(57)【要約】【課題】回転電機を複数の車種の車に対して共通に適用する場合であっても回転電機における部品の共通化によるコスト削減や生産性の向上を図る。【解決手段】ブラケット１１に固定されインバータブリッジ４０の各相の高電位側アーム４６と低電位側アーム４７とを個別に冷却する２ｎ個のヒートシンク５０，５１を備え、バッテリ５とインバータブリッジ４０との接続に使用されるバッテリ接続部５０１が、少なくとも２つのヒートシンクに設けられ、バッテリ接続部５０１の各々は、各々が設けられているヒートシンクにおける位置が、それぞれ同じであることを特徴とする車載型回転電機。【選択図】図３
2008005678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁巻線を備えた回転自在な回転子と、この回転子の回りに配置されたｎ（但しｎは自然数）相の電機子巻線を持つ固定子と、前記回転子および前記固定子を支持するブラケットと、直流端がバッテリに接続され交流端が各相の前記電機子巻線に接続され固定子電流を制御するインバータブリッジとを備えた車載型回転電機において、
前記ブラケットに固定され前記インバータブリッジの各相の高電位側アームと低電位側アームとを個別に冷却する２ｎ個のヒートシンクを備え、
バッテリと前記インバータブリッジとの接続に使用されるバッテリ接続部が、少なくとも２つのヒートシンクに設けられ、
前記バッテリ接続部の各々は、各々が設けられているヒートシンクにおける位置が、それぞれ同じである
ことを特徴とする車載型回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の車載型回転電機において、
各相のヒートシンクで前記回転子の回転軸を２重に取り囲むように各相のヒートシンクが配設され、外周側のヒートシンクは各相の高電位側アームおよび各相の低電位側アームの一方であり、内周側ヒートシンクは各相の高電位側アームおよび各相の低電位側アームの他方である
ことを特徴とする車載型回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載の車載型回転電機において、
前記バッテリ接続部が、外周側のヒートシンク間に位置している
ことを特徴とする車載型回転電機。
【請求項４】
請求項２に記載の車載型回転電機において、バッテリ接続部が、
前記外周側のヒートシンクより、回転電機径方向の内側に位置して設けられている
ことを特徴とする車載型回転電機。
【請求項５】
請求項1乃至請求項４の何れか一に記載の車載型回転電機において、
複数個の前記バッテリ接続部の一が前記バッテリ接続に使用され、前記バッテリ接続に未使用の前記バッテリ接続部が、前記バッテリ入力端の平滑コンデンサとの接続に使用される
ことを特徴とする車載型回転電機。
【請求項６】
請求項1乃至請求項４の何れか一に記載の車載型回転電機において、
複数個の前記バッテリ接続部の一が前記バッテリ接続に使用され、前記バッテリ接続に未使用の前記バッテリ接続部が、当該バッテリ接続部を有する前記ヒートシンクの固定に使用される
ことを特徴とする車載型回転電機。
【請求項７】
請求項1乃至請求項６の何れか一に記載の車載型回転電機において、
複数個の前記バッテリ接続部が、各相間のプラス側のヒートシンクの接続ターミナルに使用される
ことを特徴とする車載型回転電機。
【請求項８】
請求項1乃至請求項７の何れか一に記載の車載型回転電機において、
前記インバータブリッジを制御する制御回路が取り付けられるケースが、前記バッテリ接続部を介して前記ブラケットに固定される
ことを特徴とする車載型回転電機。
【請求項９】
請求項1乃至請求項８の何れか一に記載の車載型回転電機において、
前記界磁巻線の電流を制御する界磁制御回路部が、前記バッテリ接続部を介して前記ブラケットに固定されている
ことを特徴とする車載型回転電機。
【請求項１０】
請求項1乃至請求項９の何れか一に記載の車載型回転電機において、
前記バッテリ接続部が、前記ヒートシンクの前記固定子と反対の側に配設され、
前記バッテリとの接続に使用されるバッテリ端子となるボルトが、前記バッテリ接続部に、前記固定子と反対の側から装着されている
ことを特徴とする車載型回転電機。
【請求項１１】
請求項６乃至請求項１０の何れか一に記載の車載型回転電機において、
前記ヒートシンクの固定に使用されるボルトが、アース端子に兼用される
ことを特徴とする車載型回転電機。
【請求項１２】
請求項1乃至請求項１１の何れか一に記載の車載型回転電機において、
前記固定子の相数が３相である
ことを特徴とする車載型回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車のエンジンルーム内に取り付けられる車載型回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機をインバータ制御するためのインバータユニット（インバータブリッジで構成された固定子電流スイッチング回路）は、回転電機とは別々に設置されてきた。その一方で回転電機とインバータユニット間の損失削減や配線を無くすことによるコスト・重量低減、車両への搭載性の向上のため、回転電機とインバータユニットとを一体化した車載型回転電機が提案されている。
【０００３】
このような車載型回転電機はエンジンルーム内の内燃機関近傍に配置されるために内燃機関からの受熱や回転電機自体の発熱などのため、温度環境が厳しい。このため特許文献１ではインバータユニットの発熱体であるパワー素子（スイッチング素子）の放熱性を確保するために各相の上アーム、下アームのパワー素子を絶縁物を介さずにそれぞれヒートシンクに取付けることが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４８４９４号公報（図１及びその説明）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、同じ性能の回転電機を複数の車種の車に対して共通に適用しようとすると、車種によってエンジンルーム内の部品の配置によって回転電機の取付け位置の変更が必要となる。特に回転電機から外部に取出される、バッテリ出力端子や車載ECU（電子制御装置）からの制御用コネクタの位置変更が必要となる場合、端子だけでなく、合わせてヒートシンクなどの内部部品を変更しなければならない場合があり、その場合、同一性能でありながら車種ごとに異なる部品が必要となり、生産性の点からコストの増加や、生産時に異部品が混入しやすいなどの課題がある。
【０００６】
この発明は、前述のような実情に鑑みてなされたもので、回転電機を複数の車種の車に対して共通に適用する場合であっても回転電機における部品の共通化によるコスト削減や生産性の向上を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る車載型回転電機は、界磁巻線を備えた回転自在な回転子と、この回転子の回りに配置されたｎ（但しｎは自然数）相の電機子巻線を持つ固定子と、前記回転子および前記固定子を支持するブラケットと、直流端がバッテリに接続され交流端が各相の前記電機子巻線に接続され固定子電流を制御するインバータブリッジとを備えた車載型回転電機において、前記ブラケットに固定され前記インバータブリッジの各相の高電位側アームと低電位側アームとを個別に冷却する２ｎ個のヒートシンクを備え、バッテリと前記インバータブリッジとの接続に使用されるバッテリ接続部が、少なくとも２つのヒートシンクに設けられ、前記バッテリ接続部の各々は、各々が設けられているヒートシンクにおける位置が、それぞれ同じであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、界磁巻線を備えた回転自在な回転子と、この回転子の回りに配置されたｎ（但しｎは自然数）相の電機子巻線を持つ固定子と、前記回転子および前記固定子を支持するブラケットと、直流端がバッテリに接続され交流端が各相の前記電機子巻線に接続され固定子電流を制御するインバータブリッジとを備えた車載型回転電機において、前記ブラケットに固定され前記インバータブリッジの各相の高電位側アームと低電位側アームとを個別に冷却する２ｎ個のヒートシンクを備え、バッテリと前記インバータブリッジとの接続に使用されるバッテリ接続部が、少なくとも２つのヒートシンクに設けられ、前記バッテリ接続部の各々は、各々が設けられているヒートシンクにおける位置が、それぞれ同じであるので、回転電機を複数の車種の車に対して共通に適用し、車種によってエンジンルーム内の部品の配置によって回転電機の取付け位置が変わっても、回転電機とバッテリとの接続を、回転電機の構成部品を変更することなく、容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１を図１〜図６により説明する。図１は車載型回転電機の概略回路構成の事例を示す接続図、図２は車載型回転電機の側面の断面構造の事例を示す縦断側面図、図３は車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の事例をリア側から見た平面図、図４は１相分のヒートシンク対の事例を示す斜視図、図５は１相分のヒートシンク対の事例の展開図を斜視図で示す図、図６は高電位側アームである上アーム用ヒートシンクの事例を示す側面図である。なお、各図中、同一符合は同一部分を示す。
本発明の実施の形態１について説明する。図１は回転電機へのヒートシンク群の搭載状況を、図２、３、4は本実施の形態のヒートシンク群の形状を示している。
【００１０】
先ず、図１により車載型回転電機の概略回路構成の事例を説明する。
【００１１】
図１において、車載型回転電機本体１は、固定子に巻回された電機子巻線１６ａと、回転子に巻回された界磁巻線１４を備え、上記電機子巻線１６ａは、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルをＹ結線（スター結線）して構成されている。なお、このコイルの結線はΔ（デルタ）結線で接続しても良い。
【００１２】
インバータブリッジで構成された固定子電流スイッチング回路であるパワー素子ユニット４は、複数のパワー素子であるスイッチング素子（パワートランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等）４１と各スイッチング素子４１に並列に接続されたダイオード４２からなるインバータモジュールと言われているインバータブリッジ４０と、このインバータブリッジ４０に並列に接続された平滑コンデンサ４３とを備えている。
【００１３】
インバータブリッジ４０は、上アーム（高電位側アーム）４６を構成するスイッチング素子４１aおよびダイオード４２と、下アーム（低電位側アーム）４７を構成するスイッチング素子４１bおよびダイオード４２とを２組直列に接続したものを１セットとし、当該セットが３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）分、３個並列に配置して構成されている。
【００１４】
電機子巻線１６ａのＹ結線の各相の端部は、交流配線９を介して、ＵＶＷ各相における前記直列に配置した上アーム４６のスイッチング素子４１aと下アーム４７のスイッチング素子４１bの中間点にそれぞれ電気的に接続されている。
【００１５】
また、バッテリ５の正極側端子および負極側端子が、直流配線８を介してインバータブリッジ４０の正極側および負極側にそれぞれ電気的に接続されている。インバータブリッジ４０において、それぞれのスイッチング素子４１a、４１bのスイッチング動作は、制御回路４４の指令により制御される。また、制御回路４４は、界磁電流制御回路４５を制御して回転子の界磁巻線１４に流す界磁電流を調整する。
【００１６】
前記のようなパワー素子ユニット４を備えた回転電機１において、エンジンの始動時に、バッテリ５から直流配線８を介して直流電力がパワー素子ユニット４に給電される。そして、制御回路４４がインバータブリッジ４０の各スイッチング素子４１a、４１bをＯＮ／ＯＦＦ制御し、直流電力が三相交流電力に変換される。そして、この三相交流電力が交流配線９を介して回転電機１の電機子巻線１６ａに供給される。これにより、界磁電流制御回路４５により界磁電流が供給されている回転子の界磁巻線１４の周囲に回転磁界が与えられ、回転電機１の回転子が回転駆動され、回転電機用プーリ、ベルト、クランクプーリ、クラッチ(ON)を介してエンジンが始動される。
【００１７】
一方、エンジンが始動されると、エンジンの回転動力がクランクプーリ、ベルト、回転電機用プーリを介して車載型回転電機本体１に伝達される。これにより、車載型回転電機本体１の回転子が回転駆動されて電機子巻線１６ａに三相交流電圧が誘起される。そこで、制御回路４４が各スイッチング素子４１をＯＮ／ＯＦＦ制御し、電機子巻線１６ａに誘起された三相交流電力を直流電力に変換して、バッテリ５を充電する。
【００１８】
次いで、図２により車載型回転電機の側面の断面構造の事例を説明する。
【００１９】
図２において、車載型回転電機本体１は、フロントブラケット１０及びリヤブラケット１１からなるケースと、当該ケースに支持用ベアリング１２を介して回転自在に配設されているシャフト１３と、このシャフト１３に固定されると共に界磁巻線１４を有する回転子１５と、前記ケースに固定されて回転子１５を囲むように配設されると共に電機子巻線１６ａを有する固定子１６と、回転子１５の軸方向の両端面に固定されたファン１７と、シャフト１３のフロント側の端部に固着されたプーリ１８と、シャフト１３のリヤ側外周に位置するようにリヤブラケット１１に取り付けられたブラシホルダ１９と、シャフト１３のリヤ側に装着された一対のスリップリング２１に摺接するようにブラシホルダ１９内に配設された一対のブラシ２０と、シャフト１３のリヤ側端部に配設された回転位置検出センサ（レゾルバ等）２２を備えている。
【００２０】
そして、この車載型回転電機本体１はプーリ１８及びベルト（図示せず）を介してエンジンの回転軸（図示せず）に連結されている。
【００２１】
本実施の形態１では、車載型回転電機本体１に一体的または近接してパワー素子ユニット４が設置されている。すなわち、リヤブラケット１１のリヤ側に配設したケース３０とリヤブラケット１１との間の空間に、パワー素子ユニット４を構成する複数のスイッチング要素４１a、４１bと、各スイッチング要素４１に接続された内側ヒートシンク５０及び外側ヒートシンク５１が支持具（図示せず）を介してリヤブラケット１１の外側面に設置されている。また、ケース３０の外側には、前述した制御回路４４を搭載した制御回路基板４４ａが配設されている。また、前記制御回路４４を搭載した制御回路基板４４ａは前記ケース３０を介して前記車載型回転電機本体１に一体的に取り付けられている。なお、前記制御回路４４を搭載した制御回路基板４４ａは前記ケース３０を介して前記車載型回転電機本体１のリヤブラケット１１に直接一体に取り付けられる場合が多いが、自動車のボディの一部を介して間接的に一体に取り付けられる場合もある。
【００２２】
さらに、ケース３０およびリヤブラケット１１には通風孔３1ａ、３1bが設けられ、回転子１５のファン１７の回転により、図示矢印Ｆのような風路を形成して、ケース３０内部を通り抜け、スイッチング要素４１a、４１b、内側ヒートシンク５０、外側ヒートシンク５１、制御回路基板４４ａ上の制御回路４４等を冷却する。
【００２３】
また、パワーユニット部４は、Ｕ，Ｖ，Ｗの３相の部位（Ｕ相部位６０、Ｖ相部位７０、Ｗ相部位８０）に分かれており、各部位にはそれぞれ一対のヒートシンクである内側ヒートシンク５０及び外側ヒートシンク５１が搭載され、内側ヒートシンク５０には上側アーム（高電位側アーム）のスイッチング要素４１a（図示白抜き）が装着され当該スイッチング要素４１aは図示のように車載型回転電機本体１の周方向に並設され回路的に並列をなす４個（即ち複数個）の前記スイッチング素子４１a１，・・４１ａｎで構成されており、同様に、外側ヒートシンク５１には下側アーム（低電位側アーム）のスイッチング要素４１bが装着され当該スイッチング要素４１ｂは図示のように車載型回転電機本体１の周方向に並設され回路的に並列をなす４個（即ち複数個）の前記スイッチング素子４１ｂ１，・・４１ｂｎで構成されている。
【００２４】
また、前記Ｕ相部位６０、Ｖ相部位７０、Ｗ相部位８０は、図示のように、車載型回転電機本体１の回転軸１３を取り巻くように該回転軸１３の周りに該回転軸１３から径方向にほぼ等距離に位置しており、各々、前記回転軸１３と直交する同一平面上に位置している。
換言すれば、前記Ｕ相部位６０の前記内側ヒートシンク５０、外側ヒートシンク５１、前記スイッチング要素４１ａ，４１ｂと、前記Ｖ相部位７０の前記内側ヒートシンク５０、外側ヒートシンク５１、前記スイッチング要素４１ａ，４１ｂと、前記Ｗ相部位８０の前記内側ヒートシンク５０、外側ヒートシンク５１、前記スイッチング要素４１ａ，４１ｂとは、図示のように、車載型回転電機本体１の回転軸１３を取り巻くように該回転軸１３の周りに該回転軸１３から径方向にほぼ等距離に位置しており、各々、前記回転軸１３と直交する同一平面上に位置している。
【００２５】
本実施の形態の車載型回転電機本体は、回転自在に配置された回転子１５とこの回転子１５の回りに配置され電機子巻線１６ａを有する固定子１６とを持ち、前記固定子１６の各相Ｕ，Ｖ，Ｗに対して少なくとも上アーム（高電位側アーム）４６及び下アーム（低電位側アーム）４７を構成する一対のスイッチング回路を持つインバータブリッジを持ち、各々のスイッチング回路を構成するスイッチング素子を冷却するためのヒートシンクを備えたヒートシンク対が各相毎に配置されている。
【００２６】
次いで、図４、５、６を主体に説明する。
【００２７】
スイッチング素子４１ａ，４１ｂに一例としてn型MOS FETのスイッチング素子を用いている。
【００２８】
また、ヒートシンク対は、その一方のヒートシンク５０が上アーム４６のスイッチング素子４１ａのドレイン端子Ｄ（バッテリ電位であるＢ電位）に、他方のヒートシンク５１が下アーム４７のスイッチング素子４１ｂのドレイン端子Ｄ（中間電位であるＡ電位）と接続されており、両ヒートシンク５０，５１は電気的に絶縁されている。
【００２９】
両ヒートシンク５０，５１の電気的絶縁は、図５に例示の絶縁ブッシュ5051によって行われる。つまり、ヒートシンク５０の一端に設けられた貫通孔50ｈ1、およびヒートシンク５１の一端に設けられた貫通孔51ｈ1に前記絶縁ブッシュ5051を嵌め込むことで、両ヒートシンク５０，５１間の電気的絶縁が行われる。
【００３０】
ヒートシンク５０は、バッテリ５のプラス端子に、固定孔501ｈを有するＢ電位のバッテリ接続部５０１、およびバッテリケーブル（図示省略してある）を介して接続される。バッテリ接続部５０１の固定孔501ｈには、バッテリケーブルを繋ぐバッテリ端子（図示省略）が取り付けられる。
Ａ電位の各相ヒートシンク５１，５１，５１は、Ａ電位の固定子接続部5116および接続導体１６Ｃを介して電機子巻線１６ａの各相Ｕ，Ｖ，Ｗに接続されている。
【００３１】
ＵＶＷ各相の上アームのヒートシンク５０，５０，５０は、各ヒートシンク５０，５０，５０の両端部に径方向内側に対称に突設された接続部５０２でボルトで機械的および電気的に結合された構造とすることで、耐震強度を強化してあり、また、これらヒートシンク５０，５０，５０は電気的に全て繋がっていることから、全てほぼ同電位（バッテリ電圧と同電位のＢ電位）となっている。接続部５０２でボルト結合する点は接続点502Pとして図示してある。
【００３２】
ＵＶＷ各相の上アームのヒートシンク５０，５０，５０は、夫々概略同一形状、同一大きさの所謂同一部品（図３参照）としてある。
また、ＵＶＷ各相の下アームのヒートシンク５１，５１，５１も、夫々概略同一形状、同一大きさの所謂同一部品としてある。
換言すれば、各相のヒートシンク対５０，５１、５０，５１、５０，５１も夫々概略同一形状、同一大きさの所謂同一部品（図３参照）でもある。
【００３３】
各相のヒートシンク対５０，５１，５０，５１，５０，５１からは、スイッチング素子４１ａ，４１ｂをOn-OFFするための制御用端子ＧＨ，ＧＬが出ており、これら制御用端子ＧＨ，ＧＬは制御回路４４に接続されている。
また、スイッチング素子はP型MOS FETやIGBTを使用してもよい。
【００３４】
図１のように本実施の形態では電機子巻線の相数を３相とする。３相で構成することで必要最低限の相数で製作できるため部品数を削減でき、コストを低減することができる。
【００３５】
バッテリ接続部５０１は、各相のヒートシンク５０，５０，５０の夫々に設けられ、しかも、各バッテリ接続部５０１，５０１，５０１の各々は、各々が設けられているヒートシンクにおける位置が、それぞれ同じである（図３参照）。
したがって、車載型回転電機本体の内燃機関やエンジンルーム内への取付け位置によって、バッテリ端子を接続するバッテリ接続部を選択することができるため、車載型回転電機本体を取付ける車の車種等によってヒートシンクを変更する必要が無く、また部品の共通化によるコスト削減でき、生産設備の共通化および組み立て性の向上により生産性が向上する。
【００３６】
なお、前記各相のヒートシンク対５０，５１，５０，５１，５０，５１には、その回転軸長手方向両側に、絶縁樹脂製のリヤ側ターミナル５２、および絶縁樹脂製のフロント側ターミナル５３が配設されており、各リヤ側ターミナル５２の中央部に上アーム（高電位側アーム）のゲート接続端子ＧＨ（制御回路４４に接続される）が設けられ、各フロント側ターミナル５３の一端部に下アーム（低電位側アーム）のゲート接続端子ＧＬ（制御回路４４に接続される）が設けられている。
【００３７】
また、各フロント側ターミナル５３の、リヤブラケット１１に面するフロント側の面には導電板５３１が設けられていて、当該導電板５３１を介して、下アーム（低電位側アーム）のスイッチング素子４１ｂのソース側が、接地電位のリヤブラケット１１に接続されている。
【００３８】
また、絶縁樹脂製のリヤ側ターミナル５２、および絶縁樹脂製のフロント側ターミナル５３は、図５のボルト締め位置ＢＣ１，ＢＣ２において、ヒートシンク５０，５１と共にボルト締めされ、これら部品はリヤブラケット１１に固定される。この固定状態において、絶縁樹脂製のリヤ側ターミナル５２、および絶縁樹脂製のフロント側ターミナル５３は、ヒートシンク５０，５１に装着のスイッチング素子４１ａ，４１ｂに対向している。
【００３９】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の他の事例をリア側から見た平面図である図７によって説明する。
【００４０】
この発明の実施の形態２は、図７に示してあるように、Ｕ相部位６０におけるヒートシンク５０がバッテリ接続部５０１を有してなく、他の２相のヒートシンク５０，５０に、選択使用されるバッテリ接続部５０１，５０１を設けてある事例であり、必ずしも全相のヒートシンク５０にバッテリ接続部５０１を設けなくてもそれなりの効果はある。
その他については、前述のこの発明の実施の形態１と同じであるので、その説明は割愛する。なお、図７において、図１〜６と同一又は相当部分には同一符号を付してある。
【００４１】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の他の事例をリア側から見た平面図である図８によって説明する。
【００４２】
本実施の形態では、図８に示すように、任意の相の上アーム４６のヒートシンク５０の内側の接続点502Pを、バッテリ接続部５０１として利用してバッテリ端子を取出すことができるため、回転電機の取付け状態から最も取出しやすい接続点502Pを、バッテリ接続部５０１として選ぶことができる。またヒートシンクが同一形状のため、上アームの各ヒートシンクの接続を同一形状にすることができ、バッテリ端子を取出す接続点のみ形状を変更しておけばよい。
【００４３】
以上のように各ヒートシンクはその形状を同一形状とし、バッテリ端子かヒートシンクの接続点かによって、接続点における接続部の構造を２種類に区別される（例えば接続ボルトの長さを変える等）ため、全体の部品種類数を削減することができ、コストを低減することができる。
また、回転電機の内燃機関への取付け位置の変更に伴い、バッテリ端子の位置の変更が必要な場合でも、バッテリ端子を取出す接続点の位置を変更することで対応することができ、機種によりヒートシンクを新たに設定する必要が無く、ヒートシンクの製造コストを削減することができる。
さらに、各ヒートシンクの組立工程は全て共通のため、生産設備を共通化でき生産性が向上する。
【００４４】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の他の事例をリア側から見た斜視図である図９によって説明する。
【００４５】
本実施の形態では、図９に示すように、ボルト状のバッテリ接続部であるバッテリ端子５０１の取出し位置を、実際に上アームのヒートシンク５０，５０同士を接続している２つの接続点502P，502Pの一方を選択して構成する。これによりバッテリ端子の位置が、同一形状のヒートシンク群を使用しても複数箇所設定でき、回転電機の内燃機関への取付けによってよりよい接続点をバッテリ端子として選択できる。
【００４６】
また、バッテリ端子は構成上の中央のヒートシンク群から取出されることになり、上アームのヒートシンクに流れるバッテリ電流が端にあるヒートシンク群にバッテリ端子を取付ける場合よりも均一に流れる。このため各相の上アームのヒートシンクに発生する電流の流れるヒートシンクが交互になるために発熱を抑えられ、スイッチング回路の寿命を延ばすことができる。また電気的な効率を向上することが出来る。
【００４７】
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５を、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の更に他の事例をリア側から見た平面図である図１０によって説明する。
【００４８】
本実施の形態では、図１０に示すように、ヒートシンク群に構成されたバッテリ接続部５０１としての使用対象である接続点502Pのうち、未使用のものとアースとの間に平滑コンデンサ４３（図１も参照）を取付けた事例である。
【００４９】
本実施の形態ではヒートシンクを略同一形状としているため、バッテリ接続部５０１としての使用対象である未使用の接続点502Pが存在する。これを利用することにより新たなコンデンサ接続部を構成する必要が無く、工数削減によるコスト低減や生産性の向上を図ることができる。
【００５０】
実施の形態６．
以下、この発明の実施の形態６を、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の他の事例を一部断面で示す側面図である図１１によって説明する。
【００５１】
本実施の形態では、図１１に示すように、ヒートシンク５０に設けられたバッテリ接続部５０１のうちバッテリ接続に未使用のバッテリ接続部５０１を利用して、その前記バッテリ端子用固定穴に絶縁ブッシュ5051を嵌め込み当該ブッシュで絶縁したボルト等でヒートシンク５０をブラケット１１に固定する。
この結果、ヒートシンク５０に、ブラケット１１への特別な固定部を設けることなく、ヒートシンク５０を確実に固定することができ、さらに工数削減によるコスト低減や生産性の向上を図ることができる。
【００５２】
実施の形態７．
以下、この発明の実施の形態７を、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の他の事例を一部断面で示す側面図である図１２によって説明する。
【００５３】
本実施の形態では、図１２に示すように、バッテリ接続に使用されてないバッテリ接続部５０１を利用して、制御回路４４が搭載されるケース３０を固定する。例えば、ケース３０の取付座およびバッテリ接続部５０１の前記固定孔にボルトを通してケース３０をブラケット１１に固定する。
【００５４】
このような構造とすることで、制御回路４４が搭載されるケース３０の固定部を特別に構成する必要が無く工数削減によるコスト低減や生産性の向上を図ることができる。
また、ケースを電気的にアースと絶縁することで、バッテリ端子でケースを固定しても良い。
さらにこのケースとバッテリ接続部からケース内に配線を構成し、ケースに固定された制御回路の電源を供給できるようにしても良い。
これによりケースの固定部を新たに設けずに配置することができ、工数削減によるコスト低減や生産性の向上を図ることができる。
【００５５】
実施の形態８．
以下、この発明の実施の形態８を、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の更に他の事例をリア側から見た平面図である図１３によって説明する。
【００５６】
本実施の形態では、図１３に示すように、バッテリ接続部５０１として利用される接続点Ｐの接続部を利用して、界磁回路部品４５を固定する。
このような構造とすることで、接続端子４５Ｂを介してブラシホルダ１９へ接続される界磁回路部品４５の固定部を特別に構成する必要が無く工数削減による工数削減によるコスト低減や生産性の向上を図ることができる。
また、界磁回路部品の固定部から界磁電流を供給できるように配線を構成してもよい。
【００５７】
実施の形態９．
以下、この発明の実施の形態９を、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の更に他の事例をリア側から見た平面図である図１４によって説明する。
【００５８】
本実施の形態では、図１４に示すように、棒状端子であるバッテリ接続部５０１を回転電機のリア側から取り付ける構造とする。例えば、棒状端子であるバッテリ接続部５０１の取り付け端のネジ部を、ヒートシンク５０に、回転電機のリア側からねじ込む構造等にする。
【００５９】
これにより回転電機を組立工程において、ヒートシンク群をバッテリ端子の有無に係わらず全て共通として組立て、各相のヒートシンク群を回転電機本体に組付け後にバッテリ端子を装着することができる。
このためバッテリ端子の有無によるヒートシンク群の選別が必要なく、ヒートシンク群の組み間違えが無くなり、管理が簡素化され、製造コストを削減することができる。
【００６０】
実施の形態１０．
以下、この発明の実施の形態１０を、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の更に他の事例をリア側から見た斜視図である図１５によって説明する。
【００６１】
本実施の形態では、図１５に示すように、ヒートシンク群を、ボルト締め位置ＢＣ１，ＢＣ２でブラケットにボルト等の固定手段で固定する固定部を通じて、下アームのヒートシンク５１のアースＣをブラケット１１と接続する。
本実施の形態では回転電機からアース端子を取出す場合、ブラケットに取付けられた各ヒートシンクのボルト締め位置ＢＣ１，ＢＣ２での各固定ねじの１つを選択し、アース端子Ｃとする。
これにより、回転電機の取付け位置から最も取出しやすいアース端子位置を選択することができる。また、回転電機の取付け位置の変更する場合でも、端子位置の変更によって対応できるためヒートシンクの形状を変更する必要が無く、ヒートシンクの製造コストを削減することができる。さらに、ヒートシンク群までは全て共通のため、生産設備を共通化でき生産性が向上する。
また、バッテリ端子、アース端子共にヒートシンク群の回転電機本体への取付け後に構成できるようにしてもよい。
【００６２】
また上記実施の形態を複数組み合わせて回転電機を構成しても良い。
【００６３】
前述のこの発明の実施の形態１乃至１０に記載のように、この発明の特徴点は、以下の通りである。
【００６４】
界磁巻線が巻きまわされ回転自在に保持された回転子と、回転子の回りに配置された電機子巻線を持つ固定子と、両者を支持するブラケットと、ブラケットに固定され固定子にｎ相固定子電流を通電する固定子電流スイッチング回路とスイッチング回路を冷却する２ｎ個のヒートシンクからなるヒートシンク群と、固定子電流スイッチング回路を制御する制御回路と、制御回路を保護しブラケットに固定するケースと、バッテリに双方向に電流を通電するための電流ケーブルを接続するバッテリ端子を備えた制御回路一体型回転電機において、ヒートシンクの形状がｎ相とも概略共通形状であり、バッテリ端子の位置を変更できるように、少なくとも２つのヒートシンクにバッテリ端子用の固定穴が設けられており、必要に応じてバッテリ端子の設置位置が選択可能な構造を有していることを特徴とするものである。
従来は、各相に取付けられたｎ対のヒートシンク群のうち、バッテリ端子のついているヒートシンクのみ異なる形状としていたが、部品を共通に出来ないためにコストが高くなる課題や、組立時に似た形状のヒートシンクを間違わないように分けたり、ヒートシンクを選別したりする必要があり、手間がかかっていた。また、回転電機の車両への装着レイアウトにより、バッテリ端子の位置の変更が必要になった場合に、ヒートシンクを変更する必要があった。この発明により、ｎ相に対応するヒートシンクの共通化が可能となり、コストが低減できる。また、ヒートシンクの形状を変更しなくてもバッテリ端子の位置を変更することが可能となる。そのため、コストが低減でき、また、工作ラインの共用化も可能となって生産性が向上する。
【００６５】
バッテリ端子はn個のヒートシンク群の内、回転電機に組付けた状態の端ではなく中央よりの相に配置されることを特徴とするものである。
本発明の回転電機は駆動・発電電流がバッテリ端子⇔ヒートシンク⇔スイッチング素子⇔固定子の経路で流れる。このため端に接続されたヒートシンクにバッテリ端子があると各ヒートシンクに流れる電流量が不均一になってしまう。これに対して中央付近のヒートシンクにバッテリ端子を構成すると電流の流れるヒートシンクが交互になるために発熱を抑えられ、スイッチング回路の寿命を延ばすことができる。また電気的な効率を向上することが出来る。
【００６６】
ヒートシンク群に構成されたバッテリ端子用固定穴のうち、バッテリ端子として使用していないものをコンデンサとの接続に使用することを特徴とするものである。
予め用意されている未使用の固定穴を使用することにより部品種類数を削減でき、コストを低減、生産性向上をすることができる。
【００６７】
ヒートシンク群に構成されたバッテリ端子用固定穴のうち、バッテリ端子の固定に使用していないものをヒートシンク固定用に使用することを特徴とするものである。
ブラケットに固定された各相のヒートシンクを連結でき、ヒートシンク群全体を強固に固定することが出来るため、耐振性が向上できる。また予め用意されている未使用の固定穴を使用することにより部品種類数を削減でき、コストを低減、生産性向上をすることができる。
【００６８】
ヒートシンク群に構成されたバッテリ端子用固定穴を、各相間のプラス側のヒートシンクの接続ターミナルに使用することを特徴とするものである。
各相のプラス側のヒートシンクの接続を予め用意されているバッテリ端子用固定穴を使用することにより部品種類数を削減でき、コストを低減、生産性向上をすることができる。また、別の接続ターミナルをヒートシンクに取付けるよりも電流経路が単純化され、損失を低減することができる。(バッテリ端子を取付けている穴を用いても可)
【００６９】
ヒートシンク群に構成されたバッテリ端子用固定穴を、ケースや回転電機の保護カバーの固定に使用することを特徴とするものである。
予め用意されているバッテリ端子用固定穴を使用することにより部品種類数を削減でき、コストを低減、生産性向上をすることができる。また、ヒートシンク群とケースやカバーを直接固定することでそれぞれの加振時の挙動が近くなり、振動応答の差による各部の接続部の破損を防止することができる。(バッテリ端子を取付けている穴を用いても可)
【００７０】
ヒートシンク群に構成されたバッテリ端子用固定穴を界磁回路部品の固定に使用することを特徴とする。
予め用意されているバッテリ端子用固定穴を使用することにより部品種類数を削減でき、コストを低減、生産性向上をすることができる。また、界磁回路に固定部を通して、界磁電流を供給できるため、界磁回路部品の構造を簡素化でき、コストを低減できる。(バッテリ端子を取付けている穴を用いても可)
【００７１】
バッテリ端子となるボルトがリア側から装着することが可能な構造を特徴とするものである。
バッテリ端子の位置を最後に設定するために、回転電機の組立時にｎ相のヒートシンク群を共通にでき、ヒートシンク群の組付け間違えが無く、また選別の必要が無いので部品管理が楽になりコスト削減できる。
【００７２】
バッテリのマイナス端子や自動車の内燃機関やボディに接続するためのアース端子を有する回転電機において、アース端子がヒートシンク群を回転電機のブラケットに固定するボルトを使用して構成され、回転電機の内燃機関の取付け位置に応じて複数のヒートシンク群固定用のボルトの中から最適な取出し位置を選択することができるように構成されることを特徴とする。
ヒートシンクの形状を変更せずにアース端子の取出し位置の自由度を確保でき、またアース端子とヒートシンク群の固定ボルトを共用することにより、部品種類数を削減でき、コスト削減や生産性向上が図れる。
【００７３】
制御回路一体型回転電機の固定子の相数は3相(n=3)であることを特徴とする。
駆動・発電共用の回転電機に於いて相数を必要最低限の構成とすることにより、部品数の削減、組立工程の簡素化が計れ、製造コストを削減することができる。
【００７４】
界磁巻線を備えた回転自在な回転子と、この回転子の回りに配置されたｎ（但しｎは自然数）相の電機子巻線を持つ固定子と、前記回転子および前記固定子を支持するブラケットと、直流端がバッテリに接続され交流端が各相の前記電機子巻線に接続され固定子電流を制御するインバータブリッジとを備えた車載型回転電機において、前記ブラケットに固定され前記インバータブリッジの各相の高電位側アームと低電位側アームとを個別に冷却する２ｎ個のヒートシンクを備え、バッテリと前記インバータブリッジとの接続に使用されるバッテリ接続部が、少なくとも２つのヒートシンクに設けられ、前記バッテリ接続部の各々は、各々が設けられているヒートシンクにおける位置が、それぞれ同じであることを特徴とするものである。
【００７５】
各相のヒートシンクで前記回転子の回転軸を２重に取り囲むように各相のヒートシンクが配設され、外周側のヒートシンクは各相の高電位側アームおよび各相の低電位側アームの一方であり、内周側ヒートシンクは各相の高電位側アームおよび各相の低電位側アームの他方であることを特徴とするものである。
【００７６】
前記バッテリ接続部が、外周側のヒートシンク間に位置していることを特徴とするものである。
【００７７】
バッテリ接続部が、前記外周側のヒートシンクより、回転電機径方向の内側に位置して設けられていることを特徴とするものである。
【００７８】
複数個の前記バッテリ接続部の一が前記バッテリ接続に使用され、前記バッテリ接続に未使用の前記バッテリ接続部が、前記バッテリ入力端の平滑コンデンサとの接続に使用されることを特徴とするものである。
【００７９】
複数個の前記バッテリ接続部の一が前記バッテリ接続に使用され、前記バッテリ接続に未使用の前記バッテリ接続部が、当該バッテリ接続部を有する前記ヒートシンクの固定に使用されることを特徴とするものである。
【００８０】
複数個の前記バッテリ接続部が、各相間のプラス側のヒートシンクの接続ターミナルに使用されることを特徴とするものである。
【００８１】
前記インバータブリッジを制御する制御回路が取り付けられるケースが、前記バッテリ接続部を介して前記ブラケットに固定されることを特徴とするものである。
【００８２】
前記界磁巻線の電流を制御する界磁制御回路部が、前記バッテリ接続部を介して前記ブラケットに固定されていることを特徴とするものである。
【００８３】
前記バッテリ接続部が、前記ヒートシンクの前記固定子と反対の側に配設され、前記バッテリとの接続に使用されるバッテリ端子となるボルトが、前記バッテリ接続部に、前記固定子と反対の側から装着されていることを特徴とするものである。
【００８４】
前記ヒートシンクの固定に使用されるボルトが、アース端子に兼用される
ことを特徴とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、車載型回転電機の概略回路構成の事例を示す接続図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す図で、車載型回転電機の側面の断面構造の事例を示す縦断側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示す図で、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の事例をリア側から見た平面図である。
【図４】この発明の実施の形態１を示す図で、１相分のヒートシンク対の事例を示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１を示す図で、１相分のヒートシンク対の事例の展開図を斜視図で示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１を示す図で、高電位側アームである上アーム用ヒートシンクの事例を示す側面図である。
【図７】この発明の実施の形態２を示す図で、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の他の事例をリア側から見た平面図である。
【図８】この発明の実施の形態３を示す図で、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の更に他の事例をリア側から見た平面図である。
【図９】この発明の実施の形態４を示す図で、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の更に他の事例をリア側から見た斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態５を示す図で、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の更に他の事例をリア側から見た平面図である。
【図１１】この発明の実施の形態６を示す図で、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の他の事例を一部断面で示す側面図である。
【図１２】この発明の実施の形態７を示す図で、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の他の事例を一部断面で示す側面図である。
【図１３】この発明の実施の形態８を示す図で、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の更に他の事例をリア側から見た平面図である。
【図１４】この発明の実施の形態９を示す図で、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の更に他の事例をリア側から見た斜視図である。
【図１５】この発明の実施の形態１０を示す図で、車載型回転電機の要部であるヒートシンク群の搭載部の更に他の事例をリア側から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００８６】
１    車載型回転電機本体、
４    パワー回路ユニット（固定子電流スイッチング回路）、
５    バッテリ、
１３    回転軸、
１４    界磁巻線、
１５    回転子、
１６    固定子、
１６ａ    電機子巻線、
１６ｃ    接続導体、
１７    ファン、
１９    ブラシホルダ、
３０    ケース、
３０１    取付座、
３１，３１a，３１b    通風孔、
４０    インバータブリッジ、
４１，４１a，４１b    スイッチング素子、
４３    平滑用コンデンサ、
４４    制御回路、
４５    界磁回路、
４５Ｂ    界磁回路からブラシへの接続端子、
４６    上アーム（高電位側アーム）、
４７    下アーム（低電位側アーム）、
５０    内側ヒートシンク、
50h1    貫通孔、
5051    絶縁ブッシュ、
５０１    バッテリ接続部、
501h    固定孔、
５０２    接続部、
502P    接続点、
５１    外側ヒートシンク、
51h1    貫通孔、
5116    固定子接続部、
５２    リヤ側ターミナル、
５３    フロント側ターミナル、
５３１    導電板、
５９    絶縁板、
６０    Ｕ相部位、
７０    Ｖ相部位、
８０    Ｗ相部位１
ＢＣ１，ＢＣ２    ボルト締め位置。
【図１】
2008005678.tif 000003
【図２】
2008005678.tif 000004
【図３】
2008005678.tif 000005
【図４】
2008005678.tif 000006
【図５】
2008005678.tif 000007
【図６】
2008005678.tif 000008
【図７】
2008005678.tif 000009
【図８】
2008005678.tif 000010
【図９】
2008005678.tif 000011
【図１０】
2008005678.tif 000012
【図１１】
2008005678.tif 000013
【図１２】
2008005678.tif 000014
【図１３】
2008005678.tif 000015
【図１４】
2008005678.tif 000016
【図１５】
2008005678.tif 000017