DE102010017519B4

DE102010017519B4 - Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung

Info

Publication number: DE102010017519B4
Application number: DE102010017519.6A
Authority: DE
Inventors: Masashi Yamasaki; Hideki Kabune; Atsushi Furumoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2022-03-24
Anticipated expiration: 2030-06-23
Also published as: US8338998B2; US20110018374A1; JP2011030405A; JP5365872B2; DE102010017519A1

Abstract

Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung, die aufweist:einen Motor (30), der ein eine Hülle bildendes, röhrenförmiges Motorgehäuse (101), einen radial innerhalb von dem Motorgehäuse (101) angebrachten und mit mehrphasigen Spulen gewickelten Stator (201), einen radial innerhalb von dem Stator (201) angebrachten Rotor (301) und eine sich zusammen mit dem Rotor (301) drehende Welle (401) enthält;eine Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971), die sich von einer Endwand (106) des Motorgehäuses (101) in der gleichen Richtung wie eine Richtung einer Mittelachse der Welle (401) erstreckt; undeine elektronische Schaltung (50, 70), die an dem Motorgehäuse (101) angebracht ist, die in der Richtung der Mittelachse der Welle (401) orientiert ist und die zu der Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) hin angeordnet ist, zum Bereitstellen einer Antriebssteuerung des Motors (30);wobei die elektronische Schaltung (50, 70) eine Mehrzahl von Halbleitermodulen (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) enthält, von denen jedes einen Halbleiterchip zum Auswählen eines in den Mehrphasen-Spulen fließenden Stroms besitzt und vertikal in Kontakt mit einer Seitenwandfläche der Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) angeordnet ist, so dass eine Linie senkrecht zu einer Halbleiterchipfläche nicht parallel zu der Mittelachse der Welle (401) ist,wobei die Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) eine Mehrzahl von Seitenwandflächen besitzt, die verschiedene Ebenen definieren, undwobei die Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 - 566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) der Reihe nach relativ zu der Mehrzahl von Seitenwandflächen in direktem oder indirektem Kontakt mit den Seitenwandflächen angeordnet sind, wobeidie Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) eine Seitenwand enthält, die in einer stehenden Art und Weise um die Mittelachse der Welle (401) installiert ist, unddie elektronische Schaltung (50, 70) eine Drosselspule (52) enthält, die an einer Leistungsversorgungsleitung für die Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) angeordnet ist; unddie Drosselspule (52) radial innerhalb von den Seitenwänden angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung, bei der ein Motor und eine elektronische Schaltung integriert sind.
Eine elektrische Unterstützungsvorrichtung, die elektrisch ein Drehmoment erzeugt, wurde als eine Vorrichtung vorgeschlagen zum Unterstützen des Lenkens eines Fahrzeugs anstelle einer hydraulischen Unterstützungsvorrichtung, die hydraulisch ein Drehmoment erzeugt. Die elektrische Unterstützungsvorrichtung stellt anders als die hydraulische Unterstützungsvorrichtung nur dann eine Unterstützung bereit, wenn ein Fahrer des Fahrzeugs einen Lenkvorgang durchführt.
Ein bürstenloser Motor, der drehend angetrieben wird, wenn z.B. ein Drehstrom an ihn geliefert wird, der als Antriebsquelle für die elektrische Unterstützungsvorrichtung verwendet wird. Wenn ein solcher bürstenloser Motor verwendet wird, werden sich in der Phase voneinander unterscheidende Spulenströme an Mehrphasen-Spulen (z.B. Drehstrom-Spulen) geliefert. Daher müssen Wechselstromausgänge, die sich voneinander in der Phase unterscheiden, aus einem Gleichstromausgang mit einer vorbestimmten Spannung (z.B. 12 V) erzeugt werden. Folglich ist es notwendig, eine elektronische Schaltung zum Auswählen eines Spulenstroms zu verwenden. Die elektronische Schaltung beinhaltet z.B. Halbleitermodule, die eine Schaltfunktion bereitstellen, und einen Mikrocomputer, der eine Gesamtsteuerung bereitstellt. Es wurde vorgeschlagen, dass die elektronische Schaltung nahe dem Motor positioniert wird. Die z.B. in Patentdokumenten 1 und 2 beschriebenen Halbleitermodule sind in der Achsenrichtung des Motors angeordnet. Die z.B. in Patentdokument 3 beschriebenen Halbleitermodule sind um einen Stator herum angeordnet, der ein Teil des Motors ist.

Patentdokument 1: JP H10 - 234 158 A
Patentdokument 2: JP H10 - 322 973 A
Patentdokument 3: JP 2004-159454 A
Patentdokument 4: DE 10 2005 059 244 A1
Patentdokument 5: DD 2 58 691 A1
Patentdokument 6: US 4 712 030 A
Patentdokument 7: WO 2008/ 156 185 A1
Patentdokument 8: JP 2008- 211 945 A
Patentdokument 9: US 5 932 942 A
Patentdokument 10: JP 2005 - 73 373 A
Patentdokument 11: US 7 290 638 B2
Patentdokument 12: WO 00/ 60 670 A2

Die elektrische Unterstützungsvorrichtung verwendet einen relativ großen Motor, um ein ausreichendes Drehmoment bereitzustellen. Somit sind die Halbleitermodule groß. Darüber hinaus beinhaltet die elektronische Schaltung im Allgemeinen einen großen Kondensator (z.B. ein Aluminium-Elektrolytkondensator), um zu verhindern, dass ein Halbleiterchip durch eine beim Schalten verursachte Spannungsspitze beschädigt wird.
In den letzten Jahren wurden jedoch verschiedene Vorrichtungen zusätzlich zu der elektrischen Unterstützungsvorrichtung in ein Fahrzeug angebracht. Daher ist es nun wichtig, dass der zum Installieren verschiedener Vorrichtungen notwendige Raum sichergestellt wird. Es wird daher zunehmend gefordert, dass die Größe des Motors für die elektrische Unterstützungsvorrichtung verringert wird.
In dieser Hinsicht ist die axiale körperliche Größe des in Patentdokument 2 offenbarten Motors groß, da er ein Kühlgebläse besitzt.
Die axiale körperliche Größe des in Patentdokument 3 offenbarten Motors ist gering, da die Halbleitermodule um den Stator herum angeordnet sind. Jedoch ist die radiale körperliche Abmessung des Motors groß. Zusätzlich ist die radiale körperliche Abmessung weiter erhöht, wenn ein zylindrischer Glättungskondensator verwendet werden muss (obwohl ein flacher Glättungskondensator für den Motor verwendet wird).
Bei der elektrischen Unterstützungsvorrichtung, die einen oben beschriebenen relativ großen Motor verwendet, erzeugen die für den Motor verwendeten Halbleitermodule eine relativ große Wärmemenge. Deshalb wird gefordert, dass der Motor verkleinert und in seiner Wärmeabgabefähigkeit verbessert wird.
Wenn die Halbleitermodule auf der Oberfläche eines Metallelementes in der gleichen Art und Weise wie die Halbleitermodule für den z.B. in Patentdokument 1 beschriebenen Motor angeordnet sind, ist die Wärmeabgabefähigkeit durch die Abgabe von Wärme von den benachbarten Halbleitermodulen verschlechtert.
DE 10 2005 059 244 A1 offenbart eine sich drehende elektrische Maschine. Bei einer sich drehenden elektrischen Maschine, die ein Teil der sich drehenden elektrischen Maschine und ein Schaltschaltungsteil zur Durchführung einer Stromsteuerung dieses Teils der sich drehenden elektrischen Maschine aufweist und eine Wärmeabfuhrvorrichtung zum Kühlen mehrerer Schaltvorrichtungen, welche dieses Schaltschaltungsteil bilden, wird die Kühlwirkung für die Schaltvorrichtungen verbessert. Die sich drehende elektrische Maschine weist ein Schaltschaltungsteil zur Durchführung einer Stromsteuerung eines Teils der sich drehenden elektrischen Maschine auf und eine Wärmeabfuhrvorrichtung zum Kühlen mehrerer Schaltvorrichtungen, welche dieses Schaltschaltungsteil (bilden, und die Wärmeabfuhrvorrichtung besteht aus mehreren Kühlkörpern, die regelmäßig in Umfangsrichtung der Drehwelle des Teils der sich drehenden elektrischen Maschine so angeordnet sind, dass sie die Drehwelle umgeben, und auf welche die mehreren Schaltvorrichtungen verteilt sind und hierauf angebracht sind.
Die DD 2 58 691 A1 betrifft einen Asynchronmotor, der die Antriebsparameter eines Asynchronschleifringläufermotors besitzt, dessen Steuerung aber am Motor auf einem Wellenende angeordnet ist. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Motor mit veränderlicher Drehzahl zu schaffen, der direkt an das Drehstromnetz angeschlossen und kontaktlos gesteuert wird. Für alternative Antriebssysteme, so Gleichstrom-Stromrichtermotor oder Zwischen-Stellgetriebe soll eine Lösung mit technisch ökonomisch besseren Parametern möglich werden. Die Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Läufer eine Wicklung hat, deren Wicklungsenden zu einer Halbleitersteuerschaltung geführt sind, die auf einem Wellenende angeordnet ist. Ein extern angeordnetes Steuergerät beeinflusst die Halbleitersteuerschaltung durch Ansteuerimpulse unterschiedlicher Häufigkeit und Länge über eine kontaktlos wirkende Impulsübertragungsstrecke und steuert damit den Läuferstrom und so das Drehmoment bzw. die Drehzahl.
US 4 712 030 A offenbart eine Wärmesenke sowie eine Befestigungsanordnung dafür. Ein im Allgemeinen rechteckiger Kühlkörper ist in einem Leitungskasten durch Laschen montiert, die verformt sind, um in Kanäle entlang gegenüberliegender Kanten des Kühlkörpers zu passen. Ein Zugangsloch das in der Seite des Leitungskastens und mit dem Kanal ausgerichtet ist, ermöglicht das Einführen eines Stifts dadurch, um die Laschen aus dem Kanal zu drücken und den Kühlkörper und die Leiterplatte aus dem Leitungskasten zu lösen.
WO 2008 / 156 185 A1 offenbart ein Elektrowerkzeug. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Elektrowerkzeug bereitgestellt, umfassend: ein Gehäuse mit einer darauf ausgebildeten Saugöffnung, um eine Kühlluft von einer Außenseite des Gehäuses einzuführen; und einen bürstenlosen Motor, der in dem Gehäuse untergebracht ist und eine elektrische Schaltung aufweist, wobei die elektrische Schaltung eine wärmeabstrahlende Oberfläche aufweist, wobei die wärmeabstrahlende Oberfläche in der Nähe des Sauganschlusses angeordnet ist.
JP H10- 234 158 A offenbart einen Motor. ZU LÖSENDES PROBLEM: Bereitstellung eines hochzuverlässigen Motors, der die Wärmeabstrahlung eines auf einer Leiterplatte montierten Heizelements und die Montagefreundlichkeit verbessern kann. LÖSUNG: Dieser Motor, der Antriebsschaltungen für den Motor in einem Motorgehäuse aufnimmt, ist mit einem metallischen Element, das der Antriebsschaltung zugewandt angebracht ist, einem Schaltelement in der Antriebsschaltung, das auf dem metallischen Element befestigt ist und das an einem Motorgehäuse montiert ist, vorgesehen. Der Motor, der die Antriebsschaltungen für den Motor speichert, ist mit einem Lüfter ausgebildet, der am Endteil auf der gegenüberliegenden Seite der Ausgangsseite einer Motorwelle angebracht ist.
JP 2008 - 211 945 A offenbart eine Fahrzeugantriebsvorrichtung. ZU LÖSENDES PROBLEM: Bereitstellung einer Fahrzeugantriebsvorrichtung, die die Herstellbarkeit der Vorrichtung weiter verbessert. LÖSUNG: Ein Gewindeschraubenteil ist einstückig in einer Leiterfläche eines Endteils (einem Spitzenteil) entweder eines von einem Stator herausgeführten Herausführungsleiters oder eines aus einer Stromquelle herausgeführten Ausgangsanschlusses gebildet. Der Herausführungsleiter und der Ausgangsanschluss, die einander überlappen, werden durch einen Bolzen befestigt, der in den Gewindeschraubenteil eingeschraubt ist. Folglich erleichtert es die Verbindungsarbeit zwischen dem Herausführungsleiter und dem Ausgangsanschluss.
US 5 932 942 A offenbart einen Gleichstromantrieb mit verbesserten thermischen Eigenschaften. Es wird ein integrierter bürstenloser Gleichstrommotor und ein Antriebspaket offenbart, das den bürstenlosen Gleichstrommotor und die Antriebsschaltung, die von einer der Motorendkappen getragen wird, umfasst. Die Antriebsschaltung umfasst elektronische Leistungsvorrichtungen zum Umwandeln von Eingangsleistung in gepulste Leistung für den Motor. Die Leistungsschaltkomponenten erstrecken sich von einer Leiterplatte und werden in Aussparungen der Endkappe aufgenommen. Die Schaltkomponenten sind von der Endkappe elektrisch isoliert, sind jedoch innerhalb der Aussparungen zur Endkappe wärmeleitend, um während des Betriebs Wärme abzuleiten. Die Schaltkomponenten sind vorzugsweise in radial gleich beabstandeten Positionen auf der Leiterplatte angeordnet, um eine gleichmäßige Wärmebelastung der Endkappe bereitzustellen.
JP 2005 - 73 373 A offenbart eine Leistungswandlungsvorrichtung. ZU LÖSENDES PROBLEM: Es soll eine Leistungswandlungsvorrichtung bereitgestellt werden, die eine ausgezeichnete Verbindungszuverlässigkeit eines Halbleitermoduls mit einer Steuerleiterplatte aufweist und die genau und einfach herzustellen ist. LÖSUNG: Die Stromrichtervorrichtung umfasst ein Halbleitermodul, das ein Halbleiterelement enthält und einen Elektrodenanschluss und einen Steuerelektrodenanschluss aufweist, ein Steuerschaltungssubstrat, an dem der Steuerelektrodenanschluss des Halbleitermoduls verbunden ist, eine Busbaugruppe, die aus mehreren Bussen besteht, mit denen der Hauptelektrodenanschluss des Halbleitermoduls verbunden ist, und mehrere Kühlrohre zum Kühlen des Halbleitermoduls von beiden Seiten.
In der US 7 290 638 B2 umfasst ein elektrisches Hilfskraftlenkungssystem für ein Kraftfahrzeug einen Drehmomentsensor, der an einer Lenkwelle angeordnet ist, um ein Lenkdrehmoment zu ermitteln. Ein erstes Zahnrad wird an der Lenkwelle angeordnet. Eine Zahnstangenwelle ist mit dem ersten Zahnrad in Eingriff und mit der Lenkwelle verbunden, um eine Drehbewegung der Lenkwelle in eine Axialbewegung der Zahnstangenwelle zu ändern und zu schaffen, um gemäß der Lenkwelle betrieben zu werden. Ein erster Motor wird mit dem ersten Zahnrad verbunden, um ein Lenkhilfsdrehmoment gemäß des durch den Drehmomentsensor ermittelten Lenkdrehmoments zu erzeugen. Ein zweites Zahnrad ist getrennt vom ersten Zahnrad anzuordnen und in Eingriff mit der Zahnstangenwelle. Ein zweiter Motor ist mit dem zweiten Zahnrad verbunden, um ein Lenkhilfsdrehmoment gemäß des Lenkdrehmoments zu erzeugen.
Die Halbleitervorrichtung gemäß WO 00/ 60 670 A2 enthält ein laterales Leistungselement. Das Leistungselement ist innerhalb einer Halbleiterschicht aus einem Halbleitermaterial mit einem Bandabstand von mindestens 2 eV angeordnet und seitlich durch einen Graben in der Halbleiterschicht begrenzt. Die Halbleiterschicht ist auf einem Substrat mit einer größeren Wärmeleitfähigkeit als der von Silicium angeordnet und elektrisch gegenüber einer der Halbleiterschicht abgewandten Substratoberfläche isoliert. Damit ergibt sich eine integrationsfähige Halbleitervorrichtung für eine hohe Sperrspannung und eine hohe Schaltfrequenz.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung, bei der eine elektronische Schaltung zur Antriebssteuerung und ein Motor miteinander integriert sind, die körperliche Größe der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung zu verringern und die Wärmeabgabefähigkeit der Halbleitermodule in der elektronischen Schaltung zu verbessern.
Eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen Motor, eine Wärmesenke, die sich in der gleichen Richtung wie die Richtung der Mittelachse einer Welle von einer Endwand eines Motorgehäuses erstreckt, und eine elektronische Schaltung, die auf dem Motorgehäuse angebracht ist, die in der Richtung der Mittelachse der Welle orientiert ist und die in Richtung zu der Wärmesenke positioniert ist, um eine Antriebssteuerung des Motors bereitzustellen. Die elektronische Schaltung enthält mehrere Halbleitermodule, die jeweils einen Halbleiterchip zum Auswählen eines Spulenstroms besitzen, der in Mehrfachphasenspulen des Motors fließt. Die einzelnen Halbleitermodule sind vertikal angeordnet in Kontakt mit einer Seitenwandfläche der Wärmesenke, so dass eine Linie senkrecht zu einer Halbleiterchipfläche nicht parallel zu der Mittelachse der Welle ist. Die Wärmesenke besitzt mehrere Seitenwandflächen, die verschiedene Ebenen definieren. Die Halbleitermodule sind der Reihe nach relativ zu den mehreren Seitenwandfläche angeordnet und in direktem oder indirektem Kontakt mit den Seitenwandflächen.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anschaulicher anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, die mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gemacht ist. In den Figuren sind:

1 ein Blockschaltplan, der eine elektrische Servolenkeinheit darstellt;
2 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
4 eine Querschnittsansicht entlang der Line 4-4 in 3;
5 eine perspektivische Ansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der ersten Ausführungsform;
6 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der ersten Ausführungsform;
7 ein Diagramm, das die Entwicklungsgeschichte eines Motors mit eingebautem Steuergerät darstellt;
8 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung;
9 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
10 eine perspektivische Darstellung des Motors mit integrierter elektronischer Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
11 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der dritten Ausführungsform;
13 eine perspektivische Darstellung der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der dritten Ausführungsform;
14 eine Draufsicht auf die Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der vierten Ausführungsform;
16 eine perspektivische Darstellung der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der vierten Ausführungsform;
17 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der fünften Ausführungsform;
19 eine perspektivische Darstellung des Motors mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der fünften Ausführungsform;
20 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
21 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der sechsten Ausführungsform;
22 eine perspektivische Darstellung der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der sechsten Ausführungsform;
23 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
24 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der siebten Ausführungsform;
25 eine perspektivische Ansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der siebten Ausführungsform;
26 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 26-26 in 23;
27 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
28 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der achten Ausführungsform;
29 eine perspektivische Darstellung der Motorvorrichtung mit integrierten elektronsicher Schaltung gemäß der achten Ausführungsform;
30 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
31 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der neunten Ausführungsform;
32 eine perspektivische Ansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der neunten Ausführungsform;
33 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
34 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der zehnten Ausführungsform;
35 eine perspektivische Darstellung des Motors mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der zehnten Ausführungsform;
36 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
37 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der elften Ausführungsform;
38 eine perspektivische Darstellung des Motors mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der elften Ausführungsform;
39 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
40 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der zwölften Ausführungsform;
41 eine perspektivische Darstellung des Motors mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der zwölften Ausführungsform;
42 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
43 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der dreizehnten Ausführungsform;
44 eine perspektivische Darstellung des Motors mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der dreizehnten Ausführungsform;
45 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
46 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der vierzehnten Ausführungsform;
47 eine perspektivische Darstellung der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der vierzehnten Ausführungsform;
48 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
49 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der fünfzehnten Ausführungsform;
50 eine perspektivische Darstellung der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der fünfzehnten Ausführungsform;
51 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
52 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der sechzehnten Ausführungsform;
53 eine perspektivische Darstellung der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der sechzehnten Ausführungsform;
54 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronsicher Schaltung gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
55 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der siebzehnten Ausführungsform;
56 eine schematische Querschnittsansicht entlang der Line 56-56 in 55;
57 eine perspektivische Darstellung der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der siebzehnten Ausführungsform;
58 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer achtzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
59 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronsicher Schaltung gemäß der achtzehnten Ausführungsform;
60 eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie 60-60 in 59;
61 eine perspektivische Darstellung der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der achtzehnten Ausführungsform;
62 eine Draufsicht auf eine Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß einer neunzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
63 eine Seitenansicht der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der neunzehnten Ausführungsform;
64 eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie 64-64 in 63; und
65 eine perspektivische Darstellung der Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der neunzehnten Ausführungsform.

Ausführungsformen einer Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben werden.
(Erste Ausführungsform)
Wie in 1 gezeigt wir eine Motorvorrichtung 1 mit integrierter elektronischer Schaltung verwendet zum Antreiben einer elektrischen Servolenkung (EPS).
Die Motorvorrichtung 1 enthält einen Motor 30, eine Leistungsschaltung 50 und eine Steuerschaltung 70. Die Leistungsschaltung 50 und die Steuerschaltung 70 bilden eine elektronische Schaltung. Die Motorvorrichtung 1 stellt dem Lenkrad 91 eines Fahrzeugs Lenkunterstützung bereit durch Erzeugen eines Drehmoments für eine Lenksäule 92 durch ein an die Lenksäule 92, die eine Welle des Lenkrads 91 ist, angebrachtes Zahnrad 93. Insbesondere, wenn das Lenkrad 91 bedient wird, erfasst ein Drehmomentsensor 94 ein Lenkdrehmoment, das für die Lenksäule 92 erzeugt wird, als Folge der Bedienung des Lenkrads. Weiter wird eine Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation von einem CAN (Controller Area Network) erfasst, das nicht gezeigt ist, um dem Fahrer, der das Lenkrad 91 betätigt, Lenkunterstützung bereitzustellen. Die Verwendung des oben beschriebenen Mechanismus macht es, in Abhängigkeit von dem angewendeten Steuerverfahren, möglich, nicht nur Lenkunterstützung bereitzustellen, sondern auch automatische Steuerung des Betriebs des Lenkrads 91 z.B. dafür bereitzustellen, dass bewirkt wird, dass das Fahrzeugs auf einer Fahrspur einer Schnellstraße bleibt oder, dass das Fahrzeug in eine Parklücke auf einem Parkplatz geführt wird.
Der Motor 30 ist ein bürstenloser Motor, der das Zahnrad 93 in einer Normalrichtung und in einer umgekehrten Richtung dreht. Die Leistungsschaltung 50 liefert elektrische Leistung an den Motor 30. Die Leistungsschaltung 50 enthält eine Drosselspule 52, die in einer Leistungsversorgungsleitung von einer Leistungsquelle 51 angeordnet ist, einen Nebenschlusswiderstand 53 sowie einen Satz von zwei Inverterschaltungen, nämlich eine erste Inverterschaltung 60 und eine zweite Inverterschaltung 68.
Die erste Inverterschaltung 60 enthält MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, die eine von verschiedenen Arten von Feldeffekttransistoren sind. Die MOSFETs 61-67 sind Schaltelemente. Genauer schaltet der Pfad zwischen dessen Sourceanschluss und Drainschluss ein (schließt sich) oder schaltet aus (öffnet sich) in Abhängigkeit von dem Potential an dessen Gateanschluss. Da die zweite Inverterschaltung 68 den gleichen Aufbau wie die erste Inverterschaltung 60 besitzt, wird unten nur die erste Inverterschaltung 60 beschrieben werden.
Die MOSFETs 61-67 werden im Folgenden als FETs 61-67 abgekürzt. Der FET 67 am nächsten zu dem Nebenschlusswiderstand 53 stellt einen Schutz gegen Verpolung dar. Insbesondere verhindert der FET, dass ein elektrischer Strom in umgekehrter Richtung fließt, wenn die Leistungsquelle fehlerhaft angeschlossen ist.
Die Drainanschlüsse von drei FETs 61-63 sind mit einer Seite der Leistungsversorgungsleitung verbunden. Die Sourceanschlüsse der FETs 61-63 sind jeweils mit den Drainanschlüssen der verbleibenden drei FETs 64-66 verbunden. Die Sourceanschlüsse der FETs 64-66 sind mit Masse verbunden. Die Gateanschlüsse der sechs FETs 61-66 sind mit sechs Ausgangsanschlüssen einer unten beschriebenen Vortreiberschaltung 71 verbunden. Verbindungspunkte zwischen den FETs 61-66, die Paare auf einer Hochpotentialseite und auf einer Niedrigpotentialseite bilden, sind jeweilig mit einer U-Phasen-Spule, einer V-Phasen-Spule und einer W-Phasen-Spule des Motors 30 verbunden.
Wenn die FETs 61-66 voneinander unterschieden werden müssen, werden die FETs 61-66 einzeln als FET (Su+) 61, FET (Sv+) 62, FET (Sw+) 63, FET (Su-) 64, FET (Sv-) 65 und FET (Sw-) 66 bezeichnet.
Ein Aluminium-Elektrolytkondensator 54 ist parallel zwischen die Leistungsversorgungsleitung des FET (Su+) 61 und die Masse des FET (Su-) 64 geschaltet. Genauso ist ein Aluminium-Elektrolytkondensator 55 parallel zwischen die Leistungsversorgungsleitung des FET (Sv+) 62 und die Masse des FET (Sv-) 65 geschaltet, und ein Aluminium-Elektrolytkondensator 56 ist parallel zwischen die Leistungsversorgungsleitung des FET (Sw+) 63 und die Masse des FET (Sw-) 66 geschaltet.
Die Steuerschaltung 70 enthält die Vortreiberschaltung 70, einen kundenspezifischen IC 72, einen Positionssensor 73 und einen Mikrocomputer 74. Der kundenspezifische IC 72 enthält drei funktionale Blöcke, nämlich eine Reglerschaltung 75, eine Positionssensorsignal-Verstärkerschaltung 76 und eine Verstärkerschaltung 77 für ein erfasstes Signal.
Die Reglerschaltung 75 ist eine Stabilisierungsschaltung, die die Leistungsquelle stabilisiert. Die Reglerschaltung 75 stabilisiert die elektrische Leistungsversorgung an verschiedene Einheiten. Zum Beispiel stellt die Reglerschaltung 75 sicher, dass der Mikrocomputer 74 mit einer vorbestimmten stabilisierten Versorgungsspannung (z.B. 5 V) arbeitet.
Die Positionssensorsignal-Verstärkerschaltung 76 empfängt ein Signal von dem Positionssensor 73. Der Positionssensor 73 gibt ein Winkelpositionssignal des Motors 30 aus. Die Positionssensorsignal-Verstärkerschaltung 76 verstärkt das Winkelpositionssignal und gibt das verstärkte Winkelpositionssignal an den Mikrocomputer 74 ab.
Die Verstärkerschaltung 77 für eine erfasste Spannung erfasst eine Spannung über dem Nebenschlusswiderstand 53, der in der Leistungsschaltung 50 installiert ist, verstärkt die erfasste Spannung und gibt die verstärkte Spannung an den Mikrocomputer 74 ab.
Das Winkelpositionssignal des Motors 30 und die Spannung über dem Nebenschlusswiderstand 53 werden an den Mikrocomputer 74 angelegt. Ein Lenkdrehmomentsignal von dem Drehmomentsensor 94, der an der Lenksäule 92 angebracht ist, wird auch an den Mikrocomputer 74 angelegt. Zusätzlich wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation durch den CAN-Bus an den Mikrocomputer 74 abgegeben.
Nach Empfang des Lenkdrehmomentsignals und der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation steuert der Mikrocomputer 74 die Inverterschaltung 60 durch die Vortreiberschaltung 71 gemäß dem Winkelpositionssignal, um dadurch dem Lenkrad 91 Lenkunterstützung gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit bereitzustellen. Genauer wird die Inverterschaltung 60 gesteuert durch Ein- und Ausschalten der FETs 61-66 durch die Vortreiberschaltung 71. Da die Gateanschlüsse der sechs FETs 61-66 mit den sechs Ausgangsanschlüssen der Vortreiberschaltung 71 verbunden sind, kann die Vortreiberschaltung 71 die Potentiale der Gateanschlüsse ändern.
Darüber hinaus steuert der Mikrocomputer 74 die Inverterschaltung 60 gemäß der Spannung über den Nebenschlusswiderstand 53, die eingegeben wird von der Verstärkerschaltung 77 für eine erfasste Spannung, so dass der an den Motor 30 gelieferte elektrische Strom einer Sinuswelle ähnlich ist.
Wenn die Inverterschaltung 60 wie oben beschrieben gesteuert wird, verringert die Drosselspule 52 von der Leistungsquelle 51 erzeugtes Rauschen. Die Kondensatoren 54-56 speichern elektrische Ladung zum Unterstützen der elektrischen Leistungsversorgung der FETs 61-66 und unterdrücken eine Spannungsspitze sowie andere Rauschkomponenten. Selbst bei einem fehlerhaften Anschluss der Leistungsversorgung werden die Kondensatoren 54-56 vor einer Beschädigung geschützt sein, da der FET 67 installiert ist, um einen Schutz gegen Verpolung bereitzustellen.
Wie oben beschrieben sind die Leistungsschaltung 50 und die Steuerschaltung 70 notwendig für die Antriebssteuerung des Motors 30. Die Leistungsschaltung 50 und die Steuerschaltung 70 bilden eine Steuereinheit (ECU).
Der für die elektrische Servolenkung verwendete Motor 30 erzeugt eine Ausgangsleistung von etwa 200 W bis 500 W. Die von der Leistungsschaltung 50 und der Steuerschaltung 70 belegte Fläche ist etwa 20 bis 40 % der gesamten Motorvorrichtung 1. Da der Motor 30 außerdem eine große Ausgangsleistung erzeugt, ist, neigt die Leistungsschaltung 50 dazu, groß zu sein. Daher nimmt die Leistungsschaltung 50 mehr als 70 % der von der Leistungsschaltung 50 und der Steuereinheit 70 belegten Fläche ein.
In der Leistungsschaltung 50 enthaltene große Teile sind die Drosselspule 52, die Kondensatoren 54-56 und die FETs 61-67. Die FETs 61-67 sind als sechs Halbleitermodule ausgebildet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der FET (Su+) 61 und der FET (Su-) 64 als Halbleiterchips ausgebildet. Die Halbleiterchips sind harzgekapselt, um ein Halbleitermodul zu bilden.
Außerdem sind der FET (Sv+) 62 und der FET (Sv-) 65 als Halbleiterchips ausgebildet. Die Halbleiterchips sind harzgekapselt, um ein Halbleitermodul zu bilden.
Darüber hinaus sind der der FET (Sw+) 63 und der FET (Sw-) 66 als Halbleiterchips ausgebildet. Die Halbleiterchips sind harzgekapselt, um ein Halbleitermodul zu bilden.
Somit enthält die erste Inverterschaltung 60 drei Halbleitermodule. Die vorliegende Ausführungsform enthält insgesamt zwei Inverterschaltungen 60 und 68. Dies verringert den elektrischen Stromfluss in jeder Inverterschaltung 60, 68 um die Hälfte. Da die zwei Inverterschaltungen 60 und 68 eingebaut sind, enthält die vorliegende Ausführungsform sechs Halbleitermodule und sechs Kondensatoren.
Die Motorvorrichtung 1 besitzt einen in den 2 bis 6 gezeigten mechanischen Aufbau. In den 2, 3 und 5 sind eine Abdeckung 103 und eine Leiterplatte 801 nicht gezeigt. Eine in 2 durch den Pfeil K angedeutete Seitenflächenansicht ist in 3 dargestellt.
Wie in 4 gezeigt ist die Motorvorrichtung 1 mit einem Gehäuse versehen, dass ein zylindrisches Motorgehäuse 101, einen an das abgabeseitige Ende des Motorgehäuses 101 angeschraubten Endrahmen 102 und eine über eine elektronische Schaltung installierte zylindrische Bodenabdeckung 103 enthält.
Der Motor 30 enthält das Motorgehäuse 101, einen radial innerhalb von dem Motorgehäuses 101 angeordneten Stator 201, einen radial innerhalb von dem Stator 201 angeordneten Rotor 303 und eine zusammen mit dem Rotor 303 rotierende Welle 401.
Der Stator 201 enthält zwölf Schenkelpole 202, die in der radialen Einwärtsrichtung des Motors 101 hervorstehen. Die Schenkelpole 202 sind in vorbestimmten Intervallen in der Umfangsrichtung des Motorsgehäuses 101 angeordnet. Die Schenkelpole 202 enthalten jeder einen mehrschichtigen Kern 203, der durch Stapeln einer Anzahl von dünnen magnetischen Platten bereitgestellt wird, und einen Isolator 204, der an das axial äußere Ende des mehrschichtigen Kerns 203 angepasst ist. Eine Spule 205 ist auf den Isolator 204 gewickelt. Durchführungsdrähte 206 zum Liefern von elektrischem Strom an die Spule 205 sind mit sechs Punkten der Spule 205 verbunden. Die Spule 205 arbeitet als eine Drehstromspule, die eine U-Phase, eine V-Phase und eine W-Phase besitzt in Abhängigkeit von dem Modus des an die Durchführungsdrähte 206 gelieferten Stroms. Die Spule 205 ist als eine Drehstromspule mit der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase ausgebildet. Die Durchführungsdrähte 206 werden von sechs Löchern in einer axialen Endwand 106 des Motorgehäuses 101 zu der elektronischen Schaltung geführt.
Der Rotor 301 ist z.B. aus Eisen oder einem anderen magnetischen Material gemacht und röhrenförmig ausgebildet. Der Rotor 301 enthält einen Rotorkern 302 und einen Permanentmagneten 303, der radial außerhalb von dem Rotorkern 302 angeordnet ist. Der Permanentmagnet 303 enthält N- und S-Pole, die abwechselnd in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Die Welle 401 ist in einem Wellenloch 304 gesichert, das in der axialen Mitte des Rotorkerns 302 ausgebildet ist. Die Welle 401 wird drehbar gehalten durch ein Lager 104 an dem Motorgehäuse 101 und durch ein Lager 105 an dem Endrahmen 102. Dies stellt sicher, dass sich die Welle 401 zusammen mit dem Rotor 301 relativ zu dem Stator 201 drehen kann. Das Lager 104 ist an der Grenze zwischen der elektronischen Schaltung (Antriebssteuerung) und dem Motor (beweglicher Teil) angeordnet. Eine Wand an dieser Grenze ist die Endwand 106 des Motorgehäuses 101. Die Welle 401 erstreckt sich von der Endwand 106 in Richtung zu der elektronischen Schaltung und enthält einen Magneten 402, der sich an deren Ende in Richtung der elektronischen Schaltung befindet, um die Winkelposition zu erfassen. Die Leiterplatte 801 aus Harz ist nahe dem Ende der Welle 401 angeordnet, das sich in Richtung der elektronischen Schaltung befindet. Der Positionssensor 73 (1) ist in der Mitte der Leiterplatte 801 angebracht zum Erfassen der Winkelposition des Magneten 402, d.h. der Winkelposition der Welle 401.
Wie in 2 gezeigt, enthält die Motorvorrichtung 1 sechs Halbleitermodule 501, 502, 503, 504, 505, 506. Alphabetische Symbole in 2 werden verwendet zum Unterscheiden der Halbleitermodule 501 - 506 voneinander. Genauer werden die Halbleitermodule 501 - 506 einzeln als das U1-Halbleitermodul 501, das V1-Halbleitermodul 502, das W1-Halbleitermodul 503, das U2-Halbleitermodul 504, das V2-Halbleitermodul 505 und das W2-Halbleitermodul 506 bezeichnet.
Bezüglich des Entsprechungs-Zusammenhangs zu 1, enthält das U1-Halbleitermodul 501 die FETs 61, 64, welche die U-Phase bereitstellen. Das V1-Halbleitermodul 502 enthält die FETs 62, 65, welche die V-Phase bereitstellen. Das W1-Halbleitermodul 503 enthält die FETs 63, 66, welche die W-Phase bereitstellen, und den FET 67, der Schutz gegen Verpolung bereitstellt. Ähnlich enthalten die U2- bis W2-Halbleitermodule 504 - 506 FETs, welche die Inverterschaltung 68 bilden. In anderen Worten bilden die U1-, V1- und W1-Halbleitermodule 501 - 503 die erste Inverterschaltung 60 wohingegen die U2-, V2- und W2-Halbleitermodule 504 - 506 die zweite Inverterschaltung 68 bilden.
Die U1-, V1- und W1-Halbleitermodule 501 - 503 und die U2-, V2- und W2-Halbleitermodule 504 - 506, welche die Inverterschaltungen 60 und 68 bilden, sind durch Sammelschienen 507 gekoppelt, um eine Moduleinheit zu bilden. Die Sammelschienen 501 haben eine Koppelfunktion. Die Sammelschiene 507a, die von dem Motorgehäuse 101 entfernt angeordnet ist, ist als Masse vorgesehen, wohingegen die Sammelschiene 507b, die nahe dem Motorgehäuse 101 angeordnet ist, als eine Leistungsversorgungsleitung vorgesehen ist (5). Somit wird elektrische Leistung an die Halbleitermodule 501 - 506 durch die Sammelschienen 507 geliefert.
Die 2 bis 6 veranschaulichen z.B. Strukturen des Zusammenbaus von Halbleitermodulen 501 - 506, aber zeigen keine elektrische Leistungsversorgungs-Struktur. In Wirklichkeit wird jedoch durch einen an die Abdeckung 103 angebrachten Verbinder elektrische Leistung an die Sammelschienen 507 geliefert.
Die Halbleitermodule 501 - 506 sind an eine Wärmesenke 601 angebracht, die sich in der gleichen Richtung wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401 von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt.
Wie in 2 gezeigt ist die Wärmesenke 601 so ausgebildet, dass zwei Säulenelemente, dessen Querschnitte senkrecht zu der Achsenrichtung im Wesentlichen trapezförmig sind, so angeordnet sind, dass sie die Mittelachse der Welle 401 dazwischen einschließen. Ferner ist ein vordefinierter radialer Abschnitt ausgespart zum Bilden eines zylindrischen Raums in der Mitte. Insgesamt sieht die Wärmesenke 601 aus wie ein dickwandiger Zylinder, der in Achsenrichtung betrachtet oktagonal ist. Offensichtlich muss die Wärmesenke 601 in der Achsenrichtung betrachtet nicht immer oktagonal sein. Alternativ kann sie in Achsenrichtung betrachtet hexagonal sein. Die Wärmesenke 601 besitzt Seitenwände 602, welche die Säulenelemente bilden, die im Querschnitt in Achsenrichtung betrachtet im Wesentlichen trapezförmig sind. Die Seitenwände 601 enthalten Aussparungsabschnitte 603, 604, die einen nicht zusammenhängenden Abschnitt bilden. Die Wärmesenke 601 ist einstückig mit dem Motorgehäuse 101 ausgebildet.
Die Seitenwände 602 der Wärmesenke 601 haben Seitenwandflächen 605, die breiter sind als eine Seitenfläche, die radial nach außen zeigt und benachbart zu den Aussparungsabschnitten 603, 604 angeordnet ist. Insgesamt sind sechs Seitenwandflächen 605 umlaufend angeordnet. Aufnahmeräume 606 sind radial innerhalb von den einzelnen Seitenwandflächen 605 ausgebildet und zu einem zylindrischen Raum in der Mitte hin offen. Der Aufnahmeraum 606 besitzt eine gebogene Fläche, die an die äußere Form eines Kondensators angepasst ist. Ferner ist der Aufnahmeraum 606 an einer Position, die der Position der Seitenwandfläche 605 entspricht. Obwohl ein Abschnitt der Wärmesenke 601 an der die Aufnahmeräume 606 ausgebildet sind, dünn ist, ist ein dicker Abschnitt 107, der so dick ist wie ein Abschnitt, in dem die Aufnahmeräume 106 nicht vorgesehen sind, zwischen den Aufnahmeräumen 606 und der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 ausgebildet (4).
Die Halbleitermodule 501 - 506 sind an den Seitenwandflächen 605, welche von der Wärmesenke 601 radial nach außen zeigen, der Reihe nach angeordnet. Die Halbleitermodule 501 - 506 sind wie eine Platte geformt, die sich in der Flächenrichtung eines eingegossenen Halbleiterchips erstreckt, und eine der jeweiligen Oberflächen mit einer relativ großen Fläche dient als eine Wärmeabfuhrfläche (wie auch in den folgenden Ausführungsformen). Z.B. Kupfer oder ein anderes Metall ist auf der Wärmeabfuhrfläche freiliegend. Die Halbleitermodule 501 - 506 sind so angeordnet, dass die jeweiligen Wärmeabfuhrflächen in Kontakt mit den Seitenwandflächen 605 sind. In diesem Fall sind die Seitenwandflächen 605 ebene Flächen. Dementsprechend sind die Wärmeabfuhrflächen der Halbleitermodule 501 - 506 auch ebene Flächen. Eine alternative Anordnung kann verwendet werden, bei der eine Isolierfolie zwischen der Wärmeabfuhrfläche jedes der Halbleitermodule 501 - 506 und der Seitenwandfläche 605 der Wärmesenke 601 angeordnet ist (wie auch bei den folgenden Ausführungsformen).
Da die Halbleitermodule 501 - 506 an den Seitenwandflächen 605 der Wärmesenke 601 wie oben beschrieben angeordnet sind, ist eine vertikale Linie V senkrecht zu einer flachen Oberfläche eines Halbleiterchips S senkrecht zu der Mittelachse der Welle 401 (4 und 5). Somit sind die Halbleitermodule 501 - 506 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vertikal angeordnet. Die Halbleitermodule 501 - 506 enthalten Spulenanschlüsse 508, die an der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 angebracht sind (3). Die Spulenanschlüsse 508 sind radial nach außen gebogen. Die Durchführungsdrähte 206 zum Liefern eines elektrischen Stroms an die Spule 205 sind zu der elektronischen Schaltung hin durch sechs Löcher in der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 geführt. Die Durchführungsdrähte 206 sind in einen Raum radial außerhalb von den Halbleitermodulen 501 - 506 geführt. In dem Raum radial außerhalb der Halbleitermodule 501 - 506 sind daher die Durchführungsdrähte 206 und die Spulenanschlüsse 508 elektrisch verbunden, so dass die Durchführungsdrähte 206 zwischen den Spulenanschlüssen 508 eingeschlossen sind.
Die Halbleitermodule 501 - 506 enthalten außerdem sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510, die der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 entgegen gesetzt angeordnet sind. Die Steueranschlüsse 509 sind in Durchgangslöcher in der Leiterplatte 801 eingefügt (4) und dann nach unten verlötet. Dies stellt sicher, dass die Halbleitermodule 501 - 506 elektrisch mit der Steuerschaltung 70 verbunden sind (1). Die Kondensatoranschlüsse 510 zweigen von der Leistungsversorgungsleitung bzw. Masse innerhalb der Halbleitermodule 501 - 506 ab. Ferner sind die Kondensatoranschlüsse 510 beide radial nach innen gebogen. Wie oben beschrieben befindet sich die Leiterplatte 801 in einem Raum zwischen einer vorderen Endwand in der Wärmesenke 601 und der Abdeckung 103.
Wie z.B. in 2 gezeigt sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705, 706 für die Halbleitermodule 501 - 506 vorgesehen und an der gleichen Seite wie die Wärmesenke 601, d.h. in einer Richtung radial nach innen, angeordnet. Alphabetische Symbole in 2 werden verwendet zum Unterscheiden der Kondensatoren 701 - 706 voneinander. Insbesondere werden die Kondensatoren 701 - 706 einzeln als der U1-Kondensator 701, als der V1-Kondensator 702, als der W1-Kondensator 703, als der U2-Kondensator 704, als der V2-Kondensator 705 und als der W2-Kondensator 706 bezeichnet.
Hinsichtlich des Entsprechungszusammenhangs mit 1 entspricht der U1-Kondensator 701 dem Kondensator 54; entspricht der V1-Kondensator dem Kondensator 55; und entspricht der W1-Kondensator 703 dem Kondensator 56. Genauso entsprechen der U2-Kondensator 704, der V2-Kondensator 705 und der W2-Kondensator 706 den Kondensatoren, die die Inverterschaltung 68 bilden. Die Kondensatoren 701 - 706 sind in den Aufnahmeräumen 606 der Wärmesenke 601 untergebracht und befinden sich nahe den jeweiligen Halbleitermodulen 501 - 506. Die Kondensatoren 701 - 706 sind zylindrisch geformt und so angeordnet, dass die jeweiligen Achsen parallel zu der Mittelachse der Welle 501 sind (5). Ferner sind die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 501 - 506 radial nach innen gebogen, so dass die Anschlüsse der Kondensatoren 701 - 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 verbunden sind.
Wie oben beschrieben erstreckt sich die Welle 401 zu der elektronischen Schaltung hin. Wie z.B. in 4 gezeigt, ist die Drosselspule 52 so eingerichtet, dass die Welle 401 durch die Drosselspule 52 eingesetzt ist. Die Drosselspule 52 ist in einem zylindrischen Raum angeordnet, der sich in der Mitte der Wärmesenke 601 befindet. Die Drosselspule 52 ist durch Wickeln eines Spulendrahts um einen doghnut-förmigen Eisenkern gebildet. Das Spulenende der Drosselspule 52 ist durch den Aussparungsabschnitt 603 der Wärmesenke 601 durchgeführt und in einer radialen Richtung nach außen geführt.
Das Spulenende der Drosselspule 52 ist mit der Leistungsversorgungsleitung in einer eingreifenden Art und Weise verbunden (1). Jedoch stellen die 2 bis 6 keine elektrische Leistungsversorgungs-Struktur für die Drosselspule 52 dar.
Wie oben beschrieben sind die Verbindung zwischen den Spulenanschlüssen 508 und den Durchführungsdrähten 206, die Halbleitermodule 501 - 506, die Wärmesenke 601, die Kondensatoren 701 - 706 und die Drosselspule 52 radial von außen nach innen in der genannten Reihenfolge angeordnet, um den radialen Raum effizient zu nutzen.
Die Steuerschaltung 70 ist auf der z.B. in 4 gezeigten Leiterplatte 801 ausgebildet. Genauer ist ein Drahtmuster auf der Leiterplatte 801 durch Ätzen oder ein anderes Verfahren gebildet, und ist ein IC oder ein anderes Teil, das die Steuerschaltung 70 bildet, auf der Leiterplatte angebracht (der IC und andere Teile sind nicht dargestellt).
Die Motorvorrichtung 1 liefert somit die folgenden Vorteile.
(1) Die Motorvorrichtung 1 ist so ausgebildet, dass die Halbleitermodule 501 - 506 in der Richtung der Mittelachse der Welle 401 angeordnet sind. Dies ermöglicht es, die radiale körperliche Größe zu verringern. Weiter sind die Halbleitermodule 501 - 506 vertikal angeordnet, um sie in Kontakt mit den Seitenwandflächen 605 der Wärmesenke 601 zu bringen. Darüber hinaus enthält die Wärmesenke 601 die Aufnahmeräume 606, in denen die sechs Kondensatoren 701 - 706 radial angeordnet sind. Die Wärmesenke 601 und die Kondensatoren 701 - 706 sind radial innerhalb von den sechs Halbleitermodulen 501 - 506 angeordnet. Anders als eine herkömmliche Anordnung ermöglicht die oben beschriebene Anordnung, auch die axiale körperliche Größe zu verringern. Folglich kann die körperliche Größe der Motorvorrichtung 1 minimiert werden.
Die Halbleitermodule 501 - 506 sind de Reihe nach an den Seitenwandflächen 605 der Wärmesenke 601 angeordnet. Daher werden die Halbleitermodule 501 - 506 kaum beeinträchtigt durch die Wärmeabgabe von den benachbarten Halbleitermodulen 501 - 506. Dies verbessert die Wärmeabgabeleistungsfähigkeit jedes der Halbleitermodule 501 - 506.
Der für eine elektrische Servolenkung verwendete Motor hat sich wie in 7 gezeigt entwickelt. Zu Beginn wurde eine „getrennte“ Anordnung verwendet, so dass der Motor getrennt von der ECU war. Dann wurde eine „angebrachte“ Anordnung häufig eingesetzt, so dass keine Verdrahtung oder andere Verbindungen benötigt wurden. Jedoch war die „angebrachte“ Anordnung derart, dass die ECU in einem Gehäuse untergebracht war, das wie ein rechteckiges Parallelepiped geformt und außerhalb eines Motorgehäuses angebracht war. Es wird bevorzugt, dass die ECU innerhalb eines Motorumrisses enthalten ist, wann immer dies möglich ist. Die Verwendung einer solchen Anordnung kann eine Zunahme der axialen körperlichen Größe zur Folge haben. Jedoch ist die Motorvorrichtung 1 so ausgebildet, dass die Halbleitermodule 501 - 506 vertikal angeordnet sind. Zusätzlich wird der durch die Verwendung einer solchen Anordnung erzeugte Raum verwendet zum Verbessern der Lagezuordnung zu den Kondensatoren 701 - 706.
(2) Bei der Motorvorrichtung 1 sind die Linien senkrecht zu den Halbleiterchipflächen der Halbleitermodule 501 - 506 senkrecht zu der Mittelachse der Welle 401. Dies wird den radialen Raum weiter vergrößern.
(3) Bei der Motorvorrichtung 1 sind die Kondensatoren 701 - 706 nahe den Halbleitermodulen 501 - 506 angeordnet. Ferner enthalten die Halbleitermodule 501 - 506 die Kondensatoranschlüsse 510, die zu den Kondensatoren zugehörig sind. Die Anschlüsse der Kondensatoren 701 - 706 sind direkt verbunden mit den Kondensatoranschlüssen 510 und nicht durch eine Leiterplatte geführt. Wenn dieses Verbindungsschema angewandt wird kann die Verdrahtung zwischen den Halbleitermodulen 501 - 506 und den Kondensatoren 701 - 706 signifikant kürzer sein als wenn die Halbleitermodule 501 - 506 mit den Kondensatoren 701 - 706 durch eine Leiterplatte verbunden sind. Dies ermöglicht den Kondensatoren 701 - 706, jeweilige Funktionen ganz aufzuweisen. Zusätzlich sind die Kondensatoren 701 - 706 zu den Halbleitermodulen 501 - 506 mit einer Eins-zu-Eins-Zuordnung angeordnet. Dies ermöglicht es, relativ die Kapazitäten der Kondensatoren 701 - 706 zu verringern und die körperlichen Größen der Kondensatoren 701 - 706 zu reduzieren.
(4) Die Motorvorrichtung 1 enthält die Wärmesenke 601, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401 erstreckt. Die Halbleitermodule 501 - 506 sind an den Seitenwänden 602 der Wärmesenke 601 angeordnet. Dies fördert die Wärmeabgabe von den Halbleitermodulen 501 - 506. Folglich kann die Motorvorrichtung 1 auch für eine elektrische Unterstützungsvorrichtung angewendet werden, bei der ein großer Strom zu dem Motor fließt.
(5) In der Motorvorrichtung 1 sind die Kondensatoren 701 - 706 für die Halbleitermodule 501 - 506 auf der gleichen Seite wie die Wärmesenke 601 angeordnet. Genauer sind die Kondensatoren 701 - 706 in den Aufnahmeräumen 606 untergebracht, die an der Wärmesenke 601 ausgebildet sind. Dies ermöglicht es, einen Raum radial außerhalb von den Halbleitermodulen 501 - 506 zu erzeugen. Der erzeugte Raum erleichtert z.B. die Führung von elektrischen Drähten.
(6) Bei der Motorvorrichtung 1 sind die Wärmeabfuhrflächen der Halbleitermodule 501 - 506 in Kontakt mit den Seitenwandflächen 605 der Wärmesenke 601. Diese Anordnung fördert ferner die Wärmeabfuhr von den Halbleitermodulen 501 - 506.
(7) Da ferner die Seitenwandflächen 605 ebene Flächen sind, sind auch die Wärmeabfuhrflächen der Halbleitermodule 501 - 506 ebene Flächen. Diese Anordnung ist vorteilhaft aus dem Blickwinkel der ebenen Bearbeitung für Halbleitermodule 501 - 506.
(8) Bei der Motorvorrichtung 1 besitzt die Wärmesenke 601 die Seitenwände 602, die um die Mittelachse der Welle 401 herum positioniert sind. Zusätzlich ist die Drosselspule 52 radial innerhalb von den Seitenwänden 602 angeordnet. Daher kann die körperliche Größe der Motorvorrichtung 1 minimiert werden, selbst wenn die körperliche Größe der verwendeten Drosselspule 52 relativ groß ist.
(9) Ferner besitzen die Seitenwände 602 zwei Aussparungsabschnitte 603, 604, die als nicht zusammenhängender Abschnitt ausgebildet sind. Der Aussparungsabschnitt 603 wird so verwendet, dass das Spulenende der Drosselspule 52 radial nach außen geführt wird. Dies ermöglicht die Führung von elektrischen Drähten für die Drosselspule 52.
(10) Bei der Motorvorrichtung 1 sind die Halbleitermodule 501 - 506 und die Leiterplatte 801 zusammen in der Achsenrichtung angeordnet. Die Halbleitermodule 501 - 506 enthalten die Steueranschlüsse 509, die an die Leiterplatte 801 gelötet sind. Dies ermöglicht den Steueranschlüssen 509, elektrische Verbindungen einzurichten. Daher wird die Anordnung selbst dann nicht kompliziert, wenn die Steuerschaltung 70 hinsichtlich der Position unabhängig von den Halbleitermodulen 501 - 506 ist.
(11) Bei der Motorvorrichtung 1 besitzen die Halbleitermodule 501 - 506 die Spulenanschlüsse 508, die zu einem der Leiterplatte 801 gegenüberliegenden Ende angeordnet sind. Die Spulenanschlüsse 508 sind elektrisch mit den Durchführungsdrähten 206 verbunden. Dies macht es relativ einfach, eine elektrische Verbindung zu der Spule 205 für den Stator 201 herzustellen.
(12) Bei der Motorvorrichtung 1 ist der Magnet 402 an dem vorderen Ende der Welle 401 angebracht. Der Positionssensor 73 auf der Leiterplatte 801 erfasst die Winkelposition des Magneten 402 zum Bestimmen der Winkelposition der Welle 401. Dies macht es relativ einfach, die Winkelposition des Motors 30 zu erfassen.
(13) Bei der Motorvorrichtung 1 enthalten die W1- und U2-Halbleitermodule 503, 504 den FET 67, der einen Schutz gegen Verpolung bereitstellt. Dies ermöglicht, zu verhindern, dass Kondensatoren 701 - 706 beschädigt werden, selbst wenn die Leistungsquelle fehlerhaft angeschlossen wird.
(14) Bei der Motorvorrichtung 1 gehören die Halbleitermodule 501 - 506 variabel zu den drei Phasen, nämlich der U-, der V- und der W-Phase. Insbesondere gehören die U1- und U2-Halbleitermodule 501, 504 zu der U-Phase; gehören die V1- und V2-Halbleitermodule 502, 505 zu der V-Phase; und gehören die W1- und W2-Module 503, 506 zu der W-Phase. Ferner sind die U1- bis W1-Halbleitermodule 501 - 503 bzw. die U2- bis W2-Halbleitermodule 504 - 506 durch die Sammelschienen 507 verbunden, um eine Moduleinheit zu bilden. Da die Halbleitermodule 501 - 506 funktionell wie oben beschrieben modularisiert sind, ist es einfach, die Inverterschaltung 60 zu gestalten.
(Zweite Ausführungsform)
Wie in den 8 bis 10 gezeigt unterscheidet sich eine Motorvorrichtung 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der Motorvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform in der Gestaltung der Leistungsschaltung 50.
Wie in 8 gezeigt enthält die Motorvorrichtung 2 sechs Halbleitermodule 501, 502, 503, 504, 505, 506. Alphabetische Symbole in 8 werden verwendet zum Unterscheiden der Halbleitermodule 501 - 506 voneinander. Genauer werden die Halbleitermodule 501 - 506 einzeln als das U1-Halbleitermodul 501, als das V1-Halbleitermodul 502, als das W1-Halbleitermodul 503, als das U2-Halbleitermodul 504, als das V2-Halbleitermodul 505 und als das W2-Halbleitermodul 506 bezeichnet.
Die U1-, V1- und W1-Halbleitermodule 501 - 503 bzw. die U2-, V2 und W2-Halbleitermodule 504 - 506 sind durch die Sammelschienen 507 verbunden, um eine Moduleinheit zu bilden. Die Sammelschienen 507 haben eine Verbindungsfunktion und arbeiten als eine Leistungsversorgungsleitung.
Die Halbleitermodule 501 - 506 sind an einer Wärmesenke 611 angebracht, die sich in der gleichen Richtung von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 erstreckt, wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401.
Wie in 8 gezeigt, ist die Wärmesenke 611 so ausgebildet, dass ihr Querschnitt senkrecht zu der Achsenrichtung zylinderförmig ist. Ein prismatischer Raum ist für die Wärmesenke 611 ausgebildet. Die Wärmesenke 611 besitzt eine Seitenwand 612, welche die Mittelachse der Welle 401 umgibt. Hierbei bildet die äußere Wandfläche der Wärmesenke 611 einen Teil der Hülle der Motorvorrichtung 2 (9 und 10). Der äußere Durchmesser der Wärmesenke 611 ist gleich dem äußeren Durchmesser eines Abschnittes des Motorgehäuses 101, in dem der Stator 201 untergebracht ist.
Die Seitenwand 612 der Wärmesenke 611 besitzt Seitenwandflächen 615, die radial nach innen zeigen. Insgesamt sechs Seitenwandflächen 615 sind in einer Umfangsrichtung ausgebildet. Die Halbleitermodule 501 - 506, die an die Wärmesenke 611 angebracht sind, sind der Reihe nach an den Seitenwandfläche 615 angeordnet, die radial nach innen zeigen. Die Halbleitermodule 501 - 506 sind derart angeordnet, dass die jeweiligen Wärmeabfuhrflächen in Kontakt mit den Seitenwandflächen 615 sind. Die Seitenwandflächen 615 sind ebene Flächen. Dementsprechend sind auch die Wärmeabfuhrflächen der Halbleitermodule 501 - 506 ebene Flächen.
Die Halbleitermodule 501 - 506 sind an den Seitenwandflächen 615 der Wärmesenke 611 wie oben beschrieben angeordnet. Daher ist eine Linie senkrecht zu einer Halbleiterchipfläche senkrecht zu der Mittelachse der Welle 401 (10).
Die Halbleitermodule 501 - 506 besitzen Spulenanschlüsse (nicht dargestellt), die an der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 angeordnet sind. Ferner besitzen die Halbleitermodule 501 - 506 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510, die der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 entgegen gesetzt angeordnet sind (9 und 10).
Wie z.B. in 8 gezeigt sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705, 706 für die Halbleitermodule 501 - 506 vorgesehen und der Wärmesenke 611 gegenüberliegend angeordnet.
Die Kondensatoren 701 - 706 sind für die Halbleitermodule 501 - 506 mit einer Eins-zu-Eins-Zuordnung vorgesehen und nahe den Halbleitermodulen 501 - 506 angeordnet. Die Kondensatoren 701 - 706 sind zylinderförmig und so angeordnet, dass die jeweiligen Achsen parallel zu der Mittelachse der Welle 401 sind. Ferner sind die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 501 - 506 radial nach innen gebogen. Die Anschlüsse der Kondensatoren 701 - 706 sind direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 verbunden. Die Drosselspule 52 ist so eingerichtet, dass die Welle durch die Drosselspule 52 eingesetzt ist (10). Die Drosselspule 52 ist gebildet durch Wickeln eines Spulendrahtes um einen doghnut-förmigen Eisenkern.
Wie oben beschrieben sind die Wärmesenke 611, die Halbleitermodule 501 - 506, die Kondensatoren 701 - 706 und die Drosselspule 52 nacheinander radial von außen nach innen in der genannten Reihenfolge angeordnet, um den radialen Raum effizient zu nutzen.
Die Motorvorrichtung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile bereit wie die Vorteile (1) bis (4), (6) bis (8) und (10) bis (14), die oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurden.
Bei der Motorvorrichtung 2 sind die für die Halbleitermodule 501 - 506 vorgesehenen Kondensatoren 701 - 706 gegenüber der Wärmesenke 611 angeordnet, d.h. radial auf innerhalb von den Halbleitermodulen 501 - 506 angeordnet. Daher muss der Raum für die Kondensatoren 701 - 706 nicht durch die Wärmesenke 611 bereitgestellt werden.
(Dritte Ausführungsform)
Wie in den 11 bis 13 gezeigt enthält eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sechs Halbleitermodule 531, 532, 533, 534, 535, 536.
Die Halbleitermodule 531 - 536 sind an einer Wärmesenke 641 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401 erstreckt.
Wie in 11 gezeigt ist die Wärmesenke 641 so ausgebildet, dass die Mittelachse der Welle 401 zwischen zwei Säulenelementen eingeschlossen ist, dessen Querschnitt senkrecht zu der Achsenrichtung im Wesentlichen trapezförmig ist. Ferner ist die Wärmesenke 641 so geformt, dass ein vordefinierter radialer Abschnitt ausgenommen ist zum Bilden eines zylindrischen Raums in der Mitte. Die Wärmesenke 641 unterscheidet sich von der Wärmesenke 601 (2) dadurch, dass die Wandfläche auf der radialen Außenseite zu der Mittelachse des Schafts 401 geneigt ist mit Zunahme des Abstands von dem Motorgehäuse 101 wie in 12 gezeigt ist. Als Ganzes ist die Wärmesenke 641 wie ein Prismoid geformt, dessen Bodenfläche zu dem Motorgehäuse 101 hin ausgerichtet ist. Die Wärmesenke 641 besitzt Seitenwände 642, welche die Mittelachse der Welle 401 umgeben. Die Seitenwände 642 besitzen zwei Aussparungsabschnitte 643, 644, die einen nicht zusammenhängenden Abschnitt bilden.
Die Seitenwände 642 der Wärmesenke 641 besitzen sechs Seitenwandflächen 645, die radial nach außen zeigen. Die Seitenwandflächen 645 sind geneigte ebene Flächen. Aufnahmeräume 646 sind in der radialen Einwärtsrichtung der einzelnen Seitenwandflächen 645 ausgebildet und sind offen hin zu einem zylindrischen Raum in der Mitte.
Die Halbleitermodule 531 - 536, die für die Wärmesenke 641 vorgesehen sind, sind an den Seitenwandflächen 645 angeordnet, die radial nach außen zeigen. Die Halbleitermodule 531 - 536 sind derart angeordnet, dass die entsprechenden Wärmeabfuhrflächen in Kontakt mit den Seitenwandflächen 645 sind. Die Seitenwandflächen 645 sind ebene Flächen. Dementsprechend sind auch die Wärmeabfuhrflächen der Halbleitermodule 531 - 536 ebene Flächen.
Die Halbleitermodule 531 - 536 sind an den Seitenwandflächen 645 der Wärmesenke 641 wie oben beschrieben angeordnet. Daher sind auch die Halbleitermodule 531 - 536 geneigt bezüglich der Mittelachse der Welle 401.
Die Halbleitermodule 531 - 536 besitzen Spulenanschlüsse 508, die an einer Seite der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 angeordnet sind. Ferner besitzen die Halbleitermodule 531 - 536 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510, die an einer der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 entgegen gesetzten Seite angebracht sind (12 und 13).
Wie z.B. in 11 gezeigt sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705, 706 für die Halbleitermodule 531 - 536 vorgesehen und auf der gleichen Seite wie die Wärmesenke 641 angeordnet. Genauer sind die Kondensatoren 701 - 706 in den Aufnahmeräumen 646 der Wärmesenke 641 angeordnet.
Die Kondensatoren 701 - 706 sind für die Halbleitermodule 531 - 536 mit einer Eins-zu-Eins-Zuordnung vorgesehen und nahe den Halbleitermodulen 531 - 536 angeordnet. Die Kondensatoren 701 - 706 sind zylinderförmig und so angeordnet, dass die jeweiligen Achsen parallel zu der Mittelachse der Welle 401 sind. Ferner sind die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 531 - 536 radial nach innen gebogen. Daher sind die Anschlüsse der Kondensatoren 701 - 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 verbunden (13).
Die Drosselspule 52 ist so eingerichtet, dass die Welle 401 durch die Drosselspule 52 eingesetzt ist (13). Die Drosselspule 52 ist gebildet durch Wickeln eines Spulendrahtes um einen doghnut-förmigen Eisenkern. Das Spulenende der Drosselspule 52 ist von dem Aussparungsabschnitt 643 der Wärmesenke 641 radial in einer Richtung nach außen geführt (11).
Die Motorvorrichtung 5 gemäß der dritten Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile bereit wie die Vorteile (1) und (3) bis (13), die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden.
Bei der Motorvorrichtung 5 sind insbesondere die Halbleitermodule 531 - 536 geneigt. Daher kann die axiale körperliche Größe der Motorvorrichtung 5 weiter verringert werden.
Zusätzlich sind die Seitenwandflächen 645 so geneigt, dass der Abstand von der Mittelachse der Welle 401 mit einer Zunahme des Abstands von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 abnimmt. Dies macht es relativ einfach, die Wärmesenke 641 zu gießen.
(Vierte Ausführungsform)
Eine Motorvorrichtung 6 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält sechs Halbleitermodule 531, 532, 533, 534, 535, 536 wie in den 14 bis 16 gezeigt ist.
Die Halbleitermodule 531 - 536 sind an eine Wärmesenke 651 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401 erstreckt.
Wie in 14 gezeigt ist die Wärmesenke 651 so ausgebildet, dass ihr Querschnitt senkrecht zu der Achsenrichtung zylindrisch ist. Ein Prismoid-Raum ist für die Wärmesenke 651 ausgebildet. Die Wärmesenke 651 besitzt eine Seitenwand 652, welche die Mittelachse der Welle 401 umgibt. Hierbei bildet die Außenwandfläche der Wärmesenke 651 einen Teil der Hülle des Motors 6 (15 und 16).
Die Seitenwand 652 der Wärmesenke 651 besitzt Seitenwandflächen 655, die radial nach innen zeigen. Insgesamt sechs Seitenwandflächen 655 sind in einer Umfangsrichtung ausgebildet. Die Wärmesenke 651 unterscheidet sich von der Wärmesenke 611 gemäß der zweiten Ausführungsform (8) dadurch, dass die Seitenwandflächen 655 geneigt sind. Genauer sind die Seitenwandflächen 655 so geneigt, dass der Abstand von der Mittelachse der Welle 401 mit einer Zunahme des Abstands von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 zunimmt.
Die für die Wärmesenke 651 vorgesehenen Halbleitermodule 531 - 536 sind der Reihe nach an den Seitenwandflächen 655 angeordnet, die radial nach innen zeigen. Die Halbleitermodule 531 - 536 sind so angeordnet, dass die jeweiligen Wärmeabfuhrflächen in Kontakt mit den Seitenwandflächen 655 sind. Die Seitenwandflächen 655 sind ebene Flächen. Dementsprechend sind auch die Wärmeabfuhrflächen der Halbleitermodule 531 - 536 ebene Flächen.
Die Halbleitermodule 531 - 536 sind an den Seitenwandflächen 655 der Wärmesenke 651 wie oben beschrieben angeordnet. Daher sind die Halbleitermodule 531 - 536 bezüglich der Mittelachse der Welle 401 geneigt.
Die Halbleitermodule 531 - 536 haben Spulenanschlüsse 508, die an der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 angeordnet sind (14). Ferner besitzen die Halbleitermodule 531 - 536 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510, die gegenüber der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 angeordnet sind (15 und 16).
Wie z.B. in 14 gezeigt sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705, 706 für die Halbleitermodule 531 - 536 vorgesehen und der Wärmesenke 641 gegenüberliegend angeordnet.
Die Kondensatoren 701 - 706 sind für die Halbleitermodule 531 - 536 mit einer Eins-zu-Eins-Zuordnung vorgesehen und nahe den Halbleitermodulen 531 - 536 angeordnet. Die Kondensatoren 701 - 706 besitzen eine zylindrische Form und sind entlang der Halbleitermodule geneigt. Ferner sind die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 531 - 536 radial nach innen gebogen. Daher sind die Anschlüsse der Kondensatoren 701 - 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 verbunden.
Die Drosselspule ist so eingerichtet, dass die Welle 401 durch die Drosselspule 52 eingesetzt ist (16). Die Drosselspule ist durch Wickeln eines Spulendrahtes um einen doghnut-förmigen Eisenkern gebildet.
Die Motorvorrichtung 6 gemäß der vierten Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile bereit wie die Vorteile (1), (3), (4), (6) bis (8) und (10) bis (13), die oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurden.
Die Motorvorrichtung 6 gemäß der vierten Ausführungsform ist so gestaltet, dass die Kondensatoren 701 - 706 für die Halbleitermodule 531 - 536 vorgesehen sind und der Wärmesenke 651 gegenüberliegen, d.h. radial innerhalb von den Halbleitermodulen angeordnet sind. Daher müssen die Aufnahmeräume der Kondensatoren 701 - 706 nicht an der Wärmesenke 651 ausgebildet sein.
Ferner ist die Motorvorrichtung 6 so gestaltet, dass die Halbleitermodule 531 - 536 geneigt sind. Dies ermöglicht es, die axiale körperliche Größe der Motorvorrichtung 6 weiter zu verringern.
Darüber hinaus sind die Seitenwandflächen 655 so geneigt, dass der Abstand von der Mittelachse der Welle 401 mit einer Zunahme des Abstands von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 zunimmt. Dies macht es relativ einfach, die Wärmesenke zu gießen.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine Motorvorrichtung 8 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält sechs Halbleitermodule 531, 532, 533, 534, 535, 536 wie in den 17 bis 19 gezeigt ist.
Die Halbleitermodule 531 - 536 sind auf einer Wärmesenke 671 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung erstreckt wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401.
Wie in 17 gezeigt ist die Wärmesenke 671 so gestaltet, dass die Mittelachse der Welle 401 zwischen zwei Säulenelementen eingeschlossen ist, deren Querschnitt senkrecht zu der Achsenrichtung im Wesentlichen trapezförmig ist. Ferner ist die Wärmesenke 671 so geformt, dass ein vordefinierter radialer Abschnitt ausgespart ist, um einen zylindrischen Raum in der Mitte zu bilden. Die Wärmesenke 671 unterscheidet sich von der Wärmesenke 601 (2) dadurch, dass die Wandfläche auf der radialen Außenseite derart geneigt ist, dass sie mit einer Zunahme des Abstands von dem Motorgehäuse 101 von der Mittelachse der Welle 401 zurückweicht. Als Ganzes ist die Wärmesenke 671 wie ein Prismoid geformt, dessen zu der Bodenfläche parallele Oberseite zu dem Motorgehäuse 1 hin angeordnet ist. Die Seitenwände 672 besitzen zwei Aussparungsabschnitte 673, 674, die einen nicht zusammenhängenden Abschnitt bilden.
Die Seitenwand 672 der Wärmesenke 671 besitzt sechs Seitenwandflächen 675, die radial nach außen zeigen. Die Seitenwandflächen 675 sind geneigt.
Die für die Wärmesenke 671 vorgesehenen Halbleitermodule 531 - 536 sind an den Seitenwandflächen 675 angeordnet, die radial nach außen zeigen. Die Halbleitermodule 531 - 536 sind so angeordnet, dass die entsprechenden Wärmeabfuhrflächen in Kontakt mit den Seitenwandflächen 675 sind. Die Seitenwandflächen 675 sind ebene Flächen. Dementsprechend sind auch die Halbleitermodule 531 - 536 ebene Flächen.
Die Halbleitermodule 531 - 536 sind an den Seitenwandflächen 675 der wie oben beschriebenen Wärmesenke 671 angeordnet. Daher sind die Halbleitermodule 531 - 536 bezüglich der Mittelachse der Welle 401 geneigt.
Die Halbleitermodule 531 - 536 besitzen Spulenanschlüsse 508, die an der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 angeordnet sind (18 und 19). Ferner besitzen die Halbleitermodule 531 - 536 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510, die der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 entgegen gesetzt angeordnet sind (18 und 19).
Wie z.B. in 17 gezeigt sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705, 706 für die Halbleitermodule 531 - 536 vorgesehen und der Wärmesenke 671 gegenüberliegend angeordnet.
Die Kondensatoren 701 - 706 sind für die Halbleitermodule 531 - 536 mit einer Eins-zu-Eins-Zuordnung vorgesehen und nahe den Halbleitermodulen 531 - 536 angeordnet. Die Kondensatoren besitzen eine zylindrische Form und sind entlang der Halbleitermodule 531 - 536 geneigt. Ferner sind die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 531 - 536 radial nach außen gebogen. Daher sind die Anschlüsse der Kondensatoren 701 - 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 verbunden (19).
Die Drosselspule ist so eingerichtet, dass die Welle 401 durch die Drosselspule 52 eingesetzt ist (19). Die Drosselspule 52 ist durch Wickeln eines Spulendrahtes um einen doghnut-förmigen Eisenkern herum gebildet. Das Spulenende der Drosselspule 52 ist von dem Aussparungsabschnitt 673 der Wärmesenke 671 radial nach außen geführt.
Die Motorvorrichtung 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile bereit wie die Vorteile (1), (3), (4) und (6) bis (13), die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden.
Bei der Motorvorrichtung 8 sind insbesondere die Halbleitermodule 531 - 536 geneigt. Daher kann die axiale körperliche Größe der Motorvorrichtung 8 weiter verringert werden.
Ferner sind die Seitenwandflächen 675 der Wärmesenke 671 so geneigt, dass der Abstand von der Mittelachse der Welle 401 mit einer Zunahme des Abstands von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 zunimmt. Dies ermöglicht es, einen Raum für die Endwand 106 des Motorgehäuses 101 bereitzustellen.
Darüber hinaus ist die Motorvorrichtung 8 so gestaltet, dass die Kondensatoren 701 - 706 für die Halbleitermodule 531 - 536 vorgesehen sind und der Wärmesenke 671 gegenüberliegend angeordnet sind. Daher müssen die Aufnahmeräume für die Kondensatoren 701 - 706 nicht an der Wärmesenke 671 ausgebildet sein.
(Sechste Ausführungsform)
Eine Motorvorrichtung 11 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält sechs Halbleitermodule 531, 532, 533, 534, 535, 536 wie in den 20 bis 22 gezeigt ist. Die Halbleitermodule 531 - 536 sind an einer Wärmesenke 901 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung erstreckt wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401.
Die Wärmesenke 901 besitzt Seitenwände 902, die sich von der Mitte erstrecken und in Intervallen von 120° angeordnet sind. Die sich radial erstreckenden Seitenwände 902 besitzen zwei Seitenwandflächen 905, d.h. eine Seitenwand 905 auf jeder Seite. Das bedeutet, dass die Wärmesenke 901 insgesamt sechs Seitenwandflächen 905 besitzt.
Die oben beschriebenen sechs Halbleitermodule 531 - 536 sind entsprechend an den Seitenwandflächen 905 der Wärmesenke 901 angebracht.
Die Halbleitermodule 531 - 536 sind so angeordnet, dass die jeweiligen Wärmeabführflächen in Kontakt mit den Seitenwandflächen 905 sind. Die Seitenwandflächen 905 sind ebene Flächen. Dementsprechend sind auch die Wärmeabfuhrflächen der Halbleitermodule 531 - 536 ebene Flächen.
Die Halbleitermodule 531 - 536 besitzen Spulenanschlüsse 508, die an der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 angeordnet sind. Ferner besitzen die Halbleitermodule 531 - 536 sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510, die der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 entgegen gesetzt angeordnet sind (21).
Sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705, 706 sind für die Halbleitermodule 531 - 536 vorgesehen und der Wärmesenke 641 gegenüberliegend angeordnet.
Die Kondensatoren 701 - 706 sind für die Halbleitermodule 531 - 536 mit einer Eins-zu-Eins-Zuordnung vorgesehen und nahe den Halbleitermodulen 531 - 536 angeordnet. Die Kondensatoren haben eine zylindrische Form und sind so angeordnet, dass die jeweiligen Achsen parallel zu der Mittelachse der Welle 401 sind. Ferner sind die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 531 - 536 zu der den Seitenwandflächen 905 entgegen gesetzten Seite gebogen. Daher sind die Anschlüsse der Kondensatoren 701 - 706 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 501 verbunden (22).
Die Motorvorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile bereit wie die Vorteile (1) bis (4), (6), (7) und (10) bis (13), die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden.
(Siebte Ausführungsform)
Eine Motorvorrichtung 12 gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält sechs Halbleitermodule 551, 552, 553, 554, 555, 556 wie in den 23 bis 26 gezeigt ist. Alphabetische Symbole in 23 werden verwendet zum Unterscheiden der Halbleitermodule 551 - 556 voneinander. Genauer werden die Halbleitermodule 551 - 556 einzeln bezeichnet als das U1-Halbleitermodul 551, als das VI-Halbleitermodul 552, als das W1-Halbleitermodul 553, als das U2-Halbleitermodul 554, als das V2-Halbleitermodul 555 und als das W2-Halbleitermodul 556.
Die U1-, V1- und W1-Halbleitermodule 551 - 553 und die U2-, V2- und W2-Halbleitermodule 554 - 556 sind durch die Sammelschienen 507 verbunden zum Bilden eines Moduls. Die Sammelschienen 507 haben eine Verbindungsfunktion und arbeiten als eine Leistungsversorgungsleitung wie bei der ersten Ausführungsform.
Die Halbleitermodule 551 - 556 sind an einer Wärmesenke 911 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung erstreckt wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401.
Die Wärmesenke 911 ist so ausgebildet, dass ihr Querschnitt senkrecht zu der Achsenrichtung eine zylindrische Form besitzt. Ein prismatischer Raum ist in der Wärmesenke 911 ausgebildet. Die Wärmesenke 911 besitzt eine Seitenwand 912, welcher die Mittelachse der Welle 401 umgibt. Hierbei bildet die äußere Wandfläche der Wärmesenke 911 einen Teil der Hülle der Motorvorrichtung 12 (24 und 25). Die Seitenwand 912 der Wärmesenke 911 besitzt Seitenwandflächen 915, die radial nach innen zeigen. Insgesamt sechs Seitenwandflächen 915 sind in einer Umfangsrichtung ausgebildet.
Die Halbleitermodule 551 - 556, die für die Wärmesenke 911 vorgesehen sind, sind an den Seitenwandflächen 915, die radial nach innen zeigen, der Reihe nach angeordnet. Die Halbleitermodule 551 - 556 sind so angeordnet, dass die jeweiligen Wärmeabfuhrflächen in Kontakt mit den Seitenwandflächen 915 sind. Die Seitenwandflächen 915 sind ebene Flächen. Dementsprechend sind auch die Wärmeabfuhrflächen der Halbleitermodule 551 - 556 ebene Flächen.
Die Halbleitermodule 551 - 556 sind an den Seitenwandflächen 915 der Wärmesenke 911 wie oben beschriebenen angeordnet. Daher ist eine Linie senkrecht zu einer Halbleiterchipfläche senkrecht zu der Mittelachse der Welle 401.
Wie in 26 gezeigt ist eine Leiterplatte 802 für die Halbleitermodule 551 - 556 vorgesehen und zu dem Motorgehäuse 101 hin angeordnet. Daher unterscheidet sich die vorliegende Ausführungsform von der ersten Ausführungsform darin, dass sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 551 - 556 an der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 angebracht sind (25). Ferner besitzen die Halbleitermodule 551 - 556 Spulenanschlüsse 508, die der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 entgegen gesetzt angeordnet sind. Daher sind die Durchführungsdrähte 206 von der Spule 205 durch das Innere der Seitenwand 912 der Wärmesenke 911 durchgeführt und zu der Endwand der Wärmesenke 911 herausgeführt.
Wie z.B. in 23 gezeigt sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705, 706 für die Halbleitermodule 551 - 556 vorgesehen und der Wärmesenke 911 gegenüberliegend angeordnet.
Die Kondensatoren 701 - 706 sind für die Halbleitermodule 551 - 556 mit einer Eins-zu-Eins-Zuordnung vorgesehen und nahe den Halbleitermodulen 551 - 556 angeordnet. Die Kondensatoren 701 - 706 besitzen eine zylindrische Form und sind so angeordnet, dass die jeweiligen Achsen parallel zu der Mittelachse der Welle 401 sind. Ferner sind die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 551 - 556 radial nach innen gebogen. Daher sind die Anschlüsse der Kondensatoren 701 - 706 direkt verbunden mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510.
Die Drosselspule 52 ist so eingerichtet, dass die Welle 401 durch die Drosselspule 52 eingesetzt ist. Die Drosselspule 52 ist durch Wickeln eines Spulendrahtes um einen doghnut-förmigen Eisenkern herum gebildet.
Die Motorvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile bereit wie die Vorteile (1) bis (4), (6) bis (8) und (10) bis (14), die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden.
Insbesondere sind bei der Motorvorrichtung 12 die Kondensatoren 701 - 706 für die Halbleitermodule 551 - 556 der Wärmesenke 911 gegenüberliegend angeordnet, d.h. radial innerhalb von den Halbleitermodulen 551 - 556 angeordnet. Daher müssen die Aufnahmeräume für die Kondensatoren 701 - 706 nicht an der Wärmesenke 911 ausgebildet sein.
(Achte Ausführungsform)
Wie in den 27 bis 29 gezeigt besitzt eine Motorvorrichtung 13 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Motorvorrichtung 2 (8 bis 10). Genauer enthält die Motorvorrichtung 13 sechs Halbleitermodule 501, 502, 503, 504, 505, 506. Die Halbleitermodule 501 - 506 sind an der Wärmesenke 611 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung erstreckt wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401. Sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705, 706 sind für die Halbleitermodule 501 - 506 vorgesehen und der Wärmesenke 611 gegenüberliegend angeordnet. Die Drosselspule 52 ist so eingerichtet, dass die Welle 401 durch die Drosselspule 52 eingesetzt ist.
Die Motorvorrichtung 13 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Motorvorrichtung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform darin, dass die Leistungsschaltung 50 zu einem Ausgangsanschluss 403 der Welle 401 hin angeordnet ist.
Die Motorvorrichtung 13 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile bereit wie die Vorteile (1) bis (4), (6) bis (8) und (10) bis (14), die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden.
Insbesondere sind bei der Motorvorrichtung 13 die Kondensatoren 701 - 706 für die Halbleitermodule 501 - 506 vorgesehen und der Wärmesenke 611 gegenüberliegend angeordnet. Daher müssen die Aufnahmeräume für die Kondensatoren 701 - 706 nicht an der Wärmesenke 611 ausgebildet sein.
(Neunte Ausführungsform)
Wie in den 30 bis 32 gezeigt besitzt eine Motorvorrichtung 14 gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Motorvorrichtung 1 (2 bis 6). Genauer enthält die Motorvorrichtung 14 sechs Halbleitermodule 561, 562, 563, 564, 565, 566. Die Halbleitermodule 561 - 566 sind an der Wärmesenke 601 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung erstreckt wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401. Sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705, 706 sind für die Halbleitermodule 561 - 566 vorgesehen und auf der gleichen Seite wie die Wärmesenke 601 angeordnet. Die Drosselspule 52 ist so eingerichtet, dass die Welle 401 durch die Drosselspule 52 eingesetzt ist (32).
Die Motorvorrichtung 14 unterscheidet sich von der Motorvorrichtung 1 im Aufbau der Halbleitermodule 561 - 566. Wie in 32 gezeigt sind die Halbleitermodule 561 - 566 ausgebildet durch Montieren von z.B. einem IC 567 auf eine Metall-Leiterplatte 568. Der IC 567 ist ausgebildet durch Eingießen eines Halbleiterchips mit Harz.
Hierbei besitzen die Halbleitermodule 561 - 566 die Spulenanschlüsse 508, die zu dem Motorgehäuse 101 hin angeordnet sind, und sechs Steueranschlüsse 509, die dem Motorgehäuse 101 entgegen gesetzt angeordnet sind (30 und 32).
Die Motorvorrichtung 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile bereit wie die Vorteile (1) bis (13), die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden.
Die Motorvorrichtung 14 zeichnet sich insbesondere durch die Wärmeabfuhrleistungsfähigkeit aus, da sie die Metall-Leiterplatte 568 verwendet.
(Zehnte Ausführungsform)
Wie in den 33 bis 35 gezeigt besitzt eine Motorvorrichtung 15 gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Motorvorrichtung 1 (2 bis 6). Genauer enthält die Motorvorrichtung 15 sechs Halbleitermodule 501, 502, 503, 504, 505, 506. Die Halbleitermodule 501 - 506 sind an der Wärmesenke 601 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung erstreckt wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401. Sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705, 706 sind für die Halbleitermodule 501 - 506 vorgesehen und auf der gleichen Seite wie die Wärmesenke 601 angeordnet.
Die Motorvorrichtung 15 unterscheidet sich von der Motorvorrichtung 1 gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen darin, dass sich die Welle 401 zu den elektronischen Schaltungsteilen hin erstreckt und nicht durch die Drosselspule 52 eingesetzt ist.
Die Motorvorrichtung 15 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile bereit wie die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Vorteile (1) bis (14).
(Elfte Ausführungsform)
Die Motorvorrichtung 16 gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält drei Halbleitermodule 571, 572, 573 wie in den 36 bis 38 gezeigt ist. Die drei Halbleitermodule 571 - 573 sind durch die Sammelschienen 507 verbunden zum Bilden einer Moduleinheit.
Die Halbleitermodule 571 - 573 sind an einer Wärmesenke 921 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung erstreckt wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401.
Wie in 36 gezeigt ist die Wärmesenke 921 so gestaltet, dass ein Säulenelement, dessen Querschnitt senkrecht zu der Achsenrichtung im Wesentlichen trapezförmig ist, auf einer Seite der Mittelachse der Welle 401 ausgebildet ist. Weiter ist die Wärmesenke 921 so geformt, das ein vordefinierter radialer Abschnitt von der Mitte der Welle 401 ausgespart ist. Die Wärmesenke 921 besitzt eine Seitenwand 922.
Die Seitenwand 922 besitzt Seitenwandflächen 925, die radial nach außen zeigen. Die Seitenwandflächen 925 sind ebene Flächen. Insgesamt drei Seitenflächen 925, die radial nach außen zeigen, sind umfangsseitig ausgebildet. Ein Aufnahmeraum 926 ist in der radialen Einwärtsrichtung jeder Seitenwandfläche 925 ausgebildet.
Die für die Wärmesenke 921 vorgesehenen Halbleitermodule 571 - 573 sind an den Seitenwandflächen 925 angeordnet, die radial nach außen zeigen. Die Halbleitermodule 571 - 573 sind so angeordnet, dass die jeweiligen Wärmeabfuhrflächen in Kontakt mit den Seitenwandflächen 925 sind. Die Seitenwandflächen 925 sind ebene Flächen. Dementsprechend sind auch die Wärmeabfuhrflächen der Halbleitermodule 571 - 573 ebene Flächen ebene Flächen.
Da die Halbleitermodule 571 - 573 an den Seitenwandflächen 925 der Wärmesenke 921 angeordnet sind, sind die jeweiligen Halbleiterchipflächen senkrecht zu der Mittelachse der Welle 401.
Die Halbleitermodule 571 - 573 besitzen Spulenanschlüsse 508, die an der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 angeordnet sind. Die Spulenanschlüsse 508 sind elektrisch mit Durchführungsdrähten 207, die von drei Punkten der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 geführt sind, in einer solchen Art und Weise verbunden, dass sie die Durchführungsdrähte 207 dazwischen einschließen (36 und 37). Die Halbleitermodule 571 - 573 besitzen sechs Steueranschlüsse 509 und zwei Kondensatoranschlüsse 510, die der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 entgegen gesetzt angeordnet sind (38).
Wie z.B. in 36 gezeigt, sind drei Kondensatoren 711, 712, 713 für die Halbleitermodule 571 - 573 vorgesehen und auf der gleichen Seite wie die Wärmesenke 921 angeordnet. Genauer sind die Kondensatoren 711, 712, 713 in den Aufnahmeräumen 926 der Wärmesenke 921 angeordnet.
Die Kondensatoren 711 - 713 sind für die Halbleitermodule 571 - 573 mit einer Eins-zu-Eins-Zuordnung vorgesehen und nahe den Halbleitermodulen 571 - 573 angeordnet. Die Kondensatoren 711 - 713 besitzen eine zylindrische Form und sind so angeordnet, dass jeweilige Achsen parallel zu der Mittelachse der Welle 401 sind. Ferner sind die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 571 - 573 radial nach innen gebogen. Daher sind die Anschlüsse der Kondensatoren 711 - 713 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 verbunden.
Die Drosselspule 52 ist so eingerichtet, dass die Welle 401 durch die Drosselspule 52 eingesetzt ist (38). Die Drosselspule 52 ist gebildet durch Wickeln eines Spulendrahtes um einen doghnut-förmigen Eisenkern herum.
Die Motorvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile wie die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Vorteile (1) bis (14) bereit.
(Zwölfte Ausführungsform)
Wie in den 39 bis 41 gezeigt besitzt eine Motorvorrichtung 17 gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Motorvorrichtung 1 (2 bis 6). Insbesondere enthält die Motorvorrichtung 17 sechs Halbleitermodule 581, 582, 583, 584, 585, 586. Die Halbleitermodule 581 - 586 sind an einer Wärmesenke 531 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung erstreckt wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401. Sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705, 706 sind für die Halbleitermodule 581 - 586 vorgesehen und auf der gleichen Seite wie die Wärmesenke 931 angeordnet.
Die Motorvorrichtung 17 unterscheidet sich von der Motorvorrichtung 1 dadurch, dass die Achsen der Kondensatoren 701 - 706 senkrecht zu der Mittelachse der Welle 401 sind. D.h. die Kondensatoren 701 - 706, die eine zylindrische Form besitzen, sind quer angeordnet. Daher besitzt die Wärmesenke 931 Aufnahmeräume 936, deren Querschnitt senkrecht zu der Achsenrichtung eine rechtwinklige Form besitzt. Die Aufnahmeräume 936 sind an einer Endwand ausgebildet, die in der Achsenrichtung angeordnet ist. Hierbei sind die Anschlüsse der Kondensatoren 701 - 706 direkt mit der Sammelschiene 507 verbunden, die als eine Leistungsversorgungsleitung arbeitet. Was die Halbleitermodule 581 - 586 betrifft ist eine dem Motorgehäuse 101 entgegen gesetzte Seite mit nur sechs Steueranschlüssen 509 aber keinen Kondensatoranschlüssen versehen (41).
Die Motorvorrichtung 17 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile wie die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Vorteile (1), (2) und (4) bis (14) bereit.
Insbesondere sind bei der Motorvorrichtung 17 die Kondensatoren 701 - 706 nahe den Halbleitermodulen 581 - 586 quer angeordnet. Daher müssen die an der Wärmesenke 931 ausgebildeten Aufnahmeräume 936 anders als die Aufnahmeräume 606 gemäß der ersten Ausführungsform (2) in der Achsenrichtung nicht tief sein. Dies ermöglicht es, zu verhindern, dass sich die Wärmeabfuhrleistungsfähigkeit der Wärmesenke 931 verschlechtert. Ferner sind die Anschlüsse der Kondensatoren 701 - 706 direkt mit den Sammelschienen 507 der Halbleitermodule 581 - 586 verbunden. Somit kann die Länge der Verdrahtung zwischen den Halbleitermodulen 581 - 586 und den Kondensatoren 701 - 706 minimiert werden, um die Kondensatoren 701 - 706 die ganze erwartete Leistungsfähigkeit liefern zu lassen. Darüber hinaus sind die Kondensatoren für die Halbleitermodule 581 - 586 mit einer Eins-zu-Eins-Zuordnung vorgesehen. Somit können die Kapazitäten der Kondensatoren 701 - 706 relativ gering ausgeführt sein, um die körperlichen Größen der Kondensatoren 701 - 706 zu verringern.
(Dreizehnte Ausführungsform)
Wie in den 42 bis 44 gezeigt besitzt eine Motorvorrichtung 18 gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Motorvorrichtung 17 (39 bis 41). Insbesondere besitzt die Motorvorrichtung 18 sechs Halbleitermodule 581, 582, 583, 584, 585, 586. Die Halbleitermodule 581 - 586 sind an einer Wärmesenke 941 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung erstreckt wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401. Sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705, 706 sind für die Halbleitermodule 581 - 586 quer vorgesehen.
Die Motorvorrichtung 18 unterscheidet sich von der Motorvorrichtung 17 dadurch, dass die Kondensatoren 701 - 706 der Wärmesenke 941 gegenüberliegend angeordnet sind. Die Kondensatoren 701 - 706 sind radial außerhalb von den Halbleitermodulen 581 - 586 angeordnet. Hierbei sind die Anschlüsse der Kondensatoren 701 - 706 direkt mit den Sammelschienen 507 verbunden, die als eine Leistungsversorgungsleitung arbeiten. Die Halbleitermodule 581 - 586 besitzen an dem Motorgehäuse entgegen gesetzten jeweiligen Seitenflächen nur sechs Steueranschlüsse 509 und keine Kondensatoranschlüsse (44).
Die Motorvorrichtung 18 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt außerdem die gleichen Vorteile wie die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Vorteile (1), (2) und (4) bis (16) bereit.
Insbesondere sind bei der Motorvorrichtung (18) die Kondensatoren 701 - 706 nahe den Halbleitermodulen 581 - 586 quer angeordnet und sind radial außerhalb von den Halbleitermodulen 581 - 586 angeordnet. Daher müssen keine Aufnahmeräume an der Wärmesenke 941 ausgebildet sein. Ferner sind die Anschlüsse der Kondensatoren 701 - 706 direkt mit den Sammelschienen 507 der Halbleitermodule 581 - 586 verbunden. Somit kann die Länge der Verdrahtung zwischen den Halbleitermodulen 581 - 586 und den Kondensatoren 701 - 706 minimiert werden, damit die Kondensatoren 701 - 706 die ganze erwartete Leistungsfähigkeit liefern können. Darüber hinaus sind die Kondensatoren 701 - 706 für die Halbleitermodule 581 - 586 mit einer Eins-zu-Eins-Zuordnung vorgesehen. Somit können die Kapazitäten der Kondensatoren 701 - 706 relativ gering ausgeführt sein, um die körperlichen Größen der Kondensatoren 701 - 706 zu verringern.
(Vierzehnte Ausführungsform)
Wie in den 45 bis 47 gezeigt enthält eine Motorvorrichtung 19 gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sechs Halbleitermodule 591, 592, 593, 594, 595, 596. Alphabetische Symbole in 45 werden verwendet zum Unterscheiden der Halbleitermodule 591 - 596 voneinander. Insbesondere werden die Halbleitermodule 591 - 596 einzeln bezeichnet als das U1-Halbleitermodul 591, als das VI-Halbleitermodul 592, als das W1-Halbleitermodul 593, als das U2-Halbleitermodul 594, als das V2-Halbleitermodul 595 und als das W2-Halbleitermodul 596.
Die U1-, V1- und W1-Halbleitermodule 591 - 593 und die U2-, V2- und W2-Halbleitermodule 594 - 596 sind durch die Sammelschienen 507 verbunden zum Bilden einer Moduleinheit. Die Sammelschienen 507 besitzen eine Verbindungsfunktion und arbeiten als eine Leistungsversorgungsleitung wie es bei den vorhergehenden Ausführungsformen der Fall ist.
Die Halbleitermodule 591 - 596 sind an einer Wärmesenke 951 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung erstreckt wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401.
Wie in 45 gezeigt ist die Wärmesenke 951 so gestaltet, dass ihr Querschnitt senkrecht zu der Achsenrichtung im Wesentlichen wie eine hexagonale Säule geformt ist. Ferner ist ein zylindrischer Raum in der Wärmesenke 951 ausgebildet. Eine Seitenwand 952 der Wärmesenke 951 enthält einen Aussparungsabschnitt 953, der einen nicht zusammenhängenden Abschnitt bildet. Ferner ist die Seitenwand 952 so ausgebildet, dass ihr Querschnitt senkrecht zu der Achsenrichtung im Wesentlichen wie eine hexagonale Säule geformt ist. Daher besitzt die Seitenwand 952 insgesamt sechs Seitenwandflächen 955, die radial nach außen zeigen und in einer Umfangsrichtung angeordnet sind.
Die Halbleitermodule 591 - 596, die an der Wärmesenke 951 angebracht sind, sind der Reihe nach an den Seitenwandflächen 955, die radial nach außen zeigen, angeordnet. Die Halbleitermodule 591 - 596 sind so angeordnet, dass die jeweiligen Wärmeabfuhrflächen in Kontakt mit den Seitenwandflächen 955 sind. Die Seitenwandflächen 955 sind ebene Flächen. Dementsprechend sind auch die Wärmeabfuhrflächen der Halbleitermodule 591 - 596 ebene Flächen.
Die Halbleitermodule 591 - 596 sind an den Seitenwandflächen 955 der Wärmesenke 951 wie oben beschriebenen angeordnet. Daher ist eine Linie senkrecht zu einer Halbleiterchipfläche senkrecht zu der Mittelachse der Welle 401.
Die Halbleitermodule 591 - 596 besitzen Kondensatoranschlüsse 510, die an der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 angebracht sind. Ferner besitzen die Halbleitermodule 591 - 596 neun Anschlüsse 509, die an der Endwand auf der dem Motorgehäuse 101 entgegen gesetzten Seite angebracht sind (47).
Wie z.B. in 45 gezeigt sind sechs Kondensatoren 701, 702, 703, 704, 705, 706 für die Halbleitermodule 591 - 596 vorgesehen und der Wärmesenke 551 gegenüberliegend angeordnet. Die Kondensatoren 701 - 706 sind radial außerhalb der Halbleitermodule 591 - 596 angeordnet. Die Kondensatoren 701 - 706 sind mit zugehörigen Befestigungsklammern 721 angebracht.
Die Kondensatoren 701 - 706 sind für die Halbleitermodule 591 - 596 mit einer Eins-zu-Eins-Zuordnung vorgesehen und nahe den Halbleitermodulen 591 - 596 angeordnet. Die Kondensatoren 701 - 706 besitzen eine zylindrische Form und sind so angeordnet, dass die jeweiligen Achsen parallel zu der Mittelachse der Welle 401 sind. Die Anschlüsse der Kondensatoren 701 - 706 sind direkt mit den Kondensatoranschlüssen 510 der Halbleitermodule 591 - 596 verbunden.
Die Drosselspule 52 ist so eingerichtet, dass die Welle 401 durch die Drosselspule 52 eingesetzt ist. Die Drosselspule 52 ist gebildet durch Wickeln eines Spulendrahtes um einen doghnut-förmigen Eisenkern herum. Das Spulenende der Drosselspule 52 ist von dem Aussparungsabschnitt 953 der Wärmesenke 951 in einer radialen Auswärtsrichtung herausgeführt (45).
Die Motorvorrichtung 19 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile wie die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Vorteile (1) bis (4) und (6) bis (14) bereit.
Insbesondere sind bei der Motorvorrichtung 19 die für die Halbleitermodule 591 - 596 vorgesehenen Kondensatoren 701 - 706 radial außerhalb von den Halbleitermodulen 591 - 596 angeordnet. Daher müssen die Aufnahmeräume für die Kondensatoren 701 - 706 nicht an der Wärmesenke 951 ausgebildet sein.
(Fünfzehnte Ausführungsform)
Wie in den 48 bis 50 gezeigt enthält eine Motorvorrichtung 20 gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung drei Halbleitermodule 1001, 1002, 1003. Die drei Halbleitermodule 1001 - 1003 sind durch die Sammelschienen verbunden zum Bilden eines Moduls.
Die Motorvorrichtung 20 unterscheidet sich von der Motorvorrichtung 16 dadurch, dass die Kondensatoren 711, 712, 713 radial außerhalb von den Halbleitermodulen 1001 - 1003 quer angeordnet sind. Daher sind die Aufnahmeräume für das Unterbringen der Kondensatoren 711 - 713 nicht an einer Seitenwand 962 einer Wärmesenke 961 ausgebildet. Die Anschlüsse der Kondensatoren 711 - 713 sind direkt mit den Sammelschienen 507 verbunden, welche die Halbleitermodule 1001 - 1003 miteinander verbinden. Daher besitzen die Halbleitermodule 1001 - 1003 keine Kondensatoranschlüsse.
Die Motorvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile wie die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Vorteile (1) bis (14) bereit.
(Sechzehnte Ausführungsform)
Wie in den 51 bis 53 gezeigt enthält eine Motorvorrichtung 21 gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sechs Halbleitermodule 1101, 1102, 1103, 1104, 1105, 1106. Alphabetische Symbole in 51 werden verwendet zum Unterscheiden der Halbleitermodule 1101 - 1106 voneinander. Insbesondere werden die Halbleitermodule 1101 - 1106 einzeln bezeichnet als das U1-Halbleitermodul 1101, als das V1-Halbleitermodul 1102, als das W1-Halbleitermodul 1103, als das U2-Halbleitermodul 1104, als das V2-Halbleitermodul 1105 und als das W2-Halbleitermodul 1106.
Die Halbleitermodule 1101 - 1106 sind an einer Wärmesenke 971 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung erstreckt wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401.
Wie in 51 gezeigt ist die Wärmesenke 971 so gestaltet, dass zwei Säulenelemente dessen Querschnitte senkrecht zu der Achsenrichtung im Wesentlichen trapezförmig sind, so angeordnet sind, dass sie die Mittelachse der Welle 401 dazwischen einschließen. Ferner ist ein vordefinierter radialer Abschnitt ausgespart zum Bilden eines zylindrischen Raums in der Mitte. Die Wärmesenke 971 besitzt Seitenwände 972 um die Mittelachse der Welle 401 herum. Die Seitenwände 972 enthalten zwei Aussparungsabschnitte 973, 974, die einen nicht zusammenhängenden Abschnitt bilden.
Die Seitenwände 972 der Wärmesenke 971 besitzen Seitenwandflächen 975, die radial nach außen zeigen. Die Seitenwandflächen 975 sind ebene Flächen. Vier Aufnahmeräume 976, 977, 978, 979, die zu einem zylindrischen Raum in der Mitte hin offen sind, sind in der radialen Einwärtsrichtung der Seitenwandflächen 975 ausgebildet. Insbesondere sind die Seitenwände 972 der Wärmesenke 971 zwei Säulenelemente, deren Querschnitt senkrecht zu der Achsenrichtung trapezförmig ist. Zwei Aufnahmeräume 976, 977 sind an einem Säulenelement ausgebildet, wohingegen die zwei verbleibenden Aufnahmeräume 978, 979 an dem anderen Säulenelement ausgebildet sind. Die Aufnahmeräume 976 - 979 sind so gestaltet, dass die entsprechenden bogenförmigen inneren Oberflächen an einer Position ausgebildet sind, die einer Grenze zwischen den benachbarten Seitenwandflächen 975 entspricht.
Die Halbleitermodule 1101 - 1106, die relativ zu der Wärmesenke 971 vorgesehen sind, sind an den Seitenwandflächen 975 angeordnet, die radial nach außen zeigen. Die Halbleitermodule 1101 - 1106 sind so angeordnet, dass die jeweiligen Wärmeabfuhrflächen in Kontakt mit den Seitenwandflächen 975 sind. Die Seitenwandflächen 975 sind ebene Flächen. Dementsprechend sind auch die Wärmeabfuhrflächen der Halbleitermodule 1101 - 1106 ebene Flächen.
Da die Halbleitermodule 1101 - 1106 an den Seitenwandflächen 975 der Wärmesenke 971 angeordnet sind, sind jeweilige Halbleiterchipflächen senkrecht zu der Mittelachse der Welle 401.
Die Halbleitermodule 1101 - 1106 besitzen Spulenanschlüsse 508, die an der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 angebracht sind. Zusätzlich besitzen die Halbleitermodule 1101 - 1106 sechs Steueranschlüsse 509 und einen oder zwei Kondensatoranschlüsse 510, die der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 entgegen gesetzt angeordnet sind (53). Die U1-, U2-, W1- und W2-Halbleitermodule 1101, 1102, 1105, 1106 besitzen nur einen Kondensatoranschluss 510, wohingegen die V1- und V2-Halbleitermodule 1103, 1104 zwei Kondensatoranschlüsse 510 besitzen.
Wie z.B. in 51 gezeigt sind vier Kondensatoren 721, 722, 723, 724 für die Halbleitermodule 1101 - 1106 vorgesehen und auf der gleichen Seite wie die Wärmesenke 971 angeordnet. Insbesondere sind die Kondensatoren 721 - 714 in den Aufnahmeräumen 976 - 979 der Wärmesenke 971 angeordnet.
Die Kondensatoren 721 - 724 sind nahe den Halbleitermodulen 1101 - 1106 angeordnet. Die Kondensatoren 721 - 724 besitzen eine zylindrische Form und sind so angeordnet, dass die jeweiligen Achsen parallel zu der Mittelachse der Welle 401 sind. Die Kondensatoren 721 - 724 sind von benachbarten Halbleitermodulen 1101 - 1106 gleich beabstandet. Ferner sind die Kondensatoranschlüsse 510 der Halbleitermodule 1101 - 1106 radial nach innen gebogen. Daher sind die Kondensatoren 721 - 724 direkt mit den gebogenen Kondensatoranschlüssen 510 verbunden. Insbesondere sind zwei Kondensatoranschlüsse 510 in der Breitenrichtung an den Enden der mittigen Halbleitermodule 1102, 1105 von drei durch Sammelschienen verbundenen Halbleitermodulen 1101 - 1106 angebracht, und die Steueranschlüsse 509 sind zwischen den Kondensatoranschlüssen 510 angebracht. Zusätzlich ist ein Kondensatoranschluss 510 in Breitenrichtung an einem Ende (nahe einem benachbarten Halbleitermodul) der verbleibenden Halbleitermodule 1101, 1103, 1104, 1106 angebracht, die an beiden Seiten der mittigen Halbleitermodule 1102, 1105 angeordnet sind.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von den anderen Ausführungsformen in der elektrischen Gestaltung. Insbesondere enthält die Inverterschaltung 60, die in 1 gezeigt ist, drei Halbleitermodule und zwei Kondensatoren. Die Kondensatoren können parallel zwischen einer Halbleitermodul-Leistungsversorgungsleitung und Masse geschaltet sein. Daher kann die Inverterschaltung 60 zwei Kondensatoren enthalten, obwohl die jeweiligen Kapazitäten eingestellt werden müssen. Die Inverterschaltung 60 kann alternativ nur einen Kondensator enthalten.
Die Drosselspule 52 ist so eingerichtet, dass die Welle 401 durch die Drosselspule 52 eingesetzt ist (53). Die Drosselspule 52 ist gebildet durch Wickeln eines Spulendrahtes um einen doghnut-förmigen Eisenkern herum. Das Spulenende der Drosselspule 52 ist von dem Aussparungsabschnitt 973 der Wärmesenke 971 in einer radialen Auswärtsrichtung herausgeführt (51).
Die Motorvorrichtung 21 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile bereit wie die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Vorteile (1), (2) und (4) bis (14).
Die Motorvorrichtung 21 enthält insbesondere vier Kondensatoren 721 - 724. Daher benötigt die Wärmesenke 971 nur vier Aufnahmeräume 976 - 979. Dies ermöglicht es, zu verhindern, dass die Wärmeabfuhrleistungsfähigkeit der Wärmesenke 571 verschlechtert wird.
(Siebzehnte Ausführungsform)
Wie in den 54 bis 57 gezeigt enthält eine Motorvorrichtung 22 gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sechs Halbleitermodule 1201, 1202, 1203, 1204, 1205, 1206. Die Halbleitermodule 1201 - 1206 sind an der Wärmesenke 941 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung erstreckt wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401.
Wie in 54 gezeigt ist die Wärmesenke 941 so gestaltet, dass zwei Säulenelemente, dessen Querschnitte senkrecht zu der Achsenrichtung im Wesentlichen trapezförmig sind, so angeordnet sind, dass sie die Mittelachse der Welle 401 dazwischen einschließen. Ferner ist ein vordefinierter radialer Abschnitt ausgespart zum Bilden eines zylindrischen Raums in der Mitte. Die Wärmesenke 941 besitzt Seitenwände 942 um die Mittelachse der Welle 401 herum. Die Seitenwände 942 enthalten zwei Aussparungsabschnitte 943, 944, die einen nicht zusammenhängenden Abschnitt bilden. Die Seitenwände 942 der Wärmesenke 941 besitzen Seitenwandflächen 945, die radial nach außen zeigen. Die Seitenwandflächen 945 sind ebene Flächen.
Die relativ zu der Wärmesenke 941, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, vorgesehenen Halbleitermodule 1201 - 1206 sind an den Seitenwandflächen 945 angeordnet, die radial nach außen zeigen. Die Halbleitermodule 1201 - 1206 sind so angeordnet, dass die jeweiligen Wärmeabfuhrflächen in Kontakt mit Seitenwandflächen 945 sind. Die Seitenwandflächen 945 sind ebene Flächen. Dementsprechend sind auch die Wärmeabfuhrflächen der Halbleitermodule 1201 - 1206 ebene Flächen.
Da die Halbleitermodule 1201 - 1206 an den Seitenwandflächen 945 der wie oben beschriebenen Wärmesenke 941 angeordnet sind, sind die jeweiligen Halbleiterchipflächen senkrecht zu der Mittelachse der Welle 401.
Die Halbleitermodule 1201 - 1206 besitzen Spulenanschlüsse 508, die an der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 angebracht sind. Zusätzlich besitzen die Halbleitermodule 1201 - 1206 sechs Steueranschlüsse 509 und Kondensatoranschlüsse 510, die der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 entgegen gesetzt angeordnet sind (54). Die Kondensatoranschlüsse 510 sind radial nach innen gebogen und mit leitfähigen Elementen 811, 812 verbunden, die auf der radialen Innenseite angeordnet sind.
Acht Kondensatoren 731, 732, 733, 734, 735, 736, 737, 738 sind in einem in der Mitte der Wärmesenke 941 ausgebildeten zylindrischen Raum angeordnet. Genauer sind die Kondensatoren entlang den inneren Flächen der Seitenwände 942 der Wärmesenke 941 angeordnet und um die Welle 401 herum angeordnet (56). Wie oben beschrieben ist die vorliegende Ausführungsform so gestaltet, dass acht Kondensatoren 731 - 738 für die sechs Halbleitermodule 1201 - 1206 vorgesehen sind.
Die leitfähigen Elemente 811, 812, die mit den wie oben beschriebenen Kondensatoranschlüssen 510 verbunden sind, enthalten runde Abschnitte 811a, 812a, die ringförmige dünne Platten sind, und Verbindungsabschnitte 811b, 812b, die sich von den runden Abschnitten 811a, 812a radial nach außen erstrecken. Die Verbindungsabschnitte 811b, 812b erstrecken sich parallel zueinander in Richtung zu den sechs Halbleitermodulen 1201 - 1206. Die leitfähigen Elemente 811, 812 sind so angeordnet, dass die leitfähigen Elemente 811, 812 axial voneinander isoliert sind. Ein leitfähiges Element 811 ist von dem Motorgehäuse 101 entfernt angeordnet, wohingegen das andere leitfähige Element 812 nahe an dem Motorgehäuse 101 angeordnet ist.
Ein Anschluss jedes Kondensators 731 - 738 ist mit einem leitfähigen Element 811 verbunden, wohingegen der verbleibende Anschluss mit dem anderen leitfähigen Element 812 verbunden ist (54 und 57). Die Verbindungsabschnitte 811b, 812b der leitfähigen Elemente 811, 812 sind mit den Kondensatoranschlüssen 510 der Halbleitermodule 1201 - 1206 verbunden. Genauer ist der eine Kondensatoranschluss 510 mit dem Verbindungsabschnitt 811b des einen leitfähigen Elementes 811 verbunden und ist der verbleibende Kondensatoranschluss 510 mit dem Verbindungsabschnitt 812b des anderen leitfähigen Elements 812 verbunden. Dieses Verbindungsschema verbindet einen Kondensatoranschluss 510 für jedes der sechs Halbleitermodule 1201 - 1206 mit einem Anschluss für jeden der acht Kondensatoren 731 - 738 durch ein leitfähiges Element 811, und verbindet den anderen Kondensatoranschluss 510 für jedes der sechs Halbleitermodule 1201 - 1206 mit dem anderen Anschluss für jeden der acht Kondensatoren 731 - 738 durch das andere leitfähige Element 812.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von den anderen Ausführungsformen im elektrischen Aufbau. Insbesondere sind die Halbleitermodule 1201 - 1206, die den in 1 gezeigten Inverterschaltungen 60, 68 entsprechen, und die acht Kondensatoren 731 - 738 einheitlich durch die leitfähigen Elemente 811, 812 verdrahtet. Dies unterscheidet die vorliegende Ausführungsform von den anderen Ausführungsformen, bei denen die Kondensatoren direkt mit den Halbleitermodulen verbunden sind. Somit kann eine gleichmäßige Kondensatorleistungsfähigkeit bereitgestellt werden für die einzelnen Halbleitermodule unabhängig von der Anzahl und der Größe der Kondensatoren. Folglich kann jede beliebige Anzahl von Kondensatoren verwendet werden für Gestaltungszwecke, obwohl entsprechende Kapazitäten eingestellt werden müssen.
Die Motorvorrichtung 22 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile bereit, wie die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Vorteile (1), (2), (4) bis (7) und (10) bis (14).
Die Motorvorrichtung 21 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält insbesondere acht Kondensatoren 731 - 738. Daher kann die körperliche Größe jedes der Kondensatoren 731 - 738 verringert werden. Somit können die Kondensatoren 731 - 738 angeordnet werden ohne Unterbringungsräume an der Wärmesenke 941 auszubilden. Dies ermöglicht es, zu verhindern, dass die Wärmeabfuhrleistungsfähigkeit der Wärmesenke 941 verschlechtert wird.
(Achtzehnte Ausführungsform)
Wie in den 58 bis 61 gezeigt enthält eine Motorvorrichtung 23 gemäß einer achtzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sechs Halbleitermodule 1201, 1202, 1203, 1204, 1205, 1206. Die Halbleitermodule 1201 - 1206 sind an der Wärmesenke 941 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung erstreckt wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401.
Die Wärmesenke 941 und die Halbleitermodule 1201 - 1206 sind in der gleichen Art und Weise angeordnet wie in Zusammenhang mit der Motorvorrichtung 22 gemäß der siebzehnten Ausführungsform beschrieben wurde.
Die Halbleitermodule 1201 - 1206 besitzen Spulenanschlüsse 508, die an der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 angebracht sind. Die Spulenanschlüsse 508 sind radial nach außen gebogen und mit den Durchführungsdrähten 206 von dem Stator 201 verbunden. Zusätzlich besitzen die Halbleitermodule 1201 - 1206 sechs Steueranschlüsse 509 und Kondensatoranschlüsse 510, die der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 entgegen gesetzt angeordnet sind (58). Die Kondensatoranschlüsse 510 sind radial nach innen gebogen und mit leitfähigen Elementen 811, 812 verbunden, die auf der radialen Innenseite angeordnet sind.
Zwei Kondensatoren 741, 742 sind in einem zylindrischen Raum angeordnet, der in der Mitte der Wärmesenke 941 ausgebildet ist. Genauer sind die Kondensatoren 741, 742 um die Welle 401 herum angeordnet, so dass die jeweiligen Innenflächen in Kontakt mit den Enden der Aussparungsabschnitte 943, 944 der Seitenwände 942 der Wärmesenke 941 sind (60). Wie oben beschrieben ist die vorliegende Ausführungsform so gestaltet, dass zwei Kondensatoren 741, 742 für die sechs Halbleitermodule 1201 - 1206 vorgesehen sind.
Die leitfähigen Elemente 811, 812, die mit den oben beschriebenen Kondensatoranschlüssen 510 verbunden sind, enthalten runde Abschnitte 811a, 812a, die ringförmige dünne Platten sind, und Verbindungsabschnitte 811b, 812b, die sich von den runden Abschnitten 811a, 812a radial nach außen erstrecken. Die Verbindungsabschnitte 811b, 812b erstrecken sich parallel zueinander und in Richtung zu den sechs Halbleitermodulen 1201 - 1206. Die leitfähigen Elemente 811, 812 sind so angeordnet, dass die leitfähigen Elemente 811, 812 axial voneinander isoliert sind. Ein leitfähiges Element 811 ist von dem Motorgehäuse 101 entfernt angeordnet, wohingegen das andere leitfähige Element 812 nahe an dem Motorgehäuse 101 angeordnet ist.
Ein Anschluss jedes Kondensators 741, 742 ist mit einem leitfähigen Element 811 verbunden, wohingegen der verbleibende Anschluss mit dem anderen leitfähigen Element 812 verbunden ist (58). Die Verbindungsabschnitte 811b, 812b der leitfähigen Elemente 811, 812 sind mit den Kondensatoranschlüssen 510 der Halbleitermodule 1201 - 1206 verbunden. Genauer ist ein Kondensatoranschluss 510 mit dem Verbindungsabschnitt 811b eines leitfähigen Elements 811 verbunden, und ist der verbleibende Kondensatoranschluss 510 mit dem Verbindungsabschnitt 812b des anderen leitfähigen Elements 812 verbunden. Dieses Verbindungsschema verbindet einen Kondensatoranschluss 510 für jedes der sechs Halbleitermodule 1201 - 1206 mit einem Anschluss für jeden der zwei Kondensatoren 741, 742 durch ein leitfähiges Element 811, und verbindet den anderen Kondensatoranschluss 510 für jedes der sechs Halbleitermodule 1201 - 1206 mit dem anderen Anschluss für jeden der zwei Kondensatoren 741, 742 durch das andere leitfähige Element 812.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von den anderen Ausführungsformen in dem elektrischen Aufbau. Insbesondere sind die Halbleitermodule 1201 - 1206, die den in 1 gezeigten Inverterschaltungen 60, 68 entsprechen, und die zwei Kondensatoren 741, 742 einheitlich durch die leitfähigen Elemente 811, 812 verdrahtet. Dies unterscheidet die vorliegende Ausführungsform von den anderen Ausführungsformen, bei denen die Kondensatoren direkt mit den Halbleitermodulen verbunden sind. Somit kann eine gleichmäßige Kondensatorleistungsfähigkeit leicht für die einzelnen Halbleitermodule bereitgestellt werden.
Die Motorvorrichtung 23 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile bereit wie die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Vorteile (1), (2), (4) bis (7) und (10) bis (14).
Die Motorvorrichtung 23 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält zwei Kondensatoren 741, 742. Obwohl die körperliche Größe jedes Kondensators erhöht ist kann die Anzahl an Kondensatoren verringert werden. Zusätzlich können die Kondensatoren angeordnet werden ohne Unterbringungsräume an der Wärmesenke 941 auszubilden. Dies ermöglicht es, zu verhindern, dass die Wärmeabfuhrleistungsfähigkeit von der Wärmesenke 941 verschlechtert wird.
(Neunzehnte Ausführungsform)
Wie in den 62 bis 65 gezeigt enthält eine Motorvorrichtung 24 gemäß einer neunzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sechs Halbleitermodule 1201, 1202, 1203, 1204, 1205, 1206. Die Halbleitermodule 1201 - 1206 sind an der Wärmesenke 941 angebracht, die sich von der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 in der gleichen Richtung erstreckt wie die Richtung der Mittelachse der Welle 401.
Die Wärmesenke 941 der Halbleitermodule 1201 - 1206 sind in der gleichen Art und Weise angeordnet wie im Zusammenhang mit der Motorvorrichtung 22 gemäß der siebzehnten Ausführungsform und der Motorvorrichtung 23 gemäß der achtzehnten Ausführungsform beschrieben wurde.
Die Halbleitermodule 1201 - 1206 besitzen Spulenanschlüsse 508, die an der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 angebracht sind. Die Spulenanschlüsse 508 sind radial nach außen gebogen und mit den Durchführungsdrähten 206 von dem Stator 201 verbunden. Zusätzlich besitzen die Halbleitermodule 1201 - 1206 sechs Steueranschlüsse 509 und Kondensatoranschlüsse 510, die der Endwand 106 des Motorgehäuses 101 entgegen gesetzt angeordnet sind (62). Die Kondensatoranschlüsse 510 sind radial nach innen gebogen und mit einem leitfähigen Element 821 verbunden, das auf der radialen Innenseite angeordnet ist.
Ein Kondensator 751 ist in der Mitte eines in der Mitte der Wärmesenke 941 ausgebildeten zylindrischen Raums angebracht (64). Wie oben beschrieben ist die vorliegende Ausführungsform so gestaltet, dass ein Kondensator 751 für die sechs Halbleitermodule 1201 - 1206 vorgesehen ist.
Die Kondensatoranschlüsse 510 sind mit dem leitfähigen Element 821, wie oben beschrieben wurde, elektrisch verbunden. Das leitfähige Element 821 ist in Harz eingegossen und rund geformt. Das leitfähige Element 821 enthält Elektroden 821a, 821b, die sich gegenüberstehen und in radialer Einwärtsrichtung hervorstehen. Das leitfähige Element 821 enthält außerdem Verbindungsabschnitte 821c, die in Richtung zu den Halbleitermodulen 1201 - 1206 hervorstehen, welche auf der radialen Außenseite angeordnet sind. Zwei Verbindungsabschnitte 821c, die parallel zueinander sind, stehen in Richtung zu jedem Halbleitermodule 1201 - 1206 hervor. Ein von einem Paar von parallel hervorstehenden Verbindungsabschnitten 821c ist leitend mit einer Elektrode 821a verbunden, wohingegen der verbleibende eine des Paars von parallel hervorstehenden Verbindungsabschnitten 821c leitend mit der anderen Elektrode 821b verbunden ist.
Wie in 62 gezeigt ist eine Elektrode 821a elektrisch mit einem Anschluss des Kondensators 751 verbunden, wohingegen die andere Elektrode 821b elektrisch mit dem verbleibenden Anschluss des Kondensators 751 verbunden ist. Ferner ist einer von einem Paar von parallel hervorstehenden Verbindungsabschnitten 821c elektrisch mit einem Kondensatoranschluss 510 der Halbleitermodule 1201 - 1206 verbunden, und ist der verbleibende eine von dem Paar von parallel hervorstehenden Verbindungsabschnitten 821c elektrisch mit dem anderen Kondensatoranschluss 510 der Halbleitermodule 1201 - 1206 verbunden.
Das oben beschriebene Verbindungsschema verbindet einen Kondensatoranschluss 510 von sechs Halbleitermodulen 1201 - 1206 mit einem Anschluss des Kondensators 751 durch das leitfähige Element 821 und verbindet den anderen Kondensatoranschluss 510 der sechs Halbleitermodule 1201 - 1206 mit dem anderen Anschluss des Kondensators 751 durch das leitfähige Element 821.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von den anderen Ausführungsformen in dem elektrischen Aufbau. Genauer enthalten die zwei in 1 gezeigten Inverterschaltungen 60, 68 sechs Halbleitermodule und einen Kondensator. Der Kondensator kann parallel zwischen eine Halbleitermodul-Leistungsversorgungsleitung und Masse geschaltet sein. Daher können die zwei Inverterschaltungen 60, 68 nur einen Kondensator enthalten, obwohl seine Kapazität eingestellt werden muss.
Die Motorvorrichtung 24 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die gleichen Vorteile bereit wie die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Vorteile (1), (2), (4) bis (7) und (10) bis (14).
Die Motorvorrichtung 24 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist insbesondere so gestaltet, dass sie nur einen Kondensator 751 enthält. Dieser Aufbau bedingt die Verwendung von nur einem Kondensator. Zusätzlich kann der Kondensator eingerichtet werden ohne einen Aufnahmeraum an der Wärmesenke 941 auszubilden. Dies ermöglicht, es zu verhindern, dass die Wärmeabfuhrleistungsfähigkeit der Wärmesenke 941 verschlechtert wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht beschränkt auf die offenbarten Ausführungsformen, sondern kann in anderen Ausführungsformen umgesetzt werden.

(A) Die vorhergehenden Ausführungsformen wurden unter der Annahme beschrieben, dass die vorliegende Erfindung eine elektrische Servolenkung verwendet. Jedoch kann die Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung, die den gleichen oben beschriebenen Aufbau besitzt, auch auf die anderen Gebiete angewendet werden.
(B) Die vorhergehenden Ausführungsformen wurden so gestaltet, dass die Halbleitermodule an mehreren Seitenwänden der Wärmesenke angeordnet sind. Jedoch können die Halbleitermodule alternativ an einer einzelnen Seitenwandfläche der Wärmesenke angeordnet sein.
(C) Die vorhergehenden Ausführungsformen sind so gestaltet, dass die Welle 401 durch die doughnut-förmige Drosselspule 52 eingesetzt ist. Jedoch muss die Drosselspule 52 nicht immer wie ein Doughnut geformt sein. Ferner muss die Welle 401 nicht immer durch die Drosselspule 52 eingesetzt sein. Stattdessen kann die Drosselspule 52 um die Welle 401 herum angeordnet sein. In einem solchen Fall kann die Spule entweder der längs oder quer angeordnet sein.
(D) Die vorhergehenden Ausführungsformen sind so gestaltet, dass die Flächen der Leiterplatten 801, 802 senkrecht zu der Mittelachse der Welle 401 sind. Jedoch müssen die Leiterplattenflächen nicht immer senkrecht zu der Mittelachse der Welle 401 sein. Ferner kann die vorliegende Erfindung ohne eine Leiterplatte sein, obwohl die vorhergehenden Ausführungsformen die Leiterplatten 801, 802 enthalten.
(E) Die vorhergehenden Ausführungsformen enthalten die Abdeckung 103. Alternativ kann die vorliegende Erfindung jedoch ohne Abdeckung sein.
(F) Bei den vorhergehenden Ausführungsformen stehen die Spulenanschlüsse 508, die Steueranschlüsse 509 und die Kondensatoranschlüsse 510 von den axialen Endflächen der Halbleitermodule hervor. Jedoch kann ein alternativer Aufbau verwendet werden, so dass die Anschlüsse 508, 509, 510 von nicht-axialen Endflächen der Halbleitermodule hervorstehen.
(G) Die vorhergehenden Ausführungsformen erfassen eine Winkelposition mit dem an der Welle 401 angebrachten Magneten und dem auf der Leiterplatte 801 angebrachten Positionssensor 73. Alternativ kann jedoch ein anderes Verfahren verwendet werden zum Erfassen der Winkelposition.
(H) Bei den vorhergehenden Ausführungsformen ist die Wärmesenke integral mit dem Motorgehäuse ausgebildet. Jedoch können die Wärmesenke und das Motorgehäuse mit verschiedenen Elementen ausgebildet sein.

Claims

Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung, die aufweist: einen Motor (30), der ein eine Hülle bildendes, röhrenförmiges Motorgehäuse (101), einen radial innerhalb von dem Motorgehäuse (101) angebrachten und mit mehrphasigen Spulen gewickelten Stator (201), einen radial innerhalb von dem Stator (201) angebrachten Rotor (301) und eine sich zusammen mit dem Rotor (301) drehende Welle (401) enthält; eine Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971), die sich von einer Endwand (106) des Motorgehäuses (101) in der gleichen Richtung wie eine Richtung einer Mittelachse der Welle (401) erstreckt; und eine elektronische Schaltung (50, 70), die an dem Motorgehäuse (101) angebracht ist, die in der Richtung der Mittelachse der Welle (401) orientiert ist und die zu der Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) hin angeordnet ist, zum Bereitstellen einer Antriebssteuerung des Motors (30); wobei die elektronische Schaltung (50, 70) eine Mehrzahl von Halbleitermodulen (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) enthält, von denen jedes einen Halbleiterchip zum Auswählen eines in den Mehrphasen-Spulen fließenden Stroms besitzt und vertikal in Kontakt mit einer Seitenwandfläche der Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) angeordnet ist, so dass eine Linie senkrecht zu einer Halbleiterchipfläche nicht parallel zu der Mittelachse der Welle (401) ist, wobei die Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) eine Mehrzahl von Seitenwandflächen besitzt, die verschiedene Ebenen definieren, und wobei die Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 - 566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) der Reihe nach relativ zu der Mehrzahl von Seitenwandflächen in direktem oder indirektem Kontakt mit den Seitenwandflächen angeordnet sind, wobei die Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) eine Seitenwand enthält, die in einer stehenden Art und Weise um die Mittelachse der Welle (401) installiert ist, und die elektronische Schaltung (50, 70) eine Drosselspule (52) enthält, die an einer Leistungsversorgungsleitung für die Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) angeordnet ist; und die Drosselspule (52) radial innerhalb von den Seitenwänden angeordnet ist.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach Anspruch 1, wobei: die Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) einen Aussparungsabschnitt enthält, der in der Richtung der Mittelachse der Welle (401) orientiert ist und der zum Vorsehen eines Teils der Seitenwand mit einem nicht zusammenhängenden Abschnitt verwendet wird.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die elektronische Schaltung (50, 70) eine Steuerschaltung (70) enthält, die die Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) steuert; und die Steuerschaltung (70) mit einer Leiterplatte (801, 802) ausgebildet ist, die an dem Motorgehäuse (101) angebracht ist, wobei Flächen der Leiterplatte (801, 802) rechtwinklig zur Mittelachse der Welle (401) sind.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach Anspruch 3, wobei: die Leiterplatte (801, 802) so angeordnet ist, dass eine Oberfläche davon senkrecht zu der Mittelachse der Welle (401) ist.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach Anspruch 3 oder 4, wobei: die Leiterplatte (801, 802) relativ zu den Halbleitermodulen (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) dem Motorgehäuse (101) in der Richtung der Mittelachse der Welle (401) entgegen gesetzt angeordnet ist.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach Anspruch 5, die weiter aufweist: eine mit Boden versehene zylindrische Abdeckung (103), die an dem Motorgehäuse (101) angebracht ist, die in Richtung zu der Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) angeordnet ist und die über den Halbleitermodulen (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) installiert ist, wobei die Leiterplatte (801, 802) in einem Raum zwischen der Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) und einem Boden der Abdeckung (103) angeordnet ist.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach Anspruch 3 oder 4, wobei: die Leiterplatte (801, 802) relativ zu den Halbleitermodulen (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) in der Richtung der Mittelachse der Welle (401) auf der gleichen Seite wie das Motorgehäuse (101) angeordnet ist.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 7, wobei: die Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) einen Steueranschluss enthalten, der an einem Ende in der Richtung der Mittelachse der Welle (401) angeordnet ist; und der Steueranschluss mit der Leiterplatte (801, 802) verbunden ist.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 8, wobei: die Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) einen Spulenanschluss enthalten, der an einem der Leiterplatte (801, 802) entgegen gesetzten Ende angebracht ist; und der Spulenanschluss mit einer Spule des Stators (201) verbunden ist.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach Anspruch 9, wobei: der Spulenanschluss in einer radialen Richtung gebogen ist und mit der Spule des Stators (201) durch einen radialen Raum nahe den Halbleitermodulen (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) verbunden ist.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach Anspruch 10, wobei: der Raum nahe den Halbleitermodulen (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) ein radial außerhalb von den Halbleitermodulen (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) vorgesehener Raum ist.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 11, die weiter aufweist: ein Winkelpositionserfassungsmittel (73, 402), das eine Winkelposition der Welle (401) erfasst.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach Anspruch 12, wobei: das Winkelpositionserfassungsmittel (73, 402) einen Magneten (402) und einen Detektor (73) enthält; der Magnet (402) an einem Ende der Welle (401) angebracht ist, das in Richtung zu der Leiterplatte (801, 802) angeordnet ist; und der Detektor (73) auf der Leiterplatte (801, 802) angebracht ist zum Erfassen der Winkelposition des Magneten (402).
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, wobei: die Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) durch eine Sammelschiene verbunden sind zum Bilden einer Moduleinheit.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, wobei: die Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) aus dem gleichen Material wie das Motorgehäuse (101) gemacht ist und einstückig mit dem Motorgehäuse (101) ausgebildet ist.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15, wobei: die Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) Seitenwandflächen besitzt, die radial nach außen zeigen und um die Mittelachse der Welle (401) herum angeordnet sind.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach Anspruch 16, wobei: die Seitenwandflächen so geneigt sind, dass ein Abstand von der Mittelachse der Welle (401) mit einer Zunahme eines Abstands von der Endwand (106) des Motorgehäuses (101) abnimmt.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach Anspruch 16, wobei: die Seitenwandflächen so geneigt sind, dass ein Abstand von der Mittelachse der Welle (401) mit einer Zunahme eines Abstands von der Endwand (106) des Motorgehäuses (101) zunimmt.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 18, wobei: die Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) so angeordnet sind, dass eine Linie senkrecht zu einer Halbleiterchipfläche senkrecht zu der Mittelachse der Welle (401) ist.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 19, wobei: die Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) so ausgebildet ist, dass die Seitenwandflächen bezüglich der Mittelachse der Welle (401) geneigt sind.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 20, wobei: die Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) so angeordnet sind, dass Wärmeabfuhrflächen davon in Kontakt mit Seitenwandflächen der Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) sind.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 21, wobei: zumindest ein Teil der Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) Seitenwände enthält, deren Querschnitte senkrecht zu der Mittelachse der Welle (401) linear geformt sind.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach Anspruch 22, wobei: die Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) so angeordnet sind, dass die Wärmeabfuhrflächen davon in Kontakt mit ebenen Oberflächen der Seitenwandflächen der Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) sind.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach Anspruch 23, wobei: die Wärmeabfuhrflächen der Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) ebene Flächen sind, die den Seitenwandflächen der Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) entsprechen.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 24, wobei: jedes der Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 - 566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) einen Halbleiterchip enthält, der ein Halbleiterschaltelement bildet, welches einer Spule für eine bestimmte Phase der Mehrphasenspulen entspricht.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 25, wobei: ein bestimmtes von den Halbleitermodulen (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) einen Halbleiterchip enthält, der ein Halbleiterschaltelement zum Schutz gegen Verpolung bildet.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 26, wobei: ein bestimmtes von den Halbleitermodulen (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) zumindest einen Teil einer Steuerschaltung (70) enthält, das den Halbleiterchip steuert.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 27, wobei: die Wärmesenke (601, 611, 641, 651, 671, 901, 911, 921, 931, 941, 951, 961, 971) die Seitenwandflächen besitzt, die radial nach innen zeigen und um die Mittelachse der Welle (401) herum angeordnet sind.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach Anspruch 28, wobei: die Seitenwandflächen so geneigt sind, dass ein Abstand von der Mittelachse der Welle (401) mit einer Zunahme des Abstands von der Endwand (106) des Motorgehäuses (101) zunimmt.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 29, wobei: die Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) an der Endwand (106) des Motorgehäuses (101) an einer einer Ausgangsseite der Welle (401) entgegen gesetzten Seite angebracht sind.
Motorvorrichtung mit integrierter elektronischer Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 29, wobei: die Halbleitermodule (501 - 506, 511 - 516, 531 - 536, 551 - 556, 561 -566, 571 - 576, 581 - 586, 591 - 596, 1001 - 1006, 1201 - 1206) an einer Endwand (106) des Motorgehäuses (101) auf einer Ausgangsseite der Welle (401) angebracht sind.