JP2006033986A

JP2006033986A - 制御装置一体型回転電機

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Publication number: JP2006033986A
Application number: JP2004208378A
Authority: JP
Inventors: Masao Kikuchi; 正雄菊池; Isao Sonoda; 功園田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2024-07-15
Also published as: WO2006008897A1; US7358699B2; KR20060089749A; CN1906826B; EP1768236A4; EP1768236A1; US20070103101A1; KR100783253B1; EP1768236B1; JP4351592B2; CN1906826A

Abstract

【課題】回転電機本体からの受熱を防止するとともに良好に制御装置を冷却できる制御装置一体型回転電機を得る。
【解決手段】回転電機本体のリアブラケット６に図２の左右方向に所定の間隙を設けて制御装置４００のスイッチング素子１２が装着されたヒートシンク１３を導電スタッド３００により取り付けた。ヒートシンク１３は、図示しないファンによって誘起される冷却風によって冷却される。制御装置４００を温度上昇するリアブラケット６に対して間隙を設けて取り付けたので、リアブラケット６からの熱伝達を抑制して、ヒートシンク１３を介して制御装置４００を効果的に冷却できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、制御装置一体型回転電機に係り、特に車両に搭載するのに適した制御装置一体型回転電機に関する。

車載用の制御装置一体型回転電機として、次のようなものがある。コイルを備えたステータ（固定子）がフレームの内周面に固定されている。フレームの両側に一対の軸受ブラケットが固定され、軸受を介してロータ（回転子）の回転軸を支持している。上記軸受ブラケットのうちの反負荷側の軸受ブラケット（リアブラケット）の外側に放熱フインを一体的に突出形成し、当該放熱フィン上に回転電機を可変速運転するためのインバータ装置が取り付けられている。

回転軸の反負荷側の突出端部に冷却ファンが取り付けられており、吸気口を備えたファンカバーが冷却ファンを覆うように取り付けられ、ファンカバーの周縁部と軸受ブラケットの周縁部との問に通風用空隙が設けられている。冷却ファンは回転電機の回転に応じて回転して冷却風を放熱フインに供給する。インバータ装置は、全体として円環状に形成され、回転軸の周りにこれと同心状に配置される。インバータ装置は、アルミニウム製の円環状放熱板を備えたパワーユニットと、円環状回路基板を備えた制御回路ユニットとを有し、円環状放熱板を放熱フイン上に伝熱的に配置して、パワーユニットで発生する熱を放熱する（例えば、特許文献１参照）。

特開平０９−２５２５６３公報（段落番号００１５〜００２３及び図１）

特にオルタネータをはじめとする車載用の回転電機では、回転電機本体の回転子あるいは固定子の銅損及び鉄損による発熱が大きい。これらの発熱は回転子に取り付けられたファンによって冷却風を発生させて冷却するが、固定子鉄心や固定子コイルがかなりの高温まで温度上昇する。軸受ブラケットは、上述のようにフレームに固定されており、そのフレームの内面に固定子が固定されているために、温度上昇した固定子からフレームを介して伝導熱を受ける。また、軸受ブラケットは、温度上昇した固定子コイルのコイルエンドや回転子から輻射熱を受ける。このため、フロント及びリアブラケット（負荷側及び反負荷側のブラケット）の温度上昇が大きくなる。

このように、フロント及びリヤブラケットは回転電機本体の発熱の影響を受けやすく、電子部品を有するインバータ装置をリアブラケットの放熱フィン上に取り付けた場合、部品によっては許容温度以上に過熱するおそれがあった。また、インバータ装置に高温下で使用可能な電子部品や基板を採用する場合、これら部品は高価であるため、全体のコストが高くなってしまうという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、回転電機本体からの受熱を防止するとともに良好に制御装置を冷却できる制御装置一体型回転電機を得ることを目的とする。

この発明に係る制御装置一体型回転電機においては、固定子と回転軸を有する回転子と固定子の両側に設けられ回転子を回転軸を介して回転自在に支持する負荷側及び反負荷側のブラケットと回転子に設けられ回転子とともに回転して固定子及び回転子の少なくとも一方を冷却する冷却風を誘起するファンとを有する回転電機本体、及び回転電機本体を制御する制御部品を有し反負荷側のブラケットの回転軸の軸方向外側に反負荷側のブラケットとの間に所定の間隙を設けてかつこの間隙を冷却風が通過するようにして固定された制御装置を備えたものである。

この発明に係る制御装置一体型回転電機は、固定子と回転軸を有する回転子と固定子の両側に設けられ回転子を回転軸を介して回転自在に支持する負荷側及び反負荷側のブラケットと回転子に設けられ回転子とともに回転して固定子及び回転子の少なくとも一方を冷却する冷却風を誘起するファンとを有する回転電機本体、及び回転電機本体を制御する制御部品を有し反負荷側のブラケットの回転軸の軸方向外側に反負荷側のブラケットとの間に所定の間隙を設けてかつこの間隙を冷却風が通過するようにして固定された制御装置を備えたので、反負荷側のブラケットとの間に間隙を設けることにより反負荷側のブラケットからの熱伝達を抑制するとともに冷却風により制御装置を効果的に冷却できる。

実施の形態１．
図１〜図１０は、この発明を実施するための実施の形態１を示すものであり、図１は制御装置一体型回転電機の構成を示す一部断面図、図２は図１の制御装置の詳細構成を示す断面図、図３はヒートシンク周辺部の平面図である。図４はヒートシンクの平面図、図５はスイッチング素子と平滑用コンデンサとの配置関係を示す平面図である。図６は導電スタッドの詳細構成図、図７は制御装置のヒートシンクをリアブラケットに取り付ける取付部の拡大図、図８は導電スタッドをヒートシンクに固定する作業を説明するための説明図である。図９は熱及びリアブラケットの冷却風の流れを示す説明図である。図１０は、本実施の形態の変形例である導電スタッド組立体を示す斜視図である。

図１において、固定子３は円筒状の内周部に図示しないスロットが設けられた固定子鉄心３ａと、この固定子鉄心３ａのスロットに装着された多相交流巻線としての固定子巻線３ｂを有する。この固定子３を後述の回転子２００の軸方向に挟んで、負荷側と反負荷側の二つのアルミダイカスト製のブラケット５、６が固定されている。なお、以下においては、負荷側のブラケット５をフロントブラケット、反負荷側のブラケット６をリアブラケットと呼ぶこととする。フロント及びリアブラケット５，６には、軸受３５，３６が圧入されている。リアブラケット６の左方外側には、ブラシホルダ収容部６ｃが一体にアルミダイカストにて形成され、ブラシホルダ９が収容されている。ブラシホルダ９の端部９ａは後述の収容ケース７０の中に挿入されている。また、フロント及びリアブラケット５，６に、後述のファン７によって冷却風を回転電機本体内に吸い込み、内部を冷却して排出するための貫通孔５ｂ，６ｂが設けられている。

回転子２００は、いわゆるクローポール型といわれるもので、主軸１に固着された一対のポール２０１とこのポール２０１に巻回された界磁巻線２０２を有しており、軸受３５，３６を介してフロント及びリアブラケット５，６に回転自在に支持されている。また、回転子２００の左方の端部にファン７が固着されており、回転子２００とともに回転する。主軸１の反負荷側（図１における左方側）にブラシホルダ９に保持された図示しないブラシと摺動するスリップリング８が固定されており、界磁巻線２０２はスリップリング８及びブラシを介して、外部から電流の供給を受ける。

リアブラケット６の外側に主軸１の回転数を検出するための回転検出部２８が取り付けられている。リアブラケット６の軸方向外側に、固定子巻線３ｂに供給する電流を制御するための制御装置４００が取り付けられている。以下、この制御装置４００の詳細構成を説明する。図３は、ヒーシンク１３に取り付けられたスイッチング素子１２の状態を図２の左方から模式的に眺めたものである。まず、ヒーシンク１３は図４に示すように円盤の一部が切り欠かれた扇状の板状部１３ａに放熱フィン１３ｂがアルミダイカスト法により放射状に一体に形成されたものである。ヒーシンク１３には、貫通孔を形成する貫通孔孔形成部１３ｄが設けられている。図２及び図３に戻り、樹脂製部材１７とヒーシンク１３を組み合せることにより全体として浅い円形のシャーレ状のシャーレ状基台６０が形成されている。

ヒーシンク１３には、図３に示すように円周方向に間隔を設けて固定子巻線３ｂに供給する交流電力を制御するための３個のスイッチング素子１２が、熱をヒーシンク１３に十分に伝えうるようにしてかつ電気的に絶縁された状態で取り付けられている。また、シャーレ状基台６０には、ヒーシンク１３と樹脂製部材１７とによりブラシホルダ９の端部９ａが挿入される窓を形成する窓形成部５１が形成されている。

図５のようにシャーレ状基台６０の中心部にコンデンサ基板１５が配設され、コンデンサ基板１５を中心にして３個のスイッチング素子１２が放射状に配置されている。このコンデンサ基板１５に平滑コンデンサ１４が搭載され、平滑コンデンサ１４はコンデンサ基板１５の貫通電極部２９に図示しない板状導体により接続されている。スイッチング素子１２の主端子１２１は、上記貫通電極部２９に、バスバー２１の一方の端部とともに締結される。バスバー２１の他方の端部は導電スタッド３００（詳細後述）に締結固定される。

平滑コンデンサ１４の図２における左側、すなわち平滑コンデンサ１４よりも主軸１４の軸方向外側に制御回路基板１６を配置している。制御回路基板１６には、ＩＣやトランジスタなどの電子部品が搭載されている。また、スイッチング素子１２を駆動するあるいは、素子内部のセンシング出力を引き出すための信号端子１２２（図２）が制御回路基板１６に設けられている。

複合導体としての導電スタッド３００は、図６のように両端部に雄ねじ部３０１ａ，３０１ｂが形成された銅合金性の両ねじボルト３０１の外周部に樹脂被覆部３０２を設けて絶縁しその外側に樹脂被覆部３０２と一体に外周部に雄ねじが設けられた円筒状の金属筒３０４を固着している。さらに、金属筒３０４の外側に熱絶縁の良好な材料で形成された所定長さのスペーサ部３０５が、両側に雄ねじ部３０４ａ，３０４ｂが露出するようにして設けられている。３本の導電スタッド３００は、その両ねじボルト３０１の一方の雄ねじ部３０１ａがヒーシンク１３の貫通孔１３ｄを通過して挿通され、図８に示すように金属筒３０４の雄ねじ部３０４ａに金属製のナット３０８を螺合させて締め付けることにより固定されている。

この３本の導電スタッド３００の雄ねじ部３０１ａに図示しないナットにて図７に示すようにバスバー２１を締付固定することによりスイッチング素子１２と接続している。シャーレ状基台６０を構成する樹脂製部材１７には、図示しないバッテリから給電するための電極端子部１８が固定されている。また、シャーレ状基台６０に図２の左方から金属製のカバー１９が緊嵌されて収容器７０が形成され、スイッチング素子１２、コンデンサ１４が取り付けられたコンデンサ基板１５、制御回路基板１６を収容保護している。

このようにして組み立てられた収容器７０を、３本の導電スタッド３００の金属筒３０４の雄ねじ部３０４ａをそれぞれリアブラケット６に設けられた貫通孔に挿入し、金属筒の３０４の雄ねじ部３０４ａに金属製のナット３０８を螺合して締付け、図１及び図２に示すように固定している。このとき、ヒートシンク１３は導電スタッド３００に設けられたスペーサ部３０５によってリアブラケット６との間に所定の間隙が形成されている。

バッテリから直流電力が樹脂製部材１７に設けられた電極端子部１８を介して平滑コンデンサ１４と並列に接続されたスイッチング素子１２に供給され、所望の周波数及び電圧の交流電力に変換される。交流電力は、スイッチング素子１２の主端子１２１からバスバー２１を経由して導電スタッド３００及び回転電機本体内の接続導体１０（図１参照）を介して固定子巻線３ｂに供給される。

回転電機本体は、回転子２００及び固定子３の銅損や鉄損によって発熱する。回転子２００に取り付けられたファン７が回転することにより、図９の黒い矢印で示すように冷却風がヒートシンク１３の放熱フィン１３ａと接触しながら通過してリアブラケット６の貫通孔６ｂを通って回転電機本体内に導入され、回転子２００及び固定子３を冷却する。しかしながら、発熱の一部は白い矢印に示すように、リアブラケット６や主軸１を伝わり、リアブラケット６の外面部に達する。回転電機が、例えば、自動車のエンジンを始動する、あるいは車載回転電機を駆動するような環境で使用される場合に、リアブラケット６の温度は、スイッチング素子１２の常用耐用温度（例えば１５０℃）を超える場合がある。

しかし、ヒートシンク１３をスペーサ部３０５を介してリアブラケット６に固定するとともにリアブラケット６との間に所定の間隙を設け、リアブラケット６や主軸１からの伝導熱や輻射熱を遮断するとともに、上述のように放熱フィンを冷却風により冷却するようにしたので、制御装置の温度上昇を抑制することができる。また、スイッチング素子１２の主軸１の軸方向外側にコンデンサ基板１５、さらに軸方向外側に制御回路基板１６が配置されており、所要面積を小さくできるとともに、最も熱に弱い制御回路基板１６を軸方向最外部（図２における一番左側）に取り付けることによって、リアブラケット６からの熱の影響を低減することができる。また、ノイズ源となるブラシを保持するブラシホルダ９をリアブラケット６のブラシホルダ収容部６ｃ内に収容したので、アルミ合金からなるブラシホルダ収容部６ｃが制御回路基板１６等に対するノイズを低減するので、信頼性が向上する。

なお、本実施の形態では、リアブラケット５とヒートシンク１３の間の空気層ではほとんど伝熱することがなく、スペーサ部３０５のリアブラケット６との接触面積が熱伝導を支配する。従って、スペーサ部３０５の直径を小さくしたり、熱抵抗の大きい材質のものを使用するなど、回転電機本体の温度上昇の程度に応じて熱抵抗を大きくすることによって、リアブラケット６とヒートシンク１３間の温度差を大きくすることができるため、スイッチング素子１２の温度上昇を抑えることができる。

また、上記のようにスイッチング素子１２が平滑コンデンサ１４を取り巻くように配置し、かつスイッチング素子１２の主端子１２１を貫通電極部２９に直接接続することにより、スイッチング素子１２と平滑コンデンサ１４の間の配線が短くなる。スイッチング素子１２とコンデンサ１４間にバスバーが不要で、かつインダクタンスを低減でき、スイッチング動作時のサージ電圧を抑制できるので、スイッチング素子の信頼性が向上するとともに、部品点数も削減できる。

なお、導電スタッド３００のリヤブラケット６への取付は、次のようにすることもできる。図１０はこの実施の形態の変形例である導電スタッド組立体を示す斜視図であり、３本の導電スタッド３００を円環状樹脂部３１０で一体化して導電スタッド組立体３１０を製作する。この場合、導電スタッド組立体３１０の導電スタッド３００をリアブラケット６の貫通孔に挿入し、金属ナット３０８にて締付固定する。また、シャーレ状基台６０にヒートシンク１３、スイッチング素子１２、コンデンサ基板１５を組み込んでおく。しかる後に、ヒートシンク１３を導電スタッド３００に締付固定する。さらに、スイッチング素子１２と導電スタッド３００との接続を行う。

この場合、円環状樹脂部３０９は、リアブラケット６とヒートシンク１３の間に位置し、リアブラケット６とヒートシンク１３との距離は円環状樹脂部３０９の厚さを含むスペーサ３０５の軸方向長さにより規制される。円環状樹脂部３０９でリアブラケット６からヒートシンク１３に対する輻射熱を遮蔽するとともに、３相分の導電スタッド３００を一体化して、組み立て性を向上することができる。

実施の形態２．
図１１〜図１３は、この発明の他の実施の形態を示すものであり、図１１は制御装置の構成を示す断面図である。図１２は、図１１の制御装置の変形例の構成を示すものであり、図１２（ａ）は制御装置の断面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ部の拡大図である。図１３は、さらに図１１の制御装置の他の変形例の構成を示す断面図である。制御回路基板１６には、特に発熱が大きい部品として、電源回路のトランジスタ、スイッチング素子１２を駆動するためのドライバＩＣ、演算処理を行うためのマイコンなどがあり、できるだけこれらの部品を分散配置することが望ましい。図１１の制御装置４１０あるいは図１２の制御装置４２０に示すように、これらの部品と金属製のカバー１９との間あるいは制御回路基板１６とカバー１９との間に伝熱用の樹脂シート２５を介在させ、これら部品や制御回路基板１６に発生する熱を樹脂シート２５を介してカバー１９に伝えて放熱させることにより、これら部品や制御回路基板１６を効率的に冷却することができる。

特に、パッケージ裏面にヒートスプレッダを有する電子部品の場合は、図１２に示すような制御回路基板１６を通じて電子部品の発熱を放散する構造が好ましい。ここで、図１２の部分拡大図である図１３を用いて制御装置４２０における放熱経路を説明する。ヒートスプレッダを有する電子部品２６はヒートスプレッダとほぼ同じ面積を有する金属パターン（以下、金属パターンＡという）上に半田付される。金属パターンＡと制御回路基板１６のもう一方の面側の金属パターン（以下、金属パターンＢという）とは、内壁に形成したバイアホール２７を介して繋がっている。金属パターンＢとカバー１９間に双方に密着するように樹脂シート２５が介在している。バイアホールの銅パターンは、制御回路基板１６の基板基材に比べて熱伝導性に優れ、発熱部品のヒートスプレッダからの熱伝導性が優れるため、制御回路基板１６の裏側の電子部品の熱を効果的に放熱することができる。

さらに、図１３の変形例に示すように、制御装置４３０は、制御回路基板１６に樹脂シート２５を介して接触しているカバー１９の外側にフイン１７１を設けることによって、放熱性能を高めることができる。フインの取り付け要否や、フイン高さ、床面積などは、電子部品の発熱による温度上昇や制御回路基板１６の温度上昇と許容温度とのバランスを考慮して、決定すればよい。図２に示したように、カバー１９の外側は、固定子３や回転子２００といった回転電機本体の発熱部から最も離れた位置であり、また回転子２００に取り付けられたファン７がヒートシンク１３の放熱フィン１３ａを冷却してリアブラケット６の貫通孔６ｂから回転電機本体の内部に風を引き込むため、カバー１９の外側部には回転電機本体によって加熱された風が接することがない。従って、常に最も温度が低い風が接する。このことは、特に熱に弱い制御回路基板１６を冷却するのに有利である。

以上のようにこれらの実施の形態によれば、特に車載用の回転電機をはじめとする高温環境下において使用される制御装置一体型回転電機において、回転電機本体と制御装置間を効果的に熱絶縁することができるので、エンジンルーム内など回転電機本体が設置される環境の温度が上昇した場合や、回転電機本体の発熱が大きくなった場合でも、リアブラケットの背面部からヒートシンクに伝熱することがほとんどないので、スイッチング素子や制御回路基板の温度上昇をきたすことがなく、簡便な構造で部品の熱損傷を防止することができる。
また、相対的に熱に弱い制御回路基板を発熱部である回転電機本体から最も離間した最外部に配置するとともに、回転電機本体から最も離れた部位に制御基板の発熱を放熱するための放熱経路およびフインを設けることにより、回転電機本体の発熱の影響を受けることなく、最も効率的に制御回路基板を冷却することができる。
なお、上記各実施の形態では、ファン７により冷却風を回転電機本体内に吸引するものを示したが、全閉外扇型その他の回転電機であっても同様の効果を奏する。また、回転電機は、発電機、発電電動機、スタータ、パワーアシスト発電電動機その他のものであっても、同様の効果を奏する。

以上のように、この発明に係る制御装置一体型回転電機は、固定子と回転軸を有する回転子と固定子の両側に設けられ回転子を回転軸を介して回転自在に支持する負荷側及び反負荷側のブラケットと回転子に設けられ回転子とともに回転して固定子及び回転子の少なくとも一方を冷却する冷却風を誘起するファンとを有する回転電機本体、及び回転電機本体を制御する制御部品を有し反負荷側のブラケットの回転軸の軸方向外側に反負荷側のブラケットとの間に所定の間隙を設けてかつこの間隙を冷却風が通過するようにして固定された制御装置を備えたので、反負荷側のブラケットとの間に間隙を設けることにより反負荷側のブラケットからの熱伝達を抑制するとともに冷却風により制御装置を効果的に冷却できる。

そして、制御装置は制御部品の熱を放熱するヒートシンクを有するものであってヒートシンクが反負荷側のブラケットとの間に所定の間隙を設けて固定され冷却風により冷却されるものであることを特徴とするので、ヒートシンクを介して制御部品を効果的に冷却できる。

さらに、固定子は多相交流巻線を有するものであり、制御装置は制御部品として直流入力を交流出力に変換して多相交流巻線に供給するスイッチング素子とこのスイッチング素子を冷却するヒートシンクとスイッチング素子の直流入力側に接続されるコンデンサとスイッチング素子を制御する制御回路を有する制御回路基板とを有し、制御回路基板とヒートシンクとが回転軸の軸方向に重なるように配置されるとともにヒートシンクが冷却風により冷却されるようにして反負荷側のブラケットに固定されたものであることを特徴とするので、制御回路基板をヒートシンクよりも反負荷側のブラケットから遠ざけることにより制御回路基板の温度上昇を軽減できる。

また、制御装置はヒートシンクと反負荷側のブラケットとの間にスペーサを介在させて反負荷側のブラケットに固定することにより所定の間隙を確保するようにしたものであることを特徴とするので、間隙の確保が容易である。

そして、制御装置は複数の導体を介して交流出力を多相交流巻線に供給するものであり、スペーサと導体とを一体にした複合導体を設け、導体をヒートシンク及び反負荷側のブラケットに貫通させるともにスペーサにより間隙を確保して複合導体によりヒートシンクを反負荷側のブラケットに固定するものであることを特徴とするので、部品数を削減できる。

さらに、導体は棒状のものであり、複合導体は導体の外周部を覆う絶縁被覆部材と雄ねじ部を有し絶縁被覆部材の外周側に装着された円筒状のねじ部材と導体の軸方向に所定の長さを有しねじ部材の外周部に雄ねじ部が導体の軸方向両側に残存するようにして設けられた環状の環状部材とを有するものであって、残存する雄ねじ部の一方をヒートシンクを貫通させてナットを螺合させることにより環状部材との間でヒートシンクを締付け、残存する雄ねじ部の他方を反負荷側のブラケットを貫通させて別のナットを螺合させて締め付けることにより環状部材がスペーサとしてヒートシンクと反負荷側のブラケットとの間に介在するようにしてヒートシンクを反負荷側のブラケットに固定するものであることを特徴とするので、部品数を削減できる。

また、制御装置は、スイッチング素子が回転軸の軸を中心とする所定の径の円の円周上にほぼ位置するように配置されるとともにコンデンサは円の中心部に配置されたものであることを特徴とするので、コンデンサとスイッチング素子間の配線長さを短縮してインダクタンスを低減でき、スイッチング動作時のサージ電圧を抑制できる。

そして、制御装置は制御回路基板を回転軸の軸方向から覆うカバーを有するものであって制御回路基板とカバーとの間に熱を伝導する熱伝導部材が設けられたものであることを特徴とするので、制御回路基板で発生する熱を効果的に放熱できる。

この発明の実施の形態１である制御装置一体型回転電機の構成を示す一部断面図である。制御装置の詳細構成を示す断面図である。ヒートシンク周辺部の平面図である。ヒートシンクの平面図である。スイッチング素子と平滑用コンデンサとの配置関係を示す平面図である。導電スタッドの詳細構成図である。制御装置のヒートシンクをリアブラケットに取り付ける取付部の拡大図である。導電スタッドをヒートシンクに固定する作業を説明するための説明図である。熱及びリアブラケットの冷却風の流れを示す説明図である。実施の形態１の変形例である導電スタッド組立体を示す斜視図である。この発明の実施の形態２である制御装置の構成を示す断面図である。図１１の制御装置の変形例の構成を示ものであり、図１２（ａ）は制御装置の断面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ部の拡大図である。図１１の制御装置の他の変形例の構成を示す断面図である。

符号の説明

１主軸、３固定子、６リアブラケット、７ファン、１２スイッチング素子、
１３ヒートシンク、１４コンデンサ、１５コンデンサ基板、１６制御回路基板、
１９カバー、２５樹脂シート、２００回転子、３００導電スタッド、
３０４金属筒、３０５スペーサ部、４００，４１０，４２０，４３０制御装置。

Claims

固定子と回転軸を有する回転子と上記固定子の両側に設けられ上記回転子を上記回転軸を介して回転自在に支持する負荷側及び反負荷側のブラケットと上記回転子に設けられ上記回転子とともに回転して上記固定子及び上記回転子の少なくとも一方を冷却する冷却風を誘起するファンとを有する回転電機本体、及び上記回転電機本体を制御する制御部品を有し上記反負荷側のブラケットの上記回転軸の軸方向外側に上記反負荷側のブラケットとの間に所定の間隙を設けてかつこの間隙を上記冷却風が通過するようにして固定された制御装置を備えた制御装置一体型回転電機。
上記制御装置は上記制御部品の熱を放熱するヒートシンクを有するものであって上記ヒートシンクが上記反負荷側のブラケットとの間に上記所定の間隙を設けて固定され上記冷却風により冷却されるものであることを特徴とする請求項１に記載の制御装置一体型回転電機。
上記固定子は多相交流巻線を有するものであり、上記制御装置は上記制御部品として直流入力を交流出力に変換して上記多相交流巻線に供給するスイッチング素子とこのスイッチング素子を冷却するヒートシンクと上記スイッチング素子の上記直流入力側に接続されるコンデンサと上記スイッチング素子を制御する制御回路を有する制御回路基板とを有し、上記制御回路基板と上記ヒートシンクとが上記回転軸の軸方向に重なるように配置されるとともに上記ヒートシンクが上記冷却風により冷却されるようにして上記反負荷側のブラケットに固定されたものであることを特徴とする請求項２に記載の制御装置一体型回転電機。
上記制御装置は上記ヒートシンクと上記反負荷側のブラケットとの間にスペーサを介在させて上記反負荷側のブラケットに固定することにより上記所定の間隙を確保するようにしたものであることを特徴とする請求項３に記載の制御装置一体型回転電機。
上記制御装置は複数の導体を介して上記交流出力を上記多相交流巻線に供給するものであり、上記スペーサと上記導体とを一体にした複合導体を設け、上記導体を上記ヒートシンク及び上記反負荷側のブラケットに貫通させるともに上記スペーサにより上記間隙を確保して上記複合導体により上記ヒートシンクを上記反負荷側のブラケットに固定するものであることを特徴とする請求項４に記載の制御装置一体型回転電機。
上記導体は棒状のものであり、上記複合導体は上記導体の外周部を覆う絶縁被覆部材と雄ねじ部を有し上記絶縁被覆部材の外周側に装着された円筒状のねじ部材と上記導体の軸方向に所定の長さを有し上記ねじ部材の外周部に雄ねじ部が上記導体の軸方向両側に残存するようにして設けられた環状の環状部材とを有するものであって、上記残存する雄ねじ部の一方を上記ヒートシンクを貫通させてナットを螺合させることにより上記環状部材との間で上記ヒートシンクを締付け、上記残存する雄ねじ部の他方を上記反負荷側のブラケットを貫通させて別のナットを螺合させて締め付けることにより上記環状部材が上記スペーサとして上記ヒートシンクと上記反負荷側のブラケットとの間に介在するようにして上記ヒートシンクを上記反負荷側のブラケットに固定するものであることを特徴とする請求項５に記載の制御装置一体型回転電機。
上記制御装置は、上記スイッチング素子が上記回転軸の軸を中心とする所定の径の円の円周上にほぼ位置するように配置されるとともに上記コンデンサは上記円の中心部に配置されたものであることを特徴とする請求項３に記載の制御装置一体型回転電機。
上記制御装置は上記制御回路基板を上記回転軸の軸方向から覆うカバーを有するものであって上記制御回路基板と上記カバーとの間に熱を伝導する熱伝導部材が設けられたものであることを特徴とする請求項３に記載の制御装置一体型回転電機。