(57)【要約】【課題】  コンデンサの端子に破断や断線が生じない車両用回転電機を得る。【解決手段】  本発明に係る車両用回転電機は、固定子と、固定子に対向して設けられ、固定子と同軸で、回転する回転子と、固定子に接続されるパワーモジュールと、パワーモジュールのスイッチングノイズを除去または低減するとともに、圧力開放弁を有するコンデンサと、コンデンサが搭載される回路基板と、コンデンサを内包するヒートシンクとを備え、圧力開放弁に半独立半連続気泡型発泡シール材が接触して設けられ、コンデンサは、回路基板の端子固定部に固定されるとともに、端子固定部と異なる部位において、防振ボンドによってヒートシンクの内側に固定される。【選択図】図１
2018133960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、
前記固定子に対向して設けられ、前記固定子と同軸で、回転する回転子と、
前記固定子に接続されるパワーモジュールと、
前記パワーモジュールのスイッチングノイズを除去または低減するとともに、圧力開放弁を有するコンデンサと、
前記コンデンサが搭載される回路基板と、
前記コンデンサを内包するヒートシンクとを備え、
前記圧力開放弁に半独立半連続気泡型発泡シール材が接触して設けられ、
前記コンデンサは、前記回路基板の端子固定部に固定されるとともに、前記端子固定部と異なる部位において、防振ボンドによって、前記ヒートシンクの内側に固定される車両用回転電機。
【請求項２】
前記圧力開放弁は、前記コンデンサにおいて、前記端子固定部の側と反対側の部位に設けられ、
前記コンデンサは、前記圧力開放弁の周囲で、前記ヒートシンクの内側に固定される請求項１に記載の車両用回転電機。
【請求項３】
前記コンデンサは、前記ヒートシンクによって、前記ヒートシンクの外部と遮断される請求項１または２に記載の車両用回転電機。
【請求項４】
前記コンデンサと前記ヒートシンクとの間には、空間が形成される請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用回転電機。
【請求項５】
前記半独立半連続気泡型発泡シール材は、環状である請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用回転電機。
【請求項６】
前記ヒートシンクには、前記ヒートシンクが前記半独立半連続気泡型発泡シール材に対向する部分に、空気穴が形成される請求項１または２に記載の車両用回転電機。
【請求項７】
前記防振ボンドが熱伝導性を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の車両用回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動部と、パワーモジュールを含むインバータアセンブリとが一体化され、圧力開放弁を有するコンデンサが搭載された車両用回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用回転電機のパワーモジュールにおいて、パワーモジュールのスイッチング素子がオンオフする際に発生するノイズの除去または低減のために、コンデンサが用いられている。コンデンサには、電流による発熱、電解液の蒸発、または電解液の電気分解によるコンデンサ内部のガス発生に伴う内部圧力の上昇を防止するために、圧力開放弁が設けられている。
【０００３】
特許文献１に記載された車両用回転電機では、コンデンサは、円筒形状の下面から端子が出ており、台座に備えられている。また、コンデンサは、上面に圧力開放弁を有し、圧力開放弁の上方は開放されている。特許文献２に記載された車両用回転電機では、コンデンサは、円筒形状の下面から端子が出ており、フレームに固定されている。また、コンデンサは、上面に圧力開放弁を有し、圧力開放弁の上方は開放されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１６３０４６号公報
【特許文献２】特開２０１５−６１４０８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および特許文献２に記載された車両用回転電機は、多方向に発生する大きな振動にさらされる。そのため、ある程度の長さのあるコンデンサでは、コンデンサの一端のみを固定する片持ち支持構造の場合、接続する端子に大きな負荷がかかり、端子が破断する懸念がある。
【０００６】
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、コンデンサの端子に破断や断線が生じない車両用回転電機を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による車両用回転電機では、固定子と、固定子に対向して設けられ、固定子と同軸で回転する回転子と、固定子に接続されるパワーモジュールと、パワーモジュールのスイッチングノイズを除去または低減するとともに、圧力開放弁を有するコンデンサと、コンデンサが搭載される回路基板と、コンデンサを内包するヒートシンクとを備え、圧力開放弁に半独立半連続気泡型発泡シール材が接触されて設けられ、コンデンサは、回路基板の端子固定部に固定されるとともに、端子固定部と異なる部位において、防振ボンドによって、ヒートシンクの内側に固定される。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の車両用回転電機によれば、コンデンサは、両持ち支持構造となり、接続する端子や固定部位に大きな負荷がかかりにくい。
【０００９】
これにより、コンデンサの端子に破断や断線が生じない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１による車両用回転電機の断面図である。
【図２】図１の車両用回転電機において、カバーをはずした状態の背面図である。
【図３】この発明の実施の形態２におけるコンデンサ搭載部の断面図である。
【図４】この発明の実施の形態３におけるコンデンサ搭載部の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の車両用回転電機の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し、重複する説明は省略する。
【００１２】
実施の形態１．
以下に、この発明の実施の形態１による車両用回転電機１について、図１および図２を用いて説明する。
図１は、実施の形態１による車両用回転電機の断面図である。図２は、図１においてカバーをはずした状態の背面図である。
【００１３】
図１に示すように、車両用回転電機１は、駆動部２９とインバータアセンブリ３０とで構成されている。
まず、駆動部２９について説明する。
【００１４】
図１に示すように、フロントブラケット４およびリヤブラケット５内に、固定子３が設けられている。固定子３は、固定子鉄心３ｂに三相固定子巻線３ａが巻かれている。固定子３に対向して内側に、回転子２が設けられている。回転子２は、固定子３と同軸で、回転し、回転軸１１に固定されている。回転軸１１は、軸受７を介して、フロントブラケット４に回転自在に支持されている。また、回転軸１１は、軸受８を介して、リヤブラケット５に回転自在に支持されている。回転軸１１の一端部は、フロントブラケット４より突出しており、プーリ１２が取り付けられている。プーリ１２は、図示しないベルトを介して、図示しない内燃機関と接続されている。
【００１５】
また、回転子２は、界磁鉄心２ｂに界磁巻線２ａが巻かれている。界磁巻線２ａには、界磁電流を供給するためのスリップリング１３が設けられている。スリップリング１３は、リヤブラケット５よりリヤ側に突出している。スリップリング１３には、スリップリング１３に電流を供給するブラシ１６ａが、摺接して設けられている。ブラシ１６ａは、ブラシホルダ１６に保持されている。また、界磁鉄心２ｂの端面には、冷却風を発生させるためのファン２０および２１が取り付けられている。
【００１６】
軸受８とブラシホルダ１６との間に、回転子２および回転軸１１の回転位置を検出する磁極位置検出センサー６が設けられている。磁極位置検出センサー６のセンサーロータ６ｂは、回転軸１１に取り付けられている。センサーロータ６ｂに対向して、回転軸の径方向外側に、センサーステータ６ａが設けられている。
【００１７】
次に、インバータアセンブリ３０について説明する。
インバータアセンブリ３０は、コネクティングボード１８を装着した駆動部２９のリヤブラケット５に固定されている。インバータアセンブリ３０およびブラシホルダ１６は、カバー１５によって保護されている。カバー１５は、カバー１５の係合部１５ａにおいて、ネジ３２によって、リヤブラケット５に取り付けられている。カバー１５の内側には、ケース１４が設けられている。
【００１８】
図２に示すように、ケース１４の、回転軸１１が貫通している領域の周辺領域に、整流器モジュール９、界磁モジュール１０、制御モジュール１７、円筒形状のコンデンサ１９およびヒートシンク２８が設けられている。整流器モジュール９には、駆動時の電機子電流の供給および発電時の電機子電流の整流を行うためのスイッチング素子が、周辺回路とともにまとめられている。整流器モジュール９は、固定子３に接続されている。界磁モジュール１０には、界磁電流を制御するためのスイッチング素子が、周辺回路とともにまとめられている。制御モジュール１７は、整流器モジュール９および界磁モジュール１０を制御する。コンデンサ１９は、整流器モジュール９のスイッチング素子によるスイッチングノイズを除去または低減する。ヒートシンク２８は、整流器モジュール９、界磁モジュール１０、コンデンサ１９およびコネクタ２６を冷却する。整流器モジュール９は、パワーモジュールを構成する。
【００１９】
図１に示すように、コンデンサ１９は、ケース１４に設けられた回路基板２７に搭載されている。コンデンサ１９は、回路基板２７のターミナル２７ａに、電気的に接続して固定されている。ターミナル２７ａの外周部は、防振ボンド２３ａによって、ケース１４と接着固定されている。また、ヒートシンク２８は、防振ボンド２３ａによって、ケース１４と一体化されている。ターミナル２７ａは、端子固定部を構成する。
【００２０】
コンデンサ１９において、ターミナル２７ａと反対側の部位である上面に、圧力開放弁１９ａが設けられている。コンデンサ１９は、圧力開放弁１９ａの周囲で、防振ボンド２３ｂによって、ヒートシンク２８の内面に固定されている。この時、コンデンサ１９とヒートシンク２８との間には、空間３１が形成されており、樹脂により封止されていない。
【００２１】
圧力開放弁１９ａには、半独立半連続気泡型発泡シール材２４が接触し、設けられている。なお、圧力開放弁１９ａに半独立半連続気泡型発泡シール材２４を接触させる際には、半独立半連続気泡型発泡シール材２４を、コンデンサ１９側およびヒートシンク２８側のどちら側に貼付しておいてもよい。
【００２２】
このように、実施の形態１における車両用回転電機１では、圧力開放弁１９ａに半独立半連続気泡型発泡シール材２４が接触して設けられており、コンデンサ１９は、回路基板２７のターミナル２７ａに固定されている。それとともに、ターミナル２７ａと異なる部位であり、ターミナル２７ａの側と反対側の部位である上面に設けられた圧力開放弁１９ａの周囲で、防振ボンド２３ｂによって、コンデンサ１９は、ヒートシンク２８の内側に固定されている。そのため、コンデンサ１９は、両持ち支持構造となり、接続する端子や固定部位に大きな負荷がかかりにくい。これにより、コンデンサ１９の端子に破断や断線が生じない。
【００２３】
コンデンサ１９は、回路基板２７とともに、ヒートシンク２８によって、ヒートシンク２８の外部と遮断されている。これにより、ヒートシンク２８の外部に受ける雨水等による腐食が生じない。
【００２４】
コンデンサ１９とヒートシンク２８との間には、空間３１が形成されている。これにより、圧力開放弁１９ａが開放し、コンデンサ１９内のガスがヒートシンク２８内に漏れ出しても、ヒートシンク２８内の圧力の上昇は抑制され、ヒートシンク２８および回路基板２７の破損を防止することができる。
【００２５】
なお、コンデンサ１９の圧力開放弁１９ａに貼付された半独立半連続気泡型発泡シール材２４は、防振ボンド２３ｂが圧力開放弁１９ａへ侵入または付着しないようにシールしている。また、この半独立半連続気泡型発泡シール材２４は、気泡を含むスポンジと類似した構造を有しており、コンデンサ１９に異常がある場合には、圧力開放弁１９ａが開放されるように、容易に変形される部材である。その結果、半独立半連続気泡型発泡シール材２４は、圧力開放弁１９ａとヒートシンク２８との緩衝剤となり、開放した圧力開放弁１９ａによってヒートシンク２８の内面が傷つかないように保護する。
【００２６】
実施の形態２．
次に、実施の形態２による車両用回転電機について、図３を用いて説明する。実施の形態２では、実施の形態１と、半独立半連続気泡型発泡シール材の形状が異なっている。
【００２７】
図３は、この発明の実施の形態２におけるコンデンサ搭載部の断面図であり、図１においてＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【００２８】
図３に示すように、コンデンサ１９の上面には、半独立半連続気泡型発泡シール材２４１が貼付されている。半独立半連続気泡型発泡シール材２４１は、環状であり、圧力開放弁１９ａに接触している。このようにしても、半独立半連続気泡型発泡シール材２４１は、圧力開放弁１９ａと接触しているので、圧力開放弁１９ａが開放した際にも、容易に変形され、圧力開放弁１９ａとヒートシンク２８との緩衝剤としての働きは維持される。
【００２９】
また、半独立半連続気泡型発泡シール材２４１は環状であるので、平板である場合と比べて省資源をはかることができる。また、半独立半連続気泡型発泡シール材２４１の内側の部分は空間３１となるので、コンデンサ１９とヒートシンク２８との間の空間３１の体積が増加し、圧力開放弁１９ａが開放した際の圧力上昇を抑制する点でも効果がある。
【００３０】
また、実施の形態２の変形例として、防振ボンド２３ｂの粘度等によっては、半独立半連続気泡型発泡シール材２４は、必ずしも一体となっていなくてもよく、圧力開放弁１９ａに接触していればよい。
【００３１】
実施の形態３．
次に、実施の形態３による車両用回転電機について、図４を用いて説明する。実施の形態３では、実施の形態１と、ヒートシンクの形状が異なっている。
【００３２】
図４は、本発明の実施の形態３による車両用回転電機のインバータアセンブリにおけるコンデンサ搭載部の部分断面図である。
コンデンサ１９は、ヒートシンク２８１および回路基板２７によって内包されている。コンデンサ１９は、回路基板２７のターミナル２７ａに固定されている。また、コンデンサ１９には、ターミナル２７ａの側と反対側の部位である上面に、圧力開放弁１９ａが設けられている。コンデンサ１９は、防振ボンド２３ｂによって、圧力開放弁１９ａの周囲で、ヒートシンク２８１の内側に固定されている。
【００３３】
また、圧力開放弁１９ａには、半独立半連続気泡型発泡シール材２４が接触して、設けられている。ヒートシンク２８１には、ヒートシンク２８１が半独立半連続気泡型発泡シール材２４に対向する部分に、ヒートシンク２８１を貫通する空気穴２８１ａが形成されている。
【００３４】
このように、コンデンサ１９は、ターミナル２７ａおよびヒートシンク２８１に固定されているので、両持ち支持構造となり、接続する端子や固定部位に大きな負荷がかかりにくい。これにより、コンデンサ１９の端子に破断や断線が生じない。
【００３５】
また、コンデンサ１９の圧力開放弁１９ａが開放された際には、瞬間的にコンデンサ１９を内包しているヒートシンク２８１の内圧が上昇し、ヒートシンク２８１および回路基板２７に設けられた回路部品が破損する懸念がある。しかしながら、このように、ヒートシンク２８１に空気穴２８１ａが設けられていると、ヒートシンク２８１の内圧の上昇を抑制することができ、ヒートシンク２８１および回路部品が破損しない。
【００３６】
また、空気穴２８１ａは、半独立半連続気泡型発泡シール材２４で塞がれているので、ヒートシンク２８１内に容易に異物は入らない。
【００３７】
なお、実施の形態１から３において、防振ボンド２３ｂは、熱伝導性を有してもよい。このようにすることにより、コンデンサ１９で発生した熱がヒートシンク２８または２８１へ伝わりやすくなるため、コンデンサ１９が短時間で冷却され、コンデンサ１９の寿命が向上する。
【符号の説明】
【００３８】
１  車両用回転電機、２  回転子、３  固定子、９  整流器モジュール（パワーモジュール）、１９  コンデンサ、１９ａ  圧力開放弁、２３ａ，２３ｂ  防振ボンド、２４，２４１  半独立半連続気泡型発泡シール材、２７  回路基板、２７ａ  ターミナル（端子固定部）、２８，２８１  ヒートシンク、３１  空間、２８１ａ  空気穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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