JP7042943B1 - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】電流検出の精度を改善しつつ、安価で小型な回転電機を提供する。【解決手段】回転電機は、回転軸と、回転子と、固定子巻線が巻装された固定子鉄心を有する固定子と、回転軸を保持するブラケットと、を設けた回転電機本体部と、電力用半導体素子を有するパワーモジュールと、冷却器と、電流センサ１７２と、制御回路と、板状の底壁１０２ａを有し、パワーモジュール、制御回路、及び電流センサを収容するケースと、を設けた電力供給ユニットとを備える。パワーモジュールは、底壁の軸方向の他方側の面に沿って本体部から突出したバスバーを有し、底壁には、バスバーの軸方向の他方側の面を除いて取り囲む、断面が軸方向の他方側に開口した磁気シールド１７１が固定され、電流センサが、磁気シールドの配置位置における、バスバーの軸方向の他方側の面に対向して配置され、電流センサは、磁気シールドにおける開口部１７１ａの内側に配置されている。【選択図】図５

Description

本願は、回転電機に関するものである。

回転電機は、回転子及び固定子から構成される回転電機本体部と、回転電機本体部に電力を供給するインバータ及び制御回路から構成される電力供給ユニットとを備えている。特に車載用の回転電機には、省スペース性と搭載性の容易さ、また、回転電機本体部とインバータとを接続する配線ハーネスの縮小化などが要求されている。そのため、回転電機本体部と電力供給ユニットとを一体化させた機電一体型の回転電機が開発されている。

機電一体型の回転電機においては、電力供給ユニットは回転電機本体部の軸方向の端部に取り付けられる。インバータのヒートシンクにはフィンが形成されており、回転子の端部に装着された送風ファンにより発生した冷却風がフィンを通過することで電力供給ユニットは冷却される。電力供給ユニットは、単相もしくは複数相のアーム部によって構成される。アーム部は、複数のＭＯＳＦＥＴなどのパワー半導体素子を備える。パワー半導体素子の出力端子は、出力導体を介して回転電機の固定子巻線と接続され、回転電機本体部に電力を供給する。出力導体に流れる電流を検出するために、回転電機は出力導体に電流検出部を備えている（例えば、特許文献１参照）。検出した電流値を用いて、パワー半導体素子は制御される。

開示された回転電機では、出力導体の周囲を取り囲む環状の磁気回路と、磁気回路の切り欠き部に配置された磁気検出素子とを備えた電流検出装置が提案されている。電流検出装置は回転電機本体部と電力供給ユニットの間に配置され、磁気検出素子は制御回路に接続されている。パワー半導体素子を有したパワーモジュールは、制御回路と回転電機本体部との間に配置されている。

特開２００６－１７４６７８号公報

上記特許文献１においては、出力導体に電流検出装置を備えたため、パワー半導体素子の出力端子に流れる電流を検出することができる。しかしながら、磁気回路と磁気検出素子のそれぞれが別の部品として回転電機に組付けられるため、磁気回路と磁気検出素子の位置精度が悪くなるので、電流検出の精度が悪化するという課題があった。また、制御回路から磁気検出素子までの配線が長くなり、耐振性及び耐水性を確保するための保護処理が配線に必要になるため、磁気検出素子の周辺が大型化すると共に回転電機のコストが上がるという課題があった。特に回転電機を自動車のエンジンルームに搭載する場合、限られた空間に設置できることが求められているため、回転電機の大型化を抑制する必要がある。また、磁気回路と電流検出素子を回転電機に組み付けるまで電流検出装置の検査をすることができないので、アセンブリ後の検査で不具合品が見つかることになるため、電流検出装置の歩留まりが悪く、回転電機のコストが上がるという課題があった。

そこで、本願は、電流検出の精度を改善しつつ、安価で小型な回転電機を得ることを目的としている。

本願に開示される回転電機は、回転軸と、回転軸と一体回転する回転子と、回転子の径方向外側に配置され、固定子巻線が巻装された固定子鉄心を有する固定子と、回転子及び固定子の外側を覆うと共にベアリングを介して回転軸の一端側及び他端側を保持するブラケットと、を設けた回転電機本体部と、固定子巻線への供給電流をオンオフする電力用半導体素子を有するパワーモジュールと、パワーモジュールを冷却する冷却器と、パワーモジュールに流れる電流を検出する電流センサと、パワーモジュールを制御する制御回路と、パワーモジュール、制御回路、及び電流センサの軸方向の一方側を覆い、径方向及び周方向に延在した板状の底壁を有し、パワーモジュール、制御回路、及び電流センサを収容するケースと、を設け、ブラケットの軸方向の他方側に配置された電力供給ユニットと、を備え、パワーモジュールは、底壁の軸方向の他方側の面に沿って本体部から突出したバスバーを有し、底壁には、バスバーの軸方向の他方側の面を除いて取り囲む、断面が軸方向の他方側に開口したＵ字状又はＣ字状の磁気シールドが固定され、電流センサが、磁気シールドの配置位置における、バスバーの軸方向の他方側の面に対向して配置され、電流センサは、磁気シールドにおけるＵ字状又はＣ字状の開口部の内側に配置されているものである。

本願に開示される回転電機によれば、電力供給ユニットが備えたパワーモジュールは、ケースの底壁の軸方向の他方側の面に沿って本体部から突出したバスバーを有し、底壁には、バスバーの軸方向の他方側の面を除いて取り囲む、断面が軸方向の他方側に開口したＵ字状又はＣ字状の磁気シールドが固定され、電流センサが、磁気シールドの配置位置における、バスバーの軸方向の他方側の面に対向して配置され、電流センサは、磁気シールドにおけるＵ字状又はＣ字状の開口部の内側に配置されているため、磁気シールドが固定されたケースに対して、電流測定部であるバスバーと電流センサとが配置され、それぞれの部品を別体で配置する場合に比べて部品の配置の位置精度を高めることができるので、電流センサの電流検出精度を改善することができる。また、制御回路と電流センサとは電力供給ユニットのケースの内部に収容されているため、制御回路から電流センサまでの配線長が短くなるので、安価で小型な回転電機を得ることができる。また、電力供給ユニットのみで、電流センサの動作テストを行うことができるため、回転電機を組み立てる前に不良品を発見することができるので、歩留まりの低下が抑制され、安価な回転電機を得ることができる。

実施の形態１に係る回転電機の概略を示す斜視図である。 実施の形態１に係る回転電機の概略を示す断面図である。 実施の形態１に係る回転電機の電力供給ユニットの軸方向の他方側を示す平面図である。 実施の形態１に係る回転電機の電力供給ユニットの要部を示す平面図である。 図４のＡ－Ａ断面位置で切断した電力供給ユニットの要部の断面図である。 図４のＢ－Ｂ断面位置で切断した電力供給ユニットの要部の断面図である。 実施の形態１に係る回転電機の回路構成の概略を示す図である。 実施の形態１に係る回転電機の組立工程を示す図である。 実施の形態１に係る回転電機の組立工程を示す図である。 実施の形態１に係る回転電機の組立工程を示す図である。 実施の形態１に係る回転電機の組立工程を示す図である。 実施の形態１に係る回転電機の組立工程を示す図である。 実施の形態２に係る回転電機の電力供給ユニットの要部を示す断面図である。 実施の形態２に係る回転電機の電力供給ユニットの要部を示す平面図である。 実施の形態２に係る別の回転電機の電力供給ユニットの要部を示す断面図である。 実施の形態２に係る別の回転電機の電力供給ユニットの要部を示す断面図である。 実施の形態３に係る回転電機の電力供給ユニットの要部を示す断面図である。 実施の形態３に係る回転電機の電力供給ユニットの要部を示す平面図である。 実施の形態３に係る別の回転電機の電力供給ユニットの要部を示す断面図である。 実施の形態３に係る別の回転電機の電力供給ユニットの要部を示す平面図である。 実施の形態４に係る回転電機の電力供給ユニットの要部を示す断面図である。 実施の形態４に係る回転電機の電力供給ユニットの要部を示す平面図である。

以下、本願の実施の形態による回転電機を図に基づいて説明する。なお、各図において同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。なお、各図間の図示では、対応する各構成部のサイズ及び縮尺は、それぞれ独立している。

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る回転電機１００の概略を示す斜視図、図２は回転電機１００の概略を示す断面図で、回転軸４の軸心Ｃ及びヒートシンク１１０を通る平面で切断した図、図３は回転電機１００の電力供給ユニット３００の軸方向の他方側を示す平面図で、カバー１０１及び制御回路１０３を取り除いて示した図、図４は回転電機１００の電力供給ユニット３００の要部である電流センサ１７２を設置した部分を示す平面図で、図３において円で囲まれた部分の図、図５は図４のＡ－Ａ断面位置で切断した電力供給ユニット３００の要部の断面図、図６は図４のＢ－Ｂ断面位置で切断した電力供給ユニット３００の要部の断面図、図７は回転電機１００の回路構成の概略を示す図、図８から図１２は回転電機１００の組立工程を示す図で、回転電機本体部２００に電力供給ユニット３００を組み付ける図である。回転電機１００は、回転電機の本体部分である回転電機本体部２００と、回転電機本体部２００に電力を供給する電力供給ユニット３００とを備えた機電一体型の回転電機である。回転電機１００は、負荷であるエンジン（図示せず）を駆動する電動機として動作する。あるいは、回転電機１００はエンジンより駆動されて発電する発電機として機能する。

本願において、回転軸４の軸心Ｃに平行な方向を軸方向Ｚと定義し、軸方向の一方側Ｚ１をフロント側Ｚ１と称し、軸方向の一方側Ｚ１とは反対側である軸方向の他方側Ｚ２をリヤ側Ｚ２と称する。

＜回転電機本体部２００＞
回転電機本体部２００は、図２に示すように、回転軸４と、回転軸４と一体回転する回転子５と、回転子５の径方向外側に配置され、固定子巻線３ｂが巻装された固定子鉄心３ａを有する固定子３と、回転子５及び固定子３の外側を覆うと共にベアリング７１、７２を介して回転軸４の一端側及び他端側を保持するブラケットと、を備えている。

本実施の形態では、ブラケットは、フロント側Ｚ１に配置されたフロントブラケット１及びリヤ側Ｚ２に配置されたリヤブラケット２から構成されている。フロントブラケット１は、円筒状の外周壁と、外周壁のフロント側Ｚ１の端部から径方向内側に延びた円板状の側壁とを有している。フロントブラケット１の側壁の中心部を回転軸４が貫通し、側壁はベアリング７１が固定される貫通孔を備える。リヤブラケット２は、円筒状の外周壁と、外周壁のリヤ側Ｚ２の端部から径方向内側に延びた円板状の側壁とを有している。リヤブラケット２の側壁の中心部を回転軸４が貫通し、側壁はベアリング７２が固定される貫通孔を備える。フロントブラケット１とリヤブラケット２は、図１に示すように、軸方向Ｚに延びたボルト１５によって連結される。

回転軸４のフロント側Ｚ１の端部は、フロントブラケット１の貫通孔を貫通して、フロントブラケット１よりもフロント側Ｚ１に突出する。この突出した部分にプーリ９が固定される。エンジンのクランクシャフトに固定されたプーリ（図示せず）と、プーリ９との間にベルト（図示せず）が掛け渡され、回転電機１００とエンジンとの間で回転駆動力の伝達が行われる。

回転子５は、界磁鉄心５ａ及び界磁巻線５ｂを備える。回転子５は、ランデル型（クローポール型ともいう）とされている。界磁鉄心５ａは、円筒状の中心部と、中心部のフロント側Ｚ１の端部から中心部の径方向外側Ｙ２まで延びたフロント側の爪部と、中心部のリヤ側Ｚ２の端部から中心部の径方向外側Ｙ２まで延びたリヤ側の爪部と、を備える。界磁巻線５ｂの絶縁処理された銅線は、界磁鉄心５ａの中心部の外周面に同心状に巻回される。フロント側の爪部とリヤ側の爪部とは、周方向に交互に設けられ、互いに異なる磁極となる。界磁巻線５ｂは回転軸４のリヤ側Ｚ２に設けられたスリップリング（図示せず）に接続されており、電力供給ユニット３００に設けられたブラシを保持するブラシホルダ（図示せず）から界磁電流を供給される。

固定子３は、微小な隙間をあけて回転子５を取り囲むように配設される。固定子３は、スロットを設けた円筒状の固定子鉄心３ａと、固定子鉄心３ａのスロットに巻装された複数相の固定子巻線３ｂと、を備える。複数相の固定子巻線３ｂは、例えば、１組の３相巻線、２組の３相巻線、又は１組の５相巻線等とされ、回転電機１００の種類に応じて設定される。

複数相の固定子巻線３ｂは、固定子鉄心３ａからフロント側Ｚ１に突出したフロント側コイルエンド部、及び固定子鉄心３ａからリヤ側Ｚ２に突出したリヤ側コイルエンド部を有する。複数相の固定子巻線３ｂのリード線は、リヤブラケット２を貫通して、リヤ側Ｚ２に延びた固定子巻線端子３ｃを有する。固定子巻線端子３ｃは、巻線配線部材１１３及び巻線側配線部材１５６を介して、電力供給ユニット３００に接続される。

＜電力供給ユニット３００＞
電力供給ユニット３００は、回転電機本体部２００のブラケットのリヤ側Ｚ２に配置され、回転電機本体部２００に固定される。回転電機本体部２００と電力供給ユニット３００とは、一体化されている。電力供給ユニット３００は、パワーモジュール１６０を有し、直流電源と複数相の巻線との間で直流交流変換を行うインバータと、パワーモジュール１６０に流れる電流を検出する電流センサ１７２と、パワーモジュール１６０を制御する制御回路１０３と、パワーモジュール１６０、制御回路１０３、及び電流センサ１７２を収容するケース１０２とを備える。

本実施の形態では、インバータは、パワーモジュール１６０、及びパワーモジュール１６０が固定され、パワーモジュール１６０を冷却する冷却器であるヒートシンク１１０を備える。ヒートシンク１１０は、フロント側Ｚ１にフィン１１１を有する。パワーモジュール１６０は、固定子巻線３ｂへの供給電流をオンオフする電力用半導体素子（図示せず）を備える。ケース１０２は、パワーモジュール１６０、制御回路１０３、及び電流センサ１７２のフロント側Ｚ１を覆い、径方向及び周方向に延在した板状の底壁１０２ａを有する。ケース１０２は、パワーモジュール１６０、制御回路１０３、及び電流センサ１７２の径方向外側を覆う周壁１０２ｂを有する。パワーモジュール１６０のヒートシンク固定面１６７は、底壁１０２ａの開口した部分でヒートシンク１１０に熱的に接続されている。ケース１０２は、例えば樹脂で作製される。

パワーモジュール１６０、制御回路１０３、及び電流センサ１７２を封止する封止樹脂１０５が、ケース１０２の内側に設けられる。封止樹脂１０５は、エポキシまたはシリコーンなどのポッティング材である。封止樹脂１０５で電力供給ユニット３００の内部を封止することで、内部の部品の耐湿性、耐水性、絶縁性、及び耐振動性を高めることができる。本実施の形態では、特許文献１のように、制御回路１０３とパワーモジュール１６０の接続工程後の樹脂封止工程で、電力供給ユニット３００に加えて熱容量の大きな回転電機本体部２００を同時に投入する必要がないため、温度の上昇に時間を要して封止工程が長時間になり、生産性が悪化して、回転電機１００のコストが上がるということはない。電力供給ユニット３００の内部は封止樹脂１０５で封止する構成に限るものではなく、ねじ止めまたは熱かしめなどによって内部の部品を固定し、絶縁性及び耐湿性を有する被覆材を用いて内部の絶縁を確保しても構わない。

電力供給ユニット３００は、カバー１０１を備える。カバー１０１は、制御回路１０３、パワーモジュール１６０、及びヒートシンク１１０等のリヤ側Ｚ２及び径方向外側を覆う。カバー１０１は、フロント側Ｚ１に開口する有底筒状に形成される。カバー１０１は、例えば樹脂で作製される。径方向外側を覆うカバー１０１の外周壁１０１ｂには、正極側電源端子、負極側電源端子、及び制御用コネクタ（何れも図示せず）が設けられる。正極側電源端子及び負極側電源端子は、インバータを外部の直流電源に接続するため端子である。制御用コネクタは、制御回路１０３を外部の制御装置に接続するためコネクタである。

制御回路１０３は、板状に形成された回路基板１０３ａを有する。本実施の形態では、回路基板１０３ａは径方向及び周方向に延在した円板状である。回路基板１０３ａは、プリント基板またはセラミック基板または金属基板等により構成される。回路基板１０３ａは、回路基板１０３ａに実装された電子部品を有する。特に、車載される回転電機においては高い振動耐久性が必要なため、制御回路１０３は、ケース１０２にねじ、熱かしめ、リベット、接着等により固定される。なお、軸方向Ｚに見てリヤブラケット２と重複する範囲内に収まれば、回路基板１０３ａは円板状でなくてもよく、２枚以上の回路基板１０３ａにより制御回路１０３が構成されてもよく、それぞれの回路基板１０３ａの材料が異なっていても構わない。

制御回路１０３は、リヤブラケット２のリヤ側Ｚ２に間隔を空けて配置される。本実施の形態では、回路基板１０３ａの表面は、軸方向Ｚに直交している。なお、回路基板１０３ａの表面は、軸方向Ｚに直交する平面に対して、例えば、３０度以内の角度で傾いていてもよい。ケース１０２の底壁１０２ａは、制御回路１０３のフロント側Ｚ１を覆っている。また、ケース１０２は、制御回路１０３の外周側を覆う周壁１０２ｂを備えている。制御回路１０３のリヤ側Ｚ２は、カバー１０１の底壁１０１ａにより覆われている。

回転軸４は、リヤブラケット２から制御回路１０３（本例ではケース１０２）の前まで、リヤ側Ｚ２に延出する。回転軸４は、制御回路１０３及びケース１０２を貫通しておらず、制御回路１０３及びケース１０２のフロント側Ｚ１に隙間を空けて配置されている。なお、軸方向Ｚに見てリヤブラケット２と重複する範囲内に電子部品を配置できれば、制御回路１０３に回転軸４が貫通する貫通孔が設けられても構わない。

＜パワーモジュール１６０＞
パワーモジュール１６０は、電力用半導体素子、電力用半導体素子が接合されるリード部、外部と接続される部分である接続部材、及びこれらを封止する絶縁樹脂材１６５を備える。接続部材は、外部と接続される部分をパワーモジュール１６０の本体部から露出させて設けられる。パワーモジュール１６０は、１つの相の巻線に対して、直流電源の正極側に接続される正極側の電力用半導体素子と、直流電源の負極側に接続される負極側の電力用半導体素子とが直列に接続された直列回路を、少なくとも１セット備える。正極側の電力用半導体素子と負極側の電力用半導体素子とが直列接続されている接続点が、対応する相の巻線に接続される。例えば、１組の３相の巻線が設けられる場合は、３セットの直列回路が設けられる。図７に示したように、２組の３相の巻線が設けられる場合は、６セットの直列回路が設けられる。

電力用半導体素子には、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、パワーＭＯＳＦＥＴ（Ｐｏｗｅｒ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子が用いられる。これらは、モータなどの機器を駆動するインバータに用いられるもので、数アンペアから数百アンペアの定格電流を制御するものである。電力用半導体素子の材料として、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガリウムナイトライド（ＧａＮ）などが用いられてもよい。

パワーモジュール１６０は、底壁１０２ａのリヤ側Ｚ２の面に沿って本体部から突出した接続部材でありバスバーである巻線接続部材１６３を有する。パワーモジュール１６０は、接続部材として、巻線接続部材１６３以外に、正極側接続部材１６１、負極側接続部材１６２、及び制御用接続部材１６４を備える。正極側接続部材１６１、負極側接続部材１６２、巻線接続部材１６３、制御用接続部材１６４は、例えば、導電性が良好で熱伝導率の高い銅または銅合金などの金属で作製される。これらの表面は、Ａｕ、Ｎｉ、Ｓｎなどの金属材料でめっきされていても構わない。また、これらの接続部材の金属及びめっきの材質は、２種類以上で構成されてもよい。

本実施の形態では、１つのパワーモジュール１６０は、正極側の電力用半導体素子と負極側の電力用半導体素子とを２組備え、２つの直列回路を設けている。接続部材のパワーモジュール１６０の内部における接続について説明する。正極側接続部材１６１は、正極側の電力用半導体素子のコレクタ端子に接続される。負極側接続部材１６２は、負極側の電力用半導体素子のエミッタ端子に接続される。巻線接続部材１６３は、正極側の電力用半導体素子のエミッタ端子と負極側の電力用半導体素子のコレクタ端子との接続点に接続される。制御用接続部材１６４は、正極側及び負極側の電力用半導体素子のゲート端子等に接続される。

接続部材のパワーモジュール１６０の外部における接続について説明する。正極側接続部材１６１は正極側配線部材１５４に接続され、正極側配線部材１５４は正極側電源端子１５１に接続される。負極側接続部材１６２は負極側配線部材（図示せず）に接続され、負極側配線部材は負極側電源端子（図示せず）に接続される。巻線接続部材１６３は接続バスバーである巻線側配線部材１５６に接続され、巻線側配線部材１５６は巻線配線部材１１３に接続されて対応する相の固定子巻線３ｂに接続される。制御用接続部材１６４は、制御回路１０３に接続される。制御用接続部材１６４と制御回路１０３との間には、コネクタ、はんだ付け、導電性接着剤などが用いられて双方を電気的に接続する。正極側配線部材１５４、負極側配線部材、巻線側配線部材１５６はケース１０２に固定され、これらはヒートシンク１１０とは電気的に絶縁されている。なお、１つのパワーモジュール１６０には、１つの電力用半導体素子が設けられてもよく、或いは３つ以上の電力用半導体素子が設けられてもよい。電力用半導体素子の数に合わせて、接続部材等の構成は変更される。

電力用半導体素子は、金属基板又はセラミック基板の配線パターン、バスバー等に、はんだ、銀ペースト等の導電性材料により接合される。金属基板は、アルミ、銅等のベース材料で構成される。セラミック基板は、アルミナ、窒化アルミ、窒化ケイ素等で構成される。バスバーは、鉄、アルミ、銅等で構成される。配線パターン及びバスバーを合わせてリード部と称す。

パワーモジュール１６０は、ヒートシンク１１０と固定されるヒートシンク固定面１６７を有する。本実施の形態では、電力用半導体素子は、リード部の一方側の面に固定される。リード部の他方側の面は、ヒートシンク固定面１６７を構成する。なお、電力用半導体素子が固定されるリード部の面と同じ側に、ヒートシンク固定面１６７が設けられても構わない。本実施の形態では、ヒートシンク固定面１６７とヒートシンク１１０と間の接続には、接触熱抵抗を低減するため、伝熱材を介在させている。伝熱材には、例えばグリース、接着剤、シート、ゲルの絶縁性を有する材料、またははんだ、銀ペースト等の導電性部材が用いられる。ヒートシンク１１０と絶縁が必要なリード部の場合は、伝熱材には、絶縁性を有する材料が用いられる。パワーモジュール１６０とヒートシンク１１０とが伝熱材を介して熱的に接続されるため、構成部材及び接合工程を削減してパワーモジュール１６０とヒートシンク１１０との間の熱抵抗を低減することができる。

リード部とヒートシンク１１０が同電位の場合、リード部とヒートシンク１１０をはんだ等の導電性部材で接続してもよく、或いは電力用半導体素子と接合されたリード部を、ばね又はねじ等によりヒートシンク１１０に機械的に押圧させてもよい。接合から機械的な押圧に変えることで、熱抵抗を低減しつつ、温度サイクル及び高温での劣化が軽減され、長期信頼性を向上させることができる。また、ヒートシンク１１０は、一つまたは複数のパワーモジュール１６０と一体的にモジュール化されていても構わない。

絶縁樹脂材１６５には、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等のポッティング樹脂、フッ素樹脂等の電力用半導体素子の表面のコーティング材料、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ＡＢＳ)等の成形材料が用いられる。絶縁樹脂材１６５で電力用半導体素子等の構成部品を覆うことで、例えば、異物が電力供給ユニット３００に混入した場合、塩、泥等が入った液体が電力供給ユニット３００にかかった場合でもパワーモジュール１６０の内部の絶縁性を確保することができる。また、エポキシ樹脂等の硬度が高い材料を絶縁樹脂材１６５に使うことで構成部品はパワーモジュール１６０の内部に固定されるので、パワーモジュール１６０の耐振性を向上できる。なお、絶縁樹脂材１６５を用いない方法でパワーモジュール１６０を絶縁して固定できれば、絶縁樹脂材１６５はなくても構わない。

＜巻線接続部材１６３とその配線構成＞
パワーモジュール１６０の本体部は、本実施の形態では矩形板状に形成され、本体部の１つの側面における長手方向の両側の端部のそれぞれから、一つずつ巻線接続部材１６３が突出している。複数の制御用接続部材１６４は、２つの巻線接続部材１６３の間に配置されている。巻線接続部材１６３は、電流検出部１７０の一部となる部材である。このように配置することで、電流検出部１７０が制御用接続部材１６４と干渉しないように、制御用接続部材１６４から離れた位置に電流検出部１７０を容易に配置することができる。巻線接続部材１６３がパワーモジュール１６０の１つの側面の両側の端部に無い場合、パワーモジュール１６０の制御用接続部材１６４と２つの電流検出部１７０の間に、それぞれの干渉を避けるために４か所のスペースが必要となる。電流検出部１７０を両側の端部に配置した場合、干渉を避けるためのスペースが２か所になるため、パワーモジュール１６０の大型化を抑制することができる。パワーモジュール１６０の大型化が抑制されるので、回転電機１００を小型化することができる。

回転電機１００が備える巻線側配線部材１５６、及び巻線配線部材１１３について説明する。２つの巻線配線部材１１３は、固定子巻線３ｂの固定子巻線端子３ｃに接続され、リヤ側Ｚ２に延出する。２つの巻線側配線部材１５６は、２つの巻線配線部材１１３のそれぞれと２つの巻線接続部材１６３のそれぞれとを接続する。２つの巻線接続部材１６３は、周方向に間隔を空けて、周壁１０２ｂに向かって延出する。２つの巻線配線部材１１３は、２つの巻線接続部材１６３の間の周方向位置であって、周壁１０２ｂの径方向外側に周方向に隣接して配置される。第１の巻線側配線部材１５６ａは、周方向に延出すると共に周壁１０２ｂを貫通し、周方向の一方側の巻線接続部材１６３の径方向外側の端部と、周方向の一方側の巻線配線部材１１３とを接続している。第２の巻線側配線部材１５６ｂは、周方向に延出すると共に周壁１０２ｂを貫通し、周方向の他方側の巻線接続部材１６３の径方向外側の端部と、周方向の他方側の巻線配線部材１１３とを接続している。このように、巻線側配線部材１５６と巻線配線部材１１３は、電力供給ユニット３００と回転電機本体部２００とを電気的に接続している。

巻線配線部材１１３は、巻線配線部材固定部１１４に固定される。巻線配線部材固定部１１４は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、リエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂材料から作製される。巻線配線部材固定部１１４は、リヤブラケット２及びヒートシンク１１０と巻線配線部材１１３とを電気的及び熱的に絶縁して、巻線配線部材１１３をリヤブラケット２に固定する。

巻線側配線部材１５６及び巻線配線部材１１３をこのように配置することで、２つの巻線接続部材１６３と制御用接続部材１６４に隣接したスペースを利用して、巻線側配線部材１５６と巻線配線部材１１３を接続することできるので、回転電機１００の大型化を抑制し、回転電機１００を小型化することができる。

＜電流検出部１７０と巻線接続部材１６３の配置構成＞
本願の要部である電流検出部１７０の配置及び構成について、図４から図６を用いて説明する。本実施の形態における電流検出部１７０は、電流センサ１７２、巻線接続部材１６３、及び磁気シールド１７１で構成される。位置関係を明確にするために、図６において、制御用接続部材１６４を破線で示す。

磁気シールド１７１は、巻線接続部材１６３のリヤ側Ｚ２の面を除いて巻線接続部材１６３を取り囲み、断面がリヤ側Ｚ２に開口したＵ字状又はＣ字状に形成される。磁気シールド１７１は、底壁１０２ａに固定される。本実施の形態では、図５に示すように、磁気シールド１７１のフロント側Ｚ１の部分が底壁１０２ａに埋め込まれていて、磁気シールド１７１がケース１０２に一体成形されている。磁気シールド１７１がケース１０２に一体成形されている場合、磁気シールド１７１の位置精度を特に高めることができる。磁気シールド１７１が底壁１０２ａに埋め込まれる構成は一体成形に限るものではなく、嵌め合いにより埋め込む構成でも構わない。なお、磁気シールド１７１の固定はこれに限るものではなく、底壁１０２ａのリヤ側Ｚ２の面に接着して固定しても構わない。磁気シールド１７１は、電磁鋼板、鉄、ニッケル等の磁性体によって作製される。磁気シールド１７１は、固定子３及び回転子５において発生した磁界の電流センサ１７２への貫通を抑制する。また、磁気シールド１７１は巻線接続部材１６３において生じた磁界を電流センサ１７２に集磁する効果も有する。磁気シールド１７１は、ヒートシンク１１０及び巻線接続部材１６３と電気的に絶縁されている。また、磁気シールド１７１は、制御用接続部材１６４と干渉しないように、パワーモジュール１６０の本体部及び制御用接続部材１６４から離れた位置に配置される。

電流センサ１７２は、巻線接続部材１６３に流れる電流に起因して生じた磁界を検出する。電流センサ１７２は、例えば、磁気検出型のホールＩＣである。電流センサ１７２は磁気シールド１７１の配置位置における、巻線接続部材１６３のリヤ側Ｚ２の面に対向して配置され、電流センサ１７２は磁気シールド１７１におけるＵ字状又はＣ字状の開口部１７１ａの内側に配置されている。電流センサ１７２は、センサ本体部から突出し、制御回路１０３にはんだ等の導電部材により接続される複数のリード１７３を有する。検出した磁界に応じた電流センサ１７２の出力が制御回路１０３に取り込まれて、巻線接続部材１６３に流れる電流値が検出される。制御回路１０３は、検出された電流値に基づいてパワーモジュール１６０を制御する。

このように構成することで、磁気シールド１７１が固定されたケース１０２に対して、電流測定部である巻線接続部材１６３と電流センサ１７２とが配置されるため、それぞれの部品を別体で配置する場合に比べて部品の配置の位置精度を高めることができるので、電流センサ１７２の電流検出精度を改善することができる。また、制御回路１０３と電流センサ１７２とは電力供給ユニット３００のケース１０２の内部に収容されているため、制御回路１０３から電流センサ１７２までの配線長が短くなるので、安価で小型な回転電機１００を得ることができる。また、封止樹脂１０５で容易に電力供給ユニット３００の内部の部品を封止できるので、電力供給ユニット３００の内部の耐振性及び耐水性を容易に確保することができる。また、電力供給ユニット３００のみで、電流センサ１７２の動作テストを行うことができるため、回転電機１００を組み立てる前に不良品を発見することができるので、歩留まりの低下が抑制され、回転電機１００の低コスト化に寄与する。

また、パワーモジュール１６０と電流センサ１７２が一体化されていない構成である。そのため、制御用接続部材１６４の数は増加することがない。制御用接続部材１６４と制御回路１０３を部分フローはんだ付けによって接続する場合において、制御回路１０３の部品実装に用いられるリフローはんだ付けなどより端子間の間隔を広い間隔にする必要がある制御用接続部材１６４が増加しないので、パワーモジュール１６０の大型化を抑制することができる。また、制御回路１０３の大型化も抑制されるので、回転電機１００の大型化を抑制することができる。

本実施の形態では、リード１７３の少なくとも一つは、センサ本体部からリヤ側Ｚ２に延出した後、制御回路１０３の回路基板１０３ａのフロント側Ｚ１の面に沿って、巻線接続部材１６３の延出方向及び軸方向に直交する方向に延出した延出部１７３ａを有する。延出部１７３ａは、回路基板１０３ａに接続されている。このように構成することで、制御用接続部材１６４と制御回路１０３とが部分噴流はんだ付けにより接続される場合においても、既に接続されているリード１７３の接続が外れることによる電流センサ１７２の位置ずれの不良、及びはんだブリッジまたはマイグレーションによる短絡などの不良が発生することがない。そのため、高品質な回転電機１００を提供することができる。

本実施の形態では、磁気シールド１７１の開口部１７１ａの幅は、磁気シールド１７１に挟まれた巻線接続部材１６３の部分である挟まれ部１６３ａの幅よりも大きい。このように構成することで、磁気シールド１７１と巻線接続部材１６３とを離間させて設けることができるので、磁気シールド１７１と巻線接続部材１６３とを容易に絶縁することができる。また、磁気シールド１７１の開口部１７１ａの側から、容易に巻線接続部材１６３を配置できるので、回転電機１００の生産性を向上させることができる。

本実施の形態では、挟まれ部１６３ａの幅は、巻線接続部材１６３の突出方向における挟まれ部１６３ａの前後の巻線接続部材１６３の部分の幅よりも狭い。このように構成することで、磁気シールド１７１の開口部１７１ａの幅を狭めることができる。開口部１７１ａの幅を狭めることで磁気シールド１７１の内部に外部から侵入する磁束が少なくなるため、電流センサ１７２が外部から受ける磁気ノイズを小さくすることができる。また、磁気シールド１７１の開口部１７１ａの幅を狭めることで磁気シールド１７１を小型化できるため、電力供給ユニット３００の大型化を抑制することができる。なお、巻線接続部材１６３の幅を狭めると巻線接続部材１６３に流れる電流の密度が幅を狭めた部分において上昇するため、巻線接続部材１６３の発熱が大きくなり、パワーモジュール１６０の温度が上昇しやすくなる。しかし、本実施の形態では、巻線接続部材１６３の磁気シールド１７１に挟まれた挟まれ部１６３ａのみの幅が狭くなっているため、巻線接続部材１６３の発熱の増加を抑制しつつ、高い精度で電流を測定するとともに、パワーモジュール１６０の大型化を抑制することができる。

＜回転電機１００の組立方法＞
回転電機１００の組立方法において、図８から図１２を用いて、回転電機本体部２００に電力供給ユニット３００を組み付ける組立工程を説明する。図８から図１２は、磁気シールド１７１の開口部１７１ａで切断した断面である。組立工程は６つの工程を備える。

第一の工程において、ヒートシンク１１０にケース１０２が固定される。図８は、第一の工程後の電力供給ユニット３００の断面を示している。固定の方法は、例えばねじ止めである。ケース１０２には、正極側配線部材１５４、巻線側配線部材１５６、及び磁気シールド１７１が予め固定されている。

第二の工程において、パワーモジュール１６０がヒートシンク１１０に固定される。図９は、第二の工程後の電力供給ユニット３００の断面を示している。パワーモジュール１６０のヒートシンク固定面１６７が、底壁１０２ａの開口した部分で位置決めされ、ヒートシンク１１０に熱的に接続して固定される。ヒートシンク１１０は、底壁１０２ａの開口した部分に突出する突出部１１０ａを有する。ヒートシンク固定面１６７は、突出部１１０ａに固定される。パワーモジュール１６０をヒートシンク１１０に固定する際、パワーモジュール１６０の巻線接続部材１６３は、磁気シールド１７１の開口部１７１ａから、磁気シールド１７１の内側に配置される。また、正極側接続部材１６１と正極側配線部材１５４、負極側接続部材１６２（図９において図示せず）と負極側配線部材、及び巻線接続部材１６３と巻線側配線部材１５６のそれぞれが接続される。

第三の工程において、電流センサ１７２が固定された制御回路１０３がケース１０２に固定される。図１０は、第三の工程後の電力供給ユニット３００の断面を示している。制御回路１０３は、ねじ、熱かしめ、リベット、接着等によりケース１０２に固定される。電流センサ１７２は、巻線接続部材１６３のリヤ側Ｚ２の面に対向した、磁気シールド１７１の開口部１７１ａの内側に配置される。また、制御回路１０３とパワーモジュール１６０の制御用接続部材１６４とが、回路基板１０３ａのリヤ側Ｚ２から部分フローはんだ付けにより接続される。そのため、制御用接続部材１６４は、隣接する制御用接続部材１６４同士がはんだで誤接続されてしまわない間隔で配置される。

第四の工程において、ケース１０２の内部が封止樹脂１０５で封止される。第四の工程は樹脂封止工程である。図１１は、第四の工程後の電力供給ユニット３００の断面を示している。液状の封止樹脂１０５は、ケース１０２のリヤ側Ｚ２から封入される。封止樹脂１０５は、制御回路１０３及び制御用接続部材１６４が覆われる位置まで封入される。封止樹脂１０５の封入後、電力供給ユニット３００全体が加熱され、封止樹脂１０５は加熱硬化される。

第五の工程において、電力供給ユニット３００が回転電機本体部２００に固定される。図１２は、第五の工程後の電力供給ユニット３００及び回転電機本体部２００の断面を示している。巻線配線部材固定部１１４及び巻線配線部材１１３は、回転電機本体部２００に取り付けられている。まず、電力供給ユニット３００が回転電機本体部２００のリヤ側Ｚ２に、例えばねじ止めで固定される。その後、巻線側配線部材１５６と巻線配線部材１１３が接続される。

第六の工程において、カバー１０１が電力供給ユニット３００に固定される。図２が組立工程終了後の回転電機１００である。カバー１０１は電力供給ユニット３００のリヤ側Ｚ２に、例えばねじ止めで固定される。

磁気シールド１７１が固定されたケース１０２に対して、巻線接続部材１６３と電流センサ１７２とを配置して、これらが固定されるため、それぞれの部品を別体で配置して固定する場合に比べて構成部品の配置の位置精度を高めることができるので、電流検出精度を改善することができる。また、樹脂封止工程において、回転電機１００全体ではなく電力供給ユニット３００のみで封止樹脂１０５の加熱硬化が行えるため、生産性を悪化させることなく、回転電機１００を容易かつ低コストで組み立てることができる。

以上のように、実施の形態１による回転電機１００において、電力供給ユニット３００が備えたパワーモジュール１６０は、ケース１０２の底壁１０２ａのリヤ側Ｚ２の面に沿って本体部から突出した巻線接続部材１６３を有し、底壁１０２ａには、巻線接続部材１６３のリヤ側Ｚ２の面を除いて取り囲む、断面が軸方向の他方側に開口したＵ字状の磁気シールド１７１が固定され、電流センサ１７２が、磁気シールド１７１の配置位置における、巻線接続部材１６３のリヤ側Ｚ２の面に対向して配置され、電流センサ１７２は、磁気シールド１７１におけるＵ字状の開口部１７１ａの内側に配置されているため、磁気シールド１７１が固定されたケース１０２に対して、電流測定部である巻線接続部材１６３と電流センサ１７２とが配置され、それぞれの部品を別体で配置する場合に比べて部品の配置の位置精度を高めることができるので、電流センサ１７２の電流検出精度を改善することができる。また、制御回路１０３と電流センサ１７２とは電力供給ユニット３００のケース１０２の内部に収容されているため、制御回路１０３から電流センサ１７２までの配線長が短くなるので、安価で小型な回転電機１００を得ることができる。また、電力供給ユニット３００のみで、電流センサ１７２の動作テストを行うことができるため、回転電機１００を組み立てる前に不良品を発見することができるので、歩留まりの低下が抑制され、安価な回転電機１００を得ることができる。

磁気シールド１７１のフロント側Ｚ１の部分が底壁１０２ａに埋め込まれている場合、磁気シールド１７１の位置精度を高めることができる。磁気シールド１７１のフロント側Ｚ１の部分が一体成形により底壁１０２ａに埋め込まれている場合、磁気シールド１７１の位置精度をさらに高めることができる。また、磁気シールド１７１の開口部１７１ａの幅が磁気シールド１７１に挟まれた巻線接続部材１６３の部分である挟まれ部１６３ａの幅よりも大きい場合、磁気シールド１７１と巻線接続部材１６３とを離間させて設けることができるので、磁気シールド１７１と巻線接続部材１６３とを容易に絶縁することができる。また、磁気シールド１７１の開口部１７１ａの側から、容易に巻線接続部材１６３を配置できるので、回転電機１００の生産性を向上させることができる。

挟まれ部１６３ａの幅が巻線接続部材１６３の突出方向における挟まれ部１６３ａの前後の巻線接続部材１６３の部分の幅よりも狭い場合、磁気シールド１７１の開口部１７１ａの幅を狭めることができ、磁気シールド１７１の内部に外部から侵入する磁束が少なくなるため、電流センサ１７２が外部から受ける磁気ノイズを小さくすることができる。また、磁気シールド１７１の開口部１７１ａの幅を狭めることで磁気シールド１７１を小型化できるため、電力供給ユニット３００の大型化を抑制することができる。

パワーモジュール１６０の本体部が矩形板状に形成され、本体部の１つの側面における長手方向の両側の端部のそれぞれから、一つずつ巻線接続部材１６３が突出している場合、電流検出部１７０が制御用接続部材１６４と干渉しないように、制御用接続部材１６４から離れた位置に電流検出部１７０を容易に配置することができる。また、電流検出部１７０を両側の端部に配置した場合、干渉を避けるためのスペースが２か所になるため、パワーモジュール１６０の大型化を抑制することができる。

第１の巻線側配線部材１５６ａが周方向に延出すると共に周壁１０２ｂを貫通し、周方向の一方側の巻線接続部材１６３の径方向外側の端部と、周方向の一方側の巻線配線部材１１３とを接続し、第２の巻線側配線部材１５６ｂが周方向に延出すると共に周壁１０２ｂを貫通し、周方向の他方側の巻線接続部材１６３の径方向外側の端部と、周方向の他方側の巻線配線部材１１３とを接続している場合、２つの巻線接続部材１６３と制御用接続部材１６４に隣接したスペースを利用して、巻線側配線部材１５６と巻線配線部材１１３を接続することできるので、回転電機１００の大型化を抑制し、回転電機１００を小型化することができる。

リード１７３の少なくとも一つがセンサ本体部からリヤ側Ｚ２に延出した後、制御回路１０３の回路基板１０３ａのフロント側Ｚ１の面に沿って、巻線接続部材１６３の延出方向及び軸方向に直交する方向に延出した延出部１７３ａを有し、延出部１７３ａが回路基板１０３ａに接続されている場合、制御用接続部材１６４と制御回路１０３とが部分噴流はんだ付けにより接続される場合においても、既に接続されているリード１７３の接続が外れることによる電流センサ１７２の位置ずれの不良、及びはんだブリッジまたはマイグレーションによる短絡などの不良が発生することがないため、高品質な回転電機１００を提供することができる。また、ケース１０２の内側に、パワーモジュール１６０、制御回路１０３、及び電流センサ１７２を封止する封止樹脂１０５を設けた場合、封止樹脂１０５で電力供給ユニット３００の内部が封止されるので、内部の部品の耐湿性、耐水性、絶縁性、及び耐振動性を高めることができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る回転電機１００について説明する。図１３は実施の形態２に係る回転電機１００の電力供給ユニット３００の要部を示す断面図で、図５と同等の位置で切断した図、図１４は回転電機１００の電力供給ユニット３００の要部を示す平面図で、電流センサ１７２と電流センサホルダ１７４をフロント側Ｚ１から見た図、図１５は実施の形態２に係る別の回転電機１００の電力供給ユニット３００の要部を示す断面図で、図５と同等の位置で切断した図、図１６は実施の形態２に係る別の回転電機１００の電力供給ユニット３００の要部を示す断面図で、図５と同等の位置で切断した図である。実施の形態２に係る回転電機１００は、電流センサ１７２を取り囲む電流センサホルダ１７４を備えた構成になっている。

電流センサ１７２は、電流センサ１７２を取り囲む電流センサホルダ１７４を有する。電流センサホルダ１７４は、磁気シールド１７１の内側に嵌合されている。電流センサホルダ１７４が磁気シールド１７１と嵌合する形状であるため、電流センサ１７２と磁気シールド１７１の位置の精度を向上させることができる。電流センサ１７２と磁気シールド１７１の位置の精度が向上するので、電流センサ１７２の電流検出精度を改善することができる。また、電流センサ１７２と磁気シールド１７１を容易に精度よく組み立てることができる。

電流センサホルダ１７４は、内部に空間と突起部を有している。突起部が電流センサ１７２のセンサ本体部と接触することで、精度よくセンサ本体部を位置決めすることができる。また、電流センサホルダ１７４の内部の空間部分に、容易に電流センサ１７２のセンサ本体部を挿入することができる。電流センサホルダ１７４は、制御回路１０３の回路基板１０３ａに形成された嵌合部１０３ｂに嵌合された嵌合部１７４ａを有している。嵌合部１０３ｂと嵌合部１７４ａとを嵌め合うことで、電流センサ１７２を回路基板１０３ａに対して精度よく位置決めして固定することができる。

本実施の形態では、リード１７３に延出部１７３ａを形成して電流センサ１７２を制御回路１０３に接続しているが、実装面積を小さくするためには延出部１７３ａは短い方が望ましい。嵌合部１０３ｂと嵌合部１７４ａとを嵌め合って、電流センサ１７２を回路基板１０３ａに対して固定しているため、電流センサ１７２が制御回路１０３に固定された状態で延出部１７３ａを回路基板１０３ａにはんだ付けすることができる。そのため、本実施の形態では、延出部１７３ａを短くしても、位置ずれしたり、はんだ付け時に傾いたりすることがなく、高い位置精度で電流センサ１７２を回路基板１０３ａに固定することができる。

電流センサ１７２が有したリード１７３の少なくとも一つの延出部１７３ａは、図１４に示すように、電流センサホルダ１７４をリヤ側Ｚ２の方向に見て、電流センサホルダ１７４から突出している。延出部１７３ａがリヤ側Ｚ２の方向に見て電流センサホルダ１７４から突出しているため、例えリード１７３に接続不良が発生した場合においても、検査において接続不良を容易に検出することができ、信頼性の高い回転電機１００を提供することができる。リヤ側Ｚ２の方向に見て延出部１７３ａが視認しやすくなるように、電流センサホルダ１７４に切り欠き部を設けても構わない。

図１５に示すように、電流センサホルダ１７４のフロント側Ｚ１の端部は、先細りに形成しても構わない。このように構成することで、電流センサホルダ１７４が磁気シールド１７１に容易に嵌合するので、回転電機１００の生産性を向上させることができる。回転電機１００の生産性が向上するので、安価な回転電機１００を提供することができる。

図１６に示すように、電流センサホルダ１７４をケース１０２と嵌め合う構成としても構わない。磁気シールド１７１は、リヤ側Ｚ２に突出した底壁１０２ａの部分に埋め込まれている。電流センサホルダ１７４は、底壁１０２ａにおける磁気シールド１７１のリヤ側Ｚ２の部分に形成された嵌合部１０２ｃに嵌合された嵌合部１７４ｂを有している。このように構成することで、磁気シールド１７１に嵌合部を設けるのではなくケース１０２の側に嵌合部１０２ｃを設けることで、自由度が高い嵌合部の形状が形成できるため、回転電機１００の生産性を向上させることができるとともに、回転電機１００の組立精度を更に高めることができる。

以上のように、実施の形態２による回転電機１００において、電流センサ１７２が電流センサ１７２を取り囲む電流センサホルダ１７４を有し、電流センサホルダ１７４が磁気シールド１７１の内側に嵌合されているため、電流センサ１７２と磁気シールド１７１の位置の精度を向上させることができるので、電流センサ１７２の電流検出精度を改善することができる。また、電流センサホルダ１７４が底壁１０２ａにおける磁気シールド１７１の軸方向の他方側の部分に形成された嵌合部１０２ｃに嵌合された嵌合部１７４ｂを有している場合、ケース１０２の側に嵌合部１０２ｃを設けることで、自由度が高い嵌合部１０２ｃの形状が形成できるため、回転電機１００の生産性を向上させることができる。

電流センサホルダ１７４が制御回路１０３の回路基板１０３ａに形成された嵌合部１０３ｂに嵌合された嵌合部１７４ａを有している場合、嵌合部１０３ｂと嵌合部１７４ａとを嵌め合うことで、電流センサ１７２を回路基板１０３ａに対して精度よく位置決めして固定することができる。また、電流センサホルダ１７４のフロント側Ｚ１の端部が先細りに形成されている場合、電流センサホルダ１７４が磁気シールド１７１に容易に嵌合するので、回転電機１００の生産性を向上させることができる。

電流センサ１７２が有したリード１７３の少なくとも一つの延出部１７３ａは、電流センサホルダ１７４をリヤ側Ｚ２の方向に見て、電流センサホルダ１７４から突出している場合、検査において延出部１７３ａの接続不良を容易に検出することができるため、信頼性の高い回転電機１００を提供することができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る回転電機１００について説明する。図１７は実施の形態３に係る回転電機１００の電力供給ユニット３００の要部を示す断面図で、図５と同等の位置で切断した図、図１８は回転電機１００の電力供給ユニット３００の要部を示す平面図で、電流センサ１７２をフロント側Ｚ１から見た図、図１９は実施の形態３に係る別の回転電機１００の電力供給ユニット３００の要部を示す断面図で、図５と同等の位置で切断した図、図２０は実施の形態３に係る別の回転電機１００の電力供給ユニット３００の要部を示す平面図で、電流センサ１７２をフロント側Ｚ１から見た図である。実施の形態３に係る回転電機１００は、電流センサ１７２が異なる形状のリード１７３を備えた構成になっている。

本実施の形態では、電流センサ１７２は４本のリード１７３を備える。４本のリード１７３は、センサ本体部からリヤ側Ｚ２に延出する。４本のリード１７３のうち両側に設けられた２本のリード１７３は、制御回路１０３の回路基板１０３ａに設けたスルーホールに挿入されて固定される。４本のリード１７３のうち内側に設けられた２本のリード１７３は、リヤ側Ｚ２に延出した後、制御回路１０３の回路基板１０３ａのフロント側Ｚ１の面に沿って、巻線接続部材１６３の延出方向及び軸方向に直交する方向に延出した延出部１７３ａを有する。延出部１７３ａが、回路基板１０３ａにはんだにより接続されている。

このように構成することで、図１０に示した第三の工程においてパワーモジュール１６０の制御用接続部材１６４をリヤ側Ｚ２から部分フローはんだ付けによって固定する際に、スルーホールに挿入して固定された両側のリード１７３の間にはんだブリッジなどができることによる不良の発生を抑制することできる。また、回路基板１０３ａのフロント側Ｚ１に延出部１７３ａを固定しているはんだが、リヤ側Ｚ２の部分フローはんだ付けによって溶融することがない。そのため、電流センサホルダ１７４を用いない場合でも、電流センサ１７２を制御回路１０３に精度よく固定することができる。

本実施の形態では、４本のリード１７３の両端の２本を回路基板１０３ａのスルーホールに固定し、内側の２本をフロント側Ｚ１に固定する例を示したが、これに限定されるものではない。回路基板１０３ａのスルーホールに固定するリード１７３は、１本だけであっても構わない。また、延出部１７３ａを設けずにリード１７３を折り曲げた箇所で切断して、切断した部分を回路基板１０３ａのフロント側Ｚ１にはんだ、もしくは樹脂材などで固定しても構わない。

図１９及び図２０に示すように、４本のリード１７３のうち内側に設けられた２本のリード１７３の延出部１７３ａのそれぞれが、異なる方向に延出しても構わない。このように構成することで、電流センサ１７２を回路基板１０３ａに実装する際に、異なる方向に延出した延出部１７３ａが存在するため、実装時に電流センサ１７２が傾くことを抑制することができる。そのため、電流センサホルダ１７４を用いない場合でも、電流センサ１７２を制御回路１０３にさらに精度よく固定することができる。

以上のように、実施の形態３による回転電機１００において、電流センサ１７２の４本のリード１７３のうち両側に設けられた２本のリード１７３は制御回路１０３の回路基板１０３ａに設けたスルーホールに挿入されて固定され、内側に設けられた２本のリード１７３は延出部１７３ａが回路基板１０３ａにはんだにより接続されているため、制御用接続部材１６４をリヤ側Ｚ２から部分フローはんだ付けによって固定する際に、スルーホールに挿入して固定された両側のリード１７３の間にはんだブリッジなどができることによる不良の発生を抑制することできる。また、延出部１７３ａを固定しているはんだがリヤ側Ｚ２の部分フローはんだ付けによって溶融することがないため、電流センサホルダ１７４を用いない場合でも、電流センサ１７２を制御回路１０３に精度よく固定することができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係る回転電機１００について説明する。図２１は実施の形態４に係る回転電機１００の電力供給ユニット３００の要部を示す断面図で、図５と同等の位置で切断した図、図２２は回転電機１００の電力供給ユニット３００の要部を示す平面図で、電流センサ１７２をフロント側Ｚ１から見た図である。実施の形態４に係る回転電機１００は、電流センサ１７２を電流センサ固定部１７５で固定する構成になっている。

本実施の形態では、電流センサ１７２は４本のリード１７３を備える。４本のリード１７３は、センサ本体部からリヤ側Ｚ２に延出する。４本のリード１７３のうち図２２における上から１番目と３番目に設けられた２本のリード１７３は、制御回路１０３の回路基板１０３ａに設けたスルーホールに挿入されて固定される。４本のリード１７３のうち図２２における上から２番目と４番目に設けられた２本のリード１７３は、リヤ側Ｚ２に延出した後、制御回路１０３の回路基板１０３ａのフロント側Ｚ１の面に沿って、巻線接続部材１６３の延出方向及び軸方向に直交する方向に延出した延出部１７３ａを有する。延出部１７３ａは、図２１に示すように、さらにリヤ側Ｚ２に延出する部分である固定部１７３ｂを有する。固定部１７３ｂは、制御回路１０３の回路基板１０３ａに設けたスルーホールに挿入されて固定される。延出部１７３ａは、回路基板１０３ａのフロント側Ｚ１に電流センサ固定部１７５により固定される。電流センサ固定部１７５は、はんだ又は熱硬化性の接着剤などである。なお、延出部１７３ａと固定部１７３ｂを有するリード１７３は、図１７における上から２番目と４番目のリードに限るものではない。

以上のように、実施の形態４による回転電機１００において、延出部１７３ａが回路基板１０３ａのフロント側Ｚ１に電流センサ固定部１７５により固定されるため、回路基板１０３ａに設けたスルーホールにリード１７３を固定する場合に特殊なリードリフロー工程を用いずに、図１０に示した第三の工程においてパワーモジュール１６０の制御用接続部材１６４をリヤ側Ｚ２から部分フローはんだ付けによって固定する際に、リード１７３を制御回路１０３に接続することができる。また、リード１７３を一本おきに屈曲させているため、隣り合う屈曲させたリード間が離れており、部分フローはんだ付けなどによって固定しても、屈曲させたリード間がはんだブリッジによって接続される不良の発生を抑制することができる。そのため、信頼性の高い回転電機１００を提供することができる。

また本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ フロントブラケット、２ リヤブラケット、３ 固定子、３ａ 固定子鉄心、３ｂ 固定子巻線、３ｃ 固定子巻線端子、４ 回転軸、５ 回転子、５ａ 界磁鉄心、５ｂ 界磁巻線、７１ ベアリング、７２ ベアリング、９ プーリ、１０１ カバー、１０１ａ 底壁、１０１ｂ 外周壁、１０２ ケース、１０２ａ 底壁、１０２ｂ 周壁、１０２ｃ 嵌合部、１５ ボルト、１０３ 制御回路、１０３ａ 回路基板、１０３ｂ 嵌合部、１０５ 封止樹脂、１１０ ヒートシンク、１１０ａ 突出部、１１１ フィン、１１３ 巻線配線部材、１１４ 巻線配線部材固定部、１５１ 正極側電源端子、１５４ 正極側配線部材、１５６ 巻線側配線部材、１５６ａ 第１の巻線側配線部材、１５６ｂ 第２の巻線側配線部材、１６０ パワーモジュール、１６１ 正極側接続部材、１６２ 負極側接続部材、１６３ 巻線接続部材、１６３ａ 挟まれ部、１６４ 制御用接続部材、１６５ 絶縁樹脂材、１６７ ヒートシンク固定面、１７０ 電流検出部、１７１ 磁気シールド、１７１ａ 開口部、１７２ 電流センサ、１７３ リード、１７３ａ 延出部、１７３ｂ 固定部、１７４ 電流センサホルダ、１７４ａ 嵌合部、１７４ｂ 嵌合部、１７５ 電流センサ固定部、１００ 回転電機、２００ 回転電機本体部、３００ 電力供給ユニット、Ｃ 軸心

Claims (13)

1. 回転軸と、前記回転軸と一体回転する回転子と、前記回転子の径方向外側に配置され、固定子巻線が巻装された固定子鉄心を有する固定子と、前記回転子及び前記固定子の外側を覆うと共にベアリングを介して前記回転軸の一端側及び他端側を保持するブラケットと、を設けた回転電機本体部と、
   前記固定子巻線への供給電流をオンオフする電力用半導体素子を有するパワーモジュールと、前記パワーモジュールを冷却する冷却器と、前記パワーモジュールに流れる電流を検出する電流センサと、前記パワーモジュールを制御する制御回路と、前記パワーモジュール、前記制御回路、及び前記電流センサの軸方向の一方側を覆い、径方向及び周方向に延在した板状の底壁を有し、前記パワーモジュール、前記制御回路、及び前記電流センサを収容するケースと、を設け、前記ブラケットの軸方向の他方側に配置された電力供給ユニットと、を備え、
   前記パワーモジュールは、前記底壁の軸方向の他方側の面に沿って本体部から突出したバスバーを有し、
   前記底壁には、前記バスバーの軸方向の他方側の面を除いて取り囲む、断面が軸方向の他方側に開口したＵ字状又はＣ字状の磁気シールドが固定され、
   前記電流センサが、前記磁気シールドの配置位置における、前記バスバーの軸方向の他方側の面に対向して配置され、
   前記電流センサは、前記磁気シールドにおける前記Ｕ字状又は前記Ｃ字状の開口部の内側に配置されている回転電機。
2. 前記磁気シールドの軸方向の一方側の部分が、前記底壁に埋め込まれている請求項１に記載の回転電機。
3. 前記磁気シールドの前記開口部の幅は、前記磁気シールドに挟まれた前記バスバーの部分である挟まれ部の幅よりも大きい請求項１または２に記載の回転電機。
4. 前記挟まれ部の幅は、前記バスバーの突出方向における前記挟まれ部の前後の前記バスバーの部分の幅よりも狭い請求項３に記載の回転電機。
5. 前記パワーモジュールの前記本体部は、矩形板状に形成され、前記本体部の１つの側面における長手方向の両側の端部のそれぞれから、一つずつ前記バスバーが突出している請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機。
6. 前記固定子巻線に接続され、前記ブラケットから軸方向の他方側に延出した２つの巻線配線部材と、２つの巻線配線部材のそれぞれと２つの前記バスバーのそれぞれとを接続する２つの接続バスバーと、を備え、
   前記ケースは、前記パワーモジュール、前記制御回路、及び前記電流センサの径方向外側を覆う周壁を有し、
   ２つの前記バスバーは、周方向に間隔を空けて、前記周壁に向かって延出し、
   ２つの前記巻線配線部材は、２つの前記バスバーの間の周方向位置であって、前記周壁の径方向外側に周方向に隣接して配置され、
   第１の前記接続バスバーは、周方向に延出すると共に前記周壁を貫通し、周方向の一方側の前記バスバーの径方向外側の端部と、周方向の一方側の前記巻線配線部材とを接続し、
   第２の前記接続バスバーは、周方向に延出すると共に前記周壁を貫通し、周方向の他方側の前記バスバーの径方向外側の端部と、周方向の他方側の前記巻線配線部材とを接続している請求項５に記載の回転電機。
7. 前記制御回路は、径方向及び周方向に延在した回路基板を有し、
   前記電流センサは、センサ本体部から突出し、前記制御回路に接続される複数のリードを有し、
   前記リードの少なくとも一つは、前記センサ本体部から軸方向の他方側に延出した後、前記回路基板の軸方向の一方側の面に沿って、前記バスバーの延出方向及び軸方向に直交する方向に延出した延出部を有し、前記延出部が、前記回路基板に接続されている請求項１から６のいずれか１項に記載の回転電機。
8. 前記電流センサは、前記電流センサを取り囲む電流センサホルダを有し、
   前記電流センサホルダは、前記磁気シールドの内側に嵌合されている請求項１から７のいずれか１項に記載の回転電機。
9. 前記磁気シールドは、軸方向の他方側に突出した前記底壁の部分に埋め込まれており、
   前記電流センサホルダは、前記底壁における前記磁気シールドの軸方向の他方側の部分に形成された嵌合部に嵌合された嵌合部を有している請求項８に記載の回転電機。
10. 前記制御回路は、径方向及び周方向に延在した回路基板を有し、
    前記電流センサホルダは、前記回路基板に形成された嵌合部に嵌合された嵌合部を有している請求項８または９に記載の回転電機。
11. 前記電流センサホルダの軸方向の一方側の端部は、先細りに形成されている請求項８から１０のいずれか１項に記載の回転電機。
12. 前記制御回路は、径方向及び周方向に延在した回路基板を有し、
    前記電流センサは、センサ本体部から突出し、前記制御回路に接続される複数のリードを有し、
    前記リードの少なくとも一つは、前記センサ本体部から軸方向の他方側に延出した後、前記回路基板の軸方向の一方側の面に沿って、前記バスバーの延出方向及び軸方向に直交する方向に延出した延出部を有し、前記延出部が、前記電流センサホルダを軸方向の他方側の方向に見て、前記電流センサホルダから突出している請求項８から１１のいずれか１項に記載の回転電機。
13. 前記ケースの内側に、前記パワーモジュール、前記制御回路、及び前記電流センサを封止する封止樹脂を備えた請求項１から１２のいずれか１項に記載の回転電機。

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