JP2008072776A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】制御基板の破損の防止を図ることができる回転電機を得る。
【解決手段】回転電機本体１は、ステータ２と、ステータ２に対して回転可能なロータ３と、ステータ２及びロータ３を支持するブラケット４，５とを有している。回転電機本体１には、所定の制御回路を含む制御基板２３と、制御基板２３を収容する収容ケース２４と、収容ケース２４に設けられ、収容ケース２４の剛性よりも高い剛性を持つ固定用プレート２５とを有する制御ユニット２２が搭載されている。制御基板２３及びブラケット５のそれぞれは、基板締結ねじ３６を含む基板用締結手段、及びブラケット締結ねじ３７を含むブラケット用締結手段により、共通の固定用プレート２５に締結されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば車両等に搭載され、エンジン始動用の電動機と、発電機とを兼ねる回転電機に関するものである。

従来、小形化のために、交流モータと、交流モータを駆動する制御装置とを一体化した制御手段一体型交流モータが提案されている。制御装置は、樹脂からなるインバータケースに収容されている。インバータケースは、交流モータのリヤハウジングに固定されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１１７７０８号公報

しかし、制御装置は、剛性の低い樹脂製のインバータケースを介してリヤハウジングに取り付けられているので、リヤハウジングからの振動は、制御装置に伝わるまでに共振現象により増幅されてしまう。これにより、制御装置内のインバータや制御回路等が破損してしまうおそれがある。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、制御基板の破損の防止を図ることができる回転電機を得ることを目的とする。

この発明に係る回転電機は、ステータと、ステータに対して回転可能なロータと、ステータ及びロータを支持するブラケットとを有する回転電機本体、所定の制御回路を含む制御基板と、制御基板を収容する収容ケースと、収容ケースに設けられ、収容ケースの剛性よりも高い剛性を持つ固定用部材とを有し、回転電機本体に搭載された制御ユニット、制御基板と固定用部材とを互いに締結する基板用締結手段、及びブラケットと固定用部材とを互いに締結するブラケット用締結手段を備え、制御基板及びブラケットのそれぞれは、基板用締結手段及びブラケット用締結手段により共通の固定用部材に締結されている。

この発明に係る回転電機では、収容ケースの剛性よりも高い剛性を持つ固定用プレートが収容ケースに設けられ、ブラケット及び制御基板のそれぞれが共通の固定用プレートに締結されているので、ブラケットからの振動が制御基板に到達するまでの間における共振現象の発生の防止を図ることができる。これにより、ブラケットの振動が増幅されることを抑制することができ、制御基板が受ける振動の増大を抑制することができる。従って、制御基板の破損の防止を図ることができる。

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分解斜視図である。また、図２は、図１の回転電機を示す縦断面図である。図において、回転電機本体１は、筒状のステータ（固定子）２と、ステータ２の内側に配置され、ステータ２に対して回転可能なロータ（回転子）３と、ステータ２及びロータ３を支持するフロントブラケット４及びリヤブラケット５（一対のブラケット）とを有している。

ステータ２は、ロータ３の軸線方向について、フロントブラケット４とリヤブラケット５との間に挟まれている。また、ステータ２は、フロントブラケット４及びリヤブラケット５のそれぞれに固定された筒状の固定子鉄心６と、固定子鉄心６に設けられた固定子巻線７とを有している。

固定子巻線７は、リヤブラケット５に設けられたパワーブロック８に電気的に接続されている。パワーブロック８は、電力を蓄える図示しないバッテリ（直流電源）と固定子巻線７との間の電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするための固定子電流スイッチング回路を有している。固定子巻線７及びバッテリ間の電気的接続は、パワーブロック８のスイッチング動作によりＯＮ／ＯＦＦされる。

ロータ３は、ロータ３の軸線上に配置された回転軸９と、回転軸９の中間部に固定された回転子鉄心１０と、回転子鉄心１０に設けられた回転子巻線１１とを有している。

回転軸９は、フロントブラケット４及びリヤブラケット５を貫通している。また、回転軸９は、フロントブラケット４及びリヤブラケット５のそれぞれに軸受１２を介して回転自在に支持されている。

回転子鉄心１０及び回転子巻線１１は、フロントブラケット４とリヤブラケット５との間に配置されている。回転子鉄心１０の外周部は、ステータ２の内周部に対向している。また、回転子鉄心１０には、ロータ３と一体に回転される送風用のファン１３が設けられている。

回転子巻線１１には、ロータ３に磁界を発生させるための界磁電流がバッテリから供給されるようになっている。回転子巻線１１に供給される界磁電流は、回転電機本体１に搭載された界磁電流調整ユニット（図示せず）の動作により調整される。ロータ３には、界磁電流調整ユニットにより調整された界磁電流が回転子巻線１１に供給されることにより、磁界が発生する。

フロントブラケット４及びリヤブラケット５は、金属製の支持部材である。また、フロントブラケット４及びリヤブラケット５は、複数本の長ボルト３９（図１）により、互いに近づく方向へ締め付けられている。リヤブラケット５は、ステータ２及びロータ３のそれぞれが装着されたブラケット本体１４と、ブラケット本体１４の外周部に設けられたボス部１５とを有している。

ブラケット本体１４には、パワーブロック８を取り付けるための固定ボルト（図示せず）が設けられている。パワーブロック８は、固定ボルトと、固定ボルトに螺合されるナットとにより、ブラケット本体１４に直接取り付けられている。ボス部１５には、回転軸９の軸線に平行な取付面１５ａが設けられている。

回転軸９のフロントブラケット４側の端部には、プーリ１６が固定されている。プーリ１６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９のリヤブラケット５側の端部には、回転子巻線１１に電気的に接続されたスリップリング１７が設けられている。スリップリング１７は、回転軸９の外周部に沿った環状の導電性部材である。

スリップリング１７には、バッテリからの界磁電流をスリップリング１７に供給するための導電性のブラシ１８が接触している。リヤブラケット５には、スリップリング１７に対して接離する方向へブラシ１８を案内するブラシホルダ１９が設けられている。ブラシホルダ１９には、スリップリング１７に接触する方向へブラシ１８を付勢する押圧ばね２０が設けられている。ブラシ１８は、押圧ばね２０の付勢力により、スリップリング１７に押し付けられている。ロータ３が回転されるときには、スリップリング１７がブラシ１８に対して摺動される。なお、パワーブロック８、ブラシ１８、ブラシホルダ１９及び押圧ばね２０は、リヤブラケット５に保持された樹脂製の後部カバー２１によって覆われている。

ボス部１５には、回転電機用の制御ユニット２２が設けられている。制御ユニット２２は、制御基板２３と、制御基板２３を収容する樹脂製の収容ケース２４と、収容ケース２４に設けられた金属製の固定用プレート（固定用部材）２５とを有している。

制御基板２３は、樹脂製の基板と、基板に設けられ、界磁電流調整ユニット及びパワーブロック８のそれぞれの動作を制御するための制御回路（所定の制御回路）とを有している。制御回路には、複数の電子部品が含まれている。また、制御回路は、外部機器（例えばエンジン制御ユニット等）から受けた情報に基づいて、界磁電流調整ユニット及びパワーブロック８のそれぞれの動作を制御する。

収容ケース２４には、リヤブラケット５の径方向外側へ開放された開口部２６が設けられている。開口部２６は、制御基板２３が収容ケース２４内に収容された状態で、金属製の保護カバー２７により塞がれている。収容ケース２４は、ボス部１５の取付面１５ａに接触するケース底部２８と、ケース底部２８の周縁部に設けられ、開口部２６を形成するケース側壁部２９とを有している。ケース側壁部２９には、制御基板２３と外部機器との通信を行うためのコネクタ３８（図１）が設けられている。

固定用プレート２５は、ケース底部２８に設けられている。また、固定用プレート２５は、収容ケース２４の幅方向に沿って配置されている。さらに、固定用プレート２５は、インサート成形により収容ケース２４と一体化されている。即ち、固定用プレート２５は、ケース底部２８内に埋められている。固定用プレート２５の剛性は、収容ケース２４の剛性よりも高くなっている。また、固定用プレート２５の熱伝導性は、収容ケース２４の熱伝導性よりも高くなっている。なお、この例では、固定用プレート２５の形状はＬ字状とされている。

図３は、図２の制御ユニット２２を示す拡大断面図である。図３にも示すように、制御基板２３には、基板側ねじ通し穴３０が設けられている。ボス部１５には、ボス側ねじ通し穴３１が設けられている。ボス側ねじ通し穴３１は、取付面１５ａに達する貫通穴である。

ケース底部２８には、収容ケース２４内と固定用プレート２５との間を貫通するケース内側ねじ通し穴３２と、収容ケース２４外と固定用プレート２５との間を貫通するケース外側ねじ通し穴３３とが設けられている。

固定用プレート２５には、収容ケース２４の幅方向について互いにずらして配置された基板締結用ねじ穴３４及びブラケット締結用ねじ穴３５が設けられている。基板締結用ねじ穴３４及びブラケット締結用ねじ穴３５のそれぞれは、共通の固定用プレート２５に設けられている。

基板締結用ねじ穴３４には、基板側ねじ通し穴３０及びケース内側ねじ通し穴３２の順に通された金属製の基板締結ねじ３６が螺合されている。制御基板２３は、基板締結ねじ３６が基板締結用ねじ穴３４に螺合されることにより、固定用プレート２５に締結されている。これにより、制御基板２３は、収容ケース２４内に保持されている。

ブラケット締結用ねじ穴３５には、ボス側ねじ通し穴３１及びケース外側ねじ通し穴３３の順に通された金属製のブラケット締結ねじ３７が螺合されている。ボス部１５は、ブラケット締結ねじ３７がブラケット締結用ねじ穴３５に螺合されることにより、固定用プレート２５に締結されている。これにより、収容ケース２４は、ボス部１５に保持されている。

なお、制御基板２３と固定用プレート２５とを互いに締結する基板用締結手段は、基板締結用ねじ穴３４及び基板締結ねじ３６を有している。また、リヤブラケット５と固定用プレート２５とを互いに締結するブラケット用締結手段は、ブラケット締結用ねじ穴３５及びブラケット締結ねじ３７を有している。即ち、制御基板２３及びボス部１５のそれぞれは、基板用締結手段及びブラケット用締結手段により共通の固定用プレート２５に締結されている。

次に、動作について説明する。エンジンの始動時には、バッテリからの直流電力が界磁電流調整ユニット及びパワーブロック８に供給される。

界磁電流調整ユニットでは、制御基板２３の制御により、バッテリからの電力を界磁電流に調整する動作が行われる。この後、界磁電流調整ユニットからの界磁電流は、ブラシ１８及びスリップリング１７を介して回転子巻線１１に供給される。これにより、ロータ３には、直流磁界が発生する。

一方、パワーブロック８では、制御基板２３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。この後、パワーブロック８からの交流電力は、固定子巻線７に供給される。これにより、ステータ２には回転磁界が発生し、ロータ３が回転される。ロータ３の回転により、プーリ１６が回転され、エンジンが始動される。

また、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１６に伝達される。これにより、ロータ３が回転され、固定子巻線７に交流電力が誘起される。このとき、パワーブロック８では、制御基板２３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７に誘起された交流電力が直流電力に変換される。この後、パワーブロック８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では、収容ケース２４の剛性よりも高い剛性を持つ固定用プレート２５が収容ケース２４に設けられ、リヤブラケット５及び制御基板２３のそれぞれが共通の固定用プレート２５に締結されているので、リヤブラケット５からの振動が制御基板２３に到達するまでの間における共振現象の発生の防止を図ることができる。これにより、リヤブラケット５の振動が増幅されることを抑制することができ、制御基板２３が受ける振動の増大を抑制することができる。従って、制御基板２３の破損の防止を図ることができる。

また、固定用プレート２５は、インサート成形により収容ケース２４と一体化されているので、収容ケース２４外から収容ケース２４内への水の浸入の防止を図ることができる。これにより、例えば制御基板２３の制御回路内での短絡等、水の浸入による収容ケース２４内での不具合の発生の防止を図ることができる。

また、固定用プレート２５の熱伝導性は、収容ケース２４の熱伝導性よりも高くなっているので、制御基板２３が発生する熱を収容ケース２４外へ効果的に放出することができる。これにより、制御基板２３が冷却されやすくなり、制御基板２３の温度上昇による劣化を抑制することができる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による回転電機を示す分解斜視図である。また、図５は、図４の制御ユニット２２を示す断面図である。図において、制御ユニット２２は、回転電機本体１の後端部側に配置されている。即ち、制御ユニット２２は、回転電機本体１に対してロータ３の軸線方向へずらして配置されている。また、制御ユニット２２の少なくとも一部は、ロータ３の軸線方向に沿って見たとき、回転電機本体１と重なっている。

リヤブラケット５は、ステータ２及びロータ３のそれぞれが装着されたブラケット本体４１と、ブラケット本体４１の外周部に設けられ、ブラケット本体４１から制御ユニット２２に近づく方向へ延びる一対のボス部４２とを有している。この例では、各ボス部４２は、ロータ３の軸線方向に沿って延びている。各ボス部４２の先端部には、ロータ３の軸線方向に対して垂直な取付面４２ａが設けられている。

制御ユニット２２は、ボス部４２の取付面４２ａに設けられている。また、制御ユニット２２は、制御基板４３と、制御基板４３を収容する樹脂製の収容ケース４４と、収容ケース４４に設けられた金属製の固定用プレート（固定用部材）４５とを有している。

制御基板４３は、ロータ３の軸線方向に対して垂直に配置されている。制御基板４３の他の構成は、実施の形態１の制御基板２３の構成と同様である。

収容ケース４４は、後部カバー２１と一体化されている。また、収容ケース４４には、回転電機本体１側と反対側に向けて開放された開口部４６が設けられている。開口部４６は、制御基板４３が収容ケース４４内に収容された状態で、金属製の保護カバー４７により塞がれている。収容ケース４４は、ボス部４２の取付面４２ａに接触するケース底部４８と、ケース底部４８の周縁部に設けられ、開口部４６を形成するケース側壁部４９とを有している。

ケース底部４８は、ロータ３の軸線方向に対して垂直に配置されている。また、ケース側壁部４９には、制御基板２３と外部機器との通信を行うためのコネクタ３８（図４）が設けられている。

固定用プレート４５は、ケース底部４８に設けられている。また、固定用プレート４５は、収容ケース４４の幅方向に沿って配置されている。さらに、固定用プレート４５は、インサート成形により収容ケース４４と一体化されている。固定用プレート４５の剛性は、収容ケース４４の剛性よりも高くなっている。また、固定用プレート４５の熱伝導性は、収容ケース４４の熱伝導性よりも高くなっている。なお、この例では、固定用プレート４５の形状は直線状とされている。

制御基板４３には、基板側ねじ通し穴３０が設けられている。ボス部４２には、ボス側ねじ通し穴３１が設けられている。ボス側ねじ通し穴３１は、取付面４２ａに達する貫通穴である。

ケース底部４８には、収容ケース４４内と固定用プレート４５との間を貫通するケース内側ねじ通し穴３２と、収容ケース４４外と固定用プレート４５との間を貫通するケース外側ねじ通し穴３３とが設けられている。

固定用プレート４５には、収容ケース４４の幅方向について互いにずらして配置された基板締結用ねじ穴３４及びブラケット締結用ねじ穴３５が設けられている。基板締結用ねじ穴３４及びブラケット締結用ねじ穴３５のそれぞれは、共通の固定用プレート４５に設けられている。

基板締結用ねじ穴３４には、基板側ねじ通し穴３０及びケース内側ねじ通し穴３２の順に通された金属製の基板締結ねじ３６が螺合されている。ブラケット締結用ねじ穴３５には、ボス側ねじ通し穴３１及びケース外側ねじ通し穴３３の順に通された金属製のブラケット締結ねじ３７が螺合されている。

なお、制御基板４３と固定用プレート４５とを互いに締結する基板用締結手段は、基板締結用ねじ穴３４及び基板締結ねじ３６を有している。また、ボス部４２と固定用プレート４５とを互いに締結するブラケット用締結手段は、ブラケット締結用ねじ穴３５及びブラケット締結ねじ３７を有している。即ち、制御基板４３及びボス部４２のそれぞれは、基板用締結手段及びブラケット用締結手段により共通の固定用プレート４５に締結されている。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では、制御ユニット２２が回転電機本体１に対してロータ３の軸線方向へずらして配置されているので、制御ユニット２２を回転電機本体１の後端部側に配置することができる。これにより、回転電機本体１の後方から制御ユニット２２を回転電機本体１に取り付けることができ、回転電機の組立てを容易にすることができる。また、ロータ３の軸線方向について見たときに、制御ユニット２２を回転電機本体１に対して重なるように配置することができ、回転電機本体１の径方向について、回転電機本体１からはみ出す制御ユニット２２の部分を小さくすることができる。これにより、回転電機の小形化を図ることができ、同一の回転電機を複数種のエンジンに適用することができる。これにより、部品の共通化を図ることができる。

また、リヤブラケット５は、ブラケット本体４１と、ブラケット本体４１から制御ユニット２２に近づく方向へ延びるボス部４２とを有し、ボス部４２の先端部が固定用プレート４５に締結されているので、収容ケース４４の剛性よりも高い剛性を持つボス部４２を固定用プレート４５に近づけた状態で、固定用プレート４５とボス部４２とを互いに締結することができる。これにより、制御基板４３が受ける振動の増大を抑制することができ、制御基板４３の破損の防止を図ることができる。

実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３による回転電機を示す分解斜視図である。また、図７は、図６の制御ユニット２２を示す断面図である。図において、制御ユニット２２は、制御基板４３と、制御基板４３を収容する樹脂製の収容ケース４４と、収容ケース４４に設けられ、収容ケース４４の剛性よりも高い剛性をそれぞれ持つ複数の共通アンカ（固定用部材）５１及び基板専用アンカ５２とを有している。

制御基板４３及び収容ケース４４の構成は、実施の形態２の制御基板４３及び収容ケース４４の構成と同様である。

ケース底部４８には、複数のケース外側ねじ通し穴３３が設けられているが、ケース内側ねじ通し穴３２は設けられていない。

共通アンカ５１及び基板専用アンカ５２は、ケース底部４８に設けられている。また、共通アンカ５１及び基板専用アンカ５２は、収容ケース４４の幅方向へ互いに間隔を置いて配置されている。さらに、共通アンカ５１及び基板専用アンカ５２は、インサート成形により収容ケース４４と一体化されている。共通アンカ５１の一部及び基板専用アンカ５２の一部は、収容ケース４４内に露出されている。

共通アンカ５１及び基板専用アンカ５２のそれぞれは、略円柱状の金属部材である。従って、共通アンカ５１及び基板専用アンカ５２のそれぞれの熱伝導性は、収容ケース４４の熱伝導性よりも高くなっている。共通アンカ５１及び基板専用アンカ５２は、円柱状の高さ方向がケース底部４８の厚さ方向と同一となるように配置されている。

共通アンカ５１には、ケース底部４８の厚さ方向に沿って互いに同軸上に配置された基板締結用ねじ穴５３及びブラケット締結用ねじ穴５４が設けられている。基板締結用ねじ穴５３及びブラケット締結用ねじ穴５４のそれぞれの深さの合計は、ケース底部４８の厚さ方向についての共通アンカ５１の寸法（高さ寸法）よりも小さくされている。これにより、基板締結用ねじ穴５３及びブラケット締結用ねじ穴５４のそれぞれは、繋がっておらず、共通アンカ５１内で互いに開離されている。即ち、基板締結用ねじ穴５３及びブラケット締結用ねじ穴５４のそれぞれは、共通アンカ５１内に底部を有する貫通していないねじ穴（不貫通のねじ穴）とされている。

基板締結用ねじ穴５３は、収容ケース４４内にのみ開放されている。また、ブラケット締結用ねじ穴５４は、収容ケース４４外にのみ開放されている。さらに、基板専用アンカ５２にも、基板締結用ねじ穴５３と同様の基板締結用ねじ穴５５が設けられている。

基板締結用ねじ穴５３，５５には、基板側ねじ通し穴３０に通された金属製の基板締結ねじ３６がそれぞれ螺合されている。制御基板４３は、基板締結ねじ３６が基板締結用ねじ穴５３，５５に螺合されることにより、共通アンカ５１及び基板専用アンカ５２に締結されている。これにより、制御基板４３は、収容ケース４４内に保持されている。

ブラケット締結用ねじ穴５４には、ボス側ねじ通し穴３１及びケース外側ねじ通し穴３３の順に通された金属製のブラケット締結ねじ３７が螺合されている。ブラケット締結ねじ３７は、基板締結ねじ３６と同軸に配置されている。ボス部４２は、ブラケット締結ねじ３７がブラケット締結用ねじ穴５４に螺合されることにより、共通アンカ５１に締結されている。これにより、収容ケース４４は、ボス部４２に保持されている。

なお、制御基板４３と共通アンカ５１とを互いに締結する基板用締結手段は、基板締結用ねじ穴５３及び基板締結ねじ３６を有している。また、ボス部４２と共通アンカ５１とを互いに締結するブラケット用締結手段は、ブラケット締結用ねじ穴５４及びブラケット締結ねじ３７を有している。即ち、制御基板４３及びボス部４２のそれぞれは、基板用締結手段及びブラケット用締結手段により共通アンカ５１に締結されている。他の構成は実施の形態２と同様である。

このような回転電機では、基板用締結手段及びブラケット用締結手段が同軸上に配置されているので、振動による共通アンカ５１の変形を小さくすることができ、共通アンカ５１の耐振動性の向上を図ることができる。また、共通アンカ５１の大きさを小さくすることができ、共通アンカ５１の軽量化を図ることもできる。さらに、共通アンカ５１の熱変形も小さくなるので、温度上昇時に制御基板４３に発生する熱応力を小さくすることができ、制御基板４３の破損の防止をさらに図ることができる。

また、基板締結用ねじ穴５３は、共通アンカ５１内に底部を有する不貫通のねじ穴とされているので、収容ケース４４外からの水が収容ケース４４内へ基板締結用ねじ穴５３を通って浸入することを防止することができる。これにより、収容ケース４４内への水の浸入による不具合の防止を図ることができる。

また、ブラケット締結用ねじ穴５４は、共通アンカ５１内に底部を有する不貫通のねじ穴とされているので、収容ケース４４外からの水が収容ケース４４内へブラケット締結用ねじ穴５４を通って浸入することを防止することができる。これにより、収容ケース４４内への水の浸入による不具合の防止を図ることができる。

実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４による回転電機を示す分解斜視図である。また、図９は、図８の回転電機を示す縦断面図である。図において、制御ユニット２２と回転電機本体１との間には、ロータ３への界磁電流を調整する界磁電流調整ユニット６１が配置されている。界磁電流調整ユニット６１による界磁電流の調整は、制御基板４３の制御回路の制御により行われる。

界磁電流調整ユニット６１は、制御基板４３からの情報に基づいて界磁電流の調整を行う界磁回路を含む界磁回路基板６２（図９）と、界磁回路基板６２に設けられ、界磁回路基板６２の放熱を行うためのヒートシンク６３と、界磁回路基板６２が設けられた樹脂製の界磁基板支持体６４とを有している。

界磁回路基板６２は、ロータ３の軸線方向に対して垂直に配置されている。界磁回路で調整された界磁電流は、ブラシ１８へ供給される。

ヒートシンク６３は、界磁回路基板６２の制御ユニット２２側に設けられている。これにより、ヒートシンク６３は、界磁基板支持体６４から制御ユニット２２側へ突出している。

界磁基板支持体６４には、界磁基板支持体６４を貫通する一対の界磁ユニット側ねじ通し穴６５が設けられている。各界磁ユニット側ねじ通し穴６５は、ボス側ねじ通し穴３１の位置に合わせて配置されている。この例では、界磁回路基板６２及びヒートシンク６３が各界磁ユニット側ねじ通し穴６５間に配置されている。また、界磁基板支持体６４には、界磁回路と電気的に接続された信号伝送用端子６６が設けられている。なお、界磁基板支持体６４には、バッテリからの電圧を平滑化するためのコンデンサ回路６７が設けられている。界磁電流調整ユニット６１の他の構成及び機能は、実施の形態１の界磁電流調整ユニットと同様である。

図１０は、図８の制御ユニット２２を示す断面図である。図１０にも示すように、収容ケース４４には、ヒートシンク６３が挿入される凹部６８が設けられている。また、収容ケース４４には、制御基板４３の制御回路と電気的に接続された接続ターミナルが設けられている。接続ターミナルには、信号伝送用端子６６が着脱可能に接続されている。接続ターミナルは、インサート成形により収容ケース４４と一体化されている。制御回路と界磁回路との通信は、信号伝送用端子６６及び接続ターミナルが互いに接続されることにより可能になる。

ブラケット締結用ねじ穴５４には、ボス側ねじ通し穴３１、界磁ユニット側ねじ通し穴６５及びケース外側ねじ通し穴３３の順に通された金属製のブラケット締結ねじ３７が螺合されている。ボス部４２は、ブラケット締結ねじ３７がブラケット締結用ねじ穴５４に螺合されることにより、共通アンカ５１に締結されている。

収容ケース４４及び界磁電流調整ユニット６１は、ボス部４２が共通アンカ５１に締結されることにより、ボス部４２にまとめて保持されている。即ち、収容ケース４４は、ボス部４２に近づく方向へ引かれた状態で、界磁電流調整ユニット６１を介してボス部４２に保持されている。界磁電流調整ユニット６１は、収容ケース４４とボス部４２との間に挟まれて締め付けられた状態で、収容ケース４４とともにボス部４２に保持されている。他の構成は実施の形態３と同様である。

このような回転電機では、界磁電流調整ユニット６１が収容ケース４４とボス部４２との間に挟まれた状態で、収容ケース４４とともにボス部４２に保持されているので、共通のブラケット用締結手段によって、収容ケース４４及び界磁電流調整ユニット６１をボス部４２に保持することができる。これにより、ブラケット締結ねじ３７の本数を少なくすることができ、コストの低減を図ることができる。また、回転電機の組立ても容易にすることができる。

また、界磁電流調整ユニット６１が収容ケース４４とボス部４２との間で締め付けられているので、界磁電流調整ユニット６１が収容ケース４４に対してずれにくくなり、例えば信号伝送用端子６６での断線等の不具合の発生の防止を図ることができる。なお、互いに嵌め合わせられる嵌合部を界磁電流調整ユニット６１及び収容ケース４４のそれぞれに設けることにより、界磁電流調整ユニット６１の収容ケース４４に対するずれをさらに確実に防止することができる。

実施の形態５．
上記実施の形態３では、基板締結用ねじ穴５３及びブラケット締結用ねじ穴５４が共通アンカ５１に設けられているが、ブラケット締結用ねじ穴５４に代えて、共通アンカ５１から突出するブラケット締結用ねじ棒を設けてもよい。

即ち、図１１は、この発明の実施の形態５による回転電機の制御ユニット２２を示す要部断面図である。図において、共通アンカ５１には、共通アンカ５１から収容ケース４４外へ突出するブラケット締結用ねじ棒７１が設けられている。ブラケット締結用ねじ棒７１は、基板締結用ねじ穴５３と同軸に配置されている。

ブラケット締結用ねじ棒７１は、ボス側ねじ通し穴３１に通されている。ボス側ねじ通し穴３１に通されたブラケット締結用ねじ棒７１には、ブラケット締結ナット７２が螺合されている。ボス部４２は、ブラケット締結ナット７２がブラケット締結用ねじ棒７１に螺合されることにより、共通アンカ５１に締結されている。

なお、収容ケース４４には、ケース内側ねじ通し穴３２及びケース外側ねじ通し穴３３のいずれも設けられていない。また、ブラケット用締結手段は、ブラケット締結用ねじ棒７１及びブラケット締結ナット７２を有している。他の構成は実施の形態３と同様である。

このような回転電機では、共通アンカ５１から収容ケース４４外へ突出するとともにボス側ねじ通し穴３１に通されたブラケット締結用ねじ棒７１にブラケット締結ナット７２が螺合されることにより、共通アンカ５１とボス部４２とが互いに締結されているので、収容ケース４４外からの水が共通アンカ５１内を通って収容ケース４４内へ浸入することを防止することができる。また、ブラケット締結用ねじ棒７１をボス側ねじ通し穴３１に通すことにより、収容ケース４４のボス部４２に対する位置決めを容易に行うことができる。

実施の形態６．
上記実施の形態５では、基板締結用ねじ穴５３及びブラケット締結用ねじ棒７１が共通アンカ５１に設けられているが、基板締結用ねじ穴５３に代えて、共通アンカ５１から突出する基板締結用ねじ棒を設けてもよい。

即ち、図１２は、この発明の実施の形態６による回転電機の制御ユニット２２を示す要部断面図である。図において、共通アンカ５１には、共通アンカ５１から収容ケース４４内へ突出する基板締結用ねじ棒７５が設けられている。基板締結用ねじ棒７５は、ブラケット締結用ねじ棒７１と同軸に配置されている。

基板締結用ねじ棒７５は、基板側ねじ通し穴３０に通されている。基板側ねじ通し穴３０に通された基板締結用ねじ棒７５には、基板締結ナット７６が螺合されている。制御基板４３は、基板締結ナット７６が基板締結用ねじ棒７５に螺合されることにより、共通アンカ５１に締結されている。

なお、基板用締結手段は、基板締結用ねじ棒７５及び基板締結ナット７６を有している。他の構成は実施の形態５と同様である。

このような回転電機では、共通アンカ５１から収容ケース４４内へ突出する基板締結用ねじ棒７５に基板締結ナット７６が螺合されることにより、共通アンカ５１と制御基板４３とが互いに締結されているので、収容ケース４４外からの水が共通アンカ５１内を通って収容ケース４４内へ浸入することを防止することができる。また、基板締結用ねじ棒７５を基板側ねじ通し穴３０に通すことにより、制御基板４３の収容ケース４４に対する位置決めを容易に行うことができる。

実施の形態７．
上記実施の形態３では、基板締結用ねじ穴５３及びブラケット締結用ねじ穴５４が共通アンカ５１に設けられているが、基板締結用ねじ穴５３に代えて、共通アンカ５１から突出する基板締結用ねじ棒を設けてもよい。

図１３は、この発明の実施の形態７による回転電機の制御ユニット２２を示す要部断面図である。図において、共通アンカ５１には、実施の形態６と同様の基板締結用ねじ棒７５が設けられている。

基板側ねじ通し穴３０に通された基板締結用ねじ棒７５には、基板締結ナット７６が螺合されている。制御基板４３は、基板締結ナット７６が基板締結用ねじ棒７５に螺合されることにより、共通アンカ５１に締結されている。他の構成は実施の形態３と同様である。

このような回転電機でも、共通アンカ５１から収容ケース４４内へ突出する基板締結用ねじ棒７５に基板締結ナット７６が螺合されることにより、共通アンカ５１と制御基板４３とが互いに締結されているので、収容ケース４４外からの水が共通アンカ５１内を通って収容ケース４４内へ浸入することを防止することができる。また、基板締結用ねじ棒７５を基板側ねじ通し穴３０に通すことにより、制御基板４３の収容ケース４４に対する位置決めを容易に行うことができる。

実施の形態８．
図１４は、この発明の実施の形態８による回転電機の制御ユニット２２を示す要部断面図である。図において、制御基板４３の基板上には、制御回路と電気的に接続されたアース回路８１が設けられている。基板締結ねじ３６は、アース回路８１と接触している。これにより、制御基板４３の制御回路及びボス部４２は、基板締結ねじ３６、共通アンカ５１及びブラケット締結ねじ３７を介して互いに電気的に接続されている。また、リヤブラケット５は、接地されている。他の構成は実施の形態３と同様である。

このような回転電機では、制御基板４３の制御回路は、基板締結ねじ３６を含む基板用締結手段、共通アンカ５１及びブラケット締結ねじ３７を含む用締結手段を介してリヤブラケット５に電気的に接続され、これにより、制御基板４３の制御回路が接地されているので、制御回路を接地するための専用のアース線を用いる必要がなくなり、部品点数を少なくすることができる。これにより、コストの低減を図ることができるとともに、回転電機の組立ても容易にすることができる。

なお、各上記実施の形態では、固定用プレート２５や共通アンカ５１が金属により構成されているが、例えばセラミック等により構成してもよい。

この発明の実施の形態１による回転電機を示す分解斜視図である。 図１の回転電機を示す縦断面図である。 図２の制御ユニットを示す拡大断面図である。 この発明の実施の形態２による回転電機を示す分解斜視図である。 図４の制御ユニットを示す断面図である。 この発明の実施の形態３による回転電機を示す分解斜視図である。 図６の制御ユニットを示す断面図である。 この発明の実施の形態４による回転電機を示す分解斜視図である。 図８の回転電機を示す縦断面図である。 図８の制御ユニットを示す断面図である。 この発明の実施の形態５による回転電機の制御ユニットを示す要部断面図である。 この発明の実施の形態６による回転電機の制御ユニットを示す要部断面図である。 この発明の実施の形態７による回転電機の制御ユニットを示す要部断面図である。 この発明の実施の形態８による回転電機の制御ユニットを示す要部断面図である。

符号の説明

１ 回転電機本体、２ ステータ、３ ロータ、５ リヤブラケット、１４，４１ ブラケット本体、１５，４２ ボス部、２２ 制御ユニット、２３，４３ 制御基板、２４，４４ 収容ケース、２５，４５ 固定用プレート（固定用部材）、３４，５３ 基板締結用ねじ穴、３５，５４ ブラケット締結用ねじ穴、３６ 基板締結ねじ、３７ ブラケット締結ねじ、５１ 共通アンカ、６１ 界磁電流調整ユニット、７１ ブラケット締結用ねじ棒、７２ ブラケット締結ナット、７５ 基板締結用ねじ棒、７６ 基板締結ナット。

Claims (11)

1. ステータと、上記ステータに対して回転可能なロータと、上記ステータ及び上記ロータを支持するブラケットとを有する回転電機本体、
   所定の制御回路を含む制御基板と、上記制御基板を収容する収容ケースと、上記収容ケースに設けられ、上記収容ケースの剛性よりも高い剛性を持つ固定用部材とを有し、上記回転電機本体に搭載された制御ユニット、
   上記制御基板と上記固定用部材とを互いに締結する基板用締結手段、及び
   上記ブラケットと上記固定用部材とを互いに締結するブラケット用締結手段
   を備え、
   上記制御基板及び上記ブラケットのそれぞれは、上記基板用締結手段及び上記ブラケット用締結手段により共通の上記固定用部材に締結されていることを特徴とする回転電機。
2. 上記固定用部材は、インサート成形により上記収容ケースと一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 上記固定用部材の熱伝導性は、上記収容ケースの熱伝導性よりも高くなっ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. 上記制御ユニットは、上記回転電機本体に対して上記ロータの軸線方向へずらして配置され、
   上記ブラケットは、上記ステータ及び上記ロータのそれぞれが装着されたブラケット本体と、上記ブラケット本体から上記制御ユニットに近づく方向へ延び、上記ブラケット用締結手段により上記固定用部材に締結されるボス部とを有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の回転電機。
5. 上記制御基板により制御され、上記回転電機本体への界磁電流を調整する界磁電流調整ユニットをさらに備え、
   上記界磁電流調整ユニットは、上記収容ケースと上記ブラケットとの間に挟まれた状態で上記固定用部材と上記ブラケットとが上記ブラケット用締結手段により互いに締結されることにより、上記収容ケースとともに上記ブラケットに保持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の回転電機。
6. 上記基板用締結手段及び上記ブラケット用締結手段は、同軸上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の何れかに記載の回転電機。
7. 上記ブラケット用締結手段は、上記固定用部材に設けられたブラケット締結用ねじ穴と、上記ブラケット締結用ねじ穴に螺合されるブラケット締結ねじとを有しており、
   上記ブラケット締結用ねじ穴は、上記固定用部材内に底部を有する不貫通のねじ穴とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の回転電機。
8. 上記ブラケット用締結手段は、上記固定用部材から上記収容ケース外へ突出するブラケット締結用ねじ棒と、上記ブラケット締結用ねじ棒に螺合されるブラケット締結ナットとを有していることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の回転電機。
9. 上記基板用締結手段は、上記固定用部材に設けられた基板締結用ねじ穴と、上記基板締結用ねじ穴に螺合される基板締結ねじとを有しており、
   上記基板締結用ねじ穴は、上記固定用部材内に底部を有する不貫通のねじ穴とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の回転電機。
10. 上記基板用締結手段は、上記固定用部材から上記収容ケース内へ突出する基板締結用ねじ棒と、上記基板締結用ねじ棒に螺合される基板締結ナットとを有していることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の回転電機。
11. 上記制御回路は、上記基板用締結手段、上記固定用部材及び上記ブラケット用締結手段を介して上記ブラケットに電気的に接続されており、
    上記制御回路は、上記ブラケットとの電気的接続により、接地されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の回転電機。

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