(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転子および固定子を保持するフロントブラケットおよびリヤブラケットと、前記ブラケットの外側に前記ブラケットに固定して設けられたヒートシンクと、前記ヒートシンクと前記モータとの間において前記モータの回転軸に設置されたレゾルバロータとこれを取巻くレゾルバステータとからなり、前記回転子の磁極位置を検出するレゾルバと、前記ヒートシンクの、前記レゾルバとは反対面に設置された固定子回路部および界磁回路部と、前記ヒートシンクの、前記レゾルバとは反対側において、前記ヒートシンクに取り付けられたインサートケースに保持され、前記固定子回路部および界磁回路部と電気的に接続される制御基板とを備え、前記レゾルバのレゾルバ入出力端子は、前記ヒートシンクに設けられた挿通孔を通って前記制御基板に電気的に接続されていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記レゾルバステータは、該レゾルバステータを保持する絶縁物からなるレゾルバ保持部材を介して前記ヒートシンクに固定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】
前記レゾルバステータは、前記レゾルバ保持部材に設けられた取付け穴を用いて前記ヒートシンクにねじで固定されていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記レゾルバ入出力端子をインサートしたレゾルバ入出力端子保持部を前記レゾルバ保持部材と一体に形成し、前記レゾルバ入出力端子保持部の一部を前記挿通孔に嵌入したことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項５】
前記挿通孔と前記レゾルバ入出力端子保持部との間をシール部材を用いてシールしたことを特徴とする請求項４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記挿通孔の前記制御基板側にシール部材の溜り部を設けたことを特徴とする請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
前記制御基板は、前記ヒートシンクに取付けられたインサートケース内に、樹脂によりインサート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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は回転電機、特に制御装置一体型の回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転電機、例えば車両の制御に用いられる制御装置一体型の回転電機においては、モータの制御基板と、モータ回転軸の回転角センサであるレゾルバとを接続するために、種々の工夫を凝らして、接続用部品および組立工数を削減できるようにしている。特許文献１においては、レゾルバ入出力端子が制御基板に対向した状態で、レゾルバステータが、制御装置のリードフレームに固定され、レゾルバ入出力端子の一端部を制御基板の配線パターンに設けられたスルーホールに、軸方向に貫通させて半田付けすることにより電気的に接続することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４７９８２１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、特許文献１に示された制御装置一体型の回転電機は、制御基板、固定子回路部、および界磁回路部に放熱手段を設けていないため冷却性能が十分とはいえない。そこで、本発明が解決しようとする課題は、モータの制御基板、固定子回路部、界磁回路部、およびレゾルバを備えた回転電機にヒートシンクを設けることにより放熱効果を高めるとともに、レゾルバの組立作業が容易で、接続用部品および接続工数を削減することができる小型で安価な回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る回転電機は、モータの回転子および固定子を保持するブラケットと、前記ブラケットの外側において前記ブラケットに固定して設けられたヒートシンクと、前記ヒートシンクと前記モータとの間において前記モータの回転軸に設置されたレゾルバロータとこれを取巻くレゾルバステータからなるレゾルバと、前記ヒートシンクの、前記レゾルバとは反対面に設置された固定子回路部および界磁回路部と、前記ヒートシンクの前記レゾルバとは反対側において前記ヒートシンクに保持されたインサートケースに取り付けられ、前記固定子回路部および界磁回路部と電気的に接続された制御基板とを備え、前記レゾルバ入出力端子は、前記ヒートシンクに設けられた挿通孔を通って前記制御基板に電気的に接続されている。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、回転電機の固定子回路部、界磁回路部、および制御基板の放熱効果に優れ、回転電機の組立てにおいて、レゾルバの組立作業が容易で、しかも部品の接続工数および部品点数を削減することができる小型で安価な回転電機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る回転電機の側面断面図である。
【図２】図１の回転電機から樹脂カバーを取り外した状態の正面図である。
【図３】図２のA−A’切断線における断面図である。
【図４】ヒートシンクを放熱フィン側から見た正面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る回転電機のレゾルバステータの正面図である。
【図６】本発明の実施に形態２に係る回転電機の側面断面図である。
【図７】ヒートシンクにレゾルバステータを取り付けた状態を示す正面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る回転電機の、図２のA−A’切断線での断面図に相当する断面図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る回転電機の、図２のA−A’切断線での断面図に相当する断面図である。
【図１０】図９の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る制御装置一体型の回転電機（以下、単に回転電機という）の断面図である。図２は樹脂カバー１８を外した回転電機の正面図である。図３は図２のＡ−Ａ’切断面での断面図である。
【０００９】
図１〜３において、回転電機は、モータの界磁巻線２ａが巻かれ、回転軸９に取付けられた回転子２、三相固定子巻線３ａが巻かれた固定子３、回転子２および固定子３を保持するフロントブラケット４とリヤブラケット５、両端部がそれぞれ軸受７および８を介してフロントブラケット4とリヤブラケット5に回転自在に支承された回転軸９、この回転軸９の前端部に固定されたプーリ１０、および回転軸９の後端部に配置されている、後述するレゾルバ６、ヒートシンク１３、および制御基板１６等を覆う樹脂カバー１８を備えている。
【００１０】
回転軸９の後端部には、スリップリング１１が組みつけられ、スリップリング１１と摺接するブラシ１２がブラシホルダ１２ａに保持されている。これらスリップリング１１およびブラシ１２を通して、界磁巻線２ａに電流が供給される。
【００１１】
リヤブラケット５の中央に、外側に向けて形成された円筒状のセンサ固定部５ａに、回転角センサであるレゾルバ６のレゾルバステータ６ｂが配置され、レゾルバステータ６ｂに対向してレゾルバロータ６ａが回転軸９に固定されている。レゾルバ６は、回転軸9と同軸に配置されて、回転軸9すなわち回転子２の磁極位置を検出する回転角センサである。
【００１２】
リヤブラケット５の外側でかつレゾルバ６の反モータ側にヒートシンク１３が配置されている。ヒートシンク１３は、熱伝導性の高い金属からなる板状部と、この板状部のリヤブラケット５側の面に多数植設された放熱フィン１３ａからなり、放熱フィン１３ａがリヤブラケット５に固定されている。ヒートシンク１３には、図４に示すように、中央にスリップリング１１およびブラシホルダ１２ａを許容する大きさの開口が設けられている。また、ヒートシンク１３には、後述するレゾルバ入出力端子を通す挿通孔１３ｂが設けられている。
【００１３】
ヒートシンク１３の反モータ側にはインサートケース１９がヒートシンク１３に取付けられ、このインサートケース１９には、ヒートシンク１３と対向して配置された制御基板１６が取付けられている。制御基板１６と対向するヒートシンク１３上には固定子回路部１４および界磁回路部１５が固定され、それぞれの発熱をヒートシンク１３により放熱するようになされている。
【００１４】
モータの制御およびレゾルバ６による回転子磁極位置の検出は、全て制御基板１６で行なわれるため、固定子回路部１４の接続端子、界磁回路部１５の接続端子、およびレゾルバステータ６ｂから引出されたレゾルバ入出力端子６ｃは、ともに制御基板１６に導かれ、制御基板１６の配線パターンに設けられたスルーホールに半田付けされる。固定子回路部１４および界磁回路部１５は、制御基板１６と向き合っているため、接続端子を直接制御基板１６に接続できるが、レゾルバ６は、ヒートシンク１３で隔てられているため、ヒートシンク１３に設けられた挿通孔１３ｂにレゾルバ入出力端子６ｃを通して制御基板１６の配線パターンのスルーホールに半田付けにより接続される。挿通孔１３ｂは、レゾルバ入出力端子６ｃを通すだけの大きさの、例えば矩形状になっている。
【００１５】
制御基板１６と固定子回路部１４、界磁回路部１５、およびレゾルバ入出力端子６ｃとの接続は、それぞれの端子を制御基板１６の内線パターンに設けられたスルーホールに挿入した後、同時に半田付けを行なうにより、一挙に行なうことができる。レゾルバ入出力端子６ｃも、挿通孔１３ｂを通って制御基板１６に接近できるから、コネクタ等余分な部品なしに接続が可能である。
【００１６】
以上のように本実施の形態１の構成では、ヒートシンク１３を設けたことで、固定子回路部１４および界磁回路部１５はヒートシンク１３に直接放熱され、制御基板１６の熱は、接続端子およびインサートケース１９を通してヒートシンク１３から放熱されるため、制御基板１６、固定子回路部１４、および界磁回路部１５の十分な冷却効果が得られる。同時に、前記のような接続構造をとることで、レゾルバ接続をコネクタ等の部品を介さず行うことができるため、低コスト化、小型化を図ることができる。また、固定子回路部１４や界磁回路部１５などの制御基板１６への半田付けと同時にレゾルバ入出力端子６ｃの半田付けも行うことができるため、作業性が向上し、組立工数および部品点数を削減することができる。
【００１７】
実施の形態２．
図５〜７はこの発明の実施の形態２を説明する図である。図５は実施の形態２に係る回転電機の側面断面図、図６はそのレゾルバステータを示す正面図、図７はレゾルバステータをヒートシンクに取付けたものを示す正面図である。
【００１８】
実施の形態２のレゾルバステータ６ｂは、その周囲を取り巻いて保持する絶縁物製の保持部材６ｄを備えていて、保持部材６ｄの周囲３箇所に張出し部６ｇが設けられ、この張出し部６ｇに取付け穴６ｅが設けられている。一方、ヒートシンク１３には、取付け穴６ｅに対応するねじ穴１３ｃ（図４参照）が形成されている。
【００１９】
レゾルバステータ６ｂは、ヒートシンク１３の放熱フィン１３ａが設けられている側に密着するように、保持部材６ｄの取付け穴６ｅによりねじ２３で固定される。レゾルバ入出力端子６ｃは、ヒートシンク１３の放熱フィン側から、挿通孔１３ｂを通って反対側に導出され、制御基板１６の配線パターンのスルーホールに半田付けされる。その他、レゾルバステータ６ｂの取付け構造以外は実施の形態１と同様である。
【００２０】
なお、レゾルバステータ６ｂの、ヒートシンク１３への固定は、ねじ止めに限るものではなく、例えば、接着、熱カシメ等、機能上必要な固定力を有していれば、他の固定方法であってもよい。ねじ止めの場合、３箇所の取付け穴を設けているが、取付け穴の個数はこれに限るものではない。
【００２１】
本実施の形態２に係る回転電機によれば、全体の組立てに先立って、レゾルバステータ６ｂをヒートシンク１３に予め固定することにより、レゾルバステータ６ｂとヒートシンク１３と制御基板１６を一体とした組立体として取り扱うことができるため、レゾルバ等の組立作業が容易である。また、この組立体をモータ部に取付ける前に、制御基板１６へのレゾルバ入出力端子の半田付けによる電気的な接続作業が可能となる。さらにまた、レゾルバステータ６ｂをヒートシンク１３に固定しているため、レゾルバ６の冷却効果が向上する。その他の効果は実施の形態１と同じである。
【００２２】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３に係る回転電機のレゾルバの近傍を示す断面図である。本実施の形態３では、レゾルバステータ６ｂの保持部材６ｄに、レゾルバ入出力端子６ｃの制御基板１６に向かう部分、つまり、保持部材６ｄからヒートシンク１３の挿通孔１３ｂ内に至る部分を絶縁物中にインサートしたレゾルバ入出力端子保持部６ｆをレゾルバステータの保持部材６ｄと一体に形成し、レゾルバ入出力端子保持部６ｆの端部をヒートシンク１３の挿通孔１３ｂに嵌入して固定している。その他の構成は実施の形態１または２と同様である。
【００２３】
本実施の形態３によれば、レゾルバ入出力端子６ｃはレゾルバ入出力端子保持部６ｆにより保持され、レゾルバ入出力端子保持部６ｆの端部がヒートシンク１３の挿通孔１３ｂに固定されるので、端子の折れ、曲がりなどがなく、制御基板１６への電気的接続の確実性が向上する。またレゾルバ入出力端子保持部６ｆは保持部材６ｄと一体で成形されるため部品点数を増やすことなく形成することが可能である。その他の効果は実施の形態１と同じである。
【００２４】
実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４に係る回転電機のレゾルバの近傍を示す断面図、図１０は図９のヒートシンクの挿通孔周辺の拡大図である。
【００２５】
実施の形態４の回転電機では、図９のように、制御基板１６はエポキシ樹脂などのポッティング部材２０によってインサートケース１９内にインサートされて固定される。ポッティング部材２０をインサートケース１９に充填する際、高いシール性が必要である。そこで実施の形態４では、ヒートシンク１３の挿通孔１３ｂの制御基板１６側に円筒壁１３ｄを設け、円筒壁１３ｄの内側をシール部材の溜り部２２とし、レゾルバ入出力端子保持部６ｆとの間に粘度の高いシリコン樹脂などのシール部材２１を収容する。もちろん、溜り部２２を設けることなく、挿通孔１３ｂとレゾルバ入出力端子保持部６ｆとの間隙をシール部材で封じるだけでもよい。
【００２６】
このようにすることで、ヒートシンク１３の挿通孔１３ｂとレゾルバ入出力端子保持部６ｆとの気密を確保し、制御基板１６のポッティング時の高いシール性を確保する。制御基板１６をポッテリングすることにより、制御基板１６を塵埃、湿気などから保護すると同時に、耐振性と放熱性を向上させることができる。なお使用するポッティング部材２０はエポキシ樹脂に限るものではなく、また、シール部材２１はシリコン樹脂に限るものではない。その他の効果は実施の形態１と同じである。
【００２７】
以上本発明を実施の形態１〜４により説明したが、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形または省略することが可能である。
【符号の説明】
【００２８】
２  回転子、                      ３  固定子、
４  フロントブラケット、          ５  リヤブラケット、
５ａ  センサ固定部、              ６  レゾルバ、
６ａ  レゾルバロータ、            ６ｂ  レゾルバステータ、
６ｃ  レゾルバ入出力端子、        ６ｄ  保持部材、
６ｅ  取付け穴、                  ６ｆ  レゾルバ入出力端子保持部、
６ｇ  張出し部、                  ７  軸受、
８  軸受、                        ９  回転軸、
１０  プーリ、                    １１  スリップリング、
１２  ブラシ、                    １２ａ  ブラシホルダ、
１３  ヒートシンク、              １３ａ  放熱フィン、
１３ｂ  挿通孔、                  １３ｃ  穴、
１３ｄ  円筒壁、                  １４  固定子回路部、
１５  界磁回路部、                １６  制御基板、
１８  樹脂カバー、                １９  インサートケース、
２０  ポッティング部材、          ２１  シール部材、
２２  溜り部、                    ２３  ねじ。
【要約】
【課題】放熱性に優れ、組立て工数および接続用部品を削減することができる小型で安価な回転電機を提供する。
【解決手段】モータの回転子２および固定子３を保持するフロントブラケット４およびリヤブラケット５と、該ブラケットの外側に前記ブラケットに固定して設けられたヒートシンク１３と、ヒートシンク１３と前記モータとの間に設置されたレゾルバ６と、ヒートシンク１３の、レゾルバ６とは反対面に設置された固定子回路部１４および界磁回路部１５と、ヒートシンク１３に取り付けられたインサートケース１９に支持され、固定子回路部１４および界磁回路部１５と電気的に接続される制御基板１６とを備え、レゾルバ入出力端子６ｃは、ヒートシンク１３に設けられた挿通孔１３ｂを通って制御基板１６に電気的に接続されている。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
0005420040.tif 000003
【図３】
0005420040.tif 000004
【図４】
0005420040.tif 000005
【図５】
0005420040.tif 000006
【図６】
0005420040.tif 000007
【図７】
0005420040.tif 000008
【図８】
0005420040.tif 000009
【図９】
0005420040.tif 000010
【図１０】
0005420040.tif 000011