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公開番号2024125538
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-19
出願番号2023033402
出願日2023-03-06
発明の名称回転電機
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人ぱるも特許事務所
主分類H02K 11/33 20160101AFI20240911BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【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
特許請求の範囲【請求項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。
続きを表示（約 900 文字）【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は、回転電機に関するものである。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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：ＬｏｎｇＬｉｆｅＣｏｏｌａｎｔ）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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－０３３２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
（【００１１】以降は省略されています）

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