(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機本体とこの回転電機本体を制御する制御装置とが一体に構成された制御装置一体型回転電機であって、
前記回転電機本体は、フロントブラケットおよびリアブラケットからなる一対のブラケットと、固定子巻線を有し両端が前記一対のブラケットに固定された固定子と、回転子巻線を有し前記固定子の内側に配置されて前記一対のブラケットに回転自在に支持された回転子と、前記回転子の軸方向両端部にあって前記回転子の回転により冷却風を発生させる冷却ファンとを備え、
前記制御装置は、前記固定子巻線と外部の直流電源との間で電力変換を行うパワー回路部と、前記パワー回路部を制御する制御回路部とを備え、
前記パワー回路部は、ＳｉＣまたはＧａＮの半導体材料が用いられたスイッチング素子が基板に搭載されて構成されており、
前記基板の前記スイッチング素子が搭載された面の反対側の面が前記リアブラケットの外面側に接した状態で、前記パワー回路部が前記リアブラケットに固定され、前記パワー回路部の前記リアブラケットへの固定側とは反対側に、前記パワー回路部から隙間を空けて前記制御回路部が配置され、前記隙間が、径方向の外周側から前記冷却風を取り込む風路となっていることを特徴とする制御装置一体型回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置一体型回転電機において、
前記パワー回路部の前記基板は、金属ベースが用いられた金属基板であることを特徴とする制御装置一体型回転電機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の制御装置一体型回転電機において、
前記制御回路部は、回路を構成する電子部品と前記電子部品を収容する制御回路ケースとで構成され、前記制御回路ケースは、樹脂製の支持部材を介して前記リアブラケットに固定されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機。
【請求項４】
請求項３に記載の制御装置一体型回転電機において、
前記制御回路ケースは、熱伝導率の低い樹脂材料で構成されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機。
【請求項５】
請求項３に記載の制御装置一体型回転電機において、
前記制御回路ケースは、金属材料で構成されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機本体部とパワー回路を含む制御部とが一体化され、例えば、自動車等に搭載されて使用される制御装置一体型回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転電機を制御する制御装置と回転電機本体とが一体化された、車載用の制御装置一体型回転電機は、従来から知られている。
例えば、固定子を支持する一対のハウジングの一方の外側に、スイッチング素子を有するパワーモジュールが配置された回転電機であって、パワーモジュールは、冷却フィンが形成されたヒートシンクに搭載され、冷却フィン側をハウジング面に対向させ、この対向間に、ハウジング面を遮りヒートシンクとの間で風路を構成するプレートを介在させて、ハウジングに固定されている。これにより、吸入口より吸入した外気が、ヒートシンクとプレート間の風路を通り、ハウジングに設けた窓から排気されることで、パワーモジュールを効果的に冷却するようにしたものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、スイッチング素子にＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴを用いてハウジングの内側に配置した構成の車両用発電電動装置が開示されている。
例えば、エンジンのクランク軸に連結された回転軸と共に回転する回転界磁極と、電機子コイルを有しハウジングに固定された電機子と、複数のＭＯＳＦＥＴにより構成され、電機子コイルと外部のバッテリーとの間に接続された交流−直流変換手段と、この交流−直流変換手段のＭＯＳＦＥＴを、電機子コイルに発生する交流出力を直流出力に変換してバッテリーを充電する発電モード、またはバッテリーから電機子コイルに通電する電動モードに切換えて作動させる切換手段とを備え、ＭＯＳＦＥＴはＳｉＣを素材として形成したものである（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５４２９７７号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特開平７−１８４３６１号公報（第２頁、図１−２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
制御装置一体型回転電機は、車両のエンジンルーム内の限られた空間に設置できることが求められている。しかし、上記特許文献１のような回転電機では、パワーモジュールの冷却のためのヒートシンクが必要不可欠であり、また、パワーモジュールを制御する制御モジュールには熱に弱い電子部品が使用されているので、高温となる固定子からの受熱を遮るためプレートを介してヒートシンクの温度低減が図られており、回転電機の軸方向寸法を縮小するには限界があった。
このため、回転電機の軸方向のスペースが僅かしか確保できないような車種では、回転電機の端部カバーが干渉する不具合や、外部機器との接続コネクタや固定用のねじを取り付けるための作業空間を確保できない等の不具合が発生し、エンジンルーム内のレイアウトによって取り付けが制約されるという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２には、耐熱性に優れたＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴをスイッチング素子としたパワー回路部を、ハウジング内側に配置した構成が示されているが、耐熱の低い制御回路に用いる電子部品の配置や放熱対策については記載されていない。パワー回路部と制御回路部とが一つのケースに収容されている特許文献２のような構成では、回転電機が大容量化すれば、制御装置の更なる放熱対策が必要になるという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、制御装置部にヒートシンク等の放熱部材を用いることなく冷却性能の向上を図った、制御装置一体型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】
【０００８】
この発明に係る制御装置一体型回転電機は、回転電機本体とこの回転電機本体を制御する制御装置とが一体に構成された制御装置一体型回転電機であって、回転電機本体は、フロントブラケットおよびリアブラケットからなる一対のブラケットと、固定子巻線を有し両端が一対のブラケットに固定された固定子と、回転子巻線を有し固定子の内側に配置されて一対のブラケットに回転自在に支持された回転子と、回転子の軸方向両端部にあって回転子の回転により冷却風を発生させる冷却ファンとを備え、制御装置は、固定子巻線と外部の直流電源との間で電力変換を行うパワー回路部と、パワー回路部を制御する制御回路部とを備え、パワー回路部は、ＳｉＣまたはＧａＮの半導体材料が用いられたスイッチング素子が基板に搭載されて構成されており、基板のスイッチング素子が搭載された面の反対側の面がリアブラケットの外面側に接した状態で、パワー回路部がリアブラケットに固定され、パワー回路部のリアブラケットへの固定側とは反対側に、パワー回路部から隙間を空けて制御回路部が配置され、隙間が、径方向の外周側から冷却風を取り込む風路となっているものである。 
【発明の効果】
【０００９】
この発明の制御装置一体型回転電機によれば、回転子の軸方向両端部に冷却風を発生させる冷却ファンを備えており、制御装置を構成するパワー回路部は、ＳｉＣまたはＧａＮの半導体材料が用いられたスイッチング素子が基板に搭載されて構成されており、基板のスイッチング素子が搭載された面の反対側の面がリアブラケットの外面側に接した状態で、パワー回路部がリアブラケットに固定され、パワー回路部のリアブラケットへの固定側とは反対側に、パワー回路部から隙間を空けて制御回路部が配置され、隙間が、径方向の外周側から冷却風を取り込む風路となっているので、高耐熱のスイッチング素子を使用したことにより、ブラケットに直接取り付けられて、パワー回路部にヒートシンク等の冷却部材を必要としないため、回転電機の軸方向の長さを縮小できる。また、制御回路部をパワー回路部から分離し回転電機本体から遠ざけて配置したこと、および風路を形成したことで、制御回路部の温度低減が図られ、耐熱の低い部品の使用が可能となる。
従って、回転電機の小型化，軽量化が図られ、低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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。
【図２】図１の制御装置一体型回転電機のパワー回路部の上面図である。
【図３】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パワー回路部と制御回路部の固定部を示す部分断面図である。
【図４】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パワー回路部と制御回路部の固定部の別の例を示す部分断面図である。
【図５】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パワー回路部と制御回路部の固定部を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
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を、図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面においては、分かりやすくするため、各部材の縮尺が実際とは異なる部分がある。また、この発明に直接関係しない構成は図示を省略している。
図１は、制御装置一体型回転電機の断面図であり、車両に搭載して、駆動の補助および発電に用いる交流発電電動機に適用した例を示している。図２は、図１の中のパワー回路部のリア側から見た上面図である。
【００１２】
先ず、図１により全体の構成から説明する。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とが一体に構成されている。
回転電機本体２は、固定子巻線４が巻装された固定子５と、固定子５の軸方向の両端部に配置されて固定子５を支持する一対のブラケット、すなわち、フロントブラケット６およびリアブラケット７と、固定子５の内周側に配置され、回転子巻線８が卷装された回転子９と、回転子９の中心に固定された回転子軸１０と、回転子軸１０を回転自在に保持するために、フロントブラケット６に固定されたフロント軸受１１、およびリアブラケット７に固定されたリア軸受１２を備えている。
また、回転子９の軸方向両端部には、回転子９の回転により冷却風を発生させる冷却ファン１３および冷却ファン１４が設けられている。
【００１３】
また、回転子軸１０のフロントブラケット６から突出した先端部には、プーリー１５が取り付けられ、他方のリアブラケット７から突出した箇所には回転子９の回転状態を検出する回転位置検出センサ１６が設置されている。
さらに、回転子軸１０の回転位置検出センサ１６より先端側には、回転子巻線８に電流を供給するための一対のスリップリング１７が設けられている。そして、回転電機本体２のリアブラケット７の外側には、ブラシホルダ１８によって保持されてスリップリング１７に摺接する一対のブラシ１９が取り付けられている。
【００１４】
次に、制御装置３について説明する。制御装置３は、固定子巻線４に電気的に接続されたパワー回路部２０と、回転子巻線８に電気的に接続された界磁回路部（図示せず）と、パワー回路部２０および界磁回路部を制御する制御回路部２１とを備えている。
図２は、パワー回路部２０の上面図である。図２に示すように、金属ベースが用いられた金属基板３０に、モールド封止されたスイッチング素子３１などが、はんだ等の金属接合または導電性樹脂などで接合されている。スイッチング素子３１は、二組の３相インバータ回路の構成に必要な１２個が搭載されている。
本願では、このスイッチング素子３１として、ＳｉＣ（Silicon Carbide）を材料としたＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ、もしくはＧａＮ（Gallium-Nitride）を材料としたＧａＮ−ＭＯＳＦＥＴを使用している。
【００１５】
金属基板３０には、外部のバッテリー（図示せず）と固定子巻線４に電気的に接続するための電源配線（図示せず）と、次に説明する制御回路部２１の制御基板４１に接続するための制御信号接続部３２を備え、これらが配線パターンで構成されている。制御信号接続部３２において、スイッチング素子３１の信号配線が１ヵ所に集約されて制御回路部２１の制御基板４１と接続される。
また、図示は省略しているが、界磁回路部も金属基板３０上に構成されており、外部のバッテリーおよび回転子巻線８に電気的に接続するための電源配線と、制御回路部２１の制御基板４１に接続するための制御信号配線とを備えている。すなわち、本願のパワー回路部２０には界磁回路部も含んでいる。
【００１６】
金属基板３０に搭載されたスイッチング素子３１を含む電子部品と制御信号接続部３２とを取り囲むように、配線ケース３３が設けられている。配線ケース３３の材料には、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide），ＰＢＴ（Poly Butylene Terephthalate）等の熱可塑性樹脂が用いられており、制御信号接続部３２のターミナルが一体に形成されている。金属基板３０の配線とターミナルとは、はんだで接合され、配線ケース３３と金属基板３０とは接着剤で固定されている。
また、配線ケース３３の内側には、全体にエポキシ等の封止樹脂３４が注入され封止されているが、図ではスイッチング素子３１が見えるように、部分的に図示している。
なお、パワー回路部２０の基板は金属基板３０として説明したが、基板の材料はこれに限定せず、セラミックや高耐熱のガラスエポキシ樹脂などを用いてもよい。
【００１７】
次に、制御装置３の制御回路部２１について説明する。
制御回路部２１は、図１に示すように、制御回路ケース４０の内側に制御基板４１が収容されている。制御基板４１は、ねじやリベット（図示せず）、または熱溶着などで制御回路ケース４０に固定されている。制御基板４１に用いる基板の材料は、電気的特性と機械的特性に優れたガラスエポキシ樹脂を用いている。この制御基板４１には、パワー回路部２０および界磁回路部（図示せず）を制御するための電子部品と、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）が実装されている。
【００１８】
制御回路ケース４０は、ＰＰＳ，ＰＢＴ等の熱可塑性樹脂で形成されて、組立後にリア側となる側が開口しており、反対側にはパワー回路部２０の制御信号接続部３２と接続される接続部が形成されている。この接続部において、パワー回路部２０に固定されると共に、リアブラケット７に設けられた支柱部７ａにねじで固定されることで、回転電機本体２に取り付けられている。
制御信号接続部３２の接続リードと制御基板４１とがはんだ付けされた後に、エポキシ等の封止樹脂４２を注入して制御基板４１が封止されている。
また、制御装置３のリアブラケット７側とは反対側の外面には、カバー２２が設置されている。
【００１９】
以上のように構成された実施の形態１による制御装置一体型回転電機１の動作について説明する。制御装置一体型回転電機１は、車両の駆動補助としての電動機の機能と、発電のための発電機の機能とを備えている。
【００２０】
先ず、駆動の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２０に供給された直流電力が、パワー回路部２０のスイッチング素子３１のＯＮ／ＯＦＦ制御によって３相交流電流に変換されて固定子巻線４に供給される。また、外部バッテリーから供給される直流電力が、界磁回路部で調整されて回転子巻線８に供給されることで、回転子巻線８の周囲に回転磁界が生じ、回転子９が回転子軸１０と共に回転する。回転子軸１０の回転はプーリー１５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。
制御回路部２１は、外部機器および回転位置検出センサ１６からの情報に基づいて、パワー回路部２０と図示しない界磁回路部とを制御する。
【００２１】
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およびプーリー１５を介して回転子軸１０に伝達される。これにより、回転子９が回転して固定子巻線４に３相交流電力が励起される。
制御回路部２１は、パワー回路部２０のスイッチング素子３１のＯＮ／ＯＦＦを制御し、固定子巻線４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。
【００２２】
次に、本実施の形態のパワー回路部２０および制御回路部２１の放熱構造を説明する。パワー回路部２０のスイッチング素子３１で発生する熱は、金属基板３０を介してリアブラケット７に熱伝導で伝わり、リアブラケット７から外気へ熱伝達で放熱される。
一例として、スイッチング素子３１から金属基板３０を介してリアブラケット７までの熱抵抗を約１０Ｋ／Ｗ、スイッチング素子３１の発熱量を５Ｗとすると、スイッチング素子３１とリアブラケット７の温度差は約５０Ｋとなる。
また、リアブラケット７は、支持している固定子５が最大で約２００℃になるため、受熱により温度上昇する。
【００２３】
例えば、固定子５からの受熱でリアブラケット７が１４０℃まで上昇すると、スイッチング素子３１は１９０℃に到達する。
もし、スイッチング素子３１をＳｉ−ＭＯＳＦＥＴで構成した場合は、Ｓｉ−ＭＯＳＦＥＴの耐熱が約１７５℃であるため、上記の温度上昇では使用できない。
これに対し、本実施の形態の、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴもしくはＧａＮ−ＭＯＳＦＥＴを使用したスイッチング素子３１は、耐熱が２００℃以上である。従って、リアブラケット７で冷却可能である。
これにより、背景技術の項で説明した特許文献１のような、スイッチング素子の冷却のためのヒートシンクを設ける必要がなくなり、回転電機の小型化が可能になる。
【００２４】
また、パワー回路部２０の基板に、金属をベースとした金属基板３０を用いることで、基板側からリアブラケット７側への放熱が促進され、スイッチング素子３１の温度上昇を抑制する効果を高めることができる。
さらに、金属基板３０とすることで、パワー回路部２０の冷却性能を上げるための放熱材料（グリス，接着剤等）が不要となるため、材料および作業工程を減らすことができ、低コスト化が図られる。
【００２５】
制御回路部２１は、パワー回路部２０とは別のケースに収容して、パワー回路部２０のリアブラケット７への固定側とは反対側、すなわち外部側に隙間を開けて配置しているので、制御回路部２１の制御基板４１に搭載した電子部品で発生する熱量は、封止樹脂４２と制御回路ケース４０を介して外気へと放熱される。
制御回路部２１で発生する熱量による温度上昇は、例えば、約１０Ｋ程度である。しかし、制御回路部２１は、リアブラケット７の支柱部７ａを介して回転電機本体２と熱的に接続されており、固定子５からの受熱によっても制御回路部２１の温度が上昇する。そこで、受熱による影響を低減するため、制御回路ケース４０は樹脂製とし、リアブラケット７へのねじ止め個所は、制御基板４１から離れた制御回路ケース４０の外周に配置している。
【００２６】
また、制御回路ケース４０とリアブラケット７で、図１に太矢印で示すような風路２３を形成することで、リアブラケット７だけでなく制御回路ケース４０や支柱部７ａを熱伝達で冷却できるため、温度低減が可能となる。例えば、支柱部７ａの形状として、円柱から星型や凹凸を設けるもしくはフィンなどの表面積を増やす対策を施すことで、リアブラケット７の温度低減が促進され、制御回路部２１の受熱の影響を低減できる。
このように、制御回路部２１は、配置位置をパワー回路部２０の外側にし、リアブラケット７との固定位置を制御回路ケース４０の外周に配置し受熱を低減することと、風路２３を形成し制御回路部２１を冷却することで、温度上昇を低減することにより、搭載する電子部品に、耐熱の低い安価な部品を使用することが可能である。
【００２７】
さらに、金属基板３０の制御信号接続部３２からの受熱を低減するため、制御基板４１の接続部の近傍には耐熱の低い電子部品を配置しないことや、制御信号接続部３２の端子を１ヵ所に纏めずに２か所以上に分散することで、制御基板４１が局所的に高温となるのを防ぐことができる。
なお、これまでの説明では、回転電機は、車両に搭載して駆動の補助および発電に用いる交流発電電動機として説明したが、これに限定するものではない。
【００２８】
以上のように、実施の形態１の制御装置一体型回転電機によれば、回転電機本体とこの回転電機本体を制御する制御装置とが一体に構成された制御装置一体型回転電機であって、回転電機本体は、フロントブラケットおよびリアブラケットからなる一対のブラケットと、固定子巻線を有し両端を一対のブラケットに固定された固定子と、回転子巻線を有し固定子の内側に配置されて一対のブラケットに回転自在に支持された回転子とを備え、制御装置は、固定子巻線と外部の直流電源との間で電力変換を行うパワー回路部と、パワー回路部を制御する制御回路部とを備え、パワー回路部は、ＳｉＣまたはＧａＮの半導体材料が用いられたスイッチング素子が基板に搭載されて構成されており、基板のスイッチング素子が搭載された面の反対側の面がリアブラケットの外面側に接した状態で、パワー回路部がリアブラケットに固定され、パワー回路部のリアブラケットへの固定側とは反対側に制御回路部が配置されているので、高耐熱のスイッチング素子を使用したことにより、ブラケットに直接取り付けられて、パワー回路部にヒートシンク等の冷却部材を必要としないため、回転電機の軸方向の長さを縮小できる。これにより、車載用に使用する場合は、エンジンルーム内の限られた空間に設置可能となる。
さらに、制御回路部をパワー回路部から分離して回転電機本体から遠ざけて配置したことで、耐熱の低い電子部品が使用可能となり低コスト化が可能となる。
【００２９】
また、パワー回路部の基板は、金属ベースが用いられた金属基板としたので、基板側からリアブラケット側への放熱が促進されて、パワー回路部冷却性能をより高めることができる。
【００３０】
実施の形態２．
図３は、実施の形態２による制御装置一体型回転電機を示す部分断面図である。実施の形態１と同様に、車両の駆動補助および発電に用いる交流発電電動機へ適用した例であり、回転電機本体と制御装置とを備えている。
図３に示す部分は、制御装置３の制御回路部２１をリアブラケット７へ固定する固定部の周辺のみを拡大したものである。図３に示す以外の構造は、実施の形態１と同等なので、図示および説明は省略する。また、図１，図２と同等部分は同一符号を付している。
【００３１】
実施の形態１では、制御回路部２１の制御回路ケース４０をリアブラケット７の支柱部７ａで固定したが、本実施の形態では、図３に示すように、制御回路ケース４０を固定する支持部材４３を、リアブラケット７とは別部材で構成したものである。支持部材４３を構成する材料は、熱伝導率の低い樹脂とする。
組立は、リアブラケット７に支持部材４３をねじ４４で固定した後、その支持部材４３に制御回路部２１の制御回路ケース４０を組み合わせて、ねじ４５で固定する。
支持部材４３とリアブラケット７、支持部材４３と制御回路ケース４０をそれぞれ固定するねじ４４，４５は別々であり、支持部材４３内部でねじ４４，４５同士の距離を確保することで、熱伝導するのを防いでいる。
【００３２】
上述のように、支持部材４３の材料は、熱伝導率の低い樹脂製としたので、ねじ４４側とねじ４５側とは、支持部材４３の樹脂により断熱されている。このため、ねじ４４，４５を介しての受熱がほとんどないためリアブラケット７と制御回路ケース４０とを断熱することができる。
支持部材４３により断熱することで、制御回路部２１の温度上昇を抑制することができるので、制御回路部２１に使用する電子部品は、耐熱の低いものでもよく、安価な部品が使用可能となる。
さらに、制御回路ケース４０を、ＰＰＳ，ＰＢＴ等の熱伝導率の低い樹脂材料で構成することで、制御回路部の断熱効果が高められる。
【００３３】
次に、図３の変形例について説明する。
図４は、図３の変形例であり、図３と同じ固定部の周辺のみを拡大して図示した断面図である。
図４に示すように、図３の場合のパワー回路部２０の金属基板３０と配線ケース３３の一部を径方向に延長し、さらにその配線ケース３３の部分を回転電機の軸方向に延長して、高さを図３の支持部材４３と同程度にし、この部分を、ねじ固定部３３ａとしたものである。配線ケース３３は樹脂製なので、ねじ固定部３３ａに図３の支持部材４３の機能を持たせたものである。すなわち、制御回路部２１を固定する機能を、パワー回路部２０の側に集約して持たせたものである。これにより、図３と同様の効果を期待でき、さらに部品点数を削減できる。
【００３４】
以上のように、実施の形態２の制御装置一体型回転電機によれば、制御回路部は、回路を構成する電子部品と電子部品を収容する制御回路ケースとで構成され、制御回路ケースは、樹脂製の支持部材を介してリアブラケットに固定されているので、実施の形態１の効果に加えて、リアブラケットと制御回路部の間の伝熱を抑制することで、さらに制御回路部の温度低減効果が大きくなる。
これにより、制御回路部に耐熱の低い電子部品の使用が可能となり低コスト化できる。
【００３５】
また、制御回路部の制御回路ケースは、熱伝導率の低い樹脂材料で構成したので、制御回路部の断熱効果が高められ、制御回路部の電子部品をより耐熱の低い電子部品に置き換えることが可能になる。
【００３６】
実施の形態３．
図５は、実施の形態３による制御装置一体型回転電機を示す部分断面図である。実施の形態２の図３と対応する部分なので、同一部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点を中心に説明する。また、図示以外の部分や回転電機の全体構成について図１と同様である。
先の実施の形態２では、制御回路部２１の制御回路ケース４０を熱可塑性樹脂で形成していたが、本実施の形態では、金属製の制御回路ケース４６としたものである。さらに、制御回路ケース４６の固定側とは反対の面に、金属製の蓋４７を設けている。その他の構成は実施の形態２の図３と同じである。
【００３７】
図５において、制御回路ケース４６を金属ケースとしたので、制御信号接続部３２（図１，２参照）との接続部は、金属端子をインサート成形して接着剤で固定している。
制御回路ケース４６の内部に制御基板４１をねじ等で固定した後、エポキシの封止樹脂４２で封止し、さらに、その上から金属製の蓋４７で覆ったものである。
制御回路ケース４６を構成する金属材料は、熱伝導率の高いアルミや銅を用いることが望ましい。そうすることで、放熱性が高まり、制御回路部２１の内部の温度分布が均一化され、最高温度を低減できる。また、制御回路ケース４６から外気への放熱が促進される。
さらに、蓋４７により、制御基板４１の全周を金属で覆うことでノイズ対策にもなる。
【００３８】
以上のように、実施の形態３の制御装置一体型回転電機によれば、制御回路ケースは、金属材料で構成されているので、実施の形態１の効果に加えて、制御回路ケースを、樹脂より熱伝導率の高い金属材料としたことにより、放熱が促進されると共に制御回路部の温度が均一化され最高温度を低減でき、耐熱の低い電子部品が使用可能となり低コスト化が可能となる。
また、制御回路ケースの外側に金属製の蓋を設けることで、上記効果に加えて外部からのノイズの侵入を阻止できる。
【００３９】
なお、本願発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略したりすることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  制御装置一体型回転電機、２  回転電機本体、３  制御装置、４  固定子巻線、
５  固定子、６  フロントブラケット、７  リアブラケット、７ａ  支柱部、
８  回転子巻線、９  回転子、１０  回転子軸、１１  フロント軸受、１２  リア軸受、
１３，１４  冷却ファン、１５  プーリー、１６  回転位置検出センサ、
１７  スリップリング、１８  ブラシホルダ、１９  ブラシ、２０  パワー回路部、
２１  制御回路部、２２  カバー、２３  風路、３０  金属基板、
３１  スイッチング素子、３２  制御信号接続部、３３  配線ケース、
３３ａ  ねじ固定部、３４  封止樹脂、４０  制御回路ケース、４１  制御基板、
４２  封止樹脂、４３  支持部材、４４，４５  ねじ、４６  制御回路ケース、
４７  蓋
【要約】
【課題】制御装置部の冷却性能の向上を図った、制御装置一体型回転電機を得る。
【解決手段】回転機本体２は、フロントブラケット６およびリアブラケット７からなる一対のブラケットと、固定子巻線４を有し両端を一対のブラケット６，７に固定された固定子５と、回転子巻線８を有し固定子５の内側に配置されて一対のブラケット６，７に回転自在に支持された回転子９とを備えている。一方、制御装置３は、固定子巻線４と外部の直流電源との間で電力変換を行うワー回路部２０と、パワー回路部２０を制御する制御回路部２１とを備え、パワー回路部２０は、ＳｉＣまたはＧａＮの半導体材料を用いたスイッチング素子３１が金属基板３０に搭載されて構成されており、その金属基板３０がリアブラケット７の外面側に接して固定され、パワー回路部２０の外側に制御回路部２１が配置されている。
【選択図】図１【図１】
0006009609.tif 000002
【図２】
0006009609.tif 000003
【図３】
0006009609.tif 000004
【図４】
0006009609.tif 000005
【図５】
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