JP4942825B2 - 制御装置一体型回転電機 - Google Patents

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Description

この発明は、電機子巻線を有する固定子、界磁巻線を有する回転子、及び固定子と回転子を支持するハウジングを有する回転電機本体に、電機子巻線や界磁巻線への電力供給を制御する制御装置が一体に取り付けられた制御装置一体型回転電機に関する。
従来の回転電気機器は、ロータと、多相巻線が設けられたステータと、回転軸線を中心にロータを支持するシャフトと、ステータおよびシャフトが固定される支承体と、支承体内に一体化されるヒートシンクと、それぞれヒートシンクに取り付けられ、ロータの界磁巻線への電力供給を制御する制御兼界磁モジュール及びステータのステータ巻線への電力供給を制御する電力モジュールと、を備えている（例えば、特許文献１参照）。
また、制御兼界磁モジュール及び電力モジュール（以下、制御モジュールとする）のそれぞれは、ＭＯＳトランジスタやＩＧＢＴなどに代表されるスイッチング素子などを有する。
そして、特許文献１には詳細に記載されていないが、ヒートシンクに取り付けて用いられる制御モジュールとしては、特許文献２に記載の半導体装置と同様に、ヒートスプレッダの表面に搭載したスイッチング素子をトランスファモールド成形によって樹脂封止して構成したものを用いるのが一般的である。このとき、放熱面となるヒートスプレッダの裏面が、樹脂パッケージの底面に露出され、ヒートスプレッダの放熱面と樹脂パッケージの底面とで制御モジュールの底面が構成される。
また、ヒートシンクは、板状のベースプレートを有し、制御モジュールは、ベースプレートの一面（受熱面）に放熱面が熱的に結合されるように取り付けられ、これにより制御モジュールの熱が、ヒートシンクに伝導されてヒートシンクから放熱されていた。
特表２００８−５４３２６６号公報 特開２００３−７９６６号公報
この種の回転電気機器において、制御モジュールは、その放熱面とベースプレートの受熱面との間の電気的な絶縁を確保してベースプレートに取り付けられることも多い。この場合、制御モジュールの放熱面とベースプレートの受熱面との間に、熱伝導グリスや、特許文献２に記載されているように比較的熱伝導性の良好な絶縁シートを介在させ、制御モジュールとベースプレートとの間の絶縁を確保しつつ、制御モジュールの熱がベースプレートに伝導されるように制御モジュールをヒートシンクに取り付けるのが一般的である。
このとき、熱伝導グリスや絶縁シートは、ヒートシンクに比べれば、熱伝導性が大きく劣るため、熱伝導グリスや絶縁シートの厚さは、制御モジュールとベースプレートとの間の絶縁が確保され、かつ、制御モジュールの熱がスムーズにベースプレートに伝導されるように、なるべく薄くする必要がある。一般的には、制御モジュールの底面をなるべく平坦に、また、ベースプレートの受熱面を削り加工を施して平坦にして、熱伝導グリスや絶縁シートを制御モジュールとベースプレートとの間に介在させているが、ヒートシンクの削り加工に多大なコストがかかる。
ところで、この種の回転電気機器が量産される場合、ヒートシンクは、コスト削減を目的としてダイキャストにより作製されるのが一般的である。ダイキャストを用いて作製したヒートシンクにおいては、主に中央側が凹むようにベースプレートの厚みが異なって形成されることが知られている。なお、必ずしもベースプレートの中心が最深部とはならない。
受熱面は場所によって表面形状が異なる。つまり、制御モジュールが取り付けられる受熱面の部位が均一とならないので、制御モジュールのそれぞれの底面の形状を、対応する受熱面の取付部の形状に作製する必要がある。つまり、複数の制御モジュールの底面の形状を、異なる形状にしなければならない。従って、複数の制御モジュールは、同じ形状の型を用いてトランスファモールド成形したものを用いることができず、制御モジュールのコストが増大してしまう。ベースプレートの受熱面に削り加工を施して受熱面を制御モジュールの放熱面の形状に適合させれば、熱伝導グリスや絶縁シートの厚さを厚くするのを回避できるものの、多大なコストがベースプレートの削り加工にかかるという問題が再燃する。
この発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、ダイキャストにより作製されるヒートシンクの形状を工夫し、ヒートシンクに削り加工を施すことなく、共通のモールド成形工程を利用して作製されたパワー回路モジュール及び界磁回路モジュールを、ヒートシンクの受熱面に対して大きな隙間をあけずに取り付けることができる制御装置一体型回転電機を得ることを目的とする。
この発明の制御装置一体型回転電機は、電機子巻線を有する固定子、界磁巻線を有する回転子、及び固定子と回転子を支持するハウジングを備える回転電機本体と、それぞれ、金属からなる平板状の素子放熱部と素子放熱部の表面に搭載されるスイッチング素子を有し、電機子巻線と界磁巻線のそれぞれに電力を供給するパワー回路モジュールと界磁回路モジュール、ダイキャストにより作製され、パワー回路モジュールと界磁回路モジュールが搭載されるヒートシンク、及びスイッチング素子を制御するスイッチング素子制御手段を有し、回転電機本体に一体に取り付けられる制御装置と、を備え、ヒートシンクは、ベースプレート、及びベースプレートの表面にそれぞれ突設されて、突出端面が受熱面を構成し、パワー回路モジュール及び界磁回路モジュールのそれぞれが受熱面のそれぞれに搭載される複数の凸状受熱部を備え、パワー回路モジュール及び界磁回路モジュールのそれぞれは、受熱面の形状に対応する面形状の基準面に素子放熱部の底面を露出させてスイッチング素子を封止する絶縁性樹脂からなる封止本体部を備え、素子放熱部の底面を受熱面に向けて配置され、絶縁支持層が、受熱面と素子放熱部の底面との間に介装されている。さらに、絶縁材料からなる絶縁突起が上記封止本体部に一体に構成されて上記基準面から上記受熱面側に突出し、上記絶縁突起の基準面からの突出長さは、上記絶縁突起を上記受熱面に当接させて上記パワー回路モジュール及び界磁回路モジュールを配置したときの上記絶縁支持層が、上記受熱面と上記素子放熱部の底面との絶縁を確保し、かつ、上記スイッチング素子の温度が予め規定される許容上限温度を超えないように上記スイッチング素子の熱を上記凸状受熱部に放熱する放熱性能を有するように設定されている。
この発明に係る制御装置一体型回転電機によれば、ヒートシンクが、パワー回路モジュール及び界磁回路モジュールのそれぞれを搭載するための凸状受熱部のそれぞれを有する形状に作製されているので、各凸状受熱部の受熱面が小面積となる。これにより、ダイキャストによりヒートシンクを作製しても、各凸状受熱部の受熱面を略均一な形状にすることができ、各凸状受熱部の受熱面のそれぞれに相対して取り付けられるパワー回路モジュール及び界磁回路モジュールのそれぞれの底部は、同じ形状のものを用いることが可能となる。つまり、共通のモールド成形工程を利用して作製されたパワー回路モジュール及び界磁回路モジュールを、各凸状受熱部の受熱面に対して大きな隙間をあけずに取り付けることができ、制御装置一体型回転電機のコストの削減が可能となる。
この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機の断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ矢視要部断面図である。 図１のＡ部の要部拡大図である。 この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取付作業を説明する断面図である。 この発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機のシステム構成図である。 この発明の実施の形態２に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取り付け構造を説明する断面図である。 この発明の実施の形態３に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取り付け構造を説明する断面図である。 この発明の実施の形態４に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取り付け構造を説明する断面図である。 この発明の実施の形態５に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取り付け構造を説明する断面図である。 この発明の実施の形態５に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールの他の態様、及び他の態様のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取り付け構造を説明する断面図である。 この発明の実施の形態６に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取り付け構造を説明する断面図である。 この発明の実施の形態７に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取り付け構造を説明する断面図である。
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機の断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視要部断面図、図３は図１のＡ部の要部拡大図、図４はこの発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取付作業を説明する断面図である。
図１〜図３において、制御装置一体型回転電機１は、回転電機本体２と、回転電機本体２に一体に取り付けられる制御装置４０と、を有する。
回転電機本体２は、ボルト９を用いて一体化されたブラケット４Ａ，４Ｂからなるハウジング３と、両端をハウジング３から延出させ、ハウジング３に支持された軸受け５，６に軸まわりに回転自在に支持される回転軸７と、ハウジング３内で回転軸７に同軸に固定されて回転軸７とともに回転する回転子１０と、回転子１０の外周側を覆うようにハウジング３の内周面に固定された固定子１５と、回転軸７の一端に取り付けられ、回転子１０の回転角度を検出するレゾルバ２６と、回転軸７の他端に固定されたプーリ８と、を備える。
また、回転電機本体２は、回転子１０の回転軸７の軸方向の両端部に取り付けられるファン１８ａ，１８ｂと、回転子１０の回転軸７の軸方向の一側で回転軸７に固定され、回転子１０に電流を供給するスリップリング２１と、スリップリング２１に摺接するようにハウジング３に支持されるブラシホルダ２２に収納された一対のブラシ２４と、を備えている。
制御装置４０は、固定子１５に供給する電流をＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子５２を有するパワー回路モジュール５０Ａと、回転子１０に供給する電流をＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子を有する界磁回路モジュール５０Ｂと、パワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂが取り付けられ、ハウジング３に支持されるヒートシンク３０と、パワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂのスイッチング素子５２の制御信号を出力する制御回路部（図示せず）を有するスイッチング素子制御手段としての制御基板７０と、制御基板７０とパワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂとの間に介在し、制御基板７０の制御信号出力用端子とパワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂのスイッチング素子制御用の信号端子５４ａとを接続する中継基板７５と、を備えている。
さらに、制御装置４０は、パワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂとヒートシンク３０とを電気的に絶縁するモジュール絶縁層８０Ａと、ヒートシンク３０のベースプレート３１Ａの外縁側及び回転軸７の挿通部側に突設され、パワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂを介して相対するケース部材２８Ａ，２８Ｂと、を備える。
ハウジング３は、軸方向の両端の中央部に内外を連通する穴が形成された概略中空の円柱状をなす。そして、回転軸７が、ハウジング３に同軸に取り付けられた軸受け５，６に支持されている。
回転子１０は、電流が流されて磁束を発生する界磁巻線１１と、界磁巻線１１を覆うように設けられ、界磁巻線１１に発生した磁束によって磁極が形成される一対のポールコア体１２とから構成される。一対のポールコア体１２は、鉄製で、それぞれ、例えば８つの爪状磁極が外周縁に周方向に等角ピッチで軸方向に突設され、爪状磁極をかみ合わせるように対向して回転軸７に固定されている。
固定子１５は、固定子コア１６と、固定子コア１６に巻装された電機子巻線１７と、を備えている。電機子巻線１７は、それぞれスター結線からなる２つの３相交流巻線により構成されている。
ヒートシンク３０は、アルミダイキャストにより作製され、ベースプレート３１Ａ、ベースプレート３１Ａの表面に突設された７つの凸状受熱部３２Ａ、及びベースプレート３１Ａの裏面から延出される複数の冷却フィン３３を備える。
凸状受熱部３２Ａは、ベースプレート３１Ａの周方向に位置をずらしてベースプレート３１Ａの表面に突設され、突設方向に垂直な断面の外形が矩形形状である。また、凸状受熱部３２Ａの突出端面が、パワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂのいずれかが搭載される受熱面３２ａを構成している。受熱面３２ａの形状は、中央側に向かって凹む湾曲面となっている。
ここで、アルミダイキャストによるヒートシンク３０の作製に用いられる金型の形状は、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａに対応する内面を平坦とするシンプルな形状なものである。このような形状の金型を用いてアルミダイキャストにより作製されたヒートシンク３０の凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａは、上述したように、受熱面３２ａの中央側に向かって凹む湾曲面に形成される。
また、界磁回路モジュール５０Ｂが取り付けられる凸状受熱部３２Ａに対応するベースプレート３１Ａの裏面及びその周辺の領域から延出される冷却フィン３３の延出長さは、他のベースプレート３１Ａの裏面から延出される冷却フィン３３の長さより短くなっている。
ここで、制御装置一体型回転電機１は、例えば、自動車のエンジンルームに搭載される。エンジンルームは、車室内を最大限に広くするために可能な限り縮小することが要求され、これには、エンジンルームに搭載される制御装置一体型回転電機１の小型化が必要となる。
制御装置一体型回転電機１の主要部を構成する回転子１０が回転運動することから、ハウジング３を中空の円柱形に形成し、回転子１０の回転中心をハウジング３の軸心に一致させ、さらに固定子１５をハウジング３の内周面に固定することで、回転子１０及び固定子１５をハウジング３内に無駄な隙間をあけることなく配設することができる。つまり、ハウジング３を円柱状に形成することは、制御装置一体型回転電機１の小型化に適している。また、ヒートシンク３０のベースプレート３１Ａを、ハウジング３の内径に対応する外径の円盤状とすることで、ハウジング３内の限られたスペースを有効に利用してヒートシンク３０をハウジング３内に配設することができる。
パワー回路モジュール５０Ａは、図２及び図３に示されるように、一対のスイッチング素子５２及び図示しない一対のダイオードと、それぞれスイッチング素子５２やダイオードが表（おもて）面に搭載される複数の平板状の素子放熱部５３、素子放熱部５３と電気的に絶縁されて配置され、スイッチング素子５２の制御信号の入力に利用される第１リード端子５４、及び固定子１５との間の電力授受に利用される第２リード端子５５からなる金属フレーム５１と、第１及び第２リード端子５４，５５、スイッチング素子５２、及びダイオードが後述のインバータユニットを構成するように、第１及び第２リード端子５４，５５、スイッチング素子５２、及びダイオードの間を連結するワイヤ５７と、素子放熱部５３上に搭載されたスイッチング素子５２やダイオードを封止するモールド樹脂層５８Ａと、を備えている。
ワイヤ５７は、金、アルミ、及び銅などの導電性に優れる材料により作製されている。
パワー回路モジュール５０Ａは、トランスファモールド成形によって、素子放熱部５３に配置されたスイッチング素子５２及びダイオードが封止されるように、金属フレーム５１を絶縁性樹脂からなるモールド樹脂層５８Ａに一体化して作製されるモールド封止型モジュールとして構成されている。
モールド樹脂層５８Ａは、図３に示されるように、表面側が凹面に、底面側が凸面に湾曲され、表面及び底面が相対する方向（厚み方向）から見ておおよそ矩形形状に作製される封止本体部５９と、封止本体部５９の基準面としての底面に突設される絶縁突起６０ａと、を備える。
また、素子放熱部５３は、その底面が、封止本体部５９の底面に対して段差を生じることなく露出され、かつ、封止本体部５９の厚み方向から見て、封止本体部５９の中央側の所定領域に囲まれるように封止本体部５９に一体化されている。
なお、所定領域とは、封止本体部５９の底面の頂部と凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの最深部とを対応させて、封止本体部５９の底面と受熱面３２ａとを相対させたとき、受熱面３２ａと相対する封止本体部５９の底面の領域をいい、当該領域が、封止本体部５９の接合領域を構成する。
また、封止本体部５９の接合領域は、受熱面３２ａとの間に略均一な隙間をあけて相対可能に形成され、接合領域は、受熱面３２ａの凹面の曲率の大きさに一致する曲率の大きさを有する凸面となる。このような接合領域を有する封止本体部５９の底面の形状を、受熱面３２ａの形状に対応する形状とする。
また、絶縁突起６０ａは、封止本体部５９の接合領域内の部位で、かつ、素子放熱部５３と異なる位置に突設されている。絶縁突起６０ａは、封止本体部５９の底面側から見て、封止本体部５９の中央部、当該中央部から封止本体部５９の互いに平行な一辺及び他辺に向かって所定距離離間した封止本体部５９の部位に突設されている。絶縁突起６０ａの封止本体部５９の底面からの突出長さについては後述する。
第１リード端子５４は、おおよそＬ字状に形成され、第２リード端子５５は、矩形平板状に形成されている。
３つの第１リード端子５４が、封止本体部５９の底面の一辺の長手方向に互いに離間して配置され、第１リード端子５４の他辺の先端側（第１リード端子５４の一端側）を封止本体部５９の底面に露出させて封止本体部５９に一体化されている。また、第１リード端子５４の一辺は、封止本体部５９の底面から表面に向かう方向に延在されて、信号端子５４ａを構成する。
また、２つの第２リード端子５５が、封止本体部５９の底面の他辺の長手方向に互いに離間して配置され、第２リード端子５５の一方の長辺側（第２リード端子の一端側）を、封止本体部５９の底面に露出させて封止本体部５９に一体化されている。また、第２リード端子５５の他方の長辺側が封止本体部５９の外側に延出されて、パワー配線端子５５ａを構成する。
ここで、モールド樹脂層５８Ａ及び金属フレーム５１の材料の線膨張係数が異なり、また、トランスファモールド成形時にスイッチング素子５２及びダイオードを封止する絶縁性樹脂が収縮される。このため、トランスファモールド成形により、素子放熱部５３及び第１リード端子５４及び第２リード端子５５を、封止本体部５９の底面に露出させて作製されるパワー回路モジュール５０Ａは、上述したように、封止本体部５９の表面及び底面が凹面及び凸面となるように湾曲される。
また、素子放熱部５３、第１リード端子５４の他辺（信号端子５４ａと逆側の辺）及び第２リード端子５５は、同一平面上に配置されていたものが、封止本体部５９の湾曲された底面に、段差を生じることなく露出された状態で封止本体部５９に一体化される。このように、パワー回路モジュール５０Ａの底面が、封止本体部５９の底面、素子放熱部５３の底面、及び封止本体部５９の底面に露出される第１リード端子５４と第２リード端子５５により構成される。
ここで、封止本体部５９の容積の大部分は、素子放熱部５３の表面側にあり、素子放熱部５３の表面側の封止本体部５９の容積を増減することで、封止本体部５９の表面及び底面の湾曲形状がなだらかになったり急峻になったりする。そして、封止本体部５９の底面、言い換えれば、パワー回路モジュール５０Ａの底面の湾曲形状が、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの湾曲形状におおよそ合致するように、素子放熱部５３の表面側の封止本体部５９の容積が設定されている。
以上のようにパワー回路モジュール５０Ａが構成されている。
また、界磁回路モジュール５０Ｂもパワー回路モジュール５０Ａと同様に構成されている。但し、６本の第１リード端子５４がモールド樹脂層５８Ａに一体化されている。
中継基板７５は、図１に示されるように、ケース部材２８Ａ，２８Ｂの突出端側に、ベースプレート３１Ａの周方向に延在させて取り付け可能に構成されている。さらに、中継基板７５は、各凸状受熱部３２Ａに取り付けられるパワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂの信号端子５４ａ（信号入力用端子）と連結可能に構成されている。また、制御基板７０と中継基板７５とがコネクタ７７を介して連結可能に構成されている。中継基板７５は、各信号端子５４ａの連結部とコネクタ７７の連結部とを接続する配線パターンを有している。
制御基板７０とパワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂとを中継基板７５とコネクタ７７を介して連結することで、制御基板７０は制御信号をパワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂの信号端子５４ａに出力可能となる。
次いで、固定子１５や回転子１０と制御装置４０とのハウジング３への一体化構造の詳細について説明する。
ヒートシンク３０のベースプレート３１Ａには、回転軸７が同軸に挿入され、ベースプレート３１Ａは、表面側を回転軸７の軸方向の一端側に向けてハウジング３に支持されている。
そして、図３に示されるように、パワー回路モジュール５０Ａは、その底面の頂部と凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの最深部とを対応させ、かつ、絶縁突起６０ａを受熱面３２ａに当接させて配置されている。このときのパワー回路モジュール５０Ａの配置位置が、凸状受熱部３２Ａに対する所定の取付位置となる。そして、パワー回路モジュール５０Ａは、モジュール絶縁層８０Ａにより凸状受熱部３２Ａに凸状受熱部３２Ａとの絶縁を保って固定される。
ここで、モジュール絶縁層８０Ａは、以下の手順で形成される。まず、図４に示されるように、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａに、絶縁突起６０ａの突出長さより厚く絶縁性接着剤８３を塗布し、絶縁突起６０ａを絶縁性接着剤８３に向けてパワー回路モジュール５０Ａを配置する。このとき、第１リード端子５４の一端及び第２リード端子５５の一端は、凸状受熱部３２Ａの突出方向から見て凸状受熱部３２Ａの外側に位置する。
さらに、図３に示されるように、絶縁突起６０ａが受熱面３２ａに当接されるまでパワー回路モジュール５０Ａが受熱面３２ａに押し込む。このとき、絶縁性接着剤８３の一部は、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの外側にはみ出し、パワー回路モジュール５０Ａの接合領域の外側と凸状受熱部３２Ａの突出端側の側面との間に配置される。
また、必要に応じて、受熱面３２ａの接合領域の外側のパワー回路モジュール５０Ａの底面と、凸状受熱部３２Ａの突出端側の側面との間に絶縁性接着剤を追加する。この状態で硬化した絶縁性接着剤８３がモジュール絶縁層８０Ａを構成する。このように形成されたモジュール絶縁層８０Ａは、受熱面３２ａとパワー回路モジュール５０Ａとの間に介装され、受熱面３２ａと素子放熱部５３の底面との間を絶縁する絶縁支持層８１ａと、凸状受熱部３２Ａの突出端側の側面と接合領域の外側の封止本体部５９の部位にまたがって形成される外側絶縁層８２ａと、を有する。
絶縁支持層８１ａの厚さは、絶縁突起６０ａの封止本体部５９の底面からの突出長さと同じになる。そして、絶縁突起６０ａの封止本体部５９の底面からの突出長さは、絶縁突起６０ａを受熱面３２ａに当接させてパワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂを配置したときの絶縁支持層８１ａが、以下の絶縁条件を満たすように設定されている。
絶縁条件は、受熱面３２ａと素子放熱部５３の底面との絶縁を確保し、かつ、スイッチング素子５２の温度が予め仕様で規定される許容上限温度を超えないようにスイッチング素子５２の熱を凸状受熱部３２Ａに放熱する放熱性能を有するものをいう。
なお、受熱面３２ａと素子放熱部５３の底面との間の絶縁を確保するための絶縁支持層８１ａの厚さは、以下に説明する絶縁支持距離以上とする必要がある。
絶縁支持距離は、絶縁性接着剤８３が硬化する際に発生したボイドを介して素子放熱部５３の底面と受熱面３２ａとの間が連通された場合でも、素子放熱部５３と受熱面３２ａの間の絶縁を確保できるボイドに沿った絶縁支持層８１ａの沿面距離の最小値である。
同様に、界磁回路モジュール５０Ｂが、パワー回路モジュール５０Ａが取り付けられていない凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａに固定されている。
また、中継基板７５が、図１に示されるように、ケース部材２８Ａ，２８Ｂの突出端側に取り付けられ、図示しないが、ケース部材２８Ａ，２８Ｂとヒートシンク３０に囲まれるスペースが樹脂封止されて、中継基板７５がケース部材２８Ａ，２８Ｂに一体に固定されている。制御基板７０は、ハウジング３の外部に支持され、コネクタ７７を介して中継基板７５に連結されている。
中継基板７５及びコネクタ７７を用いることで、信号端子５４ａのそれぞれと、制御基板７０の制御信号出力用端子のそれぞれとを接続する配線が不要となり、制御基板７０と信号端子５４ａのそれぞれとの電気的な接続が容易となる。
また、図１に示されるように、接続ターミナル９０の一端が、ケース部材２８Ａに挿通され、詳細には図示しないが、パワー回路モジュール５０Ａのパワー配線端子５５ａに接続されている。また、中継ベース９１が、各パワー回路モジュール５０Ａに対応するヒートシンク３０の冷却フィン３３側の部位に取り付けられ、接続ターミナル９０の他端が中継ベース９１に連結されている。また、電機子巻線１７を構成する各３相交流巻線の口出し線９２の端部が中継ベース９１に連結され、口出し線９２と接続ターミナル９０とが電気的に接続されている。
口出し線９２を引き回すことで、対応するパワー回路モジュール５０Ａとコイルエンドとを接続することが可能となるので、各パワー回路モジュール５０Ａのヒートシンク３０への取り付け位置を自由に設定できる。
また、ブラシホルダ２２と界磁回路モジュール５０Ｂのパワー配線端子５５ａを接続する図示しない接続ターミナルが設けられている。この接続ターミナルは、例えばＵ字状の曲げ部を有する形状に作製されており、ブラシホルダ２２や界磁回路モジュール５０Ｂが振動して接続ターミナルにかかる応力が曲げ部に吸収されるので接続ターミナルの耐震性が向上される。
また、冷却風路が、ブラシホルダ２２や中継ベース９１等が配置されたファン１８ａとヒートシンク３０との間の空間に形成され、冷却風路を流れる空気によりヒートシンク３０が効率よく冷却される。
また、ブラシホルダ２２が、冷却フィン３３のベースプレート３１Ａからの延出長さを短くして確保したスペースに配置されている。冷却フィン３３のベースプレート３１Ａからの延出長さを短くすることで、冷却フィン３３の放熱面積が減少し、短くなった冷却フィン３３の部分で放熱性が悪化する。しかし、ヒートシンク３０は、パワー回路モジュール５０Ａからの熱を受熱する部分と一体物であるので、放熱性の悪い冷却フィン３３の部位に熱が集中することなく、他の冷却フィン３３の部位に拡散される。このため、界磁回路モジュール５０Ｂで発生する熱も問題なくヒートシンク３０から放熱される。
ここで、自動車に搭載されて用いられる制御装置一体型回転電機１において使用される電圧の大きさは、一般的には、１００ボルト以上にはならない。このため、絶縁支持層８１ａの厚さは、２０μｍ程度あれば、凸状受熱部３２Ａと素子放熱部５３の底面との間の絶縁が確保される。
そして、トランスファモールド成形により作製されるモールド樹脂層５８Ａの寸法誤差は、トランスファモールド成形に用いられる金型の加工精度に起因するものであるが、数μｍレベルに抑制可能である。このため、トランスファモールド成形により封止本体部５９と一体に成形すれば、絶縁突起６０ａの寸法のばらつきを抑えつつ容易に絶縁突起６０ａを形成できる。そして、モールド樹脂層５８Ａの寸法誤差を考慮して、絶縁突起６０ａの封止本体部５９からの突出長さが、２０μｍより小さくならないようにトランスファモールド成形に用いられる金型形状が決められている。
次いで、制御装置一体型回転電機１のシステム構成について図面を参照しつつ説明する。
図５はこの発明の実施の形態１に係る制御装置一体型回転電機のシステム構成図である。
図５において、制御装置一体型回転電機１のシステムは、それぞれスター結線からなる一対の３相交流巻線１７ａを有する電機子巻線１７と、界磁巻線１１と、３相交流巻線１７ａの電流の制御信号を出力する制御基板７０と、それぞれ、３相交流巻線１７ａのそれぞれに接続され、制御基板７０から出力される制御信号に応じて３相交流巻線１７ａに電力を供給したり、３相交流巻線１７ａの出力電流を整流したりする一対のインバータユニット１００と、界磁回路モジュール５０Ｂのスイッチング素子５２及びダイオード１０２からなり、制御基板７０からの制御信号に応じて界磁巻線１１に電力を供給する界磁回路部１１０と、３相交流巻線１７ａからインバータユニット１００を介して供給される電力により充電されるバッテリ１２０と、を備える。
インバータユニット１００のそれぞれは、３相交流巻線１７ａのそれぞれに対応させて配置される。
インバータユニット１００は、パワー回路モジュール５０Ａのスイッチング素子５２及びダイオード１０２により構成されるパワー回路部１０１を３つ並列に接続して構成される。
パワー回路部１０１は、並列に接続されたスイッチング素子５２及びダイオード１０２からなる上アーム１０３ａ、及び上アーム１０３ａと同様の下アーム１０３ｂを有する。そして、上アーム１０３ａと下アーム１０３ｂは、スイッチング素子５２が直列となるように接続されている。このとき、上アーム１０３ａが、バッテリ１２０の高電位側に接続され、下アーム１０３ｂがバッテリ１２０の低電位側に接続されている。
各パワー回路部１０１の上アーム１０３ａ及び下アーム１０３ｂの接続部（中間電位端子）と３相交流巻線１７ａの各相巻線のコイルエンドとが、交流配線を介して接続されている。また、スイッチング素子５２をＯＮ／ＯＦＦする制御信号が入力される信号端子（図示せず）と制御基板７０とが接続されている。
また、界磁回路部１１０は、界磁回路モジュール５０Ｂのスイッチング素子５２とダイオード１０２を直列に接続したもので構成されている。そして、バッテリ１２０の高電位側にスイッチング素子５２が接続され、バッテリ１２０の低電位側にダイオード１０２が接続されている。また、界磁巻線１１がダイオード１０２に並列に接続されている。
以上のように構成された制御装置一体型回転電機１では、電動機と発電機の両方の機能を併せ持つ。
まず、電動機としての動作を説明する。図示しないエンジンの始動時には、直流電力がバッテリ１２０からインバータユニット１００に供給される。制御基板７０に実装された制御回路部が、各インバータユニット１００のスイッチング素子５２をＯＮ／ＯＦＦ制御し、インバータユニット１００にバッテリ１２０から入力された直流電流が３相交流電流に変換されて３相交流巻線１７ａに供給される。
また、制御基板７０から入力される制御信号に応じた電流が供給されている界磁巻線１１の周囲に回転磁界が発生し、回転子１０（図１参照）が回転される。回転子１０の回転力が、プーリ８（図１参照）から図示しないベルトを介してエンジンに伝達されてエンジンが始動される。
次いで、発電機としての動作を説明する。
エンジンが始動されると、エンジンの回転力が図示しないクランク軸、ベルト及びプーリ８を介して回転軸７に伝達される。これにより、回転子１０が回転され、電機子巻線１７の３相交流巻線１７ａに３相交流電圧が誘起される。そこで、制御基板７０に実装された制御回路がインバータユニット１００のスイッチング素子５２をＯＮ／ＯＦＦ制御し、３相交流巻線１７ａに誘起された３相交流電力を直流電力に変換し、この直流電力によりバッテリ１２０が充電される。
この実施の形態１によれば、パワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂのそれぞれは、スイッチング素子５２、スイッチング素子５２が搭載される素子放熱部５３、受熱面３２ａの形状に対応する面形状の底面（基準面）に素子放熱部５３の底面を露出させてスイッチング素子５２を封止する絶縁性樹脂からなる封止本体部５９を備えている。また、ヒートシンク３０が、それぞれベースプレート３１Ａの表面に突設されて、突出端面が受熱面３２ａを構成する複数の凸状受熱部を有している。
そして、パワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂのそれぞれが、凸状受熱部３２Ａのそれぞれの受熱面３２ａに素子放熱部５３の底面を向けて配置され、絶縁支持層８１ａが、受熱面３２ａと素子放熱部５３の底面との間に介装されている。
ヒートシンク３０が、パワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂのそれぞれを搭載するための凸状受熱部のそれぞれを有する形状に作製されているので、各凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａが小面積となる。これにより、ダイキャストによりヒートシンク３０を作製しても、各凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａを略均一な形状に形成することができ、各凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａのそれぞれに相対して取り付けられるパワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂのそれぞれの底部は、同じ形状のものを用いることが可能となる。つまり、共通のモールド成形工程を利用して作製されたパワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂを、各凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａに対して大きな隙間をあけずに取り付けることができる。
ここで、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａに対応するアルミダイキャストに用いる金型の壁面の部位を一般的な平坦にした場合、作製された凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの面形状は、中央側の凹んだ湾曲面となる。
パワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂは、例えば、封止本体部５９の底面が、受熱面３２ａの面形状に適合する湾曲面になるようにモールド成形により作製することで、受熱面３２ａとの間に大きな隙間をあけることなしに凸状受熱部３２Ａに搭載することが可能となる。これにより、素子放熱部５３と凸状受熱部３２Ａとの間に介装される絶縁支持層８１ａの厚みを薄くできるので、絶縁支持層８１ａの熱抵抗の増大が抑えられ、スイッチング素子５２の熱はスムーズにヒートシンク３０に放熱される。
さらに、パワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂが取り付けられる凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの形状が略均一な形状となるので、複数のパワー回路モジュール５０Ａ、及び界磁回路モジュール５０Ｂは、共通の型を用いたモールド成形工程により作製可能となる。従って、パワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂの製造コストを削減することが可能となる。また、ヒートシンク３０の切削加工も必要がなくなるので、ヒートシンク３０の製造コストも安価に抑えられる。つまり、制御装置一体型回転電機１の製造コストが抑えられる。
また、絶縁突起６０ａが、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａと相対するパワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂの底面に突設されている。予め絶縁性接着剤が塗布された受熱面３２ａに、絶縁突起６０ａが受熱面３２ａに当接するようにパワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂを配置すれば、素子放熱部５３の底面と受熱面３２ａとの間の絶縁支持層８１ａの厚さが、絶縁突起６０ａの突出長さと同じになる。つまり、絶縁支持層８１ａの厚さを、絶縁突起６０ａの突出長さに応じた厚さに管理できる。
そして、絶縁突起６０ａの封止本体部５９の底面からの突出長さは、絶縁突起６０ａを受熱面３２ａに当接させてパワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂを配置したときの絶縁支持層８１ａが、上述の絶縁条件を満たすように設定されている。
従って、絶縁突起６０ａを受熱面３２ａに当接させて絶縁突起６０ａを有するパワー回路モジュール５０Ａ及び界磁回路モジュール５０Ｂを配設することで、絶縁支持層８１ａの熱抵抗が大きく増大されるのを抑制しつつ、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａと素子放熱部５３との間の絶縁が破壊されるのを確実に防止することができる。
また、パワー回路モジュール５０Ａは、それぞれスイッチング素子５２を有し、スイッチング素子５２が直列となるように接続される上アーム１０３ａ及び下アーム１０３ｂを備え、パワー回路モジュール５０Ａのモールド成形時に、上アーム１０３ａ及び下アーム１０３ｂを共通のモールド樹脂層５８Ａの封止本体部５９に封止して構成されている。これにより、共通の封止本体部５９内で連結される上アーム１０３ａ及び下アーム１０３ｂのスイッチング素子５２の端子（中間電位端子）と同電位の端子を、封止本体部５９の外部に露出させておけば、３相交流巻線１７ａのコイルエンドと中間電位端子とを接続できる。
ここで、上アーム１０３ａ及び下アーム１０３ｂを、異なるモールド樹脂層の封止本体部のそれぞれに封止した場合、後から上アーム１０３ａ及び下アーム１０３ｂを接続する必要があり、上アーム１０３ａ及び下アーム１０３ｂのスイッチング素子５２を直列に接続するための端子（中間電位端子）を異なるモールド樹脂層のそれぞれに露出させておく必要がある。
一方、パワー回路モジュール５０Ａのように、上アーム１０３ａ及び下アーム１０３ｂを共通の封止本体部５９に封止すれば、端子の数が減るので、パワー回路モジュール５０Ａを小型化できる。
なお、この実施の形態１では、絶縁支持層８１ａは絶縁性接着剤を硬化したものであると説明したが、絶縁支持層として絶縁シートなどを用いてもよい。
但し、上述したように、制御装置一体型回転電機１が、自動車に搭載される場合、絶縁支持層８１ａの厚さは、２０μｍ程度あれば、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａと素子放熱部５３の底面との間の絶縁が確保される。絶縁突起６０ａの封止本体部５９の底面からの突出長さを、絶縁支持層８１ａが、受熱面３２ａと素子放熱部５３の底面との絶縁を確保する長さでなるべく薄くなるように管理しておけば、絶縁支持層８１ａが必要以上に厚くなることはない。このため、モジュール絶縁層８０Ａとして、一般的に熱伝導性に優れる高価な絶縁シートを用いなくても安価な絶縁性接着剤を薄い厚さで硬化させたものを用いればよく、これにより製造コストの削減が図れる。
また、絶縁突起６０ａはトランスファモールド成形により構成されるモールド樹脂層５８Ａの一部として作製するものとしたが、絶縁突起６０ａを省略して、パワー回路モジュール５０Ａ及び５０Ｂをトランスファモールド成形により構成し、絶縁材料からなる別部材の絶縁突起６０ａを別工程で封止本体部５９に突設させてもよい。
また、絶縁突起６０ａの突設位置は上記のものに限定されず、封止本体部５９の接合領域内に適宜設定すればよい。
また、絶縁突起６０ａを受熱面３２ａに押しあてるものとして説明したが、絶縁突起６０ａは必ずしも受熱面３２ａに押しあてるものに限定されず、素子放熱部５３と凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａとの間の熱伝導に問題がなければ、絶縁支持層８１ａが、絶縁突起６０ａの突出長さより厚くなっていてもよい。
また、絶縁突起６０ａを設けるものとして説明したが、絶縁支持層８１ａを、絶縁支持距離を確実に保って適当な厚さに作製可能であれば、絶縁突起６０ａは設けなくても良い。
また、受熱面３２ａは中央側に向かって凹む湾曲面からとして構成されるものとして説明したが、例えば、受熱面は、最深部が中央からずれた曲面で構成されていてもよい。
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取り付け構造を説明する断面図である。
なお、図６において、上記実施の形態１と同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
図６において、ヒートシンク３０は、凸状受熱部３２Ａに代えて凸状受熱部３２Ｂを有している。凸状受熱部３２Ｂは、その受熱面３２ａの中央部に開口し、凸状受熱部３２Ｂのベースプレート３１Ａからの突出方向に深さ方向が一致する断面円形の嵌合凹部３２ｂを有する他は、凸状受熱部３２Ａと同様に構成されている。
また、パワー回路モジュール５０Ｃは、モールド樹脂層５８Ｂをモールド樹脂層５８Ａに代えて有する他は、パワー回路モジュール５０Ａと同様に構成されている。
モールド樹脂層５８Ｂは、封止本体部５９の底面の中央部に突設された断面円形の絶縁突起６０ａに同軸に突設された断面円形の位置決め凸部６２ａを有する他は、モールド樹脂層５８Ａと同様に構成されている。
嵌合凹部３２ｂと位置決め凸部６２ａとは、パワー回路モジュール５０Ｃの底面の頂部を受熱面３２ａの最深部に対応させてパワー回路モジュール５０Ｃと受熱面３２ａとを相対させたときに相対する位置関係にある。
また、位置決め凸部６２ａの直径は、絶縁突起６０ａの直径より小さく、嵌合凹部３２ｂの内径に対応している。
詳細には図示しないが、界磁回路モジュールも位置決め凸部６２ａと同様の位置決め凸部を有する。
そして、パワー回路モジュール５０Ｃは、位置決め凸部６２ａを嵌合凹部３２ｂに嵌合させるとともに、位置決め凸部６２ａの基端から位置決め凸部６２ａの径方向外側に延在される絶縁突起６０ａの先端面を受熱面３２ａに当接させて配置されている。
図示しないが、同様に、界磁回路モジュールが対応する凸状受熱部に取り付けられている。
他の制御装置一体型回転電機の構成は、上記実施の形態１と同様である。
この実施の形態２によれば、凸状受熱部３２Ｂの受熱面３２ａが小面積となることは実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同様の効果が得られる。
さらに、位置決め凸部６２ａと嵌合凹部３２ｂは、互いが嵌合したときに、パワー回路モジュール５０Ｃ及び界磁回路モジュールが、対応する凸状受熱部３２Ｂに対して所定の位置に配置されるように設けられている。従って、実施の形態１での効果に加えて、位置決め凸部６２ａを嵌合凹部３２ｂに挿入し、絶縁突起６０ａを受熱面３２ａに当接させるだけで、パワー回路モジュール５０Ｃ及び界磁回路モジュールを凸状受熱部３２Ｂの受熱面３２ａに対する所定の位置に容易に配置することができるという効果が得られる。
なお、この実施の形態２では、嵌合凹部３２ｂは、受熱面３２ａの中央部に開口するように形成され、位置決め凸部６２ａが、封止本体部５９の底面の中央部に突設された絶縁突起６０ａに突設されるものとして説明したが、嵌合凹部３２ｂ及び位置決め凸部６２ａの位置はこのものに限定されない。
凸状受熱部３２Ｂに対して、所定の位置にパワー回路モジュール５０Ｃ及び界磁回路モジュールを配置したときに、嵌合凹部３２ｂは、絶縁突起６０ａの突出端と相対する受熱面３２ａの領域の内側に開口するように凸状受熱部３２Ｂに形成され、位置決め凸部６２ａが嵌合凹部３２ｂに嵌合可能に絶縁突起６０ａに突設されていればよい。
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取り付け構造を説明する断面図である。
なお、図７において、上記実施の形態１と同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
図７において、パワー回路モジュール５０Ｄは、モールド樹脂層５８Ａに代え、モールド樹脂層５８Ｃを有する他は、パワー回路モジュール５０Ａと同様に構成されている。
また、パワー回路モジュール５０Ｄと凸状受熱部３２Ａとは、モジュール絶縁層８０Ｂにより電気的に絶縁されている。
図７において、モールド樹脂層５８Ｃは、その厚み方向の所定位置を通過し、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの形状に対応する面形状の基準面と表面との間を構成する封止本体部５９、及び基準面に対して、所定の突出長さに突設される絶縁突起６０ｂにより構成されている。
つまり、絶縁突起６０ｂの基端となる封止本体部５９の部位が基準面となる。基準面は、受熱面３２ａの凹面の曲率の大きさに一致する曲率の大きさを有する凸面に設定され、このように設定される基準面の面形状を、受熱面３２ａに対応する面形状とする。
そして、素子放熱部５３の底面が基準面に露出し、第１リード端子５４と第２リード端子５５のそれぞれが、それぞれの一端から他端側の所定範囲の部位を、基準面に面一にして封止本体部５９側に配置されるように、素子放熱部５３、及び第１リード端子５４と第２リード端子５５が、モールド樹脂層５８Ｃに一体に構成されている。
このとき、絶縁突起６０ｂの突出端側からモールド樹脂層５８Ｃを見て、絶縁突起６０ｂは、素子放熱部５３の外側の封止本体部５９の全領域から突設され、第１リード端子５４及び第２リード端子５５の一端側は、一体化された絶縁突起６０ｂ及び封止本体部５９に埋設されている。そして、深さ方向がおおよそ素子放熱部５３の底面に垂直な方向に一致する接合凹部６３が、素子放熱部５３の周縁から突出される絶縁突起６０ｂの壁面と素子放熱部５３の底面により形成される。絶縁突起６０ｂの突出端は、基準面と略平行な同一曲面上に配置される。これにより、絶縁突起６０ｂの突出端面を含む面に一致するパワー回路モジュール５０Ｄの底面が、受熱面３２ａの湾曲形状におおよそ一致する形状の湾曲面により構成される。
図示しないが、界磁回路モジュールのモールド樹脂層が、パワー回路モジュール５０Ｄのものと同様に作製されている。
以上のように構成されたパワー回路モジュール５０Ｄは、その底面側の頂部を凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの最深部に対応させるとともに、絶縁突起６０ｂの突出端を凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａに当接させて配置されている。
ここで、モジュール絶縁層８０Ｂは、以下の手順で形成される。
接合凹部６３の深さより厚く凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａに絶縁性接着剤を塗布後、絶縁突起６０ｂの突出端を凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａに当接させるようにパワー回路モジュール５０Ｄを受熱面３２ａに押し込む。このとき、接合凹部６３内を埋める絶縁性接着剤８３以外の絶縁性接着剤８３は、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの外側に溢れ出し、凸状受熱部３２Ａの突出端側の側面と凸状受熱部３２Ａと相対する絶縁突起６０ｂの領域の外側近傍とを接続するように広がる。
この状態で硬化した絶縁性接着剤８３がモジュール絶縁層８０Ｂを構成する。つまり、モジュール絶縁層８０Ｂは、接合凹部６３内を埋め、受熱面３２ａと素子放熱部５３の底面との間を絶縁する絶縁支持層８１ｂと、受熱面３２ａの外側に配置されて、凸状受熱部３２Ａの突出端側の側面と凸状受熱部３２Ａと相対する絶縁突起６０ｂの部位の外側とを接続する外側絶縁層８２ｂと、を有する。
接合凹部６３を埋める絶縁支持層８１ｂの厚さは、絶縁突起６０ｂの基準面からの突出長さと同じであり、絶縁突起６０ｂの基準面からの突出長さは、前述の絶縁突起６０ａの封止本体部５９の底面からの突出長さと同様に設定される。
同様に、図示しないが、界磁回路モジュールが対応する凸状受熱部に取り付けられている。
他の制御装置一体型回転電機の構成は、上記実施の形態１と同様である。
この実施の形態３によれば、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａが小面積となることは実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同様の効果が得られる。
また、モールド樹脂層５８Ｃを厚み方向から見たときに、素子放熱部５３が露出されるように、絶縁突起６０ｂが、素子放熱部５３の配設位置を除く封止本体部５９の全領域から突設されているので、上記実施の形態１に示したように、封止本体部５９の底面の一部から突設される絶縁突起６０ａに比べて、受熱面３２ａに当接される絶縁突起６０ｂの面積が大きくなる。これにより、パワー回路モジュール５０Ｄ及び界磁回路モジュールを受熱面３２ａに固定するときの受熱面３２ａに塗布する絶縁性接着剤の量が、実施の形態１での場合と同じであれば、各凸状受熱部３２Ａの側面側にはみ出る絶縁性接着剤の量が増大し、外側絶縁層８２ｂの体積が大きくなる。従って、実施の形態１での効果に加えて、絶縁性接着剤を無駄に消費することなく、モールド樹脂層５８Ｃから延出される第１リード端子５４及び第２リード端子５５と凸状受熱部３２Ａとの間の沿面距離を長くとることができるという効果が期待できる。
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取り付け構造を説明する断面図である。
なお、図８において、上記実施の形態３と同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
図８において、パワー回路モジュール５０Ｅは、モールド樹脂層５８Ｄをモールド樹脂層５８Ｃに代えて有する他は、パワー回路モジュール５０Ｄと同様に構成されている。
また、パワー回路モジュール５０Ｅと凸状受熱部３２Ａとの間は、モジュール絶縁層８０Ｃにより電気的に絶縁されている。
モールド樹脂層５８Ｄは、封止本体部５９、封止本体部５９の外縁全域から基準面に対して所定の突出長さで突設される筒状の受熱部囲繞突起６４ａと、受熱部囲繞突起６４ａの内側、かつ素子放熱部５３の外側の封止本体部５９の領域から基準面に対して受熱部囲繞突起６４ａより短い長さで突設される絶縁突起６０ｃと、を備える。
また、絶縁突起６０ｃの突出端面は、基準面と略平行な同一湾曲面上に配置されている。絶縁突起６０ｃの突出端面を含む湾曲面の頂部（以下、パワー回路モジュール５０Ｅの頂部とする）を受熱面３２ａの最深部に対応させてパワー回路モジュール５０Ｅを配置したときに、絶縁突起６０ｃは、基準面３２ｃから受熱面３２ａ側に突設され、受熱部囲繞突起６４ａがベースプレート３１Ａ側に突設される。
また、第１リード端子５４及び第２リード端子５５は、一体化された封止本体部５９、受熱部囲繞突起６４ａ、及び絶縁突起６０ｃに一端が埋設され、他端側が、一体化された封止本体部５９、受熱部囲繞突起６４ａ、及び絶縁突起６０ｃから外側に延出されている。
図示しないが、界磁回路モジュールのモールド樹脂層が、パワー回路モジュール５０Ｅのものと同様に形成されている。
上記のように構成されたパワー回路モジュール５０Ｅは、その頂部を凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの最深部に相対させ、絶縁突起６０ｃの突出端面を受熱面３２ａに当接させて配置されている。また、受熱部囲繞突起６４ａは、凸状受熱部３２Ａの先端から基端側に向かって所定の範囲の領域を囲繞し、溜まり空間６６ａが、受熱部囲繞突起６４ａと凸状受熱部３２Ａとの間に形成される。
ここで、モジュール絶縁層８０Ｃは、モジュール絶縁層８０Ａ，８０Ｂと同様の手順で形成される。つまり、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａに絶縁性接着剤を塗布後、絶縁突起６０ｃの突出端面を受熱面３２ａに当接させるようにパワー回路モジュール５０Ｅを受熱面３２ａに押し込んだ状態で硬化された絶縁性接着剤によりモジュール絶縁層８０Ｃが形成される。パワー回路モジュール５０Ｅを受熱面３２ａに押し込む際、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの外側に溢れ出した絶縁性接着剤は、溜まり空間６６ａを埋めるように広がる。
以上のように作製されたモジュール絶縁層８０Ｃは、接合凹部６３内を埋め、素子放熱部５３と受熱面３２ａとの間に介装される絶縁支持層８１ｂと、溜まり空間６６ａに埋めるように形成されて、凸状受熱部３２Ａと相対する絶縁突起６０ｃの外側の部位とを接続する外側絶縁層８２ｃと、により構成される。
絶縁支持層８１ｂの厚さは、絶縁突起６０ｃの封止本体部５９の基準面からの突出長さと同様であり、絶縁突起６０ｃの封止本体部５９の基準面からの突出長さは、絶縁突起６０ａ，６０ｂのものと同様である。
図示しないが、同様に、界磁回路モジュールが、対応する凸状受熱部に取り付けられている。
この実施の形態４によれば、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａが小面積となることは実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同様の効果が得られる。
また、パワー回路モジュール５０Ｅ及び界磁回路モジュールのそれぞれのモールド樹脂層５８Ｄが、封止本体部５９と一体に構成されて凸状受熱部３２Ａの先端から基端側の所定範囲を囲繞するように、基準面からベースプレート３１Ａ側に突出する受熱部囲繞突起６４ａを備えている。また、第１リード端子５４及び第２リード端子５５は、一体化された封止本体部５９、受熱部囲繞突起６４ａ、及び絶縁突起６０ｃに一端が埋設され、他端側が、一体化された封止本体部５９、受熱部囲繞突起６４ａ、及び絶縁突起６０ｃから外側に延出されている。
受熱部囲繞突起６４ａを設けたことで、絶縁性接着剤を受熱面３２ａに塗布した後に、絶縁突起６０ｃを受熱面３２ａに当接させてパワー回路モジュール５０Ｅ及び界磁回路モジュールを配置する際、絶縁性接着剤が溜まり空間６６ａに溜まるので、受熱面３２ａから溜まり空間６６ａに向かう絶縁性接着剤の勢いが抑制される。これにより、接合凹部６３を埋めるべき絶縁性接着剤が、溜まり空間６６ａに向かう絶縁性接着剤とともに溜まり空間６６ａ側にはみ出したりすることがなくなり、所望する形状の絶縁支持層８１ｂを確実に得ることができる。
また、第１リード端子５４及び第２リード端子５５と凸状受熱部３２Ａとの間に受熱部囲繞突起６４ａが配置されるので、第１リード端子５４及び第２リード端子５５と凸状受熱部３２Ａとの間の沿面距離を長くとることができる。
なお、この実施の形態４では、受熱部囲繞突起６４ａは、パワー回路モジュール５０Ｅをトランスファモールド成形により封止本体部５９とともに一体に形成するものとして説明したが、受熱部囲繞突起６４ａは、封止本体部５９と別体に用意して、別工程にて封止本体部５９に取り付けてもよい。
但し、前述したように、トランスファモールド成形によって作製されたモールド樹脂層５８Ｄの寸法誤差は、数μｍ程度であり、モールド成形により封止本体部５９と受熱部囲繞突起６４ａとを一体に形成すれば、受熱部囲繞突起６４ａは、数μｍの寸法誤差の精度で容易に作製できる。
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取り付け構造を説明する断面図である。
なお、図９において、上記実施の形態１，４と同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
図９において、パワー回路モジュール５０Ｆは、モールド樹脂層５８Ｄに代え、モールド樹脂層５８Ｅを有する他は、パワー回路モジュール５０Ｅと同様に構成されている。
また、パワー回路モジュール５０Ｆと凸状受熱部３２Ａとは、モジュール絶縁層８０Ｄにより電気的に絶縁されている。
モールド樹脂層５８Ｅは、絶縁突起６０ｃ及び受熱部囲繞突起６４ａに代え、基準面からの突出長さが絶縁突起６０ｃ及び受熱部囲繞突起６４ａに対して異なる絶縁突起６０ｄ及び受熱部囲繞突起６４ｂを有する他は、モールド樹脂層５８Ｄと同様に構成されている。
上記のように構成されたパワー回路モジュール５０Ｆは、絶縁突起６０ｄの頂部を凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの最深部に対応させて、受熱部囲繞突起６４ｂの突出端をベースプレート３１Ａに当接させて配置されている。これにより、受熱部囲繞突起６４ｂは、凸状受熱部３２Ａの全域を囲繞し、溜まり空間６６ｂが、受熱部囲繞突起６４ｂと凸状受熱部３２Ａとの間に形成される。なお、絶縁突起６０ｄの基準面からの突出長さは、絶縁突起６０ｄを受熱面３２ａに当接させたときに、適当な隙間が素子放熱部５３の底面と受熱面３２ａとの間に形成されるように設定されている。
また、モジュール絶縁層８０Ｄは、以下の手順により形成される。
まず、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａに、基準面と受熱面３２ａとの間の適当な隙間より余裕を持って厚く絶縁性接着剤を塗布し、絶縁突起６０ｄの頂部を凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの最深部に対応させて、受熱部囲繞突起６４ｂが凸状受熱部３２Ａを囲繞するようにパワー回路モジュール５０Ｆを配置する。
さらに、受熱部囲繞突起６４ｂがベースプレート３１Ａの表面に当接されるまでパワー回路モジュール５０Ｆをベースプレート３１Ａの表面に押し込む。このとき、絶縁性接着剤は、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの外側に溢れ出し、溜まり空間６６ｂを埋めるように広がる。これにより、モジュール絶縁層８０Ｄは、受熱面３２ａと受熱面３２ａに相対する素子放熱部５３の底面及び絶縁突起６０ｄとの間に介装される絶縁支持層８１ｃと、溜まり空間６６ｂを埋める外側絶縁層８２ｃと、により構成される。
ここで、絶縁支持層８１ｃの厚さは、素子放熱部５３の底面と受熱面３２ａとの間の隙間と同じとなる。
受熱部囲繞突起６４ｂの基準面からの突出長さは、受熱部囲繞突起６４ｂをベースプレート３１Ａに当接させた状態での絶縁支持層８１ｃが、前述の絶縁条件を満たすように設定されている。
また、界磁回路モジュールが、対応する凸状受熱部にパワー回路モジュール５０Ｆと同様に取り付けられている。
他の制御装置一体型回転電機の構成は、上記実施の形態４と同様である。
この実施の形態５によれば、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａが小面積となることは実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同様の効果が得られる。
また、パワー回路モジュール５０Ｆ及び界磁回路モジュールのそれぞれのモールド樹脂層５８Ｅは、封止本体部５９と一体に構成されて、凸状受熱部３２Ａのベースプレート３１Ａからの突出方向全域を囲繞してベースプレート３１Ａに当接するように基準面から突出された受熱部囲繞突起６４ｂを備えている。そして、受熱部囲繞突起６４ｂの封止本体部５９の基準面からの突出長さは、受熱部囲繞突起６４ｂの突出端をベースプレート３１Ａに当接させた状態において、素子放熱部５３の底面と受熱面３２ａとの間に介装される絶縁支持層８１ｃが絶縁条件を満たすように設定されている。
従って、受熱部囲繞突起６４ｂの突出端をベースプレート３１Ａに当接させてパワー回路モジュール５０Ｆ及び界磁回路モジュールを凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａに対して配置することで、絶縁支持層８１ｃの熱抵抗が大きく増大することを抑制しつつ、受熱面３２ａと素子放熱部５３との間の絶縁が破壊されるのを確実に防止することができる。
さらに、受熱部囲繞突起６４ｂを設けたことにより、一体化された封止本体部５９、絶縁突起６０ｄ、及び受熱部囲繞突起６４ｂから延出される第１リード端子５４及び第２リード端子５５と凸状受熱部３２Ａとの間の沿面距離を長くとることができる。
なお、この実施の形態５では、モールド樹脂層５８Ｅは、封止本体部５９、絶縁突起６０ｄ、及び受熱部囲繞突起６４ｂからなるものとして説明したが、モールド樹脂層は、このものに限定されず、以下に説明する図１０に示されるパワー回路モジュール５０Ｇのモールド樹脂層５８Ｆのように構成してもよい。
図１０は、この発明の実施の形態５に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールの他の態様、及び他の態様のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取り付け構造を説明する断面図である。
図１０において、モールド樹脂層５８Ｆは、絶縁突起６０ｄが省略されている他は、モールド樹脂層５０Ｆと同様に構成されている。このように構成されたモールド樹脂層５８Ｆを有するパワー回路モジュール５０Ｇでも、パワー回路モジュール５０Ｆと同様の効果が得られる。
実施の形態６．
図１１はこの発明の実施の形態６に係る制御装置一体型回転電機のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取り付け構造を説明する断面図である。
なお、図１１において、上記実施の形態１，２，４と同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
図１１において、パワー回路モジュール５０Ｈは、モールド樹脂層５８Ｄに代えてモールド樹脂層５８Ｇを有する他は、パワー回路モジュール５０Ｅと同様に構成されている。
モールド樹脂層５８Ｇは、絶縁突起６０ｃに突設される位置決め凸部６２ｂを有している。
嵌合凹部３２ｂは、パワー回路モジュール５０Ｇの絶縁突起６０ｃの頂部を受熱面３２ａの最深部に対応させてパワー回路モジュール５０Ｇと受熱面３２ａとを相対させたときに、言い換えれば、パワー回路モジュール５０Ｇを対応する凸状受熱部３２Ｂに対して所定の位置に配置させたときに、受熱面３２ａと相対する絶縁突起６０ｃの内側に形成されている。このとき、絶縁突起６０ｃは、嵌合凹部３２ｂに嵌合可能な外形を有している。
なお、嵌合凹部３２ｂの深さは、位置決め凸部６２ｂの絶縁突起６０ｃからの突出長さより深く設定されている。
図示しないが、界磁回路モジュールも、位置決め凸部６２ｂと同様の位置決め凸部を有している
そして、パワー回路モジュール５０Ｈは、位置決め凸部６２ｂを嵌合凹部３２ｂに嵌合させ、受熱面３２ａに絶縁突起６０ｃの突出端面を当接させて配置されている。また、パワー回路モジュール５０Ｈの素子放熱部５３の底面が、接合凹部６３内を埋める絶縁支持層８１ｂを介して凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａに固定されている。
同様に、界磁回路モジュールが、対応する凸状受熱部３２Ａに取り付けられている。
他の制御装置一体型回転電機の構成は、上記実施の形態４と同様である。
この実施の形態６によれば、位置決め凸部６２ｂと嵌合凹部３２ｂが、互いに嵌合したときに、パワー回路モジュール５０Ｈ及び界磁回路モジュールが、対応する凸状受熱部３２Ｂに対して所定の位置に配置されるように設けられている。
従って、実施の形態１での効果に加えて、位置決め凸部６２ｂを嵌合凹部３２ｂに挿入し、絶縁突起６０ｃを受熱面３２ａに当接させてパワー回路モジュール５０Ｈ及び界磁回路モジュールを配置するだけで、パワー回路モジュール５０Ｈ及び界磁回路モジュールを凸状受熱部３２Ｂに対する所定の位置に容易に配置することができるという効果が得られる。
実施の形態７．
図１２はこの発明の実施の形態７に係る制御装置一体型回転電機１のパワー回路モジュールのヒートシンクへの取り付け構造を説明する断面図である。
なお、図１２において、上記実施の形態１，５と同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
図１２において、パワー回路モジュール５０Ｉは、モールド樹脂層５８Ｈをモールド樹脂層５８Ｅに代えて有する他は、パワー回路モジュール５０Ｆと同様に構成されている。
モールド樹脂層５８Ｈは、受熱部囲繞突起６４ｂの突出端面から突出され、互いに離間する複数の位置決め凸部６２ｃを有する他はモールド樹脂層５８Ｅと同様に構成されている。
また、ヒートシンク３０は、ベースプレート３１Ａに代え、深さ方向を厚み方向とする嵌合凹部３１ａが形成されたベースプレート３１Ｂを有する。
嵌合凹部３１ａは、絶縁突起６０ｄの頂部を凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａの最深部に対応させてパワー回路モジュール５０Ｉを配置したときに、受熱部囲繞突起６４ｂと相対するベースプレート３１Ｂの領域の内側に開口するようにベースプレート３１Ｂに形成されている。また、位置決め凸部６２ｃは、嵌合凹部３１ａと絶縁突起６０ａとは相対する位置関係にあり、嵌合凹部３１ａは、位置決め凸部６２ｃが嵌合可能な外形に形成されている。
上記のように構成されたパワー回路モジュール５０Ｉは、位置決め凸部６２ｃを嵌合凹部３１ａに嵌合させるとともに、受熱部囲繞突起６４ｂの突出端をベースプレート３１Ｂに当接させて配置されている。また、パワー回路モジュール５０Ｉと受熱面３２ａとが、モジュール絶縁層８０Ｄにより固定されている。
図示しないが、同様に、界磁回路モジュールが、対応する凸状受熱部３２Ａに取り付けられている。
他の制御装置一体型回転電機の構成は、上記実施の形態５と同様である。
この実施の形態７によれば、凸状受熱部３２Ａの受熱面３２ａが小面積となることは実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同様の効果が得られる。
位置決め凸部６２ｃと嵌合凹部３１ａとは、互いに嵌合したときに、パワー回路モジュール５０Ｉ及び界磁回路モジュールが、対応する凸状受熱部３２Ａに対して所定の位置に配置されるように設けられている。
従って、実施の形態１，５での効果に加え、位置決め凸部６２ｃを嵌合凹部３１ａに挿入してパワー回路モジュール５０Ｉ及び界磁回路モジュールを配置することで、パワー回路モジュール５０Ｉ及び界磁回路モジュールのそれぞれを、対応する凸状受熱部３２Ａに対し、所定の位置に容易に配置することができるという効果が得られる。
１ 制御装置一体型回転電機、２ 回転電機本体、３ ハウジング、１０ 回転子、１１ 界磁巻線、１５ 固定子、１７ 電機子巻線、３０ ヒートシンク、３１Ａ，３１Ｂ ベースプレート、３２Ａ，３２Ｂ 凸状受熱部、３２ａ 嵌合凹部、４０ 制御装置、５０Ａ，５０Ｃ〜５０Ｉ パワー回路モジュール、５０Ｂ 界磁回路モジュール、５２ スイッチング素子、５３ 素子放熱部、５４，５５ リード端子、５９ 封止本体部、６０ａ〜６０ｄ 絶縁突起、６２ａ，６２ｂ 位置決め凸部、６４ａ，６４ｂ 受熱部囲繞突起、７０ 制御基板（スイッチング素子制御手段）、８１ａ〜８１ｃ 絶縁支持層、１０３ａ 上アーム、１０３ｂ 下アーム。

Claims (7)

  1. 電機子巻線を有する固定子、界磁巻線を有する回転子、及び上記固定子と上記回転子を支持するハウジングを備える回転電機本体と、
    それぞれ、金属からなる平板状の素子放熱部と上記素子放熱部の表面に搭載されるスイッチング素子を有し、上記電機子巻線と上記界磁巻線のそれぞれに電力を供給するパワー回路モジュールと界磁回路モジュール、ダイキャストにより作製され、上記パワー回路モジュールと界磁回路モジュールが搭載されるヒートシンク、及び上記スイッチング素子を制御するスイッチング素子制御手段を有し、上記回転電機本体に一体に取り付けられる制御装置と、
    を備える制御装置一体型回転電機であって、
    上記ヒートシンクは、ベースプレート、及び上記ベースプレートの表面にそれぞれ突設されて、突出端面が受熱面を構成し、上記パワー回路モジュール及び界磁回路モジュールのそれぞれが上記受熱面のそれぞれに搭載される複数の凸状受熱部を備え、
    上記パワー回路モジュール及び上記界磁回路モジュールのそれぞれは、上記受熱面の形状に対応する面形状の基準面に上記素子放熱部の底面を露出させて上記スイッチング素子を封止する絶縁性樹脂からなる封止本体部を備え、上記素子放熱部の底面を上記受熱面に向けて配置され、
    絶縁支持層が、上記受熱面と上記素子放熱部の底面との間に介装され、
    絶縁材料からなる絶縁突起が上記封止本体部に一体に構成されて上記基準面から上記受熱面側に突出し、上記絶縁突起の基準面からの突出長さは、上記絶縁突起を上記受熱面に当接させて上記パワー回路モジュール及び界磁回路モジュールを配置したときの上記絶縁支持層が、上記受熱面と上記素子放熱部の底面との絶縁を確保し、かつ、上記スイッチング素子の温度が予め規定される許容上限温度を超えないように上記スイッチング素子の熱を上記凸状受熱部に放熱する放熱性能を有するように設定されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機。
  2. 上記絶縁突起の突出端と相対する上記受熱面の領域の内側に開口する嵌合凹部が上記凸状受熱部に形成され、
    絶縁材料からなり、上記嵌合凹部に嵌合される位置決め凸部が上記絶縁突起に突設されていることを特徴とする請求項１記載の制御装置一体型回転電機。
  3. 絶縁材料からなる受熱部囲繞突起が、上記封止本体部と一体に構成されて上記凸状受熱部の先端から基端側の所定範囲を囲繞するように、上記基準面から上記ベースプレート側に突出し、
    金属製のリード端子が、一体化された上記封止本体部及び上記受熱部囲繞突起に一端が埋設され、他端側が、一体化された上記封止本体部及び上記受熱部囲繞突起から外側に延出されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御装置一体型回転電機。
  4. 電機子巻線を有する固定子、界磁巻線を有する回転子、及び上記固定子と上記回転子を支持するハウジングを備える回転電機本体と、
    それぞれ、金属からなる平板状の素子放熱部と上記素子放熱部の表面に搭載されるスイッチング素子を有し、上記電機子巻線と上記界磁巻線のそれぞれに電力を供給するパワー回路モジュールと界磁回路モジュール、ダイキャストにより作製され、上記パワー回路モジュールと界磁回路モジュールが搭載されるヒートシンク、及び上記スイッチング素子を制御するスイッチング素子制御手段を有し、上記回転電機本体に一体に取り付けられる制御装置と、
    を備える制御装置一体型回転電機であって、
    上記ヒートシンクは、ベースプレート、及び上記ベースプレートの表面にそれぞれ突設されて、突出端面が受熱面を構成し、上記パワー回路モジュール及び界磁回路モジュールのそれぞれが上記受熱面のそれぞれに搭載される複数の凸状受熱部を備え、
    上記パワー回路モジュール及び上記界磁回路モジュールのそれぞれは、上記受熱面の形状に対応する面形状の基準面に上記素子放熱部の底面を露出させて上記スイッチング素子を封止する絶縁性樹脂からなる封止本体部を備え、上記素子放熱部の底面を上記受熱面に向けて配置され、
    絶縁支持層が、上記受熱面と上記素子放熱部の底面との間に介装され、
    絶縁材料からなる受熱部囲繞突起が、上記封止本体部に一体に構成されて上記凸状受熱部の上記ベースプレートからの突出方向全域を囲繞して上記ベースプレートに当接するように上記基準面から突出し、
    基準面からの上記受熱部囲繞突起の突出長さは、上記受熱部囲繞突起の先端を上記ベースプレートに当接させて上記パワー回路モジュール及び界磁回路モジュールを配置したときの上記絶縁支持層が、上記受熱面と上記素子放熱部の底面との絶縁を確保し、かつ、上記スイッチング素子の温度が予め規定される許容上限温度を超えないように上記スイッチング素子の熱を上記凸状受熱部に放熱する放熱性能を有するように設定されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機。
  5. 上記受熱部囲繞突起の突出端と相対する上記ベースプレートの領域の内側に開口する嵌合凹部が上記ベースプレートに形成され、
    絶縁材料からなり、上記嵌合凹部に嵌合される位置決め凸部が、上記受熱部囲繞突起に突設されていることを特徴とする請求項４記載の制御装置一体型回転電機。
  6. 金属製のリード端子が、一体化された上記封止本体部及び上記受熱部囲繞突起に一端が埋設され、他端側が、一体化された上記封止本体部及び上記受熱部囲繞突起から外側に延出されていることを特徴とする請求項５記載の制御装置一体型回転電機。
  7. 上記パワー回路モジュールは、それぞれ上記スイッチング素子を有し、上記スイッチング素子が直列となるように接続される上アーム及び下アームを備え、
    上記上アーム及び上記下アームは同一の上記封止本体部に封止されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
JP2010008325A 2010-01-18 2010-01-18 制御装置一体型回転電機 Active JP4942825B2 (ja)

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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5189616B2 (ja) * 2010-04-15 2013-04-24 三菱電機株式会社 半導体装置
CN202222092U (zh) * 2011-08-30 2012-05-16 中山大洋电机制造有限公司 一种电机控制器的igbt散热结构
JP5721852B2 (ja) 2011-10-25 2015-05-20 三菱電機株式会社 回転電機
WO2013069104A1 (ja) 2011-11-09 2013-05-16 三菱電機株式会社 回転電機
WO2013157066A1 (ja) * 2012-04-16 2013-10-24 三菱電機株式会社 回転電機
WO2013157065A1 (ja) * 2012-04-16 2013-10-24 三菱電機株式会社 回転電機
JP5528505B2 (ja) * 2012-06-14 2014-06-25 三菱電機株式会社 回転電機
US9488506B2 (en) * 2012-09-26 2016-11-08 Minebea Co., Ltd. Resolver
CN103904961A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 车王电子股份有限公司 直流马达模块及其功率驱动装置
US10177611B2 (en) * 2013-07-24 2019-01-08 Mitsubishi Electric Corporation Stator core, stator, and rotating electrical machine
JP5752218B2 (ja) * 2013-12-09 2015-07-22 三菱電機株式会社 電力変換装置付き回転電機
KR101518965B1 (ko) * 2014-05-15 2015-05-11 (주)엑스엠더블유 방열 특성을 향상시킨 소형화된 주파수 상향 변환기
JP2017022209A (ja) * 2015-07-08 2017-01-26 三菱電機株式会社 半導体モジュール
JP6610944B2 (ja) * 2015-12-18 2019-11-27 株式会社デンソー 制御装置一体型回転電機
CN109217572B (zh) * 2017-06-30 2021-04-09 德昌电机(深圳)有限公司 电机及使用电机的流体输送装置
JP7139208B2 (ja) * 2018-09-28 2022-09-20 株式会社マキタ 電動作業機
US12005771B2 (en) * 2020-05-20 2024-06-11 Deere & Company Lightweight high-efficiency, high temperature electric drive system
WO2023139739A1 (ja) * 2022-01-21 2023-07-27 三菱電機株式会社 電動機、送風機および空気調和装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4701828A (en) * 1984-11-07 1987-10-20 Al Weiner Heat sink assembly
EP1128432B1 (de) * 2000-02-24 2016-04-06 Infineon Technologies AG Befestigung von Halbleitermodulen an einem Kühlkörper
JP4540884B2 (ja) 2001-06-19 2010-09-08 三菱電機株式会社 半導体装置
JP4123436B2 (ja) * 2003-02-18 2008-07-23 株式会社デンソー インバータ一体型交流モータ
US6911750B2 (en) * 2003-07-03 2005-06-28 Delco Remy International, Inc. Electronic package for electrical machine
JP2005130568A (ja) * 2003-10-22 2005-05-19 Toyota Motor Corp パワーモジュールの検査方法
FR2886506B1 (fr) * 2005-05-31 2011-02-25 Valeo Equip Electr Moteur Module electronique pour machine electrique tournante
JP4600366B2 (ja) * 2006-08-29 2010-12-15 株式会社デンソー 車両用交流発電機
JP2009100555A (ja) * 2007-10-17 2009-05-07 Denso Corp 車両用交流発電機の整流装置
JP4703677B2 (ja) * 2008-03-25 2011-06-15 三菱電機株式会社 車載用電力変換装置、及び車両制御装置
JP4493700B2 (ja) * 2008-05-19 2010-06-30 三菱電機株式会社 制御装置一体型回転電機

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