(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、上記固定子の内側に配置され、且つ軸線上に回転軸が設けられ上記固定子に対して回転可能な回転子と、上記固定子及び上記回転子を支持するケースとを有する回転電機本体、並びに、上記軸線方向における上記固定子の一方側の上記ケース内に配置され、且つ上記固定子の固定子巻線に電気的に接続されたパワー回路部と、直流電源からの電力を調整して界磁電流として上記回転子の回転子巻線に供給する界磁回路部とを有する制御装置を備えた回転電機であって、
上記パワー回路部は、複数のパワーモジュールと、上記パワーモジュール及び上記界磁回路部の、それぞれに接続される導体を有する電力相互接続部品と、上記パワーモジュール及び上記電力相互接続部品を、搭載する環状のヒートシンクとを備え、上記回転軸の周囲を囲んで形成されており、
上記電力相互接続部品は、上記導体及びインサート成形により上記導体と一体化した絶縁体とで形成されており、
上記絶縁体は、略中央に上記回転軸が通る回転軸挿通孔が設けられた環状体であり、平壁部と、上記平壁部に設けられ且つ上記平壁部の一方の面から突出した、内壁部及び外壁部とを備えており、上記内壁部が上記回転軸挿通孔の周囲を囲むようにして設けられ、上記外壁部が上記平壁部の外周縁部に設けられ、上記内壁部と上記外壁部との間の上記平壁部に複数の開口部が設けられており、
上記導体は、上記開口部より上記絶縁体の径方向内側の位置に設置された正のバスバー、並びに、上記開口部より上記絶縁体の径方向外側の位置に設置された、負のバスバーと電機子用接続ターミナルと界磁用接続ターミナルとで形成されており、
上記パワーモジュール及び上記界磁回路部は、上記電力相互接続部品の開口部に配設され、上記界磁回路部の正端子及び上記パワーモジュールの正端子が上記正のバスバーに接続され、上記界磁回路部の負端子及び上記パワーモジュールの負端子が上記負のバスバーに接続され、上記パワーモジュールのＡＣ端子が上記電機子用接続ターミナルに接続され、上記界磁回路部の界磁用端子が上記界磁用接続ターミナルに接続されており、
上記電力相互接続部品が、上記絶縁体の上記内壁部及び上記外壁部が突出した面の反対側の面である裏面で、上記ヒートシンクの第２の取付面に接着剤により取り付けられ、上記パワーモジュールが、上記ヒートシンクの第１の取付面に接着剤により取り付けられた回転電機。
【請求項２】
上記ヒートシンクの、第１の取付面と第２の取付面とが、同一の平面上にあることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
上記パワーモジュールをヒートシンクの第１の取付面に取り付ける第１の接着剤と、上記電力相互接続部品を上記ヒートシンクの第２の取付面に取り付ける第２の接着剤とが異なることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
上記ヒートシンクの第２の取付面に接着剤保持溝を設け、電力相互接続部品の接着面である絶縁体の裏面にリブを設け、上記接着剤保持溝に挿入された上記リブを、上記接着剤保持溝に溜めた接着剤で固着して、上記電力相互接続部品が上記ヒートシンクに取り付けられたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
上記ヒートシンクに、第１の取付面と第２の取付面とを分ける分離溝が設けられたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置が回転電機本体に搭載された回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
制御装置が回転電機本体に搭載された回転電機が知られている。制御装置は、回転電機本体及びバッテリからの電力を制御して回転電機の入出力を調整する複数のパワーモジュールと、各パワーモジュールに接続される複数の導体ターミナルを含む電力相互接続部品と、ヒートシンクとで形成されており、モーターハウジングに設置されている。
【０００３】
例えば、モーターハウジングに設置される制御装置が、輪番状の底板部と、底板部の外周縁から突出するリング状の外周壁部と、底板部の内周縁から突出するリング状の内周壁部と、外周壁部と内周壁部とを結ぶ枠壁部とを備えたインバータケース、並びに、インバーバケースの底面部に固定されたパワーモジュールで構成された回転電機がある。
また、この制御装置は、底面部が金属で形成され、ヒートシンクとなっており、インバータケースの、外周壁部と内周壁部と枠壁部とにバスバーを配設しており、電力相互接続部品となっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１２３４３６号公報（第６−７頁、第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の回転電機では、パワー回路部の製造において、ヒートシンクを形成する底面部への、電力相互接続部品となる、外周壁部と内周壁部と枠壁部との固定と、パワーモジュールの固定とが異なる手段で行われており、パワーモジュールをヒートシンクに固定する工程と電力相互接続部品をヒートシンクに固定する工程との２工程が必要である。
【０００６】
また、パワーモジュールを半田付けで固定する場合は、パワーモジュールをヒートシンクに固定した後に、電力相互接続部品を固定するので、パワーモジュールの接続端子との干渉を避けながら電力相互接続部品を精度よく配置しなければならず、電力相互接続部品の固定に時間がかかる。
また、電力相互接続部品をヒートシンクに接着剤で固定する場合、接着剤の不必要な部分へ接着剤が付着することにより、不具合が発生し、歩留まりが低下する。
【０００７】
すなわち、特許文献１に記載の回転電機では、パワー回路部の製造において、製造工程数が多くなるとともに、電力相互接続部品の固定に時間がかかるとともに、歩留まりが低下するので、生産性が低いとの問題があった。
【０００８】
本発明は、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、製造工程数の削減と、パワーモジュールと電力相互接続部品とをヒートシンクへ固定する時間の短縮と、製造歩留まりの向上とが図れる、生産性に優れたパワー回路部を備えた制御装置を一体に搭載した回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係わる回転電機は、固定子と、固定子の内側に配置され、且つ軸線上に回転軸が設けられ固定子に対して回転可能な回転子と、固定子及び回転子を支持するケースとを有する回転電機本体、並びに、軸線方向における固定子の一方側のケース内に配置され、且つ固定子の固定子巻線に電気的に接続されたパワー回路部と、直流電源からの電力を調整して界磁電流として回転子の回転子巻線に供給する界磁回路部とを有する制御装置を備えた回転電機であって、パワー回路部は、複数のパワーモジュールと、パワーモジュール及び界磁回路部の、それぞれに接続される導体を有する電力相互接続部品と、パワーモジュール及び電力相互接続部品を搭載する環状のヒートシンクとを備え、回転軸の周囲を囲んで形成されており、電力相互接続部品は、導体及びインサート成形により導体と一体化した絶縁体とで形成されており、絶縁体は、略中央に回転軸が通る回転軸挿通孔が設けられた環状体であり、平壁部と、平壁部に設けられ且つ平壁部の一方の面から突出した、内壁部及び外壁部とを備えており、内壁部が回転軸挿通孔の周囲を囲むようにして設けられ、外壁部が平壁部の外周縁部に設けられ、内壁部と外壁部との間の平壁部に複数の開口部が設けられており、導体は、開口部より絶縁体の径方向内側の位置に設置された正のバスバー、並びに、開口部より絶縁体の径方向外側の位置に設置された、負のバスバーと電機子用接続ターミナルと界磁用接続ターミナルとで形成されており、パワーモジュール及び界磁回路部は、電力相互接続部品の開口部に配設され、界磁回路部の正端子及びパワーモジュールの正端子が正のバスバーに接続され、界磁回路部の負端子及びパワーモジュールの負端子が負のバスバーに接続され、パワーモジュールのＡＣ端子が電機子用接続ターミナルに接続され、界磁回路部の界磁用端子が界磁用接続ターミナルに接続されており、電力相互接続部品が、絶縁体の内壁部及び外壁部が突出した面の反対側の面である裏面で、ヒートシンクの第２の取付面に接着剤により取り付けられ、パワーモジュールがヒートシンクの第１の取付面に接着剤により取り付けられたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係わる回転電機は、パワー回路部が、複数のパワーモジュールと、パワーモジュール及び界磁回路部の、それぞれに接続される導体を有する電力相互接続部品と、パワーモジュール及び電力相互接続部品を搭載する環状のヒートシンクとを備え、パワーモジュールは、電力相互接続部品の開口部に配設され、パワーモジュールの正端子が導体である正のバスバーに接続され、パワーモジュールの負端子が導体である負のバスバーに接続され、パワーモジュールのＡＣ端子が導体である電機子用接続ターミナルに接続されており、電力相互接続部品が、絶縁体の内壁部及び外壁部が突出した面の反対側の面である裏面で、ヒートシンクの第２の取付面に接着剤により取り付けられ、パワーモジュールがヒートシンクの第１の取付面に接着剤により取り付けられたものであり、製造工程数の削減と、パワーモジュールと電力相互接続部品とをヒートシンクへ固定する時間の短縮と、製造歩留まりの向上とが図ることができ、生産性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係わる回転電機を示す側面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係わる回転電機におけるリヤ側の部分を示す側面断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係わる回転電機における制御装置のパワー回路部と界磁回路部とを示す正面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係わる回転電機における電力相互接続部品の正面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係わる回転電機におけるパワーモジュールと電力相互接続部品とのヒートシンクへの取り付け構造を示す側面断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係わる回転電機におけるパワーモジュールと電力相互接続部品とのヒートシンクへの取り付け構造を示す側面断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係わる回転電機におけるパワーモジュールと電力相互接続部品とのヒートシンクへの取り付け構造を示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わる回転電機を示す側面断面図である。
図１に示すように、本実施の形態の回転電機１は、回転電機本体２と、回転電機本体２に搭載された制御装置３とを有する制御装置一体型回転電機である。
本実施の形態では、回転電機１は交流発電電動機（モータジェネレータ）である。
【００１３】
回転電機本体２は、筒状の固定子４と、固定子４の内側に配置され、固定子４に対して回転可能な回転子５と、固定子４及び回転子５を支持するケース（支持体）６とを有している。
ケース６は、回転子５の軸線方向において固定子４を挟むフロントブラケット７及びリヤブラケット８と、フロントブラケット７とリヤブラケット８との間を締め付ける複数の締結ボルト９とを有している。そして、フロントブラケット７及びリヤブラケット８は金属製である。
【００１４】
固定子４は、フロントブラケット７及びリヤブラケット８のそれぞれに固定された筒状の固定子鉄心１０と、固定子鉄心１０に設けられた固定子巻線（電機子巻線）１１とを有している。
回転子５は、回転子５の軸線上に配置された回転軸１２と、回転軸１２の中間部に固定された回転子鉄心１３と、回転子鉄心１３に設けられた回転子巻線（界磁巻線）１４とを有している。
回転軸１２は、フロントブラケット７及びリヤブラケット８を貫通している。また、回転軸１２は、フロントブラケット７及びリヤブラケット８のそれぞれに軸受１５を介して回転自在に支持されている。
【００１５】
回転子鉄心１３の外周部は、固定子４の内周部に対向している。回転子鉄心１３には、回転子５と一体に回転される送風用の冷却ファン１６が設けられている。
回転軸１２のフロントブラケット７側の端部には、プーリ１７が固定されている。プーリ１７には、エンジンの回転軸と連動する伝達ベルト（図示せず）が巻き掛けられている。
【００１６】
また、回転軸１２のリヤブラケット８側の端部には、回転軸１２の回転に応じた信号を発生する回転位置検出センサ１８が設けられている。
さらに、回転軸１２の回転子鉄心１３と回転位置検出センサ１８との間の部分には、回転子巻線１４に電気的に接続された複数のスリップリング１９が設けられている。
スリップリング１９は、回転軸１２の外周部を囲む環状の導電性部材である。また、スリップリング１９には、回転子５に磁界を発生させるための界磁電流をスリップリング１９に供給するための導電性のブラシ２０がそれぞれ接触している。
【００１７】
リヤブラケット８には、各スリップリング１９に対して接離する方向へブラシ２０を案内するブラシホルダ２１が設けられている。ブラシホルダ２１には、各スリップリング１９に接触する方向へ各ブラシ２０を個別に付勢する押圧ばね２２が設けられている。各ブラシ２０は、押圧ばね２２の付勢力により、スリップリング１９に押し付けられる。回転子５が回転されるときには、スリップリング１９がブラシ２０に対して摺動される。
【００１８】
制御装置３が、リヤブラケット８に支持されて設けられている。
制御装置３は、固定子巻線１１に電気的に接続されたパワー回路部２３と、バッテリ（直流電源）からの電力を調整して界磁電流として回転子巻線１４に供給する界磁回路部２４と、パワー回路部２３及び界磁回路部２４のそれぞれを制御する制御回路部２５と、パワー回路部２３及び界磁回路部２４のそれぞれと制御回路部２５との間で制御信号の送受信を行うための信号中継装置２６とを有している。
【００１９】
制御回路部２５には、回転位置検出センサ１８からの信号が送られる。また、制御回路部２５には、外部機器（例えばエンジン制御ユニット等）との間で信号の送受信を行うための外部接続用のコネクタ２７が設けられている。制御回路部２５は、外部機器及び回転位置検出センサ１８のそれぞれからの情報に基づいて、界磁回路部２４及びパワー回路部２３を制御する。
界磁回路部２４は、制御回路部２５の制御により、回転子巻線１４への界磁電流を調整する。この界磁回路部２４で調整された界磁電流が、回転子５の回転子巻線１４に供給され、回転子５に磁界が発生する。
【００２０】
パワー回路部２３は、制御回路部２５の制御により、固定子巻線１１（回転電機本体２）から受けた電力、又は固定子巻線１１（回転電機本体２）へ供給する電力を、交流と直流との間で変換する。
すなわち、パワー回路部２３は、制御回路部２５の制御により、バッテリからの直流電力を交流電力に変換して固定子巻線１１へ供給し、固定子巻線１１からの交流電力を直流電力に変換してバッテリへ供給する。
【００２１】
信号中継装置２６は、パワー回路部２３及び界磁回路部２４のそれぞれに電気的に接続された信号配線が設けられた信号中継用部品２８と、信号中継用部品２８に設けられ、制御回路部２５に接続される信号中継用コネクタ２９とを有している。
パワー回路部２３及び界磁回路部２４のそれぞれと制御回路部２５との間の信号の送受信は、信号中継装置２６を介して行われる。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態１に係わる回転電機におけるリヤ側の部分を示す側面断面図である。
図３は、本発明の実施の形態１に係わる回転電機における制御装置のパワー回路部と界磁回路部とを示す正面図である。
なお、図１は、図３のＩ―Ｉ線に沿った断面図であり、図２は、図３のＩＩ―ＩＩ線に沿った断面図である。
図２と図３とに示すように、パワー回路部２３及び界磁回路部２４は、リヤブラケット８の内側において、回転軸１２の周囲に配置されている。
【００２３】
界磁回路部２４は、扁平の直方体形状の界磁回路部本体３０と、界磁回路部本体３０の側面からそれぞれ突出する、界磁回路部の正端子３１と界磁回路部の負端子３２と複数の界磁用端子３３と複数の界磁回路部の信号端子３４とを有している。界磁回路部本体３０の側面からそれぞれ突出した各端子３１，３２，３３，３４は、屈曲し、回転子鉄心１３方向の反対側の方向に延在している。
界磁回路部本体３０は、厚さ方向を回転軸１２の軸線方向に一致させて配置されている。界磁回路部本体３０の４つの側面のうち、回転軸１２に近い側の側面に界磁回路部の正端子３１が設けられ、回転軸１２から離れた側の側面に界磁回路部の負端子３２と界磁用端子３３とが設けられ、残りの２つの側面に回路部用信号端子３４が設けられている。
【００２４】
パワー回路部２３は、複数（本実施の形態では６個）のパワーモジュール３５と、各パワーモジュール３５と界磁回路部２４とのそれぞれに接続される複数の導体を有する電力相互接続部品３６と、各パワーモジュール３５と電力相互接続部品３６とを搭載する環状のヒートシンク３７とを備えており、回転軸１２の周囲を囲む環状となっている。
図２に示すように、ヒートシンク３７は、回転軸１２の軸線に対して垂直に配置され、且つ略中心に回転軸１２が挿通する孔が設けられた板状部材であり、回転軸１２の周囲を囲んだ状態でリヤブラケット８に支持されている。
【００２５】
また、ヒートシンク３７には、界磁回路部２４も搭載されており、ヒートシンク３７の回転子鉄心１３側の反対側の面に、界磁回路部２４と各パワーモジュール３５とが取り付けられる共通の第１の取付面３７ａと、電力相互接続部品３６が取り付けられる第２の取付面３７ｂとを有している。これらの第１，第２の取付面３７ａ、３７ｂは、回転軸１２の軸線に対して垂直な平面となっている。
ヒートシンク３７の回転子鉄心１３側の面には、冷却用のフィン３７ｃが設けられており、界磁回路部２４と各パワーモジュール３５と電力相互接続部品３６とからの熱は、ヒートシンク３７からフィン３７ｃに伝達され、フィン３７ｃを介して外気へ放散される。
【００２６】
図３に示すように、界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５は、電力相互接続部品３６の開口部３８に配置されている。
また、界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５は、回転軸１２の周囲を囲むように回転軸１２の周方向へ互いに間隔を置いて配置されている。
【００２７】
各パワーモジュール３５は、扁平の直方体形状のモジュール本体３９と、モジュール本体３９の側面から、それぞれ突出する、パワーモジュールの正端子４０とパワーモジュールの負端子４１とパワーモジュールのＡＣ端子４２と複数のパワーモジュールの信号端子４３とで形成されている。
モジュール本体３９の側面からそれぞれ突出した各端子４０，４１，４２，４３は、屈曲し、回転子鉄心１３方向の反対側の方向に延在している。
【００２８】
また、モジュール本体３９は、その厚さ方向を回転軸１２の軸線方向に一致させて配置されている。
モジュール本体３９の４つの側面のうちの、回転軸１２に近い側の側面に正端子４０が設けられ、回転軸１２から離れた側の側面に負端子４１とＡＣ端子４２とが設けられ、残りの２つの側面に各信号端子４３が設けられている。
【００２９】
また、モジュール本体３９は、スイッチング素子がインサート成形により絶縁樹脂と一体化されることにより作製されている。
スイッチング素子には、例えば、パワートランジスタ、ＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴ等が用いられる。このスイッチング素子によるＯＮ／ＯＦＦのスイッチング動作を繰り返すことにより、パワー回路部２３が、直流と交流との間で電力変換を行う。
【００３０】
図４は、本発明の実施の形態１に係わる回転電機における電力相互接続部品の正面図である。
図４に示すように、電力相互接続部品３６は、導体としての、正のバスバー４４と負のバスバー４５と電機子用接続ターミナル４６と界磁用接続ターミナル４７、並びに、正のバスバー４４と負のバスバー４５と電機子用接続ターミナル４６と界磁用接続ターミナル４７とを保持する絶縁体４８で形成されている。絶縁体４８には、成形性の面から、例えば絶縁性樹脂が用いられる。
【００３１】
絶縁体４８は、略中央に、回転軸１２が通る孔（回転軸挿通孔と記す）６８が設けられた環状体であり、正のバスバー４４と負のバスバー４５と電機子用接続ターミナル４６と界磁用接続ターミナル４７と、インサート成形により一体化している。
また、絶縁体４８は、平壁部６２と、平壁部６２に設けられ且つ平壁部６２の一方の面から突出した、内壁部６０及び外壁部６１とを備えている。
平壁部６２には、正のバスバー４４と負のバスバー４５と電機子用接続ターミナル４６と界磁用接続ターミナル４７とを避けて、複数の開口部３８が設けられている。
【００３２】
内壁部６０は回転軸挿通孔６８の周囲を囲むようにして設けられおり、外壁部６１は平壁部６２の外周縁部に設けられ、各開口部３８は、内壁部６０と外壁部６１との間の平壁部６２に設けられている。
すなわち、内壁部６０は、開口部３８より絶縁体４８の径方向における内側の位置に設けられており、外壁部６１は、開口部３８より絶縁体４８の径方向における外側の位置に、開口部３８を囲むようにして設けられている。
【００３３】
また、絶縁体４８の平壁部６２における、内壁部６０及び外壁部６１が突出する面の反対側の面（絶縁体の裏面と記す）をヒートシンク３７に取り付けることにより、内壁部６０と外壁部６１との間に、ヒートシンク３７を底面とする凹部が形成される。
図３に示すように、電力相互接続部品３６における絶縁体４８の開口部３８、すなわち、上記凹部内に、界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５が配置されている。
【００３４】
正のバスバー４４と複数の負のバスバー４５と複数の電機子用接続ターミナル４６と複数の界磁用接続ターミナル４７とは、各パワーモジュール３５及び界磁回路部２４のそれぞれに対する電力配線となっている。
正のバスバー４４は、絶縁体４８の内壁部６０の部分に設置されている。
すなわち、正のバスバー４４は、開口部３８より径方向内側の位置に設置されており、図３に示すように、界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５よりも、径方向内側に配置されている。
【００３５】
負のバスバー４５と電機子用接続ターミナル４６と界磁用接続ターミナル４７とは、絶縁体４８の周縁部に設置されている。
すなわち、負のバスバー４５と電機子用接続ターミナル４６と界磁用接続ターミナル４７とは、開口部３８より径方向外側の位置に設置されており、図３に示すように、界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５よりも、径方向外側の位置に配置されることになる。
【００３６】
図４に示すように、正のバスバー４４は、回転軸挿通孔６８の周囲を囲む環状部４９、並びに、環状部４９に互いに間隔を置いて設けられた、界磁回路部用正端子接続部５０ａ及び複数のモジュール用正端子接続部５０ｂと、環状部４９に設けられた、バッテリに電気的に接続される電源端子部５１とを有している。
また、正のバスバー４４は、各正端子接続部５０ａ，５０ｂ及び電源端子部５１が、絶縁体４８から露出された状態で、絶縁体４８と一体化されている。
図３に示すように、界磁回路部用正端子接続部５０ａには、開口部３８に配設された界磁回路部２４の正端子３１が、例えば溶接等により接続され、各モジュール用正端子接続部５０ｂには、開口部３８に配設された各パワーモジュール３５の正端子４０が接続されている。
【００３７】
各正端子接続部５０ａ，５０ｂ及び電源端子部５１は、内壁部６０の突出方向と同方向に環状部４９から突出しており、電力相互接続部品３６がヒートシンク３７に搭載された状態では、環状部４９から回転軸１２の軸線方向へ突出した状態となる。
正のバスバー４４は、各正端子接続部５０ａ，５０ｂ及び電源端子部５１が設けられた帯状の導体を筒状に曲げて端部同士を接続することにより作製される。帯状の導体としては、例えば金属板が挙げられる。
各正端子接続部５０ａ，５０ｂに対して、界磁回路部の正端子３１及び各パワーモジュールの正端子４０の各々は、並行に延びて配設されている。
【００３８】
図４に示すように、負のバスバー４５は、平板部５２、並びに、平板部５２に設けられた、界磁回路部用負端子接続部５３ａ及び複数のモジュール用負端子接続部５３ｂを有している。
また、負のバスバー４５は、ボルト通し穴５５の周囲の部分（平板部５２の一部）及び各負端子接続部５３ａ，５３ｂが絶縁体４８から露出された状態で、絶縁体４８と一体化されている。
図３に示すように、界磁回路部用負端子接続部５３ａには、開口部３８に配設された界磁回路部２４の負端子３２が、例えば溶接等により、接続され、複数のモジュール用負端子接続部５３ｂには、開口部３８に配設された各パワーモジュール３５の負端子４１が、例えば溶接等により、接続されている。
【００３９】
各負端子接続部５３ａ，５３ｂは、外壁部６１の突出方向と同方向に平板部５２から突出しており、電力相互接続部品３６がヒートシンク３７に搭載された状態では、平板部５２から回転軸１２の軸線方向へ突出した状態となる。
平板部５２には、リヤブラケット８にパワー回路部２３を固定するためのボルト５４（図１に示す）が通されるボルト通し穴５５が設けられている。
負のバスバー４５は、板状の金属片を曲げることにより作製される。
各負端子接続部５３ａ，５３ｂに対して、界磁回路部の負端子３２及び各パワーモジュールの負端子４１の各々が、並行に延びて配設されている。
【００４０】
図１に示すように、電力相互接続部品３６及びヒートシンク３７は、ボルト５４によってリヤブラケット８にまとめて機械的に締結されている。
負のバスバー４５は、ボルト通し穴５５の周囲の部分がボルト５４によってリヤブラケット８に機械的に締結されることにより、リヤブラケット８にアース接続されている。
【００４１】
図４に示すように、電機子用接続ターミナル４６は、固定子巻線１１に電気的に接続されるターミナル本体部５６と、ターミナル本体部５６に設けられたＡＣ端子接続部５７とを有している。電機子用接続ターミナル４６は、ターミナル本体部５６の一部及びＡＣ端子接続部５７が絶縁体４８から露出された状態で、絶縁体４８と一体化されている。
図３に示すように、ＡＣ端子接続部５７には、開口部３８に配設された各パワーモジュール３５のＡＣ端子４２が、例えば溶接等により、接続されている。
また、電機子用接続ターミナル４６は、板状の金属片を曲げることにより作製される。
ＡＣ端子接続部５７に対して、各パワーモジュールのＡＣ端子４２が、並行に延びて配設されている。
【００４２】
図４に示すように、界磁用接続ターミナル４７は、ブラシ２０とスリップリング１９とを介して回転子巻線１４に電気的に接続されるターミナル本体部５８と、ターミナル本体部５８に設けられた界磁用端子接続部５９とを有している。界磁用接続ターミナル４７は、ターミナル本体部５８の一部及び界磁用端子接続部５９が絶縁体４８から露出された状態で、絶縁体４８と一体化されている。
【００４３】
図３に示すように、界磁用端子接続部５９には、開口部３８に配設された界磁回路部２４の界磁用端子３３が、例えば溶接等により、接続されている。
また、界磁用接続ターミナル４７は、板状の金属片を曲げることにより作製される。
界磁用端子接続部５９に対して、界磁回路部２４の界磁用端子３３が、並行に延びて配設されている。
図２に示すように、電力相互接続部品３６は、絶縁体４８の裏面をヒートシンク３７の第２の取付面３７ｂに取り付けることにより、ヒートシンク３７に固定される。
【００４４】
信号中継用部品２８は、界磁回路部２４及び各パワーモジュール３５のそれぞれに対向した状態で、内壁部６０と外壁部６１との間に形成された凹部内に配置されている。
また、信号中継用部品２８の信号配線には、界磁回路部の信号端子３４及び各パワーモジュールの信号端子４３のそれぞれが接続されている。
信号中継用コネクタ２９は、信号中継用部品２８の信号配線と制御回路部２５とを接続している。
【００４５】
図２に示すように、内壁部６０と外壁部６１との間に形成された凹部内には、例えば樹脂等の絶縁性の充填材６３が充填されている。
すなわち、界磁回路部２４と信号中継用部品２８と各パワーモジュール３５とは、充填材６３中に埋め込まれている。
【００４６】
次に、本実施の形態の回転電機１の動作について説明する。
制御装置３における、パワー回路部２３及び界磁回路部２４は、回転位置検出センサ１８及び外部機器のそれぞれからの情報に基づいて、制御回路部２５により制御される。
エンジンの始動時には、バッテリからの直流電力がパワー回路部２３及び界磁回路部２４のそれぞれに供給される。
界磁回路部２４では、制御回路部２５の制御により、バッテリから供給された直流電力を界磁電流に調整する動作が行われる。界磁回路部２４からの界磁電流は、ブラシ２０及びスリップリング１９を介して回転子巻線１４に供給され、回転子５に直流磁界が発生する。
【００４７】
一方、パワー回路部２３の各パワーモジュール３５では、制御回路部２５の制御により、スイッチング動作が行われ、バッテリからの直流電力が交流電力に変換される。
パワー回路部２３で変換された交流電力は固定子巻線１１に供給され、固定子４に回転磁界が発生し、回転子５を回転させる。回転子５の回転により、プーリ１７が回転され、エンジンが始動される。
【００４８】
エンジンの始動後は、エンジンからの回転動力がプーリ１７に伝達され、回転子５が回転され、固定子巻線１１に交流電力が誘起される。
このとき、各パワーモジュール３５では、制御回路部２５の制御により、スイッチング動作が行われ、固定子巻線１１に誘起された交流電力が直流電力に変換される。この後、パワー回路部２３からの直流電力が、バッテリに充電される。
【００４９】
図５は、本発明の実施の形態１に係わる回転電機におけるパワーモジュールと電力相互接続部品とのヒートシンクへの取り付け構造を示す側面断面図である。
図５に示すように、本実施の形態の回転電機１は、制御装置３における各パワーモジュール３５の、正端子４０と負端子４１とＡＣ端子４２と信号端子４３（負端子４１は図示せず）とが延在した側の反対側の面（パワーモジュールの接着面と記す）が、ヒートシンク３７の第１の取付面３７ａに接着剤６４で取り付けられている。
また、電力相互接続部品３６を形成する絶縁体４８の裏面（電力相互接続部品の接着面と記す）が、ヒートシンク３７の第２の取付面３７ｂに接着剤６４で取り付けられている。
【００５０】
図５に示すように、ヒートシンク３７には、第１の取付面３７ａと第２の取付面３７ｂとを分ける分離溝６７が設けられている。そして、第１の取付面３７ａと第２の取付面３７ｂとは、同一の平面上にある。
本実施の形態では、ヒートシンク３７に、第１の取付面３７ａと第２の取付面３７ｂとを分ける分離溝６７が設けられているが、パワーモジュール３５のヒートシンク側の面の段差をなくして平坦にすれば、分離溝６７を設けなくても良い。
また、第１の取付面３７ａと第２の取付面３７ｂとは、異なる平面上にあっても良い。
【００５１】
本実施の形態の回転電機１は、制御装置３における、電力相互接続部品３６とパワーモジュール３５とヒートシンク３７とが上記のような構成であり、電力相互接続部品３６をヒートシンク３７の第２の取付面３７ｂに接着剤６４で取り付け、電力接相互続部品３６の開口部３８に配設されたパワーモジュール３５をヒートシンク３７の第１の取付面３７ａに接着剤６４で取り付けた構造であるので、電力相互接続部品３６とパワーモジュール３５とを一括して、ヒートシンクに取り付けることができ、接着剤の硬化工程も１回で済むので、制御装置の製造工程を短縮でき、生産性が向上する。
【００５２】
また、電力相互接続部品３６とパワーモジュール３５とを一括して、ヒートシンクに取り付けることは、不必要な部分に接着剤が付着するのが防止でき、歩留まりが低下するのも防止できる。
特に、ヒートシンク３７に、第１の取付面３７ａと第２の取付面３７ｂとを分ける分離溝６７を設けたものは、接着剤の塗布量が多くなり過ぎた場合でも、各端子接続部に接着剤が浸入するのを防止でき、歩留まりが低下するのを防止できる。
【００５３】
また、ヒートシンク３７の、第１の取付面３７ａと第２の取付面３７ｂとが同一の平面上にある場合は、接着剤６４のヒートシンク３７への塗布にスクリーン印刷を用いることができ、ヒートシンク３７へ接着剤６４を一括塗布することが可能となり、接着剤の無駄を省けるとともに、精度良く接着剤を塗布でき、接着剤が不必要な所に付着し、不具合が発生することによる、歩留まりが低下するのを防止できる。
また、接着剤の塗布工程が１回で済むので、この面からも、生産性が向上する。
また、界磁回路部２４においてもパワーモジュール３５と同じ接着方法を用いれば、パワー回路部２３と界磁回路部２４との組み立て工程が共通となり、さらに生産性が向上する。
【００５４】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係わる回転電機におけるパワーモジュールと電力相互接続部品とのヒートシンクへの取り付け構造を示す側面断面図である。
図６に示すように、本実施の形態の回転電機は、制御装置における、各パワーモジュールが、その接着面で、ヒートシンク３７の第１の取付面３７ａに第１の接着剤６４ａにより取り付けられており、電力相互接続部品が、その接着面で、ヒートシンク３７の第２の取付面３７ｂに第２の接着剤６４ｂにより取り付けられている以外、実施の形態１の回転電機と同様である。
【００５５】
本実施の形態では、パワーモジュール３５をヒートシンク３７に取り付ける接着剤と電力相互接続部品３６をヒートシンク３７に取り付ける接着剤とが異なるので、パワー回路部の発熱量が大きい場合であっても、発熱のほとんどを占めるパワーモジュール３５のヒートシンク３７への取り付けのみに、高熱伝導性で電気絶縁性に優れた接着剤を用い、電力相互接続部品３６のヒートシンク３７への取り付けには、充填材６３が漏れるのを防止するシール性に優れた接着剤を用いることができる。
シール性に優れた接着剤は安価であり、高熱伝導性で電気絶縁性に優れた接着剤は高価であるが、高価な接着剤がパワーモジュール３５の取り付けのみに用いられるので、パワー回路部の製造コストを低減できる。
【００５６】
本実施の形態では、接着剤の塗布工程が２回になるが、ヒートシンク３７の、第１の取付面３７ａと第２の取付面３７ｂとが同一の平面上にある場合は、スクリーン印刷を用いることができ、実施の形態１と同様に、接着剤の無駄を省けるとともに、精度良く接着剤を塗布でき、接着剤が不必要な所に付着し、不具合が発生することによる、歩留まりが低下するのを防止できる。
また、実施の形態１と同様に、電力接相互続部品３６とパワーモジュール３５とを一括して、ヒートシンクに取り付けることができ、接着剤の硬化工程も１回で済むので、制御装置の製造工程を短縮でき、生産性が向上する。
【００５７】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３に係わる回転電機におけるパワーモジュールと電力相互接続部品とのヒートシンクへの取り付け構造を示す側面断面図である。
図７に示すように、本実施の形態の回転電機は、制御装置における、ヒートシンク３７の第２の取付面３７ｂに接着剤保持溝６６が設けられ、電力相互接続部品の接着面である絶縁体４８の裏面にリブ６５が設けられ、電力相互接続部品３６のヒートシンク３７への取り付けが、接着剤保持溝６６に挿入されたリブ６５を、接着剤保持溝６６に溜められた第２の接着剤６４ｂで固着して行われた以外、実施の形態２の回転電機と同様である。
【００５８】
本実施の形態では、第２の接着剤６４ｂが、ヒートシンク３７の内外周端部へはみ出すのが防止できる。
また、ヒートシンク３７の第２の取付面３７ｂのシール長さが長くなるので、ヒートシンク３７と電力相互接続部品３６との接着部のシール性が向上する。
また、ヒートシンク３７と電力相互接続部品３６との接着部のシール性が向上するので、ヒートシンク３７における第２の取付面３７ｂの径方向の幅を狭くできる。すなわち、ヒートシンク３７を小さくでき、パワー回路部２３を小型化できる。
【００５９】
本実施の形態で用いられた接着剤は、パワーモジュールをヒートシンクに取り付ける接着剤と電力相互接続部品をヒートシンクに取り付ける接着剤とが異なるが、実施の形態１と同様に、両方の接着剤が同一であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係わる回転電機は、制御装置におけるパワーモジュールと電力相互接続部品とが、ヒートシンクに接着剤で一括して固定できるので、歩留まりと生産性との向上が要求される回転電機に用いられる。
【符号の説明】
【００６１】
１  回転電機、２  回転電機本体、３  制御装置、４  固定子、５  回転子、
６  ケース、１１  固定子巻線、１２  回転軸、１４  回転子巻線、
２３  パワー回路部、２４  界磁回路部、３１  正端子、３２  負端子、
３３  界磁用端子、３４  信号端子、３５  パワーモジュール、
３６  電力相互接続部品、３７  ヒートシンク、３７ａ  第１の取付面、
３７ｂ  第２の取付面、３７ｃ  フィン、３８  開口部、４０  正端子、４１  負端子、
４２  ＡＣ端子、４３  信号端子、４４  正のバスバー、４５  負のバスバー、
４６  電機子用接続ターミナル、４７  界磁用接続ターミナル、４８  絶縁体、
５０ａ，５０ｂ  正端子接続部、５１  電源端子部、５３ａ，５３ｂ  負端子接続部、
５７  ＡＣ端子接続部、５９  界磁用端子接続部、６０  内壁部、６１  外壁部、
６２  平壁部、６３  充填材、６４  接着剤、６４ａ  第１の接着剤、
６４ｂ  第２の接着剤、６５  リブ、６６  接着剤保持溝、６７  分離溝、
６８  回転軸挿通孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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