JP6272521B1

JP6272521B1 - Controller-integrated rotating electrical machine

Info

Publication number: JP6272521B1
Application number: JP2017034654A
Authority: JP
Inventors: 潤田原; 石崎　光範; 光範石崎; 友明島野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2037-02-27
Also published as: JP2018143020A

Abstract

【課題】外部から水の浸入を防止することができる制御装置一体型回転電機を得る。【解決手段】回転子巻線および固定子巻線を有する回転電機本体と、回転子巻線および固定子巻線に接続され、パワーモジュール、制御基板および平滑コンデンサを有する電力変換回路と、回転電機本体のリア側に取り付けられ、回転電機本体のフロント側に向かって膨らんでいる収納部を有する制御装置と、収納部のフロント側に設けられたプレートと、パワーモジュールおよび制御基板を収納するケースと、ケースに収納されたパワーモジュールおよび制御基板を封止する封止樹脂体と、を備え、平滑コンデンサは、収納部に収納され、収納部は、ケースとの隙間が埋められるとともに、フロント側の面に設けられた貫通孔、および貫通孔の外周にわたってフロント側に形成された凸状を有し、プレートは、凸状の外周にわたってリア側に形成された凸状を有している。【選択図】図６A control device-integrated dynamoelectric machine capable of preventing water from entering from the outside is provided. A rotating electrical machine main body having a rotor winding and a stator winding, a power conversion circuit connected to the rotor winding and the stator winding, having a power module, a control board, and a smoothing capacitor, and the rotating electrical machine A control device having a storage unit attached to the rear side of the main body and bulging toward the front side of the rotating electrical machine main body, a plate provided on the front side of the storage unit, a case for storing the power module and the control board, A sealing resin body that seals the power module and the control board housed in the case, the smoothing capacitor is housed in the housing portion, and the housing portion is filled with a gap between the case and the front side. A through hole provided in the surface, and a convex shape formed on the front side over the outer periphery of the through hole, and the plate is located on the rear side over the convex outer periphery. It has formed convex. [Selection] Figure 6

Description

この発明は、回転電機本体と制御装置とが一体化している制御装置一体型回転電機に関する。 The present invention relates to a controller-integrated rotating electrical machine in which a rotating electrical machine main body and a control device are integrated.

従来から、車両等に搭載され、回転電機本体とこの回転電機本体を制御するための制御装置とが一体化された制御装置一体型回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a controller-integrated rotating electrical machine that is mounted on a vehicle or the like and in which a rotating electrical machine body and a control device for controlling the rotating electrical machine body are integrated (for example, see Patent Document 1).

制御装置一体型回転電機の制御装置は、直流電力から交流電力、または交流電力から直流電力に変換するパワー回路部と、パワー回路部を構成するスイッチング素子が動作する際に生じるリップル電流を吸収するための平滑コンデンサと、回転電機本体の界磁巻線に界磁電流を供給する界磁回路部と、パワー回路部および界磁回路部を制御する制御回路部とを備えている。なお、パワー回路部、平滑コンデンサ、界磁回路部および制御回路部は、ヒートシンク、ケース等から構成される空間に収納されている。 A control device for a controller-integrated rotating electrical machine absorbs a ripple current generated when a power circuit unit that converts DC power to AC power or AC power to DC power and a switching element that constitutes the power circuit unit operates. A smoothing capacitor, a field circuit section for supplying a field current to the field winding of the rotating electrical machine body, and a control circuit section for controlling the power circuit section and the field circuit section. The power circuit unit, the smoothing capacitor, the field circuit unit, and the control circuit unit are housed in a space composed of a heat sink, a case, and the like.

国際公開第２０１４／１８８８０３号International Publication No. 2014/188803

制御装置一体型回転電機は、エンジンルーム内に設置されて使用されることが多い。ここで、制御装置には、湿度や振動に対する耐久性が要求されているため、ヒートシンク、ケース等から構成される空間に樹脂を注入して制御装置の内部を封止している。そのため、パワー回路部、界磁回路部および制御回路部への水の浸入が防止されることで、制御装置の湿度に対する信頼性が向上する。さらに、各回路部を構成する部品の周囲が樹脂で固定されることで、振動に対する寿命も改善できる。 The controller-integrated rotating electrical machine is often installed and used in an engine room. Here, since the control device is required to have durability against humidity and vibration, resin is injected into a space constituted by a heat sink, a case, and the like to seal the inside of the control device. Therefore, water is prevented from entering the power circuit unit, the field circuit unit, and the control circuit unit, thereby improving the reliability of the control device with respect to humidity. Furthermore, since the periphery of the parts constituting each circuit portion is fixed with resin, the life against vibration can be improved.

なお、各回路部を樹脂で固定する場合には、平滑コンデンサの周囲も同時に樹脂で封止される。しかしながら、平滑コンデンサは、使用中に内部の電解性物質からガスを発生し、発生したガスによって内圧が増加すると、やがて平滑コンデンサは破壊に至る。すなわち、平滑コンデンサの周囲が樹脂で封止されていると、平滑コンデンサの内部で発生したガスを外部に排出できないので、制御装置の使用寿命が逆に短くなる。そこで、制御装置には、発生したガスを外部に排出できるとともに、水の浸入を防止することができる構造を有することが要求されている。 When each circuit portion is fixed with resin, the periphery of the smoothing capacitor is simultaneously sealed with resin. However, the smoothing capacitor generates gas from the internal electrolytic substance during use, and when the internal pressure increases due to the generated gas, the smoothing capacitor eventually breaks down. That is, if the periphery of the smoothing capacitor is sealed with resin, the gas generated inside the smoothing capacitor cannot be discharged to the outside, so that the service life of the control device is shortened. Therefore, the control device is required to have a structure capable of discharging the generated gas to the outside and preventing water from entering.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、パワーモジュール、制御基板および平滑コンデンサを内蔵した制御装置を樹脂で封止する際、平滑コンデンサの周囲が樹脂で封止されることを防止するとともに、外部から水の浸入を防止することができる制御装置一体型回転電機を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. When a control device including a power module, a control board, and a smoothing capacitor is sealed with resin, the periphery of the smoothing capacitor is sealed with resin. It is an object of the present invention to obtain a controller-integrated rotating electrical machine that can prevent water from entering and prevent water from entering from the outside.

この発明に係る制御装置一体型回転電機は、回転子巻線および固定子巻線を有する回転電機本体と、回転子巻線および固定子巻線に接続され、パワーモジュール、制御基板および平滑コンデンサを有する電力変換回路と、回転電機本体のリア側に取り付けられ、回転電機本体のフロント側に向かって膨らんでいる収納部を有する制御装置と、収納部のフロント側に設けられたプレートと、パワーモジュールおよび制御基板を収納するケースと、ケースに収納されたパワーモジュールおよび制御基板を封止する封止樹脂体と、を備え、平滑コンデンサは、収納部に収納され、収納部は、ケースとの隙間が埋められるとともに、フロント側の面に設けられた貫通孔、および貫通孔の外周にわたってフロント側に形成された凸状を有し、プレートは、凸状の外周にわたってリア側に形成された凸状を有しているものである。 A controller-integrated rotating electrical machine according to the present invention includes a rotating electrical machine main body having a rotor winding and a stator winding, and a power module, a control board, and a smoothing capacitor connected to the rotor winding and the stator winding. A power conversion circuit having a control unit having a storage unit attached to the rear side of the rotating electrical machine body and bulging toward the front side of the rotating electrical machine body, a plate provided on the front side of the storage unit, and a power module And a case for housing the control board, and a power module housed in the case and a sealing resin body for sealing the control board, the smoothing capacitor is housed in the housing part, and the housing part is a gap between the case and the case. And a through hole provided in the front side surface, and a convex shape formed on the front side over the outer periphery of the through hole, the plate Those having a convex formed on the rear side across the convex outer periphery.

この発明に係る制御装置一体型回転電機によれば、平滑コンデンサは、制御装置の収納部に収納され、収納部は、ケースとの隙間が埋められるとともに、フロント側の面に設けられた貫通孔、および貫通孔の外周にわたってフロント側に形成された凸状を有し、プレートは、凸状の外周にわたってリア側に形成された凸状を有している。
ここで、収納部は、電力変換回路のパワーモジュールおよび制御基板を樹脂で封止する際に、平滑コンデンサの周囲が樹脂で封止されることを防止しているので、平滑コンデンサの周囲は封止されない。また、収納部の穴の凸状とプレートの凸状とで迷宮構造を形成して水の浸入を抑制する。
そのため、パワーモジュール、制御基板および平滑コンデンサを内蔵した制御装置を樹脂で封止する際、平滑コンデンサの周囲が樹脂で封止されることを防止するとともに、外部から水の浸入を防止することができる。 According to the control device-integrated dynamoelectric machine according to the present invention, the smoothing capacitor is housed in the housing portion of the control device, and the housing portion has a through hole provided in the front side surface while filling a gap with the case. And a convex shape formed on the front side over the outer periphery of the through hole, and the plate has a convex shape formed on the rear side over the convex outer periphery.
Here, when the power module and the control board of the power conversion circuit are sealed with resin, the storage unit prevents the periphery of the smoothing capacitor from being sealed with resin. I can't stop. Moreover, a labyrinth structure is formed by the convex shape of the hole of the storage portion and the convex shape of the plate to suppress the intrusion of water.
Therefore, when sealing the control device incorporating the power module, control board and smoothing capacitor with resin, it is possible to prevent the periphery of the smoothing capacitor from being sealed with resin and to prevent water from entering from the outside. it can.

この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the control apparatus integrated rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機における電力変換回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the power converter circuit in the control apparatus integrated rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機における制御装置の外観を示す上面図である。It is a top view which shows the external appearance of the control apparatus in the control apparatus integrated rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機における制御装置の内部構造を示す上面図である。It is a top view which shows the internal structure of the control apparatus in the control apparatus integrated rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、ケースに平滑コンデンサが接続された状態を示す上面図である。FIG. 3 is a top view showing a state where a smoothing capacitor is connected to a case in the controller-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置における平滑コンデンサの封止構造を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a sealing structure of a smoothing capacitor in a control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置にプレートが接続された状態を示す上面図である。FIG. 3 is a top view showing a state in which a plate is connected to the control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置にプレートが接続された状態を示す上面図である。FIG. 3 is a top view showing a state in which a plate is connected to the control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置の貫通孔およびプレートの凸状を示す断面図である。In the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置にプレートが接続された状態を示す上面図である。FIG. 3 is a top view showing a state in which a plate is connected to the control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置の貫通孔およびプレートの凸状を示す断面図である。In the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置にプレートが接続された状態を示す上面図である。FIG. 3 is a top view showing a state in which a plate is connected to the control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置の貫通孔およびプレートの凸状を示す断面図である。In the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention, FIG.

以下、この発明に係る制御装置一体型回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。なお、各図において、同一または同様の構成部分については、同じ符号を付しており、対応する各構成部のサイズや縮尺はそれぞれ独立している。例えば構成の一部を変更した断面図の間で、変更されていない同一構成部分を図示する際に、同一構成部分のサイズや縮尺が異なっている場合もある。また、制御装置一体型回転電機の構成は、実際にはさらに複数の部材を備えているが、説明を簡単にするため、説明に必要な部分のみを記載し、他の部分については省略している。 A preferred embodiment of a controller-integrated rotating electrical machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar components are denoted by the same reference numerals, and the sizes and scales of the corresponding components are independent. For example, when the same components that are not changed are illustrated in cross-sectional views in which a part of the configuration is changed, the sizes and scales of the same components may be different. In addition, the configuration of the controller-integrated rotating electrical machine actually includes a plurality of members. However, for the sake of simplicity, only the portions necessary for the description are shown, and the other portions are omitted. Yes.

実施の形態１．
以下、図に従って、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機を説明する。この実施の形態に係る制御装置一体型回転電機は、エンジンの駆動補助および電力の発電に用いられる交流発電電動機に好適に適用しうる。図１は、車両に搭載される、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機の構成を示す断面図である。図１において、制御装置一体型回転電機１は、回転電機本体２、制御装置３等から構成されている。制御装置一体型回転電機１では、プーリー１３に近い部分がフロント側に該当する。また、回転電機本体２から制御装置３に向かう方向は、リア側と呼ばれている。回転電機本体２は、回転子巻線６および固定子巻線１１を有している。 Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a control apparatus-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. The controller-integrated rotating electrical machine according to this embodiment can be suitably applied to an AC generator motor used for engine drive assistance and power generation. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a controller-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention, which is mounted on a vehicle. In FIG. 1, a control device-integrated rotating electrical machine 1 includes a rotating electrical machine body 2, a control device 3, and the like. In the controller-integrated dynamoelectric machine 1, a portion close to the pulley 13 corresponds to the front side. The direction from the rotating electrical machine main body 2 toward the control device 3 is called the rear side. The rotating electrical machine main body 2 has a rotor winding 6 and a stator winding 11.

回転電機本体２の回転子軸４には、回転子５が固定されている。また、回転子５には、回転子巻線６が巻装されている。フロントブラケット７には、軸受９が取り付けられている。また、リアブラケット８には、軸受１０が取り付けられている。回転子軸４は、軸受９と軸受１０によって回転可能に支持されている。固定子巻線１１は、固定子１２に巻装されている。また、固定子１２は、フロントブラケット７とリアブラケット８とによって挟み込まれて保持されている。プーリー１３は、回転子軸４のフロントブラケット７から突出した先端部に取り付けられている。回転子軸４の回転は、プーリー１３から伝動ベルトを介してエンジンに伝達される。 A rotor 5 is fixed to the rotor shaft 4 of the rotating electrical machine body 2. A rotor winding 6 is wound around the rotor 5. A bearing 9 is attached to the front bracket 7. A bearing 10 is attached to the rear bracket 8. The rotor shaft 4 is rotatably supported by a bearing 9 and a bearing 10. The stator winding 11 is wound around the stator 12. The stator 12 is sandwiched and held between the front bracket 7 and the rear bracket 8. The pulley 13 is attached to a tip portion that protrudes from the front bracket 7 of the rotor shaft 4. The rotation of the rotor shaft 4 is transmitted from the pulley 13 to the engine via a transmission belt.

回転子５の回転状態は、回転位置検出センサ１４によって検出される。回転位置検出センサ１４は、回転子軸４のリアブラケット８から突出した後端部に設置されている。また、回転電機本体２には、一対のスリップリング１５と一対のブラシ１７とが取り付けられている。スリップリング１５は、回転子巻線６に電流を供給する。ブラシ１７は、ブラシホルダ１６によって保持されていて、スリップリング１５に摺接する。制御装置３は、固定子巻線１１に電気的に接続されたパワー回路部１８と、回転子巻線６に電気的に接続された界磁回路部１９と、パワー回路部１８および界磁回路部１９を制御する制御回路部２０とを備えている。 The rotational state of the rotor 5 is detected by the rotational position detection sensor 14. The rotational position detection sensor 14 is installed at a rear end portion protruding from the rear bracket 8 of the rotor shaft 4. A pair of slip rings 15 and a pair of brushes 17 are attached to the rotating electrical machine main body 2. The slip ring 15 supplies current to the rotor winding 6. The brush 17 is held by the brush holder 16 and is in sliding contact with the slip ring 15. The control device 3 includes a power circuit unit 18 electrically connected to the stator winding 11, a field circuit unit 19 electrically connected to the rotor winding 6, a power circuit unit 18 and a field circuit. And a control circuit unit 20 for controlling the unit 19.

パワー回路部１８は、パワーモジュール２３から構成されている。界磁回路部１９は、界磁モジュール２４から構成されている。また、制御回路部２０は、制御基板２５から構成されている。ヒートシンク２１は、安価で熱伝導性が良好なアルミニウム合金等の金属で形成されており、リアブラケット８に固定保持されている。放熱フィン２２は、ヒートシンク２１のリアブラケット側、すなわちフロント側の面に、冷却能力を高めるために形成されている。 The power circuit unit 18 includes a power module 23. The field circuit unit 19 includes a field module 24. The control circuit unit 20 includes a control board 25. The heat sink 21 is formed of a metal such as an aluminum alloy that is inexpensive and has good thermal conductivity, and is fixedly held on the rear bracket 8. The heat radiating fins 22 are formed on the rear bracket side of the heat sink 21, that is, the front side surface, in order to increase the cooling capacity.

ここで、回転子５のフロント側にファン７６が接続され、回転子５の回転とともにファン７６が回転し、制御装置３の外周から放熱フィン２２を通り、リアブラケット８の軸方向を通過して回転子５リア側を通り、リアブラケット８の径方向に抜ける風を生じて制御装置および回転電機本体２を冷却する。また、放熱フィン２２のフロント側の先端には、冷却風が確実に放熱フィン２２を通過するように、プレート７５が接続されている。パワーモジュール２３は、ヒートシンク２１の放熱フィン２２が形成された面とは逆の面に搭載されている。パワーモジュール２３は、電源配線２３ａと、制御信号配線２３ｂと、固定子巻線配線２３ｃと、グランド配線２３ｄとを備えている（図２参照）。 Here, a fan 76 is connected to the front side of the rotor 5, and the fan 76 rotates along with the rotation of the rotor 5, passes through the heat radiation fin 22 from the outer periphery of the control device 3, and passes through the axial direction of the rear bracket 8. The control device and the rotating electrical machine main body 2 are cooled by generating a wind passing through the rear side of the rotor 5 and passing in the radial direction of the rear bracket 8. In addition, a plate 75 is connected to the front end of the radiating fin 22 so that the cooling air surely passes through the radiating fin 22. The power module 23 is mounted on the surface of the heat sink 21 opposite to the surface on which the radiation fins 22 are formed. The power module 23 includes a power supply wiring 23a, a control signal wiring 23b, a stator winding wiring 23c, and a ground wiring 23d (see FIG. 2).

ヒートシンク２１のパワーモジュール２３が搭載さている面と同じ面には、界磁モジュール２４が１個搭載されている。界磁モジュール２４は、電源配線２４ａと、制御信号配線２４ｂと、ブラシプラス配線２４ｃ１と、ブラシマイナス配線２４ｃ２と、グランド配線２４ｄとを備えている（図２参照）。パワー回路部１８、界磁回路部１９および制御回路部２０は、ケース２６に収納されている。ケース２６は、ＰＰＳ（ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌｅｎｅＳｕｌｆｉｄｅ）、ＰＢＴ（ＰｏｌｙＢｕｔｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の熱可塑性樹脂で形成され、天井部および底部の一部が開口した形状となっている。制御装置カバー２８は、制御装置３のリアブラケット８とは反対の面に設置されている。ケース２６の内部には、エポキシ樹脂が注入されている。このエポキシ樹脂からなる封止樹脂体２７は、パワー回路部１８、界磁回路部１９および制御回路部２０を封止している。 One field module 24 is mounted on the same surface of the heat sink 21 as the power module 23 is mounted. The field module 24 includes a power supply wiring 24a, a control signal wiring 24b, a brush plus wiring 24c1, a brush minus wiring 24c2, and a ground wiring 24d (see FIG. 2). The power circuit unit 18, the field circuit unit 19, and the control circuit unit 20 are housed in a case 26. The case 26 is made of a thermoplastic resin such as PPS (Polyphenylene Sulfide) or PBT (Poly Butylene Terephthalate), and has a shape in which a part of the ceiling and the bottom are opened. The control device cover 28 is installed on the surface of the control device 3 opposite to the rear bracket 8. An epoxy resin is injected into the case 26. A sealing resin body 27 made of this epoxy resin seals the power circuit portion 18, the field circuit portion 19 and the control circuit portion 20.

図２は、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機における電力変換回路を示す回路図である。図２において、外部のバッテリ５０は、電力変換回路６０に接続されている。電力変換回路６０は、図１に示したパワー回路部１８であるパワーモジュール２３、図１に示した界磁回路部１９である界磁モジュール２４、図１に示した制御回路部２０である制御基板２５、平滑コンデンサ２９等から構成されている。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a power conversion circuit in the controller-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 2, the external battery 50 is connected to the power conversion circuit 60. The power conversion circuit 60 includes a power module 23 that is the power circuit unit 18 shown in FIG. 1, a field module 24 that is the field circuit unit 19 shown in FIG. 1, and a control that is the control circuit unit 20 shown in FIG. The board 25, the smoothing capacitor 29, and the like are included.

パワーモジュール２３は、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を２個内蔵している。ここで、６個のパワーモジュール２３によって、２組の３相インバータ回路が形成されている。制御基板２５には、基材として電気的特性と機械的特性のよいガラスエポキシ樹脂が用いられる。平滑コンデンサ２９は、パワー回路部１８を構成するスイッチング素子、すなわちパワーモジュール２３が動作する際に生じるリップル電流を吸収する。 The power module 23 includes two MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) as switching elements. Here, two sets of three-phase inverter circuits are formed by the six power modules 23. The control substrate 25 is made of glass epoxy resin having good electrical characteristics and mechanical characteristics as a base material. The smoothing capacitor 29 absorbs a ripple current generated when the switching element constituting the power circuit unit 18, that is, the power module 23 operates.

界磁モジュール２４は、モールド成形で形成されている。平滑コンデンサ２９は、電源配線２３ａ、電源配線２４ａ、電源配線２６ａを含む電源配線と、グランド配線２３ｄ、グランド配線２４ｄ、グランド配線２６ｃを含むグランド配線との間に設置される。制御基板２５には、パワー回路部１８および界磁回路部１９を制御するための実装部品と、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とが実装されている。平滑コンデンサ２９には、挿入実装タイプの平滑コンデンサが適用される。電力変換回路６０は、固定子巻線１１と外部のバッテリ５０からの直流電力との間で電力変換を行う。 The field module 24 is formed by molding. The smoothing capacitor 29 is installed between the power supply wiring including the power supply wiring 23a, the power supply wiring 24a, and the power supply wiring 26a and the ground wiring including the ground wiring 23d, the ground wiring 24d, and the ground wiring 26c. Mounted on the control board 25 are mounting components for controlling the power circuit unit 18 and the field circuit unit 19 and an external connection connector for transmitting and receiving signals to and from external devices. An insertion mounting type smoothing capacitor is applied to the smoothing capacitor 29. The power conversion circuit 60 performs power conversion between the stator winding 11 and DC power from the external battery 50.

図３は、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機における制御装置の外観を示す上面図である。図３では、制御装置３を、制御装置カバー２８が設置される方向、すなわちリア側から示している。図３において、ケース２６の内部に形成されている封止樹脂体２７は、パワー回路部１８であるパワーモジュール２３、界磁回路部１９である界磁モジュール２４および制御回路部２０である制御基板２５を封止している。また、電源配線２６ａおよびグランド配線２６ｃは、ともにケース２６の底面にインサートモールド成形されている。グランド配線２６ｃは、ケース２６をヒートシンク２１に設置した後で、ヒートシンク２１にねじで締結して接続される。制御装置３の領域Ａには、パワー回路部１８を構成するスイッチング素子が動作する際に生じるリップル電流を吸収する平滑コンデンサ２９が配置される。平滑コンデンサ２９には、電解コンデンサ、導電性高分子コンデンサ、導電性高分子ハイブリッドアルミ電解コンデンサ等が適用される。 FIG. 3 is a top view showing the appearance of the control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 3, the control device 3 is shown from the direction in which the control device cover 28 is installed, that is, from the rear side. In FIG. 3, the sealing resin body 27 formed inside the case 26 includes a power module 23 that is the power circuit unit 18, a field module 24 that is the field circuit unit 19, and a control board that is the control circuit unit 20. 25 is sealed. Both the power supply wiring 26 a and the ground wiring 26 c are insert-molded on the bottom surface of the case 26. The ground wiring 26c is connected to the heat sink 21 by screws after the case 26 is installed on the heat sink 21. In the region A of the control device 3, a smoothing capacitor 29 that absorbs a ripple current generated when the switching element constituting the power circuit unit 18 operates is disposed. As the smoothing capacitor 29, an electrolytic capacitor, a conductive polymer capacitor, a conductive polymer hybrid aluminum electrolytic capacitor, or the like is applied.

図４は、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機における制御装置の内部構造を示す上面図である。図４は、図３に示した制御装置から封止樹脂体２７および制御基板２５を取り除いて示している。また、図４では、制御装置３を、制御装置カバー２８が設置される方向、すなわちリア側から示しており、制御装置３のパワー回路部１８と界磁回路部１９とが示されている。図４において、界磁モジュール２４は、外部のバッテリ５０に電気的に接続するための電源配線２４ａと、制御回路部２０である制御基板２５に接続するための制御信号配線２４ｂと、プラス側のブラシ１７に通電するためのブラシプラス配線２４ｃ１と、マイナス側のブラシ１７に通電するためのブラシマイナス配線２４ｃ２と、ヒートシンク２１と同電位となるグランド配線２４ｄとを備えている。また、ケース２６は、ネジと接着剤によってヒートシンク２１のリア側に固定されている。 FIG. 4 is a top view showing the internal structure of the control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 shows the control device shown in FIG. 3 with the sealing resin body 27 and the control board 25 removed. In FIG. 4, the control device 3 is shown from the direction in which the control device cover 28 is installed, that is, from the rear side, and the power circuit portion 18 and the field circuit portion 19 of the control device 3 are shown. In FIG. 4, the field module 24 includes a power supply wiring 24 a for electrically connecting to an external battery 50, a control signal wiring 24 b for connecting to a control board 25 that is the control circuit unit 20, and a plus side A brush plus wiring 24 c 1 for energizing the brush 17, a brush minus wiring 24 c 2 for energizing the minus brush 17, and a ground wiring 24 d having the same potential as the heat sink 21 are provided. The case 26 is fixed to the rear side of the heat sink 21 with screws and an adhesive.

制御装置３には、モールド成形されたパワーモジュール２３が６個搭載されている。各々のパワーモジュール２３は、外部のバッテリ５０に電気的に接続するための電源配線２３ａと、制御回路部２０である制御基板２５に接続するための制御信号配線２３ｂと、固定子巻線１１に電気的に接続するための固定子巻線配線２３ｃと、ヒートシンク２１と同電位となるグランド配線２３ｄを備えている。平滑コンデンサ２９は、領域Ａに配置されている。また、銅の配線からなる電源配線２６ａ、固定子巻線配線２６ｂおよびグランド配線２６ｃは、ケース２６の底面にインサートモールド成形されている。ケース２６の領域Ａには、開口部３０が形成されている。 The control device 3 is equipped with six molded power modules 23. Each power module 23 includes a power supply wiring 23 a for electrically connecting to an external battery 50, a control signal wiring 23 b for connecting to a control board 25 that is the control circuit unit 20, and a stator winding 11. A stator winding wiring 23 c for electrical connection and a ground wiring 23 d having the same potential as the heat sink 21 are provided. The smoothing capacitor 29 is disposed in the region A. The power supply wiring 26 a made of copper wiring, the stator winding wiring 26 b and the ground wiring 26 c are insert-molded on the bottom surface of the case 26. An opening 30 is formed in the region A of the case 26.

以上のように構成されているこの発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機１は、エンジンに対する駆動補助としての電動機の機能と、発電のための発電機の機能とを備えている。ここで、制御装置一体型回転電機１が、エンジンに対する駆動補助として機能する際には、外部のバッテリ５０からパワー回路部１８に供給された直流電力が、パワー回路部１８のスイッチング素子、すなわちパワーモジュール２３のオンオフ制御によって、３相交流電流に変換されて固定子巻線１１に供給される。 The controller-integrated dynamoelectric machine 1 according to the first embodiment of the present invention configured as described above includes a function of an electric motor as driving assistance for an engine and a function of a generator for power generation. . Here, when the controller-integrated rotating electrical machine 1 functions as driving assistance for the engine, the DC power supplied from the external battery 50 to the power circuit unit 18 is the switching element of the power circuit unit 18, that is, the power. By the on / off control of the module 23, it is converted into a three-phase alternating current and supplied to the stator winding 11.

外部のバッテリ５０から供給される直流電力は、界磁回路部１９で調整されて回転子巻線６に供給される。このとき、回転子巻線６の周囲には、回転磁界が生じるので、回転子軸４が回転する。回転子軸４の回転は、プーリー１３から図示しない伝動ベルトを介してエンジンに伝達される。制御回路部２０である制御基板２５は、図示しない外部機器および回転位置検出センサ１４からの情報に基づいて、パワー回路部１８および界磁回路部１９を制御する。 The DC power supplied from the external battery 50 is adjusted by the field circuit unit 19 and supplied to the rotor winding 6. At this time, since a rotating magnetic field is generated around the rotor winding 6, the rotor shaft 4 rotates. The rotation of the rotor shaft 4 is transmitted from the pulley 13 to the engine via a transmission belt (not shown). The control board 25 which is the control circuit unit 20 controls the power circuit unit 18 and the field circuit unit 19 based on information from an external device (not shown) and the rotational position detection sensor 14.

ここで、制御装置一体型回転電機１が、発電機として機能する際には、エンジンの回転力が伝動ベルトおよびプーリー１３を介して回転子軸４に伝達される。これにより、回転子５が回転して、固定子巻線１１に３相交流電力が励起される。制御回路部２０は、パワー回路部１８のスイッチング素子、すなわちパワーモジュール２３のオンオフを制御し、固定子巻線１１に励起された３相交流電力を直流電力に変換する。変換された直流電力は、外部のバッテリ５０に供給され、外部のバッテリ５０が充電される。 Here, when the controller-integrated rotating electrical machine 1 functions as a generator, the rotational force of the engine is transmitted to the rotor shaft 4 via the transmission belt and the pulley 13. As a result, the rotor 5 rotates and three-phase AC power is excited in the stator winding 11. The control circuit unit 20 controls on / off of the switching element of the power circuit unit 18, that is, the power module 23, and converts the three-phase AC power excited in the stator winding 11 into DC power. The converted DC power is supplied to the external battery 50, and the external battery 50 is charged.

次に、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機１における平滑コンデンサ２９の実装構造を説明する。図５は、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、ケースに平滑コンデンサが接続された状態を示す上面図である。また、図５は、図３および図４に示された領域Ａを、ケース２６をヒートシンク２１の方向、すなわちフロント側から見て拡大して示している。図５では、挿入実装タイプの平滑コンデンサ２９Ａが、ケース２６と一体成形された金属配線に接続された状態を示している。 Next, the mounting structure of the smoothing capacitor 29 in the controller-integrated dynamoelectric machine 1 according to Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 5 is a top view showing a state where a smoothing capacitor is connected to the case in the control apparatus-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 5 shows the region A shown in FIGS. 3 and 4 in an enlarged manner when the case 26 is viewed from the direction of the heat sink 21, that is, from the front side. FIG. 5 shows a state in which the insertion mounting type smoothing capacitor 29 </ b> A is connected to the metal wiring integrally formed with the case 26.

図５において、ケース２６の底面には、ケースと一体成形されている銅の配線からなる陽極金属配線である電源配線２６ａと、陰極金属配線であるグランド配線２６ｃとが形成されている。図５の電源配線２６ａと図２に示した電源配線２６ａとは、互いに同電位となっている。グランド配線２６ｃは、ケース２６をヒートシンク２１に設置した後で、ヒートシンク２１にねじで締結して接続される。 In FIG. 5, on the bottom surface of the case 26, there are formed a power supply wiring 26a which is an anode metal wiring made of copper wiring integrally formed with the case and a ground wiring 26c which is a cathode metal wiring. The power supply wiring 26a in FIG. 5 and the power supply wiring 26a shown in FIG. 2 have the same potential. The ground wiring 26c is connected to the heat sink 21 by screws after the case 26 is installed on the heat sink 21.

平滑コンデンサ２９は、２本のリード線２９ａを有している。挿入実装タイプの平滑コンデンサ２９Ａは、パワーモジュール２３に内蔵されたスイッチング素子が動作する際のリップル電流を吸収するために接続されており、この実施の形態では、４個のコンデンサが並列に搭載されている。挿入実装タイプの平滑コンデンサ２９Ａには、アルミ電解コンデンサ、導電性高分子コンデンサ、導電性高分子ハイブリッドアルミ電解コンデンサ等を用いることができる。面実装タイプでもリップル電流を吸収する効果があるが、挿入実装タイプの平滑コンデンサ２９Ａを使用することにより、コンデンサの外径よりも大きい台座を持つ表面実装タイプを使用する場合と比較して、例えば千鳥配置のように密集して配置することができるので、実装面積が縮小でき、制御装置３を小型化することができる。 The smoothing capacitor 29 has two lead wires 29a. The insertion mounting type smoothing capacitor 29A is connected to absorb a ripple current when the switching element built in the power module 23 operates. In this embodiment, four capacitors are mounted in parallel. ing. As the insertion mounting type smoothing capacitor 29A, an aluminum electrolytic capacitor, a conductive polymer capacitor, a conductive polymer hybrid aluminum electrolytic capacitor, or the like can be used. The surface mounting type also has an effect of absorbing ripple current, but by using the insertion mounting type smoothing capacitor 29A, compared to the case of using the surface mounting type having a base larger than the outer diameter of the capacitor, for example, Since it can arrange | position densely like zigzag arrangement | positioning, a mounting area can be reduced and the control apparatus 3 can be reduced in size.

図６は、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置における平滑コンデンサの封止構造を示す断面図である。また、図６は、図５に示した切断線６−６に沿った断面図であり、図５の上側から見た断面を示している。図６において、封止樹脂体２７は、ケース２６に収納されているパワーモジュール２３、界磁モジュール２４および制御基板２５を封止している。ヒートシンク２１には、開口部２１оと収納部２１ｘとが形成されている。ヒートシンク２１の収納部２１ｘは、フロント側に向かって膨らんでいて、ケース２６のパワーモジュール２３が搭載される面の反対方向に延在している。挿入実装タイプの平滑コンデンサ２９Ａは、ヒートシンク２１の収納部２１ｘと、ケース２６の底面とで形成された空間に収納されている。また、電源配線２６ａの穴９０およびグランド配線２６ｃの穴９１に平滑コンデンサ２９Ａのリード線２９ａを挿入し、はんだ７１で接合することで、穴９０および穴９１をはんだ７１で埋める。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing the sealing structure of the smoothing capacitor in the control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the cutting line 6-6 shown in FIG. 5 and shows a cross section seen from the upper side of FIG. In FIG. 6, the sealing resin body 27 seals the power module 23, the field module 24, and the control board 25 housed in the case 26. The heat sink 21 has an opening 21о and a storage portion 21x. The storage portion 21x of the heat sink 21 swells toward the front side and extends in the direction opposite to the surface of the case 26 on which the power module 23 is mounted. The insertion mounting type smoothing capacitor 29 </ b> A is housed in a space formed by the housing portion 21 x of the heat sink 21 and the bottom surface of the case 26. Further, the lead wire 29 a of the smoothing capacitor 29 A is inserted into the hole 90 of the power supply wiring 26 a and the hole 91 of the ground wiring 26 c and joined with the solder 71, thereby filling the hole 90 and the hole 91 with the solder 71.

このとき、ケース２６の内部に封止樹脂を注入しても、ヒートシンク２１の開口部２１оがケース２６の底面で塞がれており、穴９０および穴９１がはんだ７１で塞がれており、収納部２１ｘのケース２６側に対する隙間を埋めているため、平滑コンデンサ２９が収納されている空間へは封止樹脂が浸入しない。また、平滑コンデンサ２９Ａのリード線と電源配線２６ａおよびグランド配線２６ｃとを溶接等で接続する場合は、穴が埋まらずに別途穴を塞ぐカバー、シール剤等の追加部品が必要になるが、電気的に接続するはんだを浸入防止にも用いることで、部品を追加することなく、大型化や工程の長時間化を防止できる。また、面実装タイプの平滑コンデンサを使用すると、配線に穴を開けることなくはんだ接合できるため、穴埋めのチェック等の工程を省略することができる。 At this time, even if the sealing resin is injected into the case 26, the opening 21о of the heat sink 21 is closed with the bottom surface of the case 26, and the hole 90 and the hole 91 are closed with the solder 71. Since the gap with respect to the case 26 side of the storage portion 21x is filled, the sealing resin does not enter the space in which the smoothing capacitor 29 is stored. In addition, when connecting the lead wire of the smoothing capacitor 29A to the power supply wiring 26a and the ground wiring 26c by welding or the like, additional parts such as a cover and a sealing agent that do not fill the hole but cover the hole separately are necessary. By using the connecting solder for preventing intrusion, it is possible to prevent an increase in size and a long process time without adding parts. In addition, when a surface mount type smoothing capacitor is used, solder bonding can be performed without making a hole in the wiring, so that a process such as checking for filling a hole can be omitted.

ここで、収納部２１ｘおよびフィン２２の、リアブラケット８側の面にプレート７５を配置し、ヒートシンク２１からリアブラケット８側に突出させた柱７９にねじで締結する。プレート７５は、フィン２２の先端に接している方が、フィン２２同士の間を風が通りやすく、また、フィン２２からプレート７５に熱を伝えてプレート７５からも放熱させることができるため、冷却効率が高まる。プレート７５と柱７９との接続に、抵抗溶接、レーザー溶接、抵抗ろう付け等の金属接合や、高熱伝導率の接着剤を使用すると、支柱７９の熱を効率よくプレートに伝えることができる。さらに、これらの接続方法でプレート７５とフィン２２とを接続することで、フィン２２の熱もプレート７５に効率よく伝えて冷却性能を高めることができる。 Here, the plate 75 is disposed on the rear bracket 8 side surface of the storage portion 21x and the fin 22, and is fastened with screws to the pillar 79 protruding from the heat sink 21 to the rear bracket 8 side. When the plate 75 is in contact with the tips of the fins 22, it is easier for air to pass between the fins 22, and heat can be transferred from the fins 22 to the plate 75 to be dissipated from the plate 75. Increases efficiency. If metal bonding such as resistance welding, laser welding, resistance brazing, or the like or an adhesive with high thermal conductivity is used for the connection between the plate 75 and the column 79, the heat of the column 79 can be efficiently transmitted to the plate. Further, by connecting the plate 75 and the fins 22 by these connection methods, the heat of the fins 22 can be efficiently transmitted to the plate 75 to improve the cooling performance.

グランド配線２６ｃは、ねじ８１でヒートシンク２１に締結される。平滑コンデンサ２９Ａは、自身のもつ抵抗成分と吸収したリップル電流によるジュール熱とで発熱して温度が上昇する。この発熱を、電源配線２６ａおよびグランド配線２６ｃを通じてヒートシンク２１に伝え、フィン２２により放熱する。さらに、冷却風が収納部２１ｘや柱７９の間を通過することで、平滑コンデンサ２９Ａに近い位置で熱伝達率が向上するため、平滑コンデンサ２９Ａの温度を低減できる。平滑コンデンサの温度上昇は、寿命に影響するため、温度を低減することで長寿命化することができる。また、ねじ８１を収納部２１ｘの近傍に配置し、柱７９をねじ８１の直下に配置することで、平滑コンデンサ２９Ａから柱７９までの距離を短くして熱抵抗を小さくでき、また、柱７９と収納部２１ｘとの間が狭くなることで、風速を早めて熱伝達率を向上させ、より冷却性を向上することができる。 The ground wiring 26 c is fastened to the heat sink 21 with a screw 81. The smoothing capacitor 29A generates heat due to its own resistance component and Joule heat due to the absorbed ripple current, and the temperature rises. This heat generation is transmitted to the heat sink 21 through the power supply wiring 26 a and the ground wiring 26 c and is radiated by the fins 22. Furthermore, since the cooling air passes between the storage portion 21x and the column 79, the heat transfer coefficient is improved at a position close to the smoothing capacitor 29A, so that the temperature of the smoothing capacitor 29A can be reduced. Since the temperature rise of the smoothing capacitor affects the life, the life can be extended by reducing the temperature. In addition, by disposing the screw 81 in the vicinity of the storage portion 21x and disposing the column 79 directly below the screw 81, the distance from the smoothing capacitor 29A to the column 79 can be shortened, and the thermal resistance can be decreased. And the space between the storage portion 21x and the wind speed can be increased, the heat transfer rate can be improved, and the cooling performance can be further improved.

ケース２６は、樹脂製の封止剤３１でヒートシンク２１に接着される。ケース２６には、平滑コンデンサ２９の周囲を囲む封止剤の堰堤３１ｘが形成されている。また、ヒートシンク２１の開口部２１оの周囲を囲う堰堤３１ｘにも、ケース２６とヒートシンク２１とを接着する封止剤３１を用いれば、同じ設備で同時に塗布ができる。さらに、部材管理の手間も軽減できるため、生産性が向上する。また、ケース２６の底面に、ヒートシンク２１の開口部２１оの周囲を囲うように堰堤３１ｘを形成することで、収納部２１ｘのケース２６側に対する隙間をより確実に埋めて、平滑コンデンサ２９を収納した空間への封止樹脂体２７の浸入を、より確実に防止することができる。 The case 26 is bonded to the heat sink 21 with a resin sealant 31. The case 26 is formed with a sealing agent dam 31 x surrounding the smoothing capacitor 29. In addition, if the sealing agent 31 that bonds the case 26 and the heat sink 21 is used also on the dam 31x surrounding the opening 21о of the heat sink 21, it can be applied simultaneously with the same equipment. Furthermore, since the labor of member management can be reduced, productivity is improved. Further, by forming the dam 31x on the bottom surface of the case 26 so as to surround the periphery of the opening 21о of the heat sink 21, the gap with respect to the case 26 side of the storage portion 21x is more reliably filled and the smoothing capacitor 29 is stored. It is possible to more reliably prevent the sealing resin body 27 from entering the space.

ヒートシンク２１の収納部２１ｘに貫通孔３２を設けている。ここで、接着剤には、大別して室温放置で硬化するタイプと、加熱して硬化させるタイプとがある。室温硬化タイプは、硬化に時間を要するため、組み立ての途中で用いると、次の工程に投入する時間が遅れて生産性が低下する。 A through hole 32 is provided in the storage portion 21 x of the heat sink 21. Here, the adhesive is roughly classified into a type that is cured at room temperature and a type that is cured by heating. Since the room temperature curing type requires time for curing, when used in the middle of assembly, the time for the next step is delayed and the productivity is lowered.

一方、熱硬化タイプは、短時間で硬化可能である。熱硬化タイプの接着剤を使うと、加熱時に平滑コンデンサ２９が収容されている収納部２１ｘの空気が膨張して外部に排出される。このとき、空気が未硬化の堰堤３１ｘを排除して封止剤に貫通孔が形成され、封止樹脂体２７が浸入する可能性が生じる。収納部２１ｘに貫通孔３２を設けておけば、加熱時に封止剤３１に貫通孔が形成されることを防止でき、生産性の良好な熱硬化タイプの接着剤を封止剤３１に用いることができる。 On the other hand, the thermosetting type can be cured in a short time. When a thermosetting type adhesive is used, the air in the storage portion 21x in which the smoothing capacitor 29 is stored is expanded and discharged to the outside during heating. At this time, there is a possibility that air is removed from the uncured dam 31x, a through hole is formed in the sealant, and the sealing resin body 27 enters. If the through hole 32 is provided in the storage portion 21x, it is possible to prevent the through hole from being formed in the sealant 31 during heating, and a thermosetting adhesive with good productivity is used for the sealant 31. Can do.

なお、収納部２１ｘに貫通孔３２を設けることで、ヒートシンク２１の収納部２１ｘへの水の浸入が懸念される。この場合、貫通孔３２の外周のリアブラケット８側に、プレート７５に接するように凸状７７を形成し、プレート７５のリア側に、凸状７７の外周にわたって、収納部２１ｘに接するように凸状７６を設けて迷宮構造とすることで、水の浸入に対する抵抗を高めて浸入を抑制することができる。なお、凸状７７は、ヒートシンク２１を成型する際に同時に形成でき、凸状７６は、プレート７５をプレスで成型する際に同時に形成できるため、工程を追加することなく実現することができる。 In addition, by providing the through hole 32 in the storage portion 21x, there is a concern that water may enter the storage portion 21x of the heat sink 21. In this case, a convex shape 77 is formed on the rear bracket 8 side of the outer periphery of the through-hole 32 so as to contact the plate 75, and a convex shape is formed on the rear side of the plate 75 so as to contact the storage portion 21 x over the outer periphery of the convex shape 77. By providing the shape 76 to form a labyrinth structure, it is possible to increase the resistance to water intrusion and suppress the intrusion. Note that the convex 77 can be formed at the same time when the heat sink 21 is molded, and the convex 76 can be formed at the same time when the plate 75 is molded by a press, so that it can be realized without adding a process.

図７は、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置にプレートが接続された状態を示す上面図である。また、図７は、この実施の形態に係るプレート７５の別の実装構造を示しており、図６のプレート７５を、リアブラケット８側から見た上面図である。図７において、貫通孔３２は円形であり、凸状７７が円形の貫通孔３２の外周にそって同心円状に形成され、プレートの凸状７６は、凸状７７の外周に、貫通孔３２と同心円状に形成されている。これにより、水が迫ってきても、貫通孔３２の周囲にわたって抵抗を高めているため、浸入の抑制を向上することができる。 FIG. 7 is a top view showing a state in which a plate is connected to the control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 7 shows another mounting structure of the plate 75 according to this embodiment, and is a top view of the plate 75 of FIG. 6 viewed from the rear bracket 8 side. In FIG. 7, the through hole 32 is circular, and a convex shape 77 is formed concentrically along the outer periphery of the circular through hole 32. The convex shape 76 of the plate is formed on the outer periphery of the convex shape 77 with the through hole 32. It is formed concentrically. Thereby, even if water approaches, since resistance is raised over the periphery of the through-hole 32, suppression of intrusion can be improved.

また、貫通孔３２、凸状７７および凸状７６は、多角形でも楕円でも抵抗を高めて浸入を抑制することができ、円形の場合は、どの方向から水が迫ってきても、同様に外周をつたって浸入を防止することができるため、さらに浸入の抑制効果を高めることができる。水の浸入経路は、主に制御装置一体型回転電機１の外径側からであるため、貫通孔３２を収納部２１ｘの制御装置一体型回転電機１の径方向の内側に配置することで、制御装置一体型回転電機１における水の浸入口から貫通孔３２をより遠ざけることができ、水の浸入の抑制効果をさらに高めることができる。 In addition, the through-hole 32, the convex shape 77, and the convex shape 76 can increase the resistance even in a polygonal shape or an elliptical shape and suppress the intrusion. Since the intrusion can be prevented by connecting, the effect of suppressing the intrusion can be further enhanced. Since the water intrusion path is mainly from the outer diameter side of the controller-integrated rotating electrical machine 1, by disposing the through hole 32 on the inner side in the radial direction of the controller-integrated rotating electrical machine 1 in the storage portion 21x, The through hole 32 can be further away from the water ingress in the controller-integrated rotating electrical machine 1, and the effect of suppressing the ingress of water can be further enhanced.

図８は、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置にプレートが接続された状態を示す上面図である。また、図８は、この実施の形態に係るプレート７５の別の実装構造を示しており、図７と同様の上面図である。図９は、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置の貫通孔およびプレートの凸状を示す断面図である。また、図９は、図８に示した切断線９−９に沿った断面図であり、図８の右側から見た断面を示している。 FIG. 8 is a top view showing a state in which a plate is connected to the control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 8 shows another mounting structure of the plate 75 according to this embodiment, and is a top view similar to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the convex shape of the through hole and the plate of the control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the cutting line 9-9 shown in FIG. 8, and shows a cross section viewed from the right side of FIG.

ここで、貫通孔３２の外周部の凸状７７を切り欠いて開放部７８を設けている。開放部７８を、制御装置一体型回転電機１を車両に設置した状態で底面となる箇所に設けておくことで、図９においてプレート７５と収納部２１ｘとの間を天方向からつたってきた水が、万が一、上側の凸状７６および凸状７７から浸入しても、開放部７８を通過して下側の凸状７６から排出され、貫通孔３２につたっていかないため、水の浸入の抑制効果を向上することができる。 Here, the convex part 77 of the outer peripheral part of the through-hole 32 is notched, and the open part 78 is provided. The opening portion 78 is provided at a location that becomes the bottom surface in a state where the controller-integrated rotating electrical machine 1 is installed in the vehicle, so that the water that is connected between the plate 75 and the storage portion 21x in FIG. However, even if it enters from the upper convex shape 76 and the convex shape 77, it passes through the opening 78 and is discharged from the lower convex shape 76, and does not reach the through hole 32. The suppression effect can be improved.

図１０は、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置にプレートが接続された状態を示す上面図である。また、図１０は、この実施の形態に係るプレート７５の別の実装構造を示しており、図７と同様の上面図である。図１１は、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置の貫通孔およびプレートの凸状を示す断面図である。また、図１１は、図１０に示した切断線１１−１１に沿った断面図であり、図１０の右側から見た断面を示している。 FIG. 10 is a top view showing a state where a plate is connected to the control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 10 shows another mounting structure of the plate 75 according to this embodiment, and is a top view similar to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the convex shape of the through hole and the plate of the control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. 11 is a cross-sectional view taken along the cutting line 11-11 shown in FIG. 10, and shows a cross section seen from the right side of FIG.

ここで、収納部２１ｘにおいて、貫通孔３２の外周に形成された凸状７７のさらに外周に凸状８２を形成することで、水の浸入の抑制効果を向上することができる。このとき、凸状８２も凸状７７と同様に、ヒートシンク２１を成型する際に同時に形成できるため、工程を追加することなく実現することができる。凸状を複数設けることで、ヒートシンク２１側でもプレート７５側でも同様に、水の浸入の抑制効果を向上することができる。 Here, in the storage portion 21x, by forming the convex shape 82 on the outer periphery of the convex shape 77 formed on the outer periphery of the through hole 32, the effect of suppressing the intrusion of water can be improved. At this time, similarly to the convex shape 77, the convex shape 82 can be formed at the same time as the heat sink 21 is molded, so that it can be realized without adding a process. By providing a plurality of convex shapes, the effect of suppressing the intrusion of water can be improved similarly on the heat sink 21 side and the plate 75 side.

図１２は、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置にプレートが接続された状態を示す上面図である。また、図１２は、この実施の形態に係るプレート７５の別の実装構造を示しており、図７と同様の上面図である。図１３は、この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機において、制御装置の貫通孔およびプレートの凸状を示す断面図である。また、図１３は、図１２に示した切断線１３−１３に沿った断面図であり、図１２の右側から見た断面を示している。 FIG. 12 is a top view showing a state where the plate is connected to the control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 12 shows another mounting structure of the plate 75 according to this embodiment, and is a top view similar to FIG. FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating the convex shape of the through hole and the plate of the control device in the control device-integrated dynamoelectric machine according to Embodiment 1 of the present invention. 13 is a cross-sectional view taken along the cutting line 13-13 shown in FIG. 12, and shows a cross section seen from the right side of FIG.

ここで、プレート７５の凸状７６の外側に、穴８３を配置している。水が制御装置一体型回転電機１の外径側から入り、プレート７５のヒートシンク２１側をつたって貫通孔３２に向かってきた際に、穴８３からプレート７５のリアブラケット８側に抜けさせて、水の浸入の抑制効果をさらに高めることができる。また、穴８３を貫通孔３２よりも制御装置一体型回転電機１の外径側に配置し、円周の４分の３以上開けることで、外径側からの浸入経路の大半をカバーできるため、抑制効果をさらに向上させることができる。穴８３は、プレート７５をプレスで成型する際に同時に形成できるため、工程を追加することなく実現することができる。 Here, a hole 83 is disposed outside the convex shape 76 of the plate 75. When water enters from the outer diameter side of the controller-integrated rotating electrical machine 1 and passes through the heat sink 21 side of the plate 75 toward the through hole 32, the water is removed from the hole 83 to the rear bracket 8 side of the plate 75, The effect of suppressing water intrusion can be further enhanced. Further, since the hole 83 is arranged on the outer diameter side of the controller-integrated dynamoelectric machine 1 with respect to the through hole 32 and is opened by more than three quarters of the circumference, most of the infiltration path from the outer diameter side can be covered. Further, the suppression effect can be further improved. The hole 83 can be formed at the same time when the plate 75 is molded by a press, and thus can be realized without adding a process.

なお、この実施の形態では、コンデンサ２９Ａをケース２６にインサートした電源配線２６ａおよびグランド配線２６ｃに接続してケース２６と一体化しているが、別体化させて、ケース２６とは別に設けた図示しない配線構造体に接続してもよい。このとき、配線構造体とケース２６またはヒートシンク２１とを接続して、それぞれの間をシール剤等で接着することで、封止樹脂の収納部２１ｘの浸入を抑制するとともに、加熱時にシール剤に貫通孔が形成されることを防止でき、貫通孔３２への水の浸入を抑制することができる。また、制御装置３の組み立て工程とは別の工程で、複数の平滑コンデンサ２９を配線構造体に接続してモジュール化することで、コンデンサモジュールは複数の平滑コンデンサをケース２６に一括で接続するため、生産性を向上させることができる。さらに、ケース２６への取付け前に、電気検査で不良のコンデンサモジュールを排除できるため、廃却費を低減することもできる。配線構造体は、ケース２６と同様のＰＰＳ、ＰＢＴ等の熱可塑性樹脂に銅の配線とともに一体成形してもよく、ガラスエポキシ樹脂やセラミックスや金属で形成してもよい。 In this embodiment, the capacitor 29A is connected to the power supply wiring 26a inserted in the case 26 and the ground wiring 26c and integrated with the case 26. However, the capacitor 29A is shown separately provided separately from the case 26. You may connect to the wiring structure which does not. At this time, by connecting the wiring structure and the case 26 or the heat sink 21 and bonding them with a sealant or the like, the entry of the encapsulating resin storage portion 21x is suppressed and the sealant is used during heating. Formation of the through hole can be prevented, and entry of water into the through hole 32 can be suppressed. In addition, since the plurality of smoothing capacitors 29 are connected to the wiring structure and modularized in a process different from the assembly process of the control device 3, the capacitor module connects the plurality of smoothing capacitors to the case 26 in a lump. , Productivity can be improved. Further, since the defective capacitor module can be eliminated by electrical inspection before being attached to the case 26, the disposal cost can be reduced. The wiring structure may be integrally formed with a thermoplastic resin such as PPS and PBT similar to the case 26 together with the copper wiring, or may be formed of glass epoxy resin, ceramics, or metal.

したがって、この実施の形態に係る制御装置一体型回転電機は、回転子巻線および固定子巻線を有する回転電機本体と、回転子巻線および固定子巻線に接続され、パワーモジュール、制御基板および平滑コンデンサを有する電力変換回路と、回転電機本体のリア側に取り付けられ、回転電機本体のフロント側に向かって膨らんでいる収納部を有する制御装置と、収納部のフロント側に設けられたプレートと、パワーモジュールおよび制御基板を収納するケースと、ケースに収納されたパワーモジュールおよび制御基板を封止する封止樹脂体と、を備え、平滑コンデンサは、収納部に収納され、収納部は、ケースとの隙間が埋められるとともに、フロント側の面に設けられた貫通孔、および貫通孔の外周にわたってフロント側に形成された凸状を有し、プレートは、凸状の外周にわたってリア側に形成された凸状を有しているものである。この実施の形態に係る制御装置一体型回転電機によれば、パワーモジュール、制御基板および平滑コンデンサを内蔵した制御装置を樹脂で封止する際、平滑コンデンサの周囲が樹脂で封止されることを防止するとともに、外部から水の浸入を防止することができる。 Therefore, the controller-integrated rotating electrical machine according to this embodiment is connected to the rotating electrical machine main body having the rotor winding and the stator winding, the rotor winding and the stator winding, the power module, and the control board. And a power conversion circuit having a smoothing capacitor, a control device having a storage unit attached to the rear side of the rotating electrical machine body and bulging toward the front side of the rotating electrical machine body, and a plate provided on the front side of the storage unit And a case for housing the power module and the control board, and a sealing resin body for sealing the power module and the control board housed in the case, the smoothing capacitor is housed in the housing part, The gap between the case and the through hole provided in the front side surface, and the convex shape formed on the front side over the outer periphery of the through hole A, the plate is one having a convex formed on the rear side across the convex outer periphery. According to the controller-integrated dynamoelectric machine according to this embodiment, when the controller including the power module, the control board, and the smoothing capacitor is sealed with resin, the periphery of the smoothing capacitor is sealed with resin. In addition to preventing water from entering from the outside.

なお、この発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。 It should be noted that within the scope of the present invention, the embodiments can be freely combined, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

１制御装置一体型回転電機、２回転電機本体、３制御装置、４回転子軸、５回転子、６回転子巻線、７フロントブラケット、８リアブラケット、９軸受、１０軸受、１１固定子巻線、１２固定子、１３プーリー、１４回転位置検出センサ、１５スリップリング、１６ブラシホルダ、１７ブラシ、１８パワー回路部、１９界磁回路部、２０制御回路部、２１ヒートシンク、２２放熱フィン、２３パワーモジュール、２３ａ電源配線、２３ｂ制御信号配線、２３ｃ固定子巻線配線、２３ｄグランド配線、２４界磁モジュール、２４ａ電源配線、２４ｂ制御信号配線、２４ｃ１ブラシプラス配線、２４ｃ２ブラシマイナス配線、２４ｄグランド配線、２５制御基板、２６ケース、２６ａ電源配線、２６ｂ固定子巻線配線、２６ｃグランド配線、２７封止樹脂体、２８制御装置カバー、２９平滑コンデンサ、２９ａリード、３０開口部、３１封止剤、３２貫通孔、３３フィルタ、３４カバー、３５コンデンサモジュール、３６モジュール基板、３６ａ電源配線、３６ｃグランド配線、３７開口部、３８蓋、３９開口部、４０煙突状構造物、４１通気孔、４２接着剤、５０バッテリ、６０電力変換回路、７５プレート、７６凸状物、７７凸状物、７８開放部、７９支柱、８０ねじ、８１ねじ、８２凸状物、８３穴。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Controller-integrated rotating electrical machine, 2 Rotating electrical machine main body, 3 Control device, 4 Rotor shaft, 5 Rotor, 6 Rotor winding, 7 Front bracket, 8 Rear bracket, 9 Bearing, 10 Bearing, 11 Stator winding Wire, 12 Stator, 13 Pulley, 14 Rotation position detection sensor, 15 Slip ring, 16 Brush holder, 17 Brush, 18 Power circuit section, 19 Field circuit section, 20 Control circuit section, 21 Heat sink, 22 Radiation fin, 23 Power module, 23a power wiring, 23b control signal wiring, 23c stator winding wiring, 23d ground wiring, 24 field module, 24a power wiring, 24b control signal wiring, 24c1 brush plus wiring, 24c2 brush minus wiring, 24d ground wiring 25 Control board 26 Case 26a Power supply wiring 26b Stator winding wiring, 26c ground wiring, 27 sealing resin body, 28 control device cover, 29 smoothing capacitor, 29a lead, 30 opening, 31 sealing agent, 32 through hole, 33 filter, 34 cover, 35 capacitor Module, 36 Module board, 36a Power supply wiring, 36c Ground wiring, 37 Opening, 38 Lid, 39 Opening, 40 Chimney-like structure, 41 Vent, 42 Adhesive, 50 Battery, 60 Power conversion circuit, 75 Plate, 76 Convex object, 77 Convex object, 78 Open part, 79 Post, 80 Screw, 81 Screw, 82 Convex object, 83 hole.

Claims

A rotating electrical machine main body having a rotor winding and a stator winding;
A power conversion circuit connected to the rotor winding and the stator winding and having a power module, a control board and a smoothing capacitor;
A control device having a storage unit attached to the rear side of the rotating electrical machine body and bulging toward the front side of the rotating electrical machine body;
A plate provided on the front side of the storage unit;
A case for housing the power module and the control board;
A sealing resin body that seals the power module and the control board housed in the case, and
The smoothing capacitor is stored in the storage unit,
The storage portion is filled with a gap with the case, and has a through hole provided on the front side surface, and a convex shape formed on the front side over the outer periphery of the through hole,
The said plate has the convex shape formed in the rear side over the said convex outer periphery.

The control device includes a ground wiring,
One of the ground wirings is connected to the smoothing capacitor, and the other is connected to a heat sink.
The control apparatus-integrated dynamoelectric machine according to claim 1, wherein a protrusion is formed on a front side of the heat sink at a connection portion between the ground wiring and the heat sink, and the plate is connected to the protrusion.

The control device-integrated dynamoelectric machine according to claim 1 or 2, wherein the through hole is disposed in a center side of the shaft of the dynamoelectric machine main body in the storage portion.

The control apparatus-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 1 to 3, wherein a convex shape on an outer periphery of the through hole is opened in a ground direction.

The control apparatus-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 1 to 4, wherein a through hole is disposed on a convex outer periphery of the plate.

The control apparatus-integrated dynamoelectric machine according to any one of claims 1 to 5, wherein a plurality of convex shapes on an outer periphery of the through hole and a convex shape of the plate are concentrically arranged.