JP2024125538A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】径方向に大型化することなく、冷媒の外部への漏れが抑制された回転電機を得ること。【解決手段】回転子と固定子とブラケットとを設けたモータ部、及びパワーモジュールと界磁モジュールと冷却器とを設けたインバータ部を備え、冷却器は、他方側の面にパワーモジュールと界磁モジュールが熱的に接続され、一方側の面に他方側に窪んだ流路溝部が形成された伝熱部材と、流路溝部の開口を塞ぐ蓋部材と、流路溝部の周囲に充填されたシール材と、流路に冷媒を供給及び排出する冷媒給排部とを備え、伝熱部材は、流路溝部を取り囲む軸方向の一方側の面から軸方向の一方側に突出した複数の突出部を有し、蓋部材は、突出部が貫通した貫通孔を有し、蓋部材よりも軸方向の一方側に突出した突出部の部分に、貫通孔の径よりも大きい蓋固定部が設けられ、蓋部材は、蓋固定部により伝熱部材に固定されている。【選択図】図５

Description

本願は、回転電機に関するものである。

回転子及び固定子を有した回転電機本体であるモータ部と、電力変換部を含み、モータ部に供給する電力を制御するインバータ部とが一体化された制御装置一体型の回転電機は、例えば、自動車等の車両に搭載されている。車両に搭載される制御装置一体型の回転電機は、エンジンルーム内に設置されて使用されることが多い。エンジンルーム内では回転電機が設置できる空間に限りがあるため、回転電機の径方向の寸法の小型化が要求されている。

電力変換部が備えるパワーモジュール及び界磁モジュール等を効果的に冷却するために、インバータ部には一般的に冷媒が流れる流路を備えた冷却器が設けられる。冷媒には、例えば、水、不凍液（ＬＬＣ：Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｃｏｏｌａｎｔ）が用いられる。冷却器を備えた電力変換装置の構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。冷却器は、電力変換部を収容するケースの外側に向かって開口した流路溝部、及び流路溝部を塞ぐ蓋部材により構成されている。蓋部材は、複数の貫通孔を有する。貫通孔にボルトを挿通し、ケースに設けたねじ穴部にボルトを締結することで、蓋部材はケースに固定される。流路溝部と蓋部材との間の空間が、冷媒を流通させる流路となる。また、流路溝部と蓋部材との間の密閉性を確保するために、ケースと蓋部材との間に液状ガスケット等のシール材が設けられる。

特開２０１５－０３３２８９号公報

上記特許文献１に示したような電力変換装置のケースには、短時間に大量かつ高精度で生産できるダイカスト等の鋳造品がよく採用されている。しかしながら、鋳造品の内部には複数の鋳巣がある。鋳巣の一端が流路溝部の表面に露出し、他端が外部の表面に露出して、流路溝部と外部とが鋳巣を介して繋がった場合、冷媒が外部に漏れるという課題があった。また、鋳造品の表面に切削等の加工を加えた場合、鋳巣が表面に露出する可能性が高まる。ケースに蓋部材を固定するねじ穴部を形成するために、ケースの外側にタップ加工を施すことで、鋳巣を介してねじ穴部から冷媒が漏れるという課題があった。また、ねじ穴の位置を流路溝部から遠ざけることで、流路溝部とねじ穴とが鋳巣を介して繋がることを抑制することができる。しかしながら、ねじ穴の位置を流路溝部から遠ざけることで、回転電機が径方向に大型化するという課題があった。

そこで、本願は、径方向に大型化することなく、冷媒の外部への漏れ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、を設け、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インバータ部と、を備え、冷却器は、軸方向の他方側の面にパワーモジュール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が形成された伝熱部材と、流路溝部の軸方向の一方側の開口を塞ぐ蓋部材と、伝熱部材と蓋部材との隙間において流路溝部の周囲に沿って設けられたシール材と、流路溝部と蓋部材とに囲まれた流路に冷媒を供給及び排出する冷媒給排部と、を備え、伝熱部材は、流路溝部を取り囲む軸方向の一方側の面から軸方向の一方側に突出した複数の突出部を有し、蓋部材は、突出部が貫通した貫通孔を有し、蓋部材よりも軸方向の一方側に突出した突出部の部分に、貫通孔の径よりも大きい蓋固定部が設けられ、蓋部材は、蓋固定部により伝熱部材に固定されているものである。

本願に開示される回転電機によれば、伝熱部材が、流路溝部を取り囲む軸方向の一方側の面から軸方向の一方側に突出した複数の突出部を有し、蓋部材が、突出部が貫通した貫通孔を有し、蓋部材よりも軸方向の一方側に突出した突出部の部分に、貫通孔の径よりも大きい蓋固定部が設けられ、蓋部材が、蓋固定部により伝熱部材に固定されているため、蓋部材の固定箇所を流路溝部が形成された伝熱部材の本体部分から軸方向に遠ざけることができ、さらに伝熱部材の本体部分に蓋部材を固定するための切削等の表面加工を不要とすることも可能となるため、流路溝部と外部とが鋳巣を介して繋がることが抑制されるので、回転電機が径方向に大型化することなく、冷媒の外部への漏れが抑制された回転電機を得ることができる。

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に係る回転電機のインバータ部の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インバータ部の接続を説明する断面図である。 実施の形態１に係る回転電機の蓋部材の平面図である。 実施の形態１に係る回転電機のインバータ部の要部断面図である。 実施の形態１に係る回転電機の別のインバータ部の要部断面図である。 実施の形態２に係る回転電機のインバータ部の要部の製造工程を説明する断面図である。 実施の形態２に係る回転電機のインバータ部の要部断面図である。 実施の形態３に係る回転電機のインバータ部の要部断面図である。 実施の形態３に係る回転電機の別のインバータ部の要部断面図である。 実施の形態３に係る回転電機の別のインバータ部の要部断面図である。 実施の形態４に係る回転電機のインバータ部の要部断面図である。 実施の形態４に係る回転電機の別のインバータ部の要部断面図である。

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。本願は以下の記述に限定されるものではなく、本願の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合があり、また、本願の特徴に関係しない構成の図示は省略する。

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はリヤカバー１５を取り除いて回転電機１のインバータ部４０の側を示す平面図で、インバータ部４０の内部の部品を破線で示した図、図３は回転電機１の固定子３とインバータ部４０の接続を説明する断面図、図４は回転電機１の蓋部材３２の平面図、図５は回転電機１のインバータ部４０の要部断面図で、蓋部材３２が伝熱部材３１に固定された箇所の断面図、図６は回転電機１の別のインバータ部４０の要部断面図で、蓋部材３２が伝熱部材３１に固定された箇所の断面図である。回転電機１は、図１に示すように、モータ部３０とインバータ部４０とを備えた制御装置一体型の回転電機１である。本実施の形態では、制御装置一体型の回転電機１を車両に搭載して、回転電機１を駆動の補助及び発電に用いる交流発電電動機に適用した例を示す。

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。インバータ部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。インバータ部４０はモータ部３０に固定され、モータ部３０とインバータ部４０とは一体化されている。

＜モータ部３０＞
最初に、モータ部３０について説明する。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。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インバータ部４０をモータ部３０に装着した後、インバータ部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はインバータ部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。また、インバータ部４０の冷却器３７とリヤブラケット５との間には冷却気体通路となる隙間が設けられ、冷却風は冷却気体通路を通過して冷却器３７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。センサーロータ６ｂは、リヤブラケット５から突出した回転軸１１の他端側のスリップリング１３と軸受８との間に設置される。センサーロータ６ｂは鉄心で形成され、回転軸１１と一体回転する。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、インバータ部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。

＜インバータ部４０＞
インバータ部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１０と、パワーモジュール９及び界磁モジュール１０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１０を冷却する冷却器３７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。インバータ部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。本実施の形態では、図２に示すように、インバータ部４０は６個のパワーモジュール９を有しているが、パワーモジュール９の個数はこれに限るものではない。

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、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜型電界効果トランジスタ、Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。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。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が備えるＡＣ端子９ａ、グランド端子９ｂ、入力端子９ｃ、及び制御端子９ｄ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１０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１０は、ターミナル１４ｂとブラシ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１０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、電気的特性と機械的特性に優れたガラスエポキシ樹脂を機材とした基板に、複数の電子部品（図示せず）と外部機器との間で信号の送受信を行うための外部接続コネクタ（図示せず）とが実装されたものである。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１０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１０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９ｄ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。

ケース１４は、パワーモジュール９、界磁モジュール１０、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、軸方向の一方側及び他方側の一部が開口している。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、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙ Ｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の熱可塑性樹脂である。ケース１４は、図２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とインバータ部４０の接続構成＞
固定子３とインバータ部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、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とインバータ部４０とを電気的に接続するターミナル１９が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、インバータ部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、リヤカバー１５を取り付ける前のインバータ部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９ｂ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９ｂ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。

＜冷却器３７＞
本願の要部を含む冷却器３７について説明する。冷却器３７は、図１に示すように、伝熱部材３１と、蓋部材３２と、シール材３５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１０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。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。蓋部材３２は、図４に示すように、板状に形成される。伝熱部材３１は、ＡＤＣ１２等の安価で軽量なアルミニウム合金を用いて鋳造により作製されるがこれに限るものではなく、他の金属材料により作製しても構わない。蓋部材３２は、炭素鋼又はアルミニウム等の金属材料により作製される。シール材３５は、図１に示すように、伝熱部材３１と蓋部材３２との隙間において流路溝部３１ａの周囲に沿って設けられる。シール材３５の材料は、例えば、シリコーン樹脂であるがこれに限るものではなく、フッ素系のシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル等の他の樹脂、又はゴムであっても構わない。シール材３５を設けることで、流路３６の密閉性を得ることができる。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、又はエチレングリコール液が使用される。伝熱部材３１は、上述した冷却風に加え、冷媒によって冷却される。

本願の要部である、蓋部材３２が伝熱部材３１に固定された箇所の構造について、図５を用いて説明する。伝熱部材３１は、流路溝部３１ａを取り囲む軸方向の一方側の面から軸方向の一方側に突出した複数の突出部３１ｂを有する。蓋部材３２は、突出部３１ｂが貫通した貫通孔３２ａを有する。貫通孔３２ａは、図４に示すように、蓋部材３２の外周に沿って設けられる。図４に示した破線は、蓋部材３２を伝熱部材３１に配置した際の回転軸１１の位置を示すものである。蓋部材３２の形状及び伝熱部材３１に対する蓋部材３２の配置はこれに限るものではなく、流路溝部３１ａの形状又は配置等に応じて変更して構わない。貫通孔３２ａの配置及び個数も図４に示した構成に限るものではない。図５に示すように、蓋部材３２よりも軸方向の一方側に突出した突出部３１ｂの部分に、貫通孔３２ａの径よりも大きい蓋固定部３４が設けられる。蓋部材３２は、蓋固定部３４により伝熱部材３１に固定されている。

本実施の形態における、蓋部材３２が伝熱部材３１に固定された箇所の構造の詳細について説明する。突出部３１ｂは、伝熱部材３１の軸方向の一方側の面から軸方向の一方側に突出した第１突出部３１ｃと、第１突出部３１ｃの軸方向の一方側の端部の部分から軸方向の一方側に突出した第２突出部３１ｄとを有する。第１突出部３１ｃの径方向の大きさは、第２突出部３１ｄの径方向の大きさよりも大きく、第２突出部３１ｄは、貫通孔３２ａを貫通する。蓋部材３２の軸方向の他方側の部分と第１突出部３１ｃの軸方向の一方側の端部とが当接する。蓋部材３２よりも軸方向の一方側に突出した第２突出部３１ｄの部分に、蓋固定部３４が設けられている。蓋部材３２よりも軸方向の一方側に突出した第２突出部３１ｄの部分の外周に、雄ねじ部３１ｄ１が形成され、蓋固定部３４は、雄ねじ部３１ｄ１に締結されたナットである。

シール材３５は、第１突出部３１ｃの流路溝部３１ａの側の伝熱部材３１の部分と、蓋部材３２との間の隙間に配置され、伝熱部材３１と蓋部材３２との間に挟まれ、押圧されている。伝熱部材３１と蓋部材３２との間の隙間は、伝熱部材３１から突出した第１突出部３１ｃの部分により形成される。シール材３５の配置はこれに限るものではないが、このように構成することで、流路溝部３１ａに隣接した位置に確実にシール材３５を設けることができるので、シール材３５による流路３６の密閉性を向上させることができる。

このように伝熱部材３１から突出した複数の突出部３１ｂを利用して蓋固定部３４により伝熱部材３１に蓋部材３２を固定することで、蓋部材３２の固定箇所を流路溝部３１ａが形成された伝熱部材３１の本体部分から軸方向に遠ざけることができ、流路溝部３１ａと外部とが鋳巣を介して繋がることが抑制されるので、回転電機１が径方向に大型化することなく、冷媒の外部への漏れが抑制された回転電機１を得ることができる。

本実施の形態では、突出部３１ｂが第１突出部３１ｃと第２突出部３１ｄとを有した構成を示したがこれに限るものではなく、突出部３１ｂが第１突出部３１ｃと第２突出部３１ｄとを有さず、一つの突出部により形成されていても構わない。突出部３１ｂが第１突出部３１ｃと第２突出部３１ｄとを有し、蓋部材３２の軸方向の他方側の部分と第１突出部３１ｃの軸方向の一方側の端部とを当接させた場合、シール材３５を伝熱部材３１と蓋部材３２との間の隙間に確実に配置させることができるので、シール材３５による流路３６の密閉性を確実に得ることができる。

本実施の形態では、蓋固定部３４を雄ねじ部３１ｄ１に締結したナットにより構成したが蓋固定部３４の構成はナットに限るものではなく、後述する他の実施の形態による構成など他の構成でも構わない。蓋固定部３４をナットにより構成した場合、ナットの雄ねじ部３１ｄ１への締結により、確実に蓋部材３２を伝熱部材３１に固定することができる。確実に蓋部材３２が伝熱部材３１に固定されるので、シール材３５による流路３６の密閉性を確実に得ることができる。

図６を用いて、回転電機１の別のインバータ部４０の構成について説明する。第１突出部３１ｃと流路溝部３１ａとの間の第１突出部３１ｃの側であって、伝熱部材３１の軸方向の一方側の面の部分に凹部３１ｅが設けられている。凹部３１ｅを設けることで、伝熱部材３１と蓋部材３２との隙間が部分的に広くなるため、伝熱部材３１に蓋部材３２を固定する際にシール材３５が雄ねじ部３１ｄ１まで到達し難くなる。ナットの締め付け時に雄ねじ部３１ｄ１にシール材３５が付着すると、ナットの締め付けトルクが変化するため、締付トルクによる工程管理ができなくなるので、確実に蓋部材３２を伝熱部材３１に固定することができなくなる。凹部３１ｅを設けた場合、シール材３５の雄ねじ部３１ｄ１への付着が確実に抑制されるので、確実に蓋部材３２を伝熱部材３１に固定することができる。

以上のように、実施の形態１による回転電機１において、伝熱部材３１が、流路溝部３１ａを取り囲む軸方向の一方側の面から軸方向の一方側に突出した複数の突出部３１ｂを有し、蓋部材３２が、突出部３１ｂが貫通した貫通孔３２ａを有し、蓋部材３２よりも軸方向の一方側に突出した突出部３１ｂの部分に、貫通孔３２ａの径よりも大きい蓋固定部３４が設けられ、蓋部材３２が、蓋固定部３４により伝熱部材３１に固定されているため、蓋部材３２の固定箇所を流路溝部３１ａが形成された伝熱部材３１の本体部分から軸方向に遠ざけることができ、流路溝部３１ａと外部とが鋳巣を介して繋がることが抑制されるので、回転電機１が径方向に大型化することなく、冷媒の外部への漏れが抑制された回転電機１を得ることができる。

突出部３１ｂが、伝熱部材３１の軸方向の一方側の面から軸方向の一方側に突出した第１突出部３１ｃと、第１突出部３１ｃの軸方向の一方側の端部の部分から軸方向の一方側に突出した第２突出部３１ｄと、を有し、第１突出部３１ｃの径方向の大きさが、第２突出部３１ｄの径方向の大きさよりも大きく、第２突出部３１ｄが、貫通孔３２ａを貫通し、蓋部材３２の軸方向の他方側の部分と第１突出部３１ｃの軸方向の一方側の端部とが当接し、蓋部材３２よりも軸方向の一方側に突出した第２突出部の部分に、蓋固定部３４が設けられている場合、シール材３５を伝熱部材３１と蓋部材３２との間の隙間に確実に配置させることができるので、シール材３５による流路３６の密閉性を確実に得ることができる。

シール材３５が、第１突出部３１ｃの流路溝部３１ａの側の伝熱部材３１の部分と、蓋部材３２との間の隙間に配置され、伝熱部材３１と蓋部材３２との間に挟まれ、押圧されている場合、流路溝部３１ａに隣接した位置に確実にシール材３５を設けることができるので、シール材３５による流路３６の密閉性を向上させることができる。また、蓋部材３２よりも軸方向の一方側に突出した第２突出部３１ｄの部分の外周に、雄ねじ部３１ｄ１が形成され、蓋固定部３４が、雄ねじ部３１ｄ１に締結されたナットである場合、ナットの雄ねじ部３１ｄ１への締結により、確実に蓋部材３２を伝熱部材３１に固定することができる。確実に蓋部材３２が伝熱部材３１に固定されるので、シール材３５による流路３６の密閉性を確実に得ることができる。

第１突出部３１ｃと流路溝部３１ａとの間の第１突出部３１ｃの側であって、伝熱部材３１の軸方向の一方側の面の部分に凹部３１ｅが設けられている場合、伝熱部材３１に蓋部材３２を固定する際にシール材３５が雄ねじ部３１ｄ１まで到達し難くなるため、シール材３５の雄ねじ部３１ｄ１への付着が確実に抑制されるので、確実に蓋部材３２を伝熱部材３１に固定することができる。

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のインバータ部４０の要部である、蓋部材３２が伝熱部材３１に固定された箇所の製造工程を説明する断面図、図８は回転電機１のインバータ部４０の要部断面図で、蓋部材３２が伝熱部材３１に固定された箇所の断面図である。実施の形態２に係る回転電機１は、蓋固定部３４が、実施の形態１とは異なる構成になっている。

実施の形態２の蓋固定部３４は、図８に示すように、蓋部材３２よりも軸方向の一方側に突出し、貫通孔３２ａの径よりも大きい径を有する第２突出部３１ｄの部分である。蓋固定部３４は、第２突出部３１ｄを変形させた変形部３１ｆである。

変形部３１ｆの製造工程について説明する。図７に示すように、最初に、蓋部材３２に設けた貫通孔３２ａに第２突出部３１ｄを挿通して、蓋部材３２を伝熱部材３１に設置する。次に、蓋部材３２よりも軸方向の一方側に突出した第２突出部３１ｄの部分を加工する。加工により、貫通孔３２ａの径よりも大きい径を有する第２突出部３１ｄの部分として、変形部３１ｆが形成される。変形部３１ｆの形成により、蓋部材３２が伝熱部材３１に固定される。具体的には、アーク又はレーザー等の熱源により、軸方向の一方側に突出した第２突出部３１ｄの部分を溶融凝固させることで変形部３１ｆを形成することができる。変形部３１ｆの形成の際に、伝熱部材３１と蓋部材３２とを溶接してもよい。また、軸方向の一方側に突出した第２突出部３１ｄの部分に軸方向の一方側から大きな圧力加えて、第２突出部３１ｄを塑性変形させることでも変形部３１ｆを形成することができる。

このように変形部３１ｆを設けた蓋部材３２の伝熱部材３１への固定構造においても、実施の形態１と同様に、蓋部材３２の固定箇所を流路溝部３１ａが形成された伝熱部材３１の本体部分から軸方向に遠ざけることができ、さらに伝熱部材３１の本体部分に蓋部材３２を固定するための切削等の表面加工が施されておらず流路溝部３１ａと外部とが鋳巣を介して繋がることが抑制されるので、回転電機１が径方向に大型化することなく、冷媒の外部への漏れが抑制された回転電機１を得ることができる。

蓋固定部３４が、蓋部材３２よりも軸方向の一方側に突出し、貫通孔３２ａの径よりも大きい径を有する第２突出部３１ｄの部分であるため、蓋固定部３４を形成する箇所が別部品ではなく回転電機１を構成する部品が減るので、回転電機１の生産性を向上させることができ、回転電機１を低コスト化することができる。また、第２突出部３１ｄを加工して変形する工程において、鋳巣が潰れて鋳巣を閉塞させることができるので、冷媒の外部への漏れを抑制する効果をさらに高めることができる。

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９は実施の形態３に係る回転電機１のインバータ部４０の要部断面図で、蓋部材３２が伝熱部材３１に固定された箇所の断面図、図１０は回転電機１の別のインバータ部４０の要部断面図で、蓋部材３２が伝熱部材３１に固定された箇所の断面図、図１１は回転電機１の別のインバータ部４０の要部断面図で、蓋部材３２が伝熱部材３１に固定された箇所の断面図である。実施の形態３に係る回転電機１は、冷却器３７に中間部材３８を追加して設けた構成になっている。

蓋固定部３４と蓋部材３２との間に、第２突出部３１ｄが貫通した中間部材３８が設けられている。図９に示した蓋固定部３４は、ナットである。図９に示した構成では、中間部材３８はナットと蓋部材３２との間に設けられ、中間部材３８はナットにより蓋部材３２と共に伝熱部材３１に固定されている。中間部材３８は貫通孔３８ａを有し、第２突出部３１ｄは貫通孔３８ａを貫通する。中間部材３８は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料により作製される。中間部材３８の軸方向に見た形状は、例えば円形であるが、中間部材３８の軸方向に見た形状は円形に限るものではない。

このように中間部材３８を設けることで、中間部材３８により冷却器３７の放熱を補助することができるので、冷却器３７の冷却性能を向上させることができる。例えば、特許文献１に示された構成に中間部材を設けた場合、中間部材はボルトのねじ頭と蓋部材との間に設けることになる。その場合、パワーモジュール及び界磁モジュールの熱が伝熱部材に伝導し、次に伝熱部材と蓋部材のボルトとの接触面を介して熱はボルトに伝導する。さらに、ねじ頭の他端側の面を介して熱は中間部材へと伝導していく。これに対して本実施の形態に示した構造では、熱は、伝熱部材３１から第２突出部３１ｄと蓋固定部３４であるナットとの接触面を介してナットに伝導する。次にナットの他端側の面を介して中間部材３８に伝わるため、伝熱経路が短縮されるので、冷却器３７の冷却性能を向上させることができる。

図１０に示した構成では、中間部材３８に、複数の放熱フィン３８ｂが形成されている。蓋固定部３４は、図９と同様にナットである。中間部材３８に放熱フィン３８ｂを形成することで、冷却器３７の冷却性能をさらに向上させることができる。

図１１は、変形部３１ｆを設けた蓋部材３２の伝熱部材３１への固定構造に、中間部材３８を追加して設けた構成である。中間部材３８には、複数の放熱フィン３８ｂが形成されている。図９又は図１０に示した構成と同様に、中間部材３８により冷却器３７の放熱を補助することができるので、冷却器３７の冷却性能を向上させることができる。図１０に示した中間部材３８の放熱フィン３８ｂは、軸方向に並べて設けられ、図１１に示した中間部材３８の放熱フィン３８ｂは、径方向に並べて設けられている。放熱フィン３８ｂは、何れの方向に並べて設けてもよく、放熱フィン３８ｂの形状はこれらの形状に限るものではない。

実施の形態４．
実施の形態４に係る回転電機１について説明する。図１２は実施の形態４に係る回転電機１のインバータ部４０の要部断面図で、蓋部材３２が伝熱部材３１に固定された箇所の断面図、図１３は回転電機１の別のインバータ部４０の要部断面図で、蓋部材３２が伝熱部材３１に固定された箇所の断面図である。実施の形態４に係る回転電機１は、蓋部材３２が蓋部材突出部３２ｂを有した構成になっている。

蓋部材３２は、軸方向の一方側の貫通孔３２ａの周囲の部分に、軸方向の一方側に突出した蓋部材突出部３２ｂを有し、蓋部材突出部３２ｂと蓋固定部３４とが当接している。図１２に示した蓋部材突出部３２ｂは、例えば、バーリング加工により形成される。図１２に示した蓋固定部３４は、ナットである。このように構成することで、蓋部材３２の固定箇所を流路溝部３１ａが形成された伝熱部材３１の本体部分から軸方向にさらに遠ざけることができ、流路溝部３１ａと外部とが鋳巣を介して繋がることがさらに抑制されるので、回転電機１が径方向に大型化することなく、冷媒の外部への漏れが抑制された回転電機１を得ることができる。また、蓋部材突出部３２ｂを設けることで蓋部材３２の表面積が増加するので、冷却器３７の冷却性能をさらに向上させることができる。

図１３は、変形部３１ｆを設けた蓋部材３２の伝熱部材３１への固定構造に、蓋部材突出部３２ｂを設けた構成である。図１３に示した蓋部材突出部３２ｂは、例えば、押出し加工により形成される。図１２に示した構成と同様に、蓋部材３２の固定箇所を流路溝部３１ａが形成された伝熱部材３１の本体部分から軸方向にさらに遠ざけることができ、さらに伝熱部材３１の本体部分に蓋部材３２を固定するための切削等の表面加工が施されておらず流路溝部３１ａと外部とが鋳巣を介して繋がることがさらに抑制されるので、回転電機１が径方向に大型化することなく、冷媒の外部への漏れが抑制された回転電機１を得ることができる。また、蓋部材突出部３２ｂを設けることで蓋部材３２の表面積が増加するので、冷却器３７の冷却性能をさらに向上させることができる。

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。

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
（付記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、を設け、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インバータ部と、を備え、
前記冷却器は、軸方向の他方側の面に前記パワーモジュール及び前記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が形成された伝熱部材と、前記流路溝部の軸方向の一方側の開口を塞ぐ蓋部材と、前記伝熱部材と前記蓋部材との隙間において前記流路溝部の周囲に沿って設けられたシール材と、前記流路溝部と前記蓋部材とに囲まれた流路に冷媒を供給及び排出する冷媒給排部と、を備え、
前記伝熱部材は、前記流路溝部を取り囲む軸方向の一方側の面から軸方向の一方側に突出した複数の突出部を有し、
前記蓋部材は、前記突出部が貫通した貫通孔を有し、
前記蓋部材よりも軸方向の一方側に突出した前記突出部の部分に、前記貫通孔の径よりも大きい蓋固定部が設けられ、
前記蓋部材は、前記蓋固定部により前記伝熱部材に固定されている回転電機。
（付記２）
前記突出部は、前記伝熱部材の軸方向の一方側の面から軸方向の一方側に突出した第１突出部と、前記第１突出部の軸方向の一方側の端部の部分から軸方向の一方側に突出した第２突出部と、を有し、
前記第１突出部の径方向の大きさは、前記第２突出部の径方向の大きさよりも大きく、
前記第２突出部は、前記貫通孔を貫通し、
前記蓋部材の軸方向の他方側の部分と前記第１突出部の軸方向の一方側の端部とが当接し、
前記蓋部材よりも軸方向の一方側に突出した前記第２突出部の部分に、前記蓋固定部が設けられている付記１に記載の回転電機。
（付記３）
前記シール材は、前記第１突出部の前記流路溝部の側の前記伝熱部材の部分と、前記蓋部材との間の隙間に配置され、前記伝熱部材と前記蓋部材との間に挟まれ、押圧されている付記２に記載の回転電機。
（付記４）
前記蓋部材よりも軸方向の一方側に突出した前記第２突出部の部分の外周に、雄ねじ部が形成され、
前記蓋固定部は、前記雄ねじ部に締結されたナットである付記２又は３に記載の回転電機。
（付記５）
前記蓋固定部は、前記蓋部材よりも軸方向の一方側に突出し、前記貫通孔の径よりも大きい径を有する前記第２突出部の部分である付記２又は３に記載の回転電機。
（付記６）
前記蓋固定部と前記蓋部材との間に、前記第２突出部が貫通した中間部材が設けられている付記２から５のいずれか１項に記載の回転電機。
（付記７）
前記蓋部材は、軸方向の一方側の前記貫通孔の周囲の部分に、軸方向の一方側に突出した蓋部材突出部を有し、
前記蓋部材突出部と前記蓋固定部とが当接している付記２から５のいずれか１項に記載の回転電機。
（付記８）
前記中間部材に、複数の放熱フィンが形成されている付記６に記載の回転電機。
（付記９）
前記第１突出部と前記流路溝部との間の前記第１突出部の側であって、前記伝熱部材の軸方向の一方側の面の部分に凹部が設けられている付記２から５のいずれか１項に記載の回転電機。

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、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 グランド端子、９ｃ 入力端子、９ｄ 制御端子、１０ 界磁モジュール、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、１４ｂ 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、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、３１ｂ 突出部、３１ｃ 第１突出部、３１ｄ 第２突出部、３１ｄ１ 雄ねじ部、３１ｅ 凹部、３１ｆ 変形部、３２ 蓋部材、３２ａ 貫通孔、３２ｂ 蓋部材突出部、３３ 冷媒入出力管、３４ 蓋固定部、３５ シール材、３６ 流路、３７ 冷却器、３８ 中間部材、３８ａ 貫通孔、３８ｂ 放熱フィン、４０ インバータ部

Claims (9)

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、を設け、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インバータ部と、を備え、
   前記冷却器は、軸方向の他方側の面に前記パワーモジュール及び前記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が形成された伝熱部材と、前記流路溝部の軸方向の一方側の開口を塞ぐ蓋部材と、前記伝熱部材と前記蓋部材との隙間において前記流路溝部の周囲に沿って設けられたシール材と、前記流路溝部と前記蓋部材とに囲まれた流路に冷媒を供給及び排出する冷媒給排部と、を備え、
   前記伝熱部材は、前記流路溝部を取り囲む軸方向の一方側の面から軸方向の一方側に突出した複数の突出部を有し、
   前記蓋部材は、前記突出部が貫通した貫通孔を有し、
   前記蓋部材よりも軸方向の一方側に突出した前記突出部の部分に、前記貫通孔の径よりも大きい蓋固定部が設けられ、
   前記蓋部材は、前記蓋固定部により前記伝熱部材に固定されている回転電機。
2. 前記突出部は、前記伝熱部材の軸方向の一方側の面から軸方向の一方側に突出した第１突出部と、前記第１突出部の軸方向の一方側の端部の部分から軸方向の一方側に突出した第２突出部と、を有し、
   前記第１突出部の径方向の大きさは、前記第２突出部の径方向の大きさよりも大きく、
   前記第２突出部は、前記貫通孔を貫通し、
   前記蓋部材の軸方向の他方側の部分と前記第１突出部の軸方向の一方側の端部とが当接し、
   前記蓋部材よりも軸方向の一方側に突出した前記第２突出部の部分に、前記蓋固定部が設けられている請求項１に記載の回転電機。
3. 前記シール材は、前記第１突出部の前記流路溝部の側の前記伝熱部材の部分と、前記蓋部材との間の隙間に配置され、前記伝熱部材と前記蓋部材との間に挟まれ、押圧されている請求項２に記載の回転電機。
4. 前記蓋部材よりも軸方向の一方側に突出した前記第２突出部の部分の外周に、雄ねじ部が形成され、
   前記蓋固定部は、前記雄ねじ部に締結されたナットである請求項２に記載の回転電機。
5. 前記蓋固定部は、前記蓋部材よりも軸方向の一方側に突出し、前記貫通孔の径よりも大きい径を有する前記第２突出部の部分である請求項２に記載の回転電機。
6. 前記蓋固定部と前記蓋部材との間に、前記第２突出部が貫通した中間部材が設けられている請求項２に記載の回転電機。
7. 前記蓋部材は、軸方向の一方側の前記貫通孔の周囲の部分に、軸方向の一方側に突出した蓋部材突出部を有し、
   前記蓋部材突出部と前記蓋固定部とが当接している請求項２に記載の回転電機。
8. 前記中間部材に、複数の放熱フィンが形成されている請求項６に記載の回転電機。
9. 前記第１突出部と前記流路溝部との間の前記第１突出部の側であって、前記伝熱部材の軸方向の一方側の面の部分に凹部が設けられている請求項２に記載の回転電機。

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