(57)【要約】【課題】パワーモジュール及び制御回路の冷却効率を向上できるとともに、冷却機構が大型化することを抑制できる回転電機を提供する。【解決手段】パワーモジュールに熱的に接続された放熱部材であるモジュール放熱部材１１０と、制御回路１７０と、少なくともモジュール放熱部材１１０の配置空間において冷媒が流れる冷媒流路１８０と、モジュール放熱部材１１０の配置空間に流れた冷媒により制御回路１７０を冷却する制御回路冷却機構１０６と、を備えた回転電機。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相の巻線を備えた固定子と、
前記固定子の径方向内側に配置された回転子と、
前記回転子と一体回転する回転軸と、
前記固定子及び前記回転子を収容すると共に、前記回転軸を回転可能に支持するブラケットと、
前記巻線への通電をオンオフする電力用半導体素子を設けたパワーモジュールと、
前記パワーモジュールに熱的に接続された放熱部材であるモジュール放熱部材と、
前記電力用半導体素子を制御する制御回路と、
少なくとも前記モジュール放熱部材の配置空間において冷媒が流れる冷媒流路と、
前記モジュール放熱部材の配置空間に流れた冷媒により前記制御回路を冷却する制御回路冷却機構と、を備えた回転電機。
【請求項２】
前記制御回路冷却機構は、前記制御回路の前記冷媒流路側に配置されて、前記制御回路に熱的に接続され、冷媒により冷却される放熱部材である回路放熱部材を備えている請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記制御回路の前記冷媒流路側を覆い、前記制御回路に熱的に接続されたケースを備え、
前記制御回路冷却機構は、前記ケースの前記冷媒流路側に配置されて、前記ケースに熱的に接続され、冷媒により冷却される放熱部材である回路放熱部材を備えている請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記制御回路の前記冷媒流路側を覆うケースを備え、
前記制御回路冷却機構は、前記制御回路に熱的に接続された放熱部材である回路放熱部材を備え、
前記回路放熱部材は、前記制御回路側から前記ケースに設けられた貫通孔を貫通して、前記冷媒流路側に突出して、冷媒により冷却される請求項１に記載の回転電機。
【請求項５】
前記制御回路は、回路素子と、前記回路素子が搭載された回路基板とを有し、
前記回路放熱部材は、前記回路基板に熱的に接続され、
前記回路基板を挟んで前記回路放熱部材の反対側に、前記回路素子が配置されている請求項２又は４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記回路放熱部材と前記回路素子との間に挟まれる前記回路基板の部分には、前記回路基板を貫通するスルーホールが設けられている請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
前記制御回路の前記冷媒流路側を覆うケースを備え、
前記制御回路は、回路素子と、前記回路素子が搭載された回路基板とを有し、
前記回路素子は、前記回路基板の前記冷媒流路側に配置され、
前記回路素子は、前記ケースに設けられた貫通孔を貫通し、前記冷媒流路側に突出して、冷媒により冷却される回路放熱部材を設けている請求項１に記載の回転電機。
【請求項８】
前記制御回路は、前記ブラケットの軸方向の他方側に間隔を空けて配置され、
前記パワーモジュールと前記モジュール放熱部材とは、軸方向における前記ブラケットと前記制御回路との間の空間に配置され、
前記冷媒は、軸方向における前記ブラケットと前記制御回路との間に位置する前記モジュール放熱部材の配置空間を流れ、
前記回路放熱部材は、前記制御回路側から軸方向の一方側に突出している請求項２から７のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項９】
前記冷媒は、前記モジュール放熱部材の配置空間を径方向内側に流れ、
前記回路放熱部材は、前記モジュール放熱部材よりも径方向内側において、前記制御回路側から軸方向の一方側に突出している請求項８に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記回路放熱部材は、前記モジュール放熱部材の軸方向の他方側の空間において、前記制御回路側から軸方向の一方側に突出している請求項８又は９に記載の回転電機。
【請求項１１】
前記モジュール放熱部材の配置空間を径方向内側に流れた冷媒を、軸方向の他方側に誘導し、前記回路放熱部材に供給する、軸方向の他方側及び径方向内側の合成方向に延びた誘導部材を備えた請求項８から１０のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項１２】
前記誘導部材は、前記モジュール放熱部材に設けられている請求項１１に記載の回転電機。
【請求項１３】
前記制御回路の軸方向の一方側を覆うケースを備え、前記誘導部材は、前記ケースに設けられている請求項１１に記載の回転電機。
【請求項１４】
前記パワーモジュールは、外側に突出した接続部材を備え、前記接続部材が前記誘導部材を構成している請求項１１に記載の回転電機。
【請求項１５】
前記誘導部材を構成する前記接続部材は、前記パワーモジュールを直流電源側に接続する接続部材である請求項１４に記載の回転電機。
【請求項１６】
前記誘導部材を構成する前記接続部材は、前記パワーモジュールを前記制御回路に接続する接続部材である請求項１４又は１５に記載の回転電機。
【請求項１７】
前記モジュール放熱部材に、軸方向の他方側及び径方向内側の合成方向に冷媒を流す誘導流路が形成されている請求項８から１６のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項１８】
前記制御回路を覆い、前記制御回路に熱的に接続されたケースを備え、
前記ケースは、冷媒により冷却される請求項１から１７のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項１９】
前記パワーモジュール及び前記制御回路を覆うカバーを更に備え、
前記カバーは、前記モジュール放熱部材の径方向外側の部分に、前記冷媒が流れる開口部を設けている請求項１から１８のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項２０】
前記モジュール放熱部材が熱的に接続される前記パワーモジュールの固定面は、径方向及び軸方向に延在し、冷媒は、前記モジュール放熱部材の配置空間を径方向に流れる請求項１から１９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】
本願は、回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転電機は、回転子及び固定子から構成される回転電機本体部と、回転電機本体部に電力を供給するインバータ及び制御回路から構成される電力供給ユニットを備えている。省スペース性と搭載性の容易さ、また、回転電機本体部とインバータとを接続する配線ハーネスの短縮等から、回転電機本体部と電力供給ユニットとを一体化させた機電一体型の回転電機が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されている回転電機では、インバータを構成するパワーモジュールの放熱フィンと、制御回路の放熱フィンとが、軸方向に間隔を空けて、対向して配置されており、２つの放熱フィンの間を、送風ファンにより発生した冷却風が通過するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１２２８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、対向した２つの放熱フィンの間を冷却風が流れるため、圧力損失が増加し、また、２つの放熱フィンに冷却風が分配される。そのため、各放熱フィンに分配される冷却風の流速が低下し、各放熱フィンの冷却効率が低下する問題があった。
【０００６】
また、パワーモジュールと制御回路とに個別の放熱フィンが必要であり、また、２つの放熱フィンを、軸方向に間隔を空けて、対向して配置するために、２つの放熱フィンの配置空間が大きくなる。また、外部から冷却風を導入する開口部も大きくなる。よって、回転電機が軸方向に長くなり、大型化する問題があった。特に、回転電機を、自動車のエンジンルームに搭載する場合は、限られた空間に設置できることが求められる。
【０００７】
そこで、パワーモジュール及び制御回路の冷却効率を向上できるとともに、冷却機構が大型化することを抑制できる回転電機が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願に係る回転電機は、
複数相の巻線を備えた固定子と、
前記固定子の径方向内側に配置された回転子と、
前記回転子と一体回転する回転軸と、
前記固定子及び前記回転子を収容すると共に、前記回転軸を回転可能に支持するブラケットと、
前記巻線への通電をオンオフする電力用半導体素子を設けたパワーモジュールと、
前記パワーモジュールに熱的に接続された放熱部材であるモジュール放熱部材と、
前記電力用半導体素子を制御する制御回路と、
少なくとも前記モジュール放熱部材の配置空間において冷媒が流れる冷媒流路と、
前記モジュール放熱部材の配置空間に流れた冷媒により前記制御回路を冷却する制御回路冷却機構と、を備えているものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願に係る回転電機によれば、パワーモジュールのモジュール放熱部材の配置空間に流れた冷媒を利用して、制御回路冷却機構により制御回路を冷却することができる。冷媒を、モジュール放熱部材及び制御回路冷却機構に分配して供給する必要がなく、流路圧力損失を下げることができるため、流速が上がり、モジュール放熱部材及び制御回路冷却機構の双方の冷却効率を向上することができる。また、制御回路冷却機構を、モジュール放熱部材の下流側に配置することができ、冷媒の流れ方向に対する冷却機構全体の幅が広がることを抑制し、回転電機が大型化することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る回転電機の斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る回転電機を、回転軸の軸心を通る平面で切断した断面図である。
【図３】実施の形態１に係る１つのパワーモジュール及びモジュール放熱部材の斜視図である。
【図４】実施の形態１に係る１つのパワーモジュールに設けられた電力用半導体素子の回路図である。
【図５】実施の形態１に係る１つのパワーモジュール及びモジュール放熱部材を径方向外側から見た側面図である。
【図６】実施の形態２に係る回転電機を、回転軸の軸心を通る平面で切断した断面図である。
【図７】実施の形態３に係る回転電機を、回転軸の軸心を通る平面で切断した断面図である。
【図８】実施の形態４に係る回転電機を、回転軸の軸心を通る平面で切断した断面図である。
【図９】実施の形態５に係る回転電機を、回転軸の軸心を通る平面で切断した断面図である。
【図１０】実施の形態６に係る回転電機を、回転軸の軸心を通る平面で切断した断面図である。
【図１１】実施の形態６に係る回転電機を、回転軸の軸心を通る平面で切断した断面図である。
【図１２】実施の形態７に係る回転電機を、回転軸の軸心を通る平面で切断した断面図である。
【図１３】実施の形態８に係る回転電機を、回転軸の軸心を通る平面で切断した断面図である。
【図１４】実施の形態９に係る、対にされた２つのパワーモジュール及びモジュール放熱部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本願に係る回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。なお、各図間の図示では、対応する各構成部のサイズ及び縮尺は、それぞれ独立している。
【００１２】
１．実施の形態１
実施の形態１に係る回転電機１００について図面を参照して説明する。図１は、回転電機１００の斜視図である。図２は、回転電機１００を、モジュール放熱部材１１０及び回転軸４の軸心Ｃを通る平面で切断した模式的な断面図である。図３は、１つのパワーモジュール１６０及びモジュール放熱部材１１０の斜視図である。図４は、１つのパワーモジュール１６０に設けられた電力用半導体素子の回路図であり、図５は、パワーモジュール１６０及びモジュール放熱部材１１０を径方向外側Ｙ２から見た側面図である。
【００１３】
本願において、回転軸４の軸心Ｃに平行な方向を軸方向Ｚと定義し、軸方向の一方側Ｚ１をフロント側Ｚ１と称し、軸方向の一方側Ｚ１とは反対側である軸方向の他方側Ｚ２をリア側Ｚ２と称する。径方向Ｙ及び周方向Ｘは、回転軸４の軸心Ｃについての径方向及び周方向である。
【００１４】
＜回転電機本体部２００＞
回転電機１００は、回転電機本体部２００を備えている。回転電機本体部２００は、複数相の巻線を備えた固定子３と、固定子３の径方向内側Ｙ１に配置された回転子６、回転子６と一体回転する回転軸４と、固定子３及び回転子６を収容すると共に、回転軸４を回転可能に支持するブラケットと、を備えている。
【００１５】
本実施の形態では、ブラケットは、フロント側Ｚ１のフロント側ブラケット１及びリア側Ｚ２のリア側ブラケット２から構成されている。フロント側ブラケット１は、円筒状の外周壁と、外周壁のフロント側Ｚ１の端部から径方向内側Ｙ１に延びた円板状の側壁とを有しており、側壁の中心部に回転軸４が貫通し、フロント側ベアリング７１が固定される貫通孔が設けられている。リア側ブラケット２は、円筒状の外周壁と、外周壁のリア側Ｚ２の端部から径方向内側Ｙ１に延びた円板状の側壁とを有しており、側壁の中心部に回転軸４が貫通し、リア側ベアリング７２が固定される貫通孔が設けられている。フロント側ブラケット１とリア側ブラケット２は、軸方向Ｚに延びたボルト１５によって連結されている。
【００１６】
回転軸４のフロント側Ｚ１の端部は、フロント側ブラケット１の貫通孔を貫通して、フロント側ブラケット１よりもフロント側Ｚ１に突出しており、この突出部にプーリ９が固定されている。プーリ９と、エンジンのクランクシャフトに固定されたプーリ９との間にベルトが掛け渡され（不図示）、回転電機１００とエンジンとの間で、回転駆動力の伝達を行う。
【００１７】
回転軸４のリア側Ｚ２の端部は、リア側ブラケット２の貫通孔を貫通して、リア側ブラケット２よりもリア側Ｚ２に突出しており、この突出部に一対のスリップリング９０が設けられている。一対のスリップリング９０は、回転子６の界磁巻線６２に接続されている。
【００１８】
回転子６は、界磁巻線６２と界磁鉄心６１とを備えている。回転子６は、ランデル型（クローポール型ともいう）とされている。界磁鉄心６１は、円筒状の中心部と、中心部のフロント側Ｚ１の端部から中心部の径方向外側Ｙ２まで延びたフロント側の爪部と、中心部のリア側Ｚ２の端部から中心部の径方向外側Ｙ２まで延びたリア側の爪部と、を備えている。界磁巻線６２の絶縁処理された銅線は、界磁鉄心６１の中心部の外周面に同心状に巻回されている。フロント側の爪部とリア側の爪部とは、周方向Ｘに交互に設けられており、互いに異なる磁極となる。例えば、フロント側の爪部とリア側の爪部は、それぞれ６個又は８個設けられる。
【００１９】
固定子３は、微小な隙間をあけて回転子６を取り囲むように配設され、スロットを設けた円筒状の固定子鉄心３１と、固定子鉄心３１のスロットに巻装された複数相の巻線３２と、を備えている。複数相の巻線３２は、例えば、１組の３相巻線、２組の３相巻線、又は１組の５相巻線等とされ、回転電機の種類に応じて設定される。
【００２０】
複数相の巻線３２は、固定子鉄心３１からフロント側Ｚ１に突出したフロント側コイルエンド部、固定子鉄心３１からリア側Ｚ２に突出したリア側コイルエンド部を有している。複数相の巻線３２のリード線は、リア側ブラケット２を貫通して、リア側Ｚ２に延びている（不図示）。
【００２１】
フロント側ブラケット１とリア側ブラケット２とは、軸方向Ｚに間隔を空けて設けられている。固定子鉄心３１は、フロント側ブラケット１のリア側Ｚ２の開口端部とリア側ブラケット２のフロント側Ｚ１の開口端部とにより軸方向両端から挟持されている。
【００２２】
回転子６（界磁鉄心６１）のフロント側Ｚ１の端部には、複数のブレードを有するフロント側送風ファン８１が固定され、回転子６（界磁鉄心６１）のリア側Ｚ２の端部には、複数のブレードを有するリア側送風ファン８２が取り付けられ、それらは、回転子６と一体回転する。フロント側送風ファン８１及びリア側送風ファン８２は、径方向外側Ｙ２に配置されたフロント側コイルエンド部及びリア側コイルエンド部等を冷却する。
【００２３】
リア側ブラケット２は、リア側送風ファン８２の径方向外側Ｙ２の部分に、周方向に分散して複数の開口部２２（以下、排気開口部２２と称す）を設けており、リア側Ｚ２の部分に、周方向に分散して複数の開口部２１（以下、吸気開口部２１と称す）を設けている。
【００２４】
＜電力供給ユニット３００＞
回転電機１００は、回転電機本体部２００に電力を供給する電力供給ユニット３００を備えている。電力供給ユニット３００は、回転電機本体部２００のリア側Ｚ２に配置され、回転電機本体部２００に固定されている。電力供給ユニット３００は、複数の電力用半導体素子を有し、直流電源と複数相の巻線との間で直流交流変換を行うインバータと、電力用半導体素子を制御する制御回路１７０とを備えている。本実施の形態では、インバータは、電力用半導体素子を設けたパワーモジュール１６０により構成されている。また、電力供給ユニット３００は、パワーモジュール１６０に熱的に接続された放熱部材であるモジュール放熱部材１１０と、少なくともモジュール放熱部材１１０の配置空間において冷媒が流れる冷媒流路１８０と、モジュール放熱部材１１０の配置空間に流れた冷媒により制御回路１７０を冷却する制御回路冷却機構と、を備えている。
【００２５】
電力供給ユニット３００は、リア側ブラケット２からリア側Ｚ２に突出した回転軸４の突出部に設けられた一対のスリップリング９０に接触する一対のブラシと、ブラシ及びスリップリング９０を介して界磁巻線６２に供給する電力をオンオフする界磁巻線用の電力用半導体素子（不図示）とを備えている。界磁巻線用の電力用半導体素子（スイッチング素子）は、制御回路１７０によりオンオフ制御される。また、回転軸４のリア側Ｚ２の突出部には、回転軸４の回転情報を検出する回転センサ（不図示）が備えられている。回転センサには、ホール素子、レゾルバ、磁気センサ、電磁誘導方式等が用いられる。
【００２６】
電力供給ユニット３００は、パワーモジュール１６０及び制御回路１７０等の電力供給ユニット３００の各構成部品を覆うカバー１０１を備えている。カバー１０１は、制御回路１７０、パワーモジュール１６０、及びモジュール放熱部材１１０等のリア側Ｚ２及び径方向外側Ｙ２を覆っている。カバー１０１は、フロント側Ｚ１に開口する有底筒状に形成されている。径方向外側Ｙ２を覆うカバー１０１の外周壁１０１ｂには、インバータを外部の直流電源に接続するための正極側電源端子１５１及び負極側電源端子１５２、並びに制御回路１７０を外部の制御装置に接続するための制御用コネクタ１５３が設けられている。
【００２７】
カバー１０１の外周壁１０１ｂには、後述するカバー開口部１０１ｃが設けられており、外側に開口している。リア側Ｚ２を覆うカバー１０１のリア側底壁１０１ａには、開口部が設けられていない。カバー１０１のフロント側Ｚ１は開口しており、開口部は、回転電機本体部２００（リア側ブラケット２）により覆われている。
【００２８】
制御回路１７０は、回路素子１０５と、回路素子１０５が搭載された回路基板１０３とを有している。回路基板１０３は、回路素子１０５が実装されたプリント基板、セラミック基板、金属基板等により構成されている。
【００２９】
制御回路１７０（回路基板１０３）は、リア側ブラケット２のリア側Ｚ２に間隔を空けて配置されている。制御回路１７０（回路基板１０３）は、径方向Ｙ及び周方向Ｘに延在している。本実施の形態では、回路基板１０３は、円板状に形成され、その表面は、軸方向Ｚに直交している。なお、回路基板１０３の表面は、軸方向Ｚに直交する平面に対して、例えば、３０度以内の角度で傾いていてもよい。
【００３０】
回転軸４は、リア側ブラケット２から回路基板１０３のフロント側Ｚ１の面まで、リア側Ｚ２に延出している。よって、回転軸４は、回路基板１０３を貫通しておらず、回路基板１０３のフロント側Ｚ１に隙間を空けて配置されている。この構成によれば、回路基板１０３に、回転軸４をよけるための開口部を設ける必要がなくなる。よって、回路基板１０３の外径を減少させ、パワーモジュール１６０の外径を小型化、低コスト化することができる。
【００３１】
なお、リア側ブラケット２と軸方向Ｚに見て重複する範囲内に回路素子１０５を配置できれば、回路基板１０３に回転軸４が貫通する貫通孔が設けられてもよい。また、回路基板１０３は、リア側ブラケット２と軸方向Ｚに見て重複する範囲内に収まれば、円板状でなくてもよく、２枚以上の回路基板により構成されてもよく、それぞれの回路基板の材料が異なっていてもよい。
【００３２】
電力供給ユニット３００は、１つの相の巻線に対して、図４に示すような、直流電源の正極側に接続される正極側の電力用半導体素子１６６Ｈと、直流電源の負極側に接続される負極側の電力用半導体素子１６６Ｌとが直列接続された直列回路を１セット設けている。正極側の電力用半導体素子１６６Ｈと負極側の電力用半導体素子１６６Ｌとが直列接続されている接続点が、対応する相の巻線に接続される。例えば、１組の３相の巻線が設けられる場合は、３セットの直列回路が設けられ、２組の３相の巻線が設けられる場合は、６セットの直列回路が設けられる。なお、正極側及び負極側の電力用半導体素子１６６Ｈ、１６６Ｌの双方又は一方が、それぞれ、並列に接続された２つ以上の電力用半導体素子により構成されてもよい。
【００３３】
電力用半導体素子には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、パワーＭＯＳＦＥＴ（Power Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等のスイッチング素子が用いられる。これらは、モータなどの機器を駆動するインバータに用いられるもので、数アンペアから数百アンペアの定格電流を制御するものである。電力用半導体素子の材料として、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガリウムナイトライド（ＧａＮ）などが用いられてもよい。
【００３４】
本実施の形態では、１つのパワーモジュール１６０は、正極側の電力用半導体素子１６６Ｈと負極側の電力用半導体素子１６６Ｌとの１つの直列回路を設けている。図３及び図４に示すように、パワーモジュール１６０は、正極側の電力用半導体素子１６６Ｈのコレクタ端子に接続された正極側接続部材１６１と、負極側の電力用半導体素子１６６Ｌのエミッタ端子に接続された負極側接続部材１６２と、正極側の電力用半導体素子１６６Ｈのエミッタ端子と負極側の電力用半導体素子１６６Ｌのコレクタ端子との接続点に接続された巻線接続部材１６３と、正極側及び負極側の電力用半導体素子１６６Ｈ、１６６Ｌのゲート端子等に接続された制御用接続部材１６４と、を備えている。正極側接続部材１６１、負極側接続部材１６２、巻線接続部材１６３、制御用接続部材１６４には、導電性が良好で熱伝導率の高い銅または銅合金などの金属を用いてもよく、表面はＡｕ、Ｎｉ、Ｓｎなどの金属材料でめっきされていてもよい。また、各端子の金属及びめっきの材質は、２種類以上で構成されてもよい。なお、１つのパワーモジュール１６０には、１つの電力用半導体素子が設けられてもよく、或いは３つ以上の電力用半導体素子が設けられてもよい。電力用半導体素子の数に合わせて、接続部材等の構成が変更される。
【００３５】
正極側接続部材１６１は、正極側電源端子１５１に接続される正極側配線部材に接続され、負極側接続部材１６２は、負極側電源端子１５２に接続される正極側配線部材に接続され、巻線接続部材１６３は、対応する相の巻線に接続される巻線配線部材に接続され、制御用接続部材１６４は、制御回路１７０に接続される。
【００３６】
電力用半導体素子は、金属基板又はセラミック基板の配線パターン、バスバー等に、はんだ、銀ペースト等の導電性材料で接合されている。金属基板は、アルミ、銅等のベース材料で構成される。セラミック基板は、アルミナ、窒化アルミ、窒化ケイ素等で構成される。バスバーは、鉄、アルミ、銅等で構成される。配線パターン及びバスバーを合わせてリードと称す。
【００３７】
パワーモジュール１６０は、モジュール放熱部材１１０が熱的に接続される放熱部材固定面１６を有している。本実施の形態では、電力用半導体素子は、金属基板、セラミック基板、バスバー等の一方側の面に固定され、金属基板、セラミック基板、バスバー等の他方側の面が、放熱部材固定面１６を構成している。なお、電力用半導体素子が固定される金属基板、セラミック基板、バスバー等の面と同じ側に、放熱部材固定面１６が設けられてもよい。また、互いに反対側になるパワーモジュール１６０の２つの面が、放熱部材固定面１６とされてもよく、それぞれの面に、モジュール放熱部材１１０が熱的に接続されてもよい。
【００３８】
本実施の形態では、放熱部材固定面１６とモジュール放熱部材１１０と間の接続には、接触熱抵抗を低減するため、伝熱材が介在している。金属基板、セラミック基板の場合は、伝熱材には、例えばグリース、接着剤、シート、ゲル等の導電性もしくは絶縁性を有する材料、又ははんだ、銀ペースト等の導電性部材が用いられる。モジュール放熱部材１１０との絶縁が必要なリードの場合は、伝熱材には、絶縁性を有する材料が用いられる。これらにより、パワーモジュール１６０とモジュール放熱部材１１０が伝熱材を介して熱的に接続されるため、部材及び接合工程を削減し熱抵抗を低減できる。
【００３９】
リードとモジュール放熱部材１１０が同電位の場合は、はんだ等の導電性部材で接続してもよく、或いは、電力用半導体素子に接合されたリードを、ばね又はねじ等によりモジュール放熱部材１１０に機械的に押圧させてもよい。接合から機械的な押圧に変えることで、熱抵抗を低減しつつ、温度サイクル及び高温での劣化が軽減され、長期信頼性が向上する。また、モジュール放熱部材１１０は、パワーモジュール１６０と一体的にモジュール化されていてもよい。
【００４０】
パワーモジュール１６０は、封止樹脂１６５を備えている。封止樹脂１６５は、電力用半導体素子、正極側接続部材１６１、負極側接続部材１６２、巻線接続部材１６３、制御用接続部材１６４、及びその他の構成部品を封止する。封止樹脂１６５には、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等のポッティング樹脂、フッ素樹脂等の電力用半導体素子の表面のコーティング材料、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ＡＢＳ)等の成形材料が用いられる。封止樹脂１６５によって電力用半導体素子等の構成部品を覆うことで、例えば、異物が混入した場合、塩、泥等が入った水等がかかった場合でも絶縁性を確保することができる。また、エポキシ樹脂等の硬度が高い材料を使うことで、部品を固定でき耐振性を向上できる。なお、封止樹脂１６５以外の方法でパワーモジュール１６０を絶縁し固定できれば、封止樹脂１６５はなくてもよい。
【００４１】
＜モジュール放熱部材１１０の配置構成＞
パワーモジュール１６０及びモジュール放熱部材１１０は、軸方向Ｚにおけるリア側ブラケット２と制御回路１７０（回路基板１０３）との間の空間に配置されている。パワーモジュール１６０の放熱部材固定面１６は、径方向Ｙ及び軸方向Ｚに延在している。冷媒流路１８０では、モジュール放熱部材１１０の配置空間において径方向Ｙに冷媒としての空気が流れる。なお、冷媒は、空気以外の媒体（例えば、冷却水）であってもよい。
【００４２】
この構成によれば、パワーモジュール１６０の放熱部材固定面１６は、径方向Ｙ及び軸方向Ｚに延在し、モジュール放熱部材１１０は、放熱部材固定面１６の周方向Ｘの一方側又は他方側に配置される。よって、パワーモジュール１６０及びモジュール放熱部材１１０が周方向Ｘに延在することを抑制することができ、パワーモジュール１６０及びモジュール放熱部材１１０の周方向Ｘの配置面積が大きくなることを抑制できる。よって、パワーモジュール１６０及びモジュール放熱部材１１０の搭載によって、電力供給ユニット３００の外径が拡大することを抑制できる。
【００４３】
モジュール放熱部材１１０は、放熱部材固定面１６の周方向Ｘの一方側又は他方側に配置される。そして、モジュール放熱部材１１０の配置空間において、冷媒が径方向Ｙに流れる冷媒流路１８０が設けられるので、軸方向Ｚに間隔を空けて配置されたリア側ブラケット２と回路基板１０３との間の空間を利用して冷媒流路１８０を設けることができる。そのため、冷媒をパワーモジュール１６０のリア側Ｚ２に流すために、回路基板１０３の配置面積を小さくする必要がない。
【００４４】
本実施の形態では、放熱部材固定面１６は、平面とされており、軸心Ｃを通る平面に沿って延在している。なお、放熱部材固定面１６は、径方向Ｙ及び軸方向Ｚに延在していれば、凹凸があってもよく、曲面であってもよい。また、放熱部材固定面１６は、軸心Ｃを通り、放熱部材固定面１６に交差する平面に対して、例えば、３０度以内の角度で傾いていてもよい。
【００４５】
本実施の形態では、パワーモジュール１６０は、直方体状に形成されており、各接続部材１６１〜１６４が、直方体状の本体部分から突出している。放熱部材固定面１６は、直方体の１つの面とされている。直方体の各辺は、軸方向Ｚに平行又は直交するように配置されている。パワーモジュール１６０の周方向Ｘの幅は、径方向Ｙの幅及び軸方向Ｚの幅よりも短くなっている。なお、直方体の各辺は、軸方向Ｚに平行又は直交せずに、傾いて配置されていてもよい。また、パワーモジュール１６０は、直方体状以外の形状に形成されてもよい。
【００４６】
制御用接続部材１６４は、パワーモジュール１６０のリア側Ｚ２の面からリア側Ｚ２に突出しており、パワーモジュール１６０のリア側Ｚ２に配置された回路基板１０３に接続される。図２には、１つの制御用接続部材１６４を代表して示している。正極側接続部材１６１、負極側接続部材１６２、巻線接続部材１６３は、パワーモジュール１６０の放熱部材固定面１６とは反対側の面から突出している。
【００４７】
モジュール放熱部材１１０は、パワーモジュール１６０の放熱部材固定面１６に熱的に接続される。モジュール放熱部材１１０は、放熱部材固定面１６の周方向Ｘの一方側又は他方側に配置される。モジュール放熱部材１１０は、電力用半導体素子、及び導通経路に電流が流れるときに発生する熱、他の部品から入ってくる熱を外部に放熱する役割を有している。モジュール放熱部材１１０は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属、セラミック、樹脂等の５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する材料を用いて構成される。
【００４８】
モジュール放熱部材１１０は、径方向Ｙ及び軸方向Ｚに延在し、放熱部材固定面１６に熱的に接続される板状の基礎部１１０ａと、基礎部１１０ａから放熱部材固定面１６とは反対側に突出した複数の突出部１１０ｂとを備えている。複数の突出部１１０ｂを設けることより、放熱面積を増やすことができる。本実施の形態では、複数の突出部１１０ｂのそれぞれは、軸方向Ｚに互いに間隔を空けて、周方向Ｘ及び径方向Ｙに延在した板状に形成されている。本実施の形態では、複数の板状の突出部１１０ｂは、周方向Ｘ及び径方向Ｙに平行に延在した平板とされている。なお、複数の板状の突出部１１０ｂは、周方向Ｘ及び径方向Ｙに延在していればよく、周方向Ｘ及び径方向Ｙに平行な平面（軸方向Ｚに直交する平面）に対して、例えば、３０度以内の角度で傾いていてもよい。
【００４９】
基礎部１１０ａは、パワーモジュール１６０の放熱部材固定面１６と同等の面積の面を有する直方体状に形成されている。突出部１１０ｂは、矩形平板状に形成されている。なお、基礎部１１０ａは、放熱部材固定面１６に固定される面を有していれば、直方体状以外の形状に形成されてもよく、突出部１１０ｂは、矩形平板状以外の板状に形成されてもよい。また、放熱性を確保できれば、モジュール放熱部材１１０に、複数の突出部１１０ｂが設けられなくてもよい。
【００５０】
本実施の形態では、図５に示すように、放熱部材固定面１６が周方向Ｘの一方側を向く向きで、パワーモジュール１６０が配置されている。そして、放熱部材固定面１６の周方向Ｘの一方側にモジュール放熱部材１１０が固定され、モジュール放熱部材１１０の周方向Ｘの一方側に、冷媒としての空気が径方向Ｙに流れる冷媒流路１８０が形成されている。なお、図５では、右側を周方向Ｘの一方側とし、左側を周方向Ｘの他方側としている。放熱部材固定面１６が周方向Ｘの他方側を向く向きで、パワーモジュール１６０が配置されてもよく、放熱部材固定面１６の周方向Ｘの他方側にモジュール放熱部材１１０が固定されてもよい。
【００５１】
モジュール放熱部材１１０の径方向外側Ｙ２のカバー１０１の部分には、カバー開口部１０１ｃが設けられている。よって、冷媒としての空気をモジュール放熱部材１１０の配置空間に集中的に流すことができ、冷却効率を高めることができる。なお、モジュール放熱部材１１０及びパワーモジュール１６０の数に合わせて、カバー開口部１０１ｃが複数設けられてもよい。
【００５２】
本実施の形態では、図５に示すように、カバー開口部１０１ｃの開口面積は、モジュール放熱部材１１０の配置空間に応じた面積とされている。図２に示すように、カバー開口部１０１ｃと、モジュール放熱部材１１０及びパワーモジュール１６０との隙間が小さくなるように、モジュール放熱部材１１０及びパワーモジュール１６０の径方向外側Ｙ２の端面が、カバー開口部１０１ｃの径方向位置に寄って配置されている。よって、空気をモジュール放熱部材１１０の周方向Ｘの一方側の流路に効率的に流すことができる。
【００５３】
図２に示すように、モジュール放熱部材１１０の配置空間のリア側Ｚ２には制御回路１７０（回路基板１０３）が配置され、モジュール放熱部材１１０の配置空間のフロント側Ｚ１にはリア側ブラケット２が配置されているので、冷媒をモジュール放熱部材１１０の配置空間に集めることができ、冷却効率を高めることができる。
【００５４】
本実施の形態では、図２に矢印で示すように、冷媒流路１８０では、冷媒としての空気が、カバー１０１のカバー開口部１０１ｃを通って外側から吸引された後、モジュール放熱部材１１０の配置空間を径方向内側Ｙ１に流れる。その後、空気は、リア側ブラケット２のリア側Ｚ２の吸気開口部２１をフロント側Ｚ１に流れて、リア側送風ファン８２に吸引される。なお、空気は逆向きに流れてもよい。
【００５５】
＜制御回路冷却機構の配置構成＞
上述したように、回転電機１００は、モジュール放熱部材１１０の配置空間に流れた冷媒により制御回路１７０を冷却する制御回路冷却機構を備えている。
【００５６】
この構成によれば、モジュール放熱部材１１０の配置空間に流れた冷媒を利用して、制御回路冷却機構により制御回路１７０を冷却することができる。冷媒を、モジュール放熱部材１１０及び制御回路冷却機構に分けて供給する必要がなく、流路圧力損失を下げることができるため、流速が上がり、モジュール放熱部材１１０及び制御回路冷却機構の双方の冷却効率を向上することができる。パワーモジュール１６０及び制御回路１７０の冷却性を向上することで、耐熱性の高い部品を使用する必要性を低減し、部品コストを低減することができる。また、制御回路冷却機構を、モジュール放熱部材１１０の配置空間の下流側に配置することができ、冷媒の流れ方向（本例では、径方向Ｙ）に対する冷却機構全体の幅（本例では、軸方向Ｚ）が広がることを抑制し、大型化することを抑制できる。
【００５７】
制御回路冷却機構は、制御回路１７０の冷媒流路１８０側に配置されて、制御回路１７０に熱的に接続され、冷媒により冷却される放熱部材である回路放熱部材１０６を備えている。回路放熱部材１０６は、制御回路１７０の熱を外部に放熱する役割を有している。回路放熱部材１０６は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属、セラミック、樹脂等の５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する材料を用いて構成される。回路放熱部材１０６により、制御回路１７０の熱を、冷媒により効率的に外部に放出することができる。回路放熱部材１０６が配置された制御回路１７０の部分を特に冷却することができ、この部分に発熱量の大きい回路素子１０５を配置すれば、冷却効率を向上することができる。
【００５８】
本実施の形態では、上述したように、制御回路１７０（回路基板１０３）は、リア側ブラケット２のリア側Ｚ２に間隔を空けて配置されている。パワーモジュール１６０及びモジュール放熱部材１１０は、軸方向Ｚにおけるリア側ブラケット２と制御回路１７０（回路基板１０３）との間の空間に配置されている。冷媒は、軸方向Ｚにおけるリア側ブラケット２と制御回路１７０との間に位置するモジュール放熱部材１１０の配置空間を流れる。そして、回路放熱部材１０６は、制御回路１７０側（本例では回路基板１０３）からフロント側Ｚ１に突出している。この構成によれば、リア側Ｚ２に配置された制御回路１７０の配置を変更することなく、制御回路１７０とリア側ブラケット２との間を流れる冷媒により回路放熱部材１０６を冷却し、制御回路１７０を冷却することができる。
【００５９】
回路放熱部材１０６は、モジュール放熱部材１１０よりも径方向内側Ｙ１において、制御回路１７０側（回路基板１０３）からフロント側Ｚ１に突出している。この構成によれば、モジュール放熱部材１１０の配置空間から径方向内側Ｙ１に流れた冷媒を、そのまま回路放熱部材１０６にあてることができ、効率的にモジュール放熱部材１１０を冷却することができる。モジュール放熱部材１１０及び回路放熱部材１０６を径方向Ｙに並べて配置することができ、リア側ブラケット２と制御回路１７０（回路基板１０３）との間隔が軸方向Ｚに広がることを抑制し、回転電機１００を小型化することができる。また、回路放熱部材１０６により、冷媒の流れる方向を、径方向内側Ｙ１からフロント側Ｚ１に変えることができ、フロント側Ｚ１の回転電機本体部２００側に供給することができる。
【００６０】
本実施の形態では、回路放熱部材１０６は、径方向Ｙに見てモジュール放熱部材１１０と重複する位置まで、制御回路１７０からフロント側Ｚ１に突出している。回路放熱部材１０６は、モジュール放熱部材１１０の軸方向Ｚの中心位置よりも、フロント側Ｚ１に突出している。また、回路放熱部材１０６は、リア側ブラケット２のリア側Ｚ２の吸気開口部２１よりも径方向内側Ｙ１の径方向位置に配置される部分を有しており、冷媒を吸気開口部２１に効率的に導ける。なお、本例では、回路放熱部材１０６の全体が、吸気開口部２１よりも径方向内側Ｙ１の径方向位置に配置されている。モジュール放熱部材１１０は、フロント側Ｚ１に延びる直方体状に形成されている。モジュール放熱部材１１０は、冷却性能を高めるため、複数の突出部材（フィン）を設けていてもよく、任意の形状に形成されてもよい。
【００６１】
本実施の形態では、回路素子１０５は、回路基板１０３のリア側Ｚ２の面に実装されている。回路基板１０３のフロント側Ｚ１側の面は、樹脂などの保護部材に覆われてもよい。なお、回路素子１０５は、回路基板１０３のフロント側Ｚ１の面に実装されてもよい。回路基板１０３を挟んで回路放熱部材１０６の反対側（リア側Ｚ２）に、回路素子１０５が配置されている。反対側に配置された回路素子１０５を効率的に冷却することができる。回路放熱部材１０６の反対側に配置される回路素子１０５は、発熱量が大きい回路素子１０５（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit））とされてもよい。
【００６２】
本実施の形態では、回路放熱部材１０６は、制御回路１７０（回路基板１０３）のフロント側Ｚ１の面に固定されている。本実施の形態では、回路放熱部材１０６と制御回路１７０（回路基板１０３）との間には、接触熱抵抗を低減するため、伝熱材が介在してもよい。伝熱材には、例えば接着剤、グリース、シート、ゲル、はんだ、銀ペースト等が用いられる。回路放熱部材１０６は、ねじ等の固定部材により制御回路１７０（回路基板１０３）に固定されてもよい。
【００６３】
モジュール放熱部材１１０及びパワーモジュール１６０が周方向に分散して複数設けられる場合は、各モジュール放熱部材１１０に対応して、回路放熱部材１０６も、周方向に分散して複数設けられてもよい。
【００６４】
２．実施の形態２
次に、実施の形態２に係る回転電機１００について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。図６は、本実施の形態に係る回転電機１００を、モジュール放熱部材１１０及び回転軸４の軸心Ｃを通る平面で切断した模式的な断面図である。
【００６５】
本実施の形態では、制御回路１７０の冷媒流路１８０側（本例では、フロント側Ｚ１）を覆い、制御回路１７０に熱的に接続されたケース１０２が備えられている。そして、制御回路冷却機構は、ケース１０２の冷媒流路１８０側に配置されて、ケース１０２に熱的に接続され、冷媒により冷却される放熱部材である回路放熱部材１０６を備えている。よって、回路放熱部材１０６は、ケース１０２を介して、制御回路１７０に熱的に接続されている。
【００６６】
この構成によれば、冷媒に含まれる異物から、ケース１０２により制御回路１７０を保護することができる共に、ケース１０２を介して制御回路１７０の熱を回路放熱部材１０６に伝達し、冷却することができる。
【００６７】
本実施の形態では、ケース１０２は、回路基板１０３のフロント側Ｚ１を覆う底壁と、回路基板１０３の外周側を覆う周壁と、を備えている。回路基板１０３のリア側Ｚ２は、カバー１０１のリア側底壁１０１ａにより覆われている。
【００６８】
ケース１０２には、樹脂、アルミニウム、アルミニウム合金等の伝熱性が良好な材料が用いられる。ケース１０２は、冷媒により冷却される。すなわち、ケース１０２のフロント側Ｚ１の面は、ケース１０２のフロント側Ｚ１を流れる冷媒により冷却される。
【００６９】
ケース１０２は、パワーモジュール１６０の制御用接続部材１６４が貫通する貫通孔が設けられている。制御用接続部材１６４は、回路基板１０３に接続される。
【００７０】
パワーモジュール１６０及びモジュール放熱部材１１０は、軸方向Ｚにおけるリア側ブラケット２とケース１０２との間の空間に配置されている。冷媒は、軸方向Ｚにおけるリア側ブラケット２とケース１０２との間に位置するモジュール放熱部材１１０の配置空間を流れる。
【００７１】
実施の形態１と同様に、回路放熱部材１０６は、制御回路１７０側（本例ではケース１０２）からフロント側Ｚ１に突出している。また、冷媒は、モジュール放熱部材１１０の配置空間を径方向内側Ｙ１に流れ、回路放熱部材１０６は、モジュール放熱部材１１０よりも径方向内側Ｙ１において、制御回路１７０側（ケース１０２）からフロント側Ｚ１に突出している。
【００７２】
回路放熱部材１０６は、ケース１０２のフロント側Ｚ１の面に固定されている。回路放熱部材１０６とケース１０２との間には、接触熱抵抗を低減するため、伝熱材が介在してもよい。伝熱材には、例えば、接着剤、グリース、シート、ゲル、はんだ、銀ペースト等が用いられる。回路放熱部材１０６は、ねじ等の固定部材によりケース１０２（回路基板１０３）に固定されてもよい。或いは、回路放熱部材１０６は、ケース１０２と一体的に形成されてもよい。
【００７３】
回路素子１０５は、回路基板１０３のリア側Ｚ２の面に実装されている。ケース１０２及び回路基板１０３を挟んで回路放熱部材１０６の反対側（リア側Ｚ２）に、回路素子１０５が配置されている。当該回路素子１０５を効率的に冷却することができる。回路放熱部材１０６の反対側に配置される回路素子１０５は、発熱量が大きい回路素子１０５（例えば、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ）とされてもよい。また、回路素子１０５の熱がケース１０２で分散するので、制御回路１７０を全体的に冷却させることができる。なお、回路素子１０５は、回路基板１０３のフロント側Ｚ１の面に実装されてもよい。この場合は、発熱量が大きい回路素子１０５が、ケース１０２を挟んでリア側Ｚ２に配置されてもよい。
【００７４】
本実施の形態では、制御回路１７０のフロント側Ｚ１の面は、ケース１０２のリア側Ｚ２の面に熱的に接続されている。制御回路１７０とケース１０２との間には、接触熱抵抗を低減するため、伝熱材が介在している。伝熱材には、例えば、樹脂、シート、ゲル等が用いられる。制御回路１７０は、パワーモジュール１６０と同様の封止樹脂１６５等の伝熱性の封止部材によりケース１０２内に封止されてもよい。
【００７５】
３．実施の形態３
次に、実施の形態３に係る回転電機１００について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。図７は、本実施の形態に係る回転電機１００を、モジュール放熱部材１１０及び回転軸４の軸心Ｃを通る平面で切断した模式的な断面図である。
【００７６】
本実施の形態では、制御回路１７０の冷媒流路１８０側（本例では、フロント側Ｚ１）を覆うケース１０２が備えられている。そして、制御回路冷却機構は、制御回路１７０に熱的に接続された回路放熱部材１０６を備えている。回路放熱部材１０６は、ケース１０２に設けられた貫通孔１０２ａを貫通して、冷媒流路１８０側（本例では、フロント側Ｚ１）に突出して、冷媒により冷却される。
【００７７】
この構成によれば、冷媒に含まれる異物から、ケース１０２により制御回路１７０を保護することができる共に、ケース１０２を介さずに、回路放熱部材１０６により直接、制御回路１７０を冷却することができ、回路放熱部材１０６付近に配置された回路素子１０５の冷却効率を向上させることができる。
【００７８】
実施の形態２と同様に、ケース１０２は、回路基板１０３のフロント側Ｚ１を覆う底壁と、回路基板１０３の外周側を覆う周壁と、を備えている。回路基板１０３のリア側Ｚ２は、カバー１０１のリア側底壁１０１ａにより覆われている。
【００７９】
ケース１０２には、樹脂、アルミニウム、アルミニウム合金等の材料が用いられる。ケース１０２は、パワーモジュール１６０の制御用接続部材１６４が貫通する貫通孔が設けられている。制御用接続部材１６４は、回路基板１０３に接続される。
【００８０】
パワーモジュール１６０及びモジュール放熱部材１１０は、軸方向Ｚにおけるリア側ブラケット２とケース１０２との間の空間に配置されている。冷媒は、軸方向Ｚにおけるリア側ブラケット２とケース１０２との間に位置するモジュール放熱部材１１０の配置空間を流れる。
【００８１】
回路放熱部材１０６は、制御回路１７０側（本例では回路基板１０３）から、ケース１０２の貫通孔１０２ａを貫通してフロント側Ｚ１に突出している。また、冷媒は、モジュール放熱部材１１０の配置空間を径方向内側Ｙ１に流れ、回路放熱部材１０６は、モジュール放熱部材１１０よりも径方向内側Ｙ１において、制御回路１７０側（ケース１０２の貫通孔１０２ａ）からフロント側Ｚ１に突出している。
【００８２】
実施の形態１と同様に、回路放熱部材１０６は、回路基板１０３のフロント側Ｚ１の面に固定されている。回路基板１０３を挟んで回路放熱部材１０６の反対側（リア側Ｚ２）に、回路素子１０５が配置されている。当該回路素子１０５を効率的に冷却することができる。回路放熱部材１０６の反対側に配置される回路素子は、発熱量が大きい回路素子１０５（例えば、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ）とされてもよい。なお、回路素子１０５は、回路基板１０３のフロント側Ｚ１の面に実装されてもよい。
【００８３】
本実施の形態では、制御回路１７０のフロント側Ｚ１の面と、ケース１０２のリア側Ｚ２の面とは、隙間を空けて配置されている。なお、実施の形態２と同様に、制御回路１７０のフロント側Ｚ１の面とケース１０２のリア側Ｚ２の面とが、伝熱材を介して熱的に接続されてもよい。
【００８４】
４．実施の形態４
次に、実施の形態４に係る回転電機１００について説明する。上記の実施の形態１又は３と同様の構成部分は説明を省略する。図８は、本実施の形態に係る回転電機１００を、モジュール放熱部材１１０及び回転軸４の軸心Ｃを通る平面で切断した模式的な断面図である。
【００８５】
実施の形態３と同様に、制御回路１７０を覆うケース１０２が備えられている。そして、制御回路冷却機構は、制御回路１７０に熱的に接続された回路放熱部材１０６を備えている。回路放熱部材１０６は、ケース１０２に設けられた貫通孔１０２ａを貫通して、冷媒流路１８０側（本例ではフロント側Ｚ１）に突出して、冷媒により冷却される。
【００８６】
実施の形態１及び３と同様に、回路基板１０３を挟んで回路放熱部材１０６の反対側（リア側Ｚ２）に、回路素子１０５が配置されている。本実施の形態では、回路放熱部材１０６と回路素子１０５との間に挟まれる回路基板１０３の部分には、回路基板１０３を貫通するスルーホール１０７が設けられている。スルーホール１０７には、金属材料が充填されてもよい。スルーホール１０７を設けることにより、回路素子１０５から、回路放熱部材１０６への熱伝導を高めることができ、回路素子１０５をより効率的に冷却することができる。
【００８７】
５．実施の形態５
次に、実施の形態５に係る回転電機１００について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。図９は、本実施の形態に係る回転電機１００を、モジュール放熱部材１１０及び回転軸４の軸心Ｃを通る平面で切断した模式的な断面図である。
【００８８】
実施の形態３と同様に、制御回路１７０の冷媒流路１８０側（本例では、フロント側Ｚ１）を覆うケース１０２が備えられている。実施の形態２と同様に、制御回路冷却機構は、ケース１０２の冷媒流路１８０側（フロント側Ｚ１）に配置されて、ケース１０２に熱的に接続され、冷媒により冷却される放熱部材である回路放熱部材１０６を備えている。
【００８９】
本実施の形態では、回路素子１０５は、回路基板１０３の冷媒流路１８０側（本例では、フロント側Ｚ１）に配置されている。ケース１０２を挟んで回路放熱部材１０６の反対側（リア側Ｚ２）に、回路素子１０５ａが配置されており、反対側に配置された回路素子１０５ａは、ケース１０２に熱的に接続されている。回路放熱部材１０６により、回路素子１０５ａを効率的に冷却することができる。
【００９０】
また、回路基板１０３のフロント側Ｚ１に配置された別の回路素子１０５ｂは、回路放熱部材１０６を設けている。回路放熱部材１０６は、ケース１０２に設けられた貫通孔１０２ａを貫通し、冷媒流路１８０側（本例では、フロント側Ｚ１）に突出して、冷媒により冷却される。本実施の形態では、回路放熱部材１０６は、回路素子１０５ｂと一体的に構成されている。なお、回路放熱部材１０６は、回路素子１０５ｂとは別体とされてもよい。この構成によれば、回路素子１０５ｂの熱を、冷媒流路１８０側に突出した回路放熱部材１０６により直接、冷却することができる。
【００９１】
６．実施の形態６
次に、実施の形態６に係る回転電機１００について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。図１０及び図１１は、本実施の形態に係る回転電機１００を、モジュール放熱部材１１０及び回転軸４の軸心Ｃを通る平面で切断した模式的な断面図である。
【００９２】
実施の形態３と同様に、制御回路１７０の冷媒流路１８０側（本例では、フロント側Ｚ１）を覆うケース１０２が備えられている。そして、制御回路冷却機構は、制御回路１７０に熱的に接続された回路放熱部材１０６を備えている。回路放熱部材１０６は、ケース１０２に設けられた貫通孔１０２ａを貫通して、冷媒流路１８０側（本例では、フロント側Ｚ１）に突出して、冷媒により冷却される。
【００９３】
本実施の形態では、回路素子１０５は、回路基板１０３のリア側Ｚ２に配置されている。回路放熱部材１０６は、回路基板１０３を貫通しており、リア側Ｚ２に配置された回路素子１０５に、回路基板１０３を介さずに、熱的に接続されている。
【００９４】
１つの回路放熱部材１０６ａは、モジュール放熱部材１１０よりも径方向内側Ｙ１において、制御回路１７０側からフロント側Ｚ１に突出している。別の回路放熱部材１０６ｂは、モジュール放熱部材１１０のリア側Ｚ２の空間において、制御回路１７０側からフロント側Ｚ１に突出している。
【００９５】
本実施の形態では、回路放熱部材１０６のフロント側Ｚ１への突出高さが低く、回路放熱部材１０６は、径方向Ｙに見てモジュール放熱部材１１０と重複していない。モジュール放熱部材１１０の配置空間を径方向内側Ｙ１に流れた冷媒を、リア側Ｚ２に誘導し、回路放熱部材１０６に供給する誘導部材１０８が備えられている。誘導部材１０８は、リア側Ｚ２及び径方向内側Ｙ１の合成方向に延びている。
【００９６】
この構成によれば、回路放熱部材１０６の突出高さが低く、モジュール放熱部材１１０の径方向内側Ｙ１に回路放熱部材１０６が配置されていない場合でも、誘導部材１０８により、冷媒をリア側Ｚ２に誘導し、回路放熱部材１０６に供給し、冷却することができる。これにより、回路基板１０３上の回路素子１０５の配置の自由度が生まれ、制御回路１７０の小型化を図ることができる。
【００９７】
誘導部材１０８は、周方向Ｘにも延びた板状の部材であってもよい。誘導部材１０８の面積が増加し、誘導される冷媒の流量を増加させることができる。
【００９８】
図１０に示す例では、誘導部材１０８は、モジュール放熱部材１１０に設けられている。この場合は、誘導部材１０８の分だけ、モジュール放熱部材１１０の表面積を増やすことができ、パワーモジュール１６０の冷却効率を高めることができる。なお、誘導部材１０８は、回路放熱部材１０６に設けられてもよい。
【００９９】
図１１に示す例では、誘導部材１０８は、ケース１０２に設けられている。この場合は、誘導部材１０８をケース１０２と同じ材料で形成して、軽量化を図ることができる。誘導部材１０８をケース１０２と一体的に形成して、部品点数を削減することができる。
【０１００】
誘導部材１０８は、モジュール放熱部材１１０及びケース１０２と別体であってもよい。この場合は、誘導部材１０８は、ねじ止め等により、他の部材に固定される。また、誘導部材１０８の配置の自由度を高めることができ、適切な位置に、適切な大きさで誘導部材１０８を配置することができる。
【０１０１】
７．実施の形態７
次に、実施の形態７に係る回転電機１００について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。図１２は、本実施の形態に係る回転電機１００を、モジュール放熱部材１１０及び回転軸４の軸心Ｃを通る平面で切断した模式的な断面図である。
【０１０２】
実施の形態３と同様に、制御回路１７０の冷媒流路１８０側（本例では、フロント側Ｚ１）を覆うケース１０２が備えられている。そして、制御回路冷却機構は、制御回路１７０に熱的に接続された回路放熱部材１０６を備えている。回路放熱部材１０６は、ケース１０２に設けられた貫通孔１０２ａを貫通して、冷媒流路１８０側（本例では、フロント側Ｚ１）に突出して、冷媒により冷却される。
【０１０３】
実施の形態６と同様に、回路素子１０５は、回路基板１０３のリア側Ｚ２に配置されている。回路放熱部材１０６は、回路基板１０３を貫通しており、リア側Ｚ２に配置された回路素子１０５に、回路基板１０３を介さずに、熱的に接続されている。
【０１０４】
１つの回路放熱部材１０６ａは、モジュール放熱部材１１０よりも径方向内側Ｙ１において、制御回路１７０側からフロント側Ｚ１に突出している。別の回路放熱部材１０６ｂは、モジュール放熱部材１１０のリア側Ｚ２の空間において、制御回路１７０側からフロント側Ｚ１に突出している。
【０１０５】
実施の形態６と同様に、回路放熱部材１０６のフロント側Ｚ１への突出高さが低く、回路放熱部材１０６は、径方向Ｙに見てモジュール放熱部材１１０と重複していない。モジュール放熱部材１１０の配置空間を径方向内側Ｙ１に流れた冷媒を、リア側Ｚ２に誘導し、回路放熱部材１０６に供給する誘導部材を備えている。誘導部材は、リア側Ｚ２及び径方向内側Ｙ１の合成方向に延びている。
【０１０６】
本実施の形態では、外側に突出したパワーモジュール１６０の接続部材が、誘導部材を構成している。図１２に示すように、電力用半導体素子と制御回路１７０とを接続する制御用接続部材１６４の形状が実施の形態１と異なっており、制御用接続部材１６４が、誘導部材を構成している。制御用接続部材１６４は、パワーモジュール１６０の本体部（封止樹脂１６５）からリア側Ｚ２及び径方向内側Ｙ１の合成方向に斜めに延びた後、リア側Ｚ２に延びている。斜めに延びた部分により、モジュール放熱部材１１０の配置空間付近を流れる冷媒をリア側Ｚ２に誘導することができ、その先に配置された回路放熱部材１０６ａに供給することができる。制御用接続部材１６４が誘導部材とされているので、部品点数を増加させることなく、制御回路１７０の冷却性能を向上させることができる。なお、図１２には、１つの制御用接続部材１６４を代表して示しているが、他の制御用接続部材１６４は、図示のような形状を有してもよいし、他の形状を有してもよい。また、図示のような形状の複数の制御用接続部材１６４が、周方向Ｘに間隔を空けて並べられてもよい。
【０１０７】
図１２に示すように、電力用半導体素子を正極側電源端子１５１側に接続する正極側接続部材１６１の形状が実施の形態１と異なっており、正極側接続部材１６１が、誘導部材を構成している。正極側接続部材１６１は、パワーモジュール１６０の本体部からリア側Ｚ２及び径方向内側Ｙ１の合成方向に斜めに延びている。斜めに延びた部分により、モジュール放熱部材１１０の配置空間付近を流れる冷媒をリア側Ｚ２に誘導することができ、その先に配置された回路放熱部材１０６ｂに供給することができる。封止樹脂１６５も、本体部からリア側Ｚ２及び径方向内側Ｙ１の合成方向に斜めに延びている。正極側接続部材１６１が誘導部材とされているので、部品点数を増加させることなく、制御回路１７０の冷却性能を向上させることができる。なお、図１２には、正極側接続部材１６１を示しているが、誘導部材１０８とされるのは、正極側接続部材１６１及び負極側接続部材１６２の一方又は双方とされてよい。
【０１０８】
８．実施の形態８
次に、実施の形態８に係る回転電機１００について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。図１３は、本実施の形態に係る回転電機１００を、モジュール放熱部材１１０及び回転軸４の軸心Ｃを通る平面で切断した模式的な断面図である。
【０１０９】
実施の形態３と同様に、制御回路１７０の冷媒流路１８０側（本例では、フロント側Ｚ１）を覆うケース１０２が備えられている。そして、制御回路冷却機構は、制御回路１７０に熱的に接続された回路放熱部材１０６を備えている。回路放熱部材１０６は、ケース１０２に設けられた貫通孔１０２ａを貫通して、冷媒流路１８０側（本例では、フロント側Ｚ１）に突出している。
【０１１０】
回路放熱部材１０６は、モジュール放熱部材１１０のリア側Ｚ２の空間において、制御回路１７０側からフロント側Ｚ１に突出している。モジュール放熱部材１１０に、リア側Ｚ２及び径方向内側Ｙ１の合成方向に冷媒を流す誘導流路１１２が形成されている。
【０１１１】
軸方向Ｚに間隔をあけて並べられた複数の板状の突出部１１０ｂ（フィン）のそれぞれに、リア側Ｚ２及び径方向内側Ｙ１の合成方向に沿って貫通孔（又は切欠き）が形成されており、この貫通孔が、誘導流路１１２を形成している。貫通孔が形成された合成方向の先に、回路放熱部材１０６が配置されている。或いは、基礎部１１０ａに、リア側Ｚ２及び径方向内側Ｙ１の合成方向に延びる貫通孔が形成されてもよい。回路放熱部材１０６の配置位置に合わせて、任意の位置に誘導流路１１２が形成されてもよい。モジュール放熱部材１１０に誘導流路１１２が形成されているので、部品点数を増加させることなく、制御回路１７０の冷却性能を向上させることができる。回路放熱部材１０６が、モジュール放熱部材１１０のリア側Ｚ２に配置されている場合でも、冷媒を供給することができる。また、回路基板１０３上の回路素子１０５の配置の自由度が生まれ、制御回路１７０の小型化を図ることができる。
【０１１２】
９．実施の形態９
次に、実施の形態９に係る回転電機１００について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。図１４は、本実施の形態に係る対にされた２つのパワーモジュール１６０及びモジュール放熱部材１１０の斜視図である。
【０１１３】
本実施の形態では、２つのパワーモジュール１６０が、放熱部材固定面１６を周方向Ｘに互いに対向させて配置されている。２つのパワーモジュール１６０の間に、１つ以上のモジュール放熱部材１１０が配置されると共に、冷媒が径方向に流れる冷媒流路１８０が形成されている。本実施の形態では、２つのパワーモジュール１６０の間に、２つのモジュール放熱部材１１０が配置され、２つのパワーモジュール１６０の放熱部材固定面１６のそれぞれに、モジュール放熱部材１１０が１つずつ熱的に接続され、２つのモジュール放熱部材１１０の間の空間が、冷媒が径方向Ｙに流れる冷媒流路１８０とされている。
【０１１４】
この構成によれば、２つのパワーモジュール１６０で、冷媒が流れる冷媒流路１８０を共通化し、集約することができる。また、２つのパワーモジュール１６０を、周方向Ｘに近接して配置できるため、パワーモジュール１６０及びモジュール放熱部材１１０の周方向Ｘの配置面積を減少させ、電力供給ユニット３００を小型化できる。２つのパワーモジュール１６０が周方向Ｘに並べて配置されるので、各パワーモジュール１６０のリア側Ｚ２に制御回路１７０を配置することができ、各パワーモジュール１６０から制御用接続部材１６４をリア側Ｚ２に延ばして制御回路１７０に接続することができる。
【０１１５】
２つのモジュール放熱部材１１０のフロント側Ｚ１の端部が、固定部材１１３により互いに固定されている。なお、２つのモジュール放熱部材１１０のリア側Ｚ２の端部も、固定部材により互いに固定されてもよい。固定部材１１３により、２つのパワーモジュール１６０及びモジュール放熱部材１１０の相互の配置精度を高めることができる。固定部材１１３は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、リエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂材料から構成されていてもよく、或いは、鉄、アルミ、銅、などの純金属、又は鉄、アルミ、銅等から成る合金から構成されてもよい。各固定部材１１３は、モジュール放熱部材１１０に、例えば、ねじ止め、接着、かしめ、溶接等によって固定される。
【０１１６】
さらに、固定部材１１３が、高い熱伝導率、例えば５Ｗ／ｍ２・Ｋ以上の熱伝導率を有する材料にて構成されている場合、向かい合った２つのモジュール放熱部材１１０の温度を均等化することができる。パワーモジュール１６０は、それぞれ異なるタイミングで動作して通電タイミングが異なることから、パワーモジュール１６０に搭載される電力用半導体素子の温度がばらつき、モジュール放熱部材１１０の温度がばらつく可能性があるが、ばらつきを抑制することができる。
【０１１７】
本実施の形態でも、２つのパワーモジュール１６０の間に配置されたモジュール放熱部材１１０に、リア側Ｚ２及び径方向内側Ｙ１の合成方向に冷媒を流す誘導流路が形成されている。本例では、固定部材１１３に、２つのモジュール放熱部材１１０の間の冷媒流路１８０から、リア側Ｚ２に貫通する貫通孔１１２が形成されており、当該貫通孔１１２が、誘導流路となっている。冷媒は、貫通孔１１２からリア側Ｚ２及び径方向内側Ｙ１の合成方向に流れる。冷媒の流れる方向の先に、回路放熱部材１０６が配置される。回路放熱部材１０６の配置位置に合わせて、任意の位置に誘導流路（貫通孔１１２）が形成されてもよい。
【０１１８】
モジュール放熱部材１１０に誘導流路が形成されているので、部品点数を増加させることなく、制御回路１７０の冷却性能を向上させることができる。回路放熱部材１０６が、モジュール放熱部材１１０のリア側Ｚ２に配置されている場合でも、冷媒を供給することができる。また、回路基板１０３上の回路素子１０５の配置の自由度が生まれ、制御回路１７０の小型化を図ることができる。
【０１１９】
なお、固定部材１１３が設けられなくてもよい。向かい合った２つモジュール放熱部材１１０のそれぞれに、実施の形態８のような、リア側Ｚ２及び径方向内側Ｙ１の合成方向に延びる誘導流路としての貫通孔が形成されてもよい。或いは、２つのパワーモジュール１６０の間に、１つのモジュール放熱部材１１０が配置され、１つのモジュール放熱部材１１０に、径方向Ｙに貫通する冷媒の冷媒流路１８０が形成されてもよい。この場合は、１つのモジュール放熱部材１１０に、径方向Ｙに貫通する冷媒流路１８０から、リア側Ｚ２、又はリア側Ｚ２及び径方向内側Ｙ１の合成方向に貫通する誘導流路としての貫通孔が設けられてもよい。
【０１２０】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１２１】
１  フロント側ブラケット、２  リア側ブラケット、３  固定子、４  回転軸、６  回転子、１６  放熱部材固定面、３２  巻線、１００  回転電機、１０１  カバー、１０１ｃ  カバー開口部、１０２  ケース、１０３  回路基板、１０５  回路素子、１０６  回路放熱部材、１０７  スルーホール、１０８  誘導部材、１１０  モジュール放熱部材、１１２  誘導流路、１６０  パワーモジュール、１６１  正極側接続部材、１６４  制御用接続部材、１７０  制御回路、１８０  冷媒流路、２００  回転電機本体部、３００  電力供給ユニット、Ｃ  軸心、Ｘ  周方向、Ｙ  径方向、Ｙ１  径方向内側、Ｚ  軸方向、Ｚ１  フロント側（軸方向の一方側）、Ｚ２  リア側（軸方向の他方側）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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