユニット19のケース14に対する位置を決定できる。図11において、2つのケース突出部32を設ける場合、矢印で示した2つのケース突出部32を設けるのが望ましい。位置決めの基準はできるだけ離れているほうが、製造時におけるフィルタユニット19の組付け性が安定するためである。
The
以上のように、実施の形態3による制御装置一体型回転電機1において、ケース14が軸方向の他方側の面の第一中間接続部材25aの周囲の一部に沿った位置に、軸方向の他方側に突出したケース突出部32を有しているため、フィルタユニット19をケース14に組み込む際、ケース突出部32に沿いながら第一中間接続部材25aがケース14に配置されるので、組み込み時のフィルタユニット19の回転を抑制することができる。組み込み時のフィルタユニット19の回転が抑制されるので、フィルタユニット19とケース14の位置関係の精度を安定させることができる。フィルタユニット19とケース14の位置関係の精度が安定するので、機械的な精度の安定したインバータアセンブリ30を製造することができる。
As described above, in the controller-integrated
実施の形態4.
実施の形態4に係る制御装置一体型回転電機1について説明する。図12は実施の形態4に係る制御装置一体型回転電機1のフィルタユニット19の要部を示す斜視図で、フィルタユニット19の軸方向の他方側の箇所を示す図である。実施の形態4に係る制御装置一体型回転電機1は、フィルタユニット19が絶縁壁34を備えた構成になっている。
A controller-integrated
フィルタユニット19は、高電位側端子19aと低電位側端子19bとの間に、高電位側端子19a及び低電位側端子19bよりも軸方向の他方側に突出した絶縁壁34を備えている。高電位側端子19aと低電位側端子19bは電位が異なる端子であるため、高電位側端子19aと低電位側端子19bに被水が生じた場合、沿面距離が短いと電蝕反応が生じる。電蝕反応が生じると、インバータアセンブリ30の電気的な信頼性が低下する。高電位側端子19aと低電位側端子19bとの間に絶縁壁34を設けることで、高電位側端子19aと低電位側端子19bとの間の沿面距離を長くすることができる。
The
本実施の形態では、高電位側端子19aと低電位側端子19bとが隣接して配置されているため、高電位側端子19aと低電位側端子19bとの間に一つの絶縁壁34が設けられているが、絶縁壁34の配置はこれに限るものではない。高電位側端子19aと低電位側端子19bとが隣接していない場合、高電位側端子19aと低電位側端子19bのそれぞれに隣接させて絶縁壁34を設けてもよく、何れかに隣接した位置にのみ絶縁壁34を設けても構わない。何れかに隣接した位置に絶縁壁34を設ける場合、高電位側端子19aに隣接した位置に絶縁壁34を設けるのが望ましい。高電位側端子19aは高電位であるため、電蝕反応の抑制に有効である。
In this embodiment, since the high
以上のように、実施の形態4による制御装置一体型回転電機1において、フィルタユニット19が高電位側端子19aと低電位側端子19bとの間に、高電位側端子19a及び低電位側端子19bよりも軸方向の他方側に突出した絶縁壁34を備えているため、高電位側端子19aと低電位側端子19bとの間の沿面距離を長くすることができるので、被水の際の高電位側端子19aと低電位側端子19bとの間の電蝕反応を抑制することができる。高電位側端子19aと低電位側端子19bとの間の電蝕反応が抑制されるので、電気的な信頼性の高いフィルタユニット19を構成することができる。
As described above, in the controller-integrated rotating
実施の形態5.
実施の形態5に係る制御装置一体型回転電機1について説明する。図13は実施の形態5に係る制御装置一体型回転電機1のフィルタユニットの斜視図で、フィルタユニット19の軸方向の他方側を示す図、図14は制御装置一体型回転電機1のフィルタユニット19の斜視図で、図13からフィルタカバー35を取り除いた図である。実施の形態5に係る制御装置一体型回転電機1は、フィルタユニット19がフィルタカバー35及びフィルタユニット貫通孔33を備えた構成になっている。
A controller-integrated
フィルタユニット19は、軸方向の他方側から複数のフィルタ部材24を覆うフィルタカバー35を有する。フィルタカバー35は、フィルタ部材24への外部からの被水を防止するために設けられる。フィルタカバー35は、シリコーンなどの接着剤によりフィルタユニット19の絶縁部材19cに接着され、フィルタユニット19に固定される。
The
フィルタカバー35を接着するシリコーンが熱硬化性の場合、主に硬化炉にフィルタユニット19を入れて接着剤を硬化する。昇温時にフィルタユニット19とフィルタカバー35で封止された内部の空気が熱膨張し、絶縁部材19cとフィルタカバー35の接着面が剥離しやすくなる。また、フィルタ部材24が例えば方向性を持ったコンデンサである場合、コンデンサに過電圧または過電流がかかった際にコンデンサの内部圧力が高くなり、コンデンサに設けられた防爆弁が解放され、圧力が解放された後にコンデンサが破損となる仕様のコンデンサが多い。このコンデンサを用いた場合、圧力解放時にガスが噴出され、フィルタカバー35に覆われた空間の内部圧力が高くなる。
When the silicone for bonding the
フィルタユニット19は、フィルタカバー35で覆われた部分に、軸方向に貫通したフィルタユニット貫通孔33を備える。フィルタユニット貫通孔33は、フィルタカバー35の接着時及びフィルタ部材24の破損時において、フィルタカバー35に覆われた空間の内部圧力が高くなった際に、その内部圧力を解放するために設けられる。フィルタユニット貫通孔33はフィルタユニット19の軸方向の一方側に通じているため、軸方向の一方側からのフィルタユニット19への被水を抑制するために、フィルタユニット貫通孔33の軸方向の一方側の部分には被水を抑制する浸水防止措置が施される。浸水防止措置として、例えば、撥水フィルタがフィルタユニット貫通孔33の軸方向の一方側の部分に設けられる。
The
以上のように、実施の形態5による制御装置一体型回転電機1において、フィルタユニット19が軸方向の他方側から複数のフィルタ部材24を覆うフィルタカバー35を有し、フィルタユニット19がフィルタカバー35で覆われた部分に軸方向に貫通したフィルタユニット貫通孔33を備えたため、フィルタユニット19の絶縁部材19cとフィルタカバー35の接着面の剥離を抑制することができる。絶縁部材19cとフィルタカバー35の接着面の剥離が抑制されるので、絶縁部材19cとフィルタカバー35の接着の信頼性の高いフィルタユニット19を構成することができる。
As described above, in the controller-integrated
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 制御装置一体型回転電機、2 回転子、2a 界磁巻線、2b 界磁鉄心、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 ボス、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 モジュール低電位側端子、9c 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 高電位側接続部材、14b 低電位側接続部材、14c ターミナル、15 カバー、16 ブラシ、16a ブラシホルダ、17 制御モジュール、17a 第一の貫通孔、17b 第二の貫通孔、18 コネクティングボード、18a ターミナル、19 フィルタユニット、19a 高電位側端子、19b 低電位側端子、19b1 屈曲部、19c 絶縁部材、19d 嵌合部、20 ファン、21 ファン、22 小ユニット、22a 高電位側電極板、22a1 高電位接続部、22b 低電位側電極板、22b1 低電位接続部、22c 絶縁材、23 冷却気体通路、24 フィルタ部材、24a 高電位側フィルタ端子、24b 低電位側フィルタ端子、25a 第一中間接続部材、25b 第二中間接続部材、28 ヒートシンク、28a ねじ穴、29 駆動部、30 インバータアセンブリ、31 突起部、32 ケース突出部、33 フィルタユニット貫通孔、34 絶縁壁、35 フィルタカバー、36 壁、37 角部、38 封止部材、40a 高電位側の貫通孔、40b 低電位側の貫通孔、41a 第一ねじ、41b 第二ねじ、42 ナット 1 controller-integrated rotary electric machine, 2 rotor, 2a field winding, 2b field core, 3 stator, 3a stator winding, 3b stator core, 3c stator lead wire, 4 front bracket, 5 rear Bracket 5a Bolt 5b Boss 6 Magnetic pole position detection sensor 6a Sensor stator 6b Sensor rotor 7 Bearing 8 Bearing 9 Power module 9a AC terminal 9b Module low potential side terminal 9c Control terminal 10 Field Module 11 Rotating shaft 12 Pulley 13 Slip ring 14 Case 14a High potential side connecting member 14b Low potential side connecting member 14c Terminal 15 Cover 16 Brush 16a Brush holder 17 Control module 17a First through hole, 17b second through hole, 18 connecting board, 18a terminal, 19 filter unit, 19a high potential side terminal, 19b low potential side terminal, 19b1 bent portion, 19c insulating member, 19d fitting portion, 20 fan, 21 fan, 22 small unit, 22a high potential side electrode plate, 22a1 high potential side electrode plate, 22b low potential side electrode plate, 22b1 low potential side connection portion, 22c insulating material, 23 cooling gas passage, 24 filter member, 24a high potential side Filter terminal 24b Low potential side filter terminal 25a First intermediate connection member 25b Second intermediate connection member 28 Heat sink 28a Screw hole 29 Drive unit 30 Inverter assembly 31 Projection 32 Case projection 33 Filter Unit through hole 34 Insulating wall 35 Filter cover 36 Wall 37 Corner 38 Sealing member 40a High potential side through hole 40b Low potential side through hole 41a First screw 41b Second screw 42 nut
Claims (18)
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、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、前記パワーモジュールを冷却するヒートシンクと、前記スイッチング素子を制御する制御回路を有し、前記パワーモジュールの軸方向の他方側に間隔を空けて配置された制御モジュールと、前記パワーモジュールのモジュール高電位側端子が接続され、前記制御モジュールと前記ヒートシンクとの間に配置された高電位側接続部材と、前記高電位側接続部材が固定され、前記制御モジュールの軸方向の一方側の少なくとも一部を覆ったケースと、高電位側端子が前記高電位側接続部材に電気的に接続され、低電位側端子が前記ヒートシンクに電気的に接続されたフィルタユニットと、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アセンブリと、を備え、
前記フィルタユニットは、前記制御モジュールの軸方向の他方側に配置され、
前記制御モジュールは、軸方向に貫通した貫通孔を複数有し、
前記高電位側端子は、第一の前記貫通孔を貫通して配置された第一中間接続部材を介して前記高電位側接続部材に電気的に接続され、
前記低電位側端子は、第二の前記貫通孔を貫通して配置された第二中間接続部材を介して前記ヒートシンクに接続されている制御装置一体型回転電機。 a rotating shaft; a rotor having a field core wound with a field winding and rotating integrally with the rotating shaft; and a 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 that turns on and off a current supplied to the stator winding; a heat sink that cools the power module, the power module being thermally connected to the surface on the other side in the axial direction; A control module having a control circuit for controlling an element and arranged on the other side of the power module in the axial direction with a gap therebetween is connected to a module high potential side terminal of the power module, and the control module and the heat sink are connected to each other. a high-potential-side connecting member arranged between the high-potential-side connecting member, a case to which the high-potential-side connecting member is fixed and covering at least a part of one axial side of the control module, and a high-potential-side terminal connected to the high-potential-side terminal. a filter unit electrically connected to the potential side connection member and having a low potential side terminal electrically connected to the heat sink, disposed on the other side of the bracket in the axial direction and fixed to the bracket; an inverter assembly;
The filter unit is arranged on the other side in the axial direction of the control module,
The control module has a plurality of through-holes that penetrate in the axial direction,
the high-potential-side terminal is electrically connected to the high-potential-side connecting member via a first intermediate connecting member disposed through the first through-hole;
The controller-integrated dynamoelectric machine, wherein the low-potential side terminal is connected to the heat sink via a second intermediate connection member disposed through the second through-hole.
前記高電位側の貫通孔に軸方向の他方側から一方側に挿入された第一ねじと、前記第一ねじの軸方向の他方側のねじ突出部に螺合されたナットと、を設け、
前記第一ねじと前記ナットとに挟まれて、前記高電位側端子、前記第一中間接続部材、及び前記高電位側接続部材が電気的に接続されている請求項1に記載の制御装置一体型回転電機。 a high-potential-side through hole axially penetrating the high-potential-side terminal, the first intermediate connecting member, and the high-potential-side connecting member;
a first screw inserted into the through hole on the high potential side from one side in the axial direction from the other side in the axial direction;
2. The control device according to claim 1, wherein said high-potential side terminal, said first intermediate connection member, and said high-potential side connection member are electrically connected by being sandwiched between said first screw and said nut. Body type rotating electric machine.
前記ヒートシンクは、軸方向の他方側に開口するねじ穴を有し、
前記低電位側の貫通孔に軸方向の他方側から一方側に挿入され、前記ねじ穴に螺合された第二ねじを設け、
前記第二ねじと前記ねじ穴が形成されたヒートシンクの部分とに挟まれて、前記低電位側端子、及び前記第二中間接続部材が電気的に接続され、前記フィルタユニットが前記ヒートシンクに固定されている請求項1に記載の制御装置一体型回転電機。 a low-potential-side through-hole axially penetrating the low-potential-side terminal and the second intermediate connecting member;
The heat sink has a screw hole opening on the other side in the axial direction,
A second screw is inserted into the through hole on the low potential side from the other side in the axial direction to one side and is screwed into the screw hole,
The low potential side terminal and the second intermediate connecting member are electrically connected by being sandwiched between the second screw and the portion of the heat sink in which the screw hole is formed, and the filter unit is fixed to the heat sink. The controller-integrated rotating electrical machine according to claim 1 .
前記モジュール低電位側端子は、前記第二中間接続部材と前記ヒートシンクとの間に挟まれて前記第二中間接続部材と前記ヒートシンクに電気的に接続され、前記第二ねじが貫通する前記低電位側の貫通孔が設けられている請求項3に記載の制御装置一体型回転電機。 The power module has a module low-potential side terminal projecting from a main body of the power module,
The module low potential side terminal is sandwiched between the second intermediate connection member and the heat sink and electrically connected to the second intermediate connection member and the heat sink, and the low potential through which the second screw penetrates. 4. The controller-integrated dynamoelectric machine according to claim 3, wherein a side through-hole is provided.
前記パワーモジュールは、前記パワーモジュールの本体部から突出したモジュール低電位側端子を有し、
前記モジュール低電位側端子は、前記低電位側接続部材に電気的に接続されると共に、前記低電位側端子及び前記ヒートシンクに電気的に接続されている請求項3に記載の制御装置一体型回転電機。 The inverter assembly is sandwiched between the second intermediate connection member and the heat sink and electrically connected to the second intermediate connection member and the heat sink, and the low-potential-side penetration through which the second screw penetrates. a low-potential-side connection member provided with a hole and extending along the other side surface of the heat sink in the axial direction;
The power module has a module low-potential side terminal projecting from a main body of the power module,
4. The controller-integrated rotation unit according to claim 3, wherein the module low-potential side terminal is electrically connected to the low-potential side connection member and is also electrically connected to the low-potential side terminal and the heat sink. electric machine.
前記フィルタユニットは、複数の前記小ユニットが一体的にモールド成形されて構成されている請求項2から5のいずれか1項に記載の制御装置一体型回転電機。 The filter unit includes the high potential side terminal, the low potential side terminal, and a filter member having a filter function and electrically connected to the high potential side terminal and the low potential side terminal. Equipped with multiple small units,
The controller-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 2 to 5, wherein the filter unit is configured by integrally molding a plurality of the small units.
前記小ユニットのそれぞれにおいて、前記低電位側端子は、板状に形成された低電位側電極板に設けられ、
複数の前記高電位側端子及び複数の前記低電位側端子は、屈曲部を介して前記高電位側電極板または前記低電位側電極板に連結されて、軸方向に撓む撓み端子、もしくは前記高電位側電極板または前記低電位側電極板と一体的に形成された固定端子である請求項6に記載の制御装置一体型回転電機。 In each of the small units, the high potential side terminal is provided on a plate-shaped high potential side electrode plate,
In each of the small units, the low potential side terminal is provided on a plate-shaped low potential side electrode plate,
The plurality of high-potential side terminals and the plurality of low-potential side terminals are connected to the high-potential side electrode plate or the low-potential side electrode plate via bending portions, and are flexible terminals that bend in the axial direction, or 7. The controller-integrated dynamoelectric machine according to claim 6, which is a fixed terminal formed integrally with the high-potential side electrode plate or the low-potential side electrode plate.
前記低電位側電極板は、積層された部分から周囲に突出した低電位接続部を有し、
前記高電位接続部と前記低電位接続部とは、前記フィルタユニットの軸方向の一方側に露出して設けられ、
前記フィルタ部材は、高電位側フィルタ端子と低電位側フィルタ端子を有し、
前記高電位側フィルタ端子は、前記高電位接続部を軸方向の一方側に貫通し、前記高電位接続部から軸方向の一方側に突出した端子突出部が、半田により前記高電位接続部の軸方向の一方側の面に接続され、
前記低電位側フィルタ端子は、前記低電位接続部を軸方向の一方側に貫通し、前記低電位接続部から軸方向の一方側に突出した端子突出部が、半田により前記低電位接続部の軸方向の一方側の面に接続されている請求項10に記載の制御装置一体型回転電機。 The high-potential-side electrode plate has a high-potential connecting portion protruding from the laminated portion to the surroundings,
The low-potential-side electrode plate has a low-potential connection portion protruding from the laminated portion to the surroundings,
the high-potential connecting portion and the low-potential connecting portion are exposed on one side of the filter unit in the axial direction,
The filter member has a high potential side filter terminal and a low potential side filter terminal,
The high-potential-side filter terminal penetrates the high-potential connecting portion in one axial direction, and the terminal protruding portion protruding from the high-potential connecting portion in the one axial direction is soldered to the high-potential connecting portion. connected to one axial face,
The low-potential-side filter terminal penetrates the low-potential connecting portion to one side in the axial direction, and the terminal protruding portion protruding from the low-potential connecting portion to the one axial side is soldered to the low-potential connecting portion. 11. The controller-integrated rotating electric machine according to claim 10, which is connected to one side surface in the axial direction.
前記高電位接続部と前記低電位接続部の軸方向の一方側の面は、前記モールド樹脂から外部に露出している請求項11に記載の制御装置一体型回転電機。 The filter unit is integrally molded with mold resin,
12. The controller-integrated dynamoelectric machine according to claim 11, wherein one axial surface of said high potential connecting portion and said low potential connecting portion is exposed outside from said mold resin.
前記高電位側フィルタ端子の端子突出部の中心と前記壁との間の距離、及び前記低電位側フィルタ端子の端子突出部の中心と前記壁との間の距離は、1.5mm以上である請求項12に記載の制御装置一体型回転電機。 walls formed of the mold resin are arranged around the terminal projecting portion of the high potential side filter terminal and the terminal projecting portion of the low potential side filter terminal;
The distance between the center of the terminal projecting portion of the high-potential filter terminal and the wall and the distance between the center of the terminal projecting portion of the low-potential filter terminal and the wall are 1.5 mm or more. The controller-integrated dynamoelectric machine according to claim 12 .
前記フィルタユニットは、前記フィルタカバーで覆われた部分に、軸方向に貫通したフィルタユニット貫通孔を備えている請求項6から13のいずれか1項に記載の制御装置一体型回転電機。 The filter unit has a filter cover that covers the plurality of filter members from the other side in the axial direction,
The controller-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 6 to 13, wherein the filter unit has a filter unit through hole penetrating in the axial direction in a portion covered with the filter cover.
前記第一中間接続部材及び前記第二中間接続部材は、前記嵌合部に嵌め合って設けられ、
前記嵌合部のそれぞれは、内周面に、内側に向かって突出し、軸方向に延出した突起部を少なくとも3つ有している請求項6から14のいずれか1項に記載の制御装置一体型回転電機。 The filter unit has a fitting portion recessed toward the other side in the axial direction on one side surface in the axial direction,
The first intermediate connection member and the second intermediate connection member are provided by being fitted to the fitting portion,
15. The control device according to any one of claims 6 to 14, wherein each of the fitting portions has, on an inner peripheral surface thereof, at least three protruding portions that protrude inward and extend in the axial direction. Integrated rotating electric machine.
前記ケースは、前記ケース突出部を少なくとも2つ有している請求項1から17のいずれか1項に記載の制御装置一体型回転電機。 the case has a case protruding portion protruding to the other axial side at a position along a part of the circumference of the first intermediate connection member on the other axial side surface;
The controller-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 1 to 17, wherein the case has at least two case projecting portions.
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