(57)【要約】  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。
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【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５４３２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【発明の効果】
【０００７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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２】図１の回転電機のリヤ側の部分を示す断面図である。
【図３】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４】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。
【図５】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６】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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【符号の説明】
【００６５】
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。
【図１】
2012093476.tif 000003
【図２】
2012093476.tif 000004
【図３】
2012093476.tif 000005
【図４】
2012093476.tif 000006
【図５】
2012093476.tif 000007
【図６】
2012093476.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月2日(2011.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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の上記導体は、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、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、上記パワーモジュールのＡＣ端子に接続され、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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項４】
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。
【請求項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。
【請求項６】
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。
【請求項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。
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月20日(2013.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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、
上記パワーモジュールは、正端子、負端子及びＡＣ端子を持ち、
上記電力相互接続部品の上記導体は、上記パワーモジュールの上記正端子に接続される正のバスバーと、上記パワーモジュールの上記負端子に接続される負のバスバーと、上記パワーモジュールの上記ＡＣ端子に接続され、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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項４】
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。
【請求項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。
【請求項６】
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。
【請求項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。
【国際調査報告】
2012093476.tif 000009
2012093476.tif 000010
2012093476.tif 000011
2012093476.tif 000012