JP7019780B1 - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機が備えた電気部品、及び電気的接続部への被水が抑制された回転電機を得ること。【解決手段】回転軸と、界磁巻線が巻装された界磁コアを有して回転軸と一体回転する回転子と、固定子巻線が巻装された固定子コアを有する固定子と、軸受を介して回転軸の一端側及び他端側を保持するブラケットとを設けたモータ部と、スイッチング素子を有するパワーモジュールと、スイッチング素子を有する界磁モジュールと、パワーモジュール及び界磁モジュールを冷却する冷却器とを有し、ブラケットの軸方向の他方側に配置され、ブラケットに固定された制御部と、モータ部と制御部との間において、制御部の軸方向の一方側に対向して配置され、絶縁体からなるパッキンとを備え、パッキンは、制御部とパッキンとの間に配置され、制御部に電気的に接続された電気部品、及びモータ部と制御部とを接続する電気的接続部の一方又は双方の一部又は全部を覆う。【選択図】図１

Description

本願は、回転電機に関するものである。

近年、地球温暖化を背景とした輸送機器への燃費改善要求が高まっている。これにともない、車両電装品で消費される電力の供給、及び車両バッテリへの充電を行う界磁巻線式の回転電機においても、小型軽量化が急務になっている。しかしながら、近年、電装品の数の増加に起因して車両の消費電力は増加傾向にある。そのため、車両用の回転電機には、より発電量が大きく、効率の高い発電性能を求められている。これらの要求に対応すべく、低損失ダイオードを搭載したオルタネータ、またはＭＯＳ－ＦＥＴなどのパワー半導体素子で構成された電力変換回路を搭載したモータジェネレータなどの車両用の回転電機の開発が行われている。

特に、モータジェネレータなどの装置では、自動車のさらなる燃費改善に向けて、従来のオルタネータが備える発電機能に加えて、エンジンの始動及びアシストなどを行うための電動機としての機能を備えている。

モータジェネレータの電気経路、特に外部から完全に覆われていない端子等の電気的接続部は、モータジェネレータが配置されたエンジンルーム内への泥水等の被水が懸念される。泥水等が付着した状態で電動機を動作させ電気経路に電圧がかかると電蝕が発生するため、端子等の電気的接続部の電蝕に対する耐久性を高める様々な取り組みが開示されている（例えば、特許文献１参照）。特に自動車用の回転電機機械において、ヒートシンクとベアリングとの間に少なくとも一つ軸方向に向いた壁と、ヒートシンクとベアリングとの間に延びる空間を閉じる樹脂部材のデフレクタとを設けることで、回転電機の内部への水の侵入を防止している。

国際公開第２０１９／０２５３３４号

上記特許文献１においては、デフレクタを備えたため、デフレクタから内側への泥水等の侵入を防止することはできる。しかしながら、デフレクタに付着した水が地方向に流れる際に、デフレクタから突出する、例えば、モータ部と制御部とを接続する電気的接続部の端子に泥水等が付着するという課題があった。

そこで、本願は、回転電機が備えた電気部品、及び電気的接続部への被水が抑制された回転電機を得ることを目的としている。

本願に開示される回転電機は、回転軸と、界磁巻線が巻装された界磁コアを有して回転軸と一体回転する回転子と、界磁コアの径方向外側に配置され、固定子巻線が巻装された固定子コアを有する固定子と、界磁コア及び固定子コアの外側を覆うと共に軸受を介して回転軸の一端側及び他端側を保持するブラケットとを設けたモータ部と、固定子巻線への供給電流をオンオフするスイッチング素子を有するパワーモジュールと、界磁巻線への供給電流をオンオフするスイッチング素子を有する界磁モジュールと、パワーモジュール及び界磁モジュールを冷却する冷却器とを有し、ブラケットの軸方向の他方側に配置され、ブラケットに固定された制御部と、モータ部と制御部との間において、制御部の軸方向の一方側に対向して配置され、絶縁体からなるパッキンとを備え、パッキンは、制御部とパッキンとの間に配置され、制御部に電気的に接続された電気部品の一部又は全部、モータ部と制御部とを接続する電気的接続部の一部又は全部、及びブラケットの軸方向の他方側の面の一部又は全部を覆い、少なくとも径方向及び周方向に延びる円環板状の部分を有するものである。

本願に開示される回転電機によれば、モータ部と制御部との間に配置され、絶縁体からなるパッキンは、制御部とパッキンとの間に配置され、制御部に電気的に接続された電気部品、及びモータ部と制御部とを接続する電気的接続部の一方又は双方の一部又は全部を覆うため、回転電機が備えた電気部品、及び電気的接続部への泥水等に起因した被水を抑制することができる。

実施の形態１に係る回転電機の概略を示す断面図である。 実施の形態１に係る回転電機のリヤブラケットの軸方向の一方側を示す平面図である。 実施の形態１に係る回転電機の固定子と制御部の接続を説明する断面図である。 実施の形態１に係る回転電機のパッキンの軸方向の他方側を示す平面図である。 実施の形態１に係る回転電機のリヤブラケットの要部平面図である。 実施の形態１に係る別の回転電機のリヤブラケットの要部平面図である。 実施の形態２に係る回転電機の制御部のリヤ側を示す平面図である。 実施の形態２に係る回転電機の電気的接続部の要部平面図である。 図８のＡ－Ａ断面位置で切断した電気的接続部の要部断面図である。 実施の形態２に係る別の回転電機の電気的接続部の要部平面図である。 実施の形態２に係る別の回転電機の電気的接続部の要部平面図である。 実施の形態３に係る回転電機の電気的接続部の要部平面図である。

以下、本願の実施の形態による回転電機を図に基づいて説明する。なお、各図において同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る回転電機１の概略を示す断面図、図２は回転電機１のリヤブラケット５の軸方向の一方側を示す平面図、図３は回転電機１の固定子３と制御部４０の電気的な接続を説明する断面図、図４は回転電機１のパッキン５０の軸方向の他方側を示す平面図、図５は図２に示したリヤブラケット５の破線で囲まれた部分を拡大して示した要部平面図、図６は実施の形態１に係る別の回転電機１における図２に示したリヤブラケット５の一点鎖線で囲まれた部分と同等の部分を拡大して示した要部平面図である。回転電機１は、モータ部３０と制御部４０とを備えた制御装置一体型の回転電機１である。モータ部３０は回転子２及び固定子３を有し、内燃機関（図示せず）を駆動する電動機として動作する。あるいは、モータ部３０は内燃機関より駆動されて発電する発電機として機能する。制御部４０はモータ部３０の軸方向の他方側にモータ部３０と並べて配置され、モータ部３０に供給する電力を制御する。制御部４０はモータ部３０に固定され、モータ部３０と制御部４０とは一体化されている。回転電機１は、モータ部３０と制御部４０との間にパッキン５０を備える。本実施の形態１で説明する制御装置一体型の回転電機１はモータジェネレータを示しているが、車両用の回転電機にも適用可能である。

＜モータ部３０＞
モータ部３０は、回転軸１１と、回転軸１１と一体回転する回転子２と、回転子２の外側に配置された固定子３と、これらを収容すると共に回転軸１１を回転自在に保持するブラケットとを備える。

回転子２は、界磁巻線２ａ、及び界磁巻線２ａが巻装された界磁コア２ｂを有する。界磁コア２ｂの径方向外側に配置された固定子３は、複数相の固定子巻線３ａ、及び固定子巻線３ａが巻装された固定子コア３ｂを有する。複数相の固定子巻線３ａは、例えば、１組の３相巻線もしくは２組の３相巻線であるがこれらに限るものではなく、回転電機の種類に応じて設定される。ブラケットは、界磁コア２ｂ及び固定子コア３ｂの外側を覆う。ブラケットは、フロントブラケット４及びリヤブラケット５を備える。フロントブラケット４は、軸受７を介して回転軸１１の一端側を保持し、回転子２及び固定子３の一方側であるフロント側を覆う。リヤブラケット５は、軸受８を介して回転軸１１の他端側を保持し、回転子２及び固定子３の他方側であるリヤ側を覆う。リヤブラケット５は、図２に示すように、リヤブラケット５の軸方向の他方側の壁を貫通する吸気口５ｂを備える。フロントブラケット４とリヤブラケット５とは、軸方向に間隔を空けて配置され、ボルト５ａによって連結される。

回転軸１１は、フロントブラケット４の貫通孔から突出した回転軸１１の一端側の端部に、プーリ１２を備える。プーリ１２は、回転子２と外部の内燃機関（図示せず）の双方向でトルクを授受する。プーリ１２と内燃機関とは、ベルト（図示せず）を介して連結される。回転軸１１は、リヤブラケット５の貫通孔から突出した回転軸１１の他端側にスリップリング１３を備える。スリップリング１３と界磁巻線２ａとは電気的に接続されており、スリップリング１３から界磁巻線２ａに界磁電流が供給される。スリップリング１３を摺設して界磁巻線２ａに電流を供給するブラシ１６は、ブラシホルダ１６ａに保持される。ブラシホルダ１６ａは、リヤカバー１５が取り付けられる前の制御部４０をモータ部３０に装着した後、制御部４０の中央に設けられた回転軸１１が貫通する空間に配置される。ブラシホルダ１６ａは制御部４０に固定される。

回転子２の界磁コア２ｂのフロント側の端面に空冷ファン２０が固定される。回転子２の界磁コア２ｂのリヤ側の端面に空冷ファン２１が固定される。空冷ファン２０と空冷ファン２１とは、回転子２と一体回転する。空冷ファン２０と空冷ファン２１の回転に伴って冷却風が発生し、ブラケットの内部を冷却する。冷却風は、吸気口５ｂを通過する。また、制御部４０とリヤブラケット５との間、制御部４０とパッキン５０との間、及びモータ部３０とパッキン５０との間の一部には冷却気体通路となる隙間が設けられる。また、回転電機１は、ケース１４とブラシ１６との間から吸気口５ｂへ向かう軸方向の冷却気体通路となる隙間を備える。冷却風は、これらの冷却気体通路を通過して制御部４０の冷却器３５及びモータ部３０を冷却する。

磁極位置検出センサー６は、センサーステータ６ａとセンサーロータ６ｂとから構成される。回転軸１１は、リヤブラケット５から突出した回転軸１１の他端側でスリップリング１３と軸受８との間にセンサーロータ６ｂを備える。センサーロータ６ｂは回転軸１１と一体回転し、鉄心で形成される。センサーステータ６ａは、センサーロータ６ｂと同軸に配置され、制御部４０の伝熱部材３１に設けられる。磁極位置検出センサー６は、センサーロータ６ｂの位置から回転軸１１すなわち回転子２の磁極位置を検出する。

＜制御部４０＞
制御部４０は、モータ部３０に電力を供給するパワーモジュール９及び界磁モジュール（図示せず）と、パワーモジュール９及び界磁モジュールを制御する制御モジュール１７と、パワーモジュール９及び界磁モジュールを冷却する冷却器３５と、パワーモジュール９とモータ部３０とを電気的に接続するターミナル１４ａを備えたケース１４と、これらの部材をリヤ側及び径方向外側から覆うリヤカバー１５とを備える。制御部４０は、リヤブラケット５の軸方向の他方側に配置され、リヤブラケット５に固定される。また、回転電機１の外部に配置された車両バッテリと、パワーモジュール９及び界磁モジュールが備えた電力系の端子とを接続するターミナルの間には、フィルタコイル１０および入力コンデンサ（図示せず）が電気的に接続される。フィルタコイル１０はケース１４に設けられ、入力コンデンサはフィルタコイル１０と伝熱部材３１にねじで取り付けられる。

パワーモジュール９は、スイッチング素子と周辺回路とを備える。スイッチング素子は電気配線を形成するリードフレーム上に配置され、周辺回路と共に樹脂材で封止される。パワーモジュール９は、図３に示すように、ターミナル１４ａとターミナル１９を介して固定子口出し線３ｃと接続される。パワーモジュール９が備えるＡＣ端子９ａ、グランド端子（図示せず）、入力端子９ｂ、及び制御端子９ｃは、樹脂材から露出して設けられる。スイッチング素子は駆動時に直流電源から固定子巻線３ａへの供給電流をオンオフし、固定子巻線３ａへ固定子電流を供給する。スイッチング素子は、発電時に固定子電流の整流を行う。

界磁モジュールは、スイッチング素子と周辺回路とを備える。界磁モジュールは、ブラシ１６とスリップリング１３を介して界磁巻線２ａと接続される。スイッチング素子は電気配線を形成するリードフレーム上に配置され、周辺回路と共に樹脂材で封止される。スイッチング素子は、界磁巻線２ａへの供給電流をオンオフして界磁電流を制御する。

制御モジュール１７は、パワーモジュール９及び界磁モジュールを制御する制御回路を備える。制御モジュール１７は、例えば、電子部品が実装された基板で設けられる。制御モジュール１７は、パワーモジュール９及び界磁モジュールよりも軸方向の他方側に、パワーモジュール９及び界磁モジュールとは間隔を空けて配置される。パワーモジュール９の制御端子９ｃは、制御モジュール１７に接続される。磁極位置検出センサー６の信号配線は、制御モジュール１７に接続される。

冷却器３５は、伝熱部材３１と、蓋部材３２と、冷媒給排部である冷媒入出力管３３とを備える。伝熱部材３１には、軸方向の他方側の面にパワーモジュール９及び界磁モジュールが熱的に接続され、軸方向の一方側の面に軸方向の他方側に窪んだ流路溝部３１ａが形成される。板状に形成された蓋部材３２は、流路溝部３１ａの軸方向の一方側の開口を塞ぐように設けられる。伝熱部材３１と蓋部材３２は、アルミニウム等の金属材料で作製される。蓋部材３２は、ねじ３４により伝熱部材３１に固定される。冷媒入出力管３３は伝熱部材３１の側面に設けられ、流路溝部３１ａと蓋部材３２とに囲まれた流路３６に冷媒を供給及び排出する。冷媒には、例えば水、不凍液、またはエチレングリコール液が使用される。伝熱部材３１は、冷媒によって冷却される。

ケース１４は、パワーモジュール９、界磁モジュール、及び制御モジュール１７の周囲を径方向外側から取り囲んで設けられる。ケース１４は、絶縁性を備えた樹脂材で作製される。樹脂材は、例えばポリフェニレンサルファイドである。ケース１４は、図３に示すように、他端側でパワーモジュール９と電気的に接続され、一端側がケース１４から突出したターミナル１４ａを備える。ターミナル１４ａは、パワーモジュール９とモータ部３０とを接続するための端子である。ターミナル１４ａは、ケース１４に一体的にインサート成形して設けられる。

＜固定子３と制御部４０の接続構成＞
固定子３と制御部４０との電気的な接続の構成について説明する。回転電機１は、図３に示すように、モータ部３０と制御部４０とを接続する電気的接続部であるコネクティングボード１８を備える。コネクティングボード１８は、固定子３と制御部４０とを電気的に接続するターミナル１９が端子部１８ａにインサート成形されたボードである。コネクティングボード１８は、制御部４０とリヤブラケット５の間に設けられ、リヤブラケット５にねじ（図示せず）で固定される。

固定子口出し線３ｃは、固定子巻線３ａの端部である。固定子口出し線３ｃは、リヤブラケット５を貫通し、コネクティングボード１８が備えたターミナル１９の一端側の接続箇所１９ａでターミナル１９と溶接により接続される。この接続後に、パッキン５０を介して、リヤカバー１５を取り付ける前の制御部４０がリヤブラケット５の軸方向のリヤ側に装着される。ケース１４が備えたターミナル１４ａの一端側は、ターミナル１９の他端側の接続箇所１９ｂでターミナル１９とねじ１９ｃにより接続される。パワーモジュール９のＡＣ端子９ａとターミナル１４ａの他端側とは、溶接等で接合される。図３では図示していないパワーモジュール９のグランド端子は、伝熱部材３１にねじ（図示せず）で固定される。グランド端子と伝熱部材３１とは電気的に接続され、伝熱部材３１はグランドになる。

＜パッキン５０＞
本願の要部であるパッキン５０について説明する。パッキン５０は、モータ部３０と制御部４０との間において、制御部４０の軸方向の一方側に対向して配置される。パッキン５０は、回転電機１が備えた電気部品、及び電気的接続部への泥水等に起因した被水を抑制する。絶縁体からなるパッキン５０は、例えば、ゴム部材またはシリコンゴム部材で形成される。パッキン５０をゴム部材で形成した場合、モータ部３０及び制御部４０とパッキン５０との接触箇所において容易に隙間なくパッキン５０を配置することができる。また、モータ部３０及び制御部４０とパッキン５０との接触箇所において、モータ部３０と制御部４０との間の防水性を高めることができる。パッキン５０をシリコンゴム部材で形成した場合、高温となる環境に配置された車両用の回転電機１においてもパッキン５０に溶融等による不具合が生じることがない。そのため、パッキン５０の回転電機１への長期的に安定した使用が可能となる。パッキン５０にゴム部材を用いた場合、ゴム部材のデュロメータ硬さは７０以上であることが望ましい。ゴム部材のデュロメータ硬さが７０以上であれば、パッキン５０を片手でも安定して取り回すことができるため、回転電機１の組み立て性を向上させることができる。ゴム部材の硬度が低い場合、パッキンの片側を作業者が持った際にパッキンの反対側が重力で下がり変形するため、パッキンの片手での取り回しが困難になる。

パッキン５０は、制御部４０とパッキン５０との間に配置され、制御部４０に電気的に接続された電気部品、及びモータ部３０と制御部４０とを接続する電気的接続部であるコネクティングボード１８の一方又は双方の一部又は全部を覆う。本実施の形態における電気部品は、磁極位置検出センサー６、フィルタコイル１０、及び入力コンデンサであるが、制御部４０に電気的に接続される電気部品はこれらに限るものではない。図４に示すように、回転軸１１が配置される貫通孔を取り囲んで、パッキン５０に壁部５０ａが設けられる。図３に示すように、磁極位置検出センサー６がパッキン５０の貫通孔の部分に配置されるため、磁極位置検出センサー６を壁部５０ａが覆う。また、パッキン５０には、フィルタコイル１０を覆う壁部５０ｂ、及び入力コンデンサとケース１４のねじ止めによる接続箇所を覆う壁部５０ｃが設けられる。フィルタコイル１０は、図４の壁部５０ｂの内側に示した破線部分に配置される。入力コンデンサは、図４の壁部５０ｃの内側を含む破線部分に配置される。図１に示すように、フィルタコイル１０の一部を壁部５０ｂが覆う。

図１及び図３に示すように、コネクティングボード１８の一部をパッキン５０の軸方向の一方側で覆う。なおパッキン５０には、図３に示したように固定子口出し線３ｃとターミナル１９との接続箇所１９ａを覆って伝熱部材３１と密着するように凹部が設けられるが、簡単に示すため、図４において凹部を省略している。本実施の形態では、電気部品及び電気的接続部の双方の一部をパッキン５０が覆う構成であるが、何れか一方をパッキン５０が覆う構成でも構わない。また、電気部品及び電気的接続部の全部をパッキン５０が覆う構成でも構わない。また、電気的接続部はコネクティングボード１８に限るものではなく、コネクティングボード１８を用いない電気的接続部をパッキン５０が覆う構成でも構わない。

この構成によれば、制御部４０とパッキン５０との間に配置された電気部品、及びモータ部３０と制御部４０とを接続する電気的接続部がパッキン５０で覆われるため、電気部品及び電気的接続部への泥水等に起因した被水を抑制することができる。電気部品及び電気的接続部への被水が抑制されるため、電気部品及び電気的接続部における被水に起因した電蝕の発生を抑制することができる。また、パッキン５０を設けたことにより、モータ部３０と制御部４０との間を断熱、及び絶縁することができる。

パッキン５０は、電気部品、電気的接続部、パッキン５０に対向している制御部４０の部分に設けられた部品、及びパッキン５０に対向しているモータ部３０の部分に設けられた部品の少なくとも一つと密着して、モータ部３０と制御部４０との間に挟み込まれて固定されている。本実施の形態では、パッキン５０は、図３に示すように、電気部品である磁極位置検出センサー６と壁部５０ａにおいて密着している。また、パッキン５０は、電気的接続部であるコネクティングボード１８とパッキン５０の軸方向の一方側において密着している。また、パッキン５０は、パッキン５０に対向している制御部４０の部分に設けられた部品である冷却器３５とパッキン５０の軸方向の他方側において密着している。また、パッキン５０は、パッキン５０に対向しているモータ部３０の部分に設けられた部品であるリヤブラケット５とパッキン５０の軸方向の一方側において密着している。

この構成によれば、パッキン５０はねじ等の他の部品を用いて回転電機１に固定されるのではなく、パッキン５０はモータ部３０と制御部４０との間に挟み込まれて固定されるため、パッキン５０の回転電機１への取り付けが簡略化されるので、回転電機１を容易に組み立てることができる。また、モータ部３０と制御部４０との間にパッキン５０を挟み込んでいるため、回転電機１の耐振性を向上させることができる。また、モータ部３０と制御部４０との間からの泥水等の侵入を防止することができる。なお、パッキン５０の固定はこれに限るものではなく、例えば、モータ部３０及び制御部４０の一方または双方に接着して固定しても構わない。

パッキン５０は、貫通孔５０ｄを備える。貫通孔５０ｄは、パッキン５０に対向しているリヤブラケット５の軸方向の他方側の壁を貫通する吸気口５ｂと連通している。貫通孔５０ｄは吸気口５ｂと連通しているため、貫通孔５０ｄは冷却気体通路の一部となる。冷却気体通路が形成されることで、モータ部３０に流れる冷却風の風量を増やすことができ、モータ部３０の冷却性を向上させることができる。また、貫通孔５０ｄを介して冷却風が制御部４０と接するため、制御部４０の冷却性を向上させることができる。なお、冷却気体通路に泥水等に起因した被水が生じても、パッキン５０により電気部品及び電気的接続部は覆われているため、電気部品及び電気的接続部の電蝕は防止される。

リヤブラケット５の吸気口５ｂには、図６に示すように、格子状の複数のフィン５ｅが形成されている構成でも構わない。フィン５ｅを形成することで、冷却気体通路の冷却風の冷却性が向上するため、モータ部３０及び制御部４０の冷却性を向上させることができる。

＜排水口５ｃ＞
回転電機１が外部の固定部材に固定された状態において、回転軸１１の軸心が鉛直方向に交差し、リヤブラケット５は、固定子３の外周面が当接するリヤブラケット５の内周面５ｄの部分よりも径方向外側であって鉛直方向の下側のリヤブラケット５の軸方向他方側の側壁の部分に、外部と連通する少なくとも一つの排水口５ｃを備えている。排水口５ｃは、回転電機１の地方向の位置に設けられる。図５において、破線で示した箇所が固定子３の外周面が当接するリヤブラケット５の内周面５ｄである。本実施の形態では、図２に示すように、リヤブラケット５が二つの排水口５ｃを備えた例を示したが排水口５ｃの個数はこれに限るものではなく、一つまたは三つ以上であっても構わない。また、排水口５ｃの配置はリヤブラケット５に限るものではなく、さらにフロントブラケット４に排水口５ｃを設けても構わない。

排水口５ｃは、ブラケットの内部に侵入した水を外部に排水するための貫通孔である。排水口５ｃが配置される箇所は、排水口５ｃの少なくとも一部が内周面５ｄの部分よりも径方向外側になる箇所で、鉛直方向の下側の箇所である。ブラケットの内部に水が侵入した場合、水は排水口５ｃが配置された箇所に向かうことになるが、水は固定子３と接して溜水することなく、排水口５ｃから外部に排出される。そのため、回転電機１が備えた電気部品である固定子３のブラケットの内部の溜水による被水が抑制され、固定子３の電蝕を防止することができる。

パッキン５０とリヤブラケット５の排水口５ｃとの関係について説明する。パッキン５０を設けたため、パッキン５０に覆われている電気部品及び電気的接続部への被水は抑制されているが、冷却気体通路等においてパッキン５０に付着した泥水等は、パッキン５０から地方向へ誘導される。地方向へ誘導される泥水等は、リヤブラケット５の吸気口５ｂからモータ部３０の内部に侵入する場合がある。リヤブラケット５には排水口５ｃが設けられているため、モータ部３０の内部に侵入した泥水等は溜水することなく排水口５ｃから外部へ排出される。そのため、回転電機１が備えた固定子３へのパッキン５０に付着した泥水等による被水が抑制され、固定子３の電蝕を防止することができる。また、パッキン５０には貫通孔５０ｄが形成され、パッキン５０は冷却気体通路の一部であるため、パッキン５０に付着した被水は冷却風により飛散され、パッキン５０から地方向への被水の誘導が促進される。

以上のように、実施の形態１による回転電機１において、モータ部３０と制御部４０との間に配置され、絶縁体からなるパッキン５０は、制御部４０とパッキン５０との間に配置され、制御部４０に電気的に接続された電気部品、及びモータ部３０と制御部４０とを接続する電気的接続部の一方又は双方の一部又は全部を覆うため、回転電機１が備えた電気部品、及び電気的接続部への泥水等に起因した被水を抑制することができる。電気部品及び電気的接続部への被水が抑制されるため、電気部品及び電気的接続部における被水に起因した電蝕の発生を抑制することができる。また、パッキン５０が、電気部品、電気的接続部、パッキン５０に対向している制御部４０の部分に設けられた部品、及びパッキン５０に対向しているモータ部３０の部分に設けられた部品の少なくとも一つと密着して、モータ部３０と制御部４０との間に挟み込まれて固定されている場合、パッキン５０の回転電機１への取り付けが簡略化されるので、回転電機１を容易に組み立てることができる。

リヤブラケット５が、固定子３の外周面が当接するリヤブラケット５の内周面５ｄの部分よりも径方向外側であって鉛直方向の下側のリヤブラケット５の軸方向他方側の側壁の部分に、外部と連通する少なくとも一つの排水口５ｃを備えている場合、パッキン５０に付着した被水等に起因してブラケットの内部に侵入した水は固定子３と接して溜水することなく、排水口５ｃから外部に排出されるので、回転電機１が備えた固定子３のブラケットの内部の溜水による被水が抑制され、固定子３の電蝕を防止することができる。また、パッキン５０の貫通孔５０ｄがパッキン５０に対向しているリヤブラケット５の吸気口５ｂと連通している場合、貫通孔５０ｄは冷却気体通路の一部となるので、モータ部３０及び制御部４０の冷却性を向上させることができる。また、パッキン５０に付着した被水は冷却風により飛散されるので、パッキン５０に付着した被水のパッキン５０から地方向へ誘導を促進することができる。

リヤブラケット５の吸気口５ｂに格子状の複数のフィン５ｅが形成されている場合、冷却気体通路の冷却風の冷却性が向上するので、モータ部３０及び制御部４０の冷却性を向上させることができる。また、パッキン５０をゴム部材で形成した場合、モータ部３０及び制御部４０とパッキン５０との接触箇所において容易に隙間なくパッキン５０を配置することができるので、回転電機１のモータ部３０と制御部４０との間の防水性を高めることができる。また、パッキン５０をシリコンゴム部材で形成した場合、高温となる環境に配置された車両用の回転電機１においてもパッキン５０に溶融等による不具合が生じることがないので、長期的に安定したパッキン５０を回転電機１に用いることができる。また、ゴム部材からなるパッキン５０のデュロメータ硬さが７０以上である場合、パッキン５０を片手でも安定して取り回すことができるので、回転電機１の組み立て性を向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る回転電機１について説明する。図７は実施の形態２に係る回転電機１のリヤカバー１５を取り外した制御部４０のリヤ側を示す平面図、図８は図７に示した回転電機１の電気的接続部の破線で囲まれた部分を拡大して示した要部平面図、図９は図８のＡ－Ａ断面位置で切断した電気的接続部の要部断面図、図１０は実施の形態２に係る別の回転電機１の電気的接続部の要部平面図、図１１は実施の形態２に係る別の回転電機１の電気的接続部の要部平面図である。実施の形態２に係る回転電機１は、電気的接続部であるコネクティングボード１８の端子部１８ａにリブ１８ｂを設けた構成になっている。なお、図７では簡単のためにリブ１８ｂを省略して示している。

コネクティングボード１８は、図９に示すように、パッキン５０の径方向外側を軸方向一方側に延出し、ねじ１９ｃにより制御部４０と電気的に接続される端子部１８ａを備える。固定子３と制御部４０のターミナル１４ａとを電気的に接続するターミナル１９が、端子部１８ａにインサート成形されている。本実施の形態では回転電機１は複数のパワーモジュール９を備えるため、図７に示すように、制御部４０の径方向外側に複数の端子部１８ａが設けられる。制御部４０が備えるパワーモジュール９、界磁モジュール、及び制御モジュール１７は、モールド樹脂４１で封止されている。図８に示すように、端子部１８ａのねじ穴の周囲には、ターミナル１４ａの部分を除いてねじ穴の全部を囲むリブ１８ｂがコネクティングボード１８に形成されている。外部に露出した電気的接続箇所であるターミナル１４ａ及びターミナル１９とねじ１９ｃの周囲を取り囲むリブ１８ｂをコネクティングボード１８が備えたため、電気的接続部への泥水等に起因した被水を抑制することができる。電気的接続部への被水が抑制されるため、電気的接続部における被水に起因した電蝕の発生を抑制することができる。なお図８では端子部１８ａのねじ穴の周囲の全部を囲むリブ１８ｂを設けているが、この構成に限るものではなく、例えば被水の懸念される一部の方向にのみリブ１８ｂを設ける構成でも構わない。

図１０に示すように、リブ１８ｂの内側におけるねじ１９ｃ及び端子部１８ａの外部に露出した電気的接続箇所に樹脂１８ｃが充填されている構成でも構わない。リブ１８ｂの内側に樹脂１８ｃを充填することで、電気的接続部への泥水等に起因した被水をさらに抑制することができる。また、リブ１８ｂにより樹脂１８ｃを充填する範囲が規定されるため、樹脂１８ｃを充填する作業性を向上させることができる。また、モールド樹脂４１と樹脂１８ｃとが同じ材料である場合、回転電機１の生産性を向上させることができる。

図１１に示すように、リブ１８ｂの内側におけるねじ１９ｃ及び端子部１８ａの外部に露出した電気的接続箇所に絶縁性の塗装１８ｄが施されている構成でも構わない。図１１の斜線にて示された部分は、塗装１８ｄが施された箇所を示す。リブ１８ｂの内側に塗装１８ｄを施すことで、電気的接続部への泥水等に起因した被水をさらに抑制することができる。また、リブ１８ｂにより塗装１８ｄを施す範囲が規定されるため、塗装１８ｄを施す作業性を向上させることができる。

以上のように、実施の形態２による回転電機１において、端子部１８ａのねじ穴の周囲の一部又は全部を囲むリブ１８ｂがコネクティングボード１８に形成されているため、電気的接続部への泥水等に起因した被水を抑制することができる。電気的接続部への被水が抑制されるため、電気的接続部における被水に起因した電蝕の発生を抑制することができる。また、リブ１８ｂの内側におけるねじ１９ｃ及び端子部１８ａの外部に露出した電気的接続箇所に樹脂１８ｃが充填されている場合、電気的接続部への泥水等に起因した被水をさらに抑制することができる。また、リブ１８ｂの内側におけるねじ１９ｃ及び端子部１８ａの外部に露出した電気的接続箇所に塗装１８ｄが施されている場合、電気的接続部への泥水等に起因した被水をさらに抑制することができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る回転電機１について説明する。図１２は実施の形態３に係る回転電機１の電気的接続部の要部平面図で、図７に示した回転電機１の電気的接続部の破線で囲まれた部分と同等の位置を拡大して示した図である。実施の形態３に係る回転電機１は、電気的接続部であるコネクティングボード１８の外部に露出した電気的接続箇所にめっき１８ｅを設けた構成になっている。

ねじ１９ｃ及び端子部１８ａの外部に露出した電気的接続箇所であるターミナル１４ａ及びターミナル１９に、防蝕性を有しためっき１８ｅが施されている。図１２の斜線にて示された部分は、めっき１８ｅが施された箇所を示す。

以上のように、実施の形態３による回転電機１において、ねじ１９ｃ及び端子部１８ａの外部に露出した電気的接続箇所であるターミナル１４ａ及びターミナル１９に、防蝕性を有しためっき１８ｅが施されているため、電気的接続部への泥水等に起因した被水を抑制することができる。電気的接続部への被水が抑制されるため、電気的接続部における被水に起因した電蝕の発生を抑制することができる。

また本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ 回転電機、２ 回転子、２ａ 界磁巻線、２ｂ 界磁コア、３ 固定子、３ａ 固定子巻線、３ｂ 固定子コア、３ｃ 固定子口出し線、４ フロントブラケット、５ リヤブラケット、５ａ ボルト、５ｂ 吸気口、５ｃ 排水口、５ｄ 内周面、５ｅ フィン、６ 磁極位置検出センサー、６ａ センサーステータ、６ｂ センサーロータ、７ 軸受、８ 軸受、９ パワーモジュール、９ａ ＡＣ端子、９ｂ 入力端子、９ｃ 制御端子、１０ フィルタコイル、１１ 回転軸、１２ プーリ、１３ スリップリング、１４ ケース、１４a ターミナル、１５ リヤカバー、１６ ブラシ、１６ａ ブラシホルダ、１７ 制御モジュール、１８ コネクティングボード、１８ａ 端子部、１８ｂ リブ、１８ｃ 樹脂、１８ｄ 塗装、１８ｅ めっき、１９ ターミナル、１９a 接続箇所、１９ｂ 接続箇所、１９ｃ ねじ、２０ 空冷ファン、２１ 空冷ファン、３０ モータ部、３１ 伝熱部材、３１ａ 流路溝部、３２ 蓋部材、３３ 冷媒入出力管、３４ ねじ、３５ 冷却器、３６ 流路、４０ 制御部、４１ モールド樹脂、５０ パッキン、５０ａ 壁部、５０ｂ 壁部、５０ｃ 壁部、５０ｄ 貫通孔

Claims (13)

1. 回転軸と、界磁巻線が巻装された界磁コアを有して前記回転軸と一体回転する回転子と、前記界磁コアの径方向外側に配置され、固定子巻線が巻装された固定子コアを有する固定子と、前記界磁コア及び前記固定子コアの外側を覆うと共に軸受を介して前記回転軸の一端側及び他端側を保持するブラケットと、を設けたモータ部と、
   前記固定子巻線への供給電流をオンオフするスイッチング素子を有するパワーモジュールと、前記界磁巻線への供給電流をオンオフするスイッチング素子を有する界磁モジュールと、前記パワーモジュール及び前記界磁モジュールを冷却する冷却器と、を有し、前記ブラケットの軸方向の他方側に配置され、前記ブラケットに固定された制御部と、
   前記モータ部と前記制御部との間において、前記制御部の軸方向の一方側に対向して配置され、絶縁体からなるパッキンと、を備え、
   前記パッキンは、前記制御部と前記パッキンとの間に配置され、前記制御部に電気的に接続された電気部品の一部又は全部、前記モータ部と前記制御部とを接続する電気的接続部の一部又は全部、及び前記ブラケットの軸方向の他方側の面の一部又は全部を覆い、少なくとも径方向及び周方向に延びる円環板状の部分を有する回転電機。
2. 前記ブラケットの軸方向の他方側の面を覆う前記パッキンの部分における軸方向の一方側は前記ブラケットの軸方向の他方側の面に当接し、軸方向の他方側は前記制御部と間隔を空け、
   前記電気的接続部は、前記ブラケットよりも、軸方向の他方側に突出し、
   突出した前記電気的接続部を覆う前記パッキンの部分における軸方向の一方側には隙間が設けられ、軸方向の他方側は前記制御部に当接している請求項１に記載の回転電機。
3. 前記制御部の軸方向の一方側の部分は、軸方向の他方側に窪む凹部を有し、
   前記凹部に突出した前記電気的接続部の先端が挿入され、突出した前記電気的接続部を覆う前記パッキンの部分は、前記凹部の内側面に当接している請求項２に記載の回転電機。
4. 前記パッキンは、前記電気部品、前記電気的接続部、前記パッキンに対向している前記制御部の部分に設けられた部品、及び前記パッキンに対向している前記モータ部の部分に設けられた部品の少なくとも一つと密着して、前記モータ部と前記制御部との間に挟み込まれて固定されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
5. 前記回転電機が外部の固定部材に固定された状態において、前記回転軸の軸心が鉛直方向に交差し、
   前記ブラケットは、前記固定子の外周面が当接する前記ブラケットの内周面の部分よりも径方向外側であって鉛直方向の下側の前記ブラケットの軸方向他方側の側壁の部分に、外部と連通する少なくとも一つの排水口を備えている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
6. 回転軸と、界磁巻線が巻装された界磁コアを有して前記回転軸と一体回転する回転子と、前記界磁コアの径方向外側に配置され、固定子巻線が巻装された固定子コアを有する固定子と、前記界磁コア及び前記固定子コアの外側を覆うと共に軸受を介して前記回転軸の一端側及び他端側を保持するブラケットと、を設けたモータ部と、
   前記固定子巻線への供給電流をオンオフするスイッチング素子を有するパワーモジュールと、前記界磁巻線への供給電流をオンオフするスイッチング素子を有する界磁モジュールと、前記パワーモジュール及び前記界磁モジュールを冷却する冷却器と、を有し、前記ブラケットの軸方向の他方側に配置され、前記ブラケットに固定された制御部と、
   前記モータ部と前記制御部との間において、前記制御部の軸方向の一方側に対向して配置され、絶縁体からなるパッキンと、を備え、
   前記パッキンは、前記制御部と前記パッキンとの間に配置され、前記制御部に電気的に接続された電気部品、及び前記モータ部と前記制御部とを接続する電気的接続部の一方又は双方の一部又は全部を覆い、
   前記パッキンは、貫通孔を備え、
   前記貫通孔は、前記パッキンに対向している前記ブラケットの軸方向の他方側の壁を貫通する吸気口と連通している回転電機。
7. 前記吸気口には、格子状の複数のフィンが形成されている請求項６に記載の回転電機。
8. 前記電気的接続部は、前記パッキンの径方向外側を軸方向一方側に延出し、ねじにより前記制御部と電気的に接続される端子部を備え、
   前記端子部のねじ穴の周囲の一部又は全部を囲むリブが前記電気的接続部に形成されている請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転電機。
9. 前記電気的接続部は、前記パッキンの径方向外側を軸方向一方側に延出し、ねじにより前記制御部と電気的に接続される端子部を備え、
   前記ねじ及び前記端子部の外部に露出した電気的接続箇所に、防蝕性を有しためっきが施されている請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転電機。
10. 前記リブの内側における前記ねじ及び前記端子部の外部に露出した電気的接続箇所に樹脂が充填されている請求項８に記載の回転電機。
11. 前記リブの内側における前記ねじ及び前記端子部の外部に露出した電気的接続箇所に絶縁性の塗装が施されている請求項８に記載の回転電機。
12. 前記パッキンは、ゴム部材またはシリコンゴム部材である請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の回転電機。
13. 前記パッキンはゴム部材からなり、
    前記ゴム部材のデュロメータ硬さは７０以上である請求項１２に記載の回転電機。

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