(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機本体と、
前記回転電機本体に設けられ、前記回転電機本体との間で電力が送受されるインバータ装置と
を備え、
前記インバータ装置は、スイッチング素子を冷却するヒートシンクと、前記ヒートシンクに対向して設けられ、前記スイッチング素子を駆動するためのドライブ回路を含む制御回路基板と、前記ヒートシンクとの間に前記制御回路基板が配置されるように前記制御回路基板に対向して設けられ、前記ヒートシンクと電気的に接続される金属製シールド板と、前記スイッチング素子、前記制御回路基板および前記金属製シールド板の間に設けられた樹脂部と、前記スイッチング素子、前記制御回路基板、前記金属製シールド板および前記樹脂部を面内方向に囲むケースと、を有し、
前記金属製シールド板は、前記樹脂部に覆われているインバータ一体型回転電機。
【請求項２】
前記金属製シールド板には、液体状の前記樹脂部が流入する貫通孔が形成されている請求項１に記載のインバータ一体型回転電機。
【請求項３】
前記貫通孔の直径の寸法は、抑制対象となる電磁ノイズの波長の１／２０以下である請求項２に記載のインバータ一体型回転電機。
【請求項４】
前記樹脂部は、エポキシ樹脂またはゲル状の樹脂から構成されている請求項１から請求項３までの何れか一項に記載のインバータ一体型回転電機。
【請求項５】
前記金属製シールド板は、前記制御回路基板における前記ヒートシンクに対向する面に対して反対側の面に対向するシールド板本体と、前記シールド板本体に設けられ、前記制御回路基板における側面に対向するシールド板側部とを有している請求項１から請求項４までの何れか一項に記載のインバータ一体型回転電機。
【請求項６】
前記金属製シールド板は、ねじを用いて前記ヒートシンクに電気的に接続されている請求項１から請求項５までの何れか一項に記載のインバータ一体型回転電機。
【請求項７】
前記金属製シールド板は、導電性の板から構成されている請求項１から請求項６までの何れか一項に記載のインバータ一体型回転電機。
【請求項８】
前記金属製シールド板と前記制御回路基板との間の寸法は、抑制対象となる電磁ノイズの波長の１／２０以下である請求項１から請求項６までの何れか一項に記載のインバータ一体型回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、内燃機関との間で動力が伝達される回転電機を備えたインバータ一体型回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータと、モータに設けられ、モータとの間で電力が送受されるインバータ装置とを備え、インバータ装置は、モータのハウジングに接触して設けられ、スイッチング素子が実装されたパワー系金属基板と、パワー系金属基板に対向して設けられた制御回路基板と、パワー系金属基板と制御回路基板との間に設けられた金属製シールド板とを有しているインバータ一体型回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５６２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、インバータ一体型回転電機の周辺機器から放出された電磁ノイズを制御回路基板が受け、また、制御回路基板から放出された電磁ノイズを周辺機器が受けるという課題があった。【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、周辺機器と制御回路基板との間における電磁ノイズの影響を抑制することができるインバータ一体型回転電機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るインバータ一体型回転電機は、回転電機本体と、回転電機本体に設けられ、回転電機本体との間で電力が送受されるインバータ装置とを備え、インバータ装置は、スイッチング素子を冷却するヒートシンクと、ヒートシンクに対向して設けられ、スイッチング素子を駆動するためのドライブ回路を含む制御回路基板と、ヒートシンクとの間に制御回路基板が配置されるように制御回路基板に対向して設けられ、ヒートシンクと電気的に接続される金属製シールド板とを有している。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係るインバータ一体型回転電機によれば、制御回路基板が、ヒートシンクと金属製シールド板とに挟まれているので、インバータ一体型回転電機の周辺機器と制御回路基板との間における電磁ノイズの影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係るインバータ一体型回転電機を示す構成図である。
【図２】図１の金属製シールド板を示す平面図である。
【図３】図１の制御回路基板および金属製シールド板を示す拡大図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るインバータ一体型回転電機を示す構成図である。
【図５】図４の制御回路基板および金属製シールド板を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明の実施の形態は、以下に例示する実施の形態に限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るインバータ一体型回転電機を示す構成図である。インバータ一体型回転電機１Ａは、回転電機本体２と、回転電機本体２に設けられたインバータ装置３Ａとを備えている。
【００１１】
回転電機本体２は、シャフト２１と、回転可能にシャフト２１を支持するブラケット２２と、シャフト２１の一端部に固定され、シャフト２１とともに回転するプーリ２３とを有している。プーリ２３には、図示しないトルク伝達用ベルトが取り付けられる。トルク伝達用ベルトには、図示しない内燃機関が接続される。回転電機本体２は、トルク伝達用ベルトを介して、内燃機関との間で動力が伝達される。
【００１２】
インバータ装置３Ａは、複数のスイッチング素子３１と、スイッチング素子３１を冷却するヒートシンク３２と、ヒートシンク３２に対向して設けられた制御回路基板３３と、ヒートシンク３２との間に制御回路基板３３が配置されるように制御回路基板３３に対向して設けられ、ヒートシンク３２と電気的に接続される金属製シールド板３４Ａと、スイッチング素子３１、制御回路基板３３および金属製シールド板３４Ａの間に設けられた樹脂部３５とを有している。
【００１３】
スイッチング素子３１は、ＭＯＳＦＥＴから構成されている。なお、スイッチング素子３１は、ＭＯＳＦＥＴに限らず、その他のスイッチング素子であってもよい。複数のスイッチング素子３１は、三相ブリッジ回路が形成されるように互いに接続されている。
【００１４】
ヒートシンク３２は、回転電機本体２のブラケット２２に対向するように配置されている。ヒートシンク３２は、ヒートシンク本体３２１と、ヒートシンク本体３２１の周縁部に設けられ、ヒートシンク本体３２１からブラケット２２に向かって突出する突起部３２２と、ヒートシンク本体３２１から金属製シールド板３４Ａに向かって突出する突起部３２３とを有している。突起部３２３は、突起部３２２よりも面内方向について内側に配置されている。ヒートシンク本体３２１には、水路または風路が形成されている。ヒートシンク本体３２１におけるブラケット２２に対向する面に対して反対側の面に、スイッチング素子３１が面接触されている。スイッチング素子３１は、ヒートシンク本体３２１の水路または風路によって冷却される。ヒートシンク３２は、水冷式または空冷式となっている。
【００１５】
制御回路基板３３は、スイッチング素子３１を駆動するためのドライブ回路と、ＣＰＵおよびドライブ回路を動作させるための電源生成回路とを有している。ドライブ回路および電源生成回路は、複数の電子部品３３１から構成されている。制御回路基板３３は、面内方向について、ヒートシンク３２の突起部３２３に囲まれている。
【００１６】
樹脂部３５を構成する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ゲル状の樹脂などが挙げられる。
【００１７】
また、インバータ一体型回転電機１Ａは、ヒートシンク３２を回転電機本体２のブラケット２２に固定する複数のねじ３６と、金属製シールド板３４Ａをヒートシンク３２に固定する複数のねじ３７とをさらに備えている。ねじ３６およびねじ３７は、導電性材料から構成されている。したがって、ヒートシンク３２と回転電機本体２のブラケット２２とが電気的に接続され、また、金属製シールド板３４Ａとヒートシンク３２とが電気的に接続されている。
【００１８】
また、インバータ一体型回転電機１Ａは、スイッチング素子３１、制御回路基板３３、金属製シールド板３４Ａおよび樹脂部３５を面内方向に囲むケース３８をさらに備えている。ケース３８は、樹脂から構成されている。樹脂部３５は、液体状の樹脂がケース３８の内側に流し込められることによって、形成される。樹脂部３５がケース３８の内側に形成されることによって、スイッチング素子３１および制御回路基板３３についての、防振、防水、防塵に対する信頼性が向上する。
【００１９】
図２は図１の金属製シールド板３４Ａを示す平面図である。金属製シールド板３４Ａには、ねじ３７が挿入される複数の貫通孔３４１と、液体状の樹脂が流し込められる複数の貫通孔３４２とが形成されている。貫通孔３４１および貫通孔３４２は、金属製シールド板３４Ａの板厚方向について、金属製シールド板３４Ａを貫通している。金属製シールド板３４Ａは、銅板、アルミニウム板、鉄板などの導電性の板から構成されている。貫通孔３４１の径方向の寸法は、貫通孔３４２の径方向の寸法よりも小さくなっている。貫通孔３４２の径方向の寸法は、予め設定された寸法ｔ１となっている。この例では、貫通孔３４２の形状が円形状となっているが、貫通孔３４２の形状は、その他の形状であってもよい。貫通孔３４２の径方向の寸法ｔ１は、抑制対象となる電磁ノイズの波長λの１／２０以下となるのが望ましい。貫通孔３４２の径方向の寸法ｔ１は、抑制対象となる電磁ノイズの波長λに対応して調整される。言い換えれば、貫通孔３４２の径方向の寸法ｔ１は、抑制対象となる電磁ノイズの周波数に対応して調整される。
【００２０】
図３は図１の制御回路基板３３および金属製シールド板３４Ａを示す拡大図である。制御回路基板３３および金属製シールド板３４Ａは、平行に配置されている。制御回路基板３３と金属製シールド板３４Ａとの間の寸法は、予め設定された寸法ｔ２となっている。制御回路基板３３と金属製シールド板３４Ａとの間の寸法ｔ２は、抑制対象となる電磁ノイズの波長λの１／２０以下となるのが望ましい。制御回路基板３３と金属製シールド板３４Ａとの間の寸法ｔ２は、抑制対象となる電磁ノイズの波長λに対応して調整される。言い換えれば、制御回路基板３３と金属製シールド板３４Ａとの間の寸法ｔ２は、抑制対象となる電磁ノイズの周波数に対応して調整される。
【００２１】
以上説明したように、この発明の実施の形態１に係るインバータ一体型回転電機１Ａによれば、インバータ装置３Ａから発生する電磁ノイズがインバータ装置３Ａの外側へ伝搬することを抑制でき、また、インバータ一体型回転電機１Ａの周辺機器から発生する電磁ノイズがインバータ装置３Ａの内側へ伝搬することを抑制することができる。これにより、インバータ一体型回転電機１Ａの周辺機器と制御回路基板３３との間における電磁ノイズの影響を抑制することができ、インバータ一体型回転電機の電磁ノイズ耐性を向上させることができる。
【００２２】
また、インバータ装置３Ａは、スイッチング素子３１、制御回路基板３３および金属製シールド板３４Ａの間に設けられた樹脂部３５を有しているので、スイッチング素子３１および制御回路基板３３についての、防振、防水、防塵に対する信頼性を向上させることができる。
【００２３】
また、金属製シールド板３４Ａには、液体状の樹脂部３５が流入する貫通孔３４２が形成されているので、スイッチング素子３１、制御回路基板３３および金属製シールド板３４Ａを簡単に固定することができる。
【００２４】
また、金属製シールド板３４Ａの貫通孔３４２の直径の寸法ｔ１は、抑制対象となる電磁ノイズの波長λの１／２０以下であるので、電磁ノイズが貫通孔３４２を通ることを抑制することができる。
【００２５】
また、金属製シールド板３４Ａは、ねじ３７を用いてヒートシンク３２に電気的に接続されているので、金属製シールド板３４Ａとヒートシンク３２とを同電位にすることができる。
【００２６】
また、金属製シールド板３４Ａは、導電性の板から構成されているので、インバータ一体型回転電機１Ａの周辺機器と制御回路基板３３との間における電磁ノイズの影響を抑制することができる。
【００２７】
また、金属製シールド板３４Ａと制御回路基板３３との間の寸法ｔ２は、抑制対象となる電磁ノイズの波長λの１／２０以下であるので、電磁ノイズが金属製シールド板３４Ａと制御回路基板３３との間を通ることを抑制することができる。
【００２８】
また、樹脂部３５は、エポキシ樹脂またはゲル状の樹脂から構成されているので、スイッチング素子３１および制御回路基板３３についての、防振、防水、防塵に対する信頼性を向上させることができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態１では、制御回路基板３３から回転電機本体２のブラケット２２に向かう電磁ノイズの伝搬について説明していないが、ヒートシンク３２が金属製シールド板３４Ａと同様の機能を有している。
【００３０】
また、上記実施の形態１では、金属製シールド板３４Ａとヒートシンク３２とを接続するためのねじ３７が挿入される貫通孔３４１の数を４個とし、貫通孔３４１に挿入されるねじ３７の数を４個としたが、これらの数は、その他の数であってもよい。また、樹脂部３５の樹脂が流入される貫通孔３４２の数を５個としたが、この数は、その他の数であってもよい。
【００３１】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２に係るインバータ一体型回転電機を示す構成図である。インバータ一体型回転電機１Ｂは、回転電機本体２と、回転電機本体２に設けられたインバータ装置３Ｂとを備えている。回転電機本体２は、実施の形態１と同様である。
【００３２】
インバータ装置３Ｂは、複数のスイッチング素子３１と、スイッチング素子３１を冷却するヒートシンク３２と、ヒートシンク３２に対向して設けられた制御回路基板３３と、ヒートシンク３２との間に制御回路基板３３が配置されるように制御回路基板３３に対向して設けられ、ヒートシンク３２と電気的に接続される金属製シールド板３４Ｂと、スイッチング素子３１、制御回路基板３３および金属製シールド板３４Ｂの間に設けられた樹脂部３５とを有している。インバータ装置３Ｂは、金属製シールド板３４Ｂを除いて、実施の形態１のインバータ装置３Ａと同様である。
【００３３】
金属製シールド板３４Ｂは、制御回路基板３３におけるヒートシンク３２に対向する面とは反対側の面に対向するシールド板本体３４３と、シールド板本体３４３に設けられ、制御回路基板３３における側面に対向するシールド板側部３４４とを有している。シールド板側部３４４は、面内方向について突起部３２３よりも内側に配置されている。
【００３４】
図５は図４の制御回路基板３３および金属製シールド板３４Ｂを示す拡大図である。制御回路基板３３およびシールド板本体３４３は、平行に配置されている。制御回路基板３３と金属製シールド板３４Ｂとの間の寸法は、予め設定された寸法ｔ２となっている。制御回路基板３３とシールド板本体３４３との間の寸法ｔ２は、抑制対象となる電磁ノイズの波長λの１／２０以下となるのが望ましい。制御回路基板３３とシールド板本体３４３との間の寸法ｔ２は、抑制対象となる電磁ノイズの波長λに対応して調整される。言い換えれば、制御回路基板３３とシールド板本体３４３との間の寸法ｔ２は、抑制対象となる電磁ノイズの周波数に対応して調整される。
【００３５】
制御回路基板３３とシールド板側部３４４との間の寸法は、予め設定された寸法ｔ３となっている。制御回路基板３３とシールド板側部３４４との間の寸法ｔ３は、抑制対象となる電磁ノイズの波長λの１／２０以下となるのが望ましい。制御回路基板３３とシールド板側部３４４との間の寸法ｔ３は、抑制対象となる電磁ノイズの波長λに対応して調整される。言い換えれば、制御回路基板３３とシールド板側部３４４との間の寸法ｔ３は、抑制対象となる電磁ノイズの周波数に対応して調整される。
【００３６】
制御回路基板３３から発生する電磁ノイズは、制御回路基板３３とシールド板本体３４３との間に形成される空間であるスリット部の大きさによって、制御回路基板３３における面外方向だけでなく、面内方向についても放射される。また、制御回路基板３３に向かって伝搬する電磁ノイズは、制御回路基板３３における面外方向だけでなく、面内方向についても伝搬する。面内方向に伝搬する電磁ノイズは、シールド板側部３４４によって抑制される。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３７】
以上説明したように、この発明の実施の形態２に係るインバータ一体型回転電機１Ｂによれば、金属製シールド板３４Ｂは、制御回路基板３３におけるヒートシンク３２に対向する面に対して反対側の面に対向するシールド板本体３４３と、シールド板本体３４３に設けられ、制御回路基板３３における側面に対向するシールド板側部３４４とを有しているので、制御回路基板３３に対して、面外方向および面内方向についての電磁ノイズの伝搬を抑制することができる。その結果、インバータ一体型回転電機１Ｂの周辺機器と制御回路基板３３との間における電磁ノイズの影響をより抑制することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１Ａ、１Ｂ  インバータ一体型回転電機、２  回転電機本体、３Ａ、３Ｂ  インバータ装置、２１  シャフト、２２  ブラケット、２３  プーリ、３１  スイッチング素子、３２  ヒートシンク、３３  制御回路基板、３４Ａ、３４Ｂ  金属製シールド板、３５  樹脂部、３６  ねじ、３７  ねじ、３８  ケース、３２１  ヒートシンク本体、３２２  突起部、３２３  突起部、３３１  電子部品、３４１  貫通孔、３４２  貫通孔、３４３  シールド板本体、３４４  シールド板側部。
【図１】
0006723445.tif 000002
【図２】
0006723445.tif 000003
【図３】
0006723445.tif 000004
【図４】
0006723445.tif 000005
【図５】
0006723445.tif 000006