(57)【要約】【課題】コンデンサ素子の損傷を抑えながら小型化が可能な制御装置一体型回転電機を提供すること。【解決手段】本発明の制御装置一体型回転電機１は、固定子１００と回転子１０１を備えた回転電機１０と、回転電機１０を制御する制御回路を備えた制御装置１１と、を有する制御装置一体型回転電機１である。制御装置１１は、防爆弁１１２ｂを備えたコンデンサ１１２と、コンデンサ１１２をもつ回路部材１１１を収容するケース１１０と、を備える。ケース１１０は、コンデンサ１１２が収容され、防爆弁１１２ｂに対向した位置に外部と連通した開口部１１０ｅをもつ収容凹部１１０ｄを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子（１００）と回転子（１０１）を備えた回転電機（１０）と、
前記回転電機を制御する制御回路を備えた制御装置（１１）と、
を有する制御装置一体型回転電機（１）であって、
該制御装置（１１）は、
防爆弁部（１１２ｂ）を備えたコンデンサ素子（１１２）と、
該コンデンサ素子をもつ回路部材（１１１）を収容するケース（１１０）と、
を備え、
該ケースは、該コンデンサ素子が収容され、該防爆弁部に対向した位置に外部と連通した開口部（１１０ｅ）をもつ収容凹部（１１０ｄ）を備える制御装置一体型回転電機（１）。
【請求項２】
前記収容凹部の内周面と前記コンデンサ素子の表面との間にシール部材（１１８）が配される請求項１記載の制御装置一体型回転電機。
【請求項３】
前記シール部材は、前記開口部の周縁部で、前記コンデンサ素子と前記収容凹部との間をシールする請求項２記載の制御装置一体型回転電機。
【請求項４】
前記コンデンサ素子は、柱状の本体部（１１２ａ）を有し、該本体部の軸方向における一方の端面の外縁部より軸心側に前記防爆弁部を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
【請求項５】
前記コンデンサ素子は、前記本体部の前記軸方向が前記回転電機の軸方向と平行に設けられ、
前記防爆弁部が該回転電機から離反した前記本体部の端面に設けられている請求項４記載の制御装置一体型回転電機。
【請求項６】
前記コンデンサ素子は、柱状の本体部（１１２ａ）を有し、該本体部の周方向の外周面に前記防爆弁部が設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
【請求項７】
前記開口部は、開口を閉塞する閉塞部材（１２０）を有し、
該閉塞部材は、前記防爆弁部が開弁したときに前記開口部を開放する請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
【請求項８】
前記収容凹部の外部表面に、すき間を備えた状態で前記開口部を覆うカバー（１２１）が設けられている請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ素子を備えた制御装置一体型回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機と、制御装置と、を一体的に備えた制御装置一体型回転電機が知られている。制御装置は、回転電機の制御を行う。制御装置は、例えば、インバータ回路を備えている。制御装置は、インバータ回路を構成するパワーモジュールを有している。インバータ回路は、平滑用のコンデンサ素子（例えば、電解コンデンサ）を有する。
【０００３】
制御装置一体型回転電機では、小型化のために体積当たりの容量が大きなアルミ電解コンデンサを使用することが好ましい。アルミ電解コンデンサ素子は、防爆弁を備え、高温化などの環境条件の変化により内部圧力が所定値以上に高くなると開放して内部の高圧ガスを抜くようになっている。このため、コンデンサ素子は、防爆弁が開放するのに必要な空間部を形成した状態で、固定される。
コンデンサ素子を備えた装置は、例えば、特許文献１〜２に記載されている。
【０００４】
特許文献１には、ケース体の立て壁に電解コンデンサの直径と同一の直径の孔を設け、この孔に電解コンデンサの防爆弁側の端部をはめ込む構成が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、底部に防爆弁を備える電解コンデンサを、凹状のコンデンサ収容領域に挿入し、電解コンデンサとコンデンサ収容領域の内壁面との間に収縮性のある絶縁物を設ける構成が記載されている。このとき、防爆弁の下方側に、電解コンデンサの電解液をためる液だめスペースが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−４１４９９号公報
【特許文献２】特開２００８−１６６３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、電解コンデンサの端部をケース体の立て壁の孔にはめ込む構成であることから、高い寸法精度が要求される。電解コンデンサの端部をケース体の立て壁の孔との間に、寸法公差や線膨張率の差によるすき間が発生すると、このすき間を異物が通過することとなる。すなわち、特許文献１に記載の構成では、防水性や防塵性が十分に確保されなくなる。
【０００８】
また、電解コンデンサの端部をケース体の立て壁の孔との間にすき間が発生した状態で、振動が加わると、電解コンデンサがケース体に繰り返し衝突することとなり、電解コンデンサが損傷を生じる。
【０００９】
さらに、電解コンデンサの防爆弁側の端面がケース体の立て壁の外周面と一致した状態となると、防爆弁に異物が衝突しやすくなり、電解コンデンサが損傷を生じやすくなる。
【００１０】
特許文献２に記載の構成では、電解コンデンサの防爆弁の先方に液だめスペースが必要となることから、全体としての体格が増加する（小型化が阻害される）。また、液だめスペースを形成するための加工コストが増加する。
【００１１】
また、液だめスペースが密閉構造であり、防爆弁から噴出したガスが高温に曝されて膨張したときに、爆発する可能性があった。特に、制御装置一体型回転電機の制御装置では、インバータ回路等の回路基板を樹脂で封止する場合が多く、このような場合に、特にガスが爆発するおそれが高まる。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、コンデンサ素子の損傷を抑えながら小型化が可能な制御装置一体型回転電機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の制御装置一体型回転電機は、固定子と回転子を備えた回転電機と、回転電機を制御する制御回路を備えた制御装置と、を有する制御装置一体型回転電機であって、制御装置は、防爆弁部を備えたコンデンサ素子と、コンデンサ素子をもつ回路部材を収容するケースと、を備え、ケースは、コンデンサ素子が収容され、防爆弁部に対向した位置に外部と連通した開口部をもつ収容凹部を備える。
【００１３】
この構成によると、防爆弁部と対向した位置に開口部が設けられており、防爆弁部が開放してガスが吹き出しても、開口部から外部に放出できる。つまり、コンデンサ素子から吹き出したガスが爆発する危険がない。また、ガスが開口部から外部に放出することで、吹き出したガスがコンデンサ素子の端子や端子が固定した回路基板側に付着することが抑えられる。コンデンサ素子から吹き出すガスは、コンデンサ素子中の電解液がガス化したものである。つまり、導電性をもつ。この結果、ガス（あるいは、電解液）が付着することによる漏電や短絡を抑えることができる。
また、吹き出したガスをためるためのスペース（液だめスペース）を必要としない。つまり、制御装置一体型回転電機の体格を小型化できる。
【００１４】
さらに、ケースは、コンデンサ素子の防爆弁部に対向した位置に外部と連通した開口部をもつことから、防爆弁部は、ケースの内表面と対向した位置に存在する。このことは、防爆弁部がケースの外表面に露出していないことを示し、防爆弁部に異物が衝突しにくくなる。
このように、本発明の制御装置一体型回転電機は、上記の構成により、コンデンサ素子の損傷を抑えながら小型化が可能な制御装置一体型回転電機となる。
本発明の制御装置一体型回転電機は、収容凹部の内周面とコンデンサ素子の表面との間にシール部材が配されることが好ましい。
【００１５】
この構成によると、シール部材が防爆弁部からガスが吹き出したときに、吹き出したガスがコンデンサ素子の端子や回路基板側に流れようとしても、シール部材がガスの流れを規制する。この結果、ガスが付着することによる漏電や短絡をより確実に抑えることができる。また、開口部からケースの内部に異物が侵入したとしても、このシール部材がそれ以上内部に入ることを規制する。
【００１６】
さらに、シール部材が、コンデンサ素子とケースの内表面との間に介在することで、コンデンサ素子が振動したときにケースに衝突することを抑える。すなわち、コンデンサ素子の損傷を抑えることができる。
【００１７】
本発明の制御装置一体型回転電機は、シール部材は、開口部の周縁部で、コンデンサ素子と収容凹部との間をシールすることが好ましい。
この構成によると、開口部の周縁部にシール部材が配されることから、防爆弁部から吹き出したガスがコンデンサ素子の端子や回路基板側に流れなくなる。
【００１８】
本発明の制御装置一体型回転電機は、柱状の本体部を有し、本体部の軸方向における一方の端面の外縁部より軸心側に防爆弁部を備えることが好ましい。
この構成によると、一方の端面に防爆弁部をもつ従来の電解コンデンサをコンデンサ素子に用いることができる。また、コンデンサ素子の本体部の一方の端面の軸心に防爆弁部を備えることで、コンデンサ素子の組み付け方向に防爆弁部が位置することとなり、開口部との位置合わせが容易となる。
【００１９】
本発明の制御装置一体型回転電機は、コンデンサ素子が、本体部の軸方向が回転電機の軸方向と平行に設けられ、防爆弁部が回転電機から離反した本体部の端面に設けられていることが好ましい。
この構成によると、コンデンサ素子を、回転電機の軸方向に沿って配置することができ、組み付けを簡単に行うことができる。
【００２０】
本発明の制御装置一体型回転電機は、コンデンサ素子が、柱状の本体部を有し、本体部の周方向の外周面に防爆弁部が設けられていることが好ましい。
この構成によると、側面に防爆弁部をもつ従来の電解コンデンサをコンデンサ素子に用いることができる。
【００２１】
本発明の制御装置一体型回転電機は、開口部が、開口を閉塞する閉塞部材を有し、閉塞部材は、防爆弁部が開弁したときに開口部を開放することが好ましい。
この構成によると、開口部を閉塞部材が閉塞することで、外部からケースの内部に異物が侵入することを確実に抑えることができる。
【００２２】
本発明の制御装置一体型回転電機は、収容凹部の外部表面に、すき間を備えた状態で開口部を覆うカバーが設けられていることが好ましい。
この構成によると、防爆弁部が開放して開口部からケースの外部にガスが吹き出しても、ガスがケースの外部に飛散することを抑えることができる。ここで、カバーは、ケースの外部に設けられることから、コンデンサ素子からガスが吹き出しても、高熱にさらされない。このため、カバー内に吹き出したガスは爆発しない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の回転電機の構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態の回転電機の後面図である。
【図３】第１実施形態の回転電機のコンデンサ近傍の構成を示す断面図である。
【図４】第２実施形態の回転電機のコンデンサ近傍の構成を示す断面図である。
【図５】第３実施形態の回転電機のコンデンサ近傍の構成を示す断面図である。
【図６】第４実施形態の回転電機のコンデンサ近傍の構成を示す断面図である。
【図７】第５実施形態の回転電機のコンデンサ近傍の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、実施形態を用いて本発明をより詳しく説明する。実施形態では、本発明に係る回転電機を、車両に搭載される制御装置一体型回転電機に適用した例を示す。
【００２５】
［第１実施形態］
図１〜図３を参照して本実施形態の制御装置一体型回転電機の構成について説明する。
本形態の制御装置一体型回転電機１は、図１に断面図で示したように、車両に搭載され、バッテリから電力が供給されることで、車両を駆動するための駆動力を発生する装置である。また、車両のエンジンから駆動力が供給されることで、バッテリを充電するための電力を発生する装置でもある。制御装置一体型回転電機１は、回転電機１０と、制御装置１１とを備えている。
【００２６】
なお、本形態において、軸方向とは回転電機１０の回転子１０１の回転軸１０２が伸びる方向（及びそれに平行な方向）を示す。図１に示したように、軸方向の前後方向の前方とは軸方向で制御装置１１から回転電機１０に向かう方向を示し、軸方向の前後方向の後方とは軸方向で回転電機１０から制御装置１１に向かう方向を示す。径方向とは回転子１０１の径方向を示す。径方向とは、軸方向に垂直な方向でもある。
【００２７】
（回転電機）
回転電機１０は、電力が供給されることで、車両を駆動するための駆動力を発生する機器である。また、エンジンから駆動力が供給されることで、バッテリを充電するための電力を発生する機器でもある。回転電機１０は、固定子１００と、回転子１０１と、ハウジング１０４とを備えている。
【００２８】
固定子１００は、磁路の一部を構成するとともに、電力が供給されることで磁束を発生する部材である。具体的には、交流が供給されることで磁束を発生する部材である。また、回転子１０１の発生する磁束と鎖交することで交流を発生する部材でもある。固定子１００は、固定子コア１００ａと、電機子巻線１００ｂとを備えている。
【００２９】
固定子コア１００ａは、磁路の一部を構成するとともに、電機子巻線１００ｂを保持する磁性材からなる円環状の部材である。図示は省略されているが、固定子コア１００ａは、電機子巻線１００ｂを収容する複数のスロットを備えている。
【００３０】
電機子巻線１００ｂは、交流が供給されことで磁束を発生する部材である。また、回転子１０１の発生する磁束と鎖交することで交流を発生する部材でもある。電機子巻線１００ｂは、２組のＹ結線された３相巻線によって構成されている。電機子巻線１００ｂは、固定子コア１００ａのスロットに収容され保持されている。
【００３１】
回転子１０１は、磁路の一部を構成するとともに、電力が供給されることで磁束を発生する部材である。具体的には、直流が供給されることで磁束を発生する部材である。回転子１０１は、電機子巻線１００ｂの発生した磁束と鎖交することで回転力を発生する。また、車両のエンジンから供給される駆動力によって回転することで、発生した磁束が電機子巻線１００ｂと鎖交し、電機子巻線１００ｂが交流を発生する。回転子１０１は、回転子コア１０１ａと、界磁巻線１０１ｂと、ファン１０１ｃと、回転軸１０２とを備えている。
【００３２】
回転子コア１０１ａは、磁路の一部を構成するとともに、界磁巻線１０１ｂを保持する磁性材からなる部材である。いわゆるランデル型ポールコアである。回転子コア１０１ａは、界磁巻線１０１ｂを収容する円環状の中空部１０１ｄを備えている。また、回転軸１０２が挿通した状態で固定される貫通孔部１０１ｅを備えている。
【００３３】
界磁巻線１０１ｂは、直流が供給されることで磁束を発生し、回転子コア１０１ａの外周面に磁極を形成する部材である。界磁巻線１０１ｂは、回転子コア１０１ａに形成されている円環状の中空部に収容され保持されている。
【００３４】
ファン１０１ｃは、回転子コア１０１ａに設けられ、回転子コア１０１ａとともに回転することで制御装置一体型回転電機１の外部の空気を回転電機１０内部及び制御装置１１内部に流通させる部材である。ファン１０１ｃは、回転子コア１０１ａの前端面及び後端面にそれぞれ設けられている。
回転子１０１は、回転子コア１０１ａの外周面を、固定子コア１００ａの内周面と所定間隔を隔てて対向させた状態で設けられている。
【００３５】
回転軸１０２は、回転子コア１０１ａに固定されるとともにハウジング１０４に回転可能に支持され、回転子コア１０１ａとともに回転する円柱状の部材である。回転軸１０２は、回転子コア１０１ａの貫通孔部１０１ｅに挿通した状態で、軸方向中央部が回転子コア１０１ａに固定されている。回転軸１０２は、スリップリング１０２ａを備えている。
【００３６】
スリップリング１０２ａは、界磁巻線１０１ｂに直流を供給する金属からなる円筒状の部材である。スリップリング１０２ａは、回転軸１０２の後端部の外周面に絶縁部材１０２ｂを介して固定され、配線部材を介して界磁巻線１０１ｂに接続されている。
【００３７】
ハウジング１０４は、固定子１００及び回転子１０１の回転子コア１０１ａの軸方向両端部を覆うとともに、回転軸１０２を回転可能に支持する部材である。また、制御装置１１が固定される部材でもある。ハウジング１０４は、フロントハウジング１０４ａと、リヤハウジング１０４ｂとを備えている。
【００３８】
フロントハウジング１０４ａは、固定子１００及び回転子１０１の回転子コア１０１ａの軸方向前端部を覆うとともに、回転軸１０２の前側を回転可能に支持する部材である。フロントハウジング１０４ａは、底部１０４ｃと、周壁部１０４ｄとを備えている。底部１０４ｃと周壁部１０４ｄにはそれぞれ貫通孔が形成されている。フロントハウジング１０４ａは、固定子１００及び回転子１０１の回転子コア１０１ａの軸方向前端部を覆うように、周壁部１０４ｄが固定子コア１００ａの前端部に固定されている。また、回転軸１０２の前端部を前方に突出させた状態で、軸受１０４ｅを介して回転軸１０２の前側を回転可能に支持している。
【００３９】
リヤハウジング１０４ｂは、固定子１００及び回転子１０１の回転子コア１０１ａの軸方向後端部を覆うとともに、回転軸１０２の後側を回転可能に支持する部材である。また、制御装置１１が固定される部材でもある。リヤハウジング１０４ｂは、底部１０４ｆと、周壁部１０４ｇと備えている。底部１０４ｆ及び周壁部１０４ｇには貫通孔部がそれぞれ形成されている。リヤハウジング１０４ｂは、固定子１００及び回転子１０１の回転子コア１０１ａの軸方向後端部を覆うように、周壁部１０４ｇが固定子コア１００ａの後端部に固定されている。また、回転軸１０２の後端部を後方に突出させた状態で、軸受１０４ｈを介して回転軸１０２の後側を回転可能に支持している。
【００４０】
回転角度検出用磁石は、回転子１０１の回転角度を検出するための磁界を発生する部材である。回転角度検出用磁石は、磁石ホルダに保持又は収容された状態で、回転軸１０２の軸方向後端部に固定されている。
【００４１】
（制御装置）
制御装置１１は、回転電機１０に駆動力を発生させるために、バッテリから回転電機１０に供給される電力を制御する装置である。また、バッテリを充電するために、回転電機１０の発生した電力を変換してバッテリに供給する装置でもある。
【００４２】
制御装置１１は、図１に断面図で示すように、ケース１１０と、配線基板１１１と、コンデンサ１１２と、インバータ回路１１３と、界磁回路１１４と、ブラシ１１５と、制御回路１１６とを備えている。制御装置１１は、図２に後面図で示すように、回転電機１０の後方側に設けられる。
【００４３】
ケース１１０は、リヤハウジング１０４ｂの軸方向後端部に設けられ、配線基板１１１、インバータ回路１１３、界磁回路１１４、ブラシ１１５、制御回路１１６を収容する樹脂からなる箱状の部材である。また、図示しないバスバーを固定する。
ケース１１０は、本体部１１０ａと、蓋部１１０ｂとを備えている。
【００４４】
本体部１１０ａは、インバータ回路１１３、界磁回路１１４及び制御回路１１６を固定するとともに、ブラシ１１５を径方向に移動可能に保持する部材である。また、図示しないバスバーを固定する部材でもある。本体部１１０ａは、中央部に貫通孔部１１０ｃを備えている。本体部１１０ａは、リヤハウジング１０４ｂの軸方向後端部に固定されている。径方向とは、回転電機１０の回転軸心と直交する面に沿った方向であって、回転軸心に近接−離反する方向である。
【００４５】
蓋部１１０ｂは、本体部１１０ａの後側を覆う部材である。蓋部１１０ｂは、底部と、周壁部とを備えている。周壁部のうち、後述するヒートシンク１１７のフィン部１１７ｂと対向する部分には開口部が形成されている。蓋部１１０ｂは、後述するコンデンサ１１２が収容する収容凹部１１０ｄを区画されている。
【００４６】
収容凹部１１０ｄは、コンデンサ１１２の防爆弁１１２ｂと対向する部分には開口部１１０ｅが形成されている。
【００４７】
開口部１１０ｅは、収容凹部１１０ｄの底部を貫通して形成され、収容凹部１１０ｄの内部と外部を連通する。開口部１１０ｅは、後述のコンデンサ１１２の防爆弁１１２ｂから吹き出したガスが、通過する。開口部１１０ｅは、後述のコンデンサ１１２の防爆弁１１２ｂよりも大径に形成されている。
【００４８】
配線基板１１１は、インバータ回路１１３、界磁回路１１４及び制御回路１１６を実装する基板である。これらの回路１１３，１１４，１１６の間を配線するための板状の内部配線基板でもある。配線基板１１１は、表面及び内層に配線パターンが形成されている。
【００４９】
配線基板１１１は、回路部材に相当し、距離を隔ててブラシホルダー部を囲むようにケース１１０内に収容・固定された略Ｕ字状を有する。インバータ回路１１３より軸方向前側の位置にリヤハウジング１０４ｂ及びインバータ回路１１３と距離を隔てて設けられている。配線基板１１１は、その表面が樹脂１１０ｆで被覆された状態であって、インバータ回路１１３及び制御回路１１６をケース１１０内において樹脂１１０ｆで封止されている。
【００５０】
配線基板１１１は、Ｕ字状の端部（詳しくは、両端部）にコンデンサ１１２を実装する。本形態では、Ｕ字状の配線基板１１１のそれぞれの端部に、それぞれ１つコンデンサ１１２が実装される（合計２つが実装される）。なお、コンデンサ１１２の数は、それぞれ１つに限定されるものではなく、それぞれ複数を実装してもよい。コンデンサ１１２の搭載数を増やす場合には、それぞれの端部に複数個のコンデンサ１１２を実装することが好ましい。この場合、それぞれのコンデンサ１１２に対応した開口部１１０ｅをもうけることが好ましい。
【００５１】
コンデンサ１１２は、コンデンサ素子に相当し、電源の正極端子と負極端子との間すなわち各スイッチング素子モジュール１１３ａの正極電源端子と負極電源端子との間に介在している。すなわち、コンデンサ１１２の一方の端子は電源の正極端子側に接続されているとともに、コンデンサ１１２の他方の端子は電源の負極端子側に接続される。コンデンサ１１２は、インバータ回路１１３において電圧を平滑化するために設けられている。
【００５２】
コンデンサ１１２は、略円柱状に形成された本体部１１２ａを有するアルミ電解コンデンサよりなる。コンデンサ１１２は、本体部１１２ａの軸方向の一方の端面に防爆弁１１２ｂをもつ。防爆弁１１２ｂは、防爆弁部に相当する。本体部１１２ａの軸方向の他方の端面から端子１１２ｃが突出し、配線基板１１１に接続されている。コンデンサ１１２の防爆弁１１２ｂは、異常な発熱などが原因でコンデンサ１１２の内部の圧力が上昇したときに開弁する。コンデンサ１１２の防爆弁１１２ｂは、一方の端面において、周縁部の内部（すなわち、軸芯部）に設けられる。
【００５３】
コンデンサ１１２は、図３に示すように、本体部１１２ａの軸方向が回転電機１０の回転軸１０２の軸方向と平行な状態で配線基板１１１に実装される。このとき、防爆弁１１２ｂは、後方向の端面（すなわち、回転電機１０から離反した端面）に設けられる。
【００５４】
配線基板１１１に実装したコンデンサ１１２は、防爆弁１１２ｂが開口部１１０ｅと対向した状態で、蓋部１１０ｂの収容凹部１１０ｄに収容される。コンデンサ１１２の周縁部と収容凹部１１０ｄの開口部１１０ｅの周縁部の間には、シール部材１１８が配される。
【００５５】
シール部材１１８は、コンデンサ１１２と収容凹部１１０ｄとの間に介在し、両者の間をシールし、異物の通過を規制する。また、コンデンサ１１２と収容凹部１１０ｄとの衝突を防止する。シール部材１１８は、ゴム、エラストマ、プラスチック樹脂などにより形成される。
【００５６】
インバータ回路１１３は、電機子巻線１００ｂに交流を供給する回路である。また、電機子巻線１００ｂから供給される交流を直流に変換する回路でもある。インバータ回路１１３は、３個のスイッチング素子モジュール１１３ａを、図２に示すように、回転軸１０２の周方向に沿った状態で備えている。３個のスイッチング素子モジュール１１３ａは、Ｕ字状の配線基板１１１のＵ字状にも沿っている。インバータ回路１１３は、ケース１１０内に収容され、リヤハウジング１０４ｂと距離を隔てて設けられている。
【００５７】
電機子巻線１００ｂが２組の３相巻線によって構成されているため、インバータ回路１１３は、２組の３相インバータによって構成されている。３相インバータが６個のインバータ用スイッチング素子によって構成されるため、インバータ回路１１３は、１２個のインバータ用スイッチング素子によって構成されている。
【００５８】
スイッチング素子モジュール１１３ａは、インバータ回路１１３を構成するインバータ用スイッチング素子のうち、４個のインバータ用スイッチング素子が一体化された素子である。
【００５９】
スイッチング素子モジュール１１３ａは、インバータ回路１１３を構成するスイッチング素子のうち、４個のスイッチング素子を有するモジュールである。具体的には、直列接続された２個のスイッチング素子を２組有するモジュールである。
スイッチング素子モジュール１１３ａは、その構成が限定されるものではなく、スイッチング素子を樹脂で被覆した（樹脂モールドした）構成を有する。
スイッチング素子は、半導体からなる素子である。具体的には、ＦＥＴを構成する半導体からなる素子である。
スイッチング素子モジュール１１３ａは、配線基板１１１の後ろ側に配される。
【００６０】
ヒートシンク１１７は、スイッチング素子モジュール１１３ａごとに設けられ、スイッチング素子モジュール１１３ａ内のインバータ用スイッチング素子で発生した熱を放熱する金属からなる部材である。ヒートシンク１１７は、本体部１１７ａと、フィン部１１７ｂとを備えている。
本体部１１７ａは、矩形板状の部位である。フィン部１１７ｂは、本体部１１７ａの一面側に所定間隔を空けて複数形成される薄板状の部位である。
【００６１】
ヒートシンク１１７は、リヤハウジング１０４ｂと距離を隔てた位置に、本体部１１７ａの他面を回転電機側に露出させるとともに、フィン部１１７ｂを反回転電機側（あるいは、軸方向後方側）に露出させた状態で、ケース１１０の本体部１１０ａにインサート成形されている。スイッチング素子モジュール１１３ａは、ヒートシンク１１７の回転電機側でヒートシンク１１７に接触している。つまり、ヒートシンク１１７は、インバータ用スイッチング素子の反回転電機側でインバータ用スイッチング素子に接触している。スイッチング素子モジュール１１３ａ及びヒートシンク１１７は、周方向に距離を隔てて隣接して配置されている。
【００６２】
インバータ回路１１３は、配線基板１１１に実装するためのバスバーに接続する。バスバーは、インバータ回路１１３に接続する配線に用いられる金属からなる部材である。バスバーは、インバータ回路１１３と接続する接続部を露出させた状態でケース１１０の本体部１１０ａにインサート成形されている。
インバータ回路１１３は、スイッチング素子モジュール１１３ａを電機子巻線１００ｂに配線する金属からなる電機子巻線用バスバーにも接続する。
【００６３】
界磁回路１１４は、界磁巻線１０１ｂに直流を供給する回路である。界磁回路１１４は、界磁用スイッチング素子１１４ａを備えている。界磁用スイッチング素子１１４ａは、配線基板１１１に接触させた状態で設けられている。
【００６４】
ブラシ１１５は、界磁回路１１４から界磁巻線１０１ｂにスリップリング１０２ａを介して直流を供給する部材である。ブラシ１１５は、ケース１１０内に収容されている。具体的には、本体部１１０ａの中央部に設けられたブラシホルダー部に保持されている。そして、リヤハウジング１０４ｂ、インバータ回路１１３及び制御回路１１６と距離を隔てて設けられている。
制御回路１１６は、インバータ回路１１３及び界磁回路１１４を制御する回路である。制御回路１１６は、制御回路を構成する電子部品を備える。
【００６５】
（制御装置一体型回転電機の動作）
本形態の制御装置一体型回転電機１の動作について説明する。
まず、車両を駆動するための駆動力を発生する際の動作について説明する。
【００６６】
車両のイグニッションスイッチがオン状態になると、バスバー等を介してインバータ回路１１３のスイッチング素子モジュール１１３ａに直流が供給される。また、その他の配線用のバスバー及び配線基板１１１を介して、界磁回路１１４及び制御回路１１６に直流が供給される。
【００６７】
直流が供給されることで、界磁回路１１４及び制御回路１１６は動作を開始する。制御回路１１６は、外部から入力される指令等に基づいて、インバータ回路１１３及び界磁回路１１４を制御する。界磁回路１１４は、制御回路１１６によって制御され、ブラシ１１５及びスリップリング１０２ａを介して界磁巻線１０１ｂに直流を供給する。インバータ回路１１３は、制御回路１１６によって制御され、バスバー等を介して供給された直流を交流に変換し、電機子巻線用バスバー等を介して電機子巻線１００ｂに供給する。その結果、回転電機１０は、車両を駆動するため駆動力を発生する。
【００６８】
このとき、回転角度検出素子（図示せず）が回転子１０１及び回転軸１０２の回転状態を検知する。得られた回転状態は、制御回路１１６で制御装置一体型回転電機１の回転の制御に利用される。
次に、バッテリを充電するための電力を発生する際の動作について説明する。
【００６９】
エンジンから駆動力が供給されることで、電機子巻線１００ｂは交流を発生する。制御回路１１６は、スイッチング素子モジュール１１３ａのインバータ用スイッチング素子のスイッチングを停止させる。インバータ用スイッチング素子に形成されているダイオードによって、電機子巻線１００ｂから電機子巻線用バスバー等を介して供給される交流を直流に変換し、バッテリに供給する。その結果、バッテリは、回転電機１０の発生した電力によって充電される。
【００７０】
エンジンからの駆動力による回転子１０１及び回転軸１０２の回転を検知することで、インバータ用スイッチング素子のスイッチングを停止させることができる。
【００７１】
（本形態の効果）
本形態の制御装置一体型回転電機１は、固定子１００と回転子１０１を備えた回転電機１０と、回転電機１０を制御する制御回路を備えた制御装置１１と、を有する制御装置一体型回転電機１である。制御装置１１は、防爆弁１１２ｂを備えたコンデンサ１１２と、コンデンサ１１２をもつ配線基板１１１を収容するケース１１０と、を備える。ケース１１０は、コンデンサ１１２が収容され、防爆弁１１２ｂに対向した位置に外部と連通した開口部１１０ｅをもつ収容凹部１１０ｄを備える。
【００７２】
本形態の制御装置一体型回転電機１は、防爆弁１１２ｂと対向した位置に開口部１１０ｅが設けられている。コンデンサ１１２の異常により防爆弁１１２ｂが開放（あるいは開弁）してガスが吹き出しても、開口部１１０ｅに吹き付けられ、開口部１１０ｅを通ってケース１１０の外部に放出される。このように、狭い密閉空間にコンデンサ１１２からガスが吹き出さない。この結果、ガスが、爆発する危険がない。
【００７３】
また、コンデンサ１１２からのガスは、開口部１１０ｅに吹き付けられてケース１１０の外部に放出されることは、吹き出したガスがコンデンサ１１２の端子や端子が接続した配線基板１１１側に付着することが抑えられる。この結果、ガスが付着することによる漏電や短絡を抑えることができる。
また、吹き出したガスをためるためのスペース（液だめスペース）を必要としない。つまり、制御装置一体型回転電機１の体格を小型化できる。
【００７４】
さらに、ケース１１０は、コンデンサ１１２の防爆弁１１２ｂに対向した位置に外部と連通した開口部１１０ｅをもつ。この構成では、防爆弁１１２ｂは、ケース１１０の内表面と対向した位置に存在する。このことは、防爆弁１１２ｂがケース１１０の外表面に露出していないことを示し、ケース１１０外の異物が防爆弁１１２ｂに衝突しにくくなっている。
以上に説明したように、本形態の制御装置一体型回転電機１は、コンデンサ１１２の損傷を抑えながら小型化が可能な制御装置一体型回転電機１となっている。
本形態の制御装置一体型回転電機１は、収容凹部１１０ｄの内周面とコンデンサ１１２の表面との間にシール部材１１８が配されている。
【００７５】
シール部材１１８は、防爆弁１１２ｂからガスが吹き出したときに、吹き出したガスがコンデンサ１１２の端子や配線基板１１１側に流れようとしても、シール部材１１８がガスの流れを規制する。この結果、ガスが付着することによる漏電や短絡をより確実に抑えることができる。また、開口部１１０ｅからケース１１０の内部に異物が侵入したとしても、異物がより内部に入ることをシール部材１１８が規制する。
【００７６】
さらに、シール部材１１８は、コンデンサ１１２とケース１１０の内表面との間に介在することで、コンデンサ１１２が振動したときにケース１１０に衝突することを抑える。この結果、コンデンサ１１２が衝突して損傷することが抑えられる。
本形態の制御装置一体型回転電機１は、シール部材１１８が、開口部１１０ｅの周縁部で、コンデンサ１１２と収容凹部１１０ｄとの間をシールする。
【００７７】
シール部材１１８が、開口部１１０ｅの周縁部に配されることから、防爆弁１１２ｂから吹き出したガスがコンデンサ１１２の端子や配線基板１１１側に流れなくなる。この結果、ガスが付着することによる漏電や短絡をより確実に抑えることができる。
【００７８】
本形態の制御装置一体型回転電機１は、コンデンサ１１２が略円柱状の軸方向における一方の端面に防爆弁１１２ｂを有する。防爆弁１１２ｂは、端面の周縁部（あるいは、外縁部）より軸心側にもうけられる。
この構成によると、コンデンサ１１２の一方の端面の周縁部をシール部材１１８でシールできる。また、従来の市販の電解コンデンサを利用できる。
【００７９】
本形態の制御装置一体型回転電機１は、コンデンサ１１２が、軸方向が回転電機１０の軸方向と平行に設けられ、かつ一方の端面が回転電機１０から離反する方向に面している。
【００８０】
この構成によると、コンデンサ１１２を、回転電機１０の軸方向に沿って配置することができ、組み付けを簡単に行うことができる。さらに、防爆弁１１２ｂが回転電機１０に対向しない。そうすると、防爆弁１１２ｂから吹き出したガスが回転電機１０から離れる方向に吹き出し、回転電機１０に付着することが抑えられる。回転電機１０のハウジング１０４が電位を持っている場合でも、漏電や短絡が発生することが抑えられる。
【００８１】
［第２実施形態］
本形態は、略円柱状のコンデンサ１１２の側面にシール部材１１８が配されていること以外は、第１実施形態と同様な構成の制御装置一体型回転電機１である。本形態で特に言及しない構成は、第１実施形態と同様な構成である。
【００８２】
本形態は、図４に示したように、略円柱状のコンデンサ１１２の側面とケース１１０の内周面との間に、シール部材１１８を配している。なお、本形態では、軸方向の上端部近傍にシール部材１１８を配しているが、軸方向の中央部や下端部近傍に設ける構成としてもよい。また、複数設ける構成としてもよい。
本形態の制御装置一体型回転電機１によると、第１実施形態と同様な構成を有しており、同様な効果を発揮できる。
【００８３】
さらに、本形態の制御装置一体型回転電機１では、略円柱状のコンデンサ１１２の側面をシールするようにシール部材１１８を配しており、コンデンサ１１２が揺動したときに、ケース１１０の内周面と衝突することを防止する。
【００８４】
［第３実施形態］
本形態は、ケース１１０の開口部１１０ｅに閉塞部材１２０が配されていること以外は、第１実施形態と同様な構成の制御装置一体型回転電機１である。本形態で特に言及しない構成は、第１実施形態と同様な構成である。
【００８５】
本形態は、図５に示したように、閉塞部材１２０が、開口部１１０ｅに嵌入した弾性樹脂よりなる。閉塞部材１２０は、防爆弁１１２ｂが開弁したときに、ガスとともに開口部１１０ｅから外部に排出され、開口部１１０ｅが開放される。
本形態の制御装置一体型回転電機１によると、第１実施形態と同様な構成を有しており、同様な効果を発揮できる。
【００８６】
そして、開口部１１０ｅに嵌入した閉塞部材１２０は、開口部１１０ｅを閉塞している。閉塞部材１２０は、防爆弁１１２ｂが開弁したときに、開口部１１０ｅから外部に排出される。このように、閉塞部材１２０は、防爆弁１１２ｂの開弁を阻害しない。そして、防爆弁１１２ｂが開弁しない状態では、開口部１１０ｅを閉塞している。この状態での閉塞部材１２０は、開口部１１０ｅを異物が通過することを抑える。特に、異物が開口部１１０ｅを通過して防爆弁１１２ｂと衝突することを抑える。
このように、より異物の侵入を抑えられる。
【００８７】
［第４実施形態］
本形態は、ケース１１０の開口部１１０ｅの外部にカバー１２１が設けられていること以外は、第１実施形態と同様な構成の制御装置一体型回転電機１である。本形態で特に言及しない構成は、第１実施形態と同様な構成である。
【００８８】
本形態は、図６に示したように、カバー１２１が、ケース１１０の外部表面に、開口部１１０ｅの外側の開口を覆うようにケース１１０に間隔を隔てて形成される。カバー１２１は、ケース１１０に固定されている。カバー１２１とケース１１０との間に区画される空間は、コンデンサ１１２から吹き出すガスの量と比して大きな空間となっている。カバー１２１とケース１１０との間に区画される空間は、密閉空間であるが、一部が開放した開放空間でもよい。
本形態の制御装置一体型回転電機１によると、第１実施形態と同様な構成を有しており、同様な効果を発揮できる。
【００８９】
本形態では、さらに、防爆弁１１２ｂが開弁して吹き出したガスは、開口部１１０ｅを通ってケース１１０の外部に吹き出す。そして、カバー１２１との間の空間に吹き出す。ケース１１０の外部に吹き出したガスは、カバー１２１との間の閉鎖空間にとどまる。この結果、制御装置一体型回転電機１の外部の表面にガスが付着することによる漏電や短絡を抑えることができる。
【００９０】
さらに、カバー１２１は、ケース１１０の外部に露出しており、放熱することで内部の空間が過熱しない。この結果、コンデンサ１１２から吹き出したガスは、高熱にさらされず、爆発しない。
【００９１】
［第５実施形態］
本形態は、略円柱状のコンデンサ１１２の本体部１１２ａの側面に防爆弁１１２ｂがもうけられ、収容凹部１１０ｄの開口部１１０ｅが開口する位置が異なること以外は、第１実施形態と同様な構成の制御装置一体型回転電機１である。本形態で特に言及しない構成は、第１実施形態と同様な構成である。
【００９２】
本形態では、図７に示したように、略円柱状のコンデンサ１１２の本体部１１２ａの軸方向（長さ方向）の中央部の外周面（あるいは、側面）に防爆弁１１２ｂが形成されている。
【００９３】
収容凹部１１０ｄは、コンデンサ１１２の防爆弁１１２ｂと対向する部分に開口部１１０ｅが形成されている。すなわち、コンデンサ１１２の側面（外周面）に対応した位置に開口部１１０ｅが形成されている。
本形態の制御装置一体型回転電機１によると、第１実施形態と同様な構成を有しており、同様な効果を発揮できる。
また、側面に防爆弁１１２ｂをもつ従来の電解コンデンサを用いることができる。
さらに、本形態の制御装置一体型回転電機１は、上記の第２〜第４実施形態と同様な構成を適用してもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１：制御装置一体型回転電機
１０：回転電機              １１：制御装置
１００：固定子              １００ａ：固定子コア      １００ｂ：電機子巻線
１０１：回転子              １０１ｂ：界磁巻線        １０２：回転軸
１０４：ハウジング          １１０：ケース            １１１：配線基板
１１２：コンデンサ          １１３：インバータ回路    １１４：界磁回路
１１５：ブラシ              １１６：制御回路          １１７：ヒートシンク
１１８：シール部材          １２０：閉塞部材          １２１：カバー
【図１】
2018078718.tif 000003
【図２】
2018078718.tif 000004
【図３】
2018078718.tif 000005
【図４】
2018078718.tif 000006
【図５】
2018078718.tif 000007
【図６】
2018078718.tif 000008
【図７】
2018078718.tif 000009