旋转电动机的制作方法

本发明涉及一种旋转电动机，尤其是控制装置一体型的旋转电动机。

背景技术：

在现有的使用于电动动力转向装置或者集成起动发电机等的旋转电动机中，使用装设有功率用的半导体元件的半导体装置，电动机与控制装置形成为一体。

例如，现有的作为旋转电动机的电动动力转向装置主要由以下构成：用于辅助驾驶者的转向力的电动机、对上述电动机进行控制的控制装置、与使电动机的输出减速并传递至转向轴的减速机构的连结装置及对驾驶者的转向力等进行检测的传感器类。

此外，作为电动动力转向装置的小型化的一个对策，已经存在有一种将电动机和控制装置一体化的电动动力转向装置。此外，为了与散热器绝缘，装设于控制装置的半导体模块(半导体装置)成为夹装有绝缘片的结构(例如，参照专利文献1)。

此外，例如，为了增大散热面积以提高散热性，构成为，装设于现有的电动动力转向装置的功率模块(半导体装置)的与散热器接触的散热面形成为大致扇形(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第5365872号

专利文献2：日本专利特许第5518108号

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

上述专利文献1所示的现有的旋转电动机具有电动机和控制装置在电动机的输出轴延伸的方向上排列设置并一体化的结构。在上述现有的电动动力转向装置中，构成逆变器电路的主要元件即功率模块配置成，其平面的延伸方向相对于电动机的输出轴方向大致平行(以下，将该配置称作纵向放置。)。因此，不仅使电动动力转向装置的轴长变长，而且散热器也是纵向放置的，因此，还存在散热性差这样的技术问题。

此外，上述现有的电动动力转向装置构成为，半导体装置纵向放置，电动机的定子绕组与半导体装置的连接在存在于比电动机更远的位置的半导体装置的上表面端部进行，存在组装复杂这样的技术问题。

此外，由于形成为在半导体模块与散热器之间夹装绝缘片的结构，因此，在根据绝缘片的生产性、加工性来考虑成本时形成为长方形，从而半导体组装置与之相应也限定为长方形，因此，存在设计自由度降低，阻碍电动动力转向装置的小型化这样的技术问题。

另一方面，在装设于上述专利文献2所示的现有的电动动力转向装置的功率模块中，若控制端子是平面方向上的长的端子，则相邻的端子彼此会发生干涉。此外，由于控制端子之间的距离缩短，因此，存在绝缘性变差这样的技术问题。

本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于，提供一种装设于控制装置的半导体装置的散热性和绝缘性好且小型的旋转电动机。

解决技术问题所采用的技术方案

为了实现上述目的，在本发明的旋转电动机中，在电动机的输出轴延伸的方向上配置有控制装置和散热器，上述控制装置包括半导体装置，上述半导体装置具有与上述电动机的定子绕组对应地设置的驱动电路，上述半导体装置的主表面与上述散热器紧贴，为了增大冷却面积而在上述半导体装置与散热器的紧密接触面以沿上述散热器的外缘部的方式形成有上述驱动电路。

发明效果

根据本发明的旋转电动机，在电动机的输出轴延伸的方向上配置有控制装置和散热器，控制装置所包括的半导体装置的主表面与上述散热器紧贴，为了增大冷却面积而在半导体装置与散热器的紧密接触面以沿上述散热器的外缘部的方式形成驱动电路，因此，能提高从半导体装置向散热器的散热性和绝缘性，能缩短电动机的输出轴轴长，因此，能获得使组装简化并小型化的效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式一的旋转电动机的局部剖视图。

图2是表示与本发明的实施方式一的旋转电动机一体化的控制装置中的半导体装置的配置例(之一)的俯视图。

图3是表示与本发明的实施方式一的旋转电动机一体化的控制装置中的半导体装置的配置例(之二)的俯视图。

图4是表示与本发明的实施方式一的旋转电动机一体化的控制装置中的半导体装置的配置例(之三)的俯视图。

图5是表示与本发明的实施方式一的旋转电动机一体化的控制装置中的半导体装置的配置例(之四)的俯视图。

图6是表示与本发明的实施方式一的旋转电动机一体化的控制装置中的半导体装置的配置例(之五)的俯视图。

图7是表示与本发明的实施方式一的旋转电动机一体化的控制装置中的半导体装置的电路结构(之一)的俯视图。

图8是图7的半导体装置的a-a’剖视图。

图9是表示与本发明的实施方式一的旋转电动机一体化的控制装置中的半导体装置的电路结构(之二)的俯视图。

图10是将与本发明的实施方式一的旋转电动机一体化的控制装置中的半导体装置取出并表示的立体图。

图11是本发明的实施方式一的旋转电动机的整体电路结构图。

图12是表示与本发明的实施方式一的旋转电动机一体化的控制装置中的半导体装置的开关电路例的图。

图13是表示本发明的实施方式二的旋转电动机的局部剖视图。

图14是表示与本发明的实施方式二的旋转电动机一体化的控制装置中的半导体装置的配置例的俯视图。

具体实施方式

实施方式一

以下，以电动动力转向装置为例，基于上述附图，对本发明的实施方式一的旋转电动机进行说明。

在图1中，旋转电动机1主要由用于辅助驾驶者的转向力的电动机2、用于冷却后述的半导体装置的散热器5、控制电动机2的控制装置6以及使电动机2的输出减速并传递至转向轴(未图示)的齿轮部8而构成。上述电动机2、控制装置6、散热器5及齿轮部8沿电动机2的输出轴延伸的方向(以下，称作轴线方向)依次排列配置并一体化。

电动机2构成双层三相旋转电动机，由定子21、转子22、输出轴24及轭部23构成，上述定子21由卷绕有三相三角形结线的第一定子绕组2a和三相三角形结线的第二定子绕组2b的层叠铁芯形成，上述转子22插入上述定子21的中央空间内，上述输出轴24配置于上述转子22的中心部，上述轭部23在内部收纳有定子21、转子22及输出轴24。第一定子绕组2a和第二定子绕组2b形成为相互独立的两个定子绕组。第一定子绕组2a和后述的第一逆变器电路511a构成电动机2的第一控制系统，第二定子绕组2b和后述的第二逆变器电路511b构成电动机2的第二控制系统。

控制装置6由以下构件构成：控制基板3，上述控制基板3装设有微型计算机(以下，称作cpu。)31；与散热器5抵接的、独立的两个半导体装置即第一半导体装置51a和第二半导体装置51b；中继构件4，上述中继构件4夹装在散热器5和控制基板3之间，使它们隔开规定的间隔并相对；以及外壳7，上述外壳7在内部收纳有控制基板3、第一半导体装置51a、第二半导体装置51b(以下，有时也总称为符号51)及中继构件4。

如后所述，上述第一半导体装置51a、第二半导体装置51b形成为，沿着散热器5的外缘部具有一组以上的长方形、多边形或者曲线形状等的、相同形状或者不同形状的驱动电路部分。使构成其主表面的安装面即正面以及散热面即背面相对于电动机2的轴线方向垂直地配置。第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的各主表面的面积形成得比外缘部的侧面、内缘部的侧面、将外缘部和内缘部相连的侧缘部的侧面中的任一侧面的面积都大。

第一定子绕组2a、第二定子绕组2b的绕组端25a、25b朝向第一半导体装置51a、第二半导体装置51b沿电动机2的轴线方向延伸、此外，上述绕组端25a、25b贯通控制基板3并将中继构件4作为引导件使用，并且分别与第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的绕组控制端子52a、52b(以下，有时总称作符号52)连接。

此外，将中继构件4作为引导件来使用，从而也有助于应对绕组的振动。

另外，第一定子绕组2a的绕组端25a、第二定子绕组2b的绕组端25b也可以不贯通控制基板3而经由控制基板3的周缘部并将中继构件4作为引导件而与第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的各控制端子52a、52b连接。

此外，将第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的各控制端子52a、52b与第一定子绕组2a、第二定子绕组2b的各绕组端25a、25b连接的位置不仅可以是图1所示的中继构件4与第一半导体装置51a、第二半导体装置52b之间，还可以是控制基板3与中继构件4之间或者第一定子绕组2a、第二定子绕组2b与控制基板3之间的空间。通过使各控制端子52a、52b以及各绕组端25a、25b延伸至上述空间的位置，从而能实现上述连接，能考虑控制装置一体型的旋转电动机的组装性能而任意地选择它们的连接位置。

控制装置6中的cpu31对与向电动机2供给的电流相应的控制量进行运算，输出基于该运算结果的控制信号。从cpu31输出的控制信号经由第一控制端子(连接端子)53a、第二控制端子(连接端子)53b而分别被传递至第一半导体装置51a、第二半导体装置51b。此外，如后所述，构成为，电动机2的端电压、电流等从第一半导体装置51a、第二半导体装置51b经由各控制端子53a、53b(以下，有时也总称为符号53)向cpu31传递，在cpu31中，对它们进行监视。

散热器5嵌入电动机2的输出轴并且具有沿相对于电动机2的轴线方向垂直的方向延伸的平面。在散热器5的轴线方向的一端面(图1的上侧的端面)側，紧贴地固定有将来自电动机2的辅助转矩向把手或者轮胎传递的齿轮部8，在轴线方向的另一端面(图1的下侧的端面)的平面，紧贴地固定有第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的主表面。在此，半导体装置51a、51b的主表面是指半导体装置51a、51b的外表面中的具有最大的表面积且以大致平面的方式扩展的表面，相当于所谓的侧面之外的安装面即正面或者散热面即背面。

由第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的动作产生的热通过散热器5散热，并且也通过散热器5而传递至齿轮部8并散热。因此，较为理想的是，散热器5由散热性好的材料形成，例如铝或者铜制。在散热器5的中央部固定有轴承81。上述轴承81起到了支承电动机2的输出轴24自由转动并且定位输出轴24的轴心的作用。

为了使第一半导体装置51a、第二半导体装置51b与散热器5紧贴，在中继构件4处分别与第一半导体装置51a、第二半导体装置51b对应地设置有各第一突起部41a、第二突起部41b。上述第一突起部41a、第二突起部41b(以下，有时也总称作符号41)分别将第一半导体装置51a、第二半导体装置51b向散热器5側按压，从而使第一半导体装置51a、第二半导体装置51b与散热器5紧贴。

如图1所示，控制装置6沿电动机2的轴线方向配置于电动机2与散热器5之间，在控制装置6的中央处贯通有电动机2的输出轴24。上述那样构成的控制装置一体型的旋转电动机1的组装顺序是，先将中继构件4以及第一半导体装置51a、第二半导体装置51b重叠，然后，在其上方层叠控制基板3并组装控制装置6。此外，在将上述控制装置6在电动机2的轴线方向组合后，组装外壳7和散热器5，最后将齿轮部8一体化。

或者，作为其它组装顺序，也可以是，首先，在电动机2的上方依次层叠控制基板3、中继构件4、第一半导体装置51a、第二半导体装置51b，接着，安装外壳7和散热器5，最后，组装齿轮部8。此外，在外壳7分割为多个的情况下，也可以是，在散热器5的上部(在图1中，散热器5的下部)装设第一半导体装置51a、第二半导体装置51b，接着，在安装中继构件4和控制基板3并与电动机2连接后，组装外壳7和齿轮部8。

接着，对内置有发热大的功率元件即上述开关用半导体元件和继电器用半导体元件的第一半导体装置51a、第二半导体装置51b等的配置以及形状进行说明。

在图2所示的表示半导体装置51a、51b的配置的控制装置内部的俯视图中，示出了在散热器5的上述另一端面(图1的下侧的端面)的平面紧贴地固定有第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的状态。

在图2中，在散热器5装设有第一半导体装置51a、第二半导体装置51b。在第一半导体装置51a、第二半导体装置51b中，当大电流流过时，发热量会变大，因此，若不提高散热效果就不能供大电流流过。控制装置6整体配置于电动机2的、图1中的上部，构成控制装置6的各零件与电动机2一体地固定。此外，与三个长方形组合而成的凸形状的半导体装置51a、51b紧贴的散热器6固定于控制装置6的外壳7。

第一半导体装置51a、第二半导体装置51b在散热器5的正面的大致整个面上均匀地配置成在两侧夹着或围住输出轴24。此外，为了增大与散热器5的接触面积，第一半导体装置51a、第二半导体装置51b呈沿散热器5的外形形状将三个长方形组合而成的凸形。

如以上所述，为了有效地获取冷却面积，第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的主表面即基板面形成为凸形，此外，如图3、图4及图5所示，除了凸形以外，根据控制装置6的形状形成为避开输出轴24并沿控制装置6的外缘部将长方形、多边形或者曲线形状组合而成的相同形状或者不同形状的半导体装置。

此外，如图6所示，也可以是，根据其它零件的安装区域、模块装置空间，集成有两个逆变器电路和一个继电器54的共三个不同形状的半导体装置。

接着，在图7中示出了除了图2的安装面側的模塑树脂的、不同形状的半导体装置51的内部配线结构。此外，图8示出了图7的半导体装置51的a-a’截面。

上述半导体装置51由u相桥臂512、v相桥臂513、w相桥臂514构成，各桥臂通过由一个开关元件形成的上桥臂和由一个开关元件形成的下桥臂构成。构成为包括半导体元件101、引线框架102、绕组控制端子52、控制端子53、线材105、内引线106、电容107、分流电阻器108及模塑树脂109a、109b(以下，有时也总称作符号109)等。

在图8所示的示例中，通过焊锡、银等接合构件103将例如igbt、mosfet、ic芯片或者lsi芯片等半导体元件10安装于引线框架102上侧的表面(以下，称作安装面102a)。引线框架102是铜板或者铜合金板，其表面由金、银、镍或者锡等金属电镀(未图示)覆膜。

半导体元件101的电极焊盘通过由引线接合连接的线材105或者由铜板或者铜合金板的材料制成的内引线106与绕组控制端子52及控制端子53电连接，与外部进行信号的输入输出。线材105和内引线106可以相互替换。线材105由金、银、铝或者铜等形成，线材的直径为20μm～500μm左右。

此外，在半导体装置51的与散热器5接触的主表面处的散热面側的模塑树脂109b将半导体装置51和散热器5之间绝缘，为了改善向散热器5散热，使用热传导率为3～5w/m·k的热传导率高的树脂。

此外，与图3同样地，图9示出了去除了安装面側的模塑树脂109a的不同形状的半导体装置51的内部配线结构。

在一个半导体装置51中，集成有逆变器电路511的u相桥臂512、v相桥臂513、w相桥臂514以及继电器54，各相及继电器与散热器5的外形形状配合地(在此，电动机、逆变器的圆形)偏置。此外，端子的长度也可以根据连接处的控制基板形成得较长。

接着，上述情况下，通过模塑树脂109a成形、覆盖，从而根据安装零件中最高的零件而形成为平面，但在图10所示的半导体装置51中，根据安装零件的布局，并根据半导体元件101和装设于其上的内引线106、电容107及分流电阻器108等的高度而形成为凸状的突部110。

此外，模塑树脂109是通过使用了成形模具的树脂注入的工序制作的，因此，并不限定为长方形，即使是图2～6那样的主表面为不同形状的半导体装置51也能制作。此外，关于不同形状的引线框架、线材的内部配线布局，以u相桥臂512、v相桥臂513、w相桥臂514及继电器54的每个组合的电路为单位，根据散热器5的外形形状而偏置配置，因此，每个电路在模块内部没有配线连接。因此，很容易形成偏置，而不会形成复杂的电路结构。

此外，在图4和图5的示例中，内部配置以每个u相、v相、w相及继电器的电路为单位，构成为图7或者图9那样，根据散热器5的外形形状来延长引线框架102的长度，因此，不会形成复杂的电路结构。

接着，使用图11的电路图，从电路的角度，对本实施方式一的旋转电动机进行说明。

在图11中，本实施方式一的旋转电动机1具有：电动机2，上述电动机2产生对驾驶者的转向力进行辅助的驱动力；作为第一驱动电路的第一逆变器电路511a；作为第二驱动电路的第二逆变器电路511b；装设于控制基板3的cpu31；装设于车辆的电池12；第一继电器54a，上述第一继电器54a对从上述电池12向第一逆变器电路511a的电源供给进行控制，并由半导体元件构成；第二继电器54b，上述第二继电器54b对从电池12向第二逆变器电路511b的电源供给进行控制，并由半导体元件构成；以及传感器类11，上述传感器类11对驾驶者的转向转矩、车速等进行检测。图1中所述的第一定子绕组2a、第二定子绕组2b具有绕组端25a、25b。

第一逆变器电路511a内置于第一半导体装置51a，通过由半导体元件构成的六个开关元件t1a、t2a、t3a、t4a、t5a、t6a；三个分流电阻rua、rva、rwa；以及一个平滑电容c1a构成。六个开关元件t1a～t6a中的开关元件t1a、t3a及t5a分别插入三相桥式电路的u相上桥臂、v相上桥臂及w相上桥臂，开关元件t2a、t4a及t6a分别插入三相桥式电路的u相下桥臂、v相下桥臂及w相下桥臂。

为了后述的电动机电流检测而设置的分流电阻rua、rva及rwa分别连接于开关元件t2a、t4a及t6a与车辆的接地电平之间。为了使向第一逆变器电路511a供给的电源电压平滑化而设置有平滑电容c1a，上述平滑电容c1a连接于开关元件t1a、t3a及t5a的共用连接部与车辆的接地电平之间。

开关元件t1a与开关元件t2a的串联连接部即u相交流端子与电动机2的第一定子绕组2a的u相端子连接，开关元件t3a与开关元件t4a的串联连接部即v相交流端子与第一定子绕组2a的v相端子连接，开关元件t5a与开关元件t6a的串联连接部即w相交流端子与第一定子绕组2a的w相端子连接。

分别由开关元件t1a、t3a及t5a构成的三相桥式电路的各相的上桥臂的一端彼此共同连接而构成第一逆变器电路511a的正极侧直流端子，通过第一继电器54a与电池12的正极侧端子连接。另一方面，分别由开关元件t2a、t4a及t6a构成的三相桥式电路的各相的下桥臂的一端构成第一逆变器电路511a的负极侧直流端子，并分别通过分流电阻rua、rva及rwa与车辆的接地电平连接。

第二逆变器电路511b内置于第二半导体装置51b，通过由半导体元件构成的六个作为功率元件的开关元件t1b、t2b、t3b、t4b、t5b、t6b；三个分流电阻rub、rvb、rwb；以及一个平滑电阻c1b构成。六个开关元件中的开关元件t1b、t3b及t5b分别插入三相桥式电路的u相上桥臂、v相上桥臂及w相上桥臂，开关元件t2b、t4b及t6b分别插入三相桥式电路的u相下桥臂、v相下桥臂及w相下桥臂。

为了电动机电流检测而设置的分流电阻rub、rvb及rwb分别连接于开关元件t2b、t4b及t6b与车辆的接地电平之间。为了使向第二逆变器电路511b供给的电源电压平滑化而设置有平滑电容c1b，上述平滑电容c1b连接于开关元件t1b、t3b及t5b的共用连接部与车辆的接地电平之间。

开关元件t1b与开关元件t2b的串联连接部即u相交流端子连接于电动机2的第二定子绕组2b的u相端子，开关元件t3b与开关元件t4b的串联连接部即v相交流端子连接于第二定子绕组2b的v相端子，开关元件t5b与开关元件t6b的串联连接部即w相交流端子连接于第二定子绕组2b的w相端子。

分别由开关元件t1b、t3b及t5b构成的三相桥式电路的各相的上桥臂的一端彼此共同连接而构成第二逆变器电路511b的正极侧直流端子，并通过第二继电器54b与电池12的正极侧端子连接。

另一方面，分别由开关元件t2b、t4b及t6b构成的三相桥式电路的各相的下桥臂的一端构成第二逆变器电路511b的负极侧直流端子，并分别通过分流电阻rub、rvb及rwb与车辆的接地电平连接。

装设于控制基板3的cpu31根据来自装设于车辆的传感器类11的信息对相当于驱动电动机2的目标电流值的控制量进行计算，将该运算出的控制量经由线32向第一逆变器电路511a、第二逆变器电路511b的各开关元件的栅极施加，对上述开关元件进行pwm控制。

电动机2通过由第一逆变器电路511a、第二逆变器电路511b进行pwm控制的三相交流电力驱动，产生希望的辅助转矩并通过上述齿轮部8向转向轴(未图示)施加。由cpu31运算出的目标电流控制量分配给第一逆变器电路511a、第二逆变器电路511b，从而通过第一定子绕组2a、第二定子绕组2b分担电流量。上述分担比例可以任意地设定。

从第一逆变器电路511a的u相交流端子、v相交流端子及w相交流端子取出的第一定子绕组2a的u相端电压mua、v相端电压mva及w相端电压mwa分别经由信号线33向cpu31输入。此外，从第一逆变器电路511a的各分流电阻rua、rva、rwa与各开关元件t2a、t4a、t6a的连接部取出的、在第一定子绕组2a流动的u相电动机电流iua、v相电动机电流iva及w相电动机电流iwa经由信号线33向cpu31输入。

同样地，从第二逆变器电路511b的u相交流端子、v相交流端子及w相交流端子取出的第二定子绕组2b的u相端电压mub、v相端电压mvb及w相端电压mwb分别经由信号线33向cpu31输入。此外，从第二逆变器电路511b的各分流电阻rub、rvb、rwb与各开关元件t2b、t4b、t6b的连接部取出的、在第二定子绕组2b流动的u相电动机电流iub、v相电动机电流ivb及w相电动机电流iwb经由信号线33向cpu31输入。

在以上那样构成的本实施方式一的旋转电动机中，基于来自cpu31的输出，例如基于规定的分担量，对第一定子绕组2a、第二定子绕组2b的电流量进行控制，使希望的辅助转矩在电动机2产生。

即，cpu31基于上述那样从传感器类11输入的驾驶者的转向转矩和车速等的信息，对电动机2的目标电流控制量进行计算，使与相对于上述算出的目标电流控制量的上述分担量对应的栅极信号经由线号线32向第一逆变器电路511a的各开关元件的栅极施加，对上述开关元件进行pwm控制。

同样地，使与相对于上述算出的目标电流控制量的上述分担量对应的栅极信号经由线号线32向第二逆变器电路511b的各开关元件的栅极施加，对上述开关元件进行pwm控制。

电动机2由第一定子绕组2a和第二定子绕组2b驱动，产生与驾驶者的转向转矩及车速对应的辅助转矩并向转向轴(未图示)施加，上述第一定子绕组2a施加有由第一逆变器电路511a进行pwm控制的三相交流电力，上述第二定子绕组2b施加有由第二逆变器电路511b进行pwm控制的三相交流电力。

另外，还能够根据来自cpu31的指令对第一继电器54a、第二继电器54b(以下，有时总称作符号54)的打开关闭进行控制，从而仅选择第一逆变器电路511a或者第二逆变器电路511b中的任一方以驱动电动机2，而使另一方的系统处于停止状态。

接着，对第一半导体装置51a、第二半导体装置51b内的开关元件进行说明。

对与分别连接于第一定子绕组2a的绕组端25a、第二定子绕组2b的绕组端25b的各相上桥臂和下桥臂分别连接的、由半导体元件形成的六个开关元件t1a～t6a以及t1b～t6b分别内置于一个封装体并形成第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的情况进行了说明，但内置于半导体装置51的电路也可以是以下所述的各种形式。

图12示出了本实施方式一的旋转电动机中的半导体装置中的上下桥臂的示例。图12的(a)示出了仅各相的上下一对桥臂的半导体元件形成的两个开关元件t1和t2内置于一个半导体装置的情况。在图12的(b)中，由半导体元件形成的三个开关元件t1、t2及t3内置而作为一个半导体装置，并且一个开关元件t3插入电动机2的绕组端25a、25b与上下一对桥臂的开关元件t1、t2的连接点之间。上述开关元件t3能对电动机2的绕组端25a、25b与上下桥臂的各开关元件t1、t2的连接进行接通或者断开控制，也就是起到电动机继电器的功能。

在图12的(c)中，上下一对半导体元件形成的开关元件t1、t2和电流检测用的分流电阻r内置而构成一个半导体装置。在图12的(d)中，上下两对半导体元件构成的开关元件t1～t4内置而构成一个半导体装置。尤其，图12的(d)所示类型的半导体装置能构成h电桥，从而适用于带电刷电动机的控制。

这样，能考虑电动机的类型、功能等而将多个开关元件内置，从而采用各种半导体装置的形式。另外，图12的(a)～(d)中的标记〇表示从半导体装置导出的端子。

此外，继电器能与开关元件集成于一个半导体装置，并且也能并联连接多个与电动机用的半导体元件相同的半导体元件，或者将两个芯片装设于同一个基板上，从而外观上能形成为一个零件。这样，装设有多个半导体元件的装置是半导体装置。此外，能使仅包括逆变器电路的半导体装置、仅包括继电器的半导体装置分开，形成为如下配置，即将避开输出轴24沿控制装置的外缘部组合多边形而成的逆变器电路的半导体装置设为两个、将长方形继电器的半导体装置设为一个而构成的图6所示的半导体装置的配置。另外，在示出半导体装置的配置的图2～图6中，绕组控制端子52和控制端子53虽未图示，但形成为根据控制基板3的电路图案、绕组端的配置而从半导体装置51延伸。

如以上所述，根据本实施方式的旋转电动机的结构，能与控制在电动机2的直径以内的控制装置一体化而有利于整体的小型化。此外，并不限定于长方形的绝缘构件，而能装设不同形状的半导体装置，从而能得到比现有更大的散热面积，能自由决定控制端子的长度，有利于提高散热性、小型化以及高绝缘性。

此外，根据高度高的安装零件而形成局部凸状的突部110，从而能根据低的安装零件降低高度，因此，能削减模塑树脂的使用量，有降低材料费的效果。

实施方式二

上述实施方式示出了控制装置装设于电动机的输出方向即电动机的前侧的情况，更详细而言，示出了一种旋转电动机，在上述旋转电动机中，在电动机的前侧，将控制装置、散热器、齿轮部依次在电动机的轴线方向上排列设置并将它们一体化。

另一方面，在以下所述的本实施方式二的旋转电动机中，控制装置装设于电动机的输出侧的相反侧即电动机的后侧，更详细而言，在电动机的后侧，将散热器、控制装置依次在电动机的轴线方向上排列设置并将它们一体地固定，并且在电动机的前侧，在电动机的轴线方向上排列设置齿轮部并将它们一体地固定。

图13表示本实施方式二的旋转电动机的剖视图。在图13中，控制装置6沿电动机2的轴线方向配置并装设在电动机2的输出侧的相反一侧、即作为电动机2的前侧的相反一侧的后侧。更具体而言，旋转电动机1由电动机2、散热器5、控制装置6及齿轮部8构成，在电动机2的轴线方向上，控制装置6、散热器5、电动机2及齿轮部8依次排列设置并被一体化。

控制装置6由第一半导体装置51a、第二半导体装置51b、中继构件4及控制基板3依次层叠并组装而成，其中，上述第一半导体装置51a、第二半导体装置51b紧贴固定于散热器5的与电动机2侧相反的端面，上述散热器5固定于电动机2的后侧。与上述实施方式一相同，在中继构件4形成有第一突起部41a、第二突起部41b。第一半导体装置51a、第二半导体装置51b被上述第一突起部41a、第二突起部41b朝散热器5按压。第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的各绕组控制端子52a、52b分别与贯通散热器5的电动机2的第一定子绕组2a的绕组端25a、第二定子绕组2b的绕组端25b连接。

电动机2的前支架9具有不仅能对将输出轴24支承成自由旋转的轴承82进行固定，也能将齿轮部8和电动机2的轭部23组装的结构。

与上述实施方式一较大的不同点是，电动机2的第一定子绕组2a的绕组端25a、第二定子绕组2b的绕组端25b的导出方向与实施方式一不同，因此，第一功率模块、第二功率模块即半导体装置51a、51b、中继构件4和绕组端25a、25b的连接方法不同。

即，在实施方式一中，电动机2的绕组端25a、25b经由控制基板3和中继构件4而与第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的各绕组控制端子52a、52b连接，或者经由中继构件4内的导体而与第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的各绕组控制端子52a、52b连接。

另一方面，在本实施方式二的结构中，能将电动机2的绕组端25a、25b直接与第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的各绕组控制端子52a、52b连接。

另外，在本实施方式二中，需要在散热器5设置贯通孔，使各绕组端52a、52b穿过上述贯通孔。散热器5的贯通孔起到引导各绕组端25a、25b的作用，使非导电性衬套介入贯通孔与绕组之间，确保与散热器5的绝缘性，并且也能应对绕组的振动。

散热器5与电动机2的轭部23抵接，散热器5的热也会向轭部23传递。相反，在电动机2的发热较大的情况下，也能将电动机2侧的热向散热器5传递。

另外，与上述实施方式一相同，也可以形成为：第一定子绕组2a的绕组端25a、第二定子绕组2b的绕组端25b贯通散热器5并穿过第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的附近，利用中继构件4与第一半导体装置51a、第二半导体装置51b的各绕组控制端子52a、52b连接。

如以上说明所述，根据本实施方式二的旋转电动机，使用与在电动机的前侧配置有控制装置的实施方式一的情况下相同的零件结构并将控制装置配置于电动机的后侧，从而能设计成与实施方式一的情况相同的基本结构，并且起到能使一部分的零件共用的效果。此外，不需要在散热器、中继构件及控制基板设置用于供电动机的输出轴贯通的孔，而具有能将各电气元件配置于空的空间的效果。

此外，即使在半导体装置为了缩短轴长而将控制基板贯通并安装有旋转传感器等传感器类11的情况下，与实施方式一相同，也能如图14所示那样以避开传感器类11的方式配置半导体装置。此外，能有利于使与实施方式一的图2～图6相同的配置小型化。

实施方式三.

在上述实施方式一、二中，包括：具有两个定子绕组的双层三相电动机；以及具有单独驱动两个定子绕组的多个驱动电路的控制装置，并且装设有对应的半导体装置，但也可以是，包括：具有三个以上定子绕组的多重多相电动机；以及具有单独驱动三个以上定子绕组的三个以上驱动电路的控制装置，并且装设有对应的半导体装置。在上述情况，逆变器电路、继电器、定子绕组及绕组端形成为三个以上，即使变更为电动机由一个控制系统驱动，也能得到相同的效果。

或者，还可以是，包括：具有一个定子绕组的电动机；以及具有单独驱动一个定子绕组的一个驱动电路的控制装置，并且装设有对应的半导体装置。在上述情况，逆变器电路、继电器、定子绕组及绕组端各形成有一个，即使变更为电动机由一个控制系统驱动，也能得到相同的效果。

在上述情况下，图2～图5的左右的半导体装置51a、51b即驱动电路511a、511b形成为合体成一个模块的形状，或者不合体而半导体装置51a或者51b形成为一个模块的形状。

另外，在上述实施方式一～三中，示出了最优的实施方式的一个示例，也可以在不脱离发明思想的范围内，进行适当组合或者进行变形、省略、变更。图示了多个或者一个定子绕组2a、2b、绕组端25、传感器类11、突起部41、半导体装置51、半导体元件101、接合构件103、绕组控制端子52、控制端子(连接端子)53、线材105、内引线106、电容107及分流电阻器108，但当然不限定数量，根据要求的功能，可进行适当选择。

符号说明

1旋转电动机、

2电动机、

2a、2b定子绕组、

3控制基板、

4中继构件、

5散热器、

6控制装置、

7外壳、

8齿轮部、

9前支架、

11传感器类、

12电池、

21定子、

22转子、

23轭部、

24输出轴、

25a、25b绕组端、

31cpu、

41、41a、41b突起部、

42、42a、42b框架、

51、51a、51b半导体装置、

54继电器、

52、52a、52b、53、53a、53b控制端子(连接端子)、

81、82轴承、

101半导体元件、

102引线框架、

103接合构件、

105线材、

106内引线、

107电容、

108分流电阻器、

109a、109b模塑树脂、

110突部、

512u相桥臂、513v相桥臂、514w相桥臂、

t1a～t6a、t1b～t6b、t1～t4开关元件、

rua、rva、rwa、rub、rvb、rwb、r分流电阻、

c1a、c1b平滑电容。