以下、本発明に係る制御装置一体型回転電機の具体的な実施形態について、図1〜図19を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態の制御装置一体型回転電機1の構成について説明する。
制御装置一体型回転電機1は、例えば車両に搭載されており、バッテリなどの電源2から電力が供給されることで車両を駆動するための駆動力を発生すると共に、また、車両のエンジンから駆動力が供給されることで電源2を充電するための電力を発生する装置である。制御装置一体型回転電機1は、図1及び図2に示す如く、回転電機10と、制御装置11と、を一体的に備えたものである。
回転電機10は、電力が供給されることで車両を駆動するための駆動力を発生すると共に、また、エンジンから駆動力が供給されることで電源2を充電するための電力を発生する機器である。回転電機10は、三相交流モータジェネレータである。回転電機10は、ハウジング100と、固定子101と、回転子102と、スリップリング103と、ブラシ104と、回転角度検出用磁石105と、を備えている。
ハウジング100は、固定子101及び回転子102を収容するとともに、回転子102を回転可能に支持する部材である。ハウジング100は、また、制御装置11が固定される部材である。ハウジング100は、制御装置11が固定される際に制御装置11と嵌合する、円弧板状の嵌合部100aを備えている。
固定子101は、磁路の一部を構成するとともに、電流が流れることで回転磁界を発生する部材である。固定子101は、固定子コア101aと、固定子巻線101bと、を備えている。固定子巻線101bは、固定子コア101aに巻回されている。固定子巻線101bは、二組設けられている。各組それぞれの固定子巻線101bは、三相巻線からなる。各組それぞれの固定子巻線101bの三相巻線は、互いに等間隔で配置されており、位相が120°ずれた状態に配置されている。回転電機10は、図3に示す如く、それぞれ三相巻線からなる二組の固定子巻線101b−1,101b−2を有している。二組の固定子巻線101b−1,101b−2は、互いに所定電気角(例えば電気角30°)ずれた状態に配置されている。
以下、固定子巻線101b−1をUVW系固定子巻線101b−1と、固定子巻線101b−2をXYZ系固定子巻線101b−2と、それぞれ称す。UVW系固定子巻線101b−1はU相巻線101b−1U、V相巻線101b−1V、及びW相巻線101b−1Wからなり、また、XYZ系固定子巻線101b−2はX相巻線101b−2X、Y相巻線101b−2Y、及びZ相巻線101b−2Zからなるものとする。また、U相巻線101b−1UとX相巻線101b−2Xとは互いに所定電気角ずれており、V相巻線101b−1VとY相巻線101b−2Yとは互いに所定電気角ずれており、W相巻線101b−1WとZ相巻線101b−2Zとは互いに所定電気角ずれている。
回転子102は、磁路の一部を構成するとともに、電流が流れることで磁極を形成する部材である。回転子102は、回転軸102aと、回転子コア102bと、回転子巻線102cと、を備えている。回転子コア102bは、回転軸102aが挿通される孔を有し、回転軸102aの外周側に配置されている。回転子巻線102cは、回転子コア102bに巻回されている。
スリップリング103及びブラシ104は、回転子巻線102cに直流を供給する部材である。スリップリング103は、絶縁部材103aを介して回転軸102aの外周面に固定されている。ブラシ104は、バネ104aによって回転軸102a側に押圧されつつ先端面がスリップリング103の外周面に接触された状態でハウジング100側のブラシホルダ104bに保持されている。
回転角度検出用磁石105は、回転子102の回転角度を検出するための磁界を発生する部材である。回転角度検出用磁石105は、磁石ホルダ105aに保持された状態で、回転軸102aの軸方向端部に固定されている。
制御装置11は、回転電機10のハウジング100に対して軸方向外側に配設されている。制御装置11は、回転電機10に駆動力を発生させるために、バッテリなどの電源2から回転電機10に供給される電力を制御すると共に、また、電源2を充電するために、回転電機10の発生した電力を変換して電源2に供給する装置である。
制御装置11は、図1、図2、及び図4〜図11に示す如く、回転角度検出回路IC110aと、パワーモジュール110bと、界磁回路IC110cと、マイクロコンピュータ110dと、ケース部材111aと、固定部材111b,111cと、蓋部材111dと、パワーモジュール用ヒートシンク112aと、界磁回路IC用ヒートシンク112bと、マイクロコンピュータ用ヒートシンク112cと、制御基板113aと、電源配線部材113b,113cと、固定子配線部材113dと、回転子配線部材113eと、外部通信用配線部材113fと、樹脂部材114と、を備えている。
制御基板113aは、回転角度検出回路IC110aとパワーモジュール110bと界磁回路IC110cとマイクロコンピュータ110dとの間を配線するための板状の内部配線部材である。制御基板113aには、その表面及び内層に配線パターンが形成されている。制御基板113aは、ケース部材111aの内部に固定されている。制御基板113aは、回転電機10に対してその板面が回転軸102aの軸方向に向くように配置されている。制御基板113aは、図9に示す如く、回転軸102a回りの一部に形成されている切り欠き115を有している。
回転角度検出回路IC110aは、制御基板113aの裏面(すなわち、回転電機10側の面)に実装されている。回転角度検出回路IC110aは、回転角度検出用磁石105に軸方向で対向するように配置されている。回転角度検出回路IC110aは、回転角度検出用磁石105の発生した磁界に基づいて回転子102の回転角度を検出するための回路を構成する電子部品としての回転検出センサである。
パワーモジュール110bは、回転電機10との間で電力変換を行う電力変換装置としてのインバータ回路を構成する電子部品である。パワーモジュール110bは、同一樹脂パッケージ内にスイッチング回路を構成する上アーム素子と下アーム素子とからなる上下アーム素子が含まれる矩形状のスイッチング素子モジュールである。パワーモジュール110bは、複数設けられている。以下、パワーモジュール110bは、3個設けられているものとし、それぞれ第1パワーモジュール110b−1、第2パワーモジュール110b−2、及び第3パワーモジュール110b−3と称す。
3つのパワーモジュール110b−1,110b−2,110b−3は、図7に示す如く、回転電機10の回転軸102a回りにその回転軸102aを囲んで環状となるように配設されている。また、回転電機10の回転軸102a回りの一部には、パワーモジュール110bが配設されていない非配設領域116が設けられている。この非配設領域116は、制御基板113aの切り欠き115に対応する領域である。すなわち、制御基板113aの切り欠き115は、回転電機10の回転軸102a回りの非配設領域116側に配置されている。
各パワーモジュール110b−1,110b−2,110b−3はそれぞれ、上アーム素子と下アーム素子とからなる上下アーム素子が二組(すなわち、二相)、一体化されたモジュールである。パワーモジュール110b−1は、回転電機10のUVW系固定子巻線101b−1のU相及びV相それぞれの上下アーム素子を含んでいる。パワーモジュール110b−2は、UVW系固定子巻線101b−1のW相及びXYZ系固定子巻線101b−2のX相それぞれの上下アーム素子を含んでいる。また、パワーモジュール110b−3は、XYZ系固定子巻線101b−2のY相及びZ相それぞれの上下アーム素子を含んでいる。
各パワーモジュール110b−1,110b−2,110b−3はそれぞれ、図3に示す如く、二相の上下各アーム素子に対応した4つのスイッチング素子117と、それらの各アーム素子に対応した4つのダイオード118と、を有している。スイッチング素子117は、例えばMOSFETやIGBTなどである。ダイオード118は、スイッチング素子117に並列接続された、電流還流用のダイオードである。各ダイオード118は、温度が高くなるほど順方向電圧VFが小さくなる負の温度特性を有している。
パワーモジュール110bのスイッチング素子117は、マイクロコンピュータ110dによって制御される。各スイッチング素子117が所定タイミングで適宜スイッチングされると、電源2から供給される直流が3相交流に変換されて固定子巻線101bに供給される。また、スイッチング素子117のスイッチングが停止されると、ダイオード118によって固定子巻線101bから供給される3相交流が直流に変換されて電源2に供給される。
界磁回路IC110cは、図9に示す如く、制御基板113aの表面に実装されている。界磁回路IC110cは、マイクロコンピュータ110dによって制御される。界磁回路IC110cは、回転子巻線102cに直流を供給するための回路を構成する電子部品である。
マイクロコンピュータ110dは、図9に示す如く、制御基板113aの表面に実装されている。マイクロコンピュータ110dは、外部から入力される指令、及び、回転角度検出回路IC110aの検出結果に基づいて、パワーモジュール110b及び界磁回路IC110cを制御する電子部品である。マイクロコンピュータ110dは、予め記憶されているプログラムに従って動作し、パワーモジュール110b及び界磁回路IC110cを制御する。
パワーモジュール110b、界磁回路IC110c、及びマイクロコンピュータ110dは、動作中に発熱する。界磁回路IC110c及びマイクロコンピュータ110dは、発熱量が比較的低い低発熱電子部品である。一方、パワーモジュール110bは、界磁回路IC110cやマイクロコンピュータ110dよりも発熱量が高い高発熱電子部品である。
ケース部材111aは、回転角度検出回路IC110a、パワーモジュール110b、界磁回路IC110c、及びマイクロコンピュータ110dを収容する樹脂からなる部材である。ケース部材111aは、図5、図8、図10、及び図11に示す如く、底部111eと、周壁部111fと、開口部111gと、嵌合部111hと、を有している。底部111eは、板状の底部位である。周壁部111fは、底部111eの一面側に形成される筒状の壁部位である。開口部111gは、周壁部111fの底部111eとは反対側に形成される開口した部位である。嵌合部111hは、底部111eの他面側に形成された部位であって、回転電機10に固定される際にハウジング100の嵌合部100aと嵌合する、円弧板状の部位である。
固定部材111b,111cは、ケース部材111aをハウジング100に固定するための金属からなる部材である。固定部材111b,111cは、また、回転電機10の発生した熱を放熱する部材である。固定部材111b,111cは、例えばアルミニウムからなる部材である。
図6に示す如く、固定部材111bは、本体部111iと、フィン部111jと、孔部111kと、を有している。固定部材111cは、本体部111lと、フィン部111mと、孔部111nと、を有している。本体部111i,111lは、板状の部位である。フィン部111j,111mは、本体部111i,111lの一面側に所定間隔をあけて複数形成される薄板状の部位である。孔部111k,111nは、本体部111i,111lに形成される、ケース部材111aをハウジング100に固定するためのボルトが挿通する部位である。固定部材111b,111cは、フィン部111j,111m及び孔部111k,111nを、回転電機10側のケース部材111aの外部に露出させた状態で、ケース部材111aにインサート成形されている。
蓋部材111dは、ケース部材111aの開口部111gを覆うための樹脂からなる板状の部材である。
パワーモジュール用ヒートシンク112aは、パワーモジュール110bの発生した熱をケース部材111aの外部に放熱するための金属からなる高発熱用放熱部材であって、例えばアルミニウムからなる。パワーモジュール用ヒートシンク112aは、本体部112dと、フィン部112eと、を有している。本体部112dは、板状の部位である。フィン部112eは、本体部112dの一面側に所定間隔をあけて複数形成される薄板状の部位である。パワーモジュール用ヒートシンク112aは、表面がアルマイト加工されている。パワーモジュール用ヒートシンク112aは、本体部112dの他面をケース部材111aの内部に露出させるとともに、フィン部112eを回転電機10側のケース部材111aの外部に露出させた状態で、電気的に絶縁され、底部111eにインサート成形されている。
界磁回路IC用ヒートシンク112bは、界磁回路IC110cの発生した熱をケース部材111aの外部に放熱するための金属からなる低発熱用放熱部材であって、例えばアルミニウムからなる。界磁回路IC用ヒートシンク112bは、図12に示す如く、本体部112fと、フィン部112gと、を有している。本体部112fは、板状の部位である。フィン部112gは、本体部112fの一面側に所定間隔をあけて複数形成される薄板状の部位である。界磁回路IC用ヒートシンク112bは、本体部112fをケース部材111aの内部に突出させるとともに、フィン部112gを回転電機10側のケース部材111aの外部に露出させた状態で、電気的に絶縁され、底部111eにインサート成形されている。
マイクロコンピュータ用ヒートシンク112cは、マイクロコンピュータ110dの発生した熱をケース部材111aの外部に放熱するための金属からなる低発熱用放熱部材部材であって、例えばアルミニウムからなる。マイクロコンピュータ用ヒートシンク112cは、図13に示す如く、本体部112hと、フィン部112iと、を有している。本体部112hは、板状の部位である。フィン部112iは、本体部112hの一面側に所定間隔をあけて複数形成される薄板状の部位である。マイクロコンピュータ用ヒートシンク112cは、本体部112hをケース部材111aの内部に突出させるとともに、フィン部112iを回転電機10側のケース部材111aの外部に露出させた状態で、電気的に絶縁され、底部111eにインサート成形されている。
固定部材111b,111c、パワーモジュール用ヒートシンク112a、界磁回路IC用ヒートシンク112b及びマイクロコンピュータ用ヒートシンク112cは、互いに離間しており、ケース部材111aをなす樹脂を間に介在させた状態でケース部材111aにインサート成形されている。パワーモジュール用ヒートシンク112a、界磁回路IC用ヒートシンク112b及びマイクロコンピュータ用ヒートシンク112cは、ケース部材111aの回転電機10取付け面側から見た総面積が、ケース部材111aの回転電機10取付け面側から見たケース部材111aの輪郭によって囲まれた面積よりも小さくなるように設定されている。また、固定部材111b,111cは、ケース部材111aの回転電機10取付け面側から見た総面積が、ケース部材111aの回転電機10取付け面側から見たパワーモジュール用ヒートシンク112a、界磁回路IC用ヒートシンク112b及びマイクロコンピュータ用ヒートシンク112cの総面積より小さくなるように設定されている。
電源配線部材113bは、制御基板113aの電源接続部及びパワーモジュール110bの正極電源端子を、ケース部材111aの外部に設けられたバッテリなどの電源2の正極端子に接続させるための金属からなる正極バスバーである。電源配線部材113cは、制御基板113aの電源接続部及びパワーモジュール110bの負極電源端子を、ケース部材111aの外部に設けられた電源2の負極端子に車体を介して接続させるための金属からなる負極バスバーである。以下、電源配線部材113bを正極バスバー113bと、電源配線部材113cを負極バスバー113cと、それぞれ称す。正極バスバー113bと負極バスバー113cとは、互いに同じ金属素材で成形されている。
正極バスバー113b及び負極バスバー113cはそれぞれ、例えば銅板を屈曲成形して構成される板状の部材であって、少なくとも一面が平面である板状部材である。正極バスバー113b及び負極バスバー113cはそれぞれ、図14に示す如く、断面形状が、矩形状(同図(A))、一面が平面でありかつその一面に対する裏面が角部を切り欠いてテーパ状に成形された面である凸形状(同図(B)、又は、角部が面取りされた平角形状(同図(C)や(D))などになるように形成されている。尚、断面矩形状は、板材を切り抜いて成形されればよい。また、平角形状は、丸材を潰して成形されればよい。正極バスバー113b及び負極バスバー113cは共に、ケース部材111aに一体化されている。正極バスバー113bと負極バスバー113cとは、ケース部材111aにより互いに絶縁されている。
正極バスバー113bは、制御基板113aに接続される接続部113g及び各パワーモジュール110bの二相の上アーム素子それぞれに接続される接続部113iをケース部材111aの内部に露出させるとともに、電源2側に接続される接続部113kをケース部材111aの外部に露出させた状態でケース部材111aにインサート成形されている。また、負極バスバー113cは、制御基板113aに接続される接続部113h及び各パワーモジュール110bの二相の下アーム素子それぞれに接続される接続部113jをケース部材111aの内部に露出させるとともに、電源2側に接続される接続部113lをケース部材111aの外部に露出させた状態でケース部材111aにインサート成形されている。
正極バスバー113bの電源2との接続部113k及び負極バスバー113cの電源2との接続部113lは共に、回転電機10の回転軸102a回りの非配設領域116側すなわち制御基板113aの切り欠き115側に配置されている。正極バスバー113bの接続部113kは、分割されて2つ設けられている。これら2つの接続部113kは、互いに接続されている。負極バスバー113cの接続部113lは、正極バスバー113bの2つの接続部113kから等距離だけ径方向外側に離れて一つ設けられている。
正極バスバー113bは、2つの接続部113kから回転電機10の回転軸102a回りの左右それぞれに延びている。尚、この左右は、制御装置11を上側にかつ回転電機10を下側にそれぞれ配設した場合において正極バスバー113bから回転軸102aを向いた際に定まる方向であって、正極バスバー113bを回転電機10側である軸方向内側から見た際のものでなく回転電機10側でない軸方向外側から見た際の回り方向であるとする。正極バスバー113bは、図4に示す如く、左回り正極バスバー部113bLと、右回り正極バスバー部113bRと、を含んでいる。左回り正極バスバー部113bLは、2つの接続部113kのうち一方の接続部113k(具体的には、2つの接続部113kに対して径方向外側に配置される接続部113lから回転軸102a側を向いて右寄り側に配置されるもの)側から回転軸102aに対して左回り(すなわち、反時計回り)に延びている。また、右回り正極バスバー部113bRは、2つの接続部113kのうち他方の接続部113k(具体的には、接続部113lから回転軸102a側を向いて左寄り側に配置されるもの)側から回転軸102aに対して右回り(すなわち、時計回り)に延びている。
負極バスバー113cは、接続部113lから径方向内側に延びると共に回転電機10の回転軸102a回りの左右それぞれに延びている。尚、この左右は、制御装置11を上側にかつ回転電機10を下側にそれぞれ配設した場合において負極バスバー113cから回転軸102aを向いた際に定まる方向であって、負極バスバー113cを回転電機10側である軸方向内側から見た際のものでなく回転電機10側でない軸方向外側から見た際の回り方向であるとする。負極バスバー113cは、図4に示す如く、左回り負極バスバー部113cLと、右回り負極バスバー部113cRと、を含んでいる。左回り負極バスバー部113cLは、接続部113l側から回転軸102aに対して左回り(すなわち、反時計回り)に延びている。右回り負極バスバー部113cRは、接続部113l側から回転軸102aに対して右回り(すなわち、時計回り)に延びている。
正極バスバー113b及び負極バスバー113cはそれぞれ、その中心部を通る直線(但し、この直線はほぼ回転軸102aに一致する。)上に回転角度検出用磁石105及び回転角度検出回路IC110aが配置されるように形成されている。すなわち、回転角度検出用磁石105は、回転軸102aの軸方向端部に固定されている。また、回転角度検出回路IC110aは、正極バスバー113b及び負極バスバー113cの中心部を通る回転軸102aの延長線上に配置されている。
正極バスバー113bは、2つの接続部113kの中点から回転軸102aを向いて、回転軸102a回りにおいて左右対称に形成されかつ配置されている。具体的には、左回り正極バスバー部113bLと右回り正極バスバー部113bRとは、回転軸102aに対して直交する面にほぼ平行に延びていると共に、その回転軸102aの中心を通りその回転軸102aに直交する方向に延びる線に対して対称(すなわち、線対称)に形成されかつ配置されている。
正極バスバー113bは、回転電機10の回転軸102a回りの一部で開口する開口部119bを有している。開口部119bは、2つの接続部113kを結ぶ線分の中点とは回転軸102aを挟んで反対側の位置に設けられており、回転軸102aに対して非配設領域116とは反対側に開口する部位である。左回り正極バスバー部113bLと右回り正極バスバー部113bRとは、2つの接続部113kとは回転軸102aを挟んで反対側の位置において、互いに接続することなく開口部119bを介して離間している。
負極バスバー113cは、接続部113lから回転軸102aを向いて、回転軸102a回りにおいて左右対称に形成されかつ配置されている。具体的には、左回り負極バスバー部113cLと右回り負極バスバー部113cRとは、回転軸102aに対して直交する面にほぼ平行に延びていると共に、その回転軸102aの中心を通りその回転軸102aに直交する方向に延びる線に対して対称(すなわち、線対称)に形成されかつ配置されている。
負極バスバー113cは、回転電機10の回転軸102a回りの一部で開口する開口部119cを有している。開口部119cは、接続部113lとは回転軸102aを挟んで反対側の位置に設けられており、回転軸102aに対して非配設領域116とは反対側に開口する部位である。左回り負極バスバー部113cLと右回り負極バスバー部113cRとは、接続部113lとは回転軸102aを挟んで反対側の位置において、互いに接続することなく開口部119cを介して離間している。
正極バスバー113bの右回り正極バスバー部113bRには、パワーモジュール110b−1に含まれるU相及びV相並びにパワーモジュール110b−2に含まれるW相それぞれの上アーム素子が接続されている。また、正極バスバー113bの左回り正極バスバー部113bLには、パワーモジュール110b−2に含まれるX相並びにパワーモジュール110b−3に含まれるY相及びZ相それぞれの上アーム素子が接続されている。
負極バスバー113cの右回り負極バスバー部113cRには、パワーモジュール110b−1に含まれるU相及びV相並びにパワーモジュール110b−2に含まれるW相それぞれの下アーム素子が接続されている。また、負極バスバー113cの左回り負極バスバー部113cLには、パワーモジュール110b−2に含まれるX相並びにパワーモジュール110b−3に含まれるY相及びZ相それぞれの下アーム素子が接続されている。
正極バスバー113b及び負極バスバー113cは共に、回転軸102a回りに配設されたパワーモジュール110bに対してその回転軸102a側(すなわち、径方向内側)に配置されている。正極バスバー113bと負極バスバー113cとは、互いに絶縁されており、回転電機10の回転軸102aの径方向に離間して配置されている。尚、正極バスバー113b及び負極バスバー113cはそれぞれ、もう一方のバスバー113c,113bとの接触を避けるため、例えばU字状や矩形状に軸方向に屈曲又は湾曲した部位を有していてもよい。
正極バスバー113b及び負極バスバー113cはそれぞれ、パワーモジュール110bに対する径方向内側において、3つのパワーモジュール110bの内周側壁面に沿うように回転軸102a回りで屈曲又は湾曲した形状(例えば、矩形状)に形成されていると共に、正極バスバー113bが負極バスバー113cに対して径方向内側に位置して延在するように配置されている。
正極バスバー113bと負極バスバー113cとは、互いに沿うように形成されかつ配置されている。正極バスバー113bと負極バスバー113cとは、図14に示す如く、平面同士が径方向で対向するように配置されている。正極バスバー113bと負極バスバー113cとは、互いに沿って延在する部位の略全域に亘って、径方向に所定間隔Aが維持された状態で離間している。この所定間隔A離間した正極バスバー113bと負極バスバー113cとにおいては、互いに逆向きに電流が流通する。正極バスバー113bと負極バスバー113cとは、それぞれの板面の法線が回転軸102aに対して直交する面に平行に延び、その板面同士が回転軸102aに対して直交する方向に離間しつつ向き合う(すなわち、対面する)ように配置されている。尚、上記の所定間隔Aは、予め定められた一定のものであればよい。また、正極バスバー113bと負極バスバー113cとは、それぞれの板面の法線が回転軸102aの軸方向に向けて延び、その板の壁同士が回転軸102aに対して直交する方向に離間しつつ対向するように配置されていてもよい。
固定子配線部材113dは、各パワーモジュール110bの上下アーム素子の出力端子を、ケース部材111aの外部に設けられた固定子巻線101bに接続させるための金属からなる配線部材である。固定子配線部材113dは、例えば銅板を屈曲成形して構成される部材である。固定子配線部材113dは、パワーモジュール110bとの接続部113mをケース部材111aの内部に露出させるとともに、固定子巻線101bとの接続部113nをケース部材111aの外部に露出させた状態でケース部材111aにインサート成形されている。
回転子配線部材113eは、制御基板113aの回転子巻線接続部を、ケース部材111aの外部に設けられた回転子巻線102cに、ブラシ104及びスリップリング103を介して接続させるための金属からなる外部配線部材である。回転子配線部材113eは、例えば銅板を屈曲成形して構成される部材である。回転子配線部材113eは、制御基板113aとの接続部113oをケース部材111aの内部に露出させるとともに、ブラシ104との接続部113pをケース部材111aの外部に露出させた状態でケース部材111aにインサート成形されている。
外部通信用配線部材113fは、制御基板113aの外部通信用接続部を、ケース部材111aの外部に設けられた外部装置に配線するための金属からなる外部配線部材である。外部通信用配線部材113fは、例えば銅板を屈曲成形して構成される部材である。外部通信用配線部材113fは、制御基板113aとの接続部113qをケース部材111aの内部に露出させるとともに、外部装置との接続部113rをケース部材111aの外部に露出させた状態でケース部材111aにインサート成形されている。
パワーモジュール110bは、パワーモジュール用ヒートシンク112aの本体部112dの他面に、絶縁性を有する薄板状の熱伝導部材110eを介して接触した状態で配置されている。パワーモジュール110bの電源端子は、そのパワーモジュール110bの回転軸102a側(すなわち、径方向内側)において正極バスバー113b及び負極バスバー113cの接続部113i,113jに接続されている。パワーモジュール110bの出力端子は、そのパワーモジュール110bの径方向外側において固定子配線部材113dの接続部113mに接続されている。
回転角度検出回路IC110aは、回転角度検出用磁石105に対して回転軸102aの軸方向に対向する位置に配置されている。界磁回路IC110cは、界磁回路IC用ヒートシンク112bの本体部112fの他面に、制御基板113aを介して接触した状態で配置されている。マイクロコンピュータ110dは、マイクロコンピュータ用ヒートシンク112cの本体部112hの他面に制御基板113aを介して接触した状態で配置されている。
樹脂部材114は、ケース部材111aの内部に収容された回転角度検出回路IC110a、パワーモジュール110b、界磁回路IC110c及びマイクロコンピュータ110d等を防水するためにケース部材111aの内部に注入される絶縁性を有する樹脂からなる部材である。樹脂部材114は、例えばゲル状の部材である。樹脂部材114は、回転角度検出回路IC110a、パワーモジュール110b、界磁回路IC110c及びマイクロコンピュータ110dがケース部材111aの内部に収容されるとともに、制御基板113a、バスバー113b,113c、固定子配線部材113d、回転子配線部材113e、及び外部通信用配線部材113fによって配線された状態でケース部材111aの内部にポッティングされる。ケース部材111aの開口部111gは、蓋部材111dによって覆われている。
制御装置11は、ケース部材111aの嵌合部111hを回転電機10の嵌合部100aに嵌合させた状態で、固定部材111b,111cの孔部に挿通させたボルト111oによってハウジング100に固定されている。正極バスバー113bの接続部113kには、電源2の正極端子と接続するための外部接続端子部材113uが接続されている。負極バスバー113cの接続部113lには、ハウジング100及び車両の車体を介して電源2の負極端子と接続するための外部接続端子部材113vが接続されている。
外部接続端子部材113u,113vはそれぞれ、例えばボルト状の部材である。外部接続端子部材113u,113vは、制御基板113aに設けられた切り欠き115内又はその切り欠き115の径方向外側に配置されており、回転電機10の回転軸102a回りの非配設領域116側に配置されている。固定子配線部材113dの接続部113nは、配線部材113sを介して固定子巻線101bに接続されている。回転子配線部材113eの接続部113pは、配線部材113tを介してブラシ104に接続されている。
次に、本実施形態の制御装置一体型回転電機1の動作について説明する。まず、車両を駆動するための駆動力を発生する際の動作について説明する。
バッテリなどの電源2の負極端子は、車体に接続されており、ハウジング100を介して負極バスバー113cの接続部113lに接続されている。車両のイグニッションスイッチ(図略)がオンされると、そのイグニションオン中は、電源2の正極端子が外部接続端子部材113uを介して正極バスバー113bの接続部113kに接続される。
かかる接続がなされると、正極バスバー113b及び負極バスバー113cの接続部113i,113jを介してパワーモジュール110bの電源端子に直流が供給される。また、正極バスバー113b及び負極バスバー113cの接続部113g,113hを介して制御基板113aに直流が供給され、制御基板113aの配線パターンを介して回転角度検出回路IC110a、界磁回路IC110c及びマイクロコンピュータ110dに直流が供給される。回転角度検出回路IC110a、界磁回路IC110c、及びマイクロコンピュータ110dはそれぞれ、直流が供給されることで動作する。
回転角度検出回路IC110aは、動作中、回転角度検出用磁石105の発生した磁界に基づいて回転子102の回転角度を検出する。また、マイクロコンピュータ110dは、動作中、外部通信用配線部材113f及び制御基板113aの配線パターンを介して外部から入力される指令、並びに、回転角度検出回路IC110aの検出結果に基づいて、パワーモジュール110bの動作及び界磁回路IC110cの動作を制御する。
制御基板113aは、回転子配線部材113eの接続部113oに接続されている。回転子配線部材113eの接続部113pは、配線部材113tを介してブラシ104に接続されている。界磁回路IC110cは、マイクロコンピュータ110dによって制御され、制御基板113aの配線パターン、回転子配線部材113e、配線部材113t、ブラシ104、及びスリップリング103を介して回転子巻線102cに直流を供給する。
制御基板113aは、また、パワーモジュール110bの信号端子に接続されている。パワーモジュール110bの出力端子は、固定子配線部材113dの接続部113mに接続されている。固定子配線部材113dの接続部113nは、配線部材113sを介して固定子巻線101bに接続されている。パワーモジュール110bのスイッチング素子117は、マイクロコンピュータ110dによって制御され、電源端子に供給された直流を3相交流に変換して、固定子配線部材113d及び配線部材113sを介して固定子巻線101bに供給する。このように電源2からパワーモジュール110bを介して固定子巻線101bへ直流が供給されると、回転電機10は、車両を駆動するため駆動力を発生する。
次に、電源2を充電するための電力を発生する際の動作について説明する。
車両エンジンから駆動力が供給されると、固定子巻線101bは、3相交流を発生する。マイクロコンピュータ110dは、パワーモジュール110bのスイッチング素子117のスイッチングを停止させる。パワーモジュール110bのダイオード118は、固定子巻線101bから配線部材113s及び固定子配線部材113dを介して供給される3相交流を直流に変換し、正極バスバー113b、負極バスバー113c、及び外部接続端子部材113uを介して電源2に供給する。このように電源2に直流が供給されると、電源2は、回転電機10の発生した電力によって充電される。尚、マイクロコンピュータ110dは、パワーモジュール110bのスイッチング素子117を、回転角度検出回路IC110aが検出する回転角度に基づきスイッチングすることで、固定子巻線101bが発生させた3相交流を直流に変換することとしてもよい。
次に、本実施形態の制御装置一体型回転電機1の特徴部及びその効果について説明する。
本実施形態においては、正極バスバー113bと負極バスバー113cとが、回転軸102aに対する径方向に所定間隔Aが維持された状態で離間しつつ互いに沿うように形成されかつ配置されている。かかる構成においては、図15に示す如く、電流流通時、正極バスバー113bに流れる電流の方向と負極バスバー113cに流れる電流の方向とが互いに逆向きとなる。正極バスバー113b及び負極バスバー113cに互いに逆向きの電流が流れると、正極バスバー113bに自己インダクタンスと逆向きに負極バスバー113cによる相互インダクタンスが作用すると共に、負極バスバー113cに自己インダクタンスと逆向きに正極バスバー113bによる相互インダクタンスが作用するので、正極バスバー113bの自己インダクタンス及び負極バスバー113cの自己インダクタンスをそれぞれ相互インダクタンスにより打ち消すことができる。
このため、本実施形態によれば、各バスバー113b,113cで発生する自己インダクタンスによる悪影響を極小化することができる。具体的には、自己インダクタンス発生中での電流変化に伴って発生するサージ電圧(V=L×dI/dt;但し、Vはサージ電圧であり、Lは自己インダクタンスであり、Iは電流である。)を抑制することができ、これにより、パワーモジュール110bのチップサイズを小型化することができ、ひいては制御装置11の小型化を図ることができる。また、バスバー113b,113cに電流が流れた際に発生する磁束(Φ=L×I;但し、Φは磁束である。)を下げることができ、これにより、かかる磁束がノイズとして外部機器や内部センサ(回転角度検出回路IC110aを含む。)などに悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
本実施形態においては、正極バスバー113b及び負極バスバー113cがそれぞれ、平面である面を少なくとも一つ有する板状に形成されている。そして、正極バスバー113bと負極バスバー113cとが、互いに沿うように形成されかつ配置されて、平面同士が対向するように配置されている。かかる構成においては、正極バスバー113bと負極バスバー113cとが互いに径方向に離間する間隔を所定間隔Aに維持し易くすることができる。このため、各バスバー113b,113cで発生するインダクタンスの低減効果を確保することができる。
また、本実施形態においては、各パワーモジュール110bの出力端子が、図4及び図7に示す如く、モジュール筐体の径方向外側に設けられている。制御装置11は、パワーモジュール110bの出力端子と固定子101の固定子巻線101bとを接続させる固定子配線部材113d及び配線部材113sを有している。固定子配線部材113d及び配線部材113sは、各パワーモジュール110bに対して径方向外側に配置されており、その径方向外側において固定子巻線101bに接続されている。
固定子巻線101bは、図2に示す如く、回転子102の回転軸102aから径方向外側へ離間した位置に配置されているので、回転電機10の固定子巻線101bに接続する引き出し線がその回転電機10の径方向外側から引き出される。このため、固定子巻線101bとパワーモジュール110bの出力端子とを繋げるうえで配線経路を最短距離で構成することができ、その配線を複雑な経路で引き回すことは不要である。
また、固定子巻線101bとパワーモジュール110bの出力端子との間には、正極バスバー113bと負極バスバー113cとの関係の如き同時に電流が流れる経路が存在しないため、バスバー(すなわち、固定子配線部材113dや配線部材113s)の配置や形状を工夫してインダクタンス低減を図ることは不可能である。これに対して、本実施形態においては、上記した固定子巻線101bとパワーモジュール110bの出力端子とを繋ぐ配線経路が、回転電機10の回転軸102aから径方向外側へ離れた位置に設けられる。上記の如く、回転角度検出回路IC110aは、回転軸102aの延長線上に配置されている。このため、固定子巻線101bとパワーモジュール110bの出力端子とを繋ぐ配線を回転角度検出回路IC110aから距離的に離すことができるので、その配線に電流が流れた際に発生する磁束が回転角度検出回路IC110aに作用し難くすることができ、磁束ノイズの低減をより一層図ることができる。
本実施形態においては、正極バスバー113bが、外部接続端子部材113uとの接続部113k側から回転電機10の回転軸102a回りの左右それぞれに延びていると共に、左右対称に形成されかつ配置されている。また、負極バスバー113cが、外部接続端子部材113vとの接続部113l側から回転電機10の回転軸102a回りの左右それぞれに延びていると共に、左右対称に形成されかつ配置されている。
かかる構成においては、正極バスバー113bの接続部113kから3つのパワーモジュール110b−1,110b−2,110b−3に至る経路長のうち最短経路と最長経路との差を小さくすることができると共に、負極バスバー113cの接続部113lから3つのパワーモジュール110b−1,110b−2,110b−3に至る経路長のうち最短経路と最長経路との差を小さくすることができる。このため、本実施形態によれば、各パワーモジュール110b−1,110b−2,110b−3それぞれにおけるインダクタンスの差及び電気抵抗の差を小さくすることができ、これにより、上記したサージ電圧の抑制及び磁束ノイズの低減をより一層図ることができる。
また、本実施形態においては、正極バスバー113bの接続部113kを電源2の正極端子に接続させるための外部接続端子部材113u及び負極バスバー113cの接続部113lを電源2の負極端子に接続させるための外部接続端子部材113vの双方が、回転電機10の回転軸102a回りの非配設領域116側に配置されている。かかる構成においては、正極バスバー113bと負極バスバー113cとが回転電機10の回転軸102a回りの略全域において互いに沿うものとなる。
このため、本実施形態によれば、バスバー113b,113cの自己インダクタンスの打ち消しを回転軸102a回りの略全域に亘って実現することができ、これにより、上記したサージ電圧の抑制及び磁束ノイズの低減をより一層図ることができる。
本実施形態においては、正極バスバー113bが、回転電機10の回転軸102aに対して非配設領域116とは反対側に開口する開口部119bを有していると共に、負極バスバー113cが、回転電機10の回転軸102aに対して非配設領域116とは反対側に開口する開口部119cを有している。
かかる構成においては、正極バスバー113bの接続部113kから3つのパワーモジュール110b−1,110b−2,110b−3に至る経路長のうち最長経路を短くすることができると共に、負極バスバー113cの接続部113lから3つのパワーモジュール110b−1,110b−2,110b−3に至る経路長のうち最長経路を短くすることができる。このため、本実施形態によれば、各パワーモジュール110b−1,110b−2,110b−3それぞれにおけるインダクタンスの差及び電気抵抗の差を小さくすることができ、これにより、上記したサージ電圧の抑制及び磁束ノイズの低減をより一層図ることができる。
本実施形態においては、回転角度検出回路IC110aや制御回路としてのマイクロコンピュータ110dなどは、回転軸102a回りの一部に切り欠き115が形成されている制御基板113aに実装されている。制御基板113aは、その切り欠き115が回転軸102a回りの非配設領域116側に位置するように配置されている。かかる構成においては、回転軸102a回りのパワーモジュール110bの配置に影響を及ぼすことなく、バスバー113b,113cが接続する外部接続端子部材113u,113vなどの配置スペースを確保することができる。また、回転軸102a回りのパワーモジュール110bの搭載レイアウトに合わせて制御基板113aを形成して配置することができるので、制御基板113aにおいて広い基板面積を確保して各素子の実装面積を増加させることができる。
本実施形態においては、正極バスバー113b及び負極バスバー113cが共に、各パワーモジュール110bに対して径方向内側に配置されている。また、パワーモジュール110bの電源端子が、図4及び図7に示す如く、モジュール筐体の径方向内側に設けられており、径方向内側において正極バスバー113b及び負極バスバー113cの接続部113i,113jに接続されている。
このため、本実施形態によれば、パワーモジュール110bにおける電源端子と、径方向外側に接続される出力端子との接続箇所の取り合いを回避することができる。正極バスバー113b又は負極バスバー113c(特に、負極バスバー113c)を、パワーモジュール110bの径方向外側において複数個配置することは不要であり、唯一つに限定することができ、その部品点数を削減することができる。また、正極バスバー113b及び負極バスバー113cが共に各パワーモジュール110bに対して径方向外側に配置される構成と比較して、バスバー113b,113c自体の全長を短くすることができ、これにより、バスバー113b,113cの自己インダクタンスを低減することができる。更に、制御装置11の外径を小さくすることができる。
本実施形態においては、正極バスバー113bと負極バスバー113cとが回転電機10の回転軸102aに対する径方向に離間して配置されている。このため、制御装置11の軸方向の全長を短くすることができる。
本実施形態においては、正極バスバー113b及び負極バスバー113cが樹脂製のケース部材111aに一体化されてそのケース部材111aにインサート成形されており、正極バスバー113bと負極バスバー113cとがそのケース部材111aにより互いに絶縁されている。かかる構成においては、制御装置一体型回転電機1が、正極バスバー113bと負極バスバー113cとの間に配設されるケース部材111aによる絶縁部材を備えることとなる。このため、本実施形態によれば、ケース部材111aを用いて正極バスバー113bと負極バスバー113cとの絶縁性を確保することができる。
本実施形態においては、正極バスバー113b及び負極バスバー113cが樹脂製のケース部材111aに一体化されていると共に、そのケース部材111aの内部に樹脂部材114が注入されている。かかる構成においては、制御装置一体型回転電機1が、正極バスバー113b及び負極バスバー113cが一体化されたケース部材111aと、そのケース部材111aの内部にマイクロコンピュータ110d、パワーモジュール110b、及び回転角度検出回路IC110aが収容された状態で注入された樹脂部材114と、を備えている。
このため、本実施形態によれば、ケース部材111aの内部に収容されたマイクロコンピュータ110d、パワーモジュール110b、及び回転角度検出回路IC110aを、樹脂部材114を用いて確実に固定することができる。また、ケース部材111aの内部に樹脂部材114が注入されない構成と比較して、熱抵抗を下げることができ、パワーモジュール110bやバスバー113b,113cなどの発熱部品を放熱し易くして冷却し易くすることができると共に、パワーモジュール110bなどにおける素子の耐環境性や異物浸入に対する信頼性を高めることができる。
本実施形態においては、回転角度検出回路IC110aが、回転軸102aの軸方向端部に固定された回転角度検出用磁石105に軸方向で対向するように配置されている。正極バスバー113b及び負極バスバー113cがそれぞれ、その中心部を通る直線上に回転角度検出回路IC110aが配置されるように形成されている。かかる構成においては、制御装置一体型回転電機1が、正極バスバー113b及び負極バスバー113cの中心部の鉛直上すなわち回転軸102aの延長線上に配置された、回転電機10の回転を検出するための回転角度検出回路IC110aを備えている。
このため、本実施形態によれば、正極バスバー113b及び負極バスバー113cが回転角度検出回路IC110aに及ぼす自己インダクタンスを回転軸102a回りで均等にすることができ、バスバー113b,113cによる回転角度検出回路IC110aでの磁束ノイズを低減することができる。
(変形形態)
尚、上記の実施形態においては、正極バスバー113bと負極バスバー113cとが、回転軸102aに対する径方向に所定間隔が維持された状態で離間しつつ互いに沿うように形成されかつ配置されている。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、正極バスバー113bと負極バスバー113cとが、回転軸102aに対する軸方向に所定間隔が維持された状態で離間しつつ互いに沿うように形成されかつ配置されていてもよい。かかる変形例によれば、制御装置11の外径を小さくすることができる。
また、上記の実施形態においては、正極バスバー113bが、回転電機10の回転軸102a回りの一部(具体的には、2つの接続部113kを結ぶ線分の中点とは回転軸102aを挟んで反対側の位置)で開口する開口部119bを有すると共に、負極バスバー113cが、回転電機10の回転軸102a回りの一部(具体的には、接続部113lとは回転軸102aを挟んで反対側の位置)で開口する開口部119cを有する。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、正極バスバー113b及び負極バスバー113cの何れか一方のみが開口部119b,119cを有するように形成され、他方が開口部119c,119bを有さないように回転軸102a回りに環状に形成されていてもよい。
また、上記の実施形態においては、正極バスバー113b又は負極バスバー113cが回転軸102a回りに環状に延びている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、正極バスバー113b又は負極バスバー113cが周方向で複数に分割されていることとしてもよい。この変形例によれば、制御装置一体型回転電機1の軸方向全長を短くすることができる。
また、上記の実施形態においては、各パワーモジュール110bがそれぞれ、2組の上下アーム素子を有するものとし、合計4つのスイッチング素子117と合計4つのダイオード118とを有するものとした。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、一パワーモジュール110b当たり、一組の上下アーム素子を有するものとしてもよく、また、3組以上の上下アーム素子を有するものとしてもよい。
また、上記の実施形態においては、パワーモジュール用ヒートシンク112aを、パワーモジュール110bに対して軸方向の回転電機10側に配置することとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、図16に示す如く、パワーモジュール用ヒートシンク112aを、パワーモジュール110bに対して軸方向の回転電機10とは反対側に配置することとしてもよい。かかる変形例によれば、パワーモジュール用ヒートシンク112aを冷却し易くなるので、パワーモジュール110bの放熱性を高めることができる。
また、上記の実施形態においては、電源2の正極端子と負極端子との間すなわちパワーモジュール110bの正極電源端子と負極電源端子との間に、コンデンサなどの平滑化を行う平滑回路が介在されていない。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、図17及び図18に示す如く、電源2の正極端子と負極端子との間すなわちパワーモジュール110bの正極電源端子と負極電源端子との間に平滑回路120が介在され、制御装置11がかかる平滑回路120を有することとしてもよい。
平滑回路120は、電極間に電荷を蓄えることが可能な蓄電素子を有する装置あるいは回路素子である。平滑回路120は、略円柱状に形成された例えばアルミ電解コンデンサや積層コンデンサなどのコンデンサ(キャパシタ)を有している。平滑回路120は、インバータ回路における電圧を平滑化するために設けられている。平滑回路120のコンデンサは、正極バスバー113b及び負極バスバー113cが接続部113k,113l側から回転軸102a回りで左右それぞれに延びることに対応して、例えば、左右2つずつ、合計4個設けられている。以下、接続部113k,113lから回転軸102a側を向いて左寄り側に配置される2つのコンデンサをコンデンサ120aとし、それぞれ添え字1,2で表すものとする。また、接続部113k,113lから回転軸102a側を向いて右寄り側に配置される2つのコンデンサをコンデンサ120bとし、それぞれ添え字1,2で表すものとする。
各コンデンサ120a,120bは、ケース部材111aの内部に収容されている。コンデンサ120aとコンデンサ120bとは、接続部113k(具体的には、2つの接続部113kを結ぶ線分の中点)を挟んだ回転軸102a回りの左右においてバランスして配置されている。コンデンサ120a−1,120a−2は、2つの接続部113kのうち図18における左側の接続部113kに対して回転軸102a回りの左寄り側に配置されており、互いに並んで配置されている。コンデンサ120b−1,120b−2は、2つの接続部113kのうち図18における右側の接続部113kに対して回転軸102a回りの右寄り側に配置されており、互いに並んで配置されている。
各コンデンサ120a,120bの一方の端子は正極バスバー113bに接続されていると共に、他方の端子は負極バスバー113cに接続されている。具体的には、コンデンサ120a−1とコンデンサ120a−2とは、正極バスバー113bの右回り正極バスバー部113bRと負極バスバー113cの右回り負極バスバー部113cRとの間で並列接続されている。コンデンサ120b−1とコンデンサ120b−2とは、正極バスバー113bの左回り正極バスバー部113bLと負極バスバー113cの左回り負極バスバー部113cLとの間で並列接続されている。コンデンサ120a−1,120b−1それぞれの両端子は、直接に正極バスバー113b及び負極バスバー113cに接続されている。また、コンデンサ120a−2,120b−2それぞれの両端子は、コンデンサ120a−1,120b−1の端子を介して正極バスバー113b及び負極バスバー113cに接続されている。
コンデンサ120aは、右回り正極バスバー部113bR及び右回り負極バスバー部113cRにおける電源2との接続部113k,113l寄りに配置されて、そのバスバー部113bR,113cRの接続部113zb,113zcに接続されている。コンデンサ120bは、左回り正極バスバー部113bL及び左回り負極バスバー部113cLにおける電源2との接続部113k,113l寄りに配置されて、そのバスバー部113bL,113cLの接続部113zb,113zcに接続されている。コンデンサ120aとコンデンサ120bとは、上記した接続部113kを挟んだ回転軸102a回りの左右において対称位置に配置されている。具体的には、コンデンサ120a−1とコンデンサ120b−1とは、上記した接続部113kを挟んだ回転軸102a回りの左右において対称位置に配置されていると共に、コンデンサ120a−2と120b−2とは、上記した接続部113kを挟んだ回転軸102a回りの左右において対称位置に配置されている。
コンデンサ120a−1の容量とコンデンサ120a−2の容量とを合計した合計容量と、コンデンサ120b−1の容量とコンデンサ120b−2の容量とを合計した合計容量と、は互いに同じである。コンデンサ120a−1の容量とコンデンサ120b−1の容量と、は互いに同じである。また、コンデンサ120a−2の容量とコンデンサ120b−2の容量と、は互いに同じである。
コンデンサ120a−1は、コンデンサ120a−2に比して接続部113kに電気的に近い側に配置されている。コンデンサ120a−1の容量は、コンデンサ120a−2の容量に比して大きい。コンデンサ120b−1は、コンデンサ120b−2に比して接続部113kに電気的に近い側に配置されている。コンデンサ120b−1の容量は、コンデンサ120b−2の容量に比して大きい。各コンデンサ120a,120bの両端子は、樹脂でポッティングされている。尚、このコンデンサ120a,120bの両端子への樹脂ポッティングは、樹脂部材114を用いて実現されることとしてもよい。
この平滑回路120が設けられた構成によれば、外部から電源経路に流れるリプル電流を平滑回路120により吸収することができるので、電源2の正極端子と負極端子との間すなわちパワーモジュール110bの正極電源端子と負極電源端子との間の電圧を平滑化することができる。
この変形形態の構成において、正極バスバー113bと負極バスバー113cとが互いに沿って延在する部位、具体的には、正極バスバー113bと負極バスバー113cとの径方向で所定間隔Aが維持される部位は、少なくとも、平滑回路120との接続部113zb,113zcからパワーモジュール110b(具体的には、接続部113k,113lから経路上で最も遠くに位置するパワーモジュール110b−2)の正極電源端子及び負極電源端子との接続部113i,113jに亘っていればよい。すなわち、正極バスバー113bと負極バスバー113cとは、少なくとも、平滑回路120との接続部113zb,113zcからパワーモジュール110b(具体的には、パワーモジュール110b−2)の正極電源端子及び負極電源端子との接続部113i,113jに亘って、径方向で所定間隔Aが維持された状態で離間しつつ互いに沿うように形成されかつ配置されていればよい。
正極バスバー113b及び負極バスバー113cにおける平滑回路120との接続部113zb,113zcからパワーモジュール110b(具体的には、経路上で最遠に位置するパワーモジュール110b−2)の正極電源端子及び負極電源端子との接続部113i,113jに亘る部位において、径方向で所定間隔Aが維持されていれば、平滑回路120により正極バスバー113bと負極バスバー113cとの間の電圧変動を抑えつつ、正極バスバー113b及び負極バスバー113cに互いに逆向きの電流を流すことができる。従って、この変形形態の構成によれば、回転電機10の内部で発生するインダクタンスを低減する効果を確保することができる。
尚、この変形形態においては、正極バスバー113b及び負極バスバー113cにおける、少なくとも平滑回路120との接続部113zb,113zcからパワーモジュール110b(具体的には、経路上で最遠に位置するパワーモジュール110b−2)の正極電源端子及び負極電源端子との接続部113i,113jに亘る部位が、径方向で所定間隔Aが維持されるものであればよく、他の部位(例えば、平滑回路120との接続部113zb,113zcから接続部113k,113lに亘る部位など)も径方向で所定間隔Aが維持されるものであってもよい。また逆に、その平滑回路120との接続部113zb,113zcからパワーモジュール110b(具体的には、経路上で最遠に位置するパワーモジュール110b−2)の正極電源端子及び負極電源端子との接続部113i,113jに亘る部位においても、相互インダクタンスによる自己インダクタンスの打ち消し作用が十分に働くのであれば、径方向で所定間隔Aが維持されない部位すなわち離間距離がその所定間隔Aよりも小さい又は大きい部位を一部に含んでもよい。
また、上記の実施形態においては、正極バスバー113bと負極バスバー113cとが回転電機10の回転軸102aに対する径方向に離間して配置され、具体的には、正極バスバー113bが負極バスバー113cに対して径方向内側に配置されている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図19に示す如く、負極バスバー113cが正極バスバー113bに対して径方向内側に配置されていてもよい。
制御装置11の、回転電機10の回転軸102a寄り(すなわち径方向内側)には、冷却等のための流体が流れる流体経路が形成されることがある(特に、図16参照)。仮に正極バスバー113bが負極バスバー113cに対して径方向内側に配置されると共に、その正極バスバー113bがその流体経路に露出しているものとすると、金属などの物体がその流体経路に流通した際に正極バスバー113bに接触して想定外の短絡を起こすことがある。これに対して、上記の如く負極バスバー113cが正極バスバー113bに対して径方向内側に配置されている構成によれば、その負極バスバー113cがその流体経路に露出していても、その負極バスバー113cの電位は車体の電位と同じであるので、金属などの物体がその流体経路に流通して負極バスバー113cに接触した際にも短絡が起き難く、安全性を向上させることができる。
また、上記の実施形態においては、制御基板113aの回転軸102a回りの一部に切り欠き115が設けられている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、上記の切り欠き115が設けられていない制御基板113aに適用することとしてもよい。また、上記の実施形態においては、回転電機10の回転軸102a回りの一部にパワーモジュール110bが配設されていない非配設領域116を設け、その非配設領域116と上記の制御基板113aの切り欠き115とを対応させると共に、その非配設領域116及び切り欠き115に対応させて外部接続端子部材113u,113vを配置することとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、外部接続端子部材113u,113vを、非配設領域116や切り欠き115の位置や有無に関係なく配置するものに適用することとしてもよい。
更に、上記の実施形態においては、回転電機10の回転子102が、電流が流れることで磁極を形成する回転子巻線102cを備えている例を挙げている。しかし、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、回転子巻線102cの代わりに、磁石を備えていてもよい。かかる構成においては、スリップリング103及びブラシ104が不要になり、それに伴い、制御装置11の界磁回路IC110cも不要になるので、構成の簡素化が図られる。
また、上記の実施形態においては、回転電機10の固定子101が備える固定子巻線101bが、二組設けられている。すなわち、一つの回転電機10に対して二組の固定子巻線101b−1,101b−2が所定電気角ずれた状態で配置されている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、回転電機10として別個独立したものが2つ設けられたものに適用することとしてもよい。すなわち、回転電機10が2個設けられているものとし、各回転電機10がそれぞれ、ハウジング100と、固定子101と、回転子102と、スリップリング103と、ブラシ104と、回転角度検出用磁石105と、を備えるものとしてもよい。つまり、二つの回転電機10に対して固定子巻線101bが一つずつ配置されるものとしてもよい。尚、この変形例においては、一方の回転電機の回転子102の軸と他方の回転電機の回転子102の軸とが同軸上に配置されていることが好ましい。