JP4166804B2 - Controller-integrated rotating electrical machine - Google Patents
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Description
この発明は、アイドリングストップ車やハイブリッド自動車等に搭載される車両用回転電機、特に、固定子に固定子電流を通電する固定子電流スイッチング回路が形成された固定子電流スイッチング回路部と、回転子の界磁巻線に界磁電流を通電する界磁電流スイッチング回路が形成された界磁電流スイッチング回路部と、固定子電流スイッチング回路及び界磁電流スイッチング回路を制御する制御回路が形成された制御装置とが、回転電機に搭載された制御装置一体型回転電機に関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine for a vehicle mounted on an idling stop vehicle, a hybrid vehicle, and the like, in particular, a stator current switching circuit portion in which a stator current switching circuit for passing a stator current to a stator is formed, and a rotor Control in which a field current switching circuit portion in which a field current is passed through a field winding of the magnetic field winding and a control circuit for controlling the stator current switching circuit and the field current switching circuit is formed. The apparatus relates to a controller-integrated rotating electrical machine mounted on the rotating electrical machine.
ハイブリッド自動車やアイドリングストップ車に搭載される回転電機と回転電機を制御するインバータユニットを一体化した制御装置一体型回転電機として、次のような物がある。
冷却ファンを有する固定子を有し、ブラケット回転軸後方に固定子電流スイッチング回路部、ブラシ部を有し、固定子電流スイッチング回路およびブラシの回転軸後方回転軸後方に樹脂ケース、制御基板が配置され、制御基板には回転電機の界磁電流を制御する界磁電流スイッチング回路と回転電機の固定子電流スイッチング回路を制御する制御回路が同一の制御基板に配置されている。また、樹脂ケースは冷却風を通風するための通風孔を有し、冷却風は樹脂ケースに設けられた通風孔から入り、ブラケットから外部に吹き出され、回転電機内部を冷却している。（例えば特開２００５−２５３１８４号公報を参照）
There are the following devices as a controller-integrated rotating electrical machine in which a rotating electrical machine mounted on a hybrid vehicle or an idling stop vehicle and an inverter unit for controlling the rotating electrical machine are integrated.
It has a stator with a cooling fan, has a stator current switching circuit section and a brush section behind the bracket rotation axis, and a resin case and control board are arranged behind the stator current switching circuit and brush rotation axis rear rotation axis On the control board, a field current switching circuit for controlling the field current of the rotating electrical machine and a control circuit for controlling the stator current switching circuit of the rotating electrical machine are arranged on the same control board. The resin case has ventilation holes for passing cooling air. The cooling air enters from the ventilation holes provided in the resin case and is blown out from the bracket to cool the inside of the rotating electrical machine. (See, for example, JP-A-2005-253184)
一般的に、このような回転電機は界磁電流が大きく、界磁電流が流れる経路上の半導体素子（以下界磁電流スイッチング素子と呼ぶ）や界磁電流が流れる経路の配線の発熱が大きくなり、界磁電流スイッチング回路以外の制御回路と界磁電流スイッチング回路とが同一基板上に熱的絶縁を配慮せずに設けられると、界磁電流スイッチング回路部での温度上昇が制御基板全体の温度上昇に与える影響が大きく、制御基板上の制御回路の誤動作、故障をまねくことがあり得るという懸念があった。 Generally, such a rotating electrical machine has a large field current, and heat generation of a semiconductor element (hereinafter referred to as a field current switching element) on a path through which the field current flows and wiring on a path through which the field current flows increases. If the control circuit other than the field current switching circuit and the field current switching circuit are provided on the same substrate without considering thermal insulation, the temperature rise in the field current switching circuit section will cause the temperature of the entire control board to There is a concern that the increase will have a large effect and may cause malfunction and failure of the control circuit on the control board.
この発明は、前述のような実情に鑑みてなされたもので、前記界磁電流スイッチング回路部から前記制御装置への熱伝達を抑制すると共に小型化、コスト低減を図ることを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to suppress heat transfer from the field current switching circuit section to the control device, and to reduce the size and cost. is there.
この発明に係る制御装置一体型回転電機は、
固定子に固定子電流を通電する固定子電流スイッチング回路が形成された固定子電流スイッチング回路部、
回転子の界磁巻線に界磁電流を通電する界磁電流スイッチング回路が形成された界磁電流スイッチング回路部、
および固定子電流スイッチング回路及び界磁電流スイッチング回路を制御する制御回路が形成された制御装置を備え、
前記固定子電流スイッチング回路部と前記界磁電流スイッチング回路部と前記制御装置とが回転電機に搭載された制御装置一体型回転電機において、
前記制御回路が第１の基板上に形成され、
前記界磁電流スイッチング回路が前記第１の基板とは別体の第２の基板上に形成され、
前記制御回路が形成された前記第１の基板は電気絶縁性の第１の保持部材を介して前記回転電機に搭載され、
前記界磁電流スイッチング回路が形成された前記第２の基板は電気絶縁性の第２の保持部材を介して前記回転電機に搭載され、
前記第１の保持部材に設けられた第１の信号線ターミナル群と前記第２の保持部材に設けられ前記第１の信号線ターミナル群に電気的に接続された第２の信号線ターミナル群とを介して前記制御回路と前記界磁電流スイッチング回路とが接続され、
前記界磁電流スイッチング回路が形成された前記第２の基板の一辺に対応して前記第２の信号線ターミナル群の一端が対応すると共に前記第２の信号線ターミナル群の他端が、前記第２の基板の一辺側に配設されることにより前記第２の信号線ターミナル群が前記第２の基板の一辺側に集約して配設され、
前記界磁電流スイッチング回路が形成された前記第２の基板上の前記界磁電流スイッチング回路の信号端子部が、当該第２の基板の前記一辺に対応して設けられ、前記第２の基板の一辺に対応した前記第２の信号線ターミナル群の一端に接続されている
ものである。
The controller-integrated rotating electrical machine according to this invention is
A stator current switching circuit portion in which a stator current switching circuit for passing a stator current to the stator is formed;
A field current switching circuit portion in which a field current switching circuit for passing a field current to the field winding of the rotor is formed;
And a control device formed with a control circuit for controlling the stator current switching circuit and the field current switching circuit,
In the controller-integrated rotating electrical machine in which the stator current switching circuit unit, the field current switching circuit unit, and the control device are mounted on the rotating electrical machine,
The control circuit is formed on a first substrate;
The field current switching circuit is formed on a second substrate separate from the first substrate;
The first substrate on which the control circuit is formed is mounted on the rotating electrical machine via an electrically insulating first holding member,
The second substrate on which the field current switching circuit is formed is mounted on the rotating electrical machine via an electrically insulating second holding member,
A first signal line terminal group provided on the first holding member; a second signal line terminal group provided on the second holding member and electrically connected to the first signal line terminal group; The control circuit and the field current switching circuit are connected via
One end of the second signal line terminal group corresponds to one side of the second substrate on which the field current switching circuit is formed, and the other end of the second signal line terminal group corresponds to the first side. The second signal line terminal group is arranged on one side of the second substrate by being arranged on one side of the second substrate,
A signal terminal portion of the field current switching circuit on the second substrate on which the field current switching circuit is formed is provided corresponding to the one side of the second substrate, and It is connected to one end of the second signal line terminal group corresponding to one side .
この発明は、
固定子に固定子電流を通電する固定子電流スイッチング回路が形成された固定子電流スイッチング回路部、
回転子の界磁巻線に界磁電流を通電する界磁電流スイッチング回路が形成された界磁電流スイッチング回路部、
および固定子電流スイッチング回路及び界磁電流スイッチング回路を制御する制御回路が形成された制御装置を備え、
前記固定子電流スイッチング回路部と前記界磁電流スイッチング回路部と前記制御装置とが回転電機に搭載された制御装置一体型回転電機において、
前記制御回路が第１の基板上に形成され、
前記界磁電流スイッチング回路が前記第１の基板とは別体の第２の基板上に形成され、
前記制御回路が形成された前記第１の基板は電気絶縁性の第１の保持部材を介して前記回転電機に搭載され、
前記界磁電流スイッチング回路が形成された前記第２の基板は電気絶縁性の第２の保持部材を介して前記回転電機に搭載され、
前記第１の保持部材に設けられた第１の信号線ターミナル群と前記第２の保持部材に設けられ前記第１の信号線ターミナル群に電気的に接続された第２の信号線ターミナル群とを介して前記制御回路と前記界磁電流スイッチング回路とが接続され、
前記界磁電流スイッチング回路が形成された前記第２の基板の一辺に対応して前記第２の信号線ターミナル群の一端が対応すると共に前記第２の信号線ターミナル群の他端が、前記第２の基板の一辺側に配設されることにより前記第２の信号線ターミナル群が前記第２の基板の一辺側に集約して配設され、
前記界磁電流スイッチング回路が形成された前記第２の基板上の前記界磁電流スイッチング回路の信号端子部が、当該第２の基板の前記一辺に対応して設けられ、前記第２の基板の一辺に対応した前記第２の信号線ターミナル群の一端に接続されている
ので、界磁電流スイッチング回路部での温度上昇が、制御装置の温度上昇に与える影響を抑制でき、制御装置の制御回路の誤動作、故障をまねく懸念を軽減あるいは解消できる上、小型化、コスト低減を図ることができる。
This invention
A stator current switching circuit portion in which a stator current switching circuit for passing a stator current to the stator is formed;
A field current switching circuit portion in which a field current switching circuit for passing a field current to the field winding of the rotor is formed;
And a control device formed with a control circuit for controlling the stator current switching circuit and the field current switching circuit,
In the controller-integrated rotating electrical machine in which the stator current switching circuit unit, the field current switching circuit unit, and the control device are mounted on the rotating electrical machine,
The control circuit is formed on a first substrate;
The field current switching circuit is formed on a second substrate separate from the first substrate;
The first substrate on which the control circuit is formed is mounted on the rotating electrical machine via an electrically insulating first holding member,
The second substrate on which the field current switching circuit is formed is mounted on the rotating electrical machine via an electrically insulating second holding member,
A first signal line terminal group provided on the first holding member; a second signal line terminal group provided on the second holding member and electrically connected to the first signal line terminal group; The control circuit and the field current switching circuit are connected via
One end of the second signal line terminal group corresponds to one side of the second substrate on which the field current switching circuit is formed, and the other end of the second signal line terminal group corresponds to the first side. The second signal line terminal group is arranged on one side of the second substrate by being arranged on one side of the second substrate,
A signal terminal portion of the field current switching circuit on the second substrate on which the field current switching circuit is formed is provided corresponding to the one side of the second substrate, and Since it is connected to one end of the second signal line terminal group corresponding to one side, the influence of the temperature rise in the field current switching circuit section on the temperature rise of the control device can be suppressed, and control can be performed. It is possible to reduce or eliminate concerns about malfunctions and failures of the control circuit of the apparatus, and to reduce the size and cost .
実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１は制御回路基板の温度低減、界磁電流スイッチング回路の温度低減、界磁電流スイッチング回路の配線構造を提案するものであり、その詳細を図１〜図８により説明する。図１は制御装置一体型回転電機の概略回路構成の事例を示す図、図２は制御装置一体型回転電機の側面の断面構造の事例を示す縦断側面図、図３は制御装置一体型回転電機の背面の構造の事例を示す背面図、図４は制御装置一体型回転電機における界磁電流スイッチング回路部および制御装置の近傍の要部の構造の事例を示す縦断側面図、図５は図４における界磁電流スイッチング回路部の正面の構造を拡大して示す正面図、図６は図４における界磁電流スイッチング回路部の背面の構造を拡大して示す背面図、図７は図５の界磁電流スイッチング回路部における界磁電流スイッチング回路基板（第２の基板）の正面の構造を拡大して示す正面図、図８は界磁電流スイッチング回路部の回路構成の事例を示す接続図である。なお、図１〜図８において、同一符合は同一部分を示す。
The first embodiment of the present invention proposes a temperature reduction of the control circuit board, a temperature reduction of the field current switching circuit, and a wiring structure of the field current switching circuit, the details of which will be described with reference to FIGS. To do. 1 is a diagram showing an example of a schematic circuit configuration of a controller-integrated rotating electrical machine, FIG. 2 is a longitudinal side view showing an example of a cross-sectional structure of a side surface of the controller-integrated rotating electrical machine, and FIG. 3 is a controller-integrated rotating electrical machine FIG. 4 is a longitudinal side view showing an example of the structure of the main part in the vicinity of the field current switching circuit unit and the control device in the controller-integrated rotating electrical machine, and FIG. FIG. 6 is an enlarged front view showing the front structure of the field current switching circuit section in FIG. 4, FIG. 6 is an enlarged rear view showing the structure of the rear face of the field current switching circuit section in FIG. 4, and FIG. FIG. 8 is an enlarged front view showing a front structure of a field current switching circuit board (second board) in the magnetic current switching circuit section, and FIG. 8 is a connection diagram showing an example of the circuit configuration of the field current switching circuit section. . 1 to 8, the same reference numerals indicate the same parts.
図１において、回転電機は、固定子に巻回された電機子巻線３ｂと、回転子に巻回された界磁巻線５とを備え、上記電機子巻線３ｂは、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルをＹ結線（スター結線）して構成されている。 In FIG. 1, the rotating electrical machine includes an armature winding 3b wound around a stator and a field winding 5 wound around the rotor. The armature winding 3b has three phases (U Phase, V phase, and W phase coils are Y-connected (star connected).
パワー素子ユニット１５は、複数のパワー素子であるスイッチング素子（パワートランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等）16ss，17ssと各スイッチング素子16ss，17ssに並列に接続されたダイオード１８とからなるインバータモジュールと言われているインバータブリッジからなる固定子電流スイッチング回路部２０と、この固定子電流スイッチング回路部２０に並列に接続されたコンデンサ２４ａとを備えている。
The
固定子電流スイッチング回路部２０は、上アーム（高電位側アーム）１６を構成するスイッチング素子16ssおよびダイオード１８と、下アーム（低電位側アーム）１７を構成するスイッチング素子17ssおよびダイオード１８とを２組直列に接続したものを１セットとし、当該セットが３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）分、３個並列に配置して構成されている。
The stator current
電機子巻線３ｂのＹ結線の各相の端部は、交流配線１４を介して、ＵＶＷ各相における前記直列に配置した上アーム１６のスイッチング素子16ssと下アーム１７のスイッチング素子17ssの中間点にそれぞれ電気的に接続されている。
The end of each phase of the Y connection of the armature winding 3b is an intermediate point between the switching element 16ss of the
また、バッテリ１２の正極側端子および負極側端子が、直流配線１３を介して固定子電流スイッチング回路部２０の正極側および負極側にそれぞれ電気的に接続されている。固定子電流スイッチング回路部２０において、それぞれのスイッチング素子16ss，17ssのスイッチング動作は、制御回路部４０の指令により制御される。また、制御回路部４０は、界磁電流スイッチング回路部３０を制御して回転子の界磁巻線５に流す界磁電流を調整する。
Further, the positive electrode side terminal and the negative electrode side terminal of the
前記のようなパワー素子ユニット１５を備えた回転電機において、エンジンの始動時に、バッテリ１２から直流配線１３を介して直流電力がパワー素子ユニット１５に給電される。そして、制御回路部４０が固定子電流スイッチング回路部２０の各スイッチング素子16ss，17ssをＯＮ／ＯＦＦ制御し、直流電力が三相交流電力に変換される。そして、この三相交流電力が交流配線１４を介して回転電機の電機子巻線３ｂに供給される。これにより、界磁電流スイッチング回路部３０により界磁電流が供給されている回転子の界磁巻線５の周囲に回転磁界が与えられ、回転電機の回転子が回転駆動され、回転電機用プーリ、ベルト、クランクプーリ、クラッチ(ON)を介してエンジンが始動される。
In the rotating electrical machine including the
一方、エンジンが始動されると、エンジンの回転動力がクランクプーリ、ベルト、回転電機用プーリを介して回転電機に伝達される。これにより、回転電機の回転子が回転駆動されて電機子巻線３ｂに三相交流電圧が誘起される。そこで、制御回路部４０が各スイッチング素子16ss，17ssをＯＮ／ＯＦＦ制御し、電機子巻線３ｂに誘起された三相交流電力を直流電力に変換して、バッテリ１２を充電する。
On the other hand, when the engine is started, the rotational power of the engine is transmitted to the rotating electrical machine via the crank pulley, the belt, and the rotating electrical machine pulley. As a result, the rotor of the rotating electrical machine is driven to rotate, and a three-phase AC voltage is induced in the armature winding 3b. Therefore, the
図２〜図８において、制御装置一体型回転電機は、リアブラケット１、フロントブラケット２に支持された固定子３、および回転子４を有している。
前記回転子４は起磁力を発生させるための界磁巻線５とスリップリング６と冷却ファン７とを有している。
リアブラケット１の後方側には、前記スリップリング６に接触するブラシ８を有するブラシホルダ９、固定子巻線３ｂに交流電力を供給するための固定子電流スイッチング回路部２０が搭載されており、ブラケット１に圧入されたボルトとナット（図示しない）によりブラケット１に固定されている。
2 to 8, the controller-integrated rotating electrical machine has a
The rotor 4 has a field winding 5 for generating a magnetomotive force, a
On the rear side of the
固定子電流スイッチング回路部２０とブラシホルダ９の軸方向後方側には、第１の保持部材である樹脂ケース（以下、「ケース」と記す）２１が配置されており、固定子電流スイッチング回路部２０の各スイッチング素子16ss，17ssを制御するための制御回路が搭載された第１の基板である制御基板（以下、「制御基板」と記す）４０は、外部から保護するために、ケース２１内に配置されている。
制御回路が搭載された制御基板４０が制御装置の機能を司る。
制御基板４０を保護するために、金属カバー１０１が装着されている。
また、車両と回転電機の信号の受け渡しをするコネクタ１０２が制御基板４０およびケース２１に取り付けられている。
A resin case (hereinafter referred to as “case”) 21 as a first holding member is disposed on the axially rear side of the stator current
The
In order to protect the
A
前記ケース２１とブラケット１との間に界磁巻線５に電流を供給するための界磁スイッチング回路部３０が配置され、この界磁スイッチング回路部３０のフロント側にコンデンサ回路部２４が搭載されている。
A field
本実施の形態では、図８に示すように、界磁電流スイッチング素子ユニット３１aは、界磁電流スイッチング用トランジスタ、フライホイル用トランジスタ、フェイルセーフ用トランジスタおよび界磁電流検出用のシャント抵抗からなり、この界磁電流スイッチング素子ユニット３１aは界磁電流スイッチング回路基板３１に搭載されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the field current
界磁電流スイッチング回路基板３１には、図示のように平板状のストレートの多数の冷却フィンを持つヒートシンク３２が取り付けられており、この界磁電流スイッチング回路基板３１には温度上昇を低減するために熱伝導性の良いセラミック基板を用いてある。
The field current
界磁電流スイッチング回路基板３１は、界磁電流スイッチング素子ユニット３１aの界磁電流スイッチング素子（MOSFET等）を駆動するための信号線ターミナル群（第２の信号線ターミナル群）３３および界磁電流が流れる経路の界磁電流通電用ターミナル群３４（正極端子Ｐ、負極端子Ｎ、界磁巻線５への接続端子ＣＦＰ，ＣＦＮ）がインサートされた絶縁樹脂製のサーキットボード（第２の保持部材）３５に搭載され、保持されている。
The field current
界磁電流は、制御装置一体型回転電機のBatt電位（バッテリ１２の正極電位）の個所から界磁電流通電用ターミナル群３４（図５中のP,CFP、CFN、Nの各端子）および界磁電流スイッチング回路基板３１を流れ、制御基板４０には流れないように構成されている。
The field current is determined from the Batt potential (positive potential of the battery 12) of the controller-integrated rotating electrical machine to the field current energizing terminal group 34 (P, CFP, CFN, N terminals in FIG. 5) and the field. The magnetic current
このように、固定子電流スイッチング回路部２０や界磁電流スイッチング回路を駆動する制御回路基板４０と界磁電流が流れる経路上の半導体素子を実装した界磁電流スイッチング回路基板３１とを別体として別々の部品として両者を熱的絶縁距離を確保する距離だけ離間することにより、界磁電流が流れる経路上の配線および界磁電流が流れる経路上の素子の温度上昇が制御基板４０の温度上昇に与える影響を抑制することができ、制御基板４０の温度上昇を抑制することができ、ひいては制御基板上の制御回路の誤動作、故障を十分に防止できる。
As described above, the
前記ケース（第１の保持部材）２１は、界磁電流スイッチング回路基板３１と制御回路基板４０とを電気的に接続するために、信号線ターミナル群（第１の信号線ターミナル群）２２を有している。
このケース２１の信号線ターミナル群２２は、ケース２１の外周で回転電機の大略周方向に延在する接続部２３，２３・・・で、サーキットボード３５の信号線ターミナル群（第２の信号線ターミナル群）３３と接続されている。
The case (first holding member) 21 has a signal line terminal group (first signal line terminal group) 22 for electrically connecting the field current
The signal
サーキットボード３５にインサートされた界磁電流スイッチング回路を駆動するための信号線ターミナル群３３は界磁電流スイッチング回路基板３１の１辺側に集約され、信号線ターミナル群２２と信号線ターミナル群３３の信号線ターミナル接続部２３の方向に配置されている。
換言すれば、前記界磁電流スイッチング回路が形成された前記第２の基板３１の一辺に対応して前記第２の信号線ターミナル群３３の一端が対応し、前記第１の信号線ターミナル群２２と接続される前記第２の信号線ターミナル群３３の他端が、前記第２の基板３１の一辺側に配設されている。
The signal
In other words, one end of the second signal
このように、サーキットボード３５の信号線ターミナル群３３を界磁電流スイッチング回路基板３１の1辺側に集約し、ケース２１とサーキットボード３５の信号線ターミナル接続部２３の方向に配置することで、換言すれば前記界磁電流スイッチング回路が形成された前記第２の基板３１の一辺に対応して前記第２の信号線ターミナル群３３の一端を対応させ、前記第１の信号線ターミナル群２２と接続される前記第２の信号線ターミナル群３３の他端を前記第２の基板３１の一辺側に配設することで、サーキットボード３５の信号線ターミナル群３３の部材が少なくて済み、小型化、コスト低減がはかれる。
In this way, the signal
また、サーキットボード（第２の保持部材）３５にインサートされたターミナルのうち、界磁電流が流れる経路の界磁電流通電用ターミナル群３４は界磁電流に見合った断面積が必要であるが、信号線ターミナル群（第２の信号線ターミナル群）３３は信号を制御回路部に伝達することが目的であり、断面積は小さくてよく、製造上可能なできるだけ小さいサイズにすることが好ましい。よって、信号線ターミナル群３３は界磁電流通電用ターミナル群３４と同一部材のターミナルにする必要がなく、信号線ターミナル群３３をスイッチング回路基板３１の1辺側に集約し、信号線ターミナル接続部２３の方向に配置することで信号線ターミナル群３３を極力短く、小さくすることができ、小型化、コスト低減がはかれる。
Further, among the terminals inserted in the circuit board (second holding member) 35, the field current energizing
また、界磁電流スイッチング回路基板（第２の基板）３１上の信号端子部３１ｂが界磁回路スイッチング回路基板３１の片側に集約されており、サーキットボード３５の信号線ターミナル群３３が集約された方向に配置されており、界磁電流スイッチング回路基板３１上の信号端子部３1ｂとサーキットボード３５の信号線ターミナル群３３とはワイヤーボンディングにより接続されている。
Further, the
このように構成することにより、サーキットボード３５の信号線ターミナル群３３とスイッチング回路基板の信号端子部３１ｂとが近接し、接続が容易であり、接続部材が少なくてすむ。
With this configuration, the signal
界磁電流スイッチング回路基板３１のヒートシンク（放熱手段）３２は制御基板（第１の基板、制御装置）４０と界磁電流スイッチング回路基板３１との間に位置するように配置されており、制御基板４０を保持するケース（第１の保持部材）２１が空気通風孔５１を構成し、ヒートシンク３２に流入する冷却風５０の通風路が確保されるように構成されている。
結果的に、前記ヒートシンク（放熱手段）３２放熱手段は、前記回転子に設けられた冷却ファン７の吸い込み側の冷却風路内に配設されている。
The heat sink (heat radiating means) 32 of the field current
As a result, the heat sink (heat dissipating means) 32 heat dissipating means is disposed in the cooling air passage on the suction side of the cooling
回転子が回転駆動されるとファン７が駆動され、図１の矢印に示されるように、冷却風５０がケース２１に設けられた空気通風孔５１からに前記ヒートシンク３２を通過し、界磁スイッチング回路基板３１を冷却する。その後、冷却風５０は軸方向に曲げられ、ブラシホルダ９の横を通過し、ブラシホルダ９を冷却する。さらに、冷却風５０はブラケット１に設けられた通風孔５２を通過し、遠心方向に曲げられ、固定子巻線３Bおよびブラケット１を冷やしながらブラケット１に設けられた排気孔５３から排出される冷却風の流れが形成される。
また、冷却風５０は、前記ヒートシンク３２を通過する時に、制御基板４０を保持するケース２１も冷却する。
When the rotor is driven to rotate, the
The cooling
このように構成することにより、界磁電流スイッチング回路基板３１を冷却風５０により冷却することができ、界磁電流スイッチング回路基板３１の温度上昇を低減することができる。また、制御基板４０を保持するケースが冷却風５０の通風孔５１を構成していることにより、ケース２１を冷却することができ、制御基板４０の温度上昇を低減することができる。
With this configuration, the field current
また、サーキットボード３５内の信号線ターミナル群３３が、ヒートシンク３２の平板状フィン３２aの当該フィンと平行な方向の側方に構成され、ケース２１とサーキットボード３５との信号線ターミナル接続部２３の方向に延在して配置していることで、サーキットボード３５の信号線ターミナル群３３が冷却風５０の通風路を塞ぐことなく、界磁スイッチング回路基板３１や制御基板４０の冷却を阻害することがない。
The signal
また、本実施の形態では、サーキットボード３５内の信号線ターミナル群３３とケース２１の信号線ターミナル群２２との接続部２３は、ケース２１の外周のうち回転電機の径方向と略直交する辺部に隣接する辺部に対応して配設され、制御装置一体型回転電機のコネクタ１０２は接続部２３が対応する辺部に対向する辺部（回転電機の径方向と略直交する辺部に隣接する他の辺部でもある）に対応して配設されている。
In the present embodiment, the
そして、車両と回転電機の信号の受け渡しをする（即ち、回転電機内外との信号の受け渡しをする）コネクタ１０２と、サーキットボード３５内の信号線ターミナル群３３とケース２１の信号線ターミナル群２２の接続部２３とは、図示のように、制御基板４０を挟んで、当該制御基板４０の反対側の各側辺部に配置されている。
Then, the
このように、コネクタ１０２と信号線ターミナルの接続部２３とを略周方向に配置することにより、つまり、ケース２１の外周のうち回転電機の径方向と略直交する辺部に隣接する両辺部に対応して配設することにより（特に図３参照）、回転電機の径方向への飛び出しを低減することができる。また、コネクタ１０２と信号線ターミナルの接続部２３が制御基板４０を挟んで当該制御基板４０の反対側の各側辺部に配置されていることにより、コネクタ１０２と信号線ターミナルの接続部２３に必要なスペースを制御基板４０を挟んで周方向に振り分けることができるため、回転電機の径方向への飛び出しを低減することができ、車両との径方向の干渉を極力回避することができる。
Thus, by arranging the
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を、図９〜図１３によって説明する。図９は制御装置一体型回転電機の上半分における側面の断面構造の事例を示す縦断側面図、図１０は制御装置一体型回転電機の背面の構造の事例を示す背面図、図１１は制御装置一体型回転電機における界磁電流スイッチング回路部および制御装置の近傍の要部の構造の事例を示す側面図、図１２は図１１における界磁電流スイッチング回路部の背面の構造を拡大して示す背面図図、図１３は図１２の界磁電流スイッチング回路部における界磁電流スイッチング回路基板（第２の基板）の背面の構造を拡大して示す背面図である。
なお、図９〜図１３において、図１〜８と同一または相当部分には同一符号を付し、図１〜８と異なる点を主体に説明し、同一または相当部分についての説明は割愛する。
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 9 is a longitudinal side view showing an example of a cross-sectional structure of the side surface of the upper half of the controller-integrated rotating electrical machine, FIG. 10 is a rear view showing an example of the structure of the rear surface of the controller-integrated rotating electrical machine, and FIG. FIG. 12 is a side view showing an example of the structure of the main part in the vicinity of the field current switching circuit unit and the control device in the integrated rotary electric machine, and FIG. FIG. 13 and FIG. 13 are rear views showing an enlarged structure of the rear surface of the field current switching circuit board (second board) in the field current switching circuit section of FIG.
9 to 13, the same or corresponding parts as in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and different points from FIGS. 1 to 8 will be mainly described, and the description of the same or corresponding parts will be omitted.
本実施の形態２は、前述の実施の形態１と同様に、樹脂ケース２１には制御基板４０が搭載されており、界磁電流スイッチング回路基板３１と界磁電流スイッチング素子３１aとで構成される界磁電流スイッチング回路部３０は樹脂ケース２１とブラケット１との間に搭載されており、界磁電流スイッチング素子３１aは界磁電流スイッチング回路基板３１に搭載されており、界磁電流スイッチング回路基板３１にはヒートシンク３２が取り付けられている。
In the second embodiment, the
また、コンデンサ回路部２４は、サーキットボード３５に搭載されており、サーキットボード３５対してヒートシンク３２と逆側に配置されている。
The
サーキットボード３５の信号線ターミナル群３３とケース２１の信号線ターミナル群２２との接続部２３は、ケース２１の外周のうち回転電機の径方向と略直交する部分に配置され、サーキットボード３５にインサートされた界磁電流スイッチング回路部３０の界磁電流スイッチング素子を駆動するための信号線ターミナル群３３は、界磁電流スイッチング回路基板３１の１辺側に集約され、ケース２１とサーキットボード３５の信号線ターミナル接続部２３の方向に延在して配設されている。
A
また、界磁電流スイッチング回路基板３１上の信号端子部３１ｂが、界磁回路スイッチング回路基板３１の片側に集約され、且つ、サーキットボード３５の信号線ターミナル群３３が集約されている側に配置されている。
Further, the
界磁電流スイッチング回路基板３１のヒートシンク３２は、ブラケット１と界磁電流スイッチング回路基板３１との間になるように配置されており、ブラケット１が空気通風孔５１を構成し、ヒートシンク３２に流入する冷却風５０の通風路が確保されるように構成されており、図９の矢印に示されるように、冷却風５０がブラケットに設けられた空気通風孔５１から前記ヒートシンク３２を通過し、界磁電流スイッチング回路基板３１とブラケット１を冷却する。その後、冷却風５０はブラケット１に設けられた通風孔５２を通過し、遠心方向に曲げられ、固定子巻線３Bおよびブラケット１を冷やしながらブラケット１に設けられた排気孔５３から排出される冷却風の流れが形成される。
The
このように、固定子電流スイッチング回路部２０や界磁電流スイッチング回路を駆動する制御回路基板４０と界磁電流が流れる経路の界磁電流スイッチング回路基板３１とを別体とし別々の部品にして両者間を熱的絶縁距離を確保する距離だけ離間することにより、
界磁電流が流れる経路上の配線および界磁電流が流れる経路上の素子の温度上昇が制御基板４０の温度上昇に与える影響を抑制することができ、制御基板４０の温度上昇を抑制することができる。
In this way, the
It is possible to suppress the influence of the temperature rise of the wiring on the path through which the field current flows and the element on the path through which the field current flows on the temperature rise of the
また、サーキットボード３５の信号線ターミナル群３３を、界磁電流スイッチング回路基板３１の1辺側に集約し、ケース２１とサーキットボード３５の信号線ターミナル接続部２３の方向に延在して配置することで、サーキットボード３５の信号線ターミナル群３３の部材が少なくて済み、小型化、コスト低減がはかれる。
In addition, the signal
また、サーキットボード３５の信号線ターミナル群３３とスイッチング回路基板の信号端子部３１ｂが近接し、接続が容易であり、接続部材が少なくてすむ。
Further, the signal
また、サーキットボード３５の信号線ターミナル群３３が冷却風５０の通風路を妨げず、界磁電流スイッチング回路基板３１を冷却風５０により冷却することができ、界磁電流スイッチング回路基板３１の温度上昇を低減することができる。
Further, the signal
また、信号線ターミナルの接続部２３を回転電機の径方向に配置することにより、つまり、信号線ターミナルの接続部２３をケース２１の外周のうち回転電機の径方向と略直交する部分に配置することにより（特に図１０参照）、回転電機の周方向への飛び出しを低減することができ、車両との周方向の干渉を極力回避することができる。
Further, the signal line
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を、図１４〜図１８によって説明する。図１４は制御装置一体型回転電機の上半分における側面の断面構造の事例を示す縦断側面図、図１５は制御装置一体型回転電機の背面の構造の事例を示す背面図、図１６は制御装置一体型回転電機における界磁電流スイッチング回路部および制御装置の近傍の要部の構造の事例を一部縦断面で示す側面図であって、図４相当の図である。図１７は図１６における界磁電流スイッチング回路部の正面の構造を示す正面図、図１８は図１７の界磁電流スイッチング回路部における界磁電流スイッチング回路基板（第２の基板）の正面の構造を拡大して示す正面図である。
なお、図１４〜図１８において、図１〜１３と同一または相当部分には同一符号を付し、図１〜１３と異なる点を主体に説明し、同一または相当部分についての説明は割愛する。
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 14 is a longitudinal side view showing an example of a cross-sectional structure of the side surface of the upper half of the controller-integrated rotating electric machine, FIG. 15 is a rear view showing an example of the structure of the rear surface of the controller-integrated rotating electric machine, and FIG. FIG. 5 is a side view showing a part of a structure example of a main part in the vicinity of a field current switching circuit unit and a control device in an integrated rotating electrical machine in a vertical cross section, corresponding to FIG. 4. 17 is a front view showing the front structure of the field current switching circuit section in FIG. 16, and FIG. 18 is the front structure of the field current switching circuit board (second board) in the field current switching circuit section in FIG. It is a front view which expands and shows.
14 to 18, the same or corresponding parts as those in FIGS. 1 to 13 are denoted by the same reference numerals, and different points from FIGS. 1 to 13 will be mainly described. Description of the same or corresponding parts will be omitted.
本実施の形態１は、前述の実施の形態１と同様に、樹脂ケース２１には制御基板４０が搭載されており、界磁電流スイッチング回路部３０は樹脂ケース２１とブラケット１との間に搭載されており、界磁電流スイッチング素子３１aは界磁電流スイッチング回路基板３１に搭載されており、界磁電流スイッチング回路基板３１にはヒートシンク３２が取り付けられている。
In the first embodiment, a
本実施例では、界磁電流スイッチング用トランジスタ、フライホイル用トランジスタ、フェイルセーフ用トランジスタの信号線ターミナル３３Ａと界磁電流検出用のシャント抵抗の信号線ターミナル３３Ｂとが分散されて配置され、ケース２１の信号線ターミナル群２２Ａとサーキットボード３５の信号線ターミナル群３３Ａとの接続部２３Ａ、ケース２１の信号線ターミナル群２２Ｂと信号線ターミナル群３３Ｂとの接続部２３Ｂ、でそれぞれ接続されている。
In the present embodiment, the
また、信号線ターミナル３３Ａ、３３Ｂはヒートシンク３２の空気吸入孔５１を塞がないように構成されている。
The
このように、固定子電流スイッチング回路部２０や界磁電流スイッチング回路を駆動する制御回路基板４０と界磁電流が流れる経路上の半導体素子を実装した界磁電流スイッチング回路基板３１とを別体とし別々の部品にして両者間を熱的絶縁距離を確保する距離だけ離間することにより、界磁電流が流れる経路上の配線および界磁電流が流れる経路上の素子の温度上昇が制御基板４０の温度上昇に与える影響を抑制することができ、制御基板４０の温度上昇を抑制することができる。また、サーキットボード３５の信号線ターミナル群３３が冷却風５０の通風路を妨げず、界磁電流スイッチング回路基板３１を冷却風５０により冷却することができ、界磁電流スイッチング回路基板３１の温度上昇を低減することができる。
Thus, the
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を、図１９〜図２０によって説明する。図１９は制御装置一体型回転電機における界磁電流スイッチング回路部および制御装置の近傍の要部の構造の事例を一部縦断面で示す側面図であって、図４および図１６に相当する図である。図２０は図１９における界磁電流スイッチング回路部の背面の構造を拡大して示す背面図であって、図６相当の図である。
なお、図１９〜図２０において、図１〜１８と同一または相当部分には同一符号を付し、図１〜１８と異なる点を主体に説明し、同一または相当部分についての説明は割愛する。
Embodiment 4 FIG.
A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 19 is a side view showing a part of the structure of the main part in the vicinity of the field current switching circuit part and the control device in the controller-integrated rotating electrical machine, and is a view corresponding to FIGS. 4 and 16. It is. 20 is an enlarged rear view showing the structure of the rear surface of the field current switching circuit unit in FIG. 19, and corresponds to FIG.
19 to 20, the same or corresponding parts as those in FIGS. 1 to 18 are denoted by the same reference numerals, and different points from FIGS. 1 to 18 will be mainly described, and the description of the same or corresponding parts will be omitted.
本実施の形態は、前述の実施の形態１と同様に、樹脂ケース２１には制御基板４０が搭載されており、界磁電流スイッチング回路部３０は樹脂ケース２１とブラケット１の間に搭載されており、界磁電流スイッチング素子３１aは界磁電流スイッチング回路基板３１に搭載されている。
In the present embodiment, the
サーキットボード３５にインサートされた界磁電流スイッチング回路を駆動するための信号線ターミナル群３３は界磁電流スイッチング回路基板３１の１辺側に集約され、信号線ターミナル群２２と信号線ターミナル群３３の信号線ターミナル接続部２３の方向に延在して配置されている。
The signal
界磁電流スイッチング回路基板３１にはヒートシンク３２が取り付けられており、ヒートシンク３２のフィン３２ａは図示のようにピン形状となっている。
A
このように、制御回路基板４０と界磁電流が流れる経路上の半導体素子を実装した界磁電流スイッチング回路基板３１とを別体とし別々の部品にして両者間を熱的絶縁距離を確保する距離だけ離間することにより、界磁電流が流れる経路上の配線および界磁電流が流れる経路上の素子の温度上昇が制御基板４０の温度上昇に与える影響を抑制することができ、制御基板４０の温度上昇を抑制することができる。
In this way, the
このように、サーキットボード３５の信号線ターミナル群３３を界磁電流スイッチング回路基板３１の1辺側に集約し、ケース２１とサーキットボード３５の信号線ターミナル接続部２３の方向に延在して配置することで、サーキットボード３５の信号線ターミナル群３３の部材が少なくて済み、小型化、コスト低減がはかれる。
In this way, the signal
また、ヒートシンク３２のフィン３２ａをピン形状にすることにより、ヒートシンクの吸入孔に流入する冷却風に偏りがあった場合でも、ヒートシンク出口に向かうにつれフィン間に均等に流れるようになり、基板を均等に冷却することができる。
Further, by making the
前述のことから、この発明の実施の形態１〜４は、以下の特徴事項を有しているといえる。 From the foregoing, it can be said that the first to fourth embodiments of the present invention have the following characteristics.
固定子に固定子電流を通電する固定子電流スイッチング回路が形成された固定子電流スイッチング回路部、回転子の界磁巻線に界磁電流を通電する界磁電流スイッチング回路が形成された界磁電流スイッチング回路部、および固定子電流スイッチング回路及び界磁電流スイッチング回路を制御する制御回路が形成された制御装置を備え、前記固定子電流スイッチング回路部と前記界磁電流スイッチング回路部と前記制御装置とが回転電機に搭載された制御装置一体型回転電機において、前記界磁電流スイッチング回路部から前記制御装置への熱伝達が、熱伝達抑制手段によって抑制されることを特徴とする制御装置一体型回転電機であり、界磁電流スイッチング回路部での温度上昇が、制御装置の温度上昇に与える影響を抑制でき、制御装置の制御回路の誤動作、故障をまねく懸念を軽減あるいは解消できる。 A stator current switching circuit portion in which a stator current switching circuit for passing a stator current to the stator is formed, and a field current in which a field current switching circuit for passing a field current to the field winding of the rotor is formed. A control device formed with a current switching circuit unit, and a control circuit for controlling the stator current switching circuit and the field current switching circuit, the stator current switching circuit unit, the field current switching circuit unit, and the control device; In the controller-integrated rotating electrical machine mounted on the rotating electrical machine, heat transfer from the field current switching circuit section to the controller is suppressed by a heat transfer suppressing means. This is a rotating electrical machine and can suppress the influence of the temperature rise in the field current switching circuit section on the temperature rise of the control device. Malfunction of the control circuit can be reduced or eliminated concerns lead to failure.
前記制御回路が第１の基板上に形成され、前記界磁電流スイッチング回路が第２の基板上に形成され、前記第１の基板と前記第２の基板とが別体であることを特徴とする制御装置一体型回転電機であり、界磁電流スイッチング回路部での温度上昇が、制御装置の温度上昇に与える影響を抑制でき、制御装置の制御回路の誤動作、故障をまねく懸念を軽減あるいは解消できる制御装置一体型回転電機を簡単な構成で実現できる。 The control circuit is formed on a first substrate, the field current switching circuit is formed on a second substrate, and the first substrate and the second substrate are separate bodies. This is a controller-integrated rotating electrical machine that can suppress the influence of the temperature rise in the field current switching circuit section on the temperature rise of the control device, reducing or eliminating concerns that may cause malfunction or failure of the control circuit of the control device. A control device-integrated rotating electrical machine that can be realized with a simple configuration.
前記制御回路が形成された前記第１の基板は電気絶縁性の第１の保持部材を介して前記回転電機に搭載され、前記界磁電流スイッチング回路が形成された前記第２の基板は電気絶縁性の第２の保持部材を介して前記回転電機に搭載され、前記第１の保持部材に設けられた第１の信号線ターミナル群と前記第２の保持部材に設けられ前記第１の信号線ターミナル群に電気的に接続された第２の信号線ターミナル群とを介して前記制御回路と前記界磁電流スイッチング回路とが接続されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。換言すれば、界磁巻線を備えた固定子および固定子巻線を備えた固定子を支持するブラケットと、ブラケットに固定され固定子に固定子電流を通電する固定子電流スイッチング回路と、回転子に界磁電流を通電する界磁電流スイッチング回路と、固定子電流スイッチング回路と界磁電流スイッチング回路を制御する制御回路を有する制御装置一体型回転電機において、界磁電流スイッチング回路は界磁電流が流れる経路上の半導体素子を基板上に実装してなり、界磁電流スイッチング回路を駆動する制御回路は界磁電流スイッチング回路基板と別の基板で構成されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。
界磁電流は制御回路を流れる電流より大きいため、界磁電流が流れる経路上の半導体素子および配線は発熱が多くなる。そのため、界磁電流が流れる経路上の半導体素子を駆動する制御回路と界磁電流スイッチング回路が搭載されている基板を別にすることにより、制御回路基板の温度上昇を抑制することができる。
The first substrate on which the control circuit is formed is mounted on the rotating electrical machine via an electrically insulating first holding member, and the second substrate on which the field current switching circuit is formed is electrically insulated. A first signal line terminal group mounted on the rotating electrical machine via a second holding member and provided on the first holding member and the first signal line provided on the second holding member. The control apparatus-integrated dynamoelectric machine, wherein the control circuit and the field current switching circuit are connected to each other via a second signal line terminal group electrically connected to the terminal group. In other words, a stator that includes a field winding, a bracket that supports the stator that includes the stator winding, a stator current switching circuit that is fixed to the bracket and passes a stator current to the stator, and a rotation In a controller-integrated dynamoelectric machine having a field current switching circuit for passing a field current to a child and a control circuit for controlling a stator current switching circuit and a field current switching circuit, the field current switching circuit is a field current A control device comprising a semiconductor element on a path through which a field current flows is mounted on a substrate, and the control circuit for driving the field current switching circuit is composed of a substrate different from the field current switching circuit substrate. This is a body-type rotating electrical machine.
Since the field current is larger than the current flowing through the control circuit, the semiconductor elements and wirings on the path through which the field current flows will generate more heat. Therefore, the temperature rise of the control circuit board can be suppressed by separating the control circuit for driving the semiconductor element on the path through which the field current flows and the board on which the field current switching circuit is mounted.
前記界磁電流スイッチング回路が形成された前記第２の基板の一辺に対応して前記第２の信号線ターミナル群の一端が対応し、前記第１の信号線ターミナル群と接続される前記第２の信号線ターミナル群の他端が、前記第２の基板の一辺側に配設されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。換言すれば、前記制御装置一体型回転電機は制御回路基板を保持するケースと界磁電流スイッチング回路基板を保持するサーキットボードを有し、前記ケース、サーキットボードには界磁電流スイッチング回路基板と制御回路基板を電気的に接続する信号線ターミナルを有しており、サーキットボードの信号線ターミナルは界磁電流スイッチング回路基板の１辺側に集約され、ケースとサーキットボードの信号線ターミナル接続部の方向に配置されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。
サーキットボード内の信号線ターミナルを界磁電流スイッチング回路基板の1辺側に集約し、ケースとサーキットボードの信号線ターミナル接続部の方向に配置することで、サーキットボードの信号線ターミナルの部材が少なくて済み、小型化、コスト低減がはかれる。サーキットボード内のターミナルのうち、界磁電流が流れる経路のサーキットボード内の界磁電流通電用ターミナルは界磁電流にみあった断面積が必要であるが、サーキットボードの信号線ターミナルは信号を制御回路部に伝達することが目的であり、断面積は小さくてよく、製造上可能なできるだけ小さいサイズにすることが好ましい。よって、信号線ターミナルは界磁電流通電用のターミナルと同一部材のターミナルにする必要がないため、信号線ターミナルをスイッチング回路基板の1辺側に集約し、信号線ターミナル接続部の方向に配置することで信号線ターミナルを極力短く、小さくすることができ、小型化、コスト低減がはかれる。また、接続部材が短いために外部からの電磁ノイズの影響が小さく誤動作しにくい。
One end of the second signal line terminal group corresponds to one side of the second substrate on which the field current switching circuit is formed, and is connected to the first signal line terminal group. The other end of the signal line terminal group is disposed on one side of the second substrate. In other words, the controller-integrated rotating electrical machine has a case for holding a control circuit board and a circuit board for holding a field current switching circuit board, and the case and the circuit board are controlled by a field current switching circuit board. It has a signal line terminal to electrically connect the circuit board. The signal line terminal of the circuit board is concentrated on one side of the field current switching circuit board, and the direction of the signal line terminal connection part of the case and the circuit board The controller-integrated rotating electrical machine is characterized in that it is disposed in
By integrating the signal line terminals in the circuit board on one side of the field current switching circuit board and arranging them in the direction of the signal line terminal connection part of the case and the circuit board, there are fewer members of the signal line terminals on the circuit board. Saving, miniaturization, and cost reduction. Of the terminals in the circuit board, the field current energizing terminal in the circuit board where the field current flows requires a cross-sectional area that matches the field current. The purpose is to transmit to the control circuit section, and the cross-sectional area may be small, and it is preferable to make the size as small as possible in manufacturing. Therefore, the signal line terminal does not need to be the same member as the terminal for conducting the field current, so the signal line terminals are concentrated on one side of the switching circuit board and arranged in the direction of the signal line terminal connection portion. As a result, the signal line terminal can be made as short and small as possible, and the size and cost can be reduced. Further, since the connecting member is short, the influence of electromagnetic noise from the outside is small and malfunction is difficult.
前記界磁電流スイッチング回路が形成された前記第２の基板上の信号端子部が、当該第２の基板の前記一辺に対応して設けられ、前記第２の基板の一辺に対応した前記第２の信号線ターミナル群の一端に接続されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。換言すれば、界磁電流スイッチング回路基板上の信号端子部が界磁回路スイッチング回路基板の片側に集約されており、サーキットボードの信号線ターミナルが集約された方向に配置されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。
この構造により、サーキットボードの信号線ターミナルとスイッチング回路基板が近く、接続が容易であり、接続部材が少なくてすむ。また、接続部材が短いために外部からの電磁ノイズの影響が小さく誤動作しにくい。
The signal terminal portion on the second substrate on which the field current switching circuit is formed is provided corresponding to the one side of the second substrate, and the second corresponding to one side of the second substrate. The control device-integrated rotating electrical machine is connected to one end of the signal line terminal group. In other words, the signal terminal portion on the field current switching circuit board is aggregated on one side of the field circuit switching circuit board, and the signal line terminals of the circuit board are arranged in the aggregated direction. This is a controller-integrated rotating electrical machine.
With this structure, the signal line terminal of the circuit board and the switching circuit board are close to each other, the connection is easy, and the number of connecting members can be reduced. Further, since the connecting member is short, the influence of electromagnetic noise from the outside is small and malfunction is difficult.
前記界磁電流スイッチング回路が形成された第２の基板がセラミック基板である
ことを特徴とする制御装置一体型回転電機である。
熱伝導性の良いセラミック基板を用いることで、界磁電流スイッチング回路基板上の回路パターンや電子部品で発生する熱の放熱性が向上し温度を低減することができるため、回路基板や電子部品や電子部品の基板への接合部の信頼性・耐久性を向上することができる。
The controller-integrated rotating electrical machine is characterized in that the second substrate on which the field current switching circuit is formed is a ceramic substrate.
By using a ceramic substrate with good thermal conductivity, the heat dissipation of heat generated in the circuit pattern and electronic components on the field current switching circuit substrate can be improved and the temperature can be reduced. The reliability and durability of the joint part of the electronic component to the substrate can be improved.
前記界磁電流スイッチング回路が形成された第２の基板の放熱を行う放熱手段が設けられていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。換言すれば、界磁電流スイッチング回路基板にはヒートシンクが取り付けられていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。
この構造により、発熱部である界磁電流スイッチング回路基板上の回路パターンや電子部品をヒートシンクにより冷却し温度を低減することができるため、回路基板や電子部品や電子部品の基板への接合部の信頼性・耐久性を向上することができる。
The controller-integrated dynamoelectric machine is provided with a heat radiating means for radiating heat from the second substrate on which the field current switching circuit is formed. In other words, the controller-integrated rotating electrical machine is characterized in that a heat sink is attached to the field current switching circuit board.
With this structure, the circuit pattern and electronic parts on the field current switching circuit board, which is a heat generating part, can be cooled by a heat sink to reduce the temperature, so that the circuit board, electronic parts, and electronic parts can be joined to the board. Reliability and durability can be improved.
前記放熱手段が、前記回転子に設けられた冷却ファンの吸い込み側の冷却風路内に配設されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機であり、前記サーキットボードの信号線ターミナルは前記ヒートシンクの通風路を塞がないように構成されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。
この構造により、信号線ターミナル部がヒートシンクの通風路を塞がないように構成することで、ヒートシンクに流れる冷却風が多くなり、ヒートシンクの温度が低減され、界磁電流スッチング回路基板上の回路パターンや電子部品の温度上昇を低減することができるため、回路基板や電子部品や電子部品の基板への接合部の信頼性・耐久性を向上することができる。
The heat dissipating means is a controller-integrated rotating electrical machine characterized in that the heat dissipating means is disposed in a cooling air passage on a suction side of a cooling fan provided in the rotor, and the signal line terminal of the circuit board is The controller-integrated rotating electrical machine is configured so as not to block the ventilation path of the heat sink.
With this structure, the signal line terminal part is configured not to block the ventilation path of the heat sink, so that the cooling air flowing through the heat sink increases, the heat sink temperature is reduced, and the circuit pattern on the field current switching circuit board In addition, since the temperature rise of the electronic component can be reduced, the reliability and durability of the circuit board, the electronic component, and the joint portion of the electronic component to the substrate can be improved.
前記放熱手段が、フィンを備えたヒートシンクであり、前記放熱手段の、前記フィンの延在方向と直角を成す方向の側方に、前記第２の保持部材に設けられた前記第２の信号線ターミナル群が配設されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。換言すれば、ヒートシンクのフィンは複数の板が並んだ形状をしており、フィンを形成する板に平行な方向の側面側にサーキットボード内の信号線ターミナルが構成され、ケースの信号線ターミナルに接続されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。
この構造により、ヒートシンクのフィンに平行な方向の側面側に信号線ターミナルを構成することで、ヒートシンクの通風路が塞がれることがなく、界磁電流スッチング回路基板の冷却性が向上される。
The heat radiating means is a heat sink provided with fins, and the second signal line provided on the second holding member on a side of the heat radiating means in a direction perpendicular to the extending direction of the fins. A control apparatus-integrated dynamoelectric machine characterized in that a terminal group is provided. In other words, the fin of the heat sink has a shape in which a plurality of plates are arranged, and the signal line terminal in the circuit board is configured on the side surface in the direction parallel to the plate forming the fin, and the signal line terminal of the case A control apparatus-integrated dynamoelectric machine characterized by being connected.
With this structure, the signal line terminal is configured on the side surface in the direction parallel to the fins of the heat sink, so that the ventilation path of the heat sink is not blocked, and the cooling performance of the field current switching circuit board is improved.
前記第１の信号線ターミナル群と前記第２の信号線ターミナル群との接続部が、前記第１の保持部材の外周のうち回転電機の径方向と略直交する辺部に隣接する辺部に対応して配設されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。換言すれば、サーキットボードの信号線ターミナルとケースの信号線ターミナルの接続部が、回転電機の略周方向に配置されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。
この構造により、回転電機の径方向のはみ出しが小さくなり、車両と径方向で干渉しにくくなり、搭載性が向上できるため、複数のエンジンに対して同一仕様の回転電機を適用可能となり、共通部品を使用できるのでコスト低減が図れる。
A connecting portion between the first signal line terminal group and the second signal line terminal group is adjacent to a side portion of the outer periphery of the first holding member that is adjacent to a side portion that is substantially orthogonal to the radial direction of the rotating electrical machine. A control apparatus-integrated dynamoelectric machine characterized by being arranged correspondingly. In other words, the control device-integrated rotating electrical machine is characterized in that the connection portion between the signal line terminal of the circuit board and the signal line terminal of the case is disposed in a substantially circumferential direction of the rotating electrical machine.
This structure reduces the protrusion of the rotating electrical machine in the radial direction, makes it difficult to interfere with the vehicle in the radial direction, and improves the mountability. Therefore, it is possible to apply the same type of rotating electrical machine to multiple engines, and share common parts. Cost can be reduced.
回転電機内外との信号の受け渡しをするコネクタと、第１の保持部材内の信号線ターミナル群と第２の保持部材内の信号線ターミナル群との接続部とが、前記第１の基板を挟んで、当該第１の基板の反対側の各側辺部に配置されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。換言すれば、制御装置一体型回転電機のコネクタが概略周方向に配置されており、サーキットボードの信号線ターミナルとケースの信号線ターミナルの接続部が、制御装置一体型回転電機のコネクタと制御基板を挟んで反対方向に配置されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。
この構造により、コネクタと信号線ターミナルの接続部が制御基板を挟んで反対方向に配置されることにより、コネクタと信号線ターミナルの接続部に必要なスペースを、制御基板を挟んで周方向に振り分けることができるため、回転電機の径方向への飛び出しを低減することができ、車両と径方向で干渉しにくくなり、搭載性が向上できるため、複数のエンジンに対して同一仕様の回転電機を適用可能となり、共通部品を使用できるのでコスト低減が図れる。
A connector for transferring signals between the inside and outside of the rotating electrical machine, and a connection portion between the signal line terminal group in the first holding member and the signal line terminal group in the second holding member sandwich the first substrate. Thus, the controller-integrated rotating electrical machine is disposed on each side portion on the opposite side of the first substrate. In other words, the connector of the controller-integrated dynamoelectric machine is arranged substantially in the circumferential direction, and the connection between the signal line terminal of the circuit board and the signal line terminal of the case is connected to the connector of the controller-integrated dynamoelectric machine and the control board. It is a controller-integrated dynamoelectric machine characterized in that it is arranged in the opposite direction across the axis.
With this structure, the connection part between the connector and the signal line terminal is arranged in the opposite direction across the control board, so that the space required for the connection part between the connector and the signal line terminal is distributed in the circumferential direction across the control board. Therefore, it is possible to reduce the radial jump-out of the rotating electrical machine, making it less likely to interfere with the vehicle in the radial direction, and improving the mountability. It becomes possible, and common parts can be used, so the cost can be reduced.
前記第１の信号線ターミナル群と前記第２の信号線ターミナル群との接続部が、前記第１の保持部材の外周のうち回転電機の径方向と略直交する部分に配設されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。換言すれば、サーキットボードの信号線ターミナルとケースの信号線ターミナルの接続部が、径方向に配置されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。
この構造により、回転電機の周方向のはみ出しが小さくなり、車両と径方向で干渉しにくくなり、搭載性が向上できるため、複数のエンジンに対して同一仕様の回転電機を適用可能となり、共通部品を使用できるのでコスト低減が図れる。
A connecting portion between the first signal line terminal group and the second signal line terminal group is disposed in a portion of the outer periphery of the first holding member that is substantially orthogonal to the radial direction of the rotating electrical machine. A control device-integrated dynamoelectric machine characterized by the above. In other words, the controller-integrated rotating electrical machine is characterized in that the connection portion between the signal line terminal of the circuit board and the signal line terminal of the case is arranged in the radial direction.
This structure reduces the protrusion of the rotating electrical machine in the circumferential direction, makes it less likely to interfere with the vehicle in the radial direction, and improves the mountability. Cost can be reduced.
前記制御基板と前記界磁電流スイッチング基板との間に前記放熱手段が配置されている
ことを特徴とする制御装置一体型回転電機であり、制御基板と界磁電流スイッチング基板の間にヒートシンクが配置されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機である。
この構造により、制御基板と界磁電流スイッチング基板の間に通風路を設けるため、界磁電流スイッチング基板が冷却されるだけでなく、制御基板を保持するケースも通風により冷却され、制御基板上の回路パターンや電子部品の温度上昇を低減することができるため、回路基板や電子部品や電子部品の基板への接合部の信頼性・耐久性を向上することができる。
The heat dissipating means is disposed between the control board and the field current switching board, and the controller-integrated rotating electrical machine has a heat sink disposed between the control board and the field current switching board. A control device-integrated dynamoelectric machine characterized by the above.
With this structure, since a ventilation path is provided between the control board and the field current switching board, not only the field current switching board is cooled, but also the case holding the control board is cooled by the ventilation, Since the temperature rise of the circuit pattern and the electronic component can be reduced, the reliability and durability of the circuit board, the electronic component, and the joint of the electronic component to the substrate can be improved.
１ ブラケットリア、 ２ ブラケットフロント、
３ 固定子、 ４ 回転子、
５ 界磁巻線、 ６ スリップリング、
７ 冷却ファン、 ８ ブラシ、
９ ブラシホルダ、 １０ シャフト
１１ 回転センサ、 １２ バッテリ、
１３ 直流配線、 １４ 交流配線、
１５ パワー素子ユニット、 １６ 上アーム（高電位側アーム）、
16ss スイッチング素子、 １７ 下アーム（低電位側アーム）、
17ss スイッチング素子、 １８ ダイオード、
２０ 固定子電流スイッチング回路部、
２１ 樹脂ケース（第１の保持部材）、
２２ ケースの信号線ターミナル群（第１の信号線ターミナル群）、
２３ 信号線ターミナル群２２と信号線ターミナル群３３の接続部、
２４ コンデンサ回路部、 ３０ 界磁スイッチング回路部、
３１ 界磁電流スイッチング回路基板（第２の基板）、
３１a 界磁電流スイッチング素子、
３１b 界磁電流スイッチング回路基板３１上の信号端子部、
３２ ヒートシンク（放熱手段）、
３３ 界磁電流スイッチング素子用信号線ターミナル群（第２の信号線ターミナル群）、
３４ 界磁電流が流れる経路の界磁電流通電用ターミナル群、
３５ サーキットボード（第２の保持部材）、
４０ 制御基板（第１の基板）（制御装置）、
５０ 冷却風、 ５１ 空気吸入孔、
５２ 通風孔、 ５３ 排気孔、
１０１ 金属カバー、 １０２ コネクタ、
Ｐ 正極端子、 Ｎ 負極端子、
ＣＦＰ，ＣＦＮ 界磁巻線への接続端子。
1 Bracket rear, 2 Bracket front,
3 Stator, 4 Rotor,
5 Field winding, 6 Slip ring,
7 Cooling fan, 8 Brush,
9 brush holder, 10 shaft, 11 rotation sensor, 12 battery,
13 DC wiring, 14 AC wiring,
15 power element unit, 16 upper arm (high potential side arm),
16ss switching element, 17 lower arm (low potential side arm),
17ss switching element, 18 diode,
20 Stator current switching circuit section,
21 Resin case (first holding member),
22 case signal line terminal group (first signal line terminal group),
23 connection part of signal
24 capacitor circuit section, 30 field switching circuit section,
31 field current switching circuit board (second board),
31a field current switching element,
31b A signal terminal portion on the field current
32 heat sink (heat dissipation means),
33 Signal line terminal group for field current switching element (second signal line terminal group),
34 Field current energizing terminals in the path through which the field current flows,
35 Circuit board (second holding member),
40 Control board (first board) (control device),
50 cooling air, 51 air suction hole,
52 vent holes, 53 exhaust holes,
101 metal cover, 102 connector,
P positive terminal, N negative terminal,
CFP, CFN Connection terminal to field winding.
Claims (10)
回転子の界磁巻線に界磁電流を通電する界磁電流スイッチング回路が形成された界磁電流スイッチング回路部、
および固定子電流スイッチング回路及び界磁電流スイッチング回路を制御する制御回路が形成された制御装置を備え、
前記固定子電流スイッチング回路部と前記界磁電流スイッチング回路部と前記制御装置とが回転電機に搭載された制御装置一体型回転電機において、
前記制御回路が第１の基板上に形成され、
前記界磁電流スイッチング回路が前記第１の基板とは別体の第２の基板上に形成され、
前記制御回路が形成された前記第１の基板は電気絶縁性の第１の保持部材を介して前記回転電機に搭載され、
前記界磁電流スイッチング回路が形成された前記第２の基板は電気絶縁性の第２の保持部材を介して前記回転電機に搭載され、
前記第１の保持部材に設けられた第１の信号線ターミナル群と前記第２の保持部材に設けられ前記第１の信号線ターミナル群に電気的に接続された第２の信号線ターミナル群とを介して前記制御回路と前記界磁電流スイッチング回路とが接続され、
前記界磁電流スイッチング回路が形成された前記第２の基板の一辺に対応して前記第２の信号線ターミナル群の一端が対応すると共に前記第２の信号線ターミナル群の他端が、前記第２の基板の一辺側に配設されることにより前記第２の信号線ターミナル群が前記第２の基板の一辺側に集約して配設され、
前記界磁電流スイッチング回路が形成された前記第２の基板上の前記界磁電流スイッチング回路の信号端子部が、当該第２の基板の前記一辺に対応して設けられ、前記第２の基板の一辺に対応した前記第２の信号線ターミナル群の一端に接続されている
ことを特徴とする制御装置一体型回転電機。 A stator current switching circuit portion in which a stator current switching circuit for passing a stator current to the stator is formed;
A field current switching circuit portion in which a field current switching circuit for passing a field current to the field winding of the rotor is formed;
And a control device formed with a control circuit for controlling the stator current switching circuit and the field current switching circuit,
In the controller-integrated rotating electrical machine in which the stator current switching circuit unit, the field current switching circuit unit, and the control device are mounted on the rotating electrical machine,
The control circuit is formed on a first substrate;
The field current switching circuit is formed on a second substrate separate from the first substrate;
The first substrate on which the control circuit is formed is mounted on the rotating electrical machine via an electrically insulating first holding member,
The second substrate on which the field current switching circuit is formed is mounted on the rotating electrical machine via an electrically insulating second holding member,
A first signal line terminal group provided on the first holding member; a second signal line terminal group provided on the second holding member and electrically connected to the first signal line terminal group; The control circuit and the field current switching circuit are connected via
One end of the second signal line terminal group corresponds to one side of the second substrate on which the field current switching circuit is formed, and the other end of the second signal line terminal group corresponds to the first side. The second signal line terminal group is arranged on one side of the second substrate by being arranged on one side of the second substrate,
A signal terminal portion of the field current switching circuit on the second substrate on which the field current switching circuit is formed is provided corresponding to the one side of the second substrate, and A controller-integrated dynamoelectric machine connected to one end of the second signal line terminal group corresponding to one side .
御装置一体型回転電機。 2. The controller-integrated dynamoelectric machine according to claim 1 , wherein a connection portion between the first signal line terminal group and the second signal line terminal group is an outer circumference of the first holding member. A controller-integrated dynamoelectric machine, wherein the rotating electric machine is disposed corresponding to a side portion adjacent to a side portion substantially orthogonal to the radial direction.
前記信号端子部と前記第２の信号線ターミナル群の一端とがワイヤーボンディングにより接続されているThe signal terminal portion and one end of the second signal line terminal group are connected by wire bonding.
ことを特徴とする制御装置一体型回転電機。A controller-integrated rotating electrical machine.
前記第１の保持部材と前記第２の保持部材との間を冷却風が通り、前記冷却風により前記第１の基板の温度上昇および前記第２の基板の温度上昇が低減される
ことを特徴とする制御装置一体型回転電機。 The controller-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 1 to 3,
Cooling air passes between the first holding member and the second holding member, and the temperature rise of the first substrate and the temperature rise of the second substrate are reduced by the cooling air.
A controller-integrated rotating electrical machine.
前記界磁電流スイッチング回路が形成された第２の基板がセラミック基板であることを特徴とする制御装置一体型回転電機。 In the control device-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 1 to 4 ,
The controller-integrated dynamoelectric machine, wherein the second substrate on which the field current switching circuit is formed is a ceramic substrate.
前記界磁電流スイッチング回路が形成された第２の基板の放熱を行う放熱手段が設けられていることを特徴とする制御装置一体型回転電機。 In the control device-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 1 to 5,
A controller-integrated dynamoelectric machine comprising heat dissipating means for dissipating heat from the second substrate on which the field current switching circuit is formed.
前記放熱手段が、前記回転子に設けられた冷却ファンの吸い込み側の冷却風路内に配設されている
ことを特徴とする制御装置一体型回転電機。 The controller-integrated dynamoelectric machine according to claim 6,
The controller-integrated dynamoelectric machine, wherein the heat dissipating means is disposed in a cooling air passage on a suction side of a cooling fan provided in the rotor.
前記放熱手段が、フィンを備えたヒートシンクであり、
前記放熱手段の、前記フィンの延在方向と直角を成す方向の側方に、前記第２の保持部材に設けられた前記第２の信号線ターミナル群が配設されている
ことを特徴とする制御装置一体型回転電機。 In the control device-integrated dynamoelectric machine according to claim 6 or 7 ,
The heat dissipating means is a heat sink provided with fins;
The second signal line terminal group provided on the second holding member is disposed on a side of the heat dissipating means in a direction perpendicular to the extending direction of the fins. Controller-integrated rotating electrical machine.
回転電機内外との信号の受け渡しをするコネクタと、第１の保持部材内の信号線ターミナル群と第２の保持部材内の信号線ターミナル群との接続部とが、前記第１の基板を挟んで、当該第１の基板の反対側の各側辺部に配置されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機。 In controller-integrated electric rotating machine according to any one of claims 1 to 8,
A connector for transferring signals between the inside and outside of the rotating electrical machine, and a connection portion between the signal line terminal group in the first holding member and the signal line terminal group in the second holding member sandwich the first substrate. Thus, the controller-integrated dynamoelectric machine is disposed on each side portion on the opposite side of the first substrate.
前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記放熱手段が配置されている
ことを特徴とする制御装置一体型回転電機。 The controller-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 1 to 9 ,
The controller-integrated dynamoelectric machine, wherein the heat dissipating means is disposed between the first substrate and the second substrate.
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