(57)【要約】      （修正有）【課題】スイッチング素子の冷却性を確保し、且つ、引き出し線等の接続を簡略化して、信頼性及び生産性の高い回転電機を提供する。【解決手段】パワー回路部１０から引き出される口出し線に接続されるパワー回路接続部２０とこのパワー回路接続部に接続され電機子巻線から引き出される引き出し線に接続される電機子巻線接続部１９とを有する中継プレート１８を備え、パワー回路接続部１０と電機子巻線接続部１９を所望の配置とすることで、固定子７の電機子巻線からの引き出し線を一定の範囲に固めて取り出すことで巻線間を接続するための中間結線を短くすることができ、振動による中間結線の断線を防止することができると共に、パワー回路部のスイッチング素子を分散して配置してスイッチング素子同士の熱干渉を軽減することができ、スイッチング素子の冷却を有利に行うことができるようにした。【選択図】図１
2010268541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子巻線を備えた固定子と、
前記固定子の軸方向の両端部に配置され、前記固定子を支持する一対のハウジングと、
界磁巻線と界磁鉄心を備え、前記一対のハウジングにより回動自在に支持された回転子と、
前記回転子の軸方向端部に設けられた冷却ファンと、
前記電機子巻線に流れる電機子電流を制御するスイッチング素子を備え、前記一対のハウジングのうちの一方のハウジングに固定されたパワー回路部と、
前記界磁巻線に流れる界磁電流を制御するスイッチング素子を備えた界磁回路部と、
前記一方のハウジングに固定され、前記パワー回路部のスイッチング素子を冷却する冷却フィンを備えたヒートシンクと、
前記一方のハウジングに固定され、前記パワー回路部から引き出される口出し線に接続されるパワー回路接続部とこのパワー回路接続部に接続され前記電機子巻線から引き出される引き出し線に接続される電機子巻線接続部とを有する中継プレートと、
を備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記ヒートシンクは、一方の表面に前記パワー回路部のスイッチング素子が固定され、他方の表面に前記冷却フィンが設けられ、
前記中継プレートは、一方の表面が前記冷却フィンに対向し、他方の表面が前記冷却ファンに対向して配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記ヒートシンクは、一方の表面に前記パワー回路部のスイッチング素子が固定され、他方の表面に前記スイッチング素子が固定されている位置に対応して前記冷却フィンが設けられ、
前記中継プレートは、一方の表面が前記冷却フィンに対向し、他方の表面が前記冷却ファンに対向して配置されていると共に、前記ヒートシンクの前記冷却フィンが設けられていない部分に流入する冷却風を制限する防風壁を備えている
ことを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
【請求項４】
前記パワー回路接続部が、前記中継プレートの防風壁と一体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】
前記中継プレートは、前記一方のハウジングに設けられた排気口からの排気が前記一方のハウジングに設けられた吸気口に流入するのを阻止する排気ガイド備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項６】
前記中継プレートは、略Ｕ字状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５乃うちの何れか１項に記載の回転電機。
【請求項７】
前記中継プレートは、円環状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５乃うちの何れか１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、エンジンに連結される車両用等の回転電機、特にその構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性薄板を積層して構成した固定子鉄心に毎極毎相当たり２個の割合でスロットを形成し、これらのスロット内に挿入されたコイル導体により形成した相巻線によりＵ、Ｖ、Ｗの各相巻線群を構成した車両用交流発電機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された従来の車両用交流発電機に於いて、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各相巻線群は、電気角で３０°位相の異なる相巻線を各相巻線の巻線端部に設けられた相間接続用の引き出し線により直列に接続して構成される。そして、これらの相巻線群は、中性点用の引き出し線により相互に接続されて１組のＹ結線された三相交流電機子巻線を構成する。
【０００３】
このように構成される従来の車両用交流発電機に於いて、各相巻線を相互に直列に接続する引き出し線は、各相巻線の端部から引き出されて各相巻線のコイルエンドの上に配置され、又、同様に、中性点用の引き出し線は、コイルエンドの上に配置されている。
【０００４】
又、従来、電力変換装置を構成するスイッチング素子のうちの高電位側のスイッチング素子を高電位側のヒートシンクに固定し、低電位側のスイッチング素子を低電位側のヒートシンクに固定し、これらのヒートシンクにより各スイッチング素子を冷却するように構成した車両用回転電機が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
特許文献２に開示された従来の車両用回転電機は、各相の高電位側のヒートシンクに夫々バッテリ端子を設け、回転電機の搭載状況に応じてバッテリ端子の取り出し箇所を選択することができるように構成されている。更に、スイッチング素子やダイオードから、電機子巻線に接続するための口出し線が引き出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２-３５４７３６号公報
【特許文献２】特開２００８-５６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、車両用回転電機に於いて、相間接続用の引き出し線及び中性点用の引き出し線は、その長さが短かいほど引き出し線の断線の危険性が減少し回転電機の信頼性が向上するが、相間接続用の引き出し線及び中性点用の引き出し線の配置や長さは、スイッチング素子及びダイオードからの口出し線の引き出し位置や電機子巻線の相数に影響されて変化するので、相間接続用の引き出し線及び中性点用の引き出し線を短くするためには、スイッチング素子やダイオードからの口出し線の配置を集中させることが必要となる。
【０００８】
一方、電力変換装置をインバータとして動作させ、回転電機を車両駆動用の電動機として使用する場合には、大トルクを発生させるための大きな電機子電流が各スイッチング素子に流れ、スイッチング素子からの発熱が大きくなる。従って、スイッチング素子を効果的に冷却するためには、各スイッチング素子を固定した夫々のヒートシンクを回転電機の軸心の周りに分散して配置した方が、スイッチング素子の冷却のためには有利となる。  
【０００９】
従って、従来の車両用回転電機は、相間接続用の引き出し線及び中性点用の引き出し線を短くすることと、スイッチング素子を効果的に冷却することを両立させる構成とすることが困難であった。即ち、相間接続用の引き出し線及び中性点用の引き出し線を短くするためにスイッチング素子を集中して配置すると、狭い範囲に高温となるスイッチング素子が集中するため回転電機が高温となってしまい、他方、スイッチング素子を効果的に冷却するために各スイッチング素子を固定した夫々のヒートシンクを回転電機の軸心の周りに分散して配置すると、スイッチング素子やダイオードに接続するための口出し線の位置が分散され、その結果、相間接続用の引き出し線及び中性点用の引き出し線の長さが大きくなり、これらの引き出し線の断線の危険性が増大することとなる。
【００１０】
この発明は、従来の回転電機に於ける前述のような課題を解決するためになされたものであり、スイッチング素子の冷却性を確保し、且つ、引き出し線等の接続を簡略化して、信頼性及び生産性の高い回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明による回転電機は、
電機子巻線を備えた固定子と、
前記固定子の軸方向の両端部に配置され、前記固定子を支持する一対のハウジングと、
界磁巻線と界磁鉄心を備え、前記一対のハウジングにより回動自在に支持された回転子と、
前記回転子の軸方向端部に設けられた冷却ファンと、
前記電機子巻線に流れる電機子電流を制御するスイッチング素子を備え、前記一対のハウジングのうちの一方のハウジングに固定されたパワー回路部と、
前記界磁巻線に流れる界磁電流を制御するスイッチング素子を備えた界磁回路部と、
前記一方のハウジングに固定され、前記パワー回路部のスイッチング素子を冷却する冷却フィンを備えたヒートシンクと、
前記一方のハウジングに固定され、前記パワー回路部から引き出される口出し線に接続されるパワー回路接続部とこのパワー回路接続部に接続され前記電機子巻線から引き出される引き出し線に接続される電機子巻線接続部とを有する中継プレートと、
を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明による回転電機によれば、パワー回路部から引き出される口出し線に接続されるパワー回路接続部とこのパワー回路接続部に接続され電機子巻線から引き出される引き出し線に接続される電機子巻線接続部とを有する中継プレートを備えているので、パワー回路接続部と電機子巻線接続部を所望の配置とすることができ、固定子の電機子巻線からの引き出し線を一定の範囲に固めて取り出すことで巻線間を接続するための中間結線を短くすることができ、振動による中間結線の断線を防止することができると共に、パワー回路部のスイッチング素子を分散して配置してスイッチング素子同士の熱干渉を軽減することができ、スイッチング素子の冷却を有利に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１による車両用回転電機の縦断面図である。
【図２】この発明の実施の形態1による車両用回転電機の電気回路図である。
【図３】この発明の実施形態１による車両用回転電機の中継プレートとヒートシンクを図１の矢印Ａ方向から見た側面図である。
【図４】この発明の実施の形態１による車両用回転電機の中継プレートのリヤ側平面図である。
【図５】この発明の実施の形態１による車両用回転電機の中継プレートのフロント側平面図である。
【図６】この発明の実施形態２による車両用回転電機の中継プレートとヒートシンクの側面図である。
【図７】この発明の実施形態３による車両用回転電機の主要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
以下、図に基づいてこの発明の実施の形態１による車両用回転電機について説明する。図１は、この発明の実施の形態１による車両用回転電機の縦断面図、図２は、この発明の実施の形態1による車両用回転電機の電気回路図である。以下の説明に於いて、車両用回
転電機に於けるエンジンの出力軸に連結されるプーリを備えた側を「フロント側」、反フロント側を「リヤ側」と称する。図１及び図２に於いて、車両用回転電機１は、フロント側ハウジング８と、リヤ側ハウジング９と、フロント側ハウジング８に支持されたとフロント側軸受８１とリヤ側ハウジング９に支持されたリヤ側軸受９１とによりシャフト４が回転自在に保持された回転子５と、フロント側ハウジング８とリヤ側ハウジング９とにより挟持されて固定された固定子７とを備えている。
【００１５】
固定子７は、積層鉄心のスロット内に挿入されたコイル導体からなる電機子巻線６を備える。電機子巻線６は、三相Ｙ結線されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相巻線６２、６１、６３を備えている。回転子５は、クローポール型の界磁鉄心３とこの界磁鉄心３に保持された界磁巻線２とを含む。
【００１６】
シャフト４のフロント側端部に固定されたプーリ４１は、エンジンにベルト（図示せず）を介して連結される。シャフト４のリヤ側に固定された一対のスリップリング３１、３２は、リヤ側ブラケット９の内部に固定されたブラシ保持器３３に摺動自在に保持された一対のブラシ３４、３５に摺動可能に接触している。一対のスリップリング３１、３２は、界磁巻線３から引き出された一対の界磁巻線口出し線２０１、２０２に接続されている。又、一対のスリップリング３１、３２の一部は、リヤ側ハウジング９に固定された絶縁体３６により間隙を介して覆われている。
【００１７】
フロント側冷却ファン１４とリヤ側冷却ファン１３は、回転子５のフロント側の軸方向端面とリヤ側の軸方向端面に夫々固定され、回転子５の回転と一体となって回転する。電力変換回路部としてのパワー回路部１０は、三相ブリッジ回路を構成する６個のスイッチング素子ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬを含む。スイッチング素子ＵＨ、ＶＨ、ＷＨは、三相ブリッジ回路のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各正極側アームを構成し、スイッチング素子ＵＬ、ＶＬ、ＷＬは、三相ブリッジ回路のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各負極側アームを構成している。
【００１８】
ＥＣＵ６００は、車速等の車両情報を検出するセンサー群５００からの信号若しくは運転者からの指令信号等に基づいて制御指令を発生し制御回路部１１に与える。制御回路部１１は、ＥＣＵ６００からの制御指令に基づいてゲート信号を生成し、このゲート信号を各スイッチング素子ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬのゲートに入力する。パワー回路部１０は、各スイッチング素子ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬが制御回路部１１からのゲート信号に基づいてスイッチング動作することによりインバータ若しくはコンバータとして動作する。
【００１９】
制御回路部１１は、リヤブラケット９の軸方向端部に固定された樹脂製の制御回路筐体１１１の内部に収容されて固定されており、その表面が蓋体１１２により覆われている。車両用回転電機１の回転子５の回転位置を検出する回転子位置検出装置５０は、その回転子５１がシャフト４のリヤ側端部に固定され、固定子５２が前述の制御回路筐体１１１に固定されている。回転子位置検出装置５０のリヤ側の軸方向端面は、制御回路筐体１１１に装着された蓋体５０１により覆われている。回転子位置検出装置５０の出力信号は、制御回路部１１に入力され、前述のゲート信号の発生タイミングの決定等に用いられる。
【００２０】
パワー回路部１０の各スイッチング素子ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬは、パワー回路プリント基板１０１に実装され、このパワー回路プリント基板１０１を介して後述するようにヒートシンク１５を構成するヒートシンクベース１６に固定されている。界磁回路部１２は、界磁電流制御用スイッチング素子ＦＳ及び界磁電流の逆流を阻止するダイオードＤを含み、車両用回転電機１に要求される発生トルクや発電量を出力できるように界磁電流を制御する。界磁電流制御用スイッチング素子ＦＳにより制御された界磁電流は、一対のブラシ３４、３５から一対のスリップリング３１、３２を介して界磁巻線２に供給される。界磁電流制御用スイッチング素子ＦＳ及びダイオードＤは、界磁回路プリント基板１２１に実装され、後述するようにヒートシンクベース１６に固定されている。
【００２１】
図３は、この発明の実施の形態１による車両用回転電機の中継プレートとヒートシンクを、図１の矢印Ａ方向から見た側面図である。図１及び図３に於いて、リヤ側ブラケット９の内側に固定されたヒートシンク１５は、環状に形成されたヒートシンクベース１６と、このヒートシンクベース１６のフロント側表面に固定された冷却フィン１７とにより構成され、シャフト４の周りを囲むように配置されている。ヒートシンク１５は、リヤ側ブラケット９と同様に、車両のアース電位に保持される。
【００２２】
冷却フィン１７は、Ｕ相冷却フィン１７１と、Ｖ相冷却フィン１７２と、Ｗ相冷却フィン１７３と、図１に示す界磁冷却フィン１７４とから構成されている。Ｕ相冷却フィン１７１と、Ｖ相冷却フィン１７２と、Ｗ相冷却フィン１７３は、車両用回転電機１の図１に於ける下半部に於いて、シャフト４を中心としてほぼ９０度の間隔を介して配置され、ヒートシンクベース１６のフロント側表面に固定されている。又、界磁冷却フィン１７４は、車両用回転電機１の図１に於ける上方部に於いて、ヒートシンクベース１６のフロント側表面に固定されている。
【００２３】
次に、図１乃至図３に於いて、前述の界磁回路プリント基板１２１は、樹脂製の界磁回路筐体１２２により周囲が包囲され、ヒートシンクベース１６のリヤ側表面に直接接触して固定されている。又、界磁回路プリント基板１２１は、その表面が界磁回路筐体１２２に装着された蓋体１２３により覆われている。
【００２４】
前述のパワー回路プリント基板１０１は、夫々分離されたＵ相プリント基板とＶ相プリント基板とＷ相プリント基板とにより構成されており、Ｕ相プリント基板にはＵ相に対応する一対のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬが実装され、Ｖ相プリント基板にはＶ相に対応する一対のスイッチング素子ＶＨ、ＶＬが実装され、Ｗ相プリント基板にはＷ相に対応する一対のスイッチング素子ＷＨ、ＷＬが実装されている。
【００２５】
前述のＵ相プリント基板とＶ相プリント基板とＷ相プリント基板は、夫々、樹脂製のＵ相パワー回路筐体とＶ相パワー回路筐体とＷ相パワー回路筐体により周囲が包囲され、ヒートシンクベース１６のリヤ側表面に直接接触して固定されている。又、Ｕ相プリント基板とＶ相プリント基板とＷ相プリント基板は、その表面が各相のパワー回路筐体に装着された蓋体により夫々覆われている。尚、図１には、各相のパワー回路筐体と蓋体のうち、Ｖ相パワー回路筐体１０２及びその蓋体１０３のみが表示されている。
【００２６】
前述のパワー回路筐体と蓋体により覆われたＵ相プリント基板とＶ相プリント基板とＷ相プリント基板は、車両用回転電機１の図１に於ける下半部に於いて、シャフト４を中心としてほぼ９０度の間隔を介してヒートシンクベース１６のリヤ側表面に分散して配置されている。従って、これらのプリント基板は、ヒートシンクベース１６を介して前述のＵ相冷却フィン１７１、Ｖ相冷却フィン１７２、Ｗ相冷却フィン１７２に夫々対応している。
【００２７】
各スイッチング素子ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬに発生した熱は、パワープリント基板１０１を構成する前述のＵ相プリント基板、Ｖ相プリント基板、Ｗ相プリント基板を介してヒートシンクベース１６に伝達され、主として夫々対応するＵ相冷却フィン１７１、Ｖ相冷却フィン１７２、Ｗ相冷却フィン１７３により放出される。又、前述の界磁電流制御用スイッチング素子ＦＳに発生した熱は、界磁回路プリント基板１２１を介してヒートシンクベース１６に伝達され、主として界磁冷却フィン１７４により放出される。
【００２８】
次に、中継プレート１８について説明する。図４は、この発明の実施の形態１による車両用回転電機の中継プレートのフロント側平面図、図５は、この発明の実施の形態１による車両用回転電機の中継プレートのリヤ側平面図である。図１、図４及び図５に於いて、樹脂等の絶縁物より成る中継プレート１８は、ほぼＵ字状に形成されており、シャフト４の周囲を、図１に於ける下半部から上半部の一部にかけて包囲するように配置され、リヤ側ハウジング９の内側に固定されている。
【００２９】
中継プレート１８の半径方向中央部の内周面１８１は、前述の絶縁体３６の外周面に対して間隔を介して対向している。中継プレート１８のリヤ側表面の外周縁部には冷却フィン１７の外周部の一部を間隔を介して覆う半管状の庇部１８１が設けられている。中継プレート１８のリヤ側表面は、ヒートシンク１５の冷却フィン１７の軸方向端面に対向して配置され、冷却フィン１７と中継プレート１８とで後述する冷却風が通過する風路を構成している。
【００３０】
この発明の実施の形態１では、ヒートシンク１５の冷却フィン１７がヒートシンクベース１６のフロント側表面から中継プレート１８のリヤ側表面に向かって延びるように構成されている。中継プレート１８は、車両用回転電機１のリヤ側ハウジング９内で、ヒートシンク１５とリヤ側冷却ファン１３との間に配置されている。
【００３１】
中継プレート１８のフロント側表面の中央付近には、固定子７に於ける電機子巻線６のＵ相巻線６２、Ｖ相巻線６１、Ｗ相巻線６３から夫々引き出された３本の引き出し線６１に夫々接続される３個の電機子巻線接続部１９が固定されている。これらの３個の電機子巻線接続部１９は、中継プレート１８の中央部に集中して配置されている。
【００３２】
又、中継プレート１８のリヤ側表面には、３個のパワー回路接続部２０が固定されている。これらのパワー回路部接続部２０は、中継プレート１８の両端部と中央部とに分散して配置され、中継プレート１８のリヤ側表面から外周面部を経由してフロント側表面に延在し、前述の３個の電機子巻線接続部１９に夫々接続されている。
【００３３】
Ｖ相のパワー回路接続部２０とＶ相の電機子巻線接続部１９とは、夫々中継プレート１８の中央部に配置されているので、図１に示すように、中継プレート１８の半径方向に延在するＶ相のパワー回路接続部２０が電機子巻線接続部１９に接続されている。Ｕ相とＷ相のパワー回路接続部２０は、夫々中継プレート１８の両端部に配置されているので、夫々中継プレート１８のフロント側表面に於いてその内周面１８１側に沿って延在するパワー回路接続部（図示せず）が、中継プレート１８の中央部に配置されているＵ相、Ｗ相の電機子巻線接続部２０に夫々接続されている。
【００３４】
電機子巻線６の各相の引き出し線６１は、中継プレート１８の中央部に集中して配置された各相の電機子巻線接続部２０に対応して電機子巻線６の図１の下方に於いて集中して電機子巻線６から引き出されており、従来のように電機子巻線６の巻線端部に引き回されることなく対応する相の電気子巻線接続部２０に夫々接続されている。
【００３５】
ヒートシンクベース１６に分散して配置されたパワー回路部１０のＵ相プリント基板とＶ相プリント基板とＷ相プリント基板からは、各相の正極側アームと負極側アームとを構成する一対のスイッチング素子の接続部から夫々口出し線１００が引き出されており、この各相の口出し線１００の引き出し位置は、夫々中継プレート１８に設けられた各相のパワー回路接続部２０の位置にほぼ対応している。従って、これらの口出し線１００は、冷却フィン１５側から車両用回転電機1の軸方向に僅かに中継プレート１８側に延びるのみ
の最短距離にて、対応するパワー回路接続部２０に接続されている。
【００３６】
以上のように構成されたこの発明の実施の形態１による車両用回転電機１に於いて、ＥＣＵ６００は、センサ群５００からの車両情報及び運転者からの指令に基づいて制御指令を生成し、この制御指令を制御回路部１１に与える。制御回路部１１は、ＥＣＵ６００からの制御指令に基づいてゲート信号を生成し、このゲート信号をパワー回路部１０の各スイッチング素子ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬに与える。各スイッチング素子ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬは、与えられたゲート信号に基づいてスイッチング動作を行なう。
【００３７】
車載用回転電機１を電動機として動作させるときは、電力変換回路部としてのスイッチング素子ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬのスイッチング制御によりパワー回路部１０をインバータとして動作させる。即ち、バッテリ１０からの直流電力は、インバータとして動作するパワー回路部１０により三相交流電力に変換され、パワー回路部１０の各相の口出し線１００から、中継プレート１８に設けられた前述のパワー回路接続部２０と電機子巻線接続部１９と電機子巻線６の各相の引き出し線６１を介して、電機子巻線６の各相に供給される。これにより、車載用電動機１は電動機として動作し、プーリ４１及びベルトを介してエンジンを駆動する。
【００３８】
このとき、バッテリ１６からスリップリング３１、３２を介して界磁巻線２に供給される界磁電流は、電動機としての車両回転電機１の駆動トルクを調整するために、界磁回路部１２のスイッチング素子ＦＳスイッチング動作により所望の値に調整される。
【００３９】
一方、車載用回転電機１を発電機として動作させるときは、電力変換回路部としてのスイッチング素子ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬのスイッチング制御によりパワー回路部１０をコンバータとして動作させる。即ち、エンジンによりベルト及びプーリ４１を介して駆動される回転子５の回転により電機子巻線６に誘起された三相交流電力は、電機子巻線６からの引き出し線６１を介して中継プレート１８に設けられた前述の電機子巻線接続部１９とパワー回路接続部２０とパワー回路部１０の口出し線１００を介してパワー回路部１０に供給され、コンバータとして動作するパワー回路部１０により直流電力に変換されてバッテリ１６に供給される。
【００４０】
このとき、バッテリ１６からスリップリング３１、３２を介して界磁巻線２に供給される界磁電流は、発電機としての車両回転電機１の発電量を調整するために、界磁回路部１２のスイッチング素子ＦＳスイッチング動作により所望の値に調整される。
【００４１】
車両用回転電機１が電動機若しくは発電機として動作しているとき、回転子５の回転によりリヤ側冷却ファン６１とフロント側冷却ファン１４も同時に回転する。リヤ側冷却ファン１６の回転により、リヤ側ハウジング９の周面部に設けられている吸気口９１から冷却風がリヤ側ハウジング９の内部に吸入され、ヒートシンク１５の冷却フィン１７と中継プレート１８とにより構成された冷却風路を通過してリヤ側冷却ファン１３に到り、そしてリヤ側ハウジング９の周面部に形成された排気口９２から外部に排出される。
【００４２】
この外気の流れにより、ヒートシンク１５の冷却フィン１６が冷却され、パワー回路部１０の各スイッチング素子ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬが効果的に冷却される。
【００４３】
以上述べたこの発明の実施の形態１による車両用回転電機によれば、回転電機内に電機子巻線の引き出し線とパワー回路部の口出し線とを接続するための中継プレートを設けているので、電機子巻線からの引き出し線とパワー回路部からの口出し線との接続部の位置関係を自由に設定することができる。このため、固定子では電機子巻線の引き出し線や中性点の引き出し線を最短にして振動等に対する信頼性が高くなるように最適な引き出し線の配置とし、且つパワー回路部の各相のスイッチング素子を冷却性を向上させるため分散して配置しヒートシンクの形状や大きさを最適化しても、電機子巻線からの引き出し線とパワー回路部からの口出し線を適切に接続することができる。又、中継プレートをヒートシンクのフィンと対向するように配置して冷却風路を構成することができるため、効果的にヒートシンクを冷却することができる。
【００４４】
更に、この発明の実施の形態１による車両用回転電機によれば、中継プレートが回転子に搭載されたリヤ側ファンと対向して配置されているため、リヤ側ファンの吸気の通路が中継プレートの中央部の空間に制限され、冷却風がヒートシンクと中継プレートで構成された風路を通るようにすることができる。このように中継プレートをヒートシンクのフィンと回転子のファンとそれぞれ対向して配置することで、冷却風を冷却フィンに的確に当てることができるので冷却効果をより有効に活用することができ、車両用回転電機の冷却性を向上させることができる。
【００４５】
尚、以上述べた実施の形態１では、中継プレートを略Ｕ字状としているが、パワー回路部との接続部の分布によっては円環状としても良い。中継プレートを円環状とすることで、中継プレートの剛性が高くなり、車両用回転電機の耐振性を向上することができ、又、中継プレートとリヤ側ファンとの対向面が全周にわたって構成されるので、より損失が少なく冷却風を流すことができる。更に、実施の形態１では電機子巻線の相数を３としたが、この発明は相数に限定されるものではない。
【００４６】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２のヒートシンクと中継プレートの側面図である。この実施の形態２では、中継プレート１８にヒートシンク１５の冷却フィン１７が無い部分への冷却風の流入を妨げる防風壁２１を設け、この防風壁２１と一体にパワー回路部１０からの口出し線と接続するパワー回路接続部２０が配置されている。
【００４７】
この発明の実施の形態２では、冷却フィン１７を挟んでパワー回路部１０と中継プレート１８が配置されており、両者を接続するパワー回路接続部２０は冷却フィン１７が構成される部分を塞ぐように接続しなければならない。しかし、回転電機内にヒートシンク１５を固定するためのネジ部等により冷却フィンを構成できない部分が存在し、この冷却フィンを構成できない部分に冷却風が流入すると損失となってしまうため、この冷却フィンを構成できない部分に冷却風が入らないように防風壁２１を設けている。これにより、ヒートシンクを効果的に冷却することができ、同時に中継プレートの防風壁２１の一部にスイッチング回路接続部２０を設けることで必要以上に冷却風の吸入孔を塞ぐことを避けることができる。
【００４８】
実施の形態３．
図７は実施の形態３の回転電機の主要部断面図である。この実施の形態３では、中継プレート１８の外周部に、冷却風の排気がリヤ側ハウジング９の吸気孔９１の方向に向かわないように排気ガイド２２を構成した構造とする。これによって一度回転電機内を通り、温度が上がった空気が再度吸気口９１から吸入されることを防止することができ、ヒートシンクによる冷却を効率よく行うことができる。
【符号の説明】
【００４９】
１    車両用回転電機
２    界磁巻線
３    界磁鉄心
４    シャフト
５    回転子
６    電機子巻線
７    固定子
８    フロント側ハウジング
９    リヤ側ハウジング
１０    パワー回路部
１１    制御回路部
１２    界磁回路部
１３    リヤ側冷却ファン
１４    フロント側冷却ファン
１５    ヒートシンク
１６    ヒートシンクベース
１７    冷却フィン
１８    中継プレート
１９    電機子巻線接続部
２０    パワー回路接続部
２１    防風壁
２２    排気ガイド
【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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