WO2012093476A1 - 回転電機 - Google Patents

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WO2012093476A1
WO2012093476A1 PCT/JP2011/050077 JP2011050077W WO2012093476A1 WO 2012093476 A1 WO2012093476 A1 WO 2012093476A1 JP 2011050077 W JP2011050077 W JP 2011050077W WO 2012093476 A1 WO2012093476 A1 WO 2012093476A1
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WO
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power
terminal
circuit unit
bus bar
power module
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Application number
PCT/JP2011/050077
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English (en)
French (fr)
Inventor
政紀 加藤
藤田　暢彦
一泰 坂元
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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Priority to CN201180063645.4A priority patent/CN103299519B/zh
Priority to JP2012551771A priority patent/JP5730333B2/ja
Priority to US13/877,401 priority patent/US9479032B2/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/04—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for rectification
    • H02K11/049—Rectifiers associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/05—Rectifiers associated with casings, enclosures or brackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electrical machine in which a control device is mounted on a rotating electrical machine main body.
  • a rotating electrical machine in which a control device is mounted on a rotating electrical machine main body is known.
  • the control device has a plurality of power modules for controlling power from the rotating electrical machine main body and the battery to adjust the input / output of the rotating electrical machine, and power interconnection parts including a plurality of terminals connected to each power module ing.
  • the power interconnection component is disposed at a position overlapping with each power module when viewed along the axis of the rotary electric machine main body (see Patent Document 1).
  • the power interconnection parts and the respective power modules are disposed at positions overlapping with each other in the axial direction of the rotary electric machine main body, the axial dimension of the rotary electric machine becomes large.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a rotating electrical machine capable of reducing the size in the axial direction.
  • the rotating electric machine comprises a rotating electric machine main body including a stator, a rotor including a rotating shaft and rotatable with respect to the stator, and a stator and a support for supporting the rotor, and around the rotating shaft.
  • Power circuit unit having a control circuit disposed in the rotary electric machine main body, having a power circuit portion arranged between an electric power and a DC electric power received from the rotary electric machine main body and supplied to the rotary electric machine main body
  • the power module area is arranged to avoid overlapping.
  • the power interconnection component including the conductors individually connected to the terminals of the power module overlaps the area of the power module when the power circuit portion is viewed along the axial direction of the rotation axis.
  • the dimension of the axial direction of a power circuit part can be made small, and the dimension of the axial direction of the whole rotary electric machine can be made small.
  • FIG. 4 is a front view showing a positive bus bar, a negative bus bar, an armature connection terminal and a field connection terminal when the insulator is removed from the power interconnection component of FIG. 3; It is sectional drawing which shows the part by the side of the rear of the rotary electric machine by Embodiment 2 of this invention. It is a front view which shows a state when a power circuit part and a field circuit part are seen along the axis line of the axis of rotation of FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the rotary electric machine 1 is a control device integrated rotary electric machine having a rotary electric machine main body 2 and a control device 3 mounted on the rotary electric machine main body 2.
  • the rotary electric machine 1 is an AC generator motor (motor generator).
  • the rotary electric machine main body 2 is a cylindrical stator 4 and a case that is disposed inside the stator 4 and supports the rotor 5 rotatable with respect to the stator 4, the stator 4 and the rotor 5 (support Body) and 6).
  • the case 6 has a front bracket 7 and a rear bracket 8 sandwiching the stator 4 in the axial direction of the rotor 5 and a plurality of fastening bolts 9 for fastening between the front bracket 7 and the rear bracket 8.
  • the front bracket 7 and the rear bracket 8 are made of metal.
  • the stator 4 has a cylindrical stator core 10 fixed to each of the front bracket 7 and the rear bracket 8, and a stator winding (armature winding) 11 provided on the stator core 10. ing.
  • the rotor 5 has a rotating shaft 12 disposed on the axis of the rotor 5, a rotor core 13 fixed to an intermediate portion of the rotating shaft 12, and a rotor winding provided on the rotor core 13. And a magnetic winding 14).
  • the rotating shaft 12 passes through the front bracket 7 and the rear bracket 8. Further, the rotating shaft 12 is rotatably supported by the front bracket 7 and the rear bracket 8 via bearings 15 respectively.
  • the outer peripheral portion of the rotor core 13 faces the inner peripheral portion of the stator 4.
  • the rotor core 13 is provided with a cooling fan 16 for blowing that rotates integrally with the rotor 5.
  • a pulley 17 is fixed to an end of the rotary shaft 12 on the front bracket 7 side.
  • a transmission belt (not shown) interlocked with the rotation shaft of the engine is wound around the pulley 17.
  • a rotational position detection sensor 18 that generates a signal according to the rotation of the rotary shaft 12 is provided.
  • a plurality of slip rings 19 electrically connected to the rotor winding 14 are provided at a portion of the rotating shaft 12 between the rotor core 13 and the rotational position detection sensor 18.
  • the slip ring 19 is an annular conductive member that surrounds the outer peripheral portion of the rotating shaft 12.
  • the slip ring 19 is in contact with conductive brushes 20 for supplying the slip ring 19 with a field current for generating a magnetic field in the rotor 5.
  • the rear bracket 8 is provided with a brush holder 21 for guiding the brush 20 in a direction in which the brush 20 is in contact with or separated from each slip ring 19.
  • the brush holder 21 is provided with a pressing spring 22 which individually biases the brushes 20 in a direction in which the brush holder 21 contacts the slip rings 19.
  • Each brush 20 is pressed against the slip ring 19 by the biasing force of the pressing spring 22.
  • the control device 3 is supported by the rear bracket 8. Further, the control device 3 adjusts the power from the power circuit unit 23 electrically connected to the stator winding 11 and the battery (DC power supply), and supplies the field to the rotor winding 14 as a field current.
  • Control circuit unit 25 for controlling each of circuit unit 24, power circuit unit 23 and field circuit unit 24, control circuit unit 25 between each of power circuit unit 23 and field circuit unit 24 and control circuit unit 25 And a signal relay device 26 for performing transmission and reception.
  • a signal from the rotational position detection sensor 18 is sent to the control circuit unit 25.
  • the control circuit unit 25 is provided with an external connection connector 27 for transmitting and receiving signals to and from an external device (for example, an engine control unit or the like).
  • the control circuit unit 25 controls the field circuit unit 24 and the power circuit unit 23 based on the information from each of the external device and the rotational position detection sensor 18.
  • the field circuit unit 24 adjusts the field current to the rotor winding 14 under the control of the control circuit unit 25.
  • the field current adjusted by the field circuit unit 24 is supplied to the rotor winding 14 of the rotor 5. Thereby, a magnetic field is generated in the rotor 5.
  • the power circuit unit 23 controls the control circuit unit 25 so that the electric power received from the stator winding 11 (the rotary electric machine main body 2) or the power supplied to the stator winding 11 (the rotary electric machine main body 2) Convert between That is, under the control of the control circuit unit 25, the power circuit unit 23 converts DC power from the battery into AC power and supplies the AC power to the stator winding 11, and converts AC power from the stator winding 11 into DC power. Convert and supply battery.
  • the signal relay device 26 is provided in a signal relay component 28 provided with signal wiring electrically connected to each of the power circuit unit 23 and the field circuit unit 24 and a signal relay component 28, and a control circuit unit And a signal relay connector 29 connected to the circuit board 25. Transmission and reception of signals between the power circuit unit 23 and the field circuit unit 24 and the control circuit unit 25 are performed via the signal relay device 26.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a rear portion of the rotary electric machine 1 of FIG.
  • FIG. 3 is a front view showing a state in which the power circuit unit 23 and the field circuit unit 24 are viewed along the axial direction of the rotation shaft 12 of FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 3, and
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
  • the power circuit unit 23 and the field circuit unit 24 are disposed inside the rear bracket 8.
  • the power circuit unit 23 and the field circuit unit 24 are disposed around the rotation shaft 12.
  • the field circuit unit 24 includes a field circuit unit main body 30 having a flat rectangular parallelepiped shape, and a positive terminal 31, a negative terminal 32, a field terminal 33, and a plurality of terminals protruding from the side surface of the field circuit unit main body 30. And a signal terminal 34.
  • the field circuit unit main body 30 is disposed with its thickness direction aligned with the axial direction of the rotating shaft 12.
  • the positive terminal 31 is provided on the side close to the rotary shaft 12
  • the negative terminal 32 and the field terminal 33 are provided on the side away from the rotary shaft 12.
  • Signal terminals 34 are provided on the remaining two side surfaces.
  • the power circuit unit 23 is an annular device that surrounds the rotation shaft 12. Also, the power circuit unit 23 includes a plurality of (six in this example) power modules 35, a power interconnection component 36 including power wiring for each of the power modules 35 and the field circuit unit 24, and a field circuit. And an annular heat sink 37 (FIG. 2) on which each of the power modules 35 and the power interconnection component 36 are attached.
  • the heat sink 37 is a plate-like member disposed perpendicularly to the axis of the rotation shaft 12 as shown in FIG. Further, the heat sink 37 is supported by the rear bracket 8 so as to surround the rotation shaft 12.
  • the surface on the side opposite to the rotor core 13 of the heat sink 37 is a common mounting surface 37 a to which the field circuit unit 24, each power module 35 and the power interconnection component 36 are attached.
  • the mounting surface 37 a of the heat sink 37 is a flat surface perpendicular to the axis of the rotating shaft 12.
  • Cooling fins 37 b are provided on the surface of the heat sink 37 on the side of the rotor core 13. The heat from the field circuit unit 24, each power module 35 and the power interconnection component 36 is dissipated to the outside air through the heat sink 37 and the fins 37b.
  • the power interconnection component 36 is provided with a plurality of openings 38 in which the field circuit unit 24 or each power module 35 is disposed.
  • the field circuit unit 24 and the power modules 35 are mounted on the mounting surface 37 a of the heat sink 37 in a state of being disposed in the opening 38. Therefore, the power interconnection component 36 is disposed so as not to overlap the respective regions of the field circuit portion 24 and the respective power modules 35 when the power circuit portion 23 is viewed along the axial direction of the rotating shaft 12. ing. That is, when the power interconnection part 36 looks at the power circuit part 23 along the axial direction of the rotating shaft 12, the field of the power interconnection part 36 does not overlap any of the field circuit part 24 and each power module 35.
  • the circuit portion 24 and the power modules 35 are disposed out of the respective regions.
  • the field circuit unit 24 and the power modules 35 are arranged at intervals in the circumferential direction of the rotation shaft 12 so as to surround the periphery of the rotation shaft 12.
  • Each power module 35 includes a switching element (for example, a power transistor, MOSFET or IGBT), a module body 39 having a flat rectangular shape, and a positive terminal 40, a negative terminal 41, and an AC terminal 42 protruding from the module body 39, respectively. And a plurality of signal terminals 43.
  • the power circuit unit 23 converts electric power between electric power and alternating current by repeating ON / OFF switching operation by a switching element.
  • the module body 39 is manufactured by integrating the switching element with the insulating resin by insert molding.
  • the module main body 39 is disposed with its thickness direction aligned with the axial direction of the rotary shaft 12.
  • the positive terminal 40 is provided on the side close to the rotary shaft 12
  • the negative terminal 41 and the AC terminal 42 are provided on the side away from the rotary shaft 12
  • Each signal terminal 43 is provided on one side.
  • the power interconnection component 36 includes a plurality of positive bus bars 44, a plurality of negative bus bars 45, an armature connection terminal 46, a plurality of field connection terminals 47, a positive bus bar 44, and a negative bus bar 45 as a plurality of conductors. And an insulator 48 which is an insulating resin for holding the armature connection terminal 46 and the field connection terminal 47.
  • the positive bus bar 44, the negative bus bar 45, the armature connection terminal 46, and the field connection terminal 47 are integrated with the insulator 48 by insert molding.
  • the positive bus bar 44, the negative bus bar 45, the armature connection terminal 46, and the field connection terminal 47 are used as power lines for the power modules 35 and the field circuit section 24, respectively.
  • FIG. 4 is a front view showing the positive bus bar 44, the negative bus bar 45, the armature connection terminal 46, and the field connection terminal 47 when the insulator 48 is removed from the power interconnection component 36 of FIG. FIG.
  • the positive bus bar 44, the negative bus bar 45, the armature connection terminal 46 and the field connection terminal 47 are connected along the axial direction of the rotary shaft 12 to the power interconnection parts 36. When looking at, they are placed apart from each other.
  • the positive bus bar 44 is disposed radially inward of the field circuit unit 24 and the power modules 35.
  • the negative bus bar 45, the armature connection terminal 46 and the field connection terminal 47 are disposed at positions radially outward of the field circuit unit 24 and the power modules 35.
  • the positive bus bar 44 is provided at an annular portion 49 surrounding the circumference of the rotary shaft 12 and at an annular portion 49, spaced apart from each other, and the positive terminal 40 of each power module 35 and the positive terminal 31 of the field circuit portion 24 are A plurality of positive terminal connection portions 50 individually connected by welding or the like, and a power supply terminal portion 51 provided on the annular portion 49 and electrically connected to the battery are provided.
  • Each positive terminal connection portion 50 and the power supply terminal portion 51 project from the annular portion 49 in the axial direction of the rotary shaft 12.
  • Each of the positive terminal 40 of each power module 35 and the positive terminal 31 of the field circuit unit 24 extends in parallel to the positive terminal connection unit 50.
  • the annular portion 49 is formed by bending a strip-shaped conductor so that the thickness direction is in the radial direction.
  • the positive bus bar 44 is manufactured by bending a strip-like conductor (metal plate) provided with each positive terminal connection portion 50 and the power supply terminal portion 51 in a cylindrical shape and connecting the end portions. As shown in FIG. 3, the positive bus bar 44 is integrated with the insulator 48 in a state where each positive terminal connection portion 50 and the power supply terminal portion 51 are exposed from the insulator 48.
  • Each negative bus bar 45 is provided on the flat plate portion 52 and the flat plate portion 52, and the negative terminal connection portion 53 to which the negative terminal 41 of each power module 35 or the negative terminal 32 of the field circuit portion 24 is connected by welding, for example. And.
  • the negative terminal connection portion 53 protrudes from the flat plate portion 52 in the axial direction of the rotary shaft 12.
  • Each of the negative terminal 41 of each power module 35 and the negative terminal 32 of the field circuit section 24 extends in parallel to the negative terminal connection section 53.
  • the flat plate portion 52 is provided with a bolt through hole 55 through which a bolt 54 (FIG. 1) for fixing the power circuit portion 23 to the rear bracket 8 is passed.
  • the negative bus bar 45 is manufactured by bending a plate-like metal piece.
  • the negative bus bar 45 is insulated in a state in which the portion around the bolt through hole 55 (a part of the flat portion 52) and the negative terminal connection portion 53 are exposed from the insulator 48. It is integrated with the body 48.
  • the power interconnect components 36 and the heat sink 37 are mechanically fastened together at the rear bracket 8 by bolts 54, as shown in FIG.
  • the negative bus bar 45 is grounded to the rear bracket 8 by mechanically fastening a portion around the bolt through hole 55 to the rear bracket 8 with a bolt 54.
  • the armature connection terminal 46 is provided on the terminal main body portion 56 electrically connected to the stator winding 11 and the terminal main body portion 56, and AC connected to the AC terminal 42 of the power module 35 by, for example, welding or the like. And a terminal connection portion 57.
  • the armature connection terminal 46 is manufactured by bending a plate-like metal piece. Further, the armature connection terminal 46 is integrated with the insulator 48 in a state where a part of the terminal main body portion 56 and the AC terminal connection portion 57 are exposed from the insulator 48.
  • the AC terminal 42 of each power module 35 extends parallel to the AC terminal connection 57.
  • the field connection terminal 47 is provided on the terminal body 58 electrically connected to the rotor winding 14 via the brush 20 and the slip ring 19, and on the terminal body 58. And a field terminal connection portion 59 connected by welding or the like.
  • the field connection terminal 47 is manufactured by bending a plate-like metal piece.
  • the field connection terminal 47 is integrated with the insulator 48 in a state where a part of the terminal main body 58 and the field terminal connection portion 59 are exposed from the insulator 48.
  • the field terminals 33 of the field circuit portion 24 extend in parallel to the field terminal connection portion 59.
  • the insulator 48 is annularly shaped such that the rotation shaft 12 passes through the center.
  • the opening 38 is provided in the insulator 48 so as to avoid the positive bus bar 44, the negative bus bar 45, the armature connection terminal 46 and the field connection terminal 47 (the conductors 44, 45, 46 and 47). ing.
  • the power interconnect component 36 is mounted to the heat sink 37 with the insulator 48 in contact with the mounting surface 37a of the heat sink 37, as shown in FIG.
  • the position where the insulators 48 overlap the respective regions of the respective power modules 35 and the field circuit portion 24 when the power circuit portion 23 is viewed along the direction (radial direction) perpendicular to the axis of the rotating shaft 12 Is located in That is, the insulator 48, each power module 35, and the field circuit unit 24 are disposed on a common plane perpendicular to the axis of the rotating shaft 12.
  • the insulator 48 is provided at the radially inner position of the opening 38 to surround the rotary shaft 12, and at the radially outer position of the opening 38.
  • the inner wall 60 and the outer wall are formed to be thinner than the respective thicknesses of the outer wall 61, the inner wall 60, and the outer wall 61, which collectively surround the power modules 35 and the field circuit 24.
  • a flat wall portion 62 connecting the two.
  • the insulator 48 is attached to the heat sink 37, whereby a recess having the mounting surface 37a of the heat sink 37 as a bottom surface is formed.
  • the field circuit unit 24 and the power modules 35 are disposed in a recess formed between the inner wall 60 and the outer wall 61.
  • the signal relay component 28 is disposed in a recess formed between the inner wall 60 and the outer wall 61 in a state of facing the field circuit unit 24 and each of the power modules 35.
  • the signal wiring of the signal relay component 28 is connected to each of the signal terminal 34 of the field circuit unit 24 and the signal terminal 43 of each power module 35.
  • the signal relay connector 29 connects the signal wiring of the signal relay component 28 and the control circuit unit 25.
  • an insulating filler (for example, resin etc.) 63 is filled in the recess formed between the inner wall portion 60 and the outer wall portion 61. Thereby, the field circuit unit 24, the signal relay component 28 and the power modules 35 are embedded in the filler 63.
  • the power circuit unit 23 and the field circuit unit 24 are controlled by the control circuit unit 25 based on information from each of the rotational position detection sensor 18 and the external device.
  • each power module 35 of the power circuit unit 23 switching operation is performed under the control of the control circuit unit 25. Thereby, DC power from the battery is converted to AC power.
  • the AC power converted by the power circuit unit 23 is supplied to the stator winding 11. As a result, a rotating magnetic field is generated in the stator 4 and the rotor 5 is rotated. The rotation of the rotor 5 rotates the pulleys 17 to start the engine.
  • the power interconnection component 36 including the conductors 44, 45 and 46 individually connected to the terminals 40, 41 and 42 of the power modules 35 is arranged along the axial direction of the rotating shaft 12. Since the power circuit unit 23 is disposed so as not to overlap with the respective regions of the respective power modules 35 when looking at the power circuit unit 23, the power circuit unit 23 is viewed along a direction perpendicular to the axis of the rotating shaft 12.
  • the power interconnect components 36 may be arranged such that the power interconnect components 36 overlap each power module 35 when it occurs. Thereby, the dimension of the axial direction of the power circuit part 23 can be made small, and the dimension of the axial direction of the rotary electric machine 1 whole can be made small.
  • the strength of the insulator 48 itself can be reduced by supporting the insulator 48 with the heat sink 37 having high strength. it can. Thereby, the volume of the insulator 48 can be reduced, and the weight of the power interconnection component 36 can be reduced. Therefore, weight reduction of the rotary electric machine 1 can be achieved.
  • the conductors 44 to 47 of the power interconnection component 36 are disposed apart from each other when the power circuit portion 23 is viewed along the axial direction of the rotating shaft 12, they are prevented from shorting to each other. It is possible to easily secure the dielectric strength of the power interconnection component 36. Further, since the conductors 44 to 47 do not overlap in the axial direction of the rotary shaft 12, the axial dimension of the power interconnection component 36 itself can be reduced. Furthermore, since the conductors 44 to 47 do not overlap in the axial direction of the rotary shaft 12, when the conductors 44 to 47 and the insulating resin are integrated by insert molding, an insulator is interposed between the conductors 44 to 47. This eliminates the need and can simplify the shapes of the conductors 44 to 47 and can facilitate the manufacture of the power interconnection component 36.
  • the positive bus bar 44 is disposed at a position radially inward of each power module 35 and the negative bus bar 45 is disposed at a position radially outward than each power module 35, The distance to the negative bus bar 45 can be increased. Thereby, the possibility that the positive bus bar 44 and the negative bus bar 45 will be short-circuited by foreign matter, water or the like can be reduced.
  • the positive bus bar 44 has the annular portion 49 disposed so as to surround the rotary shaft 12 at a position radially inward of each power module 35, the length of the positive bus bar 44 is shortened. The resistance due to the length of the positive bus bar 44 can be lowered. Therefore, the cross-sectional area of the positive bus bar 44 can be reduced. Further, since the wiring locations from the battery can be concentrated to one place, it is possible to prevent the occurrence of a potential difference in each power module 35, and to make it difficult to cause an error in the current flow to each power module 35. it can.
  • the armature connection terminal 46 connected to the AC terminal 42 of the power module 35 is disposed at a position radially outward of the power module 35, the armature connection terminal 46 and the stator winding 11 are disposed. And electrical connection with each other can be facilitated.
  • a part of the negative bus bar 45 leaks from the insulator 48, and an exposed portion of the negative bus bar 45 is mechanically fastened to the rear bracket 8 by the bolt 54, thereby grounding the rear bracket 8 Being connected, the ground connection of the negative bus bar 45 to the rear bracket 8 and the attachment of the power interconnection component 36 to the rear bracket 8 can be made by means of the common bolt 54. Thereby, the number of parts can be reduced. Further, since the power interconnection component 36 is mechanically supported by the rear bracket 8, the strength of the power interconnection component 36 itself can be lowered, and the weight reduction of the power circuit portion 23 can be achieved.
  • the filler 63 is filled in the recess formed between the inner wall 60 and the outer wall 61 included in the insulator 48, and the field circuit 24, the signal relay component 28, and the power modules 35 are filled. Since it is embedded in the material 63, it is possible to improve the environmental resistance and the insulation resistance of the field circuit unit 24, the signal relay component 28 and the power modules 35, respectively.
  • annular portion 49 is formed by bending the strip-shaped conductor so that the thickness direction is in the radial direction, the positive portion when the power interconnection component 36 is viewed along the axial direction of the rotating shaft 12
  • the area of the bus bar 44 can be reduced, and the area of the field circuit unit 24 and the power modules 35 in contact with the heat sink 37 can be increased. Thereby, the temperature rise of each of the field circuit unit 24 and each power module 35 can be suppressed.
  • the welding tool can be positive terminal from the axial direction of the rotary shaft 12. It can be easily brought close to the connection portion 50, and welding between the positive terminals 31, 40 and the positive terminal connection portion 50 can be facilitated.
  • the welding tool can be a negative terminal from the axial direction of the rotary shaft 12. It can be easily brought close to the connection portion 53, and welding between the negative terminals 32, 41 and the negative terminal connection portion 53 can be facilitated.
  • the armature connection terminal 46 has an AC terminal connection portion 57 extending in parallel with the AC terminal 42 along the axial direction of the rotation shaft 12, and the field connection terminal 47 extends along the axial direction of the rotation shaft 12. Since the field terminal connection portion 59 extends parallel to the field terminal 33, the welding tool can be easily attached to the AC terminal connection portion 57 and the field terminal connection portion 59 from the axial direction of the rotary shaft 12. The welding between the AC terminal 42 and the AC terminal connection portion 57 and the welding between the field terminal 33 and the field terminal connection portion 59 can be facilitated.
  • FIG. 5 is a cross sectional view showing a rear side portion of a rotary electric machine 1 according to a second embodiment of the present invention.
  • 6 is a front view showing a state in which the power circuit unit 23 and the field circuit unit 24 are viewed along the axis of the rotary shaft 12 of FIG.
  • the positive bus bar 44 includes an annular portion 71 disposed radially inward of the field circuit portion 24 and the power modules 35, and a flat portion 72 projecting radially outward from the annular portion 71.
  • the annular portion 71 is disposed to surround the rotation shaft 12.
  • the shape of the annular portion 71 is an incomplete annular (tubular) which is partially missing and separated.
  • a positive terminal connection portion 50 connected to the positive terminals 31 and 40 protrudes from the annular portion 71 in the axial direction of the rotation shaft 12.
  • the flat portion 72 is disposed perpendicular to the axis of the rotating shaft 12. Further, the flat portions 72 are disposed in gaps formed by increasing the distance between the power modules 35 adjacent to each other.
  • the positive bus bar 44 is manufactured by bending a band-like metal plate (conductor) provided with a protrusion that becomes the flat portion 72.
  • a battery plate 73 is mechanically and electrically connected to the flat portion 72.
  • the battery plate 73 is disposed perpendicularly to the axis of the rotating shaft 12.
  • the battery plate 73 is fixed to the heat sink 37 together with the power interconnection component 36 by a plurality of bolts (fastening members) 54 with the insulator 48 interposed between the battery plate 73 and the heat sink 37.
  • the battery plate 73 is provided with a power terminal portion 74 which protrudes in the axial direction of the rotating shaft 12 and is electrically connected to the battery.
  • the shape of the power supply terminal 74 is a bolt.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment.
  • the power supply terminal portion 74 is provided on the battery plate 73 fixed to the heat sink 37 by the plurality of bolts 54, and the positive bus bar 44 is mechanically and electrically connected to the battery plate 73.
  • the power terminal 74 electrically connected to the battery can be firmly fixed to the heat sink 37, so that the rotating electric machine 1 or the breakage of the power circuit 23 due to the vibration of the vehicle on which the rotating electric machine 1 is mounted can be prevented. Can be Thereby, the reliability of the rotating electrical machine 1 can be improved.
  • the field circuit unit 24, the power modules 35, and the power interconnection component 36 are attached to the heat sink 37 separate from the rear bracket 8, but Circuitry 24, each power module 35 and power interconnection component 36 may be directly attached.
  • a mounting surface perpendicular to the axis of the rotating shaft 12 is formed on the rear bracket 8, and the field circuit unit 24, the power modules 35 and the power interconnection component 36 are common mounting surfaces of the rear bracket 8. Attached to Even in this case, when the power circuit unit 23 is viewed along the axial direction of the rotary shaft 12, the power interconnection component 36 is prevented from overlapping the respective regions of the field circuit unit 24 and the respective power modules 35. It can arrange, and the size of the direction of an axis of rotation electrical machinery 1 can be made small. Further, the function as a heat sink can be added to the rear bracket 8, and the number of parts can be reduced.

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Abstract

　回転電機は、回転電機本体と、回転電機本体に設けられた制御装置とを有している。回転電機本体は、固定子と、回転軸を含み固定子に対して回転可能な回転子と、固定子及び回転子を支持する支持体とを有している。制御装置は、回転軸の周囲に配置され回転電機本体から受けた電力又は回転電機本体へ供給する電力を交流と直流との間で変換するパワー回路部を有している。パワー回路部は、スイッチング素子を含むパワーモジュールと、パワーモジュールの端子に接続される導体を含む電力相互接続部品とを有している。電力相互接続部品は、回転軸の軸線方向に沿ってパワー回路部を見たときに、パワーモジュールの領域に重なることを避けて配置されている。

Description

回転電機
　この発明は、制御装置が回転電機本体に搭載された回転電機に関するものである。
　従来、制御装置が回転電機本体に搭載された回転電機が知られている。制御装置は、回転電機本体及びバッテリからの電力を制御して回転電機の入出力を調整する複数のパワーモジュールと、各パワーモジュールに接続される複数のターミナルを含む電力相互接続部品とを有している。電力相互接続部品は、回転電機本体の軸線に沿って見たときに、各パワーモジュールと重なる位置に配置されている（特許文献１参照）。
特表２００８－５４３２６１号公報
　しかし、電力相互接続部品と各パワーモジュールとが回転電機本体の軸線方向について互いに重なる位置に配置されているので、回転電機の軸線方向の寸法が大きくなってしまう。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、軸線方向の寸法を小さくすることができる回転電機を得ることを目的とする。
　この発明による回転電機は、固定子と、回転軸を含み固定子に対して回転可能な回転子と、固定子及び回転子を支持する支持体とを有する回転電機本体、及び回転軸の周囲に配置され、回転電機本体から受けた電力又は回転電機本体へ供給する電力を交流と直流との間で変換するパワー回路部を有し、回転電機本体に設けられた制御装置を備え、パワー回路部は、スイッチング素子を含むパワーモジュールと、パワーモジュールの端子に接続される導体を含む電力相互接続部品とを有し、電力相互接続部品は、回転軸の軸線方向に沿ってパワー回路部を見たときに、パワーモジュールの領域に重なることを避けて配置されている。
　この発明による回転電機では、パワーモジュールの端子に個別に接続される各導体を含む電力相互接続部品が、回転軸の軸線方向に沿ってパワー回路部を見たときに、パワーモジュールの領域に重なることを避けて配置されているので、回転軸の軸線に対して垂直な方向に沿ってパワー回路部を見たときに電力相互接続部品がパワーモジュールに重なるように電力相互接続部品を配置することができる。これにより、パワー回路部の軸線方向の寸法を小さくすることができ、回転電機全体の軸線方向の寸法を小さくすることができる。
この発明の実施の形態１による回転電機を示す断面図である。 図１の回転電機のリヤ側の部分を示す断面図である。 図２の回転軸の軸線方向に沿ってパワー回路部及び界磁回路部を見たときの状態を示す正面図である。 図３の電力相互接続部品から絶縁体を除去したときの正のバスバー、負のバスバー、電機子用接続ターミナル及び界磁用接続ターミナルを示す正面図である。 この発明の実施の形態２による回転電機のリヤ側の部分を示す断面図である。 図５の回転軸の軸線に沿ってパワー回路部及び界磁回路部を見たときの状態を示す正面図である。
　以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
　実施の形態１．
　図１は、この発明の実施の形態１による回転電機を示す断面図である。図において、回転電機１は、回転電機本体２と、回転電機本体２に搭載された制御装置３とを有する制御装置一体型回転電機とされている。この例では、回転電機１は交流発電電動機（モータジェネレータ）とされている。
　回転電機本体２は、筒状の固定子４と、固定子４の内側に配置され、固定子４に対して回転可能な回転子５と、固定子４及び回転子５を支持するケース（支持体）６とを有している。
　ケース６は、回転子５の軸線方向について固定子４を挟むフロントブラケット７及びリヤブラケット８と、フロントブラケット７及びリヤブラケット８間を締め付ける複数の締結ボルト９とを有している。フロントブラケット７及びリヤブラケット８は金属製とされている。
　固定子４は、フロントブラケット７及びリヤブラケット８のそれぞれに固定された筒状の固定子鉄心１０と、固定子鉄心１０に設けられた固定子巻線（電機子巻線）１１とを有している。
　回転子５は、回転子５の軸線上に配置された回転軸１２と、回転軸１２の中間部に固定された回転子鉄心１３と、回転子鉄心１３に設けられた回転子巻線（界磁巻線）１４とを有している。
　回転軸１２は、フロントブラケット７及びリヤブラケット８を貫通している。また、回転軸１２は、フロントブラケット７及びリヤブラケット８のそれぞれに軸受１５を介して回転自在に支持されている。
　回転子鉄心１３の外周部は、固定子４の内周部に対向している。回転子鉄心１３には、回転子５と一体に回転される送風用の冷却ファン１６が設けられている。
　回転軸１２のフロントブラケット７側の端部には、プーリ１７が固定されている。プーリ１７には、エンジンの回転軸と連動する伝達ベルト（図示せず）が巻き掛けられている。また、回転軸１２のリヤブラケット８側の端部には、回転軸１２の回転に応じた信号を発生する回転位置検出センサ１８が設けられている。さらに、回転軸１２の回転子鉄心１３と回転位置検出センサ１８との間の部分には、回転子巻線１４に電気的に接続された複数のスリップリング１９が設けられている。スリップリング１９は、回転軸１２の外周部を囲む環状の導電性部材である。
　スリップリング１９には、回転子５に磁界を発生させるための界磁電流をスリップリング１９に供給するための導電性のブラシ２０がそれぞれ接触している。リヤブラケット８には、各スリップリング１９に対して接離する方向へブラシ２０を案内するブラシホルダ２１が設けられている。ブラシホルダ２１には、各スリップリング１９に接触する方向へ各ブラシ２０を個別に付勢する押圧ばね２２が設けられている。各ブラシ２０は、押圧ばね２２の付勢力により、スリップリング１９に押し付けられる。回転子５が回転されるときには、スリップリング１９がブラシ２０に対して摺動される。
　制御装置３は、リヤブラケット８に支持されている。また、制御装置３は、固定子巻線１１に電気的に接続されたパワー回路部２３と、バッテリ（直流電源）から電力を調整して界磁電流として回転子巻線１４に供給する界磁回路部２４と、パワー回路部２３及び界磁回路部２４のそれぞれを制御する制御回路部２５と、パワー回路部２３及び界磁回路部２４のそれぞれと制御回路部２５との間で制御信号の送受信を行うための信号中継装置２６とを有している。
　制御回路部２５には、回転位置検出センサ１８からの信号が送られる。また、制御回路部２５には、外部機器（例えばエンジン制御ユニット等）との間で信号の送受信を行うための外部接続用のコネクタ２７が設けられている。制御回路部２５は、外部機器及び回転位置検出センサ１８のそれぞれからの情報に基づいて、界磁回路部２４及びパワー回路部２３を制御する。
　界磁回路部２４は、制御回路部２５の制御により、回転子巻線１４への界磁電流を調整する。回転子５には、界磁回路部２４で調整された界磁電流が回転子巻線１４に供給される。これにより、回転子５に磁界が発生する。
　パワー回路部２３は、制御回路部２５の制御により、固定子巻線１１（回転電機本体２）から受けた電力又は固定子巻線１１（回転電機本体２）へ供給する電力を交流と直流との間で変換する。即ち、パワー回路部２３は、制御回路部２５の制御により、バッテリからの直流電力を交流電力に変換して固定子巻線１１へ供給し、固定子巻線１１からの交流電力を直流電力に変換してバッテリへ供給する。
　信号中継装置２６は、パワー回路部２３及び界磁回路部２４のそれぞれに電気的に接続された信号配線が設けられた信号中継用部品２８と、信号中継用部品２８に設けられ、制御回路部２５に接続される信号中継用コネクタ２９とを有している。パワー回路部２３及び界磁回路部２４のそれぞれと制御回路部２５との間の信号の送受信は、信号中継装置２６を介して行われる。
　図２は、図１の回転電機１のリヤ側の部分を示す断面図である。また、図３は、図２の回転軸１２の軸線方向に沿ってパワー回路部２３及び界磁回路部２４を見たときの状態を示す正面図である。なお、図１は図３のI-I線に沿った断面図であり、図２は図３のII-II線に沿った断面図である。
　図において、パワー回路部２３及び界磁回路部２４は、リヤブラケット８の内側に配置されている。また、パワー回路部２３及び界磁回路部２４は、回転軸１２の周囲に配置されている。
　界磁回路部２４は、扁平の直方体形状とされた界磁回路部本体３０と、界磁回路部本体３０の側面からそれぞれ突出する正端子３１、負端子３２、界磁用端子３３及び複数の信号端子３４とを有している。界磁回路部本体３０は、その厚さ方向を回転軸１２の軸線方向に一致させて配置されている。界磁回路部本体３０の４つの側面のうち、回転軸１２に近い側の側面に正端子３１が設けられ、回転軸１２から離れた側の側面に負端子３２及び界磁用端子３３が設けられ、残りの２つの側面に信号端子３４が設けられている。
　パワー回路部２３は、回転軸１２の周囲を囲む環状の装置である。また、パワー回路部２３は、複数（この例では、６つ）のパワーモジュール３５と、各パワーモジュール３５及び界磁回路部２４のそれぞれに対する電力配線を含む電力相互接続部品３６と、界磁回路部２４、各パワーモジュール３５及び電力相互接続部品３６のそれぞれが取り付けられた環状のヒートシンク３７（図２）とを有している。
　ヒートシンク３７は、図２に示すように、回転軸１２の軸線に対して垂直に配置された板状部材である。また、ヒートシンク３７は、回転軸１２の周囲を囲んだ状態でリヤブラケット８に支持されている。ヒートシンク３７の反回転子鉄心１３側の面は、界磁回路部２４、各パワーモジュール３５及び電力相互接続部品３６が取り付けられる共通の取付面３７ａとされている。ヒートシンク３７の取付面３７ａは、回転軸１２の軸線に対して垂直な平面である。ヒートシンク３７の回転子鉄心１３側の面には、冷却用のフィン３７ｂが設けられている。界磁回路部２４、各パワーモジュール３５及び電力相互接続部品３６からの熱は、ヒートシンク３７及びフィン３７ｂを介して外気へ放散される。
　電力相互接続部品３６には、図３に示すように、界磁回路部２４又は各パワーモジュール３５が配置される複数の開口部３８が設けられている。界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５は、開口部３８に配置された状態でヒートシンク３７の取付面３７ａに取り付けられている。従って、電力相互接続部品３６は、回転軸１２の軸線方向に沿ってパワー回路部２３を見たときに、界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５のそれぞれの領域に重なることを避けて配置されている。即ち、電力相互接続部品３６は、回転軸１２の軸線方向に沿ってパワー回路部２３を見たときに、界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５のいずれの領域にも重ならないように界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５のそれぞれの領域から外れて配置されている。
　界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５は、回転軸１２の周囲を囲むように回転軸１２の周方向へ互いに間隔を置いて配置されている。各パワーモジュール３５は、スイッチング素子（例えばパワートランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等）を含み扁平の直方体形状とされたモジュール本体３９と、モジュール本体３９からそれぞれ突出する正端子４０、負端子４１、ＡＣ端子４２及び複数の信号端子４３とを有している。パワー回路部２３は、スイッチング素子によるＯＮ／ＯＦＦのスイッチング動作を繰り返すことにより、電力と交流との間で電力を変換する。
　モジュール本体３９は、スイッチング素子がインサート成形により絶縁樹脂と一体化されることにより作製されている。モジュール本体３９は、その厚さ方向を回転軸１２の軸線方向に一致させて配置されている。モジュール本体３９の４つの側面のうち、回転軸１２に近い側の側面に正端子４０が設けられ、回転軸１２から離れた側の側面に負端子４１及びＡＣ端子４２が設けられ、残りの２つの側面に各信号端子４３が設けられている。
　電力相互接続部品３６は、複数の導体としての正のバスバー４４、複数の負のバスバー４５、電機子用接続ターミナル４６及び複数の界磁用接続ターミナル４７と、正のバスバー４４、負のバスバー４５、電機子用接続ターミナル４６及び界磁用接続ターミナル４７を保持する絶縁樹脂である絶縁体４８とを有している。正のバスバー４４、負のバスバー４５、電機子用接続ターミナル４６及び界磁用接続ターミナル４７は、インサート成形により絶縁体４８と一体化されている。また、正のバスバー４４、負のバスバー４５、電機子用接続ターミナル４６及び界磁用接続ターミナル４７は、各パワーモジュール３５及び界磁回路部２４のそれぞれに対する電力配線とされている。
　ここで、図４は、図３の電力相互接続部品３６から絶縁体４８を除去したときの正のバスバー４４、負のバスバー４５、電機子用接続ターミナル４６及び界磁用接続ターミナル４７を示す正面図である。正のバスバー４４、負のバスバー４５、電機子用接続ターミナル４６及び界磁用接続ターミナル４７（各導体４４，４５，４６，４７）は、回転軸１２の軸線方向に沿って電力相互接続部品３６を見たときに、互いに離して配置されている。正のバスバー４４は、界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５よりも径方向内側の位置に配置されている。負のバスバー４５、電機子用接続ターミナル４６及び界磁用接続ターミナル４７は、界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５よりも径方向外側の位置に配置されている。
　正のバスバー４４は、回転軸１２の周囲を囲む環状部４９と、環状部４９に互いに間隔を置いて設けられ、各パワーモジュール３５の正端子４０及び界磁回路部２４の正端子３１が例えば溶接等により個別に接続される複数の正端子接続部５０と、環状部４９に設けられ、バッテリに電気的に接続される電源端子部５１とを有している。
　各正端子接続部５０及び電源端子部５１は、回転軸１２の軸線方向へ環状部４９から突出している。各パワーモジュール３５の正端子４０及び界磁回路部２４の正端子３１のそれぞれは、正端子接続部５０に並行に延びている。環状部４９は、厚さ方向が径方向になるように帯状の導体を曲げて形成されている。正のバスバー４４は、各正端子接続部５０及び電源端子部５１が設けられた帯状の導体（金属板）を筒状に曲げて端部同士を接続することにより作製されている。正のバスバー４４は、図３に示すように、各正端子接続部５０及び電源端子部５１が絶縁体４８から露出された状態で、絶縁体４８と一体化されている。
　各負のバスバー４５は、平板部５２と、平板部５２に設けられ、各パワーモジュール３５の負端子４１又は界磁回路部２４の負端子３２が例えば溶接等により接続される負端子接続部５３とを有している。
　負端子接続部５３は、回転軸１２の軸線方向へ平板部５２から突出している。各パワーモジュール３５の負端子４１及び界磁回路部２４の負端子３２のそれぞれは、負端子接続部５３に並行に延びている。平板部５２には、リヤブラケット８にパワー回路部２３を固定するためのボルト５４（図１）が通されるボルト通し穴５５が設けられている。負のバスバー４５は、板状の金属片を曲げることにより作製されている。また、負のバスバー４５は、図３に示すように、ボルト通し穴５５の周囲の部分（平板部５２の一部）と負端子接続部５３とが絶縁体４８から露出された状態で、絶縁体４８と一体化されている。
　電力相互接続部品３６及びヒートシンク３７は、図１に示すように、ボルト５４によってリヤブラケット８にまとめて機械的に締結されている。負のバスバー４５は、ボルト通し穴５５の周囲の部分がボルト５４によってリヤブラケット８に機械的に締結されることにより、リヤブラケット８にアース接続されている。
　電機子用接続ターミナル４６は、固定子巻線１１に電気的に接続されるターミナル本体部５６と、ターミナル本体部５６に設けられ、パワーモジュール３５のＡＣ端子４２に例えば溶接等により接続されるＡＣ端子接続部５７とを有している。電機子用接続ターミナル４６は、板状の金属片を曲げることにより作製されている。また、電機子用接続ターミナル４６は、ターミナル本体部５６の一部及びＡＣ端子接続部５７が絶縁体４８から露出された状態で、絶縁体４８と一体化されている。各パワーモジュール３５のＡＣ端子４２は、ＡＣ端子接続部５７に並行に延びている。
　界磁用接続ターミナル４７は、ブラシ２０及びスリップリング１９を介して回転子巻線１４に電気的に接続されるターミナル本体部５８と、ターミナル本体部５８に設けられ、界磁用端子３３に例えば溶接等により接続される界磁用端子接続部５９とを有している。界磁用接続ターミナル４７は、板状の金属片を曲げることにより作製されている。また、界磁用接続ターミナル４７は、ターミナル本体部５８の一部及び界磁用端子接続部５９が絶縁体４８から露出された状態で、絶縁体４８と一体化されている。界磁回路部２４の界磁用端子３３は、界磁用端子接続部５９に並行に延びている。
　絶縁体４８は、回転軸１２が中央を通るように環状に成形されている。また、開口部３８は、正のバスバー４４、負のバスバー４５、電機子用接続ターミナル４６及び界磁用接続ターミナル４７（各導体４４，４５，４６，４７）を避けて絶縁体４８に設けられている。電力相互接続部品３６は、図２に示すように、絶縁体４８がヒートシンク３７の取付面３７ａに接触した状態でヒートシンク３７に取り付けられている。絶縁体４８は、回転軸１２の軸線に対して垂直な方向（径方向）に沿ってパワー回路部２３を見たときに、各パワーモジュール３５及び界磁回路部２４のそれぞれの領域に重なる位置に配置されている。即ち、絶縁体４８、各パワーモジュール３５及び界磁回路部２４は、回転軸１２の軸線に対して垂直な共通の平面上に配置されている。
　絶縁体４８は、図３に示すように、開口部３８の径方向内側の位置に設けられて回転軸１２の周囲を囲む内壁部６０と、開口部３８の径方向外側の位置に設けられて各パワーモジュール３５及び界磁回路部２４をまとめて囲む外壁部６１と、内壁部６０及び外壁部６１のそれぞれの厚さよりも薄くされ、開口部３８が形成されるように内壁部６０及び外壁部６１間を繋ぐ平壁部６２とを有している。内壁部６０と外壁部６１との間には、絶縁体４８がヒートシンク３７に取り付けられることにより、ヒートシンク３７の取付面３７ａを底面とする凹部が形成される。界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５は、内壁部６０と外壁部６１との間に形成された凹部内に配置されている。
　信号中継用部品２８は、界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５のそれぞれに対向した状態で、内壁部６０と外壁部６１との間に形成された凹部内に配置されている。信号中継用部品２８の信号配線には、界磁回路部２４の信号端子３４及び各パワーモジュール３５の信号端子４３のそれぞれに接続されている。信号中継用コネクタ２９は、信号中継用部品２８の信号配線と制御回路部２５とを接続している。
　内壁部６０と外壁部６１との間に形成された凹部内には、図２に示すように、絶縁性の充填材（例えば樹脂等）６３が充填されている。これにより、界磁回路部２４、信号中継用部品２８及び各パワーモジュール３５は、充填材６３中に埋め込まれている。
　次に、動作について説明する。パワー回路部２３及び界磁回路部２４は、回転位置検出センサ１８及び外部機器のそれぞれからの情報に基づいて、制御回路部２５により制御される。
　エンジンの始動時には、バッテリからの直流電力がパワー回路部２３及び界磁回路部２４のそれぞれに供給される。界磁回路部２４では、制御回路部２５の制御により、バッテリからの直流電力を界磁電流に調整する動作が行われる。界磁回路部２４からの界磁電流は、ブラシ２０及びスリップリング１９を介して回転子巻線１４に供給される。これにより、回転子５には、直流磁界が発生する。
　一方、パワー回路部２３の各パワーモジュール３５では、制御回路部２５の制御により、スイッチング動作が行われる。これにより、バッテリからの直流電力が交流電力に変換される。パワー回路部２３で変換された交流電力は、固定子巻線１１に供給される。これにより、固定子４には回転磁界が発生し、回転子５が回転される。回転子５の回転により、プーリ１７が回転され、エンジンが始動される。
　エンジンの始動後には、エンジンからの回転動力がプーリ１７に伝達される。これにより、回転子５が回転され、固定子巻線１１に交流電力が誘起される。このとき、各パワーモジュール３５では、制御回路部２５の制御により、スイッチング動作が行われる。これにより、固定子巻線１１に誘起された交流電力が直流電力に変換される。この後、パワー回路部２３からの直流電力は、バッテリに充電される。
　このような回転電機１では、各パワーモジュール３５の端子４０，４１，４２に個別に接続される各導体４４，４５，４６を含む電力相互接続部品３６が、回転軸１２の軸線方向に沿ってパワー回路部２３を見たときに、各パワーモジュール３５のそれぞれの領域に重なることを避けて配置されているので、回転軸１２の軸線に対して垂直な方向に沿ってパワー回路部２３を見たときに電力相互接続部品３６が各パワーモジュール３５に重なるように電力相互接続部品３６を配置することができる。これにより、パワー回路部２３の軸線方向の寸法を小さくすることができ、回転電機１全体の軸線方向の寸法を小さくすることができる。
　また、各導体４４～４７を保持する絶縁体４８は、ヒートシンク３７に保持されているので、強度の高いヒートシンク３７で絶縁体４８を支えることにより、絶縁体４８自体の強度の低減を図ることができる。これにより、絶縁体４８の容積量を少なくすることができ、電力相互接続部品３６の軽量化を図ることができる。従って、回転電機１の軽量化を図ることができる。
　また、電力相互接続部品３６の各導体４４～４７は、回転軸１２の軸線方向に沿ってパワー回路部２３を見たときに、互いに離して配置されているので、互いに短絡することを防止することができ、電力相互接続部品３６の絶縁耐力の確保を容易にすることができる。また、回転軸１２の軸線方向について各導体４４～４７が重ならないので、電力相互接続部品３６自体の軸線方向の寸法を小さくすることができる。さらに、回転軸１２の軸線方向について各導体４４～４７が重ならないので、各導体４４～４７と絶縁樹脂とをインサート成形により一体化する際に、各導体４４～４７間に絶縁物を介在させる必要がなくなり、各導体４４～４７の形状の簡易化を図ることができるとともに、電力相互接続部品３６の製造を容易にすることができる。
　また、正のバスバー４４は各パワーモジュール３５よりも径方向内側の位置に配置され、負のバスバー４５は各パワーモジュール３５よりも径方向外側の位置に配置されているので、正のバスバー４４と負のバスバー４５との距離を大きくすることができる。これにより、正のバスバー４４と負のバスバー４５とが異物や水等によって短絡する可能性を低くすることができる。
　また、正のバスバー４４は、各パワーモジュール３５よりも径方向内側に位置で回転軸１２を囲むように配置された環状部４９を有しているので、正のバスバー４４の長さを短くすることができ、正のバスバー４４の長さによる抵抗値を低くすることができる。従って、正のバスバー４４の断面積を小さくすることができる。また、バッテリからの配線箇所を一箇所に集約することができるので、各パワーモジュール３５に電位差が生じることを防止することができ、各パワーモジュール３５への通電電流の誤差を生じにくくすることができる。
　また、パワーモジュール３５のＡＣ端子４２に接続される電機子用接続ターミナル４６は、パワーモジュール３５よりも径方向外側の位置に配置されているので、電機子用接続ターミナル４６と固定子巻線１１との電気的接続を容易にすることができる。
　また、負のバスバー４５の一部は、絶縁体４８から漏出しており、負のバスバー４５の露出部分は、ボルト５４によりリヤブラケット８に機械的に締結されることにより、リヤブラケット８にアース接続されているので、負のバスバー４５のリヤブラケット８へのアース接続と、電力相互接続部品３６のリヤブラケット８への取り付けとを共通のボルト５４によって行うことができる。これにより、部品点数の低減化を図ることができる。また、電力相互接続部品３６がリヤブラケット８によって機械的に支持されるので、電力相互接続部品３６自体の強度を低くすることができ、パワー回路部２３の軽量化を図ることができる。
　また、絶縁体４８に含まれる内壁部６０と外壁部６１との間に形成された凹部内に充填材６３が充填され、界磁回路部２４、信号中継用部品２８及び各パワーモジュール３５が充填材６３中に埋め込まれているので、界磁回路部２４、信号中継用部品２８及び各パワーモジュール３５のそれぞれの耐環境性及び耐絶縁性の向上を図ることができる。
　また、環状部４９は、厚さ方向が径方向になるように帯状の導体を曲げて形成されているので、回転軸１２の軸線方向に沿って電力相互接続部品３６を見たときの正のバスバー４４の面積を小さくすることができ、界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５をヒートシンク３７に接触させる面積を大きくすることができる。これにより、界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５のそれぞれの温度上昇を抑制することができる。
　また、正のバスバー４４は、回転軸１２の軸線方向に沿って正端子３１，４０と並行に延びる正端子接続部５０を有しているので、回転軸１２の軸線方向から溶接工具を正端子接続部５０に容易に近づけることができ、正端子３１，４０と正端子接続部５０との溶接を容易にすることができる。
　また、負のバスバー４５は、回転軸１２の軸線方向に沿って負端子３２，４１と並行に延びる負端子接続部５３を有しているので、回転軸１２の軸線方向から溶接工具を負端子接続部５３に容易に近づけることができ、負端子３２，４１と負端子接続部５３との溶接を容易にすることができる。
　また、電機子用接続ターミナル４６は回転軸１２の軸線方向に沿ってＡＣ端子４２と並行に延びるＡＣ端子接続部５７を有し、及び界磁用接続ターミナル４７は回転軸１２の軸線方向に沿って界磁用端子３３と並行に延びる界磁用端子接続部５９を有しているので、回転軸１２の軸線方向から溶接工具をＡＣ端子接続部５７及び界磁用端子接続部５９に容易に近づけることができ、ＡＣ端子４２とＡＣ端子接続部５７との溶接、及び界磁用端子３３と界磁用端子接続部５９との溶接を容易にすることができる。
　実施の形態２．
　図５は、この発明の実施の形態２による回転電機１のリヤ側の部分を示す断面図である。また、図６は、図５の回転軸１２の軸線に沿ってパワー回路部２３及び界磁回路部２４を見たときの状態を示す正面図である。図において、正のバスバー４４は、界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５よりも径方向内側の位置に配置された環状部７１と、環状部７１から径方向外側へ突出する平坦部７２とを有している。
　環状部７１は、回転軸１２の周囲を囲むように配置されている。環状部７１の形状は、一部が欠如されて切り離された不完全の環状（筒状）となっている。環状部７１からは、正端子３１，４０に接続される正端子接続部５０が回転軸１２の軸線方向へ突出している。平坦部７２は、回転軸１２の軸線に対して垂直に配置されている。また、平坦部７２は、互いに隣り合うパワーモジュール３５間の距離を広げて生じた隙間に配置されている。正のバスバー４４は、平坦部７２となる突起が設けられた帯状の金属板（導体）を曲げることにより作製されている。
　平坦部７２には、バッテリプレート７３が機械的かつ電気的に接続されている。バッテリプレート７３は、回転軸１２の軸線に対して垂直に配置されている。また、バッテリプレート７３は、ヒートシンク３７との間に絶縁体４８を介在させた状態で、複数のボルト（締結部材）５４により電力相互接続部品３６とまとめてヒートシンク３７に固定されている。バッテリプレート７３には、回転軸１２の軸線方向に沿って突出し、バッテリに電気的に接続される電源端子部７４が設けられている。この例では、電源端子部７４の形状がボルト形状とされている。他の構成は実施の形態１と同様である。
　このような回転電機１では、複数のボルト５４によってヒートシンク３７に固定されるバッテリプレート７３に電源端子部７４が設けられ、正のバスバー４４がバッテリプレート７３に機械的かつ電気的に接続されるので、バッテリに電気的に接続される電源端子部７４をヒートシンク３７に強固に固定することができ、回転電機１や回転電機１が搭載される車両の振動等によるパワー回路部２３の破損の防止を図ることができる。これにより、回転電機１の信頼性の向上を図ることができる。
　なお、各上記実施の形態では、界磁回路部２４、各パワーモジュール３５及び電力相互接続部品３６が、リヤブラケット８とは別体のヒートシンク３７に取り付けられているが、リヤブラケット８に界磁回路部２４、各パワーモジュール３５及び電力相互接続部品３６を直接取り付けてもよい。この場合、リヤブラケット８には、回転軸１２の軸線に対して垂直な取付面が形成され、界磁回路部２４、各パワーモジュール３５及び電力相互接続部品３６がリヤブラケット８の共通の取付面に取り付けられる。このようにしても、回転軸１２の軸線方向に沿ってパワー回路部２３を見たときに界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５のそれぞれの領域に重なることを避けて電力相互接続部品３６を配置することができ、回転電機１の軸線方向の寸法を小さくすることができる。また、リヤブラケット８にヒートシンクとしての機能を加えることができ、部品点数の削減を図ることができる。
　２　回転電機本体、３　制御装置、４　固定子、５　回転子、６　ケース（支持体）、１２　回転軸、２３　パワー回路部、３５　パワーモジュール、３６　電力相互接続部品、３７　ヒートシンク、４０　正端子、４１　負端子、４２　ＡＣ端子、４４　正のバスバー（導体）、４５　負のバスバー（導体）、４６　電機子用接続ターミナル（導体）、４８　絶縁体、４９，７１　環状部。

Claims (7)

  1. 　固定子と、回転軸を含み上記固定子に対して回転可能な回転子と、上記固定子及び上記回転子を支持する支持体とを有する回転電機本体、及び
    　上記回転軸の周囲に配置され、上記回転電機本体から受けた電力又は上記回転電機本体へ供給する電力を交流と直流との間で変換するパワー回路部を有し、上記回転電機本体に設けられた制御装置
    　を備え、
    　上記パワー回路部は、スイッチング素子を含むパワーモジュールと、上記パワーモジュールの端子に接続される導体を含む電力相互接続部品とを有し、
    　上記電力相互接続部品は、上記回転軸の軸線方向に沿って上記パワー回路部を見たときに、上記パワーモジュールの領域に重なることを避けて配置されていることを特徴とする回転電機。
  2. 　上記電力相互接続部品は、上記導体を保持する絶縁体をさらに有し、
    　上記パワー回路部は、上記パワーモジュール及び上記絶縁体が取り付けられたヒートシンクをさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
  3. 　上記電力相互接続部品は、複数の上記導体を有しており、
    　各上記導体は、上記回転軸の軸線方向に沿って上記パワー回路部を見たときに、互いに離して配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転電機。
  4. 　各上記導体のいずれかは、上記パワーモジュールの正端子に接続される正のバスバーとされ、
    　各上記導体のいずれかは、上記パワーモジュールの負端子に接続される負のバスバーとされており、
    　上記正のバスバーは、上記パワーモジュールよりも径方向内側の位置に配置され、
    　上記負のバスバーは、上記パワーモジュールよりも径方向外側の位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
  5. 　上記正のバスバーは、上記回転軸を囲むように配置された環状部を有していることを特徴とする請求項４に記載の回転電機。
  6. 　各上記導体のいずれかは、上記パワーモジュールのＡＣ端子に接続され上記ＡＣ端子を上記固定子に電気的に接続するための電機子用接続ターミナルとされ、
    　上記電機子用接続ターミナルは、上記パワーモジュールよりも径方向外側の位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の回転電機。
  7. 　各上記導体は、インサート成形により絶縁体と一体化されており、
    　上記負のバスバーの一部は、上記絶縁体から露出し、
    　上記負のバスバーの露出部分は、上記支持体に機械的に締結されることにより、上記支持体にアース接続されていることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の回転電機。
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