JP5485591B2 - 駆動装置及び半導体モジュール - Google Patents

Description

本発明は、モータと電子回路とを一体に構成した駆動装置に関する。

近年、低燃費を実現するために、車両のステアリング操作を補助する機構として、油圧式でトルクを発生させる油圧アシスト装置に代わり、電動式でトルクを発生させる電動アシスト装置が注目されている。

電動アシスト装置の動力発生源となるモータは、直流電圧から作り出された複数相の交流電圧により駆動される。直流を交流に変換する電子回路には、複数相の巻線へ電流を供給するタイミングを切り替えるための半導体チップを有する半導体モジュールおよびマイコン等が含まれている。
従来、モータの近傍にこのような電子回路を配置したものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１５９４５４号公報

しかしながら、前述の特許文献１に示される構成では、半導体モジュール本体をあらかじめステータの周囲に配設した上で、ステータコイルまたは他の電子部品が配設されたプリント配線基板に半導体モジュールのリードを接続する必要がある。したがって、プリント配線基板以外の構成品、例えばモータケース等に半導体モジュールを配設する場合、半導体モジュールの位置がその構成品に対してずれないように、あらかじめ半導体モジュールの位置決めを行った上で組立作業を行わなくてはならない。このため、組立工程が複雑になる虞がある。また、仮に、半導体モジュールの位置がずれないように位置決めをするために冶具等を用いたとすると、製造コストの増加が懸念される。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、治具等を用いることなく半導体モジュールの位置決めを行い、組立工程の省力化が可能な駆動装置を提供することにある。

上述した課題を解決するためになされた請求項１に記載の駆動装置は、電流を流すことにより回転駆動されるモータと、モータに流す電流を制御するための半導体モジュールを有する電子回路と備えている。

モータの外郭は、筒部および筒部の端部から径方向内側に延びて設けられる隔壁を有するモータケースにて形成されている。筒部の径方向内側には、ステータが配置されている。ステータは、複数相を構成するよう巻線が巻回されてなる。さらにステータの径方向内側に配置されるのがロータであり、このロータと共にシャフトは回転する。

電子回路は、複数相の巻線に流れる巻線電流を切り換えるための半導体チップを具備する半導体モジュールを有している。例えば、半導体チップには半導体スイッチ素子が構成されており、この半導体スイッチ素子のオン／オフによって、巻線電流が切り換えられるという具合である。

半導体モジュールは、半導体チップを封止体で覆って形成されている。ここでいう「覆う」とは、半導体チップの全てを包むようにして覆うという意味に限らず、半導体チップの少なくとも一部を覆うという意味も含む。なお、封止体の材料としては、樹脂が一般的である。封止体は、半導体モジュールの外郭を構成している。

ここで特に本発明では、モータケースにはモータケースと同じ材料により係合部が一体に形成され、半導体モジュールの封止体には封止体と同じ材料により、係合部に対応する被係合部が一体に形成されていることを特徴とする。そして、係合部と被係合部とは、相互の係合によって半導体モジュールのモータケースに対する位置決めが可能な様に形成されている。

半導体モジュールに形成される被係合部は、例えば、半導体チップの樹脂封止を行う際に樹脂成形により凹部または凸部として形成することができる。あるいは、凹部または凸部を形成するのではなく、半導体モジュールの外郭そのものを被係合部とすることもできる。

これにより、半導体モジュールをモータケースに組み付けるとき、係合部と被係合部とが係合するようにして半導体モジュールをモータケースに配置すれば、半導体モジュールは、所定の位置に位置決めされる。ここでいう「位置決め」とは、半導体モジュールのモータケースに対する特定の方向への位置ずれを規制することをいう。

このように本発明では、半導体モジュールを支えるための冶具等を用いることなく、半導体モジュールの位置決めを行うことができる。結果として、駆動装置の組立工程を省力化するとともに製造コストの削減が実現される。

ところで、前述の電子回路においては、半導体モジュールが発熱しても他の電子部品に影響を与えないように部品を配置することが重要である。そこで、モータケース自体が放熱を兼ねるものとしてもよい。例えば、モータケースには放熱構成を設けず、モータケース本体にある程度の熱容量を持たせることが考えられる。また、モータケースが放熱構成を有していてもよい。例えば、次の構成に示すように放熱部を有するものとしてもよい。

具体的には、請求項１に記載の発明のように、モータケースは、隔壁からシャフトの中心線方向に延びて設けられる放熱部を有することが例示される。また、半導体モジュールは、封止体において半導体チップのチップ面に対向する放熱面を有している。そして、半導体モジュールは、係合部と被係合部とが係合することによって、放熱面が放熱部に当接可能に配置される。ここで、半導体モジュールが放熱部に「当接」するとは、半導体モジュールと放熱部とが直に当接するという意味に限らず、半導体モジュールと放熱部とが例えば放熱シート等を間に挟んで当接する、といった意味も含む。

これによると、半導体モジュールが放熱部に当接するよう配置されているため、モータケースに対する半導体モジュールの放熱部側への位置ずれが規制される。
また本発明によると、半導体チップの発熱が大きい場合でも半導体モジュールの発する熱が放熱部を経由して放出されるため、半導体チップの温度が許容温度以上に上昇することを抑制できる。
また、請求項１に記載の発明では、係合部は、放熱部に対し垂直に延びる壁面から突出するよう、または凹むよう形成されている。

請求項２に記載の発明では、半導体モジュールは、放熱面の面積が他の面と比べて最も大きくなるよう形成されている。これによると、例えば前述の様に半導体モジュールと放熱部とが当接する場合、その当接面積を大きく確保できるため、半導体モジュールの放熱効果を促進させることができる。

また、請求項３に記載のように、半導体モジュールは、略直方体形状に形成されることが例示される。この場合、半導体モジュールは、封止体においてチップ面と略平行で放熱面と対向する面である前面と、放熱面および前面に略垂直な面のうちの１つである下面と、当該下面と対向する面である上面とを有している。また、半導体モジュールは、放熱面、前面、下面、および上面のいずれにも略垂直な面のうちの１つである右側面と、当該右側面と対向する左側面とを有している。

なお、ここでいう「略直方体」とは、概ね直方体であることをいい、例えば全ての隣接する面同士が正確に垂直に交わっていないもの、あるいは、直方体の角や辺を面取りしたものも含む。以下の請求項４〜１１では、上述の発明のより具体的な構成を例示する。

請求項４に記載の発明では、半導体モジュールの略直方体形状に形成された封止体自身を被係合部として機能させてもよい。これにより、上述の請求項１と同様の効果を奏する。

請求項５に記載の発明では、前記被係合部は、前記半導体モジュールの前記下面に設けられ、半導体モジュールの前面から放熱面へ向かって延びる溝状凹部として形成されている。ここで、溝状凹部は前面から放熱面まで達している場合と達していない場合が考えられる。例えば、溝状凹部が前面から放熱面まで達している場合、係合部と被係合部とが係合することによって、半導体モジュールはモータケースに対して「右側面」および「左側面」方向の位置ずれが規制される。

一方、溝状凹部が前面から放熱面まで達していない場合、半導体モジュールは、モータケースに対して前述のように「右側面」方向および「左側面」方向の位置ずれが規制されることに加えて、さらに「前面」方向および「放熱面」方向の位置ずれが規制される。
ここで、「右側面」方向とは、封止体の「左側面」から「右側面」へ向かう方向をいう。同様に、「左側面」方向とは、封止体の「右側面」から「左側面」へ向かう方向をいう。また、「前面」方向とは、封止体の「放熱面」から「前面」へ向かう方向をいう。同様に、「放熱面」方向とは、封止体の「前面」から「放熱面」へ向かう方向をいう。

請求項６に記載の発明では、被係合部は、半導体モジュールの前面に設けられ、半導体モジュールの下面から上面へ向かって延びる溝状凹部として形成されている。本発明では、係合部と被係合部とが係合することによって、半導体モジュールはモータケースに対して「右側面」方向および「左側面」方向の位置ずれが規制されることに加えて、さらに「前面」方向および「放熱面」方向の位置ずれが規制される。

請求項７に記載の発明では、被係合部は、半導体モジュールの前面に設けられ、半導体モジュールの左側面から右側面へ延びる溝状凹部として形成されている。本発明では、係合部と被係合部とが係合することによって、半導体モジュールはモータケースに対して「前面」方向、「放熱面」方向、「上面」方向、および「下面」方向の位置ずれが規制される。

請求項８に記載の発明では、被係合部は、封止体の少なくとも１つの面に複数設けられている。そして、被係合部にそれぞれ対応して複数の係合部がモータケースに設けられている。このように係合部および被係合部を複数組設けることによって、半導体モジュールの位置決めをより確実に行うことができる。

請求項９に記載の発明では、半導体モジュールは、モータケースのシャフトの中心線方向の反ロータ側に、半導体チップのチップ面の垂線がシャフトの中心線と非平行となるよう縦配置されている。なお、以下では、必要に応じて適宜「シャフトの中心線」を単に「軸線」と記載し、「シャフトの中心線方向」を単に「軸方向」と記載することとする。

本発明では、半導体モジュールが、モータケースの隔壁の反ロータ側に配置されている。このように本発明では、半導体モジュールをモータケースのモータ軸方向に配置しているため、ステータの周りに半導体モジュールを配置する構成と比べ、径方向の体格を小さくすることができる。

ここで特に、本発明では、半導体モジュールは半導体チップのチップ面の垂線がモータ軸線と非平行となるよう縦配置されていることを特徴としている。つまり、半導体モジュールをモータ軸方向へ立ち上がった状態で配置しているのである。半導体モジュールを縦配置することにより、限られたスペースに多くの半導体モジュールを配置することができる。また、半導体モジュールを縦配置することで確保されるスペースに他の部材等を配置することも可能である。

このように半導体モジュールを縦配置する構成とした場合、製造時等、特に半導体モジュールの倒れが懸念される。しかしながら、本発明では、モータケースは係合部を有し、半導体モジュールは係合部と係合する被係合部を有している。そのため、半導体モジュールを縦配置する構成においても、半導体モジュールの倒れを含む位置ずれを規制することができる。

上述の請求項９に記載の発明では半導体モジュールの縦配置を特徴としている。
請求項１０の発明では、その一例として、チップ面の垂線がシャフトの中心線に垂直となるよう半導体モジュールを配置している。一般的に、半導体モジュールは、チップ面の方向に広い板状である。そのため、このようにすれば、半導体モジュールをモータ軸方向に傾斜させて配置する場合と比べ、径方向のスペース確保に一層寄与する。なお、チップ面の垂線がモータ軸線に垂直とは、厳密な意味で垂直でなくてもよく、僅かに傾斜するものも含む趣旨である。

請求項１１に記載の発明では、半導体モジュールの放熱面を放熱部に押し付ける押さえ部材をさらに備えている。押さえ部材は、例えば、板ばねを用いた付勢手段であることが例示される。これによると、半導体モジュールの放熱面を放熱部に確実に当接させることができるため、半導体モジュールの放熱性を促進させることができる。

なお、以上駆動装置の発明として説明してきたが、当該駆動装置を回転駆動するための電子回路に設けられる半導体モジュールの発明として実現することもできる。すなわち、請求項１２に示す如くである。また、請求項１３〜２１に示すように、上記駆動装置と同様の構成を採用することもできる。これらの構成を採用しても、上記駆動装置と同様の効果が奏される。

本発明の第１実施形態による駆動装置の断面図。 電動パワーステアリングの概略構成を示す説明図。 本発明の第１実施形態による駆動装置の平面図。 本発明の第１実施形態による駆動装置の側面図。 本発明の第１実施形態による駆動装置の部分拡大斜視図。 本発明の第１実施形態による駆動装置の分解斜視図。 本発明の第１実施形態による駆動装置の半導体モジュールおよびモータケースの概略構成を示す模式図。 本発明の第２実施形態による駆動装置の半導体モジュールおよびモータケースの概略構成を示す模式図。 本発明の第３実施形態による駆動装置の半導体モジュールおよびモータケースの概略構成を示す模式図。 本発明の第４実施形態による駆動装置の半導体モジュールおよびモータケースの概略構成を示す模式図。 本発明の第５実施形態による駆動装置の半導体モジュールおよびモータケースの概略構成を示す模式図。 本発明の第６実施形態による駆動装置の半導体モジュールおよびモータケースの概略構成を示す模式図。 本発明の第１参考例による駆動装置の半導体モジュールおよびモータケースの概略構成を示す模式図。 本発明の第２参考例による駆動装置の半導体モジュールおよびモータケースの概略構成を示す模式図。 本発明の第３参考例による駆動装置の半導体モジュールおよびモータケースの概略構成を示す模式図。 本発明の第７実施形態による駆動装置の半導体モジュールおよびモータケースの概略構成を示す模式図。 本発明の第８実施形態による駆動装置の半導体モジュールおよびモータケースの概略構成を示す模式図。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による駆動装置は、電動パワーステアリング（以下「ＥＰＳ」という）の駆動装置として適用されるものである。

最初に、ＥＰＳの電気的構成を、図２に基づいて説明する。
駆動装置１は、モータ３０、パワー部５０、および、制御部７０を備えている。駆動装置１は、車両のステアリング９１の回転軸たるコラム軸９２に取り付けられたギア９３を介しコラム軸９２に回転トルクを発生させ、ステアリング９１による操舵をアシストする。具体的には、ステアリング９１が運転者によって操作されると、当該操作によってコラム軸９２に生じる操舵トルクをトルクセンサ９４によって検出し、また、車速情報をＣＡＮ（Controller Area Network）から取得して（不図示）、運転者のステアリング９１による操舵をアシストする。もちろん、このような機構を利用すれば、制御手法によっては、操舵のアシストのみでなく、高速道路における車線キープ、駐車場における駐車スペースへの誘導など、ステアリング９１の操作を自動制御することも可能である。

モータ３０は、上記ギア９３を正逆回転させるブラシレスモータである。このモータ３０へ電力供給を行うのがパワー部５０である。パワー部５０は、電源５１からの電源ラインに介在するチョークコイル５２、シャント抵抗５３、および、インバータ６０を有している。

インバータ６０は、電界効果トランジスタの一種である７つのＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７で構成されている。これらＭＯＳＦＥＴ６１〜６７は、スイッチング素子である。具体的には、ゲートの電位により、ソース−ドレイン間がＯＮ（導通）またはＯＦＦ（遮断）される。

以下、ＭＯＳＦＥＴ６１〜６７を、単に、ＦＥＴ６１〜６７と記述する。なお、シャント抵抗５３に最も近いＦＥＴ６７は、逆接保護のためのものである。すなわち、このＦＥＴ６７は、電源の誤接続がなされた場合に、逆向きの電流が流れないようにする。

ここで、残りの６つのＦＥＴ６１〜６６の接続について説明しておく。
３つのＦＥＴ６１〜６３のドレインが、電源ライン側に接続されている。また、ＦＥＴ６１〜６３のソースがそれぞれ、残り３つのＦＥＴ６４〜６６のドレインに接続されている。さらにまた、これらのＦＥＴ６４〜６６のソースが接地されている。また、６つのＦＥＴ６１〜６６のゲートは、後述するプリドライバ７１の６つの出力端子に接続されている。そして、図２中で上下ペアとなるＦＥＴ６１〜６６同士の接続点がそれぞれ、モータ３０のＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに接続されている。

ＦＥＴ６１〜６６を区別する必要があるときは、図２中の記号を用い、ＦＥＴ（Ｓｕ＋）６１、ＦＥＴ（Ｓｖ＋）６２、ＦＥＴ（Ｓｗ＋）６３、ＦＥＴ（Ｓｕ−）６４、ＦＥＴ（Ｓｖ−）６５、ＦＥＴ（Ｓｗ−）６６と記述する。

また、ＦＥＴ（Ｓｕ＋）６１の電源ラインとＦＥＴ（Ｓｕ−）６４のグランドとの間には、アルミ電解コンデンサ５４が並列に接続されている。同様に、ＦＥＴ（Ｓｖ＋）６２の電源ラインとＦＥＴ（Ｓｖ−）６５のグランドとの間にはアルミ電解コンデンサ５５が並列に接続されており、ＦＥＴ（Ｓｗ＋）６３の電源ラインとＦＥＴ（Ｓｗ−）６６のグランドとの間にはアルミ電解コンデンサ５６が並列に接続されている。以下、アルミ電解コンデンサを単に「コンデンサ」と記述する。

制御部７０は、上記プリドライバ７１、カスタムＩＣ７２、位置センサ７３、および、マイコン７４を備えている。カスタムＩＣ７２は、機能ブロックとして、レギュレータ部７５、位置センサ信号増幅部７６、および、検出電圧増幅部７７を含む。

レギュレータ部７５は、電源を安定化する安定化回路である。このレギュレータ部７５は、各部へ供給される電源の安定化を行う。例えばマイコン７４は、このレギュレータ部７５により、安定した所定電源電圧（例えば５Ｖ）で動作することになる。

位置センサ信号増幅部７６には、位置センサ７３からの信号が入力される。位置センサ７３は、後述するように、モータ３０に設けられ、モータ３０の回転位置信号を出力する。位置センサ信号増幅部７５は、この回転位置信号を増幅してマイコン７４へ出力する。
検出電圧増幅部７７は、パワー部５０に設けられたシャント抵抗５３の両端電圧を検出し、当該両端電圧を増幅してマイコン７４へ出力する。

したがって、マイコン７４には、モータ３０の回転位置信号、および、シャント抵抗５３の両端電圧が入力される。また、マイコン７４には、コラム軸９２に取り付けられたトルクセンサ９４から操舵トルク信号が入力される。さらにまた、マイコン７４には、ＣＡＮを経由して車速情報が入力される。

これにより、マイコン７４は、操舵トルク信号および車速情報が入力されるとステアリング９１による操舵を車速に応じてアシストするように、回転位置信号に合わせ、プリドライバ７１を介し、インバータ６０を制御する。インバータ６０の制御は、具体的には、プリドライバ７１を介したＦＥＴ６１〜６６のＯＮ／ＯＦＦによって行う。つまり、６つのＦＥＴ６１〜６６のゲートはプリドライバ７１の６つの出力端子に接続されているため、プリドライバ７１により、これらゲート電位が変化させられる。

また、マイコン７４は、検出電圧増幅部７７から入力されるシャント抵抗５３の両端電圧に基づき、モータ３０へ供給する電流を正弦波に近づけるべくインバータ６０を制御する。

このとき、チョークコイル５２は、電源ノイズを低減する。また、コンデンサ５４〜５６は、電荷を蓄えることで、ＦＥＴ６１〜６６への電力供給を補助したり、サージ電圧などのノイズ成分を抑制したりする。なお、逆接保護用のＦＥＴ６７が設けられているため、電源の誤接続があっても、コンデンサ５４〜５６が損傷することはない。

ところで、このようにモータ３０の駆動制御のためにはパワー部５０および制御部７０が必要となる。これらのパワー部５０および制御部７０は、いわゆるコントロールユニット（ＥＣＵ）として構成される。

なお、ＥＰＳに用いられるモータ３０は、その出力が２００Ｗ〜５００Ｗ程度であり、駆動装置１全体に占めるパワー部５０および制御部７０の物理的な領域は、２０〜４０％程度となる。また、モータ３０の出力が大きいため、パワー部５０が大型化する傾向にあり、パワー部５０および制御部７０の占める領域のうちの７０％以上がパワー部５０の占める領域となる。

パワー部５０を構成する部品で大きな領域を占めるものは、チョークコイル５２、コンデンサ５４〜５６、そして、ＦＥＴ６１〜６７を構成する半導体モジュールである。
本形態では、逆接保護用のＦＥＴ６７、ＦＥＴ（Ｓｕ＋）６１、および、ＦＥＴ（Ｓｕ−）６４が半導体チップとして構成されており、当該半導体チップが樹脂モールドされて一つの半導体モジュールとなっている。

また、ＦＥＴ（Ｓｖ＋）６２、および、ＦＥＴ（Ｓｖ−）６５が半導体チップとして構成されており、当該半導体チップが樹脂モールドされて一つの半導体モジュールとなっている。

さらにまた、ＦＥＴ（Ｓｗ＋）６３、および、ＦＥＴ（Ｓｗ−）６６が半導体チップとして構成されており、半導体チップが樹脂モールドされて一つの半導体モジュールとなっている。

つまり、図２のインバータ６０は、３つの半導体モジュールで構成される。本形態では、図２に示すインバータ６０を計２組備えるようにしており、インバータ６０に流れる電流を半分に減らしている。このようにインバータ６０を２組備えることから、本形態では、６つの半導体モジュール、および、６つのコンデンサを有することとなる。

次に、本形態の駆動装置１の物理的な構成について図１、および、図３〜６に基づいて説明する。
最初に、図１に基づいて、駆動装置１の構成を説明しておく。
駆動装置１は、その外郭として、円筒状のモータケース１０１と、モータケース１０１に対し出力側に螺着されるフレームエンド１０２と、電子回路部分を覆う有底円筒状のカバー１０３とを備えている。

ここでモータ３０は、モータケース１０１と、モータケース１０１の径方向内側に配置されたステータ２０１と、ステータ２０１の径方向内側に配置されたロータ３０１と、ロータ３０１と共に回転するシャフト４０１とを有している。

モータケース１０１は、モータ３０の外郭を形成し、筒部１０９、隔壁１０７、およびヒートシンク６０１を有している。筒部１０９はシャフト４０１の中心線方向に延びる筒状に形成されている。隔壁１０７は筒部１０９の端部から径方向内側に延びて設けられている。ヒートシンク６０１は、隔壁１０７からシャフト４０１の中心線方向に延びて設けられている。なおここで、ヒートシンク６０１が「放熱部」を構成する。
なお、駆動装置１の内部において、ロータ３０１等の稼動部材が配置される「稼動領域」と電子回路等のモータ制御用の部品が配置される「制御領域」とは、隔壁１０７によって隔てられている。

ステータ２０１は、モータケース１０１の径内方向に突出する１２個の突極２０２を有している。この突極２０２は、モータケース１０１の周方向に所定間隔で設けられている。突極２０２は、磁性材料の薄板を積層してなる積層鉄心２０３と、積層鉄心２０３の軸方向外側に嵌合するインシュレータ２０４とを有している。このインシュレータ２０４には、巻線としてのコイル線２０５が巻回されている。コイル線２０５は、Ｕ相、Ｖ相、および、Ｗ相の三相巻線を構成している。また、コイル線２０５へ電流を供給するための取出線２０６は、コイル線２０５の６箇所から引き出されており、モータケース１０１の軸方向端部に設けられた６つの穴から電子回路側へ引き出されている。

ロータ３０１は、例えば鉄等の磁性体から筒状に形成されている。ロータ３０１は、ロータコア３０２と、当該ロータコア３０２の径方向外側に設けられた永久磁石３０３とを有している。永久磁石３０３は、Ｎ極とＳ極とを周方向に交互に有している。

シャフト４０１は、ロータコア３０２の軸中心に形成された軸穴３０４に固定されている。また、シャフト４０１は、モータケース１０１の隔壁１０７に設けられた軸受け１０４と、フレームエンド１０２に設けられた軸受け１０５とによって、回転可能に軸支されている。これにより、シャフト４０１は、ステータ２０１に対し、ロータ３０１と共に回転可能となっている。

さらにまた、シャフト４０１は、電子回路側へ延び、電子回路側の先端には、回転位置を検出するためのマグネット４０２が設けられている。シャフト４０１の電子回路側の先端付近には、樹脂製のプリント基板８０１が配置される。このプリント基板８０１は、その中央に、位置センサ７３（図１中には不図示）を有している。これにより、マグネット４０２の回転位置、すなわちシャフト４０１の回転位置が、位置センサ７３によって検出される。

次に、図３〜図６を参照しつつ、電子回路の物理的な構成を説明する。なお、図３〜６では、図１に示したカバー１０３およびプリント基板８０１を省略している。
ここでは、最初にパワー部５０の構成について説明し、次に、制御部７０の構成について説明する。

パワー部５０のインバータ６０を構成する７つのＦＥＴ６１〜６７が３つの半導体モジュールとして構成されることは既に述べた。そして、本形態の駆動装置１は、インバータ６０を２組備えているため、６つの半導体モジュールを備えていることも既に述べた通りである。

すなわち、図３に示すように、駆動装置１は、６つの半導体モジュール５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６を備えている。これら半導体モジュール５０１〜５０６を区別する場合、図３中の記号を用い、Ｕ１半導体モジュール５０１、Ｖ１半導体モジュール５０２、Ｗ１半導体モジュール５０３、Ｕ２半導体モジュール５０４、Ｖ２半導体モジュール５０５、Ｗ２半導体モジュール５０６と記述することとする。

図２との対応関係について言及すれば、Ｕ１半導体モジュール５０１が、Ｕ相に対応するＦＥＴ６１、６４および逆接保護用のＦＥＴ６７を有している。また、Ｖ１半導体モジュール５０２が、Ｖ相に対応するＦＥＴ６２、６５を有している。さらにまた、Ｗ１半導体モジュールが、Ｗ相に対応するＦＥＴ６３、６６を有している。同様に、Ｕ２半導体モジュール５０４がＵ相に対応するＦＥＴ６１、６４および逆接保護用のＦＥＴ６７を有し、Ｖ２半導体モジュール５０５がＶ相に対応するＦＥＴ６２、６５を有し、Ｗ２半導体モジュール５０６がＷ相に対応するＦＥＴ６３、６６を有している。すなわち、Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１の３つの半導体モジュール５０１〜５０３によって一組のインバータ６０が構成されており、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２の３つの半導体モジュール５０４〜５０６によってもう一組のインバータ６０が構成されている。

これらインバータ６０を構成するＵ１〜Ｗ１の３つの半導体モジュール５０１〜５０３、および、Ｕ２〜Ｗ２の３つの半導体モジュール５０４〜５０６は、バスバー５０７で連結されてモジュールユニットを形成している。バスバー５０７は、連結機能と共に、電源ラインを兼ねる。すなわち、バスバー５０７を経由して半導体モジュール５０１〜５０６へ電力が供給される。

なお、図３〜図６は、半導体モジュール５０１〜５０６等の組み付け構造を示すものであり、電力供給構造については図示していない。この点、実際には、カバー１０３にコネクタが取り付けられ、そのコネクタを経由してバスバー５０７へ電力が供給される。

次に、半導体モジュール５０１〜５０６の配置について説明する。
半導体モジュール５０１〜５０６は、ヒートシンク６０１に対し取り付けられている。

ヒートシンク６０１は、図３および図６に示すように、内側に略円柱状の空間が形成されている。当該略円柱状の空間は、モータケース１０１の内部空間に連通している。当該略円柱状の空間の略中心には、シャフト４０１が位置している。つまり、ヒートシンク６０１は、肉厚の筒形状とも言え、シャフト４０１の中心線の周りに側壁部６０２を有している。側壁部６０２には、不連続部分を構成する２つの切り欠き部６０３、６０４が設けられている。

また、ヒートシンク６０１の側壁部６０２は、径外方向へ向く側壁面６０５を有している。側壁面６０５は、円周方向に計６つ形成されている。

以上のように形成されたヒートシンク６０１に対し、半導体モジュール５０１〜５０６は、径外方向を向く側壁面６０５に一つずつ配置されている。半導体モジュール５０１〜５０６は、モールドされた半導体チップ５１１のチップ面の方向に広がる板状の直方体形状であり、相対的に面積の大きな面が側壁面６０５に当接するように配置されている。

半導体モジュール５０１〜５０６は、上述のごとくヒートシンク６０１の側壁面６０５に配置されることで、ちょうど半導体チップ５１１のチップ面の垂線がシャフト４０１の中心線に垂直となっている。すなわち、本形態において半導体モジュール５０１〜５０６は、縦配置されている。

半導体モジュール５０１〜５０６は、隔壁１０７側の端部に、巻線用端子５０８を有している（図３等参照）。コイル線２０５へ電流を供給するための取出線２０６がモータケース１０１の軸方向端部に設けられた６つの穴から電子回路側へ引き出されていることは上述したが、取出線２０６は各半導体モジュール５０１〜５０６の巻線用端子５０８に挟持されるようにして電気的に接続されている。

また、半導体モジュール５０１〜５０６は、反隔壁１０７側の端部に、複数の制御用端子５０９と、２本のコンデンサ用端子５１０とを有している。制御用端子５０９は、後述するようにプリント基板８０１（図１参照）の所定箇所に半田付けされる。これにより、半導体モジュール５０１〜５０６が、制御部７０（図２参照）に電気的に接続される。一方、コンデンサ用端子５１０はそれぞれ、半導体モジュール５０１〜５０６の内部で電源ラインおよびグランドに接続されている。そして、いずれのコンデンサ用端子５１０も、モータケース１０１の径内方向へ折り曲げられている。

図３等に示すように、半導体モジュール５０１〜５０６に対し、ヒートシンク６０１と同じ側に、６つのコンデンサ７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６が配置されている。これらコンデンサ７０１〜７０６を区別するため、図３中の記号を用い、Ｕ１コンデンサ７０１、Ｖ１コンデンサ７０２、Ｗ１コンデンサ７０３、Ｕ２コンデンサ７０４、Ｖ２コンデンサ７０５、Ｗ２コンデンサ７０６と記述する。

図２との対応関係について言及すれば、Ｕ１コンデンサ７０１がコンデンサ５４に対応する。また、Ｖ１コンデンサ７０２がコンデンサ５５に対応する。さらにまた、Ｗ１コンデンサ７０３がコンデンサ５６に対応する。同様に、Ｕ２コンデンサ７０４がコンデンサ５４に対応し、Ｖ２コンデンサ７０５がコンデンサ５５に対応し、Ｗ２コンデンサ７０６がコンデンサ５６に対応する。

ヒートシンク６０１の径方向内側には、ホルダ６０６が配置されている。ホルダ６０６は、略円筒状に形成され、一方の端部に鍔部６０７を有している（図６参照）。ホルダ６０６の外径は、ヒートシンク６０１の内径よりやや小さく形成されている。ホルダ６０６は、鍔部６０７がヒートシンク６０１の反フレームエンド１０２側の壁面に当接するようにして、ヒートシンク６０１の径方向内側の空間に配置されている（図５参照）。ホルダ６０６の径方向内側には、６つの収容部６０８が形成されている。

コンデンサ７０１〜７０６は、ホルダ６０６の収容部６０８に収容されて半導体モジュール５０１〜５０６に対して一つずつ、半導体モジュール５０１〜５０６のシャフト４０１側に配置されている。コンデンサ７０１〜７０６は円柱状を呈し、その軸がシャフト４０１の中心線に略平行となるように配置されている。また、半導体モジュール５０１〜５０６の有するコンデンサ用端子５１０が径内方向へ折り曲げられていることで、この折り曲げられたコンデンサ用端子５１０に対し、コンデンサ７０１〜７０６の端子が、直接的に接続されている。

図６に示すように、ホルダ６０６の径方向内側には、コンデンサ７０１〜７０６の反鍔部６０７側にチョークコイル５２が収容されている。チョークコイル５２はドーナツ状の鉄心にコイル線が巻回されてなり、コイル端は、ヒートシンク６０１の一方の切り欠き部６０３を通り、径外方向へ引き出されている。また、シャフト４０１が電子回路側へ延びていることは既に述べたが、このシャフト４０１が貫通した状態でチョークコイル５２がホルダ６０６に収容されている。

なお、チョークコイル５２のコイル端は電源ラインに介在するように接続されるが（図２参照）、図３〜図６では、電力供給構造については図示していない。

次に、制御部７０について説明する。制御部７０は、図１に示すプリント基板８０１上に形成される。すなわち、プリント基板８０１には、エッチング処理等により配線パターンが形成され、ここに制御部７０を構成するＩＣなどの電子部品が実装される（図１には不図示）。電子部品が実装されたプリント基板８０１は、所定箇所に形成された端子孔に半導体モジュール５０１〜５０６の制御用端子５０９が挿通されるようにして、モータケース１０１から延出する複数の支柱１０６に螺着されている。半導体モジュール５０１〜５０６の制御用端子５０９は、プリント基板８０１の配線パターンに半田付けされている。

本形態の駆動装置１では、半導体モジュール５０１〜５０６がシャフト４０１の中心線方向に配置されている。これにより、径方向の体格を小さくすることができる。また、半導体モジュール５０１〜５０６を縦配置とし、これによって確保されるスペースを利用することにより、径方向にチョークコイル５２および６つのコンデンサ７０１〜７０６を並べて配置した。すなわち、６つの半導体モジュール５０１〜５０６の径内方向にコンデンサ７０１〜７０６を配置した。これにより、駆動装置１の特に径方向の体格を可及的に小さくすることができる。

ところで、上述の駆動装置１では、半導体モジュール５０１〜５０６の各々について、巻線用端子５０８とコイル線２０５の取出線２０６とを接続する工程、コンデンサ用端子５１０とコンデンサ７０１〜７０６の端子とを接続する工程、制御用端子５０９をプリント基板８０１の端子孔に挿通するとともに配線パターンに半田付けする工程等を含む複雑な組立作業が行われる。したがって、半導体モジュール５０１〜５０６は、あらかじめモータケース１０１に対して「位置決め」を行った上で配置されていることが好ましい。

そこで以下では、本形態の特徴部分である、モータケース１０１に半導体モジュール５０１〜５０６を配置するための構成とその効果について、図７に基づいて詳述する。
なお、半導体モジュール５０１〜５０６は同様の構成であるため、半導体モジュール５０１についてのみ説明する。図７では、半導体モジュール５０１のみを図示し、巻線用端子５０８、制御用端子５０９およびコンデンサ用端子５１０については図示を省略している。

まず、モータケース１０１について説明する。上述のように、モータケース１０１には隔壁１０７からシャフト４０１（図７には不図示）の中心線方向へ延びるヒートシンク６０１が設けられている。ヒートシンク６０１の側壁面６０５に隣接する壁面１０８はモータケース１０１の径方向に延びて形成されている（図６等参照）。側壁面６０５は壁面１０８と略直角に交わるよう形成されている。また、側壁面６０５は平面で構成されている。

すなわち、図７に示すように、壁面１０８をｘｙｚ座標空間におけるｘｙ平面上の壁面とすると、側壁面６０５は、壁面１０８からｚ軸方向へ立ち上がるようにして形成されている。つまり、側壁面６０５は、ｙｚ平面上の壁面である。なお、本形態では、モータ３０のシャフト４０１は、その中心線が前記ｚ軸に略平行となるように設けられている。つまり、側壁面６０５は、シャフト４０１の中心線に略平行となるよう形成されている。

モータケース１０１の壁面１０８には、係合部１１０が形成されている。本形態において係合部１１０は、第１係合部１１１と第２係合部１１２を有し、半導体モジュール５０１の外郭を覆う形状の凸部として形成されている。

次に、半導体モジュール５０１について説明する。半導体モジュール５０１は、半導体チップ５１１（図７には不図示、図１参照）の一部が露出するように、樹脂による封止体５１２に覆われている。封止体５１２は、平板の直方体形状に形成されている。封止体５１２は、放熱面５１３、前面５１４、下面５１６、上面５１５、右側面５１７、および、左側面５１８の６つの面を有している。ここで、放熱面５１３は、封止体５１２の６つの面のうち最も面積が大きい面の一つである。また、放熱面５１３は、半導体チップ５１１のチップ面に略平行となるよう形成されている。

半導体モジュール５０１は、モータケース１０１に形成された係合部１１０に対応する形状の被係合部５１９を有している。本形態では、半導体モジュール５０１の外殻そのものが被係合部５１９となっている。

このような構成によると、モータケース１０１に半導体モジュール５０１を配置する場合、係合部１１０と被係合部５１９とが係合するため、半導体モジュール５０１はモータケース１０１の所定の位置に位置決めされる。

なお、半導体チップ５１１の一部は封止体５１２から露出しているため、半導体モジュール５０１は、その放熱面５１３と側壁面６０５との間に絶縁性の放熱シート５２０を介して側壁面６０５に当接している（図６参照）。

以下、本形態の駆動装置１において、モータケース１０１に係合部１１０を設けるとともに半導体モジュール５０１〜５０６に被係合部５１９を設けることによって奏される効果について述べる。説明を容易にするために、以下では、封止体５１２の放熱面５１３から前面５１４へ向かう方向を「前面」方向とし、封止体５１２の前面５１４から放熱面５１３へ向かう方向を「放熱面」方向とし、封止体５１２の左側面５１８から右側面５１７へ向かう方向を「右側面」方向とし、封止体５１２の右側面５１７から左側面５１８へ向かう方向を「左側面」方向とする。

（１）本形態の駆動装置１では、モータケース１０１に係合部１１０を形成し、半導体モジュール５０１〜５０６に係合部１１０に対応する被係合部５１９を形成した。ここで、係合部１１０および被係合部５１９を、係合部１１０と被係合部５１９とが係合することによって半導体モジュール５０１〜５０６のモータケース１０１に対する位置決めが可能な様に形成した。

これにより、本形態では、係合部１１０と被係合部５１９との係合によって、半導体モジュール５０１は、モータケース１０１に対する「前面」方向および「放熱面」方向（ｘ軸方向）、「右側面」方向および「左側面」方向（ｙ軸方向）の位置ずれが規制される（図７参照）。そして、半導体モジュール５０１〜５０６を支えるための冶具等を用いることなく半導体モジュール５０１〜５０６の位置決めを行うことができるため、結果として駆動装置１の組立工程を省力化するとともに製造コストの削減が実現される。

（２）また、本形態の駆動装置１では、モータケース１０１に当該モータケース１０１から延びる側壁面６０５を設け、係合部１１０と被係合部５１９とが係合することによって、半導体モジュール５０１〜５０６の放熱面５１３が側壁面６０５に当接するように配置した。これにより、モータケースに対する半導体モジュール５０１〜５０６の側壁面６０５側への位置ずれが規制される。

（３）さらにまた、本形態の駆動装置１では、平面で構成された側壁面６０５に合わせて半導体モジュール５０１の放熱面５１３を平面に形成し、放熱面５１３が側壁面６０５に当接するように半導体モジュール５０１〜５０６を配置した。これにより、半導体モジュール５０１〜５０６の発する熱は側壁面６０５を経由して放出される。結果として、半導体チップ５１１の温度が許容温度以上に上昇することを抑制できる。

（４）また、本形態の駆動装置１では、半導体モジュール５０１〜５０６の放熱面５１３の面積を他の面と比べて最も大きくなるように形成した。これにより、半導体モジュール５０１〜５０６と側壁面６０５との当接面積を大きく確保できるため、半導体モジュール５０１〜５０６の放熱効果を促進させることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による駆動装置を図８に基づいて説明する。本形態では、モータケースに形成される係合部および半導体モジュールに形成される被係合部の形状が第１実施形態と異なる。

本形態では、被係合部５２３は、半導体モジュール５２１の下面に設けられ、半導体モジュールの前面から放熱面へ向かって延びる溝状凹部として形成されている。溝状凹部は半導体モジュールの前面から放熱面まで達している場合と達していない場合が考えられるが、本形態では溝状凹部としての被係合部５２３は前面から放熱面まで達している。モータケース１０１の壁面１０８には、側壁面６０５から前面方向に延びる凸部として、係合部１２１が設けられている。係合部１２１は、被係合部５２３に対応するように形成されている。
これにより、本形態では、係合部１２１と被係合部５２３とが係合することによって、半導体モジュール５２１はモータケース１０１に対して「右側面」および「左側面」方向の位置ずれが規制される。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による駆動装置を図９に基づいて説明する。本形態では、モータケースに形成される係合部および半導体モジュールに形成される被係合部が複数設けられている点が第２実施形態と異なる。

本形態では、半導体モジュール５３１の下面に、二つの被係合部５３３、５３４が設けられている。被係合部５３３は半導体モジュール５３１の中心より「左側面」側に設けられ、被係合部５３４は半導体モジュール５３１の中心より「右側面」側に設けられている。モータケース１０１の壁面１０８には、側壁面６０５から前面方向に延びる凸部として、係合部１３１、１３２が設けられている。係合部１３１、１３２は、被係合部５３３、５３４に対応するように形成されている。
これにより、本形態では、係合部１３１、１３２と被係合部５３３、５３４とが係合することによって、第２実施形態と同様の方向への位置ずれが効果的に規制される。

（第４実施形態）
本発明の第３実施形態による駆動装置を図１０に基づいて説明する。本形態では、モータケースに形成される係合部および半導体モジュールに形成される被係合部の形状が第３実施形態と異なる。

本形態では、半導体モジュール５４１の下面に、二つの被係合部５４３、５４４が設けられている。被係合部５４３は半導体モジュール５４１の下面と左側面とがなす角を切り欠いた形状に形成されている。同様に、被係合部５４４は半導体モジュール５４１の下面と右側面とがなす角を切り欠いた形状に形成されている。モータケース１０１の壁面１０８には、側壁面６０５から前面方向に延びる凸部として、係合部１４１、１４２が設けられている。係合部１４１、１４２は、被係合部５４３、５４４に対応するように形成されている。
これにより、本形態では、係合部１４１、１４２と被係合部５４３、５４４とが係合することによって、上記第３実施形態と同様の効果が奏される。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による駆動装置を図１１に基づいて説明する。本形態では、モータケースに形成される係合部および半導体モジュールに形成される被係合部の形状が第２実施形態と異なる。

本形態では、被係合部５５３は、半導体モジュール５５１の下面に設けられ、半導体モジュールの前面から放熱面へ向かって延びる溝状凹部として形成されている。本形態では、溝状凹部としての被係合部５５３は前面から放熱面まで達していない。また、モータケース１０１の壁面１０８には、側壁面６０５から離間させて前面方向に延びる凸部として、係合部１５１が設けられている。つまり、係合部１５１と側壁面６０５との間には隙間が形成されている。係合部１５１は、被係合部５５３に対応する形状に形成されている。

これにより、本形態では、係合部１５１と被係合部５５３とが係合することによって、半導体モジュール５５１が係合部１５１と側壁面６０５との隙間に嵌まり込むように配置される。このため、半導体モジュール５５１はモータケース１０１に対して、第２実施形態と同様に「右側面」および「左側面」方向の位置ずれが規制されることに加えて、さらに「前面」方向および「放熱面」方向の位置ずれが規制される。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による駆動装置を図１２に基づいて説明する。本形態では、モータケースに形成される係合部および半導体モジュールに形成される被係合部が複数設けられている点が第５実施形態と異なる。

本形態では、半導体モジュール５６１の下面に、二つの被係合部５６３、５６４が設けられている。被係合部５６３は半導体モジュール５６１の「左側面」に設けられ、被係合部５３４は半導体モジュール５６１の「右側面」に設けられている。モータケース１０１には、被係合部５６３、５６４に対応して係合部１６１、１６２が設けられている。
これにより、本形態では、係合部１６１、１６２と被係合部５６３、５６４とが係合することによって、上記第５実施形態と同様の方向への位置ずれが効果的に規制される。

（第１参考例）
本発明の第１参考例による駆動装置を図１３に基づいて説明する。本参考例では、モータケースに形成される係合部および半導体モジュールに形成される被係合部の形状が第２実施形態と異なる。
本参考例では、被係合部５７３は、半導体モジュール５７１の前面から放熱面へ到達する連通穴として形成されている。本参考例では、連通穴はその横断面が長円形に形成されている。モータケース１０１には、側壁面６０５から前面方向に延びる凸部として係合部１７１が形成されている。係合部１７１は、被係合部５７３に対応するよう形成されている。

これにより、本参考例では、係合部１７１と被係合部５７３とが係合することによって、「右側面」方向、「左側面」方向、「上面」方向、および「下面」方向の位置ずれを規制することができる。また、本参考例では、連通穴として形成される被係合部は長円形に形成されているため、上記の方向への位置ずれの規制に加えて、係合部１７１の軸周りに半導体モジュール５７１が回転することを規制できる。

（第２参考例）
本発明の第２参考例による駆動装置を図１４に基づいて説明する。本参考例では、モータケースに形成される係合部および半導体モジュールに形成される被係合部の形状および数が第１参考例と異なる。
本参考例では、被係合部５８３、５８４は、半導体モジュール５７１の前面から放熱面へ到達する連通穴として形成されている。被係合部５８３は半導体モジュール５８１の中心より「左側面」側に設けられ、被係合部５８４は半導体モジュール５８１の中心より「右側面」側に設けられている。本参考例では、連通穴はその横断面が略円形に形成されている。モータケース１０１には、側壁面６０５から前面方向に延びる凸部として係合部１８１、１８２が形成されている。係合部１８１、１８２は、被係合部５８３、５８４に対応するよう形成されている。

ところで、横断面が略円形に形成された連通穴を１つのみ半導体モジュールが有する場合、当該半導体モジュールは、係合部の軸周りに回転することが懸念される。
しかしながら、本参考例では、半導体モジュール５８１は、上記のように横断面が略円形に形成された連通穴である被係合部を複数有している。これにより、本参考例では、係合部１８１、１８２と被係合部５８３、５８４とが係合することによって、半導体モジュール５８１は、係合部１８１、１８２の軸周りに回転することが規制され、上記第１参考例と同様の効果を奏する。

（第３参考例）
本発明の第３参考例による駆動装置を図１５に基づいて説明する。本参考例では、モータケースに形成される係合部の形状が第１参考例と異なる。
本参考例では、被係合部５９３は、半導体モジュール５９１の前面から放熱面へ到達する連通穴として形成されている。係合部１９１は、側壁面６０５に設けられたネジ穴１９３と、穴部１９３に嵌合するネジ１９２とで構成されている。

これによると、半導体モジュール５９１の被係合部５９３である連通穴にネジ１９２を挿通しネジ１９２を側壁面６０５に設けられたネジ穴１９３に嵌合させることができるため、半導体モジュール５９１をモータケース１０１に対し固定することができる。したがって、本参考例では、確実に位置ずれが規制される。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態による駆動装置を図１６に基づいて説明する。本形態では、モータケースに形成される係合部および半導体モジュールに形成される被係合部の形状が第５実施形態と異なる。

本形態では、被係合部９０３は、半導体モジュール９０１の前面に設けられ半導体モジュール９０１の左側面から右側面へ延びる溝状凹部９０４と、押さえ部材９０５とで構成されている。押さえ部材９０５は板ばねであり、第１湾曲部９０７と第２湾曲部９０６を有している。
一方、モータケース１０１の壁面１０８には、側壁面６０５から離間させて前面方向に延びる凸部として、係合部１００１が設けられている。つまり、係合部１００１と側壁面６０５との間には隙間がある。係合部１００１は、押さえ部材９０５の第２湾曲部９０６に対応する凹部１００２を有している。

これによると、半導体モジュール９０１をモータケース１０１に配置する場合、まず半導体モジュール９０１が係合部１００１と側壁面６０５との隙間に配置される。次に、押さえ部材９０５が半導体モジュール９０１と係合部１００１との間に嵌め込まれる。このとき、押さえ部材９０５は、第２湾曲部９０６を凹部１００２に当接させるとともに、第１湾曲部９０７によって溝状凹部９０４を「放熱面」方向へ押さえつける。
したがって、本形態では、係合部１００１と被係合部９０３とが係合することによって、半導体モジュール９０１は、モータケース１０１に対して「前面」方向、「放熱面」方向、「上面」方向、「下面」方向、「左側面」方向、および「右側面」方向の位置ずれが規制される。

（第８実施形態）
本発明の第８実施形態による駆動装置を図１７に基づいて説明する。本形態では、モータケースに形成される係合部および半導体モジュールに形成される被係合部は、第２実施形態とは逆の形状に形成されている。
つまり、本形態では、被係合部９１３は半導体モジュール９１１の下面に凸部として設けられ、係合部１０１１はモータケース１０１の壁面１０８に溝状凹部として設けられている。
これにより、本形態においても第２実施形態と同様の効果が奏される。

（他の実施形態）
上述の第２〜第７実施形態では、モータケースに形成される係合部を凸部、半導体モジュールに形成される被係合部を凹部として形成した。一方、上述の第８実施形態では、第２実施形態の凸部と凹部を逆に形成し、モータケースに形成される係合部を凹部、半導体モジュールに形成される被係合部を凸部として形成した。このように、本発明の他の実施形態では、第２〜第７実施形態についても凸部と凹部との関係を逆に構成することができる。これによっても、上述の各実施形態と同様の効果が奏される。

また、本発明の他の実施形態では、半導体モジュールの放熱面をモータの側壁面に押し付ける押さえ部材をさらに備えることができる。
さらにまた、本発明の他の実施形態では、構成上の阻害要因がない限り上述の各実施形態のいかなる構成をも組み合わせることができる。

さらにまた、上述の実施形態では、半導体モジュールにおける半導体チップは封止体の放熱面に露出しており、半導体モジュールの放熱面は絶縁性の放熱シートを間に挟んでヒートシンクの側壁面と当接していた。本発明の他の実施形態では、半導体モジュールにおいて、例えば半導体チップの放熱用の金属板が封止体の放熱面に露出していてもよい。あるいは、半導体モジュールは半導体チップの全てを封止体によって包むようにして覆っていてもよい。いずれにしても、半導体モジュールの放熱面がヒートシンクの側壁面に当接することによって、半導体チップの熱を放出することが促進される。

また、本発明の他の実施形態では、ヒートシンクはモータ軸方向に延びて設けられていなくてもよい。すなわち、ヒートシンクの側壁面は、モータ軸に対し傾斜、あるいはモータ軸に対し垂直となるよう形成されていてもよい。また、ヒートシンクの側壁面と、半導体モジュールの下面に対向する壁面であるモータケースの壁面とのなす角は、直角でなくてもよい。

さらにまた、本発明の他の実施形態として、ヒートシンクを設けない構成を考えることもできる。本発明では、ヒートシンクを設けなくても、モータケースの係合部と半導体モジュールの被係合部を係合することによって、半導体モジュールをモータケースに対して「位置決め」することができる。

また、上述の実施形態では、半導体チップのチップ面の垂線がモータ軸に対して垂直となるよう半導体モジュールを縦配置する例を示した。本発明の他の実施形態では、半導体モジュールを縦配置とせず、前記垂線がモータ軸に対して傾斜するような斜め配置、あるいは前記垂線がモータ軸に対して平行となるような横配置としてもよい。また、上述の各実施形態のように半導体モジュールがモータケースのモータ軸方向に配置される構成に限らず、半導体モジュールがモータケースの径方向外側に配置される構成を考えてもよい。また、半導体モジュールは、モータに対し複数ではなく、１つ設けられることとしてもよい。

上記実施形態はＥＰＳに適用される場合を例に挙げたが、他の分野への適用ももちろん可能である。
このように、本発明は、上記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で種々の形態で実施可能である。

１：駆動装置、３０：モータ、１０１：モータケース、１１０、１２１、１３１、１３２、１４１、１４２、１５１、１６１、１６２、１７１、１８１、１８２、１９１、１００１、１０１１：係合部、２０１：ステータ、３０１：ロータ、４０１：シャフト、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５２１、５３１、５４１、５５１、５６１、５７１、５８１、５９１、９０１、９１１：半導体モジュール、５１１：半導体チップ、５１２、５２２、５３２、５４２、５５２、５６２、５７２、５８２、５９２、９０２、９１２：封止体、５１９、５２３、５３３、５３４、５４３、５４４、５５３、５６３、５６４、５７３、５８３、５８４、５９３、９０３、９１３：被係合部

Claims (21)

1. 電流を流すことにより回転駆動されるモータと、前記モータに流す電流を制御するための半導体モジュールを有する電子回路とを備えた駆動装置であって、
   前記モータは、
   筒部および当該筒部の端部から径方向内側に延びて設けられる隔壁を有するモータケースと、
   前記筒部の径方向内側に配置され複数相を構成するよう巻線が巻回されたステータと、
   前記ステータの径方向内側に配置されるロータと、
   前記ロータと共に回転するシャフトと、
   前記モータケースと同じ材料により前記モータケースと一体に形成された係合部と、を有し、
   前記半導体モジュールは、
   前記複数相の巻線に流れる巻線電流を切り換えるための半導体チップと、
   前記半導体チップを覆う封止体と、
   前記封止体と同じ材料により前記封止体と一体に形成され、前記係合部に係合することで前記モータケースに対する位置決めを行う被係合部と、を有し、
   前記モータケースは、前記隔壁から前記シャフトの中心線方向に延びて設けられる放熱部を有し、
   前記半導体モジュールは、前記封止体において前記半導体チップのチップ面と対向する放熱面を有し、前記係合部と前記被係合部とが係合することによって前記放熱面が前記放熱部に当接可能に配置され、
   前記係合部は、前記放熱部に対し垂直に延びる壁面から突出するよう、または凹むよう形成されていることを特徴とする駆動装置。
2. 前記半導体モジュールは、前記放熱面の面積が他の面と比べて最も大きくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記封止体は、略直方体形状に形成され、前記チップ面と略平行で前記放熱面と対向する面である前面と、前記放熱面および前記前面に略垂直な面のうちの１つである下面と、当該下面と対向する面である上面と、前記放熱面、前面、下面、および上面のいずれにも略垂直な面のうちの１つである右側面と、当該右側面と対向する左側面と、を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
4. 前記被係合部は、前記半導体モジュールの略直方体形状に形成された前記封止体自身であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の駆動装置。
5. 前記被係合部は、前記半導体モジュールの前記下面に設けられ、前記半導体モジュールの前記前面から前記放熱面へ延びる溝状凹部であることを特徴とする請求項３または４に記載の駆動装置。
6. 前記被係合部は、前記半導体モジュールの前記前面に設けられ、前記半導体モジュールの前記下面から前記上面へ延びる溝状凹部であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の駆動装置。
7. 前記被係合部は、前記半導体モジュールの前記前面に設けられ、前記半導体モジュールの前記左側面から前記右側面へ延びる溝状凹部であることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の駆動装置。
8. 前記被係合部は、前記封止体の少なくとも１つの面に複数設けられ、
   前記係合部は、前記モータケースに、前記被係合部にそれぞれ対応して複数設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の駆動装置。
9. 前記半導体モジュールは、前記モータケースの前記隔壁の反ロータ側に、前記半導体チップのチップ面の垂線が前記シャフトの中心線と非平行となるよう縦配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の駆動装置。
10. 前記半導体モジュールは、前記垂線が前記シャフトの中心線に垂直となるよう配置されていることを特徴とする請求項９に記載の駆動装置。
11. 前記半導体モジュールの前記放熱面を前記放熱部に押し付ける押さえ部材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の駆動装置。
12. 筒部および当該筒部の端部から径方向内側に延びて設けられる隔壁を有するモータケースと、前記モータケースの径方向内側に配置され複数相を構成するよう巻線が巻回されたステータと、前記ステータの径方向内側に配置されるロータと、前記ロータと共に回転するシャフトと、前記モータケースと同じ材料により前記モータケースと一体に形成された係合部と、を有するモータを回転駆動するための電子回路に設けられ、前記モータに供給する電流を制御するための半導体モジュールであって、
    前記複数相の巻線に流れる巻線電流を切り換えるための半導体チップと、
    前記半導体チップを覆う封止体と、
    前記封止体と同じ材料により前記封止体と一体に形成され、前記係合部に係合することで前記モータケースに対する位置決めを行う被係合部と、を有し、
    前記モータケースは、前記隔壁から前記シャフトの中心線方向に延びて設けられる放熱部を有し、
    前記封止体において前記半導体チップのチップ面と対向する放熱面を有し、前記係合部と前記被係合部とが係合することによって前記放熱面が前記放熱部に当接可能に配置され、
    前記係合部は、前記放熱部に対し垂直に延びる壁面から突出するよう、または凹むよう形成されていることを特徴とする半導体モジュール。
13. 前記放熱面の面積が他の面と比べて最も大きくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体モジュール。
14. 前記封止体は、略直方体形状に形成され、前記チップ面と略平行で前記放熱面と対向する面である前面と、前記放熱面および前記前面に略垂直な面のうちの１つである下面と、当該下面と対向する面である上面と、前記放熱面、前面、下面、および上面のいずれにも略垂直な面のうちの１つである右側面と、当該右側面と対向する左側面と、を有していることを特徴とする請求項１２または１３に記載の半導体モジュール。
15. 前記被係合部は、前記下面に設けられ、前記前面から前記放熱面へ延びる溝状凹部であることを特徴とする請求項１４に記載の半導体モジュール。
16. 前記被係合部は、前記前面に設けられ、前記下面から前記上面へ延びる溝状凹部であることを特徴とする請求項１４または１５に記載の半導体モジュール。
17. 前記被係合部は、前記半導体モジュールの前記前面に設けられ、前記半導体モジュールの前記左側面から前記右側面へ延びる溝状凹部であることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の駆動装置。
18. 前記被係合部は、前記封止体の少なくとも１つの面に複数設けられ、
    前記係合部は、前記モータケースに、前記被係合部にそれぞれ対応して複数設けられることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
19. 前記モータケースの前記隔壁の反ロータ側に、前記半導体チップのチップ面の垂線が前記シャフトの中心線と非平行となるよう縦配置されていることを特徴とする請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
20. 前記垂線が前記シャフトの中心線に垂直となるよう配置されていることを特徴とする請求項１９に記載の半導体モジュール。
21. 前記放熱面を前記放熱部に押し付ける押さえ部材をさらに備えることを特徴とする請求項１２〜２０のいずれか一項に記載の半導体モジュール。

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