CN112640270B - 电动驱动装置和电动助力转向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供抑制了与马达的轴平行的轴向上的大小和轴的径向上的大小的电动驱动装置和电动助力转向装置。电动驱动装置具备汇流条组件,其与连接器一体成形,在该汇流条组件设有连接器、第1电源端子、第2电源端子、将连接器和第1电源端子电连接的正极汇流条布线、以及将连接器和第2电源端子电连接的负极汇流条布线。正极汇流条布线和负极汇流条布线从连接器起绕过轴的延长线,且在距连接器的距离比从连接器到轴的延长线的距离大的位置处与基板主体电连接。
Description
技术领域
本发明涉及具有对马达的旋转进行控制的电子控制装置的电动驱动装置和电动助力转向装置。
背景技术
利用马达产生辅助转向扭矩的电动助力转向装置具备作为对马达进行控制的装置的电子控制装置。例如,在专利文献1中,记载有能够将电子元器件高密度地安装于基板的驱动装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-034204号公报
专利文献2:日本特开2007-288929号公报
专利文献3:日本特开2017-092100号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1的电动驱动装置中,沿着与马达的轴平行的轴向,依次排列有马达、电子控制装置和连接器。由于相对于连接器的插拔方向是轴向,因此,在专利文献1的电动驱动装置中,轴向上的大小变大。
与此相对,在专利文献2和专利文献3的电动驱动装置中,相对于连接器的插拔方向是马达的轴的径向。由此,在专利文献2和专利文献3的电动驱动装置中,与专利文献1的电动驱动装置相比,轴向上的大小变小。
在专利文献2和专利文献3的电动驱动装置中,连接器的端子与基板电连接。从端子供给过来的电力经由基板内的电源布线向包含向线圈组供给电流的场效应晶体管(FET:Field Effect Transistor)等的电力电路供给。对马达进行驱动的电力越大,需要基板内的电源布线越大,基板的面积变大(参照专利文献3的[0015]段、图2)。因此,期望马达的轴的径向上的大小较小的电动驱动装置。
本发明是鉴于上述课题而做出的,其目的在于,提供抑制了与马达的轴平行的轴向上的大小和轴的径向上的大小的电动驱动装置和电动助力转向装置。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的,一技术方案的电动驱动装置具备:马达,其包含轴、马达转子、马达定子以及筒状的壳体,所述马达转子与所述轴连动,所述马达定子具有使所述马达转子旋转的定子芯、和每3相至少分成第1线圈组和第2线圈组这两个系统且用3相交流电对所述定子芯进行励磁的多个线圈组,所述壳体在内侧收纳所述马达转子、所述马达定子和所述多个线圈组;电子控制装置,其是为了对所述马达进行驱动控制而设置的,包含设于所述轴的靠负载相反侧的端部的磁体、和位于所述轴的负载相反侧且配置在所述轴的轴向的延长线上的电路基板;第1线圈布线,其将所述第1线圈组和所述电路基板连接起来;第2线圈布线,其将所述第2线圈组和所述电路基板连接起来;汇流条组件,其与连接器一体成形,在该汇流条组件设有所述连接器、第1电源端子、第2电源端子、将所述连接器和所述第1电源端子电连接的正极汇流条布线、以及将所述连接器和所述第2电源端子电连接的负极汇流条布线;以及散热器,其在所述负载相反侧具有槽,所述汇流条组件插入所述槽,且所述散热器对在所述汇流条组件的负载相反侧配置的所述电路基板进行支承,所述电路基板具有:基板主体;旋转角度传感器,其对所述磁体的旋转进行检测;第1电力电路,其包含向所述第1线圈组供给电流的多个电子元器件;第2电力电路,其包含向所述第2线圈组供给电流的多个电子元器件;以及控制电路,其包含对所述第1电力电路和所述第2电力电路中的至少一者所供给的电流进行控制的电子元器件,所述旋转角度传感器安装于所述基板主体的第1面且与所述磁体相对,所述正极汇流条布线和所述负极汇流条布线从所述连接器起绕过所述轴的延长线,且在距所述连接器的距离比从所述连接器到所述轴的延长线的距离大的位置处与所述基板主体电连接。
由此,能够抑制与马达的轴平行的轴向上的大小和轴的径向上的大小。
作为理想的技术方案,所述汇流条组件具备通信用端子,所述通信用端子在距所述连接器的距离比从所述连接器到所述轴的延长线的距离小的位置处与所述基板主体电连接。由此,能够将控制电路配置在比第1电力电路和第2电力电路接近连接器的位置。
作为理想的技术方案,所述第1电力电路所包含的电子元器件的至少一部分和所述第2电力电路所包含的电子元器件的至少一部分安装于所述基板主体的第1面,且隔着散热材料与所述散热器相对。由此,能够抑制第1电力电路和第2电力电路的发热。
作为理想的技术方案,在所述汇流条组件存在通孔,沿轴向观察时,在所述通孔的内侧配置所述旋转角度传感器和所述磁体。由此,能够抑制异物进入磁传感器的周围。
作为理想的技术方案,在所述通孔的周围,所述正极汇流条布线和所述负极汇流条布线这两者的所述轴向上的厚度比它们在与所述轴向正交的方向上的宽度大。由此,能够抑制轴向上的投影面积并抑制汇流条组件的电阻。
作为理想的技术方案,所述第1线圈布线或所述第2线圈布线以在其与所述散热器之间隔有所述汇流条组件的树脂的状态贯穿所述散热器,并与所述基板主体电连接。由此,能够抑制与马达的轴平行的轴向上的大小和轴的径向上的大小。另外,能够确保第1线圈布线与散热器之间的电绝缘性或第2线圈布线与散热器之间的电绝缘性。
作为理想的技术方案,所述汇流条组件具备引导部,该引导部收纳于所述散热器的通孔,所述引导部的通孔具有随着从负载侧朝向负载相反侧地向内部行进而直径变小的锥形状的内壁。由此,第1线圈布线或第2线圈布线通过被向引导部的通孔引入而被定心,第1线圈布线或第2线圈布线被向电路基板引导。由此,提高了第1线圈布线与电路基板之间的电连接稳定性或第2线圈布线与电路基板之间的电连接稳定性。
作为理想的技术方案,所述汇流条组件具备第1桥部、第2桥部、环状部和框部,所述第1桥部和所述第2桥部夹着所述环状部,由所述第2桥部、所述环状部和所述框部包围隆起部,该隆起部具有从所述槽的底部的第1面隆起的第2面,在所述散热器的外周的缘部与所述隆起部之间存在所述散热器的通孔。由此,能够抑制汇流条组件的扭转。
作为理想的技术方案,在所述环状部的内侧配置所述旋转角度传感器和所述磁体。由此,能够抑制异物进入磁传感器的周围。
作为理想的技术方案,所述汇流条组件具有环状部和多个固定用定位销,该环状部存在供所述磁体插入的通孔,所述散热器在所述负载相反侧具有多个定位孔,所述定位孔供所述固定用定位销插入。由此,能够提高汇流条组件相对于散热器的位置精度。
作为理想的技术方案,在所述散热器的负载相反侧设置的台阶处收纳所述汇流条组件,在所述环状部的外周与由所述散热器的台阶产生的槽的壁面之间存在间隙,所述固定用定位销为3处以上,且多个所述固定用定位销不在一条直线上排列。
由此,能够抑制与马达的轴平行的轴向上的大小和轴的径向上的大小。由于在环状部的外周与由散热器的台阶产生的槽的壁面之间存在间隙,因此,即使汇流条组件的热膨胀率和散热器的热膨胀率不同,间隙也能够缓和汇流条组件的热膨胀的影响。另外,由于在环状部的外周与由散热器的台阶产生的槽的壁面之间存在间隙,因此,即使汇流条组件的成型公差大于散热器的形状加工公差,也会因存在间隙而使得汇流条组件相对于散热器的安装位置不易受成型公差的影响。另外,利用固定用定位销提高了汇流条组件相对于散热器的安装精度。并且,固定用定位销为3处以上,且多个固定用定位销不在一条直线上排列。由此,能够确保处于环状部的外周与由散热器的台阶产生的槽的壁面之间的间隙的间隔。
作为理想的技术方案,所述汇流条组件具备向与所述固定用定位销相反的方向突出的基板用定位销,所述基板用定位销从所述汇流条组件穿透所述电路基板。由此,提高了电路基板相对于汇流条组件的安装精度。
作为理想的技术方案,所述基板用定位销为3处以上,且多个所述基板用定位销不在一条直线上排列。由此,能够抑制电路基板相对于汇流条组件的旋转。
作为理想的技术方案,沿所述轴的轴向观察时,所述基板用定位销和所述固定用定位销处于相同的位置。由此,能够利用基板用定位销来把握固定用定位销的位置,因此,容易组装散热器和汇流条组件。
作为理想的技术方案,一种电动助力转向装置,其中,该电动助力转向装置具有上述电动驱动装置,所述电动驱动装置产生辅助转向扭矩。由此,能够抑制与马达的轴平行的轴向上的大小和轴的径向上的大小,提高了电动助力转向装置的配置的自由度。
发明的效果
根据本发明,能够提供抑制了与马达的轴平行的轴向上的大小和轴的径向上的大小的电动驱动装置和电动助力转向装置。
附图说明
图1是示意性地表示搭载有实施方式的电动助力转向装置的车辆的立体图。
图2是实施方式的电动助力转向装置的示意图。
图3是表示实施方式的ECU的配置例的侧视图。
图4是示意性表示实施方式的马达的截面的剖视图。
图5是表示实施方式的马达的布线的示意图。
图6是表示实施方式的马达与ECU之间的关系的示意图。
图7是表示实施方式1的电动驱动装置的结构例的立体图。
图8是表示实施方式1的电动驱动装置的结构例的分解立体图。
图9A是表示实施方式1的汇流条组件的结构例的立体图。
图9B是表示图9A的内部结构例的说明图。
图10A是表示从与图9A不同的方向观察到的、汇流条组件的结构例的立体图。
图10B是表示图10A的内部结构例的说明图。
图11是表示实施方式1的汇流条组件与电路基板之间的连接的说明图。
图12是表示实施方式1的检测电路和磁体的示意性的剖视图。
图13是表示实施方式2的电动驱动装置的结构例的分解立体图。
图14A是表示实施方式2的汇流条组件的结构例的立体图。
图14B是表示图14A的内部结构例的说明图。
图15是用于说明散热器的供汇流条组件的引导部嵌入的通孔的剖视图。
图16是用于说明汇流条组件的引导部的通孔的剖视图。
图17是用于说明汇流条组件的定位部的平面上的位置的俯视图。
图18A是用于说明汇流条组件的定位部的一截面的剖视图。
图18B是用于说明汇流条组件的定位部的另一截面的剖视图。
图19是表示实施方式3的永磁体与第1传感器和第2传感器之间的位置关系的说明图。
图20是表示实施方式3的传感器芯片的电路结构的电路图。
具体实施方式
参照附图,详细地说明用于实施本发明的方式(实施方式)。本发明并不被下面的实施方式所述的内容所限定。而且,下面描述的结构要素中包含本领域的技术人员容易联想到的内容及实质上相同的内容。而且,下面描述的结构要素能够适当地进行组合。
图1是示意性地表示搭载有实施方式的电动助力转向装置的车辆的立体图。图2是实施方式的电动助力转向装置的示意图。如图1所示,车辆101搭载了电动助力转向装置100。参照图2说明电动助力转向装置100的概要。
电动助力转向装置100按照由驾驶员(操作者)赋予的力所传递的顺序具备方向盘91、转向轴92、万向节96、中间轴97、万向节98、第1齿轮齿条机构99、拉杆72。另外,电动助力转向装置100具备对转向轴92的转向扭矩进行检测的扭矩传感器94、马达30、对马达30进行控制的电子控制装置(以下,称为ECU(Electronic Control Unit)。)10、减速装置75、第2齿轮齿条机构70。车速传感器82、电源装置83(例如车载的电池)和点火开关84设于车体。车速传感器82检测车辆101的行驶速度。车速传感器82通过CAN(Controller Area Network)通信向ECU10输出检测到的车速信号SV。在点火开关84开启的状态下,从电源装置83向ECU10供电。
电动驱动装置1具备马达30和固定在马达30的轴31的负载相反侧的ECU10。另外,电动驱动装置1也可以具备将ECU10和马达30相连接的适配器。
如图2所示,转向轴92具备输入轴92A、输出轴92B、扭力杆92C。输入轴92A的一个端部连接于方向盘91,另一个端部连接于扭力杆92C。输出轴92B的一个端部连接于扭力杆92C,另一个端部连接于万向节96。此外,扭矩传感器94通过检测扭力杆92C的扭转来检测施加于转向轴92的转向扭矩。扭矩传感器94通过CAN通信向ECU10输出与检测出的转向扭矩相对应的转向扭矩信号T。转向轴92在被赋予给方向盘91的转向力的作用下进行旋转。
中间轴97具有上轴97A和下轴97B,用于传递输出轴92B的扭矩。上轴97A借助万向节96与输出轴92B相连接。另一方面,下轴97B借助万向节98与第1齿轮齿条机构99的第1小齿轮轴99A相连接。上轴97A和下轴97B例如花键结合。
第1齿轮齿条机构99具有第1小齿轮轴99A、第1小齿轮99B、齿条轴99C、第1齿条99D。第1小齿轮轴99A的一个端部借助万向节98与下轴97B相连接,另一个端部与第1小齿轮99B相连接。形成于齿条轴99C的第1齿条99D与第1小齿轮99B相啮合。转向轴92的旋转运动经由中间轴97向第1齿轮齿条机构99传递。该旋转运动通过第1齿轮齿条机构99转换为齿条轴99C的直线运动。拉杆72分别与齿条轴99C的两端相连接。
马达30是产生用于辅助驾驶员的操纵的辅助转向扭矩的马达。马达30既可以是无刷马达,也可以是具有电刷和换向器的有刷马达。
ECU10具备旋转角度传感器23a。旋转角度传感器23a用于检测马达30的旋转相位。ECU10自旋转角度传感器23a取得马达30的旋转相位信号,自扭矩传感器94取得转向扭矩信号T,自车速传感器82取得车辆101的车速信号SV。ECU10根据旋转相位信号、转向扭矩信号T和车速信号SV来计算辅助指令的辅助转向指令值。ECU10根据计算出的辅助转向指令值向马达30供给电流。
减速装置75具备与马达30的轴31一体地旋转的蜗杆75A和与蜗杆75A相啮合的蜗轮75B。因而,轴31的旋转运动经由蜗杆75A向蜗轮75B传递。此外,在实施方式中,将轴31的靠减速装置75侧的部位称作负载侧端部,将轴31的靠与减速装置75相反的那侧的部位称作负载相反侧端部。
第2齿轮齿条机构70具有第2小齿轮轴71A、第2小齿轮71B和第2齿条71C。第2小齿轮轴71A被固定成一个端部与蜗轮75B同轴且一体地旋转。第2小齿轮轴71A的另一个端部与第2小齿轮71B相连接。形成于齿条轴99C的第2齿条71C与第2小齿轮71B相啮合。马达30的旋转运动经由减速装置75向第2齿轮齿条机构70传递。该旋转运动通过第2齿轮齿条机构70被转换成齿条轴99C的直线运动。
驾驶员的输入到方向盘91的转向力经由转向轴92和中间轴97向第1齿轮齿条机构99传递。第1齿轮齿条机构99将传递过来的转向力作为施加于齿条轴99C的轴向的力向齿条轴99C传递。此时,ECU10自扭矩传感器94取得被输入至转向轴92的转向扭矩信号T。ECU10自车速传感器82取得车速信号SV。ECU10自旋转角度传感器23a取得马达30的旋转相位信号。然后,ECU10输出控制信号来对马达30的动作进行控制。马达30产生的辅助转向扭矩经由减速装置75向第2齿轮齿条机构70传递。第2齿轮齿条机构70将辅助转向扭矩作为施加于齿条轴99C的轴向的力向齿条轴99C传递。这样的话,驾驶员在用方向盘91打转向时,能够被电动助力转向装置100所辅助。
如图2所示,电动助力转向装置100是被第2齿轮齿条机构70赋予辅助力的齿条辅助方式,但并不限定于此。电动助力转向装置100也可以是例如被转向轴92赋予辅助力的柱辅助方式和被第1小齿轮99B赋予辅助力的小齿轮辅助方式。
图3是表示实施方式的ECU的配置例的侧视图。如图3所示,具备ECU10和马达30的电动驱动装置1配置于减速装置75。图3所示的连接器CNT能够供线束与图2所示的齿条轴99C延伸的方向平行地插拔。
图4是示意性地表示实施方式的马达的截面的剖视图。图5是表示实施方式的马达的布线的示意图。如图4所示,马达30具备壳体930、马达转子932以及具有定子芯931的马达定子。马达定子包含圆筒状的定子芯931、多个第1线圈37、以及多个第2线圈38。定子芯931具备环状的背磁轭931a和自背磁轭931a的内周面突出的多个齿部931b。齿部931b在周向上配置有12个。马达转子932包含转子磁轭932a和磁体932b。磁体932b设于转子磁轭932a的外周面。磁体932b的数量例如是8个。马达转子932的旋转与轴31的旋转连动。
如图4所示,第1线圈37集中卷绕于多个齿部931b中的各齿部931b。第1线圈37隔着绝缘体集中卷绕于齿部931b的外周。全部的第1线圈37包含在第1线圈系统中。利用第1电力电路25A所包含的逆变电路251(参照图6)对实施方式的第1线圈系统供给电流而使其励磁。第1线圈系统例如包含6个第1线圈37。6个第1线圈37以两个第1线圈37在周向上彼此相邻的方式配置。以相邻的第1线圈37为1组的第1线圈组Gr1在周向上等间隔地配置有3个。即,第1线圈系统具备在周向上等间隔地排列的3个第1线圈组Gr1。此外,第1线圈组Gr1不一定是3个,在n为自然数时,只要在周向上等间隔地配置有3n个即可。另外,n期望为奇数。
如图4所示,第2线圈38集中卷绕于多个齿部931b中的各齿部931b。第2线圈38隔着绝缘体集中卷绕于齿部931b的外周。集中卷绕有第2线圈38的齿部931b是与集中卷绕有第1线圈37的齿部931b不同的齿部931b。全部的第2线圈38包含在第2线圈系统中。利用第2电力电路25B所包含的逆变电路251(参照图6)对第2线圈系统供给电流而使其励磁。第2线圈系统例如包含6个第2线圈38。6个第2线圈38以两个第2线圈38在周向上彼此相邻的方式配置。以相邻的第2线圈38为1组的第2线圈组Gr2在周向上等间隔地配置有3个。即,第2线圈系统具备在周向上等间隔地排列的3个第2线圈组Gr2。此外,第2线圈组Gr2不一定是3个,在n为自然数时,只要在周向上等间隔地配置有3n个即可。另外,n期望为奇数。如以上说明那样,在本实施方式中,线圈组存在多个,每3相至少分成第1线圈组Gr1和第2线圈组Gr2这两个系统且用3相交流电对定子芯931进行励磁。
如图5所示,6个第1线圈37包含由第1U相电流I1u励磁的两个第1U相线圈37Ua和第1U相线圈37Ub、由第1V相电流I1v励磁的两个第1V相线圈37Va和第1V相线圈37Vb、以及由第1W相电流I1w励磁的两个第1W相线圈37Wa和第1W相线圈37Wb。第1U相线圈37Ub相对于第1U相线圈37Ua串联连接。第1V相线圈37Vb相对于第1V相线圈37Va串联连接。第1W相线圈37Wb相对于第1W相线圈37Wa串联连接。第1线圈37的相对于齿部931b卷绕的卷绕方向均为相同方向。另外,第1U相线圈37Ub、第1V相线圈37Vb以及第1W相线圈37Wb通过星形接线(Y接线)而接合起来。
如图5所示,6个第2线圈38包含由第2U相电流I2u励磁的两个第2U相线圈38Ua和第2U相线圈38Ub、由第2V相电流I2v励磁的两个第2V相线圈38Va和第2V相线圈38Vb、以及由第2W相电流I2w励磁的两个第2W相线圈38Wa和第2W相线圈38Wb。第2U相线圈38Ub相对于第2U相线圈38Ua串联连接。第2V相线圈38Vb相对于第2V相线圈38Va串联连接。第2W相线圈38Wb相对于第2W相线圈38Wa串联连接。第2线圈38的相对于齿部931b卷绕的卷绕方向均为相同方向,且与第1线圈37的卷绕方向相同。另外,第2U相线圈38Ub、第2V相线圈38Vb以及第2W相线圈38Wb通过星形接线(Y接线)而接合起来。
如图4所示,3个第1线圈组Gr1由第1UV线圈组Gr1UV、第1VW线圈组Gr1VW、以及第1UW线圈组Gr1UW构成。第1UV线圈组Gr1UV包含在周向上彼此相邻的第1U相线圈37Ub和第1V相线圈37Va。第1VW线圈组Gr1VW包含在周向上彼此相邻的第1V相线圈37Vb和第1W相线圈37Wa。第1UW线圈组Gr1UW包含在周向上彼此相邻的第1U相线圈37Ua和第1W相线圈37Wb。
如图4所示,3个第2线圈组Gr2由第2UV线圈组Gr2UV、第2VW线圈组Gr2VW、以及第2UW线圈组Gr2UW构成。第2UV线圈组Gr2UV包含在周向上彼此相邻的第2U相线圈38Ub和第2V相线圈38Va。第2VW线圈组Gr2VW包含在周向上彼此相邻的第2V相线圈38Vb和第2W相线圈38Wa。第2UW线圈组Gr2UW包含在周向上彼此相邻的第2U相线圈38Ua和第2W相线圈38Wb。
由第1U相电流I1u励磁的第1线圈37在定子芯931的径向上与由第2U相电流I2u励磁的第2线圈38相对。在以下的说明中,定子芯931的径向仅记载为径向。例如,如图4所示,在径向上,第1U相线圈37Ua与第2U相线圈38Ua相对,第1U相线圈37Ub与第2U相线圈38Ub相对。
由第1V相电流I1v励磁的第1线圈37在径向上与由第2V相电流I2v励磁的第2线圈38相对。例如,如图4所示,在径向上,第1V相线圈37Va与第2V相线圈38Va相对,第1V相线圈37Vb与第2V相线圈38Vb相对。
由第1W相电流I1w励磁的第1线圈37在径向上与由第2W相电流I2w励磁的第2线圈38相对。例如,如图4所示,在径向上,第1W相线圈37Wa与第2W相线圈38Wa相对,第1W相线圈37Wb与第2W相线圈38Wb相对。
图6是表示实施方式的马达与ECU之间的关系的示意图。如图6所示,ECU10具备检测电路23、控制电路24、第1电力电路25A、以及第2电力电路25B。检测电路23具有旋转角度传感器23a和马达转速运算部23b。控制电路24具有控制运算部241、栅极驱动电路242、以及阻断驱动电路243。第1电力电路25A具有逆变电路251和电流阻断电路255。第2电力电路25B具有逆变电路251和电流阻断电路255。另外,逆变电路251具有多个开关元件252和用于检测电流值的电流检测电路254。
控制运算部241运算马达电流指令值。马达转速运算部23b运算马达电角度θm,并向控制运算部241输出。自控制运算部241输出的马达电流指令值向栅极驱动电路242输入。栅极驱动电路242根据马达电流指令值来控制第1电力电路25A和第2电力电路25B。
如图6所示,ECU10具备旋转角度传感器23a。旋转角度传感器23a例如是磁传感器。旋转角度传感器23a的检测值向马达转速运算部23b供给。马达转速运算部23b根据旋转角度传感器23a的检测值运算马达电角度θm,并向控制运算部241输出。
由扭矩传感器94检测出的转向扭矩信号T、由车速传感器82检测出的车速的信号即车速信号SV、以及自马达转速运算部23b输出的马达电角度θm向控制运算部241输入。控制运算部241根据转向扭矩信号T、车速信号SV以及马达电角度θm来计算马达电流指令值,并向栅极驱动电路242输出。
栅极驱动电路242根据马达电流指令值来运算第1脉冲宽度调制信号,并向第1电力电路25A的逆变电路251输出。逆变电路251根据第1脉冲宽度调制信号的占空比,以成为3相的电流值的方式对开关元件252进行开关而生成包含第1U相电流I1u、第1V相电流I1v和第1W相电流I1w的3相交流。第1U相电流I1u对第1U相线圈37Ua和第1U相线圈37Ub励磁,第1V相电流I1v对第1V相线圈37Va和第1V相线圈37Vb励磁,第1W相电流I1w对第1W相线圈37Wa和第1W相线圈37Wb励磁。
栅极驱动电路242根据马达电流指令值来运算第2脉冲宽度调制信号,并向第2电力电路25B的逆变电路251输出。逆变电路251根据第2脉冲宽度调制信号的占空比,以成为3相的电流值的方式对开关元件252进行开关而生成包含第2U相电流I2u、第2V相电流I2v和第2W相电流I2w的3相交流。第2U相电流I2u对第2U相线圈38Ua和第2U相线圈38Ub励磁,第2V相电流I2v对第2V相线圈38Va和第2V相线圈38Vb励磁,第2W相电流I2w对第2W相线圈38Wa和第2W相线圈38Wb励磁。
逆变电路251是将直流电力转换为交流电力的电力转换电路。如上述那样,逆变电路251具有多个开关元件252。开关元件252例如是场效应晶体管。平滑用电容器253并联地连接于逆变电路251。平滑用电容器253例如是电解电容器。电路基板20具备并联地相连接的多个平滑用电容器作为平滑用电容器253。
另外,如上述那样,逆变电路251具有电流检测电路254。电流检测电路254例如包含分流电阻。由电流检测电路254检测出的电流值向控制运算部241送出。此外,电流检测电路254也可以连接成检测马达30的各相的电流值。
电流阻断电路255配置在逆变电路251与第1线圈37之间、或逆变电路251与第2线圈38之间。在判断由电流检测电路254检测出的电流值为异常的情况下,控制运算部241借助阻断驱动电路243来驱动电流阻断电路255,能够阻断自逆变电路251向第1线圈37流动的电流。另外,控制运算部241借助阻断驱动电路243来驱动电流阻断电路255,能够阻断自逆变电路251向第2线圈38流动的电流。如此,向第1线圈37流动的电流和向第2线圈38流动的电流被控制运算部241分别独立地控制。另外,转向扭矩信号T、车速信号SV等输入输出信号经由连接器CNT向控制运算部241传送。
(实施方式1)
图7是表示实施方式1的电动驱动装置的结构例的立体图。图8是表示实施方式1的电动驱动装置的结构例的分解立体图。如图7和图8所示,电动驱动装置1具备马达30和配置于马达30的负载相反侧的ECU10。马达30具备壳体930。在本实施方式中,轴向Ax是指与马达30的轴31延伸的方向平行的方向。周向是指在以轴31为中心的同心圆上沿着同心圆的方向。径向是指在与轴向Ax正交的平面上远离轴31的方向。壳体930是筒状,在其内侧收纳有:马达转子932、包含第1线圈组Gr1和第2线圈组Gr2(参照图4)的定子、以及轴31。
在轴31的靠负载相反侧的端部安装有磁体32。沿轴向Ax观察时,磁体32的一半被磁化成S极,一半被磁化成N极。或者,也可以是,磁体32在外周面具有在沿周向观察时交替地配置的S极和N极。
如图8所示,ECU10具有电路基板20、支承电路基板20的散热器40、与连接器CNT一体成形的汇流条组件BBM、及盖体50。电路基板20和汇流条组件BBM安装于散热器40。连接器CNT配置在如下方向:沿轴向Ax观察时,能够从马达30的轴31的径向外侧插拔线束。
如图8所示,电路基板20具有基板主体21和安装于基板主体21的多个电子元器件。基板主体21例如是由树脂等形成的印刷电路板。在安装于1张基板主体21的多个电子元器件中包含例如中央处理装置(CPU:Central Processing Unit)、面向特定用途的集成电路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)、场效应晶体管(FET:Field EffectTransistor)、磁传感器、电解电容器、电阻元件、二极管、热敏电阻等。由所述多个电子元器件构成图6所示的检测电路23、控制电路24、第1电力电路25A以及第2电力电路25B。
散热器40支承电路基板20。在散热器40的一个面(负载相反侧)固定有电路基板20。散热器40由散热性较高的铝、铜等金属构成,使电路基板20发出的热向外部高效地散热。
盖体50由金属或树脂制成,抑制异物、水分进入电动驱动装置1的内部。
图9A是表示实施方式1的汇流条组件的结构例的立体图。图9B是表示图9A的内部结构例的说明图。图10A是表示从与图9A不同的方向观察到的、汇流条组件的结构例的立体图。图10B是表示图10A的内部结构例的说明图。如图9A和图10A所示,汇流条组件BBM具有连接器CNT、第1桥部64A、环状部63、第2桥部64B、电源端子Tdc、Tgnd、进行CAN通信的通信用端子Tcan和利用CAN通信以外的方法来输入输出数据的输入输出端子Tio。
电源端子Tdc是用于供给电源装置83(参照图2)的电源电压Vdc的金属制端子。电源端子Tgnd是用于供给电源装置83的负电源电压(例如接地等基准电压)的金属制端子。在第1电力电路25A和第2电力电路25B上,经由电源端子Tdc、Tgnd分别连接有用于自电源装置83传送电力的电力布线PW(参照图2)。
另外,通信用端子Tcan和输入输出端子Tio分别是金属制端子。传送转向扭矩信号T、车速信号SV等输入输出信号的信号传送布线经由通信用端子Tcan、输入输出端子Tio连接于控制电路24的控制运算部241(参照图6)。
图8所示的通孔Hdc供图9A所示的电源端子Tdc插入。图8所示的通孔Hgnd供图9A所示的电源端子Tgnd插入。图8所示的通孔Hcan供图9A所示的通信用端子Tcan插入。图8所示的通孔Hio供图9A所示的输入输出端子Tio插入。
另外,在连接器CNT设有沿轴向Ax延伸的棒状的定位销CNTP。定位销CNTP插入电路基板20的定位孔和散热器40的定位孔。在连接器CNT设有供用于将连接器CNT固定于散热器40的螺栓穿过的插入孔CNTH。
如图9B和图10B所示,在汇流条组件BBM,树脂模制正极汇流条布线65、66、负极汇流条布线67和电容器端子板68,它们埋入于汇流条组件BBM的内部。正极汇流条布线65、66、负极汇流条布线67、电容器端子板68是通过对铜等金属板进行冲切加工而形成的。
在电容器端子板68与负极汇流条布线67之间连接有电容器62。同样地,在电容器端子板68与正极汇流条布线65之间连接有电容器62。在正极汇流条布线65与正极汇流条布线66之间连接有扼流线圈61(参照图8)。扼流线圈61、电容器62去除来自上述电源装置83的电力布线PW的高频成分。
如图9A和图10A所示,桥部64具备第1桥部64A和第2桥部64B。第1桥部64A和第2桥部64B夹着环状部63。沿轴向Ax观察时,第1桥部64A的宽度和第2桥部64B的宽度均小于环状部63的宽度。
如图8所示,散热器40在散热器主体44的负载相反侧的第1面41和第2面42之间设有台阶,并在第1面41收纳连接器CNT。在由第1面41与第2面42之间的台阶形成的槽43a、槽43b和槽43c配置汇流条组件BBM的环状部63、第2桥部64B和电源端子Tdc、Tgnd。
换言之,散热器40在负载相反侧具有槽43,汇流条组件BBM插入槽43,且散热器40对在汇流条组件BBM的负载相反侧配置的电路基板20进行支承。在此,通过使第1面41与第2面42之间的台阶为BBM的环状部63、第2桥部64B的轴向Ax上的厚度以上,从而汇流条组件BBM不会从散热器40突出。
如图9B和图10B所示,在通孔69的周围,正极汇流条布线66和负极汇流条布线67这两者的轴向Ax上的厚度比它们在与轴向Ax正交的方向上的宽度大。由此,能够抑制沿轴向Ax观察到的、电源布线在基板占据的面积,通过轴向Ax上的厚度,能够抑制正极汇流条布线66的电阻和负极汇流条布线67的电阻。
图11是表示实施方式1的汇流条组件与电路基板之间的连接的说明图。
图12是表示实施方式1的检测电路和磁体的示意性的剖视图。参照图8和图11来说明的话,基板主体21具有第1面21b和位于第1面21b的相反侧的第2面21a。检测电路23、控制电路24、第1电力电路25A和第2电力电路25B由安装于第1面21b或第2面21a的1个以上的电子元器件构成。例如,如图11所示,旋转角度传感器23a由安装于基板主体21的第2面21a的1个电子元器件构成。
另外,控制电路24由分别安装于基板主体21的第2面21a的多个电子元器件构成。
另外,如图11所示,第1电力电路25A由安装于基板主体21的第1面21b的多个电子元器件构成。电路基板20包含安装于基板主体21的第2面21a的平滑用电容器253。
另外,与第1电力电路25A同样地,第2电力电路25B也由安装于基板主体21的第1面21b的开关元件构成。电路基板20包含安装于基板主体21的第2面21a的平滑用电容器253。
如图11所示,在基板主体21设有将第1面21b与第2面21a之间贯穿的多个通孔2321、2322。
另外,电动驱动装置1具备:第1线圈布线321,其将第1线圈组Gr1和电路基板20连接起来;以及第2线圈布线322,其将第2线圈组Gr2和电路基板20连接起来。第1线圈布线321和第2线圈布线322既可以包含在ECU10中,也可以包含在马达30中。
贯穿于散热器40的通孔46的第1线圈布线321(参照图8)插入通孔2321,使电路基板20和第1线圈布线321电连接。贯穿于散热器40的通孔46的第2线圈布线322(参照图8)插入通孔2322,使电路基板20和第2线圈布线322电连接。
如图9A和图10A所示,环状部63的内侧存在没有树脂的通孔69。如图8所示,马达30的轴31的负载相反侧穿过散热器40的通孔45并在第1面41暴露。通孔69大于通孔45。
旋转角度传感器23a位于轴31的负载相反侧且配置于轴向Ax的延长线上。将基板主体21的与轴向Ax正交的平面作为旋转角度传感器23a的安装面。旋转角度传感器23a以能够感知磁体32的磁场的变化的方式安装于基板主体21。期望磁体32和旋转角度传感器23a在轴向Ax上相对。
旋转角度传感器23a例如是自旋阀传感器。自旋阀传感器是能够利用在反铁磁层等磁化方向固定的强磁性体的钉扎层和强磁性体的自由层夹持非磁性层而成的元件,检测磁通的方向变化的传感器。在自旋阀传感器中存在GMR(Giant Magneto Resistance:巨磁阻)传感器、TMR(Tunnel Magneto Resistance:隧道磁阻)传感器。此外,旋转角度传感器23a是能够检测磁体32的旋转的传感器即可。旋转角度传感器23a例如也可以是AMR(Anisotropic Magneto Resistance:各向异性磁阻)传感器或霍尔传感器。
如图11和图12所示,在被环状部63包围的通孔69中配置旋转角度传感器23a和磁体32。由此,能够抑制异物的混入。
如以上说明那样,实施方式1的电动驱动装置1具备马达30、为了对马达30进行驱动控制而设于轴31的负载相反侧的ECU10、及汇流条组件BBM。ECU10包含:磁体32,其位于轴31的靠负载相反侧的端部;以及电路基板20,其位于轴31的负载相反侧,且配置在轴31的轴向(例如轴向Ax)的延长线上。电路基板20具有控制电路24、第1电力电路25A、第2电力电路25B和包含对磁体32的旋转进行检测的旋转角度传感器23a的检测电路23。旋转角度传感器23a是对磁体32的旋转进行检测的磁传感器。
对于汇流条组件BBM而言,连接器CNT、第1电源端子Tdc、第2电源端子Tgnd、将连接器CNT和第1电源端子Tdc电连接的正极汇流条布线65、66、以及将连接器CNT和第2电源端子Tgnd电连接的负极汇流条布线67通过树脂模制而与连接器CNT一体成形。由此,能够削减零部件个数。树脂模重量轻,有助于降低成本。
正极汇流条布线66和负极汇流条布线67从连接器CNT起绕过轴31的延长线。并且,正极汇流条布线66和负极汇流条布线67在通孔Hdc、通孔Hgnd处经由第1电源端子Tdc、第2电源端子Tgnd与基板主体21连接,通孔Hdc、通孔Hgnd处于它们到连接器CNT的距离比从连接器CNT到轴31的延长线的距离大的位置。采用该构造,相对于连接器CNT的插拔方向在与轴向Ax正交的面内成为马达30的轴31的径向。因此,能够抑制电动驱动装置1的轴向Ax上的大小。另外,由于正极汇流条布线66和负极汇流条布线67相对于基板主体21的电源布线独立,因此,能够减小基板主体21内的第1电力电路25A和第2电力电路25B在电路基板20上的电源布线的面积。其结果,基板主体21的面积被抑制,电路基板20变小。并且,电动驱动装置1的径向上的大小也被抑制。
汇流条组件BBM具备通信用端子Tcan。通信用端子Tcan在距连接器CNT的距离比从连接器CNT到轴31的延长线的距离小的位置处与基板主体21电连接。控制电路24能够配置成到通信用端子Tcan的布线较短,如图11所示,易于将发热比第1电力电路25A和第2电力电路25B的发热小的控制电路24配置在连接器CNT的附近。
第1电力电路25A所包含的电子元器件的至少一部分(例如多个开关元件252)和第2电力电路25B所包含的电子元器件的至少一部分(例如多个开关元件252)安装于基板主体21的第1面21b。如图8所示,散热器40的第2面42和开关元件252能够隔着散热材料相对或直接相对。散热材料是向硅聚合物混合导热性填料而成的材料,也被称作TIM(ThermalInterface Material:热界面材料)。由此,能够使第1电力电路25A和第2电力电路25B产生的热更有效地散热。
另外,电动助力转向装置100具备上述电动驱动装置1,电动驱动装置1产生辅助转向扭矩。由此,与马达30的轴31平行的轴向Ax上的大小和轴31的径向上的大小被抑制,提高了电动助力转向装置100的配置的自由度。
(实施方式2)
图13是表示实施方式2的电动驱动装置的结构例的分解立体图。图14A是表示实施方式2的汇流条组件的结构例的立体图。图14B是表示图14A的内部结构例的说明图。图15是用于说明散热器的供汇流条组件的引导部嵌入的通孔的剖视图。图16是用于说明汇流条组件的引导部的通孔的剖视图。此外,对于与上述实施方式1相同的构成要素标注相同的附图标记,并省略重复说明。
在上述专利文献1~专利文献3的电动驱动装置中,来自马达的线圈布线贯穿散热器。因此,期望确保散热器与线圈布线之间的电绝缘性。
如图14A和图14B所示,汇流条组件BBM具有连接器CNT、第1桥部64A、环状部63、第2桥部64B、框部64C、凸缘部64D、引导部64E、第1电源端子Tdc、第2电源端子Tgnd、进行CAN通信的通信用端子Tcan和利用CAN通信以外的方法来输入输出数据的输入输出端子Tio。
第1电源端子Tdc是用于供给电源装置83(参照图2)的电源电压Vdc的金属制端子。第2电源端子Tgnd是用于供给电源装置83的负电源电压(例如接地等基准电压)的金属制端子。在第1电力电路25A和第2电力电路25B上,经由第1电源端子Tdc、第2电源端子Tgnd分别连接有用于自电源装置83传送电力的电力布线PW(参照图2)。
另外,通信用端子Tcan和输入输出端子Tio分别是金属制端子。传送转向扭矩信号T、车速信号SV等输入输出信号的信号传送布线经由通信用端子Tcan、输入输出端子Tio连接于控制电路24的控制运算部241(参照图6)。
图14A所示的第1电源端子Tdc插入图13所示的通孔Hdc。图14A所示的第2电源端子Tgnd插入图13所示的通孔Hgnd。图14A所示的通信用端子Tcan插入图13所示的通孔Hcan。图14A所示的输入输出端子Tio插入图13所示的通孔Hio。
如图14B所示,在汇流条组件BBM中,树脂模制正极汇流条布线65、66、负极汇流条布线67、电容器端子板68,它们埋入于汇流条组件BBM的内部。正极汇流条布线65、66、负极汇流条布线67、电容器端子板68是通过对铜等金属板进行冲切加工而形成的。汇流条组件BBM的树脂例如是聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT:Polybutylene terephthalate)。
在电容器端子板68与负极汇流条布线67之间连接有电容器62。同样地,在电容器端子板68与正极汇流条布线65之间连接有电容器62。在正极汇流条布线65与正极汇流条布线66之间连接有扼流线圈61(参照图13)。扼流线圈61、电容器62去除来自上述电源装置83的电力布线PW的高频成分。
如图14A所示,桥部64具备第1桥部64A和第2桥部64B。第1桥部64A和第2桥部64B夹着环状部63。沿轴向Ax观察时,第1桥部64A的宽度和第2桥部64B的宽度均小于环状部63的宽度。
框部64C、第2桥部64B、环状部63包围隆起部,该隆起部具有从槽43a的底部的第1面41隆起的第2面42。框部64C抑制汇流条组件BBM的扭转,使组装时的处理变得容易。在框部64C的外侧存在与框部64C相比在径向上具有厚度的引导部64E。在引导部64E的上表面存在凸缘部64D,该凸缘部64D比引导部64E至少向径向外侧伸出。
另外,汇流条组件BBM具备从连接器CNT的两侧面向相互远离的方向伸出的伸出部64W。在伸出部64W设有供螺钉插入的插入孔CNTH1、插入孔CNTH2。在第2桥部64B设有供螺钉插入的插入孔CNTH3。
如图13所示,散热器40在散热器主体44的靠负载相反侧的第1面41和第2面42之间设有台阶,并在第1面41收纳连接器CNT。在由第1面41与第2面42的隆起部之间的台阶形成的槽43a、槽43b和槽43c配置汇流条组件BBM的环状部63、第2桥部64B和第1电源端子Tdc、第2电源端子Tgnd。
换言之,散热器40在负载相反侧具有槽43,汇流条组件BBM插入槽43,且散热器40对在汇流条组件BBM的负载相反侧配置的电路基板20进行支承。在此,通过使第1面41与第2面42之间的台阶为汇流条组件BBM的环状部63、第2桥部64B的轴向Ax上的厚度以上,从而汇流条组件BBM不会从散热器40突出。
在通孔69的周围,正极汇流条布线66和负极汇流条布线67这两者的轴向Ax上的厚度比它们在与轴向Ax正交的方向上的宽度大。由此,能够抑制沿轴向Ax观察到的、电源布线在基板占据的面积,通过轴向Ax上的厚度,能够抑制正极汇流条布线66的电阻和负极汇流条布线67的电阻。
参照图13来说明的话,基板主体21具有第1面21b和位于第1面21b的相反侧的第2面21a。图6所示的检测电路23、控制电路24、第1电力电路25A和第2电力电路25B由安装于第1面21b或第2面21a的1个以上的电子元器件构成。例如,如图13所示,旋转角度传感器23a由安装于基板主体21的第2面21a的1个电子元器件构成。
另外,图6所示的控制电路24由分别安装于基板主体21的第1面21b的多个电子元器件构成。
另外,电路基板20包含安装于基板主体21的第2面21a的平滑用电容器253。
如图13所示,在基板主体21设有将第1面21b与第2面21a之间贯穿的多个通孔2321、2322。
另外,如图13所示,电动驱动装置1具备:第1线圈布线321,其将第1线圈组Gr1和电路基板20连接起来;以及第2线圈布线322,其将第2线圈组Gr2和电路基板20连接起来。第1线圈布线321和第2线圈布线322既可以包含在ECU10中,也可以包含在马达30中。
贯穿于散热器40的通孔46的第1线圈布线321插入通孔2321,使电路基板20和第1线圈布线321电连接。贯穿于散热器40的通孔46的第2线圈布线322插入通孔2322,使电路基板20和第2线圈布线322电连接。
如图14A和图14B所示,环状部63的内侧存在没有树脂的通孔69。如图13所示,马达30的轴31的负载相反侧穿过散热器40的通孔45并在第1面41暴露。通孔69大于通孔45。
旋转角度传感器23a位于轴31的负载相反侧且配置于轴向Ax的延长线上。将基板主体21的与轴向Ax正交的平面作为旋转角度传感器23a的安装面。旋转角度传感器23a以能够感知磁体32的磁场的变化的方式安装于基板主体21。期望磁体32和旋转角度传感器23a在轴向Ax上相对。
旋转角度传感器23a例如是自旋阀传感器。自旋阀传感器是能够利用在反铁磁层等磁化方向固定的强磁性体的钉扎层和强磁性体的自由层来夹持非磁性层而成的元件,检测磁通的朝向变化的传感器。在自旋阀传感器中存在GMR(Giant Magneto Resistance:巨磁阻)传感器、TMR(Tunnel Magneto Resistance:隧道磁阻)传感器。此外,旋转角度传感器23a是能够检测磁体32的旋转的传感器即可。旋转角度传感器23a例如也可以是AMR(Anisotropic Magneto Resistance:各向异性磁阻)传感器或霍尔传感器。
参照上述图12,在被环状部63包围的通孔69配置旋转角度传感器23a和磁体32。由此,能够抑制异物的混入。
如图13所示,在第2面42的隆起部与散热器40的外周的缘部43d之间设有收纳汇流条组件BBM的引导部64E的通孔43H。如图15所示,当将汇流条组件BBM的引导部64E插入通孔43H时,汇流条组件BBM的凸缘部64D由第2面42的隆起部和缘部43d支承。
如图16所示,在引导部64E开设有与基板主体21的通孔2321、2322重叠的通孔HB。
通孔HB的开口中心Hx与轴向Ax平行。通孔HB的内壁HBA具有一定的直径DA。在通孔HB的负载侧的端部,存在具有比直径DA大的直径DB的开口,且存在随着从马达定子侧的端部向内部行进而从直径DB向直径DA逐渐变小的锥形状的内壁HBT。也就是说,锥形状的内壁HBT随着从负载侧朝向负载相反侧地向内部行进而从直径DB向直径DA逐渐变小。
预先设为在将引导部64E收纳于通孔43H的状态下,将基板主体21固定于汇流条组件BBM的状态。接下来,将图13所示的第1线圈布线321、第2线圈布线322向通孔HB(参照图16)插入。第1线圈布线321、第2线圈布线322被锥形状的内壁HBT(参照图16)引导,沿着开口中心Hx。其结果,定心于开口中心Hx的第1线圈布线321被插入到通孔2321中,定心于开口中心Hx的第2线圈布线322被插入到通孔2322中,第1线圈布线321和第2线圈布线322均与基板主体21的内部电路可靠地电连接。由此,提高了组装性。
第1线圈布线321、第2线圈布线322通过焊接、压合等与处于基板主体21的电路电连接,因此,在大多数情况下,在第1线圈布线321、第2线圈布线322的顶端,导体暴露。第1线圈布线321、第2线圈布线322穿透散热器40,但由于在第1线圈布线321、第2线圈布线322与散热器40之间存在引导部64E的绝缘性树脂,因此能够确保电绝缘性。如此,第1线圈布线321、第2线圈布线322以在其与散热器40之间隔有汇流条组件BBM的树脂的状态贯穿散热器40,并与基板主体21电连接。
(实施方式3)
图17是用于说明汇流条组件的定位部的平面上的位置的俯视图。图18A是用于说明汇流条组件的定位部的一截面的剖视图。图18B是用于说明汇流条组件的定位部的另一截面的剖视图。图19是表示实施方式3的永磁体与第1传感器和第2传感器之间的位置关系的说明图。图20是表示实施方式3的传感器芯片的电路结构的电路图。此外,对于与上述实施方式1和实施方式2相同的构成要素标注相同的附图标记,并省略重复说明。
在实施方式1中,通过将基板主体21安装于与连接器CNT成一体的汇流条组件BBM,从而抑制与马达的轴平行的轴向上的大小和轴的径向上的大小。然而,基板和散热器通过螺栓等固定,若仅靠将汇流条组件夹在基板与散热器之间地固定汇流条组件,则存在汇流条组件相对于散热器的位置产生偏差的可能性。在实施方式3的电动驱动装置中,抑制与马达的轴平行的轴向上的大小和轴的径向上的大小,并提高汇流条组件相对于散热器的位置精度。
如图13所示,在基板主体21设有将第1面21b与第2面21a之间贯穿的多个通孔2321、2322。
电路基板20通过螺栓等固定件BT固定于散热器40。固定件BT贯穿电路基板20的通孔BTH,并紧固于散热器40的内螺纹孔SH。
另外,在汇流条组件BBM设有圆筒状的第1定位部PP1、第2定位部PP2和第3定位部PP3。汇流条组件BBM具备从连接器CNT的两侧面向相互远离的方向伸出的伸出部64W,在伸出部64W设有供螺钉插入的插入孔CNTH1、插入孔CNTH2。
如图13所示,散热器40在散热器主体44的靠负载相反侧的第1面41和第2面42之间设有台阶,并在第1面41收纳连接器CNT。在由第1面41与第2面42之间的台阶形成的槽43a、槽43b和槽43c配置汇流条组件BBM的环状部63、第2桥部64B和第1电源端子Tdc、第2电源端子Tgnd。
如图17所示,在第1定位部PP1与第2定位部PP2之间存在距离LY。在第1定位部PP1与第3定位部PP3之间存在距离LX。
如图18A和图18B所示,第1定位部PP1具有:基板用定位销PP1U,其从第1桥部64A的上表面向基板主体21突出并沿与轴向Ax平行的Z方向延伸;以及固定用定位销PP1D,其从第1桥部64A的下表面向散热器主体44突出并沿Z方向延伸。基板用定位销PP1U向固定用定位销PP1D的相反方向突出。基板用定位销PP1U和固定用定位销PP1D通过树脂模制而与第1桥部64A一体成形。固定用定位销PP1D被压入到在散热器主体44开设的定位孔HH1(参照图13)中。基板用定位销PP1U被压入到在基板主体21开设的定位孔BH1(参照图13)中。基板用定位销PP1U从汇流条组件BBM穿透电路基板20。
如图18A所示,第2定位部PP2具有:基板用定位销PP2U,其从第2桥部64B的上表面向基板主体21突出并沿Z方向延伸;以及固定用定位销PP2D,其从第2桥部64B的下表面向散热器主体44突出并沿Z方向延伸。基板用定位销PP2U向固定用定位销PP2D的相反方向突出。基板用定位销PP2U和固定用定位销PP2D通过树脂模制与第2桥部64B一体成形。固定用定位销PP2D被压入到在散热器主体44开设的定位孔HH2(参照图13)中。基板用定位销PP2U被压入到在基板主体21开设的定位孔BH2(参照图13)中。并且,基板用定位销PP2U从汇流条组件BBM穿透电路基板20。
如图18B所示,第3定位部PP3具有:基板用定位销PP3U,其从伸出部64W的上表面向基板主体21突出并沿Z方向延伸;以及固定用定位销PP3D,其从伸出部64W的下表面向散热器主体44突出并沿Z方向延伸。基板用定位销PP3U向固定用定位销PP3D的相反方向突出。基板用定位销PP3U和固定用定位销PP3D通过树脂模制与伸出部64W一体成形。固定用定位销PP3D被压入到在散热器主体44的凸部44P开设的定位孔HH3(参照图13)中。凸部44P也称作凸台等。基板用定位销PP3U被压入到在基板主体21开设的定位孔BH3(参照图13)中。基板用定位销PP3U从汇流条组件BBM穿透电路基板20。
凸部44P抵接于汇流条组件BBM的伸出部64W,高精度地进行汇流条组件BBM的Z方向的定位。
固定用定位销PP1D、PP2D、PP3D将汇流条组件BBM相对于散热器40固定。基板用定位销PP1U、PP2U、PP3U将基板主体21相对于汇流条组件BBM固定。
如图19所示,旋转角度传感器23a的传感器芯片具备第1传感器116和第2传感器124。旋转角度传感器23a是集成有第1传感器116和第2传感器124的磁传感器。如图20所示,第1传感器116具备第1方向检测电路118和第2方向检测电路122。第1传感器116将第1方向检测电路118和第2方向检测电路122检测到的检测电压向ECU10输出。
第1方向检测电路118具备MR元件Rx1、Rx2、Rx3、Rx4、连接端子T12、T23、T34、T41和放大器120。MR元件Rx1、Rx2、Rx3、Rx4是TMR(Tunnel Magneto Resistance:隧道磁阻)元件。MR元件Rx1、Rx2、Rx3、Rx4例如可以是GMR(Giant Magneto Resistance:巨磁阻)元件、AMR(Anisotropic Magneto Resistance:各向异性磁阻)元件、霍尔元件中的任一者。
TMR元件包括:磁化固定层,其磁化方向固定;自由层,其磁化的方向根据外部磁场变化;以及非磁性层,其配置在磁化固定层与自由层之间。TMR元件的电阻值根据自由层的磁化的方向相对于磁化固定层的磁化的方向所成的角度来变化。例如,在该角度是0°时,电阻值成为最小,在该角度是180°时,电阻值成为最大。图20所示的各MR元件Rx1、Rx2、Rx3、Rx4所记载的箭头表示各磁化固定层的磁化方向。如图20所示,MR元件Rx1、Rx2、Rx3、Rx4形成桥接电路。
连接端子T12和连接端子T34与放大器120连接。连接端子T41与驱动电压Vcc连接。在此,在图20中出于方便的考虑,相对于ECU10独立地记载有驱动电压Vcc,但驱动电压Vcc是从ECU10供给的电压。如图20所示,连接端子T23与地GND连接。ECU10经由线束对连接端子T41与连接端子T23之间施加电压。
放大器120是对所输入的电信号进行放大的放大电路。放大器120的输入侧与连接端子T12和连接端子T34连接。放大器120的输出侧与ECU10连接。放大器120将从连接端子T12、T34输入来的检测信号放大并向ECU10输出。
第2方向检测电路122具备MR元件Ry1、Ry2、Ry3、Ry4、连接端子T12、T23、T34、T41、以及放大器120。第2方向检测电路122具备MR元件Ry1、Ry2、Ry3、Ry4来替代MR元件Rx1、Rx2、Rx3、Rx4。对于第2方向检测电路122的结构中的、与第1方向检测电路118的结构相同的结构,标注相同的附图标记并省略说明。
MR元件Ry1、Ry2、Ry3、Ry4除了磁化固定层的磁化方向以外,具有与MR元件Rx1、Rx2、Rx3、Rx4同样的结构。各MR元件Ry1、Ry2、Ry3、Ry4所记载的箭头表示各磁化固定层的磁化方向。
此外,第2传感器124具有与第1传感器116同样的结构,因此,对同样的结构标注同样的附图标记,省略其说明。
第1方向检测电路118和第2方向检测电路122在以距图19所示的轴31的轴向Ax预定的距离地配置的情况下,能够输出精度较高的检测信号。第1传感器116在相对于磁体32处于预定的关系时,能够输出预定的检测信号。如此,第1传感器116需要相对于轴31的轴向Ax和磁体32处于预定的位置。同样地,第2传感器124也需要相对于轴31的轴向Ax和磁体32处于预定的位置。
如上述那样,固定用定位销PP1D、PP2D、PP3D将汇流条组件BBM相对于散热器40固定。基板用定位销PP1U、PP2U、PP3U将基板主体21相对于汇流条组件BBM固定。基板用定位销PP1U、PP2U、PP3U为3处以上,且不在一条直线上排列。例如,将基板用定位销PP1U和基板用定位销PP2U连结起来的假想线、与将基板用定位销PP1U和基板用定位销PP3U连结起来的假想线呈直角交叉。由此,电路基板20难以相对于汇流条组件BBM旋转。由此,第1传感器116相对于轴31的轴向Ax和磁体32处于预定的位置。同样地,第2传感器124也相对于轴31的轴向Ax和磁体32处于预定的位置。其结果,旋转角度传感器23a的输出精度变高。
预先设为将基板用定位销PP1U、PP2U、PP3U分别压入定位孔BH1、BH2、BH3,且将基板主体21固定于汇流条组件BBM的状态。接下来,如图18A和图18B所示,当将固定用定位销PP1D、PP2D、PP3D分别向定位孔HH1、HH2、HH3插入时,图13所示的第1线圈布线321被通孔2321引导,第2线圈布线322被通孔2322引导。其结果,第1线圈布线321被插入到通孔2321中,第2线圈布线322被插入到通孔2322中,第1线圈布线321和第2线圈布线322这两者与基板主体21的内部电路可靠地电连接。
沿轴31的轴向Ax观察时,基板用定位销PP1U、PP2U、PP3U分别处于与各固定用定位销PP1D、PP2D、PP3D相同的位置。由此,能够利用基板用定位销PP1U、PP2U、PP3U来把握固定用定位销PP1D、PP2D、PP3D的位置,因此容易将散热器40和汇流条组件BBM组装起来。
对于汇流条组件BBM而言,将连接器CNT和第1电源端子Tdc电连接的正极汇流条布线65、66、将连接器CNT和第2电源端子Tgnd电连接的负极汇流条布线67、固定用定位销PP1D、PP2D、PP3D、以及基板用定位销PP1U、PP2U、PP3U通过树脂模制而与连接器CNT一体成形。
若通过由第1面41与第2面42之间的台阶形成的槽43a和汇流条组件BBM的环状部63的外周相接触来确定汇流条组件BBM相对于散热器40的安装位置,则由于汇流条组件BBM的尺寸偏差和散热器40的尺寸偏差不同,因此,汇流条组件BBM相对于散热器40的位置容易变得不准确。在实施方式3中,在图13所示的槽43a与汇流条组件BBM的环状部63的外周之间存在间隙。由此,能够缓和汇流条组件BBM和散热器40的尺寸偏差的影响。这样一来,需要汇流条组件BBM相对于散热器40的定位。如上述那样,电路基板20通过螺栓等固定件BT固定于散热器40。若仅靠在电路基板20与散热器40之间夹持汇流条组件BBM来固定汇流条组件BBM,则汇流条组件BBM相对于散热器40的位置会发生偏差。因此,在实施方式中,固定用定位销PP1D、固定用定位销PP2D和固定用定位销PP3D分别插入到定位孔HH1、定位孔HH2和定位孔HH3中。并且,固定用定位销PP1D、固定用定位销PP2D和固定用定位销PP3D不在一条直线上排列,因此,汇流条组件BBM相对于散热器40的位置精度变高。
附图标记说明
1、电动驱动装置;10、ECU;18、线束;20、电路基板;21、基板主体;21a、第2面;21b、第1面;23、检测电路;23a、旋转角度传感器;23b、马达转速运算部;24、控制电路;25A、第1电力电路;25B、第2电力电路;30、马达;31、轴;32、磁体;37、第1线圈;38、第2线圈;40、散热器;41、第1面;42、第2面;43H、通孔;43、43a、43b、43c、槽;43d、缘部;44、散热器主体;44P、凸部;45、通孔;46、通孔;50、盖体;60、适配器;63、环状部;64、桥部;64A、第1桥部;64B、第2桥部;64C、框部;64D、凸缘部;64E、引导部;64W、伸出部;65、正极汇流条布线;66、正极汇流条布线;67、负极汇流条布线;68、电容器端子板;69、通孔;321、第1线圈布线;322、第2线圈布线;930、壳体;931、定子芯;932、马达转子;Ax、轴向;BBM、汇流条组件;BH1、BH2、BH3、定位孔;BT、固定件;BTH、通孔;CNT、连接器;CNTH、CNTH1、CNTH2、CNTH3插入孔;CNTP、定位销;Gr1、第1线圈组;Gr2、第2线圈组;HB、通孔;HBT、内壁;HH1、HH2、HH3、定位孔;Hcan、通孔;Hdc、通孔;Hgnd、通孔;Hio、通孔;PP1、第1定位部;PP1D、固定用定位销;PP1U、基板用定位销;PP2、第2定位部;PP2D、固定用定位销;PP2U、基板用定位销;PP3、第3定位部;PP3D、固定用定位销;PP3U、基板用定位销;SH、内螺纹孔。
Claims (15)
1.一种电动驱动装置,其中,
该电动驱动装置具备:
马达,其包含轴、马达转子、马达定子以及筒状的壳体,所述马达转子与所述轴连动,所述马达定子具有使所述马达转子旋转的定子芯、和每3相至少分成第1线圈组和第2线圈组这两个系统且用3相交流电对所述定子芯进行励磁的多个线圈组,所述壳体在内侧收纳所述马达转子、所述马达定子和所述多个线圈组;
电子控制装置,其是为了对所述马达进行驱动控制而设置的,包含设于所述轴的靠负载相反侧的端部的磁体、和位于所述轴的负载相反侧且配置在所述轴的轴向的延长线上的电路基板;
第1线圈布线,其将所述第1线圈组和所述电路基板连接起来;
第2线圈布线,其将所述第2线圈组和所述电路基板连接起来;
汇流条组件,其与连接器一体成形,在该汇流条组件设有所述连接器、第1电源端子、第2电源端子、将所述连接器和所述第1电源端子电连接的正极汇流条布线、以及将所述连接器和所述第2电源端子电连接的负极汇流条布线;以及
散热器,其在所述负载相反侧具有槽,所述汇流条组件插入所述槽,且所述散热器对在所述汇流条组件的负载相反侧配置的所述电路基板进行支承,
所述电路基板具有:
基板主体;
旋转角度传感器,其对所述磁体的旋转进行检测;
第1电力电路,其包含向所述第1线圈组供给电流的多个电子元器件;
第2电力电路,其包含向所述第2线圈组供给电流的多个电子元器件;以及
控制电路,其包含对所述第1电力电路和所述第2电力电路中的至少一者所供给的电流进行控制的电子元器件,
所述旋转角度传感器安装于所述基板主体的第1面且与所述磁体相对,
所述正极汇流条布线和所述负极汇流条布线从所述连接器起绕过所述轴的延长线,且在距所述连接器的距离比从所述连接器到所述轴的延长线的距离大的位置处与所述基板主体电连接,
所述汇流条组件被夹在所述散热器和所述电路基板之间。
2.根据权利要求1所述的电动驱动装置,其中,
所述汇流条组件具备通信用端子,
所述通信用端子在距所述连接器的距离比从所述连接器到所述轴的延长线的距离小的位置处与所述基板主体电连接。
3.根据权利要求1或2所述的电动驱动装置,其中,
所述第1电力电路所包含的电子元器件的至少一部分和所述第2电力电路所包含的电子元器件的至少一部分安装于所述基板主体的第1面,且隔着散热材料与所述散热器相对。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动驱动装置,其中,
在所述汇流条组件存在通孔,沿轴向观察时,在所述通孔的内侧配置所述旋转角度传感器和所述磁体。
5.根据权利要求4所述的电动驱动装置,其中,
在所述通孔的周围,所述正极汇流条布线和所述负极汇流条布线这两者的所述轴向上的厚度比它们在与所述轴向正交的方向上的宽度大。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动驱动装置,其中,
所述第1线圈布线或所述第2线圈布线以在其与所述散热器之间隔有所述汇流条组件的树脂的状态贯穿所述散热器,并与所述基板主体电连接。
7.根据权利要求6所述的电动驱动装置,其中,
所述汇流条组件具备引导部,该引导部收纳于所述散热器的通孔,
所述引导部的通孔具有随着从负载侧朝向负载相反侧地向内部行进而直径变小的锥形状的内壁。
8.根据权利要求7所述的电动驱动装置,其中,
所述汇流条组件具备第1桥部、第2桥部、环状部和框部,
所述第1桥部和所述第2桥部夹着所述环状部,
由所述第2桥部、所述环状部和所述框部包围隆起部,该隆起部具有从所述槽的底部的第1面隆起的第2面,
在所述散热器的外周的缘部与所述隆起部之间存在所述散热器的通孔。
9.根据权利要求8所述的电动驱动装置,其中,
在所述环状部的内侧配置所述旋转角度传感器和所述磁体。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电动驱动装置,其中,
所述汇流条组件具有环状部和多个固定用定位销,该环状部存在供所述磁体插入的通孔,
所述散热器在所述负载相反侧具有多个定位孔,所述固定用定位销插入所述定位孔。
11.根据权利要求10所述的电动驱动装置,其中,
在所述散热器的负载相反侧设置的台阶处收纳所述汇流条组件,在所述环状部的外周与由所述散热器的台阶产生的槽的壁面之间存在间隙,所述固定用定位销为3处以上,且多个所述固定用定位销不在一条直线上排列。
12.根据权利要求10或11所述的电动驱动装置,其中,
所述汇流条组件具备向与所述固定用定位销相反的方向突出的基板用定位销,所述基板用定位销从所述汇流条组件穿透所述电路基板。
13.根据权利要求12所述的电动驱动装置,其中,
所述基板用定位销为3处以上,且多个所述基板用定位销不在一条直线上排列。
14.根据权利要求12或13所述的电动驱动装置,其中,
沿所述轴的轴向观察时,所述基板用定位销和所述固定用定位销处于相同的位置。
15.一种电动助力转向装置,其中,
该电动助力转向装置具备权利要求1至14中任一项所述的电动驱动装置,
所述电动驱动装置产生辅助转向扭矩。
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