-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung
wie beispielsweise eine Motorvorrichtung mit integriertem elektronischen
Schaltkreis, in welcher ein elektronischer Schaltkreis integriert
ist.
-
Ein
elektrisch betriebenes Hilfssystem, welches elektrisch ein Drehmoment
erzeugt, wird in den vergangenen Jahren mehr und mehr als ein Mechanismus
zum Unterstützen des Lenkbetriebs eine Lenkrades eines
Fahrzeuges verwendet. Als elektrischer Motor als Leistungserzeugungsquelle
des elektrisch betriebenen Hilfssystems wird beispielsweise ein
bürstenloser Motor verwendet. Der bürstenlose
Motor wird angetrieben bzw. angesteuert, um sich durch die Anwendung
eines Dreiphasenwechselstroms zu drehen. Es ist notwendig, den Wechselstrom
bzw. die Wechselströme verschiedener Phasen von einer direkten
Leistungs- bzw. Energiequelle einer vorbestimmten Spannung (beispielsweise
12 Volt) zu erzeugen, so dass Spulenströme verschiedener
Phasen den Spulen einer Mehrzahl von Phasen (beispielsweise drei
Phasen) zur Verfügung gestellt werden. Ein elektronischer
Schaltkreis wird demnach benötigt, um die Spulenströme
umzuschalten. Der elektronische Schaltkreis weist ein Halbleitermodul,
einen Störungen filternden Aluminium-Elektrolytkondensator,
eine Störungen filternde Drosselspule, einen Mikrocomputer
und dergleichen auf. Ein Halbleiterchip, welcher die Schaltoperation bzw.
den Schaltvorgang durchführt, ist innerhalb des Halbleitermoduls
integriert. Es wird vorgeschlagen, den elektronischen Schaltkreis
in der Nähe des Motors anzuordnen (beispielsweise Patentdokument
1 = Patentdokument
JP
2002-345211 A ).
- Patentdokument: JP 2002 345211 A
-
Ein
vergleichsweise großer Motor wird normalerweise in dem
elektrisch betriebenen Hilfssystem verwendet, um ausreichend Drehmoment
bereitzustellen. Weiterhin werden normalerweise ein großer
Aluminium-Elektrolytkondensator und eine Drosselspule auf dem elektronischen
Schaltkreis bereitgestellt, um das Halbleitermodul davor zu schützen, durch
Stoßspannungen, welche durch den Stromschaltvorgang erzeugt
werden, zerstört zu werden, und um Störungen durch
die elektrische Energiequelle bzw. Leistungsquelle zu verringern.
-
Eine
Vielfalt von Systemen wird in der letzten Zeit in einem Fahrzeug
auch zusätzlich zu dem elektrisch betriebenen Hilfssystem
bereitgestellt. Diese Systeme benötigen entsprechende Räume
in dem Fahrzeug, um montiert zu werden. Der Motor selbst des elektrisch
betriebenen Hilfssystems muss demnach eine kleinere Größe
aufweisen. Gemäß dem Motor, welcher in dem Patentdokument
1 (=
JP 2002-345211
A ) offenbart ist, sind das Halbleitermodul und elektronische
Teile, wie beispielsweise der Aluminium-Elektrolytkondensator in
der axialen Richtung des Motors angeordnet.
-
Die
Drosselspule hat ein vergleichsweise großes Volumen und
besetzt einen großen Raum in dem Fall, dass sie auf einer
gedruckten Leiterplatte bzw. einer Leiterplatte des elektronischen
Schaltkreises montiert ist. Selbst wenn die Drosselspule ringförmig
ist und rechtwinklig zu der Leiterplatte angeordnet ist, ist es
wahrscheinlich, dass ihre Windungen teilweise nicht gleichmäßig
werden und das Magnetfeld Streuverluste hat. Die Drosselspule ist
in einem Energiekabel bzw. Leistungskabel des Halbleitermoduls bereitgestellt.
Da in der Drosselspule ein großer Strom fließt,
muss die Drosselspule angeordnet sein, um eine Wärmeableitung
zu fördern.
-
Es
ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung
bereitzustellen, welche darin einen elektronischen Schaltkreis integriert,
welcher eine Drosselspule aufweist, und die Wärmeableitung
der Drosselspule fordert.
-
Gemäß der
vorliegenden Erfindung weist eine Antriebsvorrichtung einen Motor
und einen elektronischen Schaltkreis auf. Der Motor hat ein zylindrisches
Motorgehäuse, einen Stator, einen Rotor und eine Welle.
Der Stator ist radial innerhalb des Motorgehäuses angeordnet
und mit Spulen einer Mehrzahl von Phasen gewickelt. Der Rotor ist
radial innerhalb des Stators angeordnet. Die Welle ist mit dem Rotor drehbar.
Der elektronische Schaltkreis hat ein Halbleitermodul, einen Kondensator
und eine Drosselspule. Das Halbleitermodul ist in der axialen Richtung
der Welle bezüglich des Motorgehäuses angeordnet
und ausgebildet, um Spulenströme, welche in den Spulen der
Mehrzahl von Phasen fließen, umzuschalten. Der Kondensator
ist parallel mit einer Stromleitung und mit einer Masseleitung des
Halbleitermodules verbunden. Die Drosselspule ist in der Stromleitung
des Halbleitermoduls bereitgestellt. Die Drosselspule hat ein Loch
in einem Mittelteil davon und die Welle ist in die Drosselspule
eingeführt.
-
Die
obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden offensichtlicher werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung,
welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
getätigt ist. In den Zeichnungen sind:
-
1 ein
elektrisches Schaltkreisdiagramm, welches ein elektrisches Lenkhilfesystem
zeigt;
-
2 eine
Draufsicht von oben, welche eine Antriebsvorrichtung zeigt, welche
in dem elektrischen Lenkhilfesystem gemäß der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet
wird;
-
3 eine
Seitenansicht, welche die Antriebsvorrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform zeigt, welche in der Richtung K
in 2 betrachtet ist;
-
4 eine
Querschnittsansicht, welche die Antriebsvorrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform entlang der Linie IV-IV in 3 zeigt;
-
5 eine
perspektivische Ansicht, welche die Antriebsvorrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform zeigt;
-
6 eine
Explosionsdarstellung, welche die Antriebsvorrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform zeigt;
-
7A, 7B und 7C eine
Draufsicht, eine Seitenansicht und eine perspektivische Ansicht,
welche eine Drosselspule zeigen, welche in der Antriebsvorrichtung
gemäß der ersten Ausführungsform verwendet
wird;
-
8 ein
Diagramm, welches die Geschichte der Entwicklung einer Motorvorrichtung
zeigt;
-
9 eine
Draufsicht von oben, welche eine Antriebsvorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
10 eine
perspektivische Ansicht, welche die Antriebsvorrichtung gemäß der
zweiten Ausführungsform zeigt;
-
11A, 11B und 11C eine Draufsicht, eine Seitenansicht und eine
perspektivische Ansicht, welche eine Drosselspule zeigen, welche
in der Antriebsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform
verwendet wird;
-
12 eine
Draufsicht von oben, welche eine Antriebsvorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
13 eine
perspektivische Ansicht, welche die Antriebsvorrichtung gemäß der
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
und
-
14A, 14B und 14C eine Draufsicht, eine Seitenansicht und eine
perspektivische Ansicht, welche eine Drosselspule zeigen, welche
in der Antriebsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform
verwendet wird.
-
(Erste Ausführungsform)
-
Eine
Motorvorrichtung mit integriertem elektronischen Schaltkreis gemäß der
ersten Ausführungsform ist für ein elektrisch
betriebenes Hilfssystem wie beispielsweise ein elektrisches Lenkhilfssystem
(EPS-System; Electronic Power Steering System) vorgesehen, welches
ein Hilfssystem ist.
-
Unter
Bezugnahme zuerst auf 1 weist eine Antriebsvorrichtung 1 einen
Motor 30, einen Leistungs- bzw. Energieschaltkreis 50 und
einen Steuerschaltkreis 70 auf. Die Antriebsvorrichtung 1 stellt
eine Lenkhilfe für ein Lenkrad 91 eines Fahrzeuges
durch die Erzeugung eines Drehmomentes für einen Säulenschaft
bzw. eine Lenksäule 92 durch ein Getriebe 93,
welches an der Lenksäule 92 montiert ist, welche
eine sich drehende Welle des Lenkrades 91 ist, bereit.
Genauer gesagt erfasst, wenn das Lenkrad 91 durch einen
Fahrer betätigt wird, ein Drehmomentsensor 94 ein
Lenkdrehmoment, welches auf die Lenksäule 92 als
ein Ergebnis des Lenkens erzeugt wird. Weiterhin wird ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
von einem CAN (Steuerbereichsnetzwerk; CAN = Control Area Network)
beschafft, welches nicht gezeigt ist, um für den Fahrer, welcher
das Lenkrad 91 lenkt, eine Lenkhilfe bereitzustellen. Die
Verwendung dieses Mechanismus macht es, abhängig von dem
angewandten Steuerverfahren, möglich, nicht nur eine Lenkhilfe
bereitzustellen, sondern auch eine automatische Steuerung von Betätigungen
des Lenkrades 91 beispielsweise für den Zweck
bereitzustellen, der es verursacht, dass das Fahrzeug auf einer
Fahrspur auf einer Straße bzw. einer Autobahn verbleibt,
oder um das Fahrzeug in eine Parklücke in einem Parkplatz
zu führen.
-
Der
Motor 30 ist ein bürstenloser Motor, welcher das
Getriebe 93 in einer normalen Richtung und in einer rückwärtigen
Richtung dreht. Der Leistungsschaltkreis 50 stellt dem
Motor 30 eine elektrische Energie bzw. eine elektrische
Leistung zur Verfügung. Der Leistungsschaltkreis 50 weist
eine Drosselspule 52, welche in einem Energie- bzw. Leistungsversorgungskabel
von einer Energiequelle 51 positioniert ist, einen Nebenschlusswiderstand
bzw. Querwiderstand bzw. Shuntwiderstand 55, und einen Umrichterschaltkreis 60 auf.
-
Der
Umrichterschaltkreis 60 weist sieben Metalloxidhalbleiterfeldeffekttransistoren
(metal oxide semiconductor field effect transistors = MOSFETs) 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 auf,
welche als eine einer Vielzahl von Typen bzw. Bauarten von Feldeffekttransistoren
klassifiziert sind. Die MOSFETs 61 bis 67 sind
Schaltelemente. Genauer gesagt schaltet der Pfad zwischen Source
und Drain jedes MOSFETs an (schließt) oder aus (öffnet),
abhängig von dem elektrischen Potential, welches an dem
Gate angewandt wird.
-
Auf
die MOSFETs 61 bis 67 wird hierin nachstehend
als FETs 61 bis 67 Bezug genommen. Der FET 67,
welcher mit dem Shuntwiderstand 55 am nächsten
verbunden ist, dient als ein Leistungsrelais, das es verhindert,
dass ein elektrischer Strom in einer rückwärtigen
Richtung fließt, wenn die Energiequelle 51 in
ihrer Polarität irrtümlich verbunden wird.
-
Die
Drains der drei FETs 61 bis 63 sind mit der Seite
des Energieversorgungskabels verbunden, d. h. mit der Seite hohen
Potentials. Die Sources der FETs 61 bis 63 sind
mit den Drains der verbleibenden drei FETs 64 bis 66 auf
der Seite niedrigen Potentials verbunden. Sowohl die Gates der sechs
FETs 61 bis 66 als auch das Gate des FET 67 sind
mit Ausgabeanschlüssen eines Vortreiberschaltkreises 71 verbunden.
Drei Verbindungspunkte (Knotenpunkte bzw. Anschlussstellen) zwischen
den in Serie verbundenen FETs unter den FETs 61 bis 66 sind
mit einer U-Phasenspule, einer V-Phasenspule und einer W-Phasenspule
des Motors 30 verbunden.
-
In
der folgenden Beschreibung wird, falls nötig, auf die FETs 61 bis 66 als
FET (Su+) 61, FET (Sv+) 62, FET (Sw+) 63,
FET (Su–) 64, FET (Sv–) 65 und
FET (Sw–) 66 Bezug genommen.
-
Ein
Aluminiumelektrolyt-Kondensator 56 ist parallel zwischen
dem Energieversorgungskabel des FET (Su+) 61 und der Masse
des FET (Su–) 64 verbunden. In ähnlicher
Weise ist ein Aluminiumelektrolyt-Kondensator 57 parallel
zwischen dem Energieversorgungskabel des FET (Sv+) 62 und
der Masse des FET (Sv–) 65 verbunden. Ein Aluminiumelektrolyt-Kondensator 58 ist
parallel zwischen dem Energieversorgungskabel des FET (Sw+) 63 und
der Masse des FET (Sw–) 66 verbunden. Auf jeden
der Aluminiumelektrolyt-Kondensatoren 56 bis 58 wird einfach
als Kondensator Bezug genommen.
-
Der
Steuerschaltkreis 70 weist den Vortreiberschaltkreis 71,
einen anwendungsspezifischen bzw. maßgefertigten integrierten
Schaltkreis (maßgeschneiderten IC; IC = Integrated Circuit
= Integrierter Schaltkreis) 72, einen Positions- bzw. Stellungssensor 73 und
einen Mikrocomputer 74 auf. Der maßgefertigte
IC 72 weist drei funktionale Blöcke, d. h. einen Regulatorschaltkreis 75,
einen Positionssensorsignalverstärkerschaltkreis 76 und
einen Verstärkerschaltkreis 77 für die
erfasste Spannung auf.
-
Der
Regulatorschaltkreis 75 ist ein Stabilisierungsschaltkreis,
welcher die Energiequellenspannung stabilisiert. Der Regulatorschaltkreis 75 stabilisiert
die elektrische Leistungsversorgung für verschiedene Einheiten.
Beispielsweise stellt der Regulatorschaltkreis 75 sicher,
dass der Mikrocomputer 74 auf bzw. unter einer vorbestimmten
stabilisierten Versorgungsspannung (beispielsweise 5 Volt) arbeitet.
-
Dem
Positionssensorsignalverstärkungsschaltkreis 76 wird
ein Signal von dem Positionssensor 73 zugeführt.
Der Positionssensor 73 ist in dem Motor 30 bereitgestellt
und gibt ein Drehpositionssignal des Motors 30 aus. Der
Positionssensorsignalverstärkungsschaltkreis 76 verstärkt
das Drehpositionssignal und gibt das verstärkte Drehpositionssignal
an den Mikrocomputer 74 aus.
-
Der
Verstärkerschaltkreis 77 für die erfasste Spannung
erfasst Spannungen über dem Shuntwiderstand 55,
der in dem Leistungsschaltkreis 50 installiert ist, verstärkt
die erfasste Spannung, welche den Spulenstrom anzeigt, welcher dem
Motor 30 zur Verfügung gestellt wird, und gibt
die verstärkte Spannung an den Mikrocomputer 74 aus.
-
Demzufolge
werden das Drehpositionssignal des Motors 30 und die Spannung über
dem Shuntwiderstand 55 auf den Mikrocomputer 74 angewandt bzw.
diesem zugeführt. Ein Lenkdrehmomentsignal wird auch auf
den Mikrocomputer 74 von dem Drehmomentsensor 94,
welcher an der Lenksäule 92 montiert ist, angewandt
bzw. diesem zugeführt. Zusätzlich tritt das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal durch
den CAN in den Mikrocomputer 74 ein.
-
Bei
einem Empfang des Lenkdrehmomentsignals und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals steuert
der Mikrocomputer 74 den Umrichterschaltkreis 60 durch
den Vortreiberschaltkreis 71 in Übereinstimmung
mit dem Drehpositionssignal und in einer solchen Art und Weise,
dass er eine Lenkhilfe für das Lenkrad 91 in Übereinstimmung
mit der Fahrzeuggeschwindigkeit bereitstellt. Genauer gesagt, wird
der Umrichterschaltkreis 60 durch ein An- oder Abschalten
der FETs 61 bis 66 durch den Vortreiberschaltkreis 71 gesteuert.
Da die Gates der sechs FETs 61 bis 66 mit den
sechs Ausgabeanschlüssen des Vortreiberschaltkreises 71 verbunden
sind, kann der Vortreiberschaltkreis 71 die Potentiale
der Gates verändern.
-
Weiterhin
steuert der Mikrocomputer 74 den Umrichterschaltkreis 60 in Übereinstimmung
mit der Spannung über dem Shuntwiderstand 55,
welche von dem Verstärkerschaltkreis 77 für
die erfasste Spannung zugeführt wird, so dass der elektrische Strom,
im Allgemeinen eine Sinuswellenform, dem Motor 30 zur Verfügung
gestellt wird.
-
Die
Drosselspule 52 wird bereitgestellt, um Energiequellenstörungen
zu unterdrücken. Die Kondensatoren 56 bis 58 speichern
elektrische Ladung darin, um die Leistungsversorgung der FETs 61 bis 66 zu
unterstützen und um Störkomponenten wie beispielsweise
Stoßspannungen zu unterdrücken. Da der FET 67 bereitgestellt
ist zum Schutz der Energiequelle 51 vor einem verkehrten
bzw. umgekehrten Anschluss, werden die Kondensatoren 56 bis 58 nicht
beschädigt oder zerstört, auch wenn die Leistungsquelle
bzw. Energiequelle 51 irrtümlich verbunden wird.
-
Zur
Steuerung bzw. Regelung des Betriebs des Motors 30 sind
der Energieschaltkreis bzw. Leistungsschaltkreis 50 und
der Steuerschaltkreis 70 bereitgestellt. Der Leistungsschaltkreis 50 und
der Steuerschaltkreis 70 sind als eine elektronische Kontrolleinheit
(ECU; ECU = Electronic Control Unit) ausgebildet. Die Antriebsvorrichtung 1 hat
eine eindeutige bzw. besondere integrierte Ausbildung der ECU.
-
Der
Motor 30, welcher in dem EPS verwendet wird, hat eine Ausgangsleistung
von ungefähr 200 W bis 500 W. Der Leistungsschaltkreis 50 und der
Steuerschaltkreis 70 besetzen physikalisch ungefähr
20% bis 40% des Raumes in der Antriebsvorrichtung 1. Da
die Ausgangsleistung des Motors 30 groß ist, wird
der Leistungsschaltkreis 50 entsprechend groß und
besetzt mehr als 70% des gesamten Bereiches bzw. Gebietes des Leistungsschaltkreises 50 und
des Steuerschaltkreises 70.
-
Unter
den Teilen, welche den Leistungsschaltkreis 50 bilden,
besetzen die Drosselspule 52, die Kondensatoren 56 bis 58 und
die Halbleitermodule 51 bis 53 einschließlich
der FETs 61 bis 67 mehr als 70% des Bereiches
bzw. Gebietes des Leistungsschaltkreises 50 und des Steuerschaltkreises 70.
-
Der
FET 67, welcher zum Schutz vor einer umgekehrten Verbindung
ist, der FET (Su+) 61 und der FET (Su–) 64 sind
als Halbleiterchips aufgebaut. Diese Halbleiterchips sind in Harz
vergossen in einem Halbleitermodul 501. Der FET (Sv+) 62 und
der FET (Sv–) 65 sind auch als Halbleiterchips
aufgebaut. Diese Halbleiterchips sind in einem Halbleitermodul 502 in
Harz eingegossen. Der FET (Sw+) 63 und FET (Sw–) 66 sind
auch als Halbleiterchips aufgebaut. Diese Halbleiterchips sind in
einem Halbleitermodul 503 in Harz eingegossen.
-
Der
Umrichterschaltkreis 60 ist demnach aus drei Halbleitermodulen 501 bis 503 aufgebaut.
In dieser Ausführungsform ist, obwohl nur ein Umrichtschaltkreis 60 gezeigt
ist, ein anderer Umrichterschaltkreis bereitgestellt, so dass der
Strom, welcher in jedem Umrichterschaltkreis 60 fließt,
auf die Hälfte reduziert ist. Da zwei Umrichterschaltkreise 60 verwendet
werden, sind sechs Halbleitermodule 501 bis 506 und
Kondensatoren 701 bis 706, wie in 2 gezeigt
ist, bereitgestellt.
-
Wie
am besten in 4 gezeigt ist, hat die Antriebsvorrichtung 1 eine
Motoreinhausung, welche ein röhrenförmiges Motorgehäuse 103,
welches aus einem Metall gefertigt ist, einen Endrahmen 102,
welcher mit Schrauben an einem axialen Ende eines zylindrischen
Teiles 1032 des Motorgehäuses 103 befestigt
ist, und eine Abdeckung 104 aufweist, welche eine mit Boden
versehene zylindrische Form hat, welche über dem anderen
axialen Ende des zylindrischen Teils 1032 des Motorgehäuses 103 eingepasst ist,
um den elektronischen Schaltkreisteil darin zu bedecken. Ein elektrischer
Verbinder (nicht gezeigt) zum Verbinden mit der Energiequelle 51 ist
an der Abdeckung 103 befestigt.
-
Der
Motor 30 hat auch einen Stator 201, welcher auf
bzw. an dem radial innenseitigen Teil des zylindrischen Teils 1032 des
Motorgehäuses 103 positioniert ist, einen Rotor 301,
welcher in dem radial innenseitigen Teil des Statorsr 201 positioniert
ist, und eine Welle 401, welche aus einem Metall gefertigt
ist, und fest in den Rotor 301 eingepasst ist, um sich
zusammen mit dem Rotor 301 zu drehen.
-
Das
Motorgehäuse 103 hat zusätzlich zu dem
zylindrischen Teil 1032 zum Befestigen des Stators 201 eine
Trennwand 1031, welche sich radial nach innen gerichtet
von dem axialen Ende des zylindrischen Teils 1032 erstreckt.
Die Trennwand 1031 trennt den Stator 201 und den
Rotor 301 von dem Äußeren.
-
Der
Stator 201 weist 12 ausgeprägte Pole bzw. Schenkelpole 202 auf,
welche in der radial nach innen gerichteten Richtung von der inneren
Seitenwand des zylindrischen Teils 1032 hervorstehen. Die Schenkelpole 202 sind
unter vorbestimmten Winkelintervallen in der Umfangsrichtung des
zylindrischen Teils 1032 angeordnet. Jeder der Schenkelpole 202 weist
einen Mehrlagenkern (multi-layer core) 203, welcher durch
einen Stapel dünner magnetischer Platten gebildet ist,
und einen Isolator 204 auf, welcher mit dem axial äußeren
Ende des Mehrlagenkerns 203 zusammenpasst bzw. übereinstimmt.
Spulen (Wicklungen) 205 sind auf dem Isolator 204 gewickelt.
Jede der Spulen 205 ist eine Dreiphasenwicklung einer U-Phase,
einer V-Phase oder einer W-Phase und hat zwei Sätze von
U-Phasen, V-Phasen oder W-Phasen. Die Spulen 205 jedes
Satzes sind in diesem Falle in einer Δ-Form verbunden.
Ein Leitungsdraht 206 jeder Spule 205 ist aus
sechs Löchern, welche in der Trennwand 1031 des
Motorgehäuses 103 bereitgestellt sind, herausgeführt
bzw. herausgeholt. Wie später beschrieben wird und in den 4 und 5 gezeigt
ist, werden die Leitungsdrähte 206 von der Trennwand 1031 des
Motorgehäuses 103 zu dem radial aussenseitigen
Teil der Halbleitermodule 501 bis 506 geführt
bzw. geleitet.
-
Der
Rotor 301 ist beispielsweise aus Eisen oder anderen magnetischen
Materialien hergestellt und in einer röhrenförmigen
Form gebildet. Der Rotor 301 weist einen Rotorkern 302 und
Permanentmagnete 303 auf, welche an dem radial außenseitigen Teil
des Rotorkerns 302 befestigt sind. Die Magnete 303 sind
alternierend in der Umfangsrichtung des Rotors 301 als
N-Pol und als S-Pol magnetisiert.
-
Die
Welle 401 ist fest an einem Wellenloch 304 befestigt,
welches an der axialen und radialen Mitte des Rotorkerns 302 ausgebildet
ist. Die Welle 401 ist durch ein Lager 105 in
der Trennwand 1031 des Motorgehäuses 101 und
durch ein Lager 106 in dem Endrahmen 102 drehabgestützt.
Dies stellt sicher, dass sich die Welle 401 zusammen mit
dem Rotor 301 bezüglich des Stators 201 drehen
kann. Die Welle 401 tritt durch die Drosselspule 52 hindurch und
erstreckt sich in Richtung der Leiterplatte 801 des Steuerschaltkreises 70.
Das axiale Ende der Welle 401, welches nahe der Leiterplatte 801 positioniert
ist, ist mit einem Magneten 402 zur Erfassung der Drehposition
ausgestattet. Die Leiterplatte 801 ist aus Harz bzw. Kunstharz
bzw. Kunststoff gefertigt und in der Nähe des axialen Endes
der Welle 401 positioniert. Die Leiterplatte 801 ist
in einem Raum zwischen der Abdeckung 103 und einer Wärmesenke 601,
welche integral mit dem Motorgehäuse 101 ausgebildet
und aus Metall gefertigt ist, positioniert. Der Steuerschaltkreis 70 (1)
ist auf der Leiterplatte 801 ausgebildet.
-
Genauer
ist eine leitfähige Leiterbahnstruktur auf der Leiterplatte 801 durch Ätzen
oder ein anderes Verfahren gebildet, und ein IC oder ein anderer Schaltkreis,
welcher den Steuerschaltkreis 70 bildet, ist auf der Leiterplatte 801 montiert.
Der Positionssensor 73 (1) ist auch
in der Mitte der Leiterplatte 801 montiert. Der Positionssensor 73 erfasst
die Drehposition des Magneten 402, d. h. die Drehposition
der Welle 401. Auf eine virtuelle gerade Linie, welche
durch eine Verlängerung der Mittelachse der Welle 401 erhalten
wird, wird als die Drehachse des Motors 30 Bezug genommen.
-
Wie
obenstehend beschrieben ist, weist der Leistungsschaltkreis 50 die
Drosselspule 52, den Shunt-Widerstand 55 und zwei
Umrichterschaltkreise 60 auf. Die Drosselspule ist in einer
Ring-Form, wie in 2 gezeigt ist, gebildet. Die
Ring-Form hat ein Mittelloch 523, wie beispielsweise in 7A gezeigt ist,
so dass sie positioniert werden kann, um die Welle 401 zu
umgeben. Eine Wärmesenke 601 ist um die Drosselspule 52 herum
gebildet.
-
Wie
in den 4 bis 6 gezeigt ist, ist die Wärmesenke 601 an
bzw. auf dem Motorgehäuse 103 gebildet. Die Wärmesenke 601 ist
auf der Trennwand 1031 des Motorgehäuses 103 in
einer erhöhten oder hervorstehenden Art und Weise von der
Trennwand 1031 gebildet. Die Wärmesenke 601 ist
integral mit der Trennwand 1031 des Motorgehäuses 103 gebildet
und erstreckt sich in der axialen Richtung der Welle 401 in
Richtung der Leiterplatte 801. Die Wärmesenke 601 weist
zwei säulenförmige Bauteile 602 auf.
Deren Querschnitte, welche rechtwinklig zu der axialen Richtung
der Welle 401 sind, sind im Wesentlichen in der Form trapezförmig
(6). Die zwei säulenförmigen
Bauteile 602 sind in einer derartigen Art und Weise angeordnet,
dass die Drehachse des Motors 30 zwischen ihnen sandwichartig
eingeschlossen ist, wie in 2 beispielhaft
dargestellt ist. Weiterhin haben die säulenförmigen
Bauteile 602 jeweils einen Bogenteilbereich, welcher ausgeschnitten
bzw. geschnitten ist, um einen Bogen um die Drehachse des Motors 30 zu
bilden. Der Bogenteilbereich bildet einen zylindrischen Raum in
der Mitte der Wärmesenke 601 um die Drosselspule 52 darin aufzunehmen.
-
Das
heißt, die Wärmesenke 601 ist in einer Form
gebildet, welche wie ein dickwandiger Zylinder ist, welcher einen
Seitenwandteil 602 um den säulenförmigen
Raum, welcher um die Welle 401 gebildet ist, hat. Zwei
Schnittteile 603 und 604 sind in dem Seitenwandteil 602 als
ein unterbrochener bzw. nicht fortlaufender Teil gebildet. Der Seitenwandteil 602 der
Wärmesenke 601 hat sechs Seitenwandoberflächen 605,
welche sich radial nach außen gerichtet gegenüberliegen
in der Umfangsrichtung. Ein Aufnahmelochteil 606 ist an
dem radial innenseitigen Teil des Seitenwandteils 602 gebildet,
so dass der Aufnahmeteil 606 sich in Richtung des mittigen
zylindrischen Raumes öffnet.
-
Bezüglich
der Wärmesenke 601 ist die Drosselspule 52 innerhalb
des zylindrischen Raumes aufgenommen, welcher in dem Mittelteil
der Wärmequelle 601 gebildet ist. Wie in 4 gezeigt
ist, ist die Drosselspule zwischen der Welle 401 und der
Wärmesenke 601 eingefügt bzw. dazwischen
platziert. Die Drosselspule 52 ist von der Welle 401 und
der Wärmesenke 601 in der radialen Richtung mit schmalen
Freiräumen beabstandet, so dass die Drosselspule 52 leicht
angebracht und abgenommen werden kann.
-
Die
Drosselspule 52 ist auch von dem Magneten 402 des
Dreherfassungssensors beabstandet, so dass das magnetische Feld,
welches durch die Drosselspule 52 erzeugt wird, das magnetische
Feld, welches durch den Magneten 402 erzeugt wird, nicht beeinflussen
wird. Um den Einfluss des magnetischen Felds der Drosselspule 52 auf
das magnetische Feld des Magneten 402 maximal zu unterdrücken,
ist die Drosselspule 52 in der axialen Richtung so nahe
als möglich bei dem Lager 105 angeordnet.
-
Wie
in den 7A bis 7C gezeigt
ist, weist die Drosselspule 52 einen Kern 521 und
eine Spulenwicklung 522 auf. Der Kern 521 ist
in einer Ring-Form gebildet, welche ein Durchloch in dem radial
mittleren Teil und eine gewisse Dicke in der Mittelachsenrichtung
hat. Der Kern 521 hat eine äußere Seitenoberfläche 521a und
eine innere Seitenoberfläche 521c parallel mit
der radialen Richtung. Der Kern 521 hat auch eine Endoberfläche 521b und
die andere Endoberfläche 521d parallel zu der
axialen Richtung.
-
Die
Spulenwicklung 522 ist um den Kern 521 in einer
derartigen Art und Weise gewickelt, dass ihre eine Windung an der
einen Endoberfläche 521b beginnt, über
die innere Seitenoberfläche 521c, die andere Endoberfläche 521d und
die äußere Seitenoberfläche 521a quer
bzw. schräg verläuft und zu der einen Endoberfläche 521b zurückkehrt.
Diese Windung wiederholt sich eine Mehrzahl bzw. Vielzahl von Malen
um den Kern 521 in der Umfangsrichtung.
-
Beide
Anschlussenden der Spulenwicklung 522 der Drosselspule 52 werden
in der radialen Richtung durch den Schnittteil 603, welcher
in einer Wärmesenke 601 gebildet ist, nach außen
geführt bzw. genommen. Obwohl in den 2 bis 6 nicht
gezeigt, ist die Spulenwicklung 522 der Drosselspule 52,
welche radial nach außen herausgeführt ist, mit der
Leistungsleitung bzw. Energieleitung bzw. dem Energiekabel verbunden,
so dass die Drosselspule 52 in dem Leistungsversorgungskabel
bereitgestellt ist, wie in 1 gezeigt
ist.
-
Wie
obenstehend beschrieben ist, sind die sieben FETs 61 bis 67,
welche den Umrichterschaltkreis 60 des Leistungsschaltkreises 50 bilden,
in drei Halbleitermodulen beispielsweise 501 bis 503 aufgebaut.
Die Antriebsvorrichtung 1 hat zwei Umrichter 60 und
demnach eine Gesamtzahl von sechs Halbleitermodulen 501 bis 506 (2).
-
Im
Falle des Unterscheidens zwischen den Halbleitermodulen 501 bis 506 wird
auf diese Bezug genommen als U1-Halbleitermodul 501, V1-Halbleitermodul 50,
W1-Halbleitermodul 503, U2-Halbleitermodul 504,
V2-Halbleitermodul 505 und W2-Halbleitermodul 506,
wie in 2 angezeigt ist.
-
Das
U1-Halbleitermodul 501 hat darin die FETs 61 und 64 für
die U-Phase und den FET 67 für den Schutz gegen
eine umgekehrte Verbindung. Das V1-Halbleitermodul 502 hat
darin die FETs 62 und 65 für die V-Phase.
Das W1-Halbleitermodul hat darin die FETs 63 und 66 für
die W-Phase. Ähnlich hat das U2-Halbleitermodul 504 darin
die FETs 61 und 64 für die U-Phase und
den FET 67 zum Schutz vor einer umgekehrten bzw. rückwärtigen
Verbindung. Das V2-Halbleitermodul 505 hat darin die FETs 62 und 65 für
die V-Phase. Das W2-Halbleitermodul hat darin die FETs 63 und 66 für
die W-Phase.
-
Die
drei Halbleitermodule 501, 502 und 503 von
U1, V1 und W1 bilden einen Satz des Umrichterschaltkreises 60.
Die anderen drei Halbleitermodule 504, 505 und 506 von
U2, V2 und W2 bilden den anderen Satz des Umrichterschaltkreises 60.
-
Die
drei Halbleitermodule 501 bis 503 von U1 bis W1,
welche einen Satz des Umrichtschaltkreises 60 bilden, und
die drei Halbleitermodule 504 bis 506 von U2 bis
W2, welche den anderen Satz des Umrichterschaltkreises 60 bilden,
sind durch ein Verbindungsbauteil 507 verbunden, um eine
Halbleiter-Moduleinheit zu bilden. Das Verbindungsbauteil 507 hat zwei
Sammelschienen 507a und 507b, welche parallel
in der axialen Richtung angeordnet sind, wie in 5 gezeigt
ist. Die Sammelschiene 507a wird als Energiekabel bzw.
Energieleitung verwendet und ist an einer entfernt gelegenen Seite
von der Trennwand 1031 des Motorgehäuses 103 platziert.
Die Sammelschiene 507b wird als das Massekabel verwendet und
ist an einer nahegelegenen Seite zu der Trennwand 1031 des
Motorgehäuses 103 angeordnet. Demnach werden die
Halbleitermodule 501 bis 506 durch den Satz von
Sammelschienen mit elektrischer Leistung bzw. elektrischer Energie
versorgt.
-
Obwohl
nicht gezeigt, ist ein elektrischer Verbinder an der Abdeckung 104 angebracht,
so dass die elektrische Leistung bzw. elektrische Energie dem Verbindungsbauteil 507 durch
den Verbinder zur Verfügung gestellt wird. Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind
an der Wärmesenke 601 angebracht, welche sich
von der Trennwand 1031 des Motorgehäuses 103 in
der axialen Richtung der Welle 401 erstreckt.
-
Die
Wärmesenke 601 hat einen hexagonalen Querschnitt,
so dass sie sechs Seitenwandoberflächen 605 hat,
welche einander nach außen gerichtet in der radialen Richtung
gegenüberliegen. Jedes Halbleitermodul 501 bis 506 ist
auf der Seitenwandoberfläche 605 in Übereinstimmung
bereitgestellt. Jedes der Halbleitermodule 501 bis 506 ist
plattenförmig und erstreckt sich in die Richtung der Oberfläche des
eingegossenen Halbleiterchips. Eine der Oberflächen, welche
eine relativ große Oberfläche bzw. ein relativ
großes Oberflächengebiet hat, wird als die Wärmeableitoberfläche
verwendet. Metalle wie beispielsweise Kupfer sind beispielsweise
freiliegend in der Wärmeableitoberfläche. Die
Halbleitermodule 501 bis 506 sind derart angeordnet,
dass die Wärmeableitoberflächen die Seitenwandoberflächen 605 kontaktieren.
Die Seitenwandoberfläche 605 ist planar und demnach
ist die Wärmeableitoberfläche der Halbleitermodule 501 bis 506 auch
entsprechend planar, um einen planaren Kontakt dazwischen bereitzustellen.
-
Da
die Halbleitermodule 501 bis 506 an den Seitenwandoberflächen 605 der
Wärmesenke 601 angebracht sind, ist die Linie
rechtwinklig zu der Oberfläche der Halbleiterchipoberfläche
rechtwinklig zu der Mittelachse der Welle 401. Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind
demnach rechtwinklig in einer derartigen Art und Weise angeordnet,
dass die Seitenoberflächen des Gebietes mit der größten
Oberfläche parallel mit den Seitenwandoberflächen 605 der
Wärmesenke 601 sind. Jedes Halbleitermodul 501 bis 506 und
die Drosselspule 52 sind in der radialen Richtung angeordnet,
d. h. in der Richtung rechtwinklig zu der Mittelachse der Welle 401.
-
Die
Halbleitermodule 501 bis 506 haben Spulenanschlüsse 508 an
einer Bodenseitenoberfläche, welche der Trennwand 1031 des
Motorgehäuses 103, wie in 3 gezeigt
ist, gegenüberliegt. Der Leitungsdraht 206 zur
Stromversorgung der Spule 205 ist aus dem Loch herausgeführt
bzw. herausgenommen, welches in der Trennwand 1031 des
Motorgehäuses 103 bereitgestellt ist, wie obenstehend
beschrieben ist. Der Leitungsdraht 206 ist geklammert bzw.
geklemmt durch und elektrisch verbunden mit dem Spulenanschluss 508 jedes
Halbleitermoduls 501 bis 506.
-
Jedes
der Halbleitermodule 501 bis 506 hat sechs Steueranschlüsse 509 und
zwei Kondensatoranschlüsse 510 an der Seite gegenüber
dem Motorgehäuse 103. Diese Anschlüsse 509 und 510 stehen von
der oberen Seitenoberfläche der Halbleitermodule 501 bis 506 in
der axialen Richtung gegenüber der Trennwand 1032 des
Motorgehäuses 103 hervor. Die Steueranschlüsse 509 sind
mit vorbestimmten Positionen der Leiterplatte 801, wie
in 4 gezeigt ist, verschweißt. Demnach sind
die Halbleitermodule 501 bis 506 elektrisch mit
dem Steuerschaltkreis 70 verbunden, um die Schaltkreisverbindung
bereitzustellen, welche in 1 gezeigt
ist. Die Kondensatoranschlüsse 510 sind mit dem
Energie- bzw. Leistungskabel und der Masse in den Halbleitermodulen 501 bis 506 verbunden.
Die Kondensatoranschlüsse 510 sind radial nach
innen gebogen, wie in 2 gezeigt ist.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705 und 706 in
dem radial innenseitigen Teil der Halbleitermodule 501 bis 506 angeordnet,
d. h. an bzw. auf derselben Seite der Halbleitermodule 501 bis 506,
wie die Drosselspule 52. Im Falle des Unterscheidens der
Kondensatoren 701 bis 706, wird auf diese Kondensatoren
Bezug genommen als ein U1-Kondensator 701, ein V1-Kondensator 702,
ein W1-Kondensator 703, ein U2-Kondensator 704,
ein V2-Kondensator 705 und ein W2-Kondensator 706.
Die sechs Kondensatoren 701 bis 706 und die entsprechenden
sechs Halbleitermodule 501 bis 506 sind in der
radialen Richtung rechtwinklig zu der Mittelachse der Welle 401 angeordnet.
-
Der
U1-Kondensator 701, der V1-Kondensator 702 und
der W1-Kondensator 703 entsprechen den Kondensatoren 56, 57 und 58,
welche in 1 gezeigt sind. Obwohl nicht
gezeigt, entsprechen der U2-Kondensator 704, der V2-Kondensator 705 und der
W2-Kondensator 706 in ähnlicher Art und Weise den
Kondensatoren 56, 57 und 58.
-
Die
Kondensatoren 701 bis 706 sind in den Aufnahmelochteilen 606 der
Wärmesenke 601 aufgenommen, so dass die Kondensatoren 701 bis 706 nahe
zu den entsprechenden Halbleitermodulen 501 bis 506 platziert
sind. Jeder der Kondensatoren 701 bis 706 ist
in einer zylindrischen Form gebildet und mit seiner Mittelachse
parallel zu der Mittelachse der Welle 401 angeordnet. Die
Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 501 bis 506 sind
in der radial nach innen gerichteten Richtung gebogen, so dass die
Anschlüsse der Kondensatoren 701 bis 706 direkt
mit den Kondensatoranschlüssen 510 verbunden sind.
-
Der
Steuerschaltkreis 70 ist auf der Leiterplatte 801 wie
in 4 gezeigt ist, gebildet. Auf der Leiterplatte 801 ist
eine Leiterbahnstruktur durch ein Ätzverfahren oder dergleichen
gebildet, so dass integrierte Schaltkreise, welche den Steuerschaltkreis 70 bilden,
montiert sind. Der Steuerschaltkreis 70 ist von der Drosselspule 52,
den Halbleitermodulen 501 bis 507 und den Kondensatoren 701 bis 706 beabstandet.
-
Die
Antriebsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform
stellt die folgenden Vorteile bereit.
- (1) In
der Antriebsvorrichtung 1 sind die Halbleitermodule 501 bis 506,
die Kondensatoren 701 bis 706 und die Drosselspule 52 in
der Mittelachsenrichtung der Welle 401 platziert. Die Drosselspule 52 ist
in einer Form gebildet, welche es der Welle 401 ermöglicht,
durch sie hindurchzutreten. Demnach ist die Antriebsvorrichtung 1 in
der Größe in der radialen Richtung des Motorgehäuses 103 verringert.
Die Halbleitermodule 501 bis 506 und die Drosselspule 52 sind
in der radialen Richtung der Welle 401 positioniert, d.
h. in der Richtung rechtwinklig zu der Mittelachse der Welle 401.
Die Kondensatoren 701 bis 706 und die Halbleitermodule 501 bis 506 sind
in der radialen Richtung positioniert, d. h. in der Richtung rechtwinklig
zu der Mittelachse der Welle 401. Demnach ist die Antriebsvorrichtung
in der Größe in der radialen Richtung auch verringert.
-
Der
Motor für ein EPS-System hat sich wie in 8 gezeigt
entwickelt. Anfänglich wurde ein „getrennter” Aufbau
eingesetzt, so dass der Motor von der ECU getrennt war. Dann wurde
häufig ein „montierter” Aufbau eingesetzt,
so dass keine Verdrahtungsverbindungen notwendig waren. Der „montierte” Aufbau
jedoch war derart, dass die elektronische Steuereinheit (ECU) in
einem Gehäuse, das wie ein rechtwinkliges Parallelepiped
geformt ist, eingehaust ist und außerhalb eines Motorgehäuses
montiert ist. Als nächstes wurde ein „eingebauter” Aufbau
eingesetzt, so dass die ECU innerhalb einer Motorsilhouette enthalten
war, wo immer es möglich war. Die Verwendung des „eingebauten” Aufbaus
jedoch erhöhte die axiale physikalische Größe.
Was jedoch die Motorvorrichtung 1 mit integriertem elektronischen Schaltkreis
betrifft, ist die Drosselspule 52 angeordnet, um die Welle 401 zu
umgeben. Zusätzlich wird der Raum, welcher durch die Verwendung
eines solchen Aufbaus erzeugt wird, verwendet, um die Positionsbeziehung
der Halbleitermodule 501 bis 506 und der Kondensatoren 701 bis 706 zu
verbessern. Die Motorvorrichtung 1 mit integriertem elektronischen Schaltkreis
setzt einen „integrierten” Aufbau ein, welcher
dem „eingebauten” Aufbau überlegen ist.
- (2) Die Drosselspule 52 ist geformt,
um das Mittelloch zu haben, und um die Welle 401 des Motorteils 30 dadurch
aufzunehmen. Demnach ist die Drosselspule 52 innerhalb
des Motors mit integriertem elektronischen Schaltkreis aufgenommen,
d. h. innerhalb der Antriebsvorrichtung 1. Die Welle 401 ist
drehbar in das Mittellochteil der Drosselspule 52 eingeführt,
an welchem die Tendenz besteht, dass Hitze dort verbleibt. Die in
dem Mittelteil der Drosselspule 52 verbleibende Wärme
wird auf die Welle 401 übertragen. Demnach wird
die Wärmestrahlung der Drosselspule 52 durch die
Welle 401 gefördert, welche sich dreht.
- (3) Die Drosselspule 52 ist ringförmig gebildet,
d. h. in der Ring-Form, und die Welle 401 ist in die Drosselspule 52 eingeführt.
Da magnetischer Fluss, welcher von der Spulenwindung 522 verlorengeht
bzw. streut, durch die Welle 401 angezogen wird, wird unterdrückt,
dass das Magnetfeld extern streut bzw. verlorengeht.
- (4) Die Kondensatoren 701 bis 706 sind nahe
zu den Halbleitermodulen 501 bis 506 positioniert. Die
elektrische Verdrahtung zwischen den Halbleitermodulen 501 bis 506 und
den entsprechenden Kondensatoren 701 bis 706 kann
verkürzt werden. Die Kondensatoren 701 bis 706 sind demnach
in der Lage, ihre Leistung vollständig aufzubieten. Die
Kondensatoren 701 bis 706 sind für die
Halbleitermodule 501 bis 506 bereitgestellt, d.
h. in einem 1-zu-1-Verhältnis. Die Kapazität der Kondensatoren 701 bis 706 kann
auf einen vergleichsweise geringen Wert verringert werden. Die Kondensatoren 701 bis 706 können
demnach in ihrer Größe verringert werden.
- (5) Die Antriebsvorrichtung 1 hat die Wärmesenke 601,
welche sich in der axialen Richtung der Welle 401 von der
Trennwand 1031 des Motorgehäuses 103 erstreckt.
Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind an den Seitenwandteilen 602 der
Wärmesenke 601 angebracht. Die Wärme
der Halbleitermodule 501 bis 506 wird leicht auf
die Wärmesenke 601 übertragen. Demnach
kann die Antriebsvorrichtung 1 in einem elektrisch betriebenen
Hilfssystem verwendet werden, in welchem ein großer Strom
in dem Motorteil fließt.
- (6) Die Wärmeableitoberfläche der Halbleitermodule 501 bis 506 ist
in Kontakt mit der Seitenwandoberfläche 605 der
Wärmesenke 601. Demnach wird die Wärmeableitung
von den Halbleitermodulen 501 bis 506 gefördert.
Die Seitenwandoberfläche 605 ist planar und demnach
sind auch die Wärmeableitoberflächen der Halbleitermodule 501 bis 506 entsprechend
planar. Demach ist es vorteilhaft darin, dass die Seitenwandoberflächen 605 leicht
gefertigt werden können, so dass sie flach sind.
- (7) Zwei Schnitttteile 603 und 604, welche
den nicht zusammenhängenden Teil bilden, sind an bzw. auf
den Seitenwandoberflächen 602 gebildet. Die Spulenwicklung 522 der
Drosselspule 52 wird in der radial nach außen
gerichteten Richtung durch die Verwendung des Schnittes 603 herausgeführt.
Demnach kann die Verdrahtung der Drosselspule 52 leicht
hergestellt werden.
- (8) Die Halbleitermodule 501 bis 506 und die
Leiterplatte 801 sind parallel in der axialen Richtung des
Motorgehäuses 103 angeordnet. Die Steueranschlüsse 509,
welche auf bzw. an den Halbleitermodulen 501 bis 506 bereitgestellt
sind, sind an der Leiterplatte 801 gelötet. Demnach
ist es möglich, die Antriebsvorrichtung 1 derart
zu konfigurieren, dass der Steuerschaltkreis 70 unabhängig von
den Halbleitermodulen 501 bis 506, den Kondensatoren 701 bis 706 und
der Drosselspule 52 positioniert werden kann. Demnach kann
der Steuerschaltkreis 70 konfiguriert werden, um von den
Halbleitermodulen 501 bis 506, den Kondensatoren 701 bis 706 und
der Drosselspule 52, in welchen große Ströme
fließen, getrennt zu sein. Als ein Ergebnis kann der Steuerschaltkreis 70 konfiguriert
werden, um frei von Wärme und magnetischen Störungen
zu sein, welche durch solche große Ströme erzeugt
werden.
- (9) Der Magnet 402 ist an einem axialen Ende der Welle 401,
in der Nähe dessen die Leiterplatte 801 positioniert
ist, befestigt. Demnach erfasst der Positionssensor 723,
welcher auf der Leiterplatte 801 montiert ist, die Drehposition
bzw. Drehstellung des Magneten 402, um dadurch die Drehstellung
der Welle 401 zu erfassen. Die Drehung des Motorteils 30 kann
vergleichsweise leicht erfasst werden.
- (10) Die Drosselspule 52 ist von dem Magneten 40 beabstandet,
welcher einen Teil des Drehsensors bildet, und nahe zu dem Lager 105 in
der axialen Richtung der Welle 401 platziert. Demnach wird
es soviel wie möglich unterdrückt, dass das Magnetfeld
der Drosselspule 52 das Magnetfeld des Magneten 402 beeinflusst.
- (11) Die Halbleitermodule 501 bis 506 sind
für jede der U-Phase, V-Phase und W-Phase in Übereinstimmung
bereitgestellt. Das U1-Halbleitermodul 501 und das U2-Halbleitermodul 504 sind
besonders in Übereinstimmung mit der U-Phase bereitgestellt.
Das V1-Halbleitermodul 502 und das V2-Halbleitermodul 505 sind
in Übereinstimmung mit der V-Phase bereitgestellt. Das
W1-Halbleitermodul 503 und das W3-Halbleitermodul 506 sind in Übereinstimmung
mit der W-Phase bereitgestellt. Weiterhin sind die Halbleitermodule 501 bis 503 für
einen Satz von Phasen U1 bis W1 und die Halbleitermodule 504 bis 506 für
den anderen Satz von Phasen U2 bis W2 in einer Ring-Form durch das
Verbindungsbauteil 507 verbunden, um die Halbleiter-Moduleinheit
zu bilden. Da die Halbleitermodule 501 bis 506 Halbleitermodule
in Einheit von Funktionen sind, ist der Umrichterschaltkreis 60 in
seinem Aufbau vereinfacht.
-
(2. Ausführungsform)
-
Gemäß einer
zweiten Ausführungsform ist, wie in den 9, 10 und 11A bis 11C gezeigt
ist, eine Antriebsvorrichtung 2 ähnlich zu der Antriebsvorrichtung 1 der
ersten Ausführungsform hinsichtlich ihres elektrischen
Aufbaus und des Motors 30, welcher in 1 gezeigt
ist. In diesen Figuren sind die Abdeckung und die Leiterplatte nicht
gezeigt. Die Antriebsvorrichtung 2 ist unterschiedlich hinsichtlich
des Leistungsschaltkreises 50, insbesondere hinsichtlich
einer Drosselspule 53.
-
Obwohl
die Drosselspule 53 in einer ähnlichen Art und
Weise wie in der ersten Ausführungsform positioniert ist,
ist sie unterschiedlich aufgebaut. Wie in den 11A bis 11C gezeigt
ist, hat die Drosselspule 53 einen zylindrischen Kern 531,
welcher in einer zylindrischen Form gebildet ist, eine Spulenwicklung 532 und
ein Paar von Scheibenteilen 534. Die Scheibenteile 534 haben
Durchgangslöcher 533 und sind an beiden axialen
Enden des zylindrischen Kerns 531 vorgesehen. Die Spulenwicklung 532 ist
um den zylindrischen Kern 531 gewickelt.
-
Die
Antriebsvorrichtung 2 stellt auch die Vorteile (1) bis
(12) der Antriebsvorrichtung 1 bereit.
-
(3. Ausführungsform)
-
Gemäß der
dritten Ausführungsform ist, wie in den 12, 13 und 14A bis 14C gezeigt
ist, eine Antriebsvorrichtung 3 ähnlich zu der Antriebsvorrichtung 1 der
ersten Ausführungsform hinsichtlich ihres elektrischen
Aufbaus bzw. ihrer elektrischen Konfiguration und des Motors 30,
welcher in 1 gezeigt ist. In diesen Figuren
sind die Abdeckung und die Leiterplatte nicht gezeigt. Die Antriebsvorrichtung 3 ist
unterschiedlich in Hinsicht auf den Leistungsschaltkreis 50,
insbesondere hinsichtlich einer Drosselspule 54.
-
Obwohl
die Drosselspule 54 in einer ähnlichen Art und
Weise wie in der ersten Ausführungsform positioniert ist,
ist sie unterschiedlich aufgebaut. Wie in den 14A bis 14C gezeigt
ist, hat die Drosselspule 54 einen Rahmenkern 541,
welcher in einer rechteckförmigen bzw. quadratischen Form
um eine Spulenwicklung 542 gebildet ist. Der Kern 541 hat
ein Durchgangsloch 543 an seinem mittigen Teil und Dicke
in der Mittelachsenrichtung. Der Kern 541 hat eine äußere
Seitenoberfläche 541a und eine innere Seitenoberfläche 541c,
welche parallel zu der radialen Richtung sind. Der Kern 541 hat
auch eine axiale Endoberfläche 541b und die andere
axiale Endoberfläche 541d, welche parallel zu
der axialen Richtung sind.
-
Wie
in 14A gezeigt, ist die Spulenwicklung 542 um
den Kern 541 in einer Mehrzahl von Windungen gewickelt.
Jede Windung beginnt an der einen Endoberfläche 541b und
kehrt zu der einen Endoberfläche 541b über
die innere Seitenoberfläche 541c, die andere Endoberfläche 541d und
die äußere Seitenoberfläche 541a zurück.
-
Die
Antriebsvorrichtung 3 stellt auch die Vorteile (1) bis
(12) der Antriebsvorrichtung 1 bereit.
-
Die
Antriebsvorrichtungen 1 bis 3, welche in der ersten
bis dritten Ausführungsform beschrieben sind, können
nicht nur in dem Lenkhilfesystem, sondern auch in anderen Systemen
wie beispielsweise in einem Scheibenwischersystem und in einem Ventilzeitpunktsteuersystem
verwendet werden.
-
Weiterhin
kann die Antriebsvorrichtung auf Wegen unterschiedlich von der ersten
bis dritten Ausführungsform implementiert werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2002-345211
A [0002, 0004]
- - JP 2002345211 A [0002]
