JP4286773B2 - 電動発電機装置 - Google Patents

Description

この発明は、ブラシを介して給電され制御回路部により通電制御される半導体制御素子によって通電制御される界磁巻線と前記制御回路部により制御されるインバータパワー回路部によって通電制御される電機子巻線とを有する電動発電機本体部に前記インバータパワー回路部と前記制御回路部とが搭載された電動発電機装置に関するものである。

従来の車両用交流電動発電機は、一般的には、例えば特開２００１-９５１０３号公報（特許文献１）に示されているように、エンジンの外側に横置き配置され、ベルト・プーリを介してエンジンに連結されており、電動発電機を駆動発電制御するインバータは電動発電機から遠く離れて配設されており、電動発電機とインバータは三相の配線で接続されている。またインバータには界磁回路を制御する界磁回路部も搭載されている。

また、特開２００３−２２５０００号公報には、その図１２に示されているように、前記電動発電機と前記インバータとが一体化されている構成が示されている。

特開２００１−９５１０３号公報（図１及びその説明） 特開２００３−２２５０００号公報（図４、図７及びその説明）

特許文献１に示されているような一般的な電動発電機においては、電動発電機を駆動発電制御するインバータを車両上に搭載する必要があり、電動発電機搭載のスペースとは別にインバータ搭載のスペースを確保する必要があった。

そのため、近年では特許文献２に示されるように、電動発電機とインバータ部とを一体化して、車両上のインバータ搭載スペースの確保を不要とする空冷式の車両用電動発電機装置が提案されている。

電動発電機とインバータ部とを一体化した電動発電機装置を、エンジンル−ム内など、エンジンの近傍に搭載した場合、特許文献１では言及されていないが、エンジンの振動を受けやすく、また外部からの被水が多くなるため、インバータの制御回路や当該制御回路と関連する回路や部品間の配線接続の耐震性や絶縁性の信頼性を確保する必要があり、各種配線接続を合理化しておく必要があり、また、電動発電機とインバータ部とを一体化した場合は、インバータの制御回路や当該制御回路と関連する回路や部品は電動発電機の固定子・回転子からの磁束の影響をうけやすくなるため、耐ノイズ性も確保する必要がある。

この発明は、前述のような実情に鑑みてなされたもので、電動発電機とインバータ部とを一体化するにあたって、回転子の巻線に電流を供給する界磁回路部の配線の耐震性の向上を図ることを目的としている。

この発明に係る電動発電機装置は、ブラシを介して給電され制御回路部により通電制御される半導体制御素子によって通電制御される界磁巻線と前記制御回路部により制御されるインバータパワー回路部によって通電制御される電機子巻線とを有する電動発電機本体部に前記インバータパワー回路部と前記制御回路部とが搭載された電動発電機装置であって、前記ブラシが前記界磁巻線および前記電機子巻線と前記制御回路部との間に配設されており、前記ブラシに対して前記界磁巻線および前記電機子巻線と反対の側に配設された樹脂ケースからなる制御回路部搭載部内に、前記制御回路部が構成されている制御基板が収納され、前記制御基板に前記半導体制御素子が搭載され、前記制御回路部により前記半導体制御素子を通電制御するための信号配線が前記制御基板のパターン配線で構成されているものである。

この発明に係る電動発電機装置は、ブラシを介して給電され制御回路部により通電制御される半導体制御素子によって通電制御される界磁巻線と前記制御回路部により制御されるインバータパワー回路部によって通電制御される電機子巻線とを有する電動発電機本体部に前記インバータパワー回路部と前記制御回路部とが搭載された電動発電機装置であって、前記ブラシが前記界磁巻線および前記電機子巻線と前記制御回路部との間に配設され、前記ブラシと前記制御回路部との中間に界磁回路部品搭載部が存在しており、この界磁回路部品搭載部の前記ブラシと反対側に前記半導体制御素子および前記界磁巻線と並列をなすフライホイルダイオードが搭載され、前記半導体制御素子と前記フライホイルダイオードとが前記界磁回路部品搭載部上で接続され、前記制御回路部が制御基板の前記界磁回路部品搭載部と反対側に構成され、前記制御回路部により前記半導体制御素子を通電制御するための信号配線により前記半導体制御素子が前記制御回路部に接続されているものである。

この発明に係る電動発電機装置は、ブラシを介して給電され制御回路部により通電制御される半導体制御素子によって通電制御される界磁巻線と前記制御回路部により制御されるインバータパワー回路部によって通電制御される電機子巻線とを有する電動発電機本体部に前記インバータパワー回路部と前記制御回路部とが搭載された電動発電機装置であって、前記ブラシを保持するブラシホルダが前記界磁巻線および前記電機子巻線と前記制御回路部との間に位置する界磁回路部品搭載部を有し、この界磁回路部品搭載部上に前記半導体制御素子および前記界磁巻線と並列をなすフライホイルダイオードが前記界磁回路部品搭載部に搭載され、前記半導体制御素子と前記フライホイルダイオードとが前記界磁回路部品搭載部上の接続ターミナルで接続され、前記半導体制御素子と前記フライホイルダイオードと前記接続ターミナルとが、前記界磁回路部品搭載部の前記制御回路部側に配設され、前記半導体制御素子を制御駆動するためのドレイン信号接続ターミナル配線、ゲート信号接続ターミナル配線、及びソース信号接続ターミナル配線が、前記制御回路部が構成されている制御基板に接続されているものである。

この発明による電動発電機装置は、ブラシを介して給電され制御回路部により通電制御される半導体制御素子によって通電制御される界磁巻線と前記制御回路部により制御されるインバータパワー回路部によって通電制御される電機子巻線とを有する電動発電機本体部に前記インバータパワー回路部と前記制御回路部とが搭載された電動発電機装置であって、前記ブラシが前記界磁巻線および前記電機子巻線と前記制御回路部との間に配設されており、前記ブラシに対して前記界磁巻線および前記電機子巻線と反対の側に配設された樹脂ケースからなる制御回路部搭載部内に、前記制御回路部が構成されている制御基板が収納され、前記制御基板に前記半導体制御素子が搭載され、前記制御回路部により前記半導体制御素子を通電制御するための信号配線が前記制御基板のパターン配線で構成されているので、回転子の巻線に電流を供給する界磁回路部の配線の耐震性が向上し、しかも、前記制御回路部および前記半導体制御素子が、前記ブラシに対し前記前記界磁巻線および前記電機子巻線と反対側に位置することから、回転子・固定子からの漏れ磁束によるノイズの影響を受けにくい。

この発明による電動発電機装置は、ブラシを介して給電され制御回路部により通電制御される半導体制御素子によって通電制御される界磁巻線と前記制御回路部により制御されるインバータパワー回路部によって通電制御される電機子巻線とを有する電動発電機本体部に前記インバータパワー回路部と前記制御回路部とが搭載された電動発電機装置であって、前記ブラシが前記界磁巻線および前記電機子巻線と前記制御回路部との間に配設され、前記ブラシと前記制御回路部との中間に界磁回路部品搭載部が存在しており、この界磁回路部品搭載部の前記ブラシと反対側に前記半導体制御素子および前記界磁巻線と並列をなすフライホイルダイオードが搭載され、前記半導体制御素子と前記フライホイルダイオードとが前記界磁回路部品搭載部上で接続され、前記制御回路部が制御基板の前記界磁回路部品搭載部と反対側に構成され、前記制御回路部により前記半導体制御素子を通電制御するための信号配線により前記半導体制御素子が前記制御回路部に接続されているので、発熱量の多い前記フライホイルダイオードおよび前記半導体制御素子が前記制御回路部に存在しないことから、前記制御回路部の温度上昇を抑制でき、しかも、前記制御回路部および前記半導体制御素子が、前記ブラシに対し前記前記界磁巻線および前記電機子巻線と反対側に位置ししかも界磁回路部品搭載部の前記ブラシと反対側に搭載されていることから、回転子・固定子からの漏れ磁束によるノイズの影響を受けにくく、さらに、前記半導体制御素子が前記制御回路部から離れているので、前記半導体制御素子のスイッチングによる前記制御回路部へのノイズの影響を低減できる。

この発明による電動発電機装置は、ブラシを介して給電され制御回路部により通電制御される半導体制御素子によって通電制御される界磁巻線と前記制御回路部により制御されるインバータパワー回路部によって通電制御される電機子巻線とを有する電動発電機本体部に前記インバータパワー回路部と前記制御回路部とが搭載された電動発電機装置であって、前記ブラシを保持するブラシホルダが前記界磁巻線および前記電機子巻線と前記制御回路部との間に位置する界磁回路部品搭載部を有し、この界磁回路部品搭載部上に前記半導体制御素子および前記界磁巻線と並列をなすフライホイルダイオードが前記界磁回路部品搭載部に搭載され、前記半導体制御素子と前記フライホイルダイオードとが前記界磁回路部品搭載部上の接続ターミナルで接続され、前記半導体制御素子と前記フライホイルダイオードと前記接続ターミナルとが、前記界磁回路部品搭載部の前記制御回路部側に配設され、前記半導体制御素子を制御駆動するためのドレイン信号接続ターミナル配線、ゲート信号接続ターミナル配線、及びソース信号接続ターミナル配線が、前記制御回路部が構成されている制御基板に接続されているので、発熱量の多い前記半導体制御素子およびフライホイルダイオードが前記制御回路部に存在しないことから、前記制御回路部の温度上昇を抑制でき、しかも、界磁回路の構成要素である前記ブラシと前記半導体制御素子とフライホイルダイオードとが前記界磁回路部品搭載部に集約されていることから、前記ブラシと前記半導体制御素子とフライホイルダイオードとを接続する接続ターミナルが短くて済み配線の合理化ができるとともに耐震性が向上し、さらに、前記半導体制御素子が前記制御回路部から離れているので、前記半導体制御素子のスイッチングによる前記制御回路部へのノイズの影響を低減でき、さらに、前記半導体制御素子と前記フライホイルダイオードと前記接続ターミナルとが、前記界磁回路部品搭載部の前記制御回路部側に配設されているので、前記半導体制御素子と前記フライホイルダイオードと前記接続ターミナルとを前記界磁回路部品搭載部の前記制御回路部と反対側（前記回転子・固定子側）に配設した場合に比べ、回転子・固定子からの漏れ磁束によるノイズの影響を受けにくい。

実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１を図１〜図４により説明する。図１は電動発電機装置全体の概略構造の事例を示す縦断側面図、図２は図１の界磁回路の構造の具体的事例を示す縦断側面図、図３は主として界磁回路の具体的配線の事例を示す配線図、図４は回転子の一部をシャフトの長手方向に斜め上から見た斜視図である。なお、各図中、同一符合は同一部分を示す。

先ず、電動発電機装置全体の概略構造を、図１により説明する。

即ち、図１において、電動発電機装置は、アルミニウム製のフロントブラケット１及びリアブラケット２から構成されたケース１２Ａと、このケース１２Ａ内に設けられ軸線Ｃの延在方向（以下「軸線延在方向」と略記する）の一端部にプーリ３が固定されたシャフト４と、このシャフト４に固定された回転子５と、前記回転子５を支持するためのベアリング６，７と、前記回転子５に起磁力を発生させるための界磁巻線８と、前記回転子５の両側面に固定されたファン９と、前記ケース１２Ａ内の内壁面に固定され電機子巻線１０Ａを有する電機子１０とで構成される電動発電機本体部１００を有している。

電動発電機装置は、更に、前記シャフト４の前記軸線延在方向の他端部に固定され前記界磁巻線８に電流を供給するスリップリング１１と、前記リアブラケット２に固定されたボルト１２と、前記リアブラケット２の前記軸線延在方向の後側の外側に配設され前記ボルト１２に支持されたブラシホルダ１３と、このブラシホルダ１３内に収納され前記スリップリング１１の外周面に摺動する一対のブラシ１４と、前記ボルト１２に支持されたインバータパワー部２０と、前記リアブラケット２の前記軸線延在方向の後端に配設された回転センサ２１と、前記ブラシホルダ１３および前記インバータパワー部２０の前記軸線延在方向の後側に配設され前記ボルト１２で支持された樹脂ケースからなる制御回路部搭載部２２と、前記ブラシホルダ１３の外周を覆い前記ブラケット２と前記制御回路部搭載部２２とに挟まれたパッキン１５と、前記制御回路部搭載部２２の内側に配設され前記インバータパワー部２０や界磁回路の界磁電流などを制御する（いわゆる前記電動発電機本体部１００を制御する）ための制御回路部２２Ａが構成されている制御基板２３と、前記制御回路部搭載部２２の前記軸線延在方向後端の開口部２２Ｂを密閉するカバー２４と、前記制御回路部搭載部２２に配設され前記制御基板２３上の配線と外部配線とを接続するコネクタ２５とを有している。

前記制御回路部２２Ａおよび前記制御基板２３は樹脂２６により封止されている。

前記制御基板２３と前記ブラシホルダ１３と前記電動発電機本体部１００とは前記軸線延在方向に並設されている。同様に、前記制御基板２３と前記インバータパワー部２０と前記電動発電機本体部１００とは前記軸線延在方向に並設されている。また、前記ブラシホルダ１３と前記インバータパワー部２０とは、前記軸線延在方向と直交する共通平面上に前記軸線Ｃを中心とする周方向に所定の間隔を隔てて並設されている。

前記周方向に所定の間隔を隔てて並設された前記ブラシホルダ１３と前記インバータパワー部２０とは、前記制御回路部搭載部２２に設けられた樹脂製の環状カバー部２２Ｃによって空間を隔てて囲繞され、環状カバー部２２Ｃによって、防滴、防水、防塵されている。前記環状カバー部２２Ｃは、前記電動発電機本体部１００の前記ケース１２Ａと略同径であり、当該ケース１２Ａと同軸状に配設されている。

次に、界磁回路の構造の具体的事例および具体的配線の事例を図２および図３によって説明する。

界磁回路の配線は図３に示すように、バッテリBattの＋電位と同電位の配線から電界効果型トランジスタ等の半導体制御素子３０を介してフライホイルダイオード３１を通る経路と、ブラシ１４からスリップリング１１を介して界磁巻線８を通る経路とに分岐され、それぞれアースに接続されている。

前記半導体制御素子である電界効果型トランジスタ３０は、制御回路部２２Ａによって制御駆動するために、ドレイン信号Vd，ゲート信号Vg，ソース信号Vsの各信号配線が制御回路部２２Ａと前記半導体制御素子３０のドレイン，ゲート，ソースとの間に接続されている。界磁巻線８に流れる界磁電流を検出するためのシャント抵抗等の電流センサ３２が前記ブラシ１４と前記半導体制御素子３０との間に接続されており、前記電流センサ３２の出力端には、電流を検出する電流検出配線Vc1、Vc2があり、これら電流検出配線Vc1、Vc2は、前記電流センサ３２と同じ制御基板２３上の制御回路部２２Ａに制御基板２３の配線パターンで接続されている。

図２に示すように、前記半導体制御素子３０、前記フライホイルダイオード３１、前記電流センサ３２が、共通の前記制御基板２３上に実装されており、前記制御基板２３は、制御回路部２２Ａ、前記半導体制御素子３０、前記フライホイルダイオード３１、および前記電流センサ３２と共に樹脂２６で封止されている。

前記半導体制御素子である電界効果型トランジスタ３０は制御駆動するために、前記ドレイン信号配線Vd、ゲート信号配線Vg、ソース信号配線Vsを前記制御回路部２２Ａに接続する必要があり、前記半導体制御素子である電界効果型トランジスタ３０を前記制御基板２３上に搭載することにより、前記ドレイン信号接続配線Vd、前記ゲート信号配線Vg、前記ソース信号配線Vsおよび前記バッテリBattと同電圧の端子からの配線を前記制御基板２３のパターン配線で構成することができ、配線を合理化することができ、通常のリード線による配線より耐振性に優れている。

また、前記フライホイルダイオード３１も前記制御基板２３上に配置することにより、前記電界効果型トランジスタから前記フライホイルダイオードまでの配線、前記フライホイルダイオードから前記アースまでの配線も前記制御基板２３上の配線パターンで構成することができるため、配線の合理化ができ、通常のリード線による配線より耐振性に優れている。

さらに、界磁電流を検出する前記電流センサ３２も前記制御基板２３上に搭載されていることにより、電流検出のための電流検出配線Vc1、Vc2も前記制御基板２３の配線パターンで構成することができ、配線を合理化することができ、通常のリード線による配線より耐振性に優れている

前記ブラシホルダ１３から前記制御基板２３までの通常の配線（前記配線パターン以外のリード線や導体バーなど）４０が1本で済む。

また、回転子５は、図４に示すように、その鉄心は一対の対向する爪状磁極１６，１７から構成されており、対向する爪状磁極１６，１７間の漏れ磁束を低減するために、爪状磁極１６，１７間に磁石１８が配置されている。

前記電動発電機本体部１００を回転・発電させる際に、回転子鉄心・固定子鉄心に磁束がながれるが、前記回転子５はその鉄心が爪形状の界磁巻線型であるため、図４に矢印で示すように爪状磁極１６，１７の根元から対向する爪状磁極先端１６，１７への漏れ磁束や、図２に矢印で示すように、回転子軸方向側の鉄部と固定子軸方向の鉄部との間を通る漏れ磁束が存在し、回転子・固定子の近傍に界磁回路の主回路や信号線がある場合、この漏れ磁束により界磁主回路に電流が流れたり、信号線に電流が流れ、界磁回路にノイズが乗りやすくなるが、本実施の形態１の構成では回転子・固定子からはなれた制御基板２３上に界磁電流の流れる経路の一部や信号線を配置しているため、ノイズの影響を少なくすることができる。

また、制御基板２３上では樹脂などで封止することが容易であり、前記制御基板２３上の部材・配線の外部からの被水などによる電飾を防ぎ、絶縁性を容易に確保することが可能である。

実施の形態２．
以下この発明の実施の形態２を図５〜図７により説明する。図５は界磁回路の構造の具体的事例を示す縦断側面図、図６は主として界磁回路の具体的配線の事例を示す配線図、図７は界磁回路の構造の更に具体的な事例を示す拡大図で、（ａ）は一部を断面で示す側面図、（ｂ）は軸線延在方向の後部側から見た背面図である。なお、図５〜図７において、前述の図１〜図４と同一または相当部分には前記図１〜図４と同一符号を付し、以下の本実施の形態２についての説明は、前述の１〜図４に例示した本発明の実施の形態１と異なる部分を主に説明し、他の説明は割愛する。

本実施の形態２では、電界効果型トランジスタ等の半導体制御素子３０は制御基板２３上にあり、フライホイルダイオード３１は、ブラシホルダ１３に一体に周方向に突設された板状の界磁回路部品搭載部１３Ａ上に搭載されている。ブラシ１４とフライホイルダイオード３１間の配線はブラシホルダ１３内および界磁回路部品搭載部１３Ａにモールドされた接続ターミナル４２，４３で構成されている。制御基板２３とブラシホルダ１３は1本の接続ターミナル（配線）４１で接続されている。フライホイルダイオード３１の＋極は、界磁回路部品搭載部１３Ａにモールドされリアブラケット２に接続された接続ターミナル（配線）４４で接地される。また、界磁電流を検出するためのシャント抵抗等の電流センサ３２は制御基板２３上に搭載されており、電流センサ３２の出力端には、電流を検出する電流検出配線Vc1、Vc2があり、これら電流検出配線Vc1、Vc2は、前記電流センサ３２と同じ制御基板２３上の制御回路部２２Ａに、制御基板２３の配線パターンで接続されている。

電界効果型トランジスタ等の半導体制御素子３０、電流センサ３２が制御基板２３上にあるため、ドレイン信号配線Vd、ゲート信号配線Vg、ソース信号配線Vs、電流センサ３２の電流検出のための電流検出配線Vc1，Vc2およびバッテリBattと同電圧の端子からの配線を制御基板２３のパターン配線で構成することができ、配線を合理化することができる。また、フライホイルダイオード３１をブラシホルダ１３の界磁回路部品搭載部１３Ａ上に搭載することにより、ブラシホルダ１３から制御基板２３への接続ターミナル（配線）４１が1本でよくなるため、配線を合理化することができ、耐振性に優れている。

また、本実施の形態２においても、回転子・固定子から離れた制御基板２３上に界磁電流の流れる経路の一部や信号線を配置しているため、ノイズの影響を少なくすることができる。

また、界磁電流が数A〜十数Aの電流がながれる巻線仕様の場合、発熱量の大きいフライホイルダイオード３１が制御基板２３上に実装されていないため、制御基板２３の温度上昇を抑制できる。

さらに、前述の実施の形態１と同様に、制御基板２３上では樹脂などで封止することが容易であり、制御基板２３上の部材・配線の外部からの被水などによる電飾を防ぎ、絶縁性を容易に確保することが可能である。

実施の形態３．
以下この発明の実施の形態３を図８および図９により説明する。図８は界磁回路の構造の具体的事例を示す縦断側面図、図９は主として界磁回路の具体的配線の事例を示す配線図である。なお、図８および図９において、前述の図１〜図７と同一または相当部分には前記図１〜図７と同一符号を付し、以下の本実施の形態３についての説明は、前述の図１〜図７に例示した本発明の実施の形態１および２と異なる部分を主に説明し、他の説明は割愛する。

本実施の形態３では、電界効果型トランジスタ等の半導体制御素子３０は制御基板２３上にある。また、ボルトで支持された樹脂ケース２２のブラシホルダ１３側の壁部を界磁回路部品搭載部２２Ｄとし、この界磁回路部品搭載部２２Ｄ上に、フライホイルダイオード３１が搭載されている。フライホイルダイオード３１は、接続ターミナル（配線）４６により制御基板２３に接続され、界磁回路部品搭載部２２Ｄ上の接続ターミナル（配線）４７によりアースに接続されている。界磁電流を検出するための電流センサ３２は、制御基板２３上に搭載されており、電流センサ３２の出力端には、電流を検出する電流検出配線Vc1、Vc2があり、これら電流検出配線Vc1、Vc2は、前記電流センサ３２と同じ制御基板２３上の制御回路部２２Ａに、制御基板２３の配線パターンで接続されている。

電界効果型トランジスタ等の半導体制御素子３０、電流センサ３２が制御基板２３上にあるため、ドレイン信号配線Vd、ゲート信号配線Vg、ソース信号配線Vs、電流センサ３２の電流検出のための電流検出配線Vc1，Vc2およびバッテリBattと同電圧の端子からの配線を制御基板２３のパターン配線で構成することができ、配線を合理化することができる。また、フライホイルダイオード３１と制御基板２３とを接続する接続ターミナル（配線）４６も短く、耐振性に優れている。

また、本実施の形態においても、回転子・固定子からはなれた制御基板２３上に界磁電流の流れる経路の一部や信号線を配置しているため、ノイズの影響を少なくすることができる。

また、界磁電流が数A〜数十Aの電流が流れる巻線仕様の場合、発熱量の大きいフライホイルダイオード３１が制御基板２３上に実装されていないため、制御基板２３の温度上昇を抑制でき、さらにフライホイルダイオード３１がブラシホルダ１３上に実装されていないため、フライホイルダイオード３１がブラシ１４から受熱を受けることがなく、フライホイルダイオード３１の温度上昇も抑えられる。

なお、電界効果型トランジスタ等の半導体制御素子３０も、ボルトで支持された樹脂ケース２２のブラシホルダ１３側の壁部に設けられた界磁回路部品搭載部２２Ｄ上に搭載することも可能であり、その場合は、発熱量の多い前記フライホイルダイオード３１および前記半導体制御素子３０が前記制御回路部２２Ａに搭載されていないため、制御基板２３の温度上昇を更に抑制できる。また、前記制御回路部および前記半導体制御素子が、前記ブラシに対し前記前記界磁巻線および前記電機子巻線と反対側に位置することから、回転子・固定子からの漏れ磁束によるノイズの影響を受けにくい。

実施の形態４．
以下この発明の実施の形態４を図１０〜図１２により説明する。図１０は界磁回路の構造の具体的事例を示す縦断側面図、図１１は主として界磁回路の具体的配線の事例を示す配線図、図１２は界磁回路の構造の更に具体的な事例を示す拡大図で、（ａ）は一部を断面で示す側面図、（ｂ）は軸線延在方向の後部側から見た背面図である。なお、図１０〜図１２において、前述の図１〜図９と同一または相当部分には前記図１〜図９と同一符号を付し、以下の本実施の形態４についての説明は、前述の図１〜図９に例示した本発明の実施の形態１〜３と異なる部分を主に説明し、他の説明は割愛する。

本実施の形態４では、電界効果型トランジスタ等の半導体制御素子３０とフライホイルダイオード３１が双方ともブラシホルダ１３上に配置されており、これらの界磁電流が流れる経路の部材である半導体制御素子３０とフライホイルダイオード３１は、ブラシホルダ１３内の接続ターミナル（配線）５０で接続されて搭載されている。

電界効果型トランジスタ等の半導体制御素子３０を制御駆動するためのドレイン信号接続ターミナル（配線）Vd、ゲート信号接続ターミナル（配線）Vg、ソース信号接続ターミナル（配線）Vsが、ブラシホルダ１３の界磁回路部品搭載部１３Ａから制御基板２３に接続されている。このように界磁電流が流れる経路の配線・部材がブラシホルダ１３の界磁回路部品搭載部１３Ａ上に配設されている。

このように界磁電流が流れる経路の配線・部材の接続をブラシホルダ１３の界磁回路部品搭載部１３Ａ上の接続ターミナル４８，４９，５０，５１で構成することにより、界磁電流が流れる経路の接続数を減らすことができ、つまり配線を合理化でき、耐振性にも優れている。

また、界磁電流が数A〜十数Aの電流がながれる巻線仕様の場合、発熱量の大きいフライホイルダイオード３１が制御基板２３上に実装されていないため、制御基板２３の温度上昇を抑制できる。また、前記半導体制御素子３０が前記制御回路部２２Ａから離れているので、前記半導体制御素子３０のスイッチングによる前記制御回路部２２Ａの配線・部品（例えば回転センサ２１の信号線など）へのノイズの影響を低減することができる。

実施の形態５．
以下この発明の実施の形態５を図１３〜図１６により説明する。図１３は界磁回路の構造の具体的事例を示す縦断側面図、図１４は主として界磁回路の具体的配線の事例を示す配線図、図１５は図１３における要部を拡大して示す縦断側面図、図１６は図１５のXVI−XVI線から矢印の方向に見た要部の背面図である。なお、図１３〜図１６において、前述の図１〜図１２と同一または相当部分には前記図１〜図１２と同一符号を付し、以下の本実施の形態５についての説明は、前述の図１〜図１２に例示した本発明の実施の形態１〜４と異なる部分を主に説明し、他の説明は割愛する。

この発明の実施の形態５では、ブラシホルダ１３と制御回路部２２Ａとの中間に、界磁回路部品搭載部２２Ｄが存在しており、この界磁回路部品搭載部２２Ｄ上に、前述の半導体制御素子３０とフライホイルダイオード３１と電流センサ３２とが配設されている。

前記半導体制御素子３０のソース電極と前記フライホイルダイオード３１の陰極と前記電流センサ３２の入力端子の一方とは、界磁回路部品搭載部２２Ｄ内の接続ターミナル５３により接続されている。

前記半導体制御素子３０のドレイン極は、接続ターミナル５５に接続され、この接続ターミナル５５を介してバッテリの＋側Battに接続され、また、該接続ターミナル５５およびドレイン信号接続ターミナル（配線）Vdを介して、制御基板２３上の制御回路部２２Ａに接続されている。前記半導体制御素子３０のソース極は、前記接続ターミナル５５およびソース信号接続ターミナル（配線）Vsを介して、制御基板２３上の制御回路部２２Ａに接続されている。前記半導体制御素子３０のゲート極は、ゲート信号接続ターミナル（配線）Vgを介して、制御基板２３上の制御回路部２２Ａに接続されている。

前記フライホイルダイオード３１の陽極は、前記界磁回路部品搭載部２２Ｄ内の接続ターミナル（配線）５２を介して接地GNDされている。

前記電流センサ３２の入力端子の他方は、ブラシホルダ１３内のブラシ１４に接続された接続ターミナル（配線）４５に前記界磁回路部品搭載部２２Ｄ内の接続ターミナル（配線）５４を介して接続されている。前記電流センサ３２の出力端子の一方は、電流検出接続ターミナルＶc1を介して、前記制御基板２３上の制御回路部２２Ａに接続されている。前記電流センサ３２の出力端子の他方は、電流検出接続ターミナルＶc2を介して、前記制御基板２３上の制御回路部２２Ａに接続されている。

換言すれば、前記ソース信号接続ターミナル（配線）Vs、ゲート信号接続ターミナル（配線）Vg、ドレイン信号接続ターミナル（配線）Vd、前記電流センサ３２の電流検出接続ターミナルＶc1、および前記電流センサ３２の電流検出接続ターミナルＶc2が、前記界磁回路部品搭載部２２Ｄから前記制御基板２３上の制御回路部２２Ａに接続されている。

このように、界磁電流が流れる経路の配線（前記各接続ターミナルVs，Vg，Vd，Ｖc1，Ｖc2）および部材（前記半導体制御素子３０、前記フライホイルダイオード３１、前記電流センサ３２）が、前記界磁回路部品搭載部２２Ｄ上に配設されている。

本実施の形態５は、前述のような構成であるので、前述の界磁電流が流れる経路の配線および部材を、前記ブラシホルダ１３と前記制御回路部２２Ａとの中間に位置する前記界磁回路部品搭載部２２Ｄ上で接続することができ、さらに、前記ブラシ１４から前記界磁回路部品搭載部２２Ｄへの接続ターミナル４５や、前記界磁回路部品搭載部２２Ｄから前記制御基板２３上の制御回路部２２Ａへの前記半導体制御素子３０のドレイン信号接続ターミナル（配線）Vd、ゲート信号接続ターミナル（配線）Vg、ソース信号接続ターミナル（配線）Vs、前記電流センサ３２（例えばシャント抵抗）の電流を検出する電流検出接続ターミナルＶc1，Ｖc2を短くすることができ、耐震性に優れている。

また、本実施の形態５は、前述のような構成により、発熱量の多いフライホイルダイオード３１および半導体制御素子３０が、制御基板２３上の制御回路部２２Ａに搭載されていないので、フライホイルダイオード３１および半導体制御素子３０の発熱による制御基板２３の温度上昇を抑制することができる。

更にまた、本実施の形態５は、前述のような構成により、半導体制御素子３０が制御回路部２２Ａから離れているので、前記半導体制御素子３０のスイッチングによる制御回路部２２Ａの配線や部品（例えば回転センサ２１の信号線など）へのノイズの影響を低減することができる。また、回転子や固定子から離れているので該回転子や固定子の漏れ磁束によるノイズの影響を受けにくい。

この発明の実施の形態１を示す図で、電動発電機装置全体の概略構造の事例を示す縦断側面図である。 この発明の実施の形態１を示す図で、図１の界磁回路の構造の具体的事例を示す縦断側面図である。 この発明の実施の形態１を示す図で、主として界磁回路の具体的配線の事例を示す配線図である。 この発明の実施の形態１を示す図で、回転子の一部をシャフトの長手方向に斜め上から見た斜視図である。 この発明の実施の形態２を示す図で、界磁回路の構造の具体的事例を示す縦断側面図である。 この発明の実施の形態２を示す図で、主として界磁回路の具体的配線の事例を示す配線図である。 この発明の実施の形態２を示す図で、界磁回路の構造の更に具体的な事例を示す拡大図であり、（ａ）は一部を断面で示す側面図、（ｂ）は軸線延在方向の後部側から見た背面図である。 この発明の実施の形態３を示す図で、界磁回路の構造の具体的事例を示す縦断側面図である。 この発明の実施の形態３を示す図で、主として界磁回路の具体的配線の事例を示す配線図である。 この発明の実施の形態４を示す図で、界磁回路の構造の具体的事例を示す縦断側面図である。 この発明の実施の形態４を示す図で、主として界磁回路の具体的配線の事例を示す配線図である。 この発明の実施の形態４を示す図で、界磁回路の構造の更に具体的な事例を示す拡大図であり、（ａ）は一部を断面で示す側面図、（ｂ）は軸線延在方向の後部側から見た背面図である。 この発明の実施の形態５を示す図で、界磁回路の構造の具体的事例を示す縦断側面図である。 この発明の実施の形態５を示す図で、主として界磁回路の具体的配線の事例を示す配線図である。 この発明の実施の形態５を示す図で、図１３における要部を拡大して示す縦断側面図である。 この発明の実施の形態５を示す図で、図１５のXVI−XVI線から矢印の方向に見た要部の背面図である。

符号の説明

１ フロントブラケット、
２ リアブラケット、
３ プーリ、
４ シャフト、
５ 回転子、
６，７ ベアリング、
８ 界磁巻線、
９ ファン、
１０ 電機子、
１０Ａ 電機子巻線、
１１ スリップリング、
１２ ボルト、
１２Ａ ケース、
１３ ブラシホルダ、
１３Ａ 界磁回路部品搭載部、
１４ ブラシ、
１５ パッキン、
１６，１７ 爪状磁極、
１８ 磁石、
２０ インバータパワー部、
２１ 回転センサ、
２２ 制御回路部搭載部、
２２Ａ 制御回路部、
２２Ｂ 開口部、
２２Ｃ 環状カバー部、
２２Ｄ 界磁回路部品搭載部、
２３ 制御基板、
２４ カバー、
２５ コネクタ、
２６ 樹脂、
３０ 半導体制御素子、
３１ フライホイルダイオード、
３２ 電流センサ、
４０ 通常の配線、
４５〜５５ 接続ターミナル（配線）、
１００ 電動発電機本体部、
Batt バッテリ、
GND 接地、
Vc1，Vc2 電流検出配線（電流検出接続ターミナル）、
Vd ドレイン信号配線（ドレイン信号接続ターミナル）、
Vg ゲート信号配線（ゲート信号接続ターミナル）、
Vs ソース信号配線（ソース信号接続ターミナル）。

Claims (9)

1. ブラシを介して給電され制御回路部により通電制御される半導体制御素子によって通電制御される界磁巻線と前記制御回路部により制御されるインバータパワー回路部によって通電制御される電機子巻線とを有する電動発電機本体部に前記インバータパワー回路部と前記制御回路部とが搭載された電動発電機装置であって、
   前記ブラシが前記界磁巻線および前記電機子巻線と前記制御回路部との間に配設されており、
   前記ブラシに対して前記界磁巻線および前記電機子巻線と反対の側に配設された樹脂ケースからなる制御回路部搭載部内に、前記制御回路部が構成されている制御基板が収納され、
   前記制御基板に前記半導体制御素子が搭載され、
   前記制御回路部により前記半導体制御素子を通電制御するための信号配線が前記制御基板のパターン配線で構成されている電動発電機装置。
2. 請求項１に記載の電動発電機装置において、前記制御回路部と前記半導体制御素子とが前記制御基板と共に樹脂で封止されていることを特徴とする電動発電機装置。
3. 請求項１〜請求項２の何れか一に記載の電動発電機装置において、界磁電流を検出し出力を前記制御基板のパターン配線により前記制御回路部に供給する電流センサが、前記制御基板に搭載され前記制御基板と共に樹脂で封止されていることを特徴とする電動発電機装置
4. 請求項１〜請求項３の何れか一に記載の電動発電機装置において、前記界磁巻線と並列をなすフライホイルダイオードが前記制御基板に搭載され、前記半導体制御素子と前記フライホイルダイオードとが前記制御基板のパターン配線で接続されていることを特徴とする電動発電機装置。
5. 請求項４に記載の電動発電機装置において、前記制御基板が前記ブラシ及び前記インバータパワー回路部に対して前記界磁巻線および前記電機子巻線と反対の側に配設されていること特徴とする電動発電機装置。
6. 請求項１〜請求項３の何れか一に記載の電動発電機装置において、前記界磁巻線と並列をなすフライホイルダイオードが、前記ブラシを保持するブラシホルダ上に搭載されていることを特徴とする電動発電機装置。
7. 請求項１〜請求項３の何れか一に記載の電動発電機装置において、前記ブラシを保持するブラシホルダと前記制御回路部との中間に界磁回路部品搭載部が存在し、この界磁回路部品搭載部に、前記界磁巻線と並列をなすフライホイルダイオードが搭載されていることを特徴とする電動発電機装置。
8. ブラシを介して給電され制御回路部により通電制御される半導体制御素子によって通電制御される界磁巻線と前記制御回路部により制御されるインバータパワー回路部によって通電制御される電機子巻線とを有する電動発電機本体部に前記インバータパワー回路部と前記制御回路部とが搭載された電動発電機装置であって、前記ブラシが前記界磁巻線および前記電機子巻線と前記制御回路部との間に配設され、前記ブラシと前記制御回路部との中間に界磁回路部品搭載部が存在しており、この界磁回路部品搭載部の前記ブラシと反対側に前記半導体制御素子および前記界磁巻線と並列をなすフライホイルダイオードが搭載され、前記半導体制御素子と前記フライホイルダイオードとが前記界磁回路部品搭載部上で接続され、前記制御回路部が制御基板の前記界磁回路部品搭載部と反対側に構成され、前記制御回路部により前記半導体制御素子を通電制御するための信号配線により前記半導体制御素子が前記制御回路部に接続されている電動発電機装置。
9. ブラシを介して給電され制御回路部により通電制御される半導体制御素子によって通電制御される界磁巻線と前記制御回路部により制御されるインバータパワー回路部によって通電制御される電機子巻線とを有する電動発電機本体部に前記インバータパワー回路部と前記制御回路部とが搭載された電動発電機装置であって、
   前記ブラシを保持するブラシホルダが前記界磁巻線および前記電機子巻線と前記制御回路部との間に位置する界磁回路部品搭載部を有し、
   この界磁回路部品搭載部上に前記半導体制御素子および前記界磁巻線と並列をなすフライホイルダイオードが前記界磁回路部品搭載部に搭載され、
   前記半導体制御素子と前記フライホイルダイオードとが前記界磁回路部品搭載部上の接続ターミナルで接続され、
   前記半導体制御素子と前記フライホイルダイオードと前記接続ターミナルとが、前記界磁回路部品搭載部の前記制御回路部側に配設され、
   前記半導体制御素子を制御駆動するためのドレイン信号接続ターミナル配線、ゲート信号接続ターミナル配線、及びソース信号接続ターミナル配線が、前記制御回路部が構成されている制御基板に接続されている
   電動発電機装置。

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