JP7130992B2

JP7130992B2 - 回転電機

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Publication number: JP7130992B2
Application number: JP2018042857A
Authority: JP
Inventors: 匡志松原; 伸男磯貝
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2022-09-06
Anticipated expiration: 2038-03-09
Also published as: FR3078842A1; JP2019161772A; US20190281733A1; DE102019105917A1; CN110247523A

Description

本発明は、回転電機に関する。

従来、電力を供給すると回転トルクを発生し、回転トルクが作用すると電力を発生する回転電機が知られている。例えば、特許文献１には、ステータ及びロータを有する回転部、並びに、外部のバッテリが供給する電力を制御する制御部を備える回転電機が記載されている。

特許４５００３００号明細書

特許文献１に記載の回転電機では、制御部は、一対のスイッチング素子を樹脂封止している三つの制御モジュールを有している。ロータの回転軸を囲むよう配置されている三つの制御モジュールのそれぞれには、スイッチング素子を冷却する冷却フィンが、スイッチング素子から見てロータの回転軸側と当該回転軸とは反対側との二箇所に設けられている。特許文献１に記載の回転電機では、回転部が有する回転ファンの回転によって強制的に内部に流入させる外部の空気を冷却フィンに接触させ、スイッチング素子を冷却する。しかしながら、特許文献１に記載の回転電機では、回転軸側の冷却フィンと回転軸とは反対側の冷却フィンとに対応するよう、ステータ及びロータを収容するフレームに空気の通り道となる通気孔を形成する必要があるため、フレームの強度が低下するおそれがある。また、スイッチング素子から見て回転軸とは反対側の冷却フィンを通る空気は、回転部内において回転軸側の冷却フィンを通った後の空気と衝突するため、空気のスムーズな流れが阻害される。このため、スイッチング素子の冷却効率が不十分となるおそれがある。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、スイッチング素子の冷却効率を向上可能な回転電機を提供することにある。

本発明の回転電機は、ハウジング（１１，１２）、ロータ（１４）、ステータ（１３）、コイル（１３２）、シャフト（１５）、制御モジュール（２１，２３，２５）、カバー部材（３０）、及び、ブラシホルダ（２８２）を備える。

ロータは、ハウジングに回転可能に収容されており、ロータコア（１４１）及びロータ巻線（１４２）を有する。ステータは、ロータの径外方向に設けられる。コイルは、ステータに巻回されている。シャフトは、ロータと一体に回転可能に形成され、ハウジングに相対回転可能に支持されている。

制御モジュールは、シャフトの一端を支持するハウジングのシャフト支持部（１１１）のハウジングの外部側においてシャフトの回転軸（ＣＡ１）の径外方向に設けられる。制御モジュールは、コイルに電気的に接続する複数のスイッチング素子（２２１，２２２，２２３，２２４，２４１，２４２，２４３，２４４、２６１，２６２，２６３，２６４）、及び、スイッチング素子のシャフトの回転軸側にのみ設けられる冷却フィン（２１２，２３２，２５２）を有する。制御モジュールは、コイルに交流を供給可能であってコイルで発生する交流を直流に整流可能である。

カバー部材は、制御モジュールのハウジングとは反対側に設けられるカバー底部（３２）を有する。ブラシホルダは、シャフトの一端側に設けられ、ロータ巻線に直流を供給するブラシを支持する。

冷却フィンは、カバー底部側の端面（２３８）がカバー底部の内壁面（３２１）の形状に沿うよう、且つ、径方向内側の先端（２１７，２３７，２５７）が前記ブラシホルダの径方向外側の外壁面（２８３）の形状に沿うよう形成されている。

カバー底部は、冷却フィンに対してシャフトの回転軸に沿う方向に位置し、カバー部材の外部と内部とを連通するカバー通気孔（３０１，３０２，３０３）を有する。

シャフト支持部は、冷却フィンに対してシャフトの回転軸に沿う方向に位置し、ハウジングの外部と内部とを連通するハウジング通気孔（１１２，１１３，１１４）を有する。

ハウジング通気孔は、ブラシホルダの外壁面の径方向外側において、シャフトの回転軸を中心とする同心円弧を対辺とする帯状に形成されており、シャフトの回転軸に沿う方向から見たとき、ハウジング通気孔の一部が冷却フィンに重なる。

本発明の回転電機では、スイッチング素子を冷却可能な冷却フィンは、スイッチング素子から見てシャフトの回転軸側にのみ設けられている。これにより、冷却フィンを通る空気の流れは、比較的単純になるため空気の気流同士の衝突などに起因する空気の流れのよどみによって冷却効率が低下することを防止することができる。また、冷却フィンをシャフトの回転軸側にのみ設けることによって冷却フィンの空気との接触面積を比較的大きくすることができる。

また、本発明の回転電機では、冷却フィンは、カバー底部側の端面がカバー底部の内壁面の形状に沿うよう形成されている。これにより、冷却フィンの回転軸に平行方向の長さを比較的長くすることができるため、冷却フィンの空気との接触面積を比較的大きくすることができる。

このように、本発明の回転電機では、冷却フィンの空気との接触面積を比較的大きくすることができるため、制御モジュールの冷却効率を向上することができる。

一実施形態による回転電機の断面図である。一実施形態による回転電機の回路図である。一実施形態による回転電機の制御部側から見た模式図であって、制御モジュールが見える状態を示す図である。一実施形態による回転電機の制御部側から見た模式図であって、カバーが取り付けられている状態を示す図である。

以下、実施形態について図面に基づいて説明する。

（一実施形態）
一実施形態による回転電機を図１～４に基づいて説明する。図１に示す回転電機１は、例えば、車両に搭載される。回転電機１は、バッテリ５（図２参照）が供給する電力によって車両を駆動するための駆動力を発生可能であるとともに、車両の図示しないエンジンが出力する駆動力によってバッテリ５を充電するための電力を発生可能である。回転電機１は、回転部１０、制御部２０、及び、「カバー部材」としてのカバー３０を備えている。

回転部１０は、電力が供給されると車両を駆動するための駆動力を発生する可能であるとともに、エンジンから駆動力が供給されるとバッテリ５を充電するための電力を発生することが可能である。回転部１０は、「ハウジング」としての制御側フレーム１１、「ハウジング」としての連結側フレーム１２、ステータ１３、ロータ１４、シャフト１５、軸受１６，１７、回転ファン１８，１９などを備えている。

制御側フレーム１１は、略凹状に形成されている。制御側フレーム１１は、「シャフト支持部」としての底部１１１に、後述するシャフト１５の一端を回転可能に支持する軸受１６が設けられている。底部１１１の連結側フレーム１２が設けられる側とは反対側、すなわち、制御側フレーム１１の外部側には、制御部２０が設けられている。底部１１１は、図３に示すように、内側と外側とを連通するハウジング通気孔１１２，１１３，１１４、１１５を有する。ハウジング通気孔１１２，１１３，１１４、１１５は、後述するブラシホルダ２８２の近傍に形成されている。四つのハウジング通気孔１１２，１１３，１１４、１１５のうちハウジング通気孔１１２，１１３，１１４は、図３に示すようにシャフト１５の回転軸ＣＡ１に沿った方向で見たとき、後述する制御部２０が有する冷却フィン２１２，２３２，２５２のそれぞれと重なる位置に形成されている。

連結側フレーム１２は、略凹状に形成されている。連結側フレーム１２は、図１に示すように、開口が制御側フレーム１１の開口と連通するよう設けられる。これにより、制御側フレーム１１と連結側フレーム１２とは、ステータ１３、ロータ１４、シャフト１５などを収容可能な収容空間１００を形成する。連結側フレーム１２の底部には図示しないエンジンのクランクシャフトと連結可能な連結部１２１が設けられている。連結側フレーム１２は、シャフト１５の一端を回転可能に支持する軸受１７が設けられている。連結側フレーム１２は、内側と外側とを連通する連通孔１２２を有する。

ステータ１３は、制御側フレーム１１の筒状に形成されている「ハウジング筒部」としての筒部１１６、及び、連結側フレーム１２の筒状に形成されている「ハウジング筒部」としての筒部１２３の径方向内側に設けられている。ステータ１３は、ステータコア１３１、及び、「コイル」としてのステータ巻線１３２を有する。ステータ１３は、ステータ巻線１３２に電流が流れることによって回転磁界を発生可能であるとともに、後述するロータ１４が発生する磁束と鎖交することで交流を発生可能である。本実施形態では、ステータ巻線１３２は、図２に示すように、第一巻線１３３及び第二巻線１３４を有する。

ロータ１４は、ステータ１３の径内方向に回転可能に設けられている。ロータ１４は、ロータコア１４１、及び、ロータ巻線１４２を備えている。ロータ１４は、ロータ巻線１４２に電流が流れることで磁極を形成する。

シャフト１５は、ロータ１４の中心に挿通されている。シャフト１５は、両端を軸受１６，１７に回転可能に支持されている。

回転ファン１８は、シャフト１５の一端側であって軸受１６とロータコア１４１との間に設けられている。回転ファン１９は、シャフト１５の他端側であって軸受１７とロータコア１４１との間に設けられている。回転ファン１８，１９は、シャフト１５と一体に回転可能に設けられている。

制御部２０は、回転部１０の外部に設けられている。具体的には、制御部２０は、制御側フレーム１１の底部１１１の収容空間１００とは反対側に設けられている。制御部２０は、電源側制御モジュール２１、中央制御モジュール２３、反電源側制御モジュール２５、スリップリング２７、ブラシ２８などを備える。制御部２０は、バッテリ５から回転部１０に供給される電力を制御可能であるとともに、回転部１０に発生した電力を変換してバッテリ５に供給可能である。

電源側制御モジュール２１は、インバータ回路及び整流回路を構成する部品の集合体である。電源側制御モジュール２１は、図３に示すように、パワーモジュール２１１、冷却フィン２１２、及び、電源端子一体型バスバーアセンブリ２１３を有している。

パワーモジュール２１１は、図２に示すように、インバータ回路及び整流回路を構成する４つの「スイッチング素子」としてのＭＯＳＦＥＴ２２１，２２２，２２３，２２４を有するスイッチング素子モジュールである。ＭＯＳＦＥＴ２２１とＭＯＳＦＥＴ２２２、及び、ＭＯＳＦＥＴ２２３とＭＯＳＦＥＴ２２４とは、それぞれ直列接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２２１、２２３のソースがＭＯＳＦＥＴ２２２、２２４のドレインにそれぞれ接続されている。

冷却フィン２１２は、図３に示すように、パワーモジュール２１１からみてシャフト１５の回転軸ＣＡ１側にのみ設けられている。冷却フィン２１２は、パワーモジュール２１１において発生した熱を放熱するための金属からなる部材である。冷却フィン２１２の形状の詳細については後述する。

電源端子一体型バスバーアセンブリ２１３は、パワーモジュール２１１を絶縁しつつ配線する部品の集合体である。電源端子一体型バスバーアセンブリ２１３は、パワーモジュール２１１に電気的に接続する図示しないバスバー、封止部２１４、電源端子２１５、及び、接続部２１６を有する。

封止部２１４は、電源端子一体型バスバーアセンブリ２１３のバスバーを樹脂によって固定しつつ封止している部位である。

電源端子２１５は、封止部２１４の一端に設けられる。電源端子２１５は、電源端子一体型バスバーアセンブリ２１３のバスバーとバッテリ５の正極からの配線とに電気的に接続されている。電源端子２１５と封止部２１４との間は、ボルト２０１によって制御側フレーム１１に固定可能である。

接続部２１６は、封止部２１４の電源端子２１５とは反対側に設けられている。接続部２１６は、ボルト２０２によって制御側フレーム１１に固定可能である。

中央制御モジュール２３は、インバータ回路及び整流回路を構成する部品の集合体である。中央制御モジュール２３は、図３に示すように、パワーモジュール２３１、冷却フィン２３２、及び、バスバーアセンブリ２３３を有している。

パワーモジュール２３１は、図２に示すように、インバータ回路及び整流回路を構成する４つの「スイッチング素子」としてのＭＯＳＦＥＴ２４１，２４２，２４３，２４４を有するスイッチング素子モジュールである。ＭＯＳＦＥＴ２４１とＭＯＳＦＥＴ２４２、及び、ＭＯＳＦＥＴ２４３とＭＯＳＦＥＴ２４４とは、それぞれ直列接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２４１、２４３のソースがＭＯＳＦＥＴ２４２、２４４のドレインにそれぞれ接続されている。

冷却フィン２３２は、図３に示すように、パワーモジュール２３１からみてシャフト１５の回転軸ＣＡ１側にのみ設けられている。冷却フィン２３２は、パワーモジュール２３１において発生した熱を放熱するための金属からなる部材である。冷却フィン２３２の形状の詳細については後述する。

バスバーアセンブリ２３３は、パワーモジュール２３１を絶縁しつつ配線する部品の集合体である。バスバーアセンブリ２３３は、パワーモジュール２３１に電気的に接続する図示しないバスバー、封止部２３４、及び、接続部２３５，２３６を有する。

封止部２３４は、バスバーアセンブリ２３３のバスバーを樹脂によって固定しつつ封止している部位である。

接続部２３５は、封止部２３４の一端に設けられる。接続部２３５は、電源側制御モジュール２１の接続部２１６とともにボルト２０２によって制御側フレーム１１に固定可能である。

接続部２３６は、封止部２３４の接続部２３５とは反対側に設けられている。接続部２３６は、反電源側制御モジュール２５とともにボルト２０３によって制御側フレーム１１に固定可能である。

反電源側制御モジュール２５は、インバータ回路及び整流回路を構成する部品の集合体である。反電源側制御モジュール２５は、図３に示すように、パワーモジュール２５１、冷却フィン２５２、及び、バスバーアセンブリ２５３を有している。

パワーモジュール２５１は、図２に示すように、インバータ回路及び整流回路を構成する４つの「スイッチング素子」としてのＭＯＳＦＥＴ２６１，２６２，２６３，２６４を有するスイッチング素子モジュールである。ＭＯＳＦＥＴ２６１とＭＯＳＦＥＴ２６２、及び、ＭＯＳＦＥＴ２６３とＭＯＳＦＥＴ２６４とは、それぞれ直列接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２６１、２６３のソースがＭＯＳＦＥＴ２６２、２６４のドレインにそれぞれ接続されている。

冷却フィン２５２は、図３に示すように、パワーモジュール２５１からみてシャフト１５の回転軸ＣＡ１側にのみ設けられている。冷却フィン２５２は、パワーモジュール２５１において発生した熱を放熱するための金属からなる部材である。冷却フィン２５２の形状の詳細については後述する。

バスバーアセンブリ２５３は、パワーモジュール２５１を絶縁しつつ配線する部品の集合体である。バスバーアセンブリ２５３は、パワーモジュール２５１に電気的に接続する図示しないバスバー、封止部２５４、及び、接続部２５５を有する。

封止部２５４は、バスバーアセンブリ２５３のバスバーを樹脂によって固定しつつ封止している部位である。

接続部２５５は、封止部２５４の一端に設けられる。接続部２５５は、ボルト２０３によって中央制御モジュール２３の接続部２３６とともに制御側フレーム１１に固定されている。

スリップリング２７及びブラシ２８は、ロータ巻線１４２に直流を供給する部材である。スリップリング２７は、絶縁部材を介してシャフト１５の外周面に固定されている。ブラシ２８は、ばね２８１によってシャフト１５側に押圧されている。これにより、ブラシ２８は、端面をスリップリング２７の外周面に接触させた状態でブラシホルダ２８２に保持されている。

カバー３０は、制御部２０を覆うよう設けられている樹脂からなる部材である。カバー３０は、カバー筒部３１、カバー底部３２、及び、壁部３３を有する。

カバー筒部３１は、シャフト１５の回転軸ＣＡ１に略平行となるよう形成されている。カバー筒部３１は、ボルト３４，３５，３６，３７を介して制御側フレーム１１と接続可能に形成されている。

カバー底部３２は、制御部２０を挟んで制御側フレーム１１の底部１１１とは反対側に設けられる略円板状の部位である。カバー底部３２は、カバー筒部３１のフレーム側と反対側の端部と接続している。カバー底部３２は、図４に示すように、カバー３０内に収容されている冷却フィン２１２，２３２，２５２が外部から見える位置にカバー通気孔３０１，３０２，３０３を有する。

壁部３３は、カバー底部３２の略中央においてカバー底部３２から回転部１０に向かって延びるよう形成されている部位である。壁部３３は、図３に示すように、ブラシホルダ２８２の回転軸ＣＡ１とは反対側の外壁面２８３の形状に沿うよう形成されている。壁部３３は、ブラシホルダ２８２と冷却フィン２１２，２３２，２５２との接触を防止する。

次に、回転電機１の特徴である冷却フィン２１２，２３２，２５２の形状について説明する。

冷却フィン２１２，２３２，２５２は、図３に示すように、電源側制御モジュール２１、中央制御モジュール２３、及び、反電源側制御モジュール２５のそれぞれにおいてパワーモジュール２１１，２３１，２５１から回転軸ＣＡ１に向かって延びるよう形成されている。冷却フィン２１２，２３２，２５２のそれぞれは、複数の板状部位を有している。当該複数の板状部位は、図３，４に示すように、回転軸ＣＡ１に略垂直な方向に並ぶよう設けられている。

冷却フィン２１２，２３２，２５２は、回転軸ＣＡ１側の先端２１７，２３７，２５７が、カバー３０の壁部３３の外壁面３３１の形状に沿うよう、かつ、外壁面３３１に当接する寸前となるよう形成されている。壁部３３は、ブラシホルダ２８２の外壁面２８３の形状に沿うよう形成されていることから、冷却フィン２１２，２３２，２５２の先端２１７，２３７，２５７は、ブラシホルダ２８２の外壁面２８３の形状に沿うよう形成されていることとなる。

また、冷却フィン２１２，２３２，２５２は、図１に示すように、カバー底部３２側の端面（図１には冷却フィン２３２のカバー底部３２側の端面２３８のみ示す）がカバー３０のカバー底部３２の制御部２０側の内壁面３２１の形状に沿うよう、かつ、内壁面３２１に当接する寸前となるよう形成されている。

次に、回転電機１の製造方法について、特に、電源側制御モジュール２１、中央制御モジュール２３、及び、反電源側制御モジュール２５の組み付け工程について説明する。

制御部２０における三つの制御モジュールの組み付けは以下の手順によって行う。最初に、第一組み付け工程として、中央制御モジュール２３を制御側フレーム１１の底部１１１の収容空間１００が形成される側とは反対側に組み付ける。次に、第二組付け工程として、電源側制御モジュール２１及び反電源側制御モジュール２５を制御側フレーム１１の底部１１１に、中央制御モジュール２３に隣り合うよう組み付ける。最後に、ボルト２０１，２０２，２０３によって、電源側制御モジュール２１、中央制御モジュール２３、及び、反電源側制御モジュール２５を制御側フレーム１１に固定する。

次に、図１及び図２を参照して回転電機１の作用について説明する。

最初に、車両を駆動するための駆動力を発生するときの作用を説明する。車両のイグニッションスイッチがオン状態になると、図１に示すブラシ２８及びスリップリング２７を介してロータ巻線１４２に直流が供給される。ロータ巻線１４２に直流が供給されると、ロータ１４の外周面に磁極が形成される。イグニッションスイッチがオン状態になると、バッテリ５からパワーモジュール２１１、２３１、２５１に直流が供給される。インバータ回路を構成するＭＯＳＦＥＴ２２１，２２２，２２３，２２４、２４１、２４２は、バッテリ５から供給される直流を三相交流に変換するよう所定のタイミングでスイッチングする。また、ＭＯＳＦＥＴ２２１，２２２，２２３，２２４、２４１、２４２とは別にインバータ回路を構成するＭＯＳＦＥＴ２４３、２４４、２６１，２６２，２６３，２６４は、バッテリ５から供給される直流を三相交流に変換するようＭＯＳＦＥＴ２２１，２２２，２２３，２２４、２４１、２４２がスイッチングする所定のタイミングとは異なるタイミングでスイッチングする。これにより、第一巻線１３３と第二巻線１３４とのそれぞれに位相が異なる三相交流が供給され、回転部１０は、車両を駆動するための駆動力を発生する。

次に、バッテリ５を充電するための電力を発生するときの作用を説明する。図１に示すロータ巻線１４２に直流が供給されロータ１４の外周面に磁極が形成されている状態において、エンジンから駆動力が供給されると、第一巻線１３３及び第二巻線１３４のそれぞれは三相交流を発生する。整流回路を構成するＭＯＳＦＥＴ２２１，２２２，２２３，２２４、２４１、２４２は、第一巻線１３３において発生する三相交流を整流するよう所定のタイミングでスイッチングする。また、ＭＯＳＦＥＴ２２１，２２２，２２３，２２４、２４１、２４２とは別に整流回路を構成するＭＯＳＦＥＴ２４３、２４４、２６１，２６２，２６３，２６４は、第二巻線１３４において発生する三相交流を整流するよう所定のタイミングでスイッチングする。これにより、第一巻線１３３及び第二巻線１３４において発生する三相交流が直流に変換され、バッテリ５に供給される。これにより、バッテリ５は、回転部１０において発生した電力によって充電される。

回転電機１では、シャフト１５が回転するとシャフト１５に設けられている回転ファン１８，１９が回転することによって回転電機１の外部の空気を回転電機１の内部に強制的に入れる。具体的には、カバー３０のカバー通気孔３０１，３０２，３０３を通ってカバー３０内に入る外部の空気は、冷却フィン２１２，２３２，２５２が有する隣り合う板状部位の間の隙間、及び、ハウジング通気孔１１２，１１３，１１４を通って収容空間１００に入る。このとき、空気は、回転軸ＣＡ１に沿って流れる。収容空間１００に入った空気は、回転軸ＣＡ１に略垂直な方向に流れ、制御側フレーム１１と連結側フレーム１２との間の隙間などから回転電機１の外部に出る。回転電機１では、このような空気の流れによって冷却フィン２１２，２３２，２５２を介して直流の三相交流への変換や三相交流の直流への変換においてパワーモジュール２１１，２３１，２５１に発生する熱を放出する。

一実施形態による回転電機１では、冷却フィン２１２，２３２，２５２をシャフト１５の回転軸ＣＡ１側にのみ設けている。冷却フィン２１２，２３２，２５２を通る空気は、上述したように、回転電機１の外部から収容空間１００に入るまで回転軸ＣＡ１に沿って流れた後、収容空間１００に入ってから回転電機１の外部に出るまで回転軸ＣＡ１に略垂直な方向に向かうよう流れる。このように、回転電機１では、冷却フィン２１２，２３２，２５２を通る空気の流れは大きくは一つの流れであって比較的単純になるため、空気の気流同士の衝突などに起因する空気の流れのよどみによって冷却効率が低下することを防止することができる。また、冷却フィン２１２，２３２，２５２をシャフト１５の回転軸ＣＡ１側にのみ設けることによって空気との接触面積を比較的大きくすることができる。したがって、一実施形態による回転電機１は、パワーモジュール２１１，２３１，２５１の冷却効率を向上することができる。

また、回転電機１では、冷却フィン２１２，２３２，２５２は、カバー底部３２側の端面（図１に冷却フィン２３２のカバー底部３２側の端面２３８のみ示す）がカバー３０のカバー底部３２の制御部２０側の内壁面３２１の形状に沿うよう、かつ、内壁面３２１に当接する寸前となるよう形成されている。これにより、冷却フィン２１２，２３２，２５２の回転軸ＣＡ１に平行方向の長さを比較的長くすることができるため、空気との接触面積を比較的大きくすることができる。したがって、回転電機１は、パワーモジュール２１１，２３１，２５１の冷却効率をさらに向上することができる。

回転電機１では、冷却フィン２１２，２３２，２５２は、回転軸ＣＡ１側の先端２１７，２３７，２５７がブラシホルダ２８２の外壁面２８３の形状に沿うよう、かつ、外壁面２８３に当接する寸前となるよう形成されている。これにより、冷却フィン２１２，２３２，２５２の回転軸ＣＡ１に略垂直方向の長さを比較的長くすることができるため、空気との接触面積を比較的大きくすることができる。したがって、回転電機１は、パワーモジュール２１１，２３１，２５１の冷却効率をさらに向上することができる。

回転電機１では、制御部２０を覆うよう設けられているカバー３０は、カバー通気孔３０１，３０２，３０３を有している。カバー通気孔３０１，３０２，３０３は、図４に示すように、外部から冷却フィン２１２，２３２，２５２が見える位置に形成されている。これにより、カバー通気孔３０１，３０２，３０３を通る空気は、流れがよどむことなく冷却フィン２１２，２３２，２５２に接触することができる。したがって、回転電機１は、パワーモジュール２１１，２３１，２５１の冷却効率をさらに向上することができる。

また、回転電機１では、冷却フィン２１２，２３２，２５２は、シャフト１５の回転軸ＣＡ１側にのみ設けられており、冷却フィン２１２，２３２，２５２に空気を効率的に接触させるため、ハウジング通気孔１１２，１１３，１１４を図３に示すようにブラシホルダ２８２の近傍に形成することができる。これにより、パワーモジュール２１１，２３１，２５１の冷却効率を向上することができるとともに、制御側フレーム１１の強度の低下を防止することができる。

一実施形態による回転電機１が備える制御部２０の製造方法では、最初に、第一組み付け工程として、中央制御モジュール２３を制御側フレーム１１に組み付ける。次に、第二組付け工程として、電源側制御モジュール２１及び反電源側制御モジュール２５を中央制御モジュール２３に隣り合うよう組み付ける。これにより、電源側制御モジュール２１または反電源側制御モジュール２５を最初に制御側フレーム１１に組み付ける場合に比べ、三つの制御モジュールの組み付け誤差を比較的小さくし、確実に所望の位置に組み付けることができる。したがって、回転電機１は、三つの制御モジュールのそれぞれが有する冷却フィン２１２，２３２，２５２の大きさをカバー３０のカバー底部３２や壁部３３に当接する寸前となるよう大きくすることができるため、パワーモジュール２１１，２３１，２５１の冷却効率をさらに向上することができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、回転電機は、車両に搭載されるとした。しかしながら、回転電機が適用される分野はこれに限定されない。

上述の実施形態では、制御モジュールは、複数のＭＯＳＦＥＴを有するものとした。しかしながら、「スイッチング素子」はＭＯＳＦＥＴには限定されない。ダイオードなどであってもよい。なお、ダイオードを用いた場合冷却フィンが帯電するため、上述の実施形態のように「スイッチング素子」としてＭＯＳＦＥＴを用いることによって冷却フィンの帯電を防止することができる。これにより、冷却フィンのシャフトの回転軸側の先端やカバー底部側の端面をブラシホルダやカバーに当接する寸前まで大きくしても放電することがない。

上述の実施形態では、ステータ巻線は、第一巻線及び第二巻線の二つの巻線を有し、それぞれ異なるタイミングでスイッチングを行うＭＯＳＦＥＴによって直流と三相交流との間での変換が行われるとした。しかしながら、ステータ巻線は、一つの巻線であってもよい。なお、上述の実施形態のように二つの巻線を有するステータ巻線を異なるタイミングでスイッチングを行うＭＯＳＦＥＴによって直流と三相交流との間での変換を行うと、電流のノイズを低減することができる。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１・・・回転電機
１１・・・制御側フレーム（ハウジング）
１２・・・連結側フレーム（ハウジング）
１３・・・ステータ
１４・・・ロータ
１５・・・シャフト
２０・・・制御モジュール
３０・・・カバー部材
１３２・・・ステータ巻線（コイル）
２２１，２２２，２２３，２２４，２４１，２４２，２４３，２４４、２６１，２６２，２６３，２６４・・・ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）
２１２，２３２，２５２・・・冷却フィン

Claims

ハウジング（１１，１２）と、
前記ハウジングに回転可能に収容されており、ロータコア（１４１）及びロータ巻線（１４２）を有するロータ（１４）と、
前記ロータの径外方向に設けられるステータ（１３）と、
前記ステータに巻回されているコイル（１３２）と、
前記ロータと一体に回転可能に形成され、前記ハウジングに相対回転可能に支持されているシャフト（１５）と、
前記シャフトの一端を支持する前記ハウジングのシャフト支持部（１１１）の前記ハウジングの外部側において前記シャフトの回転軸（ＣＡ１）の径外方向に設けられ、前記コイルに電気的に接続する複数のスイッチング素子（２２１，２２２，２２３，２２４，２４１，２４２，２４３，２４４、２６１，２６２，２６３，２６４）、及び、前記スイッチング素子の前記シャフトの回転軸側にのみ設けられる冷却フィン（２１２，２３２，２５２）を有し、前記コイルに交流を供給可能であって前記コイルで発生する交流を直流に整流可能な制御モジュール（２１，２３，２５）と、
前記制御モジュールの前記ハウジングとは反対側に設けられるカバー底部（３２）を有するカバー部材（３０）と、
前記シャフトの一端側に設けられ、前記ロータ巻線に直流を供給するブラシ（２８）を支持するブラシホルダ（２８２）と、
を備え、
前記冷却フィンは、前記カバー底部側の端面（２３８）が前記カバー底部の内壁面（３２１）の形状に沿うよう、且つ、径方向内側の先端（２１７，２３７，２５７）が前記ブラシホルダの径方向外側の外壁面（２８３）の形状に沿うよう形成されており、
前記カバー底部は、前記冷却フィンに対して前記シャフトの回転軸に沿う方向に位置し、前記カバー部材の外部と内部とを連通するカバー通気孔（３０１，３０２，３０３）を有し、
前記シャフト支持部は、前記冷却フィンに対して前記シャフトの回転軸に沿う方向に位置し、前記ハウジングの外部と内部とを連通するハウジング通気孔（１１２，１１３，１１４）を有し、
前記ハウジング通気孔は、前記ブラシホルダの前記外壁面の径方向外側において、前記シャフトの回転軸を中心とする同心円弧を対辺とする帯状に形成されており、前記シャフトの回転軸に沿う方向から見たとき、前記ハウジング通気孔の一部が前記冷却フィンに重なる回転電機。