KR20060009858A - 차량용 회전 전기기계 장치 - Google Patents

차량용 회전 전기기계 장치 Download PDF

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KR20060009858A
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요시히토 아사오
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미츠비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

전기 자동차나 하이브리드 자동차 등에 탑재되는 차량용 회전 전기기계 장치에 있어서, 회전 전기기계와 해당 회전 전기기계를 제어하는 인버터 유닛을 일체화한 회전 전기기계 장치의 소형화와 토오크 특성 및 효율을 향상시킨다. 인버터 유닛(4)이 냉각팬(28)에 의해 강제적으로 형성된 냉각풍에 의해 냉각됨으로써, 인버터 유닛(4)이 효율 좋게 냉각된다. 그래서, 히트싱크(401, 402, 403)의 방열핀(401a, 402a, 403a)을 소형화할 수 있고, 결과적으로 인버터 유닛(4)의 소형화가 도모되고, 인버터 유닛(4)의 리어 브래킷(19)의 탑재성이 향상된다. 또한, 인버터 유닛(4)과 회전 전기기계(2)가 냉각팬(28)에 의해 형성되는 냉각풍에 의해 냉각되기 때문에, 인버터 유닛(4)의 냉각 매체가 회전 전기기계(2)의 냉각 매체(냉각풍)와 공용되고, 냉각 구조가 간소화된다.
차량용 회전 전기기계

Description

차량용 회전 전기기계 장치{ROTARY ELECTRIC MACHINE FOR VEHICLES}
본 발명은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차 등에 탑재되는 차량용 회전 전기기계 장치, 특히 회전 전기기계와 해당 회전 전기기계를 제어하는 인버터 유닛을 일체화한 차량용 회전 전기기계 장치에 관한 것이다.
근래, 지구 온난화 방지를 배경으로 CO2의 배출량 삭감이 요구되고 있다. 그리고, 자동차에 있어서의 CO2의 삭감은, 연비 성능의 향상을 의미하고, 그 해결책의 하나로서, 전기 자동차(EV) 또는 하이브리드 자동차(HEV)의 개발, 실용화가 진행되고 있다.
특히, 하이브리드 자동차에 탑재되는 회전 전기기계에 요구되는 기능으로서는, 차량 정지시의 아이들링 스톱, 감속 주행중의 에너지 회생, 가속 주행중의 토오크 어시스트 등으로서, 이들의 실현에 의해 연비 성능의 향상이 가능하게 되어 있다.
그리고, 이를 위한 회전 전기기계로서 전동발전기가 엔진의 외측에 횡치식(橫置式)으로 탑재되고, 벨트가 전동발전기와 크랭크축 풀리와의 사이에 걸처지고, 전동발전기와 엔진과의 사이에서 쌍방향의 구동력 전달이 행하여지도록 되어 있다.
그리고, 전동시(電動時)에는, 배터리의 직류 전력이 인버터에 의해 교류 전 력으로 변환된다 . 이 교류 전력이 전동발전기에 공급되고, 전동발전기가 회전 구동된다. 이 회전력이 벨트를 통하여 엔진에 전달되고, 엔진이 시동된다. 한쪽, 발전시에는, 엔진의 구동력의 일부가 벨트를 통하여 전동발전기에 전달되고, 교류 전력이 발생한다, 이 교류 전력이 인버터에 의해 직류 전력으로 변환되고, 배터리에 축적된다.(예를 들면, 특허 문헌 1 참조)
특허 문헌 1 : 특개2001-95103호 공보(도 1, 도 2)
종래의 차량용 전동발전 장치에서는, 인버터가 전동발전기로부터 멀리 떨어져 배설되어 있기 때문에, 인버터와 전동발전기와의 사이를 전기적으로 접속하는 교류 배선의 배선 길이가 길어져 버린다. 그 결과, 교류 배선에서의 배선 저항이 커지고, 교류 배선에서의 전압 강하가 커지기 때문에, 전동발전기에 소망하는 토오크를 출력시키는 만큼의 전력을 공급할 수 없거나, 전동발전기를 소망하는 회전 속도까지 회전을 높일 수 없거나 한다는 사태를 발생시켜 버린다는 문제가 있다.
또한, 교류 배선에서의 전압 강하를 억제하기 위해, 교류 배선의 두께를 굵게 하여 배선 저항을 작게 하는 것도 고려된다. 그러나, 이 경우에는, 배선 중량 및 배선 비용이 대폭적으로 증가하여 버린다는 문제가 있다.
또한, 엔진룸 내에 있어서 인버터 및 그 제어 장치를 새롭게 추가 탑재할 스페이스를 확보하는 것이 매우 곤란하게 되어 오고 있고, 인버터 및 그 제어 장치를 대폭적으로 소형화하는 것이 필요하다는 과제가 있다.
본 발명은, 상기한 문제를 해소하기 위해 이루어진 것으로, 특히 인버터 유닛을 일체화한 차량용 회전 전기기계 장치에 있어서, 인버터 유닛을 포함한 회전 전기기계 장치의 소형화와 토오크 특성 및 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 회전 전기기계 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 차량용 회전 전기기계 장치는, 단면(端面)에 흡기구멍과, 외주에 배기구멍을 갖는 한 쌍의 브래킷에 회전 자유롭게 지지된 샤프트와, 상기 한 쌍의 브래킷 내에 배설되고, 상기 샤프트에 고착되고 내부에 계자 코일을 장착함과 함께 양단면에는 냉각팬을 장착하여 이루어지는 회전자와, 상기 회전자의 외주에 해당 회전자를 포위하도록 상기 한 쌍의 브래킷에 고착되고, 전기자 코일이 권회된 전기자 철심으로 이루어지는 전기자(電機子)를 갖는 회전 전기기계와,
배터리의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고 상기 전기자 코일에 공급하여 상기 회전자에 회전 동력을 발생시키거나, 또는 상기 전기자 코일에서 발생하는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하고 상기 배터리를 충전하는 인버터 유닛을 구비한 차량용 회전 전기기계 장치에 있어서, 상기 인버터 유닛은, 개략 중공(中空)의 원통형상 또는 중공의 다각주 형상을 이루고, 적어도 외표면의 일부에 다수의 방열핀을 갖는 히트 싱크를 구성하고, 상기 회전 전기기계의 반부하측 단부(端部)에, 상기 샤프트를 둘러싸며, 또한 상기 냉각팬에 의한 냉각풍이 상기 회전 전기기계를 냉각하기 전에, 상기 방열핀을 냉각하도록 배치되어 있다.
본 발명에 의하면, 인버터 유닛을 회전 전기기계의 반부하측 단부에 일체로 고정하고, 인버터 유닛의 방열핀을 냉각팬에 의한 냉각풍이 상기 회전 전기기계를 냉각하기 전에 강제 냉각함에 의해, 인버터 유닛의 히트 싱크를 효과적으로 냉각하여 인버터 유닛 자체의 소형화를 실현할 수 있다. 그 결과, 회전 전기기계와 인버터 유닛의 조합으로 대폭적인 공간 절약으로 되고, 엔진룸 내에의 탑재성이 양호하게 됨과 함께, 인버터 유닛을 회전 전기기계에 일체로 고정하였기 때문에, 인버터 유닛과 회전 전기기계를 접속하는 교류 배선을 삭감할 수 있고, 교류 배선에서의 전압 강하를 억제하여 회전 전기기계의 토오크 특성을 대폭적으로 개선할 수 있고, 또한 교류 배선을 삭감함에 의한 대폭적인 중량 절감과 비용 절감을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 차량용 회전 전기기계 장치를 도시한 종단면도.
도 2는 도 1에서 커버를 벗긴 경우의 인버터 유닛을 리어측에서 본 도면.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 차량용 회전 전기기계 장치를 탑재한 하이브리드 자동차에 있어서의 시스템 회로를 도시한 개념도.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 차량용 회전 전기기계 장치를 도시한 종단면도.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 차량용 회전 전기기계 장치에 있어서의 인버터 유닛의 방열핀을 리어 브래킷측에서 본 도면.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 차량용 회전 전기기계 장치를 도시한 종단면도.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 차량용 회전 전기기계 장치에 있어 서의 인버터 유닛으로서 축방향으로 분할하여 배치한 구성을 도시한 외관도.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 5에 의한 차량용 회전 전기기계 장치에 있어서의 인버터 유닛으로서 둘레방향으로 분할하여 배치한 구성을 도시한 외관도.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 차량용 회전 전기기계 장치에 있어서의 인버터 유닛에 사용되는 스위칭 소자의 온 저항과 정격 전압의 관계를 도시한 특성도.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 차량용 회전 전기기계 장치에 있어서의 인버터 유닛에 사용되는 스위칭 소자의 온 저항과 정격 전압의 관계를 도시한 특성도.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 1부터 7에 관한 차량용 회전 전기기계 장치에 있어서의 영구자석을 구비한 클로우폴형 회전자의 외관도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
2 : 회전 전기기계, 4 : 인버터 유닛, 4a : 서킷 보드, 4b : 케이스, 5 : 배터리, 8 : 직류 배선, 9 : 교류 배선, 10 : 베어링, 11 : 베어링, 12 : 풀리, 16 : 샤프트, 18 : 프런트 브래킷, 18a : 흡기구멍, 18b : 배기구멍, 19 : 리어 브래킷, 19a : 흡기구멍, 19b : 배기구멍, 20 : 회전자, 20A, 20B : 회전자 철심, 20a, 20b : 자극부, 21 : 계자 코일, 22 : 전기자, 23 : 전기자 철심, 24 : 전기자 코일, 25 : 통과 볼트, 26, 27 : 영구자석, 28 : 냉각팬, 29 : 슬립 링, 30 : 브러시 홀더, 31 : 브러시, 40 : 인버터 모듈, 41 : 스위칭 소자, 42 : 다이오드, 43 : 콘덴서, 44 : 제어 장치, 45 : 계자전류 제어 장치, 50 : 커버, 50a, 50b : 흡기구멍, 50c : 칸막이벽, 201, 202, 203 : 구출선, 300 : 절연 부시, 401 : 내주면측 히트 싱크, 402 : 반 리어 브래킷측 히트 싱크, 403 : 외주면측 히트 싱크, 401a, 402a, 403a : 방열핀, 404 : 회로 기판, 405 : 회로 기판, 406 : 칸막이판, 406a : 통풍구멍, 410 : 히트 싱크, 410a : 외주면측 방열핀, 410b : 리어 브래킷측 방열핀, 411 : 히트 싱크, 420 : 접속 단자부, 430 : 열전도 차단부
실시의 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 회전 전기기계 장치에서의 인버터 유닛과 회전 전기기계를 일체화한 구조를 도시한 종단면도, 도 2는 도 1에 있어서 커버를 벗긴 경우의 인버터 유닛을 리어측에서 본 도면, 도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 회전 전기기계 장치를 탑재한 하이브리드 자동차에 있어서의 시스템 회로의 개념도이다. 또한, 도 2의 A-A선은 도 1의 종단면도에 대응하는 절단선을 나타낸다.
도 3에서, 회전 전기기계(2)는 코일 계자식 동기 전동발전기이고, 전기자(도시 생략)의 전기자 코일(24)과 회전자(도시 생략)의 계자 코일(21)을 구비하고 있다.
또한, 이 도면의 경우의 인버터 유닛(4)은, 복수의 스위칭 소자(41)와 각 스위칭 소자(41)에 병렬로 접속된 다이오드(42)로 이루어지는 인버터 모듈(40)과, 이 인버터 모듈(40)에 병렬로 접속된 콘덴서(43)를 구비하고 있다. 그리고, 인버터 모듈(40)은, 병렬로 접속된 스위칭 소자(41) 및 다이오드(42)의 조(組)를 2조 직렬로 접속한 것을 병렬로 3개 배치하여 구성되어 있다. 그리고, 전기자 코일(24)의 각 Y결선(스타 결선) 단부가, 교류 배선(9)(다만, 본 실시의 형태 1에서는 폐지되어 있다)을 통하여 직렬로 접속된 스위칭 소자(41)의 중간점에 각각 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 배터리(5)의 정극측 단자 및 부극측 단자가, 직렬 배선(8)을 통하여 인버터 모듈(40)의 정극측 및 부극측에 각각 전기적으로 접속되어 있다.
인버터 모듈(40)은, 제어 장치(44)에 의해 스위칭 소자(41)의 스위칭 동작이 제어된다. 또한, 제어 장치(44)는, 계자전류 제어 장치(45)를 제어하여 계자 코일(21)에 흐르는 계자전류를 조정한다.
도 1에 있어서, 회전 전기기계(2)는, 베어링(10, 11)을 통하여 샤프트(16)를 축 지지(軸支)되고 프런트 브래킷(18)과 리어 브래킷(19)으로 이루어지는 케이스 내에 회전 자유롭게 배설되고, 회전자 철심(20A, 20B)과 계자 코일(21)을 구비한 회전자(20)와, 전기자 철심(23)의 축방향 양단의 지름 방향 단부를 프런트 브래킷(18)과 리어 브래킷(19)에 끼워 지지되고 회전자(20)를 둘러싸도록 배설된 전기자(22)를 구비하고 있다. 그리고, 프런트 브래킷(18)과 리어 브래킷(19)이 통과 볼트(25)에 의해 체결 일체화된다. 또한, 회전 전기기계용 풀리(12)가 회전자(20)의 샤프트(16)의 프런트 브래킷(18)으로부터의 연출단(延出端)에 고착되어 있다. 냉각팬(28)이 회전자(20)의 축방향 양단면에 각각 고착되어 있다. 그리고, 한 쌍의 슬립 링(29)이 샤프트(16)의 리어측에 장착되어 있다. 또한, 브러시 홀더(30)가 샤프트(16)의 리어측 외주에 위치하도록 리어 브래킷(19)의 외벽면에 배설되고, 한 쌍의 브러시(31)가 각각 슬립 링(29)에 활주접촉하도록 브러시 홀더(30) 내에 배설되어 있다. 또한, 흡기구멍(18a, 19a)이 프런트 브래킷(18) 및 리어 브패킷(19)의 단면에 천공되고, 배기구멍(18b, 19b)이 프런트 브래킷(18) 및 리어 브패킷(19)의 외주면에 천공되어 있다.
인버터 유닛(4)은, 슬립 링(29)을 둘러싸도록 하여 브러시 홀더(30)의 부분만 노치한 개략 중공의 원통형상 또는 다각주 형상을 이루고, 외부로부터 내부에의 접속용 서킷 터미널을 절연성 수지로 덮고 이루어지는 서킷 보드(4a)와, 서킷 보드(4a)에 일체로 고착된 내주면측 히트 싱크(401), 반 리어 브래킷측 히트 싱크(402), 외주면측 히트 싱크(403)로 구성되어 있다. 이들 각각의 히트 싱크(401, 402, 403)의 소재로는, 예를 들면 구리, 알루미늄 등의 양호한 열전도성 금속을 이용하고, 도 2에 도시한 바와 같이 각각 방열핀(401a, 402a, 403a)이 개략 중심 방향을 향하여 방사형상으로 세워저 있다.
그리고, 회로 기판(404)이 전기 절연 상태로 히트 싱크(402)의 반방열핀측면상에 배설되고 인버터 유닛(4) 내에 수납되어 있다. 이 회로 기판(404)에는, 스위치 소자(41), 다이오드(42) 및 콘덴서(43)가 도 3에 도시된 회로를 구성하도록 실장되어 있다. 이와 같이 구성된 인버터 유닛(4)은, 리어 브래킷(19)의 단면에 샤프트(16)를 둘러싸도록 직접 부착되어 있고, 전기자 코일(24)의 Y결선 단부로부터 늘어나는 구출선(口出線)(201, 202, 203)이 리어 브래킷(19)으로부터 절연 부시(300)을 통하여 늘어나고, 인버터 유닛(4)의 서킷 보드(4a)의 접속 단자부(420)에 전기적으로 직접 접속되어 있다. 또한, 배터리(5)가 직류 배선(8)을 통하여 인버터 유닛(4)의 전원 단자(도시 생략)에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 리어 브래킷 (19)의 외단면에 배설된 인버터 유닛(4), 브러시 홀더(30)를 둘러싸도록, 커버(50)가 장착되어 있고, 이 커버(50)에는 방열핀(402a)에 대향하는 면에 흡기구멍(50a)이 천공되어 있다.
다음에 이와 같이 구성된 실시의 형태 1의 회전 전기기계 장치의 하이브리드 자동차에 있어서의 아이들링 스톱시의 동작에 관해 설명한다.
우선, 아이들링 스톱을 시작하기 위한 조건이 성립하면, 엔진(도시 생략)은 정지된다. 그리고, 엔진을 재시동하는 조건이 갖추어지면, 배터리(5)로부터 직류 배선(8)을 통하여 직류 전력이 인버터 유닛(4)에 급전된다. 그러면, 제어 장치(44)가 인버터 모듈(40)의 각 스위칭 소자(41)를 0N/0FF 제어하고, 직류 전력이 삼상교류 전력으로 변환된다. 그리고, 이 삼상교류 전력이 전기자 코일(24)로부터 늘어난 구출선(201, 202, 203)을 통하여 회전 전기기계(2)의 전기자 코일(24)에 공급된다. 이로써, 계자전류 제어 장치(45)에 의해 계자전류가 공급되고 있는 회전자(20)의 계자 코일(21)의 주위에 회전자계가 주어지고, 회전자가 회전 구동된다.
그리고, 이 회전자(20)의 회전 동력이 회전 전기기계용 풀리(12), 벨트(도시 생략), 크랭크 풀리(도시 생략)를 통하여 엔진에 전달되고, 엔진이 시동된다.
그리고, 엔진이 시동되면, 엔진의 회전 동력이 크랭크 풀리, 벨트 및 회전 전기기계용 풀리(12)를 통하여 회전 전기기계(2)에 전달된다. 이로써, 회전자가 회전 구동되어 전기자 코일(24)에 삼상교류 전압이 유기(誘起)된다. 그러면, 제어 장치(44)가 각 스위칭 소자(41)를 0N/0FF 제어하고, 전기자 코일(24)에 유기된 삼상교류 전력을 직류 전력으로 변환하고, 배터리(5)를 충전한다.
이와 같은 일련의 아이들 스톱 동작에 있어서, 회전 전기기계(2)의 반부하측(반 풀리측) 단부에 직접 부착된 인버터 유닛(4)은, 냉각팬(28)이 양단면에 고착된 회전자(20)가 회전함에 의해 냉각된다.
회전자(20)가 회전 구동되고, 냉각팬(28)이 회전 구동되면, 도 1중 화살표로 나타낸 바와 같이, 냉각풍이 커버(50)의 흡기구멍(50a)으로부터 흡입되어 방열핀(402a로부터 401a)으로, 마찬가지로 방열핀(402a부터 403a)을 따라 흐르고, 스위칭 소자(41), 다이오드(42) 및 콘덴서(43)에서 발생한 열이 이들 방열핀(402a, 401a, 403a)을 통하여 냉각풍으로 방열된다. 그리고, 이 냉각풍은 리어 브래킷(19)에 마련된 흡기구멍(19a)으로 도입되고 냉각팬(28)에 의해 원심 방향으로 구부러져 배기구멍(19b)으로부터 배출되고, 냉각풍의 흐름이 형성된다. 냉각팬(28)으로 원심 방향으로 구부러진 냉각풍에 의해 전기자 코일(24)이 냉각된다.
따라서 이 실시의 형태 1에서는, 인버터 유닛(4)이 냉각팬(28)에 의해 강제적으로 형성된 냉각풍에 의해, 우선 최초에 인버터 유닛(4)의 방열핀(401a, 402a, 403a)을 냉각하도록 구성하였기 때문에, 회전 전기기계(2)의 전기자(22)로부터 발생하는 열의 영향을 거의 받지 않고, 인버터 유닛(4) 내부의 스위칭 소자(41) 등에서 발생하는 열을 효율 좋게 외부로 방열할 수 있고, 인버터 유닛(4)이 효율 좋게 냉각된다. 그러면, 히트 싱크(401, 402, 403)의 방열핀(401a, 402a, 403a)을 소형화할 수 있고, 그 결과 인버터 유닛(4)의 소형화가 도모되고, 인버터 유닛(4)의 리어 브래킷(19)에의 탑재성이 향상된다. 또한, 인버터 유닛(4)과 회전 전기기계(2)가 냉각팬(28)에 의해 형성되는 냉각풍에 의해 냉각되기 때문에, 인버터 유닛(4)의 냉각 매체가 회전 전기기계(2)의 냉각 매체(냉각풍)와 공용되고, 냉각 구조가 간소화된다.
그리고, 인버터 유닛(4)이 회전 전기기계(2)의 리어 브래킷(19)의 외측 단면에 직접 부착되고, 전기자 코일(24)의 구출선(201, 202, 203)이 인버터 유닛(4)에 직접 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 인버터 유닛과 전기자 코일(24) 사이의 교류 배선에 의한 저항 증가가 없다. 이로써, 인버터 유닛(4)과 전기자 코일(24) 사이의 전압 강하가 최소로 되고, 회전 전기기계(2)의 토오크 특성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 인버터 유닛(4)을 회전 전기기계(2)에 직접 부착하고 있기 때문에, 부착 스페이스를 삭감할 수 있고, 레이아웃성이 향상된다.
또한, 인버터 유닛(4)으로부터 회전 전기기계(2)에의 교류 배선을 삭감할 수 있음에 의해, 중량 절감과 비용 절감을 실현할 수 있다. 또한, 교류 배선의 오배선 등의 시장(市場) 트러블을 방지할 수 있다.
또한, 발열량이 큰 스위칭 소자와, 비교적 발열량이 큰 콘덴서를 상기 인버터 유닛의 방열핀에 의해 효율 좋게 냉각할 수 있다.
실시의 형태 2.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 차량용 회전 전기기계 장치에 있어서의 인버터 유닛과 회전 전기기계를 일체화한 구조를 도시한 종단면도, 도 5는 인버터 유닛의 방열핀을 리어 브래킷측에서 본 도면이다.
도 4에서, 인버터 유닛(4)은, 슬립 링(29)을 둘러싸도록 하여 브러시홀더 (30)의 부분만을 노치한 대체로 원통형상 또는 다각주 형상을 이루고, 외부로부터 내부에의 접속용 서킷 터미널을 절연성 수지로 덮어서 이루어지는 뚜껑 모양의 케이스(4b)와, 케이스(4b)에 일체로 고착된 히트 싱크(410)로 외관은 구성되어 있다. 이 히트 싱크(410)의 소재로는, 예를 들면 구리, 알루미늄 등의 양호한 열전도성 금속을 이용하고, 도 5에 도시한 바와 같이 그 히트 싱크(410)의 외주면측에는 외주면측 핀(410a), 리어 브래킷측에는 리어 브래킷측 방열핀(410b)이 개략 샤프트(16)와 평행하며 또한 중심 방향으로부터 방사형상으로 퍼져서 배설되어 있다. 그리고, 회로 기판(404)이 전기 절연 상태로 히트 싱크(410)의 반 리어 브래킷측 핀면상에 배설되고 인버터 유닛(4) 내에 수납되어 있다. 이 회로 기판(404)에는, 스위칭 소자(41), 다이오드(42) 및 콘덴서(43)가 도 3에 도시된 회로를 구성하도록 실장되어 있다. 또한 마찬가지로, 회로 기판(405)도 전기 절연 상태로 히트 싱크(410)상에 배설되어 인버터 유닛(4) 내에 수납되어 있다. 이 회로 기판(405)에는, 제어 장치(44) 및 계자전류 제어 장치(45)가 도 3에 도시된 회로를 구성하도록 실장되어 있다. 이와 같이 구성된 인버터 유닛(4)은, 리어 브래킷(19)의 외측 단면에 직접 부착되어 있고, 전기자 코일(24)의 Y결선 단부로부터 늘어나는 구출선(201, 202, 203)이 리어 브래킷(19)으로부터 절연 부시(300)를 통하여 늘어나오고, 인버터 유닛(4)의 케이스(4b)의 접속 단자부(420)에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 리어 브래킷(19)의 외단면에 배설된 인버터 유닛(4), 브러시 홀더(30)를 둘러싸도록 커버(50)가 장착되어 있고, 이 커버(50)의 외주면에는 외주면측 방열핀(410a)에 대향하는 흡기구멍(50b)이 천공되어 있다. 또한, 커버(50)의 개구측 단부 에는, 리어 브래킷(19)의 배기구멍(19b)으로부터 배기된 고온의 냉각풍을 커버(50)의 흡기구멍(50b)측으로 순환시키지 않기 위한 칸막이벽(50c)이 배기구멍(19b)의 외측 주변에 마련되어 있다.
그리고, 다른 구성은 상기 실시의 형태 1과 마찬가지로 구성되어 있다.
이 실시의 형태 2에서, 회전자(20)가 회전 구동되고, 냉각팬(28)이 회전 구동되면, 도 4중 화살표로 나타낸 바와 같이, 냉각풍이 커버(50)의 흡기구멍(50b)으로부터 흡입되고, 도 5에 도시된 바와 같이 외주면측 방열핀(410a), 리어 브래킷측 방열핀(410b)에 따라 흐르고, 스위칭 소자(41), 다이오드(42), 콘덴서(43), 제어 장치(44) 및 계자전류 제어 장치(45)에서 발생한 열이 이들 방열핀(410a, 410b)을 통하여 냉각풍으로 방열된다. 그리고, 이 냉각풍은 리어 브래킷(19)에 마련된 흡기구멍(19a)으로 도입되어 냉각팬(28)에 의해 원심 방향으로 구부러져 배기구멍(19b)으로부터 배출되고, 냉각풍의 흐름이 형성된다. 또한, 배기구멍(19b)으로부터 배출되는 냉각풍은, 커버(50)의 흡기구멍(50b)의 방향으로 순환하지 않도록 커버(50)의 개구측 단부에 마련된 칸막이벽(50c)에 의해 배기 방향이 제어되어 있다. 전기자 코일(24)은, 냉각팬(28)으로 원심 방향으로 구부러진 냉각풍에 의해 냉각된다. 또한, 이 칸막이벽(50c)은 냉각풍의 배기 방향을 제어하는 도풍벽이라도 좋다.
따라서 이 실시의 형태 2에서는, 인버터 유닛(4)이 냉각팬(28)에 의해 강제적으로 형성된 냉각풍에 의해 냉각되기 때문에, 인버터 유닛(4)이 효율 좋게 냉각된다. 그러면, 히트 싱크(410), 방열핀(410a, 410b)을 소형으로 할 수 있으므로, 인버터 유닛(4)의 소형화가 도모되고, 인버터 유닛(4)의 리어 브래킷(19)에의 탑재 성이 향상된다. 또한, 인버터 유닛(4)과 회전 전기기계(2)가 냉각팬(28)에 의해 형성되는 냉각풍에 의해 냉각되기 때문에, 인버터 유닛(4)의 냉각 매체가 회전 전기기계(2)의 냉각 매체(냉각풍)와 공용되고, 냉각 구조가 간소화된다.
그리고, 인버터 유닛(4)이 회전 전기기계(2)의 리어 브래킷(19)의 외측 단면에 직접 부착되고, 전기자 코일(24)의 구출선(201, 202, 203)이 인버터 유닛(4)에 직접 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 인버터 유닛과 전기자 코일(24) 사이의 교류 배선에 의한 저항 증가가 없다. 이로써, 인버터 유닛(4)과 전기자 코일(24) 사이의 전압 강하가 최소로 되고, 회전 전기기계(2)의 토오크 특성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 인버터 유닛(4)을 회전 전기기계(2)에 직접 부착하고 있기 때문에, 부착 스페이스를 삭감할 수 있고, 레이아웃성이 향상된다.
또한, 흡기구멍(50b)으로부터 흡입된 냉각풍의 흐르는 방향에 따라 방열핀(410a, 410b)를 배설하였기 때문에 방열핀이 효율 좋게 냉각됨과 함께, 통풍 저항이 크게 되지 않기 때문에 냉각풍량이 감소하는 일이 없으므로, 전체의 냉각 효율이 나빠지지 않는다는 효과가 있다.
또한, 배기구멍(19b)으로부터 배출되는 고온도의 배기 냉각풍이 커버(50)의 흡기구멍(50b)으로 순환하여 흡입되지 않기 때문에, 흡기구멍(50b)으로부터는 항상 저온의 냉각풍이 흡입되고, 인버터 유닛(4)을 효율 좋게 냉각할 수 있다.
또한, 인버터 유닛(4)을 금속성의 커버(50)로 덮음에 의해, 인버터 유닛(4) 및 그 연결선류에서 발생하는 노이즈를 외부로 방출하지 않도록 하는 효과와, 역으로 외부로부터의 노이즈에 의해 인버터 유닛(4)이 오동작하는 것을 회피할 수 있는 효과가 있다
실시의 형태 3.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 회전 전기기계 장치에 있어서의 인버터 유닛과 회전 전기기계를 일체화한 구조를 도시한 종단면도이다.
도 6에서, 인버터 유닛(4)은, 슬립 링(29)을 둘러싸도록 하고 브러시홀더(30)의 부분만을 노치한 대체로 중공의 원통형상 또는 다각주 형상을 이루고, 외부로부터 내부에의 접속용 서킷 터미널을 절연성 수지로 덮고 이루어지는 서킷 보드(4a)와, 서킷 보드(4a)에 일체로 고착된 내주면측 히트 싱크(401), 리어 브래킷 단면측 히트 싱크(402), 외주면측 히트 싱크(403)로 외관은 구성되어 있다. 이들 각각의 히트 싱크(401, 402, 403)의 소재로는, 예를 들면 구리, 알루미늄 등의 양호한 열전도성 금속을 이용하고, 각각 방열핀(401a, 402a, 403a)이 외표면에 세워저 있다. 그리고, 회로 기판(404)이 전기 절연 상태로 히트 싱크(402)의 반방열핀면상에 배설되어 인버터 유닛(4) 내에 수납되어 있다. 이 회로 기판(404)에는, 스위칭 소자(41), 다이오드(42) 및 콘덴서(43)가 도 3에 도시된 회로를 구성하도록 실장되어 있다. 이와 같이 구성된 인버터 유닛(4)은, 리어 브래킷(19)의 내측 단면에 직접 바착되어 있고, 전기자 코일(24)의 Y결선 단부로부터 늘어나는 구출선(201, 202, 203)이 인버터 유닛(4)의 서킷 보드(4a)의 접속 단자부(420)에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 인버터 유닛(4)의 서킷 보드(4a)상에는, 중앙부에 통풍구멍(406a)이 열린 도너츠 모양의 칸막이판(406)이 일체형상으로 고정되어 있고, 회전자(20) 및 전기자(22)의 사이를 구획하고, 전기자 코일(24) 근처의 고온도의 냉각 풍이 인버터 유닛측으로 순환하지 않도록 구성하고 있다.
그리고, 다른 구성은 상기 실시의 형태 1과 마찬가지로 구성되어 있다.
이 실시의 형태 3에서, 회전자(20)가 회전 구동되고, 냉각팬(28)이 회전 구동되면, 도 6중 화살표로 나타낸 바와 같이, 냉각풍이 리어 브래킷(19) 단면의 흡기구멍(19a)으로부터 흡입되고, 방열핀(402a부터 401a)으로, 마찬가지로 방열핀(402a부터 403a)을 따라 흐르고, 스위칭 소자(41), 다이오드(42) 및 콘덴서(43)에서 발생한 열이 이들 방열핀(402a, 401a, 403a)을 통하여 냉각풍으로 방열된다. 그리고, 이 냉각풍은 칸막이판(406)의 중앙에 마련된 통풍구멍(406a)에 도입되고 냉각팬(28)에 의해 원심 방향으로 구부러져 배기구멍(19b)으로부터 배출되고, 냉각풍의 흐름이 형성된다. 전기자 코일(24)은, 냉각팬(28)으로 원심 방향으로 구부러진 냉각풍에 의해 냉각된다.
따라서 이 실시의 형태 3에서는, 인버터 유닛(4)이 냉각팬(28)에 의해 강제적으로 형성된 냉각풍에 의해 냉각되기 때문에, 인버터 유닛(4)이 효율 좋게 냉각된다. 그러면, 히트 싱크(401, 402, 403)의 방열핀(401a, 402a, 403a)을 소형화할 수 있어, 결과적으로 인버터 유닛(4)의 소형화가 도모되고, 인버터 유닛(4)의 리어 브래킷(19)에의 탑재성이 향상된다. 또한, 인버터 유닛(4)과 회전 전기기계(2)가 냉각팬(28)에 의해 형성된 냉각풍에 의해 냉각되기 때문에, 인버터 유닛(4)의 냉각 매체가 회전 전기기계(2)의 냉각 매체(냉각풍)와 공용되고, 냉각 구조가 간소화된다.
그리고, 인버터 유닛(4)이 회전 전기기계(2)의 리어 브래킷(19)의 내측 단면 에 직접 부착되고, 전기자 코일(24)의 구출선(201, 202, 203)이 인버터 유닛(4)에 직접 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 인버터 유닛과 전기자 코일(24) 사이의 교류 배선에 의한 저항 증가가 없다. 이로써, 인버터 유닛(4)과 전기자 코일(24) 사이에서의 전압 강하가 최소로 되고, 회전 전기기계(2)의 토오크 특성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 인버터 유닛(4)을 회전 전기기계(2)에 직접 부착하고 있기 때문에, 부착 스페이스를 삭감할 수 있고, 레이아웃성이 향상된다.
또한, 칸막이판(406)을 인버터 유닛(4)과 일체로 고정하였기 때문에, 칸막이판(406)의 조립성이 향상된다.
실시의 형태 4.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 차량용 회전 전기기계 장치에서의 인버터 유닛의 다른 구성을 도시한 종단면도이다.
실시의 형태 4는, 실시의 형태 2에 대해 특히 인버터 유닛 구조가 다르고, 동일 부호 부분은 실시의 형태 2와 마찬가지로 구성되어 있다.
도 7에서, 인버터 유닛(4)은, 외부로부터 내부에의 접속용 서킷 터미널을 절연성 수지로 덮고 이루어지는 서킷 보드(4a)와, 마찬가지로 절연성의 수지로 이루어지는 뚜껑 모양의 케이스(4b)와, 케이스(4b)와 서킷 보드(4a)에 끼워져 일체로 고착되어 있는 히트 싱크(411)와, 서킷 보드(4a)의 다른쪽의 면에 고착되고 외주면측 핀(410a)과 리어 브래킷측 핀(410b)이 세워진 히트 싱크(410)로 외관은 구성되어 있다. 그리고, 회로 기판(404)이 전기 절연 상태로 히트 싱크(410)의 반 리어 브래킷측 핀면상에 배설되어 인버터 유닛(4) 내에 수납되어 있다. 이 회로 기판(404)에는, 스위칭 소자(41), 다이오드(42) 및 콘덴서(43)가 도 3에 도시된 회로를 구성하도록 실장되어 있다. 또한 마찬가지로, 회로 기판(405)도 전기 절연 상태로 히트 싱크(411)상에 배설되어 인버터 유닛(4) 내에 수납되어 있다. 이 회로 기판(405)에는, 제어 장치(44) 및 계자전류 제어 장치(45)가 도 3에 도시된 회로를 구성하도록 실장되어 있다. 서킷 보드(4a)는, 회로 기판(404)상의 스위칭 소자(41)와, 회로 기판(405)상의 제어 장치(44)를 접속하기 위한 중계 터미널로서의 기능을 다하고 있다. 이와 같이, 실시의 형태 4는, 히트 싱크(410)상에 스위칭 소자(41), 다이오드(42), 콘덴서(43)를 실장하여 이루어지는 회로 기판(404)과, 히트 싱크(411)상에 제어 장치(44), 계자전류 제어 장치(45)를 실장하여 이루어지는 회로 기판(405)을 축방향으로 다단으로 겹쳐서 이루어지는 구성을 나타내고 있다.
이상과 같이, 비교적 발열량이 크고 충분한 냉각이 필요한 스위칭 소자(41)와 다이오드(42)와 콘덴서(43)를, 큰 방열핀(410a, 410b)이 세워진 히트 싱크(410)에 실장하고, 비교적 발열량이 작은 제어 장치(44)와 계자전류 제어 장치(45)를 히트 싱크(411)에 나누어 실장하였기 때문에, 충분한 냉각이 필요한 전자부품을 효율 좋게 냉각할 수 있고, 또한, 각각의 히트 싱크를 서킷 보드(4a)에 의해 서로 열적인 영향을 받지 않도록 하고 있기 때문에, 내열성의 차이에 의한 품질 신뢰성의 저하를 방지하는 효과가 있다.
또한, 스위칭 소자(41)와, 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하는 제어 장치(44)를 같은 인버터 유닛(4) 내에 구성하였기 때문에, 양자를 인버터 유닛(4) 내에 서 직접 접속할 수 있어서, 스위칭 소자(41)와 제어 장치(44)를 접속하기 위한 특별한 접속부의 구성을 생략할 수 있음과 함께 접속부의 신뢰성이 향상하는 효과가 있다.
또한, 인버터 유닛(4) 내에 구성한 계자전류 제어 장치(44)는, 회전자(20)의 내부에 장착하고 있는 계자 코일(21)에 슬립 링(29)을 통하여 전기적으로 활주 접속된 브러시(31)를 내장하고 있는 브러시 홀더(44)의 부근에 배치할 수 있으므로, 계자전류를 통전하기 위한 배선 구성을 컴팩트화할 수 있음과 함께, 결선부의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
실시의 형태 5.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 차량용 회전 전기기계 장치에서의 인버터 유닛으로서, 둘레방향으로 분할하여 배치한 구성을 도시한 리어측에서 본 외관도이다.(다만, 커버를 벗긴 상태)
실시의 형태 5는, 실시의 형태 1에 대해 특히 인버터 유닛 구조가 다르고, 동일 부호 부분은 실시의 형태 1과 마찬가지로 구성되어 있다.
도 8에서, 인버터 유닛(4)의 내주면측 히트 싱크(401), 반 리어 브래킷측 히트 싱크(402), 외주면측 히트 싱크(403)는, 예를 들면 수지 등으로 구성된 열전도 차단부(430)에 의해 각각이 둘레방향으로 분단되어 있고, 각각의 히트 싱크의 분단부 사이에서 서로 열적 영향을 받지 않도록 구성되어 있다. 그래서, 열전도 차단부(430)에 의해 둘레방향으로 분단된 각각의 히트 싱크에서, 예를 들면, 비교적 발량이 크고 충분한 냉각이 필요한 스위칭 소자(41)와 다이오드(42)와 콘덴서(43)는 많 은 방열핀이 세워진 큰 히트 싱크에 실장하고, 비교적 발열량이 작은 제어 장치(44)와 계자전류 제어 장치(45)는 작은쪽의 히트 싱크로 나누어 실장하기 때문에, 충분한 냉각이 필요한 전자부품을 효율 좋게 냉각할 수 있고, 또한, 각각의 히트 싱크를 열전도 차단부(430)에 의해 서로 열적인 영향을 받지 않도록 하고 있기 때문에, 내열성의 차이에 의한 품질 신뢰성의 저하를 방지하는 효과가 있다.
실시의 형태 6.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 차량용 회전 전기기계 장치에서의 인버터 유닛에 사용되는 스위칭 소자의 온 저항과 정격 전압의 관계를 도시한 특성도이다.
도 9에서, 현재 일반적으로 인버터 유닛(4)중 스위칭 소자(41)로서 사용되고 있는 Si(실리콘)를 조성재로 한 Si-MOSFET와 SiC(탄화 실리콘)를 조성재로 사용한 SiC-MOSFET와의 정격 전압과 온 저항의 관계를 비교하여 도시하고 있다. 차량용 회전 전기기계의 전동시나 발전시에는, 전기자 코일이나 계자 코일의 축적 자기 에너지량이 매우 크기 때문에, 그들이 순간적으로 방출되는 사고에 대한 대책으로서 인버터 유닛(4)의 스위칭 소자(41)의 정격 전압을 배터리 전압의 수십배로 설정할 필요가 있고, 예를 들면, 이 정격 전압을 250(V)로 가정한 경우에는, 도 9의 특성의 비교로부터 분명한 바와 같이 SiC-M0SFET의 온 저항은 Si-MOSFET의 온 저항의 약 1/15 정도까지 저감할 수 있다. 따라서, SiC-MOSFET를 스위칭 소자로서 사용하면, 온 저항이 낮기 때문에 발열량도 대폭적으로 저감할 수 있고, 히트 싱크의 방열핀부를 소형화할 수 있기 때문에, 히트 싱크를 포함한 인버터 유닛 전체의 소형화가 더욱 가능해짐과 함께, 저항손(抵抗損)이 저하되기 때문에 인버터도 포함한 회전 전기기계로서의 효율이 향상된다는 효과가 있다.
실시의 형태 7
도 10은 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 차량용 회전 전기기계 장치에서의 인버터 유닛에 사용되는 스위칭 소자의 온 저항과 정격 전압의 관계를 도시한 특성도이다.
도 10에서, 실시의 형태 6에서 설명한 SiC-MOSFET와, 마찬가지로 SiC 조성재를 이용한 SiC-SIT(Static Induction Transistor : 정전 유도 트랜지스터)의 어느 조건하에서의 정격 전압과 온 저항의 관계를 비교하여 도시하고 있다.
도 9의 특성의 비교로부터 분명한 바와 같이, 예를 들면, 정격 전압을 250(V)로 가정한 경우에는, SiC-SIT의 온 저항은 SiC-MOSFET의 온 저항의 약 1/수백 정도까지 저감할 수 있다. 따라서, SiC-SIT를 스위칭 소자로서 사용하면, 온 저항이 낮기 때문에 발열량도 대폭적으로 저감할 수 있고, 히트 싱크의 방열핀부를 소형화할 수 있기 때문에, 히트 싱크를 포함한 인버터 유닛 전체의 소형화가 더욱 가능해짐과 함께, 저항손이 저하되기 때문에 인버터도 포함한 회전 전기기계로서의 효율이 더욱 향상된다는 효과가 있다.
또한, SiC 조성재를 이용한 SiC-SIT는, 현재 일반적으로 채용되고 있는 Si(실리콘)을 조성재로 한 Si-MOSFET에 비하여 고내전압성을 갖고 있고, 높은 서지 전압에 대해서도 충분히 견딜 수 있기 때문에 높은 신뢰성을 얻을 수 있다.
실시의 형태 8.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 1부터 7에 관한 차량용 회전 전기기계 장치에 있어서의 영구자석을 구비한 클로우폴형 회전자의 구성을 도시한 외관 사시도이다.
도 11에서, 회전자(20)는 클로우폴형의 회전자로서, 회전자 철심(20A 및 20B)은 전기자 철심(23)의 내경에 대해 소정의 공극을 사이에 두고 대향하는 폴형상의 자극부(20a 및 20b)를 가지며, 자극부(20a 및 20b)는 각각 소정의 극수(極數)로 형성됨과 함께, 계자 코일(21)의 외경측을 덮도록 교대로 교차하고 있고, 서로 이웃하는 자극부(20a 와 20b)와는 둘레방향으로 소정의 간격을 사이에 두고 일정한 피치로 배열되고, 계자 코일(21)에 의해 교대로 이극(異極)이 되도록 자화된다. 그리고, 서로 이웃하는 자극부(20a 와 20b) 사이에는 영구자석(26, 27)이 개삽(介揷)되고, 영구자석(26, 27)은 각 자극부(20a 및 20b)가 계자 코일(21)에 의한 자화와 동일 자극이 되도록 자화되어 있다.
상기 계자 코일(21)과 함께 상기 전기자 철심(23)에 자속을 공급하는 영구자석(26, 27)을 구비하고 있기 때문에 총 자속량이 증가하여, 같은 토오크 특성을 얻기 위해 필요한 인버터 모듈(40)로 스위칭 제어하여 전기자 코일(24)에 공급하는 전류량을 저감할 수 있으므로, 상기 스위칭 소자(41)에서의 발열량이 감소되고, 결과적으로 히트 싱크(401, 402, 403, 410)의 방열핀부(401a, 402a, 403a, 410a, 410b)를 소형화할 수 있고, 히트 싱크(401, 402, 403, 410)를 포함한 인버터 유닛(4) 전체가 소형화할 수 있음과 함께, 저항손이 낮아지기 때문에 회전 전기기계로서의 효율이 향상된다.
본 발명에 의하면, 인버터 유닛을 회전 전기기계의 반부하측 단부에 일체로 고정하고, 인버터 유닛의 방열핀을 냉각팬에 의한 냉각풍이 상기 회전 전기기계를 냉각하기 전에 강제 냉각함에 의해, 인버터 유닛의 히트 싱크를 효과적으로 냉각하여 인버터 유닛 자체의 소형화를 실현할 수 있다. 그 결과, 회전 전기기계와 인버터 유닛의 조합으로 대폭적인 공간 절약으로 되고, 엔진룸 내에의 탑재성이 양호하게 됨과 함께, 인버터 유닛을 회전 전기기계에 일체로 고정하였기 때문에, 인버터 유닛과 회전 전기기계를 접속하는 교류 배선을 삭감할 수 있고, 교류 배선에서의 전압 강하를 억제하여 회전 전기기계의 토오크 특성을 대폭적으로 개선할 수 있고, 또한 교류 배선을 삭감함에 의한 대폭적인 중량 절감과 비용 절감을 실현할 수 있다.

Claims (17)

  1. 단면에 흡기구멍과, 외주에 배기구멍을 갖는 한 쌍의 브래킷에 회전 자유롭게 지지된 샤프트와, 상기 한 쌍의 브래킷 내에 배설되고, 상기 샤프트에 고착되고 내부에 계자 코일을 장착함과 함께 양단면에는 냉각팬을 장착하여 이루어지는 회전자와, 상기 회전자의 외주에 해당 회전자를 포위하도록 상기 한 쌍의 브래킷에 고착되고, 전기자 코일이 권회된 전기자 철심으로 이루어지는 전기자를 갖는 회전 전기기계와,
    배터리의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고 상기 전기자 코일에 공급하여 상기 회전자에 회전 동력을 발생시키거나, 또는 상기 전기자 코일에서 발생하는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하고 상기 배터리를 충전하는 인버터 유닛을 구비한 차량용 회전 전기기계 장치에 있어서,
    상기 인버터 유닛은,
    개략 중공의 원통형상 또는 중공의 다각주 형상을 이루고, 적어도 외표면의 일부에 다수의 방열핀을 갖는 히트 싱크를 구성하고,
    상기 회전 전기기계의 반부하측 단부에, 상기 샤프트를 둘러싸며, 또한 상기 냉각팬에 의한 냉각풍이 상기 회전 전기기계를 냉각하기 전에, 상기 방열핀을 냉각하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 인버터 유닛은, 적어도 내주면 또는 반 브래킷측 단면 또는 외주면중 1개소 이상이 금속재로 이루어지는 다수의 방열핀을 갖는 히트 싱크를 구성하고, 상기 한 쌍의 브래킷의 어느 한쪽의 외측 단면에 일체로 고정됨과 함께, 축방향 단면에 흡기구멍을 마련한 커버에 의해 덮이고,
    또한, 상기 냉각팬에 의해 상기 커버의 축방향 단면의 흡기구멍으로부터 흡입된 냉각풍이, 상기 회전 전기기계를 냉각하기 전에, 상기 방열핀을 냉각하도록 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 인버터 유닛은, 적어도 브래킷측 단면 또는 외주면중 1개소 이상이 금속재로 이루어지는 다수의 방열핀을 갖는 히트 싱크를 구성하고, 상기 한 쌍의 브래킷의 어느 한쪽의 외측 단면에 일체로 고정됨과 함께, 외주면에 다수의 흡기구멍을 배설한 커버에 의해 덮이고,
    또한, 상기 냉각팬에 의해 상기 커버의 외주면의 흡기구멍으로부터 흡입된 냉각풍이, 상기 회전 전기기계를 냉각하기 전에, 상기 방열핀을 냉각하도록 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 방열핀의 일부 또는 전부가 개략 중심 방향을 향하여 방사형상으로 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 방열핀의 일부 또는 전부가 개략 샤프트와 평행하며 또한 중심 방향으로부터 방사형상으로 퍼져서 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치
  6. 제 3항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브래킷 외주에 마련된 배기구멍으로부터 배출되는 고온도의 배기 냉각풍이 상기 커버의 흡기구멍으로 순환하여 흡입되지 않도록, 상기 커버 또는 상기 인버터 유닛이 고정되어 있는 브래킷에, 칸막이벽 또는 배기 방향을 제어하는 도풍벽을 마련한 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  7. 제 2항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버의 소재가 금속인 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 인버터 유닛은, 적어도 내주면 또는 브래킷측 단면 또는 외주면중 1개소 이상이 금속재로 이루어지는 다수의 방열핀을 갖는 히트 싱크를 구성하고, 상기 한 쌍의 브래킷의 어느 한쪽의 내측 단면에 일체로 고정됨과 함께, 상기 회전자 및 전기자와의 사이를 중심으로 통풍구멍이 열린 대체로 도너츠 모양의 칸막이판에 의 해 구획되고, 상기 냉각팬에 의해 상기 브래킷의 축방향 단면의 흡기구멍으로부터 흡입된 냉각풍이, 상기 회전 전기기계를 냉각하기 전에, 상기 방열핀을 냉각하도록 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 칸막이판이 상기 인버터 유닛에 일체로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인버터 유닛은, 복수의 스위칭 소자를 포함하는 인버터 모듈을 내장하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  11. 제 1항 내지 제 9항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인버터 유닛은, 복수의 스위칭 소자를 포함하는 인버터 모듈과, 상기 인버터 모듈과 병렬로 접속된 콘덴서를 내장하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  12. 제 1항 내지 제 9항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인버터 유닛은, 복수의 스위칭 소자를 포함하는 인버터 모듈과, 상기 인버터 모듈과 병렬로 접속된 콘덴서와, 상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하는 제어 장치를 내장하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  13. 제 1항 내지 제 9항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인버터 유닛은, 복수의 스위칭 소자를 포함하는 인버터 모듈과, 상기 인버터 모듈과 병렬로 접속된 콘덴서와, 계자전류를 제어하는 계자전류 제어 장치와, 상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하는 제어 장치를 내장하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  14. 제 10항 내지 제 13항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인버터 유닛이, 상기 히트 싱크부를 포함하고 둘레방향 또는 축방향으로 복수로 분할되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  15. 제 10항 내지 제 14항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자가 SiC 조성재를 사용한 SiC-MOSFET로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  16. 제 10항 내지 제 14항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자가 SiC 조성재를 사용한 SiC-SIT로 이루어지는 것을 특징으 로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
  17. 제 1항 내지 제 16항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자가, 서로 이웃하는 자극이 이극이 되도록 클로우폴형으로 형성된 자극부와 계자 코일을 갖는 원통부로 이루어지는 회전자 철심과,
    상기 회전자 철심의 자기 회로에 마련되고, 상기 계자 코일과 함께 상기 전기자 철심에 자속을 공급하는 영구자석을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 회전 전기기계 장치.
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