JP2019195244A - 制御装置一体型回転電機 - Google Patents

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健一 長谷川
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和敏 塩見
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Hidekazu Tanaka
秀和 田中
敦朗 石塚
Atsuro Ishizuka
敦朗 石塚
卓也 大泉
Takuya Oizumi
卓也 大泉
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Hiroki Sone
曽根　　弘樹
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雅由 西畑
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Abstract

【課題】制御回路素子に対する熱的な影響を抑えることができる制御装置一体型回転電機を提供する。【解決手段】制御装置１１は、スイッチング素子モジュール１１１ａと、制御回路素子１１５とを備えている。スイッチング素子モジュール１１１ａはケース１１０内に収容され、リヤハウジング１０４ｂと距離を隔てて設けられている。制御回路素子１１５は、ケース１１０内に収容され、スイッチング素子モジュール１１１ａより前側の位置にリヤハウジング１０４ｂ及びスイッチング素子モジュール１１１ａと距離を隔てて設けられている。つまり、制御回路素子１１５は、発熱源であるスイッチング素子モジュール１１１ａと距離を隔てて設けられている。そのため、制御回路素子１１５に対する熱的な影響を抑えることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機と、インバータ回路及び制御回路を備えた制御装置とを有する制御装置一体型回転電機に関する。
従来、回転電機と、インバータ回路及び制御回路を備えた制御装置とを有する制御装置一体型回転電機として、例えば以下に示す特許文献１に開示されているインバータ一体型交流モータがある。
このインバータ一体型交流モータは、交流モータと、３相インバータ回路及びコントローラを備えた制御装置とを有している。ここで、交流モータ、３相インバータ回路及びコントローラが、回転電機、インバータ回路及び制御回路に相当する。
３相インバータ回路は、６個のスイッチング素子を備えている。スイッチング素子は、ヒートシンクを構成する底板部に固定されている。コントローラも底板部に固定されている。
スイッチング素子は、コントローラによって制御され、スイッチングすることで交流モータに交流電力を供給する。その際、スイッチング素子に大電流が流れる。その結果、スイッチング素子が発熱し温度が上昇する。しかし、スイッチング素子は、底板部に固定されている。そのため、スイッチング素子で発生した熱は、底板部を介して放熱される。従って、スイッチング素子の温度上昇を抑えることができる。
特許第４１２３４３６号公報
ところで、前述したインバータ一体型交流モータでは、スイッチング素子以外にコントローラも底板部に固定されている。そのため、スイッチング素子で発生した熱が、底板部を介してコントローラにも伝わってしまう。その結果、コントローラの動作に影響を与える可能性がある。また、コントローラを構成する電子部品の劣化を早める可能性がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、制御回路素子に対する熱的な影響を抑えることができる制御装置一体型回転電機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の制御装置一体型回転電機は、固定子に設けられる電機子巻線と、回転子に設けられる界磁巻線と、電機子巻線が設けられた固定子の軸方向両端部、及び、界磁巻線が設けられた回転子の軸方向両端部を覆うハウジングとを備えた回転電機と、ハウジングの軸方向後端部に設けられるケースと、ケース内に収容され、ハウジングと距離を隔てて設けられ、インバータ用スイッチング素子によって構成され電機子巻線に電力を供給するスイッチング素子モジュールと、ケース内に収容され、スイッチング素子モジュールよりも軸方向前側の位置にハウジング及びスイッチング素子モジュールと距離を隔てて設けられ、スイッチング素子モジュールを制御する制御回路素子と、ケース内に収容され、ハウジング、スイッチング素子モジュール及び制御回路素子と距離を隔てて設けられるとともに、少なくとも一部がスイッチング素子モジュールよりも軸方向前側の位置であって制御回路素子よりも軸方向後側の位置に設けられ、界磁巻線に電力を供給するブラシとを備えた制御装置と、を有する。この構成によれば、制御回路素子は、発熱源であるスイッチング素子モジュールと距離を隔てて設けられている。そのため、制御回路素子に対する熱的な影響を抑えることができる。
以上のごとく、上記態様によれば、制御回路素子に対する熱的な影響を抑えることができる制御装置一体型回転電機を提供することができる。
実施形態１における、制御装置一体型回転電機の軸方向断面図である。 実施形態１における、制御装置一体型回転電機の側面図である。 実施形態１における、ケースの蓋部を外した状態における制御装置側から見た平面図である。 実施形態１における、ケースの蓋部を外した状態における制御装置の側面図である。 実施形態１における、ブラシホルダー部と制御基板の配置関係を説明するための軸方向から見たケースの本体部の模式的な説明図である。 実施形態１における、ブラシ、インバータ回路及び制御回路周辺の拡大断面図である。 実施形態１の変形形態におけるブラシ、インバータ回路及び制御回路周辺の拡大断面図である。 実施形態１の別の変形形態における界磁用スイッチング素子周辺の拡大断面図である。 実施形態１のさらに別の変形形態におけるケースの開口部及びハウジングの貫通孔部周辺の拡大断面図である。 実施形態１における、ヒートシンクの斜視図である。 実施形態１における、ヒートシンクの本体部の端部の拡大図である。 実施形態１における、ケースに搭載されたヒートシンクの斜視図である。 実施形態１における、スイッチング素子モジュールとバスバーの構成を示す平面図である。 実施形態１における、制御装置の回路図である。 実施形態１における、スイッチング素子モジュールとバスバーの構成を示す平面図である。 実施形態１における、スイッチング素子モジュールの構成を示す平面図である。 実施形態１における、制御装置の断面概略図である。 実施形態１における、制御装置の基板の配置を示す概略図である。 実施形態１における、電子部品を実装した制御基板の後面図である。 実施形態１における、ブラシホルダーの正面図である。 図２０に示す矢印III方向からみた側面図である。 図２０に示すIV−IV線の断面図である。 実施形態１における、表面処理剤で表面処理された暴露部の一例を示す断面図である。 電力変換装置の等価回路図である。 半導体モジュールの等価回路図である。 半導体モジュールを示す斜視図である。 半導体モジュールを示す正面図である。 半導体モジュールを示す背面図である。 半導体モジュールを示す上面図である。 半導体モジュールを示す下面図である。 図２７に示すX1方向から見た側面図である。 図２７のX2-X2線に沿う断面図である。 図２７のX3-X3線に沿う断面図である。 封止樹脂体を省略した斜視図である。 分解斜視図である。 封止樹脂体を省略した正面図である。 封止樹脂体を省略した背面図である。 封止樹脂体を省略した上面図である。 封止樹脂体を省略した下面図である。 図３６に示すX4方向から見た側面図である。 タイバーカット前のリードフレームを示す平面図である。 出力端子及び信号端子の配置を示す模式図である。 スイッチング素子の温度を示す模式図である。 シャント抵抗器を示す平面図である。 図４４のX5-X5線に沿う断面図である。 変形例を示す平面図である。 変形例を示す平面図である。 シャント抵抗器の配置の効果を示す図である。 電流ループ及び渦電流による磁界相殺を示す図である。 シャント抵抗器とタイバーの延設方向を示す図である。 平行配置による効果を示す図である。 変形例を示す平面図である。 変形例を示す図である。 半導体モジュールの断面を表したイメージ図である。 半導体モジュールの部分拡大図である。 実施形態２における、制御装置一体型回転電機の軸方向断面図である。 実施形態２における、ケースの蓋部を外した状態における制御装置での第１及び第２配線基板の構成を模式的に示す平面図である。 実施形態２における、ケースの検出基板搭載部分の斜視図である。 実施形態２における、制御基板を外した状態の、制御装置の斜視図である。 実施形態２における、ケースの連結溝部の斜視図である。 実施形態２における、バスバーの接続部を説明するための制御装置一体型回転電機の軸方向部分断面図である。 実施形態３における、制御装置一体型回転電機の軸方向部分断面図である。 実施形態４における、制御装置一体型回転電機の軸方向後側を示す斜視図である。 実施形態４における、制御装置一体型回転電機の軸方向後側を示す平面図である。 実施形態４における、回転電機の回転軸の回転位置検出用磁石の磁束を示す図である。 実施形態４における、回転電機の回転軸の回転位置検出用磁石の乱れた磁束を示す図である。 実施形態４における、磁性部材を配した状態における回転軸の回転位置検出用磁石の磁束を示す図である。 実施形態４の変形形態１での制御装置一体型回転電機の軸方向後側を示す平面図である。 実施形態４の変形形態１での制御装置一体型回転電機の軸方向後側を示す平面図である。
請求項２に記載の制御装置一体型回転電機は、ブラシは、少なくとも一部が径方向においてスイッチング素子モジュール又は制御回路素子と重なる位置に設けられている。この構成によれば、回転電機１０の軸方向寸法を抑えることができる。
請求項３に記載の制御装置一体型回転電機は、ブラシは、軸方向においてスイッチング素子モジュール及び制御回路素子と離間した位置に設けられている。この構成によれば、径方向においてブラシとスイッチング素子モジュール、ブラシと制御回路素子が重ならない位置に設けられている。そのため、それらの間での熱の授受を抑えることができる。
請求項４に記載の制御装置一体型回転電機は、インバータ用スイッチング素子の反回転電機側でインバータ用スイッチング素子に接触し、インバータ用スイッチング素子で発生した熱を放熱するヒートシンクを有する。インバータ用スイッチング素子で発生した熱は、ヒートシンクへと伝わり放熱される。この構成によれば、インバータ用スイッチング素子で発生した熱が伝わっていく方向とは逆方向の位置に制御回路素子が設けられている。そのため、制御回路素子に対する熱的な影響をより抑えることができる。
請求項５に記載の制御装置一体型回転電機は、ブラシは、ヒートシンクの軸方向後端部よりも軸方向前側の位置に設けられている。この構成によれば、制御装置一体型回転電機の軸方向寸法を抑えることができる。
請求項６に記載の制御装置一体型回転電機は、ヒートシンクに冷媒を流通させる第１冷媒流通路と、制御回路素子とハウジングの間に冷媒を流通させる第２冷媒流通路と、を有する。この構成によれば、第１冷媒流通路を流通する冷媒によって、制御回路素子に対する熱的な影響の大きいスイッチング素子モジュールを冷却することができる。さらに、第２冷媒流通路を流通する冷媒によって制御回路素子を冷却することができる。そのため、制御回路素子に対する熱的な影響をより確実に抑えることができる。
請求項７に記載の制御装置一体型回転電機は、第１冷媒流通路は、ヒートシンクを流通した冷媒を、ハウジング内を通ってハウジング外に流通させる。この構成によれば、第１冷媒流通路の冷媒をスムーズに流通させることができる。第１冷媒流通路を流通した冷媒を、制御回路素子近傍を流通させることができる。そのため、第１冷媒流通路を流通した冷媒によって、スイッチング素子モジュールだけでなく、制御回路素子も冷却することができる。
請求項８に記載の制御装置一体型回転電機は、第２冷媒流通路は、制御回路素子とハウジングの間を流通した冷媒を、ハウジング内を通ってハウジング外に流通させる。この構成によれば、第２冷媒流通路の冷媒をスムーズに流通させることができる。
請求項９に記載の制御装置一体型回転電機は、第１冷媒流通路の冷媒流通量は、第２冷媒流通路の冷媒流通量より多い。この構成によれば、スイッチング素子モジュール及び制御回路素子の冷却性能を向上させることができる。
請求項１０に記載の制御装置一体型回転電機は、第１冷媒流通路の流入口の大きさは、第２冷媒流通路の流入口の大きさより大きい。この構成によれば、第１冷媒流通路の冷媒流通量を第２冷媒流通路の冷媒流通力より確実に多くすることができる。
請求項１１に記載の制御装置一体型回転電機は、第１冷媒流通路の流入口及び流出口は、軸方向に並んで設けられ、第１冷媒流通路の流入口は、第１冷媒流通路の流出口より径方向内側に設けられている。この構成によれば、第１冷媒流通路を流通して温度が高くなった冷媒が再度第１冷媒流通路に流れ込むような事態を抑えることができる。また、温度の低い冷媒をより多く第１冷媒流通路に流入させることができる。
請求項１２に記載の制御装置一体型回転電機は、第１冷媒流通路の流入口及び流出口は、軸方向に並んで設けられ、ケースは、第１冷媒流通路の流入口と流出口の間に、流入口及び流出口より径方向に突出する壁部を有する。この構成によれば、第１冷媒流通路を流通して温度が高くなった冷媒が再度第１冷媒流通路に流れ込むような事態を抑えることができる。
請求項１３に記載の制御装置一体型回転電機は、制御装置は、少なくともいずれかの部分が第１冷媒流通路に沿うように、又は、第１冷媒流通路内に設けられ、スイッチング素子モジュールを構成する配線に用いられるインバータ用バスバーを有する。この構成によれば、第１冷媒流通路を流通した冷媒によってインバータ用バスバーを冷却することができる。
請求項１４に記載の制御装置一体型回転電機は、前記制御装置は、前記制御用素子によって制御される前記界磁巻線に電力を供給する界磁用スイッチング素子を有し、前記界磁用スイッチング素子は、前記制御回路素子が実装された制御基板の前記回転電機側に設けられている。界磁巻線に電力を供給するため、界磁用スイッチング素子も発熱する。この構成によれば、界磁用スイッチング素子は、発熱源であるスイッチング素子モジュールと制御基板を挟んで設けられている。そのため、スイッチング素子モジュールとの熱干渉を抑えることができる。従って、制御回路素子に対する、スイッチング素子モジュールと界磁用スイッチング素子の熱干渉に伴う熱的な影響を抑えることができる。
請求項１５に記載の制御装置一体型回転電機は、界磁用スイッチング素子は、ハウジングと距離を隔てて設けられている。この構成によれば、制御回路素子に対する界磁用スイッチング素子からの熱的な影響を抑えることができる。
請求項１６に記載の制御装置一体型回転電機は、制御装置は、３個のスイッチング素子モジュールを有し、スイッチング素子モジュールは、４個のインバータ用スイッチング素子が一体化されており、ヒートシンクは、スイッチング素子モジュール毎に設けられている。この構成によれば、インバータ用スイッチング素子が個別に設けられ、ヒートシンクがインバータ用スイッチング素子毎に設けられている場合に比べ、放熱性能の低下を抑えながら、占有面積を小さくすることができる。そのため、充分な放熱性能を確保しつつ、制御装置一体型回転電機を小型化することができる。
請求項１７に記載の制御装置一体型回転電機は、スイッチング素子モジュール及びヒートシンクは、距離を隔てて隣接して配置され、制御装置は、スイッチング素子モジュールを電機子巻線に配線する電機子巻線用バスバーを有し、電機子巻線用バスバーと電機子巻線の接合端部は、隣接したスイッチング素子モジュール及びヒートシンクの間に設けられている。この構成によれば、隣接したスイッチング素子モジュール及びヒートシンクの間の空きスペースに、電機子巻線用バスバーと電機子巻線の接合端部が設けられている。そのため、電機子巻線用バスバーと電機子巻線の接合端部を設けるスペースを別途設ける必要がない。従って、制御装置一体型回転電機を小型化することができる。
請求項１８に記載の制御装置一体型回転電機は、電機子巻線用バスバーと電機子巻線の
接合端部は、ヒートシンクの軸方向後端部より回転電機側に設けられている。この構成によれば、制御装置一体型回転電機の軸方向寸法を抑えることができる。
請求項１９に記載の制御装置一体型回転電機は、スイッチング素子モジュール及び制御回路素子は、ケース内において樹脂で封止されている。この構成によれば、熱抵抗を低下させ、スイッチング素子モジュール及び制御回路素子の放熱性を向上させることができる。
請求項２０に記載した制御装置一体型回転電機は、ブラシは、ケース内に設けられたブラシホルダー部に保持され、制御基板は、ブラシホルダー部と距離を隔てて設けられている。この構成によれば、制御回路素子に対するブラシからの熱的な影響を抑えることができる。
なお、本明細書において、特に言及しない限り、軸方向とは回転電機の回転軸心の方向のことであり、径方向とはその軸方向と直交する方向のことである。
（実施形態１）
制御装置一体型回転電に係る実施形態について、図を参照して説明する。
まず、図１〜図５を参照して本実施形態の制御装置一体型回転電機の構成について説明する。
図１に示す制御装置一体型回転電機１は、車両に搭載され、バッテリ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装置である。また、車両のエンジンから駆動力が供給されることで、バッテリを充電するための電力を発生する装置でもある。制御装置一体型回転電機１は、回転電機１０と、制御装置１１とを備えている。
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機器である。また、エンジンから駆動力が供給されることで、バッテリを充電するための電力を発生する機器でもある。回転電機１０は、固定子１００と、回転子１０１と、回転軸１０２と、ハウジング１０４とを備えている。
固定子１００は、磁路の一部を構成するとともに、電力が供給されることで磁束を発生する部材である。具体的には、交流が供給されることで磁束を発生する部材である。また、回転子１０１の発生する磁束と鎖交することで交流を発生する部材でもある。固定子１００は、固定子コア１００ａと、電機子巻線１００ｂとを備えている。
固定子コア１００ａは、磁路の一部を構成するとともに、電機子巻線１００ｂを保持する磁性材からなる円環状の部材である。図示は省略されているが、固定子コア１００ａは、電機子巻線１００ｂを収容する複数のスロットを備えている。
電機子巻線１００ｂは、交流が供給されことで磁束を発生する部材である。また、回転子１０１の発生する磁束と鎖交することで交流を発生する部材でもある。電機子巻線１００ｂは、２組のＹ結線された３相巻線によって構成されている。電機子巻線１００ｂは、固定子コア１００ａのスロットに収容され保持されている。
回転子１０１は、磁路の一部を構成するとともに、電力が供給されることで磁束を発生する部材である。具体的には、直流が供給されることで磁束を発生する部材である。回転子１０１は、電機子巻線１００ｂの発生した磁束と鎖交することで回転力を発生する。また、車両のエンジンから供給される駆動力によって回転することで、発生した磁束が電機子巻線１００ｂと鎖交し、電機子巻線が１００ｂ交流を発生する。回転子１０１は、回転子コア１０１ａと、界磁巻線１０１ｂと、ファン１０１ｃとを備えている。
回転子コア１０１ａは、磁路の一部を構成するとともに、界磁巻線１０１ｂを保持する磁性材からなる部材である。いわゆるランデル型ポールコアである。回転子コア１０１ａは、界磁巻線１０１ｂを収容する円環状の中空部１０１ｄを備えている。また、回転軸１０２が挿通した状態で固定される貫通孔部１０１ｅを備えている。
界磁巻線１０１ｂは、直流が供給されることで磁束を発生し、回転子コア１０１ａの外周面に磁極を形成する部材である。界磁巻線１０１ｂは、回転子コア１０１ａに形成されている円環状の中空部１０１ｄに収容され保持されている。
ファン１０１ｃは、回転子コア１０１ａに設けられ、回転子コア１０１ａとともに回転することで制御装置一体型回転電機１の外部の空気を回転電機１０内部及び制御装置１１内部に流通させる部材である。ファン１０１ｃは、回転子コア１０１ａの前端面及び後端面にそれぞれ設けられている。
回転子１０１は、回転子コア１０１ａの外周面を、固定子コア１００ａの内周面と所定間隔を隔てて対向させた状態で設けられている。
回転軸１０２は、回転子１０１に固定されるとともにハウジング１０４に回転可能に支持され、回転子１０１とともに回転する円柱状の部材である。回転軸１０２は、回転子１０１の貫通孔部１０１ｅに挿通した状態で、軸方向中央部が回転子コア１０１ａに固定されている。回転軸１０２は、スリップリング１０２ａを備えている。ここで、軸方向とは、回転電機１０の回転軸心の方向のことである。つまり、回転軸１０２の軸方向のことである。以下同様である。
スリップリング１０２ａは、界磁巻線１０１ｂに直流を供給する金属からなる円筒状の部材である。スリップリング１０２ａは、回転軸１０２の後端部の外周面に絶縁部材１０２ｂを介して固定され、配線部材を介して界磁巻線１０１ｂに接続されている。
図１及び図２に示すハウジング１０４は、固定子１００及び回転子１０１の軸方向両端部を覆うとともに、回転軸１０２を回転可能に支持する部材である。また、制御装置１１が固定される部材でもある。ハウジング１０４は、フロントハウジング１０４ａと、リヤハウジング１０４ｂとを備えている。
フロントハウジング１０４ａは、固定子１００及び回転子１０１の軸方向前端部を覆うとともに、回転軸１０２の前側を回転可能に支持する部材である。フロントハウジング１０４ａは、底部１０４ｃと、周壁部１０４ｄとを備えている。底部１０４ｃには貫通孔部１０４ｅが、周壁部１０４ｄには貫通孔部１０４ｆがそれぞれ形成されている。フロントハウジング１０４ａは、固定子１００及び回転子１０１の軸方向前端部を覆うように、周壁部１０４ｄが固定子コア１００ａの前端部に固定されている。また、回転軸１０２の前端部を前方に突出させた状態で、軸受１０４ｇを介して回転軸１０２の前側を回転可能に支持している。
リヤハウジング１０４ｂは、固定子１００及び回転子１０１の軸方向後端部を覆うとともに、回転軸１０２の後側を回転可能に支持する部材である。また、制御装置１１が固定される部材でもある。リヤハウジング１０４ｂは、底部１０４ｈと、周壁部１０４ｉと備えている。底部１０４ｈには貫通孔部１０４ｊが、周壁部１０４ｉには貫通孔部１０４ｋがそれぞれ形成されている。リヤハウジング１０４ｂは、固定子１００及び回転子１０１の軸方向後端部を覆うように、周壁部１０４ｉが固定子コア１００ａの後端部に固定されている。また、回転軸１０２の後端部を後方に突出させた状態で、軸受１０４ｌを介して回転軸１０２の後側を回転可能に支持している。
制御装置１１は、回転電機１０に駆動力を発生させるために、バッテリから回転電機１０に供給される電力を制御する装置である。また、バッテリを充電するために、回転電機１０の発生した電力を変換してバッテリに供給する装置でもある。図１、図３及び図４に示すように、制御装置１１は、ケース１１０と、インバータ回路１１１と、ブラシ１１４と、界磁回路１１３及び制御回路素子１１５を含む制御回路と、インバータ用バスバー１１６と、電機子巻線用バスバー１１７とを備えている。
図１及び図２に示すように、ケース１１０は、リヤハウジング１０４ｂの軸方向後端部に設けられ、インバータ回路１１１、界磁回路１１３、ブラシ１１４及び制御回路素子１１５を収容する樹脂からなる箱状の部材である。また、インバータ用バスバー１１６、電機子巻線用バスバー１１７及びその他の配線用のバスバーを固定する部材でもある。ケース１１０は、本体部１１０ａと、蓋部１１０ｂとを備えている。
本体部１１０ａは、インバータ回路１１１、界磁回路１１３及び制御回路素子１１５を含む制御回路を構成する部位を固定するとともに、ブラシ１１４を径方向に移動可能に保持する部材である。また、インバータ用バスバー１１６、電機子巻線用バスバー１１７及びその他の配線用のバスバーを固定する部材でもある。本体部１１０ａは、中央部に貫通孔部１１０ｃを備えている。本体部１１０ａは、リヤハウジング１０４ｂの軸方向後端部に固定されている。ここで、径方向とは、回転電機１０の回転軸心と直交する方向のことである。つまり、回転軸１０２の軸方向と直交する方向のことである。以下同様である。
蓋部１１０ｂは、本体部１１０ａの後側を覆う部材である。蓋部１１０ｂは、底部１１０ｄと、周壁部１１０ｅとを備えている。周壁部１１０ｅのうち、後述するヒートシンク１１２のフィン部１１２ｂと対向する部分には開口部１１０ｆが形成されている。
図１に示すインバータ回路１１１は、電機子巻線１００ｂに交流を供給する回路である。また、電機子巻線１００ｂから供給される交流を直流に変換する回路でもある。インバータ回路１１１は、３個のスイッチング素子モジュール１１１ａを備えている。インバータ回路１１１は、ケース１１０内に収容され、リヤハウジング１０４ｂと距離を隔てて設けられている。
電機子巻線１００ｂが２組の３相巻線によって構成されているため、インバータ回路１１１は、２組の３相インバータによって構成されている。３相インバータが６個のインバータ用スイッチング素子によって構成されるため、インバータ回路１１１は、１２個のインバータ用スイッチング素子によって構成されている。
スイッチング素子モジュール１１１ａは、インバータ回路１１１を構成するインバータ用スイッチング素子１１１ｂのうち、４個のインバータ用スイッチング素子が一体化されたモジュールである。スイッチング素子モジュール１１１ａの詳細については、後述する。
ヒートシンク１１２は、スイッチング素子モジュール１１１ａ毎に設けられ、スイッチング素子モジュール１１１ａ内のインバータ用スイッチング素子１１１ｂで発生した熱を放熱する金属からなる部材である。ヒートシンク１１２は、本体部１１２ａと、フィン部１１２ｂとを備えている。
本体部１１２ａは、矩形板状の部位である。フィン部１１２ｂは、本体部１１２ａの一面側に所定間隔を空けて複数形成される薄板状の部位である。
ヒートシンク１１２は、リヤハウジング１０４ｂと距離を隔てた位置に、本体部１１２ａの他面を回転電機側に露出させるとともに、フィン部１１２ｂを反回転電機側に露出させた状態で、ケース１１０の本体部１１０ａにインサート成形されている。スイッチング素子モジュール１１１ａは、ヒートシンク１１２の回転電機側でヒートシンク１１２に接触している。つまり、ヒートシンク１１２は、インバータ用スイッチング素子１１１ｂの反回転電機側でインバータ用スイッチング素子１１１ｂに接触している。
ヒートシンク１１２とスイッチング素子モジュール１１１ａとは、接着剤を介して、接触している。つまり、ヒートシンク１１２とスイッチング素子モジュール１１１ａとの間には、接着剤が介在しているが、セラミック板等の部材は介在していない。これにより、小型化、低コスト化を実現しやすい。また、放熱性の向上を図りやすい。
図１０、図１１に示すごとく、ヒートシンク１１２の本体部１１２ａは、側端面に形成された端部溝１１２ｃを有する。端部溝１１２ｃは、本体部１１２ａの主面に沿った方向に連続するように、形成されている。これにより、樹脂１１０ｇが端部溝１１２ｃに食い込むように充填され、ケース１１０とヒートシンク１１２との固定力を向上させることができる。
また、図１２に示すごとく、ヒートシンク１１２の本体部１１２ａの周囲には、ポッティング材１１２ｄが塗布されている。これにより、ヒートシンク１１２の本体部１１２ａの周囲からの水の浸入を、確実に防ぐことができる。
また、ポッティング材１１２ｄは、ヒートシンク１１２の本体部１１２ａにおける、フィン部１１２ｂ側の面にまでは達しないように形成されている。特に、複数のフィン部１１２ｂの間には、ポッティング材１１２ｄが存在しないようにしてある。これにより、フィン部１１２ｂにおける放熱面積を確保している。
図１及び図３に示すように、複数のスイッチング素子モジュール１１１ａ及び複数のヒートシンク１１２は、周方向に距離を隔てて隣接して配置されている。
図１に示す界磁回路１１３は、界磁巻線１０１ｂに直流を供給する回路である。界磁回路１１３は、界磁用スイッチング素子１１３ａを備えている。界磁用スイッチング素子１１３ａは、後述する制御回路素子１１５が実装された制御基板１１５ａに設けられている。具体的には、制御基板１１５ａに実装されている。
ブラシ１１４は、界磁回路１１３から界磁巻線１０１ｂにスリップリング１０２ａを介して直流を供給する部材である。ブラシ１１４は、ケース１１０内に収容されている。具体的には、図５に示すように、本体部１１０ａの中央部に設けられたブラシホルダー部１１０ｈに保持されている。そして、リヤハウジング１０４ｂ、インバータ回路１１１及び制御回路素子１１５と距離を隔てて設けられている。図６に示すように、ヒートシンク１１２の軸方向後端部よりも軸方向前側の位置に設けられている。前側のブラシ１１４は、後側の一部がインバータ回路１１１よりも軸方向前側であって制御回路素子１１５よりも軸方向後側の位置に設けられている。また、前側の一部が径方向において制御回路素子１１５と重なる位置に設けられている。
図１に示す制御回路素子１１５は、インバータ回路１１１及び界磁回路１１３を制御する回路である。図１に示す制御回路素子１１５は、制御回路の一部を構成する電子部品（例えばマイコン）のことであり、配線部は含まない。制御回路素子１１５は、図５に示すように、Ｕ字状の制御基板１１５ａに実装されている。制御回路素子１１５の実装された制御基板１１５ａは、距離を隔ててブラシホルダー部１１０ｈを囲むようにケース１１０内に収容されている。図１に示すように、制御基板１１５ａは、インバータ回路１１１より軸方向前側の位置にリヤハウジング１０４ｂ及びインバータ回路１１１と距離を隔てて設けられている。インバータ回路１１１及び制御回路は、ケース１１０内において樹脂１１０ｇで封止されている。
インバータ用バスバー１１６は、インバータ回路１１１を構成する配線に用いられる金属からなる部材である。インバータ用バスバー１１６は、接続部を露出させた状態でケース１１０の本体部１１０ａにインサート成形されている。その一部が、フィン部１１２ｂの径方向内側でフィン部１１２ｂと対向するようにケース１１０の本体部１１０ａにインサート成形されている。
図３及び図４に示す電機子巻線用バスバー１１７は、スイッチング素子モジュール１１１ａを電機子巻線１００ｂに配線する金属からなる部材である。電機子巻線用バスバー１１７と電機子巻線１００ｂの接合端部は、周方向に隣接したスイッチング素子モジュール１１１ａ及びヒートシンク１１２の間に設けられている。ヒートシンク１１２の軸方向後端部より回転電機側になるように設けられている。
図１に示すように、制御装置一体型回転電機１は、回転子１０１にファン１０１ｃを備えている。回転子１０１が回転すると、ファン１０１ｃによって空気の流れが発生する。空気を冷媒として制御装置１１を冷却することができる。
制御装置一体型回転電機１は、第１冷媒流通路１２０と、第２冷媒流通路１２１とを備えている。
第１及び第２冷媒流通路１２０、１２１は、冷媒として空気を流通させる通路である。第１及び第２冷媒流通路１２０、１２１は、ケース１１０及びリヤハウジング１０４ｂによって構成されている。
第１冷媒流通路１２０は、ヒートシンク１１２に空気を流通させるとともに、ヒートシンク１１２を流通した空気を、リヤハウジング１０４ｂ内を通ってリヤハウジング１０４ｂ外に流通させる。具体的には、蓋部１１０ｂの開口部１１０ｆから、本体部１１０ａの貫通孔部１１０ｃ及びリヤハウジング１０４ｂの端面の貫通孔部１０４ｊを経て外周面の貫通孔部１０４ｋに至る通路である。
第２冷媒流通路１２１は、制御回路素子１１５を含む制御回路の部分とリヤハウジング１０４ｂの間に空気を流通させるとともに、制御回路部分とリヤハウジング１０４ｂの間を流通した冷媒を、リヤハウジング１０４ｂ内を通ってリヤハウジング１０４ｂ外に流通させる。具体的には、ケース１１０とリヤハウジング１０４ｂの間の隙間部１２１ａからリヤハウジング１０４ｂの端面の貫通孔部１０４ｊを経て外周面の貫通孔部１０４ｋに至る通路である。
第１冷媒流通路１２０の冷媒流通量は、第２冷媒流通路１２１の冷媒流通量より多い。具体的には、第１冷媒流通路１２０の流入口の大きさは、第２冷媒流通路１２１の流入口の大きさより大きくなるように設定されている。より具体的には、第１冷媒流通路１２０の流入口である開口部１１０ｆの全面積が第２冷媒流通路１２１の流入口である隙間部１２１ａの全面積より大きくなるように設定されている。
第１冷媒流通路１２０の流入口である開口部１１０ｆと流出口である貫通孔部１０４ｋは、軸方向に並んで設けられている。開口部１１０ｆは、貫通孔部１０４ｋより径方向内側に設けられている。
次に、図１、図３及び図４を参照して制御装置一体型回転電機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。
車両のイグニッションスイッチがオン状態になると、図１に示すインバータ用バスバー１１６等を介してインバータ回路１１１のスイッチング素子モジュール１１１ａに直流が供給される。また、その他の配線用のバスバー及び制御基板１１５ａを介して、界磁回路１１３を含めた制御回路に直流が供給される。
直流が供給されることで、界磁回路１１３を含めた制御回路は動作を開始する。制御回路素子１１５は、外部から入力される指令等に基づいて、インバータ回路１１１及び界磁回路１１３を制御する。界磁回路１１３は、制御回路素子１１５によって制御され、ブラシ１１４及びスリップリング１０２ａを介して界磁巻線１０１ｂに直流を供給する。インバータ回路１１１は、制御回路素子１１５によって制御され、インバータ用バスバー１１６等を介して供給された直流を交流に変換し、図３及び図４に示す電機子巻線用バスバー１１７等を介して電機子巻線１００ｂに供給する。その結果、回転電機１０は、車両を駆動するため駆動力を発生する。
図１に示すインバータ用スイッチング素子１１１ｂは、大電流が流れることで発熱し、温度が上昇する。また、界磁用スイッチング素子１１３ａ及びブラシ１１４も発熱し、温度が上昇する。
回転子１０１が回転すると、ファン１０１ｃによって空気の流れが発生する。制御装置一体型回転電機１の外部の空気は、蓋部１１０ｂの開口部１１０ｆから流入し、第１冷媒流通路１２０に沿って、本体部１１０ａの貫通孔部１１０ｃからリヤハウジング１０４ｂの端面の貫通孔部１０４ｊを経てリヤハウジング１０４ｂ内へと流れ、外周面の貫通孔部１０４ｋから流出する。また、ケース１１０とリヤハウジング１０４ｂの間の隙間部１２１ａから流入し、第２冷媒流通路１２１に沿って、リヤハウジング１０４ｂの端面の貫通孔部１０４ｊを経てリヤハウジング１０４ｂ内への流れ、外周面の貫通孔部１０４ｋから流出する。これにより、制御装置１１を冷却することができる。
次に、バッテリ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。
エンジンから駆動力が供給されることで、電機子巻線１００ｂは交流を発生する。図１に示す界磁回路１１３は、制御回路素子１１５によって制御され、ブラシ１１４及びスリップリング１０２ａを介して界磁巻線１０１ｂに直流を供給する。制御回路素子１１５は、スイッチング素子モジュール１１１ａのインバータ用スイッチング素子１１１ｂのスイッチングを停止させる。インバータ用スイッチング素子１１１ｂに形成されているダイオードによって、電機子巻線１００ｂから図３及び図４に示す電機子巻線用バスバー１１７等を介して供給される交流を直流に変換し、バッテリに供給する。その結果、バッテリは、回転電機１０の発生した電力によって充電される。
また、バッテリ充電は、以下のようなインバータ用スイッチング素子１１１ｂのオンオフ動作によって、同期整流又はＰＷＭ発電を用いてもよい。すなわち、高速回転時においては、回転数に応じて、回転角もしくは電流の情報からインバータ用スイッチング素子１１１ｂをＯＮさせる。これにより、電機子巻線１００ｂから図３及び図４に示す電機子巻線用バスバー１１７等を介して供給される交流を直流に変換し、バッテリに供給する。その結果、バッテリは、回転電機１０の発生した電力によって充電される。
また、低速回転時においては、インバータ用スイッチング素子１１１ｂを高周波でスイッチングする。これにより、発電電圧をバッテリ電圧以上に確保しつつ、電機子巻線１００ｂから図３及び図４に示す電機子巻線用バスバー１１７等を介して供給される交流を直流に変換し、バッテリに供給する。その結果、バッテリは、回転電機１０の発生した電力によって充電される。
この場合、図１に示す界磁回路１１３からブラシ１１４を介して界磁巻線１０１ｂに直流が供給されている。そのため、界磁用スイッチング素子１１３ａ及びブラシ１１４は発熱し、温度が上昇する。この場合も、駆動力を発生して場合と同様にして、制御装置１１を冷却することができる。
次に、本実施形態の制御装置一体型回転電機の効果について説明する。
本実施形態によれば、制御装置１１は、スイッチング素子モジュール１１１ａと、制御回路素子１１５とを備えている。スイッチング素子モジュール１１１ａは、ケース１１０内に収容され、リヤハウジング１０４ｂと距離を隔てて設けられている。制御回路素子１１５は、ケース１１０内に収容され、スイッチング素子モジュール１１１ａより軸方向前側の位置にリヤハウジング１０４ｂ及びスイッチング素子モジュール１１１ａと距離を隔てて設けられている。つまり、制御回路素子１１５は、発熱源であるスイッチング素子モジュール１１１ａと距離を隔てて設けられている。そのため、制御回路素子１１５に対する熱的な影響を抑えることができる。
本実施形態によれば、前側のブラシ１１４は、前側の一部が径方向において制御回路素子１１５と重なる位置に設けられている。そのため、回転電機１０の軸方向寸法を抑えることができる。
インバータ用スイッチング素子１１１ｂで発生した熱は、ヒートシンク１１２へと伝わり放熱される。本実施形態によれば、ヒートシンク１１２は、インバータ用スイッチング素子１１１ｂの反回転電機側でインバータ用スイッチング素子１１１ｂに接触している。つまり、インバータ用スイッチング素子１１１ｂで発生した熱が伝わっていく方向とは逆方向の位置に制御回路素子１１５が設けられている。そのため、制御回路素子１１５に対する熱的な影響をより抑えることができる。
界磁巻線１０１ｂに電力を供給するため、ブラシ１１４も発熱する。本実施形態によれば、ブラシ１１４は、ヒートシンク１１２の軸方向端部よりも軸方向前側の位置に設けられている。そのため、制御装置一体型回転電機１の軸方向寸法を抑えることができる。
本実施形態によれば、制御装置一体型回転電機１は、第１冷媒流通路１２０と、第２冷媒流通路１２１とを備えている。第１冷媒流通路１２０は、ヒートシンク１１２に空気を流通させる通路である。第２冷媒流通路１２１は、制御回路素子１１５とリヤハウジング１０４ｂの間に空気を流通させる通路である。そのため、第１冷媒流通路１２０を流通する空気によって、制御回路素子１１５に対する熱的な影響の大きいスイッチング素子モジュール１１１ａを冷却することができる。さらに、第２冷媒流通路１２１を流通する空気によって制御回路素子１１５を冷却することができる。そのため、制御回路素子１１５に対する熱的な影響をより確実に抑えることができる。
本実施形態によれば、第１冷媒流通路１２０は、ヒートシンク１１２を流通した空気を、リヤハウジング１０４ｂ内を通ってリヤハウジング１０４ｂ外に流通させる。そのため、第１冷媒流通路１２０の空気をスムーズに流通させることができる。第１冷媒流通路１２０を流通した空気を、制御回路素子１１５近傍を流通させることができる。従って、第１冷媒流通路１２０を流通した空気によって、スイッチング素子モジュール１１１ａだけでなく、制御回路素子１１５も冷却することができる。
本実施形態によれば、第２冷媒流通路１２１は、制御回路素子１１５とリヤハウジング１０４ｂの間を流通した冷媒を、リヤハウジング１０４ｂ内を通ってリヤハウジング１０４ｂ外に流通させる。そのため、第２冷媒流通路１２１の空気をスムーズに流通させることができる。
本実施形態によれば、第１冷媒流通路１２０の冷媒流通量は、第２冷媒流通路１２１の冷媒流通量より多い。そのため、スイッチング素子モジュール１１１ａ及び制御回路素子１１５の冷却性能を向上させることができる。
本実施形態によれば、第１冷媒流通路１２０の流入口の大きさは、第２冷媒流通路１２１の流入口の大きさより大きい。具体的には、第１冷媒流通路１２０の流入口である開口部１１０ｆの全面積が第２冷媒流通路１２１の流入口である隙間部１２１ａの全面積より大きい。そのため、第１冷媒流通路１２０の冷媒流通量を第２冷媒流通路１２１の冷媒流通力より確実に多くすることができる。
本実施形態によれば、第１冷媒流通路１２０の流入口である開口部１１０ｆと流出口で
ある貫通孔部１０４ｋは、軸方向に並んで設けられている。開口部１１０ｆは、貫通孔部１０４ｋより径方向内側に設けられている。そのため、第１冷媒流通路１２０を流通して温度が高くなった冷媒が再度第１冷媒流通路１２０に流れ込むような事態を抑えることができる。また、温度の低い冷媒をより多く第１冷媒流通路１２０に流入させることができる。
本実施形態によれば、制御装置１１は、インバータ用バスバー１１６を備えている。インバータ用バスバー１１６は、第１冷媒流通路１２０内に設けられている。そのため、第１冷媒流通路１２０を流通した冷媒によってインバータ用バスバー１１６を冷却することができる。
界磁巻線１０１ｂに電力を供給するため、界磁用スイッチング素子１１３ａも発熱する。本実施形態によれば、界磁用スイッチング素子１１３ａは、制御回路素子１１５が実装された制御基板１１５ａの回転電機側に設けられている。そのため、スイッチング素子モジュール１１１ａとの熱干渉を抑えることができる。従って、制御回路素子１１５に対する、スイッチング素子モジュール１１１ａと界磁用スイッチング素子１１３ａの熱干渉に伴う熱的な影響を抑えることができる。
本実施形態によれば、制御装置１１は、３個のスイッチング素子モジュール１１１ａを備えている。スイッチング素子モジュール１１１ａは、４個のインバータ用スイッチング素子１１１ｂが一体化されている。そして、ヒートシンク１１２は、スイッチング素子モジュール１１１ａ毎に設けられている。そのため、インバータ用スイッチング素子が個別に設けられ、ヒートシンクがインバータ用スイッチング素子毎に設けられている場合に比べ、放熱性能の低下を抑えながら、占有面積を小さくすることができる。従って、充分な放熱性能を確保しつつ、制御装置一体型回転電機１を小型化することができる。
本実施形態によれば、制御装置１１は、電機子巻線用バスバー１１７を備えている。電機子巻線用バスバー１１７は、スイッチング素子モジュール１１１ａを電機子巻線１００ｂに配線する部材である。スイッチング素子モジュール１１１ａ及びヒートシンク１１２は、周方向に距離を隔てて隣接して配置されている。電機子巻線用バスバー１１７と電機子巻線１００ｂの接合端部は、隣接したスイッチング素子モジュール１１１ａ及びヒートシンク１１２の間に設けられている。つまり、隣接したスイッチング素子モジュール１１１ａ及びヒートシンク１１２の間の空きスペースに、電機子巻線用バスバー１１７と電機子巻線１００ｂの接合端部が設けられている。そのため、電機子巻線用バスバー１１７と電機子巻線１００ｂの接合端部を設けるスペースを別途設ける必要がない。従って、径方向寸法の拡大を抑え、制御装置一体型回転電機１を小型化することができる。
本実施形態によれば、電機子巻線用バスバー１１７と電機子巻線１００ｂの接合端部は、ヒートシンク１１２の軸方向後端部より回転電機側に設けられている。そのため、制御装置一体型回転電機１の軸方向寸法を抑えることができる。
本実施形態によれば、スイッチング素子モジュール１１１ａ及び制御回路素子１１５は、ケース１１０内において樹脂１１０ｇで封止されている。これにより、発熱部から外部までの間の熱抵抗を低下させ、スイッチング素子モジュール１１１ａ及び制御回路素子１１５の放熱性を向上させることができる。
なお、本実施形態では、前側のブラシ１１４の後側の一部がスイッチング素子モジュール１１１ａよりも軸方向前側であって制御回路素子１１５よりも軸方向後側の位置に設けられている例を挙げているが、これに限られるものではない。ブラシ１１４の少なくとも一部が、スイッチング素子モジュール１１１ａよりも軸方向前側であって制御回路素子１１５よりも軸方向後側の位置に設けられていればよい。
本実施形態では、前側のブラシ１１４の前側の一部が径方向において制御回路素子１１５と重なる位置に設けられている例を挙げているが、これに限られるものではない。ブラシ１１４の少なくとも一部が径方向においてスイッチング素子モジュール１１１ａ又は制御回路素子１１５と重なる位置に設けられていればよい。また、図７に示すように、ブラシ１１４は、軸方向においてスイッチング素子モジュール１１１ａ及び制御回路素子１１５と離間した位置に、径方向においてスイッチング素子モジュール１１１ａ及び制御回路素子１１５と重ならないように設けられていてもよい。この場合、径方向においてブラシ１１４とスイッチング素子モジュール１１１ａ、ブラシ１１４と制御回路素子１１５が重ならない位置に設けられている。そのため、それらの間での熱の授受を抑えることができる。
本実施形態では、界磁用スイッチング素子１１３ａの本体部が制御基板１１５ａに接触した状態で設けられている例を挙げているが、これに限られるものではない。図８に示すように、界磁用スイッチング素子１１３ａの本体部は、制御基板１１５ａと距離を隔てて設けられていてもよい。この場合、制御回路素子１１５に対する界磁用スイッチング素子１１３ａからの熱的な影響を抑えることができる。
本実施形態では、開口部１１０ｆが貫通孔部１０４ｋより径方向内側に設けられている例を挙げているが、これに限られるものではない。図９に示すように、開口部１１０ｆと貫通孔部１０４ｋの間に、開口部１１０ｆ及び貫通孔部１０４ｋより径方向に突出する壁部１１０ｉを設けてもよい。この場合も、第１冷媒流通路１２０を流通して温度が高くなった空気が再度第１冷媒流通路１２０に流れ込むような事態を抑えることができる。
本実施形態では、インバータ用バスバー１１６が第１冷媒流通路１２０内に設けられている例を挙げているが、これに限られるものではない。インバータ用バスバー１１６は、少なくともいずれかの部分が第１冷媒流通路１２０に沿うように設けられていてもよい。効果は多少低下するが、この場合も、第１冷媒流通路１２０を流通した冷媒によって、インバータ用バスバー１１６を冷却することができる。
インバータ用バスバー１１６は、図１３〜図１５に示したように、制御基板１１５ａの電源接続部及びスイッチング素子モジュール１１１ａの正極電源端子を、外部に設けられたバッテリなどの電源の正極端子に接続させるための金属からなる正極インバータ用バスバー１１６ｂを有する。また、インバータ用バスバー１１６は、制御基板１１５ａの電源接続部及びスイッチング素子モジュール１１１ａの負極電源端子を、外部に設けられた電源の負極端子に直接又は車体を介して接続させるための金属からなる負極インバータ用バスバー１１６ｃを有する。正極インバータ用バスバー１１６ｂと負極インバータ用バスバー１１６ｃとは、互いに同じ金属素材で成形されている。
図１３は、本形態の回転電機１のスイッチング素子モジュール１１１ａを回転軸１０２周りで示した平面図である。図１４は、本形態の回路図である。図１５は、３つのスイッチング素子モジュール１１１ａがインバータ用バスバー１１６に溶接された状態を示す図である。
正極インバータ用バスバー１１６ｂ及び負極インバータ用バスバー１１６ｃ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る。正極インバータ用バスバー１１６ｂ及び負極インバータ用バスバー１１６ｃは共に、ケース１１０に一体化されている。正極インバータ用バスバー１１６ｂと負極インバータ用バスバー１１６ｃとは、ケース１１０により互いに絶縁されている。
正極インバータ用バスバー１１６ｂは、制御基板１１５ａに接続される接続部及び各スイッチング素子モジュール１１１ａの二相の上アーム素子それぞれに接続される接続部１１６ａをケース１１０の内部に露出させるとともに、電源側に接続される接続部をケース１１０の外部に露出させた状態でケース１１０にインサート成形されている。また、負極インバータ用バスバー１１６ｃは、制御基板１１５ａに接続される接続部及び各スイッチング素子モジュール１１１ａの二相の下アーム素子それぞれに接続される接続部をケース１１０の内部に露出させるとともに、電源側に接続される接続部をケース１１０の外部に露出させた状態でケース１１０にインサート成形されている。
正極インバータ用バスバー１１６ｂの電源側との接続部及び負極インバータ用バスバー１１６ｃの電源との接続部は共に、回転電機部１０の回転軸１０２回りの非配設領域側すなわち制御基板１１５ａの切り欠き側に配置されている。正極インバータ用バスバー１１６ｂの接続部は、分割されて２つ設けられている。これら２つの接続部は、互いに接続されている。負極インバータ用バスバー１１６ｃの接続部は、正極インバータ用バスバー１１６ｂの２つの接続部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。
正極インバータ用バスバー１１６ｂは、２つの接続部から回転電機部１０の回転軸１０２回りの左右それぞれに延びている。尚、この左右は、正極インバータ用バスバー１１６ｂから回転軸１０２を向いた際の方向であって、正極インバータ用バスバー１１６ｂを回転電機部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部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。正極インバータ用バスバー１１６ｂは、図１３及び図１５に示すように、左回り正極バスバー部１１６ｂＬと、右回り正極バスバー部１１６ｂＲと、を含んでいる。左回り正極バスバー部１１６ｂＬは、２つの接続部のうち一方の接続部（具体的には、２つの接続部に対して径方向外側に配置される接続部から回転軸１０２側を向いて右寄り側に配置されるもの）側から回転軸１０２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１１６ｂＲは、２つの接続部のうち他方の接続部（具体的には、接続部から回転軸１０２側を向いて左寄り側に配置されるもの）側から回転軸１０２に対して右回り（すなわち、時計回り）に延びている。
負極インバータ用バスバー１１６ｃは、接続部から径方向内側に延びると共に回転電機部１０の回転軸１０２回りの左右それぞれに延びている。尚、この左右は、負極インバータ用バスバー１１６ｃから回転軸１０２を向いた際の方向であって、負極インバータ用バスバー１１６ｃを回転電機部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部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。負極インバータ用バスバー１１６ｃは、図１３及び図１５に示すように、左回り負極バスバー部１１６ｃＬと、右回り負極バスバー部１１６ｃＲと、を含んでいる。左回り負極バスバー部１１６ｃＬは、接続部側から回転軸１０２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１１６ｃＲは、接続部側から回転軸１０２に対して右回り（すなわち、時計回り）に延びている。
正極インバータ用バスバー１１６ｂは、２つの接続部の中点から回転軸１０２を向いて、回転軸１０２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１１６ｂＬと右回り正極バスバー部１１６ｂＲとは、回転軸１０２に対して直交する面に平行に延びていると共に、その回転軸１０２の中心を通りその回転軸１０２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。
正極インバータ用バスバー１１６ｂは、回転電機部１０の回転軸１０２回りの一部で開口する開口部を有している。開口部は、２つの接続部を結ぶ線分の中点とは回転軸１０２を挟んで反対側の位置に設けられており、回転軸１０２に対して非配設領域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１１６ｂＬと右回り正極バスバー部１１６ｂＲとは、２つの接続部とは回転軸１０２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を介して離間している。
負極インバータ用バスバー１１６ｃは、接続部から回転軸１０２を向いて、回転軸１０２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１１６ｃＬと右回り負極バスバー部１１６ｃＲとは、回転軸１０２に対して直交する面に平行に延びていると共に、その回転軸１０２の中心を通りその回転軸１０２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。
負極インバータ用バスバー１１６ｃは、回転電機部１０の回転軸１０２回りの一部で開口する開口部を有している。開口部は、接続部とは回転軸１０２を挟んで反対側の位置に設けられており、回転軸１０２に対して非配設領域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１１６ｃＬと右回り負極バスバー部１１６ｃＲとは、接続部とは回転軸１０２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を介して離間している。
正極インバータ用バスバー１１６ｂの右回り正極バスバー部１１６ｂＲには、図１４に示したように、スイッチング素子モジュール１１１ａ−１に含まれるＵ相及びＶ相並びにスイッチング素子モジュール１１１ａ−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、正極インバータ用バスバー１１６ｂの左回り正極バスバー部１１６ｂＬには、スイッチング素子モジュール１１１ａ−２に含まれるＸ相並びにスイッチング素子モジュール１１１ａ−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。
負極インバータ用バスバー１１６ｃの右回り負極バスバー部１１６ｃＲには、図１４に示したように、スイッチング素子モジュール１１１ａ−１に含まれるＵ相及びＶ相並びにスイッチング素子モジュール１１１ａ−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、負極インバータ用バスバー１１６ｃの左回り負極バスバー部１１６ｃＬには、スイッチング素子モジュール１１１ａ−２に含まれるＸ相並びにスイッチング素子モジュール１１１ａ−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。
正極インバータ用バスバー１１６ｂ及び負極インバータ用バスバー１１６ｃは共に、回転軸１０２回りに配設されたスイッチング素子モジュール１１１ａに対してその回転軸１０２側（すなわち、径方向内側）に配置されている。正極インバータ用バスバー１１６ｂと負極インバータ用バスバー１１６ｃとは、互いに絶縁されており、回転電機部１０の回転軸１０２の径方向に離間して配置されている。なお、正極インバータ用バスバー１１６ｂ又は負極インバータ用バスバー１１６ｃは、他方のインバータ用バスバー１１６ｃ、１１６ｂ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。
正極インバータ用バスバー１１６ｂ及び負極インバータ用バスバー１１６ｃはそれぞれ、スイッチング素子モジュール１１１ａに対する径方向内側において、３つのスイッチング素子モジュール１１１ａの内周側壁面に沿うように回転軸１０２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、正極インバータ用バスバー１１６ｂが負極インバータ用バスバー１１６ｃ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。
正極インバータ用バスバー１１６ｂと負極インバータ用バスバー１１６ｃとは、互いに沿うように形成されかつ配置されている。正極インバータ用バスバー１１６ｂと負極インバータ用バスバー１１６ｃとは、互いに沿って延在する部位の略全域に亘って、径方向に所定間隔が維持された状態で離間している。この所定間隔離間した正極インバータ用バスバー１１６ｂと負極インバータ用バスバー１１６ｃとにおいては、互いに逆向きに電流が流通する。正極インバータ用バスバー１１６ｂと負極インバータ用バスバー１１６ｃとは、その板面の法線が回転軸１０２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１０２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、上記の所定間隔は、予め定められた一定のものであればよい。尚、正極インバータ用バスバー１１６ｂと負極インバータ用バスバー１１６ｃとは、その板面の法線が軸方向に向けて延び、その板の側壁同士が回転軸１０２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。
スイッチング素子モジュール１１１ａ−２は、回転軸１０２に対して非配設領域とは反対側に配置されたスイッチング素子モジュールである。スイッチング素子モジュール１１１ａ−２は、正極インバータ用バスバー１１６ｂの右回り正極バスバー部１１６ｂＲと左回り正極バスバー部１１６ｂＬの両者が接続する。
本形態の各スイッチング素子モジュール１１１ａは、第１端子部材１１１ｄが、隣接する第１端子部材１１１ｄよりも、第２端子部材１１１ｇに近接して設けられている。
より具体的には、図１６に示したように、スイッチング素子モジュール１１１ａ−２は、右回り正極バスバー部１１６ｂＲに接続する第１端子部材１１１ｄ−１と、左回り正極バスバー部１１６ｂＬに接続する第１端子部材１１１ｄ−２と、右回り負極バスバー部１１６ｃＲに接続する第２端子部材１１１ｇ−１と、左回り負極バスバー部１１６ｃＬに接続する第２端子部材１１１ｇ−２と、を有する。第１端子部材１１１ｄ−１と第２端子部材１１１ｇ−１は、Ｗ相に接続する。第１端子部材１１１ｄ−２と第２端子部材１１１ｇ−２は、Ｘ相に接続する。
そして、図１６に示したように、同じ相の第１端子部材１１１ｄと第２端子部材１１１ｇの間の距離とをＬ１とし、異なる相の二つの第１端子部材１１１ｄ−１、１１１ｄ−２間の距離をＬ２とする。スイッチング素子モジュール１１１ａ−２では、Ｌ１＞Ｌ２となっている。
図１３、図１５に示したように、正極インバータ用バスバー１１６ｂと負極インバータ用バスバー１１６ｃとは、制御基板１１５ａの内径側に積層した状態で這い回されている。これにより、インダクタンスが低減できる。
また、入力側から最も遠い位置に配置されたスイッチング素子モジュール１１１ａ−２においては、スイッチング素子モジュール１１１ａ−２における外側に設けられた第３端子部材１１１ｊと内側に設けられた第１端子部材１１１ｄとの間の領域において、第１端子部材１１１ｄに接続する正極インバータ用バスバー１１６ｂのみが配置される。この領域は、第２端子部材１１１ｇに接続する負極インバータ用バスバー１１６ｃが形成されていない。つまり、正極インバータ用バスバー１１６ｂと負極インバータ用バスバー１１６ｃとが積層されない唯一の領域となる。
この領域は、インダクタンス低減の効果がないため、なるべく短くすることが望ましい。上記した二つの第１端子部材１１１ｄ−１、１１１ｄ−２が離間している構成にすることで、第１端子部材１１１ｄ（１１１ｄ−１、１１１ｄ−２のそれぞれ）と同じ相の第２端子部材１１１ｇを近づけて配置することができる。
各スイッチング素子モジュール１１１ａ−１、１１１ａ−２、１１１ａ−３は、いずれも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。スイッチング素子モジュール１１１ａ−１は、回転電機１０のＵＶＷ系電機子巻線１００ｂ−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。スイッチング素子モジュール１１１ａ−２は、ＵＶＷ系電機子巻線１００ｂ−１のＷ相及びＸＹＺ系電機子巻線１００ｂ−２のＸ相それぞれの上下アーム素子を含んでいる。また、スイッチング素子モジュール１１１ａ−３は、ＸＹＺ系電機子巻線１００ｂ−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。
各スイッチング素子モジュール１１１ａ−１、１１１ａ−２、１１１ａ−３はそれぞれ、図１５に示したように、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１１１ｂを有している。各スイッチング素子１１１ｂの内部には、寄生ダイオード（ボデーダイオード）が存在する。寄生ダイオードは、スイッチング素子１１１ｂに並列に搭載接続された、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。
スイッチング素子モジュール１１１ａのスイッチング素子１１１ｂは、マイクロコンピュータによって制御される。各スイッチング素子１１１ｂが所定タイミングで適宜スイッチングされると、電源から供給される直流が３相交流に変換されて電機子巻線１００ｂに供給される。また、スイッチング素子１１１ｂのスイッチングが停止されると、ダイオードによって電機子巻線１００ｂから供給される３相交流が直流に変換されて電源に供給される。
図１５に示すように、インバータ回路１１１は、電機子巻線１００ｂに交流を供給する回路である。また、電機子巻線１００ｂから供給される交流を直流に変換する回路でもある。インバータ回路１１１は、３個のスイッチング素子モジュール１１１ａを、回転軸１０２の周方向に沿った状態で備えている。
電機子巻線１００ｂが２組の３相巻線によって構成されているため、インバータ回路１１１は、２組の３相インバータによって構成されている。３相インバータが６個のインバータ用スイッチング素子によって構成されるため、インバータ回路１１１は、１２個のインバータ用スイッチング素子１１１ｂによって構成されている。
スイッチング素子モジュール１１１ａは、インバータ回路１１１を構成するインバータ用スイッチング素子１１１ｂのうち、４個のインバータ用スイッチング素子１１１ｂが一体化された素子である。
スイッチング素子モジュール１１１ａは、インバータ回路１１１を構成するスイッチング素子のうち、４個のスイッチング素子を有するモジュールである。具体的には、直列接続された２個のスイッチング素子を２組有するモジュールである。
スイッチング素子１１１ｂは、半導体からなる素子である。具体的には、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどを構成する半導体からなる素子である。
図１３に示すごとく、制御装置１１は、コンデンサ１１８を有する。コンデンサ１１８は、電解コンデンサからなる。コンデンサ１１８は、回転電機部１０の回転軸１０２回りの非配設領域側すなわち制御基板１１５ａの切り欠き側の端部の２か所に配置されている。つまり、スイッチング素子モジュール１１１ａ−１及びスイッチング素子モジュール１１１ａ−３に対して、スイッチング素子モジュール１１１ａ−２と反対側の位置に配置されている。
制御装置１１は、外部のケーブル（通信線）を接続するコネクタ１１ｃを有する。コネクタ１１ｃは、コンデンサ１１８とスイッチング素子モジュール１１１ａとの間の位置に設けてある。コネクタ１１ｃは、制御装置１１のケース１１０から、径方向の外側へ突出している。
コンデンサ１１８は、図１７、図１８に示すごとく、制御基板１１５ａとは別体のコンデンサ基板１１８ａに搭載されている。なお、図１７、図１８は、模式的な図であり、概略の図である。
制御基板１１５ａとコンデンサ基板１１８ａとは、互いに独立して設けてある。
制御基板１１５ａとコンデンサ基板１１８ａとは、制御基板１１５ａの法線方向から見ても、コンデンサ基板１１８ａの法線方向から見ても、互いに重ならないように配置されている。
なお、法線方向とは、各基板の主面の法線方向を意味する。つまり、法線方向は、制御基板１１５ａにおける制御回路素子１１５が搭載される面の法線の方向である。コンデンサ基板１１８ａの法線方向とは、コンデンサ基板１１８ａにおけるコンデンサ１１８が搭載される面の法線の方向である。
制御基板１１５ａとコンデンサ基板１１８ａとは、法線方向が互いに一致している。すなわち、制御基板１１５ａの主面と、コンデンサ基板１１８ａの主面とは、互いに平行となるように配置されている。上記の一致した法線方向は、図１に示した回転電機１の前後方向（軸方向）と一致する。なお、法線方向が一致する状態には、制御基板１１５ａの法線方向とコンデンサ基板１１８ａの法線方向とが、互いに多少傾斜していても、略平行な状態にあれば、これを含む。
制御基板１１５ａとコンデンサ基板１１８ａとは、制御基板１１５ａに平行な方向で制御基板１１５ａとコンデンサ基板１１８ａとが並ぶ方向から見たとき、厚み方向における制御基板１１５ａの少なくとも一部と、厚み方向におけるコンデンサ基板１１８ａの少なくとも一部とが、互いに重なっている。特に本形態においては、制御基板１１５ａとコンデンサ基板１１８ａとは、法線方向における位置が略同等となるように、並べて配置してある。そして、制御基板１１５ａとコンデンサ基板１１８ａとが、法線方向において互いにずれたとしても、これらの基板の厚み分以下のずれとなっている。なお、本形態においては、これらの基板の制御基板１１５ａの厚みと、コンデンサ基板１１８ａの厚みとは、略同等である。そして、制御基板１１５ａの端面と、コンデンサ基板１１８ａの端面とが、互いに対向している。
制御回路素子１１５は、制御基板１１５ａにおける、スイッチング素子モジュール１１１ａと反対側の面に搭載されている。すなわち、制御回路素子１１５は、制御基板１１５ａを挟んで、スイッチング素子モジュール１１１ａと反対側に配置されている。
制御基板１１５ａ、制御回路素子１１５、コンデンサ基板１１８ａ、及びコンデンサ１１８は、ケース１１０内に収容されている。また、スイッチング素子モジュール１１１ａもケース１１０内に収容されているケース１１０は、例えば、樹脂成形体からなる。また、制御基板１１５ａに搭載された、制御回路素子１１５以外の電子部品も、ケース１１０内に収容されている。なお、制御基板１１５ａに実装された電子部品としては、制御回路素子１１５の他に、ステータ用の駆動素子（プリドライバ）１１５ｂ、界磁用駆動素子（界磁用プリドライバ）１１３ｂ、ＡＳＩＣ１１５ｃ等がある（図１９参照）。
図１８に示すごとく、制御装置１１は、１枚の制御基板１１５ａと、２枚のコンデンサ基板１１８ａとを有する。ケース１１０の内側において、ケース１１０の外形に沿うように、略Ｕ字状に、制御基板１１５ａが制御基板１１５ａの円弧における周方向の両端にそれぞれ隣接するように、２つのコンデンサ基板１１８ａが配置されている。
なお、図５等には、コンデンサ基板１１８ａが、制御基板１１５ａと分離した状態で描かれていないが、その状態の反映を省略したものである。
制御基板１１５ａとコンデンサ基板１１８ａとは、制御基板１１５ａの法線方向から見ても、コンデンサ基板１１８ａの法線方向から見ても、互いに重ならないように配置されている。これにより、制御基板１１５ａとコンデンサ基板１１８ａとは、互いに対向する部分がないように配置されることとなる。それゆえ、制御基板１１５ａとコンデンサ基板１１８ａとの間に熱がこもるという課題を解決することができる。すなわち、制御基板１１５ａ及びコンデンサ基板１１８ａからの熱や、これらに実装された電子部品からの熱を、効率的に放熱することができる。
制御基板１１５ａとコンデンサ基板１１８ａとは、法線方向が互いに一致している。これにより、制御基板１１５ａ及びコンデンサ基板１１８ａとこれらに実装された電子部品の放熱性を一層向上させることができる。
制御基板１１５ａとコンデンサ基板１１８ａとは、法線方向に直交するいずれかの方向から見たとき、少なくとも一部が重なる位置に配置されている。これにより、軸方向において、制御装置１１の小型化を図ることができる。
制御回路素子１１５は、制御基板１１５ａにおける、スイッチング素子モジュール１１１ａと反対側の面に搭載されている。これにより、スイッチング素子モジュール１１１ａの熱の影響、さらにはスイッチング素子モジュール１１１ａのノイズの影響を、制御回路素子１１５及び駆動素子１１５ｂが受けることを抑制することができる。
特に、本実施形態においては、制御基板１１５ａよりも後側にコンデンサ１１８及びスイッチング素子モジュール１１１ａが配され、制御基板１１５ａよりも前側に制御回路素子１１５が配されている。それゆえ、高圧電流が流れる高圧回路部と、制御回路素子１１５を含む制御回路部とを、制御基板１１５ａを挟んで反対側に配置することができる。これにより、高圧回路部から制御回路部へのノイズの重畳を抑制することができる。
また、制御基板１１５ａ、制御回路素子１１５、コンデンサ基板１１８ａ、及びコンデンサ１１８が、樹脂１１０ｇに封止されている。これにより、制御基板１１５ａ、制御回路素子１１５、コンデンサ基板１１８ａ、及びコンデンサ１１８の熱を、樹脂１１０ｇへ放熱することができる。それゆえ、制御回路素子１１５及びコンデンサ１１８の長寿命化、信頼性向上を図ることができる。また、制御基板１１５ａ及びコンデンサ基板１１８ａの振動を抑制することができると共に、耐候性を向上させることができる。
制御基板１１５ａと回転角センサを搭載する基板（検出基板１１９ａ）とは、互いに同様の材料によって構成されている。コンデンサ基板１１８ａは、制御基板１１５ａ及び検出基板１１９ａとは、異なる材料によって構成されている。これらの基板の材料は、例えば高Ｔｇの基板（ガラス転移温度の高い基板）を用いる。なお、コンデンサ基板１１８ａと、制御基板１１５ａと、検出基板１１９ａとを、同種の材料にて構成することもできる。この場合には、基板材料を共通化して、低コスト化を図ることができる。
また、制御回路素子１１５、駆動素子１１５ｂ、ＡＳＩＣ１１５ｃ等は、制御基板１１５ａにおける回転電機部１０側の面に配置されている。回転電機部１０は、基本的にハウジング１０４が接地されているため、回転電機部１０側にマイコン等を配置しても、ノイズの影響を受けにくい。その一方で、制御基板１１５ａにおける、スイッチング素子モジュール１１１ａと反対側の面に、制御回路素子１１５、駆動素子１１５ｂ、ＡＳＩＣ１１５ｃ等を配置することで、スイッチング素子モジュール１１１ａからのノイズの影響を抑制することができる。すなわち、制御基板１１５ａに設けたＧＮＤ層などによって、ノイズを遮蔽することとなる。
図１９に示すごとく、制御基板１１５ａには、制御回路素子（マイコン）１１５の他に、界磁用駆動素子１１３ｂ、駆動素子１１５ｂ、ＡＳＩＣ１１５ｃ等が実装されている。駆動素子１１５ｂは、スイッチング素子モジュール１１１ａを駆動するプリドライバである。そして、制御基板１１５ａの法線方向から見たとき、周方向に隣り合う２つのスイッチング素子モジュール１１１ａの間に、一つの駆動素子１１５ｂが配置されている。各駆動素子１１５ｂは、周方向の両側に配されたスイッチング素子モジュール１１１ａに電気的に接続され、これらを駆動制御する。このような配置とすることで、駆動素子１１５ｂとスイッチング素子モジュール１１１ａとの間の電流経路を短くすることができる。また、２つの駆動素子１１５ｂを分散配置することで、制御基板１１５ａにおける発熱を分散させることができる。
制御回路素子（マイコン）１１５も、制御基板１１５ａにおける、スイッチング素子モジュール１１１ａと反対側の面に配置されている。これにより、スイッチング素子モジュール１１１ａからのノイズの影響を、制御回路素子１１５が受けることを抑制することができる。
制御回路素子１１５は、略Ｕ字形状の制御基板１１５ａにおける、開放端側（図１９の上側）と反対側の位置に、実装されている。制御回路素子１１５は、制御基板１１５ａに実装された複数の電子部品を制御するため、いずれの電子部品との距離をも極力短くすることができる点で、上記の配置が好ましい。
制御基板１１５ａは、主面方向から見たとき、開放端側に開口した内周輪郭の形状が、線対称形状となっている。すなわち、２つのスイッチング素子モジュール１１１ａ（１１１ａ−１と１１１ａ−３）を繋ぐ線分の垂直二等分線を仮想したとき、上記内周輪郭は、当該垂直二等分線を対称軸とした線対称形状となっている。これにより、内周輪郭の内側を流れる冷却風の偏りを抑制し、制御装置１１内の冷却を効率よく行うことができる。
制御基板１１５ａにおける、スイッチング素子モジュール１１１ａのパワー端子（第１端子部材１１１ｄ） と対向する位置には、配線が設けられていない。これにより、パワー端子と制御基板１１５ａの配線との間の絶縁性を確保することができる。
制御基板１１５ａの外周端縁には、スイッチング素子モジュール１１１ａの端子（インバータ用バスバー１１６に接続される端子 ）が配置される切欠部１１５ｅが形成されている。
また、界磁回路１１３は、バッテリの正極に接続される＋Ｂ端子と、接地されるＧＮＤ端子と、界磁巻線１０１ｂに接続される一対の出力端子と、を有する。一対の出力端子とは、こ＋Ｂ端子とＧＮＤ端子との間に配置されている。これにより、ＧＮＤ端子と＋Ｂ端子とを離して、両者の間の絶縁を確保している。
図２０〜図２２には、ブラシホルダー部１１０ｈの構成例を示す。図２０に示すブラシホルダー部１１０ｈは、ホルダ基部１１４ａ、ステー部１１４ｂ、軸収容部１１４ｈ、ターミナルＴ、図２２に示すブラシ１１４などを有する。
ホルダ基部１１４ａ、ステー部１１４ｂおよび軸収容部１１４ｈは、いずれも任意の材料で成形してよい。これらは、一体成形してもよく、別体に成形してから固定してもよい。各部について、少なくともターミナルＴを保持したり、ブラシ１１４を収容したりする部位は、ショートや漏電を防止するために絶縁性の材料で形成するのが望ましい。
ホルダ基部１１４ａは、ブラシホルダー部１１０ｈの骨格をなし、ブラシ１１４を収容する収容部位１１４ｒを有する（図２２を参照）。ステー部１１４ｂは、ブラシホルダー部１１０ｈ自体をケース１１０に固定するため、ホルダ基部１１４ａから延びて形成される。軸収容部１１４ｈは、回転軸１０２（スリップリング１０２ａを含む）を収容するため、ホルダ基部１１４ａから延びて形成される（特に図２１を参照）。
導電部材のターミナルＴは、プラス電位の陽極ターミナル１１４Ｐや、マイナス電位（ゼロ電位を含む）の陰極ターミナル１１４Ｍを含む。ターミナルＴに含まれてブラシホルダー部１１０ｈから暴露する暴露部は、一以上で任意の数を設定してよい。
本形態の陽極ターミナル１１４Ｐは、ブラシホルダー部１１０ｈから暴露する暴露部１１４ｃ、１１４ｅや、ブラシホルダー部１１０ｈで覆われる非暴露部１１４ｄを含む。暴露部１１４ｃ、１１４ｅにはクロスハッチ線を付す。暴露部１１４ｃ、１１４ｅと非暴露部１１４ｄは、一体成形か否かを問わずに接続される。陽極ターミナル１１４Ｐ（例えば非暴露部１１４ｄ）と陽極ブラシ１１４ｐとの間は、例えば図２２に示すピグテール１１４ｋによって接続される。
本形態の陰極ターミナル１１４Ｍは、ブラシホルダー部１１０ｈから暴露する暴露部１１４ｆ、１１４ｉや、ブラシホルダー部１１０ｈで覆われる非暴露部１１４ｇを含む。暴露部１１４ｆ、１１４ｉはクロスハッチ線を付す。暴露部１１４ｆ、１１４ｉと非暴露部１１４ｇは、一体成形か否かを問わずに接続される。陰極ターミナル１１４ＭはグラウンドＧＮＤと接続することにより、ケース１１０と同電位になる。図２２に例示するように、暴露部１１４ｉをグラウンドＧＮＤと接続してもよく、陰極ターミナル１１４Ｍに含まれる他の部位をグラウンドＧＮＤと接続してもよい。他の部位は暴露部であるか否かを問わない。ケース１１０と同電位になるので、暴露部１１４ｆ、１１４ｉは絶縁しなくて済む。
図示しないが、陰極ターミナル１１４Ｍは陰極ブラシ１１４ｍと接続される。上述したように陰極ターミナル１１４ＭはグラウンドＧＮＤに接続されるので、陰極ブラシ１１４ｍの電位もグラウンドＧＮＤと同電位になる。
上述した暴露部１１４ｃ、１１４ｅ、１１４ｆ、１１４ｉは、いずれも図２０、図２２に示す冷却風Ｗの通風経路上に配置される。すなわち、冷却風Ｗによって暴露部１１４ｃ、１１４ｅ、１１４ｆ、１１４ｉを積極的に冷却する。
ブラシ１１４は、図２２に示すように、いずれも収容部位１１４ｒに収容される陽極ブラシ１１４ｐや陰極ブラシ１１４ｍを含む。陽極ブラシ１１４ｐと陰極ブラシ１１４ｍは、いずれもブラシとして機能すれば材料や形状を問わない。陽極ブラシ１１４ｐは、スプリング１１４ｑによって付勢されて陽極スリップリング１０２ａｂに常時接触して接続される。陰極ブラシ１１４ｍは、スプリング１１４ｊによって付勢されて陰極スリップリング１０２ａａに常時接触して接続される。当然のことながら、陰極スリップリング１０２ａａと陽極スリップリング１０２ａｂとの間は絶縁されて、それぞれ界磁巻線１２ｃに接続される（図示せず）。
陽極ターミナル１１４Ｐは、接続線と接合する部位を除いて、図２３に示すように表面処理剤１１４Ｆにて表面処理される。図２３には暴露部１１４ｅを表面処理した例を示すが、暴露部１１４ｃを表面処理する場合でも同様である。表面処理剤１１４Ｆは、絶縁性および熱伝導性を有すれば任意である。例えば熱硬化性樹脂が該当し、エポキシ系塗料を含むエポキシ樹脂などが望ましい。接続線は、制御部（あるいは外部装置）との間で電力や信号を伝達するための導電部材である。
上述したブラシホルダー部１１０ｈの構造によれば、以下に示す各効果を得ることができる。
（１）ターミナルＴは少なくとも一部がブラシホルダー部１１０ｈから暴露する暴露部１１４ｃ、１１４ｅ、１１４ｆ、１１４ｉを含み、暴露部１１４ｃ、１１４ｅ、１１４ｆ、１１４ｉは、ファン１０１ｃの回転によって生じる冷却風Ｗの通風経路上に配置される構成とした（図２０〜図２２を参照）。この構成によれば、ターミナルＴに含まれる暴露部１１４ｃ、１１４ｅ、１１４ｆ、１１４ｉは、冷却風Ｗの通風経路上に配置されるので、通電に伴ってターミナルＴに生じる熱を効率良く冷却できる。ブラシ１１４は、接触摩擦で生じる熱がターミナルＴを伝導して暴露部１１４ｃ、１１４ｅ、１１４ｆ、１１４ｉから放熱されるので、ブラシ１１４自体の温度を低減できる。よって、ブラシ１１４の機能を維持でき、ブラシ１１４の寿命を延ばすことができる。
（２）ブラシ１１４は、陽極ブラシ１１４ｐと陰極ブラシ１１４ｍとを有し、陰極ブラシ１１４ｍはケース１１０と同電位（すなわちグラウンドＧＮＤ）となるように接続される構成とした（図２２を参照）。この構成によれば、陰極ブラシ１１４ｍはケース１１０と同電位になるので、陰極ブラシ１１４ｍとケース１１０との間で絶縁が不要になる。絶縁のための絶縁部材が不要になり、絶縁部材を組み付ける工程などが不要になるので、回転電機１０の製造コストを低減することができる。また、絶縁部材が不要となる分だけ、回転電機１０の体格を小さくすることができる。
（３）ターミナルＴは、陽極ターミナル１１４Ｐと陰極ターミナル１１４Ｍとを有し、暴露部１１４ｆ、１１４ｉは陰極ターミナル１１４Ｍに含まれる構成とした（図２０、図２１を参照）。この構成によれば、陽極ターミナル１１４Ｐに含まれる暴露部１１４ｃ、１１４ｅは表面処理剤１１４Ｆにて表面処理され、陰極ターミナル１１４Ｍに含まれる暴露部１１４ｆ、１１４ｉは表面処理されることなく暴露される。陰極ターミナル１１４Ｍに含まれる暴露部１１４ｆ、１１４ｉは絶縁を行う必要がないので、絶縁部材で暴露部１１４ｆ、１１４ｉを覆う必要がない。すなわち暴露部１１４ｆ、１１４ｉは何ら覆われずに露出するので、暴露部１１４ｆ、１１４ｉを含むターミナルＴの冷却能力を向上させることができる。
（５）暴露部１１４ｃ、１１４ｅは、絶縁性および熱伝導性を有する表面処理剤１１４Ｆにて表面処理される構成とした（図２３を参照）。この構成によれば、暴露部１１４ｃ、１１４ｅに表面処理される表面処理剤１１４Ｆは、絶縁性と放熱性が確保される。すなわち、絶縁を確保しながらも、ターミナルＴやブラシ１１４などに生じる熱を効率良く冷却できる。
（６）ブラシホルダー部１１０ｈは、複数の暴露部１１４ｃ、１１４ｅ、１１４ｆ、１１４ｉを有する構成とした（図２０、図２１を参照）。この構成によれば、ブラシホルダー部１１０ｈ全体における暴露部１１４ｃ、１１４ｅ、１１４ｆ、１１４ｉの表面積が増えるので、ターミナルＴの冷却能力が向上する。
（７）複数の暴露部１１４ｃ、１１４ｅ、１１４ｆ、１１４ｉは、ブラシホルダー部１１０ｈにおける二以上の面に分散して設けられる構成とした（図２０、図２１を参照）。この構成によれば、ブラシホルダー部１１０ｈにおいて複数の暴露部１１４ｃ、１１４ｅ、１１４ｆ、１１４ｉが二以上の面に分散して設けられるので、冷却風Ｗの通風経路が変わっても確実に冷却を行える。よって、ブラシホルダー部１１０ｈ全体におけるターミナルＴの冷却能力が向上する。
＜スイッチング素子モジュール（半導体モジュール）の詳細説明＞
次に、スイッチング素子モジュール１１１ａの詳細につき、図２４〜図５５を参照しつつ、以下に説明する。
ここでは、適宜、スイッチング素子モジュール１１１ａを半導体モジュール４０、インバータ用スイッチング素子１１１ｂをスイッチング素子７０、第１端子部材１１１ｄを正極端子６３Ｂ、第２端子部材１１１ｇを負極端子６３Ｅ、第３端子部材１１１ｊを出力端子６３Ｐ、と置き換えて説明する。
図２４は、図１４と同じものを、コンデンサを省略して表した回路図であり、符号を、＜スイッチング素子モジュール（半導体モジュール）の詳細説明＞の項目の説明に合わせたものである。また、図２７は、図１６からバスバー（インバータ用バスバー１１６等）を除去したものと同じものを、詳細に表した平面図であり、符号を、＜スイッチング素子モジュール（半導体モジュール）の詳細説明＞の項目の説明に合わせたものである。
（半導体モジュール詳細）
図２４に示すように、半導体モジュール４０のそれぞれは、二相分の上下アームを構成する複数のスイッチング素子７０を有している。スイッチング素子７０としては、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴを採用することができる。本実施形態では、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。スイッチング素子７０は、寄生ダイオードを有している。３つの半導体モジュール４０のうち、第１の半導体モジュール４０がＵ相及びＶ相の上下アームを構成し、第２の半導体モジュール４０がＷ相及びＸ相の上下アームを構成し、第３の半導体モジュール４０がＹ相及びＺ相の上下アームを構成している。
本実施形態では、各アームが１つのスイッチング素子７０により構成されている。すなわち、半導体モジュール４０が、それぞれ４つのスイッチング素子７０を有している。半導体モジュール４０のそれぞれは、スイッチング素子７０として、第１の上下アームを構成する上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ及び下アーム側のスイッチング素子７００Ｌと、第２の上下アームを構成する上アーム側のスイッチング素子７０１Ｈ及び下アーム側のスイッチング素子７０１Ｌを有している。スイッチング素子７００Ｈ、７００Ｌが直列接続され、スイッチング素子７０１Ｈ、７０１Ｌが直列接続されている。
上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ、７０１Ｈの高電位側の電極、すなわちドレイン電極は、バッテリの正極側に接続され、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌの低電位側の電極、すなわちソース電極は、バッテリの負極側に接続されている。上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ、７０１Ｈのソース電極と、対応する下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌのドレイン電極が、互いに接続されている。
第１の半導体モジュール４０において、第１の上下アームがＵ相上下アームを構成し、第２の上下アームがＶ相上下アームを構成している。スイッチング素子７００Ｈとスイッチング素子７００Ｌの接続点は、電機子巻線１００ｂ−１のＵ相に接続されている。スイッチング素子７０１Ｈとスイッチング素子７０１Ｌの接続点は、電機子巻線１００ｂ−１のＶ相に接続されている。
第２の半導体モジュール４０において、第１の上下アームがＷ相上下アームを構成し、第２の上下アームがＸ相上下アームを構成している。スイッチング素子７００Ｈとスイッチング素子７００Ｌの接続点は、電機子巻線１００ｂ−１のＷ相に接続されている。スイッチング素子７０１Ｈとスイッチング素子７０１Ｌの接続点は、電機子巻線１００ｂ−２のＸ相に接続されている。
第３の半導体モジュール４０において、第１の上下アームがＹ相上下アームを構成し、第２の上下アームがＺ相上下アームを構成している。スイッチング素子７００Ｈとスイッチング素子７００Ｌの接続点は、電機子巻線１００ｂ−２のＹ相に接続されている。スイッチング素子７０１Ｈとスイッチング素子７０１Ｌの接続点は、電機子巻線１００ｂ−２のＺ相に接続されている。
半導体モジュール４０は、図２７及び図２８に示すように、外部接続用端子として、主端子６３を有している。また、主端子６３として、正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２と、負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２と、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２を有している。
半導体モジュール４０の構成について、より詳細に説明する。以下の説明において、スイッチング素子７０の厚み方向をＺ方向、Ｚ方向に直交し、複数の信号端子６４の並び方向をＸ方向と示す。また、Ｚ方向及びＸ方向の両方向に直交する方向をＹ方向と示す。特に断わりのない限り、ＸＹ面視したときの形状（ＸＹ平面に沿う形状）を平面形状とする。ＸＹ面視は、Ｚ方向の投影視とも言える。Ｚ方向は、軸方向に略一致している。また、リードフレーム６０におけるＸ方向の中心に近い位置を内側、遠い位置を外側と示す。また、Ｚ方向において、封止樹脂体５０の裏面５０ｂから一面５０ａに向かう方向を上方、一面５０ａから裏面５０ｂに向かう方向を下方と示す。
図２６〜図４１に示すように、半導体モジュール４０は、封止樹脂体５０と、リードフレーム６０と、スイッチング素子７０と、駆動部８０と、架橋部材９０を備えている。なお、図３４〜図４０では、封止樹脂体５０を省略している。図４１では、スイッチング素子７０、駆動部８０、及び架橋部材９０が実装されており、封止樹脂体５０を成形する前の状態、すなわちタイバーカット前のリードフレーム６０を示している。図３４〜図４０では、便宜上、ボンディングワイヤ４１を省略している。半導体モジュール４０は、半導体パッケージ、スイッチングモジュール、半導体装置とも称される。
（封止樹脂体）
封止樹脂体５０は、リードフレーム６０の一部、スイッチング素子７０、駆動部８０、及び架橋部材９０を一体的に封止している。封止樹脂体５０は、たとえばエポキシ系の樹脂を用いて形成されている。
図２６〜図３３に示すように、封止樹脂体５０は、Ｚ方向の面である一面５０ａと、一面５０ａと反対の裏面５０ｂと、一面５０ａ及び裏面５０ｂを繋ぐ側面を有している。半導体モジュール４０は、封止樹脂体５０の裏面５０ｂ側がヒートシンク２４に接触するように配置される。本実施形態では、封止樹脂体５０が略直方体とされており、４つの側面を有している。Ｙ方向の面である側面５０ｃと、側面５０ｃと反対の側面５０ｄから、主端子６３及び信号端子６４が突出している。
本実施形態では、トランスファモールド法によって、封止樹脂体５０が成形されている。図２６及び図２７などに示すように、封止樹脂体５０は、凹部５１を有している。凹部５１は、一面５０ａ及び側面５０ｃに開口している。凹部５１の底面は、略平坦とされている。凹部５１は、正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２に対応して２つ設けられている。凹部５１は、Ｚ方向からの投影視において、対応する正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２と重なる位置に設けられている。凹部５１は、正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２と正極バスバー２７Ｂを溶接する際に、治具の一部が挿入可能に設けられている。
図２７及び図２８に示すように、封止樹脂体５０は、図示しない成形型に設けられたエアベント由来の凸部５２を有している。凸部５２は、側面５０ｃ、５０ｄから突出している。エアベントは、成形時のエア巻き込みによるボイドやウエルドラインを低減するために、成形型を構成する上型及び下型それぞれに設けられている。エアベントは、上型及び下型の側面５０ｃ、５０ｄを形成する部分において、Ｚ方向からの投影視で主端子６３のそれぞれと重なる位置に設けられている。このため、Ｚ方向において、凸部５２の間に主端子６３が配置されている。
なお、図２６〜図２８に示す符号５３は、エジェクタピン由来のピン痕である。図２６及び図２７に示す符号５４は、成形型のゲート痕である。
（リードフレーム）
リードフレーム６０は、金属製の板材である。リードフレーム６０は、金属板を打ち抜き、曲げ加工して形成されている。リードフレーム６０は、アイランド６１と、配線部６２と、外部接続用端子である主端子６３及び信号端子６４と、端子６５を備えている。リードフレーム６０は、Ｘ方向の中心に対してほぼ線対称とされている。図４１では、リードフレーム６０のＸ方向の中心を一点鎖線で示している。
図３４〜図３６及び図４１に示すように、アイランド６１には、スイッチング素子７０及び駆動部８０が配置されている。リードフレーム６０は、スイッチング素子７０及び駆動部８０が個別に配置される５つのアイランド６１０〜６１４を有している。アイランド６１０〜６１４は、互いに略同じ厚みとされ、Ｚ方向において同一面内に配置されている。アイランド６１０〜６１４は、Ｘ方向の中心に対して線対称配置とされている。
アイランド６１０は、駆動部８０が配置される部分である。アイランド６１１〜６１４は、スイッチング素子７０が配置され、配置されたスイッチング素子７０のドレイン電極が接続される部分である。アイランド６１１にはスイッチング素子７００Ｈが配置され、アイランド６１２にはスイッチング素子７００Ｌが配置される。アイランド６１３にはスイッチング素子７０１Ｈが配置され、アイランド６１４にはスイッチング素子７０１Ｌが配置される。アイランド６１１〜６１４のＸＹ面に沿う面積は、互いに略等しくされている。
図２８に示すように、アイランド６１０において、駆動部８０の配置面と反対の放熱面６１０ａは、封止樹脂体５０の裏面５０ｂから露出されている。同じく、アイランド６１１〜６１４において、スイッチング素子７０の配置面と反対の放熱面６１１ａ〜６１４ａは、裏面５０ｂから露出されている。これにより、放熱面６１０ａ〜６１４ａから効率よく放熱することができる。アイランド６１のうち、放熱面６１０ａ〜６１４ａを除く部分は、封止樹脂体５０によって封止されている。図３２などに示すように、アイランド６１それぞれの側面には、封止樹脂体５０の剥離を抑制するために、凸部が設けられている。
また、図２８に示すように、スイッチング素子７０を搭載していない配線部６２１、６２３も、封止樹脂体５０の裏面５０ｂから露出している。これにより、スイッチング素子７０の放熱効率を高めている。すなわち、スイッチング素子７０から発生した熱の一部は、アイランド６１１〜６１４を介して放熱し、他の一部は、後述するシャント抵抗器９０１（図３６参照）を介して配線部６２１、６２３に伝わり放熱する。そのため、アイランド６１１〜６１４と配線部６２１、６２３とを両方とも放熱に用いることができ、スイッチング素子７０の放熱効率を高めることができる。
また、図３２、図３３に示すように、アイランド６１０〜６１４の放熱面６１０ａ〜６１４ａは、封止樹脂体５０の裏面５０ｂよりも、Ｚ方向におけるヒートシンク２４（図５４参照）側に突出している。これにより、製造ばらつきが発生しても、放熱面６１０ａ〜６１４ａが裏面５０ｂより凹んだ位置に形成されないようにしている。これによって、スイッチング素子７０の熱を、放熱面６１０ａ〜６１４ａを介してヒートシンク２４へ確実に伝えることがきるようにしてある。なお、配線部６２１、６２３の露出面も同様に、封止樹脂体５０の裏面５０ｂから突出している。
また、図５４のイメージ図に示すように、本形態の封止樹脂体５０は、Ｘ方向における中央部がヒートシンク２４側に突出するように、僅かに湾曲している。また、４個のスイッチング素子７０、及びこれらを配置したアイランド６１１〜６１４を、封止樹脂体５０の中央付近（図３６参照）に配置している。これにより、アイランド６１１〜６１４とヒートシンク２４との間に隙間ができることを抑制し、放熱効率を高めている。
なお、本形態では図３２、図３３に示すように、Ｚ方向におけるヒートシンク２４（図５４参照）側は、アイランド６１やスイッチング素子７０等が配されており、樹脂の割合が少ない。また、Ｚ方向における反対側は、樹脂の割合が多い。したがって、半導体モジュール４０の製造工程において、スイッチング素子７０等を樹脂によって封止すると、樹脂が冷却して収縮し、封止樹脂体５０を図５４に示すように湾曲させることができる。
また、図３４、図３５に示すように、アイランド６１０は、平面略矩形状をなしている。アイランド６１０は、Ｘ方向においてリードフレーム６０の中心に配置されている。アイランド６１０は、図３６及び図４１などに示すように、信号端子６４とは反対側の端部中央からＹ方向に突出する凸部６１０ｂを有している。
図４１に示すように、スイッチング素子７００Ｈ、７０１Ｈのパッド７１及びアイランド６１１、６１３と、駆動部８０とを、ボンディングワイヤ４１により接続する際に、図示しないクランプ治具にて凸部６１０ｂを押さえることができる。これにより、アイランド６１０が安定し、ボンディング性を向上することができる。凸部６１０ｂは、ボンディングワイヤ４１の邪魔にならない位置に設ければよい。たとえば、スイッチング素子７００Ｈ、７０１Ｈのパッド７１間の距離が本実施形態よりも短い場合には、中央ではなく両端に凸部６１０ｂを設けてもよい。
アイランド６１１〜６１４は、アイランド６１０の周りに配置されている。下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌが配置されたアイランド６１２、６１４は、Ｘ方向において、間にアイランド６１０を挟むように設けられている。アイランド６１２、６１４は、Ｘ方向において互いに線対称配置とされている。アイランド６１２、６１４は、ともに平面略矩形状をなしている。アイランド６１２、６１４は、Ｘ方向において、アイランド６１０との間にそれぞれ所定の間隙を有している。
上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ、７０１Ｈが配置されたアイランド６１１、６１３は、アイランド６１０に対し、Ｙ方向において信号端子６４とは反対側に設けられている。アイランド６１１、６１３は、所定の間隙を有しつつＸ方向に並んで配置されている。アイランド６１１、６１３は、Ｘ方向において互いに線対称配置とされている。アイランド６１１、６１３は、ともに平面略矩形状をなしている。アイランド６１１は、Ｙ方向においてアイランド６１０、６１２と対向している。アイランド６１３は、Ｙ方向においてアイランド６１０、６１４と対向している。
アイランド６１１、６１３は、図３６及び図４１などに示すように、信号端子６４側の端部からＹ方向に突出する凸部６１１ｂ、６１３ｂをそれぞれ有している。凸部６１１ｂ、６１３ｂは、Ｙ方向においてアイランド６１０と対向するように設けられている。凸部６１１ｂは、Ｘ方向においてアイランド６１３側の端に設けられている。凸部６１１ｂにおいて、アイランド６１３から離れた位置にボンディングワイヤ４１が接続されている。このボンディングワイヤ４１は、スイッチング素子７００Ｈのドレイン電位を検出するために接続されている。
凸部６１３ｂは、Ｘ方向においてアイランド６１１側の端に設けられている。凸部６１３ｂにおいて、アイランド６１１から離れた位置にボンディングワイヤ４１が接続されている。このボンディングワイヤ４１は、スイッチング素子７０１Ｈのドレイン電位を検出するために接続されている。
配線部６２は、アイランド６１１、６１２を接続する配線部６２０と、アイランド６１２と負極端子６３Ｅ１を接続する配線部６２１と、アイランド６１３、６１４を接続する配線部６２２と、アイランド６１４と負極端子６３Ｅ２を接続する配線部６２３を有している。
配線部６２０は、アイランド６１２における信号端子６４とは反対の端部に連なっている。配線部６２０は、アイランド６１２においてアイランド６１０側とは反対の端に連なっている。配線部６２０はＹ方向に延設され、その先端部分がＸ方向においてアイランド６１１との間に所定の間隙を有しつつ、アイランド６１１と並んで配置されている。配線部６２０は、アイランド６１１に対してＸ方向外側に配置されている。配線部６２１は、負極端子６３Ｅ１に連なっている。配線部６２１は負極端子６３Ｅ１からＹ方向に延びて、その先端部がＸ方向においてアイランド６１２との間に所定の間隙を有しつつ、アイランド６１２と並んで配置されている。配線部６２１は、アイランド６１２に対してＸ方向外側に配置されている。
配線部６２２は、アイランド６１４における信号端子６４とは反対の端部に連なっている。配線部６２２は、アイランド６１４においてアイランド６１０側とは反対の端に連なっている。配線部６２２はＹ方向に延設され、その先端部分がＸ方向においてアイランド６１３との間に所定の間隙を有しつつ、アイランド６１３と並んで配置されている。配線部６２２は、アイランド６１３に対してＸ方向外側に配置されている。配線部６２３は、負極端子６３Ｅ２に連なっている。配線部６２３は負極端子６３Ｅ２からＹ方向に延びて、その先端部がＸ方向においてアイランド６１４との間に所定の間隙を有しつつ、アイランド６１４と並んで配置されている。配線部６２３は、アイランド６１４に対してＸ方向外側に配置されている。
Ｙ方向におけるアイランド６１０の位置では、Ｘ方向に配線部６２１、アイランド６１２、アイランド６１０、アイランド６１４、配線部６２３の順に並んで配置されている。また、Ｙ方向におけるアイランド６１１、６１３の位置では、Ｘ方向に配線部６２１、配線部６２０、アイランド６１１、アイランド６１３、配線部６２２、配線部６２３の順に並んで配置されている。上アーム側の配線部６２０、６２１と下アーム側の配線部６２２、６２３は、Ｘ方向において線対称配置とされている。
図２８に示すように、配線部６２０〜６２３において、架橋部材９０の配置面とは反対の放熱面６２０ａ〜６２３ａは、封止樹脂体５０の裏面５０ｂから露出されている。放熱面６２０ａ〜６２３ａは、スイッチング素子７０側の面とは反対の面である。これにより、放熱面６２０ａ〜６２３ａからも放熱することができる。裏面配線部６２０〜６２３のうち、放熱面６２０ａ〜６２３ａを除く部分は、封止樹脂体５０によって封止されている。放熱面６１０ａ〜６１４ａ、６２０ａ〜６２３ａは、成形型に放熱面６１０ａ〜６１４ａ、６２０ａ〜６２３ａを成形型に接触させることで、裏面５０ｂから露出されている。上記した放熱面図３２などに示すように、配線部６２それぞれの側面には、封止樹脂体５０の剥離を抑制するために、凸部が設けられている。
図３４及び図４０などに示すように、リードフレーム６０において、アイランド６１及び配線部６２の部分が、主端子６３、信号端子６４、及び端子６５の部分よりも厚肉とされている。Ｙ方向において、リードフレーム６０の中央部分が、中央部分よりも外側の部分に対して厚肉とされている。図４１に示す破線間が、厚肉部分である。このように、異形状のリードフレーム６０を採用すると、スイッチング素子７０及び駆動部８０の熱を効率よく放熱させることができる。また、アイランド６１及び配線部６２が厚肉とされているため、封止樹脂体５０の硬化収縮にともなうリードフレーム６０の反りを抑制することができる。一方、外部接続用端子である主端子６３及び信号端子６４が薄肉とされているため、打ち抜きや曲げ加工性を向上することができる。また、信号端子６４を狭ピッチ化することもできる。
主端子６３は、上記したように、正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２と、負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２と、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２を有している。正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２は、バッテリの正極側に接続される電源端子である。正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２は、高電位側の直流端子とも称される。正極端子６３Ｂ１は、スイッチング素子７００Ｈのアイランド６１１に連なっている。正極端子６３Ｂ１は、アイランド６１１においてアイランド６１３側とは反対の端に連なっている。正極端子６３Ｂ１は、アイランド６１１における信号端子６４とは反対の端部からＹ方向に延設されて封止樹脂体５０の側面５０ｃから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。
正極端子６３Ｂ２は、スイッチング素子７０１Ｈのアイランド６１３に連なっている。正極端子６３Ｂ２は、アイランド６１３においてアイランド６１１側とは反対の端に連なっている。正極端子６３Ｂ２は、アイランド６１３における信号端子６４とは反対の端部からＹ方向に延設されて側面５０ｃから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２は、Ｘ方向において互いに線対称配置とされている。
負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２は、バッテリの負極側に接続される電源端子である。負極端子Ｅ１、Ｅ２は、低電位側の直流端子とも称される。負極端子６３Ｅ１は、正極端子６３Ｂ１に対してＸ方向外側に配置されている。負極端子６３Ｅ１は、Ｙ方向に延設されて側面５０ｃから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。負極端子６３Ｅ２は、正極端子６３Ｂ２に対してＸ方向外側に配置されている。負極端子６３Ｅ２は、Ｙ方向に延設されて側面５０ｃから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２は、Ｘ方向において互いに線対称配置とされている。
正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２は、Ｘ方向において、負極端子６３Ｅ１、正極端子６３Ｂ１、正極端子６３Ｂ２、負極端子６３Ｅ２の順に並んで配置されている。Ｘ方向において、負極端子６３Ｅ１と正極端子６３Ｂ１との距離、及び、負極端子６３Ｅ２と正極端子６３Ｂ２との距離は、正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２間の距離よりも短くされている。正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２は、ＹＺ面において略Ｌ字状をなしている。
正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２は、図２７、図２９、図３４、及び図３６などに示すように、タイバー痕６６ａ、６６ｂをそれぞれ有している。タイバー痕６６ａ、６６ｂはタイバー６６の切断痕であり、Ｘ方向にわずかに突出している。タイバー痕６６ａは、Ｙ方向においてアイランド６１に近い１段目のタイバー６６０ａの切断痕であり、タイバー痕６６ｂは、タイバー６６０ａよりもアイランド６１から離れた２段目のタイバー６６０ｂの切断痕である。正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２は、それぞれの延設方向において、タイバー痕６６ａ、６６ｂの間に屈曲部を有している。
出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２は、交流端子とも称される。出力端子６３Ｐ１は、アイランド６１２に連なっている。出力端子６３Ｐ１は、アイランド６１２においてアイランド６１０側とは反対の端に連なり、途中まで、Ｘ方向においてアイランド６１２から遠ざかるように斜めに延設されている。具体的には、Ｘ方向においてスイッチング素子７００Ｌとは重ならない位置まで、斜めに延設されている。そして、その先でＹ方向に延設されて正極端子６３Ｂ１とは反対の側面５０ｄから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、さらにＺ方向上方に延びている。
出力端子６３Ｐ２は、アイランド６１４に連なっている。出力端子６３Ｐ２は、アイランド６１４においてアイランド６１０側とは反対の端に連なり、途中まで、Ｘ方向においてアイランド６１４から遠ざかるように斜めに延設されている。具体的には、Ｘ方向においてスイッチング素子７０１Ｌとは重ならない位置まで、斜めに延設されている。そして、その先でＹ方向に延設されて側面５０ｄから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、さらにＺ方向上方に延びている。出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２も、ＹＺ面において略Ｌ字状をなしている。出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２は、Ｘ方向において互いに線対称配置とされている。
出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２も、タイバー痕６６ａ、６６ｂをそれぞれ有している。タイバー痕６６ａは、Ｙ方向においてアイランド６１に近い１段目のタイバー６６１ａの切断痕であり、タイバー痕６６ｂは、タイバー６６１ａよりもアイランド６１から離れた２段目のタイバー６６１ｂの切断痕である。出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２は、それぞれの延設方向において、タイバー痕６６ａ、６６ｂの間に屈曲部を有している。
図２６及び図３４などに示すように、主端子６３のそれぞれにおいて、屈曲部の幅が狭くされている。主端子６３では、屈曲部を含むように幅狭部６３ａが設けられ、延設方向において幅狭部６３ａを挟むように幅広部が設けられている。具体的には、タイバー痕６６ａ、６６ｂを有する部分がそれぞれ幅広部とされ、その間に屈曲部を含む幅狭部６３ａが設けられている。このように、主電流が流れる主端子６３において、屈曲部を形成する部分の幅を狭くして剛性を低くしたため、屈曲部を形成する際の曲げ荷重を小さくすることができる。また、曲げ精度を向上することもできる。
図２６及び図２９などに示すように、主端子６３のそれぞれにおいて、突出先端の角部が面取りされている。換言すれば、テーパ形状とされている。これにより、バスバー２７とのアーク溶接時において、角部への電界集中を抑制することができる。本実施形態では、回転電機１を回転させるために、主端子６３に比較的大きな電流（数十アンペア）が流れるため、主端子６３の幅が広い。これに対し、面取り構造を採用することで、幅方向中央で安定して溶接を行うことができる。
信号端子６４は、外部に信号を出力、又は、外部から信号を入力するための端子である。複数の信号端子６４は、Ｘ方向に並んで配置されている。各信号端子６４は、Ｙ方向に延設されて側面５０ｄから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。信号端子６４も、ＹＺ面において略Ｌ字状をなしている。本実施形態では、信号端子６４が、配線基板２２に挿入実装される。
図３６、図３９、及び図４１などに示すように、信号端子６４は、配線基板２２に接続されて、グランド電位（ＧＮＤ）とされる信号端子６４０を含んでいる。信号端子６４０は、複数の信号端子６４の中央に配置されている。信号端子６４０は、アイランド６１０における信号端子６４側の端部中央に連なっている。信号端子６４０は、リードフレーム６０におけるＸ方向の中心に配置されている。
図４１に示すように、信号端子６４０は、ボンディングワイヤ４１によって、駆動部８０のパッド８１と接続されている。このように、グランド電位の信号端子６４０を設けたので、負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２や負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２に連なる配線部６２１、６２３にボンディングワイヤ４１を接続して、グランド電位を確保しなくてもよい。すなわち、アイランド６１２、６１４や配線部６２０、６２２など、他の電位の部分を跨いでボンディングワイヤ４１を接続しなくてもよい。したがって、ボンディングワイヤ４１が他の電位の部分に接触し、ショートが発生するのを抑制することができる。
図３６及び図４１などに示すように、信号端子６４は、２つの信号端子６４１を含んでいる。信号端子６４１の１つは、アイランド６１２における信号端子６４側の端部に連なっており、別の信号端子６４１は、アイランド６１４における信号端子６４側の端部に連なっている。アイランド６１２は、配線部６２０及びクリップ９００を介して、スイッチング素子７００Ｈのソース電極７２に接続されている。アイランド６１４は、配線部６２２及びクリップ９００を介して、スイッチング素子７０１Ｈのソース電極７２に接続されている。
配線部６２０及びアイランド６１２は、スイッチング素子７００Ｈのソース電極７２と出力端子６３Ｐ１とを繋ぐ配線である。配線部６２２及びアイランド６１４は、スイッチング素子７０１Ｈのソース電極７２と出力端子６３Ｐ２とを繋ぐ配線である。信号端子６４１には、制御回路部２６の駆動回路から、上アーム側の駆動信号の基準となる駆動用のソース電位が供給される。したがって、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２からソース電位が供給される構成に較べて、配線のインダクタンスを低減することができる。これにより、制御回路部２６によるスイッチング素子７０の制御性を向上し、スイッチングの遅延などを抑制することができる。なお、シャント抵抗器９０１の高電位側とボンディングワイヤ４１を介して接続される信号端子６４に、制御回路部２６の駆動回路から、下アーム側の駆動信号の基準となる駆動用のソース電位が供給される。
本実施形態の半導体モジュール４０は、図２５に示すように、１５本の信号端子６４を有している。上記したように、１本がグランド電位用の信号端子６４０であり、１本が配線基板２２側からの電源ＶＣＣ（たとえば５Ｖ）取得用であり、２本が上アーム側のソース電位用の信号端子６４１である。また、４本がスイッチング素子７０それぞれの駆動信号用であり、４本が２つのシャント抵抗器９０１用である。１本が感温ダイオードのいずれか１つの順方向電圧Ｖｆの出力用である。１本が異常などの通知用であり、１本がボンディングワイヤ４１が接続されていない予備である。
本形態では、シャント抵抗器９０１に接続した２本の信号端子６４（ＲＨ、ＲＬ）のうち、高電位側の信号端子６４（ＲＨ）は、下アームスイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌのソース電位取得用の信号端子を兼ねている。そのため、信号端子６４の数を低減することができる。
図３９及び図４１に示すように、信号端子６４０を除く信号端子６４は、クランク形状の部分であるクランク部６４ａを少なくとも１つ有している。クランク部６４ａを有することで、Ｘ方向において、複数の信号端子６４の占める幅が、アイランド６１側の端部、すなわち、ボンディングワイヤ４１の接続側よりも、配線基板２２との接続側で狭くされている。
本実施形態では、クランク部６４ａを２つ有する信号端子６４において、クランク部６４ａ間の直線部分の長さが２ｍｍ以上となるように、クランク部６４ａの位置が設定されている。クランク部６４ａの１つはタイバー６６１ａの近傍に設けられ、別のクランク部６４ａはタイバー６６１ｂの近傍に設けられている。これにより、型（ダイ）を用いて信号端子６４を曲げ加工する際に、信号端子６４の擦れによる型の摩耗を低減することができる。また、曲げ精度を向上することもできる。
図２６及び図２７に示すように、信号端子６４における配線基板２２への実装部分は、ＸＹ面において千鳥配置とされている。すなわち、Ｘ方向において隣り合う信号端子６４が、Ｙ方向にずれて配置されている。信号端子６４は、２段配置とされている。これにより、Ｘ方向において信号端子６４の占めるスペースを低減し、ひいては半導体モジュール４０を小型化することができる。また、配線基板２２も小型化することができる。さらには、隣り合う信号端子６４がＹ方向において離れた位置となるため、端子間でのノイズや干渉を低減することができる。
信号端子６４は、Ｘ方向において、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２の間に配置されている。図４２は、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２と信号端子６４の配置イメージを示す模式図である。図４２の上段が本実施形態を示し、中央の段と下段の２つは参考例を示している。参考例においては、本実施形態の関連する要素の符号に対し、末尾にｒを付与している。本実施形態では、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２の間に信号端子６４が集約されている。信号端子６４のＸ方向両端に、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２が配置されている。このため、出力端子６３Ｐ１と一端側の信号端子６４との間に、破線で示す空きのスペース６４ｂが生じ、出力端子６３Ｐ２と他端側の信号端子６４との間にも同様にスペース６４ｂが生じる。
これに対し、中央の段の参考例では、出力端子６３Ｐ１ｒが本実施形態同様の配置とされ、出力端子６３Ｐ２ｒが信号端子６４ｒの間に配置されて、複数の信号端子６４ｒが二分されている。これによれば、出力端子６３Ｐ２ｒの両側にスペース６４ｂｒが生じる。また、下段の参考例では、出力端子６３Ｐ１ｒ、６３Ｐ２ｒが隣り合って配置されるとともに、出力端子６３Ｐ１ｒ、６３Ｐ２ｒによって複数の信号端子６４ｒが二分されている。これによれば、出力端子６３Ｐ１ｒ、６３Ｐ２ｒそれぞれの両側にスペース６４ｂｒが生じる。したがって、本実施形態のように、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２の間に信号端子６４を集約することで、Ｘ方向において外部接続用端子の配置スペースを小さくすることができる。すなわち、無駄なスペースを減らし、半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。
図３６及び図４１に示すように、信号端子６４におけるアイランド６１側の端部、すなわち、ボンディングワイヤ４１の接続部分は、信号端子６４の他の部分よりも、Ｘ方向の幅が広くされている。このように、信号端子６４におけるアイランド６１側の端部の幅が広いため、ボンディングワイヤ４１を安定的に接続することができる。一方、ボンディングワイヤ４１との接続部分を除く部分の幅は狭いため、上記したクランク部６４ａとも相俟って、信号端子６４の配置スペースを小さくすることができる。また、幅の広いアイランド６１側の端部が封止樹脂体５０に引っかかるため、ロックホール効果により、配置スペースを小さくしつつも信号端子６４の抜けを抑制することができる。
リードフレーム６０において、ボンディングワイヤ４１の接続部分は、平坦とされている。ボンディングワイヤ４１は、信号端子６４と、上記した凸部６１１ｂ、６１３ｂにそれぞれ接続されている。凸部６１１ｂ、６１３ｂにおける接続部分及び信号端子６４における接続部分は、いずれも平坦とされている。具体的には、叩くことで接続部分の平坦度が確保されている。これにより、ボンディングワイヤ４１の接続信頼性を向上することができる。また、打ち抜き加工することでリードフレーム６０を形成する際に生じる図示しないバリを叩いて潰し、ボンディング時の異物噛み込みを抑制することもできる。
端子６５は、電気的な接続機能を提供せず、タイバーカット前の状態で、タイバー６６に連結される部分である。図２７及び図３６などに示すように、端子６５の一部は、Ｙ方向に延設されて封止樹脂体５０の側面５０ｃから突出している。端子６５の残りは、Ｙ方向に延設されて側面５０ｄから突出している。それぞれ４つの端子６５が配置されている。
正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２側において、アイランド６１１、６１３及び配線部６２０、６２２のそれぞれに端子６５が連なっている。図３６などに示すように、端子６５の１つは、アイランド６１１における信号端子６４とは反対の端部であって、正極端子６３Ｂ１側とは反対の端からＹ方向に延設されている。別の端子６５は、アイランド６１３における信号端子６４とは反対の端部であって、正極端子６３Ｂ２側とは反対の端からＹ方向に延設されている。別の端子６５は、配線部６２０の先端、すなわちアイランド６１２とは反対の端部からＹ方向に延設されている。別の端子６５は、配線部６２２の先端、すなわちアイランド６１４とは反対の端部からＹ方向に延設されている。
図２７に示すように、Ｘ方向において、負極端子６３Ｅ１と正極端子６３Ｂ１の間、負極端子６３Ｅ２と正極端子６３Ｂ２の間に、端子６５がそれぞれ１つ配置されている。また、正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２の間に２つの端子６５が配置されている。これらの端子６５は、封止樹脂体５０から露出している。このように構成すると、半導体モジュール４０を製造した後、端子６５を用いて、半導体モジュール４０の検査をすることが可能になる。すなわち、図３６に示すように、端子６５は、スイッチング素子７０を搭載したアイランド６１１〜６１４に接続しているため、端子６５の温度とスイッチング素子７０の温度は略等しい。そのため、スイッチング素子７０を動作させつつ、熱電対等を用いて端子６５の温度を測定することにより、スイッチング素子７０の温度が過度に上昇しないか検査することができる。
また、図４１に示すように、正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２側の端子６５は、１段目のタイバー６６０ａまでそれぞれ延設されている。このため、タイバーカット後の状態では、図２７及び図３６などに示すように、正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２が有するタイバー痕６６ａとＹ方向においてほぼ同じ位置まで延設されている。
出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２及び信号端子６４側において、端子６５の１つは、配線部６２１の先端、すなわち負極端子６３Ｅ１とは反対の端部からＹ方向に延設されている。別の端子６５は、配線部６２３の先端、すなわち負極端子６３Ｅ２とは反対の端部からＹ方向に延設されている。残りの２つの端子６５は、ボンディングワイヤ４１を介してシャント抵抗器９０１と接続される信号端子６４の一部に連なり、該信号端子６４の外側にそれぞれ配置されている。
Ｘ方向において、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２の外側に端子６５がそれぞれ１つ配置されている。また、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２と信号端子６４との間に端子６５がそれぞれ１つ配置されている。図４１に示すように、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２及び信号端子６４側の端子６５は、１段目のタイバー６６１ａまで延設されている。このため、タイバーカット後の状態では、図２７及び図３６などに示すように、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２及び信号端子６４が有するタイバー痕６６ａとＹ方向においてほぼ同じ位置まで延設されている。
このように、端子６５は、タイバー痕６６ａとほぼ同じ位置まで延設されている。すなわち、主端子６３及び信号端子６４の屈曲部よりも手前の位置までしか延設されていない。このため、端子６５は、主端子６３及び信号端子６４とは異なり、屈曲部を有していない。端子６５の幅は、主端子６３の幅よりも狭くされている。
（スイッチング素子）
スイッチング素子７０は縦型構造をなしており、チップの厚み方向であるＺ方向の両面に主電極を有している。また、一方の面に、上記したパッド７１を有している。本実施形態では、アイランド６１との対向面に図示しないドレイン電極が形成され、ドレイン電極形成面と反対の面にソース電極７２が形成されている。パッド７１は、ソース電極７２と同じ主面において、ソース電極７２とは異なる位置に形成されている。スイッチング素子７０には、感温ダイオードが一体的に形成されている。
図５５に示すように、パッド７１には、スイッチング素子７０のソースに接続したソース電位検出用パッド７１Ｓと、ゲートに接続したゲート電極用パッド７１Ｇと、感温ダイオードのアノードに接続したアノード用パッド７１Ａと、カソードに接続したカソード用パッド７１Ｋとがある。
スイッチング素子７０は、平面矩形状をなしている。図４１に示すように、パッド７１は、スイッチング素子７０の１つの辺、具体的には駆動部８０との対向辺に沿って配置されている。本実施形態では、スイッチング素子７０が４つのパッド７１を有しており、上述したように、ソース電位検出用、ゲート電極用、感温ダイオードのアノード用、カソード用（図５５参照）の順に並んで配置されている。
スイッチング素子７０は、上記したように、第１の上下アームを構成する上アーム側のスイッチング素子７００Ｈと、第１の上下アームを構成する下アーム側のスイッチング素子７００Ｌを有している。また、第２の上下アームを構成する上アーム側のスイッチング素子７０１Ｈと、第２の上下アームを構成する下アーム側のスイッチング素子７０１Ｌを有している。
スイッチング素子７００Ｈはアイランド６１１に配置され、スイッチング素子７００Ｌはアイランド６１２に配置されている。スイッチング素子７０１Ｈはアイランド６１３に配置され、スイッチング素子７０１Ｌはアイランド６１４に配置されている。上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ、７０１Ｈは、対応するアイランド６１１、６１３同様、Ｘ方向において線対称配置とされている。下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌは、対応するアイランド６１２、６１４同様、Ｘ方向において線対称配置とされている。
上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ、７０１Ｈは、パッド７１とソース電極７２の並び方向がＹ方向となるように配置されている。すなわち、パッド７１の並び方向がＸ方向となるように配置されている。一方、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌは、パッド７１とソース電極７２の並び方向がＸ方向となるように配置されている。すなわち、パッド７１の並び方向がＹ方向となるように配置されている。
図３６及び図４１などに示すように、スイッチング素子７０は、対応するアイランド６１に対して、お互いの中心が略一致するように位置決め配置されている。下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌは、同じ相の上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ、７０１Ｈに対して、Ｘ方向外側に配置されている。Ｘ方向において、スイッチング素子７００Ｌ、スイッチング素子７００Ｈ、スイッチング素子７０１Ｈ、スイッチング素子７０１Ｌの順に並んでいる。
各スイッチング素子７０のドレイン電極に接続される正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２は、スイッチング素子７０と同じ側から見ると、出力端子６３Ｐ１、正極端子６３Ｂ１、正極端子６３Ｂ２、出力端子６３Ｐ２の順に並んでいる。このように、スイッチング素子７０の並び順と、正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２の並び順が一致している。また、主端子６３及び信号端子６４は、相対する側面５０ｃ、５０ｄのみから突出している。以上の配置を採用することにより、リードフレーム６０のレイアウトがシンプルとなり、配線密度を上げて半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。また、封止樹脂体５０の２面のみから主端子６３及び信号端子６４が突出しているため、制御装置部２０を構成する際にも、バスバー２７との接続構造を簡素化することができる。
図３２、図３３、及び図３５に示すように、スイッチング素子７０のドレイン電極は、はんだ４２を介して対応するアイランド６１と接続されている。ソース電極７２は、はんだ４２を介して、対応する架橋部材９０と接続されている。スイッチング素子７００Ｈのドレイン電極がアイランド６１１と接続され、スイッチング素子７００Ｌのドレイン電極がアイランド６１２と接続されている。スイッチング素子７０１Ｈのドレイン電極がアイランド６１３と接続され、スイッチング素子７０１Ｌのドレイン電極がアイランド６１４と接続されている。
（駆動部）
駆動部８０は、スイッチング素子７０を駆動させる。本実施形態では、制御回路部２６の駆動回路にて生成された駆動信号が、駆動部８０を介して、スイッチング素子７０それぞれのゲート電極に入力される。すなわち、駆動部８０から出力された駆動信号により、スイッチング素子７０が駆動される。駆動部８０は、ＡＳＩＣなどのＩＣチップとして構成されている。図３５に示すように、駆動部８０は、Ａｇペーストなどの導電性接着材４３を介してアイランド６１０に固定されている。駆動部８０におけるアイランド６１０への固定面と反対の面には、複数のパッド８１が形成されている。
図４１に示すように、パッド８１の一部は、ボンディングワイヤ４１を介して、スイッチング素子７０のパッド７１に接続されている。別のパッド８１は、ボンディングワイヤ４１を介して、アイランド６１１、６１３に接続されている。パッド８１の残りは、ボンディングワイヤ４１を介して、信号端子６４に接続されている。
駆動部８０は、スイッチング素子７０を保護するための回路を有している。たとえば、スイッチング素子７０それぞれのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを検出する回路と、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを検出する回路を有している。駆動部８０は、パッド７１から、ボンディングワイヤ４１を介してソース電位を取得する。また、アイランド６１１、６１３から、ボンディングワイヤ４１を介してドレイン電位を取得する。駆動部８０は、それぞれの感温ダイオードの順方向電圧Ｖｆを検出する回路を有している。駆動部８０は、パッド７１からボンディングワイヤ４１を介して、アノード電位及びカソード電位を取得する。
さらに駆動部８０は、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ、及び順方向電圧Ｖｆに基づいて、スイッチング素子７０の異常を判定する判定回路を有している。判定回路は、具体的には、スイッチング素子７０の過熱、過電流、上下アーム同時オンなどが生じているか否かを判定する。駆動部８０は、判定結果を、信号端子６４を通じて制御回路部２６に通知する通知回路を有している。
駆動部８０は、平面略矩形状をなしている。駆動部８０は、Ｘ方向においてリードフレーム６０の中心線に対し、線対称配置とされている。Ｘ方向において、駆動部８０の中心がリードフレーム６０の中心線と略一致している。また、Ｘ方向において、駆動部８０の中心がアイランド６１０の中心と略一致している。したがって、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌは、駆動部８０に対して線対称配置とされている。
駆動部８０は、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｈの間に配置されている。上アーム側のスイッチング素子７００Ｈは、Ｙ方向においてスイッチング素子７００Ｌ及び駆動部８０と対向している。スイッチング素子７００Ｈのパッド７１は、アイランド６１０よりもＸ方向外側に配置されている。上アーム側のスイッチング素子７０１Ｈは、Ｙ方向においてスイッチング素子７０１Ｌ及び駆動部８０と対向している。スイッチング素子７０１Ｈのパッド７１は、アイランド６１０よりもＸ方向外側に配置されている。
図４１に示すように、駆動部８０は、４個のスイッチング素子７０に囲まれた位置に配されている。これにより、駆動部８０と各スイッチング素子７０との間隔を狭くしている。そのため、スイッチング素子７０に異常が発生したときに、より速く、正確に、スイッチング素子７０を遮断することができる。
また、本形態では図４１に示すように、駆動部８０と４個のスイッチング素子７０を、同一の封止樹脂体５０（図２６参照）に封止してある。このようにすると、駆動部８０とスイッチング素子７０を接続するボンディングワイヤ４１の全ての部位を封止樹脂体５０に封止でき、ボンディングワイヤ４１の耐ノイズ性を向上させることができる。また、基準電位を安定化させることができる。
（ボンディングワイヤを考慮した配置）
図４１などに示すように、Ｚ方向からの平面視において、４つのスイッチング素子７０が、駆動部８０の周りに配置されている。これにより、スイッチング素子７０のパッド７１と駆動部８０とを接続するボンディングワイヤ４１の長さを短くすることができる。中継用の配線基板が不要であるので、部品点数を削減し、ひいては半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。また、封止樹脂体５０を成形する際に、ボンディングワイヤ４１に断線や接続不良などが生じるのを抑制することができる。長さが短いため、ボンディングワイヤ４１が他の部分に接触するのを抑制することもできる。すなわち、ボンディングワイヤ４１の不良を抑制することができる。また、ボンディングワイヤ４１の配線密度を向上して無駄なスペースを低減し、半導体モジュール４０の体格を小型化することもできる。
上記したように駆動部８０が平面略矩形状をなしており、図４１に示すように、駆動部８０のパッド８１がスイッチング素子７０のそれぞれとの対向辺に設けられている。本実施形態では、駆動部８０の連続する３辺に、スイッチング素子７０と接続されるパッド８１が集約されている。これにより、ボンディングワイヤ４１の長さを短くすることができる。したがって、成形時におけるボンディングワイヤ４１の不良を低減できる。また、半導体モジュール４０の体格を小型化することもできる。なお、駆動部８０のうち、残りの１辺には、信号端子６４と接続されるパッド８１のみが配置されている。
スイッチング素子７０は、詳しくは略正方形をなしている。図４１に示すように、パッド７１は、スイッチング素子７０の１つの辺の中央付近に、該辺に沿って並んで配置されている。このように、パッド７１を１つの辺の中央に配置したため、スイッチング素子７０を１種類のチップとして共通化することができる。また、共通化しながらも、９０度配置が異なる上アーム側と下アーム側とで、パッド７１、８１に対してボンディングワイヤ４１を接続することができる。また、ボンディングワイヤ４１の長さを短くすることができる。
図４１などに示すように、信号端子６４は、Ｙ方向において、駆動部８０の１辺側にまとめて配置されている。スイッチング素子７０は、駆動部８０の残りの３辺と対向している。これによれば、信号端子６４も含めて、駆動部８０との接続構造を簡素化することができる。よって、ボンディングワイヤ４１の長さを短くし、半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。
図２７に示すように、信号端子６４は、封止樹脂体５０の、Ｙ方向における駆動部８０を配した側の側面５０９から突出している。そのため、信号端子６４と駆動部８０とを接続するボンディングワイヤ４１Ａ（図４１参照）の長さを短くすることができ、ボンディングワイヤ４１Ａの耐ノイズ性を向上できる。また、半導体モジュール４０を小型化できる。
また、図４１に示すように、信号端子６４と駆動部８０とを接続するボンディングワイヤ４１Ａは、Ｚ方向から見たときに、スイッチング素子７０と重ならないよう構成されている。そのため、スイッチング素子７０をオンオフ動作させたときに発生した放射ノイズが、このボンディングワイヤ４１Ａに鎖交しにくくなり、ボンディングワイヤ４１Ａの耐ノイズ性を向上させることができる。
また、図４１に示すように、シャント抵抗器９０１と信号端子６４とは、駆動部８０を介さず、ボンディングワイヤ４１Ｂによって直接、接続されている。そのため、駆動部８０に、シャント抵抗器９０１に接続するためのパッド８１を形成する必要がなくなり、パッド８１の総数を低減することができる。したがって、駆動部８０を小型化できる。
また、図４１に示すように、シャント抵抗器９０１に接続した信号端子６４Ｓは、複数の信号端子６４のうち、Ｘ方向における、最も外側の位置に配されている。
（熱を考慮した配置）
出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２は、出力バスバー２７Ｐ１、２７Ｐ２を介して、回転電機部１０の電機子巻線１００ｂと接続されるため、回転電機部１０側から熱が伝わる。このため、下アーム側のスイッチング素子が熱の影響を受けやすい。これに対し、本実施形態では、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌの間に駆動部８０が配置されている。また、Ｘ方向において、スイッチング素子７００Ｈ、７０１Ｈが線対称配置とされ、スイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌが線対称配置とされている。すなわち、４つのスイッチング素子７０が、ＸＹ面内において均等配置されている。そして、図３６に示すように、上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ、７０１Ｈ間の距離をＬ１、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌ間の距離をＬ２とすると、距離Ｌ２のほうが距離Ｌ１よりも長くされている。
このような配置により、図４３に示すように、回転電機部１０からのもらい熱によって高温となるスイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌ同士を遠ざけている。これにより、スイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌ間の熱干渉を、スイッチング素子７００Ｈ、７０１Ｈ間の熱干渉よりも低減することができる。したがって、ＸＹ面において局所的な過熱を抑制し、すべてのスイッチング素子７０について熱による性能低下を抑制することができる。図４３では、封止樹脂体５０及びボンディングワイヤ４１の図示を省略している。
上記したように、アイランド６１１〜６１４のそれぞれにおいて、スイッチング素子７０の配置面とは反対の放熱面６１１ａ〜６１４ａが、封止樹脂体５０から露出されている。したがって、スイッチング素子７０の熱を効果的に放熱することができる。
上記したように、アイランド６１０において、駆動部８０の配置面とは反対の放熱面６１０ａが、封止樹脂体５０から露出されている。これにより、駆動部８０の発生した熱及び駆動部８０の周りに配置されたスイッチング素子７０からのもらい熱を、効果的に放熱することができる。また、放熱性の向上により、駆動部８０を小型化することもできる。
上記したように、スイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌが配置されたアイランド６１２、６１４に連なる配線部６２０、６２２において、スイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌ側の面とは反対の放熱面６２０ａ、６２２ａが、封止樹脂体５０から露出されている。これにより、スイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌの熱を、放熱面６２０ａ、６２２ａから逃がすことができる。すなわち、回転電機部１０からのもらい熱を効果的に放熱することができる。また、スイッチング素子７００Ｈ、７０１Ｈの熱を、クリップ９００を介して放熱面６２０ａ、６２２ａからも逃がすことができる。
（架橋部材）
架橋部材９０は、２つの配線を架橋する。具体的には、スイッチング素子７０のソース電極７２と、対応する配線部６２とを架橋する。架橋部材９０は、ブリッジとも称される。架橋部材９０は、ソース電極７２と配線部６２を電気的に中継するため、中継部材とも称される。
架橋部材９０は、ソース電極７２及び配線部６２との接続のために、図３２及び図３３に示すように一対の接続部９１を有している。架橋部材９０は、一方向に延設されている。架橋部材９０は、接続部９１の板厚方向に対して直交する方向に延設されている。接続部９１は、架橋部材９０の延設方向両端に設けられている。接続部９１は、はんだ４２を介して、ソース電極７２及び配線部６２のそれぞれと接続される。
架橋部材９０としては、平板状のものを採用することもできるが、本実施形態では凸形状の架橋部材９０を採用している。架橋部材９０は、いずれも一対の接続部９１に加えて、上底部９２と、連結部９３を有している。接続部９１及び上底部９２は板厚方向をＺ方向としており、Ｚ方向において異なる位置に配置されている。連結部９３は接続部９１と上底部９２を連結している。連結部９３は、傾斜部分と傾斜部分の両端に設けられた屈曲部分を有している。上底部９２と、上底部９２の両端に連なる連結部９３とに規定される形状が、ＺＸ面において略台形状をなしている。接続部９１に対して上底部９２が凸とされている。架橋部材９０は、はんだ４２との接続面と反対の面側に凸とされている。
図３２、図３３、及び図３６などに示すように、架橋部材９０は、電気的に中継するクリップ９００と、電気的な中継に加えて、電流検出にも用いられるシャント抵抗器９０１を有している。架橋部材９０は、４つのスイッチング素子７０に対応して、２つのクリップ９００と２つのシャント抵抗器９０１を有している。
クリップ９００は、上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ、７０１Ｈと対応する配線部６２０、６２２とをそれぞれ接続している。クリップ９００の構成材料としては、たとえばＣｕを用いることができる。本実施形態では、Ｃｕの表面にＮｉめっきが施されている。
シャント抵抗器９０１において、はんだ４２の接続面とは反対の面に、一対のボンディングワイヤ４１が接続される。このボンディングワイヤ４１により、電圧降下が検出されて、２つの配線間に流れる電流の電流値が検出される。シャント抵抗器９０１は、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｌと対応する配線部６２１、６２３とをそれぞれ接続している。シャント抵抗器９０１の検出値は、ボンディングワイヤ４１及び信号端子６４を介して、制御回路部２６に出力される。
図３６及び図４１などに示すように、クリップ９００及びシャント抵抗器９０１は、いずれも、延設方向がＸ方向、幅方向がＹ方向となるように、それぞれ配置されている。
（シャント抵抗器詳細）
図４４及び図４５に示すように、シャント抵抗器９０１は、抵抗体９０１ａと、一対の電極９０１ｂと、接合部９０１ｃと、目印９０１ｄを備えている。シャント抵抗器９０１は、電流検出用のボンディングワイヤ４１が接続される上面８０１ｅと、はんだ４２が接続される下面８０１ｆを有している。
抵抗体９０１ａは、電流を検出するために、予め抵抗率が設定されている。抵抗体９０１ａとして、たとえばＣｕＭｎＮｉを用いることができる。本実施形態では、抵抗体９０１ａが平板状をなしている。抵抗体９０１ａは、平面略矩形状をなしている。
一対の電極９０１ｂは、抵抗体９０１ａを挟むように配置されている。一対の電極９０１ｂの間に、抵抗体９０１ａが配置されている。電極９０１ｂは、抵抗体９０１ａの板厚方向に直交する一方向において、抵抗体９０１ａの両端にそれぞれ配置されている。電極９０１ｂとして、抵抗体９０１ａよりも抵抗率の小さい金属、たとえばＣｕを用いることができる。本実施形態では、Ｃｕの表面にＮｉめっきが施されている。
電極９０１ｂは、ＺＸ面において略クランク形状をなしている。電極９０１ｂは、２つの屈曲部をそれぞれ有している。電極９０１ｂが、上記した接続部９１のすべて、連結部９３のすべて、及び上底部９２の一部をなしている。抵抗体９０１ａは、クランク形状の電極９０１ｂにより、Ｚ方向において接続部９１から離れた位置に支持されている。一対の電極９０１ｂは、抵抗体９０１ａを支持する一対の脚部である。
接合部９０１ｃは、抵抗体９０１ａと電極９０１ｂのそれぞれとの接合領域である。接合部９０１ｃは、抵抗体９０１ａと電極９０１ｂとの界面に形成されている。接合部９０１ｃは、ように、抵抗体９０１ａと電極９０１ｂとを溶接することで形成されている。このため、接合部９０１ｃは、溶接ビード領域とも称される。
ここで、接合部９０１ｃにおいて、抵抗体９０１ａと電極９０１ｂとの並び方向における長さを幅とすると、図４５に示すように、上面８０１ｅ側の幅Ｗ１のほうが、下面８０１ｆ側の幅Ｗ２よりも狭くされている。幅Ｗ１は、たとえば０．６ｍｍ以下とされている。接合部９０１ｃの幅は、下面８０１ｆ１ｂで最大とされ、上面８０１ｅで最小とされ、且つ、下面８０１ｆから上面８０１ｅに向けて徐々に狭くされている。
目印９０１ｄは、電流検出用の一対のボンディングワイヤ４１の接続位置の基準となる。本実施形態では、図４５に示すように、電極９０１ｂそれぞれの接合部８１１の近傍に形成されている。目印９０１ｄは、プレス加工、印刷、レーザ照射などにより形成することができる。本実施形態では、一対の目印９０１ｄが、幅方向の中心を跨ぐように、中心から等距離の位置に設けられている。これにより、一対の目印９０１ｄを基準にし、目印のない幅方向中心にボンディングワイヤ４１を接続することができる。これにより、ボンディング性を向上することができる。
次に、上記したシャント抵抗器９０１の製造方法について説明する。
先ず、抵抗体９０１ａのロール材と、電極９０１ｂのロール材を２つ準備し、一対の電極９０１ｂの間に抵抗体９０１ａを配置する。そして、電極９０１ｂのそれぞれと抵抗体９０１ａとを接触させた状態で、下面８０１ｆ側からビーム、たとえば電子ビームを照射し、電極９０１ｂのそれぞれと抵抗体９０１ａとを溶接する。これにより、一方の電極９０１ｂと抵抗体９０１ａとの界面、他方の電極９０１ｂと抵抗体９０１ａとの界面に、接合部９０１ｃがそれぞれ形成される。
下面８０１ｆ側からビームを照射するため、接合部９０１ｃの幅は、下面８０１ｆで最大となり、下面８０１ｆから上面８０１ｅに向けて徐々に狭くなる。溶接により、抵抗体９０１ａと電極９０１ｂが一体化する。
次いで、ロール材からの打ち抜き、電極９０１ｂのＮｉめっき、電極９０１ｂの曲げ加工などを経て、シャント抵抗器９０１を得ることができる。
ところで、電極９０１ｂは、抵抗体９０１ａよりも抵抗率の小さい金属、たとえばＣｕを用いて形成されている。また、接合部９０１ｃにも、このＣｕが含まれている。Ｃｕは、抵抗体９０１ａを構成する金属に較べてＴＣＲ（抵抗温度係数）が高い。このため、電流検出精度を向上するためには、抵抗体９０１ａの端部近傍にボンディングワイヤ４１を接続し、ボンディングワイヤ４１間のＣｕをできるだけ少なくするのが好ましい。すなわち、ボンディングワイヤ４１の間に存在する電極９０１ｂ及び接合部９０１ｃをできるだけ小さくするのが好ましい。
しかしながら、ビーム溶接される構成において、接合部の表面及びその周囲は、スパッタやヒュームなどによって汚染されている。また、接合部の表面及びその周囲は、荒れている。このため、ボンダビリティ性を確保するためには、接合部に対して所定のギャップを設け、ボンディングワイヤを接続しなければならない。
特に、接合部９０１ｃの幅は、ビーム照射面においてビームの非照射面よりも広くなる。ビームの照射面のほうが、接合部９０１ｃの表面及びその周囲において、スパッタやヒュームなどの影響が大きい。また、ビームの照射面のほうが、接合部９０１ｃ及びその周囲において荒れた部分が大きくなる。すなわち、面粗度の大きい部分が広くなる。このため、ビーム照射面とボンディング面が一致する場合、ギャップを大きくしなければならない。
これに対し、本実施形態では、接合部９０１ｃにおいて、上面９０１ｅ側の幅Ｗ１のほうが下面９０１ｆ側の幅Ｗ２よりも狭くされている。したがって、接合部９０１ｃに対して所定のギャップを設けたとしても、抵抗体９０１ａの端部の近くに、ボンディングワイヤ４１を接続することができる。
また、下面９０１ｆ側からビームを照射することで、Ｗ１＜Ｗ２の構成が実現されている。上面９０１ｅは、ビームの照射面ではないため、下面９０１ｆに較べてスパッタやヒュームの影響を低減できる。また、面粗度の大きい部分を小さくすることができる。これにより、接合部９０１ｃに対するギャップを小さくすることができる。
以上により、抵抗体９０１ａの端部により近づけて、ボンディングワイヤ４１を接続することができる。すなわち、電流の検出精度を向上することができる。シャント抵抗器９０１とボンディングワイヤ４１を備える電流検出装置において、電流の検出精度を向上することができる。また、搬送時の吸着面である上面９０１ｅにおいて、接合部９０１ｃを含む面粗度の大きい部分が小さいため、シャント抵抗器９０１を吸着搬送しやすい。
特に本実施形態では、上面９０１ｅに目印９０１ｄが形成されている。したがって、目印９０１ｄを位置基準として、ボンディングワイヤ４１を所定位置に精度良く接続することができる。これにより、ボンディング位置のばらつきを低減し、電流検出精度をさらに高めることができる。なお、目印９０１ｄを有さない構成を採用することもできる。
本実施形態では、一対のボンディングワイヤ４１を、電極９０１ｂに接続する例を示したが、これに限定されない。図４６に示す変形例のように、抵抗体９０１ａに、一対のボンディングワイヤ４１のそれぞれを接続してもよい。上記したように、ビームの非照射面である上面９０１ｅは、下面９０１ｆに較べてスパッタやヒュームの影響を低減できる。したがって、ボンディングワイヤ４１を抵抗体９０１ａにおける端部付近、詳しくは、接合部９０１ｃの近くに接続することができる。これにより、ボンディングワイヤ４１を抵抗体９０１ａに接続しつつ、検出電圧域（ダイナミックレンジ）の減少を抑制することができる。また、ＴＣＲの影響を無くし、これにより電流検出精度を向上することができる。
図４７に示す変形例のように、一方のボンディングワイヤ４１を電極９０１ｂに接続し、他方のボンディングワイヤ４１を抵抗体９０１ａに接続してもよい。
図３６に示すように、シャント抵抗器９０１の接続部９１の幅は、スイッチング素子７０のソース電極７２の幅よりも短くされている。ソース電極７２の幅を、シャント抵抗器９０１の接続部９１の幅以上となるようにすると、スイッチング素子７０のチップサイズが変わっても、シャント抵抗器９０１において接続部９１の幅の変更で対応することができる。すなわち、抵抗体９０１ａ、接合部９０１ｃ、及び電極９０１ｂの一部を含む上底部９２については変更しなくてよい。したがって、シャント抵抗器９０１の設計を共通化することができる。
上記したように、抵抗体９０１ａと電極９０１ｂが接合された低抵抗のシャント抵抗器９０１では、一般的に検出電圧が小さいため、ボンディングワイヤ４１間のＥＳＬ（等価直列インダクタンス）の影響により、検出精度が低下する虞がある。ＥＳＬは、自己インダクタンスと相互インダクタンスの和で示され、自己インダクタンスはシャント抵抗器９０１の形状で決定される。図４８は、たとえば出力端子６３Ｐ１から、スイッチング素子７００Ｌ、シャント抵抗器９０１、及び配線部６２１を介して負極端子６３Ｅ１に電流が流れる場合を示している。破線矢印は、スイッチング素子７００Ｌのドレイン電極に向けて流れる電流、実線矢印は、スイッチング素子７００Ｌのソース電極７２から負極端子６３Ｅ１に向けて流れる電流を示している。
上記したように、シャント抵抗器９０１の延設方向がＸ方向となるように、シャント抵抗器９０１が配置されている。また、出力端子６３Ｐ１は、アイランド６１２に対して、斜め方向に外側へ引き出され、その先でＹ方向に延設されている。この配置により、図４８に示すように、シャント抵抗器９０１に流れる電流が、出力端子６３Ｐ１の斜め延設部分に流れる電流に対して、逆向きの成分を有することとなる。したがって、シャント抵抗器９０１の相互インダクタンス、ひいてはＥＳＬを低減し、これにより検出精度を高めることができる。本実施形態では、配線構造の複雑化、すなわち半導体モジュール４０の大型化を抑制しつつ、ＥＳＬを低減することができる。
（放射ノイズを考慮した配置）
任意の上下アームにおける上アーム側のスイッチング素子７０と、別の上下アームにおける下アーム側のスイッチング素子７０が同時にオンされることで、バスバー２７や回転電機部１０（電機子巻線１００ｂ）を含めた電流ループが形成される。本実施形態では、半導体モジュール４０内に二相分の上下アームを集約しているため、半導体モジュール内に一相分の上下アームを備える構成に較べて、電流ループを小さくすることができる。これにより、放射ノイズを低減することができる。
図４９では、封止樹脂体５０及びボンディングワイヤ４１を省略している。図４９に示す破線矢印は、スイッチング素子７００Ｈ、７０１Ｌがオンされるとともに、スイッチング素子７００Ｌ、７０１Ｈがオフされたタイミングにおける電流経路を示している。
このタイミングでは、正極端子６３Ｂ１から、アイランド６１１、スイッチング素子７００Ｈ、クリップ９００、配線部６２０、アイランド６１２、及び出力端子６３Ｐ１を介して、回転電機部１０、たとえばＸ相の電機子巻線１００ｂに電流が流れる。そして、回転電機部１０のＹ相の電機子巻線１００ｂから、出力端子６３Ｐ２、アイランド６１４、スイッチング素子７０１Ｌ、シャント抵抗器９０１、及び配線部６２３を介して、負極端子６３Ｅ２に電流が流れる。
第１の上下アームを構成するスイッチング素子７００Ｈ、７００Ｌ、正極端子６３Ｂ１、負極端子６３Ｅ１、及び出力端子６３Ｐ１は、アイランド６１１、６１２と、配線部６２０、６２１と、クリップ９００と、シャント抵抗器９０１により構成される配線Ｓ１によって、相互に接続されている。配線Ｓ１により、スイッチング素子７００Ｈ、７００Ｌはバッテリ間において直列に接続される。第２の上下アームを構成するスイッチング素子７０１Ｈ、７０１Ｌ、正極端子６３Ｂ２、負極端子６３Ｅ２、及び出力端子６３Ｐ２は、アイランド６１３、６１４と、配線部６２２、６２３と、クリップ９００と、シャント抵抗器９０１により構成される配線Ｓ２によって、相互に接続されている。配線Ｓ２により、バッテリ間においてスイッチング素子７０１Ｈ、７０１Ｌが直列に接続される。
本実施形態では、図４９に示すように、配線Ｓ１、Ｓ２により挟まれる領域に、配線Ｓ１、Ｓ２とは異なり、封止樹脂体５０よりも透磁率の高い導電部材が配置されている。具体的には、導電部材として、駆動部８０のアイランド６１０が配置されている。導電部材には、電流ループによって渦電流が生じる。渦電流により生じる磁界は、バスバー２７や回転電機部１０も含めた電流ループにより生じる磁界を妨げる向きに生じる。これにより、放射ノイズを効果的に低減することができる。図４９において、アイランド６１１、６１３上に示す磁界の向きが電流ループによるものであり、導電部材（アイランド６１０）上に示す磁界の向きが渦電流によるものである。
なお、配線Ｓ１、Ｓ２により挟まれる領域にアイランド６１０を配置可能であれば、主端子６３の配置は特に限定されない。本実施形態では、封止樹脂体５０の側面５０ｃから正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２が突出し、反対の側面５０ｄから出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２が突出している。これにより、Ｘ方向において、配線Ｓ１、Ｓ２の間にアイランド６１０が配置されている。したがって、渦電流により電流ループの磁界を打ち消す効果を高めることができる。また、バスバー２７との接続構造を簡素化することができる。
また、導電部材として、駆動部８０が配置されるアイランド６１０を用いている。これにより、アイランド６１０とは他の導電部材を用いる構成に較べて、構成を簡素化し、半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。
アイランド６１０には、上記したようにグランド電位の信号端子６４０が連なっており、導電部材であるアイランド６１０が接地されている。これにより、アイランド６１０の電位変動を抑制することができる。そして、電界成分を抑制し、放射ノイズをさらに低減することができる。
導電部材としてアイランド６１０の例を示したが、これに限定されない。封止樹脂体５０よりも透磁率の高い導電部材であれば採用できる。
（タイバーカット前のリードフレーム）
図４１に示すように、タイバーカット前のリードフレーム６０は、上記したアイランド６１、配線部６２、主端子６３、信号端子６４、及び端子６５に加えて、タイバー６６と、外枠６７と、連結部６８を有している。外枠６７は、ＸＹ面において、略矩形環状をなしており、リードフレーム６０を位置決めするための貫通孔が複数設けられている。
タイバー６６は、Ｙ方向における正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２側において、アイランド６１に近い１段目のタイバー６６０ａと、タイバー６６０ａよりもアイランド６１から離れた位置に設けられた２段目のタイバー６６０ｂを有している。タイバー６６は、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２及び信号端子６４側において、アイランド６１に近い１段目のタイバー６６１ａと、タイバー６６１ａよりもアイランド６１から離れた位置に設けられた２段目のタイバー６６１ｂを有している。タイバー６６のそれぞれは、Ｘ方向両端で外枠６７に連結されている。
タイバー６６０ａは、正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２を外枠６７に連結している。タイバー６６０ａは、正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２のそれぞれに対し、幅狭部６３ａよりもアイランド６１に近い位置で連結されている。タイバー６６０ａは、Ｘ方向に沿って一直線状に延設されている。架橋部材９０であるクリップ９００が配置されるアイランド６１１、６１３及び配線部６２０、６２２のうち、アイランド６１１、６１３は、対応する正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び端子６５によってタイバー６６０ａに連結されている。配線部６２０、６２２は、端子６５によってタイバー６６０ａに連結されている。
タイバー６６０ｂは、正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２のそれぞれに対し、幅狭部６３ａよりもアイランド６１から離れた位置であって、バスバー２７との接続部よりも近い位置で連結されている。タイバー６６０ｂは、幅狭部６３ａに隣接する幅広部の端部に連結されている。正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２は、アイランド６１１、６１３及び配線部６２１、６２３からの延設の始点が互いに同じ位置とされている。一方、延設の終点、すなわち先端位置は正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２と負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２とで異なっており、正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２のほうが負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２よりも延設長さが短くされている。このため、タイバー６６０ａは、Ｘ方向に延設された部分と、Ｙ方向に延設された部分を有している。正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２に連結された部分は、負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２に連結された部分よりも、Ｙ方向においてアイランド６１に近い位置とされている。正極端子６３Ｂ１と負極端子６３Ｅ１との間、正極端子６３Ｂ２と負極端子６３Ｅ２との間に、Ｙ方向の延設部分がそれぞれ配置されている。
タイバー６６０ａ、６６０ｂは、連結部６８により、Ｙ方向においても外枠６７に連結されている。連結部６８は、タイバー６６０ａ及びタイバー６６０ｂに対して、アイランド６１１に連結された正極端子６３Ｂ１及び端子６５の間の位置で連結されている。別の連結部６８は、アイランド６１３に連結された正極端子６３Ｂ２及び端子６５の間の位置で連結されている。正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２の間に２本の連結部６８が配置されている。
別の連結部６８は、タイバー６６０ａ及びタイバー６６０ｂに対して、正極端子６３Ｂ１と配線部６２０に連なる端子６５との間の位置で連結されている。別の連結部６８は、タイバー６６０ａ及びタイバー６６０ｂに対して、正極端子６３Ｂ２と配線部６２２に連なる端子６５との間の位置で連結されている。これら連結部６８は、いずれもＹ方向に延設されており、一端がタイバー６６０ａに連結され、他端が外枠６７に連結されている。
タイバー６６１ａは、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２及び信号端子６４を外枠６７に連結している。タイバー６６１ａは、Ｘ方向に沿って一直線状に延設されている。タイバー６６１ａは、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２の幅狭部６３ａ及び信号端子６４のクランク部６４ａよりもアイランド６１に近い位置に連結されている。架橋部材９０であるシャント抵抗器９０１が配置されるアイランド６１２、６１４及び配線部６２１、６２３のうち、アイランド６１２、６１４は、対応する出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２及び信号端子６４１によってタイバー６６１ａに連結されている。配線部６２２、６２３は、端子６５によってタイバー６６１ａに連結されている。
タイバー６６１ｂは、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２の幅狭部６３ａ及び信号端子６４のクランク部６４ａよりもよりもアイランド６１から離れた位置であって、バスバー２７及び配線基板２２との接続部よりも近い位置に連結されている。タイバー６６１ｂは、Ｘ方向に沿って一直線状に延設されている。
図４１に示すように、２段目のタイバー６６０ｂ、６６１ｂは、１段目のタイバー６６０ａ、６６１ａよりも幅が広くされている。タイバー６６０ａ、６６１ａの幅は狭いため、主端子６３及び信号端子６４の曲げ加工などの際に邪魔にならず、且つ、半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。また、タイバーカット時の寸法ずれを小さくすることができる。一方、タイバー６６０ｂ、６６１ｂの幅は広いため、これにより剛性を向上し、封止樹脂体５０の成形時においてタイバー６６の変形を抑制することができる。したがって、主端子６３及び信号端子６４の位置精度を向上することができる。特に信号端子６４の位置精度を向上することができる。
主端子６３及び信号端子６４における外部との接続部は、外枠６７に対して連結されておらず、フリーとなっている。主端子６３及び信号端子６４は、金属板からリードフレーム６０を打ち抜きする際に、外枠６７から切り離されている。
信号端子６４の先端は、図２６、図３４、及び図４１などに示すように、スエージ加工が施されている。信号端子６４の先端は、スエージ加工により潰されて傾斜を有し、四角錐状となっている。これにより、信号端子６４を配線基板２２に対して効率よく挿入実装することができる。スエージ加工により、バリを潰すこともできる。
信号端子６４の隣りに配置された端子６５は、図４１に示すように、Ｙ方向に延設されて、外枠６７にそれぞれ連結されている。これにより、外枠６７との吊り箇所が増えるため、成形時においてタイバー６６１ａ、６６１ｂの変形を抑制することができる。したがって、出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２及び信号端子６４の位置精度を向上することができる。特に信号端子６４の位置精度を向上することができる。
上記したように、架橋部材９０は、スイッチング素子７０を介してアイランド６１と配線部６２とを接続する。クリップ９００の１つは、アイランド６１１及び配線部６２０上に配置される。別のクリップ９００は、アイランド６１３及び配線部６２２上に配置される。シャント抵抗器９０１の１つは、アイランド６１２及び配線部６２１上に配置される。別のシャント抵抗器９０１は、アイランド６１４及び配線部６２３上に配置される。
図５０では、アイランド６１及び配線部６２において、架橋部材９０の配置される部分、換言すればＺ方向からの投影部分を破線で示している。アイランド６１における架橋部材９０の配置部分６０ａと、同じ架橋部材９０が配置される配線部６２における架橋部材９０の配置部分６０ｂとが、Ｘ方向に並んで配置されている。すなわち、同じ架橋部材９０に対する配置部分６０ａ、６０ｂの並び方向が、アイランド６１及び配線部６２が連結された１段目のタイバー６６０ａ、６６１ａの延設方向と同じ方向とされている。これにより、半導体モジュール４０において、アイランド６１に対して同じ側に配置された１段目のタイバー痕６６ａの並び方向と、架橋部材９０それぞれの延設方向とが同じ方向（Ｘ方向）とされている。
図５１では、本実施形態と参考例を比較している。参考例においては、本実施形態の関連する要素の符号に対し、末尾にｒを付与している。本実施形態では、タイバー６６０ａ、６６１ａの延設方向と、架橋部材９０の延設方向が略一致している。参考例では、タイバー６６０ａｒ、６６１ａｒの延設方向と、架橋部材９０ｒの延設方向が略直交している。図５１に示すように、平行配置とした方が、直交配置とする構成に較べて、タイバー６６の延設方向と直交する方向において、タイバー６６から架橋部材９０までの最大長さを長くすることができる。これにより、封止樹脂体５０の成形時に、成形型に接触したアイランド６１や配線部６２が撓みやすい。本実施形態では、複数相に対応する数のアイランド６１１〜６１４及び配線部６２を有するため、Ｚ方向においてアイランド６１１〜６１４及び配線部６２に高さばらつきが生じやすい。しかしながら、上記した平行配置とすることで、裏面５０ｂから放熱面６１１ａ〜６１４ａ、６２０ａ〜６２３ａなどを露出させるべく、成形型にアイランド６１１〜６１４及び配線部６２を接触させる際、高さばらつきが生じていても、アイランド６１や配線部６２が応力を緩和できる。したがって、アイランド６１１〜６１４と対応するスイッチング素子７０との接合部に作用する応力を低減することができる。
複数相に対応する数のアイランド６１１〜６１４及び配線部６２を有するため、Ｘ方向においてタイバー６６の長さも長くなっている。これに対し、架橋部材９０の配置対象であるアイランド６１１〜６１４及び配線部６２の少なくとも１つは、複数箇所で同じタイバー６６に連結されている。具体的には、アイランド６１１〜６１４が、それぞれ２箇所で同じタイバー６６に連結されている。これによれば、封止樹脂体５０の成形時において、タイバー６６が変形するのを抑制することができる。タイバー変形の抑制により、アイランド６１１〜６１４と対応するスイッチング素子７０との接合部に作用する応力を低減することができる。
アイランド６１１、６１３は、対応する正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２によってタイバー６６０ａに連結されるとともに、端子６５によってタイバー６６０ａに連結されている。このように、主端子６３よりも幅の狭い端子６５を採用することで、タイバー６６０ａの変形を抑制しつつ、リードフレーム６０の体格増大を抑制することができる。
アイランド６１１、６１３に連結された端子６５は、連結部６８により、Ｙ方向において外枠６７に連結されている。これによっても、剛性を向上し、タイバー６６０ａ、６６０ｂの変形を抑制することができる。また、連結部６８は、電気的な接続機能を提供しないので、タイバーカット時に外枠６７から切り離しても、バスバー２７との溶接に影響しない。
アイランド６１２、６１４は、対応する出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２及び信号端子６４０によって、タイバー６６１ａ、６６１ｂに連結されている。このように、主端子６３よりも幅の狭い信号端子６４０を用いることで、タイバー６６１ａ、６６１ｂの変形を抑制しつつ、リードフレーム６０の体格増大を抑制することができる。
同じ架橋部材９０が配置されるアイランド６１及び配線部６２は、互いに異なるタイバー６６０ａ、６６１ａに連結されている。これによれば、アイランド６１及び配線部６２が、タイバー６６に対して両吊りとなる。したがって、成形時においてタイバー６６の変形を抑制することができる。なお、架橋部材の延設方向がＹ方向の場合、両吊り構造では、タイバー変形によりスイッチング素子７０の接合部に対して、Ｘ方向のせん断応力が作用する。これに対し、本実施形態では、架橋部材９０の延設方向がタイバー６６と同じＸ方向となるため、せん断応力を抑制することもできる。
シャント抵抗器９０１が配置されるアイランド６１２、６１４は、対応する出力端子６３Ｐ１、６３Ｐ２及び信号端子６４０によってタイバー６６１ａに連結され、アイランド６１２、６１４に連なる配線部６２０、６２２及び端子６５を介してタイバー６６０ａに連結されている。また、シャント抵抗器９０１が配置される配線部６２１、６２３は、対応する負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２を介してタイバー６６０ａ、６６０ｂに連結され、端子６５を介してタイバー６６１ａに連結されている。このように、シャント抵抗器９０１が配置されるアイランド６１２、６１４及び配線部６２１、６２３は両吊りとされている。これにより、シャント抵抗器９０１にボンディングワイヤ４１を超音波接合する際のアイランド６１２、６１４及び配線部６２１、６２３の振動を抑制し、ボンディング性を向上することができる。
本実施形態では、架橋部材９０として、２つのクリップ９００と２つのシャント抵抗器９０１を用いる例を示したが、これに限定されない。たとえばすべての架橋部材９０をシャント抵抗器９０１としてもよい。これにより、４つの架橋部材９０を１種類に共通化し、部品点数を削減することができる。
図５２は、半導体モジュール４０の変形例を示している。図５２では、便宜上、信号端子６４を省略するとともに、封止樹脂体５０や主端子６３を簡素化して図示している。図５２では、同じ側面５０ｃから突出する正極端子６３Ｂ１と負極端子６３Ｅ１、正極端子６３Ｂ２と負極端子６３Ｅ２を、それぞれＸ方向において近づけて配置している。
さらに、封止樹脂体５０の一面５０ａ及び裏面５０ｂの一方にコンデンサ４４を配置し、コンデンサ４４と正極端子６３Ｂ１、６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１、６３Ｅ２とを接続している。ここでは、スナバ回路用のコンデンサ４４を採用しており、２つのコンデンサ４４が一面５０ａに配置されている。一面５０ａには、側面５０ｃにも開口する凹部５５が２箇所形成されており、凹部５５のそれぞれにコンデンサ４４が個別に配置されている。コンデンサ４４のリード４４ａは、正極端子６３Ｂ１及び負極端子６３Ｅ１にそれぞれ接続されている。別のコンデンサ４４のリード４４ａは、正極端子６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ２にそれぞれ接続されている。これによれば、ＸＹ面において体格を増大することなく、コンデンサ４４を一体化することができる。なお、スナバ回路用のコンデンサ４４に代えて、平滑用のコンデンサを配置してもよい。
図５３は、半導体モジュール４０の変形例を示している。図５３では、便宜上、半導体モジュール４０の一部のみを図示している。この変形例では、駆動部８０が、各相の電流を検出する電流検出回路を有している。図５３に示すように、シャント抵抗器９０１の低電位が、ボンディングワイヤ４１、信号端子６４、ボンディングワイヤ４１を介して、駆動部８０のパッド８１に入力される。なお、スイッチング素子７０１Ｌ側も同じ構成とされている。以上によれば、シャント抵抗器９０１に接続されるボンディングワイヤ４１の長さを短くすることができる。たとえば、成形時にボンディングワイヤ４１に不良が生じるのを抑制することができる。なお、シャント抵抗器９０１の低電位側に対応する信号端子６４は、Ｘ方向に延びる連結部によって２本の信号端子６４が連結されてなる。駆動部８０に入力されるシャント抵抗器９０１の高電位は、スイッチング素子７００Ｌのソース電位によって代用されている。
（実施形態２）
本形態の制御装置一体型回転電機１は、図５６に示すごとく、実施形態１に示した構成に加え、さらに、回転位置検出用磁石１０５、検出基板１１９ａと、回転位置検出素子１１９と、磁性部材１３０と、磁気遮蔽部材１３１とを備えている。回転電機１０が、回転位置検出用磁石１０５を備え、制御装置１１が、検出基板１１９ａと、回転位置検出素子１１９と、磁性部材１３０と、磁気遮蔽部材１３１とを備えている。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。また、実施形態２以降の構成等に関して、特に言及しない構成、矛盾しない構成等については、既出の実施形態と同様である。
回転位置検出用磁石１０５は、回転子１０１の回転位置（あるいは、回転角度）を検出するための磁界を発生する部材である。回転位置検出用磁石１０５は、磁石ホルダに保持又は収容された状態で、回転軸１０２の軸方向後端部に固定されている。
検出基板１１９ａは、回転位置検出用磁石１０５の発生した磁界から回転子１０１の回転位置を検出する回転位置検出素子１１９を実装する基板である。検出基板１１９ａは、回転位置検出素子１１９、及び回転位置検出素子１１９が回転位置（あるいは回転角度）を検出するための回路を実装する。検出基板１１９ａは、回転位置検出素子１１９を配線するための板状の内部配線基板でもある。検出基板１１９ａは、表面及び内層に配線パターンが形成されている。
検出基板１１９ａは、図５６に示したように、軸方向に垂直な方向に沿って広がる状態でケース１１０内に収容されている。検出基板１１９ａは、軸方向前方側の表面に回転位置検出素子１１９が実装されている。回転位置検出素子１１９は、回転位置検出用磁石１０５の軸方向後方側に、小間隔を隔てた状態で設けられている。
検出基板１１９ａは、図５７に示したように、径方向に延びる略帯状を有する。一方の端部（図５７では、径方向内方側の端部）は、回転位置検出素子１１９が実装する。他方の端部（図５７では、径方向外方側の端部）は、その幅が、一方の端部の幅より短く形成されている。検出基板１１９ａは、その長手方向が、制御基板１１５ａのＵ字状の開口から軸心の中空部に沿うように一方の端部が挿入した状態で組み付けられる。検出基板１１９ａは、一方の端部に実装した回転位置検出素子１１９が回転位置検出用磁石１０５の軸方向後方側に位置する状態で組み付けられる。
検出基板１１９ａは、制御基板１１５ａよりも面積が小さい。検出基板１１９ａも、その表面を樹脂１１０ｇで被覆するように、ケース１１０内で樹脂１１０ｇにより封止されている。
図５７に示すごとく、検出基板１１９ａには、樹脂１１０ｇを注入するための注入用開口部１１９ｂが設けてある。ケース１１０は、検出基板１１９ａの法線方向において、注入用開口部１１９ｂに対向する部分を含む領域に、図５８に示すごとく、周囲よりも深い凹状部１１０ｊが形成されている。これにより、検出基板１１９ａとケース１１０との間に、樹脂１１０ｇを容易かつ確実に充填することができる。
なお、制御基板１１５ａには、注入用開口部１１９ｂと同様の孔は特に形成されていない。
図５９に示すごとく、ケース１１０には、制御基板１１５ａを位置決めするための位置決め部１１０ｋが、設けてある。この位置決め部１１０ｋは、スイッチング素子モジュール１１１ａの端縁にも対向するように配置されている。これにより、位置決め部１１０ｋは、制御基板１１５ａの位置決めのみならず、スイッチング素子モジュール１１１ａの位置決めとしても機能する。本形態においては、位置決め部１１０ｋは、突出端から軸方向に穿設された穴を有するが、突出端から小径のピンが突出したものとしてもよい。
図６０に示すごとく、ケース１１０の底面には、スイッチング素子モジュール１１１ａを配置する部分と、コンデンサ１１８を配置する部分との間を繋ぐような連結溝部１１０ｍが形成されている。これにより、ケース１１０内に樹脂１１０ｇを充填する際、スイッチング素子モジュール１１１ａを配置する部分と、コンデンサ１１８を配置する部分との間における樹脂１１０ｇの流動を容易にすることができる。その結果、ケース１１０への樹脂の充填性を向上させることができる。
また、連結溝部１１０ｍにおける、コンデンサ１１８の配置側の端部には、テーパ底面１１０ｎを設けてある。これにより、連結溝部１１０ｍからテーパ底面１１０ｎを介して、コンデンサ１１８配置領域へ、樹脂１１０ｇが流れやすくなる。
検出基板１１９ａ及びそれに実装する回転位置検出素子１１９は、図６１に示したように、ヒートシンク１１２の軸方向後方側の端面より、軸方向で前方側に配置されている。回転位置検出素子１１９は、ヒートシンク１１２の軸方向前方側の端面より、軸方向で後方側に配置されている。換言すると、回転位置検出素子１１９は、ヒートシンク１１２が回転軸を中心に周方向に回転したときに、区画される軸芯部の空間内に配置されている。
回転位置検出素子１１９は、回転位置検出用磁石１０５の発生した磁界（磁束）を検出する素子（センサ）であり、具体的には磁気センサ（磁気角度センサ）である。
磁性部材１３０は、磁性材料よりなる板状の部材である。本形態では、磁性材料として軟磁性材料が用いられ、具体的には鉄系金属である鉄が用いられる。磁性部材１３０は、検出基板１１９ａより面積が大きな板状の部材である。磁性部材１３０は、検出基板１１９ａ（及びそれに実装する回転位置検出素子１１９）の軸方向後方側で間隔を隔てた位置（すなわち、回転位置検出素子１１９の軸方向後端より後側）に、検出基板１１９ａの広がる方向と平行に広がる状態で設けられている。磁性部材１３０は、ケース１１０の蓋部１１０ｂに固定されている。
磁気遮蔽部材１３１は、磁性部材１３０と同様に磁性材料よりなる板状の部材である。磁気遮蔽部材１３１は、制御基板１１５ａの軸方向後端より前側で間隔を隔てた位置に、制御基板１１５ａの広がる方向と平行に広がる状態で設けられている。本形態では、磁気遮蔽部材１３１は、回転電機１０のリヤハウジング１０４ｂの軸方向後端部に設けられている。ケース１１０の蓋部１１０ｂに固定されている。
回転電機１０が駆動力を発生した状態は、回転子１０１及び回転軸１０２が回転した状態である。この状態では、回転軸１０２の軸方向後端部に固定された回転位置検出用磁石１０５も回転し、回転位置検出用磁石１０５近傍の磁束を変化させる。この磁束の変化を回転位置検出素子１１９が検出し、回転子１０１及び回転軸１０２の回転状態を検知する。得られた回転状態は、制御回路で制御装置一体型回転電機１の回転の制御に利用される。
本実施形態の制御装置一体型回転電機の効果について説明する。
本形態の制御装置一体型回転電機１の制御装置１１は、制御回路素子１１５を実装する制御基板１１５ａと、回転位置検出素子１１９を実装する検出基板１１９ａとを、有し、制御基板１１５ａは、回転位置検出素子１１９より、回転子の軸方向で回転電機側である軸方向前側に距離を隔てて設けられている。
本形態の制御装置一体型回転電機１では、回転位置検出素子１１９が制御基板１１５ａよりも軸方向後側に、距離を隔てて設けられている。回転位置検出素子１１９と回転電機１０の距離が長くなり、回転電機１０が発する磁束が回転位置検出素子１１９に届きにくくなり、回転電機１０が発する磁束が回転位置検出素子１１９に影響を及ぼすことを抑えることができる。その結果、本形態の制御装置一体型回転電機１は、回転位置検出素子１１９が回転電機１０の発生する磁束の影響を受けることが抑えられる。
また、本形態の制御装置一体型回転電機１は、制御回路素子１１５を実装する制御基板１１５ａと、回転位置検出素子１１９を実装する検出基板１１９ａとを有している。この構成によると、回転位置検出素子１１９は、制御回路素子１１５を実装する制御基板１１５ａに実装されない。制御回路素子１１５を実装する制御基板１１５ａは、検出基板１１９ａより大きな基板であり、実装した制御回路素子１１５も発熱量の大きな素子を搭載している。このため、発生した熱により制御基板１１５ａ自身に変形が生じやすい。また、制御基板１１５ａは面積も大きく組み付け時にも変形が生じやすい。本形態のように回転位置検出素子１１９が検出基板１１９ａに固定することで、制御基板１１５ａに変形が生じても、検出基板１１９ａに固定した回転位置検出素子１１９が変形の影響を受けない。結果、回転位置検出素子１１９の検出精度の低下が抑えられる。
本形態の制御装置一体型回転電機１は、制御装置１１が、インバータ回路１１１を構成するスイッチング素子モジュール１１１ａと、スイッチング素子モジュール１１１ａに接続するインバータ用バスバー１１６と、を有し、スイッチング素子モジュール１１１ａとインバータ用バスバー１１６との接続部が、制御基板１１５ａより軸方向前側の位置に設けられている。
本形態によれば、接続部（及びインバータ用バスバー１１６）と回転位置検出素子１１９との距離が長くなる。そして、接続部（及びインバータ用バスバー１１６）を流れる電流に起因する磁束が発生しても、この長い距離により磁束密度が減少し、回転位置検出素子１１９が受ける磁束の影響を低減できる。
本形態の制御装置一体型回転電機１は、制御装置１１が、インバータ回路１１１を構成するスイッチング素子モジュール１１１ａと、スイッチング素子モジュール１１１ａの熱を放熱するヒートシンク１１２と、を有し、回転位置検出素子１１９が、回転子１０１の径方向でヒートシンク１１２より軸心側である径方向内側の位置に設けられている。
本形態によれば、回転位置検出素子１１９がヒートシンク１１２より軸心側に位置しており、ヒートシンク１１２に当たる冷却風（第１の冷媒流通路を流れる空気）が回転位置検出素子１１９にも当たるようになり、回転位置検出素子１１９（及び検出基板１１９ａ）が冷却される。
より詳しくは、本形態の制御装置一体型回転電機１は、回転子１０１が回転すると、ファン１０１ｃによって空気の流れが発生する。この空気を冷媒として制御装置１１を冷却することができる。そして、制御装置一体型回転電機１は、ケース１１０やリヤハウジング１０４ｂに区画される冷媒通路を備えている。
この冷媒流通路は、蓋部１１０ｂの開口部１１０ｆからヒートシンク１１２に空気を流通させるとともに、ヒートシンク１１２を流通した空気を、リヤハウジング１０４ｂ内を通ってリヤハウジング１０４ｂ外に流通させる。この冷媒流通路を流れる空気により、回転位置検出素子１１９が冷却される。
なお、本形態の制御装置一体型回転電機１は、この冷媒流通路以外の冷媒流通路を備える。例えば、別の冷媒流通路としては、制御回路素子１１５とリヤハウジング１０４ｂの間に空気を流通させるとともに、制御回路素子１１５とリヤハウジング１０４ｂの間を流通した冷媒を、リヤハウジング１０４ｂ内を通ってリヤハウジング１０４ｂ外に流通させる。
本形態の制御装置一体型回転電機１において、制御装置１１が、インバータ回路１１１を構成するスイッチング素子モジュール１１１ａと、スイッチング素子モジュール１１１ａの熱を放熱するヒートシンク１１２と、を有し、回転位置検出素子１１９は、ヒートシンク１１２の軸方向後端部よりも軸方向前側の位置に設けられているものとなっている。
本形態によれば、回転位置検出素子１１９がヒートシンク１１２の軸方向後端部より回転電機側に位置しており、制御装置１１（及び制御装置一体型回転電機１）の軸方向長さが長くなることを抑えられる。
本形態の制御装置一体型回転電機１は、検出基板１１９ａが、制御基板１１５ａより小さい。
本形態によれば、回転位置検出素子１１９が実装する検出基板１１９ａが制御基板１１５ａより小さい（例えば、表面積や軸方向から見た投影面積が小さい）ことから、検出基板１１９ａ自身が制御基板１１５ａのような変形（反り）を生じることが抑えられる。
本形態の制御装置一体型回転電機１において、回転位置検出素子１１９が、磁気式の回転角センサである。本形態によれば、回転位置検出素子１１９を小型化できる。
更に、検出基板１１９ａが小さくなると、検出基板１１９ａ自身の熱容量も小さくなる。そうすると、制御基板１１５ａのスイッチング素子モジュール１１１ａの熱が検出基板１１９ａに伝達しても、小さな熱容量により、検出基板１１９ａの過剰な変形が抑えられる。すなわち、回転位置検出素子１１９のズレが過剰になることが抑えられる。
本形態の制御装置一体型回転電機１は、制御装置１１が、制御基板１１５ａと検出基板１１９ａの少なくとも一方が樹脂で被覆されている。
本形態によれば、熱抵抗を低下させ、放熱性を向上させることができる。
本形態の制御装置一体型回転電機１において、制御装置１１が、回転位置検出素子１１９の軸方向後端後側に配置された磁性部材１３０を備える。
本形態によれば、磁性部材１３０を磁束が流れる。磁性部材１３０内を磁束が流れると、磁性部材１３０の軸方向前方側に位置する回転位置検出素子１１９を通過する磁束（詳しくは、回転位置検出素子１１９が検出する磁束）の乱れが抑制される。このため、検出精度の低下を抑えられる。磁性部材１３０が配置されていない場合では、制御装置１１（又は制御装置一体型回転電機１）の近傍に別の磁性体が配置されている場合（例えば、制御装置一体型回転電機１の周辺に配されるワイヤハーネス）、回転位置検出素子１１９を通過する磁束（詳しくは、回転位置検出素子１１９が検出する磁束）は、磁性体内を流れる。つまり、別の磁性体が存在することで、回転位置検出素子１１９が検出する磁束）に乱れが生じる。つまり、回転位置検出素子１１９の検出精度が低下する。
このように、磁性部材１３０を備えることで、回転位置検出素子１１９を通過する磁束（詳しくは、回転位置検出素子１１９が検出する磁束）の乱れを抑えることができ、検出精度の低下が抑えられる。
さらに、制御装置一体型回転電機１の外部の部材（ノイズ源）が電磁ノイズを発生しても、ノイズ源と回転位置検出素子１１９との間に磁性部材１３０が位置することから、電磁ノイズが遮蔽され、回転位置検出素子１１９が電磁ノイズの影響を受けることが抑えられる。
本形態の制御装置一体型回転電機１において、制御装置１１が、回転電機１０の軸方向後端との間に制御基板１１５ａ及び検出基板１１９ａを収容するケース１１０を有し、磁性部材１３０は、ケース１１０に固定されるものとなっている。
本形態によれば、磁性部材１３０を簡単に固定できる。
本形態の制御装置一体型回転電機１において、制御装置１１が、検出基板１１９ａと回転電機１０との間に配置された磁気遮蔽部材１３１を備えるものとなっている。本形態によると、磁気遮蔽部材１３１が回転電機１０から軸方向後方側（検出基板１１９ａ）に向かって流れる電磁ノイズを遮蔽する。回転電機１０が発する電磁ノイズが、回転位置検出素子１１９の検出結果に影響を与えることが抑えられ、検出精度の低下を抑えられる。
なお、実施形態２において、磁性部材１３０及び磁気遮蔽部材１３１の少なくとも一方を持たない構成とすることもできる。磁性部材１３０及び磁気遮蔽部材１３１は、必要に応じて設けることができる。
（実施形態３）
本形態は、磁性部材１３０が検出基板１１９ａに固定されたこと以外は、実施形態２と同様な構成の制御装置一体型回転電機１である。
本形態は、図６２に示したように、磁性部材１３０が検出基板１１９ａを封止する樹脂１１０ｇの軸方向後方側の表面に密着した状態で固定している。すなわち、磁性部材１３０は、樹脂１１０ｇを介して検出基板１１９ａに固定されている。
本形態は、磁性部材１３０が検出基板１１９ａに固定されたこと以外は、実施形態１と同様な構成であるため、実施形態１と同様な効果を発揮する。
本形態によると、磁性部材１３０を回転位置検出素子１１９に対してより近接した位置に固定でき、回転電機１０から磁性部材１３０に向かって流れる磁束が乱れることを抑えられる。
なお、本形態では、磁性部材１３０が、検出基板１１９ａに固定されているが、制御基板１１５ａに固定した場合でも、同様な効果を発揮できる。
［実施形態２〜３の変形形態］
上記の各形態では、検出基板１１９ａが他方の端部側の幅が短い略帯状に形成されているが、検出基板１１９ａはこの形状に限定されるものではない。
例えば、回転位置検出素子１１９が実装される一方の端部側から他方の端部側にかけて幅が広くなる形状や、径方向で幅が増減する変化する形状（例えば、瓢箪形状）を挙げることができる。
上記の検出基板１１９ａは、制御基板１１５ａよりも小さいものであるが、制御基板１１５ａの略Ｕ字状の軸芯部に挿入された部分の面積が小さいものであっても良い。このような径方向に長い形状の場合、回転位置検出素子１１９に近接した位置で検出基板１１９ａを固定することが好ましい。そうすると、固定する部分から一方の端部までの長さが短くなり、回転位置検出素子１１９のズレが生じにくくなる。
（実施形態４）
本形態は、磁性部材１３０が制御装置１１の外表面に設けられたこと以外は、実施形態２と同様な構成の制御装置一体型回転電機１である。
本形態において、磁性部材１３０は、図６３〜図６４に示したように、制御装置一体型回転電機１の制御装置１１の回転位置検出素子１１９の軸方向後端後側に設けられている。磁性部材１３０は、図６３に斜視図で示されるように、制御装置１１のケース１１０の蓋部１１０ｂの外表面（詳しくは、軸方向後側の表面）に固定されている。
磁性部材１３０は、本体部１３０ａ、側面部１３０ｂ、固定部１３０ｃ、ケーブル固定部１３０ｆを有する。
本体部１３０ａは、ケース１１０の蓋部１１０ｂの軸方向後側の表面に沿って広がる板状の部材である。本形態では、蓋部１１０ｂの軸方向後側の表面（あるいは、軸方向後側の端面）の一部を覆うように略弓形形状をなすように形成されている。本体部１３０ａは、図６４に平面図（端面図）で示したように、軸方向後側の表面のうち、一部の端縁部を被覆する。本体部１３０ａは、回転電機１０の回転軸１０２（あるいは、回転位置検出用磁石１０５）の軸方向後側の延長線上を被覆しない。
側面部１３０ｂは、本体部１３０ａと一体に形成され、ケース１１０の蓋部１１０ｂの
側面に沿って配される。側面部１３０ｂは、本体部１３０ａと固定部１３０ｃを接続する。
固定部１３０ｃは、磁性部材１３０を回転電機１０に固定するための部分である。固定部１３０ｃは、側面部１３０ｂから径方向外方に広がり、ボルト１３０ｄが貫通する貫通穴が開口している。ボルト１３０ｄは、貫通穴を貫通した状態で、回転電機１０に設けられたブラケット１３０ｅに螺合して固定する。
固定部１３０ｃの数は、磁性部材１３０を固定できれば限定されず、本形態では２カ所（複数箇所）で固定する。固定部１３０ｃの数が多くなるほど、磁性部材１３０を強固に、かつズレを生じさせることなく固定できる。
ブラケット１３０ｅは、回転電機１０のハウジング１０４（詳しくは、リヤハウジング１０４ｂ）に設けられるが、回転電機１０のフロントハウジング１０４ａに設けても、制御装置１１のケース１１０に設けてもよい。なお、ブラケット１３０ｅが制御装置１１のケース１１０に設けられる場合には、固定部１３０ｃは、磁性部材１３０を制御装置１１に固定するための部分となる。
ケーブル固定部１３０ｆは、ケーブルを固定する。ケーブル固定部１３０ｆが固定するケーブルは、その種類が限定されない。本形態の制御装置一体型回転電機１に接続するケーブルであっても、本形態の制御装置一体型回転電機１に接続しない状態で周囲に配されたケーブルであっても、いずれでもよい。本形態では、制御装置一体型回転電機１の動作時の電流が流れる電力線１３０ｇ、及び制御装置一体型回転電機１の動作時の制御信号が流れる通信線１３０ｈである。
ケーブル固定部１３０ｆは、ケーブルを固定できる構成であれば限定されない。本形態では、電力線１３０ｇ及び通信線１３０ｈを保持するクランプ１３０ｉや、通信線１３０ｈを結束して保持するタイバンド１３０ｊに設けられた係止ツメを、本体部１３０ａや側面部１３０ｂに開口した貫通孔に係合する構成である。
ケーブル固定部１３０ｆの数は、ケーブルを固定できれば限定されず、本形態では電力線１３０ｇは一カ所で、線長が長い通信線１３０ｈは２カ所（複数箇所）で固定する構成となっている。
本形態は、磁性部材１３０が制御装置一体型回転電機１の外表面に設けられたこと以外は、実施形態１と同様な構成の制御装置一体型回転電機１であるため、実施形態１と同様な効果を発揮する。
そして、本形態の制御装置一体型回転電機１は、磁性部材１３０が、回転位置検出素子１１９の軸方向後端後側に配置されている。この構成によると、回転電機１０から磁性部材１３０に向かって流れる磁束が乱れることを抑えられる。
具体的には、回転電機１０の回転位置検出用磁石１０５の磁束は、軸方向の後側に放射して流れる。そして、軸方向後端の後側に磁性部材１３０が配置されていることで、回転位置検出用磁石１０５の磁束は、磁性部材１３０を透過するように、一定の流れとなる。本形態では、回転位置検出用磁石１０５、回転位置検出素子１１９、磁性部材１３０がこの順序で磁束が放射する方向に並んでおり、回転位置検出用磁石１０５と磁性部材１３０を流れる一定の磁束の中に回転位置検出素子１１９が配置すされる。つまり、回転電機１０から磁性部材１３０に向かって流れる磁束が乱れることが抑えられ、回転位置検出素子１１９の検出精度の低下が抑えられる。なお、「軸方向後端後側」とは、軸方向での位置が、回転位置検出素子１１９の軸方向後端よりも後側に配置されている状態を示すものであり、軸方向の延長線上に配置している状態のみを示すものではない。
より具体的には、回転電機１０の回転軸１０２の軸方向後端部に固定された回転位置検出用磁石１０５が発する磁束は、図６５に示すように、周囲に何もない場合には、ほぼ均一に放射状に広がる。
そして、回転位置検出用磁石１０５の磁束が流れる位置（例えば、制御装置一体型回転電機１の外表面に間隔を隔てた位置）に、磁性材料よりなる外部磁性部材が配置すると、図６６に示したように、磁束は外部磁性部材に引き寄せられる。そうすると、外部磁性部材に磁束が引き寄せられることで、磁束の流れに乱れが生じる。より具体的には、外部磁性部材がないときに破線で示した流れの磁束が、外部磁性部材に引き寄せられて実線で示した磁束流れとなる。そうすると、回転位置検出素子１１９に流れる磁束の量及び磁束の方向が変化する（乱れる）。この場合、回転位置検出素子１１９の検出精度の低下が生じていた。
これに対し、図６７に示すように、磁性部材１３０を回転位置検出素子１１９の軸方向後端後側に配置すると、回転位置検出用磁石１０５の磁束は、磁性部材１３０に引き寄せられる。外部磁性部材が配置されていても、磁性部材１３０により磁束が引き寄せられる。そして、磁性部材１３０を透過する一定の流れとなる。その結果、外部磁性部材が配置されていても、回転電機１０から磁性部材１３０に向かって流れる磁束が乱れることを抑えられる。
また、本形態の制御装置一体型回転電機１は、磁性部材１３０が、制御装置１１のケース１１０の蓋部１１０ｂの外表面（詳しくは、軸方向後側の表面）に固定される。ケース１１０の蓋部１１０ｂの外表面であっても、回転電機１０からの磁束が磁性部材１３０を流れることができ、回転電機１０から磁性部材１３０に向かって流れる磁束が乱れることを抑えられる。
さらに、磁性部材１３０を制御装置１１のケース１１０の蓋部１１０ｂに組み付けて設置できる。このことは、ケース１１０の内部に磁性部材１３０を組み付ける場合と比較して、簡単に組み付けを行うことができる。
本形態の制御装置一体型回転電機１は、磁性部材１３０が制御装置一体型回転電機１（具体的には、回転電機１０のハウジング１０４）に固定される。
この構成によると、磁束の乱れがより抑制できる。磁性部材１３０を制御装置一体型回転電機１のハウジング１０４に固定することで、磁性部材１３０のズレ（詳しくは、回転位置検出素子１１９と磁性部材１３０との相対位置のズレ）が生じなくなる。回転電機１０の回転位置検出用磁石１０５と磁性部材１３０の位置（相対位置）が固定されると、回転位置検出素子１１９を透過する磁束の乱れが生じなくなる。
本形態の制御装置一体型回転電機１は、磁性部材１３０が、ケーブル（詳しくは、電力線１３０ｇ、通信線１３０ｈ）を固定するケーブル固定部１３０ｆを有する。
この構成によると、新たな部材を追加することなく、制御装置一体型回転電機１にケーブル１３０ｇ、１３０ｈを固定できる。ケーブル１３０ｇ、１３０ｈを固定することで、ケーブル１３０ｇ、１３０ｈの断線やケーブル１３０ｇ、１３０ｈが接続するコネクタの外れ等が抑えられる。
［実施形態４の変形形態１］
実施形態４では、磁性部材１３０の本体部１３０ａが略弓形形状を形成しているが、この形状に限定されるものではない。例えば、図６８〜図６９に示した形状としてもよい。なお、図６８〜図６９は、ケーブル１３０ｇ、１３０ｈを外した状態を、図６４と同様に示した平面図である。
図６８に平面図で示した本体部１３０ａは、実施形態４の略弓形形状の本体部１３０ａに対して、更に蓋部１１０ｂの軸方向後側の表面の中心部を覆うことが可能な略Ｔ字状の形状に形成されている。
図６９に平面図で示した本体部１３０ａは、蓋部１１０ｂの軸方向後側の表面の全面を覆うこと形状に形成されている。
なお、図６８〜図６９に示した形状の本体部１３０ａは、いずれも蓋部１１０ｂの軸方向後側の表面の中心部を少なくとも被覆する。蓋部１１０ｂの軸方向後側の表面の中心部は、回転電機１０の回転軸１０２（すなわち、回転軸１０２の軸方向後端部に固定された回転位置検出用磁石１０５）の軸方向の延長線上の位置に当たる。これらの構成では、回転位置検出用磁石１０５と最も近い距離で磁性部材１３０が配される。
本形態は、磁性部材１３０の本体部１３０ａの形状が異なること以外は、実施形態４と同様な構成の制御装置一体型回転電機１であるため、実施形態４と同様な効果を発揮する。
さらに、本形態では、回転位置検出用磁石１０５と磁性部材１３０との距離を短くすることができ、回転電機１０から磁性部材１３０に向かって流れる磁束が乱れることをより抑えられる。
加えて、磁性部材１３０の本体部１３０ａが略弓形形状の場合と比較して、その面積が広くなっている。換言すると、磁性部材１３０（及び本体部１３０ａ）が被覆する面積が広がる。つまり、磁性部材１３０が制御装置一体型回転電機１（回転電機１０、制御装置１１）に外部から熱が伝達することを遮蔽する効果を発揮する。すなわち、耐熱性が向上する。
上記のように、実施形態４及びその変形形態１から、磁性部材１３０は、回転位置検出素子１１９の軸方向の延長線上だけでなく、軸方向で後方側の位置に配置されていれば、回転位置検出素子１１９を透過する磁束の乱れを抑えることができる。
［実施形態４の変形形態２］
実施形態４及びその変形形態１では、実施形態２〜３と同様に、制御装置１１が制御基板１１５ａと検出基板１１９ａとを有する構成となっているが、これら２つの配線基板を備えた構成のみに限定されない。
すなわち、回転位置検出素子１１９が、インバータ回路１１１、界磁回路１１３、制御回路素子１１５を含む制御回路と共に１つの回路基板に実装した構成に適用してもよい。
［実施形態２〜４の変形形態１］
実施形態２〜４及びそれらの変形形態では、回転位置検出用磁石１０５と回転位置検出素子１１９とからなるセンサにより回転軸１０２の回転を検出しているが、このセンサに限定されない。すなわち、これらの形態に、レゾルバ式センサを適用してもよい。
［実施形態２〜４の変形形態２］
実施形態４及びその変形形態１〜２では、１つの回転位置検出素子１１９が実装した構成を示しているが、回転位置検出素子１１９の数は限定されない。すなわち、配線基板の異なる位置に複数が実装した構成であってもよい。例えば、基板の表面の異なる位置に実装した構成、基板の裏面の異なる位置に実装した構成、基板の表面と裏面とに実装した構成、のいずれの構成も含む。基板の表面と裏面とに実装した構成は、基板の厚さ方向の両面の対称な位置に実装する構成であってもよい。
［実施形態２〜４の変形形態３］
実施形態４及びその変形形態１〜２では、回転子１０１に界磁巻線１０１ｂを備えた回転電機１０を用いた制御装置一体型回転電機に適用した例を示しているが、回転電機の構成はこの構成に限定されない。すなわち、回転子に永久磁石を備えた永久磁石型の回転電機を用いた制御装置一体型回転電機に適用した構成としてもよい。
さらに、各実施形態２〜４及び各変形形態に示した構成は、適宜組み合わせてもよい。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
１ 制御装置一体型回転電機
１０ 回転電機
１００ 固定子
１００ｂ 電機子巻線
１０１回転子
１０１ｂ 界磁巻線
１０４ハウジング
１１ 制御装置
１１０ ケース
１１１ インバータ回路
１１１ａ スイッチング素子モジュール
１１５ 制御回路素子

Claims (20)

  1. 固定子に設けられる電機子巻線（１００ｂ）と、回転子に設けられる界磁巻線（１０１ｂ）と、前記電機子巻線が設けられた前記固定子の軸方向両端部、及び、前記界磁巻線が設けられた前記回転子の軸方向両端部を覆うハウジング（１０４）とを備えた回転電機（１０）と、
    前記ハウジングの軸方向後端部に設けられるケース（１１０）と、前記ケース内に収容され、前記ハウジングと距離を隔てて設けられ、インバータ用スイッチング素子によって構成され前記電機子巻線に電力を供給するスイッチング素子モジュール（１１１ａ）と、前記ケース内に収容され、前記スイッチング素子モジュールよりも軸方向前側の位置に前記ハウジング及び前記スイッチング素子モジュールと距離を隔てて設けられ、前記スイッチング素子モジュールを制御する制御回路素子（１１５）と、前記ケース内に収容され、前記ハウジング、前記スイッチング素子モジュール及び前記制御回路素子と距離を隔てて設けられるとともに、少なくとも一部が前記スイッチング素子モジュールよりも軸方向前側の位置であって前記制御回路素子よりも軸方向後側の位置に設けられ、前記界磁巻線に電力を供給するブラシ（１１４）とを備えた制御装置（１１）と、
    を有する制御装置一体型回転電機。
  2. 前記ブラシは、少なくとも一部が径方向において前記スイッチング素子モジュール又は前記制御回路素子と重なる位置に設けられている請求項１に記載の制御装置一体型回転電機。
  3. 前記ブラシは、軸方向において前記スイッチング素子モジュール及び前記制御回路素子と離間した位置に設けられている請求項１に記載の制御装置一体型回転電機。
  4. 前記インバータ用スイッチング素子の反回転電機側で前記インバータ用スイッチング素子に接触し、前記インバータ用スイッチング素子で発生した熱を放熱するヒートシンク（１１２）を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
  5. 前記ブラシは、前記ヒートシンクの軸方向後端部よりも軸方向前側の位置に設けられている請求項４に記載の制御装置一体型回転電機。
  6. 前記ヒートシンクに冷媒を流通させる第１冷媒流通路（１２０）と、
    前記制御回路素子と前記ハウジングの間に冷媒を流通させる第２冷媒流通路（１２１）と、を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
  7. 前記第１冷媒流通路は、前記ヒートシンクを流通した冷媒を、前記ハウジング内を通って前記ハウジング外に流通させる請求項６に記載の制御装置一体型回転電機。
  8. 前記第２冷媒流通路は、前記制御回路素子と前記ハウジングの間を流通した冷媒を、前記ハウジング内を通って前記ハウジング外に流通させる請求項６に記載の制御装置一体型回転電機。
  9. 前記第１冷媒流通路の冷媒流通量は、前記第２冷媒流通路の冷媒流通量より多い請求項６〜８のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
  10. 前記第１冷媒流通路の流入口の大きさは、前記第２冷媒流通路の流入口の大きさより大きい請求項９に記載の制御装置一体型回転電機。
  11. 前記第１冷媒流通路の流入口及び流出口は、軸方向に並んで設けられ、
    前記第１冷媒流通路の流入口は、前記第１冷媒流通路の流出口より径方向内側に設けられている請求項６〜１０のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
  12. 前記第１冷媒流通路の流入口及び流出口は、軸方向に並んで設けられ、
    前記ケースは、前記第１冷媒流通路の流入口と流出口の間に、流入口及び流出口より径方向に突出する壁部（１１０ｉ）を有する請求項６〜１０のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
  13. 前記制御装置は、少なくともいずれかの部分が前記第１冷媒流通路に沿うように、又は、前記第１冷媒流通路内に設けられ、前記スイッチング素子モジュールの配線に用いられるインバータ用バスバー（１１６）を有する請求項６〜１２のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
  14. 前記制御装置は、前記制御用素子によって制御される前記界磁巻線に電力を供給する界磁用スイッチング素子（１１３ａ）を有し、前記界磁用スイッチング素子は、前記制御回路素子が実装された制御基板の前記回転電機側に設けられている請求項１〜１３のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
  15. 前記界磁用スイッチング素子は、前記ハウジングと距離を隔てて設けられている請求項１４に記載の制御装置一体型回転電機。
  16. 前記制御装置は、３個の前記スイッチング素子モジュールを有し、
    前記スイッチング素子モジュールは、４個の前記インバータ用スイッチング素子が一体化されており、
    前記ヒートシンクは、前記スイッチング素子モジュール毎に設けられている請求項１〜１５のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
  17. 前記スイッチング素子モジュール及び前記ヒートシンクは、距離を隔てて隣接して配置され、
    前記制御装置は、前記スイッチング素子モジュールを前記電機子巻線に配線する電機子巻線用バスバー（１１７）を有し、
    前記電機子巻線用バスバーと前記電機子巻線の接合端部は、隣接した前記スイッチング素子モジュール及び前記ヒートシンクの間に設けられている請求項１６に記載の制御装置一体型回転電機。
  18. 前記電機子巻線用バスバーと前記電機子巻線の接合端部は、前記ヒートシンクの軸方向後端部より回転電機側に設けられている請求項１７に記載の制御装置一体型回転電機。
  19. 前記スイッチング素子モジュール及び前記制御回路素子は、前記ケース内において樹脂で封止されている請求項１〜１８のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
  20. 前記ブラシは、前記ケース内に設けられたブラシホルダー部に保持され、前記制御基板は、前記ブラシホルダー部と距離を隔てて設けられている請求項１４又は１５に記載の制御装置一体型回転電機。
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