JP6345283B1 - Controller-integrated rotating electrical machine - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、径方向寸法を増大させることなく、制御基板の耐久性を向上させることを目的とするものである。
【解決手段】ヒートシンク21は、回転子の軸方向のリアブラケットとは反対側の面であるモジュール面21aを有している。制御基板25は、パワーモジュール23を挟んでモジュール面21aに対向している。パワーモジュール23のヒートシンク21とは反対側の面上には、モジュール側支持体29が設けられている。制御基板25は、モジュール側支持体29に支持されているとともに、ねじ30によりモジュール側支持体29に固定されている。
【選択図】図2An object of the present invention is to improve the durability of a control board without increasing the radial dimension.
A heat sink has a module surface that is a surface opposite to a rear bracket in the axial direction of the rotor. The control board 25 faces the module surface 21a with the power module 23 interposed therebetween. A module-side support 29 is provided on the surface of the power module 23 opposite to the heat sink 21. The control board 25 is supported by the module side support 29 and is fixed to the module side support 29 by screws 30.
[Selection] Figure 2
Description
この発明は、回転電機本体と、回転電機本体を制御する制御装置とが一体化されている制御装置一体型回転電機に関するものである。 The present invention relates to a controller-integrated rotating electrical machine in which a rotating electrical machine body and a control device that controls the rotating electrical machine body are integrated.
従来から、回転電機本体とそれを制御する制御装置とが一体化され、車両に搭載される制御装置一体型回転電機は知られており、例えば特許文献1に開示されている。制御装置は、直流電力を交流電力に、又は交流電力を直流電力に変換するパワー回路と、パワー回路を制御する制御回路とを有している。 2. Description of the Related Art Conventionally, a control device-integrated rotating electrical machine in which a rotating electrical machine main body and a control device that controls the rotating electrical machine body are integrated and mounted on a vehicle has been known. The control device includes a power circuit that converts DC power into AC power or AC power into DC power, and a control circuit that controls the power circuit.
パワー回路は、モールド成形で形成された複数のパワーモジュールをヒートシンクの上に配置して構成されている。制御回路は、プリント基板で構成されている。また、制御回路は、パワーモジュールのヒートシンクとは反対側に重ねて配置されている。パワーモジュール及び制御回路は、ヒートシンク、ケース及び蓋等により構成された空間に収納されている。 The power circuit is configured by arranging a plurality of power modules formed by molding on a heat sink. The control circuit is composed of a printed circuit board. Further, the control circuit is arranged on the opposite side of the power module from the heat sink. The power module and the control circuit are accommodated in a space constituted by a heat sink, a case, a lid, and the like.
上記のような制御装置一体型回転電機は、エンジンルーム内に設置されて使用されることが多いため、制御装置には振動に対する耐久性が要求されている。また、エンジンルーム内では、設置できる空間に限りがあるため、回転電機の径方向の寸法の小型化も要求されている。 Since the controller-integrated rotating electrical machine as described above is often installed and used in an engine room, the controller is required to have durability against vibration. In addition, in the engine room, since there is a limit to the space in which it can be installed, it is also required to reduce the radial dimension of the rotating electrical machine.
制御回路を構成するプリント基板の振動に対する耐久性を向上させるには、基板の複数の箇所を柱等の支持体で支持及び固定する必要があるが、パワーモジュール間に複数の支持体を配置するためにパワーモジュールの配置間隔を広げると、回転電機を小型化することができない。逆に、回転電機を小型化するためにパワーモジュールの配置間隔を狭めると、支持体の数が不足して制御基板の耐久性が低下するという問題があった。 In order to improve the durability against vibration of the printed circuit board constituting the control circuit, it is necessary to support and fix a plurality of locations on the substrate with a support such as a pillar, but a plurality of supports are arranged between the power modules. Therefore, if the arrangement interval of the power modules is increased, the rotating electrical machine cannot be reduced in size. On the contrary, if the arrangement interval of the power modules is reduced in order to reduce the size of the rotating electrical machine, there is a problem that the number of supports is insufficient and the durability of the control board is lowered.
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、径方向寸法を増大させることなく、制御基板の耐久性を向上させることができる制御装置一体型回転電機を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to obtain a controller-integrated rotating electrical machine that can improve the durability of a control board without increasing the radial dimension. Objective.
この発明に係る制御装置一体型回転電機は、ブラケットと、ブラケットに保持されており、かつ固定子巻線を有している固定子と、固定子の内側に配置されている回転子と、ブラケットに固定されており、かつ固定子巻線と電気的に接続されている制御装置とを備え、制御装置は、固定子巻線と外部の直流電力との間の電力変換を行う電力変換回路部と、電力変換回路部を冷却するヒートシンクと、電力変換回路部を制御する制御基板とを有しており、ヒートシンクは、回転子の軸方向のブラケットとは反対側の面であるモジュール面を有しており、電力変換回路部は、モジュール面に設けられているパワーモジュールを有しており、制御基板は、パワーモジュールを挟んでモジュール面に対向しており、パワーモジュールのヒートシンクとは反対側の面上には、モジュール側支持体が設けられており、制御基板は、モジュール側支持体に支持されている。 A controller-integrated rotating electrical machine according to the present invention includes a bracket, a stator that is held by the bracket and has a stator winding, a rotor that is disposed inside the stator, and a bracket. And a control device electrically connected to the stator winding, and the control device converts the power between the stator winding and external DC power. And a heat sink that cools the power conversion circuit unit and a control board that controls the power conversion circuit unit. The heat sink has a module surface that is the surface opposite to the bracket in the axial direction of the rotor. The power conversion circuit unit has a power module provided on the module surface, and the control board faces the module surface across the power module, and the heat sink of the power module On the opposite surface, the module-side support is provided, the control board is supported by the module side support.
この発明の制御装置一体型回転電機は、制御基板がパワーモジュールを挟んでモジュール面に対向しており、パワーモジュールのヒートシンクとは反対側の面上に、モジュール側支持体が設けられており、制御基板がモジュール側支持体に支持されているので、径方向寸法を増大させることなく、制御基板の耐久性を向上させることができる。 In the controller-integrated rotating electrical machine of the present invention, the control board faces the module surface across the power module, and the module-side support is provided on the surface opposite to the heat sink of the power module. Since the control board is supported by the module side support, the durability of the control board can be improved without increasing the radial dimension.
以下、この発明を実施するための形態について、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による制御装置一体型回転電機の断面図である。本実施の形態では、制御装置一体型回転電機として、車両に搭載され、駆動の補助及び発電に用いられる交流発電電動機を示している。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
1 is a cross-sectional view of a controller-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. In the present embodiment, an AC generator motor mounted on a vehicle and used for driving assistance and power generation is shown as a controller-integrated rotating electrical machine.
制御装置一体型回転電機1は、回転電機本体2と制御装置3とを有している。回転電機本体2は、回転子軸4、回転子5、フロントブラケット7、リアブラケット8、第1の軸受9、第2の軸受10、及び固定子12を有している。
The controller-integrated rotating electrical machine 1 includes a rotating electrical machine main body 2 and a control device 3. The rotating electrical machine main body 2 includes a rotor shaft 4, a rotor 5, a front bracket 7, a
回転子5は、回転子軸4に固定されている。回転子5は、回転子巻線6を有している。第1の軸受9及び第2の軸受10は、回転子軸4の軸方向に互いに間隔をおいて配置されている。回転子軸4は、第1の軸受9及び第2の軸受10に回転可能に支持されている。 The rotor 5 is fixed to the rotor shaft 4. The rotor 5 has a rotor winding 6. The first bearing 9 and the second bearing 10 are arranged at intervals in the axial direction of the rotor shaft 4. The rotor shaft 4 is rotatably supported by the first bearing 9 and the second bearing 10.
第1の軸受9は、フロントブラケット7に保持されている。第2の軸受10は、リアブラケット8に保持されている。固定子12は、フロントブラケット7及びリアブラケット8に保持されている。具体的には、固定子12は、フロントブラケット7とリアブラケット8との間に挟み込まれて保持されている。
The first bearing 9 is held by the front bracket 7. The second bearing 10 is held by the
固定子12は、固定子巻線11を有している。また、固定子12は、回転子5を囲むように配置されている。即ち、回転子5は、固定子12の内側に配置されている。
The
回転子軸4は、フロントブラケット7側の端部であるフロント端部と、リアブラケット8側の端部であるリア端部とを有している。回転子軸4のフロント端部は、フロントブラケット7から突出している。また、フロント端部には、プーリ13が取り付けられている。
The rotor shaft 4 has a front end that is an end on the front bracket 7 side and a rear end that is an end on the
回転子軸4のリア端部は、リアブラケット8から突出している。また、リア端部には、回転子5の回転状態を検出する回転位置検出センサ14が設けられている。さらに、リア端部には、一対のスリップリング15が設けられている。
The rear end of the rotor shaft 4 protrudes from the
リア端部の径方向外側には、ブラシホルダ16が設けられている。ブラシホルダ16には、1対のブラシ17が保持されている。各ブラシ17の先端部は、対応するスリップリング15に接している。これらのブラシ17及びスリップリング15を介して、回転子巻線6に電流が供給される。
A
制御装置3は、リアブラケット8に固定されている。また、制御装置3は、電力変換回路部であるパワー回路部18、界磁回路部19、制御回路部20、及びヒートシンク21を有している。
The control device 3 is fixed to the
ヒートシンク21は、リアブラケット8に固定保持されている。また、ヒートシンク21は、安価で熱伝導性が良好なアルミニウム合金で構成されている。さらに、ヒートシンク21は、回転子5の軸方向のリアブラケット8とは反対側の面であるモジュール面21a(図2)を有している。
The
さらにまた、ヒートシンク21のリアブラケット8側の面には、冷却能力を高めるための複数の放熱フィン22が形成されている。
Furthermore, a plurality of
パワー回路部18は、固定子巻線11に電気的に接続されており、固定子巻線11と外部の直流電力との間の電力変換を行う。また、パワー回路部18は、6個(図では1個のみ示す)のパワーモジュール23を有している。これらの6個のパワーモジュール23によって、2組の3相インバータ回路が形成されている。
The
各パワーモジュール23は、ヒートシンク21の放熱フィン22が形成された面とは逆の面、即ちモジュール面21aに設けられている。これにより、パワーモジュール23は、ヒートシンク21により冷却される。
Each
また、各パワーモジュール23は、2個のスイッチング素子を絶縁樹脂31(図2)でモールド成形して構成されている。スイッチング素子としては、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor)が用いられている。絶縁樹脂31としては、例えばエポキシ樹脂が用いられている。
Each
さらに、各パワーモジュール23は、電源配線23a、固定子巻線配線(図示せず)、制御信号配線23b、及びグランド配線23cを有している。
Further, each
電源配線23aは、外部のバッテリー(図示せず)に電気的に接続するための配線である。固定子巻線配線は、固定子巻線11に電気的に接続するための配線である。制御信号配線23bは、制御回路部20の制御基板25に接続するための配線である。グランド配線23cは、ヒートシンク21と同電位となる配線である。
The
界磁回路部19は、回転子巻線6に電気的に接続されている。また、界磁回路部19は、1個の界磁モジュール24を有している。界磁モジュール24は、ヒートシンク21のモジュール面21aに設けられている。
The
界磁モジュール24も、パワーモジュール23と同様に、モールド成形されている。また、界磁モジュール24は、電源配線24a、ブラシ配線(図示せず)、制御信号配線24b、及びグランド配線(図示せず)を有している。
The
電源配線24aは、外部のバッテリーに電気的に接続するための配線である。ブラシ配線は、ブラシ17に通電するための配線である。制御信号配線24bは、制御回路部20の制御基板25に接続するための配線である。グランド配線は、ヒートシンク21と同電位となる配線である。
The
制御回路部20は、パワー回路部18と界磁回路部19とを制御する。制御回路部20を構成する制御基板25は、パワーモジュール23及び界磁モジュール24を挟んでモジュール面21aに対向している。
The
制御基板25の基材としては、電気的特性及び機械的特性の良いガラスエポキシ樹脂が用いられている。また、制御基板25には、パワー回路部18と界磁回路部19とを制御するための実装部品(図示せず)と、外部機器との間で信号の送受信を行うための外部接続コネクタ(図示せず)とが実装されている。
As a base material of the
ヒートシンク21には、ねじ及び接着剤によりケース26が固定されている。ケース26は、パワー回路部18、界磁回路部19及び制御回路部20を取り囲んでいる。ケース26の天井部は、全体的に開口している。ケース26の底部は、パワーモジュール23及び界磁モジュール24に対応する部分が開口している。
A
ケース26の材料としては、PPS(Poly Phenylene Sulfide)又はPBT(Poly Butylene Terephthalate)等の熱可塑性樹脂が用いられている。また、ケース26内には、封止樹脂27が注入されている。封止樹脂27としては、エポキシ樹脂が用いられている。パワー回路部18及び界磁回路部19は、封止樹脂27により封止されている。
As a material of the
制御装置3のリアブラケット8とは反対側の面には、制御装置3を囲むカバー28が設けられている。
A
次に、動作について説明する。上記のような制御装置一体型回転電機1は、駆動補助としての電動機の機能と、発電機の機能とを有している。 Next, the operation will be described. The controller-integrated rotating electrical machine 1 as described above has a function of an electric motor as drive assistance and a function of a generator.
まず、駆動補助として機能する際には、外部バッテリーからパワー回路部18に直流電力が供給される。供給された直流電力は、パワー回路部18のスイッチング素子のON/OFF制御によって、3相交流電流に変換される。パワー回路部18からの3相交流電流は、固定子巻線11に供給される。
First, when functioning as driving assistance, DC power is supplied from an external battery to the
また、外部バッテリーから供給される直流電力が、界磁回路部19で調整されて回転子巻線6に供給されることで、回転子巻線6の周囲に回転磁界が生じる。これにより、回転子軸4及び回転子5が固定子12に対して回転される。
Further, the DC power supplied from the external battery is adjusted by the
回転子軸4の回転は、プーリ13から伝動ベルト(図示せず)を介してエンジン(図示せず)に伝達される。
The rotation of the rotor shaft 4 is transmitted from the
制御回路部20は、外部機器及び回転位置検出センサ14からの情報に基づいて、パワー回路部18と界磁回路部19とを制御する。
The
一方、発電機として機能する際には、エンジンの回転力が伝動ベルト及びプーリ13を介して回転子軸4に伝達される。これにより、回転子5が回転して固定子巻線11に3相交流電力が励起される。
On the other hand, when functioning as a generator, the rotational force of the engine is transmitted to the rotor shaft 4 via the transmission belt and the
制御回路部20は、パワー回路部18のスイッチング素子のON/OFFを制御し、固定子巻線11に励起された3相交流電力を直流電力に変換する。変換された直流電力が外部バッテリーに供給され、バッテリーが充電される。
The
図2は図1の要部を拡大して示す断面図であり、制御基板25を支持し固定する構造を示している。パワーモジュール23は、高熱伝導絶縁樹脂32を介してヒートシンク21のモジュール面21a上に配置されている。高熱伝導絶縁樹脂32としては、例えば、熱硬化性の基材にアルミナ製フィラーを含有させたものが用いられる。基材としては、例えば、シリコーン接着剤又はグリスを用いることができる。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of FIG. 1 and shows a structure for supporting and fixing the
ケース26には、銅製の電源配線26aと銅製のグランド配線26bとが一体成形されている。電源配線26aには、パワーモジュール23の電源配線23aが溶接により接続されている。グランド配線26bには、パワーモジュール23のグランド配線23cが溶接により接続されている。
In the
各パワーモジュール23の絶縁樹脂31のヒートシンク21とは反対側の面上には、棒状のモジュール側支持体29が設けられている。回転子5の軸方向に沿って見ると、モジュール側支持体29は、パワーモジュール23に重なっている。
A rod-like module-
モジュール側支持体29の材料としては、例えば金属、樹脂又はセラミックスを用いることができる。本実施の形態では、モジュール側支持体29の材料としてアルミニウム合金が用いられている。
As a material of the
モジュール側支持体29には、ねじ穴が設けられている。ねじ穴には、ねじ30がねじ込まれている。ねじ30は、制御基板25を貫通している。即ち、制御基板25は、モジュール側支持体29に支持されているとともに、ねじ30によりモジュール側支持体29に固定されている。また、モジュール側支持体29の一部は、パワーモジュール23とともに封止樹脂27で封止されている。
The module-
なお、本実施の形態では、モジュール側支持体29を制御基板25に予めねじ30で締結しておき、制御基板25とパワーモジュール23の制御信号配線23bとをはんだ付けで接続した後に、封止樹脂27をケース26内に注入して硬化させた。
In this embodiment, the module-
このような制御装置一体型回転電機1では、制御基板25がパワーモジュール23を挟んでモジュール面21aに対向しており、パワーモジュール23のヒートシンク21とは反対側の面上に、モジュール側支持体29が設けられており、制御基板25がモジュール側支持体29に支持されているので、パワーモジュール23の間隔を広げることなく、モジュール側支持体29を配置することができる。このため、回転電機の径方向寸法を増大させることなく、制御基板25の振動に対する耐久性を向上させることができる。
In such a controller-integrated dynamoelectric machine 1, the
また、モジュール側支持体29の一部が封止樹脂27により封止されているので、モジュール側支持体29の固定強度を高め、制御基板25の振動に対する耐久性をさらに向上させることができる。
Further, since a part of the
さらに、制御基板25とモジュール側支持体29とがねじ30により固定されているため、簡単な構成により制御基板25をモジュール側支持体29に強固に固定することができる。
Furthermore, since the
さらにまた、パワーモジュール23がエポキシの封止樹脂27で封止されているため、温度変化、湿度及び振動に対するパワー回路部18の耐久性も向上させることができる。
Furthermore, since the
なお、図2では、モジュール側支持体29がパワーモジュール23の絶縁樹脂31に接触しているが、モジュール側支持体29と絶縁樹脂31との間に隙間があってもよい。
また、封止樹脂27としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、又はウレタン樹脂を用いることもできる。
さらに、モジュール側支持体29の全体を封止樹脂27により封止してもよい。
In FIG. 2, the
Further, as the sealing
Further, the entire
実施の形態2.
次に、図3はこの発明の実施の形態2による制御装置一体型回転電機の要部を示す断面図である。本実施の形態2のモジュール側支持体29は、はんだ付け用端子33を有している。はんだ付け用端子33は、モジュール側支持体29の樹脂製の本体に一体成形されている。樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、PPS又はPBTを用いることができる。
Embodiment 2. FIG.
Next, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of a controller-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 2 of the present invention. The module-
制御基板25とモジュール側支持体29とは、はんだ34で固定されている。本実施の形態では、制御基板25とパワーモジュール23の制御信号配線23bとをはんだ付けで接続する際、モジュール側支持体29のはんだ付け用端子33と制御基板25とをはんだ付けし、その後、封止樹脂27をケース26内に注入して硬化させた。
The
モジュール側支持体29は、接着剤35でパワーモジュール23の絶縁樹脂31に接着されている。モジュール側支持体29の一部には、モジュール側支持体29の径方向外側へ突出したフランジ部29aが設けられている。他の構成は、実施の形態1と同様である。
The
このような構成では、制御基板25とモジュール側支持体29とをはんだ34で固定したので、生産性を向上させることができる。
In such a configuration, since the
また、モジュール側支持体29にフランジ部29aが設けられており、フランジ部29aが封止樹脂27により封止されているので、封止樹脂27による固定面積が増大してモジュール側支持体29をより強固に固定でき、振動に対する耐久性をさらに向上させることができる。
Further, the module-
なお、実施の形態1の構成で、ねじ30の代わりに、はんだ付け用端子33及びはんだ34を用いてもよい。
In the configuration of the first embodiment, a
実施の形態3.
次に、図4はこの発明の実施の形態3による制御装置一体型回転電機の要部を示す断面図である。実施の形態3では、各パワーモジュール23の絶縁樹脂31に、2個のモジュール側支持体29が一体に形成されている。即ち、パワーモジュール23のモールド成形時に、絶縁樹脂31でモジュール側支持体29も成形することにより、パワーモジュール23とモジュール側支持体29とが一体化されている。
Embodiment 3 FIG.
Next, FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part of a controller-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 3 of the present invention. In the third embodiment, two module-side supports 29 are integrally formed on the insulating
また、本実施の形態のモジュール側支持体29は、プレスフィット端子36を有している。プレスフィット端子36は、モジュール側支持体29の樹脂製の本体に、インサート成形されている。制御基板25とモジュール側支持体29とは、プレスフィット端子36で固定されている。
Further, the
本実施の形態では、制御基板25のスルーホール(図示せず)に、スルーホールよりも若干幅広のプレスフィット端子36を圧入した後、制御基板25とパワーモジュール23の制御信号配線23bとをはんだ付けで接続し、さらに、封止樹脂27をケース26内に注入して硬化させた。他の構成は、実施の形態1と同様である。
In the present embodiment, after press-
このような構成では、モジュール側支持体29をパワーモジュール23と一体で形成しているため、モジュール側支持体29を設置する手間が省け、生産性を改善することができる。
In such a configuration, since the module-
また、制御基板25とモジュール側支持体29とがプレスフィット端子36で固定されているため、制御基板25をモジュール側支持体29に容易に固定することができる。
Further, since the
なお、実施の形態1の構成で、ねじ30の代わりに、プレスフィット端子36を用いてもよい。
また、実施の形態2の構成で、はんだ付け用端子33及びはんだ34の代わりに、プレスフィット端子36を用いてもよい。
さらに、実施の形態3の構成で、プレスフィット端子36の代わりに、ねじ30、又ははんだ付け用端子33及びはんだ34の組み合わせを用いてもよい。
In the configuration of the first embodiment, a press-
Further, in the configuration of the second embodiment, a press-
Furthermore, in the configuration of the third embodiment, instead of the press-
実施の形態4.
次に、図5はこの発明の実施の形態4による制御装置一体型回転電機の要部を示す断面図である。実施の形態4では、ねじ30が、モジュール側支持体29及びパワーモジュール23を貫通しており、ヒートシンク21のねじ孔21bにねじ込まれている。
Embodiment 4 FIG.
Next, FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part of a controller-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 4 of the present invention. In the fourth embodiment, the
また、モジュール側支持体29は、アルミニウム合金で構成されており、接着剤35でパワーモジュール23の絶縁樹脂31に接着されている。封止樹脂27は、用いられていない。他の構成は、実施の形態1と同様である。
The module-
このような構成では、パワーモジュール23がねじ30によりヒートシンク21に固定されるため、封止樹脂27が不要となり、生産性の改善、材料費の低減、及び回転電機全体の軽量化を図ることができる。
In such a configuration, since the
なお、実施の形態4では、モジュール側支持体29がパワーモジュール23と別体であるが、実施の形態3と同様に、モジュール側支持体29をパワーモジュール23に一体で形成してもよい。
In the fourth embodiment, the module-
実施の形態5.
次に、図6はこの発明の実施の形態5による制御装置一体型回転電機の要部を示す断面図である。カバー28は、アルミニウム合金で構成されており、リアブラケット8に固定保持されている。カバー28は、制御基板25のパワーモジュール23とは反対側の面に対向する基板対向部28aを有している。
Embodiment 5. FIG.
Next, FIG. 6 is a sectional view showing a main part of a control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 5 of the present invention. The
基板対向部28aには、制御基板25に向けて突出したカバー側支持体37が設けられている。カバー側支持体37は、カバー28に一体で形成されている。また、回転子5の軸方向に沿って見て、カバー側支持体37は、パワーモジュール23に重なっている。
A cover-
制御基板25は、モジュール側支持体29とカバー側支持体37との間に挟み込まれて支持されている。そして、制御基板25は、ねじ30によりカバー側支持体37及びモジュール側支持体29に固定されている。即ち、制御基板25は、モジュール側支持体29だけでなく、カバー側支持体37にも固定されている。
The
モジュール側支持体29は、アルミニウム合金により構成されており、接着剤35でパワーモジュール23の絶縁樹脂31に接着されている。他の構成は、実施の形態1と同様である。
The
このような構成では、制御基板25が、モジュール側支持体29に加えてカバー側支持体37にも支持され固定されているので、振動に対する耐久性をさらに向上させることができる。
In such a configuration, since the
実施の形態6.
次に、図7はこの発明の実施の形態6による制御装置一体型回転電機の要部を示す断面図である。実施の形態6のモジュール側支持体29は、実施の形態2と同様に、はんだ付け用端子33を有している。はんだ付け用端子33は、モジュール側支持体29の樹脂製の本体に一体成形されている。モジュール側支持体29の本体は、エポキシ樹脂で形成されている。
Embodiment 6 FIG.
Next, FIG. 7 is a cross-sectional view showing a main part of a controller-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 6 of the present invention. Similar to the second embodiment, the module-
モジュール側支持体29は、接着剤35でパワーモジュール23の絶縁樹脂31に接着されている。制御基板25とモジュール側支持体29とは、はんだ34で固定されている。
The
制御基板25は、モジュール側支持体29とカバー側支持体37との間に挟まれている。カバー側支持体37の先端には、はんだ付け用端子33の制御基板25への接続部を逃がす凹部が設けられている。他の構成は、実施の形態5と同様である。
The
このような構成では、制御基板25が、モジュール側支持体29に加えてカバー側支持体37にも支持され固定されているので、振動に対する耐久性をさらに向上させることができる。
In such a configuration, since the
また、制御基板25とモジュール側支持体29とをはんだ34で固定したので、生産性を向上させることができる。
Moreover, since the
実施の形態7.
次に、図8はこの発明の実施の形態7による制御装置一体型回転電機の要部を示す断面図である。実施の形態7のカバー側支持体37は、プレスフィット端子36を有している。プレスフィット端子36は、カバー側支持体37の樹脂製の本体に、インサート成形されている。
Embodiment 7 FIG.
Next, FIG. 8 is a cross-sectional view showing a main part of a controller-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 7 of the present invention. The cover-
制御基板25とカバー側支持体37とは、プレスフィット端子36で固定されている。即ち、カバー28をリアブラケット8に取り付ける際、制御基板25のスルーホールに、スルーホールよりも若干幅広のプレスフィット端子36を圧入することにより、制御基板25がモジュール側支持体29に押し付けられる。これにより、制御基板25がモジュール側支持体29及びカバー側支持体37に支持され固定されている。
The
モジュール側支持体29の先端には、プレスフィット端子36を逃がす凹部が設けられている。また、モジュール側支持体29は、パワーモジュール23に一体に形成されている。パワー回路部18、界磁回路部19及び制御回路部20の絶縁性能の向上のため、ケース26内にシリコーンゲルを注入してそれらを封止した場合でも、シリコーンゲルの上から制御基板25のスルーホールにプレスフィット端子36を挿入し、制御基板25をモジュール側支持体29に押しつけて固定することが可能である。
A recess for allowing the press-
制御基板25のプレスフィット端子36を挿入するためのスルーホールは、他の電気配線と接続されていなくてもよい。しかし、スルーホールをグランド配線と接続、即ちカバー側支持体37と制御基板25のグランド配線とを電気的に接続してもよい。これにより、カバー28に、制御装置3の内部の電磁シールドの効果を付加することができる。
The through hole for inserting the press-
また、本実施の形態では、生産性の改善、材料費の低減及び回転電機の軽量化のため、封止樹脂27を用いていない。他の構成は、実施の形態5と同様である。
Further, in this embodiment, the sealing
このような構成では、制御基板25が、モジュール側支持体29に加えてカバー側支持体37にも支持され固定されているので、振動に対する耐久性をさらに向上させることができる。
In such a configuration, since the
また、モジュール側支持体29をパワーモジュール23と一体で形成しているため、モジュール側支持体29を設置する手間が省け、生産性を改善することができる。
Further, since the module-
さらに、制御基板25とカバー側支持体37とがプレスフィット端子36で固定されているため、制御基板25をカバー側支持体37に容易に固定することができる。
Furthermore, since the
実施の形態8.
次に、図9はこの発明の実施の形態8による制御装置一体型回転電機の要部を示す断面図である。ねじ30は、カバー側支持体37、モジュール側支持体29及びパワーモジュール23を貫通しており、ヒートシンク21のねじ孔21bにねじ込まれている。封止樹脂27は、用いられていない。他の構成は、実施の形態5と同様である。
Next, FIG. 9 is a sectional view showing a main part of a control apparatus-integrated dynamoelectric machine according to
このような構成では、制御基板25が、モジュール側支持体29に加えてカバー側支持体37にも支持され固定されているので、振動に対する耐久性をさらに向上させることができる。
In such a configuration, since the
また、パワーモジュール23がねじ30によりヒートシンク21に固定されるため、封止樹脂27が不要となり、生産性の改善、材料費の低減、及び回転電機全体の軽量化を図ることができる。
Further, since the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、組み合わせ、変形、又は省略することができる。
また、実施の形態5、6、8の構成について、カバー側支持体37と制御基板25のグランド配線とを電気的に接続してもよい。
さらに、1個のパワーモジュール23に対して設けられるモジュール側支持体29の数は特に限定されない。
さらにまた、カバー側支持体37の数も特に限定されない。
また、制御基板25は、1つであっても2つ以上に分割されていてもよい。
さらに、この発明は、車両に搭載されない制御装置一体型回転電機にも適用できる。
さらにまた、この発明は、交流発電電動機以外の制御装置一体型回転電機にも適用できる。
In the present invention, the embodiments can be appropriately combined, modified, or omitted within the scope of the invention.
In the configurations of the fifth, sixth, and eighth embodiments, the
Further, the number of module side supports 29 provided for one
Furthermore, the number of cover-side supports 37 is not particularly limited.
Moreover, the
Furthermore, the present invention can also be applied to a controller-integrated rotating electrical machine that is not mounted on a vehicle.
Furthermore, the present invention can also be applied to a controller-integrated rotating electrical machine other than an AC generator motor.
1 制御装置一体型回転電機、3 制御装置、5 回転子、7 フロントブラケット、8 リアブラケット、11 固定子巻線、12 固定子、18 パワー回路部(電力変換回路部)、20 制御回路部、21 ヒートシンク、22 放熱フィン、23 パワーモジュール、25 制御基板、27 封止樹脂、28 カバー、29 モジュール側支持体、30 ねじ、34 はんだ、36 プレスフィット端子、37 カバー側支持体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Controller-integrated rotary electric machine 3 Controller, 5 Rotor, 7 Front bracket, 8 Rear bracket, 11 Stator winding, 12 Stator, 18 Power circuit part (power conversion circuit part), 20 Control circuit part, 21 heat sink, 22 heat radiation fin, 23 power module, 25 control board, 27 sealing resin, 28 cover, 29 module side support, 30 screw, 34 solder, 36 press fit terminal, 37 cover side support.
Claims (12)
前記ブラケットに保持されており、かつ固定子巻線を有している固定子と、
前記固定子の内側に配置されている回転子と、
前記ブラケットに固定されており、かつ前記固定子巻線と電気的に接続されている制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記固定子巻線と外部の直流電力との間の電力変換を行う電力変換回路部と、
前記電力変換回路部を冷却するヒートシンクと、
前記電力変換回路部を制御する制御基板と
を有しており、
前記ヒートシンクは、前記回転子の軸方向の前記ブラケットとは反対側の面であるモジュール面を有しており、
前記電力変換回路部は、モジュール面に設けられているパワーモジュールを有しており、
前記制御基板は、前記パワーモジュールを挟んで前記モジュール面に対向しており、
前記パワーモジュールは、前記制御基板に接続された制御信号配線を有しており、
前記パワーモジュールの前記ヒートシンクとは反対側の面上には、前記制御信号配線とは別のモジュール側支持体が設けられており、
前記モジュール側支持体の径は、前記制御信号配線の径よりも大きく、
前記制御基板は、前記モジュール側支持体に支持されている制御装置一体型回転電機。 A bracket,
A stator held by the bracket and having a stator winding;
A rotor disposed inside the stator;
A control device fixed to the bracket and electrically connected to the stator winding;
The controller is
A power conversion circuit unit that performs power conversion between the stator winding and external DC power;
A heat sink for cooling the power conversion circuit unit;
A control board for controlling the power conversion circuit unit,
The heat sink has a module surface that is a surface opposite to the bracket in the axial direction of the rotor,
The power conversion circuit unit has a power module provided on the module surface,
The control board is opposed to the module surface across the power module,
The power module has a control signal wiring connected to the control board,
On the surface of the power module opposite to the heat sink, a module side support different from the control signal wiring is provided,
The diameter of the module side support is larger than the diameter of the control signal wiring,
The control board is a controller-integrated dynamoelectric machine supported by the module-side support.
前記ブラケットに保持されており、かつ固定子巻線を有している固定子と、
前記固定子の内側に配置されている回転子と、
前記ブラケットに固定されており、かつ前記固定子巻線と電気的に接続されている制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記固定子巻線と外部の直流電力との間の電力変換を行う電力変換回路部と、
前記電力変換回路部を冷却するヒートシンクと、
前記電力変換回路部を制御する制御基板と
を有しており、
前記ヒートシンクは、前記回転子の軸方向の前記ブラケットとは反対側の面であるモジュール面を有しており、
前記電力変換回路部は、モジュール面に設けられているパワーモジュールを有しており、
前記制御基板は、前記パワーモジュールを挟んで前記モジュール面に対向しており、
前記パワーモジュールの前記ヒートシンクとは反対側の面上には、モジュール側支持体が設けられており、
前記制御基板は、前記モジュール側支持体に支持されており、
前記モジュール側支持体は、前記パワーモジュールに一体に形成されている制御装置一体型回転電機。 A bracket,
A stator held by the bracket and having a stator winding;
A rotor disposed inside the stator;
A control device fixed to the bracket and electrically connected to the stator winding;
With
The controller is
A power conversion circuit unit that performs power conversion between the stator winding and external DC power;
A heat sink for cooling the power conversion circuit unit;
A control board for controlling the power conversion circuit unit;
Have
The heat sink has a module surface that is a surface opposite to the bracket in the axial direction of the rotor,
The power conversion circuit unit has a power module provided on the module surface,
The control board is opposed to the module surface across the power module,
On the surface of the power module opposite to the heat sink, a module side support is provided,
The control board is supported by the module side support,
It said module-side support, the system that is formed integrally with the power module control device integrated rotating electric machine.
前記ブラケットに保持されており、かつ固定子巻線を有している固定子と、
前記固定子の内側に配置されている回転子と、
前記ブラケットに固定されており、かつ前記固定子巻線と電気的に接続されている制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記固定子巻線と外部の直流電力との間の電力変換を行う電力変換回路部と、
前記電力変換回路部を冷却するヒートシンクと、
前記電力変換回路部を制御する制御基板と
を有しており、
前記ヒートシンクは、前記回転子の軸方向の前記ブラケットとは反対側の面であるモジュール面を有しており、
前記電力変換回路部は、モジュール面に設けられているパワーモジュールを有しており、
前記制御基板は、前記パワーモジュールを挟んで前記モジュール面に対向しており、
前記パワーモジュールの前記ヒートシンクとは反対側の面上には、モジュール側支持体が設けられており、
前記制御基板は、前記モジュール側支持体に支持されており、
前記制御基板と前記モジュール側支持体とがねじで固定されている制御装置一体型回転電機。 A bracket,
A stator held by the bracket and having a stator winding;
A rotor disposed inside the stator;
A control device fixed to the bracket and electrically connected to the stator winding;
With
The controller is
A power conversion circuit unit that performs power conversion between the stator winding and external DC power;
A heat sink for cooling the power conversion circuit unit;
A control board for controlling the power conversion circuit unit;
Have
The heat sink has a module surface that is a surface opposite to the bracket in the axial direction of the rotor,
The power conversion circuit unit has a power module provided on the module surface,
The control board is opposed to the module surface across the power module,
On the surface of the power module opposite to the heat sink, a module side support is provided,
The control board is supported by the module side support,
The system control board and said module side support that is secured with a screw control device integrated rotating electric machine.
前記ブラケットに保持されており、かつ固定子巻線を有している固定子と、
前記固定子の内側に配置されている回転子と、
前記ブラケットに固定されており、かつ前記固定子巻線と電気的に接続されている制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記固定子巻線と外部の直流電力との間の電力変換を行う電力変換回路部と、
前記電力変換回路部を冷却するヒートシンクと、
前記電力変換回路部を制御する制御基板と
を有しており、
前記ヒートシンクは、前記回転子の軸方向の前記ブラケットとは反対側の面であるモジュール面を有しており、
前記電力変換回路部は、モジュール面に設けられているパワーモジュールを有しており、
前記制御基板は、前記パワーモジュールを挟んで前記モジュール面に対向しており、
前記パワーモジュールの前記ヒートシンクとは反対側の面上には、モジュール側支持体が設けられており、
前記制御基板は、前記モジュール側支持体に支持されており、
前記モジュール側支持体は、プレスフィット端子を有しており、
前記制御基板と前記モジュール側支持体とが前記プレスフィット端子で固定されている制御装置一体型回転電機。 A bracket,
A stator held by the bracket and having a stator winding;
A rotor disposed inside the stator;
A control device fixed to the bracket and electrically connected to the stator winding;
With
The controller is
A power conversion circuit unit that performs power conversion between the stator winding and external DC power;
A heat sink for cooling the power conversion circuit unit;
A control board for controlling the power conversion circuit unit;
Have
The heat sink has a module surface that is a surface opposite to the bracket in the axial direction of the rotor,
The power conversion circuit unit has a power module provided on the module surface,
The control board is opposed to the module surface across the power module,
On the surface of the power module opposite to the heat sink, a module side support is provided,
The control board is supported by the module side support,
The module-side support has a press-fit terminal,
The control board and the module-side support and is fixed to have that control device integrated rotating electric machine in the press-fit terminal.
をさらに備え、
前記カバーは、前記制御基板の前記パワーモジュールとは反対側の面に対向する基板対向部を有しており、
前記基板対向部には、前記制御基板に向けて突出したカバー側支持体が設けられており、
前記制御基板は、前記モジュール側支持体と前記カバー側支持体との間に挟まれている請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の制御装置一体型回転電機。 A cover surrounding the control device;
The cover has a substrate facing part facing the surface of the control board opposite to the power module;
The substrate facing portion is provided with a cover side support projecting toward the control substrate,
The control device-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 1 to 7, wherein the control board is sandwiched between the module-side support and the cover-side support.
前記ブラケットに保持されており、かつ固定子巻線を有している固定子と、
前記固定子の内側に配置されている回転子と、
前記ブラケットに固定されており、かつ前記固定子巻線と電気的に接続されている制御装置と、
前記制御装置を囲むカバーと
を備え、
前記制御装置は、
前記固定子巻線と外部の直流電力との間の電力変換を行う電力変換回路部と、
前記電力変換回路部を冷却するヒートシンクと、
前記電力変換回路部を制御する制御基板と
を有しており、
前記ヒートシンクは、前記回転子の軸方向の前記ブラケットとは反対側の面であるモジュール面を有しており、
前記電力変換回路部は、モジュール面に設けられているパワーモジュールを有しており、
前記制御基板は、前記パワーモジュールを挟んで前記モジュール面に対向しており、
前記パワーモジュールの前記ヒートシンクとは反対側の面上には、モジュール側支持体が設けられており、
前記制御基板は、前記モジュール側支持体に支持されており、
前記カバーは、前記制御基板の前記パワーモジュールとは反対側の面に対向する基板対向部を有しており、
前記基板対向部には、前記制御基板に向けて突出したカバー側支持体が設けられており、
前記制御基板は、前記モジュール側支持体と前記カバー側支持体との間に挟まれており、
前記制御基板と前記モジュール側支持体と前記カバー側支持体とがねじにより固定されている制御装置一体型回転電機。 A bracket,
A stator held by the bracket and having a stator winding;
A rotor disposed inside the stator;
A control device fixed to the bracket and electrically connected to the stator winding;
A cover surrounding the control device ;
Bei to give a,
The controller is
A power conversion circuit unit that performs power conversion between the stator winding and external DC power;
A heat sink for cooling the power conversion circuit unit;
A control board for controlling the power conversion circuit unit;
Have
The heat sink has a module surface that is a surface opposite to the bracket in the axial direction of the rotor,
The power conversion circuit unit has a power module provided on the module surface,
The control board is opposed to the module surface across the power module,
On the surface of the power module opposite to the heat sink, a module side support is provided,
The control board is supported by the module side support,
The cover has a substrate facing part facing the surface of the control board opposite to the power module;
The substrate facing portion is provided with a cover side support projecting toward the control substrate,
The control board is sandwiched between the module side support and the cover side support,
The system control board and said module side support and the cover-side support that is fixed by a screw control device integrated rotating electric machine.
前記ブラケットに保持されており、かつ固定子巻線を有している固定子と、
前記固定子の内側に配置されている回転子と、
前記ブラケットに固定されており、かつ前記固定子巻線と電気的に接続されている制御装置と、
前記制御装置を囲むカバーと
を備え、
前記制御装置は、
前記固定子巻線と外部の直流電力との間の電力変換を行う電力変換回路部と、
前記電力変換回路部を冷却するヒートシンクと、
前記電力変換回路部を制御する制御基板と
を有しており、
前記ヒートシンクは、前記回転子の軸方向の前記ブラケットとは反対側の面であるモジュール面を有しており、
前記電力変換回路部は、モジュール面に設けられているパワーモジュールを有しており、
前記制御基板は、前記パワーモジュールを挟んで前記モジュール面に対向しており、
前記パワーモジュールの前記ヒートシンクとは反対側の面上には、モジュール側支持体が設けられており、
前記制御基板は、前記モジュール側支持体に支持されており、
前記カバーは、前記制御基板の前記パワーモジュールとは反対側の面に対向する基板対向部を有しており、
前記基板対向部には、前記制御基板に向けて突出したカバー側支持体が設けられており、
前記制御基板は、前記モジュール側支持体と前記カバー側支持体との間に挟まれており、
前記カバー側支持体は、プレスフィット端子を有しており、
前記制御基板と前記カバー側支持体とが前記プレスフィット端子により固定されている制御装置一体型回転電機。 A bracket,
A stator held by the bracket and having a stator winding;
A rotor disposed inside the stator;
A control device fixed to the bracket and electrically connected to the stator winding;
A cover surrounding the control device ;
Bei to give a,
The controller is
A power conversion circuit unit that performs power conversion between the stator winding and external DC power;
A heat sink for cooling the power conversion circuit unit;
A control board for controlling the power conversion circuit unit;
Have
The heat sink has a module surface that is a surface opposite to the bracket in the axial direction of the rotor,
The power conversion circuit unit has a power module provided on the module surface,
The control board is opposed to the module surface across the power module,
On the surface of the power module opposite to the heat sink, a module side support is provided,
The control board is supported by the module side support,
The cover has a substrate facing part facing the surface of the control board opposite to the power module;
The substrate facing portion is provided with a cover side support projecting toward the control substrate,
The control board is sandwiched between the module side support and the cover side support,
The cover-side support has a press-fit terminal,
The control board and the cover-side support and said press-fit control device integrated rotating electric machine system that is fixed by the terminal.
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